JPH0812349B2

JPH0812349B2 - 液晶表示パネルおよび液晶表示パネルの製造方法

Info

Publication number: JPH0812349B2
Application number: JP4024870A
Authority: JP
Inventors: 裕和大野; 政則藤田; 信一岡本
Original assignee: 株式会社精工舎
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0566394A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複屈折モ−ドにより明
暗表示を行う液晶表示パネルおよび液晶表示パネルの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、強誘電性液晶を用いた液晶表示装
置の研究開発がさかんに行われている。これは、強誘電
性液晶を充填した液晶セルの両側に偏光板を互いにその
偏光軸が９０度になるように（これをクロスニコルの位
置という。）設置し、液晶に印加する電界を制御するこ
とにより強誘電性液晶の分子軸の向きを変え、複屈折効
果により一方の偏光板の偏光軸に対して強誘電性液晶の
分子軸が平行または垂直な状態で暗状態を、非平行また
は非垂直な状態で明状態を表わすものである。なお、分
子軸の上記明暗２状態における角度の差は通常スイッチ
ング角と呼ばれ、記号２θで表わされる。

【０００３】強誘電性液晶を用いた液晶表示装置は、複
屈折モ−ドにより明暗表示を行うため、明状態での透過
光あるいは反射光に色付きがみられ、表示品質を低下さ
せるという問題がある。特にカラ−フィルタ等と組み合
わせてカラ−表示を行う場合には、この色付き現象のた
めに良好なカラ−表示を得ることが難しい。

【０００４】一般的に液晶パネルの透過率あるいは反射
率は、液晶の屈折率異方性△ｎと液晶セルのセルギャッ
プｄとの積△ｎ・ｄに関係し、さらに液晶を透過する光
の波長λにも依存する。

【０００５】図８は、液晶パネルの明状態にの透過率Ｔ
の波長λ依存性を調べるために、本願発明者らの行った
シミュレ−ション結果を示したものである。ここでは、
液晶層に入射する直線偏光の強度を１００パ−セントと
し、基板、電極、液晶層等での光のロスは考慮していな
い。各パラメ−タは、スイッチング角２θ＝４５度屈折
率異方性△ｎ＝０．１３セルギャップｄ＝６、７、８μ
ｍとなっている。同図からわかるように、波長λにより
透過率Ｔが大きく異なっており、このために上記色付き
現象が生じるのである。

【０００６】色付き現象をなくすには、可視領域（３８
０〜７８０ｎｍ）全体にわたり透過率を平均化する必要
がある。可視領域全体にわたり透過率を平均化するため
には、屈折率異方性△ｎとセルギャップｄとの積△ｎ・
ｄの値を０．２８μｍに近ずける必要があることが知ら
れている。しかしながら、現在製造されている強誘電性
液晶の屈折率異方性△ｎは、０．１３〜０．１８程度の
狭い範囲の値しかとれないため、セルギャップｄの値を
変化させなければならない。計算によると最適なセルギ
ャップｄの値は約２μｍとなる。

【０００７】従来は、可視領域全体にわたり透過率を平
均化して色付き現象をなくすために、セルギャップｄの
値を上記約２μｍにして液晶セルを形成していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】液晶パネルを形成する
うえでセルギャップの制御は非常に重要なものである
が、安定してセルギャップを制御するためにはセルギャ
ップｄが４〜６μｍ以上必要である。従って、従来のよ
うにセルギャップｄを２μｍ程度にして液晶セルを形成
することは極めて困難であり、特に量産に対しては不適
当であった。

【０００９】本発明の目的は、安定してセルギャップを
制御することができ、しかも色付き現象をなくすことの
できる液晶パネルおよび液晶パネルの製造方法を提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願に係わる発明は、複
屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶を一対の透明基板
間に充填した液晶パネルの製造方法において、少なくと
も一方の上記透明基板の対向面を凸凹状に形成し、上記
凸凹状に形成された対向面をエッチング処理によりなめ
らかにし、上記エッチング処理された対向面上に透明導
電層を介して配向層を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、本願に係わる発明は、複屈折モ―ド
により明暗表示を行う液晶を一対の透明基板間に充填し
た液晶表示パネルにおいて、少なくとも一方の上記透明
基板の対向面を凸凹状に形成し、上記凸凹状に形成され
た対向面上に凸凹をなめらかにするための平坦化層を設
け、上記平坦化層上に透明導電層を介して配向層を設け
たことを特徴とする。

【００１２】また、本願に係わる発明は、複屈折モ―ド
により明暗表示を行う液晶を一対の透明基板間に充填し
た液晶パネルにおいて、少なくとも一方の上記透明基板
の対向面上に樹脂中に粒状部材を混入してその表面を凸
凹状に形成した中間層を設け、上記中間層上に透明導電
層を介して配向層を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基いて本発明の一実施例の説明
を行う。

【００１４】図１は、本発明の液晶表示装置の基本的な
構成例を示したものである。

【００１５】同図において、１１および１２は透明基板
であり、凸凹部を一方の透明基板１２の表面に形成した
ものである。この透明基板１１および１２は、透明部
材、透明電極および配向層等により形成されている。２
１および２２は偏光板であり、互いにその偏光軸がクロ
スニコルの位置になるように設置されている。３１は強
誘電性液晶等の複屈折モ−ドにより明暗表示を行う液晶
である。以上示した、透明基板１１および１２、偏光板
２１および２２、液晶３１により液晶パネルを構成して
いる。

【００１６】上記構成では、液晶パネルを透過または反
射する光を白色化するように、適宜凸凹部の高さ、大き
さ、形状、密度等が決定される。なおここでいう白色化
とは、上記凸凹部によるセルギャップｄを適当に分散さ
せることにより、異なった透過または反射特性の光を人
間の目の分解能以下で混ざるようにして、特定の色の光
が強調されないようにすることをいう。従って、上記凸
凹部は情況が許す限りできるだけ密に形成されているこ
とが好ましい。人間の目の分解能等の観点から、隣接す
る凸部と凸部あるいは凹部と凹部の平均的な距離は０．
１ｍｍ以下であることが好ましい。なお、表示面から離
れて見るような大型表示の場合は、これに限らず０．１
ｍｍ以上でもよく、視角が１分以下であればよい。

【００１７】本発明で用いる液晶は、電界制御された複
屈折モ−ドにより明暗表示を行うものであれば何でもよ
く、例えばネマティック型の液晶等用いてもよいが、本
発明は強誘電性液晶を用いたときに顕著な効果を発揮す
ることができるので、以下の説明では特にことわらない
限り強誘電性液晶を前提として説明を行う。

【００１８】上記透明基板１１および１２の対向面の距
離、すなわち平均セルギャップｄ´を製造が容易な６．
３μｍ程度とした場合、屈折率異方性△ｎとセルギャッ
プｄとの積△ｎ・ｄを０．５〜１．１５μｍの範囲で連
続的または断続的に変化させることにより、各波長の透
過率を可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）全体にわたり平
均化することができ、液晶パネルを透過または反射する
光を白色化することができる。屈折率異方性△ｎとセル
ギャップｄとの積△ｎ・ｄを上記０．５〜１．１５μｍ
とし、液晶の屈折率異方性△ｎを強誘電性液晶の標準的
な値０．１３とすれば、凸凹部に起因するセルギャップ
ｄのバラツキは３．８〜８．８μｍとなる。従って、平
均セルギャップｄ´を上記６．３μｍ程度とした場合、
凸凹部の最大高低差Ｌは＝５μｍとなる。

【００１９】図２および図３は、凸凹部を一方の透明基
板１２の表面に形成したときの波長λに対する透過率Ｔ
のシミュレ−ション結果を示したものである。両図とも
各パラメ−タは、スイッチング角２θ＝４５度屈折率異方性△ｎ＝０．１３となっている。

【００２０】図２に示したシミュレ−ションでは、平均
セルギャップｄ´＝６．３μｍとし、凸凹部の最大高低
差Ｌを０、２および５μｍとしたものである。Ｌ＝５μ
ｍのものは、Ｌ＝０すなわち凸凹部を設けていないもの
およびＬ＝２μｍのものに比べて、透過率Ｔが可視領域
（３８０〜７８０ｎｍ）全体にわたり平均化されてお
り、適当な高低差で凸凹部を設けたものは白色化に対し
て極めて有効であることがわかる。

【００２１】図３に示したシミュレ−ションでは、凸凹
部の最大高低差Ｌを４μｍとし、平均セルギャップｄ´
を５．８、６．２、６．６μｍと変えたものである。同
図からわかるように、多少平均セルギャップｄ´が変化
しても透過率Ｔは可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）全体
にわたり平均化されており、白色化に対する効果に大差
がないことがわかる。従って、液晶パネルの製造に際し
てセルギャップの制御はそれほど厳密でなくてもよく、
製造工程の簡略化あるいは歩留りの向上をはかることが
できる。

【００２２】以上のシミュレ−ション結果からもわかる
ように、本発明では透明基板の表面に凸凹部を形成する
ことにより、平均セルギャップｄ´を液晶セルが容易に
製造できる範囲で設定しても、液晶パネルを透過または
反射する光を白色化することができる。

【００２３】つぎに、以上示した液晶表示装置の基本的
な構成例に基きより具体的な実施例の説明を行う。

【００２４】実施例１図４は、第１の実施例を示したものである。

【００２５】同図において、透明基板１１および１２
は、ガラス等の透明部材１１ａ、１２ａ、透明電極１１
ｂ、１２ｂおよび配向層１１ｃ、１２ｃにより形成され
ている。偏光板２１、２２および液晶３１は、上記図１
で示した基本的な構成と同様である。以上、透明基板１
１および１２、偏光板２１および２２、液晶３１により
液晶パネルを構成している。すなわち、透明部材１２ａ
の表面を凸凹状にして、凸凹部を上記透明基板１２の表
面に形成したものである。

【００２６】透明部材１２ａに＃５００〜＃１０００の
研磨ガラスを使用すると、隣接する凸部と凸部あるいは
凹部と凹部の平均的な距離を５０μｍ程度にすることが
できる。一般的に研磨ガラス表面の凸凹は一様ではな
く、表面の凸凹もなめらかではない。そのため研磨ガラ
ス表面をフッ酸等でエッチングし、凸凹を均一化すると
ともになめらかにして使用することが好ましい。これに
より、透明電極１２ｂの断線あるいは密着不良等を防止
することができ、さらに配向層（厚さは通常１００ｎｍ
程度）を確実に形成することができる。

【００２７】なお、透明部材１２ａの表面を凸凹状に形
成する場合、透明部材１２ａに表面が平坦なガラスを用
い、ガラス表面をフッ酸等でエッチングして凸凹部を形
成してもよい。

【００２８】実施例２図５は、第２の実施例を示したものである。本例は、ガ
ラス等を用いた透明部材１２ａの表面の凸凹をなめらか
にするために、透明部材１２ａの表面上に透明な平滑化
部材１２ｄを設けたものである。これにより、透明電極
１２ｂの断線あるいは密着不良等を防止することがで
き、さらに配向層（厚さは通常１００ｎｍ程度）を確実
に形成することができる。なお平滑化部材１２ｄにはア
クリル系の樹脂等を用いることができる。

【００２９】実施例３図６は、第３の実施例を示したものである。本例は、ガ
ラス等を用いた透明部材１２ａの表面に透明な中間部材
（混合部材）１２ｅを形成し、この中間部材（混合部
材）１２ｅの表面に凸凹部を設けたものである。中間部
材（混合部材）１２ｅには、アクリル系の樹脂等にアル
ミナやガラス等を用いた球状の絶縁性部材１２ｆを混入
したもの等を用いればよい。絶縁性部材１２ｆを適当な
割合で混入することにより、中間部材（混合部材）１２
ｅの表面に凸凹部を形成することができる。中間部材
（混合部材）１２ｅの形成に際しては、液状の樹脂等に
絶縁性部材１２ｆを混入したものを透明部材１２ａの表
面に吹き付け、その後これを乾燥させて固めればよい。

【００３０】実施例４図７は、第４の実施例を示したものである。同図（ａ）
からわかるように、本例も上記第３の実施例と同様に、
ガラス等を用いた透明部材１２ａの表面にアクリル系の
樹脂等を用いた透明な中間部材１２ｅを形成し、この中
間部材１２ｅの表面に凸凹部を設けたものである。中間
部材１２ｅの表面に凸凹部を形成するには、同図（ｂ）
に示すように、アクリル系の樹脂等を透明部材１２ａに
塗布した後これが完全に固まるまえに、表面が凸凹状の
形状を有した成形手段４０により中間部材１２ｅを押圧
し、その後中間部材１２ｅを乾燥させて固めればよい。
アクリル系の樹脂として紫外線硬化型のものを用いれ
ば、樹脂を短時間で硬化できるので効果的である。

【００３１】以上、本発明の液晶表示装置の基本的な構
成例および実施例１〜４について説明したが、本発明で
は凸凹部を透明基板の一方の対向面上のみに形成せず
に、透明基板の両方の対向面上に形成してもよい。

【００３２】以上述べたように、透明基板の表面に凸凹
部を形成することにより、液晶セルの平均セルギャップ
を液晶セルの製造が容易な範囲で設定しても、各波長の
透過率を可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）全体にわたり
平均化することができ、液晶パネルを透過または反射す
る光を白色化することができる。このことは、特に液晶
パネルとカラ−フィルタとを組み合わせてカラ−表示を
行うときに極めて有効である。

【００３３】特に強誘電性液晶を用いる場合、セルギャ
ップを従来のように２μｍ程度に狭くする必要がないた
め、セルギャップの制御が容易になり、製造工程の簡略
化や製造コストの低減等をはかることができる。

【００３４】また、多少平均セルギャップが変化しても
各波長の透過率は可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）全体
にわたり平均化されており、白色化に対する効果に大差
は生じない。従って、液晶パネルの製造に際してセルギ
ャップの制御はそれほど厳密でなくてもよく、製造工程
の簡略化や歩留りの向上がはかれる。

【００３５】

【発明の効果】透明基板の表面に凸凹部を形成すること
により、液晶セルの平均セルギャップを液晶セルの製造
が容易な範囲で設定しても、各波長の光を可視領域（３
８０〜７８０ｎｍ）全体にわたり平均化することがで
き、液晶パネルの色付き現象を防止することができる。

【００３６】また、請求項１に係わる発明では、透明基
板の対向面を凸凹状に形成し、この凸凹状に形成された
対向面をエッチング処理によりなめらかにし、エッチン
グ処理された対向面上に透明導電層を介して配向層を設
けた。したがって、透明導電層の断線や密着不良を防止
することができるとともに配向層を確実に形成すること
ができる。

【００３７】また、請求項２に係わる発明では、透明基
板の対向面を凸凹状に形成し、この凸凹状に形成された
対向面上に凸凹をなめらかにするための平坦化層を設
け、この平坦化層上に透明導電層を介して配向層を設け
た。したがって、透明導電層の断線や密着不良を防止す
ることができるとともに配向層を確実に形成することが
できる。

【００３８】また、請求項３に係わる発明では、透明基
板の対向面上に樹脂中に粒状部材を混入してその表面を
凸凹状に形成した中間層を設け、この中間層上に透明導
電層を介して配向層を設けた。したがって、粒状部材に
よって中間層表面の凸凹状態を最適化することにより、
各波長の光を可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）全体にわ
たり平均化することができ、液晶パネルの色付き現象を
防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願に係わる液晶表示パネルの基本的な構成例
を示した断面図である。

【図２】本願に係わる液晶表示パネルのシミュレ−ショ
ンによる特性を示した特性図である。

【図３】本願に係わる液晶表示パネルのシミュレ−ショ
ンによる特性を示した特性図である。

【図４】本願に係わる液晶表示パネルの第１の実施例を
示した断面図である。

【図５】本願に係わる液晶表示パネルの第２の実施例を
示した断面図である。

【図６】本願に係わる液晶表示パネルの第３の実施例を
示した断面図である。

【図７】本願に係わる液晶表示パネルの第４の実施例を
示した断面図である。

【図８】従来における液晶表示パネルのシミュレ−ショ
ンによる特性を示した特性図である。

【符号の説明】１２ａ……透明基板１２ｂ……透明導電層１２ｃ……配向層１２ｄ……平坦化層１２ｅ……中間層３１………液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−137132（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−78530（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−149321（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
を一対の透明基板間に充填した液晶パネルの製造方法に
おいて、少なくとも一方の上記透明基板の対向面を凸凹状に形成
し、上記凸凹状に形成された対向面をエッチング処理により
なめらかにし、上記エッチング処理された対向面上に透明導電層を介し
て配向層を設けたことを特徴とする液晶表示パネルの製
造方法。
【請求項２】複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
を一対の透明基板間に充填した液晶表示パネルにおい
て、少なくとも一方の上記透明基板の対向面を凸凹状に形成
し、上記凸凹状に形成された対向面上に凸凹をなめらかにす
るための平坦化層を設け、上記平坦化層上に透明導電層を介して配向層を設けたこ
とを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項３】複屈折モ―ドにより明暗表示を行う液晶
を一対の透明基板間に充填した液晶パネルにおいて、少なくとも一方の上記透明基板の対向面上に樹脂中に粒
状部材を混入してその表面を凸凹状に形成した中間層を
設け、上記中間層上に透明導電層を介して配向層を設けたこと
を特徴とする液晶表示パネル。