JPH0455817A - 液晶表示パネル - 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】 産業上の利用分野 本発明は、液晶を均一に配向させる液晶表示パネルに関
するものである。

従来の技術 近年、液晶表示装置の大容量化、高速応答化への取り組
みが盛んに行なわれている。単純マトリックスタイプの
液晶表示素子の動作モードとして、ネマチック液晶を用
いたツィスティッドネマチック（ＴＮ）型、スーパーツ
ィスティッドネマチック（ＳＴＮ）型、エレクトリカリ
ーコントロールドバイディリンジェンス（ＥＣＢ）型な
ど、また強誘電性液晶を用いたフェロリキッドクリスタ
ル（ＦＬＣ）型がある。各動作モードとも大容量化。

高速応答化につれて液晶分子を大面積にわたって均一に
配向させ、かつ液晶分子をガラス基板面に対して、均一
に傾斜させる技術が要求される。

ＳＴＮ型では液晶分子をガラス基板面から数層傾斜して
配向させ、逆にＥＣＢ型ではガラス基板面に対してほぼ
垂直に配向させることが必要である。

さてＰＣＢモードは、その階調性、色相変化の少なさ、
高コントラスト表示、高速応答などの優れた可能性を有
しており、現在ＳＴＮモードに代わるものとして盛んに
開発が進められている。

ＥＣＢモードでは、電界印加時に垂直に配向した液晶分
子がその強度に応じてティルトし、その時に生しる複屈
折により明暗を表示するものであるが、その時に液晶分
子が両側のガラス基板界面において完全に垂直配向して
いると、液晶分子はランダムな方向にティルトしてしま
い、その結果散乱状態が発生し、表示品位を著しく損な
う、そのためガラス基板界面において液晶分子を一方向
にかつ一様にティルトさせる必要がある。また電圧無印
加時の液晶分子のガラス基板法線方向からの傾斜角（以
下プレティルト角と呼ぶ）は表示品位に大きく影響し、
両ガラス基板界面においてプレティルト角を１°以下、
特に０．５にする事が望ましいと報告されている（例え
ばジエ・エフ・クレールユム、アイザワ、ニス・ヤマウ
チ、ジェ・デュシューネ：ジャパン　デイスプレィ　°
８９．１８８頁１９８９年；　Ｊ、Ｆ、ＣＩｅｒｃ、Ｍ
、Ａｉｚａｗａ、　Ｓ、ＹａｍａｕｃｈｉＪ、Ｄｕｃｈ
ｅｎｅ：ＪＡＰＡＮ　ＤＩＳＰＬＡＹ’８９．ＰＰ、１
８８−１９１（１９８９））。

従来より液晶分子の傾斜型直配同法として、２枚のガラ
ス基板面においてそれぞれ垂直配向膜を一方向にラビン
グする方法と、ＳｉＯなど蒸着物をガラス基板面に対し
て斜め方向から蒸着し、その上に垂直配向膜を形成する
斜方蒸着法などが報告されている。

発明が解決しようとする課題 上記２種類の配向性では、ラビング強度、あるいは蒸着
時の蒸着角度、膜厚のわずかな差によってプレティルト
角が数度のオーダーで急激に変化するため、２枚のガラ
ス基板界面においてプレティルト角を同し欅に１°以内
に制御することは非常に困難であり、しかも再現性に乏
しい０通常得られるプレティルト角はせいぜい両ガラス
基板界面において数度であるために、バルク中において
も液晶分子は数度のプレティルト角を持つことになる。

その結果、電界無印加時においても複屈折状態となるた
め、暗状態にならず、コントラストを著しく低下させる
という問題点がある。

８１題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の液晶表示パネルは
、一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶を挟持し
てなるＥＣＢ型液晶表示パネルにおいて、一方の基板の
液晶と接する基板界面において、液晶分子が基板垂直方
向から数層傾斜した傾斜垂直配向状態をとる第一の配向
層が形成され、かつ対向する基板の基板界面において、
液晶分子が垂直配向状態をとる第二の配向層が形成され
たものである。

作用 上記構成によれば、傾斜垂直配向層では数層傾斜した垂
直配向、垂直配向層では完全な垂直配向となるので、バ
ルク中の液晶分子のプレティルト角は、（ｌ斜垂直配向
層でのプレティルト角のおよそ１／２程度の値になるた
め、複屈折量は小さくなり、暗状態での透過光量をかな
り低下させることができる。

実施例 以下に本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の液晶表示パネルの一例である。

１はガラス基板、２は傾斜垂直配向層、３は垂直配向層
、４は液晶分子、５は偏光子、６は検光子である。偏光
子５と検光子６は偏光軸が互いに９０°になり、かつ液
晶分子の傾斜方向と４５゜の角度になるように配置され
ている。一般に、ＥＣＢモードにおける液晶パネルの透
過光強度ＩはＬｌｏｓｒＮ２＜πΔｎｄ／λ＜５ＩＮ２
θ〉）１ｏは入射光強度、Δｎは液晶分子の屈折率異方
性、ｄは液晶パネルのセルキ：ヤップ、λは入射光の波
長、θは液晶分子のプレティルト角である。

上記関係式より、電圧ＯＦＦ時の透過強度はプレティル
ト角の関数になり、プレティルト角が増大するにつれ、
電圧ＯＦＦ時の透過強度はＳＩＮの４剰の関係で増大す
ることがわかる。第２図は２枚のガラス基板上で傾斜垂
直配向膜を用いた場合の液晶表示パネルの一例である。

本発明の液晶表示パネルの場合、傾斜配向層界面ではプ
レティルト角θ１を持つが、垂直配向膜界面ではほぼ完
全な垂直配向となるために、バルク中のプレティルト角
は０°〜θ１間の値をとることになり、中央部ではほぼ
θ１／２と成る。従って本発明の液晶表示装置での平均
的なプレティルト角Φ１はで与えられる。他方、第２図
の液晶表示装置の場合、プレティルト角は両ガラス基板
界面において同しであるので、バルク中のプレティルト
角もすべて同じになる。界面でのプレティルト角をθ１
とすると、第２図の液晶表示装置の平均的なプレティル
ト角Φ２は Φ２−０１ となる、従って、本液晶表示装置の場合、ガラス基板界
面において、液晶分子のグイレフターの向きが連続的に
しかも直線的に変化すると仮定するΦ１＝Φ２／２ となり、ＯＦＦ時の透過光量はＳＩＮの４剰に比例して
小さくなることがわかる。上記の扱いは、返信的な取扱
であり、厳密には弾性体理論により液晶分子のダイレク
タ−の向きを決定し、Ｂ　ｅ　ｒ　ｒ　ｅｍａ　ｎの４
×４マトリツクスにより透過光量を計算する必要がある
。

第３図は、本発明の液晶表示パネルと第２図の液晶表示
パネルの電気光学特性を示したものである。（ａ）は本
発明の液晶表示パネルの電気光学特性を、０））は第２
図の液晶表示パネルのそれをそれぞれ示す。縦軸は透過
率、横軸は印加電圧を示す。

プレティルト角θ−２°である。第２図の液晶表示パネ
ルでは、しきい値電圧以下でも光が透過し、しかも光学
特性の評価基準の一つである急峻性も悪いことがわかる
。これに比べて、本発明の液晶表示パネルは傾斜垂直配
向膜と垂直配向膜とを組み合わせているので、しきい［
１ｆｔ圧以下でも光の漏れが少なく、しかも急、峻性も
向上していることがわかる。

第４図に本液晶表示パネルの製造法について説明する。

ガラス基板ｌ上に感光作用を有する無色透明な樹脂１１
（例えばＵＲ〜４５５２　、三菱レーヨン株製）を塗布
した後、表面が楔型に加工された金型１２により加圧プ
レスを行う。その後、ガラス基板の背面より紫外線！３
を照射して、樹脂を硬化させ、金型を離型する。ガラス
基板には予めシランカップリング剤が塗布されているの
で、樹脂のガラス基板への密着性をすこぶるよい。ガラ
ス基板上には楔型の形状１４が形成されるが、形状１４
は金型により規定される０本実施例の場合楔型のピッチ
Ｐは１００μｍであり、ガラス基板面と斜面とのなす角
度は約ｌ°である。

次に酸化インジュウム・錫（ＩＴＯ）膜をＥＢ蒸看、ま
たはスバフタにより形成し、フォトリソグラフィとエツ
チングによりストライブ状の透明電極１５を形成する９
次に上記ガラス基板上に垂直配向膜１６（例えば○ＤＳ
−Ｅ　、チッソ■製、ＤＭＯＡＰ；東しシリコン■製等
）を塗布し、およそ１５０°Ｃで焼成する。つぎに他方
のＩＴＯ付ガラス基板に垂直配向膜だけを塗布し、同様
に１５０°Ｃで焼成する。その後、６μｍの樹脂ビーズ
を上記ガラス基板上に分散させた後、２枚のガラス基板
を貼合わせ、負の誘電異方性をもった液晶（例えばＥＮ
−３５；チッソ■製）を注入する。

２枚の偏光板はそれぞれ液晶分子の傾斜方向に対して、
４５＠と−４５１になるように配置する。

上記製造法により作製した液晶表示パネルでは、傾斜垂
直配向膜界面でのプレティルト角がおよそ１°以下の値
になるので、良好な表示特性を得ることができる。また
バルク中の液晶分子は一方向にプレティルト角を有する
ので、電圧印加時においても、逆方間のティルトによる
散乱現象も防ぐことができる。

本実施例では樹脂により楔型を形成したが、ガラスを加
工してガラス基板上に直接楔型を形成してもよい。

発明の効果 本発明の液晶表示パネルは、傾斜垂直配向層と垂直配向
層を組み合わせることにより、バルク中の液晶分子のプ
レティルト角を小さくすることができ、ＥＣＢモードで
の表示特性の向上に非常に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示パネルの断面図、第２図は従
来の傾斜型直配同型液晶表示パネルの断面図、第３図は
電気光学特性図、第４図は液晶表示パネルの製造工程図
である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・傾斜垂直配
向層、３・、・・、・垂直配向層、４・・・・・・液晶
分子、５・・・・・・偏光子、６・・・・・・検光子。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第３図 Ｋｉ　ＭＪ　４Ｃ）ｋ−＜ｖ＊ｔｔ、）第１図 第　４　図 ↑ 力“ラス基ろ狂 ４ｔｆ！十千皇、ＬＭｃ向七 主ｊ１乙向蕾 侮晶分テ Ｌ６人ノ） Ｆ命先；辷

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の基板間に負の誘電異方性を有する液晶を挟
   持し、該液晶分子の複屈折性を用いて明暗を表示するＥ
   ＣＢ型液晶表示パネルにおいて、一方の基板の液晶と接
   する基板界面において、液晶分子を基板垂直方向から数
   度傾斜した傾斜垂直配向させる作用を有する第一の配向
   層が形成され、かつ対向する基板の基板界面において、
   液晶分子を垂直配向させる作用を有する第二の配向層が
   形成されていることを特徴とする液晶表示パネル。
2. （２）第一の配向層が、基板上に形成された異方性を有
   する構造物と該構造物上に形成された垂直配向層とによ
   って構成されていることを特徴とする請求項（１）記載
   の液晶表示パネル。
3. （３）構造物が楔型の形状を有し、基板面と該楔型の斜
   面とのなす角度が２°以下であることを特徴とする請求
   項（２）記載の液晶表示パネル。
4. （４）構造物が透明な、かつ感光作用を有する樹脂から
   構成されることを特徴とする請求項（２）記載の液晶表
   示パネル。