JPH11160710A

JPH11160710A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11160710A
Application number: JP32792297A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ogishima; 清志荻島; Shinji Shimada; 伸二島田; Takeshi Kaneko; 毅金子
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電率異方性が負の液晶を用いた液晶表示装
置において、ラビングすじなどの発生を抑制する高コン
トラストで表示品位の高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも電極が形成された２枚の基板
が対向して配置され、該両基板間に、負の誘電率異方性
を有する液晶材料からなる液晶層が封入されてなる複屈
折制御方式の液晶表示装置において、電極上に形成した
配向処理を施した配向膜上に、この配向膜表面の傷を平
坦化するための配向膜をさらにもう１層形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に誘電率異方性が負の液晶を用いた液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、誘電率異方性が負の液晶を用
いたＥＣＢモード（ＤＡＰ）やＴＮモードの液晶表示装
置が知られているが、このような液晶表示装置は、アン
チパラレル方向にラビングした垂直配向膜を形成したパ
ネルを、偏光軸が９０度異なった方向に設定した偏光板
で挟むことにより、電圧無印加時に液晶分子を基板に対
してほぼ垂直に配向させることで、液晶により発生する
複屈折を無くして黒表示としている。また、ＥＣＢモー
ドの場合には、電圧を印加して、液晶分子を基板に対し
て平行にラビングした方向に倒していくことにより複屈
折を生じさせ、白表示として高いコントラストを得るこ
とが可能となっている。また、ＴＮモードの場合には、
電圧を印加して、液晶分子を基板に対して平行にねじれ
ながらに倒していくことにより光の旋光性を利用し、白
表示として高いコントラストを得ることが可能となって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような表示モ
ードにおいては、一般に配向膜として電圧無印加時に液
晶分子を基板に対して垂直方向に配向させるものが用い
られている。また、液晶分子に電圧を印加して、液晶分
子を基板に対して倒して行く際に、その倒れる方向を揃
えるために、配向膜上をレーヨンなどの布で擦るラビン
グ法が用いられている。配向膜材料としては、主にポリ
イミドが用いられているが、垂直に配向させるためにそ
の分子量は非常に大きくなるため、膜を緻密化すること
が難しく、膜全体が柔らかいものとなっている。このた
め、配向膜上における微細な傷の発生や、ラビング時に
おける布の圧力ばらつきによるプレチルト角のむらの発
生などにより、液晶表示装置として点灯させた際に、す
じ状の輝度むらが発生してしまい、表示品位が低下して
しまうという問題が生じていた。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたものであって、高コントラストで表示品位の高
い液晶表示装置の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に記載の液晶表示装置は、少
なくとも電極が形成された２枚の基板が対向して配置さ
れ、該両基板間に、負の誘電率異方性を有する液晶材料
からなる液晶層が封入されてなる複屈折制御方式の液晶
表示装置において、前記２枚の基板に形成された電極上
には、前記液晶材料である液晶分子を該基板に対して垂
直に配向させる配向膜がそれぞれ２層積層形成されてな
り、該２層の配向膜のうちの該電極側に形成された配向
膜にはラビング法による配向処理が施されていることを
特徴としており、そのことにより、上記目的は達成され
る。

【０００６】また、本発明の請求項２に記載の液晶表示
装置は、少なくとも電極が形成された２枚の基板が対向
して配置され、該両基板間に、負の誘電率異方性を有す
る液晶材料からなる液晶層が封入されてなる複屈折制御
方式の液晶表示装置において、前記一方の基板に形成さ
れた電極上には、前記液晶材料である液晶分子を該基板
に対して垂直に配向させる配向膜が２層積層形成されて
なり、該２層の配向膜のうちの該電極側に形成された配
向膜にはラビング法による配向処理が施されているとと
ともに、前記他方の基板に形成された電極上には、前記
液晶材料である液晶分子を該基板に対して垂直に配向さ
せる配向膜が形成されていることを特徴としており、そ
のことにより、上記目的は達成される。

【０００７】なお、前記２層積層形成された配向膜のう
ち、前記液晶層側に形成された配向膜の膜厚は、５ｎｍ
以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。

【０００８】また、このときの前記配向膜は、ポリイミ
ド、ポリアミック酸、ポリアミドを少なくとも１種以上
含んだ材料からなることが好ましい。

【０００９】上述したような本発明の液晶表示装置によ
れば、液晶層への電圧が無印加時には、液晶分子は基板
に対して垂直に配向する。また、液晶層へ電圧を印加時
には、液晶分子は配向処理が施された配向膜の配向処理
方向に基板に対して水平に倒れる。このとき、配向処理
を施した配向膜上に、さらにもう１層の配向膜を形成し
ているため、ラビングなどにより発生していた配向膜表
面の傷が平坦化され、ラビングすじなどの発生を抑制す
ることが可能となっている。なお、２層目に形成された
配向膜の膜厚が１００ｎｍよりも厚くなると、１層目に
形成された配向膜に施したラビングなどの配向処理の効
果がなくなり、また、２層目に形成された配向膜の膜厚
が５ｎｍよりも薄くなると、１層目に形成された配向膜
の傷を平坦化することが難しくなるため、２層目に形成
された配向膜の膜厚は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とす
ることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００１１】（実施の形態１）図１は、本実施の形態１
における液晶表示装置の構成を示した断面図である。図
に示すように、対向して配置されたガラスなどからなる
２枚の基板１、１の内面側には、ＩＴＯなどからなる透
明電極２、２がそれぞれ形成されており、この透明電極
２、２の上層には、ラビング処理が施された垂直配向性
の配向膜３、３とラビング処理が施されていない垂直配
向性の配向膜４、４とがそれぞれ形成されている。

【００１２】これら２枚の基板１、１は、該基板１、１
の周辺を覆うシール樹脂５により接着されているととも
に、この２枚の基板１、１の間隔はスペーサー６により
一定の厚さに保持されており、誘電率異方性が負のネマ
テイック液晶からなる液晶層７を介在して形成されてい
る。

【００１３】このような液晶表示素子においては、液晶
層７に電圧が無印加のときには、図３（ａ）に示すよう
に、液晶分子９は基板１、１に対して垂直に配向してい
る。また、液晶層７に電圧を印加したときには、図３
（ｃ）に示すように、液晶分子９は配向膜３、３上のラ
ビング処理方向に基板１、１に対して水平に倒れてい
る。なお、本実施の形態１においては、ラビング処理を
施した配向膜３、３上に、さらにもう一層の配向膜４、
４を形成しているため、ラビングにより発生していた配
向膜３、３の表面の傷は平坦化されて、ラビングすじの
発生を抑制することが可能となっている。

【００１４】このような液晶表示素子を図２に示すよう
に、偏光軸１１が９０度異なる２枚の偏光板１０を用い
て、液晶分子９の配向方向８と偏光軸１１とが４５度異
なるように挟んで構成することにより本実施の形態１に
おける液晶表示装置は完成するが、この時、ラビングす
じは発生することがなく、表示品位の高い高コントラス
トな液晶表示装置を実現することが可能となった。

【００１５】次に、本実施の形態１における液晶表示装
置の製造方法について説明する。

【００１６】本実施の形態１における液晶表示装置は、
図１にも示すように、２枚の基板１、１が対向して配置
されている。この２枚の基板１、１としては厚さ１ｍｍ
の石英ガラスを用い、スパッタリング法により該基板
１、１上に透明電極２、２となるＩＴＯを１００ｎｍの
膜厚でそれぞれ形成した。

【００１７】そして、この透明電極２、２上には、１層
目の配向膜３、３として、液晶分子が基板１、１に対し
て垂直配向性を有する配向膜であるＪＡＬＳ２０４（ポ
リイミド系配向膜：日本合成ゴム社製）を印刷法によ
り、膜厚が１００ｎｍとなるように形成した。このとき
の配向処理としては、ラビング法を用いて配向処理を施
した。

【００１８】次に、この１層目の配向膜３、３上に、２
層目の配向膜４、４として、ＪＡＬＳ２０４（ポリイミ
ド系配向膜：日本合成ゴム社製）を印刷法により、膜厚
が１０ｎｍとなるように形成した。

【００１９】このようにして作製した２枚の基板１、１
上に、該基板間隔が６μｍとなるようにスペーサー６を
散布した後、熱硬化性の接着剤であるシール樹脂５によ
り貼り合わせを行った。なお、このとき図３に示すよう
に、２枚の基板１、１間での所望の配向方向のラビング
方向８が逆向き（アンチパラレル）となるように該基板
１、１の貼り合わせを行った。そして、この基板１、１
間に、真空注入法により、誘電率異方性が負の液晶であ
るＭＬＣ−２０１２（メルク社製）を注入して封止した
後、１１０度のオーブンに１時間投入して再配向処理を
行い、本実施の形態１における液晶表示装置を作成し
た。

【００２０】なお、本実施の形態１では、１層目の配向
膜３と２層目の配向膜４とを同一の材料により形成した
が、この１層目の配向膜３と２層目の配向膜４とは互い
に異なる材料を用いて形成してもよい。

【００２１】（実施の形態２）図４は、本実施の形態２
における液晶表示装置の構成を示した断面図である。図
に示すように、対向して配置されたガラスなどからなる
２枚の基板１、１の内面側には、ＩＴＯなどからなる透
明電極２、２がそれぞれ形成されている。そして、この
透明電極２、２のうちの一方の透明電極２の上層には、
ラビング処理が施された垂直配向性の配向膜３とラビン
グ処理が施されていない垂直配向性の配向膜４とがこの
順に形成されており、他方の透明電極２の上層には、ラ
ビング処理が施されていない垂直配向性の配向膜４のみ
が形成されている。

【００２２】これら２枚の基板１、１は、該基板１、１
の周辺を覆うシール樹脂５により接着されているととも
に、この２枚の基板１、１の間隔はスペーサー６により
一定の厚さに保持されており、誘電率異方性が負のネマ
テイック液晶からなる液晶層７を介在して形成されてい
る。

【００２３】このような液晶表示素子においては、液晶
層７に電圧が無印加のときには、図５（ａ）に示すよう
に、液晶分子９は基板１、１に対して垂直に配向してい
る。また、液晶層７に電圧を印加したときには、図５
（ｃ）に示すように、液晶分子９は配向膜３、３上のラ
ビング処理方向に基板１、１に対して水平に倒れてい
る。なお、本実施の形態２においては、ラビング処理を
施した一方の配向膜３上に、さらにもう一層の配向膜４
を形成しているため、ラビングにより発生していた配向
膜３の表面の傷は平坦化されて、ラビングすじの発生を
抑制することが可能となっている。

【００２４】このような液晶表示素子を図２に示すよう
に、偏光軸１１が９０度異なる２枚の偏光板１０を用い
て、液晶分子９の配向方向８と偏光軸１１とが４５度異
なるように挟んで構成することにより本実施の形態２に
おける液晶表示装置は完成するが、この時、ラビングす
じは発生することがなく、表示品位の高い高コントラス
トな液晶表示装置を実現することが可能となった。

【００２５】次に、本実施の形態２における液晶表示装
置の製造方法について説明する。

【００２６】本実施の形態２における液晶表示装置は、
図４にも示すように、２枚の基板１、１が対向して配置
されている。この２枚の基板１、１としては厚さ１ｍｍ
の石英ガラスを用い、スパッタリング法により該基板
１、１上に透明電極２、２となるＩＴＯを１００ｎｍの
膜厚でそれぞれ形成した。

【００２７】そして、この透明電極２、２のうちの一方
の透明電極２の上には、１層目の配向膜３として、液晶
分子が基板１、１に対して垂直配向性を有する配向膜で
あるＪＡＬＳ２０４（ポリイミド系配向膜：日本合成ゴ
ム社製）を印刷法により、膜厚が１００ｎｍとなるよう
に形成し、ラビング法を用いて配向処理を施した。ま
た、他方の透明電極２の上にも、配向膜４として、液晶
分子が基板１、１に対して垂直配向性を有する配向膜で
あるＪＡＬＳ２０４（ポリイミド系配向膜：日本合成ゴ
ム社製）を印刷法により、膜厚が１００ｎｍとなるよう
に形成したが、このとき配向処理は施さなかった。そし
て、ラビング法による配向処理を施した基板側の配向膜
３上に、２層目の配向膜４として、ＪＡＬＳ２０４（ポ
リイミド系配向膜：日本合成ゴム社製）を印刷法によ
り、膜厚が１０ｎｍとなるように形成した。

【００２８】このようにして作製した２枚の基板１、１
上に、該基板間隔が６μｍとなるようにスペーサー６を
散布した後、熱硬化性の接着剤であるシール樹脂５によ
り貼り合わせを行った。そして、この基板１、１間に、
真空注入法により、誘電率異方性が負の液晶であるＭＬ
Ｃ−２０１２（メルク社製）を注入して封止した後、１
１０度のオーブンに１時間投入して再配向処理を行い、
本実施の形態２における液晶表示装置を作成した。

【００２９】なお、本実施の形態２においても、１層目
の配向膜３と２層目の配向膜４とを同一の材料により形
成したが、この１層目の配向膜３と２層目の配向膜４と
は互いに異なる材料を用いて形成してもよい。

【００３０】本実施の形態２においては、前述した実施
の形態１よりも製造プロセスを短縮することができた。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の液晶表示
装置によれば、液晶層への電圧が無印加時には、液晶分
子は基板に対して垂直に配向し、また、液晶層へ電圧を
印加時には、液晶分子は配向処理が施された配向膜の配
向処理方向に基板に対して水平に倒れる。このとき、配
向処理を施した配向膜上に、さらにもう１層の配向膜を
形成しているため、ラビングなどにより発生していた配
向膜表面の傷が平坦化され、ラビングすじなどの発生を
抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態１における液晶表
示装置の構成を示した断面図である。

【図２】図２は、本発明の実施の形態における液晶表示
装置の偏光軸とラビング方向との関係を示した斜視図で
ある。

【図３】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の実施の形
態１における液晶表示装置の液晶分子の配向状態を示し
た断面図である。

【図４】図４は、本発明の実施の形態２における液晶表
示装置の構成を示した断面図である。

【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の実施の形
態２における液晶表示装置の液晶分子の配向状態を示し
た断面図である。

【符号の説明】

１基板２電極３１層目の配向膜４２層目の配向膜５シール樹脂６スペーサー７液晶層８ラビング方向９液晶分子１０偏光板１１偏光軸方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも電極が形成された２枚の基板
が対向して配置され、該両基板間に、負の誘電率異方性
を有する液晶材料からなる液晶層が封入されてなる複屈
折制御方式の液晶表示装置において、前記２枚の基板に形成された電極上には、前記液晶材料
である液晶分子を該基板に対して垂直に配向させる配向
膜がそれぞれ２層積層形成されてなり、該２層の配向膜
のうちの該電極側に形成された配向膜にはラビング法に
よる配向処理が施されていることを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項２】少なくとも電極が形成された２枚の基板
が対向して配置され、該両基板間に、負の誘電率異方性
を有する液晶材料からなる液晶層が封入されてなる複屈
折制御方式の液晶表示装置において、前記一方の基板に形成された電極上には、前記液晶材料
である液晶分子を該基板に対して垂直に配向させる配向
膜が２層積層形成されてなり、該２層の配向膜のうちの
該電極側に形成された配向膜にはラビング法による配向
処理が施されているととともに、前記他方の基板に形成された電極上には、前記液晶材料
である液晶分子を該基板に対して垂直に配向させる配向
膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】前記２層積層形成された配向膜のうち、
前記液晶層側に形成された配向膜の膜厚が、５ｎｍ以上
１００ｎｍ以下である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。
【請求項４】前記配向膜が、ポリイミド、ポリアミッ
ク酸、ポリアミドを少なくとも１種以上含んだ材料から
なる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。