(57)【要約】【課題】良好な視角特性が容易に得られ、表示性能が向上した液晶表示素子を実現する。【解決手段】一対の上側基板１ａと下側基板１ｂの対向する面にそれぞれ透明電極２ａ、２ｂを設け、これらの電極２ａ、２ｂの対向する部分に無電極部となるスリット部３ａ、３ｂを形成する。また、これらの電極上に配向処理がなされた配向膜４ａ、４ｂを設け、その間に液晶層５を挟持させる。そして、配向膜４ａ、４ｂにおける液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する面に電極を備えた一対の基板と、前記電極上に設けられ配向処理がなされた配向膜と、前記一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記配向膜における液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記一対の基板の電極は、対向する部分に交互にスリット状の無電極部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶層の液晶分子は、前記配向処理によって配向膜の表面における配向方向が、配向処理の方向に対し概ね９０°の角度をなしていることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記配向処理はラビングであり、該配向処理を行う方向がラビングを行う方向であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記配向処理は偏光の照射であり、該配向処理を行う方向が照射する偏光の偏光軸方向であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記配向膜はポリビニルシンナメートであることを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記配向膜はポリイミドであることを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示素子。
【請求項８】
動作モードがＴＮモードであることを特徴とする請求項１ないし７何れか記載の液晶表示素子。
【請求項９】
対向する面に電極を備えた一対の基板と、前記電極上に設けられ配向処理がなされた配向膜と、前記一対の基板に挟持された液晶層を有する液晶表示素子の製造方法であって、前記配向膜における液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成するようにしたことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記一対の基板の電極に対して、対向する部分に交互にスリット状の無電極部を設けるようにしたことを特徴とする請求項９記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記液晶層の液晶分子に対して、前記配向処理によって配向膜の表面における配向方向が、配向処理の方向に対し概ね９０°の角度をなすようにしたことを特徴とする請求項９または１０記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
前記配向処理はラビングであり、該配向処理を行う方向がラビングを行う方向であるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記配向処理は偏光の照射であり、該配向処理を行う方向が照射する偏光の偏光軸方向であるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視角特性を改善した液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ＴＮ−ＬＣＤの視角特性を改善するために、電極のスリットによる斜め電界を用いた方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この方法によれば、透明電極への加工だけで特別な工程を追加しなくても、ＴＮの２ドメイン配向が得られ、視角特性が大幅に改善される。
【０００４】
しかしこの方法では、液晶セルがプレティルト角を持ってしまうと、スリットによる斜め電界が効かずにプレティルト角方向から一律に液晶分子が立ち上がってしまい、２ドメイン配向にはならず、通常のＴＮ−ＬＣＤと同様な視角依存性を持ってしまう。
【０００５】
また、上記の特許文献１で開示されているように、片側の基板のラビング方向を通常のＴＮ−ＬＣＤとは逆の方向にして、セル中央の液晶分子のティルト角を０度にする方法が有効であるが、この方法でも両基板間のラビング条件のわずかな違いにより中央の液晶分子が０度にならず、ティルト角を持ってしまうことがある。これにより、やはりスリットによる斜め電界が効かずにプレティルト角方向から一律に液晶分子が立ち上がってしまい、２ドメイン配向にはならず、通常のＴＮ−ＬＣＤと同様な視角依存性を持ってしまう。セル全面がこのようになることは少ないが、一部の領域でも視角特性を持ってしまうと、そのセルは見難いものになってしまう。
【０００６】
また、プレティルト角が小さくても良好な表示特性が得られるようにすることが、他にも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１９４６５６号公報
【特許文献２】
特開平９−２９７３０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示素子にあっては、上記のように電極スリットによる斜め電界を印加した場合でも通常のＴＮ−ＬＣＤと同様な視角依存性を持ってしまい、良好な視角特性が得られないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、良好な視角特性が容易に得られ、表示性能が向上した液晶表示素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示素子は、対向する面に電極を備えた一対の基板と、前記電極上に設けられ配向処理がなされた配向膜と、前記一対の基板に挟持された液晶層を有し、前記配向膜における液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成したものである。
【００１１】
また、前記一対の基板の電極は、対向する部分に交互にスリット状の無電極部が設けられており、更に、前記液晶層の液晶分子は、前記配向処理によって配向膜の表面における配向方向が、配向処理の方向に対し概ね９０°の角度をなしているものである。
【００１２】
また、前記配向処理はラビングであり、該配向処理を行う方向がラビングを行う方向であるか、あるいは前記配向処理は偏光の照射であり、該配向処理を行う方向が照射する偏光の偏光軸方向であるようにしたものである。
【００１３】
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、対向する面に電極を備えた一対の基板と、前記電極上に設けられ配向処理がなされた配向膜と、前記一対の基板に挟持された液晶層を有する液晶表示素子の製造方法であって、前記配向膜における液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成するようにしたものである。
【００１４】
また、前記一対の基板の電極に対して、対向する部分に交互にスリット状の無電極部を設けるようにし、更に、前記液晶層の液晶分子に対して、前記配向処理によって配向膜の表面における配向方向が、配向処理の方向に対し概ね９０°の角度をなすようにしたものである。
【００１５】
また、前記配向処理はラビングであり、該配向処理を行う方向がラビングを行う方向であるようにするか、あるいは前記配向処理は偏光の照射であり、該配向処理を行う方向が照射する偏光の偏光軸方向であるようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００１７】
本発明によれば、２ドメイン配向を得るためにプレティルト角０°の配向を実現でき、視角特性に優れたＴＮ−ＬＣＤを得ることができる。具体的には、例えばラビング方向に対して直角な方向に平行配向させる配向膜を用いる。また、別の態様によれば、直線偏光の紫外線照射に対して偏光方向と直角な方向に液晶分子を平行配向させる配向膜を用いる。
【００１８】
図１は本発明に係る液晶表示素子の構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図（Ｉ−Ｉ′線断面図）である。
【００１９】
同図において、１ａは上側基板、１ｂは上側基板１ａと対向して配置された下側基板、２ａ、２ｂはこれらの基板１ａ、１ｂの内側に形成された透明電極で、対向する面にスリット状の無電極部であるスリット部３ａ、３ｂが設けられている。４ａ、４ｂは配向膜、５は液晶層である。
【００２０】
上記の液晶表示素子は、互いに対向する面に電極２ａ、２ｂを備えた一対の基板１ａ、１ｂと、その電極上に設けられ配向処理がなされた配向膜４ａ、４ｂと、上記一対の基板１ａ、１ｂに挟持された液晶層５を有し、上記配向膜４ａ、４ｂにおける液晶分子のプレティルト角を略０°にし、且つ２ドメイン型の液晶配列を構成している。
【００２１】
以下、上記構造を基にした参考例及び実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
【００２２】
（参考例１）
低プレティルト角の配向膜を用いて、通常のラビング方向で２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。
【００２３】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、低プレティルト角配向膜（日産化学工業製ＳＥ−１５０）を厚さ５００Åで塗布、焼成する。
【００２４】
２）上記の配向膜を形成した基板を、図２に示す方向にラビングする（上下基板とも）。図２の（ａ）の２１ａは上側基板のラビング方向（４５°）、（ｂ）の２１ｂは下側基板のラビング方向（４５°）を示している。スリットの長手方向は基板の左右方向である。
【００２５】
３）上記二枚の基板をラビング方向が図３に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００２６】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００２７】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、スリットによる斜め電界が効かずに、ラビング方向により規定されたティルト方向から液晶分子が立ち上がり、視角特性を持ってしまった。図４にツイストを解いた状態を示す。
【００２８】
（参考例２）
低プレティルト角の配向膜を用いて、片側基板のラビング方向を通常と逆にして２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。
【００２９】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、低プレティルト角配向膜（日産化学工業製ＳＥ−１５０）を厚さ５００Åで塗布、焼成する。
【００３０】
２）上記の配向膜を形成した基板を、図５に示す方向にラビングする（上下基板とも）。図５の（ａ）の２２ａは上側基板のラビング方向（４５°）、（ｂ）の２２ｂは下側基板のラビング方向（４５°）を示している。図５では上側のラビング方向が図２と逆になっていることが判る。スリットの長手方向は基板の左右方向である。
【００３１】
３）上記二校の基板をラビング方向が図５に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００３２】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００３３】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、ある領域ではスリットによる斜め電界のために２ドメイン配向となり、視角特性が改善されたが、その他の領域ではスリットによる斜め電界が効かずに、ラビング方向により規定されたティルト方向から液晶分子が立ち上がり、視角特性を持ってしまった。視角特性が改善された領域は全体の約１／３であり、セル全体として見難いものになってしまった。図７にツイストを解いた状態を示す。
【００３４】
〔実施例１〕
液晶分子をラビング方向に対して直角に平行配向させる配向膜を用いて、２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。このような配向膜では、プレティルト角は０°になる。
【００３５】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、液晶分子をラビング方向と直角に配向させる配向膜（ＪＳＲ製ＪＡＬＳ−４２８）を厚さ５００Åで塗布、焼成する。
【００３６】
２）上記の配向膜を形成した基板を図８に示す方向にラビングする（上下基板とも）。図８の（ａ）の１１ａは上側基板のラビング方向（４５°）、１２ａは液晶の配向方向を示し、（ｂ）の１１ｂは下側基板のラビング方向（４５°）、１２ｂは液晶の配向方向を示している。スリットの長手方向は基板の左右方向である。
【００３７】
３）上記二枚の基板をラビング方向が図９に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００３８】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００３９】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、セル全体に渡ってスリットによる斜め電界のために２ドメイン配向となり、視角特性が改善された。図１０にツイストを解いた状態を示す。
【００４０】
〔実施例２〕
配向膜としてポリビニルシンナメートを用い、２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。ポリビニルシンナメートは、液晶分子をラビング方向に対して直角に配向することができ、そのときのプレティルト角は０°になる。
【００４１】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、ポリビニルシンナメートを厚さ３００Åで塗布、焼成する。
【００４２】
２）上記の配向膜を形成した基板を図８に示す方向にラビングする（上下基板とも）。スリットの長手方向は基板の左右方向である。
【００４３】
３）上記二枚の基板をラビング方向が図９に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００４４】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００４５】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、セル全体に渡ってスリットによる斜め電界のために２ドメイン配向となり、視角特性が改善された。ツイストを解いた状態は、図１０に示すようになる。
【００４６】
〔実施例３〕
液晶分子を偏光照射時に照射偏光の偏光方向に対して直角に平行配向させる配向膜を用いて、２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。一般的なポリイミド液晶配向膜に直線偏光を照射した場合、液晶分子は偏光方向に対して直角に配向し、プレティルト角は０°になる。
【００４７】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、液晶分子を偏光方向と直角に配向させる配向膜（日産化学工業製ＳＥ−１５０）を厚さ５００Åで塗布、焼成する。
【００４８】
２）上記の配向膜を形成した基板に、偏光された紫外線を照射する。照射は基板法線方向から行い、基板上の偏光方向が図１１に示すようになるようにする。照射エネルギーは１Ｊ／ｃｍ２であった。図１１の（ａ）の１３ａは上側基板の照射偏光の偏光方向（４５°）、１４ａは液晶の配向方向を示し、（ｂ）の１３ｂは下側基板の照射偏光の偏光方向（４５°）、１４ｂは液晶の配向方向を示している。スリットの長手方向は基板の左右方向である。
【００４９】
３）上記二枚の基板を照射方向が図１２に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００５０】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００５１】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、セル全体に渡ってスリットによる斜め電界のために２ドメイン配向となり、視角特性が改善された。ツイストを解いた状態は、図１０に示すようになる。
【００５２】
〔実施例４〕
配向膜としてポリビニルシンナメートを用い、偏光照射により２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製する場合を説明する。偏光照射をした場合、ポリビニルシンナメートは液晶分子を偏光方向に対して直角に配向することができ、そのときのプレティルト角は０°になる。
【００５３】
１）所定のスリット電極パターン（図１参照；「１」という表示パターンにスリット入れた場合）を有するガラス基板に、ポリビニルシンナメートを厚さ３００Åで塗布、焼成する。
【００５４】
２）上記の配向膜を形成した基板に、偏光された紫外線を照射する。照射は基板法線方向から行い、基板上の偏光方向が図１１に示すようになるようにする。照射エネルギーは０．５Ｊ／ｃｍ２であった。スリトの長手方向は基板の左右方向である。
【００５５】
３）上記二枚の基板を照射方向が図１２に示す関係になるようにギャップコントロール材（触媒化成工業製シリカビーズ６．０μｍ）を介して重ね合わせ、メインシール材を硬化させる。
【００５６】
４）所定の大きさにガラスを切断した後、液晶（メルク製、Δｎ＝０．１５、左ツイスト）を真空注入法にてセル内に注入し、注入口を封止する。
【００５７】
このようにして、２ドメインＴＮ−ＬＣＤが作製される。この液晶表示素子に電圧を印加したところ、セル全体に渡ってスリットによる斜め電界のために２ドメイン配向となり、視角特性が改善された。ツイストを解いた状態は、図１０に示すようになる。
【００５８】
以上、実施例１から４で説明したように、ラビング方向に対して直角に液晶分子を水平配向させる配向膜、もしくは偏光方向に対して直角に液晶分子を水平配向させる配向膜を用いて２ドメインＴＮ−ＬＣＤを作製することにより、安定した２ドメイン配向が得られる。このため、視角特性が格段に向上し、表示性能が向上したものとなる。
【００５９】
なお、上記の実施例で述べた液晶表示素子の製造方法は、セグメントタイプの液晶表示素子のみならず、ドットマトリクスタイプの液晶表示素子やＴＦＴ駆動の液晶表示素子に対して適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、良好な視角特性が容易に得られ、表示性能が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示素子の構造を示す図
【図２】参考例１の上下の基板のラビング方向を示す説明図
【図３】参考例１の二枚の基板のラビング方向を示す説明図
【図４】参考例１のツイストを解いた状態を示す断面図
【図５】参考例２の上下の基板のラビング方向を示す説明図
【図６】参考例２の二枚の基板のラビング方向を示す説明図
【図７】参考例２のツイストを解いた状態を示す断面図
【図８】実施例１、２の上下の基板のラビング方向を示す説明図
【図９】実施例１、２の二枚の基板のラビング方向を示す説明図
【図１０】実施例１、２のツイストを解いた状態を示す断面図
【図１１】実施例３、４の上下の基板のラビング方向を示す説明図
【図１２】実施例３、４の二枚の基板のラビング方向を示す説明図
【符号の説明】
１ａ  上側基板
１ｂ  下側基板
２ａ  透明電極
２ｂ  透明電極
３ａ  スリット部
３ｂ  スリット部
４ａ  配向膜
４ｂ  配向膜
５  液晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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