JPH06337420A - 液晶表示装置の製造法 - Google Patents

液晶表示装置の製造法

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JPH06337420A
JPH06337420A JP5127264A JP12726493A JPH06337420A JP H06337420 A JPH06337420 A JP H06337420A JP 5127264 A JP5127264 A JP 5127264A JP 12726493 A JP12726493 A JP 12726493A JP H06337420 A JPH06337420 A JP H06337420A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
alignment film
pretilt angle
display device
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JP5127264A
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English (en)
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Hirobumi Wakemoto
博文 分元
Keisuke Tsuda
圭介 津田
Yuji Satani
裕司 佐谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 製造しやすく、精確な配向膜を形成して対称
的な視角特性を有する液晶表示装置を提供する。 【構成】 一方の基板には所定のプレチルト角15を有
する配向処理が施し、他方の基板には前記所定のプレチ
ルト角よりも低い角度のプレチルト角を有する部分6
と、前記所定のプレチルト角よりも高い角度のプレチル
ト角を有する部分4とが、所望の形状で配置した配向処
理を施し、プレチルト角によって規定される所定の方向
の螺旋構造をとりながら配向する液晶パネルであって、
所定の方向と反対の螺旋構造をとるようなねじれ力を有
するネマティック液晶を2つの基板間に封入した液晶表
示装置では、他方の基板上に高分子配向膜を形成し、ラ
ビング処理を行なった後、所定のパターンを有するマス
クを介して紫外光を照射して、配向膜のプレチルト角を
部分的に非照射部と変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像表示を行なう液晶
表示装置の製造法に関し、とくに従来より視野角が広い
液晶表示装置の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の中で、特に表示品位の高
い画像を得るために、近年薄膜トランジスタをスイッチ
ング素子として用いたアクティブマトリクス駆動方式の
表示装置の開発がさかんである。これは、スイッチング
素子のない、単純マトリクス駆動方式に比べて、走査電
極数に関係なく高いコントラスト比が得られるため、解
像度が高い大容量表示においても、鮮明な画像が得られ
るからである。
【0003】このようなアクティブマトリクス方式の液
晶表示装置に於て、広く用いられている液晶表示モード
に、TN(Twisted Nematic )方式の、NW(Normally
White)モードがある。TN方式は、基板間で液晶分子
が90゜捻れた構成をもつ液晶パネルを2枚の偏光板によ
りはさんだものである。NWモードにおいて、2枚の偏
光板は、互いの偏光軸方向が直交し、また一方の偏光板
はその偏光軸が、一方の基板に接している液晶分子の長
軸方向と平行か垂直になるように配置されている。
【0004】このTN方式のNWモードの場合、電圧無
印加、または、しきい値電圧付近の低電圧において白表
示、それより高い電圧を印加していくと、だんだん光透
過率が低下して黒表示となる。このような表示特性が得
られるのは、液晶パネルに電圧を印加すると液晶分子は
捻れ構造をほどきながら、電界の向きに配列しようと
し、この分子の配列状態により、パネルを通過してくる
光の偏光状態が変わり、光の透過率が変調されるからで
ある。ところで、おなじ分子配列の状態でも、液晶パネ
ルに入射してくる光の入射方向によって透過光の偏光状
態は変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異
なってくる。すなわち、液晶パネルの特性は視角依存性
を持つ。
【0005】この視角依存性は次のような特徴を持って
いる。NWモードの場合は、電圧印加によって液晶分子
が基板に対して立ち上がっていく黒表示付近で顕著であ
る。そして、その時の視角依存性は、液晶層中央部付近
の液晶分子の長軸方向を含み、かつ基板に垂直な平面に
対してほぼ対称の特性をもっている。しかし、この平面
内に進行方向を持つ光線に対しては非対称であり、基板
への入射角度によって透過率が著しく変化するので、こ
の方向での視角特性の変化は大きい。通常の駆動電圧範
囲では、液晶分子は基板面に完全に垂直には立ち上がら
ないので、視角特性の非対称性が残り、NWモードTN
パネルの視野角を狭くしてしまう。なお、一般に液晶層
中央部付近の液晶分子の長軸方向を主視角方向とよび、
この方向では他の方向から見た場合に比べて、低い電圧
で透過率が最低となる。
【0006】一般には、画面に対しそれぞれ図8〜図1
0に示すように手前側基板31に矢印32方向で、対向
する基板33に矢印34方向でラビング配向処理を施
す。35は上下方向を示す。液晶分子36はラビング方
向37に対して、図10のようにプレチルト角38を生
じるので、液晶層中央部付近の液晶分子の長軸方向は、
基板31,33に垂直な平面内で整列し、従って視角特
性の変化の大きい方向は画面の上下方向35であり、左
右に対しては対称である。39は配向膜を示す。つま
り、このパネルの電圧印加時(黒表示時)の光透過率の
視角特性は、図9に示すように上下方向で非対称とな
る。
【0007】この上下方向視角特性の非対称性を解決
し、視角特性を改良する方法として、発明者等は次のよ
うな液晶表示装置を提案している(特願平4−262
2)。これは上方向と下方向のいずれかの主視角方向を
有する微小領域を近接させてパネル内に形成し、互いに
視角特性を補償し合うことで、上下方向視角特性の非対
称性を解消し、対称な視角特性を得ようとするものであ
る。このような液晶表示装置の製造方法として、発明者
等は印刷法で液晶のプレチルト角が異なる配向膜を塗り
分ける方法および配向膜上にフォトレジストを塗布し、
フォトリソグラフ工程で配向膜をパターニングし、プレ
チルト角を変化させる方法を提案した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、印刷法でプレ
チルト角の異なる配向膜を塗り分ける方法では、寸法精
度および位置合わせ精度が悪く、高精細表示に対応しに
くいという問題がある。配向膜上にフォトレジストを塗
布し、フォトリソグラフ工程で配向膜をパターニング
し、プレチルト角を変化させる方法は、高精細表示に対
応できるが、工程が複雑でプロセスコストが高くなる問
題がある。また、配向膜表面への工程ダメージによる液
晶配向特性の劣化も問題である。さらに、これらの方法
では、プレチルト角の異なる3種類の配向膜を用いる必
要があり、配向膜の塗布工程が複雑になってしまう問題
もある。
【0009】本発明の目的は上記のような問題点を解消
し、容易に製造でき寸法精度に優れたプレチルト領域パ
ターニング法を実現し、対称的な視角特性を有する液晶
表示装置の製造法を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1発明では、一方の基板には所定のプレチルト角
を有する配向処理が施され、他方の基板には前記所定の
プレチルト角よりも低い角度のプレチルト角を有する部
分と、前記所定のプレチルト角よりも高い角度のプレチ
ルト角を有する部分とが、所望の形状で配置されて配向
処理が施されており、かつ2つの前記基板間に、ねじれ
力を持たぬネマティック液晶材料では、前記プレチルト
角によって規定される所定の方向の螺旋構造をとりなが
ら配向する液晶パネルであって、前記液晶パネルに前記
所定の方向と反対の螺旋構造をとるようなねじれ力を有
するネマティック液晶が封入されている液晶表示装置の
製造工程において、他方の基板上に高分子配向膜を形成
し、ラビング処理を行なった後、所定のパターンを有す
るマスクを介して紫外光を照射することによって、配向
膜のプレチルト角を部分的に非照射部と変化させる工程
を有する液晶表示装置の製造法とした。
【0011】第2発明では、液晶表示装置の製造工程に
おいて、他方の基板上に高分子配向膜を形成し、所定の
パターンを有するマスクを介して紫外光を照射した後、
ラビング処理を行なうことによって、配向膜のプレチル
ト角を部分的に非照射部と変化させる。第3発明では、
両方の基板に同一材料から成る高分子配向膜を形成し、
一方の基板には全面に紫外光を照射し、他方の基板には
所定のパターンを有するマスクを介して紫外光の照射を
行なう。
【0012】第4発明では、紫外光を照射した後、配向
膜表面を溶剤で処理する。第5発明では、高分子配向膜
としてポリイミド系材料を用いた。
【0013】
【作用】本発明の第1発明では、配向膜形成工程におい
て、どちらか一方の基板の配向膜に適当なフォトマスク
を介して紫外光を照射することにより、紫外光照射部と
非照射部との間でプレチルト角の値を異にすることがで
きる。これは紫外線照射によって、配向膜高分子表面が
架橋反応や酸化反応等、なんらかの化学反応を起こすこ
とによって、液晶との相互作用が変化するためと考えら
れる。一般に、配向膜の表面エネルギーが高くなると、
液晶のプレチルト角は小さくなる傾向があることが知ら
れている。紫外光照射によって、配向膜高分子表面で架
橋反応や酸化反応が起これば、表面エネルギーは増大
し、プレチルト角は小さくなると考えられる。これによ
って、非常に容易に、低コストで、しかも配向劣化を引
き起こすこともなく、視角範囲の広い液晶ディスプレイ
を製造することができる。
【0014】第2発明では、紫外光照射後にラビング処
理をしたので、プレチルト角の変化がより明らかにな
る。第3発明では、紫外光照射に変化をもたせてプレチ
ルト角の変化を形成した。また、第4発明では、紫外光
を照射後に配向膜表面を適当な溶剤で処理することによ
り、表面がさらに改質され、紫外光照射によるプレチル
ト角変化をさらに大きくすることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の製造方法の実
施例について説明する。本発明は図1に示したように、
上下基板表面での液晶のプレチルト角を制御して、上下
視角特性の補償された液晶パネルを実現するものであ
る。図1は、この液晶表示装置の断面図を示すもので、
一方の基板1Aと、他方の基板1Bと、一方の基板1A
と他方の基板1Bの内面に設けられた透明電極2A,2
Bと、さらに、透明電極2A上のパネル内面に設けられ
た配向膜3と、透明電極2B上に設けられた配向膜3よ
りプレチルト角4が大きい配向膜5と、透明電極2B上
に設けられた配向膜3よりプレチルト角6が小さい配向
膜7と、液晶分子9とから構成されている。そして、1
0は液晶層中央部、11は液晶層中央部の液晶分子プレ
チルトφ1、12は液晶層中央部の液晶分子プレチルト
φ2、13は上視角方向、14は下視角方向を示してい
る。
【0016】上記の構成において、一方の基板1Aには
θのプレチルト角15を持つような配向処理を施し、他
方の基板1Bにはθ+φ1 のプレチルト角4と、θ−φ
2 のプレチルト角6(φ1 >0、θ>φ2 >0)の2つ
の配向処理領域を持たせたものである。このような配向
処理を施すと、θ+φ1 のプレチルト角を持つ領域での
液晶層中央部10の液晶分子9は約φ1 の角度のプレチ
ルト11を持ち、θ−φ2 のプレチルト角4を持つ領域
での液晶層中央部10の液晶分子9は約−φ2の角度の
プレチルト12を持つように配向する。
【0017】したがって、この液晶パネルに電圧を印加
すると、液晶層中央部10の液晶分子9が約−φ2 の角
度のプレチルト12を持っていた領域では主視角が下方
向14の特性であり、液晶層中央部10の液晶分子9が
約φ1 の角度のプレチルト11を持っていた領域では主
視角が上視角13の特性となる。このように上下両方の
視角特性を持つ領域を、人間が見る場合の解像度以上に
近接して配置した場合、液晶パネルの視角特性は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、図5に示すような、ほぼ対称な特性を
得ることが可能となる。
【0018】このような構成をもつ液晶パネルを作製す
る方法として、本発明では紫外光を利用する。配向膜と
しては、製造の容易さから、高分子のラビング膜が好ま
しいが、プレチルトのパターニングを必要としない基板
側では、無機蒸着膜などを用いることもできる。高分子
材料の中では、一般にガラス転移温度が高く、鎖状の分
子構造をもつものが、液晶配向膜として適していること
が知られている。本発明においても、基本的にこのよう
な条件を満たしておれば、配向膜高分子として使用する
ことが可能である。たとえば配向膜として用いることが
できる高分子材料の例を挙げれば、ポリエステル、ポリ
スルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエステルイミド、ポリ(p−キシレン)、フェ
ノキシ樹脂、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレン
スルフィド、ポリフェニレン、ポリベンズイミダゾー
ル、ポリアミン、ポリイミンなどがある。これらのう
ち、ポリイミドは膜形成が容易で、信頼性的にもすぐれ
ていることから、配向膜材料としてとくに好ましい。
【0019】以下、本発明の液晶表示装置の具体的な製
造法について、図1〜図5を参照しながら説明する。
【0020】(実施例1)まず、透明な行電極2Aの形
成されたガラスの一方の基板1A上に、日本合成ゴム社
製のJALS−199ポリイミド配向膜をオフセット印
刷した。配向膜はこの印刷により、全画面に均一に形成
されている。
【0021】次に透明な列電極2Bの形成された他方の
基板1B上に、同様に日本合成ゴム社製のポリイミドJ
ALS−194を印刷した。両基板を180℃で30分
加熱した後、レーヨン布により、行電極基板(一方の基
板)1Aと列電極基板(他方の基板)1Bに、それぞれ
図2のような方向16、17でラビング処理を施した。
18は螺旋を示す。
【0022】次いで、図3のような200μmのピッチ
でストライプ状にパターン化されたフォトマスク19を
用いて、基板1Bに高圧水銀ランプにより紫外光を照射
した。照射エネルギーは55mW/cm2 で照射時間は
5分であった。これによって、図4のように光照射領域
20と非照射領域21が、ほぼ100μmの幅でストラ
イプ状に形成された。
【0023】この行電極基板1Aと列電極基板1Bと
を、電極2A,2B側が向かい合うように対向して貼り
合わせた。このような配向処理を施したパネルでは、ね
じれ力を持たないネマティック液晶を注入すると、左回
りの螺旋18をえがいて、配向する方がプレチルトの影
響によりエネルギー的に安定となる。このようなパネル
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を添加し
て、カイラルピッチが約80μmとなるように調合され
た液晶を注入した。
【0024】以上の配向膜材料、液晶材料を用いた場合
のプレチルト角を知るために、クリスタルローテーショ
ン法による測定を行った。測定には同じ配向膜を塗布し
て、ラビング処理を施した2枚の透明基板を、セル厚2
0μmでホモジニアス配向になるように貼り合わせ、液
晶材料を注入した測定用のセルを用いた。測定の結果、
JALS−199はプレチルト角が約3°、JALS−
194に紫外光を照射しない場合は約5°、JALS−
194に上記条件で紫外光を照射した場合は約1°であ
ることが判明した。つまり、本実施例の製造方法により
作製したパネルの液晶配向が、図1のような構成をとる
ことが確認できた。
【0025】上記のようにして作製された液晶パネルの
両側に偏光板をクロスニコルとなるように貼り付け、液
晶表示装置が得られた。この液晶パネルに電圧を印加し
て、パネルの上下方向での、透過率に対する視角依存性
を測定したところ、図5のような特性を示し、パネルの
基板法線に対して上下方向で対称な特性を得ることがで
きた。
【0026】(実施例2)まず、透明な行電極2Aの形
成されたガラスの一方の基板1A上に、日本合成ゴム社
製のJALS−199ポリイミド配向膜をオフセット印
刷した。配向膜はこの印刷により、全画面に均一に形成
されている。
【0027】次に透明な列電極2Bの形成された他方の
基板1B上に、同様に日本合成ゴム社製のポリイミドJ
ALS−194を印刷した。両基板を180℃で30分
加熱した後、レーヨン布により、行電極基板(一方の基
板)1Aと列電極基板(他方の基板)1Bに、それぞれ
図2のような方向16、17でラビング処理を施した。
【0028】次いで、図3のような200μmのピッチ
でストライプ状にパターン化されたフォトマスク19を
用いて、基板1Bに低圧水銀ランプにより紫外光を照射
した。照射エネルギーは27mW/cm2 で照射時間は
1分であった。これによって、光照射領域20と非照射
領域21が、図4のように、ほぼ100μmの幅でスト
ライプ状に形成された。
【0029】この行電極基板1Aと列電極基板1Bと
を、電極2A,2B側が向かい合うように対向して貼り
合わせた。このような配向処理を施したパネルでは、ね
じれ力を持たないネマティック液晶を注入すると、左回
りの螺旋18をえがいて、配向する方がプレチルトの影
響によりエネルギー的に安定となる。このようなパネル
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を添加し
て、カイラルピッチが約80μmとなるように調合され
た液晶を注入した。
【0030】以上の配向膜材料、液晶材料を用いた場合
のプレチルト角を知るために、クリスタルローテーショ
ン法による測定を行った。測定には、同じ配向膜を塗布
して、ラビング処理を施した2枚の透明基板を、セル厚
20μmでホモジニアス配向になるように貼り合わせ、
液晶材料を注入した測定用のセルを用いた。測定の結
果、JALS−199はプレチルト角が約3°、JAL
S−194に紫外光を照射しない場合は約5°、JAL
S−194に上記条件で紫外光を照射した場合は約1°
であることが判明した。つまり、本実施例の製造方法に
より作製したパネルの液晶配向が、図1のような構成を
とることが確認できた。
【0031】上記のようにして作製された液晶パネルの
両側に偏光板をクロスニコルとなるように貼り付け、液
晶表示装置が得られた。この液晶パネルに電圧を印加し
て、パネルの上下方向での、透過率に対する視角依存性
を測定したところ、図5のような特性を示し、パネルの
基板法線に対して上下方向で対称な特性を得ることがで
きた。
【0032】(実施例3)まず、透明な行電極2Aの形
成されたガラスの一方の基板1A上に、日本合成ゴム社
製のJALS−199ポリイミド配向膜をオフセット印
刷した。配向膜はこの印刷により、全画面に均一に形成
されている。
【0033】次に透明な列電極2Bの形成された他方の
基板1B上に、同様に日本合成ゴム社製のポリイミドJ
ALS−194を印刷した。両基板を180℃で30分
加熱した。次いで、図3のような200μmのピッチで
ストライプ状にパターン化されたフォトマスク19を用
いて、基板1Bに超高圧水銀ランプにより紫外光を照射
した。照射エネルギーは55mW/cm2 で照射時間は
5分であった。これによって、光照射領域5と非照射領
域7が、図4のように、ほぼ100μmの幅でストライ
プ状に形成された。これらの基板にレーヨン布により、
行電極基板(一方の基板)1Aと列電極基板(他方の基
板)1Bに、それぞれ図2のような方向16、17でラ
ビング処理を施した。
【0034】この行電極基板1Aと列電極基板1Bと
を、電極2A,2B側が向かい合うように対向して貼り
合わせた。このような配向処理を施したパネルでは、ね
じれ力を持たないネマティック液晶を注入すると、左回
りの螺旋18をえがいて、配向する方がプレチルトの影
響によりエネルギー的に安定となる。このようなパネル
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を添加し
て、カイラルピッチが約80μmとなるように調合され
た液晶を注入した。
【0035】以上の配向膜材料、液晶材料を用いた場合
のプレチルト角を知るために、クリスタルローテーショ
ン法による測定を行った。測定には、同じ配向膜を塗布
して、ラビング処理を施した2枚の透明基板を、セル厚
20μmでホモジニアス配向になるように貼り合わせ、
液晶材料を注入した測定用のセルを用いた。測定の結
果、JALS−199はプレチルト角が約3°、JAL
S−194に紫外光を照射しない場合は約5°、JAL
S−194に上記条件で紫外光を照射した場合は約1°
であることが判明した。つまり、本実施例の製造方法で
作製したパネルの液晶配向が、図1のような構成をとる
ことが確認できた。
【0036】上記のようにして作製された液晶パネルの
両側に偏光板をクロスニコルとなるように貼り付け、液
晶表示装置が得られた。この液晶パネルに電圧を印加し
て、パネルの上下方向での透過率に対する視角依存性を
測定したところ、実施例1と同様、図5のような特性を
示し、パネルの基板法線に対して上下方向で対称な特性
を得ることができた。
【0037】本実施例のように、紫外光を照射後にラビ
ング配向処理を行っても、ラビング後に紫外光を照射す
るのと、ほぼ同様な結果が得られた。
【0038】(実施例4)まず、透明な行電極2Aの形
成されたガラスの一方の基板1A上に、日本合成ゴム社
製のJALS−194ポリイミド配向膜をオフセット印
刷した。配向膜はこの印刷により、全画面に均一に形成
されている。
【0039】次に透明な列電極2Bの形成された他方の
基板1B上に、同様に日本合成ゴム社製のポリイミドJ
ALS−194を印刷した。両基板を180℃で30分
加熱した。次いで、基板1Aに高圧水銀ランプにより紫
外光を照射した。照射エネルギーは55mW/cm2
照射時間は3分であった。さらに、図3のような200
μmのピッチでストライプ状にパターン化されたフォト
マスク19を用いて、基板1Bに高圧水銀ランプにより
紫外光を照射した。照射エネルギーは55mW/cm2
で照射時間は5分であった。これによって、光照射領域
20と非照射領域21が、図4のように、ほぼ100μ
mの幅でストライプ状に形成された。これらの基板にレ
ーヨン布により、行電極基板(一方の基板)1Aと列電
極基板(他方の基板)1Bに、それぞれ図2のような方
向16、17でラビング処理を施した。
【0040】この行電極基板1Aと列電極基板1Bと
を、電極2A,2B側が向かい合うように対向して貼り
合わせた。このような配向処理を施したパネルでは、ね
じれ力を持たないネマティック液晶を注入すると、左回
りの螺旋18をえがいて、配向する方がプレチルトの影
響によりエネルギー的に安定となる。このようなパネル
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を添加し
て、カイラルピッチが約80μmとなるように調合され
た液晶を注入した。
【0041】以上の配向膜材料、液晶材料を用いた場合
のプレチルト角を知るために、クリスタルローテーショ
ン法による測定を行った。測定には、同じ配向膜を塗布
して、ラビング処理を施した2枚の透明基板を、セル厚
20μmでホモジニアス配向になるように貼り合わせ、
液晶材料を注入した測定用のセルを用いた。測定の結
果、JALS−194に紫外光を照射しない場合は約5
°、紫外光を3分照射した場合は約3゜、紫外光を5分
照射した場合は約1°であることが判明した。つまり、
本実施例の製造方法で作製したパネルの液晶配向が、図
1のような構成をとることが確認できた。
【0042】上記のようにして作製された液晶パネルの
両側に偏光板をクロスニコルとなるように貼り付け、液
晶表示装置が得られた。この液晶パネルに電圧を印加し
て、パネルの上下方向での透過率に対する視角依存性を
測定したところ、図5のような特性を示し、パネルの基
板法線に対して上下方向で対称な特性を得ることができ
た。
【0043】本実施例のように、紫外光の照射エネルギ
ーを適当にコントロールすることによって、一種類の配
向膜材料を用いるだけで、プレチルト角を変化させ、目
的の液晶表示素子が得られることが確認できた。
【0044】(実施例5)まず、透明な行電極2Aの形
成されたガラスの一方の基板1A上に、日本合成ゴム社
製のJALS−199ポリイミド配向膜をオフセット印
刷した。配向膜はこの印刷により、全画面に均一に形成
されている。
【0045】次に透明な列電極2Bの形成された他方の
基板1B上に、同様に日本合成ゴム社製のポリイミドJ
ALS−194を印刷した。両基板を180℃で30分
加熱した後、レーヨン布により、行電極基板(一方の基
板)1Aと列電極基板(他方の基板)1Bに、それぞれ
図2のような方向16、17でラビング処理を施した。
【0046】次いで、図3のような200μmのピッチ
でストライプ状にパターン化されたフォトマスク17を
用いて、基板1Bに高圧水銀ランプにより紫外光を照射
した。照射エネルギーは55mW/cm2 で照射時間は
3分であった。これによって、光照射領域20と非照射
領域21が、図4のように、ほぼ100μmの幅でスト
ライプ状に形成された。基板1Bをイソプロピルアルコ
ール中に浸漬処理し、120℃で30分乾燥させた。
【0047】この行電極基板1Aと列電極基板1Bと
を、電極2A,2B側が向かい合うように対向して貼り
合わせた。このような配向処理を施したパネルでは、ね
じれ力を持たないネマティック液晶を注入すると、左回
りの螺旋18をえがいて、配向する方がプレチルトの影
響によりエネルギー的に安定となる。このようなパネル
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を添加し
て、カイラルピッチが約80μmとなるように調合され
た液晶を注入した。
【0048】以上の配向膜材料、液晶材料を用いた場合
の、プレチルト角を知るために、クリスタルローテーシ
ョン法による測定を行った。測定には、同じ配向膜を塗
布して、ラビング処理を施した2枚の透明基板を、セル
厚20μmでホモジニアス配向になるように貼り合わ
せ、液晶材料を注入した測定用のセルを用いた。測定の
結果、JALS−199はプレチルト角が約3°、イソ
プロピルアルコールで処理したJALS−194では、
紫外光を照射しない場合は約5°、紫外光を照射した場
合は約1°であることが判明した。イソプロピルアルコ
ールで処理することによって、より短時間の紫外光照射
で、大きなプレチルト変化を達成することができた。
【0049】本実施例の製造方法により作製したパネル
の液晶配向が、図1のような構成をとることが確認でき
た。以上のようにして作製された液晶パネルの両側に偏
光板をクロスニコルとなるように貼り付け、液晶表示装
置が得られた。この液晶パネルに電圧を印加して、パネ
ルの上下方向での、透過率に対する視角依存性を測定し
たところ、図5のような特性を示し、パネルの基板法線
に対して上下方向で対称な特性を得ることができた。
【0050】本実施例では、処理溶剤としてイソプロピ
ルアルコールを用いたが、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、ジエ
チルエーテルや、メチルエチルエーテルなどのエーテル
系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系
溶剤、ジクロルメタン、クロロホルム、ジクロルエタン
などのハロゲン系溶剤、水(温水)等の極性溶剤がプレ
チルト角変化に効果がある。
【0051】一方の基板には所定のプレチルト角を有す
る配向処理が施され、他方の基板には前記所定のプレチ
ルト角よりも低い角度のプレチルト角を有する部分と、
前記所定のプレチルト角よりも高い角度のプレチルト角
を有する部分を有する液晶パネルを得るためには、一方
の基板側に紫外光照射するだけでは、2種類の配向膜材
料を用いる必要がある。一方の基板上に形成した配向膜
には全面に紫外光を照射し、他方の基板上に形成した配
向膜には所定のパターンを有するマスクを介してそれよ
り強い表面改質効果をもつ紫外光の照射を行なうことに
より、同一の配向膜材料を使って、必要なプレチルト関
係を達成することが可能になる。
【0052】(実施例6)次に本発明の他実施例につい
て図6、図7を参照しながら説明する。
【0053】まず、透明な電極の形成されたガラス基板
(一方の基板)1A’上に、配向膜JALS−199を
オフセット印刷した。配向膜はこの印刷により、全画面
に均一に形成されていた。次にマトリクス状に絵素22
が配列されており、各絵素22に薄膜トランジスタ素子
23が形成されているアクティブマトリクスアレイ基板
1B’に、同様にJALS−194配向膜24を画面全
体に印刷した。これら両基板を190℃で30分加熱
し、配向膜を硬化させた。次に、レーヨン布により、電
極基板とアクティブマトリクスアレイ基板1B’に、そ
れぞれ図7に示す方向27、28でラビング処理を施し
た。
【0054】さらに、アクティブマトリクスアレイ基板
1B’に形成されたJALS−194配向膜24に、図
6(c)のように基板上の各絵素22の上半分が遮光さ
れているマスク26を用いて、紫外光を露光した。超高
圧水銀ランプから照射した紫外光は、55mW/cm2
で照射時間は5分であった。このような工程を経て、図
6(d)のように絵素の上半分には光非照射領域29
が、絵素の下半分には光照射領域30がアクティブマト
リクス基板1B’の表面に形成された。この両基板を、
電極側が向かい合うように対向させて貼り合わせた。各
配向膜表面でのプレチルト角は、実施例1で述べたとお
りである。
【0055】このようなパネルに、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を添加して、カイラルピッチが約8
0μmとなるように調合された液晶を注入した。以上の
ようにして作製された液晶パネルの両側に偏光板をクロ
スニコルとなるように貼り付け、液晶表示装置が得られ
た。この液晶パネルに電圧を印加して、パネルの上下方
向での、透過率に対する視角依存性を測定したところ、
実施例1と同様な視角特性を得ることができ、上下方向
視角特性の非対称性を解消することができた。
【0056】さらに、この液晶表示装置を投写機に組み
込んで、スクリーン上に画像を拡大投写したところ、均
一で良好な表示を得ることができた。なお、アクティブ
マトリクス型液晶表示パネルにおいては、パネルのイン
ピーダンスが高くないと、表示性能が劣化する。パネル
のインピーダンスには、配向膜の影響が大きいことが知
られているが、本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、紫外光照射によって、パネルのインピーダンスの劣
化はほとんど起こらず、高インピーダンスが保持でき
る。したがって、本製造方法により作製した液晶表示装
置は、視角特性に優れるのみならず、コントラスト低下
や表示ムラが発生せず、非常に表示品位が高い。
【0057】
【発明の効果】上記のように本発明液晶表示装置の製造
方法によれば、紫外光を照射することによってプレチル
ト角を制御でき、液晶パネルの近接した微小領域間で、
上下方向において逆の視角特性を有するような配向処理
が施された構成の液晶パネルを、容易に作製することが
できる。これによって、画面のいかなる部分でも、パネ
ルの上下方向に対する視角特性をほぼ対称にすることが
できるので、画面内で不均一な輝度ムラの生じない、安
定した高画質な液晶表示装置を製造することが可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で製造する液晶表示装置の液晶分子の配
向を表す構成断面図
【図2】実施例1〜5におけるラビング処理方向を示し
た平面図
【図3】実施例1〜5で用いるフォトマスクの一部を表
す平面図
【図4】実施例1〜5で形成される紫外光照射領域と非
照射領域のパターンを示す平面図
【図5】本発明の実施例1で製造した液晶表示装置の電
圧印加時における光透過率の視角特性図
【図6】(a)(b)(c)(d)は実施例6における
各配向膜形成工程図
【図7】実施例6におけるラビング処理方向を示した平
面図
【図8】従来の液晶表示装置におけるラビング処理方向
を示した平面図
【図9】従来の液晶表示装置の電圧印加時における光透
過率の視角特性図
【図10】液晶表示装置におけるラビング方向と液晶分
子の配向方向との関係説明図
【符号の説明】
1A,1A’ 一方の基板 1B,1B’ 他方の基板 2A,2B 透明電極 3,5,7 配向膜 4,6,15 プレチルト角 18 螺旋

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の基板には所定のプレチルト角を有
    する配向処理が施され、他方の基板には前記所定のプレ
    チルト角よりも低い角度のプレチルト角を有する部分
    と、前記所定のプレチルト角よりも高い角度のプレチル
    ト角を有する部分とが、所望の形状で配置されて配向処
    理が施されており、かつ2つの前記基板間に、ねじれ力
    を持たぬネマティック液晶材料では、前記プレチルト角
    によって規定される所定の方向の螺旋構造をとりながら
    配向する液晶パネルであって、前記液晶パネルに前記所
    定の方向と反対の螺旋構造をとるようなねじれ力を有す
    るネマティック液晶が封入されている液晶表示装置の製
    造工程において、他方の基板上に高分子配向膜を形成
    し、ラビング処理を行なった後、所定のパターンを有す
    るマスクを介して紫外光を照射することによって、配向
    膜のプレチルト角を部分的に非照射部と変化させる工程
    を有することを特徴とする液晶表示装置の製造法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置の製造工程
    において、他方の基板上に高分子配向膜を形成し、所定
    のパターンを有するマスクを介して紫外光を照射した
    後、ラビング処理を行なうことによって、配向膜のプレ
    チルト角を部分的に非照射部と変化させる工程を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の液晶表示装置の製造工程
    において、両方の基板に同一材料から成る高分子配向膜
    を形成し、一方の基板には全面に紫外光を照射し、他方
    の基板には所定のパターンを有するマスクを介して紫外
    光の照射を行なう工程を有す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の製造法。
  4. 【請求項4】 紫外光を照射した後、配向膜表面を溶剤
    で処理する工程を有することを特徴とする請求項1、2
    又は3に記載の液晶表示装置の製造法。
  5. 【請求項5】 高分子配向膜がポリイミド系材料である
    ことを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の液晶
    表示装置の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005321486A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 液晶配向膜、液晶表示装置及びその製造方法
JP2006003917A (ja) * 2005-08-12 2006-01-05 Sharp Corp 液晶表示パネル及びその製造方法
CN111781774A (zh) * 2020-07-13 2020-10-16 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 液晶显示面板制备方法和液晶显示面板

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