JPS62115425A - 液晶配向膜 - 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】 技術分野 本発明は、液晶ディスプレイ、液晶光シャッターなどの
液晶セル等に用いられる配向膜に関する。

従来技術 液晶素子は、薄型、低消費電力などの優れた特性を有し
ており、表示装置、光シヤツター。

計測装置などに広く用いられている。液晶素子を機能さ
せるためには、液晶分子を所定方向に配列させることが
重要であり、各種の液晶配向処理技術が知られている。

従来の液晶配向技術の代表例としては、Ｓｉｎ、ＭｇＦ
２．Ａｕ等を基板に対して斜め方向から蒸着する斜め蒸
着法、ポリイミド、ポリビニルアルコール、シランカッ
プリング剤等を被着させたのち、布等でラビングするラ
ビング法等が知られている。しかしながら、これら従来
の配向処理方法には、次のような欠点があり、よりいっ
そうの改善がまたれていた。

斜め蒸着法は、最適蒸着角度の許容幅が極めて狭いため
、基板の面積が広くなると部分的に蒸着角度が異なり、
全面の均一配向が困難となる。その結果、液晶セルのコ
ントラスト等に問題が生じる。

ラビング法は、基板洗浄、塗膜形成、乾燥、ラビング処
理等、複雑な工程を必要とし、また、配向効果の持続性
の点でもよりいっそうの改善がまたれていた。さらに、
材料によってはセルの透明度が低下するという問題もあ
る。

灸班立且度 本発明は、配向性能に優れた液晶配向膜を提供するもの
である。

套１１日わ又 本発明の液晶配向膜は、ケイ素および水素と、酸素、窒
素または炭素とを含む透明薄膜からなることを特徴とす
る。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

液晶配向膜は、Ｓｉ、○およびＨ；または、Ｓｉ、Ｎお
よびＨ；あるいはＳｉ、ＣおよびＨを含む透明薄膜であ
り、適当な基板上にこれを被膜するようにして形成され
る。配向膜の膜厚は５０〜１００００人程度が適当であ
り、好適には１００〜３０００人である。

配向膜の製造方法としては、グロー放電分解法（プラズ
マ重合法）が最も適している。グロー放電分解法は、い
わゆるプラズマＣＶＤ（ｐｌａｓｍａ　ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により製膜す
る方法であり、原料ガスをプラズマにより活性化して薄
膜を作成する。たとえば、Ｓｉ。

ＯおよびＨを含む薄膜の場合、Ｓｉ源、○源および工（
源となる原料ガス（反応ガス）が用いられる。

第１図は、プラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図であ
る。反応容器１１には対向電極１．３．１５が配設され
ており、電極１３上には透明導電膜を形成すべき基板１
７が配設されている。ロータリーポンプなどの排気系１
９により排気し、反応容器１１内を真空とする。ついで
、ガスボンベ群３５から反応ガスを必要によりＡｒなど
のキャリアガスとともに、流量計３３により流量を制御
して反応室１１に導入する。高周波電源２１により電力
が印加されてＲＦ放電がおこりプラズマが生成し、基板
上に透明膜が形成される。図中、２３はパージ用の窒素
ガスボンベ、２５は真空計、３３はガス配管、３９は恒
温槽、４１はキャリアガスボンベを表わす。

プラズマＣＶＤ法における代表的な成膜条件を以下に示
す。

（１）反応ガス Ｓｉ源およびＨ源：　Ｓ　ｉ　Ｈ４１Ｓ　１２ＨＧＩＳ
ｉ、Ｈ，等 ○源：０２．Ｃｏ、Ｃｏ２．Ｎｏ、Ｎ○２゜Ｎ２０等 Ｎ源：　　Ｎ２．ＮＨ。

Ｃ源：　ＣＨ，、Ｃ２Ｈ，、Ｃ，Ｈ，、Ｃ２Ｈ，。

Ｃ，Ｈ２，Ｃ，Ｈ５等 ＨｔＡ：　Ｈ。

（２）グロー放電装置：直流グロー放電装置、交流グロ
ー放電装置（容量結合型、誘導 結合型） （３）反応圧カニ０．０１−数Ｔｏｒｒ、好適には０．
０５〜　Ｔｏｒｒ （４）キャリアガス：　Ａ　ｒ、　Ｈｅ、　Ｎ２．　Ｈ
２等（５）基板温度−０〜３５０℃、好適には２０〜３
００℃（６）放電型カニ１〜３００Ｗ、好適には５〜１
００Ｗ（７）放電時間＝１〜１２０分、好適には２〜６
０分グロー放電分解法により得られた透明膜は。

そのまま液晶配向膜として使用することもでき、また、
必要に応してプラズマアニールまたはラビング処理、あ
るいはその双方を施して液晶配向膜とすることもできる
。

プラズマアニールは不活性ガス雰囲気でプラズマを生起
させ、このプラズマ中に透明膜を曝すことにより行われ
る。プラズマアニールの代表的な条件は次の通りである
。

使用ガス：　Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ＋Ｘｅ、Ｒｎ等の
希ガス、Ｎ２．空気 圧カニ０．０１〜数Ｔｏｒｒ、好適には０．０５〜２丁
ｏｒｒ放電電力＝１〜２００Ｗ、好適には５〜１００Ｗ
放電時間：１〜２４０分、好適には５〜１２０分基板温
度：室温〜３５０℃、好適には室＠〜２５０°Ｃラビン
グ処理は、布、ガーゼ、ラバー等を用いて、一定方向に
均一なラビングすることにより行われる。

本発明の液晶配向膜が適用される基板としては、適宜の
ものが使用でき、ガラス板、石英ガラス板、透光性セラ
ミックス、高分子フィルム等の透明基板を用いることが
できる。

ｌ胛血塾末 本発明の液晶配向膜は、絶縁性、透明性が良好で、優れ
た配向性能を有し、安定な膜である。

さらにグロー放電分解法により作成することができるの
で、製造が容易で大面積化も可能である。

実施例１ 第１図に示した容量結合型グロー放電分解装置を使用し
、ＩＴ○透明電極を形成したガラス基板上に、プラズマ
重合法によりＳｉ、ＯおよびＨからがる透明膜を堆積し
た。

反応ガス：　Ｓ　ｉ　Ｈ４：　２０　ＳＣＣＭＣ○、　
：　４０　ＳＣＣＭ Ｈ２：　８０３ＣＣＭ 反応ガス圧カニ　０．６Ｔｏｒｒ 放電型カニ　４０Ｗ　（１３，５６ＭＨ２）基板温度：
２５０℃ 反応時間：１５分 膜堆積を終了した後、一旦１Ｏ−３Ｔｏｒｒ以下まで真
空排気し、ついで、下記条件によりプラズマアニールを
行い、厚さ２０００人の液晶配向膜を形成した。

使用ガス：Ａｒ　　２０ＳＣＣＭ 圧　　　カニ　０．３Ｔｏｒｒ 放電型カニ　２０Ｗ　（１３，５６Ｍ）ｌｚ）基板温度
＝２５０℃ 放電時間２６０分 得られた液晶配向膜について、いわゆるｒＣａｎｏのく
さびの方法」により配向性を評価した。

第２図に示したように、ＩＴＯ基板上に形成した配向膜
面を内側に対向させるように長さＬ＝　７Ｏｎ＋ｍの基
板５１．５３を向け、一端部を接着剤５５でシールし、
他端には厚さｔ＝１００μｍのポリエステルフィルム５
７を挟持させた状態で封止して。

くさび形セルを作成した。

予め、下記条件で調製しておいたネマティック−コレス
テリック混合液晶を、マイクロシリンジによりセルの隙
間に注入した。

ネマティック液晶：　ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）
コレステリック液晶：Ｃ１５（メルク社製）混合比：　
ＺＬＩ−１１３２／　Ｃ１５，９０／１０（重量部）混
合条件：８０℃、３０分攪拌 このように液晶を封止したくさび型セルについて、偏光
顕微鏡により液晶配向性をａ察した。

配向性の良否は、　くさびのエツジに平行に現われる多
数の“Ｇｒａｎｄｊｅｎ　ｃｌｏｉｓｏｎ”といわれる
縞模様の形状および本数等により評価でき、平行に近い
ほど、本数が等間隔で多数出現するほど良好である。

この評価方法により本実施例で作成した液晶配向膜を評
価したところ、極めて平行に近い縞がエツジから２０本
以上観察された。

比較例 実施例１と同じ基板上に、下記の手順でポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）からなる液晶配向膜を作成した。

■　ＰＶＡ３％水溶液をＩＴＯ基板上にスピンナーコー
トし、１２０℃で３０分乾燥する■　その後、ガーゼで
一定方向に数回ラビング処理する。

この配向膜について、実施例１と同一条件で配向性を評
価したところ、縞模様は数本程度しか観察されなかった
。

実施例２ 堆積条件を以下のようにする以外は実施例１と同様にし
てＳｉ、Ｎ、Ｈからなる膜厚約２０００人の液晶配向膜
を作成した。

反応ガス：　Ｓ　ｉ　Ｈ，：　２０　ＳＣＣＭＮ２：　
１００　ＳＣＣＭ Ｈ２：　８０　ＳＣＣＭ 反応ガス圧カニ　０．５Ｔｏｒｒ 放？Ｉｉ電カニ　５０Ｗ（１３，５６ＭＨ２）基板温度
＝２３０℃ 反応時間２１５分 この配向膜を、実施例１と同一条件で評価したところ、
極めて平行に近い縞がエツジから２０本以上ｗＡ察され
た。

実施例３ 堆積条件を以下のようにする以外は実施例１と同様にし
てＳｉ、Ｃ，Ｈからなる膜厚約１５００人の液晶配向膜
を作成した。

反応ガス：　Ｓ　ｉ　Ｈ４：　２０　ＳＣＣＭＣＨ，：
　４０５ＣＣＭ Ｈ２：　８０　　ＳＣＣＭ 反応ガス圧カニ　０．６Ｔｏｒｒ 放電層カニ　５０Ｗ（１３，５６ＭＩＩＺ）基板温度：
２５０℃ 反応時間：１５分 この配向膜を、実施例１と同一条件で評価したところ、
極めて平行に近い縞がエツジから２０本以上ａ察された
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、グロー放電分解装置について示す構成図であ
る。 第２図は、液晶配向性評価に使用したくさび型セルの断
面図である。 １１・・・反応容器　　１７．１５・・・電　極２１・
・高周波電源　　　３１・・・ガ　ス　配管３３・・・
流　量　計　　　３５・・ガスボンベ群３７・・・バブ
ラー 扇２関

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ケイ素および水素と、酸素、窒素または炭素とを含
   む透明薄膜からなることを特徴とする液晶配向膜。