JP3355591B2

JP3355591B2 - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP3355591B2
Application number: JP26116494A
Authority: JP
Inventors: 雅朗浅野; 佳世子杉山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH08101390A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置およびその
製造方法に係り、特に視角特性の優れた液晶表示装置と
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】低消費電力、低電圧動作、薄型、軽量等
を特徴とする液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ
やワードプロセッサー等のＯＡ機器、ビデオ機器、テレ
ビジョン等の表示装置として急速にその用途を拡大して
いる。

【０００３】液晶表示装置には種々の動作モードが知ら
れているが、現在実用化されている動作モードは、施光
能を動作原理としたツイステッドネマティック（ＴＮ）
型と、複屈折率を動作原理とした電圧制御複屈折率型と
がある。前者のＴＮ型の液晶表示装置は、基板間に挟持
された液晶層の分子配列が９０°ねじれたものであり、
モノカラー表示、あるいは、カラーフィルタを用いるこ
とによるカラー表示が可能である。また、ＴＮ型液晶表
示装置の駆動方式としては、単純マトリクス駆動方式
と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）やダイオード等の能動
素子を各画素ごとに備えたアクティブマトリックス駆動
方式とがある。一方、後者の電圧制御複屈折率型の液晶
表示装置は、基板間に挟持された液晶層の分子配列が９
０°以上（例えば２７０°）ねじれたスーパーツイステ
ッドネマティック（ＳＴＮ）型液晶表示装置である。こ
のＳＴＮ型液晶表示装置は、印加電圧に対する液晶セル
の光学特性変化が急峻であるため、各画素ごとに能動素
子を配置しなくても、単純なマトリクス状電極構造によ
る時分割駆動により大面積の表示が容易であるという特
徴をもっている。

【０００４】ここで、液晶表示装置において基板間に挟
持された液晶層の分子配列を配向させる方法として、ラ
ビング法、斜め蒸着法、ＬＢ法、イオンビーム照射法等
が挙げられる。

【０００５】ラビング法は、電極が形成された基板上に
ポリイミド等の有機材料を塗布、硬化後、この有機材料
膜をナイロン樹脂系あるいはビニル樹脂系の繊維で作成
されたラビング布で一定方向に擦ることにより配向力を
付与する方法である。

【０００６】斜め蒸着法は、電極が形成された基板上に
酸化珪素等の無機材料を斜め方向から真空蒸着すること
により、微小な柱状体が配列してなる薄膜を形成し、柱
状体の配列構造により配向力を付与する方法である。

【０００７】また、ＬＢ法は、水面上にラングミュア・
ブロシェット（ＬＢ）膜を展開し、基板を水中から水面
上に引き上げることにより基板表面に分子的配向をもっ
た薄膜を形成し、これにより配向力を付与する方法であ
る。

【０００８】さらに、イオンビーム照射法は、電極が設
けられた基板上に直接、あるいは、基板上に形成した酸
化珪素等の無機材料膜やポリイミド等の有機材料膜上
に、イオンを電気的に加速して照射することによる表面
ミリング効果により、表面に溝構造を形成し、これによ
り配向力を付与する方法である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示装置は、垂直方向から見た場合には良好な状態
で表示を見ることが可能であるが、斜め、あるいは、水
平方向から見た場合、表示色の変化やコントラストの逆
転が発生するという視野角依存性があり、画像品質を向
上する上でこの視角特性の改善が必須となっている。

【００１０】視角特性を改善する方法としては、表示の
一画素内を分割（例えば、２分割）したり、あるいは、
画素単位で、液晶の分子配列を１８０°変化させた領域
を設ける方法がある（Ｙ．Ｋｏｉｋｅら、Japan Displ
ay’９２ＤＩＧＥＳＴ，798(1992) および、Ｋ．Ｔａｋ
ａｔｏｒｉら、Japan Display’９２ＤＩＧＥＳＴ，59
1(1992) 等）。同一基板内での上記のような液晶の分子
配列が異なる微小な領域の形成は、フォトリソグラフィ
ー法を利用して感光性レジストでマスクを形成し、この
マスクを介して上述の配向方法のいずれかによる１回目
の配向処理を行い、その後、レジストを除去し、異なっ
た領域に同様にマスクを形成し、このマスクを介して２
回目の配向処理を行うものであった。しかし、このよう
な従来の方法では、フォトリソグラフィー法を２回行う
必要があり、工程が煩雑となり、製造コストの低減に支
障を来していた。

【００１１】一方、同一条件でラビング法による配向処
理を施した場合、生じる液晶分子配列方向が異なる配向
材を２種以上使用し、同一基板上に２種以上の配向層を
形成し、その後、１回のラビング法による配向処理を施
すことにより、同一基板内に液晶の分子配列が異なる微
小な領域を形成する方法が開示されている（特開平６−
８２７８７号）。この方法は、配向処理が１回で済むも
のの、２種以上の配向材を使用する必要があること、お
よび、配向材の種類が異なる微小領域の配向層を形成す
るために複数回のフォトリソグラフィー法によるマスク
形成が必要であることから、工程が複雑であり、また、
ゴミの発生する危険性が高く、表示欠陥を生じるという
問題があった。

【００１２】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、視角特性に優れ高品位表示が可能な液晶
表示装置と、このような液晶表示装置を簡便に製造する
ための製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の液晶表示装置は、表面の少なくとも
一部に設けられた電極と該電極を覆うように前記表面に
形成された配向層とを有する２枚の基板を前記配向層が
対向するように設置し、前記基板間に液晶層が挟持され
てなる液晶表示装置において、前記配向層は１種類の配
向材からなり、その表面に複数の領域を有し、隣接する
前記領域の液晶分子配列方向が異なるとともに、液晶層
を介して液晶分子配列方向が異なる前記領域が相対向
し、かつ、相対向する前記領域の一方はラビング配向処
理あるいはイオンビーム照射処理により液晶分子配列方
向が定められ、他方はイオンビーム照射処理により液晶
分子配列方向が定められたものであるような構成とし
た。

【００１４】また、本発明の液晶表示装置は、表面の少
なくとも一部に設けられた電極と該電極を覆うように前
記表面に形成された配向層とを有する２枚の基板を前記
配向層が対向するように設置し、前記基板間に液晶層が
挟持されてなる液晶表示装置において、前記配向層は１
種類の配向材からなり、その表面に複数の領域を有し、
隣接する前記領域の一方のみが液晶分子の配向力をもつ
とともに、液晶層を介して液晶分子の配向力をもつ領域
ともたない領域とが相対向し、隣接する領域の液晶分子
の配列方向が異なるような構成とした。

【００１５】一方、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、基板表面の少なくとも一部に電極を形成し、該電極
を覆うように前記基板に１種類の配向材からなる配向層
を設け、該配向層の全面にラビング法およびイオンビー
ム照射法のいずれかにより液晶分子配列方向が一方向と
なる配向処理を施す第１の工程と、所定のパターンで孔
部が形成されたマスクを介して前記配向層にイオンビー
ム照射法による配向処理を施し、前記第１の工程におけ
る液晶分子配列方向と異なる液晶分子配列方向を示す領
域を形成することを少なくとも１回行う第２の工程と、
前記第１の工程および第２の工程における配向処理が行
われた２枚の基板を、前記配向層を構成する前記領域が
相互に対向し、かつ、相対向する領域の液晶分子配列方
向が異なるように対向配置し、前記基板間に液晶層を挟
持する第３の工程と、からなるような構成とした。

【００１６】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、基板表面の少なくとも一部に電極を形成し、該電極
を覆うように前記基板に１種類の配向材からなる配向層
を設け、該配向層の全面にラビング法およびイオンビー
ム照射法のいずれかにより液晶分子配列方向が一方向と
なる配向処理を施す第１の工程と、所定のパターンで孔
部が形成されたマスクを介して前記配向層にほぼ垂直に
イオンビーム照射を施し、前記第１の工程において付与
した液晶分子の配向力を消去する第２の工程と、前記第
１の工程における配向処理および第２の工程における消
去処理が行われた２枚の基板を、前記配向層を構成する
前記領域が相互に対向し、かつ、相対向する領域の一方
のみが液晶分子の配向力をもち、隣接する領域の液晶分
子の配列方向が異なるように対向配置し、前記基板間に
液晶層を挟持する第３の工程と、からなるような構成と
した。

【００１７】

【作用】基板に形成された１種類の配向材からなる配向
層の全面にラビング法およびイオンビーム照射法のいず
れかにより配向処理を施すと、配向層の液晶分子配列方
向が一方向にそろえられるが、その後、マスクを介して
配向層にイオンビーム照射法による配向処理を施すと、
イオンビーム照射領域では最初の液晶分子配列方向が消
去され照射方向に対応した液晶分子配列方向を示す領域
が形成され、このような領域形成を少なくとも１回行っ
て得られた２枚の基板で液晶層を挟持した液晶表示装置
では、液晶層を挟持して対向する２枚の基板の配向層
は、その表面に液晶分子配列方向が異なる複数の領域を
有し、相対向する領域の一方がラビング配向処理あるい
はイオンビーム照射処理により液晶分子配列方向が定め
られ、他方がイオンビーム照射処理により上記液晶分子
配向方向と異なる方向に液晶分子配列方向が定められも
のであり、これにより、相対向する領域間の液晶層の分
子は所定の角度でねじれ、かつ、隣接する領域における
液晶層の分子の配列方向が異なることになる。

【００１８】また、上記のようにラビング法およびイオ
ンビーム照射法のいずれかにより配向層の液晶分子配列
方向が一方向にそろえられた後、マスクを介して配向層
にほぼ垂直にイオンビーム照射を施すと、イオンビーム
照射領域では最初の液晶分子配列方向が消去され、液晶
分子の配向力をもたない領域が形成され、こうして得ら
れた２枚の基板で液晶層を挟持した液晶表示装置では、
液晶層を挟持して対向する２枚の基板の配向層は、その
表面に複数の領域を有し、相対向する領域の一方のみが
液晶分子の配向力をもつものであり、これにより、相対
向する領域間の液晶層の分子は所定の角度でねじれ、か
つ、隣接する領域における液晶層の分子の配列方向が異
なることになる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】図１は本発明の液晶表示装置の一例を示す
概略構成図ある。図１において、本発明の液晶表示装置
１は２枚の基板１１、２１を対向させ、基板１１、２１
間に液晶層２を挟持したものである。

【００２１】基板１１は、透明基板１２上に個々の画素
５を構成する各絵素６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに対応するように
電極１３およびＴＦＴ素子１４を備え、電極１３を覆う
ように配向層１５が設けられている。この配向層１５
は、１種類の配向材により形成されたものであり、か
つ、各絵素６を２分割した複数の領域１５ａと１５ｂと
からなり、相隣接する領域１５ａと領域１５ｂにおける
液晶分子配列方向は互いにほぼ直交する方向となってい
る。

【００２２】また、基板２１は、透明基板２２上に共通
電極２３を備え、この共通電極２３を覆うように配向層
２５が設けられている。上記の配向層１５と同様に、こ
の配向層２５も１種類の配向材により形成されたもので
あり、かつ、各絵素６を２分割した複数の領域２５ａと
２５ｂとからなり、相隣接する領域２５ａと領域２５ｂ
における液晶分子配列方向は互いに直交する方向となっ
ている。

【００２３】ここで、相隣接する領域の境界には、後述
するようなディスクリネーションの表示防止のためのブ
ラックマトリックスを形成することが好ましく、この場
合、基板１１、２１の双方にブラックマトリックスを設
ける必要性はなく、一方の基板にブラックマトリックス
を設けることで十分である。図示例では、基板２１の領
域２５ａと領域２５ｂの境界に対応するように共通電極
２３上にブラックマトリックス２６が形成されている。

【００２４】図２は図１に示される液晶表示装置１の配
向層１５および配向層２５の状態を説明するための斜視
図である。図２において、配向層１５は領域１５ａと領
域１５ｂがモザイク状に位置しており、領域１５ａの液
晶分子配列方向は基板表示水平方向（矢印方向）に対し
て＋４５°傾斜した矢印Ａ方向であり、領域１５ｂの液
晶分子配列方向は基板表示水平方向に対して−４５°傾
斜した矢印Ｂ方向である。すなわち、相隣接する領域１
５ａと領域１５ｂは、その液晶分子配列方向が互いに直
交している。また、配向層２５も領域２５ａと領域２５
ｂがモザイク状に位置しており、領域２５ａの液晶分子
配列方向は基板表示水平方向に対して＋４５°傾斜した
矢印Ａ方向であり、領域２５ｂの液晶分子配列方向は基
板表示水平方向に対して−４５°傾斜した矢印Ｂ方向で
あって、相隣接する領域２５ａと領域２５ｂは、その液
晶分子配列方向が互いに直交している。そして、配向層
１５と配向層２５とは、構成する各領域が相対向し、か
つ、相対向する領域の液晶分子配列方向が直交するよう
に配置されている。すなわち、配向層１５を構成する領
域１５ａ（液晶分子配列方向＝矢印Ａ方向）と配向層２
５を構成する領域２５ｂ（液晶分子配列方向＝矢印Ｂ方
向）とが相対向し、配向層１５を構成する領域１５ｂ
（液晶分子配列方向＝矢印Ｂ方向）と配向層２５を構成
する領域２５ａ（液晶分子配列方向＝矢印Ａ方向）とが
相対向するように基板１１と基板２１とが対向配置され
ている。

【００２５】このような液晶表示装置１は、基板１１お
よび基板２１に挟持された液晶層２のうち、相対向する
領域１５ａと領域２５ｂとにより挟持された液晶の分子
は９０°ねじられ、また、相対向する領域１５ｂと領域
２５ａとにより挟持された液晶の分子も９０°ねじら
れ、かつ、隣接する領域における液晶層２の分子の配列
方向が９０°異なるものとなる。したがって、この液晶
表示装置１は、視角特性に優れ見る角度を変えても良好
な表示色やコントラストが維持され、高品位表示が可能
なＴＮ型アクティブマトリックス駆動の液晶表示装置と
なる。尚、各領域１５ａと１５ｂとの境界、および各領
域２５ａと２５ｂとの境界には、ディスクリネーション
（転傾）が発生するが、その領域には上述のようにブラ
ックマトリックス１６、２６が存在しているので、ディ
スクリネーションの発生は表示されない。

【００２６】また、本発明の液晶表示装置の他の実施例
として、図３に示されるように、上述の実施例と同様に
各基板１１、２１はその表面に複数の領域１５ａ、１５
ｂと２５ａ、２５ｂを有しているが、隣接する前記領域
の一方のみ（図示例では領域１５ａ、２５ａ）が液晶分
子の配向力をもち、他方の領域（図示例では領域１５
ｂ、２５ｂ）は液晶分子の配向力をもたないような液晶
表示装置がある。このような液晶表示装置では、液晶層
を介して２つの基板が対向した状態で、液晶分子の配向
力をもつ領域ともたない領域とが相対向するので、２つ
の基板の間隔（セルギャップ）と、注入する液晶のカイ
ラルピッチを調整することによりツイステッドネマティ
ック（ＴＮ）状態とする必要がある。このような液晶表
示装置においても、隣接する領域の液晶分子の配列方向
は異なるものとなっている。

【００２７】上述の液晶表示装置の基板１１、２１を構
成する透明基板１２、２２としては、石英ガラス、パイ
レックスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット
材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可
撓性を有するフレキシブル材を用いることができる。こ
のなかで、特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨
張率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理
のおける作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分
を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマ
トリックス方式による液晶表示装置に適している。

【００２８】また、液晶表示装置を構成する電極１３、
２３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用
いて形成されたものであり、その厚みは０．０１〜１μ
ｍ、好ましくは０．０３〜０．５μｍ程度である。この
ような電極１３、２３は、スパタッリング法、真空蒸着
法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成すること
ができる。

【００２９】液晶表示装置１を構成する配向層１５、２
５はポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系およ
びポリ尿素系の有機化合物のなかの少なくとも１種を含
むような層であり、厚みは１００〜１００００Å、好ま
しくは３００〜５０００Å程度とすることができる。こ
のような配向層１５、２５の形成は、種々の印刷法等、
公知の塗布方法により行うことができ、その後、後述す
るような配向処理が施される。

【００３０】尚、上述の実施例では、配向層に形成され
る上記領域は、個々の画素５を構成する絵素を２分割し
たものであるが、本発明においては、上記領域として絵
素を３以上に分割したもの、各絵素を単位としたもの、
あるいは、各画素を単位としたもの等いずれでもよい。
したがって、１個の領域の大きさは、例えば、１０μｍ
×１０μｍ（絵素を３以上に分割した場合）から３００
μｍ×３００μｍ（各画素を単位とした場合）の範囲と
することができる。

【００３１】また、上述の実施例では、配向層に形成さ
れる上記領域の液晶分子配列方向は、基板表示水平方向
に対して＋４５°傾斜した矢印Ａ方向と、−４５°傾斜
した矢印Ｂ方向の２種であるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、図４に示されるように、液
晶分子配列方向が基板表示水平方向（矢印方向）に対し
て＋４５°傾斜した領域３５ａ、基板表示水平方向と平
行な領域３５ｂ、基板表示水平方向に対して−４５°傾
斜した領域３５ｃ、および、基板表示水平方向と直交す
る領域３５ｄの４種からなるものとしてもよい。

【００３２】さらに、上述の実施例では駆動方式として
ＴＦＴアクティブマトリックス方式を用いているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単純マ
トリックスやセグメント等の方式、ＭＩＭ（金属／絶縁
物／金属）等の２端子素子を用いたアクティブマトリッ
クス方式等を適用することができる。

【００３３】次に、図１に示される液晶表示装置を例に
図５乃至図８を参照しながら本発明の液晶表示装置の製
造方法を説明する。

【００３４】まず、個々の画素５を構成する各絵素６
Ｒ、６Ｇ、６Ｂに対応するように電極１３およびＴＦＴ
素子１４が形成された透明基板１２を準備し、この透明
基板１２の電極１３を覆うように１種類の配向材を用い
て配向層１５を形成する（図４（ａ））。この配向層１
５の形成は、上述のようにポリイミド系、ポリアミド
系、ポリウレタン系およびポリ尿素系の有機化合物のな
かの少なくとも１種を用いて印刷法等により行うことが
できる。その後、基板表示水平方向（図６（ａ）のおけ
る矢印方向）に対して＋４５°傾斜する方向（図５およ
び図６（ａ）の矢印Ａ方向）となるように配向層１５に
ラビング処理を施す（図５（ｂ））。このラビング処理
によって、配向層１５の全面に、接触する液晶分子の長
軸を矢印Ａ方向と平行な方向に配列する液晶分子配列能
が付与されたこととなる。以上が第１の工程である。

【００３５】次いで、絵素６の半分の面積に対応した孔
部１９をモザイク状に備えたマスク１８を、孔部１９が
絵素の半分の領域上に来るように位置合わせして配向層
１５上に密着させる。そして、このマスク１８を介して
配向層１５上にイオンビーム照射処理を施す（図５
（ｃ））。イオンビームの照射方向は、上記のラビング
処理方向と直交する方向（基板表示水平方向に対して−
４５°傾斜する方向であり、図５では紙面に垂直方向、
図６では矢印Ｂ方向）とする。このイオンビーム照射処
理を施された配向層１５上の領域は、上記のラビング処
理による液晶分子配列能が消去され、イオンビーム照射
方向と平行な方向に液晶分子の長軸を配列する液晶分子
配列能が付与されたこととなる。すなわち、液晶分子配
列方向が直交するような２種の領域１５ａ、１５ｂが個
々の絵素に対応する配向層１５に形成され、基板１１が
得られる（図５（ｄ）、図６（ｂ））。以上が第２の工
程である。

【００３６】一方、共通電極２３および各絵素６を２分
割するように共通電極２３上にブラックマトリックス２
６が形成された透明基板２２を準備し、この透明基板２
２の共通電極２３を覆うように１種類の配向材を用いて
配向層２５を形成する（図７（ａ））。

【００３７】その後、基板表示水平方向（図８（ａ）の
おける矢印方向）に対して＋４５°傾斜する方向（図７
および図８（ａ）の矢印Ａ方向）となるように配向層２
５にラビング処理を施す（図７（ｂ））。このラビング
処理によって、配向層２５の全面に、接触する液晶分子
の長軸を矢印Ａ方向と平行な方向に配列する液晶分子配
列能が付与されたこととなる。以上が第１の工程であ
る。

【００３８】次いで、絵素６の半分の面積に対応した孔
部２９をモザイク状に備えたマスク２８を、孔部２９が
ブラックマトリックス２６で囲まれた絵素の半分の領域
上に来るように位置合わせして配向層２５上に密着させ
る。そして、このマスク２８を介して配向層２５上にイ
オンビーム照射処理を施す（図７（ｃ））。イオンビー
ムの照射方向は、上記のラビング処理方向と直交する方
向（図７では紙面に垂直方向、図８では矢印Ｂ方向）と
する。このイオンビーム照射処理を施された配向層２５
上の領域は、上記のラビング処理による液晶分子配列能
が消去され、イオンビーム照射方向と平行な方向に液晶
分子の長軸を配列する液晶分子配列能が付与されたこと
となる。これにより、液晶分子配列方向が直交するよう
な２種の領域２５ａ、２５ｂが個々の絵素に対応する配
向層２５に形成され、基板２１が得られる（図７
（ｄ）、図８（ｂ））。以上が第２の工程である。

【００３９】上述の第１の工程および第２の工程により
基板１１および基板２１を作製した後、両基板を配向層
１５、２５が対向するようにスペーサを介して配置す
る。この際、配向層１５を構成する領域１５ａと配向層
２５を構成する領域２５ｂとが相対向し、配向層１５を
構成する領域１５ｂと配向層２５を構成する領域２５ａ
とが相対向するように基板１１と基板２１とを配置す
る。その後、シール剤により封止して液晶を注入するこ
とにより液晶表示装置１を得ることができる。以上が第
３の工程である。

【００４０】尚、上述の本発明の液晶表示装置の製造方
法の例では、第１の工程において配向層全面に一定方向
の配向処理を施す方法としてラビング法が用いられてい
るが、ラビング法の代わりにイオンビーム照射法を用い
てもよい。但し、プレティルト角を大きくして配向方向
のバラツキ角許容量を大きくするためには、第１の工程
においてラビング法を用いることが好ましい。

【００４１】また、図３に示されるような配向層を作成
する場合、上記の第２の工程において、イオンビームを
配向層にほぼ垂直に照射することによって、第１の工程
で付与された液晶分子の配向力を消去することができ
る。

【００４２】さらに、例えば、図４に示されるように配
向層に形成される領域の液晶分子配列方向を４種類とす
る場合は、上記の第２の工程においてマスクを介したイ
オンビーム照射処理を３回行うことになる。

【００４３】上記のイオンビーム照射処理は、雰囲気圧
力１×１０^-5〜２×１０^-5Torr程度のチャンバー内に透
明基板を載置し、透明基板に対して所定の方向となるよ
うにイオン銃を配設し、このイオン銃からイオンビーム
を透明基板に照射することにより行うことができる。イ
オンビームの照射方向は、透明基板面の法線から５０〜
８５°の範囲、好ましくは７０〜８０°の範囲で傾斜し
た方向とする。照射イオンとしては、アルゴン、クリプ
トン、キセノン、水素、ヘリウム、酸素、窒素、水蒸
気、四フッ化炭素、六フッ化炭素等のガスイオンを使用
することができ、イオン銃としては、公知のカウフマン
型イオン銃等を使用することができる。

【００４４】また、上述の実施例では、相対向する２つ
の領域により挟持された液晶の分子を９０°ねじった配
向状態とするように基板１１と基板２１が対向ものであ
ったが、ねじれ角が９０°以上の液晶分子配向状態とす
るように２枚の基板を対向配置してもよい。この場合、
使用する基板の一方はＸ軸方向に複数の透明電極が配設
され、他方の基板はＹ軸方向に複数の透明基板が配設さ
れたものであり、いずれの基板にもＴＦＴ素子の形成は
不要である。そして、透明電極上に上述の実施例と同様
に配向層を形成し、第１の工程の配向処理および第２の
工程の配向処理を施した後、第３の工程において、例え
ば、液晶分子が左２４０°にねじれるように２枚の基板
を対向させる。このようにして得られた液晶表示装置
は、ＳＴＮ型液晶表示装置となる。

【００４５】次に、より具体的な実施例を示して本発明
を更に詳細に説明する。（実施例１）厚さ１．１ｍｍの研磨済みのコーニング７
０５９ガラス基板を準備した。

【００４６】このガラス基板を用いて、個々の画素を構
成する各絵素に対応するように酸化インジウムスズ（Ｉ
ＴＯ）電極およびＴＦＴ素子を備えた基板Ａ（図１の電
極１３およびＴＦＴ素子１４を備えた基板１２に対応す
る）を作製した。この場合、各絵素（各ＩＴＯ電極）は
８０μｍ×２８０μｍの寸法であり、ＴＦＴ素子にはＩ
ＴＯ電極が接続されている。

【００４７】一方、上記のガラス基板の一方の面にＩＴ
Ｏ透明共通電極と各絵素を２分割するように共通電極上
に形成されたブラックマトリックスを備えた基板Ｂ（図
１の共通電極２３、ブラックマトリックス２６を備えた
基板２２に対応する）を作製した。

【００４８】次に、基板ＡのＩＴＯ電極上、および、基
板Ｂの共通電極上にそれぞれポリイミド配向層（厚み１
０００Å）を印刷法により形成した。

【００４９】次いで、まず、基板Ａの配向層に、基板表
示水平方向に対して＋４５°傾斜する方向となるように
ラビング処理を施した（図５（ｂ）に対応（第１の工
程））。その後、絵素の半分の面積に対応した孔部をモ
ザイク状に備えたマスクを介して配向層上にイオンビー
ム照射処理を施した（図５（ｃ）に対応（第２の工
程））。イオンビームの照射方向は、上記のラビング処
理方向と直交する方向（基板表示水平方向に対して−４
５°傾斜する方向）とした。これにより、基板Ａの各絵
素に対応する配向層には、ラビング処理による液晶分子
配列能が付与されたままの領域と、イオンビーム照射処
理により照射方向と平行な方向に液晶分子の長軸を配列
する液晶分子配列能が付与された領域とが形成され、基
板Ａは図１の基板１１に対応した基板となった。

【００５０】一方、基板Ｂの配向層に、基板表示水平方
向に対して＋４５°傾斜する方向となるようにラビング
処理を施した（図７（ｂ）に対応（第１の工程））。そ
の後、絵素の半分の面積に対応した孔部をモザイク状に
備えたマスクを介して配向層上にイオンビーム照射処理
を施した（図７（ｃ）に対応（第２の工程））。イオン
ビームの照射方向は、上記のラビング処理方向と直交す
る方向とした。これにより、基板Ｂの各絵素に対応する
配向層には、ラビング処理による液晶分子配列能が付与
されたままの領域と、イオンビーム照射処理により照射
方向と平行な方向に液晶分子の長軸を配列する液晶分子
配列能が付与された領域とが形成され、基板Ｂは図１の
基板２１に対応した基板となった。

【００５１】尚、上記のイオンビーム照射処理は、カウ
フマン型イオン銃を備えたイオンビーム照射装置を用い
て、まず、真空ポンプにより真空槽内を１×１０^-5〜２
×１０^-5Torrの真空度に到達させた後、Ａｒガスを真空
槽内に導入し、２×１０^-4〜５×１０^-4Torrの圧力とし
てプラズマ発生室にて導入されたガスをプラズマ状態と
した。そして、加速電極に１００〜５００Ｖ、引き出し
電極に１００〜１０００Ｖの電圧を印加させ、発生させ
たイオンに運動エネルギーを付与してマスクが載置され
た配向層上に照射することにより行った。

【００５２】その後、上記のような配向処理が施された
基板Ａと基板Ｂを、配向層が対向し、かつ、相対向する
領域の一方がラビング処理により液晶分子配列方向が定
められたもので、他方の領域はイオンビーム照射処理に
より液晶分子配列方向が定められたものとなるように、
スペーサを介して配置した。その後、シール剤により封
止して液晶組成物（メルク社製ＬＤＰ−５０３４ＬＡ）
を注入して液晶層を形成（第３の工程）することにより
液晶表示装置を得た。

【００５３】この液晶表示装置の液晶層は、相対向する
領域により挟持された液晶分子が９０°ねじれ、かつ、
隣接する領域における液晶分子の配列方向が９０°ずれ
たものであった。そして、この液晶表示装置を駆動させ
たところ、見る角度を変えても良好な表示色やコントラ
ストが維持され、視角特性に優れ高品位な表示が可能な
液晶表示装置であることが確認できた。（実施例２）実施例１にて使用したのと同じコーニング
７０５９ガラス基板のＸ軸方向に４８０本のＩＴＯ透明
電極を形成して基板Ｃを得た。また、実施例１にて使用
したのと同じコーニング７０５９ガラス基板のＹ軸方向
に６４０本のＩＴＯ透明電極を形成して基板Ｄを得た。
この基板Ｃおよび基板Ｄは、対向させることによりマト
リクス状電極構造を形成するものである。

【００５４】次に、上記の基板Ｃおよび基板Ｄの電極形
成面にポリイミド配向層（厚み１０００Å）を印刷法に
より形成した。

【００５５】次いで、まず、基板Ｃの配向層および基板
Ｄの配向層に、基板表示水平方向に対して＋４５°傾斜
する方向となるように実施例１と同様のラビング処理を
施した。その後、絵素（１個のマトリクスに相当）の半
分の面積に対応した孔部をモザイク状に備えたマスクを
介して配向層上に実施例１と同様のイオンビーム照射処
理を施した。イオンビームの照射方向は、上記のラビン
グ処理方向と直交する方向（基板表示水平方向に対して
−４５°傾斜する方向）とした。

【００５６】その後、配向層が対向するとともに、相対
向する領域の一方がラビング処理により液晶分子配列方
向が定められたもので、他方の領域はイオンビーム照射
処理により液晶分子配列方向が定められたものとなり、
かつ、相対向する領域により挟持された液晶分子が左２
４０°ねじれるように、基板Ｃと基板Ｄをスペーサを介
して配置した。そして、シール剤により封止して液晶組
成物（メルク社製ＺＬＩ−５６００−０７４）を注入し
て液晶層を形成することにより液晶表示装置を得た。

【００５７】この液晶表示装置の液晶層は、相対向する
領域により挟持された液晶分子が２４０°ねじれ、か
つ、隣接する領域における液晶分子の配列方向が９０°
ずれたものであった。そして、この液晶表示装置を駆動
させたところ、見る角度を変えても良好な表示色やコン
トラストが維持され、視角特性に優れ高品位な表示が可
能な液晶表示装置であることが確認できた。（実施例３）実施例１の基板Ａおよび基板Ｂの作製にお
ける第１の工程で、それぞれラビング処理の代わりにイ
オンビーム照射処理を施した他は、実施例１と同様にし
て基板Ａ´、基板Ｂ´を作製した。尚、第１の工程のお
けるイオンビーム照射処理は、上述の実施例１の第２の
工程におけるイオンビーム照射処理を同様にして行っ
た。

【００５８】次に、配向処理が施された基板Ａ´と基板
Ｂ´を、配向層が対向し、かつ、相対向する領域の液晶
分子配列方向が直交するように、スペーサを介して配置
した。その後、シール剤により封止して液晶組成物（メ
ルク社製ＬＤＰ−５０３４ＬＡ）を注入して液晶層を形
成（第３の工程）することにより液晶表示装置を得た。

【００５９】この液晶表示装置の液晶層は、相対向する
領域により挟持された液晶分子が９０°ねじれ、かつ、
隣接する領域における液晶分子の配列方向が９０°ずれ
たものであった。そして、この液晶表示装置を駆動させ
たところ、見る角度を変えても良好な表示色やコントラ
ストが維持され、視角特性に優れ高品位な表示が可能な
液晶表示装置であることが確認できた。（実施例４）実施例１の基板Ａおよび基板Ｂの作製にお
ける第２の工程で、それぞれイオンビームを配向層に垂
直に照射し、第１の工程でのラビング処理による配向力
を消去して液晶分子の配向力をもたない領域を形成した
他は、実施例１と同様にして基板Ｅ、基板Ｆを作製し
た。

【００６０】次に、配向処理が施された基板Ｅと基板Ｆ
を、配向層が対向し、かつ、相対向する領域の一方のみ
が液晶分子の配向力を有するように、スペーサを介して
配置した。この場合のセルギャップは５μｍとした。そ
の後、シール剤により封止して液晶組成物（メルク社製
ＬＢＰ−５０３４Ａにカイラル剤（メルク社製Ｃ−１
５）を４％混合、カイラルピッチ＝２０μｍ）を注入し
て液晶層を形成（第３の工程）することにより液晶表示
装置を得た。

【００６１】この液晶表示装置の液晶層は、相対向する
領域により挟持された液晶分子が９０°ねじれ、かつ、
隣接する領域における液晶分子の配列方向が９０°ずれ
たものであった。そして、この液晶表示装置を駆動させ
たところ、見る角度を変えても良好な表示色やコントラ
ストが維持され、視角特性に優れ高品位な表示が可能な
液晶表示装置であることが確認できた。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればフ
ォトリソグラフィー法による感光性レジストのマスク形
成を行うことなく、かつ、配向材として１種類の配向材
のみの使用で、相対向する領域に挟持された液晶層の分
子は所定の角度でねじれ、かつ、隣接する領域における
液晶層の分子の配列方向が異なるような領域を配向層に
形成することができ、塵発生による表示欠陥がなく、か
つ、視角特性に優れ高品位表示が可能な液晶表示装置が
可能となり、また、製造コストの低減が達成される。

【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概略構成図
ある。

【図２】図１に示される液晶表示装置の配向層の対向状
態を説明するための斜視図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の他の例における配向層
の対向する領域状態を説明するための斜視図である。

【図４】配向層の液晶分子配列方向の領域形成の他の例
を示す図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【図６】１絵素に相当する配向層における液晶分子配列
方向を説明する図である。

【図７】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明するた
めの工程図である。

【図８】１絵素に相当する配向層における液晶分子配列
方向を説明する図である。

【符号の説明】

１…液晶表示装置２…液晶層５…画素６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…絵素１１，１２…基板１２，２２…透明基板１３…電極１４…ＴＦＴ素子１５，２５…配向層１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ…領域１６，２６…ブラックマトリックス２３…共通電極

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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面の少なくとも一部に設けられた電極
と該電極を覆うように前記表面に形成された配向層とを
有する２枚の基板を前記配向層が対向するように配置
し、前記基板間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置
において、前記配向層は１種類の配向材からなり、その表面に複数
の領域を有し、隣接する前記領域の一方のみが液晶分子
の配向力をもつとともに、液晶層を介して液晶分子の配
向力をもつ領域ともたない領域とが相対向し、隣接する
領域の液晶分子の配向方向が異なることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項２】前記領域の大きさは、１０μｍ×１０μ
ｍ乃至３００μｍ×３００μｍの範囲であることを特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記領域は、画素を単位としたもの、画
素を構成する絵素を単位としたもの、および、絵素を２
以上に分割したものを単位としたもののいずれかである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶
表示装置。
【請求項４】基板表面の少なくとも一部に電極を形成
し、該電極を覆うように前記基板の１種類の配向材から
なる配向層を設け、該配向層の全面にラビング法および
イオンビーム照射法にいずれかにより液晶分子配列方向
が一方向となる配向処理を施す第１の工程と、所定のパターンで孔部が形成されたマスクを介して前記
配向層にほぼ垂直にイオンビーム照射を施し、前記第１
の工程において付与した液晶分子の配向力を消去する第
２の工程と、前記第１の工程における配向処理および第２の工程にお
ける消去処理が行われた２枚の基板を、前記配向層を構
成する前記領域が相互に対向し、かつ、相対向する領域
の一方のみが液晶分子の配向力をもち、隣接する領域の
液晶分子の配列方向が異なるように対向配置し、前記基
板間に液晶層を挟持する第３の工程と、からなることを
特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】前記第１の工程における配向処理をラビ
ング法により行うことを特徴とする請求項４に記載の液
晶表示装置の製造方法。