JPH09258228A - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来のＥＣＢモードの液晶表示素
子の問題点を解決し、表示品質がより改善された液晶表
示素子とその製造方法とを提供する。 【解決手段】 液晶表示素子は、所定間隔で対向配置さ
れた一対の基板と、該一対の基板間に挟まれた液晶層と
を含む液晶セルを有し、前記基板の前記液晶層との界面
が、液晶分子を垂直あるいはほぼ垂直に配向させるよう
に配向処理されている。そして、前記一対の基板間の中
間部に前記基板の面と平行に配置された光透過性のフィ
ルムが配置され、該フィルムを境に前記液晶層が二つの
液晶層に分割されており、さらに前記フィルムの両面に
は前記液晶分子を該フィルムの面に垂直あるいはほぼ垂
直に配向させるように配向処理がされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子とその
製造方法に関し、特に広角度の視角特性が得られ、同時
に表示品質と動作特性に優れた液晶表示素子とその製造
方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の垂直配向型ＥＣＢ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードのＬＣＤ（液晶表示装置）
の液晶セルの断面を示す。図６（Ａ）がその電圧無印加
時の液晶分子の配向状態を示し、図６（Ｂ）が電圧印加
時の液晶分子の配向状態を示す。なお、理解を容易にす
るため電極や配向膜等は省略して上下基板１，２と液晶
分子３および互いに直交ニコル配置の偏光板４，５のみ
を模式的に描いている。

【０００３】ＥＣＢモードＬＣＤは、電圧無印加時に液
晶分子３が基板面に対して垂直に配向しているために、
直交ニコル配置の偏光板３と組み合わせると高コントラ
スト表示が得られることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このＥＣＢモ
ードＬＣＤには以下に示すような問題があった。

【０００５】 液晶セルに電圧を印加した場合、全て
の液晶分子３が同じ方向に傾くために視角依存性を持っ
てしまう。これは、図６（Ｂ）に示すように表示画面を
見る方向（矢印）によって液晶層のリターデーションが
異なるためである。

【０００６】 電圧を印加した時に、基板間のセル中
間部の液晶分子から倒れ、液晶層のリターデーションが
変化し徐々に透過率が上がるが、電圧（電界）に対する
透過率変化の急峻性がＳＴＮ−ＬＣＤ等に比べ穏やかな
ために、デューティ比の大きな単純マトリックス駆動で
表示を行う場合、コントラスト及び明状態での透過率が
低い。

【０００７】 上記の問題は、セル厚を大きくする
ことによってある程度改善できる。ＥＣＢのように複屈
折（リターデーション）変化を偏光板を用いて可視化し
ているモードでは、電圧変化に対するリターデーション
値（Δｎ・ｄ）の変化量が大きい程透過光強度の変化も
大きくなり、急峻性が向上する。ところで、ＥＣＢを含
め、ネマティック液晶を使用するＬＣＤ（ＴＮやＳＴＮ
等）に電圧を印加した場合の液晶分子配列は、セル厚で
規格化してしまえばセル厚に係りなく一定になる。液晶
層の厚さを増加させれば、複屈折（Δｎ）の値は変わら
ず、厚さ（ｄ）が増すこととなり、これらの積であるリ
ターデーション値（Δｎ・ｄ）は大きくなる。従って、
透過率変化の急峻性が向上する。

【０００８】応答速度は、ある２つの電圧間で液晶分子
がどれだけ速くその配列を変化させることができるかで
決まる。個々の液晶分子は、その場所の電界強度を感じ
ている。電界強度の変化が大きい程、液晶分子は速く動
くことができる。液晶層の厚さｄが大きくなると、電界
強度Ｅは小さくなり、応答が遅くなる。また、液晶分子
は電界Ｅを感じると同時に隣の分子との弾性的結び付き
も感じる。これらを考慮に入れて簡略化すると、応答速
度はほぼセル厚の２乗に反比例する。従って、セル厚を
大きくすることにより応答速度が遅くなってしまう。

【０００９】本発明の目的は、広視角特性を有し、しか
も表示品質が向上し応答速度も早いＥＣＢモード液晶表
示素子とその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子は、所定間隔で対向配置された一対の基板と、該一対
の基板間に挟まれた液晶層とを含む液晶セルを有し、前
記基板の前記液晶層との界面が、液晶分子を垂直あるい
はほぼ垂直に配向させるように配向処理されている。そ
して、前記一対の基板間の中間部に前記基板の面と平行
に配置された光透過性のフィルムが配置され、該フィル
ムを境に前記液晶層が二つの液晶層に分割されており、
さらに前記フィルムの両面には前記液晶分子を該フィル
ムの面に垂直あるいはほぼ垂直に配向させるように配向
処理がされている。

【００１１】本発明による液晶表示素子の製造方法は、
表面に液晶分子が垂直あるいはほぼ垂直に配向するよう
に両面に配向処理がされた光透過性のフィルムを用意す
る工程と、表面に液晶分子が垂直あるいはほぼ垂直に配
向するように両面に配向処理がされた一対の基板を用意
し、所定間隔で前記一対の基板を対向配置し、さらに両
基板間の中間部に前記基板の面と平行に前記フィルムを
配置してセルを作成する工程と、前記セルの前記基板間
に液晶材料を注入する工程とを有する。

【００１２】液晶分子が垂直あるいはほぼ垂直に配向す
るように配向処理された基板間の中間部に光透過性のフ
ィルムを配置して、該フィルムを境に液晶層を二つの液
晶層に分割し、しかもフィルムの両面を液晶分子が垂直
あるいはほぼ垂直に配向するように配向処理した構造に
より、基板とフィルムとで挟まれる二つの液晶層の配向
方向やセル厚を適宜選定することにより表示品質が向上
しまた応答速度が速くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の液晶表示素子と
その製造方法の具体例を図１から図５を参照して以下に
説明する。図１は、本発明の実施例の液晶表示素子の液
晶セルを側面から見た断面図である。

【００１４】図１において１，２は透明なガラスあるい
は他の材料のフィルムからなる基板であり、両基板１，
２の内側には表示用電極６が形成されている。表示用電
極６は少なくとも一方の基板上のものは透明（透光性）
材料である。電極６の上には液晶分子の配向方向を制御
するために配向膜７が形成されている。配向膜７は、図
の矢印８に示すように垂直（あるいは所定のプレティル
ト角をもってほぼ垂直）の方向に液晶分子を配向させる
ように配向処理がされている。

【００１５】図１の９は、透明（光透過性）なフィルム
であり、その両面には矢印１０で示す方向にすなわち、
液晶分子をフィルム９の面に垂直（あるいは所定のプレ
ティルト角をもってほぼ垂直）に配向させるための処理
がなされている。この配向処理としては、垂直配向用の
ポリイミドやシランカップリング剤系の垂直配向剤を印
刷法、ディップ法あるいはスプレイ法などの手法で塗布
する方法や、フィルム自体の分子構造により液晶分子を
垂直配向させる方向などが利用できる。

【００１６】このフィルム９の表面には透明電極は必要
でなく、画素間のクロストークを防止するため横方向の
導通があってはならない。またフィルム９の厚さに加わ
る電圧を小さくするために、その膜厚が薄いこと、誘電
率が大きいことが望ましい。さらには、縦方向（膜厚方
向）のみに導通性があるフィルムを用いれば、上述のク
ロストークを防止しつつ、かつフィルムの両面間の電位
差を零にできるので、望ましいと考えられる。

【００１７】上記の２枚の基板１，２とフィルム９とを
シール材１１とギャップ制御材１２を介して組み立てた
セルに誘電率異方性が負のネマティック液晶を注入して
通常の２層型セルと同様に製作することにより図１に示
すような構造の液晶表示素子のセルが作成できる。

【００１８】図２に本発明の一つの実施例による液晶表
示素子のセルの液晶分子の配向状態を示す。なお、理解
を容易にするために電極や配向膜等は図示を省略してあ
る。図２のセルでは基板１，２とフィルム９の両方とも
液晶との界面にあたる面を液晶分子が完全な垂直に配向
するような配向処理をしている。図２の（Ａ）は電圧無
印加時の液晶分子３の配向状態であり、（Ｂ）は電圧印
加時の液晶分子２の配向状態を示す。この場合は、表示
電極エッジ部分によって生じる斜め電界や画素内に表示
電極が無い部分を作製することによって生じる斜め電界
等を利用して液晶分子の倒れる方向を制御することが望
ましい。

【００１９】さらに図３に本発明の他の実施例による液
晶表示素子のセルの液晶分子の配向状態を示す。この図
でも電極や配向膜等は省略してある。図３のセルでは基
板１，２とフィルム９の両方とも液晶との界面にあたる
面を液晶分子があるプレティルト角を持ってほぼ垂直に
配向するような配向処理をしてある。図３の（Ａ）は電
圧無印加時の液晶分子２の配向状態であり、（Ｂ）は電
圧印加時の液晶分子３の配向状態を示す。基板１、２間
の液晶層が、同等の特性を持つ２つの液晶サブ層に分割
されている。液晶層の両側から、各サブ層の駆動に必要
な電圧の約２倍の電圧を印加する。

【００２０】なお、さらに別の実施例としてフィルム９
の両面を完全な垂直配向処理とし、基板１，２の面をプ
レティルトを持ったほぼ垂直配向処理としたものでもよ
い。そのような別の実施例では、液晶層中間部の液晶分
子はそれを挟む両界面の平均のティルト角を持つので、
両界面に同時にティルト配向処理をしてなくとも一定
（同一）方向に電界で液晶分子を倒すことができる。ま
た、その逆にフィルム９の両面をプレティルト角を与え
るほぼ垂直配向処理とし、基板１，２の面を垂直配向処
理としてもよい。

【００２１】本実施例による図２の（Ａ）および図３の
（Ａ）のような配向処理では、フィルム９によって分断
された上下二つの液晶層間でまったく同じ配向状態とな
るようにされる。さらに、図２の（Ｂ）および図３の
（Ｂ）から明らかなように、電圧印加時においてもフィ
ルム９によって分断された上下二つの液晶層間でまった
く同じ液晶分子の配列となるようにされる。これらを図
６（Ａ）、（Ｂ）の従来のＥＣＢモードのセルと比較し
てみれば、電圧無印加時でも電圧印加時でも従来のセル
の液晶分子の配列と本発明の実施例の分割液晶層の液晶
分子の配列とは同じであることが判る。

【００２２】従って、本実施例の液晶セルに従来のＥＣ
Ｂモードと同様に２枚の直交ニコル配置の偏光板を組み
合わせることにより高コントラストの表示を行うことが
できる。さらに、配向処理をしたフィルム９で液晶層を
分割した本実施例においては、次のような優れた効果が
得られる。

【００２３】もし、本発明の実施例の液晶セルを従来の
ＥＣＢモードの液晶セルと同じセル厚で作成したとする
と、フィルム９で分断された上下二つの液晶層のそれぞ
れは従来の液晶セルのセル厚のほぼ半分となるために、
コントラストや明状態での透過率は従来のＥＣＢモード
で得られる値とほぼ同じであるが、応答速度が約４倍早
い液晶表示素子が実現できる。

【００２４】また、もし本発明の実施例でフィルム９で
分断された上下二つの液晶層のそれぞれの厚さを従来の
ＥＣＢモードの液晶セルと同じセル厚で作成したとする
と、液晶セルの全体のセル厚は従来のものの約２倍とな
るが、応答速度は従来とほぼ同じであり、しかも電圧変
化に対するリターデーションの変化すなわち透過率の変
化がより大きくなるために、コントラストや明状態での
透過率は従来のＥＣＢモードで得られる値よりも大きく
なる。

【００２５】液晶層中央のフィルムは薄くすることがで
きるので、２層構造を用いることによる視差の変化を制
御できる。さらには、本発明の実施例で分割液晶層一層
分の厚みを従来のセル厚よりも小さくし同時に全体のセ
ル厚は従来のものより厚く設定すれば、従来のＥＣＢモ
ードに比べ、コントラストと明状態での透過率のいずれ
も高く、かつ応答速度がより速い液晶表示素子が実現で
きる。

【００２６】次に、以上述べた本発明の液晶表示素子を
実際に作成する工程を以下に具体的に説明する。

【００２７】（実施例１） （１）．表面に表示電極（ＩＴＯ）６を形成したガラス
基板１，２に垂直配向ポリイミド配向膜７（日産化学工
業（株）製ＲＮ−７２２）をフレキソ版印刷により塗布
し、１８０°Ｃで１時間焼成した。焼成後の配向膜の膜
厚は６００オングストロームであった。

【００２８】（２）．上記工程（１）で作成した配向膜
７の表面をレーヨン製のラビング布でラビングした。

【００２９】（３）．二枚のガラス基板１，２の両方の
表示部の周囲にエポキシ系のシール材１１をスクリーン
印刷法にて印刷した。

【００３０】（４）．二枚のガラス基板１，２の両方に
直径が３．５μｍの球形のセル厚制御材１２をスプレー
法により散布した。

【００３１】（５）．市販の１０μｍ厚のマイラーフィ
ルム９を垂直配向剤（ＤＭＯＡＰ１％濃度）にディップ
塗布し、１００°Ｃで１時間焼成し、両面とも液晶分子
を垂直に配向させるような配向処理がなされた透光性の
フィルムを作成した。

【００３２】（６）．二枚のガラス基板を上記工程
（５）で作成したフィルム９を間に挟んだ状態で重ね合
わせた。この時、二枚の基板間でラビング方向が互いに
逆の向きになるように基板を配置して重ねた。ここで逆
向きとは、液晶分子が配向した向きを基板面に投射した
ときのプレティルト角方向を含む液晶分子配列（ダイレ
クター）の方向が上下基板間で逆になる状態である。

【００３３】（７）．上記工程（６）で重ね合わせた基
板をシール材硬化のため１５０°Ｃで１時間焼成した。
この時ホットプレス機を使用し、セル厚制御材で規定さ
れたセル厚が得られるようにした。

【００３４】（８）．シール焼成後の液晶セルの余分な
部分を取り除いて空セルを完成した。この場合、余分な
ガラス材料の部分ではダイヤモンドカッターを用い、余
分なマイラーフィルムの部分はカッターナイフを用いて
切除して空セルを形成した。

【００３５】（９）．真空注入法を用いて工程（８）で
得た空セルに誘電率異方性が負の液晶（メルク社製）を
注入した。配向の均一性を確保するために、注入後に液
晶が等方相になる温度（１１０°Ｃ）で熱処理を行い、
液晶分子を再配向させた。

【００３６】（１０）．上記工程（９）で完成した液晶
セルを挟み込むように互いに直交ニコルの関係で配置し
た一対の偏光板（日東電工製Ｇ−１２２０）を偏光軸が
ラビング方向と４５°の角度を有するように配置した。

【００３７】以上の工程により本発明の実施例の一つに
よる液晶表示素子を作成することができた。

【００３８】（実施例２） （１）．表面に表示電極（ＩＴＯ）６を形成したガラス
基板１，２に垂直配向ポリイミド配向膜７（日産化学工
業（株）製ＲＮ−７２２）をフレキソ版印刷により塗布
し、１８０°Ｃで１時間焼成した。焼成後の配向膜の膜
厚は６００オングストロームであった。

【００３９】（２）．上記工程（１）で作成した配向膜
７の表面をレーヨン製のラビング布でラビングした。

【００４０】（３）．二枚のガラス基板１，２の両方の
表示部の周囲にエポキシ系のシール材１１をスクリーン
印刷法にて印刷した。

【００４１】（４）．二枚のガラス基板１，２の両方に
直径が３．５μｍの球形のセル厚制御材１２をスプレー
法により散布した。

【００４２】（５）．市販の１０μｍ厚のマイラーフィ
ルム９を垂直配向剤（ＤＭＯＡＰ１％濃度）にディップ
塗布し、１００°Ｃで１時間焼成し、その後レーヨン製
のラビング布でラビングして両面とも液晶分子をあるプ
レティルト角をもってほぼ垂直に配向させるような配向
処理がなされた透光性のフィルムを作成した。このと
き、フィルム両面でのそれぞれのラビング方向が１８０
°逆になるようにしてプレティルトで傾く方向が両面間
で互いに逆方向となるようにした。

【００４３】（６）．二枚のガラス基板を上記工程
（５）で作成したフィルム９を間に挟んだ状態で重ね合
わせた。この時、上記実施例１と同様に二枚の基板間で
ラビング方向が互いに逆の向きになるように基板を配置
して重ねた。

【００４４】（７）．以下、上記実施例１の工程（７）
〜（１０）と同様な工程により実施例２の液晶表示素子
を完成させた。

【００４５】このようにして作成した本発明の実施例の
液晶表示素子を１／２４０デューティ駆動した時の各特
性値を従来のＥＣＢモードと比較して表１に示す。なお
ここで、従来のＥＣＢモードは本発明の実施例と同じ配
向膜でラビング条件も同じとし、同じ液晶を使用し、セ
ル厚については５μｍ（実施例は３．５μｍ）と設定し
た。表１の応答速度は立ち上がり速度と立ち下がり速度
との平均値である。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記の表１の二つの実施例では分割液晶層
の一層の厚みを従来例のセル厚よりも小さくし同時に全
体のセル厚は従来のものより厚く設定しているので、従
来のＥＣＢモードに比べ、コントラストと明状態での透
過率のいずれも高く、かつ応答速度がより速い液晶セル
が実現できていることが判る。

【００４８】さらに付け加えると、上記実施例の液晶セ
ルの片側あるいは両側の偏光板との間に光軸がフィルム
法線方向に有り複屈折が負の一軸性フィルム（光学異方
性補償板）を配置することによって、従来のＥＣＢモー
ドと同様に視角特性が改善される。

【００４９】これまで説明してきた本発明の実施例は、
いずれもセル中間部のフィルムで分割した上下の二つの
液晶層の液晶分子の配列方向が図２あるいは図３の断面
図で示されるようにまったく同じである。これらの実施
例では発明が解決しようとする課題の欄で述べた従来の
ＥＣＢモードの問題点の内、の視角依存性については
改善がむずかしい。

【００５０】これに対して、以下で説明する本発明のさ
らに別の実施例では、フィルムで分割した上下の二つの
液晶層の液晶分子の配列方向が互い逆の関係に設定して
おり、それ以外の構造については先に述べた実施例と基
本的に同じである。上下二つの液晶層間で互いに逆方向
に液晶分子が配列することにより二方向からのリターデ
ーションが同じになることにより上記の視角依存性の
問題も他のとの問題点と同時に解決できる。

【００５１】そのために、これから述べる実施例では、
電圧印加時に、分割した上下の二つの液晶層の液晶分子
の配列方向が互い逆の関係になるように基板と中間フィ
ルムの配向処理を施す。この場合、上下液晶層のフィル
ム近傍の液晶分子は電圧印加に応答して所定の方向に倒
れる必要がある。

【００５２】具体的には基板及びフィルムの表面に液晶
分子にプレティルト角を持たせるようにほぼ垂直な配向
処理を施す。しかも、プレティルトの傾き方向は上下の
二つの分割液晶層間で基板法線に関し互いに逆向き回転
の方向の倒れるような配向処理をそれぞれの分割液晶層
の界面（基板とフィルム）に施す。

【００５３】つまり、基板の面と該基板に対向するフィ
ルム面に液晶分子が配向した時の基板界面に投射したプ
レティルト角を含む液晶分子配列（ダイレクター）の方
向が上下の二つの分割液晶層間で互いに逆になるように
する。

【００５４】また、同時にフィルム両面における液晶分
子の電圧印加により傾く方向をフィルム法線に関し互い
に逆回転の方向とするために、フィルム両面の上記ダイ
レクターの方向は同じ向きにするように配向処理する。
図４と図５にその具体的な実施例の液晶セルの構造を示
す。

【００５５】図４は、フィルム９で分割される上下二つ
の液晶層のいずれも、各層での界面（基板面とフィルム
面）に液晶分子が所定のプレティルト角をもってほぼ垂
直配向する配向処理をした場合である。図４の（Ａ）は
電圧無印加時であり、同（Ｂ）は電圧印加時の状態を示
す。図４（Ａ）の液晶分子の矢印は電圧が印加された時
に液晶分子が傾く方向を示す。液晶分子の倒れる方向が
基板法線に関し互いに逆回転の方向になっていることが
判る。

【００５６】図５は、フィルム９で分割される上下二つ
の液晶層のいずれも、フィルムの界面は完全な垂直配向
処理をして、基板の界面は液晶分子が所定のプレティル
ト角をもってほぼ垂直配向する配向処理をした場合であ
る。図５の（Ａ）は電圧無印加時であり、同（Ｂ）は電
圧印加時の状態を示す。図５（Ａ）の液晶分子の矢印は
電圧が印加された時に液晶分子が傾く方向を示す。な
お、基板表面を完全な垂直配向とし、フィルム界面をプ
レティルト角を持つほぼ垂直な配向としてもよい。

【００５７】この場合では、液晶層中間部の液晶分子は
対向する両界面の平均のティルト角を持つために、対向
する両界面に同時にティルト配向処理をしなくとも一定
方向に電界で液晶分子を倒すことが可能である。この実
施例でも、液晶分子の倒れる方向が基板法線に関し互い
に逆回転の方向になっていることが判る。

【００５８】従って、本実施例の液晶セルも従来のＥＣ
Ｂモードと同様に電圧によりリターデーションが変化し
２枚の直交ニコル配置の偏光板を組み合わせることによ
り高コントラストの表示を行うことができる。さらに、
次のような優れた効果が得られる。

【００５９】もし、本発明の実施例の液晶セルを従来の
ＥＣＢモードの液晶セルと同じセル厚で作成したとする
と、フィルム９で分断された上下二つの液晶層のそれぞ
れは従来の液晶セルのセル厚のほぼ半分となるために、
コントラストや明状態での透過率は従来のＥＣＢモード
で得られる値とほぼ同じであるが、応答速度が約４倍早
い液晶表示素子が実現できる。

【００６０】また、もし本発明の実施例でフィルム９で
分断された上下二つの液晶層のそれぞれの厚さを従来の
ＥＣＢモードの液晶セルと同じセル厚で作成したとする
と、液晶セルの全体のセル厚は従来のものの約２倍とな
るが、応答速度は従来とほぼ同じであり、しかも電圧変
化に対するリターデーションの変化すなわち透過率の変
化がより大きくなるために、コントラストや明状態での
透過率は従来のＥＣＢモードで得られる値よりも大きく
なる。

【００６１】また、本発明の実施例で分割液晶層一層分
の厚みを従来のセル厚よりも小さくし同時に全体のセル
厚は従来のものより厚く設定すれば、従来のＥＣＢモー
ドに比べ、コントラストと明状態での透過率のいずれも
高く、かつ応答速度がより速い液晶表示素子が実現でき
る。

【００６２】さらに、上下二つの分割液晶層の液晶分子
の倒れる方向が互いに逆になっているので、視角を傾け
たときの上下それぞれの液晶層のリターデーション変化
が互いに補償するような関係になるために、視角変化に
対するセル全体としてのリターデーション変化が小さく
なり視角特性が改善される。

【００６３】次に、以上述べた本発明の実施例による液
晶表示素子を実際に作成する工程を以下に具体的に説明
する。

【００６４】（実施例３） （１）．表面に表示電極（ＩＴＯ）６を形成したガラス
基板１，２に垂直配向ポリイミド配向膜７（日産化学工
業（株）製ＲＮ−７２２）をフレキソ版印刷により塗布
し、１８０°Ｃで１時間焼成した。焼成後の配向膜の膜
厚は６００オングストロームであった。

【００６５】（２）．上記工程（１）で作成した配向膜
７の表面をレーヨン製のラビング布でラビングした。

【００６６】（３）．二枚のガラス基板１，２の両方の
表示部の周囲にエポキシ系のシール材１１をスクリーン
印刷法にて印刷した。

【００６７】（４）．二枚のガラス基板１，２の両方に
直径が３．５μｍの球形のセル厚制御材１２をスプレー
法により散布した。

【００６８】（５）．市販の１０μｍ厚のマイラーフィ
ルム９を垂直配向剤（ＤＭＯＡＰ１％濃度）にディップ
塗布し、１００°Ｃで１時間焼成し、両面とも液晶分子
を垂直に配向させるような配向処理がなされた透光性の
フィルムを作成した。

【００６９】（６）．二枚のガラス基板を上記工程
（５）で作成したフィルム９を間に挟んだ状態で重ね合
わせた。この時、二枚の基板間でラビング方向が互いに
同じ向きになるように基板を配置して重ねた。ここで同
じ向きとは、液晶分子が配向した向きを基板面に投射し
たときのプレティルト角方向を含む液晶分子配列（ダイ
レクター）の方向が上下基板間で同じ方向になる状態で
ある。

【００７０】（７）．上記工程（６）で重ね合わせた基
板をシール材硬化のため１５０°Ｃで１時間焼成した。
この時ホットプレス機を使用し、セル厚制御材で規定さ
れたセル厚が得られるようにした。

【００７１】（８）．シール焼成後の液晶セルの余分な
部分を取り除いて空セルを完成した。この場合、余分な
ガラス材料の部分ではダイヤモンドカッターを用い、余
分なマイラーフィルムの部分はカッターナイフを用いて
切除して空セルを形成した。

【００７２】（９）．真空注入法を用いて工程（８）で
得た空セルに誘電率異方性が負の液晶（メルク社製）を
注入した。配向の均一性を確保するために、注入後に液
晶が等方相になる温度（１１０°Ｃ）で熱処理を行い、
液晶分子を再配向させた。

【００７３】（１０）．上記工程（９）で完成した液晶
セルを挟み込むように互いに直交ニコルの関係で配置し
た一対の偏光板（日東電工製Ｇ−１２２０）を偏光軸が
ラビング方向と４５°の角度を有するように配置した。

【００７４】以上の工程により本発明の実施例の一つに
よる液晶表示素子を作成することができた。

【００７５】（実施例４） （１）．表面に表示電極（ＩＴＯ）６を形成したガラス
基板１，２に垂直配向ポリイミド配向膜７（日産化学工
業（株）製ＲＮ−７２２）をフレキソ版印刷により塗布
し、１８０°Ｃで１時間焼成した。焼成後の配向膜の膜
厚は６００オングストロームであった。

【００７６】（２）．上記工程（１）で作成した配向膜
７の表面をレーヨン製のラビング布でラビングした。

【００７７】（３）．二枚のガラス基板１，２の両方の
表示部の周囲にエポキシ系のシール材１１をスクリーン
印刷法にて印刷した。

【００７８】（４）．二枚のガラス基板１，２の両方に
直径が３．５μｍの球形のセル厚制御材１２をスプレー
法により散布した。

【００７９】（５）．市販の１０μｍ厚のマイラーフィ
ルム９を垂直配向剤（ＤＭＯＡＰ１％濃度）にディップ
塗布し、１００°Ｃで１時間焼成し、その後レーヨン製
のラビング布でラビングして両面とも液晶分子をあるプ
レティルト角をもってほぼ垂直に配向させるような配向
処理がなされた透光性のフィルムを作成した。このと
き、フィルム両面でのそれぞれのラビング方向が同じに
なるようにしてプレティルトで傾く方向が両面間で互い
に同方向となるようにした。

【００８０】（６）．二枚のガラス基板を上記工程
（５）で作成したフィルム９を間に挟んだ状態で重ね合
わせた。この時、上記実施例３と同様に二枚の基板間で
ラビング方向が互いに同一方向になるように基板を配置
して重ねた。

【００８１】（７）．以下、上記実施例１の工程（７）
〜（１０）と同様な工程により実施例４の液晶表示素子
を完成させた。

【００８２】このようにして作成した本発明の実施例の
液晶表示素子を１／２４０デューティ駆動した時の各特
性値を従来のＥＣＢモードと比較して表２に示す。なお
ここで、従来のＥＣＢモードは本発明の実施例と同じ配
向膜でラビング条件も同じとし、同じ液晶を使用し、セ
ル厚については５μｍ（実施例は３．５μｍ）と設定し
た。表２の応答速度は立ち上がり速度と立ち下がり速度
との平均値である。

【００８３】

【表２】

【００８４】上記の表２の二つの実施例では分割液晶層
の一層の厚みを従来例のセル厚よりも小さくし同時に全
体のセル厚は従来のものより厚く設定しているので、従
来のＥＣＢモードに比べ、コントラストと明状態での透
過率のいずれも高く、かつ応答速度がより速い液晶セル
が実現できた。しかも、視角特性を目視にて確認した
所、非常に広い範囲で高コントラスト表示が得られ、基
板法線方向から４０°傾けた範囲内ではどの方向から見
ても表示の反転は生じなかった。

【００８５】さらに付け加えると、上記実施例の液晶セ
ルの片側あるいは両側の偏光板との間に光軸がフィルム
法線方向に有り複屈折が負の一軸性フィルム（光学異方
性補償板）を配置することによって、従来のＥＣＢモー
ドと同様に視角特性が改善される。この実施例に６００
ｎｍのリターデーション値を有する光軸がフィルム法線
方向にあり複屈折が負の一軸性フィルムを組み合わせた
所、さらに視角特性が改善され、基板法線方向から６０
°傾けた範囲内ではどの方向からみても表示の反転は生
じなかった。

【００８６】以上の説明における材料や数値はあくまで
も例示であって、本発明は説明した実施例のものに限る
ものではなく、以上の開示に基づいて当業者であれば様
々な改良や変更が可能であることは言うまでもない。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、液晶分子が垂直あるい
はほぼ垂直に配向するように配向処理したフィルムを基
板間の中間部に配置する構造により、基板とフィルムと
で挟まれる上下二つの液晶層の配向方向やセル厚を適宜
選定することにより表示品質が向上しまた応答速度が速
くなる。また上下二つの液晶層の液晶分子の配列方向を
互いに逆の関係とすることによって視角特性が改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による液晶表示素子の構造を説
明するための液晶セルの側部断面図である。

【図２】本発明の実施例による液晶分子配向の動作を説
明するための液晶セルの模式的な断面図である。

【図３】本発明の他の実施例による液晶分子配向の動作
を説明するための液晶セルの模式的な断面図である。

【図４】本発明の別の実施例による液晶分子配向の動作
を説明するための液晶セルの模式的な断面図である。

【図５】本発明のさらに別の実施例による液晶分子配向
の動作を説明するための液晶セルの模式的な断面図であ
る。

【図６】従来のＥＣＢモードの液晶セルの液晶分子配向
の動作を説明するための液晶セルの模式的な断面図であ
る。

【符号の説明】

１，２ ガラス基板 ３ 液晶分子 ４、５ 偏光板 ６ 表示電極 ７ 配向膜 ８ 配向方向 ９ 垂直配向処理をした光学補償フィルム １０ 配向方向 １１ シール材 １２ ギャップ制御材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔で対向配置された一対の基板
   と、該一対の基板間に挟まれた液晶層とを含む液晶セル
   を有し、前記基板の前記液晶層との界面が、液晶分子を
   垂直あるいはほぼ垂直に配向させるように配向処理され
   ている液晶表示素子において、前記一対の基板間の中間
   部に前記基板の面と平行に配置された光透過性のフィル
   ムを配置して前記液晶層を該フィルムを境に二つの液晶
   層に分割し、前記フィルムの両面に前記液晶分子を該フ
   ィルムの面に垂直あるいはほぼ垂直に配向させるように
   配向処理がされていることを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】 前記基板の前記液晶層との界面が、液晶
   分子を垂直に配向させるように配向処理されており、前
   記フィルムの両面が前記液晶分子を該フィルムの面に垂
   直に配向させるように配向処理がされていることを特徴
   とする請求項１記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】 前記基板の前記液晶層との界面が、液晶
   分子をあるプレティルト角をもってほぼ垂直に配向させ
   るように配向処理されており、前記フィルムの両面が前
   記液晶分子を該フィルムの面に垂直に配向させるように
   配向処理がされていることを特徴とする請求項１記載の
   液晶表示素子。
4. 【請求項４】 前記基板の前記液晶層との界面が、液晶
   分子をあるプレティルト角をもってほぼ垂直に配向させ
   るように配向処理されており、前記フィルムの両面が前
   記液晶分子を該フィルムの面にあるプレティルト角をも
   ってほぼ垂直に配向させるように配向処理がされている
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
5. 【請求項５】 前記一対の基板間に所定の電圧を印加し
   た場合に、前記液晶分子の配向状態が前記フィルムで分
   割された二つの液晶層間で同一となるように配向処理さ
   れていることを特徴とする請求項２から４のいずれか記
   載の液晶表示素子。
6. 【請求項６】 前記一対の基板間に所定の電圧を印加し
   た場合に、前記液晶分子が傾く方向が前記フィルムで分
   割された二つの液晶層間で前記基板の法線に関し互いに
   逆回りの関係になるように配向処理されていることを特
   徴とする請求項３または４に記載の液晶表示素子。
7. 【請求項７】 さらに、前記液晶セルの外側に光学異方
   性の別のフィルムを配置しており、該別のフィルムはそ
   の光軸をフィルム面の法線方向に有する複屈折が負の１
   軸性フィルムであることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれかに記載の液晶表示素子。
8. 【請求項８】 表面に液晶分子が垂直あるいはほぼ垂直
   に配向するように両面に配向処理がされた光透過性のフ
   ィルムを用意する工程と、 表面に液晶分子が垂直あるいはほぼ垂直に配向するよう
   に両面に配向処理がされた一対の基板を用意し、所定間
   隔で前記一対の基板を対向配置し、さらに両基板間の中
   間部に前記基板の面と平行に前記フィルムを配置してセ
   ルを作成する工程と、 前記セルの前記基板間に液晶材料を注入する工程とを有
   することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。