JPH1048600A

JPH1048600A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH1048600A
Application number: JP20000696A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Nagae; 伸和長江; Nobuaki Yamada; 信明山田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】注入口付近の流れ配向および配向不良領域を
無くして、表示品位の優れた液晶表示素子を得ること。【解決手段】一対の基板間で、液晶を封入するシール
で囲まれた領域内に、注入口側に壁面を向け、お互いに
壁面が向かい合うように、絵素外に複数の壁を形成す
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、パーソナルコンピ
ュータ、ワープロ、アミューズメント機器、テレビジョ
ン装置などの平面ディスプレイ、または、シャッタ効果
を利用した表示板、窓、扉、壁などに用いられる液晶表
示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子としては、ＴＮモードのも
のが知られている。このモードの液晶表示素子は、図１
２（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の基板１、第２の
基板１ａの間に設けられた液晶層２６の液晶分子２７が
配向する。つまり、液晶層２６に電圧を印加すると、電
圧を印加しない図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）に
示す状態に液晶分子２７の配向方向が変化する。図１２
（ｃ）は、電圧過飽和の場合の配向状態を示す。

【０００３】この配向方向変化の場合には、図１２
（ｂ）に示す中間状態でＡ、Ｂそれぞれの方向から見る
と液晶分子２７の見かけ上の屈折率が異なり、視角特性
に方向依存性が生じる。

【０００４】図１２（ｄ）〜（ｆ）は、広視角モードの
電圧印加による配向変化を示す。この図１２（ｄ）〜
（ｆ）における液晶表示素子は、一対の第１の基板１、
第２の基板１ａの間に、高分子材料２８に囲まれた液晶
領域２９の液晶分子２７が、軸３０を中心として軸対称
状に、つまり同心円状、放射状または渦巻き状に配向し
ている。このような配向状態では、中間調状態である図
１２（ｅ）に示すように、Ａ、Ｂ両方向から見た場合の
液晶分子２７の見かけ上の屈折率が平均化される。よっ
て、Ａ，Ｂ両方向からの光の透過率が等しくなり、視角
特性が、図１２（ａ）〜（ｃ）のＴＮモードに比べて改
善される。

【０００５】ところで、広視角モードの具体例として
は、以下に示した第１〜第７の液晶表示素子が提案され
ている。

【０００６】第１の液晶表示素子は、偏光板を必要とせ
ず、しかも配向処理を不要とし、液晶表示素子内に高分
子で囲まれた液晶領域を有する構成となっている。この
液晶表示素子においては、液晶の複屈折を利用して透明
または白濁状態を電気的にコントロールするようになっ
ている。より具体的に説明すると、この方法は電圧を印
加して、液晶分子の常光屈折率と支持媒体（高分子壁）
の屈折率とを一致させて液晶の配向が揃うときには、透
明状態を表示し、電圧無印加時には液晶の配向のみだれ
による光散乱状態を表示するようになっている。

【０００７】この第１の液晶表示素子の作製方法として
は、光硬化性または熱硬化性樹脂と液晶との混合物を一
対の基板間に注入し、その後、混合物の樹脂を硬化する
ことにより液晶を析出させ、硬化した樹脂（高分子）中
に液晶滴を形成させる方法が提案されている（特表昭６
１−５０２１２８号公報）。さらに、第１の液晶表示素
子に、互いに直交する偏光板を組み合わせるものも提案
されている（特開平４−３３８９２３号公報、特開平４
−２１２９２８号公報）。

【０００８】第２の液晶表示素子は、非散乱型で、偏光
板を用いており、液晶と光硬化性樹脂との混合物からの
相分離により、高分子材料で囲まれた、複数のドメイン
からなる液晶領域を作製した構成となっている（特開平
５−２７２４２号公報）。この液晶表示素子において
は、形成した高分子材料により液晶領域の各ドメインの
配向状態が乱されてランダム状態になり、電圧印加時に
個々のドメインで液晶分子の立ち上がる方向が異なるた
めに、各方向から見た見かけ上の透過率（Δｎ・ｄが平
均化されるため）が等しくなり、中間調状態での視角特
性が改善されるものである。

【０００９】第３の液晶表示素子は、基板表面に、結晶
性高分子からなる球晶構造を形成し、軸対称な配向規制
力を生かして液晶領域を作製したものである。（特開平
６−３０８４９６号公報）。

【００１０】第４の液晶表示素子は、基板上に配向膜を
塗布し、ラビングなどの配向処理を行わず、液晶分子を
ランダム方向に配向させた構成のものである（特開平６
−１９４６５５号公報）。

【００１１】第５の液晶表示素子としては、画素内でデ
ィスクリネーションラインを発生させないようにすべ
く、絵素内の液晶の配向方向を軸対称方向に配向させる
方式のものが提案されている。この方式の一つとして、
最近、本願出願人が、光重合時にホトマスクなどで光制
御することにより液晶分子が絵素領域内で軸対称状の配
向状態（渦巻状など）となり、液晶分子が電圧で制御さ
れることにより、渦巻状配向がホメオトロピック状態に
変化するように動作をし、視角特性を著しく改善できる
液晶表示素子を提案している（特開平７−１２０７２８
号公報）。

【００１２】第６の液晶表示素子として、軸対称状の配
向を配向処理により作製したものが提案されている（特
開平６−２６５９０２号公報、特開平６−３２４３３７
号公報）。

【００１３】第７の液晶表示素子として、液晶への温度
パターンおよび印加電圧パターンを工夫して液晶に付与
し、絵素内の液晶領域を軸対称配向させたＡＳＭ（Ａｘ
ｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄＭ
ｉｃｒｏｃｅｌｌ）構造のものが提案されている（特開
平６−３０１０１５号公報、特開平７−１２０７２８号
公報）。

【００１４】一方、液晶表示素子の基板間に液晶を注入
するためにシール２に設けられた注入口３付近には、図
１３に示すように、壁部３１が設けられている。この注
入口３付近に設けられた壁部３１により、注入口３付近
での液晶の流入方向を一定にし、さらに液晶注入完了後
の注入口３の封止処理において、封止樹脂の画像表示領
域への流れ込みを抑制していた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術により液晶分子を軸対称配向とした場合には、軸対称
配向の軸位置の制御が不十分で、液晶分子の軸対称配向
の配向軸が傾いたり、あるいは配向軸の位置がずれたり
し、図１４（ｂ）に示すような配向状態となる。なお、
図１４は直交ニコル状態で液晶表示素子を傾けて偏光顕
微鏡にて観察した結果を示す図であり、（ａ）は軸ずれ
のない場合を示し、（ｂ）は軸ずれのある場合を示す。
また、視角を変化させて観察すると、１絵素内で視角方
向となる領域（黒く見える部分）の面積が多くなる。こ
の図より理解されるように、軸ずれのある絵素において
は、他の絵素と平均的な透過率に差が生じ、全体的に見
てざらつきとして観察される。したがって、従来の液晶
表示素子においては、液晶分子配向の配向軸を厳密に位
置制御する必要がある。

【００１６】また、従来技術により液晶分子を軸対称配
向にする製造方法の場合には、液晶分子の方向を軸対称
に配向させるために、温度パターンおよび印加電圧パタ
ーンを液晶へ付与する必要があり、工業的に製造プロセ
スが複雑であるため、製造コストを高くする要因になっ
ていた。

【００１７】一方、従来技術により注入した場合には、
注入口３付近に設けた壁部３１がシール材によりスクリ
ーン印刷法でシール２と同時に形成されているため、微
細なパターンを形成することは困難であり、このため液
晶の流入方向を精密に制御することはできず、さらに、
注入口３付近に形成した壁部３１のみでは、液晶の注入
速度を制御することができなかった。その結果、注入口
３付近の表示領域では、軸対称の配向の軸位置の制御が
不十分となり、液晶分子の軸対称配向の配向軸が傾いた
り、あるいは配向軸がずれたりし、さらに液晶分子が注
入方向に沿って流れ配向し、液晶分子の配向が軸対称配
向とはならず、配向ムラや配向不良領域となり、画面の
一部がざらつきとして観察され、表示品位を低下させて
いた。

【００１８】本発明は、上記問題点を解決するもので、
製造プロセスを複雑とすることなく製造することがで
き、さらに、注入口付近における配向ムラや配向不良領
域を無くすことにより、表示のざらつきを無くし、表示
品位の優れた液晶表示素子を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、一対の基板間に、軸対称状に配向した液晶層を有す
る液晶表示素子において、前記一対の基板間の絵素以外
の部分に、注入口側に壁面を向けた壁を、互いに壁面を
向かい合わせて、複数並べて形成したので、そのことに
より上記目的が達成される。

【００２０】前記複数の壁を、絵素と交互に並べて形成
したので、そのことにより上記目的が達成される。

【００２１】さらに、前記複数の壁は、壁の高さＨが基
板間のセルギャップＤに対して０．７×Ｄ≦Ｈ≦Ｄであ
るのが望ましい。

【００２２】また、前記一対の基板の少なくとも一方の
基板面の絵素ごとに、絵素中心部が最深部となる逆円錐
形状あるいは逆楕円錐形状を形成したので、そのことに
より上記目的が達成される。

【００２３】以下、本発明の作用について説明する。

【００２４】本発明の液晶表示素子は、注入口側に壁面
を向けて絵素以外に複数の壁が形成されている。この複
数の壁のうち注入口に最も近い壁は、注入口から流入し
た液晶を直接絵素に流入していくことを防ぐ。さらにこ
の壁は、壁に隣接して並んだ絵素群の両端まで形成され
ているので、注入口から流入した液晶は、絵素に流入す
ることなく、絵素群の両端まで液晶の流入を制御するこ
とができる。この際、壁は流入する液晶と壁面との間に
摩擦力を生じさせるため、絵素群の両端において、注入
口における注入速度に対して、注入速度を減少させるこ
とができる。したがって、液晶が絵素に流入するまでに
注入速度を減少させることができるので、絵素での流れ
配向を防ぐことができる。

【００２５】さらに、壁は、絵素以外に、お互いに壁面
を向かい合わせて複数形成されている。このため、絵素
群の両端まで流入された液晶は、向かい合う壁面の壁に
囲まれた領域内で絵素群の両端から中心方向に流入を行
うことができる。よって、液晶の絵素領域への流入方向
が制御されているので、液晶の流入の際の流れに乱れが
生じない。さらに、向かい合う壁面の壁間がほぼ一定の
距離で形成されているので、液晶が絵素領域に流入する
のに要する力と壁面から受ける摩擦力とでバランスが取
れた状態になり、液晶の絵素領域への流入速度をほぼ一
定にすることができる。よって、絵素群の両端と中心で
ほぼ同じ状態で、絵素への液晶の流入を行うことができ
る。したがって、絵素での流れ配向を防ぐことができ
る。

【００２６】また、壁は、注入口に近い絵素領域と、そ
の次に注入口に近い絵素領域の間を、遮るように形成さ
れている。よって、注入口に近い絵素領域に流入する液
晶が、その次に注入口に近い絵素領域に流入することは
ない。一方、壁のない注入方法では、液晶表示素子内に
充填する液晶のほぼすべてが、注入口に近い絵素領域を
通過することになるので、注入口に近い絵素領域におい
て、液晶の流入による力は注入が完了するまで基板面に
対して加わり、このことも流れ配向の要因になってい
た。そこで、壁を形成することで注入口に近い絵素での
流れ配向の要因を取り除くことが可能になる。

【００２７】また、絵素外領域に形成した複数の壁は、
絵素と交互に並べて形成されている。よって、絵素領域
への液晶の流入は、絵素単位で行うことができ、液晶の
流入方向および液晶の流入速度を絵素単位で制御するこ
とができる。壁はお互いに壁面を向かい合わせて絵素群
の両端まで形成されているので、液晶が絵素領域に流入
する際に、壁面からの摩擦力と流入する力とがバランス
が取れた状態になり、壁面で囲まれた領域内で、流入速
度をほぼ一定にすることができる。壁面を向かい合わせ
て形成された壁により、液晶の流入方向を制御すること
ができ、流れに乱れが生じない。したがって、全絵素で
ほぼ同じ条件で液晶を流入することができ、液晶の配向
状態を全絵素でほぼ同じ状態にすることができる。

【００２８】さらに、壁の高さＨが０．７×Ｄ以上セル
ギャップＤ以下の範囲に設定されていることにより、液
晶を注入するために基板内を減圧状態にし、基板外を大
気圧状態にした際に、圧力差により、基板が撓んで、壁
の上面と基板面との隙間がなくなり、液晶の流入を壁面
に沿って行うことができる。液晶の注入が完了すれば、
基板内と基板外の圧力差がなくなり、基板は元のセルギ
ャップＤにもどる。また、絵素外領域に形成した複数の
壁の高さＨは、基板間のセルギャップＤに対して、０．
７×Ｄより小さくすると、壁の上面と基板面の隙間から
液晶が絵素領域に漏れてしまい、望ましくない。また、
壁の高さＨは、セルギャップＤよりも大きくするとセル
厚が大きくなり、望ましくない。また、壁の高さＨをセ
ルギャップＤに等しくすることにより、基板間隔を保持
する機能を兼ねることもできる。

【００２９】絵素中心部が最深部となるような逆円錐形
状または逆楕円錐形状を絵素ごとに形成することによ
り、液晶を軸対称に配向した際に、軸位置を最深部に制
御することができ、逆円錐形状または逆楕円錐形状に沿
って、液晶を配向させることができる。さらに詳しく説
明する。１絵素においては、絵素中心部より絵素周辺部
の方が基板の間隙が狭く、絵素外には壁が形成されてい
る。液晶が狭い間隙を流入する場合に、液晶はセル厚が
小さい部分から流入して行く傾向がある。よって、液晶
は１絵素において、まず基板間隔の狭い絵素周辺部から
流入する。絵素周辺部で液晶の流入が完了したら、液晶
は逆円錐形状または逆楕円錐形状の周辺から、最深部の
中心に向かって液晶が流入していく。この最深部への液
晶の流入により、液晶は最深部を軸位置として軸対称状
に配向する。一方、絵素外に形成された壁により、液晶
の流入速度を遅くしているので、この軸対称状に配向す
るメカニズムの妨げにはならない。さらに、絵素外に形
成された壁により、絵素領域への液晶の流入速度および
流入方向を全絵素で、ほぼ同一の条件にすることができ
る。そのため、最深部に軸位置が制御され、逆円錐形状
または逆楕円錐形状に液晶を軸対称状に配向したもの
を、全絵素にわたり、ほぼ同一の状態で形成することが
できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００３１】（液晶表示素子の概略構成）本発明の液晶
表示素子の概略構成を図１に示す。図１は一方の基板を
途中で切断した状態を示している。さらに、注入口付近
の拡大図を図２に示す。

【００３２】本発明の液晶表示素子は、図１に示すよう
に、第１の基板１と第２の基板１ａで挟まれた領域に、
液晶を封入するために液晶表示領域の外周に形成された
シール２、液晶を液晶表示領域内に充填するためにシー
ル２の一部分に形成された注入口３、シール２で囲まれ
た領域内に注入口３から充填された液晶、シール２で囲
まれた領域内に壁面を注入口３側に向けてお互いに壁面
を向かい合わせて形成された複数の壁４、液晶をシール
２で囲まれた領域に密封するために注入口３に形成され
た封止部５により、概略構成される。

【００３３】（注入口付近の絵素領域）この液晶表示素
子の絵素領域の詳細を、注入口付近を拡大した図２によ
って説明する。本発明の液晶表示素子は、シールで囲ま
れた領域内に、絵素がマトリクス状に形成され、絵素外
の領域に、注入口側に壁面を向けて、お互いに壁面を向
かい合わせた複数の壁が形成されている。図２に示すよ
うに、シール２の一部分に形成された注入口３に対し
て、壁面を向けた第１の壁６が絵素外に形成され、さら
にこの第１の壁６に壁面を向かい合わせて第２の壁７、
第３の壁８というように、複数の壁が絵素外に形成され
ている。図２では、１例として絵素と交互に並べて壁が
形成されている。この壁は、絵素外の領域に形成されて
いるため、表示に影響を及ぼさない。さらに、１絵素の
周囲には壁より高さの低い凸部９が形成され、１絵素の
中には逆円錐形状の凹部１０が形成されている。絵素
は、図２において１絵素が凸部９、第１の壁６および第
２の壁７に囲まれたほぼ正方形の場合について説明する
が、本発明の効果はこの場合に限定されない。例えば、
１絵素が長絵素の大型液晶表示素子の場合には、図２で
隣り合う２絵素を１絵素で構成してもよく、また長絵素
の１絵素に１つの逆楕円錐形状の凹部を形成してもよ
い。

【００３４】（壁の高さ）さらに、前記複数の壁は、壁
の高さＨが基板間のセルギャップＤに対して０．７×Ｄ
≦Ｈ≦Ｄであるのが望ましい。このように、設定するこ
とで、液晶を注入する際に、基板と壁の上面に隙間が生
じないので、基板と壁の上面の隙間から絵素に液晶が漏
れることがない。したがって、液晶を壁に沿って、流入
させることができる。

【００３５】（壁の材料）壁の材料としては、感光性樹
脂を用いることができる。例えば、感光性ポリイミド、
感光性エポキシアクリレート等が好ましい。感光性樹脂
を用いることにより、露光して現像工程を行うことによ
り、微細加工することが容易になり、絵素と絵素の間に
厳密に壁を形成することができる。

【００３６】（駆動法）作製された液晶表示素子は、単
純マトリックス駆動、ａ−ＳｉＴＦＴ（ＴｈｉｎＦ
ｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ｐ−ＳｉＴＦＴ、
ＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏｒＭｅｔａ
ｌ）などのアクティブマトリックス駆動などの駆動法で
駆動でき、本発明では特に限定しない。本システムに使
用する液晶表示素子の特性に合わせて、上記駆動法から
選定することができる。

【００３７】（基板材料）基板材料としては、透明固体
であるガラス、高分子フィルムからなるプラスチック基
板などが利用できる。

【００３８】プラスチック基板としては、可視光に吸収
を持たない材料が好ましく、たとえば、ＰＥＴ、アクリ
ル系ポリマ、スチレン、ポリカーボネートなどが使用で
きる。

【００３９】さらに、これらの基板を２種組み合わせて
異種基板で液晶表示素子を構成することもでき、また、
同種異種を問わず基板厚みの異なった基板を２枚組み合
わせて使用することもできる。

【００４０】また、プラスチック基板の場合、基板自身
に偏光能を持たせることにより偏光板を一体化した液晶
表示素子を構成することができる。

【００４１】（実施例）次に実施例によってこの発明を
さらに具体的に説明する。

【００４２】（実施例１）絵素に押型で凹部を形成し壁
を作製する場合について説明する。図３の（ａ）〜
（ｆ）は図２のＡ−Ａ線断面の製造工程を示し、図３の
（ｇ）〜（ｌ）は図２のＢ−Ｂ線断面の製造工程を示
す。

【００４３】図３（ａ）および図３（ｇ）に示すよう
に、１．１ｍｍ厚のガラス基板１１上に、液晶表示素子
の基板間隔を保持するための直径４．０μｍのスペーサ
をＯ．５ｗｔ％混合した感光性レジストＶ−２５９ＰＡ
（新日鉄化学社製）を塗布した後、ホトマスクを用いて
図４に示すようなパターニングで、０．３μｍの厚さの
スペーサ固定用膜１２を基板１１上に形成した。

【００４４】次に、図３（ｂ）および図３（ｈ）に示す
ように、パターニングを施した基板１１上に、熱可塑性
レジストＯＢＣ（東京応化社製）をスピンコート法によ
り、１．５μｍの厚さに凹部形成用膜１３を形成した。
これに続いて、この基板を２００℃のオーブン中に入れ
て凹部形成用膜１３を軟化させた。

【００４５】次に、図３（ｃ）および図３（ｉ）に示す
ように、軟化した状態の凹部形成用膜１３に、図５
（ａ）および図５（ｂ）に示すような円錐形状をした押
型１４を押し付けた。その後、凹部形成用膜１３が硬化
してから、押型１４を剥離して絵素ごとに逆円錐形状を
した凹部を形成した。

【００４６】さらにその上に、図３（ｄ）および図３
（ｊ）に示すように、ＩＴＯ（酸化インジュウムおよび
酸化スズの混合物）１５をスパッタリング法によって６
０ｎｍ成膜した。

【００４７】次に、図３（ｅ）および図３（ｋ）に示す
ように、感光性レジストＯＭＲ８３（東京応化社製）を
スピンコート法により０．５μｍ成膜し、図６（ａ）に
示す遮光部１６を有するホトマスクを用いて露光して、
現像を行い、表示絵素領域を囲む凸部９を形成した。

【００４８】さらに図３（ｆ）および図３（ｌ）に示す
ように、感光性レジストＯＭＲ８３（東京応化社製）を
スピンコート法により２．０μｍ成膜し、図６（ｂ）に
示す遮光部１６を有するホトマスクを用いて露光して、
現像を行い、注入口側に壁面を向けて複数の絵素領域に
またがる壁４を形成した。この時、基板面から壁の上面
までの高さは４．０μｍであった。

【００４９】次に、他の１．１ｍｍ厚のガラス基板（図
示せず）上に、ＩＴＯを形成し、さらに直径４．０μｍ
のガラスファイバを混合した熱硬化性樹脂ＸＮ−２１Ｓ
（ストラクトボンド社製）を印刷して液晶材料を封止す
るシールを形成した。このシールには、液晶材料を注入
する注入口が設けられている。なお、この工程は、一方
のガラス基板上への凹部の形成よりも先に行ってもよ
い。

【００５０】次に、以上のようにして作製した２つの基
板を貼り合わせた後、１７０℃の温度で熱硬化性樹脂を
硬化させて、液晶表示素子の空セルを作製した。このと
き、セルギャップと壁の高さとの比は、４．０／４．０
＝１．０であった。また、セルギャップと絵素外に設け
た凸部の高さの比は、２．０／４．０＝０．５であっ
た。

【００５１】次に、液晶表示素子の空セルに注入する液
晶混合物の調整を行った。液晶混合物は、液晶組成物Ｚ
ＬＩ−４７９２（メルク社製（Ｓ−８１１を０．４重量
％含有する））を３．７４ｇと、２官能性樹脂Ｒ−６８
４（日本化薬社製）を０．１ｇと、光重合抑制剤ｐ−フ
ェニルスチレンを０．１ｇと、重合性液晶化合物

【００５２】

【化１】

【００５３】を０．０６ｇと、光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒ
ｅ６５１を０．０２ｇとを混ぜ合わせて、均一なアイソ
トロピック状態にした。

【００５４】次に、液晶表示素子の空セルへの液晶混合
物の注入を減圧注入法により行った。液晶表示素子の空
セル内と液晶混合物の空気を除去するため、液晶表示素
子の空セルと液晶混合物を真空チャンバ内に、圧力５０
Ｐａの減圧状態で、１時間放置した。その後、液晶表示
素子の空セルの注入口を、液晶混合物に浸して、真空チ
ャンバ内を減圧状態から大気圧状態にすることにより、
液晶表示素子の空セル内に液晶混合物を注入した。液晶
混合物は、絵素外に形成した壁に沿って、空セル内に流
入した。液晶混合物の充填が完了した後、注入口を封止
した。

【００５５】次に、液晶混合物を充填した液晶表示素子
を２５℃に維持し、２．５ｍＷ／ｃｍ²の強度で紫外線
を２０分間照射した。このことによって、液晶混合物か
ら、樹脂を硬化させて、表示絵素部分の液晶組成物の配
向を固定させた。

【００５６】図７は、以上のようにして作製した液晶混
合物を充填したセルを、偏光顕微鏡で観察した状態を示
す模式図である。液晶領域１７が絵素１８ごとに１つ配
され、モノドメイン状態で、しかも、液晶分子が軸対称
状に配向していた。さらに、注入口付近においても、す
べての絵素がモノドメイン状態で、しかも、軸対称配向
であった。また、配向の中心は逆円錐形状の中心に固定
されていたため、目視において画面全体で全くざらつき
が観察されず、つまりすべての液晶領域において軸対称
状配向が達成された。このことは、互いに直交する２枚
の偏光板を、セルを挟むようにして固定し、セルを回転
させたところ、液晶領域のシュリーレン模様１９の位置
が一定で、周りの高分子壁２０だけが回転しているよう
に観察されることにより理解される。

【００５７】次に、液晶混合物を充填して作製したセル
の両側に、偏光軸が互いに直交する２枚の偏光板を各々
に貼り合わせて液晶表示素子を作製した。

【００５８】以上のようにして作製した液晶表示素子を
電圧印加しながら、偏光顕微鏡で観察したところ、電圧
印加時においてもディスクリネーションラインが発生せ
ず全体に黒くなっていくことが観察された。

【００５９】図８は、本実施例で作製した液晶表示素子
の電気光学特性を示す図であり、また、図９は従来のＴ
Ｎモードの液晶表示素子の電気光学特性を示す図であ
る。本測定では、偏光軸を互いに平行にした２枚の偏光
板をブランク（透過率１００％）として測定した。これ
ら両図から理解されるように、本実施例で得られた液晶
表示素子は、ＴＮモードの液晶表示素子で見られるよう
な反転現象は見られず、電圧印加時の広視角方向での透
過率の増加も見られない。さらに中間調においてもざら
つきは観察されなかった。

【００６０】（実施例２）絵素ごとに形成された逆円錐
形状の凹部の他の製造方法について説明する。

【００６１】図１０の（ａ）〜（ｆ）は図２のＡ−Ａ線
断面の製造工程を示し、図１０の（ｇ）〜（ｌ）は図２
のＢ−Ｂ線断面の製造工程を示す。

【００６２】図１０（ａ）および図１０（ｇ）に示すよ
うに、１．１ｍｍ厚のガラス基板１１上に、液晶表示素
子の基板間隔を保持するための直径３．０μｍのスペー
サをＯ．５ｗｔ％混合した感光性レジストＶ−２５９Ｐ
Ａ（新日鉄化学社製）を塗布した後、ホトマスクを用い
て図４に示すようなパターニングで、０．３μｍの厚さ
のスペーサ固定用膜１２を基板１１上に形成した。

【００６３】次に、図１０（ｂ）および図１０（ｈ）に
示すように、パターニングを施した基板１１上に、感光
性レジストＯＭＲ８３（東京応化社製）をスピンコート
法により０．３μｍの厚さに膜を形成した。このレジス
ト膜を、図１１（ａ）に示す遮光部１６を有するホトマ
スクを用いて第１のパターニング２１を施した。さら
に、感光性レジストＯＭＲ８３をスピンコート法により
０．３μｍの厚さに膜を形成した後、図１１（ｂ）に示
す遮光部１６を有するホトマスクを用いて第２のパター
ニング２２を施した。さらに、感光性レジストＯＭＲ８
３をスピンコート法により０．３μｍの厚さに膜を形成
した後、図１１（ｃ）に示す遮光部１６を有するホトマ
スクを用いて第３のパターニング２３を施して、図１０
（ｂ）および（ｈ）に示す階段状の凹部２４を形成し
た。

【００６４】次に、図１０（ｃ）および図１０（ｉ）に
示すように、この基板を１８０℃のオーブン中に２時間
保持して、熱だれ法により、階段状の凹部２４をなめら
かな形状にして逆円錐形状の凹部２５を表示絵素領域に
形成した。

【００６５】さらにその上に、図１０（ｄ）および図１
０（ｊ）に示すように、ＩＴＯ１５（酸化インジュウム
および酸化スズの混合物）をスパッタリング法によって
６０ｎｍ成膜した。

【００６６】次に、図１０（ｅ）および図１０（ｆ）に
示すように、感光性レジストＯＭＲ８３（東京応化社
製）をスピンコート法により０．５μｍ成膜し、図６
（ａ）に示す遮光部１６を有するホトマスクを用いて露
光して、現像し、表示絵素領域を囲む凸部９を形成し
た。

【００６７】さらに、図１０（ｆ）および図１０（ｌ）
に示すように、感光性レジストＯＭＲ８３（東京応化社
製）をスピンコート法により１．５μｍ成膜し、図６
（ｂ）に示す遮光部１６を有するホトマスクを用いて露
光して、現像を行い、注入口側に壁面を向けて複数の絵
素領域にまたがる壁４を形成した。ここで、基板面から
壁の上面までの高さは２．９６μｍであった。

【００６８】次に、他の１．１ｍｍ厚のガラス基板（図
示せず）上に、ＩＴＯを形成し、さらに直径３．０μｍ
のガラスファイバを混合した熱硬化性樹脂ＸＮ−２１Ｓ
（ストラクトボンド社製）を印刷して液晶材料を封止す
るシールを形成した。このシールには、液晶材料を注入
する注入口が設けられている。なお、この工程は、一方
のガラス基板上への凹部の形成よりも先に行ってもよ
い。

【００６９】次に、以上のようにして作製した２つの基
板を貼り合わせた後、１７０℃の温度で熱硬化性樹脂を
硬化させて液晶表示素子の空セルを作製した。このと
き、セルギャップと壁の高さとの比は、２．９６／３．
０＝０．９９であった。また、セルギャップと絵素外に
設けた凸部の高さの比は、１．４６／３．０＝０．４９
であった。

【００７０】次に、実施例１と同様の液晶混合物を用い
て、実施例１と同様の方法によって、液晶表示素子を作
製した。液晶表示素子の空セル内に、液晶混合物を注入
する際、液晶混合物は絵素外に形成した壁に沿って、空
セル内に流入した。

【００７１】このようにして作製した液晶表示素子を偏
光顕微鏡で観察したところ、実施例１と同様に、一区画
ごとに、モノドメイン状態で、しかも、液晶分子は軸対
称状に配向していた。さらに、注入口付近においても、
すべて軸対称状に配向していた。また、電圧を印加し
て、中間調状態に液晶表示素子を設定して、すべての方
向から観察しても、ざらつきがないことを確認すること
ができた。

【００７２】（比較例１）実施例１と同様に、１．１ｍ
ｍ厚のガラス基板上に、液晶表示素子の基板間隔を保持
するための直径４．０μｍのスペーサをＯ．５ｗｔ％混
合した感光性レジストＶ−２５９ＰＡ（新日鉄化学社
製）を塗布した後、ホトマスクを用いて図４に示すよう
なパターニングで、０．３μｍの厚さのスペーサ固定膜
を基板上に施した。さらに、このパターニングを施した
基板上に、実施例１と同様の方法にて、熱可塑性レジス
トＯＢＣをスピンコート法により、１．５μｍの厚さに
凹部形成用膜を形成した後、逆円錐形状を成型して、そ
の上にＩＴＯを成膜した。

【００７３】次に、感光性レジストＯＭＲ８３（東京応
化社製）をスピンコート法により０．５μｍ成膜し、図
６（ａ）に示す遮光部１６を有するホトマスクを用いて
露光して、現像を行い、表示絵素を囲み、高さが同じ凸
部を形成した基板を作製した。ここで、基板面から凸部
の上面までの高さは２μｍであった。

【００７４】このようにして作製した基板と、ＩＴＯが
形成された１．１ｍｍ厚の他のガラス基板を用いて、以
下実施例１と同様にして、液晶表示素子を作製した。こ
のとき、セルギャップと絵素外に設けた凸部の高さの比
は、２．０／４．０＝０．５であった。

【００７５】このようにして作製された液晶混合物が充
填されたセルを、偏光顕微鏡で観察したところ、注入口
付近で注入の際に生じる配向流れによる配向不良が全画
面の２０％ほど観察された。さらに、この液晶混合物を
充填したセルの両側に、偏光軸が互いに直交する２枚の
偏光板を各々に貼り合わせた液晶表示素子は、電圧を印
加して中間調状態に設定して観察したところ、注入口付
近にざらつきが多く認められた。

【００７６】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、一対の基板間
に、軸対称状に配向した液晶層を有する液晶表示素子に
おいて、前記一対の基板間の絵素以外の部分に、注入口
側に壁面を向けた壁を、互いに壁面を向かい合わせて、
複数並べて形成したので、液晶の注入に際して、液晶が
絵素に流入するまでに注入速度を減少させることができ
るため、絵素での流れ配向を防ぐことができ、注入口付
近における配向ムラおよび配向不良領域を無くすことが
でき、表示のざらつきの無い、表示品位の優れた液晶表
示素子を提供することができる。

【００７７】前記複数の壁を、絵素と交互に並べて形成
したので、絵素領域への液晶の流入方向および液晶の流
入速度を絵素単位で制御することができる。このため、
全絵素でほぼ同じ条件で液晶を流入することができ、液
晶の配向状態を全絵素でほぼ同じ状態にすることができ
る。したがって、表示のざらつきの無い、表示品位の優
れた液晶表示素子を提供できる。

【００７８】さらに、前記複数の壁は、壁の高さＨが基
板間のセルギャップＤに対して０．７×Ｄ≦Ｈ≦Ｄであ
るので、液晶を注入する際に、基板と壁の上面に隙間が
生じない。よって、液晶を壁に沿って、流入させること
ができ、基板と壁の上面の隙間から絵素に液晶が漏れる
ことがない。したがって、絵素での流れ配向および軸対
称配向の軸位置のずれを防ぐことができる。このことに
より、表示のざらつきの無い、表示品位の優れた液晶表
示素子を提供することができる。

【００７９】また、前記一対の基板の少なくとも一方の
基板面の絵素ごとに、絵素中心部が最深部となる逆円錐
形状あるいは逆楕円錐形状を形成したので、液晶を軸対
称に配向した際に、軸位置を最深部に制御することがで
き、逆円錐形状または逆楕円錐形状に沿って、液晶を配
向させることができる。さらに、注入口付近において、
壁の効果により流れ配向を生じないので、液晶を軸対称
配向させるのに、温度パターンおよび印加電圧パターン
を液晶に付与する工程を除くことができ、製造工程を簡
略化することができ、製造コストを大幅に減少させるこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子を示す平面図である。

【図２】図１の注入口付近の拡大図である。

【図３】絵素に押型で凹部を形成した場合の壁を作製す
る工程図である。

【図４】液晶表示素子の製造途中の基板を示す平面図で
ある。

【図５】（ａ）は実施例１において液晶表示素子の製造
に用いる、逆円錐形の凹部を形成する型を示す平面図、
（ｂ）はそのＣ−Ｃ線による断面図である。

【図６】（ａ）は絵素周囲に凸部を形成するためのホト
マスクの平面図、（ｂ）は注入口側に壁面を向けた壁を
形成するためのホトマスクの平面図である。

【図７】実施例１で作製した液晶表示素子の偏光顕微鏡
による観察図である。

【図８】実施例１で作製した液晶表示素子の電気光学特
性を示す図である。

【図９】ＴＮモードの電気光学特性を示す図である。

【図１０】絵素に階段状の凹部を形成した場合の壁を作
製する工程図である。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は絵素に階段状の凹部を形成
するためのホトマスクの平面図である。

【図１２】広視角モードの視角特性の改善効果を示す説
明図である。

【図１３】従来の液晶表示素子の注入口付近に壁が形成
された平面図である。

【図１４】軸対称状に配向した液晶表示素子を観察した
場合に、（ａ）は軸ずれなしの観察結果を示す図で、
（ｂ）は軸ずれありの観察結果を示す図である。

【符号の説明】

１第１の基板１ａ第２の基板２シール３注入口４壁５封止部６第１の壁７第２の壁８第３の壁９凸部１０凹部１１ガラス基板１２スペーサ固定用膜１３凹部形成用膜１４押型１５ＩＴＯ１６遮光部１７液晶領域１８絵素１９シュリーレン模様２０高分子壁２１第１のパターニング２２第２のパターニング２３第３のパターニング２４階段状の凹部２５逆円錐形状の凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に、軸対称状に配向した液
晶層を有する液晶表示素子において、前記一対の基板間の絵素以外の部分に、注入口側に壁面
を向けた壁を、互いに壁面を向かい合わせて、複数並べ
て形成したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記複数の壁を、絵素と交互に並べて形
成したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記複数の壁は、壁の高さＨが基板間の
セルギャップＤに対して０．７×Ｄ≦Ｈ≦Ｄであること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】前記一対の基板の少なくとも一方の基板
面の絵素ごとに、絵素中心部が最深部となる逆円錐形状
あるいは逆楕円錐形状を形成したことを特徴とする請求
項１記載の液晶表示素子。