JPS6023328B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示素子に関する。

電気光学的効果をもつ液晶表示素子は、ガラス板などの
表面に例えば酸化インジウムなどからなる透明電極を所
定のパターンに形成して得られる２枚の基板を対向させ
、それらの間に液晶を封入することによって構成される
。

その際電流に対する絶縁性を高め素子の長寿命をはかる
目的から、透明電極上に適当な厚さの絶縁性被膜がいま
いま設けられる。そして基板面近傍の液晶分子を一方向
に配列させるために透明電極上または前記絶縁膜上に適
当な配向処理が施される。従来からの配向処理法として
、適当な布やケンマ材で表面をこするいわゆるラビング
法および、無機物を斜方蒸着して透明電極上または絶縁
膜上に薄膜配向膜を形成する方法が知られている。この
うち、ラビング法は操作が簡単で、しかも量産に適して
いるので一般に広く採用されている。しかしながら、ラ
ビング法においては、直接透明電極をラビングする場合
は透明電極を損傷し、微細パターンの断線または導電性
の低下を釆たす場合が多い。また、透明電極上に絶縁膜
を形成した後ラビングする場合に、絶縁膜の硬度が大な
るときはラビングによる配向処理の効果が現われにくく
、また、硬度が小なるときには絶縁膜が破損して絶縁性
が損なわれ、さらに電極の破損を来することがある。一
般に液晶表示素子の寿命は漏れ電流と関係があり、漏れ
電流の小なる程長寿命が保障されるので、絶縁膜の損傷
は回避されねばならない。本発明は上記のような事情に
鑑みてなされ、その目的は、透明電極および該電極上の
絶縁性腹を破損することなく配向処理することによって
、液晶の配向性にすぐれしかも長寿命を有する液晶表示
素子を提供するにある。

その要点は、少なくとも１枚は透明である２枚の電極基
板の夫々について、この電極上に電気絶縁性の下層膜を
形成し、下層膿上に上層膜を形成し、こうして２層膜を
形成した２枚の電極基板を対向配置した間に液晶層を形
成する方法にある。この下層膜は上層膜を上層膜をラビ
ングした場合に電極の損傷を防ぐ程度に大きな硬度を有
し、また上層膜は下層膿よりも小さな硬度を有してその
膜面はラビングにより条溝を形成することが特徴である
。本発明においては、鰭極上に形成する２層の膜のうち
該電極に接する膜を、その上層の膜より硬度大なる絶縁
性膜とすることによって、上層膜（便宜上配向膜と称す
る）面にラビングによって条溝を形成するすなわち配向
処理する際に、電極の断線や損傷を防止し完壁な絶縁性
を保障できる。これによって高品位、長寿命を有する液
晶表示素子が得られる。こ）にいう硬度の大小は相対的
であり、電極に接する絶縁性膜の硬度大なることおよび
両膜の硬度差の大きいことが、配向処理の作業裕度を広
くし、絶縁性を保障できるので好ましい。

本発明において、絶縁性膜および配向膜として公知の無
機および有機の材料が選択使用され、具体例としては酸
化ケイ素、二酸化ケイ素、チッ化ケイ素、アルミナなど
の無機質、アクリル樹脂、ェポキシ樹脂、ポリィミド樹
脂などの有機高分子材料が挙げられる。

概して無機質膜が有機質膜より大きい硬度を有するが、
無機質もしくは有機質相互間にも硬度差がある。それ故
本発明において２層の膜は、無機質と有機質の組合せで
も、またともに無機質または有機質であってもよい。ま
た電極に接する硬度大なる膜は絶縁性であることを要す
るが、硬度小なる膜は絶縁性でなくてよい。以下、実施
例に従って詳細に説明する。実施例 １ 酸化インジウム系透明電極を適当なパターンに形成した
基板を用意した。

この基板上に二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）膜を純粋石英（
Ｓｉ０２）をターゲットとするＲＦスパッタリング法に
よって１，０００Ａの厚さに均一に形成した。純粋石英
のモース硬度は７であり、スパッタリング法で得た薄膜
も硬度は大で、モース硬度は５以上であることが確認さ
れている。さらに、この薄膜上に蒸着法により一酸化ケ
イ素膜（Ｓｉ０）を約３００Ａ形成した。この−酸化ケ
イ素膜はモース硬度が３程度の方解石で容易にキズがつ
くことから、この膜のモース硬度は３以下であることは
明らかである。このような硬度の大なる腰と硬度の小な
る膜を順次形成された基板を、綿布を巻きつけた回転体
に接触させつ）一方向に移動して前記膜面をラビングし
た後、トリクレンで表面を洗浄し、リンサードラィャー
で乾燥させた。

表面形状測定装直により表面の形状を調べた結果、平均
溝深さ２００Ａ、溝と溝との平均間隔４００Ａの溝が基
板の移動方向に綿状に形成されていることがわかった。
これを模式的に示すと第１図の如くなる。形成される溝
の溝深さおよび海と溝との間隔は回転体の回転速度、基
板の移動速度、基板にかかる圧力およびラビング用の布
の種類によって異なるが、ナイロン布の如き硬質の布を
用いた場合においても下層の硬度の大なる膜が損傷され
ることは殆んどなく、上層の硬度の小なる膜にのみ溝が
形成されていた。このようにして配向処理を終了した基
板２枚を第２図の如く重ね合せて液晶表示素子を構成し
た。

この際、両基板は上基板に形成された溝の方向と下基板
に形成された溝の方向は直交するように配列した。液晶
層の厚みは約１０ムのである。この素子の上下に２枚の
偏光板を設置し、両偏光板の偏光方向が並行または直交
するように偏光板の向きをかえて透過光のコントラスト
を調べた結果、コントラスト比は非常に大であった。こ
のことは、素子内の液晶は正確なネジレ構造を有してい
ることを示している。すなわち、基板表面は付近の液晶
は基板面に沿って正確に一方向に配列しているものと考
えられる。これは硬度の小なる膜を用いてきっちりとし
た一方向の溝を形成したからに外ならない。つぎに、両
基板間に直流電圧を印加して漏れ電流を調べた結果、漏
れ電流は５Ｖで１０‐９Ａ／地以下と非常に小さく、秀
れた絶縁特性を示していることがわかった。このことは
素子の長寿命化につながるものである。これは硬度が大
なる下層絶縁膜を用いたため絶縁膜が損傷されていない
ことを示している。また、電圧印加、無印加に対する応
答も良好で、特性の低下は生じていない。実施例 ２ 実施例１と同様な電極は基板上にシラノール液〔東京応
化社製０．Ｃ．Ｄ液〕を塗布して約１，５００Ａの均一
な厚さの二酸化ケイ素膜を形成した。

さらに、この薄膜上にィミド系樹脂を約３００△の厚さ
に塗布し燐付けた。この場合、二酸化ケイ素膜は硬度が
大であり、イミド系樹脂は二酸化ケイ素に比べて硬度は
非常に小である。このような２層構造の膜を形成した基
板上を、ラシャ布を巻きつけた回転体に基板を接触させ
ながら一方向に移動して、ラビングした。この基板表面
の形状を調べた結果、平均溝深さ２５０Ａ、溝と溝との
平均間隔約７００Ａの溝が基板の移動方向に綿状に形成
されていた。しかしながら、３００Ａ以上の深さの溝は
殆んど測定されていないことから下層のＳｉ０２膜は損
傷されておらず、溝は上層の樹脂膜にのみ形成されてい
ることは明らかである。実施例１と同様に素子を形成し
、偏光板を設置してコントラスト比を調べた結果、実施
例１と同様にコントラスト比は非常に大であった。

また、上下偏光板の偏光方向を並行にして電圧印加およ
び無印加の場合の透過光のコントラスト比を調べた結果
、１００：１以上となり秀れた表示特性を示すことが明
らかとなった。また、両基板間に直流電圧を印加して漏
れ電流を調べた結果、漏れ電流は５Ｖで１０‐９Ａ／か
以下と非常に小さく、秀れた絶縁特性を示していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶表示素子基板にラビング法に
より溝を形成した状態を榛式的に示し、第２図は本発明
に係る液晶表示素子の構成を示す。 １・・・・・・ガラス板、２・・・・・・透明電極、３
・・・・・・二酸化ケイ素膜、４……一酸化ケイ素膜、
５……条溝、６……シール材、７……スベーサ、８……
液晶。 多１図 多２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも１枚は透明である２枚の電極基板の夫々
   について、該電極上に電気絶縁性の下層膜を形成し、該
   下層膜上に上層膜を形成し、こうして２層膜を形成した
   ２枚の電極基板を対向配置した間に液晶層を形成する液
   晶表示素子の製造方法において、前記下層膜は前記上層
   膜をラビングした場合に電極の損傷を防ぐ程度に大きな
   硬度を有し、前記上層膜は前記上層膜よりも小さな硬度
   を有し、該上層膜にはラビングにより条溝を形成するこ
   とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。