JP3055416B2 - 液晶素子と液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶の電気光学特性を利
用した液晶表示パネルに関し、特に液晶表示パネルの視
野角拡大と液晶分子の配向に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶の電気光学特性を利用した液
晶表示パネルは、大画面化、大容量化によりＯＡ機器へ
の応用が盛んに進められている。現在一般に実用化され
ている液晶表示パネルの動作モードとして、２枚のガラ
ス基板間で液晶分子が９０゜捻れた配向状態を呈するツ
イステッドネマチック（ＴＮ）型、１８０゜〜２７０゜捻
れた配向状態を呈するスーパーツイステッドネマチック
（ＳＴＮ）型がある。ＴＮ型は主としてアクティブマト
リックス型液晶表示パネルに、ＳＴＮ型は単純マトリッ
クス型液晶表示パネルに用いられている。以下図面を用
いて説明する。

【０００３】アクティブマトリックス型液晶表示パネル
あるいは小型サイズの液晶表示パネルに用いられるＴＮ
型の場合、ガラス基板界面において液晶分子はガラス基
板に対してあるプレチルト角をもって一方向にかつ均一
に配向し、上下のガラス基板間で９０゜捻れた状態を呈
している。９０゜捻れ配向状態は、一般にガラス基板上
に形成されたポリイミド薄膜からなる配向膜をレーヨン
布等を用いて一方向にララビング処理し、上下基板間で
その方向が直交するように配置することにより得られ
る。

【０００４】図４に示す様にＴＮ型液晶パネルに電圧を
印加すると、９０゜捻れていた液晶分子４０１が、閾値
電圧以上で応答し始め、捻れ配向状態が解けてスプレイ
配向状態になり、液晶分子４０１は分子長軸がガラス基
板（４０２、４０３）平面に対して立ち上がった状態に
なる。いま基板法線（Ｚ軸）に対してθ傾斜した位置で
方位角Ψを変化させながら液晶分子４０１を観察した場
合、液晶分子４０１の分子長軸の向きは方位角方向では
一様でない。このため方位角方向により液晶分子４０１
の見かけの屈折率異方性（Δｎ）が変化することにな
り、液晶層の厚み（ｄ）との積である複屈折量（Δｎ
ｄ）が変化する。従って上下ガラス基板（４０２、４０
３）外面に光吸収軸（４０６、４０７）がラビング方向
（４０４、４０５）に直交するように偏光板を配置し、
一Ｚ軸方向から光を入射した場合、方位角方向の変化に
伴い光の透過強度が異なり、視野角の非対称性が発生す
る。この視野角の非対称性は中間調表示の場合特に問題
になり、視野角方向によりコントラスト比が極端に低下
したり、あるいは表示画像が反転する等の表示品位の低
下を招く。このため、ＴＮ型液晶表示パネルでは、近年
視野角の拡大を図る取り組みが盛んに行われている。一
例としてＴＮ型液晶表示パネルの画素を２つの配向状態
の異なる領域に分割して視野角の拡大を図る方式（例え
ばケ・タカトリ，ケ・スミヨシ，ワイ・ヒライ，エス・
カネコ：ジャパン ディスプレイ ’９２，５９１頁，
１９９２年；K.Takatori，K.Sumiyoshi,Y.Hirai,S.Kane
ko:JAPAN DISPLAY '92,PP.591,(1992))が提案されてい
る。この方式では１画素の配向領域を２分割するために
露光や２度のラビング処理を行う必要があり、プロセス
工程が複雑になる。そこで、工程を簡素化して、視野角
を拡大する別方式が提案されている（ワイ・トコ，ティ
ー・スギヤマ，ケー・カトー，ワイ・イイムラ，エス・
コバヤシ：エスアイディー ９３ ダイジェスト，６２
２頁，１９９３年；Y.Toko,T.Sugiyama,K.Katoh,Y.Iimu
ra,S.Kobayashi:SID 93 DIGEST,PP.622,(1993)）。この
方式はラビング処理を施さずに液晶分子をランダムに配
向させることで配向状態の異なる領域を多数形成し、こ
れにより視野角の拡大を図るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記方式では複屈折効
果によりスッチングを行う方式であるため、上下の基板
間で液晶分子を９０゜ネジレさせるためにネマチック液
晶にカイラル剤を添加してカイラルネマチック液晶と
し、その自発螺旋ピッチ（ｐ）を液晶層の厚み（ｄ）に
対してｄ／ｐ＝０．２５になるように設定されている。
この液晶表示パネルに矩形波の電圧を印加すると、閾値
電圧以上では液晶分子がスプレイ配向状態となるために
初期の配向状態の異なる領域間でディスクリネーション
ラインが発生する。このディスクリネーションラインが
発生すると正面方向から見た場合には、輝線となって見
え、表示のザラツキ感が増すという問題点がある。この
ザラツキ感はディスクリネーションラインの大きさに依
存する。また同様に、電圧印加時に、斜め方向から観察
した時のザラツキ感がある。これは、ネマチック液晶に
おいて、偏光顕微鏡のクロスニコル下で観測されるシュ
リ−レン組織と呼ばれるディスクリネ−ションに起因す
るのものである。シュリーレン組織内で液晶分子が略同
一方向に配列した領域が存在すると、その部分では視角
方向に異方性が生じる。従って、略同一方向に配列した
領域が大きい場合、中間調の電圧が印加されたときに特
定の角度方向から観察すると、周辺領域とは異なった輝
度の領域として眼に映じる。その領域が眼の解像度以上
の大きさになるとザラツキ感として認識される。

【０００６】本発明は上記問題を解決し、視野角の拡大
を図ると共にザラツキ感のない優れた表示品質の液晶表
示パネルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の液晶素子は、少なくとも一方の基板の液晶と
接触する側の表面に、特定の温度で液晶の配向規制力が
大きく変化する性質を有し、かつ配向の規則性を付与さ
れていない有機高分子膜が形成されており、上下電極間
で液晶層のねじれ角が略９０度の正の誘電異方性を示す
ネマチック液晶を有し、基板の面内で液晶層に正負のデ
ィスクリネーションの特異芯が交互に、規則性を持って
配列しており、かつ上下の電極によって形成される画素
を取りまく非画素部分には必ずディスクリネーションの
特異芯が形成され、隣接する正負２個づづのディスクリ
ネーションの特異芯を頂点として四辺形が形成され、前
記四辺形内に略対称形のシュリーレン状組織が形成され
ることを特徴とする液晶素子をはさむ様に少なくとも２
枚の偏光板を交差させて配置し、偏光板の交差角が略９
０度であることを特徴とするものである。

【０００８】特定の温度で液晶の配向規制力が大きく変
化する性質を有する有機高分子としては、ポリウレタ
ン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド
などの熱可塑性高分子があるが、中でもポリウレタンが
最も好ましい。また、ポリウレタン単独でなく、一般に
液晶の配向膜として用いるポリイミド中にポリウレタン
を１％以上、より好ましくは３％以上混合した混合膜で
もよい。ポリウレタンが重量比で１％を下回ると、配向
規制力の変化が十分でなく、本発明の目的には使えな
い。液晶材料は正の誘電異方性を示すネマチック液晶で
あれば特に材料の種類を特定するものではない。

【０００９】本発明の液晶素子を作製する製造法は、画
素電極内の任意の点が、電極の何れかの辺からの直線距
離で５０ミクロン以内、より好ましくは３０ミクロン以内にある
形態の画素電極を有する基板上に、ＮＩ点近傍の特定の
温度で液晶の配向規制力が大きく変化する性質を有する
有機高分子膜を形成する第１の工程と、一対の基板をス
ペーサを介して一定の間隔を保って、液晶注入のため一
部の開口部を残して貼り合わせる第２の工程と、カイラ
ルネマチック液晶を室温で注入する第３の工程と、カイ
ラルネマチック液晶をＮＩ点温度以上の温度で基板を一
定時間加熱保持する第４の工程と、カイラルネマチック
液晶を電圧印加状態で加温状態からそれより低い温度ま
で冷却する第５の工程を少なくとも有することを特徴と
する。

【００１０】

【作用】本発明の液晶素子では、基板と液晶との界面に
ラビング処理されていない配向膜で、かつ特定の温度以
上で配向規制力が大幅に低下もしくは消失する有機高分
子膜を配している。通常のポリイミド膜の場合、室温で
の注入時に存在していた液晶の流動配向に起因する配向
ムラ（輝度ムラ）は、一旦出来てしまうと、ＮＩ点温度
以上に加熱して液晶を等方相にしても解消できないのに
対し、本発明で用いているウレタンのような有機高分子
膜では、液晶をＮＩ点上でかつ、配向規制力が大きく変
化する温度以上にまで加熱した上で冷却すると流動配向
ムラは完全に解消する性質を示す。また、本発明のよう
に、上記何れかの温度以上まで加熱し、電界を印加しな
がらＮＩ点以下まで冷却すると、電極の端部に発生する
電界の歪により規制された液晶の配向状態が、電極の内
部にまで影響を及ぼした状態で配向が固定化される。特
に、電極端部から５０μｍ以内好ましくは３０μｍ以内
の領域までの液晶分子が強く影響される。例えば、上下
に、５０μｍの周期で電極間隙が１０μｍのストライプ
電極を交差させて形成された正方形の画素を持つ本発明
の液晶素子を観察すると、図５のように上下の電極が存
在しない部分（即ち、正方形の頂点）には正負いずれか
のディスクリネーションの特異芯５１１（○印）が形成
され、隣接する○印の特異芯５１１の中間で、かつ片側
の電極が存在しない位置に逆極性の特異芯５１２，５１
３（●印）が形成される。また、正方形の重心の位置に
は頂点と同極性の特異芯が形成される。このときの特異
芯周辺での配向状態の一つのケースを図６に示す。即
ち、正の特異点６０１と負の特異芯６０２とが規則的な
位置関係を保って形成されており、特異芯を中心にして
液晶分子の配向状態は対称的となっている。その結果、
上下隣接する正負２個づづの特異芯を頂点として形成さ
れる四辺形内に略対称形のシュリーレン状組織が形成さ
れる。そのため前記四辺形毎に上下基板間隙の中央部の
面内（ミッドプレーン）では、液晶の配向方位は全方位
に対してほぼ均等に存在する。かつ、特異芯が規則的に
配列しているため、前記四辺形は少なくとも相似形で面
内に存在していることになる。従って、基板全面にわた
ってミッドプレーンでの液晶分子の配向方位は全方位に
略均等に存在することになる。この対称性は、液晶層に
電界が印可された状態でも保たれる。この結果、液晶パ
ネルの視野角の全方位に対する対称性が確保される。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を用い
て説明する。まず、公知例の内容を比較例を用いて説明
する。

【００１２】（比較例）図１は比較例を説明する液晶表
示パネルの一例である。１０１は上側ガラス基板、１０
２はセグメント電極、１０３は下側ガラス基板、１０４
はコモン電極、１０５、１０６はポリイミド薄膜、１０
７はカイラルネマチック液晶層、１０８はスペーサー、
１０９はシール材、１１０は偏光板である。シート抵抗
値が３０Ω／□である酸化インジュム・錫（ＩＴＯ）を
有する上側基板１０１をフォトリソグラフィ法によりパ
ターン化し、ストライプ上のセグメント電極１０２を得
る。同様の手法を用いて下側基板上にコモン電極１０４
を形成する。セグメント電極１０２とコモン電極１０４
はそれぞれは直交するように配置される。この様なガラ
ス基板１０１、１０３上には各々の厚さが８０ｎｍであ
るポリイミド薄膜１０５、１０６が印刷法により形成さ
れている。本比較例ではポリイミド薄膜としてＰＳＩ−
Ａ−２２０１（チッソ石油化学（株））を用いた。ポリ
イミド薄膜は液晶分子をガラス基板面に水平または数度
のプレチルト角をもって配向させる作用を持っている。

【００１３】次に下側基板ガラス基板１０３上またはポ
リイミド薄膜１０６上にプラスチックからなる球状のス
ペ−サ１０８（ミクロパ−ル：積水ファイン（株））を
均一に分散させる。スペ−サ径は５μｍである。上側ガ
ラス基板１０１の周辺部に熱硬化型のシ−ル材１０９
（ストラクトボンド：三井東圧（株））を液晶注入口を
設けて印刷形成し、セグメント電極２とコモン電極１０
４が直交するように上下のガラス基板１０１、１０３を
張り合わし、所定の温度でシ−ル材１０９を完全硬化さ
せる。

【００１４】次に屈折率異方性が０．１３４であるネマ
チック液晶に右ねじれのカイラル物質（Ｒ−１０１１：
メルク製）を添加し、セルギャップｄに大してその自発
ねじれピッチｐの値がｄ／ｐ＝０．２５となるように濃
度調整する。この様な条件で作製したＮＩ点１００℃の
カイラルネマチック液晶１０７を加温して等方性状態に
して、ガラス基板１０１、１０３間に真空注入法により
注入する。この時ガラス基板１０１、１０３もカイラル
ネマチック液晶１０７のネマチック相−等方相転移温度
（ＮＩ点）以上の温度に加温されている。カイラルネマ
チック液晶１０７が完全に充填された後、液晶素子を徐
冷して、液晶注入口を封止樹脂により封口する。

【００１５】さてこのようにして作製した液晶素子のガ
ラス基板１０１、１０３の表面に偏光板をその偏光軸が
互いに直交するように張りつける。下側ラス基板より光
を入射し、上側ガラス基板上方より観察する。図２は、
本比較例の液晶表示パネルを６０Ｈｚで駆動させた時の
オフ電圧での画素内の微視的な配向状態を表わした斜視
図である。図２の２０１は液晶分子の分子長軸（ダイレ
クタ−）を表わす。ガラス基板界面でのダイレクタ−が
異なる領域（ドメイン）２０２、２０３、２０４、２０
５が複数存在し、各ドメイン間ではダイレクタ−の方向
が異なるために発生するディスクリネ−ションライン２
０６が見られた。この時各ドメインは画素単位に分画さ
れることなく任意のサイズに形成される。

【００１６】通常の液晶素子ではポリイミド薄膜をラビ
ングを施すために、画素内ではダイレクタ−の方向が同
一である１つのドメインしかみられない。本比較例の場
合ではポリイミド薄膜にラビング処理を施していないた
めに、液晶分子はポリイミド薄膜との分子間力により非
晶質状態となって配向し、複数のドメインが画素単位に
分画されることなく任意のサイズに発生したものと考え
られる。各ドメイン内では液晶分子は上下ガラス基板間
でｄ／ｐの設定値に応じて捻れた配向状態を呈してい
る。本比較例の場合、ｄ／ｐを０．２５に設定している
ので、液晶分子は上下のガラス基板間で９０度捻れて配
向している。この場合、入射光は液晶層の複屈折効果に
より楕円偏光状態で出射すると考えられる。

【００１７】次にオン電圧を印可した場合、各ドメイン
内の液晶分子はねじれ配向状態からスプレイ配向状態に
なるために、液晶層中（バルク）にも変形に伴う明瞭な
ディスクリネ−ションラインが発生する。ドメイン内で
は液晶分子はダイレクタ−が電界方向と平行になるよう
に配向し、入射光はほぼ直線偏光状態で液晶層を伝播
し、出射側偏光板にてカットされ暗状態が得られる。し
かし、明瞭なディスクリネ−ションは完全には消失しな
い。

【００１８】さて、この状態の液晶表示パネルを斜め方
向から眺めた場合、ドメイン間でダイレクタ−方向に違
いがあるために透過光量に差が発生し、大きさが眼の解
像度を越えるとザラツキ感として見えるようになる。

【００１９】（実施例１）実施例１の液晶表示パネルの
基本的な構成を比較例の説明で用いた図１により示す。
即ち、１０１は上側ガラス基板、１０２はセグメント電
極、１０３は下側ガラス基板、１０４はコモン電極、１
０５、１０６はポリウレタン薄膜、１０７はカイラルネ
マチック液晶層、１０８はスペ−サ、１０９はシ−ル
材、１１０は偏光板である。シ−ト抵抗値が３０Ω／□
である酸化インジウム・錫（ＩＴＯ）を有する上側ガラ
ス基板１０をフォトリソグラフィ法によりパタ−ン化
し、（表１）に示すような種々の電極幅のストライプ状
のセグメント電極１０２を得る。

【００２０】

【表１】

【００２１】比較例と同様の手法を用いて下側ガラス基
板上にコモン電極１０４を形成する。セグメント電極１
０２とコモン電極１０４はそれぞれ直交するように配置
される。この様なガラス基板１０１、１０３上には各々
厚さが８０ｎｍのポリウレタン薄膜１０５、１０６を、
ｍ−クレゾ−ル溶液を用いて塗布乾燥させて形成した。
（１６０℃のオ−ブン中で３０分乾燥）。本実施例では
ポリウレタン材料としてＭＳ５５００（三菱重工
（株））を用いた。ポリウレタン薄膜は液晶分子をガラ
ス基板面にほぼ水平に配向させる作用をもっている。

【００２２】次に、下側ガラス基板１０３上またはポリ
ウレタン薄膜１０６上にプラスチックからなるスペ−サ
１０８（ミクロパ−ル：積水ファイン（株））を均一に
分散させる。スペ−サ径は５μｍである。上側ガラス基
板１０１の周辺部に熱硬化型のシ−ル材１０９（ストラ
クトボンド：三井東圧（株））を液晶注入口を設けて印
刷形成し、セグメント電極１０２とコモン電極１０４が
直交するように上下のガラス基板１０１、１０３を張り
合わせ、所定の温度でシ−ル材１０９を完全硬化させ
る。

【００２３】次に、屈折率異方性が０．１３４で、ＮＩ
点が１００℃であるネマチック液晶に右ねじれのカイラ
ル材（Ｒ−１０１１：メルク（株））を添加し、セルギ
ャップｄに対してその自発捻れピッチｐの値がｄ／ｐ＝
０．２５となるように濃度調整する。この様な条件で作
製したカイラルネマチック液晶１０７を、ガラス基板１
０１、１０３間に室温で真空注入法により注入する。カ
イラルネマチック液晶１０７が完全に充填された後、ガ
ラス基板１０１、１０３をＮＩ点以上の温度に３０分加
温し、６Ｖの電圧印可状態でＮＩ点以上の温度（本実施
例では１２０℃）から高分子の配向規制力が高まる温度
以下（本実施例では４５℃）迄パネルを徐冷し、４５℃
で電圧を切って室温まで冷却する。室温まで冷却後、液
晶注入口を封止樹脂により封口した。

【００２４】このようにして作製された液晶表示パネル
は、無電界時に、図３に示すように電極除去部を境界と
し、規則的に画素単位に分画された単位液晶セル３０
１、３０２、３０３、３０４が形成される。

【００２５】この液晶素子の１画素を観察すると、図５
に示すように上基板ストライプ電極５０１と下基板スト
ライプ電極５０３が交差して一つの方形の画素電極を構
成しているが、上基板スリット部５０２と下基板スリッ
ト部５０４が交差する部分には必ず特定の極性の特異芯
５１１が形成されている。また、方形の電極の頂点に位
置する４つのディスクリネーションの特異芯５１１のほ
ぼ中央部に、逆の極性の特異芯５１２、５１３が形成さ
れ、方形の画素電極の略中央部には、頂点の特異芯５１
１と同極性の特異芯５１４が形成される。その結果、各
特異芯は規則的な位置関係で存在することとなり、各特
異芯の周りで液晶の配向方位は略対称的になる。液晶の
配向方位が略対称な為、電界の印可時にどの方向から観
察しても視角特性は対称となる。各単位液晶セル内の各
液晶ドメインは、ｄ／ｐを０．２５に設定しているの
で、液晶分子が上下基板間で９０度捻れた配向状態とな
る。このようにして作製された液晶表示パネルは中間調
電圧で、正面方向及び斜め方向から眺めた場合、ザラツ
キ感のない均質な表示品位を示した。

【００２６】本実施例では画素自体は分画されない場合
について述べたが、画素電極によって規定される画素
を、複数個に分画した場合も同様の効果が得られるた。
また、印加電圧も本実施例では６Ｖであったが適当な他
の電圧であってもよい。次に本発明の他の実施例を図１
を用いて説明する。

【００２７】（実施例２）実施例１と同様の方法により
４０μｍ周期で電極間隙１０μｍのストライプ上ＩＴＯ
電極を各々形成した上下２枚のガラス基板にポリウレタ
ン膜（ＭＳ−５５００：三菱重工（株）、Ｔｇ＝６３
℃）を５％、ポリイミド（ＲＮ７４７：日産化学製）９
５％の固形分比率のジメチルホルミアミド溶液を塗布し
て、２５０℃のオ−ブン中で６０分乾燥、硬化し、５０
ｎｍの混合膜を形成した。

【００２８】その後粒径が５μｍのスペ−サを介して、
シ−ル材により上下ガラス基板を張り合わせ、実施例１
と同様のカイラルネマチック液晶にカイラル材をｄ／ｐ
＝０．２５になるように添加して作製したカイラルネマ
チック液晶を室温で注入する。その後、カイラルネマチ
ック液晶１０７が完全に充填された後、ガラス基板１０
１、１０３をＮＩ点以上の１２０℃に３０分加温し、７
Ｖの電圧印可状態でＮＩ点以上の温度（本実施例では１
２０℃）から高分子の配向規制力が高まる温度以下（本
実施例では８０℃）迄パネルを徐冷し、８０℃で電圧を
切って室温まで冷却する。冷却後、液晶注入口を封止樹
脂により封口する。

【００２９】このようにして作製された液晶表示パネル
は、無電界時に、図３に示すように、電極除去部を境界
とし規則的に画素単位に分画された単位液晶セル３０
１、３０２、３０３、３０４が形成される。各単位液晶
セル内の各液晶ドメインは、ｄ／ｐを０．２５に設定し
ているので、液晶分子が上下基板間で９０度捻れた配向
状態となる。

【００３０】このようにして作製された液晶表示パネル
は中間調電圧で、正面方向及び斜め方向から眺めた場
合、ザラツキ感ない良好な表示品位を示した。本実施例
では画素が分画されない場合について述べたが、画素電
極によって規定される画素を、複数個に分画した場合も
同様の効果が得られた。また、印加電圧も本実施例では
７Ｖであったが適当な他の電圧であってもよい。また、
熱可塑性ポリマ−としてＰＶＡを配向膜とした場合も本
実施例と同様の効果が得られた。

【００３１】次に本発明の他の実施例を図１を用いて説
明する。 （実施例３）実施例１と同様の方法によりＩＴＯ電極を
各々形成した上下２枚のガラス基板にポリウレタン膜
（ＭＳ−５５１０：三菱重工（株）、Ｔｇ＝６３℃）を
ｍ−クレゾ−ル溶液を塗布して、１６０℃のオ−ブン中
で３０分乾燥する。

【００３２】その後粒径が５μｍのスペ−サを介して、
シ−ル材により上下ガラス基板を張り合わせる。さて実
施例１と同様のカイラルネマチック液晶にカイラル材を
ｄ／ｐ＝０．２５になるように添加して作製したカイラ
ルネマチック液晶を室温で注入し、注入口を封止後、１
２０℃で３０分加熱アニ−ル処理して注入時の配向ムラ
を解消した。その後ガラス基板１０１、１０３をＮＩ点
以上の温度に３０分加温し、７Ｖの電圧印可状態でＮＩ
点以下の温度（本実施例では９０℃）から高分子の配向
規制力が高まる温度以下（本実施例では４５℃）迄パネ
ルを徐冷し、４５℃で電圧を切って冷却する。 このよ
うにして作製された液晶表示パネルは、無電界時に、図
３に示すように、電極除去部を境界とし規則的に画素単
位に分画された単位液晶セル３０１、３０２、３０３、
３０４が形成される。各単位液晶セル内の各液晶ドメイ
ンは、ｄ／ｐを０．２５に設定しているので、液晶分子
が上下基板間で９０度捻れた配向状態となる。このよう
にして作製された液晶表示パネルは中間調電圧で、正面
方向及び斜め方向から眺めた場合、ザラツキ感ない良好
な表示品位を示した。

【００３３】本実施例では画素が分画されない場合につ
いて述べたが、画素電極によって規定される画素を、複
数個に分画した場合も同様の効果が得られた。また、印
加電圧も本実施例では７Ｖであったが適当な他の電圧で
あってもよい。熱可塑性ポリマ−としてＰＶＡを配向膜
した場合も同様の効果が得られた。

【００３４】以上本実施例では透過型の液晶パネルを用
いて説明したが、特に透過型に限定するわけではなく、
一方の偏光板の表面に反射板を設けて、反射型構成の液
晶表示パネルとしても良好な表示品位を得ることが確認
された。また、能動素子例えばＴＦＴ素子のある液晶表
示パネルでも同様の効果が得られた。さらにラビングを
施す必要がないので、ラビングによる歩留まりの低下を
防止することができ、製造工程の短縮にも効果がある。

【００３５】また、本実施例ではガラス基板を用いて説
明したが、プラスチック基板の場合でも同様の効果があ
る。

【００３６】

【発明の効果】上記実施例からわかる様に、本発明の液
晶表示パネルはラビング処理を行なわずに作製すること
が可能であり、基板上の画素電極によって規定される画
素を１つ以上複数個に分画することで、表示品位の低下
につながるディスクリネ−ションの大きさを規則的に細
分化出来るため、ザラツキ感が減少し、かつ視野角を拡
大させ、製造工程の短縮と歩留まりの向上に非常な効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１、２、３、４、５、６の液晶
表示パネルの断面図

【図２】比較例における液晶素子のドメインを説明する
概念図

【図３】本実施例における各画素の境界で、液晶分子の
配向の連続性が分断された様子を説明する概念図

【図４】従来例のＴＮ型液晶素子の動作を説明する概念
図

【図５】上下ストライプ電極で構成される一画素周辺で
の特異芯の位置関係の説明図

【図６】特異芯周辺での配向状態の説明図

【符号の説明】

１０１ 上側ガラス基板 １０２ セグメント電極 １０３ 下側ガラス基板 １０４ コモン電極 １０５ 配向膜 １０６ 配向膜 １０７ カイラルネマチック液晶層 １０８ スペ−サ １０９ シ−ル材 １１０ 偏光板 ２０１ 液晶分子のダイレクタ− ２０２〜２０５ ダイレクタ−が異なる領域 ２０６ ディスクリネ−ション ３０１〜３０４ 液晶の配向の連続性が画素単位に分断
された単位液晶セル ４０１ 液晶分子 ４０２ 上ガラス基板 ４０３ 下ガラス基板 ４０４ 上基板のラビング方向 ４０５ 下基板のラビング方向 ４０６ 上側偏光板の吸収軸方向 ４０７ 下側偏光板の吸収軸方向 ５０１ 上基板ストライプ電極 ５０２ 上基板スリット部 ５０３ 下基板ストライプ電極 ５０４ 下基板スリット部 ５１１、５１２、５１３、５１４ ディスクリネーショ
ンの特異芯 ６０１ 正のディスクリネーションの特異芯 ６０２ 正のディスクリネーションの特異芯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−72484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/137 G02F 1/13 101 G02F 1/1337

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下基板間に正の誘電異方性を示すネマチ
   ック液晶を有し、基板の面内で液晶層に正負のディスク
   リネーションの特異芯が交互に、規則性を持って配列し
   ていることを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】上下の電極によって形成される画素を取り
   まく非画素電極部分には必ずディスクリネーションの特
   異芯が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   液晶素子。
3. 【請求項３】隣接する正負２個づづのディスクリネーシ
   ョンの特異芯を頂点として形成される四辺形内に略対称
   形のシュリーレン状組織が形成されることを特徴とする
   請求項１記載の液晶素子。
4. 【請求項４】少なくとも一方の基板の液晶と接触する側
   の表面に配向の規則性を付与されていない有機高分子膜
   が形成されており、上下基板間に正の誘電異方性を示す
   ネマチック液晶を有し、基板の面内で液晶層に正負のデ
   ィスクリネーションの特異芯が交互に、規則性を持って
   配列していることを特徴とする液晶素子。
5. 【請求項５】上下の電極によって形成される画素を取り
   まく非画素電極部分には必ずディスクリネーションの特
   異芯が形成されていることを特徴とする請求項４記載の
   液晶素子。
6. 【請求項６】隣接する正負２個づづのディスクリネーシ
   ョンの特異芯を頂点として形成される四辺形内に略対称
   形のシュリーレン状組織が形成されることを特徴とする
   請求項４記載の液晶素子。
7. 【請求項７】少なくとも一方の基板の液晶と接触する側
   の表面に配向の規則性を付与されていない有機高分子膜
   が形成されており、上下基板間に正の誘電異方性を示す
   ネマチック液晶を有し、基板の面内で液晶層に正負のデ
   ィスクリネーションの特異芯が交互に、規則性を持って
   配列しており、かつ上下の電極によって形成される画素
   を取りまく非画素電極部分には必ずディスクリネーショ
   ンの特異芯が形成され、隣接する正負２個づづのディス
   クリネーションの特異芯を頂点として形成される四辺形
   内に略対称形のシュリーレン状組織が形成されることを
   特徴とする液晶素子。
8. 【請求項８】有機高分子膜が、特定の温度で液晶の配向
   規制力が大きく変化する性質を有することを特徴とする
   請求項４、５、６または７記載の液晶素子。
9. 【請求項９】有機高分子膜がウレタン系材料を少なくと
   も３％以上混合してなることを特徴とする請求項４、
   ５、６、７または８記載の液晶素子。
10. 【請求項１０】画素電極内の任意の点が、電極の何れか
    の辺からの直線距離で３０μｍ以内にあることを特徴と
    する請求項４、５、６、７、８または９記載の液晶素
    子。
11. 【請求項１１】上下電極間で液晶層のねじれ角が略９０
    度であることを特徴とする請求項３、６、７、８、９ま
    たは１０記載の液晶素子。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の液晶素子をはさむ様に
    少なくとも２枚の偏光板を交差させて配置し、偏光板の
    交差角が略９０度であることを特徴とする液晶表示パネ
    ル。
13. 【請求項１３】ＮＩ点近傍の特定の温度で液晶の配向規
    制力が大きく変化する性質を有する有機高分子膜を形成
    する第１の工程と、一対の基板をスペーサを介して一定
    の間隔を保って、液晶注入のため一部の開口部を残して
    張り合わせる第２の工程と、カイラルネマチック液晶の
    ネマチック−アイソトロピック転移温度（ＮＩ点温度）
    以上に基板を加熱しカイラルネマチック液晶を注入する
    第３の工程と、カイラルネマチック液晶をＮＩ点温度以
    上の温度で基板を一定時間加熱保持する第４の工程と、
    電圧印加状態でカイラルネマチック液晶を加温状態から
    それより低い温度まで冷却する第５の工程を少なくとも
    有することを特徴とする液晶素子の製造方法。
14. 【請求項１４】上記第５の工程が、ＮＩ点温度以上の温
    度からＮＩ点温度以下でかつ、有機高分子膜の配向規制
    力が大きく変化する温度以下まで電圧印加状態で冷却し
    たのち電圧の印加を中断し、中断した状態で室温まで冷
    却することを特徴とする請求項１３記載の液晶素子の製
    造方法。
15. 【請求項１５】画素電極内の任意の点が、電極の何れか
    の辺からの直線距離で３０μｍ以内にある形態の画素電
    極を有する基板上に、ＮＩ点近傍の特定の温度で液晶の
    配向規制力が大きく変化する性質を有する有機高分子膜
    を形成する第１の工程と、一対の基板をスペーサを介し
    て一定の間隔を保って、液晶注入のため一部の開口部を
    残して張り合わせる第２の工程と、カイラルネマチック
    液晶を室温で注入する第３の工程と、カイラルネマチッ
    ク液晶をＮＩ点温度以上の温度で基板を一定時間加熱保
    持する第４の工程と、カイラルネマチック液晶を電圧印
    加状態で加温状態からそれより低い温度まで冷却する第
    ５の工程を少なくとも有することを特徴とする液晶素子
    の製造方法。
16. 【請求項１６】上記第５の工程が、ＮＩ点温度以上の温
    度からＮＩ点温度以下でかつ、有機高分子膜の配向規制
    力が大きく変化する温度以下まで電圧印加状態で冷却し
    たのち電圧の印加を中断し、中断した状態で室温まで冷
    却することを特徴とする請求項１３記載の液晶素子の製
    造方法。