JPH07104282A

JPH07104282A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07104282A
Application number: JP5247214A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Onishi; 憲明大西; Nobuaki Yamada; 信明山田; Shuichi Kanzaki; 修一神崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】耐衝撃性を含む機械的強度が向上され、視角
特性、コントラスト及び色再現性が向上された液晶表示
装置及びその製造方法を提供する。【構成】ガラス基板１２上に、複数の色領域１３_R、
１３_G、１３_Bを有するカラーフィルタ１３が形成され
る。カラーフィルタ１３の各色領域１３_R、１３_G、１３
_Bの周縁部に遮光膜２８が形成され、各色領域１３_R、１
３_G、１３_Bの間は、可視光及び紫外線のいずれも透過す
る光透過領域２９として構成される。該カラーフィルタ
１３を被覆して、表面が平滑な保護膜３８が形成され、
保護膜３８上に、カラーフィルタ１３のＲ、Ｇ、Ｂの各
色領域１３_R、１３_G、１３_Bに対応して、液晶層１５の
層厚が各々ｔ_R、ｔ_G、ｔ_Bとなるように、前記アクリル
系ネガ型レジストをパターニングする。これにより、液
晶層１５側の表面が凹凸形状を有する高分子絶縁層１４
が形成される。高分子絶縁層１４上に、ＩＴＯからなる
透明対向電極１６を形成し、フィルタ基板２１が構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置及びその
製造方法に関し、更に詳しくは、液晶領域が高分子材料
に区切られ、液晶領域内の液晶あるいは高分子材料が配
向状態によりＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Surpe
r Twisted Nematic）、ＥＣＢ（Electrically Controle
d Birefringement）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid C
rystal）などのモードの液晶、又は、液晶領域（高分子
材料の膜によって相互に隔てられていない１つ或は複数
の液晶ドメインの集合体）が絵素内で軸対称（放射線
状）に配向しているモードの液晶が表示駆動される液晶
表示装置及びその製造方法に関する。特に、少なくとも
一方の基板にカラーフィルタを有する一対の基板間に注
入された液晶材料と光硬化性樹脂との混合物に紫外線を
照射して相分離を発生させ、形成された高分子壁を、前
記一対の基板間に有する液晶表示装置及び前記高分子壁
を一対の基板間に作成する液晶表示装置の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気光学効果を利用した表示装置
として、ネマティック液晶を用いたＴＮ型液晶表示装置
や、ＳＴＮ型液晶表示装置が実用化されている。また、
強誘電性液晶を用いた液晶表示装置も提案されている。
これらの液晶表示装置は、偏光板を要し、また配向処理
を必要とする。一方、偏光板を要さず、液晶による光の
散乱を利用した液晶表示装置として、動的散乱（ＤＳ）
効果および相転移（ＰＣ）効果を利用した液晶表示装置
がある。さらに、偏光板を要さず、しかも配向処理を不
要とする液晶表示装置として、液晶の複屈折性を利用
し、透明または白濁状態を電気的に制御して表示を実現
する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置
は、基本的には液晶分子の常光屈折率と支持媒体の屈折
率とを一致させる。液晶に電圧を印加して液晶の配向が
揃うときには、液晶表示装置は透明状態を表示し、電圧
無印加時には、液晶分子の配向の乱れによる光散乱状態
を表示する。

【０００３】このような液晶表示装置の従来技術とし
て、特表昭６１−５０２１２８に於て、光又は熱によっ
て硬化する硬化性樹脂と液晶とを混合し、該硬化性樹脂
を硬化することにより液晶を析出させ、硬化した樹脂か
らなる高分子壁の中に液晶滴を形成させる製造方法が開
示されている。

【０００４】最近、これらの技術を利用し、ＴＮ（ツイ
スティッドネマティック）−ＴＦＴＬＣＤ（薄膜トラ
ンジスタ素子を用いた液晶表示装置）の視角特性を改善
する目的で、特開平４−３３８９２３及び特開平４−２
１２９２８に、液晶の散乱状態／透明状態を制御する制
御素子を、偏光軸が相互に直交した一対の偏光板間に挿
入することにより、該液晶表示装置の視角特性を改善す
る技術が開示された。しかし、該従来技術は、光の散乱
による偏光光の脱偏光により表示を行うものである。そ
のため、この従来技術は、原理的にＴＮ型液晶表示装置
の５０％の明るさを確保するのが限界であり、実際の報
告（ＪａｐａｎＤｉｓｐｌａｙ ’９２Ｓ−１７、
ｐｐ６３１）に於て、明るさがＴＮ型液晶表示装置の１
／３であると報告されている。

【０００５】さらに、特開平５−２７２４２号に於て、
液晶表示装置を構成する一対のガラス基板の間に、絵素
毎に液晶滴を収納する凹所が形成された高分子材料から
なる高分子壁である高分子マトリクスを形成し、この高
分子壁によってＴＮ型液晶表示装置内の液晶分子の規則
正しい配列を乱すことにより、液晶の配向状態をドメイ
ンごとにランダムにし、これにより視角特性を改善する
方法が開示されている。しかし、この方法は、基本的に
前記液晶滴の位置を正確に限定することができないため
に、複数の絵素を有する液晶表示装置の絵素毎に液晶滴
を配置することができず、液晶表示装置の光線透過率を
高くすることができない。

【０００６】さらに、液晶ドメインをランダムに配列さ
せた場合、表示画像の反転現象などの極端な視角特性の
悪化は見られないが、非表示状態である電圧飽和時の液
晶表示装置の光線透過率を、液晶表示装置と垂直な方向
から測定すると、数％の光の漏れが観測される。

【０００７】また、従来のＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＦＬ
Ｃなどの液晶分子の旋光性を利用したモードの液晶表示
装置に於て、液晶分子の旋光分散によりコントラストが
低下する。例えば、ＴＮ液晶では、こうした液晶分子の
旋光分散のために、液晶表示装置に入射した直線偏光光
が楕円偏光光になる。これにより、この従来技術の液晶
表示装置に於て、電界無印加時および中間調領域でコン
トラストが低下したり、カラーフィルタ等と組み合わせ
た時の色再現性が不十分となる。

【０００８】特開昭６０−１５９８２４号に於て、こう
した問題点を解消する目的で、図１５に示される液晶表
示装置１のように、ガラス基板２上に形成され、配向膜
６で被覆されたカラーフィルタの赤色、緑色及び青色の
部分（以下、Ｒ領域、Ｇ領域及びＢ領域と記すことがあ
り、総称する場合は、色領域と称することがある）３、
４、５に対応する液晶層７の層厚を変えて、液晶分子の
旋光性を制御する方法が開示されている。この様な従来
技術の他の例として、図１６に示されるような液晶表示
装置１ａが知られている。この液晶表示装置１ａは、ガ
ラス基板２上に被膜８、９を形成し、該被膜９上に、図
１５に示されるような各色領域３、樹脂膜６ａ、色領域
４、樹脂膜６ｂ、色領域５及び樹脂膜６ｃがこの順序で
積層された構成である。

【０００９】同様な目的のために、特開昭６０−２０２
４２３号公報に於て、ＴＮ−ＴＦＴＬＣＤに関する技術
が開示されている。しかしながらこれらの公報に於て、
電界無印加時に黒状態となるノーマリーブラックのＴＮ
液晶表示装置について例示されているだけであり、電界
無印加時に白状態となるノーマリーホワイトのＴＮ液晶
表示装置であって、液晶分子の旋光分散によるコントラ
スト低下を改良した液晶表示装置について具体的に記載
されていない。しかも、前記ノーマリーブラック及びノ
ーマリーホワイトの表示形態に関わらず、液晶分子の旋
光性を利用した従来の液晶表示装置に於て、視角特性を
含めた全方位方向についての色再現性の改善は十分に行
えない。

【００１０】一方、同様な目的のために、液晶表示装置
において、前記一対の基板の間隔（以下、セル厚）を変
化させたり、前記基板上に凹凸形状を設定する例が、特
開昭６２−１４５２１６号公報などに開示されている。
これらの従来技術に於て、液晶分子の姿勢が双安定な強
誘電性液晶表示装置において、階調表示を行うための方
法が記載されている。しかしながら、この従来技術に於
て、前記セル厚が変化することによる配向の乱れや耐衝
撃性等に関する問題点が解決できず、実用化が困難であ
る。

【００１１】これらの問題を解決するために、本願発明
者らにより、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤と
の混合物を前記一対の基板間に注入して液晶セルを構成
し、その後、液晶表示装置のマトリクス状の複数の絵素
に相当する部分が遮光部になるようなホトマスクを前記
液晶セルに装着し、紫外線照射する技術が出願されてい
る。この先行出願に於て、前記紫外線照射によって、各
絵素に相当する前記混合物の部分に液晶滴が形成され、
各絵素に相当する部分以外の混合物の領域に、高分子部
が集合した液晶表示装置が開示されている。この先行出
願の液晶表示装置に於て、実質的にネマティック液晶を
用い、液晶ドメインが一対の基板間で放射状又はランダ
ム状態になっている場合、液晶表示装置の視野角特性が
ＴＮ型液晶表示装置に比べ著しく改善され、前記中間調
状態を含め全方位的に前記表示画像の反転が無く、しか
も、良好なコントラストを達成できる。

【００１２】また、前記先行出願に於て、表面を配向処
理した一対の基板間に強誘電性液晶と光硬化性樹脂と光
開始剤との混合物を注入して液晶セルを構成し、その
後、各絵素に相当する部分が遮光部になるようなホトマ
スクを液晶セルに装着し、紫外線を照射している。この
紫外線照射により、各絵素に相当する前記混合物の部分
に液晶滴が形成され、各絵素に相当する部分以外の混合
物の領域に、高分子部が集合した高分子壁が形成された
液晶表示装置が開示され、この液晶表示装置は、高速応
答性を維持したまま耐衝撃性が向上されていることが開
示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記液晶滴及び高分子
壁を、複数の絵素を有する一対の基板、即ち、絵素毎に
カラーフィルタが形成され、各絵素に対応する部分だけ
光が通過する通常のブラックマスクが形成されたフィル
タ基板とＴＦＴ等のスイッチング素子が形成されたアク
ティブ基板との間に形成する場合、紫外線露光するため
に絵素を覆うホトマスクを使用し、前記ブラックマスク
側から液晶セルにホトマスクを装着すると、照射される
光の通過する部分が極端に少なくなる。また、露光のた
めの紫外光が前記カラーフィルタを透過してくるため、
紫外線が前記フィルタによって吸収され、光硬化性樹脂
が硬化しない、そのため、前記ブラックマスクが形成さ
れておらず、前記ＴＦＴ等のスイッチング素子が形成さ
れたアクティブ基板側から、ホトマスクを介して光照射
する技術が一般的である。

【００１４】この場合、前記アクティブ基板側には、そ
れぞれ多数のソースライン及びゲートラインがマトリク
ス状に形成されているため、前記ソースライン及びゲー
トラインが形成されている部分も紫外光に対して遮光層
となる。このため、液晶滴がこの遮光層の下にも形成さ
れ、液晶滴に於ける液晶材料と高分子材料との比率に影
響を及ぼす。これにより、絵素領域内に高分子材料が残
りやすくなったり、該絵素領域に形成された液晶滴が、
ソースライン及びゲートラインと前記ブラックマトリク
ス側の基板との間に形成された液晶部分に連結されてし
まったりして、前記液晶領域のドメイン配向に影響を与
え視角特性を悪化させる。

【００１５】本発明は、上記問題点を解消しようとして
なされたものであり、耐衝撃性を含む機械的強度が向上
され、視角特性、コントラスト及び色再現性が向上され
た液晶表示装置及びその製造方法を提供することが本発
明の目的である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、それぞれ電極を有し、少なくとも一方が透光性であ
る一対の基板間に配置され、高分子材料に区切られた複
数の液晶領域と、少なくとも一方の基板表面と、該基板
表面上に形成されている電極との間に配置され、透過光
強度を変化させて入射光を調光し、層厚が局所的に異な
っている調光層とを備え、該一対の基板の各表面上の電
極の間隔が、前記調光層の層厚の変化に対応して変化し
ており、そのことにより、上記目的が達成される。

【００１７】本発明の液晶表示装置は、それぞれ電極を
有し、少なくとも一方が透光性であり、複数の絵素がマ
トリクス状に形成された一対の基板間に配置され、高分
子材料に区切られた複数の液晶領域と、該一対の基板に
於ける一方の基板表面に形成され、分光透過特性が局所
的に異なるカラーフィルタとを有し、該絵素に相当する
カラーフィルタの部分毎に、各基板上の電極の各基板間
の間隔を変化させ、あるいは液晶領域の特性を異ならせ
ており、そのことによって、上記目的が達成される。

【００１８】本発明に於て、カラーフィルタに含まれる
範囲に、前記複数の絵素を含む表示領域が設けられ、該
表示領域内の前記カラーフィルタの前記絵素に相当する
各部分に於て、波長３６５ｎｍの紫外線の透過率が５０
％以下であり、４００〜８００ｎｍの光線の透過率が少
なくとも単一波長において２０％以上である第１部分
と、紫外線が実質的に透過する第２部分とを少なくとも
有し、該表示領域において赤色、緑色及び青色の光を主
に透過させる場合がある。

【００１９】本発明に於て、前記表示領域の絵素内の赤
色、緑色、青色の光を主に透過する分光特性を示すカラ
ーフィルタに対応した調光層において、赤色、緑色及び
青色にそれぞれ相当する各部分の層厚は、順次減少する
ように選ばれ、かつ、前記液晶領域において青色に対応
する部分の面積が赤色および緑色に相当する部分の面積
よりも大きく選ばれている場合がある。

【００２０】本発明に於て、前記表示領域の絵素内の赤
色、緑色、青色の光を主に透過する分光特性を示すカラ
ーフィルタに対応した調光層において、赤色、緑色及び
青色にそれぞれ相当する各部分の層厚は、順次減少する
ように選ばれ、または、前記液晶領域において青色に対
応する部分の面積が赤色および緑色に相当する部分の面
積よりも大きく選ばれている場合がある。

【００２１】本発明に於て、前記一対の基板の少なくと
も一方の基板に偏光板を装着している場合がある。

【００２２】本発明に於て、前記一対の基板の少なくと
も一方の基板上に配向膜を有している場合がある。

【００２３】本発明に於て、上記配向膜中に多結晶状態
の構造物が含まれる場合がある。

【００２４】本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記
一対の基板の少なくとも一方の基板上に、パターニング
して凹凸状の絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に透
明電極膜を積層して一対の液晶基板を作成する工程と、
該一対の液晶基板間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合
開始剤との混合物を注入する工程と、該混合物を注入し
た後、局所的に光強度が変化している紫外線で前記一対
の基板を照射することにより、該混合物における相分離
を進行させて、該光硬化性樹脂が硬化して形成される高
分子層によって区分された液晶滴を析出させる工程とを
含んでおり、そのことによって、上記目的が達成され
る。

【００２５】本発明の液晶表示装置の製造方法は、それ
ぞれ電極を有し、少なくとも一方が透光性であり、複数
の絵素がマトリクス状に形成された一対の基板間に、分
光透過特性が異なるカラーフィルタを、該カラーフィル
タの絵素に対応した各基板上の電極の各基板間の間隔か
つ液晶領域に於ける特性を保持するように形成する工程
と、該一対の基板間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合
開始剤との混合物を注入する工程と、該混合物を注入し
た後、局所的に光強度が変化している紫外線で前記一対
の液晶基板を照射することにより、該混合物における相
分離を進行させて、該光硬化性樹脂が硬化して形成され
る高分子層によって区分された液晶滴を析出させる工程
とを含み、該カラーフィルタが形成された基板側から紫
外線の照射を行うようにしており、そのことによって、
上記目的を達成することができる。

【００２６】本発明の液晶表示装置の製造方法は、それ
ぞれ電極を有し、少なくとも一方が透光性であり、複数
の絵素がマトリクス状に形成された一対の基板間に、分
光透過特性が異なるカラーフィルタを、該カラーフィル
タの絵素に対応した各基板上の電極の各基板間の間隔或
は液晶領域に於ける特性の少なくともいずれかを保持す
るように形成する工程と、該一対の基板間に液晶材料と
光硬化性樹脂と光重合開始剤との混合物を注入する工程
と、該混合物を注入した後、局所的に光強度が変化して
いる紫外線で前記一対の液晶基板を照射することによ
り、該混合物における相分離を進行させて、該光硬化性
樹脂が硬化して形成される高分子層によって区分された
液晶滴を析出させる工程とを含み、該カラーフィルタが
形成された基板側から紫外線の照射を行うようにしてお
り、そのことによって上記目的を達成することができ
る。

【００２７】本発明の液晶表示装置の製造方法は、それ
ぞれ電極を有し、少なくとも一方が透光性であり、複数
の絵素がマトリクス状に形成された一対の基板間に於け
る一方の基板表面に、分光透過特性が局所的に異なるカ
ラーフィルタを形成する工程と、該一対の基板間に、液
晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤との混合物を注入
する工程と、該混合物の注入後、紫外線で前記一対の基
板を照射することにより、該混合物に於ける相分離を進
行させて、カラーフィルタの絵素毎に各基板上の電極の
各基板間の間隔、且つ液晶領域に於ける特性の少なくと
もいずれかを有するような、該光硬化性樹脂が硬化して
形成される高分子層によって区分された液晶滴を析出さ
せる工程とを含んでおり、そのことにより、上記目的が
達成される。

【００２８】

【作用】上記問題点を解決するために、本願発明者は、
カラーフィルタ側（ブラックマスク側）から照射される
紫外線の照射対象物における照射領域を、例として液晶
表示装置の絵素となる領域に高精度に限定できるように
鋭意検討し、本発明に到達した。以下に、本発明の液晶
表示装置及びその製造方法について、詳細に説明する。

【００２９】（カラーフィルタ）本発明の液晶表示装置
の製造方法は、液晶材料と光硬化性樹脂との均一混合物
に紫外線を照射して重合性化合物を硬化させ、該重合性
化合物が硬化して得られる高分子材料と液晶とを相分離
させるものである。この発明の製造方法に於て、液晶表
示装置を構成する一対のガラス基板の間に前記均一混合
物を注入して液晶セルを構成する。前記均一混合物の液
晶表示装置の各絵素となる領域に、該絵素となる領域以
外の領域におけるよりも優先的に液晶領域を形成するた
めに、ホトマスクを該液晶セルに装着して、このホトマ
スク側から紫外線を照射する。

【００３０】本発明の液晶表示装置は、カラーフィルタ
あるいはブラックマスク（ＢＭ）が形成されているフィ
ルタ基板側から紫外線照射できるように、カラーフィル
タを有するフィルタ基板を改良したことを特徴の一つと
する。即ち、本発明に於て、前記フィルタ基板側から紫
外線照射するために、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青
色）に対応するカラーフィルタの各色領域の間に、紫外
線が透過する領域を設ける。これにより、フィルタ基板
側から紫外線を照射したとき、カラーフィルタの陰にな
る前記均一混合物の領域に於て液晶領域が形成され、紫
外線が照射される領域に於て高分子材料が集合する。こ
れにより、絵素部分が液晶領域であり、絵素以外の領域
が前記高分子材料からなる液晶表示装置が形成される。

【００３１】さらに、本発明に於て、カラーフィルタの
Ｒ、Ｇ、Ｂの分光透過特性に対応する液晶層のセル間隔
かつ又は液晶領域を保つことを特徴とする。なお、この
際、Ｒ、Ｇ、Ｂの絵素領域に対応した液晶層のセル間隔
と、光硬化後に相分離して形成された液晶領域とを最適
化して、色再現性およびコントラストを向上させること
が好ましい。

【００３２】具体的には、カラーフィルタのＲの色領域
に於て大きな調光層厚を採用し、Ｂの色領域に於てＲの
色領域の調光層厚よりも小さい調光層厚を採用し、Ｇの
色領域に於て、ＲとＢの調光層厚の間の調光層厚を採用
している。これにより、各色領域毎のリタデーションを
調節できる。一方、高分子材料によって、ほぼ絵素毎に
区切られた液晶領域を形成するための紫外線透過領域と
して、カラーフィルタに於ける絵素領域以外の面積の１
００〜５％の面積を用いることが好ましい。

【００３３】紫外線透過領域の面積が、前記５％以下の
場合、光硬化樹脂の硬化のために露光時間を長くする必
要があり、製造時間が長くなるという問題点を生じる。
例えば、前記カラーフィルタの各色領域の周囲に金属な
どからなる光遮断層を設け、絵素と絵素との中間の領域
に紫外線透過領域を作成することが好ましい。さらにこ
のとき、前記フィルタ基板と対向し表面に走査信号線、
データ信号線及び各絵素毎にスイッチング動作を行うア
クティブ素子等が形成されているアクティブ基板上に、
前記紫外線透過領域に対応する領域より大きい領域に遮
光層を設ける事により、絵素以外の部分から光が漏れる
ことがなくなり、表示画像における良好なコントラスト
が維持される。より好ましくは、前記アクティブ基板に
於て、アクティブ素子近傍だけを遮光層で被覆し、他の
部分に該遮光層を設けない構造が好ましい。何故なら、
アクティブ素子に強力な光線が照射された場合、該素子
の半導体特性を劣化させてしまい、動作の遅延或は誤動
作を生じ、液晶表示装置の動作上の信頼性の点で好まし
くないからである。

【００３４】（液晶ドメインの配向）液晶表示装置の視
角特性を更に改善するために、液晶領域内に於て、絵素
の中心に関して、放射状の液晶ドメインを作成すること
が好ましい。液晶ドメインを放射状に配向させるために
は、以下の方法がある。

【００３５】光硬化性樹脂の光硬化速度を制御して、
絵素の中心部に於て、高分子が光重合領域側に移動しき
れずに残るようにすることにより、該中心部に於ける高
分子材料からなる島状形成物を中心に、液晶ドメインを
放射状に配向する方法、及び紫外線の非照射領域の中央部に作為的に照射領域を構
成し、この絵素中深部の照射領域を中心に、液晶ドメイ
ンを放射状に配向した状態とする方法などが挙げられる。前記項の製造方法の場合、本発明
に於て、カラーフィルタの各色領域の中央部に透明領域
を作成することになる。これにより、表示セル作成後、
前記アクティブ基板上に遮光領域を作成して、前記絵素
中心部の透明領域にバックライトの光が入射しないよう
にする必要がある。

【００３６】また、前記表示セル内に、紫外線に対する
ホトマスクをセルフアライメントで組み込んで、液晶材
料が高分子材料に実質的に囲まれた液晶装置を作成する
ことも可能である。そのため、フォトマスクの各絵素に
対応する部分に於て、表示に使用する可視光（波長帯域
約４００〜８００ｎｍ）を透過させ、光硬化性樹脂を硬
化させ液晶材料と相分離させて表示セルを作成する際に
使用する紫外線（波長約３８０ｎｍ以下）を透過しない
構造になっている必要がある。このときの紫外線の透過
量としては、例として波長３５０ｎｍ（水銀ランプの輝
線）の紫外線に関して５０％以下であることが好まし
い。ホトマスクの絵素に対応する領域に於ける紫外線透
過量が５０％以上の場合、各絵素間の領域に相当する紫
外線透過部に於ける紫外線透過量との差が小さくなり、
絵素部分内部にも高分子体が形成され、コントラストを
低下させる。

【００３７】更に好ましくは、前記紫外線の透過量は１
０％以下である。この場合、絵素部と絵素部外とで液晶
領域と高分子領域を明確に相分離させることができる。
さらに、絵素部に於て、表示に使用する可視光の透過率
が波長４００〜８００ｎｍの領域で少なくとも単一波長
に関して２０％以上であることが好ましい。該波長領域
において、全波長にわたり透過率が２０％以下である
と、表示画像が暗くなり好ましくない。更に好ましく
は、可視光透過率は、明るい表示が可能となる５０％以
上である。これらの条件を満たす具体例として、カラー
フィルタが挙げられる。

【００３８】なお、本発明に於て、カラーフィルタに直
接紫外線が照射されるため、条件によってはカラーフィ
ルタが変色する恐れがある。このため、カラーフィルタ
と基板間に紫外線を吸収する層を設けるか、あるいは、
カラーフィルタ中に紫外線吸収剤が添加されていてもよ
い。

【００３９】（配向膜）液晶表示装置に於て、用途によ
って配向膜の種類が異なり、配向膜が無い状態でも使用
できる。視角特性を改善するために、液晶ドメインを放
射状又はランダム状の配置とするために、配向膜として、ナイロン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリオキシメチレンなどの結晶性を有する高分子薄
膜で、球晶構造（多結晶体）を有するものを用いる；絵素の中央部に液晶ディスクリネーションを発生させ
るような核を存在させる方法；などを使用することができる。これらの方法を用いるこ
とにより、絵素の中央部に高分子材料を存在させること
なく、液晶ドメインを放射状又はランダムに配置させる
ことができ、表示上のコントラストの高い液晶表示装置
が作成できる。

【００４０】（液晶モード）本発明の液晶表示装置の構
造及びその製造方法は、ＴＮ、ＳＴＮ、ＦＬＣ、ＥＣ
Ｂ、或は液晶ドメインが放射状に又はランダムに配向し
たモード等のアクティブ駆動されるほとんどのモードの
液晶表示装置に於て、液晶領域を高分子壁で囲んだ液晶
表示装置に応用することができる。また、本発明は、透
過型の液晶表示装置にも反射型のカラー液晶表示装置に
も応用することができる。

【００４１】（駆動法）本発明は、ＴＦＴ、ＭＩＭ（金
属ー絶縁膜ー金属構造の３端子素子）などのアクティブ
素子を用いてアクティブ駆動される液晶表示装置に応用
できるが、その応用例は、本発明に於て何等限定されな
い。

【００４２】（基板材料）本発明の液晶表示装置に於
て、基板材料は時に限定されない。基板材料の例とし
て、光を透過する透明固体、例えば、ガラス、プラスチ
ックフィルム等が用いられる。また、一方の基板とし
て、金属（アルミ、タンタル、モリブデンなど）、半導
体（Ｓｉ、ＧａＡｓなど）などの反射体を有する基板を
使用することができる。

【００４３】（液晶層厚変調法）本発明の液晶表示装置
に於て、高分子壁によって区分された液晶調光層の層厚
を必要に応じて変化させる。液晶調光層の層厚を変化さ
せることによる効果として、以下の効果が挙げられる。

【００４４】（ａ）前記高分子壁によって区分され、表
示状態と非表示状態との間で液晶分子が双安定な強誘電
性液晶を用いた液晶表示装置の表示セルを構成する一対
の基板間の距離であるセル間隔を変調することにより多
階調表示が可能になる。

【００４５】（ｂ）高分子壁によって区分された液晶表
示装置において、リタデーションを補償することによっ
て表示上のコントラストを改善できる。特に、カラーフ
ィルタのＲ、Ｇ、Ｂの各色領域に対応した各液晶領域の
層厚と大きさとを併せて最適化することにより、色再現
性とコントラストとが全方位的に改善され、視角特性が
改善されたカラー表示が可能な液晶表示装置を実現でき
る。

【００４６】（ｃ）カラーフィルタ側から紫外線を照射
して高分子壁を形成する際に、前記基板上の構成物と液
晶との凹凸状の界面を利用して、液晶分子に対する配向
規制が可能になる。

【００４７】本発明の液晶表示装置に於て、上述したよ
うに、液晶層厚を変調する製造方法の具体例として、局所的に紫外線強度の強弱を有する紫外線を前記基板
に照射することにより、基板上に表面が凹凸形状を有す
る高分子絶縁層を形成し、この高分子絶縁層を用いて、
液晶層厚を変化させる。

【００４８】基板表面の絶縁膜を局所的に段階的にパ
ターニングして、前記絶縁膜の表面を凹凸形状に形成す
る。

【００４９】カラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂの色領域に
於ける分光透過特性を考慮して、各色領域毎に相互に異
なる層厚と大きさとを有するカラーフィルタ層を形成す
る。なお、カラーフィルタの作成法としては、ガラス基
板上に染色媒体被膜を塗布した後、局所的な染色を繰り
返して、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの色領域がパターン化されたカ
ラーフィルタを形成する染色法や電着法、印刷法など、
多種に亘るカラーフィルタの製造方法が適用できる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明は、
これら実施例に限定されるものではない。図１は、本発
明の一実施例の液晶表示装置１１の断面図であり、図２
は、液晶表示装置１１に用いられているカラーフィルタ
１３の平面図である。

【００５１】（実施例１）図１に示すように、本実施例
の液晶表示装置１１は、ガラス基板１２上に、Ｒ、Ｇ、
Ｂ毎にそれぞれ複数の色領域１３_R、１３_G、１３_Bを有
するカラーフィルタ１３を形成する。カラーフィルタ１
３の各色領域１３_R、１３_G、１３_Bの周縁部に、例とし
て金属薄膜などをパターンニングして得られる遮光膜２
８が形成され、各色領域１３_R、１３_G、１３_Bの間は、
可視光及び紫外線のいずれも透過する光透過領域２９と
して構成される。該カラーフィルタ１３を被覆して、表
面が平滑に形成される合成樹脂材料からなる保護膜３８
が形成される。該保護膜３８上に、アクリル系ネガ型レ
ジストをフォトプロセスにより積層し、カラーフィルタ
１３のＲ、Ｇ、Ｂの各色領域１３_R、１３_G、１３_Bに対
応して、液晶層１５の層厚が各々ｔ_R（例として５．５
μｍ）、ｔ_G（例として４．９μｍ）、ｔ_B（例として
４．１μｍ）となるように、前記アクリル系ネガ型レジ
ストをパターニングする。これにより、液晶層１５側の
表面が凹凸形状を有する高分子絶縁層１４が形成され
る。高分子絶縁層１４上に、ＩＴＯ（酸化インジュウム
および酸化スズの混合物、膜厚５０ｎｍ）からなる透明
対向電極１６を形成し、フィルタ基板２１が構成され
る。

【００５２】また、他のガラス基板１７上に、複数の走
査信号線（図示せず）及び複数のデータ信号線（図示せ
ず）を形成し、各絵素毎に走査信号線及びデータ信号線
にそれぞれ接続され、各絵素毎に前記走査信号線からの
走査信号によってオン状態とオフ状態とが切り換えられ
るＴＦＴ等のアクティブ素子１９を形成する。また、各
絵素を規定する複数の絵素電極１８が前記ＩＴＯからマ
トリクス状に形成され、かつ各絵素電極１８の間に、例
として金属薄膜などからなる遮光膜２０が形成されて、
アクティブ基板２２が構成される。

【００５３】前記フィルタ基板２１とアクティブ基板２
２とに対し、ポリイミド系被膜をスピンコート法で塗布
し、ラビング処理などの配向処理を行うことなく、前記
被膜を硬化させ、配向膜２３、２４がそれぞれ形成され
る。これら２枚の基板２１、２２の間に、例として径
５．５μｍの球形、円柱形あるいは繊維状のスペーサー
を散布し、前記スペーサーの径程度のセル間隔を保持し
つつ、前記表示セルを構成した。この表示セルの前記基
板２１、２２間に、Ｒ−６８４（日本化薬社製）０．１
２ｇとｐ−フェニルスチレン０．０５ｇとイソボルニル
メタクリレート０．７５ｇ、パーフロロオクチルメタク
リレート０．０８ｇさらに液晶材料ＺＬＩ−４７９２
（メルク社製：カイラル剤Ｓ−８１１を液晶中に０．３
％添加）４ｇと光重合開始剤Irugacure651（チバガイギ
ー社製）０．００２５ｇとを混合して得られる混合物を
注入した。

【００５４】具体的には、前記表示セル中に該混合物を
３５℃で真空注入し、その後、窒素雰囲気下、４０℃で
４０分間放置し、同じ温度を保って平行光線を得られる
高圧水銀ランプ下１０ｍＷ／ｃｍ²の位置に於て、カラ
ーフィルタ１３側から、（１秒照射、３０秒照射無し）
の紫外線照射のサイクルを２０サイクル行い、その後、
紫外線を１０分間照射し、さらに、アクティブ基板２２
側から１０分間紫外線を照射して前記混合物中の光硬化
性樹脂を硬化させ、前記各絵素毎に形成される各液晶領
域２６が、前記硬化された光硬化性樹脂からなる高分子
壁２７によって囲まれた構成の液晶表示セルが作成され
た。

【００５５】本実施例に於て、光硬化性樹脂の光硬化速
度を制御して、絵素の中心部に於て、高分子が光重合領
域側に移動しきれずに残るようにすることにより、図３
に示されるように、高分子壁２７に囲まれて液晶領域２
６が形成され、液晶領域２６に於て、該中心部に於ける
高分子材料からなる島状形成物３４を中心に、複数の液
晶ドメイン３５が放射状に配向されている構造を実現し
た。各液晶ドメイン３５の間には、ディスクリネーショ
ンライン３６が形成されている。

【００５６】一方、本発明に於て、他の実施例として、
図４に示されるように、各色領域１３_R、１３_G、１３_B
の各中央部に透明領域３７が作成されているカラーフィ
ルタ１３を形成し、このカラーフィルタ１３を用いて、
上述したような紫外線照射を行うようにしてもよい。こ
の場合、液晶表示装置１１作成後、前記アクティブ基板
２１上に遮光領域を作成して、前記絵素中心部の透明領
域３７に、液晶表示装置１１に用いられるバックライト
の光が入射しないようにする。

【００５７】作成された液晶表示セルの前記基板２１、
２２の各表面に、偏光軸が相互に直交する２枚の偏光板
をそれぞれ貼り合わせる。このようにして、液晶領域２
６が高分子壁２７に囲まれた構造を有し、かつ、各液晶
領域２６毎に液晶ドメインが放射状あるいはランダム状
に配置されている液晶表示装置１１が作成された。

【００５８】図５は、本実施例の液晶表示装置１１のカ
ラーフィルタ１３の波長特性を示すグラフである。図５
から、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応するカラー
フィルタ１３の色領域１３_R、１３_G、１３_Bの波長３６
５ｎｍの光（紫外線）における光線透過率は、いずれも
５％以下であり、かつ、波長帯域４００〜８００ｎｍに
おける最大光線透過率が５０％以上であることが分か
る。

【００５９】従って、液晶表示セル作成時に於て、高分
子壁２７を形成するための紫外線照射工程に於て、紫外
線硬化に必要な波長領域（斜線部分）３０を、各絵素に
相当するカラーフィルタ１３の色領域１３_R、１３_G、１
３_Bで遮断し、カラーフィルタ１３における紫外線透過
領域２９において紫外線を選択的に透過させるようにで
きる。従って、前記基板２１、２２間の混合物に対し
て、各絵素の間の領域に於て、光硬化性樹脂を硬化する
ことができ、絵素部分に液晶領域２６が選択的に配置さ
れ、かつ、高分子壁２７が絵素部分以外の領域に配置さ
れた液晶表示装置１１を作成することができる。

【００６０】図６は、本実施例の液晶表示装置１１に於
て、カラーフィルタ１３の色領域１３_R、１３_G、１３_B
毎の液晶領域２６の層厚ｔ_R、ｔ_G、ｔ_Bを決定する根拠
を説明するグラフである。ＴＮ型液晶表示装置のノーマ
リーホワイトモードに於ける液晶表示装置を透過する光
の透過率Ｔと、リタデーションｄ・Δｎとの関係は、
Ｃ．Ｈ．ＧｏｏｃｈとＨ．Ａ．Ｔａｒｒｙらの式から、
液晶層厚ｄ、液晶の複屈折率Δｎ、ＴＮ型液晶のツイス
ト角θおよび入射光の波長λに関して、

【００６１】

【数１】Ｔ＝１−（１＋ｕ²）^-1ｓｉｎ²［θ（１＋ｕ²）^1/2］但し、ｕ＝πｄ・Δｎ／θλ として定められる。

【００６２】また、本実施例に於けるように、液晶ドメ
インが放射状あるいはランダム状に配列された構成の液
晶表示装置に於て、光線透過率Ｔと、リタデーションｄ
・Δｎとの関係は、導波路モードで表現すると、

【００６３】

【数２】Ｔ＝１−ｓｉｎ²（π・ｄΔｎ／λ）／２として簡略化された表現で表される。

【００６４】これに、ツイスト効果による旋光分散を考
慮して、単一波長５５０ｎｍで、ＴＮ型液晶表示装置と
本発明の前記実施例で説明したような高分子壁２７で液
晶領域２６が絵素毎に区分された液晶表示装置１１との
リタデーションｄ・Δｎに対する光線透過率Ｔの変化
は、図６のライン３２、３３で示される。これにより、
リタデーションｄ・Δｎによって光線透過率Ｔが変化す
ることが分かる。また、光線透過率Ｔの変化は、本実施
例における液晶表示装置１１に於ける変化が、前記ＴＮ
型液晶表示装置に於ける変化よりも急峻であることが分
かる。

【００６５】図７は、従来技術のＴＮ型液晶表示装置に
於ける光線透過率に対する本発明の液晶表示装置１１の
光線透過率の比を、リタデーションｄ・Δｎに関して求
めたグラフである。即ち、前述したように、液晶ドメイ
ンが放射状あるいはランダム状に配列された本実施例の
液晶表示装置１１に於て、カラーフィルタ１３のＲ、
Ｇ、Ｂに対応する色領域１３_R、１３_G、１３_Bに対応す
る液晶領域の層厚を最適化することにより、前記各色領
域１３_R、１３_G、１３_Bをそれぞれ透過する光強度を均
一化することができる。

【００６６】従って、本実施例の液晶表示装置１１に於
て、表示画像に於けるコントラストを格段に向上するこ
とができると共に、全可視光帯域に於て色再現性を格段
に向上することができる。

【００６７】前述のようにして作成された本実施例の液
晶表示装置１１の電気光学特性のうち、視角特性を図９
に示す。図９は、印加電圧と光透過率との関係を視角方
向を変化させて測定したものである。光透過率は、２つ
の偏光板を各偏光板の偏光面が平行になるように、図１
を参照して説明した液晶表示セルに貼り合わせ、さら
に、絵素領域だけ光を透過するカラーフィルタつきブラ
ックマスクを通した状態を１００％として、測定した。
さらに、測定方向は、セルの垂直面から測定した場合と
垂直方向から４０゜傾いた円錐面のうち、前記偏光板の
偏光面から４５゜になる４つの方向から測定を行った。

【００６８】図８から、本実施例の液晶表示装置１１に
於て、コントラストが視角方向により逆転する反転現象
や、視角方向によるコントラスト変化が少ない優れた特
性が実現されていることが分かる。さらに、偏光顕微鏡
で液晶表示装置１１を観察したところ、図３を参照して
説明したように、絵素部に液晶が集中し、液晶ドメイン
３５がランダムに配置された構造となっていた。このよ
うに、液晶表示装置１１の作成時に於て、液晶表示セル
作成後、ホトマスクを装着することなく、視角特性の優
れた液晶表示装置１１を作成することができ、生産時の
工程を大幅に簡略化することができる。また、従来技術
のＴＮ型液晶表示装置と比較し、全方位的にコントラス
トが改善できていることが分かる。

【００６９】（実施例２）図９は、本発明の実施例２の
液晶表示装置１１ａの断面図である。本実施例は、前記
実施例１と類似し、対応する部分には同一の参照符号を
付し、重複する説明を省略する。本実施例の特徴は、図
９に示されるように、ガラス基板１２上に、カラーフィ
ルタ４０を形成するに際して、カラーフィルタ４０の
Ｒ、Ｇ、Ｂの色領域４０_R、４０_G、４０_Bに関して、各
色領域４０_R、４０_G、４０_Bに対応する液晶層１５の層
厚が各々ｔ_R（例として５．５μｍ）、ｔ_G（例として
４．９μｍ）、ｔ_B（例として４．１μｍ）となるよう
に、カラーフィルタ４０の各色領域４０_R、４０_G、４０
_Bの層厚を、この順に増大するように定め、且つ色領域
４０_Bの絵素面積が、色領域４０_R、４０_Bの絵素面積に
対して、液晶領域に於て５％大きくなるように、各色領
域４０_R、４０_G、４０_Bの面積を定めた。

【００７０】カラーフィルタ４０の各色領域４０_R、４
０_G、４０_Bの周縁部に、例として金属薄膜などをパター
ンニングして得られる遮光膜２８が形成され、各色領域
４０_R、４０_G、４０_Bの間は、可視光及び紫外線のいず
れも透過する光透過領域２９として構成される。該カラ
ーフィルタ４０を被覆して、合成樹脂材料からなる保護
膜３８が形成される。該保護膜３８の表面は、各色領域
４０_R、４０_G、４０_Bの前記各膜厚の大小に対応する凹
凸が形成される。該保護膜３８上に、ＩＴＯ（酸化イン
ジュウムおよび酸化スズの混合物、膜厚５０ｎｍ）から
なる透明対向電極１６が形成され、フィルタ基板２１が
構成される。

【００７１】また、本実施例のフィルタ基板２１に対向
する基板として、前記実施例１のアクティブ基板２２と
同様なアクティブ基板２２を用いた。

【００７２】前記フィルタ基板２１とアクティブ基板２
２とに対し、ポリイミド系被膜をスピンコート法で塗布
し、ラビング処理などの配向処理を行うことなく、前記
被膜を硬化させ、配向膜２３、２４がそれぞれ形成され
る。これら２枚の基板２１、２２の間に、例として径
５．５μｍの球形、円柱形あるいは繊維状のスペーサー
を散布し、前記スペーサーの径程度のセル間隔を保持し
つつ、前記表示セルを構成した。ついで、実施例１と同
一の基板２１、２２間に注入された混合物に対して、カ
ラーフィルタ１３側から紫外線を照射して加工すること
によって、前記実施例１と同様な高分子壁に区切られた
液晶領域を有するカラー液晶表示装置を作成した。

【００７３】作成された液晶表示装置の電気光学特性も
実施例１に於ける評価手法と同様な手法に従って評価し
た。この評価作業により、本実施例の液晶表示装置に於
て、前記実施例１に於て述べた効果と同様な効果を達成
することができ、全方位的にコントラストと色再現性が
向上した液晶表示装置を実現することができたことが確
認された。

【００７４】（比較例１）図１２は、前記各実施例の液
晶表示装置１１、１１ａと対比される比較例の液晶表示
装置４１の断面図であり、前記各実施例の構成要素と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本比較例に於
て、図１３に示すように、前記実施例１に於けるカラー
フィルタ１３と同様な構成を有し、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応す
るそれぞれ複数の色領域５０_R、５０_G、５０_Bと、各色
領域５０_R、５０_G、５０_Bの周縁部に於ける遮光膜２８
とを有するカラーフィルタ１３ａが形成されたガラス基
板１２に、ＩＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化スズの
混合物、膜厚５０ｎｍ）をパターンニングしてなる透明
対向電極１６が形成されたフィルタ基板２１と、前記ア
クティブ基板２２とを用いる。各基板２１、２２の上
に、ポリイミド系配向膜をスピンコート法で塗布し、ラ
ビング処理などの配向処理を行うことなく、２枚の基板
２１、２２を、径５．５μｍの前記スペーサー（図示せ
ず）によって、よりセル厚を保たせることによりセルを
構成した。ついで、実施例１と同一の材料を同様カラー
フィルタ側から紫外線を照射して加工することで高分子
壁２７で区切られた液晶領域２６を有するカラー表示可
能な液晶表示装置４１を作成した。

【００７５】作成された液晶表示装置４１の電気化学特
性を、実施例１に於ける評価手法と同様な評価手法で評
価した。本比較例の液晶表示装置４１に於いても、全方
位的な反転現象のない広視角の表示が得られるが、コン
トラストと画像の明度とに関して、上記実施例１および
２の方優れていることが確認された。

【００７６】前記高分子壁２７などの高分子材料に区切
られた液晶領域を有するカラー液晶表示装置を作成する
方法として、実施例１、２ならびに比較例１で示したカ
ラーフィルタ側から紫外線を照射する工程が簡便であり
好ましい。

【００７７】（比較例２）比較例１と同様の製造工程に
よって製造され、比較例１の液晶表示装置４１のアクテ
ィブ基板２２と同様な構成のアクティブ基板と、図１０
に示すカラーフィルタ４２を有するフィルタ基板とを用
い、比較例１で説明した製造工程と同様な製造工程によ
って液晶表示装置を作成した。本比較例に於いて、カラ
ーフィルタ４２は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するそれぞれ複数
の色領域４３_R、４３_G、４３_Bを有しており、各色領域
４３_R、４３_G、４３_Bの間は、可視光及び紫外線を通過
しない遮光領域４４として構成される。

【００７８】作成された液晶表示装置に対して、アクテ
ィブ基板側から図１１に示すホトマスク４５を顕微鏡で
張り合わせた。このホトマスク４５は、図１０に示す各
色領域４３_R、４３_G、４３_Bをそれぞれ被覆し、マトリ
クス状に配置された複数の遮光部４６を有し、各遮光部
４６の間は、液晶表示装置の絵素の間に相当し、前記高
分子壁２７が形成される領域に相当する。

【００７９】さらに、該表示セル中に、実施例１と同様
の混合物を注入し、実施例１に於ける紫外線照射工程と
同様な紫外線照射工程を行い、前記混合物中の紫外線硬
化樹脂の硬化処理を行った。作成された表示セルの一対
のガラス基板を相互に剥離し、アセトンで前記一対の基
板間に注入されていた液晶材料を洗い流した。その後、
各ガラス基板の前記液晶層に対向していた表面を、走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。

【００８０】この観察によると、図１４で示されるよう
に、液晶領域を囲んでいた高分子壁２７が観察されると
共に、図１に示される走査信号ライン、及びデータ信号
ラインに対応する部分に於いて、図１４に２点鎖線で囲
んで示すように、該高分子壁２７に欠落４７が観察され
た。この欠落４７の形状から、前記走査信号ライン及び
データ信号ラインに対応する部分に於て液晶領域が形成
され、かつ、絵素部分にまで高分子壁２７が入り込んで
いる構造となっていた。本比較例に於て、作成された表
示セルの前後に、偏光軸が相互に直交する２枚の偏光板
を貼合わせて、液晶表示装置の電気光学特性を測定し
た。その結果、本比較例に於て、下記の表１に示すよう
に、電圧無印加時の光の透過率が上記実施例１、２なら
びに比較例１等の光の透過率に比べて低いことが分かっ
た。すなわち、カラーフィルタ側から紫外線を照射する
照射工程を用いる製造方法が好ましいことが示された。

【００８１】（実施例３）実施例１と同様の製造方法で
製造され、且つ実施例１の液晶表示装置１１と同様な構
成を有するアクティブ基板上に、ナイロン６６（溶剤：
ｍ−クレゾールに溶解）をスピンコート法により塗布
し、１７０℃で１時間放置し、その後、１℃／１０ｍｉ
ｎの速度で徐冷を行い、図１に配向膜表面に球晶構造を
有する図１に示される配向膜２４をアクティブ基板２２
上に作成した。作成したアクティブ基板２２と実施例１
で使用したフィルタ基板２１とを用い、表示セルを実施
例１と同様に作成した。作成された表示セルに、実施例
１に於ける混合物と同様の混合物を注入し、実施例１と
同様な紫外線硬化工程を行った。作成された表示セルを
偏光顕微鏡で観察したところ、配向膜の球晶構造に部分
的に沿って、図３に示されるように、液晶ドメイン３５
が放射状に部分的に配置された構造であることが確認さ
れた。

【００８２】表１に電界無印加時での液晶セルのハロゲ
ン光源を用いたときの光線透過率を示す。

【００８３】

【表１】

【００８４】Ｒ、Ｇ、Ｂに対応して液晶層厚を最適化し
た実施例１〜３において、電界無印加時の光透過率が向
上し、色むらや光の漏れ等が改善されて明るくなること
が分かった。

【００８５】表２に、前記各実施例及び比較例の液晶表
示装置のコントラストの計測例を示す。ここで、コント
ラストは、カラーフィルタのＲ（６５０ｎｍ）、Ｇ（５
２０ｎｍ）、Ｂ（４５０ｎｍ）の波長に対応した液晶セ
ルの透過率の黒状態（飽和電圧印加時の非表示状態）の
光透過率に対する比として定義する。

【００８６】

【表２】

【００８７】カラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂに対応した液
晶層厚と液晶領域のサイズとを設定した実施例１〜３に
於て、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する波長領域でコントラストが
改善されることが分かった。

【００８８】（実施例４）実施例１と同様に、一対のガ
ラス基板上に、アクリル系ネガ型レジストを、それぞれ
フォトプロセスにより積層し、パターニングして凹凸状
高分子絶縁層を形成した。各ガラス基板上に、ＩＴＯ
（酸化インジュウムおよび酸化スズの混合物、膜厚５０
ｎｍ）からなる透明電極と対向透明電極をそれぞれ積層
した。該一対の基板表面に、配向膜塗料であるポリイミ
ド（ＳＥ−１５０：日産化学（株））をスピンコート法
で塗布し、熱硬化して配向膜を形成した。この配向膜に
対して、予め定める一方向にナイロン布を用いてラビン
グ処理を行った。上記ラビング処理を行った２枚の基板
を、各電極線が相互に直交するように組合せ、径６μｍ
の前記スペーサーによりセル厚を保たせ、表示セルを構
成した。

【００８９】作成された表示セル内に、トリメチロール
プロパントリメタクリレートの０．１ｇと２−エチルヘ
キシルアクリレートの０．４ｇとイソボルニルアクリレ
ートの０．５ｇとカイラルスメクティック液晶材料ＺＬ
Ｉ−４２３７−０００（メルク社製）の４ｇと光重合開
始剤Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４の０．１ｇとを均一に混
合して得られる混合物が等方性液体相を示す状態で注入
した。前記混合物の注入後、比較例２のようにフォトマ
スクを介して、表示セルを光源から１０ｍＷ／ｃｍ²の
位置で、紫外光を前述したようなサイクルで５分間照射
し、光硬化させて相分離を進行させた。作成された表示
セルに対して、前記配向方向に沿った方向に偏光板の偏
光軸方向を一致させて、前述したような高分子壁で液晶
領域が区切られた強誘電性液晶表示装置を作成した。

【００９０】前記光照射後、液晶と高分子材料とは相分
離を生じ、紫外線の照射部に高分子壁が形成され、紫外
線が照射されていない絵素部に於て、高分子壁が形成さ
れておらず、液晶領域が形成されていた。

【００９１】作成された表示セルを用い、耐衝撃性信頼
試験を行った。この信頼試験に於ける圧力試験は、０．
５ｍｍ／ｍｉｎのスピードで５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を
表示セルに加えて行われ、落下試験は、５ｃｍの高さか
ら表示セルを床面に落下させて行われた。その結果によ
ると、圧力試験に於て、圧力印加部に相当する液晶層に
一部配向の乱れが認められるが、落下試験に於て、液晶
層の配向の乱れはなく、高速応答性を維持したまま、耐
衝撃性の改善が認められた。

【００９２】

【発明の効果】本発明は、液晶調光層間隔を変化させる
ことを特徴とした高分子材料によって区切られた液晶領
域を有する液晶表示装置およびその製造方法に関するも
のである。本発明に従えば、電界無印加時や中間調電圧
時の光の漏れを抑制し、特に、カラーフィルタのＲ、
Ｇ、Ｂの分光透過波長に対応した液晶層厚と液晶領域の
サイズとを最適化することによって、色むらがなく、色
再現性とコントラストとに優れたカラー表示可能な液晶
表示装置を製造することが可能となる。

【００９３】また、併せて、係る液晶表示装置の製造方
法として、液晶材料と光硬化性樹脂（光重合開始剤を含
む）との混合物に対し、遮光層を介して紫外線を照射す
る方法において、カラーフィルタをホトマスクとして用
い、カラーフィルタを介して前記混合物に紫外線を照射
することにより、従来技術の液晶表示装置の製造方法と
比較し、液晶表示装置を作成した後、ホトマスクを装着
する必要が解消された。更に、絵素領域に液晶領域を集
中させ、液晶ドメインの安定した配向状態を実現する液
晶表示装置の製造法を提供するものである。本発明の製
造方法により、液晶表示装置を製造する工程を大幅に簡
略化することができ、工業的な生産工程に適した製造方
法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置１１の断面図
である。

【図２】本実施例で用いられたカラーフィルタ１３の平
面図である。

【図３】絵素中央部に島状形成物３４が残って液晶ドメ
イン３５が放射状に配列している液晶領域２６の平面図
である。

【図４】中央部に透光領域３７を有するカラーフィルタ
１３の平面図である。

【図５】本実施例のカラーフィルタ１３の波長特性を示
すグラフである。

【図６】本実施例の液晶表示装置１１と従来技術の液晶
表示装置とのリタデーションｄ・Δｎに対する光線透過
率Ｔの変化を示すグラフである。

【図７】従来技術のＴＮ型液晶表示装置に於ける光線透
過率に対する本発明の液晶表示装置１１の光線透過率の
比を、リタデーションｄ・Δｎに関して求めたグラフで
ある。

【図８】実施例１の液晶表示装置１１の視角特性を表す
図である。

【図９】実施例２の液晶表示装置１１ａの断面図であ
る。

【図１０】比較例３で使用したカラーフィルタを有する
カラーフィルタ４２の平面図である。

【図１１】比較例３で使用したホトマスクの平面図であ
る。

【図１２】比較例１の液晶表示装置４１の断面図であ
る。

【図１３】比較例１で用いられたカラーフィルタ１３ａ
の平面図である。

【図１４】比較例２で作成された高分子壁２７の偏光顕
微鏡による観察結果を示す断面図である。

【図１５】第１の従来技術の液晶表示装置１の一部分の
断面図である。

【図１６】第２の従来技術の液晶表示装置１ａの断面図
である。

【符号の説明】

１１、１１ａ液晶表示装置１２、１７ガラス基板１３、４０カラーフィルタ１３_R、１３_G、１３_B、４０_R、４０_G、４０_B 色領域１６、１８電極２０、２８遮光膜２１フィルタ基板２２アクティブ基板２３、２４配向膜２６液晶領域２７高分子壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ電極を有し、少なくとも一方が
透光性である一対の基板間に配置され、高分子材料に区
切られた複数の液晶領域と、少なくとも一方の基板表面と、該基板表面上に形成され
ている電極との間に配置され、透過光強度を変化させて
入射光を調光し、層厚が局所的に異なっている調光層と
を備え、該一対の基板の各表面上の電極の間隔が、前記調光層の
層厚の変化に対応して変化している液晶表示装置。
【請求項２】それぞれ電極を有し、少なくとも一方が
透光性であり、複数の絵素がマトリクス状に形成された
一対の基板間に配置され、高分子材料に区切られた複数
の液晶領域と、該一対の基板に於ける一方の基板表面に形成され、分光
透過特性が局所的に異なるカラーフィルタとを有し、該絵素に相当するカラーフィルタの部分毎に、各基板上
の電極の各基板間の間隔を変化させ、あるいは液晶領域
の特性を異ならせた液晶表示装置。
【請求項３】カラーフィルタに含まれる範囲に、前記
複数の絵素を含む表示領域が設けられ、該表示領域内の前記カラーフィルタの前記絵素に相当す
る各部分に於て、波長３６５ｎｍの紫外線の透過率が５
０％以下であり、４００〜８００ｎｍの光線の透過率が
少なくとも単一波長において２０％以上である第１部分
と、紫外線が実質的に透過する第２部分とを少なくとも有
し、該表示領域において赤色、緑色及び青色の光を主に透過
させる請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記表示領域の絵素内の赤色、緑色、青
色の光を主に透過する分光特性を示すカラーフィルタに
対応した調光層において、赤色、緑色及び青色にそれぞ
れ相当する各部分の層厚は、順次減少するように選ば
れ、かつ、前記液晶領域において青色に対応する部分の
面積が赤色および緑色に相当する部分の面積よりも大き
く選ばれている請求項２または３のいずれかに記載の液
晶表示装置。
【請求項５】前記表示領域の絵素内の赤色、緑色、青
色の光を主に透過する分光特性を示すカラーフィルタに
対応した調光層において、赤色、緑色及び青色にそれぞ
れ相当する各部分の層厚は、順次減少するように選ば
れ、または、前記液晶領域において青色に対応する部分
の面積が赤色および緑色に相当する部分の面積よりも大
きく選ばれている請求項２または３のいずれかに記載の
液晶表示装置。
【請求項６】前記一対の基板の少なくとも一方の基板
に偏光板を装着している請求項１〜５のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項７】前記一対の基板の少なくとも一方の基板
上に配向膜を有している請求項１〜６のいずれかに記載
の液晶表示装置。
【請求項８】上記配向膜中に多結晶状態の構造物が含
まれることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装
置。
【請求項９】前記一対の基板の少なくとも一方の基板
上に、パターニングして凹凸状の絶縁膜を形成する工程
と、該絶縁膜上に透明電極膜を積層して一対の液晶基板を作
成する工程と、該一対の液晶基板間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合
開始剤との混合物を注入する工程と、該混合物を注入した後、局所的に光強度が変化している
紫外線で前記一対の基板を照射することにより、該混合
物における相分離を進行させて、該光硬化性樹脂が硬化
して形成される高分子層によって区分された液晶滴を析
出させる工程とを含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】それぞれ電極を有し、少なくとも一方
が透光性であり、複数の絵素がマトリクス状に形成され
た一対の基板間に、分光透過特性が異なるカラーフィル
タを、該カラーフィルタの絵素に対応した各基板上の電
極の各基板間の間隔かつ液晶領域に於ける特性を保持す
るように形成する工程と、該一対の基板間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始
剤との混合物を注入する工程と、該混合物を注入した後、局所的に光強度が変化している
紫外線で前記一対の液晶基板を照射することにより、該
混合物における相分離を進行させて、該光硬化性樹脂が
硬化して形成される高分子層によって区分された液晶滴
を析出させる工程とを含み、該カラーフィルタが形成された基板側から紫外線の照射
を行う液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】それぞれ電極を有し、少なくとも一方
が透光性であり、複数の絵素がマトリクス状に形成され
た一対の基板間に、分光透過特性が異なるカラーフィル
タを、該カラーフィルタの絵素に対応した各基板上の電
極の各基板間の間隔或は液晶領域に於ける特性の少なく
ともいずれかを保持するように形成する工程と、該一対の基板間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始
剤との混合物を注入する工程と、該混合物を注入した後、局所的に光強度が変化している
紫外線で前記一対の液晶基板を照射することにより、該
混合物における相分離を進行させて、該光硬化性樹脂が
硬化して形成される高分子層によって区分された液晶滴
を析出させる工程とを含み、該カラーフィルタが形成された基板側から紫外線の照射
を行う液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】それぞれ電極を有し、少なくとも一方
が透光性であり、複数の絵素がマトリクス状に形成され
た一対の基板間に於ける一方の基板表面に、分光透過特
性が局所的に異なるカラーフィルタを形成する工程と、該一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開
始剤との混合物を注入する工程と、該混合物の注入後、紫外線で前記一対の基板を照射する
ことにより、該混合物に於ける相分離を進行させて、カ
ラーフィルタの絵素毎に各基板上の電極の各基板間の間
隔、且つ液晶領域に於ける特性の少なくともいずれかを
有するような、該光硬化性樹脂が硬化して形成される高
分子層によって区分された液晶滴を析出させる工程とを
含む液晶表示装置の製造方法。