JPH1039317A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視角特性の良好な液晶表示装置とその製造方
法を提供する。 【解決手段】 表面に画素電極が形成されたガラス基板
１ａに、融点１９０度、直径５μｍのスペーサ３を散布
後、２００度で３分間加熱し、スペーサ３を基板に固定
する。次に、配向膜４を塗布し、１８０度で１０分焼成
を行い、硬化させた後、ラビング処理を行う。この時、
配向膜４の下部にスペーサ３が配置されているため、ス
ペーサ３による段差の影響によりラビング条件が異なる
領域ができ、複数のラビング状態が生じる。その結果、
１つの画素の中に、複数の異なる配向状態の領域が形成
され、画素領域内の微小領域で配向する液晶のプレティ
ルト角を変化させることができるため、広視野角化が図
られ、視角特性の良好な液晶表示装置が得られる。

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、液晶表示装置と
その製造方法、特にその視角特性の向上に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、 一対の対向する透明電
極を有する透明絶縁性基板の間に液晶を挿入したパネル
からなる。この基板表面には液晶を配向させるための配
向膜が形成されている。液晶の配向方向を上下基板で９
０度ツイストしたものをツイストネマチック（ＴＮ）モ
ードと言い、片側基板にアクティブマトリクス素子を形
成した液晶表示素子に主として使用されている。上下基
板の外側に２枚の偏光板をその偏光方向が互いに直行す
るように配置したノーマリーホワイトモードでは、液晶
分子が９０度ツイストしているため入射光は螺旋状に９
０度ツイストし、光が透過する。電圧を印加すると、光
の旋光作用が弱まり入射光が液晶セルを透過し難くなり
黒表示が得られる。このような、入射光のＯＮ−ＯＦＦ
を用い、画像の表示が行われている。

【０００３】液晶の配向制御を行うための配向膜の形成
工程においては、配向膜は主としてポリイミドが用いら
れ、ポリイミド溶液を基板に転写後、乾燥、焼成し、配
向膜を形成する。その後、ラビング処理、スペーサ散布
工程等を経て、一対のガラス基板を張り合わせ、液晶注
入、封止により液晶表示装置が形成される。従来の液晶
表示装置の製造工程では、例えば特開平５ー２１００９
９号公報に示されているように、配向膜を２重に転写
し、パターニングすることにより、上下基板の液晶分子
のプレティルト角を微小領域で変化させて視野角を拡大
する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】配向膜の表面状態が均
一に形成された従来の液晶表示装置では、液晶が一定方
向に均一に配向する。液晶分子は、プレティルト角を有
しているため立ち上がり方向が統一されるため、画面を
見る方向によりコントラストが異なり、視角特性が不均
一になる。このため、従来の液晶表示装置は一般的に視
野角が狭く、斜め方向から眺めたときにコントラストが
低下し、階調反転として観察されるという問題を持って
いる。特に、近年、液晶表示装置の大型化が進み、同一
の観察点から表示面の上下左右端を眺めた場合でさえ表
示に差が見られ、視野角の拡大が求められている。視野
角を拡大するために特開平５ー２１００９９号公報に示
された方法では、上下基板の液晶分子のプレティルト角
を微小領域で変化させるために、配向膜を２重に転写
し、パターニングする必要があり、配向膜形成工程が非
常に複雑になるという問題があった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、液晶表示装置の広視野角化を
図り、視角特性の良好な液晶表示装置とその製造方法を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる液晶表
示装置は、絶縁性基板上に画素電極および対向電極が各
別に設けられた一対の電極基板と、電極基板のいずれか
一方の表面に固定されたスペーサと、スペーサが固定さ
れた電極基板および他方の電極基板表面に塗布形成され
た配向膜と、電極基板間に配向膜を介して配置された液
晶を備え、配向膜は、その下部に固定されたスペーサに
より段差が形成され、この段差近傍に配置される液晶
が、複数の配向状態を示すようにしたものである。ま
た、スペーサは、表面層が内部層よりも１０度以上融点
の低い材料よりなる２重構造とするものである。

【０００７】また、絶縁性基板上に画素電極および対向
電極が各別に設けられた一対の電極基板のいずれか一方
にスペーサを散布後、加熱によりスペーサの一部表面を
融解し基板表面に接着させる工程と、スペーサが固定さ
れた電極基板および他方の電極基板表面に配向膜を形成
する工程と、配向膜が形成された一対の電極基板にラビ
ング処理を施す工程とを含んで製造するようにしたもの
である。さらに、スペーサは、表面層が内部層よりも１
０度以上融点の低い材料よりなる２重構造であり、散布
後の加熱温度は表面層の融点よりも高く、内部層の融点
よりも低い温度に設定するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１である液晶
表示装置の液晶の配向状態を示す部分拡大断面図であ
る。図において、１ａ、１ｂはガラス基板、２は液晶、
３はスペーサ、４はガラス基板１ａ、１ｂそれぞれに塗
布形成された配向膜、５は画素電極、６は対向電極をそ
れぞれ示す。

【０００９】本実施の形態による液晶表示装置の製造工
程について説明する。まず、表面に画素電極が形成され
たガラス基板１ａに、融点１９０度、直径５μｍのスペ
ーサ３を散布し、２００度で３分間加熱する。スペーサ
３は、２枚のガラス基板１ａ、１ｂの間隔を一定に保つ
働きを持つ。本実施の形態では、融点が１９０度のスペ
ーサ３を用いているので、２００度で加熱することによ
りスペーサ３の表面が一部融解し、接着剤として作用
し、スペーサ３がガラス基板１ａに固定される。次に、
ガラス基板１ａを室温に冷却した後、ガラス基板１ａ、
１ｂの両方にスピンコート法により、液晶２を配向させ
るための配向膜４を塗布し、１８０度で１０分焼成を行
い、配向膜４を硬化させる。その後、ラビング処理を行
い、２枚のガラス基板１ａ、１ｂを張り合わせ、ラビン
グ方向によって決まるツイスト方向を有する液晶２を注
入し、所望のパネルを作製する。

【００１０】このようにして作製された液晶表示装置に
おいては、ラビング処理の際に、ガラス基板１ａ側の配
向膜４の下部にスペーサ３が配置されているため、スペ
ーサ３による段差の影響によりラビング条件が異なる領
域ができ、複数のラビング状態が生じる。その結果、１
つの画素の中に、複数の異なる配向状態の領域が形成さ
れる。例えば、図１に示す領域Ａが正配向領域であると
仮定すると、領域Ｂは逆配向領域となり、表示画素領域
内で、正配向領域と逆配向領域が混在するようになる。
この時、スペーサ３の大きさは直径５μｍと大変小さい
ので、スペーサ３によって形成される配向状態の異なる
領域も画素の大きさに対して十分に小さく、１つの画素
内に複数のプレティルト角を有する領域が複数個存在す
るようになる。

【００１１】以上のように、本実施の形態によれば、ス
ペーサ３散布後のガラス基板１ａに配向膜４を形成後、
ラビング処理を行ったので、スペーサ３の段差の影響に
より、配向膜４は微小領域で複数のラビング状態を有す
る。このため、表示画素領域内の微小領域で配向する液
晶のプレティルト角を変化させることができるため、広
視野角化が達成され、視角特性の良好な液晶表示装置が
得られる。

【００１２】実施の形態２．実施の形態１では、スペー
サ３として融点１９０度、直径５μｍのものを用いた
が、加熱によりスペーサ３の表面の一部を融解し、ガラ
ス基板１ａに接着させる工程においては、加熱時間によ
りスペーサ３の大きさを制御する必要がある。本実施の
形態では、より簡単、正確にスペーサ３の大きさを制御
し、且つ確実にガラス基板１ａに固定するため、表面に
融点の低い樹脂をコーティングしたスペーサ３３を用い
るものである。図２は、本実施の形態で用いられるスペ
ーサを示す断面図、図３は図２に示すスペーサが画素電
極付きガラス基板表面に接着している状態を示す断面図
である。図において３３は２種類の樹脂３ａ、３ｂより
なるスペーサで、３ａは、融点１８０度、直径約５μ
ｍ、３ｂは融点１００度、厚さ約０. ５μｍである。な
お、本実施の形態による液晶表示装置は、実施の形態１
に示す液晶表示装置（図１）と同様の構成である。な
お、ここではスペーサが画素電極上に接着している状態
を示しているが、必ずしも画素電極上にある必要がない
のは明白である。

【００１３】本実施の形態による液晶表示装置の製造工
程について説明する。まず、表面に画素電極が形成され
たガラス基板に、融点１８０度の樹脂３ａの周りを融点
１００度の樹脂３ｂでコーティングした、直径５. ５μ
ｍのスペーサ３３を散布し、１２０度で３分間加熱す
る。スペーサ３３は、２枚のガラス基板の間隔を一定に
保つ働きを持つ。本実施の形態では、融点が１００度の
樹脂３ｂでコーティングされたスペーサ３３を用いてい
るので、１２０度で加熱することにより樹脂３ｂが融解
し、接着剤として作用し、図３に示すような状態でスペ
ーサ３３がガラス基板に確実に固定される。次に、基板
を室温に冷却後、スピンコート法により、液晶を配向さ
せるための配向膜を塗布し、１８０度で１０分焼成を行
い、配向膜を硬化させる。その後、ラビング処理を行
い、２枚のガラス基板を張り合わせ、ラビング方向によ
って決まるツイスト方向を有する液晶を注入し、所望の
パネルを作製する。

【００１４】このようにして作製された液晶表示装置に
おいては、ラビング処理の際に、配向膜の下部にスペー
サ３３が配置されているため、スペーサ３３による段差
の影響によりラビング条件が異なる領域ができ、複数の
ラビング状態が生じる。その結果、１つの画素の中に、
複数の異なる配向状態の領域が形成され、実施の形態１
と同様の効果が得られる。さらに、スペーサ３３の表面
層の樹脂３ｂの融点が、内部層の樹脂３ａの融点よりも
低いため、表面層の樹脂３ｂの融点より高く且つ内部層
の樹脂３ａの融点よりも低い温度で加熱後冷却すること
により、スペーサ３３の必要な大きさを確保しつつ、確
実に基板表面に接着させ、配向膜塗布、ラビング工程に
おいてもスペーサ３３の剥がれを防ぐことができる。な
お、本実施の形態では、内部層の樹脂３ａと表面層の樹
脂３ｂの融点の差を８０度としたが、概ね１０度以上の
差があればよい。

【００１５】なお、上記実施の形態１および２におい
て、配向膜４の塗布をスピンコート法により行ったが、
転写機による転写または印刷法等でも良く、同様の効果
が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スペ
ーサが固定された電極基板表面に配向膜を塗布形成する
ことにより、配向膜に段差が形成され、この段差近傍に
配置される液晶が微小領域で複数の配向状態を示すよう
にしたので、広視野角化が図られ、視角特性の良好な液
晶表示装置が得られる効果がある。

【００１７】また、この発明の液晶表示装置の製造方法
によれば、スペーサを散布後、加熱によりスペーサを基
板表面に接着させた後、配向膜を形成し、ラビング処理
を行うという簡単な工程により広視野角化が図られ、視
角特性の良好な液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である液晶表示装置
の液晶の配向状態を示す部分拡大断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２で用いられるスペー
サの断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２で用いられるスペー
サが基板表面に接着している状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ ガラス基板、２ 液晶、３、３３ スペー
サ、４ 配向膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊島 明樹 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 大谷 新樹 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 三宅 史郎 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板上に画素電極および対向電極
   が各別に設けられた一対の電極基板、 上記電極基板のいずれか一方の表面に固定されたスペー
   サ、 上記スペーサが固定された電極基板および他方の電極基
   板表面に塗布形成された配向膜、 上記電極基板間に上記配向膜を介して配置された液晶を
   備え、上記配向膜は、その下部に固定された上記スペー
   サにより段差が形成され、この段差近傍に配置される上
   記液晶が、複数の配向状態を示すようにしたことを特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 スペーサは、表面層が内部層よりも１０
   度以上融点の低い材料よりなる２重構造であることを特
   徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 絶縁性基板上に画素電極および対向電極
   が各別に設けられた一対の電極基板のいずれか一方にス
   ペーサを散布後、加熱により上記スペーサの一部表面を
   融解し上記基板表面に接着させる工程、スペーサが固定
   された電極基板および他方の電極基板表面に配向膜を形
   成する工程、配向膜が形成された一対の電極基板にラビ
   ング処理を施す工程を含むことを特徴とする液晶表示装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】 スペーサは、表面層が内部層よりも１０
   度以上融点の低い材料よりなる２重構造であり、散布後
   の加熱温度は上記表面層の融点よりも高く、上記内部層
   の融点よりも低い温度に設定することを特徴とする請求
   項３記載の液晶表示装置の製造方法。