JPH0961796A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラビング処理を行わなくとも製造でき、かつ
高コントラストで均一表示ができる広視野角液晶表示パ
ネルを提供する。 【解決手段】 基板１０１，１０２の電極１０３、１０
４上に形成された第１の高分子膜１１０と前記基板１０
１，１０２に略垂直な第２の高分子膜１１１により包囲
された微小単位液晶セルからなり、少なくとも１枚の偏
光板１０７を有し、基板１０１表面上の液晶分子が種々
の方位を有し、かつ前記微小単位液晶セル液晶が正の誘
電率異方性を有するカイラルネマティック液晶材料によ
り構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネル及び
その製造方法に関し、特にラビング処理の不要な広視角
液晶表示パネル及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示パネルにおいて、表示品
位の高い画像を得るために各画素に薄膜トランジスタを
スイッチング素子として設けたアクティブマトリクス方
式の液晶表示パネルの開発がさかんである。この方式は
単純マトリクス方式に比較して、走査線数が増加しても
高いコントラスト比を得ることができるため、大容量が
要求されるＥＷＳや鮮明な画像が要求される映像分野に
おいて急速に採用が進んでいる。

【０００３】このようなアクティブマトリクス方式の液
晶表示パネルに広く用いられているのがＴＮ（ツイステ
ッドネマティック）方式である。この方式は、対向する
２枚の基板の間に上下で液晶分子が９０度ねじれた構造
からなる液晶パネルを２枚の偏光板により挟持したもの
である。また、ＴＮ方式の中には前記２枚の偏光軸が互
いに直交し、一方の基板の界面にある液晶分子の長軸方
向と同じ側にある偏光板の偏光軸が平行または垂直の関
係にあるＮＷ（ノーマリホワイト）モードと、前記２枚
の偏光軸が互いに平行で、一方の基板の界面にある液晶
分子の長軸方向と同じ側にある偏光板の偏光軸が平行ま
たは垂直の関係にあるＮＢ（ノーマリブラック）モード
がある。

【０００４】従来、このような液晶表示パネルでは、液
晶分子の配向方向をパネル全面で揃えるため、液晶表示
パネルを構成する基板上にポリイミドなどの高分子有機
薄膜を形成し、ナイロン、ポリエステル布等で所定方向
に擦る、いわゆるラビング処理を行っていた。これによ
り、パネル全面に渡り単一配向領域（モノドメイン）を
実現している。

【０００５】しかし、上記のラビング処理法では、ラビ
ング時に薄膜トランジスタの静電破壊、発塵、または膜
汚染などを引き起こす問題があるため、ラビング処理プ
ロセスの削除を図る開発が行われている。例えば、フォ
トリソグラフィ技術を応用して、基板上にマイクログル
ーブを形成しネマティック液晶を配向させる方式（川
田、高頭、岐津、坂本、長谷川：第１７回液晶討論会予
稿集、2F108 ）などが提案されている。

【０００６】さて、液晶表示パネルの用途が拡大し、大
面積、フルカラーが要求されてくると、アクティブマト
リクス方式の液晶表示パネルであっても、視角の狭さが
表示品位を落とす原因になるということが最近特にクロ
ーズアップされてきた。

【０００７】液晶表示装置では、上下基板間に電圧を印
加することにより、液晶分子はねじれ構造をほどきなが
ら電界の向きに配列しようとするが、このときの液晶分
子の空間的配列状態によりパネルを通過する光の偏光状
態が変化し、透過光が調光される。たとえばＮＷモード
では、電圧無印加時に白表示が、また十分に高い電圧印
加時には黒表示が実現されることになる。ところで、液
晶分子の空間的配列状態が同じ状態（印加電圧一定）で
あっても、液晶層に入射してくる光の入射方向により光
の偏光状態は変化するため、パネルの真正面と比較し全
ての方向で光の透過光強度は異なる。さらに、液晶パネ
ルの透過光強度は２枚のパネル基板間の液晶層の中心を
通り基板に平行な面（ミッドプレーン）に位置する液晶
分子の配列により決定され、ミッドプレーンの液晶分子
の長軸の傾斜方向と、液晶パネルの透過光観察方向の位
置関係により決定されることになる。

【０００８】先にあげたラビング法、フォトリソグラフ
ィ法のいずれの液晶配向処理方式でも、ミッドプレーン
に位置する液晶分子の電界によって傾斜する方向がパネ
ル面に対して一定方向であるので、見る角度による複屈
折の差、すなわち通過する光の偏光状態の変化が生じ、
コントラストや色相が見る角度により大きく異なるとい
う視野角の課題があった。

【０００９】このため近年、ＴＮ型液晶表示パネルで
は、視野角の拡大を図る技術の開発が盛んに行われてい
る。１例として、ＴＮ型液晶表示パネルの画素を２つの
配向状態の異なる領域（ドメイン）に分割して視野角の
拡大を図る方式（T.Takatori,K.Sumiyoshi,Y.Hirai,S.K
aneko:JAPAN DISPLAY ′92,PP.591,(1992)など）が提案
されている。この方式は、画素を２分割し、各画素中に
おいてミッドプレーンに位置する液晶分子の電界により
傾斜する方向を２種類存在させ、これにより視角による
複屈折の差を互いに補償して視野角の拡大を図るもので
ある。

【００１０】しかしながら、かかる方式では、１画素の
配向領域を２分割しなくてはならないために、露光工程
およびラビング処理工程が増加し、製造工程が繁雑にな
るという欠点がある。そこで、さらに進歩した技術とし
て、ラビング処理を行わず、同時に視野角の拡大を図る
画期的な方式が提案されている（Y.Toko,T.Sugiyama,K.
Katoh,Y.Iimura,S.Kobayashi:SID 93 DIGEST,PP.622,(1
993)）。これはランダム配向ＴＮと呼ばれ、この方式で
はポリイミド配向膜を塗布した基板間にラビング処理を
行わずに液晶材料をネマティック−アイソトロピック相
転移温度以上で注入したのち冷却し、液晶分子をランダ
ムに配向させることで液晶分子の配向方向の異なる領域
（ドメイン）を多数形成し、これにより視野角の拡大を
図るものである。

【００１１】以下にこのラビング処理を必要としないラ
ンダム配向ＴＮ型液晶表示パネルの表示方式を図を参照
しながら説明する。図４はランダム配向ＴＮ型液晶表示
パネルにおける無電界時の液晶分子の配向を模式的に示
した透視斜視図である。この図に示すように、一定の間
隙を空けて対向する，その表面にポリイミド配向膜が形
成された上基板５０１と下基板５０２の間に、自発的に
ほぼ９０度のねじれ角を有するカイラルネマティック液
晶を、ネマティック−アイソトロピック相転移温度以上
で封入したのち室温まで冷却すると、基板界面の液晶分
子５０４は基板上の各々のドメイン間ではとり得る方位
は全く等確率でランダムであるが、上基板の液晶分子と
下基板の液晶分子が互いに９０度ねじれた構造からなる
液晶ドメイン５０６が多数生成することとなる。

【００１２】このパネルでは、ミッドプレーンに位置す
る液晶分子５０５は最初はほぼ水平に配向しているが、
電圧を印加すると誘電的自由エネルギーが小さくなるよ
うに、すなわち、誘電率異方性＞０となるように傾斜し
て行き、高印加電圧では垂直方向に立って行く。ミッド
プレーンの液晶分子５０５は、上下基板の厚み方向の中
央に位置する液晶分子であるので、９０度ねじれ角の場
合は丁度全ねじれ角度、即ち上基板の液晶分子５０３と
下基板の液晶分子５０４のなす角度の１／２の４５度ね
じれた位置に存在する。このミッドプレーンの液晶分子
５０５の電圧印加による傾斜方向が視野角方向を決定す
るため、一つの液晶ドメイン内では視野角方向は一定で
あるが、ランダムな配向方位を持つこれらの液晶ドメイ
ンが１画素の中に十分多数存在することにより、巨視的
には平均化され、種々の観察方向における透過率強度が
ほぼ対称となり、視角依存性がなくなるものである。し
かしながら、上記説明から分かるように、もし１画素中
の液晶ドメインの数が十分に多数でないとき、または各
液晶ドメインの配向方位が完全にランダムでない場合は
完全に補償できないので、視角依存性が残存することに
なる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記のランダム配向Ｔ
Ｎ型液晶表示パネルによる広視野角化の方式では以下の
ような課題があった。

【００１４】すなわち、ランダム配向型液晶表示パネル
では、前記したように、全液晶注入時に液晶流動による
流動配向欠陥を避けるため液晶材料をネマティック−ア
イソトロピック相転移温度以上で注入しなければならな
いので特別な製造装置が必要である。また、通常行われ
ている真空液晶注入法では液晶材料を高温下で真空にさ
らすことになり、液晶材料中の低沸点材料が散逸するた
め、表示品位および信頼性が低下してしまうという課題
がある。また、小型映像表示装置や小型情報端末用の液
晶表示パネルでは、ＲＧＢの電極ピッチは例えば５０μ
ｍ以下のものがあるが、このような微小な画素内でさら
に微小な液晶ドメインを多数かつ安定に存在させること
は困難である。特に、電圧を印加したときに生じる線状
の配向欠陥（ディスクリネーションライン）はエネルギ
ー的に不安定なため、隣接する液晶ドメインどうしが融
合してより大きな液晶ドメインに成長してしまう傾向が
ある。さらに、液晶ドメインのサイズが十分に微小でな
いときには、斜め方向での各液晶ドメイン毎の透過率強
度の差がザラツキ感として観察され、表示品位を著しく
損ねるという課題がある。また、電界印加時に生じるデ
ィスクリネーションラインが黒表示のときの高電圧印加
時でも消えにくく、これによる光抜けがコントラストの
低下を招いていた。

【００１５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、室温近くでの液晶注入が可能で、ラビング処理を
行わずに視野角の拡大を図ることができ、しかも、微小
な画素内でそれよりさらに微小な液晶ドメインが安定に
存在し、かつ、配向欠陥が高印加電圧時に消滅される，
表示品位の優れた液晶表示パネル及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる液晶表示
パネルは、所定間隔を空けて互いの電極配設面が対向す
るように配置された２枚の透明電極付き透明基板と、前
記２枚の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極配設面
に形成された第１の高分子膜と、前記第１の高分子膜の
表面に当該表面に対して略垂直に伸びるように形成され
た複数の第２の高分子膜と、前記第１の高分子膜及び前
記記複数の第２の高分子膜によって包囲された，正の誘
電率異方性を有するカイラルネマティック液晶材料から
なる複数の円板状の微小単位液晶セルと、前記２枚の透
明電極付き透明基板の少なくとも一方の基板の外側面に
配設された偏光板とを備え、前記複数の微小単位液晶セ
ルが、その前記第１の高分子膜表面に存在する液晶分子
が一定方向に配列してなる第１の微小単位液晶セルと、
その同一平面に存在する液晶分子が線対称または点対称
に配列してなる第２の微小単位液晶セルが混在したもの
である。

【００１７】前記構成においては、前記微小単位液晶セ
ルの平均直径が、画素ピッチ以下であることが好まし
い。前記構成においては、前記カイラルネマティック液
晶材料の自発ピッチ（Ｐ）と前記微小単位液晶セルの厚
み（ｄ）との比ｄ／Ｐが０．２５であることが好まし
い。

【００１８】前記構成においては、前記２枚の透明電極
付き透明基板の双方の外側面に偏光板が配設され、これ
ら２枚の偏光板の交差角が９０度であることが好まし
い。次に、本発明にかかる液晶表示パネルの製造方法
は、その電極配設面を第１の高分子膜で被覆した２枚の
透明電極付き透明基板を用意し、これら２枚の透明電極
付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間隙を空けて
対向するようにシール材によって接着して空セルを形成
した後、所定量のカイラル剤を添加したカイラルネマテ
ィック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーとの混合物を
前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混合物に紫外
線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを硬化させ，
前記第１の高分子膜表面に当該表面に立設する第２の高
分子膜を形成し、この後、前記２枚の透明電極付き透明
基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設面とは異な
る側の基板表面に偏光板を配設するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示パネルにおいて
は、所定間隔を空けて互いの電極配設面が対向するよう
に配置された２枚の透明電極付き透明基板と、前記２枚
の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極配設面に形成
された第１の高分子膜と、前記第１の高分子膜の表面に
当該表面に対して略垂直に伸びるように形成された複数
の第２の高分子膜と、前記第１の高分子膜及び前記記複
数の第２の高分子膜によって包囲された，正の誘電率異
方性を有するカイラルネマティック液晶材料からなる複
数の円板状の微小単位液晶セルと、前記２枚の透明電極
付き透明基板の少なくとも一方の基板の外側面に配設さ
れた偏光板とを備え、前記複数の微小単位液晶セルが、
その前記第１の高分子膜表面に存在する液晶分子が一定
方向に配列してなる第１の微小単位液晶セルと、その同
一平面に存在する液晶分子が線対称または点対称に配列
してなる第２の微小単位液晶セルが混在したものである
から、複数の微小単位液晶セルの各々が第２の高分子膜
で包囲，分断されていることにより、ザラツキ感のない
表示が得られるとともに、ディスクリネーションライン
が大きく成長することがなくなる。また、セル内の第１
の高分子膜表面（基板の電極配設面）に存在する液晶分
子が一定方向に配列している第１セルが複数存在するこ
とにより、巨視的な視野角方向が平均化されて視角方向
依存性がなくなるとともに、セル内の同一平面に存在す
る液晶分子が線対称または点対称に配列している第２セ
ルにおいては、セル内において視角補償が完結するの
で、極めて広い視野角の表示を行うことができる。ま
た、液晶セル中でイオンが発生した場合、第１の高分子
膜によってイオンが基板の画素電極に到達することが防
止されるので、印加電圧の減少による表示品位の劣化を
防止することができる。

【００２０】前記構成の好ましい例として、前記微小単
位液晶セルの平均直径が画素ピッチ以下であると、水平
方向に液晶分子が偏ることを完全に防止できるので、よ
り広い視野角の表示を行うことができる。

【００２１】前記構成の好ましい例として、前記カイラ
ルネマティック液晶材料の自発ピッチ（Ｐ）と前記微小
単位液晶セルの厚み（ｄ）との比ｄ／Ｐが０．２５であ
ると、パネルを輝度が高く、かつ、良好な色味を有する
ものにできる。

【００２２】前記構成の好ましい例として、前記２枚の
透明電極付き透明基板の双方の外側面に偏光板が配設さ
れ、これら２枚の偏光板の交差角が９０度であると、無
電界時に白色となり、電界印加時に黒色となる，高コン
トラストの表示を行うことができる。

【００２３】次に、本発明にかかる液晶表示パネルの製
造方法は、その電極配設面を第１の高分子膜で被覆した
２枚の透明電極付き透明基板を用意し、これら２枚の透
明電極付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間隙を
空けて対向するようにシール材によって接着して空セル
を形成した後、所定量のカイラル剤を添加したカイラル
ネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーとの混
合物を前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混合物
に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを硬化
させ，前記第１の高分子膜表面に当該表面に立設する第
２の高分子膜を形成し、この後、前記２枚の透明電極付
き透明基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設面と
は異なる側の基板表面に偏光板を配設するようにしたか
ら、前記第１及び第２の高分子膜により包囲形成された
複数の微小単位液晶セルを有する液晶表示パネルを簡単
に作製することができる。

【００２４】以下、本発明の液晶表示パネルが奏する作
用について図面を用いて詳しく説明する。図１は、本発
明による液晶表示パネルの一例の構成を示す断面図であ
る。図において、１０１，１０２は上ガラス基板と下ガ
ラス基板で、上ガラス基板１０１の上面には偏光板１０
７が設けられ、下面には透明電極１０３が設けられてい
る。また、下ガラス基板１０２の上面には透明電極１０
４が設けられ、下面には偏光板１０８が設けられてい
る。カイラルネマチック液晶１０９からなる全ての液晶
ドメイン（単位液晶セル）は、透明電極１０３，１０４
のそれぞれの表面に形成されたラビング処理されていな
い第１の高分子膜１１０によって挟持され、各液晶ドメ
イン（単位液晶セル）は、前記透明電極１０３、１０４
のそれぞれの表面に形成されたラビング処理されていな
い第１の高分子膜１１０の間に略垂直方向に伸びるよう
形成された第２の高分子膜１１１により包囲，分断され
ている。また、図中１０５はシール材、１０６はスペー
サである。ここで、単位液晶セルを形成するための前記
第２の高分子膜１１１は透明電極１０３，１０４間で必
ずしも連結されている必要はなく、中央部が分断されて
いてもかまわない。また、前記液晶ドメイン（単位液晶
セル）と前記第２の高分子膜１１１は、ネマティック液
晶材料（カイラルネマチック液晶１０９）と紫外線硬化
樹脂モノマーの混合物に紫外線を照射し，光相分離する
ことにより形成される。

【００２５】かかる液晶表示パネルでは、透明電極１０
３，１０４間に電圧を印加すると、正の誘電率異方性の
ためにカイラルネマチック液晶１０９の液晶分子は水平
から徐々に傾斜してゆくが、ランダム配向ＴＮとは異な
り、各液晶ドメイン（単位液晶セル）が第２の高分子膜
１１１により包囲，分断されていることにより、ディス
クリネーションラインが大きく成長することはない。

【００２６】また、各液晶ドメイン（単位液晶セル）を
包囲，分断する第２の高分子膜１１１は、前記のように
ネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーの混合
物に紫外線を照射し，光相分離することにより形成され
るため、十分なドメイン径の微細化が可能であり、ザラ
ツキ感のない表示を得ることが可能ちなる。また、かか
る光相分離により得られる高分子は複屈折を殆ど有して
いないものであるため、交差角が９０度の２枚の偏光板
（１０７，１０８）で挟まれた場合、高分子壁（第２の
高分子膜１１１）を通過する光は遮蔽されこととなり、
液晶表示パネルのコントラストの低下は起こらない。ま
た、第２の高分子膜１１１により分断された液晶ドメイ
ン（単位液晶セル）は、ランダム配向ＴＮの場合と同様
に視角を補償することが可能であり、かかる視角の補償
には、以下の２つの補償機構が存在する。

【００２７】すなわち、第１の視角補償機構はランダム
配向ＴＮと全く同様の方式であり、基板界面の液晶分子
は基板上の各々の液晶ドメイン間ではとり得る方位は全
く等確率でランダムであるが、一つの液晶ドメイン内で
は上基板の液晶分子と下基板の液晶分子は互いにカイラ
ル添加量に応じたねじれ構造をとり（典型的には９０
度）、一つの液晶ドメイン内では視野角方向は一定であ
るが、ランダムな配向方位を持つこれらの液晶ドメイン
が１画素の中に十分多数存在することにより、巨視的に
は平均化され、種々の観察方向における透過率強度がほ
ぼ対称となって、視角依存性がなくなるものである。

【００２８】また、第２の視角補償機構は、ランダム配
向ＴＮとは異なり、一つの液晶ドメイン中の各液晶分子
は点対称または線対称に配列し、一つの液晶ドメインで
補償が完結できるものである。しかし、上基板の液晶分
子と下基板の液晶分子が互いにカイラル添加量に応じた
ねじれ構造（典型的には９０度）をとることは、第１の
視角補償機構と同様である。この機構では、一つの液晶
ドメイン内で視角補償ができるため、１画素の中に多数
の液晶ドメインが存在する必要はない。

【００２９】図２は前記第１の視角補償機構を説明する
ための図であり、上下基板２０１、２０２の表面に存在
する液晶分子２０４、２０５は、液晶ドメイン内ではほ
ぼ液晶分子の方向が揃っているが、液晶ドメイン間では
ランダムである。この機構では、一つの液晶ドメイン内
では視野角方向は一定であるため、視角を補償するため
には十分な数の液晶ドメインが１画素の中に存在する必
要がある。

【００３０】図３は前記第２の視角補償機構を説明する
ための図であり、図（ａ）では上下基板の表面に存在す
る液晶分子３０２，３０３およびミッドプレーンの液晶
分子３０５は特異点を中心に点対称に配列している。ま
た、上基板の表面に存在する液晶分子３０２と下基板の
表面に存在する液晶分子３０３は互いにカイラル添加量
に応じたねじれ構造をとり（典型的には９０度）、ミッ
ドプレーンの液晶分子３０５は全ねじれ角度の１／２だ
けねじれた位置に存在する。

【００３１】実際に各液晶ドメイン（単位液晶セル）が
高分子膜により包囲，分断された構造からなる本発明の
液晶表示パネルを、ネマティック液晶材料と紫外線硬化
樹脂モノマーの混合物に紫外線を照射して，光相分離す
ることにより形成すると、前記の第１の視角補償機構に
よる構造と第２の視角補償機構による構造が混在してい
ることがわかった。

【００３２】さて、前記第２の高分子膜１１１はネマテ
ィック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーの混合物に紫
外線を照射して，光相分離することにより容易に形成さ
れるものではあるが、かかる混合物として紫外線に耐光
性のあるフッ素系液晶材料を使用した場合でも、紫外線
による液晶分子の分解および高分子の分解により液晶ド
メイン中にイオン種が発生してしまう。ＴＦＴ （thin
film toransistors ）液晶表示パネルを構成してＴＦＴ
駆動する場合、１フレーム（通常１／３０秒）内で画素
の電荷を保持する必要があるが、このようなイオンの発
生は、液晶中をイオンが移動して画素の電荷を中和し、
印加電圧を減少させてしまうという現象を引き起こし、
表示品位を著しく損なわせてしまうこととなる。しかし
ながら、本発明による液晶表示パネルでは、前記イオン
が電極基板上の画素電極に到達するのを第１の高分子膜
１１０が防止し、高い電圧保持性を持つことができる。
また、第１の高分子膜１１０のもう一つの作用は、この
第１の高分子膜１１０が電極部や非電極部など異なった
性質の表面に単一の膜として形成することにより、基板
表面での液晶の配向状態（特にプレティルト）を均一に
することにある。

【００３３】かかる第１の高分子膜１１０は従来から実
用化されているスピナー塗布または印刷法により容易に
形成することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例を比較例とともに説明
する。 （実験例１）インジウム・錫酸化膜からなる透明電極を
設けた一対の透明透明ガラス基板を洗浄後、１１０℃で
３０分乾燥し、基板の電極配設面に高分子膜を形成した
後、５μｍ径のプラスティック製のスペーサ１０６（ミ
クロパール：積水ファイン（株））を介して熱硬化型の
シール材（ストラクトボンド：三井東圧化学（株））に
より液晶注入口を設けて貼り合わせ、１５０℃で４時間
加熱してシール材を完全硬化させて空セルを得た。ここ
で、前記高分子膜としては、可溶性ポリイミド樹脂膜
ＡＬ−５４１７（日本合成ゴム社）、ポリイミド樹脂
膜ＲＮ−７４７（日産化学社）、ＵＶ硬化樹脂ＰＮ３
９３（メルク社）、およびポリウレタンＭＳ５５１０
（三菱重工社））を用い、各高分子膜毎の試料を作製し
た。尚、高分子膜の成膜条件は、２０００回転／分、６
０秒の条件でスピナー塗布し、については１５０℃で
１時間の乾燥、については２００℃で１時間の乾燥、
については４０℃で４０ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を２０
０秒照射、については１５０℃で１時間硬化処理を行
った。

【００３５】液晶材料としてカイラル材料Ｓ−８１１
（メルク社）をセルギャップ（ｄ）にたいして自発ねじ
れピッチ（Ｐ）がｄ／Ｐ＝０．２５となるよう濃度調製
した屈折率異方性０．０９のフッ素系ネマティック液晶
ＺＬＩ−４７９２（メルク社）８．２０グラムと、ＵＶ
重合性材料ＰＮ３９３（メルク社）１．８０グラムを準
備し（高分子−液晶混合材料に対する液晶材料の比は８
２重量％）、４０℃で十分撹拌し高分子−液晶の均一な
混合溶液を調製した。

【００３６】この均一混合溶液を４０℃のホットプレー
ト上に予め加温してある上記空セルに液晶注入口から注
入し、注入口を封止したのち、４０℃で４０ｍＷ／ｃｍ
2 の紫外線で２００秒照射して、液晶表示パネルを作製
した。 この液晶表示パネルを直交ニコル状態の偏光顕
微鏡で観察した結果、実施例１と全く同様に、直径１０
〜３０μｍのほぼ円形状の液晶ドメイン（単位液晶セ
ル）が形成されていた。液晶ドメインの中には配向欠陥
がほぼ中央に一つ存在し、そこを中心に４本の黒帯が放
射状にでていることが観察できた。そして、液晶パネル
を固定して偏光子および検光子を回転させると、４本の
黒帯は偏光子と同じ方向に同じ角度だけ回転した。ま
た、各液晶ドメインは厚みが２μｍ以下の高分子の壁に
より完全に仕切られているが、この高分子の壁自体は光
を透過しないため、黒枠を形成していた。

【００３７】引き続き、このパネルに、３０Ｈｚの種々
の電圧の方形波を印加して液晶ドメインを観察すると、
１．５Ｖ前後でディスクリネーションラインが高分子壁
に沿って液晶ドメイン側にリング状に発生し始めるが、
電圧を徐々に上げるとそのリングの直径は次第に小さく
なり、約４Ｖで消滅した。

【００３８】次に、この液晶表示パネルの外側に偏光板
を偏光軸が９０度交差するように貼り付け、写真用のラ
イトボックスの上に置き、室温で０〜１６Ｖ、３０Ｈｚ
の種々の電圧の方形波を印加して液晶パネルの点灯状態
を観察した。液晶パネルは約１Ｖで点灯し始め、５Ｖで
ほぼ完全な黒表示が得られた。また、このパネルに３０
Ｈｚ、５Ｖの方形波を印加したまま種々の方向から観察
したが、どの方向でもザラツキ感の全くない、良好な黒
表示が得られた。

【００３９】次に、このパネルの正面でのコントラスト
比＝（電圧無印加時のパネル輝度）／（３０Ｈｚ、５Ｖ
印加時のパネル輝度）を測定すると１００以上の値が得
られた。また、垂直方向および水平方向について、コン
トラスト比＝５以上を与える角度範囲を調べた結果、±
７０度以上あった。さらに、種々の観察方向においてパ
ネル輝度−電圧特性を測定したところ、印加電圧に対し
てパネル輝度は全て単調に減少した。このことは、本パ
ネルはフルカラー表示においても階調反転のない優れた
表示特性を示すことを意味している。

【００４０】さらに、この液晶パネルを４０℃の恒温糟
に放置し、６０μｓ幅、５Ｖの方形波の交流パルスを３
３ｍｓ間隔で印加し、ＴＦＴ駆動における電圧保持特性
（嶋崎、水嶋、峰崎、矢野：第１４回液晶討論会予稿
集、2B110)を測定した結果、可溶性ポリイミド樹脂膜
ＡＬ−５４１７（日本合成ゴム社）を用いたパネルは８
５％、ポリイミド樹脂膜ＲＮ−７４７（日産化学社）
を用いたパネルは９０％、ＵＶ硬化樹脂ＰＮ３９３
（メルク社）を用いたパネルは４０％、ポリウレタン
ＭＳ５５１０（三菱重工社）を用いたパネルは１５％で
あった。

【００４１】（実施例２）液晶材料として、カイラル材
料ＣＮ（チッソ石油化学製）の添加量を種々変更して、
セルギャップｄにたいしての自発ねじれピッチＰがｄ／
Ｐ＝０．０５〜０．５となるよう調製された，屈折率異
方性０．０９のフッソ系ネマティック液晶ＺＬＩ−４７
９２（メルク社）と、ＵＶ重合性材料ＰＮ３９３（メル
ク社）を、高分子−液晶混合材料に対する液晶材料の比
が８２重量％となるように準備し、これらを混合し、十
分撹拌して均一な混合溶液に調製した後、実施例１と同
様な方法で、液晶表示パネルを作製した。

【００４２】こうして完成した液晶表示パネルの外側に
偏光板を偏光軸が９０度交差するように貼り付け、３０
Ｈｚの方形波を印加して種々の電圧におけるパネル輝度
を観察した。

【００４３】その結果、ｄ／Ｐが０．２５より小さいパ
ネルおよびｄ／Ｐが０．２５より大きいパネルではパネ
ルの透過率すなわちパネル輝度がｄ／Ｐ＝０．２５の時
より暗く、また、ｄ／Ｐが０．２５より大きいパネルで
は暗いばかりでなく激しい緑黄色の着色が観察され、表
示品位は良好でなかった。ｄ／Ｐがほぼ０．２５のパネ
ルでは、パネルの明るさ、色味とも優れていた。

【００４４】なお、前記実施例では光相分離により高分
子壁で包囲された単位液晶セルを形成するようにした
が、本発明においては、例えばフォトリソグラフィーを
用いて高分子壁を形成するようにしても同様の結果を得
ることができる。

【００４５】また、前記実施例では偏光板はノーマリホ
ワイトモードにおける高コントラスト化の目的から偏光
軸が直交した関係にある２枚の偏光板で液晶パネルを挟
む例を示したが、電圧無印加時の透過率を向上させるた
め、あるいは色相を調整するために、偏光軸の交差角を
９０度から少しずらしたり、ノーマリブラックモードで
使用するため偏光軸を平行に配置することも可能であ
る。さらに、反射型で使用する場合、表側の基板上に偏
光板を１枚配置して表示させても良い。

【００４６】

【発明の効果】上記の説明したように、本発明によれ
ば、コントラストが高くザラツキ感や階調反転のない高
品位の表示を得ることができ、しかも広視野角の表示を
行える液晶表示パネルを得ることができる。また、その
製造時においては、ラビング処理や，液晶の注入時にネ
マティック−アイソトロピック相転移点以上の高温に加
熱することを必要とせず、透明電極付き透明基板の電極
配設面に高分子膜を形成した後、ネマティック液晶材料
と紫外線硬化樹脂モノマーの混合物を２枚の透明電極付
き透明基板の間に室温近くで注入し、この後前記混合物
に紫外線を照射して光相分離することにより製造できる
ので、製造作業が簡単であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による液晶表示パネルの一例
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例による液晶表示パネルの９０
度ねじれ構造を持つ単位液晶セルの第１の液晶分子の配
向状態を示す概念図である。

【図３】本発明の一実施例による液晶表示パネルの９０
度ねじれ構造を持つ単位液晶セルの第２の液晶分子の配
向状態を示す概念図である。

【図４】従来のランダム配向液晶表示パネルの各ドメイ
ンの液晶分子の配向状態を示す概念図である。

【符号の説明】

１０１ 上ガラス基板 １０２ 下ガラス基板 １０３，１０４ 透明電極 １０５ シール材 １０６ スペーサ １０７，１０８ 偏光板 １０９ カイラルネマティック液晶 １１０ 第１の高分子 １１１ 第２の高分子 ２０１，５０１ 上基板 ２０２，５０２ 下基板 ２０３，３０６ 高分子壁 ２０４，２０５，３０２，３０３，３０７，３０８，５
０３，５０４ 液晶分子 ２０６，３０４，３０９ ミッドプレーン ３０１ 高分子壁 ３０５，３１０，５０５ ミッドプレーン上の液晶分子 ５０６ 液晶ドメイン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔を空けて互いの電極配設面が対
   向するように配置された２枚の透明電極付き透明基板
   と、前記２枚の透明電極付き透明基板のそれぞれの電極
   配設面に形成された第１の高分子膜と、前記第１の高分
   子膜の表面に当該表面に対して略垂直に伸びるように形
   成された複数の第２の高分子膜と、前記第１の高分子膜
   及び前記記複数の第２の高分子膜によって包囲された，
   正の誘電率異方性を有するカイラルネマティック液晶材
   料からなる複数の円板状の微小単位液晶セルと、前記２
   枚の透明電極付き透明基板の少なくとも一方の基板の外
   側面に配設された偏光板とを備え、 前記複数の微小単位液晶セルは、その前記第１の高分子
   膜表面に存在する液晶分子が一定方向に配列してなる第
   １の微小単位液晶セルと、その同一平面に存在する液晶
   分子が線対称または点対称に配列してなる第２の微小単
   位液晶セルが混在したものである液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 前記微小単位液晶セルの平均直径が、画
   素ピッチ以下である請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 【請求項３】 前記カイラルネマティック液晶材料の自
   発ピッチ（Ｐ）と前記微小単位液晶セルの厚み（ｄ）と
   の比ｄ／Ｐが０．２５である請求項１に記載の液晶表示
   パネル。
4. 【請求項４】 前記２枚の透明電極付き透明基板の双方
   の外側面に偏光板が配設され、これら２枚の偏光板の交
   差角が９０度である請求項１に記載の液晶表示パネル。
5. 【請求項５】 その電極配設面を第１の高分子膜で被覆
   した２枚の透明電極付き透明基板を用意し、これら２枚
   の透明電極付き透明基板を互いの前記高分子膜が所定間
   隙を空けて対向するようにシール材によって接着して空
   セルを形成した後、所定量のカイラル剤を添加したカイ
   ラルネマティック液晶材料と紫外線硬化樹脂モノマーと
   の混合物を前記空セルの前記間隙に注入し、次に前記混
   合物に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂モノマーを
   硬化させ，前記第１の高分子膜表面に当該表面に立設す
   る第２の高分子膜を形成し、この後、前記２枚の透明電
   極付き透明基板の少なくとも一方の基板の前記電極配設
   面とは異なる側の基板表面に偏光板を配設する液晶表示
   パネルの製造方法。