JPH10161133A - 液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents
液晶配向膜およびこれを用いた液晶表示素子Info
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- JPH10161133A JPH10161133A JP31957496A JP31957496A JPH10161133A JP H10161133 A JPH10161133 A JP H10161133A JP 31957496 A JP31957496 A JP 31957496A JP 31957496 A JP31957496 A JP 31957496A JP H10161133 A JPH10161133 A JP H10161133A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表示むら、残像等の表示不良の起こりにくい
優れた表示特性を有する液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 対向する２つの基板上に形成される一対
の液晶配向膜の少なくとも一方の厚みを１３ｎｍ以上２
０ｎｍ以下とする。また、前記一対の液晶配向膜の屈折
率を略等しい値とする。
優れた表示特性を有する液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 対向する２つの基板上に形成される一対
の液晶配向膜の少なくとも一方の厚みを１３ｎｍ以上２
０ｎｍ以下とする。また、前記一対の液晶配向膜の屈折
率を略等しい値とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】液晶表示素子において液晶分
子の配向を制御する液晶配向膜に関する。
子の配向を制御する液晶配向膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術液晶表示素子において液晶分
子の初期配向の制御にはラビング処理によって分子配向
させられたポリイミド膜が広く用いられている。このポ
リイミド膜は、ポリアミク酸液をスピンコートや転写に
より基板に塗布後、加熱処理を行い、脱水反応によるイ
ミド化により形成される。また、ポリイミドをガンマブ
チルラクトン等に溶かした溶液（可溶性ポリイミド液）
をスピンコートや転写により基板に塗布後、加熱処理を
行い、溶媒を蒸発させることによって形成される。ここ
で、加熱温度は、透明電極、スイッチング回路、偏光フ
ィルターあるいはカラーフィルタ等の液晶表示素子を構
成する他の材料の熱的耐性を考慮して決定される。この
ため、対向する２枚の基板にポリイミド膜を形成すると
きの加熱温度は必ずしも一致しない。また、ポリイミド
膜の原料も膜の基板に対する濡れ性等の理由から２枚の
対向する基板において必ずしも一致しない。加熱により
形成されたポリイミド膜は、表面を布でこするラビング
処理を施してポリイミド分子を配向させ、液晶配向膜と
する。特開平０５−３１３１６０号公報には、液晶配向
膜の厚さに関しては、５０ｎｍ程度が適値であるとの提
案がなされている。
子の初期配向の制御にはラビング処理によって分子配向
させられたポリイミド膜が広く用いられている。このポ
リイミド膜は、ポリアミク酸液をスピンコートや転写に
より基板に塗布後、加熱処理を行い、脱水反応によるイ
ミド化により形成される。また、ポリイミドをガンマブ
チルラクトン等に溶かした溶液（可溶性ポリイミド液）
をスピンコートや転写により基板に塗布後、加熱処理を
行い、溶媒を蒸発させることによって形成される。ここ
で、加熱温度は、透明電極、スイッチング回路、偏光フ
ィルターあるいはカラーフィルタ等の液晶表示素子を構
成する他の材料の熱的耐性を考慮して決定される。この
ため、対向する２枚の基板にポリイミド膜を形成すると
きの加熱温度は必ずしも一致しない。また、ポリイミド
膜の原料も膜の基板に対する濡れ性等の理由から２枚の
対向する基板において必ずしも一致しない。加熱により
形成されたポリイミド膜は、表面を布でこするラビング
処理を施してポリイミド分子を配向させ、液晶配向膜と
する。特開平０５−３１３１６０号公報には、液晶配向
膜の厚さに関しては、５０ｎｍ程度が適値であるとの提
案がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下のような問題があった。まず、ポリイミ
ド膜の原料にポリアミク酸を用いた場合には、液の粘性
を調整するために添加されるｎ−メチルピロリジンがポ
リイミド膜中に残留し、これが液晶中に溶出して液晶の
電気抵抗を低下させるため、液晶表示素子の電圧保持率
を低下させ、表示不良を引き起こすという問題があった
（笹木他第４７回応用物理学関連連合講演会講演予稿集
第３分冊１９９６年）。また、膜の原料に可溶性ポリイ
ミドを用いた場合には、溶剤として用いられるガンマブ
チルラクトンがポリイミド膜中に残留し、これが液晶中
に溶出して同様の表示不良を誘発するという問題があっ
た。
来技術には以下のような問題があった。まず、ポリイミ
ド膜の原料にポリアミク酸を用いた場合には、液の粘性
を調整するために添加されるｎ−メチルピロリジンがポ
リイミド膜中に残留し、これが液晶中に溶出して液晶の
電気抵抗を低下させるため、液晶表示素子の電圧保持率
を低下させ、表示不良を引き起こすという問題があった
（笹木他第４７回応用物理学関連連合講演会講演予稿集
第３分冊１９９６年）。また、膜の原料に可溶性ポリイ
ミドを用いた場合には、溶剤として用いられるガンマブ
チルラクトンがポリイミド膜中に残留し、これが液晶中
に溶出して同様の表示不良を誘発するという問題があっ
た。
【０００４】また、不純物による汚染の他に、対向する
２つの基板表面に種類が違うポリイミド（分子構造が互
いに違うポリイミド）を塗布して液晶表示素子を形成し
た場合、外部からの電圧の供給を絶っても電極間に電圧
が残存し（残留ＤＣ）、残像などの表示不良をもたらす
ことがあった（二の宮他、第２１回液晶討論会講演予稿
集１９９５）。また、同種のポリイミドを塗布した場合
であっても対向する２枚の基板で製膜時の加熱温度が違
う場合には残留ＤＣが大きくなることがあった。
２つの基板表面に種類が違うポリイミド（分子構造が互
いに違うポリイミド）を塗布して液晶表示素子を形成し
た場合、外部からの電圧の供給を絶っても電極間に電圧
が残存し（残留ＤＣ）、残像などの表示不良をもたらす
ことがあった（二の宮他、第２１回液晶討論会講演予稿
集１９９５）。また、同種のポリイミドを塗布した場合
であっても対向する２枚の基板で製膜時の加熱温度が違
う場合には残留ＤＣが大きくなることがあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶配向膜は、
ポリイミド系高分子材料を基板に塗布し、加熱処理した
後、ラビング処理を行うことにより形成される液晶配向
膜において、膜厚が１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする。このため、配向膜中に残存する溶媒が
液晶中に溶出する量を低減し、電圧保持率を向上させて
表示ムラ等の不良の発生を防止することができる。
ポリイミド系高分子材料を基板に塗布し、加熱処理した
後、ラビング処理を行うことにより形成される液晶配向
膜において、膜厚が１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする。このため、配向膜中に残存する溶媒が
液晶中に溶出する量を低減し、電圧保持率を向上させて
表示ムラ等の不良の発生を防止することができる。
【０００６】また、本発明の液晶表示素子は、第一の基
板と、該第一の基板上に形成された第一の液晶配向膜
と、第二の基板と、該第二の基板上に形成された第二の
液晶配向膜とを有し、前記第一の基板と第二の基板が前
記第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜を内側にし
て対向し、前記第一の基板と第二の基板に挟持された液
晶材料を有する液晶表示素子において、前記第一の液晶
配向膜と前記第二の液晶配向膜の屈折率が略等しいこと
を特徴とする。このため、残留ＤＣを低減して残像等の
表示不良発生を防止することができる。このことは以下
のように説明できる。対向する２つの基板に塗布する配
向膜の誘電率に差があると液晶表示素子に残留する電場
が大きくなることは、液晶表示素子を３層の誘電体複合
膜と考えることができる（「固体誘電体論」岩波書店Ｐ
８１〜１０５）。したがって、対向する２つの基板の配
向膜の誘電率を略等しくすれば、残留ＤＣを低減でき
る。誘電率は屈折率の二乗であるから、前記第一の液晶
配向膜と前記第二の液晶配向膜の屈折率が略等しくする
ことにより残留ＤＣを低減して残像等の表示不良発生を
防止することができるのである。
板と、該第一の基板上に形成された第一の液晶配向膜
と、第二の基板と、該第二の基板上に形成された第二の
液晶配向膜とを有し、前記第一の基板と第二の基板が前
記第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜を内側にし
て対向し、前記第一の基板と第二の基板に挟持された液
晶材料を有する液晶表示素子において、前記第一の液晶
配向膜と前記第二の液晶配向膜の屈折率が略等しいこと
を特徴とする。このため、残留ＤＣを低減して残像等の
表示不良発生を防止することができる。このことは以下
のように説明できる。対向する２つの基板に塗布する配
向膜の誘電率に差があると液晶表示素子に残留する電場
が大きくなることは、液晶表示素子を３層の誘電体複合
膜と考えることができる（「固体誘電体論」岩波書店Ｐ
８１〜１０５）。したがって、対向する２つの基板の配
向膜の誘電率を略等しくすれば、残留ＤＣを低減でき
る。誘電率は屈折率の二乗であるから、前記第一の液晶
配向膜と前記第二の液晶配向膜の屈折率が略等しくする
ことにより残留ＤＣを低減して残像等の表示不良発生を
防止することができるのである。
【０００７】また、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、前記第一の液晶配向膜を形成する工程と、前記第二
の液晶配向膜の材料を前記第二の基板に塗布した後、予
め作成された前記第二の液晶配向膜の材料についての加
熱条件と屈折率の関係を示すデータに基づいて前記第二
の液晶配向膜が前記第一の液晶配向膜の屈折率と略等し
くなるように前記第二の液晶配向膜の材料を加熱処理
し、次いでラビング処理することにより前記第二の液晶
配向膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。前述
のように、前記第一および第二の液晶配向膜の材料は一
致せず、また、加熱条件も一般に異なる。したがって、
前記第一および第二の屈折率を略等しくすることは必ず
しも容易でない。これに対し、本発明の晶表示素子の製
造方法は、加熱温度と液晶配向膜の屈折率が一定の関係
を有することに着目したものであり、容易に液晶配向膜
の屈折率を調整することができる。
は、前記第一の液晶配向膜を形成する工程と、前記第二
の液晶配向膜の材料を前記第二の基板に塗布した後、予
め作成された前記第二の液晶配向膜の材料についての加
熱条件と屈折率の関係を示すデータに基づいて前記第二
の液晶配向膜が前記第一の液晶配向膜の屈折率と略等し
くなるように前記第二の液晶配向膜の材料を加熱処理
し、次いでラビング処理することにより前記第二の液晶
配向膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。前述
のように、前記第一および第二の液晶配向膜の材料は一
致せず、また、加熱条件も一般に異なる。したがって、
前記第一および第二の屈折率を略等しくすることは必ず
しも容易でない。これに対し、本発明の晶表示素子の製
造方法は、加熱温度と液晶配向膜の屈折率が一定の関係
を有することに着目したものであり、容易に液晶配向膜
の屈折率を調整することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の液晶配向膜は、ポリイミ
ド膜の膜厚を可能な限り薄くすることにより液晶中への
溶剤の溶出量を減らし、不純物汚染による電圧保持率の
低下から発生する表示不良の発生を防止するものであ
る。本発明の液晶配向膜に一定の偏光状態の光を当てた
際に生じる反射光の偏光状態の入射方位依存性の測定結
果から、ラビング処理によりポリイミド分子が配向する
のはラビング強度に依存せず表面近傍の１３〜２０ｎｍ
であることが明らかになった。したがって、配向膜を２
０ｎｍより厚くしても液晶を配向させる能力は変化せ
ず、また、１３ｎｍより薄くすると、ポリイミド分子配
向層の厚みがそれだけ薄くなるため液晶を配向させる能
力が低下する。以上のように、液晶を配向させる能力を
維持し得る範囲で可能な限り薄くするという観点から、
液晶配向膜の厚みは１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするこ
とが好適である。
ド膜の膜厚を可能な限り薄くすることにより液晶中への
溶剤の溶出量を減らし、不純物汚染による電圧保持率の
低下から発生する表示不良の発生を防止するものであ
る。本発明の液晶配向膜に一定の偏光状態の光を当てた
際に生じる反射光の偏光状態の入射方位依存性の測定結
果から、ラビング処理によりポリイミド分子が配向する
のはラビング強度に依存せず表面近傍の１３〜２０ｎｍ
であることが明らかになった。したがって、配向膜を２
０ｎｍより厚くしても液晶を配向させる能力は変化せ
ず、また、１３ｎｍより薄くすると、ポリイミド分子配
向層の厚みがそれだけ薄くなるため液晶を配向させる能
力が低下する。以上のように、液晶を配向させる能力を
維持し得る範囲で可能な限り薄くするという観点から、
液晶配向膜の厚みは１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするこ
とが好適である。
【０００９】本発明の液晶配向膜に用いられるポリイミ
ド系高分子材料とは、ポリイミド膜の原料となる高分子
材料であって、例えば、ポリアミク酸や可溶性ポリイミ
ド溶液が挙げられる。ここで、可溶性ポリイミド溶液と
は、ポリイミドまたはポリイミド前駆体を溶媒に溶解さ
せたものをいう。
ド系高分子材料とは、ポリイミド膜の原料となる高分子
材料であって、例えば、ポリアミク酸や可溶性ポリイミ
ド溶液が挙げられる。ここで、可溶性ポリイミド溶液と
は、ポリイミドまたはポリイミド前駆体を溶媒に溶解さ
せたものをいう。
【００１０】本発明の液晶表示素子に用いられる基板と
しては、ガラス、石英、シリコンウェハー等を用いるこ
とができる。また、液晶材料としては、ＴＮ液晶、ＳＴ
Ｎ液晶等の通常の液晶材料が用いられる。また、液晶配
向膜としては、液晶を配向させる役割を有し、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルシ
ンナメート、ポリスチレン等の材料からなる。このう
ち、耐熱性、絶縁性の観点からポリイミドが好ましく用
いられる。また、第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配
向膜は異種の材料を用いても同種の材料を用いても良い
が、同種の材料を用いることが好ましい。前述のように
第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜の誘電率を略
等しくすることにより、残像等の表示不良発生を防止で
きるからである。さらに、ポリアミク酸を原料とする膜
は一般的に可溶性ポリイミドを原料とした膜と誘電率の
周波数分散が異なる。したがって、第一の液晶配向膜の
材料としてポリアミク酸を用いた場合は第二の液晶配向
膜の材料もポリアミク酸とすることが望ましい。また、
第一の液晶配向膜の材料として可溶性ポリイミドを用い
た場合は第二の液晶配向膜の材料も可溶性ポリイミドと
することが望ましい。また、液晶配向膜の膜厚は、１３
ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましい。
しては、ガラス、石英、シリコンウェハー等を用いるこ
とができる。また、液晶材料としては、ＴＮ液晶、ＳＴ
Ｎ液晶等の通常の液晶材料が用いられる。また、液晶配
向膜としては、液晶を配向させる役割を有し、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルシ
ンナメート、ポリスチレン等の材料からなる。このう
ち、耐熱性、絶縁性の観点からポリイミドが好ましく用
いられる。また、第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配
向膜は異種の材料を用いても同種の材料を用いても良い
が、同種の材料を用いることが好ましい。前述のように
第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜の誘電率を略
等しくすることにより、残像等の表示不良発生を防止で
きるからである。さらに、ポリアミク酸を原料とする膜
は一般的に可溶性ポリイミドを原料とした膜と誘電率の
周波数分散が異なる。したがって、第一の液晶配向膜の
材料としてポリアミク酸を用いた場合は第二の液晶配向
膜の材料もポリアミク酸とすることが望ましい。また、
第一の液晶配向膜の材料として可溶性ポリイミドを用い
た場合は第二の液晶配向膜の材料も可溶性ポリイミドと
することが望ましい。また、液晶配向膜の膜厚は、１３
ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００１１】
（実施例１）本発明の一実施例として、以下に示す手順
で作成された３種の液晶表示素子の電圧保持率測定の結
果を示す。２０×１５ｍｍの厚さ１．１ｍｍのコーニン
グ７０５９をガラス基板として用い、この上に屈折率
１．９２のＩＴＯ透明電極膜を１８０ｎｍ堆積した。次
いで、日立化成製の可溶性ポリイミドＬＱ‐１２０Ｈを
スピナーを用いて基板に塗布した。試料Ａは回転数１０
００ｒｐｍ、試料Ｂは１４００ｒｐｍ、試料Ｃは回転数
２０００ｒｐｍでスピンコートを行った。いずれの試料
も９０℃の乾燥空気中で３０分加熱した後、２５０℃の
乾燥空気中での加熱によりポリイミド膜を形成した。ど
の試料も直径５ｃｍの布ローラ−を用いて強度１３０ｍ
ｍでラビング処理を行った。
で作成された３種の液晶表示素子の電圧保持率測定の結
果を示す。２０×１５ｍｍの厚さ１．１ｍｍのコーニン
グ７０５９をガラス基板として用い、この上に屈折率
１．９２のＩＴＯ透明電極膜を１８０ｎｍ堆積した。次
いで、日立化成製の可溶性ポリイミドＬＱ‐１２０Ｈを
スピナーを用いて基板に塗布した。試料Ａは回転数１０
００ｒｐｍ、試料Ｂは１４００ｒｐｍ、試料Ｃは回転数
２０００ｒｐｍでスピンコートを行った。いずれの試料
も９０℃の乾燥空気中で３０分加熱した後、２５０℃の
乾燥空気中での加熱によりポリイミド膜を形成した。ど
の試料も直径５ｃｍの布ローラ−を用いて強度１３０ｍ
ｍでラビング処理を行った。
【００１２】以上のようにして形成した液晶配向膜の厚
みを以下のようにして求めた。まず、それぞれの液晶配
向膜に対し、入射光を１ｍＷのＨｅ-Ｎｅレーザー光と
し、入射角５０度としたときの反射光の偏光状態を回転
位相子法により決定し、反射光の偏光状態の面内方位依
存性を測定した。次に、上記反射光の偏光状態の面内方
位依存性を計算によって求めた。計算にあたり、液晶配
向膜の膜表面近傍層を単軸異方性の媒質からなる層（異
方層）、その下に位置する層を等方的媒質からなる層
（等方層）と仮定し、各層の誘電率と膜厚をパラメータ
とした。そして、計算結果と測定結果が一致するように
各パラメータの値を決定した。試料Ａ、Ｂ、Ｃの測定結
果と計算結果を図１〜６に示す。どの試料も計算結果と
測定結果がよく一致している。図中の実線が計算結果で
あり、以下のようにパラメータを設定したものである。
すなわち、等方層については、誘電率を試料Ａ、Ｂ、Ｃ
とも２．６２とし、膜厚を試料Ａは８１．４ｎｍ、試料
Ｂは４１．５ｎｍ、試料Ｃは２ｎｍとした。異方層につ
いては、誘電率、膜厚、主誘電率座標の表面に対する傾
きを、試料Ａは２．７６、２．５５、１４．５ｎｍ、３
９度とし、試料Ｂは２．７８、２．５４、１５ｎｍ、３
８度とし、試料Ｃは２．７４、２．５６、１５ｎｍ、３
９度とした。以上の結果から、異方層、すなわち、配向
層の厚さがいずれも１５ｎｍ程度であることが明らかと
なった。
みを以下のようにして求めた。まず、それぞれの液晶配
向膜に対し、入射光を１ｍＷのＨｅ-Ｎｅレーザー光と
し、入射角５０度としたときの反射光の偏光状態を回転
位相子法により決定し、反射光の偏光状態の面内方位依
存性を測定した。次に、上記反射光の偏光状態の面内方
位依存性を計算によって求めた。計算にあたり、液晶配
向膜の膜表面近傍層を単軸異方性の媒質からなる層（異
方層）、その下に位置する層を等方的媒質からなる層
（等方層）と仮定し、各層の誘電率と膜厚をパラメータ
とした。そして、計算結果と測定結果が一致するように
各パラメータの値を決定した。試料Ａ、Ｂ、Ｃの測定結
果と計算結果を図１〜６に示す。どの試料も計算結果と
測定結果がよく一致している。図中の実線が計算結果で
あり、以下のようにパラメータを設定したものである。
すなわち、等方層については、誘電率を試料Ａ、Ｂ、Ｃ
とも２．６２とし、膜厚を試料Ａは８１．４ｎｍ、試料
Ｂは４１．５ｎｍ、試料Ｃは２ｎｍとした。異方層につ
いては、誘電率、膜厚、主誘電率座標の表面に対する傾
きを、試料Ａは２．７６、２．５５、１４．５ｎｍ、３
９度とし、試料Ｂは２．７８、２．５４、１５ｎｍ、３
８度とし、試料Ｃは２．７４、２．５６、１５ｎｍ、３
９度とした。以上の結果から、異方層、すなわち、配向
層の厚さがいずれも１５ｎｍ程度であることが明らかと
なった。
【００１３】次に液晶セルを以下のようにして作製し
た。液晶セルは図７ａ、ｂに示すように２枚の基板を組
み合わさった構成を有する。両方の基板が重っている１
５×１５ｍｍの領域を２．５ｍｍ幅の接着面を設けて張
り合わせ、１０×１０ｍｍの領域にフッ素系液晶（比抵
抗１０14Ωｍ、転移点１１０℃）を注入した。基板の接
着には、基板間隔保持のための直径０．００５ｍｍのス
ペーサ（ミクロパール）が配合されたエポキシ系の熱硬
化型接着材を用いた。液晶を注入後、紫外線硬化型エポ
キシ接着剤により封孔した。セルに電圧を印加するため
に、それぞれの基板の端のポリイミドを剥ぎ落としてＩ
ＴＯ膜を露出させ、超音波ハンダによって導線を取り付
けた。
た。液晶セルは図７ａ、ｂに示すように２枚の基板を組
み合わさった構成を有する。両方の基板が重っている１
５×１５ｍｍの領域を２．５ｍｍ幅の接着面を設けて張
り合わせ、１０×１０ｍｍの領域にフッ素系液晶（比抵
抗１０14Ωｍ、転移点１１０℃）を注入した。基板の接
着には、基板間隔保持のための直径０．００５ｍｍのス
ペーサ（ミクロパール）が配合されたエポキシ系の熱硬
化型接着材を用いた。液晶を注入後、紫外線硬化型エポ
キシ接着剤により封孔した。セルに電圧を印加するため
に、それぞれの基板の端のポリイミドを剥ぎ落としてＩ
ＴＯ膜を露出させ、超音波ハンダによって導線を取り付
けた。
【００１４】次いで、電圧保持率（印加電圧を除いた１
６．７ｍｓｅｃ後のセルに残る電圧の割合）を、東陽テ
クニカ製ＶＨＲ−１を用いて測定した。測定結果を図８
に示す。試料Ａ、Ｂ、Ｃの電圧保持率は、それぞれ９１
％、９４％、９６％となった。電圧保持率は、配向膜の
膜厚の増加にともなって単調に減少することが確認され
た。全膜厚が１７ｎｍの試料Ｃが最も良好な特性となっ
た。
６．７ｍｓｅｃ後のセルに残る電圧の割合）を、東陽テ
クニカ製ＶＨＲ−１を用いて測定した。測定結果を図８
に示す。試料Ａ、Ｂ、Ｃの電圧保持率は、それぞれ９１
％、９４％、９６％となった。電圧保持率は、配向膜の
膜厚の増加にともなって単調に減少することが確認され
た。全膜厚が１７ｎｍの試料Ｃが最も良好な特性となっ
た。
【００１５】（実施例２）本発明の一実施例として、以
下に示す手順で作成された６種の液晶表示素子の電圧保
持率測定の結果を示す。２０×１５ｍｍの厚さ１．１ｍ
ｍのコーニング７０５９をガラス基板として用い、この
上に屈折率１．９２のＩＴＯ透明電極膜を１８０ｎｍ堆
積した。この基板上に以下のようにして液晶配向膜を形
成した。まず、６種の液晶表示素子に用いられる一方の
基板（以下、対向基板という。）については、以下に示
す同一条件で作製した。すなわち、日産化学製の可溶性
ポリイミドＳＥ２１７０を回転数２０００ｒｐｍでスピ
ンコートした後、９０℃の乾燥空気中で８０分加熱した
後、２５０℃の乾燥空気中で加熱し、ポリイミド膜を形
成した。他方の基板については以下のようにして作製し
た。まず、試料Ｄ〜Ｊについては、日産化学製の可溶性
ポリイミドＳＥ２１７０を回転数２０００ｒｐｍでスピ
ンコートし、９０℃の乾燥空気中で８０分加熱した後、
さらに試料Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈについてそれぞれ１５０
℃、１８０℃、２１０℃、２３０℃、２５０℃で１時間
加熱することによりポリイミド膜を形成した。また試料
Ｊは、他の試料と同種の基板上に日産化学製の可溶性ポ
リイミドＳＥ１５０を回転数２０００ｒｍで塗布し９０
℃３０分の加熱後、２５０℃で１時間加熱してポリイミ
ド膜を形成した。それぞれの膜の膜厚と屈折率はファイ
ブラボ社製エリプソメータＭＡＲＹ−１０２により測定
した。その結果を表１に示す。
下に示す手順で作成された６種の液晶表示素子の電圧保
持率測定の結果を示す。２０×１５ｍｍの厚さ１．１ｍ
ｍのコーニング７０５９をガラス基板として用い、この
上に屈折率１．９２のＩＴＯ透明電極膜を１８０ｎｍ堆
積した。この基板上に以下のようにして液晶配向膜を形
成した。まず、６種の液晶表示素子に用いられる一方の
基板（以下、対向基板という。）については、以下に示
す同一条件で作製した。すなわち、日産化学製の可溶性
ポリイミドＳＥ２１７０を回転数２０００ｒｐｍでスピ
ンコートした後、９０℃の乾燥空気中で８０分加熱した
後、２５０℃の乾燥空気中で加熱し、ポリイミド膜を形
成した。他方の基板については以下のようにして作製し
た。まず、試料Ｄ〜Ｊについては、日産化学製の可溶性
ポリイミドＳＥ２１７０を回転数２０００ｒｐｍでスピ
ンコートし、９０℃の乾燥空気中で８０分加熱した後、
さらに試料Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈについてそれぞれ１５０
℃、１８０℃、２１０℃、２３０℃、２５０℃で１時間
加熱することによりポリイミド膜を形成した。また試料
Ｊは、他の試料と同種の基板上に日産化学製の可溶性ポ
リイミドＳＥ１５０を回転数２０００ｒｍで塗布し９０
℃３０分の加熱後、２５０℃で１時間加熱してポリイミ
ド膜を形成した。それぞれの膜の膜厚と屈折率はファイ
ブラボ社製エリプソメータＭＡＲＹ−１０２により測定
した。その結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】 いずれの試料も直径５ｃｍの布ローラーを用いて強度１
３０ｍｍでラビング処理を行った。次に液晶セルを実施
例１と同様にして作製した。液晶セルは図７ａ、ｂに示
すように２枚の基板を組み合わさった構成を有する。両
方の基板が重っている１５×１５ｍｍの領域を２．５ｍ
ｍ幅の接着面を設けて張り合わせ、１０×１０ｍｍの領
域にフッ素系液晶（比抵抗１０14Ωｍ、転移点１１０
℃）を注入した。基板の接着には、基板間隔保持のため
の直径０．００５ｍｍのスペーサ（ミクロパール）が配
合されたエポキシ系の熱硬化型接着材を用いた。液晶を
注入後、紫外線硬化型エポキシ接着剤により封孔した。
セルに電圧を印加するために、それぞれの基板の端のポ
リイミドを剥ぎ落としてＩＴＯ膜を露出させ、超音波ハ
ンダによって導線を取り付けた。
３０ｍｍでラビング処理を行った。次に液晶セルを実施
例１と同様にして作製した。液晶セルは図７ａ、ｂに示
すように２枚の基板を組み合わさった構成を有する。両
方の基板が重っている１５×１５ｍｍの領域を２．５ｍ
ｍ幅の接着面を設けて張り合わせ、１０×１０ｍｍの領
域にフッ素系液晶（比抵抗１０14Ωｍ、転移点１１０
℃）を注入した。基板の接着には、基板間隔保持のため
の直径０．００５ｍｍのスペーサ（ミクロパール）が配
合されたエポキシ系の熱硬化型接着材を用いた。液晶を
注入後、紫外線硬化型エポキシ接着剤により封孔した。
セルに電圧を印加するために、それぞれの基板の端のポ
リイミドを剥ぎ落としてＩＴＯ膜を露出させ、超音波ハ
ンダによって導線を取り付けた。
【００１７】以上のようにして作製した６種の液晶セル
を用い、対向基板側を接地し、セルを透過する光の強度
が５０％になるようにセルに２８Ｈｚの矩形の電圧を印
加した。更に直流成分も印加し、透過向強度の２８Ｈｚ
成分が最小となる直流成分の値をセルに残留する直流成
分（残留ＤＣ）とした。図９に基板加熱温度と残留ＤＣ
の関係を示す。図から、加熱温度が高くなるにつれ残留
ＤＣが小さくなることがわかる。特に加熱温度を２３０
℃以上（試料Ｇ、Ｈ）とすれば残留ＤＣが効果的に抑制
できることが示された。これは、加熱温度２３０℃以上
の膜（試料Ｇ、Ｈ）の屈折率が対向基板上の配向膜の屈
折率とほぼ同じ値であることによると考えられる。な
お、膜の屈折率が近似しても試料Ｊはポリミイドの種類
が互いに異なるので残留ＤＣがやや大きくなっている。
以上のように２つの基板上の配向膜に同種の原料から作
成された等しい屈折率を有するポリイミド膜を用いるこ
とにより残留ＤＣを低減し、残像の発生を防止すること
ができる。
を用い、対向基板側を接地し、セルを透過する光の強度
が５０％になるようにセルに２８Ｈｚの矩形の電圧を印
加した。更に直流成分も印加し、透過向強度の２８Ｈｚ
成分が最小となる直流成分の値をセルに残留する直流成
分（残留ＤＣ）とした。図９に基板加熱温度と残留ＤＣ
の関係を示す。図から、加熱温度が高くなるにつれ残留
ＤＣが小さくなることがわかる。特に加熱温度を２３０
℃以上（試料Ｇ、Ｈ）とすれば残留ＤＣが効果的に抑制
できることが示された。これは、加熱温度２３０℃以上
の膜（試料Ｇ、Ｈ）の屈折率が対向基板上の配向膜の屈
折率とほぼ同じ値であることによると考えられる。な
お、膜の屈折率が近似しても試料Ｊはポリミイドの種類
が互いに異なるので残留ＤＣがやや大きくなっている。
以上のように２つの基板上の配向膜に同種の原料から作
成された等しい屈折率を有するポリイミド膜を用いるこ
とにより残留ＤＣを低減し、残像の発生を防止すること
ができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の液晶配向膜は、ポリイミド系高
分子材料を基板に塗布し、加熱処理した後、ラビング処
理を行うことにより形成される液晶配向膜において、膜
厚が１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とす
る。このため、配向膜中に残存する溶媒が液晶中に溶出
する量を低減し、電圧保持率を向上させて表示ムラ等の
表示不良の発生を防止することができる。
分子材料を基板に塗布し、加熱処理した後、ラビング処
理を行うことにより形成される液晶配向膜において、膜
厚が１３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とす
る。このため、配向膜中に残存する溶媒が液晶中に溶出
する量を低減し、電圧保持率を向上させて表示ムラ等の
表示不良の発生を防止することができる。
【００１９】また、本発明の液晶表示素子は、一対の液
晶配向膜の屈折率が略等しいことを特徴とする。このた
め、残留ＤＣを低減して残像等の表示不良発生を防止す
ることができる。
晶配向膜の屈折率が略等しいことを特徴とする。このた
め、残留ＤＣを低減して残像等の表示不良発生を防止す
ることができる。
【００２０】また本発明の液晶表示素子の製造方法は、
予め作成された前記第二の液晶配向膜材料についての加
熱条件と屈折率の関係を示すデータに基づいて前記第二
の液晶配向膜が前記第一の液晶配向膜の屈折率と略等し
くなるように前記第二の液晶配向膜材料を加熱処理する
ことにより前記第二の液晶配向膜を形成することを特徴
とする。したがって、第一および第二の液晶配向膜の屈
折率を容易に整合させることができる。
予め作成された前記第二の液晶配向膜材料についての加
熱条件と屈折率の関係を示すデータに基づいて前記第二
の液晶配向膜が前記第一の液晶配向膜の屈折率と略等し
くなるように前記第二の液晶配向膜材料を加熱処理する
ことにより前記第二の液晶配向膜を形成することを特徴
とする。したがって、第一および第二の液晶配向膜の屈
折率を容易に整合させることができる。
【図１】実施例１に係る試料Ａの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図２】実施例１に係る試料Ｂの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図３】実施例１に係る試料Ａの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図４】実施例１に係る試料Ｂの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図５】実施例１に係る試料Ａの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図６】実施例１に係る試料Ｂの偏光状態の測定値およ
び計算値を示す図である。
び計算値を示す図である。
【図７】本発明の液晶セルの構造を示す平面図および断
面図。
面図。
【図８】液晶配向膜の膜厚（配向部と無配向部の和）と
電圧保持率の関係を示す図。
電圧保持率の関係を示す図。
【図９】液晶配向膜の加熱温度とセルの残留ＤＣとの関
係を示す図。
係を示す図。
１ 表面にＩＴＯ膜およびポリイミド膜が形成された
基板 ２ 表面にＩＴＯ膜およびポリイミド膜が形成された
基板 ３ 接着剤 ４ 接着剤 ５ 紫外線硬化接着剤 ６ 紫外線硬化接着剤 ７ 液晶注入部 ８ 端子接着部 ９ 端子接着部 １１ ガラス基板 １２ ガラス基板 １３ 接着剤 １４ 接着剤 １５ ポリイミド膜（液晶配向膜） １６ ポリイミド膜（液晶配向膜） １７ 液晶注入部 １８ 端子接着部 １９ 端子接着部 ２０ 透明電極膜（ＩＴＯ膜） ２１ 透明電極膜（ＩＴＯ膜）
基板 ２ 表面にＩＴＯ膜およびポリイミド膜が形成された
基板 ３ 接着剤 ４ 接着剤 ５ 紫外線硬化接着剤 ６ 紫外線硬化接着剤 ７ 液晶注入部 ８ 端子接着部 ９ 端子接着部 １１ ガラス基板 １２ ガラス基板 １３ 接着剤 １４ 接着剤 １５ ポリイミド膜（液晶配向膜） １６ ポリイミド膜（液晶配向膜） １７ 液晶注入部 １８ 端子接着部 １９ 端子接着部 ２０ 透明電極膜（ＩＴＯ膜） ２１ 透明電極膜（ＩＴＯ膜）
Claims (8)
- 【請求項１】 ポリイミド系高分子材料を基板に塗布
し、加熱処理した後、ラビング処理を行うことにより形
成される液晶配向膜において、膜厚が１３ｎｍ以上２０
ｎｍ以下であることを特徴とする液晶配向膜。 - 【請求項２】 前記ポリイミド系高分子材料がポリアミ
ク酸である請求項１に記載の液晶配向膜。 - 【請求項３】 前記ポリイミド系高分子材料が可溶性ポ
リイミド溶液である請求項１に記載の液晶配向膜。 - 【請求項４】 第一の基板と、該第一の基板上に形成さ
れた第一の液晶配向膜と、第二の基板と、該第二の基板
上に形成された第二の液晶配向膜とを有し、前記第一の
基板と第二の基板が前記第一の液晶配向膜と前記第二の
液晶配向膜を内側にして対向し、前記第一の基板と第二
の基板に挟持された液晶材料を有する液晶表示素子にお
いて、前記第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜の
屈折率が略等しいことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項５】 第一の基板と、該第一の基板上に形成さ
れた第一の液晶配向膜と、第二の基板と、該第二の基板
上に形成された第二の液晶配向膜とを有し、前記第一の
基板と第二の基板が前記第一の液晶配向膜と前記第二の
液晶配向膜を内側にして対向し、前記第一の基板と第二
の基板に挟持された液晶材料を有する液晶表示素子にお
いて、前記第一の液晶配向膜と前記第二の液晶配向膜の
屈折率が略等しく、かつ、前記第一の液晶配向膜と前記
第二の液晶配向膜のうち少なくとも一方が請求項１〜３
のいずれかに記載の液晶配向膜であることを特徴とする
液晶表示素子。 - 【請求項６】 前記第一の液晶配向膜および前記第二の
液晶配向膜が、ポリアミク酸を基板に塗布し、加熱処理
した後、ラビング処理することにより形成された膜であ
る請求項４または５に記載の液晶表示素子。 - 【請求項７】 前記第一の液晶配向膜および前記第二の
液晶配向膜が、可溶性ポリイミド溶液を基板に塗布し、
加熱して溶媒を蒸発させ、ラビング処理することにより
形成された膜である請求項４または５に記載の液晶表示
素子。 - 【請求項８】 前記第一の液晶配向膜を形成する工程
と、前記第二の液晶配向膜の材料を前記第二の基板に塗
布した後、予め作成された前記第二の液晶配向膜の材料
についての加熱条件と屈折率の関係を示すデータに基づ
いて前記第二の液晶配向膜が前記第一の液晶配向膜の屈
折率と略等しくなるように前記第二の液晶配向膜の材料
を加熱処理し、次いでラビング処理することにより前記
第二の液晶配向膜を形成する工程とを含むことを特徴と
する請求項４〜７のいずれかに記載の液晶表示素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31957496A JP2853682B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31957496A JP2853682B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10161133A true JPH10161133A (ja) | 1998-06-19 |
| JP2853682B2 JP2853682B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=18111791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31957496A Expired - Fee Related JP2853682B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853682B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7084946B2 (en) | 2003-09-04 | 2006-08-01 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
| EP1693701A1 (en) | 2005-02-18 | 2006-08-23 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic orientation film, inorganic orientation film, substrate for electronic devices, liquid crystal panel, and electronic equipment |
| EP1708015A2 (en) | 2005-03-29 | 2006-10-04 | Seiko Epson Corporation | Organic silicon-based (polysiloxane) alignment layers for liquid crystal displays |
| US7262897B2 (en) | 2003-09-02 | 2007-08-28 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
| JP2008008935A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Seiko Epson Corp | 配向膜、配向膜の形成方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器 |
| US7320815B2 (en) | 2003-09-04 | 2008-01-22 | Seiko Epson Corporation | Method for forming oriented film, oriented film, substrate for electronic device, liquid crystal panel, and electronic device |
| US8066853B2 (en) | 2003-09-04 | 2011-11-29 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP31957496A patent/JP2853682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7262897B2 (en) | 2003-09-02 | 2007-08-28 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
| US7084946B2 (en) | 2003-09-04 | 2006-08-01 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
| US7320815B2 (en) | 2003-09-04 | 2008-01-22 | Seiko Epson Corporation | Method for forming oriented film, oriented film, substrate for electronic device, liquid crystal panel, and electronic device |
| US8066853B2 (en) | 2003-09-04 | 2011-11-29 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic alignment film, inorganic alignment film, substrate for electronic device, liquid crystal panel and electronic apparatus |
| EP1693701A1 (en) | 2005-02-18 | 2006-08-23 | Seiko Epson Corporation | Method of forming inorganic orientation film, inorganic orientation film, substrate for electronic devices, liquid crystal panel, and electronic equipment |
| EP1708015A2 (en) | 2005-03-29 | 2006-10-04 | Seiko Epson Corporation | Organic silicon-based (polysiloxane) alignment layers for liquid crystal displays |
| US7638175B2 (en) | 2005-03-29 | 2009-12-29 | Seiko Epson Corporation | Alignment film, method of forming the alignment film, liquid crystal panel, and electronic equipment |
| JP2008008935A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Seiko Epson Corp | 配向膜、配向膜の形成方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器 |
| JP4702198B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2011-06-15 | セイコーエプソン株式会社 | 配向膜、配向膜の形成方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2853682B2 (ja) | 1999-02-03 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |