JPS62299814A - 液晶表示装置の製造方法 - 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】 ３、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の製造方法、特に液晶分子を一方
向に傾斜配向せしめる配向層の形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶表示装置の配向処理方法としては。

特開昭５５−１４３５２３の様にポリアミック酸を溶剤
に溶解し基板上に塗布した後、加熱処理により脱水閉環
してイミド結合を行なわせポリイミド系高分子被膜を形
成する工程及び前記ポリイミド系高分子被膜をそれぞれ
一方向に配向処理する工程とからなっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先ず、従来技術の問題点を挙げる前に１本発明ｈｔ必要
に至った背景を述べて、なぜ従来技術では問題なのかを
より明らかにしたい。

最近の液晶表示装置の発展けめざオしくボータ７’　ル
Ｔ　Ｖやパーソナルコンピュータの表示用としてＣＲＴ
に継ぐ表示装置に成長してキている。ところで、特にパ
ーソナルコンピュータ用の表示装置として大型で大容量
の液晶表示装置の要求が強く出されており、この要求を
実現するためにはダイナミヅク駆動特性を現在のＴＮタ
イプより著しく改善させ１表示品質を高めたものを低コ
ストで作る必要ｈＴ−ある。そこで前記要求を満足する
表示方式として、液晶分子のツイスト角を従来のＴＮタ
イプより大幅に大きくして複屈折性を利用するスーパー
ＴＮ方式（以下ＢＴＮ方式と称す）が提案され、現在各
社で勢力的に研究されてｂる。

ＥＩＴＮ方式で最もＩ要な技術と［２で、大きなツイス
ト角（通常１８０°〜２７０°　）でも液晶分子を安定
均一に配向せしめる配向技術と、複屈折性を利用する几
めに高精度のセル厚制御技術の２点が挙げられる。本発
明は前者に関するので後者についての説明は省略する。

前者の技術において、ｉ＃大のポイントは液晶分子のチ
ルト角（電圧無印加状ｎにおいて液晶分子が基板平面と
なす角度）を少なくとも５Ｗ以上、好ましくけ１０〜５
０°の範囲で安定的に形成できる配向処理方法を確立す
ることである。

しかし前述の従来技術では液晶分子のチルト角ｈ；せｂ
ぜい数麿桿であり、ＳＴＮ方式の配向処理に用いると、
低チルト角のためツイスト状態が不安定になり逆ツイス
トによる低ツイスト角現象が生じてしまい、目的の性能
が得られないという問題点を有する。

ま友一般的に知られている方法として、ＳＺＯを基板に
対して斜め方向から真空蒸着して一定の規則性を持たせ
た蒸着１１１により液晶分子を配向せしめる斜蒸着法が
あり、この方法によれば液晶分子のチルト角を０〜３０
°の範囲で制御できるｂ−欠点として大型基板上に均一
に蒸着膜を形成することｈ；困難のために均一配向が得
られないこと、さらには真空装置内での基板のセット位
置、角度をシビアーに管理しなければならず工数が増え
て高コストになってしまうこと等により量産技術には不
適である。

そこで本発明けこのような問題涜を解決するもので、そ
の目的とするところは液晶分子のチルト角の大きな均一
配向を量産的な方法により低コストで提供するところＫ
ある。

〔問題点を解決する几めの手段〕

本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶分子を配列せ
しめる配向層を形成する工程が、少なくとも液晶分子が
被処理基板面に垂直に配列する垂直配向処理を長鎖アル
キル基を有するシランカップリング剤を用いて行なう工
程、肢配向処理層上に前記長鎖フルキル基を有するシラ
ンタップリング剤より低分子量のシランカップリング剤
を用いて積層処理する工程、及び該積層上を一方向にラ
ビング処理する工程からなることを肴微とする。

〔作用〕

本発明の上記構成による作用をシランカップリング剤を
用いた場合を例にとって説明する。

シランカップリング剤は分子中に有機官能基と無機官能
基の両官能基を有するため、有機物と無　５一 種物との仲介作用を行なう゜眩作用は一般式がＢ　−日
ｉ　　（ＯＲ’　　）。

のシランカップリング剤を用いた場合、次のように表わ
される。

Ｒ−Ｂｊ　−（ＯＲ’）戸’−＊　ｕ−ｓｊ（ｏＨ）。

（式中Ｒ，Ｒ’けアルキル基を示す） シランカップリング剤を液晶分子を一定の方向に配列せ
しめる配向層に用いた場合、有機物は液晶分子、無機物
はガラス基板であり、シランカップリング剤の無機官能
基−ＯＲ’が加水分解して。

−ＯＨとなってガラス基板表面の一〇、Ｈと強固なシロ
キサン結合を作るためガラス基板！！面に安定した配向
層を形成できる。更に液晶分子のチルト角に関してけ、
シランカップリング剤の有機官能基が関与し１本発明者
の実験結果によれば有機官能基の種類よりも該官能基の
分子長が最も影響することがわかっている。このことは
分子間引力に比べ分子立体効果が支配的であることを意
味する。

これらのことから液晶分子のチルト角が大針く、かつ均
一配向が達成できる配向層を鋭意研究した結果本発明に
至っｔわけであり、第１図を用いて詳細に説明する。

ガラス基板１の表面を有機官能基側が長鎖アルキル基２
ｃＬを有するシランカップリング剤で処理すると、無機
官能基側がガラス表面のＯＨ基とシｐｌ？サン結合を作
って第１図−倣）に示すカップリング構造になると推測
される。この場合、長鎖アルキル基の炭素数が１４以上
になると液晶分子のチルト角ｈｔｑｏ°８１度（垂直配
列）を示し、１２以下であるとチルト角ｈｔＯ°稈度（
水平配列）を示す友め炭素数１４以上の長鎖アルキル基
を有するシランカップリング剤を使用することが必要で
ある。

さらに無機官能基の置換数として１〜３置換型であれば
よいが、処理の安定性から２また３置換型が望しい。次
Ｋｍシランカップリング剤層上を有機官能基として短分
子鎖のアル中ル基２ｂを有するシランカップリング剤で
処理すると、前記長鎖アルキル基２αを有するシランカ
ップリング剤分子間に入り込入、ガラス表面とシｃＩ−
ｖ−サン結合を作って第１図−の）に示すカップリング
構造になると考えられる。この場合、短分子鎖フル千ル
基２ｂとして前記から炭素数１２以下のアルキル基であ
ることが必要であり、該範囲で炭素数により液晶分子の
チルト角を制御できる。また無機官能基の置換数として
、こんどけ１あるいは２置換型が望ましい。、この理由
として、無機官能基が３置換型で有機官能基が短分子フ
ル千ル基２ｂを有するシランカップリング剤の場合、立
体障害が少ない友め無機官能基側の一部がガラス表面の
ＯＨ基とシＩｆｆ千サン結合を作るＩＩＪＫ互いの脱水
縮合によって巨大分子化され、最初に処理されたシラン
カップリング剤分子間に入り込めなくなり、この結果単
に積層されるだけＫなってしまうためである。

次に液晶分子３に２次元的方向性を付与する九め天然ま
たは合成布等により一方向にラビング処理を行なうと、
第１図−（Ｃ）に示すよ５て方向性の有する溝が形成さ
れ、液晶分子３が教導に沿ってチルト角θで一定方向に
配列する。液晶分子のチルト角θけ、２度目の処理に用
いるシランカップリング剤のアルキル基２ｂの長さ及び
ラビング条件により、はぼ０〜６０°の範囲で制御する
ことができる。

ま九前記シランカップリング剤の処理方法としては、デ
ィッピング法、スプレィ法、スピンナー法等いずれを用
いてもさしつか銀ない。但し、い−ｊ’１ｌＦ）処理法
においても前記シラン力・ツブリング剤の溶媒組成、濃
度及び処理後のリンスに注意しなければならない。溶媒
組成としては、無機官能基側がアルコキシ基の場合、ア
ルコール：水が９：１〜１：９容量部の混合溶媒が望ま
しく、無機ｘ　能基ＩＩ　ｈ＝ハロゲンの場合、ベンゼ
ン、トルエン。

キシレン等の純粋溶媒が望ましい。さらに前記シランカ
ップリング剤の濃度としては、ａ、ｏ　ｓ　ｖｏｌ、　
４〜５　ｖｏＬ　Ｚの範囲が適当である。さらにシラン
力ツブリング剤の単分子層を均一に形成するためＫけ、
処理後に溶媒だけＫよる充分なリンスが必要である。上
記条件によりガラス基板表面１へ均一な配向層を形成で
きる。

〔実施例〕

を垂直配向処理を構造式が （ｈａＨｓ−ＩＮＨ（ＯＨｚ）ｍ　８ｉ（ＯＣＲｓ）ｓ
で表わされるシランカップリング剤をエチルアルコール
８部、水２部の混合溶媒Ｋ　Ｏ，２ｖｏｌ、　優溶解し
、該処理液中に透明電極を有するガラス基板を約６０秒
間浸漬後、水で充分リンスして１２０℃で３０分間乾燥
して行なった。この後さらに構造式で表わされるシラン
カップリング剤で前記ガラス基板を前記と同様な方法に
より処理した０次に前記ガラス基板表面をロー“ラーに
巻いたサランにより、圧カフ００．９／ｃ＋ａ”で一方
向くラビング処理した。

次に通常の方法により液晶セルを組立て磁場中でチルト
角を測定したところ約１８°であっｔ６同様に配向処理
された基板を用いて第２図に示す液晶分子のツイスト角
を２４０°になるようにし、一方の偏光板６の偏光軸を
液晶分子方向に対し４５°ずらし、他方の偏光板６′の
偏光軸を偏光板６の偏光軸に対し９０°にするように配
置して、複屈折性を利用するｓＴＮＴＮ方式晶表示装置
を製作し友。

液晶表示装置の配向性は均一配向状態であり、さらに１
００デエーテイによるダイナミック駆動を行なったとこ
ろＴＮ方式に比べてコントラスト、視野角とも格段に優
れた表示が安定的に得られた。

垂直配向処理剤の構造式が 該処理剤層上に、処理する配向剤の構造式が（ＯＨｎ）
ｚ　５ｊ（ＯＯＨｓ％ で表わされるシランカップリング剤を用いて実施例１と
同様に処理して配向層を形成した。この後通常の方法に
より液晶セルを組立て出場中でチルト角を測定し友とこ
ろ約３０°でもった。同様に配向処理されｔ基板を用い
て液晶分子のツイスト角を２７０°にした以外は実施例
１と同様のｆｌＴＮ方式の液晶表示装置を製作した結果
、実施例１よりも若干コントラストの優れた表示が得ら
れた。

なお垂直ｉ向処簿剤及び垂直配向処理後に該処理層上へ
処理する配向剤としてシランカップリング剤以外の配向
剤を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、液晶分子を一方向に
配列せしめる配向層Ｓ＝影形成る工程が。

少なくとも液晶分子が被処理基板面に垂直に配列する垂
直配向処理を行なう工Ｓ、該配向処理層上に前記垂直配
向処理に用いた配向剤より低分子量の配向剤を用いて処
理する工程、＃処理面上を一方向にラビング処理する工
程からなることＫより基板表面に所定のチルト角と方向
性を有する均一な層を形成できるｔめ、液晶分子のチル
ト角を０〜６０°の範囲で制御可能となり、液晶分子の
ツイスト角９０°以上大きくしても安定した配向を提供
することができる。

これＫより本発明け、特に大型大容号表示に適するＢＴ
ＮＴＮ方式晶表示装置を低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図のＧｚ）　、　（／ｌ）　、　（ｃｌは本発明の
配向作用を示す模式図。 ｔｘ２図は本発明（よる液晶表示装置の断面図。 １・・・・・・・・・・基板 ２・・川・・・・・配向層 ２ａ・・・・・・長鎖アルキル基 ２ｂ・・・・・・短鎖アルキル基 ３・・・・・・・・・・液晶分子 ３′・・・・・・・・・・液晶層 ４・・・・・・・・・・透明電極 ５・・・・・・・・・パシール剤 ６、ｄ・・・・・・偏光板 以　　上 １Ｌ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に透明電極、該電極上に配向層を設けた一
   対の基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置の製造方
   法において、前記配向層を形成する工程が、少なくとも
   液晶分子が前記基板面に垂直に配列する垂直配向処理を
   行なう工程、該配向処理層上に他の配向処理層を積層す
   る工程、及び該積層上をラビング処理する工程からなる
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. （２）前記垂直配向処理を行なう工程が、長鎖アルキル
   基を有するシランカップリング剤を用いる工程であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第、項記載の液晶表示装
   置の製造方法。
3. （３）前記他の配向処理層を積層する工程が、前記垂直
   配向処理に用いたシランカップリング剤より低分子量の
   シランカップリング剤を用いた工程であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の製造方
   法。