JPH0996817A - 液晶表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分かつ安定的に広視野角特性を示し、かつ
生産性の向上および製造コストの低減を図る。 【解決手段】 液晶を介して対向配置された一対の基板
１ａ，１ｂのうち、少なくとも一方の基板１ｂ表面上の
全面に配向膜４を形成し、液晶分子のプレチルト角が配
向膜４と異なる多数の微小領域（配向膜５）を配向膜４
に不規則に分布した。このように、液晶分子のプレチル
ト角が配向膜４と異なる多数の微小領域を配向膜４に不
規則に分布しているので、この微小領域は噴霧装置等で
形成できる。そのため、従来の露光装置や現像装置など
の大型設備は不要である。このため、広視野角化に伴う
設備投資や工程の増加を最小限にでき、製造コストの低
減および生産性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主に電気により
光を制御する液晶表示装置に関し、特にネマティック液
晶を用いた液晶表示パネルおよびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示パネルは薄型、軽量、低
消費電力を特徴として、携帯用のテレビやコンピュータ
通信機器端末などに使用され、さらに一画素毎に薄膜ト
ランジスタ（以降ＴＦＴと称す。）を内蔵したアクティ
ブマトリクスタイプの開発により画質が向上し、ブラウ
ン管の置き換え用途にも使用されつつある。また、さら
なる液晶表示パネルの画質向上のために、現在、広視野
角化技術や階調表示技術などが盛んに研究開発され、一
部商品化されている。

【０００３】この中で、従来の液晶表示パネルの有効視
角範囲が狭いという欠点を改善するための広視野角技術
を採用したネマティック液晶表示パネルの一例を以下に
示す。図９に公開特許公報（特開平５−１８８３７４）
に示されている配向分割方式の広視野角液晶表示パネル
の一部の拡大断面図を示す。

【０００４】この液晶表示パネルは主に、２枚のガラス
基板１ａ，１ｂとその間に位置する電極２ａ，２ｂ、配
向膜３，４，５、液晶分子６から形成されている。一方
の基板１ａには、ラビング配向処理により３度のプレチ
ルト角１５を発現する配向膜３が配置され、他方の基板
１ｂには前記のプレチルト角１５よりも低い１度のプレ
チルト角１３を有する配向膜４と前記のプレチルト角１
５よりも高い４度のプレチルト角１４を有する配向膜５
とが、２００μｍピッチのストライプ形状に配置されて
配向処理されている。さらに前記基板１ａ，１ｂ間に液
晶分子６の方位がスプレイ配向となるように、前記プレ
チルトから誘発されるらせん方向とは逆方向のねじれ力
を持つネマティック液晶材料を封入している。

【０００５】また、両基板１ａ，１ｂの外側には偏光板
７ａ，７ｂがそれぞれ配置され、両偏光板７ａ，７ｂの
偏光軸は直交しており、電圧無印加時は光透過状態（明
表示）、電圧印加時には遮光状態（暗表示）が得られる
ノーマリーホワイトモードとなっている。つぎに、この
液晶表示パネルの視野角拡大の原理を簡単に説明する。

【０００６】この様な構成とすることにより、液晶層中
心付近の液晶分子６の傾きは図９に示すように、他方の
基板１ｂのプレチルト角１３が１度の領域では右上がり
に、他方の基板１ｂのプレチルト角１４が４度の領域で
は左上がりになっている。本構成のパネルの上下基板１
ａ，１ｂの電極２ａ，２ｂに電圧を印加することによ
り、液晶分子６は、他方の基板１ｂのプレチルト角１３
が１度の領域では右上がりに、他方の基板１ｂのプレチ
ルト角１４が４度の領域では左上がりに立ち上がる。

【０００７】したがって、最大コントラスト比の得られ
る方向すなわち主視角方向が前記の上基板１ａのプレチ
ルト方向が異なる領域間で、全く逆転することになる。
この領域が一画素を分割するように微細に配置すること
により、視感的には前記２領域の光学特性が平均化され
たように認識される。したがって、最大コントラスト比
は若干低下するものの実用上問題ないレベルであり、液
晶表示パネルで最大の問題であった主視角方向に視野角
を大きくした場合に生じる階調反転の発生角度を、カラ
ーＴＦＴ液晶パネルに適用した場合、２０度程度から４
５度程度に大幅に改善でき、また液晶表示パネルで主視
角方向と逆方向に視野角を大きくした場合に生じる黒レ
ベルの劣化も改善できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来例の広視野角液晶表示パネルを作成するにあたり、
１基板上にプレチルト角の異なる領域をストライプ状に
形成する必要があり、この形成方法として前記の公開特
許公報（特開平５−１８８３７４）では、印刷凸版によ
る塗り分け法と、フォトリソグラフィー法が示されてい
るが、それぞれ次のような問題があった。

【０００９】まず、印刷による塗り分け法は印刷位置精
度や、パターン形状精度が劣るために、一つの画素の面
積が小さい中・高精細のマトリクス液晶表示パネルで
は、一画素を等分に分割することは難しく、十分な広視
野角化が難しいばかりでなく、画面内の場所による特性
のばらつきが大きく、表示むらとなり、表示品位の劣化
を引き起こしていた。

【００１０】一方、フォトグラフィー法は、高精度なパ
ターンニングが可能であり、この方法で得られた液晶表
示パネルは十分かつ安定的に広視野角特性を示す。とこ
ろが、配向膜の異種配向膜の２度塗り工程と配向膜の露
光・現像工程が必要であり、莫大な費用を要する配向膜
印刷装置および露光現像装置が必要であり、工程も大幅
に増加することから、生産性やコストに大きな問題とな
る。

【００１１】したがって、この発明の目的は、十分かつ
安定的に広視野角特性を示し、かつ生産性の向上および
製造コストの低減を図ることができる液晶表示パネルお
よび液晶表示パネルの製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
パネルは、液晶を介して対向配置された一対の基板のう
ち、少なくとも一方の基板表面上の全面に配向膜を形成
し、液晶分子のプレチルト角が配向膜と異なる多数の微
小領域を配向膜上に不規則に分布したことを特徴とする
ものである。

【００１３】このように、液晶分子のプレチルト角が配
向膜と異なる多数の微小領域を配向膜上に不規則に分布
しているので、この微小領域は噴霧装置で対応可能であ
り、従来の露光装置や現像装置などの大型設備は不要で
ある。このため、広視野角化に伴う設備投資や工程の増
加を最小限にでき、製造コストの低減および生産性の向
上を図ることができる。

【００１４】請求項２記載の液晶表示パネルは、請求項
１において、微小領域の平均の大きさを１００平方マイ
クロメートル以上３００００平方マイクロメートル以下
としたものである。例えば、カラーＴＦＴ液晶パネルに
適用した場合に、液体の噴霧、付着によって生じるプレ
チルト角の増加もしくは減少する領域と液体の付着しな
い領域との面積比は上下対称な視野角特性を得るために
５０％程度であることが望ましいが、上記のように配向
膜表面状態が異なる微小領域を３０００平方マイクロメ
ートル以下に設定することにより、１ドット内でも面積
比を５０％程度に制御することができる。このため、ド
ット間で面積比に差がなく視野角を大きくした場合で
も、視野角特性に差が生じてざらつき感が視認されるこ
とはない。また、解像度が比較的低く若干のざらつき感
が許容される場合では、微小領域を３００００平方マイ
クロメートル以下であればよい。また、微小領域を１０
０平方マイクロメートル以上とすることにより、液晶分
子のプレチルト方向が確実に分離される。

【００１５】請求項３記載の液晶表示パネルの製造方法
は、液晶を介して対向配置された一対の基板のうち、少
なくとも一方の基板表面上の全面に配向膜を形成する工
程と、配向膜に液体を噴霧、付着させることによって液
晶分子のプレチルト角が配向膜と異なる多数の微小領域
を配向膜上に不規則に分布する工程とを含むものであ
る。

【００１６】上記の構成により、従来の一般的な液晶表
示パネル製造工程に対し、比較的簡易な噴霧装置のみの
増設で対応可能であり、他の広視野角手法で課題であっ
た工程の増加と多くの設備投資を解消できる。また、現
像工程がないために、配向膜表面の汚染に対しても有利
であり、また噴霧液体を適正化することによって、十分
かつ安定的に広視野角特性を示し、電圧保持率の優れた
高信頼性の液晶表示パネルを製造できる。

【００１７】請求項４記載の液晶表示パネルの製造方法
は、請求項３において、液体がポリイミド溶液であり、
このポリイミド溶液を硬化させた後、配向膜表面を配向
処理するものである。このように、ポリイミド溶液を硬
化させた後、配向膜表面を配向処理することにより、ポ
リイミド溶液が硬化した領域がプレチルト角が異なる微
小領域となる。

【００１８】請求項５記載の液晶表示パネルの製造方法
は、請求項３において、液体に直径１マイクロメートル
から１０マイクロメートルである球状もしくは円柱状の
スペーサを混合し、配向膜表面を配向処理した後、液体
の噴霧により部分的に液滴およびスペーサを付着し、液
体を蒸発させるものである。このように、スペーサを混
合した液体を用いたので、スペーサの散布工程と、配向
膜表面状態を部分的に異ならせる工程とを同時にでき
る。このため、製造工程の減少により、生産性の向上を
図ることができる。

【００１９】請求項６記載の液晶表示パネルの製造方法
は、請求項３または５において、液体がエタノールであ
るものである。エタノールが配向膜表面に付着すること
により、配向状態が変化し、エタノールが蒸発した後も
この状態が維持される。このように、エタノールが蒸発
するので噴霧後に洗浄工程を行わない場合に有効であ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態の液
晶表示パネルおよびその製造方法を図１ないし図５に基
づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態の
広視野角液晶表示パネルの液晶分子の配向状態を示す拡
大断面図である。

【００２１】この液晶表示パネルは主に、一方の基板１
ｂと、他方の基板１ａと、両基板１ａ，１ｂの内面に設
けられた透明電極２ａ，２ｂと、液晶分子６と、透明電
極２ａの内面に設けられた配向膜３と、透明電極２ｂの
内面に設けられた配向膜３よりもプレチルト角の小さい
配向膜４とから構成されており、さらに、配向膜４の内
面に配向膜３よりもプレチルト角の大きい配向膜５が部
分的に設けられている。この場合、液晶分子のプレチル
ト角が配向膜４よりも大きい多数の微小領域（配向膜
５）を配向膜４上に不規則に分布している。

【００２２】また、液晶分子６は一方の基板１ｂから他
方の基板１ａに向かって、右方向に９０度ねじれて配列
しており、液晶分子６のプレチルト方向が層内で扇状に
変化するいわゆるスプレイ配向している。そして、１０
は液晶層中心部、１１は液晶層中心部の液晶分子６のプ
レチルト角φ１、１２は液晶層中心部の液晶分子６のプ
レチルト角φ２、１６は上視角方向、１７は下視角方向
を示している。

【００２３】また、両基板１ａ，１ｂの外側には偏光板
７ａ，７ｂが配置され、両偏光板７ａ，７ｂの偏光軸は
直交（以降クロスニコルと称す）しており、電圧無印加
時は光透過状態（明表示）、電圧印加時には遮光状態
（暗表示）が得られるノーマリーホワイトモードとなっ
ている。この構成において、他方の基板１ａの配向膜３
によるプレチルト角１５（この角度をθとする）と、一
方の基板１ｂのプレチルト角の小さい配向膜４が液晶分
子６と接している部分のプレチルト角１３（この角度を
ψ１とする）と、一方の基板１ｂのプレチルト角の大き
い配向膜５が設けられている部分のプレチルト角１４
（この角度をψ２とする）との関係は次の式で表され
る。

【００２４】 φ＝（ψ＋θ）／２−θ ・・・・・（１） したがって、この実施の形態の場合、一方の基板１ｂの
プレチルト角１３の小さい配向膜４が液晶分子６と接し
ている部分では、θ＞ψ１＞０であるからφ１＜０とな
り、また、一方の基板１ｂのプレチルト角１４の大きい
配向膜５が設けられている部分では、ψ２＞θ＞０であ
るからφ２＞０となる。

【００２５】この液晶表示パネルに電圧を印加すると、
液晶層中心部１０の液晶分子６が約φ１の角度を持って
いた領域では液晶分子６が右上がりすなわち、下視野角
１７の特性を示し、約φ２の角度を持っていた領域では
液晶分子６が左上がりすなわち、上視野角１６の特性を
示す。このように上下両方向の視野角特性を持つ領域
を、視覚の解像度以上に微細なパターンで設置すること
により、液晶表示パネルの視野角特性は２つの領域の特
性が合成され、上下方向においても基板法線方向を中心
としてほぼ対称な特性が可能となり、視野角を大きくし
た場合に生じる階調反転や、黒レベルの劣化を大きく改
善することができる。

【００２６】つぎに、このような構成をもつ液晶表示パ
ネルを製造する方法を以下に示す。まず、ＩＴＯ膜から
なる透明電極２ａが形成された他方の基板１ａ内面に配
向膜３として日本合成ゴム社製のＡＬ−５４１７ポリイ
ミド配向膜をオフセット印刷して全面に塗布し、２００
℃３０分間加熱し、硬化させ、約１０００オングストロ
ームの膜厚を得た。また、同様に透明電極２ｂが形成さ
れた一方の基板１ｂ内面に配向膜４として日本合成ゴム
社製のＡＬ−１０５１ポリイミド配向膜をオフセット印
刷して全面に塗布し、２００℃３０分間加熱し、硬化さ
せ、約１０００オングストロームの膜厚を得た。

【００２７】さらに、前記の配向膜４が全面に形成され
た一方の基板１ｂ内面に、配向膜５を部分的に形成す
る。この形成方法の略図を図２に示す。内面を上にして
配向膜４が全面に形成された一方の基板１ｂを設置し、
この上方から配向膜５となる日本合成ゴム社製のＡＬ−
３０４６ポリイミド配向膜溶液を高圧の窒素ガスを利用
したスプレーガンにて噴霧する。

【００２８】この後、再度２００℃３０分間加熱し、硬
化させることにより、平面形状が略円形であり、１ヶ所
の面積が８００平方マイクロメートルから１００００平
方マイクロメートルの配向膜５を配向膜４上に部分的に
形成することができた。また、配向膜５の平均膜厚は約
２００オングストロームであった。このようにして得ら
れた配向膜５の形状を示す平面図を図３に示す。ここ
で、配向膜４と液晶が接している部分と配向膜５が形成
されている部分の面積比は場所により若干異なるが、４
０：６０から６０：４０となるように制御した。

【００２９】つぎに、上記の両基板１ａ，１ｂを図４に
示すように貼り合わせた時の上下基板１ａ，１ｂの配向
膜３，４，５のラビング方向を示す。他方の基板１ａを
１８の方向に、一方の基板１ｂを１９の方向にレーヨン
布でラビング処理した。この両基板１ａ，１ｂの内面を
向かい合わすようにして、５マイクロメートルの間隙を
設けて貼り合わせ、この間隙にメルク社製の液晶材料Ｚ
ＬＩ−４７９２に右回りのねじれ力を有するカイラル材
料Ｒ−８１１を２％添加したものを注入した。

【００３０】このようにして作成された液晶表示パネル
のプレチルト角はそれぞれ次のようになった。他方の基
板１ａの配向膜３表面のプレチルト角１５すなわちθ＝
３．５度であり、一方の基板１ｂの配向膜４が液晶分子
６と接している部分の配向膜表面のプレチルト角１３す
なわちψ１＝１度であり、一方の基板１ｂの配向膜５が
設けられている部分配向膜表面のプレチルト角１４すな
わちψ２＝６度であった。したがって、液晶層中心部１
０の液晶分子６のプレチルト角はφ１＝−１．２５度、
φ２＝１．２５度となっているものと考えられる。

【００３１】このようにして得られた液晶表示パネルに
電圧を印加した場合と無印加の場合のパネル透過率のコ
ントラスト比に対する視野角依存性を測定したところ、
図５のような特性を示し、また、階調反転角も通常の液
晶表示パネルの２０度程度であるのに対し、この液晶表
示パネルでは４５度に改善され、さらに、パネルの基板
法線に対して上下方向に対称な特性を得ることができ
た。

【００３２】この実施の形態の製造方法は非常に簡易
で、従来の一般的な液晶表示パネル製造工程に対し、比
較的簡易なポリイミド配向膜の噴霧装置のみの増設で対
応可能であり、他の広視野角手法で課題であった工程の
増加と多くの設備投資を解消できる。また、アルカリ現
像液などを使用しないために、配向膜の表面汚染もな
く、電圧保持率の優れた高信頼性の広視野角液晶表示パ
ネルを実現できる。

【００３３】この発明の第２の実施の形態を図６に基づ
いて説明する。図６はこの発明の第２の実施の形態の広
視野角液晶表示パネルの液晶分子の配向状態を示す拡大
断面図である。この液晶表示パネルは、一方の基板１ｂ
と、他方の基板１ａと、両基板１ａ，１ｂの内面に設け
られた透明電極２ａ，２ｂと、液晶分子６と、透明電極
２ａの内面に設けられた配向膜３と、透明電極２ｂの内
面に配向膜３よりもプレチルト角の大きい配向膜５とか
ら構成されており、さらに、配向膜５の表面の一部に表
面改質により配向膜３よりもプレチルト角の小さい領域
５ｂ（改質部分）が設けられている。

【００３４】また、第１の実施の形態と同様に液晶分子
６はスプレイ配向する構成としており、偏光板も同様に
クロスニコルに配置している。この構成において、他方
の基板１ａの配向膜３によるプレチルト角１５（この角
度をθとする）と、一方の基板１ｂの配向膜５の非改質
部分５ａのプレチルト角１４（この角度をψ２とする）
と、一方の基板１ｂの配向膜５の改質部分５ｂのプレチ
ルト角１３（この角度をψ１とする）との関係は同様に
式（１）で表される。

【００３５】したがって、この実施の形態の場合、一方
の基板１ｂの配向膜５の非改質部分５ａでは、ψ２＞θ
＞０であるからφ２＞０となり、また、一方の基板１ｂ
の改質部分５ｂでは、θ＞ψ１＞０であるからφ１＜０
となる。この実施の形態の液晶表示パネルに電圧を印加
すると、液晶層中心部１０の液晶分子６が約φ１の角度
を持っていた領域では液晶分子６が右上がりすなわち、
下視野角１７の特性を示し、約φ２の角度を持っていた
領域では液晶分子６が左上がりすなわち、上視野角１６
の特性を示す。

【００３６】すなわち、第１の実施の形態と同様な原理
により、視野角特性を改善することができる。つぎに、
このような構成をもつ液晶表示パネルを製造する方法を
以下に示す。まず、ＩＴＯ膜からなる透明電極２ａが形
成された他方の基板１ａ内面に配向膜３として日本合成
ゴム社製のＡＬ−５４１７ポリイミド配向膜をオフセッ
ト印刷して全面に塗布し、２００℃３０分間加熱し、硬
化させ、約１０００オングストロームの膜厚を得た。ま
た、同様に透明電極２ｂが形成された一方の基板１ｂ内
面に配向膜５として日本合成ゴム社製のＡＬ−３０４６
ポリイミド配向膜をオフセット印刷して全面に塗布し、
２００℃３０分間加熱し、硬化させ、約１０００オング
ストロームの膜厚を得た。

【００３７】さらに、前記の配向膜５が全面に形成され
た一方の基板１ｂ内面に部分的に、表面改質を施す。内
面を上にして配向膜５が全面に形成された一方の基板１
ｂを設置し、この上方から改質材としてアルカリ水溶液
であるフォトレジスト用現像液ＮＭＤ−３（東京応化
製）を高圧の窒素ガスを利用したスプレーガンにて噴霧
する。

【００３８】この後、常温にて３０分間放置し、純水に
て５分間流水洗浄して、加熱乾燥させることにより、領
域の形状が略円形であり、１ヶ所の面積が３００平方マ
イクロメートルから３０００平方マイクロメートルの改
質部分５ｂを配向膜５上に部分的に形成することができ
た。また、フォトレジスト用現像液に含まれるアルカリ
成分は前記の流水洗浄にて完全に除去することができ
た。

【００３９】つぎに、上記の両基板１ａ，１ｂを、第１
の実施の形態と同様に図４に示す方向にレーヨン布でラ
ビング処理し、両基板１ａ，１ｂの内面を向かい合わす
ようにして、５マイクロメートルの間隙を設けて貼り合
わせ、第１の実施の形態と同様の液晶材料を注入するこ
とにより、この液晶表示パネルのプレチルト角はそれぞ
れ次のようになった。

【００４０】他方の基板１ａの配向膜３表面のプレチル
ト角１５すなわちθ＝３．５度であり、他方の基板１ｂ
の配向膜５の非改質部分５ａの配向膜表面のプレチルト
角１４すなわちψ２＝６度であり、改質部分５ｂの配向
膜表面のプレチルト角１３すなわちψ１＝１．５度であ
った。したがって、液晶層中心部１０の液晶分子６のプ
レチルト角はφ２＝１．２５度、φ１＝−０．５度とな
っているものと考えられる。

【００４１】この実施の形態では低粘度のアルカリ水溶
液を噴霧するために、１ヶ所の表面改質部分の面積を小
さく制御しやすい。したがって、プレチルト角の異なる
領域を高密度に形成できるために、画素ドットピッチ１
００マイクロメートル以下のような高精細の液晶表示パ
ネルの広視野角化に適している。その他、第１の実施の
形態と同様の効果が得られる。

【００４２】この発明の第３の実施の形態を図７に基づ
いて説明する。図７はこの発明の第３の実施の形態の広
視野角液晶表示パネルの拡大断面図である。この液晶表
示パネルは、一方の基板１ｂと、他方の基板１ａと、両
基板１ａ，１ｂの内面に設けられた透明電極２ａ，２ｂ
と、液晶分子６と、透明電極２ａの内面に設けられた配
向膜３と、透明電極２ｂの内面に配向膜３よりもプレチ
ルト角の大きい配向膜５と、両基板１ａ，１ｂ間に液晶
層となる間隙を形成するためのスペーサ８から構成され
ており、さらに、配向膜５の表面の一部に表面改質によ
り配向膜３よりもプレチルト角の小さい領域（改質部
分）５ｂが設けられている。

【００４３】この実施の形態のプレチルト角構成、広視
野角原理は第２の実施の形態と同じであるが、製造方法
が異なるので、この製造方法を以下に示す。まず、ＩＴ
Ｏ膜からなる透明電極２ａが形成された他方の基板１ａ
内面に配向膜３として日本合成ゴム社製のＡＬ−５４１
７ポリイミド配向膜をオフセット印刷して全面に塗布
し、２００℃３０分間加熱し、硬化させ、約１０００オ
ングストロームの膜厚を得た。また、同様に透明電極２
ｂが形成された一方の基板１ｂ内面に配向膜５として日
本合成ゴム社製のＡＬ−３０４６ポリイミド配向膜をオ
フセット印刷して全面に塗布し、２００℃３０分間加熱
し、硬化させ、約１０００オングストロームの膜厚を得
た。

【００４４】つぎに、上記の両基板１ａ，１ｂを図４に
示す方向にレーヨン布でラビング処理を施した。さら
に、直径５マイクロメートルの球状樹脂スペーサ８とし
て日本触媒製のＧＰ−Ｈ５０を用いこれとエタノールの
混合したものを、ラビングを施した一方の基板１ｂの配
向膜５上に窒素ガスによりスプレーガンにて噴霧する。
このとき、エタノールが蒸発しない状態で基板に付着す
るよう、スプレーガンのノズル形状や、窒素ガス圧力、
基板１ｂとの距離、スペーサ８とエタノールの混合比を
調節する。この実施の形態では、スプレーガンのノズル
径０．１ミリメートル、窒素ガス圧３気圧、基板１ｂと
の距離を５０センチメートル、スペーサ８が１グラムに
つきエタノールを１．２リットルの割合で混合した。こ
の後、基板１ｂをホットプレート上にて加熱し、エタノ
ール蒸発させる。

【００４５】この作業により、エタノールがスペーサ８
近傍に加え、スペーサのない部分にも付着する。エタノ
ールの配向膜に及ぼす影響はわずかであるが、ラビング
処理した配向膜５表面にエタノールが付着することによ
り、配向状態が変化し、エタノールが蒸発した後もこの
状態が維持される。すなわち、エタノール付着部分が表
面改質されることになる。

【００４６】ここで、スペーサ８の基板１ｂ上の分布密
度は平方ミリメートルあたり１００個程度とし、エタノ
ールによる表面改質面積は表示面積の約５０％となるよ
うにした。この後、両基板１ａ，１ｂの内面を向かい合
わすようにして貼り合わせ、スペーサ８によって形成さ
れた間隙にメルク社製の液晶材料ＺＬＩ−４７９２に右
回りのねじれ力を有するカイラル材料Ｒ−８１１を２％
添加したものを注入した。

【００４７】この液晶表示パネルのプレチルト角はそれ
ぞれ次のようになった。他方の基板１ａの配向膜３表面
のプレチルト角１５すなわちθ＝３．５度であり、一方
の基板１ｂの配向膜５の非改質部分５ａの配向膜表面の
プレチルト角１４すなわちψ２＝６度であり、改質部分
５ｂの配向膜表面のプレチルト角１３すなわちψ１＝１
度であった。したがって、液晶層中心部１０の液晶分子
６のプレチルト角はφ２＝１．２５度、φ１＝−１．２
５度となっているものと考えられる。

【００４８】この実施の形態は、スペーサ８の散布工程
と、配向膜５の表面改質工程を同工程で実施しているた
めに、従来の液晶表示パネルの製造工程数の増加と設備
の増設が全く不要であり、かつ簡易に性能の優れた広視
野角液晶表示パネルを実現できる。表面改質のためにこ
の実施の形態ではエタノールを用いたが、他の溶剤を用
いても良いが、塗布後に洗浄工程がないために、アルカ
リイオンなど不純物となる原子の含まれていない、溶剤
を選択することが必要である。

【００４９】以上単純なネマティック液晶表示パネルに
対して説明してきたが、図８に示すように、一方の基板
上に、マトリクス状に複数設けられた画素毎に透明画素
電極に印加する電圧を制御するためのＴＦＴ２１を備
え、もう一方の基板には、赤緑青色からなるカラーフィ
ルターと、各色を分離すると共にＴＦＴ２１や配線部を
遮光するためのＣｒ薄膜から成るブラックマトリクス２
２を設けたカラーＴＦＴ液晶パネルに適用することによ
り、ＣＲＴに匹敵する優れた画質の広視野角液晶表示パ
ネルを実現できる。

【００５０】図８にこの液晶表示パネルをカラーＴＦＴ
液晶パネルに適用した場合の拡大平面図を示す。このよ
うに、液体の噴霧、付着によって生じるプレチルト角の
増加もしくは減少する領域２４と液体の付着しない領域
２３との面積比は上下対称な視野角特性を得るために５
０％程度であることが望ましいが、これは、１ドット内
でも面積比を５０％程度に制御することが望ましい。な
ぜならば、ドット間で面積比に差が有ると視野角を大き
くした場合に、視野角特性に差が生じてざらつき感が視
認されるためである。

【００５１】解像度の比較的高いＴＦＴ液晶パネルの場
合では、画素ドットの配列ピッチは１００マイクロメー
トル程度であり、これを全ての画素ドットにおいて前記
面積比が４０：６０から６０：４０の間にするために
は、液体の噴霧、付着によって生じるプレチルト角の増
加もしくは減少する領域２４の１ヵ所の面積は３０００
平方マイクロメートル以下であることが必要である。

【００５２】したがって、液体の噴霧、付着によって生
じるプレチルト角の増加もしくは減少する領域２４の１
ヵ所の面積は極力小さい方がドット間の均一性が得られ
るが、逆に１ヵ所の面積が小さすぎると液晶分子６のプ
レチルト方向が分離されなくなるので、我々の検討で
は、最小１００平方マイクロメートルの面積が必要であ
ることがわかった。

【００５３】なお、解像度の比較的低い液晶表示パネル
の場合や、若干のざらつきが許容される場合では、液体
の噴霧、付着によって生じるプレチルト角の増加もしく
は減少する領域２４の１ヵ所の面積は３００００平方マ
イクロメートル程度以下であれば良い。

【００５４】

【発明の効果】請求項１記載の液晶表示パネルによれ
ば、上下方向に対する視覚特性を対称にするため近接し
た微小領域間で液晶分子のプレチルト角が部分的に異な
る構成とするために、液晶分子のプレチルト角が配向膜
と異なる多数の微小領域を配向膜上に不規則に分布して
いるので、この微小領域は噴霧装置で対応可能であり、
従来の露光装置や現像装置などの大型設備は不要であ
る。このため、広視野角化に伴う設備投資や工程の増加
を最小限にでき、製造コストの低減および生産性の向上
を図ることができる。

【００５５】請求項２では、例えば、カラーＴＦＴ液晶
パネルに適用した場合に、液体の噴霧、付着によって生
じるプレチルト角の増加もしくは減少する領域と液体の
付着しない領域との面積比は上下対称な視野角特性を得
るために５０％程度であることが望ましいが、上記のよ
うに配向膜表面状態が異なる微小領域を３０００平方マ
イクロメートル以下に設定することにより、１ドット内
でも面積比を５０％程度に制御することができる。この
ため、ドット間で面積比に差がなく視野角を大きくした
場合でも、視野角特性に差が生じてざらつき感が視認さ
れることはない。また、解像度が比較的低く若干のざら
つき感が許容される場合では、微小領域を３００００平
方マイクロメートル以下であればよい。また、微小領域
を１００平方マイクロメートル以上とすることにより、
液晶分子のプレチルト方向が確実に分離される。

【００５６】請求項３の液晶表示パネルの製造方法によ
れば、請求項１と同様に従来の一般的な液晶表示パネル
製造工程に対し、比較的簡易な噴霧装置のみの増設で対
応可能であり、他の広視野角手法で課題であった工程の
増加と多くの設備投資を解消できる。また、現像工程が
ないために、配向膜表面の汚染に対しても有利であり、
また噴霧液体を適正化することによって、十分かつ安定
的に広視野角特性を示し、電圧保持率の優れた高信頼性
の液晶表示パネルを製造できる。

【００５７】請求項４では、ポリイミド溶液を硬化させ
た後、配向膜表面を配向処理することにより、ポリイミ
ド溶液が硬化した領域がプレチルト角が異なる微小領域
となる。請求項５では、スペーサを混合した液体を用い
たので、スペーサの散布工程と、配向膜表面状態を部分
的に異ならせる工程とを同時にできる。このため、製造
工程の減少により、生産性の向上を図ることができる。

【００５８】請求項６では、エタノールが配向膜表面に
付着することにより、配向状態が変化し、エタノールが
蒸発した後もこの状態が維持される。このように、エタ
ノールが蒸発するので噴霧後に洗浄工程を行わない場合
に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態における広視野角
液晶表示パネルの液晶分子の配向状態を示す拡大断面図
である。

【図２】この発明の第１の実施の形態の製造方法におけ
る配向膜の噴霧方法を示す簡略図である。

【図３】この発明の第１の実施の形態の基板上の配向膜
付着形状を示す簡略図である。

【図４】この発明の第１の実施の形態の上下基板のラビ
ング方向を示す説明図である。

【図５】この発明の第１の実施の形態の広視野角液晶表
示パネルのコントラスト比に対する視野角依存性を示す
グラフである。

【図６】この発明の第２の実施の形態における広視野角
液晶表示パネルの液晶分子の配向状態を示す拡大断面図
である。

【図７】この発明の第３の実施の形態における広視野角
液晶表示パネルの拡大断面図である。

【図８】この発明の実施の形態の液晶表示パネルをカラ
ーＴＦＴ液晶パネルに適用した場合の一部の拡大平面図
である。

【図９】従来例を示す配向分割方式の広視野角液晶表示
パネルの液晶分子の配向状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ａ 他方の基板 １ｂ 一方の基板 ２ａ 透明電極 ２ｂ 透明電極 ３ 配向膜 ４ 配向膜 ５ 配向膜 ６ 液晶分子 ７ａ 偏光板 ７ｂ 偏光板 ８ スペーサ １１ プレチルト角φ１ １２ プレチルト角φ２ １３ プレチルト角ψ１ １４ プレチルト角ψ２ １５ プレチルト角θ ２１ ＴＦＴ ２２ ブラックマトリクス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を介して対向配置された一対の基板
   のうち、少なくとも一方の基板表面上の全面に配向膜を
   形成し、液晶分子のプレチルト角が前記配向膜と異なる
   多数の微小領域を前記配向膜上に不規則に分布したこと
   を特徴とする液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 微小領域の平均の大きさを１００平方マ
   イクロメートル以上３００００平方マイクロメートル以
   下とした請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 【請求項３】 液晶を介して対向配置された一対の基板
   のうち、少なくとも一方の基板表面上の全面に配向膜を
   形成する工程と、前記配向膜に液体を噴霧、付着させる
   ことによって液晶分子のプレチルト角が前記配向膜と異
   なる多数の微小領域を前記配向膜上に不規則に分布する
   工程とを含む液晶表示パネルの製造方法。
4. 【請求項４】 液体がポリイミド溶液であり、このポリ
   イミド溶液を硬化させた後、配向膜表面を配向処理する
   請求項３記載の液晶表示パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 液体に直径１マイクロメートルから１０
   マイクロメートルである球状もしくは円柱状のスペーサ
   を混合し、配向膜表面を配向処理した後、前記液体の噴
   霧により部分的に液滴およびスペーサを付着し、前記液
   体を蒸発させる請求項３記載の液晶表示パネルの製造方
   法。
6. 【請求項６】 液体がエタノールである請求項３または
   ５記載の液晶表示パネルの製造方法。