JPH0235285B2

JPH0235285B2 - Ekishohyojitaiyodenkyokubannoseizohoho

Info

Publication number: JPH0235285B2
Application number: JP1820682A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1982-02-09
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2002-02-09
Also published as: JPS58136017A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は広くは液晶表示体用電極板の製造方法
に関する。さらに詳しくは本発明は液晶表示体用
電極板を構成する液晶配向膜を所望の形状に整形
するための方法に関する。

最近、液晶材料の光学的異方性を利用して液晶
表示体が時計、各種測定装置等の表示部品として
広く実用されるようになつた。液晶表示体は負の
誘電異方性を有するネマチツク液晶材料に電界を
印加した場合に得られる該液晶材料の光散乱効果
を利用した動散乱型（DS型）と、正の誘電異方
性を有するネマチツク液晶材料に電界を印加した
場合に得られる該液晶材料の旋光効果を利用した
電界効果型（FE型）とに分類される。

DS型、FE型を問わず、液晶表示体はスペーサ
ーによつて一定の間隔を保つて対向せしめられた
一対の電極板間に液晶材料が挾持され、密封され
た基本的構造を有する。電極板は基板、導電膜
（電極）および液晶配向膜からなり、表面に導電
膜が形成された基板上にさらに液晶配向膜が形成
されたものである。基板として一般にガラス板が
用いられる。電極である導電膜の材料としては酸
化インジウム（In₂O₃）、酸化錫（SnO₂）等の導
電性金属酸化物、あるいはアルミニウム、銀等の
単体金属が用いられる。一般に前者は透明な光透
過性導電膜を与え、一方後者は不透明な光反射性
導電膜を与える。液晶表示体を構成する一対の電
極板それぞれには一般に形状の異なる導電膜が設
けられており、この形状の異なる導電膜は一対の
電極板が重ね合わされる時所望の表示形状を含む
導電膜の重畳が得られるように設計されている。
また、液晶表示体を構成する一対の電極板の少な
くとも一方の導電膜（すなわち、少なくとも観察
側電極板の導電膜）は、光透過性導電膜である。

電極板の液晶配向膜は液晶表示体内に密封され
る液晶材料を配向させ、電極板間に電界が印加さ
れる時液晶材料が光散乱効果あるいは旋光効果を
示すようにするために設けられるものである。液
晶配向膜の材料として酸化珪素等の種々の無機材
料、あるいはポリイミド樹脂、弗素樹脂、ポリビ
ニルアルコール樹脂、ポリパラバン酸樹脂等の
種々の有機材料を使用することができることが従
来知られている。この液晶配向膜は用いられる材
料に応じて蒸着法、回転塗布法、オフセツト印刷
法、スプレー塗布法等によつて50〜5000Åの厚さ
で形成され、その後その表面に配向処理が施され
て液晶配向性能が付与される。配向処理は例えば
液晶配向膜表面を一定方向に研摩することによつ
て行なわれるが、一般に配向処理が施されない場
合には液晶配向膜はほとんど液晶配向性能を有し
ない。なお、本明細書において「液晶配向膜」と
言う場合には、特に断りがない限り、配向処理が
施されていない液晶配向膜を意味するものとす
る。

上述のように液晶配向膜は液晶表示体に必須の
ものであるが、必ずしも電極板全面に設けられる
必要はなく、少なくとも電極板の液晶材料と接す
る部分に設けられればよい。むしろスペーサーが
設けられ、また電極（導電膜）のリード部分が存
在する電極板の周辺部分には、スペーサーと電極
板との密着性および電極リード部分と駆動回路と
の電気的接続の点から液晶配向膜は設けられない
のが好ましい。従つて一般に、まず導電膜を有す
る基板全面に液晶配向膜が形成され、しかる後配
向処理前に液晶配向膜が整形され表示に不必要な
周辺部分が除去される。

従来、導電膜を有する基板全面に形成された液
晶配向膜を整形し表示に不必要な部分を除去する
のに、フオトレジスト技術が利用されている。す
なわちネガタイプフオトレジスト技術が利用され
る従来法においては、まず導電膜を有する基板全
面に形成された液晶配向膜上に光硬化性樹脂から
なるフオトレジストインクが塗布され、乾燥され
てレジスト膜が形成される。次に所望の形状の光
透過部分を有するフオトマスクがレジスト膜上に
位置決めされて置かれ、レジスト膜の露光が行な
われる。露光後現像が行なわれ、所望の形状を有
する硬化部分を残してレジスト膜の末硬化部分が
除去され、その部分の液晶配向膜が露出せしめら
れる。その後露出した液晶配向膜がエツチングに
よつて除去され、エツチング後残留レジスト膜が
除去されて所望の形状を有する液晶配向膜が得ら
れる。またポジタイプフオトレジスト技術が利用
される従来法においては、上記光硬化性樹脂の代
わりに光分解性樹脂が用いられ、レジスト膜は上
記とは逆のパターンに露光され、以下上記と同様
の作業が行なわれる。しかしながら、このフオト
レジスト技術を利用する従来法は工程が複雑であ
り、このために得られる電極板はコストが高いも
のとなる。

また、簡便な方法として、上述の従来法のよう
に一旦基板上に形成された液晶配向膜を整形し不
要部分を除去することによつて所望の形状を有す
る液晶配向膜を得るのではなく、オフセツト印刷
法、マスクを用いるスプレー塗布法等によつて所
望の形状を有する液晶配向膜を直接基板上に形成
する方法が試みられている。しかしながらこの方
法による場合、得られる液晶配向膜の膜厚が不均
一になり易く、また液晶配向膜を所定の位置に正
確に形成するのが困難であり、液晶配向膜の位置
ズレが生じ易い。液晶配向膜の膜厚が不均一であ
る場合には得られる液晶表示体において液晶材料
の配向状態が悪化し、また液晶配向膜の位置ズレ
が生じた場合には液晶表示体を構成する一対の電
極板の液晶配向膜の相対位置にズレが生じ、いず
れも液晶表示体にとつて好ましいことではない。

上述のような状況から、均一な膜厚を有する所
望の形状の液晶配向膜が所定の位置に正確に設け
られた液晶表示体用電極板を簡単に、従つて低コ
ストで製造することが可能な液晶表示体用電極板
の製造方法が望まれている。

従つて、本発明の目的は均一な膜厚を有する所
望の形状の液晶配向膜が所定の位置に正確に設け
られた液晶表示体用電極板を簡単に、従つて低コ
ストで製造することが可能な液晶表示体用電極板
の製造方法を提供することにある。

本発明者は上記目的を達成するため、液晶表示
体用電極板の製造方法に関して種々の研究を行な
つてきた。その結果、導電膜が設けられた基板上
に塩基性溶液に可溶な材料を用いて液晶配向膜を
形成し、この液晶配向膜をアスフアルトを主成分
とする耐塩基性レジストインクと使用するレジス
ト技術を利用して整形する場合には、膜厚が均一
であり、また位置ズレのない所望の形状の液晶配
向膜を有する電極板を、上記フオトレジスト技術
を利用する従来法よりもより簡単に、従つてより
低コストで製造することができることを見出し、
本発明を完成するに至つた。

本発明の液晶表示体用電極板の製造方法は、表
面に導電膜が形成された基板上にさらに液晶配向
膜を形成してなる液晶表示体用電極板の製造方法
において、表面に上記導電膜が形成された上記基板上に
塩基性溶液に可溶な材料からなる上記液晶配向
膜を形成し、この液晶配向膜上にイスフアルトを主成分と
する耐塩基性レジントインクからなるレジスト
膜を所望の形状に形成し、塩基性エツチング液によつて上記レジスト膜
が積層されていない部分の上記液晶配向膜を除
去することにより上記液晶配向膜を上記所望の
形状に整形し、しかる後上記レジスト膜を除去することを特徴とする。

レジスト技術はいろいろな方面で利用されてい
るが、大抵の場合レジストインクとして耐酸性レ
ジストインクが用いられ、この耐酸性レジストイ
ンクが酸性エツチング液を組合わせられて使用さ
れている。このような一般的なレジスト技術とは
異なり、本発明の製造方法においてはレジストイ
ンクとしてアスフアルトを主成分とする耐塩基性
レジストインクが用いられ、この耐塩基性レジス
トインクが塩基性エツチング液と組合わせられて
使用される。耐塩基性レジストインクが使用され
るのは、主として以下のような理由による。

電極である導電膜は一般に酸に対する耐性が
低い。

液晶配向膜に用いられる材料の多くは塩基分
解性材料である。

以下本発明の製造方法を詳細に説明する。本発
明の製造方法においては、まず表面に導電膜が形
成された基板が準備される。先に説明したよう
に、一般に基板としてガラス板が用いられ、また
導電膜の材料としてIn₂O₃，SnO₂等の導電性金属
酸化物が用いられる。これら導電性材料の薄膜を
基板上に形成し導電膜とするのには、蒸着法、ス
パツタリング法等が利用される。

一般にまず基板全面に導電性材料の薄膜が形成
され、その後フオトレジスト技術等によつて薄膜
が整形され不要部分が除去されて所望の形状の導
電膜とされる。

次に、上記表面に導電膜が形成された基板上に
塩基性溶液に可溶な材料からなる液晶配向膜が形
成される。従来、液晶配向膜に適した有機材料お
よび無機材料が種々知られているが、これら材料
のうち塩基性溶液に可溶なものはいずれも本発明
の製造方法に使用することができる。液晶配向膜
に用いられる材料は配向処理によつて高い液晶配
向性能が付与され得るような膜を与えるものであ
ることが必要であるが、これに加えて電気絶縁性
の高い膜を与えるものであること、および導電膜
が形成された基板との密着性の高い膜を与えるも
のであることが必要である。これら３つの点か
ら、目下のところ最も優れた塩基性溶液に可溶な
液晶配向膜材料はポリイミド樹脂およびポリパラ
バン酸樹脂である。従つて本発明の製造方法にお
いては、液晶配向膜の材料としてポリイミド樹脂
およびポリパラバン酸樹脂を用いるのが特に好ま
しい。

液晶配向膜は用いられる材料に応じて蒸着法、
回転塗布法、オフセツト印刷法、スプレー塗布法
等によつて形成される。また、液晶配向膜は一般
に50〜5000Åに膜厚で形成される。

塩基性溶液に可溶な材料からなる液晶配向膜が
形成された後、この液晶配向膜上に耐塩基性レジ
ストインクからなるレジスト膜が所望の形状に形
成される。耐塩基性レジストインクは液晶配向膜
との密着性が高すぎもせず、また低すぎもしない
レジスト膜を与えるものであることが必要であ
る。これはレジスト膜と液晶配向膜との密着性が
高すぎる場合にはエツチング後液晶配向膜からの
レジスト膜の除去が困難になるためであり、また
レジスト膜と液晶配向膜との密着性が低すぎる場
合にはエツチング中にエツチング液の滲込みが生
じ易くなるためである。

このような条件を満す、本発明の製造方法に用
いられる耐塩基性レジストインクとして、アスフ
アルト約40〜60重量％、フイラー約20〜35重量
％、溶剤約15〜40％からなり、さらに必要に応じ
てフロー剤、消泡剤、増粘剤等の添加剤を少量配
合したものからなる、アスフアルトを主成分とす
るレジストインクが使用される。

アスフアルトとしては、JISK2207で規定され
ている針入度０〜300のストレートアスフアルト、
針入度０〜40のブローンアスフアルト等が使用出
来るが、特に上記条件を満すものとして針入度５
〜20のブローンアスフアルトが好適である。

フイラーとしては、耐水性、耐塩基性のよいも
のであれば特に制限ないが、タルク、マイカ、沈
降性硫酸バリウム等が代表的なものとして挙げら
れる。

特にタルクの如き鱗片状のものが透水を防止す
るので好ましい。

溶剤としては、液晶配向膜を溶解しないもので
あれば特に制限ないが、遅乾性の溶剤が適当であ
る。

このような耐塩基性レジストインクを用いて液
晶配向膜にレジスト膜を形成するのには、所望の
形状のレジスト膜が所定の位置に形成されるので
あればいかなる方法が用いられてもよいが、一般
にレジスト膜はスクリーン印刷法によつて印刷塗
布されるのが好ましい。また一般にレジスト膜は
５〜50μの膜厚で形成される。

上述のように液晶配向膜上に耐塩基性レジスト
インクからなる所望の形状のレジスト膜が形成さ
れた後、レジスト膜が積層されていない部分の液
晶配向膜が塩基性エツチング液によつてエツチン
グ除去され、レジスト膜が積層されている部分の
液晶配向膜のみが基板上に残留せしめられる。こ
のエツチングはレジスト膜が設けられた電極板を
塩基性エツチング液中に浸漬することによつて行
なわれる。エツチング時間、エツチング液の温度
等のエツチング条件はクリテイカルなものである
ので、良好なエツチングが行なわれるようにこれ
らエツチング条件が厳密に制御されなければなら
ない。

塩基性エツチング液は液晶配向膜材料を考慮し
て適宜選択される。例えば、ポリイミド樹脂から
なる液晶配向膜に適した塩基性エツチング液とし
てはヒドラジン水溶液、塩基性脱脂用洗剤（例え
ば奥野製薬製商品名「エースクリーン」）等が挙
げられ、またポリパラバン酸樹脂からなる液晶配
向膜に適した塩基性エツチング液としてはアンモ
ニア水等が挙げられる。

エツチング後、電極板を充分に水洗し、塩基性
エツチング液を除去する。

上述の塩基性エツチング液によるエツチングの
後、レジスト膜が除去される。一般にこのレジス
ト膜の除去は電極板を剥離剤中に浸漬するか、あ
るいはレジスト膜に剥離剤をスプレーすることに
よつて行なわれる。電極板を剥離剤中に浸漬する
ことによつてレジスト膜を除去する場合には、剥
離槽を２槽以上設け、これら剥離槽に電極板を順
次送りながらレジスト膜を剥離除去するのが液晶
配向膜面を清浄に保つ上で好ましい。またこの場
合、超音波等を用いて剥離剤を撹拌するのが好ま
しい。

剥離剤としてはキシレン等の芳香族有機溶剤、
トリクレン、メチレンクロライド等のハロゲン化
炭化水素有機溶剤等が挙げられる。

レジスト膜の除去後、電極板はアルコール等の
溶剤で洗浄され、乾燥される。このようにして所
望の形状に整形された液晶配向膜を有する電極板
が得られる。

以上の説明から明らかなように、本発明の製造
方法はフオトレジスト技術が利用される従来法に
おいて必須である露光および現像工程を必要とせ
ず、従つて本発明の製造方法によれば従来法より
もより簡単に、従つてより低コストで所望の形状
に整形された液晶配向膜を有する電極板を得るこ
とができる。また、本発明の製造方法によれば従
来法と同様に均一な液晶配向膜を形成することが
でき、従つて本発明の製造方法によつて得られた
電極板が用いられた液晶表示体においては、液晶
材料は良好な配向状態を示す。さらに、本発明の
製造方法によれば従来法と同様に所望の形状の液
晶配向膜を所定の位置に正確に形成することがで
きる。本発明の製造方法によつて得られた電極板
の液晶配向膜の位置ズレは非常に小さく、通常±
0.1mm以内である。

以上説明したように、本発明は均一な膜厚を有
する所望の形状の液晶配向膜が所定の位置に正確
に設けられた液晶表示体用電極板を簡単に、従つ
て低コストで製造することを可能にするものであ
る。また付随的に、本発明は液晶表示体の品質を
向上さ、液晶表示体の品質を均一化させ、また液
晶表示体の製造における歩留まりを向上させるも
のである。このように本発明の工業的利用価値は
非常に大きなものである。

次に実施例によつて本発明を説明する。

実施例１液晶表示体10個分20枚のガラス基板が一体とな
つたガラス基板を準備した。このガラス基板の表
面には１個の液晶表示体を構成する互に形状の異
なる一対の導電膜（電極）が交互に２列に亘つて
形成されている。このガラス基板上にポリイミド
の先駆体であるポリアミツク酸の1.5％ジメチル
アセトアミド溶液を回転塗布法によつて塗布し、
塗膜を250℃で１時間加熱して重合させ、乾燥し
た。このようにしてガラス基板全面にポリイミド
樹脂からなる液晶配向膜を形成した。その後325
メツシユのステンレススチール網を使用したスク
リーン版を用いて、液晶配向膜の表示に必要な部
分に針入度10〜20のブローンアスフアルト48重量
％、タルク26重量％、ソルベツソ＃150（エツソ・
スタンダード石油製商品名）24重量％、添加剤２
重量％からなるレジストインクを印刷塗布し、
110℃で10分間乾燥してレジスト膜を形成した。

次に、レジスト膜を形成したガラス基板を35℃
の60％ヒドラジン水溶液に撹拌しながら１分間浸
漬し、レジスト膜が積層されていない部分の液晶
配向膜をエツチング除去した。エツチング後直ち
に基板を水洗し、残留ヒドラジン水溶液を除去し
た。充分に水洗を行なつた後、基板をイソプロピ
ルアルコール中に浸漬して水を置換し、その後基
板を超音波撹拌機を備えた３槽のトリクレン槽
各々に３分間づつ浸漬し、レジスト層を剥離除去
した。その後、基板をイソプロピルアルコール蒸
気槽に入れ、蒸気洗浄および乾燥を行なつた。

上述のような液晶配向膜整形処理を行なつたガ
ラス基板を一定方向に研摩することによつて配向
処理し、液晶配向膜に液晶配向性能を付与した。
その後ガラス基板を切断して液晶表示体10個分20
枚の電極板を得、これら電極板を用いて通常の方
法で10個の液晶表示体を製造した。得られた液晶
表示体いずれにおいても液晶材料は良好な配向状
態を示した。また、MIL標準試験法202D−106C
に従つて各液晶表示体を温湿度サイクル試験した
ところ、10サイクル経過した後でも液晶表示体に
何の異常も認められなかつた。

実施例２実施例１と同じガラス基板を準備した。このガ
ラス基板上にポリパラバン酸樹脂の３％ジメチル
ホルムアミド溶液を回転塗布法によつて塗布し、
塗膜を200℃で30分間加熱して乾燥した。このよ
うにしてガラス基板全面にポリパラバン酸樹脂か
らなる液晶配向膜を形成した。その後、325メツ
シユのステンレススチール網を使用したスクリー
ン版を用いて、液晶配向膜の表示に必要な部分に
実施例１で使用してアスフアルトを主成分とする
レジストインクを印刷塗布し、110℃で10分間乾
燥してレジスト膜を形成した。

次に、レジスト膜を形成したガラス基板を35℃
の10％アンモニア水中に撹拌しながら２分間浸漬
し、レジスト膜が積層されていない部分の液晶配
向膜をエツチング除去した。エツチング後直ちに
基板を水洗し、残留アンモニア水を除去した。充
分に水洗を行なつた後、基板をイソプロピルアル
コール中に浸漬して水を置換し、その後基板を超
音波撹拌機を備えた３槽のトリクレン槽各々に３
分間づつ浸漬し、レジスト層を剥離除去した。そ
の後、基板をイソプロピルアルコール蒸気槽に入
れ、蒸気洗浄および乾燥を行なつた。

Claims

【特許請求の範囲】１表面に導電膜が形成された基板上にさらに液
晶配向膜を形成してなる液晶表示体用電極板の製
造方法において、表面に上記導電膜が形成された上記基板上に
塩基性溶液に可溶な材料からなる上記液晶配向
膜を形成し、この液晶配向膜上にアスフアルトを主成分と
する耐塩基性レジストインクからなるレジスト
膜を所望の形状に形成し、塩基性エツチング液によつて上記レジスト膜
が積層されていない部分の上記液晶配向膜を除
去することにより上記液晶配向膜を上記所望の
形状に整形し、しかる後上記レジスト膜を除去することを特徴とする
製造方法。２上記塩基性溶液に可溶な材料がポリイミド樹
脂であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の製造方法。３上記塩基性溶液に可溶な材料がポリパラバン
酸樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。４上記レジスト膜をスクリーン印刷法によつて
形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第３項のいずれかの項記載の製造方法。５上記レジスト膜の膜厚が５乃至50μであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項
のいずれかの項記載の製造方法。６上記液晶配向膜の膜厚が50乃至5000Åである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５
項のいずれかの項記載の製造方法。