JPH0695123A - 電極基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の側縁に対して斜交する方向に沿って分
子が略一様に並んだ単分子膜をＬＢ法により容易に形成
することが可能な電極基板の製造方法を提供する。 【構成】 長方形の基板材１′に設定した正方形の基板
領域ＡL 内に、透明電極５を基板材１′の側縁１′ａ，
１′ａに所定の角度θで交差する方向に延在形成する。
この基板材１′をその側縁１′ａ，１′ａが垂直となる
姿勢で支持したまま水槽１０内の純水中に浸漬する。そ
して、水槽１０の水面に配向膜材料の単分子層Ａを展開
させ、この単分子層Ａの表面圧を一定圧に保ちつつ基板
材１′を一定速度で引き上げ、単分子層Ａを基板材１′
の透明電極５上に被着させる。これにより、分子ｍの配
向方向が略一様に電極延在方向ｄに対して角度θで斜交
する単分子膜が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＬＢ（Langumuir-Bl
odgett) 法により形成された単分子積層膜を備えた電極
基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば液晶表示素子等の各種光学素子の
基板面に、分子配列方向が一方向に揃った単分子積層膜
を形成して配向膜等として用いることが知られており、
この単分子積層膜はＬＢ法で形成される。ＬＢ法は、配
向膜や光学膜となる液状の材料物質を静水面上に展開し
て単分子層を形成させ、この単分子層を基板の表面に複
数層被着させて単分子積層膜を形成する方法である。

【０００３】上述の単分子積層膜を配向膜として用いた
液晶表示素子は、対向配置した一対の基板の対向する各
内面夫々に、互いに交差する方向に延在する電極とこの
電極を覆って液晶分子を所定の方向に配向させる為の配
向膜とが形成され、これら一対の基板間には液晶材料が
封入されている。

【０００４】図１０は、上述のＬＢ法を用いて配向膜を
形成する従来の方法を示している。同図において、ガラ
ス等からなる長方形の透明な基板ａは、その上にＩＴＯ
膜等からなる透明な電極ｂが基板ａの両側縁ａ１，ａ１
に平行に延在形成され、ア−ムｄにより支持されてい
る。水槽ｃには純水が満たされており、基板ａはその両
側縁ａ１，ａ１が垂直となる姿勢にア−ムｄで支持さ
れ、水槽ｃ内の水中に垂直に浸漬される。

【０００５】そして、水槽ｃ内の水面上に配向膜材料と
しての例えばポリアミック酸誘導体化合物の液状物質を
滴下してその単分子層を形成し、基板ａを一定速度で垂
直に引き上げながらその水面上の単分子層を基板ａ面に
被着させる。

【０００６】これにより、基板ａ面にポリアミック酸誘
導体化合物の単分子層が形成され、この単分子層のポリ
アミック酸誘導体化合物の分子が基板ａの引き上げ方向
に沿って一様に向きを揃えて並ぶ。

【０００７】上記工程を繰り返して基板ａ面に単分子層
を複数積層し、そののちポリアミック酸誘導体化合物の
単分子層を熱処理によりイミド化することにより、ポリ
イミド主鎖が所定の方向にほぼ均一に配列する単分子膜
が得られる。この様にして得られた配向膜の分子配向方
向は、基板の引き上げ方向と略一致するから基板の両側
縁ａ１，ａ１に平行となる。

【０００８】又、配向膜の分子配向方向を基板ａの側縁
ａ１に対して所定の角度で斜交させる場合は、図８に示
す様に、基板ａを側縁ａ１が垂直方向に対して所定の角
度θをなすようにア−ムｄで保持し、この姿勢のまま垂
直に引き上げることによって単分子積層膜が形成され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
では、角度θを正確に確保する為に基板ａの保持姿勢を
調整するのに手間がかかるという問題を有している。
又、図９に示す様に、単分子膜の分子ｍの向きが乱れる
という問題がある。

【００１０】即ち、基板ａの引き上げ方向に対する基板
の幅が変化する為に水面に展開した配向膜材料の分子の
流れが乱れ、基板に被着した分子ｍの配列方向が基板の
周辺部で乱れ、分子ｍが所定方向に均一に配列した配向
膜が得られない。この様に分子配向方向が乱れた配向膜
を用いた液晶表示素子は、液晶分子を均一に配向させる
ことができなくなり、表示品質の低下を招く。

【００１１】本発明は、上述の問題点に着目してなされ
たものであって、分子が基板の側縁に対し斜交する方向
に略一様に並んだ単分子膜をＬＢ法により容易に形成す
ることが可能な電極基板の製造方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の様な目
的を達成する為、透明電極が形成された基板上にラング
ミュア・ブロジェット法により前記基板の一辺と斜めに
交差する方向に分子が配列した単分子積層膜を形成する
電極基板の製造方法において、互いに平行な一対の縁を
有する多角形形状に形成された基板材に、この基板材の
互いに平行な前記一対の縁と斜めに交差する方向に延長
された透明電極を配設し、この基板材を平行な前記一対
の縁が垂直となる姿勢で支持したまま水中に浸漬し、配
向膜材料を水面に分散させた後、この基板材を垂直方向
に引き上げ、前記基板材の前記透明電極を配設した領域
を含む基板領域以外を除去することを要点とするもので
ある。

【００１３】

【作用】この発明によれば、互いに平行な一対の縁を有
する多角形形状の基板材に、その縁と所定の角度で交差
する方向に複数配列した電極を形成し、これらの電極を
配設した領域を含む基板領域を形成し、この基板材をそ
の平行な一対の辺が垂直となる姿勢で支持したまま水中
に浸漬した後、単分子層が表面に展開された水中からそ
の基板材を垂直方向に引き上げるから、基板材の昇降動
作中において基板材と単分子膜との接触長さが常に一定
に保たれ、基板材に被着した単分子層の分子配列が全面
に亘り均一になる。その結果、単分子積層膜の分子が基
板材の昇降方向に沿って一様に並び、基板の全面に亘り
分子の配向方向が所望方向に均一に揃った配向膜を容易
に形成することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１乃至図
７を参照して説明する。この実施例は、液晶表示素子に
用いられる電極形成基板を製造する例である。

【００１５】本発明の電極形成基板は、互いに平行に向
い合う一対の縁を有する多角形形状を有する基板材、即
ち、本実施例では長方形形状の基板材から形成される。
この基板材には、互いに平行な一対の縁と斜めに交差す
る方向に延長された複数の透明電極が互いに略平行に配
列されており、これらの透明電極の配設領域を包含し、
一辺が前記一対の縁と斜めに交差するように配置された
方形の基板領域が形成されている。この基板領域が形成
された基板材の表面には、以下に示すＬＢ法によりポリ
イミド樹脂からなる単分子積層膜が形成される。

【００１６】ＬＢ法による単分子積層膜の形成方法は、
水面上に展開した配向膜材料の単分子層を基板面に複数
層被着させる方法である。まず、図２に示すように、親
水性処理を施した基板材１′をその側縁１′ａ，１′ａ
が垂直となるようにア−ム１３により支持して、その姿
勢のまま水槽１０に満たされた純水１１中に浸漬する。

【００１７】次いで、水槽１０内の水面上に、ポリアミ
ック酸誘導体化合物の希薄溶液を滴下してその単分子層
Ａを展開させる。このポリアミック酸誘導体化合物の希
薄溶液は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとから
合成されるポリアミック酸を、ＮＭＰとベンザンとを
１：１の割合で混合した混合溶媒に溶解したポリアミッ
ク酸溶液と、同一溶媒を用いかつ同一濃度或いはそれよ
り濃い濃度の長鎖アルキルアミン溶液とを１：１の割合
で混合して得た溶液である。

【００１８】上述の様な状態下で、図３に示す様に、水
面上を移動する移動バリア１２を基板材１′の基板面へ
向けて移動させて水面上の単分子を密集させ、単分子層
Ａの表面圧を一定圧（２５dyn/cm) に調整したのち、単
分子層Ａの表面圧を一定に保ちつつ基板材１′を一定速
度（2mm/min)で垂直方向ｖへ引き上げ、水面上の単分子
層Ａを基板材１′の略全表面に被着させる。

【００１９】この時、長方形の基板材１′を垂直方向へ
引き上げるから、単分子層Ａと基板材１′表面とが接触
する領域は基板材１′の幅Ｗで一定であり、単分子層Ａ
の基板材１′に付着する量も引き上げ方向に対してほぼ
均一であるので、図４に示す様に、基板材１′上に被着
した単分子層Ａの分子ｍは、その引き上げ方向ｖつまり
基板材１′の側縁１′ａに沿って一様に配列する。従っ
て、単分子層Ａの分子ｍは、基板領域ＡL に形成された
透明電極５の延在方向ｄに対し、基板領域の全面に亘っ
て所定の角度θをなして配列する。

【００２０】上述した単分子層Ａの被着工程は、必要に
応じて複数回繰り返され、基板材１′上に単分子層Ａが
所定の厚さに積層される。この膜被着工程において、単
分子層Ａを展開させる水の温度は、水が凍らない範囲で
できるだけ低温に保つことが好ましい。

【００２１】例えば、水槽１０内の純水１１を５〜１０
℃に保持し、この状態で基板材１′に単分子層Ａを被着
させればよい。これにより、水面上に展開する単分子層
Ａの分子ｍの自由度が抑制され、単分子層Ａの分子ｍの
向きが一定方向に略一様に揃った状態で基板材１′上に
付着する。その結果、基板材１′上に被着した単分子層
Ａの分子ｍの配向をより一層均一に整えることができ
る。

【００２２】この後、上述した単分子層Ａの積層工程の
後、基板材１′上に形成されたポリアミック酸誘導体化
合物の積層膜を熱処理によりイミド化し、ポリイミド主
鎖が基板材１′の引き上げ方向ｖに沿って一様に配向し
たポリイミド配向膜を得る。

【００２３】ポリイミド配向膜を形成した後は、図４に
示す基板材１′を基板領域ＡL の外形線に沿って切断
し、不要部分を除去する。これにより、図５に示す液晶
表示素子の基板１が得られる。

【００２４】この様にして形成された基板１において
は、ポリイミド配向膜の分子ｍの配向方向が透明電極５
の延在方向に対しその略全域に亘って略一様に角度θを
なしており、このポリイミド配向膜の分子ｍの配向性
は、その薄膜のリタデ−ション及び光学的軸の方向を測
定することによって確認することができる。

【００２５】そして、上記基板１は、図６に示す様に、
透明電極５と交差するように配置された対向する透明電
極６と配向膜８が被着形成された対向基板２と、所定の
間隙を隔ててシ−ル材３で接合し、これらの基板１，２
間に液晶材料４を封入して液晶表示素子が構成される。
なお、ここでは、一方の基板１に設ける配向膜７の形成
方法について説明したが、他方の基板２に設ける配向膜
８も同様に形成することができる。

【００２６】次に、本発明の他の実施例について図７に
基づき説明する。図７に示す様に、本例の基板材１４′
は平行に向い合う一対の縁１４′ａ，１４′ａを有する
五角形をなしている。この基板材１４′には、八角形の
基板領域ＡL が形成されている。そして、その基板領域
ＡL には透明電極１５が前記基板材１４′の互いに平行
な一対の縁１４′ａ，１４′ａに対して所定角度θで交
差する方向ｄに沿って延在形成されている。

【００２７】この様に構成した基板材１４′を、ア−ム
１３でその三角形部１４′ｂを把持し、一対の平行に向
い合う縁辺１４′ａ，１４′ａが垂直となるように支持
し、その支持姿勢のまま水槽１０の純水１１中に浸漬す
る。この場合、三角部１４′ｂを水没させないようにす
る。以下、上記実施例と同一の方法で単分子層を基板材
表面に積層する。

【００２８】本例の方法によっても、基板材１４′に透
明電極１５を所定方向に正確に延在形成することによ
り、分子軸が透明電極１５の延在方向ｄと所定の角度θ
で交差する方向に一様に配列する配向膜を、容易に形成
することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明によ
れば、互いに平行な縁を有する多角形形状の基板材を用
い、この基板材にその平行な前記一対の縁に対して所定
の角度で交差する方向に延在する複数の電極が配設さ
れ、これら電極の配設領域を含む基板領域が形成され
る。

【００３０】そして、この基板材を平行な前記一対の辺
が垂直となる姿勢で支持したまま少なくとも前記基板領
域が水没するまで水中に浸漬し、その水面に単分子層を
展開した後、この基板材を垂直方向に引き上げるから、
単分子層が基板材の引き上げと共に略一定量づつ均一に
付着し、基板領域の全面に亘り分子が引き上げ方向に沿
って略一様に並んだ配向性が均一な単分子膜を安定的に
形成できる。従って、分子が基板の縁に対して所定角度
で交差する方向に配列した単分子積層膜を容易に形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において基板材に単分子層を
被着させる状態を示す正面図。

【図２】本発明の一実施例において基板材に単分子層を
被着させる状態を示す側面図。

【図３】本発明の一実施例において基板材に単分子層を
被着させる状態を示す斜視図。

【図４】本発明の一実施例における単分子層を被着され
た基板を示す平面図。

【図５】本発明の一実施例における液晶表示素子用に仕
上げた基板を示す平面図。

【図６】本発明の一実施例により製造された液晶表示素
子を示す断面図。

【図７】本発明の他の実施例において基板材に単分子層
を被着させる状態を示す正面図。

【図８】従来例としての配向膜形成方法を示す正面図。

【図９】従来例の配向膜形成方法により単分子層が被着
された基板を示す平面図。

【図１０】他の従来例としての配向膜形成方法を示す正
面図。

【符号の説明】

１，２，１４…基板 １′，１４′…基板材 ３…シ−ル材 ４…液晶 ５，６，１５…透明電極 ７，８…配向膜 １０…水槽 １１…純水 １２…移動バリア １３…ア−ム Ａ…単分子層 ＡL …基板領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極が形成された基板上にラングミ
   ュア・ブロジェット法により前記基板の一辺と斜めに交
   差する方向に分子が配列した単分子積層膜を形成する電
   極基板の製造方法において、 互いに平行な一対の縁を有する多角形形状に形成された
   基板材に、この基板材の互いに平行な前記一対の縁と斜
   めに交差する方向に延長された透明電極を配設し、この
   基板材を平行な前記一対の縁が垂直となる姿勢で支持し
   たまま水中に浸漬し、配向膜材料を水面に分散させた
   後、この基板材を垂直方向に引き上げ、前記基板材の前
   記透明電極を配設した領域を含む基板領域以外を除去す
   ることを特徴とする電極基板の製造方法。