JP3511218B2 - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルの製造方
法に関するものであり、特に、配向膜の誘電率を部分的
に異ならせることによって視角特性を改善した液晶表示
パネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は薄型、軽量、低電
圧駆動、低消費電力等の特徴を利用して、各種の電子機
器に広く用いられるようになっており、特に、ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）を能動素子として用いたアクティ
ブマトリクス型液晶表示パネルはＣＲＴ並の表示特性が
得られるため、ＯＡ装置等におけるディスプレイを中心
として広く利用されるようになってきている。

【０００３】この様な液晶表示パネルの基本的構成を図
４〜７を参照して説明する。図４は液晶分子の配向機構
の説明図であり、図４（ａ）はラビング方向と配向方向
の関係を示す図であり、また、図４（ｂ）は液晶分子の
捩の様子を示す概略的断面図であり、さらに、図４
（ｃ）は液晶分子の捩の様子を示す概略的上面図であ
る。

【０００４】図４（ａ）及び（ｂ）参照 一般の液晶表示パネルは、二枚のガラス基板１１，１３
により液晶１５を挟み、さらにその外側を偏光板（図示
せず）等により挟んだ構造をしており、ガラス基板１
１，１３の液晶に対向する側には、ＴＦＴ等の能動素
子、データバスライン、ゲートバスライン、画素電極、
カラーフィルタ等（いずれも図示せず）が設けられてお
り、さらに、それらの上にはポリイミド等からなる配向
膜１２，１４が形成されている。

【０００５】そして、この配向膜１２，１４をレーヨン
等の布によって一定方向に擦る所謂ラビング処理等によ
り配向処理をすることにより、この配向膜１２，１４に
接する液晶１５を構成する液晶分子２８もラビング方向
に沿って配列することになる。

【０００６】この場合、液晶分子２８は、所謂プレチル
ト角と呼ばれる所定の角度θを持った状態で配向するこ
とになるが、このプレチルト角θは使用する配向膜の種
類、液晶の種類、ラビング処理の条件等により変化し、
通常は１°〜１０°の範囲である。

【０００７】図４（ｂ）及び（ｃ）参照 そして、一つ一つの画素毎にＴＦＴ等の能動素子を配置
したアクティブマトリクス型液晶表示パネルでは、二枚
のガラス基板１１，１３のラビング方向を互いに９０°
ずらす所謂ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モ
ードが主流であり、二枚のガラス基板１１，１３の間に
挟まれた液晶分子２８は一方のガラス基板１１から他方
のガラス基板１３へと連続的に捩じれながら配列（図の
場合には、基板１１側から見ると右回り）している。

【０００８】この場合、液晶分子２８がどちら向きに捩
じれるかは不確定であるため、液晶分子２８を右回りか
左回りかのどちらか一方に捩じらせる性質を有するカイ
ラル剤（ｃｈｉｒａｌ剤）と呼ばれる物質をネマティッ
ク液晶に添加することによって、捩の方向を制御してい
る。

【０００９】図５（ａ）参照 この二枚のガラス基板１１，１３の間に電圧を印加した
場合に、印加電圧を０Ｖから徐々に増加していくと、あ
る電圧値（しきい値）を境にして液晶分子２８が電界の
方向に向き始め、十分大きな電圧値においては液晶分子
２８はガラス基板１１，１３に対してほとんど垂直にな
る。

【００１０】図５（ｂ）及び（ｃ）参照 この場合、プレチルト角が０°であれば、電界に対して
液晶分子２８が傾き始める時の動きは、図５（ｂ）及び
（ｃ）に示す２通りが可能であり、実際にどちらに傾く
かは不確定であった。

【００１１】図６（ａ）及び（ｂ）参照 しかし、配向膜１２，１４にラビング処理を施して液晶
分子２８のプレチルト角θを与えておいた場合には、電
界に対する液晶分子２８の動きはプレチルト角の傾きの
方向に従うので、１通りに規定されることになる。

【００１２】なお、図６においては、説明を簡単にする
ために、配向膜１２のラビング方向２９と配向膜１４の
ラビング方向２９とを１８０°ずらすことによって、液
晶分子２８に捩が無い状態で説明しているが、配向膜１
２のラビング方向２９と配向膜１４のラビング方向２９
とを９０°ずらしたＴＮモードの場合についても、同じ
現象が生ずる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なＴＮ
型液晶表示パネルにおいては視角特性が悪く、斜め方向
から見た場合に表示反転が起こるという欠点がある。こ
の事情を図７を参照して説明する。なお、図７（ａ）
は、図７（ｂ）に示す３つの方向Ａ，Ｂ，Ｃから見た場
合の透過率−電圧特性を示すものであり、この場合、二
枚のガラス基板１１，１３の外側を偏光軸が互いに直交
する２枚の偏光板を設けたノーマリホワイトモード（印
加電圧がしきい値より小さい場合には液晶分子２８の傾
きが変化しないので、明状態であり、しきい値を十分越
えた場合には暗状態となる）で駆動した場合の特性を示
している。

【００１４】図７（ａ）及び（ｂ）参照 図における実線の曲線Ａは、液晶表示パネル３０を正面
から見た場合の透過率−電圧特性であり、一点鎖線の曲
線Ｂ及び破線の曲線Ｃは正面から３０°ずれた方向から
みた場合の透過率−電圧特性である。

【００１５】Ａ〜Ｃの方向から見た場合、印加電圧の増
加に伴って、透過率が略０程度まで低下するが、Ｂの場
合にのみ透過率が途中で一旦０になったのち増加傾向に
転じたのち再び低下するコブ状の特性を示し、実際の表
示パネルにおいては表示が反転して見える場合がある。

【００１６】これは、印加電圧が増加するに連れて液晶
分子の液晶ダイレクタ（液晶分子の長軸方向のベクト
ル）が変化し、ある電圧値でＢ方向と平行になり透過率
が最低になり、さらに電圧が高まると液晶ダイレクタは
再び非平行になり透過率が上昇するためである。

【００１７】したがって、本発明は、液晶表示パネルを
見る方向による表示反転をなくし、視角特性の優れた液
晶表示パネルを提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成を示す図であり、図１（ａ）を参照して本発明にお
ける課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）参照 （１）本発明は、液晶表示パネルの製造方法において、
液晶５を挟む基板１，３の一方の基板３の前記液晶５と
対向する面に第１の配向膜４を形成するとともに、前記
液晶５を挟む基板１，３の他方の基板１の前記液晶５と
対向する面に、配向膜材料に比べて誘電率の小さな偏平
状物質を含む第２の配向膜材料を塗布することによっ
て、前記第２の配向膜のみから構成される第１領域６
と、前記偏平状物質を含む第２の配向膜とにより構成さ
れる第２領域７とを形成することを特徴とする。

【００１９】

【００２０】

【００２１】（２）また、本発明は、液晶表示パネルの
製造方法において、液晶５を挟む基板１，３の一方の基
板３の前記液晶５と対向する面に第１の配向膜を形成す
るとともに、前記液晶５を挟む基板１，３の他方の基板
１の前記液晶５と対向する面に、第２配向膜材料及び前
記第２配向膜材料に比べて誘電率の小さな第３配向膜材
料を混合した配向膜材料を塗布することによって、前記
第２配向膜材料から構成される第１領域６と、前記第３
配向膜材料から構成される第２領域７とを形成すること
を特徴とする。

【００２２】

【作用】基板１，３の液晶５と対向する側の面に設ける
配向膜２，４の一方を、誘電率が互いに異なる第１領域
６と第２領域７とにより構成することによって、第１領
域６と第２領域７に対応する領域の液晶５に印加される
実効的電圧が互いに異なることになるので、表示パネル
全体としての透過率−電圧特性は、第１領域６の透過率
−電圧特性と第２領域７の透過率−電圧特性を平均した
形となるので、コブが消失し、視角特性が向上する。

【００２３】この事情を図１（ｂ）を参照して説明す
る。 図１（ｂ）参照 従来の図７のＢ方向から表示パネルを見た場合、第２領
域７の透過率−電圧特性は曲線ａで表され、また、第１
領域６の透過率−電圧特性は曲線ｂで表されるが、全体
としての透過率−電圧特性は曲線ｃで表され、曲線ａと
曲線ｂとのコブの位置がずれて互いに平均化することに
よってコブが消失し、したがって、表示パネルをどちら
の方向から見ても表示反転が起きないので、表示特性、
即ち、視角特性が改善される。

【００２４】即ち、誘電率の低い第２領域７において
は、印加される電圧の内の配向膜２自体に加わる成分
は、Ｄ＝εＥ（Ｄ：電束密度、ε：誘電率、Ｅ：電界）
の関係にしたがって、誘電率の高い第１領域６に比べて
大きいので、透過率−電圧特性が高電圧側にずれること
になるためである。

【００２５】この場合、第１領域６を第２の配向膜２の
みから構成し、且つ、第２領域７を第２の配向膜より誘
電率の小さな偏平状物質を含む第２の配向膜２とにより
構成することによって、第１領域６と第２領域７におけ
る液晶５に実効的に印加される電圧を異なるようにする
ことができる。

【００２６】また、第１領域６を第２配向膜材料により
構成し、且つ、第２領域７を第２配向膜材料より誘電率
の小さな第３配向膜材料により構成することによって、
第１領域６と第２領域７における液晶５に実効的に印加
される電圧を異なるようにすることができる。

【００２７】また、液晶５を挟む基板１，３の一方の基
板１の液晶５と対向する側の面に、配向膜材料に比べて
誘電率の小さな偏平状物質を含む第２の配向膜材料を塗
布することによって、互いに誘電率の異なる第１領域６
と第２領域７とを簡単に形成することができる。

【００２８】また、液晶５を挟む基板１，３の一方の基
板１の液晶５と対向する側の面に、第２配向膜材料及び
第２配向膜材料に比べて誘電率の小さな第３配向膜材料
を混合した配向膜材料を塗布することによって、互いに
誘電率の異なる第１領域６と第２領域７とを簡単に形成
することができる。

【００２９】

【実施例】次に、図２を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。なお、図２（ａ）は液晶表示パネルの概略
的断面図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）にお
ける下側の配向膜の上面図であり、両者におけるＡ−
Ａ’を結ぶ方向は同じ方向を表す。

【００３０】図２（ａ）及び（ｂ）参照 まず、アクティブマトリクス型液晶表示パネルを構成す
る二枚のガラス基板１１，１３を用意し、一方のガラス
基板１１上にＴＦＴ、ゲートバスライン、データバスラ
イン、及び、画素電極（いずれも図示せず）を設けると
共に、他方のガラス基板１３の表面には共通電極（対向
電極）を設ける。

【００３１】次いで、配向膜材料ＡＬ３０４６（商品
名：日本合成ゴム社製）に対して偏平状物質マイカＭ−
ＪＶ（商品名：メルク社製）を５〜１５ｗｔ％、好適に
は１０ｗｔ％混入したものを、ガラス基板１１上に転写
印刷により塗布し、焼成することによって、配向膜１２
のみからなる第１領域１６と偏平状物質１８を含む第２
領域１７とが略１：１になるように平均的に分散させて
形成する。

【００３２】一方、他方のガラス基板１３上には、配向
膜材料ＡＬ３０４６（商品名：日本合成ゴム社製）のみ
を転写印刷により塗布し、焼成することによって、配向
膜１４を形成する。

【００３３】次いで、ガラス基板１１，１３の配向膜１
２，１４の表面にラビング処理を施したのち、ガラス基
板１１とガラス基板１３とを５μｍ径のスペーサ（図示
せず）を介して貼り合わせ、液晶１５を封入する。

【００３４】なお、配向膜材料としてＡＬ３０４６（商
品名：日本合成ゴム社製）を用いることにより、プレチ
ルト角を大きくすることができ、また、偏平状物質１８
としてマイカＭ−ＪＶ（商品名：メルク社製）を用いる
ことによって、偏平状物質１８の誘電率を配向膜１２の
誘電率よりも小さくすることができる。

【００３５】また、この偏平状物質１８の平均長径は３
〜１０μｍであり、１画素の面積１００×２９０μｍに
比べて十分小さいものであるので、１画素内においても
第１領域１６と第２領域１７とが略１：１になるように
平均的に分散させることができる。

【００３６】この場合、第２領域１７においては、誘電
率の低い偏平状物質１８とその上に薄い配向膜材料が存
在することによって、第１領域１６に比べて液晶１５に
印加される実効的電圧が小さくなり、画素全体としては
コブのない平均化した透過率−電圧特性が得られ、表示
反転の問題がなくなる。

【００３７】次に、図３を参照して本発明の第２の実施
例を説明する。なお、図３（ａ）は液晶表示パネルの概
略的断面図であり、また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に
おける下側の配向膜の上面図であり、両者におけるＡ−
Ａ’を結ぶ方向は同じ方向を表す。

【００３８】図３（ａ）及び（ｂ）参照 まず、第１の実施例と同様に二枚のガラス基板１１，１
３を用意し、一方のガラス基板１１上にＴＦＴ、ゲート
バスライン、データバスライン、及び、画素電極（いず
れも図示せず）を設けると共に、他方のガラス基板１３
の表面には共通電極（図示せず）を設ける。

【００３９】次いで、配向膜材料ＳＥ−７７９２（商品
名：日産化学工業社製）からなる第１配向膜材料１９と
配向膜材料ＡＬ１０５１（商品名：日本合成ゴム社製）
からなる第２配向膜材料２０とを１：１の割合で混合し
たものを、ガラス基板１１上に転写印刷により塗布し、
焼成することによって、第１配向膜材料１９からなる第
１領域１６と第２配向膜材料２０からなる第２領域１７
とが略１：１になるように平均的に分散させて形成す
る。

【００４０】一方、他方のガラス基板１３上には、配向
膜材料ＳＥ−７７９２（商品名：日産化学工業社製）の
みを転写印刷により塗布し、焼成することによって、配
向膜１４を形成する。

【００４１】次いで、ガラス基板１１，１３の配向膜１
２，１４の表面にラビング処理を施したのち、ガラス基
板１１とガラス基板１３とを５μｍ径のスペーサ（図示
せず）を介して貼り合わせ、液晶１５を封入する。

【００４２】なお、配向膜材料ＳＥ−７７９２（商品
名：日産化学工業社製）は配向膜材料ＡＬ１０５１（商
品名：日本合成ゴム社製）より誘電率が高いので、第２
領域１７においては、第１領域１６に比べて液晶１５に
印加される実効的電圧が小さくなり、画素全体としては
コブのない平均化した透過率−電圧特性が得られ、表示
反転の問題がなくなる。

【００４３】また、この場合、第１配向膜材料１９と第
２配向膜材料とが完全に混合しないようにする必要があ
り、第１領域１６及び第２領域の平均長径が２０μｍ以
下になるようにすれば良い。この平均長径は、１画素の
面積１００×２９０μｍに比べて十分小さいものである
ので、１画素内においても第１領域１６と第２領域１７
とが略１：１になるように平均的に分散させることがで
きる。

【００４４】なお、上記第１及び第２の実施例において
は、一方のガラス基板１１側、即ち、ＴＦＴ基板側に誘
電率が互いに異なる第１領域１６及び第２領域１７から
なる配向膜１２を設ける例を説明したが、他方のガラス
基板１３側、即ち、対向基板側にのみ誘電率が互いに異
なる第１領域１６及び第２領域１７からなる配向膜１４
を設けても良い。

【００４５】また、上記第１及び第２の実施例において
は、アクティブマトリクス型液晶表示パネルを例に説明
したが、本発明の技術思想はアクティブマトリクス型液
晶表示パネルに限られるものではなく、能動素子を用い
ない型の液晶表示パネルにも適用されるものであり、さ
らに、用いる液晶もＴＮ型液晶に限られるものではなく
他の液晶を用いる場合にも適用されるものである。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、一方の基板側に設ける
配向膜を誘電率が互いに異なる二種類の領域から構成し
たので、液晶表示パネルの透過率−電圧特性におけるコ
ブが消失して表示反転がなくなるので、視角特性の優れ
た液晶表示パネルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施例の説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例の説明図である。

【図４】液晶分子の配向機構の説明図である。

【図５】プレチルト角が０の場合の液晶分子の捩方向の
説明図である。

【図６】プレチルト角がθの場合の液晶分子の捩方向の
説明図である。

【図７】従来の液晶表示パネルの透過率−電圧特性の説
明図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 配向膜 ３ 基板 ４ 配向膜 ５ 液晶 ６ 第１領域 ７ 第２領域 １１ ガラス基板 １２ 配向膜 １３ ガラス基板 １４ 配向膜 １５ 液晶 １６ 第１領域 １７ 第２領域 １８ 偏平状物質 １９ 第１配向膜材料 ２０ 第２配向膜材料 ２ ８ 液晶分子 ２９ ラビング方向 ３０ 液晶表示パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 富田 生夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 大橋 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−22623（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82773（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−84244（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262526（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43462（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を挟む基板の一方の基板の前記液晶
   と対向する面に第１の配向膜を形成するとともに、前記
   液晶を挟む基板の他方の基板の前記液晶と対向する面
   に、配向膜材料に比べて誘電率の小さな偏平状物質を含
   む第２の配向膜材料を塗布することによって、前記第２
   の配向膜のみから構成される第１領域と、前記偏平状物
   質を含む第２の配向膜とにより構成される第２領域とを
   形成することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 液晶を挟む基板の一方の基板の前記液晶
   と対向する面に第１の配向膜を形成するとともに、前記
   液晶を挟む基板の他方の基板の前記液晶と対向する面
   に、第２配向膜材料及び前記第２配向膜材料に比べて誘
   電率の小さな第３配向膜材料を混合した配向膜材料を塗
   布することによって、前記第２配向膜材料から構成され
   る第１領域と、前記第３配向膜材料から構成される第２
   領域とを形成することを特徴とする液晶表示パネルの製
   造方法。