JPH0240623A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、液晶表示素子の製造方法に関する。

さらに詳しくは、強誘電性液晶が良好に配向しうる配向
膜を有する液晶表示素子の製造方法に関す［発明の技術
的背景および従来技術］ 従来より、時計、コンピューター　ワードプロセッサー
などに使用されている液晶表示素子は、二枚の透明基板
のそれぞれに、透明電極を設け、該透明電極上に配向膜
を設けた後、該配向膜をラビング処理して得た二枚の透
明電極基板を、前記配向膜を内側にして向い合せて配置
し、その間に液晶を封入することにより製造されるのが
普通である。

一般に、液晶表示素子においては、液晶をある方向にそ
ろえて配列させる、すなわち配向させる必要があるため
、上記のような液晶表示素子では配向膜を設けることで
液晶分子を配向させている。上記のラビング処理とは、
配向膜を布などでこすることであるが、このラビング処
理によフて、配向膜表面に微小な溝が形成されるので、
配向膜は液晶を配向させることができるようになると考
えられている。

このような液晶表示素子はネマ゛・チック液晶をねじれ
構造にしたライスティドネマチック（ＴＮ）モードによ
る表示が主流である。ところが、このＴＮ型液晶表示素
子は応答速度が遅く、現状では２０ミリ秒が限度である
という欠点を有しており、高速応答性が要求されるテレ
ビジョンパネルなどに利用する際の大きな問題となって
いる。

これに対して、最近、高速応答性のある強誘電性液晶が
新しいデイスプレーの分野を拓くものとして期待され、
研究されている。この強誘電性液晶材料を使用した表示
素子では、液晶分子を基板面に平行なある優先方位にそ
ろえて配列させることが重要である。しかしながら、こ
の強誘電性液晶表示素子に利用されるカイラルスメクチ
ック相を有するスメクチック系の液晶は、一般に上記の
一般的なネマチック系の液晶に比べて配向安定性が悪く
、液晶分子を基板面に平行なある優先方位にそろえて配
列させることが困難である。

液晶分子の配向を阻害する原因の一つに、ラビング処理
によって形成された配向膜表面の溝が、必ずしも均一に
形成されないことがある。

ラビング法により配向処理された配向膜表面は、実用上
可能な限りラビング条件（例えば、ラビング圧など）を
厳しく制御しても、微細な段差や溝の形状のばらつき、
パリなどを生じるため、液晶を配向させる能力が配向膜
表面の各部分で不均一になり、従って液晶分子の良好な
配向が阻害される原因となる。

このような問題を解決する方法として、特開昭６３−３
０８２７号公報には、熱処理によって、上記の問題を改
善する方法が開示されている。しかしながら、この方法
では成膜工程の後に、１００℃から３５０℃の成膜温度
以上の加熱を３０分以上する必要があるため、この加熱
処理による他の層、例えば、カラーフィルターなどへの
悪影響が懸念される。さらに、この方法では加熱時間が
３０分以上と比較的長時間であるので、より短時間で行
うことのできる処理が望まれる。

［発明の要旨］ 本発明の目的は、強誘電性液晶が良好に配向しうる配向
膜を有する液晶表示素子の製造方法を提供することにあ
る。

さらに、本発明は、従来より短時間で、かつ成膜工程以
外に長時間高熱を加えることなく、配向膜表面全体にわ
たって液晶を配向させる能力が均一である配向膜を有す
る液晶表示素子を製造する方法を提供することもその目
的としている。

上記の目的は、本発明の、二枚の透明基板のそれぞれに
、透明電極を設け、該透明電極上に配向膜を設けた後、
該配向膜をラビング処理して得た二枚の透明電極基板を
、前記配向膜を内側にして向い合せて配置し、その間に
液晶を封入することにより製造される液晶表示素子の製
造方法であって；前記配向膜の少なくとも一方に、ラビ
ング処理を施した後、紫外線照射処理、グロー放電処理
および電子線照射処理からなる群より選ばれる少なくと
も一つの処理を行なうことを特徴とする液晶表示素子の
製造方法、によって達成できる。

本発明の発明者′は、ラビング処理の後に、配向膜に対
して、紫外線照射処理、グロー放電処理および電子線照
射処理からなる群より選ばれる少なくとも一つの処理を
行なうと、ラビングによって生じた配向膜表面の微細な
段差や溝の形状のばらつき、パリなどにょる配向能力の
低下が改善されることを見出し、本発明に到達したもの
である。

これらの処理によって配向膜表面の配向能力が改善され
る理由およびその機構は、必ずしも明らかではないが、
上記の処理によって配向膜表面でラジカルあるいは高励
起分子が発生し、そのため配向膜表面で反応が起こり、
表面が改質されるためと考えられる。

本発明の液晶表示素子の製造方法は、配向膜に対して、
ラビング処理の後に、紫外線照射処理、グロー放電処理
および電子線照射処理からなる群より選ばれる少なくと
も一つの処理を行なうこと以外は、通常の液晶表示素子
の製造方法と変るところはないので、成膜後に長時間の
高温での熱処理が必要なく、短時間の工程によって、配
向膜表明全体にわたって、液晶を配向させる能力が均一
である配向膜を有する液晶表示素子を製造することがで
きる。

［発明の詳しい記述］ 本発明の液晶表示素子の製造方法は、上記したように、
配向膜に対して、ラビング処理の後に、紫外線照射処理
、グロー放電処理および電子線照射処理からなる群より
選ばれる少なくとも一つの処理を行なうこと以外は、通
常の液晶表示素子の製造方法と変るところはない。従っ
て、本発明の液晶表示素子の製造方法に用いられる透明
基板、透明電極、配向膜、液晶は、すべて従来から液晶
表示素子に用いられている公知のものが利用でき、また
従来から液晶表示素子の製造方法に使用されている手法
もすべて利用できる。

以下に、本発明の液晶表示素子の製造方法の例を順を追
って以下に述べる。

まず、透明基板上に常法により透明電極を設ける。

例えば、透明基板として平滑性の良好なフロートガラス
を用い、この基板上に、透明電極として酸化インジウム
（Ｉｎ２０ｓ　）−酸化スズ（Ｓｎ０２）およびＩＴＯ
（インジウム・スズ・オキサイド）等を、真空蒸着、ス
パッタリング、ＣＶＤ等の公知の方法で設ける。

このようにして設けた透明電極上に配向膜を設うける。

配向膜材料としては、通常用いられる樹脂ならば特に限
定されないが、ポリイミド系樹脂あるいはポリアミド系
、ポリ酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、セルロ
ース系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの樹
脂が適宜用いられる。配向膜の形成も、従来より公知の
方法で行なうことができる。例えば、配向膜形成材料を
塗布し、熱処理する方法、真空蒸着など蒸着を利用する
方法、あるいはラミネート法によって設けてもよい。ま
た、配向膜は、透明電極上に直接設置してもよいし、ま
た、透明電極上に絶縁層を設け、その上に形成してもよ
い。

このようにして設けられた配向膜はナイロン、ポリエス
テル、ポリアクリロニトリルのような合成繊維、綿、羊
毛のような天然ａｍなどを用いてラビング処理され、次
に、本発明の特徴である、紫外線照射処理、グロー放電
処理および電子線照射処理からなる群より選ばれる少な
くとも一つの処理力ぐ行なわれる。これらの処理自体は
公知の方法で行なうことができる。例えば、紫外線照射
処理は、高圧水銀灯、キセノンランプなどの希ガス放電
管、（重）水素放電管等を光源として用いて行なうこと
ができる。また、グロー放電処理を行なう場合は、ラビ
ング処理済みの配向膜を有する透明電極基板をペルジャ
ーなどの真空チャンバー内に装填して処理を行なう。グ
ロー放電処理における、反応器（チャンバー）内の減圧
度、放電電力、放電周波数などの各条件は、材料分子、
膜の広さ、膜厚、反応器（チャンバー）の形状などによ
り適宜選択される。紫外線照射処理、グロー放電処理お
よび電子線照射処理のいずれの場合も、その処理時間は
、材料分子、膜の広さ、膜厚などの膜の条件、および紫
外線波長、グロー放電の場合は放電電力、放電周波数、
電子線のエネルギーなどの処理の条件の双方から決定さ
れるが、数秒ら数十分程度が一般的である。

上記のようにして製造した、透明基板、透明電極および
前記の処理を行なった配向膜からなる透明電極基板を少
なくとも一方に持つ一対の透明電極基板を、配向膜が内
側になるようにして液晶をはさんで相対させる。

本発明の液晶表示素子の製造方法は、ＴＮ液晶やＳＴＮ
液晶を使用するものでも、もちろん良好な液晶の配向を
得るために有効であるが、本発明の効果が最も有効に発
揮されるのは、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子であ
る。強誘電性液晶は、従来より知られているものが利用
できる。

以下余 臼 強誘電性を有する液晶は、具体的にはカイラルスメクテ
ィクＣ相（ＳｍＣ”　）、Ｈ相（ＳｍＨ″）、Ｉ相（Ｓ
ｍＩ′）、Ｊ相（ＳｍＪ”　）、Ｋ相（ＳｍＫ’　）、
Ｇ相（ＳｍＧ”　）またはＦ相（ＳｍＦ’　）を有する
液晶である。

例えば、以下のような分子が強誘電性液晶として利用さ
れる。

ＩＬ Ｒ あるいは、 ＣＮ　　　　　（：Ｈ３ 具体的な液晶組成物としては、チッソ■製のＣ５−１０
１１、Ｃ３−１０１３、Ｃ３−１０１５、メルク社製の
ＺＬＩ−３４８８、ＺＬＩ−３４８９、帝国化学産業■
製のＨ５−９ＢＰ、Ｈ３−７８Ｐ　（いずれも商品名）
などを挙げることができるが、これに限定されるもので
はない。これらの液晶の中には液晶に溶解する二色性染
料、減粘剤等を添加しても何ら支障はない。

もちろん、本発明によって製造される液晶表示素子は、
電気絶縁層を設けたり、スペーサーを使用したり、偏光
板、カラーフィルターを設けたりといった通常の液晶表
示素子について行なわれる態様が、すべて可能である。

特に、両配向膜間の間隙（すなわち液晶層の層厚）を確
保するためにスペーサーが使用されることは好ましい。

スペーサーとしては、ガラスファイバー、ガラス・ビー
ズ、プラスチック・ビーズ、アルミナやシリカなどの金
属酸化物粒子が用いられる。スペーサーの粒径は、用い
られる液晶、配向膜材料、セルギャップの設定、用いる
金属酸化物などによって異なるが、１．２μｍから６μ
ｍが一般的である。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。

ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない
。

［実施例１］ ５ｃｍ四方のガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上にインジ
ウム・スズ酸化物の透明電極を設け、この上に、ポリイ
ミド系配向剤（日立化成■製ＬＸ−５４００）を塗布し
、１１０℃で１時間熱処理をして膜厚０．１μｍの膜を
形成した。こうして得られたポリイミド膜をポリエステ
ル布で１ｏ回ラビング処理した。次に、この透明電極基
板に、２ｋＷの高圧水銀灯（長さ：　２５ｃｍ、長さ当
りの出カニ８０Ｗ／ｃｍ）を光源として、３分間紫外線
照射を行ない、紫外線照射済みの配向膜を有する透明電
極基板を得た。同様の工程を繰り返して、もう−枚、上
記と同様の透明電極基板を得た。この二枚の透明電極基
板をラビング方向が平行になるようにして、スペーサー
を介して貼り合わせ、セル間隙２μｍの液晶セルを作成
した。このセルに強誘電性液晶ＺＬＩ−３７７５（メル
ク社製）を注入し、いったん１００℃まで加熱し、次に
４０℃になるまで徐冷して、液晶表示素子を得た。

［比較例１］ 実施例１で、紫外線照射を行わなかった以外は、まった
く同様の方法で液晶表示素子を製造した。

［液晶表示素子の評価］ 実施例１の液晶表示素子と、比較例１の液晶表示素子を
直交ニコル下で観察し配向の線状欠陥の数を測定した。

結果を第１表に示す。

第１表 線状欠陥の数（個） 実施例１ 比較例１ 上記の結果から明らかなように、本発明の液晶表示素子
の製造方法により製造された液晶表示素子は、強誘電性
液晶が良好に配向しうる配向膜を有する液晶表示素子で
ある。

また、上記から明らかなように、本発明の液晶表示素子
の製造方法によれば、成膜工程以外に長時間高熱を加え
ることなく、配向膜表面全体にわたって液晶を配向させ
る能力が均一である配向膜を有する液晶表示素子を製造
すること４５できる。

特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　弁
理士　　柳川　泰男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、二枚の透明基板のそれぞれに、透明電極を設け、該
   透明電極上に配向膜を設けた後、該配向膜をラビング処
   理して得た二枚の透明電極基板を前記配向膜を内側にし
   て向い合せて配置し、その間に液晶を封入することによ
   り製造される液晶表示素子の製造方法であって；前記配
   向膜の少なくとも一方に、ラビング処理を施した後、紫
   外線照射処理、グロー放電処理および電子線照射処理か
   らなる群より選ばれる少なくとも一つの処理を行なうこ
   とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。