JP2002202509A

JP2002202509A - 液晶表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2002202509A
Application number: JP2001329664A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tanaka; 好紀田中; Kenji Nakao; 健次中尾; Shoichi Ishihara; 將市石原; Tsuyoshi Kamimura; 強上村; Daiichi Suzuki; 大一鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｒ−ＯＣＢモード液晶表示装置など、両基板
においてプレチルト角が相違する液晶表示装置におい
て、両基板間で電気的非対称を低減し、表示品位を向上
させる。【解決手段】互いに対向する第１の基板３０１および
第２の基板３０８と、前記基板同士間に挟持された液晶
層３０４とを備え、前記第１の基板３０１近傍に存在す
る液晶分子と前記第２の基板３０８近傍に存在する液晶
分子とでプレチルト角の絶対値が相違する液晶表示装置
の製造方法において、前記第１の基板の前記液晶層と接
する表面に形成される第１の配向膜３０３と、前記第２
の基板の前記液晶層と接する表面に形成される第２の配
向膜３０６とを同一材料で形成し、且つ、前記第１の配
向膜３０３または前記第２の配向膜３０６のいずれか一
方のみにラビング処理を施した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速応答で広視野
の表示性能を持つ液晶表示装置に関するものである。更
に具体的には、反射型光学補償ベンド型液晶表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、ブラウン管等に比較し
て薄型で軽量、かつ低消費電力のディスプレイ（画
（映）像表示）装置である。このためテレビやビデオな
どの画像表示装置やモニター、ワープロ、パーソナルコ
ンピューターなどの事務（ＯＡ）機器のみならず、携帯
電話あるいは携帯端末の表示部にも広く用いられてい
る。

【０００３】従来、液晶表示素子としては、例えば、ネ
マチィック液晶を用いたツイストネマチック（ＴＮ）モ
ードの液晶表示素子が実用化されているが、これは応答
速度が遅く、また視野角が狭い等の欠点を有している。
また、応答速度が速く、視野角が広い強誘電性液晶（Ｆ
ＬＣ）、あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）等もある
が、現時点では耐ショック性、温度特性等に大きな欠点
があり、広く実用化されるまでには至っていない。ま
た、光散乱を利用する高分子分散型液晶を使用した表示
モードは、偏光板を必要とせず、高輝度表示が可能であ
るが、本質的に位相差板による視角制御が出来ない上
に、現時点では応答特性に課題を有しており、このため
ＴＮモードの液晶に対する優位性は少ない。

【０００４】最近、携帯電話、モバイルの用途分野では
情報処理速度が飛躍的に向上し、市場的に動画表示機能
を要求されつつある。このような要求に対応するものと
して、応答が速く視野角が広い光学補償ベンド（Optica
lly self-Compensated Bend：以下、「ＯＣＢ」とい
う。）モードが提案されており、この反射型への応用と
して反射型光学補償ベンド（以下、「Ｒ−ＯＣＢ」とい
う。）モードが提案されている。

【０００５】図２は、Ｒ−ＯＣＢモード液晶表示装置の
構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、透明電
極５０２が形成されている基板５０１と、透明電極５０
７が形成されている基板５０８と、基板５０１、５０８
間に配置される液晶層５０４とを有する。透明電極５０
２、５０７上には配向膜５０３、５０６が形成されてい
る。配向膜５０３には水平配向膜が用いられ、配向膜５
０６には垂直配向膜が使用される。また、基板５０１、
５０８の外側には、偏光板５１３、５１６がクロスニコ
ルに配設されており、この偏光板５１３、５１６と基板
５０１、５０８間には位相補償板５１７、５１８が介在
している。更に、図示を省略するが、基板５０８の内面
または外面には反射板が配置されている。

【０００６】このＲ−ＯＣＢモード液晶表示装置におい
ては、液晶層に電圧が印加されていない初期状態では液
晶層は、一方の基板側では液晶分子が基板面に対して垂
直に配向し、他方の基板側では液晶分子が水平に配向し
ている。表示に際しては、電圧印加により液晶層の中央
部の液晶分子の配向方向が基板に垂直となるように制御
する必要はあるものの、予め両基板において液晶分子の
プレチルト角が相違するため、ＯＣＢモードで必要とさ
れるような転移過程を必要としない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｒ−ＯＣＢモード液晶表示装置においては、前述したよ
うに、両基板において液晶分子の配向を相違させる必要
があるため、配向膜５０３には水平配向膜を使用し、配
向膜５０６には垂直配向膜を使用するというように、両
基板で異なる種類の配向膜を使用している。その結果、
両基板間で電気的非対称が発生し、通常の使用条件にお
いても表示濃度不均一性や、長時間同じ表示を点灯させ
た場合の表示の焼き付きという不具合が発生し、表示品
位を著しく低下させるという問題があった。

【０００８】そこで、本発明は、Ｒ−ＯＣＢモード液晶
表示装置など、両基板においてプレチルト角が相違する
液晶表示装置において、両基板間で電気的非対称を低減
し、表示品位を向上させることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

【００１０】前記目的を達成するため、本発明の第１の
液晶表示装置は、互いに対向する第１の基板および第２
の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層と、前記
第１の基板の前記液晶層と接する面に形成された第１の
配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層と接する面に形
成された第２の配向膜を備えた液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが同一材料で形
成され、且つ、前記第１の基板近傍に存在する液晶分子
と前記第２の基板近傍に存在する液晶分子とでプレチル
ト角の絶対値が相違していることを特徴とする。

【００１１】前述したように、従来の液晶表示装置にお
いては、上下基板で異なる種類の配向膜を使用している
ため、配向膜材料間の電気特性（Δε等）の差により、
配向膜表面上に異なる分極を生じ、その結果、電気的非
対称が発生してＤＣ成分が液晶層に常に印加される状態
が発生する。そのため、液晶層内に存在する水分、イオ
ン成分が配向膜表面に吸着して電気二重層を形成し、表
示焼き付き等の表示不具合が発生し易くなるものと考え
られる。

【００１２】これに対して、本発明の液晶表示装置にお
いては、両基板において同一材料の配向膜を用いるた
め、電気的非対称が発生し難く、表示異常の少ない均一
な表示を達成することができる。

【００１３】また、前記第１の液晶表示装置は、Ｒ−Ｏ
ＣＢ型液晶表示装置であることが好ましい。

【００１４】前記目的を達成するため、本発明の第１の
製造方法は、互いに対向する第１の基板および第２の基
板と、前記基板同士間に挟持された液晶層とを備え、前
記第１の基板近傍に存在する液晶分子と前記第２の基板
近傍に存在する液晶分子とでプレチルト角の絶対値が相
違する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基
板の前記液晶層と接する表面に第１の配向膜を形成し、
前記第２の基板の前記液晶層と接する表面に前記第１の
配向膜と同一材料からなる第２の配向膜を形成する工程
と、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜の少なく
とも一方に配向処理を施し、前記第１の配向膜と前記第
２の配向膜とでプレチルト角制御特性を相違させる工程
とを含むことを特徴とする。

【００１５】このような構成によれば、両基板において
同一材料の配向膜を用いるため、電気的非対称が発生し
難く、表示異常の少ない均一な表示を達成することがで
きる。

【００１６】ここで、「プレチルト角制御特性が相違す
る」とは、第１の配向膜近傍に存在する液晶分子のプレ
チルト角と、第２の配向膜近傍に存在する液晶分子のプ
レチルト角とが互いに相違する状態である。

【００１７】前記第１の製造方法においては、前記配向
処理を前記第１の配向膜または前記第２の配向膜のいず
れか一方のみに対して実施することが好ましい。この好
ましい例によれば、両基板において同一材料の配向膜を
用いながら、両基板のプレチルト角を相違させることが
容易である。

【００１８】また、前記第１の製造方法においては、前
記配向処理として、ラビング処理を採用することができ
る。この場合、前記ラビング処理は前記第１の配向膜ま
たは前記第２の配向膜のいずれか一方のみに対して実施
してもよいし、前記第１の配向膜および前記第２の配向
膜の両方に対して実施し、且つ、前記第１の配向膜と前
記第２の配向膜とでラビング強度を相違させてもよい。
ラビング処理条件を変化させることで、両基板において
同一材料の配向膜を用いながら、両基板に異なるプレチ
ルト角を発生させることができる。

【００１９】また、前記第１の製造方法においては、前
記配向処理として、撥水処理を採用することができる。
この場合、前記撥水処理は、前記第１の配向膜または前
記第２の配向膜のいずれか一方のみに対して実施するこ
とができる。

【００２０】また、前記第１の製造方法においては、前
記配向処理として、紫外線を照射する処理を採用するこ
とができる。この場合、前記紫外線の照射を、前記第１
の配向膜または前記第２の配向膜のいずれか一方のみに
対して実施してもよいし、前記第１の配向膜および前記
第２の配向膜の両方に対して実施し、且つ、前記第１の
配向膜と前記第２の配向膜とで前記紫外線の照射強度お
よび照射時間の少なくとも一方を相違させてもよい。照
射条件を変化させることで、両基板において同一材料の
配向膜を用いながら、両基板に異なるプレチルト角を発
生させることができる。

【００２１】また、前記第１の製造方法においては、前
記配向処理として、ラビング処理を実施した後、紫外線
を照射する処理を採用してもよい。

【００２２】また、前記第１の製造方法においては、前
記第１の配向膜と前記第２の配向膜とに、異なる配向処
理を施してもよい。このような例としては、第１の配向
膜にラビング処理を実施し、第２の配向膜に紫外線照射
処理を実施する形態、第１の配向膜にラビング処理を実
施し、第２の配向膜に撥水処理を実施する形態、第１の
配向膜に紫外線照射処理を実施し、第２の配向膜に撥水
処理を実施する形態などが挙げられる。

【００２３】また、前記第１の製造方法においては、前
記第１の配向膜および前記第２の配向膜として、ポリイ
ミド系配向膜、単分子光配向膜、斜方蒸着膜などを使用
することができる。

【００２４】前記目的を達成するため、本発明の第２の
製造方法は、互いに対向する第１の基板および第２の基
板と、前記基板同士間に挟持された液晶層とを備え、前
記第１の基板近傍に存在する液晶分子と前記第２の基板
近傍に存在する液晶分子とでプレチルト角の絶対値が相
違する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基
板の前記液晶層と接する表面にポリイミド配向膜前駆体
を形成し、これを焼成して第１の配向膜を形成する工程
と、前記第２の基板の前記液晶層と接する表面に、前記
ポリイミド配向膜前駆体と同一材料からなる前駆体を形
成し、これを焼成して第２の配向膜を形成する工程とを
含み、前記第１の配向膜を形成するための焼成温度と、
前記第２の配向膜を形成するための焼成温度とを互いに
相違させることを特徴とする。このような構成によれ
ば、両基板で同一材料のポリイミド配向膜を使用しなが
ら、ポリイミド配向膜の焼成温度、すなわち焼成時の熱
履歴を変化させることで、両基板に異なるプレチルト角
を発生させることができる。

【００２５】また、前記第１および第２の製造方法にお
いては、液晶表示装置がＲ−ＯＣＢ型液晶表示装置であ
ることが好ましい。

【００２６】前記目的を達成するため、本発明の第２の
液晶表示装置は、互いに対向する第１の基板および第２
の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層と、前記
第１の基板の前記液晶層と接する面に形成された第１の
配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層と接する面に形
成された第２の配向膜を備えた液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが異なる材料で
形成され、前記第１の配向膜の誘電率が前記第２の配向
膜の誘電率よりも大きく、且つ、前記第１の配向膜の膜
厚が前記第２の配向膜の膜厚よりも小さいことを特徴と
する。このような構成によれば、両基板で異なる配向膜
を用いながらも、その膜厚を相違させることにより、両
基板の非対称性が軽減され、表示異常の少ない均一な表
示が達成できる。

【００２７】また、前記第２の液晶表示装置の別の形態
は、互いに対向する第１の基板および第２の基板と、前
記基板同士間に挟持された液晶層と、前記第１の基板の
前記液晶層と接する面に形成された第１の配向膜と、前
記第２の基板の前記液晶層と接する面に形成された第２
の配向膜を備えた液晶表示装置であって、前記第１の配
向膜と前記第２の配向膜とが異なる材料で形成され、且
つ、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜の少なく
とも一方の下方に絶縁膜が形成されていることを特徴と
する。このような構成によれば、絶縁層の存在により両
基板の非対称性が軽減され、表示異常の少ない均一な表
示が達成できる。

【００２８】前記第２の液晶表示装置においては、前記
第１の基板上における液晶あるいは配向膜の分極量と、
前記第２の基板上における液晶あるいは配向膜の分極量
とが等しいことが好ましい。

【００２９】ここで、「分極量」とは、液晶中に存在す
るイオンが配向膜上に吸着した電荷量と配向膜中の誘電
分極が配列することにより表面電荷が発生したものであ
る。この分極量によって液晶にDCバイアスが印加された
状態となるため、液晶の応答特性が非対称になる原因で
ある。この分極量を定量化するためには、液晶の特性を
対称化させるためにDCバイアス電圧を逆方向極性に印加
し、このDCバイアス電圧で評価可能である。単位面積あ
たりの電荷量Qは簡易的にQ=CVで示される。ここでCは単
位面積あたりの液晶の容量、Vは前述の対称化させるた
めに必要なDC電圧である。

【００３０】また、前記第２の液晶表示装置は、Ｒ−Ｏ
ＣＢ型液晶表示装置であることが好ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本実施形態の
液晶表示装置においては、互いに対向する第１の基板お
よび第２の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層
とを備え、前記第１の基板近傍に存在する液晶分子と前
記第２の基板近傍に存在する液晶分子とでプレチルト角
の絶対値が相違する。このような液晶表示装置として
は、例えば、Ｒ−ＯＣＢ型液晶表示装置が挙げられる。

【００３２】図１は、本発明の本実施形態に係る液晶表
示装置の構造の一例を示す断面図である。この液晶表示
装置においては、第１の基板３０１と第２の基板３０８
とがスペーサーを介して互いに対向するように配置され
ており、この両基板間に液晶層３０４が挟持されてい
る。第１の基板３０１および第２の基板３０８の液晶層
側表面には、それぞれ、透明電極３０２、３０７が形成
されている。更に、第１の基板３０１および第２の基板
３０８の液晶層と接する面には、それぞれ、第１の配向
膜３０３および第２の配向膜３０６が形成されている。
また、第１の基板３０１および第２の基板３０８の液晶
層側と反対の面には、それぞれ、偏光板３１５、３１
６、および、位相補償板３１３、３１４などが適宜配置
されている。

【００３３】この液晶表示装置においては、電圧が印加
されていない初期状態の液晶層の配向状態は、第１の基
板３０１近傍では液晶分子の分子軸が基板平面に対して
若干の傾きを有しながらもほぼ水平に配向した状態であ
り、第２の基板３０８近傍では液晶分子の分子軸が基板
平面に対して若干の傾きを有しながらもほぼ垂直に配向
した状態、すなわちハイブリッド配向である。

【００３４】このようなハイブリッド配向を得るため、
第１の基板３０１近傍に存在する液晶分子は、基板平面
に対して水平または略水平に配向するように制御されて
いる。例えば、そのプレチルト角は、例えば０°〜１５
°、好ましくは４°〜１０°、更に好ましくは６°〜１
０°に制御されている。一方、第２の基板３０８近傍に
存在する液晶分子は、基板平面に対して垂直または略垂
直に配向するように制御されている。例えば、そのプレ
チルト角は、例えば３０°〜８０°、好ましくは４０°
〜８０°、更に好ましくは６０°〜８０°に制御されて
いる。

【００３５】本実施形態においては、第１の配向膜３０
３と第２の配向膜３０６は、同一材料で形成されてい
る。このように同一の配向膜を使用することにより、前
記両基板において電気的特性の非対称性が発生し難く、
表示以上の少ない良好な表示を実現することができる。

【００３６】このような同一材料の配向膜を用いて両基
板でプレチルト角を相違させた液晶表示装置は、例え
ば、次のような方法により製造することができる。

【００３７】（第１の方法）第１の基板３０１および第
２の基板３０８上に、それぞれ、透明電極３０２および
３０７を形成する。電極材料としては、例えば、インジ
ウム錫酸化物などの導電透明材料を使用することがで
き、その形成方法としては、例えば、化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）法により電極材料を成膜した後、これをフォトリ
ソグラフィーおよびエッチングによりパターニングする
方法を採用することができる。

【００３８】第１の基板３０１および第２の基板３０８
上に、それぞれ、透明電極を被覆するように、第１の配
向膜３０３および第２の配向膜３０６を形成する。この
とき、第１の配向膜３０３および第２の配向膜３０６は
同一材料により形成する。

【００３９】配向膜の形成材料は、特に限定するもので
はなく、例えば、ポリイミド系配向膜材料、単分子光配
向膜、斜方蒸着膜などを用いることができる。単分子光
配向膜しては、例えば、下記式［化１］で表されるよう
なフルオロアルキルシロキサンの加水分解及び乾燥脱水
誘導体が挙げられる。

【００４０】

【化１】

【００４１】また、斜方蒸着膜としては、例えば、酸化
シリコンを使用することができる。また、その蒸着角に
ついては、特に限定するものではないが、例えば４〜１
５度である。

【００４２】次に、第１の配向膜３０３および第２の配
向膜３０７のいずれか一方のみに、配向処理を施す。配
向処理としては、例えば、ラビング処理、撥水処理、紫
外線照射処理などを採用することができる。なお、配向
処理の条件については、配向膜の有するプレチルト角制
御性を考慮して、所望のプレチルト角に応じて設定され
る。

【００４３】ラビング処理を採用する場合の例に挙げて
説明する。ラビング処理は、一般に、ラビング布を巻き
付けた回転ローラーを、一定の方向に移動する基板に近
接させながら回転させることによって、ラビング布より
起毛したパイルで基板（または配向膜）表面を一定方向
に擦ることにより実施される。このとき、ラビング強度
が強いほど、プレチルト角の絶対値を小さくすることが
できる。ラビング強度は、例えば、ラビング密度で表す
ことができる。ここで、ラビング密度Ｒ［ｍｍ ²］は、Ｒ＝ｌ×ｖ×ｔ＝２（ｚ×ｒ）^1/2・２πｒ×ｐ／60・２（ｚ×ｒ）^1/2／ｓ＝０．４２ｚｒ²ｐ／ｓで示される。但し、ｌは接触距離［ｍｍ］、ｖは線速度
［ｍｍ／ｓ］、ｔは処理時間［ｓ］、ｚは押込み量［ｍ
ｍ］、ｒはローラー半径［ｍｍ］、πは円周率、ｐはロ
ーラー回転数［ｒｐｍ］、ｓは基板の移動速度［ｍｍ／
ｓ］である。なお、前記接触距離とはラビング布より起
毛したパイルの先端が基板に接触している長さで定義さ
れ、前記線速度とは基板上においてラビング布より起毛
したパイルの先端が移動する速度で定義され、前記押込
み量とはラビング布より起毛したパイルの毛足の長さと
前記パイルの毛足の根元から基板までの距離の差で定義
される。

【００４４】例えば、第１の配向膜３０３および第２の
配向膜３０７としてポリイミド系化合物を使用して、前
述したようなハイブリッド配向の液晶表示装置を製造す
る場合であれば、ラビング密度は５０００〜３００００
ｍｍ²に設定することができ、好ましくは１００００〜
２５０００ｍｍ²、更に好ましくは１００００〜２００
００ｍｍ²に設定される。

【００４５】次に、配向処理として紫外線照射処理を採
用する場合を例に挙げると、紫外線の照射強度が強いほ
ど、プレチルト角の絶対値を小さくすることができる。
例えば、第１の配向膜３０３および第２の配向膜３０７
としてポリイミド系化合物を使用して、前述したような
ハイブリッド配向の液晶表示装置を製造する場合であれ
ば、照射強度は１０〜１０００Ｗに設定することがで
き、好ましくは１００〜１０００Ｗ、更に好ましくは２
００〜１０００Ｗに設定される。

【００４６】また、照射時間が長いほど、プレチルト角
の絶対値を小さくすることができる。例えば、第１の配
向膜３０３および第２の配向膜３０７としてポリイミド
系化合物を使用して、前述したようなハイブリッド配向
の液晶表示装置を製造する場合であれば、照射時間は２
秒から２００秒に設定することができ、好ましくは２秒
から２０秒、更に好ましくは２〜１０秒に設定される。

【００４７】また、単位面積あたりの積算照射光量は１
００〜１０００ｍＪ／ｃｍ²に設定することができ、好
ましくは１００〜５００ｍＪ／ｃｍ²、更に好ましくは
１００〜２００ｍＪ／ｃｍ²に設定される。

【００４８】次に、撥水処理を採用した場合を例に挙げ
て説明する。撥水処理としては、例えば、配向膜表面に
撥水性を有する界面活性剤を塗布する方法が採用でき
る。この界面活性剤としては、例えば、ＣＦ₃（ＣＦ₂）
₇−（ＣＨ₂）₂−ＳｉＣｌ₃に代表されるようなフルオロ
アルキルシロキサンなどの含フッ素化合物を使用するこ
とができる。特に、表示特性をより向上させることがで
きるため、フッ素の含有量の少ない化合物を使用するこ
とが好ましい。またシランカップリング剤の上記雰囲気
中にさらすだけでも効果は高い。

【００４９】一般に、配向膜表面の撥水性が高いと垂直
配向性を示し、親水性が高いと水平配向性となる。よっ
て、撥水処理を施すことにより、一方のプレチルトを高
くすることができる。この場合、プレチルト角は撥水性
を有する界面活性剤の接触角とほぼ同等の値を示すが、
この値が約４０°を超える場合は液晶配向性が悪くな
り、均一配向を達成し難くなる場合があり有効ではな
い。

【００５０】また、前記配向処理を第１の配向膜３０３
および第２の配向膜３０７の両方に実施し、且つ、第１
の配向膜３０３と第２の配向膜３０７とでその処理条件
を相違させてもよい。ここで相違させる条件とは、前掲
した条件である。この場合、各条件は、所望のプレチル
ト角に応じて適宜設定することができる。

【００５１】なお、単分子光配向膜または斜方蒸着膜を
使用した場合についても、前述したようなポリイミド形
配向膜を使用した場合の条件と、ほぼ同等の条件を適用
することが可能である。

【００５２】また、斜方蒸着膜を採用する場合は、蒸着
方向の基板平面に対する傾きを相違させることにより、
電気的特性を同一としながら垂直配向と水平配向を形成
することも可能である。また、単分子光配向膜では、膜
厚が極めて薄いため、多少の電気的な非対称があっても
それを緩和できるメリットがある。

【００５３】（第２の方法）第２の方法は、配向膜とし
てポリイミド系配向膜を使用する場合に有効な方法であ
る。まず、前記第１の方法と同様にして、第１の基板３
０１および第２の基板３０８上に透明電極３０２および
３０７を形成する。

【００５４】次に、前記第１の基板３０１および前記第
２の基板３０８のそれぞれに、電極を被覆するように、
ポリイミド系配向膜材料を塗布し、第１の配向膜前駆体
および第２の配向膜前駆体を形成する。ここで、ポリイ
ミド系配向膜材料としては、第１の基板３０１と第２の
基板３０８とで同一材料を使用する。

【００５５】続いて、第１の配向膜前駆体および第２の
配向膜前駆体を焼成するが、このとき、第１の配向膜前
駆体と第２の配向膜前駆体とでその焼成条件、例えば焼
成温度を相違させる。この場合、焼成温度が高いほど、
プレチルト角の絶対値を小さくすることができる。例え
ば、前述したようなハイブリッド配向の液晶表示装置を
製造する場合であれば、第１の配向膜前駆体と第２の配
向膜前駆体とで焼成温度を６０〜８０℃、更には８０〜
１００℃相違させることが好ましい。

【００５６】また、焼成温度に代えて、焼成時間を相違
させてもよい。この場合、焼成時間が長いほど、プレチ
ルト角の絶対値を小さくすることができる。例えば、前
述したようなハイブリッド配向の液晶表示装置を製造す
る場合であれば、第１の配向膜前駆体と第２の配向膜前
駆体とで焼成時間を５〜２０分、更には５〜１０分相違
させることが好ましい。または、同一の焼成温度であっ
ても、徐冷または急冷というように、熱履歴を変化させ
ることが好ましい。また、焼成温度および焼成時間の両
方を相違させてもよい。

【００５７】前述したように、本実施形態の液晶表示装
置によれば、ハイブリッド配向の液晶表示装置におい
て、前記両基板において電気的特性の非対称性を低減
し、表示異常の少ない良好な表示を実現することができ
る。

【００５８】なお、本実施形態の液晶表示装置は、プレ
チルト角が上下基板で相違するものであれば、その表示
モードについて特に限定するものではなく、反射型ある
いは透過型を問わずあらゆるモードの液晶表示装置に適
用することが可能である。

【００５９】また、本実施形態の方法は、配向膜のみな
らず、液晶層に電気的非対称を発生させるその他の付加
形成膜についても、同様に応用できる。更に、液晶表示
装置の駆動上、液晶層に電気的非対称が発生している場
合は、逆に上下基板内で駆動上の非対称を相殺するよう
に、意識的に電気的非対称を形成することも有効であ
る。

【００６０】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態に係る液晶表示装置の別の一例について説明す
る。なお、液晶表示装置の構造については、図１に示す
構造と実質的に同様であり、その詳細な説明については
省略する。

【００６１】本実施形態における液晶層の配向状態は、
第１の実施形態と同様に、第１の基板近傍に存在する液
晶分子のプレチルト角の絶対値と、第２の基板近傍に存
在する液晶分子のプレチルト角の絶対値とが互いに相違
する配向、例えばハイブリッド配向である。なお、プレ
チルト角の絶対値およびその差については、第１の実施
形態と同様とすることができる。

【００６２】本実施形態においては、第１の配向膜３０
３と第２の配向膜３０６は異なる材料で形成され、且
つ、その膜厚が互いに相違している。この膜厚は、第１
の配向膜３０３および第２の配向膜３０６の有する静電
容量がほぼ等しくなるように調整される。すなわち、第
１の配向膜３０３の誘電率が第２の配向膜３０６の誘電
率よりも大きい場合、第１の配向膜３０３の膜厚が第２
の配向膜３０６の膜厚よりも小さくなるように調整され
る。

【００６３】好ましくは、第１の配向膜の容量と第２の
配向膜の容量との差が、第１の配向膜の容量と第２の配
向膜の容量のうちの小さい方の容量の１０％以下、望ま
しくは５％以下、さらに望ましくは３％以下であれば良
好な特性が得られる。但し、表示特性は、液晶材料と配
向膜材料との相性、液晶層の比抵抗などの影響をも受け
るため、前記容量の差は必ずしも前記範囲である必要は
ない。

【００６４】また、本実施形態においては、第１の配向
膜３０３と第２の配向膜３０６を異なる材料で形成し、
且つ、第１の配向膜および第２の配向膜の少なくとも一
方の下方に絶縁膜を積層してもよい。このときも同様
に、第１の基板上の合成容量が第２の基板上の合成容量
との差が、前記合成容量のうちの小さい方の合成容量の
１０％以下、望ましくは５％以下、さらに望ましくは３
％以下であれば良好な特性が得られる。この場合は、合
成容量は、配向膜とその下地層の直列接続されたコンデ
ンサと等価であるとみなせる。また、誘電率の高い配向
膜材料を用いる場合、下地に誘電率の低い材料を形成す
ると効果的である。なお、前述したように、表示特性
は、液晶材料と配向膜材料との相性、液晶層の比抵抗な
どの影響をも受けるため、前記容量の差は必ずしも前記
範囲である必要はない。

【００６５】なお、絶縁膜の材料および膜厚について
は、上記条件を満足するものであれば、特に限定するも
のではない。絶縁膜材料としては、例えば、ＳｉＯ₂、
ＳｉＯ_x、ＳｉＮ、Ｔａ₂Ｏ₅などの無機材料であっても
よいし、アクリル系フォトレジスト、基板の平坦化に用
いられる有機高分子膜をなどの有機材料でもよい。ま
た、絶縁膜の膜厚についは、例えば５０〜５０００ｎ
ｍ、好ましくは１００〜４０００ｎｍとすることができ
る。

【００６６】なお、第１の配向膜および第２の配向膜の
形成材料および膜厚については、上記条件を満足するも
のであれば、特に限定するものではない。配向膜の形成
材料としては、第１の実施形態で例示したものを使用す
ることができる。また、配向膜の膜厚は、例えば２０〜
２００ｎｍ、好ましくは５０〜１２０ｎｍとすることが
できる。

【００６７】本実施形態の液晶表示装置によれば、ハイ
ブリッド配向の液晶表示装置において、２枚の両基板に
おいて異なる配向膜を使用しながらも、その膜厚を調製
したり、絶縁膜を追加形成することによって、前記両基
板において電気的特性の非対称性を低減し、表示以上の
少ない良好な表示を実現することができる。

【００６８】なお、本実施形態の液晶表示装置について
も、第１の実施形態と同様に、プレチルト角が上下基板
で相違するものであれば、その表示モードについて特に
限定するものではなく、反射型あるいは透過型を問わず
あらゆるモードの液晶表示装置に適用することが可能で
ある。

【００６９】また、本実施形態の方法は、配向膜のみな
らず、液晶層に電気的非対称を発生させるその他の付加
形成膜についても、同様に応用できる。更に、液晶表示
装置の駆動上、液晶層に電気的非対称が発生している場
合は、逆に上下基板内で駆動上の非対称を相殺するよう
に、意識的に電気的非対称を形成することも有効であ
る。

【００７０】

【実施例】（実施例１）図１と同様の構造を有する液晶
表示装置を以下の要領で作製した。まず、マトリックス
構成を有する透明電極付きの２枚のガラス基板上にポリ
イミド系配向膜材料（日産化学工業社製「ＳＥ−７７９
２（商品面）」：固形成分６％）を塗布し、２００℃の
恒温層中で１時間硬化させて配向膜を形成した。なお、
ポリイミド系配向膜の膜厚は約１００ｎｍとした。その
後、レーヨン製ラビング布を用いて一方の基板（以下、
「フロント側基板」という。）のみにラビング処理を施
した。なお、ラビング条件は、ローラーの回転数を６０
０回転、基板の移動速度を２０ｍｍ／ｓ、ローラー半径
を６５ｍｍ、押し込み量を０．３ｍｍとした。

【００７１】上記２枚の基板を、スペーサー（日本触媒
社製）およびシール樹脂（三井東圧化学社製「ストラク
トボンドＸＮ−２１−Ｓ（商品名）」）を用いて、基板
間隔が６．５μｍとなり、マトリックスが上下２枚の基
板で直交するように貼り合せてセルを作製した。上記セ
ルに、液晶材料（メルクジャパン社製「ＭＪ９６４３５
（商品名）」）を真空注入法にて注入し、封止樹脂（日
本ロックタイト社製「３５２Ａ（商品名）」：ＵＶ硬化
型樹脂）を用いて封止した。次に、フロント側基板に
は、その偏光軸が配向膜のラビング処理方向と４５°の
角度をなし、かつ、偏光板に貼合するフィルム位相差板
を任意の角度で配置し、他方の基板（以下、「リア側基
板」という。）には反射板のみを貼合し、テストセルを
作製した。これを、テストセルＡとする。

【００７２】また、リア側基板に形成する配向膜とし
て、膜厚約５０ｎｍの垂直配向膜（日産化学工業社製
「ＲＮ−７６８（商品面）」：固形成分６％）を使用し
たこと以外は、テストセルＡと同様にして、テストセル
Ｂを作製した。

【００７３】また、比較例として、リア側基板に形成す
る垂直配向膜の膜厚を約１００ｎｍとしたこと以外は、
テストセルＢと同様にして、テストセルＲを作製した。

【００７４】得られたテストセルに、室温にて６Ｖのス
タティック波形を印加し、市松表示で２４時間の連続表
示を行った後、全点灯表示を行い、連続点灯部分の表示
異常を観察した。また、市松表示２４時間の連続表示後
の全点灯表示観察を１サイクルとした。表１に、各テス
トセルの表示上の目視観察結果を示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１より明らかなように、テストセルＲは
僅か１サイクル目で強い表示の焼き付きが発生してい
る。これに対し、テストセルＡは、１０サイクル後の確
認においても表示の焼き付きは発生しなかった。また、
テストセルＢでは、７サイクル以降に初めて表示焼きつ
きが発生した。

【００７７】この理由であるが、比較例のテストセルＲ
では、異種の配向膜材料を使用しているため、電気的非
対称が発生し、焼き付きが発生したものと考えられる。
但し、テストセルＢでは、フロント側基板の配向膜のコ
ンデンサ容量に合わせ、リア側基板の配向膜の膜厚を、
フロント側基板の配向膜の約５０パーセントに調整する
ことにより、テストセルＲの場合に比べ、焼き付き発生
時間が延長されており、電気的対称性を向上することで
大幅な信頼性向上を達成できることが確認できた。

【００７８】（実施例２）図１と同様の構造を有する液
晶表示装置を以下の要領で作製した。まず、マトリック
ス構成を有する透明電極付きの２枚のガラス基板上にポ
リイミド系配向膜材料（日産化学社製「ＲＮ−７６８
（商品名）」：約４０°のプレチルト角を発現する。）
を塗布し、２００℃の恒温層中で１時間硬化させて配向
膜を形成した。一方の基板（以下、「フロント側基板」
という。）の配向膜のみに、下記条件でラビング処理を
施した後、３００ｎｍ未満の比較的短波長のＵＶ光を照
射した。このとき、積算照射光量は２０００ｍＪとし
た。ラビング条件は、ローラーの回転数を６００回転、
基板の移動速度を２０ｍｍ／ｓ、ローラー半径を６５ｍ
ｍ、押し込み量を０．３ｍｍとした。

【００７９】上記基板を用いて、実施例１と同様にし
て、テストセルを作製した。これを、テストセルＣとす
る。テストセルＣにおいては、ＵＶ光照射を実施したフ
ロント側基板におけるプレチルト角が、他方の基板（以
下、「リア側基板」という。）におけるプレチルト角よ
り小さいことが確認された。

【００８０】得られたテストセルについて、実施例１と
同様の方法により、その表示特性を観察評価した。結果
を、表２に示す。

【００８１】

【表２】

【００８２】表２より明らかなように、本実施例におい
ても、実施例３のテストセルＡと同様に、１０サイクル
後の確認においても表示の焼き付きは発生しなかった。

【００８３】（実施例３）実施例１と同様にして、マト
リックス構成を有する透明電極付きの２枚のガラス基板
上にポリイミド系配向膜を形成した。次に、一方の基板
（以下、「リア側基板」という。）の配向膜表面に、撥
水性の界面活性剤（信越化学工業社製「ＭＦＳ−１７
（商品名）」）を厚み２０ｎｍで塗布し、１２０℃で乾
燥させた。

【００８４】上記２枚の基板を用いて、実施例１と同様
にして、テストセルを作製した。これを、テストセルＤ
とする。得られたテストセルについて、実施例１と同様
の方法により、その表示特性を観察評価した。結果を、
表３に示す。

【００８５】

【表３】

【００８６】表３より明らかなように、本実施例のテス
トセルＤにおいては、８サイクル以降に弱い焼き付きは
発生するものの、７サイクルまでは良好な表示品質を確
保できた。

【００８７】（実施例４）図１と同様の構造を有する液
晶表示装置を以下の要領で作製した。まず、マトリック
ス構成を有する透明電極付きのガラス基板上に、シリコ
ン窒化膜を膜厚約１００ｎｍで形成した（以下、この基
板を「リア側基板」という。）。このリア側基板のシリ
コン窒化膜上にポリイミド系配向膜材料（日産化学社製
「ＳＥ−７７９２（商品名）」）を塗布し、２００℃の
恒温層中で１時間硬化させて配向膜を形成した。一方、
別の透明電極付きのガラス基板上に同様のポリイミド系
配向膜材料を塗布し、２００℃の恒温層中で１時間硬化
させて配向膜を形成した（以下、この基板を「フロント
側基板」という。）。

【００８８】上記基板を用いて、実施例１と同様にし
て、テストセルを作製した。このとき、フロント側基板
の配向膜の膜厚を約１００ｎｍに固定し、リア側基板の
配向膜の膜厚を、表４に示すように、それぞれ、１０ｎ
ｍ、３０ｎｍ、６０ｎｍおよび９０ｎｍとして、４種の
テストセルを作製した（テストセルＥ〜Ｈ）。得られた
テストセルについて、実施例１と同様の方法により、そ
の表示特性を観察評価した。結果を表４に示す。なお、
表４において、テストセル名とともに記した括弧内の数
値は、リア側基板の配向膜の膜厚である。

【００８９】

【表４】

【００９０】表４より明らかなように、テストセルＦで
最も良好な表示特性が得られ、次いでテストセルＥで良
好な表示特性が得られた。この理由であるが、テストセ
ルＦでは、フロント基板配向膜のコンデンサ容量と、リ
ア基板の絶縁膜と配向膜のコンデンサ容量の和が等しい
状態になっており、電気的非対称性が最も小さいためで
あると考えられる。また、テストセルＥでは、テストセ
ルＦに次いで電気的非対称性が小さい状態であると考え
られる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２枚の基板においてプレチルト角が相違する液晶表示装
置において、前記両基板において同一材料の配向膜を使
用するか、または、前記両基板において異なる配向膜を
使用し、その膜厚を相違させるか若しくは絶縁膜を追加
形成することによって、前記両基板における電気的特性
の非対称性を低減し、表示以上の少ない良好な表示を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【図２】Ｒ−ＯＣＢ型液晶表示装置の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

３０１，３０８，５０１，５０８基板３０２，３０７，５０２，５０７透明電極３０３，３０６，５０３，５０６配向膜３０４３０４液晶層３１３，３１４，５１３，５１４位相差板３１５，３１６，５１５，５１６偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原將市大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者上村強大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者鈴木大一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 HA03 JA09 KA14 LA05 2H090 HB08Y MA10 MA16 MB01 MB12 MB14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する第１の基板および第２の
基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層と、前記第
１の基板の前記液晶層と接する面に形成された第１の配
向膜と、前記第２の基板の前記液晶層と接する面に形成
された第２の配向膜を備えた液晶表示装置であって、前
記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが同一材料で形成
され、且つ、前記第１の基板近傍に存在する液晶分子と
前記第２の基板近傍に存在する液晶分子とでプレチルト
角の絶対値が相違していることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】Ｒ−ＯＣＢ型液晶表示装置である請求項
１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】互いに対向する第１の基板および第２の
基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層とを備え、
前記第１の基板近傍に存在する液晶分子と前記第２の基
板近傍に存在する液晶分子とでプレチルト角の絶対値が
相違する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の
基板の前記液晶層と接する表面に第１の配向膜を形成
し、前記第２の基板の前記液晶層と接する表面に前記第
１の配向膜と同一材料からなる第２の配向膜を形成する
工程と、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜の少
なくとも一方に配向処理を施し、前記第１の配向膜と前
記第２の配向膜とでプレチルト角制御特性を相違させる
工程とを含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】前記配向処理が、前記第１の配向膜また
は前記第２の配向膜のいずれか一方のみに実施される請
求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】前記配向処理がラビング処理である請求
項３または４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】前記ラビング処理が前記第１の配向膜お
よび前記第２の配向膜の両方に対して実施され、且つ、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とでラビング強度
が相違する請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】前記配向処理が撥水処理を施す工程であ
る請求項３または４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】前記配向処理が紫外線を照射する処理で
ある請求項３または４に記載の液晶表示装置の製造方
法。
【請求項９】前記紫外線の照射が、前記第１の配向膜
および前記第２の配向膜の両方に対して実施され、且
つ、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とで前記紫外
線の照射強度および照射時間の少なくとも一方が相違す
る請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】前記配向処理が、ラビング処理を実施
した後、紫外線を照射する処理である請求項３または４
に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】前記第１の配向膜と前記第２の配向膜
とに、異なる配向処理が施される請求項３に記載の液晶
表示装置の製造方法。
【請求項１２】前記第１の配向膜および前記第２の配
向膜が、ポリイミド系配向膜、単分子光配向膜または斜
方蒸着膜である請求項３〜１１のいずれかに記載の液晶
表示装置の製造方法。
【請求項１３】前記液晶表示装置が、Ｒ−ＯＣＢ型液
晶表示装置である請求項３〜１２のいずれかに記載の液
晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】互いに対向する第１の基板および第２
の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層とを備
え、前記第１の基板近傍に存在する液晶分子と前記第２
の基板近傍に存在する液晶分子とでプレチルト角の絶対
値が相違する液晶表示装置の製造方法であって、前記第
１の基板の前記液晶層と接する表面にポリイミド配向膜
前駆体を形成し、これを焼成して第１の配向膜を形成す
る工程と、前記第２の基板の前記液晶層と接する表面
に、前記ポリイミド配向膜前駆体と同一材料からなる前
駆体を形成し、これを焼成して第２の配向膜を形成する
工程とを含み、前記第１の配向膜を形成するための焼成
温度と、前記第２の配向膜を形成するための焼成温度と
を互いに相違させることを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。
【請求項１５】液晶表示装置がＲ−ＯＣＢ型液晶表示
装置である請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方
法。
【請求項１６】互いに対向する第１の基板および第２
の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層と、前記
第１の基板の前記液晶層と接する面に形成された第１の
配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層と接する面に形
成された第２の配向膜を備えた液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが異なる材料で
形成され、前記第１の配向膜の誘電率が前記第２の配向
膜の誘電率よりも大きく、且つ、前記第１の配向膜の膜
厚が前記第２の配向膜の膜厚よりも小さいことを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項１７】前記第１の基板上における液晶分子の
分極量と、前記第２の基板上における液晶分子の分極量
とが等しい請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】Ｒ−ＯＣＢ型液晶表示装置である請求
項１６または１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】互いに対向する第１の基板および第２
の基板と、前記基板同士間に挟持された液晶層と、前記
第１の基板の前記液晶層と接する面に形成された第１の
配向膜と、前記第２の基板の前記液晶層と接する面に形
成された第２の配向膜を備えた液晶表示装置であって、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが異なる材料で
形成され、且つ、前記第１の配向膜および前記第２の配
向膜の少なくとも一方の下方に絶縁膜が形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】前記第１の基板上における液晶分子の
分極量と、前記第２の基板上における液晶分子の分極量
とが等しい請求項１９に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】Ｒ−ＯＣＢ型液晶表示装置である請求
項１９または２０に記載の液晶表示装置。