JP3006826B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字、図形等を表示す
る液晶表示装置およびその製造方法に関するものであ
り、特にコントラストおよび視野角特性の優れた液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置は、電圧印加時の液
晶分子特有の挙動により視野角が狭いという固有の課題
を有している。液晶表示装置の視野角が狭い理由を、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動の液晶表示装置に多く用
いられているねじれネマチック（ＴＮ）モードを例にと
って説明する（図４、図５）。

【０００３】図４は、ＴＮモードの液晶表示装置の模式
的断面図であり、電圧を印加していない状態を示す。図
５は、ＴＮモードの液晶表示装置の模式的断面図であ
り、電圧を印加した状態を示す。

【０００４】液晶分子は棒状の分子と考えられるが、Ｔ
Ｎモードにおいては図４に示すように液晶分子が２枚の
ガラス基板間に挟持されている。すなわち、液晶分子１
１は上基板３３でも下基板２３でもほぼガラス基板に平
行に配向している。（但し、ガラス基板界面とは小さな
プレティルト角１３をなして、配向している。）実際に
は、液晶分子の上基板面内の方位方向と下基板面内の方
位方向がほぼ９０°をなすように配置されているが、図
４、図５においては見易くするために、この９０°の液
晶分子のねじれは表示していない。この電圧非印加の状
態では顕著な視覚依存性は生じない。

【０００５】このＴＮ配列に電圧を印加すると、図５に
示すように液晶分子は電界と平行になるように配列を変
える。この際、プレティルト角方向から液晶分子は立ち
上がろうとする。液晶分子の複屈折性は、液晶分子長軸
と光線のなす角度によって決まる。図５のセル中央部の
液晶分子に注目すると、光線４２はセル中心部の液晶分
子長軸と大きな角度をなし、一方光線４１は小さな角度
をなす。このため、図５の左方向への視線変化と右方向
への視線変化は、単なる光学特性を示す。通常の液晶表
示装置では、図５の左右方向が画面の上下方向に設定さ
れている。このため、上下どちらか一方への視角変化に
対してはネガポジが反転した画像反転として認識され、
他の方向への視線変化に対しては、画像が白っぽくなり
コントラストが低下する白浮きとして認識される。

【０００６】この課題を解決するための技術が特開昭６
３−１０６６２４号公報に開示されている（図６）。こ
の技術においては液晶表示装置の１画素を複数の領域
（領域Ｉ、領域ＩＩ）位置に分割し、隣り合う領域での
ラビングの向きを変えている。ラビングにより配向膜表
面における液晶分子はプレティルトを生じるが、隣り合
う領域でその方向が異なるため、電圧印加時の液晶分子
の立ち上がり方向が逆となる。これにより視角依存性は
隣り合う領域で相殺され、視角依存性の少ない素子が得
られる。すなわち、１画素が液晶分子が左から立ち上が
る領域と右から立ち上がる領域に分割されており、光線
が傾いた場合、一方の領域中の液晶分子と光線の成す角
度は大きくなり、他方の領域中の液晶分子との成す角度
は小さくなる。これにより、光線の傾きに対して画素全
体の光学特性は左右対称となり、前述した視角に伴う画
像反転や白浮きが抑制されるようになる。

【０００７】上記課題を解決するための他の技術が特開
平６−２４２２４８号公報に開示されている（図７）。
この技術においては、液晶分子のねじれ角が８０°から
９０°未満となるラビングを行うことにより、両基板間
のラビング方向を微小領域ごとに異ならせることによ
り、ツイスト方向の異なる２種の領域を共存させてい
る。これにより液晶分子の立上り方向が９０°ずれるこ
とになり、２種の領域の光学特性が平均化されることに
よって、視角特性が改善される。

【０００８】また、上記課題を解決するための他の技術
として負の屈折率異方性を有する光学的補償板を液晶セ
ルと偏光板の間に配置する方法が特開昭６２−２１０４
２３号公報等に開示されている。この技術においては、
正の屈折率異方性を有する液晶分子の視角による複屈折
差を負の屈折率異方性を有する光学補償板で補うことに
より、視野角を改善している。さらに、電圧印加時にお
ける液晶分子の立上り方向を考慮して、補償板の光学軸
が基板の垂直方向から傾いている技術が、特開平６−２
１４１１６号公報、特開平７−２０４５６号公報に開示
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の液晶表示
装置は、以下のような課題がある。まず、これらの３つ
の開示技術による液晶表示装置は微小領域に異なるラビ
ングを行うために、通常のＴＮセル作製工程に比べて、
レジスト工程等が必要とされるとともに複数回のラビン
グ工程が必要とされる。このため工程数が増加し、生産
性が低下するという課題がある。

【００１０】また、特開昭６３−１０６６２４号公報の
液晶表示装置では、２種の領域の境界部における液晶分
子は電圧印加時においても電圧非印加時の基板に水平な
方向のままである。そのため、たとえばノーマリホワイ
トモード（電圧無印加時に白表示、電圧印加時に黒表
示）の素子においては、この境界部は電圧印加時におい
ても白表示のままであり、黒表示時（電圧印加時）の光
透過率が上昇し、コントラスト比（＝白表示の透過率／
黒表示時の透過率）の低下をもたらす。これはカラー表
示においては色彩度を低下させることになる。この欠点
を改めるために２種の微小領域の境界部に遮光層を設
け、境界部からの透過光を遮断することが考案されてい
る。しかし、この方法では、さらに工程数が増加すると
いう課題がある。

【００１１】また、特開平６−２４２２４８号公報に開
示されている技術においては、ツイスト方向を規定する
ために液晶分子のねじれ角を９０°より小さくしている
ために、コントラストの低下をもたらすという課題があ
る。

【００１２】一方、特開昭６２−２１０４２３号公報等
に開示される補償板を使用する技術においては、補償板
のみの使用では通常のＴＮ素子の視角依存性を十分に改
善することができないという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、視野角特性が優れ高コン
トラストの液晶表示素子を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による液晶表示装置は、２枚の基板間にねじ
れネマチック液晶よりなる液晶層が挟持された複数の画
素を有する液晶表示装置において、各画素内に液晶分子
のツイスト方向が異なる２種の不規則な微小領域が共存
することを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、これら２種の領域の液晶
分子の立上り方向を安定化させるために、液晶層に少量
の高分子を分散されることにより上記課題を解決してい
る。

【００１６】さらに、補償板を液晶セルの片側または両
側に配置することにより、さらに視角特性が優れた液晶
表示装置を提供する。

【００１７】本発明の液晶表示装置の製造方法は、プレ
ティルト角が０．５°以下となる配向膜またはラビング
方向に垂直な方向に液晶分子を配向させる配向膜のいず
れかを形成することと、液晶注入後、液晶が等方相とな
るまで加熱し、１℃／分以上の冷却速度で冷却すること
を特徴とする。

【００１８】また、液晶注入時、少量のモノマー又はオ
リゴマを含む液晶を注入し、その後当該モノマーまたは
オリゴマを反応させ高分子とすることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明の構成および作用を図１を用いて説明す
る。図１は本発明の液晶表示装置の１画素を基板の垂直
方向から見た図である。

【００２０】本発明による液晶表示装置は、２枚の基板
間にねじれネマチック液晶よりなる液晶層が挟持された
液晶表示装置において、液晶分子１１のツイスト方向が
異なる２種の領域Ａ、Ｂが不規則な形状で共存している
ことを特徴としている。液晶層がこのような構造を有す
ることにより液晶層の中央部の液晶分子は９０°異なる
方向に向いている。図１の領域Ａにおいては図面の下方
向に向いており、領域Ｂにおいては左方向に向いてい
る。従って、中間調表示においても視角依存性の少ない
液晶表示装置が得られる。

【００２１】従来、知られている配向膜においてはラビ
ングにより大きなプレティルトが発生した。これによ
り、２つのツイスト方向に対応する２種の配列、スプレ
イ配列（図３）とノーマルティルト配列（図４）とのエ
ネルギー差は大きく、優先的に一方の配列が生じるか、
一時的に２種の配列が生じても経時的に一方の配列に転
移した。そのため、１回のラビングにより液晶分子のツ
イスト方向が異なる２種の領域を１画素内に生成させる
ことが不可能であった。

【００２２】本発明は、適当な配向膜を使用することに
より、この問題を解決することによりなされたものであ
る。本発明によれば、一回のラビングにより１画素内に
ツイスト方向の異なる２種の領域を共存させることがで
き、従来のねじれネマチック液晶素子作製と同様の簡易
な工程により広視野角の液晶表示装置を得ることができ
る。すなわち、１画素内の液晶分子のツイスト方向はい
ずれか一方に制限されず、２方向のツイスト領域がほぼ
同程度に生じ、図１の構造が実現する。

【００２３】このような配向膜として、たとえば、ラビ
ングによるプレティルト角が著しく小さい配向膜が挙げ
られる。プレティルト角の著しく小さい配向膜を使用す
ることにより、スプレイ配列（図３）とノーマルティル
ト配列（図４）のエネルギー差は小さくなり、ツイスト
方向の異なる２種の領域が安定に存在する本発明の液晶
表示装置を得ることができる。このような低プレチルト
配向膜として、プレティルト角が０．５°以下である配
向膜を使用することができる。また、ある種の高分子
（たとえばポリスチレン）を配向膜として使用した場合
には、高分子鎖がラビング方向に対して垂直に配向し、
液晶分子もラビング方向に垂直に配向する。その結果と
してプレティルトがほとんど０に近い配向状態膜が得ら
れる。このような低プレティルト角を有する配向膜とし
て、特定のポリイミド、ポリスチレンなどを挙げること
ができる。プレティルト角は、クリスタルローテーショ
ン法等により測定することができる。

【００２４】本発明は複数の画素を有する液晶表示装置
に関するものであり、このような液晶表示装置としては
デジタル時計のようなセグメント方式のものも液晶テレ
ビ等のドットマトリックス方式のものも含まれる。特に
後者においては１画素の一辺の大きさが１００μm オー
ダーであり、画素内に生成すべき２種の領域の大きさは
これよりも小さくなければならない。

【００２５】本発明の液晶表示装置内のツイスト方向の
異なる２種の領域の大きさは、等方相から液晶層への冷
却速度に依存し、冷却速度が遅い場合には２種の領域が
大きなものとなってしまう。これは、液晶層を加熱し、
等方相とした後に冷却した場合、液晶転移温度以下にな
ったときにツイスト方向の異なる２種の領域が生成する
が、転移温度のすぐ低温では２種の領域が次第に合体し
ていくためである。従って、液晶テレビ等画素の小さい
液晶表示装置の場合には、液晶転移温度近傍での冷却速
度を大きくする必要がある。具体的には、１℃／分以上
の冷却速度が必要であり、望ましくは５℃／分以上であ
る。

【００２６】本発明の液晶表示装置においては微小領域
ごとにラビングを必要としないので、特開昭６３−１０
６６２４号公報、特開平６−２４２４４８号公報に開示
された技術のような複数回のラビング工程や、レジスト
工程は不要である。また、特開平６−２４２４４８号公
報に開示されたコントラストの低下の問題もない。さら
に、異なるツイスト間の境界領域は、立上り方向が異な
る領域間の境界部と異なり、光漏れの問題が生じず、液
晶表示装置のコントラスト比が高いとともに、遮光膜を
設ける必要がない。

【００２７】上記配向膜を使用して作製した液晶表示装
置は基本的に良好な視角依存性を有するが、課題がない
わけではない。液晶分子のツイスト方向の異なるそれぞ
れの領域において、立上り方向が異なる２種領域がさら
に生じる。しかもこれらは、必ずしも安定ではなく、一
方の成分が他方の成分に対して過剰に生成する場合や、
立上り方向の異なる２種の領域が経時的に変化し境界部
が移動していく場合がある。

【００２８】液晶層に少量の高分子が分散された構造と
することで上記課題を解決することができる。このよう
な構造ではたとえば、図２に示すように液晶中には少量
の高分子１２が、たとえばネットワーク状に分散してい
る。

【００２９】高分子が共存しない液晶表示装置では、立
上り方向の異なる２種のドメイン領域は経時的に変化す
る場合があり、２種領域の境界部は次第に移動してい
く。これに対し、液晶層内に少量の高分子が共存する場
合には、この高分子により液晶分子の動きは制限され、
結果として立上り方向の異なる２種の領域は固定され
る。液晶分子の立上り方向は、任意性があるが、最初に
電圧を印加した際の立上り方向を少量共存する高分子が
記憶するために、その後も最初に立ち上がった方向に液
晶分子は立ち上がり、２種領域の境界部は移動しない。
これにより２種領域の境界部の移動による応答速度とコ
ントラスト比の低下の問題が解決される。

【００３０】本発明で液晶層に分散する高分子として
は、高分子を液晶中に分散したものを基板間に導入する
こともできるし、モノマー等を溶解した液晶を基板間に
導入した後に、モノマー等を反応して高分子とすること
もできる。しかし、注入の容易さ、初期配向の安定化の
点より、液晶相中でモノマー等を反応させることが望ま
しい。

【００３１】本発明はかかる液晶表示装置の製造方法も
提供するものである。すなわち、電圧印加時に液晶分子
が２方向から立ち上がるように組み合わされた２枚の基
板間に、少量のモノマー又はオリゴマを含む液晶を注入
し、その後当該モノマーまたはオリゴマを反応させる液
晶表示装置の製造方法を提供する。特に、初期透過率を
著しく変化させない低い電圧に印加した状態でモノマー
等を反応させることにより、適当なプレティルトを各ド
メイン部に生じさせ、ドメイン境界部の位置を固定する
ことができる。

【００３２】本発明に使用するモノマー、オリゴマとし
ては光硬化性モノマー、熱硬化性モノマー、あるいはこ
れらのオリゴマ等のいずれを使用することもでき、また
これらを含むものであれば他の成分を含んでいてもよ
い。本発明に使用する「光硬化性モノマー又はオリゴ
マ」とは、可視光線により反応するものだけでなく、紫
外線により反応する紫外線硬化モノマー等を含み、操作
の容易性からは特に後者が望ましい。

【００３３】また、本発明で使用する高分子は、液晶分
子と類似の構造を有するものでもよいが、特に液晶を配
向させる目的で使用されるものではないため、アルキレ
ン鎖を有するような柔軟性のあるものであってもよい。
また、単官能性のものであってもよいし、２官能性のも
の、３官能以上の多官能性を有するモノマー等でもよ
い。

【００３４】本発明で使用する光または紫外線硬化モノ
マーとしては、たとえば、２−エチルヘキシルアクリレ
ート、ブチルエチルアクリレート、ブトキシエチルアク
リレート、２−シアノエチルアクリレート、ベンジルア
クリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−ヒドロ
キシプロピルアクリレート、２−エトキシエチルアクリ
レート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、ジシクロ
ペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレ
ート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデシル
アクリレート、ラウリルアクリレート、モルホリンアク
リレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシ
ジエチレングリコールアクリレート、２，２，２−トリ
フルオロエチルアクリレート、２，２，３，３，３−ペ
ンタフルオロプロピルアクリレート、２，２，３，３−
テトラフルオロプロピルアクリレート、２，２，３，
４，４，４−ヘキサフルオロブチルアクリレート等の単
官能アクリレート化合物、２−エチルヘキシルメタクリ
レート、ブチルエチルメタクリレート、ブトキシエチル
メタクリレート、２−シアノエチルメタクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エト
キシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチ
ルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタ
クリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシ
クロペンテニルメタクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、イソボ
ニルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウ
リルメタクリレート、モルホリンメタクリレート、フェ
ノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレング
リコールメタクリレート、２，２，２−トリフルオロエ
チルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロ
プロピルメタクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘ
キサフルオロブチルメタクリレート等の単官能メタクリ
レート化合物、４，４′−ビフェニルジアクリレート、
ジエチルスチルベストロールジアクリレート、１，４−
ビスアクリロイルオキシベンゼン、４，４′−ビスアク
リロイルオキシジフェニルエーテル、４，４′−ビスア
クリロイルオキシジフェニルメタン、３，９−ビームス
プリッタ［１，１−ジメチル−２−アクリロイルオキシ
エチル］−２，４，８，１０−テトラスピロ［５，５］
ウンデカン、α，α′−ビス［４−アクリロイルオキシ
フェニル］−１，４−ジイソプロピルベンゼン、１，４
−ビスアクリロイルオキシテトラフルオロベンゼン、
４，４′−ビスアクリロイルオキシオクタフルオロビフ
ェニル、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４
−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブチレング
リコールジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリ
レート、グリセロールジアクリレート、１，６−ヘキサ
ンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリト
ールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテト
ラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリ
レート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ
アクリレート、４，４′−ジアクリロイルオキシスチル
ベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジメチルスチル
ベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジエチルスチル
ベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジプロピルスチ
ルベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジブチルスチ
ルベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジペンチルス
チルベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジヘキシル
スチルベン、４，４′−ジアクリロイルオキシジフルオ
ロスチルベン、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオ
ロペンタンジーオル、１，５−ジアクリレート、１，
１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロピル−１，３
−ジアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマ等の
多官能アクリレート化合物、ジエチレングリコールジメ
タクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレー
ト、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジ
シクロペンタニルジメタクリレートグリセロールジメタ
クリレート、１，６−ヘキサンジーオルジメタクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、テトラ
エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタク
リレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、
ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリ
レート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペン
タンジオール、１，５−ジメタクリレート、ウレタンメ
タクリレートオリゴマ等の多官能メタクリレート化合
物、スチレン、アミノスチレン、酢酸ビニル等があるが
これに限定されるものではない。

【００３５】また、本発明の素子の駆動電圧は、高分子
材料と液晶材料の界面相互作用にも影響されるため、フ
ッ素元素を含む高分子であってもよい。このような高分
子として、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロペ
ンタンジオール １，５−ジアクリレート、１，１，
２，２，３，３−ヘキサフルオロプロピル−１，３−ジ
アクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルアクリ
レート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル
アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピ
ルアクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフル
オロブチルアクリレート、２，２，２−トリフルオロエ
チルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロ
プロピルメタクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘ
キサフルオロブチルメタクリレート、ウレタンアクリレ
ートオリゴマ等を含む化合物から合成された高分子が挙
げられるがこれに限定されるものではない。

【００３６】本発明に使用する高分子として光または紫
外線硬化モノマーを使用する場合には、一般に光または
紫外線用の開始剤を使用する。この開始剤としては、種
々のものが使用可能であり、たとえば、２，２−ジエト
キシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１
−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロプルフェニ
ル−）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オ
ン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−
２−メチルプロパン−１−オン等のアセトフェノン系、
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系、ベン
ゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、４−フェニルベンゾ
フェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェ
ノン等のベンゾフェノン系、チオキサンソン、２−クロ
ルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン等のチオ
キサンソン系、ジアゾニウム塩系、スルホニウム塩系、
ヨードニウム塩系、セレニウム塩系等が使用できる。

【００３７】本発明の液晶光学装置においては、高分子
材料の量をかなり小さくしても十分な効果が得られる。
具体的には高分子材料の種類、液晶分子との相互作用に
もよるが、高分子材料の量は、高分子材料および液晶材
料の全量に対して５％以下が望ましい。あまり高分子の
量が多いと、高分子による配向の乱れ、散乱が生じコン
トラストを低下させる原因となる。

【００３８】本発明の素子をＴＦＴ等の能動素子として
駆動させるためには、液晶は電気抵抗が大きく、電荷保
持率の大きいことが要求される。従って、フッ素系、塩
素系等の高抵抗の液晶材料であり、また可視光線、紫外
線照射により電荷保持率特性の低下しないものが望まし
い。

【００３９】さらに、本発明においては補償板を使用す
ることにより通常のＴＮに比較して、視角特性を効率よ
く高めることができる。本発明の光学素子においては液
晶分子の配向方向が９０°ずれているために、一つの領
域における、通常のＴＮセルにおける下方方向には、他
の領域の横方向成分が含まれる。そのために、補償板に
よる視角特性の改善効率の悪い方向が共存せず、有効に
視野角が改善される。

【００４０】本発明に使用する補償板としては、正の屈
折率異方性を有する液晶を補償するものであるために、
負の屈折率異方性を有する補償板が望ましい。特に、液
晶分子の立上り方向を考慮するように光学軸が垂直方向
から傾いた補償板が望ましい。このような補償板の作製
方法としては特開平６−２２２２１３号公報に開示され
ているようなロールの回転速度の異なるロール間で延伸
して作製したフィルム等を使用できる。

【００４１】以上のように本発明を用いることにより、
従来のねじれネマチック液晶素子と同様の簡易な方法で
製造可能な広視野角な液晶表示装置を得ることができ
る。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。

【００４３】（実施例１）一画素の大きさが１００μm
×３００μm 画素数４８０×１４０×３、表示画素の対
角サイズが２４０mmのアモルファスシリコン薄膜トラン
ジスタアレイを基板として使用した。一方、カラーフィ
ルタ基板として、クロム薄膜からなるＴＦＴ遮光層とカ
ラーフィルタ層とＩＴＯ薄膜からなる共通電極層を有し
ているものを用いた。これらの基板（３０mm×４０mm）
を洗浄後、ポリイミド配向剤ＪＡＬＳ−４２８（日本合
成ゴム）をスピンコートで塗布し、９０℃および２００
℃の焼成を行った。この後、レーヨンからなるバフ布に
よりラビング処理を施した。各基板のラビング方向は、
基板の対角方向である。基板の表示画素周辺部に接着剤
を塗布し、スペーサとして径６μm のラテックス球を散
布した。続いて、両基板を画素構造が整合するように位
置を調整し、加圧しながら張り合わせた。

【００４４】張り合わせた基板を真空漕内に置き、真空
排気後、ネマチック液晶（メルク社製ＺＬＩ４７９２）
を注入した。ネマチック液晶には、カイラル剤は含まれ
ていない。注入後素子を９０℃まで加熱し、その後１０
℃／分室温まで冷却した。

【００４５】作製した液晶素子のドメイン発生状況を光
学顕微鏡下で観察した。各画素内に電圧非印加時に２種
の領域が観測され、この２種領域での液晶分子のねじれ
方向が反対であることが確認された。

【００４６】作製した液晶表示装置を回転ステージに設
置後、その正面に色彩輝度計（トプコン社製ＢＭ−５
Ａ）を設置し、液晶表示装置の視覚依存性を調べた。液
晶表示画面に８階調表示させ、各階調表示時の視覚依存
性を測定した。視覚２５°以内の範囲で階調間の輝度の
順位関係が反転することはなかった。

【００４７】同様に作製した配向膜付きの基板を５０μ
m スペーサによりセルを作製し、クリスタルローテーシ
ョン法でプレティルト角を計ると０．０５°であった。

【００４８】（比較例２）冷却速度１℃／分とした以外
は、実施例１と同様に素子を作製した。偏光顕微鏡下で
観察すると、２種の領域の大きさは大きく、単一の領域
のみからなる画素が多数観察された。

【００４９】（実施例２）負の屈折率異方性を有する補
償板として、補償板の屈折率楕円体の短軸がフィルム面
に垂直である位相差フィルム（住友化学（株）製ＶＡＣ
−１００）を使用して補償板の効果を検討した。実施例
１と同一の条件で作製した液晶表示装置において液晶セ
ルと偏光板の間に補償板を貼り付けた。色彩輝度計を用
いて視覚依存性を測定したところ、視覚３０°以内で階
調間の輝度順位の反転が生じなかった。

【００５０】（実施例３）実施例２と同じ位相差フィル
ムを１８０℃に加熱した鉄板にはさみズリ応力を与え
た。エリプソメーターを用いて測定したところ、光学軸
がフィルム平面の法線方向に対して約２０°傾いている
ことがわかった。実施例２と同様に、ラビング方向とズ
リ応力の方向が合うように、液晶セルに補償板を貼り付
け、さらに偏光板を貼りつけた。色彩輝度計を用いて視
角依存性を測定したところ、視角３０°以内で階調間の
輝度順位の反転が生じなかった。また、実施例２と比較
してもさらにコントラストの高い表示を得ることができ
た。

【００５１】（比較例２）汎用のポリイミド配向膜（日
本合成ゴム製ＡＬ１０５１）を用いた以外は、実施例１
と同様に素子を作製した。偏光顕微鏡下で観測すると、
電圧印加時にも均一の領域しか認められなかった。

【００５２】実施例１と同様の方法で視野角を測定する
と、視角１０°以内で、階調間の輝度順位の反転が生じ
た。プレティルト角は１．０°であった。

【００５３】（実施例４）配向膜としてポリスチレンの
キシレン溶液を使用し、焼成温度を１２０℃とした以外
は、実施例１と同様に素子を作製した。偏光顕微鏡下で
観測すると、電圧印加時にねじれ方向の異なる２種の領
域が観測され安定であった。

【００５４】実施例１と同様の方法で視野角を測定する
と、視角２５°以内の範囲で階調間の輝度の順位関係が
反転することはなかった。また、プレティルト角は０．
０７°であった。

【００５５】（実施例５）注入する液晶として、ＺＬＩ
４７９２と４，４′−ジアクリロイルオキシビフェニル
アクリレート（液晶に対して２ｗｔ％）、ベンゾインメ
チルエーテル（モノマーに対して１ｗｔ％）の混合溶液
を使用した以外は、実施例１と同様に素子を作製した。
さらに、注入孔を封孔後、紫外線を照射した。紫外線照
射後も素子は透明のままであった。偏光顕微鏡下で観測
すると、電圧印加時にねじれ方向の異なる２種領域が観
測され安定であった。

【００５６】実施例１と同様の方法で視野角を測定する
と、視角４０°以内の範囲で階調間の輝度の順位関係が
反転することはなかった。

【００５７】（実施例６）実施例３と同様の素子を作製
した。２Ｖの電圧を印加すると、ツイスト方向が異なる
２種領域に、立上り方向の異なる２種領域が生成した
が、十分な時間が経過すると、立上り方向は一方のみと
なった。この状態で紫外線を照射した。紫外線照射後も
素子は透明のままであった。偏光顕微鏡下で電圧をＯ
Ｎ、ＯＦＦすると液晶分子の立上り方向は一方向に固定
され、立上り方向が異なることによる境界領域は観測さ
れなかった。

【００５８】実施例１と同様の方法で視野角を測定する
と、視角３０°以内の範囲で階調間の輝度の順位関係が
反転することはなかった。また、垂直方向のコントラス
トは２００：１以上であった。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、従
来のねじれネマチック液晶素子と同様の簡易な方法で応
答速度が速く、コントラスト比に優れるとともに、広視
野角の液晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の液晶漕を拡大した斜視
図である。

【図２】本発明の液晶表示装置を示す断面図である。

【図３】スプレイ配向を示す液晶表示装置の断面図であ
る。

【図４】従来の液晶表示装置を説明するための断面図で
ある。

【図５】従来の液晶表示装置の課題を説明するための断
面図である。

【図６】従来の液晶表示装置の斜視図である。

【図７】従来の液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１１ 液晶分子 １２ 高分子 １３ プレティルト角 Ａ、Ｂ 異なる配向領域 Ｃ、Ｄ ツイストの向き

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−122784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−5754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210423（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−214116（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20456（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の基板間に液晶層が挟持された複数の
   画素を有する液晶表示装置において、各画素内に液晶分
   子のツイスト方向が異なる２種の不規則な微小領域が微
   小領域毎のラビングを必要とせずに形成されており、基
   板上に液晶分子を配向させるための配向膜があり、前記
   配向膜がラビング方向に垂直でかつプレティルトがほと
   んど０に近い配向状態となるように液晶分子を配向させ
   る特性を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】２枚の基板間に液晶層が挟持された複数の
   画素を有する液晶表示装置において、各画素内に液晶分
   子のツイスト方向が異なる２種の不規則な微小領域が微
   小領域毎のラビングを必要とせずに形成されており、前
   記液晶層に少量の高分子が分散されていることを特徴と
   する液晶表示装置。
3. 【請求項３】各画素内に液晶分子のツイスト方向が異な
   る２種の不規則な微小領域が微小領域毎のラビングを必
   要とせずに形成されるように組み合わされた２枚の基板
   間に液晶層が挟持された複数の画素を有する液晶表示装
   置の製造方法において、 透明電極の形成された２枚の基板各々に、プレチルト角
   が０．５゜以下となる配向膜またはラビング方向に垂直
   な方向に液晶分子を配向させる配向膜のいずれかを形成
   し、一方向にラビング処理をしたのち両基板を張り合わ
   せ、液晶を注入し、液晶が等方相となるまで加熱し、１
   ℃／分以上の冷却速度で冷却することを特徴とする液晶
   表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】各画素内に液晶分子のツイスト方向が異な
   る２種の不規則な微小領域が微小領域毎のラビングを必
   要とせずに形成されるように組み合わされた２枚の基板
   間に液晶層が挟持された複数の画素を有する液晶表示装
   置において、前記２枚の基板間に少量のモノマー又はオ
   リゴマを含む液晶を注入し、その後当該モノマー又はオ
   リゴマを反応させ、高分子とすることを特徴とする液晶
   表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】電圧印加下でモノマー又はオリゴマを反応
   させることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置の
   製造方法。