JPH09185068A - 液晶配向膜材料及び液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示パネルの広視野角化を実現し、且つ微
小な領域毎に液晶の配向状態の異なる構造を従来よりも
少ない工数で実現する製造方法の提供。 【解決手段】ポリイミド膜材料と、光架橋剤と、長鎖ア
ルキル基を有する低分子化合物とを、溶媒に溶かした溶
剤を、少なくとも一方の基板に塗布して液晶配向膜を形
成し、該液晶配向膜に所定のパターンを有するフォトマ
スクを介して紫外線を照射し、該液晶配向膜を焼成し、
該配向膜表面を一定の方向にラビング処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネルの配
向膜に好適な液晶配向膜材料及び液晶表示パネルの製造
方法に関し、特に液晶の配向状態が微小な領域毎に異な
る面を有する液晶配向膜材料及び液晶表示パネルの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは薄型軽量、低消費電力
といった特徴を持ち、現在では広く普及している。この
液晶表示パネルは電極を有する上下２枚の透明基板の間
に液晶が注入された構造を有しており、電極に印加する
電圧を制御し、電場の作用により液晶の配向を変化さ
せ、その光学的性質の変化を利用して表示を行うもので
ある。

【０００３】液晶表示パネルは、その動作原理が電場の
作用による液晶配向の変化を利用したものであるため、
液晶配向の均一性と安定性が特に重要とされている。

【０００４】従来、液晶配向の均一性を得るための手段
としては、酸化ケイ素の斜方蒸着、あるいは有機高分子
膜のラビングによる方法が用いられており、作業性やコ
ストの面から有機高分子膜が主流になっている。

【０００５】この有機高分子膜の中でも、耐熱性や絶縁
性という観点から考慮した場合、特にポリイミド膜が優
れている。

【０００６】そして、ポリイミド膜材料としては、主
に、ポリイミド系高分子化合物あるいはポリアミック酸
系高分子化合物が用いられている。いずれも適当な溶媒
に溶かした溶剤として用いられるが、前者（ポリイミド
系高分子化合物）は、極性基の導入により溶媒に可溶と
したポリイミド系の高分子化合物であり、その溶剤を塗
布した後、焼成により溶媒を蒸発させてポリイミド膜を
生成するもの（可溶性ポリイミドタイプ）であり、後者
（ポリアミック酸系高分子化合物）は、ポリイミドの前
駆体であるポリアミック酸系の高分子化合物であり、そ
の溶剤を塗布した後、焼成により脱水反応をおこさせポ
リアミック酸をイミド化してポリイミド膜を生成するも
の（ポリアミック酸タイプ）である。

【０００７】最も一般的に使用されているねじれネマチ
ック型（「ツイステッドネマチック型」ともいう）の液
晶表示パネルでは、液晶が一方の基板から他方の基板に
向かうに従い、螺旋状にツイストして配向しており、両
基板の配向膜表面付近での液晶分子の配向は相互にほぼ
直角になっている。

【０００８】また、配向膜表面付近の液晶分子は、それ
ぞれの基板に対しプレチルトしている。

【０００９】そして、それぞれの基板表面付近での液晶
分子の配向方向及びプレチルト方向は、前述したよう
に、両基板の配向膜に対するラビングの方向に従って決
定される。

【００１０】このようなツイステッドネマチック型の液
晶表示パネルでは、液晶に印加する電圧を制御すること
により、入射光の透過率を制御し、明状態から暗状態を
階調表示することができる。

【００１１】しかしながら、画面を見る方向により各階
調の輝度が変化するために、表示を正確に認知できる視
角範囲が狭いという問題がある。すなわち、ある方向か
ら見た場合には、表示が全体に白っぽくなったり、その
逆方向から見た場合には、全体に表示が黒くつぶれた
り、階調の反転が生じたりする。

【００１２】そして、上記した液晶表示パネルの視角依
存性は、液晶の配向状態の非対称性に起因するものであ
る。

【００１３】液晶に電圧を印加した時の液晶分子の立ち
上がる方向は、プレチルトの方向によって決定される。
また、液晶分子が立ち上がる角度は電極に印加された電
圧の大きさに従い、この電圧の大きさを制御することに
より上述の階調表示をすることができる。

【００１４】印加電圧による液晶分子の動きは、両基板
の表面付近では小さく、両基板の中間領域では大きい。
従って、主に両基板の中間領域に存在する液晶分子の、
基板に対する立上がりの角度が表示の明暗に寄与する。

【００１５】この領域の液晶分子が基板からある程度の
角度をもって立ち上がっている状態、すなわち中間調表
示状態では、液晶分子の立ち上がっている方向から液晶
表示パネルを観察した場合に画面が黒っぽく見え、一
方、逆の方向から観察した場合には白く見えるのであ
る。

【００１６】このような視角特性の問題を解決するため
に、例えば特公昭５８−４３７２３号公報には、配向膜
の配向処理方向が相互に異なる領域を微細なピッチで形
成した構造が提案されている。すなわち、同公報には、
内面に配向性能を付与され、この配向性能が互いにほぼ
直交するように対向された一対の透明電極板間にネマチ
ック液晶を挟持せしめてなる液晶素子において、前記液
晶板面上の配向性能を肉眼で判別できない程度の微細な
ピッチで交互に逆向きに付与した液晶素子が提案されて
いる。

【００１７】図５に、上記特公昭５８−４３７２３号公
報の提案に基づく従来の液晶表示パネルの断面の構造を
示す。図５において、１１、１２は基板、２０は液晶、
３１、３２は配向膜、７１は画素電極、７２は共通電
極、１００は液晶表示パネルをそれぞれ示している。

【００１８】図５を参照して、この従来の液晶表示パネ
ルは、微小な領域Ａ、Ｂ毎に異なる配向膜の配向処理方
向をもつ構造とされている。よって、微小な領域Ａ、Ｂ
で電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向が異なり、観
察者にはそれぞれの微小な領域の視角特性が平均化され
て認識される。結果として、視角特性の向上が得られる
ものである。

【００１９】このような、配向処理方向の異なる領域を
同一基板上に形成するためには、例えば１方向にラビン
グ処理を施した配向膜上にレジストを塗布し、フォトリ
ソグラフィー技術により所定の形状にパターニングし、
上記１回目のラビング方向と逆の方向に再度ラビングを
行い、そしてレジストを除去するという工程を行うこと
が必要である。この工程では、配向処理方向を分割して
いるため、１つの基板に付き２回のラビング処理が必要
である。

【００２０】さらに、液晶の配向状態が微小な領域毎に
異なるように配向処理することが多くの工程を必要とす
るという問題点を解消すべく、両基板とも１回のラビン
グ処理工程で液晶の配向状態が異なる２つの微小領域を
もった液晶表示装置を実現するものとして、例えば特開
平５−２１００９９号公報には、配向膜を所定のパター
ンに従い部分的に２層構造とすることにより、同一基板
上にプレチルト角の大きさの相互に異なる微小な領域
Ａ、Ｂを形成してなる液晶表示装置が提案されている。
すなわち、同公報に提案される液晶表示装置によれば、
配向処理方向の分割の必要がなく、１つの基板につき１
回のラビングで同様の視角特性改善の効果を得ることが
できる。

【００２１】図６に、上記特開平５−２１００９９号公
報に基づく液晶表示パネルの断面の構造を示す。

【００２２】図６を参照して、両基板１１、１２の配向
膜３１、３２は第１層の配向膜層５１及び第２層の配向
膜層５２の２層構造になっている。

【００２３】下側の基板１１の配向膜３１は、微小な領
域Ｂにおいて、第２層の配向膜層５２が開口しており、
第１層の配向膜層５１が露出しており、また微小な領域
Ａにおいては、第２層の配向膜層５２が露出している。

【００２４】微小な領域Ａ、Ｂでは同じ配向方向とプレ
チルト方向を持つが、第１層の配向膜層５１と第２層の
配向膜層５２は、それぞれ異なる大きさのプレチルト角
α°及びβ°（＜α°）を与えるので、下側の基板１１
の配向膜３１の表面付近では、微小な領域Ａでのプレチ
ルト角がα°であり、微小な領域Ｂでのプレチルト角が
β°とされている。

【００２５】一方、上側の基板１２の配向膜３２は、微
小な領域Ａにおいて、第２層の配向膜層５２が開口して
おり、第１層の配向膜層５１が露出しており、また微小
な領域Ｂにおいては、第２層の配向膜層が露出してい
る。このため、上側の基板１２の配向膜表面付近では、
微小な領域Ａでのプレチルト角はβ°であり、微小な領
域Ｂでのプレチルト角はα°とされている。

【００２６】図６に示す構造においては、微小な領域
Ａ、Ｂともに、下側の基板１１の配向膜３１表面付近か
ら上側の基板１２の配向膜３２表面付近に行くに従っ
て、液晶の配向方向がねじれている。また、両基板１
１、１２の表面付近でのプレチルト方向が互いに逆向き
になっており、その間で基板表面に平行な平面に対する
角度が徐々に変化するようにスプレイ変形している。す
なわち、全体として、スプレイ型のねじれネマチック型
の配向状態にある。

【００２７】そして、微小な領域Ａ、Ｂそれぞれに注目
すると、上下基板１２、１１の配向膜３２、３１表面付
近での液晶分子のプレチルト角の大きさが異なってい
る。上下基板１２、１１でのプレチルト角の大きさが異
なるスプレイ配向の液晶表示パネルでは、電圧印加時
に、プレチルト角の大きい方のプレチルト方向に従っ
て、液晶が立ち上がる。

【００２８】すなわち、微小な領域Ａでは、下側の基板
１１の配向膜３１表面付近でのプレチルト方向に従っ
て、微小な領域Ｂでは、上側の基板１２の配向膜３２表
面付近でのプレチルト方向に従って、それぞれ立ち上が
る。

【００２９】このように、微小な領域Ａ、Ｂで電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が異なり、観察者にはそ
れぞれの微小な領域の視角特性が平均化されて認識され
る。すなわち、上記特開平５−２１００９９号公報によ
る構造でも、上記特公昭５８−４３７２３号公報による
構造と同様の作用効果を得ることができることになる。

【００３０】このような微小な領域毎にプレチルト角の
大きさが異なる構造は、図７に工程断面図として示す一
連の配向処理方法によって形成することができる。

【００３１】図７（Ａ）は、画素電極７１上に第１層の
配向膜層５１を形成した状態を示す図であり、図７
（Ｂ）は第２層の配向膜層５２を形成した図であり、図
７（Ｃ）はフォトリソグラフィー技術によりレジスト材
料４０で形成したパターンに従い第２層の配向膜層５２
を部分的に除去した状態を示す図であり、図７（Ｄ）は
レジストパターンを剥離した状態を示す図であり、図７
（Ｅ）はラビングローラ８０でラビング処理を行う状態
を模式的に示す図である。

【００３２】さらに、特開平６−１４８６４１号公報に
は、一方の基板の配向膜のみを所定のパターンに従い部
分的に２層構造として微小な領域Ａ、Ｂ毎にプレチルト
角の大きさが相互に異なるように配向処理し、もう一方
の基板の配向膜を単一の層からなる構造として一様にプ
レチルトするように配向処理してなる液晶表示パネルが
提案されている。図８に、上記特開平６−１４８６４１
号公報に基づく液晶表示パネルの断面の構造を示す。

【００３３】図８を参照して、下側の基板１１の配向膜
３１は、図６に示す液晶表示パネルの場合と同様に構成
され、配向処理されている。よって、下側の基板１１の
配向膜３１表面付近では、微小な領域Ａでのプレチルト
角がα°であり、微小な領域Ｂでのプレチルト角がβ°
となっている。

【００３４】一方、上側の基板１２の配向膜３２は、単
一の層からなり、一様に配向処理されている。上側の基
板１２の配向膜３２表面付近では、プレチルト角はγ°
（α°＞γ°＞β°）となっている。

【００３５】図８に示す構造においては、図６に示す液
晶表示パネルの場合と同様に、液晶２０が、全体として
スプレイ型のねじれネマチック型の配向状態にある。そ
して、微小な領域Ａ、Ｂそれぞれに注目すると、上下基
板１２、１１の配向膜３２、３１表面付近での液晶分子
のプレチルト角の大きさが異なっているため、微小な領
域Ａでは、下側の基板１１の配向膜３１表面付近でのプ
レチルト方向に従って、微小な領域Ｂでは、上側の基板
１２の配向膜３２表面付近でのプレチルト方向に従っ
て、それぞれ立ち上がる。

【００３６】このように、微小な領域Ａ、Ｂで電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が異なり、観察者にはそ
れぞれの微小な領域の視角特性が平均化されて認識され
る。すなわち、特開平６−１４８６４１号公報による構
造でも、特開平５−２１００９９号公報による構造ある
いは特公昭５８−４３７２３号公報による構造と同様の
効果を得ることができる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、液晶表
示パネルの視角特性を改善することを目的とし、配向膜
が微小な領域毎に液晶の配向状態が異なるように配向処
理されている液晶表示パネルを製造するために、従来、
前述したように、２層構造で微細にパターニングされた
配向膜を形成する必要があった。

【００３８】このために、第１層の配向膜材料の塗布、
第２層の配向膜材料の塗布、フォトリソグラフィー技術
による所定のレジストパターンの形成、第２層の配向膜
層をレジストパターンに従い部分的に除去、レジスト剥
離、というように多くの工程を必要とするという問題が
あった。

【００３９】従って、本発明は、上記従来技術の問題点
に鑑みて為されたものであって、微小な領域毎に液晶の
配向状態の異なる構造を従来技術よりも少ない工数で実
現し、広視野角化を達成する液晶表示パネルを提供する
ことを目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶配向膜材料は、少なくとも、ポリ
イミドまたはポリイミド前駆体と、光架橋剤と、長鎖ア
ルキル基を有する低分子化合物との混合物であることを
特徴とするものである。

【００４１】この混合物をＮ−メチル−２−ピロリジノ
ンなどの有機溶媒に溶解し、基板に塗布した後、加熱乾
燥して使用する。

【００４２】本発明に係る液晶配向膜材料においては、
光架橋剤として、アジド基を少なくとも２個有する化合
物を用いることができ、また長鎖アルキル基を有する低
分子化合物として、長鎖アルキルアクリレートのような
不飽和結合を有する化合物を用いることができる。

【００４３】また、本発明は、配向膜（３１、３２；図
１参照）が設けられた第１及び第２の対向する基板（１
１、１２）と、基板間に挿入されたスプレイ型のねじれ
ネマチック型の配向状態にあるネマチック液晶（２０）
からなり、少なくとも一方の基板の配向膜が微小な領域
毎に配向膜表面近傍での液晶のプレチルト角の大きさが
異なるように配向処理されている液晶表示パネルの製造
方法であって、(a)前記第１及び第２の対向する基板の
うち少なくとも一方の基板に、上記した本発明に係る液
晶配向膜材料を塗布して液晶配向膜を形成する工程と、
(b)該液晶配向膜に所定のパターンを有するフォトマス
クを介して紫外線を照射する工程と、(c)該液晶配向膜
を焼成する工程と、(d)該液晶配向膜表面を一定の方向
にラビング処理する工程と、からなる微小配向領域の形
成工程を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造
方法を提供する。

【００４４】また、本発明に係る液晶表示パネルの製造
方法は、前記の工程によって第１及び第２の両基板の配
向膜（３１、３２）について微小な領域毎に配向膜表面
近傍での液晶のプレチルト角の大きさが異なるように配
向処理した後、第１の基板の配向膜（３１）の表面近傍
で大きいプレチルト角を持つ領域が第２の基板の配向膜
（３２）の表面近傍で小さいプレチルト角を持つ領域と
向かい合うと共に、第１の基板の配向膜（３１）の表面
近傍で小さいプレチルト角を持つ領域が第２の基板の配
向膜（３２）の表面近傍で大きいプレチルト角を持つ領
域と向かい合うように、第１の基板（１１）と第２の基
板（１２）とを重ね合わせる工程を備えたことを特徴と
している。

【００４５】本発明の液晶表示パネルの製造方法におい
ては、もちろん、一方の基板の配向膜のみ（例えば第１
の基板１１の配向膜３１）を微小な領域毎に配向膜表面
近傍での液晶（２０）のプレチルト角の大きさが異なる
ように配向処理し、他方の基板の配向膜（例えば第２の
基板１２の配向膜３２）は配向膜表面近傍での液晶（２
０）のプレチルト角が一様になるように配向処理しても
よい。この場合、第１の基板（１１）の配向膜（３１）
の表面近傍でのプレチルト角のうち、大きい方をα°と
し、小さい方をβ°とし、第２の基板（１２）の配向膜
（３２）の表面近傍でのプレチルト角をγ°としたとき
に、α＞γ＞βの関係が成り立つように構成することも
可能である。すなわち、微小な領域毎に液晶の配向状態
が異なるような構造を得ることができ、かつ配向膜を微
小な領域に対応するように部分的に２層構造とする必要
がないため、工程が容易になり、コスト低減も達成でき
る。

【００４６】

【作用】本発明の原理・作用を以下に詳細に説明する。

【００４７】本発明に係る液晶配向膜材料は、ポリイミ
ドまたはポリイミド前駆体と、光架橋剤と、長鎖アルキ
ル基を有する低分子化合物とを、混合するだけで非常に
簡便に用意することができる。

【００４８】本発明に係る液晶配向膜材料を、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリジノンなどの有機溶媒に溶解し、基板に
塗布した後、加熱乾燥して配向膜を形成した後、所定の
パターンを有するフォトマスクを介して配向膜表面に紫
外線を照射し、その後に該液晶配向膜を焼成した場合、
フォトマスクのパターンに応じて配向膜表面に紫外線が
照射されなかった領域では、紫外線が照射された領域と
比較して、その表面に液晶を接触させた時に低いプレチ
ルト角を示す。

【００４９】このようなプレチルト角が異なる現象が生
じる機構はまだはっきりとわかっているわけではない
が、以下のように推測することができる。すなわち、本
発明に係る液晶配向膜材料を基板に塗布して配向膜を形
成した後、所定のパターンを有するフォトマスクを介し
て配向膜表面に紫外線を照射し、その後に該液晶配向膜
を焼成した場合、紫外線が照射されなかった領域では、
長鎖アルキル基を有する低分子化合物がその沸点よりか
なり高温で加熱されるために蒸散するが、紫外線が照射
された領域においては、長鎖アルキル基を有する低分子
化合物が、光架橋剤の架橋反応により、ポリイミド膜材
料の高分子鎖に化学結合されるため蒸散しない。

【００５０】長鎖アルキル基が基板面に数多く存在する
と、垂直配向することが、文献（Frederic.J.Kahn、“O
rientation of liquid crystals by surface coupling
agents”、Applied Physics Letters、Vol.22、No.8、
第386頁、1973年）に記載されている。したがって、液
晶配向膜表面に長鎖アルキル基成分が存在する場合、長
鎖アルキル基成分が存在しない場合と比較して、その表
面に液晶を接触させたときの液晶分子のプレチルト角が
大きくなるものと予想でき、上記の方法により、液晶配
向膜表面における長鎖アルキル基成分の分布密度が微小
な領域毎に異なるように処理することにより、前記微小
な領域毎に配向膜表面での液晶分子のプレチルト角が異
なるようにすることができたと考えられる。

【００５１】本発明において、ラビング処理は、液晶配
向膜に紫外線を照射し、該液晶配向膜を焼成した後に１
度だけ行えばよい。すなわち、本発明によれば、従来の
製造工程に、単に紫外線照射工程を追加するだけで、１
枚の基板について１回のラビング処理のみで、広視野角
化の効果が得られるため、液晶配向膜を部分的に２層と
する必要はない。よって製造工程が容易となり、コスト
の低減も達成できる。

【００５２】本発明において、光架橋剤として、アジド
基を少なくとも２個有する化合物を用いた場合には、感
光性を有する末端のアジド基が光照射により分解して反
応性に富むナイトレンを生じ、長鎖アルキル基を有する
低分子化合物を効率よくポリイミド膜材料の高分子鎖に
固定することが可能となり、上記のような作用が得られ
る。

【００５３】このような光架橋剤として、化学式１に示
す２，６−ビス（４’−アジドベンザル）４−メチルシ
クロヘキサノンのほか、例えば、化学式２に示す４，４
−ジアジドカルコン、化学式３に示す１，３−ビス
（４’−アジドベンザル）−２−プロパノン、化学式４
に示す１，３−ビス（４’−アジドシンナミリデン）−
２−プロパノン、化学式５に示す４，４−ジアジドスチ
ルベン−２，２’−ジスルホン酸、化学式６に示す１，
３−ビス（４’−アジドベンザル）−２−プロパノン−
２；２−ジスルホン酸、化学式７に示す２，６−ビス
（４’−アジドベンザル）シクロヘキサノン−２；２−
ジスルホン酸、化学式８に示す２，６−ビス（４’−ア
ジドベンザル）メチルシクロヘキサノン−２；２−ジス
ルホン酸、化学式９に示す２，６−ビス（４’−アジド
ベンザル）シクロヘキサノン、等の、アジド基を２個有
する化合物を用いることができる。もちろん、アジド基
を３個以上有する化合物でも同様に用いることができ
る。

【００５４】

【化１】

【００５５】

【化２】

【００５６】

【化３】

【００５７】

【化４】

【００５８】

【化５】

【００５９】

【化６】

【００６０】

【化７】

【００６１】

【化８】

【００６２】

【化９】

【００６３】また、本発明においては、長鎖アルキル基
を有する低分子化合物として、例えば長鎖アルキルアク
リレートや長鎖アルキルメタクリレートのような、不飽
和結合を有する化合物を用いた場合には、光架橋剤によ
るアルキル基成分の固定を極めて効率よく行うことがで
きる。

【００６４】長鎖アルキルの炭素数は短すぎると、プレ
チルト角を大きくする効果もなく、沸点が低く溶媒と一
緒に蒸散しやすくなるので、アルキル基の炭素数は、好
ましくは１２以上とされる。一方、長鎖アルキルの炭素
数は、あまり長くなりすぎるとポリイミド前駆体との相
溶性が悪くなるので、好ましくは１９以下とされる。こ
のような長鎖アルキル基を有する低分子化合物として、
化学式１０に示すステアリルアクリレートのほか、例え
ば、化学式１１に示すラウリルアクリレート、化学式１
２に示すトリデシルアクリレート、化学式１３に示すミ
リスチルアクリレート、化学式１４に示すペンタデシル
アクリレート、化学式１５に示すセチルアクリレート、
化学式１６に示すヘプタデシルアクリレート、化学式１
７に示すノナデシルアクリレート、化学式１８に示すヘ
プタデシルメタクリレート、化学式１９に示すステアリ
ルメタクリレート、化学式２０に示すノナデシルメタク
リレート、等を用いることができる。

【００６５】

【化１０】

【００６６】

【化１１】

【００６７】

【化１２】

【００６８】

【化１３】

【００６９】

【化１４】

【００７０】

【化１５】

【００７１】

【化１６】

【００７２】

【化１７】

【００７３】

【化１８】

【００７４】

【化１９】

【００７５】

【化２０】

【００７６】また、本発明においては、感光部と未感光
部とで、十分なプレチルト角の差を確保するためには、
光架橋剤をポリイミド膜材料と同量程度、長鎖アルキル
基を有する低分子化合物を配向膜材料の１０分の１程度
の割合で混合することが好ましい。

【００７７】本発明は、紫外線の照射によりプレチルト
角を大きくすることを特徴としたものであり、このため
ベースとなるポリイミド膜材料は、それ自体では、比較
的低いプレチルト角を特徴とするものが好ましいことは
いうまでもない。

【００７８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。

【００７９】

【実施形態１】１００ｇの日産化学工業（株）製ポリイ
ミドワニスＳＥ−１１８０（０３２２）に対し、化学式
１に示す光架橋剤、すなわち２，６−ビス（４’−アジ
ドベンザル）４−メチルシクロヘキサノンを３ｇ（３重
量％）、化学式１０に示す長鎖アルキル基を有する低分
子化合物、すなわちステアリルアクリレートを０．３ｇ
（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶配向膜材料を
調整した。

【００８０】なお、ＳＥ−１１８０（０３２２）は、ポ
リイミド系高分子化合物を主成分（３重量％）とする可
溶性ポリイミドタイプのポリイミドワニスであり、通常
の使用法により形成した液晶配向膜のプレチルト角は、
約１度である。

【００８１】図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表
示パネル１００を示す。なお、図１に示すこの液晶表示
パネル１００の両側には、不図示の偏光板が配置され
る。

【００８２】図１を参照して、本実施形態に係る液晶表
示パネル１００は、一対の透明な基板１１、１２の間に
液晶２０を封入したものである。

【００８３】下側の基板１１の内面には画素電極７１及
び配向膜３１が設けられる。画素電極７１は、不図示の
アクティブマトリクス回路に接続される。

【００８４】上側の基板１２の内側にはＩＴＯ（Indium
-Tin-Oxide）の共通電極７２が設けられ、共通電極７２
の上に配向膜３２が設けられる。

【００８５】図２に、本実施形態における、基板の配向
処理方法を順に模式的に示す。図２を参照して、本実施
形態における配向処理方法を以下に説明する。なお、図
２には、図１の下側の基板１１についての配向処理のみ
が示されているが、上側の基板１２についても同様に配
向処理される。

【００８６】まず、図２（Ａ）に示すように、基板１１
の上に、上記した液晶配向膜材料を塗布して配向膜３１
を形成する。

【００８７】次に、図２（Ｂ）に示すように、配向膜３
１に、所定のパターンを有するフォトマスク６０を介し
て、窒素雰囲気中で、紫外線を照射する。

【００８８】その後、基板１１をオーブンに入れ２００
℃で１時間加熱することにより配向膜３１を焼成し、続
いて、図２の（Ｃ）に示すように、一定の方向にラビン
グ処理した。その際、ラビング処理は、レーヨンのバフ
布を巻き付けたラビングローラ８０を配向膜３１上で回
転させながら進めることにより行った。

【００８９】このようにして、配向処理した基板を、図
３に示すように、各々の基板１１、１２に対するラビン
グ処理方向が相互にほぼ直角となるように（基板１１の
ラビング方向を破線矢印、基板１２のラビング方向を実
線矢印で示す）重ね合わせ、基板間に左回りのカイラル
剤を添加したネマチック型の液晶２０を挿入した。

【００９０】この時、図２（Ｂ）に示した、露光処理の
際の、配向膜３１表面の感光部と、配向膜３２表面の未
感光部とが向かい合い、また配向膜３１表面の未感光部
と、配向膜３２表面の感光部とが向かい合うように両基
板を重ね合わせてある。

【００９１】液晶２０は、上記した配向処理に従って、
基板１１、１２の間でほぼ９０度ねじれて配向してい
る。

【００９２】また、一方の基板から他方の基板に向かう
につれて、基板表面に平行な平面に対するプレチルト方
向が徐々に変化し、両基板表面付近でのプレチルト方向
が互いに逆向きになるように、スプレイ変形している。
すなわち、全体として、スプレイ型のねじれネマチック
型の配向状態にある。

【００９３】この液晶表示パネルにおいて、両基板表面
でのプレチルト角を測定した。

【００９４】プレチルト角の測定結果は、図２（Ｂ）に
示される露光処理の際の、配向膜表面の感光部で１０
度、未感光部で１度であり、プレチルト角の大きさが異
なることがわかった。

【００９５】このように、本実施形態においては、図１
に示す微小な領域Ａ、Ｂ毎に液晶２０の配向状態が異な
っている。すなわち、微小な領域Ａでは下側の基板１１
の表面付近でのプレチルト角αの方が上側の基板１２の
表面付近でのプレチルト角γよりも大きく、微小な領域
Ｂでは上側の基板１２の表面付近でのプレチルト角γの
方が下側の基板１１の表面付近でのプレチルト角βより
も大きくなっている。

【００９６】そして、電圧印加時には、微小な領域Ａ、
Ｂ毎に、両基板１１、１２表面におけるプレチルト角
α、βのうち大きい方のプレチルト方向に従って、液晶
が立ち上がることが確認された。

【００９７】すなわち、微小な領域Ａでは、下側の基板
１１表面付近でのプレチルト方向に従って、微小な領域
Ｂでは、上側の基板１２の表面付近でのプレチルト方向
に従って、それぞれ立ち上がる。

【００９８】このように、微小な領域Ａ、Ｂで電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が異なり、観察者にはそ
れぞれの微小な領域の非対称な視角特性が平均化されて
認識され、全体として対称で、上記した従来技術と比較
して、より広い視角範囲から表示を認知することが可能
となり、良好な視角特性が得られた。

【００９９】

【実施形態２】図４は、本発明に係る第２の実施形態の
液晶表示パネル１００を示し、この液晶表示パネル１０
０の両側には偏光板（図示せず）が配置される。

【０１００】液晶表示パネル１００は、一対の透明な基
板１１、１２の間に液晶２０を封入したものである。図
４の下側の基板１１の内面には画素電極７１及び配向膜
３１が設けられる。画素電極７１は不図示のアクティブ
マトリクス回路に接続される。上側の基板１２の内側に
はＩＴＯの共通電極７２が設けられる。共通電極７２の
上に配向膜３２が設けられる。

【０１０１】本実施形態における、第１の基板１１の配
向処理方法は、図２に示した、前記第１の実施形態の液
晶表示パネルにおける配向処理方法と全く同様である。

【０１０２】一方、第２の基板（上側の基板）１２の配
向処理方法は、これよりも簡単なものである。

【０１０３】すなわち、基板１２の上に、日産化学工業
（株）製のＳＥ−７２１０（０３２１）を塗布し、オー
ブン中で２００℃で１時間焼成した後に、一定の方向に
ラビング処理した。ＳＥ−７２１０（０３２１）はポリ
アミック酸を主成分とする液晶配向膜材料であり、通常
の使用法において、すなわち本実施形態に係る第２の基
板１２に対して行ったのと同様の使用法において、配向
膜表面に液晶分子を接触させた場合の液晶分子のプレチ
ルト角は約６度である。

【０１０４】このようにして、配向処理した基板を、前
記第１の実施形態の場合と同様にして重ね合わせ、基板
間に左回りのカイラル剤を添加したネマチック型の液晶
２０を挿入した。液晶２０は、全体として、スプレイ型
のねじれネマチック型の配向状態にある。

【０１０５】この液晶表示パネルにおいて、両基板表面
でのプレチルト角を測定した。プレチルト角の測定結果
は、図２（Ｂ）に示される、露光処理の際の、配向膜表
面の感光部で１０度、未感光部で１度であった。これに
対し、第２の基板については、一様に６度であった。

【０１０６】このように、本実施形態では、図４に示す
微小な領域Ａ、Ｂ毎に液晶２０の配向状態が異なってい
る。

【０１０７】すなわち、微小な領域Ａでは下側の基板１
１の表面付近でのプレチルト角αの方が上側の基板１２
の表面付近でのプレチルト角γよりも大きく、微小な領
域Ｂでは上側の基板１２の表面付近でのプレチルト角γ
の方が下側の基板１１の表面付近でのプレチルト角βよ
りも大きくなっている。

【０１０８】そして、電圧印加時には、微小な領域Ａ、
Ｂ毎に、両基板１１、１２表面でのプレチルト角の大き
い方のプレチルト方向に従って、液晶が立ち上がること
が確認された。すなわち、微小な領域Ａでは、下側の基
板１１表面付近でのプレチルト方向に従って、微小な領
域Ｂでは、上側の基板１２の表面付近でのプレチルト方
向に従って、それぞれ立ち上がる。

【０１０９】このように、微小な領域Ａ、Ｂで電圧印加
時の液晶分子の立ち上がり方向が異なり、観察者にはそ
れぞれの微小な領域の非対称な視角特性が平均化されて
認識され、全体として対称で、従来と比較してより広い
視角範囲から表示を認知できる視角特性が得られた。

【０１１０】

【実施形態３】本発明の第３の実施形態は、前記第１の
実施形態と同様であるが、ＳＥ−１１８０（０３２２）
に対する、光架橋剤及び長鎖アルキル基を有する低分子
化合物の混合比を変化させて、液晶配向膜材料を調整し
た。すなわち、１００ｇのＳＥ−１１８０（０３２２）
に対して、２，６−ビス（４’−アジドベンザル）４−
メチルシクロヘキサノンを、３ｇ乃至１ｇ、ステアリル
アクリレートを０．３ｇ乃至０．１ｇ添加して液晶配向
膜材料を調整した。

【０１１１】各混合比の液晶配向膜材料を用い、前記第
１の実施形態に示した工程と同様の工程により液晶表示
パネルを作成し、両基板表面でのプレチルト角を測定し
た。プレチルト角の測定結果を表１に示す。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】

【実施形態４】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミッ
ク酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノ
ン１００ｇに溶解し、第１の実施形態と同様に、２，６
−ビス（４’−アジドベンザル）４−メチルシクロヘキ
サノンを３ｇ（３重量％）、ステアリルアクリレートを
０．３ｇ（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶配向
膜材料を調整した。

【０１１４】

【化２１】

【０１１５】この液晶配向膜材料を用い、前記第１の実
施形態に示した工程と同様の工程により、液晶表示パネ
ルを作成し、両基板１１、１２表面でのプレチルト角を
測定した。プレチルト角の測定結果は、配向膜表面の感
光部で１２度、未感光部で２度であり、プレチルト角の
大きさが異なることがわかった。

【０１１６】

【実施形態５】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミッ
ク酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノ
ン１００ｇに溶解し、化学式４に示す１，３−ビス
（４’−アジドシンナミリデン）−２−プロパノンを３
ｇ（３重量％）、ステアリルアクリレートを０．３ｇ
（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶配向膜材料を
調整した。

【０１１７】この液晶配向膜材料を用い、第１の実施形
態に示した工程と同様の工程により液晶表示パネルを作
成し、両基板表面でのプレチルト角を測定した。プレチ
ルト角の測定結果は、配向膜表面の感光部で１２度、未
感光部で２度であり、プレチルト角の大きさが異なるこ
とがわかった。

【０１１８】

【実施形態６】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミッ
ク酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノ
ン１００ｇに溶解し、化学式３に示す１，３−ビス
（４’−アジドベンザル）−２−プロパノンを３ｇ（３
重量％）、化学式１１に示すラウリルアクリレートを
０．３ｇ（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶配向
膜材料を調整した。

【０１１９】この液晶配向膜材料を用い、前記第１の実
施形態に示した工程と同様の工程により、液晶表示パネ
ルを作成し、両基板表面でのプレチルト角を測定した。
プレチルト角の測定結果は、配向膜表面の感光部で５
度、未感光部で２度であり、プレチルト角の大きさが異
なることがわかった。

【０１２０】

【実施形態７】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミッ
ク酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノ
ン１００ｇに溶解し、化学式１に示す２，６−ビス
（４’−アジドベンザル）４−メチルシクロヘキサノン
を３ｇ（３重量％）、化学式１８に示すステアリルメタ
クリレートを０．３ｇ（０．３重量％）、それぞれ添加
して液晶配向膜材料を調整した。

【０１２１】この液晶配向膜材料を用い、前記第１の実
施形態に示した工程と同様の工程により、液晶表示パネ
ルを作成し、両基板表面でのプレチルト角を測定した。

【０１２２】プレチルト角の測定結果は、配向膜表面の
感光部で１０度、未感光部で１度であり、プレチルト角
の大きさが異なることがわかった。

【０１２３】

【実施形態８】２０ｇの日立化成工業（株）製ポリイミ
ドワニスＬＱ−２２００をＮ−メチル−２−ピロリジノ
ンで希釈して総量を１００ｇとし、化学式１に示す２，
６−ビス（４’−アジドベンザル）４−メチルシクロヘ
キサノンを３ｇ（３重量％）、化学式１０に示すステア
リルアクリレートを０．３ｇ（０．３重量％）、それぞ
れ添加して液晶配向膜材料を調整した。なお、ＬＱ−２
２００は、ポリアミック酸系高分子化合物を主成分（１
５重量％）とする液晶配向膜材料であり、通常の使用法
により形成した液晶配向膜のプレチルト角は、約２度で
ある。

【０１２４】この液晶配向膜材料を用い、第１の実施形
態に示した工程と同様の工程により液晶表示パネルを作
成し、両基板表面でのプレチルト角を測定した。プレチ
ルト角の測定結果は、配向膜表面の感光部で１０度、未
感光部で２度であり、プレチルト角の大きさが異なるこ
とがわかった。

【０１２５】

【比較例１】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミノ
ジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミック
酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノン
１００ｇに溶解し、化学式１に示す２，６−ビス（４’
−アジドベンザル）４−メチルシクロヘキサノンを３ｇ
（３重量％）、化学式２２に示すウンデシルアクリレー
トを０．３ｇ（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶
配向膜材料を調整した。

【０１２６】

【化２２】

【０１２７】この液晶配向膜材料を用い、前記第１の実
施形態に示した工程と同様の工程により液晶表示パネル
を作成し、両基板表面でのプレチルト角を測定した。プ
レチルト角の測定結果は、配向膜表面の感光部で３度、
未感光部で２度であり、プレチルト角の大きさが異なっ
ていたが、プレチルト角の大きさの違いが小さいため
に、微少な領域毎に分割された液晶配向が第１の実施形
態のようには得られず、よって、広視野角化の効果が得
られなかった。

【０１２８】

【比較例２】無水ピロメリット酸と４，４’−ジアミノ
ジフェニルエ−テルを原料として合成したポリアミック
酸（化学式２１）３ｇをＮ−メチル−２−ピロリジノン
１００ｇに溶解し、化学式１に示す２，６−ビス（４’
−アジドベンザル）４−メチルシクロヘキサノンを３ｇ
（３重量％）、化学式２３に示すエイコシルアクリレー
トを０．３ｇ（０．３重量％）、それぞれ添加して液晶
配向膜材料を調整した。

【０１２９】

【化２３】

【０１３０】この液晶配向膜材料を基板１１に塗布して
液晶配向膜３１を形成したところ、ポリアミック酸とエ
イコシルアクリレートとの相溶性が悪いために、均一な
膜が得られなかった。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広視野角化を目的として、微小な領域毎に液晶の配向状
態が異なるように配向処理された液晶表示パネルを、通
常の工程に紫外線照射工程を追加するのみで、配向膜を
微小な領域に対応するように部分的に２層構造とするこ
となく、１枚の基板について１回のラビング処理で実現
することが可能とされ、このため製造工程を容易化する
と共に、コストの低減を達成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示す図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は図１の液晶表示パネルの配向
処理を模式的に示す断面図である。

【図３】図１の基板のラビング方向を示す図である。

【図４】本発明の別の実施形態の構成を示す図である。

【図５】従来の、微小な領域毎に配向状態が異なる液晶
表示パネルの構造を示す断面図である。

【図６】従来の、微小な領域毎に配向状態が異なる液晶
表示パネルの別の構造を示す断面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は図６の液晶表示パネルの配向
処理工程を順に模式的に示す断面図である。

【図８】従来の、微小な領域毎に配向状態が異なる液晶
表示パネルの別の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１１、１２ 基板 ２０ 液晶 ３１、３２ 配向膜 ４０ レジスト材料 ５１ 第１層の配向膜層 ５２ 第２層の配向膜層 ６０ フォトマスク ７１ 画素電極 ７２ 共通電極 ８０ ラビングローラ １００ 液晶表示パネル

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリイミドまたはポリイミド前駆体と、光
   架橋剤と、長鎖アルキル基を有する低分子化合物と、の
   混合物を含むことを特徴とする液晶配向膜材料。
2. 【請求項２】前記ポリイミド前駆体が、ポリアミック酸
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜材
   料。
3. 【請求項３】前記光架橋剤が、少なくともアジド基を２
   個以上有する化合物からなることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の液晶配向膜材料。
4. 【請求項４】前記長鎖アルキル基を有する低分子化合物
   が、不飽和結合を有する化合物からなることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の液晶配向
   膜材料。
5. 【請求項５】前記長鎖アルキル基を有する低分子化合物
   が、長鎖アルキルアクリレートであることを特徴とする
   請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の液晶配向膜
   材料。
6. 【請求項６】前記長鎖アルキル基の炭素数が、１２以上
   で且つ１９以下とされたことを特徴とする請求項５記載
   の液晶配向膜材料。
7. 【請求項７】配向膜が設けられ互いに対向する第１及び
   第２の基板と、 前記第１及び第２の基板間に挿入されてなるスプレイ型
   のねじれネマチック型の配向状態にあるネマチック液晶
   と、 を含み、 前記第１及び第２の基板のうちの少なくとも一方の基板
   の前記配向膜が、微小な領域毎に前記配向膜表面近傍で
   の液晶のプレチルト角の大きさが異なるように配向処理
   されてなる液晶表示パネルの製造方法であって、 (a)前記第１及び第２の基板のうち少なくとも一方の基
   板に、ポリイミドまたはポリイミド前駆体と、光架橋剤
   と、長鎖アルキル基を有する低分子化合物と、の混合物
   を含んでなる液晶配向膜材料を塗布して液晶配向膜を形
   成する工程と、 (b)該液晶配向膜に所定のパターンを有するフォトマス
   クを介して紫外線を照射する工程と、 (c)該液晶配向膜を焼成する工程と、 (d)該配向膜表面を所定の方向にラビング処理する工程
   と、 を含んでなる、微小配向領域の形成工程を、 備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
8. 【請求項８】前記液晶配向膜材料の、前記ポリイミド前
   駆体が、ポリアミック酸であることを特徴とする請求項
   ７記載の液晶表示パネルの製造方法。
9. 【請求項９】前記液晶配向膜材料の、前記光架橋剤が、
   少なくともアジド基を２個以上有する化合物からなるこ
   とを特徴とする請求項７または請求項８記載の液晶表示
   パネルの製造方法。
10. 【請求項１０】前記液晶配向膜材料の、前記長鎖アルキ
    ル基を有する低分子化合物が、不飽和結合を有する化合
    物からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のい
    ずれか一に記載の液晶表示パネルの製造方法。
11. 【請求項１１】前記液晶配向膜材料の、前記長鎖アルキ
    ル基を有する低分子化合物が、長鎖アルキルアクリレー
    トであることを特徴とする請求項７乃至請求項１０記載
    のいずれか一に記載の液晶表示パネルの製造方法。
12. 【請求項１２】前記液晶配向膜材料の、前記長鎖アルキ
    ル基の炭素数が１２以上で且つ１９以下とされたことを
    特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネルの製造方
    法。
13. 【請求項１３】前記第１及び第２の両基板の前記配向膜
    について微小な領域毎に配向膜表面近傍での液晶のプレ
    チルト角の大きさが異なるように配向処理した後、 前記第１の基板の前記配向膜の表面近傍で大きいプレチ
    ルト角を持つ領域が前記第２の基板の前記配向膜の表面
    近傍で小さいプレチルト角を持つ領域と対向し、 前記第１の基板の前記配向膜の表面近傍で小さいプレチ
    ルト角を持つ領域が前記第２の基板の前記配向膜の表面
    近傍で大きいプレチルト角を持つ領域と対向するように
    前記第１の基板と前記第２の基板とを重ね合わせる工程
    を、更に含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示
    パネルの製造方法。
14. 【請求項１４】配向膜が設けられ互いに対向する第１及
    び第２の基板と、 前記第１及び第２の基板間に挿入されてなるスプレイ型
    のねじれネマチック型の配向状態にあるネマチック液晶
    と、を含み、 前記第１及び第２の基板のうちの少なくとも一方の基板
    の前記配向膜が、請求項１ないし６のいずれか一に記載
    の前記液晶配向膜材料からなり、 微小な領域毎に前記配向膜表面近傍での液晶のプレチル
    ト角の大きさが異なるように配向処理されてなることを
    特徴とする液晶表示パネル。