JP2705552B2 - 液晶配向膜の形成方法 - Google Patents

液晶配向膜の形成方法

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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle

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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子用基板の製
造方法に関し、更に詳しくは基板上に複数の領域を設け
ることにより広視野な表示を得る液晶表示用基板の液晶
配向膜の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】広視野を目的として複数の領域を設けた
液晶表示素子の製造方法に関しては、特開昭57−18
6735号公報、特開昭60−211422号公報、特
開昭63−106624号公報、特開昭64−8852
0号公報、特開平1−245223号公報等に記載され
ている。その主旨は、1つの画素を複数の領域に分割
し、異なる領域内での液晶の配向方向を、互いに視角依
存性を補うように規定することである。この液晶の配向
方向を規定する方法として、現在、ポリイミド樹脂の薄
膜をラビングする方法が用いられている。ここで用いら
れるポリイミド樹脂としては、特開昭61−47932
号公報、特開昭61−174725号公報に示されたも
の、及び、商品名では、日産化学製SE−7311、日
本合成ゴム製AL1051などがある。1つの画素を複
数の領域に分割するためには、1つの画素内のラビング
方向を変化させることが必要であるが、その具体的な方
法に関しては、特開昭60−211422号公報以外に
は述べられていない。特開昭60−211422号公報
には、1回目のラビング後に画素の1部をフォトレジス
ト層で保護しておき、2回目のラビングを行った後、こ
のフォトレジスト層を剥離するという操作を繰り返すこ
とで、1画素を複数の領域に分割することが述べられて
いる。しかし、具体的な剥離液の種類に関しては全く述
べられていない。剥離液の種類によっては配向膜に悪影
響を及ぼす。例えばフォトレジストの剥離液(ジメチル
スルホキシドとモノエタノ−ルアミンの混合液)を使用
すると配向膜に悪影響があり、分割配向できなくなる。
さらに、有機溶剤には、長期間連続して使用すると、人
体に有害であるものが多い。このため液晶配向膜に悪影
響を与えず、かつ工業的にも使用できるレジスト剥離液
は見いだされていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】領域を分割して液晶配
向膜を形成するためには、フォトレジスト層を保護層に
用いることが良い方法であるが、レジスト層を剥離する
際、必ず液晶配向膜が剥離液に触れるので液晶配向膜に
悪影響を与えない剥離液が必要であった。さらに、毒性
の観点から工業的に使用できる剥離液は見いだされてい
なかった。
【0004】本発明の目的は、液晶配向膜に悪影響を与
えず、かつ毒性の観点からも工業的に使用できるレジス
ト剥離方法を提案することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は課題を解決する
手段として、水溶性高分子膜を液晶配向膜とフォトレジ
スト層との間に設け、フォトレジストを剥離する際、有
機系の剥離液のかわりに水を用い、水溶性高分子膜とと
もにフォトレジスト層を除去するものである。
【0006】水溶性高分子として、ポリビニルアルコー
ルを用いることができる。
【0007】
【作用】分割配向を実現する際、通常は、特開昭60−
211422号公報に開示されているように、レジスト
を用いたPR工程を用いる。1回目のラビングの後、レ
ジストを用い配向膜の一部を保護し、2回目のラビング
を行った後、レジストを剥離液で剥離する。この際、配
向膜は必ず剥離液と接触するので、剥離液によっては配
向膜の状態を乱し、液晶の配向に悪影響を与えることが
ある。さらに、剥離液を工業的に使用するためには、長
期間使用しても人体に影響がないことが必要である。し
かし、そのような有機溶剤は見つけることが難しく、ま
た、たとえ見つかっても大量に保管することが難しいと
いう問題があった。
【0008】本発明では、水溶性高分子膜を液晶配向膜
の上に成膜し、その上にフォトレジスト層を成膜し、リ
ソグラフィ技術を用いてフォトレジスト層をパタ−ニン
グした後、フォトレジスト層をマスクに、水により水溶
性高分子膜をエッチングし、フォトレジスト層で覆われ
ていない部分の液晶配向膜に2回目のラビングする。そ
の後、水を用いて、長時間、強い条件で水溶性高分子膜
を剥離することにより、水溶性高分子膜とともにフォト
レジスト層を剥離する。この工程を繰り返すことによ
り、1つの画素を複数の領域に分割できる。このとき、
有機系の剥離液のかわりに水を用いることができるの
で、液晶配向膜に悪影響を与えない。さらに、大量保管
の問題も生じない。
【0009】また、2回目のラビングをする前に、フォ
トレジスト層のみを一括露光・現像または、剥離液によ
って除去しておき、パタ−ニングされた水溶性高分子膜
のみをマスクに2回目のラビングを行ってもよい。
【0010】ここで用いる水溶性高分子としては、水に
溶解し、レジストの塗布溶剤に溶解しにくい高分子であ
れば何でもよいが、ポリビニルアルコ−ル、ヒドロキシ
メチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロ−
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロ−スなどが、よく知
られており、入手も容易である。分子量は水に溶解しさ
えすれば、どの程度でもよく、例えばポリビニルアルコ
−ルでは、分子量が9,000 〜10,000のものから124,000
〜186,000 のものまでが容易に入手できるが、分子量が
小さい方が溶解しやすいので、9,000 〜10,000程度のも
のが望ましい。また、鹸化度も80%から99%のものまで
入手可能であるが、溶解性の観点からなるべく高いもの
が望ましい。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて、詳細に説明
する。 (実施例1)図1に分割配向プロセスの概略を示す。酸
化スズ(ITO)を成膜したガラス基板を洗浄後、高プ
レティルト角を与えるポリイミドをスピン塗布し、200
℃で1 時間焼成した。ラビング装置を用いラビングを行
った後、分子量9,000 〜10,000、鹸化度80%のポリビニ
ルアルコ−ル(Aldrich 社製)の10wt%水溶液を0.5μ
m厚になるようにスピン塗布し、110 ℃で30分間乾燥さ
せた。その後、レジスト(東京応化工業社製 商品名:
OFPR−800C)を1 μm厚になるようにスピン塗
布し、85℃で30分焼成した。500 μm角の市松模様のマ
スクを用い、露光・現像を行い、純水でリンスした後、
70℃の純水で5 分間処理し、レジストパタ−ンのない部
分のポリビニルアルコ−ルの層を溶解させた。その後、
75℃で20分乾燥を行い、光学顕微鏡を用い、パタ−ンを
観察したところ、500 μm角のレジストパタ−ンが市松
模様状に形成されていた。次に、ラビング装置を用い、
1回目のラビングとは逆方向にラビングを行った。ポリ
ビニルアルコ−ルの層とともにレジストを剥離するため
に、この基板を、80℃の純水につけ、10分間超音波を印
加した。純水でリンスした後、110 ℃で30分間、乾燥を
行い、主基板とした。対向基板としてITOを成膜した
ガラス基板を洗浄後、低プレティルト角を与えるポリイ
ミドをスピン塗布し、170 ℃で1 時間焼成した。このよ
うにして作成した二枚の基板をギャップが6 μmになる
ように、かつ、ラビング方向が互いに直角になるよう
に、球形のスペ−サ−を介して接着剤で貼り合わせセル
を作成した。このセルに左カイラル材を溶解させた通常
のネマチック液晶を注入し、注入口を封止した。作成し
たセルに±3V周期16.7msecの矩形波を印加し、偏光顕微
鏡で液晶の配向状態を観察した。その結果、良好な分割
配向が確認され、剥離液が配向膜に悪影響を与えていな
いことを確認できた。 (実施例2)実施例1と全く同様に、ポリビニルアルコ
−ルを分子量124,000 〜186,000 、鹸化度99%のものに
変え、同様な実験を行った。このとき、レジストパタ−
ニング後のポリビニルアルコ−ル溶解条件を、80℃の純
水で10分間、レジスト剥離の時間を20分間に変化させ
た。その結果、良好な分割配向が実現され、剥離液が配
向膜に悪影響を与えていないことを確認できた。 (実施例3)実施例1と全く同様に、2回目のラビング
を行う前に、基板全面を露光し、現像を行って、レジス
ト層を除去する工程を加えてから、2回目のラビングを
行う点のみ変化させて実験を行った。その結果、良好な
分割配向が実現され、剥離液が配向膜に悪影響を与えて
いないことを確認できた。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、分割配向を行った、視
野角の広い液晶表示素子を作成するために不可欠なレジ
スト剥離において、液晶配向膜に悪影響を与えず、かつ
毒性、大量保管の観点から工業的に使用できるレジスト
剥離法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分割配向の工程を示す断面図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 ITO膜 3 ポリイミド配向膜 4 水溶性高分子膜 5 フォトレジスト

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に配向処理された液晶配向膜上
    に、水溶性高分子膜を形成し、フォトレジスト層による
    マスクを用いて部分的に水溶性高分子膜を除去した後、
    再度配向処理を施し、水溶性高分子膜とフォトレジスト
    層を除去する工程を、1回以上繰り返すことにより、同
    一平面内に2種類以上の異なる液晶配向方向をもつ液晶
    配向膜を形成することを特徴とする液晶配向膜の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 水溶性高分子が、ポリビニルアルコ−ル
    であることを特徴とする、請求項1に記載の液晶配向膜
    形成方法。
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