JP3183652B2

JP3183652B2 - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP3183652B2
Application number: JP17021099A
Authority: JP
Inventors: 將市石原; 勝治服部
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: JP2000356773A

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
の表示性能を持つ透過型液晶表示素子およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は薄型で軽量、かつ低消費
電力のディスプレイ素子であり、テレビやビデオなどの
画像表示装置や、モニター、ワープロ、パーソナルコン
ピュータなどのＯＡ機器に広く用いられている。

【０００３】従来より、液晶表示素子として例えば、ネ
マティック液晶を用いたツイステッドネマティック（Ｔ
Ｎ）モ−ドの液晶表示素子が実用化されているが、応答
が遅い、視野角が狭いなどの欠点を有している。

【０００４】一方、応答が速く、視野角が広い強誘電性
液晶（ＦＬＣ）、あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）
などの表示モ−ドも提案されているが耐ショック性、温
度特性など大きな欠点があり、広く実用化されるまでに
は至っていない。

【０００５】また、光散乱を利用する高分子分散型液晶
表示モ−ドは偏光板を必要とせず、高輝度表示が可能で
あるが、本質的に位相板による視角制御が出来ないう
え、応答特性課題を有しており、ＴＮモードに対する優
位性は少ない。

【０００６】これらの表示モードに対して、最近応答が
速く視野角が広い表示モードとして光学補償ベンド（Ｏ
ＣＢ）モ−ドが提案された（特開平７−８４２５４）。
このモ−ドは、図３１のように対向する二枚の基板１０
０，１０１上の液晶分子１０２を、平行かつ同一方向へ
配向処理してなる液晶セルに電圧を印加することによ
り、セル中央部にベンド配向あるいはねじれ配向を含ん
だベンド配向Ｂを誘起させることと、低電圧駆動と視野
角拡大のためにフィルム位相板１０３，１０４を液晶セ
ル外側に配設することを特徴としたものであり、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。なお、図３１におい
て、１０５，１０６は偏光板である。

【０００７】上記の光学補償ベンド（ＯＣＢ）モ−ドの
液晶セルは一対の対向基板内表面を互いに平行かつ同一
方向にプレチルト角が約数度〜１０度になるように配向
処理し、電圧無印加状態で液晶分子が扇状に広がった配
向分布からなるスプレイ配向Ａを最初に形成する。その
後、電圧を印加し液晶セル中央部の液晶分子を立たせる
ことによりベンド配向Ｂに転移させる。

【０００８】このスプレイ−ベンド転移は、１０Ｖ〜３
０Ｖの高電圧を印加すれば比較的容易に起こるが、通常
の液晶セル駆動電圧（数Ｖ）では転移に長時間を要する
うえ、再現性に乏しいという課題を有している。

【０００９】表示はこのベンド配向状態で駆動すること
により行うものであり、そのためにはこのスプレイ−ベ
ンド配向転移を液晶セル画素内で確実に起こさせておく
必要があるが、実際には容易ではない。

【００１０】これに対して、液晶捻れ角が１６０度〜２
００度の捻れ液晶セルは原理的に上記ベンド転移課題が
存在しないうえ、ＯＣＢと同等の高速応答特性および広
視野角特性を有しており、優れた液晶表示素子として提
案されている（特願平９−１０２９６０）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図３２は液晶捻れ角が
１８０度である捻れ液晶セル（以下、説明の便宜上、パ
イツイストセルと称するが、広い意味では液晶捻れ角が
１６０度〜２００度のセルもパイツイストセルに含まれ
る）の典型的なセル構成を表している。液晶分子１１０
は一方の基板１１１から他方の基板１１２に向かって１
８０度捻れている。液晶セル１１３はお互いの偏光軸方
向が直交する２枚の偏光板１１４，１１５に挟持されて
おり、偏光板の内側にはフィルム位相板１１６，１１７
が配設されている。

【００１２】図３３はパイツイストセルの電圧−透過率
特性の一例である。充分な電圧が印加された状態（図中
Ｂの部分）で透過率は最小となり、黒表示での輝度レベ
ルを決定している。この黒表示における液晶ダイレクタ
は、ＯＣＢセルにおける黒表示時の液晶ダイレクタと類
似のダイレクタ分布を有しており、高電圧側での電圧−
透過率特性は、ＯＣＢセルとパイツイストセルの間に大
きな差は無い。

【００１３】これに対して、低電圧領域（例えば図中Ａ
の部分）では液晶ダイレクタが充分立ちきらないで捻れ
ており、液晶層位相差が大きく変化するため、図３３の
如く透過率は一様に変化せず、電圧増加とともに、素子
透過率が一様に変化しないプラトー領域Ｄが存在する。
従って、一般的な駆動回路を用いた場合、表示素子とし
て使用可能な領域は、駆動電圧領域で言うならば図中Ａ
２〜Ｂの領域である（電圧増加とともに、素子透過率が
一様に変化しない領域は、表示素子として使用出来な
い）。そのため、白レベルでの光透過率は図中Ｃとな
り、通常のＴＮセルの白レベルに比べ大幅に低い値とな
っており、これがパイツイストセル実用化のネックとな
っている。従って、プラトー領域Ｄのない電圧−透過率
特性を有し、電圧Ａ１を駆動電圧領域に含めて白レベル
での光透過率を向上するようにした液晶表示素子が要望
されていた。

【００１４】また、従来のパイツイストセルの課題は、
ＯＣＢモードの液晶表示素子に比べて視野角特性が悪い
ことである。図３４は従来のパイツイストセルの等コン
トラスト曲線の一例である。この図３４から明らかなよ
うにパイツイストセルは高速応答特性、広視野角特性を
有しているものの、ＯＣＢモードの液晶表示素子に比べ
て視野角特性が悪く、上下、左右ともに１６０度以上と
いう広い視野角特性が求められている。図中の数字はコ
ントラスト比の値を表している。

【００１５】本発明の目的は、上記課題に鑑み、光学補
償ベンド（ＯＣＢ）モードと類似の高速性を有し、かつ
ＯＣＢモード以上の広視野角特性を有する液晶表示素子
およびその製造方法を提供することである。

【００１６】また、本発明の他の目的は、各表示画素内
にその電圧−透過率特性の異なる複数の領域を形成し
て、白レベル透過率の高い、即ち、光透過率の高い電圧
領域をも有効に使うことのできる高速・広視野角の液晶
表示素子およびその製造方法を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち請求項１記載の発明は、パイツイスト
セルを有する液晶表示素子であって、一対の基板間に挟
持され、その液晶分子が捻れて配向している液晶層と、
位相補償板とを含み、前記一対の基板のうち少なくとも
一方の基板界面近傍の液晶配向が、配向状態の異なる２
つ以上の領域に分割されていることを特徴とする液晶表
示素子。上記の如く、基板界面近傍の液晶配向を、配向
状態の異なる２つ以上の領域に分割することにより、電
圧−透過率特性の異なる２以上の領域が形成されること
になり、液晶層全体としての電圧−透過率特性は、各領
域の電圧−透過率特性の総和となることから、電圧−透
過率特性は平均化されたものとなる。従って、従来例に
おいて発生していたプラトー（台形部）がなくなり、そ
の結果、低電圧側の駆動電圧領域を従来例よりも更に低
電圧側まで広げることができ、従来使用できなかった白
レベルの高輝度化が達成される。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
液晶表示素子おいて、液晶配向が、画素毎に、配向状態
の異なる２つ以上の領域に分割されていることを特徴と
する。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１に記載の
液晶表示素子において、配向状態の異なる２つ以上の領
域が、プレチルト角の互いに異なる２つ以上の領域であ
ることを特徴とする。上記の如く、プレチルト角の互い
に異なる２つ以上の領域を設けることにより、電圧−透
過率特性の異なる２以上の領域が形成される。これによ
り、液晶層全体としての電圧−透過率特性には、プラト
ー（台形部）がなくなり、従来使用できなかった白レベ
ルの高輝度化が達成される。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１に記載の
液晶表示素子において、配向状態の異なる２つ以上の領
域が、アンカリングエネルギの互いに異なる２つ以上の
領域であることを特徴とする。上記の如く、アンカリン
グエネルギの互いに異なる２つ以上の領域を設けること
により、電圧−透過率特性の異なる２以上の領域が形成
される。これにより、液晶層全体としての電圧−透過率
特性には、プラトー（台形部）がなくなり、従来使用で
きなかった白レベルの高輝度化が達成される。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１に記載の
液晶表示素子において、配向状態の異なる２つ以上の領
域が、接触角の互いに異なる２つ以上の領域であること
を特徴とする。上記の如く、接触角の互いに異なる２つ
以上の領域を設けることにより、電圧−透過率特性の異
なる２以上の領域が形成される。これにより、液晶層全
体としての電圧−透過率特性には、プラトー（台形部）
がなくなり、従来使用できなかった白レベルの高輝度化
が達成される。

【００２２】請求項６記載の発明は、パイツイストセル
を有する液晶表示素子であって、一対の基板間に挟持さ
れ、その液晶分子が捻れて配向している液晶層と、位相
補償板とを含み、前記一対の基板のうち少なくとも一方
の基板界面近傍の液晶配向状態が、連続的に変化してい
ることを特徴とする。上記の如く、基板界面近傍の液晶
配向状態を、連続的に変化させることにより、電圧−透
過率特性の平均化の効果がより大きくすることができ
る。

【００２３】請求項７記載の発明は、請求項６に記載の
液晶表示素子において、画素毎に、液晶配向状態が連続
的に変化していることを特徴とする。

【００２４】請求項８記載の発明は、請求項６に記載の
液晶表示素子において、連続的に変化している液晶配向
の状態が、プレチルト角の変化であることを特徴とす
る。

【００２５】請求項９記載の発明は、請求項６に記載の
液晶表示素子において、連続的に変化している液晶配向
の状態が、アンカリングエネルギの変化であることを特
徴とする。

【００２６】請求項１０記載の発明は、請求項６に記載
の液晶表示素子において、連続的に変化している液晶配
向の状態が、接触角の変化であることを特徴とする。

【００２７】請求項１１記載の発明は、パイツイストセ
ルを有する液晶表示素子であって、一対の基板間に挟持
された液晶層と、少なくとも１枚の位相補償板とを含
み、前記液晶層中の液晶分子が１６０度から２００度捻
れて配向していると共に、前記液晶層が液晶層厚の異な
る２つ以上の領域に分割されていることを特徴とする。
上記の如く、液晶層厚の異なる２つ以上の領域に分割す
ることにより、電圧−透過率特性の異なる２以上の領域
が形成される。これにより、液晶層全体としての電圧−
透過率特性には、プラトー（台形部）がほぼなくなり、
従来使用できなかった白レベルの高輝度化が達成され
る。

【００２８】請求項１２記載の発明は、請求項１１に記
載の液晶表示素子において、液晶層が、画素毎に液晶層
厚の異なる２つ以上の領域に分割されていることを特徴
とする。

【００２９】請求項１３記載の発明は、パイツイストセ
ルを有する液晶表示素子であって、一対の基板間に挟持
された液晶層と、少なくとも１枚の位相補償板とを含
み、前記液晶層中の液晶分子が１６０度から２００度捻
れて配向していると共に、前記液晶層の層厚が連続的に
変化していることを特徴とする。上記の如く、液晶層厚
を連続的に変化さることにより、無限に配向分割された
ことになり、電圧−透過率特性の平均化の効果が大き
い。そのため、液晶層全体の電圧−透過率特性は、更に
緩やかなものとなり、プラトー（台形部）の発生を完全
に防止できる。

【００３０】請求項１４記載の発明は、請求項１３に記
載の液晶表示素子において、画素毎に、液晶層の層厚が
連続的に変化していることを特徴とする。

【００３１】請求項１５記載の発明は、パイツイストセ
ルを有する液晶表示素子であって、一対の基板間に挟持
された液晶層と、少なくとも１枚の位相補償板とを含
み、前記液晶層中の液晶分子が１６０度から２００度捻
れて配向し、少なくとも一方の表示電極が２つ以上の領
域に分割されているとともに、それぞれの領域に印加さ
れる電圧値が異なることを特徴とする液晶表示素子。

【００３２】請求項１６記載の発明は、請求項１５に記
載の液晶表示素子において、少なくとも一方の表示電極
が２つ以上の領域に分割されているとともに、少なくと
もそのうちの一つに容量成分が直列に接続されているこ
とを特徴とする。上記構成により、容量成分が直列に接
続された電極に関する液晶層印加電圧と、容量成分が直
列に接続されていない電極に関する液晶層印加電圧と
が、異なる。これにより、２つの電圧−透過率特性の異
なる領域を存在させることができ、液晶層全体としての
電圧−透過率特性が平均化される。

【００３３】請求項１７記載の発明は、請求項１１から
１４のいずれかに記載の液晶表示素子において、少なく
とも一方の表示電極表面上に凹凸形成状物が形成されて
いることを特徴とする。上記構成により、液晶層厚を連
続的に変化させることができ、電圧−透過率特性の異な
る領域が得られる。

【００３４】請求項１８記載の発明は、請求項１から１
７のいずれかに記載の液晶表示素子において、位相補償
板が１軸性位相補償板、２軸性位相補償板、あるいは主
軸がハイブリッド配列した位相補償板を含む位相補償板
であることを特徴とする。

【００３５】請求項１９記載の発明は、請求項１８に記
載の液晶表示素子において、１軸性位相補償板が、その
光学的異方性が正の位相補償板であることを特徴とす
る。

【００３６】請求項２０記載の発明は、請求項１８に記
載の液晶表示素子において、前記１軸性位相補償板と、
前記２軸性位相補償板と、前記主軸がハイブリッド配列
した位相補償板とが、この順序で配設されていることを
特徴とする。

【００３７】請求項２１記載の発明は、請求項１８に記
載の液晶表示素子において、前記１軸性位相補償板の光
軸が、外側に配設された偏光板の透過軸と略平行である
ことを特徴とする。

【００３８】請求項２２記載の発明は、請求項１８に記
載の液晶表示素子において、前記主軸がハイブリッド配
列した位相補償板が、主軸がハイブリッド配列した負の
屈折率異方性をもつ光学媒体、または主軸がハイブリッ
ド配列した正の屈折率異方性をもつ光学媒体よりなる位
相補償板であることを特徴とする。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て図面にもとづいて説明する。なお、以下の実施の形態
において、接触角の測定は協和界面化学株式会社製ＦＡ
ＣＥ自動接触角計ＣＡ−Ｚ型を使用し、標準試薬として
水を用いた（測定温度：２５℃）。また、表面アンカリ
ングエネルギ強度はＡ．Ｓｕｇｉｍｕｒａ，Ｔ．Ｍｉｙ
ａｍｏｔｏ，Ｍ．ＴｓｕｊｉａｎｄＭ．Ｋｕｚｅ，
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７２，ｐ
３２９（１９９８）記載の方法により測定した。

【００７０】また、フィルム位相板の位相差Ｒe、Ｒth
の定義はＲe＝（ｎx−ｎy）×ｄ、Ｒth＝（（ｎx＋ｎ
y）／２−ｎz）×ｄとした。ここにおいて、ｎxはフィ
ルム面内において最大屈折率を示す方向の屈折率、ｎy
はフィルム面内でｎx方向に垂直な方向の屈折率、ｎzは
フィルム面に垂直な方向（フィルム厚み方向）の屈折率
を表しており、ｄはフィルム膜厚を表している。

【００７１】また以下の実施の形態において、実験の便
宜上、液晶捻れ角を１８０度としたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、基板間で捻れた捻れ液晶セル
であればよい。但し、特願平９−１０２９６０に開示さ
れているが如く、液晶捻れ角としては１６０度〜２００
度とするのが、光学特性の観点から望ましい。

【００７２】尚、本実施の形態において、位相補償板と
してはフィルム位相板を用いたが、同等の機能を有する
ものであれば液晶パネル等他の光学素子を用いても良
く、これにより本発明を何ら限定するものではない。

【００７３】また、本実施の形態における電圧−透過率
特性図での縦軸の光透過率は、それぞれの偏光軸が平行
に配置された２枚の偏光板の光透過率を１としたときの
光透過率を表している。

【００７４】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る液晶表示素子の要部断面図である。本実施の
形態に係る液晶表示素子Ａは、一対のガラス基板１，２
間に液晶層３を挟持した液晶セル４と、該液晶セル４の
一方の外側（図１の上側）に積層された３枚のフィルム
位相板５，６，７と、該液晶セル４の他方の外側（図１
の下側）に積層された２枚のフィルム位相板８，９と、
位相板７の外側に配設された偏光板１０と、位相板９の
外側に配設された偏光板１１とを有する。位相板５，８
は、図２に示すように、光学媒体１２が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板である。
位相板６，９は、２軸性位相板（ｎｘ〜ｎｙ＞ｎｚ：位
相差Ｒth：５０ｎｍ）であり、位相板７は、正の１軸性
位相板（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ：位相差１５０ｎｍ）であ
る。

【００７５】また、各ガラス基板１，２の内側面には、
表示電極としての透明電極１５，１６が形成されてお
り、この透明電極１５，１６の内側面には配向膜１７，
１８が形成されている。

【００７６】透明電極１５は画像信号電圧が印加される
画素電極であり、透明電極１６は共通電極である。勿
論、透明電極１５を共通電極とし、透明電極１６を画素
電極とするように構成してもよい。

【００７７】また、前記液晶セル４は、液晶層３内の液
晶分子が基板１，２間で捻られた配向状態とっている捻
れ液晶セルである。本実施の形態では、液晶層の液晶捻
れ角は、１８０度とされている。また、各光学要素（液
晶セル４、位相板５〜９、及び偏光板１０，１１に相当
する）は、図３に示す配置状態とされている。ここで、
図３は偏光板１０側から見た平面図であり、図中におい
て、２０は偏光板１０の偏光方向、２１は１軸性位相板
７の主軸方向、２２は２軸性位相板６の主軸方向、２３
は主軸がハイブリッド配列した位相板５の主軸方向、２
４は基板２のラビング方向、２５は基板１のラビング方
向、２６は主軸がハイブリッド配列した位相板８の主軸
方向、２７は２軸性位相板９の主軸方向、２８は偏光板
１１の主軸方向を示す。

【００７８】このようにハイブリッド配列した位相板
５，８を設けることにより、電圧印加時（黒表示）にお
ける液晶層の光学伝播特性の視野角依存性を補償して良
好な黒表示を行い、液晶表示素子の視野角特性を改善す
るという作用を有する。

【００７９】具体的に説明すると、電圧印加時には液晶
層の中央部付近の液晶分子はほぼ垂直方向に立ち上が
る。しかしながら、基板界面に存在する液晶分子は、立
ち上がれず、ほぼ基板に平行状態であり、基板界面近傍
では、中央部に向けて徐々に立ち上がっていく配向状態
となっている。従って、この基板界面近傍の液晶分子の
配向に起因して、この部分で複屈折が大きく生じる。そ
のため、視野角が狭い。この場合、主軸がハイブリッド
配列した位相補償板を設けることにより、基板界面近傍
の液晶分子の複屈折を補償するこができることになる。

【００８０】この原理を更に詳述すると、液晶層を上下
に二分する中心面から液晶表示素子を見た場合、上側に
おいて液晶表層の上半分の液晶分子の方向と上側の位相
補償板５の光学媒体の光学軸方向が対応し、下側におい
て液晶表層の下半分の液晶分子の方向と下側の位相補償
板８の光学媒体の光学軸方向が対応することにより、２
枚の位相補償板のそれぞれが液晶層の半分を補償する役
割を果たすことになり、視野角が広くなる。

【００８１】なお、ハイブリッド配列した位相板は、主
軸の傾き角がほぼ９０度の光学媒体１２ａ（図２参照）
側の面が２軸性位相板側に、主軸の傾き角がほぼ０度の
光学媒体１２ｂ（図２参照）側の面が液晶側になるよう
に配置するのが望ましい。このようにすれば、基板両側
に、先ず面内方向（図２のｘ方向）に主軸のある光学媒
体１２ｂと基板界面付近の液晶分子の組が配置し、それ
を面法線方向（図２のｚ方向）に主軸のある光学媒体１
２ａと中央部の液晶の組が挟むようになって、互いに補
償を行う層が順序よく並ぶことになるからである。

【００８２】また、本実施の形態においては、ハイブリ
ッド配列した位相補償板は上下に設けるようにしたけれ
ども、何れか一方のみを設ける構成であってもよい。こ
のようにすれば、２枚設ける場合に比べれば視野角は狭
いけれども、従来例に比べれば十分に広い視野角が得ら
れることになる。

【００８３】なお、２軸性位相板６，９の働きとして
は、電圧印加時（黒表示時）において液晶層中央部の液
晶分子が立ち上がる状態となるが、このときの斜め方向
からの光に起因した複屈折を主として補償する働きをな
す。

【００８４】また、１軸性位相板７は、黒表示における
光漏れを防止して、黒レベルを沈ませる働きをなす。即
ち、偏光板１１と偏光板１０との偏光軸方向が直交して
配置されていることから、正面方向（偏光板に対して垂
直方向）から見た場合の光漏れは防がれている。しかし
ながら、正面からずれた方向（偏光板に対して斜め方
向）から見た場合に、光漏れが生じる。かかる場合に、
１軸性位相板７を設けることにより、光漏れを防止する
ことができる。

【００８５】このようにして、１軸性位相板７、２軸性
位相板６，９及びハイブリッド配列した位相板５，８を
設けることにより、広視野角特性を有する液晶表示素子
を実現することができる。

【００８６】次いで、上記構成の液晶表示素子Ａの製造
方法について説明する。

【００８７】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−４
７４をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０度、
１時間硬化させ、配向膜１７，１８を形成する。その
後、配向膜１７，１８表面を、レーヨン製ラビング布を
用いて図２に示す方向にラビング処理を施す。次いで、
積水ファインケミカル（株）製スペーサ２０、およびス
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５．１μｍとなるよ
うに、基板１と基板２とを貼り合わせ、空セルを作成し
た。

【００８８】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍに
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入して、液晶セル４を作製した。

【００８９】その後、偏光板１０、１１、正の一軸性位
相板（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ：位相差１５０ｎｍ）７、二軸
性位相板（ｎｘ〜ｎｙ＞ｎｚ：位相差Ｒth：５０ｎｍ）
６，９および光学媒体が負の屈折率異方性を有し、主軸
がハイブリッド配列した位相板５，８（富士写真フィル
ム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒe：３４ｎｍ）を図
３の如く液晶セル４に貼合し、液晶表示素子Ａを作製し
た。

【００９０】次いで、上記方法で作製された液晶表示素
子Ａの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しなが
ら測定した。結果を図４に示す。このときの電圧増加に
よる液晶配向の変化は連続的であり、確実に、かつスム
ーズに図３１の液晶配向状態Ｂに類似した液晶配向が得
られることが確認された。

【００９１】図４において、駆動電圧が２．２０Ｖから
５．８０Ｖの領域で表示を行った時のコントラスト比は
２１５：１であった。また２．２０Ｖから２．７１Ｖ、
３．２３Ｖ、３．７４Ｖ、４．２６Ｖ、４．７７Ｖ、
５．２８Ｖ、５．８０Ｖの電圧に印加電圧を変化させた
時の立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間の和は、
それぞれ１６ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ、１３ｍｓｅｃ、
１３ｍｓｅｃ、１１ｍｓｅｃ、９ｍｓｅｃ、８ｍｓｅｃ
であり、本実施の形態に係る液晶表示素子は、従来例の
ＯＣＢモードと同様の高速応答性が確認された。

【００９２】図５は白表示電圧を２．２０Ｖ、黒表示電
圧を５．８０Ｖとしたときの視野角の等コントラスト曲
線を表している。図５から明らかなように、本発明液晶
表示素子Ａは上下１２０度、左右１６０度以上の視角範
囲でコントラスト比１０：１以上が達成されており、そ
の実用的価値は極めて高い。なお、図中の数字はコント
ラスト比の値を表している。

【００９３】こうして、本実施の形態に係る液晶表示素
子Ａは、ＯＣＢモードと同様な高速応答性を有し、か
つ、ＯＣＢモード以上の広視野角特性を有する液晶表示
を実現することができる。

【００９４】（実施の形態１の補足説明）本実施例では２軸性位相板および主軸がハイブリッド
配列した位相板を液晶セル両側に貼合したが、必要なセ
ル特性に応じて液晶セルの片側に貼合しても良いことは
言うまでもない。

【００９５】なお、２軸性位相板６のｎｘとｎｙが異な
っている場合には、１軸性位相板７を省略するようにし
てもよい。なぜなら、上記構成の２軸性位相板であれ
ば、１軸性位相板を兼ねていると考えられるからであ
る。

【００９６】また、位相板５，６，７及び８，９の積層
の順序は、図１に示す順序に限定されるものではなく、
例えば、位相板５の上に位相板７を設け、位相板７上に
位相板６を設けるようにしてもよい。但し、図１に示す
順序で構成するのが、望ましい。なぜなら、液晶表示素
子を構成する各光学要素間においては、できるだけ屈折
率差がなく光学特性に連続性を保つことが望まれてお
り、このような連続性があると、光損失なく光が各光学
要素を伝播していくことができるからである。

【００９７】また、位相板の貼合角度は図３の方向に
限定するものではく、図３の貼合角度から２〜３度程度
の範囲内で変化させた貼合角度であっても、同様な効果
を奏する。

【００９８】また、図３の配置状態から９０度回転し
た状態で各光学要素を配設するように構成してもよく、
このようにしても光学特性は図３の配置状態と同様であ
り、従って、図３の配置状態における液晶表示素子と同
様な効果を奏する。

【００９９】また、本実施の形態では二枚の偏光板を
直交して配置したが、平行に配置した場合には白黒表示
が逆になるが、本質的な特性に差はない。ただし、適正
な位相補償板の位相差の値は異なる。この点に関して、
図６を参照して説明する。図６において、ラインＬ１は
２枚の偏光板を直交して配置して構成された液晶表示素
子の電圧−透過率特性を示し、ラインＬ２は２枚の偏光
板を平行に配置して構成された液晶表示素子の電圧−透
過率特性を示す。この図６から明らかなようにラインＬ
１では駆動電圧が大きい領域で黒表示となり、ラインＬ
２では駆動電圧が小さい領域で黒表示となる。従って、
ラインＬ１では、液晶のねじれがほぼ解消しているた
め、液晶層を通過した光の位相差は小さいものとなる。
これに対して、ラインＬ２では、液晶のねじれ部分が大
きいため、液晶層を通過した光の位相差は大きいものと
なる。この結果、位相板の厚みは、偏光板を平行に配置
する場合の方が偏光板を直交して配置する場合よりも大
きい厚みが必要となる。従って、位相板の厚みを小さく
して液晶表示素子の薄型化を希望する場合、二枚の偏光
板を直交して配置した構成の方が望ましい。

【０１００】（実施の形態２）本実施の形態２は、実施
の形態１に類似し対応する部分には同一の参照符号を付
す。実施の形態１では、光学媒体が負の屈折率異方性を
有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８（富士
写真フィルム（株）製ＷＶフィルム）を用いたけれど
も、実施の形態２では、位相板５，８に代えて、図７に
示すように光学媒体１２が正の屈折率異方性を有し、主
軸がハイブリッド配列した位相板３０，３１（日本石油
化学（株）製ＮＨフィルム、位相差Ｒe：３０ｎｍ）を
用いた。また、各光学要素は、図８に示す配置状態とさ
れている。ここで、図８は偏光板１０側から見た平面図
であり、図中において、２０は偏光板１０の偏光方向、
２１は１軸性位相板７の主軸方向、２２は２軸性位相板
６の主軸方向、３２は主軸がハイブリッド配列した位相
板３０の主軸方向、２４は基板２のラビング方向、２５
は基板１のラビング方向、３３は主軸がハイブリッド配
列した位相板３１の主軸方向、２７は２軸性位相板９の
主軸方向、２８は偏光板１１の主軸方向を示す。

【０１０１】次いで、上記構成の液晶表示素子Ａ１を図
８に示す配置状態にする以外は実施の形態１と全く同様
にして作製した。この液晶表示素子Ａ１について、２．
３０Ｖ（白表示）から６．６５Ｖ（黒表示）の駆動電圧
範囲で表示を行った場合、正面でのコントラスト比は２
５０：１であった。また、コントラスト比が１０：１以
上の視野角範囲は、上下方向で１３５度、左右方向で１
４８度であった。このよう光学媒体が正の屈折率異方性
を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板を用いて
も、実施の形態１と同様に広視野特性を有する液晶表示
素子を実現することができる。なお、斜め方向に関する
視野角範囲については、実施の形態２は、実施の形態１
に劣る。しかしながら、位相板３０，３１は、位相板
５，８よりもコストが安く、従って、液晶表示素子Ａよ
りも液晶表示素子Ａ１の方が製造コトスの低減を図るこ
とがてきるというメリットがある。

【０１０２】（実施の形態３）本実施の形態３に係る液
晶表示素子Ｂは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態３で
は、１画素内においてプレチルト角が異なる２つの領域
が形成されている点において実施の形態１と相違する。
このような構成により、１画素内において電圧−透過率
特性が異なる２つの領域が形成されることになり、電圧
−透過率特性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在しな
くなり、従来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含める
ことができ、白レベルを大きくすることができる。な
お、後述する実施の形態４〜１２も、実施の形態３と同
様に電圧−透過率特性が異なる領域を形成することによ
り、プラトーをなくし、従来例よりも低電圧側を駆動電
圧範囲に含めるようにしたものである。

【０１０３】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｂの製造
方法を説明する。

【０１０４】透明電極１５，１６を有する２枚のガラス
基板１，２に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−１１６４
をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中２００度、１時
間硬化させ、配向膜１７，１８を形成する。その後、図
９に示すように、参照符号４０の方向に偏光した紫外線
３１を照射する紫外線照射装置（図示せず）を基板１上
方に配置し、波長２４５ｎｍの偏光紫外線光４１を２時
間照射した。このときの紫外線照射方向θは９０度であ
り、照射エネルギは８８０ｍＪ／ｃｍ²であった。更
に、図１０に示されるマスク４２を介して、照射角度θ
＝４０度で、同様の偏光紫外線光４１を３時間照射し
た。なお、マスク４２は、遮光領域４２ａと透過領域４
２ｂとが１画素に関して４０：６０になるように形成さ
れている。従って、画素の４０％の領域に偏光紫外線光
４１が照射されたことになる。このような２段階照射に
より、２段階照射された領域ではプレチルト角が大きく
なり、１段階のみ照射された領域ではプレチルト角が小
さくなった。プレチルト角が大きい領域と、プレチルト
角が小さい領域の比は、１画素内で４０：６０であっ
た。

【０１０５】このように２段階照射するのは、以下の理
由による。即ち、照射角度θ＝９０度の照射により配向
膜表面の分子側鎖を一方向に並ばせる。このとき、照射
角度θ＝９０度であるため、上記発現基の基板からの立
ち上がり角はほぼ０度となっている。次いで、照射角度
θ＝４０度の照射により、その光に追従して上記分子側
鎖が基板から立ち上がる。従って、１段階のみの照射さ
れた領域ではプレチルト角が小さくなり、２段階の照射
された領域ではプレチルト角が大きくなり、その結果と
してプレチルト角の異なる２つの領域を形成することが
できる。

【０１０６】尚、本偏光紫外線照射時間が３０分の場合
（θ＝９０度）と、更に３０分の斜め照射（θ＝４０
度）を行った場合における液晶材料（ＺＬＩ−２４１
１）のプレチルト角は、別途実験により求めた結果、
０．２度と８．１度であった。

【０１０７】次いで、対向側基板２についても、上記基
板１と同様の光配向処理を行った。その後、基板１と基
板２とを対向配置し、積水ファインケミカル（株）製ス
ペーサ２０、およ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５．１μｍとなるように貼り合わせ、空セルを作製し
た。

【０１０８】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２となる
ように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ
点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法にて空
セルに注入して、液晶セル４を作製した。

【０１０９】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｂを作製した。

【０１１０】なお、図３における「上側基板のラビング
方向」、「下側基板のラビング方向」は、それぞれ「上
側基板において液晶分子が基板から離れるように配向す
る方向」、「下側基板において液晶分子が基板から離れ
るように配向する方向」と読み替えて各位相板等の光学
素子を配置した。

【０１１１】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｂの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１１の実線に示す。

【０１１２】図１１からも明らかなように、本発明液晶
表示素子の電圧−透過率特性は、図３３に認められるプ
ラトー（台形部Ｄ）が発生しない。これは、１画素内に
おいてプレチルト角が大きい領域と小さい領域を設ける
ことにより、１画素内において電圧−透過率特性の異な
る２つの領域が形成されたことになり、この結果、液晶
層全体としての電圧−透過率特性は平均化され、プラト
ー（台形部Ｄ）が殆ど存在しないことになるからであ
る。このようにして、プラトー（台形部Ｄ）が存在しな
い電圧−透過率特性を得ることにより、駆動電圧領域の
低電圧側を従来例よりも小さくとること可能となり、こ
れにより、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率
を示すことができる。

【０１１３】尚、本実施の形態では正の一軸性フィルム
位相板、二軸性フィルム位相板および光学媒体が負の屈
折率異方性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板
を液晶セルに貼合しているが、液晶表示素子の正面での
電圧−透過率特性に関しては、主軸がハイブリッド配列
した位相板５，８のみで十分に補償することが可能であ
る。

【０１１４】また、本実施例においては、フィルム位相
板を液晶セルの両側に配設したが、用途に応じて、セル
片側のみに配置しても良い。

【０１１５】（比較例１）２回目の偏光紫外線斜め照射
を行わない以外は実施の形態３と全く同様にして空セル
を作製し、カイラル材料としてコレステリルノナノエー
トを添加してカイラルピッチが１０．２μｍとなるよう
に調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１（ＮＩ点＝
６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法にて液晶セ
ル４に注入した。

【０１１６】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｒ１を作成した。

【０１１７】ここにおいて、実施の形態３と同様に図３
における「上側基板のラビング方向」、「下側基板のラ
ビング方向」は、それぞれ「上側基板において液晶分子
が基板から離れるように配向する方向」、「下側基板に
おいて液晶分子が基板から離れるように配向する方向」
と読み替えて各光学素子を配置した。

【０１１８】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｒ１の電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しなが
ら測定した。結果を図１１の破線で示す。

【０１１９】図１１より明らかなように、液晶表示素子
Ｒ１にはプラトー（台形部Ｄ）が存在している。これに
対して、本発明液晶表示素子Ｂは電圧の増加とともに透
過率が一様に変化し、プラトー（台形部Ｄ）が存在して
いない。この結果、２回目の偏光紫外線斜め照射によ
り、電圧−透過率特性の異なる領域が形成され、これに
より、電圧−透過率特性を平均化させることが認められ
る。

【０１２０】（実施の形態４）本実施の形態４に係る液
晶表示素子Ｃは、基本的には実施の形態３に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。即ち、実施の形態４
は、１画素内においてプレチルト角が異なる２つの領域
が形成されている点において実施の形態３と同様であ
る。但し、プレチルト角が異なる２つの領域を形成する
ための製造方法が異なる。

【０１２１】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｃの製造
方法を説明する。

【０１２２】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２上に日産化学工業製配向膜塗料ＳＥ−
４１１０をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０
度、１時間硬化させ、配向膜１７，１８を形成した。そ
の後、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照符号２
４及び２５に示す方向にラビング処理を施した。その
後、上記実施の形態３で用いたものと同様のマスクを介
して画素の４０％の領域に対して、波長２４５ｎｍの非
偏光紫外線光を４時間照射した。この時の照射エネルギ
ーは１．７Ｊ／ｃｍ²であった。これにより、非偏光紫
外線光が照射された領域ではプレチルト角が小さくな
り、非偏光紫外線光が照射されなかった領域ではプレチ
ルト角が大きくなった。プレチルト角が小さい領域と、
プレチルト角が大きい領域の比は、１画素内で４０：６
０であった。このような現象が生じるのは、非偏光紫外
線の照射により、配向膜表面の側鎖が切断されるため、
液晶分子が側鎖に沿って配列できず、そのためプレチル
ト角が小さくなると考えられるからでる。

【０１２３】尚、本非偏光紫外線照射を行った場合と、
行わなかった場合における液晶材料プレチルト角は、別
途実験により求めた結果、０．２度と１０．１度であっ
た。

【０１２４】次いで、対向側基板２についても、上記基
板１と同様の光配向処理を行った。その後、基板１と基
板２とを対向配置し、積水ファインケミカル（株）製ス
ペーサ２０、およ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５．１μｍとなるように貼り合わせ、空セルを作製し
た。

【０１２５】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２２９３
（ＮＩ点＝８５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１２６】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１３５ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：３５ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：２８ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｃを作製した。

【０１２７】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｃの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１２に示す。図１２からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子Ｃの電圧−透過率特性は、
図３２に認められるプラトー（台形部Ｄ）が発生しない
ため、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率を示
すことが出来る。

【０１２８】（実施の形態５）本実施の形態５に係る液
晶表示素子Ｄは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態４で
は、１画素内においてアンカリング強度の異なる２つの
領域が形成されている点において実施の形態１と相違す
る。このような構成により、１画素内において電圧−透
過率特性が異なる２つの領域が形成れることになり、電
圧−透過率特性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在し
なくなり、従来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含め
ることができ、白レベルを大きくすることができる。

【０１２９】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｄの製造
方法を説明する。

【０１３０】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２上に下記構造式（化１）で示されるポ
リイミド塗料（ＮＭＰ／ブチルセルソルブ溶媒）をスピ
ンコート法にて塗布し、恒温槽中２００度、１時間硬化
させる。

【化１】その後、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照符号
２４，２５に示す方向にラビング処理を施した。その
後、上記実施の形態３で用いたものと同様のマスクを介
して画素の４０％の領域に対して、波長２４５ｎｍの非
偏光紫外線光を１５０分照射した。この時の照射エネル
ギーは２．０Ｊ／ｃｍ²であった。これにより、非偏光
紫外線光が照射された領域ではアンカリング強度が小さ
くなった。そのため、１画素内において、アンカリング
強度が小さい領域とアンカリング強度が大きい領域が存
在することになり、その比は、１画素内で４０：６０で
あった。このような現象が生じるのは、以下の理由によ
る。即ち、一般的には、アンカリングは、配向膜表面に
浸み込んだ液晶分子が配向膜の分子側鎖により拘束され
て生じるものと考えられている。そして、本実施の形態
では、当該部分の側鎖が非偏光紫外線の照射により切断
され、このためアンカリング強度が弱くなると考えられ
る。

【０１３１】なお、上記実施の形態３で説明したよう
に、非偏光紫外線光が照射された領域ではプレチルト角
は小さくなっている。しかしながら、本実施の形態５
は、実施の形態４と比較すると配向膜材料の相違及び紫
外線の照射時間の相違により、プレチルト角の小さくな
る度合いが実施の形態４よりも小さい。従って、本実施
の形態５においてもプレチルト角が異なる２つの領域が
存在するものの、その影響は実施の形態４に比べ小さ
く、寧ろ本実施の形態４は、アンカリング強度が異なる
ことに起因して電圧−透過率特性が異なる領域が存在す
るようにしことを特徴とするものである。なお、プレチ
ルト角が小さいからといって、アンカリング強度が弱く
なるわけでない。両者は、概念が異なる。

【０１３２】次いで、対向側基板２についても、上記基
板１と同様の光配向処理を行った。その後、基板１と基
板２とを対向配置し、積水ファインケミカル（株）製ス
ペーサ２０、およ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５．１μｍとなるように貼り合わせ、空セルを作成し
た。

【０１３３】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２２９３
（ＮＩ点＝８５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１３４】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１）７、２軸性位相板６，９（位相差Ｒt
h：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方性を有
し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８（富士写
真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒe：３４ｎ
ｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶表示素子Ｄ
を作製した。

【０１３５】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｄの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１３に示す。図１３からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子Ｄの電圧−透過率特性は、
図３３に認められるプラトー（台形部Ｄ）が発生しない
ため、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率を示
すことが出来る。

【０１３６】本実施の形態５で用いた配向膜材料のプレ
チルト角は紫外線照射によりプレチルト角が低下するも
ののその程度は小さい。一方、プレチルト角測定に用い
たホモジニアスセルにて測定した表面アンカリングエネ
ルギ強度は、紫外線照射を行わなかった場合と、本実施
例条件での紫外線照射を行った場合とでは、それぞれ
１．０×１０−３［Ｊ／ｍ２］、２．５×１０−４［Ｊ
／ｍ２］であった。

【０１３７】表面アンカリングエネルギ強度は電圧印加
時の液晶ダイレクタの分布、即ち、電圧−透過率特性を
決めるものであり、異なった表面アンカリングエネルギ
強度領域に対して、それぞれ電圧−透過率特性が存在す
る。従って、実際の表示においては、これらの特性が合
成され、輝度変化が一様に変化しないという従来のパイ
ツイストセルの課題が解消されている。

【０１３８】（実施の形態６）本実施の形態６に係る液
晶表示素子Ｅは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態６で
は、１画素内において配向膜表面における液晶の接触角
の異なる２つの領域が形成されている点において実施の
形態１と相違する。このような構成により、１画素内に
おいて電圧−透過率特性が異なる２つの領域が形成れる
ことになり、電圧−透過率特性におけるプラトー（台形
部Ｄ）が存在しなくなり、従来例よりも低電圧側を駆動
電圧範囲に含めることができ、白レベルを大きくするこ
とができる。

【０１３９】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｅの製造
方法を説明する。

【０１４０】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２上に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−
７４７をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１８０
度、１時間硬化させ、配向膜１７，１８を形成した。そ
の後、実施の形態３で用いたものと同様のマスクを配向
膜表面に密着させ、４０℃、エチルアルコール蒸気中に
１５秒さらした後、レーヨン製ラビング布を用いて図３
の参照符号２４及び２５に示す方向にラビング処理を施
した。

【０１４１】配向膜表面での接触角は、その表面をアル
コール蒸気に晒した場合と、晒さなかった場合とでは、
それぞれ８４度、６５度であった。基板２についても、
同様の処理を行った。次いで、基板１と基板２とを、積
水ファインケミカル（株）製スペーサ２０、およびスト
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５．１μｍとなるよう
に貼り合わせ、空セルを作成した。

【０１４２】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１４３】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５５ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：４２ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｅを作製した。

【０１４４】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｅの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１４に示す。図１４からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子の電圧−透過率特性は、印
加電圧の増加とともに光透過率が徐々に変化し、通常の
ＴＮ型液晶表示素子並の高い白レベル透過率を示すこと
が出来る。

【０１４５】本実施の形態ではアルコール蒸気暴露によ
る液晶配向制御の領域を全表示画素の４０％としたが、
これにより何ら本発明を限定するものではない。

【０１４６】（実施の形態７）本実施の形態７に係る液
晶表示素子Ｆは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態７で
は、１画素内においてプレチルト角が連続的に変化して
いる点において実施の形態１と相違する。このような構
成により、電圧−透過率特性におけるプラトー（台形部
Ｄ）が存在しなくなり、従来例よりも低電圧側を駆動電
圧範囲に含めることができ、白レベルを大きくすること
ができる。

【０１４７】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｆの製造
方法を説明する。

【０１４８】先ず、透明電極１６，１７を有する２枚の
ガラス基板２，１上に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−
１１６４をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中２００
度、１時間硬化させ、配向膜１６，１７を形成した。そ
の後、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照符号２
４及び２５に示す方向にラビング処理を施した。その
後、線状紫外線照射装置を用い、波長２４５ｎｍの非偏
光紫外線光を図１５で示される照射位置−照射時間の関
係で、ステージ送り速度を変化させながら連続的に照射
した。この時、光照射時間が６０分の時、照射エネルギ
量は１．２Ｊ／ｃｍ²に対応していた。

【０１４９】尚、本非偏光紫外線照射時間が０分の場合
と、１８０分の場合における液晶材料（ＺＬＩ−２４１
１）のプレチルト角は、別途実験により求めた結果、
０．２度と９．８度であり、本実施の形態における配向
膜界面のプレチルト角は、一方の端から他方に向かって
連続的に変化しているものと推定される。

【０１５０】次いで、対向側基板２も同様にして作製
し、基板１と基板２とを対向配置し、積水ファインケミ
カル（株）製スペーサ２０、およびストラクトボンド３
５２Ａ（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５．１μｍとなるように貼り合わせ、
空セルを作成した。

【０１５１】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１５２】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｅを作製した。

【０１５３】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｆの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１６に示す。図１６からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子の電圧−透過率特性は、図
３３に認められるプラトー（台形部Ｄ）が発生しないた
め、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率を示す
ことが出来る。

【０１５４】尚、本実施の形態では、紫外線光源側を移
動させたが、逆に、光源側を固定し、配向膜基板を移動
させながら配向処理を行っても良いことは言うまでもな
い。また、上記の例では画素内でのプレチルト角を連続
的に変化させたが、プレチルト角が異なる領域が例えば
１０程度となるように配向分割するようにしても、類似
の効果が認められた。

【０１５５】（実施の形態８）本実施の形態８に係る液
晶表示素子Ｇは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態８で
は、１画素内においてプレチルト角が連続的に変化して
いる点において実施の形態１と相違する。このような構
成により、電圧−透過率特性におけるプラトー（台形部
Ｄ）が存在しなくなり、従来例よりも低電圧側を駆動電
圧範囲に含めることができ、白レベルを大きくすること
ができる。なお、本実施の形態８は、１画素内において
プレチルト角が連続的に変化している点において実施の
形態７と同様である。但し、実施の形態７ではラビング
処理後に紫外線照射による光切断によりプレチルト角を
連続的に変化させたのに対して、本実施の形態８では紫
外線照射による光配向によりプレチルト角を連続的に変
化させている点において相違する。

【０１５６】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｇの製造
方法を説明する。

【０１５７】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２上にＪＳＲ株式会社製配向膜塗料ＪＡ
ＬＳ−６８４をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中１
８０度、１時間硬化させ、配向膜１７，１８を形成し
た。その後、図９に示すように、参照符号４０の方向に
偏光した紫外線４１を照射する紫外線照射装置（図示せ
ず）を基板上方に配置し、波長２４５ｎｍの偏光紫外線
光４１を２時間照射した。このときの紫外線照射方向θ
は９０度であり、照射エネルギは８８０ｍＪ／ｃｍ²で
あった。更に、照射角度θ＝４０度で、同様の偏光紫外
線光４１を３０分照射した。

【０１５８】次に、線状偏光紫外線照射装置を用い、波
長２４５ｎｍの偏光紫外線光を図１７で示される照射位
置−照射時間の関係で、ステージ送り速度を変化させな
がら、照射角度θ＝４５度を保ったまま、連続的に照射
した。

【０１５９】尚、斜め方向からの本偏光紫外線照射時間
が０分の場合と、２４０分の場合における液晶材料（Ｚ
ＬＩ−２４１１）プレチルト角は、別途実験により求め
た結果、１１．３度と１．５度であり、本実施の形態に
おける配向膜界面のプレチルト角は、一方の端から他方
に向かって連続的に変化しているものと推定される。

【０１６０】対向側基板も同様にして作製し、積水ファ
インケミカル（株）製スペーサ２０、およびストラクト
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５．１μｍとなるように貼り
合わせ、空セルを作成した。

【０１６１】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１６２】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｇを作製した。

【０１６３】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｇの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図１８に示す。図１８からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子の電圧−透過率特性は、図
３２に認められるプラトー（台形部Ｄ）が発生しないた
め、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率を利用
することが出来る。

【０１６４】（実施の形態９）本実施の形態９に係る液
晶表示素子Ｈは、基本的には実施の形態１に係る液晶表
示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態９で
は、１画素内においてアンカリング強度が連続的に変化
している点において実施の形態１と相違する。このよう
な構成により、電圧−透過率特性におけるプラトー（台
形部Ｄ）が存在しなくなり、従来例よりも低電圧側を駆
動電圧範囲に含めることができ、白レベルを大きくする
ことができる。

【０１６５】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｈの製造
方法を説明する。

【０１６６】先ず、透明電極１５，１６を有する２枚の
ガラス基板１，２上に日産化学工業株式会社製ポリイミ
ド塗料ＳＥ−４４１０（ＮＭＰ／ブチルセルソルブ溶
媒）をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中２５０度、
１時間硬化させ、配向膜１７，１８を形成した。その
後、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照符号２４
及び２５に示す方向にラビング処理を施した。その後、
図１９に示される特性を有する紫外光用ＮＤフィルタを
介して、波長２４５ｎｍの非偏光紫外線光を１８０分照
射した。ここで、紫外光用ＮＤフィルタは、金属粒子の
密度が一端から他端に亘って大きくなるように含有され
ている（例えば、一端付近で５０％、他端付近で８０
％）ため、紫外光用ＮＤフィルタを通過した紫外線は、
その強度が連続的に変化した分布を有する。従って、紫
外光用ＮＤフィルタを通過した紫外線により配向膜を照
射すると、配向膜表面の側鎖の切断数が配向膜の一端か
ら他端に亘って増加する状態となり、このため、配向膜
の表面アンカリング強度は、一端から他端に向かって連
続的に変化する。

【０１６７】尚、本非偏光紫外線照射をしなかった場合
と、１８０分照射した場合における液晶材料（ＺＬＩ−
２４１１）に対するアンカリングエネルギ強度は、別途
実験により求めた結果、３．５×１０−４［Ｊ／ｍ２］
および１．２×１０−３［Ｊ／ｍ２］であり、本実施の
形態における配向膜の表面アンカリングエネルギ強度
は、一方の端から他方に向かって連続的に変化している
ものと推定される。

【０１６８】対向側基板も同様にして作製し、積水ファ
インケミカル（株）製スペーサ２０、およびストラクト
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５．１μｍとなるように貼り
合わせ、空セルを作成した。

【０１６９】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１７０】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｈを作製した。

【０１７１】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｈの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図２０に示す。図２０からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子の電圧−透過率特性は、図
３２に認められるプラトー（台形部Ｄ）が発生せず、印
加電圧の増加とともに素子の光透過率が一様に変化する
ため、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率の領
域まで利用することが出来、その実用的価値は大きい。

【０１７２】（実施の形態１０）図２１は実施の形態１
０に係る液晶表示素子Ｉの構成図である。本実施の形態
１０は、実施の形態１に類似し、対応する部分には同一
の参照符号を付す。実施の形態１０が実施の形態１と異
なる点は、透明電極１５が２つに分割されており、その
分割されたうちの一方の電極１５ａと対向側の透明電極
１６との間には容量成分５０が直列に挿入されている。
この容量成分５０は、具体的には基板に設けた補助容
量等により実現される。なお、本実施の形態１０におけ
る透明電極１５は画素電極であり、透明電極１６は共通
電極である。

【０１７３】本実施の形態において用いた容量成分５０
の大きさは、電極１５ａと電極１６との間の液晶層容量
の４．５倍であった。このような構成により、電極１５
ａと電極１６間の液晶層３ａに対する印加電圧と、電極
１５ｂと対向電極１６間の液晶層３ｂに対する印加電圧
とが、異なる。このため、液晶層３ａと液晶層３ｂの各
電圧−透過率特性が異なる。これにより、２つの電圧−
透過率特性の異なる領域を存在させることができ、液晶
層全体としての電圧−透過率特性が平均化される。こう
して、このような構成によってもまた、電圧−透過率特
性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在しなくなり、従
来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含めることがで
き、白レベルを大きくすることができる。

【０１７４】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｉの製造
方法を説明する。

【０１７５】使用したガラス基板と分散したスペーサ径
が異なる以外は実施の形態１と全く同様にして、基板間
隔が４．５μｍの空セルを作製した。

【０１７６】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが９．０μｍにな
るように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２２９３（Ｎ
Ｉ点＝８５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法にて
空セルに注入し、液晶セル４Ａを作製した。

【０１７７】その後、偏光板１０，１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板６，９（位
相差Ｒth：５０ｎｍ）および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４Ａに貼合し、液
晶表示素子Ｉを作製した。

【０１７８】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｉの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図２２に示す。白レベル表示は１．８
Ｖで得られ、この時の光透過率は約９５％であり、ＴＮ
型液晶表示素子と同等であった。

【０１７９】図２２において、駆動電圧が２．５０Ｖか
ら９．５０Ｖで表示を行った時のコントラスト比は２８
０：１であった。また２．５０Ｖから３．５０Ｖ、４．
５０Ｖ、５．５０Ｖ、６．５０Ｖ、７．５０Ｖ、８．５
０Ｖ、９．５０Ｖの電圧に電圧を変化させた時の立ち上
がり応答時間と立ち下がり応答時間の和は、それぞれ１
６ｍｓｅｃ、１５ｍｓｅｃ、１３ｍｓｅｃ、１３ｍｓｅ
ｃ、１２ｍｓｅｃ、１２ｍｓｅｃ、１１ｍｓｅｃであ
り、本実施の形態に係る液晶表示素子は、従来例のＯＣ
Ｂモードと同様の高速応答性が確認された。

【０１８０】図２３は白表示電圧を２．５０Ｖ、黒表示
電圧を９．５０Ｖとした時の視野角の等コントラスト曲
線を表している。８階調表示における階調反転は認めら
れなかった。図２３から明らかなように、本発明液晶表
示素子は上下１６０度、左右１６０度以上の視角範囲で
コントラスト比１０：１以上が達成されており、その実
用的価値は極めて高い。尚、図中の数字はコントラスト
比の値を表している。

【０１８１】（実施の形態１１）図２４は実施の形態１
１に係る液晶表示素子Ｊの要部断面図であり、図２５は
液晶表示素子Ｊの製造工程を示す断面図である。本実施
の形態１１は、実施の形態１に類似し、対応する部分に
は同一の参照符号を付す。本実施の形態１１では、透明
電極１５上に複数の凸形状物６０が設けられており、こ
の点に関して実施の形態１と相違する。このように凸形
状物６０の形成により、液晶層の厚みが異なる領域が形
成される。これにより、液晶層に、電圧−透過率特性の
異なる領域を存在させることができ、この結果、液晶層
全体としては、その電圧−透過率特性が平均化される。
こうして、このような構成によってもまた、電圧−透過
率特性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在しなくな
り、従来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含めること
ができ、白レベルを大きくすることができる。

【０１８２】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｉの製造
方法を説明する。

【０１８３】先ず、図２５（ａ）に示すように、透明電
極１５，１６を有する２枚のガラス基板１，２上にＪＳ
Ｒ株式会社製ＰＣ系レジスト材料を塗布形成し、厚さ１
μmのレジスト薄膜６１を形成する。次に、図２５
（ｂ）に示すように、レジスト薄膜６１に、矩形状パタ
ーンの開口部６２を設けたフォトマスク６３を通して、
平行光紫外線６４で照射露光する。次いで、平行光で露
光された上記レジスト薄膜６１を現像、リンスし、９０
℃でプリベークして、図２５（ｃ）に示すように断面が
凸状の形状物６０ａを形成する。次に、上記レジスト薄
膜材料のガラス転移点以上の１５０℃でポストベークし
て凸形状物６０ａの肩をなだらかに順方向に傾斜させ
て、図２５（ｄ）に示すようにその断面形状を台形状に
形成して、凸形状物６０を電極上に設けた。

【０１８４】その後、透明電極１６を有するガラス基板
２、および上記凸形状物６０の形成されたガラス基板２
上に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−７４９２をスピン
コート法にて塗布し、恒温槽中１８０度、１時間硬化さ
せて、配向膜１７，１８を形成した。その後、配向膜１
７，１８を、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照
符号２４及び２５に示す方向にラビング処理を施した。
次いで、積水ファインケミカル（株）製スペーサ２０、
およ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５．１μｍ
となるように、基板１と基板２とを貼り合わせ、空セル
を作成した。この時の本発明液晶表示素子画素内での液
晶層厚はｄ１＝５．１μmとｄ２＝４．１μmの領域が存
在することになる。

【０１８５】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１０．２μｍに
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入して、液晶セル４を作製した。

【０１８６】その後、偏光板１０、１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板（位相差Ｒ
th：５０ｎｍ）６，９および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｊを作成した。

【０１８７】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｊの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図２６に示す。

【０１８８】図２６からも明らかなように、本発明液晶
表示素子の電圧−透過率特性は、図３３に認められるプ
ラトー（台形部Ｄ）が発生しないため、通常のＴＮ型液
晶表示素子並の高い光透過率を利用することができる。

【０１８９】（実施の形態１２）本実施の形態１２に係
る液晶表示素子Ｋは、基本的には実施の形態１に係る液
晶表示素子Ａと同様な構成を有する。但し、実施の形態
１２では、１画素内において液晶層厚が連続的に変化し
ている点において実施の形態１と相違する。具体的に説
明すれば、図２７に示すように電極１５上に同一方向に
傾斜した傾斜面を有する断面が三角形状の凸形状物６５
が形成されており、これにより、液晶層厚が連続的に変
化するように構成されている。このような構成により、
電圧−透過率特性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在
しなくなり、従来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含
めることができ、白レベルを大きくすることができる。

【０１９０】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｋの製造
方法を説明する。

【０１９１】透明電極１５を有するガラス基板１の上方
に、紫外光用ＮＤフィルタを配置し、実施の形態１１で
用いた凸形状物６０の作製プロセスと同様の方法にて図
２７に示される凸形状物６５を作製した。

【０１９２】その後、透明電極１６を有するガラス基板
１、および上記凸形状物６５の形成されたガラス基板２
上に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−７４９２をスピン
コート法にて塗布し、恒温槽中１８０度、１時間硬化さ
せて、配向膜１７，１８を形成した。その後、配向膜１
７，１８を、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照
符号２４及び２５に示す方向にラビング処理を施した。
次いで、積水ファインケミカル（株）製スペーサ２０、
およ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５．１μｍ
となるように、基板１と基板２とを貼り合わせ、空セル
を作成した。このとき、基板１上に凸形状物６５が形成
されているため、液晶層厚は１画素内で４．５μm〜
６．０μmと連続的に変化している。

【０１９３】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１２．０μｍと
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて空セルに注入し、液晶セル４を作製した。

【０１９４】その後、偏光板１０、１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板（位相差Ｒ
th：５０ｎｍ）６，９および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｋを作成した。

【０１９５】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｋの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図２８に示す。

【０１９６】本実施の形態においては、液晶層厚が画素
内で連続的に変化しており、それぞれの液晶層厚に対応
する電圧−透過率特性が平均化されることにより、図３
３に見られるプラトー（台形部Ｄ）が発生しない。これ
により、通常のＴＮ型液晶表示素子並の高い光透過率を
示すことができる。

【０１９７】（実施の形態１３）図２９は液晶表示素子
Ｌの製造工程を示す断面図である。本実施の形態１３
は、実施の形態１に類似し、対応する部分には同一の参
照符号を付す。本実施の形態１３では、透明電極１５上
に複数の凸形状物７０を設けて透明電極１５上が凹凸状
に形成されており、この点に関して実施の形態１と相違
する。このように透明電極１５上を凹凸状に形成するこ
とにより、プレチルト角が一定の分布で変化する状態が
得られる。これにより、液晶層に、電圧−透過率特性の
異なる領域を存在させることができ、この結果、液晶層
全体としては、その電圧−透過率特性が平均化される。
こうして、このような構成によってもまた、電圧−透過
率特性におけるプラトー（台形部Ｄ）が存在しなくな
り、従来例よりも低電圧側を駆動電圧範囲に含めること
ができ、白レベルを大きくすることができる。

【０１９８】以下に、上記構成の液晶表示素子Ｌの製造
方法を説明する。

【０１９９】先ず、図２９（ａ）に示すように、透明電
極１５を有する１枚のガラス基板１上にＪＳＲ株式会社
製ＰＣ系レジスト材料を塗布形成し、厚さ１μmのレジ
スト薄膜６９を形成する。次に、図２９（ｂ）に示すよ
うに、レジスト薄膜６９に、矩形状パターンの開口部７
１を設けたフォトマスク７２を通して、平行光紫外線７
３で照射露光する。次いで、平行光で露光された上記レ
ジスト薄膜６９を現像、リンスし、９０℃でプリベーク
して、図２９（ｃ）に示すように断面が三角状の凸形状
物７０ａを形成する。次に、上記レジスト薄膜材料のガ
ラス転移点以上の１５０℃でポストベークして凸形状物
７０ａの先端部をなだらかにし、図２９（ｄ）に示す凸
形状物７０を電極１５上に形成した。なお、凸形状物７
０ａを形成するのは、電極１５を凹凸状にするためであ
り、従って、凸形状物７０ａは１画素内に４〜５個程度
形成する必要がある。

【０２００】その後、透明電極１６を有するガラス基板
２、および上記凸形状物７０の形成されたガラス基板２
上に日産化学工業製配向膜塗料ＲＮ−７４９２をスピン
コート法にて塗布し、恒温槽中１８０度、１時間硬化さ
せて、配向膜１７，１８を形成した。その後、配向膜１
７，１８を、レーヨン製ラビング布を用いて図３の参照
符号２４及び２５に示す方向にラビング処理を施した。
次いで、積水ファインケミカル（株）製スペーサ２０、
およ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１と基板２とを
貼り合わせ、空セルを作成した。このときの本発明液晶
表示素子画素内での液晶層厚は５．５μmと５．８μmの
領域が存在することが他の実験より確認された。更に
は、凹凸形状の反映された配向膜表面でのプレチルト角
は０．１度〜１５．５度と広く分布していることも他の
実験より確認された。

【０２０１】次に、カイラル材料としてコレステリルノ
ナノエートを添加してカイラルピッチが１２．０μｍに
なるように調製したメルク社製液晶ＺＬＩ−２４１１
（ＮＩ点＝６５度、Δｎ＝０．１４０）を、真空注入法
にて上記空セルに注入して、液晶セル４を作製した。

【０２０２】その後、偏光板１０、１１、正の１軸性位
相板（位相差１５０ｎｍ）７、２軸性位相板（位相差Ｒ
th：５０ｎｍ）６，９および光学媒体が負の屈折率異方
性を有し、主軸がハイブリッド配列した位相板５，８
（富士写真フィルム（株）製ＷＶフィルム、位相差Ｒ
e：３４ｎｍ）を図３の如く液晶セル４に貼合し、液晶
表示素子Ｌを作成した。

【０２０３】次に、定法に従い、本発明の液晶表示素子
Ｌの電圧−透過率特性を３０Ｈｚ矩形波を印加しながら
測定した。結果を図３０に示す。図３０からも明らかな
ように、本発明液晶表示素子の電圧−透過率特性は、低
電圧領域でもパイツイストセルに特徴的なプラトー（台
形部Ｄ）が発生しない。

【０２０４】なお、電極上に凸形状物を形成する点に関
しては、本実施の形態１３も上記実施の形態１１も同様
である。しかしながら、実施の形態１１は主として液晶
層の厚みが異なる領域を形成することにより、電圧−透
過率特性の異なる領域を形成させるものであり、一方、
本実施の形態１３は主としてプレチルト角を変えること
により、電圧−透過率特性の異なる領域を形成させるも
のである。

【０２０５】（実施の形態３〜１３の補足説明）実施の形態３〜１３においても、上記（実施の形態１
の補足説明）において述べた事項〜が当てはまる。

【０２０６】上記実施の形態３〜１３では、負の光学
媒体からなるハイブリッド配列の位相板が用いられ、且
つ図３の配置状態とされたけれども、実施の形態２に示
した正の光学媒体からなるハイブリッド配列の位相板を
用いて、且つ図９に示す配置状態とされた構成であって
もよい。

【０２０７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、主軸がハ
イブリッド配列した位相補償板を設けることにより、光
学補償ベンド（ＯＣＢ）モードと類似の高速性を有し、
かつＯＣＢモード以上の広視野角特性を有する液晶表示
素子を実現することができる。

【０２０８】また、本発明によれば、各表示画素内にそ
の電圧−透過率特性の異なる複数の領域を有する液晶表
示素子を提供することが可能であり、これにより白レベ
ル透過率の高い、即ち、光透過率の高い電圧領域をも有
効に使うことのできる高速・広視野角液晶表示素子を実
現することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態１における液晶表示素子のパ
ネル構成を示す断面図である。

【図２】本発明実施の形態１における液晶表示素子に用
いられるハイブリッド配列した位相板の模式図である。

【図３】本発明実施の形態１における液晶表示素子の各
光学要素の配置方向を示す図である。

【図４】本発明実施の形態１における液晶表示素子の電
圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図５】本発明実施の形態１における液晶表示素子の視
野角特性の測定結果を示す図である。

【図６】二枚の偏光板を直交して配置した場合と、平行
に配置した場合の各電圧−透過率特性を示す図である。

【図７】本発明実施の形態２における液晶表示素子に用
いられるハイブリッド配列した位相板の模式図である。

【図８】本発明実施の形態２における液晶表示素子の各
光学要素の配置方向を示す図である。

【図９】本発明実施の形態３における偏光紫外線の照射
方法を説明するための図である。

【図１０】本発明実施の形態３における紫外線照射時の
マスクパターンを示す図である。

【図１１】本発明実施の形態３における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１２】本発明実施の形態４における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１３】本発明実施の形態５における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１４】本発明実施の形態６における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１５】本発明実施の形態７における紫外線照射量の
制御方法を説明するための図である。

【図１６】本発明実施の形態７における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１７】本発明実施の形態８における紫外線照射量の
制御方法を説明するための図である。

【図１８】本発明実施の形態８における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図１９】本発明実施の形態９における紫外線用ＮＤフ
ィルタの光透過率を示す図である。

【図２０】本発明実施の形態９における液晶表示素子の
電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図２１】本発明実施の形態１０における液晶表示素子
のパネル構成を示す断面図である。

【図２２】本発明実施の形態１０における液晶表示素子
の電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図２３】本発明実施の形態１０における液晶表示素子
の視野角特性の測定結果を示す図である。

【図２４】本発明実施の形態１１における液晶表示素子
のパネル構成を示す断面図である。

【図２５】本発明実施の形態１１における凸状形状物形
成プロセスを説明するための図である。

【図２６】本発明実施の形態１１における液晶表示素子
の電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図２７】本発明実施の形態１２における凸形状物の形
状を示す図である。

【図２８】本発明実施の形態１２における液晶表示素子
の電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図２９】本発明実施の形態１３における凹凸状形状物
形成プロセスを説明するための図である。

【図３０】本発明実施の形態１３における液晶表示素子
の電圧−透過率特性の測定結果を示す図である。

【図３１】光学補償ベンド（ＯＣＢ）表示素子のパネル
構成を示す断面図である。

【図３２】典型的なパイツイスト型液晶表示素子のパネ
ル構成を示す断面図である。

【図３３】典型的なパイツイスト型液晶表示素子の電圧
−透過率特性を説明するための図である。

【図３４】典型的なパイツイスト型液晶表示素子の視野
角特性である。

【符号の説明】

１，２：基板３，３ａ，３ｂ：液晶層４，４Ａ：液晶セル５，８：光学媒体が負の屈折率異方性を有し、主軸が
ハイブリッド配列した位相板６，９：２軸性位相板７：１軸性位相板１０．１１：偏光板１５，１５ａ，１５ｂ，１６：透明電極１７，１８：配向膜１２：ハイブリッド配列した位相板の光学媒体３０，３１：光学媒体が正の屈折率異方性を有し、主
軸がハイブリッド配列した位相板２０：偏光板１０の偏光方向２１：１軸性位相板７の主軸方向２２：２軸性位相板６の主軸方向２３：主軸がハイブリッド配列した位相板５の主軸方
向２４：基板２のラビング方向２５：基板１のラビング方向２６：主軸がハイブリッド配列した位相板８の主軸方
向２７：２軸性位相板９の主軸方向２８：偏光板１１の主軸方向３２：主軸がハイブリッド配列した位相板３０の主軸
方向３３：主軸がハイブリッド配列した位相板３１の主軸
方向４０：偏光紫外線の偏波面方向４１：紫外線の照射方向４２，６３：フォトマスク５０：容量成分６０，６５，７０：凸形状物６４，７３：紫外線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−96790（ＪＰ，Ａ) 特開平７−191313（ＪＰ，Ａ) 特開平６−82788（ＪＰ，Ａ) 特開平７−114020（ＪＰ，Ａ) 特開平７−199193（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−316025（ＪＰ，Ａ) 特開平９−178937（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/139 G02F 1/1333 G02F 1/13363 G02F 1/1337 G02F 1/1343

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パイツイストセルを有する液晶表示素子で
あって、一対の基板間に挟持され、その液晶分子が捻れ
て配向している液晶層と、位相補償板とを含み、前記一
対の基板のうち少なくとも一方の基板界面近傍の液晶配
向が、配向状態の異なる２つ以上の領域に分割されてい
ることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】液晶配向が、画素毎に、配向状態の異なる
２つ以上の領域に分割されていることを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】配向状態の異なる２つ以上の領域が、プレ
チルト角の互いに異なる２つ以上の領域であることを特
徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】配向状態の異なる２つ以上の領域が、アン
カリングエネルギの互いに異なる２つ以上の領域である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】配向状態の異なる２つ以上の領域が、接触
角の互いに異なる２つ以上の領域であることを特徴とす
る請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】パイツイストセルを有する液晶表示素子で
あって、一対の基板間に挟持され、その液晶分子が捻れ
て配向している液晶層と、位相補償板とを含み、前記一
対の基板のうち少なくとも一方の基板界面近傍の液晶配
向状態が、連続的に変化していることを特徴とする液晶
表示素子。
【請求項７】画素毎に、液晶配向状態が連続的に変化し
ていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示素
子。
【請求項８】連続的に変化している液晶配向の状態が、
プレチルト角の変化であることを特徴とする請求項６に
記載の液晶表示素子。
【請求項９】連続的に変化している液晶配向の状態が、
アンカリングエネルギの変化であることを特徴とする請
求項６に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】連続的に変化している液晶配向の状態
が、接触角の変化であることを特徴とする請求項６に記
載の液晶表示素子。
【請求項１１】パイツイストセルを有する液晶表示素子
であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、少なく
とも１枚の位相補償板とを含み、前記液晶層中の液晶分
子が１６０度から２００度捻れて配向していると共に、
前記液晶層が液晶層厚の異なる２つ以上の領域に分割さ
れていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１２】液晶層が、画素毎に液晶層厚の異なる２
つ以上の領域に分割されていることを特徴とする請求項
１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】パイツイストセルを有する液晶表示素子
であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、少なく
とも１枚の位相補償板とを含み、前記液晶層中の液晶分
子が１６０度から２００度捻れて配向していると共に、
前記液晶層の層厚が連続的に変化していることを特徴と
する液晶表示素子。
【請求項１４】画素毎に、液晶層の層厚が連続的に変化
していることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示
素子。
【請求項１５】パイツイストセルを有する液晶表示素子
であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、少なく
とも１枚の位相補償板とを含み、前記液晶層中の液晶分
子が１６０度から２００度捻れて配向し、少なくとも一
方の表示電極が２つ以上の領域に分割されているととも
に、それぞれの領域に印加される電圧値が異なることを
特徴とする液晶表示素子。
【請求項１６】少なくとも一方の表示電極が２つ以上の
領域に分割されているとともに、少なくともそのうちの
一つに容量成分が直列に接続されていることを特徴とす
る請求項１５に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】少なくとも一方の表示電極表面上に凹凸
形成状物が形成されていることを特徴とする請求項１１
から１４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項１８】位相補償板が１軸性位相補償板、２軸性
位相補償板、あるいは主軸がハイブリッド配列した位相
補償板を含む位相補償板であることを特徴とする請求項
１から１７のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項１９】１軸性位相補償板が、その光学的異方性
が正の位相補償板であることを特徴とする請求項１８に
記載の液晶表示素子。
【請求項２０】前記１軸性位相補償板と、前記２軸性位
相補償板と、前記主軸がハイブリッド配列した位相補償
板とが、この順序で配設されていることを特徴とする請
求項１８に記載の液晶表示素子。
【請求項２１】前記１軸性位相補償板の光軸が、外側に
配設された偏光板の透過軸と略平行であることを特徴と
する請求項１８に記載の液晶表示素子。
【請求項２２】前記主軸がハイブリッド配列した位相補
償板が、主軸がハイブリッド配列した負の屈折率異方性
をもつ光学媒体、または主軸がハイブリッド配列した正
の屈折率異方性をもつ光学媒体よりなる位相補償板であ
ることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示素子。