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JP3338025B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JP3338025B2
JP3338025B2 JP2000295756A JP2000295756A JP3338025B2 JP 3338025 B2 JP3338025 B2 JP 3338025B2 JP 2000295756 A JP2000295756 A JP 2000295756A JP 2000295756 A JP2000295756 A JP 2000295756A JP 3338025 B2 JP3338025 B2 JP 3338025B2
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將市 石原
好紀 田中
勝治 服部
強 上村
博文 分元
圭介 津田
米治 田窪
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速応答で広視野
角の表示性能を持つ液晶表示素子に関し、特に、光学補
償ベンドモードセル（Optically self-Compensated Bir
efringence modecell）タイプのスプレイ−ベンド転移
の容易なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】マルチメディア技術の進展とともに、ま
すます画像情報の占める割合が多くなってきている。最
近では液晶技術の発展により、高コントラストで広視野
角の液晶ディスプレイが開発及び実用化され、ＣＲＴデ
ィスプレイと比肩するレベルにまでなってきた。
【０００３】しかしながら、現行の液晶ディスプレイで
は、応答速度が遅いことから動画表示において残像のた
め画像がぼやけるという問題を有しており、この点にお
いてＣＲＴディスプレイに劣っている。
【０００４】液晶ディスプレイにおける高速応答化の試
みは過去から数多くなされてきている。高速応答の種々
の液晶表示方式については、Wuらによりまとめられてい
る（C.S. Wu and S.T. Wu, SPIE, 1665, 250 (1992)）
が、動画像表示に必要な応答特性が期待出来る方式及び
方法は限られている。
【０００５】すなわち、現行のＮＴＳＣシステムにおい
ては１フレーム（１６．７ｍｓｅｃ）以内で液晶が追随
する必要があるが、現行の液晶ディスプレイでは白黒二
値間では充分速い応答性を示すものの、多階調表示を行
った場合の階調間応答では100msec以上の遅い応答とな
ってしまう。特に駆動電圧の低い領域での階調間応答は
著しく遅い。
【０００６】現在、動画表示に適した高速応答性を有す
る液晶ディスプレイとしては、ＯＣＢモード液晶表示素
子、あるいは強誘電性液晶表示素子、反強誘電性液晶表
示素子がその可能性を有している。
【０００７】しかしながら、層構造を有する強誘電性液
晶表示素子、及び反強誘電性液晶表示素子は耐衝撃性が
弱い、使用温度範囲が狭い、特性の温度依存性が大きい
など実用的な意味での課題が多く、現実的にはネマティ
ック液晶を用いるＯＣＢモード液晶表示素子が動画像表
示に適した液晶表示素子として有望視されている。
【０００８】このＯＣＢモード液晶表示素子は、１９８
３年にJ.P.Bosによりその高速性が示された表示方式で
あり、その後、フィルム位相差板と組み合わせることに
より広視野角及び高速応答性が両立するディスプレイで
あることが示され研究開発が活発化した。
【０００９】このモ−ドの液晶表示素子は、図１４に示
すように、透明電極２が形成されているガラス基板１
と、透明電極７が形成されているガラス基板８と、基板
１、８間に配置される液晶層４とを有する。電極２、７
上には配向膜３、６が形成され、この配向膜３、６に
は、液晶分子を平行かつ同一方向に配向させるべく配向
処理がなされている。また、基板１、８の外側には、偏
光板１３、１６がクロスニコルに配設されており、この
偏光板１３、１６と基板１、８との間には位相補償板１
７、１８が介在している。
【００１０】このような構造の液晶セルは、電圧印加に
よりセル中央部にベンド配向あるいはツイスト配向を含
んだベンド配向を誘起させることと、低電圧駆動と視野
角拡大のために位相補償板１７、１８を配設することを
特徴とするものであり、性能的には中間調表示域におい
ても高速応答が可能であると同時に広い視野角特性を有
している。
【００１１】なお、ＯＣＢモード液晶表示素子は、通
常、液晶パネル内部の液晶がベンド配向を維持するよう
な電圧で動作させるが、ある電圧以下になると、ベンド
配向状態よりもスプレイ配向状態の方が安定になるた
め、スプレイ配向への転移が発生する。この転移は不可
逆であり、一旦スプレイ配向が発生した画素は、その
後、液晶表示素子上で表示欠陥（輝点）として残り、そ
の正常表示動作を妨げる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＯＣＢモー
ドでは、初期のスプレイ配向状態４aから電圧印加によ
りベンド配向状態４bに転移させる初期化処理が必要不
可欠である。
【００１３】しかしながら、数Ｖ程度の電圧印加では初
期化処理に分単位の時間が必要であり、ＯＣＢモードの
課題の一つになっている。そのため、数Ｖ程度の電圧印
加により容易にベンド配向が形成される、転移速度の速
い液晶表示素子が望まれている。
【００１４】一方、ＯＣＢ型液晶表示モードのスプレイ
配向からベンド配向への転移（以下、スプレイ−ベンド
転移という）を高速化するための技術が特開平11-7018
号公報に開示されている。その技術として、液晶にカイ
ラル剤を添加した例、液晶パネル全面で均一に１８０度
ツイストを形成した例、液晶パネル全面で均一に１０度
ツイストを形成した例が示されている。しかし、これら
の技術は、スプレイ−ベンド転移を高速化するには十分
ではない。そして、このスプレイ−ベンド転移が確実に
行われず、局所的にスプレイ配向の領域が残存すると、
そこが輝点となって点欠陥のように見えるという問題が
あった。
【００１５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、スプレイ配向からベンド配向への転移
が速くかつ確実な液晶表示素子を提供することを目的と
している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本件発明者は、上記スプレイ−ベンド転移の挙動を
観察した。すると、ある特定の個所からベンド配向の核
が発生し、これが成長していくことを見出した。さら
に、本件発明者は、鋭意検討した結果、局所的にツイス
ト配向を形成することで、これを核としてベンド転移が
発生することを見出した。
【００１７】そこで、本発明に係る液晶表示素子は、対
向する一対の基板間に液晶が配置され、一方の前記基板
上にソース線、ゲート線、スイッチング素子、及び画素
電極が形成されており、前記スイッチング素子は前記ゲ
ート線、前記ソース線、および前記画素電極に接続され
ており、他方の前記基板には対向電極が形成されてお
り、電源オフ状態での前記液晶の初期配向状態と、表示
に用いる際の前記液晶の表示配向状態とが異なってお
り、画像を表示させる前に前記初期配向状態から前記表
示配向状態に前記液晶の配向を変化させる初期化が必要
であって、前記画素電極の縁部がジグザグ形状であっ
て、前記初期化の際には、相隣合う前記ソース線に交互
に極性が異なる電圧が印加されることにより、局所的に
他の領域と配向方向が異なっている異配向領域が形成さ
れる。ここで、本明細書において、基板とは、組み立て
られた液晶表示素子において液晶層に接する内面を有す
る板状の部材をいう。例えば、上側基板、下側基板、カ
ラーフィルタ基板、ＴＦＴ基板当が該当する。
【００１８】前記ソース線の縁部がジグザグ形状であっ
て、ジグザグ形状の前記画素電極の縁部と互いに噛み合
っているようにしてもよい。
【００１９】また、前記ソース線の縁部と前記画素電極
の縁部との間に横電界が発生するよ うにしてもよい。
【００２０】また、本発明に係る液晶表示素子は、対向
する一対の基板間に液晶が配置され、一方の前記基板上
にソース線、ゲート線、スイッチング素子、及び画素電
極が形成されており、前記スイッチング素子は前記ゲー
ト線、前記ソース線、および前記画素電極に接続されて
おり、他方の前記基板には対向電極が形成されており、
電源オフ状態での前記液晶の初期配向状態と、表示に用
いる際の前記液晶の表示配向状態とが異なっており、画
像を表示させる前に前記初期配向状態から前記表示配向
状態に前記液晶の配向を変化させる初期化が必要であっ
て、前記画素電極の縁部および前記ゲート線の縁部が共
にジグザグ形状であって互いに噛み合っており、前記初
期化の際には、互いに噛み合っている前記画素電極の縁
部と前記ゲート線の縁部との間に横電界を発生させるこ
とにより、局所的に他の領域と配向方向が異なっている
異配向領域が形成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 実施の形態１ 本発明の実施の形態１は、配向方位が他の領域の配向方
位と異なる領域（以下、異配向方位領域という）又はツ
イスト配向領域を有するパラレル配向型液晶表示素子を
例示したものである。 [テストセル] 以下の実施例１〜３においては、テストセルとしての液
晶表示素子を作製し、その作製したテストセルについ
て、スプレイ−ベンド転移時間を評価した。スプレイ−
ベンド転移時間の評価には位相補償板は不要であるの
で、実施例１〜３のテストセルでは位相補償板を省略し
ている。 （実施例１） 図１は本実施の形態の実施例１に係るテストセルの構成
を模式的に示す断面図、図１５は図１のテストセルの下
側基板の突起の配置を模式的に示す平面図である。図５
は図１の基板のラビング方向を示す図である。
【００２２】図１、図１５に示すように、本実施例に係
るテストセルＡは、一対の基板、すなわち上側基板101
及び下側基板102がビーズ状のスペーサ５を介して対向
配置され、上側基板101及び下側基板102の間に形成され
た空間にネマティック液晶からなる液晶層４が配置され
ている。
【００２３】上側基板101は、ガラス基板１の下面に透
明電極２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されて
いる。また、下側基板102は、ガラス基板８の上面に三
角柱形状の突起10が形成され、その突起10が形成された
ガラス基板８の上面を覆うように、透明電極７及び配向
膜６が順に積層形成されて構成されている。従って、下
側基板102の上面には突起（立体障害）103が形成されて
いる。
【００２４】図５に示すように、突起103はその横断面
形状の三角形の頂点がラビング方向を向くように形成さ
れている。これにより、実施の形態２で詳述するように
突起103の周囲にツイスト配向領域が形成されている。
【００２５】なお、図１ではスペーサ５を２個のみ示し
ているが、実際には多数のスペーサ５が両基板101,102
間に不規則な間隔で介在している。
【００２６】次に、このように構成されたテストセルの
製造方法を図２〜図４を用いて説明する。図２及び図３
は図１のテストセルの製造プロセスを示す断面図、図４
はフォトマスクを示す平面図である。
【００２７】まず、図２(a)に示すように、ガラス基板
８上に、ＪＳＲ株式会社製ＰＣ系レジスト材料を塗布し
て、厚さ０．５μｍのフォトレジスト薄膜20を形成す
る。次いで、そのフォトレジスト薄膜２０に、図４に示
す三角形状のパターン開口部22を有するフォトマスク２
１を通して平行光紫外線23を照射し、該フォトレジスト
薄膜20を露光する。次いで、その露光されたフォトレジ
スト薄膜２０を現像してリンスし、その後９０℃でプリ
ベークする。これにより、図３に示すように、ガラス基
板８上に、フォトレジスト薄膜からなる、三角形の横断
面形状を有する（図１５参照）柱状の突起１０が形成さ
れる。
【００２８】次いで、その突起10が形成されたガラス基
板８上に、定法に従い、ＩＴＯ(indium tin oxide)を２
０００オングストロームの厚みに成膜し、それにより透
明電極７を形成する。次いで、その透明電極７が形成さ
れたガラス基板８上に、日産化学工業製配向膜塗料ＳＥ
−７４９２をスピンコート法にて塗布し、これを恒温槽
中にて１８０℃で１時間加熱して硬化させ、それにより
配向膜６を形成する。これにより、上面に突起103を有
する下側基板102が完成する。
【００２９】また、上記突起10が形成されたガラス基板
８と同様に、ガラス基板１上に透明電極２及び配向膜３
を形成する。これにより上側基板101が完成する。
【００３０】次いで、上側基板101及び下側基板102に、
レーヨン製ラビング布を用いて、図５に示す方向にラビ
ング処理を施す。
【００３１】次いで、上側基板101と下側基板102とを、
積水ファインケミカル（株）製スペーサ５及びストラク
トボンド３５２Ａ（三井東圧化学（株）製シール樹脂の
商品名）を用いて、基板間隔が６．５μｍとなるように
貼り合わせ、それにより液晶セル９を作製する。ここ
で、上記ラビング処理は、この液晶セル９の配向膜界面
における液晶プレチルト角が約５度となるように行われ
る。
【００３２】次いで、その液晶セル９に、液晶ＭＪ９６
４３５（屈折率異方性Δn＝０．１３８）を真空注入法
にて注入して封止する。これによりテストセルＡが完成
する。
【００３３】次に、以上の製造方法により作製されたテ
ストセルＡのスプレイ−ベンド転移時間の評価を説明す
る。
【００３４】まず、テストセルＡの上面及び下面に、各
々の偏光軸が配向膜のラビング処理方向と４５度の角度
をなし、かつ、互いの偏光軸方向が直交するように２枚
の偏光板を貼り付け、その後、透明電極２，７間に７Ｖ
の矩形波電圧を印加してスプレイ配向からベンド配向へ
の転移を観察したところ、約５秒で電極２，７の全領域
がスプレイ配向からベンド領域へと転移した。
【００３５】つまり、テストセルＡは、突起103付近の
領域では、液晶の配向方位が周囲の領域の液晶の配向方
位とは異なっており、この領域においては液晶層４は若
干のツイスト配向をしている。そして、電圧印加によ
り、この領域は速やかにスプレイ−ベンド転移が進行
し、この領域からベンド配向が周囲の領域に広がってい
く。すなわち、確実かつ高速なスプレイ−ベンド転移が
達成出来る。
【００３６】比較例として、突起103を有しない点を除
いて同じ構成を有するテストセルＲを、テストセルＡと
同様のプロセスで作製し、そのスプレイ−ベンド転移時
間を測定した。この測定では、テストセルＲに７Ｖの矩
形波電圧を印加した時の、電極の全領域がスプレイ配向
からベンド領域へと転移するに要する時間は４２秒であ
った。従って、本発明の効果は明らかである。
【００３７】なお、本実施例においては、突起103を片
方の基板102にのみ形成したが、両方の基板に形成して
もよいことは言うまでもない。また、本実施例では突起
103として、横断面形状が三角形のものを用いたが、ラ
ビング処理により、液晶の配向方位が部分的に周囲の領
域とは異なった領域が形成されれば他の形状を有する突
起であってもよい。具体的には、その横断面形状が円
形、楕円形、菱形、あるいは三角形である柱状体、山形
状体、又は錐状体が好ましい。 （実施例２） 図６は本実施の形態の実施例２に係るテストセルの構成
を模式的に示す断面図、図１６は図６のテストセルの下
側基板の溝の配置を模式的に示す平面図である。
【００３８】図６、図１６に示すように、本実施例に係
るテストセルＢは、実施例１とは異なり、下側基板102
に溝104が形成されている。すなわち、下側基板102は、
ガラス基板８の上面に溝30が形成され、その溝30が形成
されたガラス基板８の上面を覆うように、透明電極７及
び配向膜６が順に積層形成され、それによりその上面に
溝104が形成されるようにして、構成されている。溝104
は、ラビング方向（全体的な配向処理の方向）に対して
３０度傾斜するように形成され、かつラビング方向に直
角な方向に５００オングストロームのピッチで複数本
（本実施例では２０本）列設されている。溝104は、液
晶配向効果を有する溝（マイクログルーブ）となるよう
な幅を有するように形成されている。つまり、溝104の
幅は、液晶層４の液晶分子が該溝104にはまり込んでそ
の方向に配向されるような幅、本実施例では約１００オ
ングストロームの幅に形成されている。これにより、液
晶層４の、溝104が列設された領域にツイスト配向領域
が形成されている。これ以外の点は、実施例１と同様で
ある。なお、図６では溝30及び溝104を誇張して描いて
いる。
【００３９】次に、以上のように構成されたテストセル
Ｂの製造方法を図６、図７、図１６を用いて説明する。
図７はフォトマスクを示す平面図である。
【００４０】まず、ガラス基板８上に、実施例１と同様
にして厚さ０．５μｍのフォトレジスト薄膜20を形成
し、そのフォトレジスト薄膜20にフォトマスク21を用い
て溝30を形成する。フォトマスク21には、図７に示すよ
うに、スリット状の開口部22が、基準方向に対して３０
度傾斜するように形成され、かつ基準方向に直角な方向
に５００オングストロームのピッチで２０本列設されて
いる。開口部22の幅は、以降の工程を経て最終的に配向
膜６上に形成される溝104が約１００オングストローム
の幅を有するような幅に設定されている。また、基準方
向は、フォトマスク21を用いて下側基板102上に形成さ
れる溝104がラビングされるべき方向である。
【００４１】以降、上面に溝30が形成されたガラス基板
８上に、実施例１と同様にして、透明電極７及び配向膜
６が形成され、上面に溝104が形成された下側基板102が
完成される。上側基板101は実施例１と全く同様に作製
される。
【００４２】そして、以上のように作製した上側基板10
1及び下側基板102を実施例１と同様にラビング処理す
る。下側基板102のラビング方向は図１６に示す方向で
ある。この際、溝104は、深さが幅に比して深い（０．
５μｍ）ためラビングされない。つまり、溝104は、上
述のように、液晶層４の液晶分子がはまり込んで配向さ
れるような狭い幅を有し、かつラビング処理時にラビン
グされないような深さを有することが要求される。上側
基板101のラビング方向は、液晶セルに組立てた状態で
下側基板102のラビング方向に平行となる方向である。
【００４３】その後、実施例１と同様にして、液晶セル
９を作製し、その液晶セル９に液晶を封入してテストセ
ルＢを完成する。配向膜界面での液晶プレチルト角は、
実施例１と同様、約５度である。
【００４４】次に、以上の製造方法により作製されたテ
ストセルＢのスプレイ−ベンド転移時間の評価を説明す
る。
【００４５】まず、テストセルＢの上面及び下面に、各
々の偏光軸が配向膜のラビング処理方向と４５度の角度
をなし、かつ、互いの偏光軸方向が直交するように２枚
の偏光板を貼り付け、その後、透明電極２，７間に７Ｖ
の矩形波電圧を印加してスプレイ配向からベンド配向へ
の転移を観察したところ、約７秒で電極２，７の全領域
がスプレイ配向からベンド配向へと転移した。
【００４６】これは、テストセルＢは、溝104が列設さ
れた領域では、液晶の配向方位が周囲の領域の液晶の配
向方位とは異なっており、この領域においては液晶層４
はツイスト配向をしている。そのため、実施例１と同様
に、電圧印加によって、そのツイスト配向領域において
速やかにスプレイ−ベンド転移が進行し、その転移によ
り生じたベンド配向が周囲の領域に広がっていくことに
より、確実かつ高速なスプレイ−ベンド転移が達成され
るものである。本実施例は、表示画素領域内に液晶配向
効果を有する溝104を部分的に設け、それによってツイ
スト配向領域を部分的に形成することにより、確実かつ
速やかなスプレイ−ベンド転移を促すものであり、その
実用的価値は極めて大きい。
【００４７】なお、本実施例では、溝30,104をフォトリ
ソグラフィー法により形成したが、これをスタンプ法
（例えば、E.S. Lee et. al., "Control of Liquid Cry
stal Alignment Using Stamped-Morphology Method" ,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2,vol.32, pp.L1436-L143
8, 1993.）等の他の方法により形成してもよいことは言
うまでもない。
【００４８】また、本実施例では、溝104のラビング方
向に対する傾斜角度を３０度としたが、この傾斜角度は
９０度以下であればよく、６０度以上９０度以下とする
のが好ましい。この理由については、実施の形態２で詳
述する。また、複数の溝104は、ラビング方向に対する
角度がそれぞれ異なっていてもよく、また、列状に限ら
ず任意の態様に配置してもよく、さらに、不規則に配置
してもよい。 （実施例３） 図８は本実施の形態の実施例３に係るテストセルの構成
を模式的に示す断面図、図１７は図８のテストセルの下
側基板の配向処理状態を模式的に示す平面図である。
【００４９】図８、図１７に示すように、本実施例に係
るテストセルＣは、実施例１とは異なり、上側基板101
及び下側基板102が光配向により配向処理されている。
すなわち、上側基板101及び下側基板102は、それぞれ、
ガラス基板１，８上に透明電極２，７及び配向膜３，６
が順に積層形成されて構成されている。下側基板102
は、図１７に示すように、その上面に碁盤の目状に多数
の単位配向処理領域（異方向配向処理領域）51が形成さ
れ、その多数形成された単位配向処理領域51が、相隣り
合うもの同士51A,51Bが９０度異なる配向方位を有する
ように配向処理されている。また、上側基板101は、下
側基板102の各単位配向処理領域に対応する各単位配向
処理領域が、その対応する下側基板101の各単位配向処
理領域と同じ配向方位を有するようにそれぞれ配向処理
されている。従って、各単位配向処理領域51上の液晶層
４はパラレル配向をしており、ツイスト配向をしてはい
ない。なお、各単位配向処理領域における液晶４の中央
部分の液晶分子の配向方位は多少のバラツキ（分布）を
有していてもよい。また、配向膜３，６は光感応性を有
する配向膜で構成され、光配向によって配向処理されて
いる。これ以外の点は、実施例１と同様である。
【００５０】次に、以上のように構成されたテストセル
Ｃの製造方法を図８、図９、図１０を用いて説明する。
図９は図８のテストセルの製造プロセスを示す断面図、
図１０はマスクを示す平面図である。
【００５１】まず、実施例１と同様に、ガラス基板８上
に透明電極７を形成する。次いで、この透明電極７が形
成されたガラス基板８上にポリビニルシンナメートの２
ｗｔ．％溶液（モノクロロベンゼンとジクロロメタンの
１：１混合溶液中に希釈）をスピンコート法にて塗布
し、これを恒温槽中にて１００℃で１時間乾燥し、それ
により光感応性を有する配向膜６を形成する。これによ
り、下側基板102が作製される。また、これと全く同様
にして、上側基板101を作製する。
【００５２】次いで、下側基板102の配向膜６に偏光紫
外線照射装置（図示せず）を用いて以下のように光配向
処理を施す。以下の配向処理では、波長３６５ｎｍの偏
光紫外線が１ｍＷ／ｃｍ2の照射光強度で照射される。
すなわち、まず、下側基板102の配向膜６に、マスク２
１を介して、図９に符号32で示す方向（紙面に平行な方
向）に延在する偏波面を有する偏光紫外線を３０分間照
射する（処理Ａ）。この時の偏光紫外線の照射角度θは
９０度である。また、マスク21は、図１７に示す碁盤の
目状の単位配向処理領域51において１つ置きに位置する
単位配向処理領域51Aに対応する形状及び位置を有する
ように、開口部122が形成されている。
【００５３】次いで、マスク21を下側基板102の単位配
向処理領域１つ分だけずらし、さらに偏波面を９０度回
転させて、すなわち偏波面が図９の紙面に垂直な方向に
延在するようにして、偏光紫外線を３０分間照射する
（処理Ｂ）。この時の偏光紫外線の照射角度θは９０度
である。
【００５４】次いで、偏光紫外線の照射角度θを４５
度、照射時間を３分間に変えて、上記処理Ａ及び処理Ｂ
を行う（処理Ａ’、処理Ｂ’）。これにより、下側基板
102の光配向処理が完了する。
【００５５】次いで、上側基板101に、下側基板102と同
様に、上記処理Ａ、処理Ｂ、処理Ａ’、処理Ｂ’を施
し、それにより上側基板101の光配向処理を完了する。
【００５６】次いで、実施例１と同様にして、液晶セル
９を作製し、その液晶セル９に液晶を封入してテストセ
ルＣを完成する。この時、配向膜界面での液晶プレチル
ト角は、本実施例では、上側基板101及び下側基板102に
対する上記処理Ａ’及び処理Ｂ’の結果として約３度と
なった。
【００５７】次に、以上の製造方法により作製されたテ
ストセルＣのスプレイ−ベンド転移時間の評価を説明す
る。
【００５８】まず、テストセルＣの上面及び下面に、各
々の偏光軸が、互いに配向方位が９０度異なる２種類の
単位配向領域の液晶分子の平均配向方位と４５度の角度
をなし、かつ、互いの偏光軸方向が直交するように２枚
の偏光板を貼り付け、その後、透明電極２，７間に７Ｖ
の矩形波電圧を印加してスプレイ配向からベンド配向へ
の転移を観察したところ、約４秒で電極２，７の全領域
がスプレイ配向からベンド配向へと転移した。
【００５９】これは、液晶層４の各単位配向処理領域51
上の領域、すなわち異配向方位領域から転移核が発生
し、それが成長してスプレイ−ベンド転移が進行するた
め、高速な転移が可能であり、かつ異配向方位領域が多
数形成されているため、確実な転移が可能なものであ
る。
【００６０】なお、本実施例では、単位配向処理領域を
特に画素と対応させていないが、これを画素と対応させ
てもよい。 [液晶表示素子] （実施例４） 図１１は本実施の形態の実施例４に係る液晶表示素子の
構成を示す断面図、図１２は図１１の液晶表示素子の各
光学素子の配置方向を示す平面図である。なお、図１１
では下側基板102の突起103（図１参照）の記載を省略し
ている。図１１に示すように、本実施例に係る液晶表示
素子Ｄは、実施例１に係るテストセルＡの上面に、主軸
がハイブリット配列した負の屈折率異方性もつ光学媒体
よりなる位相差板（位相補償板）12、負の一軸性位相差
板（位相補償板）11、正の一軸性位相差板（位相補償
板）19、偏光板13が順に配設され、該テストセルＡの下
面に、主軸がハイブリット配列した負の屈折率異方性も
つ光学媒体よりなる位相差板（位相補償板）15、負の一
軸性位相差板（位相補償板）14、偏光板16が順に配設さ
れている。これら位相差板12,15,11,14,19、及び偏光板
16は、テストセルＡのラビング方向に対して図１２に示
す方向となるように配置されている。
【００６１】位相差板12,15,11,14,19のリターデーショ
ン値は、本実施例では、波長５５０ｎｍの光に対して、
それぞれ、２６ｎｍ、２６ｎｍ、３５０ｎｍ、３５０ｎ
ｍ、及び１５０ｎｍである。
【００６２】次に、以上のように構成された液晶表示素
子Ｄの性能の評価を説明する。
【００６３】図１３は、２５℃における液晶表示素子Ｄ
の正面における電圧−透過率特性を示すグラフである。
この電圧−透過率特性は、液晶表示素子Ｄに１０Ｖの矩
形波電圧を１０秒印加してベンド配向に転移しているこ
とを確認した後、電圧を降下させながら透過率を測定す
ることにより求めた。液晶表示素子Ｄではベンド配向か
らスプレイ配向への転移が２．１Ｖで起こるため、実効
的には２．２Ｖ以上の電圧で表示を行う必要がある。一
方、この電圧−透過率特性では７．２Ｖ近傍で透過率が
極小となっている。そこで、白レベル電圧を２．２Ｖ、
黒レベル電圧を７．２Ｖとし、この時のコントラスト比
の視角依存性を測定した。その結果、上下１２６度、左
右１６０度の範囲でコントラスト比１０：１以上が達成
されており、基板配向膜面上に液晶ダイレクタの方向が
周囲とは異なる部位を部分的に設けても、充分な広視野
角特性が維持されることが確認された。また、目視観察
においても、配向不良及び表示品位不良は認められなか
った。
【００６４】また、印加電圧を３Ｖから５Ｖへ変化させ
た場合の応答時間を測定したところ、立ち上がり時間は
５ミリ秒であり、印加電圧を５Ｖから３Ｖへ変化させた
場合の応答時間を測定したところ、立ち下がり時間は６
ミリ秒であった。 （実施例５） 本実施の形態の実施例５に係る液晶表示素子（図示せ
ず）は、実施例４の液晶表示素子Ｄにおいてテストセル
Ａに代えて実施例２に係るテストセルＢを用いたもので
ある（図示せず）。このような構成としても、実施例４
と同様の効果が得られる。 （実施例６） 本実施の形態の実施例６に係る液晶表示素子（図示せ
ず）は、実施例４の液晶表示素子Ｄにおいてテストセル
Ａに代えて実施例３に係るテストセルＣを用いたもので
ある（図示せず）。但し、光学素子は図１８に示す方向
に配置される。
【００６５】このような構成としても、実施例４と同様
の効果が得られる。
【００６６】以上より明らかなように、実施の形態１に
係る液晶表示素子においては、従来のＯＣＢモードの広
視野角特性や応答特性を犠牲にすることなく、高速なス
プレイ−ベンド配向転移を達成することが出来、その実
用的な価値は極めて大きい。 実施の形態２ 本発明の実施の形態２は、ラビングによる配向処理制御
用の突起（立体障害）の好ましい形態を例示したもので
ある。
【００６７】図１９は本発明の実施の形態２に係る液晶
表示素子の構成を示す平面図、図２０は図１９のＸＸ−
ＸＸ矢視断面図である。
【００６８】図１９、図２０に示すように、本実施の形
態の液晶表示素子Ｅは、アクティブマトリクスタイプの
ＯＣＢモードの液晶表示素子であり、ＴＦＴ基板（アレ
イ基板）202と該ＴＦＴ基板202に対向するように配置さ
れたカラーフィルタ基板201との間に形成された空間に
ネマッティック液晶からなる液晶層４が配置されて構成
されている。なお、図１９、図２０では位相差板、偏光
板等の光学素子の記載を省略している。
【００６９】ＴＦＴ基板202はガラス基板８を有してい
る。ガラス基板８の上面には、画素電極64が形成され、
それを覆うように絶縁層68が形成されている。絶縁層68
上にはゲート線61及びソース線62がマトリクス状に形成
され、それらを覆うように絶縁層91が形成されている。
ゲート線61及びソース線62は、それらで区画された画素
63の領域内に画素電極64が位置するように形成されてい
る。絶縁層91上には、ゲート線61の上方に位置するよう
に補助容量電極65が形成され、該補助容量電極65が形成
された絶縁層91の表面を覆うように絶縁層77が形成され
ている。そして、補助容量電極65の上方には、フォトレ
ジストからなる複合柱スペーサ203’が形成されてい
る。複合柱スペーサ203’は補助容量電極65毎、すなわ
ち、画素63毎に形成され、３本の柱スペーサ203A’,203
B’,203C’（図１９には203C’のみを示す）で構成され
ている。また、複合柱スペーサ203’は、絶縁層77が部
分的に除去されて補助容量電極65上に直接形成されたも
のと、補助容量電極65上に絶縁層77を介して形成された
ものとがソース線62の延在方向において２対１の比率で
配置されている。そして、これら、複合柱スペーサ20
3、絶縁層77、補助容量電極65の表面を覆うように配向
膜６が形成されている。符号203は表面に配向膜６が形
成された複合柱スペーサ203’を、符号203A,203B,203C
は、表面に配向膜６が形成された各柱スペーサ203A’,2
03B’,203C’を表している。補助容量電極65上に絶縁層
77を介して形成された複合柱スペーサ203の先端はカラ
ーフィルタ基板201の下面に当接し、補助容量電極65上
に直接形成された複合柱スペーサ203の先端は、カラー
フィルタ基板201の下面との間に、絶縁層77の厚みに相
当する隙間を有している。なお、図１９、図２０では複
合柱スペーサ203を誇張して描いている。また複合柱ス
ペーサ203については、後でさらに詳述する。また、符
号66はＴＦＴ(Thin Film Transistor)を示す。
【００７０】カラーフィルタ基板201は、ガラス基板１
の下面にブラックマトリクス67、カラーフィルタ76、対
向電極79、配向膜３が順に積層形成されて構成されてい
る。ブラックマトリクス67は、ゲート線61及びソース線
62の上方に位置するように配置されている。カラーフィ
ルタ基板201及び複合柱スペーサ203を含むＴＦＴ基板20
2は、周知のフォトリソグラフィー法により製造される
ので、その説明を省略する。また、カラーフィルタ基板
201及びＴＦＴ基板202から液晶表示素子への組立は実施
の形態１の実施例１と同様である。
【００７１】次に、複合柱スペーサ203について図１９
〜図２２を用いて詳しく説明する。図２１は複合柱スペ
ーサ203の形態を示す平面図、図２２は図２１の複合柱
スペーサによって形成された配向処理状態を示す概念図
である。
【００７２】液晶表示素子Ｅは、２枚の基板201,201間
に液晶４を封入している。ここで２枚の基板210,202に
は配向処理をラビングによって施したが、このラビング
方向69は上側基板（カラーフィルタ基板）201及び下側
基板（ＴＦＴ基板）202とも同じ方向とした。本発明
は、片側の基板（本実施の形態では下側基板201）上に
フォトレジストによって柱スペーサ（立体障害）を形成
し、その柱スペーサの形態を特定のものにすることを特
徴とする。一般に従来の液晶表示素子では、基板間に分
散させた樹脂ビーズを基板間隔を保つスペーサとしてい
た。本発明ではこの樹脂ビーズの代わりにこのフォトレ
ジストからなる柱スペーサをスペーサとして兼用してい
る。なお、本実施の形態では、柱スペーサ203A,203B,20
3Cは電極（ここでは補助容量電極65）上に形成されてい
るが、逆に柱スペーサ203A,203B,203Cの表面を電極が覆
っていてもよい。但し、柱スペーサ203A,203B,203Cの表
面を電極が覆っている場合には、相手方の基板（ここで
はカラーフィルタ基板201）の電極（ここでは対向電極7
9）の、該柱スペーサ203A,203B,203Cの先端に対応する
部分を除去しておく必要がある。さもないと、両電極間
でショートする可能性があるからである。
【００７３】本発明の柱スペーサの形態の一例として、
本実施の形態では、図２１に示すように、各辺がラビン
グ方向69に対して傾斜した菱形断面形状を有する柱状の
柱スペーサ203A,203B,203Cを３個形成し、これを１組
（以下、複合柱スペーサ203という）として、各画素63
に規則的に形成した。ここで、本明細書において、複合
柱スペーサとは、互いに近接して配置された複数の柱ス
ペーサからなる柱スペーサ群をいう。
【００７４】複合柱スペーサ203は、その３個の柱スペ
ーサ203A,203B,203Cが、いずれも、その菱形断面形状の
短い方の対角線がラビング方向69に平行となるような向
きに形成されている。ここで、柱スペーサ203A,203B,20
3Cの断面形状（平面形状）は異方性を有しているのが好
ましい。また、本実施の形態の骨子がラビングの流れを
制御することにあるので、上記断面形状はラビングが流
れやすいことが重要である。そこで、これらの観点か
ら、本実施の形態では、柱スペーサ203A,203B,203Cの断
面形状として菱形を採用した。また、ラビング方向69と
は、基板に対するラビング布の相対的移動方向、つま
り、全体的な配向処理の方向をいう。３個の柱スペーサ
203A,203B,203Cは、２個の柱スペーサ203A,203Bがラビ
ング方向69に対して横方向に所定の間隔で並ぶように配
置され、残りの１個の柱スペーサ203Cが前記２個の柱ス
ペーサ203A,203Bの後方に位置しかつ該２個の柱スペー
サ203A,203Bに対し同じ間隔を有するよう配置されてい
る。そして、後側に位置する柱スペーサ（以下、後側柱
スペーサという）203Cは、前側に位置する２個の柱スペ
ーサ（以下、前側柱スペーサという）203A,203Bより大
きい断面積を有している。
【００７５】この複合柱スペーサ203が形成された基板2
02をラビングすると、この複合柱スペーサ203の形態に
従って配向処理方向、すなわち実際にラビングされた方
向が局所的に制御される。この配向処理状態を図２２に
示す。
【００７６】図２２において、符号69を付した矢印はラ
ビング方向を示す。また、実線の矢印は実際のラビング
の流れ、すなわち配向処理方向を示し、幅広の矢印81は
局所的な配向処理方向を示している。特に重要なのは後
側柱スペーサ203Cであり、これに当たったラビング布の
繊維（図示せず）は左右にはじかれ、それによって、矢
印81a,81bで示すように、左右の方向にラビングがなさ
れる。そして、このように左右の方向になされたラビン
グの上にさらに通常方向（ラビング方向69）のラビング
がなされることを防ぐために前側柱スペーサ203A,203B
が形成されている。これにより、図２２に示すように、
複合柱スペーサ203の周辺部に、周囲の領域71の配向処
理方向（全体的な配向処理方向）と異なる方向に配向処
理された局所的な異方向配向処理領域70が形成される。
一方、上側基板201には上記周囲の領域71と同じ方向に
配向処理が施されている。従って、この下側基板202の
異方向配向処理領域70の上方に位置する液晶層４はツイ
スト配向状態になる。そして、この液晶層４のツイスト
配向状態になった領域（以下、ツイスト配向領域とい
う）が核となってスプレイ−ベンド転移が進行する。こ
のツイスト配向領域の中でも、特にスプレイ−ベンドベ
ンド転移の核になる箇所は、図２２に×印で示した個所
であり、ツイストが発生する領域であった。
【００７７】次に、複合柱スペーサ203の形態について
の好ましい条件を説明する。前側柱スペーサ203A,203B
と後側柱スペーサ203Cとの距離が離れすぎると柱スペー
サ203A,203BＡ，Ｂの有する遮蔽効果が少なくなる。こ
の遮蔽効果を有効に発揮させるためには、柱スペーサ20
3C付近に発生する異方向ラビング領域を通常方向にラビ
ングされないように遮蔽する必要がある。そこで、複合
柱スペーサ203の高さと遮蔽距離との関係を求めたとこ
ろ、本実施の形態の複合柱スペーサ203では、複合柱ス
ペーサ203からの距離が複合柱スペーサ203の高さの５倍
以下となる領域で遮蔽効果が見られた。３倍以下の領域
では確実な遮蔽効果が得られた。一方、５倍以上離れる
と遮蔽効果はなくなった。また、複合柱スペーサ203の
高さを半分にすると遮蔽距離も半分になったので、遮蔽
距離は確かに複合柱スペーサ203の高さの関数である。
【００７８】また、前側に位置する２個の柱スペーサ20
3A,203B同士の間隔は、ラビング布の繊維径よりも広い
ことが必要である。本実施の形態では、１０μｍ以上と
するのが好ましい。また前側柱スペーサ203A,203Bと後
側柱スペーサ203Cとの間の領域には、前側柱スペーサ20
3A,203Bによるラビングの影が発生し、この影領域では
実際にラビングされる方向が周囲の領域71とは異なって
いる。また、この影領域ではプレチルト角も変化してい
ることが確認された。この影が柱スペーサ203Cに届くこ
とが転移を効率的に行うために必要であった。本実施の
形態では、この影が届く距離は複合柱スペーサ203の高
さの５倍以下でかつ約２５μｍ以下であった。従って、
前側柱スペーサ203A,203Bと後側柱スペーサ203Cとを離
しすぎると転移が効率的に行われない。また、本実施の
形態のように、前側柱スペーサ203A,203Bの断面積より
も後側柱スペーサ203Cの断面積が大きいと、この影によ
る効果が大きい。これは、前側柱スペーサ203A,203Bの
影が後側柱スペーサ203Cによって形成されたラビング
（配向処理）と接触する可能性が大きくなるためであ
る。
【００７９】また、各柱スペーサ203A,203B,203Cの菱形
断面の短い方の対角線の長さが５μｍ以上であることが
好ましい。この対角線の長さが短いと、柱スペーサが倒
れやすいからである。なお、柱スペーサが任意の形状の
断面を有する場合にはその最小径が５μｍ以上であるの
が好ましい。ここで、本明細書において、柱スペーサ
（立体障害）の径とは、柱スペーサの断面の中心点を挟
む該断面外周上の２点間の距離をいう。
【００８０】また、スプレイ−ベンド転移の核を生じさ
せるためには、液晶層４にツイスト配向が発生している
ことが最低限必要とされる。そして、互いに異なる方向
の配向状態が接している個所で転移が発生しやすく、特
に本実施の形態ではツイスト方向が異なるツイスト配向
領域が接している個所が核になりやすかった。この箇所
は、上述したように、図２２において×印で示した箇所
（正確には×印で示した箇所上の液晶）であり、この箇
所では右回りツイストの領域と左回りツイストの領域と
が接している。従って、柱スペーサは、このような互い
に異なる方向の配向状態が接する個所が生じるような形
態とするのが望ましく、さらに、互いにツイスト方向が
反対である領域が接する箇所が形成されるようなものと
するのがより望ましい。
【００８１】また、本実施の形態の柱スペーサ203A,203
B,203Cや実施の形態１の実施例１の突起103(図１参照）
を含む、基板上に形成された突起の付近が、転移の核と
なりやすかった。これは、ラビング時に、突起の後側で
はラビングの影が生じ、その影によってラビング強度が
弱い部分が形成される一方、プレチルト角はラビングの
強度に依存する。そのため、突起の前側ではラビング強
度が強くてプレチルト角が低く、後側ではラビング強度
が弱くてプレチルト角が比較的高くなる。その結果、突
起の手前と後とではプレチルト角が異なることとなり、
デフェクトが発生しやすくなる。そして、このデフェク
トが発生しているとそれが核になりやすいからであると
考えられる。このデフェクトは、転移電圧を印加した際
に、セルの厚み方向の中央部において、液晶分子が上方
向又は下方向に向いたスプレイ状態と他の状態との境界
をなすデフェクトである。
【００８２】また、この突起は、液晶層４の厚み（本明
細書においてはセル厚と呼ぶ）の半分以上の高さを有す
ると転移核になりやすい。そして、この突起をより確実
に転移核たらしめるには、該突起がセル厚と同等もしく
はセル厚との差異が1μｍ以下の高さを有することが望
ましい。
【００８３】また、本実施の形態では、図２１から判る
ように、ツイスト配向領域のツイスト角は約６０度とな
っている。ツイスト配向領域は、ツイスト角が４５°以
上であれば転移核になりやすく、ツイスト角が６０°以
上であればより効果的であった。さらに、ツイスト角が
９０°のツイスト配向領域があれば、その領域からは５
Ｖ程度の低い電圧でも転移する。これは、実施の形態８
で詳述するが、この領域に右回りツイストと左回りツイ
ストとが混在できるためである。従って、ツイスト配向
領域のツイスト角は、４５度以上９０度以下とするのが
好ましく、さらに６０度以上９０度以下とするのがより
好ましい。また、本実施の形態においてツイスト配向領
域は均一である必要はない。液晶の配向方位が分布を有
して緩やかに変化している方が転移しやすい傾向があっ
た。
【００８４】また、本実施の形態では、柱スペーサ203
A,203b,203Cの側面を垂直な面としているが、これを、
テーパを有する、すなわち上部が内方に傾斜する面とす
ると、よりスプレイ−ベンド転移の確実性を高めること
ができる。
【００８５】また、本実施の形態では、ＴＦＴ66を有す
るＴＦＴ基板202を用いている。本発明の特徴的構成で
あるツイスト配向領域では、黒表示の際に光が漏れてく
るためこの領域を遮光することが高コントラストを得る
ために重要である。一般に、画素電極の周囲にはブラッ
クマトリクスが形成されているため、このブラックマト
リクスによって遮光される領域内にツイスト配向領域を
形成すれば、開口率を低下させることなく本発明を実現
することができる。ただし、スプレイ−ベンド転移を発
生させるためには、その転移の核を形成しようとする領
域に電圧を印加する必要がある。そこで、本実施の形態
では、ブラックマトリクスの67の下方に位置する補助容
量電極65上に複合柱スペーサ203形成することで、開口
率を低下させることなくスプレイ−ベンド転移核形成領
域を確保するようにしている。
【００８６】また、本実施の形態では、複合柱スペーサ
203を各画素６３に１つづつ形成している。これは画素
毎に転移を確実に行い、それにより画素単位の点欠陥が
発生するのを防止するためである。ところが、そのため
に一般に柱スペーサを形成する場合よりもスペーサ密度
が高くなっている。液晶層４は低温で体積収縮するの
で、このようにスペーサ密度が高いと基板201,202が液
晶層４の収縮に追随できず、そのため、液晶表示素子Ｅ
を低温に長時間放置すると気泡が発生する恐れがある。
そこで、本実施の形態では、複合柱スペーサ203を、ソ
ース線62の延在方向において３つ単位で区分し、各区分
に属する３つの複合柱スペーサ203が形成される個所の
高さを調整した。すなわち、中央の１つを高い箇所に、
他の２つを低い箇所に形成し、中央の１つのみが相手方
の基板（カラーフィルタ基板）201に当接するようにし
た。これにより、スペーサとして機能する複合柱スペー
サ203を中央の1つに限定し、事実上のスペーサ密度を約
３分の１に低減している。それにより、低温における気
泡の発生を防止している。
【００８７】また、本実施の形態では、複合柱スペーサ
203が形成される箇所の高さ調整を、補助容量電極65上
に絶縁層77を形成するか否かにより行っているが、これ
をＴＦＴ基板202の表面に本来的に存在する凹凸を利用
して行ってもよい。また、図２３に示すように、この凹
凸を、ガラス基板８上にフォトレジスト層20を形成して
それを部分的に除去することにより、意図的に形成して
もよい。なお、図２３では、ＴＦＴ基板側の画素電極等
からなる配線層、カラーフィルタ基板側のカラーフィル
タ等からなる層及び配向膜を省略して描いている。
【００８８】また、補助容量電極65上には、通常、絶縁
層77が形成されるのであるが、本実施の形態では、高さ
調整のために絶縁層77が除去された部分が存在する。こ
のように、絶縁層77が除去されると、絶縁層77における
電圧ロスがなくなり、液晶層４に電圧が印加されやすく
なる。なお、複合柱スペーサ203の高さ調整を他の方法
で行い、全ての補助容量電極65において複合柱スペーサ
203が形成される部分の絶縁層77を除去するようにして
もよい。そのようにすると、より一層、絶縁層77による
電圧ロスを低減することができる。
【００８９】次に、以上のように構成された液晶表示素
子Ｅの動作を図１９〜図２６を用いて説明する。
【００９０】図１９〜図２２において、液晶表示素子Ｅ
に転移電圧が印加されると、各画素63の補助容量電極65
上の複合柱スペーサ203の周囲に形成された液晶層４の
ツイスト配向領域に転移核が発生し、この転移核から周
囲の領域にベンド配向が進行して行く。そのため、スプ
レイ−ベンド転移が容易に行われる。その結果、スプレ
イ−ベンド転移を低い電圧で行うことができる。また、
転移核が各画素63において形成されるので、画素63毎に
転移が確実に行われ、画素単位の点欠陥の発生が防止さ
れる。
【００９１】ここで、スプレイ−ベンド転移が容易に行
われる理由を理論的に考察する。スプレイ配向からベン
ド配向へ転移するには、エネルギ障壁が存在するので、
このエネルギ障壁を超えるための転移電圧が必要とされ
る。また、スプレイ−ベンド転移には転移核が必要であ
る。
【００９２】図２４(b)に示すように、ツイスト配向し
た液晶分子４”に隣接した液晶分子４’を考える。液晶
分子４”のツイスト角は６０度であるとする。液晶分子
４’は電圧が印加されない状態では、図２４(a)に示す
ようにスプレイ配向している。一方、液晶分子４’は、
電圧が印加されるとその電圧によって変形しようとす
る。この場合、液晶分子４’はツイスト配向した液晶分
子４”に隣接しているため、セル厚方向84の変形だけで
はなくツイストするようにも変形しようとする。さら
に、この場合、液晶分子４’は、ある電圧（約２．１
Ｖ）まではツイスト変形よりセル厚方向84の変形の方が
容易であるが、当該電圧以上になるとセル厚方向84の変
形よりツイスト変形の方が容易になる。従って、当該電
圧以上の電圧が印加されると液晶分子４’は、図２４
(d)に示すようにツイストする。このとき、液晶分子
４’は電圧を印加しないときの回転方向と逆方向に３０
０度ツイストする。このツイストしつつある液晶分子
４’、例えば１８０度ツイストした液晶分子４’を断面
方向から見ると、図２４(c)に示すようにベンド配向に
似ている。それ故、このツイストした状態からベンド配
向へは容易に転移すると考えられる。
【００９３】ここで、液晶分子４’がセル厚方向84の変
形よりツイスト変形の方が容易になる電圧は、スプレイ
配向からベンド配向へ直接転移するための電圧より低
い。そのため、液晶分子４’は低い電圧でスプレイ−ベ
ンド転移する。そして、この転移した液晶分子４’が核
となってスプレイ−ベンド転移が進行するため、スプレ
イ−ベンド転移が容易に行われるのであると考えられ
る。
【００９４】次に、上記効果を具体的に説明する。図２
５は液晶表示素子Ｅを転移させるために用いた転移電圧
の波形を示す図である。液晶表示素子Ｅに、図２５に示
す、１５Ｖの電圧値及び０．５秒のパルス幅を有する１
パルスの方形波電圧を印加したところ、液晶表示素子Ｅ
はスプレイ配向からベンド配向に転移した。本件発明者
の検討では、従来、２５Ｖ程度の転移電圧が必要であっ
た。従って、従来に比べると、液晶表示素子Ｅは、著し
く低い電圧でかつ極短時間で転移させることが可能であ
ることが判る。また、図２５の波形の電圧を複数回かけ
てもよい。また、この波形の電圧を用いると、−１０℃
の温度でも確実に転移させることができた。
【００９５】図２６は転移電圧に対する転移核発生率の
変化を示す図である。図２６では、転移電圧を変化させ
た場合の画素における転移核の発生率の変化を、−１０
℃、０℃、２５℃（室温）、５０℃の各温度について示
している。図２６によれば、温度に拘わらず、転移電圧
が約１０Ｖ以上で転移核発生率が１００％となってい
る。従って、液晶表示素子Ｅは、転移電圧が約１０Ｖで
あれば、画素毎に転移が確実に行われ、画素単位の点欠
陥の発生を防止することが可能であることが判る。ま
た、４Ｖで転移核が発生するため、時間さえかければ４
Ｖの転移電圧で転移させることが可能であることが判
る。
【００９６】次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の
変形例を説明する。
【００９７】上記構成では、複合柱スペーサを図２１に
示す形態を有するものとしたが、複合柱スペーサの形態
は、これに限らず、図２７に示すようなものであっても
よい。図２７は複合柱スペーサの変形例を示す平面図で
ある。図２７(a)、(b)の複合柱スペーサ203は単独の柱
スペーサからなり、該柱スペーサはラビング方向69に垂
直な辺を有する断面形状を有している。柱スペーサ203
のラビング方向に垂直な辺204付近では実際にラビング
される方向（配向処理方向）が左右に分かれるため、こ
の辺204の付近に転移の核が発生し、それにより転移が
高速に発生する。図２７(c)の複合柱スペーサ203は、各
柱スペーサが同一の菱形断面形状を有している点での
み、図２２の複合柱スペーサと異なっているものであ
る。図２７(d)の複合柱スペーサ203は、三角形の断面形
状を有する柱スペーサからなっている。本実施の形態の
柱スペーサは、基本的に、配向処理方向を制御するよう
に、ラビング方向69に対し斜め方向又は横方向に傾斜を
有する断面形状を有していればよい。図２７(e)の複合
柱スペーサ203は、図２７(c)の複合柱スペーサが横方向
に連続して繰り返されるように構成されたものである。
このような構成とすると、ラビングが左右からぶつかる
領域205が数多く形成されるため、当該領域205に左回り
ツイストの領域と右回りツイストの領域とが接する箇所
が有効に形成され、それにより転移核が発生しやすくな
る。図２７(f)の複合柱スペーサ203は、菱形断面形状を
有する４個の柱スペーサが、ラビング方向69に平行な対
角線を有する仮想の菱形の各頂点に位置するように配置
されたものである。また、図２１、図２７(a)〜図２７
(f)においてラビング方向を逆にしてもよい。
【００９８】また、上記構成では、複合柱スペーサ203
を補助容量電極65上に形成したが、図２８に示すよう
に、複合柱スペーサ203を画素電極64上に形成してもよ
い。
【００９９】また、上記構成では、複合柱スペーサ203
を、ＴＦＴ基板202上にその凹凸を利用して形成した
が、図２９に示すように、複合柱スペーサ203を、カラ
ーフィルタ基板201に、カラーフィルタ76の段差を利用
して形成してもよい。カラーフィルタ76の段差は、例え
ば、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれのカラーフィルタを形成する
際に、ブラックマトリクス67上で各カラーフィルタ層を
重ね合わせたり重ね合わせないようにしたりすることに
より形成することができる。
【０１００】また、上記構成では、ＴＦＴ基板202の、
複合柱スペーサ203が形成される箇所を低くすることに
よって、複合柱スペーサ203を相手方の基板201に当接し
ないようにしているが、図３０に示すように、カラーフ
ィルタ基板201内面の、複合柱スペーサ203の先端に対向
する部分に凹部86を形成することによって、該複合柱ス
ペーサ203がカラーフィルタ基板201に当接しないように
してもよい。凹部86は、フォトリソグラフィー法を用い
て、ガラス基板１上にフォトレジスト層20を形成してそ
れに凹部72を設け、それらの上に対向電極２、配向膜３
を順に形成することにより、形成することができる。な
お、本図では複合柱スペーサ203が画素電極64上に形成
される場合を示しているが、複合柱スペーサ203が補助
容量電極65上に形成される場合にも、同様に凹部86を形
成することができるのはいうまでもない。また、複合柱
スペーサ203がカラーフィルタ基板201に形成される場合
には、ＴＦＴ基板202内面の、複合柱スペーサ203の先端
に対向する部分に凹部を形成することによって、該複合
柱スペーサ203がＴＦＴ基板202に当接しないようにする
ことができる。この場合の凹部も上記と同様に形成する
ことができる。
【０１０１】また、上記構成では液晶表示素子Ｅを、ア
クティブマトリクスタイプのもので構成したが、本実施
の形態の本質は、基板にラビング制御用の複合柱スペー
サを設けることにあるので、基本的に基板の種類は問わ
ない。よって、パッシブマトリクスタイプ等、他のタイ
プのものにも本発明を同様に適用することができる。 実施の形態３ 本発明の実施の形態３は、柱スペーサを有する液晶表示
素子において、柱スペーサを、相手方の基板に接触して
いないものを含むように構成したものである。
【０１０２】実施の形態２では、複合柱スペーサ203
が、相手型の基板に接触していないものを含むように構
成されているが、このように相手方の基板に接触してい
ない柱スペーサを形成することは、転移核を形成する場
合に限られるものではない。つまり、この構成は、本発
明のように多数の転移核を形成する場合に必須の構成で
はあるが、通常の、数画素に１個づつ柱スペーサを形成
する場合にも有効である。一般に、スペーサビーズを基
板間にばらまく場合には、スペーサビーズの粒径分布が
存在するため、基板の弾性的な変形が有効に行われる。
しかし、一般に、柱スペーサを形成した場合には、その
高さは均一になってしまう。そのため、低温気泡が発生
しやすい。そこで、柱スペーサ自体の高さは一定にしな
がらも、基板に凹凸をつけ、基板の凹凸によって柱スペ
ーサの実効的な高さの分布を形成すると、室温近傍で基
板に接触している柱スペーサの個数が低減され、この低
温気泡の問題を解決することができる。本実施の形態の
本質は、室温近傍で相手方の基板に接触していない柱ス
ペーサが存在するということである。 実施の形態４ 本発明の実施の形態４は、実施の形態２と異なり、複合
柱スペーサ203を一部の画素にのみ設けたものである。
図３１において、符号73は、ブラックマトリクス、カラ
ーフィルタ、対向電極等からなる層を示し、符号75は、
ソース線、ゲート線、画素電極、補助容量電極、絶縁層
等からなる配線層を示す。ＴＦＴ基板202では、上記配
線層75の表面を覆うようにアクリル系レジスト等の樹脂
材料からなる平坦化層74が形成され、該平坦化層74上に
複合柱スペーサ203（図には１個のみ示している）が形
成されている。複合柱スペーサ203は一部の画素63にの
み設けられている。その他の点は実施の形態２と同様で
ある。複合柱スペーサ203を一部の画素にのみ設ける
と、複合柱スペーサ203の周囲で発生したスプレイ−ベ
ンド転移が画素63間に亘って成長する必要があるが、そ
のためには、基板201,202の表面が平坦であることが必
要である。しかし、通常のアレイ基板（ここではＴＦＴ
基板）202では、場合によっては配線層75に最大１μｍ
程度の凹凸75aが存在する。そこで、本実施の形態で
は、平坦化層74を形成してその樹脂材料により配線層75
表面の凹凸75aを相殺し、それによりアレイ基板202内面
の凹凸を低減したものである。これにより、スプレイ−
ベンド転移が画素間に亘って容易に成長した。 実施の形態５ 本発明の実施の形態５は、光配向によって、局所的に、
周囲の領域の配向処理方向と異なる方向に配向処理され
た領域を形成したものである。本発明の本質は、ツイス
ト配向領域を形成することにあるので、基本的に配向処
理の方法は問わない。よって、光配向によってツイスト
配向領域を形成しても、本発明の効果を得ることができ
る。例えば、図２２に示されるような配向処理を光配向
によって施すことにより、実施の形態２と同様の効果を
得ることができる。但し、光配向処理を施す方の基板
は、配向膜を光配向膜で構成する必要がある。その他の
点は実施の形態２と同様にすればよい。 実施の形態６ 本発明の実施の形態６は、実施の形態２に係る液晶表示
素子を用いて液晶表示装置を構成したものである。
【０１０３】図３２に示すように、本実施の形態に係る
液晶表示装置301は、実施の形態２に係る液晶表示素子
Ｅと、液晶表示素子Ｅを駆動するソースドライバ305及
びゲートドライバ304と、ソースドライバ305に基準電圧
を供給する基準電源回路303と、映像信号307を入力され
てこれをソースドライバ305に出力するとともに、基準
電源回路303、ゲートドライバ304、及びソースドライバ
305を制御するコントローラ302とを含んで構成されてい
る。従って、転移専用の電源を備えてはいない。
【０１０４】次に、以上のように構成された液晶表示装
置301の転移動作を説明する。実施の形態２で述べたよ
うに、液晶表示素子Ｅは、４Ｖ以上の転移電圧を印加す
れば転移する。但し、転移時間は転移電圧に依存する。
一方、本実施の形態に係る液晶表示装置301の駆動電圧
は最大６Ｖである。よって、この駆動電圧が印加されれ
れば液晶表示装置Ｅは転移する筈である。そこで、実際
に、液晶表示装置301をオンさせると、液晶表示装置Ｅ
は上記駆動電圧が印加されているだけであるが転移し
た。また、液晶表示装置Ｅは、液晶表示装置301のオン
後は通常の映像信号が流れつづけるが、それだけで１０
秒後にはほぼ転移が終了した。つまり、本実施の形態に
係る液晶表示装置301は、図２５に示すような特殊な波
形や駆動電圧より高い電圧値を有する転移用の電圧を印
加せずとも、通常の駆動波形と６Ｖの最大電圧値とを有
する駆動電圧を印加しつづけることにより液晶表示素子
Ｅを転移させることができる。そのため、転移専用の電
源を備える必要がなく、コストを大きく低減することが
できる。
【０１０５】なお、上記構成では液晶表示素子は、４Ｖ
で転移するもので構成されているが、液晶表示装置にお
ける液晶表示素子の駆動電圧は最大１０Ｖ程度であるの
で、液晶表示素子は、１０Ｖ以下で転移するものであれ
ばよい。 実施の形態７ 本発明の実施の形態７は、液晶表示装置が転移専用の電
源を備えたものである。すなわち、図３３に示すよう
に、本実施の形態に係る液晶表示装置308は、実施の形
態６とは異なり、液晶表示装置として実施の形態４に係
る液晶表示素子Ｆを備えている。液晶表示素子Ｆのカラ
ーフィルタ基板及びＴＦＴ基板に一対の転移電圧印加用
電極310が配設され、該一対の転移電圧印加用電極310の
一方の電極上に、図３１に示す複合柱スペーサ203が形
成されている。また、該一対の転移電圧印加用電極310
は、転移電圧印加回路306に接続され、該転移電圧印加
回路306はコントローラ302によって制御されている。そ
の他の点は、実施の形態６と同様である。
【０１０６】以上のように構成された液晶表示装置308
では、映像の表示に先立ち、コントローラ302の制御に
より一対の電極310に所定の転移電圧が印加され、それ
により、液晶表示素子Ｆが転移する。その際、液晶表示
素子Ｆは、局所的にツイスト配向領域が形成されている
ため、従来より低い電圧でかつ短時間に転移する。 実施の形態８ 上記実施の形態２では、ラビング方向を局所的に制御す
ることによってスプレイ−べンド転移を確実化すること
ができた。本発明の実施の形態８は、この転移過程をよ
り詳細に検討し、その結果、転移核の生成を確実化した
ものである。
【０１０７】図３４は液晶表示素子における液晶の安定
条件を示す概念図であり、(a)は基本的な液晶の安定条
件を示す図、(b)はパラレル配向及びツイスト配向にお
ける液晶の安定条件を示す図である。また、図３５は、
局所的にツイスト配向領域が形成された液晶表示素子に
おけるスプレイ−ベンド転移の過程を模式的に示す概念
図であり、(a)は互いに逆方向の２つのツイスト配向領
域が相接する場合を示す図、(b)は一方のツイスト角が
９０度である場合を示す図、(c)は一方のツイスト角が
９０度以上である場合を示す図、(d)は互いに同方向の
２つのツイスト配向領域が相接する場合を示す図であ
る。
【０１０８】図３４(a)に示すように、基本的に液晶
は、基板に対する傾斜角度が変化しない通常配列状態を
好み、またツイスト変形が少ない状態を好む。
【０１０９】しかし、この２つの条件が相反する状態が
パラレル配向状態に代表されるものである。また、ツイ
スト角が９０度以下の配向においても、液晶の安定条件
は、基本的にはパラレル配向状態と同じである。図３４
(b)に示すように、電圧を印加していない状態では、パ
ラレル配向状態では、ツイスト角が０度のスプレイ配向
がエネルギ的に安定である。しかし、約２Ｖ以上の電圧
を印加すると、エネルギ的には、ツイスト角が１８０度
の通常配列が安定になる。電圧印加によって１８０度ツ
イストが安定な状態になるとこの状態からすぐにべンド
配向に連続的に転移することは確認された。従って、こ
の１８０度ツイスト状態を過渡的に形成することが必要
である。しかしながら、電圧印加によって１８０度ツイ
スト状態がエネルギ的に安定になっても、実際には容易
に１８０度ツイストには変化しない。これは構造変化が
大きいため、この転移のための核が必要となるからであ
る。本発明のポイントは、この転移核をいかに確実に形
成するかにある。なお、ツイスト角が９０度以下のスプ
レイツイスト配向においても、約２Ｖ以上の電圧を印加
したときにエネルギ的に安定になるツイスト角が１８０
度−θ（θはツイスト角）である他は、基本的にパラレ
ル配向と同様である。
【０１１０】図３５(a)は、実施の形態２で示したよう
な、複合柱スペーサを形成した場合を示す図である。こ
のときには、以下の過程を経て転移が発生する。
【０１１１】図３５(a)に示すように、右回りツイスト
状態（ツイスト角=−６０度）の領域403と左回りツイス
ト状態（ツイスト角=７５度）の領域402が形成され、そ
れらが互いに接触している揚合を考える。符号401はパ
ラレル配向領域を示し、白色矢印はラビング方向を、有
色矢印は液晶分子の方向をそれぞれ示す。電圧が印加さ
れると、例えば初期に右回りツイストであった領域403
は左回りツイストでツイスト角が大きい状態が安定にな
る。ところが、核がないとこの状態に転移できない。し
かしながら、右回りツイストであった領域403は、当初
から左回りツイストの領域402が接していればその領域4
02が核になって左回りツイストに転移し、通常配列ツイ
スト404が発生する。このため、右回りツイスト領域403
と左回りツイスト領域402との間にはデフェクトが観察
され、それがどちらかの領域の方向に移動することが観
察された。
【０１１２】さらに、外側のパラレル配向領域401と、
ツイスト角の大きな通常配列ツイスト404が接してくる
ため、この通常配列ツイスト404が核になって外側のパ
ラレル配向領域401にべンド転移405が発生した。
【０１１３】このように、右回りのツイスト領域403と
左回りのツイスト領域402とが接していると、そこを核
にして転移が発生することが見出された。また、このツ
イスト角は９０度以下であれば転移電圧を低くすること
ができた。例えば、ツイスト角が９０度の場合は、転移
電圧は５Ｖであり、６０度の場合は８Ｖであった。但
し、図３５(d)に示すように、同じ回転方向のスプレイ
ツイストを２種類形成しても転移核形成への寄与は少な
かった。
【０１１４】さらに、ツイスト角を大きくして検討し
た。図３５(b)に示すように、相接する２つのツイスト
領域402,406のうちの一方の領域406のツイスト角が９０
度の場合は、その領域406に相反する方向の２つのツイ
スト状態が初期より混在しており、電圧を印加すると片
方の通常配列ツイスト404が成長し、これが外側のパラ
レル配向領域401と接触すると、その接触箇所を核にべ
ンド転移405が発生した。
【０１１５】また、図３５(c)に示すように、相接する
２つのツイスト領域402,407のうちの一方の領域407のツ
イスト角が９０度以上(ここでは１０５度）の場合は、
初期より通常配列ツイスト404が安定であり、これを核
にしてべンド転移405が発生した。従って、結果的に、
９０度又は９０度以上のツイスト角の領域を形成する場
合には、２種類のツイスト領域を形成する必要はなかっ
た。ただし、転移に要する電圧は、ツイスト角が９０度
の場合に５Ｖ、１０５度の場合に７Ｖと大きくなる。
【０１１６】次に、上記のようなツイスト配向領域の形
成方法を説明する。図３５(a)に示すように、パラレル
配向領域中に相接する右回りツイスト領域と左回りツイ
スト領域とを局所的に形成することは、実施の形態２で
述べたように、基板上に複合柱スペーサを形成してラビ
ングを施すことにより実現することができる。
【０１１７】一方、図３５(b)、図３５(c)に示すよう
に、パラレル配向領域中にツイスト角が９０度以上のツ
イスト配向領域を形成することは、これまでの実施の形
態で述べたような１回の配向処理で実現することは不可
能であった。そこで、本件発明者は、柱スペーサを形成
した基板に２回のラビングを施すことによりこれを実現
した。これを図３６を用いて具体的に説明する。
【０１１８】図３６は本実施の形態に係る液晶表示素子
の一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図であっ
て、(a)は１回目のラビングを施した後の状態を示す
図、(b)は２回目のラビングを施した後の状態を示す図
である。図３６(a)に示すように、柱スペーサ502が形成
された基板501を、基準方向、つまり液晶を挟む一対の
基板の全体的な配向処理方向（図２１の符号69で示す方
向）に対し９０度以上（ここでは左回りに約１３５度）
傾斜した方向69’に１回目のラビングを施し、その後、
図３６(b)に示すように、上記基準方向69”に２回目の
ラビングを施した。すると、柱スペーサ502の影領域503
では、２回目のラビングがなされないため、１回目のラ
ビングによる配向処理が残存した。これにより、パラレ
ル配向領域540中にツイスト角が９０度以上のツイスト
配向領域503を形成することができた。
【０１１９】また、このようなツイスト角が９０度以上
のツイスト配向領域を形成するのに、液晶に若干のカイ
ラル剤を添加することも有効であった。つまり、一般に
カイラル剤を添加しないとツイスト角が９０度以上のツ
イスト配向領域を形成することは困難である。これは、
複数回のラビング処理を行なっても同じである。しか
し、前述したようにツイスト角が９０度以上のツイスト
配向領域を形成するとそれが転移核になる。そこで、カ
イラル剤を添加すると特定の回転方向の配向状態が安定
になる。例えば、右回りのカイラル剤を添加すると右回
りのツイスト配向領域が安定になり、たとえツイスト角
が９０度以上のツイスト配向領域でも安定に存在するこ
とができる。このようにカイラル剤はツイスト角が９０
度以上のツイスト配向領域を形成する場合に有効であっ
た。
【０１２０】以上の方法で配向処理された基板を用い
て、実施の形態２で述べたような液晶表示素子を作成す
ると、スプレイ配向からベンド配向への転移核が確実に
生成されるため、スプレイ−ベンド転移がより容易な液
晶表示素子を得ることができる。 実施の形態９ 本発明の実施の形態９は、配向膜にキズを形成すること
により、相接する異種の異配向方位領域を形成したもの
である。
【０１２１】図３７は、本実施の形態に係る液晶表示素
子の一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図であ
る。
【０１２２】図３７において、本実施の形態に係る液晶
表示素子の一方の基板501は、表層部に配向膜（図示せ
ず）が形成され、該配向膜の表面に、ラビング方向69に
湾曲するようにキズ504が形成されている。このキズ504
は、本実施の形態では、基板501の表面に針を立てて図
示するような形状に引っかくことにより形成した。もち
ろん、このキズ504を形成する方法はこれに限るもので
はなく、例えば、レーザを基板504の表面にパルス的に
照射して配向膜を除去することによりキズ504を形成し
てもよい。
【０１２３】このような構成とすると、他方の基板にパ
ラレル配向処理を施すことにより、基板501のキズ504上
に位置する液晶分子は、図中の矢印で示されるような方
向に配向する。つまり、キズ504中には、その中央部を
境に左回りツイストの領域506と右回りツイストの領域5
05とが形成されている。このように左回りツイストの領
域506と右回りツイストの領域505とを互いに接するよう
に形成すると、実施の形態８で述べたように転移核を確
実に生成することができる。本実施の形態では、左回り
ツイストの領域506と右回りツイストの領域505との境界
部より転移が発生し、より容易にスプレイ−ベンド転移
を行うことができた。
【０１２４】なお、ここで、キズとは配向膜が部分的に
欠落している状態を指す。このキズを形成するために、
フォトレジストを用いてエッチングで除去してもよい。
また特定の溶媒に溶解する液と非溶解性の液とを混合し
エマルジョン化して硬化し、その後、一方を前記溶媒で
除去してもよい。 実施の形態１０ 本発明の実施の形態１０は、局所的な配向処理を光配向
で行うことにより、ツイスト角が９０度以上のツイスト
配向領域を形成したものである。
【０１２５】図３８は本実施の形態に係る液晶表示素子
の一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図である。
【０１２６】図３８において、本実施の形態に係る液晶
表示素子の一方の基板501は、表層部に光感応基を有す
る配向膜（図示せず）が形成され、該配向膜の表面に、
全体的なパラレル配向領域541の中に、ツイスト角が９
０度以上の円形のツイスト配向領域508が点在するよう
に、配向処理が施されている。ツイスト配向領域508の
ツイスト角は、本実施の形態では左回りに約１３５度で
ある。円形のツイスト配向領域508は、基板501上のブラ
ックマトリクスに対応する部分に形成した。
【０１２７】この配向処理は、以下のように行った。ま
ず、基板501の表層部に光感応基を有する配向膜を形成
し、その後、該配向膜の全面に、配向方向が基準方向
（実施の形態８図３６の説明参照）507となるよう、偏
光紫外線を照射して配向処理を施した。次いで、この偏
光紫外線による配向処理を行った基板501の表面上のブ
ラックマトリクスに対応する部分の、複数の円形の領域
508に、偏光レーザを照射した。この偏光レーザの照射
は、配向方向509が、基準方向507に対し、左回りに約１
３５度傾斜するように行った。これにより、ツイスト角
が９０度以上の局所的なツイスト配向領域508を形成し
た。なお、このツイスト配向領域508は、パルスレーザ
を走査させながら照射することにより形成してもよい。
また、ツイスト配向領域508に対応する開口を有するマ
スクで基板501の表面を覆い、そのマスクの上から偏光
紫外線を照射することにより形成してもよい。
【０１２８】このような構成とすると、他方の基板にパ
ラレル配向処理を施すことにより、液晶表示素子は、ツ
イスト角が９０度以上のツイスト配向領域を有すること
となるので、実施の形態８で述べたように転移核を確実
に生成することができ、その結果、より容易にスプレイ
−ベンド転移を行うことができる。 実施の形態１１ 本発明の実施の形態１１は、転移の核の望ましい密度を
示したものである。
【０１２９】すなわち、本発明の本質は、転移の核を形
成することにある。但し、基板上に凹凸があると、転移
がこの凹凸で停止する場合が往々にしてある。そこで、
転移核をより多く形成することが転移を確実化するため
に重要である。埋想としては、転移の核を各画素に形成
することが望ましい。
【０１３０】ここで、実用性を考慮すると、この転移核
（正確には、転移核となる異配向方位領域を形成するた
めの立体障害）が柱スペーサを兼用するのが望ましい
が、その一方、各画素に柱スペーサからなる転移核を形
成すると、柱スペーサが過剰になるという問題があっ
た。この問題は、基板に設けた凹凸を利用して相手方基
板に当接する柱スペーサを減少させることにより解決し
た。これについては実施の形態２で述べた。従って、こ
の方法によれば、特に問題を生じることなく転移核を各
画素に形成し、それにより理想的な転移核の密度を実現
することができる。
【０１３１】しかしながら、もし転移核が少なくて済む
のであれば、製造コストを低減することができるので、
それに越したことはない。そこで、さらに検討を重ねた
結果、転移核の密度に関して以下のことが判明した。
【０１３２】すなわち、第１に、本発明の効果を得るた
めには、各画素に転移核を形成する必要はないが、１０
０画素に１以上の密度で転移核を形成することが望まし
い。
【０１３３】第２に、１０画素に１以上の密度で転移核
を形成すると、ほぼ確実にパネル全体を転移させること
ができる。
【０１３４】第３に、本実施の形態を含めこれまでの実
施の形態では、転移核を基板上に周期的に形成したが、
必ずしも周期的に形成する必要はない。むしろ、転移核
を基板上に周期的に形成すると、フォトリソグラフィー
法を用いてパネルを作成する際に転移核形成用パターン
がずれた場合、完成した液晶表示素子の表示動作の際に
画像がモアレのように見える場合があるという問題が生
じた。しかし、転移核を基板上にランダムに形成してこ
の転移核形成用パターンをランダムにすることにより、
この問題を解決することができた。
【０１３５】本実施の形態に係る液晶表示素子は、上記
第１〜第３の条件を満たすように構成してなるものであ
る。 実施の形態１２ 実施の形態１１で述べたように、画素間の転移の成長が
基板上の凹凸で停止する場合があるが、本発明の実施の
形態１２は、この画素間の転移の成長を阻害しない又は
促進するために、転移核をソース線上に形成したもので
ある。
【０１３６】図３９は本実施の形態に係る液晶表示素子
のアクティブマトリクス基板の構成を模式的に示す平面
図である。
【０１３７】図３９において、本実施の形態では、アク
ティブマトリクス基板202に、複数（ここでは３つ）の
立体障害510が、ソース線62を跨ぐようにソース線62の
延在方向に所定間隔で列設されている。各立体障害510
は、平面視において、両端がソース線62を挟む２つの画
素電極64に掛かるように形成されている。また、各立体
障害510は、アクティブマトリクス基板202上に立設され
た矩形の板状の突起で構成されている。本実施の形態で
はラビング方向69は図示するようにソース線62の延在方
向であり、各立体障害510は、ラビングの影が連続して
発生するように近接して配置されかつラビングが流れや
すいようにラビング方向69に対し斜めに配置されてい
る。これ以外の点は、実施の形態４と同様である。
【０１３８】このように構成された液晶表示素子では、
立体障害510によって、デフェクト、特に２種類のスプ
レイ配向状態間のデフェクト（一方の基板近傍にスプレ
イ配向中心を有する領域と他方の基板近傍にスプレイ配
向中心を有する領域の境界）がトラップされ、そこを起
点にして転移の画素間への成長が促進されることが確認
された。本実施の形態に係る発明で根幹になるのはデフ
ェクトを保持する機構である。
【０１３９】なお、実施の形態４で詳述したように、転
移の画素間の成長を促進する手段として、基板上の凹凸
を低減することも有効である。転移の画素間の成長を阻
害しているものは基板の凹凸であるから、これを樹脂層
による平坦化層によって低減させることでさらに転移の
画素間の成長を促進させることができる。 実施の形態１３ 本発明の実施の形態１３は、ラビングを制御するための
立体障害を、柱スペーサを用いずに、アレイ基板におけ
るアレイ構造の段差を用いて形成するようにしたもので
ある。
【０１４０】本実施の形態においては、アレイ基板のア
レイを形成する過程において、最大２μｍの段差を形成
することができた。そして、そのアレイ基板に配向処理
を施す際に、この最大２μｍの段差を利用してラビング
を制御することにより転移核（異配向方位領域）を形成
することができた。
【０１４１】このように作成したアレイ基板を用いた液
晶表示素子では、柱スペーサを用いた場合に比べると、
スプレイ配向からベンド配向へ転移する確率は低下し
た。しかし、本発明の転移核を有する液晶表示素子を得
るのに、アレイ基板の製造にー般に用いるアレイプロセ
スの変更だけで済むため、転移核を容易に形成できるメ
リットがある。また、本実施の形態に係る配向処理方法
を、実施の形態８で述べた、異なる配向方向に２度ラビ
ングする配向処理方法と組み合わせることにより、ベン
ド転移を確実化する効果を一層高めることができた。 実施の形態１４ 本発明の実施の形態１４は、異配向方位領域を形成する
ために柱スペーサ（立体障害）を撥水性にしたものであ
る。
【０１４２】図４０は本実施の形態に係る液晶表示素子
の基板の配向処理の状態を模式的に示す平面図である。
【０１４３】図４０において、基板202上には、複合柱
スペーサ203が形成され、その各柱スペーサ203A,203B,2
03Cは撥水性の材料からなっている。ここで、一般に、
柱スペーサ203A,203B,203Cの周辺、特に、そのラビング
方向69において奥側に位置する部分は、ラビングされ難
い。そこで、柱スペーサ203A,203B,203Cを撥水性にする
と、該柱スペーサ203A,203B,203Cの周辺に位置する液晶
分子は、図示するように、該柱スペーサ203A,203B,203C
の側面に対し垂直な方向511に配向する傾向を有する。
これにより、柱スペーサ203A,203B,203Cの周辺に、右回
りツイスト領域と左回りツイスト領域とが相接するよう
に形成されるので、その接触箇所がべンド転移の核とし
て作用する。従って、このように配向処理された基板20
2を用いた本実施の形態に係る液晶表示素子は、転移核
が確実に生成され、より一層ベンド転移を確実化するこ
とができる。
【０１４４】なお、基板202上に柱スペーサ203A,203B,2
03Cを形成する際には、まず、撥水性材料からなる柱ス
ペーサ203A,203B,203Cを形成し、次いで、それらが形成
された基板表面を覆うように配向膜を塗布する。する
と、柱スペーサ203A,203B,203Cの表面に塗布された配向
膜ははじかれ、該柱スペーサ203A,203B,203Cは撥水性の
表面が露出する。これにより、基板202上に撥水性の表
面を有する柱スペーサ203A,203B,203Cを形成することが
できる。
【０１４５】また、本実施の形態で重要なのは、基板上
にラビング処理がされていない、又はラビング処理が非
常に弱い領域を形成することと、その領域に位置する液
晶分子を所定の方向に配向させる他の配向手段を有する
ことである。本実施の形態では、この他の配向手段は柱
スペーサの撥水性である。 実施の形態１５ 本発明の実施の形態１５は、基板の表示域の周辺部に形
成した柱スペーサも基板間隔を保持するスペーサとして
機能するようにしたものである。
【０１４６】本発明は転移核を生成してベンド転移を確
実化するものであり、実施の形態２では、その転移核と
して柱スペーサを用い、その柱スペーサを補助容量電極
上に形成した。ところで、アクティブマトリクスタイプ
の液晶表示素子では、ＴＦＴ基板の補助容量が形成され
る部分は、該ＴＦＴ基板側の画素部分に比べアレイ構造
物によって１μｍ程度高くなっている。また、力ラーフ
ィルタ基板の補助容量が形成される部分もブラックマト
リクスが形成されているため、これも該カラーフィルタ
基板の画素部分より高くなっている。このため、補助容
量が形成される部分に形成した柱スペーサは、両方の基
板に接触するため基板間隔を保持するスペーサとして機
能する。しかし、パネルの表示域の外側の領域に形成さ
れた柱スペーサは、当該領域にアクティブマトリクスの
段差が形成されていないため、基板間隔を保持するスペ
ーサとして機能せず、そのため、パネルの表示域の外側
でセル厚が薄くなるという問題があった。
【０１４７】この間題の解決策として、アクティブマト
リクスの段差に相当する段差を補償するために、ＴＦＴ
基板の表示域の外側に形成するシール樹脂層の内部に所
定サイズのガラスファイバー等からなるスペーサを混入
させることも考えられる。しかし、そのようにすると、
そのスペーサによって信号配線が傷つく可能性がある。
【０１４８】そこで、本実施の形態では、この問題を解
決すべく以下のような構成としている。
【０１４９】図４１は本実施の形態に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す断面図である。図４１において図
２０と同一符号は同一又は相当する部分を示す。また、
図４１では、カラーフィルタ基板201、ＴＦＴ基板202と
もに、図示する要素以外の要素を省略し、簡略化して描
いてある。
【０１５０】図４１に示すように、本実施の形態に係る
液晶表示素子Ｇでは、ＴＦＴ板基板202の表示域542と該
表示域542の周辺部に柱スペーサ203が形成され、表示域
542の周辺部に位置する柱スペーサ203’は表示域542の
周辺部に形成されたダミーパターン512上に形成されて
いる。ダミーパターン512の高さは、表示域542内の柱ス
ペーサ203が形成されている箇所543と同じ高さとなって
いる。なお、符号543で示される箇所は、柱スペーサ203
が形成される箇所を模式的に示したもので、その高さは
アクティブマトリクスの段差に相当している。また、ダ
ミーパターン512は、本実施の形態ではフォトレジスト
で構成したが、配線材料や絶縁膜で構成してもよい。
【０１５１】このような構成とすると、ＴＦＴ基板202
の表示域542の周辺部に形成された柱スペーサ203’も、
表示域542内に形成された柱スペーサと同じ高さを有す
るので、基板201,202の間隔を保持するスペーサとして
機能する。
【０１５２】なお、ＴＦＴ基板202の表示域542の周辺部
に形成される柱スペーサ203’及びダミーパターン512の
いずれか又は双方をカラーフィルタ基板201に設けても
よい。また、実施の形態２で示したように、表示域542
の周辺部のダミーパターン512にも高低をつけ、柱スペ
ーサの数が過剰になるのを防止してもよい。また、表示
域542の周辺部の柱スペーサ203’の密度を表示域542内
の柱スペーサの密度より下げてもよい。 実施の形態１６ 本発明の実施の形態１６は、横方向（基板に平行な方
向）の電界（以下、横電界という）を印加することによ
り、異配向方位領域を形成するようにしたものである。
【０１５３】図４２は本実施の形態に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は
平面図である。また、図４３は、図４２の液晶表示素子
に印加される駆動電圧の波形を示すグラフである。図４
２、図４３において図２０と同一符号は同一又は相当す
る部分を示す。
【０１５４】実施の形態２では、ラビングの方向を制御
して異配向方位領域を形成したが、本実施の形態では、
実施の形態２とは異なり、電界によって異配向方位領域
を形成する。この異配向方位領域を形成する期間は転位
電圧が印加されている期間だけでよい。
【０１５５】図４２(a)、(b)に示すように、本実施の形
態に係る液晶表示素子では、ＴＦＴ基板202の画素電極6
4及びゲート線61の相隣合う縁部が、互いに噛み合うよ
うなジグザグ形状544にそれぞれ形成されている。上記
画素電極64及びゲート線61の相隣合う縁部はラビング方
向69に対し直角な方向に延びるように形成され、かつ交
互に反対方向に傾斜するように延びて上記ジグザグ形状
544を形成する２種類の傾斜直線544a,544bは、本実施の
形態では、ラビング方向69に対し±約４５度の角度をな
すように形成されている。また、上記ジグザグ形状544
のピッチＰは、本実施の形態では、１００μｍとした。
このピッチＰは、３０μｍ以上であれば後述する効果を
奏し、また、画素電極64のピッチよりも小さいことが望
ましい。また、上記画素電極64及びゲート線61の相隣合
う縁部同士の間隔は、本実施の形態では、１０μｍとし
た。この間隔は、小さい方が横電界が強くなり、効果的
であるが、エッチングが困難になる。この間隔は、４μ
ｍ以上であれば後述する効果を奏するが、２０μｍ以下
とするのが望ましい。
【０１５６】そして、ゲート線61と画素電極64との間に
所定の電圧が印加され、それにより横方向の電界513が
発生する。これ以外の点は、実施の形態２と同様であ
る。
【０１５７】次に、この所定の電圧について図４２及び
図４３を用いて説明する。図４２、図４３において、ゲ
ート線61には通常の駆動波形の電圧（ゲート電圧）516
が印加される。このゲート電圧516は、＋数Ｖのハイレ
ベルの期間と−２０Ｖのローレベルの期間とを有する矩
形波からなり、該ローレベルの期間が画素のＯＦＦ期間
であるので、ゲート線61にはほとんどの期間に亘って−
２０Ｖが印加される。また、画素電極64の電位（画素電
圧）514、すなわちソース線の電位は、＋３Ｖに保持さ
れる。さらに、転移電圧は主に対向電圧515を振ること
で得ることとし、対向電圧515の波形を、＋３Ｖのハイ
レベルの期間と−２５ｖのローレベルの期間とを有する
周波数０．５Ｈｚの矩形波とした。これにより、ゲート
電圧516がローレベルである期間に画素電極64とゲート
線６１との間に２３Ｖの電圧が印加され、横電界513が
発生する。この横電界513の方向は、画素電極64からゲ
ート線61に向かう方向である。また、対向電圧515がロ
ーレベルである期間に、対向電極と画素電極64との間に
２８Ｖ、対向電極とゲート線61との間に５Ｖの転移電圧
がそれぞれ印加され、この転移電圧と上記横電界513と
は、対向電圧515及びゲート電圧516が共にローレベルで
ある期間545に同時に印加される。
【０１５８】次に、以上のように構成された液晶表示素
子の動作を説明する。図４２、図４３において、液晶表
示素子がオンされ、ゲート電圧516がローレベルになる
と、画素電極64とゲート線61との間に横電界513が発生
し、その横電界513が存在する部分に位置する液晶分子
の配向方位が該横電界513の方向に変化する。ここで、
横電界513は、画素電極64及びゲート線61の相隣合う縁
部のジグザグ形状544の２種類の傾斜直線544a,544bに直
交する方向に発生する。よって、上記画素電極64及びゲ
ート線61の相隣合う縁部同士の間隙部に、ラビング方向
69に対し右回り及び左回りに約４５度傾斜した横電界の
領域が形成され、その横電界に応じてラビング方向69に
対し右回り及び左回りに約４５度ツイストした２種類の
ツイスト配向領域が交互にかつ相接するように形成され
る。次いで、対向電圧515がローレベルになると、対向
電極と画素電極64との間に２８Ｖ、対向電極とゲート線
61との間に５Ｖの転移電圧がそれぞれ印加され、それに
より、上記２種類のツイスト配向領域の接触部に転移核
が生成され、その転移核が成長してベンド転移が行われ
る。よって、より一層確実にベンド転移を行うことがで
きる。ここで、上記２種類のツイスト配向領域の接触部
は、上記ジグザグ形状544の各頂点部分であり、該頂点
付近から実際に転移が発生した。
【０１５９】本実施の形態の本質は、画素電極とゲート
電極との間に発生させる横電界によって、相接する右回
りツイスト配向領域及び左回りツイスト配向領域を形成
することにある。
【０１６０】なお、上記左右のツイスト配向領域のツイ
スト角度は、上記ジグザグ形状544の各傾斜直線544a,54
4bのラビング方向69に対する角度、あるいは上記ジグザ
グ形状544の延在方向とラビング方向69との相対角度を
選択することにより、所望の角度に設定することができ
る。 実施の形態１７ 図４４は本発明の実施の形態１７に係る液晶表示素子の
構成を模式的に示す平面図である。また、図４５は、図
４４の液晶表示素子に印加される駆動電圧の波形を示す
グラフである。図４４、図４５において図４２、図４３
と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【０１６１】実施の形態１６では、ゲート線と画素電極
との間に横電界を発生させたが、本実施の形態は、実施
の形態１６と異なり、ソース線と画素電極との間に横電
界を発生させるものである。
【０１６２】図４４に示すように、本実施の形態に係る
液晶表示素子では、ＴＦＴ基板202の画素電極64及びソ
ース線62の相隣合う縁部が、互いに噛み合うようなジグ
ザグ形状544にそれぞれ形成されている。この場合、ソ
ース線62は対向する２つの縁部の各々に隣合う画素電極
64’,64”の縁部とそれぞれジグザグ形状544で噛み合う
ように形成されている。この双方のジグザグ形状544,54
4は、本実施の形態では同一である。上記画素電極64及
びソース線62の相隣合う縁部はラビング方向69に対し平
行な方向に延びるように形成され、かつ交互に反対方向
に傾斜するように延びて上記ジグザグ形状544を形成す
る２種類の傾斜直線544a,544bは、本実施の形態では、
ラビング方向69に対し、それぞれ、約１３５度、及び約
４５度の角度をなすように形成されている。その他の点
は実施の形態１６と同様である。
【０１６３】次に、駆動電圧について図４４及び図４５
を用いて説明する。図４４、図４５において、互いに隣
接するソース線、換言すれば、あるソース線62を挟む２
つの画素電極64’,64”に、互いに逆極性（逆符号）の
電圧が印加される。つまり、一方の画素電極64’には、
＋７Ｖのハイレベルの期間と−８Ｖのローレベルの期間
とを有する所定周波数の矩形波からなる電圧（画素電圧
514’）が印加され、他方の画素電極64”には該画素電
圧514’と逆位相の矩形波からなる電圧（画素電圧51
4”）が印加される。そして、実施の形態１６と同様、
転移電圧は対向電圧515を振ることで得ることとし、対
向電圧515の波形を、正電圧のハイレベルの期間と負電
圧のローレベルの期間とを有する周波数０．５Ｈｚの矩
形波とした。これにより、図示するソース線62と、図示
されない、該ソース線62に隣接するソース線に接続され
た画素電極64”との間に１５Ｖの電圧が印加され、横電
界513が発生する。この横電界513の方向は、ソース線62
から画素電極64”に向かう方向である。また、対向電圧
515がローレベルである期間に、対向電極と画素電極64
との間に所定の転移電圧が印加される。
【０１６４】このように構成された液晶表示素子では、
液晶表示素子がオンされ、画素電圧514”がローレベル
になると、画素電極64”とソース線62との間に横電界51
3が発生し、その横電界513が存在する部分に位置する液
晶分子の配向方位が該横電界513の方向に変化する。こ
れにより、実施の形態１６で述べたように、画素電極6
4”及びソース線62の相隣合う縁部同士の間隙部に、2種
類のツイスト配向領域が交互にかつ相接するように形成
される。但し、本実施の形態では、この２種類のツイス
ト配向領域は、右回りに、それぞれ、約４５度、及び約
１３５度のツイスト角を有している。次いで、対向電圧
515がローレベルになると、対向電極と画素電極64との
間に所定の転移電圧が印加され、それにより、上記２種
類のツイスト配向領域の接触部に転移核が生成され、そ
の転移核が成長してベンド転移が行われる。よって、よ
り一層確実にベンド転移を行うことができる。
【０１６５】本実施の形態では、ツイスト角は上記の通
り、約４５度及び約１３５度であるが、このツイスト角
が、４５度以上であると転移が有効に発生し、６０度以
上であれるとさらに効果的であった。
【０１６６】また、本実施の形態では、対向電圧の振幅
で転移電圧を付与したが、対向電圧を一定にして、ソー
ス電位の振幅で転移電圧を付与してもよい。
【０１６７】また、実施の形態１６、１７ではジグザグ
形状を直線で形成したが、これを曲線で形成してもよ
い。 実施の形態１８ 本発明の実施の形態１８は、ラビング処理におけるバイ
アス角度を最適化することにより異配向方位領域を形成
するものである。
【０１６８】図４６は本実施の形態に係る液晶表示素子
の製造方法を示す模式図、図４７は本実施の形態に係る
液晶表示素子の基板の配向処理の状態を示す平面図であ
る。
【０１６９】図４６において、ラビング用のローラ517
には表面にラビング布（バフ布、図示せず）が巻かれて
いる。一方、基板202の表面には配向膜（図示せず）が
形成され図４７に示す複合柱スペーサ203が形成されて
いる。ラビング処理を行うには、まず、ローラ517を回
転させ、次いで、基板202をローラ517に接触させながら
該ローラ517の下方を通過させる。なお、ローラ517の回
転方向は矢印518で示す方向である。これにより、基板2
02の配向膜はローラ517のラビング布によりラビングさ
れる。この時、基板202のローラに対する移動速度はロ
ーラ517の周速に比べて無視し得る程小さいので、基板2
02のラビング方向69は、ローラ517の回転方向、すなわ
ち、該ローラ517の回転軸に直角な方向になる。このラ
ビング方向69と基板202のローラ517に対する移動方向59
1とのなす角度がバイアス角度Θである。本実施の形態
ではこのバイアス角度Θを小さくした。また、ローラ51
7のラビング布の繊維を、実施の形態２の図２２のラビ
ングを行う場合に比べて剛直なものとした。
【０１７０】この条件の下でラビングを行うと、図４７
に示すように、複合柱スペーサ203を構成する各柱スペ
ーサ203A,203b,203Cのラビングの影部分519に、ラビン
グ方向69から見て、右方向にラビングされる領域519a,5
19cと左方向にラビングされる領域519b,519dとができ
た。これは、柱スペーサ203A,203B,203Cをラビング布の
繊維が乗り越える際、あるいは乗り越えた繊維が基板20
2に着地する際に横方向にずれるため、ラビング方向69
に対して横方向の成分が発生し、該ラビング方向69に対
し斜め方向にラビングされるのであると考えられる。こ
れにより、相接する右回りツイスト配向領域519a,519c
と左回りツイスト配向領域519b,519dとが形成され、そ
れらの接触個所520から転移が発生した。その結果、ベ
ンド転移をより一層確実化することができた。
【０１７１】なお、バイアス角度Θが大きい場合には、
右方向にラビングされる領域と左方向にラビングされる
領域とのバランスが崩れてしまう。従って、バイアス角
度Θは小さい方が好ましいが、バイアス角度が３０度以
下であれば、転移発生に関して良好な結果が得られた。
【０１７２】また、本実施の形態におけるラビング処理
結果は実施の形態２におけるラビング処理結果と異なっ
ているが、本実施の形態は、ラビング布が柱スペーサを
乗り越えるモードが支配的な場合である。そして、ラビ
ング布の繊維が比較的剛直な場合にこのモードになる。
一方、実施の形態２は、ラビング布が柱スペーサ間を流
れるモードが支配的な場合である。そして、ラビング布
の繊維が比較的柔軟な場合にこのモードになる。 実施の形態１９ 実施の形態２では補助容量電極上に柱スペーサを形成し
た。しかし、補助容量電極と画素電極との間には電極が
存在しない隙間があり、そのため、ベンド転移の進行が
阻害されることがあった。そこで本発明実施の形態１９
では、以下の構成としている。
【０１７３】図４８は本実施の形態に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す平面図、図４９は図４８のXXXXIX
−XXXXIX矢視断面図である。図４８、図４９において図
１９、図２０と同一符号は同一又は相当する部分を示
す。
【０１７４】図４８，図４９に示すように、本実施の形
態に係る液晶表示素子Ｈは、実施の形態２と異なり、補
助容量電極65上に絶縁層77を介して画素電極64がオーバ
ーラップしている。これ以外の点は実施の形態２と同様
である。
【０１７５】このような構成とすることにより、複合柱
スペーサ203の周囲で発生したベンド転移に電界が途切
れなく作用し、ベンド転移が良好に進行するようになっ
た。
【０１７６】また、本実施の形態に示すように、画素電
極64が最上層に位置する構造とすると、補助容量電極65
に画素電極65をオーバラップさせることが比較的容易で
ある。
【０１７７】さらに、上記ベンド転移の進行を促進する
ために、実施の形態４で述べたような平坦化処理を行っ
ても良い。 実施の形態２０ 本発明の実施の形態２０は、無電圧下で第１の配向状態
になるとともに表示電圧下で第２の配向状態になり、該
第１、第２の配向状態間にエネルギ障壁が存在する液晶
を用いた液晶表示素子において、該第２の配向状態との
間に存在するエネルギ障壁が上記第１、第２の配向状態
間のエネルギ障壁より小さい第３の配向状態を液晶中に
部分的に保存し、その保存された部分的な第３の配向状
態を該液晶の全面的な第２の配向状態への転移の核とし
て利用するものである。
【０１７８】図５０は本実施の形態に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す平面図、図５１は図５０のXXXXXI
−XXXXXI矢視断面図である。図５０、図５１において図
１９、図２０と同一符号は同一又は相当する部分を示
す。
【０１７９】図５０、図５１に示すように、本実施の形
態に係る液晶表示素子Ｉは、実施の形態２のラビング制
御用の立体障害203（図１９参照）に代えて、液晶層４
の過渡的配向状態保存用の不完全囲繞体601を有してい
る。この不完全囲繞体601は、本実施の形態ではＴＦＴ
基板202に平行な面内にて周回するようにＴＦＴ基板202
上に形成され、かつ、実施の形態２と同様、柱スペーサ
を兼用している。また、画素電極64は、絶縁層77を介し
て、補助容量電極65上にオーバラップしている。これ以
外の点は、実施の形態２と同様である。ここで、本明細
書において、不完全囲繞体とは、例えば、図５２に示す
ように、全体として、ある面内にて周回するように三次
元領域603を囲繞し、かつ一部に、該三次元領域603を囲
繞していない欠落部602を有する立体構造物601をいう。
【０１８０】次に、上記不完全囲繞体601について詳し
く説明する。本実施の形態に係る液晶表示素子Ｉは、２
枚の基板201,202間に液晶４を挟持し、その各基板201,2
02には透明電極64,79が形成されている。一方の基板202
には、ＴＦＴ66、及び補助容量電極65が形成されたアク
ティブマトリクス基板が、もう一方の基板201には画素6
3間にブラツクマトリクス67が形成された基板が用いら
れている。そして、このようなアクティブマトリクス素
子の構造を通じて、液晶層４に電圧が印加される。
【０１８１】本実施の形態においては、液晶表示素子Ｉ
に図５３に示すようなステツプ状の波形の転移電圧を印
加して、図５４(a)に示すスプレイ配向４aから図５４
(b)に示すべンド配向４bへ転移させた。
【０１８２】従来の液晶表示素子では、スプレイ配向か
らべンド配向への転移には多くの時間、例えば、数秒か
ら数十秒の時間を要した。また、図５３に示す波形の転
移電圧を印加した後にも、スプレイ配向が残存し、画像
の表示も不均一であった。
【０１８３】本件発明者は、この転移時問を短縮しかつ
確実化するために、鋭意、検討を進めた結果、以下の現
象を見出した。
【０１８４】すなわち、一旦、べンド配向に転移した後
に印加電圧を瞬時にゼロＶにすると、ベンド配向は図５
５に示すような１８０度ツイスト配向４cに一旦なるこ
とが判明した。この１８０度ツイスト配向４cは不安定
であり、通常、数秒から数十秒後には液晶層全体がスプ
レイ配向に戻る。従来の液晶表示装置では、この１８０
度ツイスト配向４cは残らず全て消滅した。
【０１８５】このように、１８０度ツイスト配向が全て
消失した後、すなわち、液晶パネル全面がスプレイ配向
の状態で、再び図５３のような転移電圧波形をかけてス
プレイ配向からべンド配向へ転移させると、スプレイ配
向からべンド配向への転移には一回目と同程度の時間を
要した。但し、この１８０度ツイスト配向状態が残留し
ている期間に、再度、転移電圧を印加すると、このスプ
レイ配向（１８０度ツイスト配向）領域は直ちにべンド
配向に転移し、その転移時問も極めて短く、またその転
移電圧も極めて低い特徴があつた。
【０１８６】そこで、本件発明者は、スプレイ配向（第
１の配向状態）からベンド配向（第２の配向状態：表示
配向状態）への過渡的配向状態である、この１８０度ツ
イスト配向状態を第３の配向状態として保存することが
できれば、極めて短時間でかつ極めて低電圧でベンド配
向へ転移可能な液晶表示素子が得られると考え、液晶層
４にその過渡的配向状態を保存する構造を構築すること
を思いついた。そして、そのような過渡的配向状態を保
存する構造の１つとして、基板上に不完全囲繞体601を
設けることを考えた。
【０１８７】以下、この過渡的配向状態保存用の不完全
囲繞体の実施例を説明する。 （実施例７） 図５２は本実施の形態の実施例７に係る液晶素子の下側
基板の構成を示す斜視図である。図５２に示すように、
本実施例に係る液晶表示素子では、下側基板202上に間
隙602を有する入り江状の不完全囲繞体601が形成されて
いる。不完全囲繞体601は、ここでは、Ｃ字状の断面を
有する柱状体に形成されている。従って、基板202上の
液晶層には、不完全囲繞体601によって概ね囲まれた柱
状の領域（以下、過渡的配向保存領域という）603が形
成され、該過渡的配向保存領域603は不完全囲繞体601の
高さ方向全長に亘る切欠部（欠落部）602によって液晶
層の他の領域に繋がっている。この不完全囲繞体601
は、フォトリソグラフィー工法により形成することがで
きる。
【０１８８】次に、このように構成された液晶表示素子
の転移動作を図５０〜図５３を用いて説明する。
【０１８９】まず、液晶表示素子Ｉに、図５３に示すよ
うな波形の転移電圧を印加してスプレイ配向からべンド
配向へ転移させた。次いで、その印加電圧を瞬時にゼロ
Ｖにした。すると、液晶層４のほとんどの領域ではべン
ド配向は１８０度ツイスト配向を経由してスプレイ配向
へ転移した。しかしながら、不完全囲繞体601の過渡的
配向保存領域（入り江）603内では、１８０度ツイスト
配向が消滅することなく残留した。次いで、その状態
で、再び、図５３に示す転移電圧波形を印加してスプレ
イ配向からべンド配向へ転移させた。すると、液晶表示
素子Ｉのスプレイ配向からべンド配向への転移時間は一
回目よりも格段に高速になり、画像の表示も均一であっ
た。
【０１９０】このとき、スプレイ配向からべンド配向へ
の転移はこの１８０度ツイスト配向部分603から発生し
ていることが顕微鏡観察で確認された。このように、あ
る配向を核に表示用配向（ここではベンド配向）が広が
って行く、その核となる箇所を本件明細書では配向転移
核と呼ぶ。この場合においては、１８０度ツイスト配向
部分が配向転移核である。なお、この配向転移核は、不
完全囲繞体601の過渡的配向保存領域603内に形成され
る。
【０１９１】次いで、この１８０度ツイスト配向を保持
した液晶表示素子Ｉを加熱して液晶層４を等方相にし、
その後、再び徐冷した。すると、この１８０度ツイスト
配向は消失した。
【０１９２】次いで、その液晶表示素子Ｉに、図５３に
示す電圧Ｖｔ以上の転移電圧を印加した。すると、液晶
パネル全体がべンド転移する時問は一回目と同程度にな
った。これは、加熱により液晶層４を等方相にしたこと
によって液晶表示素子Ｉ内の１８０度ツイスト配向が消
滅したためである。
【０１９３】次に、以上の現象を理論的に考察する。ス
プレイ配向からべンド配向への転移にはエネルギ障壁が
存在するが、１８０度ツイスト配向からべンド配向への
転移にはエネルギ障壁がなく、転移は連続的に変化する
ため、電圧を印加するとスプレイ配向よりもスムーズに
べンド配向になるものと思われる。
【０１９４】通常、スプレイ配向からべンド配向に転移
するためには、所定波形の比較的大きな電圧を印加する
ことでこのエネルギ障壁を越える必要がある。しかし、
ツイスト配向状態を局所的に形成すると、エネルギ的な
障壁がなく、容易にべンド配向状態に転移することがで
きる。
【０１９５】このツイスト配向領域は、電圧を印加しな
い状態でも比較的安定であり、本実施例では２４時間以
上保持された。これによって、べンド転移が高速に行わ
れる効果は２４時間以上保持された。このツイスト配向
は、不完全囲繞体601の切欠部602の問隔が狭いほど保持
される効果は大きく、該切欠部602の間隔をセル厚と同
程度あるいはそれ以下まで狭くすると、１ケ月以上もこ
のツイスト配向が保持された。
【０１９６】不完全囲繞体の形状は、配向転移核領域の
周辺を取り囲みながら、該配向転核領域が外部の領域と
つながっていることが必要である。具体的には、ツイス
ト配向を保持するためには、そのツイスト配向領域の平
面視における少なくとも３方向を囲む必要があり、配向
転移核領域からベンド配向が液晶パネル全体に広がるた
めには、配向転移核領域とその周りの領域が繋がってい
る必要がある。
【０１９７】不完全囲繞体の高さは、以下の検討結果か
ら明らかなように、可能な限り高くすることが望まし
い。つまり、不完全囲繞体の高さを高くする程、１８０
度ツイスト配向が残留する確率は大きくなった。そし
て、不完全囲繞体の高さをセル厚の半分以上にすると上
記確率は５％程度になった。また、不完全囲繞体の高さ
をセル厚と同程度にすると、１８０度ツイスト配向が残
留する効果が最も大きくなり、１８０度ツイスト配向が
残留する確率は１０％以上になつた。
【０１９８】配向転移核領域（過渡的配向保存領域60
3）の大きさは、広すぎるとツイスト配向が残留しなか
った。この配向転移核領域の径が２５μｍ以上であると
１８０度ツイスト配向はほとんど残留しなかった。この
配向転移核領域を小さくしていくと１８０度ツイスト配
向が残留する確率が高くなり、その径が５μｍ程度で、
１８０度ツイスト配向が残留する確率が１０％程度と最
も高くなった。これは、配向転移核領域をセル厚と同程
度にすると、上下基板の影響よりも不完全囲繞体の囲繞
壁の影響が大きくなるため、１８０度ツイスト配向が残
留しやすくなるからである。
【０１９９】但し、配向転移核領域を狭くしすぎると、
「配向転移核領域にラビングを施せない」、あるいは
「配向転移核領域を形成するプロセスが困難になる」な
どの問題が生じた。ここで、配向転移核領域、すなわち
過渡的配向保存領域603は、理想的にラビングが施され
た場合にはパラレル配向となる。しかし、その領域603
がラビングされずにパラレル配向とならなくても、１８
０度ツイスト残留効果には何ら悪影響を与えない。但
し、パラレル配向にならないと、当該領域603が画像表
示時に輝点となる点で問題となる。
【０２００】また、不完全囲繞体601の外周面を傾斜さ
せることで、発明の効果が更に大きくなった。図５６に
その構成例を示す。この構成例では、不完全囲繞体601
の上部の大きさ（径）を２０μｍとし、下部の大きさ
（径）を上部よりも１μｍないし２０μｍ大きくし、そ
れにより、外周面601aがセル厚方向において傾斜を持つ
ようにした。このような構成すると、１８０度ツイスト
配向が残留する効果がさらに格別なものになった。
【０２０１】また、この不完全囲繞体601の外周面に対
し液晶を平行に配向させるような材料で該不完全囲繞体
601を製作すると、１８０度ツイスト配向が残留する効
果は不完全囲繞体601の外周面に対し液晶が垂直に配向
した場合の５倍以上となった。ここで、不完全囲繞体60
1の外周面に対し液晶を平行に配向させる材料として
は、例えば、親水性材料を用いることができる。
【０２０２】また、図５０、図５１、図５５を参照し
て、配向転移核領域に電圧が印加されなくては１８０度
ツイスト配向からべンド配向に転移させることができな
い。従って、図５５に示すような１８０度ツイスト配向
を残留させる不完全囲繞体601は、電圧を印加すること
ができる表示画素63内や補助容量電極65上、ソース線62
上などに形成される。特に、これを、画素電極64や、補
助容量電極65の上に形成すると、ベンド転移が良好であ
った。また、通常は、補助容量電極上に絶縁膜が形成さ
れているが、図５１に示すように、これを除去してもよ
い。このようにすると、補助容量電極65に印加した電圧
をより効率的に液晶層４に印加することができる。
【０２０３】また、不完全囲繞体601も立体構造物であ
るために、その周辺部は正常にラビングされずべンド配
向が乱れるという間題がある。これは、配向転移核とな
るツイスト配向領域603、すなわち不完全囲繞体601を、
ブラックマトリクスで遮蔽される補助容量電極65上やソ
ース線62上に形成することにより解決することができ
た。本実施の形態では、不完全囲繞体601を補助容量電
極65上に形成している。
【０２０４】また、表示画素63内に不完全囲繞体601を
形成する場合は、電圧を印加する面積を大きくとれると
いうメリツトがあるが、液晶４の配向が乱れた部分を表
示しないように隠す必要がある。また不完全囲繞体601
自体も透明では光を透過してしまうため、該不完全囲繞
体601を黒くする必要がある。
【０２０５】以上の点を考慮すると、補助容量電極65上
に不完全囲繞体601を形成することが、電圧を印加でき
る点、それを表示させないようにブラックマトリクスで
隠せることの点から良好であつた。 （実施例８） 図５７は本実施の形態の実施例８に係る液晶表示素子の
下側基板の構成を示す斜視図である。図５７に示すよう
に、本実施例では、下側基板202上に、略Ｕ字状の断面
を有する柱状体からなる不完全囲繞体601が形成されて
いる。ラビングは、略Ｕ字形状の開口部602から奥に向
かうように行った。このような構成とすると、過渡的配
向保存領域603がラビングされやすいため、べンド配向
が乱れにくいという効果を有する。しかし、略Ｕ字形状
の不完全囲繞体6o1は、実施例７の入り江形状の不完全
囲繞体に比べて、その欠落部602が大きいため、１８０
度ツイスト配向が残留する効果が低いというデメリット
がある。 （実施例９） 図５８は本実施の形態の実施例９に係る液晶表示素子の
下側基板の構成を示す斜視図である。図５８に示すよう
に、本実施例では、不完全囲繞体601は、平面視におい
て仮想の矩形の各辺上に互いに隙間602を有して位置す
るよう、下側基板202上に立設された４つの矩形の板状
体611a,611b,611c,611dで構成されている。この場合、
４つの矩形の板状体611a,611b,611c,611dで囲まれた領
域603が過渡的配向保存領域を構成し、該過渡的配向保
存領域603に１８０度ツイスト配向が残留する。また、
４つの矩形の板状体611a,611b,611c,611d同士の隙間602
が不完全囲繞体601の欠落部を構成し、この隙間602を通
ってべンド転移が進行する。このような構成とすると、
１８０度ツイスト配向の残留効果、及びベンドへの転移
効果が大きい。但し、この不完全囲繞体601からなる柱
スペーサをフオトレジストを用いて形成する際に、高い
解像度が要求されるというデメリットがある。 （実施例１０） 図５９は本実施の形態の実施例１０に係る液晶表示素子
の下側基板の構成を示す図であり、(a)はビーズスペー
サを一部が開放された環状に凝集させた構成例を示す平
面図、(b)はビーズスペーサを互いの間に隙間を有して
ほぼ環状に並ぶように凝集させた構成例を示す平面図、
(c)はビーズスペーサを環状に閉じるように凝集させた
構成例を示す平面図である。
【０２０６】まず、ビーズスペーサを、一部が開放され
た環状に凝集させた構成例について説明する。
【０２０７】図５９(a)に示すように、本構成例では、
不完全囲繞体601は、平面視においてＵ字状に互い近接
して凝集した複数（本構成例では５つ）のビーズスペー
サ612で構成されている。上記凝集した複数のビースス
ペーサ612は、基板の間隔を保持するスペーサを構成し
ているので、上側及び下側の双方の基板に接している。
この場合、複数のビーズスペーサ612で囲まれた領域603
が不完全囲繞体601の過渡的配向保存領域を構成し、該
過渡的配向保存領域603に１８０度ツイスト配向が残留
する。また、ビーズスペーサ612の存在しない部分602が
不完全囲繞体601の欠落部を構成し、該欠落部602を通っ
てベンド配向が進行する。
【０２０８】このビーズスペーサ612は、その散布時間
を長くすることにより凝集させることができる。
【０２０９】このような構成とすると、ビーズスペーサ
612の凝集を制御するのが困難であることから製造する
のが容易ではないが、１８０度ツイスト配向が残留する
効果が格別なものとなる。
【０２１０】なお、本構成例では５つのビーズスペーサ
612をＵ字状に凝集させたが、凝集させるビーズスペー
サ612の数は３つ以上であればよい。
【０２１１】次に、図５９(b)に示すように、ビーズス
ペーサ612の凝集した形状は、互いの間に隙間602を有し
てほぼ環状に並ぶようなものであってもよい。
【０２１２】また、ビーズスペーサ612の凝集した形状
は、図５９(c)に示すように、環状に閉じているような
ものであってもよい。図５９(c)において、不完全囲繞
体601は、例えば、３つのビーズスペーサ612を互い接す
るように凝集させて構成されている。この場合、３つの
ビーズスペーサ612の中央部に形成される隙間603が不完
全囲繞体612の過渡的配向保存領域を構成し、隣接する
ビーズ612間に形成される谷間602が不完全囲繞体の欠落
部を構成する。
【０２１３】そして、図５９(b)、図５９(c)のいずれの
構成例においても、図５９(a)の構成例と同様の効果が
得られる。 （実施例１１） 図６０は本実施の形態の実施例１１に係る液晶表示素子
の下側基板の構成を示す図であり、(a)は欠落部として
貫通孔を有する不完全囲繞体を設けた構成例を示す斜視
図、(b)は欠落部として上方に開放された切欠部を有す
る不完全囲繞体を設けた構成例を示す斜視図、(c)は欠
落部として下方に開放された切欠部を有する不完全囲繞
体を設けた構成例を示す斜視図である。
【０２１４】図６０(a)において、不完全囲繞体601は、
周壁に貫通孔602を有する円筒体で構成されている。こ
の場合、円筒体601の内部空間603が不完全囲繞体601の
過渡的配向保存領域を構成し、貫通孔602が不完全囲繞
体601の欠落部を構成する。
【０２１５】また、図６０(b)において、不完全囲繞体6
01は、周壁に上方に開放された切欠部602を有する円筒
体で構成されている。この場合、切欠部602が不完全囲
繞体601の欠落部を構成する。
【０２１６】また、図６０(c)において、不完全囲繞体6
01は、周壁に下方に開放された切欠部602を有する円筒
体で構成されている。この場合、切欠部602が不完全囲
繞体601の欠落部を構成する。
【０２１７】そして、上記図６０(a)、図６０(b)、及び
図６０(c)のいずれの構成例においても、１８０度ツイ
スト配向残留効果、及びそれによるベンド転移容易化効
果を奏する。しかし、これらの中では、図６０(a)の構
成例が、最も上記効果が顕著であり、最も望ましい構成
例である。また、いずれの構成例における不完全囲繞体
601も、プロセスが若干複雑化するものの、フォトリソ
グラフィー工法により形成することができる。 実施の形態２１ 実施の形態２０では、第３の配向状態、すなわち、ベン
ド配向からスプレイ配向への過渡的配向状態である１８
０度ツイスト配向を、液晶中に部分的に残留させ、該ツ
イスト配向からべンド配向へ転移する際にエネルギ障壁
が少ないことを利用したが、本発明は、これに限定され
るものではない。例えば、この部分的に残留させる配向
状態が第２の配向状態たるべンド配向であつてもよい。
【０２１８】べンド配向は、図５４(ｂ)に示すように、
セル厚方向における中央部の液晶分子の配向が垂直配向
である。よって、配向転移核の配向をべンド配向にし、
それによってベンド転移を高速に行うこともできる。
【０２１９】べンド配向を部分的に保存するために、本
発明の実施の形態２１では、基板間隔を保持するスペー
サを特定の材料で構成し、かつ電圧を印加しながら液晶
パネルを冷却する手法を用いた。
【０２２０】まず、液晶パネルを等方相になるまで加熱
し、該液晶パネルに比較的大きな電圧、すなわち液晶層
がベンド配向するに十分な電圧を印加したまま徐冷し
た。ここで、柱スペーサ又はビーズスペーサからなるス
ペーサは、該スペーサの側面に平行に液晶分子を配向さ
せるような材料で構成した。このような材料として、親
水性の材料を用いることができる。
【０２２１】次いで、印加した電圧を切ったが、その状
態でもスペーサの側面付近にべンド配向又は垂直に並ん
だ配向状態が残留した。次いで、液晶パネルに所定の電
圧を印加した。すると、上記残留したべンド配向又は垂
直に並んだ配向の箇所を配向転移核として、ベンド配向
が高速に液晶パネル全体に広がつていった。
【０２２２】よって、本実施の形態によれば、ベンド転
移を、一層、高速に行うことができる。 実施の形態２２ 本発明は、部分的な第３の配向状態あるいは第２の配向
状態といった、ベンド配向に容易に変化する領域を、立
体構造物の周辺に形成するだけではない。本発明の実施
の形態２２は、液晶層中にベンド配向やツイスト配向を
保存する構造として、ポリマーネットワークを用いるも
のである。
【０２２３】本実施の形態では、製造工程において、基
板間に液晶を挟持する際に、あらかじめ液晶に液晶モノ
マーを添加して液晶表示素子を作製した。次いで、その
液晶表示素子において、液晶層に転移電圧を印加してベ
ンド配向に転移させた。次いで、その状態で液晶パネル
に紫外線を照射した。すると、液晶中の液晶モノマーが
重合し、高分子の網目構造が該液晶中に形成された。
【０２２４】このように液晶中に網目構造が形成された
液晶パネルでは、印加した転移電圧を切つても液晶中に
ツイスト配向状態で固定される箇所が部分的に存在し、
電圧が印加されない状態でもツイスト配向が残留した。
【０２２５】この液晶パネルに、再度、転移電圧を印加
したところ、その残留したツイスト配向の箇所からベン
ド配向が発生し、そのベンド配向が液晶パネル全体に広
がった。この構成例では、液晶モノマーの添加濃度は３
％とした。
【０２２６】次に、他の構成例として、液晶モノマーの
添加濃度を１０％にして液晶表示素子を同様に作成し
た。すると、印加した転移電圧を切った状態において液
晶層中にべンド配向状態で固定される箇所が存在し、電
圧が印加されない状態でもべンド配向が残留した。その
後、再度、転移電圧を印加したところ、このべンド配向
の箇所から液晶パネル全体にべンド配向が広がり、均一
な画像の表示が得られた。
【０２２７】上記実施の形態２０〜２２に係る発明はＯ
ＣＢ型液晶表示素子に限るものではない。これらの発明
は、無電圧下で第１の配向状態になるとともに表示電圧
下で第２の配向状態になり、その第１、第２の配向状態
間にエネルギ障壁が存在するため、表示の際にそのエネ
ルギ障壁を越すに足る電圧を印加して液晶を第２の配向
状態に転移させる液晶表示素子における共通の課題を解
決したものである。従って、ー般的に液晶の転移を行う
モードであれば、これらの発明を上記と同様に適用する
ことができる。 実施の形態２３ 本発明の実施の形態２３は、横電界によって異配向方位
領域を形成したものであって、特に、異配向方位領域の
ツイスト角の絶対値を４５度以上かつ１３５度以下とし
たものである。 （実施例１２） 図６１は本実施の形態の実施例１２に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す画素単位の断面図、図６２は同じ
く平面図である。ここで、図６１、図６２において、符
号Ｕ、Ｄは、それぞれ、液晶表示装置の上視角方向、下
視角方向を示す。
【０２２８】図６１、図６２に示すように、本実施例に
係る液晶表示素子は、図示されない偏光板間に配置さ
れ、光学補償用の位相補償板703が少なくともその一方
の側に配置されたアクティブマトリクス型の液晶表示素
子である。この液晶表示素子は、図示されない電圧印加
手段を有している。そして、この液晶表示素子は、カラ
ーフィルタ基板701とアレイ基板（ＴＦＴ基板）702と
が、互いに対向するように配置されている。カラーフィ
ルタ基板701は、ガラス基板１の内面に対向電極７９が
形成され、該対向電極79上に配向膜３が形成されて構成
されている。なお、カラーフィルタ基板701には、図示
されないカラーフィルタ及びブラックマトリクスも形成
されている。一方、アレイ基板702は、ガラス基板８の
内面に、平面視において、ゲート線61及びソース線62が
マトリクス状に形成され、該ゲート線61及びソース線62
で区画された画素63内に位置するように画素電極64が形
成され、該画素電極64、ゲート線61及びソース線62に接
続されるようにＴＦＴ等からなるスイッチング素子66が
形成され、さらに、それらが形成されたガラス基板８の
内表面を覆うように配向膜６が形成されて構成されてい
る。対向電極７９及び画素電極６４はＩＴＯで構成さ
れ、配向膜３、６はポリイミド系の樹脂で構成されてい
る。
【０２２９】そして、対向する一対の配向膜３、６の間
には、ビーズスペ−サ（図示せず）及び液晶層４が配置
されている。ビーズスペ−サの直径は約５μｍである。
液晶層４は、正の誘電率異方性のネマティック液晶材料
で構成されている。
【０２３０】また、対向する一対の配向膜３、６は、各
々の表面上の液晶分子のプレチルト角が互いに正負逆符
号で数度の値を有し、かつ互いに略平行になるよう、配
向処理されている。この配向処理は、例えばラビング等
によって、図示するように下視角方向Ｄから上視角方向
Ｕへ向う方向704になされている。
【０２３１】これにより、液晶層４は、無電圧状態で、
液晶分子がセル厚方向において斜めに広がったスプレイ
配向状態４aを形成する。そして、液晶層４を、画素63
内のこのスプレイ配向状態４aから、液晶分子が対向す
る基板701,702間でベンドさせられたベンド配向(図５４
参照）に、表示素子の全ての画素内で転移させることに
よって表示が可能となる。このように、上下の視角方向
に配向処理してスプレイ配向４aから完全なベンド配向
へ転移させた液晶表示素子では、左右の視角方向に極め
て広い視角特性が得られ、表示素子として見やすいもの
になる。
【０２３２】そして、アレイ基板702において、ゲート
線61の一方の縁部に、画素63内に突出するように矩形の
ゲート側横電界電極部61aが形成され、画素電極64の上
記ゲート線61に対向する縁部に、上記ゲート側横電界電
極部61aを受け入れるように、矩形に凹んだ画素側横電
界電極部64aが形成されている。ゲート線61は、Ａｌ等
の金属材料で構成され、該ゲート側横電界電極部61a
は、ゲート線61と同じ金属材料又はＩＴＯで構成されて
いる。
【０２３３】図６２に示すように、配向処理方向704
は、ソース線62に平行に設定されている。また、ゲート
側横電界電極部61aは、長さ５０μｍ、幅１０μｍの長
方形に形成され、かつソース線62に平行に延びるように
形成されている。また、画素側横電界電極部64aは、長
さ６５μｍ、幅１８μｍの長方形に形成され、かつソー
ス線62に平行に延びるように形成されている。従って、
ゲート側横電界電極部61aと画素側横電界電極部64aとの
間隙Ｌは、略４μｍとなっている。また、この間隙Ｌに
発生する、基板に平行な電界（以下、本実施の形態にお
いて横電界という）Ｅの方向は、配向処理方向704に対
し略９０度の交差角θEを有する方向となっている。
【０２３４】次に、以上のように構成された液晶表示素
子の動作を説明する。液晶表示素子は、通常の液晶表示
動作においては、ゲート線61に、該ゲート線61が時間的
に順次走査されてオンオフするように、十数Ｖの短時間
パルス電圧が印加される。また、画素電極64には、映像
交流信号電圧が印加される。一方、転移動作において
は、まず、ゲート線61、ひいてはゲート側横電界電極部
61aに、少なくとも十数Ｖの直流電圧又は長時間パルス
電圧が印加され、かつ画素電極64の電圧が略０Ｖとされ
る。これにより、間隙Ｌに直流又は長時間パルスの強い
横電界Ｅが発生する。そして、この強い横電界Ｅによっ
て、図６１に符号711で示すように、液晶層４の、該間
隙Ｌ上に位置する部分のスプレイ配向の下部を構成する
液晶分子が横方向に捩られて横電界Ｅの方向に向き、配
向処理方向704に対し略９０度の交差角θEを有するもの
となる。すなわち、液晶層４の、間隙Ｌ上に位置する部
分は、略９０度のツイスト角を有する異配向方位領域と
なる。次いで、対向電極79と画素電極64との間に数Ｖ〜
１５Ｖ程度の高い電圧が印加される。これにより、液晶
層４の液晶分子に縦電界が印加され、スプレイ配向４a
の液晶分子が立ち上げられる。この際、間隙Ｌ上に位置
する液晶層４は、符号711で示すようにスプレイ配向し
た液晶分子が捩れながら立ち上がることになる。このた
め、液晶層４の、ゲート側横電界電極部61a及び画素側
横電界電極部64a上に位置する部分から転移核712が発生
しやすくなる。そして、実際、その転移核712が発生
し、その発生した転移核712は、ベンド配向へと発展
し、かつそのベンド配向が強い縦電界により急速に拡大
して画素63全体をベンド配向へと導いた。その結果、１
秒以内の短時間で転移が終了した。また、この方法によ
れば、０℃以下の低温雰囲気においても略１秒以内で液
晶表示素子全体の転移を終了させることができた。
【０２３５】これに対し、従来の液晶表示素子におい
て、スプレイ配向した液晶分子を捩らせることなく単純
に立ち上がらせた場合には、本実施例の方法より更に高
い電圧１５〜２５Ｖを対向電極79と画素電極64との間に
印加することが必要であり、かつ、転移核が必ずしも常
に発生するわけではないので、本実施例の方法より長
い、数秒から数分の転移時間が必要であり、転移が遅く
なる。従って、本実施例に係る発明が従来例に比べて優
れた効果を有することは明らかである。
【０２３６】なお、本実施例では、ゲート側横電界電極
部61a及び画素側横電界電極部64aを一対のみ設けたが、
複数対設けると更に良好な結果が得られる。 （実施例１３） 図６３は本実施の形態の実施例１３に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す画素単位の平面図である。
【０２３７】本実施例では、実施例１２と異なり、配向
処理方向704を、平面視においてソース線62に対し傾斜
させることにより、横電界Ｅの配向処理方向704に対す
る交差角θEが９０度より少し小なものとなっている。
これ以外の点は実施例１２と同様である。このような構
成とすると、交差角θEが４５度≦θE≦１３５度の範囲
でも転移核712が発生する効果が得られ、交差角θEが８
０度≦θE≦１００度の範囲では更に良好な転移が得ら
れる。
【０２３８】なお、横電界Ｅの配向処理方向704に対す
る交差角θEは、ゲート側横電界電極部61a及び画素側横
電界電極部64aの延在方向をソース線62に対し傾斜させ
ることにより変えてもよい。 （実施例１４） 図６４は本実施の形態の実施例１４に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す画素単位の平面図である。
【０２３９】本実施例では、実施例１２と異なり、ゲー
ト線61の一方の縁部に、矩形に凹んだゲート側横電界電
極部61bが形成され、画素電極64の該ゲート61に対向す
る縁部に、該ゲート側横電界電極部61b内に突出するよ
うに矩形の画素側横電界電極部64bが形成されている。
これ以外の点は実施例１２と同様である。このような構
成としても実施例１２と同様の効果が得られる。
【０２４０】なお、本実施例では、横電界Ｅの配向処理
方向704に対する交差角θEを９０度としたが、該交差角
θEは、４５度≦θE≦１３５度であればよく、８０度≦
θE≦１００度とするのが望ましい。そして、交差角θE
＝９０度とするのが最も望ましい。
【０２４１】また、ゲート側横電界電極部61bと画素側
横電界電極部64bとの間隙Ｌは、本実施例では４μｍと
したが、３μｍ≦Ｌ≦１５μｍの範囲内であれば、プロ
セス及び印加電圧の観点から実用することができる。 （実施例１５） 本実施の形態の実施例１５を図６１及び図６２を用いて
説明する。本実施例は、転移動作時におけるゲート側横
電界電極部61aの電圧を実施例１２より更に高くして横
電界Ｅをより強くすることにより、液晶層４の、下部に
位置する液晶分子のみならずセル厚方向における中央部
に位置する液晶分子までをも、配向処理方向704に対し
横方向に捩らせるとともに、その後、対向電極79と画素
電極間に高電圧を印加してその縦電界により液晶分子を
無理なく立ち上がらせて液晶層４をベンド転移させるも
のである。このような構成とすると、画素63内に、より
確実に転移核712が発生し、そのため、ベンド配向への
転移が極めてスムーズに進展して、転移がより速く終了
する。
【０２４２】なお、上記実施例１２〜１５ではゲート側
及び画素側の横電界電極部の形状を長方形としたが、こ
れはどのような形状でもよく、例えば、四角形、半円
形、三角形等としてもよい。 実施の形態２４ 本発明の実施の形態２４は、立体障害を用いて特定条件
下で基板にラビングを施すことにより、互いに逆回りの
２つのツイスト配向を相接するように形成したものであ
る。また、本実施の形態は、立体障害に撥水性を持たせ
ることを特徴とする実施の形態１４及び立体障害による
ラビングの影部分に互いに逆回りの２つのツイスト配向
を相接するように形成することを特徴とする実施の形態
１８を、さらに詳細に検討したものである。
【０２４３】最初に、本実施の形態に係る発明の原理を
説明する。本件発明者は、従来の構成の単純セルにある
程度高い電圧を印加して、スプレイ配向をべンド配向に
転移させた。すると、スプレイ配向からべンド配向への
転移には多くの時問、例えば数秒から数十秒の時間を要
した。また、上記転移電圧を印加した後にもスプレイ配
向が残存した。
【０２４４】本件発明者は、この転移時間を短縮し、か
つ転移を確実化するために、検討を進めた。まず、従来
の構成の液晶セルを製作するにあたり、片方の基板に、
局所的にラビング方向とは異なる方向に液晶が配向する
ように処理を行った。このようにしてセルを製作する
と、ラビング方向とは異なる方向に液晶が配向するよう
に処理を行った部分は、ツイスト配向となる。このセル
に、上記と同様な電圧を印加して転移の様子を観察し
た。すると、常に、上記ツイスト配向部分から転移する
ことがわかった。また、転移する電圧は、捩れ角７５度
程度で約７Ｖ、捩れ角９０度程度で約５Ｖ、捩れ角１２
０度で約３Ｖであり、ツイスト配向の捩れ角が大きいほ
ど転移する電圧が低く、転移の確実性も高かった。
【０２４５】次に、捩れ角が異なるツイスト配向領域を
複数設けたセルを製作した。このセルに上記と同様な電
圧を印加し、詳細に転移の様子を観察したところ、以下
の現象を見出した。
【０２４６】常に転移が発生する箇所は、互いに逆方向
に捩れたツイスト配向同士が接する境界のディスクリネ
ーンョンライン(disclination line)付近であり、従来
の液晶素子に比べ、転移電圧も低く、転移の確実性も格
段に向上した。例えば、互いに逆方向に捩れた６０度の
ツイスト配向と７５度のツイスト配向とが接する場合
は、転移電圧は約３Ｖであった。
【０２４７】このべンド転移の原理は実施の形態８に詳
述した通りである。従って、ここではその説明を省略す
るが、要するに、従来の構成のままでは、転移電圧は１
ＯＶ〜３０Ｖ程度であり、また未転移の箇所が残存する
こととなるが、上記ベンド転移の原理を導入すると、転
移電圧を格段に低くでき、かつ転移の確実性も非常に高
い液晶表示素子が実現できる。つまり、互いに逆方向に
捩れたツイスト配向同士を相接するように、パラレル配
向領域内に局所的に存在させることが重要である。
【０２４８】しかし、従来の配向処理工程を液晶表示素
子の作製にそのまま適用しただけでは、パラレル配向領
域内に、互いに逆方向に捩れたツイスト配向同士を相接
するように局所的に存在させることは不可能である。そ
こで、本件発明者は、微小な立体障害を基板上に配設
し、ラビングを工夫することによりこれを実現した。 （実施例１６） 図６５は本実施の形態の実施例１６に係る液晶表示素子
の基本構造を示す断面図である。図６５に示すように、
本実施例に係る液晶表示素子Ｊは、上側基板801と下側
基板802とが対向配置され、その上側基板801と下側基板
802との間に液晶層４が配置されている。上側基板801
は、ガラス基板１の内面に透明電極２及び配向膜３が順
次積層されて構成されている。また、下側基板802は、
ガラス基板８の内面に透明電極７及び配向膜６が順次積
層されるとともに、透明電極７上に立体障害803が立設
されて構成されている。立体障害803は、先端が上側基
板801に当接するように形成されており、その表面には
配向膜が形成されていない。立体障害803は、本実施例
では、菱形の横断面形状を有し、先端部が基部より細く
なるよう傾斜した側面を有する柱状に形成されている。
また、立体障害803は、本実施例では、フォトレジスト
で構成されている。また、立体障害803は後述するよう
に撥水性を有しているので、製造工程において配向剤が
はじかれ、そのため表面に配向膜を有しないものとなっ
ている。
【０２４９】次に、上記液晶表示素子Ｊの製作工程にお
けるラビング処理を詳しく説明する。
【０２５０】図６６は、図６５の液晶表示素子の下側基
板の配向処理を模式的に示す平面図である。
【０２５１】図６５、図６６に示すように、立体障害80
3は、ラビング方向69に対し、その菱形の断面の対角線
が略平行になるように下側基板802上に形成されてい
る。そして、下側基板802に、符号69で示す方向にラビ
ングを施した。すると、以下の知見が得られた。すなわ
ち、下側基板802上の立体障害803の周辺部に、該立体障
害803によるラビングのこすり下げ部分（以下、ラビン
グの影部分という。実施の形態１８参照）804が形成さ
れる。そして、このラビングの影部分804において、立
体障害803に近い部分に無ラビング領域805が形成され、
それ以外の立体障害803から少し離れた部分に、通常の
ラビング方向69とは異なった方向にラビングされた異方
向ラビング領域806が形成される。
【０２５２】これは、本実施の形態では、ラビング布
（図示せず）が立体障害803を乗り越えるので、基板802
面にラビング布が接触しない領域が生じてそれが無ラビ
ング領域805となり、また、ラビング布がはじかれるこ
とにより通常のラビング方向69とは異なった方向にラビ
ングされる領域を生じてそれが異方向ラビング領域806
となるためである。
【０２５３】そして、上側基板801には、通常のラビン
グ方向69にラビングを施した。
【０２５４】このように配向処理された液晶表示素子Ｊ
では、図６６に示すように、異方向ラビング領域806に
おいて、液晶層４は、その配向処理方向に従ってラビン
グ方向69に対し角度を持って配向し、無ラビング領域80
5において、液晶層４は立体障害803の撥水性又は親水性
に応じた方向に配向する。そして、液晶表示素子Ｊのこ
れら以外の領域において、液晶層４はパラレル配向をす
る。つまり、異方向ラビング領域806内に、ラビング方
向69に対し互いに逆方向に捩れたツイスト配向同士が相
接するように形成され、それらツイスト配向がパラレル
配向領域内に局所的に存在している。そのため、従来の
構成の単純セルに比べて、ベンド転移する部分が格段に
増加し、その結果、転移電圧が低くなるとともに、転移
の確実性も格段に向上した。また、ラビング方向69に対
し互いに逆方向に捩れたツイスト配向同士が相接する箇
所を、ラビングにより効果的に形成することができた。
【０２５５】ここで、ラビングの影部分804のラビング
方向69における長さは、ラビング布の押し込み量Ｄｐ
（図６７参照）によって変化する。例えば、押し込み量
Ｄｐ＝０．３ｍｍとしたとき、この領域804の上記長さ
はおよそ１５〜３０μｍ程度、Ｄｐ＝０．７ｍｍとした
とき、上記長さは１０〜２０μｍ程度であった。すなわ
ち、ラビングする際に、押し込み量Ｄｐを変化させるこ
とによりラビングの影部分804の上記長さを制御するこ
とができる。
【０２５６】また、本実施例では、立体障害803の側面
は、基部から先端に向かうに連れて内方に傾斜するよう
に形成されているが、このように、立体障害803の側面
を傾斜させると、立体障害803に撥水性が現れることが
見出された。立体障害803の撥水性は、その側面の傾斜
角が大きくなる程、強くなる。そして、立体障害803
は、その側面が３０度程度の傾斜角である場合から撥水
性が現れはじめ、９０度付近の傾斜角である場合まで撥
水性を示した。この立体障害803は、先端部より基部を
小さくしてもよい。そのようにしても撥水性が得られ
る。この立体障害803の撥水性の効果については、実施
例１９で詳しく説明する。
【０２５７】なお、上記では液晶表示素子Ｊが基本的構
成を有する場合を説明したが、本実施例では、立体障害
及びその周辺部に電圧が印加されればよいので、アクテ
ィブマトリクスタイプその他の液晶表示素子にも、本実
施例を上記と同様に適用することができる。 （実施例１７） 図６８は本実施の形態の実施例１７に係る液晶表示素子
の下側基板の配向処理を模式的に示す平面図である。
【０２５８】図６８を参照して、実施例１６では、ラビ
ング方向69と基板802のラビング用ローラに対する移動
方向591とのなす角度、すなわちバイアス角度（実施の
形態１８参照）Θを略ゼロ度としたが、本実施例では、
このバイアス角度Θを変化させ、立体障害803によるラ
ビングの影部分804における配向処理を詳細に観察し
た。その結果、バイアス角度Θをある角度以上にする
と、図示するように、異方向ラビング領域806における
配向処理を、ラビング方向69から見て左右非対称（以
下、単に左右非対称という）にすることが可能なことが
見出された。具体的には、バイアス角度Θをゼロ度から
増大させていくと、約１５度ぐらいのバイアス角度Θか
ら左右非対称性が顕著になり始め、３０度から４５度程
度のバイアス角度Θで左右非対称性が非常に大きくなっ
た。このように、異方向ラビング領域806における配向
処理の左右非対称性を大きくすると、実施例２０で詳し
く述べるように、複数の立体障害を、各々のラビングの
影部分804が互いに重なり合うように配設することによ
り、互いに逆方向に捩れた２つのツイスト配向を安定に
形成することができる。 （実施例１８） 図６９は本実施の形態の実施例１８に係る液晶表示素子
の製造方法に用いるラビング用ローラの構成を示す模式
図である。
【０２５９】図６９に示すように、本実施例において
は、ラビング用ローラ517は、ラビング布のバフ毛（繊
維）812が、ローラの回転軸方向に傾くよう、地布面811
に植毛されている。このようなバフ毛812は、基板に対
し角度を持って接触することになるため、立体障害によ
る影部分の配向処理の左右非対称性が大きなる。
【０２６０】よって、本実施例によれば、立体障害によ
る影部分の配向処理の左右非対称性を大きくすることが
できる。
【０２６１】また、その回転軸方向に傾くようにラビン
グ布のバフ毛812が地布面811に植毛されたローラを用
い、かつ基板の送り方向にバイアス角度を持たせるよう
にしてラビングすることにより、異方向ラビング領域の
配向処理の左右非対称性を非常に大きくすることができ
た。 （実施例１９） 図７０は、本実施の形態の実施例１９に係る液晶表示装
置の下側基板の無ラビング領域における液晶の配向を模
式的に示す平面図である。
【０２６２】図７０において、本実施例では、実施例１
６と異なり、下側基板802上に形成された立体障害803が
撥水性の材料で構成されている。これ以外の点は実施例
１６と同様である。
【０２６３】このような構成とすると、立体障害803周
辺の無ラビング領域805内において、液晶をラビング方
向69（図６６参照）とは異なった方向808に配向させる
ことができる。これは、立体障害803の撥水性によって
液晶が立体障害803の側面に垂直に配向するためであ
る。
【０２６４】ここで、実施例１６で述べた、立体障害80
3の側面を傾斜させることにより現れる撥水性によって
も、本実施例における撥水性の効果と同様の効果が得ら
れる。そして、本実施例においても、立体障害803は側
面が実施例１６と同様に傾斜している。このように、撥
水性材料で構成された立体障害803の側面を、基部から
先端に向かうに連れて内方に傾斜するよう形成すると、
非常に強い撥水性を示すことが判明した。
【０２６５】以上に述べたように、立体障害803に撥水
性を持たせるとともにその周辺部に無ラビング領域805
を形成すると、該無ラビング領域805において液晶が立
体障害803の側面に垂直に配向し、それにより、平面視
において放射状の配向が得られるため、互いに逆方向に
捩れかつ相接する２つのツイスト配向を、効果的に、パ
ラレル配向領域内に形成することができる。 （実施例２０） 図７１は、本実施の形態の実施例２０に係る液晶表示素
子の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。
【０２６６】図７１に示すように、本実施例では、実施
例１６と異なり、下側基板802上に、複数（図では２
つ）の立体障害803が、各々のラビングの影部分804が互
いに重なり合うように配設され、下側基板802にその送
り方向519にバイアス角度Θを持たせるようにしてラビ
ングが施され、かつ各々の立体障害803が撥水性の材料
で構成されている。
【０２６７】このような構成とすると、複数の立体障害
803の異方向ラビング領域806が互いに重なり合い、かつ
バイアス角度Θを有するラビングにより各異方向ラビン
グ領域806の配向に左右非対称性が付与されるため、立
体障害803が単独に配設された場合に比べて、互いに逆
方向に捩れた２つのツイスト配向を、さらに安定して形
成することができた。ここで、立体障害803同士の距離
が１０〜３０μｍの場合に、互いに逆方向に捩れた２つ
のツイスト配向を安定して形成する効果が非常に高かっ
た。さらに、本実施例では、各立体障害803が撥水性を
有するので、それによって、さらに上記効果が増大す
る。このため、本実施例に係る液晶表示素子に転移電圧
を印加したところ、従来の単純セルに比べて転移が発生
する箇所が格段に増加し、液晶パネル全体が転移する電
圧が格段に低くなり、かつ転移に要する時問が大きく短
縮された。 （実施例２１） 上記実施例１６〜２０では立体障害の断面形状を菱形と
したが、本実施の形態の実施例２１では、これを他の形
状としたものである（図示せず）。例えば、立体障害の
断面形状を円形や四角形とすることができる。立体障害
の断面形状をこのような形状とすると、菱形形状とする
場合より互いに逆方向に捩れた２つのツイスト配向を形
成する効果は小さくなるが、立体障害の形成が容易にな
るというメリツトがある。 （実施例２２） 上記実施例１６及び実施例１９では立体障害を撥水性と
したが、本実施の形態の実施例２２では、立体障害を親
水性としたものである（図示せず）。その他の点は実施
例１６と同様である。このような構成とすると、立体障
害の周辺の液晶が該立体障害の側面に平行に配向する。
しかし、液晶の配向方向が変化するのは、立体障害の周
辺の無ラビング領域内だけであるから、実施例１６と同
様に、異方向ラビング領域に、互いに逆方向に捩れた２
つのツイスト配向を効果的に形成することができる。そ
して、本実施例によれば、親水性の材料は配向剤をはじ
きにくいので、立体障害の表面に配向膜が形成されるた
め、立体障害の周囲に形成されるパラレル配向領域の配
向を余り乱さないというメリットがある。 （実施例２３） 本実施の形態の実施例２３は、立体障害を、基板間隔を
保持する柱スペーサで構成したものである（図示せ
ず）。立体障害を柱スペーサで構成すると、立体障害を
別途設ける必要がないため、液晶表示素子を容易に作製
することができる。また、柱スペーサの材料には、撥水
性を強く示すもの、親水性を示すもの等様々なものがあ
るため、立体障害周辺部の液晶の配向を制御することが
比較的容易となる。 （実施例２４） 本実施の形態の実施例２４は、液晶表示素子をアクティ
ブマトリクスタイプのものとし、アレイ基板のアレイ構
造の段差を立体障害として利用したものである。本実施
例では、アレイ基板のアレイを形成する過程において、
最大２μｍの段差を形成することができた。この段差を
利用してラビングを制御することにより、転移核となる
異方向ラビング領域（実施例１６参照）を形成すること
ができた。本実施例では、柱スペーサを立体障害として
利用する場合に比べると、転移核が発生する確率は低下
したが、アレイ基板の作製にー般に採用しているアレイ
プロセスの変更だけで済むため、立体障害を容易に形成
できるメリツトがある。 （実施例２５） 実施例１６、１９では立体障害の表面を撥水性として垂
直配向性に、実施例２２では親水性として水平配向性に
した。本実施の形態の実施例２５は、立体障害としての
柱スペーサの周辺に配向膜のテーパを形成することで配
向方位を制御したものである。
【０２６８】図７２は本実施例に係る液晶表示素子の下
側基板の液晶の配向を模式的に示す概念図であって、
(a)は平面図、(b)は(a)のXXXXXXXIIb−XXXXXXXIIb矢視
断面図である。
【０２６９】図７２(a)、(b)において、下側基板802上
には複合柱スペーサを構成する３つ柱スペーサ803が形
成されている。下側基板802の表面には配向膜824が形成
されているが、各柱スペーサ803の表面には配向膜824が
形成されていない。そして、配向膜824は、各柱スペー
サ803の周辺で、柱スペーサから離れるに連れて膜厚が
薄くなるようなテーパ824aが付されている。この下側基
板802は、実施の形態２の図２２と同様のラビング処理
が施されている。
【０２７０】このような構成とした結果、図７２(a)に
示すように、各柱スペーサ803の周辺821では液晶分子82
1aは該柱スペーサ803の側面に対して平行に配向する特
性を示した。しかし、その外側の領域822では、液晶分
子822aは、テーパの方向に従って配向し、さらにその外
側の領域823では、液晶分子823aは、ラビング処理の方
向に従って配向した。
【０２７１】本実施例においては、このように配向膜82
4にテーパ824aを付すことにより、実施例１９で示した
ような柱スペーサ803から放射状に延びる配向を実現す
ることができた。これにより、液晶をスプレイ配向から
ベンド配向への転移させる際に、転移の核が形成され
た。
【０２７２】上記テーパ構造は、配向膜を用いて形成す
るものに限るものではない。例えば、テーパが形成され
るように樹脂をコーティングしてもよく、また、フォト
レジストでテーパを形成してもよい。但し、配向膜を用
いてテーパを形成することがもっとも簡便であった。
【０２７３】テーパ構造の傾斜角は０．２度以上であれ
ばよく、マージンはかなり広い。
【０２７４】なお、本実施例では、柱スペーサ803の周
辺の傾斜構造は、直線的に傾斜しているが、曲線的であ
ってもよい。 （実施例２６） 本実施の形態の実施例２６は、異配向方位領域を垂直配
向領域としたものである。
【０２７５】ベンド配向はパネルのセル厚方向における
中央部で液晶が立っている構造であるため、片側の基板
にでも液晶が立っている又はプレチルトが高い状態を形
成すると転移が良好に発生した。
【０２７６】本実施例では、ラビングを遮蔽する立体障
害として柱スペーサを用い、この柱スペーサが形成され
た基板をラビングすることでラビング遮蔽領域を形成
し、このラビング遮蔽領域を垂直配向となるようにし
た。
【０２７７】すなわち、まず、柱スペーサの形成された
基板に、配向膜として垂直配向性の強い膜を塗布し、硬
化する。この基板にラビング処理を施すと、柱スペーサ
の背後の部分にラビングがなされないラビングの影領域
が発生する。この現象は、図３６(ｂ)に示したものとほ
ぼ同じである。但し、このラビングの影領域が垂直配向
（基板面に垂直な配向）になる点が、図３６(b)の場合
と異なっている点であり、本実施例の特徴である。そし
て、液晶をスプレイ配向からベンド配向へ転移させる際
に、この垂直配向領域を核に転移が発生した。
【０２７８】この垂直配向領域は厳密に垂直である必要
はない。この垂直配向領域は、プレチルトが２０度以上
の部分があればよく、望ましくはプレチルトが４０度以
上であるのがよい。プレチルトが４０度以上であれば、
電源を切断した後でもこの垂直配向領域はベンド配向を
保持した。
【０２７９】また、本垂直配向領域は両側の基板に形成
しても、片側の基板に形成してもよい。
【０２８０】
【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、速くかつ確実にスプレイ配向からベンド配向へ
転移することができるという効果を奏する。そのため、
その実用的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の実施例１に係るテスト
セルの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のテストセルの製造プロセスを示す断面図
である。
【図３】図１のテストセルの製造プロセスを示す断面図
である。
【図４】フォトマスクを示す平面図である。
【図５】図１の基板のラビング方向を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の実施例２に係るテスト
セルの構成を模式的に示す断面図である。
【図７】フォトマスクを示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の実施例３に係るテスト
セルの構成を模式的に示す断面図である。
【図９】図８のテストセルの製造プロセスを示す断面図
である。
【図１０】マスクを示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の実施例４に係る液晶
表示素子の構成を示す断面図である。
【図１２】図１１の液晶表示素子の各光学素子の配置方
向を示す平面図である。
【図１３】図１１の液晶表示素子の正面における電圧−
透過率特性を示すグラフである。
【図１４】従来のＯＣＢモード型液晶表示素子の構成を
模式的に示す断面図である。
【図１５】図１のテストセルの下側基板の突起の配置を
模式的に示す平面図である。
【図１６】図６のテストセルの下側基板の溝の配置を模
式的に示す平面図である。
【図１７】図８のテストセルの下側基板の配向処理状態
を模式的に示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１の実施例６に係る液晶
表示素子の各光学素子の配置方向を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る液晶表示素子の
構成を示す平面図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。
【図２１】図１９の複合柱スペーサの形態を示す平面図
である。
【図２２】図２１の複合柱スペーサによって形成された
配向処理状態を示す概念図である。
【図２３】ＴＦＴ基板上に形成された、複合柱スペーサ
を形成するための凹凸を模式的に示す断面図である。
【図２４】ツイスト配向した液晶分子に隣接する液晶分
子の挙動を模式的に示す図であり、(a)は電圧を印加し
ない場合の状態を示す断面図、(b)は電圧を印加しない
場合の状態を示す平面図、(c)は所定の電圧を印加した
場合の状態を示す断面図、(d)は電圧を印加した場合の
状態を示す平面図である。
【図２５】図１９の液晶表示素子を転移させるために用
いた転移電圧の波形を示す図である。
【図２６】転移電圧に対する転移核発生率の変化を示す
図である。
【図２７】複合柱スペーサの変形例を示す平面図であ
る。
【図２８】複合柱スペーサを画素電極上に形成した変形
例を模式的に示す平面図である。
【図２９】複合柱スペーサをカラーフィルタ基板にカラ
ーフィルタの段差を利用して形成した変形例を示す断面
図である。
【図３０】カラーフィルタ基板に、複合柱スペーサが当
接しないようにするための凹部を形成した変形例を示す
断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態４に係る液晶表示素子の
構成を模式的に示す断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の
構成を模式的に示すブロック図である。
【図３３】本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の
構成を模式的に示すブロック図である。
【図３４】液晶表示素子における液晶の安定条件を示す
概念図であり、(a)は基本的な液晶の安定条件を示す
図、(b)はパラレル配向及びツイスト配向における液晶
の安定条件を示す図である。
【図３５】局所的にツイスト配向領域が形成された液晶
表示素子におけるスプレイ−ベンド転移の過程を模式的
に示す概念図であり、(a)は互いに逆方向の２つのツイ
スト配向領域が相接する場合を示す図、(b)は一方のツ
イスト角が９０度である場合を示す図、(c)は一方のツ
イスト角が９０度以上である場合を示す図、(d)は互い
に同方向の２つのツイスト配向領域が相接する場合を示
す図である。
【図３６】本発明の実施の形態８に係る液晶表示素子の
一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図であって、
(a)は１回目のラビングを施した後の状態を示す図、(b)
は２回目のラビングを施した後の状態を示す図である。
【図３７】本発明の実施の形態９に係る液晶表示素子の
一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図である。
【図３８】本発明の実施の形態１０に係る液晶表示素子
の一方の基板の配向処理を模式的に示す平面図である。
【図３９】本発明の実施の形態１２に係る液晶表示素子
のアクティブマトリクス基板の構成を模式的に示す平面
図である。
【図４０】本発明の実施の形態１４に係る液晶表示素子
の基板の配向処理の状態を模式的に示す平面図である。
【図４１】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す断面図である。
【図４２】本発明の実施の形態１６に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は
平面図である。
【図４３】図４２の液晶表示素子に印加される駆動電圧
の波形を示すグラフである。
【図４４】本発明の実施の形態１７に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す図であって、(a)は断面図、(b)は
平面図である。
【図４５】図４４の液晶表示素子に印加される駆動電圧
の波形を示すグラフである。
【図４６】本発明の実施の形態１８に係る液晶表示素子
の製造方法を示す模式図である。
【図４７】本発明の実施の形態１８に係る液晶表示素子
の基板の配向処理の状態を示す平面図である。
【図４８】本発明の実施の形態１９に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す平面図である。
【図４９】図４８のXXXXIX−XXXXIX矢視断面図である。
【図５０】本発明の実施の形態２０に係る液晶表示素子
の構成を模式的に示す平面図である。
【図５１】図５０のXXXXXI−XXXXXI矢視断面図である。
【図５２】本発明の実施の形態２０の実施例７に係る液
晶素子の下側基板の構成を示す斜視図である。
【図５３】図５０の液晶表示素子に印加される転移電圧
の波形を示す図である。
【図５４】液晶のスプレイ配向からベンド配向への転移
を説明するための図であり、(a)はスプレイ配向を示す
液晶表示素子の断面図、(b)はベンド配向を示す液晶表
示素子の断面図である。
【図５５】液晶の１８０度ツイスト配向を示す液晶表示
素子の断面図である。
【図５６】不完全囲繞体の外周面を傾斜させた構成例を
示す下側基板の斜視図である。
【図５７】本発明の実施の形態２０の実施例８に係る液
晶表示素子の下側基板の構成を示す斜視図である。
【図５８】本発明の実施の形態２０の実施例９に係る液
晶表示素子の下側基板の構成を示す斜視図である。
【図５９】本発明の実施の形態２０の実施例１０に係る
液晶表示素子の下側基板の構成を示す図であり、(a)は
ビーズスペーサを一部が開放された環状に凝集させた構
成例を示す平面図、(b)はビーズスペーサを互いの間に
隙間を有してほぼ環状に並ぶように凝集させた構成例を
示す平面図、(c)はビーズスペーサを環状に閉じるよう
に凝集させた構成例を示す平面図である。
【図６０】本発明の実施の形態２０の実施例１１に係る
液晶表示素子の下側基板の構成を示す図であり、(a)は
欠落部として貫通孔を有する不完全囲繞体を設けた構成
例を示す斜視図、(b)は欠落部として上方に開放された
切欠部を有する不完全囲繞体を設けた構成例を示す斜視
図、(c)は欠落部として下方に開放された切欠部を有す
る不完全囲繞体を設けた構成例を示す斜視図である。
【図６１】本発明の実施の形態２３の実施例１２に係る
液晶表示素子の構成を模式的に示す画素単位の断面図で
ある。
【図６２】本発明の実施の形態２３の実施例１２に係る
液晶表示素子の構成を模式的に示す画素単位の平面図で
ある。
【図６３】本発明の実施の形態２３の実施例１３に係る
液晶表示素子の構成を模式的に示す画素単位の平面図で
ある。
【図６４】本発明の実施の形態２３の実施例１４に係る
液晶表示素子の構成を模式的に示す画素単位の平面図で
ある。
【図６５】本発明の実施の形態２４の実施例１６に係る
液晶表示素子の基本構造を示す断面図である
【図６６】図６５の液晶表示素子の下側基板の配向処理
を模式的に示す平面図である。
【図６７】ラビング布の押し込み量を説明するための模
式図である。
【図６８】本発明の実施の形態２４の実施例１７に係る
液晶表示素子の下側基板の配向処理を模式的に示す平面
図である。
【図６９】本発明の実施の形態２４の実施例１８に係る
液晶表示素子の製造方法に用いるラビング用ローラの構
成を示す模式図である。
【図７０】本発明の実施の形態２４の実施例１９に係る
液晶表示装置の下側基板の無ラビング領域における液晶
の配向を模式的に示す平面図である。
【図７１】本発明の実施の形態２４の実施例２０に係る
液晶表示素子の液晶の配向状態を模式的に示す平面図で
ある。
【図７２】本発明の実施の形態２４の実施例に係る液晶
表示素子の下側基板の液晶の配向を模式的に示す概念図
であって、(a)は平面図、(b)は(a)のXXXXXXXIIb−XXXXX
XXIIb矢視断面図である。
【符号の説明】 １，８ ガラス基板 ２，７ 透明電極 ３，６ 配向膜 ４ 液晶層 ４’ ツイスト配向した液晶分子に隣接する液晶分子 ４” ツイスト配向した液晶分子 ４ａ スプレイ配向の液晶分子 ４ｂ ベンド配向の液晶分子 ５ スペーサ ９ 液晶セル 10 突起 11,14 負の一軸性フィルム位相板 12,15 主軸がハイブリッド配列した負の屈折率異方性
を有する光学媒体よりなる位相差板 13,16 偏光板 17,18 位相補償板 19 正の一軸性フィルム位相板 20 フォトレジスト薄膜 21 フォトマスク 22 フォトマスク開口部 23 平行紫外線 30 溝 31 紫外線照射方向 32 紫外線の偏波面の延在方向 51 単位配向処理領域 61 ゲート線 62 ソース線 63 画素 64 画素電極 65 補助容量電極 66 スイッチ素子 67 ブラックマトリクス 68,77 絶縁層 69 ラビング方向 70 異方向配向処理領域 71 周囲の領域 72,86 凹部 73 カラーフィルタ等を含む層 74 平坦化層 75 配線層 76 カラーフィルタ 79 対向電極 80,81 矢印 84 セル厚方向 101 上側基板 102 下側基板 103 突起 104 溝 121 マスク 122 マスクの開口部 201 カラーフィルタ基板 202 ＴＦＴ基板 203 複合柱スペーサ 203A,203B,203C 柱スペーサ 204 辺 205 ラビングが左右からぶつかる領域 301,308 液晶表示装置 302 コントローラ 303 基準電源回路 304 ゲートドライバ 305 ソースドライバ 306 転移電圧印加回路 307 映像信号 310 転移電圧印加用電極 401 パラレル配向領域 402 左回りツイスト領域 403 右回りツイスト領域 404 通常配列ツイスト 405 ベンド転移 406 ツイスト角が９０度の領域 407 ツイスト角が９０度以上の領域 408 左回りツイスト領域 501 基板 502 柱スペーサ 503 影領域 504 キズ 505 右回りツイストの領域 506 左回りツイストの領域 507 基準方向 508 ツイスト配向領域 509 ツイスト配向領域の配向方向 510 立体障害 511 柱スペーサの周辺に位置する液晶分子の配向方向 512 ダミーパターン 513 横電界 514 画素電圧 515 対向電圧 516 ゲート電圧 517 ラビング用ローラ 518 ローラの回転方向 519 ラビングの影部分 518a,519c 右方向にラビングされる領域 518b,519d 左方向にラビングされる領域 520 接触箇所 540 パラレル配向領域 541 全体的なパラレル配向領域 542 表示域 543 柱スペーサが形成される箇所 544 ジグザグ形状 544a,544b 傾斜直線 545 対向電圧及びゲート電圧がローレベルである期間 591 基板の移動方向 601 不完全囲繞体 601a 外周面 602 欠落部 603 過渡的配向保存領域 611a,611b,611c,611d 板状体 612 ビーズスペーサ 701 カラーフィルタ基板 702 アレイ基板 703 位相補償板 704 配向処理方向 711 横電界によるツイスト配向 712 転移核 801 上側基板 802 下側基板 803 立体障害 804 ラビングの影部分 805 無ラビング領域 806 異方向ラビング領域 811 地布面 812 バフ毛 821 柱スペーサの周辺 821a,822a,8223a 液晶分子 822 柱スペーサの周辺の外側の領域 823 柱スペーサの周辺のさらなる外側の領域 824 配向膜 Ａ〜Ｃ テストセル（液晶表示素子） Ｄ〜Ｊ 液晶表示素子 Ｄｐ 押し込み量 Ｐ ジグザグ形状のピッチ θ 照射角度 Θ バイアス角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 好紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 服部 勝治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 上村 強 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 分元 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 津田 圭介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 田窪 米治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−262423（ＪＰ，Ａ) 特開2000−155317（ＪＰ，Ａ) 特開2001−235748（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/137 G02F 1/1337 G02F 1/1343 G02F 1/1362 G02F 1/133 G09F 9/00 - 9/46

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対向する一対の基板間に液晶が配置さ
    れ、 一方の前記基板上にソース線、ゲート線、スイッチング
    素子、及び画素電極が形成されており、前記スイッチン
    グ素子は前記ゲート線、前記ソース線、および前記画素
    電極に接続されており、 他方の前記基板には対向電極が形成されており、 電源オフ状態での前記液晶の初期配向状態と、表示に用
    いる際の前記液晶の表示配向状態とが異なっており、画
    像を表示させる前に前記初期配向状態から前記表示配向
    状態に前記液晶の配向を変化させる初期化が必要であっ
    て、 前記画素電極の縁部がジグザグ形状であって、 前記初期化の際には、相隣合う前記ソース線に交互に極
    性が異なる電圧が印加されることにより、局所的に他の
    領域と配向方向が異なっている異配向領域が形成される
    液晶表示素子。
  2. 【請求項２】 前記ソース線の縁部がジグザグ形状であ
    って、ジグザグ形状の前記画素電極の縁部と互いに噛み
    合っている、請求項１に記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項３】 前記ソース線の縁部と前記画素電極の縁
    部との間に横電界が発生する、請求項２に記載の液晶表
    示素子。
  4. 【請求項４】 対向する一対の基板間に液晶が配置さ
    れ、 一方の前記基板上にソース線、ゲート線、スイッチング
    素子、及び画素電極が形成されており、前記スイッチン
    グ素子は前記ゲート線、前記ソース線、および前記画素
    電極に接続されており、 他方の前記基板には対向電極が形成されており、 電源オフ状態での前記液晶の初期配向状態と、表示に用
    いる際の前記液晶の表示配向状態とが異なっており、画
    像を表示させる前に前記初期配向状態から前記表示配向
    状態に前記液晶の配向を変化させる初期化が必要であっ
    て、 前記画素電極の縁部および前記ゲート線の縁部が共にジ
    グザグ形状であって互いに噛み合っており、 前記初期化の際には、互いに噛み合っている前記画素電
    極の縁部と前記ゲート線の縁部との間に横電界を発生さ
    せることにより、局所的に他の領域と配向方向が異なっ
    ている異配向領域が形成される液晶表示素子。
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