JPH09318946A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
液晶表示素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示素子の製造方法に関し、光配向処理
により十分大きな角度のプレチルトを与える配向処理を
より短時間で簡単に行うことを課題とする。 【解決手段】 偏光を吸収すると、偏光方向に対してあ
る方向に液晶分子を配向させる性質を生じる光偏光記憶
膜を表面に形成した基板を準備する工程と、非偏光を前
記基板の面に対して斜めの方向から前記光偏光記憶膜に
照射して前記光偏光記憶膜に吸収させる配向処理工程
と、前記配向処理工程により配向処理をした基板をすく
なくとも一方に含む一対の基板を対向配置して液晶セル
を作製し、該液晶セルに液晶材料を注入する工程とを有
する。
により十分大きな角度のプレチルトを与える配向処理を
より短時間で簡単に行うことを課題とする。 【解決手段】 偏光を吸収すると、偏光方向に対してあ
る方向に液晶分子を配向させる性質を生じる光偏光記憶
膜を表面に形成した基板を準備する工程と、非偏光を前
記基板の面に対して斜めの方向から前記光偏光記憶膜に
照射して前記光偏光記憶膜に吸収させる配向処理工程
と、前記配向処理工程により配向処理をした基板をすく
なくとも一方に含む一対の基板を対向配置して液晶セル
を作製し、該液晶セルに液晶材料を注入する工程とを有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光配向処理により
液晶分子にプレチルトを持たせるように配向処理をする
液晶表示素子の製造方法に関する。
液晶分子にプレチルトを持たせるように配向処理をする
液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の配向処理として、液晶をはさむガ
ラス基板を綿布のようなもので一方向に擦るいわゆるラ
ビング法がある。ラビング処理の場合、基板に発生する
静電気やゴミの付着等により配向不良や表示不良などの
問題点がある。
ラス基板を綿布のようなもので一方向に擦るいわゆるラ
ビング法がある。ラビング処理の場合、基板に発生する
静電気やゴミの付着等により配向不良や表示不良などの
問題点がある。
【０００３】ラビング処理に代わるものとして、光偏光
記憶膜を用いた配向処理方法がある。光偏光記憶膜を用
いた配向処理方法は、基板面に光偏光記憶膜を形成した
後、偏光を光偏光記憶膜に照射することにより所望の液
晶配向を形成するものである。偏光光が照射された光偏
光記憶膜は、照射光の偏光方向に応じた配向を液晶分子
に付与することができる。光偏光記憶膜を用いる配向処
理については以下のような方法が発表されている。
記憶膜を用いた配向処理方法がある。光偏光記憶膜を用
いた配向処理方法は、基板面に光偏光記憶膜を形成した
後、偏光を光偏光記憶膜に照射することにより所望の液
晶配向を形成するものである。偏光光が照射された光偏
光記憶膜は、照射光の偏光方向に応じた配向を液晶分子
に付与することができる。光偏光記憶膜を用いる配向処
理については以下のような方法が発表されている。
【０００４】 ジアゾアミン染料をドープしたシリコ
ンポリイミドを用いる方法(Wayne M. Gibbons 等、NATU
RE Vol.351 (1991) P49)。
ンポリイミドを用いる方法(Wayne M. Gibbons 等、NATU
RE Vol.351 (1991) P49)。
【０００５】 アゾ染料をドープしたＰＶＡ（ポリビ
ニルアルコール）を用いる方法（飯村靖文等、第１８回
液晶討論会−日本化学会第６４秋期年会−、p34 、平成
４年９月１１日発行、社団法人日本化学会；Jpn J. App
l. Phys. Vol.32(1993) pp.L93-L96) 。
ニルアルコール）を用いる方法（飯村靖文等、第１８回
液晶討論会−日本化学会第６４秋期年会−、p34 、平成
４年９月１１日発行、社団法人日本化学会；Jpn J. App
l. Phys. Vol.32(1993) pp.L93-L96) 。
【０００６】 光重合フォトポリマーを用いる方法(M
artin Schadt等、Jpn J. Appl. Phys. Vol.31(1992) p
p.2155-2164) 。
artin Schadt等、Jpn J. Appl. Phys. Vol.31(1992) p
p.2155-2164) 。
【０００７】 ポリビニル４−メトキシシンナメート
（ＰＶＣ）膜に偏光を照射することにより、偏光方向と
直交する方向に液晶を水平配向させる方法。（特願平５
−３２６９９０号等に記載の方法。）
（ＰＶＣ）膜に偏光を照射することにより、偏光方向と
直交する方向に液晶を水平配向させる方法。（特願平５
−３２６９９０号等に記載の方法。）
【０００８】 ＰＶＣ膜に対し、基板の法線方向から
偏光を照射し、さらに基板の法線に対し一定の角度でか
つ前記偏光方向と直交（方位角方向）する方向から偏光
を照射することによりプレチル角を有する配向を与える
方法。（特願平５−２０３１８４号あるいは特願平７−
２１３６１０号等に記載の方法。）
偏光を照射し、さらに基板の法線に対し一定の角度でか
つ前記偏光方向と直交（方位角方向）する方向から偏光
を照射することによりプレチル角を有する配向を与える
方法。（特願平５−２０３１８４号あるいは特願平７−
２１３６１０号等に記載の方法。）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ツイストネ
マティック型液晶表示素子などでは、基板間に電圧を印
加した時にすべての液晶分子が一様に決まった方向から
傾き始めるような方向性を与えるために、液晶分子が基
板面に対して予め傾くように配向処理をしている。すな
わち、液晶セル間に電圧が印加されてない時の基板界面
の液晶分子の長軸方向の一端を基板面に対してある角度
を持って持ち上げている。この状態をプレチルトと言
い、この角度をプレチルト角度と称する。
マティック型液晶表示素子などでは、基板間に電圧を印
加した時にすべての液晶分子が一様に決まった方向から
傾き始めるような方向性を与えるために、液晶分子が基
板面に対して予め傾くように配向処理をしている。すな
わち、液晶セル間に電圧が印加されてない時の基板界面
の液晶分子の長軸方向の一端を基板面に対してある角度
を持って持ち上げている。この状態をプレチルトと言
い、この角度をプレチルト角度と称する。
【００１０】プレチルトを持つ液晶分子は、基板間に電
圧が印加されると、基板面に対して持ち上がっている一
端側より立ち上がる。全ての液晶分子が同じ向きにプレ
チルトを持っていれば、液晶分子は全て同じ方向から立
ち上がる。
圧が印加されると、基板面に対して持ち上がっている一
端側より立ち上がる。全ての液晶分子が同じ向きにプレ
チルトを持っていれば、液晶分子は全て同じ方向から立
ち上がる。
【００１１】これに対して、プレチルトを持たない液晶
分子は、長軸方向のいずれの端部から立ち上がるかが定
まらない。全ての液晶分子がプレチルトを持たない、ま
たは極めて小さなプレチルト角であると、長軸方向のあ
る一端から立ち上がる液晶分子の領域と逆の他端から立
ち上がる液晶分子の領域とが生じる。それらの領域の境
界では、液晶表示画面上において線欠陥（リバースチル
トディスクリネーションライン）が現れ易い。
分子は、長軸方向のいずれの端部から立ち上がるかが定
まらない。全ての液晶分子がプレチルトを持たない、ま
たは極めて小さなプレチルト角であると、長軸方向のあ
る一端から立ち上がる液晶分子の領域と逆の他端から立
ち上がる液晶分子の領域とが生じる。それらの領域の境
界では、液晶表示画面上において線欠陥（リバースチル
トディスクリネーションライン）が現れ易い。
【００１２】特に、印加電圧がしきい値電圧付近におい
て、リバースチルトディスクリネーションラインが発生
し易い。また、印加電圧の変化や時間経過により、リバ
ースチルトディスクリネーションラインの位置が変化す
るため、線欠陥の存在が肉眼で認識できる。さらに、光
散乱の発生や、コントラストの低下も生じるため、液晶
表示装置として著しく表示品質を低下させることにな
る。
て、リバースチルトディスクリネーションラインが発生
し易い。また、印加電圧の変化や時間経過により、リバ
ースチルトディスクリネーションラインの位置が変化す
るため、線欠陥の存在が肉眼で認識できる。さらに、光
散乱の発生や、コントラストの低下も生じるため、液晶
表示装置として著しく表示品質を低下させることにな
る。
【００１３】上記した〜の光配向処理方法では、プ
レチルトが出来ないので上記のような問題がある。一
方、上記の光配向処理方向では、２回の偏光照射工程
によりプレチルト角を与えることが出来る。すなわち、
最初の偏光の照射では、偏光を基板の法線方向から光偏
光記憶膜に照射することにより、基板面と平行な方向
で、偏光軸方向に対して直角の方向の配向を与える。そ
して次の２回目の照射では、偏光を基板面に対して斜め
の方向から光偏光記憶膜に照射することによりプレチル
ト配向を与えている。この方法では２回の照射処理をし
ないとプレチルトを有する所望の方向の配向処理はでき
ない。
レチルトが出来ないので上記のような問題がある。一
方、上記の光配向処理方向では、２回の偏光照射工程
によりプレチルト角を与えることが出来る。すなわち、
最初の偏光の照射では、偏光を基板の法線方向から光偏
光記憶膜に照射することにより、基板面と平行な方向
で、偏光軸方向に対して直角の方向の配向を与える。そ
して次の２回目の照射では、偏光を基板面に対して斜め
の方向から光偏光記憶膜に照射することによりプレチル
ト配向を与えている。この方法では２回の照射処理をし
ないとプレチルトを有する所望の方向の配向処理はでき
ない。
【００１４】また、の方法では、得られるプレチルト
角は非常に小さい。たとえば、ＰＶＣ膜を光偏光記憶膜
とし、液晶材料にフッ素型混合液晶を使用した場合、プ
レチルト角は０．１°〜０．３°程度である。このよう
な小さなプレチルト角では、プレチルト角のない場合と
同様に、電圧を印加した直後は多数のリバースチルトデ
ィスクリネーションラインが発生する。このリバースチ
ルトディスクリネーションラインは時間経過とともに消
滅していくものの、消滅にかかる時間（数十秒程度）の
ため動画などを表示するディスプレイには使用できな
い。
角は非常に小さい。たとえば、ＰＶＣ膜を光偏光記憶膜
とし、液晶材料にフッ素型混合液晶を使用した場合、プ
レチルト角は０．１°〜０．３°程度である。このよう
な小さなプレチルト角では、プレチルト角のない場合と
同様に、電圧を印加した直後は多数のリバースチルトデ
ィスクリネーションラインが発生する。このリバースチ
ルトディスクリネーションラインは時間経過とともに消
滅していくものの、消滅にかかる時間（数十秒程度）の
ため動画などを表示するディスプレイには使用できな
い。
【００１５】さらに、偏光照射による方法では、非偏光
（自然光）を直接利用することはできない。偏光子など
を透過した偏光を使用するために光のエネルギの利用効
率が低く、光強度も元の光源の約半分と低くなってしま
う。しかも、の方法では配向処理工程で偏光照射が２
回必要であり、作業時間や手間がかかるために製造工程
のスループットが低下し、製造コストが高くなるなどの
問題がある。
（自然光）を直接利用することはできない。偏光子など
を透過した偏光を使用するために光のエネルギの利用効
率が低く、光強度も元の光源の約半分と低くなってしま
う。しかも、の方法では配向処理工程で偏光照射が２
回必要であり、作業時間や手間がかかるために製造工程
のスループットが低下し、製造コストが高くなるなどの
問題がある。
【００１６】本発明の目的は、表示不良などの製品不良
の原因となるラビング処理を不要とするとともに、十分
大きな角度のプレチルトを与える配向処理をより短時間
で簡単に行うことの可能な液晶表示素子の製造方法を提
供することである。
の原因となるラビング処理を不要とするとともに、十分
大きな角度のプレチルトを与える配向処理をより短時間
で簡単に行うことの可能な液晶表示素子の製造方法を提
供することである。
【００１７】
【課題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、偏光を吸収すると、偏光方向に対してある
方向に液晶分子を配向させる性質を生じる光偏光記憶膜
を表面に形成した基板を準備する工程と、非偏光を前記
基板の面に対して斜めの方向から前記光偏光記憶膜に照
射して前記光偏光記憶膜に吸収させる配向処理工程と、
前記配向処理工程により配向処理をした基板をすくなく
とも一方に含む一対の基板を対向配置して液晶セルを作
製し、該液晶セルに液晶材料を注入する工程とを有す
る。
製造方法は、偏光を吸収すると、偏光方向に対してある
方向に液晶分子を配向させる性質を生じる光偏光記憶膜
を表面に形成した基板を準備する工程と、非偏光を前記
基板の面に対して斜めの方向から前記光偏光記憶膜に照
射して前記光偏光記憶膜に吸収させる配向処理工程と、
前記配向処理工程により配向処理をした基板をすくなく
とも一方に含む一対の基板を対向配置して液晶セルを作
製し、該液晶セルに液晶材料を注入する工程とを有す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、実施例の液晶表示素子の
製造方法における、光配向処理工程を示す図である。図
１の（Ａ）は配向処理の装置の側面図であり、同図の矢
印Ｂで示す方向から見た正面図が図１（Ｂ）である。同
図でｘ，ｙ，ｚは互いに直交する方向を示す。この実施
例の光配向処理では、非偏光すなわち自然光の１回の照
射のみで十分大きなプレチルト角を与えることができ
る。
製造方法における、光配向処理工程を示す図である。図
１の（Ａ）は配向処理の装置の側面図であり、同図の矢
印Ｂで示す方向から見た正面図が図１（Ｂ）である。同
図でｘ，ｙ，ｚは互いに直交する方向を示す。この実施
例の光配向処理では、非偏光すなわち自然光の１回の照
射のみで十分大きなプレチルト角を与えることができ
る。
【００１９】表面にポリイミド光偏光記憶膜２が形成さ
れたガラス基板１がステージ３の上に配置されている。
光偏光記憶膜２の下には、通常の電極や駆動素子が形成
される。光源４は紫外線波長領域の光（非偏光）５を発
生して基板１の光偏光記憶膜２に照射するように配置さ
れている。図示のように、ステージ３はｘ−ｙ水平面に
対してｘ方向に沿って角度θだけ傾斜している。同様に
基板１もｘ−ｙ水平面に対して角度θだけ傾斜してい
る。
れたガラス基板１がステージ３の上に配置されている。
光偏光記憶膜２の下には、通常の電極や駆動素子が形成
される。光源４は紫外線波長領域の光（非偏光）５を発
生して基板１の光偏光記憶膜２に照射するように配置さ
れている。図示のように、ステージ３はｘ−ｙ水平面に
対してｘ方向に沿って角度θだけ傾斜している。同様に
基板１もｘ−ｙ水平面に対して角度θだけ傾斜してい
る。
【００２０】光源４からの照射光５の方向はｘ−ｙ水平
面に対して垂直なｚ方向に平行である。従って照射光５
の基板１の法線Ｌに対する傾き角度はθである。すなわ
ち、光偏光記憶膜２に対して入射角θで斜め方向から紫
外線５が照射されることになる。なお、照射光５は非偏
光であり、偏光成分に分解すればｘ方向の偏光成分５１
とｙ方向の偏光成分５２を含む。
面に対して垂直なｚ方向に平行である。従って照射光５
の基板１の法線Ｌに対する傾き角度はθである。すなわ
ち、光偏光記憶膜２に対して入射角θで斜め方向から紫
外線５が照射されることになる。なお、照射光５は非偏
光であり、偏光成分に分解すればｘ方向の偏光成分５１
とｙ方向の偏光成分５２を含む。
【００２１】図１（Ｂ）で示されるように、光偏光記憶
膜上の照射領域Ｒはｘ方向に引き伸ばされる。ここで、
光偏光記憶膜２が平坦な表面を有し、この表面が照射光
の偏光成分５１、５２と相互作用すると考える。ｙ方向
偏光成分５２は傾斜角θの大小に係わらず、常に光偏光
記憶膜２の表面と平行であり、その全強度が相互作用に
寄与する。一方ｘ方向偏光成分５１は、傾斜角θが増大
するとともに、光偏光記憶膜２の表面となす角度θが大
きくなり、面内成分はｃｏｓθに減少する。すなわち、
ｘ方向偏光成分の実効強度は傾斜角θの増大と共に減少
することが判る。
膜上の照射領域Ｒはｘ方向に引き伸ばされる。ここで、
光偏光記憶膜２が平坦な表面を有し、この表面が照射光
の偏光成分５１、５２と相互作用すると考える。ｙ方向
偏光成分５２は傾斜角θの大小に係わらず、常に光偏光
記憶膜２の表面と平行であり、その全強度が相互作用に
寄与する。一方ｘ方向偏光成分５１は、傾斜角θが増大
するとともに、光偏光記憶膜２の表面となす角度θが大
きくなり、面内成分はｃｏｓθに減少する。すなわち、
ｘ方向偏光成分の実効強度は傾斜角θの増大と共に減少
することが判る。
【００２２】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すようなｘ方向に
傾けた基板に光照射した場合には、ｙ方向の偏光成分の
実効的照射量が最も多く、ｘ方向の偏光成分に近い程実
効的光照射量は減少する。そのために面内方向に関して
方向性が生じる。
傾けた基板に光照射した場合には、ｙ方向の偏光成分の
実効的照射量が最も多く、ｘ方向の偏光成分に近い程実
効的光照射量は減少する。そのために面内方向に関して
方向性が生じる。
【００２３】光偏光記憶膜２が、側鎖を有するポリイミ
ド膜であり、偏光方向に対して直交する方向に液晶分子
を配向する性質を持つ場合は、紫外線吸収によって消滅
する側鎖が液晶分子配向の原因になると考えられる。す
なわち、紫外線照射後も残る側鎖によって液晶分子に配
向が与えられると考えられる。紫外線によりポリイミド
の分解反応が進むと考えられ、光照射量が多い程、液晶
分子を配向する力が減少する。
ド膜であり、偏光方向に対して直交する方向に液晶分子
を配向する性質を持つ場合は、紫外線吸収によって消滅
する側鎖が液晶分子配向の原因になると考えられる。す
なわち、紫外線照射後も残る側鎖によって液晶分子に配
向が与えられると考えられる。紫外線によりポリイミド
の分解反応が進むと考えられ、光照射量が多い程、液晶
分子を配向する力が減少する。
【００２４】図１（Ｃ）はポリイミド光偏光記憶膜２の
側部拡大断面図を示す。図１（Ｃ）は、非偏光の紫外線
照射前であり、図１（Ｄ）は照射後である。側鎖のある
ポリイミド分子でプレチルトを発現させるものは同図で
ギザギザで示す側鎖６である。前述のように、ポリイミ
ド材料は、実効光照射量が多い程液晶分子を配向させる
力が減少する。すなわち、側鎖の分解反応が進む。従っ
て、紫外光５の照射方向に対して大きく９０度に近い角
度傾いている側鎖（×印）程分解されやすく、照射方向
とほぼ同じ方向を向いている側鎖（○印）はかなり強い
照射によってもなかなか分解されにくいと考えることが
できる。その結果、ポリイミド膜２上には紫外光５の照
射方向に傾いている側鎖はほとんど残り、その側鎖によ
り液晶分子が傾いて配向するために光照射方向に向いた
プレチルトが発現すると考えられる。
側部拡大断面図を示す。図１（Ｃ）は、非偏光の紫外線
照射前であり、図１（Ｄ）は照射後である。側鎖のある
ポリイミド分子でプレチルトを発現させるものは同図で
ギザギザで示す側鎖６である。前述のように、ポリイミ
ド材料は、実効光照射量が多い程液晶分子を配向させる
力が減少する。すなわち、側鎖の分解反応が進む。従っ
て、紫外光５の照射方向に対して大きく９０度に近い角
度傾いている側鎖（×印）程分解されやすく、照射方向
とほぼ同じ方向を向いている側鎖（○印）はかなり強い
照射によってもなかなか分解されにくいと考えることが
できる。その結果、ポリイミド膜２上には紫外光５の照
射方向に傾いている側鎖はほとんど残り、その側鎖によ
り液晶分子が傾いて配向するために光照射方向に向いた
プレチルトが発現すると考えられる。
【００２５】なお、側鎖なしのポリイミドにおいても非
偏光の１回の照射でプレチルトを有する均一配向を得る
ことが出来たが、側鎖有りの場合よりもより大きな傾き
角θを必要とした。
偏光の１回の照射でプレチルトを有する均一配向を得る
ことが出来たが、側鎖有りの場合よりもより大きな傾き
角θを必要とした。
【００２６】以上のようにして、光配向処理をした基板
を２枚用意するか、あるいは上記光配向処理をした１枚
の基板と従来技術による配向処理をした他の基板１枚と
を用意する。配向方向が両基板間で直交するように配置
して両基板を所定ギャップを設けて対向して空セルを作
製する。この空セルにネマティック液晶材料を注入し、
セルの両側に直交ニコル配置の偏光板を配置すれば９０
°ツイストネマティック液晶表示素子が完成する。
を２枚用意するか、あるいは上記光配向処理をした１枚
の基板と従来技術による配向処理をした他の基板１枚と
を用意する。配向方向が両基板間で直交するように配置
して両基板を所定ギャップを設けて対向して空セルを作
製する。この空セルにネマティック液晶材料を注入し、
セルの両側に直交ニコル配置の偏光板を配置すれば９０
°ツイストネマティック液晶表示素子が完成する。
【００２７】（実施例１）側鎖付きのポリイミド膜を基
板上に形成する。ポリイミド膜の基板への形成方法は公
知の塗布技術を使用することができる。このポリイミド
膜は液晶装置用ポリイミドとしてすでに市販されている
材料であり特別なものではない。この膜は、偏光照射に
対して、偏光軸方向と直交する方向に液晶分子を配向す
る性質がある。
板上に形成する。ポリイミド膜の基板への形成方法は公
知の塗布技術を使用することができる。このポリイミド
膜は液晶装置用ポリイミドとしてすでに市販されている
材料であり特別なものではない。この膜は、偏光照射に
対して、偏光軸方向と直交する方向に液晶分子を配向す
る性質がある。
【００２８】このポリイミド膜付き基板を図１に示すよ
うに傾き角θ＝３０°で配置し、ｚ軸方向から非偏光を
１００秒間照射する。（５００ｍＪ／ｃｍ2 ）なお、こ
の場合紫外光源と基板との間に中心波長２５４ｎｍの干
渉フィルタ（図示せず）を設け、照射光の内、波長が２
１０〜３００ｎｍ以外の光をカットするようにした。
うに傾き角θ＝３０°で配置し、ｚ軸方向から非偏光を
１００秒間照射する。（５００ｍＪ／ｃｍ2 ）なお、こ
の場合紫外光源と基板との間に中心波長２５４ｎｍの干
渉フィルタ（図示せず）を設け、照射光の内、波長が２
１０〜３００ｎｍ以外の光をカットするようにした。
【００２９】こうして作製した２枚の基板を配向処理方
向が互いに９０°ねじれた関係になるようにし、５μｍ
ギャップ間隔になるようギャップコントロール材を間に
入れて重ね合わせて空セルを作製した。空セルの作製お
よび以下の液晶注入方法は公知の製造技術が利用でき
る。
向が互いに９０°ねじれた関係になるようにし、５μｍ
ギャップ間隔になるようギャップコントロール材を間に
入れて重ね合わせて空セルを作製した。空セルの作製お
よび以下の液晶注入方法は公知の製造技術が利用でき
る。
【００３０】フッ素系の混合液晶でカイラル材（Ｓ−８
１１）を添加した液晶材料を真空注入法により空セル内
に注入した。注入完了後に、注入口を封止して、セルを
Ｎ−Ｉ（ネマティック−アイソトロピック）相転移温度
（この場合９８℃）以上に加熱して流動配向を消失さ
せ、その後徐冷して液晶相に戻して再配向させた。
１１）を添加した液晶材料を真空注入法により空セル内
に注入した。注入完了後に、注入口を封止して、セルを
Ｎ−Ｉ（ネマティック−アイソトロピック）相転移温度
（この場合９８℃）以上に加熱して流動配向を消失さ
せ、その後徐冷して液晶相に戻して再配向させた。
【００３１】このようにして得た液晶セルに電圧を加え
て偏光顕微鏡にて表示面を観察したがリバースチルトデ
ィスクリネーションラインは全く観察されなかった。こ
こで、２５４ｎｍ付近の紫外光で１００秒照射という条
件は一定にしておき、傾き角θの値をいろいろ変えて上
記の工程と同様に液晶セルをいくつか作製した。それら
の液晶セルで電圧印加に対するリバースチルトディスク
リネーションラインの発生状態を観察した。その結果を
図２のグラフに示す。
て偏光顕微鏡にて表示面を観察したがリバースチルトデ
ィスクリネーションラインは全く観察されなかった。こ
こで、２５４ｎｍ付近の紫外光で１００秒照射という条
件は一定にしておき、傾き角θの値をいろいろ変えて上
記の工程と同様に液晶セルをいくつか作製した。それら
の液晶セルで電圧印加に対するリバースチルトディスク
リネーションラインの発生状態を観察した。その結果を
図２のグラフに示す。
【００３２】図２のグラフから明らかなように、傾き角
θが２５°〜５０°付近までは全くリバースチルトディ
スクリネーションラインが発生しない。また２０°や６
０°では、非常に小さい（短い）リバースチルトディス
クリネーションラインが発生し得るが、０．５秒以下の
一瞬後には完全に消滅した。さらに僅か１０°の傾き角
においても３秒以下でリバースチルトディスクリネーシ
ョンラインが消滅する。同じポリイミド材料に対し、従
来の偏光を２回照射する方法では、最適条件においても
付与できるプレチルト角は０．３°以下であり、リバー
スチルトディスクリネーションラインが完全に消滅する
まで数十秒かかっていた事と比較すると、図２の結果は
本実施例の効果が非常に優れていることを示している。
θが２５°〜５０°付近までは全くリバースチルトディ
スクリネーションラインが発生しない。また２０°や６
０°では、非常に小さい（短い）リバースチルトディス
クリネーションラインが発生し得るが、０．５秒以下の
一瞬後には完全に消滅した。さらに僅か１０°の傾き角
においても３秒以下でリバースチルトディスクリネーシ
ョンラインが消滅する。同じポリイミド材料に対し、従
来の偏光を２回照射する方法では、最適条件においても
付与できるプレチルト角は０．３°以下であり、リバー
スチルトディスクリネーションラインが完全に消滅する
まで数十秒かかっていた事と比較すると、図２の結果は
本実施例の効果が非常に優れていることを示している。
【００３３】（実施例２）実施例１と同じくポリイミド
膜を基板上に形成して、このポリイミド膜付き基板を傾
き角θ＝４５°に配置した。ｚ軸方向から実施例１のよ
うな干渉フィルタを使用せずに２５４〜３６５ｎｍの範
囲の全波長を含む非偏光を５０秒間照射した。実施例１
と同様にこの光偏光処理をした基板２枚を５μｍギャッ
プで配置して液晶を注入して液晶セルを作製した。この
実施例でもリバースチルトディスクリネーションライン
は全く観察されなかった。この広い光波長範囲の紫外線
を照射したときの傾き角とリバースチルトディスクリネ
ーションラインとの関係は図２のグラフとほぼ同様な特
性であった。
膜を基板上に形成して、このポリイミド膜付き基板を傾
き角θ＝４５°に配置した。ｚ軸方向から実施例１のよ
うな干渉フィルタを使用せずに２５４〜３６５ｎｍの範
囲の全波長を含む非偏光を５０秒間照射した。実施例１
と同様にこの光偏光処理をした基板２枚を５μｍギャッ
プで配置して液晶を注入して液晶セルを作製した。この
実施例でもリバースチルトディスクリネーションライン
は全く観察されなかった。この広い光波長範囲の紫外線
を照射したときの傾き角とリバースチルトディスクリネ
ーションラインとの関係は図２のグラフとほぼ同様な特
性であった。
【００３４】（実施例３）光配向処理方法により画素を
複数の小領域に分割配向する実施例を図３と図４を参照
して説明する。実施例１と同じポリイミド膜２を基板１
上に形成し、傾けたステージ３の上に配置した。光源と
基板１との間に石英製のフォトマスク７を図３のように
配置する。図４はフォトマスク７の平面図である。石英
板上に金属パターンが形成されている。８はフォトマス
ク７の開口部でありそこだけを紫外線が透過する。
複数の小領域に分割配向する実施例を図３と図４を参照
して説明する。実施例１と同じポリイミド膜２を基板１
上に形成し、傾けたステージ３の上に配置した。光源と
基板１との間に石英製のフォトマスク７を図３のように
配置する。図４はフォトマスク７の平面図である。石英
板上に金属パターンが形成されている。８はフォトマス
ク７の開口部でありそこだけを紫外線が透過する。
【００３５】フォトマスク７を介して基板上に紫外線５
を照射するときに、傾き角θがあまり大きい場合や、照
射時間が短い場合には、フォトマスク７の表面や内部で
光が反射したり、吸収されたりして十分な光量が基板上
に照射されにくくなると考えられる。例えば傾き角θ＝
６０°で照射実験すると、かなり長時間の照射を行って
もきれいに配向しなかった。
を照射するときに、傾き角θがあまり大きい場合や、照
射時間が短い場合には、フォトマスク７の表面や内部で
光が反射したり、吸収されたりして十分な光量が基板上
に照射されにくくなると考えられる。例えば傾き角θ＝
６０°で照射実験すると、かなり長時間の照射を行って
もきれいに配向しなかった。
【００３６】そこで、基板１の傾き角θ＝４５°とし、
フォトマスク７を配置し、ｚ軸方向から中心波長２５４
ｎｍの干渉フィルタを介して紫外光５を２００秒間照射
して配向処理をした。その基板の液晶の配向状態の顕微
鏡写真を図５に示す。フォトマスク７の開口部８を通過
した光が照射された領域はきれいに配向しているが、フ
ォトマスク７で遮蔽されて照射されていないはずの領域
の一部も写真のにじんだ部分のように弱く配向されてい
ることがわかる。
フォトマスク７を配置し、ｚ軸方向から中心波長２５４
ｎｍの干渉フィルタを介して紫外光５を２００秒間照射
して配向処理をした。その基板の液晶の配向状態の顕微
鏡写真を図５に示す。フォトマスク７の開口部８を通過
した光が照射された領域はきれいに配向しているが、フ
ォトマスク７で遮蔽されて照射されていないはずの領域
の一部も写真のにじんだ部分のように弱く配向されてい
ることがわかる。
【００３７】これは図３の光偏光記憶膜２の照射領域の
下側部分９のみに見られ、照射領域の左右と上側には見
られない。これは、フォトマスク７の開口部８から斜め
方向に漏れた光がポリイミド膜２の９の部分に照射され
てしまったものか、ポリイミド膜２内で多重反射したも
のと考えられる。
下側部分９のみに見られ、照射領域の左右と上側には見
られない。これは、フォトマスク７の開口部８から斜め
方向に漏れた光がポリイミド膜２の９の部分に照射され
てしまったものか、ポリイミド膜２内で多重反射したも
のと考えられる。
【００３８】次に、同じくフォトマスク７を配置して、
基板の傾き角θ＝３５°と小さくし、ｚ軸方向から中心
波長２５４ｎｍの干渉フィルタを介して紫外光５を２０
０秒間照射して配向処理をした。その基板の液晶の配向
状態の顕微鏡写真を図６に示す。この写真では、フォト
マスク７の開口部８の光透過領域の形状および大きさと
同じ四角いパターンできれいに配向していることがわか
る。
基板の傾き角θ＝３５°と小さくし、ｚ軸方向から中心
波長２５４ｎｍの干渉フィルタを介して紫外光５を２０
０秒間照射して配向処理をした。その基板の液晶の配向
状態の顕微鏡写真を図６に示す。この写真では、フォト
マスク７の開口部８の光透過領域の形状および大きさと
同じ四角いパターンできれいに配向していることがわか
る。
【００３９】この条件で、フォトマスク７の位置と照射
方向とを変えながら４回光偏光記憶膜に紫外線を照射し
た所、非常にきれいな４分割配向が得られた。このよう
にして４分割光配向処理をした基板を使用してツイステ
ッドネマティック型液晶セル（スーパーマルチドメイン
液晶表示装置）を作製し、その中間調の視角特性を測定
したところ、図７のようなグラフが得られた。フォトマ
スクを使用して斜め方向から光照射をする場合には、傾
き角θは２５°から最大でも４０°までの範囲が好まし
い。
方向とを変えながら４回光偏光記憶膜に紫外線を照射し
た所、非常にきれいな４分割配向が得られた。このよう
にして４分割光配向処理をした基板を使用してツイステ
ッドネマティック型液晶セル（スーパーマルチドメイン
液晶表示装置）を作製し、その中間調の視角特性を測定
したところ、図７のようなグラフが得られた。フォトマ
スクを使用して斜め方向から光照射をする場合には、傾
き角θは２５°から最大でも４０°までの範囲が好まし
い。
【００４０】図７において、縦軸は電圧無印加時の視角
０°を１００％の透過率とし、それに対する透過率の割
合（％）を示す。横軸は視角０°を中心に左右に振った
角度を示す。図示された曲線は上から下に向かって印加
電圧を増加している。図７の特性は広い視角範囲にわた
って透過率がほぼ平坦な優れた視角特性が得られること
を示している。
０°を１００％の透過率とし、それに対する透過率の割
合（％）を示す。横軸は視角０°を中心に左右に振った
角度を示す。図示された曲線は上から下に向かって印加
電圧を増加している。図７の特性は広い視角範囲にわた
って透過率がほぼ平坦な優れた視角特性が得られること
を示している。
【００４１】以上の実施例においては、偏光軸方向に対
して直交する方向に配向する光偏光記憶膜を例に説明し
たが、偏光軸方向に対して平行な方向に配向する光偏光
記憶膜を使用しても同様な効果が得られる。液晶の注入
方法は、真空注入法に限らず、毛細管現象を利用する方
法など他の方法も利用できる。また、液晶材料をアイソ
トロピック（等方相）状態でセルに注入し、注入後に徐
冷して再配向させてもよい。
して直交する方向に配向する光偏光記憶膜を例に説明し
たが、偏光軸方向に対して平行な方向に配向する光偏光
記憶膜を使用しても同様な効果が得られる。液晶の注入
方法は、真空注入法に限らず、毛細管現象を利用する方
法など他の方法も利用できる。また、液晶材料をアイソ
トロピック（等方相）状態でセルに注入し、注入後に徐
冷して再配向させてもよい。
【００４２】光偏光記憶膜としては、表面エネルギが４
０ｄｙｎ／ｃｍ程度の小さな側鎖のないポリイミド膜を
使用することもできる。そのような膜で均一なプレチル
ト角を得るように光配向処理をする場合には、基板の傾
き角θを４５°以上にすることが好ましい。また、それ
以外の膜、例えば光配向ＰＶＣ膜を使用することもでき
る。さらに、照射方向や基板の傾き角を場所により変え
ることによりマルチドメイン配向が可能なことは説明し
た通りである。
０ｄｙｎ／ｃｍ程度の小さな側鎖のないポリイミド膜を
使用することもできる。そのような膜で均一なプレチル
ト角を得るように光配向処理をする場合には、基板の傾
き角θを４５°以上にすることが好ましい。また、それ
以外の膜、例えば光配向ＰＶＣ膜を使用することもでき
る。さらに、照射方向や基板の傾き角を場所により変え
ることによりマルチドメイン配向が可能なことは説明し
た通りである。
【００４３】以上説明した実施例の構成、材料、数値等
はあくまでも例示であって、本発明はこれに限るもので
はなく、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である
ことは当業者にとって自明であろう。
はあくまでも例示であって、本発明はこれに限るもので
はなく、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である
ことは当業者にとって自明であろう。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、光偏光記憶膜を形成し
た基板に対し斜め方向から非偏光を１回照射するだけ
で、十分大きなプレチルト角を与える配向処理を簡単に
短時間で施すことができる。また、偏光でなく非偏光の
照射でプレチルト配向が可能となり、光源のエネルギ利
用効率が向上する。よって、製造コストの低減が可能で
ある。
た基板に対し斜め方向から非偏光を１回照射するだけ
で、十分大きなプレチルト角を与える配向処理を簡単に
短時間で施すことができる。また、偏光でなく非偏光の
照射でプレチルト配向が可能となり、光源のエネルギ利
用効率が向上する。よって、製造コストの低減が可能で
ある。
【００４５】プレチルトによって電圧印加時に液晶分子
の立ち上がり方向が一定方向に規制され、リバースチル
トディスクリネーションラインのような欠陥の無い均一
な表示が実現できる。もちろん、光配向処理によりラビ
ング処理が不要になり、ラビングにともなう静電気やゴ
ミの発生の問題が解決される。
の立ち上がり方向が一定方向に規制され、リバースチル
トディスクリネーションラインのような欠陥の無い均一
な表示が実現できる。もちろん、光配向処理によりラビ
ング処理が不要になり、ラビングにともなう静電気やゴ
ミの発生の問題が解決される。
【００４６】また、フォトマスクを使用することにより
マルチドメイン配向（分割配向）にも容易に対応でき
る。
マルチドメイン配向（分割配向）にも容易に対応でき
る。
【図１】図１（Ａ）は、光配向処理工程を示す側面図で
あり、図１（Ｂ）はその正面図であり、図１（Ｃ）は非
偏光の紫外線照射前のポリイミド光偏光記憶膜の側部拡
大断面図であり、図１（Ｄ）はその照射後である。
あり、図１（Ｂ）はその正面図であり、図１（Ｃ）は非
偏光の紫外線照射前のポリイミド光偏光記憶膜の側部拡
大断面図であり、図１（Ｄ）はその照射後である。
【図２】傾き角θの値をいろいろ変えて作製した液晶セ
ルで電圧印加時のリバースチルトディスクリネーション
ラインの発生状態（消滅時間）の特性を示すグラフであ
る。
ルで電圧印加時のリバースチルトディスクリネーション
ラインの発生状態（消滅時間）の特性を示すグラフであ
る。
【図３】分割配向をするために使用するフォトマスクの
一例の形状である。
一例の形状である。
【図４】フォトマスクを配置した光配向処理工程の側面
図である。
図である。
【図５】フォトマスクを使用して光配向処理をした液晶
セルの配向状態を撮影した基板上に形成された微細なパ
ターンを表す顕微鏡写真である。
セルの配向状態を撮影した基板上に形成された微細なパ
ターンを表す顕微鏡写真である。
【図６】フォトマスクを使用して光配向処理をした別の
液晶セルの配向状態を撮影した基板上に形成された微細
なパターンを表す顕微鏡写真である。
液晶セルの配向状態を撮影した基板上に形成された微細
なパターンを表す顕微鏡写真である。
【図７】フォトマスクを使用して光配向処理により４分
割配向（マルチドメイン）して作製したツイステッドネ
マティック型液晶セルのいろいろな印加電圧における光
透過率の視角特性である。
割配向（マルチドメイン）して作製したツイステッドネ
マティック型液晶セルのいろいろな印加電圧における光
透過率の視角特性である。
１ ガラス基板 ２ 光偏光記憶膜 ３ ステージ ４ 光源 ５ 非偏光照射光（紫外線） ６ 側鎖 ７ フォトマスク ８ 開口部
Claims (12)
- 【請求項１】 偏光を吸収すると、偏光方向に対してあ
る方向に液晶分子を配向させる性質を生じる光偏光記憶
膜を表面に形成した基板を準備する工程と、 非偏光を前記基板の面に対して斜めの方向から前記光偏
光記憶膜に照射して前記光偏光記憶膜に吸収させる配向
処理工程と、 前記配向処理工程により配向処理をした基板をすくなく
とも一方に含む一対の基板を対向配置して液晶セルを作
製し、該液晶セルに液晶材料を注入する工程とを有する
液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板を準備する工程において、前記
光偏光記憶膜として直線偏光あるいは楕円偏光長軸方向
と直交する方向に液晶分子を配向させる性質を持つ材料
を使用することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項３】 前記基板を準備する工程において、前記
光偏光記憶膜として直線偏光あるいは楕円偏光長軸方向
と平行な方向に液晶分子を配向させる性質を持つ材料を
使用することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子
の製造方法。 - 【請求項４】 前記光偏光記憶膜が、側鎖付きのポリイ
ミドであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項５】 前記光偏光記憶膜が、４０ｄｙｎ／ｃｍ
程度の表面エネルギを有する請求項１記載の液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項６】 前記光偏光記憶膜が、可溶性のポリビニ
ルシンナメートであることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記非偏光を前記基板の面の法線に対し
て１０°〜６０°の範囲の角度の方向から前記基板の光
偏光記憶膜に照射することを特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記非偏光を前記基板の面の法線に対し
て２５°〜５０°の範囲の角度の方向から前記基板の光
偏光記憶膜に照射することを特徴とする請求項１記載の
液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記配向処理工程において、所定の光透
過パターンを有するフォトマスクを介して前記非偏光を
前記基板の面の法線に対して２５°〜４０°の範囲の角
度の方向から前記基板の光偏光記憶膜に照射することを
特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記配向処理工程において、前記非偏
光の照射方向と位置とを同時に変えて、前記非偏光を２
回以上照射して互いに異なる配向方向を持つ領域を前記
基板面に形成することを特徴とする請求項１記載の液晶
表示素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記非偏光が波長２５４ｎｍの光を含
むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造
方法。 - 【請求項１２】 前記非偏光が２５４から３６５ｎｍの
範囲の波長を含む光であることを特徴とする請求項１記
載の液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132039A JP3054076B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 液晶表示素子の製造方法 |
| KR1019970020656A KR970076010A (ko) | 1996-05-27 | 1997-05-26 | 배향막으로서 광편광기억막을 이용한 액정표시소자의 제조방법 |
| TW086107094A TW376461B (en) | 1996-05-27 | 1997-05-26 | Manufacture of liquid crystal display device using polarization storage film as alignment film |
| EP97303577A EP0810464A3 (en) | 1996-05-27 | 1997-05-27 | Manufacture of liquid crystal display device using polarization storage film as alignment film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8132039A JP3054076B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 液晶表示素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318946A true JPH09318946A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3054076B2 JP3054076B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=15072086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8132039A Expired - Fee Related JP3054076B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 液晶表示素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0810464A3 (ja) |
| JP (1) | JP3054076B2 (ja) |
| KR (1) | KR970076010A (ja) |
| TW (1) | TW376461B (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191836B1 (en) | 1996-11-07 | 2001-02-20 | Lg Philips Lcd, Co., Ltd. | Method for fabricating a liquid crystal cell |
| US6226066B1 (en) | 1996-01-09 | 2001-05-01 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Method for controlling pretilt angle direction in a liquid crystal cell |
| US6292296B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-09-18 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Large scale polarizer and polarizer system employing it |
| US6383579B1 (en) | 1999-04-21 | 2002-05-07 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US6399165B1 (en) | 1997-11-21 | 2002-06-04 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US6479218B1 (en) | 1999-10-14 | 2002-11-12 | Lg Philips Lcd Co., Ltd | Method for manufacturing multi-domain liquid crystal cell |
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