JPH04353827A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶分子を水平方向に
配向させた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶分子を水平方向に配向させた液晶表
示素子には、ＴＮ（ツィステッド・ネマティック）モー
ド、ＳＴＮ（スーパー・ツィステッド・ネマティック）
モード、ＥＣＢ（電界制御型複屈折）モードのうちの水
平配向型のもの等がある。

【０００３】これらの液晶表示素子は、液晶層をはさん
で対向する一対の透明基板の互いに対向する面にそれぞ
れ、透明電極と、液晶分子を水平方向に配向させるため
の配向膜とを形成したもので、液晶分子は、両基板面の
配向膜の配向規制力によって配向されている。ところで
、上記配向膜は、一般に、基板上にポリイミド等の有機
高分子化合物を塗布し、その膜面をラビングにより配向
処理して形成されている。

【０００４】しかし、このラビングによる配向処理では
、配向膜面のラビング時に静電気が発生するため、一方
の基板面に薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオード等の
能動素子を形成しているアクティブマトリックス液晶表
示素子では、上記一方の基板の上に配向膜を形成する際
に、上記能動素子が静電気によって破壊されてしまうと
いう問題があった。

【０００５】このため、最近では、一対の基板上にそれ
ぞれ形成する配向膜のうち、少なくとも一方の配向膜を
、ラングミュア・ブロジェット法（以下ＬＢ法という）
によって形成することが考えられている。

【０００６】上記ＬＢ法は、水面上に単分子膜を作り、
あらかじめ水中に垂直に浸漬させておいた基板を一定速
度で引上げながら、水面上の単分子膜を基板上に被着さ
せて行く方法であり、このＬＢ法によって基板上に被着
された単分子膜は、基板の引上げ方向に沿って一方向に
単分子が並んだ方向性をもっているため、例えばポリイ
ミドの前駆体であるポリアミック酸の単分子膜を上記Ｌ
Ｂ法によって基板上に被着させ、この単分子膜を化学処
理等によりポリマー化してポリイミド膜とすれば、液晶
分子を一方向に水平配向させる配向性をもった配向膜を
得ることができる。

【０００７】このＬＢ法によって形成された配向膜は、
配向膜自体が配向性をもっているため、その膜面をラビ
ングして配向性をもたせる必要はなく、したがって、基
板面に薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオード等の能動
素子があっても、この能動素子を破壊してしまうことは
ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｌ
Ｂ法によって形成された配向膜は、ラビングにより配向
処理した配向膜に比べて、液晶分子の配向方向を規制す
る配向規制力が弱く、そのため、ＬＢ法によって配向膜
を形成している液晶表示素子は、液晶分子の配向状態を
確実に規制できず、そのため良好な表示品質が得られな
いという問題をもっていた。

【０００９】本発明の目的は、少なくとも一方の基板上
に形成する配向膜のラビング処理を不要とし、しかもこ
の配向膜の配向規制力を強くして液晶分子の配向状態を
確実に規制することができる液晶表示素子を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子は
、少なくとも一方の基板上の配向膜を、ＬＢ法によって
基板上に少なくとも一層以上被着させた単分子積層膜を
ポリマー化して有機高分子化合物膜とした第１の配向膜
と、この第１の配向膜の上に形成した液晶ポリマーから
なる第２の配向膜とからなる二層膜としたことを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】すなわち、本発明の液晶表示素子は、少なくと
も一方の基板上の配向膜を、ＬＢ法によって形成した第
１の配向膜の上に液晶ポリマーからなる第２の配向膜を
形成した二層膜とすることによって、この配向膜の配向
規制力を強くしたものである。上記第１の配向膜と第２
の配向膜とは、いずれもそれ自体が配向性をもっている
。

【００１２】すなわち、上記第１の配向膜はＬＢ法によ
って形成したものであるため、この第１の配向膜は前述
したようにそれ自体が配向性をもっており、したがって
その膜面をラビングして配向性をもたせる必要はない。

【００１３】また、上記第２の配向膜は液晶ポリマーか
らなっており、液晶ポリマーは溶融状態では液晶と同様
な性質をもっているため、上記第２の配向膜は、液晶ポ
リマーを上記第１の配向膜の上に塗布してその分子を第
１の配向膜の配向規制力によって配向させ、この液晶ポ
リマー膜を硬化させることによって形成することができ
る。この第２の配向膜も、それ自体が配向性をもってい
るため、その膜面をラビングして配向性をもたせる必要
はない。

【００１４】そして、ＬＢ法によって形成した第１の配
向膜は、前述したように配向規制力が弱いため、この第
１の配向膜だけでは、液晶分子の配向状態を確実に規制
することは難しいが、この第１の配向膜の上に液晶ポリ
マーからなる第２の配向膜を形成すると、この二層膜か
らなる配向膜の配向規制力が強くなるため、液晶分子の
配向状態を確実に規制することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明をアクティブマトリックス液晶
表示素子に適用した一実施例を図面を参照して説明する
。

【００１６】図１はアクティブマトリックス液晶表示素
子の断面図である。この液晶表示素子は、ガラス等から
なる一対の透明基板１，２を枠状のシール材３を介して
接合し、この両基板１，２間のシール材３で囲まれた領
域に液晶ＬＣを封入したもので、図において下側の基板
（以下、下基板という）１面には、透明な画素電極４と
その能動素子５とがマトリックス状に配列形成されてお
り、図において上側の基板（以下、上基板という）２面
には、前記画素電極４と対向する透明な対向電極６が形
成されている。

【００１７】なお、上記能動素子５は、例えば薄膜トラ
ンジスタまたは薄膜ダイオードであり、例えば能動素子
５が薄膜トランジスタである場合は、そのゲートおよび
ドレインは下基板１上に配線したゲートライン（走査ラ
イン）およびデータラインに接続され、ソースは画素電
極４に接続されている。

【００１８】そして、下基板１および上基板２の電極形
成面上にはそれぞれ、液晶分子を水平方向に配向させる
ための配向膜８，９が形成されており、能動素子５が形
成されている下基板１側の配向膜８は、画素電極４およ
び能動素子５を覆う酸化珪素（Ｓｉ　Ｏ２　）膜等の透
明な絶縁膜７の上に形成され、能動素子のない上基板２
側の配向膜９は、上基板２の電極形成面上に直接形成さ
れている。

【００１９】上記下基板１側の配向膜８は、この下基板
１上（絶縁膜７の上）にＬＢ法によって形成した第１の
配向膜８ａと、その上に形成した液晶ポリマーからなる
第２の配向膜８ｂとからなる二層膜とされている。

【００２０】すなわち、上記第１の配向膜８ａは、ＬＢ
法によって基板１上に少なくとも一層以上被着させた単
分子積層膜をポリマー化して有機高分子化合物膜とした
もので、この第１の配向膜８ａは例えばポリイミド膜と
されている。

【００２１】このポリイミド膜からなる第１の配向膜８
ａは、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の単分
子膜をＬＢ法によって基板１上に少なくとも一層以上被
着させ、この単分子積層膜を化学処理または熱処理等に
よりポリマー化してポリイミド膜とする方法で形成され
ている。なお、上記単分子積層膜は、１層だけでも、あ
るいは数層〜数十層に重ねて被着させてもよく、この単
分子膜の層数は、形成する第１の配向膜８ａの膜厚に応
じて選べばよい。

【００２２】このポリイミド膜からなる第１の配向膜８
ａは、水面上に単分子膜を作り、あらかじめ水中に垂直
に浸漬させておいた基板を一定速度で引上げながら水面
上の単分子膜を基板上に被着させて行くＬＢ法によって
基板上に被着された単分子膜をポリマー化したものであ
るため、ポリイミド分子が一方向（基板の引上げ方向）
に並んだ方向性をもつ膜であり、したがって、液晶分子
を一方向に水平配向させる配向性をもっている。

【００２３】また、上記第２の配向膜８ｂは、溶融状態
で液晶と同様な性質をもつ樹脂からなる液晶ポリマーを
上記第１の配向膜８ａの上に塗布し、これを硬化させて
形成されたもので、この第２の配向膜８ｂも、液晶分子
を水平配向させる配向性をもっている。

【００２４】すなわち、上記液晶ポリマーは溶融状態で
は液晶と同様な性質をもっているため、第１の配向膜８
ａの上に液晶ポリマーの溶液を塗布すると、この液晶ポ
リマーの分子が第１の配向膜８ａの配向規制力によって
液晶分子の配向と同様に配向する。したがって、このよ
うに分子が配向した液晶ポリマー膜を硬化させて形成し
た第２の配向膜８ｂは、液晶分子を第１の配向膜８ａと
同じ方向に水平配向させる配向性をもっている。

【００２５】このため、上記第１の配向膜８ａと第２の
配向膜８ｂとの二層膜からなる配向膜８には、ラビング
処理を施す必要はなく、したがって、配向膜８の形成時
に、その下の能動素子（薄膜トランジスタまたは薄膜ダ
イオード）５を静電気によって破壊させてしまうことは
ない。

【００２６】また、ＬＢ法によって形成した第１の配向
膜８ａは、［発明が解決しようとする課題］の項でも述
べたように、その配向規制力が弱いが、この第１の配向
膜８ａの上に液晶ポリマーからなる第２の配向膜８ｂを
形成した二層膜からなる配向膜８は、強い配向規制力を
もっている。

【００２７】一方、上基板２側の配向膜９は、例えばポ
リイミド等の有機高分子化合物を塗布してその膜面をラ
ビング処理したものであり、この配向膜９は、ラビング
により配向処理されたものであるため、十分な配向規制
力をもっている。

【００２８】なお、この上基板２には対向電極６がある
だけで、薄膜トランジスタ等の能動素子はないから、そ
の配向膜９のラビング処理に際して静電気が発生しても
特に問題はない。

【００２９】すなわち、この実施例の液晶表示素子は、
能動素子５を形成している下基板１上の配向膜８を、Ｌ
Ｂ法によって形成した第１の配向膜８ａの上に液晶ポリ
マーからなる第２の配向膜８ｂを形成した二層膜とする
ことによって、この配向膜８の配向規制力を強くしたも
のである。

【００３０】この液晶表示素子においては、下基板１の
配向膜８を構成する第１の配向膜８ａと第２の配向膜８
ｂとがそれぞれ配向性をもつ膜であるため、その膜面を
ラビングして配向性をもたせる必要はない。

【００３１】そして、ＬＢ法によって形成した第１の配
向膜８ａは、前述したように配向規制力が弱いため、こ
の第１の配向膜８ａだけでは、液晶分子の配向状態を確
実に規制することは難しいが、この第１の配向膜８ａの
上に液晶ポリマーからなる第２の配向膜８ｂを形成する
と、この二層膜からなる配向膜８の配向規制力が強くな
るため、液晶分子の配向状態を確実に規制して、良好な
表示品質を得ることができる。

【００３２】なお、上記実施例では、能動素子のない上
基板２側の配向膜９を、ポリイミド等の有機高分子化合
物を塗布してその膜面をラビング処理したものとしてい
るが、この配向膜９はＬＢ法によって形成してもよい。

【００３３】この場合、この上基板２側の配向膜９は、
単分子積層膜だけでもよいが、この配向膜９もＬＢ法に
よって形成した第１の配向膜の上に液晶ポリマーからな
る第２の配向膜を形成した二層膜とすれば、両方の基板
１，２の配向膜８，９の配向規制力を強くして、液晶分
子の配向状態を確実に規制することができる。

【００３４】また、本発明は、アクティブマトリックス
液晶表示素子に限らず、他の液晶表示素子にも適用でき
るもので、その場合も、少なくとも一方の基板上の配向
膜を、ＬＢ法によって形成した第１の配向膜の上に液晶
ポリマーからなる第２の配向膜を形成した二層膜とすれ
ば、少なくとも一方の基板上に形成する配向膜のラビン
グ処理を不要とし、しかもこの配向膜の配向規制力を強
くして液晶分子の配向状態を確実に規制することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、少なくとも一
方の基板上の配向膜を、ＬＢ法によって基板上に少なく
とも一層以上被着させた単分子積層膜をポリマー化して
有機高分子化合物膜とした第１の配向膜と、この第１の
配向膜の上に形成した液晶ポリマーからなる第２の配向
膜とからなる二層膜としたものであるから、少なくとも
一方の基板上に形成する配向膜のラビング処理を不要と
し、しかもこの配向膜の配向規制力を強くして液晶分子
の配向状態を確実に規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液晶表示素子の断面図
。

【符号の説明】

１，２…基板、４…画素電極、５…能動素子、６…対向
電極、７…絶縁膜、８，９…配向膜、８ａ…第１の配向
膜、８ｂ…第２の配向膜、ＬＣ…液晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液晶層をはさんで対向する一対の透明
   基板の互いに対向する面にそれぞれ、透明電極と、液晶
   分子を水平方向に配向させるための配向膜とを形成した
   液晶表示素子において、少なくとも一方の基板上の配向
   膜を、ラングミュア・ブロジェット法によって基板上に
   少なくとも一層以上被着させた単分子積層膜をポリマー
   化して有機高分子化合物膜とした第１の配向膜と、この
   第１の配向膜の上に形成した液晶ポリマーからなる第２
   の配向膜とからなる二層膜としたことを特徴とする液晶
   表示素子。