CN1800936A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使不施加高的驱动电压也能够快速且稳定地产生液晶层的从放射取向状态向弯曲取向状态转移的液晶显示装置。具备液晶面板(2)，该液晶面板具有一对基板(3、4)、OCB模式的液晶层(5)、及间隙子(6)，上述一对基板彼此相对配置，在相互的对置面上分别形成有电极(19、25)和取向膜(21、26)；上述OCB模式的液晶层通过上述取向膜使被封入到上述一对基板之间的向列液晶放射取向，并且通过施加在上述电极之间的驱动电压使上述被放射取向的向列液晶向弯曲取向转移；上述间隙子被配置在上述液晶层内，使上述一对基板的相对间隔保持均等；在上述间隙子上实施了促进上述液晶层从上述放射取向状态向上述弯曲取向状态转移的表面处理。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及实现大视角和高速响应特性的OCB(OpticallyCompensated Birefringence，光学补偿弯曲)模式液晶显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示装置中一种被称为OCB(光学补偿弯曲)模式的显示方式引起关注(例如参照专利文献1、2)。该OCB模式为将使一对基板之间夹着的液晶层呈放射取向状态(スプレイ配向状態)，在施加驱动电压时转移成弯曲取向状态的液晶面板(II单元(IIセル))，与进行该液晶面板的光学补偿的光学补偿膜加以组合，通过这样实现大视角和高响应特性的模式。但是，在该OCB模式中，使初期处于放射取向状态的液晶层快速地转移成弯曲取向状态并不容易，需要10V左右的高电压，而施加这样高的电压在驱动电压的控制上是非常困难的。并且，要在所有的像素上产生这样的液晶层转移并不容易，残留下的液晶层没有转移的一部分像素成为缺陷而大大降低了面板的显示品质。
因此，专利文献1所记载的液晶面板为了促进液晶层从放射取向(スプレイ配向)状态向弯曲取向状态转移，提出了设置用介电常数比该液晶层大的材质形成的突起部的方案。但是，该液晶面板虽然以这样的突起部为起点促进液晶层从放射取向状态向弯曲取向状态转移，但存在为了保持一对基板的相对间隔均等而被分散到液晶层中的多个间隙子使该转移中途停止的问题。因此，为了在所有的像素上快速地产生这样的转移，还必须继续施加上述高的驱动电压。并且，这样的突起部其材料的选择范围窄，在基板上形成时要增加许多工序，招致成本增加。而且，在形成专利文献1所记载的导电性突起部时，带来基板间的泄漏现象这一致命问题的可能性极高，导入形成这样的突起部的过程事实上不可能。
而专利文献2所记载的液晶面板为了通过施加数V左右的初始化电压使液晶层容易地从放射取向状态转移到弯曲取向状态，提出了在取向膜的界面上设置施加电压时液晶分子的竖起方向与周围液晶分子的竖起方向相反的区域的方案。但是，当在取向膜的界面上设置这样的区域时，必须在取向膜的被分割的每个区域中实施方向不同的摩擦处理，而要确保在该区域边界部的取向处理的位置精度，通常的摩擦处理是非常困难的。例如，使用开有孔的掩模(模板)的掩模摩擦以5～10μm以下的位置精度控制该区域边界是极其困难的，即使可以控制位置，凭借用摩擦布进行的取向处理也不能清晰地分隔区域的边界。结果在区域边界部产生目视都能观察到的显示模糊。
而为了清晰地分隔出该区域边界，提出了首先在取向膜上实施第1方向的取向处理，接着用抗蚀剂在该取向膜上形成掩膜，然后在该取向膜上实施第2方向的取向处理，最后除去抗蚀剂的方法。(参照例如专利文献3)。但是，在这样使用了抗蚀剂的湿式取向处理的情况下，容易产生在取向膜上残留液体或污迹的问题，并且要想从取向膜上完全除去它们是不可能的。因此，这不仅成为显示面内不均匀的原因，而且使消耗电流值增加，在例如高温动作时电流值的增加会引起显示不均匀。
[专利文献1]日本特许第3417218号公报
[专利文献2]日本特开2000-66208号公报
[专利文献3]日本特开平7-28067号公报
发明内容
因此，本发明就是鉴于以往这样的问题提出的方案，其目的是要提供一种即使不施加高的驱动电压也能够快速且稳定地产生液晶层从放射取向状态向弯曲取向状态的转移的液晶显示装置。
为了达到上述目的，本发明的液晶显示装置的特征在于，具备液晶面板，该液晶面板具有一对基板、OCB模式的液晶层、以及间隙子，一对基板彼此相对配置，在相互的对置面上分别形成有电极和取向膜；OCB模式的液晶层通过取向膜使被封入到一对基板之间的向列液晶放射取向，并且通过施加在电极之间的驱动电压使被放射取向的向列液晶向弯曲取向转移；间隙子被配置在液晶层内，使一对基板的相对间隔保持均等；在间隙子上实施了促进液晶层从放射取向状态向弯曲取向状态转移的表面处理。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，在间隙子上实施了使液晶层的液晶分子沿其表面大致水平地取向的表面处理。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，间隙子为球状。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，取向膜至少具有给液晶层的液晶分子付与预倾斜的、沿第1方向交替地重复有凹部和突起部的凹凸形状，并且各突起部在第1方向上的截面形状为夹着其顶尖部而左右不对称的形状。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，突起部具有从顶尖部向第1方向倾斜的第1倾斜面和从顶尖部向与第1方向相反的方向倾斜的第2倾斜面，并且第1倾斜面相对于基板的倾斜角度比第2倾斜面相对于基板的倾斜角度大。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，取向膜具有沿与第1方向交叉的第2方向交替地重复有凹部和突起部的凹凸形状，并且沿第1方向重复的凹凸形状的间距比沿第2方向重复的凹凸形状的间距大。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，一基板侧的取向膜与另一基板侧的取向膜被付与彼此相反方向的预倾角，以使由一基板侧的取向膜付与液晶层的液晶分子预倾斜的方向与由另一基板侧的取向膜付与液晶层的液晶分子预倾斜的方向彼此相同。
并且，本发明的液晶显示装置的特征在于，向列液晶具有正的介电各向异性。
发明的效果：如上所述，本发明的液晶显示装置通过实施了上述表面处理的间隙子即使不施加高的驱动电压也能够使液晶层从放射取向状态向弯曲取向状态的转移快速且稳定地产生。因此，凭借该液晶显示装置不仅能够扩大液晶面板的视野角度，而且能够大幅度提高响应速度。
附图说明
图1是表示使用了本发明的液晶显示装置的结构的剖视图。
图2是有源矩阵基板的图。
图3是表示形成在取向膜上的凹凸形状的透视图。
图4是表示突起部在第1方向上的截面形状的示意图。
图5是表示液晶层放射取向状态的示意图。
图6是表示液晶层弯曲取向状态的示意图。
图7是表示在间隙子上实施了表面处理的本发明的液晶面板中的液晶分子的取向状态的剖视图。
图8是表示在间隙子上未实施表面处理的已有技术的液晶面板中的液晶分子的取向状态的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明使用了本发明的液晶显示装置。另外，为了使特征易于理解，以下的说明中使用的附图有可能将特征部分放大表示，各构成要素的尺寸比例等不一定与实际的相同。
如图1所示，使用了本发明的液晶显示装置1具备OCB模式的液晶面板2。该液晶面板2为例如采用了有源矩阵驱动方式的透射型彩色液晶显示板，用与红、绿、蓝这3原色相对应的3个点(子像素)构成一个单位像素(picture cell)，同时在一个一个点上设置有源元件来控制各像素的点亮，由此进行彩色显示。
具体为，该液晶面板2具备彼此相对配置的一对基板3和4、夹在这对基板3、4之间作为调光层的液晶层5。并且，一对基板3、4用玻璃或塑料等矩形透明基板形成，通过分散在液晶层5内的多个间隙子6保持彼此相对的间隔均等，同时其周围边缘用密封材料(图中没有表示)密封，连接成一体。
一对基板3、4中的一个(背面一侧)基板3如图1和图2所示为所谓有源矩阵基板，其与液晶层5相对的面上矩阵状地排列有多个作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)7而形成。该TFT7的结构为从基板3一侧开始依次层叠有栅电极8、栅绝缘层(ゲ一ト絶縁層)9、半导体层10、11、源电极12和漏电极13的逆交错型结构。即，在覆盖最下层的栅电极8的栅绝缘层9上跨过栅电极8地形成孤立(岛状)的半导体层10，同时在该半导体层10的一端夹着半导体层11形成有源电极12，在该半导体层10的另一端夹着半导体层11形成漏电极13。另外，在半导体层11上形成有孤立的绝缘层14，用该绝缘层14使源电极12与漏电极13之间绝缘。并且，该绝缘层14在形成半导体层11时还具有作为保护该半导体层11的刻蚀加工阻挡层的作用。
并且，在基板3的与液晶层5相对的面上沿图2中的箭头X的方向(行方向)彼此平行地形成有多条并列的与各TFT7的栅电极8电连接的扫描线15，并且沿图2中的箭头Y的方向(列方向)形成有多条并列的与各TFT7的源电极12电连接的信号线16。即，这些扫描线15和信号线16沿互相垂直的方向形成有多条，在这些扫描线15与信号线16的交叉位置附近形成有上述TFT7。另外，由这些扫描线15和信号线16分隔成分割状的一个个矩形区域形成与各点相对应的基板3一侧的点对应区域，通过使这些点对应区域多个排列成矩阵状，整体形成液晶面板2的显示区域。并且，在该显示区域的外侧区域设置有图示省略掉的给各扫描线15施加选择脉冲的扫描驱动器和给各信号线16施加显示电压的信号驱动器。
并且，在该基板3的与液晶层5相对的面上形成覆盖上述TFT7、扫描线15和信号线16的绝缘膜17。并且，在该绝缘膜17上形成有与上述各TFT7的漏电极13相邻的连接孔18。并且，在该绝缘膜17上与各点相对应地形成排列成矩阵状的多列通过连接孔18与各TFT7的漏电极13电连接的像素电极19。该像素电极19用ITO(Indium-Tin Oxide，铟-锡氧化物)等透明导电材料形成，形成为矩形形状覆盖上述各点对应区域的几乎整个区域。并且，在形成了该像素电极19的基板3上依次形成后面将详细叙述的形成为凹凸形状的树脂层20和控制液晶层5的取向的取向膜21。
而在另一块(正面一侧的)基板4的与液晶层5相对置的面上依次层叠形成有：形成为后面将详细叙述的凹凸状的树脂层22；分隔与各点相对应的点对应区域的遮光性黑矩阵层23；在由该黑矩阵层23分隔成的每个树脂层22的点对应区域内埋入例如红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色滤光膜形成的，并且这些彩色滤光膜被周期性地排列的彩色滤光膜层24；用ITO(Indium-Tin Oxide，铟-锡氧化物)等的透明导电材料形成的对置电极25；控制液晶层5的取向的取向膜26。具体为，在该树脂层22上，由条纹状的黑矩阵层23分隔成分割状的、由该黑矩阵层23分隔的1个个矩形状区域形成与各点对应的基板4一侧的点对应区域。并且，黑矩阵层23为用于防止各彩色滤光膜之间的光混色的遮光壁，在由该黑矩阵层23分隔出的各点对应区域内埋入形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的彩色滤光膜中的任意一种。彩色滤光膜层24具有这些色彩不同的彩色滤光膜周期性地排列成条纹状或马赛克状的结构。因此，通过在与各像素的红、绿、蓝相对应的3个点对应区域的每一个内控制施加到像素电极19与对置电极25之间的驱动电压，能够控制各像素的显示颜色，由此可以进行液晶面板2的彩色显示。
液晶层5由密封到一块基板3一侧的取向膜21与另一块基板4一侧的取向膜26之间的、具有正的介电各向异性的向列液晶构成，由取向膜21、26使该向列液晶放射取向。而通过施加到像素电极19与对置电极25之间的驱动电压可以使该放射取向后的向列液晶向弯曲取向转移。
控制该液晶层5的取向的取向膜21、26如图3所示，具有给液晶层5的液晶分子付与预倾斜的沿第1方向交替地重复多个凹部27和突起部28的凹凸形状，以及沿与该第1方向交叉的第2方向交替地重复多个凹部29和突起部30的凹凸形状。并且，沿第1方向重复的凹凸形状的间距P1比沿第2方向重复的凹凸形状的间距P2长。这样一来，通过使沿第1方向重复的凹凸形状的间距P1比沿第2方向重复的凹凸形状的间距P2长，后述的预倾角容易控制。另外，间距P1优选在50μm以下，间距P2优选在3.0μm以下。最好是间距P1在20μm以下，间距P2优选1.2μm以下。并且，第1方向上的凹部27与突起部28间的高度尺寸d1及第2方向上的凹部29与突起部30间的高度尺寸d2分别优选在0.5μm以下。
并且，各突起部28在第1方向上的截面形状如图4的示意图所示为夹着其顶尖部28a的左右非对称的形状。即，该突起部28具有从顶尖部28a起向第1方向倾斜的第1倾斜面28b和从顶尖部28a向与第1方向相反的方向倾斜的第2倾斜面28c，并且第1倾斜面28b相对于基板3、4的倾斜角形成为比第2倾斜面28c相对于基板3、4的倾斜角θ大。即，各突起部28在第1方向上的截面形状为从其顶尖部28a下垂的垂线A分割的顶角的左右角度之比r1/r2大于1的左右非对称的三角形形状。这样，通过使各突起部28在第1方向上的截面形状为夹着其顶尖部28a成左右非对称的形状，能够提高液晶层5的取向性。另外，第2倾斜面28c相对于基板3、4的倾斜角θ优选0.01°～30°。并且，从最优化后述的预倾角这一点来看，上述角度之比r1/r2优选1.2以上。并且，各突起部28在第2方向上的截面形状可以是类似于sin(正弦)波的形状或梳栉形状、三角形形状等各种形状。其中，三角形形状在提高液晶层5的取向性上最理想，也可以根据情况使该三角形的顶尖部为圆形或平坦形。
但是，这些取向膜21、26的凹凸形状是通过复制其下面形成的绝缘层20、22的凹凸形状而形成的。具体为，作为这些取向膜21、26的形成方法，可以列举例如将表面形成了需要复制的细微凹凸形状的复制模按压在基板3、4上成膜的树脂层20、22上，将该细微的凹凸形状复制到树脂层20、22上，然后在其上形成取向膜21、26，沿上述第1方向对该取向膜21、26的表面实施摩擦处理的方法。
取向膜21、26由表面付与了形状各方异向性的例如聚酰亚胺系、聚酰胺系、聚乙烯醇系、环氧系、改性环氧系、聚苯乙烯系、聚氨基甲酸脂系、聚烯烃系、丙烯基系等高分子膜构成。另外，这些取向膜21、26的膜厚为0.05～0.07μm左右。并且，为了使由一基板3一侧的取向膜21付与液晶层5的液晶分子的预倾斜的方向与由另一基板4侧的取向膜26付与液晶层5的液晶分子的预倾斜的方向彼此相同，一基板3侧的取向膜21与另一基板4一侧的取向膜26被付与彼此相反的预倾角。另外，该预倾角被控制在例如1°～10°的角度范围内。并且，通过使液晶层5的液晶分子沿上述第1方向的突起部28的第2倾斜面28c水平取向，这些取向膜21、26处于使液晶层5呈放射取向的状态。
具体如图5示意地表示的那样，一基板3一侧的取向膜21通过使突起部28的第2倾斜面28c向右上倾斜，使位于该第2倾斜面28c附近的液晶层5的液晶分子5a呈向右上付与1°～10°左右的预倾角的取向。而另一基板4一侧的取向膜26通过使突起部28的第2倾斜面28c向右下倾斜，使位于该第2倾斜面28c附近的液晶层5的液晶分子5a呈向右下付与1°～10°左右的预倾角的取向。并且，位于该液晶层5的中央附近的液晶分子5a处于几乎水平的取向的状态。这样一来，一基板3一侧的取向膜21与另一基板4一侧的取向膜26之间的液晶层5在未施加电压时处于图5所示的放射取向状态。
而在施加电压时，处于该放射取向状态的液晶层5向弯曲取向状态转移。具体如图6示意地表示的那样，当在上述像素电极19与对置电极25之间施加驱动电压时，一基板3一侧的取向膜21一侧的位于突起部28的第2倾斜面28c附近的液晶层5的液晶分子5a处于相对于倾斜面28c竖起的状态，另一基板4一侧的取向膜26一侧的位于突起部28的第2倾斜面28c附近的液晶层5的液晶分子5a处于相对于倾斜面28c竖起的状态。并且，位于其间的液晶分子5a通过仿效这些竖起的液晶分子5a而取向，处于整体排列成弓形的状态。并且，液晶层5的中央附近的液晶分子5a处于几乎垂直地取向的状态。这样一来，一基板3一侧的取向膜21与另一基板4一侧的取向膜26之间的液晶层5在施加电压时如图6所示那样向弯曲取向状态转移。
但是，在被分散到液晶层5内的上述间隙子6上实施了促使上述液晶层5从放射取向状态向弯曲取向状态转移的表面处理。具体为，在该间隙子6上实施了使液晶层5的液晶分子5a沿其球状表面几乎水平地取向的表面处理。该表面处理可以使用例如能够与间隙子6的表面相结合的具有2个极性作用基(-NH2、-CONH等)的硅烷偶联剂，例如γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、或γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基苯丙基三甲氧基硅烷(4-アミノフエニルプロピルトリメトキシシラン)、N-(三甲氧基甲硅烷基丙烷)-乙二胺等。另外，它们也可以将水、水与甲醇的混合液、或乙醇等作为溶剂使用，无论哪种都可以以0.01～2wt％的浓度来使用。并且，溶剂中乙醇类的浓度为1～20wt％。并且，对于N-(三甲氧基甲硅烷基丙烷)-乙二胺来说，具有水性溶剂能够获得比较好的结果的倾向。并且，它们与甲硅烷醇基结合的有机基都相当于碳素链的2～10(最好是4～8左右)。另外，在比此值大的情况下具有呈现垂直取向性的趋势，其原因可以这样定性地认为，如果有机基占碳素原子的存在比例变大的话，则疏水性就变强。并且，也可以使用在分子的中央具有芳香族或烯烃系不饱和结合基并且在分子的末端至少有2个结合基的两亲溶解性化合物，例如具有碳元素在15以上的长键烷基，其一个末端具有强极性基(-OH、CN、NH2等)的物质等。并且，用这样的界面活性剂在间隙子6的表面上形成具有使液晶层5的液晶分子5a相对于其表面水平取向的极性基的被覆膜。或者也可以在静电屏蔽环境中对间隙子6的表面实施喷砂处理。另外，间隙子6并不局限于上述球形形状，也可以使用在例如矩形(加强筋)或柱状(柱状间隙子(PhotoSpacer))间隙子6上实施了上述表面处理的物件。
在施加电压时，液晶面板2在实施了该表面处理的间隙子6的周围液晶分子5a的取向并不产生混乱，而是以分散到液晶层5内的多个间隙子6为基点，促进液晶层5从放射取向状态向弯曲取向状态转移。因此，该液晶面板2通过实施了这样的表面处理的间隙子6即使不施加高的驱动电压也能快速并且稳定地产生液晶层5的从放射取向状态向弯曲取向状态的转移。
在具有上述结构的液晶面板2的背面一侧——即一基板3的与液晶层5相对面的反面一侧的面上，依次层叠设置光学补偿板31a和偏光板32a。而在液晶面板2的正面一侧——即另一块基板4的与液晶层5相对面的反面一侧的面上依次层叠设置光学补偿板31b和偏光板32b。其中，光学补偿板31a、31b为对上述液晶层5进行光学补偿的元件，由具有复折射性的相位差薄膜构成。另外，也可以采用光学补偿板31a、31b仅根据必要配置在液晶面板2的背面一侧或正面一侧的只某一侧的结构。为了在例如未施加电压时施加黑电平——即进行所谓静态黑模式显示，偏光板32a、32b与液晶面板2互相偏光方向设置。另外，根据情况不同，也可以设定彼此的偏光方向以便进行所谓静态白模式显示。
并且，在该液晶面板2的背面一侧——即背面侧的偏光板32a的外侧配置有背光灯33。该背光灯33具有由平板状的透明丙烯树脂等构成的导光板和阴极管(Cathode Fluorescent Tube)或LED(LightEmitting Diode，发光二极管)等构成的光源，该光源发出的光被导光板变成面发光同时照射到液晶面板2的背面一侧。
具有上述结构的液晶显示装置1使从背光灯33射出的光通过偏光板32a而变成直线偏光，再通过光学补偿板31a变成椭圆偏光，入射到液晶面板2的背面一侧。接着，入射到该液晶面板2的光通过液晶层5从液晶面板2的前面一侧射出。接着，从该液晶面板2射出的光通过光学补偿板31b成为直线偏光，入射到偏光板32b中。这里，未施加电压时，通过光学补偿板31b变成直线偏光的光最终被偏光板32b所阻挡。由此，进行称为静态黑模式的黑显示。而在未施加电压时通过光学补偿板31b变成直线偏光的光最终通过偏光板32b。由此施加白电平。
如上上述，该液晶显示装置1通过实施了表面处理的间隙子6即使不施加高的驱动电压，也能够快速且稳定地产生液晶层5从放射取向状态向弯曲取向状态的转移。因此，该液晶显示装置1不仅能够扩大液晶面板2的视野角度，而且能够大幅度地提高响应特性。并且，由于该液晶显示装置1通过实施了表面处理的间隙子6控制该间隙子6周围的液晶分子5a的取向性，因此即使在以上述静态黑显示模式进行显示的情况下，也能够防止未施加电压时从液晶面板2漏光。因此，该液晶显示装置1能够进一步提高对比度和画质。
另外，本发明并不仅限适用于上述透射型液晶面板2，也可以用于例如反射型或半透射型液晶面板。并且，本发明也可以适用于预先准备好与红(R)、绿(G)、蓝(B)这3原色相对应的光源(LED)，通过改变该光源发出的光的颜色来进行不使用彩色滤光膜的全色彩显示，即所谓帧序制(Field Sequential，帧序制)驱动方式的液晶面板。
[实施例]
下面通过实施例来使本发明的效果更加明了，但以下的实施例并不限定本发明的技术范围。
(实施例1)
实施例1制作了对角线实际尺寸约55mm(2.2英寸)、像素为176×128(XRGB)的液晶面板。具体为，在制作该液晶面板时首先在一个主面一侧准备好TFT、形成了扫描线和信号线的有源矩阵基板，在该有源矩阵基板上夹着绝缘膜形成由ITO构成的透明的像素电极。接着，在该有源矩阵基板上形成感光性丙烯系树脂膜，将表面上形成了需要复制的细微的凹凸形状的复制模按压在该形成膜的树脂层上，将该细微的凹凸形状复制到树脂层上。另外，该凹凸形状为与图3所示的上述液晶面板2的形状相同，沿其第1方向反复的凹凸形状的间距P1为0.27μm，第1方向上的凹部与突起部之间的高度尺寸d1为0.1μm。而沿第2方向重复的凹凸形状的间距P2为1.4μm，第2方向上的凹部与突起部间的高度尺寸d2为0.1μm。并且，倾斜角θ为4.8°。接着，在该树脂层上形成厚度约为0.07μm的由聚酰亚胺构成的取向膜，对该取向膜的表面实施摩擦处理(ラビング处理)。另外，该摩擦处理使用吉川加工制造的YA18R作为摩擦布，使直径约为100mm的摩擦辊以约500rpm的转速旋转，以约0.15mm的压入量将摩擦布挤压在取向膜上，同时以约30mm/秒的进给速度送进基板，通过这样实施摩擦强度比平时弱的摩擦处理。
接着，准备与该有源矩阵基板相对的对置基板，并在该对置基板上形成感光性丙烯系树脂的膜，将表面上形成有需要复制的细微的凹凸形状的复制模按压在该形成为膜的树脂层上，从而将该细微的凹凸形状复制到树脂层上。另外，该凹凸形状除了第1及第2方向与上述有源矩阵基板侧的树脂层上形成的凹凸形状相反外，几乎用相同的方法形成。接着，在该树脂层上依次层叠黑矩阵层、彩色滤光膜层、由ITO构成的透明的对置电极，然后以0.07μm的厚度形成由聚酰亚胺形成的取向膜，对该取向膜的表面实施摩擦处理。另外，该摩擦处理除了预倾角的付与方向与上述有源矩阵基板侧的取向膜的付与方向相反外，使用了几乎相同的方法。
接着，将直径约为6μm的球状树脂制的间隙子以约120个/mm2的密度散布到一块基板中，然后将有源矩阵基板与对置基板贴合，用密封材料密封其周围边缘，通过这样制作面板间隙为6μm的空单元。在该树脂制的间隙子的球状表面上实施使液晶层的液晶分子为近似水平取向的表面处理。另外，该表面处理准备将γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷溶解到水与甲醇(10％)的混合溶剂中、浓度为0.02wt％的硅烷偶联剂，将树脂制间隙子浸泡在该硅烷偶联剂中风干后，再以约120℃干燥1小时左右，通过这样在树脂制间隙子的表面上实施硅烷偶联处理。
接着在该空单元内注入日本智索(Chisso)石油化学制造公司制的氟系向列液晶(未添加手性试剂(カイラル剂))，以N-I点(各方同性转移温度)以上的温度保持50分钟后，冷却到室温。另外，该向列液晶的折射率各方异向性Δn为0.15，介电各方异向性Δε为8。经过以上的工序，制作了实施例1的液晶面板。另外，该实施例1的液晶面板在用晶体旋转法测量注入到面板内的液晶的预倾角时，为约5.6°。并且，使用偏光板的目视观察和使用偏光显微镜的观察结果为，整个面板呈均匀的放射取向状态。
(实施例2)
实施例2除间隙子的表面处理中所使用的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的浓度为0.1wt％和0.3wt％以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
(实施例3)
实施例3除间隙子材料的表面处理所使用的浓度为0.03wt％的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
(实施例4)
实施例4除间隙子材料的表面处理所使用的浓度为0.3wt％的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷水溶液以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
(实施例5)
实施例5除间隙子材料的表面处理中所使用的将4-氨基苯丙基三甲氧基硅烷(4-アミノフエニルプロピルトリメトキシシラン)溶解到水与甲醇(5％)的混合溶剂中、浓度为0.03wt％的硅烷偶联剂以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
(实施例6)
实施例6除取向膜的凹凸形状中沿其第1方向重复的凹凸形状的间距P1为0.3μm、第1方向上的凹部与突起部之间的高度尺寸d1为0.2μm、沿第2方向重复的凹凸形状的间距P2为5μm、第2方向上的凹部与突起部间的高度尺寸d2为0.3μm、倾斜角度θ为4°以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
(比较例1)
比较例1除取向膜不付与细微的凹凸形状，并且不对间隙子进行表面处理以外，其余与实施例1同样地制作了液晶面板。
并且，测量了对实施例1到实施例6、比较例1的液晶面板施加驱动电压时整个面板从放射取向状态转移到弯曲取向状态的转移时间。
具体为，在实施例1中，当在液晶面板上施加约10V的驱动电压(1kHz，矩形波)时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间为约5秒。另外，转移的起点为位于相对于摩擦方向为一定方向(摩擦处理结束的方向)的间隙子。并且，在实施例1中，为了观察电压对从放射取向状态向弯曲排列状态的转移的依存性，使驱动电压在2～30V的范围内变化，发现随着驱动电压的增加，转移时间从约300秒向约0.2秒呈指数函数地减小。并且，在实施例1中，用偏光显微镜观察液晶面板时，均没有排列缺陷，从放射取向状态向弯曲排列状态的转移在整个面板上均匀地发生。
而实施例2在与实施例1一样给液晶面板施加驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为4.5秒。并且，在实施例2中，当使驱动电压的频率在0.5Hz～6kHz的范围内变化时，从低频(0.5Hz)到1.0～1.2kHz之间，转移时间减少，然后在到高频(6kHz)为止期间的转移时间呈现稍微增加的趋势。并且，随着所施加的驱动电压的频率的变化，液晶面板内转移的起点数呈现变化的趋势。即，在约1kHz附近，转移的起点数随频率的增加而增加，然后转移的起点数呈稍微减少的趋势。
实施例3在与实施例1一样给液晶面板施加驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为4.3秒。
实施例4在与实施例1一样给液晶面板施加驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为5.2秒。
实施例5在与实施例1一样给液晶面板施加驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为4.2秒。
并且，当对实施例1至实施例5的各液晶面板施加约15V的驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间都在3.0～4.5秒的范围内。而且，对各液晶面板施加约20V的驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间都在1秒的范围内。
而在实施例6中，当对液晶面板施加约10V的驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为6秒。而且，对液晶面板施加约15V的驱动电压时，整个面板从放射取向状态转移到弯曲排列状态的转移时间约为1.7秒。
而在比较例1中，当对液晶面板施加约10V的驱动电压时，液晶面板虽然慢慢地从放射取向状态向弯曲排列状态转移，但发生了以间隙子为起点的偏差(デイスクリネ一シヨン)(与取向缺陷相对应的转移线)，约10秒以后仅转移了整个面板的5％～10％。并且，到整个面板全部均匀地转移到弯曲排列状态时需要约280秒。
这里，本发明的液晶面板由于如图7示意地表示的那样使液晶层5的液晶分子5a沿实施了表面处理的间隙子6的表面几乎水平地取向，因此在间隙子6的周围不容易产生液晶分子5a的取向混乱。结果，在施加电压时从夹着间隙子6的一侧(图中左侧)的液晶层5到另一侧(图中右侧)的液晶层5逐渐容易引起从放射取向状态向弯曲取向状态的转移。
而以往液晶面板由于如图8示意地表示的那样液晶层5的液晶分子5a沿未实施表面处理的间隙子6的表面随机(水平及垂直)地取向，因此在该间隙子6的周围液晶分子5a的取向产生混乱。结果施加电压时从放射取向状态向弯曲取向状态的转移受间隙子6的阻碍。
从以上叙述可知，通过在间隙子的表面实施使液晶层的液晶分子近似水平地取向的表面处理，可以促进液晶层的以分散到该液晶层内的多个间隙子为基点、从放射取向状态向弯曲取向状态的转移。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，具备液晶面板，该液晶面板具有一对基板、OCB模式的液晶层、以及间隙子，上述一对基板彼此相对配置，在相互的对置面上分别形成有电极和取向膜；上述OCB模式的液晶层通过上述取向膜使被封入到上述一对基板之间的向列液晶放射取向，并且通过施加在上述电极之间的驱动电压使上述被放射取向的向列液晶向弯曲取向转移；上述间隙子被配置在上述液晶层内，使上述一对基板的相对间隔保持均等；
在上述间隙子上实施了促进上述液晶层从上述放射取向状态向上述弯曲取向状态转移的表面处理。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述间隙子上实施了使上述液晶层的液晶分子沿其表面大致水平地取向的表面处理。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述间隙子为球状。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述取向膜至少具有给上述液晶层的液晶分子付与预倾斜的、沿第1方向交替地重复有凹部和突起部的凹凸形状，并且各突起部在上述第1方向上的截面形状为夹着其顶尖部而左右不对称的形状。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述突起部具有从上述顶尖部向上述第1方向倾斜的第1倾斜面和从上述顶尖部向与上述第1方向相反的方向倾斜的第2倾斜面，并且上述第1倾斜面相对于上述基板的倾斜角度比上述第2倾斜面相对于上述基板的倾斜角度大。
6.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，上述取向膜具有沿与上述第1方向交叉的第2方向交替地重复有凹部和突起部的凹凸形状，并且沿上述第1方向重复的凹凸形状的间距比沿上述第2方向重复的凹凸形状的间距大。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述一基板侧的取向膜与上述另一基板侧的取向膜被付与彼此相反方向的预倾角，以使由上述一基板侧的取向膜付与上述液晶层的液晶分子预倾斜的方向与由上述另一基板侧的取向膜付与上述液晶层的液晶分子预倾斜的方向彼此相同。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述向列液晶具有正的介电各向异性。
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