(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填される負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶とを含み、
前記液晶分子は前記基板に対してほぼ垂直配向させられており、ここで、前記液晶分子が前記基板に対してほぼ垂直配向させられていることは前記液晶素子に光を照射することにより得られる、液晶素子。
【請求項２】
２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填しされる負の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、且つ、配向分割されており、
前記液晶分子が前記基板に対してほぼ垂直配向させられており、ここで、前記液晶分子が前記基板に対して垂直配向させられていることが前記液晶素子に光を照射することにより得られる、液晶素子。
【請求項３】
前記液晶分子が、前記２枚の基板のそれぞれの他の片面に配設された偏光板の偏光軸に対し、約４５°の傾きを有している請求項１又は２に記載の液晶素子。
【請求項４】
前記配向膜が平行配向用ポリイミドである請求項１に記載の液晶素子。
【請求項５】
２枚の基板のそれぞれの片面に所望の電極を形成するステップと、該電極の上にそれぞれ平行配向用の配向膜を形成するステップと、前記２枚の基板にそれぞれ形成された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成した間隙に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶を充填するステップと、前記２枚の基板間に充填された液晶分子に露光を行ない、液晶分子を基板に対してほぼ垂直配向させるステップとを含む液晶素子の製造方法。
【請求項６】
２枚の基板のそれぞれの片面に所望の電極を形成するステップと、該電極の上にそれぞれ平行配向用の配向膜を形成するステップと、前記２枚の基板にそれぞれ形成された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成した間隙に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶を充填するステップと、該２枚の基板のいずれか片側面又は両側面の所定領域にマスクを配置し、該２枚の基板間に充填された液晶分子に露光を行ない、液晶分子を基板に対してほぼ垂直配向させるステップとを含む液晶素子の製造方法。
【請求項７】
前記液晶分子に露光を行なうステップが、前記基板のいずれか片側面又は両側面から前記液晶に光を照射するステップである請求項５又は６に記載の液晶素子の製造方法。
【請求項８】
前記液晶分子に露光を行なうステップの前に、４００ｎｍ以下及び／又は６００ｎｍ以上の波長の光をカットするステップを含む請求項５又は６に記載の液晶素子の製造方法。
【請求項９】
前記露光に使用する光が、４００ｎｍから４５０ｎｍの波長を含む請求項８に記載の液晶素子の製造方法。
【請求項１０】
前記マスクがハーフトーンマスクを含む請求項６に記載の液晶素子の製造方法。
【請求項１１】
２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填される負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶とを設けた液晶素子の製造装置であって、
該２枚の基板のいずれか片側面又は両側面から該液晶に露光を行なう露光手段を含み、
前記液晶分子が光を照射された後、前記液晶分子が前記基板に対してほぼ垂直配向させられている液晶素子の製造装置。
【請求項１２】
２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填される負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶とを設けた液晶素子の製造装置であって、
該２枚の基板のいずれか片側面又は両側面の所定領域にマスクを配置する手段及び、該２枚の基板のいずれか片側面又は両側面から該液晶に露光を行なう露光手段を含み、
前記液晶分子が光を照射された後、前記液晶分子が前記基板に対してほぼ垂直配向させられている液晶素子の製造装置。
【請求項１３】
前記露光手段が、４００ｎｍから４５０ｎｍの波長を含む光を発光する請求項１１又は１２記載の液晶素子の製造装置。
【請求項１４】
前記露光手段が、４００ｎｍ以下及び／又は６００ｎｍ以上の波長をカットするフィルターを備えた請求項１１又は１２記載の液晶素子の製造装置。
【請求項１５】
前記マスクがハーフトーンマスクを含む請求項１２に記載の液晶素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子及びその製造方法並びにその製造装置に関し、特により詳しくは、電界制御複屈折効果型の垂直配向液晶素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電界制御複屈折効果（ＥＣＢ：Electrically-Controlled Birefringence ）型の垂直配向液晶素子は、電界で分子配向変化するネマチック液晶の複屈折率を変えることにより、波長分散特性を変化させ、透過光量及び透過光色を変化させるものである。一般的に、ＥＣＢ型の垂直配向液晶素子は、ガラス基板上に蒸着法等で透明電極を製膜する。この透明電極上に垂直配向用の配向膜を設け、２枚の上記ガラス基板を配向膜が対向するように組み立て、ガラス基板間に負の誘電率異方性を持った液晶を充填する。更に、ガラス基板の外側には偏光板又は偏光フィルムを設けたものである。
【０００３】
図８（ａ）に示すように、電圧が無印加の状態では、液晶分子１２は約８６°から８９°のプレチルト角を持っている。プレチルト角とは、液晶分子が基板に対して傾斜する角度のことである。なお、図８において基板及び電極は省略している。又、予めプレチルト角を９０°（垂直）にしようとすると、透明電極間に電圧を印加した時に、液晶分子１２がどの方向に傾斜するか定まらないので、予め９０°より少し傾いたプレチルト角を持たせておくのが一般的である。この状態で第１直交偏光板７４を通して液晶に入射させられた入射光（図中矢印）は、液晶分子１２によって複屈折されず、また、第２直交偏光板７６を通過することができない。これは、第１直交偏光板７４の偏光軸と第２直交偏光板７６の偏光軸が直交配置されているため、第２直交偏光板７６で光が遮られるからである。なお、第１直交偏光板７４及び第２直交偏光板７６は、板状の偏光板以外にフィルム状の偏光フィルムを使用できる。このことより、電圧が無印加の状態では、黒色が表示される。
【０００４】
次に、透明電極間に電圧を印加すると、図８（ｂ）に示すように、液晶分子１２が傾斜する。これは、負の誘電率異方性を持った液晶分子が、電界の方向に対して垂直方向へ配向しようとする性質を利用したものである。液晶に入射した光は、液晶分子１２の光異方性により複屈折して楕円偏光となるので、一部の光が第２直交偏光板７６を通過する。
【０００５】
液晶分子に垂直に近い配向を発生させながら、電界制御時には全ての液晶分子がそろった状態の傾斜を持たせる配向技術としては、（Ａ）ラビング処理によって垂直配向の配向膜を形成する方法と（Ｂ）酸化珪素等の金属化合物を基板上の透明電極に蒸着させて配向膜を形成する方法がある。（Ａ）ラビング処理によって垂直配向の配向膜を形成する方法は、基板上の透明電極に垂直配向用の配向膜である垂直配向用ポリイミド等を塗布する。上記の垂直配向用ポリイミド等による配向膜にラビング処理を行なうことによって、すべての液晶分子は一定方向に配向する。この方法によって、液晶分子が基板に対して垂直から少し傾いたプレチルト角（８６°から８９°）を持たせることができる。
【０００６】
しかし、（Ａ）ラビング処理によって垂直配向の配向膜を形成する方法は、ラビング処理時のパラメーター制御が困難である。これは、ラビング処理時のパラメーターが、布の毛の材質、毛の押し込み量（実際には毛の曲がり具合）、ローラーの回転速度、基板の移動速度、ラビング回数、ラビング圧力等の経験的に見出されたパラメーターを組み合わせたものであるからである。更に、上記のパラメーターに配向膜材料の種類等によるパラメーターが加わって、ラビング処理時のパラメーター制御を難しくする。例えば、ラビングによるラビング方向の筋（きず）が大きいと、表示品質の低下、詳しく述べると、液晶ディスプレイにおいて、表示に筋が発生する場合がある。又、ラビング強度（毛の押し込み量など）が弱い場合、ラビング方向の筋が浅くなり、液晶分子の配向がそろわず、液晶素子の不良が発生する。
【０００７】
次に、（Ｂ）酸化珪素等の金属化合物を基板上の透明電極に蒸着して配向膜を形成する方法は、真空装置内で酸化珪素等の金属酸化物を透明電極上に蒸着させ、配向膜として柱状構造物を透明電極上に形成する方法である。これは、透明電極に対する蒸着ビームの入射角度の制御により、柱状構造物の方向を透明電極に対して垂直に近くすることによって、液晶分子のプレチルト角を垂直に近い角度にすることができる。
【０００８】
しかし、蒸着により配向膜を形成する方法は、蒸着面積が広いと透明電極上に均一な傾斜を持った柱状構造物を形成することが困難であるため、用途は小型基板に限定されている。このため実用化されている基板は、一辺が２ｃｍから３ｃｍ程度の基板である。減圧下で基板を回転させながら蒸着させることで均一性を改善する方法も発表されているが、実用化されていない。又、配向規制力も弱いため、周辺シール材からの不純物等による配向異常も発生しやすい。
【０００９】
上記のことより、均一な垂直配向を有するＥＣＢ型の垂直配向液晶素子の製造は困難で、一部の小型素子などの生産にとどまっている。
【００１０】
ところで、本出願人は、出願前の先行技術調査により、特開平９−１４６０６０号公報を見出した。この公報によると、液晶の欠陥部分（輝点）にレーザー光の照射を行なうことによって、平行配向である正の誘電率異方性を有する液晶を垂直に配向させ、上記欠陥部分を滅点にして、欠陥部分を目立たなくする方法が開示されている。この方法は、平行配向の液晶の欠陥部分の修正には利用できるが、垂直配向の液晶素子の製造に利用できるものではなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＥＣＢ型の垂直配向液晶素子の製造において、均一な垂直配向を持った大面積の液晶素子、及びそれを容易に製造する方法及び製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶素子の要旨は、２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填される負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶とを含む。さらに偏光板を含むこともでき、板状の偏光板以外にフィルム状の偏光フィルムを含む。電極間に電圧が印加されていないと、液晶分子は基板に対して垂直配向である。電極間に電圧が印加されて電界が生じると、液晶分子は負の誘電率異方性を有しているので、液晶分子は基板に対して平行方向に傾斜しようとする。このことは、垂直配向液晶素子として働いていることを意味する。また、上記垂直配向液晶素子は、配向分割された液晶素子を含む。
【００１３】
本発明に係る液晶素子の製造方法の要旨は、２枚の基板のそれぞれの片面に所望の電極を形成するステップと、該電極の上にそれぞれ平行配向用の配向膜を形成するステップと、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成した間隙に、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶を充填するステップと、前記２枚の基板間に充填された液晶分子に、基板の全面から露光を行なうステップとを含む。この液晶素子の製造方法は、基板間に液晶が充填されたときは、液晶分子は平行配向用の配向膜によって平行配向するが、基板の片側面又は両側面より露光することにより、液晶分子を基板に対して垂直配向にさせるものである。このことより、液晶分子は負の誘電率異方性を有しているので、電極に電圧が印加されて電界が発生すると、液晶分子は基板に対して平行方向に傾斜しようとする。また、基板の片側面又は両側面にハーフトーンマスクを配置し、基板の片側面又は両側面より露光することにより、配向分割された液晶素子を製造できる。
【００１４】
本発明に係る液晶素子の製造装置の要旨は、２枚の基板と、該２枚の基板のそれぞれの片面に積層された電極と、該電極の上に積層された平行配向用の配向膜と、前記２枚の基板にそれぞれ積層された配向膜をほぼ一定の間隔で対向させて配設し形成された間隙に充填される負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶とを設けた液晶素子の製造装置であって、該２枚の基板のいずれか片側全面又は両側全面から該液晶に露光を行なう露光手段を含む。この露光手段による露光は、平行配向用の配向膜によって、基板に対して平行配向している負の誘電率異方性を有する液晶分子を垂直配向にすることができる。上記露光手段が発光する光の波長は、４００ｎｍ以下の波長を発光すると、液晶及び配向膜の分解が起こってしまうので、露光手段は４００ｎｍ以下の波長をカットするフィルターを備える。また、６００ｎｍ以上の波長の光においては、液晶の温度が上昇してしまうので、露光手段は６００ｎｍ以上の波長をカットするフィルターを備える。更に、配向分割された液晶素子を製造するのなら、製造装置は所定パターンを有するハーフトーンマスクを備える。
【００１５】
【発明の実施形態】
次に、本発明に係る液晶素子である、電界制御複屈折効果型の垂直配向液晶素子と、その製造方法及び製造装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本発明の液晶素子は、ツイストネマティック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶素子の基板、透明電極及び配向膜を使用して構成される。
【００１７】
本発明の液晶素子の基板はＴＮ型アレイ基板、反射型シリコン基板、又は、カラーフィルターガラス基板を使用する。基板上の電極は、上記の基板の片面に透明電極を蒸着又はスパッタ等の真空製膜法によって製膜する。更に、透明電極上に配向膜としてＴＮ型液晶素子で使用する平行配向用ポリイミドを塗布する。平行配向用ポリイミドの焼成条件はＴＮ型液晶素子と同様である。一例として、市販されている平行配向用ポリイミド（可溶性ポリイミド）の場合は、約１８０℃で焼成できる。
【００１８】
そして、平行配向用ポリイミドに対してラビングを行なう。ラビングの条件はほぼＴＮ型液晶素子の場合と同様である。しかし、ラビングの方向をＴＮ型液晶素子と同じにすると、基板を組み立て、基板間に液晶を充填して封入すると、ＴＮ型液晶素子のように液晶分子が基板間で連続的に９０°ねじれてしまうので、本発明の場合、ラビングの方向のみＥＣＢ型の垂直配向素子のラビング方向とする。一般的なＥＣＢ型の垂直配向液晶素子の場合は、透明電極間に電圧が印加されたときに、液晶分子が偏光板の偏光軸に対して約４５°で傾き、且つ、液晶分子と液晶分子とが互いに平行になるようにラビングする（図１（ａ））。なお、図１では、液晶セルに液晶を封入したときの状態を示しているが、偏光板２０は、後に記述する露光の後に、設置してもよい。
【００１９】
ＴＮ型液晶素子は正の誘電率異方性の液晶を使用するが、本発明においては負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶を基板間に充填して、封止する。この後、再配向加熱及び冷却処理を施すものの、これらの処理についてはＴＮ型液晶素子の条件と同様である。一例として、液晶封入後に１００℃以上に液晶を加熱し、液晶を液体状に変えた後、冷却して液晶に戻す。
【００２０】
しかし、負の誘電率異方性の液晶を基板間に充填して、再配向加熱及び冷却処理を行なっただけでは、図１（ｂ）に示すように、配向膜１８によって液晶分子１２は基板１４に対してほぼ平行に配向しているので、電界による変化をほとんど発生させることはできず、表示装置に用いることはできない。これは、負の誘電率異方性を持った液晶は、電界の向きに対して垂直に配向する性質を有しているので、透明電極間に電圧を印加し、透明電極に対して垂直方向の電界を発生させても、基板１４に対してほぼ平行な配向になっている液晶分子１２の配向がほとんど変化しないからである。
【００２１】
そこで、本発明においては、液晶分子１２の配向を基板１４に対して垂直に近い角度にするために、基板の片面（好ましくは片面全体）又は両面（好ましくは両面全体）から光照射（露光）を行なう。これは、光照射により液晶分子のプレチルト角が変化するという性質を利用したものである。露光する光の波長のうち、平行配向用ポリイミド及び液晶の分解をさけるために、４００ｎｍ以下の波長をフィルター等でカットするか、４００ｎｍ以下の波長を含まない光を用いるのが好ましい。また、液晶素子の温度上昇をさけるために６００ｎｍ以上の波長をフィルター等でカットするか、６００ｎｍ以上の波長を含まない光を用いるのが好ましい。更に、露光の処理時間の短縮化の為に、青色光（４００ｎｍから４５０ｎｍ）を含むのが好ましい。
【００２２】
例えば、図５に示すようなスペクトルを有する、ＰＨＯＥＮＩＸ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製のメタルハライドランプであるＰＨＯＥＮＩＸ  ２７０Ｗ  ＤＣ  ＮＴＰを使用した場合、４００ｎｍ以下の波長のスペクトルが存在するので、上記のメタルハライドランプに４００ｎｍ以下の波長の光が含まれているのが分かる。従って、平行配向用ポリイミド及び液晶の分解をさけるために、４００ｎｍ以下の波長をフィルター等でカットするのが好ましい。また、図５より、６００ｎｍ以上の波長のスペクトルが存在するので、上記のメタルハライドランプに６００ｎｍ以下の波長の光が含まれているのが分かる。従って、液晶素子の温度上昇をさけるために６００ｎｍ以上の波長をフィルター等でカットするのが好ましい。なお、上記のメタルハライドランプは、色温度が６５５４Ｋ，色座標のＸとＹ値がそれぞれ０．３１２７と０．３２３１，黒体放射軌跡からのズレが＋０．０００１，光束が１３７１３ｌｍ，電極間距離が１．５８ｍｍである。
【００２３】
また、本発明では、図６に示すスペクトルを有するＩＬＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のキセノンランプであるＣｅｒｍａｘ  Ｘｅ  Ｌａｍｐを使用し、液晶素子に露光を行なった。図６に示すスペクトルは、３７０ｎｍ以下の波長をフィルターでカットした状態で測定したものである。なお、上記のキセノンランプは、色温度が５３４６Ｋ，色座標のＸとＹ値がそれぞれ０．３３４８と０．３２３２，黒体放射軌跡からのズレが−０．０１０６，照射強度が５７．４Ｗ／ｃｍ2 （ランプパワー４３０Ｗ）である。
【００２４】
しかし、図６に示すスペクトルは、４００ｎｍ以下の波長と６００ｎｍ以上の波長のスペクトルが存在するので、それぞれフィルターでカットし、液晶に光を照射しなければならない。本発明では、４２０ｎｍ以下の波長をカットするフィルターと、グリーンとブルーの分離ダイクロイックミラーを使用して、４２０ｎｍ以下の波長と約５００ｎｍ以上の波長をカットした光を液晶に照射した。このときの、キセノンランプのスペクトルを図７に示す。また、露光時における色座標のＸとＹ値がそれぞれ０．１４８６と０．０３０１，照射強度が約１９Ｗ／ｃｍ2 （ランプパワー４３０Ｗ）である。上記の条件で液晶に照射した場合、４０時間から５０時間の露光でその液晶は所望の垂直配向になった。なお、図６及び図７のスペクトルはＭＩＮＯＬＴＡ  ＣＳ１０００（ミノルタ）で測定を行なった。
【００２５】
又、遮光マスク（ブラックマトリクス）として、基板上にスパッタ法によって金属クロム膜等を製膜した液晶素子の場合は、遮光マスクを持つ基板側からのみ露光を行なうと、遮光マスクによって光がカットされるので、光が照射されない部分の液晶分子は、平行配向のままである。従って、遮光マスクを持たない基板側又は両方の基板側から露光することによって、全ての液晶分子に露光を行なうことが可能である。
【００２６】
以上のように、上記の製造条件で製造された液晶素子は、露光前は液晶分子が平行配向用ポリイミドによって基板に対して平行配向されているが、上記の光照射によって、徐々にプレチルト角が大きくなり、最終的に図２に示すように、基板に対して垂直配向になる。垂直配向された液晶分子は、透明電極間に電圧を印加することによって、ラビングの方向に傾斜しようとする。従って、液晶の複屈折の波長分散特性の変化により透過光量を変化させることができる。又、透過光色も変化するので、カラー表示が可能である。よって、カラーフィルターを使用せずに表示色を変えることができる。このことは、本発明によって製作された液晶素子がＥＣＢ型の垂直配向液晶素子として動作することを意味する。
【００２７】
上記の方法で製作された液晶素子の応答時間を表１に示す。なお、応答時間は、液晶素子を駆動させる駆動信号（電圧）がオン又はオフされてから輝度が１０％から９０％に変化した時間である。表１より本発明の液晶素子の応答時間は、全て２０ｍｓより速い応答時間である。表２に従来技術のＥＣＢ型の垂直配向液晶素子の応答時間を示すが、この中には極端に遅い応答時間（７０ｍｓ）があり、駆動電圧の変化（駆動信号）の態様応答時間自体にもバラツキがある。これに対して表１に示された本発明の液晶素子では、駆動信号がどのように変化しても平均して速い応答時間が得られているのが分かる。本発明の液晶素子を液晶表示装置として使用した場合、表示性能が向上したことになり、従来技術のように、動画等の表示において画像の全体の表示又は一部分の表示に遅れが発生することがない。
【００２８】
【表１】
0004172737.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004172737.tif 000003
【００３０】
以上、本発明に係る液晶素子の製造方法及び製造装置について、上記に一実施形態を記載してきたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
その他の実施例として、視野角を向上するための配向分割（マルチドメイン）を行なう時にも本発明を使用できる。図３（ａ）に示す各液晶セル４２は、露光をすることについては上記の方法と同様である。そして、それぞれの液晶セルにおいて、各液晶セル４２の基板の片面（好ましくは片面全体）又は両面（好ましくは両面全体）から露光するのではなく、図３（ｂ）に示すハーフトーンマスク４６を図３（ｃ）に示すように、各液晶セル４２の基板の片面全体又は両面全体の上に重ね合わせてから露光する。このことによって、各液晶セル４２は１００％の露光量がある部分とハーフトーンマスク４６によって、露光量が減少した部分とに分割される。このことは、各液晶セル４２が配向分割されたことを意味する。上記の露光は、液晶素子の中に遮光マスク（ブラックマトリクス）が有る場合、遮光マスクのない基板側（好ましくは基板側全面）にハーフトーンマスク４６を重ねて露光する。なお、ハーフトーンマスク４６の材質の一例として、クロム等を用いる。
【００３２】
そして、図４に示すように、ハーフトーンマスク４６によって露光が弱くなった領域（弱露光された領域）５８は、約８６°から８７°のプレチルト角を持ち、ハーフトーンマスク４６によって隠されずに露光が行なわれた領域（強露光された領域）５４は、約８８°から８９°のプレチルト角を持つ。１つの液晶セルの中に２種類のプレチルト角が存在し、この２種類のプレチルト角による合成成分によって、視野角が向上する効果が得られる。なお、図３及び図４において配向分割は２分割であったが、３分割以上も可能である。又、液晶素子の両面から露光を行なう場合は、液晶素子の両面にハーフトーンマスク４６を重ね合わせることにも可能である。
【００３３】
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る液晶素子は、平行配向用ポリイミドを利用したＥＣＢ型の垂直配向液晶素子である。平行配向用ポリイミドを利用することによって、液晶分子は均一な垂直配向を有している。また、本発明の液晶素子の応答時間は、従来のＥＣＢ型の垂直配向液晶素子と比較して平均的に高速になっている。
【００３５】
本発明に係る液晶素子の製造方法に従えば、負の誘電率異方性の液晶及びラビングの方向以外の製造工程についてはＴＮ型液晶素子の製造方法と同じにして製造し、その後に液晶素子に含まれる液晶分子に露光を行なう工程をくわえることによって液晶分子を垂直配向にすることができ、ＥＣＢ型の垂直配向液晶素子を製造可能になった。本発明のＥＣＢ型の垂直配向液晶素子は、カラー表示が可能であるので、カラーフィルターを配設する工程を省くことができる。
【００３６】
本発明に係る液晶素子の製造装置は、４００ｎｍ以下の波長及び６００ｎｍ以上の波長の光をカットするフィルターを備え、且つ、４００ｎｍから４５０ｎｍの波長の光を液晶素子の片側面又は両側面に露光できる露光装置を備えることによって、平行配向用ポリイミドを有するＥＣＢ型の垂直配向液晶素子を製造可能になった。
【００３７】
また、本発明の液晶素子は、バックライトと組み合わせて、パーソナルコンピューターのモニターやテレビジョンへ応用できる。さらには、透過及び反射型小型アレイ素子と組み合わせてプロジェクションシステム、及び、ヘッドマウントディスプレイ等への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶セルに液晶を封入した時の状態を示す模式図であり、（ａ）は液晶分子及び偏光板の偏光軸のみを示した正面図であり、（ｂ）は液晶セルの断面図である。
【図２】本発明に係る液晶素子において、露光によって液晶分子が垂直配向になっている状態を示す模式断面図である。
【図３】配向分割（マルチドメイン）を行なう時の正面図であり、（ａ）は液晶セルの集合による液晶ピクセルパターンを示し、（ｂ）はマスクパターンを示し、（ｃ）は液晶セルにマスクパターンを合わせた時の正面図である。
【図４】図３によって配向分割された液晶セルを示す断面図である。
【図５】ＰＨＯＥＮＩＸ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製のメタルハライドランプであるＰＨＯＥＮＩＸ  ２７０Ｗ  ＤＣ  ＮＴＰ（色温度が６５５４Ｋ，色座標のＸとＹ値がそれぞれ０．３１２７と０．３２３１，光束が１３７１３ｌｍ，電極間距離が１．５８ｍｍ）のスペクトルを示す図である。
【図６】３７０ｎｍ以下の波長をフィルターでカットした状態で、ミノルタＣＳ１０００（ミノルタ社）で測定したＩＬＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のキセノンランプであるＣｅｒｍａｘ  Ｘｅ  Ｌａｍｐ（色温度が５３４６Ｋ，色座標のＸとＹ値がそれぞれ０．３３４８と０．３２３２，黒体放射軌跡からのズレが−０．０１０６，照射強度が５７．４Ｗ／ｃｍ2 （ランプパワー４３０Ｗ））のスペクトルを示す図である。
【図７】図６のスペクトルを有するキセノンランプを、４２０ｎｍ以下の波長をカットするフィルターと、グリーンとブルーの分離ダイクロイックミラーを使用し、４２０ｎｍ以下の波長と５００ｎｍ以上の波長をカットした場合のスペクトルを示す図であり、色座標のＸとＹ値はそれぞれ０．１４８６と０．０３０１，照射強度は約１９Ｗ／ｃｍ2 （ランプパワー４３０Ｗ）である。
【図８】ＥＣＢ型の垂直配向液晶素子の電気光学効果を示す断面図であり、（ａ）は電圧が印加されていない状態であり、（ｂ）は電圧が印加されている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，７０：ＥＣＢ型の垂直配向液晶素子
１２：液晶分子
１４：基板
１６：電極
１８，７２：配向膜
２０：偏光板
２２：偏光軸
４０：液晶ピクセルパターン
４２：液晶セル
４４：マスクパターン
４６：ハーフトーンマスク
５０：配向分割された液晶素子
５２：強露光された液晶分子
５４：強露光された領域
５６：弱露光された液晶分子
５８：弱露光された領域
７４：第１直交偏光板
７６：第２直交偏光板
【図１】
0004172737.tif 000004
【図２】
0004172737.tif 000005
【図３】
0004172737.tif 000006
【図４】
0004172737.tif 000007
【図５】
0004172737.tif 000008
【図６】
0004172737.tif 000009
【図７】
0004172737.tif 000010
【図８】
0004172737.tif 000011