JPH08292454A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視野角特性が優れるとともに応答速度、コン
トラストに優れる液晶表示素子及びその製造方法を提供
する。 【構成】 共通電極５と画素電極６の間に挟持され、電
圧無印加時にスプレイ歪みを有するツイステッドネマテ
ィック液晶２の層の中に少量の高分子１が分散している
液晶表示素子、ならびに低い電圧印加下で、モノマー、
オリゴマーを重合させることで、ドメイン境界部を遮光
層の位置で固定することを特徴とする液晶表示素子の製
造方法である。高分子１の存在により立ち上がり方向の
異なる領域の境界部（ドメイン境界部）が固定されする
ため応答速度が速くなり残像等が生じなくなる。

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
る液晶表示装置及びその製造方法に関するものであり、
画質および視野角特性の優れた液晶表示装置として利用
される。

【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
いられているツイステッドネマチック（ＴＮ）モードを
例にとって説明する（図２）。

【０００３】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２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２
は上基板３でも下基板４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チル
ト角１１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°なすように配置されているが、図２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角依
存性は生じない。

【０００４】このＴＮ配列に電圧を印加すると、図３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、プレチルト角方向から液晶分子は立ち上
がろうとする（図３においても、図２と同様に液晶分子
のねじれは省略した）。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３のセル中
央部の液晶分子に注目すると、光線１３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１２は小さ
な角度をなす。このため、図３の左方向への視線変化と
右方向への視線変化は、異なる光学特性を示す。通常の
液晶表示装置では、図３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
される。さらに、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。

【０００５】この課題を解決するための液晶表示装置が
特開平４−１４９４１０号公報に開示されている。当該
公報に開示された液晶表示装置の構成を図４に示す（見
易くするために液晶分子のねじれは省略して表示してあ
る）。図２と比較して、図４における液晶配向構造では
ガラス基板界面上のプレチルト角方向が上下基板につい
て一致していない。この配向構造の液晶はプレチルト角
方向が不整合関係にあるため、「スプレイ歪み」を持つ
と言われる。このとき、セル断面中央部の液晶分子の角
度は基板に対してほぼ０°となる。この液晶表示装置に
おいては、共通電極８は上基板上に全面に連続的に形成
されており、画素電極６は下基板上に一定区画を持つよ
うに形成されている。

【０００６】この液晶表示装置に電圧を印加すると、共
通電極５と画素電極６の面積が異なるために、画素電極
端部に図５に示すような電界乱れが生じる。図５に示す
ように、画素左半分の液晶領域ではセル断面中央部の液
晶分子が左から立ち上がる配向構造となり、画素右半分
の液晶領域ではセル断面中央部の液晶分子が右から立ち
上がる配向構造となる。このすなわち、セル中央部の液
晶分子が左から立ち上がるドメイン（ドメイン１、図５
中１４）と右から立ち上がるドメイン（ドメイン２、図
５中１５）に画素が分割される。光線が左に傾い場合、
ドメイン１中の液晶分子と光線の成す角度は大きくな
り、ドメイン２中の液晶分子との成す角度は小さくな
る。一方光線が逆に右に傾いた場合、光線とドメイン
１、２の成す角度の大小関係は逆になる。このため、光
線の左右の傾きに対して画素全体の光学特性は対称とな
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】また、上記開示技術と類似の構造を有する
液晶表示装置が特開平６−４３４６１号公報に開示され
ている（図６、見易くするために液晶分子のねじれは省
略して表示してある）。この開示技術においては共通電
極５に開口部７が設けられている。この液晶表示装置に
電圧を印加すると、画素電極６端部の電界乱れ１６に加
えて共通電極開口部７近傍の電界乱れ１７によって、図
６のような液晶配向構造となる。結果として、電圧印加
時に図５と同様の液晶配向構造となり、視角依存性が抑
制される。

【０００８】一方、これらの液晶表示装置では、ドメイ
ン１、ドメイン２の境界部（以下「ドメイン境界部」と
いう）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
らし、カラー表示における色彩度を低下させる。この欠
点を改めるためにドメイン境界部に遮光層を設け、ドメ
イン境界部からの透過光を遮断する技術が知られてい
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
装置では、画素電極に電圧を印加した際にドメイン形状
が安定するまで、長時間を要するという問題点がある。
この内容を、共通電極に開口部を有する場合を例に以下
に説明する。

【００１０】画素内部の液晶を、画素端部近傍の液晶Ｘ
と共通電極開口部近傍の液晶Ｙと両液晶間の液晶Ｚに分
けて述べる（図７）。電圧印加直後、液晶Ｘ及びＹは、
既に述べたように電界方向に導かれて図８に示す状態Ｈ
又は状態Ｌを一意的にとる。ところが、液晶Ｚ付近では
電界は基板にほぼ垂直なため、状態Ｈをとる領域と状態
Ｌをとる領域が併存し、その境界領域にドメイン境界部
が生じる。電圧印加から時間が経過すると、Ｘ、Ｙ及び
Ｚにおける状態Ｈあるいは状態Ｌのドメインは、融合し
ていき、それに伴いドメイン境界部は移動する。最終的
には、ドメイン境界部は消失し、安定状態となる。以上
のようなドメインの時間経過を図示したのが、図９であ
る。

【００１１】図９では、例として共通電極に対角上に開
口部７を有する画素における時間経過を示している。電
圧印加時に電極周辺部の液晶が状態Ｈ及びＬに応答す
る。ところが、電極周辺から遠い領域では、状態ＨとＬ
の併存が起こる。時間が経過すると、ドメインの融合が
起こり、Ｈドメイン中のＬドメイン及びＬドメイン中の
Ｈドメインは消失し、画素は定常状態を迎える。ただ
し、Ｈドメイン中のＬドメインが消失を完了する時刻Ｔ
Ｌと、Ｌドメイン中のＨドメインが消失する時刻ＴＨが
一致するとは限らない。正面から見込んだ場合、Ｈドメ
イン及びＬドメインは黒表示を示すため区別できない。
ところが、斜めから見込んだ場合、Ｈドメインが明るく
見えＬドメインが暗く見えるか、あるいはその逆であ
る。従って、ＴＬ＞ＴＨでなおかつ斜めから見込んだ場
合、Ｌドメインの消失過程が見えることとなる。このＬ
ドメインの消失過程は、明るい状態が暗くなるあるいは
暗い状態が明るくなるように認識される。また、これら
のドメイン境界部では光が透過するため、画素のコント
ラストの低下をもたらす。さらに、ドメインの融合に伴
い、ドメイン境界部が移動することとなり、ドメイン境
界部からの透過光を遮るため設けたに遮光層が有効に寄
与しないという課題を有している。さらに、このドメイ
ン間の融合過程が完了するまでに電圧印加直後から１秒
以上の長時間を必要とするため、動きの早い画像を表示
させた場合、移動画像の後に線を引くような現象（残
像）が観察されるという課題を有している。同様の状況
が、共通電極に開口部を持たない図５の構造の画素でも
起こる。

【００１２】さらに、長方形の画素の中央部に長方形の
一辺に平行に開口部を設けた素子においては、素子の横
電界等の影響により、電圧印加時直後には長方形の対角
方向にドメイン境界部ができ、秒オーダーの時間経過後
でなければ開口部の位置までドメイン境界部が移動せ
ず、有効に遮光できないという課題を有している（図１
０）。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、電圧無印加時
にスプレイ歪みを有するツイステッドネマチック液晶よ
りなる液晶表示装置の上記課題を解決するためになされ
たものであり、本発明の目的は、応答速度が速く、コン
トラスト比が高く、広視野角の液晶表示装置を提供する
ことにある。かかる目的のため、本発明の液晶表示装置
は液晶層中に少量の高分子を分散した構造とすることに
より上記目的を達成している。すなわち、液晶中に少量
分散した高分子の存在によりドメイン境界部はその位置
を固定され、応答速度、コントラスト比を低下させるこ
とがない。

【００１４】また、本発明は注入した液晶が電圧無印加
時にスプレイ歪みを生じるように組み合わせた共通電極
を有する基板と画素電極を有する基板間に、少量のモノ
マー又はオリゴマー（以下「モノマー等」という）を含
む液晶を注入し、その後モノマー等を反応させる液晶表
示装置の製造方法により上記目的を達成する液晶表示装
置の製造方法を提供する。さらに、本発明においては、
電圧印加下においてかかるモノマー等を反応させること
により、ドメイン境界部の位置を遮光層の位置等に制御
することにより上記目的を達成している。

【００１５】

【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は共通電極に開口部を有する場合の一つの実施
態様を示している。本発明の液晶表示素子に使用する基
板３、４は液晶分子２がスプレイ歪みを有するように配
向処理がされている。また、液晶中には少量の高分子１
があり、たとえばネットワーク状に分散している。

【００１６】電圧印加時には、図６において説明したと
同様の理論により、液晶分子は２方向から立ち上がるこ
とになり、中間調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。従来の液晶層内に高分子が存在しな
い液晶表示装置では、図９で説明したように、立上り方
向の異なる２つのドメイン領域（ドメインＨ、ドメイン
Ｌ）は経時的に変化し、ドメイン境界部は次第に移動し
ていく。これに対し、本発明の素子は液晶層内に少量存
在する高分子１のために、液晶分子２の動きは制限さ
れ、結果としてドメイン境界部は固定される。液晶分子
の立ち上がり方向は、図６で説明したように、Ｘ、Ｙ部
においては、一意的であるがＺ部においては任意性があ
る。実際には、最初に電圧を印加した際の立ち上がり方
向を少量存在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、ドメイ
ン境界部の移動は生じない。

【００１７】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、本発明は注入した液晶
が電圧無印加時にスプレイ歪みを生じるように配向処理
し、組み合わせた共通電極を有する基板と画素電極を有
する基板間に、少量のモノマー等を含む液晶を注入し、
その後モノマー等を反応させることにより、ドメイン境
界部の移動が生じない液晶表示装置の製造方法を提供し
ている。

【００１８】また、他の例はモノマー等を液晶中に溶解
させ、液晶溶液を注入後にモノマー等を反応させる製造
方法を提供する。特に、初期透過率を著しく変化させな
い低い電圧を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。

【００１９】本発明においては、共通電極開口部７に整
合するように遮光層を配置することもできる。これによ
って、電圧印加時に黒表示状態とならないドメイン境界
部からの光漏れを防ぐことができる。このような開口部
に遮光層を設けた基板を用いた場合には、初期透過率を
著しく変化させない低い電圧を印加し、十分な時間経過
後にドメイン境界部が移動し、開口部と一致した後（図
１０の下図）にモノマーを硬化させることにより、遮光
層と一致した位置にドメイン境界部を固定することがで
きる。この場合には、ドメイン境界部からの光漏れが遮
光層によって遮られ、コントラストの高い液晶表示装置
が得られる。特に長方形の画素においては電圧印加直後
には対角方向にドメイン境界部が発生しやすく、この位
置に遮光層を設けると画素の開口率が小さくなる。それ
に対して本発明の場合には、低い電圧の印加により、ド
メイン境界部が画素中央の縦方向の開口部に移動してか
ら、ドメイン境界部を固定することにより、開口率が大
きく、コントラストの高い液晶表示装置が得られる。

【００２０】図１は共通電極に開口部を持たない場合に
ついて説明したが、これらの発明が共通電極に開口部を
持たない場合にも適用できることは明らかである。

【００２１】以下本発明を構成する材料について説明す
る。

【００２２】本発明で液晶層に分散する高分子として
は、高分子を液晶中に溶解、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。

【００２３】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。
特に、液晶中に高分子を溶解、分散させる方法において
は、高分子を液晶に溶解、分散させることは容易ではな
いことより、高分子鎖がある程度の柔軟性を有し、液晶
に溶解し易いものが望ましい。

【００２４】本発明の液晶表示装置は、液晶中に高分子
を溶解、分散させる方法においても作製できるが、液晶
溶液の注入の容易さ、初期配向の安定化等の点より、液
晶相中でモノマー等を反応させる方法の方が望ましい。

【００２５】本発明に使用するモノマー、オリゴマーと
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。また、モノマー、
オリゴマは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。

【００２６】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−ビス［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、ウレタンアクリレートオリゴマー等の多官能アクリ
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−ヘキサンジオー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
リレートオリゴマー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。

【００２７】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
トオリゴマー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。

【００２８】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−イソプロピルフェニ
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。

【００２９】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、液晶層全体の５重量％以
上である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ために好ましくなく、又
０．５重量％以下であると電圧を印加してもドメイン境
界部が固定されない。従って高分子材料は、高分子材料
および液晶材料の全量に対して０．５重量％以上５重量
％以下が好ましく、特に２重量％程度が好ましい。

【００３０】本発明の液晶表示装置、高分子の量が少な
いために、液晶材料との混合が容易であり、高分子と液
晶の組合せの自由度が高く、素子特性の制御が容易とい
う利点もある。また、高分子の量が少ないために、モノ
マー等を液晶材料に混合したときの溶液の粘度の増加は
小さく、通常のＴＮ液晶パネルと同様の液晶注入技術に
より溶液を基板間に導入でき、素子を容易に作製するこ
とができる。

【００３１】本発明で使用する液晶材料としては主に少
量のカイラル剤を含むネマチック液晶であるが、カイラ
ル剤を含有しないものでもよい。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。

【００３２】本発明の液晶表示装置を構成する遮光層は
共通電極と同一の基板上に配置することも可能である
し、ＴＦＴと同一基板上に配置することも可能である。
前者の場合には、遮光層はＴＦＴに対する遮光層と同一
の層で構成すれば、カラーフィルタ基板の作成工程を増
加させることがない。また、後者の場合には、ＴＦＴ作
成工程中に使用される層を用いれば、ＴＦＴ基板の作成
工程を繁雑にすることがない。例えば、ＴＦＴのゲート
層あるいはドレイン層の一部を残して、本発明の遮光層
を形成することが可能である。

【００３３】以上のように本発明を用いることにより、
ドメイン境界部が固定されるために、応答速度が速く、
残像が残らず、黒表示時に光漏れのない高コントラスト
な広視野角の液晶表示装置を得ることができる。

【００３４】

【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。

【００３５】（実施例１）一画素の大きさが５０μm ×
１５０μm 、画素数４８０×６４０×３、表示画面の対
角サイズが１２０mmのアモルファスシリコン薄膜トラン
ジスタアレイを用いた。このアモルファスシリコン薄膜
トランジスタを成膜工程とリソグラフィー工程を繰り返
してガラス基板上に作製した。

【００３６】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オーバ
ーコート剤とＩＴＯ薄膜からなる共通電極層を有してい
るものを用いた。尚、共通電極層には４０μm ×５μm
の開口部が設けた。

【００３７】両基板を洗浄後、ポリイミド溶液（日本合
成ゴム製 ＡＬ１０５１）をオフセット印刷機で印刷し
９０℃及び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、図１１（２０）に示した方向である。
この後、ＴＦＴ基板１９上の表示画面周辺部に接着剤を
塗布し、カラーフィルタ基板１８上にスペーサとして径
６μm のラテックス球を散布した。続いて、両基板上の
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。両基板の張り合わせた方向を、図１１に
示す。

【００３８】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）
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１ｗｔ％）、ベンゾインメチルエー
テル（モノマーに対して１ｗｔ％）の混合溶液を注入し
た。ネマチック液晶には、自然ピッチ長が７０μm とな
るように左カイラル剤を混入している。注入孔を封孔
後、紫外線を照射した。照射後も透明のままであった。
作製セルに駆動ＩＣを接続し表示動作させた。

【００３９】作製した液晶表示装置のドメイン発生状況
を光学顕微鏡下で観察した。ドメイン境界部は固定され
移動が認められなかった。また、透過率測定装置（大塚
電子製 ＬＣＤ−５０００を用いて測定した視角３０°
における応答速度は、オン時３０ｍｓ（５Ｖ）、オフ時
４０ｍｓであった。

【００４０】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、液晶表示装置の視角依存性を調べた。液
晶表示画面に８階調表示させ、各階調表示時の視角依存
性を測定した。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（従来型のツイステ
ッドネマチック液晶では、視角１０°以内で、階調間の
輝度順位の反転が生じた）。

【００４１】（実施例２）ネマチック液晶（ＺＬＩ４７
９２）にポリメチルメタクリレート（東京化成（株））
を２重量％添加し、窒素置換下、１００℃で３０分間加
熱すると、ポリメチルメタクリレートは完全に溶解し
た。実施例１の液晶の代わりにこの高分子−液晶溶液を
使用した以外は実施例１と同様にして液晶表示装置を作
製した（ただし、紫外線は照射しなかった）。電圧印加
後の液晶表示装置のドメイン境界部はほとんど移動しな
かった。視角３０°における応答速度は、オン時３０ｍ
ｓ（５Ｖ）、オフ時４０ｍｓであった。

【００４２】（比較例１）液晶にモノマーを添加しなか
った以外は実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。
液晶表示装置のドメイン発生状況を光学顕微鏡下で観察
した。ドメイン境界部は１秒以上にわたり経時的に移動
した。ＬＣＤ−５０００を用いて測定した応答速度はオ
ン時１００ｍｓ、オフ時ともに１２０ｍｓであった。

【００４３】（実施例３）開口部に遮光層を設けた以外
は実施例１と同様の基板を用いて、同様の方法で、セル
を作製した。実施例１と同一の液晶溶液を注入、封止し
た。得られた液晶表示装置に、光学顕微鏡下、閾値電圧
より０．１Ｖ高い２．０Ｖの電圧を印加した。電圧印加
直後に、対角上に発生したドメイン境界部は次第に移動
し、開口部に移動した。この状態で紫外線を照射した。
その後、電圧をＯＮ、ＯＦＦしてもドメイン境界部は移
動せず、遮光部からドメイン境界部がはみ出ることはな
かった。液晶表示装置のコントラストは１５０：１であ
った。

【００４４】第５の発明の実施例について説明する。本
実施例においては、図１７に示す構造のカラーフィルタ
基板２０を用いた。本カラーフィルタ基板は、ＴＦＴに
対するクロム薄膜からなる遮光層１１、顔料を含んだカ
ラーフィルタ層２１、ドメイン境界部部に対する黒色顔
料を含む遮光層２４、表面平坦化のためにオーバーコー
ト層２２、及び開口部１０を有するＩＴＯ薄膜からなる
共通電極８を有している。共通電極の開口部幅は５μm
であり、遮光層の幅は８μm である。カラーフィルタ構
造を除けば、第１の発明の実施例と同一の工程で液晶表
示装置を作成した。この後、偏光顕微鏡下で直交偏光板
間で表示駆動させ、画素を観察した。前記第４の発明の
実施例において観察された輝線が、遮光層２４によって
隠されているのを確認した。

【００４５】（実施例４）モノマーとしてヘキサンジオ
ールジアクリレートを用いた以外は、実施例２と同様に
液晶表示装置を作製した。顕微鏡観察より、ドメイン境
界部は固定されており、オン時５０ｍｓ（５Ｖ）、オフ
時５５ｍｓであった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により応答
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を示す断面図である。

【図２】従来のＴＮ液晶表示装置を説明するための断面
図である。

【図３】従来のＴＮ液晶表示装置の視角依存性を説明す
るための断面図である。

【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を説明するための断面図で
ある。

【図７】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８】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９】従来の液晶表示装置のドメイン境界線の移動を
示す平面図である。

【図１０】従来の液晶表示装置のドメイン境界線の移動
を示す平面図である。

【図１１】液晶表示装置のラビング方向を示す透視図で
ある。

【符号の説明】

１ 高分子 ２、１４、１５ 液晶分子 ３ 上基板 ４ 下基板 ５ 共通電極 ６ 画素電極 ７ 開口部 １１ プレチルト角 １２、１３ 光線 １６、１７ 電界の乱れ １８ カラーフィルター基板 １９ ＴＦＴ基板 ２０ ラビング方向

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共通電極を有する基板と画素電極を有する
   基板との間に、電圧無印加時にスプレイ歪みを有するツ
   イステッドネマチック液晶を挟持した構造よりなる液晶
   表示装置において、液晶層中に少量の高分子を有するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】高分子が光硬化性のモノマー又はオリゴマ
   を反応させて形成された高分子であることを特徴とする
   請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】高分子が液晶層全体の０．５重量％以上５
   重量％以下含まれることを特徴とする請求項１ないし２
   記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】共通電極に開口部を有することを特徴とす
   る請求項１ないし３記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】共通電極の開口部に整合した遮光層を有す
   ることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】注入した液晶が電圧無印加時にスプレイ歪
   みを生じるように組み合わせた共通電極を有する基板と
   画素電極を有する基板間に、少量のモノマー又はオリゴ
   マを含む液晶を注入し、その後該モノマーまたはオリゴ
   マを反応させて高分子を形成することを特徴とする液晶
   表示装置の製造方法。
7. 【請求項７】電圧印加後、ドメインの境界部が共通電極
   の開口部もしくは遮光部に移動した後に、モノマーまた
   はオリゴマを反応させてドメインの境界部を固定するこ
   とを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の製造方
   法。
8. 【請求項８】モノマーまたはオリゴマを紫外線を照射す
   ることで反応させることを特徴とする請求項６ないし７
   記載の液晶表示装置の製造方法。