JPS60120326A - 液晶配向膜およびその製造法 - Google Patents

液晶配向膜およびその製造法

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JPS60120326A
JPS60120326A JP22898783A JP22898783A JPS60120326A JP S60120326 A JPS60120326 A JP S60120326A JP 22898783 A JP22898783 A JP 22898783A JP 22898783 A JP22898783 A JP 22898783A JP S60120326 A JPS60120326 A JP S60120326A
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ethylene
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alignment film
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Hideaki Mochizuki
望月 秀晃
Toru Tamura
徹 田村
Toshio Tatemichi
立道 敏夫
Isao Oota
勲夫 太田
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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

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】 産業上の利用分野 本発明は液晶表示装置に使用される液晶表示パネルの平
行配向用の液晶配向膜に関する。
従来例の憎成とその問題点 正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用い、苅向す
る電極のそれぞれの表面での故晶膜の分子の配列が直交
するように組合せた′d玉界効果型液晶表示装置をツィ
ステッドネマチック型(3) (以下TN型と称する)液晶セルという。近年より精巧
で、かつより複雑な情報の表示か要求されるようになり
、この要求に応するため上記TN型液晶セルのマトリッ
クス表示が行なわれるようになってきている。かかるマ
トリックス表示を行なうため、分割された多数個の帯状
の透明筒、極を2枚のガラス基板上にそれぞれ設け、各
ガラス基板上の電極群の方向が互いに直交するように対
向させて構成させ、対向する電極の交差する各行19分
が絵素を形成するようにし、これら電極群に選択的に電
圧を印加することによって液晶表示パネルでの複雑なマ
トリックス表示を可能にしている。
また−上記マトリックス表示を行なわせるためには、液
晶表示パネルの光透過量変化が印加電圧に対して急峻な
しきい値特性を有していることが必要であり、このしき
い値特性の急峻性の程度によってパネルのコントラスト
が左右される。またマトリックス表示のための液晶表7
p /<ネルにおいては、各絵素間のいわゆるクロスト
特開昭GO−120326(2) −ク現象を解消するため非選択絵素にも一定の電圧を平
均的に印加する電1+:、平均化法が採用されている。
これは液晶表示パネルの光透過量か印加される交流電圧
の実効値に依存して決まる性質を利用した駆動法であり
、このため液晶表示パネルの光透過量が印加電圧の実効
値に応答するものでなければならない。即ち一定範囲で
の周波数変化に対して光透過量が変化せず安定であるこ
とが要求される。
液晶表示パネルは第1図に示す如く、通常2枚のガラス
基板1および11上に、それぞれ複数の帯状透明電極4
および4′を設け、更にその上に液晶配向膜3および3
1をそれぞれ形成せしめ、両者を各帯状透明電極4およ
び41を直交するように一定の間隙を保って対向配置し
、周囲を封止材9で封止し、上記間隙に液晶6を封入さ
せた後、ガラス基板1および11の背面にそれぞれ偏光
板7および71を貼付した構造になっている。
カカル液晶表示パネルにおける液晶配向膜3および31
の役割は、電圧がI:IJ加されていない状(5) 態でその液晶分子の長軸方向をガラス基板1およびI′
の表面に対して小さな傾き(以下チルト角と称する)を
もって一定方向に配列させることにあり、従来はこの目
的のためにSiO膜3および31を透明型ti!l!4
および4′を含むガラス基板1および11上に斜方蒸着
するか、もしくはポリイミドの塗膜3および31を塗布
した後、この塗膜表面を綿布等で一定方向に摩擦する(
以下ラビングと称する)ことが行なわれてきた。しかし
なから上記SiO斜方蒸着膜の場合、膜全面にわたって
均一なチルト角を形成することが困難であり、かつ前述
した急峻なしきい値特性が得られないため充分なコント
ラストを有する液晶表示パネルができなかった。−万ポ
リイミド膜の場合、同一の実効電工を印加しても周波数
が変化するとそれに伴って光の透’tlr”h Mも変
化し、前述した実効値に応答する性能を有しておらず、
電圧平均化法を用いたマ) IJフックスドレス駆動時
に、充分なコントラストが得られなかった。
発明の目的 (6) 本発明は上述した如き従来の液晶配向膜の欠点を解決す
ることにあり、3QHzから2 KHzの周波数帯域に
おいて光の透過量変化が少なく、コントラストの良い液
晶表示パネルを作るために必要な液晶配向膜、およびそ
の製造法を提供することにある。
発明の構成 本発明は透明電極を設けたガラス基板上を覆うように設
けた液晶配向膜であって、上記液晶配向膜が、炭化水素
の気体または蒸気のプラズマ重合によって形成され、窒
素または酸素を取り込んだ膜である平行配向用の液晶配
向膜にある。
また本発明は予め透明′¥rL極を設けたガラス基板を
、炭化水素の気体または蒸気を含む真空中(7) で発生させたグロー放電に曝し、上記透明電極を設けた
ガラスニー板面の外部引き出しのための電1極の−Sを
除く全体を覆うようにグロー放電下に上記炭化水素をプ
ラズマ重合させた膜を形成せしめ、次いで上記プラズマ
重合膜を窒素または酸素を含む−(空中でグロー放電処
理することによって上記プラズマ重合膜中に窒素または
酸素を取り込ませ、次いで上記窒素または酸素を取り込
んだプラズマ重合膜の表面を一定方向に摩擦することか
らなる平行配向用の液晶配向膜を製造する方法にある。
本発明で使用しうる上述した炭化水素としてはメタン、
エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン、ヘ
キサン、ベンゼン、トルエン、スチレン、リグロイン等
を使用できるが、本発明では必すしもこれらに限定され
ず、常温で気体である炭化水素、あるいは常温で蒸気圧
を有し、後述するグロー放電下に蒸気を供給しうる炭化
水素も使用できる。上記炭化水素はそれぞれ単独で使用
してもよく、あるいは任意の特開昭GO−120326
(3) 混合物の形で使用してもよい。
本発明による液晶配向膜を製造するに当っては、上述し
た炭化水素を気体または蒸気状態にしてグロー放電装置
に導入する。上記炭化水素を気体または蒸気状態にする
には必要あれば加熱するか、不活性ガス例えばアルゴン
やヘリウムをキャリヤーガスとして使用して気化または
蒸気化させてもよい。
グロー放電装置は従来より使用されている任意の装置を
使用でき、装置内は真空度0.01〜数’1”o rr
に減圧し、電力5〜100W1周波数50KHz〜13
.56 MHzの電源を用いてグロー放電させる。放電
時間は1〜30分でよい。
上述した条件の下で、透明型物を設けたガラス基板上に
炭化水素のプラズマ重合膜が形成される。膜厚は通常0
.01〜1μ、好ましくは0.01〜0.1μである。
本発明によれば一ヒ述した如くして形成した炭化水素の
プラズマ重合膜を次に窒素または酸素で処理する。この
処理を実施するに当っては上(9) 述したグロー放電装置内の炭化水素気体または蒸気を排
徐し、代りに窒素または酸素例えば空気を導入し、装置
内の真空度を0.01〜5TOrr、好ましくは0.1
〜Q、 13 TQrr )こし、先の炭化水素プラズ
マ重合の場合と同様の電力を用いて10秒〜数分間グロ
ー放電によりプラズマ処理する。
かくすることによって前述した如くして形成された炭化
水素のプラズマ重合膜中に窒素または酸素が取り込まれ
る。
次に本発明によれば上述した如くして窒素または酸素を
取り込んだ炭化水素プラズマ重合膜を所望のチルト角を
形成するよう一定方向例えは電極の長さ方向と45°の
角度の方向にラビングする。かくして本発明の目的とす
る液晶配向を得ることができる。
実施例の説明 以下に本発明の実施例を第2図を参照して説明する。
第2図は本発明による液晶配向膜をグロー放電により製
造する方法を示すための説明図であ(10) す、第2図において、ペルジャー13の内部20を先ず
真空ポンプ17を用いて排気しつつ一方で炭化水素例え
はエチレンをボンベ18かう導入管19を経てペルジャ
ー内部20中に導入する。ペルジャー内部20はエチレ
ンガスで圧力0.1〜1.0 TOrrに保つ。このと
き下部電極12上に、一定の間隔を置いて帯状透明電極
4(図では3個)を設けたガラス基板1を置き、透明電
極4を上部電極11と対面するように置く。
エチレンガスの流入量をペルジャー内部20の圧力0.
1〜1. OTorrに保つように調整しつつ上部電極
11と下部電極12の間に、高周波電源14により13
.56 MHzの扁周波放電を発生させる。このときの
電力を50Wとすると、ペルジャー内部20にエチレン
ガスのプラズマ状態が生じ、かつ持続されて、ガラス基
板1および透明電極4の上にエチレン重合体膜が堆積す
る。
10分後に膜厚120μの非常に均一で欠陥のない配向
膜が形成される。
なお従来のポリイミド膜で被覆する場合、ガ(11) ラス基板は清浄化が必須であったが、本発明の場合には
かかる清浄化は必ずしも必要でなく、直ちに液晶配向膜
を形成しても差支えないことが判った。
次に上述したボンベ18からのエチレンガスの導入を中
止し、別の供給源(図示せず)から導入管19を介して
窒素ガスを導入し、ペルジャー内部20を窒素で置換し
ペルジャー内部2゜の真空度を0.1〜0.8 Tor
rに保ちつつ13.56MHzの高周波放電を発生させ
、50Wの電力で上記プラズマ重合膜表面をプラズマ処
理する。
これにより上記プラズマ重合膜中に窒素が取り込まれる
上述した如くして透明電極を設けたガラス基板上に全面
的に形成された膜を、本発明によれは木綿、ホ:リエス
テル、ポリアミド等の布帛を用いて一定方向即ち透明電
極4の長さ方向と45゜の角度の方向にラビングする。
このラビングは′電圧が印加されない初期状態で、液晶
分子をラビングの方向と平行な向きに、一定のチルト角
特開昭GO−120326(4) をもって配列させるためのものである。
上述した如くして製造した液晶配向膜を形成した透明電
極4を設けたガラス基板1を用い、TN型液晶表示パネ
ルを@造するに当っては、第1図に示す如く上述した如
(して形成した液晶配向膜3および31を有するガラス
基板1および1′の2組を、それぞれの配向膜3および
3′のラビングの方向が互いに直交するように一定の間
隔を保って対向させて組合せ、封止材9によって封止さ
せた後、上記間隙に周知の王の誘電異方性を有するネマ
チック液晶6を封入する。その後者ガラス基板1の背面
(透明電極が設けてない側)に直線偏光板7をその偏光
軸が配向膜3のラビング方向と平行になるように貼付し
、一方基板I′の背面には直線偏光板7′を偏光軸が配
向膜31のラビング方向と平行となるように貼付する。
かくしてポジ表示の’UN型液晶表示パネルが完成する
なお上記本発明によるプラズマ重合させた液晶配向膜3
および31と液晶6との接触角は15゜(13) 以下が好ましい。15°を越えると配向に斑が生じ易く
なり、表面状態が恋くなるので好ましくない。
本発明による液晶配向膜を用いて作った液晶表示パネル
の光学特性、イ1に光透過量の印加電圧に対するしきい
値の急峻性を第3図に示す。
また周波数変化に対する光透過量の変化を第4図に示す
。本発明により、窒素含有化合物、即ち、N−ビニル−
2−ピロリドン、ジエチルアミノエチルメタクリレート
、アクリロニトリル、ベンジルジメチルアミンから作っ
た液晶配向膜を用いて作った液晶表示パネルは第3図お
よび第4図にAで示した斜線領域内の特性を示した。
これに対し、従来のSiO斜方蒸漸膜を配向膜として用
いた同じ構成の液晶表示パネルでは第3図および第4図
にBの曲線で示される特性を示した。また市販のポリイ
ミドを配向膜として用いた同じ構成の液晶表示パネルで
は第3図および第4図に0の曲線で示される特性を示し
た。
第3図および第4図から明らかな如く、不発(14) 明による液晶配向膜を用いた場合は、従来の配向膜を用
いた場合よりも、印加電圧に対する光透過量の急峻なし
きい値特性を有し、かつ周波数変化に対して光透過量が
安定ないわゆる実効値応答性を有していることが判る。
発明の効果 上述した如く、本発明による液晶配向膜は、従来のポリ
イミド配向膜の如き、基板清浄化、および乾燥の如き繁
雑な工程を必要とせず、また5iOA着膜のような液晶
配向の斑が発生することなく、非常に透明性か良くがっ
配向斑のない液晶配向膜であり、かつそれも簡単な方法
で製造できる利点を有する。また本発明による液晶配向
膜を用いた液晶表示パネルは液晶の配向斑がなく、光学
特性において、急峻なしきい値特性と実効値応答性を兼
備しているためマトリックス表示用パネルとして非常に
すぐれた性能を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶表示パネルの構成の説明図であ(15) す、第2図は液晶配向膜をグロー放電により製造する方
法を示す説明図であり、第3図および第4図は液晶表示
パネルの光学特性を示すグラフである。 1.11はガラス基板、3,31は配向膜、4゜41は
透明電極、6は液晶、7,71は偏光板、11は上部電
極、12は下部電極、13はペルジャー、14は高周波
電源、18は窒素含有化合物ボンベ、19は導入管、1
7は真空ポンプ、20はペルジャー内部。 特許出願人 松下電器産業株式会社 特開昭Go−12032G(5) fJ田睨m1lb” 頚剰采−−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 透明電極を設けたガラス基板上を覆うように設け
    た液晶配向膜であって、上記液晶配向:贋が、炭化水素
    の気体または蒸気のプラズマ重合によって形成され、窒
    素または酸素を取り込んだ膜であることを特徴とする平
    行配向用の液晶配向膜。 2、炭化水素かメタン、エタン、プロパン、ブタン、エ
    チレン、プロピレン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、
    スチレン、リグロインの1種または2種以上の混合物で
    ある特許請求の範囲第1項記載の液晶配向膜。 3、予め透明電極を設けたガラス基板を、炭化水素の気
    体または蒸気を含む真空中で発生させたグロー放電にに
    曝し、上記透明電極を設けたガラス基板面全体を覆うよ
    うにグロー放電下に上記炭化水素をプラズマ重合させた
    膜を形成せしめ、次いで上記プラズマ重合膜を窒素また
    は(2) 酸素を含む真空中でグロー放電処理することによって上
    記プラズマ重合胴中に窒素または酸素を取り込ませ、次
    いで上記窒素または酸素を取り込んだプラズマ重合膜の
    表面を一定方向に摩擦することを特徴とする平行自己肉
    用の液晶配向膜のV告法。 4、炭化水素がメタン、エタン、プロパン、ブタン、エ
    チレン、プロピレン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、
    スチレン、リグロインの1 f’;Ijまたは2種以上
    の混合物である特許請求の範囲第3項記載の液晶配向膜
    の製造法。
JP22898783A 1983-12-02 1983-12-02 液晶配向膜およびその製造法 Granted JPS60120326A (ja)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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