JP2944226B2 - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示素子およびその製造方法

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久典 山口
義夫 岩井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶分子を均一かつ再
現性良く配向させる液晶表示素子およびその製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示素子の大容量化、高速応
答化へ向けての開発が進められている。この場合、液晶
分子を大面積にわたって均一に配向させる技術、および
電極基板面に対して液晶分子を均一かつ再現性良く傾斜
させる技術が必須である。
【0003】負の誘電異方性を持つ液晶を用いた電界効
果複屈折モード(以下n型ECBと称す)においては、
液晶分子を電極基板面の法線方向から僅かに同一方向に
傾斜させることが必要である。これを実現する方法とし
て従来より、電極基板面に塗布した垂直配向性を有する
配向膜を一方向にラビングする方法や電極基板面にSi
Oなどの無機物を斜め方向から蒸着した上に垂直配向性
を有する配向膜を塗布する方法などが知られている。
【0004】ここで、電極基板面法線方向からの液晶分
子の傾斜角は表示品位に大きく影響を及ぼし、1度以
下、特に0.5 度程度にするのが望ましいと報告されてい
る(たとえば、ジェ・エフ・クレール、エム・アイザ
ワ、エス・ヤマウチ、ジェ・デュシューネ:ジャパン
ディスプレイ’89、188 ページ〜191 ページ(1989
年);J.F.Clerc, M.Aizawa, S.Yamauchi, J.Duchene:
JAPAN DISPLAY ’89, PP.188-191(1989) )。
【0005】また、n型ECBモードを用いたマトリク
ス状の交叉画素電極を有する液晶素子では、液晶分子を
傾斜させる方向は、通常画素電極に対して平行または垂
直な方向である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】n型ECBモードで
は、電極基板面法線方向からの液晶分子の傾斜角が1度
以下と微小であるため、たとえば画素電極とスペースと
の境界部のような、傾斜垂直配向層の平坦度が悪くなる
ところでは、液晶分子の傾斜方向が画素内領域の液晶分
子の傾斜方向からずれてしまい、そのため散乱現象が生
じてコントラストを低下させてしまう。したがって、液
晶分子の傾斜方向がずれている領域をできるだけ少なく
することが必要となる。
【0007】しかしながら、前述のような液晶分子の傾
斜方向が画素電極に対して平行または垂直な方向である
場合、液晶分子の傾斜方向に対して、画素電極とスペー
スとの境界部が対称となるため画素の中央部まで散乱領
域が現れるという課題を有していた。
【0008】本発明はこのような課題を解決するもの
で、液晶分子の傾斜方向が画素内で均一となるような液
晶表示素子およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、第1の基板の界面では液晶分子が基板の法
線方向から数度傾斜した傾斜垂直配向状態をとり、かつ
この液晶分子の傾斜方向が矩形状の画素電極の各辺に対
して斜め方向であり、第2の基板の界面では液晶分子が
第1の基板の界面の液晶分子と反対方向に向き平行な配
向状態、または基板の法線方向の配向状態をとるという
構成を備えているものである。また本発明は、第1の基
板上に、液晶分子を基板の法線方向から数度傾斜させる
作用を有し、かつこの液晶分子の傾斜方向を矩形状の画
素電極の各辺に対して斜め方向とする作用を有する傾斜
垂直配向層を形成し、第2の基板上に、液晶分子を第1
の基板の界面の液晶分子と反対方向に向いて平行に配向
させる作用を有する傾斜垂直配向層、または基板の法線
方向に配向させる作用を有する垂直配向層を形成するも
のである。
【0010】
【作用】本発明は前記の構成により、液晶分子の傾斜方
向に対して、画素電極とスペースとの境界部分が非対称
となるため、画素電極とスペースとの境界近傍において
も液晶分子の傾斜方向が一様となる。したがって、画素
内で散乱領域が現れないようにすることが可能となり、
コントラストの低下を防ぐことができるようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面(図1
〜図3)に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施
例および第2実施例における液晶表示素子の液晶分子の
傾斜方向を示す概念図であり、図2は本発明の第1実施
例における液晶表示素子の製造装置の構成図である。
【0012】まず、図1において、11および12はたとえ
ば透明ガラスからなる上側電極基板および下側電極基
板、13および14は上側電極基板11と下側電極基板12の対
向面にそれぞれ形成されたたとえばインディウム・錫・
オキサイド(ITO)膜からなる矩形状の透明電極で、
透明電極13と透明電極14は互いに直交する方向に向いて
いる。15は上側電極基板11の透明電極13上に形成された
傾斜垂直配向層が液晶分子を傾斜させる方向の矢印部、
16は下側電極基板12の透明電極14上に形成された傾斜垂
直配向層が液晶分子を傾斜させる方向の矢印部である。
【0013】次に図2において、21はラビング材を備え
た回転ドラム、22は基板保持テーブル、23は基板保持テ
ーブル22上の電極基板配設位置、24は回転ドラム21の回
転方向、25は基板保持テーブル22の移動方向である。
【0014】次に上記構成に基づき液晶表示素子の製造
方法について説明する。まず、電極基板11,12の矩形状
の透明電極13,14の上に垂直配向膜(たとえば、ODS
−E;チッソ(株)製、DMOAP;東レシリコン
(株)製)を塗布し、約150 ℃で焼成する。次に、この
垂直配向膜を回転ラビングを行なうことによって、傾斜
垂直配向膜を以下に示すようにして形成する。まず、液
晶分子を傾斜させる方向(矢印部15,16で示す)が回転
ドラム21の回転方向24と一致するように回転ドラム21と
基板保持テーブル22の移動方向25のなす角を5度から40
度の範囲でそれぞれ定める。本実施例では30度とした。
その後、両電極基板11,12を基板保持テーブル22上の配
設位置23にそれぞれ置いて回転ラビングをそれぞれ行な
う。ここでは、通常の水平配向膜のラビングの場合の2
分の1以下の強度で回転ラビングを行なった。以上のよ
うにして形成した傾斜垂直配向層を持つ電極基板13,14
を6μmのスペーサを介して矢印部15,16が互いに反対
方向に向いて平行になるように貼り合わせ、負の誘電異
方性を持つ液晶(たとえば、EN−35;チッソ(株)
製)を注入した。
【0015】このような方法を用いて製造された液晶表
示素子は、液晶分子を傾斜させる方向(矢印部15,16
で示す)が透明電極13,14に平行または垂直である液晶
表示素子に比べて、電圧印加時の画素内での散乱領域が
少なく、高いコントラストと均一な表示特性を示した。
【0016】なお、電極基板13,14のどちらか一方の基
板のみ回転ラビングを行なって傾斜垂直配向層とし、他
方の基板は垂直配向層とした場合でも、同様の効果を確
認できた。
【0017】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。液晶表示素子の液晶分子の傾斜方向を示す概念図と
しては、第1実施例と同様に図1を用いる。図3は本発
明の第2実施例における液晶表示素子の製造装置の構成
図である。図3において、31は真空蒸着機内の基板保持
板、32は抵抗加熱蒸着源、33は基板保持板31上の電極基
板の配設位置、34は蒸着方向、35は蒸着方向の基板上に
落とした射影である。
【0018】次に上記構成に基づき液晶表示素子の製造
方法について説明する。抵抗加熱真空蒸着法により電極
基板11,12上に無機酸化物(たとえば、SiO、ZrO
2 など)を斜め方向からそれぞれ蒸着する。その際、液
晶分子を傾斜させる方向(図1矢印部15,16で示す)が
蒸着方向の基板上に落とした射影35と一致するように、
矩形状の透明電極13,14を有する電極基板11,12を配設
位置35に設置する。また、蒸着方向34と基板法線方向と
のなす角を85度から88度にし、無機酸化物の膜厚をおよ
そ0.005 〜0.015 μmとする。その後、無機酸化物の上
に垂直配向膜(たとえば、ODS−E;チッソ(株)
製、DMOAP;東レシリコン(株)製)を塗布し150
℃で焼成して傾斜垂直配向膜を形成する。以下、第1実
施例と同様にして液晶表示素子を製造したところ、液晶
分子を傾斜させる方向(矢印部15,16で示す)が透明電
極13,14に平行または垂直である液晶表示素子に比べ
て、電圧印加時の画素内での散乱領域が少なく、高いコ
ントラストと均一な表示特性を示した。
【0019】なお、電極基板13,14のどちらか一方の基
板のみ斜め方向から抵抗加熱真空蒸着を行なって無機酸
化物を形成した上に垂直配向膜を塗布して傾斜垂直配向
層とし、他方の基板は垂直配向膜のみを塗布して垂直配
向層とした場合でも、同様の効果を確認できた。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の基
板上に、液晶分子を基板の法線方向から数度傾斜させる
作用を有し、かつこの液晶分子の傾斜方向を矩形状の画
素電極の各辺に対して斜め方向とする作用を有する傾斜
垂直配向層を形成し、第2の基板上に、液晶分子を第1
の基板の界面の液晶分子と反対方向に向いて平行に配向
させる作用を有する傾斜垂直配向層、または基板の法線
方向に配向させる作用を有する垂直配向層を形成するこ
とにより、画素内での散乱領域が少なく、均一かつ高い
コントラスト表示ができる液晶表示素子を得ることがで
き、非常に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例および第2実施例における
液晶表示素子の液晶分子の傾斜方向を示す概念図であ
る。
【図2】本発明の第1実施例における液晶表示素子の製
造装置の斜視図である。
【図3】本発明の第2実施例における液晶表示素子の製
造装置の斜視図である。
【符号の説明】
11 上側電極基板 12 下側電極基板 13 透明電極 14 透明電極 15 矢印部 16 矢印部 21 回転ドラム 22 基板保持テーブル 23 配設位置 31 基板保持板 32 抵抗加熱蒸着源 33 配設位置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1337

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間に負の誘電異方性を有する
    液晶を挟持してなるマトリクス状の交叉画素電極を有す
    る液晶表示素子において、第1の基板の界面では液晶分
    子が基板の法線方向から数度傾斜した傾斜垂直配向状態
    をとり、かつこの液晶分子の傾斜方向が矩形状の画素電
    極の各辺に対して斜め方向であり、第2の基板の界面で
    は液晶分子が第1の基板の界面の液晶分子と反対方向に
    向き平行な配向状態、または基板の法線方向の配向状態
    をとることを特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 一対の基板間に負の誘電異方性を有する
    液晶を挟持してなるマトリクス状の交叉画素電極を有す
    る液晶表示素子の製造方法において、第1の基板上に、
    液晶分子を基板の法線方向から数度傾斜させる作用を有
    し、かつこの液晶分子の傾斜方向を矩形状の画素電極の
    各辺に対して斜め方向とする作用を有する傾斜垂直配向
    層を形成し、第2の基板上に、液晶分子を第1の基板の
    界面の液晶分子と反対方向に向いて平行に配向させる作
    用を有する傾斜垂直配向層、または基板の法線方向に配
    向させる作用を有する垂直配向層を形成することを特徴
    とする液晶表示素子の製造方法。
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