JPH1115000A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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JPH1115000A
JPH1115000A JP9170370A JP17037097A JPH1115000A JP H1115000 A JPH1115000 A JP H1115000A JP 9170370 A JP9170370 A JP 9170370A JP 17037097 A JP17037097 A JP 17037097A JP H1115000 A JPH1115000 A JP H1115000A
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crystal display
substrate
alignment film
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Hitoshi Fukushima
均 福島
Kanemitsu Kubota
兼充 久保田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動電圧が比較的低く、光散乱性、光透過性
およびコントラスト比が従来の反射型液晶表示装置より
高い液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の基板(10、60)の間に液晶層(70)が
挟持されて構成される液晶表示装置(1)において、基板
のうち少なくとも一方の基板(10)の液晶層側の面には、
直鎖構造の硫黄化合物分子により形成された単分子膜を
含む垂直配向膜(31)と、異なる直鎖構造の硫黄化合物分
子またはシステインの弗素誘導体等により形成される水
平配向膜(32)とを備える。従来と異なる配向制御膜を提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に、液晶分子を良好に配向させることができる配
向膜を備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、微小電力で動作
させることができるため、ウォッチ、卓上計算機、携帯
用機器等の表示デバイスとして用いられる。
【０００３】従来の明るい画像を表示する反射型液晶表
示装置として、特公平３−５２８４３号公報や、特開昭
６３−２７１２３３号公報に記載されている装置があっ
た。これら液晶表示装置は、高分子分散型（ＰＤＬＣ
型）液晶表示装置とも呼ばれ、液晶層として、高分子樹
脂をネマチック液晶に混合した液晶材料を二枚の基板間
に封入して構成される。ネマチック液晶材が有する複屈
折性に起因する二つの屈折率のうち一方の屈折率と、高
分子樹脂の屈折率とを一致させて構成される。
【０００４】電圧印加時の液晶材の屈折率と高分子樹脂
の屈折率とを略同一にした場合、液晶表示装置の基板間
に電圧が印加されない状態では、液晶材と高分子樹脂材
との界面で入射光の屈折や反射が生じ結果として入射光
は散乱される。よって、外部からは白濁（白色）して観
察される。
【０００５】一方、液晶表示装置の基板間に電圧を印加
した状態では、液晶材の屈折率と高分子樹脂材との屈折
率が略同一となるため入射光の屈折や反射が起こらず、
入射光は透過し、光吸収層で吸収されてしまう。よっ
て、外部からは黒色に観察される。
【０００６】しかし、上記従来の液晶表示装置は、以下
に述べるような幾つかの不都合があった。
【０００７】（１） 駆動電圧が高い点 従来の液晶表示装置では、誘電率が１０〜１５と比較的
高い液晶材と誘電率が約３と比較的低い高分子樹脂材と
の間で、印加電圧が分圧される。電圧は、誘電率が低い
方により多く分圧されるので、液晶材には相対的に低い
電圧しか印加されない。画像表示には、電圧印加により
液晶分子の分子長軸を基板の垂直方向や水平方向に切り
替える制御が必要とされる。このため、液晶分子の切り
替えを制御するのに十分な電圧を与えようとすれば、液
晶表示装置全体で約１０ボルト以上という高い駆動電圧
が必要とされる。ツイストネマチック型の液晶表示装置
の駆動電圧が３ボルト程度であることと比較すれば、従
来の液晶表示装置が如何に多くの消費電力を要するかが
判る。
【０００８】（２） 後方散乱度が低い点 後方散乱度とは、入射光が光散乱状態の液晶層で光散乱
を受け、観察者側に戻ってくる散乱光の割合をいう。こ
の値が高い程明るい表示となる。
【０００９】従来の液晶表示装置では、この後方散乱度
は高くても約２０％程度であった。新聞紙の白地部分の
後方散乱度が約７０％であることと比較すれば、従来の
液晶表示装置が如何に暗いかが判る。後方散乱度を高め
るには、液晶層の厚みを増やしたり、高分子樹脂の濃度
を高めればよいが、これらの措置を採ると駆動電圧がさ
らに高くなってしまう。満足しうる後方散乱度を得よう
とすれば、約３０ボルト以上の駆動電圧が必要となって
しまい、ますます消費電力が増大することになる。
【００１０】したがって、液晶材と樹脂材との混合構造
以外の構造で反射型液晶表示装置を構成できれば、又
は、上記高分子樹脂の濃度や液晶層の厚みを増やす事無
く後方散乱度を高める事ができれば、上記不都合を解消
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
不都合に鑑み、従来とは異なる配向制御膜を備えること
により反射型液晶表示装置を実現するものである。
【００１２】すなわち、本発明の第１の課題は、従来の
高分子分散型液晶表示装置のように液晶材と高分子樹脂
材との混合構造を用いずに、駆動電圧が比較的低い反射
型液晶表示装置を提供することである。
【００１３】また、本発明の第２の課題は、上記混合構
造による光の減衰がなく、光散乱性、光透過性およびコ
ントラスト比を従来より向上させた反射型液晶表示装置
を提供することである。
【００１４】また、本発明の第３の課題は、前記混合構
造に於いて、液晶層の厚みや高分子樹脂材料の濃度を増
やしたりする事無く、すなわち、駆動電圧を上げること
無く後方散乱度を高め、従来より明るい反射型液晶表示
装置を提供することである。また、本発明の第４の課題
は、従来の配向膜より磨耗に強く、容易かつ安価に製造
することのできる配向制御膜を備えた液晶表示装置およ
びその製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、一対の基板の間に液晶層が挟持されて構成され
る液晶表示装置において、基板のうち少なくとも一方の
基板の液晶層側の面には、直鎖構造の硫黄化合物分子に
より形成された単分子膜を含む垂直配向膜を備えたこと
を特徴とする液晶表示装置である。
【００１６】請求項２に記載の発明によれば、一対の基
板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置に
おいて、基板のうち少なくとも一方の基板の液晶層側の
面には、直鎖構造の異なる複数種類の硫黄化合物または
非直鎖構造の硫黄化合物のいずれかにより形成された分
子膜を含む水平配向膜を備えたことを特徴とする液晶表
示装置である。
【００１７】請求項３に記載の発明によれば、一対の基
板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置に
おいて、基板のうち少なくとも一方の基板の液晶層側の
面には、直鎖構造の硫黄化合物分子により形成された単
分子膜を含む垂直配向膜と、直鎖構造の異なる複数種類
の硫黄化合物または非直鎖構造の硫黄化合物のいずれか
により形成された分子膜を含む水平配向膜と、を備え、
垂直配向膜と水平配向膜とが複数配置されたことを特徴
とする液晶表示装置である。
【００１８】請求項４に記載の発明によれば、基板のう
ち他方の基板の液晶側の面には、当該面に接する液晶分
子の分子長軸を垂直に配向させる垂直配向膜を備えた請
求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装
置である。
【００１９】請求項５に記載の発明によれば、基板のう
ち他方の基板の液晶側の面には、当該面に接する液晶分
子の分子長軸を水平に配向させる水平配向膜を備えた請
求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装
置である。
【００２０】請求項６に記載の発明によれば、前記液晶
層には、少なくともネマチック液晶材料を用いる請求項
１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置で
ある。
【００２１】請求項７に記載の発明によれば、前記液晶
層には、少なくともネマチック液晶材料に高分子樹脂材
料を加えた混合材料を用いる請求項１乃至請求項３のい
ずれか一項に記載の液晶表示装置である。
【００２２】請求項８に記載の発明によれば、垂直配向
膜を形成する硫黄化合物分子は、直鎖構造の硫黄化合物
である請求項１または請求項３のいずれか一項に記載の
液晶表示装置である。
【００２３】請求項９に記載の発明によれば、水平配向
膜を形成する硫黄化合物分子は、直鎖構造の異なる複数
種類の硫黄化合物または非直鎖構造の硫黄化合物である
請求項２または請求項３のいずれか一項に記載の液晶表
示装置である。
【００２４】請求項１０に記載の発明によれば、硫黄化
合物分子は、アルカンチオールまたはその誘導体である
請求項８に記載の液晶表示装置である。
【００２５】請求項１１に記載の発明によれば、硫黄化
合物分子は、直鎖構造の異なる複数種類のアルカンチオ
ール、その弗素誘導体またはシステインの弗素誘導体で
ある請求項９に記載の液晶表示装置である。
【００２６】請求項１２に記載の発明によれば、一対の
基板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置
の製造方法において、基板のうち少なくとも一方の基板
の液晶層側の面に、金属層を形成する工程と、金属層が
形成された基板を、直鎖構造の硫黄化合物を溶解した溶
液に浸漬し、垂直配向膜を形成する工程と、垂直配向膜
が形成された基板と所定の配向性処理が施された他方の
基板との間に、液晶材料を封入する工程と、を備えた液
晶表示装置の製造方法である。
【００２７】請求項１３に記載の発明によれば、一対の
基板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置
の製造方法において、基板のうち少なくとも一方の基板
の液晶層側の面に、金属層を形成する工程と、金属層が
形成された基板を、直鎖構造の異なる複数種類の硫黄化
合物または非直鎖構造の硫黄化合物のいずれかを溶解し
た溶液に浸漬し、水平配向膜を形成する工程と、水平配
向膜が形成された基板と所定の配向性処理が施された他
方の基板との間に、液晶材料を封入する工程と、を備え
た液晶表示装置の製造方法である。
【００２８】請求項１４に記載の発明によれば、一対の
基板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置
の製造方法において、前記基板のうち少なくとも一方の
基板の前記液晶層側の面に、金属層を形成する工程と、
前記金属層が形成された基板を、直鎖構造の硫黄化合物
を溶解した溶液に浸漬し、垂直配向膜を形成する工程
と、前記垂直配向膜が形成された基板のうち、垂直配向
膜として残すべき領域をマスクし、マスクされた基板に
光線を照射する工程と、前記マスクがされず前記光線に
より酸化させられた領域の硫黄化合物を洗浄して除去す
る工程と、前記硫黄化合物が除去された基板を、直鎖構
造の異なる複数種類の硫黄化合物または非直鎖構造の硫
黄化合物のいずれかを溶解した溶液に浸漬し、前記硫黄
化合物が除去された領域に水平配向膜を形成する工程
と、前記垂直および水平配向膜が形成された基板と所定
の配向性処理が施された他方の基板との間に、液晶材料
を封入する工程と、を備えた液晶表示装置の製造方法で
ある。
【００２９】請求項１５に記載の発明によれば、一対の
基板の間に液晶層が挟持されて構成される液晶表示装置
に於いて、前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記
液晶層側の面には、部分的に複数配置された金属層と、
該金属層上に形成された直鎖構造の硫黄化合物分子から
なる単分子膜を含む垂直配向膜とを備えたことを特徴と
する液晶表示装置である。請求項１６に記載の発明によ
れば、一対の基板の間に液晶層が挟持されて構成される
液晶表示装置の製造方法に於いて、前記基板のうち少な
くとも一方の基板の前記液晶層側の面に、金属層を形成
する工程と、前記金属層上にフォトレジスト材をコーテ
ィングして乾燥させる工程と、前記金属層が形成された
基板上で、金属層として残すべき領域を選択するマスク
を前記フォトレジスト材の上部に配置して更に上部より
光線を照射する工程と、前記マスクで選択された以外の
領域のフォトレジストを現像、除去する工程と、前記現
像、除去された領域の前記金属層をエッチング、除去す
る工程と、前記選択的に金属層が形成された基板を、直
鎖構造の硫黄化合物が溶解された溶液に浸漬し選択的に
垂直配向膜を形成する工程と、前記選択的に垂直配向膜
が形成された基板と、所定の配向処理が施された他方の
基板との間に、少なくとも液晶材料を封入する工程と、
を備えた液晶表示装置の製造方法である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための最
良の形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】＜実施形態１＞図１に、実施形態１の液晶
表示装置の構造を説明する一部断面図を示す。同図に示
すように、本実施形態１の液晶表示装置１は、基板１０
および基板６０の間に、液晶層７０を備えて構成されて
いる。
【００３２】基板１０は、光吸収層９０、透明電極膜２
０および配向制御膜３０を備えている。基板６０は、配
向制御膜４０（水平配向膜４２）および透明電極膜５０
を備えている。
【００３３】基板１０および基板６０は、ガラス、プラ
スチック等適当な機械的強度と物理的・化学的安定性を
備え、光透過性を有する材料で構成されている。その厚
みは、ある程度の機械的強度を維持しうる厚さであっ
て、入射光を余り減少させない程度の厚さに成形されて
構成されている。
【００３４】光吸収層９０は、カーボン等光透過性がな
く光を吸収する材料で構成されている。
【００３５】透明電極膜２０および５０は、酸化インジ
ウム、酸化錫またはそれらの混合物等導電性を有するも
のであって、光透過性を有する材料で構成されている。
透明電極膜２０は共通電極であるため、当該液晶表示装
置の画素総てに電気的に共通に接続されるパターンとし
て構成されている。一方、透明電極膜５０は、画素ごと
にあるいはピクセルごとに分離したパターンとして構成
されている。例えば、図２に示すように、透明電極５１
と透明電極５２とは電気的に独立して駆動可能に構成さ
れている。
【００３６】液晶層７０は、ネマチック液晶等、誘電異
方性があって複屈折率を有する液晶材料で構成されてい
る。ここでは、正の誘電異方性を有するネマチック液晶
材料、例えば、メルク社製の液晶材料ＢＤＨ−ＢＬ００
７を用いるものとする。液晶層の厚さは、入射光の十分
な散乱が行え、かつ光量の減衰が少ない２μｍ〜２０μ
ｍ程度であることが好ましい。
【００３７】配向制御膜３０は、本発明の配向制御膜に
係り垂直配向膜３１、水平配向膜３２および金属層３３
とを備えている。垂直配向膜３１と水平配向膜３２とは
交互に配置されて構成されている。
【００３８】金属層３３は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、
銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム−砒素（Ｇ
ａ−Ａｓ）等、化学的・物理的に安定な金属により構成
される。金属層３３の膜厚は、硫黄化合物を自己集合化
させて固定することであるため、金属層自体は極めて薄
くてもよい。そのため、一般に２０オングストローム以
上の厚みがあればよい。
【００３９】垂直配向膜３１は、金属層３３上に直鎖構
造の単一の硫黄化合物を自己集合化させて形成されてい
る。ここで、硫黄化合物とは、硫黄（Ｓ）を含む有機物
のなかで、チオール（Thiol）官能基を１以上含む化合
物またはジスルフィド結合（disulfide；Ｓ−Ｓ結合）
を行う化合物の総称をいう。これら硫黄化合物は、溶液
中または揮発条件の下で、金等の金属表面上に自発的に
化学吸着し、２次元の結晶構造に近い単分子膜を形成す
る。この自発的な化学吸着によって作られる分子膜を自
己集合化膜、自己組織化膜またはセルフアセンブリ（se
lf assembly）膜とよび、本形態の配向制御膜３０がこ
れに該当する。
【００４０】硫黄化合物としては、チオール化合物が好
ましい。ここで、チオール化合物とは、メルカプト基
（−ＳＨ;mercapt group）を持つ有機化合物（Ｒ−Ｓ
Ｈ；Ｒはアルキル基（alkyl group）等の炭化水素基）
の総称をいう。チオール化合物の中でも、組成式がＣn
Ｈ2n+2ＳＨ（ｎは自然数）で表わされる直鎖のアルカン
（alkane）チオール、ＣnＦ2n+1ＣmＨ2mＳＨ（ｎ、ｍは
自然数）で表わされる弗素化アルカンチオールの化合物
が特に好ましい。例えば、ｎ＝１０、ｍ＝１０の場合が
挙げられる。垂直配向膜３１の厚さは、硫黄化合物の分
子量にもよるが、１０〜５０オングストローム程度であ
る。
【００４１】水平配向膜３２も、垂直配向膜３１と同
様、自己集合化膜として形成されている。水平配向膜を
構成する硫黄化合物としては、直鎖構造の異なる複数種
類の硫黄化合物、例えば、アルカンチオールＣnＨ2n+2
ＳＨで、ｎの数が異なる複数種類の直鎖のアルカンチオ
ールの混合物が挙げられる。例えば、ｎ＝６としたアル
カンチオールとｎ＝１６としたアルカンチオールの混合
物である。
【００４２】また、非直鎖構造の硫黄化合物、例えば、
システイン（cysteine）に弗素鎖を導入した誘導体も好
ましい。水平配向膜３２の厚さは、硫黄化合物の分子量
にもよるが、１０〜３０オングストローム程度である。
【００４３】垂直配向膜３１や水平配向膜３２は、入射
光を十分に散乱させうる程度に互いに細分化されて交互
に配置されるのが好ましい。この配置はストライプ状に
交互に配置してもよいし、モザイク状、またはランダム
状に交互配置させてもよい。例えば、各配向膜の基板面
方向の単位幅（図１のｄ参照）が１μｍ〜１００μｍ程
度、製造コストと光散乱性を考慮すれば、好ましくは液
晶層の厚みとほぼ同程度の４μｍ〜１５μｍ程度が望ま
しい。
【００４４】配向制御膜４０（水平配向膜４２）は、ポ
リイミド、ポリビニルアルコール等、耐熱性・化学的安
定性を有する高分子からなる各種樹脂を用いればよい
が、公知のラビング処理をすればより水平配向性は向上
する。なお、当該配向膜は液晶分子を配向させる機能を
有すれば十分であるため、一酸化珪素を基板に斜めに蒸
着して構成される斜方蒸着による配向膜や上記水平配向
膜３２と同じ構成の配向膜であってもよい。水平配向膜
４２の膜厚としては、液晶分子を配向させうる程度の厚
さ、例えば、１０〜２００ｎｍ程度設ければよい。
【００４５】なお、透明電極膜２０と金属層３３との密
着性を高めるために、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃ
ｒ）、タンタル（Ｔａ）のいずれか、あるいはそれらの
合金（Ｎｉ−Ｃｒ等）等で構成される中間層を設けるこ
とは好ましい。中間層を設ければ、透明電極膜と金属層
との結合力が増し、機械的な摩擦に対し、硫黄化合物層
が剥離しにくくなる。
【００４６】（作用）本液晶表示装置１の垂直配向膜３
１は、図３に示すように、金属層３３中の金（Ａｕ）原
子に直鎖のアルカンチオールの硫黄原子（Ｓ）が共有結
合的に自己集積化して形成された二次元構造をなす。ア
ルカンチオール分子は直鎖構造をなし、金属層の表面の
法線に対し約１６度乃至２７度傾いて結合している。し
たがって、その角度でアルカンチオール分子に接する液
晶分子も、その分子長軸が基板面に対してほぼ立った状
態となる。つまり、垂直方向の配向性を備える。
【００４７】一方、本形態の水平配向膜３２は、図４に
示すように、金属層に自己集合化した分子の凝集力が比
較的弱く、固体化した垂直配向膜とは異なり、半流動性
を呈する動きやすい膜として構成されている。したがっ
て、反対側の水平配向膜４２で水平に配向された液晶分
子は、この硫黄化合物分子に垂直配向を受けることな
く、基板面に対し平行に近い配向性を示す。
【００４８】電圧無印加の状態では、液晶層７０内で、
上記の液晶分子の配向性の相違により、図１に示すよう
に、垂直配向の液晶分子と水平配向の液晶分子との間に
境界面７３が生ずる。液晶材料は、複屈折率を有するの
で、境界面７３の前後で異なる配向性で接する液晶分子
層の間には屈折率の差が生ずる。例えば、前記ＢＤＨ−
ＢＬ００７の液晶材料では一方向の屈折率（ｎ１）が
１．８２であり、他方向の屈折率（ｎ２）が１．５３で
あり、両者の複屈折性（Δｎ）は０．２９になる。
【００４９】このような構造において、透明電極膜間に
電圧を印加したり印加しなかったり（無電圧Ｖ0＝０ボ
ルトを印加）することで、表示が制御される。つまり、
図２に示すように、無電圧Ｖ0を印加した透明電極５２
の画素８２では、液晶分子の配向性の差により、境界面
７３が生じている。このような屈折率に差がある境界面
に入射光Ｌが入射すると、入射光Ｌは境界面７３により
屈折され、反射され、結果的に散乱される。散乱された
入射光Ｌの一部ｌが液晶表示装置１の前面、すなわち観
察者側に戻されるため、観察者はこの画素８２を白濁し
て表示されたものと認識する。更に、入射光Ｌのうち前
方散乱光ｍは金属層３３に達して、そこで反射され、再
度、液晶層７０を通って後方散乱光ｐとなって観察者に
達する。従って観察者には、この画素８２はより明るい
白色として表示される。この時、反射される後方散乱光
ｐの強度は金属層３３の反射率に依存することがわかる
が、金属層３３の厚みを薄くすれば該金属層３３による
反射を押さえて透過光ｑを増やすことができる。
【００５０】一方、液晶分子に一定の駆動電圧Ｖ１（例
えば３Ｖ）が印加された透明電極５１の画素８１では、
液晶層７０の材料が正の誘電異方性を有するため、透明
電極間に生じた電場により、すべての液晶分子が基板に
略垂直な方向に一様に配向する。このため、液晶層７０
の屈折率が光の入射方向に対して一様となり、境界面７
３は消滅する。このような液晶層７０に入射光Ｌが入射
すると、入射光Ｌは屈折や反射されることなく金属層３
３に達する。ここで反射されその反射光ｒが液晶表示装
置１の前面に戻って観察者に達するが、この光は液晶層
７０で散乱を受けていないため金属鏡面による反射光と
なり観察者には入射光方向の物体が映って見える。この
場合、この物体が黒色体ならば画素８１は黒表示となり
表示コントラスト比は上がるが、白色体の場合には表示
コントラスト比は下がってしまう。そこで、前述したよ
うに、金属層３３の厚みを薄くすることにより、そこで
の反射を押さえ、透過光ｓを増して下部の光吸収層９０
で吸収させて、周囲の環境によらず良好な黒表示を得る
ことが可能になる。
【００５１】このように本発明に於いては、金属層３３
の厚みを調節することにより、後方散乱光ｐ，反射光ｒ
と透過光ｑ，ｓの割合を最適化させる事ができ、反射表
示の明るさを重視したい時は金属層３３の厚みを厚く
し、黒表示部の黒さを重視したい場合には金属層３３の
厚みを薄くすればよい。このように金属層３３の厚みを
調節することにより所望の表示外観をもった反射型液晶
表示装置が実現できる。例として、金属層３３として金
（Ａｕ）を用いた場合、黒表示を重視したい時には５０
オングストローム以下、反射の明るさを特に重視したい
時には１００オングストローム以上にすれば好ましい。
従って、その中間の厚みでは両方のバランスをとった反
射型液晶表示装置が実現できる。
【００５２】なお、垂直配向膜３１や水平配向膜３２の
幅を小さくすることで、散乱光の光量を増やす事ができ
より明るい反射型表示画像が提供できる。
【００５３】（製造方法）次に、本発明の液晶表示装置
１の製造方法を、図５に基づいて説明する。
【００５４】金属層形成工程（同図(a)）： 透明電極
膜２０を設けた基板１０上に金属層３３を形成する。成
膜は、真空スパッタリング法、湿式メッキ、真空蒸着法
等、金属の薄膜を一定の厚さで均一に形成できる成膜法
を種々に適用できる。この場合、該金属層３３で表示用
電極も兼ねさせる事ができ、この場合には、透明電極２
０を省いてもよいことは容易に理解できる。
【００５５】なお、透明電極膜２０と金属層３３との密
着性を高めるために両層の間に中間層を設ける場合は、
中間層としてＣｒ等の材料を２０〜３００オングストロ
ームの厚さで真空スパッタリング法等により形成する。
【００５６】垂直配向膜形成工程（同図(b)）： 次
に、直鎖のアルカンチオールまたはその弗素による誘導
体のチオール化合物の溶液に、金属層を形成した基板を
浸漬（immersion）することで、金属層３３にチオール
化合物を自己集合化させ、垂直配向膜３１を形成する。
【００５７】図６に基づいて、チオール化合物の自己集
合化の原理を説明する。アルカンチオールは、同図(a)
に示すように、頭の部分が直鎖のアルカン（ＣnＨ2n+
2）であり、尾の部分がメルカプト基で構成される。こ
れをエタノール又は溶解性の良い有機溶媒に溶解して
０.１〜１０ｍＭの溶液にする。この溶液に、同図(b)の
ように金の膜を浸漬し、室温で１時間程度放置すると、
チオール化合物が金の表面に自発的に集合してくる（同
図(c)）。そして、金の原子と硫黄原子とが共有結合的
に結合し、金の表面に２次元的にチオール分子の単分子
膜が形成される（同図(d)）。
【００５８】浸漬条件は、溶液のチオール化合物濃度が
１ｍＭで、溶液温度が常温から５０℃程度、浸漬時間が
５分から１日とする。浸漬処理の間、チオール化合物層
の形成を均一に行うべく、溶液の撹拌あるいは循環を行
う。金属表面の清浄さえ保てれば、チオール分子が自ら
自己集合化し単分子膜を形成するため、厳格な条件管理
が不要な工程である。浸漬が終了するころには、金の表
面にだけ強固な付着性を有するチオール分子の単分子膜
が形成される。金層以外の部分に付着したチオール分子
は、とくに共有結合もしていないので、エチルアルコー
ルによるリンス等、簡単な洗浄により除去される。この
チオール分子は、基板面の法線に対して約１６度乃至２
７度の角度で傾いて集合化するため、垂直配向膜３１と
なる。
【００５９】マスク工程（図５(c)）： 垂直配向膜３
１が形成された基板に紫外線マスク１０１を施し、紫外
線１０２を照射する。マスク１０１のピッチは、垂直配
向膜領域間のピッチに対応する。ピッチを小さくすれ
ば、白濁の程度を増すことができるが、マスク製造のコ
ストも上がる。ピッチを大きくとれば、白濁の程度が下
がるが、マスク製造のコストは減少する。液晶表示装置
に要する白濁の程度と製造コストとの兼合いでピッチを
定める。
【００６０】紫外線１０２を照射すると、マスクのかか
っていない垂直配向膜の領域で紫外線により分子膜が酸
化させられ、スルホン化（sulfonation）させられる。
【００６１】除去工程（同図(d)）： 紫外線１０２を
照射した基板を純水で洗浄し、照射部分のチオール化合
物を除去する。紫外線の照射によりスルホン化させられ
たチオール化合物は水に溶け易くなる。一方、紫外線が
照射されていない部分では、チオール化合物の硫黄と金
属層の金とは強固に結合している。このため、純水で洗
浄することで、紫外線照射部分のチオール化合物をきれ
いに取り除け、金属層３３を露出させることができる。
【００６２】水平配向膜形成工程（同図(e)）： 次
に、直鎖構造の異なるアルカンチオールの混合溶液、ま
たはシステインの弗素鎖が付いたの誘導体等分岐構造を
有する化合物の溶液に、除去工程を経た基板１０を浸漬
する。垂直配向膜が除去された部分では、金属層３３が
露出しているので、この金属層に化合物分子が自己集積
化し、再び二次元薄膜を形成する。一方、垂直配向膜が
除去されず残っている領域では新たな自己集合化は生じ
ない。再び自己集積化させられた硫黄化合物は、分子間
の凝縮力が弱く、半流動性のある柔軟な動き易い膜とな
る。このため、この領域では液晶分子を配向させる力が
弱く、水平配向膜３２となる。
【００６３】液晶材料封入工程（同図(f)）： 透明電
極膜５０を画素ごとに設け、さらに配向制御膜４０（水
平配向膜４２）を形成した基板６０を製造する。そし
て、、この基板６０と工程(a)〜(e)により配向制御膜を
形成した基板１０とを配向制御膜を向かい合わせて固定
し、液晶材料を両基板の間に封入する。これらは公知の
液晶表示装置の製造方法によるものとする。配向制御膜
４０は、透明電極膜を形成した基板６０に樹脂等をロー
ルコート法、スピンコート法またはオフセット印刷法等
用いて一様にコートし、熱処理を施すことにより形成さ
れる。配向制御膜の表面はラビング処理等の配向処理を
行えば更に水平配向力が向上する。
【００６４】上述したように、本実施形態１によれば、
従来のポリイミド／ラビング処理等公知の方法以外の方
法で配向制御膜を提供できる。 そして、従来の高分子
分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置のように液晶材と高分
子樹脂材との混合物を用いることなく液晶材のみで電圧
無印加時に光散乱状態（白濁状態）を実現できる。
【００６５】従って、駆動電圧は、従来のＴＮ型液晶表
示装置とほぼ同じ電圧（約３ボルトから５ボルト）で表
示動作させることができるため消費電力も低減させるこ
とができる。
【００６６】また、本発明によれば、従来の高分子分散
型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置と異なり液晶層に高分子樹
脂材を混入させていないため、電圧印加画素の透明性は
更に向上し、よりスッキリした黒表示が得られるため、
より高い表示コントラスト比が実現できる。従来の高分
子分散型液晶表示装置に於いては、電圧印加時でも、液
晶分子の屈折率と高分子樹脂材の屈折率とをすべての入
射光方向で一致させることは不可能で、多少の光散乱性
が残ってしまい、スッキリした黒表示が得られず、表示
コントラスト比を落としていた。
【００６７】また、本発明によれば、金属層３３の厚み
を調節することにより、明るさと表示コントラスト比の
バランスを取った所望の反射型液晶表示装置が実現でき
る。このように、本発明によれば、垂直配向膜と水平配
向膜の各領域の大きさを調節することにより、光散乱
性、光透過性及び表示コントラスト比を従来より向上さ
せた後方散乱度の高い反射型液晶表示装置を提供でき
る。
【００６８】また、本発明によれば、チオール化合物の
自己集積化した分子膜は、従来の配向膜より磨耗に強
く、また、溶液に浸漬するだけで強固な単分子膜を形成
できるので、容易かつ安価に製造することのできる配向
制御膜を備えた液晶表示装置およびその製造方法を提供
できる。
【００６９】＜実施形態２＞本発明の実施形態２は、上
記実施形態１とは異なる配向性を備えた液晶表示装置に
関する。
【００７０】図７に、実施形態２の液晶表示装置の構造
を説明する一部断面図を示す。同図に示すように、本実
施形態２の液晶表示装置２は、基板１０および基板６０
の間に、液晶層７０を備えて構成されている。
【００７１】本実施形態２と前記実施形態１との構成上
の相違点は、実施形態１の液晶表示装置１では配向制御
膜４０として水平配向膜４２を備えていたのに対し、本
液晶表示装置２では、垂直配向膜４１を備えている点で
ある。その他の構成は、実施形態１と同様なので、説明
を省略する。液晶層７０の材料も、実施形態１と同じく
電界が印加されると基板面に垂直に配向する誘電異方性
を備えている。垂直配向膜４１の材料には、例えば、日
本合成ゴム社製のＪＡＬＳ−２０４が用いられる。
【００７２】（作用）本液晶表示装置２の垂直配向膜３
１や水平配向膜３２も、実施形態１と同様に、垂直方向
の配向性および水平方向の配向性を備える。
【００７３】一方、本液晶表示装置２の配向制御膜４０
は、垂直配向膜４１であるため、当該配向膜に接する液
晶分子を垂直方向に配向させる。このため、垂直配向膜
３１から垂直配向膜４１にかけて一様に液晶分子が配向
するが、水平配向膜３２の付近の液晶分子の配向性は、
垂直配向膜４１付近の液晶分子の配向性と異なる。
【００７４】したがって、電圧無印加の状態では、液晶
層７０内で、上記の液晶分子の配向性の相違により、図
７に示すように、垂直配向の液晶分子と水平配向の液晶
分子との間に境界面７３が生ずる。液晶材料は、複屈折
率を有するので、境界面７３の前後で異なる配向性で接
する液晶分子層の間には屈折率の差が生ずる。
【００７５】このような構造において、透明電極膜間に
電圧を印加したり印加しなかったり（無電圧Ｖ0＝０ボ
ルトを印加）することで、表示が制御される。つまり、
図８に示すように、無電圧Ｖ0を印加した透明電極５２
の画素８２では、液晶分子の配向性の差により、境界面
７３が生じている。このような屈折率に差がある境界面
に入射光Ｌが入射すると、入射光Ｌは境界面７３により
屈折され、反射され、結果的に散乱される。
【００７６】一方、液晶分子に一定の駆動電圧Ｖ１（例
えば３Ｖ）が印加された透明電極５１の画素８１では、
液晶層７０の材料が正の誘電異方性を有するため、透明
電極間に生じた電場により、すべての液晶分子が基板に
略垂直な方向に一様に配向する。このため、液晶層７０
の屈折率が光の入射方向に対して一様となり、境界面７
３は消滅する。このような液晶層７０に入射光Ｌが入射
すると、入射光Ｌは屈折や散乱されることなくそのまま
透過する。このように電圧印加の有無により、光散乱状
態と透明状態とが切り替えられるため、前述した実施形
態１と同様に金属層３３の厚みを調節することにより、
明るい白表示と光散乱がなくスッキリした黒表示とを両
立させる反射型液晶表示装置が得られる。
【００７７】以上の原理から判るように、電圧の印加の
有無を制御することにより、表示または非表示を制御で
きる。
【００７８】（製造方法）本発明の液晶表示装置２の製
造方法は、上記実施形態１と同様の工程による。ただ
し、基板６０に設ける配向制御膜４０を垂直配向膜４１
とする。垂直配向膜４１は従来方法と同様に、垂直配向
力を有するポリイミド膜、例えば、日本合成ゴム社製の
ＪＡＬＳー４０２を用いれば所望の垂直配向膜が得られ
る。
【００７９】以上述べたように、本実施形態２によれ
ば、配向制御膜の配向方向を実施形態１と異ならせた場
合にも、従来の高分子分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置
のような液晶材と高分子樹脂材との混合物を用いること
なく、液晶分子の配向性を制御することにより、液晶材
のみで入射光を散乱させうる液晶表示装置を提供でき
る。従って、ＴＮ型液晶表示装置とほぼ同じ電圧（約３
ボルトから５ボルト）で表示動作させる事ができるた
め、消費電力も低減させることができる。
【００８０】また、前記実施形態１と同様に、従来の高
分子分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置に比べて、電圧印
加画素の透明性が増し、スッキリした黒表示が得られ表
示コントラスト比も向上する。
【００８１】このように、本実施形態２に於いても、水
平配向膜と垂直配向膜の各領域の大きさを調節すること
により光散乱性が制御でき、低電圧、低電力駆動で明る
さと表示コントラスト比の向上が実現できる。
【００８２】さらに、チオール化合物の自己集積化した
分子膜は、従来の配向膜より磨耗に強く、安定である。
また、溶液に浸漬するだけで強固な単分子膜を形成でき
るので、配向制御膜を容易かつ安価に製造することがで
きる。
【００８３】〈実施形態３〉本発明の実施形態３は、従
来の高分子分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置に本発明に
基づく微小な垂直／水平配向制御を加えて、駆動電圧、
消費電力を上げることなく光散乱性を向上させ、より明
るい反射型液晶表示装置を提供するものである。
【００８４】図９に、実施形態３の液晶表示装置３の構
造を説明する一部断面図を示す。本実施形態３の液晶表
示装置３は基板１０及び基板６０の間に液晶層１００を
備えて構成されている。
【００８５】本実施形態３と前実施形態１との構成上の
相違点は、実施形態１の液晶表示装置１では液晶層７０
として液晶材料のみを使用していたのに対して、本実施
形態３では、液晶層１００として液晶材料１０１と高分
子樹脂材料１０２との混合材料を使用している点であ
る。その他の構成は実施形態１と同様なので説明を省略
する。
【００８６】液晶層１００の形成方法は従来の高分子分
散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置と同様、低分子の樹脂材
料と液晶材料との混合物を２枚の基板１０、６０の間に
注入した後、紫外線等の光線を照射することにより、上
記低分子樹脂材料を架橋反応させて高分子樹脂化（ポリ
マー化）して液晶材料中に分離・析出させる。ここで、
あらかじめ高分子樹脂材料の屈折率（ｎp）と複屈折性
を示す液晶材料の２つの屈折率（ｎ1、ｎ2、ｎ1＞ｎ2）
の一方（ここではｎ2とする）とが略一致（ｎp≒ｎ2）
するようにあらかじめ材料を選定しておく。
【００８７】（作用）電圧無印加領域８２では、入射光
Ｌは液晶層１００内で、前述と同様、垂直配向領域と水
平配向領域の境界面７３で光散乱を受け、後方散乱光ｌ
となって観察者に達する。これに加えて、本実施形態３
では、液晶材料１０１と高分子材料１０２との界面に於
いても光散乱を受け後方散乱光ｔとなって観察者方向に
戻される。これは液晶分子が基板１０、６０面に対して
水平方向に向いている成分が多く屈折率がｎ1に近くな
る。よって、高分子樹脂材料１０２の屈折率（ｎp）と
異なり（ｎp≠ｎ1）、界面で光散乱されるためである。
【００８８】このように電圧無印加の状態では、前述し
た実施形態１、２に比べて、後方散乱光ｔも加わってよ
り強い光散乱状態が得られる。さらに従来の高分子分散
型液晶表示装置に比べても、高分子樹脂の混合量を増や
す事なく、従って駆動電圧を上げる事なくより強い光散
乱状態が可能となる事がわかる。
【００８９】一方、電圧印加領域８１では、液晶分子が
一様に基板１０、６０面に略垂直に配向するため液晶内
の配向境界面７３が消え、これによる入射光Ｌの光散乱
はない。さらにこの状態に於いては、液晶の屈折率はｎ
2となり、高分子樹脂材料１０２の屈折率（ｎp）と略一
致（ｎp≒ｎ2）するため、やはり液晶材料と高分子樹脂
材料との界面でも入射光Ｌの光散乱はない。従って、電
圧印加領域８１では、入射光Ｌは殆ど光散乱を受けずに
透明状態となる。
【００９０】このようにして、電圧印加の有無により、
より強い光散乱状態と透明状態とが切り替えられるた
め、前述した実施形態１と同様に、金属層３３の厚みを
調節することにより、さらに明るい白表示と黒表示とが
両立した反射型液晶表示装置が可能となる。
【００９１】以上、本実施形態３に於いても、従来の高
分子分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置と同じ駆動電圧、
消費電力を維持しながらより強い光散乱が得られるた
め、より明るく、表示コントラスト比の高い反射型液晶
表示装置が実現できる。また、前記実施形態１、２に比
べても更に光散乱強度が増して、より明るい反射型表示
画像が得られる。
【００９２】＜実施形態４＞図１０に、実施形態４の液
晶表示装置の構造を説明する一部断面図を示す。同図に
示すように、本実施形態４の液晶表示装置４は、基板１
０および基板６０の間に液晶層７０を備えて構成されて
いる。
【００９３】本実施形態４と前記実施形態１との構成上
の相違点は、実施形態１では金属層３３が基板１０のほ
ぼ全面に一様に形成されていたのに対して、本液晶表示
装置４では、多数の微少領域に分割されて部分的に形成
されている点である。
【００９４】その他の構成は前記実施形態１と同様なの
で説明を省略する。 （作用）本液晶表示装置４に於いて、部分的に形成され
た金属層３３の上部には前記実施形態１と同様の方法に
より液晶分子に垂直配向性を与えるチオール化合物が形
成されている。一方、金属層３３のない部分では透明電
極膜２０が剥き出している。通常、酸化インジウム、酸
化錫等からなる透明電極膜２０は、液晶分子を透明電極
膜２０に平行に並べる性質を有する。従って、前記実施
形態１と同様、基板１０面上では、液晶分子が基板１０
面に対して垂直に配向している領域と水平に配向してい
る領域とが微小領域毎に多数混在している。
【００９５】このような構造において、透明電極間に電
圧を印加したり、しなかったりする事で表示が制御され
る。つまり図１０に示すように、電圧を印加しない領域
８２では液晶分子の配向の向きの違いによる境界面７３
が生じている。このような屈折率の差のある境界面に入
射光Ｌが入射すると、前述したように、入射光Ｌは境界
面７３で散乱される。散乱された入射光Ｌの一部ｌは後
方散乱光となって液晶表示装置４の前面、すなわち観察
者側に戻されるため、観察者には、この画素８２は白濁
つまり白色表示部として認識される。さらに前方散乱光
ｍの一部は金属層３３で反射されて反射光ｐとなってや
はり液晶表示装置４の前面に戻される。従って、観察者
にはいっそう明るい白色表示として認識される。
【００９６】金属層３３に達しなかった前方散乱光ｍは
透明電極膜２０及び基板１０を通過して透過光ｕとなっ
て光吸収層９０に達し、そこで吸収される。
【００９７】一方、液晶分子に一定の駆動電圧Ｖ１（例
えば３ボルト）が印加された画素８１では、液晶層７０
の液晶材料が正の誘電異方性を有するため透明電極間に
生じた電場により、すべての液晶分子が基板１０面に略
垂直な方向に一様に配向する。このため液晶層７０中の
屈折率の境界面７３は消滅する。よって、画素８１では
入射光Ｌは散乱されることなくそのまま液晶層７０を透
過し、金属層３３に達した光はそこで反射され反射光ｒ
となって観察者に達する。従って、観察者には入射光Ｌ
の方向の物体が反射してみえることになる。入射光Ｌの
うち金属層３３に達しなかった光ｖは透明電極膜２０と
基板１０とを透過して光吸収層９０に達しそこで吸収さ
れる。本実施形態４では、入射光を反射させる金属層３
３が部分的に形成されているため反射光ｒの量は前実施
形態１よりも半減し、より黒い表示が得られ表示コント
ラスト比も向上する。更に、前実施形態１と同様に金属
層３３の厚みを薄くすれば、該金属層３３の反射率も低
下するため、更に黒表示の品位が上がり、入射光Ｌの方
向の物体によらず安定した黒表示がえられ表示コントラ
スト比も向上する。
【００９８】以上のように、本実施形態４に於いても、
従来の高分子分散型（ＰＤＬＣ）液晶表示装置と同様に
電圧印加の有無により光散乱状態と透過状態とを切り替
えて表示機能を発現させることができるが、本実施形態
では、従来のように高分子樹脂を混合していないため、
従来技術に比べて低電圧（約３〜５ボルト）で表示駆動
できるとともに、電圧印加時の光散乱度が低いためスッ
キリした黒表示が得られ表示コントラスト比も向上でき
る。
【００９９】また前述したように、前実施形態１に比
べ、金属層３３の面積も半減し、これに金属層３３の厚
みを薄くすれば観察者の正反射方向の物体によらずに安
定した黒表示が実現でき、特に使用環境が変わりやすい
携帯型機器用の液晶表示装置には有効である。
【０１００】本実施形態４に於いては、液晶層７０に正
の誘電異方性を持つ液晶材料のみを使用したが、前実施
形態３と同様に、これに高分子樹脂材料を加えれば、さ
らに光散乱度が増し、より明るい反射型液晶表示装置の
実現に有効となる。
【０１０１】（製造方法）次に、本実施形態４の液晶表
示装置４の製造方法を図１１を用いて説明する。本実施
形態４の構造上の特徴は、金属層３３が多数の分割され
た微少領域をもって部分的に形成されている事にある。
従って、この金属層３３の形成工程以外の工程（チオー
ル化合物の自己集合化による成膜工程、および液晶表示
セル作成工程）については前述した実施形態１の製造方
法と同一と考えてよい。
【０１０２】金属層形成工程（図１１（ａ））： 透明
電極膜２０を有する基板１０上に金属層３３を成膜す
る。成膜法は、真空スパッタリング法、湿式メッキ法、
真空蒸着法等、金属の薄膜を一定の厚さで均一に成膜で
きる種々の方法が適用できる。膜厚は、金属層の反射率
およびチオール化合物の密着性を考慮して任意に決めら
れるが、２０〜３０００オングストロームの範囲であれ
ばよい。なお透明電極膜２０と金属層３３との密着性を
高めるために両層の間にクロム等の中間層を挟んでも良
い。
【０１０３】フォトレジスト工程（図１１（ｂ））：
前記金属層３３上にロールコート法、スピンコート法等
によりフォトレジスト材を一様にコートした後、約８０
℃で一時間乾燥させてフォトレジスト膜３４を得る。
【０１０４】露光工程（図１１（ｃ））： 金属層とし
て残すべき所をパターン化したマスク３５を基板１０の
上面に配し紫外線光等で露光する。
【０１０５】現像、エッチング、レジスト剥離工程（図
１１（ｄ））： 露光されなかった部分のフォトレジス
ト膜を現像液で除去した後、該除去された部分の金属層
をエッチング液で除去し、更に残っている露光されたフ
ォトレジスト膜を溶剤で溶解除去し、多数の微少領域と
して部分的に残された金属層３３を有する基板１０を得
る。
【０１０６】垂直配向膜形成工程（図１１（ｅ））：
次に、直鎖のアルカンチオールまたはその弗素による誘
導体のチオール化合物を含む溶液中に、上記部分的に金
属層を形成した基板１０を浸漬することで金属層３３上
のみにチオール化合物を自己集合化させて部分的に垂直
配向膜３１を形成する。
【０１０７】これ以降の工程、液晶表示セルの組み立
て、液晶注入工程等は前述した実施形態１と同様であ
る。
【０１０８】以上のように、本発明に基づく部分的に形
成された金属層３３とその上に形成された垂直配向膜が
安定的、かつ信頼性の高い膜として形成できる。
【０１０９】＜その他の変形例＞本発明は上記各実施形
態によらず種々に変形して適用が可能である。
【０１１０】例えば、実施形態１では、一方の基板のみ
に垂直配向膜と水平配向膜とが混在した配向制御膜を設
けたが、他方の基板にも同様の垂直配向膜と水平配向膜
とが混在した配向制御膜を対向させて設けてもよい。こ
のとき、同一の配向領域が互いに向き合うように配列し
てもよいし、配向領域をずらして境界面が互いに噛み合
うように配列してもよい。
【０１１１】また、配向制御膜の配向領域の幅（図１の
ｄ参照）は垂直配向膜と水平配向膜とで異ならせてもよ
い。
【０１１２】また、上記実施形態では液晶層を単一の組
成で構成したが、染料分子を混入させてもよい。染料分
子が液晶層に混入されていると、電圧無印加時には、液
晶分子の配向性にそって染料分子があらゆる方向を向く
ので、光の散乱性と吸収性がよくなる。一方、電圧印加
時には、液晶分子の配向性の境界面がなくなり染料分子
も配向性も揃うので、光の散乱や吸収が殆どなされな
い。したがって、染料分子を混入させることにより、コ
ントラスト比が高い液晶表示装置を提供できる。また、
光の射出側の基板に原色のカラーフィルタを設けること
により、カラー用液晶表示装置を提供できる。例えば、
赤、緑および青の３原色のカラーフィルターを設けるこ
とにより、赤色のピクセル、緑色のピクセルおよび青色
のピクセルを構成し、これらによりカラー表示用の画素
を構成できる。
【０１１３】また、本発明に基づく、金属層を下地に用
いその上面にチオール分子を自己集合化により形成さ
せ、該チオール化合物の性質により液晶分子に水平配向
および垂直配向性を与える方法は、既存の各種表示モー
ドの液晶表示装置、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）
型液晶表示装置、ＶＡ（Vertically Aligned）型液晶表
示装置、ＩＰＳ（In-Plane Switching）型液晶表示装
置、ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic）型液晶表示装
置、その他、液晶分子を基板面に対して垂直もしくは水
平に配向させる全てのモードの液晶表示装置に適用可能
で、均一で高い信頼性をもつ液晶分子配向方法として特
に有用である。
【０１１４】
【発明の効果】本発明によれば、従来とは異なる配向制
御膜を備えた液晶表示装置を提供できる。
【０１１５】すなわち、本発明は、従来の高分子分散型
液晶表示装置のように液晶と高分子樹脂の混合物構造を
用いることがないので、駆動電圧が比較的低い反射型液
晶表示装置を提供できる。
【０１１６】また、本発明によれば、混合構造による光
の減衰がないので、光散乱性、光透過性およびコントラ
スト比を従来より向上させた後方散乱度の高い反射型液
晶表示装置を提供できる。
【０１１７】また、本発明によれば、液晶と高分子樹脂
の混合構造を用いた場合に於いても、駆動電圧を上げず
に光散乱強度を増す事ができ明るい反射型液晶表示装置
が提供できる。
【０１１８】また、本発明によれば、金属膜に一部反射
性をもたせて、更に明るい反射型液晶表示装置が提供で
きる。
【０１１９】また、本発明によれば、従来の配向膜より
磨耗に強く、容易かつ安価に製造することのできる配向
制御膜を備えた液晶表示装置およびその製造方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明（実施形態１）の液晶表示装置の構造を
示す一部断面図である。
【図２】本発明（実施形態１）の液晶表示装置の動作原
理図である。
【図３】本発明の垂直配向膜の硫黄原子と金属層の金原
子との結合のあり方を説明する模式図である。
【図４】本発明の水平配向膜の硫黄原子と金属層の金原
子との結合のあり方を説明する模式図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の製造方法を説明する製
造工程断面図である。
【図６】本発明の配向制御膜のチオール分子の自己集積
化を説明する図である。
【図７】本発明（実施形態２）の液晶表示装置の構造を
示す一部断面図である。
【図８】本発明（実施形態２）の液晶表示装置の動作原
理図である。
【図９】本発明（実施形態３）の液晶表示装置の構造お
よび動作を説明する一部断面図である。
【図１０】本発明（実施形態４）の液晶表示装置の構造
および動作を説明する一部断面図である。
【図１１】本発明（実施形態４）の液晶表示装置に用い
る基板の製造方法を説明する製造工程断面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４…反射型液晶表示装置 １０、６０…基板 ２０、５０、５１、５２…透明電極（膜） ３０、４０…配向制御膜 ３１、４１…垂直配向膜 ３２、４２…水平配向膜 ７０…液晶層 ７１、７２…液晶分子 ７３…配向方向の異なる液晶分子の境界面

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて構
    成される液晶表示装置において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面には、直鎖構造の硫黄化合物分子により形成された単
    分子膜を含む垂直配向膜を備えたことを特徴とする液晶
    表示装置。
  2. 【請求項２】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて構
    成される液晶表示装置において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面には、直鎖構造の異なる複数種類の硫黄化合物または
    非直鎖構造の硫黄化合物のいずれかにより形成された分
    子膜を含む水平配向膜を備えたことを特徴とする液晶表
    示装置。
  3. 【請求項３】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて構
    成される液晶表示装置において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面には、直鎖構造の硫黄化合物分子により形成された単
    分子膜を含む垂直配向膜と、 直鎖構造の異なる複数種類の硫黄化合物または非直鎖構
    造の硫黄化合物のいずれかにより形成された分子膜を含
    む水平配向膜と、を備え、 前記垂直配向膜と前記水平配向膜とが複数配置されたこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記基板のうち他方の基板の前記液晶側
    の面には、当該面に接する液晶分子の分子長軸を垂直に
    配向させる垂直配向膜を備えた請求項１乃至請求項３の
    いずれか一項に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記基板のうち他方の基板の前記液晶側
    の面には、当該面に接する液晶分子の分子長軸を水平に
    配向させる水平配向膜を備えた請求項１乃至請求項３の
    いずれか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記液晶層には、少なくともネマチック
    液晶材料を用いる請求項１乃至請求項３のいずれか一項
    に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記液晶層には、少なくともネマチック
    液晶材料に高分子樹脂材料を加えた混合材料を用いる請
    求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装
    置。
  8. 【請求項８】 前記垂直配向膜を形成する硫黄化合物分
    子は、直鎖構造の硫黄化合物である請求項１または請求
    項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記水平配向膜を形成する硫黄化合物分
    子は、直鎖構造の異なる複数種類の硫黄化合物または非
    直鎖構造の硫黄化合物である請求項２または請求項３の
    いずれか一項に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記硫黄化合物分子は、アルカンチオ
    ールまたはその誘導体である請求項８に記載の液晶表示
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記硫黄化合物分子は、直鎖構造の異
    なる複数種類のアルカンチオール、その弗素誘導体また
    はシステインの弗素誘導体である請求項９に記載の液晶
    表示装置。
  12. 【請求項１２】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて
    構成される液晶表示装置の製造方法において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面に、金属層を形成する工程と、 前記金属層が形成された基板を、直鎖構造の硫黄化合物
    を溶解した溶液に浸漬し、垂直配向膜を形成する工程
    と、 前記垂直配向膜が形成された基板と所定の配向性処理が
    施された他方の基板との間に、液晶材料を封入する工程
    と、を備えた液晶表示装置の製造方法。
  13. 【請求項１３】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて
    構成される液晶表示装置の製造方法において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面に、金属層を形成する工程と、 前記金属層が形成された基板を、直鎖構造の異なる複数
    種類の硫黄化合物または非直鎖構造の硫黄化合物のいず
    れかを溶解した溶液に浸漬し、水平配向膜を形成する工
    程と、 前記水平配向膜が形成された基板と所定の配向性処理が
    施された他方の基板との間に、液晶材料を封入する工程
    と、を備えた液晶表示装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて
    構成される液晶表示装置の製造方法において、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面に、金属層を形成する工程と、 前記金属層が形成された基板を、直鎖構造の硫黄化合物
    を溶解した溶液に浸漬し、垂直配向膜を形成する工程
    と、 前記垂直配向膜が形成された基板のうち、垂直配向膜と
    して残すべき領域をマスクし、マスクされた基板に光線
    を照射する工程と、 前記マスクがされず前記光線により酸化させられた領域
    の硫黄化合物を洗浄して除去する工程と、 前記硫黄化合物が除去された基板を、直鎖構造の異なる
    複数種類の硫黄化合物または非直鎖構造の硫黄化合物の
    いずれかを溶解した溶液に浸漬し、前記硫黄化合物が除
    去された領域に水平配向膜を形成する工程と、 前記垂直および水平配向膜が形成された基板と所定の配
    向性処理が施された他方の基板との間に、液晶材料を封
    入する工程と、を備えた液晶表示装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて
    構成される液晶表示装置に於いて、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面には、部分的に複数配置された金属層と、該金属層上
    に形成された直鎖構造の硫黄化合物分子からなる単分子
    膜を含む垂直配向膜とを備えたことを特徴とする液晶表
    示装置。
  16. 【請求項１６】 一対の基板の間に液晶層が挟持されて
    構成される液晶表示装置の製造方法に於いて、 前記基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側の
    面に、金属層を形成する工程と、 前記金属層上にフォトレジスト材をコーティングして乾
    燥させる工程と、 前記金属層が形成された基板上で、金属層として残すべ
    き領域を選択するマスクを前記フォトレジスト材の上部
    に配置して更に上部より光線を照射する工程と、 前記マスクで選択された以外の領域のフォトレジストを
    現像、除去する工程と、 前記現像、除去された領域の前記金属層をエッチング、
    除去する工程と、 前記選択的に金属層が形成された基板を、直鎖構造の硫
    黄化合物が溶解された溶液に浸漬し選択的に垂直配向膜
    を形成する工程と、 前記選択的に垂直配向膜が形成された基板と、所定の配
    向処理が施された他方の基板との間に、少なくとも液晶
    材料を封入する工程と、を備えた液晶表示装置の製造方
    法。
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