JPH08122792A - 液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置

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JPH08122792A JP6249719A JP24971994A JPH08122792A JP H08122792 A JPH08122792 A JP H08122792A JP 6249719 A JP6249719 A JP 6249719A JP 24971994 A JP24971994 A JP 24971994A JP H08122792 A JPH08122792 A JP H08122792A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単純な工程で良好な視覚特性の液晶表示装置
を得る。 【構成】 カラーフィルタ基板及びＴＦＴ基板に略均一
に塗布されたポリイミドによる配向膜を形成する（Ｓ
１）。各々の基板にラビング処理を施す（Ｓ２）。ラビ
ング処理された各々の基板に、ラビング処理されたとき
のラビング方向に沿う方向に偏光された直線偏光の紫外
線を照射する（Ｓ３）。これにより、直線偏光に沿う方
向のポリイミドの側鎖が切断され、液晶のプレティルト
角のみに関与するポリイミドの側鎖を切断でき、液晶の
プレティルト角を変化させることができる。各々の基板
を所定のセルギャップを設けて対向配置し、周囲を封止
して液晶を両基板間に注入し（Ｓ４、Ｓ５）、外表面に
偏光板を貼り付け液晶表示装置１０を完成させる（Ｓ
６）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置用基板の
製造方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に
かかり、特に、液晶を用いて画像等を表示するための液
晶表示装置における液晶表示装置用基板の製造方法、液
晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、所定間隔を隔てた一対
の透明な基板間に液晶が封入されて構成されている。す
なわち、液晶分子は、細長形状をしており、屈折率の異
方性を有している。従って、液晶に印化された電圧の方
向に沿うように整列される状態と、電圧が印化されない
状態との違いから、画素を形成することができる。この
基板には、周知のように、液晶分子を所定の傾き角度
（所謂ティルト角）で位置させるために配向膜が形成さ
れている。この配向膜には、ポリイミドに代表される高
分子材料が用いられており、この高分子材料を布等によ
り摩擦し配向方向を付与する（所謂ラビング）ことによ
って配向膜が形成される。このラビング法は、基板上に
設けられた画素電極や非線型素子をポリイミド等のポリ
マーからなる高分子膜で被覆し、薄膜表面をベルベット
等の布を巻き付けたローラを回転させて擦る方法であ
る。これにより、液晶分子は１対の基板の各々の配向膜
のラビング方向に配向される。通常、１対の基板の各々
のラビング方向は交叉するように対向されるので、液晶
分子は一方の基板から他方の基板へ向かうに従って螺旋
状に位置する。
【０００３】ところで、黒レベルと白レベルの中間調を
表示させたとき、液晶分子は、電場と配向膜からの力の
バランスによって基板に対して斜めに配向する。このた
め、見る角度によって見掛けの液晶分子の基板に対する
角度が異なり、明るさが異なって見える。また、カラー
表示の場合には異なった色として見える。
【０００４】このため、最近の液晶表示装置では、広視
野角で同じ色調、及び明るさを得る等の視覚特性を改善
するために、１つの画素を複数に分割し、各分割された
領域において電場による液晶の傾き方向を各々変化させ
るマルチドメインと呼ばれる方法によって液晶表示装置
を形成することが提案されている。
【０００５】この方法には、所定形状のマスクを移動さ
せながらラビングするマスクラビングによる方法（K.Ta
katori et. al. , "A Complementary TN LCD with Wide
-Viewing Angle Grayscale", Japan Display '92,pp59
1）、複数の配向膜材料の塗布による方法（T.Kamada e
t. al. , "Wide Viewing Angle Full-Color TFT LCDs",
Japan Display '92,pp886）、紫外線等の照射により配
向膜の特性を変化させる方法（特開平５−２１００９９
号公報）等がある。ここでマスクラビングによる方法と
複数の配向膜材料を塗布する方法は、工程及びプロセス
が複雑である。
【０００６】しかし、紫外線等の照射により配向膜の特
性を変化させる方法は、光透過領域及び未透過領域から
構成されるマスクを置いて紫外線を照射するのみのた
め、単純な工程により視覚特性が改善された液晶表示装
置を得ることができる。この方法では、配向膜を形成す
るポリイミドに紫外線を照射すると、液晶の配向膜に対
する傾き角度（所謂プレティルト角）が変化することを
利用し、対向する配向膜に異なった量の紫外線を照射す
ることにより、ラビングは一方向のままでマルチドメイ
ンが実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
等の照射による方法で形成された液晶表示装置は、チラ
ツキ等のフリッカ現象を生じることがある。すなわち、
液晶表示装置は、通常、配向膜へ液晶内のイオンの吸着
を防止するため、正負同一の電圧である交流電力で液晶
を作動させる。このため、対向する配向膜に異なった量
の紫外線が照射された液晶表示装置では、駆動交流の見
掛け上の中心電圧がシフトすることが考えられる。
【０００８】詳細には、配向膜であるポリイミドに紫外
線を照射すると、ポリイミドにはイオンを吸着する部分
が生じる。この部分の量は紫外線の照射量に依存する。
従って、対向する配向膜に異なった量の紫外線を照射す
ると、対向する配向膜の各々では異なった量のイオン吸
着部分が生じるので、液晶を交流で駆動しても、液晶内
のイオンが異なった量、配向膜で吸着され、配向膜間で
電位が発生する。このため、正負同一の電圧の交流を印
加しても、この配向膜間で発生する電位のために正又は
負の何れかのオフセットを生じ、プラス側とマイナス側
では異なった電圧で駆動されることになるので、画面の
明るさが変化する結果、フリッカとなる。このフリッカ
現象は、配向膜へ照射する紫外線量が微小であれば、抑
制されることが実験的に確認されている。
【０００９】しかしながら、視覚特性が改善されたマル
チドメイン化の液晶表示装置を得るためには、液晶表示
装置に、所定のプレティルト角の変化が必要である。こ
のため、紫外線感度が高くしかも液晶配向性の良好なポ
リイミドの合成が望まれているが、新規なポリイミドの
生成は容易ではなく、見掛け上の中心電圧のシフトを余
儀なくされている。
【００１０】本発明は、上記事実を考慮して、単純な工
程で良好な視覚特性の液晶表示装置を得ることができる
液晶表示装置用基板の製造方法、及び液晶表示装置の製
造方法を提供することが目的である。
【００１１】また、上記目的に加え、単純な構成で良好
な視覚特性の液晶表示装置を得ることを目的とする。。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が透明の一
対の基板が所定間隔を隔てると共に対向して配置された
基板間に液晶が封入された液晶表示装置の当該基板の少
なくとも一方を形成する液晶表示装置用基板の製造方法
であって、高分子材料を前記基板に塗布して高分子膜を
形成する工程と、前記高分子膜が形成された基板に配向
方向を付与するためのラビング処理をして高分子配向膜
を形成する工程と、前記ラビングされた基板の少なくと
も一部へ直線偏光された電磁波を照射する工程と、を含
むことを特徴としている。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の液晶表示装置用基板の製造方法であって、前記直線偏
光の偏光方向は、前記高分子配向膜のラビング方向に沿
う方向であることを特徴としている。
【００１４】請求項３に記載の発明の液晶表示装置の製
造方法は、高分子材料を第１の基板に塗布して高分子膜
を形成する工程と、前記高分子膜が形成された第１の基
板に配向方向を付与するためのラビング処理をして高分
子配向膜を形成する工程と、前記ラビングされた第１の
基板の少なくとも一部へ直線偏光された電磁波を照射す
る工程と、前記高分子材料を第２の基板に塗布して高分
子膜を形成する工程と、前記高分子膜が形成された第２
の基板に配向方向を付与するためのラビング処理をして
高分子配向膜を形成する工程と、前記高分子配向膜面同
士を対向させると共に、前記第１の基板と前記第２の基
板とを所定の間隔を隔てて貼り合わせる工程と、前記第
１の基板と前記第２の基板との間に液晶を注入する工程
と、を含んでいる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の液晶表示装置の製造方法であって、前記ラビングされ
た第２の基板の少なくとも一部へ直線偏光された電磁波
を照射する工程を更に含むことを特徴としている。
【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の液晶表示装置の製造方法であって、前記第１の基板及
び第２の基板を貼り合わせる工程は、前記第１の基板及
び前記第２の基板を重ね合わせたときの、前記第１の基
板の照射された電磁波の領域と前記第２の基板の照射さ
れた電磁波の領域とが一部分で重複するようにまたは全
部分で重複するように或いは重複しないように前記高分
子配向膜面同士を対向させると共に、前記第１の基板と
前記第２の基板とを所定の間隔を隔てて貼り合わせるこ
とを特徴としている。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項３乃至請
求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法で
あって、前記直線偏光の偏光方向は、前記高分子配向膜
のラビング方向に沿う方向であることを特徴としてい
る。
【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項３乃至請
求項５の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法で
あって、直線偏光の偏光方向は、前記高分子配向膜に液
晶が着床したときに当該液晶が整列される方向であるこ
とを特徴としている。
【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項３乃至請
求項７の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法で
あって、前記直線偏光された電磁波を照射する工程は、
画素に対応する領域の一部へ、直線偏光された電磁波を
照射することを特徴としていれる。
【００２０】請求項９に記載の発明の液晶表示装置は、
高分子材料が塗布され、配向方向を付与するためのラビ
ング処理がなされた高分子配向膜の画素に対応する領域
の一部へ直線偏光された電磁波が照射された第１の基板
と、高分子材料が塗布され、配向方向を付与するための
ラビング処理がなされた高分子配向膜の少なくとも一部
へ直線偏光された電磁波が照射されると共に、当該照射
された電磁波領域と前記第１の基板の電磁波照射領域と
から１画素を形成するように、前記高分子配向膜面同士
が対向させて前記第１の基板と所定の間隔を隔てて貼り
合わされた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の
基板との間に注入された液晶と、を含んで構成されてい
る。
【００２１】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の液晶表示装置において、前記直線偏光の偏光方向
は、前記高分子配向膜のラビング方向に沿う方向である
ことを特徴としている。
【００２２】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、ラビング処理
がなされた配向方向の高分子配向膜を有する基板の少な
くとも一部へ直線偏光された電磁波が照射されるので、
この高分子配向膜へ液晶が着床するときのプレティルト
角を変化させることができる。すなわち、直線偏光され
た電磁波の照射によって、この偏光方向に沿う方向に位
置するポリイミド等の高分子材料の分子鎖が切断や破壊
される。一方、偏光方向に交叉する方向の分子鎖は、影
響を受けることが少ない。従って、電磁波の照射による
基板の少なくとも一部のみがプレティルト角を変化され
る。この液晶表示装置用基板を含んで、液晶表示装置を
形成すれば、電場による液晶分子の回転方向を複数にで
きるので、良好な視角範囲が広げられた液晶表示装置を
提供できる。この直線偏光の偏光方向は、請求項２にも
記載したように、前記前記高分子配向膜のラビング方向
に沿う方向にしてもよい。
【００２３】請求項３に記載の発明によれば、ラビング
された高分子配向膜を有する第１の基板の少なくとも一
部へ直線偏光された電磁波を照射し、高分子配向膜が形
成された第２の基板と高分子配向膜面同士を対向させる
と共に、第１の基板と第２の基板とを所定の間隔を隔て
て貼り合わされてこの間に液晶が注入されるので、得ら
れる液晶表示装置は、少なくとも一部のみプレティルト
角が変化しており、電場による液晶分子の回転方向を複
数にできるので、良好な視角範囲を広げることができ
る。
【００２４】請求項４に記載の発明によれば、ラビング
された第２の基板の少なくとも一部へ直線偏光された電
磁波を照射するするので、得られる液晶表示装置は、対
向する各々の基板にプレティルト角が変化する領域を有
することとなり、各々の基板または両方の基板により電
場による液晶分子の回転方向を複数にできるので、良好
な視角範囲を第１の基板及び第２の基板の組み合わせに
よって広げることができる。
【００２５】請求項５に記載の発明によれば、第１の基
板の照射された電磁波の領域と第２の基板の照射された
電磁波の領域とが一部分で重複するようにまたは全部分
で重複するように或いは重複しないように、第１の基板
及び第２の基板を貼り合わせることができるので、所定
の領域内に各々の基板または両方の基板により電場によ
る液晶分子の回転方向を複数にできる。従って、良好な
視角範囲をさらに広げることができる。
【００２６】請求項６に記載の発明によれば、高分子配
向膜のラビング方向に沿う方向に直線偏光した電磁波を
照射できるので、液晶の配向に略一致する方向の高分子
材料の組成を変化させることができ、このラビング方向
に沿う方向の液晶によるプレティルト角を変化させるこ
とができる。また、請求項７に記載の発明によれば、高
分子配向膜に液晶が着床したときに当該液晶が整列され
る方向に直線偏光した電磁波を照射できるので、実質的
に液晶により形成されるプレティルト角を変化させるこ
とができる。
【００２７】請求項８に記載の発明によれば、画素に対
応する領域の一部へ、直線偏光された電磁波を照射する
ことができるので、１画素内においてプレティルト角を
変化させることができ、画素単位で良好な視角範囲を広
げることができる。
【００２８】上記の製造方法によって製造された液晶表
示装置は、請求項９にも記載したように、高分子材料が
塗布され、配向方向を付与するためのラビング処理がな
された高分子配向膜の画素に対応する領域の一部へ直線
偏光された電磁波が照射された第１の基板と、高分子材
料が塗布され、配向方向を付与するためのラビング処理
がなされた高分子配向膜の少なくとも一部へ直線偏光さ
れた電磁波が照射されると共に、当該照射された電磁波
領域と前記第１の基板の電磁波照射領域とから１画素を
形成するように、前記高分子配向膜面同士が対向させて
前記第１の基板と所定の間隔を隔てて貼り合わされた第
２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に
注入された液晶と、を含んで構成されている。従って、
単純な構成で良好な視覚特性の液晶表示装置を得ること
ができる。
【００２９】この液晶表示装置は、請求項１０にも記載
したように、高分子配向膜のラビング方向に沿う方向に
偏光方向による直線偏光の電磁波が照射された基板を用
いることができる。従って、ラビング方向に沿う方向の
液晶によるプレティルト角を変化させることができ、さ
らに良好な視覚特性の液晶表示装置を得ることができ
る。
【００３０】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。本実施例は、所謂アクティブマトリクス
タイプの液晶表示装置（例えば、対角１０インチの横長
の矩形形状。６４０×４８０画素。）に本発明を適用し
たものである。
【００３１】図２及び図３に断面で示すように、本実施
例の液晶表示装置１０は、カラーフィルタ基板１２とＴ
ＦＴ基板１４との間にネマティック型の液晶１６が注入
されている。
【００３２】カラーフィルタ基板１２には、ガラス基板
１３の内面に図示しないカラーフィルタが形成されてお
り、カラーフィルタの上にはＩＴＯ膜等の複数の共通電
極１８が形成され、共通電極１８の上にはポリイミドの
配向膜２０が形成されている。
【００３３】一方、ＴＦＴ基板１４には、ガラス基板１
５の内面に複数の画素電極２２及び図示しない周知のＴ
ＦＴ素子が形成され、画素電極２２の上にはポリイミド
の配向膜２４が形成されている。
【００３４】図２に示すように、この液晶表示装置１０
では、ＴＦＴ基板１４側から光を透過させ、観察者Ｈは
カラーフィルタ基板１２側から表示を見るようになって
いる。なお、以下の図中、矢印Ｌ方向は観察者Ｈが正位
置で液晶表示装置１０を見た際の左方向、矢印Ｒ方向は
同じく観察者Ｈが正位置で液晶表示装置１０を見た際の
右方向を示し、矢印Ｄ方向は観察者Ｈが正位置で液晶表
示装置１０を見た際の下方向、矢印Ｕ方向は同じく観察
者Ｈが正位置で液晶表示装置１０を見た際の上方向を示
すものとする。
【００３５】図４に示すように、この液晶表示装置１０
では、右ねじれのカイラル剤を入れた液晶を用いてお
り、カラーフィルタ基板１２側から見たときに、カラー
フィルタ基板１２の配向膜２０は図４の実線で示すよう
に左上方向へラビングされており、ＴＦＴ基板１４の配
向膜２４はスプレー配向させるため配向膜２０のラビン
グ方向とは交差する図４の破線で示すように右上方向へ
ラビングされている。
【００３６】図３に示すように、この液晶表示装置１０
では、液晶１６の分子１６Ａのプレチルト角が画素２８
の上下方向中央部ＣＬを境に上半分と下半分とで異なっ
ている。本実施例では、カラーフィルタ基板１２の配向
膜２０に接する液晶１６の分子１６Ａは、画素２８の上
半分側（図３の矢印Ｕ側）のプレチルト角に対して、下
半分側（図３の矢印Ｄ側）のプレチルト角が大きくなり
（θ２＜θ１）、ＴＦＴ基板１４の配向膜２４に接する
液晶１６の分子１６Ａは、画素２８の上半分側のプレチ
ルト角θ１に対して、下半分側のプレチルト角θ２が小
さくなっている。このため、液晶層の中央部における液
晶１６の分子１６Ａは、プレチルト角の大きな分子１６
Ａの影響を受けてカラーフィルタ基板１２又はＴＦＴ基
板１４とは平行にならず、画素２８の上半分と下半分と
では互いに逆方向にプレチルトする。したがって、画素
２８の上半分の良視角方向と下半分の電場による液晶分
子の回転方向を互いに逆方向とすることができ、これに
よって良視角範囲を広げ、かつ視角特性を上下方向に対
称とすることが可能となる。
【００３７】次に、本実施例の液晶表示装置１０の製造
方法を、図１の製造工程のフローチャートと共に説明す
る。
【００３８】液晶表示装置１０の製造が開始されると、
工程Ｓ１において、カラーフィルタ基板１２及びＴＦＴ
基板１４に配向膜を形成する。
【００３９】先ず、ＴＦＴ基板１４の図示しないアクテ
ィブ素子の形成されている側にポリイミド溶液を約６０
０オングストローム塗布する。このポリイミド溶液の塗
布は、印刷あるいはスピンコートによって行うことがで
きる。このＴＦＴ基板１４に塗布されたポリイミド溶液
を、赤外線照射や図示しない乾燥装置（例えば、ホット
プレート）等により、乾燥する。これによって、ＴＦＴ
基板１４上にポリイミドの配向膜２４が形成される。こ
のようにして、略均一に塗布されたポリイミドによる配
向膜２４を得ることができる。
【００４０】次に、カラーフィルタ基板１２において
も、先のＴＦＴ基板１４と同様にして配向膜２０を形成
する。
【００４１】上記のようにして配向膜２０、２４が形成
されると、次の工程Ｓ２において、配向膜２０の形成さ
れたカラーフィルタ基板１２と配向膜２４の形成された
ＴＦＴ基板１４とにスプレー配向で９０°ねじれるよう
にラビング処理を施す。
【００４２】次の工程Ｓ３では、１画素内において異な
るプレティルト角になる液晶状態を生成するために、ラ
ビング処理されたカラーフィルタ基板１２及びＴＦＴ基
板１４に、紫外線を照射する。
【００４３】ここで、本実施例の配向膜２０，２４を形
成するために用いたポリイミドは、周知のように、紫外
線等の電磁波の照射によって、液晶が着床するときの、
液晶１６の分子１６Ａのプレチルト角が変化する。本発
明者等は、この紫外線等の電磁波の照射のときに、ラビ
ング方向に対して直交または平行に直線偏光して電磁波
を照射するとプレチルト角が変化することを実験的に得
た。この実験結果を図５に、照射エネルギーとプレティ
ルト角の関係として示した。
【００４４】図５から理解されるように、ラビング方向
に対して直交する方向に直線偏光して電磁波を照射した
ときのプレチルト角の変化（図５に点線で示した特性）
より、ラビング方向に対して平行な方向に直線偏光して
電磁波を照射したときのプレチルト角の変化（図５に実
線で示した特性）が大きくなっている。従って、少ない
電磁波のエネルギーで大きなプレティルト角変化を得る
ことができる。例えば、図５の場合、プレティルト角を
約１°に使用とする場合、ラビング方向に対し直交方向
に直線偏光された電磁波照射では約６００mJ/cm2のエネ
ルギーが必要であるのに対して、ラビング方向に対し平
行に直線偏光された電磁波照射では略半分の約３００mJ
/cm2のエネルギーでよいことになる。
【００４５】従って、本実施例では、工程Ｓ３におい
て、ラビング処理されたカラーフィルタ基板１２及びＴ
ＦＴ基板１４に、ラビング処理されたときのラビング方
向に沿う方向に偏光された直線偏光の紫外線を照射す
る。
【００４６】本実施例では、配向膜の部分照射に、紫外
線照射装置６０と図６に示すようなマスク６４とを用い
ている。紫外線照射装置６０は、図７に示すように、紫
外線ランプ等の紫外光源６２を有しており、紫外光源６
２の射出側に直線偏光するための偏光素子６３が配設さ
れている。従って、この紫外線照射装置６０から照射さ
れる紫外線は、直線偏光された電磁波となる。
【００４７】なお、本実施例の紫外光源は、紫外線域の
波長を含んだ電磁波を照射可能で、この照射された電磁
波の照射エネルギーに紫外波長域の成分が含まれていれ
ばよく、紫外線のみを照射する光源に限定されない。
【００４８】また、紫外光源６２として、紫外波長域を
発振波長域とするレーザー装置を用いてもよい。通常レ
ーザー装置は、直線偏光された光を射出できるので、レ
ーザー装置から射出される直線偏光されたレーザービー
ムを用いてもよい。この場合、気体レーザー装置等は、
そのレーザービームの発散性が乏しいので、射出側に発
散レンズを配設してもよい。
【００４９】一方、マスク６４は、ガラス基板６６の上
に少なくとも紫外域の電磁波を反射する銀６８をスダレ
状のパターンにコーティングしたものであり、コーティ
ングされた銀６８の幅は所定幅Ｗ１（例えば、約１００
μｍ）にされ、間隔は所定間隔Ｗ２（例えば、約１００
μｍ）とされている。このガラス基板６６の上にコーテ
ィングする材料は、銀に限定されるものではなく、紫外
線照射装置６０から照射される電磁波を反射あるいは吸
収が可能であればよく、例えば、多層誘電膜を形成して
これに代えてもよい。
【００５０】次に、配向膜面を上にして、すなわち、カ
ラーフィルタ基板１２の配向膜２０を上向きにして、図
７（Ａ）に示すように、紫外線を未照射とする画素の一
方の部分（図７（Ａ）では下側部分）に銀６８のパター
ンを対向させてマスク６４を近接させて配置し、マスク
６４の上に紫外線照射装置６０を近接させてカラーフィ
ルタ基板１２に向けて紫外線を照射する。これにより、
画素の他方の部分（図７（Ａ）では上側部分）に紫外線
が照射される。これによって、カラーフィルタ基板１２
上に直線偏光された紫外線照射によって１画素内で異な
るプレティルト角を有するように変成されたポリイミド
の配向膜２０が形成される。
【００５１】このようにして、画素２８の上半分の紫外
線照射によって、カラーフィルタ基板１２の画素２８の
上半分に接する液晶１６の分子１６Ａのプレチルト角が
低くなり、画素２８の下半分に接する液晶１６の分子１
６Ａのプレチルト角が高くなる性質を備えた配向膜２０
を得ることができる。
【００５２】一方、ＴＦＴ基板１４に塗布したポリイミ
ドには、図７（Ｂ）に示すように、紫外線を未照射とす
る画素の一方の部分（図７（Ｂ）では上側部分）に銀６
８のパターンを対向させてマスク６４を近接させて配置
し、マスク６４の上に紫外線照射装置６０を近接させて
ＴＦＴ基板１４に向けて紫外線を照射する。これによ
り、画素の他方の部分（図７（Ｂ）では下側部分）に紫
外線が照射される。これによって、ＴＦＴ基板１４上に
直線偏光された紫外線照射によって１画素内に異なるプ
レティルト角を有するように変成されたポリイミドの配
向膜２４が形成される。
【００５３】このようにして、画素２８の上半分の紫外
線照射によって、ＴＦＴ基板１４の画素２８の上半分に
接する液晶１６の分子１６Ａのプレチルト角が低くな
り、画素２８の下半分に接する液晶１６の分子１６Ａの
プレチルト角が高くなる性質を備えた配向膜２４を得る
ことができる。
【００５４】次の工程Ｓ４では、配向膜２０と配向膜２
４とを向かい会わせ、ラビング処理が施され紫外線照射
がなされたカラーフィルタ基板１２とＴＦＴ基板１４と
を所定のセルギャップを設けて対向配置し、次の工程Ｓ
５において周囲を封止して所定のカイラル剤を添加した
液晶１６を両基板間に注入する。
【００５５】次の工程Ｓ６では、カラーフィルタ基板１
２とＴＦＴ基板１４の外表面に、各々表示用の偏光板
（図示せず）を交差ニコルとなるように貼り付けて、液
晶表示装置１０を完成させる。
【００５６】このようにして得られた液晶表示装置１０
を駆動すれば、非常に広い視野角で均一な画質を得るこ
とができる。
【００５７】また、本発明者等は、波長２５７nmで２０
０mJ/cm2の照射エネルギーの紫外線を、ラビング処理さ
れた基板の半分（１画素の半分に対応する）へラビング
方向（配向方向）に平行に偏光して照射して基板を作成
し、紫外線を照射した領域と未照射領域とが対向し、か
つスプレー配向の９０°ツイストとなるように基板を対
向させ、その基板間に液晶を注入した液晶表示装置を製
造した。この液晶表示装置の画素（液晶セル）を交流で
駆動した結果、フリッカを未検知との結果を得ている。
【００５８】次に、直線偏光した紫外線の照射によって
変成されるポリイミドの配向膜について詳細に説明す
る。本発明者等は、種々の測定実験から、配向膜を形成
するために用いたポリイミドへ直線偏光した紫外線を照
射することによって、特異な変成を生起させるという知
見を得た。
【００５９】図８には、この測定を行った概略構成を示
した。直線偏光（図８の矢印Ａ方向に偏光）された略平
行な光束の紫外線を射出する紫外光源７２の射出側に、
透過率測定器７８に接続されたセンサ７６を配設する。
この紫外光源７２とセンサ７６の間にポリイミドＰＬが
塗布されたガラス７４を配置し、透過率を測定する。こ
の測定には、日本合成ゴム株式会社製の型番ＡＬ１２５
４のポリイミドを膜厚３５０オングストロームで塗布し
て用いた。
【００６０】図９乃至図１１には、ポリイミドに直線偏
光した紫外線を照射エネルギー２２mW/cm2で照射したと
きのポリイミドの紫外線吸収率の変化を示した。図９
は、紫外線を照射していない場合の紫外線吸収率特性を
示すものである。すなわち、ポリイミドをガラス７４に
塗布したのみで測定したものである。この図から理解さ
れるように、測定照射エネルギーが大きくなるに従っ
て、徐々に吸収率が減少している。図１０は、６００mJ
/cm2の測定時偏光方向（図８の矢印Ａ方向）と平行な直
線偏光の紫外線を予め照射した後に、図１０と同様の測
定をしたときの紫外線吸収率特性を示すものであり、図
１１は図１０の測定時における直線偏光の偏光軸を９０
°を回転された（図８の矢印Ａ方向と直交する方向）紫
外線を予め照射した後の紫外線吸収率特性を示すもので
ある。図１０では、紫外線の照射直後から吸収率が略一
定の平坦な特性が得られたのに対して、図１１では、吸
収率が略一定の特性にならず徐々に減少する特性が得ら
れた。
【００６１】この偏光軸の回転による吸収率の変化は、
大気中の酸素と紫外線による酸化で、紫外線を吸収する
ベンゼン環の破壊によることが想定される。すなわち、
活性化した酸素原子がポリイミド中へ拡散し、紫外線を
照射することによってベンゼン環を破壊すると考えられ
る。この酸化はポリイミド膜の内部に進むに従って、ベ
ンゼン環の数が減少するので、吸収率が低下する。すな
わち、紫外線の偏光方向と平行なアルキル側鎖あるいは
主鎖が繋がったベンゼン環は、紫外線を吸収し易いた
め、容易に破壊される。予め同一偏光方向の紫外線が照
射されていると、既に膜の表面に含まれるベンゼン環は
破壊されているので（図１２（Ｃ）に斜線でしめした部
分）、酸化が進行しても、吸収率の変化がない。従っ
て、図１２（Ａ）に示すように、ベンゼン環に繋がった
アルキル側鎖あるいは主鎖が略直交する、ポリイミド分
子８０、８２は、ポリイミド分子８０のアルキル側鎖あ
るいは主鎖８０Ａの方向に平行に直線偏光された紫外線
が照射されると、ポリイミド分子８０のベンゼン環のみ
が破壊されて、ポリイミド分子８２が残存することにな
る。このため、図１２（Ｂ）に示すように、ポリイミド
分子が密集する配向膜２０、２４は、その照射エネルギ
ーに応じて偏光方向に平行なアルキル鎖が繋がったベン
ゼン環が破壊されやすく、アルキル側鎖あるいは主鎖が
略直交するポリイミド分子はその殆どが残存することに
なる。
【００６２】従って、図１０に示した吸収率が略一定の
平坦な特性部分は、上記説明したように、予め同一偏光
方向の紫外線が照射され、既に膜の表面に含まれるベン
ゼン環が破壊されているので、酸化が進行しても、吸収
率の変化がない、と考えられる。酸化が更に進行する
と、ベンゼン環が破壊されていない領域になるので、吸
収率が低下することになる。また、偏光方向が９０°回
転している紫外線を予め照射しておくと、照射したとき
の偏光方向と平行なアルキル側鎖あるいは主鎖に繋がっ
たベンゼン環は破壊されているが、直交する方向のアル
キル側鎖あるいは主鎖に繋がったベンゼン環が残存す
る。このため、吸収率の減少が紫外線の照射直後から開
始することになる。
【００６３】このように、紫外線の吸収率の変化、すな
わち、吸収率が略一定の平坦な特性部分の有無から偏光
方向に平行なアルキル側鎖あるいは主鎖の繋がったベン
ゼン環が破壊されたことが得られる。
【００６４】なお、本実施例の液晶表示装置１０では、
配向膜２０，２４を１種類のポリイミドで形成している
ため、電気特性が不安定になることがない。
【００６５】また、複数種類のポリイミドを使用してい
ないため、工程が複雑にならない。なお、本実施例で
は、画素２８を上下に２分割して一方を紫外線を照射
し、他方を未照射としたが、両方とも照射するようにし
てもよい。この場合、各領域でプレティルト角を変化さ
せるためには、紫外線の照射エネルギーを異ならせれば
よい。
【００６６】また、前記実施例では、画素２８を上下に
２分割して一方を紫外線を照射し、他方を未照射とした
が、画素２８を４分割や６分割等の複数に多分割して、
紫外線の照射領域と未照射領域とを交互に配置するよう
にしても良い。また、複数に多分割して、異なる照射エ
ネルギーによる紫外線の各照射領域を所定の順序で配置
するようにしても良い。いずれの場合にも、カラーフィ
ルタ基板１２とＴＦＴ基板１４とでは、プレチルト角の
異なる同士を対向させることが好ましい。
【００６７】また、前記実施例では、ポリイミドを用い
たが、本発明はこれに限定されず、紫外線等の電磁波照
射による照射エネルギーによってプレチルト角が変化す
るポリマーであれば、ポリイミドの種類を問わないのは
勿論であり、複数種類のポリイミドを混合して使用する
こともできる。上記のポリイミド以外のポリマーの例と
しては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）、ナイロン、セルロール、
テフロン等がある。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明によれば、広範囲に良好な視角範囲を得ることがで
きる液晶表示装置用基板を効率よく製造することができ
る、という効果がある。
【００６９】請求項２に記載した発明によれば、ラビン
グ方向に沿う方向の液晶によるプレティルト角を変化さ
せることができるので、少ない電磁波量によってプレテ
ィルト角の変化を生起させることができる、という効果
がある。
【００７０】請求項３に記載した発明によれば、電場に
よる液晶分子の回転方向が変化された領域を含んでいる
ので、良好な視角範囲に広げられた液晶表示装置を効率
よく製造することができる、という効果がある。
【００７１】請求項４に記載した発明によれば、各々の
基板または両方の基板によって複数の電場による液晶分
子回転方向を有することができるので、さらに良好な視
角範囲に広げられた液晶表示装置を効率よく製造するこ
とができる、という効果がある。
【００７２】請求項５に記載した発明によれば、基板同
士の重複領域や未重複領域により所定の領域内に各々の
基板または両方の基板による複数の電場による液晶分子
回転方向を含ませることができ、良好な視角範囲に広げ
られた液晶表示装置を効率よく製造することができる、
という効果がある。
【００７３】請求項６に記載した発明によれば、ラビン
グ方向に沿う方向の液晶によるプレティルト角を変化さ
せることができるので、少ない電磁波量によってプレテ
ィルト角の変化を生起させることができる、という効果
がある。
【００７４】請求項７に記載した発明によれば、高分子
配向膜に液晶が着床したときに当該液晶が整列される方
向である実質的な液晶のプレティルト角を変化させるこ
とができるので、少ない電磁波量によってプレティルト
角の変化を生起させることができる、という効果があ
る。
【００７５】請求項８に記載した発明によれば、１画素
内においてプレティルト角を変化させることができるの
で、画素単位で良好な視角範囲を広げることができ、フ
リッカが抑制された液晶表示装置を効率よく製造するこ
とができる、という効果がある。
【００７６】請求項９に記載した発明によれば、単純な
構成でフリッカが抑制された良好な視覚特性を得ること
ができる、という効果がある。
【００７７】請求項１０に記載した発明によれば、ラビ
ング方向に沿う方向の液晶によるプレティルト角を変化
させることにより、さらにフリッカが抑制された良好な
視覚特性を得ることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施例にかかる液晶表示装置を製造
するときの製造工程の流れを示すフローチャートであ
る。
【図２】本実施例の液晶表示装置の製造方法によって製
造された液晶表示装置の断面図である。
【図３】画素部分の拡大断面図である。
【図４】ラビングの方向を示す液晶表示装置のカラーフ
ィルタ基板側から見た平面図である。
【図５】紫外線の照射エネルギーとプレティルト角の関
係を示す特性図である。
【図６】マスクの平面図である。
【図７】（Ａ）はカラーフィルタ基板に電磁波を照射す
るときのマスクの位置を示す紫外線照射装置、カラーフ
ィルタ基板及びマスクの断面図であり、（Ｂ）はＴＦＴ
基板に電磁波を照射するときのマスクの位置を示す紫外
線照射装置、ＴＦＴ基板及びマスクの断面図である。
【図８】ポリイミドの透過率特性を測定するための概略
構成を示す斜視図である。
【図９】紫外線が未照射のポリイミドの紫外線吸収率特
性を示す線図である。
【図１０】予め測定時の偏光方向に平行な紫外線が照射
されたポリイミドの紫外線吸収率特性を示す線図であ
る。
【図１１】予め測定時の偏光方向に直交する紫外線が照
射されたポリイミドの紫外線吸収率特性を示す線図であ
る。
【図１２】紫外線照射によるベンゼン環破壊の過程を説
明するための説明図であり、（Ａ）は直交するポリイミ
ド分子を示し、（Ｂ）はポリイミド分子が密集する配向
膜を示し、（Ｃ）は配向膜で破壊されるベンゼン環状の
部分を示している。
【符号の説明】
１０ 液晶表示装置 １６ 液晶 ２０ 配向膜 ２４ 配向膜 ２８ 画素 ６０ 紫外線照射装置 ６２ 紫外光源 ６３ 偏光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 洋一 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一方が透明の一対の基板が所
    定間隔を隔てると共に対向して配置された基板間に液晶
    が封入された液晶表示装置の当該基板の少なくとも一方
    を形成する液晶表示装置用基板の製造方法であって、 高分子材料を前記基板に塗布して高分子膜を形成する工
    程と、 前記高分子膜が形成された基板に配向方向を付与するた
    めのラビング処理をして高分子配向膜を形成する工程
    と、 前記ラビングされた基板の少なくとも一部へ直線偏光さ
    れた電磁波を照射する工程と、 を含むことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 前記直線偏光の偏光方向は、前記高分子
    配向膜のラビング方向に沿う方向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用基板の製造方法。
  3. 【請求項３】 高分子材料を第１の基板に塗布して高分
    子膜を形成する工程と、 前記高分子膜が形成された第１の基板に配向方向を付与
    するためのラビング処理をして高分子配向膜を形成する
    工程と、 前記ラビングされた第１の基板の少なくとも一部へ直線
    偏光された電磁波を照射する工程と、 前記高分子材料を第２の基板に塗布して高分子膜を形成
    する工程と、 前記高分子膜が形成された第２の基板に配向方向を付与
    するためのラビング処理をして高分子配向膜を形成する
    工程と、 前記高分子配向膜面同士を対向させると共に、前記第１
    の基板と前記第２の基板とを所定の間隔を隔てて貼り合
    わせる工程と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶を注入す
    る工程と、 を含む液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記ラビングされた第２の基板の少なく
    とも一部へ直線偏光された電磁波を照射する工程を更に
    含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の
    製造方法。
  5. 【請求項５】 前記第１の基板及び第２の基板を貼り合
    わせる工程は、前記第１の基板及び前記第２の基板を重
    ね合わせたときの、前記第１の基板の照射された電磁波
    の領域と前記第２の基板の照射された電磁波の領域とが
    一部分で重複するようにまたは全部分で重複するように
    或いは重複しないように前記高分子配向膜面同士を対向
    させると共に、前記第１の基板と前記第２の基板とを所
    定の間隔を隔てて貼り合わせる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。
  6. 【請求項６】 前記直線偏光の偏光方向は、前記高分子
    配向膜のラビング方向に沿う方向であることを特徴とす
    る請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の液晶表示
    装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 直線偏光の偏光方向は、前記高分子配向
    膜に液晶が着床したときに当該液晶が整列される方向で
    あることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか１
    項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記直線偏光された電磁波を照射する工
    程は、画素に対応する領域の一部へ、直線偏光された電
    磁波を照射することを特徴とする請求項３乃至請求項７
    の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 高分子材料が塗布され、配向方向を付与
    するためのラビング処理がなされた高分子配向膜の画素
    に対応する領域の一部へ直線偏光された電磁波が照射さ
    れた第１の基板と、 高分子材料が塗布され、配向方向を付与するためのラビ
    ング処理がなされた高分子配向膜の少なくとも一部へ直
    線偏光された電磁波が照射されると共に、当該照射され
    た電磁波領域と前記第１の基板の電磁波照射領域とから
    １画素を形成するように、前記高分子配向膜面同士が対
    向させて前記第１の基板と所定の間隔を隔てて貼り合わ
    された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間に注入された液
    晶と、 を含んで構成された液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記直線偏光の偏光方向は、前記高分
    子配向膜のラビング方向に沿う方向であることを特徴と
    する請求項９に記載の液晶表示装置。
JP6249719A 1994-10-14 1994-10-14 液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 Expired - Lifetime JP2708382B2 (ja)

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