JPS63304227A - 液晶素子の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は液晶素子の製造方法に関する。

（従来の技術） 液晶素子を構成するときに、液晶分子の配向としては、
主に垂直、水平及び傾斜の３通りがあるが、現在広く用
いられる、ネマチック液晶を９０゜ねじった構造を持つ
ＴＮ（ツィステッドネマチック）方式の液晶素子におけ
る液晶分子の配向は水平配向であり、液晶分子の長軸方
向と基板のなす角度（チルト角）は２〜３°である。こ
れに対し、近年注目されている、ネマチック液晶を９０
’以上ねじった構造を持つＳＢＥ　（スーパーツイステ
ツドバイリフリンジエンスエフェクト）方式等の新しい
方式の液晶素子では、５°以上のチルト角を有する傾斜
配向が望まれている。

液晶分子の水平或いは傾斜配向の手法としては、例えば
特公昭５３−６８５７号公報等に記載されているように
、基板上にポリイミド（ＰＩ）やポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）等の配向膜を形成し、この配向膜表面を布等
で一定方向に摩擦するラビング法と、例えば特公昭５４
−１２０６７号公報等に記載されているように、ＳｉＯ
等の無機物を斜め方向から蒸着する斜方蒸着法が知られ
ている。従来、液晶分子を傾斜配向させる手段は、斜方
蒸着法が用いられ、ラビング法ではチルト角は２〜３°
が限界であった。ところが、近年、ラビング法において
も、チルト角が５〜１０°の傾斜配″向が得られる有機
高分子材料が開発され、ＳＢＥ方式の液晶素子への適用
が期待されている。

〈発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ラビング法においても５〜１００のチル
ト角が得られる有機高分子材料の配向膜は、液晶素子を
構成した後のチルト角が経時変化したり、チルト角の再
現性に乏しい等の欠点があった。

この発明は、ラビング法においても経時変化のない５°
以上のチルト角を有する液晶素子を再現性よく製造する
方法を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、導電電極を有する第１及び第２基板の表面
上に配向膜を形成する工程と、この配向膜の表面をラビ
ング処理する工程と、この表面を溶剤の雰囲気中に放置
する工程と、この表面を乾燥する工程と、第１及び第２
基板を所定の間隔をあけて封着した後に形成される間隙
内に液晶組成物を注入する工程とを備えている。

（作　用） ラビング法によって液晶を配向させた液晶素子のチルト
角の経時変化は、配向膜と液晶分子の相互作用によって
起こる。即ち、配向膜表面或いは内部からの微量の低分
子成分の液晶中への溶出、配向膜表面への液晶組成物中
の成分の吸着、液晶による配向膜の膨潤、液晶の介在に
よる配向膜を形成する高分子鎖の形状変化等の現象が起
こり、それに伴ない、チルト角も変化していく。このよ
うなチルト角の経時変化は、空温では徐々に進行するた
め、要求されるチルト角を安定に供給する障害となる。

そこでこの発明では、液晶を注入する前に予め溶剤と配
向膜とを相互作用させておくことで、配向膜を前述した
液晶と配向膜との相互作用が充分に進行したときに近い
状態にしておき、液晶素子構成俊のチルト角の変化をで
きるだけ小さくすることができる。

そして一般に、液晶分子はベンゼン環、シクロヘキサン
環、脂肪族鎖、エーテル結合及びエステル結合等のうち
のいくつかが組み合わされた骨格を有しており、場合に
よってそれにシアノ基やハロゲン等の置換基を配したも
のである。故に、配向膜の処理に用いる材料は、液晶分
子の部分骨格と共通する骨格を有する溶剤、或いは液晶
分子によく導入される置換基を有する溶剤を単独或いは
複数混合したものが効果が高い。

なお、特開昭５８−１４９０２２　＠公報や特開昭６１
−２４５１３７号公報には、基板に付着したごみ等を除
去するために、ラビング中に溶剤による洗浄を行うこと
について述べられている。これに対し、この発明は溶剤
を加温したり蒸気として用いることにより、配向膜に化
学的・物理的変化を与えることをねらったものであり、
ラビングに引き続く一連の配向処理と考えるべきもので
おる。

（実施例） 以下、この発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例によって得られる液晶素子
を示す断面図であり、製造工程に従って説明する。同図
において、例えば透明ガラスからなる第１及び第２基板
（１）　、　（２）上の一主面上にはそれぞれ、例えば
ネサ膜からなる矩形状の透明な導電電極（３）　、　（
４）を形成する。続いて、第１及び第２基板（１）　、
　（２）上の一主面上には導Ｎ電極（３）　、　（４）
を覆うように、例えばＮ−（３−＠換フェニル）イミド
系ポリイミドをスピンナーで塗布した後、３００℃で１
時間加熱してそれぞれ配向ｖＡ（５）　、　（６）を形
成する。次に、配向膜（５）。

（６）を布等により一定方向にラビング処理した優、第
１及び第２基板（１）　、　（２）を還流装置を備えた
恒温槽を用いて、５０℃に加温したトルエンを３０重量
％、イソプロピルアルコールを３０重量％、アセトニト
リルを２０重置％、酢酸エチルを２０重量％含む混合溶
剤中に１分間浸した。そして、溶剤に浸した第１及び第
２基板（１）　、　（２）を１２０℃で２０分間加熱乾
燥した優、配向膜（５）　、　（６）が対向するように
、第１及び第２基板（１）　、　（２）を１０−の所定
の間隔をもって封着する。これは、図示してはいないが
、第１及び第２基板（１）　、　（２）のうちの一方の
周縁に、液晶封入口となる部分を除いた形状に印刷した
有機シール剤を用いて行う。そして、第１及び第２基板
（１）　、　（２）間の間隙に液晶注入口より、例えば
ＺＬＩ−１５６５（メルク社製）からなる液晶組成物（
７）を注入し、この注入口を紫外線硬化樹脂で封止して
液晶素子を作製した。

以上の方法で作製した５個の液晶素子のチルト角を測定
したところ、５個とも１０．０＋　０．５°であり、再
現性が良好であった。

次にこの発明の他の実施例として、ラビング処理後の溶
剤による処理工程或いは配向膜材料を変えて上記実施例
と同様な実験を行なったところ、次に示すような結果と
なった。

■溶剤での処理を９０℃のトルエンで行ない、前の実施
例と同様に液晶素子を作製したところ、チルト角は１０
．０±０．５°であった。

■溶、剤での処理工程を混合溶剤の１５０℃蒸気中に３
０分間放置する工程に変えて、前の実施例と同様に液晶
素子を作製したところ、チルト角は１０．２±０．４°
であった。

■Ｎ−（３−置換フェニル）イミド系ポリイミドをＮ−
（４−１ｍ換フェニル）イミド系ポリイミドに変えて、
前の実施例と同様に液晶素子を作製したところ、チルト
角は５．０　＋０．５°であった。

なお、以上の実施例において、液晶素子を作製してから
温度１００℃に１００時間放置後のチルト角の変化は、
いずれも±０．５°の測定誤差範囲で安定性も良好であ
った。

また比較例として、従来の方法のものを実験したところ
、次に示すような結果となった。

■前の実施例において、配向膜をラビング処理した後の
溶剤処理を施さずに、液晶素子を５個作製した。これら
の液晶素子のチルト角を測定したところ、それぞれ約３
〜６°のばらつきがあり再現性が悪かった。

■実施例■で作製した５個の液晶素子を１００℃に２０
分間保持した後、チルト角を測定したところ、それぞれ
約５〜８°に変化しており、安定性に欠けていた。

なお、溶剤での処理が溶剤に浸すものであるときは、溶
剤の温度が４０℃より低い場合には効果が不十分であり
、反対に溶剤の温度が１００℃を超す場合には、溶剤が
蒸発しやすく作業が困難になるうえ、配向膜上での溶剤
の沸騰等によりラビング５Ｉ！Ｉ理の効果が失われるこ
とがあり、１００℃以下が好ましい。一方、溶剤での処
理が溶剤蒸気中に放置する場合には、大気圧中で温度が
６０℃より低い蒸気を得ることが罷しく、溶剤蒸気の温
度が２００℃を超す場合にはラビング処理の効果が失わ
れることがあり、好ましい温度範囲は６０’Ｃ以上２０
０℃以下である。

また、溶剤での処理が、溶剤に浸す処理である場合或い
は溶剤蒸気中に放置する処理である場合のどちらにおい
ても、溶剤処理の時間が１時間を超す場合には、ラビン
グ処理の効果が失われることがあり、時間が短すぎる場
合には、配向膜全体を均一に処理することが雌かしく、
表示むらが発生しやすくなることから、適当な処理時間
は３０秒以上１時間以内でおる。

更に溶剤についても、実施例のものに限られず、例えば
トルエン、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、
酢酸エチル、エタノール、クロルベンゼン、シクロヘキ
サン、ジオキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−
ヘプタンのうちの少なくとも１つを含むものであればよ
い。

［発明の効果］ この発明は、ラビング処理後の適当な溶剤処理により、
要求される液晶のチルト角を安定に供給することができ
、良好な表示品位の液晶素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によって得られる液晶素子
の概略断面図である。 （１）・・・・・・第１基板、 （２）・・・・・・第２基板、 （３）　、　（４）・・・・・・導電電極、（５）　、
　（６）・・・・・・配向暎、（７）・・・・・・液晶
組成物。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電電極を有する第１及び第２基板の表面上に配
   向膜を形成する工程と、この配向膜の表面をラビング処
   理する工程と、この表面を溶剤の雰囲気中に放置する工
   程と、この表面を乾燥する工程と、前記第１及び第２基
   板を所定の間隔をあけて封着した後に形成される間隙内
   に液晶組成物を注入する工程とを備えたことを特徴とす
   る液晶素子の製造方法。
2. （２）前記溶剤の雰囲気中に放置する工程が、４０℃以
   上１００℃以内の温度の溶剤に３０秒以上１時間以内の
   時間で浸す工程であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の液晶素子の製造方法。
3. （３）前記溶剤の雰囲気中に放置する工程が、６０℃以
   上２００℃以内の温度の溶剤蒸気中に３０秒以上１時間
   以内の時間で放置する工程であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の液晶素子の製造方法。
4. （４）前記溶剤はトルエン、イソプロピルアルコール、
   アセトニトリル、酢酸エチル、エタノール、クロルベン
   ゼン、シクロヘキサン、ジオキサン、ｎ−ペンタン、ｎ
   −ヘキサン、ｎ−ヘプタンのうちの少なくとも１つを含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶素
   子の製造方法。