JP3400403B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、反射光を利用した表示が可能な、垂直配向モ
ードの液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a vertical alignment mode liquid crystal display device capable of displaying using reflected light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置は、薄型で低消費電力であ
るという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナ
ルコンピューターなどのＯＡ機器や、電子手帳等の携帯
情報機器、あるいは、液晶モニターを備えたカメラー体
型ＶＴＲ等に広く用いられている。これらの液晶表示装
置の多くは、誘電異方性が正の液晶材料を基板に対して
水平に配向させ、かつ上下の基板間で、液晶分子が９０
度にねじれた配向状態をとるＴＮ（ツイステッドネマテ
ィック）モードの液晶表示装置である。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is characterized by its thinness and low power consumption, and therefore, OA equipment such as a word processor and a personal computer, portable information equipment such as an electronic notebook, or a camera body type equipped with a liquid crystal monitor. Widely used in VTRs and the like. In many of these liquid crystal display devices, a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is aligned horizontally with respect to a substrate, and 90 or more liquid crystal molecules are provided between the upper and lower substrates.
This is a TN (twisted nematic) mode liquid crystal display device which takes a twisted orientation state.
【０００３】近年、ＴＮモードに比べて高いコントラス
ト比の表示が実現できるため、誘電異方性が負の液晶材
料を基板に対して垂直に配向させた、垂直配向型（また
は「ＤＡＰ（ディフォーメションアラインドフェイズ）
モード」と称する。）の液晶表示装置の開発が盛んに行
われている。しかしながら、垂直配向モードは、ＴＮモ
ードに比べて、電圧を印加した際に、液晶分子の配向方
向を規定するために配向膜の表面を布でこするラビング
処理を行った方向に筋状の輝度ムラ（以下、「ラビング
筋」と称する。）が発生しやすく、表示品位が低下する
という問題があった。In recent years, a display having a higher contrast ratio than that of the TN mode can be realized. Therefore, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is vertically aligned with respect to a substrate. (Shion aligned phase)
"Mode". The liquid crystal display device of () is being actively developed. However, the vertical alignment mode is different from the TN mode in that when a voltage is applied, a rubbing process in which the surface of the alignment film is rubbed with a cloth to regulate the alignment direction of liquid crystal molecules There is a problem that unevenness (hereinafter, referred to as “rubbing streak”) is likely to occur and the display quality is degraded.
【０００４】一方、ラビング処理法を必要としない配向
処理方法として、光偏光記憶膜を用いた光配向処理法が
知られている（例えば、特開平７−５６１７３公報、特
開平９−６１８２６号公報、特開平９−３１８９４６号
公報、および、「竹添ら、日本液晶学会討論会、講演予
稿集、２Ｄ０３、第４００〜４０１ページ、１９９
９」）。これらの光配向処理方法は、例えば、ポリビニ
ル４−メトキシシンナメート（ＰＶＣ）膜に、直線偏光
を照射することにより、ＰＶＣ膜に配向力を付与する
（上記特開平７−５６１７３公報および特開平９−６１
８２６号公報参照）。また、ポリイミド膜に斜め方向か
ら非偏光を照射することによって、ポリイミド膜に配向
力を付与する（上記特開平９−３１８９４６号公報参
照）。また、主鎖にアゾ基を有するポリイミドにレシチ
ンを加えた配向膜に斜め方向から非偏光を照射し、光異
性化反応を利用して、配向力を付与する（上記の日本液
晶学会討論会、講演予稿集）。On the other hand, as an alignment treatment method which does not require a rubbing treatment method, a photo-alignment treatment method using an optical polarization storage film is known (for example, JP-A-7-56173 and JP-A-9-61826). Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-318946 and “Takezoe et al., Proceedings of the Liquid Crystal Society of Japan, 2D03, pp. 400-401, 199.
9 "). In these photo-alignment treatment methods, for example, a polyvinyl 4-methoxycinnamate (PVC) film is irradiated with linearly polarized light to give an alignment force to the PVC film (the above-mentioned JP-A-7-56173 and JP-A-9-56173). -61
826). Further, by irradiating the polyimide film with non-polarized light from an oblique direction, an orientation force is applied to the polyimide film (see Japanese Patent Laid-Open No. 9-318946). Further, by irradiating the alignment film obtained by adding lecithin to the polyimide having an azo group in the main chain from the oblique direction with non-polarized light, the photoisomerization reaction is used to impart the alignment force (the above-mentioned discussion meeting of the Liquid Crystal Society of Japan, Proceedings of the lecture).
【０００５】これらの方法で得られた配向膜は、液晶分
子の配向方向を規定するとともに、液晶分子にプレティ
ルト角を与える。また、この光配向処理法は、ラビング
処理法と異なり、配向膜の表面に物理的な力を加えない
ので、ラビング筋のような表示不良が発生することがな
く、均ーな配向が得られる。The alignment film obtained by these methods determines the alignment direction of the liquid crystal molecules and gives the liquid crystal molecules a pretilt angle. Further, unlike the rubbing treatment method, this photo-alignment treatment method does not apply a physical force to the surface of the alignment film, so that a display defect such as a rubbing streak does not occur and uniform alignment can be obtained. .
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光偏光
記憶膜を用いた光配向処理法を、垂直配向モードの反射
型液晶表示装置や透過反射両用型液晶表示装置（例え
ば、特開平１１−１０１９９２号公報参照）などの、反
射光を利用した表示が可能な垂直配向モードの液晶表示
装置に適用すると、ディスクリネーションが生成され、
均一な配向が得られないという問題があることを本願発
明者は見出した。However, a vertical alignment mode reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-101992) is used for the optical alignment treatment method using the optical polarization storage film. (See the publication), when applied to a vertical alignment mode liquid crystal display device capable of display using reflected light, a disclination is generated,
The present inventor has found that there is a problem that uniform alignment cannot be obtained.
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、表示品位が向上した、
反射光を利用した表示が可能な垂直配向モードの液晶表
示装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to improve display quality.
It is an object of the present invention to provide a vertical alignment mode liquid crystal display device capable of display using reflected light.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２
基板との間に設けられた、誘電異方性が負の液晶分子を
含む液晶層とを有し、表示を行うための複数の絵素領域
を有する液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記
複数の絵素領域内に、第１電極と、反射層と、前記第１
電極および前記反射層の前記液晶層側に設けられた第１
配向膜とを有し、前記第２基板は、前記複数の絵素領域
内に、第２電極と、前記第２電極の前記液晶層側に設け
られた第２配向膜を有し、前記第１配向膜は、前記液晶
分子の方位角方向の配向を規定しない垂直配向膜であっ
て、前記第２配向膜は、前記液晶分子にプレチルト角を
与える配向規制力が光配向処理によって付与された垂直
配向膜であり、そのことによって、上記目的が達成され
る。A liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, the first substrate and the second substrate.
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy provided between the substrate and a plurality of picture element regions for displaying, the first substrate In the plurality of picture element regions, a first electrode, a reflection layer, and the first
A first electrode provided on the liquid crystal layer side of the electrode and the reflective layer;
An alignment film, the second substrate has a second electrode in the plurality of picture element regions, and a second alignment film provided on the liquid crystal layer side of the second electrode, The first alignment film is a vertical alignment film that does not regulate the alignment of the liquid crystal molecules in the azimuth direction, and the second alignment film is provided with an alignment control force that imparts a pretilt angle to the liquid crystal molecules by a photo-alignment treatment. It is a vertical alignment film, and by doing so, the above object is achieved.
【０００９】前記第１電極は、前記反射層として機能す
る反射電極であってもよいし、前記第１電極が、前記反
射層として機能する反射電極と、透明導電層からなる透
明電極とを有する構成としてもよい。The first electrode may be a reflective electrode that functions as the reflective layer, or the first electrode has a reflective electrode that functions as the reflective layer and a transparent electrode composed of a transparent conductive layer. It may be configured.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本願発明者は、光偏光記憶膜を用
いた光配向処理法を反射型液晶表示装置や透過反射両用
型液晶表示装置に適用した場合に発生する上記の問題の
原因を解明し、その結果、本願発明に至った。まず、上
記の問題の原因は、以下のように考えられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventor has identified the cause of the above-mentioned problems that occur when a photo-alignment treatment method using a light polarization memory film is applied to a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device. As a result of elucidation, as a result, the present invention has been achieved. First, the cause of the above problem is considered as follows.
【００１１】上記公報に開示されている光偏光記憶膜を
用いた光配向光処理は、例えば、図１に示したように、
基板１０上に形成された光偏光記憶膜（例えばＰＶＣ
膜）３０に、基板法線に対して傾斜した方向（傾斜角を
θとする。）から直線偏光を照射することによって、偏
光方向Ｐに平行な方向にプレチルト角を与える配向規制
力を有する配向膜が形成される（例えば、特開平７−５
６１７３号公報の図４参照）。また、上記特開平９−６
１８２６号公報の図４（Ｂ）や特開平９−３１８９４６
号公報の図１（Ａ）に開示されているように、いずれ
も、基板法線に対して傾斜した方向から光（直線偏光ま
たは非偏光）を照射することによって、所望の方位角方
向に所望のプレチルト角を与える配向規制力を有する配
向膜が形成される。The photo-alignment light treatment using the light polarization memory film disclosed in the above publication is, for example, as shown in FIG.
An optical polarization memory film (for example, PVC) formed on the substrate 10.
By irradiating the film 30 with linearly polarized light in a direction inclined with respect to the substrate normal (the inclination angle is θ), an alignment having an alignment regulating force that gives a pretilt angle in a direction parallel to the polarization direction P is obtained. A film is formed (for example, JP-A-7-5).
(See FIG. 4 of Japanese Patent No. 6173). Further, the above-mentioned JP-A-9-6
FIG. 4B of Japanese Patent No. 1826 and JP-A-9-318946.
As disclosed in FIG. 1 (A) of the publication, by irradiating light (linearly polarized light or non-polarized light) from a direction inclined with respect to the substrate normal line, a desired azimuth angle direction is obtained. An alignment film having an alignment regulating force that gives the pretilt angle of is formed.
【００１２】これらの光配向処理方法を図１に示したよ
うに、反射層３２上に形成された光偏光記憶層３０に対
して行うと、光源側から光偏光記憶層３０に入射した光
が、反射層３２で反射され、再び、光偏光記憶層３０に
入射する。従って、反射層３０には、互いに２θの角を
成す２つの方向から光が入射する。その結果、光配向処
理によて配向膜に付与された配向規制力の方向が一定し
ない、と考えられる。もちろん、所望のプレチルト角を
得ることもできない。As shown in FIG. 1, when these optical alignment treatment methods are applied to the optical polarization storage layer 30 formed on the reflection layer 32, the light incident on the optical polarization storage layer 30 from the light source side is detected. , Is reflected by the reflection layer 32, and is incident on the optical polarization storage layer 30 again. Therefore, light is incident on the reflective layer 30 from two directions forming an angle of 2θ with each other. As a result, it is considered that the direction of the alignment control force applied to the alignment film by the photo-alignment treatment is not constant. Of course, it is not possible to obtain a desired pretilt angle.
【００１３】図１では分かり易さのために反射層３２に
よって光が正反射（鏡面反射）した場合を示したが、反
射モードの表示を行うための反射層は、入射光を拡散反
射する特性（適度な配光分布に）を有するので、反射光
が光偏光記憶膜３０に入射する角度は分布を有する。そ
の結果、光配向処理によって付与される配向規制力の方
位角方向は、さらにばらついてしまう。FIG. 1 shows the case where the light is specularly reflected (specular reflection) by the reflection layer 32 for the sake of clarity, but the reflection layer for displaying the reflection mode has the characteristic of diffusing and reflecting the incident light. Since it has (with an appropriate light distribution), the angle at which the reflected light enters the polarization memory film 30 has a distribution. As a result, the azimuth angle direction of the alignment control force applied by the photo-alignment process further varies.
【００１４】なお、図１においては、基板１０上に反射
層３２を形成した構成を例示したが、反射層を基板の外
側（図１中の下側）に設けた構成においても同様であ
る。In FIG. 1, the structure in which the reflective layer 32 is formed on the substrate 10 is illustrated, but the same applies to the structure in which the reflective layer is provided outside the substrate (lower side in FIG. 1).
【００１５】また、拡散反射特性を備えた反射層３２に
は、凹凸状の表面を有するものがある。反射層３２の凹
凸状の表面に形成された光偏光記憶膜３０は、表面形状
に沿って形成される。従って、斜めから入射した光は、
光偏光記憶膜３０に均一に照射されにくくなる。Some of the reflective layers 32 having a diffuse reflection characteristic have an uneven surface. The optical polarization storage film 30 formed on the uneven surface of the reflective layer 32 is formed along the surface shape. Therefore, the light incident from the diagonal is
It becomes difficult to uniformly irradiate the light polarization memory film 30.
【００１６】さらに、実施形態で例示する透過反射両用
型液晶表示装置は、絵素領域毎に透明領域と反射領域と
有し、それぞれの領域の電極（典型的には、透過電極お
よび反射電極）の基板の表面からの高さは、互いに異な
っている。これは、透過光に対する液晶層の厚さおよび
反射光に対する液晶層の厚さを、それぞれ最適化するた
めである。従って、例えば、透明電極の高さと反射電極
の高さとの差は、数μｍになる。高さが異なるように形
成された電極上の光偏光記憶膜３０に、均一な強度分布
で斜め方向から光を照射することは困難である。Further, the transflective liquid crystal display device exemplified in the embodiment has a transparent region and a reflective region for each picture element region, and electrodes in each region (typically, a transmissive electrode and a reflective electrode). The heights of the substrates from the surface of the substrate are different from each other. This is to optimize the thickness of the liquid crystal layer for transmitted light and the thickness of the liquid crystal layer for reflected light. Therefore, for example, the difference between the height of the transparent electrode and the height of the reflective electrode is several μm. It is difficult to irradiate the light polarization storage film 30 on the electrodes formed so as to have different heights with light having a uniform intensity distribution from an oblique direction.
【００１７】以上のことを踏まえ、本願発明者は、反射
層を有しない基板上に設けられた光偏光記憶膜３０に対
してのみ光配向処理を施すことを検討した。さらに、反
射層を有する基板上に設けられた光偏光記憶膜３０に対
しては、配向処理を行わず、常法に従って垂直配向膜を
形成した場合、プレチルト角を有する均一な配向を実現
できることが分かった。Based on the above, the inventor of the present application has studied the optical alignment treatment only on the optical polarization storage film 30 provided on the substrate having no reflective layer. Furthermore, when the optical polarization storage film 30 provided on the substrate having the reflective layer is not subjected to the alignment treatment and a vertical alignment film is formed according to a conventional method, it is possible to realize uniform alignment having a pretilt angle. Do you get it.
【００１８】本発明の液晶表示装置は、誘電率異方性が
負の液晶分子を含む液晶層を有し、反射モードの表示を
行うための反射層を備えた液晶表示装置であって、液晶
分子の配向を規制するために設けられた第１配向膜およ
び第２配向膜の内、反射層を有しない基板（前記第２基
板）側に設けられた第２配向膜にのみ光配向処理が施さ
れている。The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device having a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy and having a reflection layer for displaying in a reflection mode. Of the first alignment film and the second alignment film provided to control the alignment of molecules, the photo-alignment treatment is performed only on the second alignment film provided on the side of the substrate (the second substrate) having no reflective layer. It has been subjected.
【００１９】第２基板は反射層を有しないので、液晶分
子にプレチルト角を与える配向規制力を付与するために
垂直配向膜に照射される光が垂直配向膜の下地によって
反射され、結果的に垂直配向膜に照射される光の入射方
向が一定でなくなる、という問題が発生しない。従っ
て、垂直配向膜は均一の光配向処理され、得られた第２
配向膜は、液晶分子を所定の方位角方向に所定のプレチ
ルト角で均一に配向させることができる。一方、反射層
を備える第１基板に設けられた第１配向膜は、液晶分子
の方位角方向の配向を規定しない垂直配向膜であり、ラ
ビング処理や光配向処理などを必要とせず、垂直配向膜
材料からなる膜を形成するだけでよい。Since the second substrate does not have a reflective layer, the light irradiated on the vertical alignment film for imparting the alignment regulating force for giving the pretilt angle to the liquid crystal molecules is reflected by the underlayer of the vertical alignment film, and as a result, The problem that the incident direction of the light irradiated on the vertical alignment film is not constant does not occur. Therefore, the vertical alignment film is subjected to uniform photo-alignment treatment, and the second
The alignment film can uniformly align the liquid crystal molecules in a predetermined azimuth direction with a predetermined pretilt angle. On the other hand, the first alignment film provided on the first substrate provided with the reflective layer is a vertical alignment film that does not regulate the azimuthal direction of the liquid crystal molecules, and does not require rubbing treatment or optical alignment treatment, and thus the vertical alignment film does It is only necessary to form a film made of a film material.
【００２０】第２配向膜の近傍の液晶分子は、上述した
第２配向膜の均一な配向規制力に従って、所定の方位角
方向に所定のプレチルト角で均一に配向する。一方、第
１配向膜の近傍の液晶分子は、第１配向膜から方位角方
向の配向規制力を受けないので、液晶分子間の相互作用
を介して、第１配向膜によって配向が規制された液晶分
子と整合するように配向する。従って、液晶層の全体の
液晶分子が均一に配向しているので、液晶層に電圧が印
加されたとき、液晶分子は所定の方位角方向に均一の傾
斜（回転）する。その結果、高品位の表示が実現され
る。The liquid crystal molecules near the second alignment film are uniformly aligned in a predetermined azimuth angle direction with a predetermined pretilt angle in accordance with the uniform alignment control force of the second alignment film described above. On the other hand, the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film are not subjected to the alignment regulating force in the azimuth direction from the first alignment film, and thus the alignment is regulated by the first alignment film through the interaction between the liquid crystal molecules. Align to align with liquid crystal molecules. Therefore, since the liquid crystal molecules of the entire liquid crystal layer are uniformly aligned, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are uniformly inclined (rotated) in a predetermined azimuth direction. As a result, high quality display is realized.
【００２１】図２に本発明による実施形態の液晶表示装
置の平面図を、図３に図２中のＡ−Ａ’線に沿った断面
図を示す。FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG.
【００２２】この液晶表示装置は、透過反射両用型液晶
表示装置であり、１つの絵素領域に外光を反射する反射
部（反射電極４）とバックライトからの光を透過する透
過部（透過電極３）とを有し、反射型と透過型との両方
の機能を合わせ持つ。液晶層２３は、誘電異方性が負の
液晶材料を含む垂直配向モードの液晶表示装置である。
さらに、偏光板２０および２２は偏光軸が互いに直交す
るように配置されており、ノーマリブラックモードで表
示を行う。１／４波長板１９および２１は、液晶層２３
に入射（または出射）する偏光を直線偏光から円偏光
へ、または円偏光から直線偏光に変換するために設けら
れている。This liquid crystal display device is a transflective type liquid crystal display device, and comprises a reflection portion (reflection electrode 4) for reflecting external light to one picture element region and a transmission portion (transmission for transmitting light from a backlight). It has an electrode 3) and has both a reflection type function and a transmission type function. The liquid crystal layer 23 is a vertical alignment mode liquid crystal display device including a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy.
Further, the polarizing plates 20 and 22 are arranged so that their polarization axes are orthogonal to each other, and display is performed in a normally black mode. The quarter-wave plates 19 and 21 have a liquid crystal layer 23.
It is provided to convert the polarized light entering (or exiting) into linearly polarized light to circularly polarized light or from circularly polarized light to linearly polarized light.
【００２３】ＴＦＴ基板はガラス基板１０の上に、薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴ）５が形成されている基板
である。走査線として複数のゲートバスライン１および
信号線としてのソースバスライン２が交互に交差して設
けられている。各ゲートバスライン１および各ソースバ
スライン２によって囲まれた領域内には、例えばＩＴＯ
からなる透明電極３と、例えばＡｌからなる反射電極４
とが配置されている。これら透過電極３と反射電極４と
が絵素電極を構成している。透過モードの表示と反射モ
ードの表示をそれぞれ最適にするために、液晶層２３の
厚さが、透過領域の厚さｄｔが反射領域の厚さｄｒのお
およそ２倍となるように、透過電極３および反射電極４
が形成されている。The TFT substrate is a substrate in which a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 5 is formed on a glass substrate 10. A plurality of gate bus lines 1 as scanning lines and a source bus line 2 as a signal line are provided alternately intersecting each other. In a region surrounded by each gate bus line 1 and each source bus line 2, for example, ITO is used.
Transparent electrode 3 made of Al, and reflective electrode 4 made of Al, for example.
And are arranged. The transmissive electrode 3 and the reflective electrode 4 form a pixel electrode. In order to optimize the display in the transmissive mode and the display in the reflective mode, the thickness of the liquid crystal layer 23 is set so that the thickness dt of the transmissive region is approximately twice the thickness dr of the reflective region. And the reflective electrode 4
Are formed.
【００２４】この絵素電極が配置された領域（液晶表示
装置の絵素領域を規定する）の隅部には、ＴＦＴ５が配
置されている。ＴＦＴ５は、ゲート電極６、ソース電極
７およびドレイン電極８を有し、ゲートバスライン１が
ゲート電極６に、ソースバスライン２がソース電極７に
接続されている。絵素電極（透過電極３と反射電極４）
は、ドレイン電極８に、後述の樹脂膜１４に設けられた
コンタクトホール９において接続されている。A TFT 5 is arranged at the corner of the area where the picture element electrode is arranged (defining the picture element area of the liquid crystal display device). The TFT 5 has a gate electrode 6, a source electrode 7 and a drain electrode 8, and the gate bus line 1 is connected to the gate electrode 6 and the source bus line 2 is connected to the source electrode 7. Pixel electrodes (transmissive electrode 3 and reflective electrode 4)
Are connected to the drain electrode 8 in a contact hole 9 provided in a resin film 14 described later.
【００２５】さらに、ガラス基板１０上にはゲート絶縁
膜１２が形成されており、透明電極１３がパターニング
されている。反射電極１５の下部には、連続する波状の
凹凸表面を有する感光性の樹脂膜１４が形成されてい
る。この樹脂膜１４に形成された反射電極１５も連続す
る波状の凹凸表面を有し、その結果、良好な配光特性の
反射層として機能する。感光性の樹脂膜１４の材料とし
ては、例えば、東京応化社製のＯＦＰＲ−８００が用い
られる。Further, a gate insulating film 12 is formed on the glass substrate 10 and a transparent electrode 13 is patterned. Below the reflective electrode 15, a photosensitive resin film 14 having a continuous wavy uneven surface is formed. The reflective electrode 15 formed on the resin film 14 also has a continuous wavy uneven surface, and as a result, functions as a reflective layer having good light distribution characteristics. As a material for the photosensitive resin film 14, for example, OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is used.
【００２６】このＴＦＴ基板は、その表面のほぼ全体
（少なくとも表示領域全体）を覆うように形成された垂
直配向膜３０ａを有する。この垂直配向膜３０ａは公知
の垂直配向膜材料を用いて形成される。例えば、ＪＳＲ
社製のＪＡＳＬ２０４を、膜厚が例えば１００ｎｍとな
るように印刷し、１８０℃で２時間焼成することによっ
て得られる。ラビング処理や光配向処理など、配向膜に
方位角方向の配向を規制する力を付与するための処理は
施されていない。This TFT substrate has a vertical alignment film 30a formed so as to cover almost the entire surface (at least the entire display area). The vertical alignment film 30a is formed using a known vertical alignment film material. For example, JSR
It is obtained by printing JASL204 manufactured by the company so that the film thickness is, for example, 100 nm and baking it at 180 ° C. for 2 hours. No treatment such as rubbing treatment or photo-alignment treatment is applied to the alignment film so as to impart a force for controlling the alignment in the azimuth direction.
【００２７】カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層
１６とブラックマトリクス１７で構成され、基板表面に
は透明電極（対向電極）１８が形成されている。透明電
極１８は、例えばＩＴＯを用いて形成される。このカラ
ーフィルタ基板は、その表面のほぼ全体（少なくとも表
示領域全体）を覆うように形成された配向膜３０ｂを有
する。The color filter substrate comprises a color filter layer 16 and a black matrix 17, and a transparent electrode (counter electrode) 18 is formed on the substrate surface. The transparent electrode 18 is formed using, for example, ITO. The color filter substrate has an alignment film 30b formed so as to cover almost the entire surface (at least the entire display region).
【００２８】配向膜３０ｂは、垂直配向膜材料で且つ、
所定に光配向処理によって、所定の方位角方向にプレチ
ルト角が付与される材料を選択する。光配向処理方法に
よって、偏光方向とプレチルト方向とが異なるので、材
料と配向処理方法との組合せを適宜選択する。The alignment film 30b is a vertical alignment film material and
A material to which a pretilt angle is given in a predetermined azimuth direction is selected by a predetermined optical alignment process. Since the polarization direction and the pretilt direction are different depending on the photo-alignment treatment method, the combination of the material and the alignment treatment method is appropriately selected.
【００２９】例えば、傾斜した方向から直線偏光を照射
することによって、液晶分子が一方向に一様にプレティ
ルトをもって配向する高分子膜を膜厚が５０ｎｍとなる
ように、スピンコートし、１２０℃で１０分間乾燥し
た。For example, by irradiating linearly polarized light from an inclined direction, a polymer film in which liquid crystal molecules are uniformly oriented in one direction with pretilt is spin-coated to a film thickness of 50 nm, and at 120 ° C. It was dried for 10 minutes.
【００３０】次に、図４に示すように、直線偏光の紫外
線（３００〜３５０ｎｍ）を、プレティルトが発生する
ようにカラーフィルタ基板の鉛直方向から４５°傾けた
方向から、６秒間照射した。このときの光量は、例え
ば、約１．０Ｊ／ｃｍ2である。Next, as shown in FIG. 4, linearly polarized ultraviolet rays (300 to 350 nm) were irradiated for 6 seconds from a direction inclined by 45 ° from the vertical direction of the color filter substrate so as to generate pretilt. The amount of light at this time is, for example, about 1.0 J / cm 2 .
【００３１】上述の様にして得られたカラーフィルタ基
板とＴＦＴ基板とを所定の間隙をあけて貼り合わせるこ
とによって形成された液晶セルに、誘電異方性が負のネ
マティック液晶材料（例えば、メルク社製：ＭＬＣ−６
６０８，Δｎ＝０．０８３０）を常法に従って注入し、
垂直配向液晶層２３を形成し、液晶表示装置が得られ
る。A nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy (for example, Merck) is applied to a liquid crystal cell formed by bonding the color filter substrate and the TFT substrate obtained as described above with a predetermined gap. Company: MLC-6
608, Δn = 0.0830) according to a conventional method,
By forming the vertically aligned liquid crystal layer 23, a liquid crystal display device is obtained.
【００３２】以上のように作製した液晶表示装置は、ラ
ビング処理を行っていないためラビング筋がなく均一な
配向が得られる。ＴＦＴ基板側は垂直配向膜を塗布した
だけで全く配向処理を行っていないので、プレティルト
が発生せず、液晶分子は配向膜面に対してほぼ９０度に
配向する。Since the liquid crystal display device manufactured as described above is not subjected to rubbing treatment, uniform alignment can be obtained without rubbing lines. On the TFT substrate side, only a vertical alignment film is applied and no alignment treatment is performed. Therefore, pretilt does not occur and liquid crystal molecules are aligned at approximately 90 degrees with respect to the alignment film surface.
【００３３】一方、カラーフィルタ基板は、直線偏光の
紫外線をカラーフィルタの鉛直方向から４５°傾けて照
射したことから、法線方向に対して２〜３°程度のプレ
ティルトが一様に発生する。このメカニズムは以下のよ
うに考えられる。On the other hand, since the color filter substrate is irradiated with the linearly polarized ultraviolet rays at an angle of 45 ° with respect to the vertical direction of the color filter, a pretilt of about 2 to 3 ° with respect to the normal direction is uniformly generated. This mechanism is considered as follows.
【００３４】ここで用いた配向膜は、配向処理を施す前
の状態では、液晶分子の配向方向を規定する分子鎖が基
板面に対してほぼ垂直に配向する。この分子鎖は、厳密
には基板法線に対して２〜３°のプレティルト角で傾斜
しているが、傾斜の方位角はランダムなので、全体とし
て、液晶分子を垂直に配向させる。この配向膜が、例え
ば、配向を規制する分子鎖がその分子鎖に直交する偏光
方向の光によって分解される性質を有している場合、配
向膜に傾斜した方向（例えば、上述の４５°）から直線
偏光を照射すると、直線偏光の偏光方向に平行な方向
（平行に近い方向）に配向している分子鎖が分解されず
に残るので、２°〜３°のプレティルト角で方位角方向
が一義的に決められる。In the alignment film used here, in the state before the alignment treatment, the molecular chains defining the alignment direction of the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface. Strictly speaking, this molecular chain is tilted at a pretilt angle of 2 to 3 ° with respect to the substrate normal, but since the azimuth angle of tilt is random, liquid crystal molecules are vertically aligned as a whole. In the case where this alignment film has a property that, for example, a molecular chain that regulates the alignment is decomposed by light having a polarization direction orthogonal to the molecular chain, a direction inclined to the alignment film (for example, 45 ° described above). When linearly polarized light is irradiated from, the molecular chains oriented in the direction parallel to the polarization direction of the linearly polarized light (direction close to parallel) remain without being decomposed, so that the azimuth angle direction is 2 ° to 3 ° at the pretilt angle. It can be uniquely determined.
【００３５】したがって、この液晶表示装置は、電圧印
加時に液晶分子の倒れる方向がばらばらになることな
く、カラーフィルタ基板付近の液晶分子がプレティルト
方向に一様に傾き、それらの液晶分子に整合をとるよう
に、ＴＦＴ基板付近の液晶分子も一様に傾くことができ
るため、ディスクリネーションが発生せず、高品位の表
示が実現できる。Therefore, in this liquid crystal display device, the liquid crystal molecules in the vicinity of the color filter substrate are uniformly tilted in the pretilt direction without causing the tilt directions of the liquid crystal molecules to be different when a voltage is applied, and the liquid crystal molecules are aligned with the liquid crystal molecules. As described above, liquid crystal molecules near the TFT substrate can also be uniformly tilted, so that disclination does not occur and high-quality display can be realized.
【００３６】上記の説明では、直線偏光を斜めから照射
する方法を用いて光配向処理を施したが、その他、上述
した、特開平７−５６１７３号公報、特開平９−６１８
２６号公報、特開平９−３１８９４６号公報、および竹
添らによる日本液晶学会討論会の講演予稿集に開示され
ている光配向処理方法を用いることができる。In the above description, the photo-alignment treatment is performed by using the method of obliquely irradiating the linearly polarized light. However, in addition to the above, the above-mentioned JP-A-7-56173 and JP-A-9-618 are used.
No. 26, JP-A No. 9-318946, and the photo-alignment treatment method disclosed in Takezoe et al.
【００３７】また、本発明は、透過反射両用型液晶表示
装置に限らず、反射層を有する液晶表示装置に広く適用
することができる。例えば、図５に示す、反射型液晶表
示装置に適用できる。この液晶表示装置の絵素電極は反
射電極４である。その他の構成は図３に示した液晶表示
装置と実施的に同じなので説明を省略する。The present invention can be widely applied not only to the transflective liquid crystal display device but also to a liquid crystal display device having a reflective layer. For example, it can be applied to the reflective liquid crystal display device shown in FIG. The pixel electrode of this liquid crystal display device is the reflective electrode 4. The other structure is practically the same as that of the liquid crystal display device shown in FIG.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明によると、液晶分子の配向を規制
するために設けられた第１配向膜および第２配向膜の
内、反射層を有しない基板側に設けられた第２配向膜に
のみ光配向処理が施されている。第２基板は反射層を有
しないので、液晶分子にプレチルト角を与える配向規制
力を付与するために垂直配向膜に照射される光が垂直配
向膜の下地によって反射され、結果的に垂直配向膜に照
射される光の入射方向が一定でなくなる、という問題が
発生しない。一方、反射層を備える第１基板に設けられ
た第１配向膜は、液晶分子の方位角方向の配向を規定し
ない垂直配向膜である。According to the present invention, of the first alignment film and the second alignment film provided for controlling the alignment of liquid crystal molecules, the second alignment film provided on the side of the substrate having no reflective layer is used. Only the photo-alignment treatment is applied. Since the second substrate does not have a reflective layer, the light irradiated to the vertical alignment film to give the alignment regulating force that gives the liquid crystal molecules a pretilt angle is reflected by the base of the vertical alignment film, and as a result, the vertical alignment film is formed. There is no problem that the incident direction of the light irradiating on is not constant. On the other hand, the first alignment film provided on the first substrate including the reflective layer is a vertical alignment film that does not regulate the alignment of liquid crystal molecules in the azimuth direction.
【００３９】第２配向膜の近傍の液晶分子は、上述した
第２配向膜の均一な配向規制力に従って、所定の方位角
方向に所定のプレチルト角で均一に配向する。一方、第
１配向膜の近傍の液晶分子は、第１配向膜から方位角方
向の配向規制力を受けないので、液晶分子間の相互作用
を介して、第１配向膜によって配向が規制された液晶分
子と整合するように配向する。従って、液晶層の全体の
液晶分子が均一に配向しているので、液晶層に電圧が印
加されたとき、液晶分子は所定の方位角方向に均一の傾
斜（回転）する。その結果、表示品位が向上した、反射
型または透過反射両用型の垂直配向モードの液晶表示装
置が提供される。The liquid crystal molecules in the vicinity of the second alignment film are uniformly aligned in a predetermined azimuth direction at a predetermined pretilt angle in accordance with the uniform alignment control force of the second alignment film described above. On the other hand, the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film are not subjected to the alignment regulating force in the azimuth direction from the first alignment film, and thus the alignment is regulated by the first alignment film through the interaction between the liquid crystal molecules. Align to align with liquid crystal molecules. Therefore, since the liquid crystal molecules of the entire liquid crystal layer are uniformly aligned, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are uniformly inclined (rotated) in a predetermined azimuth direction. As a result, a reflective or transflective vertical alignment mode liquid crystal display device with improved display quality is provided.
【図１】光配光処理方法を反射層を有する基板上に形成
された光偏光記憶膜に施した場合の問題を説明するため
の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a problem when a light distribution processing method is applied to a light polarization memory film formed on a substrate having a reflective layer.
【図２】本発明による実施形態の液晶表示装置を模式的
に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明による実施形態の液晶表示装置を模式的
に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明による実施形態で用いられる光配光処理
方法を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a light distribution processing method used in an embodiment according to the present invention.
【図５】本発明による実施形態の他の液晶表示装置を模
式的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing another liquid crystal display device of the embodiment according to the present invention.
１ ゲートバスライン ２ ソースバスライン ３ 透明電極 ４ 反射電極 ５ ＴＦＴ ６ ゲート電極 ７ ソース電極 ８ ドレイン電極 ９ コンタクトホール １０ ガラス基板 １１ ガラス基板 １２ ゲート絶縁膜 １４ 樹脂膜 １６ カラーフィルタ １７ ブラックマトリクス １８ 透明電極 １９ １／４波長板 ２０ 偏光板 ２１ １／４波長板 ２２ 偏光板 ２３ 液晶層 ２４ 直線偏光ＵＶ ２５ カラーフィルタ基板 ３０ａ 配向膜（垂直配向膜） ３０ｂ 光配向処理された配向膜（光偏光記憶膜） 1 gate bus line 2 Source bus line 3 transparent electrodes 4 Reflective electrode 5 TFT 6 Gate electrode 7 Source electrode 8 drain electrode 9 contact holes 10 glass substrates 11 glass substrate 12 Gate insulating film 14 Resin film 16 color filters 17 Black Matrix 18 Transparent electrode 19 1/4 wave plate 20 Polarizer 21 1/4 wave plate 22 Polarizer 23 Liquid crystal layer 24 Linearly polarized UV 25 color filter substrate 30a Alignment film (vertical alignment film) 30b Alignment film subjected to optical alignment treatment (optical polarization memory film)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−92520（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−101992（ＪＰ，Ａ) 特開2000−29030（ＪＰ，Ａ) 特開2000−10090（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1337 G02F 1/1335 520 G02F 1/1343 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-56-92520 (JP, A) JP-A-11-101992 (JP, A) JP-A-2000-29030 (JP, A) JP-A-2000-10090 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337 G02F 1/1335 520 G02F 1/1343
Claims (3)
と前記第２基板との間に設けられた、誘電異方性が負の
液晶分子を含む液晶層とを有し、表示を行うための複数
の絵素領域を有する液晶表示装置であって、 前記第１基板は、前記複数の絵素領域内に、第１電極
と、反射層と、前記第１電極および前記反射層の前記液
晶層側に設けられた第１配向膜とを有し、 前記第２基板は、前記複数の絵素領域内に、第２電極
と、前記第２電極の前記液晶層側に設けられた第２配向
膜を有し、 前記第１配向膜は、前記液晶分子の方位角方向の配向を
規定しない垂直配向膜であって、 前記第２配向膜は、前記液晶分子にプレチルト角を与え
る配向規制力が光配向処理によって付与された垂直配向
膜である、液晶表示装置。1. A first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal layer including liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, A liquid crystal display device having a plurality of picture element regions for displaying, wherein the first substrate has a first electrode, a reflective layer, the first electrode and the reflection in the plurality of picture element regions. A first alignment film provided on the liquid crystal layer side of the layer, the second substrate provided on the liquid crystal layer side of the second electrode and the second electrode in the plurality of pixel regions. A second alignment film, wherein the first alignment film is a vertical alignment film that does not regulate the alignment of the liquid crystal molecules in the azimuth direction, and the second alignment film has a pretilt angle with respect to the liquid crystal molecules. A liquid crystal display device, which is a vertical alignment film to which an alignment regulating force is applied by a photo-alignment treatment.
する反射電極である請求項１に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first electrode is a reflective electrode that functions as the reflective layer.
する反射電極と、透明導電層からなる透明電極とを有す
る請求項１に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first electrode includes a reflective electrode that functions as the reflective layer and a transparent electrode that is a transparent conductive layer.
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