JPH1039314A - 液晶素子及びその製造方法 - Google Patents

液晶素子及びその製造方法

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JPH1039314A
JPH1039314A JP21331496A JP21331496A JPH1039314A JP H1039314 A JPH1039314 A JP H1039314A JP 21331496 A JP21331496 A JP 21331496A JP 21331496 A JP21331496 A JP 21331496A JP H1039314 A JPH1039314 A JP H1039314A
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JP
Japan
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liquid crystal
solvent
crystal element
film
polyamide
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JP21331496A
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English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
Yasuyuki Watabe
泰之 渡部
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリイミド膜或いはポリアミド膜を配向制御
膜として有する液晶素子において、該配向制御膜を形成
する際の溶媒に含まれる不純物に由来する配向不良を防
止する。 【解決手段】 ポリアミック酸或いはポリアミドを溶解
する溶媒として、貧溶媒としてエチレングリコール含量
が100ppm以下の高純度のn−ブチルセロソルブ、
良溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンからなる溶媒
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの端
末ディスプレイ、ワードプロセッサ、タイプライター、
テレビ受像機、ビデオカメラのビユーファインダー、プ
ロジェクターの光バルブ、液晶プリンタの光バルブ等に
用いられる液晶素子及びその製造方法に関する発明であ
る。
【0002】
【従来の技術】図1に従来の液晶素子の断面図を示す。
図中11a、11bはガラス基板、12a、12bは透
明電極、13a、13bは絶縁膜、14a、14bは配
向制御膜、15は液晶、16はビーズスペーサ、17は
シール材である。
【0003】従来、液晶素子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用いられている。これら
配向制御膜の形成方法としては、透明電極12a、12
b及び絶縁膜13a、13bを形成したガラス基板11
a、11bに、ポリイミド膜は対応するポリアミック酸
を溶媒に溶かした溶液を塗布し、焼成して脱水閉環する
ことによって得られ、ポリアミド膜はポリアミドを溶媒
に溶かした溶液を塗布し、焼成乾燥して得られる。上記
溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(以下「N
MP」と記す)等の良溶媒(ここで、”良溶媒”とは、
相対的に溶質をより多く溶かす溶解能力の高い溶媒をい
う)が用いられるが、NMP単独では焼成後にムラが発
生し易い。そのため、通常はレベリングのためのn−ブ
チルセロソルブ(以下「nBC」と記す)等の貧溶媒
(ここで”貧溶媒”とは、上記良溶媒に比べて溶質の溶
解能力が小さい溶媒を言う)を加えた溶媒が用いられ
る。また、このnBCは蒸発し易く印刷性に劣ることか
ら、n−ブチルカルビトール(ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル)等の高沸点溶媒を加えることもあ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記配向制御膜の製造
工程においては、液晶素子の他の構成材料により、焼成
条件は270℃以下、望ましくは250℃以下に制約さ
れる。しかしながらこの焼成条件によって配向制御膜を
形成すると、得られた液晶素子においては、液晶注入口
とは反対側の角部、或いはラビング角度によっては辺部
に配向不良部が集中して発生するという問題があった。
この配向不良部は、配向制御膜形成時の貧溶媒中に含ま
れる不純物によるものであり、該不純物が液晶注入時に
液晶の進入と共に注入口とは反対側へと追いやられるた
め、配向不良が素子の角部や辺部に発生するものと考え
られる。
【0005】上記配向不良は、特にセルギャップの狭く
容積の小さい素子を形成した場合にその傾向が強く、何
らかの対策を講じる必要があった。
【0006】本発明は、上記課題を解決した液晶素子の
製造方法を提供するものであり、具体的には、配向制御
膜製造時に混入する不純物による配向不良を防止した液
晶素子を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するべく
本発明者等が上記配向不良部の結晶を分析したところ、
貧溶媒のnBC中に含まれるエチレングリコールが検出
され、このnBCの純度を高めることにより、上記配向
不良が防止できることを見出し、本発明を達成した。
【0008】即ち請求項1及び2の発明は、それぞれに
少なくとも電極とその上にポリイミド又はポリアミドか
らなる配向制御膜とを有する一対の電極間に液晶を挟持
してなる液晶素子の製造方法であって、上記配向制御膜
の形成工程において、NMPとnBCからなり、該nB
Cがエチレングリコール100ppm以下を含有する溶
媒中に、ポリアミック酸又はポリアミドを溶解してなる
溶液を印刷塗布・焼成することを特徴とする液晶素子の
製造方法であり、請求項3及び4の発明は、上記製造方
法により得られることを特徴とする液晶素子である。
【0009】本発明において用いられるnBC中のエチ
レングリコールは、ごく微量から(例えば数ppm以
上)100ppm以下であるが、望ましくは30ppm
以下のものを用いる。また、良溶媒と貧溶媒との組成比
は、好ましくは1/10〜6/1で、通常3/2で用い
られるため、最終的な溶媒中のエチレングリコールの含
有量は40ppm以下に抑えられる。
【0010】高純度のnBCを用いた効果は、前記した
セルギャップの狭い素子において特に有効であり、よっ
て、セルギャップが極めて小さい強誘電性液晶を用いた
液晶素子においてその配向不良を大幅に軽減することが
できる。
【0011】
【実施例】
[実施例1]本実施例の液晶素子の製造工程を、図1の
断面図に沿って説明する。
【0012】1.1mm厚のガラス基板11a、11b
上に、ITOからなるストライプ状の透明電極12a、
12bを700Å厚で形成した。
【0013】上記透明電極12a、12bは絶縁層13
a、13bによってされ上下ショートが防止されてい
る。該絶縁層13a、13bはその目的によって無機層
1層の時もあり無機・有機素材を併用した場合もある。
また、それぞれの層は必要に応じて複数の層からなるこ
ともある。本実施例では最もシンプルな構造である無機
層一層とし、高誘電体膜であるTaOx 膜をスパッタ法
により900Å厚で形成した。
【0014】次に、配向制御膜14a、14bを形成し
た。本実施例においては、重量比でポリアミック酸2.
0%、NMP61.0%、nBC37.0%で、nBC
中のエチレングリコール含量が20ppmである溶液を
回転数1900rpmで転色法により塗布し、270℃
で10分間焼成し、200Å厚のポリイミド膜を形成し
た。
【0015】上記ポリイミド膜の表面を、コーネックス
布を用いたラビング機で、回転数500rpm、押し込
み量0.2mmの条件でラビング処理し、一方の基板上
にビーズスペーサ16を散布してシール材17により貼
り合わせ、セルギャップ1.5μmの液晶セルを作製し
た。この液晶セルに液晶としてフェニルピリミジンを主
成分とする液晶を注入し、本実施例の液晶素子を完成し
た。
【0016】本実施例の液晶素子の配向状態は、図2に
示す通り表示部21の外側に若干の配向不良部23が発
生しているものの、表示にはほとんど影響しない程度の
ものであった。
【0017】[実施例2]実施例1と同様のガラス基板
を用い、一方には実施例1と同様にITOからなる透明
電極を形成し、一方の基板には1000Å厚のCrから
なる遮光膜と、その上に1.5μm厚でポリアミド樹脂
からなるカラーフィルターを形成した上に、実施例1と
同様の透明電極を形成した。
【0018】上記透明電極の上に金属配線層として15
00Å厚のMo−Al膜をスパッタリングにより成膜し
た後、パターニングを行ない、絶縁体層により被覆し
た。該絶縁体層として本実施例では積層構造を採り、第
1絶縁層としてSiO2 :TiO2 の1:1混合粗成膜
を印刷塗布し、焼成処理して600Åの膜厚で形成し
た。用いた材料はMOF(東京応化工業社製)で粘度3
0mPas、有機チタン化合物と有機珪素化合物の固形
分は8重量%のものを使用し、印刷はスピンナーにより
ガラス上にMOFをコーティング(展色)し、これをサ
イレルからなる印刷版に転写し、該印刷版から基板上に
印刷した。次に、ホットプレート上で80℃、60秒間
乾燥させた後、有機物脱離促進として低圧水銀等により
3.6Jの紫外線を照射し、最後にオーブンで270
℃、1時間の焼成を行なった。
【0019】次に第2絶縁層として、膜厚900Åの高
誘電体であるTa25 をスパッタリング法により成膜
した。この時のスパッタリング条件は、パワー2kWと
し、酸素分圧はAr/O2 =190/10、圧力0.4
Paとした。尚、第1絶縁層の水分を除去するために基
板は150℃で予備加熱した。
【0020】上記絶縁膜上に200Å厚のポリイミドか
らなる配向制御膜を形成した。本実施例においては、ポ
リアミック酸2.0%、NMP61.0%、nBC3
7.0%で、nBC中のエチレングリコール含量が10
ppmである溶液を回転数1900rpmで転色法によ
り塗布し、240℃で15分間焼成しポリイミド膜を形
成した。
【0021】上記ポリイミド膜の表面を、コーネックス
布を用いたラビング機で、回転数500rpm、押し込
み量0.2mmの条件でラビング処理し、一方の基板上
にビーズスペーサ16を散布してシール材17により貼
り合わせ、セルギャップ1.3μmの液晶セルを作製し
た。この液晶セルに液晶としてフェニルピリミジンを主
成分とする液晶を注入し、本実施例の液晶素子を完成し
た。
【0022】本実施例の液晶素子の配向状態は、実施例
1よりもさらに配向不良が少なく、表示にはほとんど影
響しない程度のものであった。
【0023】[比較例]比較例として、エチレングリコ
ール含量が200ppmのnBCを用いた以外は実施例
2と全く同様にして液晶素子を作製した。この液晶素子
の配向状態は図3に示す通り、液晶注入口22の反対側
を中心に配向不良部23が広がり、表示部21にも侵入
して表示画像にも影響を与えていた。この傾向は、エチ
レングリコール含量が500ppmのnBCを用いた場
合により顕著になった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、配向制御膜に由来する不純物による配向不良が大幅
に低減され、表示部全体において良好な配向性が均一に
得られ、表示特性の向上した液晶素子が提供される。特
に、セルギャップの狭い強誘電性液晶素子に適用した場
合にはその効果が顕著であり有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶素子の断面図である。
【図2】本発明の実施例1の液晶素子の配向状態を示す
図である。
【図3】本発明の比較例の液晶素子の配向状態を示す図
である。
【符号の説明】
11a,11b ガラス基板 12a,12b 透明電極 13a,13b 絶縁膜 14a,14b 配向制御膜 15 液晶 16 ビーズスペーサ 17 シール材 21 表示部 22 液晶注入口 23 配向不良部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれに少なくとも電極とその上にポ
    リイミド又はポリアミドからなる配向制御膜とを有する
    一対の電極間に液晶を挟持してなる液晶素子の製造方法
    であって、上記配向制御膜の形成工程において、N−メ
    チル−2−ピロリドンとn−ブチルセロソルブからな
    り、該n−ブチルセロソルブがエチレングリコール10
    0ppm以下を含有するような溶媒中に、ポリアミック
    酸又はポリアミドを溶解してなる溶液を印刷塗布・焼成
    することを特徴とする液晶素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記N−メチル−2−ピロリドンとn−
    ブチルセロソルブの組成比が1/10〜6/1である請
    求項1記載の液晶素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 それぞれに少なくとも電極とその上にポ
    リイミド又はポリアミドからなる配向制御膜とを有する
    一対の電極間に液晶を挟持してなり、請求項1又は2記
    載の製造方法により製造されることを特徴とする液晶素
    子。
  4. 【請求項4】 上記液晶が強誘電性液晶である請求項3
    記載の液晶素子。
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