JP3117853B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JP3117853B2 JP25398293A JP25398293A JP3117853B2 JP 3117853 B2 JP3117853 B2 JP 3117853B2 JP 25398293 A JP25398293 A JP 25398293A JP 25398293 A JP25398293 A JP 25398293A JP 3117853 B2 JP3117853 B2 JP 3117853B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、TVやコンピュータ
ーの画像表示端末として用いられる液晶表示装置および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】以下図面を参照しながら、従来の面内ス
イッチング型液晶表示装置(以下「LCD」と通称す
る,Liquid Crystal Displayの
略称)の一例について説明する。図3(a)は一般的な
面内スイッチング型LCDの電界が無印加状態での模式
図であり、図3(b)は電界印加状態での模式図であ
る。
【0003】この従来のLCDは、上部基板1、液晶分
子2、電極3、下部基板4、および電源5が主要構成要
素であり、矢印で示すようにラビング方向6は、上部基
板側と下部基板側で90度ねじれた配置にしてある。下
部基板側では、液晶分子2は電界無印加状態でラビング
方向に配列している。しかし、電界印加状態では、水平
方向の電界によって、液晶分子2は電界に沿って配列す
るため、上下に偏光板を配置しておくと、光のon−o
ffのスイッチングが実現でき、LCDとして機能する
原理となっている(例えば、"In-Plane Switching of N
ematic LiquidCrystals",R.Kiefer等, JAPAN DISPLAY'9
2, 広島,pp547-550. )。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の例で示すような
従来のLCDでは、上下の基板1,4とも液晶分子2の
配向規制用のラビング処理を施す必要がある。しかし、
ラビングの規制力が強い基板表面近傍では、電界による
液晶分子2の操作が容易ではなく、このため高い動作電
圧を必要とする問題点があった。また、図3(a),
(b)に模式的に示す様に、水平面内に電界を発生させ
るための電極3は、ある程度の膜厚を必ず持っているた
め、均一なラビングの障害となることが問題となる場合
があった。また、ラビング処理に起因した、パーティク
ルの発生や静電気による絶縁破壊現象の発生によるLC
Dの製造歩留まりの低下という問題も広く指摘されてい
る。
【0005】この発明は上記問題に鑑み、駆動電圧を低
減できるとともに製造歩留りを向上できる液晶表示装置
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の液晶表示
装置は、液晶と、この液晶を挟んで対向配置する一対の
基板と、基板面とほぼ水平方向に電界を発生させるため
の電極とを備え、液晶分子を面内駆動するようにした液
晶表示装置であって、一対の基板のうち一方の基板の配
向膜にラビング処理を施し、他方の基板の配向膜にラビ
ング処理を施さないようにしたことを特徴とする。
【0007】請求項2記載の液晶表示装置は、請求項1
記載の液晶表示装置において、液晶として、一対の基板
間でねじれ角が80度から100度の間の角度になるよ
うにカイラル分子を調合してなるねじれたネマチック液
晶を用いている。請求項3記載の液晶表示装置は、請求
項1記載の液晶表示装置において、液晶として、一対の
基板間でねじれ角がほぼ消失してホモジニアス配置とな
るように左旋回と右旋回のカイラル分子を調合してなる
ネマチック液晶を用いている。
【0008】請求項4記載の液晶表示装置の製造方法
は、対向配置する一対の基板のうち一方の基板は配向膜
にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜にラビング
処理を施さず、一対の基板間でねじれ角が80度から1
00度の間の角度になるようにカイラル分子を調合して
なるねじれたネマチック液晶を、昇温して等方相の状態
で一対の基板間に注入し、その後、基板面と水平方向に
電界を印加した状態で徐冷することを特徴とする。
【0009】請求項5記載の液晶表示装置の製造方法
は、対向配置する一対の基板のうち一方の基板は配向膜
にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜にラビング
処理を施さず、一対の基板間でねじれ角が80度から1
00度の間の角度になるようにカイラル分子を調合して
なるねじれたネマチック液晶を、昇温して等方相の状態
で一対の基板間に注入し、その後、基板面に水平でかつ
ラビング方向と同一の方向に磁場を印加した状態で徐冷
することを特徴とする。
【0010】請求項6記載の液晶表示装置の製造方法
は、対向配置する一対の基板のうち一方の基板は配向膜
にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜にラビング
処理を施さず、一対の基板間でねじれ角がほぼ消失して
ホモジニアス配置となるように左旋回と右旋回のカイラ
ル分子を調合してなるネマチック液晶を、昇温して等方
相の状態で一対の基板間に注入し、その後、基板面に水
平でかつラビング方向と同一の方向に磁場を印加した状
態で徐冷することを特徴とする。
【0011】
【作用】この発明の液晶表示装置およびその製造方法に
よれば、液晶を挟んで対向配置する一対の基板のうち一
方の基板のみの配向膜にラビング処理を施し、他方の基
の配向膜にはラビング処理を施していない。このよう
に、従来行っていた他方の基板のラビング処理を省略す
ることにより、ラビング処理に起因するパーティクルの
発生や静電破壊現象などの不良を低減できる。さらに、
ラビング処理の省略により、液晶分子の可動性が向上
し、駆動電圧の低減化や立ち上がり、立ち下がりの動作
速度の向上を図ることができる。
【0012】
【実施例】以下この発明の一実施例の液晶表示装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。図1(a)はこの
発明の第1の実施例の液晶表示装置の電界無印加状態で
の模式図、図1(b)は同液晶表示装置の電界印加状態
での模式図である。
【0013】この液晶表示装置は、上部基板1、液晶分
子2、電極3、下部基板4および電源5が主要構成要素
である。ラビング方向6は矢印で示し、ラビングは上部
基板側のみに実施し、下部基板側は実施していない。配
向膜としてポリイミド膜を使用した。電極3は膜厚2μ
mのAl膜を電極幅3μm、電極間隔10μmに加工し
て形成している。液晶は、誘電異方性が正の物質を使用
し、基板の上下で、ねじれが88度になるようカイラル
成分をブレンドした。90度から2度小さくねじれ角を
設定したのは、液晶分子2の動き出す方向を規制するた
めである。基板間隔(セルギャップ)は5μmとした。
偏光板はクロスニコル配置でノーマリーホワイト表示、
パラレル配置でノーマリーブラック表示となる。
【0014】ブレンドした液晶を昇温し、等方相で上下
基板間に注入した後徐冷した。この徐冷期間中、電極間
に20Vの直流電圧を印加したLCD、電極間に±20
Vで周波数60Hzの交流電圧を印加したLCD、1k
Gaussの一定磁界を電界の印加方向に作用させたL
CD、および電界・磁界ともに印加しないLCDという
4種類のLCDを作製した。
【0015】以上の4種類のLCDは全て良好なon−
offのスイッチング特性を示し、コントラストは正面
で100以上、上下左右±60度の視野角内で5以上の
値を示した。印加電圧対光透過率特性でのしきい値特性
は、徐冷時の電界または磁界の印加による影響が認めら
れ、徐冷時に20Vの直流電圧を印加したLCDが最も
立ち上がりに優れたしきい値特性を示した。すなわち、
電界印加時の液晶分子の配列がメモリーされるため、印
加電圧対光透過率特性でのしきい値特性が向上し、優れ
た特性のLCDを実現できる。
【0016】なお、この実施例では液晶のねじれ角を8
8度に設定しているが、カイラル分子を調合してねじれ
角が80度から100度の間に設定したねじれたネマチ
ック液晶を用いることにより、片側のラビング処理を省
略しても液晶分子は自発的に90度近辺のねじれネマテ
ィク配向を取り、LCDとして機能する。次に、第2の
実施例を示す。図2(a)はこの発明の第2の実施例の
液晶表示装置の電界無印加状態での模式図、図2(b)
は同液晶表示装置の電界印加状態での模式図である。
【0017】上記した第1の実施例では、電界無印加状
態で液晶分子はほぼ90度ねじれた配置を取るが、この
実施例では、図2(a)に示す様に、上下基板間でねじ
れがないホモジニアスな配列を取る。また、第1の実施
例同様、この実施例でも、ラビングは、上部基板1のみ
実施し、電極側の下部基板4には配向膜は塗布してある
が、ラビングは実施していない。電界無印加状態でホモ
ジニアスな配列を取るためカイラル成分はブレンド量
を、第1の実施例の場合に比べて低減し、ほとんど添加
していない。
【0018】昇温した等方相の液晶を注入後、徐冷する
時にラビング方向に1kGaussの定状磁場を印加し
たLCDと、電磁場を全く印加しないLCDとの2種類
を作製した。作製したLCDは2種類とも良好なon−
offのスイッチング特性を示し、コントラストは正面
で100以上、上下左右±60度の視野角内で5以上の
値を示した。コントラスト特性は徐冷時に1kGaus
sの定状磁場を印加したLCDの方が少し優れた特性を
示したが、印加電圧対光透過率特性でのしきい値特性
は、徐冷時の磁界の印加による影響は認められなかっ
た。
【0019】次に、第3の実施例を示す。上記した第2
の実施例では、電界無印加状態でホモジニアス配置を得
るため、カイラル分子の添加量を極少量としたが、この
実施例では、左旋回のカイラル成分と右旋回のカイラル
成分をブレンドし、両者の旋回効果が全体として打ち消
しあって、結果としてホモジニアス配置が得られる様に
した。その他は第2の実施例と同様である。
【0020】この第3の実施例では、第2の実施例に比
べて、電界無印加状態での液晶分子配列が安定化し、液
晶表示装置の表示むらが低減するなど表示品質が向上し
た。以上の実施例に述べたように、この発明の液晶表示
装置では、液晶を挟んで対向配置する一対の基板のうち
一方の基板のみの配向膜にラビング処理を施し、他方の
基板の配向膜にはラビング処理を施していない。このよ
うに、従来行っていた他方の基板のラビング処理を省略
することにより、ラビング処理に起因するパーティクル
の発生や静電破壊現象などの不良を低減できるため、製
造原価の低減と高い製造歩留まりが得られる。さらに、
ラビング処理の省略により、液晶分子の可動性が向上
し、駆動電圧の低減化や立ち上がり、立ち下がりの動作
速度の向上を図ることができる。
【0021】また、上記実施例で述べたように、コント
ラストの視野角依存性に対しても効果があり、広視野角
のLCDが実現する。さらに、透明導電膜が不要である
ため、より製造原価の低減と高い製造歩留まりが得られ
る。なお上記実施例では、基板に水平な方向に電界を発
生させる電極3は片側の基板上に全て存在し、もう一方
の基板には電極は無いという構成を取ったが、実際には
電極の片側を対面基板側に移動させた構成を取っても、
同様の効果が期待できることは明かである。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、液晶を
挟んで対向配置する一対の基板のうち一方の基板のみ
配向膜にラビング処理を施し、他方の基板の配向膜には
ラビング処理を施していない。このように、従来行って
いた他方の基板のラビング処理を省略することにより、
ラビング処理に起因するパーティクルの発生や静電破壊
現象などの不良を低減できるため、製造原価の低減と高
い製造歩留まりが得られる。さらに、ラビング処理の省
略により、液晶分子の可動性が向上し、駆動電圧の低減
化や立ち上がり、立ち下がりの動作速度の向上を図るこ
とができる。また、コントラストの視野角依存性に対し
ても効果があり、広視野角のLCDが実現する。さら
に、透明導電膜が不要であるため、より製造原価の低減
と高い製造歩留まりが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの発明の第1の実施例の液晶表示装
置の電界無印加状態での模式図、(b)は同液晶表示装
置の電界印加状態での模式図である。
【図2】(a)はこの発明の第2の実施例の液晶表示装
置の電界無印加状態での模式図、(b)は同液晶表示装
置の電界印加状態での模式図である。
【図3】(a)は従来例の液晶表示装置の電界無印加状
態での模式図、(b)は同液晶表示装置の電界印加状態
での模式図である。
【符号の説明】
1 上部基板 2 液晶分子 3 電極 4 下部基板 5 電源 6 ラビング方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶と、この液晶を挟んで対向配置する
    一対の基板と、前記基板面とほぼ水平方向に電界を発生
    させるための電極とを備え、液晶分子を面内駆動するよ
    うにした液晶表示装置であって、 前記一対の基板のうち一方の基板の配向膜にラビング処
    理を施し、他方の基板の配向膜にラビング処理を施さな
    いようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 液晶として、一対の基板間でねじれ角が
    80度から100度の間の角度になるようにカイラル分
    子を調合してなるねじれたネマチック液晶を用いた請求
    項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 液晶として、一対の基板間でねじれ角が
    ほぼ消失してホモジニアス配置となるように左旋回と右
    旋回のカイラル分子を調合してなるネマチック液晶を用
    いた請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 対向配置する一対の基板のうち一方の基
    板は配向膜にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜
    にラビング処理を施さず、前記一対の基板間でねじれ角
    が80度から100度の間の角度になるようにカイラル
    分子を調合してなるねじれたネマチック液晶を、昇温し
    て等方相の状態で前記一対の基板間に注入し、その後、
    前記基板面と水平方向に電界を印加した状態で徐冷する
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 対向配置する一対の基板のうち一方の基
    板は配向膜にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜
    にラビング処理を施さず、前記一対の基板間でねじれ角
    が80度から100度の間の角度になるようにカイラル
    分子を調合してなるねじれたネマチック液晶を、昇温し
    て等方相の状態で前記一対の基板間に注入し、その後、
    前記基板面に水平でかつラビング方向と同一の方向に磁
    場を印加した状態で徐冷することを特徴とする液晶表示
    装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 対向配置する一対の基板のうち一方の基
    板は配向膜にラビング処理を施し、他方の基板は配向膜
    にラビング処理を施さず、前記一対の基板間でねじれ角
    がほぼ消失してホモジニアス配置となるように左旋回と
    右旋回のカイラル分子を調合してなるネマチック液晶
    を、昇温して等方相の状態で前記一対の基板間に注入
    し、その後、前記基板面に水平でかつラビング方向と同
    一の方向に磁場を印加した状態で徐冷することを特徴と
    する液晶表示装置の製造方法。
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