CN1363054A - 液晶显示元件及其制造方法 - Google Patents

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石原将市
田中好纪
中尾健次
服部胜治
上村强
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

通过平行取向处理能够给液晶分子以大于15°但不足90°的布儒斯特角的取向膜,可以提供通过外加数伏程度的电压即可容易地形成弯曲取向的、转移速度快的液晶显示装置。还可以进一步提供不需要进行转移操作的液晶显示装置。此外,由于视场角特性优异,故可提供实用性能优异的OCB模式的液晶显示装置。

Description

液晶显示元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及适用于计算机的显示装置或电视接收机等的液晶显示装置及其制造方法，特别是涉及具有高速响应特性和宽视场角特性的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
随着多媒体技术的进展，图像信息所占的比重正越来越大。最近，随着液晶技术的发展，高对比度·宽视场角的液晶显示装置的开发·实用化已经达到与CRT显示装置平分秋色的水平。
作为过去的液晶显示装置，众所周知的有利用向列液晶的扭曲向列(TN)模式的液晶显示装置和利用光散射的高分子展曲型液晶显示模式的液晶显示装置。但由于所有这些液晶显示装置的响应速度慢且视场角小，故存在难以适用于需要高速的动画显示和从侧面方向观察也能有良好视见性的显示装置的问题。
所谓液晶显示装置的响应速度是指给液晶外加驱动电压后液晶变化达到驱动状态所需要的时间。虽然对液晶施加电压可使之取向于某一确定的方向而达到驱动状态，但液晶分子在取向方向上达到取向一致需要一定的时间，该时间即为响应速度。如果响应速度慢，则因其在显示动态图像时将会残留前幅画面，故其只能作为动态图像性能较低的液晶显示装置。
许多人一直进行着使液晶显示装置能够高速响应的尝试。Wu等人对高速响应的种种液晶显示方式进行了总结(C.S.Wu，and S.T.Wu，SPIE，1665，250(1992))，但有希望满足动态图像显示所需要的响应特性的方式·方法很有限。
也就是说，在现行的NTSC制式中，需要液晶在1帧(16.7msec)以内跟随，而现行的液晶显示器中，在黑白二值间显示出足够的响应速度，但在进行了多灰度级显示时的灰度级间响应变为100msec以上的延时响应。特别是驱动电压低的区域的灰度级间响应，其响应迟缓更为明显。
作为适合于实时动态图像显示的具有高速响应特性的液晶显示器，有人提出强介电液晶显示元件、反强介电液晶显示元件等。
但是，由于强介电液晶显示元件或反强介电液晶显示元件具有层构造，故在实用意义上还存在着耐冲击性弱、使用温度范围窄、特性的温度依存性大等许多课题。
与此同时，作为有望适用于动态图像显示的液晶显示元件，使用向列液晶的光学补偿弯曲模式(OCB)的液晶显示元件让人们看到了希望。这种OCB模式的液晶显示元件采用的是1983年由J.P.Boss发明的表现出高速特性的显示方式。此后，通过组合薄膜相位板，表现出其为宽视场角·高速响应特性并存的显示装置，其研究开发开始活跃。
该OCB模式的液晶显示元件如图7所示的那样，具有形成有透明电极102的玻璃基板101、具有形成有透明电极107的玻璃基板108，以及配置在基板101和108之间的液晶层104。在电极102、107上形成有取向膜103、106。在该取向膜103、106上，进行用于使液晶分子平行且取向于同一方向的取向处理。此外，在基板101、108的外侧，偏振光板113、116被设置成十字偏振光镜。在该偏振光板113、116和基板101、108之间，设置有用于光学补偿液晶取向的相位补偿板117、118。
这样构造的液晶像元可以通过外加电压，引起包括向像元中央部弯曲取向或者扭曲取向的弯曲取向。
如果象上面这样形成弯曲取向，则由于相对于外加在电极102、107之间的驱动电压的变化，液晶分子的变化加快而使响应速度达到高速。特别是在亮度差小的中间灰度显示区域，也可以实现高速响应。此外，弯曲取向的对称性使显示画面左右方向的视场角扩大。同时，相位补偿板117、118也使显示画面上下方向的视场角扩大。相位补偿板117、118还有助于降低驱动电压。
在这样的OCB模式液晶显示装置中，从初始的展曲取向状态，通过外加电压使之成为弯曲取向状态的初始化处理是必不可少的。
但是，外加数伏左右的电压进行上述初始化处理需要以分为单位的时间，这是OCB模式的课题之一。
发明内容
鉴于上述问题，本发明以提供通过外加数伏左右的电压即可容易地形成弯曲取向的、转移速度快的液晶显示装置作为本发明之目的。此外，进一步提供不需要进行转移操作的液晶显示装置也是本发明的目的之一。
本发明人发现通过平行取向处理能够为液晶分子提供确定的布儒斯特角的取向膜，可以解决上述课题。
亦即，液晶显示装置包含具有设置在第1透明基板上的第1电极和设置在第2透明基板上的第2电极、分别覆盖上述第1或第2电极而形成，且能够相互在同一方向上给予液晶分子以确定的布儒斯特角那样地已进行了平行取向处理的第1及第2取向膜、以及封入上述第1以及第2基板之间的液晶层的液晶像元，且通过让上述液晶形成弯曲取向，使光的透过率产生变化并进行显示，其特征在于至少一侧取向膜的布儒斯特角为15°以上但不足90°。
根据上述构成，布儒斯特角大于15°但不足90°的取向膜上的液晶分子将处于比较直立的状态。为此，当在像素电极和对置电极之间外加电压时，可以短时间且可靠地进行从展曲取向到弯曲取向的转移。而且由于其转移所需要的电能低，故不需要在驱动电路上加载过大的负荷。对布儒斯特角大的情况，由于液晶分子在外加电压之前已经进行了弯曲取向，所以可以提供不需要转移操作的液晶显示装置。此外，另一侧取向膜的布儒斯特角既可以是大于15°并小于90°，也可以不足15°。如果另一侧取向膜的布儒斯特角是大于15°且不足90°，则可以更可靠地进行弯曲取向。如果考虑保持稳定的布儒斯特角，保持液晶取向的秩序以及减少液晶取向的展曲的问题，则取向膜的布儒斯特角大于15°并小于45°更为理想。
此外，上述第1取向膜的布儒斯特角和上述第2取向膜的布儒斯特角也可以是相同的角度。
如果上述第1取向膜的布儒斯特角和上述第2取向膜的布儒斯特角相等，则因其视场角的对称性优异而更为理想。
也可以在第1电极侧或第2电极侧的至少一侧设置光学补偿液晶取向的相位补偿板。通过使用相位补偿板，可以进一步扩大视场角，同时还可以降低驱动电压。
较为理想的上述相位补偿板至少应该是负的单轴性相位差板或者双轴性相位差板。
在OCB模式中，为了稳定地保持弯曲取向，需要液晶分子的偶板子相对于电极基板平均地构成大角度。因而，如果平均地看，垂直于基板方向(即像元的厚度方向)的折射率较面内方向的折射率小。为此，作为补偿板，可以抵消该各向异性，且具有膜厚方向的折射率小于面内方向的折射率的特性、及具有负的单轴性构造的补偿板最为有效。
此外，双轴性相位差板面内具有阻滞，且厚度方向的折射率小于面内方向的折射率。因而，用双轴性相位差板可以同时进行色差补偿以及视场角补偿。
进而，上述相位补偿板既可以是负的单轴性相位差板，也可以是其相位差板的正面相位差不足30nm、主轴倾斜的相位差板。所谓的正面相位差不足30nm，是指在设面内的最大折射率为nx、与之正交方向的折射率为ny、厚度方向的折射率为nz、相位差板的厚度为d时，有(nx-ny)d＝Δnd＜30nm即可。通过使用这样的相位差板，可以提供高度补偿由基于液晶像元的复折射的视角所引起的色变化而防止染色化，且对比度或黑白显示等视见性能优异的液晶显示装置。特别是，随着基板表面的布儒斯特角变大，液晶层的相位差逐渐变小。因此，要求用于补偿相位差的相位差板的正面相位差是小的值。从而，所使用的是正面相位差不足30nm的相位差板。再有，所谓的主轴倾斜，说的是主轴杂化取向的相位差板或构成相位差板的分子没有均匀地朝向同一方向的相位差板。所谓的构成相位差板的分子没有均匀地朝向同一方向，说的是在相位差板的厚度方向分子的方向是缓慢变化的现象等。作为这样的相位差板，可以例举使用了圆盘形液晶的相位差板等。
这些液晶显示装置可以采用如下所示的方法进行制造。
这是一种通过让设置在各自备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示的液晶显示装置的制造方法，其特征在于该方法包括以下工序：在上述的一对基板上侧向蒸附无机化合物形成第1薄膜，进而在上述的第1薄膜上形成由有机化合物构成的第2薄膜的取向膜形成工序；对上述第2薄膜进行取向处理的取向处理工序；使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；通过在上述的一对基板之间注入液晶形成液晶层的液晶注入工序，且通过上述工序，自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
在该制造方法中，之所以在首先让无机化合物侧向蒸附后再形成由有机化合物构成的第2薄膜，是因为通过在由侧向蒸附的无机化合物构成的第1薄膜所具有的布儒斯特角上添加由有机化合物构成的第2薄膜所具有的布儒斯特角，可以获得更大的布儒斯特角。
此外，通过使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述的一对基板，可以使液晶分子平行取向。
在利用上述构成进行取向处理时，取向处理上述第2薄膜使其相对于第1薄膜的膜面具有5°以上的布儒斯特角为好。因为这样可以得到更大的布儒斯特角。
对置基板的布儒斯特角不一样也没有关系。只要制造使自至少一侧的基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角大于15°并不足90°即可。例如，在一对基板上通过改变第1薄膜的侧向蒸附角度或者改变第2薄膜的取向条件，可以制造对置基板的布儒斯特角不同的液晶显示装置。
第2薄膜也可以利用聚酰亚胺树脂形成。这是因为如果使用聚酰亚胺树脂，则无论是使用摩擦法，还是使用光照射法都能进行取向处理。
此外，也可以相对于基板表面以比较浅的角度侧向蒸附，使之在该倾斜面上覆盖垂直取向材料。
进而，也可以采用化学吸附法、印压法、LB法等其他的取向处理方法形成取向膜。
象上面这样，不是侧向蒸附无机化合物而是在基板表面上使用有机化合物直接形成取向膜也可以。该情况下，只要利用光的照射条件或摩擦条件形成自基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°即可。取向膜的形成用化学吸附法、树脂的层叠等均可。
具体地讲，其包括下面等方法：在一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜并在上述薄膜上照射光线进行取向处理的方法；在一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜并在上述薄膜上使用摩擦法进行取向处理的方法；在上述的一对基板上让具有感光性基的化学吸附物质与上述基板表面接触，在基板表面化学吸附化学吸附物质并形成取向膜，进而在上述取向膜上照射偏振光进行取向处理的方法。
此外，通过改变取向条件对设置在对置基板上的各自的薄膜进行取向处理，可以使自至少一个基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角达到大于15°但不足90°。
这些薄膜可以使用聚酰亚胺之类的树脂、化学吸附分子等众所周知的材料。
附图说明
图1所示是本发明的液晶显示装置所使用的实施例1的试验像元的构成的原理断面图。
图2是用于说明使相对于展曲取向的吉布斯自由能与相对于弯曲取向的吉布斯自由能相等的外加电压值和布儒斯特角之间的关系的图。
图3是用于说明实施例1中的取向处理方法的图。
图4是用于说明实施例2的液晶显示装置的电压-亮度特性的图。
图5是用于说明实施例3的液晶显示装置的电压-亮度特性的图。
图6所示是实施例4的液晶显示装置构成的原理断面图。
图7是用于说明由OCB型液晶显示装置的外加初始化电压所产生的展曲-弯曲转移的图。
具体实施方式[实施形态1]
下面，根据图面对本发明进行说明。
本发明的液晶显示装置是初始取向状态为弯曲取向或者展曲取向，只要输入普通的图像信号即可转移到弯曲取向状态的OCB型液晶显示装置。
图1是本发明的液晶显示装置使用的液晶像元构成的外观图。
在第1透明基板1、第2透明基板8上，分别设置有第1电极2、第2电极7。在第1电极2、第2电极7上形成有取向膜3、6。在第1透明基板1和第2透明基板8之间封入液晶4即构成液晶像元。
作为上述液晶4，可以使用如介电各向异性的正向列液晶，如梅尔克·日本股份有限公司产的MJ96435(折射率各向异性Δn＝0.138)等。
对设置在第1透明基板1、第2透明基板8上的取向膜3、6在同一方向上进行取向处理。液晶分子的布儒斯特角至少在一侧的取向膜上为15°以上但不足90°。如果液晶分子的布儒斯特角在上述范围内，则液晶分子在初始取向状态为弯曲取向或者展曲取向，只要输入普通的图像信号即可转移到弯曲取向状态。如果液晶分子的布儒斯特角为45°以上但不足90°，则液晶分子在初始取向状态为弯曲取向。其结果是因其不需要展曲-弯曲转移专用驱动电路，所以可以简化装置构成。另一方面，如果液晶分子的布儒斯特角是15°以上但不足45°，则伴随着利用高速、低电压进行的适当的弯曲取向，因其布儒斯特角不太大而没有显示损失，可提供适合于实施的实际情况的液晶显示装置。
如果取向膜是能够获得上述布儒斯特角的薄膜，则其可以使用无机材料、有机材料之任一项。
作为无机材料，可以使用氧化硅(SiO)、氧化镁(MgO)等金属氧化物或者氟化镁、金等。在使用无机材料时，由于是采用侧向蒸附进行，故如果设定好蒸附角度(5°～30°左右)，则在形成膜的同时，可以进行取向处理。
作为有机材料，可以例举聚酰亚胺和聚乙烯醇等树脂、可以与基板化学结合的硅烷系列化合物等化学吸附物质、以及聚阿米克酸等可以形成LB膜的物质等。使用有机材料时，需要进行取向处理。取向处理可以利用在基板上同一方向进行摩擦、照射偏振紫外光等众所周知的方法进行。
取向膜可以用同一材料构成的一层形成，也可以使用不同材料按多层形成。例如，可以在无机材料构成的薄膜上形成有机膜。
在多层形成取向膜时，作为可以当作有机薄膜使用的有机材料，除了上述的有机材料外，也可以使用卵磷脂等垂直取向剂。
在第1透明基板1和第2透明基板8之间，通过球状的隔子5，取向于同一方向地粘合上述取向膜3、6，可以得到液晶像元9。也可以在上述液晶像元9的两端设置偏振光板。
相位补偿板可以设置在第1透明基板1和偏振光板之间以及/或者第2透明基板8和偏振光板之间。此外，负的单轴性相位差板和双轴性相位差板既可以分别单独使用，也可以一起使用。
进而，也可以使用正面相位差不足30nm、主轴倾斜的负的单轴性相位差板。
特别地，在对置的基板的布儒斯特角不同时，可以适当地选择使用所使用的相位差板的个数、种类、组合、设置相位差板的位置等，以便获得最佳的视场角补偿。此外，这些相位差板既可以设置在液晶像元9的一侧面上，也可以设置在两侧面上。(实施例1)
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明电极2、7的整体上，利用旋转涂敷法涂布JSR公司生产的聚酰亚胺取向膜涂料JALS-204，并让其在180℃恒温槽中干燥硬化1小时。此后，以偏离基板法线方向30°的角度照射5分钟波长为365nm的偏振紫外光。
对置第1及第2取向膜以便能够相互在同一方向给予液晶分子以确定的布儒斯特角，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为6.5μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成液晶像元9(液晶像元A)。
同样地，作成上述偏振紫外光的照射时间分别为10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟的液晶像元B～L。
然后，在上述液晶像元A～L中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向异性Δn＝0.138)，得到试验像元A～L。
接着，在上述各试验像元A～L上使其偏振光轴与液晶分子的平均取向方向为45°角度且相互的偏振光轴方向正交地粘合偏振光板，外加6V矩形波电压并观察了从展曲取向到弯曲取向的转移，测定了全电极区域(电极面积2cm2)从展曲取向转移到弯曲取向所需要的时间。
此外，我们还利用上述各自不同的液晶像元制造条件，作成了评价布儒斯特角用的液晶像元。具体地讲，就是液晶层的厚度为15μm，反平行取向地进行粘合，并测定了像元HA～HL。
表1给出了布儒斯特角的测定值、初始取向状态的观察结果、从展曲取向转移到弯曲取向所需要的时间。表1
试验像元序号 布儒斯特角(°   ) 初始取向状态 弯曲转移时间(秒)
 A  3 展曲 1200
 B  8 展曲 725
 C  15 展曲 280
 D  22 展曲 70
 E  29 展曲 12
 F  32 展曲 5
 G  40 展曲 1
 H  47 弯曲 *
I  55 弯曲 *
J  68 弯曲 *
K  80 弯曲 *
L  88 弯曲 *
*：不需要弯曲转移
从上述的结果可知，在布儒斯特角为47°以上的试验像元中，液晶分子的初始取向状态已经为弯曲取向，不需要进行从展曲取向到弯曲取向的转移操作。
如由表1可知的那样，本实施例的液晶显示装置所使用的布儒斯特角为15°以上但不足90°的液晶像元其弯曲转移时间短。因而，不需要重新附加展曲-弯曲转移专用驱动电路，只要输入普通的6V左右的图像信号，即可在短时间内结束弯曲转移。
在本实施例中使用了矩形波。其结果是，在布儒斯特角是15°的试验像元C上弯曲转移时间达到280秒。但通过修整并外加驱动时所外加电压的波形，可以使弯曲转移时间较上述时间短缩1/5左右。因而可知，如果布儒斯特角是15°以上，则可以提供能够承受实际使用的转移速度快的液晶显示装置。
吉布斯自由能是随液晶的取向状态而变化的状态能。图2是相对于布儒斯特角使用液晶材料MJ96435的物理参数值计算的、使相对于展曲取向的吉布斯自由能和相对于弯曲取向的吉布斯自由能相等的外加电压值。如由图2可知的那样，在布儒斯特角是47°～48°以上，与展曲取向相比，弯曲取向稳定。这个结论与本实施例的结果一致。(实施例2)
采用与实施例1相同的做法，如下面这样作成了和图1一样构成的液晶像元M。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明电极2、7的整体上，利用旋转涂敷法涂布JSR公司生产的聚酰亚胺取向膜涂料JALS-204，并让其在180℃恒温槽中干燥硬化了1小时。
此后，在图3所示的方向上，对第1及第2取向膜实施了摩擦处置，以使其能够相互在同一方向给液晶分子以确定的布儒斯特角。
对置第1及第2取向膜，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为5.3μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元M)。
然后，在上述液晶像元M中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向异性Δn＝0.138)，得到了试验像元M。此外，还用其他方法作成了均匀取向像元并测定了布儒斯特角。在本实施例的摩擦条件中，布儒斯特角是78°。
为了补偿液晶层的残留相位差，在试验像元M上，通过具有35nm相位差的正的单轴性相位差板，使其偏振光轴与取向膜的摩擦处理方向成45°角度且相互的偏振光轴方向正交地粘合偏振光板，并测定了其电压-亮度特性。结果示于图4。此外，测定了在8个灰度级显示时的相当于最低驱动电压的低灰度范围响应的、外加0.2V和外加0.5V的两个状态之间的响应时间的场，测得其上升沿响应时间是6msec，下降沿响应时间为9msec。
根据图4以及响应时间的测试结果，确认了本试验像元M的液晶分子形成了弯曲取向这一事实。即在本试验像元M上，液晶分子在初始取向阶段就已经示出弯曲取向状态，不需要进行展曲-弯曲转移操作。
作为相位差板求出的相位差并非就限定在35nm。因为相位差是随需要外加的驱动电压值、或透过率值而变化的参数。(实施例3)
除了取向膜材料不同以外，采用和实施例2同样的做法作成了液晶像元N。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明电极2、7的整体上，以偏离基板法线方向60°的角度侧向蒸附了SiO。然后，利用旋转涂敷法在SiO膜的表面上涂布垂直取向剂卵磷脂，并让其在120℃恒温槽中干燥了1小时。
对置第1及第2取向膜，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为5.3μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元N)。
接着，在上述液晶像元N中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向异性Δn＝0.138)，得到试验像元N。另外，还用其他方法作成了均匀取向像元并测定了布儒斯特角。本实施例中，布儒斯特角是57°。
此后，为了补偿液晶层的残留相位差，在试验像元N上，通过具有32nm相位差的正的单轴相位差板，使其偏振光轴与取向膜的取向处理方向成45°角度且相互的偏振光轴方向正交地粘合偏振光板，并测定了其电压-亮度特性。结果示于图5。此外，测定了在8个灰度级显示时的相当于最低驱动电压的低灰度范围响应的、外加0.2V和外加0.5V两个状态之间的响应时间的场合，测得其上升响应时间是6msec，下降响应时间为7msec。
根据图5以及响应时间的测试结果，确认了本试验像元N的液晶分子形成了弯曲取向这一事实。即在本试验像元N上，液晶分子在初始取向阶段就已经显示出弯曲取向状态，不需要进行展曲-弯曲转移操作。
我们还使用聚酰亚胺树脂或化学吸附物质代替垂直取向剂形成有机薄膜，再用摩擦法或光照射法进行取向处理作成了液晶像元。得到了与本
实施例相同的效果。(实施例4)
如图6所示的那样，在实施例2作成的液晶像元M上，层叠偏振光元件、负的单轴性相位差板、双轴性相位差板，作成了试验像元P。此时，负的单轴性相位差板的相位差Rth是200nm，双轴性相位差板Re、Rth分别是30m、150nm。(这里，当设相位差板的主折射率为nx、ny、nz，相位差板的厚度为d时，可表示为Re＝(nx-ny)·d，Rth＝((nx+ny)/2-nz)·d。nx、ny、nz、d的含意同上。)
然后，按照规定的方法，测定了在试验像元P的白显示(外加0.2V)时和黑显示(外加6.0V)时的两个状态之间的对比度比的视角依存性，在上下方向120°、左右方向130°范围内，得到了10∶1以上的对比度比。
如由实施例2以及实施例4可以知道的那样，用于本实施例的液晶显示装置的液晶显示元件是显示出高速且宽视场角特性的OCB模式的液晶显示元件，是不需要进行展曲-弯曲转移操作的液晶显示元件。
在本实施例中，作为取向处理方法，使用了摩擦处理法、侧向蒸附法、光学取向法，但使用LB膜法、印压法、单分子吸附膜法也可以得到同样的效果。
在实施例4中，上下对称地形成了布儒斯特角或液晶显示元件的构成，但根据对比度或亮度的视场角特性，即便是采用上下不同的角度或元件构成也可以得到同样的效果。(实施例5)
采用与实施例1相同的做法，如下面这样作成了和图1一样构成的液晶像元Q。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明电极2、7的整体上，利用旋转涂敷法涂布日产化学工业股份有限公司生产的垂直取向聚酰亚胺树脂SE1211，并让其在180℃恒温槽中干燥硬化了1小时。
此后，在图3所示的方向上，对第1及第2取向膜实施了摩擦处置，以使其能够相互在同一方向给液晶分子以确定的布儒斯特角。
对置第1及第2取向膜，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为3μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元Q)。
然后，在上述液晶像元Q中利用真空注入法注入梅尔克·日本股份有限公司生产的液晶ZLI-1083，得到了试验像元Q。另外，还用其他方法作成了均匀取向像元并测定了布儒斯特角。在本实施例的摩擦条件中，布儒斯特角是78°。
在该液晶像元Q的光源侧以及观察者侧，自液晶像元Q侧起顺序地层叠由主轴杂化取向的负折射率介质构成的相位差板(正面相位差Re＝25nm)、负的单轴性相位差板(Re＝3nm，Rth＝105nm)、偏振光元件，作成了试验像元Q。
该试验像元Q可以分别用1.5V驱动电压显示白，用5.0V驱动电压显示黑。此外，试验像元Q可以得到180∶1的正面对比度。进而，其还有上下方向110°、左右方向160°的良好的视场角范围。(实施例6)
采用与实施例1相同的做法，如下面这样作成了和图1一样构成的液晶像元R。
在干燥氛围中，在六甲基二甲硅醚里混合溶解C6H5-CH＝CH-CO-O-(C 6 H 4 )-O-SiCl 3 ，并在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明电极2、7的整体上，利用旋转涂敷法涂布10-3mol/L的溶液，并让其在恒温槽中干燥硬化了1小时。此后，用三氯甲烷洗净基板并脱离液体让其干燥。
接着，改变偏振紫外光的照射强度和照射角度并对第1及第2取向膜照射偏振紫外光，以使其能够相互在同一方向给液晶分子以不同的布儒斯特角。
对置第1及第2取向膜，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为3μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元R)。
然后，在上述液晶像元R中利用真空注入法注入梅尔克·日本股份有限公司生产的液晶ZLI-1083，得到了试验像元R。另外，还用其他方法作成了均匀取向像元并测定了布儒斯特角。在本实施例的条件中，第1基板1的布儒斯特角是30°，第2基板8的布儒斯特角是65°。
在该液晶像元R上，层叠偏振光元件、由主轴杂化取向的负折射率介质构成的相位差薄膜，作成了试验像元R。该试验像元R可在上下左右方向获得120°的对称的视场角特性。
使用化学吸附法，可以有效地获得具有中等程度布儒斯特角的液晶显示装置。而通过改变偏振紫外光的照射条件，可以容易地得到布儒斯特角不同的基板。具有苯丙烯酰苯骨架的硅烷系列化合物特别有效。
利用摩擦法、在由无机化合物构成的薄膜上多层堆叠有机薄膜的方法，也可以制造一个基板上的布儒斯特角和其他基板上的布儒斯特角为15°以上但不足90°、布儒斯特角各不相同的液晶像元。该液晶像元也可以在上下左右方向上获得对称的视场角特性。(实施例7)
除了改变了偏振紫外光的照射条件外，采用和实施例6相同的做法作成了液晶像元S。
对置第1及第2取向膜，通过积水精细化学药品(股份有限)公司生产的隔子5，使基板间隔为2.5μm地利用三井东压化学(股份有限)公司生产的斯特拉特(ストラクト)粘合剂352A进行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元S)。
然后，在上述液晶像元S中利用真空注入法注入梅尔克·日本股份有限公司生产的液晶ZLI-1083，得到了试验像元S。
观察该试验像元S的液晶分子的初始取向状态发现其已经形成弯曲取向，不需要进行从展曲取向到弯曲取向的转移。
另外，还用其他方法作成了均匀取向像元并测定了布儒斯特角。在本实施例的条件中，第1基板1的布儒斯特角是8°，第2基板8的布儒斯特角是82°。
此外，还对试验像元S测定了外加2.0V电压和外加2.4V电压的两个状态之间的响应时间，测得其上升响应时间是0.6msec，下降响应时间为1.1msec。
利用摩擦法、在由无机化合物构成的薄膜上多层堆叠有机薄膜的方法，也可以制造出一个基板上的布儒斯特角为15°以上但不足90°、其他基板上的布儒斯特角不足15°的液晶像元。该液晶像元也不需要进行从展曲取向到弯曲取向的转移，或者能够在短时间内完成弯曲转移。此外，其响应时间也既短又好。
如上面所说明的这样，按照本发明，通过对能够给液晶分子以15°以上但不足90°的布儒斯特角的取向膜进行平行取向处理，可以提供通过外加数伏程度的电压即可容易地形成弯曲取向的、转移速度快的液晶显示装置。而且还可以进一步提供不需要进行转移操作的液晶显示装置。此外，由于视场角特性优异，故可提供实用性能优异的OCB模式的液晶显示装置。因而，本发明在产业上的意义重大。
按照条约第19条的修改
在如权利要求1、11中进行修改，缩减了布儒斯特角的范围。这些修改是为了使布儒斯特角的范围明确地区别于现有的技术文献中所记载的布儒斯特角的范围而进行的。修改后的布儒斯特角的范围基于实施例1的数据。
此外，在如权利要求1、11中，分别追加了如权利要求2～5、16～19。如权利要求2～4、16～18是分别基于实施例1且确定了理想的布儒斯特角范围的如权利要求。
在如权利要求1～4、15～18的布儒斯特角范围内，初始取向状态下液晶是喷射取向，但可以缩短从喷射取向到弯曲取向的转移时间。特别地，在形成的布儒斯特角是22°以上、40°以下时，喷射取向到弯曲取向的转移时间可以做到不足100秒，在形成的布儒斯特角是32°以上、40°以下时，喷射取向到弯曲取向的转移时间可以做到不足10秒。在现有的技术文献中，没有公开过确定布儒斯特角并控制从喷射取向到弯曲取向的转移时间的内容。
进而，如权利要求5、19规定了液晶的初始取向状态为喷射取向。根据所进行的修改，可以清楚地看到本专利发明的液晶显示元件具有可以缩短从喷射取向到弯曲取向的转移时间这样的在现有的技术文献中没有公开过的效果。
1.一种液晶显示装置，液晶显示装置包含具有设置在第1透明基板上的第1电极和设置在第2透明基板上的第2电极、分别覆盖上述第1或第2电极而形成，且能够相互在同一方向上给液晶分子以确定的布儒斯特角那样地已进行了平行取向处理的第1及第2取向膜、以及封入上述第1以及第2基板之间的液晶层的液晶像元，且通过让上述液晶形成弯曲取向，使光的透过率发生变化并进行显示，其特征在于：至少一侧的取向膜的布儒斯特角大于15°但不足45°。
2.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于：上述的至少1侧的取向膜的布儒斯特角大于15°但不足40°。
3.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于：上述的至少1侧的取向膜的布儒斯特角大于22°但不足40°。
4.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于：上述的至少1侧的取向膜的布儒斯特角大于32°但不足40°。
5.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于：在初始取向状态液晶为展曲取向。
6.如权利要求1至5之任一项所记载的液晶显示装置，其特征在于：上述的第1取向膜的布儒斯特角和第2取向膜的布儒斯特角是一样的角度。
7.如权利要求1至6之任一项所记载的液晶显示装置，其特征在于：在上述的第1电极侧或者上述的第2电极侧的至少一侧上设置有从光学方面补偿液晶的取向的相位补偿板。
8.如权利要求7所记载的液晶显示元件，其特征在于：上述的相位补偿板是负的单轴性相位差板或者双轴性相位差板。
9.如权利要求7所记载的液晶显示元件，其特征在于：上述的相位补偿板是负的单轴性相位差板，该相位差板是正面相位差不足30nm，且主轴倾斜的相位差板。
10.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上侧向蒸附无机化合物形成第1薄膜，进而在上述的第1薄膜上形成由有机化合物构成的第2薄膜的取向膜形成工序；
对上述第2薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
11.如权利要求10所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：取向处理上述第2薄膜使其相对于第1薄膜的膜面具有5°以上的布儒斯特角。
12.如权利要求10或11所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：形成上述第2薄膜的有机化合物是聚酰亚胺树脂。
13.如权利要求10至12之任一项所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：上述第2薄膜是利用化学吸附法形成的。
14.如权利要求10至12之任一项所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：上述第2薄膜是利用LB法形成的。
15.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
让光线照射上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足45°。
16.如权利要求15所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角为15°以上、40°。
17.如权利要求15所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角为22°以上、40°以下。
18.如权利要求15所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角为32°以上、40°以下。
19.如权利要求15所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：在初始取向状态液晶为展曲取向。
20.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用不同的照射条件分别对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一个基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
21.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用摩擦法对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
22.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用摩擦法并改变摩擦条件分别对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一个基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
23.如权利要求15至22之任一项所记载的液晶显示元件的制造方法，其特征在于：形成取向膜的有机化合物是聚酰亚胺树脂。
24.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上让具有感光性基的化学吸附物质接触上述基板表面，并在基板表面上化学吸附化学吸附物质形成薄膜的薄膜形成工序；
在上述薄膜上照射偏振光进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
25.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上让具有感光性基的化学吸附物质接触上述基板表面，并在基板表面上化学吸附化学吸附物质形成薄膜的薄膜形成工序；
使用不同的照射条件分别对上述薄膜照射偏振光进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一个基板水平面起，液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。

Claims (17)

1.一种液晶显示装置，它包含具有设置在第1透明基板上的第1电极和设置在第2透明基板上的第2电极、分别覆盖上述第1或第2电极而形成，且能够相互在同一方向上给液晶分子以确定的布儒斯特角那样地已进行了平行取向处理的第1及第2取向膜、以及封入上述第1以及第2基板之间的液晶层的液晶像元，且通过让上述液晶形成弯曲取向，使光的透过率发生变化并进行显示，其特征在于：至少一侧的取向膜的布儒斯特角大于15°但不足90°。
2.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于：上述的第1取向膜的布儒斯特角和第2取向膜的布儒斯特角是一样的角度。
3.如权利要求1或2所记载的液晶显示装置，其特征在于：在上述的第1电极侧或上述的第2电极侧的至少一侧设置有从光学方面补偿液晶的取向的相位补偿板。
4.如权利要求3所记载的液晶显示元件，其特征在于：上述的相位补偿板是负的单轴性相位差板或者双轴性相位差板。
5.如权利要求3所记载的液晶显示元件，其特征在于：上述的相位补偿板是负的单轴性相位差板，该相位差板是正面相位差不足30nm，且主轴倾斜的相位差板。
6.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上侧向蒸附无机化合物形成第1薄膜，进而在上述的第1薄膜上形成由有机化合物构成的第2薄膜的取向膜形成工序；
对上述第2薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
7.如权利要求6所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：取向处理上述第2薄膜使之相对于第1薄膜的膜面具有5°以上的布儒斯特角。
8.如权利要求6或7所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：形成上述第2薄膜的有机化合物是聚酰亚胺树脂。
9.如权利要求6至8所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：上述第2薄膜是利用化学吸附法形成的。
10.如权利要求6至8所记载的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：上述第2薄膜是利用LB法形成的。
11.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
让光线照射上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
12.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用不同的照射条件分别对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一个基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
13.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用摩擦法对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
14.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上形成由有机化合物构成的薄膜的薄膜形成工序；
使用摩擦法并改变摩擦条件分别对上述薄膜进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一个基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
15.如权利要求11至14之任一项所记载的液晶显示元件的制造方法，其特征在于：形成取向膜的有机化合物是聚酰亚胺树脂。
16.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上让具有感光性基的化学吸附物质接触上述基板表面，并在基板表面上化学吸附化学吸附物质而形成薄膜的薄膜形成工序；
在上述薄膜上照射偏振光进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
17.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置通过让设置在分别备有取向膜的一对带电极的基板之间的液晶形成弯曲取向，使光的透过率变化并进行显示，其特征在于：该制造方法具有：
在上述的一对基板上让具有感光性基的化学吸附物质接触上述基板表面，并在基板表面上化学吸附化学吸附物质而形成薄膜的薄膜形成工序；
使用不同的照射条件分别在上述薄膜上照射偏振光进行取向处理的取向处理工序；
使上述取向膜的取向处理方向相互略成平行地粘合上述一对基板的粘合工序；
通过在上述的一对基板之间注入液晶形成上述液晶层的液晶注入工序，
且通过上述工序，使至少自一侧的基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
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