WO2010044246A1 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

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佐藤英次
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    • G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
  • a rubbing method As a technique for aligning liquid crystals, a rubbing method, a photo-alignment film method, and the like are known.
  • an alignment film such as polyimide is applied to the surface of the substrate, and the alignment film is rubbed in a predetermined direction (rubbing direction) with a cloth or the like.
  • the photo-alignment film method a photo-alignment film made of a photosensitive material is applied to the substrate surface, and the photo-alignment film is irradiated with polarized ultraviolet rays.
  • the alignment of liquid crystal molecules can be controlled by the irradiation direction and angle.
  • a technique for controlling the alignment of liquid crystal by providing a structure such as a rib on the substrate surface, or providing an electrode having a slit (gap) on the substrate, and applying a vertical alignment film thereon is also known. Yes.
  • ECB Electrode Controlled Birefringence
  • TN Transmission Nematic
  • STN Super Twisted Nematic
  • Display modes such as VA (Vertical Alignment), IPS (In-Plane Switching), OCB (Optically Compensated Bend), and HAN (Hybrid Aligned Nematic) have been put into practical use.
  • the liquid crystal molecules rise from a predetermined direction (pretilt direction) when a voltage is applied, and are aligned so as to be parallel to the electric field. Since the liquid crystal molecules have optical anisotropy, as described above, when the liquid crystal molecules rise from a specific direction, the viewing angle characteristics vary depending on the viewing angle of the display panel. That is, there is a problem that the viewing angle uniformity of the contrast ratio of the display is low.
  • the alignment film is formed by a technique called a mask rubbing method in which a part of the alignment film is masked and the first rubbing is performed, and then another part is masked and the second rubbing is performed in the opposite direction to the first. Two regions having different rubbing directions can be formed.
  • the mask rubbing method it is necessary to perform a rubbing process a plurality of times using a mask, and there is a problem that the process becomes complicated.
  • orientation division can be performed by the structure of the slits or ribs.
  • it is necessary to build a complex orientation control structure and there is a limit to the improvement in viewing angle characteristics in terms of processing accuracy.
  • Patent Document 1 proposes that four minute regions having different liquid crystal rising directions and liquid crystal twist directions coexist in one pixel.
  • a liquid crystal layer held between two substrates is once heated to an isotropic phase and then cooled to a temperature lower than a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature. It is described that a large number of liquid crystal droplets are generated from the above, and the above-mentioned four minute regions are generated at a substantially equal rate (“0077” paragraph of Patent Document 1). There is also a description that these small regions can be stabilized by a small amount of polymer in the liquid crystal.
  • Patent Document 2 proposes that a plurality of regions (for example, section A and section B) having different twist directions and / or twist angles of liquid crystal are formed in one pixel by using polymer dispersed liquid crystal.
  • polarized light having different polarization axes in the sections A and B in the pixel in a state where a solution containing a liquid crystal and a polymer precursor is held between the substrates. Is irradiated to photopolymerize the polymer precursor.
  • Patent Document 2 describes that the liquid crystal and polymer in each of the sections A and B can be aligned along the polarization axis of the irradiated polarized light by the above method.
  • each pixel can be divided into a plurality of regions having different orientations. For this reason, since the observer sees the average of each area
  • Patent Document 2 utilizes the principle that liquid crystal molecules are aligned along the polarization direction of polarized ultraviolet light. More specifically, by setting the angle between the polarization direction and the rubbing direction to be less than 90 degrees, the liquid crystal molecules have a smaller angle difference from the direction of polarization from the direction parallel to the rubbing direction. Twisted. For this reason, the twist angle cannot be set in the vicinity of 90 degrees, and it cannot be applied to the TN mode of 90 degrees twist using a polarizing plate. Furthermore, in order to divide into a plurality of regions (sections A and B) having different twist directions, it is necessary to irradiate a plurality of times of polarized ultraviolet rays using a mask.
  • the liquid crystal polymer precursor is not twisted in the region cured along the polarization direction of the polarized ultraviolet light, and as a result, the liquid crystal layer It is difficult to form a uniform twist in the thickness direction.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device excellent in viewing angle characteristics by a simpler process.
  • the liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device having a plurality of pixels, and includes a liquid crystal layer containing a polymer, a front substrate and a rear substrate holding the liquid crystal layer therebetween, and the liquid crystal layer sandwiched between A pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer; polarizing plates disposed on the front side of the front substrate and the back side of the rear substrate; the liquid crystal layer, the front substrate, and the rear substrate; Each of the first and second alignment films, and at least one of the first and second alignment films is subjected to an alignment treatment, and the liquid crystal layer is applied to each of the pixels.
  • the in-plane orientation of the It is parallel to the defined orientation Te, and includes two liquid crystal regions tilt directions are different from each other of the liquid crystal molecules in the interface.
  • the liquid crystal layer has a plurality of small rooms separated by the wall, and each of the plurality of liquid crystal regions is formed in any one of the plurality of small rooms.
  • each of the two liquid crystal regions is formed in different small rooms.
  • the two liquid crystal regions may be formed in one small chamber and separated by the polymer.
  • At least a part of the polymer that does not constitute the wall of the polymer is present on the alignment film.
  • the plurality of liquid crystal regions include four liquid crystal regions having different tilt directions of liquid crystal molecules located in the center of the thickness of the liquid crystal layer.
  • Both the first and second alignment films have been subjected to an alignment treatment.
  • the orientation defined by the first alignment film and the second alignment film The angle formed by the orientation defined by the alignment film may be 70 ° or more and less than 110 °.
  • the orientation defined by the alignment treatment may be the same over the entire alignment film.
  • the method of manufacturing a liquid crystal display device includes a step of preparing a front substrate having a first alignment film formed on a surface, and a back substrate having a second alignment film formed on the surface; A step of performing an alignment treatment on at least one of the alignment films, and the front substrate and the rear substrate are disposed so that the first and second alignment films face each other, and a liquid crystal material is disposed between the disposed substrates.
  • the liquid crystal layer has an in-plane orientation of liquid crystal molecules at an interface on the alignment film side subjected to the alignment treatment.
  • liquid crystal display device of the present invention in one pixel, there are two liquid crystal regions in which the in-plane orientations of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal layer and the alignment film are parallel to each other and the tilt directions are different from each other.
  • the viewing angle characteristics can be improved and a wider viewing angle can be realized.
  • the wall containing the polymer is disposed between the adjacent liquid crystal regions, the alignment of the liquid crystal molecules in each liquid crystal region can be stabilized.
  • the liquid crystal alignment in each liquid crystal region can be made more stable. Further, since it is possible to prevent a disclination line from existing at the boundary between these liquid crystal regions, a display with a higher contrast ratio than the conventional one can be obtained.
  • the two liquid crystal regions may be formed in the same small chamber. In this case, when these liquid crystal regions are separated by a polymer, the alignment of each liquid crystal region can be made more stable.
  • the same effects as the alignment division can be achieved with a simpler and less expensive process without performing a plurality of rubbing processes and ultraviolet irradiation processes and without forming complicated structures such as ribs and slits in the pixels. And a liquid crystal display device with excellent viewing angle characteristics can be realized.
  • FIG. 1 is sectional drawing which shows typically the liquid crystal display device of embodiment by this invention
  • (b) is a top view which shows typically a part of liquid crystal layer in the liquid crystal display device shown to (a). It is.
  • (A) to (c) are respectively a top view, a perspective view, and a cross-sectional view showing the alignment of liquid crystal molecules located at the interface between the liquid crystal layer and the alignment film in the embodiment according to the present invention.
  • FIGS. 7A to 7C are top views illustrating the arrangement of liquid crystal regions according to the embodiment of the invention, respectively.
  • FIGS. (A) to (d) are perspective views schematically showing four types of liquid crystal regions having different orientations.
  • FIG. 5 is a diagram showing a tilt direction of liquid crystal molecules located in the center of the four types of liquid crystal regions shown in FIG. 4 on a plane parallel to the liquid crystal layer. It is a schematic diagram which shows the refractive index ellipsoid of a liquid crystal molecule. It is a perspective view which shows the inclination of the liquid crystal molecule located in the center of a liquid-crystal area
  • FIG. 6 is a graph showing a result of calculating light transmittance when a polarizing plate is shifted from crossed Nicols by 45 ° and ⁇ 45 ° in a display panel using TN liquid crystal. It is a figure which shows the microscope image of the display cell for an experiment of Example 3 by this invention.
  • a TN mode liquid crystal display device will be described as an example, but the display mode of the liquid crystal display device of the present embodiment is not limited to the TN mode, and may be, for example, a HAN mode.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a top view schematically showing a part of the liquid crystal layer in the liquid crystal display device of FIG.
  • the liquid crystal display device 100 includes a front substrate 3, a rear substrate 2 disposed so as to face the front substrate 3, a liquid crystal layer 1 provided between the substrates 2 and 3, and a front side of the front substrate 3. And polarizing plates 16 and 15 disposed on the back side of the back substrate 2.
  • the polarizing plates 16 and 15 in the present embodiment are linear polarizing plates and are arranged so that their absorption axes are orthogonal to each other (crossed Nicols).
  • a plurality of switching elements (herein, thin film transistors) 5, a plurality of transparent pixel electrodes 4, and an alignment film 12 are formed in this order on the surface of the rear substrate 2 on the liquid crystal layer side.
  • the alignment film 12 in this embodiment is a horizontal alignment film and is in contact with the surface on the back side of the liquid crystal layer 1.
  • the plurality of pixel electrodes 4 are spaced apart from each other and define a pixel that is a unit of image display. In the present embodiment, these pixel electrodes 4 are arranged in a matrix and are electrically connected to the drain electrodes (not shown) of the corresponding thin film transistors 5.
  • a color filter 6 such as R (red), G (green), and B (blue) disposed so as to correspond to the pixel electrode 4 and a color filter 6 are provided.
  • a flattening film 7 for covering and flattening, a transparent counter electrode 8, and an alignment film 13 are formed in this order, and the alignment film 13 is in contact with the front surface of the liquid crystal layer 1. Similar to the alignment film 12, the alignment film 13 is also a horizontal alignment film.
  • the alignment films 12 and 13 are subjected to an alignment process. Here, the alignment film 12 is rubbed in one direction, and the alignment film 13 is rubbed in a direction orthogonal to the rubbing direction of the alignment film 12.
  • the liquid crystal layer 1 is separated into a plurality of small rooms 14 by a wall 10 containing a polymer.
  • a liquid crystal region 11 is formed in each small chamber 14.
  • one liquid crystal region 11 is formed in one small chamber 14, but a plurality of liquid crystal regions 11 may be formed in one small chamber 14.
  • the liquid crystal region 11 in one small chamber 14 may be separated by a polymer that does not constitute the wall 10.
  • each small chamber 14 may not be completely surrounded by the wall 10 and the alignment films 12 and 13.
  • Each liquid crystal region 11 is in contact with the alignment films 12 and 13 or in the vicinity of the alignment films 12 and 13 so that the liquid crystal molecules in the liquid crystal region 11 can receive the regulating force of the alignment films 12 and 13. It is preferable to be located at.
  • a plurality of source wirings 42 connected to the source electrode of the thin film transistor and a plurality of gate wirings 44 connected to the gate electrode are formed on the rear substrate.
  • a plurality of small rooms 14 are arranged in each pixel surrounded by the wirings 42 and 44.
  • a liquid crystal region 11 is formed in the small chamber 14.
  • the wall 10 defining the small room 14 is continuous.
  • interfacial liquid crystal molecules mean liquid crystal molecules constituting the anchoring layer.
  • the liquid crystal layer 1 includes at least two liquid crystal regions 11 having different orientations of interface liquid crystal molecules.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the alignment state of the interface liquid crystal molecules in the two liquid crystal regions in the present embodiment.
  • 2A is a top view showing the interface liquid crystal molecules 22s on the alignment film 12 (FIG. 1A)
  • FIG. 2B is a perspective view
  • FIG. 2C is a cross section parallel to the rubbing direction.
  • FIG. Here, two liquid crystal regions 11A and 11B separated by the polymer 9 will be described as an example.
  • the interface liquid crystal molecules 22s are arranged on the virtual surface S on which an arrow 30 indicating the rubbing direction is drawn so that the orientation of the interface liquid crystal molecules 22s can be clearly understood.
  • the in-plane orientation (director) of the interface liquid crystal molecules 22s is substantially in the direction 30 (here, the rubbing direction) defined by the orientation treatment performed on the orientation film 12. Parallel.
  • the magnitude and direction of the tilt angle of the interface liquid crystal molecules 22s vary depending on the region separated by the polymer 9.
  • the interface liquid crystal molecules 22s in the liquid crystal region 11A have a tilt angle ⁇ a in the same direction Pa as the rubbing direction 30, and the interface liquid crystal molecules 22s in the liquid crystal region 11B have a tilt angle in the direction Pb opposite to the tilt angle ⁇ a. It has (theta) b.
  • the rising direction of the liquid crystal molecules is referred to as a “tilt direction”.
  • the directions Pa and Pb of the tilt angles ⁇ a and ⁇ b (less than 90 °) on the virtual plane S are the tilt directions.
  • the tilt directions Pa and Pb of the interface liquid crystal molecules 22s are different between the two liquid crystal regions 11A and 11B separated by the polymer 9.
  • the interface liquid crystal molecules 22s on the alignment film 12 have been described as an example, but the alignment of the interface liquid crystal molecules on the alignment film 13 is the same.
  • liquid crystal layer in the present embodiment two liquid crystal regions 11A and 11B having interface liquid crystal molecules 22s having in-plane azimuth directions and different tilt directions are present in one pixel.
  • the effect of can be obtained.
  • viewing angle characteristics can be improved.
  • the magnitudes of the tilt angles ⁇ a and ⁇ b of each liquid crystal region may be approximately equal or different for each of the liquid crystal regions 11A and 11B. Further, when there are a plurality of liquid crystal regions in which the in-plane orientation and the tilt direction of the interface liquid crystal molecules are equal in the pixel, the tilt angles ⁇ a and ⁇ b in the liquid crystal regions may be the same, May be different. Note that it is preferable that there are a plurality of liquid crystal regions having different tilt angles because the viewing angle characteristics can be further improved.
  • the magnitudes of the tilt angles ⁇ a and ⁇ b are determined not only by the type of the liquid crystal material and the alignment film, but also by the type and amount of the polymer contained in the liquid crystal layer, the shape of the small chamber, and the like.
  • liquid crystal region 11A, 11B is disposed in one pixel, and these liquid crystal regions 11A, 11B do not have to be adjacent to each other.
  • substantially all the liquid crystal regions in the pixel are any of the above-described liquid crystal regions 11A and 11B, and thereby the viewing angle characteristics can be improved more effectively.
  • a polymer 9 or a wall containing a polymer is disposed between the liquid crystal regions 11A and 11B in the present embodiment. More preferably, the liquid crystal regions 11A and 11B are separated by the polymer 9 or a wall containing the polymer.
  • “separated” means that the polymer 9 or the wall exists between the liquid crystal regions 11A and 11B, and the boundary between the liquid crystal regions 11A and 11B is defined by the polymer 9 or the wall. And the polymer 9 and the wall need not be continuous. As a result, the liquid crystal alignment of the liquid crystal regions 11A and 11B can be stabilized.
  • the polymer 9 or the wall exists between the liquid crystal regions 11A and 11B, it is possible to suppress the formation of a disclination line in which the liquid crystal molecular alignment is discontinuous at the boundary between the liquid crystal regions 11A and 11B. it can.
  • disclination occurs, a region where light is not transmitted to the liquid crystal region 11 even when white is displayed, or a region where light is transmitted when black is displayed conversely, which causes a decrease in brightness and contrast of white display. There is a risk.
  • the response speed may be lowered. Therefore, by suppressing the formation of the disclination line by the polymer 9 or the wall, it is possible to suppress a decrease in display contrast ratio and response speed due to disclination.
  • FIG. 3A to 3C are schematic top views illustrating the arrangement of the liquid crystal regions 11A and 11B.
  • each of the liquid crystal regions 11 ⁇ / b> A and 11 ⁇ / b> B may be formed in a small room 14 that is substantially completely surrounded by the wall 10. Thereby, the alignment of the liquid crystal regions 11A and 11B can be more effectively stabilized. Further, as shown in FIG. 3B, the liquid crystal regions 11A and 11B do not have to be separated by the wall 10 located between them.
  • the plurality of liquid crystal regions 11 ⁇ / b> A and 11 ⁇ / b> B may be formed in one small chamber 14. In this case, the liquid crystal regions 11A and 11B may be separated by the polymer 9.
  • the liquid crystal region 11 in the present embodiment is preferably formed across the thickness direction of the liquid crystal layer 1. More preferably, a plurality of small rooms 14 are arranged in one layer in the liquid crystal layer 1, and one liquid crystal region 11 is formed in each small room 14. “The small chambers 14 are arranged in one layer” means that no other small chamber 14 is arranged between each small chamber 14 and the alignment films 12 and 13. According to such a configuration, the interface liquid crystal molecules on the front substrate 3 side of the liquid crystal region 11 are regulated by the alignment film 13, and the interface liquid crystal molecules on the back substrate 2 side can be more reliably regulated by the alignment film 12. .
  • the liquid crystal molecules in each liquid crystal region 11 are parallel to the rubbing direction of the alignment film 12 in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer 1. Twist about 90 ° from the orientation to the orientation parallel to the rubbing direction of the alignment film 13.
  • FIGS 4A to 4D are schematic perspective views illustrating the alignment states of the four types of liquid crystal regions.
  • the interface liquid crystal molecules 22s (12) on the alignment film 12 side are shown on a virtual plane S (12) parallel to the substrate, and the interface liquid crystal molecules 22s (13) on the alignment film 13 side are shown. It is shown on a virtual plane S (13) parallel to the substrate.
  • the center liquid crystal molecules 22c located in the center of the liquid crystal regions 11C to 11F, that is, the center of the liquid crystal layer 1 are shown on a virtual surface Sc parallel to the substrate.
  • a straight line drawn on each virtual plane indicates a director in the virtual plane.
  • the liquid crystal region 11C shown in FIG. 4A and the liquid crystal region 11D shown in FIG. 4B have the same tilt direction of the interface liquid crystal molecules 22s (12) , but the interface liquid crystal molecules 22s ( 13) The tilt directions are opposite to each other. Further, in the liquid crystal region 11C and the liquid crystal region 11E shown in FIG. 4C, the tilt directions of the interface liquid crystal molecules 22s (12) are opposite to each other, but the tilt directions of the interface liquid crystal molecules 22s (13) are the same. is there. In the liquid crystal region 11C and the liquid crystal region 11F shown in FIG. 4D, the tilt directions of the interface liquid crystal molecules 22s (12) and the interface liquid crystal molecules 22s (13) are opposite to each other. As a result, the directions (tilt directions) Pc to Pf of the tilt angles ⁇ c to ⁇ f of the central liquid crystal molecules 22c with respect to the virtual plane Sc of the liquid crystal regions 11C to 11F are different from each other.
  • FIG. 5 is a diagram showing the tilt directions Pc to Pf of the central liquid crystal molecules 22c of the liquid crystal regions 11C to 11F on the virtual plane Sc.
  • the directions 30 and 31 indicate the rubbing directions of the alignment films 12 and 13, respectively.
  • the in-plane orientations of the central liquid crystal molecules 22c in the liquid crystal regions 11C and 11F are parallel, but the tilt directions Pc and Pf are opposite to each other.
  • the in-plane orientations of the central liquid crystal molecules 22c in the liquid crystal regions 11D and 11E are parallel, but the tilt directions Pd and Pe are opposite to each other.
  • the in-plane orientation of the central liquid crystal molecules 22c in the liquid crystal regions 11C and 11F is substantially orthogonal to the in-plane orientation of the central liquid crystal molecules 22c in the liquid crystal regions 11D and 11E.
  • four types of liquid crystal regions 11C to 11F having different tilt directions Pc to Pf of the central liquid crystal molecules 22c can be mixed in one pixel. Thereby, the viewing angle (polar angle) dependency by the viewing direction can be greatly reduced.
  • the refractive index of the nematic liquid crystal can be schematically represented by a uniaxial refractive index ellipsoid as shown in FIG. no is an ordinary light refractive index and ne represents an extraordinary light refractive index.
  • the central liquid crystal molecule has a characteristic of rising in a specific orientation in a halftone display state. For example, as shown in FIG. 7, the central liquid crystal molecules stand up in one direction with respect to the in-plane orientation 20c.
  • a polymer not constituting a wall exists on the alignment films 12 and 13. More preferably, at least a part of the alignment films 12 and 13 is covered with a polymer. Since the liquid crystal anchoring force of the polymer is smaller than the liquid crystal anchoring force of the alignment films 12 and 13, if a polymer exists between the alignment films 12 and 13 and the liquid crystal region 11, the interface The voltage required to change the orientation of the liquid crystal molecules 22s can be small. Therefore, a display device that can be driven at a lower voltage can be realized.
  • the liquid crystal layer 1 in the present embodiment can be formed using a material similar to a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) polymer disperse liquid crystal.
  • a material similar to a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) polymer disperse liquid crystal For example, a mixture of a nematic liquid crystal material (that is, a low molecular liquid crystal composition) and a photocurable resin (monomer and / or oligomer) is mixed and placed between transparent substrates, and then obtained by polymerizing the photocurable resin. .
  • the dielectric anisotropy of the liquid crystal material of the liquid crystal layer is preferably positive.
  • the kind of photocurable resin is not specifically limited, Preferably an ultraviolet curable resin is used. When an ultraviolet curable resin is used, there is no need to heat the mixture when polymerization is performed, so that adverse effects due to heat on other members can be prevented.
  • Monomers and oligomers may be monofunctional or polyfunctional.
  • the liquid crystal regions having different twist directions are formed at a substantially equal ratio. Therefore, it is preferable that no chiral agent is added to the liquid crystal layer 1.
  • a liquid crystal display device polymer dispersion type liquid crystal display device
  • PDLC polymer dispersion type liquid crystal display device
  • an alignment film or a polarizing plate subjected to an alignment process is generally not used. Since PDLC can switch the optical characteristics between a scattering state and a transmission state by applying a voltage to the liquid crystal layer, it is possible to display without using a polarizing plate and an alignment film when PDLC is used. It is.
  • the present embodiment uses the same material as PDLC, but uses an alignment film and a polarizing plate that have been subjected to alignment treatment, thereby realizing a new alignment division mode.
  • the type of the alignment films 12 and 13 is not particularly limited, but is preferably an alignment film that can give a pretilt angle of 1 ° to 10 ° with respect to the liquid crystal material used in the present embodiment. If an alignment film with a large pretilt angle is selected, the pretilt direction is the same as the rubbing direction in most liquid crystal regions, and the proportion of liquid crystal regions having a tilt direction opposite to the rubbing direction is reduced. It is. However, since the magnitudes of the tilt angles ⁇ a and ⁇ b of the interface liquid crystal molecules 22s in this embodiment are not determined only by the types of the alignment films 12 and 13 as described above, they are not limited to the pretilt angle range.
  • a horizontal alignment film is applied to the surfaces of the two substrates.
  • an alignment process such as a rubbing process is performed on the surfaces of these alignment films.
  • the direction defined by the alignment treatment of these substrates is the same over the entire surface of the substrate. Therefore, it is not necessary to repeat a plurality of processes for each area like mask rubbing, for example.
  • These substrates are arranged so that the alignment films face each other and the directions defined by the alignment treatment are orthogonal to each other, and are bonded together via a spacer for ensuring a certain gap. Thereafter, a liquid crystal mixture containing a liquid crystal material and a polymer precursor is filled between these substrates (vacuum injection method).
  • the polymer precursor in the liquid crystal mixture is polymerized by irradiation with light (ultraviolet rays) at a temperature equal to or higher than the phase transition temperature Tni of the liquid crystal mixture.
  • a polymer is formed from the polymer precursor, and at the same time, the polymer and the liquid crystal are phase-separated.
  • the liquid crystal layer 1 is obtained.
  • a plurality of small chambers 14 separated by a wall 10 containing a polymer are formed.
  • a liquid crystal region (the liquid crystal region in the small chamber is “liquid crystal”). Also called “droplet.”) 11 is formed.
  • These liquid crystal regions 11 randomly include four liquid crystal regions 11C to 11F shown in FIG.
  • the temperature equal to or higher than the phase transition temperature Tni may be a temperature at which at least a part of the liquid crystal material of the liquid crystal mixture is in an isotropic phase, and may not be a temperature at which it is completely in an isotropic phase.
  • the size of the small chamber 14 can be adjusted as appropriate depending on the light irradiation conditions (irradiation intensity, etc.) when polymerizing the polymer precursor.
  • the vacuum injection method is used when forming the liquid crystal layer, but the ODF method may be used instead.
  • the liquid crystal mixture used in the above method is preferably a mixture of an ultraviolet curable resin and a liquid crystal composition.
  • a liquid crystal mixture showing a nematic liquid crystal phase at room temperature obtained by mixing an ultraviolet curable material and a liquid crystal at a weight ratio of 20:80 and adding a small amount of a photopolymerization initiator can be used.
  • the material of the alignment film is not particularly limited, and a known horizontal alignment film can be used. However, in order to form the small chamber 14 so that the liquid crystal region 11 is in contact with the alignment films 12 and 13, it is preferable to optimize the surface free energy of the alignment films 12 and 13.
  • a preferred range of the surface free energy will vary depending on the material of the liquid crystal layer 1 is for example 44 mJ / m 2 or more 50 mJ / m 2 or less.
  • the above method unlike the method of Patent Document 1, no strict temperature control is required, so that a substantially uniform liquid crystal layer can be formed over the entire surface of the substrate. Therefore, it is possible to suppress display variations in the plane. Further, as in the method of Patent Document 2 and mask rubbing, alignment division can be realized without complicating the manufacturing process. Further, in this embodiment, the polymer 9 or the wall 10 made of the polymer can stabilize the orientation of each region and suppress the occurrence of the disclination line, so that the viewing angle characteristics can be improved as compared with the conventional case. It is. Thus, according to the above method, it is possible to stably manufacture a display device having high productivity and excellent viewing angle characteristics.
  • the configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is not limited to the configuration of the liquid crystal display device 100 described above.
  • the directions (in-plane orientations) defined by the alignment films 12 and 13 are orthogonal to each other, but are defined by the alignment films 12 and 13 when viewed from the normal direction of the front substrate 3.
  • the angle formed by the in-plane orientation is not limited to 90 °, and may be, for example, 70 ° or more and less than 110 °.
  • the present invention can also be applied to a HAN mode display device.
  • a horizontal alignment film is formed on one substrate surface and an alignment process is performed.
  • a vertical alignment film is formed on the surface of the other substrate. Therefore, in the state where no voltage is applied, the liquid crystal alignment continuously changes from a substantially vertical alignment to a substantially horizontal alignment over the thickness direction of the liquid crystal layer. Even in the HAN mode, the tilt direction of the interface liquid crystal molecules on the alignment film subjected to the alignment treatment can be made different for each liquid crystal region, so that the viewing angle characteristics can be improved.
  • Examples 1 and 2 and comparative example Hereinafter, display panels of Examples and Comparative Examples were prepared, and the viewing angles and electro-optical characteristics thereof were measured and evaluated. The methods and results will be described below.
  • a horizontal alignment film (RN-1251: trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied to two substrates having electrodes, and rubbing treatment was performed on these alignment films.
  • these substrates were arranged such that the rubbing directions of the alignment films were perpendicular to each other, and were bonded together via a spacer.
  • a mixture (liquid crystal mixture) of a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and positive liquid crystal was injected into the gap between the bonded substrates.
  • the temperature at the time of injection was set to a temperature (for example, 50 ° C.) higher than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature Tni (for example, 40 ° C.) of the liquid crystal mixture. This is to prevent the polymerizable monomer and the positive type liquid crystal from being separated in the injection step, and as a result, density non-uniformity occurs in the display panel.
  • the liquid crystal mixture between the substrates was irradiated with ultraviolet rays through a filter that did not transmit light of 330 nm or less.
  • the temperature at the time of irradiating with ultraviolet rays was set to a temperature (for example, 45 ° C.) equal to or higher than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature Tni.
  • the illuminance at 365 nm was 20 mW / cm 2 .
  • polarizing plates were attached to the outer surfaces of the bonded substrates.
  • the polarizing plates were arranged so that their absorption axes were orthogonal to each other (crossed Nicols). In this way, the display panel of Example 1 was produced.
  • the viewing angle was measured with respect to the display panel produced by the above method using a viewing angle measuring device (EZ Contrast: trade name of ELDIM Corporation).
  • FIG. 8 is an isocontrast curve obtained based on the measurement results of brightness when the applied voltage is 0 V (white display) and when the applied voltage is 2.2 V (black display).
  • the isocontrast curve is obtained by connecting the observation directions in which the contrast ratio is constant with a line, and the angle (polar angle) of the observation direction with respect to the normal direction of the display panel increases as the distance from the center of the circle increases.
  • the azimuth angle ⁇ (0 to 360 °) represents the azimuth angle ⁇ in the in-plane observation direction.
  • ⁇ 0 ° and 180 ° are parallel to the transmission axis direction of one polarizing plate
  • Example 2 A display panel of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a different horizontal alignment film (Plx1400: trade name, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems) was used.
  • Plx1400 trade name, manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems
  • FIG. 9 is an isocontrast curve based on the measurement results of brightness when the applied voltage is 0 V (white display) and when the applied voltage is 2.4 V (black display) according to the observation direction.
  • a horizontal alignment film (RN-1251: product name manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied to the surfaces of two substrates having electrodes. Next, rubbing treatment was performed on these alignment films.
  • the two substrates were bonded so that the rubbing directions of the alignment films were perpendicular to each other.
  • Positive liquid crystal was injected between the bonded substrates.
  • the liquid crystal was uniformly aligned in the plane.
  • the polarizing plate was affixed on the outer surface of the bonded substrates with crossed Nicols.
  • the display panel of the comparative example was obtained.
  • FIG. 10 is an isocontrast curve based on the measurement result of brightness when the applied voltage is 0 V (white display) and when the applied voltage is 3 V (black display) according to the observation direction.
  • FIG. 11 is a graph showing voltage-transmittance (VT) curves of the display panels of Example 1, Example 2, and Comparative Example.
  • the transmittance T is expressed as a relative value where the bright state of each display panel is 1 and the dark state is 0.
  • the display panels of Example 1 and Example 2 are driven at a lower voltage than the display panel of the comparative example.
  • the reason is considered as follows.
  • the polymer or the wall made of the polymer in the liquid crystal layer covers at least a part of the alignment film. Since the liquid crystal anchoring force of the polymer is smaller than the liquid crystal anchoring force of the alignment film, if the alignment film is coated with a polymer as in Example 1 and Example 2, the interface liquid crystal molecules This is because the voltage required to change the direction is small.
  • Example 3 An experiment for confirming that liquid crystal regions (liquid crystal droplets) having different twist directions of the liquid crystal are mixed in the liquid crystal layer in the present embodiment will be described.
  • a liquid crystal layer is formed between two substrates by the same method as in the first embodiment.
  • a 0 ° polarizing plate was attached to the outside of one substrate, and a right 45 ° polarizing plate was attached to the outside of the other substrate. In this way, an experimental display cell was obtained.
  • the liquid crystal region of the liquid crystal layer is twisted rightward, it is shifted by ⁇ 45 ° with respect to the polarizing plate arranged in crossed Nicols (that is, in an orientation of 45 ° with respect to the twisted direction of the liquid crystal).
  • a polarizing plate is arranged.
  • the polarizing plate is disposed 45 ° away from the polarizing plate arranged in crossed Nicols (that is, in an orientation of 135 ° with respect to the twisting direction of the liquid crystal). Become.
  • FIG. 13 is a microscopic image showing a result of observing the display cell for the experiment.
  • a region (liquid crystal droplet) 11r that appears red and a region (liquid crystal droplet) 11b that appears blue coexist. Therefore, it was confirmed that the liquid crystal layer of the experimental display cell had both right-handed and left-handed liquid crystal droplets mixed and randomly arranged.
  • a plurality of regions having different orientations can be formed in a pixel without performing a complicated process such as mask rubbing. Therefore, a liquid crystal display device with a wide viewing angle can be provided by a simple method and at a low cost.
  • the present invention can be applied to various liquid crystal display devices and various electric devices using the liquid crystal display devices.
  • it is suitably used for a TN mode and HAN mode transmissive liquid crystal display device using a horizontal alignment type liquid crystal.

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Abstract

　液晶表示装置１００は、高分子を含む液晶層１と、液晶層１を間に保持する前面基板３および背面基板２と、液晶層１に電圧を印加する一対の電極４、８と、前面基板３の前面側および背面基板２の背面側にそれぞれ配置された偏光板１６、１５と、液晶層１と前面基板３および背面基板２との間にそれぞれ形成された第１および第２配向膜１３、１２とを備える。配向膜１２、１３の少なくとも一方には配向処理が施されており、液晶層１は、画素のそれぞれに、複数の液晶領域１１と、隣接する液晶領域１１の間に位置する、高分子を含む壁１０とを有し、複数の液晶領域１１は、配向処理を施された配向膜側の界面における液晶分子の面内方位が配向処理によって規定された方位と平行であり、かつ、界面における液晶分子のチルト方向が互いに異なる２つの液晶領域を含む。

Description

液晶表示装置およびその製造方法
　本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関する。
　液晶を配向させる技術として、ラビング法や光配向膜法などが知られている。ラビング法では、基板の表面にポリイミドなどの配向膜を塗布し、配向膜を布等で所定の方向（ラビング方向）に擦る。このような配向膜上に液晶層を形成すると、液晶分子の面内方位をラビング方向に平行に制御することができる。また、光配向膜法では、感光性材料からなる光配向膜を基板表面に塗布し、光配向膜に偏光紫外線を照射する。照射方向や角度によって、液晶分子の配向を制御することができる。さらに、基板表面にリブなどの構造物を設けたり、基板上にスリット（隙間）を有する電極を設け、その上に垂直配向膜を塗布することによって、液晶の配向を制御する技術も知られている。
　上記のような配向処理を施した２枚の基板を用いて、液晶あるいはカイラル剤を含んだ液晶を挟みこむことにより、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｅｎｄ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）などの表示モードが実用化されている。
　上記のように液晶分子の配向を制御すると、例えばＴＮモードの液晶層では、電圧印加時に液晶分子が決まった方向（プレチルト方向）から立ち上がり、電界と平行になるように配列する。液晶分子は光学的異方性を有するため、上記のように、液晶分子が特定の方向から立ち上がると、表示パネルを見る角度によって視角特性にばらつきが生じてしまう。すなわち、表示のコントラスト比の視角均一性が低いという問題があった。
　上記問題を解決するために、液晶表示装置の各画素を、液晶分子の立ち上がり方向の異なる複数の領域に分割（配向分割）する手法が行われている。
　例えば、配向膜の一部をマスクして１回目のラビングを行った後、他の一部をマスクして１回目と逆向きに２回目のラビングを行うマスクラビング法と呼ばれる手法によって、配向膜にラビングの向きの異なる２つの領域を形成することができる。しかしながら、マスクラビング法では、マスクを用いて複数回のラビング工程を行う必要があり、プロセスが複雑になるという問題がある。
　また、基板表面にスリットやリブを設ける場合には、スリットやリブの構造によって配向分割を行うことができる。しかし、複雑な配向制御構造を造りこむ必要があり、加工精度などの点から、視角特性の改善に限界がある。
　一方、例えば特許文献１には、一画素内に、液晶の立ち上がり方向および液晶のねじれ方向の異なる４つの微小領域を共存させることが提案されている。特許文献１には、２枚の基板間に保持された液晶層を一度等方相に加熱した後、液晶相－等方相の相転移温度以下まで冷却すると、この冷却過程において、等方相から多数の液晶滴が発生し、上記の４つの微小領域が略等しい割合で生成されることが記載されている（特許文献１の「００７７」段落）。また、液晶中の少量の高分子により、これらの微小領域を安定化できるという記載もある。
　さらに、特許文献２には、高分子分散型液晶を用いて、一画素内に、液晶のツイスト方向および／またはツイスト角の異なる複数の領域（例えば区画Ａおよび区画Ｂ）を形成することが提案されている。特許文献２に記載された液晶表示装置の製造方法によると、液晶と高分子前駆体とを含む溶液を基板間に保持した状態で、画素内の区画Ａ、Ｂにそれぞれ異なる偏光軸を有する偏光を照射して、高分子前駆体を光重合させている。特許文献２には、上記方法により、各区画Ａ、Ｂの液晶および高分子を、それぞれ、照射した偏光の偏光軸に沿って配向させることができる旨が記載されている。
　上述したような手法によると、各画素を配向の異なる複数の領域に分割できる。このため、観察者は各領域の平均を見ることになるので、表示のコントラスト比の視角依存性を小さくできる。
特開平９－１５２６０８号公報 特開平９－１３８４１２号公報
　特許文献１に記載された液晶層の形成方法では、液晶溶液の冷却過程を利用して、配向の異なる４つの微小領域を形成している。しかしながら、この方法によると、液晶層の温度を精確に制御することは困難であり、４つの微小領域を各画素に確実に形成することは難しい。特に１辺が数十ｃｍを超える基板を用いる場合には、液晶層の温度を面内で均一に制御することは極めて困難である。このため、面内で表示にばらつきが生じるおそれがある。また、視角特性に優れた表示装置を安定して製造することが困難である。
　特許文献２の方法は、液晶分子が偏光紫外線の偏光方向に沿って配向するという原理を利用している。より具体的には、偏光の方向とラビング方向とのなす角度を９０度未満に設定しておくことにより、液晶分子は、ラビング方向に平行な方向から、偏光の方向との角度差の少ない方に捩れる。このため、ツイスト角を９０度付近に設定することはできず、偏光板を用いた９０度ツイストのＴＮモードには適応できない。さらに、ツイスト方向の異なる複数の領域（区画Ａ、Ｂ）に分割するためには、マスクを用いた複数回の偏光紫外線の照射が必要である。さらに、マスク位置合わせを行う必要があり、位置合わせズレによって表示特性が低下するおそれもある。その上、平行度の高い偏光紫外線を照射するため、製造コストが高くなるという問題もある。また、前述したように、液晶は偏光紫外線の偏光方向に沿って配向するため、液晶性の高分子前駆体が偏光紫外線の偏光方向に沿って硬化した領域ではツイストせず、その結果、液晶層の厚さ方向に均一な捩れを形成することは困難である。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡便なプロセスで、視角特性に優れた液晶表示装置を提供することにある。
　本発明の液晶表示装置は、複数の画素を備えた液晶表示装置であって、高分子を含む液晶層と、前記液晶層を間に保持する前面基板および背面基板と、前記液晶層を挟んで配置され、前記液晶層に電圧を印加する一対の電極と、前記前面基板の前面側および前記背面基板の背面側にそれぞれ配置された偏光板と、前記液晶層と前記前面基板および前記背面基板との間にそれぞれ形成された第１および第２配向膜とを備え、前記第１および第２配向膜の少なくとも一方には配向処理が施されており、前記液晶層は、前記画素のそれぞれに、複数の液晶領域と、隣接する液晶領域の間に位置する、前記高分子を含む壁と、を有し、前記複数の液晶領域は、前記配向処理を施された配向膜側の界面における液晶分子の面内方位が前記配向処理によって規定された方位と平行であり、かつ、前記界面における液晶分子のチルト方向が互いに異なる２つの液晶領域を含む。
　ある好ましい実施形態において、前記液晶層は、前記壁によって分離された複数の小部屋を有し、前記複数の液晶領域のそれぞれは、前記複数の小部屋の何れか１つに形成されている。
　前記２つの液晶領域のそれぞれは異なる小部屋に形成されていることが好ましい。
　前記２つの液晶領域は１つの小部屋に形成され、かつ、前記高分子によって分離されていてもよい。
　ある好ましい実施形態において、前記高分子のうち前記壁を構成していない高分子の少なくとも一部は配向膜上に存在している。
　前記複数の液晶領域は、前記液晶層の厚さの中央に位置する液晶分子のチルト方向が互いに異なる４つの液晶領域を含むことが好ましい。
　前記第１および第２の配向膜の何れにも配向処理が施されており、前記前面基板の法線方向から見たときに、前記第１の配向膜によって規定される方位と、前記第２の配向膜によって規定される方位とのなす角度は７０°以上１１０°未満であってもよい。
　前記配向処理によって規定される方位は、前記配向膜全面に亘って同一であってもよい。
　本発明の液晶表示装置の製造方法は、表面に第１配向膜が形成された前面基板、および、表面に第２配向膜が形成された背面基板を用意する工程と、前記第１および第２配向膜のうち少なくとも一方に配向処理を行う工程と、前記前面基板および前記背面基板を、前記第１および第２配向膜が対向するように配置し、前記配置された基板の間に、液晶材料と、モノマーもしくはオリゴマーまたはその両方とを含む液晶混合物を注入する工程と、前記液晶混合物の相転移温度Ｔｎｉ以上の温度において、前記モノマーもしくはオリゴマーまたはその両方を高分子化させる過程で液晶相を発現させることにより、液晶層を得る工程とを包含し、前記液晶層は、前記配向処理を施された配向膜側の界面における液晶分子の面内方位が前記配向処理によって規定された面内方位と平行であり、かつ、前記界面における液晶分子のチルト方向が互いに異なっている２つの液晶領域を含む複数の液晶領域を有している。
　本発明の液晶表示装置では、一画素内に、液晶層と配向膜との界面における液晶分子の面内方位が互いに平行であり、かつ、チルト方向が互いに異なる２つの液晶領域が存在するので、視角特性を改善でき、より広い視野角を実現できる。また、隣接する液晶領域の間に高分子を含む壁が配置されているので、各液晶領域内の液晶分子の配向を安定にできる。
　上記２つの液晶領域が、高分子を含む壁によって分離された異なる小部屋内にそれぞれ形成されていると、各液晶領域内の液晶配向をより安定にできる。また、これらの液晶領域の境界にディスクリネーションラインが存在することを防止できるので、従来よりもコントラスト比の高い表示が得られる。
　上記２つの液晶領域が同一の小部屋内に形成されていてもよく、この場合、これらの液晶領域が高分子によって分離されていると、それぞれの液晶領域の配向をより安定にできる。
　本発明によると、複数回のラビング工程や紫外線照射工程を行うことなく、また、画素内にリブやスリットなど複雑な構造を形成することなく、より簡便で安価なプロセスで配向分割と同様の効果を得ることができ、視角特性に優れた液晶表示装置を実現できる。
（ａ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す液晶表示装置における液晶層の一部を模式的に示す上面図である。 （ａ）～（ｃ）は、それぞれ、本発明による実施形態において、液晶層と配向膜との界面に位置する液晶分子の配向を示す上面図、斜視図および断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、それぞれ、本発明による実施形態の液晶領域の配置を例示する上面図である。 （ａ）～（ｄ）は、配向の異なる４種類の液晶領域を模式的に示す斜視図である。 液晶層と平行な面における、図４に示す４種類の液晶領域の中央に位置する液晶分子のチルト方向を示す図である。 液晶分子の屈折率楕円体を示す模式図である。 液晶領域の中央に位置する液晶分子の傾きを示す斜視図である。 本発明による実施例１の表示パネルの等コントラスト曲線を示す図である。 本発明による実施例２の表示パネルの等コントラスト曲線を示す図である。 本発明による比較例の表示パネルの等コントラスト曲線を示す図である。 本発明による実施例１、２および比較例の表示パネルのＶ－Ｔ曲線を示す図である。 ＴＮ液晶を用いた表示パネルにおいて、偏光板をクロスニコルから４５°および－４５°ずらしたときの光の透過率を計算した結果を示すグラフである。 本発明による実施例３の実験用の表示セルの顕微鏡像を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ここでは、ＴＮモードの液晶表示装置を例に説明するが、本実施形態の液晶表示装置の表示モードはＴＮモードに限定されず、例えばＨＡＮモードであってもよい。
　図１（ａ）は、本発明による実施形態の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の液晶表示装置における液晶層の一部を模式的に示す上面図である。
　まず、図１（ａ）を参照する。液晶表示装置１００は、前面基板３と、前面基板３に対向するように配置された背面基板２と、これらの基板２、３の間に設けられた液晶層１と、前面基板３の前面側および背面基板２の背面側にそれぞれ配置された偏光板１６、１５とを備えている。本実施形態における偏光板１６、１５は直線偏光板であり、その吸収軸が互いに直交する（クロスニコル）ように配置されている。
　背面基板２の液晶層側の表面には、複数のスイッチング素子（ここでは薄膜トランジスタ）５と、複数の透明な画素電極４と、配向膜１２とがこの順に形成されている。本実施形態における配向膜１２は水平配向膜であり、液晶層１の背面側の表面と接している。複数の画素電極４は、互いに離間して配置され、画像表示の一単位となる画素を規定している。本実施形態では、これらの画素電極４はマトリクス状に配列され、それぞれ、対応する薄膜トランジスタ５のドレイン電極（図示せず）と電気的に接続されている。
　一方、前面基板３の液晶層側の表面には、画素電極４と対応するように配置されたＲ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）などのカラーフィルター６と、カラーフィルター６を被覆して平坦化するための平坦化膜７と、透明な対向電極８と、配向膜１３とがこの順に形成されており、配向膜１３は液晶層１の前面側の表面と接している。配向膜１３も、配向膜１２と同様に水平配向膜である。配向膜１２、１３には、配向処理が施されている。ここでは、配向膜１２は一方向にラビングされており、配向膜１３は、配向膜１２のラビング方向と直交する方向にラビングされている。
　液晶層１は、高分子を含む壁１０によって複数の小部屋１４に分離されている。各小部屋１４の中には液晶領域１１が形成されている。図示する例では、１つの小部屋１４内に１つの液晶領域１１が形成されているが、１つの小部屋１４に複数の液晶領域１１が形成されていてもよい。この場合、１つの小部屋１４内の液晶領域１１は、壁１０を構成していない高分子によって分離されていてもよい。
　なお、図１（ａ）では、壁１０および配向膜１２、１３が小部屋１４となる空間を包囲しているが、壁１０のみが小部屋１４となる空間を包囲していてもよい。あるいは、後述するように、各小部屋１４は壁１０や配向膜１２、１３によって完全に包囲されていなくてもよい。なお、液晶領域１１内の液晶分子が配向膜１２、１３の規制力を受けることができるように、各液晶領域１１は配向膜１２、１３に接しているか、あるいは、配向膜１２、１３の近傍に位置することが好ましい。
　図１（ｂ）に示すように、背面基板には、薄膜トランジスタのソース電極に接続された複数のソース配線４２とゲート電極に接続された複数のゲート配線４４とが形成されている。これらの配線４２、４４によって包囲された各画素には、複数の小部屋１４が配置されている。小部屋１４内には液晶領域１１が形成されている。また、図示する例では、小部屋１４を規定する壁１０は連続している。
　次に、本実施形態における液晶領域１１内の液晶の配向状態を説明する。
　本実施形態における配向膜１２、１３と液晶層１との界面に位置する液晶分子（「界面液晶分子」と呼ぶ。）の配向は、配向膜１２、１３によって制御されている。ここでいう界面液晶分子は、アンカリング層を構成する液晶分子を意味する。また、液晶層１は、界面液晶分子の配向の異なる少なくとも２つの液晶領域１１を含んでいる。
　図２は、本実施形態における２つの液晶領域の界面液晶分子の配向状態を示す模式図である。図２（ａ）は、配向膜１２（図１（ａ））上の界面液晶分子２２ｓを示す上面図、図２（ｂ）は斜視図、図２（ｃ）は、ラビング方向に平行な断面図である。ここでは、高分子９によって分離された２つの液晶領域１１Ａ、１１Ｂを例に説明する。なお、図２（ａ）および（ｂ）では、界面液晶分子２２ｓの配向がよくわかるように、ラビング方向を示す矢印３０が描かれた仮想面Ｓ上に界面液晶分子２２ｓを配置している。
　図２（ａ）～（ｃ）からわかるように、界面液晶分子２２ｓの面内方位（ディレクタ）は、配向膜１２に施された配向処理によって規定された方向（ここではラビング方向）３０に略平行となる。一方、界面液晶分子２２ｓのチルト角の大きさや方向は、高分子９で分離された領域によって異なっている。この例では、液晶領域１１Ａの界面液晶分子２２ｓはラビング方向３０と同じ方向Ｐａにチルト角θａを有しており、液晶領域１１Ｂの界面液晶分子２２ｓは、チルト角θａと逆方向Ｐｂにチルト角θｂを有している。本明細書では、液晶分子の立ち上がり方向を「チルト方向」と呼ぶ。図示する例では、仮想面Ｓにおけるチルト角θａ、θｂ（９０°未満）の方向Ｐａ、Ｐｂがチルト方向となる。
　このように、界面液晶分子２２ｓのチルト方向Ｐａ、Ｐｂは、高分子９によって分離された２つの液晶領域１１Ａ、１１Ｂで異なっている。ここでは、配向膜１２上の界面液晶分子２２ｓを例に説明したが、配向膜１３上の界面液晶分子の配向も同様である。
　本実施形態における液晶層では、１画素内に、面内方位が平行であり、かつ、チルト方向が互いに異なる界面液晶分子２２ｓを有する２つの液晶領域１１Ａ、１１Ｂが存在するので、配向分割と同様の効果を得ることができる。この結果、視角特性を向上できる。
　各液晶領域のチルト角θａ、θｂの大きさは、液晶領域１１Ａ、１１Ｂごとに略等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、画素内に界面液晶分子の面内方位およびチルト方向が何れも等しい液晶領域が複数個存在する場合、それらの液晶領域におけるチルト角θａ、θｂの大きさは同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、チルト角の大きさが異なる複数の液晶領域が存在すると、視角特性をさらに改善できるので好ましい。チルト角θａ、θｂの大きさは、液晶材料および配向膜の種類のみでなく、液晶層に含まれる高分子の種類および量、小部屋の形状などによって決まる。
　本実施形態では、１つの画素内に液晶領域１１Ａ、１１Ｂが少なくとも１つずつ配置されていればよく、これらの液晶領域１１Ａ、１１Ｂが互いに隣接していなくてもよい。ただし、画素内の略全ての液晶領域が上述した液晶領域１１Ａ、１１Ｂの何れかであることが好ましく、これにより、視角特性をより効果的に向上できる。
　図２に示すように、本実施形態における液晶領域１１Ａ、１１Ｂの間には、高分子９または高分子を含む壁が配置されていることが好ましい。より好ましくは、液晶領域１１Ａ、１１Ｂは高分子９または高分子を含む壁によって分離されている。ここでいう「分離されている」とは、これらの液晶領域１１Ａ、１１Ｂの間に高分子９または壁が存在し、高分子９または壁によって液晶領域１１Ａ、１１Ｂの境界が規定されていることを意味し、高分子９や壁が連続していなくてもよい。これによって、各液晶領域１１Ａ、１１Ｂの液晶配向を安定化できる。
　また、液晶領域１１Ａ、１１Ｂの間に高分子９または壁が存在していると、液晶領域１１Ａ、１１Ｂの境界に液晶分子配向が不連続となるディスクリネーションラインが形成されてしまうことを抑制できる。ディスクリネーションが発生すると、白表示時でも、液晶領域１１に光が透過しない領域や、逆に黒表示時に光が透過してしまう領域が生じるため、白表示の明るさやコントラストが低下する要因となるおそれがある。また、液晶領域１１のディスクリネーション近傍では液晶分子の駆動が鈍くなるので、応答速度が低下するおそれもある。従って、高分子９または壁によってディスクリネーションラインの形成を抑制することによって、ディスクリネーションに起因する表示のコントラスト比および応答速度の低下を抑制できる。
　図３（ａ）～（ｃ）は、液晶領域１１Ａ、１１Ｂの配置を例示する模式的な上面図である。図３（ａ）に示すように、各液晶領域１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ、壁１０によって略完全に包囲された小部屋１４内に形成されていてもよい。これによって、液晶領域１１Ａ、１１Ｂの配向をより効果的に安定化できる。また、図３（ｂ）に示すように、液晶領域１１Ａ、１１Ｂは、これらの間に位置する壁１０によって分離されていなくてもよい。あるいは、図３（ｃ）に示すように、複数の液晶領域１１Ａ、１１Ｂは１つの小部屋１４内に形成されていてもよい。この場合、これらの液晶領域１１Ａ、１１Ｂが高分子９によって分離されていてもよい。
　再び図１を参照する。本実施形態における液晶領域１１は、液晶層１の厚さ方向に亘って形成されていることが好ましい。より好ましくは、液晶層１内に複数の小部屋１４が１層で配列されており、各小部屋１４に１つずつ液晶領域１１が形成されている。「小部屋１４が１層で配列される」とは、各小部屋１４と配向膜１２、１３との間に他の小部屋１４が配置されていないことを意味する。このような構成によると、液晶領域１１の前面基板３側の界面液晶分子は配向膜１３の規制を受け、背面基板２側の界面液晶分子は配向膜１２の規制をより確実に受けることができる。
　本実施形態では、配向膜１２、１３のラビング方向が互いに直交しているので、各液晶領域１１の液晶分子は、液晶層１に電圧を印加しない状態において、配向膜１２のラビング方向と平行な方位から配向膜１３のラビング方向と平行な方位まで約９０°ツイストする。このとき、図２を参照しながら前述したように、前面基板３側の界面液晶分子のチルト方向、および、背面基板２側の界面液晶分子のチルト方向は、それぞれ、２種類ずつ存在しているので、組み合わせによって、全部で配向の異なる４種類の液晶領域が形成されることになる。
　図４（ａ）～（ｄ）は、上記の４種類の液晶領域の配向状態を例示する模式的な斜視図である。これらの図では、わかりやすさのため、配向膜１２側の界面液晶分子２２ｓ(12)を、基板に平行な仮想面Ｓ(12)上に示し、配向膜１３側の界面液晶分子２２ｓ(13)を、基板に平行な仮想面Ｓ(13)上に示している。また、液晶領域１１Ｃ～１１Ｆの中央、すなわち液晶層１の中央に位置する中央液晶分子２２ｃを、基板に平行な仮想面Ｓｃ上に示している。各仮想面上に描かれた直線は、その仮想面内のディレクタを示している。
　図示するように、図４（ａ）に示す液晶領域１１Ｃと図４（ｂ）に示す液晶領域１１Ｄとは、界面液晶分子２２ｓ(12)のチルト方向は同じであるが、界面液晶分子２２ｓ(13)のチルト方向が互いに逆向きである。また、液晶領域１１Ｃと図４（ｃ）に示す液晶領域１１Ｅとは、界面液晶分子２２ｓ(12)のチルト方向は互いに逆方向であるが、界面液晶分子２２ｓ(13)のチルト方向は同じである。液晶領域１１Ｃと図４（ｄ）に示す液晶領域１１Ｆとは、界面液晶分子２２ｓ(12)および界面液晶分子２２ｓ(13)のチルト方向は何れも互いに逆向きである。この結果、各液晶領域１１Ｃ～１１Ｆの仮想面Ｓｃに対する中央液晶分子２２ｃのチルト角θｃ～θｆの方向（チルト方向）Ｐｃ～Ｐｆは互いに異なる。
　図５は、仮想面Ｓｃにおける、各液晶領域１１Ｃ～１１Ｆの中央液晶分子２２ｃのチルト方向Ｐｃ～Ｐｆを示す図である。方向３０、３１は、それぞれ、配向膜１２、１３のラビング方向を示す。
　図４および図５からわかるように、液晶領域１１Ｃおよび１１Ｆの中央液晶分子２２ｃの面内方位は平行であるが、そのチルト方向Ｐｃ、Ｐｆは互いに逆向きとなっている。液晶領域１１Ｄおよび１１Ｅの中央液晶分子２２ｃの面内方位は平行であるが、そのチルト方向Ｐｄ、Ｐｅは互いに逆向きとなっている。液晶領域１１Ｃ、１１Ｆの中央液晶分子２２ｃの面内方位と、液晶領域１１Ｄ、１１Ｅの中央液晶分子２２ｃの面内方位とは略直交している。このように、本実施形態によると、１画素内に、中央液晶分子２２ｃのチルト方向Ｐｃ～Ｐｆが異なる４種類の液晶領域１１Ｃ～１１Ｆを混在させることができる。これにより、観察方位による視角（極角）依存性を大幅に低減させることができる。
　ここで、ＴＮモードの液晶表示装置において、中央液晶分子２２ｃのチルト方向の異なる液晶領域１１Ｃ～１１Ｆを混在させると視角依存性を改善できる理由を詳しく説明する。
　ネマチック液晶の屈折率は、図６に示すように一軸性の屈折率楕円体で模式的に表すことができる。ｎｏは常光屈折率でありｎｅは異常光屈折率を表す。このようなネマチック液晶を用いたＴＮモードの液晶表示装置では、中間調表示状態において、中央液晶分子は特定の方位に立ち上がる特性がある。例えば図７に示すように、中央液晶分子が、その面内方位２０ｃに対して一方向に偏って立ち上がる。従って、表示パネルの法線方向に対してφａ方位に傾斜した方向から観察したときと、φｂまたはφｄ方位に傾斜した方向から観察したときと、φｃ方位に傾斜した方向から観察したときとは、明らかに異なる屈折率の異方性を示す。具体的には、φａ方位に傾斜した方向から観察すると、表示パネルの法線方向（正面）から観察したときよりもｎｅが小さくなる。φｃ方位に傾斜した方向から観察すると、正面から観察したときよりもｎｅが大きくなる。φｂおよびφｄ方位に傾斜した方向から観察すると、それらの中間のｎｅとなる。このように、観察する方向によって表示の明るさが異なり、方位角の視角依存性が大きくなる。
　これに対して、図４を参照しながら説明したように、１つの画素内において、チルト方向の異なる中央液晶分子２２ｃを有する４つの液晶領域１１Ｃ～１１Ｆが混在していると、観察者には、これらの液晶領域１１Ｃ～１１Ｆの透過特性の平均が観察される。このため、どの方位から観察しても略同じ明るさの表示を観察できる。すなわち、表示のコントラスト比の極角依存性が、観察する方位によってあまり変化しない。
　本実施形態では、配向膜１２、１３上に、壁を構成していない高分子が存在していることが好ましい。より好ましくは、配向膜１２、１３の少なくとも一部が高分子によって被覆されている。配向膜１２、１３の液晶アンカリング力よりも、高分子の液晶アンカリング力の方が小さいことから、配向膜１２、１３と液晶領域１１との間に高分子が存在していると、界面液晶分子２２ｓの向きを変えるために必要な電圧が小さくてすむ。このため、より低い電圧で駆動可能な表示装置を実現できる。
　本実施形態における液晶層１は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ；Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）と同様の材料を用いて形成できる。例えばネマチック液晶材料（すなわち低分子液晶組成物）および光硬化性樹脂（モノマーおよび／またはオリゴマー）の混合物を相溶させて透明基板間に配置した後、光硬化性樹脂を重合することによって得られる。液晶層の液晶材料の誘電異方性は正であることが好ましい。光硬化性樹脂の種類は特に限定されないが、好ましくは紫外線硬化性樹脂を用いる。紫外線硬化性樹脂を用いると、重合を行う際に上記混合物を加熱する必要がないので、他の部材への熱による悪影響を防止できる。モノマー、オリゴマーは単官能でも多官能でもよい。
　また、上述したように、本実施形態では、ねじれ方向の異なる液晶領域が略等しい割合で形成されることが好ましい。従って、液晶層１にはカイラル剤が添加されていないことが好ましい。
　なお、ＰＤＬＣを用いた液晶表示装置（高分子分散型液晶表示装置）では、一般に、配向処理を施した配向膜や偏光板を使用しない。ＰＤＬＣは、液晶層に対する電圧の印加により散乱状態と透過状態との間で光学特性を切り換えることができるので、ＰＤＬＣを用いると、偏光板および配向膜を使用せずに表示を行うことができるからである。これに対し、本実施形態は、ＰＤＬＣと同様の材料を用いるが、配向処理を施した配向膜および偏光板を使用し、これによって、新規な配向分割のモードを実現するものである。
　配向膜１２、１３の種類は特に限定しないが、本実施形態で使用した液晶材料に対して、１°以上１０°以下のプレチルト角を与え得る配向膜であることが好ましい。プレチルト角が大きくなるような配向膜を選択すると、大部分の液晶領域において、プレチルトの方向がラビング方向と同じになってしまい、ラビング方向と逆方向のチルト方向を有する液晶領域の割合が減るからである。ただし、本実施形態における界面液晶分子２２ｓのチルト角θａ、θｂの大きさは、上述したように配向膜１２、１３の種類のみによって決まらないため、上記のプレチルト角の範囲に限定されない。
　次に、本実施形態における液晶層の作製方法の一例を説明する。
　まず、２枚の基板の表面にそれぞれ水平配向膜を塗布する。次いで、これらの配向膜表面にラビング処理などの配向処理を施す。これらの基板の配向処理によって規定する方向は基板全面に亘って同一とする。従って、例えばマスクラビングのように領域ごとに複数の処理を繰り返す必要がない。
　これらの基板を、配向膜が対向し、かつ、配向処理によって規定される方向が互いに直交するように配置し、一定のギャップを確保するためのスペーサを介して貼り合わせる。この後、これらの基板の間に液晶材料および高分子前駆体を含む液晶混合物を充填する（真空注入法）。
　続いて、液晶混合物の相転移温度Ｔｎｉ以上の温度で、光（紫外線）の照射等により液晶混合物内の高分子前駆体を重合させる。これにより、高分子前駆体から高分子を形成すると同時に、高分子と液晶とを相分離させる。このようにして液晶層１を得る。液晶層１では、図１に示すように、高分子を含む壁１０で分離された複数の小部屋１４が形成され、各小部屋１４内には液晶領域（小部屋内の液晶領域は「液晶ドロップレット」とも呼ばれている。）１１が形成される。これらの液晶領域１１は、図４に示す４つの液晶領域１１Ｃ～１１Ｆをランダムに含む。
　なお、上記相転移温度Ｔｎｉ以上の温度とは、上記液晶混合物の液晶材料の少なくとも一部が等方相となる温度であればよく、完全に等方相となる温度でなくてもよい。また、小部屋１４の大きさは、高分子前駆体を重合させる際の光の照射条件（照射強度など）によって適宜調整され得る。
　上記の方法では、液晶層を形成する際に真空注入法を用いているが、代わりにＯＤＦ法を用いてもよい。
　上記方法で用いる液晶混合物は、紫外線硬化性樹脂と液晶組成物との混合物であることが好ましい。例えば、紫外線硬化材料と液晶とを２０：８０の重量比で混合し、少量の光重合開始剤を添加することによって得られた、常温でネマチック液晶相を示す液晶混合物を用いることができる。
　また、配向膜の材料も特に限定せず、公知の水平配向膜を用いることができる。ただし、液晶領域１１が配向膜１２、１３と接するように小部屋１４を形成するためには、配向膜１２、１３の表面自由エネルギーを最適化することが好ましい。表面自由エネルギーの好適な範囲は、液晶層１の材料によって変わるが、例えば４４ｍＪ／ｍ2以上５０ｍＪ／ｍ2以下である。
　上記方法によると、特許文献１の方法のように厳密な温度制御を必要としないので、基板全面に亘って略均一な液晶層を形成できる。従って、面内で表示のばらつきが生じることを抑制できる。また、特許文献２の方法やマスクラビングのように、製造工程を複雑にすることなく、配向分割を実現できる。さらに、本実施形態では、高分子９または高分子からなる壁１０によって、各領域の配向を安定化するとともに、ディスクリネーションラインの発生を抑制できるため、従来よりも視角特性を高めることが可能である。このように、上記方法によると、高い生産性で、視角特性に優れた表示装置を安定して製造することが可能になる。
　本実施形態の液晶表示装置の構成は、上記の液晶表示装置１００の構成に限定されない。液晶表示装置１００では、配向膜１２、１３によって規定される方向（面内方位）が互いに直交しているが、前面基板３の法線方向から見たときに、配向膜１２、１３によってそれぞれ規定される面内方位のなす角度は９０°に限定されず、例えば７０°以上１１０°未満であればよい。
　また、本発明は、ＨＡＮモードの表示装置にも適用できる。ＨＡＮモードでは、一方の基板表面に水平配向膜を形成し、配向処理を施す。他方の基板の表面には垂直配向膜を形成する。従って、電圧無印加状態において、液晶配向は、液晶層の厚さ方向に亘って略垂直な配向から略水平な配向へ連続的に変化する。ＨＡＮモードの場合でも、配向処理が施された配向膜上の界面液晶分子のチルト方向を液晶領域ごとに異ならせることができるので、視角特性を改善することが可能になる。
　（実施例１、２および比較例）
　以下、実施例および比較例の表示パネルを作製し、その視野角および電気光学特性の測定・評価を行ったので、その方法および結果を説明する。
　（ａ）視野角の測定および評価
　＜実施例１＞
　以下、本実施形態の液晶表示装置の実施例を説明する。
　まず、電極を有する２枚の基板に水平配向膜（ＲＮ－１２５１：日産化学工業社製商品名）を塗布し、これらの配向膜に対してラビング処理を行った。
　次いで、これらの基板を、配向膜のラビング方向が互いに垂直になるように配置し、スペーサを介して貼り合せた。貼り合わせた基板の間隙には、重合性のモノマーと光重合開始剤とポジ型液晶との混合物（液晶混合物）を注入した。注入する際の温度を、液晶混合物の液晶相－等方相の相転移温度Ｔｎｉ（例えば４０℃）以上の温度（例えば５０℃）とした。これは、注入の工程で重合性のモノマーとポジ型液晶とが分離し、その結果、表示パネル内で濃度の不均一化が生じることを抑制するためである。
　続いて、基板間の液晶混合物に、３３０ｎｍ以下の光を透過しないフィルタを介して紫外線を照射した。紫外線を照射するときの温度を液晶相－等方相の相転移温度Ｔｎｉ以上の温度（例えば４５℃）とした。また、３６５ｎｍにおける照度を２０ｍＷ／ｃｍ2とした。これにより、液晶混合物内のモノマーが重合して壁を形成するとともに、液晶を相分離した。この結果、壁によって分離された各小部屋（直径：５～１０μｍ）に液晶領域が形成された。
　この後、貼り合せた基板の外側の表面に、それぞれ、偏光板を貼り付けた。偏光板は、その吸収軸が互いに直交するように（クロスニコル）配置した。このようにして、実施例１の表示パネルを作製した。
　上記方法で作製された表示パネルに対して、視野角測定装置（ＥＺ　Ｃｏｎｔｒａｓｔ：ＥＬＤＩＭ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｅｓ社製商品名）を用いて視野角の測定を行った。
　図８は、印加電圧０Ｖのとき（白表示）と印加電圧２．２Ｖのとき（黒表示）の明るさの測定結果に基づいて求めた等コントラスト曲線である。等コントラスト曲線は、コントラスト比が一定となる観察方向を線で結んだものであり、円の中心から離れるほど、表示パネルの法線方向に対する観察方向の角度（極角）が大きくなる。また、方位角ω（０～３６０°）は、面内における観察方向の方位角ωを表している。ω＝０°および１８０°は、一方の偏光板の透過軸方位と平行であり、ω＝９０°および２７０°は他方の偏光板の透過軸方位と平行である。
　図８に示すグラフから、どの方位から見ても、コントラスト比ＣＲ＝１０が得られる極角の範囲は大きく変化しないことがわかった。よって、方位角ωによる極角依存性の小さい表示が得られることを確認できた。なお、偏光板透過軸から４５°ずれた方位から観察した場合には、コントラスト比が相対的に低くなるが、これは偏光板の特性によるものである。
　＜実施例２＞
　異なる水平配向膜（Ｐｌｘ１４００：日立化成デュポンマイクロシステムズ社製商品名）を使用したこと以外は実施例１と同様の方法で、実施例２の表示パネルを作製した。
　実施例２の表示パネルに対しても、実施例１と同様の方法で視野角測定を行った。図９は、観察方位による印加電圧０Ｖのとき（白表示）と印加電圧２．４Ｖのとき（黒表示）の明るさの測定結果に基づく等コントラスト曲線である。
　図９に示すグラフから、実施例１の表示パネルよりも方位角依存性はわずかに大きくなったが、より広い視野角を有する表示が得られることがわかった。
　＜比較例＞
　上記実施例１、２と比較するために、比較例の表示パネルを作製した。
　まず、電極を有する２枚の基板の表面に、それぞれ、水平配向膜（ＲＮ－１２５１：日産化学工業社製商品名）を塗布した。次いで、これらの配向膜に対してラビング処理を行った。
　続いて、配向膜のラビング方向が互いに垂直になるように２枚の基板を貼り合せた。貼り合わせた基板の間にポジ型液晶を注入した。液晶は面内で均一に配向した。この後、貼り合せた基板の外側の表面に偏光板をクロスニコルで貼り付けた。このようにして、比較例の表示パネルを得た。
　比較例の表示パネルに対し、実施例１、２と同様の方法で視野角測定を行った。図１０は、観察方位による印加電圧０Ｖのとき（白表示）と印加電圧３Ｖのとき（黒表示）の明るさの測定結果に基づく等コントラスト曲線である。このグラフでは、観察方向の方位角ω＝１３５°が、図７を参照して前述した方位φａに相当する。
　図１０に示すグラフから、方位角ω＝１３５°から観察したときには、コントラスト比ＣＲ＝１０が得られる視角（極角）の範囲が広いが、その反対方向（ω＝３１５°）から観察したときには、コントラスト比ＣＲ＝１０が得られる極角の範囲が極めて狭くなっていることがわかった。従って、中央液晶分子の立ち上がり方向（チルト方向）に依存して、視角特性が観察方位によって不均一になることを確認できた。
　（ｂ）電気光学特性の測定および評価
　次にＬＣＤ評価装置（ＬＣＤ－５２００：大塚電子社製商品名）を用いて、実施例１、２および比較例の表示パネルの電気光学特性を測定した。
　図１１は、実施例１、実施例２および比較例の表示パネルの電圧－透過率（Ｖ－Ｔ）曲線を示すグラフである。比較しやすくするため、透過率Ｔは、各表示パネルの明状態を１とし、暗状態を０とした相対値で示す。
　この結果から、比較例の表示パネルよりも、実施例１および実施例２の表示パネルは低電圧で駆動していることがわかる。この理由として次のように考えられる。上述したように、実施例１および実施例２の表示パネルでは、液晶層内の高分子または高分子からなる壁が配向膜の少なくとも一部を被覆している。配向膜の液晶アンカリング力よりも、高分子の液晶アンカリング力の方が小さいことから、実施例１および実施例２のように配向膜が高分子で被覆されていると、界面液晶分子の向きを変えるために必要な電圧が小さくてすむからである。
　＜実施例３＞
　本実施形態における液晶層に、液晶のねじれ方向の異なる液晶領域（液晶ドロップレット）が混在することを確認するための実験を行ったので、その結果を説明する。
　まず、上記実施例１と同様の方法で、２枚の基板の間に液晶層を形成する。次いで、一方の基板の外側に０°の偏光板、他方の基板の外側に右４５°の偏光板を貼り付けた。このようにして実験用の表示セルを得た。
　実験用の表示セルでは、液晶層の液晶領域が右ねじれであれば、クロスニコルに配置した偏光板に対して－４５°ずれて（すなわち、液晶のねじれ方向に対して４５°の方位に）偏光板が配置されていることになる。一方、液晶領域が左ねじれであれば、クロスニコルに配置した偏光板に対して４５°ずれて（すなわち、液晶のねじれ方向に対して１３５°の方位に）偏光板が配置されていることになる。
　ここで、ＴＮ液晶を用いた表示装置において、クロスニコルに配置した偏光板を４５°ずらしたときおよび－４５°ずらしたときの透過スペクトルを計算すると、図１２に示すようなグラフが得られる。このグラフからわかるように、偏光板を４５°ずらしたときは波長が４８０ｎｍ付近の光の透過率が最も高くなるのに対し、－４５°ずらしたときは波長が４８０ｎｍよりも長い光の透過率が高くなる。この結果、４５°ずらしたときには青みがかった色が観察され、－４５°ずらしたときには赤みがかった色が観察される。
　図１３は、上記実験用の表示セルを観察した結果を示す顕微鏡像である。実験用の表示セルでは、図示するように、赤く見える領域（液晶ドロップレット）１１ｒと青く見える領域（液晶ドロップレット）１１ｂとが混在していた。従って、実験用の表示セルの液晶層には、右ねじれの液晶ドロップレットと左ねじれの液晶ドロップレットとが混在し、かつ、ランダムに配置されていることが確認できた。
　なお、ここでは、ねじれ方向の異なる液晶領域が混在することを確認したが、立ち上がり方向の異なる液晶領域が混在することを観察によって直接確認することは困難である。しかしながら、上述した実施例１、２および比較例の表示セルの等コントラスト曲線を比較すれば、実施例１、２の液晶層に立ち上がり方向の異なる液晶領域が混在していると推察できる。
　従って、上述した視野角測定および顕微鏡観察の結果から、本実施形態における液晶層に、図４に示すような４種類の液晶領域が混在していることを確認することができた。
　本発明によると、マスクラビングなどの複雑な工程を行うことなく、画素内に配向の異なる複数の領域を形成することができる。このため、簡便な方法で、かつ、安価に、視野角の広い液晶表示装置を提供できる。
　本発明は、種々の液晶表示装置や液晶表示装置を用いた各種電気機器に適用できる。特に、水平配向型液晶を用いたＴＮモード、ＨＡＮモードの透過型液晶表示装置に好適に用いられる。
　１　　　　　　液晶層
　２　　　　　　背面基板
　３　　　　　　前面基板
　４　　　　　　画素電極
　５　　　　　　薄膜トランジスタ
　６　　　　　　カラーフィルター
　７　　　　　　平坦化膜
　８　　　　　　対向電極
　９　　　　　　高分子
　１０　　　　　壁
　１１、１１Ａ～１１Ｆ　　　　　液晶領域
　１２、１３　　配向膜
　１４　　　　　小部屋
　１５、１６　　偏光板
　２２ｓ　　　　界面液晶分子
　２２ｃ　　　　中央液晶分子
　３０、３１　　ラビング方向
　４２　　　　　ソース配線
　４４　　　　　ゲート配線
　１００　　　　液晶表示装置

Claims (9)

  1. 　複数の画素を備えた液晶表示装置であって、
    　高分子を含む液晶層と、
    　前記液晶層を間に保持する前面基板および背面基板と、
    　前記液晶層を挟んで配置され、前記液晶層に電圧を印加する一対の電極と、
    　前記前面基板の前面側および前記背面基板の背面側にそれぞれ配置された偏光板と、
    　前記液晶層と前記前面基板および前記背面基板との間にそれぞれ形成された第１および第２配向膜と
    を備え、
    　前記第１および第２配向膜の少なくとも一方には配向処理が施されており、
    　前記液晶層は、前記画素のそれぞれに、
    　　複数の液晶領域と、
    　　隣接する液晶領域の間に位置する、前記高分子を含む壁と、
    を有し、
    　前記複数の液晶領域は、前記配向処理を施された配向膜側の界面における液晶分子の面内方位が前記配向処理によって規定された方位と平行であり、かつ、前記界面における液晶分子のチルト方向が互いに異なる２つの液晶領域を含む液晶表示装置。
  2. 　前記液晶層は、前記壁によって分離された複数の小部屋を有し、
    　前記複数の液晶領域のそれぞれは、前記複数の小部屋の何れか１つに形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記２つの液晶領域のそれぞれは異なる小部屋に形成されている請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記２つの液晶領域は１つの小部屋に形成され、かつ、前記高分子によって分離されている請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記高分子の一部は配向膜上に存在している請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 　前記複数の液晶領域は、前記液晶層の厚さの中央に位置する液晶分子のチルト方向が互いに異なる４つの液晶領域を含む請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 　前記第１および第２の配向膜の何れにも配向処理が施されており、
    　前記前面基板の法線方向から見たときに、前記第１の配向膜によって規定される方位と、前記第２の配向膜によって規定される方位とのなす角度は７０°以上１１０°未満である請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 　前記配向処理によって規定される方位は、前記配向膜全面に亘って同一である請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
  9. 　表面に第１の配向膜が形成された前面基板、および、表面に第２の配向膜が形成された背面基板を用意する工程と、
    　前記第１および第２の配向膜のうち少なくとも一方に配向処理を行う工程と、
    　前記前面基板および前記背面基板を、前記第１および第２の配向膜が対向するように配置し、前記配置された基板の間に、液晶材料と、モノマーもしくはオリゴマーまたはその両方とを含む液晶混合物を注入する工程と、
    　前記液晶混合物の転移温度Ｔｎｉ以上の温度において、前記モノマーもしくはオリゴマーまたはその両方を高分子化させる過程で液晶相を発現させることにより、液晶層を得る工程と
    を包含し、
    　前記液晶層は、前記配向処理を施された配向膜側の界面における液晶分子の面内方位が前記配向処理によって規定された面内方位と平行であり、かつ、前記界面における液晶分子のチルト方向が互いに異なっている２つの液晶領域を含む複数の液晶領域を有している液晶表示装置の製造方法。
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