JP2000075308A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スメクティック相を示す液晶材料を用いた場
合においても画像欠陥を生じることなく良好な画像を表
示する。 【解決手段】 所定の方向に一軸配向処理を施した一対
の基板を所定の間隔を以て貼り合わせ、これら一対の基
板間に形成された間隙に、これら一対の基板間に形成さ
れた注入孔から液晶材料を注入して形成され、一対の基
板の面内の所定の領域を、画像を表示しない無効画素領
域とする液晶表示装置において、上記液晶材料は、所定
の配向方向を示すとともに当該配列方向に規則的に積層
されてなる層構造を有してなるスメクティック相を示す
液晶材料であり、上記注入孔の端部を起点として、液晶
材料の層構造における境界線方向に引いた仮想線が無効
画素領域にのみかかることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の基板間にス
メクティック相を示す液晶材料が注入されてなる液晶表
示装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、陰極線管を用いたディ
スプレイと比較して薄型であり、低電力消費であるとい
った利点から、フラットパネルディスプレイとしてコン
ピュータ等の表示装置等として広く用いられている。こ
の液晶表示装置としては、特に、アクティブマトリック
ス駆動のツイストネマティック液晶表示素子（ＴＮ−Ｌ
ＣＤ）が画質が飛躍的に向上したことから注目されてい
る。

【０００３】しかしながら、ツイストネマティック液晶
が分子配向のねじれを持っているため、ディスプレイの
大画面化に伴い、視野角の狭さ、階調反転、更には、応
答速度が遅いために生じる尾引き等の残像が問題となっ
ている。これらの中で、広視野角及び高速応答を同時に
実現する液晶材料として、強誘電性液晶（ferroelectri
c liquid crystals（以下、ＦＬＣ））が注目されてい
る。このＦＬＣとしては、例えば、カイラルスメクティ
ックＣ相を示す液晶材料が用いられている。このＦＬＣ
を用いて、ＴＮ−ＬＣＤの約１０００倍の高速応答性と
メモリ性により、パッシブマトリックス駆動で１０００
本以上の走査線数及び広視野角で安価な大画面フラット
パネルディスプレイとして、表面安定型強誘電性液晶表
示素子（ＳＳＦＬＣＤ）が期待されて検討されている。

【０００４】こうした強誘電性液晶（更には、反強誘電
性液晶）において、電界印加による液晶ダイレクタの挙
動は、例えば、図１４に示すように、電極１００間に挟
まれた液晶のコーンモデルにより考えられる。すなわ
ち、このコーンモデルでは、所定の間隔を以て配設され
た一対のガラス基板上にそれぞれ形成された透明電極１
００間に配設された液晶分子の分子軸が、電界の印加に
よりコーン１０１の外周面に沿って移動することとな
る。ここで、コーンの開き角をコーン角θｒと呼び、こ
のコーン角θｒのガラス基板への投影成分を見かけのコ
ーン角θａと呼ぶ。光学的には、この見かけのコーン角
θａを考えればよい。なお、このとき、コーン角の測定
については、２つのスイッチ状態における液晶ダイレク
タのなす角を測定するものであり、具体的には偏光子が
直交した偏向顕微鏡下で、消光位（回転して暗くなる位
置）でのステージの回転角から求める。

【０００５】このようなＦＬＣ、特にＳＳＦＬＣでは、
ＦＬＣ分子の永久双極子と電界との強い相互作用のため
に高速応答性を示し、図１４に示したように、配向膜１
０２からの束縛により分子軸が双安定化される。すなわ
ち、このＦＬＣでは、分子軸がエネルギ的に等価な２つ
の状態（方向）を取りやすくなっているのである。この
ため、このＦＬＣは、メモリ素子として好適である。し
かしながら、このＦＬＣでは、見かけのコーン角θａを
所望の値となるように連続的に制御することができず、
画像表示装置として階調表示を行うことが困難であっ
た。

【０００６】一方、上述したようなＦＬＣの問題を解決
する液晶材料として、単安定型のカイラルスメクティッ
クＣ相の液晶材料を用いることが提案されている。画像
表示装置では、単安定型のカイラルスメクティックＣ相
の液晶材料を用いた場合、液晶分子を一方向に安定化し
た状態を初期状態とする。この場合、印加する電圧強度
に従って分子軸の方向を連続的に制御することができ、
階調表示を行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな液晶表示装置を製造する際には、先ず、一対のガラ
ス基板上に透明電極や駆動回路等を配設した後、これら
一対のガラス基板が対向する面に配向膜を形成するとと
もに、この配向膜に対してラビング処理等の一軸配向処
理が施される。その後、一対のガラス基板をシール材を
介して張り合わせる。そして、一対のガラス基板間に形
成された間隙に液晶材料を注入し、注入した部分を封止
する。その後、電極となるフレキシブルケーブルを取り
付ける。

【０００８】このように製造された液晶表示装置では、
画像表示領域に線状の画像欠陥を生じてしまうことがあ
った。この線状の画像欠陥は、特に、液晶材料としてス
メクティック液晶を用いた場合に頻繁に発生していた。
したがって、画像表示装置において、上述したようなＦ
ＬＣやＳＳＦＬＣでは、画像欠陥が頻繁に生じてしまい
表示画像の品質が良好でないといった問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、一対の基板間に液晶材
料を注入する際の注入孔の位置を規定することにより、
スメクティック相を示す液晶材料を用いた場合において
も画像欠陥を生じることなく良好な画像を表示すること
のできる液晶表示装置及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明者が鋭意検討した結果、画像に出現する
線状の画像欠陥がスメクティック相を示す液晶材料の配
向欠陥に起因するといった知見を得るに至った。そし
て、本発明者は、液晶材料を注入する際の注入孔の位置
を規定することによって、このような画像欠陥を解決す
ることができることを見いだし、本発明を完成するに至
った。

【００１１】すなわち、本発明に係る液晶表示装置は、
所定の方向に一軸配向処理を施した一対の基板を所定の
間隔を以て貼り合わせ、これら一対の基板間に形成され
た間隙に基板周縁部に形成された注入孔から液晶材料を
注入して形成され、一対の基板の面内の所定の領域を、
画像を表示しない無効画素領域とする液晶表示装置にお
いて、上記液晶材料は、所定の方向に配向されるととも
に当該配列方向に規則的に積層された層構造を有してな
るスメクティック相であり、上記注入孔の端部を起点と
して、上記層構造における各層間の境界線方向に引いた
仮想線が無効画素領域にのみかかることを特徴とするも
のである。

【００１２】一般に、スメクティック相を示す液晶分子
は、所定の面内で所定の方向に配向するとともに、当該
面内においてこの配向方向に規則的に積層された層構造
を有している。このため、このスメクティック相を構成
する液晶分子では、空間的な障害等に起因して層構造に
おける層間に大きな間隔を形成してしまうことがある。
このようにスメクティック相の液晶分子の層間に大きな
間隔が形成されてしまう場合、液晶表示装置では、この
大きな間隔が線状の画像欠陥となって現れてしまう。ま
た、このような画像欠陥は、液晶材料を注入する注入孔
の端部を起点として発生する。すなわち、スメクティッ
ク相の液晶分子は、注入孔の端部付近において層間に大
きな間隔を形成しやすくなっている。このため、液晶表
示装置では、注入孔の端部を起点として層構造の境界線
方向に線状の画像欠陥が形成されることがある。

【００１３】ところが、上述したように構成された本発
明に係る液晶表示装置では、注入孔の端部を起点とし
て、液晶材料の層構造における境界線方向に引いた仮想
線が無効画素領域にのみかかっている。このため、この
液晶表示装置では、上述したようなスメクティック相を
構成する液晶分子の層間に大きな間隔が形成された場合
であっても、配向欠陥が無効画素領域のみに形成される
こととなる。

【００１４】上述した問題点を解決した本発明に係る液
晶表示装置の製造方法は、所定の方向に一軸配向処理を
施した一対の基板を所定の間隔で貼り合わせ、これら一
対の基板間に形成された間隙に、これら一対の基板間に
形成された注入孔から液晶材料を注入する液晶表示装置
の製造方法において、上記液晶材料として所定の方向に
配向されるとともに当該配列方向に規則的に積層された
層構造を有してなるスメクティック相を用い、上記注入
孔の端部を起点として、上記層構造における各層間の境
界線方向に引いた仮想線が無効画素領域にのみかかるよ
うに上記注入孔を形成することを特徴とするものであ
る。

【００１５】以上のように構成された本発明に係る液晶
表示装置の製造方法では、注入孔の端部を起点として、
液晶材料の層構造における境界線方向に引いた仮想線が
無効画素領域にのみかかるように注入孔を形成してい
る。このため、本手法によれば、液晶分子の層間に大き
な間隔を形成したとしても、無効画素領域内のみに形成
することとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示装置
及びその製造方法の具体的な実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】本実施の形態に示す液晶表示装置は、図１
に示すように、透明電極１を有する対向基板２とＴＦＴ
及び透明電極（なお、図１では、これらＴＦＴ及び透明
電極をまとめてＴＦＴ層３と表す。）を有するＴＦＴ基
板４との間に、カイラルスメクティックＣ相を示す液晶
材料（以下、ＳｍＣ^*液晶）を主体とする液晶層５が充
填されてなるような構成とされる。また、この液晶表示
装置では、ＳｍＣ^*液晶からなる液晶層５を所定の状態
に配向させるため、対向基板２及びＴＦＴ基板４におけ
る対向面にそれぞれ配向膜６が形成されている。さら
に、この液晶表示装置は、ＴＦＴ基板４の裏面側にバッ
クライト７を有する。さらにまた、液晶表示装置は、バ
ックライト７から照射された光を直線偏光に変換して液
晶層５に入射させるためにＴＦＴ基板４及びバックライ
ト７の間に第１の偏光板８を有し、また、所定の直線偏
光のみを透過するために対向基板２の表面に、第１の偏
光板８の偏光方向と略直交する方向の光を透過する第２
の偏光板９を有する。さらにまた、この液晶表示装置
は、ＴＦＴ基板４と対向基板２との間に、所定の領域を
囲むように配設され、ＳｍＣ^*液晶が注入される領域を
規定するシール材１０と、シール材１０により囲まれた
間隙に配設されたスペーサ１１とを有している。

【００１８】また、この対向基板２は、略平板状に形成
されたガラス基板１２と、このガラス基板１２上に形成
され、複数の画素をマトリックス状に区画するブラック
マトリックス層１３とを有する。さらに、この対向基板
２は、ブラックマトリックス層１３上に形成され、この
ブラックマトリックス層１３により区画された各画素を
所望の色に発光させるためのカラーフィルタ１４を有す
る。さらにまた、この対向基板２は、各画素に対応した
液晶層５を駆動させる際の一方の電極となる透明電極１
を有する。なお、この透明電極１としては、例えば、Ｉ
ＴＯ（indium tin oxide）等の光透過性を有する電極材
料が用いられる。

【００１９】一方、ＴＦＴ基板４は、略平板状に形成さ
れたガラス基板１５上に、ＴＦＴ及び透明電極が形成さ
れたＴＦＴ層３から構成されている。このＴＦＴ層３
は、上述した対向基板２のブラックマトリックス層１３
により区画された各画素に対応して配される複数のＴＦ
Ｔが形成されるとともに透明電極が形成されてなる。

【００２０】そして、この液晶表示装置では、配向膜６
が対向基板２の透明電極１上及びＴＦＴ基板４のＴＦＴ
層３上に形成される。これにより、対向基板２とＴＦＴ
基板４との間に注入されたＳｍＣ^*液晶は、所定の方向
に配向されることになる。この配向膜６は、例えば、ポ
リイミド層を形成した後にラビング処理を施すことによ
り形成される。このラビング処理とは、ポリイミド層の
表面を、いわゆるバフ（毛足の長さ２〜３ｍｍのレイヨ
ンやナイロン系の繊維）で一定方向に擦り、ポリイミド
層の表面に微細な溝を所定の方向に形成する表面処理で
ある。

【００２１】また、配向膜６としては、一定角度方向よ
り蒸着することにより形成される斜方蒸着法を用いて形
成されたものであってもよい。

【００２２】ＳｍＣ^*液晶は、上述したような配向処理
が施された配向膜６により挟まれるため、図２に模式的
に示すように、配向膜６面内における所定の方向に配向
するとともに、配向膜６面内における所定の方向に規則
的に積層されてなる層構造を有する。すなわち、このＳ
ｍＣ^*液晶は、ラビング処理におけるバフの擦り方向
（以下、ラビング方向という。）と平行な方向に配向す
るとともに、このラビング方向と配向膜６面内において
略平行な方向に規則的に配列された層構造を有すること
となる。なお、この図２においては、ラビング方向を矢
印ａで示し、ＳｍＣ^*液晶の層構造における境界線方向
を矢印ｂで示す。

【００２３】なお、このＳｍＣ^*液晶では、図２に示す
ように、配向方向（矢印ａ）と境界線方向（矢印ｂ）と
が略々直交していたが、温度等の諸条件により決定され
る相の状態によっては配向方向と積層方向とが所定の傾
斜角をもって形成されることもある。すなわち、ＳｍＣ
^*液晶によっては、矢印ａと矢印ｂとが所定の角度（≠
９０°）で交差する場合もある。

【００２４】ところで、この液晶表示装置では、図３に
示すように、シール材１０が有効画素領域Ｒを囲むよう
に略矩形に形成されている。この液晶表示装置では、詳
細を後述するが、シール材１０の一部が開口されてなる
注入孔１６が形成されており、この注入孔１６からＳｍ
Ｃ^*液晶が注入され、その後、注入孔１６が封止される
ことにより液晶層５が形成される。すなわち、ＳｍＣ^*
液晶は、注入孔１６より注入され、シール材１０により
囲まれた領域に充填される。この液晶表示装置におい
て、注入孔１６は、両端部を起点として境界線方向（矢
印ｂ）に引いた仮想線が有効画素領域Ｒ以外の無効画素
領域のみにかかるように形成される。

【００２５】このとき、充填されるＳｍＣ^*液晶は、図
２に示したように、矢印ｂ方向に境界線構造を示す層構
造を有しているため、この層間に大きな間隔が形成され
てしまうことがある。すなわち、このＳｍＣ^*液晶で
は、配向方向に並列するＳｍＣ^*液晶分子間に大きな間
隔が空いてしまうといった配向欠陥が生じる場合があ
る。特に、注入孔１６の両端部の空間的な障害に起因し
て、これら両端部を始点として境界線方向（矢印ｂ方
向）に沿って大きな間隔が形成されてしまうことが多
い。このような、配向欠陥は、画像を表示する有効画素
領域に形成されてしまうと、線状の画像欠陥として現れ
てしまう。

【００２６】しかしながら、この液晶表示装置において
は、注入孔１６の両端部を起点として、ＳｍＣ^*液晶の
境界線方向に引いた仮想線が無効画素領域にのみかかっ
ている。言い換えると、注入孔１６は、その端部を起点
として境界線方向ｂに引いた仮想線が有効画素領域Ｒに
かからない位置に形成されている。

【００２７】このため、この液晶表示装置では、注入孔
１６の両端部に起因してＳｍＣ^*液晶の層間に大きな間
隔が形成された場合でも、この大きな間隔が無効画素領
域に形成されることとなる。したがって、この液晶表示
装置では、画像を表示する有効画素領域に線状の画像欠
陥が現れるようなことがなく、常に良好な画像を表示す
ることができる。

【００２８】具体的に、例えば、ラビング方向と略々平
行な方向に積層された層構造を有するＳｍＣ^*液晶分子
を用い、図４に示すように、ラビング方向が略矩形の有
効画素領域Ｒにおける縦方向と一致する場合を考える。
この場合、注入されたＳｍＣ^*液晶は、ラビング方向と
平行な方向に配向することとなる。このため、ＳｍＣ^*
液晶の層構造における境界線方向は、ラビング方向と直
交する仮想線（図４中ｘ−ｘ線）と平行となる。したが
って、この図４に示す液晶表示装置では、ｘ−ｘ線と平
行な直線ｙ１及び直線ｙ２に囲まれた領域から外側に形
成されたシール材１０に注入孔１６を形成する必要があ
る。すなわち、この場合、注入孔１６は、ＴＦＴ基板４
と対向基板２とが接合されたときに形成される辺のうち
ラビング方向と直交する上下の辺のうち少なくとも一方
に形成されることが好ましい。しかしながら、この場
合、注入孔１６は、図５に示すように、ラビング方向と
平行な辺であっても、直線ｙ１及び直線ｙ２に囲まれた
領域から外側の部分であれば形成されても良い。

【００２９】このように、注入孔１６を直線ｙ１と直線
ｙ２に囲まれた領域から外側に形成することによって、
この注入孔１６の端部に起因して発生する画像欠陥が無
効画素領域のみに形成されることとなる。このため、こ
の液晶表示装置では、有効画素領域に画像欠陥が生ずる
ようなことが防止され、良好な画像を表示することがで
きる。

【００３０】また、この場合、注入孔１６は、図６に示
すように、ＴＦＴ基板４と対向基板２とが接合されたと
きに形成される辺のうちラビング方向と直交する上下の
辺のうち少なくとも一方に複数形成されたものであって
もよい。この場合、複数の注入孔１６の端部に起因して
境界線方向に発生する配向欠陥が無効画素領域のみに形
成されることとなる。したがって、この場合も、液晶表
示装置は、有効画素領域Ｒに画像欠陥を生ずることなく
画像を表示することができる。

【００３１】さらに、図７に示すように、注入孔１６が
ＴＦＴ基板４と対向基板２とが接合されたときに形成さ
れる辺のうちラビング方向と直交する下辺に形成された
場合、液晶層５は、液晶皿１７に充填されたＳｍＣ^*液
晶を主体とする液晶材料１８を毛細管現象を利用してＴ
ＦＴ基板４と対向基板２との間に充填することにより形
成される。この場合も、図４に示した場合と同様に、注
入孔１６の端部に起因して境界線方向に発生する配向欠
陥が、無効画素領域のみに形成されることとなる。した
がって、この液晶表示装置は、有効画素領域Ｒに画像欠
陥を生じるようなことがなく、良好な画像を表示するこ
とができる。

【００３２】さらにまた、ラビング方向と略々平行な方
向に積層されてなる層構造を有するＳｍＣ^*液晶分子を
用い、図８に示すように、ラビング方向が略矩形の有効
画素領域Ｒにおける対角線方向と一致する場合を考え
る。この場合、注入されたＳｍＣ^*液晶は、ラビング方
向と平行な方向に配向することとなる。このため、Ｓｍ
Ｃ^*液晶の層構造における境界線方向は、ラビング方向
と直交する仮想線（図８中ｘ−ｘ線）と平行となる。し
たがって、この図８に示す液晶表示装置では、ｘ−ｘ線
と平行な直線ｙ１及び直線ｙ２に囲まれた領域から外側
に形成されたシール材１０に注入孔１６を形成する必要
がある。

【００３３】このように、注入孔１６を直線ｙ１と直線
ｙ２よりも外側に形成することによって、この注入孔１
６の端部に起因して発生する画像欠陥が無効画素領域の
みに形成されることとなる。このため、この液晶表示装
置では、有効画素領域Ｒに画像欠陥が生ずるようなこと
が防止され、良好な画像を表示することができる。

【００３４】さらにまた、ラビング方向と略々平行な方
向に積層されてなる層構造を有するＳｍＣ^*液晶分子を
用い、図９に示すように、ラビング方向が略矩形の有効
画素領域Ｒにおける横方向と一致する場合を考える。こ
の場合においても、注入されたＳｍＣ^*液晶は、ラビン
グ方向と平行な方向に配向することとなり、ラビング方
向と直交する仮想線（図９中ｘ−ｘ線）と平行な方向に
境界線方向を有することとなる。したがって、この図９
に示す液晶表示装置では、ｘ−ｘ線と平行な直線ｙ１及
び直線ｙ２に囲まれた領域から外側に形成されたシール
材１０に注入孔１６を形成する必要がある。すなわち、
この場合、注入孔１６は、ＴＦＴ基板４と対向基板２と
が接合されたときに形成される辺のうちラビング方向と
直交する左右の辺のうち少なくとも一方に形成されるこ
とが好ましい。しかしながら、この場合、注入孔１６
は、ラビング方向と平行な辺であっても、直線ｙ１及び
直線ｙ２に囲まれた領域から外側に形成された部分に形
成されても良い。

【００３５】このように、注入孔１６を直線ｙ１と直線
ｙ２に囲まれた領域から外側に形成することによって、
この注入孔１６の端部に起因して発生する画像欠陥が無
効画素領域のみに形成されることとなる。このため、こ
の液晶表示装置では、有効画素領域Ｒに画像欠陥が生ず
るようなことが防止され、良好な画像を表示することが
できる。

【００３６】一方、ＳｍＣ^*液晶の層構造における境界
線方向が配向方向に対して所定の角度θａ（≠９０°）
を有し、ラビング方向が略矩形の有効画素領域Ｒの長手
方向と直交する方向である場合を考える。この場合、注
入されたＳｍＣ^*液晶は、図１０に示すように、ラビン
グ方向と平行な方向に配向することとなり、このラビン
グ方向に対して角度θａを以て交差する仮想線（図１０
中ｗ−ｗ）と平行な方向に境界線方向を有することとな
る。したがって、この図１０に示す液晶表示装置では、
ｗ−ｗ線と平行な直線ｙ３及び直線ｙ４に囲まれた領域
から外側に形成されたシール材１０に注入孔１６を形成
する必要がある。

【００３７】このように、注入孔１６を直線ｙ３と直線
ｙ４に囲まれた領域から外側に形成することによって、
この注入孔１６の端部に起因して発生する画像欠陥が無
効画素領域のみに形成されることとなる。このため、こ
の液晶表示装置では、有効画素領域Ｒに画像欠陥が生ず
るようなことが防止され、良好な画像を表示することが
できる。

【００３８】また、ＳｍＣ^*液晶の境界線方向が配向方
向に対して所定の角度θａ（≠９０°）を有する場合に
おいて、ラビング方向が略矩形の有効画素領域Ｒにおけ
る対角線方向や横方向であるときも同様に、ＳｍＣ^*液
晶は、ラビング方向に対して角度θａを以て交差する仮
想線と平行な方向に積層されることとなる。このため、
注入孔１６は、その端部を起点として引いた仮想線が有
効画素領域Ｒにかからず、無効画素領域のみを通るよう
に形成される必要がある。

【００３９】このように、注入孔１６を所定の領域のシ
ール材１０に形成することによって、この注入孔１６の
端部に起因して発生する画像欠陥が無効画素領域のみに
形成されることとなる。このため、この液晶表示装置で
は、有効画素領域Ｒに画像欠陥が生ずるようなことが防
止され、良好な画像を表示することができる。

【００４０】上述した具体例に対して、例えば、図１１
に示すように、注入孔１６がラビング方向と平行な部分
のシール材１０に形成されたような場合、注入孔１６の
端部を起点として境界線方向と平行に引いた仮想線が有
効画素領域Ｒ内を通過してしまう。このため、注入孔１
６の両端部に起因してＳｍＣ^*液晶の層構造における層
間に大きな間隔が生じてしまい、配向欠陥が生じてしま
うと、図１１に示すように、画像に線状の画像欠陥２０
が現れてしまう。

【００４１】この図１１に示した液晶表示装置と比較し
て、上述したような具体例の液晶表示装置では、画像に
線状の画像欠陥が形成されるようなことが確実に防止さ
れる。このように、本実施の形態に示す液晶表示装置
は、良好な画像を表示することができる。

【００４２】次に、上述したように構成された液晶表示
装置におけるＳｍＣ^*液晶の動作について説明する。こ
のＳｍＣ^*液晶は、図１２に模式的に示すように、ラビ
ング方向に沿って配向する状態を初期状態として単安定
化されている。なお、この場合、ＳｍＣ^*液晶は、所定
の方向にラビングされた一対の配向膜２１により所定の
方向に配向されている。また、一対の配向膜２１の外側
にそれぞれ配設された透明電極２２と、図示しないが、
この一対の透明電極２２の外側に配されるとともに互い
に直交する方向に直線偏光させる一対の偏光膜（アナラ
イザ及びポーラライザ）を有している。そして、これら
一対の偏光膜は、一方の偏光膜がラビング方向と一致す
るように形成されている。

【００４３】このとき、ＳｍＣ^*液晶は、そのダイレク
タ方向Ｄ（分子軸方向）がラビング方向と一致してお
り、また、その積層された各層の法線の基板への投影成
分がラビング方向と略一致している。そして、このＳｍ
Ｃ^*液晶は、図１２に略円錐形に示された、いわゆるコ
ーンモデル２３によりその動作が説明される。このコー
ンモデル２３においても、円錐形の中心軸の基板への投
影成分がラビング方向と一致している。

【００４４】このように構成された単安定化されたＳｍ
Ｃ^*液晶は、電界を印加しない状態ではラビング方向に
配向されているため、一方の偏光膜の直線偏光方向と一
致することとなる。このため、この液晶表示装置では、
電界を印加しない状態で黒レベルを得ることができる。

【００４５】これに対して、この単安定化されたＳｍＣ
^*液晶に所定の電界を印加すると、ＳｍＣ^*液晶は、コー
ンモデル２３の外周面に沿って動作し、ラビング方向か
らずれた状態となる。言い換えると、単安定化されたＳ
ｍＣ^*液晶は、所定の電界が印加されると、一方の偏光
膜の直線偏光方向から所定量ずれることとなる。これに
より、ＳｍＣ^*液晶では、直線偏光方向からのずれ量に
応じた光量を透過することができる。

【００４６】このとき、印加する電界の強度を階調的
（アナログ的）に制御することによって、ＳｍＣ^*液晶
分子は、階調的（アナログ的）に駆動することができ
る。このため、この単安定化されたＳｍＣ^*液晶を用い
た液晶表示装置では、各画素における光りの透過量を階
調的（アナログ的）に制御することができ、その結果、
所望の画像を表示することができる。

【００４７】以上のように構成された液晶表示装置は、
図１３に示すような工程を経て形成される。

【００４８】先ず、一対のＴＦＴ基板４と対向基板２と
を用意し、それぞれを洗浄する（ＳＴ１，ＳＴ２）。具
体的に、ＴＦＴ基板４は、水洗シャワを４回施した後、
湯洗することにより洗浄される。また、対向基板２は、
アルカリ性溶液を用いた超音波洗浄を行ってから、水洗
シャワを用いて超音波洗浄を４回行った後、湯洗するこ
とにより洗浄される。

【００４９】また、この対向基板２は、ＵＶオゾン照射
により表面が洗浄処理されても良い（ＳＴ２’）。この
ＳＴ２’では、酸素を流した状態でＵＶを約１０分間照
射し、その後、窒素ガスで酸素を置換することにより行
われる。これにより、対向基板２の表面は、高度に洗浄
されるとともに、後述する工程で形成されるポリイミド
膜に対する濡れ性が向上したものとなる。

【００５０】次に、ＴＦＴ基板４及び対向基板２にポリ
イミド膜を形成する（ＳＴ３）。具体的に、ポリイミド
層は、スピンコートにて所定の膜厚となるようにポリイ
ミド塗料とを塗布した後、窒素雰囲気下に約２４時間放
置し、その後、ベーキングを行うことにより形成され
る。

【００５１】次に、ポリイミド層に対してラビング処理
を施す（ＳＴ４）。このラビング処理は、上述したよう
に、所定の方向にバフを摺接させることにより行われ
る。これによりＳＴ３で形成されたポリイミド膜は、所
定の方向にＳｍＣ^*液晶を配向させる配向膜６となる。

【００５２】次に、配向膜６が形成されたＴＦＴ基板４
と対向基板２とをシール材１０を介して接合させて組み
立てる（ＳＴ５）。シール材１０は、スクリーン印刷法
やディスペンサを用いて、対向基板２の略中央部の有効
画素領域Ｒを囲うように所定の形状で形成される。この
とき、シール材１０は、所定の領域を囲うとともに所定
の位置に注入孔１６を形成すべく一部が切り欠かれるよ
うに形成される。すなわち、シール材１０は、有効画素
領域Ｒの全てを取り囲むように形成されてるのではな
く、少なくとも一部を開口させた状態で形成される。

【００５３】そして、ＴＦＴ基板４及び対向基板２は、
シール材１０が形成された後、配向膜６が形成された面
同士を対向させて組み立てられる。これにより、ＴＦＴ
基板４と対向基板２との間には、所定の位置に注入孔１
６が形成されることになる。このとき、注入孔１６は、
上述したように、その端部を起点として、ＳｍＣ^*液晶
の層構造における境界線方向に引いた仮想線が無効画素
領域にのみにかかるように形成される。

【００５４】言い換えると、ＳＴ５において、注入孔１
６の位置を決定する際には、先ず、ラビング方向がＳｍ
Ｃ^*液晶の配向方向となることから、ＳｍＣ^*液晶の層構
造における境界線方向を算出する。次に、この境界線方
向を基に、有効画素領域Ｒ上に境界線方向と平行な方向
の仮想線群を想定する。そして、この有効画素領域Ｒに
引かれた仮想線群とシール材１０とが交差する領域以外
に注入孔１６の位置を設定する。

【００５５】次に、この注入孔１６からＴＦＴ基板４と
対向基板２との間隙にＳｍＣ^*液晶を注入する（ＳＴ
６）。具体的に、ＳｍＣ^*液晶を注入する際には、真空
オーブン内で注入孔１６を重力方向に対して上方に位置
させるとともに、減圧脱気することによりＴＦＴ基板４
と対向基板２との間隙を減圧する。この状態で、注入孔
の上部に液晶材料を付着させ、この液晶材料をネマティ
ック相−等方相転移温度より１０〜２０℃高い温度に昇
温させる。そして、真空オーブン内に徐々に窒素ガスを
流入させ、ＴＦＴ基板４及び対向基板２の間隙内の圧力
に対して周囲の圧力を大きくして、この圧力差によりＴ
ＦＴ基板４及び対向基板２の間隙に液晶材料を注入する
ことができる。そして、液晶材料の注入が終了した後、
更に窒素ガスを用いて真空オーブンを常圧にに戻すとと
もに液晶材料を常温に戻す。このように、配向処理され
た間隙に液晶材料が高温度で注入され、その後、液晶材
料を常温にまで冷却することによりＳｍＣ^*液晶とな
る。

【００５６】次に、ＴＦＴ基板４及び対向基板２の間に
形成された注入孔１６を封止する（ＳＴ７）。このと
き、注入孔１６は、紫外線硬化樹脂や可視光硬化樹脂等
の封止剤が塗布されて硬化することにより封止される。

【００５７】次に、ＴＦＴ基板４の電極にフレキシブル
ケーブル基板を圧着する（ＳＴ８）。これにより、Ｓｍ
Ｃ^*液晶が注入された液晶表示装置が製造されることと
なる。

【００５８】そして、この液晶表示装置の製造方法で
は、ＳＴ５において、注入孔１６の端部を起点として、
ＳｍＣ^*液晶の層構造における境界線方向に引いた仮想
線が無効画素領域にのみにかかるように注入孔１６を形
成している。このため、この手法では、有効画素領域Ｒ
内にＳｍＣ^*液晶分子の境界線方向に配向欠陥を生じさ
せてしまうようなことがない。したがって、この手法に
よれば、有効画素領域Ｒ内に画像欠陥のない液晶表示装
置を確実に製造することができる。

【００５９】また、上述した液晶表示装置において、注
入孔１６は、その開口幅が０．５ｍｍ〜５ｍｍであるこ
とが好ましい。ここで、注入孔１６の幅とは、シール材
１０に形成される切り欠きの大きさとなる。このため、
注入孔１６の幅が５ｍｍより大である場合には、ＴＦＴ
基板４と対向基板２との接着強度が劣化してしまうとと
もに、ＴＦＴ基板４と対向基板２との間隔を所望の値に
維持することが困難となる虞がある。これに対して、注
入孔１６の幅が０．５ｍｍより小である場合には、Ｓｍ
Ｃ^*液晶を注入する際の注入時間が非常に長くなるとと
もに、確実に均一に注入することが困難になる虞があ
る。このため、注入孔１６の開口幅を０．５ｍｍ〜５ｍ
ｍとすることによって、液晶表示装置は、ＴＦＴ基板４
と対向基板２との間隔が所望の値となって良好な画像を
表示することができるとともに、生産性よく製造される
ものとなる。

【００６０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る液晶表示装置では、注入孔の端部を起点として、液
晶材料の層構造における境界線方向に引いた仮想線が無
効画素領域にのみかかっている。このため、この液晶表
示装置では、スメクティック相を構成する液晶分子の層
間に大きな間隔が形成された場合であっても、配向欠陥
が無効画素領域のみに形成されることとなる。したがっ
て、この液晶表示装置は、画像欠陥が発生するようなこ
とがなく、良好に画像を表示することができる。

【００６１】また、本発明に係る液晶表示装置の製造方
法によれば、注入孔の端部を起点として、液晶材料の層
構造における境界線方向に引いた仮想線が無効画素領域
にのみかかるように注入孔を形成している。このため、
本手法によれば、液晶分子の層間に大きな間隔を形成し
たとしても、無効画素領域内のみに形成することとな
る。したがって、本手法によれば、有効画素領域内に画
像欠陥のない液晶表示装置を確実に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の要部断面図であ
る。

【図２】液晶層における液晶分子の配列状態を模式的に
示す概念図である。

【図３】本発明に係る液晶表示装置の平面図である。

【図４】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の一例を示す平面図である。

【図５】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の他の例を示す平面図である。

【図６】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の他の例を示す平面図である。

【図７】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の他の例を示す平面図である。

【図８】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の他の例を示す平面図である。

【図９】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔が
形成される位置との関係の他の例を示す平面図である。

【図１０】液晶表示装置におけるラビング方向と注入孔
が形成される位置との関係の他の例を示す平面図であ
る。

【図１１】従来の液晶表示装置における画像欠陥の発生
を模式的に示す平面図である。

【図１２】単安定型のＳｍＣ^*液晶の動作を説明するた
めの模式図である。

【図１３】本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示す
ブロック図である。

【図１４】従来の液晶表示装置における双安定型のＳｍ
Ｃ＊液晶の動作を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１ 透明電極、２ 対向電極、３ ＴＦＴ層、４ ＴＦ
Ｔ基板、５ 液晶層、６配向膜、１６ 注入孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の方向に一軸配向処理を施した一対
   の基板を所定の間隔を以て貼り合わせ、これら一対の基
   板間に形成された間隙に基板周縁部に形成された注入孔
   から液晶材料を注入して形成され、一対の基板の面内の
   所定の領域を、画像を表示しない無効画素領域とする液
   晶表示装置において、 上記液晶材料は、所定の方向に配向されるとともに当該
   配列方向に規則的に積層された層構造を有してなるスメ
   クティック相であり、 上記注入孔の端部を起点として、上記層構造における各
   層間の境界線方向に引いた仮想線が無効画素領域にのみ
   かかることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 上記液晶材料は、カイラルスメクティッ
   クＣ相を示すことを特徴とする請求項１記載の液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】 上記液晶材料は、初期状態として単一の
   ダイレクタ方向を安定とする単安定モードであることを
   特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 上記注入孔は、０．５ｍｍ〜５ｍｍの幅
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 所定の方向に一軸配向処理を施した一対
   の基板を所定の間隔で貼り合わせ、これら一対の基板間
   に形成された間隙に、これら一対の基板間に形成された
   注入孔から液晶材料を注入する液晶表示装置の製造方法
   において、 上記液晶材料として所定の方向に配向されるとともに当
   該配列方向に規則的に積層された層構造を有してなるス
   メクティック相を用い、 上記注入孔の端部を起点として、上記層構造における各
   層間の境界線方向に引いた仮想線が無効画素領域にのみ
   かかるように上記注入孔を形成することを特徴とする液
   晶表示装置の製造方法。