JPH03105321A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶分子の配列方向を制御するために有機質
配向膜を用い、その膜面を有機質繊維のバフ布でラビン
グして、液晶分子の配列状態を適切に配向させた液晶表
示素子に関する。

［従来の技術］ 従来から、液晶表示素子の上下ガラス基板の内面に膜厚
５０〜１００ｎｍの有機質配向膜を形成させ、その液晶
に接触する表面を、有機質繊維からなるバフ布でラビン
グして、液晶分子をほぼラビング方向に配列させること
が行われていた（特開昭５１−６５９６０号公報）．シ
かし、ラビング後の配向膜表面形状などをｗｔ察して定
量的に其の良否を判定評価することができず、液晶の配
向特性を制御するラビングの最適条件を規定することは
できなかった。

［発明が解決しようとする課題コ 従来は、配向膜によって液晶分子（長軸）が特定方向に
配向されるメカニズムについて、ラビングによって表面
に形成された溝によるという説と、ラビングによる発熱
や張力印加により配向膜有機物質の分子鎖がラビング方
向に沿って再配列するためとする説の２説があり、近年
は後者の方がやや優勢であった。

本発明は，特性良好な液晶表示素子の有機質配向膜の表
面状態を良＜ｍ祭して調べ、その結果に基づいて配向特
性が確実に品質管理された配向膜を使用した液晶表示素
子を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 」二記目的を達或するために本発明においては、イミド
、アミド系を含む有機質配向膜を厚さ５０〜１００ｎｍ
に塗布したガラス基板を大気中１５０〜２９０℃でｌ時
間加熱処理したのち有機質繊維からなるバフ布でラビン
グして形威させた（Ａ）大きさ１０〜１５００ｎｍの円
形または長円形−のドメインが形成されている ＣＢ）上記（Ａ）に記載したドメインの中の大きさ１０
０ｎｍ以上のものの中に更に大きさ１０〜３００ｎｍの
ドメインが形成されている（Ｃ）上記（Ａ）又は（Ｂ）
に記載したドメインは方向に特定性がなく幅１〜３０ｎ
ｍのひだ状部にほぼ囲まれて形成されている （Ｄ）上記各ドメイン領域内、領域間での凹凸は１〜１
０ｎｍである （Ｅ）ラビング方向に１〜４０ｎｍに伸びた線状凸部が
線間間隔１０〜１００ｎｍで形成されている上記各条件
に適合する配向膜を用いることにした。

但し、実際にラビングする際には、円形バフ布を多数枚
重ねてラビングホイールとし此のホイールを回転させて
ホイールの周辺で配向膜面をラビングするが、ラビング
ホイールの回転数が高いと条件（Ｅ）の線状凸部は認め
難くなり、逆に回転数を下げると線状凸部がはっきりし
てくるが、余り線状凸部を発達させ過ぎるのは、表示面
に不要なすしなどが現われるので不可である。

［作用］ 上記の各条件で規定されたラビング後の配向膜表面状態
は、多数の特性良好な液晶表示素子を、表示品質を検査
したのちに分解して配向膜表面状態をｉｉｕａ、評価，
検討の上、確実な品質管理条件として決定したものであ
って、これらの条件を満たす液晶表示素子は常に良好な
配向特性を有することが確認されている。

［実施例］ 第１図は液晶表示素子の一例の断面図である。

図中、１は上基板、２は下基板、３は上下基板をスペー
サによって規制された間隔に基板周辺で封着保持する封
着部材、４はネマチック液晶、５はスベーサ、６は上電
極，７は下電極、１０は上偏光板、１１は下偏光板、１
２は反射板、１３．１４は液晶配向膜である。本発明液
晶表示素子も断面構造は第工図に示すものと同様である
が、その液晶配向膜１３、】，４が既述の各条件を満た
すように形成されている。

第２図は配向膜ラビングの説明図で，図中、２０は液晶
配向膜、２１は（上または下）基板，２２は配向膜ラピ
ング時に基板を移動させる方向、２３はラビング方向で
ある。

液晶配向膜に配向機能を持たせるには、第２図に示すよ
うに、配向膜２０を２２と示す方向に移動させながら、
図の水平方向から垂直方向へ例えば４０〜４５度傾いた
方向に有機質繊維からなるバフ布でラビングする。この
ような液晶配向膜を形成させた上下基板１、２を用いて
液晶表示素子を製作し、その液品配向特性を評価し、液
晶が均一に配向することを確認した。

液晶表示素子の特性を評価、確認した後、液晶表示素子
を封着部材３の個所で分解して上基抜ｌと下基板２に分
離し，それぞれに付着している液晶をアセトン等に浸漬
して除去した。その後，これら基板を２〜３−の大きさ
に切断し、これを２０〜１００％の染色液に１分〜６時
間入れて染色し、乾燥した後、これを１２％のＨＦ水溶
液に入れて有機質配向膜を剥離させ、Ｃｕメッシュ上に
固定して試料を作或した。こうして作成した試料を透過
形電子顕微鏡により加速電圧１２５ｋＶで２〜５０万倍
の直接透過像を撮影し、これを更に８０〜４００万倍に
拡大して第３図（ａ）〜（Ｑ）に示すような像を得た。

上記のように染色することにより拡大倍率は同一であっ
ても細部構造が一層良く判るようになったのである。

第３図（ａ）は配向膜面に円形または長円形の、最小径
１０ｎｍのドメイン３３、平均径約３００ｎｍのドメイ
ン３２、最大径１５００ｎｍのドメイン３１が形成され
ていることを示す。これらのドメインは、方向に特定性
がなく、＃１〜３０ｎｍのひだ状部（ラメラ）３４にほ
ぼ囲まれて形成されている。試料を更に良く観察すると
、上記ドメイン内に更に微小ドメインやドメイン間にラ
ビング方向に線状凸部が形成されたていることが判った
。また，試料を折り曲げるようにして断面形状を観察し
た結果、上記各ドメイン領域内、領域間での凹凸は１〜
’１　０　ｎ　ｍであることも判った。即ち、配向膜表
面は上記のような超微細で微小凹凸のある幾何学的形状
を呈しており，これにより液晶の均一配向が可能になる
と推定された。第３図（ｂ）は、各種の大きさのドメイ
ン３１、３２、３３の中に更に直径５〜３０ｎｍの円形
または長円形の微小ドメイン３５が形成されていること
を示す．第３図（ｃ）はドメイン間にはラビング方向に
１〜４０ｎｍに伸びた線状凸部３６が図示の如く１０〜
１００ｎｍの線間間隔３７で形成されていることを示す
。但し，ラビングする際のラビングホイールの回転数が
高いと線状凸部３６は認め難くなり，逆に回転数を下げ
ると線状凸部がはっきりしてくるが、余り線状凸部を発
達させ過ぎると，表示面に不要なすしなどが現われるの
で適切なラビング条件を選定する必要がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来、定量的に評
価できなかった液晶表示素子の有機質配向膜をラビング
した後の、表面の分子鎖が再配列した状態が定量的に判
って、この結果を用いて．液晶表示素子の配向膜の表面
形状の管理が可能となり、高度な品質を維持できるよう
になって、高品質、高性能な液晶表示素子を容易に量産
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第↓図は液晶表示素子の一例の断面図，第２図は配向膜
のラビングの説明図，第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
本発明に係る配向膜表面状態を説明する図である。 ｛・・・上基板，　２・・・下基板、　３・・・封着部
材、４・・ネマチック液晶、　５・・・スペーサ、　６
・・・上基板、　７・・・下基板、　１ｏ・・・上偏光
板、　　１１・・・下偏光板、　　１２・・・反射板、
　　１３，１４．２０・・・液晶配向膜、　２１・・・
基板．　２２・・・基板移動方向、　　２３・・・ラビ
ング方向、　　３１・・・最大径のドメイン、　　３２
・・・平均径のドメイン、　　３３・・・最小径のドメ
イン、　　３４・・・ひだ状部，　　３５・・・ドメイ
ン内に形成された微小ド゛メイン，　　３６・・・ラビ
ング方向に形成された線状凸部， 間間隔。 ３７・・・線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板内面に形成した有機質配向膜を有機質繊維から
   なるバフ布でラビングして、膜面に接する液晶分子を特
   定方向に配向させるようにして用いた液晶表示素子にお
   いて、イミド、アミド系を含む有機質配向膜を厚さ５０
   〜１００ｎｍに塗布したガラス基板を大気中１５０〜２
   ９０℃で１時間加熱処理したのちラビングして形成させ
   た （Ａ）大きさ１０〜１５００ｎｍの円形または長円形の
   ドメインが形成されている （Ｂ）上記（Ａ）に記載したドメインの中の大きさ１０
   ０ｎｍ以上のものの中に更に大きさ１０〜３００ｎｍの
   ドメインが形成されている （Ｃ）上記（Ａ）又は（Ｂ）に記載したドメインは方向
   に特定性がなく幅１〜３０ｎｍのひだ状部に囲まれて形
   成されている （Ｄ）上記各ドメイン領域内、領域間での凹凸は１〜１
   ０ｎｍである （Ｅ）ドメイン間にはラビング方向に１〜４０ｎｍに伸
   びた線状凸部が線間間隔１０〜１００ｎｍで形成されて
   いる 上記各条件に適合する配向膜を用いたことを特徴とする
   液晶表示素子。