JPS5835514A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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JPS5835514A
JPS5835514A JP56134588A JP13458881A JPS5835514A JP S5835514 A JPS5835514 A JP S5835514A JP 56134588 A JP56134588 A JP 56134588A JP 13458881 A JP13458881 A JP 13458881A JP S5835514 A JPS5835514 A JP S5835514A
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JP
Japan
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liquid crystal
printing
ink
crystal display
display element
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JP56134588A
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English (en)
Inventor
Shinji Harada
真二 原田
Sumitake Yoshida
吉田 純威
Masao Hasegawa
長谷川 正生
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • 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 
    • G02F1/13Devices 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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

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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】 本発明は均一な配向膜を有し耐環境性に優れた信頼性の
高い液晶表示素子を製造する方法に関する。
液晶の光学的異方性を利用して表示装置に応用すること
はよく知られている。この表示方法として主に使用され
ているのは、正の誘電異方性を有したネマティ、ツク液
晶化合物を配向し旋光性を変化させて表示に用いている
、いわゆるTNFE型の液晶表示素子である。
このTNFE型液晶表示素子では、その動作原理が電場
により液晶の配向を制御しその際の光学゛的性質を利用
するものであるため、液晶の配向の均一性、安定性′が
特に重要となる。液晶の配向を目的として絶縁性配向膜
を設けるが、配向膜は配向性だけでなく液晶に対する安
定性、耐!、耐水耐熱性などの耐環境性に優れているも
のでなければならない。例えば液ム中に水分などの異種
物質が含まれると、極端に表示品位が損崖われる・配向
膜としては従来、蒸着によって得た酸化けい素膜を窒化
ボロン粉のついた研摩布でこすったも゛の、斜方蒸着法
で得た鹸化けい素膜、または有機高分子材料、特に、 −、−一′ で示されるようなポリイミド系膜を設けた後、研摩布で
こすったものが利用されてきた。しかし前者の蒸着法は
生産性が問題であり、後者のポリイミド系膜は高温、高
湿、高圧下などでの厳しい環境下では長期の信頼性に不
安があったり高価であるなどの欠点がある。
また配向膜は液晶表示素子の駆動電圧を一定に保つため
に均一であることが要求され、一般的には100八〜2
0oO人の薄膜が用いられる。
従来このような薄膜を形成する方法としては。
回転塗布法、流し塗り、浸漬塗り、スプレー塗布。
抵抗加熱もしくは電子ビーム加熱による蒸着法。
スパッタリング法などが知られている。
回転塗布法においては、各基板ごとに化合物溶液を塗布
しなければならな諭ため、塗布に要する時間が長いとい
う欠点を有、している。また比較的大きな面積を有する
基板面に薄膜を形成するような場合には、基板内の中央
部と周辺部とにおいて膜厚が著しく異なるように、なり
、均一な膜厚を得ることができなくなる。また基板面に
はその全域にかけて薄膜が形成されるため、液晶表示素
子用基板の場合には、この基板面に形成された端子群な
どを前記薄膜から露出されるのに端子群上の薄膜を除去
するという複雑な工程を必要とする。
また前記回転塗布性以外の薄膜形成法においても、端子
群形成領域の保護または膜除去の操作工程、真空作業な
どを必要とするだめの量産性に乏しいなどの欠点を有し
ている。
本発明は、表示の均一性、安定性に重要な役割をはたす
配向膜として新しい材料を見い出すとともに、一般の印
刷に使用されている凸版印刷法を利用して均一な厚みの
薄膜を所望の形状に形成する方法を開発し、配向性、耐
環境性、量産性に優れた液晶表示素子の製造方法を提供
するものである。
本発明における配向膜は、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸無水物単独マたはこれに他の酸無水物が含まれる酸
無水物と、芳香族ジアミンとを有機極性溶媒中で重合し
て得られるポリアミック酸溶液を印刷塗布、熱硬化した
グリイミド膜である。
なお、上記他の酸無水物としては、3.3’、4゜4′
−ジフェニールテトラカルボン酸無水物、2゜3.3’
、4’−ジフェニールテトラカルボン酸無水物、ピロメ
リット酸無水物などがある。
6、−二 また芳香族ジアミンとしては、4,4′−ジアミノジフ
ェニールエーテル単独またはこの4.4’−ジアミノジ
フェニールエーテルと他の芳香族ジアミン(例えばP−
フェニレンジアミン、4.4’−ジアミノ°−3,3’
−ジメチルジフェニール、4゜4′−ジアミノジフェニ
ールチオエーテル、4 、4’−ジアミノジフェニール
メタンガど)との混合物などが良い。
有機極性溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、
N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチルホル
ムアミド、フェノールなどの単独または混合物のポリア
ミ・ツク酸を溶解する溶媒を用いる。
第1図はポリアミック酸溶液を被印刷体上に印刷塗布し
て所望の薄膜を、得る工程の一例を説明するための図で
ある。
まず第1図囚に示す塗布板1の上に、ポリアミック酸溶
液を均一塗布してインク層2を形成する〔第1図(均〕
。次に所望の配向膜ノ(ターンとほぼ同一形状1寸法の
凸版材3を有する印刷ドラム4を回転させ、インク層2
のインク(ポリアミック酸溶液)を凸版材3に付着させ
る〔第1図り〕。
次に被印刷体6の上にこのインクを転写し〔第1図■〕
、熱硬化させることにより′所望パターンの薄膜6が得
られる。
この薄膜印刷において特に重要なものは塗布板1および
凸版材3である。塗布板1としては、塗布溶液のぬれ性
9部平滑性、板厚精度などを考慮して選択される。また
凸版材3はその材料が印、刷精度の重要な因子であり、
耐溶剤性、硬度1弾性率2版厚の選定が重要である。
凸版印刷では特有な現象として、印圧下において印刷イ
ンクが凸版材3の周囲に広がって行き、印刷画像が凸版
材寸法より大きくなるという、いわゆるマージナルとい
う現象が生じる。この欠点を除くためには印圧を小さく
したり、凸版材寸法゛をマージナルゾーンを見込んで小
さく設、計するなどの方法を々るが、基本的には凸版材
3の構造または材質によりこの欠点を削減することがで
きる。
本発明においては、凸版材の構造を第2図に示すような
レリーフ層の下にり・ソション層を有する構造としてい
る。第2図において、7は版面であるレリーフ層%8は
ポリエチレンテレフタレートのシートからなる安定フシ
イル、9はクッション層である。安定フォイル8は、レ
リーフ層7の寸法の安定性およびクッション層9へのイ
ンクの浸透によるクッション性の劣化を防ぐ。レリーフ
層7の硬度は660〜70°、り・ソション層9はレリ
′−フ層7よ゛りも軟かい300〜4o0の硬度である
。なお第3図はレリーフ層7の拡大部分斜視図である。
このような構造とすることにより過度の印圧をクッショ
ン層9で吸収し、マージナルゾーン、印刷むらを削減し
、鮮明な印刷画像を得ることができ、配向膜を凸版材の
寸法通り高精度に形成できる。また従来の印刷では困難
であった極めて低粘度10cp〜5oCpでの印刷もで
き、本発明においてはさらに1Cpに近い低粘度でも印
刷が可能となる。また同一基板内での膜厚ばらつきも±
20%以内とほとんどない。
第4図は前記三層構造の凸版材を用いポリアミック酸溶
液を印刷して配向膜を形成してなる液晶表示素子の構造
を示している。図中、10はガラス基板、11はガラス
基板10の上に形成された透明導電膜(透明電極)、1
2は配向膜、13はエポキシ系のシール樹脂、14は液
晶、16は上下の透明電極11のコンタクト用の銀ペー
ストである。
配向膜12の厚みは硬化後のポリイミド膜として3o0
〇八以下であれば配向に関して有効であるが、望ましk
はsoO八〜へ500人の範囲が良い。配向膜12をあ
まり薄くすると膜を均一に設けることが困難になり、ま
た環境試験において比較的早い時期に表示に糸くず状の
欠陥やにじみの欠陥が発生する。一方、膜厚が比較的厚
い状態になると表示のだめの印加電圧を高める必要があ
り、また表示のコントラストが低下するという欠点が生
じる。
なお配向膜1′2の厚みがeoo八〜へooO人の範囲
内であれば、電極セグメント見えということが生じない
のでより表示品質は良くなる。
10、、−、。
また配向膜12を塗布する場合、ガラスや電極との接着
性を高めるために力・ノブリング剤などを塗布しても良
い。
このようにして得られだ液−高表示素子は120℃、2
気圧プレツシヤークツカー環境試験および86℃、86
%相対湿度中での環境試験において、それぞれ40時間
以上および1000時間以上配向性を乱すことがなく良
好な表示品質を示した。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ピロメリット
酸無水物、−94′−ジアミノジフェニールエーテル、
N−メ、チルー2−ピロリrンよりポリアミック酸溶液
を作る。粘度が高い場合はN−メチル−2−ピロリドン
を希釈液として使用する。
印刷インクとじては流動性、転移性、転移性、稲麦性を
有することが不可欠であるため、インクの組成としては
顔料のほか、この顔料を分散させた状態に保つ粘度調整
液体(ベヒクル)を添加しても良い。インク粘度は20
cpである。
次に、液晶表示用電極パターンが形成された上。
下ガラス基板を十分に洗浄した後、被印刷体とする。
印刷機には前記五層構造の凸版材が取り付けられており
、凸版材表面(レリーフ層)にはインクの転移性を良く
するだめに線数が120線/i n Che階調が60
%の網点を形成している。また凸部の段差は0.211
である。インク塗布板には面子滑性、板厚精度の優れた
研摩ガラスを用い、表面は十分に洗浄する。塗布板への
インク塗布はロールコータを用いる。インク塗布板およ
び被印刷体の印圧は2 Ky / cdとする。
以上の条件で液晶表示用上、下ガラス基板に印刷し、印
刷直後に200℃で20分間熱処理で溶剤を乾燥させた
後、350℃で20分間熱処理しポリアミック酸をポリ
イミドにする。
この結果、膜厚SOO入±200人の薄膜が得られた。
またポリアミック酸溶液の濃度を変化させることにより
各種の膜厚の薄膜を形成した。
、次に、この薄膜の膜面をラビング処理する。ラビング
の方向は上ガラス基板と下ガラス基板とで互いに直交す
る方向に行う。次にエポキシ樹脂と酸無水物硬化剤、フ
ィラーとしてのタルクおよび、直径10μmの酸化アル
ミニウム球をスペーサ材として混入したエポキシ樹脂組
成物のシール材を用いてシールし、上下電極コンタクト
用銀ペーストを塗り、液晶を注入し一口して第4図に示
した液晶表示素子を形成した。
試作した各種の配向膜厚d〔入〕の液晶表示素子を1,
20C,2気圧のプレッシャークツカー、(試験A)お
よび86℃、86%相対湿度中に放置(試験B)L耐環
境性の試験を行った。この結果を下記の表に示す。表に
は糸くず状まだはにじみの欠陥が発生した時間を示した
。またこの表にはっきりと見える場合である。
以  下  余  白 3  一 実施例2 ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、4゜4′−ジ
アミノジフェニールエーテルに少量のp−フェニレンジ
アミンを加えたジアミン%N−メチルー2−ピロリドン
とN、N−ジメチルアセトアミドの混合溶媒よりポリア
ミック酸溶液を作り、実施例1と同じ方法で印刷、硬化
し液晶表示素子を作った。この液晶表示素子について試
験A、試験Bを行ったところ実施例1とほぼ同じ結果が
得られた。また電極の見え具合も同じであった。
実施例3 ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物と3゜3’ 、
 4 、4’−ジフェニールテトラカルボン酸無水物と
の混合酸無水物、4 、4’−ジアミノジフェニールエ
ーテルに少量のP−フェニレンジアミンを加えたジアミ
ン、N−メチル−2−ピロリドンとN、N−ジメチルア
セトアミドの混合溶媒よりポリアミック酸溶液を作り、
実施例1と同じ方法で印刷、硬化し液晶表示素子を作っ
た。この液晶表示素子について試験A、試験Bを行った
ところ実16 ベ、゛ 施例1とほぼ同じ結果が得られた。また電極の見え具合
も同じであった。
以上のように本発明方法は、配向膜の形成の際に所定の
組成のポリアミック酸溶液を用い、クッション層を有す
る凸版材により印刷し、熱硬化させて配向膜を形成して
いるので、耐環境性に優れ信頼性の高い液晶表示素子を
得ることができる。
また本発明方法においては凸版印刷法を用いているため
、電極端子群上の配向膜を取り除くだめの複雑な工程が
不要となり、生産工程が簡易化され生産性を大幅に向上
でき、生産の自動化が極めて容易となり量産性に優れた
ものとなる。しかも凸版材としてクッション層を有する
ものを用いているため、過度の印圧を吸収し凸版材の寸
法通りの印刷をすることができ、また印刷インクとして
も著しく低粘度のものを用いることができるので。
高精度の印刷画像を得ることができる。従って液晶配向
膜の膜厚および寸法が極めて高精度で実現できるため、
高品質、高信頼性を有する液晶表示素子を得ることがで
きる。
特開昭59− 35514(5)
【図面の簡単な説明】
第1図(4)〜(ハ)は本発明方法における印刷工程の
一例を説明するだめの図、第2図は同印刷工程において
用いる凸版材の斜視図、第3図は同凸版材のレリーフ層
の拡大斜視図、第4図は本発明方法の一実施例により製
造された液晶表示素子の断面図である。 2・・・・・・インク層、3・・・・・・凸版材、6・
・・・・・薄膜、7・・・・・・レリーレ層、9・・・
・・・クッション層、10・・・・・・ガラス基板、1
1・・・・・・透明導電膜(透明電極)、12・・・・
・・配向膜%、14・・・・・・液晶。 第1図 第2図 第3図 第4図 手続補正書 昭和66年12月4日 特許庁長官殿 1事件の表示 昭和66年特許願第 134588号 2発明の名称 液晶表示素子の製造方法 3補正iする者 事件との関係      特  許  出  願  大
佐 所  大阪府門真市大字門真1006番地名 称 
(582)松下電器産業株式会社代表者    山  
下  俊  彦 4代理人 〒571 住 肩  大阪府門真市大字門真1006番地松下電゛
器産業株式会社内 5補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 6、補正の内容 (1)  明細書第1頁の特許請求の範囲の項を別紙の
通り補正いたします。 @) 同第6頁第4行目と第5行目の間に以下の文を挿
入いたします。 「まだ一般の印刷に使用されている凸版印刷を用いて配
向膜を形成する方法が考えられる。 従来のオフセット校正機を利用した凸版オフセット印刷
方法は、インキ塗布板の上に設けられた印刷すべきパタ
ーン形状に対応して凸部を有する凸版に印刷インキが塗
布され、次に固定体上に設けられたゴムブランケット胴
に凸版上の塗布インキが転写される。この転写された塗
布インキは被印刷体へ再度転写され、パターン印刷は完
了′する。すなわちインキ塗布板上の凸版印刷パターン
は、ゴムブランケット胴を介して、そのまま再度被印刷
体へ転写される。 このような構成のオフセット校正機は、印刷圧が10に
5+ /crl 〜4 oKp、’ dと極めて高く、
被印刷体が液晶表示素子基板のようなガラス板の3 /
:、−。 場合には基板を破損し易いことや、2度の転写が行われ
るため、凸版の印刷パターン寸法を忠実に再現すること
が難しいなどの問題がある。 さらにこのオフセット校正機に使用される印刷インキは
、その粘度が通常、100cpを超見る粘度が要求され
るため、液晶表示素子に必要とされる配向膜形成に前記
の方法およびインキ粘度で膜厚を100人〜2000人
に形成することは極めて困難となる。 印刷パターンを高精度でかつ均一な薄膜とするためには
、ポリアミック酸溶液が低濃度である必要があり、その
ためには溶剤を含めた印刷適性に優れた低粘度印刷イン
キの組成および印刷方法が重要である。」 2、特許請求の範囲 0) 少なくとも一方のガラス基板に透明電極を有する
2枚のガラス基板間に液晶層を介在させて構成される液
晶表示素子の前記電極を被ってガラス基板上に配向膜を
形成する際に、少なくともベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸無水物と芳香族ジアミンとからなるポリアミック酸
の溶液を用い、クッション層を有する凸版材により所定
のパターン状に凸版印刷し、熱硬化させて配向膜を形成
することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 G?)  配向膜の膜Aoo八〜へ000入にすること
を特徴とする特許請求の範囲第O)項に記載の液晶表示
素子の製造方法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一方のガラス基板に透明電極を有する
    2枚のガラス基板間に液晶層を介在させて構成される液
    晶表示素子の前記電極を被ってガラス基板上に配向膜を
    形成する際に、少なくとも′ベンゾフェノンテトラカル
    ポン酸無水物と芳香族ジアミンとを含むポリアミック酸
    の溶液を用い、クック1フ層を有する凸版材により所定
    のパターン状に凸版印刷し、熱硬化させて配向膜を形成
    することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. (2)  配向膜の膜厚を6oO八〜1oOo八にする
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の液
    晶表示素子の製造方法。
JP56134588A 1981-08-27 1981-08-27 液晶表示素子の製造方法 Pending JPS5835514A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217324A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Toshiba Corp 薄膜の印刷方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217324A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Toshiba Corp 薄膜の印刷方法
JP2525797B2 (ja) * 1987-03-06 1996-08-21 株式会社東芝 薄膜の印刷方法

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