JPH09506445A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 表示装置における観察角依存性は、液晶配向層をのこ歯パターンとするレプリカ法により相対的に異なる観察角依存性を有するサブセルを形成することにより補償される。配向はラビング法によるか、又はラングミュア−ブロジェット膜を設けることにより実現される。のこ歯構造の角度を変えることにより、基板に対して異なる傾斜角度が異なる領域にて得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 表示装置 本発明は、少なくとも１個の画像電極及び配向層を具備する第１支持平板と、 少なくとも１個の対向電極及び配向層を具備する第２支持平板とを有し、これら 双方の平板が液晶材料層を囲み、且つ２つの対向して配置される画像電極及び対 向電極の部分が画素を規定するようにした液晶表示装置に関するものである。 斯種の表示装置は、一般に例えばモニタ、ＴＶ用途及び例えば自動車や、計器 用の表示装置に用いられる。 冒頭にて述べた種類の表示装置は“ＳＩＤ 92 Digest”（第７９８〜８０１頁 ）における論文“A full colour ＴＦＴ−ＬＣＤ with a Domain-Divided Twist ed Nematic Structure”に記載されている。この論文に開示されているドメイン -分割捩れネマティックＬＣＤでは、観察角依存性を低減させるように画素をサ ブセルに分け、双方のサブセルに対する観察角依存性を相違させる。これは表面 上のセルの異なる部分に対する配向又は傾斜角を相違させることによって達成さ れる。斯かる論文に示されている装置では、このようなことはラビング後に小さ な傾斜角を発生する層の上にラビング後に大きな傾斜角を発生する配向層をセル の一部に設けることによって実現している。 このような方法の欠点は、材料が異なる２つの別個の層、一般に先ず低い（プ レ）ティルトを発生する第１の（無機）有機層を、次いで高い（プレ）ティルト を発生する第２の有機層を設ける必要があるということにある。さらに、これら の層をラビングして最終傾斜角を得る場合に界面にて混合が生じるため、輪郭が 定まらないサブセル（サブ画素）が形成される。 本発明の目的は特に、簡単な方法にて製造し得る上述した種類の改良表示装置 を提供することにある。 このために、本発明による表示装置は、前記画像電極の画素規定部分を少なく とも２つの異なる領域に分け、これらの領域の少なくとも第１領域がのこ歯構造 を有し、該のこ歯構造に配向層を被着したことを特徴とする。 このようなのこ歯構造はレプリカ法、例えば適当なモノマー（例えば、1.6ヘ キサンジオールジアクリレート）をダイによって所望な形状とし、次いでこれを ＵＶ放射で硬化させることにより簡単に形成することができる。次に、斯くして 得られた層の上に配向材料層を設ける。この配向層は通常の方法にて（例えば、 ラビング、斜方蒸着又はアルゴン放射によって）配向状態をとる。のこ歯構造は 、のこ歯方向が互いに対向する部分で構成することができるが、例えばのこ歯構 造を有する部分と、のこ歯構造を有していない部分とで構成することもできる。 のこ歯構造は、下の構造、例えばダイによってパターン化し、次いで硬化させて ある頂部被着層により必然的に予め存在させることもできる。その後、斯かる頂 部被着層に電極を被着し、次に配向材料層を被着する場合、これらの層はのこ歯 の外形に従うようになる。 この際、最終配向層は単一材料から成り、これは製造面で有利なだけでなく、 （例えば、ラビング中の損傷や、界面におけるごみの堆積による）界面における 不確定配向を呈する領域の形成にとっても有利であり、従って、セル分割におけ る不規則性が防止される。 本発明による好適例は、第２領域に、のこ歯方向が第１領域ののこ歯方向とは 異なるのこ歯構造を有する配向層を設けたことを特徴とする。２つの領域の表面 を相違させることによって、用途に応じて角度依存性を調整することができる。 さらに、このことはのこ歯構造によっては得られない領域分割の場合にも云える ことである。 使用するのこ歯の外形の周期は少なくとも２μｍとするのが好適である。この 周期が短いと、ラビング中に配向層の部分がラビング剤と満足に接触しなかった り、又はラビング剤（布又はラビングロール）に全く接触しなかったりすること を確かめた。一方、前記周期は画素の寸法よりも短くするのが有効である。 配向層がラングミュア−ブロジェット層か、光重合によって配向状態にするこ とができる層から成る装置ではラビングしなくて済む。このような層は、これら をラビングする必要なく液晶層を均一に配向することができる。これにより、ラ ビングによる欠点（塵粒の残存、配向層又は下にある層の損傷）が防止される。 ラングミュア−ブロジェット層（又は光重合層）の欠点は、こうした層による傾 斜角は通常あまりに小さい（０〜０．２度）ということにあるが、これはのこ歯 構造の角度を、液晶材料が所望な傾斜角となるまでの角度とすることによって回 避することができる。このことは、セルの異なる部分に対するのこ歯構造が相違 していないセルについても云えることである。 これらの本発明の要点を以下実施例を参照して明らかにすると共に詳細に説明 する。 図面の簡単な説明 図１は本発明による液晶表示装置の一部を図式的に示した断面図であり、 図２は図１を詳細に示した図であり、 図３は本発明の他の実施例の液晶表示装置の一部を図式的に示した断面図であ り、 図４は本発明のさらに他の実施例の液晶表示装置の一部を図式的に示した断面 図であり、 図５は本発明の他の実施例を図式的に示したものである。 図面は図式的に示したものであり、実寸図示したものではない。対応する要素 には同じ参照番号を付してある。 図１は液晶セル１を具えている液晶表示装置の一部を図式的に示した断面図で あり、セル１は電極５，６が設けられた、例えばガラス製の２つの支持平板、即 ち基板３と４との間に存在する捩れネマティック液晶材料２を有している。明瞭 化のために、基板４及び電極６は少しの部分しか示してない。必要ならば、この 表示装置には偏光方向が例えば垂直に交差する偏光子（図示せず）を設ける。表 示装置にはさらに、基板の内壁上の液晶材料を、この実施例ではセルが９０°の 捩れ角を有するように配向する配向層７，８も設ける。この場合、液晶材料は正 の光学異方性及び正の誘電異方性を有する。 本発明によれば、のこ歯構造をしている層１５の上に配向層７を設け、この実 施例では層１５を２つの部分に分け、左側部分Ｌにおけるのこ歯構造ののこ歯の 方向を、この例の右側部分Ｒにおけるその方向とは反対とする。例えばポリイミ ド樹脂の層７を矢印９の方向にラビングすることよってのこ歯部分の表面に傾斜 角θ_o1をもたらす。前記各部Ｌ及びＲにおけるのこ歯面が基板に対してそれぞれ 角度θ_z1及びθ_z2で延在する（図１の部分１０を拡大して示している図２も参照 ）場合には、基板に対する液晶分子１１の合成傾斜角度θ₁及びθ₂に対して、次 の関係式が成立する。即ち、 θ₁＝θ_z1＋θ_o2及びθ₂＝θ_z2−θ_o1 双方の部分にて大きさは等しくても、向きが反対の傾斜角θ₁及びθ₂を得るため には、θ_z1及びθ_z2を適切に選定すべきである。これは２部分のうちの一方の部 分におけるのこ歯の構造を適合させることによって簡単に実現することができる 。双方の部分におけるのこ歯構造をピッチＰ₁とＰ₂とでそれぞれ特徴付ける場合 には、Ｐ₁・tan θ_Z1＝Ｐ₂・tan θ_z2として、２つの構造間に厚さの差がないよ うにするのが好適である。 ピッチＰは画素又は画像セルの寸法よりも遥に小さく選定するのが好適である 。ピッチが画素の寸法に近い場合には画素を分割するのに問題がない。ピッチは 、（所定の角度θにて）のこ歯の高さをセルの厚さに対して小さくして色むらが 起らないようにすべきであるから、大き過ぎないようにもする。 実施例では、ＵＶ放射によって硬化されるヘキサンジオール ジアクリレート を基板上に設け、これをダイによってのこ歯構造とし、こののこ歯構造の角度θ_z を約１度とし、次いで硬化させた。次に、斯くして得たのこ歯構造にポリイミ ド樹脂を設けて、角度θ_o1が約０．５度となるようにした。次いで、斯くして得 られる配向層を有する多数の基板をのこ歯方向に対して平行及び逆平行にラビン グして、セルを形成すべく処理した。ラビング方向がのこ歯方向に対して平行な 個所にて得られるセルの傾斜角θは約１．４度で、これは実際上θ_z1＋θ_O1に相 当し、ラビング方向がのこ歯方向に対して逆平行の個所におけるセルの傾斜角θ は、実際上θ_z2−θ_o1に相当する約０．５度とした。 図１の２つの部分Ｌ及びＲにのこ歯構造を設けたが、２部分の一方にだけ斯様 な構造を設け、他方の部分は平坦面のままとすることもできる。 図１では対向電極６に配向層８を設けるが、この例ではこの配向層をのこ歯構 造にはしていない。しかし、図１に破線１１で図式的に示しているように、斯様 なのこ歯構造を設け得ることは勿論である。２つの基板上の各セルに対する２つ の異なる配向領域に分けると、対向して配置される基板３の部分３Ａ（傾斜角θ₁ を有する）及び３Ｂ（傾斜角θ₂を有する）と、基板４の部分４Ａ（傾斜角θ₁ ′を有する）及び部分４Ｂ（傾斜角θ₂′を有する）とによって規定される４つ のサブセル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが得られる。 図３は他の実施例を示し、この例では適当なポリイミド樹脂製のラングミュア −ブロジェット膜１２をのこ歯状の配向層の上に設けるため、配向目的のための ラビングを行なう必要がない。既知のように、斯様なラングミュア−ブロジェッ ト膜は液晶層を均一に配向することができるが、これらの膜は膜そのものに傾斜 角をもたらさず、こうした膜はラングミュア−ブロジェット法により複数の分子 層を形成することにより得られる。それでも、のこ歯構造の上にラングミュア− ブロジェット膜を設けることにより基板に対する傾斜角が導入される。 図４はさらに他の実施例を示し、この例では、例えば下にある色フィルター１ ４を保護する頂部の被着材料層１３の上に電極５を設ける。頂部の被着材料は、 例えばＵＶ放射によって硬化するアクリル酸樹脂か、例えばエポキシ樹脂のよう な熱可塑性の変形自在の層で構成し、これらの樹脂にダイによって所望なのこ歯 状の輪郭を設ける。電極５の上に配向層７を設け、次いでこの層を再びラビング するか、又はこの層にラングミュア−ブロジェット膜を設ける。 ラングミュア−ブロジェット膜の代わりに、直線偏光した（ＵＶ）光に曝すこ とにより液晶材料を配向し得る、例えばポリビニル シンナメートの如き感光材 料を設けることもできる。斯様な露光は材料中に化学反応（架橋結合）を起し、 分子配向が優先方向をとり、従って液晶を配向させるようにする。 本発明は図示の例に限定されるものではないこと勿論である。例えば、角度依 存性はサブセルの表面を種々の大きさに選定することによって最適化することが できる。これは一般に画像セルの分割法及び冒頭にて述べたドメイン−分割捩れ ネマティックセルについても云えることである。ラングミュア−ブロジェットの ような層をのこ歯構造の上に設けることにより、これらの層に傾斜角を持たせる 解決策も、必ずしも画像セルをサブセルに分割する表示セルに限定されるもでは ない。のこ歯構造は基板全体を横切る方向に延在させることもできる。これらの 例は正の誘電異方性を有する液晶に基づくものである。しかし、本発明は負の誘 電異方性を有する液晶にも適用することができる。 要するに、本発明は観察角依存性を補償するのに、液晶配向層がのこ歯パター ンとなるレプリカ法により相対的に異なる観察角依存性を有するサブセルを形成 することにより補償する表示装置に関するものである。配向はラビングによるか 、又はラングミュア−ブロジェット膜を設けることにより実現される。のこ歯構 造の角度を変えることによ、異なる個所にて基板に対して異なる傾斜角が得られ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１個の画像電極及び配向層を具備する第１支持平板と、少なくと も１個の対向電極及び配向層を具備する第２支持平板とを有し、これら双方の平 板が液晶材料層を囲み、且つ２つの対向して配置される画像電極及び対向電極の 部分が画素を規定するようにした液晶表示装置において、前記画像電極の画素規 定部分を少なくとも２つの異なる領域に分け、これらの領域の少なくとも第１領 域がのこ歯構造を有し、該のこ歯構造に配向層を被着したことを特徴とする液晶 表示装置。 ２．第２領域がのこ歯構造を有し、該のこ歯構造に配向層を被着し、且つ前記第 ２領域ののこ歯の方向を前記第１領域ののこ歯の方向とは相違させたことを特徴 とする請求項１に記載の液晶表示装置。 ３．前記対向電極の画素規定部分を少なくとも２つの異なる領域に分け、これら の領域の少なくとも第１領域がのこ歯構造を有し、該のこ歯構造に配向層を被着 したことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。 ４．前記のこ歯構造の周期を少なくとも２μｍとしたことを特徴とする請求項１ 〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 ５．前記のこ歯構造の周期を最大でも画素の寸法としたことを特徴とする請求項 １〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 ６．前記のこ歯構造の表面にラングミュア−ブロジェット膜を設けたことを特徴 とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。 ７．前記のこ歯構造の表面に、直線偏光された光によって優先方向がもたらされ る感光材料層を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。 ８．前記第１及び第２領域の表面を相違させたことを特徴とする請求項２〜７の いずれか一項に記載の液晶表示装置。 ９．少なくとも１個の画像電極及び配向層を具備する第１支持平板と、少なくと も１個の対向電極及び配向層を具備する第２支持平板とを有し、これら双方の平 板が液晶材料層を囲み、且つ２つの対向して配置される画像電極及び対向電 極の部分が画素を規定し、前記配向層の少なくとも一方が、ラングミュア−ブロ ジェット膜又は内部に優先方向がもたらされる感光材料層を具えている液晶表示 装置において、前記少なくとも一方の配向層がのこ歯構造を有することを特徴と する液晶表示装置。