JP3468923B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に関し、更に詳しくいえば、ＴＮ（Twiste
d Nematic)型の液晶表示装置及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＴＮ型液晶表示パネルは現在、各分野で
応用されている。特に、能動素子によって各画素の電位
を制御する能動素子型液晶表示パネルは、ＣＲＴ(catho
de raytube)並の表示特性が得られるため液晶テレビ
や、パソコンなどへの応用が盛んである。

【０００３】また、液晶表示パネルの低消費電力という
特徴を利用し、ノート型パソコンなどの携帯用機器に利
用されることも多い。携帯用機器では、携行時間を延ば
すために、液晶表示パネルを駆動する電池の消費電力を
さらに低減することが検討されている。その消費電力の
低減手段の１つは、液晶表示パネルの駆動電圧を低くす
ることである。

【０００４】次に、従来の能動素子型液晶表示パネルの
画素とその周辺の構造について図１(a),(b) を参照しな
がら説明する。図１(a) は、液晶パネルの画素とバスラ
インの配置を示す平面図、図１(b) は、同図(a) のＩ−
Ｉ線断面図である。図１(a),(b) において、第一の透明
基板１１の第１面の上には、Ｃｒのような金属からなる
走査バスライン１４が間隔をおいて複数本配置され、ま
た、走査バスライン１４の上には絶縁膜（不図示）を介
してデータバスライン１９が間隔をおいて複数本配置さ
れている。走査バスライン１４とデータバスライン１９
は直交する方向にそれぞれ延在している。

【０００５】走査バスライン１４とデータバスライン１
９により囲まれる領域の第一の透明基板１１の上には画
素電極１３が形成されている。画素電極１３は、能動素
子２０を介してデータバスライン１９に接続され、ま
た、能動素子２０は走査バスライン１４に印加される電
圧によって駆動される。能動素子としてはＴＦＴ、ＭＩ
Ｍなどがある。

【０００６】走査バスライン１４、データバスライン１
９、能動素子２０及び画素電極１３はそれぞれ第一の配
向膜１５Ａに覆われている。第二の透明基板１２の第１
面の上には、透明電極１６、第二の配向膜１５Ｂが順に
形成されている。また、第一の透明基板１１と第二の透
明基板１２は、それぞれの第一及び第二の配向膜１５
Ａ，１５Ｂが向き合う状態で互いに配置され、第一の配
向膜１５Ａと第二の配向膜１５Ｂの間には液晶１７が封
入されている。また、第一の透明基板１１と第二の透明
基板１２のそれぞれの第２面には、偏光板１８Ａ，１８
Ｂが形成されている。

【０００７】このような液晶表示パネルの低電圧化を実
現するための検討が盛んに行われているが、その内容と
しては液晶材料の改善や液晶分子のカイラルピッチの長
大化などが主に検討されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのような技
術の改善とともに、さらに別な技術の改善を行ってより
一層の液晶表示装置の低電圧駆動化を図る必要がある。
本発明は、より低電圧で駆動できる液晶表示装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１、
図６に例示するように、第一の基板１１と第二の基板１
２の間に形成される走査配線１４とデータ配線１９が絶
縁状態で交差する交差領域又は該交差領域の近傍に位置
する画素領域１３Ａと、前記第一の基板１１と前記第二
の基板１２のそれぞれの対向面側に形成される第一の配
向膜１５Ａ及び第二の配向膜１５Ｂと、前記第一の配向
膜１５Ａと前記第二の配向膜１５Ｂの間に封入される液
晶１７を有する液晶表示装置において、前記第一の配向
膜１５Ａと前記第二の配向膜１５Ｂの少なくとも一方で
は、前記画素領域１３Ａ中央の液晶アンカリングエネル
ギーよりも前記画素領域１３Ａ周囲の液晶アンカリング
エネルギーの方が大きいことを特徴とする液晶表示装置
によって解決する。

【００１０】上記液晶表示装置において、前記走査配線
１４及び前記データ配線１９の前記交差領域の近傍の前
記画素領域には画素電極１３が形成され、前記走査配線
１４に印加される信号によって該画素電極１３と前記デ
ータ配線１９を選択的に導通させる能動素子２０が前記
第一の基板１１の上に形成されていることを特徴とす
る。

【００１１】上記した課題は、図１、図６に例示するよ
うに、第一の基板１１と、前記第一の基板１１の上で間
隔をおいて複数配列された走査配線１４と、前記第一の
基板１４の上で、前記走査配線１４と絶縁状態で交差し
且つ間隔をおいて複数配列されたデータ配線１９と、前
記第一の基板１１の上で、複数の前記走査配線１４と複
数の前記データ配線１９に囲まれた複数の画素領域１３
Ａの各々に形成された画素電極１３と、前記第一の基板
１１上に形成され、前記走査配線１４に印加される信号
によって前記画素電極１３と前記データ配線１９を選択
的に導通させる能動素子２０と、前記第一の基板１１、
前記画素電極１３、前記走査配線１４及び前記データ配
線１９を覆い、且つ前記画素電極１３中央の上方の領域
の液晶アンカリングエネルギーよりも前記画素電極１３
周囲の液晶アンカリングエネルギーが大きな第一の配向
膜１５Ａと、前記第一の基板１１に対向して配置される
第二の基板１２と、前記第二の基板１２のうち前記第一
の基板１１側に向かい合う面に形成される対向電極１６
と、前記対向電極１６を覆う第二の配向膜１５Ｂと、前
記第二の配向膜１５Ｂと前記第一の配向膜１５Ａの間に
封入される液晶１７とを有することを特徴とする液晶表
示装置により解決する。

【００１２】上記２つの液晶表示装置において、前記画
素領域１３Ａにある前記第一の配向膜１５Ａの表面にお
いて、前記画素領域１３Ａの中央領域よりも前記走査配
線１４寄りの領域の方が液晶アンカリングエネルギーが
大きいことを特徴とする。上記２つの液晶表示装置にお
いて、前記画素領域１３Ａにある前記第一の配向膜１５
Ａの表面において、前記画素領域１３Ａ中央の液晶アン
カリングエネルギーよりも前記画素領域１３Ａ周囲の液
晶アンカリングエネルギーの方が大きいことを特徴とす
る。

【００１３】上記２つの液晶表示装置において、前記第
二の配向膜１５Ｂの表面において、前記画素領域１３Ａ
中央の液晶アンカリングエネルギーよりも前記画素領域
１３Ａ周囲の液晶アンカリングエネルギーの方が大きい
ことを特徴とする。上記２つの液晶表示装置において、
前記第二の配向膜１５Ｂの全面の液晶アンカリングエネ
ルギーは、前記画素領域１３Ａ中央にある前記第一の配
向膜１５Ａの表面の液晶アンカリングエネルギーよりも
小さいことを特徴とする。

【００１４】上記２つの液晶表示装置において、前記画
素領域１３Ａの周囲にある前記第一又は第二の配向膜１
５Ａ，１５Ｂ表面の液晶１７のプレチルト角は１０度以
上であることを特徴とする。上記課題は、図２、図６、
図７に例示するように、第１の基板１１側に形成された
第一の配向膜１５Ａをラビングする工程と、前記第一の
配向膜１５Ａに対向し且つ第２の基板１２側に形成され
た第二の配向膜１５Ｂをラビングする工程と、ラビング
された前記第一の配向膜１５Ａと前記第二の配向膜１５
Ｂの間に液晶１７を封入する工程を含む液晶表示装置の
製造方法において、ラビング布２１ａに対する前記第一
又は第二の基板１１，１２の移動方向と、該ラビング布
２１ａによる前記第一又は第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂ
のラビングの方向とが相対的に逆方向となる成分を有す
る逆方向ラビングを、画素領域１３Ａの少なくとも中央
にある前記第一又は第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂの表面
に施す工程と、前記ラビング布２１ａに対する前記第一
又は第二の基板１１，１２の移動方向と、前記ラビング
布２１ａによる前記第一又は第二の配向膜１５Ａ，１５
Ｂのラビングの方向とが相対的に同方向となる成分を有
する同方向ラビングを、前記画素領域１３Ａの周囲にあ
る前記第一又は第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂの表面に施
す工程とを有することを特徴とする液晶表示装置の製造
方法により解決する。

【００１５】上記液晶表示装置の製造方法において、前
記画素領域１３Ａの周縁領域にある前記第一又は第二の
配向膜１５Ａ，１５Ｂの表面に前記同方向ラビングを施
すことを特徴とする。上記液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記画素領域１３Ａのうち前記走査配線１４に近
い領域にある前記第一又は第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂ
の表面に前記同方向ラビングを施すことを特徴とする。

【００１６】上記液晶表示装置の製造方法において、前
記同方向ラビングと前記逆方向ラビングとでは、前記ラ
ビング布２１ａの押し込み量、ラビングの回数、前記第
一又は第二の基板１１，１２の前記ラビング布２１ａに
対する移動速度、前記ラビング布２１ａが巻かれている
ラビングロール２１の回転数の条件のうちいずれかの条
件が異なっている工程を有することを特徴とする。

【００１７】上記した課題は、図９、図１０に例示する
ように、第１の基板１１側に形成された第一の配向膜２
５Ａをラビングする工程と、前記第一の配向膜２５Ａに
対向させて第２の基板１２上に形成された第二の配向膜
２５Ｂをラビングする工程と、ラビングされた前記第一
の配向膜２５Ａと前記第二の配向膜２５Ｂの間に液晶１
７を封入する工程を含む液晶表示装置の製造方法におい
て、第一の基板１１と第二の基板１２の間に形成される
走査配線１４とデータ配線１９が絶縁状態で交差する交
差領域又は該交差領域の近傍に位置する画素領域１３Ａ
にある前記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂの表面
にはラビング処理を施さず、該画素領域１３Ａの周囲の
前記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂの表面にはラ
ビング処理を施すことを特徴とする液晶表示装置の製造
方法によって解決する。

【００１８】上記液晶表示装置の製造方法において、前
記画素領域１３Ａにある前記第一又は第二の配向膜２５
Ａ，２５Ｂの表面に電磁波を照射することにより、該電
磁波が照射された第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂ
の表面で前記液晶１７の分子を一軸方向に配向させる工
程を有することを特徴とする。前記電磁波は、偏光板２
８を通過させた紫外線である。

【００１９】上記液晶表示装置の製造方法において、前
記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂへの前記ラビン
グ処理は、前記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂの
全面に前記電磁波を照射した後に行われることを特徴と
する。上記液晶表示装置の製造方法において、図１２
(b) に例示するように、ＬＢ膜を前記第一又は第二の基
板１１，１２側にバスラインを介して張りつけることに
よって前記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂを形成
する工程を有することを特徴とする。

【００２０】上記液晶表示装置の製造方法において、図
１２(a) に例示するように、前記画素領域１３Ａにある
前記第一又は第二の配向膜２５Ａ，２５Ｂの表面に複数
の溝２５Ｃを形成することにより、該溝２５Ｃの延在方
向に前記液晶１７の分子を配向させる工程を有すること
を特徴とする。上記液晶表示装置の製造方法において、
前記第二の配向膜２５Ｂの全面にはラビング処理がなさ
れることを特徴とする。

【００２１】上記液晶表示装置の製造方法において、前
記第一の基板１１の前記画素領域１３Ａには画素電極１
３が形成されていることを特徴とする。次に、上記した
発明の作用について説明する。本発明の液晶表示装置で
は、配向膜のうち画素領域には低い液晶アンカリングエ
ネルギーを付与し、またその配向膜のうち画素領域の周
辺には高い液晶アンカリングエネルギーを付与した。こ
れにより、画素領域での液晶分子の変化が容易になるの
で、液晶表示装置の低駆動電圧化が可能になる。また、
画素領域の周辺では液晶分子が変化しにくくなるので、
画素領域の周囲に生じる電界によって液晶分子が大きく
変化することはなくなり、画素領域・走査配線間や画素
領域・データ配線間に生じる横方向の電界による画素の
欠陥が防止される。

【００２２】なお、画素領域内の配向膜であっても、そ
の周縁部分がそのような電界の影響を受けやすい場合に
は、その周縁部分のアンカリングエネルギーを大きくす
ると、画素の欠陥が確実に防止される。１つの配向膜に
おいて、低アンカリングエネルギーの領域と高アンカリ
ングエネルギーの領域を形成する方法を以下に説明す
る。

【００２３】配向膜材料やラビング処理条件により液晶
の飽和電圧が変化することは経験的によく知られてい
る。このうち、配向膜材料は電圧保持率など、駆動電圧
以外の特性から限定されてしまう面が大きいため、本発
明者らはラビング条件による飽和電圧の変化について注
目し、ラビング条件による飽和電圧の変化を詳細に調査
した。

【００２４】その結果、ラビング条件として従来から知
られた、ラビング布の押し込み量、ラビング回数、基板
移動速度、ラビング布が巻かれたラビングロール回転数
のほかに、ラビング布に対する配向膜の相対的な移動方
向を変えることによって液晶表示パネルの光透過量と駆
動電極の関係が変化することがわかった。すなわち、逆
方向ラビングが施された配向膜のアンカリングエネルギ
ーは低くなり、また、同方向ラビングが施された配向膜
のアンカリングエネルギーは高くなることが、実験的に
確かめられた。ここで、逆方向ラビングは、ラビング布
に対する配向膜の移動方向と、ラビング布による配向膜
のラビングの方向とが相対的に逆となる成分を有するこ
とである。同方向ラビングは、ラビング布に対する配向
膜の移動方向と、ラビング布による配向膜のラビングの
方向とが相対的に同じになる成分を有することである。
配向膜の移動は、配向膜が形成される基板を移動するこ
とによって行う。

【００２５】逆方向ラビングを画素領域の配向膜に施す
ことによりその領域のアンカリングエネルギーが小さく
なり、印加電圧に対する液晶分子の立ち上がる角度の変
化が大きくなるので、従来に比らべて小さな印加電圧で
液晶表示パネルを駆動することが可能になる。しかし、
配向膜の全面を逆方向ラビングにより配向処理すると、
複数の画素領域の周囲に形成される配線の電位の影響を
受けやすいので、液晶分子の立ち上がる向きが正常領域
と異なるような異常領域が発生してしまう。このため、
画素領域以外の領域の配向膜の少なくとも一部には同方
向ラビングを施し、これにより非画素部のアンカリング
エネルギーを大きくして異常領域の発生を抑制すること
が可能になる。

【００２６】また、能動素子型の液晶表示装置におい
て、パネルの開口率を稼ぐために画素と、能動素子のバ
スラインの間隔を例えば１０μｍ以下に狭くした場合に
は、画素領域の周縁近傍で液晶分子の立ち上がり方向に
異常が発生しやすい。この異常の発生を防ぐためには、
配向膜のうち画素領域の周辺部、特に配線の近傍にも同
方向ラビングを施してアンカリングエネルギーを大きく
することが有効である。なお、能動素子型の液晶表示装
置では、画素領域に画素電極が形成される。

【００２７】さらに、能動素子型液晶表示パネルでは、
バスラインがない基板側に形成された配向膜に近い液晶
分子がバスラインからの電界による影響を受けにくいの
で、その配向膜の全面に逆方向ラビングを施しても画素
の異常は発生しない。このようなラビング方法を変える
こと以外に、アンカリングエネルギーを小さくする方法
として、配向膜にラビングは施さずに、溝を形成する方
法、配向膜に電磁波を照射する方法、配向膜としてＬＢ
膜を使用する方法がある。

【００２８】そこで、配向膜のうち画素領域に、溝を形
成するか、電磁波を照射するか、或いは配向膜としてＬ
Ｂ膜を使用すればよい。また、画素領域の周囲の配向膜
のアンカリグエネルギーを高くするために、画素領域の
周囲の配向膜に通常のラビングを行う必要がある。これ
により、液晶表示パネルの低駆動電圧化が図れ、しかも
画素の欠陥の発生を防止される。

【００２９】

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の形態を図
面に基づいて説明する。 （第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態に係る
液晶表示パネルは、配向膜を除いては従来のものと構造
上の相違は無いので、配向膜と配向処理を中心にして説
明する。

【００３０】その液晶表示パネルの構造は、図１(a),
(b) に示すように、第一の透明基板１１の第一面の上に
はＣｒのような金属からなる走査バスライン（走査配
線）１４が間隔をおいて複数本配置され、また、走査バ
スライン１４の上には絶縁膜（不図示）を介してデータ
バスライン（データ配線）１９が間隔をおいて複数本配
置されている。走査バスライン１４とデータバスライン
１９は直交する方向にそれぞれ延在している。

【００３１】走査バスライン１４とデータバスライン１
９により囲まれる領域の第一の透明基板１１の上には画
素電極１３が形成されている。画素電極１３は、能動素
子２０を介してデータバスライン１９に接続され、ま
た、能動素子２０は走査バスライン１４に印加される電
圧によって駆動される。画素電極１３はマトリクス状に
複数配置されている。

【００３２】能動素子２０としてはＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）、ＭＩＭ(Metal InsulatorMetal) ダイオード
などがある。ＴＦＴを使用する場合に、走査バスライン
１４はゲートバスラインと呼ばれ、データバスライン１
９はドレインバスラインと呼ばれることもある。第一の
透明基板１１上の走査バスライン１４、データバスライ
ン１９、能動素子２０及び画素電極１３は、第一の配向
膜１５Ａによって覆われている。第一の配向膜１５Ａの
表面には、図２(a) 〜(d) に示すようなラビングロール
２１を用いて配向処理が施される。ラビングロール２１
は、その表面に貼り付けられたレーヨン製又は絹製のラ
ビング布２１ａによって配向膜１５Ａをラビングするた
めのものである。配向膜のラビングは、液晶分子を一軸
方向に配向させるために配向膜を擦ることである。

【００３３】第二の透明基板１２の第一面の上には透明
導電膜よりなる対向電極１６、第二の配向膜１５Ｂが順
に形成され、第二の配向膜１５Ｂの表面はラビングロー
ル２１ａを用いて配向処理が施される。また、第二の配
向膜１５Ｂと第二の透明基板１２の間にカラーフィルタ
ーを形成してもよい。また、第一の透明基板１１と第二
の透明基板１２は、それぞれの第一及び第二の配向膜１
５Ａ，１５Ｂが向き合う状態で互いに配置され、第一の
配向膜１５Ａと第二の配向膜１５Ｂの間には液晶１７が
封入されている。また、第一の透明基板１１と第二の透
明基板１２のそれぞれの第二面には、偏光板１８Ａ，１
８Ｂが形成されている。

【００３４】なお、第一の透明基板１１の上方に第一の
配向膜１５Ａを形成し、第二の透明基板１２の上方に第
二の配向膜１５Ｂを形成し、それらの配向膜１５Ａ，１
５Ｂの表面を配向処理した後に、第一及び第二の配向膜
１５Ａ，１５Ｂを対向させてその間に液晶を封入する。
ところで、第一の配向膜１５Ａと第二の配向膜１５Ｂを
ラビングする際に、従来にないラビング方法を施すこと
により、液晶表示装置の低電圧駆動が可能になることが
確かめられた。

【００３５】以下に、配向処理の詳細について説明す
る。配向のためのラビングは、図２(a) 〜図２(d) に示
すような方向になされる。図２(a) 〜２(d) において、
符号１１は表面に第一の配向膜１５Ａが形成された第一
の透明基板（ガラス基板）、２２は第一の透明基板１１
を載置するステージであり、２１は表面にレーヨンより
なるラビング布２１ａが貼付されたラビングロールであ
る。

【００３６】ラビングロール２１は、例えば１５cm程度
の直径を有し、また、ステージ２２の移動速度は数十mm
／秒程度である。ステージ２２の移動速度は、第一の透
明基板１１の移動速度でもある。なお、ラビングロール
２１を移動する場合には、その移動速度は数十mm／秒程
度とする。ラビング工程の際には、駆動機構（不図示）
によってラビングロール２１が数百ｒｐｍで高速回転さ
れ、ラビング布２１ａによって第一及び第二の配向膜１
５Ａ，１５Ｂの表面をラビングする。このラビングの方
法には以下のように２通りある。

【００３７】第１のラビング方法は、図２(a),(b) に示
すように、ラビングロール２１をステージ２２に沿って
移動させず、ラビングロール２１の下でステージ２２だ
けを移動させて第一の配向膜１５Ａの表面をラビングす
る方法である。第一の透明基板１１及びその上の配向膜
１５Ａの移動方向はステージ２２の移動方向と同じであ
る。

【００３８】図２(a) でのラビングロール２１の回転方
向ＲＤは、配向膜１５Ａ表面でのラビングロールのラビ
ングする方向ＳＲと第一の透明基板１１の移動方向ＤＤ
が同じになるように設定される。このように、ラビング
ロール２１によるラビング方向とステージ２２の移動方
向とが同じ場合を、以下に「同方向ラビング」と称す
る。

【００３９】図２(b) でのラビングロール２１の回転方
向ＲＤは、配向膜１５Ａ表面をラビングする方向ＳＲが
第一の透明基板１１の移動方向ＤＤと逆方向になるよう
に設定される。このように、ラビングロール２１による
ラビング方向とステージ２２の移動方向とが逆の場合
を、以下に「逆方向ラビング」と称する。

【００４０】第２のラビング方法は、図２(c),(d) に示
すように、ステージ２２を移動させずに、ラビングロー
ル２１を配向膜１５Ａの表面に沿って回転させ且つ移動
させる方法である。図２(c) でのラビングロール２１の
回転方向ＲＤは、ラビングロール２１の移動方向ＨＤと
配向膜１５Ａのラビング方向ＳＲとが逆になるように設
定される。この場合のラビング状態を「同方向ラビン
グ」と称する。なぜならば、ラビングロール２１とステ
ージ２２の相対的な移動関係は図２(a) と同じだから。

【００４１】図２(d) でのラビングロール２１の回転方
向ＲＤは、ラビングロール２１の移動方向ＨＤと配向膜
１５Ａのラビング方向ＳＲとが同じなるように設定され
る。この場合のラビング状態を「逆方向ラビング」と称
する。なぜならば、ラビングロール２１とステージ２２
の相対的な移動関係は、図２(b) と同じだから。ところ
で、図２(a) 〜２(d) においては、ラビングロール２１
とステージ２２の相対的な移動方向は、ラビングロール
２１の回転軸に直交する方向となっている。

【００４２】しかし、図３(a) と図３(b) に示すよう
に、ラビングロール２１とステージ２２の相対的な移動
方向が、ラビングロール２１の回転軸に直交しないよう
な場合でも、「同方向ラビング」と「逆方向ラビング」
を判断する。即ち、図３(a) に示すように、ラビングロ
ール２１の回転によるラビング方向ＳＲがステージ２２
の移動方向と同じ成分を含んでいる場合には、そのラビ
ング処理を「同方向ラビング」と称する。また、図３
(b) に示すように、ラビングロール２１の回転によるラ
ビング方向ＳＲがステージ２２の移動方向と逆の成分を
含んでいる場合には、そのラビング処理を「逆方向ラビ
ング」と称する。

【００４３】ところで、本願の発明者らは、同方向ラビ
ングを施した第一の配向膜１５Ａを有する第一の液晶パ
ネルと逆方向ラビングを施した第一の配向膜１５Ａを有
する第二の液晶パネルについて、それぞれ対向電極・画
素電極間の電圧と光透過率の関係を調べた。この結果、
「同方向ラビング」と「逆方向ラビング」では、光透過
率が飽和する電圧（以下、飽和電圧という）が異なるこ
とが発見された。

【００４４】そこで以下に、同方向ラビングの飽和電圧
と逆方向ラビングの飽和電圧の違いについての実験結果
を示す。飽和電圧Ｖsat は、ノーマリホワイト表示にお
いて、電圧零の場合の透過率を１００％としたときに透
過率が１％となる電圧で定義している。まず、第一の液
晶表示パネルと第二の液晶表示パネルの各々について、
ラビング回数と、飽和電圧Ｖsat との関係を実験により
調べたところ図４に示す結果が得られた。

【００４５】なお、配向膜１５Ａ，１５Ｂの材料とし
て、日本合成ゴム社製の商品名ＡＬ1054のポリイミドを
用いた。また、それらの第一及び第二の液晶表示パネル
は、本質的構造が図１に示す装置と同じである。また、
封入した液晶１７は、末端の極性基としてフッ素（Ｆ）
を含み、長軸方向の誘電率ε₁ が１２．５、短軸方向の
誘電率ε₂ が３．８の材料を使用した。

【００４６】図４によれば、同方向ラビングが施された
配向膜を有する第一の液晶表示パネルの飽和電圧Ｖsat
は平均して約３．１Ｖであった。これに対して、逆方向
ラビングが施された配向膜を有する液晶表示パネルの飽
和電圧Ｖsat は平均して約２．７Ｖとなり、第一の液晶
表示パネルよりも約０．４Ｖ小さくなった。このよう
に、逆方向ラビングを施した方が、同方向ラビングを施
した場合に比べて飽和電圧が低下することが確かめられ
た。

【００４７】次に、本発明者らは、その原因が、電圧無
印加時の配向膜表面の液晶分子の傾角度、いわゆるプレ
チルト角の変化にあると考えて調査した。しかし、プレ
チルト角の大きさとラビング方向に有意義な差は見られ
なかった。そこで、ラビング方向の相違によるアンカリ
ングエネルギー（極角方向）を調査したところ、逆方向
ラビングで 〜１０^-4Ｊ／ｍ² 、同方向ラビングで 〜
１０^-3Ｊ／ｍ² となってアンカエネルギーに約１桁の違
いがあることがわかった。アンカリングエネルギーの測
定は、H. Yokoyama et al., J. Appl. Phys. 61, (198
7) 4501に記載の方法を参考にして行った。

【００４８】これにより、同方向ラビングの場合には、
アンカリングエネルギーが大きいために電圧印加時に配
向膜表面に近い液晶分子の立ち上がりが緩慢であり、そ
のために飽和電圧が高くなるためであると推察される。
次に、１つの配向膜に同方向ラビングと逆方向ラビング
を交互に複数回施す場合には、どちらのラビングの影響
を受けるかを調査したところ図５のような結果が得られ
た。

【００４９】図５では、逆方向ラビングから始めて、
逆、同、逆、同…とラビングした場合の飽和電圧Ｖsat
の変化を示している。図５において、奇数回目のラビン
グは逆方向ラビングであり、偶数回のラビングは同方向
ラビングとなる。

【００５０】図４と図５を比較すると、奇数回目の逆方
向ラビングでは、図４の逆方向ラビングとほぼ同じ飽和
電圧値が得られ、また、偶数回目の同方向ラビングでは
図４の同方向ラビングとほぼ同じ飽和電圧値が得られ
た。従って、一番最後に施すラビングが同方向ラビング
か逆方向ラビングかによって飽和電圧が決定されること
が分かる。

【００５１】そこで、本発明では、配向膜に施されたラ
ビングが同方向ラビングか逆方向ラビングかの判断は、
最後のラビング処理だけを対象にする。以上のことか
ら、液晶表示パネルの低電圧駆動を実現するためには、
液晶材料の改善の他に、逆方向ラビングを施して配向膜
のアンカリングエネルギーを小さくすることが有効であ
る、ということがわかる。

【００５２】しかし、逆方向ラビングを配向膜の全面に
施したところ、液晶パネルの画素の周縁の近傍の液晶分
子の配列が乱れるという事態が生じることもある。例え
ば、能動素子型液晶表示パネルの場合には、画素電極１
３の間に形成される走査バスライン１４に負の大きな電
圧が印加されているので、走査バスライン１４と画素電
極１３の間に電位差が生じて配向膜１５Ａの面に平行な
成分のある電界Ｅが発生する（図１(b) 参照）。

【００５３】その電界の発生によって液晶分子のプレチ
ルト角が大きくなり過ぎたり又は小さくり過ぎてしまう
特異な領域が走査バスライン周囲に局部的に発生する。
その異常領域では飽和電圧Ｖsat が他の領域と異なるの
で、画像が乱れて低駆動電圧化の障害となる。このよう
な不都合を解消するためには、図６の示すように、画素
領域１３Ａにある配向膜１５Ａには逆方向ラビングを施
し、さらに、画素領域１３Ａ以外の領域の配向膜１５Ａ
には同方向ラビングを施せばよい。図６において、斜線
で示された画素領域１３Ａで逆方向ラビングが施されて
いる。

【００５４】なお、画素領域１３Ａは、画素電極１３が
形成される領域と、画素電極１３に対向する領域の双方
をさす。これにより、画素電極１３上方の配向膜１５Ａ
のアンカリングエネルギーを小さくし、その他の領域で
は配向膜１５Ａのアンカリングエネルギーを大きくする
ことになり、異常画素領域の発生を防ぐことができる。

【００５５】即ち、バスライン１４，１９の近傍で且つ
画素領域１３Ａを除く領域での配向膜１５Ａ，１５Ｂの
アンカリングエネルギーを大きくすることにより、バス
ライン１４，１９近傍の液晶分子が電界Ｅによる影響を
受けにくくなり、この領域での液晶分子の配向が乱れに
くくなる。なお、能動素子を搭載していない第二の透明
基板１２の上の配向膜１５Ｂは、上記した電界Ｅによる
影響は小さいので、その配向膜１５Ｂの全面に逆方向ラ
ビングを施してもよいし、画素電極１３に対向する部分
だけに逆方向ラビングを施してもよい。

【００５６】以上のように、１層の配向膜１５Ａ，１５
Ｂに逆方向ラビングと同方向ラビングを混在させる方法
としては、図７(a),(b) に示すようにレジストパターン
を用いて行う。即ち、図７(a) に示すように、画素電極
１３直上にある配向膜１５Ａを第１のレジストマスク２
３で覆った状態で、レジストマスク２３に覆われない領
域の配向膜１５Ａに同方向ラビングを施す。そして、第
１のレジストマスク２３を剥離した後に、図７(b) に示
すように、画素電極１３直上に窓２４Ａを有する第２の
レジストマスク２４を配向膜１５Ａ上に形成した状態
で、窓２４Ａを通して配向膜１５Ａに逆方向ラビングを
施し、ついで、第２のレジストマスク２４を剥離する。
これにより、１層の配向膜１５Ａの表面に逆方向ラビン
グ領域と同方向ラビング領域が形成される。

【００５７】次に、上述した技術を利用して作製した液
晶表示パネルについてさらに具体的に説明する。第１例 図１(a) 及び図６に示すように縦横に６００×４００の
画素数で画素電極１３を複数配置した第１の透明基板１
１を使用し、図１(b) に示すような断面構造を有するノ
ーマリーホワイトモードの液晶表示パネルを作製した。
能動素子としてＴＦＴを用いている。

【００５８】画素電極１３の大きさを約１５０×１５０
μｍ² とし、画素電極１３と走査バスライン１４又はデ
ータバスライン１９との間隔を約１０μｍとした。液晶
１７の材料は、上記した末端にＦを有する液晶Ａを使用
し、第一及び第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂを構成するポ
リイミドとして、日本合成ゴム社製の商品名AL3046を使
用した。第一及び第二の配向膜１５Ａ，１５Ｂは、第一
及び第二の透明基板１１，１２上でそれぞれスピンコー
テングにより形成される。

【００５９】ＴＦＴが形成されている第１の透明基板１
１側の第一の配向膜１５Ａ のラビングは、次のように
行う。ラビングは、図２(a),(b) に示すような方法で行
う。外周面がレーヨン布２１ａで覆われたラビングロー
ル２１を使用する。ラビングの条件として、レーヨン布
２１ａの押し込み量を０．３mm、ラビングの回数を５
回、基板の移動速度を３５０mm／秒、ラビングロールの
回転数を３００ｒｐｍに設定する。この場合、図７(a),
(b) に示す方法を採用して、画素領域１３Ａには逆方向
ラビングを５回施し、それ以外の領域には同方向ラビン
グを５回施した。ＴＦＴを搭載しない第２の透明基板側
１２側の第二の配向膜１５Ｂにおいて、画素電極１３に
対向する領域には逆方向ラビングを５回施し、その他の
領域には同方向ラビングを５回施した。

【００６０】この第１例の液晶表示パネルの液晶の飽和
電圧Ｖsat を調べるとともに、液晶分子の立ち上がり方
向に異常が存在する画素の欠陥率Ｒを調べたところ表１
に示すような結果が得られた。なお、飽和電圧Ｖsat
は、ノーマリーホワイトモードの液晶表示パネルで画素
電極・対向電極間の電圧が０Ｖの状態での透過率を１０
０％とした場合に、透過率が１％となる電圧である。ま
た、画素の欠陥率Ｒは、画素５００個のうち異常領域が
発生している画素数で評価した。

【００６１】次に、全面に同方向ラビングが施された配
向膜を有する第一の液晶表示パネル（不図示）と、全面
に逆方向ラビングが施された配向膜を有する第二の液晶
表示パネル（不図示）を作製し、それぞれについて液晶
の飽和電圧Ｖsat と画素の欠陥率Ｒを調べたところ、表
１に示すような結果が得られた。なお、表１において、
第一の液晶表示パネルを比較資料１として示し、第二の
液晶表示パネルを比較資料２として示した。これらの液
晶表示パネルは双方とも、配向膜のラビング方向を除い
て、図６に示す第１例の液晶表示パネルと同じ条件、構
造で形成されている。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１から明らかなように、第一の液晶表示
パネル（比較資料１）によれば、画素の欠陥率Ｒは零で
あるが飽和電圧Ｖsat は低くならず、また、第二の液晶
表示パネル（比較資料２）によれば、飽和電圧Ｖsat は
低くなるが画素の欠陥率Ｒが高いことがわかった。これ
に対して、図６に示す構造を有する第１例の液晶表示パ
ネルによれば、画素の欠陥率Ｒは零で、飽和電圧Ｖsat
が低くなることがわかり、逆方向ラビングの長所である
飽和電圧の低電圧化と同方向ラビングの長所である配向
安定性とが同時に実現されていることが分かる。

【００６４】第２例 第１例で説明したＴＦＴ駆動の液晶表示パネルにおい
て、画素とバスラインの間隔を５μｍと狭くしたとこ
ろ、画素の欠陥率Ｒが約２５０となった。そこで、この
例では図８(a) のように、配向膜１５Ａのうち画素電極
１３の周囲の領域だけではなく、画素領域１３の周縁か
ら内方に１０μｍ程度入り込んだ枠状領域１３Ｂにも同
方向ラビングを施し、その枠状領域１３Ｂに囲まれた斜
線の領域１３Ｃの配向膜１５Ａにのみ逆方向ラビングを
施したところ、画素の欠陥率Ｒが零になった。このとき
の飽和電圧Ｖsat は２．８０Ｖであった。

【００６５】これは、画素電極１３直上の配向膜１５Ａ
において、走査バスライン１４又はデータバスライン１
９に近い部分のアンカリングエネルギーを大きくする
と、バスライン１４，１９からの電界による液晶分子の
プレチルト角の変化が生じにくくなり、液晶分子の配向
が乱れにくくなるためである。なお、この第２の例で
は、ＴＦＴが形成されない第二の透明基板１２側の第二
の配向膜１５Ｂにおいても、画素電極１３に対向する領
域に施すべき逆方向ラビングの面積を狭くした。

【００６６】第３例 第１例で説明した液晶表示パネルにおいて、画素電極１
３とバスライン１４，１９の間隔を８μｍと狭くしたと
ころ、画素の欠陥率Ｒが約６０となった。そこで、ＴＦ
Ｔを搭載する第一の透明基板１１側の第一の配向膜１５
Ｂのラビング処理は第２例と同様にし、それに対向する
第二の透明基板１２側の第二の配向膜１５Ｂには全面に
逆方向ラビングのみを施したところ、欠陥率Ｒ＝０とす
ることができた。このとき、飽和電圧Ｖsat は２．８０
Ｖであった。

【００６７】これは、第二の配向膜１５Ｂ表面では、バ
スライン１４，１９と画素電極１３の電位差によって生
じる電界Ｅが小さくなるからである。第４例 第１例で説明した液晶表示パネルを作製する際のラビン
グ回数だけを変えて画素の欠陥率Ｒと飽和電圧Ｖsat を
測定した。

【００６８】そのラビング処理は、同方向ラビングの回
数を５回、逆方向ラビングの回数を２回とした。また、
他のラビング条件、即ち、レーヨン布の押し込み量、基
板移動速度、ラビングロール回転数は第１例と同じにし
た。この結果、欠陥率Ｒが零で飽和電圧Ｖsat ＝２．７
１Ｖとなり、第１例よりも飽和電圧が低電圧化した。同
様な効果は、ラビング布の押し込み量、ステージ移動速
度、ラビングロール回転数の変更によっても実現でき
る。

【００６９】本発明者による検証によれば、同方向ラビ
ング、逆方向ラビングを選択する方法の他に、アンカリ
ングエネルギーを小さくして低飽和電圧化するために
は、次の条件を選択してもよい。即ち、ラビング布の押
し込み量を小さくするか、ラビング回数を少なくする
か、ラビングロールの回転数を小さくするか、基板移動
速度を速くするか、の少なくとも１つを選択するほど低
駆動電圧化する。その条件を逆方向ラビングの際に加え
れば、アンカリングエネルギーが第１例よりも小さくな
ってさらに低駆動電圧が実現できる。

【００７０】第５例 上述の第２例、 第３例では図８(a) に示すように、画素
電極１３上の配向膜１５Ａ，１５Ｂの枠状領域１３Ｂに
同方向ラビングを施すことで画素内での液晶分子の異常
な立ち上がりを規制している。そのような異常な領域の
発生は走査（ゲート）バスライン１４による影響がかな
り大きく関与する。そこで、図８(b) に示すように、画
素電極１３上の第一の配向膜１５Ａのうち、ゲートバス
ライン４の寄りの２つの領域１３Ｄに同方向ラビングを
施しその間の領域１３Ｅに逆方向ラビングを施しても、
第２例及び第３例と同じ結果が得られる。

【００７１】また、上記した第１例〜第４例にかかる液
晶表示パネルでは、能動素子型のＴＮ液晶について述べ
たが、その他の駆動方式を用いても同様の効果を奏す
る。 （第２の実施の形態）上記した本発明の第１の実施の形
態においては、ラビング布２１ａによって配向膜１５
Ａ，１５Ｂの表面を擦る方向と、配向膜１５Ａ，１５Ｂ
が移動する方向を同じにするか或いは逆にするかによっ
て飽和電圧Ｖsat を従来よりも小さくするようにしてい
る。飽和電圧Ｖsat が小さくなる原因は、配向膜のアン
カリングエネルギーを小さくしたからと考えられる。

【００７２】そこで、本発明者らは、ラビング条件を変
えること以外の配向方法によって配向膜のアンカリング
エネルギーを変化させることを試みた。そのような方法
としては次に３つの配向方法が知られている。第１に、
配向膜に溝を形成して液晶分子を配向する方法が、SID
DIGEST 93, 957 (1993) に記載されている。

【００７３】第２に、配向膜に電磁波を照射して液晶分
子を配向する方法が、Jpn, J. Appl. Phys. 31, 2155
(1992) に記載されている。第３に、配向膜としてＬＢ
膜(Langnuir-Blodgett film ）を用いる方法がJpn,J. A
ppl. Phys. 31, L189 (1992) に記載されている。ＬＢ
膜は、引張方向が配向方向になる。

【００７４】これらの手法による配向膜のアンカリング
エネルギーの低下について本発明者らが検討したとこ
ろ、それらの文献にも一部記載されている通り、１０^-5
〜１０ ^-4Ｊ／ｍ² のオーダの値が得られ、ラビングによ
る配向方法に比べてアンカリングエネルギーが１桁以上
小さくなることがわかった。アンカリングエネルギーの
測定法は、本発明の第１の実施の形態で採用した方法に
よった。

【００７５】図１(a),(b) に示した能動素子型の液晶表
示パネルに、それらの３つの配向方法を採用したとこ
ろ、配向不良領域の発生という問題が発生した。これ
は、走査バスライン又はデータバスラインに近い領域の
配向膜のアンカリングエネルギーが小さいと、バスライ
ンからの横方向の電界Ｅによってその領域の液晶分子の
立ち上がり方向が乱れて、所謂リバースチルト領域が生
じるからである。その電界Ｅは、本発明の第１の実施の
形態でも述べたように、バスライン１４，１９と画素電
極１３の電位差によって発生する。

【００７６】リバースチルト領域の発生を防止するため
には、配向膜１５Ａ，１５Ｂのうちバスライン１４，１
９及びその周囲の領域内ではアンカリングエネルギーを
強い状態にし、画素電極１３上ではアンカリングエネル
ギーを弱い状態にすることが有効である。その手段とし
ては、図１(a),(b) に示す液晶表示パネルを構成する配
向膜１５Ａ，１５Ｂに上記した第１〜第３の配向方法を
施した後に、画素電極１３直上の配向膜１５Ａ，１５Ｂ
をレジストマスクで覆う。そして、レジストマスクに覆
われない領域の配向膜１５Ａ，１５Ｂをラビングして強
いアンカリングエネルギーを付与する。このラビング方
法としては、例えば本発明の第１の実施の形態で説明し
た同方向ラビングを採用してもよい。

【００７７】ところで、リバースチルト領域は、能動素
子側の第一の配向膜１５Ａの表面の液晶分子の配向の乱
れに起因するものであるから、能動素子の無い第二の透
明基板１２側の第二の配向膜１５Ｂについてだけ上記し
た第１〜第３の配向方法を採用してもよい。この場合、
液晶表示パネルの駆動電圧を低減する効果はやや劣る
が、リバースチルト領域の発生を防ぐには十分な効果が
ある。

【００７８】なお、画素領域を除く領域の配向膜のプレ
チルト角は大きい方が望ましい。これは、次の２つの理
由による。第１の理由としては、上記した第１〜第３の
配向方法を施した配向膜は、一般にプレチルト角が０度
程度と小さいので、画素領域以外の配向膜のプレチルト
角を大きくすることにより、配向膜上でのプレチルト角
の平均値を大きくすることができるからである。

【００７９】第２の理由としては、リバースチルト領域
の発生は、プレチルト角が大きくなるほど有効に防止さ
れるからである。従って、画素領域以外の領域の配向膜
は、ラビング条件を選ぶことによって５度以上、好まし
くは１０度以上に設定することが必要である。なお、一
般的なプレチルト角は２〜３度である。

【００８０】次に、アンカリングエネルギーの調整につ
いて、より具体的に説明する。第１例 本第１例では、ノーマリーホワイトモードの液晶表示パ
ネルを採用した。その構造は、配向膜を除いて、本発明
の第１の実施の形態の第１例と同じ構造とした。液晶
は、末端にＦを有する材料を使用した。従って、基本的
な構造は、図１(a),(b) と同じになる。

【００８１】本例の配向膜２５Ａ，２５Ｂを構成する樹
脂として、高プレチルト角が得られる日産化学製のＲＮ
1046（商品名）を使用し、スピンコーティングと加熱を
経て膜状に形成される。能動素子が形成されている第一
の透明基板１１側に形成された第一の配向膜２５Ａの平
面は、図９のようになる。

【００８２】第一の配向膜２５Ａを形成した後に、図１
０(a) に示すように、第一の配向膜２５Ａのうち画素領
域１３Ａを第１のレジストマスク２６で覆う。この後
に、第一の配向膜２５Ａ表面を一定方向にラビングし
た。そのラビングされた第一の配向膜２５Ａ表面に供給
された液晶分子のプレチルト角が約６度となることは別
途調査しておいた。第１のレジストマスク２６はラビン
グ処理後に剥離される。

【００８３】次に、図１０(b) に示すように、金属製の
フォトマスク２７を通して電磁波である紫外線を第一の
配向膜２５Ａに照射した。そのフォトマスク２７は、画
素領域１３Ａの上方に窓２７Ａを有するとともに、その
窓２７Ａに偏光板２８を取付けたものである。その偏光
板２８は、上記ラビング方向に直交する方向に紫外線を
直線偏光する構造となっている。なお、紫外線強度を約
１５Ｊ／cm² とした。

【００８４】このような配向処理は、能動素子のない第
二の透明基板１２側の第二の配向膜２５Ｂについても同
様に行う。即ち、画素電極１３に対向する領域には偏光
された紫外線を照射し、それ以外の領域には一般的なラ
ビングを行う。偏光された紫外線が照射された配向膜表
面では、偏光された方向に液晶分子が配向する。

【００８５】配向処理の後に、液晶封入工程を経て液晶
表示パネルが完成する。このような配向処理がされた液
晶表示パネルの液晶の飽和電圧Ｖsat と画素の欠陥率Ｒ
を調べたところ表２に示すような結果が得られた。な
お、飽和電圧Ｖsat は、ノーマリーホワイトモードの液
晶表示パネルで電極間電圧が０Ｖの状態での透過率を１
００％としたときの、透過率１％となる電圧である。ま
た、画素の欠陥率Ｒは、画素５００個のうち異常領域が
発生している画素数で評価した。

【００８６】次に、全面に通常のラビングが施された配
向膜を有する第一の液晶表示パネル（不図示）と、全面
に紫外線が照射された配向膜を有する第二の液晶表示パ
ネル（不図示）を作製し、それぞれについて液晶の飽和
電圧Ｖsat と画素の欠陥率Ｒを調べたところ、表２に示
すような結果が得られた。なお、表２において、第一の
液晶表示パネルを比較資料１として示し、第二の液晶表
示パネルを比較資料２として示した。これらの液晶表示
パネルは双方とも、配向膜のラビング方向を除いて、図
９に示す第１例の液晶表示パネルと同じ条件、構造で形
成されている。

【００８７】

【表２】

【００８８】表２から明らかなように、第一の液晶表示
パネル（比較資料１）によれば、画素の欠陥率Ｒは零で
あるが、飽和電圧Ｖsat は低くならず、また、第二の液
晶表示パネル（比較資料２）によれば、飽和電圧Ｖsat
は低くなるが画素の欠陥率Ｒが高いことがわかった。こ
れに対して、図９に示す本実施形態の液晶表示パネルに
よれば、画素の欠陥率Ｒは零で、飽和電圧Ｖsat も低く
なることがわかり、紫外線照射によるアンカリングエネ
ルギーの低減による飽和電圧の低電圧化とラビングによ
る配向安定性とが同時に実現されていることが分かる。

【００８９】ところで、第一及び第二の配向膜２５Ａ，
２５Ｂの全面にラビング処理を施した後に、上記したフ
ォトマスク２７を使用して、画素電極１３上の配向膜２
５Ａ，２５Ｂにのみ偏光された紫外線を照射したとこ
ろ、飽和電圧Ｖsat が２．７５Ｖ、画素の欠陥率Ｒは零
となった。この工程によれば、レジストマスク２６の形
成工程が不要となるので、スループットが向上する。

【００９０】第２例 第１例で示した構造の液晶表示パネルの画素電極とバス
ラインとの間隔を５μｍとしたところ、画素の欠陥率Ｒ
が約２８０となってしまった。そこで、本例では、能動
素子を有する第一の透明基板１１側の第一の配向膜２５
Ａについては、第１例のような紫外線を照射せずに、全
面をラビングした。また、能動素子を有しない第二の透
明基板１２側の第二の配向膜２５Ｂについては、第１例
と同様に、画素電極１３に対向する領域に紫外線を偏光
して照射し、それ以外の領域には一般的なラビングを行
った。

【００９１】このような配向がなされた液晶表示パネル
の飽和電圧Ｖsat は２．８５、その画素の欠陥率Ｒは零
となり、従来よりも低い電圧駆動が実現できた。第３例 第１例で示した構造の液晶表示パネルの画素電極とバス
ラインとの間隔を５μｍとすると、画素の欠陥率Ｒが約
２８０となる。

【００９２】そこで、画素領域以外の領域の配向膜２５
Ａ，２５Ｂのプレチルト角を変えることによってその画
素の欠陥率Ｒを低減できるかどうかを調べた。配向膜２
５Ａ，２５Ｂの材料として、プレチルト角の調整が容易
な日本合成ゴム製のJALS-214（商品名）を使用した。プ
レチルト角の調整は、ラビング条件を変えることによっ
て行う。例えば、ラビング回数を増やすとプレチルト角
は小さくなり、ラビング布の押し込み量を大きくすると
プレチルト角は小さくなる傾向にある。

【００９３】このように画素領域以外の領域の配向膜２
５Ａ，２５Ｂのプレチルト角θを変えたところ、画素欠
陥率Ｒとプレチルト角θの関係は図１１のようになっ
た。図１１によれば、プレチルト角θが１０度又はそれ
以上になると画素欠陥率Ｒが零になることがわかった。
図１１に示したプレチルト角θの調整はラビング回数の
変更によって行い、図の括弧内の数字はラビング回数を
示している。

【００９４】なお、図１１のプレチルト角θの相違にか
かわらずに液晶表示パネルの飽和電圧Ｖsat は２．７０
〜２．７５Ｖと低くなった。第４例 上記した第１例〜第３例では、紫外線のような電磁波を
画素領域の配向膜に照射してその領域のアンカリングエ
ネルギを低くしている。

【００９５】画素領域の配向膜のアンカリングエネルギ
を低くする方法として、図１２(a)に示すように画素電
極１３上の配向膜２５Ａに溝２５Ｃを形成する方法や、
図１２(b) に示すように配向膜２５ＡとしてＬＢ膜を使
用する方法がある。溝２５Ｃが形成された配向膜２５Ａ
表面の液晶分子は溝２５Ｃの延在方向に沿って向きを揃
える。また、ＬＢ膜上の液晶分子は、膜の引張方向に配
向方向を揃える。

【００９６】これらの方法においても、配向膜２５Ａの
画素領域以外には、第１例と同様に一般的なラビングを
施す。第５例 アンカリングエネルギーを小さくする領域は、画素領域
の全てであってもよいが、バスラインと画素電極の間の
電位差による電界の影響が大きい場合には、本発明の第
１の実施形態で説明したように、画素領域にある配向膜
の枠状領域１３Ｂまでラビングを施したり（図８(a) 参
照）、或いは、画素領域にある配向膜のうちのゲートバ
スライン１４の寄りの領域１３Ｄまでラビングを施して
もよい（図８(b) 参照）。 （第３の実施の形態）上記した液晶表示パネルでは、能
動素子型のＴＮ液晶表示パネルについて述べているが、
その他の駆動方式を用いても、同様の効果を奏する。

【００９７】例えば図１３(a),(b) に示すような単純マ
トリクス型のＴＮ液晶表示パネルにも適用できる。な
お、図１３(a) では、１つの基板と走査配線とデータ配
線だけが描かれている。図１３(a),(b) において、第一
の透明基板３１の第一面の上には走査配線３４が間隔を
おいて複数本形成されている。第一の透明基板３１と走
査配線３４は第一の配向膜３５Ａによって覆われてい
る。

【００９８】また、第二の透明基板３２のうち第一の透
明基板３１に対向する側の面には、データ配線３９が間
隔をおいて複数本形成されている。第二の透明基板３２
とデータ配線３９は第二の配向膜３５Ｂによって覆われ
ている。第一の配向膜３５Ａと第二の配向膜３５Ｂは間
隔をおいて互いに向き合って配置される。この場合、走
査配線３４とデータ配線３９が直交するように第一及び
第二の透明基板３１，３２を配置する。

【００９９】また、第一の配向膜３５Ａと第二の配向膜
３５Ｂの間には、液晶３７が封入されている。さらに、
第一の透明基板３１と第二の透明基板３２の相反する側
の面には、それぞれ偏光板３８Ａ，３８Ｂが形成されて
いる。このような単純マトリクス型のＴＮ液晶表示パネ
ルにおいては、走査配線３４とデータ配線３９が交差す
る領域が画素領域１３Ａとなる。

【０１００】この画素領域１３Ａの第一の配向膜３５Ａ
の液晶分子のアンカリングエネルギーを小さくし、その
画素領域１３Ａの周囲の第一の配向膜３５Ａの液晶分子
のアンカリングエネルギーを大きくする。また、第二の
配向膜３５Ｂの液晶分子のアンカリグエネルギーの分布
を、第一の配向膜３５Ａと同様にしてもよい。

【０１０１】これにより、画素領域１３Ａの液晶分子の
立ち上がりの変化を容易にして駆動電圧を低減するとと
もに、画素領域１３Ａ以外の領域での液晶分子の立ち上
がりを緩慢にして画素の欠陥の発生を防止する。なお、
アンカリングエネルギーの制御方法は、上記した第１及
び第２の実施の形態によって行う。

【０１０２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、配向
膜のうち画素領域には低い液晶アンカリングエネルギー
を付与し、またその配向膜のうち画素領域の周辺には高
い液晶アンカリングエネルギーを付与したので、画素領
域での液晶分子の変化が容易になるので、液晶表示装置
の低駆動電圧化が可能になる。また、画素領域の周辺で
は液晶分子が変化しにくくなるので、画素領域・走査配
線間や画素領域・データ配線間に生じる横方向の電界に
よる画素の欠陥が防止される。

【０１０３】また、画素領域内の配向膜のうち周縁寄り
の部分のアンカリングエネルギーを大きくしているの
で、画素の欠陥を確実に防止できる。アンカリングエネ
ルギーを調整する１つの方法としては、ラビング条件を
変えることである。即ち、ラビング布の押し込み量、ラ
ビング回数、基板移動速度、ラビング布が巻かれたラビ
ングロール回転数のほかに、ラビング布と配向膜の相対
的な移動方向を変えることによってアンカリングエネル
ギーを変えることができる。これらの作業は、極めて簡
単であり、スループットが低下することを防止できる。

【０１０４】このようなラビング方法を変えること以外
に、アンカリングエネルギーを小さくする方法として、
配向膜に溝を形成する方法、配向膜に電磁波を照射する
方法、配向膜としてＬＢ膜を使用する方法がある。即
ち、配向膜のうち画素領域に、溝を形成するか、電磁波
を照射するか、或いは配向膜としてＬＢ膜を使用すれば
よい。また、画素領域の周囲の配向膜のアンカリグエネ
ルギーを高くするために、画素領域の周囲の配向膜に通
常のラビングを行う必要がある。これにより、液晶表示
パネルの低駆動電圧化が図れ、しかも画素の欠陥の発生
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) は、能動素子を有する液晶表示パネル
の基本的な構造を示す平面図、図１(b) は、そのＩ−Ｉ
線断面図である。

【図２】図２(a),(c) は、本発明の第１の実施の形態に
利用される同方向ラビングを示す側面図、図２(b),(d)
は、その第１の実施の形態に利用される逆方向ラビング
を示す側面図である。

【図３】図３(a) は、本発明の第１の実施の形態で使用
させるラビングロールを透明基板の進行方向に対して斜
めに配置する場合の同方向ラビングを示す斜視図、図３
(b) は、そのラビングロールを透明基板の進行方向に対
して斜めに配置する場合の逆方向ラビングを示す斜視図
である。

【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態において、
同方向ラビングと逆方向ラビングによって得られたラビ
ング回数と飽和電圧の関係を示す図である。

【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態において、
同方向ラビングと逆方向ラビングを交互に行った場合の
飽和電圧の変化を示す図である。

【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態において、
１つの配向膜の同方向ラビング領域と逆方向ラビング領
域の第１例を示す平面図である。

【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態において、
１つの配向膜に同方向ラビング領域と逆方向ラビング領
域を形成する工程を示す断面図である。

【図８】図８(a) は、本発明の第１の実施の形態におい
て、１つの配向膜の同方向ラビング領域と逆方向ラビン
グ領域の第２例を示す平面図、図８(b) は、その第３の
例を示す平面図である。

【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態において、
電磁線が照射される配向膜の画素領域を示す平面図であ
る。

【図１０】図１０(a) は、本発明の第２の実施の形態に
おいて、画素領域の周囲の配向膜をラビングする状態を
示す断面図、図１０(b) は、その配向膜の画素領域に電
磁線を偏光して照射する状態を示す断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態におい
て、配向膜のプレチルト各と画素の欠陥率の関係を示す
図である。

【図１２】図１２(a) は、本発明の第２の実施の形態に
おいて、透明基板上の配向膜の画素領域に溝が形成され
た状態を示す断面図、図１２(b) は、本発明の第２の実
施の形態において、透明基板上の配向膜としてＬＢ膜が
使用されている状態を示す断面図である。

【図１３】図１３(a) は、本発明の第３の実施の形態に
かかる単純マトリクス型の液晶表示パネルを示す平面
図、図１３(b) は、そのII−II線断面図である。

【符号の説明】

１１ 第一の透明基板 １２ 第二の透明基板 １３ 画素電極 １３Ａ 画素領域 １４ 走査バスライン １５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ 配向膜 １６ 対向電極 １７ 液晶 １８Ａ，１８Ｂ 偏光板 １９ データバスライン ２０ 能動素子 ２１ ラビングロール ２１ａ ラビング布 ２２ ステージ ２３、２４、２６ レジストマスク ２７ フォトマスク ２８ 偏光板 ２５Ｃ 溝 ３１ 第一の透明基板 ３２ 第二の透明基板 ３３ 画素電極 ３４ 走査配線 ３５Ａ、３５Ｂ 配向膜 ３７ 液晶 ３９ データ配線

フロントページの続き (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−271901（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318946（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−328007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55527（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264972（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−271233（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1337 G02F 1/13 101 G02F 1/1343 G02F 1/1362

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の基板と第二の基板の間に形成される
   走査配線とデータ配線が絶縁状態で交差する交差領域又
   は該交差領域の近傍に位置する画素領域と、前記第一の
   基板と前記第二の基板のそれぞれの対向面側に形成され
   る第一の配向膜及び第二の配向膜と、前記第一の配向膜
   と前記第二の配向膜の間に封入される液晶を有する液晶
   表示装置において、 前記第一の配向膜と前記第二の配向膜の少なくとも一方
   では、前記画素領域中央の液晶アンカリングエネルギー
   よりも前記画素領域周囲の液晶アンカリングエネルギー
   の方が大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記走査配線及び前記データ配線の前記交
   差領域の近傍の前記画素領域には画素電極が形成され、
   前記走査配線に印加される信号によって該画素電極と前
   記データ配線を選択的に導通させる能動素子が前記第一
   の基板の上に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】第一の基板と、 前記第一の基板の上で、間隔をおいて複数配列された走
   査配線と、 前記第一の基板の上で、前記走査配線と絶縁状態で交差
   し且つ間隔をおいて複数配列されたデータ配線と、 前記第一の基板の上で、複数の前記走査配線と複数の前
   記データ配線に囲まれた複数の画素領域の各々に形成さ
   れた画素電極と、 前記第一の基板上に形成され、前記走査配線に印加され
   る信号によって前記画素電極と前記データ配線を選択的
   に導通させる能動素子と、 前記第一の基板、前記画素電極、前記走査配線及び前記
   データ配線を覆い、且つ前記画素電極中央の上方の領域
   の液晶アンカリングエネルギーよりも前記画素電極周囲
   の液晶アンカリングエネルギーが大きな第一の配向膜
   と、 前記第一の基板に対向して配置される第二の基板
   と、 前記第二の基板のうち前記第一の基板側に向かい合う面
   に形成される対向電極と、 前記対向電極を覆う第二の配向膜と、 前記第二の配向膜と前記第一の配向膜の間に封入される
   液晶とを有することを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記画素領域にある前記第一の配向膜の表
   面において、前記画素領域の中央領域よりも前記走査配
   線寄りの領域の方が液晶アンカリングエネルギーが大き
   いことを特徴とする請求項１又は３記載の液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】前記画素領域にある前記第一の配向膜の表
   面において、前記画素領域中央の液晶アンカリングエネ
   ルギーよりも前記画素領域周囲の液晶アンカリングエネ
   ルギーの方が大きいことを特徴とする請求項１又は３記
   載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】前記第二の配向膜の表面において、前記画
   素領域中央の液晶アンカリングエネルギーよりも前記画
   素領域周囲の液晶アンカリングエネルギーの方が大きい
   ことを特徴とする請求項１又は３記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】前記第二の配向膜の全面の液晶アンカリン
   グエネルギーは、前記画素領域中央にある前記第一の配
   向膜の表面の液晶アンカリングエネルギーよりも小さい
   ことを特徴とする請求項１又は３記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】前記画素領域の周囲にある前記第一又は第
   二の配向膜表面の液晶のプレチルト角は１０度以上であ
   ることを特徴とする請求項１又は３記載の液晶表示装
   置。
9. 【請求項９】第１の基板側に形成された第一の配向膜を
   ラビングする工程と、前記第一の配向膜に対向し且つ第
   ２の基板側に形成された第二の配向膜をラビングする工
   程と、ラビングされた前記第一の配向膜と前記第二の配
   向膜の間に液晶を封入する工程を含む液晶表示装置の製
   造方法において、 ラビング布に対する前記第一又は第二の基板の移動方向
   と、該ラビング布による前記第一又は第二の配向膜のラ
   ビングの方向とが相対的に逆方向となる成分を有する逆
   方向ラビングを、画素領域の少なくとも中央にある前記
   第一又は第二の配向膜の表面に施す工程と、 前記ラビング布に対する前記第一又は第二の基板の移動
   方向と、前記ラビング布による前記第一又は第二の配向
   膜のラビングの方向とが相対的に同方向となる成分を有
   する同方向ラビングを、前記画素領域の周囲にある前記
   第一又は第二の配向膜の表面に施す工程とを有すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
10. 【請求項１０】前記画素領域の周縁領域にある前記第一
    又は第二の配向膜の表面に前記同方向ラビングを施すこ
    とを特徴とする請求項９記載の液晶表示装置の製造方
    法。
11. 【請求項１１】前記画素領域のうち前記走査配線に近い
    領域にある前記第一又は第二の配向膜の表面に前記同方
    向ラビングを施すことを特徴とする請求項９記載の液晶
    表示装置の製造方法。
12. 【請求項１２】前記同方向ラビングと前記逆方向ラビン
    グとでは、前記ラビング布の押し込み量、ラビングの回
    数、前記第一又は第二の基板の前記ラビング布に対する
    移動速度、前記ラビング布が巻かれているラビングロー
    ルの回転数の条件のうちいずれかの条件が異なっている
    工程を有することを特徴とする請求項７、請求項８又は
    請求項９記載の晶表示パネルの製造方法。
13. 【請求項１３】第１の基板側に形成された第一の配向膜
    をラビングする工程と、前記第一の配向膜に対向させて
    第２の基板上に形成された第二の配向膜をラビングする
    工程と、ラビングされた前記第一の配向膜と前記第二の
    配向膜の間に液晶を封入する工程を含む液晶表示装置の
    製造方法において、 第一の基板と第二の基板の間に形成される走査配線とデ
    ータ配線が絶縁状態で交差する交差領域又は該交差領域
    の近傍に位置する画素領域にある前記第一又は第二の配
    向膜の表面にはラビング処理を施さず、該画素領域の周
    囲の前記第一又は第二の配向膜の表面にはラビング処理
    を施すことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
14. 【請求項１４】前記画素領域にある前記第一又は第二の
    配向膜の表面に電磁波を照射することにより、該電磁波
    が照射された第一又は第二の配向膜の表面で前記液晶の
    分子を一軸方向に配向させる工程を有することを特徴と
    する請求項１３記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 【請求項１５】前記電磁波は、偏光板を通過させた紫外
    線であることを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装
    置の製造方法。
16. 【請求項１６】前記第一又は第二の配向膜への前記ラビ
    ング処理は、前記第一又は第二の配向膜の全面に前記電
    磁波を照射した後に行われることを特徴とする請求項１
    ３記載の液晶表示装置の製造方法。
17. 【請求項１７】ＬＢ膜を前記第一又は第二の基板にライ
    ンを介して張りつけることによって前記第一又は第二の
    配向膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項
    １３記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 【請求項１８】前記画素領域にある前記第一又は第二の
    配向膜の表面に複数の溝を形成することにより、該溝の
    延在方向に前記液晶の分子を配向させる工程を有するこ
    とを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置の製造方
    法。
19. 【請求項１９】前記第二の配向膜の全面にはラビング処
    理がなされることを特徴とする請求項１３記載の液晶表
    示装置の製造方法。
20. 【請求項２０】前記第一の基板の前記画素領域には画素
    電極が形成されていることを特徴とする請求項９又は請
    求項１３記載の液晶表示装置の製造方法。