JPH06130390A - 配向膜の配向処理方法 - Google Patents

配向膜の配向処理方法

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JPH06130390A
JPH06130390A JP4306463A JP30646392A JPH06130390A JP H06130390 A JPH06130390 A JP H06130390A JP 4306463 A JP4306463 A JP 4306463A JP 30646392 A JP30646392 A JP 30646392A JP H06130390 A JPH06130390 A JP H06130390A
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JP
Japan
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excimer laser
laser light
liquid crystal
alignment film
mask
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JP4306463A
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Norio Asagi
典生 浅儀
So Kuwabara
創 桑原
Taizo Ebara
泰蔵 江原
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II H C KK
Nissin Electric Co Ltd
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II H C KK
Nissin Electric Co Ltd
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配向処理の際のパーティクルおよび静電気の
発生を抑えることができる配向膜の配向処理方法を提供
する。 【構成】 真空容器12内においてその内部を真空排気
装置14によって真空排気しながら、ガラス基板4上に
形成された配向膜8に対して、エキシマレーザ光源16
から出力されたエキシマレーザ光18を、多数の互いに
平行なスリット穴24を有するマスク22およびレンズ
26を通して照射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば液晶ディスプ
レイの製造等に利用されるものであって、液晶分子を一
定方向に配向させるための配向膜に対して配向処理を施
す、配向膜の配向処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶分子を基板の表面に平行に配向させ
るために、基板の表面に、ポリイミド等の高分子有機材
料から成る配向膜を塗布することが行われている。
【0003】この場合、基板の表面に単に配向膜を塗布
しただけでは、液晶分子が基板の表面に対して平行に配
列するだけで、液晶分子を一定方向に配列させることは
できない。
【0004】そこで従来は、配向膜に、その表面をナイ
ロンやレーヨン等の布で一定方向に機械的にラビング
(摩擦)することによって配向処理を施し、これによっ
て液晶分子をラビングした方向に配列させることが行わ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にラビングによって配向膜に配向処理を施す方法では、
パーティクル(ゴミ)および静電気が発生して、これが
液晶ディスプレイの特性を悪化させ、ひいては歩留まり
を低下させる要因になるという問題がある。例えば、パ
ーティクルが発生し付着すると、それによって表示むら
が生じたり、電気的にショートする個所が生じたりす
る。また、静電気が発生すると、それによって液晶分子
の配向が阻害されたり、TFT−LCD(薄膜トランジ
スタ液晶ディスプレイ)の場合は薄膜トランジスタが壊
れたりする。
【0006】そこでこの発明は、配向処理の際のパーテ
ィクルおよび静電気の発生を抑えることができる配向膜
の配向処理方法を提供することを主たる目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の配向膜の配向処理方法は、真空容器内に
おいてその内部を真空排気しながら、基板上に形成され
ていて液晶分子を一定方向に配向させるための配向膜に
対して、多数の互いに平行なスリット穴を有するマスク
を通してエキシマレーザ光を照射することを特徴とす
る。
【0008】
【作用】上記のように配向膜に、多数の互いに平行なス
リット穴を有するマスクを通してエキシマレーザ光を照
射すると、このエキシマレーザ光による物理的なアブレ
ーション(物質除去作用)によって光エネルギーが加工
エネルギーに変換され、配向膜の表面に多数の微小な溝
が形成される。また、このアブレーションによる配向膜
物質は気体状になって放出されるので、真空容器内を真
空排気しながら処理することによって、それを外部へ排
出してそれが配向膜の表面に付着するのを抑制すること
ができる。このようにして配向膜の表面に多数の溝を形
成すると、液晶分子は、その溝に沿って配向するように
なる。このように上記方法では、従来の機械的ラビング
法と違って、エキシマレーザ光の光エネルギーを加工エ
ネルギーに変える方法で非接触で配向膜に配向処理を施
すことができるので、パーティクルおよび静電気の発生
を抑えることができる。
【0009】
【実施例】図1は、この発明に係る配向処理方法を実施
する装置の一例を示す概略断面図である。真空排気装置
14によって真空排気される真空容器12内にホルダ1
3が設けられており、その上に、配向処理を施そうとす
る配向膜付基板2が載せられている。また、このホルダ
13の上方にはレンズ26およびマスク22が設けられ
ており、更にその上方に、外部のエキシマレーザ光源1
6から出力されたエキシマレーザ光18を導入するレー
ザ光導入窓20が設けられている。
【0010】配向膜付基板2は、図2も参照して、この
例ではガラス基板4の表面にITO(スズをドープした
酸化インジウム)から成る透明電極膜6を形成し、更に
その上にポリイミドから成る配向膜8を塗布したもので
ある。なお、この例で透明電極膜6を図2に示すように
四角形にしているのは試験用のためであり、実際の液晶
ディスプレイでは透明電極膜は例えば細線状にされる。
【0011】マスク22は、図3も参照して、この例で
は金属から成り、多数の互いに平行なスリット穴24を
有している。この各スリット穴24(スペース)および
それらの間の各ライン23の幅は、この例ではいずれも
50μmである。
【0012】エキシマレーザ光源16は、例えばArF
エキシマレーザ、KrFエキシマレーザ、XeClエキシ
マレーザであり、それぞれ192nm、248nm、3
08nmといった紫外領域の波長のエキシマレーザ光1
8を出力することができ、これによって微細加工を行う
ことができる。エキシマレーザによるアブレーション
は、非熱的メカニズムであり、溶融・気化といった熱的
加工プロセスと異なり、極めて熱的影響の少ない加工が
行える。この実施例ではエキシマレーザ光源16として
KrFエキシマレーザを用いた。
【0013】レンズ26は、マスク22のパターンを縮
小して配向膜8上に投影することにより、配向膜8上に
本来のマスク22のパターンより微細なパターンで溝を
形成するためのものである。但しこのレンズ26は、マ
スク22のパターン自体を細かくすることによって省略
することもできる。
【0014】上記のような装置を用いて、真空排気装置
14によって真空容器12内を真空排気しながら、エキ
シマレーザ光源16から出力されたエキシマレーザ光1
8をマスク22およびレンズ26を通してホルダ13上
の配向膜付基板2の配向膜8に照射した。
【0015】上記のような方法で、表1に示すようなエ
キシマレーザ光18のエネルギーで、試料(試験用の配
向膜付基板)2a〜2eおよび2a′〜2e′に対して
エキシマレーザ光18の照射を行った。ここで試料2a
〜2eは、マスク22のスリット穴24が例えば図4に
示すような方向でエキシマレーザ光18を照射したもの
であり、試料2a′〜2e′は図5に示すように図4と
はスリット穴24が直交する方向でエキシマレーザ光1
8を照射したものであり、これによって、エキシマレー
ザ光18のアブレーションによって配向膜8の表面に形
成される溝は、試料2a〜2e側と試料2a′〜2e′
側とでは互いに直交するようになる。
【0016】
【表1】
【0017】そして、同じ処理条件の試料2a〜2eと
2a′〜2e′とを、図6に示すように配向膜8を内側
にして、しかも配向膜8の表面の溝が互いに直交するよ
うにそれぞれ重ね合わせ、かつ両者間に右回りのカイラ
ル剤を添加した液晶10を注入して、TN(ツイストネ
マティック)モードの液晶セルをそれぞれ構成し、この
液晶セルの上下に配向膜8の配向方向に合わせた偏光板
をそれぞれ貼り、このようにして液晶10の配向状態を
調べた。
【0018】その結果、エキシマレーザ光18のエネル
ギーが100mJ/cm2 の場合は、液晶10の配向は
確認できなかった。これは、エキシマレーザ光18のエ
ネルギーが弱すぎて、配向膜8の表面に溝を掘ることが
できなかったためである。
【0019】エキシマレーザ光18のエネルギーが15
0mJ/cm2 の場合は、上記液晶セルが光学的異方性
を示しており、液晶10の配向が確認できた。またこの
場合の液晶分子のプレティルト角(液晶分子が配向膜の
表面より起き上がった角度)を測定したところ、約1度
であった。
【0020】エキシマレーザ光18のエネルギーが20
0mJ/cm2 の場合も、液晶10の配向が確認でき
た。またこの場合の液晶分子のプレティルト角は約7度
と、比較的大きい値が得られた。
【0021】エキシマレーザ光18のエネルギーが25
0mJ/cm2 の場合は、液晶10の配向は確認できな
かった。これは、エキシマレーザ光18のエネルギーが
強すぎて、配向膜8の表面の溝が深くなり過ぎ、液晶分
子が乱れたためである。
【0022】エキシマレーザ光18のエネルギーが30
0mJ/cm2 の場合も、液晶10の配向は確認できな
かった。これは、エキシマレーザ光18のエネルギーが
強すぎて、配向膜8の表面が溶解し、溝を掘ることがで
きなかったためである。
【0023】このように、上記方法によれば、エキシマ
レーザ光18を配向膜8に照射することによって、しか
もそのときのエキシマレーザ光18のエネルギーを15
0mJ/cm2 から200mJ/cm2 の範囲内に選定
することによって、従来の機械的ラビング法によらず非
接触で、配向膜8に配向処理を施すことができることが
確認できた。
【0024】また、上記範囲内でエキシマレーザ光18
のエネルギーを変化させることによって、液晶分子のプ
レティルト角を約1度から約7度という比較的広い範囲
に亘って制御することができることも確認できた。ちな
みに、従来のラビング法による場合はプレティルト角は
せいぜい1〜3度程度しか得られず、またその制御も困
難であった。プレティルト角の制御は、液晶ディスプレ
イにおいては、特にSTN−LCD(スーパーツイスト
ネマティック液晶ディスプレイ)においては、また最近
ではTFT−LCD(薄膜トランジスタ液晶ディスプレ
イ)においても、液晶の配向不良を防止する等のために
重要である。
【0025】なお、上記配向膜8は、ポリイミド以外の
有機高分子材料で形成されていても良い。
【0026】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来の
機械的ラビング法と違って、エキシマレーザ光の光エネ
ルギーを加工エネルギーに変える方法で非接触で配向膜
に配向処理を施すことができるので、配向処理の際のパ
ーティクルおよび静電気の発生を抑えることができる。
その結果例えば、液晶ディスプレイの特性を悪化させる
要因が少なくなるので、液晶ディスプレイの歩留まりを
向上させることができるようになる。
【0027】しかも、照射するエキシマレーザ光のエネ
ルギーを変化させることによって、液晶分子のプレティ
ルト角を制御することができる。その結果例えば、液晶
の配向不良を無くして、特性の良好な液晶ディスプレイ
を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る配向処理方法を実施する装置の
一例を示す概略断面図である。
【図2】図1中の配向膜付基板の拡大平面図である。
【図3】図1中のマスクの拡大部分平面図である。
【図4】マスクと配向膜付基板との関係の一例を示す平
面図である。
【図5】マスクと配向膜付基板との関係の他の例を示す
平面図である。
【図6】液晶セルの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 配向膜付基板 4 ガラス基板 6 透明電極膜 8 配向膜 12 真空容器 14 真空排気装置 16 エキシマレーザ光源 18 エキシマレーザ光 22 マスク 24 スリット穴
フロントページの続き (72)発明者 江原 泰蔵 東京都日野市日野1164番地 株式会社イ ー・エッチ・シー内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内においてその内部を真空排気
    しながら、基板上に形成されていて液晶分子を一定方向
    に配向させるための配向膜に対して、多数の互いに平行
    なスリット穴を有するマスクを通してエキシマレーザ光
    を照射することを特徴とする配向膜の配向処理方法。
JP4306463A 1992-10-19 1992-10-19 配向膜の配向処理方法 Pending JPH06130390A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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