JPH0343713A

JPH0343713A - 液晶素子の製法

Info

Publication number: JPH0343713A
Application number: JP17959189A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazoe; 山添　博司; Sadao Mitamura; 貞雄三田村; Shingo Fujita; 晋吾藤田; Shirou Sumida; 祉朗炭田; Ayako Yoshimoto; 吉本　彩子
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-02-25

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、液晶素子の製法に関する。

従来の技術液晶分子の配向膜は、液晶デイスプレィには必須のもの
である。

前記配向膜は、無＠質の斜方蒸着膜、布等で摩擦（すな
わちラビング）された高分子樹脂膜等が使われる（液晶
エレクトロニクスの基礎と応用、佐々木　昭夫編）。高
分子樹脂としては、主にポリイミドが使われる。

近年注目されている、ネマチック液晶を９０６以上捻っ
た構造を持つＳＢＥ　（スーパーツウィステソドバイア
フリンジエンスエフェクト）方式等の液晶素子では、５
°以上のプレ・チルト角を有する傾斜配向が望まれる。

プレ・チルト角が約５６以上である傾斜配向が得られる
有機高分子材料が開発され、コストの点から、これをラ
ビングすることによる配向法が生産に使われている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の有機高分子膜のラビング法におい
ては、液晶素子を構成した後の液晶分子のプレ・チルト
角が経時変化したり、再現性に乏しい等の課題があった
。

本発明は、ラビング法を用い、再現性のある、経時変化
の少ないプレ・チルト角を有する液晶素子の製法を提供
するものである。

課題を解決するための手段本発明は前述のような課題を解決するために、導電電極
を有する第１及び第２基板の主面上に樹脂膜を形成する
過程と、この主面を溶剤の雰囲気中に晒すか、または溶
剤中または液晶中に浸漬する過程と、この主面を乾燥さ
せるか、または洗浄し乾燥させる過程と、この樹脂膜を
ラビング処理する過程と、前記第１及び第２基板の主面
を対向させ、所定の間隔を保って封着した後に形成され
た間隔内に液晶組成物を注入する過程をこの順に為し、
かつ、樹脂膜を構成する高分子は側鎖に低い表面自由エ
ネルギーを招来するような基を所定の密度で有するよう
な液晶素子の製法を提供するものである。なお、低い表
面自由エネルギーは、表面張力の小さいことに対応して
いる。

本発明はまた前述のような課題を解決するために、導電
電極を有する第１及び第２基板の主面上に樹脂膜を形成
する過程と、この主面を溶剤の雰囲気中に晒すか、また
は溶剤中または液晶中に浸漬する過程と、この主面を乾
燥させるか、または洗浄し乾燥させる過程と、この樹脂
膜をラビング処理する過程と、この主面を溶剤の雰囲気
中に晒すか、または溶剤中または液晶中に浸漬する過程
と、この主面を乾燥させるか、または洗浄車乾燥させる
過程と前記第１及び第２板の主面を対向させ、所定の間
隔を保って封着した後に形成された間隔内に液晶組成物
を注入する過程をこの順に為し、かつ、樹脂膜を構成す
る高分子は側鎖に低い表面自由エネルギーを招来するよ
う、すなわち、結果として表面張力が下がるような基を
所定の密度で有するような液晶素子の製法を提供するも
のである。

本発明で言う、側鎖に低い表面自由エネルギーを招来す
るような基とは、どちらかと言うと疎水表面を得さしめ
るようなものを言う。

前述の溶剤としては、トルエン、ビリジン、イソプロピ
リアルコール、アセトニトリル、ピペリジン、酢酸エチ
ル、エタノール、１，１−ジフェニルエタン、クロルベ
ンゼン、シクロヘキサン、ジオキサン、ｎ−ヘキサン、
ｎ−ペンタン、ｎ−ヘプタン、ベンゼン、キシレンのよ
うなものが望ましい。

作用本明細書では、通常の例えばイミド環を有するボリイ旦
ドからなる高分子主鎖から、側鎖が分岐しているような
樹脂膜が関係する。側鎖としては、炭素数の多い、すな
わち長いアルキン基またはこれの水素原子の一部または
すべてをハロゲン原子で置換した基が使われる。これら
の高分子樹脂膜を形成するための、前駆体を得るために
は、共重合等の手段が用いられる。

前駆体レジンを熱硬化させる等により得られた樹脂膜に
おいては、これらの側鎖は、樹脂膜中で種々の方向を向
いている。

ところが、液晶分子と相互作用して、液晶分子のプレ・
チルトを立たせるのは、前述の樹脂膜から突き出した側
鎖に由来すると思われる。

通常、液晶を封入した液晶素子を、そのまま熱処理する
と、プレ・チルト角は向上し、これの値の分散も小さく
なり、これの経時変化も小さくなる。この現象はよく観
察されるものだが、これは、徐々に側鎖が、趣旨膜から
液晶中へ突き出す確立が増加したためと思われる。

そこで本発明はラビングの前、またはラビングの前と後
で、樹脂膜と液晶または溶剤と相互作用させ、樹脂膜の
旦クロな状態をよりプレ・チルト角の経時変化が小さく
、高チルト角が得られる状況に近付けておくことに本質
がある。この際、基板を加熱するほうが、効果は大きい
。

そして一般に、液晶分子はベンゼン環、シクロヘキサン
環、脂肪族鎖、エーテル結合、及びエステル結合等のう
ちいくつかが組み合わされた骨格を有しており、場合に
よってはそれに、シアノ基やハロゲン等の置換基を配し
たものである。故に、樹脂膜の処理に用いる材料は、液
晶分子の部分骨格と共通する骨格あ有する溶剤、あるい
は産品分子によく導入される置換基を有する溶剤を単独
或は複数混合したものが効果が高い。

なお、基板に付着下ごみ等を除去するために、ラビング
後に溶剤による洗剤がなされる場合が多。

い。これに対して、本発明は溶剤を加温したり、蒸気と
して用いることにより、樹脂膜に化学的、物理的変化を
与えることを狙ったものであり、全く質的に異なるもの
である。

実施例以下、本発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例によって得られる液晶素子
を示す断面図である。同図において、■、２は例えば、
透明ガラスからなる第１及び第２基板、３．４は主面上
の、例えばＩＴＯ膜からなる矩形状の透明な導電電極、
５．６は配向膜、７は液晶層である。

（実施例１）主面に微細加工されたＩＴＯ電極３．４を有するガラス
基板１．２を覆うように、側鎖に長いアレキル鎖を有す
るポリイミド・レジンをスピナーで塗布した後、２５０
℃で３０分加熱して樹脂膜を得る。

約８０℃のトルエンに数分、前記基板を浸漬し、乾燥さ
せ、この樹脂膜をラビングし、かくて配向膜５．６を得
る。次に前記第１及び第２基板の主面を対向させ、所定
の間隔を保って封着した後に形成された間隔内にＳＢＥ
ようの特定液晶組成物を注入させて、液晶素子を得た。

以上の方法で作成した・６個の液晶素子のプレ・チルト
角を測定したところ、５．４°±０．４゜であり、再現
性は良好であった。また、プレ・チルト経時変化量も格
段に小さくなった。

前途のトルエンを液晶ＺＬＩ−１５６５にすると、すな
わち、数分から数十分、液層ＺＬＩ−１５６５で基板の
主面を洗浄し、乾燥させ、この樹脂膜をラビングし、前
記第１及び第２基板の主面を対向させ、所定の間隔を保
って封着した後に形成された間隔内にＳＢＥ用の特定液
晶組成物を注入させて、液晶素子を得た。

以上の方法で作製した６個の液晶素子のプレ・チルト角
を測定したところ、５．８°±０．４゜であり、再現性
は良好であった。また、プレ・チルトの経時変化量も格
段に小さくなった。

比較例として、従来の方法のものを実験したところ、次
に示すような結果を得た。すなわち、液晶や溶剤での樹
脂膜の処理をせずに、液晶素子を６個作製した。

これらの液晶素子のプレ・チルト角は、３．０’から５
．２’の間にばらつき、再現性が悪かった。

（実施例２）主面に微細加工されたＩＴＯ電極３．４を有するガラス
基板１．２を覆うように、側鎖に長いフルオロ・アルキ
ル鎖を有するポリイミド・レジンをスピナーで塗布した
後、２５０　’Ｃで３０分で加熱して樹脂膜を得る。

前記基板を還流装置を備えた恒温槽を用いて、約４５℃
に加温したトルエンを約５０重量％、イソプロピルアル
コール約１５重量％、アセトニトリルを約２０重量％、
酢酸エチルを約１５重量％を含む混合溶媒中に約ＩＯ分
、浸ン貞し、乾燥させ、この樹脂膜をラビングし、更に
、再度、基板を、還流装置を備えた恒温槽を用いて、約
４５℃に力０温したトルエンを約５０重量％、イソプロ
ピルアルコール約１５重量％、アセトニトリルを約２０
重量％、酢酸エチルを約１５重量％含む混合溶媒中に約
１０分、浸漬し、乾燥させ、前記第■及び第２基板の主
面う対向させ、所定の間隔を保って封着した後に形成さ
れた間隔内にＳＢＥ用の特定液晶組成物を注入させて、
液晶素子を得た。

以上の方法で作製した６個の液晶素子のプレ・チルト角
を測定したところ、１０．３±０．５゜であり、再現性
は良好であった。また、プレ・チルトの経時変化量も格
段に小さくなった。

これらの液晶素子のプレ・チルト角は、５．０″から９
．２°の間にばらつき、再現性が悪かった。

次に溶剤での処理工程を前記混合溶媒の約１５０°Ｃ蒸
気中に約４０分、基板を放置することに変えて、前述の
ように液晶素子を作製したところ、プレ・チルト角は１
０．１’±０．７°であった。

なお、溶剤または液晶での基板の処理がこれらに浸すも
のである時は、溶剤または、液晶の温度が４０℃より低
い場合には効果が不十分であり、反対に溶剤または液晶
での基板の処理がｌＯＯ′Ｃを越す場合には、溶剤の蒸
発が激しく作業が困難になるうえ、場合によってはラビ
ング処理の効果の失われることがあり、１００℃以下の
処理が望ましい。一方、溶剤での処理が溶剤蒸気中に放
置することにより為される場合には、大気圧中で６０℃
より低い濃厚な蒸気を得ることが難しく、溶剤蒸気の温
度が２００℃を越す場合にはラビング処理の効果が失わ
れることがあり、好ましい温度範囲は６０°Ｃ以上２０
０℃以下である。

また、溶剤での処理が、溶剤に浸すものであろうと、溶
剤処理の時間が１時間を越す場合には、ラビング処理の
効果が失われることがあり、時間が短い場合には効果が
十分でなく、望ましい処理時間は約３０秒以上１時間以
内である。

更に溶剤については、実施例のものに限られず、例えば
トルエン、ビリジン、イソプロピリアルコール、アセト
ニトリル、ピペリジン、酢酸エチル、エタノール、１．
ｌ−ジフェニルエタン、クロルヘンゼン、シクロヘキサ
ン、ジオキサン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘ
プタン、ベンゼン、キシレンの内の少なくとも一つを含
むものであればよい。

発明の効果以上本発明は、適当な処理により、要求される液晶のチ
ルト角を安定に供給することが出来、結果、良好な表示
品位の液晶素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によって得られる液晶素子の
概略断面図である。１・・・・・・第１基板、２・・・・・・第２基板、３
．４・・・・・・透明な導電電極、５．６・・・・・・
配向膜、７・・・・・・液晶層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電電極を有する第１及び第２基板の主面上に樹
脂膜を形成する過程と、この主面を溶剤の雰囲気中に晒
すか、または溶剤中または、液晶中に浸漬する過程と、
この主面を乾燥させるか、または洗浄し乾燥させる過程
と、この樹脂膜をランビング処理する過程と、前記第１
及び第２基板の主面を対向させ、所定の間隔を保って封
着した後に形成された間隔内に液晶組成物を注入する過
程をこの順に為し、かつ、樹脂膜を構成する高分子は側
鎖に低い表面自由エネルギーを招来するような基を所定
の密度で有することを特徴とする液晶素子の製法。
（２）導電電極を有する第１及び第２基板の主面上に樹
脂膜を形成する過程と、この主面を溶剤の雰囲気中に晒
すか、または溶剤中または、液晶中に浸漬する過程と、
この主面を乾燥させるか、または洗浄し乾燥させる過程
と、この樹脂膜をランビング処理する過程と、この主面
を溶剤の雰囲気中に晒すか、または溶剤中または、液晶
中に浸漬する過程と、この主面を乾燥させるか、または
洗浄し乾燥させる過程と、前記第１及び第２基板の主面
を対向させ、所定の間隔を保って封着した後に形成され
た間隔内に液晶組成物を注入する過程をこの順に為し、
かつ、樹脂膜を構成する高分子は側鎖に低い表面自由エ
ネルギーを招来するような基を所定の密度で有すること
を特徴とする液晶素子の製法。
（３）低い表面自由エネルギーを招来するような基がア
ルキル基そのもの、またはそれの水素原子の一部または
すべてがフッ素または臭素で置換されてなることを特徴
とする請求項１又は２記載の液晶素子の製法。
（４）溶剤はトルエン、ビリジン、イソプロピリアルコ
ール、アセトニトリル、ピペリジン、酢酸エチル、エタ
ノール、１，１−ジフェニルエタン、クロルベンゼン、
シクロヘキサン、ジオキサン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペン
タン、ｎ−ヘプタン、ベンゼン、キシレンのうち少なく
とも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の
液晶素子の製法。