JP3395877B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びその駆動方法に関する。特に、パーソナルコンピュー
タ、ワープロ、アミューズメント機器、テレビジョン装
置などの平面ディスプレイやシャッタ効果を利用した表
示板、窓、扉、壁などに好適に用いられる広視野角特性
を有する液晶表示装置およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof. In particular, a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic which is suitably used for a flat panel display such as a personal computer, a word processor, an amusement machine, a television device, a display plate utilizing a shutter effect, a window, a door, a wall, and the like, and a manufacturing method thereof. Regarding

【０００２】[0002]

【従来の技術】特開昭６３−１０６６２４号公報は、広
視野角特性を有しコントラストの良好な表示を得ること
が可能な液晶表示装置として、図１に示されている液晶
表示装置を開示している。図２は、図１のＥ−Ｅ’線に
沿った部分断面図である。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-106624 discloses a liquid crystal display device shown in FIG. 1 as a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic and capable of obtaining a display with good contrast. is doing. FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line EE ′ of FIG.

【０００３】液晶表示装置の一方のガラス基板２２上に
は、絵素単位に設けられた絵素電極（透明電極）２０、
配向膜１０と、絵素電極２０を駆動する薄膜トランジス
タ１３とが形成されている。他方のガラス基板２１上に
は対向電極（透明電極）１９、配向膜９が形成されてい
る。配向膜９及び１０は、ポリイミドで形成されてい
る。対向する透明電極１９と２０で規定される絵素Ｂ
は、例えば縦横２００μｍの正方形であり、マトリック
ス状に複数配列されている。この絵素Ｂを形成する絵素
電極２３の中央部に、ポリイミドからなる帯状スペーサ
２３が設けられている。この結果、各絵素Ｂは、帯状ス
ペーサ２３によって、領域ＩとIIに分割される。On one glass substrate 22 of the liquid crystal display device, picture element electrodes (transparent electrodes) 20 provided in picture element units,
An alignment film 10 and a thin film transistor 13 that drives the pixel electrode 20 are formed. A counter electrode (transparent electrode) 19 and an alignment film 9 are formed on the other glass substrate 21. The alignment films 9 and 10 are made of polyimide. Picture element B defined by opposing transparent electrodes 19 and 20
Are, for example, squares of 200 μm in length and width, and are arranged in a matrix. A strip spacer 23 made of polyimide is provided at the center of the picture element electrode 23 forming the picture element B. As a result, each picture element B is divided into regions I and II by the strip spacer 23.

【０００４】この分割された領域ＩとIIは、模式的に図
３に示すように形成される。ガラス基板２１と対向する
他方のガラス基板２２にそれぞれ図３に示す矢印方向に
ラビング処理する。従来、領域Ｉに配向規制力を与える
場合、領域IIをレジストにて覆いラビング処理を施し、
領域IIに配向規制力を与える場合も同様に領域Ｉをレジ
ストにて覆いラビング処理を施していた。The divided areas I and II are typically formed as shown in FIG. The other glass substrate 22 facing the glass substrate 21 is rubbed in the direction of the arrow shown in FIG. Conventionally, in the case of giving the orientation regulating force to the region I, the region II is covered with a resist and subjected to a rubbing treatment,
Similarly, in the case of giving the alignment regulating force to the region II, the region I was covered with the resist and the rubbing treatment was performed.

【０００５】この従来例では、分割された各々の領域で
の液晶配向は螺旋型の捻れの向きは同じであるが基板表
面に対する角度が異なっている。基板表面に対する角度
の違いにより、電圧印加時には液晶分子の立ち上がる方
向が異なるため、光が基板に対する鉛直方向から傾いた
斜め方向より入射する場合に各々の領域が光学特性を補
償し合う。その結果、電圧印加時における視角依存性は
上下基板間の各絵素内の配向の異なる領域同士で相殺さ
れ、視角依存性の少ない光学特性が得られる。特に、中
間調表示時に視角を変化しても階調反転の現像が見られ
なくなっている。In this conventional example, the liquid crystal alignment in each of the divided regions has the same spiral twist direction but different angles with respect to the substrate surface. Since the rising directions of the liquid crystal molecules are different when a voltage is applied due to the difference in the angle with respect to the substrate surface, the respective regions compensate each other for optical characteristics when light is incident from an oblique direction inclined from the vertical direction with respect to the substrate. As a result, the viewing angle dependency at the time of applying a voltage is canceled by the regions having different orientations in the respective picture elements between the upper and lower substrates, and optical characteristics with less viewing angle dependency are obtained. In particular, development of gradation inversion is no longer seen even when the viewing angle is changed during halftone display.

【０００６】また、配向膜上の配向方向を異ならせる手
段として、絵素内に傾斜を有する凹凸を形成し、異なっ
た傾斜方向により、プレチルト角を領域毎に変化させ、
液晶分子の立ち上がり方向を異ならせ、液晶表示装置の
視角特性を改善する方法が、特開平７−１９９１９３号
公報、特開平７−３３３６１２号公報に開示されてい
る。Further, as means for changing the alignment direction on the alignment film, unevenness having an inclination is formed in the picture element, and the pretilt angle is changed for each region according to the different inclination directions.
A method of changing the rising direction of liquid crystal molecules to improve the viewing angle characteristics of a liquid crystal display device is disclosed in JP-A-7-199193 and JP-A-7-333612.

【０００７】本発明者らは、液晶分子を各絵素ごとに軸
対称状に配向させた表示モード（Axially Symmetric Al
igned Microcell Mode：ＡＳＭモード）を特開平７−１
２０７２８号公報に開示している。この方式は、液晶と
光硬化性樹脂の混合物から相分離を利用して液晶分子を
軸対称状に配向させる技術であり、電圧印加により、軸
対称状に配向した液晶分子が基板に対して垂直に配向す
るｐ型の表示モードてある。The inventors of the present invention have proposed a display mode in which liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry for each picture element (Axially Symmetric Al
igned Microcell Mode: ASM mode)
It is disclosed in Japanese Patent No. 20728. This method is a technique for orienting liquid crystal molecules in axial symmetry from a mixture of liquid crystal and photo-curable resin by means of phase separation. When voltage is applied, the liquid crystal molecules oriented in axial symmetry are perpendicular to the substrate. The p-type display mode is oriented in the direction.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の液晶表示装置では、複数に分割された領域の作製
方法として、上記に示したように配向膜上にレジストを
塗布し、領域毎にラビング処理を行う方法を用いてい
た。このレジストを使用した方法では、配向膜がレジス
ト材料、現像液、剥離液等にさらされる。そのため、レ
ジスト剥離後にも、レジストや現像液、剥離液等に含ま
れていたイオンが配向膜上に残っていた。この残留した
イオンは、液晶表示装置の動作時に移動し、液晶材料の
電荷保持特性を劣化させ、表示の焼き付きなどの現象を
起こし、表示特性に悪影響を及ぼしていた。更に、配向
膜とレジスト等の材料の種類の組み合わせによっては、
配向膜がダメージを受けて、配向規制力を持たなくなっ
てしまうことがあった。However, in the above-mentioned conventional liquid crystal display device, as a method of forming a plurality of divided regions, a resist is applied on the alignment film as described above, and rubbing is performed for each region. The method of performing the treatment was used. In the method using this resist, the alignment film is exposed to a resist material, a developing solution, a stripping solution and the like. Therefore, even after the resist was stripped off, the ions contained in the resist, the developing solution, the stripping solution, etc. remained on the alignment film. The remaining ions move during the operation of the liquid crystal display device, deteriorate the charge retention characteristics of the liquid crystal material, cause a phenomenon such as image sticking, and adversely affect the display characteristics. Furthermore, depending on the combination of materials such as the alignment film and the resist,
The alignment film may be damaged and lose the alignment regulating force.

【０００９】また、従来のＡＳＭモードの液晶表示装置
においては、誘電率異方性Δεが正の液晶材料を使用し
ている。この表示モードは、液晶分子が軸対称配向して
いるので、全て方向において優れた表示特性を有する
が、ノーマリーホワイトモードであるために、電圧ＯＮ
時の透過率を低下させ高いコントラストを得る為に、比
較的高い電圧が必要である。また、電圧ＯＦＦ時の光り
抜けを防止するためにＢＭ（ブラックマトリックス）の
遮光部の面積を大きく設定しなければならなかった。ま
た、ＡＳＭモードは、複雑な温度制御を必要とする相分
離工程を使用するので、製造が比較的難しいという問題
があった。Further, in a conventional ASM mode liquid crystal display device, a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy Δε is used. This display mode has excellent display characteristics in all directions because the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry, but the voltage is turned on because it is a normally white mode.
A relatively high voltage is required in order to reduce the transmittance and obtain high contrast. Further, in order to prevent light leakage when the voltage is turned off, the area of the light blocking portion of the BM (black matrix) has to be set large. In addition, the ASM mode uses a phase separation process that requires complicated temperature control, and thus has a problem of being relatively difficult to manufacture.

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、比較的簡単
に製造でき、絵素領域毎に液晶分子が軸対称配向した液
晶領域を有する、視角特性の優れた高コントラストの液
晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in order to solve the above problems, and its object is to provide a liquid crystal region in which liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned for each pixel region, which can be manufactured relatively easily. An object of the present invention is to provide a high-contrast liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics and a manufacturing method thereof.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一対の基板と、該一対の基板に挟持された液晶層と
を有し、該液晶層の液晶分子は負の誘電異方性を有し、
電圧無印加時には、該液晶分子が該一対の基板に対して
垂直に配向し、電圧印加時には、該液晶分子が複数の絵
素領域毎に軸対称状に配向し、そのことによって上記目
的が達成される。A liquid crystal display device of the present invention has a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a negative dielectric anisotropy. Have
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the pair of substrates, and when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned axially symmetrically in each of a plurality of pixel regions, thereby achieving the above object. To be done.

【００１２】前記液晶層の該絵素領域内の厚さ（ｄin）
が、該絵素領域外の該液晶層の厚さ（ｄout）より大き
く、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の該液晶層
側の表面の該絵素領域に対応する領域に垂直配向層を有
してもよい。Thickness of the liquid crystal layer in the pixel region (din)
Is larger than the thickness (dout) of the liquid crystal layer outside the picture element region, and a vertical alignment layer is provided in a region corresponding to the picture element region on the liquid crystal layer side surface of at least one of the pair of substrates. You may have.

【００１３】前記一対の基板の少なくとも一方の基板
は、前記液晶側の表面に、前記絵素領域を包囲する凸部
を有してもよい。At least one of the pair of substrates may have a convex portion that surrounds the picture element region on a surface of the liquid crystal side.

【００１４】前記絵素領域内の前記液晶層の厚さは、該
絵素領域の中央部で最も厚く、該絵素領域の周辺部へ向
かって、連続的に減少することが好ましい。It is preferable that the thickness of the liquid crystal layer in the picture element region is thickest in the central portion of the picture element region and continuously decreases toward the peripheral portion of the picture element region.

【００１５】前記絵素領域内の前記液晶層の厚さは、該
絵素領域の中央部を中心に軸対称状に変化していること
が好ましい。It is preferable that the thickness of the liquid crystal layer in the picture element region is changed symmetrically about the center of the picture element region.

【００１６】前記絵素領域の中央部にさらに突起部を有
し、電圧印加時に前記液晶分子は該凸部を中心に軸対称
状に配向する構成としてもよい。It is also possible that a projection is further provided at the center of the picture element region, and the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry around the projection when a voltage is applied.

【００１７】前記液晶分子Δｎと前記液晶層の平均厚さ
ｄとの積ｄ・Δｎ（リタデーション）が、３００〜５０
０ｎｍの範囲にあることが好ましい。The product d · Δn (retardation) of the liquid crystal molecules Δn and the average thickness d of the liquid crystal layer is 300 to 50.
It is preferably in the range of 0 nm.

【００１８】前記液晶層のツイスト角は、４５〜１１０
°の範囲にあることが好ましい。The twist angle of the liquid crystal layer is 45 to 110.
It is preferably in the range of °.

【００１９】前記液晶層の両側にクロスニコル状態に配
置された一対の偏光板を有し、該一対の偏光板の少なく
とも一方の偏光板に、面内屈折率ｎx，y＞面に垂直方向
の屈折率ｎzの関係を有する位相差板を備えることが好
ましい。A pair of polarizing plates arranged in a crossed Nicols state is provided on both sides of the liquid crystal layer, and at least one polarizing plate of the pair of polarizing plates has a direction perpendicular to the in-plane refractive index n x , y > plane. It is preferable to provide a retardation plate having a relationship of the refractive index n z .

【００２０】前記液晶層に接する表面に、前記液晶分子
に軸対称状のプレチルト角を与える軸対称配向固定層を
更に有することが好ましい。It is preferable that a surface which is in contact with the liquid crystal layer further has an axisymmetric alignment fixing layer which gives the liquid crystal molecules an axisymmetric pretilt angle.

【００２１】前記軸対称配向固定層は、光硬化性樹脂か
らなってもよい。The axisymmetric alignment fixing layer may be made of a photocurable resin.

【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対
の基板に垂直配向層を形成する工程と、該一対の基板の
該垂直配向層の間に、負の誘電異方性を有する液晶材料
と光硬化性樹脂の混合物を配置する工程と、該混合物
に、該液晶材料の閾値電圧よりも高い電圧を印加しなが
ら、該光硬化性樹脂を硬化させ、該液晶分子を軸対称状
にプレチルトさせる軸対称配向固定層を形成する工程
と、前記垂直配向層の間に、絵素領域の中央部で最も厚
く、該絵素領域の周辺部へ向かって連続的に厚さが減少
する液晶層を形成する工程とを包含し、そのことによっ
て上記目的が達成される。A method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention comprises a step of forming vertical alignment layers on a pair of substrates and a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy between the vertical alignment layers of the pair of substrates. A step of arranging a mixture of a photocurable resin and a photocurable resin, and curing the photocurable resin while applying a voltage higher than the threshold voltage of the liquid crystal material to the mixture, pretilting the liquid crystal molecules in an axially symmetrical manner. Between the step of forming the axially symmetric alignment fixed layer and the vertical alignment layer,
The thickness decreases continuously toward the periphery of the pixel area.
And a step of forming a liquid crystal layer, which achieves the above object.

【００２３】前記一対の基板に垂直配向層を形成する工
程の前に、該一対の基板の少なくとも一方の基板の表面
に絵素領域を包囲する凸部を形成する工程をさらに包含
してもよい。Before the step of forming the vertical alignment layers on the pair of substrates, a step of forming a convex portion surrounding the pixel region on the surface of at least one of the pair of substrates may be further included. .

【００２４】本発明の液晶表示装置は、垂直配向と軸対
称配向との間を電圧によって変化する液晶領域を有する
ので、優れた視角特性を有する。また、誘電異方性が負
の液晶材料を用い、電圧無印加時に垂直配向状態をとる
ノーマリーブラックモードの表示を行うので、高コント
ラストの表示を提供することができる。Since the liquid crystal display device of the present invention has the liquid crystal region that changes between the vertical alignment and the axisymmetric alignment depending on the voltage, it has excellent viewing angle characteristics. In addition, since a normally black mode display in which a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used and which is in a vertical alignment state when no voltage is applied, high contrast display can be provided.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【００２６】（基本動作）図４を参照しながら、本発明
の液晶表示装置１００の動作原理を説明する。（ａ）及
び（ｂ）は、電圧無印加時の、（ｃ）及び（ｄ）は、電
圧印加時の状態を示し、（ａ）及び（ｃ）は断面図、
（ｂ）及び（ｄ）は上面をクロスニコル状態の偏光顕微
鏡で観察した結果を示す。(Basic Operation) The operation principle of the liquid crystal display device 100 of the present invention will be described with reference to FIG. (A) and (b) show a state when no voltage is applied, (c) and (d) show a state when a voltage is applied, (a) and (c) are sectional views,
(B) and (d) show the results of observing the upper surface with a polarization microscope in the crossed Nicols state.

【００２７】液晶表示装置１００は、一対の基板３２と
３４の間に、誘電異方性（Δε）が負（ｎ型）の液晶分
子４２からなる液晶層４０が挟持されている。一対の基
板３２と３４の液晶層４０に接する表面には、垂直配向
層３８ａ及び３８ｂが形成されている。また、一対の基
板３２と３４の少なくとも一方の液晶層４０側の面に
は、凸部３６が形成されている。この凸部３６によっ
て、液晶層４０は、ｄoutとｄinの２種類の異なる厚さ
を有する。その結果、後述するように、電圧印加時に軸
対称配向を呈する液晶領域が、凸部３６によって包囲さ
れる領域に規定される。なお、図４において、液晶層４
０に電圧を印加するために、一対の基板３２と３４に形
成されている電極は省略してある。In the liquid crystal display device 100, a liquid crystal layer 40 composed of liquid crystal molecules 42 having a negative (n type) dielectric anisotropy (Δε) is sandwiched between a pair of substrates 32 and 34. Vertical alignment layers 38a and 38b are formed on the surfaces of the pair of substrates 32 and 34 in contact with the liquid crystal layer 40. Further, a convex portion 36 is formed on the surface of at least one of the pair of substrates 32 and 34 on the liquid crystal layer 40 side. Due to this convex portion 36, the liquid crystal layer 40 has two different thicknesses, dout and din. As a result, as will be described later, a liquid crystal region that exhibits an axially symmetric orientation when a voltage is applied is defined as a region surrounded by the convex portion 36. In FIG. 4, the liquid crystal layer 4
The electrodes formed on the pair of substrates 32 and 34 for applying a voltage to 0 are omitted.

【００２８】電圧無印加時には、（ａ）に示すように、
液晶分子４２は、垂直配向層の配向規制力によって、基
板に垂直な方向に配向している。電圧無印加状態の絵素
領域をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察すると、
（ｂ）に示したように、暗視野を呈する（ノーマリーブ
ラックモード）。電圧を印加すると、負の誘電異方性を
有する液晶分子４２に、液晶分子の長軸を電界の方向に
対して垂直に配向させる力が働くので、（ｃ）に示すよ
うに、基板に垂直な方向から傾く（中間調表示状態）。
この状態の絵素領域をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で
観察すると、（ｄ）に示すように、偏光軸に沿った方向
に消光模様が観察される。When no voltage is applied, as shown in FIG.
The liquid crystal molecules 42 are aligned in the direction perpendicular to the substrate by the alignment regulating force of the vertical alignment layer. When observing a pixel area in the absence of applied voltage with a crossed Nicols polarization microscope,
As shown in (b), a dark field is exhibited (normally black mode). When a voltage is applied, a force acts on the liquid crystal molecules 42 having negative dielectric anisotropy so that the long axes of the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the direction of the electric field. Therefore, as shown in FIG. Tilt from the right direction (halftone display state).
When the picture element region in this state is observed with a crossed Nicols polarization microscope, an extinction pattern is observed in the direction along the polarization axis, as shown in (d).

【００２９】本発明の液晶表示装置１００の電圧透過率
曲線を図５に示す。横軸は液晶層に印加される電圧、縦
軸は相対透過率を表す。電圧無印加時のノーマリーブラ
ック状態から、電圧を上昇していくと、透過率が徐々に
増加する。相対透過率が１０％となる電圧をＶth（閾値
電圧）と呼ぶ。更に電圧を上昇すると、透過率はさらに
上昇し飽和に至る。透過率が飽和する電圧をＶｓｔと呼
ぶ。液晶層４０に印加する電圧が、１／２ＶthからＶｓ
ｔの間にある場合には、透過率は図５に示した動作範囲
内を可逆的に変化する。１／２Ｖth付近の電圧を印加し
た状態において、液晶分子は基板に対してほぼ垂直配向
しているが、軸対称配向の中心軸に対する対称性を記億
しており、１／２Ｖthを越える電圧を印加すると、可逆
的に軸対称配向状態に戻ると、考えられる。しかしなが
ら、印加する電圧が１／２Ｖthよりも低くなると、液晶
分子はほぼ垂直配向状態に戻るので、再度電圧を印加す
ると、液晶分子が倒れる方向が一意的に決まらないの
で、軸対称配向の中心軸が複数存在することになり、透
過率が安定しない。一旦、１／２Ｖth以上の電圧を印加
すると、凸部３６で包囲された領域内（絵素領域に対
応）で、複数の中心軸が１つになり、図５に示した電圧
透過率特性を示す。液晶セル中に、ｎ型の液晶材料を注
入した段階は、印加電圧が１／２Ｖthよりも低い場合と
同様の挙動をする。A voltage transmittance curve of the liquid crystal display device 100 of the present invention is shown in FIG. The horizontal axis represents the voltage applied to the liquid crystal layer, and the vertical axis represents the relative transmittance. When the voltage is increased from the normally black state when no voltage is applied, the transmittance gradually increases. The voltage at which the relative transmittance becomes 10% is called Vth (threshold voltage). When the voltage is further increased, the transmittance further increases and reaches saturation. The voltage at which the transmittance is saturated is called Vst. The voltage applied to the liquid crystal layer 40 is between 1/2 Vth and Vs.
When it is between t, the transmittance reversibly changes within the operation range shown in FIG. When a voltage near 1/2 Vth is applied, the liquid crystal molecules are aligned almost vertically with respect to the substrate, but the symmetry of the central axis of the axisymmetric alignment is recorded, and the voltage exceeding 1/2 Vth is recorded. It is considered that when applied, it reversibly returns to the axisymmetric orientation state. However, when the applied voltage becomes lower than 1/2 Vth, the liquid crystal molecules return to a substantially vertical alignment state. Therefore, when the voltage is applied again, the tilt direction of the liquid crystal molecules cannot be uniquely determined. Therefore, the transmittance is not stable. Once a voltage of 1/2 Vth or more is applied, a plurality of central axes becomes one in the area surrounded by the convex portion 36 (corresponding to the picture element area), and the voltage transmittance characteristic shown in FIG. Show. The stage of injecting the n-type liquid crystal material into the liquid crystal cell behaves similarly to the case where the applied voltage is lower than 1/2 Vth.

【００３０】したがって、本表示モードは、表示させる
初期において軸対称配向を作製させる電圧を印加して軸
対称状態を作製し、表示を始めてからは、配向が安定な
電圧範囲で使用することにより実用的に使用できるよう
になる。Therefore, in the present display mode, a voltage for producing an axially symmetric orientation is applied in the initial stage of display to produce an axially symmetric state, and after the display is started, the orientation is stable by being used in a voltage range for practical use. Will be able to use.

【００３１】（絵素領域を規定する凸部）本発明の液晶
表示装置１００は、絵素領域を取り囲むように、凸部３
６を有している。この凸部３６がなく、液晶層４０の厚
さ（セルギャップ）が均一な場合、液晶ドメイン（連続
的に配向した領域：ディスクリネーションラインの発生
がない領域）が形成される位置又は大きさを規定されな
いので、ランダム配向状態になってしまい、中間調表示
においてざらついた表示となる。(Convex portion defining picture element area) In the liquid crystal display device 100 of the present invention, the convex portion 3 surrounds the picture element area.
Have six. The position or size at which a liquid crystal domain (a continuously aligned region: a region where no disclination line is generated) is formed when the liquid crystal layer 40 has a uniform thickness (cell gap) without the protrusions 36. Is not specified, a random alignment state occurs, resulting in a rough display in halftone display.

【００３２】凸部３６を形成することにより、軸対称配
向を呈する液晶領域の位置および大きさが規定される。
凸部は、液晶層４０の厚さを制御しており、絵素領域間
の液晶分子の相互作用を弱めるために形成されている。
液晶層４０の厚さは、絵素領域周辺の液晶層厚さ（ｄ
out）が絵素領域内（開口部）の液晶層厚さ（ｄin）よ
り小さく（ｄin＞ｄout）なっており、さらに、０．２
×ｄin≦ｄout≦０．８×ｄinの関係を満足することが
好ましい。すなわち、０．２×ｄin＞ｄoutの場合、こ
の凸部３６が絵素領域間の液晶分子の相互作用を弱める
効果が十分でなく、絵素領域毎に単一の軸対称配向領域
を形成することが困難な場合がある。さらに、ｄout＞
０．８×ｄinでは、液晶セルへの液晶材料の注入が困難
になる場合ある。By forming the convex portion 36, the position and size of the liquid crystal region exhibiting the axisymmetric alignment are defined.
The convex portion controls the thickness of the liquid crystal layer 40 and is formed to weaken the interaction of liquid crystal molecules between the pixel regions.
The thickness of the liquid crystal layer 40 is the thickness (d) of the liquid crystal layer around the pixel region.
out ) is smaller than the liquid crystal layer thickness (d in ) in the pixel region (opening) (d in > d out ), and further 0.2
× It is preferable to satisfy the relation of d in ≦ d out ≦ 0.8 × d in. That is, in the case of 0.2 × d in > d out , the effect of the convex portion 36 to weaken the interaction of the liquid crystal molecules between the pixel regions is not sufficient, and a single axially symmetrical alignment region is provided for each pixel region. It can be difficult to form. Furthermore, d out ＞
With 0.8 × d in , it may be difficult to inject the liquid crystal material into the liquid crystal cell.

【００３３】なお、「絵素」は、一般に、表示を行う最
小単位として定義される。本願明細書において用いられ
る「絵素領域」という用語は、「絵素」に対応する表示
素子の一部の領域を指す。但し、縦横比が大きい絵素
（長絵素）の場合、１つの長絵素に対して、複数の絵素
領域を形成してもよい。絵素に対応して形成される絵素
領域の数は、軸対称配向が安定に形成されうる限り、で
きるだけ少ない方が好ましい。The "picture element" is generally defined as the minimum unit for displaying. The term “picture element region” used in the present specification refers to a partial region of a display element corresponding to the “picture element”. However, in the case of a picture element having a large aspect ratio (long picture element), a plurality of picture element regions may be formed for one long picture element. The number of picture element regions formed corresponding to picture elements is preferably as small as possible as long as the axially symmetric orientation can be stably formed.

【００３４】（軸対称配向の中心軸の位置の制御）電圧
印加時に発生する軸対称配向領域の中心軸の位置は、表
示品質に大きな影響を与える。図６を参照しながら、中
心軸の位置と表示品質との関係を説明する。図６（ａ）
に示すように、中心軸４４が絵素領域の中央に位置して
いると、セルを傾けて表示面を観察しても、（ｃ）に示
すように、全ての絵素領域は同様に見える。一方、
（ｂ）に示すように、中心軸が絵素領域の中央からずれ
ている絵素領域があると、（ｄ）に示すように、中心軸
ずれた絵素領域は他の絵素領域と異なって見えるため
に、不均一な（ざらついた）表示となる。この問題は、
中間調表示において特に顕著になる。(Control of Position of Center Axis of Axisymmetric Alignment) The position of the center axis of the axisymmetric alignment region generated when a voltage is applied has a great influence on display quality. The relationship between the position of the central axis and the display quality will be described with reference to FIG. Figure 6 (a)
When the central axis 44 is located at the center of the picture element area as shown in FIG. 5, all the picture element areas look the same as shown in (c) even if the cell is tilted and the display surface is observed. . on the other hand,
As shown in (b), if there is a picture element area whose center axis is displaced from the center of the picture element area, as shown in (d), the picture element area whose center axis is displaced is different from other picture element areas. Since it looks like, it becomes a non-uniform (rough) display. This problem,
This is especially noticeable in halftone display.

【００３５】絵素領域内の液晶層の厚さｄin（ｘ）を調
整することによって、軸対称配向の中心軸の位置を制御
することができる。図７に示すように、絵素領域の中央
をｘ＝０、絵素領域の一端をｘ＝ｒとし、絵素領域の中
央での液晶層の厚さｄin（ｘ＝０）を最大とし、絵素領
域の一端での液晶層の厚さｄin（ｘ＝ｒ）が最小となる
ように、連続的に液晶層の厚さｄin（ｘ）を変化させれ
ばよい。ｄin（ｘ）の微分係数はｘ＝０からｘ＝ｒまで
常に負であることが好ましく、また、連続していること
が好ましい。液晶層の厚さは、視角特性の対称性の観点
から、絵素領域の中央に対して、できるだけ対称である
ことが好ましい。By adjusting the thickness din (x) of the liquid crystal layer in the pixel region, the position of the central axis of the axisymmetric alignment can be controlled. As shown in FIG. 7, the center of the pixel region is x = 0, one end of the pixel region is x = r, and the thickness din (x = 0) of the liquid crystal layer at the center of the pixel region is maximum, The thickness din (x) of the liquid crystal layer may be continuously changed so that the thickness din (x = r) of the liquid crystal layer at one end of the pixel region is minimized. The differential coefficient of din (x) is preferably always negative from x = 0 to x = r, and is preferably continuous. From the viewpoint of the symmetry of the viewing angle characteristics, the thickness of the liquid crystal layer is preferably as symmetrical as possible with respect to the center of the picture element region.

【００３６】また、液晶層の厚さを上述したように制御
することによって、軸対称配向が再現性良く形成され
る。そのメカニズムを図８を参照しながら説明する。図
８は、本発明の液晶表示装置の絵素領域を模式的に示し
た断面図である。Further, by controlling the thickness of the liquid crystal layer as described above, the axially symmetrical alignment can be formed with good reproducibility. The mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sectional view schematically showing a pixel region of the liquid crystal display device of the present invention.

【００３７】一方の基板３２の表面の絵素領域には、表
示電極５２が形成されており、その上を覆って、垂直配
向層５８ａが形成されている。垂直配向層５８ａは、液
晶層４０の厚さｄinが図７に示したように変化するよう
な断面形状を有している。垂直配向層５８ａの厚さ（ｄ
f）の位置（ｘ）に対する変化は、液晶層４０の厚さの
変化と逆になるので、垂直配向層５８ａの厚さｄf
（ｘ）の微分係数は正であることが好ましい。他方の基
板３４の液晶層４０側の表面には、対向電極５４が形成
されており、その上を覆って、垂直配向層５８ｂが形成
されている。垂直配向層５８ｂは平坦な断面を有してい
る。A display electrode 52 is formed in a pixel region on the surface of one substrate 32, and a vertical alignment layer 58a is formed so as to cover the display electrode 52. The vertical alignment layer 58a has a cross-sectional shape such that the thickness din of the liquid crystal layer 40 changes as shown in FIG. The thickness of the vertical alignment layer 58a (d
Since the change of position f) with respect to the position (x) is opposite to the change of the thickness of the liquid crystal layer 40, the thickness df of the vertical alignment layer 58a.
The differential coefficient of (x) is preferably positive. A counter electrode 54 is formed on the surface of the other substrate 34 on the liquid crystal layer 40 side, and a vertical alignment layer 58b is formed so as to cover the counter electrode 54. The vertical alignment layer 58b has a flat cross section.

【００３８】垂直配向層５８ａの近傍に存在する液晶分
子４２は、垂直配向層５８ａの表面に対して垂直に配向
するので、基板面に対して傾いている。従って、電極５
２と５４との間に電圧を印加すると、電場の方向（Ｅ）
に対して、液晶分子の長軸は傾いた状態にある。その結
果、液晶分子４２は、電場Ｅによってそれぞれ図中の矢
印で示される方向にのみ倒される。基板面の法線方向に
対する液晶分子の傾き角θ’は、０＜θ’≦３°が好ま
しい。θ’が３°を越えると、液晶分子による位相差が
発生し、光抜けが起こり、コントラスト比の低下を招く
ので、好ましくない。Since the liquid crystal molecules 42 existing in the vicinity of the vertical alignment layer 58a are aligned vertically to the surface of the vertical alignment layer 58a, they are inclined with respect to the substrate surface. Therefore, the electrode 5
When a voltage is applied between 2 and 54, the direction of the electric field (E)
On the other hand, the long axis of the liquid crystal molecule is tilted. As a result, the liquid crystal molecules 42 are tilted by the electric field E only in the directions indicated by the arrows in the figure. The tilt angle θ ′ of the liquid crystal molecules with respect to the direction normal to the substrate surface is preferably 0 <θ ′ ≦ 3 °. When θ ′ exceeds 3 °, a phase difference due to liquid crystal molecules occurs, light leakage occurs, and the contrast ratio decreases, which is not preferable.

【００３９】このように、垂直配向層の断面形状（厚
さ）を変化させ、図７を用いて説明したように液晶層４
０の厚さを変化させることによって、軸対称配向の中心
軸の位置を制御できるとともに、軸対称配向を再現性良
く形成することが可能となる。Thus, the cross-sectional shape (thickness) of the vertical alignment layer is changed, and the liquid crystal layer 4 is formed as described with reference to FIG.
By changing the thickness of 0, the position of the central axis of the axisymmetric orientation can be controlled and the axisymmetric orientation can be formed with good reproducibility.

【００４０】上記の例では、垂直配向層５８ａの断面形
状によって、液晶層４０の厚さを制御したが、これに限
られない。例えば、図８（ｂ）に示すように、垂直配向
層５８ａの下部（基板側）に、所望の形状を有する固体
誘電体層５９を別途形成し、その上に平坦な断面形状を
有する垂直配向層５８ａを形成してもよい。固体誘電体
層５９としては、一般的に用いられているオーバーコー
ト剤、具体的にはエポキシ系コート剤やエポキシアクリ
レート系コート剤等を用いることができる。In the above example, the thickness of the liquid crystal layer 40 is controlled by the sectional shape of the vertical alignment layer 58a, but the invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8B, a solid dielectric layer 59 having a desired shape is separately formed below the vertical alignment layer 58a (on the side of the substrate), and a vertical alignment having a flat cross-sectional shape is formed thereon. The layer 58a may be formed. As the solid dielectric layer 59, a commonly used overcoating agent, specifically, an epoxy coating agent, an epoxy acrylate coating agent, or the like can be used.

【００４１】固体誘電体層５９を用いて液晶層４０の厚
さを制御する場合、固体誘電体層５９は表示電極５２上
に形成することが好ましい。図８（ｃ）のように、所望
の断面形状を有する固体誘電体層５９の上に表示電極５
２を形成すると、電界Ｅの方向が基板面に対して傾斜す
るので、液晶分子４２が倒される方向が一義的に決まら
ず、好ましくない。When the thickness of the liquid crystal layer 40 is controlled by using the solid dielectric layer 59, the solid dielectric layer 59 is preferably formed on the display electrode 52. As shown in FIG. 8C, the display electrode 5 is formed on the solid dielectric layer 59 having a desired cross-sectional shape.
When the number 2 is formed, the direction of the electric field E is inclined with respect to the substrate surface, so that the direction in which the liquid crystal molecules 42 are tilted is not uniquely determined, which is not preferable.

【００４２】（液晶材料）本発明で用いられる液晶材料
は、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有する、いわゆ
る、ｎ型の液晶材料である。Δεの絶対値の大きさは、
用途により適宜設定できる。一般的には、駆動電圧を低
下させる観点から、大きな絶対値を有することが好まし
い。(Liquid Crystal Material) The liquid crystal material used in the present invention is a so-called n-type liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy (Δε <0). The magnitude of the absolute value of Δε is
It can be set appropriately depending on the application. Generally, it is preferable to have a large absolute value from the viewpoint of reducing the driving voltage.

【００４３】電圧印加時のｄ・Δｎ（リタデーション）
は、装置の透過率、視角特性など装置特性の重要な特性
を左右する重要な要素である。本発明の表示モードで
は、液晶材料固有のΔｎと液晶層厚ｄの積で決まる液晶
セル固有のリタデーションを最適値に限定する必要は必
ずしもない。D · Δn (retardation) when voltage is applied
Is an important factor that influences important characteristics of the apparatus such as the transmittance and the viewing angle characteristic of the apparatus. In the display mode of the present invention, it is not always necessary to limit the retardation peculiar to the liquid crystal cell determined by the product of Δn peculiar to the liquid crystal material and the liquid crystal layer thickness d to the optimum value.

【００４４】リターデーションの最適値（透過率最大に
なるファーストミニマム条件：ｄ・Δｎ＝４５０ｎｍ）
よりも大きなリタデーション値を有する液晶表示装置の
電圧透過率曲線を図９に示す。このような液晶表示装置
については、相対透過率の最大点を越えた領域を使用す
る必要はなく、相対透過率が単調に増加する領域で液晶
表示装置を駆動すればよい。すなわち、図９において、
相対透過率が最大となる電圧を最大駆動電圧（Ｖmax）
と設定すればよい。Optimum value of retardation (first minimum condition for maximum transmittance: d · Δn = 450 nm)
FIG. 9 shows a voltage transmittance curve of a liquid crystal display device having a larger retardation value. For such a liquid crystal display device, it is not necessary to use a region beyond the maximum point of relative transmittance, and the liquid crystal display device may be driven in a region where the relative transmittance monotonously increases. That is, in FIG.
The voltage that maximizes the relative transmittance is the maximum drive voltage (Vmax)
And set it.

【００４５】本発明においては、使用する最大駆動電圧
でのリタデーションが重要である。リタデーションの範
囲は、液晶セルを作製したときの液晶分子の見掛け上の
Δｎ（屈折率の異方性：最大駆動電圧での値）と液晶層
の平均厚さｄの積ｄ・Δｎ（リタデーション）が、約３
００〜５００ｎｍであることが好ましい。透過率が極大
となる点として、セカンドミニマム条件（リタデーショ
ン：１０００〜１４００ｎｍ）存在するが、電圧無印加
時の視角特性が劣るので、好ましくない。また、視角に
よって、印加電圧の大きさと透過率の関係が逆転する、
いわゆる階調反転（コントラスト反転）現象を起こすの
で、好ましくない。In the present invention, retardation at the maximum driving voltage used is important. The range of retardation is the product of the apparent Δn (refractive index anisotropy: value at the maximum driving voltage) of liquid crystal molecules and the average thickness d of the liquid crystal layer d · Δn (retardation). But about 3
It is preferably from 00 to 500 nm. A second minimum condition (retardation: 1000 to 1400 nm) exists for the maximum transmittance, but this is not preferable because the viewing angle characteristics when no voltage is applied are poor. Also, the relationship between the magnitude of the applied voltage and the transmittance is reversed depending on the viewing angle,
This is not preferable because it causes a so-called gradation inversion (contrast inversion) phenomenon.

【００４６】液晶層における液晶分子のツイスト角も液
晶表示装置の透過率を決定する重要な要素のひとつであ
る。本発明においては、リタデーションと同様に、最大
駆動電圧におけるツイスト角が重要である。液晶表示装
置の透過率は、原理的に、ツイスト角が９０°と２７０
°の場合に最大値を示す。しかし、２７０°ツイストの
場合、軸対称配向を安定して作製するのが困難であるの
で、電圧透過率曲線において透過率が最大となる９０°
付近を使用するのが好ましい。具体的には、最大駆動電
圧印加時のツイスト角が、４５〜１１０°である。本発
明はｎ型の液晶分子を用いているので、液晶分子の見掛
け上のツイスト角は電圧に依存する。電圧無印加時のツ
イスト角はほぼ０°で、電圧の増加に伴いツイスト角が
増加し、十分な電圧を印加すると、液晶材料固有のツイ
スト角に近づく。The twist angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is also one of the important factors that determine the transmittance of the liquid crystal display device. In the present invention, the twist angle at the maximum drive voltage is as important as the retardation. In principle, the transmittance of a liquid crystal display device has a twist angle of 90 ° and 270 °.
The maximum value is shown when °. However, in the case of a 270 ° twist, it is difficult to stably produce an axially symmetric orientation, and therefore the transmittance becomes 90 ° at the maximum in the voltage transmittance curve.
It is preferable to use the vicinity. Specifically, the twist angle when the maximum drive voltage is applied is 45 to 110 °. Since the present invention uses n-type liquid crystal molecules, the apparent twist angle of the liquid crystal molecules depends on the voltage. The twist angle when no voltage is applied is almost 0 °, and the twist angle increases with an increase in the voltage. When a sufficient voltage is applied, the twist angle approaches that of the liquid crystal material.

【００４７】最大駆動電圧におけるツイスト角とリタデ
ーションは、両者がともに好ましい範囲内にあるとき
に、さらに効果的に透過率を最大値に近づけることがで
きるので、さらに好ましい。The twist angle and the retardation at the maximum driving voltage are more preferable when both are within the preferable range because the transmittance can be more effectively brought close to the maximum value.

【００４８】（光硬化性樹脂）図５を参照しながら上述
したように、本発明の液晶表示装置は、１／２Ｖth以上
の電圧を常に印加することが好ましい。基板に対して垂
直に配向した液晶分子に電圧を印加すると、液晶分子が
倒れる方向が一義的に決定されない。その結果、過渡的
に複数の中心軸が形成される現象が起こる。電圧を印加
し続けると、凸部で規定された領域内に唯一の中心軸が
形成され、１／２Ｖth以上の電圧を印加している限り、
この状態は安定に存在する。(Photocurable Resin) As described above with reference to FIG. 5, it is preferable that the liquid crystal display device of the present invention always applies a voltage of 1/2 Vth or more. When a voltage is applied to the liquid crystal molecules aligned vertically to the substrate, the direction in which the liquid crystal molecules fall is not uniquely determined. As a result, a phenomenon occurs in which a plurality of central axes are transiently formed. When the voltage is continuously applied, the only central axis is formed in the area defined by the convex portion, and as long as a voltage of 1/2 Vth or more is applied,
This state is stable.

【００４９】軸対称配向を安定化するための１／２Ｖth
以上の電圧を印加状態で、予め液晶材料中に混合してお
いた光硬化性樹脂を硬化させることによって、軸対称配
向を安定化させることができる。光硬化性樹脂を硬化し
た後は、１／２Ｖth以上の電圧を取り除いても、複数の
中心軸が形成されることなく、再現性よく、軸対称配向
が形成される。1/2 Vth for stabilizing the axially symmetric orientation
By curing the photo-curable resin previously mixed in the liquid crystal material with the above voltage applied, the axially symmetric alignment can be stabilized. After the photocurable resin is cured, even if the voltage of 1/2 Vth or more is removed, a plurality of central axes are not formed, and reproducible axially symmetric alignment is formed.

【００５０】本発明で使用する光硬化性樹脂は、アクリ
レート系、メタアクリレート系、スチレン系、及びこれ
らの誘導体を使用することができる。これらの樹脂に光
重合開始剤を添加することにより、より効率的に光硬化
性樹脂を硬化させることができる。また、熱硬化性樹脂
を用いることもできる。The photocurable resin used in the present invention may be an acrylate type, a methacrylate type, a styrene type, or a derivative thereof. By adding a photopolymerization initiator to these resins, the photocurable resin can be cured more efficiently. A thermosetting resin can also be used.

【００５１】硬化性樹脂の添加量は、材料により最適値
が異なり本発明は特に限定しないが、樹脂含有量（液晶
材料を含む全体の重量に対する％）が約０．１〜５％で
あることが好ましい。約０．１％より少ないと、軸対称
配向状態を硬化した樹脂によって安定化することができ
ず、約５％を越えると、垂直配向層の効果が阻害され、
液晶分子が垂直配向からずれるので、透過率が上昇（光
り抜け）し、電圧ＯＦＦ時の黒状態が劣化する。Although the optimum amount of the curable resin varies depending on the material and the present invention is not particularly limited, the resin content (% to the total weight including the liquid crystal material) is about 0.1 to 5%. Is preferred. If it is less than about 0.1%, the axially symmetric orientation state cannot be stabilized by the cured resin, and if it exceeds about 5%, the effect of the vertical orientation layer is hindered.
Since the liquid crystal molecules are displaced from the vertical alignment, the transmittance is increased (light is emitted), and the black state is deteriorated when the voltage is turned off.

【００５２】（位相差板）２枚の直交した偏光板間に、
垂直配向した液晶材料を挟んだ場合、正面方向では、良
好な黒状態が得られ高コントラストが得られる。しか
し、視角を変化させて観察した場合、（ｉ）偏光板の特
性の視角依存性、および、（ii）液晶層のリタデーショ
ンの視角依存性（垂直に配向している液晶分子のリタデ
ーションは方向によって変化する）に依存して、光漏れ
が観測されコントラスト比の低下が起こる。この現象
は、偏光板の偏光軸から４５°方向（方位角：基板面内
方向）で顕著に表れる。この現象を抑制するためには、
垂直に配向した液晶材料のリタデーションを小さくする
ことが効果的である。また、液晶セルと偏光板の間に、
フリスビー型（表示面内方向の屈折率ｎx，y＞表示面に
垂直方向の屈折率ｎz）屈折率楕円体を有する位相差板
を設置することが好ましい。この位相差板の位相差は、
液晶材料固有のΔｎと液晶層厚さｄとの積で決まる液晶
セル固有のリタデーション値より小さいことが好まし
い。さらに好ましくは、上記液晶セル固有のリタデーシ
ョンの約３０〜８０％の値である。約３０％以下では、
位相差板の効果が小さく、約８０％以上では広視角方向
で色付きが大きくなり好ましくない。(Phase difference plate) Between two orthogonal polarizing plates,
When a vertically aligned liquid crystal material is sandwiched, a good black state and a high contrast can be obtained in the front direction. However, when observed by changing the viewing angle, (i) the viewing angle dependence of the characteristics of the polarizing plate, and (ii) the viewing angle dependence of the retardation of the liquid crystal layer (the retardation of the liquid crystal molecules aligned vertically depends on the direction). Light leakage is observed and the contrast ratio decreases depending on the change. This phenomenon remarkably appears in the direction of 45 ° from the polarization axis of the polarizing plate (azimuth: in-plane direction of substrate). To suppress this phenomenon,
It is effective to reduce the retardation of the vertically aligned liquid crystal material. In addition, between the liquid crystal cell and the polarizing plate,
It is preferable to install a retardation plate having a frisbee type (refractive index n x , y in the in-plane direction> refractive index n z in the vertical direction to the display surface) refractive index ellipsoid. The phase difference of this retardation plate is
It is preferably smaller than the retardation value peculiar to the liquid crystal cell, which is determined by the product of Δn peculiar to the liquid crystal material and the thickness d of the liquid crystal layer. More preferably, the value is about 30 to 80% of the retardation specific to the liquid crystal cell. Below about 30%,
The effect of the retardation film is small, and when it is about 80% or more, coloring is increased in the wide viewing angle direction, which is not preferable.

【００５３】（垂直配向層）液晶分子を垂直に配向させ
る表面を有していればよく、材料は、無機材料でも有機
材料でもかまわない。例えば、ポリイミドタイプ（ＪＡ
ＬＳ−２０４（日本合成ゴム）、１２１１（日産化
学））、無機系（ＥＸＰ−ＯＡ００３（日産化学工
業））などが使用できる。(Vertical Alignment Layer) As long as it has a surface for vertically aligning liquid crystal molecules, the material may be an inorganic material or an organic material. For example, polyimide type (JA
LS-204 (Nippon Synthetic Rubber), 1211 (Nissan Chemical Co., Ltd.), inorganic type (EXP-OA003 (Nissan Chemical Industry Co., Ltd.)) and the like can be used.

【００５４】[0054]

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明は、こ
れに限定されるものではない。EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto.

【００５５】（実施例１）図１０を参照しながら、本実
施例の液晶表示装置の製造方法を説明する。表面に透明
電極６３（ＩＴＯ：１００ｎｍ）が形成された基板６２
上に、感光性ポリイミドを用いて、高さ約５μｍのスペ
ーサー６５を絵素領域外に形成した。その後で、ＯＭＲ
８３（東京応化社製）で高さ約３μｍの凸部６６を形成
した。凸部６６で包囲される領域、すなわち絵素領域の
大きさは、１００μｍ×１００μｍとした。その上に、
ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム）をスピンコートし、
垂直配向層６８を形成した。さらに、もう一方の基板の
透明電極上にも同じ材料を用いて、垂直配向層を形成し
た（不図示）。両者を貼り合わせて液晶セルを完成させ
た。Example 1 A method of manufacturing a liquid crystal display device of this example will be described with reference to FIG. Substrate 62 having transparent electrode 63 (ITO: 100 nm) formed on the surface
A spacer 65 having a height of about 5 μm was formed outside the pixel region using a photosensitive polyimide. After that, OMR
83 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was used to form a protrusion 66 having a height of about 3 μm. The size of the region surrounded by the convex portion 66, that is, the size of the pixel region was 100 μm × 100 μm. in addition,
Spin-coat JALS-204 (Japan Synthetic Rubber),
The vertical alignment layer 68 was formed. Further, a vertical alignment layer was formed on the transparent electrode of the other substrate by using the same material (not shown). The two were stuck together to complete a liquid crystal cell.

【００５６】作製したセル中に、ｎ型液晶材料（Δε＝
−４．０、Δｎ＝０．０８、セルギャップ５μｍで９０
°ツイストとなるように液晶材料固有のツイスト角を設
定）を注入し、電圧を７Ｖ印加した。電圧印加直後、初
期状態で、軸対称配向の配向軸が複数存在する状態とな
り、さらに、電圧印加状態を続けると絵素領域ごとに１
つの軸対称配向領域（モノドメイン）が形成された。An n-type liquid crystal material (Δε =
-4.0, Δn = 0.08, 90 at cell gap 5 μm
A twist angle peculiar to the liquid crystal material was set so that a twist was obtained, and a voltage of 7 V was applied. Immediately after the voltage application, in the initial state, there are a plurality of axis of axisymmetric alignment, and when the voltage application state is continued, it becomes 1 for each pixel area.
Two axially symmetrical alignment regions (monodomains) were formed.

【００５７】液晶セルの両側に偏光板をクロスニコル状
態になるように配置し、液晶表示装置を作製した。得ら
れた液晶表示装置の構造は、垂直配向層６８の断面形状
が図１０に示したようにすり鉢状となっていることを除
けば、実質的に図４に示した液晶表示装置１００と同様
の構成を有している（偏光板は不図示）。垂直配向層６
８は、すり鉢状の断面形状を有しているので、その厚さ
の位置（絵素中央から周辺部に至る）による変化を示す
曲線の微分係数は正であり、絵素領域内の液晶層厚さの
変化を示す曲線の微分係数は負である。Polarizing plates were arranged on both sides of the liquid crystal cell so as to be in a crossed Nicol state, and a liquid crystal display device was produced. The structure of the obtained liquid crystal display device is substantially the same as that of the liquid crystal display device 100 shown in FIG. 4 except that the cross-sectional shape of the vertical alignment layer 68 is a mortar shape as shown in FIG. (The polarizing plate is not shown). Vertical alignment layer 6
Since 8 has a mortar-shaped cross-sectional shape, the differential coefficient of the curve indicating the change in the thickness position (from the pixel center to the peripheral portion) is positive, and the liquid crystal layer in the pixel region is The derivative of the curve showing the change in thickness is negative.

【００５８】実施例１のセルの軸対称配向は、１／２Ｖ
th以上の電圧を印加している状態では安定で、電圧を１
／２Ｖthより低くすると軸対称配向の状態が崩れ、初期
状態に戻ってしまう。再び電圧を印加すると初期の軸対
称配向の中心軸が複数存在する状態を経て、絵素領域ご
とに１つずつ中心軸を有する軸対称配向状態になった。
この現象は、２０回実施しても変化なかった。実施例１
の液晶セルの電気光学特性を測定するために、１／２Ｖ
th以上の電圧を印加して軸対称状態を形成した後で、電
気光学特性の測定中は、軸対称配向が安定な電圧範囲
（１／２Ｖth以上）で測定した。The axially symmetric orientation of the cell of Example 1 was 1/2 V
It is stable when a voltage of th or more is applied, and the voltage is 1
If it is lower than / 2Vth, the state of axially symmetric orientation collapses and the state returns to the initial state. When the voltage was applied again, the initial axially symmetric orientation had a plurality of central axes, and then an axially symmetric orientation having one central axis for each pixel region was obtained.
This phenomenon did not change even after 20 times. Example 1
1 / 2V to measure the electro-optical characteristics of the liquid crystal cell of
After a voltage of th or more was applied to form an axially symmetric state, during the measurement of the electro-optical characteristics, the measurement was performed in a voltage range (1/2 Vth or more) in which the axially symmetric orientation was stable.

【００５９】得られた電気光学特性を図１１に示す。図
１１から明らかなように、本発明による液晶表示装置
は、ＯＦＦ状態における透過率が低く、良好なコントラ
スト比（ＣＲ＝３００：１、５Ｖ）が得られた。また、
視角特性は、図１２に示すように、広い視角範囲におい
て高いコントラスト比が得られた。図１２において、ψ
は方位角（表示面内の角度）、θは視角（表示面法線か
らの傾き角）で、ハッチングは、コントラスト比が１
０：１以上の領域を示す。The electro-optical characteristics obtained are shown in FIG. As is clear from FIG. 11, the liquid crystal display device according to the present invention has a low transmittance in the OFF state, and a good contrast ratio (CR = 300: 1, 5V) was obtained. Also,
Regarding the viewing angle characteristics, as shown in FIG. 12, a high contrast ratio was obtained in a wide viewing angle range. In FIG. 12, ψ
Is an azimuth angle (angle in the display surface), θ is a viewing angle (tilt angle from the display surface normal), and hatching has a contrast ratio of 1
A region of 0: 1 or more is shown.

【００６０】（比較例１）比較例１では、図１０におけ
る基板６２の表面に形成された透明電極６３上に、垂直
配向層６８を直接形成し、その後、実施例１と同様に感
光性ポリイミドを用いてスペサー６５を形成した。すな
わち、図１０における凸部６６を形成していない。得ら
れた基板と、実施例１と同様にして形成された対向基板
とを貼り合わせて液晶セルを作製した。この液晶セルの
絵素領域内の液晶層厚さは一定であった。Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the vertical alignment layer 68 is directly formed on the transparent electrode 63 formed on the surface of the substrate 62 in FIG. 10, and then the photosensitive polyimide is formed in the same manner as in Example 1. Was used to form the spacer 65. That is, the convex portion 66 in FIG. 10 is not formed. A liquid crystal cell was produced by bonding the obtained substrate and a counter substrate formed in the same manner as in Example 1. The thickness of the liquid crystal layer in the picture element region of this liquid crystal cell was constant.

【００６１】この液晶セルに、実施例１と同じ材料を注
入すると、液晶分子がランダム配向状態になり、ディス
クリネーションラインが無秩序に形成された。この液晶
セルに電圧を印加して観察したところ、中間調におい
て、ざらつきのある表示がみられた。When the same material as in Example 1 was injected into this liquid crystal cell, the liquid crystal molecules were in a random alignment state, and disclination lines were randomly formed. When a voltage was applied to this liquid crystal cell and observed, a rough display was observed in the halftone.

【００６２】（実施例２）実施例１の凸部６６を有する
基板６２上の絵素領域の中央部に、レジスト材料（ＯＭ
Ｒ８３）を用いて、図１３に示すように、突起部６９を
作製した。突起部６９の幅は、絵素領域の幅の約１０分
の１以下であることが好ましい。絵素領域の幅の約１０
分の１を越えると、開口率が低下し、装置の光透過率が
低下するので、好ましくない。突起部６９を設けた以外
は、実施例１と同様にして液晶セルを作製した。(Embodiment 2) A resist material (OM) is formed on the central portion of the pixel area on the substrate 62 having the convex portion 66 of Embodiment 1.
As shown in FIG. 13, a protrusion 69 was produced using R83). The width of the protrusion 69 is preferably about 1/10 or less of the width of the pixel region. Width of picture element area is about 10
If it exceeds 1/0, the aperture ratio is lowered and the light transmittance of the device is lowered, which is not preferable. A liquid crystal cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the protrusion 69 was provided.

【００６３】液晶セルを観察した結果、軸対称配向の中
心軸が突起部６９の位置に形成され、中心軸がほとんど
全ての絵素領域の中央に形成されている液晶表示装置が
得られた。この液晶表示装置を種々の視角方向から観察
したところ、ざらつきの無い表示が見られた。As a result of observing the liquid crystal cell, a liquid crystal display device was obtained in which the central axis of the axially symmetrical alignment was formed at the position of the projection 69, and the central axis was formed at the center of almost all the pixel regions. When this liquid crystal display device was observed from various viewing angle directions, a display without roughness was seen.

【００６４】（実施例３および４）実施例１の液晶表示
装置のセルギャップ（液晶層の厚さ）を表１のように調
節して、実施例３および４、比較例２および３の液晶表
示装置を作製した。それぞれの液晶表示装置に用いる液
晶材料は、それぞれのセルギャップにおいて、液晶材料
固有のツイスト角が９０°になるように、液晶材料中の
カイラル剤（Ｓ−８１１：メルク社製）の添加量を調整
した。(Examples 3 and 4) The cell gap (thickness of the liquid crystal layer) of the liquid crystal display device of Example 1 was adjusted as shown in Table 1, and the liquid crystals of Examples 3 and 4 and Comparative examples 2 and 3 were adjusted. A display device was manufactured. The liquid crystal material used for each liquid crystal display device has a chiral agent (S-811: manufactured by Merck & Co., Inc.) added in the liquid crystal material so that the twist angle peculiar to the liquid crystal material is 90 ° in each cell gap. It was adjusted.

【００６５】[0065]

【表１】 実施例１実施例３実施例４比較例２比較例３ セルギャップｄ（μｍ） ５ 4.4 5.6 3.1 6.5 Ｖmaxにおけるd・Δｎ(nm) ４００ ３５２ ４４８ ２４８ ５２０ Ｖmaxにおける透過率(%)* ７０ ５８ ７３ ３９ ７２** * パラレルニコル状態の透過率を１００％とした相対値 ** 最大透過率で測定 リタデーションが５２０ｎｍの比較例３の液晶セルにお
いて、ｄ・Δｎ ＝５２０ｎｍまで電圧を印加すると透
過率の低下をもたらし、中間階調表示において、コント
ラストの反転現象が見られた（図９のＶmaxを越える現
象）。また、リタデーションが３００ｎｍより小さい比
較例２の液晶表示装置では、透過率が低かった。表１に
示した実験結果から、液晶材料のΔｎ（複屈折率：最大
駆動電圧での値）と液晶層の平均厚さｄとの積ｄ・Δｎ
（リタデーション）が、約３００〜５００ｎｍの範囲で
あることが好ましいことが分かる。[Table 1] Example 1 Example 3 Example 4 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Cell gap d (μm) 5 4.4 5.6 3.1 6.5 d · Δn (nm) at Vmax 400 352 448 248 520 520 Vmax Transmittance (%) * 70 58 73 39 72 ** * Relative value with the transmittance in the parallel Nicol state taken as 100% ** In the liquid crystal cell of Comparative Example 3 in which the measured retardation was 520 nm at the maximum transmittance, the transmittance was changed by applying a voltage up to d · Δn = 520 nm. In contrast, the phenomenon of contrast inversion was observed in the halftone display (phenomenon exceeding Vmax in FIG. 9). Further, the liquid crystal display device of Comparative Example 2 having a retardation smaller than 300 nm had a low transmittance. From the experimental results shown in Table 1, the product of the liquid crystal material Δn (birefringence: value at the maximum driving voltage) and the average thickness d of the liquid crystal layer d · Δn
It can be seen that the (retardation) is preferably in the range of about 300 to 500 nm.

【００６６】（実施例５および６）実施例１の液晶表示
装置の液晶材料中のカイラル剤（Ｓ−８１１：メルク社
製）の添加量を調整して、表２に示すツイスト角の異な
る液晶表示装置（実施例５および６、比較例４および
５）を作製した。液晶表示装置の電気光学特性の測定に
は、それぞれの液晶表示装置の透過率が最大になる電圧
を印加した。(Examples 5 and 6) Liquid crystals having different twist angles shown in Table 2 are adjusted by adjusting the amount of the chiral agent (S-811: manufactured by Merck) in the liquid crystal material of the liquid crystal display device of Example 1. Display devices (Examples 5 and 6, Comparative Examples 4 and 5) were produced. A voltage that maximizes the transmittance of each liquid crystal display device was applied to measure the electro-optical characteristics of the liquid crystal display device.

【００６７】[0067]

【表２】 実施例１実施例５実施例６比較例４比較例５ ツイスト角（°） ９０ ５０ １１０ ３０ １２０ Ｖmaxにおける透過率(%)* ７０ ４１ ５０** ３５ ３５** * パラレルニコル状態の透過率を１００％とした相対値 ** 透過率が最大となる電圧以上の電圧を印加するとコントラストの反 転現象が起こる。[Table 2] Example 1 Example 5 Example 6 Comparative Example 4 Comparative Example 5 Twist angle (°) Transmittance (%) at 90 50 110 110 30 120 Vmax * 70 41 50 ** 35 35 ** * Transmittance in parallel Nicol state Relative value with 100% ** Contrast inversion phenomenon occurs when a voltage higher than the voltage at which the transmittance is maximum is applied.

【００６８】表２の結果から、最大駆動電圧印加時のツ
イスト角が、４５〜１１０°であることが好ましい。From the results shown in Table 2, it is preferable that the twist angle when the maximum drive voltage is applied is 45 to 110 °.

【００６９】（実施例７）実施例１の液晶表示装置の一
方に、フリスビー型の屈折率楕円体を有する位相差板
（ｎx＝ｎy、ｎx−ｎzに起因するリターデーション１５
０ｎｍ）を設置した。この液晶表示装置の視角特性を測
定した結果を図１４に示す。図１４から明らかなよう
に、実施例７の液晶表示装置の視角特性は、実施例１の
液晶表示装置の視角特性（図１２）よりも、さらに広視
野角化されていることが分かる。[0069] (Example 7) in one of the liquid crystal display device of Example 1, retardation 15 due to the phase difference plate (n x = n y, n x -n z having a refractive index ellipsoid of Frisbee-type
0 nm) was installed. FIG. 14 shows the results of measuring the viewing angle characteristics of this liquid crystal display device. As is apparent from FIG. 14, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of Example 7 are wider than those of the liquid crystal display device of Example 1 (FIG. 12).

【００７０】（実施例８）本実施例においては、予め液
晶材料中に混合しておいた光硬化性樹脂を硬化させるこ
とによって、液晶分子の軸対称配向を安定化させる方法
について説明する。(Embodiment 8) In this embodiment, a method for stabilizing the axially symmetrical alignment of liquid crystal molecules by curing a photo-curable resin previously mixed in a liquid crystal material will be described.

【００７１】実施例８による液晶表示装置の模式的な部
分断面図を図１５に示す。A schematic partial sectional view of a liquid crystal display device according to Example 8 is shown in FIG.

【００７２】液晶表示装置２００は、一対の基板８２と
８４の間に、誘電異方性（Δε）が負（ｎ型）の液晶分
子９２からなる液晶層８０が挟持されている。一対の基
板８２と８４の液晶層８０に接する表面には、垂直配向
層８８ａ及び８８ｂが形成されている。また、一対の基
板８２と８４の少なくとも一方の液晶層８０側の面に
は、凸部８６が形成されている。この凸部８６によっ
て、液晶層８０は、２種類の異なる厚さを有する。その
結果、前述したように、電圧印加時に軸対称配向を呈す
る液晶領域が、凸部８６によって包囲される領域に規定
される。なお、図１５において、液晶層８０に電圧を印
加するために、一対の基板８２と８４に形成されている
電極は省略してある。ここまでの構成は、実施例１の液
晶表示装置１００と同じである。本実施例の液晶表示装
置２００は、垂直配向層８８ａおよび８８ｂの上に、軸
対称配向固定層９０ａおよび９０ｂが形成されている。
この軸対称配向固定層９０ａおよび９０ｂによって、絵
素領域内の液晶分子は電圧無印加時においても、軸対称
配向を保持することができる。その結果、本実施例の液
晶表示装置を駆動する際に、１／２Ｖthより低い電圧を
印加（電圧無印加）しても、再現性よく、図５に示した
電気光学特性を呈する。軸対称配向固定層９０ａおよび
９０ｂは、液晶層に１／２Ｖth以上の電圧を印加した状
態で、予め液晶材料中に混合しておいた硬化性樹脂を硬
化することによって、液晶分子の軸対称配向（プレチル
ト）を保持する軸対称配向固定層９０ａおよび９０ｂが
形成される。以下に、さらに詳細に説明する。In the liquid crystal display device 200, a liquid crystal layer 80 made up of liquid crystal molecules 92 having a negative (n type) dielectric anisotropy (Δε) is sandwiched between a pair of substrates 82 and 84. Vertical alignment layers 88a and 88b are formed on the surfaces of the pair of substrates 82 and 84 in contact with the liquid crystal layer 80. Further, a convex portion 86 is formed on the surface of at least one of the pair of substrates 82 and 84 on the liquid crystal layer 80 side. Due to the convex portion 86, the liquid crystal layer 80 has two different thicknesses. As a result, as described above, the liquid crystal region that exhibits the axially symmetrical alignment when a voltage is applied is defined in the region surrounded by the convex portion 86. In FIG. 15, the electrodes formed on the pair of substrates 82 and 84 for applying a voltage to the liquid crystal layer 80 are omitted. The configuration up to this point is the same as that of the liquid crystal display device 100 of the first embodiment. In the liquid crystal display device 200 of this embodiment, the axially symmetric alignment fixed layers 90a and 90b are formed on the vertical alignment layers 88a and 88b.
By the axially symmetric alignment fixed layers 90a and 90b, the liquid crystal molecules in the picture element region can maintain the axially symmetric alignment even when no voltage is applied. As a result, when the liquid crystal display device of this embodiment is driven, even if a voltage lower than 1/2 Vth is applied (no voltage is applied), the electro-optical characteristics shown in FIG. 5 are exhibited with good reproducibility. The axially symmetric alignment fixed layers 90a and 90b are formed by curing a curable resin that has been mixed in the liquid crystal material in advance while applying a voltage of 1/2 Vth or more to the liquid crystal layer. Axisymmetric alignment fixed layers 90a and 90b holding (pretilt) are formed. The details will be described below.

【００７３】実施例１と同様にして、図１０に示す断面
構造を有する基板を作製した。透明電極６３（ＩＴＯ：
１００ｎｍ）付き基板上に、感光性ポリイミドで高さ約
５μｍのスペーサ一６５を絵素領域外に形成した。その
上に、ＯＭＲ８３（東京応化社製）で高さ約２．５μｍ
の凸部６６を形成した（絵素領域の大きさ１００μｍ×
１００μｍ）。その上に、垂直配向層６８（ＪＡＬＳ−
２０４：日本合成ゴム）をスピンコートした。もう一方
の基板上にも、実施例１と同様に、同じ垂直配向層を塗
布し、両者を貼り合わせて液晶セルを完成させた。この
液晶セルは、実施例１の液晶セルと実質的に同等であ
る。In the same manner as in Example 1, a substrate having a cross sectional structure shown in FIG. 10 was produced. Transparent electrode 63 (ITO:
A spacer 165 having a height of about 5 μm was formed outside the pixel region on the substrate having 100 nm) with a photosensitive polyimide. On top of that, OMR83 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is about 2.5 μm
A convex portion 66 of (the size of the picture element region 100 μm ×
100 μm). On top of that, a vertical alignment layer 68 (JALS-
204: Japan synthetic rubber) was spin-coated. The same vertical alignment layer was applied onto the other substrate as in Example 1, and the two were bonded to complete a liquid crystal cell. This liquid crystal cell is substantially the same as the liquid crystal cell of Example 1.

【００７４】本実施例では、作製した液晶セル中に、ｎ
型液晶材料（Δε＝−４．０，Δｎ＝０．０８，カイラ
ル角５μｍで９０°に設定）、光硬化性樹脂として、下
記（化１）で示す化合物Ａ０．３ｗｔ％、Ｉｒｇａｃｕ
ｒ６５１ ０．１ｗｔ％の混合物を注入した。注入後、
５Ｖの電圧を印加し、軸対称配向を形成した。軸対称配
向領域は、凸部６６で包囲された絵素領域内に形成さ
れ、中心軸は絵素の中央部に形成された。この後、閾値
電圧２．０Ｖより０．５Ｖ高い電圧を印加しながら、室
温（２５℃）で１０分間、紫外線照射（３６５ｎｍにお
ける強度：６ｍＷ／ｃｍ2））を行い、混合物中の光硬
化性樹脂を硬化させた。その結果、図１６に示すよう
に、両基板の垂直配向層を覆うように、軸対称配向固定
層９２ａが形成された。対向基板にも図１５の９０ｂに
相当する軸対称配向固定層（不図示）が形成された。In the present example, n
-Type liquid crystal material (Δε = −4.0, Δn = 0.08, set to 90 ° at a chiral angle of 5 μm), and as a photocurable resin, a compound A 0.3 wt% shown in the following (Chemical formula 1), Irgacu
A mixture of r651 0.1 wt% was injected. After injection,
A voltage of 5 V was applied to form an axisymmetric orientation. The axisymmetrically oriented region was formed in the pixel region surrounded by the convex portion 66, and the central axis was formed in the central portion of the pixel. After that, while applying a voltage higher than the threshold voltage of 2.0 V by 0.5 V, UV irradiation (intensity at 365 nm: 6 mW / cm 2 ) for 10 minutes at room temperature (25 ° C.) was performed, and the photocurability in the mixture was increased. The resin was cured. As a result, as shown in FIG. 16, the axisymmetric alignment fixed layer 92a was formed so as to cover the vertical alignment layers of both substrates. An axisymmetric alignment fixed layer (not shown) corresponding to 90b in FIG. 15 was also formed on the counter substrate.

【００７５】[0075]

【化１】 [Chemical 1]

【００７６】実施例８の液晶セルの軸対称配向は、液晶
層への印加電圧が１／２Ｖth未満となっても、液晶分子
は完全な垂直配向状態に戻らず、軸対称配向におけるプ
レチルト状態が軸対称配向固定層９２ａによって保持さ
れていると考えられる。その結果、一旦、軸対称配向固
定層９２ａおよび９２ｂが形成された後は、液晶層を電
圧無印加状態とした後に再度、１／２Ｖth以上の電圧を
印加しても、軸対称配向の中心軸が絵素領域内に複数存
在する現象は現れず、垂直配向状態（黒状態）と軸対称
配向状態（白状態）とを可逆的に電気的に制御すること
が可能となった。実施例８の液晶表示装置の液晶分子
は、電圧無印加状態において軸対称配向固定層９２ａに
よって、プレチルト角が与えられているが、垂直配向か
らのずれは、僅かであり、ＯＦＦ時の黒レベルは、実質
的に実施例１の液晶表示装置と同等であり、電気光学特
性および視角特性は、それぞれ、図１１および図１２と
同じであった。なお、本実施例では、光硬化性樹脂を用
いたが、熱硬化性樹脂を用いることもできる。In the axially symmetric alignment of the liquid crystal cell of Example 8, even if the voltage applied to the liquid crystal layer is less than 1/2 Vth, the liquid crystal molecules do not return to the completely vertical alignment state, and the pretilt state in the axial symmetry alignment does not occur. It is considered to be held by the axially symmetric orientation fixed layer 92a. As a result, once the axially symmetric alignment fixed layers 92a and 92b are formed, even if a voltage of 1/2 Vth or more is applied again after the liquid crystal layer is not applied with a voltage, the central axis of the axially symmetric alignment is reduced. The phenomenon that a plurality of pixels exist in the pixel region did not appear, and it became possible to reversibly electrically control the vertical alignment state (black state) and the axisymmetric alignment state (white state). The liquid crystal molecules of the liquid crystal display device of Example 8 are given a pretilt angle by the axisymmetric alignment fixed layer 92a in the state where no voltage is applied, but the deviation from the vertical alignment is slight, and the black level at OFF is set. Are substantially equivalent to those of the liquid crystal display device of Example 1, and the electro-optical characteristics and the viewing angle characteristics are the same as those in FIGS. 11 and 12, respectively. Although the photo-curable resin is used in this embodiment, a thermosetting resin can also be used.

【００７７】また、実施例７と同様に、フリスビー型の
屈折率楕円体を有する位相差板を設けることにより、図
１４に示したように、さらに広視野角化された視角特性
をえることができる。上記位相差板を設けることによっ
て、偏光板の偏光軸から４５°方向の視角特性が特に改
善される。Further, as in the seventh embodiment, by providing the retardation plate having the frisbee type refractive index ellipsoid, the viewing angle characteristics with a wider viewing angle can be obtained as shown in FIG. it can. By providing the retardation plate, the viewing angle characteristic of the polarizing plate in the direction of 45 ° from the polarization axis is particularly improved.

【００７８】（実施例９および１０）実施例８のセル
に、化合物Ａの含有量のみを変化させた混合物を注入
し、実施例８と同様にして、実施例９、１０および比較
例６、７の液晶表示装置を作製した。作製の結果、光硬
化性樹脂の含有量が約０．１重量％より低いと、比較例
６に示したように、軸対称配向の固定を効果的に行うこ
とができず、約６重量％以上では、液晶分子の垂直配向
が阻害され、ＯＦＦ時の光漏れが大きくなる。したがっ
て、光硬化性樹脂の含有量は、約０．１重量％〜約６重
量％の間にあることが好ましい。(Examples 9 and 10) Into the cell of Example 8, a mixture in which only the content of the compound A was changed was injected, and in the same manner as in Example 8, Examples 9 and 10 and Comparative example 6, A liquid crystal display device of No. 7 was manufactured. As a result of the production, when the content of the photocurable resin is lower than about 0.1% by weight, as shown in Comparative Example 6, it is impossible to effectively fix the axially symmetric orientation, and about 6% by weight. In the above, the vertical alignment of the liquid crystal molecules is obstructed, and the light leakage at the time of OFF is increased. Therefore, the content of the photocurable resin is preferably between about 0.1% by weight and about 6% by weight.

【００７９】[0079]

【表３】 比較例６実施例８実施例９実施例１０比較例７ 化合物Ａの含有量（wt％） 0.05 0.3 0.1 2 6 OFF時の透過率（％） 0.03 0.06 0.04 0.1 3.2 軸対称配向の固定 × 〇 〇 〇 〇 Table 3 Comparative Example 6 Example 8 Example 9 Example 10 Comparative Example 7 Content of Compound A (wt%) 0.05 0.3 0.1 26 Transmissivity (%) at OFF 0.03 0.06 0.04 0.1 3.2 Axisymmetric Orientation Fixed × ○ ○ ○ ○ ○

【００８０】[0080]

【発明の効果】本発明によると、電圧無印加時に液晶分
子が垂直に配向し、電圧印加時に絵素毎に液晶分子が軸
対称配向した液晶領域を有する、視角特性の優れた高コ
ントラストの液晶表示装置及びその製造方法が提供され
る。本発明の液晶表示装置は、パーソナルコンピュー
タ、ワープロ、アミューズメント機器、テレビジョン装
置などの平面ディスプレイやシャッタ効果を利用した表
示板、窓、扉、壁などに好適に用いられる。According to the present invention, a liquid crystal region in which liquid crystal molecules are vertically aligned when no voltage is applied and liquid crystal molecules are axisymmetrically aligned for each pixel when a voltage is applied, and a high-contrast liquid crystal with excellent viewing angle characteristics is provided. A display device and a manufacturing method thereof are provided. INDUSTRIAL APPLICABILITY The liquid crystal display device of the present invention is suitably used for flat displays such as personal computers, word processors, amusement machines, and television devices, and display plates utilizing the shutter effect, windows, doors, walls and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】従来例の広視野角型液晶表示装置の平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view of a conventional wide-viewing-angle liquid crystal display device.

【図２】図１のＥ−Ｅ’線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line E-E ′ of FIG.

【図３】図１の液晶表示装置の製造方法を説明するため
の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the liquid crystal display device of FIG.

【図４】本発明の液晶表示装置１００の動作原理を説明
する図である。（ａ）及び（ｂ）は、電圧無印加時の、
（ｃ）及び（ｄ）は、電圧印加時の状態を示し、（ａ）
及び（ｃ）は断面図、（ｂ）及び（ｄ）は上面をクロス
ニコル状態の偏光顕微鏡で観察した結果を示す。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation principle of the liquid crystal display device 100 of the present invention. (A) and (b) are when no voltage is applied,
(C) and (d) show the state at the time of voltage application, (a)
And (c) are cross-sectional views, and (b) and (d) show the results of observing the upper surface with a polarization microscope in the crossed Nicols state.

【図５】液晶表示装置１００の電圧透過率曲線を示す図
である。5 is a diagram showing a voltage transmittance curve of the liquid crystal display device 100. FIG.

【図６】軸対称配向領域の中心軸の位置と表示品質との
関係を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the position of the central axis of the axisymmetric orientation region and display quality.

【図７】本発明の液晶表示装置の液晶層の厚さｄin
（ｘ）を説明する模式的な断面図である。FIG. 7 is a thickness din of a liquid crystal layer of the liquid crystal display device of the present invention.
It is a typical sectional view explaining (x).

【図８】本発明の液晶表示装置の絵素領域を模式的に示
した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a pixel region of the liquid crystal display device of the present invention.

【図９】ｄ・Δｎ＝４５０ｎｍの液晶層を有する液晶表
示装置の電圧透過率曲線を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a voltage transmittance curve of a liquid crystal display device having a liquid crystal layer of d · Δn = 450 nm.

【図１０】実施例１の液晶表示装置の部分断面図であ
る。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal display device of Example 1.

【図１１】実施例１の液晶表示装置の電気光学特性を示
す図である。11 is a diagram showing electro-optical characteristics of the liquid crystal display device of Example 1. FIG.

【図１２】実施例１の液晶表示装置の視角特性を示す図
である。FIG. 12 is a diagram showing viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of Example 1.

【図１３】実施例２の液晶表示装置に用いられる基板の
部分断面図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view of a substrate used in the liquid crystal display device of Example 2.

【図１４】実施例７の液晶表示装置の視角特性を示す図
である。FIG. 14 is a diagram showing viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of Example 7.

【図１５】実施例８の液晶表示装置の模式的な部分断面
図である。FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view of a liquid crystal display device of Example 8.

【図１６】実施例８の液晶表示装置に用いられる基板の
部分断面図である。16 is a partial cross-sectional view of a substrate used in the liquid crystal display device of Example 8. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ 液晶表示装置 ３２、３４ 基板 ３８ａ、３８ｂ 垂直配向層 ４０ 液晶層 ４２ 液晶分子 100 liquid crystal display 32, 34 substrate 38a, 38b Vertical alignment layer 40 Liquid crystal layer 42 Liquid crystal molecule

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神崎 修一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 足立 貴子 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−133206（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−292423（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−84244（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120729（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325285（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−106105（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−258184（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−161090（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−186331（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−72793（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichi Kanzaki 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sharp Corporation (72) Inventor Takako Adachi 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Sharp Corporation (56) References JP-A-10-133206 (JP, A) JP-A-8-292423 (JP, A) JP-A-7-84244 (JP, A) JP-A-7-120729 (JP, A) JP-A-7-325285 (JP, A) JP-A-8-106105 (JP, A) JP-A-9-258184 (JP, A) JP-A-10-161090 (JP, A) JP-A-10-186331 (JP, A) JP-A-11-72793 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13-1/141

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 一対の基板と、該一対の基板に挟持され
た液晶層とを有し、該液晶層の液晶分子は負の誘電異方
性を有し、電圧無印加時には、該液晶分子が該一対の基
板に対して垂直に配向し、電圧印加時には、該液晶分子
が複数の絵素領域毎に軸対称状に配向する液晶表示装置
であって、 前記絵素領域内の前記液晶層の厚さは、該絵素領域の中
央部で最も厚く、該絵素領域の周辺部へ向かって、連続
的に減少することを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal layer having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer having negative dielectric anisotropy, and the liquid crystal molecules when no voltage is applied. A liquid crystal display device in which the liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the pair of substrates, and the liquid crystal molecules are axially symmetrical in each of a plurality of pixel regions when a voltage is applied. Is thickest in the central portion of the picture element region and continuously decreases toward the peripheral portion of the picture element region. 【請求項２】 前記絵素領域内の前記液晶層の厚さは、
該絵素領域の中央部を中心に軸対称状に変化している請
求項１に記載の液晶表示装置。2. The thickness of the liquid crystal layer in the pixel region is
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device changes in an axially symmetrical manner around the center of the picture element region. 【請求項３】 前記絵素領域の中央部にさらに突起部を
有し、電圧印加時に前記液晶分子は該凸部を中心に軸対
称状に配向する請求項１または２に記載の液晶表示装
置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a protrusion in the center of the pixel region, wherein the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry around the protrusion when a voltage is applied. . 【請求項４】 一対の基板に垂直配向層を形成する工程
と、 該一対の基板の該垂直配向層の間に、負の誘電異方性を
有する液晶材料と光硬化性樹脂の混合物を配置する工程
と、 該混合物に、該液晶材料の閾値電圧よりも高い電圧を印
加しながら、該光硬化性樹脂を硬化させ、該液晶分子を
軸対称状にプレチルトさせる軸対称配向固定層を形成す
る工程と、前記垂直配向層の間に、絵素領域の中央部で最も厚く、
該絵素領域の周辺部へ向かって連続的に厚さが減少する
液晶層を形成する工程と、 を包含する液晶表示装置の製造方法。4. A step of forming a vertical alignment layer on a pair of substrates, and disposing a mixture of a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a photocurable resin between the vertical alignment layers of the pair of substrates. And a voltage higher than the threshold voltage of the liquid crystal material is applied to the mixture to cure the photocurable resin and form an axially symmetric alignment fixed layer that pretilts the liquid crystal molecules in an axially symmetric manner. Between the step and the vertical alignment layer, the thickest in the center of the pixel area,
The thickness decreases continuously toward the periphery of the pixel area
A method of manufacturing a liquid crystal display device , which includes the step of forming a liquid crystal layer . 【請求項５】 前記一対の基板に垂直配向層を形成する
工程の前に、該一対の基板の少なくとも一方の基板の表
面に絵素領域を包囲する凸部を形成する工程をさらに包
含する請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。5. A before the step of forming a vertical alignment layer on said pair of substrates, further comprising billing the step of forming a convex portion surrounding the pixel region on at least one surface of the substrate of the pair of substrates Item 5. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to item 4 .
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