JPS58139123A - 液晶配向用被膜の不要部分除去方法 - 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】 この発明は液晶配向用被膜の不要部分除去方法に関する
ものである。

液晶表示セルは周知のように、シール材を介して装着重
合された上下一対の基板間に液晶を充填してなるもので
あり、両基板の対＋ＱＩｍにはそれぞれ表示用“４を樵
が形成され、さらにこの−極形成面には液晶配向用被膜
が形成されている。

前記液晶配向、用被膜には、大別して、液晶分子を水平
配向させる水平配向用被膜と、液晶分子を垂直配回さす
る垂直配向用被膜と、液晶分子を傾斜配向させる傾斜配
向用被膜とがある。

前記水平配回用Ｍｌ！１は、ポリイミド等の水平配回剤
を基板面にｔ１１４５することにより形成されたもので
、この水平配向用［１としては、配回剤のみの単ｍｓ造
のものと、基板（ガラス板）と配向剤膜との結合を良く
するためのシラン系カップリング剤からなる下地膜上に
水平配向剤膜を形成した二層構造のものとがあり、いず
れも被膜面はラビング処理されている。

また、前記垂直配向用被膜は、クロム錯体、シリコンレ
ジン、トリアルコキシルオルガノシラン化合物等の垂直
配向剤を基板面に塗布することによって形成されたもの
で、この垂直配向用被膜は配向剤のみの単層の破膜とな
っている。

さらに、前記傾斜配向用被膜は、基板面に８１０の斜方
蒸着を施した後この８ｉ０の下地膜上に前記垂直配向剤
を塗布することによって形成されたもので、この傾斜配
向用被膜は、１紀下地膜と配向剤膜との二層被膜となっ
ている。

ところで、前記各液晶配向用被膜は、これを１板面の液
晶と接する部分にのみ選択的シニ形成することが雌かし
いために、一般には＆板面全体に形成されているが、こ
の配向用被膜が基板面のシール５（Ｖ−ル材を介して相
手基板と接着される部分）や端子配列部（基板側縁−に
４出された表示電極リード端子の配列部）上にもあると
、シール材と基板との接着力が弱くなって基板相互の接
着強度に信頼がもてなくなるし、また端子配列部の各リ
ード端子とこれに接触される駆動回路接続用コネクタと
の間の電気抵抗も高くなって゛成力ロスが大きくなるか
ら、基板面に形成した配向用被膜のうち液晶と僧する部
分以外の不要部分はこれを除去することが望ましい。な
お、シラン系カップリング剤の下地膜上に水平配向剤膜
を形成した水平配向用被膜の場合、基板相互を接着する
シール材がエポキシ系樹脂等の有機シール材であればシ
ランカップリング剤が基板とシール材と！Ｄ接看力を＾
めるという一点から、下地膜は除去せずに残しておくこ
とも考えられるが、シール材がフリットガラス等の無機
シール材である場合には配向剤膜と下地膜との両方の不
要部分を除去することが必要である。　　′□に１１ この液晶配回用４Ｉｔ躾の不１１部分の除去は、一般に
、基板面に形成した配向用４Ｉｉ虜の液晶と接する部分
をレジストでマスクしておいてプラズマエツチングする
方法で行なわれており、このプラズマエツチングに使用
されるエツチングガスとしては酸素ガスまたはフロンガ
スが配向用被膜の材質に応じて使用されている。

すなわち、前記各配向用被膜を材質面から分類すると、
単Ｐｍ４Ｉｌ膜は、 （１）　　ポリイミド（水平配向剤）、クロム錯体（垂
直配回剤）等のケイ素を含まない高分子有機化合物膜。

Ｑ）シリコンレジン、トリアルコキシルオルガノシラン
化合物（いずれも垂直配回剤）等の有機ケイ素系化合物
膜。

とに分けられ、またニー被膜は、 （３）　　シラン系カップリング剤または８１０の下地
膜と前記（１）の高分子有機化合物映とからなる、下地
膜のみがケイ素を含んでいるもの。

（４）　　８ｉ０の下地膜とカリ記（２）の有機ケイ素
系化合物膜とからなる、下地−と配向剤膜とが共にケイ
素′を含んでいるもの。

とに分けられる。

つまり、前記各配向用被膜は、大別してケイ素を含まな
い（１）の材質のものと、ケイ素を含む＜２）〜（４）
の材質のものとに分けられる。

一方、プラズマエツチングに使用されるエツチングガス
としては、酸素ガスとフロンガスとがあり、ケイ量を含
まない＾分子化合物は酸素ガスを使用するプラズマでも
フロンガスを使用するプラズマでもエツチングすること
ができる。

ただし、酸素ガスに゛よれば高分子有機化合物の分子結
合ｃｍｃ　、　Ｃ−８１ｔｊｌｌ（切ることができるが
、フロンガスでは前記分子結合Ｃ，−、、Ｃ，Ｃ−Ｈを
切るのに時間がかかつて短時間でエツチングを完了する
ことができないから、前記（１）の材質の配向用被膜の
エツチングには通冨鹸累ガスが使用されている。

これに対して配向用被膜にケイ素（８番）が含まれてい
る場合は、酸素ガスではケイ素を含む化合物の分子結合
８轟−０を切ることができないために、従来はＳＩＱ紀
伐）〜（尋の材質の配同用被膜は全てフロンガスを使用
するプラズマでエツチングしている。

しかしながら、フロンガスを使用するプラズマでは、ケ
イ素と峻累との結合８区−０は速く切ることができるが
、縦累と炭素との結合Ｃ−Ｃ＆び炭素と水素との結合Ｃ
−Ｈな切るのに時間がかかるために、配回用被膜の不要
部分を完全にエツチング除去するのにかなりの時間を要
するし、また配向用被膜の残すべき部分をマスクしてい
るレジストが長時ｊｌｉ６Ｇプラズマエツチングによっ
て硬化してしまうために、エツチング工程後のレジスＦ
剥離（溶剤による剥離）が非常に困雌になるという問題
があった。しかも、フロンガスを使用するプラズマエツ
チングでは、フロンガスがガラスからなる基板をもエツ
チングするために、配向用＊Ｉ［の不要部分が完全にエ
ツチングされるのと同時５叫１板向がエツチングされ始
めることになる。この基板面のエツチングはかなり高速
で進行するから、基板面のり−ル部が荒損してレール材
との接置性を悪化させたり、端子配列部のリード端子周
縁部がその下の基板面のエツチングにより基板面から浮
き上がって剥離しやすくなる。このため、フロンガスを
使用するプラズマエツチングでは、配回川波−のエツチ
ング完Ｔと同時１ニガス流を遮断してエツチングを停止
させることが必要であるが、その制御は非常に雌かしい
ために、基板面のエツチングを訪ぐことは困雌である。

また、配向用ａｍの不要部分をプラズマエツチングによ
って除去する方法として、最初に酸素ガスによるエツチ
ングを行ない、次いでエツチングガスをフロンガスに切
換えてエツチングする方法も考えられているが、この方
法は前記（３）の材質の配向用被膜つまりシラン系カッ
プリング剤または８４０の下地膜の上にケイ素を含まな
い馬分子有機化合物から−なる配回ｌ＠膜を形成した二
層構造の配回用被膜のエツチングにのみ限られるもので
あって前ａｌｃ！　（２）及び（４）の材質の　　　　
゛配向用被膜つまり装膜全体がケイ素を含んでいる配回
用被膜のエツチングには利用できないものである。しか
も、この方法は、比較的短時間でエツチングを完了でき
るものの、高分子有機化合物からなる配向剤−のエツチ
ングがほぼ完了した時点でエツチングガスな酸素ガスか
らフロンガスに切換えなければなら−ないために、エツ
チング制御が面倒であるし、またこの方法も最終的には
フロンガスによって下地膜をエツチングする方法である
ために、最初からフロンガスを使用する場合と同様に基
板面をエツチングしてしまう欠点をもっている。

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、液晶表示（ル用基
板の電極形成面全体に形成したケイ素を含む液晶配向用
被膜の不要部分を短時間でしかも途中でエツチングガス
な切換えることなく完全にエツチング除去することがで
きると共に、配回用被膜の不要部分を除去した後のエツ
チング停止タイミングをある程度ラフにとっても基板面
がエツチングされるのをほぼ完全に防ぐことができるよ
うにした液晶配向用被膜の不要部分除去方法を提供する
ことにある。

すなわち、この発明は、液晶表示セル用１板の電極形成
面全体に形成したケイ素を含む液晶配向用被膜のうち液
晶と按する部分以外の不要部分をプラズマエツチングに
よって除去するのに、エツチングガスとして酸素とフロ
ンとの１合ガスを用いることを特徴とするものである。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図はこの発明の第１の実施例な示してお
り、第１図は液晶表示セル用基板（ガラス板）１１の電
極形成面全体にシリコンレジンまたはトリアルコキシル
オルガノリラン化合等の有機ケイ素系化合物からなる単
層の液晶配向用被膜（垂直配向用被膜）ＸＸを形成し、
この配回用被膜７３上にレジストマスク１４を形成した
状態を示している。なお、図中１１゜Ｊ２は前記基板入
面に形成された表示用゛電極。

７７１．７１鵬は前記表示用電極１１．ＩＩのリード端
子であり、このリード端子１ｊ蟲。

ＩＩｍは基板側縁部の端子配列部に導出されている。ま
た、前記配向用被膜１３は、前記基板ムの電極形成面全
体にスピンナーコーティング等の手段によって前記有機
ケイ素系化合物を均一厚さに自重することによって形成
されたものであり、さらに前記レジストマスク１４は、
前記配向用液ｉ１１［１１の液晶と接する部分の上に、
酸素によってもフロンによってもエツチングされないレ
ジストインクをスクリーン印刷法によって線型すること
によって形成されたものである。

しかして、前記配向用液［７３の不要部分の除去に際し
、酸素とフロンとの混合ガスを用いたプラズマエツチン
グを行なったところ、前記配向用被膜１１の不要部分す
なわちレジストマスク１４で覆われていない部分は、フ
ロンガスを用いたプラズマでエッチ１□、レグ除去した
場合よりも通く消去し、短時間で工゛ツデングを光子す
ることができた。

下記の表は、シリコンレジン８Ｒ−２４１０（東しシリ
コーン社製）からなる膜厚的０．５声の配向用被膜を、
酸素ガス、フロンガス、酸素とフロンとの混合ガスの３
種類のガス条件でそれぞれプラズマ処理した結果を示し
ている。

ここで、条件ｌの酸素ガスのみを使用するプラズマ処理
では、３０分を経過しても配向用被膜は除去されず、レ
ジストマスクが硬化するのみであった。また、条件２の
フロンガスのみを使用するプラズマ処理では、配向用被
膜ｔ／除去することはできたが、その除去に１０分程度
の時間を要するために、レジストマスクが硬化し、後工
程のレジス）−喝が困−（二なった。しかも１．Ｉこの
条件２では、妃１ｐ用ａｍが除去されると同時にガラス
からなる１板の表面がエツチングされるという開端をも
っていた。これに対して、条件３の酸素とフロンとの混
合ガスを使用するプラズマ処理では、配向用被膜の不要
部分を３分ａｔＸの短かい時間で完全に除去することが
でき、この程度の時間ではレジストマスクはほとんど硬
化しないから、後工程のレジスト剥離は容易であった。

また、この条件３では、配向用被膜が除去されることに
よって基板面がプラズマにさらされても、基板面のエツ
チングは非常に遍く、従ってエツチング停止タイミング
をある程度ラフにとっても基板面がエツチングされるこ
とはほとんどなかった。なお、ここでは酸素ガスとフロ
ンガスとを０鵞ｍ　０．１１０ｒｒ％ＣＦ４ｍ　０．３
１ｏｙｒの割合で混合させているが、この混合割合は、
０鵞−０，０１〜０−２　ｔｏｒｒ、　ＣＦ４＋ｍｓ　
０．１〜１、Ｏｔｏｒｒの範囲内（望ましくは０ｍ−０
，０５〜０．１５　ｔｏｒｒ　、　ＣＦ４ｍ　０．２〜
０．４　ｔｏｒｒ　）であればよい。

第２図は前記配向用被膜１３の不要部分を除去し１次い
でレジストマスク１４を剥離した状態を示している。ま
た第３図は第２図に示した基板１１と、これと対をなす
もう１枚の基板２１とをシール材ムを介して接着重合し
、両基板１１．１１間に液晶ＬＣ（二色性色素及び少量
の光学活性物質を添加した誘電異方性が負のネマティッ
ク液晶）を注入充填してポジ表示タイプのゲスト・ホス
ト臘液晶表示セルを完成させた状態を示している。なお
、第３図において、図中２ｊは下部基板２１面に形成さ
れた表示用対向電極、２ｊは下部基板２１の電極形成面
に形成された垂直配向用被膜であり、液晶分子は両１板
Ｊ　Ｊ　、　Ｊ　ｉ間においてホメオトロピック配向さ
れている。

なお、上記実施例では有機ケイ素系化合物からなる単層
の垂直配向用被膜の不要部分を除去する場合について説
明したが、この発明は、８魚０の斜方薫看膜からなるケ
イ素を含む下地膜上にシリコンレジンやトリアルコキシ
ルオルガノシラン化合物等の有機ケイ素系化合物からな
る垂直配回割膜あるいはクロム一体等のケイ素を含まな
い高分子有機化合物からなる垂直配向剤膜を形成した二
層構造の傾斜配向用Ｉ！！膜や、シラン系カップリング
剤からなるケイ素を含む下地膜上にポリイミド等のケイ
素を含まない高分子有機化合物からなる水平配向剤膜を
形成した二層構造の水平配向用被膜の不要部分を除去す
るのにも適用することができる。

′ｓ４図及び第５図はこの発明の第２の実施例を示して
おり、第４図は液晶表示セル用基板（ガラス板）１１の
電極形成面全体にケイ素を含む下地ｗＩ１１　ｌ　ｍと
配向剤ｇｌｉｂとからなる二層構造の液晶配向用被膜Ｊ
５を形成し、この配商用波＠Ｉｇ上にレジストマスク１
４を形成した状態を示している。

しかして、前記下地膜１５畠が８１０の斜方薫看膜であ
り、配向剤膜ＩＳｂがシリコンレジンやトリアルコキシ
ルオルガノシラン化合物等の有機ケイ素系化合物からな
１ｊ、る垂直配量−躾である二層構造の紬斜配回用４１
１Ｍ！Ｉ４について　その不ＩＩｓ部分を酸素とフロン
との混合ガスを用いたプラズマでエツチング除去したと
ころ、件の配向用被膜の不要部分は前記ｍｌの実施例と
ｔ４械に短時間で除去され、またエツチング停止タイミ
ングをある程度ラフにとっても基板１１面がエツチング
されることはなかった。なお、８鳳０のプラズマエツチ
ングのみについて考えれば酸素とフロンとの混合ガスを
使用するよりもフロンガスのみを使用した方が這いエツ
チングを行なうことができるが、前記８轟０の斜方薫Ｉ
Ｉ編からなる下地膜１５轟は非常に薄いものであって酸
素とフロンとの混合ガスによってもフロンガスのみの場
合とほとんど変わらない時間でエツチング除去すること
ができるし、また配向剤Ｈｉｔｔｂはフロンガスのみの
場合よりもはるかに短時間でエツチング除去されるから
、この発明によればフロンガスのみを用いる場合に比べ
て配回用波膜全厚の除去に要する時間を大巾に１１Ｉｉ
１纏することができる。

また、前記下地１１１１　Ｊ　Ｊ　ｍが８１０の斜方薫
看躾であり、配向剤膜Ｊｌｂがクロム錯体等のケイ素を
含まない高分子有機化合物からなる崩直配回剤膜である
二層構造の傾斜配向用被膜について、その不要部分を酸
素とフロンとの混合ガスを用いたプラズマでエツチング
除去したところ、この配向用被膜の不要部分は、レジス
トマスク１４を硬化させることがない短かい時間で除去
され、またエツチング停止タイミングをラフにとっても
基板１１面がエツチングされることはなかった。これは
、前記下地＠　Ｉ　Ｉｓ　ａがシラン系カップリング剤
であり、配向剤１１１１５ｂがポリイミド等のケイ素を
含まない高分子有機化合物からなる水平配向剤膜である
二層構造の水平配向用被膜の不要部分を除去する場合も
同様である。７なお、下地膜１６ａ上の配向剤膜Ｊｊｂ
がクロム錯体またはポリイミド等のケイ素を含まない高
分子有機化合物からなる配向剤−である場合は、この発
明の方法よりも、配回Ｊｌｌｌ膜を酸素ガスを用いてエ
ツチング除去し下地膜なフロンガスを用いてエツチング
除去する方法の方が配向剤１１［Ｊ　Ｓ　ｂｔ−短時間
で除去することができるが、その時間差はわずかなもの
であるし、また酸素ガスからフロンガスに切換える手間
を考えれば、この発明の方法の方が有利である。

第５図は前記二層構造の配向用被膜１ｊの不要部分を除
去し、次いでレジストマスク１４を剥離した状態を示し
ている。また、第６図は第２図に示した基板１１と、こ
れと対をなすもう１枚の基板２１とをシール材Ａを介し
て接看重合し、両基板１１．１１間に液晶ＬＣを注入充
填して液晶表示セルを完成させた状態を示している。な
お、第４図〜第６図において、Ｗｓ１図〜′ｓ３図に示
したものと対応するものについては図面に同符号を付し
てその説明を省略する。

また、第６図において、図中２５は下部基板２１面に形
成された、下地膜ＩＳｍと配向剤−１１ｂとからなる二
層構造の液晶配向用被膜であり、両基板ＩＪ、１１面の
配回川波ｐａ１ｓｅ１５をそれぞれ傾斜配向用被膜とす
れば液晶分子は両基板１１．１１間において傾斜配向さ
れる（ポジ表示タイプのゲスト・ホスト蓋液晶表示セル
の場合）。また、前記両配回用被膜１５゜２ｊをそれぞ
れ水平配向用被膜としてそれぞれに同方向のラビング処
理を施せば液晶分子は両基板１１．１１間においてホモ
ジニアス配向され（ネガ表示タイプのゲスト・ホス）１
１液晶表示セルの場合）、両水平配回用被膜に互いに略
Ｉ［変する方向のラビング処理を施せば液晶分子は両基
板１１．１１間においてツイスト配向される（ツイスト
・早マチイック型液晶表示セルの場合）。

なお、この発明の方法は、ｌｓ３図及び第６図に示した
液晶表示セルに限らず、一方の晶板面に１直配回用被鯖
を形成し他方の基板面に水平配向用被膜を形成して液晶
分子をハイブリッド配向させた液晶表示セルや、一方の
基板ｌｉｉε；垂直配向用被膜を形成し他方の基板面に
傾斜配向用被膜を形成して液晶分子Ｆを一方の基板面側
カーら他方の基板ｒｊｉＪ側に同って一′埼に傾斜する
ように配向させた液晶表示セル等の製造において基板面
−二形成した液晶配向用被膜のうちケイ素な含む配向用
被膜の不要部分を除去するのに広く利用することができ
る。

以上のように、この発明は、ケイ素を含む液晶配向用被
膜の不要部分をプラズマエツチングによって除去するの
に、エツチングガスとして酸素とフロンとの混合ガスを
用いることを特徴とするものであり、この発明によれば
、ケイ素を含む配向用被膜の不要部分を短時間でしかも
途中でエツチングガスな切換えることなく完全にエツチ
ング除去することができると共に、配向用被膜の不要部
分を除去した後のエツチング停止タイミングをある程度
ラフにとっても基板面がエツチングされるのをほぼ完全
に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の第１の実施例を示す基板
面に液゛晶配回用被膜を形成した状態＆５３□、よ。采
・要ゆヵ、除重、え１．。断　　　　゛面図、第３図は
第２図に示す基板を用いた液晶表示セルの断面図、第４
図及び第５図はこの発明−−２の実施例を示す基板面に
液晶配向用被膜を形成した状態及び配向用被膜の不要部
分を除去した状態の断面図、第６図は第５図に示す基板
を用いた液晶表示セルの断面図である。 １１・・・基板、１２・・・表示用電極、１２Ｍ・・・
リード端子、１８・・・垂直配向用被膜、１４・・・レ
ジストマスク、１５・・・傾斜配向用被膜、１５ｍ・・
・下地膜、１１ｂ・・・配向剤膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液晶表示セル用基板の電極形成面全体に形成した
   ケイ素を含む液晶配向用被膜のうち液晶と接する部分以
   外の不要部分を除去する方法において、前記配向用被膜
   の不要部分な酸素とフロンとの混合ガスを用いたプラズ
   マでエツチング除去することを特徴とする液晶配向用被
   膜の不要部分除去方法。 セ）配向用被膜は有機ケイ素系化合物からなる単層の被
   膜である特許ＩｊＩ水の範囲第（１）項記載の液晶配向
   用被膜の不要部分除去方法。。 （３）配向用被膜はケイ素を含む下地膜と、その上に形
   成された有機ケイ巣系化合物からなる配ｌ＃Ｍ膜との二
   ！ＩＩＩ被躾である特許請求の範囲＊（１）項記載の液
   晶配向用被膜の不要部分除去方法。 （４）配向用被膜はケイ素を含む下地膜と　その） 上に形成されたケイ素を含まない＾分子有機化合物から
   なる配向剤膜との二層ｍ膜である特許請求の範囲第（１
   ）項記載の液晶配向剤４ｉＩｌ膜の不要部分除去方法。