JPH0990433A - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大容量表示に用いるＴＦＴスイッチング素子や
ＭＩＭ素子が使用でき、立ちあげ時間が短縮され、ベン
ト配列維持電圧が低くてすむＯＣＢモード構成の液晶表
示素子を得る。 【解決手段】電圧無印加時にスプレイ配列であり、電圧
印加によりベント配列になる液晶表示素子において、電
極１３、１４の電極間隙を決める間隙規制体（スぺー
サ）１６の周囲を電圧無印加時にベント配列にする。電
極間隙に加熱されたアイソトロピック相の液晶組成物を
充填した後、電極に電圧を印加した状態で冷却し、ネマ
ティック液晶層２０に相転移させて間隙規制体１６の界
面１６ａに接触している液晶分子を電界に沿う方向に吸
着させ垂直に配向させてベント配列とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子、とくに液
晶分子がベント配列した液晶表示素子およびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】実用化されている代表的な液晶表示素子
に用いられる液晶はネマティック液晶であり、その動作
方式に、複屈折モードと旋光モードがある。

【０００３】捩じれネマティック液晶を用いた複屈折モ
ードの液晶の代表はＳＴＮ方式であり、急峻な電気光学
特性まを持つことから、単純マトリクス構造で大容量表
示を得ることができる。一方、旋光モードの代表である
ＴＮ方式では高コントラスト比を示すことから、ＴＦＴ
などのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス
構造の大容量表示の素子を実現している。

【０００４】これらの素子は電極上の配向膜により液晶
分子配列を基板にほぼ水平な方向に、ややプレチルト角
をもって配列させており、基板に対して斜め方向から観
察したときに、角度や方角により特性が変化するいわゆ
る視角依存性がある。

【０００５】この視角依存性は、液晶分子を基板に対し
て垂直方向に配列することにより改善されるが、その一
例として逆向き傾斜配向ネマティック液晶セル（電気通
信学会論文誌、VOL.J63-C NO.1, 1980/01/25）が提案さ
れている（ＯＣＢモード、Optically Compensated Bir
efringence mode ）。

【０００６】このＯＣＢモードは図９（ａ）に示すよう
に、対向する電極１、２間に挟む液晶分子３が、ねじれ
ずにしかも各電極面で逆方向にプレチルト角α0 を有す
るように配列され、液晶層中間部で液晶分子３ｃが電極
に垂直になるような配置になっているモード（ベント配
列）で、液晶層の上半分とした半分が常時対称な形状に
なっている。このモードは電極１、２間に一定の電圧が
印加された状態で生じるものであり、電圧無印加状態で
は、図９（ｂ）に示すように液晶層中間部の液晶分子３
ｃが電極に対して平行になるいわゆるスプレイ配列に戻
る。

【０００７】ＯＣＢモードは上記のように液晶分子配列
が層を中心に対称的であるために視角を傾けても視角特
性は対称となり、さらに２軸の位相差板で補償すること
により、視角依存性がない表示が得られる。

【０００８】このようにＯＣＢモードは視角特性が優れ
ているが、上述のように、ベント配列を維持するために
常時一定の電圧を印加しておかなくてはならない。スプ
レイ配列からベント配列に転移させるには大きなエネル
ギーが必要であり、実際には駆動電圧を越える電圧を印
加しなくてはならない。大容量画素で高精細表示を行う
場合、ＴＦＴスイッチング素子が必要となるが、このＴ
ＦＴでは印加できない高電圧が必要になる。また転移に
要する時間は１分以上を必要とし、ディスプレイを立ち
あげてから表示が出るまでが長くなる。

【０００９】さらにまた、ベント配列を維持する電圧を
常時印加するが、駆動電圧を低くするには、維持電圧を
駆動電圧範囲の下限にして電圧設定をする。しかし、安
定なベント配列のための最小限の維持電圧は例えば２．
５Ｖと高いものであり、結果として駆動電圧が高いもの
となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＯＣＢモード表示は、
ＳＴＮモードやＴＮモード表示に比べて視角特性に優
れ、高応答性である利点があるが、大容量表示において
無印加電圧時のスプレイ配列からベント配列に転移させ
る高印加電圧に耐える実用的なスイッチング素子がない
こと、ベント配列に立ちあげる時間が１分以上と長いこ
とと、ベント配列を維持する印加電圧が２．５Ｖと高
く、その結果、駆動電圧が高くなることが問題となって
いる。

【００１１】したがって、大容量表示に用いるＴＦＴス
イッチング素子やＭＩＭ素子が使用できること、立ちあ
げ時間が短縮されること、ベント配列維持電圧が低くて
すむＯＣＢモード構成が望まれ、本発明はこの構成を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに間隔を
置いて配置された第１および第２の電極と、これら電極
間に配置され電極間の間隙を規制する間隙規制体と、前
記間隙に配置された液晶層とを有し、前記液晶層は前記
電極面上で液晶分子がプレチルト角を有するように、か
つ両電極面上で前記各プレチルト角が逆方向で、かつ液
晶分子のプレチルト方向が平行になるように配列され、
前記電極間の電圧が無印加の状態でスプレイ配列をな
し、電圧印加状態でベント配列をなしている液晶表示素
子において、前記間隙規制体は前記液晶層に接する界面
で液晶分子の一部を前記電極面に垂直な方向に配向させ
てなる液晶表示素子を得るものである。

【００１３】さらに、間隙規制体が、間隙と等しい厚み
に設定されたパターン形成した膜を得るものである。

【００１４】さらに、間隙と等しい厚みに設定したパタ
ーン形成した膜として、間隙と等しい粒径に設定した微
粒子を混入したものを得るものである。

【００１５】さらに、電圧無印加状態において第１およ
び第２の電極間で液晶層の液晶分子をスプレイ配列さ
せ、間隙規制体周囲の領域をベント配列としてなるもの
を得るものである。

【００１６】さらに、第１および第２の電極の各面を一
定方向に配向処理し、これら面を間隙規制体を介して対
面させて電極間に間隙を形成する工程と、液晶組成物を
液体状態に加熱して、前記間隙に充填する工程と、前記
第１および第２の電極間に電圧を印加しながら前記液体
状態の液晶組成物を液晶状態になるまで冷却すること工
程とを具備することを特徴とする液晶表示素子の製造方
法を提供するものである。

【００１７】

【作用】本発明は電極間の液晶層の液晶分子をベント配
列させる構成において、間隙規制体に液晶分子配列機能
を付与するものである。ここに基板間隙規制体とは、一
対の電極付き基板を各電極を対向するように一定の間隙
をあけて対峙させ、この間に液晶層を充填し挟持する場
合に、電極間隙部分に間隙間隔が一定になるように基板
面に分布させる微小な粒状、繊維状または層状のスペー
サである。間隙が一定になることにより液晶層の厚みが
一定に規制され、均一な特性の表示が可能になる。通
常、この間隙規制体（以下スペーサと称する）は電極す
なわち基板間の間隙保持のためのものであるから、液晶
層による光制御を妨げこそすれ、役に立たない。

【００１８】本発明によれば、スペーサが液晶層に接す
る面を、液晶分子の配列が基板に対して垂直成分をもつ
ような配向面に形成して、スペーサに接する液晶分子を
基板面に対してほぼ垂直な配向にし、この領域にベント
配列を形成する。

【００１９】ベント配列は両電極面の配向処理方向が基
板面に水平な一定の方向望ましくは同一方向にあるた
め、この面に接する液晶層は、正の誘電異方性を持つた
めほぼ水平な方向に、実際にはあるプレチルト角をもっ
て整列し、スプレイ配列となる。

【００２０】しかしながら、上述のスペーサ機能により
スペーサに接する液晶層の分子は垂直配向になってお
り、電極に電圧を印加しない状態において、液晶層の層
厚の中央部で水平配向の分子と垂直配向の分子が共存す
ることなる。

【００２１】このような分子配向の共存状態の作用を説
明する前に、従来構成を説明する。

【００２２】図９（ｂ）に示すように、両電極１、２面
におけるプレチルト角α0 は等しく、したがって電圧を
印加しない状態で液晶分子３の配列は電極間のプレチル
ト角α0 が等しく層中間央の分子３ｃが電極面に平行な
スプレイ配列となっている。この分子配列に電界を印加
すると液晶分子３は両基板のいずれかのプレチルト角に
したがって配向する。このため、図９（ｃ）のようにデ
ィスプレーの立ち上げの過程で一方の電極１の面にした
がったスプレー分子配列３1 と他方の電極２面にしたが
ったスプレー分子配列３2 とが混在し、さらに電圧を高
めると、一部の液晶分子がベント配列３3 に変化して、
図９（ｄ）のように表示面に分布する。これらの異なる
分子配列３1 、３2 、３3 領域の境界にはディスクリネ
ーションラインＤＬが発生する。このような各種配列の
領域は不安定で複雑なパターンで発生し、この状態から
図９（ａ）の層中間の分子３ｃが電極面に垂直になるベ
ント配列に完全に転移させるには、さらに電圧を高めて
デイスクリネーションラインを消滅させる必要があり、
その分、余分なエネルギーを必要とする。このように従
来のＯＣＢモードの表示素子はスプレイ配列からベント
配列に転移させるのに多大なエネルギーが必要であっ
た。

【００２３】図１は本発明の作用を説明するものであ
る。図において、観察側基板である第１の基板１１とそ
の対向基板である第２の基板１２は各対向面に透明な第
１の電極１３、第２の電極１４を有しており、各電極面
１３Ａ、１４Ａに配向膜１５ａ、１５ｂを塗布してい
る。これら対向する電極１３、１４間にスペーサ１６を
介在させて基板間隙を一定にしており、この間隙に液晶
層２０が配置される。さらに第１の基板１１の表面に補
償用位相差板１７と偏光板１８が貼付してあり、第２の
基板１２の面に偏光板１９が貼付してある。

【００２４】図２に示すように、各電極面の配向膜の配
向処理方向Ｆ、Ｒは同一方向であり、電源３０から電圧
が印加されない状態では、図１の右側および図２（ａ）
で示すように液晶層２０の液晶分子２１は両電極１３、
１４面上の液晶分子２１ａは同じプレチルト角α0 で配
向される。この場合、電極間で液晶分子はツイストされ
ず、さらに、スペーサ１６がない領域では、液晶層２０
の中間部分で液晶分子２１ｃは両電極面に平行に配列さ
れる。すなわち電圧無印加状態で液晶分子はスプレイ配
列になっている。

【００２５】一方、スペーサ１６のある領域およびその
近傍は、図１右側のように液晶分子２１ｃがスペーサ１
６（図２（ｂ））の液晶に接する界面１６ａにそって延
び基板や電極面にほぼ垂直な配向を形成する。

【００２６】電源３０により電極間に電圧が印加された
状態で、図１左側に示すように液晶分子２１は電極面上
の液晶分子２１ａ、２１ｂ（図２（ａ））を除いて印加
される電界にほぼ沿って液晶分子が並びはじめ、液晶層
２０の中間部分で液晶分子２１ｃのうち、スペーサ１６
に近い分子は垂直配向の分子２１ｃを核として垂直方向
に配向方向を転移する。

【００２７】さらに高い電圧を印加すると、図１の左側
部分に示すように、液晶層２０の中間部の液晶分子２１
ｃのすべてが印加電界方向に沿って電極１３、１４面に
ほぼ垂直な方向に配列する。この配列はベント配列であ
る。

【００２８】以上のように、本発明の分子配列の水平、
垂直共存状態の液晶層においては、電極面全面に分布し
た例えば粒状のスペーサ周囲の液晶分子が垂直配向にな
っているために、電極間に電圧を印加すると、これらを
核として、周囲のスプレイ配列の液晶分子がベント配列
に転移する。このため低電圧かつ短時間にスプレイ配列
からベント配列に転移が完了する。

【００２９】すなわち、初期的にベント配列の領域が存
在するので、この領域を核として全体が容易にベント配
列に転移する。しかも、ベント配列に転移した後は、弱
い印加電圧でも初期的にベント配列領域が存在する分、
スプレイ配列には転移しにくくなり、結果的に安定した
ベント相列が低電圧で維持できるものである。

【００３０】スペーサ壁部の液晶に接する界面１６ａの
配向処理はラビングによらず次のようにして行う。

【００３１】電極面に配向膜を形成し、ラビングにより
配向処理Ｆ、Ｒを施した後、基板間にスペーサ１６を配
置して基板周囲を封止して空セルをつくり、基板間隙に
液晶を充填する工程で、充填する液晶組成物を液晶転移
温度以上の温度に保持して液体状態（液晶分子配列がラ
ンダムな状態）として充填する。この状態では未だスペ
ーサ界面での液晶分子配列は決定されない。

【００３２】液晶は界面がラビング処理されてしない場
合は、最初に界面に触れたときに液晶分子が界面に吸着
され、その状態に分子配列が規定される。そこで加熱さ
れてアイソトロピック相（液体状態）になっている液晶
組成物を充填後、電極間に液晶層がベント配列を形成し
得る電圧を印加した状態で、液体状態の液晶を冷却す
る。液晶が液体状態から液晶状態に相転移するとき、液
晶層の分子配列はベント配列になっている。したがって
スペーサ界面にはベント配列状態で液晶分子が吸着す
る。すなわち基板面にほぼ垂直な配列になる。

【００３３】この結果、スペーサ付近の領域の周辺の液
晶層の液晶分子配列はベント配列となり、電圧を印加し
ない状態に戻してもこの配列は維持される。

【００３４】一方、スペーサがない領域は基板の配向処
理にしたがって液晶分子が配列するから、電圧を印加し
ない状態ではスペーサ領域のベント配列と、これに影響
を受けない領域のスプレイ配列とが混在した構造にな
る。

【００３５】本発明に用いるスペーサとして代表的なも
のは次のものである。

【００３６】図３（ａ）に示すスペーサ１６は球状の微
粒子であり、材料としてポリスチレン、シリカ、アルミ
ナがある。一般的には静電気を利用した乾式散布、揮発
性のある液体を溶媒として噴霧器で散布する湿式散布な
どにより基板上に形成する。

【００３７】図３（ｂ）に示すスペーサ１６は基板間隙
と等しい厚みに設定したパターン形成した膜であり、レ
ジスト材料などをフォトリソグラフィ法によりパターン
形成したり、印刷法によりパターン形成したり、レジス
トパターン形成後、電着法によりパターン形成して得る
ものである。

【００３８】図３（ｃ）に示すスペーサ１６は円柱状の
微粒子であり、一般にはファイバーと呼ばれるもので、
材料としてシリカが使われる。この散布も球状微粒子と
同様にして行う。

【００３９】図３（ｂ）のパターンによるスペーサ膜
（スペーサ柱）は膜厚を制御すれば容易に基板間隙を均
一に制御することが可能であり、形成手段がパターン形
成によるものなので、配置する平面的位置や密度が自由
に制御できるので分布させる個数が多すぎたり少なすぎ
たりする問題は発生しない。また、所望の位置に形成で
きる点を含めると、本発明において図３（ａ）、（ｃ）
の微粒子よりも優れている。

【００４０】例えばスペーサ柱を電極が対向した領域に
ベント配列転移の必要数だけ配置すると、ベント配列転
移が効率よくなされて、作用を確実に得ることができ
る。

【００４１】このようなスペーサ柱の膜厚を所望に形成
するには、膜の中に基板間隙に等しい粒径の図３
（ａ）、（ｃ）に示すような微粒子を混入すればよい。
微粒子混入のスペーサ柱を図４に示す。

【００４２】図４（ａ）は膜１６ｃ自体の厚みは微粒子
１６ｂ径よりも薄く形成して成膜した場合の構造を示
し、基板間隙規制の機能は微粒子が受け持っている。

【００４３】図４（ｂ）は膜１６ｃ自体の膜厚が混入微
粒子１６ｂの径と等しい場合であり、微粒子を混入した
膜の材料を微粒子径よりも厚い膜厚で成膜した後、基板
とは別の平板を重ねて膜材料を硬化させ、その後、平板
を取り去ることにより得ることができる。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）図５は本発明をＭＩＭスイッチング素子を
用いたマトリクス型液晶表示素子に適用した実施例を示
す。

【００４５】図において、観察側基板としてガラス製の
第１の基板１１と対向基板としてガラス製の第２の基板
１２を間隔を置いて配置し、各基板の対向する面に第１
の電極１３と第２の電極１４を配置する。第１の電極１
３はＩＴＯの透明な複数の画素電極（300 μｍ×300 μ
ｍ幅）１３ａを４８０×３６０画素のマトリクス配置に
したもので、各画素電極１３ａはＭＩＭスイッチング素
子１３ｂを備えており、このスイッチング素子を介して
電極の周りに配線された信号線１３ｃに接続される。な
お、図示破線で囲む領域が１画素領域である。

【００４６】ＩＴＯでできた第２の電極１４は第２の基
板１２上に幅350 μｍのストライプ状に配置され、画素
電極１３ａに対向して配置され、画素電極と交差する領
域を画素領域とするもので、第２の電極１４に走査信号
が印加されるようになっている。

【００４７】両電極１３、１４上には、４°のプレチル
ト角α0 が得られる配向膜１５ａ、５ｂ（オプトマーＡ
Ｌ−３４５６、（株）日本合成ゴム製）を塗布し焼成し
た後、図４の矢印Ｆ、Ｒで示す同一方向にラビング配向
処理を施した。ＭＩＭ素子付き第１の基板１１にスペー
サ１６として粒径７．５μｍの球状微粒子（ミクロパー
ルＳＰ、（株）積水ファインケミカル製）を散布密度１
００個／ｍｍ² となるよう乾式散布法にて散布し、有効
表示領域の周辺に５ｍｍ幅の開口部を設けた周辺シール
パターンをスクリーン印刷法にて形成した。ここで用い
たシール材料は１液性エポキシ樹脂（ＸＮ−２１、三井
東圧化学（株）製）である。

【００４８】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、基板間隙がスペーサ１６
の粒径と等しくなるよう加圧しながら１８０℃で２時間
焼成し、本実施例の液晶表示素子に用いる空セルを得
た。

【００４９】しかる後、空セルを真空チャンバー内に入
れ、液晶材料として正の誘電異方性を示すネマティック
液晶材料（ＺＬＩ−４８０１−１００、（株）メルクジ
ャパン製。Δｎ＝０．１０５５。Δε＝＋４．９。ネマ
ティック−液体状態相転移温度６７℃）に黒色の染料
（ＬＡ１０３／４、（株）三菱化学製）を２．０ｗｔ％
添加した液晶組成物を、前記空セルを共に１００℃に加
熱し、液晶組成物を液体状態として、減圧注入法にて前
記空セル注入し液晶層２０とした。続いて、セルの温度
を１００℃に保ったまま、前記周辺シールパターンの開
口部を紫外線硬化樹脂（ＵＶ−１０００、（株）ソニー
ケミカル製）にて封止し、この状態で基板のＭＩＭスイ
ッチング素子１３ｂを用いてアイソトロピック相（液体
状態）の液晶層２０に１０Ｖの電圧を印加して、印加し
たまま、セルの温度が２０℃となるまで徐冷してネマテ
ィック液晶相に相転移し、本実施例の液晶表示素子に用
いる液晶セルを得た。この方法で液晶分子は電極面上で
４°のプレチルト角を有するように、各電極１３ａ、１
４で互いに逆方向でプレチルト方向が平行になるように
スプレイ配列し、スペーサ界面で液晶分子の一部が電極
面に垂直な方向に配列する。

【００５０】得られた液晶セルの観察側の第１の基板１
３面に２軸光学補償フィルムとしてＰＣ位相差板１７
（（株）日東電工製）をその屈折率の最も大きい方位が
セルのラビング処理方向Ｆと直交するように基板面に張
り合わせ、さらに、この位相差板１７上と、セルの第２
の基板１４面にそれぞれ偏光板１８、１９を互いに偏光
軸が直交しラビング処理方向、位相差板１７の最大屈折
率方位と４５°の角度をなすように張り合わせて本実施
例の液晶表示素子を得た。

【００５１】この素子に電圧を印加し、全画素の電極間
に１乃至５Ｖの電圧を印加し、表示領域全面がベント配
列になるまでの時間を測定したところ、０．８秒と極め
て早かった。測定結果を下表に実施例２、３と比較例
１、２の結果とともに示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】また、印加電圧が１．５Ｖでも容易にベン
ト配列に転移しており、この印加電圧１．５Ｖの状態を
１時間保ったところ、スプレイ配列への転移は生じなか
った。これらの結果から、本実施例の液晶表示素子は
１，５Ｖ〜４Ｖの範囲で駆動できることが確認された。

【００５４】また、印加電圧１．５Ｖ〜４Ｖで駆動し、
観察角度に対するコントラスト比の変化を測定したとこ
ろ、正面でコントラスト比５０：１、また３０°コーン
の視角でコントラスト比が最小２０：１となり良好な視
角依存性の改善が見られた。

【００５５】（比較例１）実施例１における液晶組成物
を空セルに充填する工程（液晶注入工程）を、実施例１
同様、真空チャンバーを用いた減圧注入法にて行った。
本比較例では、実施例１と同様の材料、製法、条件にて
作成した空セル、および液晶組成物を用い、前記空セ
ル、液晶組成物ともに加熱しないで２０℃にて空セルに
ネマティック液晶相の液晶組成物を充填した。これ以外
の工程は実施例１と同様にして従来のＯＣＢモードであ
る液晶表示素子を得た。

【００５６】実施例１同様に、表示領域全面がベント配
列となるまでの時間を測定した結果、駆動電圧５Ｖとし
ても、表示領域全面がベント配列となるまでの時間は５
分３０秒と極めて遅かった。

【００５７】また、全面がベント配列になった後、印加
電圧を２．０Ｖとしたところ、約１分で一部の画素がス
プレイ配列に転移した。

【００５８】さらに、ＭＩＭ素子は、５Ｖよりも大きな
電圧を印加することができないので、本例の素子の駆動
電圧は２．５Ｖ〜５Ｖの範囲で駆動せざるを得ず、この
範囲で得られる表示の観察角度に対するコントラスト比
の変化は、正面でコントラスト比１５：１、３０°コー
ンの視角ではコントラスト比１０：１以上と正面コント
ラスト比が低いために視角特性が実施例１の素子よりも
劣化していた。

【００５９】（実施例２）実施例１に用いたＭＩＭ素子
付き基板１１、１２を用い、実施例１同様、基板に配向
膜１５ａ、１５ｂとしてオプトマーＡＬ−３４５６
（（株）日本合成ゴム製。プレチルト角４°）を塗布
し、焼成した後、図５に示す方向にラビング配向処理
Ｆ、Ｒを施した。しかる後、図に示すＩＴＯストライプ
電極付きガラス基板１２に、レジスト材料ＯＦＰＲ−５
０００（（株）東京応化製）を膜厚７．５μｍとなるよ
うスピンナーで塗布し、焼成した後、図６に示すような
ストライプ電極ピッチの１／２間隔でかつストライプ間
およびストライプ中央にスペーサ膜１６ｄが位置するよ
うに、角柱状パターンとなるようマスクを用いて露光、
現像し、スペーサ１６ｄとした。しかる後、実施例１同
様、に有効表示領域の周辺に５ｍｍ幅の開口部を設けた
周辺シールパターンをスクリーン印刷法にて形成した。
ここで用いたシール材料は、実施例１同様、ＸＮ−２１
である。

【００６０】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、電極の間隙が柱状スペー
サ１６ｄの高さと等しくなるよう加圧しながら１８０℃
で２時間焼成し、本実施例の液晶表示素子に用いる空セ
ルを得た。

【００６１】しかる後、前記空セルを用いて、実施例１
同様の材料、製法によって液晶表示素子を作製した。

【００６２】この素子に電圧を印加し、全画素の電極間
に１〜５Ｖの電圧を印加し、表示領域全面がベント配列
になるまでの時間を測定した。

【００６３】本実施例では素子の駆動電圧５Ｖにおい
て、表示領域全面がベント配列になるまでの時間は０．
５秒と極めて早かった。

【００６４】また、印加電圧が１．５Ｖでも容易にベン
ト配列に転移しており、この印加電圧１．５Ｖの状態を
１時間保ったところ、スプレイ配列への転移は発生しな
かった。これらの結果から、本実施例の液晶表示素子は
１，５Ｖ〜４Ｖの範囲で駆動できることが確認された。

【００６５】また、印加電圧１．５Ｖ〜４Ｖで駆動し、
観察角度に対するコントラスト比の変化を測定したとこ
ろ、正面でコントラスト比１００：１と実施例１以上に
優れたコントラスト比であった。これはスペーサを各画
素電極ごとに１個しか配置しなかったことによるもので
ある。また３０°コーンの視角でコントラスト比が２
５：１以上となり良好な視角依存性の改善が見られた。

【００６６】（比較例２）実施例２における基板間隙材
形成工程をラビング処理工程前に行い、間隙規制体が形
成された後に実施例２同様にしてラビング処理を行っ
た。これ以外の製法、材料、条件は実施例２同様にし
て、従来のＯＣＢモードである液晶表示素子を得た。

【００６７】実施例２同様に、表示領域全面がベント配
列となるまでの時間を測定した結果、駆動電圧５Ｖとし
ても、表示領域全面がベント配列となるまでの時間は８
分３０秒と極めて遅かった。

【００６８】また、表示領域全面がベント配列となった
後、印加電圧を２．０Ｖとしたところ、約３０秒で、一
部の画素がスプレイ配列に転移してしまった。

【００６９】またＭＩＭ素子では、液晶層に５Ｖより大
きい電圧を印加できないので、結果的にこの液晶表示素
子は印加電圧２．５〜５Ｖでの駆動をせざるおえなくな
った。 印加電圧２．５〜５Ｖにて前記液晶表示素子を
駆動し、観察角度に対するコントラスト比の変化を測定
したところ、正面でコントラスト比１５：１、３０°コ
ーンの視角ではコントラスト比１０：１以上と正面コン
トラスト比が低いことに起因し、視角特性が、比較例１
同様、実施例１、２より悪くなっていた。

【００７０】（実施例３）図７に示すようなＩＴＯの隙
間のない共通電極１３およびＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
ター２１をもつ基板１１およびＴＦＴ素子１４ａ付き基
板１２を作製した。なお、図５と同符号の部分は同様部
分を示す。

【００７１】図７（ｂ）はＴＦＴ素子付き基板１２の構
造を示すもので、各色フィルターＲＧＢごとの画素電極
１４R １４G １４B が各ＴＦＴ１４ａを介して電極周囲
に配線された走査線２２、信号線２３に接続される。図
７（ｃ）はＩＴＯ共通電極付きカラーフィルター基板１
１の構造を示すもので、カラーフィルタ２１R 、２１G
、２１B が電極１４R 、１４G 、１４B に対応して配
置され、その周囲をブラックマトリクス層２４が囲み、
これらフィルタ上に共通電極１３を形成している。

【００７２】これら２枚の基板を用い、双方の基板に、
配向膜１５ａ、１５ｂとして、オプトマーＡＬ−３４５
６（（株）日本合成ゴム製。プレチルト角４°）を塗布
し、このうちＩＴＯ共通電極付きガラス基板１１に、実
施例１で用いたスペーサ１６である粒径７．５μｍの球
状微粒子（ミクロパールＳＰ、（株）積水ファインケミ
カル製）を実施例２で用いたレジスト材料（ＯＦＰＲ−
５０００、（株）東京応化製）に重量比１：５で混入
し、拡販した後、基板全面に印刷法で膜厚１０μｍとな
るよう印刷し、平らなガラス基板を対向させ、重ね合わ
せて加圧し、基板間隙が前記球状微粒子の粒径７．５μ
ｍとなるようにして６０℃３０分の焼成を行った。しか
る後、前記素ガラス基板を剥離し、実施例２同様にし
て、図８に示すようなパターンとなるようマスクを用い
て露光、現像し、柱状の間隙規制体１６ｅとした。しか
る後、有効表示領域の周辺に５ｍｍ幅の開口部を設けた
周辺シールパターンをスクリーン印刷法にて形成した。
ここで用いたシール材料は、実施例１、２同様、ＸＮ−
２１である。

【００７３】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、基板間隙が前記基板間隙
材の粒径と等しくなるよう加圧しながら１８０℃で２時
間焼成し、本実施例の液晶表示素子に用いる空セルを得
た。

【００７４】しかる後、前記空セルを用いて、実施例
１、２同様の材料、製法にて液晶表示素子を作製した。

【００７５】こうして得られた本実施例の液晶表示素子
に基板のＴＦＴ素子１４ａを介して全画素に１〜５Ｖの
電圧を印加し、実施例１、２同様、表示領域全面がベン
ト配列となるまでの時間を測定した。本実施例では素子
の駆動電圧５Ｖにおいて、表示領域全面がベント配列と
なるまでの時間は０．２秒と極めて早かった。

【００７６】また、印加電圧１．５Ｖでも、容易にベン
ト配列に転移しており、この印加電圧１．５Ｖの状態を
１時間保った状態にしたところ、スプレイ配列への転移
は発生しなかった。これらのことから、本実施例の液晶
表示素子は１．５〜５Ｖにて駆動できることが確認され
た。

【００７７】また、印加電圧１．５〜５Ｖにて本実施例
の液晶表示素子を駆動し、観察角度に対するコントラス
ト比の変化を測定したところ、正面でコントラスト比２
００：１、３０°コーンの視角で、コントラスト比５
０：１以上の良好な視角依存性が得られた。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、ディスプレーとして表
示を可能にする立上がり時間が著しく短縮され、液晶分
子のベント配列を維持する電圧を低くし、駆動電圧範囲
を拡大し、コントラスト比を向上できる大容量に適した
ＯＣＢモードの液晶表示素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成、作用を説明する断面図、

【図２】本発明の作用を説明するもので、（ａ）はスプ
レイ配列を説明する略図、（ｂ）は電極と間隙規制体に
よる液晶分子配向を説明する略図、

【図３】（ａ）乃至（ｃ）は間隙規制体の例を示す断面
略図、

【図４】（ａ）、（ｂ）は間隙規制体の例を示す断面略
図、

【図５】本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は断面
図、（ｂ）、（ｃ）は平面図、

【図６】本発明の他の実施例を示す平面略図、

【図７】本発明の他の実施例を示すもので、（ａ）は断
面図、（ｂ）、（ｃ）は平面略図、

【図８】図７の実施例の間隙規制体の配置を示す平面略
図、

【図９】従来装置の作用を説明するもので、（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は略図、（ｄ）は平面図。

【符号の説明】

１１…第１の基板 １２…第２の基板 １３…第１の電極 １４…第２の電極 １５ａ、１５ｂ…配向膜 １６…間隙規制体 ２０…液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに間隙を置いて配置された第１およ
   び第２の電極と、これら電極間に配置され電極間の間隙
   を規制する間隙規制体と、前記間隙に配置された液晶層
   とを有し、前記液晶層は前記電極面上で液晶分子がプレ
   チルト角を有するように、かつ両電極面上で前記各プレ
   チルト角が逆方向で、かつ液晶分子のプレチルト方向が
   平行になるように配列され、前記電極間の電圧が無印加
   の状態でスプレイ配列をなし、電圧印加状態でベント配
   列をなしている液晶表示素子において、前記間隙規制体
   は前記液晶層に接する界面で液晶分子の一部を前記電極
   面に垂直な方向に配向させてなる液晶表示素子。
2. 【請求項２】 間隙規制体が、間隙と等しい厚みに設定
   されたパターン形成した膜からなることを特徴とする請
   求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】 間隙と等しい厚みに設定したパターン形
   成した膜に、間隙と等しい粒径に設定した微粒子を混入
   したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表
   示素子。
4. 【請求項４】 電圧無印加状態において第１および第２
   の電極間で液晶層の液晶分子をスプレイ配列させ、間隙
   規制体周囲の領域をベント配列としてなる請求項１に記
   載の液晶表示素子。
5. 【請求項５】 第１および第２の電極の各面を一定方向
   に配向処理し、これら面を間隙規制体を介して対面させ
   て電極間に間隙を形成する工程と、 液晶組成物を液体状態に加熱して、前記間隙に充填する
   工程と、 前記第１および第２の電極間に電圧を印加しながら前記
   液体状態の液晶組成物を液晶状態になるまで冷却するこ
   と工程とを具備することを特徴とする液晶表示素子の製
   造方法。