JPS6060624A - 液晶表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents
液晶表示パネルおよびその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、文字あるいは画像表示用の液晶表示パネルお
よびその製造方法に関し、特に配向膜の表面に親規な方
法で液晶の配向性能を付与した構造の液晶表示パネルお
よびその製造方法に関するものである。
よびその製造方法に関し、特に配向膜の表面に親規な方
法で液晶の配向性能を付与した構造の液晶表示パネルお
よびその製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
液晶表示パネルは、よく知られているように、対向面側
にそれぞれ電極が形成されている一対の基板（以下単に
電極基板という）間に液晶を充填したパネルに偏光板を
組合せたもので、初期配向した液晶分子と電極に電圧を
印加した状態で再配列した液晶分子との複屈折性の差に
より濃淡を表示するものである。液晶を初期配向させる
には、通常、液晶の接するパネル内壁に配向処理と呼ば
れる各種の処理が施される。
にそれぞれ電極が形成されている一対の基板（以下単に
電極基板という）間に液晶を充填したパネルに偏光板を
組合せたもので、初期配向した液晶分子と電極に電圧を
印加した状態で再配列した液晶分子との複屈折性の差に
より濃淡を表示するものである。液晶を初期配向させる
には、通常、液晶の接するパネル内壁に配向処理と呼ば
れる各種の処理が施される。
配向処理の一例は、有機拐料たとえばポリイミドを塗布
し、硬化した膜に、ナイロン系またはビニル系の繊維を
一定方向にこすりつけるもので、配向処理のラビング法
と呼ばれる。配向処理の他の一例は、無機材料たとえば
ＳｉＯを一電極基板に対して斜方向から蒸着するもので
、配向処理の斜蒸着法と呼ばれる。
し、硬化した膜に、ナイロン系またはビニル系の繊維を
一定方向にこすりつけるもので、配向処理のラビング法
と呼ばれる。配向処理の他の一例は、無機材料たとえば
ＳｉＯを一電極基板に対して斜方向から蒸着するもので
、配向処理の斜蒸着法と呼ばれる。
配向処理した配向膜表面で液晶分子が一定方向に配列す
る現象は、長鎖状の高分子である液晶分子の位置エネル
ギーが、その方向に配列した場合に最も小さくなるため
である０ラビングによる配向膜が配向性能を有するメカ
ニズムについては、ラビングにより表面に物理的凹凸、
いわゆるヘアライン加工表面のようなスクラッチ状の凹
凸が生じるためであるとする説や、ラビング布の有機物
質が表面に方向性を持って付着するためであるとする説
等があり、いずれも定説となっていない。
る現象は、長鎖状の高分子である液晶分子の位置エネル
ギーが、その方向に配列した場合に最も小さくなるため
である０ラビングによる配向膜が配向性能を有するメカ
ニズムについては、ラビングにより表面に物理的凹凸、
いわゆるヘアライン加工表面のようなスクラッチ状の凹
凸が生じるためであるとする説や、ラビング布の有機物
質が表面に方向性を持って付着するためであるとする説
等があり、いずれも定説となっていない。
このようなことからラビング処理の最適条件は、有機配
向膜の月質、硬化条件、ラビング布の拐質。
向膜の月質、硬化条件、ラビング布の拐質。
繊維構造、こすりつけの押圧力、相対速度１回数等を組
合せにより実験じ、経験的にめているのが実情である。
合せにより実験じ、経験的にめているのが実情である。
特にラビングの場合、機械的に配向膜表面をこすること
から、脱落したラビング布繊維やごみにより配向膜表面
に欠陥や異常スクラッチが生じやすいこと、ラビング布
の耐久性が十分でないために使用回数を重ねる度に配向
性能が変化したシ、配向の不均一を生じる等の欠点があ
る。さらに画像表示用の液晶表示パネルで、多数の画素
子の一つ一つに対応したスイッチング用の簿膜トランジ
スタが電極基板に構成されたものでは、基板表面に凹凸
があり、ラビングにょる配向ではこの凹凸の段差近傍で
配向のむらを生じることがある。さらにラビングによる
帯電により、このような能動素子を静電破壊させてしま
うこともある。
から、脱落したラビング布繊維やごみにより配向膜表面
に欠陥や異常スクラッチが生じやすいこと、ラビング布
の耐久性が十分でないために使用回数を重ねる度に配向
性能が変化したシ、配向の不均一を生じる等の欠点があ
る。さらに画像表示用の液晶表示パネルで、多数の画素
子の一つ一つに対応したスイッチング用の簿膜トランジ
スタが電極基板に構成されたものでは、基板表面に凹凸
があり、ラビングにょる配向ではこの凹凸の段差近傍で
配向のむらを生じることがある。さらにラビングによる
帯電により、このような能動素子を静電破壊させてしま
うこともある。
斜蒸着による配向処理はラビングによる配向処理に比べ
てこのような諸々の欠陥は比較的少ないが、蒸着装置の
規模および基板の斜装置の制約から大きな電極基板を処
理しにくいこと、工数が犬となること、最適条件範囲（
特に蒸着角度、蒸着速度、基板温度等）が比較的に狭く
、蒸着条件管理が必要なこと等の欠点があるＯ 発明の目的 本発明はこのような従来の配向膜に対してその欠点を解
決あるいは改善した、新規、な方法で配向処理した配向
膜を有する液晶表示パネルおよびその製造方法を提供す
るものである。
てこのような諸々の欠陥は比較的少ないが、蒸着装置の
規模および基板の斜装置の制約から大きな電極基板を処
理しにくいこと、工数が犬となること、最適条件範囲（
特に蒸着角度、蒸着速度、基板温度等）が比較的に狭く
、蒸着条件管理が必要なこと等の欠点があるＯ 発明の目的 本発明はこのような従来の配向膜に対してその欠点を解
決あるいは改善した、新規、な方法で配向処理した配向
膜を有する液晶表示パネルおよびその製造方法を提供す
るものである。
発明の構成
本発明の液晶表示パネルは、一対の電極基板間に配向膜
を介して液晶を充填してなる液晶表示ノくネルにおいて
、配向膜に感光性樹脂を用い、この配向膜の表面にレー
ザ元の２光束干渉縞を照射させたグレーティング状の凹
凸を有する構成としたことを特徴とするものである。
を介して液晶を充填してなる液晶表示ノくネルにおいて
、配向膜に感光性樹脂を用い、この配向膜の表面にレー
ザ元の２光束干渉縞を照射させたグレーティング状の凹
凸を有する構成としたことを特徴とするものである。
さらに必要に応じてこのグレーティング状の凹凸を、液
晶の配向方向・に平行するグレーティングと、これと略
直交し、液晶のティルト角を与える鋸状断面を有するグ
レーティングとの２種類のグレーティングで構成する。
晶の配向方向・に平行するグレーティングと、これと略
直交し、液晶のティルト角を与える鋸状断面を有するグ
レーティングとの２種類のグレーティングで構成する。
このような２種類のグレーティングの構成により液晶に
ティルト角を与えることは、たとえば、ツイストネマテ
ィック型液晶表示パネルにおいて、その表示に指向性を
つけるのに有効である。
ティルト角を与えることは、たとえば、ツイストネマテ
ィック型液晶表示パネルにおいて、その表示に指向性を
つけるのに有効である。
配向膜としては感光性ボυビニノ１アルコール捷たは感
光性ポリイミドが配向性能の点で良好である。
光性ポリイミドが配向性能の点で良好である。
このような、配向膜の表面にグレーティング状の凹凸を
有する液晶表示パネルを製造するには、感光性樹脂より
なる配向膜を塗布し、この配向膜の表面にレーザ光の２
元束干渉縞を照射する０レ一ザ光強度が適当であれば、
この感光性樹脂のレーザ光照射領域と非照射領域に架橋
率の差を生じこれに伴って体積収縮に差を生じて表面に
微小なグレーティング状の凹凸を生じる。この状態でも
液晶配向は可能であるが、配向性能金玉けるためにはこ
の後加熱硬化したり上記のレーザ光の２元束干渉縞の照
射を、通常のフォトン１ブリケーフヨンにおけるホトレ
ノストの露光と同様と考え、レーザ光の照射後、この感
光性樹脂をケミカルエッチ、プラズマ灰化あるいはスパ
ックエッチしてグレーティング状の凹凸を犬ならしめて
もよい。
有する液晶表示パネルを製造するには、感光性樹脂より
なる配向膜を塗布し、この配向膜の表面にレーザ光の２
元束干渉縞を照射する０レ一ザ光強度が適当であれば、
この感光性樹脂のレーザ光照射領域と非照射領域に架橋
率の差を生じこれに伴って体積収縮に差を生じて表面に
微小なグレーティング状の凹凸を生じる。この状態でも
液晶配向は可能であるが、配向性能金玉けるためにはこ
の後加熱硬化したり上記のレーザ光の２元束干渉縞の照
射を、通常のフォトン１ブリケーフヨンにおけるホトレ
ノストの露光と同様と考え、レーザ光の照射後、この感
光性樹脂をケミカルエッチ、プラズマ灰化あるいはスパ
ックエッチしてグレーティング状の凹凸を犬ならしめて
もよい。
実施例の説明
第１図は本発明にかかわる液晶表示パネルの一例（構成
図）を示しており、多数の画素子に対応した透明電極１
を有する下側の電極基板２と、全面透明電極３を有する
もう一方の電極基板４の間に液晶５をシール６で周囲を
封止して充填しである。この液晶セルフは偏光板８，９
に挾まれており、面発光体１０を加えて全体として画像
表示用の透過型液晶表示パネル１１を構成している。
図）を示しており、多数の画素子に対応した透明電極１
を有する下側の電極基板２と、全面透明電極３を有する
もう一方の電極基板４の間に液晶５をシール６で周囲を
封止して充填しである。この液晶セルフは偏光板８，９
に挾まれており、面発光体１０を加えて全体として画像
表示用の透過型液晶表示パネル１１を構成している。
液晶５を初期前面させるためには、下側の電極基板２の
電極面側およびもう一方の電極基板４の電極面側に感光
性樹脂を塗布した後、レーザ光の２元束干渉縞をこれに
照射してグレーティング状の凹凸を形成する〇 第２図および第３阻はレーザ光の２光束干渉縞の照射装
置の原理図を示しており、レーザ光源２゜を出た光線は
反射鏡２１．２２を経て集光レンズ２３に入射し、ピン
ホール２４を通過した後、コリメークレンズ２５を通っ
てエキスバンドされた平行光線となる。その後さらにこ
の平行光線は反射鏡２６で反射された後、ビームスプリ
ッタ２７で２分割され、反射鏡２８．２９で反射されて
一電極基板３０に塗布された感光性樹脂３１に入射する
。２分割されたレーザ行光の２光束はこの試料付近の空
間で干渉を生じ、試料面にストット状の干渉縞を生じし
める。
電極面側およびもう一方の電極基板４の電極面側に感光
性樹脂を塗布した後、レーザ光の２元束干渉縞をこれに
照射してグレーティング状の凹凸を形成する〇 第２図および第３阻はレーザ光の２光束干渉縞の照射装
置の原理図を示しており、レーザ光源２゜を出た光線は
反射鏡２１．２２を経て集光レンズ２３に入射し、ピン
ホール２４を通過した後、コリメークレンズ２５を通っ
てエキスバンドされた平行光線となる。その後さらにこ
の平行光線は反射鏡２６で反射された後、ビームスプリ
ッタ２７で２分割され、反射鏡２８．２９で反射されて
一電極基板３０に塗布された感光性樹脂３１に入射する
。２分割されたレーザ行光の２光束はこの試料付近の空
間で干渉を生じ、試料面にストット状の干渉縞を生じし
める。
第２図でｉｌ″ｊ：２光束の光軸が試料面の法線方向に
対して等角度で入射する場合を示しており、この時の試
料表面の光強度分布および試料表面に形成されるグレー
ティング状の凹凸３２を第４図ａおよびｂにそれぞれ示
している。第３図でｔ／′ｉ２ｉ束の光軸が試料面に対
して傾いた角度を入射する場合を示しており、この時の
試料表面の光強度分布および試料表面に形成されるグレ
ーティング状の凹凸３３を第５図ａおよびｂにそれぞれ
示している。このように２元束が試料面に対して傾いた
角度で入射する場合には形成される試料表面の凹凸は鋸
状断面を有するグレーティングになる。
対して等角度で入射する場合を示しており、この時の試
料表面の光強度分布および試料表面に形成されるグレー
ティング状の凹凸３２を第４図ａおよびｂにそれぞれ示
している。第３図でｔ／′ｉ２ｉ束の光軸が試料面に対
して傾いた角度を入射する場合を示しており、この時の
試料表面の光強度分布および試料表面に形成されるグレ
ーティング状の凹凸３３を第５図ａおよびｂにそれぞれ
示している。このように２元束が試料面に対して傾いた
角度で入射する場合には形成される試料表面の凹凸は鋸
状断面を有するグレーティングになる。
グレーティング状の凹凸を上記２種類の方法で互いに略
直交する方向に形成した試料表面を第６図に示す。第６
図には試料表面に配列する液晶分子３４を円筒状に模式
的に示してあり、鋸状９５１面のスリン）［より液晶分
子３４はティルト角θを持って一方向に配列する。この
ようなティルト角は、ツイストネマティック型液晶表示
パネルにおいて、その表示に指向性をつけたり、逆ティ
ルトによる表示の濃淡の部分的なむらを防止したりする
点で有効である。グレーティングのピッチは液晶の配向
度合を上げる上でより小さいことが望ましいが、実験的
に試作した０、２μｍ、ピッチ深さ５００人のグレーテ
ィングで良好な配向を示した〇レーザ光源としてはＨｅ
−Ｃｄレーザ光源（波長２２４４１６人）を用いたが
、より短波長の紫外レーザを用いたり、２光束の入射角
度条件を変えたりすることにより、よ、り小ピツチ化で
きる。
直交する方向に形成した試料表面を第６図に示す。第６
図には試料表面に配列する液晶分子３４を円筒状に模式
的に示してあり、鋸状９５１面のスリン）［より液晶分
子３４はティルト角θを持って一方向に配列する。この
ようなティルト角は、ツイストネマティック型液晶表示
パネルにおいて、その表示に指向性をつけたり、逆ティ
ルトによる表示の濃淡の部分的なむらを防止したりする
点で有効である。グレーティングのピッチは液晶の配向
度合を上げる上でより小さいことが望ましいが、実験的
に試作した０、２μｍ、ピッチ深さ５００人のグレーテ
ィングで良好な配向を示した〇レーザ光源としてはＨｅ
−Ｃｄレーザ光源（波長２２４４１６人）を用いたが
、より短波長の紫外レーザを用いたり、２光束の入射角
度条件を変えたりすることにより、よ、り小ピツチ化で
きる。
感光性樹脂よりなる配向膜としては、液晶表示パネルの
ラビング配向膜として広く使われているポリイミドの感
光性の強いものおよび感光性ポリビニルアルコールが良
好な配向を示す。
ラビング配向膜として広く使われているポリイミドの感
光性の強いものおよび感光性ポリビニルアルコールが良
好な配向を示す。
グレーティングの形成は上記のレーザ光の２元束干渉縞
を照射するだけでも行なわれるが（感光性樹脂のレーザ
光照射領域と非照射領域に架橋率の差を生じ、これに伴
って体積収縮に差を生じて表面に微小なグレーティング
状の凹凸を生じる）、液晶の配向度合を上げるには、レ
ーザ光の照射後。
を照射するだけでも行なわれるが（感光性樹脂のレーザ
光照射領域と非照射領域に架橋率の差を生じ、これに伴
って体積収縮に差を生じて表面に微小なグレーティング
状の凹凸を生じる）、液晶の配向度合を上げるには、レ
ーザ光の照射後。
次の処理をしてグレーティング深さを太きぐすることが
有効である。
有効である。
（１）レーザー）’ｅ２元束干渉縞を感光性樹脂に照射
後感光性樹脂を現像液でエツチングする。
後感光性樹脂を現像液でエツチングする。
（２）感光性樹脂を加熱硬化し、レーザ光照射領域と非
照射領域の熱収縮差を利用して凹凸を拡大させる。
照射領域の熱収縮差を利用して凹凸を拡大させる。
（３）感光性樹脂の表面を軽度にプラズマアッシャで灰
化し凹凸を拡大させる。
化し凹凸を拡大させる。
（４）感光性樹脂の表面をスパックエッチし凹凸を拡大
させる。
させる。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、配向処理をフォト
ファブリケーション技術で行なうため、従来機械的な表
面のこすりによっていた場合に問題であった表面の各種
欠陥、異常スクラッチが生じることなく、配向の巨視的
むら、微視的むらの少なく均質な配向品質が得られ、表
示品質の優れた液晶表示パネルを提供することができる
０さらに従来の斜蒸着による配向処理に比べて真空装置
を用いたプロセスを要することなく、比較的安定に大量
の処理を行なうことができる０
ファブリケーション技術で行なうため、従来機械的な表
面のこすりによっていた場合に問題であった表面の各種
欠陥、異常スクラッチが生じることなく、配向の巨視的
むら、微視的むらの少なく均質な配向品質が得られ、表
示品質の優れた液晶表示パネルを提供することができる
０さらに従来の斜蒸着による配向処理に比べて真空装置
を用いたプロセスを要することなく、比較的安定に大量
の処理を行なうことができる０
第１図は本発明にかかわる液晶表示パネルの基本構成図
、第２図および第３図はそれぞれ本発明のレーザ光の２
光束干渉縞の照射装置の原理図、第４図ａ、第５図ａお
よび第４図す、第５図すはそれぞれ試料表面の光強度分
布および試料表面のグレーティング状の凹凸を示す説明
図、第６図はグレーティング状の凹凸を略直交する方向
に形成した試料表面の模式図である。 ２．４．．３０・・・・・・電極基板、５・・・・・・
液晶、２０・・・・・・レーザ光源、３１・・・・・・
配向膜（感光性樹脂）、３２．３３・・・・・・グレー
ティング状の凹凸０代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏
男 ほか１名第 １ 図 ２図 ０ ３図 ０
、第２図および第３図はそれぞれ本発明のレーザ光の２
光束干渉縞の照射装置の原理図、第４図ａ、第５図ａお
よび第４図す、第５図すはそれぞれ試料表面の光強度分
布および試料表面のグレーティング状の凹凸を示す説明
図、第６図はグレーティング状の凹凸を略直交する方向
に形成した試料表面の模式図である。 ２．４．．３０・・・・・・電極基板、５・・・・・・
液晶、２０・・・・・・レーザ光源、３１・・・・・・
配向膜（感光性樹脂）、３２．３３・・・・・・グレー
ティング状の凹凸０代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏
男 ほか１名第 １ 図 ２図 ０ ３図 ０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）一対の基板間に配向膜を介して液晶を充填してな
り、かつ、前記配向膜が感光性樹脂であり、前記配向膜
の表面にレーザ光の２光束干渉縞の照射によるグレーテ
ィング状の凹凸が形成されていることを特徴とする液晶
表示パネル。 （２）グレーティング状の凹凸が、液晶の配向方向に平
行するグレーティングと、これと略直交し、液晶のティ
ルト角を与える鋸状断面を有するグレーティングとから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶
表示パネル。 （３）配向膜が感光性ポリビニルアルコールまたは感光
性ポリイミドであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液晶表示パネル。 （４）基板に感光性樹脂よりなる配向膜を塗布する工程
と、前記配向膜の表面にレーザ光の２光束干渉縞を照射
することによシ前記配向膜の表面にグレーティング状の
凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表
示パネルの製造方法。 （６）配向膜の表面にグレーティング状の凹凸を形成す
る工程が、前記配向膜のレーザ元照射領域と非照射領域
の架橋率に応じた体積収縮の差を利用したレーザ光照射
工程であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の液晶表示ノくネルの製造方法〇 （６）配向膜の表面にグレーティング状の凹凸を形成す
る工程が、前記配向膜のレーザ元照射領域と非照射領域
の溶剤に対する溶解性の差を利用したエツチング工程で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の液晶
表示ノ々ネルの製造方法。 （７）配向膜の表面にグレーティング状の凹凸を形成す
る工程が、前記配向膜のレーザ元照射領域と非照射領域
の熱収縮性の差を利用した加熱硬化工程であることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の液晶表示パネルの
製造方法０（８）配向膜の表面にグレーティング状の凹
凸を形成する工程が、前記配向膜のレーザ光照射領域と
非照射領域の酸化性の差を利用したプラズマ灰化工程で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の液晶
表示パネルの製造方法。 （９）配向膜の表面にグレーティング状の凹凸を形成す
る工程が、前記配向膜のレーザ光照射領域と非照射領域
のイオレスバック率の差を利用したスパッタエツチング
工程であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の液晶表示パネルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168618A JPS6060624A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 液晶表示パネルおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58168618A JPS6060624A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 液晶表示パネルおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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