JPH08286193A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示むらが低減された高表示品質の液晶表示装
置の提供。 【構成】対向面に複数の電極を有する一対の基板と、前
記基板面に配置された配向制御膜と、前記配向制御膜間
に挾持された液晶層と、前記液晶層を挾んで配置されそ
れぞれある一方向に偏向軸を有する一対の偏光板と、前
記液晶層に電圧を印加するための駆動回路とを備え、前
記液晶層がネマチック液晶である液晶表示装置におい
て、前記配向制御膜上に分散されたスペーサビーズが表
面に長鎖炭化水素基含有の非架橋型の有機物の超薄膜を
有することを特徴とする液晶表示装置。 【効果】ビーズ周辺の輝度むら、帯電、凝集による表示
むらが改善され、高表示品質のものを高歩留まりで提供
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水分散が可能なスペー
サビーズを用いて、ビーズ周辺の輝度むら、帯電、凝集
に伴って発生する表示むらを低減した液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子が各種のデイスプレイに実
用されている。近年では高精細化、カラー表示化に伴い
高度な画質が求められてきているため、種々の表示むら
の低減が要求されている。特に、その役割を担っている
のが、液晶を挾持する上下基板間のセルギャップを一定
に保持するためのスペーサビーズである。

【０００３】代表的なデイスプレイには、液晶分子の長
軸が基板間で１８０度以上ねじられたスーパーツイスト
型液晶表示素子、あるいは、アクティブマトリクス型電
極基板上で液晶を駆動させるアクティブマトリクス型液
晶表示素子などがある。

【０００４】これまで基板の間隔を一定に保持し表示む
らを低減するため、スペーサビーズ（ポリマ真球、無機
球状シリカ）に関し多くの開発研究がなされ、例えば、
配向制御膜部材にスペーサビーズを混入する方法（特開
昭６０−２６２１２９号公報）、ラビングにより配向処
理した後、低温軟化高分子、熱硬化型接着剤、有機絶縁
物により被覆したスペーサビーズを使用する方法（特開
昭６３−４４６３１号公報、特開平２−１５４２２８号
公報、特開昭６２−５９９２６号公報）、スペーサビー
ズとして突起部をもつ弾性高分子、感光性樹脂、垂直配
向処理を使用する方法（特開昭６３−１０８３２１号公
報、特開昭６１−１８４５１８号公報、特開平５−２３
２４７８号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
ペーサビーズには、それぞれ種々の課題がある。スペー
サビーズを混入した配向膜部材の溶液を基板上に塗布す
る方法（フレキソ印刷、グラビア印刷、スピンナー）
は、スペーサビーズが存在するために配向制御層の塗布
を均一にできないこと、配向膜部材の溶液中でスペーサ
粒子の凝集が生じ易く、液晶素子のセル厚を均一に確保
できないと云う問題がある。更に、配向制御層によって
スペーサビーズを固定したものは、ラビング処理を行う
とスペーサビーズによって配向処理が一様に出来ないた
めに、液晶の配向が不均一となり表示むらが発生し易い
こと、更にまたラビング時にスペーサビーズが脱落し易
いため、脱落部の配向制御層に欠陥が生じて、表示むら
が発生する等の問題がある。

【０００６】また、ラビングによる配向処理後、低温軟
化高分子、熱硬化型接着剤、有機絶縁物等を被覆したス
ペーサビーズは、接着層の形成により基板上に固定する
場合、スペーサビーズの間の凝集によりビーズ周辺に輝
度むらが生じ易く、液晶層のセル厚の制御の均一性を損
なって表示むらが生ずる。上記の有機絶縁物等を被覆し
たスペーサビーズは、有機溶剤の使用によりビーズの帯
電や凝集がし易い他に配向制御膜界面との性質の相違に
基づく表示むらが発生し易い。

【０００７】また、上記の有機溶剤の使用は作業環境を
汚染するためその改善が求められている。

【０００８】本発明の目的は、スペーサビーズに基づく
表示むら不良が改善された高表示品質の液晶表示装置を
提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、スペーサビー
ズの帯電、凝集による表示むら不良を改善し、製品の歩
留まりを向上する液晶表示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、現在用い
られているスペーサビーズの分散媒体として、種々の有
機物または有機溶剤を用いたスペーサビーズ分散液を配
向制御膜上に噴射して液晶セルを作製後、ビーズ周辺の
輝度むら、ビーズの帯電、凝集に伴って発生する表示む
らについて検討を行った。その結果、前記課題を解決す
る本発明の要旨は次のとおりである。

【００１１】対向面に複数の電極を有する一対の基板
と、前記基板面に配置された配向制御膜と、前記配向制
御膜間に挾持された液晶層と、前記液晶層を挾んで配置
されそれぞれある一方向に偏向軸を有する一対の偏光板
と、前記液晶層に電圧を印加するための駆動回路とを備
え、前記液晶層がネマチック液晶である液晶表示装置に
おいて、前記配向制御膜上に分散されたスペーサビーズ
が表面に長鎖炭化水素基含有の非架橋型の有機物の超薄
膜を有する液晶表示装置にある。

【００１２】上記のスペーサビーズ表面に形成した長鎖
炭化水素基含有の非架橋型の有機物の超薄膜は、例え
ば、膜厚０.０１μｍオーダの超薄膜を云う。

【００１３】特に、水分散性の長鎖炭化水素基を含有の
非架橋型有機物の０.０１μｍ以下の超薄膜をビーズの
表面に形成したスペーサビーズを用いることが好まし
い。

【００１４】上記の長鎖炭化水素基を含有する非架橋型
有機物の超薄膜を形成したものでは、ビーズ周辺が水溶
性の極希薄溶液で分散したことにより帯電、凝集の発生
を低減することができた。特に、スペーサビーズの分散
媒体中に濃度が０.１重量％でハロゲン基を含まない長
鎖アルキレンオキシ基もしくは長鎖アルコキシメチレン
基を持つ水溶性のポリアミック酸などの有機物、非液晶
性の有機物がビーズ周辺の輝度むら低減効果が大きい。

【００１５】上記水溶性の有機物としては、極性溶媒を
除去したポリアミック酸に２−メチルアミノジエタノー
ル、ジメチル−３−ブタノン、ジエチルアミノ−アセト
ン、Ｎ−エチルアミノジエタノール、Ｎ−メチルアミノ
エタノール、２、２−アミノジエタノール、３−ジエチ
ルアミノ−１−プロパノール、アミノ−シクロヘキサン
を添加したもので、これらは混合，撹拌することにより
容易に得られる。

【００１６】前記の長鎖炭化水素基含有のポリマもしく
はオリゴマは、アミン成分、例えば、ｐ−フェニレンジ
アミン、ｍ−フェニレンジアミン、４,４'−ジアミノジ
フェニルエーテル、３,３'−ジアミノジフェニルエーテ
ル、４,４'−ジアミノジフェニルメタン、４,４'−ジア
ミノジフェニルプロパン、４,４'−ジアミノジフェニル
スルホン、１,５−ジアミノナフタレン、２,６−ジアミ
ノナフタレン、４,４''−ジアミノターフェニル、１,１
−メタキシリレンジアミン、１,４−ジアミノシクロヘ
キサン、イソフタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒド
ラジド、コハク酸ジヒドラジド、３,３'−ジメチル−
４,４'−ジアミノジフェニルメタン、３,３'−ジブチル
−４,４'−ジアミノジフェニルメタン、３,３'−ジブト
キシ−４,４'−ジアミノジフェニルメタン、２,４−ジ
アミノ−１−ドデシルベンゼン、２,４−ジアミノパル
ミチルフェニルエーテル、２,４−ジアミノ−３−メチ
ルステアリルフェニルエーテル、２,４−ジアミノ−１
−オクチルオキシベンゼン、２,４−ジアミノ−１−メ
トキシメチレンベンゼン、３,３'−ジメチル−４,４'−
ジアミノジフェニルエーテル、１,６−ジアミノヘキサ
ン、１,８−ジアミノオクタン、１,９−ジアミノノナ
ン、１,１０−ジアミノデカン、アミノデカン、１,１２
−ジアミノドデカン、２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフ
ェノキシ)フェニル〕プロパン、２,２−ビス〔４−(ｐ
−アミノフェノキシ)フェニル〕ペンタン、２,２−ビス
〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕オクタン、
２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕
トリデカン、２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキ
シ)フェニル〕ペンタデカン、２,２−ビス〔４−(ｐ−
アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、２,２−ビス〔４
−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、２,２
−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕ケト
ン、２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕ビフェニル、２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノ
キシ)フェニル〕シクロヘキサン２、２−ビス〔４−(ｐ
−アミノフェノキシ)フェニル〕プロピルシクロヘキサ
ン、ビス〔４−(ｐ−アミノベンゾイルオキシ)安息香
酸〕プロパン、ビス〔４−(ｍ−アミノベンゾイルオキ
シ)安息香酸〕プロパン、ビス〔４−(ｐ−アミノベンゾ
イルオキシ)安息香酸〕オクタン、ビス〔４−(ｐ−アミ
ノベンゾイルオキシ)安息香酸〕シクロヘキサン、ビス
〔４−(ｐ−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕メチル
シクロヘキサン、ビス〔４−(ｐ−アミノベンゾイルオ
キシ)安息香酸〕メタン、ビス〔４−(ｐ−アミノメチル
ベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔４−(ｐ
−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕オクタデカン、
ビス(ｐ−アミノベンゾイルオキシ)メタン、ビス(ｐ−
アミノベンゾイルオキシ)オクタン、ビス(ｐ−アミノベ
ンゾイルオキシ)ドデカンなどのジアミン、更に、

【００１７】

【化１】

【００１８】のジアミノシロキサンなどに、長鎖炭化水
素基含有の酸成分を反応させることにより得られる。

【００１９】長鎖炭化水素基含有の酸成分としては、例
えば、ピロメリット酸二無水物、メチルピロメリット酸
二無水物、３,３',４,４'−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、３,３',４,４'−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物、３,３',４,４'−ジフェニルメタン
テトラカルボン酸二無水物、３,３',４,４'−ジフェニ
ルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３,３',４,４'
−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２,
３,６,７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２,
２−ビス〔４−(３,４−ジカルボキシフェノキシ)フェ
ニル〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、２,２−ビ
ス〔４−(３,４−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕
オクチルテトラカルボン酸二無水物、２,２−ビス〔４
−(３、４−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕
プロパンテトラカルボン酸二無水物、２,２−ビス〔４
−(３,４−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕
トリデカンテトラカルボン酸二無水物、２,２−ビス
〔４−(３,４−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕ト
リデカンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン
酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１,４
−シクロヘキサンジカルボン酸、１,４−シクロヘキサ
ンジカルボン酸クロライド、４,４'−ジフェニルメタン
ジカルボン酸、４,４'−ジフェニルメタンジカルボン酸
クロライド、イソフタル酸、イソフタル酸ジクロライ
ド、アジピン酸、アジピン酸クロライド、ステアリン酸
クロライドなどを挙げることができる。

【００２０】前記ポリマおよびオリゴマの合成は、一般
的にはＮ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイ
ド、スルフォラン、ブチルラクトン、クレゾール、フェ
ノール、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロ
フラン、ブチルセルソルブ、ブチルセルソルブアセテー
ト、アセトフェノンなどの溶媒中で行うことができる。

【００２１】また、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、δ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ
−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランなどのアミノ系シランカップリング剤、エポキシ
系シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、
アルミニウムアルコレート、アルミニウムキレート、ジ
ルコニウムキレートなどをポリマ中に混合もしくは反応
することもできる。

【００２２】また、液晶としては例えば、４−置換安息
香酸−４'−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘ
キサンカルボン酸−４'−置換フェニルエステル、４−
置換シクロヘキサンカルボン酸−４'−置換ビフェニル
エステル、４−(４−置換シクロヘキサンカルボニルオ
キシ)安息香酸−４'−置換フェニルエステル、４−(４
−置換シクロヘキシル)安息香酸−４'−置換フェニルエ
ステル、４−(４−置換シクロヘキシル)安息香酸−４'
−置換シクロヘキシルエステル、４−置換４'−置換ビ
フェニル、４−置換フェニル−４'−置換シクロヘキサ
ン、４−置換シクロヘキシル−４'−置換シクロヘキサ
ン、４−置換フェニル−４'−置換ジシクロヘキサン、
４−置換ジシクロヘキシル−４'−置換ジフェニル、４
−置換−４'−置換ターフェニル、４−置換ビフェニル
−４'−置換シクロヘキサンなどを挙げることができ、
これらの化合物の中でも、少なくとも分子の一方の末端
にアルキル基、アルコキシ基、アルコキシメチレン基、
シアノ基、フッ素基、ジフッ素基、トリフッ素基を有す
る化合物が好ましい。

【００２３】

【作用】本発明のスペーサビーズは、ビーズ表面に長鎖
炭化水素基含有の極性基の少ない帯電性が低い非架橋型
の有機物で、かつ、配向規制力の弱い超薄膜（０.０１
μｍオーダ以下）ので被覆されているので帯電性および
凝集性が改善され、また、水分散も可能となることか
ら、配向制御膜のビーズ周辺の配向規制力が膜面内でほ
ぼ同一となり、液晶の配向状態が乱されにくくなるもの
と考えられる。

【００２４】これによって、液晶パネルのビーズ周辺の
輝度むらが低減し、高表示品質の液晶表示装置が得られ
る。

【００２５】また、コントラスト比（白表示透過率と黒
表示透過率の比）も向上する。即ち、配向制御膜表面と
ビーズ表面が液晶分子に対し同じような界面状態を取り
得るためと考えられる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００２７】〔実施例 １〕本発明のスーパーツイスト
（ＳＴＮ）型液晶表示素子の模式断面図を図１に示す。
第１および第２の透明基板７，７’として、２７０ｍｍ
×２００ｍｍ×厚さ１.１ｍｍのガラス板を用い、第１
の透明基板７の上には、ストライプ状のＩＴＯ透明電極
１を形成した後、厚さ８０ｎｍのポリイミド系配向制御
膜９を印刷塗布し、２００℃で３０分間焼成後ラビング
処理を施し４.５度のプレチルト角を得た。なお、上下
基板上のラビング方向は、液晶分子のねじれ角（ツイス
ト角）が２４０度となるように設定した。

【００２８】ここでツイスト角はラビング方向およびネ
マチック液晶に添加される旋光性物質の種類と量によっ
て規定される。ツイスト角は、しきい値付近の点灯状態
が光を散乱する配向となることから最大値が制限され３
６０度が上限であり、また下限はコントラストによって
制限され１８０度が限界である。

【００２９】一方、第２の透明基板７’上には、厚さ１
００ｎｍのクロム蒸着膜を形成し、ホトリソグラフィ法
により、幅４０μｍ程度の非透過部を残し、１００μｍ
角以下の大きさの画素部（孔）となる部分をエッチング
除去した。

【００３０】次に、前記クロム蒸着膜の画素部（孔）と
なる部分を覆ってストライプ状のＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラ
ーフィルタ１１を形成し、更に、その上に厚さ１μｍの
エポキシ樹脂からなる保護膜の平坦化膜１０を積層し、
第１の透明基板の場合と同様にして透明電極１およびポ
リイミド系の配向制御膜９を形成した。

【００３１】次に、３,３',４,４'−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物１モル％とｐ−フェニレンジアミン
０.５モル％と１,１２−ジアミノドデカン０.５モル％
を、Ｎ−メチル−２ーピロリドン中で１０℃，６時間重
合反応させたワニスを水中に投入撹拌して、ポリアミッ
ク酸を合成後、溶媒を除去して２−メチルアミノジエタ
ノールと純水を加えて撹拌しポリアミック酸塩の水溶液
を得た。

【００３２】純水中にジビニルベンゼン重合体からなる
直径６μｍのビーズを入れた分散容器中に、前記ポリア
ミック酸塩を０.１重量％添加して撹拌混合し、図３に
示す模式図のビ−ズ散布装置を用いノズルから噴出する
散布液の噴出速度や噴出時間をコントロ−ルして、ノズ
ル分散の噴霧器１３で基板上に霧状に噴出し１平方ｍｍ
当りのビーズ分散数が１００〜１５０個となるように分
散する。その後、１６０℃のホットプレート上で３０分
間加熱すると、分散媒が蒸発してビ−ズのみが基板上に
存置される。この基板とスペーサビーズ４が付着してい
ないもう一方の基板とを張り合わせ、エポキシ系の熱硬
化性シール剤３で端部をシール印刷後、更に１５０℃で
３０分の硬化を行った。

【００３３】その後、液晶２を真空封入容器中でフッ素
系のネマチック液晶組成物を注入し、注入口を紫外線硬
化樹脂で封止して、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）
の偏光板５の複屈折性高分子フィルムを貼り付け、ツイ
スト角が２４０度のＳＴＮ型液晶表示素子を作製した。

【００３４】なお、ビーズ周辺に用いた有機物の帯電性
は、ステンレス板にビーズ周辺に用いた有機物をスピン
塗布し、図４に示す表面帯電量測定器にステンレス板を
設置して約６０μｍのフェライトのキャリアをその上か
ら流しながら、３０℃、９０％ＲＨの条件で帯電量を測
定した。また、ビーズ散布状態は顕微鏡で観察しビーズ
の個数および散布状態を調べた。ここで、重要なことは
基板面内でのビーズの散布密度の均一化であり、一画素
内のビーズの状態を偏光顕微鏡で観察した。ビーズの凝
集およびビーズ周辺の輝度むら状態を図５、図６に模式
的に示す。図５には分散性が劣る凝集ビーズ２０、分散
性が良い単散ビーズ２１を示し、図６にはビーズ周辺の
配向不良が発生する輝度むら２２を示す。

【００３５】更に、ビーズ周辺に用いた有機物の帯電
量、一画素内に分散される凝集ビーズの個数、ビーズ周
辺に発生する輝度むらの有無を表１に示す。

【００３６】その結果、ビーズ周辺の輝度むらおよび帯
電、凝集による表示むらの発生がない液晶表示素子を得
た。また、輝度計を用いて液晶表示素子の約２０画素の
平均コントラスト比を測定した結果、５０対１であっ
た。

【００３７】

【表１】

【００３８】〔実施例 ２〕実施例１と同様にして作製
した第１の透明基板７にストライプ状のＩＴＯ透明電極
１を形成した後、厚さ６０ｎｍのポリイミド系配向制御
膜９を印刷塗布し、２１０℃で３０分間焼成後ラビング
処理を施し５.５度のプレチルト角を得た。上下基板上
のラビング方向は液晶分子のツイスト角が２６０度とな
るように設定した。

【００３９】一方、第２の透明基板上７’には、一対の
マトリクス電極が交差しない非電極部分を全て覆うよう
に顔料分散法で厚さ１μｍのブラックマトリクスを形成
し、その上に凹凸を軽減するためエポキシおよびアクリ
ル樹脂からなる平坦化膜１０を積層した。更に、ストラ
イプ状のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１１を設けた。第
１の透明基板７と同様にして透明電極１およびポリイミ
ド系の配向制御膜９を形成した。

【００４０】次いで、シクロブタンテトラカルボン酸二
無水物１モル％と４,４'−ジアミノジフェニルメタン
０.５モル％と、前記〔１〕式で示すジアミノシロキサ
ン０.２モル％、１,８−ジアミノオクタン０.３モル％
をＮ−メチル−２−ピロリドン中で２０℃で８時間重合
反応させたワニスを水中に投入撹拌して、ポリアミック
酸を合成後溶媒を除去し、ジメチル−３−ブタノンと純
水を加えて撹拌してポリアミック酸塩の水溶液を得た。

【００４１】純水中にジビニルベンゼン−スチレン共重
合体からなる直径６μｍのビーズを入れた分散容器中に
前記ポリアミック酸塩０.０６重量％を添加し、撹拌混
合して、ノズル分散の噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ
当りのビーズ分散数を１００〜１５０個となるようスペ
ーサビーズ４を分散し、１７０℃のホットプレート上で
３０分間加熱した。

【００４２】この基板とスペーサビーズ４が付着してい
ない基板の両者を張り合わせ、実施例１と同様にして液
晶セルを作製し、フッ素系のネマチック液晶組成物を注
入した。その後、注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、偏
光板５としてポリカーボネート（ＰＣ）の複屈折性高分
子フィルムを貼り付け、ツイスト角が２６０度のＳＴＮ
の液晶表示素子を作製した。

【００４３】その結果、ビーズ周辺の輝度むらおよび帯
電や静電気による表示むらの発生がない液晶表示素子を
得た。また、輝度計を用いて液晶表示素子の約２０画素
の平均コントラスト比を測定したところ４０対１が得ら
れた。

【００４４】〔実施例 ３〕本発明のアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子の模式断面図を図２に示す。第１
および第２の透明基板７，７’として、３００ｍｍ×２
００ｍｍ×厚さ１.１ｍｍのガラス板を用い、第２の透
明基板の上には、アクティブマトリックス（ＴＦＴ）透
明電極とアクティブマトリックス素子１２を形成した
後、厚さ１００ｎｍのポリイミド樹脂層を印刷塗布し、
２００℃で３０分間焼成後ラビング処理を施し５.１度
のプレチルト角の配向制御膜９を形成した。

【００４５】一方、第２の透明基板の上には、厚さ１０
０ｎｍのクロム蒸着膜を形成し、ホトリソグラフィ法に
より、幅４０μｍ程度の非透過部を残し、１００μｍ角
以下の画素部となる部分をエッチング除去した。

【００４６】次に、前記クロム蒸着膜の画素部となる部
分を覆ってストライプ状のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ
１１を形成し、更に、その上に厚さ１μｍのエポキシ樹
脂からなる保護膜の平坦化膜１０を積層し、第１の透明
基板７の場合と同様にして透明電極１およびポリイミド
系の配向制御膜９を形成した。

【００４７】次いで、ピロメリット酸二無水物０.５モ
ル％とブタンテトラカルボン酸二無水物０.５モル％と
２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン０.８モル％と２,４−ジアミノパルミチルフェ
ニルエーテル０.２モル％をＮ−メチル−２−ピロリド
ン中で、０℃で６時間重合反応させたワニスを水中に投
入撹拌して、ポリアミック酸を合成後溶媒を除去して、
Ｎ−メチルアミノエタノールと純水を加えて撹拌してポ
リアミック酸塩の水溶液を得た。

【００４８】純水中にジビニルベンゼン−アクリル酸エ
ステル共重合体からなる厚さ６μｍのビーズを入れた分
散容器中にポリアミック酸塩を０.１重量％添加し撹拌
混合し、ノズル分散の噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ
当りのビーズ分散数１００〜１５０個を分散し、１７０
℃のホットプレート上で３０分間加熱した。これとスペ
ーサビーズを付着していない基板の両者を張り合わせエ
ポキシ系のシール剤を印刷後、フッ素系とジフッ素系の
ＴＦＴ用液晶を注入し、注入口を封止してツイスト角が
９０度のＴＦＴ用液晶表示素子を作製した。

【００４９】その結果、ビーズ周辺の輝度むらおよび帯
電や静電気による表示むらの発生がない液晶表示素子を
得た。また、輝度計を用いて液晶表示素子の約２０画素
の平均コントラスト比を測定したところ６０対１が得ら
れた。

【００５０】〔実施例 ４〕実施例３と同様なアクティ
ブマトリックス（ＴＦＴ）透明電極を形成した基板７に
厚さ１００ｎｍのポリイミド樹脂層を印刷塗布し、２０
０℃で３０分間焼成後ラビング処理を施しプレチルト角
が５.１度の配向制御膜９を形成した。一方、第２の透
明基板７’上に実施例３と同様な画素部を形成し、スト
ライプ状のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１１と、厚さ１
μｍのエポキシ樹脂からなる平坦化膜１０を設けた。第
１の透明基板７と同様な透明電極１およびポリイミド系
の配向制御膜９を形成した。

【００５１】次いで、ピロメリット酸二無水物０.５モ
ル％とブタンテトラカルボン酸二無水物０.５モル％と
２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン０.８モル％と２,４−ジアミノステアリルフェ
ニルエーテル０.２モル％をＮ−メチル−２−ピロリド
ン中で０℃で６時間重合反応させたワニスを水中に投入
撹拌して、ポリアミック酸を合成後溶媒を除去して、Ｎ
−メチルアミノエタノールと純水を加えて撹拌してポリ
アミック酸塩の水溶液を得た。

【００５２】純水中にジアクリルフタレートからなる直
径６μｍのビーズを入れた分散容器中にポリアミック酸
塩を０.１重量％添加し撹拌混合してノズル分散の噴霧
器１３で基板上に１平方ｍｍあたりのビーズ分散数１０
０〜１５０個を分散し、１７０℃のホットプレート上で
３０分間加熱した。これとスペーサビーズを付着してい
ない両者の基板とを張り合わせシール印刷後、フッ素系
およびジフッ素系のＴＦＴ用液晶を注入したのち注入口
を封止してツイスト角が９０度のＴＦＴ液晶表示素子を
作製した。

【００５３】その結果、ビーズ周辺の輝度むらおよび帯
電や静電気による表示むらの発生がない液晶表示素子を
得た。また、輝度計を用いて液晶表示素子の約２０画素
の平均コントラスト比を測定したところ７０対１が得ら
れた。

【００５４】〔実施例 ５〕厚さ１.１ｍｍで表面を研
磨したガラス基板の表面に、ポリイミド系配向制御膜９
を塗布した後、２２０℃で３０分間焼成し、ラビング処
理を行いプレチルト角２.５度の２枚の基板のラビング
方向が互いにほぼ平行で、かつ、印加電界方向との角度
を８５度とした。基板間のギャップｄは球形のポリマビ
ーズを基板間に分散して挾持し４.５μｍとした。な
お、上記基板の一方には信号電極と走査電極を形成し、
基板に平行に電界が印加できるよう構成した。両基板上
の電極は、いずれも従来のアクティブマトリクス型液晶
表示装置と同様の手法で形成した幅１６μｍのクロム電
極を用いたが、アルミニウム、銅などの電気抵抗の低い
ものであれば特に制限はない。

【００５５】また、実施例１と同様にして上記配向制御
膜９上に３,３',４,４'−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物１モル％とイソフタル酸ジヒドラジド０.５モ
ル％、１,８−ジアミノオクタン０.５モル％をＮ−メチ
ル−２−ピロリドン中で１５℃で６時間重合反応後、水
溶性の処理を行い、純水中にジビニルベンゼン−アクリ
ル酸エステル共重合体からなる直径６μｍのビーズを入
れたポリアミック酸塩を０.１重量％添加し撹拌混合し
てノズル噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ当りのビーズ
分散数１００〜１５０個を分散し、１５０℃のホットプ
レート上で３０分間加熱した。これとビーズを付着して
いない基板とを張り合わせアクティブマトリックス素子
を有する液晶セルを構成し、エポキシ系のシール剤でシ
ール印刷後、フッ素系およびジフッ素系ＴＦＴ用液晶を
注入した後、注入口を封止して平行電界型のＴＦＴ液晶
表示素子を作製した。

【００５６】その結果、配向の不均一性もなく、表示む
らの発生がない液晶表示素子を得た。輝度計を用いてパ
ネル内の約２０画素の平均コントラスト比を測定したと
ころ４０対１が得られた。

【００５７】〔実施例 ６〕透明基板として３００×２
００ｍｍ×厚さ１.１ｍｍのガラス板２枚を用い、第２
の透明基板７’の上には、アクティブマトリックス素子
（ＴＦＴ）１２と透明電極１を形成後、厚さ１００ｎｍ
のポリイミド樹脂層を印刷塗布し、２００℃で３０分間
焼成後ラビング処理を施しプレチルト角が５.１度の配
向制御膜９を形成した。

【００５８】一方、第１の透明基板７上には、厚さ１０
０ｎｍのクロム蒸着膜を形成し、ホトリソグラフィ法に
より、幅４０μｍ程度の非透過部を残し、大きさ１００
μｍ角以下の画素部をエッチングにより形成した。次
に、前記クロム蒸着膜の孔の部分、即ち画素部となる部
分を覆うストライプ状のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１
１を形成し、更に、その上に厚さ１μｍのエポキシ樹脂
からなる平坦化膜１０を積層し、透明電極１およびポリ
イミド系の配向制御膜９を形成した。

【００５９】次に、イソフタル酸ジクロライド１.０モ
ル％と２,２−ビス〔４−(ｐ−アミノフェノキシフェニ
ル〕プロパン０.８モル％と２,４−ジアミノパルミチル
フェニルエーテル０.２モル％をＮ−メチル−２−ピロ
リドン中で２０℃で６時間重合反応させたワニスを水中
に投入撹拌して、ポリアミドを合成後溶媒を除去して、
Ｎ−メチルアミノエタノールと純水を加えて撹拌し、水
溶性のポリアミド溶液を得た。純水中に直径６μｍのＳ
ｉＯ₂を主成分とするシリカ粒子系のビーズを分散した
中にポリアミドを０.１重量％添加し、撹拌混合してノ
ズル分散の噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ当りビーズ
分散数１００〜１５０個のスペーサビーズを付着し、１
５０℃のホットプレート上で３０分間加熱した。これと
スペーサビーズを付着していない両者の基板を張り合わ
せ、ストライプ状に形成されたアクティブマトリックス
電極を有する透明電極基板をシール印刷後、フッ素系お
よびジフッ素系のＴＦＴ用液晶を注入したのち注入口を
封止してツイスト角が９０度のＴＦＴ液晶表示素子を作
製した。

【００６０】その結果、ビーズ周辺の輝度むらおよび帯
電や凝集による表示むらの発生がない液晶表示素子を得
た。また、輝度計を用いて液晶表示素子の約２０画素の
平均コントラスト比を測定したところ８０対１が得られ
た。

【００６１】〔比較例 １〕実施例１と同様にして作製
した第１、第２の透明基板の配向制御膜９上のいずれか
一方にノズル分散の噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ当
りのビーズ分散数１００〜１５０個のスペーサビーズを
散布し、１５０℃のホットプレート上で３０分間加熱し
た。その後、ストライプ状に形成された透明電極１がマ
トリクス交点を構成した上記２枚の透明基板のスペーサ
ビーズ散布面を対向させ、一方の基板に印刷形成された
シール剤により貼り合わせて作製した液晶セルにフッ素
系のＳＴＮ型液晶を注入した後、注入口を封止してツイ
スト角が２４０度のＳＴＮ液晶表示素子を作製した。

【００６２】その結果、スペーサビーズの凝集が生じて
点状の配向欠陥と、ビーズ周辺の輝度むらが発生した。
パネル内の約２０画素の平均コントラスト比を測定した
ところ２０対１であった。

【００６３】〔比較例 ２〕実施例１と同様にして作製
した第１、第２の透明基板の配向制御膜上のいずれか一
方にＳｉＯ₂を主成分とするシリカ粒子をノズル分散の
噴霧器１３で基板上に１平方ｍｍ当りの粒子分散数１０
０〜１５０個のスペーサを散布し、１５０℃のホットプ
レート上で３０分間加熱した。上記２枚の透明基板によ
りストライプ状に形成されたアクティブマトリックス電
極、透明電極がマトリクス交点を形成し、スペーサ散布
面を対向させ、一方の基板に印刷形成されたシール剤に
より、上下基板を貼り合わせ、フッ素系およびジフッ素
系のＴＦＴ用液晶を注入した後、注入口を封止してツイ
スト角が９０度のＴＦＴ液晶表示素子を作製した。

【００６４】その結果、ＳｉＯ₂スペーサの凝集が生じ
て点状の配向欠陥が生じ、スペーサ粒子の周辺に輝度む
らが発生した。パネル内の約２０画素の平均コントラス
ト比を測定したところ１０対１であった。

【００６５】

【発明の効果】本発明のスペーサビーズを用いた液晶表
示素子は、配向制御膜表面とビーズの表面が液晶分子に
対し同じような界面状態となり、帯電およびビーズの凝
集も低減する。その結果、スーパーツイスト型液晶表示
素子およびアクティブマトリクス型液晶表示素子のビー
ズ周辺の輝度むら、帯電や凝集に伴う表示むらの発生が
抑制され、高表示品質の液晶表示素子を提供することが
でき、製品の歩留まりを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スーパーツイスト型液晶表示素子の模式断面図
である。

【図２】アクティブマトリクス液晶表示素子の模式断面
図である。

【図３】スペーサビーズ分散の模式図である。

【図４】帯電量の測定系の模式図である。

【図５】ビーズ凝集の模式図である。

【図６】ビーズ周辺の輝度むら発生の模式図である。

【符号の説明】

１…透明電極、２…液晶、３…シール、４…スペーサビ
ーズ、５…偏光板、６…位相差板、７…透明基板、８…
アルカリ防止膜、９…配向制御膜、１０…平坦化膜、１
１…カラーフィルタ、１２…アクティブマトリックス素
子、１３…噴霧器、１４…窒素導入管、１５…ビーズ液
導入管、１６…ステンレス板、１７…有機物、１８…キ
ャリア、１９…非電極部、２０…凝集ビーズ、２１…単
散ビーズ、２２…輝度むら。

フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向面に複数の電極を有する一対の基板
   と、前記基板面に配置された配向制御膜と、前記配向制
   御膜間に挾持された液晶層と、前記液晶層を挾んで配置
   されそれぞれある一方向に偏向軸を有する一対の偏光板
   と、前記液晶層に電圧を印加するための駆動回路とを備
   え、前記液晶層がネマチック液晶である液晶表示装置に
   おいて、前記配向制御膜上に分散されたスペーサビーズ
   が表面に長鎖炭化水素基含有の非架橋型の有機物の超薄
   膜を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記長鎖炭化水素基含有の有機物が水分
   散性の主鎖型もしくは側鎖型の長鎖アルキレン基を含む
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記長鎖炭化水素基含有の有機物がハロ
   ゲン基を含まない長鎖アルキレンオキシ基または長鎖ア
   ルコキシメチレン基を含む請求項１に記載の液晶表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記長鎖炭化水素基含有の有機物が液晶
   性を示さない長鎖アルキレンポリマもしくは長鎖アルキ
   レンオリゴマである請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記長鎖炭化水素基含有の有機物が長鎖
   炭化水素基含有のポリアミック酸である請求項１に記載
   の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記長鎖炭化水素基含有の有機物がいず
   れも長鎖炭化水素基含有のポリアミック酸−イミド，ポ
   リイミドシロキサン，ポリアミドから選ばれる請求項１
   に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記ネマチック液晶層が２２０〜２８０
   度のら旋構造を有する請求項１〜６のいずれかに記載の
   液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記液晶層を駆動する電極がスイッチン
   グ素子を有するアクティブマトリックス型である請求項
   １〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記液晶層に印加される電界の方向が基
   板面に対し平行である請求項１〜６のいずれかに記載の
   液晶表示装置。