JPH09138410A - 液晶表示素子の配向膜形成方法 - Google Patents

液晶表示素子の配向膜形成方法

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JPH09138410A
JPH09138410A JP29445695A JP29445695A JPH09138410A JP H09138410 A JPH09138410 A JP H09138410A JP 29445695 A JP29445695 A JP 29445695A JP 29445695 A JP29445695 A JP 29445695A JP H09138410 A JPH09138410 A JP H09138410A
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alignment film
liquid crystal
ink jet
crystal display
substrate
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JP29445695A
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English (en)
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Takeshi Yamamoto
本 武 志 山
Hitoshi Tomii
井 等 富
Makoto Hasegawa
誠 長谷川
Muneharu Akiyoshi
吉 宗 治 秋
Akiko Ueno
埜 亜希子 上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な膜厚分布を有する配向膜を得ることを
可能にする。 【解決手段】 所定のピッチで各行に配列される複数の
噴出孔を有し、任意の行の噴出孔は隣接する行の噴出孔
の配列に対して前記ピッチの半分だけずれるように配置
されているエリア型のインクジェットノズルを用いて配
向膜溶液を基板に噴射塗布する工程を備えていることを
特徴とする。

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の配向
膜形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、薄型軽量、低消費電力という大き
な利点をもつ液晶表示素子は、日本語ワードプロセッサ
やデスクトップパーソナルコンピュータ等のパーソナル
OA機器の表示装置として積極的に用いられている。液
晶表示素子(以下LCDともいう)のほとんどは、捩れ
ネマティック液晶を用いており、表示方式としては、こ
の中でも旋光モードと複屈折モードとの2つの方式に大
別できる。
【0003】旋光モードのLCDは、例えば90度捩れ
た分子配列をもつツイステッドネマティック(TN)形
液晶であり、原理的に白黒表示で、高いコントラスト比
と良好な階調表示性を示す。また応答速度が速い(数十
ミリ秒)ことから、時計や電卓、単純マトリクス駆動
や、スイッチング素子を各画素毎に具備したアクティブ
マトリクス駆動で、また、カラーフィルタと組み合わせ
たフルカラーの表示の液晶テレビなど(TFT(Thin F
ilm Transistor)−LCDやMIM(Metal Insulator
Metal)−LCD)に応用されている。
【0004】一方、複屈折モードの表示方式のLCD
は、一般に90度以上捩れた分子配列をもつスーパーツ
イスト(ST)形液晶で、急唆な電気光学特性をもつた
め、各画素ごとにスイッチング素子(薄膜トランジスタ
やダイオード)がなくても単純なマトリクス状の電極構
造でも時分割駆動により容易に大容量表示が得られる。
これらの液晶表示素子の表示を均一に行うためには基板
表面全面に液晶分子を均一に配向させることが必要であ
る。
【0005】液晶表示素子は、2枚の基板の電極の間に
液晶組成物を挟持し、2枚の基板の電極から液晶組成物
に電圧を印加し表示を行うものであり、電圧を印加した
時に均一な表示を行うためには、液晶分子にプレチルト
角(液晶分子の分子軸と配向膜表面とのなす角)を予め
与えることが必要である。このように、配向膜はプレチ
ルト角を与えることも重要な役割として担っている。
【0006】従来、これらの液晶表示素子の配向膜の形
成は、電極等が形成された基板上に例えばポリイミド等
の有機高分子化合物からなる薄膜をオフセット印刷によ
り形成した後、布などで軽く摩擦すること(ラビング処
理)によって行うのが一般的である。
【0007】オフセット印刷によって配向膜を形成する
方法は、図8に示すように、まずアニロックスローラ5
2上にノズル50を介して配向膜材料、例えばポリイミ
ドを滴下し、ドクターローラ51をアニロックスローラ
52に押付けることによって上記滴下されたポリイミド
の厚さが均一となるように伸ばす。そしてこの均一とな
るように伸ばされたポリイミド膜を、版胴53上に設け
られた印刷版54上に転写し、印刷版54上に転写され
たポリイミド膜を基板60の表面に更に転写し、配向膜
62を形成する。
【0008】また、電極等が形成された基板表面に例え
ばポリイミド等の高分子化合物を直接に散布することに
よって配向膜を形成する方法も考えられている(特開昭
54−21862号公報、特開昭63−106727号
公報参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】オフセット印刷によっ
て配向膜を形成する方法は、印刷版54上に平坦化され
た配向膜材料の膜を基板表面に転写することにより配向
膜を形成するため、膜厚の均一性は良い。しかし、ドク
ターローラ51とアニックスローラ52に配向膜材料を
塗布する必要があるため、配向膜材料の使用効率が低い
という問題があった。
【0010】一方、配向膜材料を基板表面に散布するこ
とによって配向膜を形成する方法は、配向膜材料の使用
効率が良いが、オフセット印刷のように間接部材上で平
坦化させる工程がないため、均一な膜厚分布を得ること
が困難である。
【0011】このように上述の方式では配向膜材料の使
用効率と膜厚の均一性がトレードオフの関係にあるとい
う問題がある。
【0012】この問題を解決するために、図6に示すよ
うにライン型インクジェットノズル12を用いて配向膜
を形成することが考えられている。このライン型インク
ジェットノズル12はインク噴出孔14が1列に配列さ
れているインクジェットノズルであって、供給口13か
ら注入された配向膜材料の溶液(以下、配向膜溶液とも
いう)を噴射指令信号に基づいて基板40に対して相対
的に移動しながら基板40に噴射塗布するものである。
【0013】このライン型インクジェットノズルを用い
て配向膜を形成する方法においては、配向膜材料の使用
効率が高いが配向膜溶液の液滴は常に基板40に対して
相対運動しているインクジェットノズル12より噴出さ
れるため、インクジェットノズル12の相対移動速度が
規定値よりずれた場合、または噴出のタイミングにずれ
が生じた場合に液滴の着弾点間に膜厚差が生じるという
問題がある。例えば、インクジェットノズル12に対す
る基板40の移動速度が規定値より遅い場合は、図7
(a)に示すように塗布された液滴35のオーバーラッ
プ量が大きくなり、配向膜の膜厚が所望の値よりも大き
くなる。また配向膜の塗布された領域も所望の形状でな
くなり、印刷位置精度の悪化とともに配向不良領域が発
生する可能性がある。一方、インクジェットノズル12
に対する基板40の移動速度が規定値より速い場合は、
図7(b)に示すように塗布された液滴35のオーバー
ラップ量が小さくなり(場合によって液滴同士が離
れ)、配向膜の膜厚が小さくなる。また、インクジェッ
トノズル12に対する基板40の速度が小さいときと同
様に、印刷領域も所望の形状とは異なり、上述のような
配向不良などの表示欠陥が発生するおそれがある。
【0014】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、膜厚分布が均一な配向膜を形成することので
きる液晶表示素子の配向膜形成方法を提供することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子の配向膜形成方法の第1の態様は、所定のピッチで各
行に配列される複数の噴出孔を有し、任意の行の噴出孔
は隣接する行の噴出孔の配列に対して前記ピッチの半分
だけずれるように配置されているエリア型のインクジェ
ットノズルを用いて配向膜溶液を基板に噴射塗布する工
程を備えていることを特徴とする。
【0016】また本発明による液晶表示素子の配向膜形
成方法の第2の態様は、所定のピッチで一列に配列され
る複数の噴出孔を有するライン型のインクジェットノズ
ルを用い、このインクジェットノズルからの配向膜溶液
の次回の噴射は前回の噴射位置よりも基板の進行方向と
ほぼ直交する方向に前記ピッチの半分だけずらした位置
で行うようにしたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明による液晶表示素子の配向
膜形成方法の第1の実施の形態を図1を参照して説明す
る。図1は本実施の形態の配向膜形成方法に用いられる
インクジェットノズル2の構成図である。このインクジ
ェットノズル2はエリア型のインクジェットノズルであ
って、配向膜溶液を噴出する噴出孔4が図示しない基板
に対向する面に例えば2500×2500個設けられて
いる(図1(b)参照)。噴出孔4の径は例えば50μ
mであり、各行の噴出孔4のピッチpは例えば100μ
mである。そして、任意の行の噴出孔4は上記行に隣接
する行の噴出孔4の配列に対して半ピッチ(=p/2)
だけずれて配置される(図1(b)参照)。
【0018】配向膜溶液は供給口3を介してインクジェ
ットノズル2に外部から送出され、噴射指令信号に基づ
いてインクジェットノズル2が動作することにより上記
噴出孔4から配向膜溶液が噴射される。なお、上記イン
クジェットノズル2は各噴出孔4からの噴射を独立に制
御することが可能な構成となっている。
【0019】上述のインクジェットノズル2を用いて以
下のように配向膜を形成する。この実施の形態に使用さ
れるインクジェットノズル2は基板の配向膜形成領域を
全て網羅する大きさであるため、基板をインクジェット
ノズル2に対向配置した後は、図2に示すようにインク
ジェットノズル2と基板40のいずれも移動させずに噴
射塗布を行う。このとき配向膜形成領域からはみ出てい
る噴出孔から配向膜溶液を噴射させないようにする。使
用した配向膜溶液は配向膜材料例えばAL−1051
(商品名)の2.0重量%溶液である。配向膜溶液を基
板40に噴射塗布した後は、基板40を100℃で15
秒間乾燥させ、更に180℃で30分間の加熱焼成を行
うことにより、塗布された配向膜溶液中の溶媒(例えば
γ−ブチルラクトン)を除去し、配向膜を形成する。
【0020】このように第1の実施の形態の形成方法に
おいては、任意の行の噴出孔4が隣接する行の噴出孔4
の配列に対して半ピッチだけずれて配置されているエリ
ア型のインクジェットノズルを用いて行うので、従来の
ようにライン型のインクジェットノズルを用いてインク
ジェットノズルと基板の相対速度や塗布のタイミングを
取りながら塗布した場合に比べて液滴のオーバーラップ
量のばらつきによる膜厚むらが発生することがない。
【0021】なお、エリア型のインクジェットノズル2
の大きさが配向膜形成領域より小さい場合、例えば、噴
出孔4の個数が500×500個、噴出孔4の径が50
μm、噴出孔4のピッチpが100μmであるような場
合は、図3に示すようにインクジェットノズル2を基板
に対して複数回相対的に移動させ、所定の領域に配向膜
溶液を噴射塗布することになる。この場合も第1の実施
の形態の形成方法と同様に膜厚分布が均一な配向膜を形
成することができる。
【0022】また、上記第1の実施の形態の形成方法に
おいては、任意の行の噴出孔4が隣接する行の噴出孔4
の配列に対して半ピッチ(p/2)だけずれて配置され
たエリア型のインクジェットノズル2を用いたが、図4
に示すように噴出孔4がマトリクス状に配列されたエリ
ア型のインクジェットノズルを用いても、従来の場合よ
りも均一な膜厚分布を有する配向膜を形成することがで
きる。
【0023】次に本発明による液晶表示素子の配向膜形
成方法の第2の実施の形態を図5を参照して説明する。
この実施の形態の形成方法は、図5に示すようにライン
型のインクジェットノズル12を用いるものであって、
インクジェットノズル12の次回の噴射位置を前回の噴
射位置よりも、基板(図示せず)の進行方向とほぼ直交
する方向に、噴出孔14の配列ピッチpの半分だけずら
し、上記次回の次の噴射位置を、上記次回の噴射位置か
ら半ピッチだけ逆方向に移動して噴射塗布を行うもので
ある。したがってインクジェットノズル12の動きは図
5に示すようにジグザグに進むことになる。この場合、
基板とインクジェットノズル12の相対速度を適切に選
択することにより第1の実施の形態と同様の効果を得る
ことが可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば膜厚
分布が均一な配向膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示素子の配向膜形成方法の
第1の実施の形態に使用されるインクジェットノズルの
構成図。
【図2】第1の実施の形態の形成方法を説明する説明
図。
【図3】第1の実施の形態の形成方法の変形例を説明す
る説明図。
【図4】第1の実施の形態の形成方法の他の変形例に使
用されるインクジェットノズルの噴出孔の配置の模式
図。
【図5】本発明による液晶表示素子の配向膜形成方法の
第2の実施の形態を説明する説明図。
【図6】従来の配向膜形成方法を説明する説明図。
【図7】従来の配向膜形成方法の問題点を説明する説明
図。
【図8】オフセット印刷方式による配向膜の形成を説明
する説明図。
【符号の説明】
2 エリア型のインクジェットノズル 3 配向膜溶液供給口 4,14 噴出孔 12 ライン型のインクジェットノズル 35 配向膜溶液 40 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋 吉 宗 治 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 上 埜 亜希子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のピッチで各行に配列される複数の噴
    出孔を有し、任意の行の噴出孔は隣接する行の噴出孔の
    配列に対して前記ピッチの半分だけずれるように配置さ
    れているエリア型のインクジェットノズルを用いて配向
    膜溶液を基板に噴射塗布する工程を備えていることを特
    徴とする液晶表示素子の配向膜形成方法。
  2. 【請求項2】所定のピッチで一列に配列される複数の噴
    出孔を有するライン型のインクジェットノズルを用い、
    このインクジェットノズルからの配向膜溶液の次回の噴
    射は前回の噴射位置よりも基板の進行方向とほぼ直交す
    る方向に前記ピッチの半分だけずらした位置で行うよう
    にしたことを特徴とする液晶表示素子の配向膜形成方
    法。
JP29445695A 1995-11-13 1995-11-13 液晶表示素子の配向膜形成方法 Pending JPH09138410A (ja)

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