JPH03288131A - 配向膜の形成方法及び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、配向膜の形成方法及びそれを用いた液晶表示
素子の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、配向膜を有するツイストネマチック（ＴＮ）型液
晶表示素子、スーパーツイスト（ＳＴＮ）型液晶表示素
子５強誘電性液晶表示素子又はアクティブマトリックス
素子等の液晶表示素子として、配向膜を形成する際、ポ
リイミド、ポリイミド−イソインドロキナゾリン。

ポリイミドーベンゾイミダゼン等の有機高分子膜を基板
上に形成し、ラビング布にて一方向にラビングすること
により形成する法、　ＳｉＯ等を斜め蒸着する法等が一
般に用いられている。

［発明の解決しようとする課題） しかしながら、ポリイミド等の有機高分子膜を使用する
際は、−軸配向させる方法としてラビング布にて表面を
ラビングするため、静電気の発生を誘起し、素子表面の
回路を破壊したり、ゴミの付着をもたらすなどの問題が
あり、一方、ＳｉＯ等を斜め蒸着する方法は、コストが
高（、又真空系を使用するため生産性が悪く、大型液晶
表示素子の量産には不向きである。このような従来の配
向膜の欠点を補うものとして、流動性を示す液晶性の高
分子薄膜を基板上に塗布した後に配向性を付与したもの
を用いることが提案されている（特開平１−２８０７２
３号。

特開平１−２５１０１５号等）。かかる高分子液晶性薄
膜は剪断応力等の各種の応力や磁場等の外場により配向
することが見い出されている。

しかしこのような方法では、パターン化された配向膜を
形成することはできない。また、配向方向は基板上で視
認位置から見て種々の方向に調節する必要があるが、塗
布方向と配向方向を変えることができないため、このよ
うな調整が困難である。さらに主に押し広げる方向のス
ピードによって液晶高分子薄膜に加わる剪断応力即ち配
向性が制御されるため、膜厚及び膜厚の均一性と配向力
とを独立かつ任意に制御することが困難であった。

［課題を解決する手段］ 本発明は前述の問題点を解決するためになされたもので
あり、表面にライオトロピック液晶高分子被膜を形成し
た印刷ロールにより、高分子被膜が液晶の状態で基板上
に印刷を行なうことを特徴とする配向膜の形成方法及び
それを用いた液晶表示装置を提供するものである。

本発明で用いられる液晶高分子としては、塗布時に流動
性のある液晶状態をとり、塗布後室温で固化するもので
あれば、種々の化合物を用いることができる。ここで液
晶状態とは、重心に関する位置の規則性が失われ、かつ
分子の配向性が残った状態をいう。このような液晶高分
子のうち、室温で塗布の行なえるライオトロピック高分
子液晶としては、大別して、アラミド系およびポリペプ
チド系、セルロース系等をあげることができる。

アラミド系の一種、ポリーｐ−フェニレンテレフタルア
ミドは硫酸やジメチルアセト−アミド−塩化リチウム系
のある濃度以上でネマティック相を示す。

ポリペプチド系の一種、ポリーγ−ベンジルーし一グル
タメート（ＰＢＬＧ）は、分子量にもよるが約１０％以
上の濃度でコレステリック相を示す。

セルロース系としては、ヒドロキシプロピルセルロース
、アセチルセルロース等をあげることができる。

高分子液晶の相としては、ネマティック、スメクティッ
ク、コレステリックのいずれも用いることができるが、
好ましい液晶相は層構造のない一軸性を有するネマティ
ックである。

その他、液晶素子の配向膜として用いるため２５０℃以
上の耐熱性を有することが望ましい。

本発明における配向膜の形成方法では、印刷ロール上の
前述の例に代表される高分子液晶薄膜を、基板上に印刷
することを特徴とする。即ち、ラビングせずに高分子液
晶薄膜に配向能を付与するためには、液晶性を有する高
分子膜に剪断応力等の外力を加える必要があるが、本発
明においてはロール印刷と同時にこのような剪断応力が
加わり、高分子液晶薄膜に配向能を付与することが可能
である。従ってラビングの必要のない配向膜形成がきわ
めて高い量産性で実現できる。又、印刷ロール上に版を
形成すれば、パターン化された配向膜も形成可能になる
。

本発明の好ましい態様として印刷ロール表面に、印刷方
向に対して一定の角度をなす溝を形成することができる
。このようにすることにより印刷方向と異なる方向の配
向性を配向膜に付与することが可能になる。さらに、溝
の方向を印刷ロール上で部分的に変化させれば、配向方
向が部分的に変化する配向膜を得ることも可能である。

ＳＴＮ等のＬＣＤに用いられる配向膜は、般に基板の辺
に対し、０°あるいは９０°以外の０〜９０°の角度に
配向される。このような角度で配向させるには印刷ロー
ル版にＯ〜９０°の間の角度に溝を付けて印刷すること
で可能である。溝のピッチは１　ｍｍｍ以下１常常１０
０クロン〜ｌＯミクロンである。溝の深さ、うねの形状
等はグラビア印刷の分野における網点の形状設計法を参
考に設計できる。又、高分子液晶性薄膜に配向性を付与
するのは、印刷ロール上の高分子液晶性薄膜を基板上に
印刷する時に行なうこともできるし、印刷ロール上に高
分子液晶薄膜を設けた時点で既に配向している状態とす
ることもできる。

印刷ロール上の高分子液晶薄膜に配向性を付与するため
には、三本ロールで混練して配向させる方法、ブレード
でしごいて配向させる方法などが挙げられる。又、印刷
速度とロールの回転速度を異ならせ、剪断応力を調整す
ることができる。

印刷された基板上の薄膜は、剪断応力により引きちぎら
れることがあり、配向が乱れる原因になる。このような
乱れは上記のように印刷速度とロールの回転速度を異な
らせ、剪断応力を調整することにより防止できる。具体
的には基板の送り速度をロール周速と異なる速度にした
り、送りの方向を逆方向としたりして調節すれば良い。

本発明の配向膜の形成方法は液晶表示素子の製造方法に
特に好ましく応用できる。かかる液晶表示セルの態様を
以下に説明する。

本発明の液晶表示セルは基板の上に電極及びカラーフィ
ルター等を形成し、さらに本発明の製造方法により配向
膜を設けて配向膜面を相対向させて、周辺部をシール材
でシールし、内側に液晶を封入したものであり、通常は
、セルの両側に偏光膜を配置し、電極に電圧を印加する
手段を設けて使用する。

この基板としては、ガラス、プラスチック等の透明基板
が使用でき、その表面には酸化インジウム錫（ＩＴＯ）
、ＳｎＯ□等の透明電極が形成されている。もちろん、
この透明電極に低抵抗の金属リードを併設したり、絶縁
膜等を形成してあってもよい。前述の例においては、カ
ラーフィルターは電極の上に配置されているが、電極の
下に配置することも可能である。

シール材は、通常のエポキシ樹脂、シリコン樹脂等のシ
ール材でよ（、通常はその一部に開口部を形成しておき
、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その開
口部を封止すればよい。

その一対の偏光膜の偏光軸は、通常のネガ型表示の液晶
表示素子の場合と同様にほぼ平行に配置されてもよいし
、通常のポジ型表示の液晶表示素子の場合と同様にほぼ
直交するように配置されてもよい。

電極に電圧を印加する駆動手段としては、通常の液晶表
示装置に使用される駆動手段が使用でき、通常しきい値
以上の交流電圧を供給できる駆動手段が用いられる。

［実施例コ （実施例１） ポリーγ−ペンジルーグレタメート［シグマ社ｐ−５１
３６分子量（小角散乱法）　２４９，７００　）を、Ｎ
、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶かし、固形
分が１６％の溶液とした。これを偏光顕微鏡で観察し、
ネマティック相の液晶状態であることを確認した。

鏡面仕上げした直径５０　ｍｍのロールを、軸方向から
４５°の角度でサンドペーパーで微細な傷をつけた。こ
のロールを第１図の概念的側面図として示すようにプラ
テンロールとして取付けた。このロール１の表面に少量
上記溶液を供給口５より供給し、ドクターナイフ６を用
いて余分を除き、対向ゴムロール４との間に表面にパタ
ーン化された電極を有するガラス基板２を挟んでコンベ
ヤ３上で送りながらロール１を独立に異なる速度で回転
させ、ガラス基板２の表面に印刷し、１００℃３０分で
乾燥した。同様の基板をもう１枚作成し、液晶Ｚ　Ｌ　
１−２１４０　（メルク社）を挾んで周辺をシールし、
液晶セルを作製した。均一に液晶の配向する液晶セルが
得られた。

（実施例２） 実施例１でステンレスロールに１００　ｍｍ角部分のみ
サンドペーパーで表面処理した。１００　ｍｍ角部分に
ロール軸方向と４５°の角度をなすパターン化された配
向膜付の基板及び液晶セルが得られた。

［発明の効果］ 本発明の液晶配向膜は、ラビング工程をとらないため、
ラビングによって発生する静電気の問題がな（、素子表
面の回路を破壊したりゴミの付着するなどの恐れがない
。また、ラビングの不均一から誘起される種々の表示ム
ラの恐れがない。

本発明は配向膜の製造工程での工程の安定化と液晶デイ
スプレィの画質向上をもたらすので実用的価値が大きい
。また、本発明は部分成膜も可能であり、実用的価値が
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す側面図である。 １：ロール　　　　２ニガラス基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にライオトロピック液晶高分子被膜を形成し
   た印刷ロールにより、高分子被膜が液晶の状態で基板上
   に印刷を行なうことを特徴とする配向膜の形成方法。
2. （２）印刷ロールの表面には印刷方向と一定の角度をな
   す溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   配向膜の形成方法。
3. （３）印刷ロールの表面には所望のパターンに対応した
   版が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記
   載の配向膜の形成方法。
4. （４）印刷速度とロール回転速度を異ならせることを特
   徴とする請求項１〜３いずれか１項 記載の配向膜の形成方法。
5. （５）一対の基板上に電極を形成し、その上に請求項１
   〜４いずれか１項記載の方法で配向膜を形成し、配向膜
   面を相対向させて周辺部をシール材でシールすると共に
   内側に液晶を封入することを特徴とする液晶表示セルの
   製造方法。