JPH0255330A

JPH0255330A - 液晶用配向膜の製法

Info

Publication number: JPH0255330A
Application number: JP63207624A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazoe; 山添　博司; Shingo Fujita; 晋吾藤田; Shirou Sumida; 祉朗炭田; Isao Ota; 勲夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-23

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、高分子樹脂からなる液晶分子の配向膜の製法
に関する。

従来の技術液晶分子の配向膜は、液晶デイスプレィには必須のもの
である。

前記配向膜としては、無機質の斜方蒸着膜、ラビングさ
れた有機樹脂膜等が使われる（例えば、液晶エレクトロ
ニクスの基礎と応用、佐々木　昭夫編）。

発明が解決しようとする課題しかしながら、無機質の斜方蒸着膜については、装置が
比較的高価なこと、真空プロセスなのでプロセス・コス
トが高くつくことに難がある。

−ａにラビング法が産業界では多用されているが、液晶
分子の捻り角の大きいモード、すなわちスーパー・ツィ
スティッド・ネマティック・モードでは、ラビング圧が
軽く、密度の高いラビングが必要となる。この条件を得
るためには、厳格な管理が必要となる。

さらに、スーパー・ツィスティッド・ネマティック・モ
ードを用いた大容量表示においては、液晶分子のプレ・
チルト角を大きくする必要がある。

今のところ、一致した考えは無いが、ブレ・チルト角と
しては、１５°〜２０°は欲しい。現在、配向膜材料と
して有機樹脂を用いた場合、ラビング法においては、再
現性と信頼性を考慮すると、約１０゜が限度である。

課題を解決するための手段本発明は前述のような課題を解決するために、樹脂層を
主面に有する基板に平行紫外線光を、前記樹脂層に所定
の角度に照射するような液晶用配向膜の製法を提出する
ものである。

本発明は前述のような課題を解決するために、樹脂層を
主面に有する基板に平行紫外線光を、前記樹脂層に所定
の角度に照射し、更に前記樹脂層をラビングするような
液晶用配向膜の製法をも提供するものである。

また、本発明は前述のような課題を解決するために、前
に述べた平行紫外線光の照射において、照射強度の空間
的分布をマスクを用いて、変調することを特徴とする液
晶用配向膜の製法をも提供するものである。

また、本発明は前述のような課題を解決するために、前
述のマスクは紫外線光に対して透明な基板の主面上の、
前記紫外線光を吸収する物質からなる薄膜にサンド・ブ
ラスト法、液体ホーニング法、研磨法によって傷を生起
させることによって得られることを特徴とする前述の様
な液晶用配向膜の製法を提供するものである。

本発明は前述のような課題を解決するために、前述の平
行紫外線光がエキシマー・レーザーから得られることを
特徴とする前述の様な液晶用配向膜の製法を提供するも
のである。

作用液晶分子を配向させるためには、器壁界面での液晶分子
を配向させる必要がある。このために、界面に通常、配
向膜が設けられる。配向膜の表面は、分子レベル程度に
ミクロなある秩序が必要なのは理解される。この秩序は
、液晶分子と相互作用する基が規則的に並んでいる場合
もあるし、凹凸形状が規則的であって、結果として体積
排除効果による自由エネルギーの減少により液晶分子に
配向規制力を課することもあると考えられている。

本発明はこれらの配向メカニズムに関与していると考え
られる。

紫外光そのものにより、または紫外光によって発生した
励起された酸素原子またはオゾンによる樹脂層の分解、
あるいは紫外光による分子レベルでの構造の変化によっ
て、樹脂層の体積が変化しがちである。

紫外光そのものが強力な場合、樹脂層の分子の双極子と
作用し、ある配向をさせようとする力が働くと想定され
る。

本発明はこれらの事に基礎を置いている。しかしこれら
の証拠を明かにすることは難しい。エキシマー・レーザ
ーを使った実験では、観察の結果、樹脂層の体積の変化
が起こっていることは確実である。このことは顕微鏡に
よる観察により、確かめられる。

平行紫外光の微細な空間的分布を作ることによって、基
板上の有機樹脂層に、例えばより効果的に凹凸が付けら
れるだろうことは、確実である。

このような時、液晶分子は効果的に配向した。また、照
射角度や紫外光光源を選ぶことにより、また、場合によ
ってはこの後ラビングすることにより、高ブレ・チルト
配向が実現出来た。

前記平行紫外光の微細な空間的分布は、多分、光学系自
身に由来する光源の性質を利用するか、より効果的には
、基板上の有機樹脂層に密着させたマスクを利用する。

このような微細なパターンのマスクは、人手が困難であ
る。はぼ、１ミクロン口に、数個以上の白パターンが必
要である。これは、例えば、以下の様にして得ることが
出来る。合成石英ブランクスに約５００オングストロー
ムの膜厚のクロム層を形成し、重曹粒子を使ったサンド
・ブラスト法によって、または液体ホーニング法によっ
て、または酸化クロム粒子等を使った研磨法により無数
の傷を前記クロム層に発生させ、結果的に無数の白パタ
ーンを有するマスクを得る。サンド・ブラスト法や液体
ホーニング法においては、粒子の照射角度を変えること
により、平均的な白パターンの形状が変化し、ひいては
液晶分子の配向性やプレ・チルト角に影響を与える。

紫外線光の光源としては、０．２ミクロン以下の短波長
の光が容易に得られること、照射エネルギーが比較的大
きいこと、平行光が得易いこと、大面積の一括照射が可
能なこと等から、エキシマー・レーザーが最も望ましい
。

本発明による方法は、真空を必要とせず、この点、設備
費は小さい。

また、従来の繊維等による樹脂膜のラビングにおいては
、ネマチック液晶分子のプレ・チルトを若干、水平より
立てようとすると、非情に微妙な条件設定と、樹脂膜材
料の選定が必要である。本発明による方法では、従来よ
りプレ・チルト角を大きく出来、再現性も向上し、また
樹脂材料の選択の自由度も広がった。

また、本発明において、紫外線光照射の後、ラビングす
るのは、基板近傍の液晶分子の並びの方向性を強めるた
めのもので、従来に比べて、より大きなプレ・チルト角
とか、安定性等の本発明の効果は損なわれない。

実施例以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。

本実施例では樹脂としてポリイミド樹脂（日本合成ゴム
株式会社製ＪＩＢ−１、溶剤タイプ）、ポリアミック酸
樹脂（日産化学株式会社製５Ｅ−４１１０、溶剤タイプ
）を用いた。ポリイミド樹脂としては、ネマティック液
晶に対して、低ブレ・チルト角用のものであって、レジ
ンにおいて、もともとポリイミド・オリゴマーが含まれ
ているものである。ポリアミック酸樹脂でも、所定の加
熱処理により、イミド化は可能であり、本実施例ではイ
ミド化が可能な熱処理をした。

まず、ポリイミド樹脂とポリアミック酸樹脂を溶剤で粘
度調整をし、スピナーでガラス基板上に回転、塗布した
。これを所定の温度で熱処理した。

かくて、ポリイミド樹脂層を主面上に有するガラス基板
を得た。

小型の紫外線照射装置を作製した。第１図にこの装置の
概略図を示す。第、１図において、１はラムダ・フィジ
ク社製、エキシマー・レーザー（タイプ、ＥＭＧ　１０
１−１０４　　ＭＳＣ）であって、アルゴン原子とフッ
素原子のエキシマ−を使うことにより、０．１９３ミク
ロンの平行紫外光を取り出せるものである。２は基板に
密着したマスク、３は樹脂層、４は基板である。同図に
おいて、ａは基板の法線と紫外線光とのなす角である。

（実施例１）第１図の如く、ただしａはＯｏとし、マスク２は省き、
直線紫外光を、ポリイミド樹脂層を主面上に有するガラ
ス基板に、すなわちポリイミド樹脂層に１０秒照射した
。レーザーのパルス発振の周波数は５０ヘルツとした。

次に、通常の方法で、レーヨン布を使って軽いラビング
を行った。

この様な基板２枚を、液晶分子がホモジニアス配向にな
るように貼り合わせ、液晶を注入し、液晶パネルを得た
。磁場法によるプレ・チルト測定の結果、１２〜１３°
のプレ・チルトが得られた。実際のパネルにおいても、
従来に比べて液晶分子のツイストにおける捻れ安定性は
向上した。

（実施例２）実施例１の如く、紫外光を照射した。ただし、第１図に
おいて、ａを４０°とした。この場合には、ラビングは
行わなかった。

実施例１と同様のプレ・チルト測定の結果、プレ・チル
トは１５°以上であることが分かった。実際のスーパー
・ツィスティッド・ネマチック・パネル（ＳＴＮパネル
）においては、簡単な検討の結果は総合的に特性が向上
することを示唆している。

（実施例３）前記マスクを以下の如く、作製した。研磨された合成石
英板を入手した。まず、約５００オングストロームの膜
厚のクロムを前記合成石英板の上に形成した。

このクロム層に重曹粒子を使ったサンド・ブラスト法に
より、無数の傷を付けた。第２図にサンド・ブラスト法
を行う装置の概略図を示す。１１は高圧空気を送るパイ
プ、１２は重曹粒子を入れた容器、１３は粒子の吹き出
し口、１４はクロム層、１５は基板であり、またｂは粒
子の吹き出し方向と基板の法線とのなす角である。

本実施例では、第２図すは０°とした。

つぎに実施例１の如く、エキシマー・レーザーによって
、ただしマスクを用いて、このマスクのクロムの面を樹
脂層に密着させて、樹脂層に紫外光を照射した。第１図
において、角度ａはＯｏ及び３０°のもの、２条件につ
いて試みた。

この後、通常のラビングを、樹脂層にラビング強度を小
さくして行った。

液晶パネルを作製し、液晶分子のプレ・チルト角を測定
したところ、その値は１５°〜３０°の間にあり、これ
に至る諸条件に依存していた。再現性は十分、保証され
ていた。

ＳＴＮパネルにおいては、緒特性は優れたものであった
。

（実施例４）実施例３の如く、マスクを作製した。ただし、重曹粒子
をクロム面に対して、第２図においてｂが約７０°にな
るようにした。

つぎに実施例１の如く、エキシマー・レーザーによって
、ただしマスクを用いて、このマスクのクロムの面を樹
脂層に密着させて、樹脂層に紫外光を照射した。第１図
において、角度ａはＯｏ及び３０’のもの、２条件につ
いて試みた。

ＳＴＮパネルにおいては、緒特性は優れたものであった
。

（実施例５）マスクを以下のように作製した。実施例３の様に、合成
石英板にクロムを形成し、１ミクロン以下の粒径のアル
ミナを使った液体ホーニング、または酸化クロムを使っ
た研磨により、前記クロムに無数の傷を生起させた。こ
のとき、液体ホーニングの場合には、粒子の方向とクロ
ム面の法線とのなす角度については、考慮を払った。ま
た、研磨の場合には、傷が方向性を有する条件と、そう
でない場合とについて検討を加えた。

このマスクを用いて、実施例３、実施例４と同様の試み
をなした。

結果は総合的に判断して、優れたものであった。

発明の効果以上本発明は液晶分子配向用樹脂膜を得るための方法を
提供するものであり、産業上の価値は大なるものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂層に平行紫外線を照射するための装置の概
略構成図、第２図はサンド・ブラスト法を行う装置の概
略構成図である。１・・・・・・エキシマー・レーザー、２・・・・・・
基板に密着したマスク、３・・・・・・樹脂層、４・・
・・・・基板、１１・・・・・・高圧空気を送るパイプ
、１２・・・・・・重曹粒子を入れた容器、１３・・・
・・・粒子の吹き出し口、１４・・・・・・クロム層、
１５・・・・・・基板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂層を主面に有する基板に平行紫外線光を、前
記基板に所定の角度に照射することを特徴とする液晶用
配向膜の製法。
（２）樹脂層を主面に有する基板に平行紫外線光を、前
記樹脂層に所定の角度に照射し、更に前記樹脂層をラビ
ングすることを特徴とする液晶用配向膜の製法。
（３）平行紫外線光の照射強度の空間的分布をマスクを
用いて、変調することを特徴とする請求項（１）または
（２）のいずれかに記載の液晶用配向膜の製法。
（４）マスクは紫外線光に対して透明な基板の主面上の
、前記紫外線光を吸収する物質からなる薄膜にサンド・
ブラスト法、液体ホーニング法、研磨法によって傷を生
起させることによっていることを特徴とする請求項（１
）または（２）のいずれかに記載の液晶用配向膜の製法
。
（５）平行紫外線光がエキシマー・レーザーから得られ
ることを特徴とする請求項（１）または（２）のいずれ
かに記載の液晶用配向膜の製法。