JPS6253811B2 - - Google Patents

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JPS6253811B2
JPS6253811B2 JP5707779A JP5707779A JPS6253811B2 JP S6253811 B2 JPS6253811 B2 JP S6253811B2 JP 5707779 A JP5707779 A JP 5707779A JP 5707779 A JP5707779 A JP 5707779A JP S6253811 B2 JPS6253811 B2 JP S6253811B2
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JP
Japan
Prior art keywords
film
solution
liquid crystal
printing
substrate
Prior art date
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Expired
Application number
JP5707779A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55149919A (en
Inventor
Minoru Nakamura
Mitsuru Ura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS55149919A publication Critical patent/JPS55149919A/en
Publication of JPS6253811B2 publication Critical patent/JPS6253811B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は光学的表示装置などに用いられる電
極基板に係り、特に縮合ケイ酸化合物に塗布・加
熱して得られる薄膜を有する電極基板に関する。 近年、半導体素子の絶縁皮膜、あるいは液晶表
示素子の絶縁皮膜または配向制御膜にケイ素酸化
物またはそれに近似な膜が使用されているのは周
知の事実である。 特に、液晶表示素子の場合には、絶縁基板上に
透明導電体薄膜および有機または無機化合物膜を
順次形成した電極基板の一対で構成され、前記有
機または無機化合物膜が形成された面をスペーサ
を介して対向して組み合せ、その内部に液晶を封
入される。この場合、前記有機または無機化合物
膜の液晶にたいする配向性をそのまま利用する
DSMタイヤや相転移タイプの表示方式があり、
さらに、前記有機または無機化合物膜上を特定方
向にラビングすることにより、前記有機または無
機化合物膜を接触する液晶をツイストネマチツク
型に配向制御する表示方式などが知られている。 このようにして形成される有機または無機化合
物膜の一般的要求特性として、下地絶縁膜および
透明導電体薄膜との密着性が良好なこと、膜自体
にピンホールがなく、膜全体に亘る均一性がよく
絶縁性が秀れていることなどである。さらに表示
基板として使用する場合には膜自体ができるだけ
透明であることが望ましく、膜厚の均一性が要求
される。また、前記薄膜の形成方法はできる限り
量産的であることが望ましい。 前記有機または無機化合物を前記電極形成基板
上に形成する方法として金属酸化物をスパツタリ
ングまたは蒸着する方法、有機物質またはオルガ
ノ金属化合物を塗布する方法などが採用されてい
る。金属酸化物をスパツタリングによつてコート
する方法があるが、電極付基板に金属酸化物をス
パツタリング又は蒸着法により被着した場合は下
地絶縁基板と電極の間の段差は埋められることな
くシヤープなままで残るため、絶縁性の低下を来
すばかりでなく、液晶表示基板として使用した場
合、上記段差部で不均一な配向となり、表示装置
の表示特性に著しい悪影響を及ぼす。このような
下地絶縁基板と電極との急峻な段差を軽減するた
めには有機物質、ポリビニールアルコールなどの
有機高分子膜となる物質を適当な溶媒に溶解せし
めて電極付基板上に塗布することによつて達成で
きる。しかしながら、斯くの如き有機物質膜を用
いた場合は、一般的に絶縁性が期待できないもの
があり、また、液晶表示素子の如く表示基板とし
て用いる場合、気密シール処理、例えば500℃前
後のガラスシール過程に耐えられないため、信頼
性の高い表示装置を製作することは不可能であ
る。また、ケイ素誘導体フイルム等のオルガノ金
属化合物を適当な溶媒に溶解せしめて電極付基板
に塗布する場合も事態は同様で、塗布後の熱処理
過によつてオルガノ基団が揮散するため、ガラス
シールなどの気密シールを行うことは不可能であ
る。また、オルガノ金属化合物を適当な溶媒に溶
解して前記電極形成基板上に塗布した後、加熱し
てオルガノ基団を揮散または焼散させて得られる
無機膜は表面が不均一で凹凸が著しい。また、こ
のようにして形成した無機膜は膜厚の如何にかか
わらず電極形成基板との密着力が強固でなく、ハ
ガレが生ずる場合がある。これらの原因は加熱に
よりオルガノ基団が揮散または焼散する際に発生
するガスが塗布膜中を移動もしくは通過すること
によるものと考えられる。したがつて、膜表面が
滑らかで、しかも電極形成基板表面との密着性が
大なる無機膜を形成するためには、オルガノ金属
化合物の如く加熱過程中に大基団(オルガノ基
団)がその化学結合を断ち切つて大量に揮散する
如き化合物またはそれを適当な溶媒に溶解せしめ
た溶液を塗布液として用いないことが望ましい。
すなわち、電極形成基板上に形成しようとする膜
の構成化合物またはその前駆化合物を適当な溶媒
に溶解または分散せしめて塗布するも、塗布後の
溶媒乾燥または加熱過程でゆるやかな化学結合の
変化または少量の化学種の変化が生ずる如き物質
を選ぶことが望ましい。 このような観点から、ケイ素化合物膜について
は縮合ケイ酸化合物〔一般式:Sioo-1(OH)2o
+2:n≧1〕を適当な溶媒に溶解せしめて電極形
成基板に塗布して用いる方法が採用されている。
この際、縮合ケイ酸化合物の選定および溶媒の選
定が重要な要素であり、縮合ケイ酸化合物として
は正ケイ酸Si(OH)4が50モル%以上含まれる溶
液からは所望のケイ素化合物を得ることができな
い。すなわち、正ケイ酸のアルコール溶液を電極
形成基板に塗布して用いても薄膜と絶縁基板およ
び透明電極との密着性が悪く、しかも均質な膜は
いかなる塗布・焼成条件のもとでも形成できな
い。したがつて、一般の従来塗布液としてはある
程度縮合度が進んで縮合ケイ酸化合物〔平均縮合
度4〜10〕をメチルアルコール、エチルアルコー
ル、iso−プロピルアルコール、n−プロピルア
ルコール、iso−ブチルアルコールおよびn−ブ
チルアルコールなどの低粘度アルコール類および
酢酸メチル、酢酸エチルおよびエチルエステルな
どの低粘度エステルの混合溶媒に溶解して用い
る。一般に、ゲル化を抑えるため、縮合ケイ酸化
合物濃度は20%以下で用いられるが、このような
濃度以下で上記低粘度溶媒を用いる上記溶液の初
期粘度は10センチポアズ以下である。このような
低粘度溶液は回転塗布法および浸漬塗布法を用い
る場合には適しているが、これらの塗布法よりも
数段量産性が大なる印刷塗布法には適用できな
い。印刷塗布法を用いれば、基板上の必要な部分
にのみ選択的に薄膜を形成できるため、回転塗布
法、浸漬塗布法、スプレー塗布法に比較して量産
性は大なることは明らかである。 本発明の目的は上記の点に鑑みてなされるもの
で、適当な溶媒を選定して、印刷塗布法に適した
縮合ケイ酸化合物を含む溶液を作成し、これを電
極を形成した基板上に塗布後加熱して薄膜を形成
した電極基板を量産性良く提供することにある。 電極を形成した基板上に印刷塗布法により薄膜
を形成するためには印刷治具の変換により比較的
広い粘度範囲の溶液の適用が可能なオフセツト印
刷方式を用いるとしても、印刷インキとなる溶液
の粘度は10センチポアズ以上であることが必要で
ある。10センチポアズ以上の粘度の高い縮合ケイ
酸化合物溶液をつくる方法として、第1に縮合ケ
イ酸化合物濃度を大とするまたは大なる縮合度を
もつ縮合ケイ酸化合物を用いるか、第2に縮合ケ
イ酸化合物と相溶性のある高粘度を有する溶媒を
用いることが考えられるが、前述した如く、前者
を用いる場合は溶液中で部分的ゲル化が生じ、保
存上好ましくない。 また、後者を用いる場合は、縮合ケイ酸化合物
が後者の溶媒または適当な他の溶媒との混合溶媒
に十分に溶解することの他に、比較的低温度の加
熱、好ましくは400℃以下で溶媒が揮散すること
が必要である。しかしながら常温では比較的揮散
し難いものであることが望ましい。このような要
請基準をもとにして溶媒となるべき多くの化合物
について検討した結果、グリセリン、ポリエチレ
ングリコール、ポリビニルアルコールおよびニト
ロセルロースを単独またはこれらの混合物、また
はこれらの化合物と前記したアルコールおよびエ
ステル等の溶媒と混合した溶媒に縮合ケイ酸化合
物を溶解せしめた溶液を用いて前記電極形成基板
に塗布後加熱して得られた膜は密着性が良好で均
一性が良く、所望の膜厚のものが得られることが
明らかとなつた。溶液の粘度は印刷治具および所
望の膜厚に応じて溶媒の混合割り合いおよび縮合
ケイ酸化合物濃度を適当に選ぶことによつて10〜
300000センチポアズとすることが可能である。 以下、実施例に従つて本発明を説明する。 実施例 1 まず縮合ケイ酸化合物を含む低粘度の溶液を合
成する。エチルシリケート40〔一般式Sioo-1
(OC2H52o+2:n≧1の混合物〕20g、水5g、
エチルアルコール50g、酢酸エチル24.8g、りん
酸0.2gの割り合いで反応容器に仕込み、60℃で
3.0時間反応を行なわせる。ガスクロマトグラフ
により、エチルシリケートが残存しないことを確
めた上反応を終了させる。この液を液体クロマト
グラフにより分析したところ、正ケイ酸Si
(OH)4の存在量は10%以下であることが確認さ
れ、大部分のケイ酸化合物は高次の縮合化合物
〔一般式Sioo-1(OH)4:n≧2〕となつている
ことがわかる。また、この溶液の初期粘度は約2
センチポアズである。以後の説明のために、この
溶液を便宜上縮合ケイ酸化合物原溶液と呼ぶこと
にする。 つぎに、上記縮合ケイ酸化合物原溶液30gを採
取し、ビーカに入れた70gのグリセリンに撹拌混
合した。撹拌終了後得られた溶液は透明であり、
約130センチポアズの粘度を持つ。つぎに、ロー
タリーエバポレータを用いてエチルアルコール、
酢酸エチルなどの揮発しやすい成分を除去し、粘
度約2000センチポアズの溶液とした。この溶液は
透明であり、成分の偏析はなく、均質である。 図において構成図を示したごとき、オフセツト
校正機を用いて電極をあらかじめ形成したガラス
基板上に上記溶液を印刷する。印刷方法の概略を
説明すると、第1図において、表示表面積が12×
47mmの液晶表示用電極パターンが形成された上・
下ガラス基板をそれぞれ被印刷体5とする。印刷
機としては手動オフセツト校正機を用意し、厚さ
1.65mmのブランケツトシール6b(K−110型、金
陽社製)を胴体芯6aに巻き、その上に11.9×
46.9mmに切断したエチレンプロピレンターポリマ
ー(以下EPTという)製の凸版3を粘着剤で貼
りつけてブランケツト胴6を形成する。インキ台
7としてはガラス板の表面に酸化インジウムを蒸
着したものを用いる。印刷インキである前記縮合
ケイ酸化合物溶液をロールコータを用いて前記イ
ンキ台7の酸化インジウム蒸着面に被肉し、ゴム
ブランケツト胴6のインキ台7および被印刷体5
の印圧は0.5Kg/cm2とする。このような条件のも
とで、液晶表示装置の上・下ガラス板に印刷され
た印刷層を120℃、30分間加熱した後、これに引
きつづいて500℃で30分間加熱し、有機物成分の
揮散とケイ素の酸化を進める。この結果、膜厚
1500ű100Åの薄膜が形成される。この薄膜は
膜中にSiOH結合を4重量%程度含有するが、組
成的にはSiO2に近いことが赤外線吸収スペクト
ルより確められる。次いで綿布を用いて前記薄膜
面をラビングする。このラビング方向は、上板ガ
ラス板と下板ガラス板とはそれぞれ異なり、互い
に直交するようにする。そして、各上下ガラス板
の間隙を10μmに保つように、液晶封入口の微少
部分を除いてガラスビーズなどのスペーサを入れ
たガラスペーストを印刷した後、荷重を加えて
450℃でシールの焼成を行う。 ついで封入口の周囲に薄いCr−Ni−Au層を蒸
着により形成する。これにより液晶表示装置の外
囲器が形成される。ついで減圧下でビフエニル系
液晶E−7(メルク社)を前記外囲気内に封入
し、封入口をハンダシールする。 このようにして作成した液晶表示装置を2枚の
偏光板を用いて観察すると、全面に亘つて液晶層
がツイスト配向しているのが認められる。このよ
うに、液晶を配向させるために形成する膜を配向
膜を呼ぶ。 つぎに、前記液晶表示装置の高温、高湿下での
動作試験後の液晶の配向が劣化に至るまでの寿命
(動作寿命)を調べた。比較のため、第1表に示
す如く、前記表示装置(表1試料No.)の他に、
回転塗布法により形成した膜を用いた表示装置
(表1試料No.)およびガラスシールの代りにエ
ポキシ樹脂系接着剤で接着した表示装置を作成し
た。第1表中試料No.では塗布すべき溶液として
約2センチポアズの粘度をもつ前記縮合ケイ酸化
合物原溶液を用い、スピンナーを用いて1700回
転/分で溶液を滴下しながら回転塗布する。これ
以降の作成手順は前記試料No.に準ずる。膜厚は
1500ű300Åである。第1表中試料No.ではシ
ール方法を除いて試料No.の作成手順に準ずる。
いずれの試料も初期特性は良好である。 動作試験条件としては、70℃、相対湿度90%の
恒温槽中で、12V,32Hzのパルスを印加して駆動
させる。液晶の配向劣化の程度は顕微鏡観察によ
る。
The present invention relates to an electrode substrate used in optical display devices and the like, and particularly to an electrode substrate having a thin film obtained by coating and heating a condensed silicate compound. It is a well-known fact that in recent years, silicon oxide or a film similar to silicon oxide has been used for insulating films of semiconductor devices, insulating films of liquid crystal display devices, or alignment control films. In particular, in the case of a liquid crystal display element, it consists of a pair of electrode substrates in which a transparent conductor thin film and an organic or inorganic compound film are sequentially formed on an insulating substrate, and the surface on which the organic or inorganic compound film is formed is covered with a spacer. They are combined facing each other with a liquid crystal sealed inside. In this case, the orientation of the organic or inorganic compound film with respect to the liquid crystal is directly utilized.
DSM tires and phase transition type display methods are available.
Further, a display method is known in which the alignment of liquid crystal in contact with the organic or inorganic compound film is controlled to be twisted nematic by rubbing the organic or inorganic compound film in a specific direction. The organic or inorganic compound films formed in this manner generally require good adhesion with the base insulating film and transparent conductor thin film, no pinholes in the film itself, and uniformity over the entire film. It has good insulation properties and excellent insulation properties. Furthermore, when used as a display substrate, it is desirable that the film itself be as transparent as possible, and uniformity in film thickness is required. Further, it is desirable that the method for forming the thin film be mass-produced as much as possible. As a method for forming the organic or inorganic compound on the electrode forming substrate, a method of sputtering or vapor depositing a metal oxide, a method of coating an organic substance or an organometallic compound, etc. are employed. There is a method of coating a metal oxide by sputtering, but if the metal oxide is deposited on a substrate with electrodes by sputtering or vapor deposition, the step between the underlying insulating substrate and the electrode will not be filled and will remain sharp. This not only causes a decrease in insulation properties, but also causes non-uniform alignment at the stepped portions when used as a liquid crystal display substrate, which has a significant adverse effect on the display characteristics of the display device. In order to reduce such a steep difference in level between the underlying insulating substrate and the electrode, it is necessary to dissolve an organic substance, a substance that will form an organic polymer film such as polyvinyl alcohol in an appropriate solvent, and apply it on the electrode-attached substrate. This can be achieved by However, when such organic material films are used, they generally cannot be expected to have insulating properties, and when used as display substrates such as liquid crystal display elements, airtight sealing treatments, such as glass sealing at around 500°C, are required. It is impossible to produce a reliable display device because it cannot withstand the process. Furthermore, the situation is similar when an organometallic compound such as a silicon derivative film is dissolved in an appropriate solvent and applied to a substrate with electrodes. It is impossible to achieve an airtight seal. Furthermore, the inorganic film obtained by dissolving the organometallic compound in a suitable solvent and coating it on the electrode-forming substrate and then heating to volatilize or burn off the organo group has a non-uniform surface and significant irregularities. Further, the inorganic film formed in this manner does not have strong adhesion to the electrode-forming substrate regardless of the film thickness, and peeling may occur. The reason for these is thought to be that gas generated when the organo group is volatilized or burnt out by heating moves or passes through the coating film. Therefore, in order to form an inorganic film with a smooth film surface and high adhesion to the surface of the electrode-forming substrate, large groups (organo groups) must be formed during the heating process, such as in organometallic compounds. It is desirable not to use, as a coating liquid, a compound that breaks chemical bonds and volatilizes in large quantities, or a solution prepared by dissolving the compound in an appropriate solvent.
In other words, even if the constituent compound of the film to be formed on the electrode forming substrate or its precursor compound is dissolved or dispersed in an appropriate solvent and applied, the chemical bonds may change slowly or in small amounts during the solvent drying or heating process after coating. It is desirable to select a substance that causes a change in chemical species. From this point of view, for silicon compound films, condensed silicate compounds [general formula: S io O o-1 (OH) 2o
+2 :n≧1] is dissolved in an appropriate solvent and applied to an electrode-forming substrate.
At this time, the selection of the condensed silicate compound and the selection of the solvent are important factors, and the desired silicon compound can be obtained from a solution containing 50 mol% or more of orthosilicate Si(OH) 4 as the condensed silicate compound. I can't. That is, even if an alcohol solution of orthosilicic acid is applied to an electrode forming substrate, the adhesion between the thin film and the insulating substrate and transparent electrode is poor, and a homogeneous film cannot be formed under any coating and baking conditions. Therefore, as a general conventional coating liquid, the degree of condensation has advanced to a certain degree and the condensed silicate compound [average degree of condensation 4 to 10] is mixed with methyl alcohol, ethyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-propyl alcohol, or iso-butyl alcohol. and a mixed solvent of low viscosity alcohols such as n-butyl alcohol and low viscosity esters such as methyl acetate, ethyl acetate and ethyl ester. Generally, in order to suppress gelation, the condensed silicic acid compound concentration is used at 20% or less, but the initial viscosity of the solution using the low viscosity solvent at such a concentration or less is 10 centipoise or less. Although such a low viscosity solution is suitable when using a spin coating method or a dip coating method, it cannot be applied to a print coating method, which allows mass production to be several steps higher than these coating methods. It is clear that by using the print coating method, it is possible to selectively form a thin film only on the necessary portions of the substrate, and therefore the mass productivity is greater than the spin coating method, dip coating method, and spray coating method. The purpose of the present invention is to select an appropriate solvent, create a solution containing a condensed silicate compound suitable for printing, and apply it on a substrate on which electrodes are formed. An object of the present invention is to provide an electrode substrate on which a thin film is formed by heating after coating, with good mass productivity. In order to form a thin film on a substrate on which electrodes are formed by a printing coating method, even if an offset printing method is used, which allows the application of a solution with a relatively wide viscosity range by changing the printing jig, it is necessary to use the printing ink solution. The viscosity must be 10 centipoise or higher. As a method for producing a condensed silicate compound solution with a high viscosity of 10 centipoise or more, firstly, the condensed silicate compound concentration is increased or a condensed silicate compound having a large degree of condensation is used, and the second method is to use a condensed silicate compound solution with a high viscosity of 10 centipoise or more. It is conceivable to use a solvent with high viscosity that is compatible with the compound, but as described above, when the former is used, partial gelation occurs in the solution, which is undesirable in terms of storage. When using the latter, in addition to ensuring that the condensed silicate compound is sufficiently dissolved in the latter solvent or a mixed solvent with an appropriate other solvent, the solvent must be heated at a relatively low temperature, preferably below 400°C. It is necessary for the gas to volatilize. However, it is desirable that it be relatively difficult to volatilize at room temperature. As a result of considering many compounds that should be used as solvents based on these required criteria, we found that glycerin, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, and nitrocellulose alone or as a mixture thereof, or these compounds together with the above-mentioned alcohols and esters, etc. The film obtained by applying a solution of a condensed silicic acid compound dissolved in a solvent mixed with the above-mentioned electrode forming substrate and heating it has good adhesion, good uniformity, and a desired film thickness. It became clear that it was possible to obtain The viscosity of the solution can be adjusted from 10 to 10 by appropriately selecting the mixing ratio of the solvent and the condensed silicate compound concentration depending on the printing jig and desired film thickness.
It is possible to make it 300000 centipoise. The present invention will be described below with reference to Examples. Example 1 First, a low viscosity solution containing a condensed silicate compound is synthesized. Ethyl silicate 40 [general formula S io O o-1
(OC 2 H 5 ) 2o+2 : mixture where n≧1] 20g, water 5g,
Charge 50g of ethyl alcohol, 24.8g of ethyl acetate, and 0.2g of phosphoric acid into a reaction vessel, and heat at 60°C.
Allow the reaction to run for 3.0 hours. After confirming by gas chromatography that no ethyl silicate remains, the reaction is terminated. When this liquid was analyzed by liquid chromatography, it was found that orthosilicic acid S i
It was confirmed that the amount of (OH) 4 present was less than 10%, and most of the silicic acid compounds were high-order condensed compounds [general formula S io O o-1 (OH) 4 :n≧2]. You can see that Also, the initial viscosity of this solution is approximately 2
It's Centipoise. For the sake of the following explanation, this solution will be referred to as a condensed silicate compound raw solution for convenience. Next, 30 g of the condensed silicate compound stock solution was collected and mixed with 70 g of glycerin in a beaker with stirring. The solution obtained after stirring is clear,
It has a viscosity of approximately 130 centipoise. Next, ethyl alcohol was added using a rotary evaporator.
Easily volatile components such as ethyl acetate were removed to form a solution with a viscosity of approximately 2000 centipoise. This solution is transparent and homogeneous with no segregation of components. As shown in the block diagram in the figure, the above solution is printed on a glass substrate on which electrodes have been formed in advance using an offset proofing machine. To explain the outline of the printing method, in Fig. 1, the display surface area is 12×
A 47mm LCD display electrode pattern is formed on the top.
Each of the lower glass substrates is used as a printing medium 5. The printing machine is equipped with a manual offset proofing machine, and the thickness
Wrap a 1.65mm blanket seal 6b (K-110 type, manufactured by Kinyosha) around the fuselage core 6a, and place a 11.9x
A relief plate 3 made of ethylene propylene terpolymer (hereinafter referred to as EPT) cut to 46.9 mm is pasted with adhesive to form a blanket body 6. As the ink stand 7, a glass plate on which indium oxide is vapor-deposited is used. The condensed silicate compound solution, which is a printing ink, is coated on the indium oxide vapor-deposited surface of the ink bed 7 using a roll coater, and then applied to the ink bed 7 of the rubber blanket cylinder 6 and the printing material 5.
The printing pressure is 0.5Kg/cm 2 . Under these conditions, the printed layers printed on the top and bottom glass plates of the liquid crystal display were heated at 120°C for 30 minutes, and then heated at 500°C for 30 minutes to remove organic components. Promote volatilization and silicon oxidation. As a result, the film thickness
A thin film of 1500 ű100 Å is formed. This thin film contains about 4% by weight of SiOH bonds, and it is confirmed from the infrared absorption spectrum that the composition is close to SiO 2 . Next, the surface of the thin film is rubbed using a cotton cloth. The directions of this rubbing are different for the upper glass plate and the lower glass plate, and are perpendicular to each other. Then, after printing glass paste containing spacers such as glass beads except for the small part of the liquid crystal sealing port so as to keep the gap between the upper and lower glass plates at 10 μm, a load was applied.
The seal is fired at 450℃. A thin Cr--Ni--Au layer is then formed around the sealing port by vapor deposition. This forms the envelope of the liquid crystal display device. Then, a biphenyl liquid crystal E-7 (Merck & Co., Ltd.) is sealed in the surrounding air under reduced pressure, and the filling opening is sealed with solder. When the liquid crystal display device thus produced is observed using two polarizing plates, it is observed that the liquid crystal layer is oriented in a twisted manner over the entire surface. The film formed to orient the liquid crystal in this way is called an alignment film. Next, the lifespan (operating lifespan) until the alignment of the liquid crystal deteriorates after the operation test of the liquid crystal display device under high temperature and high humidity was investigated. For comparison, as shown in Table 1, in addition to the display device (Table 1 sample No.),
A display device using a film formed by a spin coating method (Sample No. in Table 1) and a display device bonded with an epoxy resin adhesive instead of a glass seal were created. For sample No. in Table 1, the above condensed silicate compound stock solution having a viscosity of about 2 centipoise was used as the solution to be applied, and the solution was applied by rotation at 1700 revolutions/minute while dropping the solution using a spinner. The subsequent preparation procedure follows the sample No. above. The film thickness is
It is 1500 ű300 Å. For sample No. in Table 1, the preparation procedure for sample No. is followed except for the sealing method.
All samples had good initial characteristics. The operating test conditions are to apply a 12V, 32Hz pulse to drive the device in a thermostatic chamber at 70°C and 90% relative humidity. The degree of alignment deterioration of the liquid crystal is determined by microscopic observation.

【表】 この結果、第1表に示した如く、エポキシ樹脂
系接着剤でシールするものは配向膜の印刷塗布法
によるも、10倍の顕微鏡下で観察すると、約500
時間動作経過後から液晶の配向劣化が観察され始
める。また、ガラスシールを施すも、回転塗布法
によつて形成した配向膜を用いる場合は約2000時
間動作経過後から液晶の配向劣化が観察され始め
る。印刷塗布法による配向膜を用い、ガラスシー
ルを施すものは3000時間動作経過後もなお、配向
劣化などの異常は観察されない。 エポキシ系接着剤でシールする液晶表示装置の
動作寿命が短い理由はエポキシ系接着剤では十分
に気密処理となつておらず、外気中の水分が表示
装置内に侵入し、電気化学反応により液晶が変質
するためと考えられる。また、印刷塗布法により
形成する配向膜を用いた場合の方が回転塗布法に
より形成するそれよりも動作寿命が長い理由は、
被印刷体面に対し垂直方向に圧力をかけながら溶
液を印刷するため、電極およびガラス面上に密着
性の良い緻密な膜が形成されるためと推察され
る。また、印刷塗布法では回転塗布法に比べて基
板中央部と周辺部との膜厚の大きな差違がなく、
基板全体に亘つて均一な電界が印加されるので、
表示装置全面に亘つて均一な表示が保障されるこ
とになる。 実施例 2 実施例1で用いた縮合ケイ酸化合物原溶液50g
を採取し、ビーカに入れた50gのポリエチレング
リコール600に撹拌混合した。撹拌終了後得られ
た溶液は均一性良く、透明である。つぎにロータ
リーエバポレータを用いて揮発しやすい成分を部
分的に除去し、粘度約120センチポアズの溶液と
し、印刷インキとして用いる。印刷機およびブラ
ンケツトシール6bとしては、実施例1と同じも
のを用いる。凸板8の材料はゴム硬度が50のブラ
イト(主成分:ブチルゴム)を用いる。凸板の厚
さは約0.5mmとし、この凸部の表面には0.2mmピツ
チで深さ0.1mmのV形の溝を縦横に切る。インキ
台7としては、厚さ1mmのガラス板上に厚さ0.2
mmのパイフロン(ポリアミド樹脂)フイルムを貼
付したものを用いる。印刷インキである前記縮合
ケイ酸化合物溶液をロールコータを用いて前記イ
ンキ台のパイフロンフイルム上に被肉し、ゴムブ
ランケツト胴6のインキ台7および被印刷体5の
印圧を1Kg/cm2とする。このような条件のもと
で、液晶表示装置の上・下ガラス基板に印刷され
た印刷層に120℃,30分、引きつづいて500℃、1
時間加熱し、薄膜を形成させる。この結果、得ら
れる膜の化学組成は実施例1と同等であり、膜厚
は1300ű100Åとなる。また、顕微鏡観察によ
れば、膜面全体に亘りピンホールなどの欠陥は皆
無である。次いで、実施例1と同様に、ラビング
を施し、上・下基板で外囲器を構成し、実施例1
の液晶を前記外囲器に封入する。このように構成
した液晶表示装置においても、全面に亘り液晶層
がツイスト配列しているのが認められた。また実
施例1と同一の動作試験条件下での動作寿命は
3000時間以上である。 実施例 3 ニトロセルロース5gを酢酸ジエチレングリコ
ールモノ−n−ブチルエーテル95gの割り合いで
溶解した液を用意する。つぎに、実施例1で用い
た縮合ケイ酸化合物原溶液50gを採取し、50gの
前記ニトロセルロース溶液にビーカ中で十分に撹
拌混合する。撹拌終了後得られた溶液は透明であ
り、均一性良く相溶していることがわかる。つぎ
に、ロータリーエバポレータを用いて揮発しやす
い成分を部分的に除去し、粘度約8000センチポア
ズの溶液とし、印刷インキとして用いる。印圧を
1Kg/cm2とするほかは実施例1と同一条件で印刷
し、印刷層4″を120℃,30分、引きつづいて250
℃,20分、さらに500℃,1時間加熱し、薄膜を
形成させる。この結果、得られる膜の化学組成は
実施例1と同等であり、膜厚は1600ű200Åと
なる。顕微鏡観察によれば、膜面は実施例1およ
び2と同様に良好で、ピンホールなどの欠陥は皆
無である。また、膜の密着性も良く、MIL
Standard C−6−75Aのゴムラビングテスト
(消しゴム:JIS規格S−50)で損傷の有無を肉眼
観察した結果、全く損傷はなく、良好な密着性と
ともに緻密な膜が形成されていることがわかる。 ついで、実施例1と同様にラビングを施し、
上・下基板で外囲気を構成し、実施例1の液晶を
前記外囲器に封入する。本実施例の液晶表示装置
においても、全面に亘り液晶がツイスト配列して
いるのが認められた。また、実施例1と同一の動
作試験条件下での動作寿命は3000時間以上であ
る。 本実施例ではポリビニルアルコールを用いる場
合については省略したが、その効果は実施例3と
ほぼ同等である。 量産性の観点から以上の実施例では印刷塗布法
を中心に述べたが、溶液の組成を適当に選ぶこと
により、前記いずれの溶媒を用いても、10センチ
ポアズ〜300000センチポアズの粘度を持たせるこ
とは可能であり、塗布法に応じて最適粘度を選ぶ
ことができ、必ずしも塗布法を限定しないことに
なる。 また、実施例では液晶表示装置について述べた
が、これに限定するものではない。
[Table] As a result, as shown in Table 1, even though the alignment film is printed and coated with an epoxy resin adhesive, when observed under a microscope with a magnification of 10 times, it was found that approximately 500
After some time has elapsed, alignment deterioration of the liquid crystal begins to be observed. Further, even if a glass seal is applied, when an alignment film formed by a spin coating method is used, deterioration in the alignment of the liquid crystal begins to be observed after about 2000 hours of operation. For those that use an alignment film made by printing and applying a glass seal, no abnormalities such as alignment deterioration are observed even after 3,000 hours of operation. The reason for the short operating life of LCD devices sealed with epoxy adhesives is that the epoxy adhesives are not sufficiently airtight, allowing moisture from the outside air to enter the display device, causing electrochemical reactions that cause the liquid crystal to deteriorate. This is thought to be due to deterioration. In addition, the reason why an alignment film formed by printing coating method has a longer operating life than one formed by spin coating method is as follows.
This is presumably because a dense film with good adhesion is formed on the electrode and glass surface because the solution is printed while applying pressure in a direction perpendicular to the surface of the printing material. In addition, compared to the spin coating method, the printing coating method does not have a large difference in film thickness between the center and periphery of the substrate.
Since a uniform electric field is applied across the entire substrate,
Uniform display is guaranteed over the entire surface of the display device. Example 2 50g of condensed silicate compound stock solution used in Example 1
was collected and mixed with 50 g of polyethylene glycol 600 in a beaker with stirring. The solution obtained after stirring is homogeneous and transparent. Next, volatile components are partially removed using a rotary evaporator to form a solution with a viscosity of approximately 120 centipoise, which is used as printing ink. The same printing machine and blanket seal 6b as in Example 1 are used. As the material of the convex plate 8, Bright (main component: butyl rubber) with a rubber hardness of 50 is used. The thickness of the convex plate is approximately 0.5 mm, and V-shaped grooves with a depth of 0.1 mm are cut vertically and horizontally on the surface of this convex portion at a pitch of 0.2 mm. The ink stand 7 is placed on a 1 mm thick glass plate with a thickness of 0.2 mm.
A material with a Pyflon (polyamide resin) film of mm is used. The condensed silicate compound solution, which is the printing ink, is coated onto the pyflon film of the ink bed using a roll coater, and the printing pressure on the ink bed 7 of the rubber blanket cylinder 6 and the printing material 5 is set to 1 kg/cm. 2 . Under these conditions, the printed layers printed on the upper and lower glass substrates of the liquid crystal display were heated at 120°C for 30 minutes, then at 500°C for 1 hour.
Heat for a period of time to form a thin film. As a result, the chemical composition of the film obtained is the same as that of Example 1, and the film thickness is 1300 ű100 Å. Further, according to microscopic observation, there are no defects such as pinholes over the entire film surface. Next, in the same manner as in Example 1, rubbing was performed to form an envelope with the upper and lower substrates, and Example 1
A liquid crystal is sealed in the envelope. Even in the liquid crystal display device constructed in this manner, it was observed that the liquid crystal layer was arranged in a twisted manner over the entire surface. In addition, the operating life under the same operating test conditions as Example 1 is
More than 3000 hours. Example 3 A solution is prepared in which 5 g of nitrocellulose is dissolved in 95 g of diethylene glycol acetate mono-n-butyl ether. Next, 50 g of the condensed silicate compound stock solution used in Example 1 was collected and mixed with 50 g of the nitrocellulose solution by thorough stirring in a beaker. The solution obtained after stirring was transparent, indicating that they were homogeneous and compatible. Next, volatile components are partially removed using a rotary evaporator to form a solution with a viscosity of approximately 8,000 centipoise, which is used as printing ink. Printing was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the printing pressure was 1 Kg/cm 2 , and the printing layer 4 was heated at 120°C for 30 minutes, then at 250°C.
℃ for 20 minutes and further heated at 500℃ for 1 hour to form a thin film. As a result, the chemical composition of the film obtained is the same as that of Example 1, and the film thickness is 1600 ű200 Å. According to microscopic observation, the film surface was as good as in Examples 1 and 2, and there were no defects such as pinholes. In addition, the film has good adhesion and MIL
As a result of visually observing the presence or absence of damage in the Standard C-6-75A rubber rubbing test (eraser: JIS standard S-50), it was found that there was no damage at all, and a dense film was formed with good adhesion. . Then, rubbing was performed in the same manner as in Example 1,
The upper and lower substrates constitute an envelope, and the liquid crystal of Example 1 is sealed in the envelope. In the liquid crystal display device of this example as well, it was observed that the liquid crystal was arranged in a twisted manner over the entire surface. Further, the operating life under the same operating test conditions as in Example 1 is 3000 hours or more. Although the case where polyvinyl alcohol is used is omitted in this example, the effect is almost the same as in Example 3. From the viewpoint of mass production, the above examples mainly focused on the printing coating method, but by appropriately selecting the composition of the solution, it is possible to have a viscosity of 10 centipoise to 300,000 centipoise using any of the above solvents. is possible, and the optimum viscosity can be selected depending on the coating method, and the coating method is not necessarily limited. Further, although a liquid crystal display device has been described in the embodiment, the present invention is not limited to this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図はオフセツト校正機を用いて本発明に係る縮
合ケイ酸化合物溶液を塗布する方法の概略を説明
する図面である。 1……版定盤、2……印刷定盤、3……凸版、
4……印刷インキ、5……被印刷体、6……ゴム
ブランケツト胴、6a……胴体部、6b……ゴム
ブランケツト胴体芯、7……インキ台。
The figure is a diagram illustrating an outline of a method of applying a condensed silicate compound solution according to the present invention using an offset proofing machine. 1... plate plate, 2... printing plate, 3... letterpress,
4... Printing ink, 5... Printing material, 6... Rubber blanket cylinder, 6a... Body part, 6b... Rubber blanket body core, 7... Ink stand.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 絶縁基板とその絶縁基板上に形成された電極
を含む電極付絶縁基板上に縮合ケイ酸化合物(一
般式:Sioo-1(OH)2o+2:n≧1)とグリセリ
ン、ポリエチレングリコール、ポリビニールアル
コールおよびニトロセルロースのうちから選ばれ
た1種またはそれ以上の化合物を含む粘度10〜
300000センチポアズの溶液を塗布後、加熱して得
られる薄膜を有することを特徴とする電極基板。
1 A condensed silicate compound (general formula: S io O o-1 (OH) 2o+2 : n≧1), glycerin, and polyethylene are placed on an insulating substrate with an electrode including an insulating substrate and an electrode formed on the insulating substrate. Contains one or more compounds selected from glycol, polyvinyl alcohol and nitrocellulose, with a viscosity of 10 to
An electrode substrate characterized in that it has a thin film obtained by applying and heating a solution of 300,000 centipoise.
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