JPH0455818A - 液晶表示装置と液晶表示装置の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶を均一に配向させる液晶表示装置と液晶
表示装置の製造法に関するものである。

従来の技術 近年、液晶表示装置の大容量化、高速応答化への取り組
みが盛んに行なわれている。単純マトリックスタイプの
液晶表示素子の動作モードとして、不マチ、り液晶を用
いたツィスティッド　ネマチンク（ＴＮ型）、スーパー
ツィスティッド　ネマチンク（ＳＴＮ）　型、エレクト
リカリ−コンドロールド　ハイディリンジェンス（ＥＣ
Ｂ）型など、また強誘電性液晶を用いたフェロ　リキッ
ド　クリスタル（ＦＬＣ）型がある。各動作モードとも
大容量化、高速応答化につれて液晶分子を大面積にわた
って均一に配向させ、かつ液晶分子をガラス基板面に対
して、均一に傾斜させる技術が要求される。ＳＴＮ型で
は液晶分子をガラス基板面から数度傾斜して配向させ、
逆にＥＣＢ型ではガラス基板面に対してほぼ垂直に配向
させることが必要である。

さてＥＣＢモードは、その階調性、色相変化の少なさ、
高コントラスト表示、高速応答などの優れた可蛯性を有
しており、現在ＳＴＮモードに代わるものとして盛んに
開発が進められている。

ＥＣＢモードでは、電界印加時に垂直に配向した液晶分
子がその強度に応してティルトし、その時に生しる複屈
折により明暗を表示するものであるが、その時に液晶分
子が両側のガラス基板界面において完全に垂直配向して
いると、液晶分子はランダムな方向にティルトしてしま
い、その結果散乱状態が発生し、表示品位を著しく損な
う。そのためガラス基板界面において液晶分子を一方向
にかつ一様にティルトさせる必要がある。また電圧無印
加時の液晶分子のガラス基板法線方向からの傾斜角（以
下プレティルト角と呼ぶ）は表示品位に太き（影響し、
両ガラス基板界面においてプレティルト角を１°以下、
特に０．５°にする事が望ましいと報告されている（例
えばジエ・エフ・クレール、エム・アイザワ、ニス・ヤ
マウチ、ジエ・デュシューネ：ジャパン　デイスプレィ
１１１９．１８８頁１９８９年；Ｊ、Ｆ、Ｃ１ｅｒｃ、
Ｍ、Ａｉｚａｗａ。

Ｓ、Ｙａｍａｕｃｈｉ、Ｊ、Ｄｕｃｈｅｎｅ：ＪＡＰＡ
Ｎ　ＤＩＳＰＬＡＹ’８９．ＰＰ、１８８１９１　（１
９８９）　）。従来より液晶分子の傾斜垂直配向法とし
て、２枚のガラス基板面においてそれぞれ垂直配向膜を
一方向にラビングする方法と、５ｊＯなと蒸着物をガラ
ス基板面に対して斜め方向から蒸着し、その上に垂直配
向膜を形成する斜方蒸着法などが報告されている。

発明が解決しようとする課題 上記２種類の配向法では、ラビング強度、あるいは蒸着
時の蒸着角度、膜厚のわずかな差によってプレティルト
角が数度のオーダーで急激に変化するため、２枚のガラ
ス基板界面においてもプレティルト角を同じ様に１°以
内に制御することは非常に困難であり、しかも再現性に
乏しい。通常得られるプレティルト角はせいぜい両ガラ
ス基板界面において数度であるために、バルク中におい
ても液晶分子は数度のプレティルト角を持つことになる
。その結果、電界無印加時において複屈折状態となるた
め、暗状態にならず、コントラストを著しく低下させる
という問題点がある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置と液
晶表示装置の製造法は、一対の基板間に液晶を挟持して
成る液晶表示装置において、一方の基板の液晶と接する
基板界面において、液晶分子が基板垂直方向から数度傾
斜した傾斜垂直配向状態をとり、かつ対向する基板の基
板界面において、液晶分子が垂直配向状態をとり、かつ
液晶分子が負の誘電異方性を有するものである。

作用 上記構成によれば、傾斜垂直配向層では数度傾斜した垂
直配向、垂直配向層では完全な垂直配向となるので、バ
ルク中の液晶分子のプレティルト角は、傾斜垂直配向層
でのプレティルト角のおよそ１／２程度の値になるため
、複屈折量は小さくなり、暗状態での透過光量をかなり
低下させることができる。

実施例 以下に本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

（実施例１） 第１図は本発明の液晶表示装置の一例である。

１はガラス、２は１頃斜垂直配向膜、３は垂直配向膜、
４は液晶分子、５は偏光子、６は検光子である。偏光子
５と検光子６は偏光軸が互いに９０゜になり、かつ液晶
分子の傾斜方向と４５°の角度になるように配置されて
いる。一般に、ＰＣＢモードにおける液晶パネルの透過
光強度Ｉは１−１Ｏ３ＩＮ２（πΔｎｄ／λ＜５ＩＮ２
θ〉）Ｉｏは入射光強度、Δｎは液晶分子の屈折率異方
性、ｄは液晶パネルのセルギャップ、λは入射光の波長
、θは液晶分子のプレティルト角である。

上記関係式より、電圧ＯＦＦ時の透過強度はプレティル
ト角の関数になり、プレティルト角が増大するにつれ、
電圧ＯＦＦ時の透過強度はＳＩＮの４剰の関係で増大す
ることがわかる。第２図は２枚のガラス基板上で傾斜垂
直配向膜を用いた場合の液晶表示装置の一例である０本
発明の液晶表示装置の場合、傾斜配向層界面ではプレテ
ィルト角θ、を持つが、垂直配向膜界面ではほぼ完全な
垂直配向となるために、バルク中でのプレティルト角は
θ°〜θ１間の値をとることになり、中央部ではほぼθ
、／２と成る。従って本発明の液晶表示装置での平均的
なプレティルト角ΦＩはΦ１＝Ｉ／ｄ　　θ（ｚ）ｄｚ で与えられる。他方、第２図の液晶表示装置の場合、プ
レティルト角は両ガラス基板界面において同しであるの
で、バルク中のプレティルト角もすべて同じになる。界
面でのプレティルト角を６１とすると、第２図の液晶表
示装置の平均的なプレティルト角Φ２は Φ２＝θ１ となる。従って、本液晶表示装置の場合、ガラス基板界
面において、液晶分子のグイレフターの向きが連続的に
しかも直線的に変化すると仮定すると、 Φ１＝Φ２／２ となり、ＯＦＦ時の透過光量はＳＩＮの４剰に比例して
小さくなることがわかる。上記の扱いは、近似的な取扱
であり、厳密には弾性体理論により液晶分子のグイレフ
ターの向きを決定し、Ｂｅｒｒｅｍａｎの４×４マトリ
ツクスにより透過光量を計夏する必要がある。

第３図は、本発明の液晶表示装置と第２図の液晶表示装
置の電気光学特性を示したものである。

（ａ）は本発明の液晶表示装置の電気光学特性を、（ト
））は第２図の液晶表示装置のそれをそれぞれ示す。

縦軸は透過率、横軸は印加電圧を示す。プレティルト角
θ＝２°である。第２図の液晶表示装置では、しきい値
電圧以下でも光が透過し、しかも光学特性の評価基準の
一つである急峻性も悪いことがわかる。これに比べて、
本発明の液晶表示装置は傾斜垂直配向膜と垂直配向膜と
を組み合わせているので、しきい値電圧以下でも光の漏
れが少なく、しかも急峻性も向上していることがわかる
。

次に本液晶表示装置の製造法について説明する。

酸化インジュウム・錫（ＩＴＯ）を極が形成されたガラ
ス基板上に、無機酸化物（例えばＳｉｎ。

ＺｒＯ２等）を基板法線方向から８５°〜８８゜の角度
で蒸着する。蒸着された無機酸化物の膜厚はおよそ０．
００５〜０．０１５μｍである。上記蒸着物上に垂直配
向Ｗｓ（例えば０ＤＳ−Ｅ　；チッソ■製、ＤＭＯＡＰ
　；東しシリコン■製等）を塗布し、およそ＋５０°Ｃ
で焼成する。つぎに他方のＩＴＯ付ガラス基板に垂直配
向膜だけを塗布し、同様に１５０°Ｃで焼成する。その
後、６μｍの樹脂ビーズを上記ガラス基板上に分散させ
た後、２枚のガラス基板を貼合わせ、負の誘電異方性を
もった液晶（例えばＥＮ−３５；チッソ■製）を注入す
る。２枚の偏光板はそれぞれ蒸着方向に対して、４５”
と−４５″になるように配置する。

上記製造法により作製した液晶表示装置では、傾斜垂直
配向膜界面でのプレティルト角がおよそ１°〜２°の値
になるので、良好な表示特性を得ることができる。また
バルク中の液晶分子は一方向にプレティルト角を有する
ので、電圧印加時においても、逆方向のティルトによる
散乱現象も防くことができる。

次に他の実施例について説明する。

（実施例２） ＩＴＯ付ガラス基板上に実施例１と同様な垂直配向膜を
塗布し、１５０°Ｃで焼成した後、回転うピングを行う
。ラビング強度は通常の水平配向膜のそれの２以下であ
る。対向側のＩＴＯ付ガラス基板には垂直配向層を形成
した後、ラビング処理は施されない。以下ガラス基板の
貼合わせから偏光板配置まで実施例１と同様に行う。

上記製造法では、ラビング処理を施したガラス基板界面
において、プレティルト角はラビング強度を変えること
により任意に変えることができる。

本実施例も実施例１と同様の効果がある。

（実施例３） ＩＴＯ付ガラス基板上に、水平配量作用を有するポリイ
ミド膜（例えばＲＮ−７１８、■８産化学製）を形成し
た後、強いラビング強度で回転ラビングを一方向に施す
。その後、実施例１と同様の垂直配向膜を塗布し、焼成
する。対向するガラス基板には実施例１と同様、垂直配
向膜のみ形成されている。上記実施例と同様にして、２
枚のガラス基板を貼合わせ負の誘電異方性液晶を注入す
る。本実施例の場合、プレティルト角はおよそ０°〜４
５°まで変えることができるが、ラビング強度、及びポ
リイミド膜を適宜選択することによって、実施例１と同
様の効果を得ることができる。

発明の効果 本発明の液晶表示装置と液晶表示装置の製造法は、傾斜
垂直配向膜と垂直配向膜を組み合わせることにより、バ
ルク中のプレティルト角を小さくすることができ、ＰＣ
Ｂモードでの表示特性の向上に非常に大きな効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の断面図、第２図は従来
の傾斜垂直配向型液晶表示装置の断面図、第３図は電気
光学特性図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・傾斜垂直配
向膜、３・・・・・・垂直配向膜、４・・・・・・液晶
分子、５・・・・・・偏光子、６・・・・・・検光子。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｒｊＳ２　
　図 イ ３−　　支１紅荀Ｖ １−一−シス１分３− 第３図 ＣＩＩ加覧圧（’ｖｄｔう

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示装置
   において、一方の基板の液晶と接する基板界面において
   、液晶分子が基板垂直方向から数度傾斜した傾斜垂直配
   向状態をとり、かつ対向する基板の基板界面において、
   液晶分子が垂直配向状態をとり、かつ液晶分子が負の誘
   電異方性を有することを特徴とする液晶表示装置。 （２）一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示装置
   において、一方の基板面に液晶分子を基板法線方向から
   数度傾斜して配向させる作用を有する傾斜垂直配向層が
   形成され、かつ対向する基板面に垂直配向層が形成され
   たことを特徴とする液晶表示装置の製造法。（３）傾斜
   垂直配向層が、基板面に対して斜め方向から蒸着された
   無機酸化膜からなる第一の配向層と第一の配向層上に形
   成された垂直配向作用を有する第二の配向層とによって
   形成されることを特徴とする請求項（２）記載の液晶表
   示装置の製造法。 （４）第一の配向層の無機酸化物がＳｉＯまたはＺｒＯ
   ＿２であり、かつ基板法線方向に対して８５°〜８８°
   の入射角で蒸着され、かつ該配向層の膜厚が０．０１５
   μｍ以下であることを特徴とする請求項（３）記載の液
   晶表示装置の製造法。 （５）傾斜垂直配向層が、垂直配向膜をラビングするこ
   とによって形成されることを特徴とする請求項（２）記
   載の液晶表示装置の製造法。 （６）傾斜垂直配向層が、基板面に対して数度のプレテ
   ィルト角を有する水平配向膜を塗布し、ラビングした後
   、該水平配向膜上に垂直配向膜を塗布することによって
   形成されることを特徴とする請求項（２）記載の液晶表
   示装置の製造法。