JPH0720472A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の印刷パターンで形成する配向膜の膜厚
を、周囲端部から中央部まで均一にできる液晶表示装置
の製造方法を提供する。 【構成】 ポリウレタンによる光硬化性樹脂板の凸版印
刷版13には、表面に印刷パターン14を形成する。印刷パ
ターン14を中央部15と周囲の周囲端部16に区分し、凹凸
状に形成されている。凹凸状に形成された部分は、表面
形状が円形の円筒状凸部を多数形成する。凹凸頻度を中
央部15における凹凸頻度より大きな頻度とし、周囲端部
16に保持する配向膜液の量を少なくしたことにより、印
刷後の配向膜液の量を均一にできる。乾燥速度が周囲端
部16と中央部15で同じになり、配向膜の組成変化が生じ
なくなるなど、均一でむらのない配向膜を形成でき、良
好に表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の電極基板の配向
膜を形成する液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置には、動作モード
によりツイストネマチック（ＴＮ）型、動的散乱（Ｄ
Ｓ）型、ゲストホスト（ＧＨ）型、ＳＴ型およびＳＢＥ
（Supertwisted Birefringence Effect ）型など、多く
の種類がある。そして、現在では、ほとんどの液晶表示
装置に、電界効果型であるＴＮ型、ＳＴ型あるいはＳＢ
Ｅ型が使われている。また、このような動作モードを使
用した液晶表示装置の一例として、たとえば特開昭６０
−１０７０２０号公報に記載されたＳＢＥ型の液晶表示
装置が知られている。

【０００３】この特開昭６０−１０７０２０号公報に記
載の液晶表示装置の構成は、通常、片側に透明電極が形
成された２枚の透明基板を間隔を保って対向させ、これ
ら透明基板の周囲を封着してセルとし、このセル内にネ
マチック液晶を注入している。また、これら透明基板間
の距離は、４〜１２μｍ程度であり、ネマチック液晶と
してはシクロヘキサン系、エステル系、ビフェニール系
およびピリミジン系液晶等が用いられている。

【０００４】また、ネマチック液晶の中にはカイラル剤
が添加され、液晶分子の分子軸は１８０°〜３６０°、
好ましくは２７０°の角度に透明基板間にて捩じられて
いる。さらに、液晶分子は、各透明基板上に形成された
配向層の働きにより、分子軸が基板平面に対して５°よ
り大きい傾斜、いわゆるプレチルトを有している。

【０００５】そして、このような液晶表示装置の製造方
法において、配向層をなすいわゆる配向膜の製造方法に
おいて、この配向膜の材料液は、一般に凸版印刷法によ
り印刷塗布される。また、この場合、配向膜材料として
はポリイミド（ＰＩ）やポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）が用いられる。さらに、凸版印刷版には光硬化性樹
脂が用いられており、任意の印刷パターンを形成するこ
とができる。そして、この凸版印刷版の表面には、ポリ
イミド液やポリビニルアルコール液を保持するために、
所定荒さの凹凸処理が施されている。この凹凸処理とし
ては、薬品により表面をエッチングしたり、フォトマス
クにより任意のパターンの凹凸を形成したものなどがあ
る。

【０００６】また、凸版印刷版によりガラス基板上に転
写された配向膜液は、凹凸のためにガラス基板上におい
てアイランド状になっている。そして、このような状態
の配向膜液を均一にレベリングするためには、熱を加え
てこの配向膜液の粘度を下げるとともに、配向膜液に含
まれている溶剤を蒸発させてレベリングする必要があ
る。この工程を仮乾燥といい、溶剤蒸発にはホットプレ
ートなどを用いる。そして、仮乾燥の後に、配向膜材料
を完全重合させるために、さらに、高温の温度で焼成
し、配向膜を形成する。

【０００７】ところで、このような液晶表示装置は極め
て急俊なしきい値特性を持つため、配向膜には極めて高
い均一性が要求される。すなわち、配向膜のわずかな変
化、たとえば配向膜の厚みや配向膜の組成のわずかな変
化でも、しきい値電圧や点灯状態が変化してしまう。こ
こで、しきい値電圧が部分的に変化すると、液晶表示装
置としてはその部分がむらとなり、表示品位の安定性が
損なわれる。一方、最近では階調表示を行なう液晶表示
装置も出現しており、配向膜の均一性がより一層問題と
なっている。

【０００８】しかし、前述したように、表面に均一もし
くは同形状の凹凸を持つ凸版印刷版により、配向膜を印
刷した場合、印刷パターンの周囲端部の膜厚が、印刷パ
ターン中央部分の膜厚より厚くなる傾向が生じる。この
膜厚の差は、印刷パターンの周囲端部と中央部分とで
は、配向膜液の逃げが異なるためである。すなわち、中
央部では均一に塗布されるものの周囲端部では配向膜液
の逃げがなくなり、塗布量が中央部に比べて多くなるた
めである。この結果、仮乾燥後における配向膜の膜厚
は、周囲端部の方が厚くなる。

【０００９】図４は、塗布された配向膜液の乾燥状態を
示しており、図示のように、たとえば正方形状に塗布さ
れた配向膜液11は、周囲端部から乾燥が始まり、ハッチ
ングで示す乾燥部は徐々に中央部に向かって広がってい
く。この場合、周囲端部の塗布量が多いと、周囲端部と
中央部分とで乾燥速度に差が生じてしまい、膜組成の不
均一や誘電率の違いが生じる。この結果、液晶表示装置
としては、しきい値電圧や点灯状態に変化が生じ、部分
的なムラが生じていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように凸版印刷版
によりガラス基板上に配向膜液を印刷塗布した場合、ガ
ラス基板上に所定の印刷パターンで転写された配向膜液
は、その印刷パターンの周囲端部における塗布量が中央
部より多くなってしまうため、均一な膜厚の配向膜を形
成することが難しく、また、膜組成の不均一や誘電率の
違い等が生じるため、液晶表示装置としての表示品位の
安定性を損なう原因となる問題を有している。

【００１１】本発明の目的は、所定の印刷パターンで形
成される配向膜の膜厚を、周囲端部から中央部まで均一
とすることができる液晶表示装置の製造方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
装置の製造方法は、一対の対向する電極基板間に配向膜
を介して液晶層が保持されてなる液晶表示装置の製造方
法において、前記配向膜を、第１の頻度で形成された凹
凸を有する第１の領域と、この第１の領域の周辺に前記
第１の頻度より大きな第２の頻度で形成された第２の領
域とを有する印刷領域によって印刷するものである。

【００１３】請求項２記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法において、
第１の頻度は、第２の頻度の１／２以下であるものであ
る。

【００１４】請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項１または２記載の液晶表示装置の製造方法に
おいて、印刷領域は、第１の頻度と第２の頻度とが連続
的に変化しているものである。

【００１５】

【作用】請求項１記載の液晶表示装置の製造方法は、配
向膜液を印刷する印刷領域の周囲端部における凹凸頻度
を中央部における凹凸頻度より大きな頻度とし、周囲端
部に保持される配向膜液の量を少なくしたことにより、
印刷後の配向膜液の量を均一にすることができ、乾燥速
度が周囲と中央部とで同じとなり、配向膜の組成変化が
生じなくなり、均一でむらのない配向膜を形成でき、良
好に表示できる。

【００１６】請求項２記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法において、
第１の頻度は、第２の頻度の１／２以下であるため、周
囲端部に保持される配向膜液の量を確実に少なくできる
ので、配向膜液の量を全体に均一にできる。

【００１７】請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法
は、請求項１または２記載の液晶表示装置において、印
刷領域は、第１の頻度と第２の頻度とが連続的に変化し
ているため、周囲端部に保持される配向膜液の量を連続
的に少なくできるので、第１の頻度と第２の頻度との堺
がなくなり、配向膜液の量を全体に均一にできる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１９】図１において、13は凸版印刷版で、この凸
版印刷版13はたとえばポリウレタンによる光硬化性樹脂
板を用いており、その表面には所定形状をなす印刷領
域、すなわち印刷パターン14が形成されている。この印
刷パターン14は、第１の領域である中央部15と、この中
央部15の周囲に位置する第２の領域としての周囲端部16
とに区分されており、これら中央部15および周囲端部16
には、印刷対象である配向膜液を保持するため、凹凸状
に形成されている。そして、この凹凸状に形成された部
分を拡大すると、図２および図３で示すようになり、こ
れらの部分には、表面形状が円形の円筒状凸部17が所定
の頻度、すなわち荒さで多数形成されている。なお、配
向膜の材料にはＰＩ、ＰＶＡなどが使用可能であるが特
にＰＩが好ましく、粘度は３５〜６０ｃｐ、好ましくは
４０ｃｐ〜５０ｃｐ程度が最適であり、樹脂濃度で変更
可能である。

【００２０】ここで、中央部15の凹凸頻度を第１の頻度
といい、周囲端部16の凹凸頻度を第２の頻度という。そ
して、第１の頻度は第２の頻度より小さな値に設定さ
れ、たとえば中央部15は２５０線／インチの第１の頻度
に設定され、周囲端部16は４００線／インチの第２の頻
度に設定されている。

【００２１】このように印刷パターン14の中央部15と周
囲端部16とにおける凹凸頻度を変えて設定することによ
り、凸版印刷版13に保持される配向膜液の量が、中央部
15に比べ、周囲端部16の方が少なくなり、かつ、中央部
15と周囲端部16との境に配向膜液の逃げ部が作られるの
で、この凸版印刷版13により図示しない基板上に印刷塗
布された配向膜液の量は、印刷塗布面全体にわたって均
一になる。

【００２２】なお、円筒状凸部17の並び方向は、図２で
示すように、水平に対して、たとえば２７°傾斜した方
向とする。この傾斜角度は、印刷機の展色板または展色
ローラの表面形状に応じて変化する。また、円筒状凸部
17の面積比率は、たとえば３５％であるが、所望とする
膜厚にあわせて、この円筒状凸部17の面積比率とライン
数を変化させればよい。

【００２３】また、このような円筒状凸部17を有し、か
つ、中央部15と周囲端部16とで凹凸頻度の異なる印刷パ
ターン14を形成した凸版印刷版13を得るには、印刷パタ
ーン14を形成する際に、フォトマスクを用いてパターン
ニングするのが一般的である。すなわち、マスクのパタ
ーンを作成する際に、円筒状凸部17の形状を形成してお
けば、容易に得ることができる。

【００２４】次に、配向膜の形成プロセスを説明する。

【００２５】まず、配向膜が形成される電極基板、すな
わち、一主面に、例えばＩＴＯ（インジウム・チン・オ
キサイド）からなる透明な導電電極が形成されたガラス
基板を、たとえばアルカリ洗剤で擦り洗浄し、純水でリ
ンスした後、たとえばエアーナイフで水切りを行なう。
その後、たとえば赤外線で水分を蒸発させ、さらに、た
とえば紫外線により有機物を分解させる。

【００２６】次に、凸版印刷版13を用いて配向膜の印刷
を行なう。すなわち、この凸版印刷版13を備えた凸版印
刷機により、配向膜材料である液を、ガラス基板上に転
写印刷する。

【００２７】そして、配向膜材料の液を印刷した直後、
この印刷された基板を、たとえばホットプレートにより
約６０℃で約１分間加熱し、前述したように仮乾燥を行
なう。この仮乾燥の後、この基板をクリーンオーブンに
より、約２６０℃で焼成し、配向膜を得る。

【００２８】ここで、配向膜材料の液を印刷する際、前
述のように、印刷パターン14の中央部15と周囲端部16と
における凹凸頻度を変えた凸版印刷版13により印刷する
ので、基板上に印刷塗布された配向膜液の量は、印刷塗
布面全体にわたって均一となる。このため、仮乾燥時
に、図４で示すように、周囲端部から中央部に向かって
乾燥が進む場合、従来のように、周囲端部と中央部とで
乾燥速度に差が生じることはない。したがって、均一な
膜厚の配向膜が得られるとともに、膜組成の不均一や誘
電率の違いが生じず、液晶表示装置としてのしきい値電
圧や点灯状態は一定となる。

【００２９】なお、上記実施例では、焼成後における配
向膜の膜厚は６００オングストローム、面内ばらつきお
よび周囲端部と中央部との膜厚差は、±５０オングスト
ローム以下であり、むらのない良好な表示品位を持つ液
晶表示装置を得ることができた。

【００３０】また、上記実施例では、印刷領域の中央部
15における第１の頻度を２５０線／インチとし、周囲端
部16における第２の頻度を４００線／インチとしたが、
これに限定されるものではなく、第１の頻度を、第２の
頻度の１／２以下に設定してもよい。また、第１の頻度
と第２の頻度とが連続的に変化するように形成してもよ
い。このようにしても、印刷塗布される配向膜液の量
は、印刷部分の全面にわたって均一となり、均一の膜厚
を有し、膜組成の不均一や誘電率の違いの生じない配向
膜を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の液晶表示装置の製造方法
によれば、配向膜液を印刷する印刷領域の周囲端部にお
ける凹凸頻度を中央部における凹凸頻度より大きな頻度
とし、周囲端部に保持される配向膜液の量を少なくした
ことにより、印刷後の配向膜液の量を均一にすることが
でき、乾燥速度が周囲と中央部とで同じとなり、配向膜
の組成変化が生じなくなり、均一でむらのない配向膜を
形成でき、良好に表示できる。

【００３２】請求項２記載の液晶表示装置の製造方法に
よれば、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法に加
え、第１の頻度は、第２の頻度の１／２以下であるた
め、周囲端部に保持される配向膜液の量を確実に少なく
できるので、配向膜液の量を全体に均一にできる。

【００３３】請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法
によれば、請求項１または２記載の液晶表示装置の製造
方法に加え、印刷領域は、第１の頻度と第２の頻度とが
連続的に変化しているため、周囲端部に保持される配向
膜液の量を連続的に少なくできるので、第１の頻度と第
２の頻度との堺がなくなり、配向膜液の量を全体に均一
にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の製造方法の一実施例に
用いる凸版印刷版の平面図である。

【図２】同上図１で示した凸版印刷版の凹凸部分を拡大
して示す斜視図である。

【図３】同上図２で示した円筒状凸部の断面図である。

【図４】同上印刷された配向膜液の乾燥過程を示す工程
図である。

【符号の説明】

14 印刷領域としての印刷パターン 15 第１の領域としての中央部 16 第２の領域としての周囲端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の対向する電極基板間に配向膜を介
   して液晶層が保持されてなる液晶表示装置の製造方法に
   おいて、 前記配向膜を、第１の頻度で形成された凹凸を有する第
   １の領域と、この第１の領域の周辺に前記第１の頻度よ
   り大きな第２の頻度で形成された第２の領域とを有する
   印刷領域によって印刷することを特徴とする液晶表示装
   置の製造方法。
2. 【請求項２】 第１の頻度は、第２の頻度の１／２以下
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の
   製造方法。
3. 【請求項３】 印刷領域は、第１の頻度と第２の頻度と
   が連続的に変化していることを特徴とする請求項１また
   は２記載の液晶表示装置の製造方法。