JP3026786B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示素子及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子及びそ
の製造方法に係り、特に液晶を配向するための配向膜形
成工程と液晶処理工程とを含む液晶表示素子の製造方法
及び該方法により製造された液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶表示素子は超小型から大型
に至るまでの様々な大きさで生産でき、さらに表示パタ
ーンを多様化できるので表示装置に広く用いられてい
る。
【0003】図4には液晶のねじれ角度が180゜乃至
270゜の液晶表示素子の一例を示した。図示のよう
に、相互離隔して平行に配置された第1及び第2透明基
板11、12の相互対向面にはストリップ状の第1及び
第2透明電極13、14が相互交差するようにそれぞれ
形成されている。前記透明電極13、14上には配向膜
16、17がそれぞれ形成されており、これらの間には
液晶19が注入された上でシールラント(sealant )1
8により密封される。なお、前記第1及び第2透明基板
11、12の外側面には偏光板21、22がそれぞれ取
り付けられるが、これらの偏光板21、22の偏光方向
は前記液晶19のねじれ角度に対応する。
【0004】前記配向膜16、17の表面は液晶19を
一定の方向に配向させるために配向処理される。ここ
で、配向膜の処理は配向膜のプレチルト角を決める重要
な要因になり、有効な画像表示のためには前記プレチル
ト角が大きいのが望ましい。
【0005】通常の配向膜処理には、布を使って配向膜
16、17を一定の方向にこするラビング(rubbing )
法とSiO傾斜蒸着法、形状転写法、及び紫外線光によ
る光高分子化を用いた光照射法を含む非ラビング(non-
rubbing )法などがある。
【0006】この中で前記ラビング法は、配向膜に微細
且つ精密な配向溝を形成するのが難しいため位相歪みと
光分散を引き起こすという問題がある。特に配向膜のプ
レチルト角はラビング圧力に依存しているので、大きい
プレチルト角を得るにはラビング圧力を増大する必要が
あると共に、配向膜全体にわたって均一なプレチルト角
を得るのも難しい。
【0007】前記光照射法は配向膜の上面に塗布された
感光膜を露光及び現像して配向処理するものであって、
配向の方向を自由に調節できる。しかし、このような非
ラビング法の場合には、配向力が弱く、プレチルト角が
相対的に大きくないため画像の解像度を向上するには限
界がある。
【0008】例えば、高分子化合物のポリイミド(poly
imide )を非ラビング法により配向処理した場合4〜6
゜のプレチルト角を得られるが、これは通常要求される
8〜10゜のプレチルト角の範囲に及ばない数値であ
る。従って、液晶分子が反対の方向に捻じれてしまう逆
ねじれ領域(reversely twisted domain)が現れ得る。
【0009】以上のような問題点を解決するため199
5年11月7日、カン(Kang)氏等に発行された(issu
ed)米国特許第5、464、669号に開示されたよう
に、二枚の対向する基板にそれぞれPVCN−F(poly
vinyl −4 −fluorocinnamate )膜を形成し、相異なる
エネルギーを有した線形偏光された(linearly polariz
ed)紫外線光を前記PVCN−F膜に照射する方法が開
発された。
【0010】しかしながら、前記PVCN−Fポリマー
は高価であり、かつ線形偏光された光のエネルギー差に
プレチルト角が依存するので照射光量を制御しにくいと
いう問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な従来の問題点に鑑みて成されたものであり、配向膜の
プレチルト角を大きくできる液晶表示素子及びその製造
方法を提供することをその目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に係る液晶表示素子の製造方法は、 (a)第1及び第2透明基板の相互対向面にポリイミド
を用いて配向膜を塗布する段階と、 (b)前記配向膜を非ラビング法により配向処理する段
階と、 (c)前記配向膜の間に液晶を注入してから密封して液
晶セルを製造する段階と、 (d)前記液晶セルを90乃至180℃の温度で加熱す
る段階と、 (e)前記液晶セルに波長が200乃至250nmの
外線を照射する段階と、を含み、前記配向膜の膜厚は3
50乃至700オングストロームであることを特徴とす
る。
【0013】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の発明であって、前記段階(d)と(e)は同時に行わ
れることを特徴とする。
【0014】また、請求項3に係る液晶表示素子は、
求項1に記載した方法により製造されたことを特徴とす
る。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【発明の実施の形態】通常の液晶表示素子の構成を示し
た図4に基づき本発明に係る液晶表示素子の製造方法を
説明する。
【0019】まず、洗浄の済んだ第1及び第2透明基板
11、12の相互対向面に所定パターンの第1及び第2
透明電極13、14をそれぞれ形成する。それから前記
透明電極13、14の形成された第1及び第2透明基板
11、12の相互対向面に長鎖アルキル基を有するポリ
イミドを用いて配向膜16、17を塗布する。
【0020】前記ポリイミドとしてはよく知られている
通常の物質を用いることができる。前記配向膜の膜厚は
300乃至1000オングストローム、好ましくは、3
50乃至700オングストロームの膜厚で形成される。
さらに前記配向膜の焼成温度は150乃至200℃程度
が望ましい。なお、前記配向膜16、17は前述した光
照射法もしくは形状転写法をはじめとする非ラビング法
により配向処理される。
【0021】前記配向膜16、17の形成が完了されれ
ば、前記配向膜16、17の間に液晶を注入した上でシ
ールラント18を用いて密封する。
【0022】次いで、プレチルト角を増大するための工
程が下記の通り行われる。即ち、液晶の注入された前記
液晶セルを所定温度で加熱する。この際、加熱温度は9
0乃至180℃の範囲内にするのが望ましく、しかも最
適の温度は100乃至120℃である。前記加熱温度が
90℃より低い場合には後述する紫外線の照射時にプレ
チルト角の増大効果が少なく、180℃より高い場合に
は液晶が損傷される恐れがある。
【0023】続いて、加熱された前記液晶セルに紫外線
を照射する。この際、前記紫外線の波長は200乃至5
00nmで、照射時間は6乃至15分程度が望ましい。
更に、プレチルト角を増大するための最適の紫外線波長
は300乃至440nmである。前記紫外線の波長範囲
において、200乃至500nm以外の波長帯では紫外
線を照射してもプレチルト角の増加は極めて微弱であ
る。
【0024】本発明によれば、前記液晶セルの加熱と紫
外線の照射は同時に行われても構わない。
【0025】本発明の効果は下記の実施例を通じて一層
明らかになる。
【0026】
【実施例】本実施例に使われた配向膜の材質はアルドヒ
ケミカル(Aldrich Chemical CO.)社のPCV1であ
り、配向膜の焼成温度及び膜厚はそれぞれ約200℃及
び400オングストロームである。なお、使われた液晶
のねじれ角度は260゜である。
【0027】図1は前記液晶セルの加熱温度に応じたプ
レチルト角の変化を示している。この場合、照射された
紫外線の波長は約350nmであり、照射時間は約12
分である。図示のように液晶セルの加熱温度が90℃よ
り低い場合にはプレチルト角の増加が鈍化する。
【0028】図2は前記液晶セルに照射される紫外線の
波長に応じたプレチルト角を示している。この場合、前
記紫外線の照射時間は12分であり、前記液晶セルの加
熱温度は120℃である。図示のように紫外線の波長が
200〜500nmの範囲でプレチルト角の増加が著し
いことが分かる。
【0029】図3は前記液晶セルに照射される紫外線の
照射時間に応じたプレチルト角の変化を示す。この時、
前記液晶セルの加熱温度は120℃であり、紫外線の波
長は350nmである。図示のように紫外線の照射時間
は6乃至15分の間にするのが望ましい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、液晶のプレチルト角を
液晶セルの加熱量及び紫外線の照射量に応じて調節する
ことによってプレチルト角を増大できる。
【0031】なお、前記実施形態は単なる例示に過ぎ
ず、多くの変形が当分野において通常の知識を有する者
にとって可能であることは明らかである。従って、本発
明の真の技術的な保護範囲は特許請求の範囲の技術的思
想により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶セルの加熱温度に応じたプレ
チルト角の変化を示したグラフ。
【図2】本発明に係る配向膜に照射された紫外線の波長
に応じたプレチルト角の変化を示したグラフ。
【図3】本発明に係る配向膜に照射された紫外線の照射
時間に応じたプレチルト角の変化を示したグラフ。
【図4】通常の液晶表示素子の一部を引き伸ばした断面
図。
【符号の説明】
11 第1透明基板 12 第2透明基板 13 第1透明電極 14 第2透明電極 16 配向膜 17 配向膜 18 シールラント(sealant ) 19 液晶 21 偏光板 22 偏光板

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)第1及び第2透明基板の相互対向
    面にポリイミドを用いて配向膜を塗布する段階と、 (b)前記配向膜を非ラビング法により配向処理する段
    階と、 (c)前記配向膜の間に液晶を注入してから密封して液
    晶セルを製造する段階と、 (d)前記液晶セルを90乃至180℃の温度で加熱す
    る段階と、 (e)前記液晶セルに波長が200乃至250nmの
    外線を照射する段階と、 を含み、前記配向膜の膜厚は350乃至700オングストローム
    である ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記段階(d)と(e)は同時に行われ
    ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載した方法により製造され
    たことを特徴とする液晶表示素子
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