JPH04195119A - 液晶パネルの製造方法 - 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】 〔概　要〕 表示や液晶の物性評価に用いる液晶パネルの製造方法に
関し、 液晶の分子配列を基板面に対して平行なホモジニアス分
子配列にすることを目的とし、対向する一対の基板に液
晶が密封され、かつ該基板の内表面に配向膜が被着され
ており、かつ該配向膜がラビング処理されてなる液晶パ
ネルの製造方法であって、前記配向膜が順方向と逆方向
に交互に複数回ラビングされ、かつラビングの強さが順
次低減されるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶パネルの製造方法に係わり、特にラビング
によってはり完全なホモジニアス分子配列が得られる液
晶パネルの製造方法に関する。

近年のエレクトロニクスの大きな進展によって、電子機
器の小型薄型化か促進されているが、機械と人間のイン
タフェースの要素デバイスの１つであるデイスプレィに
は、まだまだＣＲＴデイスプレィが多用されている。

しかし、ＣＲＴデイスプレィが大きくて重くて、特に可
搬形には向がないことなどから、それに替わるデイスプ
レィとして、液晶表示パネルで構成されたＬＣＤ　（Ｌ
ｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶
デイスプレィ）が注目されている。

ＬＣＤは、昨今の新しい液晶材料と駆動方式の開発、表
示素子の改良などの革新的な進展によって、ＣＲＴデイ
スプレィに劣らないデイスプレィになり得る可能性があ
る。

一方、ＬＣＤとしてだけでなく、液晶そのものの物性を
調べるためにも液晶パネルを構成することが行われる。

液晶は、種々の電気光学効果を利用しているいろな用途
開発が進められているが、液晶パネルの製造に際しては
製造技術的にまだまだ検討の余地があり、液晶分子を基
板に平行に配向させる技術もその１つである。

〔従来の技術〕

液晶パネルは２枚の基板の間に液晶を挟み、粘稠な液体
の中で大きな分子を動かして、偏光などの光学的効果を
利用してデイスプレィを得ようとするものである。一般
には応答か遅いので、液晶パネルをデイスプレィとして
用いたＬＣＤは動画のような動きの速い表示には向かな
いといわれていた。

しかし、液晶の種々の電気光学効果を応用して、黒白表
示はもちろんマルチカラー表示も実現するようになり、
ＬＣＤはＣＲＴに取って替わろうとしている。

液晶を表示パネルとして用いたり液晶自体の物性を調べ
たりする場合に重要な技術は、基板に対する液晶の分子
配列の制御である。

ところで、液晶の分子配列の仕方にはいろいろな種類が
ある。

第３図は液晶の分子配列の代表例の模式図である。

同図（Ａ）はホメオトロピック（垂直）分子配列と呼ば
れ、すべての分子が対向する基板面に対し垂直に配列し
ている。

同図（Ｂ）はホモジニアス（平行）分子配列と呼ばれ、
すべての分子が対向する基板面に対し平行に、かつ同一
方位に配列している。

同図（Ｃ）はチルト（傾斜）分子配列と呼ばれ、すべて
の分子が対向する基板面に対して一定の角度で傾斜し、
かつ同一方位に配列している。

同図（Ｄ）はツイスト（捩じれ）分子配列と呼ばれ、す
べての分子が対向する基板面に対して平行に配列してい
るが、配列方位が両基板面で捩じれている。捩じれの角
度は例えば９０°だったりスーパツイストと呼ばれる２
７０°捩じった配列などもある。

その他に一方の基板面に対しては平行で、他方の基板面
に対しては垂直なノ１イブリッド分子配列とか、液晶分
子の螺旋軸の基板面に対する角度による分類もある。

ところで、こうした液晶のいろいろな分子配列は、配向
処理を施した基板面と液晶分子との間の物理化学的な力
や分子配列した液晶分子の弾性力などが作用して起こる
。

この配向処理は、基板面を直接処理する方法とか液晶の
中に配向剤を溶かし込む方法、基板面を変形させる処理
方法などに分けられる。

直接配向処理法は、主に有機薬剤を基板面に物理的ある
いは化学的に吸着させる方法で、例えば溶液にして塗布
したりガス状にしてスパッタしたりして行う。

それに対して変形配向処理法は、基板面に物理的な変形
を付与するもので、例えば基板面を布などで擦って変形
させるラビング法とか斜め方向からＳｉＯなどを蒸着す
る斜め蒸着法、プラズマなどを用いたエツチング法など
があるが、ラビング法が実用的な配向方法として多用さ
れている。

第４図はラビング法の一例の説明図である。

図中、■は基板、３は配向膜、４はラビングローラ、５
は電極である。

同図において、液晶パネルを用いて電気光学的な物性を
調べたり表示パネルとして用いたりする場合には、基板
１にはガラス板の上に透明な例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕ
ｍ　Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ）膜か被着されたいわゆる透
明導電ガラスが用いられるっそして、このＩＴＯ膜はホ
トリソグラフィによって例えば縞状の電極５に整形され
る。

ところで、ＩＴＯ膜は数ｎｍの非常に薄い膜であり、電
極５のある部分とない部分とで液晶の分子配列か異なる
ので基板面を直接擦ることは好ましくない。そこで、電
極５を覆うように例えば膜厚５０ｎｍ程度のポリイミド
とかポリビニルアルコールなどの配向膜３を転写印刷な
どの手法によって設ける。そして、この配向膜３をラビ
ング（擦る）処理して配向性をもたせる。

ラビング処理には、効率よく行うためにラビングローラ
４が用いられる。

ラビングローラ４は、例えばナイロンなどの合成繊維が
毛羽立つように植毛されたラビング布４ａを金属ロール
に巻き付けたものである。そして、このラビングローラ
４を一定の速度で回しながら、その下を配向膜３が被着
された基板Ｉを通し、ラビング布４ａによって配向膜３
の表面を一定の方向に機械的に擦ることが行われる。

一方、液晶のいろいろな電気光学効果、すなわちＤＳ（
動的散乱）効果とかＥＣＢ　（電界制御複屈折）効果、
ＧＨ（ゲスト・ホスト）効果などを応用した液晶表示パ
ネルを作ったり、あるいは例えば液晶材料の弾性率を測
定するといった液晶の物性を調べるためには、第３図（
Ｂ）に示したような液晶を基板面に平行に配列させるホ
モジニアス分子配列を得ることが必要となる。このホモ
ジニアス分子配列を得るために、基板面に対して斜め蒸
着法やラビング法などの変形配向処理法か従来から行わ
れているっ 〔発明が解決しようとする課題〕 ホモジニアス分子配列を得るためには、従来から基板面
に対して斜め蒸着したり、被着された配向膜をラビング
したりすることが行われている。

ところが、斜め蒸着は真空系を用いる必要があるため工
程が煩雑なので生産性がよくない上に、蒸着角度を深く
傾けても傾ける角度に制約があるので、基板面に対して
チルト（傾斜）が残るいわゆるプレチルトが生じてしま
い、基板面に平行なホモジニアス分子配列を得ることが
厄介であるっ一方、ラビング法についてみると、一方向
に一回だけラビングするのではなく、順方向にラビング
したあと逆方向にラビングして、液晶分子に対する基板
面の規制力を弱めたり、順方向のラビング領域と逆方向
のラビング領域を画素に対応させて基板面に混在させた
りする方法などがあるうしかし、これらの方法は基板に
対して平行に分子配列することが主たる目的ではないの
で、最後にラビングした処理の履歴が残ってプレチルト
を完全に無くすることができない。

何れにしても、従来のラビング法では完全なホモジニア
ス分子配列を得ることができない問題があった。

そこで本発明は、ラビングによってはゾ完全にホモジニ
アス分子配列が得られる液晶パネルの製造方法を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、 対向する一対の基板に液晶か密封され、かつ該基板の内
表面に配向膜が被着されており、かっ該配向膜がラビン
グ処理されてなる液晶パネルの製造方法であって、 前記配向膜が順方向と逆方向に交互に複数回ラビングさ
れ、かつラビングの強さが順次低減されるように構成さ
れた液晶パネルの製造方法によって解決されるっ 〔作　用〕 液晶を基板に対してホモジニアス分子配列させるために
、基板に被着された配向膜の液晶分子に対する規制力を
弱めるために、例えば順逆両方向にラビング処理を行っ
ても、最後のラビング方向が履歴として残り、その方向
に液晶分子がチルトを起こすのに対して、本発明におい
てはこのラビング方向の履歴が残らないようにしている
。

すなわち、配向膜に対して順方向と逆方向に複数回のラ
ビングを行い、そのラビングの強さを順次低減してい（
ようにしている。

そうすると、ラビング方向の履歴か残らないようにでき
るので、プレチルトのないホモジニアス分子配列を得る
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の効果
を示す断面模式図である。

図中、１は基板、２は液晶、３は配向膜、４はラビング
ローラ、４ａはラビング布、４ｂは毛羽先、５は電極で
ある。

第１図において、基板１は透明で平滑なカラス板で、液
晶の電気光学効果を利用して表示を行ったり評価を行っ
たりする場合には、ＩＴＯ膜からなる電極５が設けられ
る。そして、その基板ｌの上には、例えば膜厚が５０ｎ
ｍでポリイミドの薄膜からなる配向膜３が設けられる。

ラビングローラ４は、例えばナイロンなどの合成繊維が
毛羽立つように密に植毛されたラビング布４ａを金属ロ
ールなどに巻き付けたものである。

そして、このラビングローラ４を一定の速度で回しなが
ら、その下を配向膜３が被着された基板ｌを一定の速度
で移送させる。ラビング布４ａの毛羽先４ｂによって配
向膜３の表面を一定の方向（ラビング方向）に擦ってラ
ビング処理が行われる。

毛羽先４ｂは例えば長さが４ｍｍ程度の剛毛なので、こ
の毛羽先４ｂを配向膜３に押し付ける量によって、ラビ
ングの強さを調整することができる。

こ＼では、まず最初毛羽先４ｂか１ｍｍ押し込まれるよ
うにラビングローラ４を調整して順方向にラビングし、
次いで０．１ｍｍラビングローラ４を持ち上げて逆方向
にラビングし、順次、順逆両方向にＯ，１ｍｍずつラビ
ングローラ４を持ち上げてラビングの強さを減らしなが
ら合計１０回のラビングを行った。

こうして処理した基板１を１０μｍの間隙を介して２枚
対向させて周囲を封じ、ネマチックｐ形液晶を注入して
密封すれば、本発明になる液晶パネルが得られる。

ところで、配向膜３に対するラビングの最後のラビング
方向が１８０°ずれた異方向になるように基板ｌを対向
させた場合には、対向するそれぞれの基板ｌの表面に対
する液晶２のチルト角θが同一方向となるので、第２図
（Ａ）に示したように基板ｌに僅かなプレチルトが生じ
ても、液晶２の層の厚み方向全体にチルトが残った状態
で分子配列される。

それに対して、配向膜３に対するラビングの最後のラビ
ング方向が同一方向になるように基板Ｉを対向させた場
合には、基板Ｉの表面に対する液晶２のチルト角θが１
８０　’ずれた異方向になるので、第２図（Ｂ）に示し
たように基板ｌに僅かなプレチルトが生じても、チルト
が打ち消されて液晶２の基板Ｉに接する分子層以外は層
の厚み方向全体か完全なホモジニアス分子配列となる。

配向膜に対する配向処理において、順逆方向に交互に行
うラビングの回数や強さの調整などは、配向膜とかラビ
ングローラのラビング布の材質や毛羽先の長さ、ラビン
グの速度などの諸条件によって、種々の変形が可能であ
る。

〔発明の効果〕

液晶の分子配列を基板に対して平行にするホモジニアス
分子配列は、配向膜をラビングする従来の方法ではプレ
チルトが残ってしまうのに対して、本発明によれば最も
実用的なラビングによってプレチルトをはＶ完全に除く
ことができる。

従って、液晶の物性を評価する際はもちろん、液晶を表
示パネルとして実用する際にも、ホモジニアス分子配列
をなす液晶パネルを製造する上で、本発明は寄与すると
ころが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、 第２図は本発明の効果を示す断面模式図、第３図は液晶
の分子配列の代表例の模式図、第４図はラビング法の一
例の説明図、 である。 図において、 １は基板、　　　　　　　２は液晶、 ３は配向膜、 ４はラビングローラ、　４ａはラビング布、４ｂは毛羽
先、 である。 本４瀧Ｂ月バ有２例ｆ）（イ）亡ａｆｑ昌］寄１　ロ 、不発８几α勤果Ｆホす額−面梗べ旧 冨　２　月

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）対向する一対の基板（１）に液晶（２）が密封され
   、かつ該基板（１）の内面に配向膜（３）が被着されて
   おり、かつ該配向膜（３）がラビング処理されてなる液
   晶パネルの製造方法であって、 前記配向膜（３）が順方向と逆方向に交互に複数回ラビ
   ングされ、かつラビングの強さが順次低減される ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。 ２）前記基板（１）が、前記配向膜（３）の最後のラビ
   ング方向が同一になるように対向して貼り合わされる 請求項１記載の液晶パネルの製造方法。 ３）ラビングが、ラビング布（４ａ）が捲設されたラビ
   ングローラ（４）を前記配向膜（３）に接触させて回転
   させながら行われ、かつラビングの強さが該ラビング布
   （４ａ）の毛羽先（４ｂ）の押し付け量によって調整さ
   れる 請求項１記載の液晶パネルの製造方法。