JPH0764094A

JPH0764094A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0764094A
Application number: JP21322993A
Authority: JP
Inventors: Tsuguyoshi Hirata; 貢祥平田; Shigemitsu Mizushima; 繁光水嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1995-03-10
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2930228B2

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示装置の視角特性を改善し、低コストに
て表示品位の向上した広視角の液晶表示装置を提供す
る。【構成】液晶表示装置の基板１６表面に形成された配向
膜１０表面のに凹凸が形成されており、この凹凸の程度
が複数の所定の領域の間で異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶分子のチルト角が制
御を受けた液晶表示装置に関するものである。特に、本
発明は、同一液晶セル内においてチルト角の異なる配向
状態が形成され、異なる視角特性を持つ領域が任意の位
置に形成されて任意の視角特性を持つ液晶表示装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）は一対の基板間
にある液晶セル内の液晶分子の配向を変え、そのことに
より生じる液晶セル内の光学的屈折率変化を利用した表
示装置である。したがって、液晶セル内の液晶分子がで
きる限り規則正しく初期配列していることが重要であ
る。このように規則正しく液晶分子を配列させるために
液晶セルを挟む基板の表面状態が液晶分子の相互作用を
規制している。

【０００３】液晶分子を一定方向に初期配列させる方法
として現在最も広く使用されている方法は、一対の基板
の相対する表面に液晶配向膜材料を塗布し、塗布した材
料を乾燥硬化することにより配向膜を形成した後、その
配向膜の表面をラビング処理することにより行われてい
る。

【０００４】液晶の配向を規制する配向膜としては無機
配向膜と有機配向膜の２種類が挙げられる。無機配向膜
の材料としては酸化物、無機シラン、金属、金属錯体が
あげられる。有機配向膜の材料としてはポリイミドがあ
げられる。現在用いられている液晶配向膜材料の代表的
な例はポリイミド樹脂である。ポリイミド樹脂は全芳香
系ポリイミド（全芳香系ＰＩ）の前駆体であるポリアミ
ック酸を基板に塗布した後、加熱によってポリイミド反
応を起こさせ、それによってポリアミック酸をポリイミ
ド樹脂に転換させることで形成される。液晶配向膜材料
としてポリイミド樹脂が広く使用される理由としてポリ
アミック酸の状態において溶解性が良好であるため濃度
及び粘膜などの調製が容易であること、塗布性が良好で
あること、膜厚制御が容易であること等が挙げられる。
作製されるポリイミド樹脂はポリアミック酸よりエネル
ギー的に安定しており、水で洗浄しても可逆反応は起こ
らない。

【０００５】このようにして基板上に形成されたポリイ
ミド膜を琢磨布等でラビング処理することによりラビン
グ方向に沿って液晶分子を配向させることができる。ラ
ビング処理は基板上において均一な方向に行われるの
で、液晶セル内に於て液晶分子が配向膜と接する液晶分
子の傾斜角、すなわちプレチルト角はすべて均一にな
る。したがって、マトリクス型表示パターンの単位ドッ
トを構成する各絵素内においてもプレチルト角は全てほ
ぼ同一角度となる。

【０００６】表示パターンの一絵素となる各絵素電極に
接続されるスイッチング素子として薄膜トランジスタを
使用するアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ
−ＬＣＤ）においては、ツイストティッドネマッティッ
ク（ＴＮ）型の液晶セルの構成が採用される（ＴＮモー
ドの液晶表示装置）。この液晶セルの構成によれば、一
対の基板間で液晶分子は基板面に垂直な方向に沿って９
０゜ねじれるように配向させられる。液晶表示装置の視
角特性は液晶層の液晶分子の向き（配向方向とチルト
角）に従って最適視角方位と視角範囲が定められる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ツイスティッドネマッ
ティック型の液晶表示装置では、液晶分子が屈折率の異
方性（複屈折性）をもつため、人間（観察者）の液晶表
示装置を見る角度によってコントラストが変化するとい
う現象が生じる。一般に、電圧の非印加時に光が透過し
て白色表示となるノーマリホワイトモードの液晶表示装
置においては、液晶セルの両基板に形成された駆動電極
間に電圧を印加した状態で基板面に対して垂直な方向か
ら液晶表示装置を見ると、図９に実線Ｌ１で示すよう
に、印加電圧値が高くなるに連れて光の透過率が低下す
る。また、その値が飽和すると透過率がほぼ零となり、
それ以上印加電圧をあげても透過率はほぼ零のままであ
る。

【０００８】しかしながら、液晶表示画面を観察する視
角方向の変化により、図９に実線Ｌ１で示した印加電圧
−透過率特性が変化する。図１０および図１１を参照し
てこのことを説明する。

【０００９】図１０および図１１はそれぞれ一対の基板
３１および３２に挟まれた液晶セルの斜視図及び断面図
である。これらの図において、一方の基板３１はガラス
基板３１ａ、透明電極３１ｂ及び配向膜３１ｃを有して
おり、他方の基板３２は同様にガラス基板３２ａ、透明
電極３２ｂおよび配向膜３２ｃを有している。液晶セル
中の液晶分子３５は基板３１び３２の間で９０゜ねじれ
ている。図１０および図１１において記号δはプレチル
ト角を示し、番号３６は正視角方向３６を示している。
上記液晶セルに電圧を印加しているときにおいて、基板
面に垂直な方向から正視角方向３６に視角を傾けて行く
と、図９における実線Ｌ２に示されるように印加電圧−
透過率特性が変化する。すなわち、印加電圧が高くなる
につれて透過率がある程度低下した後、特定の電圧値を
越えると透過率が再び高くなり、その後再び徐々に低下
するという現象が生じる。このため、視角を正視角方向
３６に向けて傾けた場合、特定の角度で画像の白黒（ネ
ガ、ポジ）が反転する現象（これを反転現象という）が
生じる。これは液晶層中の液晶分子がチルト角をもって
傾いており、視角によって屈折率が変化するために生じ
る現象である。この現象は、画像を視る人にとって大き
な障害になる。このことを図１２に基づいて説明する
と、図１２（ａ）に示すように、印加電圧は零または比
較的低電圧のとき、正視角方向に位置する観測者３７に
は液晶層中の中央分子３５は楕円に見えるが、徐々に印
加電圧を高くすると、中央分子３５がその長軸方向を電
界の方向、すなわち基板面に垂直な方向に並ぶように移
動していく。このため、図１２（ｂ）に示すように、観
測者３７には中央分子３５が真円に見える瞬間がある。
さらに電圧を高くすると、中央分子３５は電界方向にほ
ぼ平行となり、図１２（ｃ）に示すように観測者３７に
は中央分子３５が再び楕円に見える。

【００１０】同様の現象で、正視角方向３６以外の視角
方向においても、透過率−電圧特性の相違から反転現象
が生じない場合であっても、視角を深くしていくと白黒
のコントラスト比が低くなるという視角特性を持つこと
になる。

【００１１】ＴＮモードの液晶表示装置において、この
ような正視角方向で観測される反転現象は見る人にとっ
て大きな障害となり、液晶表示装置の表示特性そのもの
を低下させる結果となる。

【００１２】本発明の目的は、このような大きな問題と
なる視角特性が効果的に制御された、低コストで、表示
品位の向上した広視野角液晶表示装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一対の基板に液晶層が挟持された液晶表示装置にお
いて、該一対の基板の少なくとも一方の基板に配向膜が
形成され、該配向膜の表面には該配向膜の表面に接する
該液晶層の液晶分子のプレチルト角を制御するための凹
凸が形成されており、該凹凸の程度が複数の所定の領域
の間で異なる液晶表示装置であって、そのことにより上
記目的が達成される。

【００１４】ある実施例では、前記凹凸の程度が大きい
前記配向膜表面の領域でプレチルト角が小さく、該凹凸
の程度が小さい該配向膜表面の領域でプレチルト角が大
きく設定されている。

【００１５】ある実施例では、前記凹凸の程度の異なる
複数の領域の内、少なくとも二つ以上の領域が各々異な
る視角特性を有する。

【００１６】ある実施例では、前記配向膜と該配向膜が
形成された基板との間に下地膜が形成されており、該下
地膜の該配向膜と接する表面には凹凸が形成されてお
り、該凹凸の程度が複数の所定の領域の間で異なる。

【００１７】ある実施例では、前記凹凸の程度が大きい
前記配向膜表面の領域でプレチルト角が小さく、該凹凸
の程度が小さい該配向膜表面の領域でプレチルト角が大
きく設定されている。

【００１８】ある実施例では、前記凹凸の程度の異なる
複数の領域の内、少なくとも二つ以上の領域が各々異な
る視角特性を有する。

【００１９】ある実施例では、前記下地膜を覆って形成
された前記配向膜の膜厚が場所によって異なる。

【００２０】

【作用】本発明の液晶表示装置においては、基板表面に
形成された配向膜の配向特性が複数の所定の領域毎に異
なっている。この配向特性は配向膜表面の凹凸によって
配向膜にもたらされているものである。配向膜表面の凹
凸に従って、配向膜表面に接する液晶層の液晶分子の傾
き、すなわち、プレチルト角が決められる。従って、凹
凸の程度を所定の領域毎に変化させると、その所定の領
域毎に液晶層のプレチルト角も変化する。この場合、図
１３（ａ）に示すように、凹凸の程度が大きいと、配向
膜表面の液晶分子と配向膜表面から離れた位置に存在す
る液晶分子のプレチルト角の違いが大きく、ダイナミッ
クな液晶分子の制御が行える。図１３（ｂ）は配向膜表
面の凹凸が小さい場合のプレチルト角の液晶層方向への
伝達を示している。

【００２１】このように、同一基板内でプレチルト角が
異なる領域を複数形成し、一対の基板間でプレチルト角
の大きい領域と小さい領域とを組み合わせると、配向状
態はプレチルト角の大きい側で規制される。この現象を
利用すれば任意の領域に任意の方向の配向を形成するこ
とができる。このように、同一液晶セル内における液晶
の配向状態を少なくとも２種類にすることにより正視角
方向の屈折率の変化を小さくし、視角を広くするだけで
なく、逆の視角特性も改善される。

【００２２】また、本発明は散乱モードの液晶表示装置
にも適用できる。同一液晶セル中に複数の微小不連続配
向領域が形成された本発明に係る液晶表示装置に入射し
た光は、配向特性が相互に異なる多数の微小領域により
散乱されることとなる（液晶セルに無印加の場合）。し
かし、相対する基板間（液晶セル内）に所定の電圧を印
加すると、液晶分子を均一に配向させることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２４】（実施例１）図１に実施例１に係る液晶表
示装置の基板構造を模式的に示す。ガラス等の絶縁性の
基板１６上の各絵素部１２、１３、１４に絵素電極１
２'、１３'、１４'が形成されている。この絵素電極１
２'、１３'、１４'を覆って配向膜１０が基板１６表面
上全面に形成されている。具体的な基板構造はセグメン
ト構造、ドットマトリクス構造等が適用可能である。ま
た、本発明は従来から液晶表示装置に使用されている全
ての基板構造に適用可能である。このような液晶表示装
置の基板は以下のようにして作製される。

【００２５】まず、公知の方法により基板１６表面上に
絵素電極１２'、１３'、１４'を形成し、絵素部１２、
１３、１４を形造る。

【００２６】次に、この絵素部１２、１３、１４を覆っ
て基板１６表面上全面に配向膜１０を形成する。本実施
例１では配向膜１０として有機高分子膜の一つであるポ
リイミド（ＰＩ）膜を使用した。ポリイミド系高分子は
高分子鎖を有しており、ポリイミド膜の表面の高分子鎖
の長鎖方向がラビング工程によりラビング方向に配向す
るため、ポリイミド膜からなる配向膜１０と接触する液
晶分子はそのラビング方向に配向すると考えられてい
る。

【００２７】配向膜１０を形成した後、光を配向膜１０
に照射する。配向膜１０の表面に光を照射することによ
り配向膜１０の表面に凹凸を形成する。配向膜１０に光
を照射すると、ポリイミド分子の結合鎖が切断され、そ
の部分が粗らされて凹凸が形成されるが、このことは実
験的にも確かめられている。そして、この配向膜１０表
面の凹凸の度合の変化によってプレチルト角が変化する
ことも実験的に確かめられている。このことを以下に示
す。

【００２８】膜の表面の凹凸の状態を示す一法として、
図２（ａ）に示す平均粗さを定義する。図２（ａ）の実
線の曲線で表されるのは配向膜の実表面であり、一点鎖
線はこの実表面の凹凸の中心平面である。この中心平面
は実表面の各凸部の面積をＡn（nは自然数）、凹部をＢ
nとして下記式を満たすとともに実表面との差の二乗
が最小となる平面に平行な面として定義される。

【００２９】（Ａ1＋Ａ2＋・・・＋Ａn）＝（Ｂ1＋Ｂ2＋・・・＋Ｂn）・・・膜表面の平均粗さはこの中心平面と実平面との差の絶対
値の算術平均で定義される。図２（ｂ）にこの平均粗さ
を横軸にとり、縦軸にプレチルト角をプロットしたグラ
フを示す。本実施例１では配向膜の材料にポリイミド膜
を用いたが、図から理解されるように、配向膜の表面の
平均粗さが大きくなるにつれてプレチルト角が直線的に
減少していることが解る。このように光の照射量を制御
して、従って、配向膜表面の凹凸を制御することにより
液晶のプレチルト角を０゜〜約１５゜の範囲で任意に制
御できる。すなわち、プレチルト角の異なる種々の液晶
表示装置を作製することができる。この場合、以下に説
明するように光照射を場所的に選択して行うことができ
る。選択的に光照射を行う一法としてマスクを配置して
光を照射する方法がある。

【００３０】図３にマスクを用いて配向膜に場所的に選
択的に光を照射する場合の模式図を示す。図３に示すよ
うなマスク１１を用いて光１５を照射した場合、斜線で
示される部分１１ａは光１５を実質的に透過しない遮光
部分である。マスク１１において斜線が施されていない
部分１１ｂは光１５を実質的に透過する透過部分であ
る。マスク１１としては、例えば、フォトリソグラフィ
技術において通常使用されるフォトマスクと同様のマス
クを使用することができる。直接、フォトリソグラフィ
技術を用いて配向膜１０上にマスクパターンを形成し、
光を照射した後、マスクを剥離してもよい。しかし、レ
ジストのパターニングを用いた場合は配向膜１０の汚染
度が大きい。

【００３１】遮光部分は完全に光１５を遮断する必要は
ない。遮光部と非遮光部との間に遮断の程度の差があれ
ばよい。例えば、基板１６上に光透過性の異なる二種類
以上の領域を有する材料をマスク１１として設けてもよ
い。こうすれば、相互に配向性の異なる二種類以上の領
域を同一液晶セル内に形成することも可能である。

【００３２】図４は光が照射された領域における液晶の
プレチルト角と、光が照射されなかった領域における液
晶のプレチルト角とは異なることを示している。光が照
射されなかった絵素部１２、１４においては液晶のプレ
チルト角はα゜となり、光が照射された絵素部１３にお
いてはプレチルト角はα゜とは異なるβ゜となる。

【００３３】図５は本実施例１の配向制御方法を適用し
た一対の基板１７及び１８を備えた液晶表示装置の主要
部断面を模式的に示している。図５に示すように同一液
晶セル内の領域Ａ、Ａ’、Ｂ、及びＢ’において配向膜
１０表面の液晶のプレチルト角δが異なっている。

【００３４】場所的に選択して光を照射する方法として
は、上記のようにマスクを用いる方法以外に、集光され
た光を用いて所定の領域に選択的に光照射を行う方法が
ある。また、ポリイミド膜からなる配向膜１０に対し
て照射する光としては紫外光、可視光、赤外光またはこ
れらの組合せのいずれを用いてもよいが、配向状態を変
化させるための高エネルギーが容易に得られる光源とし
て、波長が４００ｎｍ以下の紫外光が好ましい。このよ
うな波長の光の照射は、例えば高圧水銀灯を用いること
で容易に実施される。紫外光（ＵＶ光）を照射する場
合、１０００（ｍＪ／ｃｍ² ）から１００００（ｍＪ／
ｃｍ²）の条件のもとで照射を行うことが好ましい。

【００３５】紫外光の他に、可視光、赤外光またはこれ
らの組合せの波長のレーザー光を用いてもよい。この場
合、光の波長のエネルギーに加えてレーザーのエネルギ
ーが加わるので効率が高い。

【００３６】光の照射に替えて、他のエネルギービーム
の照射によって配向膜１０の表面の凹凸の程度を変化さ
せることも可能である。例えば、電子ビーム、イオンビ
ーム、Ｘ線などの照射によって配向膜１０の表面の凹凸
の程度を変化させることも可能である。

【００３７】マスクや集光光を用いた微細加工は数ミク
ロン程度まで可能であるので、このような方法を用いて
凹凸の程度の異なる微細領域を配向膜１０中に任意の平
面形状にて形成することができる。例えば、本実施例１
では図３に示すように、マスク１１により単位絵素毎に
選択的に光を照射したが、単位絵素内において光１５を
照射しない領域と照射する領域を形成してもい。また、
光の照射、非照射だけで違いを付けるのではなく、照射
部間での光強度を異ならせてもよい。様々な光の照射パ
ターンでより緻密に場所的に配向特性を変化させること
ができる。

【００３８】この光１５の照射工程は配向膜１０形成後
の任意の時点で実施してよい。具体的には配向膜１０塗
布後、仮焼成後、ラビング後、ラビング後の基板１６の
洗浄後、のいつでも良い。基板１６に対向基板（図示せ
ず）を貼り合わせた後であっても良いが、その場合は対
向基板越しに光を照射することになるため基板（例え
ば、ガラス）を透過する波長の光を使用する必要があ
る。

【００３９】本実施例１では配向膜１０としてポリイミ
ド膜を用いたが、他の材料からなる配向膜１０を使用し
てもよい。材料の種類に応じて照射するべき光の適切な
波長が選択される。

【００４０】また、窒化ケイ素、酸化ケイ素、フッ化マ
グネシウムまたは金等を主成分とした無機質の配向膜を
用いてもよいが、この場合には紫外線レーザー、電子線
ビーム等の高エネルギーの光の照射が必要である。

【００４１】（実施例２）実施例２の基板構造は実施例
１の場合と同様である。本実施例２においても配向膜表
面に凹凸の形成された基板を採用するが、凹凸の形成法
として、光照射に替わり、配向膜表面に溶液を接触さ
せ、溶液の配向膜に対する溶解作用の不均一性を利用し
て配向膜表面に任意の大きさの凹凸を形成する方法を取
り挙げる。本実施例２では配向膜の材料としてポリイミ
ドを用い、スピンコートまたは印刷方等により配向膜を
形成した。この配向膜の材料としては他にポリアミド、
ポリスチレン、ポリアミドイミド、エポキシアクリレー
ト、スピランアクリレートまたはポリウレタン等の有機
膜を用いることができる。

【００４２】まず、実施例１と同様に基板表面の所定の
領域に複数の絵素電極を形成し、この絵素電極を覆って
配向膜を焼成する。

【００４３】続いて、配向膜表面を琢磨布でラビングし
た。

【００４４】次に、配向膜表面をアルカリ溶液に接触さ
せ、上記したように溶液の配向膜に対する溶解作用の不
均一性を利用して配向膜表面に凹凸を形成した。アルカ
リ溶液としては０.５％ＮａＯＨ水溶液、または、２.３
８％ＴＭＡＨ水溶液等が使用できる。

【００４５】表面に凹凸を形成するために配向膜に接触
させる流体としては他にフッ酸、硝酸または両方を主成
分とした酸溶液を用いてもよい。反応性ガスであるオゾ
ンまたはアンモニアガスを用いてもよい。酸素、アルゴ
ンまたはクリプトン等を主成分としたプラズマ状態のガ
スを用いてもよい。

【００４６】（実施例３）実施例３では配向膜の下層に
形成された透明導電膜に凹凸が形成されており、その凹
凸が上層の配向膜に伝達され、配向膜表面に凹凸が形成
された液晶表示装置を採用する。そして本実施例３では
透明導電膜上に選択的に凹凸を形成する方法として、従
来のフォトリソグラフィーを用いたレジストを透明導電
膜上の一部にパターニングし、この状態で光を照射して
光の照射の有無により場所的な凹凸の変化を形成する方
法を採用する。図６に本実施例４に係る液晶表示装置の
配向膜表面に凹凸を形成する工程を模式的に示す。

【００４７】先ず、図６（ａ）に示すように、基板１６
の上に透明導電膜２０を形成する。次に、図６（ｂ）に
示すように、この透明導電膜２０の一部にレジスト２１
を形成する。この状態で図６（ｃ）に示すように、基板
１６に垂直に透明導電膜２０形成側から光１５を照射す
る。透明導電膜２０のレジスト２１で覆われた部分は光
照射を受けないので、図６（ｄ）に示すように、透明導
電膜２０形成時と表面状態が変わらない。他方、光照射
を受けた部分は表面の化学構造が変化して凹凸が生じ
る。

【００４８】光照射の後、図６（ｄ）に示すようにレジ
スト２１を除去する。

【００４９】最後に、図６（ｅ）に示すようにレジスト
２１を除去した後の基板１６表面に透明導電膜２０を覆
って配向膜１０を積層形成する。透明導電膜２０が光照
射を受けた部分と光照射を受けなかった部分とでは、透
明導電膜２０の表面状態がその上層に形成された配向膜
１０の表面状態にも反映され、凹凸が形成された部分と
形成されなかった部分とが形成される。

【００５０】（実施例４）実施例４でも配向膜の下地膜
である透明導電膜に凹凸が形成されており、その凹凸が
上層の配向膜に伝達され、配向膜表面に凹凸が形成され
た液晶表示装置を採用する。

【００５１】本実施例４においては上記実施例３のレジ
ストの代わりに絶縁膜を用いて下地膜の凹凸の一部とし
た。図７に絶縁膜を用いた場合の概略の作製工程を示
す。レジストの場合の除去工程がなくなっていること以
外は上記のレジストを用いた場合と同様である。絶縁膜
２２を透明導電膜２０上に残したままでこれらを覆って
配向膜１０を形成するので、絶縁膜２２が形成された領
域では絶縁膜２２と透明導電膜２０の表面状態の違いだ
けでなく、絶縁膜２２表面と透明導電膜２０表面の高低
差も配向膜１０に伝達される凹凸形状の要素に加味され
る。

【００５２】絶縁膜２２の形成された部分では凹凸形状
がゆるやかになる。絶縁膜２２を用いた場合、レジスト
を用いた場合の除去工程がなくなるので工程が簡略化さ
れる。また、絶縁処理と配向制御を兼ねて行うという意
味においても作製工程が簡略化され、広い視角特性を有
する液晶表示装置を低コストで得ることができる。

【００５３】また、レジスト２１や絶縁膜２２形成領域
以外の透明導電膜２０領域に凹凸を形成するのに、透明
導電膜２０に酸もしくはアルカリ溶液を接触させる方法
または反応性ガスもしくはプラズマ状態のガスを接触さ
せる方法を用いてもよい。

【００５４】レジスト２１や絶縁膜２２の形成領域を先
の実施例のように絵素毎に定めたり、一絵素内での複数
の領域毎に定めたり、様々なパターンでの凹凸の形成が
可能である。

【００５５】（実施例５）実施例５としては前記実施例
３、４と同様、配向膜の下地膜に凹凸が形成され、この
凹凸形状が上層の配向膜に伝達されており配向膜表面に
凹凸が形成された液晶表示装置を採用するが、凹凸は透
明導電膜上に絶縁膜を形成し、透明導電膜と絶縁膜の材
質の違いにより、それぞれの表面で異なる凹凸の形状が
配向膜に伝えられたものである。このような液晶表示装
置は以下のようにして作製される。先ず、図８（ａ）に
示すように、基板１６の上に透明導電膜２０を形成す
る。次に、図８（ｂ）に示すように、この透明導電膜２
０の表面の一部に絶縁膜２２を形成する。絶縁膜２２と
しては窒化ケイ素または酸化ケイ素等を用いることがで
きる。

【００５６】最後に、図８（ｃ）に示すように、透明導
電膜２０と絶縁膜２２とを覆って基板１６の表面に配向
膜１０を形成する。

【００５７】絶縁膜２２が形成された領域では絶縁膜２
２と透明導電膜２０の表面状態の違いだけでなく、絶縁
膜２２表面と透明導電膜２０表面の高低差も配向膜１０
に伝達される凹凸形状の要素に加味される。絶縁膜２２
の形成された部分では凹凸形状がゆるやかになる。

【００５８】本実施例５においては絶縁膜２２形成前に
凹凸の形成のための光照射や他の操作を行わず、絶縁処
理と配向制御を兼ねて行うので作製工程が非常に簡略化
され、広い視野角特性を有し、低コストで信頼性の高い
液晶表示装置を提供することができる。

【００５９】（実施例６）実施例６としては前記実施例
３、４、５と同様、配向膜の下地膜に凹凸を形成し、こ
の凹凸形状を上層の配向膜に伝えて配向膜表面に凹凸が
形成されている基板構造を採用するが、下地膜に形成す
る凹凸の程度はこれまでの実施例のように領域毎に制限
を加えるのではなく、場所的にはほぼ任意に形成されて
いる。最終的に配向膜近辺の液晶分子のプレチルト角を
制御するための凹凸の程度の違いの形成は配向膜の膜厚
によって制御する。すなわち、配向膜の膜厚の薄い部分
は下地膜の凹凸形状の伝わり方が強く、膜厚の厚い部分
よりも凹凸の程度が大きくなっている基板構造である。

【００６０】この膜厚の制御法としては配向膜に光を照
射する方法がある。配向膜に光を照射すると、光照射を
受けた部分のポリイミドの分子の結合鎖が引きちぎら
れ、凹凸の形成を通り越して、あたかも光照射の部分が
エッチングで削除されたようになる。この配向膜の膜厚
制御の方法としては、光照射以外に酸やアルカリ等の溶
液との接触、反応性ガスとの接触、または、プラズマと
の接触等によっても可能である。

【００６１】以上、各実施例で示した本発明に係る液晶
表示装置においては、同一液晶セル内に配向状態が異な
る、従って、視野角特性が異なる領域が形成されてい
る。この異なる視野角特性が複数存在することによりＴ
ＮモードやＳＴＮモードの視角が改善される。例えば、
ＴＮモード型の液晶表示装置を一対の偏光板間に配置し
た場合において液晶表示の反転現象という視角特性を改
善するためには、液晶分子のもつ縦方向（観測者に対し
て垂直方向）の屈折率を視角によらず一定にすればよい
と考えられる。すなわち、正視角方向で考えると、液晶
表示装置の真上（基板面に対して垂直方向）から視角を
深くして行くに従って縦方向の屈折率の異方性（△ｎ）
が、「大」→「０」→「大（逆方向）」と変化するのを
抑制すれば良い。本発明の液晶表示装置においては、液
晶分子の屈折率の異方性を押さえ△ｎの変化が小さくな
っている。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による液晶
表示装置においては配向膜表面に凹凸が形成されてお
り、その凹凸の程度が複数の領域の間で異なっている。
この凹凸により液晶分子のプレチルト角が制御され、所
定の場所毎に異なる配向状態が形成されているので、Ｔ
ＮモードやＳＴＮモードの液晶表示装置の視角改善が実
現される。この液晶表示素子においては液晶セルの厚み
方向に生じる液晶の屈折率変化を低減することがきる。
その結果、正視角方向の反転現象（特定の視角で画像の
白黒（ネガ・ポジ）が反転する現象）を改善することが
できる。

【００６３】このようなチルト角が制御されて配向が制
御された本発明に係る液晶表示装置は高コントラストで
高品質の表示を提供することのできる表示装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例１に係る液晶表示装置の基板の模式
図。

【図２】（ａ）は配向膜表面の平均粗（凹凸）さの定義
を示す図。（ｂ）はプレチルト角の配向膜表面の平均粗
さ（凹凸）依存性を示す図。

【図３】本実施例１に係る液晶表示装置の基板の配向膜
表面に凹凸を形成するための光照射工程の模式図。

【図４】光照射により絵素部毎にプレチルト角が変化し
ている様子を示す断面図。

【図５】プレチルト角制御された本発明に係る液晶表示
装置の基板間の液晶層を模式的に示す断面図である。

【図６】本発明に係る実施例３を示す図。

【図７】本発明に係る実施例４を示す図。

【図８】本発明に係る実施例５を示す図。

【図９】液晶表示装置における印加電圧−透過率特性を
示すグラフである。

【図１０】液晶表示装置に於ける視角特性を説明するた
め斜視図である。

【図１１】液晶表示装置に於ける視角特性を説明するた
め断面図である。

【図１２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、液晶表示装置
に於ける反転現象を説明するための図である。

【図１３】配向膜表面の凹凸の程度によるプレチルト角
の液晶層への伝達の様子を示す模式図。（ａ）は凹凸の
程度の激しい場合を示す図。（ｂ）は凹凸の程度が小さ
い場合を示す図。

【符号の説明】

１０、３１ｃ、３２ｃ配向膜１１マスク１１ａ遮光部１１ｂ透過部１２、１３、１４絵素部１５光１６、３１、３２基板２０透明導電膜２２絶縁膜２１レジスト３１ａ、３２ａガラス基板３１ｂ、３２ｂ透明電極３３、３４液晶表示素子のラビング方向３５中央分子３６視角方向３７観測者 δ プレチルト角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板に液晶層が挟持された液晶表示
装置において、該一対の基板の少なくとも一方の基板に配向膜が形成さ
れ、該配向膜の表面には該配向膜の表面に接する該液晶層の
液晶分子のプレチルト角を制御するための凹凸が形成さ
れており、該凹凸の程度が複数の所定の領域の間で異なる液晶表示
装置。
【請求項２】前記凹凸の程度が大きい前記配向膜表面の
領域でプレチルト角が小さく、該凹凸の程度が小さい該
配向膜表面の領域でプレチルト角が大きく設定されてい
る請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記凹凸の程度の異なる複数の領域の内、
少なくとも二つ以上の領域が各々異なる視角特性を有す
る請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記配向膜と該配向膜が形成された基板と
の間に下地膜が形成されており、該下地膜の該配向膜と
接する表面には凹凸が形成されており、該凹凸の程度が
複数の所定の領域の間で異なる請求項１に記載の液晶表
示装置。
【請求項５】前記凹凸の程度が大きい前記配向膜表面の
領域でプレチルト角が小さく、該凹凸の程度が小さい該
配向膜表面の領域でプレチルト角が大きく設定されてい
る請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記凹凸の程度の異なる複数の領域の内、
少なくとも二つ以上の領域が各々異なる視角特性を有す
る請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記下地膜を覆って形成された前記配向膜
の膜厚が場所によって異なる請求項４に記載の液晶表示
装置。