JPS6381323A - 液晶表示素子の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示素子の製造方法に関するものである。

【発明の背景〕

液晶表示素子は、消費電力が小さいこと、製造コストが
低いこと、軽量および薄型化が可能であること、カラー
化が容易であること等の利点を有することから、近年種
々の応用分野で用いられるようになってきている。

液晶表示素子は、通常、それぞれ電極層および配向層を
有する一対の基板の間に液晶材料が封入されて構成され
る。

配向層の形成方法としては、真空蒸着法、ラビング法等
の種々の方法が知られているが、そのうち真空蒸着法に
よれば比較的大きなプレティルト角度（基板の配向層表
面に接する液晶分子のダイレクタ方向と当該基板面との
なす角度）が得られるので、例えば液晶分子のねじれ角
の大きさが１８０〜３６０°であるスーパーツイストタ
イプの液晶表示素子（特開昭６０−１０７０２０号公叩
、特開昭６０−２０３９２１号公報参照）を形成する場
合には存利に用いることができる。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示素子の配向層の形成方法として用いられ
る真空蒸着法としては、次のような方法が知られている
。

（１）ＴＭ着源として点状蒸着源を用いる方法。

（２）基板を移動させながら、当該基板面に絞りによっ
て規制された蒸着粒子流を当てる方法（特開昭６１−５
２３２号公報参照）。

Ｃ発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記（１）の方法においては、基板の中
央部では実際の蒸着方向を予定した蒸着方向に相当高い
精度で一致させることができるが、基板の端部に向かう
ほど実際の蒸着方向と予定した蒸着方向とのズレが大き
くなり、その結果上られる液晶表示素子の配向角が基板
の位置により相違し、結局コントラスト比、しきい値電
圧等の特性が不均一となって表示性能が低下する問題点
がある。

また前記（２）の方迭においては、基板を移動させるた
めの機構、絞り等の構成要素を必要とするため、製造装
置が複雑で大型となり、液晶表示素子を安価に製造する
ことが困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き事情に基いてなされたものであっ
て、その目的は、複雑な装置を必要としない簡単な方向
により、配向角の均一な液晶表示素子を製造することが
できる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液晶表示素子の製造方法は、基板上に真空蒸着
法により配向層を形成する工程を含む液晶表示素子の製
造方法において、下記条件（１）を満たす線状蒸着源を
用い、この線状蒸着ｈａに対して基板を下記条件（２）
を満たすよう配置して真空蒸着法により当該基板上に配
向層を形成することを特徴とする。

条件（１） 線状蒸着源の長さが、基板面の均一蒸着を必要とする方
向における当該基板の長さに対応する長さであること。

条件（２） 基板面の均一蒸着を必要とする方向における基板中心線
と線状蒸着源の蒸着方向と線状蒸着源とがほぼ同一平面
内にあり、かつ前記蒸着方向と前記線状蒸着源とがほぼ
直交するよう当ｇｔｊｉ板が当該線状蒸着源に対して位
置固定されること。

〔発明の作用効果〕

本発明の液晶表示素子の製造方法によれは、用いる線状
蒸着源の長さが、基板面の均一蒸着を必要とする方向に
おける当該基板の長さに対応する長さである（条件（１
））うえ、基板面の均一蒸着を必要とする方向における
基板中心線と線状蒸着源の蒸着方向と線状蒸着源とがほ
ぼ同一平面内にあり、かつ当該蒸着方向と当該線状蒸着
源とがほぼ直交するよう基板を線状蒸着源に対して位置
固定した状態（条件（２））で、真空蒸着法により基板
上に配向層を形成するので、簡単な方法でありながら、
基板面の均一蒸着を必要とする方向においては高い精度
で均一な配向角を有する配向層を形成することができ、
その結果コントラスト比、しきい値電圧等の特性の均一
な液晶表示素子を得ることができる。

〔発明の具体的構成］ 以下、本発明を具体的に説明する。

第１図および第２図はそれぞれ本発明の製造方法を模式
的に示す説明用正面図およびＡ−Ａ線断面図である。

これらの図において、３０は基板、８０は線状仄着源、
Ｌは基板面の均一蒸着を必要とする方向における基板中
心線、Ｄは線状蒸着源の蒸着方向である。φは蒸着方向
角すなわち基板中心線Ｉ５と蒸着方向りとのなす角であ
る。θは茎着角すなわち基板中心線りの中心３１におい
て蒸着方向りとその基板面への投影方向成分とのなす角
である。

本発明においては、下記条件（１）を満たず線状蒸着源
８０を用い、この線状蒸着源８０に対して基板３０を下
記条件（２）を満たすよう配置して真空蒸着法により当
該基板３０上に配向層を形成する。

条件（１） 線状蒸着源８０の長さが、基板３０面の均一蒸着を必要
とする方向における当該基板３０の長さＳに対応する長
さであること。

条件（２） 基板３０面の均一蒸着を必要とする方向における基板中
心線りと線状蒸着源８０の蒸着方向りと線状蒸着源８０
とがほぼ同一平面内にあり、かつ前記蒸着方向りと前記
線状蒸着源８０とがほぼ直交するよう当該基板３０が当
該線状蒸着源８０に対して位置固定されること。

以上において、線状蒸着源８０の長さは、基板３０の長
さＳに対応するものではあるが、両者が厳密に一致して
いることは必要ではなく、当該長さＳのほぼ８０〜１２
０％の長さであれば十分である。具体的には、実際の蒸
着方向角と予定の蒸着方向角φとの差が実用上許容され
る範囲となるような長さに設定することが好ましい。

また基板３０は、その基板中心線りの中心３１が、線状
蒸着源８０の中心８１における蒸着方向りの延長線上に
位置されることが好ましい、このような好ましい位置に
配置することにより、線状蒸着源８０に必要とされる長
さを短くすることが可能となり、経済的に配向層を形成
することが可能となる。

蒸着方向角φおよび蒸着角θは、特に限定されるもので
はなく、例えば必要とされる液晶表示素子の特性等に基
いて適宜選定される。

すなわち、蒸着方向角φは、得られる液晶表示素子の最
良明視方向が視角基準方向と一致するように選ばれ、例
えば９０°ねじれのツイストネマティックタイプの液晶
表示素子や、２７０°ねじれのスーパーツイストタイプ
の液晶表示素子においては、４５°近傍に設定されるの
が好ましい、一方蒸着角θは、必要とするプレティルト
角の大きさに基いて設定され、例えば大きなプレティル
ト角が必要なスーパーツイストタイプの液晶表示素子に
おいては、５〜１５°が適当であり、小さなプレティル
ト角が必要な液晶表示素子においては、２５〜４５°が
適当である。

また、配向層の厚さは、基板３０における中心３１にお
いて、例えば３００〜２５００人であることが好ましく
、さらに好ましくは５００〜１２００人である。配向層
の厚さが過小のときには十分な液晶配向力が得られず配
向ムラが生ずる場合がある。一方配向層の厚さが過大の
ときには当該配向層により液晶駆動電圧が減衰し、その
結果液晶表示素子の電圧−光学変化特性および応答特性
が低下する場合がある。

また線状蒸着＃８０から基板３０の基板中心線りの中心
３１に至る距＃Ｈは、大きいほど蒸着角θを基板３０の
全範囲にわたって高い精度で均一とすることができるが
、実用的には、蒸着方向りにおける基板３０の長さの２
〜６倍程度の距離であれば問題は生じない。

線状蒸着源８０の具体的構成は特に限定されないが、例
えば細長い蒸着源容器と、この容器に形成した開口とに
より構成することができ、開口の具体的形態としては、
例えばスリット状の形態、あるいは小孔を１列に並ぶ状
態に配置した形態等を採用することができる。なお、小
孔を１列に並ぶ状態に配置する場合には、小孔の間隔は
蒸着距離Ｈの１／１０以下であることが好ましい。

蒸着源の材料としては、特に限定されないが、具体的に
は例えばＳｉｎ、　ＭｇＯ，Ｍｇｈ等を用いることがで
きる。

基板３０の材質としては、特に限定されないが、具体的
には、ガラス、プラスチック等を用いることができる。

また、基板３０上に、配向層の蒸着領域を規定するマス
クを設置してもよい。

第３図および第４図は、それぞれ本発明の製造方法の他
の例を模式的に示す説明図であり、第３図の例は線状蒸
着源８０の斜め下方に基板３０を配置して配向層を形成
する例であり、第４図の例は線状蒸着源８０の斜め上方
に基板３０を配置して配向層を形成する例である。これ
らの例においては、いずれも蒸着方向りが斜めである。

このように本発明においては、線状蒸着源８０に対する
基板３０の配置位置は上方であってもよいし、また下方
であってもよい。

第５図は本発明の製造方法のさらに他の例を模式的に示
す説明図であって、この例は、共通の線状決着源８０の
上方に、複数の基板３０を配置して、これらの複数の基
板３０のそれぞれに対して同時に配向層を形成する例で
ある。この例においては、複数の基板３０のいずれに対
しても前記条件（１）を満たす線状蒸着源８０を用い、
そしてこの共通の線状蒸着源８０に対してそれぞれの基
板３０がいずれも前記条件（２）を満たすような状態に
当該基板３０を固定配置する。このように複数の基板３
０を共通の線状蒸着源８０により配向層を形成する場合
には生産効率が格段に向上する。

第６図は、以上のようにして配向層が形成された基板を
有する液晶表示素子を用いて構成した液晶表示デバイス
の具体的な構成例を示す説明用断面図である。この例の
液晶表示デバイスにおいては、２枚の上基板４１および
下基基板５１が離間した状態で対向して配置され、上基
板４１は、支持板４２の内側の表面に設けられた電極層
４３と、本発明の方法に基いて形成された配向層４４と
により構成され、また下基板５１は、支持板５２の内側
の表面に設けられた電極層５３と、本発明の方法に基い
て形成された配向層５４とにより構成されている。さら
に上基板４１と下基板５１との間の空間はシール部６１
によってシールされ、液晶表示素子が構成されている。

液晶表示素子の内部には、複数のスペーサ６２がそれぞ
れ離間した状態で配置されると共に、液晶組成物が充填
されて液晶層６３が形成されている。

また、上基板４１および下基板５１の外側の表面には、
それぞれ前方偏光素子７１および後方偏光素子７２が設
けられている。同図において、７３は後方偏光素子７２
の外側の表面に設けられた反射板である。なお、透過タ
イプの液晶表示装置においては、反射手圧７３を用いな
くてもよい。

支持板４２および５２を構成する材料としては、ソーダ
ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等のガラス；ｌ
軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサル
フォン、ポリビニルアルコール等よりなるプラスチック
シート；アルミニウム、ステンレススチール等よりなる
金属シート；等を用いることができる。

電極層４３および５３は、例えば厚さ１．１ｍｍの支持
板４２および５２の表面に平行に離間して配置された例
えば厚さ１０００人のＩＴＯ（スズとインジウムの酸化
物）よりなる透明電極４５および５５により構成され、
一方の電極層４３を構成する透明電極４５と他方の電極
層５３を構成する透明電極５５はそれぞれが相互に直角
をなすよう配置され、これによって、例えば０．３ｍｍ
　Ｘ　０．３ｍｍの画素電極からなるマトリックス形表
示の電極構造が構成されている。

配向層４４および５４は、例えばＳｉＯを蒸着材料とし
て用いて本発明の方法に基いて形成され、蒸着角度は例
えば６°で、その厚さは例えば８００人である。

なお、上基板４１および下基板５１には、必要に応じて
さらに誘電体層、アルカリイオン移動防止層、反射防止
層、偏光層、反射層等を設けてもよい。

前方偏光素子７１は例えばｒＦ−１２０５ＤＵｊ　　（
日東電工■５２りによって構成され、後方偏光素子７２
および反射板７３はそれぞれ例えばｒ　Ｆ　−３２０５
Ｍｊ（日東電工ｎ製）によって構成されている。

スペーサ６２は例えばグラスファイバーｒＰＦ−６０Ｓ
Ｊ（日本電気硝子■製）を用いて構成され、シール部６
１は例えばストラクトポンドｒＸＮ−５Ａ−’ＣＪ（三
井東圧化学■製）を用いて構成されている。

前記液晶１’１６３を構成する液晶組成物としては、従
来この種の用途に用いられているものを用いることがで
き、特に限定されるものではない。具体的には、例えば
ネマティック液晶、カイラルネマティック液晶、コレス
テリック液晶、スメクティフク液晶、カイラルスメクテ
ィノク液晶、その他公知の液晶を用いることができ、ま
たこれらを組合せて用いることもできる。

また表示モードとしては、ツイストネマティック（ＴＮ
）型モード、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型モード、電圧側
？１１１複屈折（ＥＣＢ）型モード、コレステリソクー
ネマテインク型相転移モード、動的散乱（ＤＳ）型モー
ド等のいずれのモードを採用してもよい。

〔具体的実施例〕

以下、本発明の具体的実施例について説明するが・本発
明がこれらの実施例に限定されるものではない。

〈実施例１〉 第７図および第８図に示すように、基板３０として、そ
の表面３２にパターニングされた電極層（図示せず）が
設けられたガラス基板（縦１２ｃｍ、横２４ｃｍ＋）を
用い、線状蒸着源８０として、前記基板３０面の均一蒸
着を必要とする方向（矢印Ａ方向）における当該基板３
０の長さＳに対応する長さを有する線状蒸着源（開口長
さ２６ｃｍ、開口幅１．５ｍｍ、容器深さ５　ｍ＋ｓ）
を用い、そして基板３０面の均一蒸着を必要とする方向
における基板中心線りと線状１着源８０の蒸着方向りと
線状蒸着源８０とがほぼ同一平面内にあり、かつ蒸着方
向りと線状蒸着−５ＳＯとがほぼ直交する姿勢となるよ
う、当該基板３０を線状蒸着源８０の上方に位置固定し
た。

なお基板中心線りに対する蒸着方向角φは４５゜であり
、蒸着角θすなわち基板中心線りの中心３１において蒸
着方向りとその基板面への投影方向成分とのなす角は６
°である。そして基板３０は、その基板中心線りの中心
３１が、線状蒸着源８０の中心８１における蒸着方向り
の延長線上に位置されている。

このように基板３０と線状蒸着源８０とを配置した状態
で、真空蒸着法により基板３０の表面３２に展着膜より
なる配向層を形成した。

なお真空蒸着法の条件は次の通りである。

０蒸着材料：ＳｉＯｏ基板３０の温度：常温０真空度：
　　３．５Ｘ１０−”ｔｏｒｒＯ線状蒸着＊ＳＯから基
板３０における中心３１に至る距ＭＨ：　１０ｃｍ ０蒸着速度＝５人／ｓｅｃ 以上のようにして配向層を形成してなる基板の２枚をそ
れぞれ上基板および下基板として用い、第６図に示す構
成と同様の液晶表示デバイスを作製した。これを「液晶
表示デバイスＡ」とする。

ただし、液晶ｒｌＪＣを構成する液晶組成物としては、
ネマティック液晶ｒ　Ｚ　Ｌ　Ｉ　−２２９３Ｊ　　（
メルク社製）に旋光性物質ｒｓ−８１１Ｊ　　（メルク
社製）を添加したものを用いた。

この液晶表示デバイスＡをデユーティ比１／１００でマ
ルチプレックス駆動方式により駆動し、液晶表示面の各
部における、波長４００〜７００ｒｖ＋の可視光領域に
おけるコントラスト比（選択状Ｌｉ（暗）における反射
光の輝度と非選択状ｆｆ３ｉ（明）における反射光の輝
度との比）およびしきい値電圧を測定したところ、液晶
表示面の基板中心線りに沿った方向における位置による
バラツキが１％以下であり、均一性の高いものであった
。

〈実施例２〉 実施例１において、蒸着方向角φを９０°とし、蒸着角
θを１０”　としたほかは同様にして配向層を形成し、
そして、実施例１と同様にして液晶表示デバイスを作製
した。これを「液晶表示デバイスＢ」とする。

この液晶表示デバイスＢを実施例１と同様にして駆動し
、液晶表示面の各部における、コントラスト比およびし
きい値電圧を測定したところ、液晶表示面の基板中心ｖ
ＡＬに沿った方向における位置によるバラツキがほとん
ど認められず、均一性の高いものであった。

く比較例１〉 実施例１において、線状蒸着源８０の代わりに点状蒸着
源を用いたほかは同様にして、基板３０の表面に蒸着膜
よりなる配向層を形成した。ただし、点状蒸着源の位置
は、基板３０における基板中心線りの中心３１の直下方
に位置するようにした。

以上のようにして配向層を形成してなる基板の２枚を用
いて実施例１と同様にして液晶表示デバイスを作製した
。これを「比較液晶表示デバイスａ」とする。

この比較液晶表示デバイスａを実施例１と同様にして駆
動し、液晶表示面の各部における、コントラスト比およ
びしきい値電圧を測定したところ、液晶表示面の基板中
心＆ＩＬに沿った方向における位置によるバラツキが６
％以上であり、特に基板中心線りの中心３１から離れる
に従ってコントラスト比およびしきい値電圧の変動が大
きくなり、均一性が劣ったものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の一例の概略を示
す説明用正面図および説明用縦断側面図、第３図乃至第
５図は各々本発明の他の例の概略を示す説明図、第６図
は液晶表示デバイスの具体的構成例を示す説明用断面図
、第７図および第８図は本発明の具体的実施例の概略を
示す説明用正面図および説明用側面図である。 ３０・・・基板　　　　　　　８０・・・線状蒸着源３
１・・・基板中心線の中心　８１・・・線状蒸着源の中
心Ｌ・・・基板中心線　　　　Ｄ・・・蒸着方向φ・・
・蒸着方向角　　　　θ・・・蒸着角４１・・・上基板
　　　　　　５１・・・下基板４２．５２・・・支持板
　　　　４３．５３・・・電極層４４．５４・・・配向
層　　　　６３・・・液晶層７１・・・前方偏光素子　
　　７２・・・後方偏光素子７３・・・反射板 第１図　　　第２図 第３図　　第１図 第５図 第６図 纂７図　　　　第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に真空蒸着法により配向層を形成する工程を
   含む液晶表示素子の製造方法において、下記条件（１）
   を満たす線状蒸着源を用い、この線状蒸着源に対して基
   板を下記条件（２）を満たすよう配置して真空蒸着法に
   より当該基板上に配向層を形成することを特徴とする液
   晶表示素子の製造方法。 条件（１） 線状蒸着源の長さが、基板面の均一蒸着を必要とする方
   向における当該基板の長さに対応する長さであること。 条件（２） 基板面の均一蒸着を必要とする方向における基板中心線
   と線状蒸着源の蒸着方向と線状蒸着源とがほぼ同一平面
   内にあり、かつ前記蒸着方向と前記線状蒸着源とがほぼ
   直交するよう当該基板が当該線状蒸着源に対して位置固
   定されること。