JPH09146099A - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素内の液晶分子の配向分割性を良くして分
割配向の安定化を図り、パネル全体として視野角特性の
優れた液晶表示素子を実現すること。 【解決手段】 横方向のストライプ配向パターンを持つ
ガラス基板１Ａと、縦方向のストライプ配向パターンを
持つアクティブマトリックス基板１Ｂとを製作し、各画
素に４種類のラビング方向９、１０を持つ配向膜を設け
る。そしてアイソトロピック相からネマッチック相への
転移温度幅が２℃以下となる液晶材料を充填する。各画
素をＴＦＴ３で駆動すると、上下及び左右いずれの方向
でも均一な画像のコントラスト、即ち優れた視野角特性
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視野角の広い液晶
表示素子とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、薄型で軽量かつ低消費
電力のディスプレイ素子であり、テレビジョンやビデオ
などの画像表示装置や、ワードプセッサやパーソナルコ
ンピュータなどのＯＡ機器に広く用いられている。液晶
表示素子のなかでも、アレイ基板上に多数のスイッチン
グ素子を配置したアクティブマトリクス型液晶表示素子
の大部分は、液晶の配向方位がほぼ９０゜捻れたツイス
トネマチック（ＴＮ）モードが用いられている。このよ
うに液晶表示素子は高速応答や高精細が可能なディスプ
レイとして開発が進んでいる。

【０００３】しかしながら、ＴＮモードの液晶表示素子
は、液晶の旋光性を用いて表示しているために、パネル
を見る角度によって色調やコントラストが異なるという
大きな欠点がある。このため、良好な表示が得られる視
野角範囲は、陰極線管（ＣＲＴ）に比べてかなり狭く、
ＣＲＴと同等以上の表示性能を実現するには至っていな
い。

【０００４】一般に、アクティブマトリクス型液晶表示
素子では、電圧無印加の状態で白表示を行うノーマリー
ホワイトモード（以下、ＮＷモードという）と、電圧無
印加で黒表示を行うノーマリーブラックモード（以下、
ＮＢモードという）とがある。ＮＢモードは、コントラ
ストと階調表示性能とから規定される視野角範囲は比較
的広いが、表示特性に波長依存性が強く、均一な色相表
示に難点がある。また、液晶表示素子を構成するパネル
のギャップのわずかな違いで色調が大きく異なり、工法
的に課題が多い。

【０００５】一方、ＮＷモードは、パネルの両側に偏光
板を直交して配置し、電圧印加により黒表示を行うた
め、容易にコントラストを高くすることができる。ま
た、パネルのギャップが多少違っても色相が大きく変わ
らないため、工法的に優れている。しかし、視野角範囲
はＮＢモードよりもかなり狭い。これらの表示モードの
うち、パネルのコントラストや色調の観点から近年はＮ
Ｗモードの液晶表示素子が広く用いられているが、視野
角範囲が狭いという本質的課題を有している。

【０００６】このようなＮＷモードのＴＮ型液晶表示素
子の視野角を広げる手法として、画素内に複数の異なる
配向領域を有する電極分割法や配向分割法が知られてい
る。電極分割法（例えば、A.Lien et.al., Society of
Information Display 93 digest P.269 参照）は、画素
の対向電極の一部に長方形の空孔部を設け、パネル内の
電界分布を歪ませることで画素に複数の領域を作成する
もので、液晶の視野角方位を平均化することにより広い
視角を実現することができる。

【０００７】電極分割法には、液晶層がホメオトロピッ
ク配列をなすものと、ツイストネマチック（ＴＮ）配列
をなすものとがある。前者はラビングが不要であるとい
う長所を有しているものの、使用するｎ型液晶の開発が
不充分であることや、配向膜の材料の信頼性に問題があ
ることなどのため、ＴＮ配列を用いた液晶表示素子の研
究開発がより盛んである。

【０００８】一方、配向分割法は画素内にプレチルト角
あるいは配向方位の異なる領域を設けることで、複数の
異なる配向状態の領域を作製し、液晶の視野角方位を平
均化することにより広視角を実現するものである。画素
内に複数の配向領域を得るためには、紫外線光によるマ
スク露光や、フォトリソグラフィーによるマスクラビン
グ、電界アシストなどの方法がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】配向分割法で画素内に
複数の配向状態の領域を設ける場合、各領域でプレチル
ト角が異なったり、領域を分割するための処理により配
向規制力が異なったりする。このため、画素内で液晶分
子の配向しやすい部分と配向しにくい部分とが混在す
る。また、上下あるいは上下左右の視野角をできるだけ
対称にしようとすると、隣り合う領域で液晶分子のねじ
れ方向が異なる場合もある。

【００１０】イソトロッピック相をＩ相、ネマッティッ
ク相をＮ相と呼び、Ｉ相からＮ相への転移温度をＮ−Ｉ
点として表す。液晶を封入し、Ｎ−Ｉ点以上の温度から
Ｎ−Ｉ点以下の温度まで冷却するという通常のアニール
処理では、配向しやすい領域の配向状態が優勢となり、
配向しにくい領域にも広がってしまう。このため従来は
所望通りに配向が分割できず、パネル全体として不均一
な配向状態となるという問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、各画素内の各領域で所望通り
の配向状態を実現すると共に、視野角特性の良好な液晶
表示素子とその製造方法を実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この解決するために、各
画素における配向膜に対して複数の領域を設け、各領域
の液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよう配向膜をラ
ビングする。そして配向膜の間にＩ相からＮ相への相転
移温度幅が２℃以下となる液晶材料を封入する。これに
より各画素内の各々の配向領域のほぼ全体に渡って、所
望どおりの分割配向が得られた。

【００１３】またアクティブマトリクス基板に、複数の
駆動電極、駆動電極の駆動素子、駆動電極と駆動素子の
一方の面に形成した第１の配向膜、駆動電極と駆動素子
の他方の面に絶縁層を介して一面に形成した共通電極を
夫々設ける。また透明基板は、透明電極と該透明電極を
覆う第２の配向膜とを形成する。そして共通電極と透明
電極とに閾値以上の電界を印加した状態で、Ｎ−Ｉ点以
上の温度からＮ−Ｉ点より低い温度に前記液晶を冷却す
る。こうすると各領域内の液晶の分子配向の状態が互い
に異なるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、駆動電極
と透明電極とに配向膜を夫々形成し、前記配向膜の間に
液晶を封入した複数の画素を有する液晶表示素子であっ
て、前記液晶は、アイソトロピック相（Ｉ相）からネマ
ティック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下のもので
あり、前記配向膜は、前記各画素における配向膜に対し
て複数の領域を設け、各領域の液晶分子のねじれ方向が
互いに異なるようラビングしたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】請求項２記載の発明は、駆動電極と透明電
極とに配向膜を夫々形成し、前記配向膜の間に液晶を封
入した複数の画素を有する液晶表示素子の製造方法であ
って、前記各画素の配向膜に対して複数の領域を設け、
各領域の液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよう前記
配向膜をラビングし、前記配向膜の間にアイソトロピッ
ク相（Ｉ相）からネマティック相（Ｎ相）への転移温度
幅が２℃以下となる液晶を封入したことを特徴とするも
のである。

【００１６】このような構成と製法により、液晶分子
は、注入時の流れにより左右両ねじれ方向の大きなドメ
インにわかれ、部分的に細かいドメインが混在するよう
になり、各画素内の各々の配向領域のほぼ全体に所望ど
おりの分割配向が得られるこことなる。

【００１７】請求項３記載の発明は、Ｉ相からＮ相に変
化する液晶の転移温度をＮ−Ｉ点とするとき、Ｎ−Ｉ点
以上の温度から室温まで封入後の前記液晶を冷却するこ
とを特徴とするものである。

【００１８】請求項４記載の発明は、Ｉ相からＮ相に変
化する液晶の転移温度をＮ−Ｉ点とするとき、各画素に
閾値以上の電圧を印加した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度
からＮ−Ｉ点より低い温度まで封入後の前記液晶を冷却
することを特徴とするものである。

【００１９】請求項５記載の発明は、Ｉ相からＮ相に変
化する液晶の転移温度をＮ−Ｉ点とするとき、各画素に
閾値以上の磁場を印加した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度
からＮ−Ｉ点より低い温度まで封入後の前記液晶を冷却
することを特徴とするものである。

【００２０】請求項６記載の発明は、Ｉ相からＮ相に変
化する液晶の転移温度をＮ−Ｉ点とするとき、冷却速度
が１℃／分以下となるようＮ−Ｉ点以上の温度からＮ−
Ｉ点より低い温度まで封入後の前記液晶を冷却すること
を特徴とするものである。

【００２１】このような製法により、Ｎ−Ｉ点以上の温
度からＮ−Ｉ点より低い温度に冷却する際に、上下基板
間に電界あるいは磁場をかけることにより、プレチルト
角の低い領域や、配向規制力の弱い領域でも、液晶がＮ
相に転移し成長する際に、配向膜表面から配向方位が規
制されながら成長していく。このため、所望の分割配向
が得られる。

【００２２】請求項７記載の発明は、複数の駆動電極、
前記駆動電極の駆動素子、前記駆動電極と駆動素子の一
方の面に形成した第１の配向膜、前記駆動電極と駆動素
子の他方の面に絶縁層を介して一面に形成した共通電極
を有するアクティブマトリクス基板と、透明電極と該透
明電極を覆う第２の配向膜とを形成した透明基板と、前
記アクティブマトリクス基板と前記透明基板とを所定の
間隙で対面させ、前記第１及び第２の配向膜の間に封入
した液晶とを有し、複数の画素を形成した液晶表示素子
であって、前記液晶は、アイソトロピック相（Ｉ相）か
らネマティック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下の
ものであり、前記配向膜は、前記画素における配向膜に
対して複数の領域を設け、各領域の液晶分子のねじれ方
向が互いに異なるようラビングしたことを特徴とするも
のである。

【００２３】請求項８記載の発明は、複数の駆動電極、
前記駆動電極の駆動素子、前記駆動電極と駆動素子の一
方の面を覆う第１の配向膜、前記駆動電極と駆動素子の
他方の面に絶縁層を介して覆う共通電極をアクティブマ
トリクス基板に夫々形成し、透明電極と該透明電極を覆
う第２の配向膜とを透明基板に形成し、前記画素の第１
及び第２の配向膜に対して複数の領域を設け、各領域の
液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよう前記配向膜を
ラビングし、前記アクティブマトリクス基板と前記透明
基板と所定の間隙で対面させ、前記第１及び第２の配向
膜の間にアイソトロピック相（Ｉ相）からネマティック
相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下となる液晶を封入
し、Ｉ相からＮ相に変化する前記液晶の転移温度をＮ−
Ｉ点とするとき、前記共通電極と前記透明電極とに閾値
以上の電界を印加した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度から
Ｎ−Ｉ点より低い温度に前記液晶を冷却することによ
り、各領域内の液晶の分子配向の状態を互いに異なるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００２４】このような構成と製法により、アクティブ
マトリクス基板の最下層に設けた共通電極と対向電極の
間に、均一な電界を印加できるため、液晶分子全体に均
一な分割配向が得られることとなる。

【００２５】（実施の形態１）本発明の第１実施形態に
おける液晶表示素子とその製造方法について図１を用い
て説明する。図１は液晶表示素子を構成するガラス基板
とアクティブマトリックスアレイ基板との平面図であ
る。（ａ）は透明な電極を形成したガラス基板１Ａであ
り、（ｂ）はマトリクス状に形成した複数の画素２と、
各画素２を駆動するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
素子３とを設けたアクティブマトリクスアレイ基板１Ｂ
である。

【００２６】ガラス基板１Ａに図示しない透明電極と配
向膜とを形成する。またアクティブマトリクスアレイ基
板１Ｂの各画素２に対して、駆動電極と、駆動電極を駆
動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３と、配向膜とを形
成する。次に各配向膜に対して複数の領域を設け、各領
域の液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよう配向膜を
ラビングする。

【００２７】次にガラス基板１Ａとアクティブマトリク
スアレイ基板１Ｂとを所定の間隙を介して対面させ、各
配向膜の間にアイソトロピック相（Ｉ相）からネマティ
ック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下となる液晶を
封入する。

【００２８】Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度を
Ｎ−Ｉ点とするとき、Ｎ−Ｉ点以上の温度から室温まで
封入後の液晶を冷却する。

【００２９】（実施の形態２）次に本発明の第２実施形
態における液晶表示素子とその製造方法について図２を
用いて説明する。図２は本実施形態の液晶表示素子の構
成を示す断面図である。この液晶パネルの一方の基板は
透明な電極５１を形成したガラス基板５２Ａで構成す
る。他方の基板をアクティブマトリクスアレイ基板５２
Ｂとし、この基板に駆動電極をマトリクス状となるよう
各画素５３単位に配列する。そして各画素５３を駆動す
るための薄膜トランジスタ素子５４を設け、最下層の全
面に絶縁層５５及び透明の共通電極５６を形成する。

【００３０】そしてアクティブマトリクスアレイ基板５
２Ｂに第１の配向膜５７ａを塗布し、ガラス基板５２Ａ
に第２の配向膜５７ｂを塗布した。そして両基板５２
Ａ，５２Ｂを加熱して配向膜５７ａ、５７ｂを硬化させ
た。そしてこれらの基板をレーヨン布により所定の方向
にラビング処理を行った。

【００３１】次にアクティブマトリクス基板５２Ｂとガ
ラス基板５２Ａとを所定の間隙で対面させ、第１及び第
２の配向膜５７ａ、５７ｂの間にアイソトロピック相
（Ｉ相）からネマティック相（Ｎ相）への転移温度幅が
２℃以下となる液晶を封入した。

【００３２】Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度を
Ｎ−Ｉ点とするとき、共通電極５６と透明な電極５１と
に閾値以上の電界を印加し、Ｎ−Ｉ点以上の温度からＮ
−Ｉ点より低い温度に液晶を冷却した。こうすると各領
域内の液晶の分子配向の状態が互いに異なるようになっ
た。

【００３３】

【実施例】

（第１実施例）ここで第１実施形態の液晶表示素子を具
体化した第１実施例について説明する。図１（ｂ）に示
すアクティブマトリクスアレイ基板（単に、基板ともい
う）１Ｂに、各画素２の駆動電極と、各画素２を駆動す
るＴＦＴ３とをマトリックス状に形成した。また図１
（ａ）に示すガラス基板１Ａに図示しない透明電極を形
成する。

【００３４】次に配向膜（例えば、日本合成ゴム社製Ｊ
ＡＬＳ−１９４）をオフセット印刷した。この印刷方法
により配向膜は全画面に均一に形成された。次にこれら
両基板１Ａ，１Ｂを１９０℃で１時間加熱し、配向膜を
硬化させた。

【００３５】これらの基板をレーヨン布により図１
（ａ）示す矢印のラビング方向４にラビング処理を行っ
た。次にポジタイプのフォトリソグラフィーを用い、両
基板にフォトレジスト（例えば、東京応化工業製ＯＦＰ
Ｒ５０００）をスピンコートにより塗布した。そして９
０℃で１０分間加熱することによりフォトレジストを硬
化させた。このときのフォトレジストの膜厚は１μｍで
あった。次にストライプ状の第１のフォトマスクを製作
する。この第１のフォトマスクは図１（ｃ）に示すよう
に、行方向の画素ピッチに対してその半分のピッチ５で
遮光部を形成したものである。この第１のフォトマスク
を用いてガラス基板１Ａに紫外線を照射した。

【００３６】同じくストライプ状の第２のフォトマスク
を製作した。この第２のフォトマスクは図１（ｄ）に示
すように、列方向の画素ピッチに対してその半分のピッ
チ６で遮光部を形成したものである。この第２のフォト
マスクを用いて、アクティブマトリクスアレイ基板１Ｂ
の各画素の右半分が遮光されるように紫外線を照射し
た。

【００３７】両基板１Ａ，１Ｂを各々アルカリ現像液
（例えば、東京応化工業製ＮＭＤ３）に１分間浸漬して
揺動し、露光部のフォトレジストを溶解させた。その結
果、図１（ｃ）、（ｄ）の斜線部で示すようなレジスト
パターンが形成された。次に両基板１Ａ，１Ｂを、フォ
トリソグラフィー工程前と逆のラビング方向７にラビン
グ処理を行った。そしてアセトンに浸漬して揺動し、図
１（ｄ）に示すような非露光部のフォトレジスト８も除
去した。こうして出来た両基板１Ａ、１Ｂのラビングパ
ターンは図１（ｅ），（ｆ）の様になる。

【００３８】この両基板１Ａ，１Ｂを、電極側が向かい
合うように基板１Ａ上でラビング方向の異なる境界が、
基板１Ｂの各画素の行方向の中心と一致するように対向
させ、スペーサを介して貼合わせた。この結果、パネル
の各画素内における上下各基板のラビング方向は図３の
様になった。本図に示すように基板１Ａのラビング方向
９と基板１Ｂのラビング方向１０の組み合わせにより、
画素内に４つの異なる領域が形成された。このパネルに
真空注入法にて液晶材料ａを封入した。

【００３９】一方、この液晶材料ａを配向膜（ＪＡＬＳ
−１９４）を塗布硬化した別の基板を用いたテストセル
に封入し、ホットステージ（例えば、メトラー製のも
の）上でＮ−Ｉ点以上の温度から一定速度で降温した。
この際にＩ相中にＮ相のドメインが出始め、全てがＮ相
に変わるまでの温度の幅（相転移温度幅）は０．６℃で
あった。

【００４０】以上のようにして作製された液晶パネルの
両側にクロスニコルとなるように偏光板を貼付け、ノー
マリーホワイトモードの液晶表示素子Ａを得た。この液
晶表示素子Ａの配向状態は、液晶注入時の流れにより左
右両ねじれ方向の大きなドメインに別れ、部分的に細か
いドメインが混在している。この液晶パネルの各画素に
黒レベルの電圧を印加することにより、各画素内の各々
の配向領域のほぼ全体に所望どおりの分割配向が得られ
た。この液晶表示素子Ａに電圧を印加してコントラスト
の視野角特性を測定した結果、図４の様な等コントラス
ト曲線が得られた。図中のＣＲ１０は、白黒のコントラ
スト比が１０であることを示す。

【００４１】また、各方位の傾き角度６０゜までの範囲
において、白から黒レベルまでの反転は起こらなかっ
た。同様に作製した空の液晶パネルに相転移温度幅が
１．６℃の液晶材料ｂを封入して液晶表示素子Ｂを得
た。この液晶パネルの各画素に黒レベルの電圧を印加し
た結果、全画素に対して約９７％以上で所望の分割配向
が得られた。この液晶表示素子Ｂの視野角特性を測定し
た結果、液晶表示素子Ａと同様の視野角特性を得た。

【００４２】（比較例１）第１実施例と同様に作製した
空の液晶パネルに、相転移温度幅が２．６℃の液晶材料
ｃを封入し、液晶表示素子Ｃを得た。この液晶パネルの
各画素に黒レベル電圧を印加した結果、全画素に対して
約８０％の部分でしか所望の分割配向が得られなかっ
た。この液晶表示素子Ｃの視野角特性は図５の様になっ
た。ここでは所望通りの分割配向が得られていない。ま
たコントラスト曲線が上下左右で対称ではなく、液晶表
示素子Ａに比べて視野角特性が狭くなっている。

【００４３】但し、いずれの液晶表示素子も、液晶のし
きい値電圧以下の電界を印加した状態では、フォトリソ
処理の結果、優勢となる右ねじれのドメインが全体に広
がっていく。しかしながら通常の駆動電圧範囲では、所
望の分割配向が保持されている。

【００４４】尚、本実施例では図３に示すように画素内
の分割数が４で、市松模様のパターンの場合について述
べたが、ねじれ方向の異なる領域を有する分割パターン
であれば、その分割数およびパターン形状は本実施形態
に示すもの以外でも同様の効果が得られる。

【００４５】（第２実施例）第１実施例と同様の方法に
より作製した空パネルを用意し、このパネルに第１実施
例と同じ液晶材料ａを真空注入法により封入した。尚、
液晶材料ａのＮ−Ｉ点は１００℃である。次にこの液晶
パネルを１２０℃で１時間アニール後、室温まで冷却し
た。この液晶パネルの両側にクロスニコルとなるように
偏光板を貼付け、液晶表示素子Ｄを得た。この液晶表示
素子Ｄは電圧無印加の状態でも各画素内の各々の領域で
ほぼ所望のねじれ方向が得られた。その割合は全画素に
対して約９５％であった。この液晶パネルの各画素に電
圧を印加すると、ほぼ全面で所望の４分割配向が得られ
た。

【００４６】尚、パネルを冷却する際の降温速度が遅い
ほど、異なる配向領域間の境界部のがたつきが少なく、
特に降温速度を１．０℃／分以下とした場合に、より効
果的であった。

【００４７】（第３実施例）第１実施例と同様の方法に
より作製した空パネルを用意し、このパネルに第１実施
例と同じ液晶材料ａを真空注入法により封入した。次に
この液晶パネルの各画素に黒レベルの電圧を印加した状
態で、１２０℃で１時間アニールした。そして電圧を印
加したままで室温まで冷却した。この液晶パネルの両側
にクロスニコルとなるように偏光板を貼付け、液晶表示
素子Ｅを得た。この液晶表示素子Ｅは電圧無印加の状態
でも各画素内の各々の領域で所望のねじれ方向が得られ
た。その割合は全画素に対してほぼ１００％であった。
この液晶パネルの各画素に電圧を印加するとほぼ全面で
所望の４分割配向が得られた。この液晶パネルに電圧を
印加して、液晶パネルの視野角特性を測定したところ、
図６のような視角特性を得ることができた。

【００４８】本実施例ではアニール条件を１２０℃で１
時間としたが、液晶がアイソトロピック状態になりさえ
すれば、更に低い温度で短時間のアニールを行ってもよ
い。また、各画素に印加する電圧を黒レベルの電圧とし
ているが、液晶分子が立ち上がり始める閾値電圧以上の
電圧であれば、同様の効果が得られる。但し、配向をよ
り完全にするためには、できるだけ高い電圧の方が効果
的である。また、アニール中から室温への冷却中、始め
から終わりまで電圧を印加し続けなくとも、Ｉ相からＮ
相への相転移が始まり、Ｎ−Ｉ点より約５℃低い温度ま
で電圧を印加しても同様の効果が得られる。

【００４９】（第４実施例）第１実施例と同様の方法に
より作製した空パネルを用意する。第１実施例と同じ液
晶材料ａを真空注入法により封入した。この液晶パネル
を磁場発生装置中に設置し、パネルに対して垂直方向に
８×１０⁷ Ｔの磁場を印加する。これと同時にパネル部
分を１２０℃に加熱し、３０分間保持する。次に磁場を
印加したままで液晶パネルを室温まで冷却した。この液
晶パネルの両側にクロスニコルとなるように偏光板を貼
付け、液晶表示素子Ｆを得た。

【００５０】この液晶表示素子Ｆは、電圧無印加の状態
でも各画素内の各々の領域で所望のねじれ方向が得られ
た。その割合は全画素に対してほぼ１００％であった。
この液晶パネルＦの各画素に電圧を印加すると、ほぼ全
面で所望の４分割配向が得られた。

【００５１】（第５実施例）次に第２実施形態の液晶表
示素子を具体化した第５実施例について説明する。図２
の断面図に示すように、液晶パネルの一方の基板は、透
明な電極５１を形成したガラス基板５２Ａで構成する。
他方の基板は、マトリクス状に画素５３を配列し、各画
素５３を駆動するためのＴＦＴ５４を設け、最下層の全
面に絶縁層５５及び透明の共通電極５６を形成したアク
ティブマトリクスアレイ基板５２Ｂで構成する。

【００５２】まず、ガラス基板５２Ａ及びアクティブマ
トリクスアレイ基板５２Ｂに、配向膜５７（例えば、日
本合成ゴム社製ＪＡＬＳ−１９４）を夫々オフセット印
刷した。この印刷法により配向膜５７はパネル全面に均
一に形成された。次にこれらの両基板５２Ａ，５２Ｂを
１９０℃で１時間加熱し、配向膜５７を硬化させた。そ
してこれらの基板をレーヨン布により所定の方向にラビ
ング処理を行った。

【００５３】次に、両基板５２Ａ，５２Ｂにフォトレジ
スト（例えば、東京応化工業製ＯＦＰＲ５０００）をス
ピンコートにより塗布する。そして９０℃で１０分間加
熱してフォトレジストを硬化させた。尚、フォトレジス
トの膜厚は１μｍであった。次に、行方向の画素ピッチ
の半分のピッチでストライプ状の遮光部が形成された第
１のフォトマスクを用いて、ガラス基板５２Ａに紫外線
を照射する。また、列方向の画素ピッチの半分のピッチ
でストライプ状の遮光部が形成された第２のフォトマス
クを用いて、ガラス基板５２Ｂの各画素の右半分が遮光
されるように紫外線を照射した。そして、両基板５２
Ａ，５２Ｂを夫々アルカリ現像液（例えば、東京応化工
業製ＮＭＤ３）に１分間浸漬して揺動し、露光部のフォ
トレジストを溶解させた。

【００５４】次に両基板５２Ａ，５２Ｂをフォトリソグ
ラフィー工程前の方向と逆方向にラビング処理を行う。
この後、これらの基板をアセトンに浸漬して揺動し、非
露光部のフォトレジストも除去した。この両基板５２
Ａ、５２Ｂを電極側が向かい合うようにすると共に、基
板５２Ａ上でラビング方向の異なる境界が基板５２Ｂの
画素の行方向の中心と一致するように対向させた。そし
てスペーサを介してシール樹脂５８を両基板に貼合わせ
た。このパネルに真空注入法にて液晶材料ａを封入し
た。

【００５５】これまでの実施例と異なり、この液晶パネ
ルの５２Ａ基板の共通電極５６と対向電極間（電極５
１）に例えば１０Ｖで３０Ｈｚの矩形波電圧を印加しな
がら、１２０℃で３０分間アニールした。そしてこの電
圧を印加したままで液晶パネルを室温まで冷却した。そ
してこの液晶パネルの両側にクロスニコルとなるように
偏光板を貼付け、ノーマリーホワイトモードの液晶表示
素子Ｇを得た。この液晶表示素子Ｇは電圧無印加状態で
も各画素内の各々の領域で所望のねじれ方向が得られ、
その割合は全画素に対してほぼ１００％であった。この
液晶パネルの各画素に電圧を印加すると、ほぼ全面で所
望の４分割配向が得られた。このときの液晶分子の配向
状態５９を図２に模式的に表した。

【００５６】ところでアクティブマトリクス型液晶表示
素子では、駆動した際にＴＦＴのソース及びゲートの信
号線と画素電極間に横方向の電界が生じる。また段差も
あるため、ＴＦＴ上や信号線上及び画素周辺部の配向が
不均一になりやすい。しかしながら図２のようにアクテ
ィブマトリクスアレイ基板５２Ｂの最下層に共通電極５
６を設けた結果、信号線やＴＦＴ上を含め、パネル全面
でパネルに対して垂直方向に電界を印加できることとな
る。その結果、パネル全面で均一な４分割配向が得られ
ることとなった。尚、アクティブマトリクスアレイ基板
５２Ｂの最下層の共通電極５６は液晶表示素子として駆
動する際には用いない。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素での
Ｉ相からＮ相への転移温度幅が２℃以下となる液晶を用
いること、Ｎ−Ｉ点以上の温度でのアニール後、Ｎ−Ｉ
点より低い温度まで冷却すること、又は冷却の際に、電
界あるいは磁場をかけることにより、画素内に複数の配
向状態領域を有する広視野角パネルにおいて、画面全体
で均一な分割配向が得られる。また視野角も上下左右に
広がり、画面内で不均一な輝度ムラの生じない、安定し
た高画質な映像表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における液晶表示素子の
パターニングの工程図である。

【図２】本発明の第２実施形態における液晶表示素子の
構造を示す断面図である。

【図３】本発明の各実施形態の液晶表示素子のラビング
方向を示す平面図である。

【図４】第１実施形態の液晶表示素子の視野角の特性図
である。

【図５】比較例の液晶表示素子の視野角の特性図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例の液晶表示素子の視野角の
特性図である。

【符号の説明】

１Ａ，５２Ａ ガラス基板 １Ｂ，５２Ｂ アクティブマトリクスアレイ基板 ２，５３ 画素 ３，５４ 薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ） ４，７ ラビング方向 ５ 行方向のピッチ ６ 列方向のピッチ ８ フォトレジスト ９ 基板１Ａのラビング方向 １０ 基板１Ｂのラビング方向 ５１ 透明電極 ５５ 絶縁膜 ５６ 共通電極 ５７ 配向膜 ５８ シール樹脂 ５９ 液晶分子の配向状態

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 圭介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電極と透明電極とに配向膜を夫々形
   成し、前記配向膜の間に液晶を封入した複数の画素を有
   する液晶表示素子であって、 前記液晶は、アイソトロピック相（Ｉ相）からネマティ
   ック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下のものであ
   り、 前記配向膜は、前記各画素における配向膜に対して複数
   の領域を設け、各領域の液晶分子のねじれ方向が互いに
   異なるようラビングしたものであることを特徴とする液
   晶表示素子。
2. 【請求項２】 駆動電極と透明電極とに配向膜を夫々形
   成し、前記配向膜の間に液晶を封入した複数の画素を有
   する液晶表示素子の製造方法であって、 前記各画素の配向膜に対して複数の領域を設け、各領域
   の液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよう前記配向膜
   をラビングし、 前記配向膜の間にアイソトロピック相（Ｉ相）からネマ
   ティック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下となる液
   晶を封入したことを特徴とする液晶表示素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度
   をＮ−Ｉ点とするとき、Ｎ−Ｉ点以上の温度から室温ま
   で封入後の前記液晶を冷却することを特徴とする請求項
   ２記載の液晶表示素子の製造方法。
4. 【請求項４】 Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度
   をＮ−Ｉ点とするとき、各画素に閾値以上の電圧を印加
   した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度からＮ−Ｉ点より低い
   温度まで封入後の前記液晶を冷却することを特徴とする
   請求項２記載の液晶表示素子の製造方法。
5. 【請求項５】 Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度
   をＮ−Ｉ点とするとき、各画素に閾値以上の磁場を印加
   した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度からＮ−Ｉ点より低い
   温度まで封入後の前記液晶を冷却することを特徴とする
   請求項２記載の液晶表示素子の製造方法。
6. 【請求項６】 Ｉ相からＮ相に変化する液晶の転移温度
   をＮ−Ｉ点とするとき、冷却速度が１℃／分以下となる
   ようＮ−Ｉ点以上の温度からＮ−Ｉ点より低い温度まで
   封入後の前記液晶を冷却することを特徴とする請求項２
   記載の液晶表示素子の製造方法。
7. 【請求項７】 複数の駆動電極、前記駆動電極の駆動素
   子、前記駆動電極と駆動素子の一方の面に形成した第１
   の配向膜、前記駆動電極と駆動素子の他方の面に絶縁層
   を介して一面に形成した共通電極を有するアクティブマ
   トリクス基板と、 透明電極と該透明電極を覆う第２の配向膜とを形成した
   透明基板と、 前記アクティブマトリクス基板と前記透明基板とを所定
   の間隙で対面させ、前記第１及び第２の配向膜の間に封
   入した液晶とを有し、複数の画素を形成した液晶表示素
   子であって、 前記液晶は、アイソトロピック相（Ｉ相）からネマティ
   ック相（Ｎ相）への転移温度幅が２℃以下のものであ
   り、 前記配向膜は、前記画素における配向膜に対して複数の
   領域を設け、各領域の液晶分子のねじれ方向が互いに異
   なるようラビングしたものであることを特徴とする液晶
   表示素子。
8. 【請求項８】 複数の駆動電極、前記駆動電極の駆動素
   子、前記駆動電極と駆動素子の一方の面を覆う第１の配
   向膜、前記駆動電極と駆動素子の他方の面に絶縁層を介
   して覆う共通電極をアクティブマトリクス基板に夫々形
   成し、 透明電極と該透明電極を覆う第２の配向膜とを透明基板
   に形成し、 前記画素の第１及び第２の配向膜に対して複数の領域を
   設け、各領域の液晶分子のねじれ方向が互いに異なるよ
   う前記配向膜をラビングし、 前記アクティブマトリクス基板と前記透明基板と所定の
   間隙で対面させ、前記第１及び第２の配向膜の間にアイ
   ソトロピック相（Ｉ相）からネマティック相（Ｎ相）へ
   の転移温度幅が２℃以下となる液晶を封入し、 Ｉ相からＮ相に変化する前記液晶の転移温度をＮ−Ｉ点
   とするとき、前記共通電極と前記透明電極とに閾値以上
   の電界を印加した状態で、Ｎ−Ｉ点以上の温度からＮ−
   Ｉ点より低い温度に前記液晶を冷却することにより、各
   領域内の液晶の分子配向の状態を互いに異なるようにし
   たことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。