JPH06265908A

JPH06265908A - 液晶装置の製造方法及びそれを用いた液晶装置

Info

Publication number: JPH06265908A
Application number: JP8271893A
Authority: JP
Inventors: Takatsugi Wada; 隆亜和田; Yasuhito Kodera; 泰人小寺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】長時間駆動しても液晶移動が発生しないように
ディンプルが均一に分布した配向制御膜を作成する。【構成】ポリアミック酸やポリアミド酸をＮＭＰ等の良
溶媒、レベリング用のｎＢＣ等の貧溶媒、ｎブチルカル
ビトール等の高沸点溶媒からなる配向制御膜溶液に溶解
し、且つ、良溶媒を重量比で５０％以下にすることによ
って高沸点溶媒が重量比で最低数％程度存在していても
スピンコートによる塗布膜の収縮の発生を防止する。例
えば、良溶媒が重量比で３０％以下なら高沸点溶媒は重
量比で最低１０％程度、良溶媒が重量比で１５％以下な
ら高沸点溶媒は重量比で最低２０％程度存在していても
塗付膜が収縮しない。これにより、ディンプルが均一に
分布した配向制御膜を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶装置の製造方法及
びそれを用いた液晶装置に係り、詳しくは液晶装置の長
時間駆動に対しても液晶移動が発生しない配向制御膜に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶装置の配向制御膜として
は、ポリイミド膜やポリアミド膜等が一般的に用いられ
ている。

【０００３】このポリイミド膜の形成には、ポリアミッ
ク酸（配向制御膜成分）を溶媒に溶かした配向制御膜溶
液を用いており、該溶液をガラス基板（透明基板）に塗
布後２５０℃〜３００℃で焼成して脱水閉環することに
よってポリイミド膜が得られる。なお、溶媒としては、
ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等の良溶媒が用
いられている（ここで、“良溶媒”とは、相対的に配向
制御膜成分をより多く溶かす、溶解能力の高い溶媒をい
う）。一方のポリアミド膜の形成には、ポリアミド（配
向制御膜成分）をＮＭＰ等の良溶媒に溶かした配向制御
膜溶液を用いており、その溶液をガラス基板に塗布後焼
成乾燥して該ポリアミド膜が得られる。

【０００４】ただし、配向制御膜溶液が、ポリアミック
酸やポリアミド等の配向制御膜成分をＮＭＰ等の良溶媒
に溶かしただけのものでは、焼成後にムラが発生し易
い。これを防止すべく、レベリングのためｎＢＣ（ｎブ
チルセルソルブ）などの貧溶媒を加えた溶液が一般的に
用いられている（ここで、“貧溶媒”とは、良溶媒に比
べて、溶解能力が小さく、配向制御膜成分をあまり溶か
さない溶媒をいう）。また、このｎＢＣは蒸発しやすく
印刷性に劣ることから、この点を改良すべくｎブチルカ
ルビトール（ジエチレングリコールモノブルエーテル）
などの高沸点溶媒を加えることもある。

【０００５】また、このような配向制御膜を形成する装
置として、本出願人の出願に係る特願平３−２８５４３
４号公報記載のものがある。かかる装置は、図６に示す
ように、上下に移動可能な展色テーブル１を備えてお
り、溶液供給部２から配向制御膜溶液を吐出させた後に
該展色テーブル１を上昇・回転させて薄膜（配向制御
膜）を形成する。その後、凸版７を移動・回転させなが
ら展色テーブル１上の配向制御膜を該凸版７上に転移さ
せる。そして、さらに凸版７を移動させて、該凸版７上
の配向制御膜を被印刷体（すなわち、ガラス基板）８表
面に転移させる。かかる装置は、展色テーブル１の回転
条件を変えることにより膜厚を調整できるという効果が
ある（以下、この装置による薄膜形成方法を“スピン展
色法”とする）。

【０００６】また、他の薄膜形成法としては、スピンコ
ートによる方法や、いわゆるフレキソ印刷による方法な
どがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、強誘電性液
晶を用いた液晶装置を長時間駆動し続けると、液晶がパ
ネル端部へ移動し、パネル端部の厚みがしだいに増加し
て黄色く色付いて見える現象（黄変と称す）が起こるこ
とが知られている。この液晶の移動を抑えるには、配向
制御膜の表面に直径１０ｎｍ〜１０μｍ、深さ１ｎｍ〜
１００ｎｍのディンプルを形成すると効果的であること
が最近わかってきた。そして、このようなディンプルを
配向制御膜表面に形成する方法の１つに、塗布前の溶液
に他の溶媒よりも高沸点の溶媒を加える方法がある。例
えば、ポリイミド膜の場合、ポリアミック酸を溶かす良
溶媒にＮＭＰ、レベリング用の貧溶媒にｎＢＣ、高沸点
溶媒にｎブチルカルビトールを用いると、塗布焼成後直
径１０ｎｍ〜１０μｍ、深さ１ｎｍ〜１００ｎｍのディ
ンプルが形成される。

【０００８】しかし、良溶媒のＮＭＰを主成分とする塗
布溶液にｎブチルカルビトールを加えたものを用いて、
スピン展色法やスピンコートによって配向制御膜を形成
しようとしても、展色テーブル１を回転させた状態で塗
布膜が収縮してしまうという問題があった。これに対し
て、通常のフレキソ印刷法では塗付可能であるが、スピ
ン展色法等のように均一膜厚の形成が困難であるという
問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、ディンプルを多数、且
つ、均一に分布した配向制御膜を形成して上記黄変を防
止する、液晶装置の製造方法及びそれを用いた液晶装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述事情に鑑み
なされたものであって、その第１の発明は、配向制御膜
溶液を透明基板に塗布して配向制御膜を形成する、液晶
装置の製造方法において、前記配向制御膜溶液が、配向
制御膜成分と、該配向制御膜成分を溶かす良溶媒とから
なり、かつ、前記配向制御膜溶液に対する前記良溶媒の
重量比が、５０％以下である、ことを特徴とする。

【００１１】この場合、前記配向制御膜成分がポリアミ
ック酸又はポリアミドであり、かつ、前記良溶媒がＮＭ
Ｐ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）である、ようにする
と好ましい。

【００１２】また、第２の発明は、上記製造方法によっ
て前記透明基板上に配向制御膜を形成し、該配向制御膜
が形成された２枚の透明基板間に強誘電性液晶を保持し
てなる、ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】以上構成に基づき、配向制御膜成分を重量比で
５０％以下の良溶媒で溶解した配向制御膜溶液を用いる
ことにより、高沸点溶媒が存在しても、配向制御膜形成
過程において該配向制御膜が収縮することがない。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図に沿って説明する。

【００１５】まず、図１及び図２に沿って、液晶装置の
一般的な構造について簡単に説明する。

【００１６】液晶装置は、１．１ｍｍ厚のガラス基板１
１ａ，１１ｂを備えており、該ガラス基板１１ａ，１１
ｂ上にはＩＴＯのストライプ状電極１２ａ，１２ｂが形
成されている。また、このストライプ状電極１２ａ，１
２ｂは絶縁体膜１３ａ，１３ｂによって被覆されてお
り、ショート（短絡）が防止されるようになっている。
かかる絶縁体膜１３ａ，１３ｂは、ＳｉＯ₂ にて形成さ
れており、スパッタリング法により１００ｎｍ厚さに形
成されている。さらに、絶縁体膜１３ａ，１３ｂ上には
ポリイミド配向制御膜１４ａ，１４ｂが形成されてお
り、その間隙はビーズスぺーサ１６によって規定されて
いる。なお、これらのガラス基板１１ａ，１１ｂ端部は
シール接着剤１７にて接着されており、内部には強誘電
性液晶１５が注入されている。また、配向制御膜１４
ａ，１４ｂにはラビング処理が施されている。

【００１７】本実施例においては、ポリイミド配向制御
膜１４ａ，１４ｂを上述したスピン展色法によって形成
した。ポリイミド配向制御膜１４ａ，１４ｂの溶液の組
成は、重量比で、ポリアミック酸＝２．０％、ＮＭＰ＝
１１．６％、ｎＢＣ＝６６．４％、ｎブチルカルビトー
ル＝２０．０％とした。そして、展色法における展色テ
ーブル１の回転数を１９００ｒｐｍとした（表１の資料
１参照）。

【００１８】これにより、スピン展色法において展色テ
ーブル１を回転させた状態で塗布膜が収縮してしまうこ
となく、均一な膜厚（約２７ｎｍ）の配向制御膜１４
ａ，１４ｂが作製できる。

【００１９】また、図３に示すように、該配向制御膜１
４ａ，１４ｂには非常に多くのディンプルが均一に分布
しており、このディンプルによって「黄変」を防止する
ことができる。本発明者は、液晶装置に電圧（パルス幅
Δｔ＝２５μＳ、電圧振幅Ｖ_PP＝４０Ｖ、デューティ比
＝１／２の矩形波）を印加し続けて耐久試験を行い、そ
の効果を確かめた。その結果、１０００時間が経過した
場合でも「黄変」は生じなかった。

【００２０】次に、ポリアミック酸＝２．０％、ＮＭＰ
＝１１．６％、ｎＢＣ＝８１．４％、ｎブチルカルビト
ール＝５．０％からなる溶液を用いて、上述と同様にス
ピン展色法（展色テーブル１の回転数は２０００ｒｐ
ｍ）にて配向制御膜１４ａ，１４ｂを作製した（表１の
資料２参照）。

【００２１】これにより、スピン展色法において展色テ
ーブル１を回転させた状態で塗布膜が収縮してしまうこ
となく、均一な膜厚（約２７ｎｍ）の配向制御膜１４
ａ，１４ｂが作製できる。

【００２２】また、図４に示すように、該配向制御膜１
４ａ，１４ｂには非常に多くのディンプルが均一に分布
しており、このディンプルによって「黄変」を防止する
ことができる。上述と同様の耐久試験を行ったところ、
８００時間までは「黄変」は生じなかった。

【００２３】なお、本発明者は、さらに配向制御膜の重
量組成を変えて実験したが、上述のような効果は得られ
なかった。以下、簡単に説明する。

【００２４】ポリアミック酸＝２．０％、ＮＭＰ＝６
１．０％、ｎＢＣ＝３７．０％、ｎブチルカルビトール
＝０％からなる溶液を用いて、上述と同様にスピン展色
法（展色テーブル１の回転数は１６００ｒｐｍ）にて配
向制御膜１４ａ，１４ｂを作製した。しかし、図５に示
すようにディンプルは形成されず、耐久試験を行ったと
ころ１８時間程度で「黄変」が生じてしまった（表１の
資料３参照）。

【００２５】また、ポリアミック酸＝２．０％、ＮＭＰ
＝５９．０％、ｎＢＣ＝３４．０％、ｎブチルカルビト
ール＝５．０％からなる溶液を用いた場合には、スピン
展色法（展色テーブル１の回転数は１６００ｒｐｍ）に
て配向制御膜１４ａ，１４ｂを作製しようとしたが、塗
布膜が収縮してしまって均一な膜厚の配向制御膜１４
ａ，１４ｂは作製できなかった。そして、かかる配向制
御膜１４ａ，１４ｂをガラス基板１１ａ，１１ｂ上に印
刷すると、放射状にひどいムラが生じて、配向制御膜と
しての機能は果たさなかった（表１の資料４参照）。

【００２６】

【表１】以上の結果から、配向制御膜成分（ポリアミック酸やポ
リアミド）、良溶媒（ＮＭＰなど）、レベリング用貧溶
媒（ｎＢＣなど）、高沸点溶媒（ｎブチルカルビトール
など）の４元素からなる配向制御膜溶液において、良溶
媒を重量比で５０％以下（但し、塗布前）にすること
で、高沸点溶媒が溶液中に存在していてもスピン展色法
やスピンコートで均一な膜厚の配向制御膜を形成でき
る。また、該配向制御膜は、高沸点溶媒によってディン
プルが均一に分布されたものとなり、液晶の移動を防止
して「黄変」の発生を阻止することができる。なお、高
沸点溶媒を３０％以下、好ましくは１５％以下にする
と、さらに良好な結果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、良溶媒が重量比５
０％以下の配向制御膜溶液を用いれば、高沸点溶媒が溶
液中に存在していてもスピンコートやスピン展色法で配
向制御膜を均一な膜厚に塗布することが可能となる。ま
た、ディンプルを均一に分布させることにより、液晶移
動を防止して「黄変」の発生を阻止し、液晶装置の信頼
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な液晶装置の構造を示す平面図。

【図２】一般的な液晶装置の構造を示す縦断面図。

【図３】試料１の強誘電性液晶の配向制御膜表面組織を
示す写真。

【図４】試料２の強誘電性液晶の配向制御膜表面組織を
示す写真。

【図５】試料３の強誘電性液晶の配向制御膜表面組織を
示す写真。

【図６】スピン展色法を説明するための模式図。

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂガラス基板（透明基板）１４ａ，１４ｂ配向制御膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配向制御膜溶液を透明基板に塗布して配
向制御膜を形成する、液晶装置の製造方法において、前記配向制御膜溶液が、配向制御膜成分と、該配向制御
膜成分を溶かす良溶媒とからなり、かつ、前記配向制御膜溶液に対する前記良溶媒の重量比が、５
０％以下である、ことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】前記配向制御膜成分がポリアミック酸又
はポリアミドであり、かつ、前記良溶媒がＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）で
ある、ことを特徴とする請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の液晶装置の製造方
法によって前記透明基板上に配向制御膜を形成し、該配向制御膜が形成された２枚の透明基板間に強誘電性
液晶を保持してなる、ことを特徴とする液晶装置。