專利名稱：液晶顯示元件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于計算機的顯示裝置或電視接收機等的液晶顯示裝置及其制造方法，特別是涉及具有高速響應特性和寬視場角特性的液晶顯示裝置及其制造方法。
作為過去的液晶顯示裝置，眾所周知的有利用向列液晶的扭曲向列(TN)模式的液晶顯示裝置和利用光散射的高分子展曲型液晶顯示模式的液晶顯示裝置。但由于所有這些液晶顯示裝置的響應速度慢且視場角小，故存在難以適用于需要高速的動畫顯示和從側面方向觀察也能有良好視見性的顯示裝置的問題。
所謂液晶顯示裝置的響應速度是指給液晶外加驅動電壓后液晶變化達到驅動狀態(tài)所需要的時間。雖然對液晶施加電壓可使之取向于某一確定的方向而達到驅動狀態(tài)，但液晶分子在取向方向上達到取向一致需要一定的時間，該時間即為響應速度。如果響應速度慢，則因其在顯示動態(tài)圖像時將會殘留前幅畫面，故其只能作為動態(tài)圖像性能較低的液晶顯示裝置。
許多人一直進行著使液晶顯示裝置能夠高速響應的嘗試。Wu等人對高速響應的種種液晶顯示方式進行了總結(C.S.Wu，and S.T.Wu，SPIE，1665，250(1992))，但有希望滿足動態(tài)圖像顯示所需要的響應特性的方式·方法很有限。
也就是說，在現(xiàn)行的NTSC制式中，需要液晶在1幀(16.7msec)以內(nèi)跟隨，而現(xiàn)行的液晶顯示器中，在黑白二值間顯示出足夠的響應速度，但在進行了多灰度級顯示時的灰度級間響應變?yōu)?00msec以上的延時響應。特別是驅動電壓低的區(qū)域的灰度級間響應，其響應遲緩更為明顯。
作為適合于實時動態(tài)圖像顯示的具有高速響應特性的液晶顯示器，有人提出強介電液晶顯示元件、反強介電液晶顯示元件等。
但是，由于強介電液晶顯示元件或反強介電液晶顯示元件具有層構造，故在實用意義上還存在著耐沖擊性弱、使用溫度范圍窄、特性的溫度依存性大等許多課題。
與此同時，作為有望適用于動態(tài)圖像顯示的液晶顯示元件，使用向列液晶的光學補償彎曲模式(OCB)的液晶顯示元件讓人們看到了希望。這種OCB模式的液晶顯示元件采用的是1983年由J.P.Boss發(fā)明的表現(xiàn)出高速特性的顯示方式。此后，通過組合薄膜相位板，表現(xiàn)出其為寬視場角·高速響應特性并存的顯示裝置，其研究開發(fā)開始活躍。
該OCB模式的液晶顯示元件如圖7所示的那樣，具有形成有透明電極102的玻璃基板101、具有形成有透明電極107的玻璃基板108，以及配置在基板101和108之間的液晶層104。在電極102、107上形成有取向膜103、106。在該取向膜103、106上，進行用于使液晶分子平行且取向于同一方向的取向處理。此外，在基板101、108的外側，偏振光板113、116被設置成十字偏振光鏡。在該偏振光板113、116和基板101、108之間，設置有用于光學補償液晶取向的相位補償板117、118。
這樣構造的液晶像元可以通過外加電壓，引起包括向像元中央部彎曲取向或者扭曲取向的彎曲取向。
如果象上面這樣形成彎曲取向，則由于相對于外加在電極102、107之間的驅動電壓的變化，液晶分子的變化加快而使響應速度達到高速。特別是在亮度差小的中間灰度顯示區(qū)域，也可以實現(xiàn)高速響應。此外，彎曲取向的對稱性使顯示畫面左右方向的視場角擴大。同時，相位補償板117、118也使顯示畫面上下方向的視場角擴大。相位補償板117、118還有助于降低驅動電壓。
在這樣的OCB模式液晶顯示裝置中，從初始的展曲取向狀態(tài)，通過外加電壓使之成為彎曲取向狀態(tài)的初始化處理是必不可少的。
但是，外加數(shù)伏左右的電壓進行上述初始化處理需要以分為單位的時間，這是OCB模式的課題之一。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過平行取向處理能夠為液晶分子提供確定的布儒斯特角的取向膜，可以解決上述課題。
亦即，液晶顯示裝置包含具有設置在第1透明基板上的第1電極和設置在第2透明基板上的第2電極、分別覆蓋上述第1或第2電極而形成，且能夠相互在同一方向上給予液晶分子以確定的布儒斯特角那樣地已進行了平行取向處理的第1及第2取向膜、以及封入上述第1以及第2基板之間的液晶層的液晶像元，且通過讓上述液晶形成彎曲取向，使光的透過率產(chǎn)生變化并進行顯示，其特征在于至少一側取向膜的布儒斯特角為15°以上但不足90°。
根據(jù)上述構成，布儒斯特角大于15°但不足90°的取向膜上的液晶分子將處于比較直立的狀態(tài)。為此，當在像素電極和對置電極之間外加電壓時，可以短時間且可靠地進行從展曲取向到彎曲取向的轉移。而且由于其轉移所需要的電能低，故不需要在驅動電路上加載過大的負荷。對布儒斯特角大的情況，由于液晶分子在外加電壓之前已經(jīng)進行了彎曲取向，所以可以提供不需要轉移操作的液晶顯示裝置。此外，另一側取向膜的布儒斯特角既可以是大于15°并小于90°，也可以不足15°。如果另一側取向膜的布儒斯特角是大于15°且不足90°，則可以更可靠地進行彎曲取向。如果考慮保持穩(wěn)定的布儒斯特角，保持液晶取向的秩序以及減少液晶取向的展曲的問題，則取向膜的布儒斯特角大于15°并小于45°更為理想。
此外，上述第1取向膜的布儒斯特角和上述第2取向膜的布儒斯特角也可以是相同的角度。
如果上述第1取向膜的布儒斯特角和上述第2取向膜的布儒斯特角相等，則因其視場角的對稱性優(yōu)異而更為理想。
也可以在第1電極側或第2電極側的至少一側設置光學補償液晶取向的相位補償板。通過使用相位補償板，可以進一步擴大視場角，同時還可以降低驅動電壓。
較為理想的上述相位補償板至少應該是負的單軸性相位差板或者雙軸性相位差板。
在OCB模式中，為了穩(wěn)定地保持彎曲取向，需要液晶分子的偶板子相對于電極基板平均地構成大角度。因而，如果平均地看，垂直于基板方向(即像元的厚度方向)的折射率較面內(nèi)方向的折射率小。為此，作為補償板，可以抵消該各向異性，且具有膜厚方向的折射率小于面內(nèi)方向的折射率的特性、及具有負的單軸性構造的補償板最為有效。
此外，雙軸性相位差板面內(nèi)具有阻滯，且厚度方向的折射率小于面內(nèi)方向的折射率。因而，用雙軸性相位差板可以同時進行色差補償以及視場角補償。
進而，上述相位補償板既可以是負的單軸性相位差板，也可以是其相位差板的正面相位差不足30nm、主軸傾斜的相位差板。所謂的正面相位差不足30nm，是指在設面內(nèi)的最大折射率為nx、與之正交方向的折射率為ny、厚度方向的折射率為nz、相位差板的厚度為d時，有(nx-ny)d＝Δnd＜30nm即可。通過使用這樣的相位差板，可以提供高度補償由基于液晶像元的復折射的視角所引起的色變化而防止染色化，且對比度或黑白顯示等視見性能優(yōu)異的液晶顯示裝置。特別是，隨著基板表面的布儒斯特角變大，液晶層的相位差逐漸變小。因此，要求用于補償相位差的相位差板的正面相位差是小的值。從而，所使用的是正面相位差不足30nm的相位差板。再有，所謂的主軸傾斜，說的是主軸雜化取向的相位差板或構成相位差板的分子沒有均勻地朝向同一方向的相位差板。所謂的構成相位差板的分子沒有均勻地朝向同一方向，說的是在相位差板的厚度方向分子的方向是緩慢變化的現(xiàn)象等。作為這樣的相位差板，可以例舉使用了圓盤形液晶的相位差板等。
這些液晶顯示裝置可以采用如下所示的方法進行制造。
這是一種通過讓設置在各自備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于該方法包括以下工序在上述的一對基板上側向蒸附無機化合物形成第1薄膜，進而在上述的第1薄膜上形成由有機化合物構成的第2薄膜的取向膜形成工序；對上述第2薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
在該制造方法中，之所以在首先讓無機化合物側向蒸附后再形成由有機化合物構成的第2薄膜，是因為通過在由側向蒸附的無機化合物構成的第1薄膜所具有的布儒斯特角上添加由有機化合物構成的第2薄膜所具有的布儒斯特角，可以獲得更大的布儒斯特角。
此外，通過使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述的一對基板，可以使液晶分子平行取向。
在利用上述構成進行取向處理時，取向處理上述第2薄膜使其相對于第1薄膜的膜面具有5°以上的布儒斯特角為好。因為這樣可以得到更大的布儒斯特角。
對置基板的布儒斯特角不一樣也沒有關系。只要制造使自至少一側的基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角大于15°并不足90°即可。例如，在一對基板上通過改變第1薄膜的側向蒸附角度或者改變第2薄膜的取向條件，可以制造對置基板的布儒斯特角不同的液晶顯示裝置。
第2薄膜也可以利用聚酰亞胺樹脂形成。這是因為如果使用聚酰亞胺樹脂，則無論是使用摩擦法，還是使用光照射法都能進行取向處理。
此外，也可以相對于基板表面以比較淺的角度側向蒸附，使之在該傾斜面上覆蓋垂直取向材料。
進而，也可以采用化學吸附法、印壓法、LB法等其他的取向處理方法形成取向膜。
象上面這樣，不是側向蒸附無機化合物而是在基板表面上使用有機化合物直接形成取向膜也可以。該情況下，只要利用光的照射條件或摩擦條件形成自基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°即可。取向膜的形成用化學吸附法、樹脂的層疊等均可。
具體地講，其包括下面等方法在一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜并在上述薄膜上照射光線進行取向處理的方法；在一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜并在上述薄膜上使用摩擦法進行取向處理的方法；在上述的一對基板上讓具有感光性基的化學吸附物質與上述基板表面接觸，在基板表面化學吸附化學吸附物質并形成取向膜，進而在上述取向膜上照射偏振光進行取向處理的方法。
此外，通過改變?nèi)∠驐l件對設置在對置基板上的各自的薄膜進行取向處理，可以使自至少一個基板水平面起的液晶分子的布儒斯特角達到大于15°但不足90°。
這些薄膜可以使用聚酰亞胺之類的樹脂、化學吸附分子等眾所周知的材料。
圖2是用于說明使相對于展曲取向的吉布斯自由能與相對于彎曲取向的吉布斯自由能相等的外加電壓值和布儒斯特角之間的關系的圖。
圖3是用于說明實施例1中的取向處理方法的圖。
圖4是用于說明實施例2的液晶顯示裝置的電壓-亮度特性的圖。
圖5是用于說明實施例3的液晶顯示裝置的電壓-亮度特性的圖。
圖6所示是實施例4的液晶顯示裝置構成的原理斷面圖。
圖7是用于說明由OCB型液晶顯示裝置的外加初始化電壓所產(chǎn)生的展曲-彎曲轉移的圖。
本發(fā)明的液晶顯示裝置是初始取向狀態(tài)為彎曲取向或者展曲取向，只要輸入普通的圖像信號即可轉移到彎曲取向狀態(tài)的OCB型液晶顯示裝置。


圖1是本發(fā)明的液晶顯示裝置使用的液晶像元構成的外觀圖。
在第1透明基板1、第2透明基板8上，分別設置有第1電極2、第2電極7。在第1電極2、第2電極7上形成有取向膜3、6。在第1透明基板1和第2透明基板8之間封入液晶4即構成液晶像元。
作為上述液晶4，可以使用如介電各向異性的正向列液晶，如梅爾克·日本股份有限公司產(chǎn)的MJ96435(折射率各向異性Δn＝0.138)等。
對設置在第1透明基板1、第2透明基板8上的取向膜3、6在同一方向上進行取向處理。液晶分子的布儒斯特角至少在一側的取向膜上為15°以上但不足90°。如果液晶分子的布儒斯特角在上述范圍內(nèi)，則液晶分子在初始取向狀態(tài)為彎曲取向或者展曲取向，只要輸入普通的圖像信號即可轉移到彎曲取向狀態(tài)。如果液晶分子的布儒斯特角為45°以上但不足90°，則液晶分子在初始取向狀態(tài)為彎曲取向。其結果是因其不需要展曲-彎曲轉移專用驅動電路，所以可以簡化裝置構成。另一方面，如果液晶分子的布儒斯特角是15°以上但不足45°，則伴隨著利用高速、低電壓進行的適當?shù)膹澢∠?，因其布儒斯特角不太大而沒有顯示損失，可提供適合于實施的實際情況的液晶顯示裝置。
如果取向膜是能夠獲得上述布儒斯特角的薄膜，則其可以使用無機材料、有機材料之任一項。
作為無機材料，可以使用氧化硅(SiO)、氧化鎂(MgO)等金屬氧化物或者氟化鎂、金等。在使用無機材料時，由于是采用側向蒸附進行，故如果設定好蒸附角度(5°～30°左右)，則在形成膜的同時，可以進行取向處理。
作為有機材料，可以例舉聚酰亞胺和聚乙烯醇等樹脂、可以與基板化學結合的硅烷系列化合物等化學吸附物質、以及聚阿米克酸等可以形成LB膜的物質等。使用有機材料時，需要進行取向處理。取向處理可以利用在基板上同一方向進行摩擦、照射偏振紫外光等眾所周知的方法進行。
取向膜可以用同一材料構成的一層形成，也可以使用不同材料按多層形成。例如，可以在無機材料構成的薄膜上形成有機膜。
在多層形成取向膜時，作為可以當作有機薄膜使用的有機材料，除了上述的有機材料外，也可以使用卵磷脂等垂直取向劑。
在第1透明基板1和第2透明基板8之間，通過球狀的隔子5，取向于同一方向地粘合上述取向膜3、6，可以得到液晶像元9。也可以在上述液晶像元9的兩端設置偏振光板。
相位補償板可以設置在第1透明基板1和偏振光板之間以及/或者第2透明基板8和偏振光板之間。此外，負的單軸性相位差板和雙軸性相位差板既可以分別單獨使用，也可以一起使用。
進而，也可以使用正面相位差不足30nm、主軸傾斜的負的單軸性相位差板。
特別地，在對置的基板的布儒斯特角不同時，可以適當?shù)剡x擇使用所使用的相位差板的個數(shù)、種類、組合、設置相位差板的位置等，以便獲得最佳的視場角補償。此外，這些相位差板既可以設置在液晶像元9的一側面上，也可以設置在兩側面上。(實施例1)在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明電極2、7的整體上，利用旋轉涂敷法涂布JSR公司生產(chǎn)的聚酰亞胺取向膜涂料JALS-204，并讓其在180℃恒溫槽中干燥硬化1小時。此后，以偏離基板法線方向30°的角度照射5分鐘波長為365nm的偏振紫外光。
對置第1及第2取向膜以便能夠相互在同一方向給予液晶分子以確定的布儒斯特角，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為6.5μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成液晶像元9(液晶像元A)。
同樣地，作成上述偏振紫外光的照射時間分別為10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘的液晶像元B～L。
然后，在上述液晶像元A～L中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向異性Δn＝0.138)，得到試驗像元A～L。
接著，在上述各試驗像元A～L上使其偏振光軸與液晶分子的平均取向方向為45°角度且相互的偏振光軸方向正交地粘合偏振光板，外加6V矩形波電壓并觀察了從展曲取向到彎曲取向的轉移，測定了全電極區(qū)域(電極面積2cm2)從展曲取向轉移到彎曲取向所需要的時間。
此外，我們還利用上述各自不同的液晶像元制造條件，作成了評價布儒斯特角用的液晶像元。具體地講，就是液晶層的厚度為15μm，反平行取向地進行粘合，并測定了像元HA～HL。
表1給出了布儒斯特角的測定值、初始取向狀態(tài)的觀察結果、從展曲取向轉移到彎曲取向所需要的時間。表1

*不需要彎曲轉移從上述的結果可知，在布儒斯特角為47°以上的試驗像元中，液晶分子的初始取向狀態(tài)已經(jīng)為彎曲取向，不需要進行從展曲取向到彎曲取向的轉移操作。
如由表1可知的那樣，本實施例的液晶顯示裝置所使用的布儒斯特角為15°以上但不足90°的液晶像元其彎曲轉移時間短。因而，不需要重新附加展曲-彎曲轉移專用驅動電路，只要輸入普通的6V左右的圖像信號，即可在短時間內(nèi)結束彎曲轉移。
在本實施例中使用了矩形波。其結果是，在布儒斯特角是15°的試驗像元C上彎曲轉移時間達到280秒。但通過修整并外加驅動時所外加電壓的波形，可以使彎曲轉移時間較上述時間短縮1/5左右。因而可知，如果布儒斯特角是15°以上，則可以提供能夠承受實際使用的轉移速度快的液晶顯示裝置。
吉布斯自由能是隨液晶的取向狀態(tài)而變化的狀態(tài)能。圖2是相對于布儒斯特角使用液晶材料MJ96435的物理參數(shù)值計算的、使相對于展曲取向的吉布斯自由能和相對于彎曲取向的吉布斯自由能相等的外加電壓值。如由圖2可知的那樣，在布儒斯特角是47°～48°以上，與展曲取向相比，彎曲取向穩(wěn)定。這個結論與本實施例的結果一致。(實施例2)采用與實施例1相同的做法，如下面這樣作成了和圖1一樣構成的液晶像元M。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明電極2、7的整體上，利用旋轉涂敷法涂布JSR公司生產(chǎn)的聚酰亞胺取向膜涂料JALS-204，并讓其在180℃恒溫槽中干燥硬化了1小時。
此后，在圖3所示的方向上，對第1及第2取向膜實施了摩擦處置，以使其能夠相互在同一方向給液晶分子以確定的布儒斯特角。
對置第1及第2取向膜，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為5.3μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元M)。
然后，在上述液晶像元M中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向異性Δn＝0.138)，得到了試驗像元M。此外，還用其他方法作成了均勻取向像元并測定了布儒斯特角。在本實施例的摩擦條件中，布儒斯特角是78°。
為了補償液晶層的殘留相位差，在試驗像元M上，通過具有35nm相位差的正的單軸性相位差板，使其偏振光軸與取向膜的摩擦處理方向成45°角度且相互的偏振光軸方向正交地粘合偏振光板，并測定了其電壓-亮度特性。結果示于圖4。此外，測定了在8個灰度級顯示時的相當于最低驅動電壓的低灰度范圍響應的、外加0.2V和外加0.5V的兩個狀態(tài)之間的響應時間的場，測得其上升沿響應時間是6msec，下降沿響應時間為9msec。
根據(jù)圖4以及響應時間的測試結果，確認了本試驗像元M的液晶分子形成了彎曲取向這一事實。即在本試驗像元M上，液晶分子在初始取向階段就已經(jīng)示出彎曲取向狀態(tài)，不需要進行展曲-彎曲轉移操作。
作為相位差板求出的相位差并非就限定在35nm。因為相位差是隨需要外加的驅動電壓值、或透過率值而變化的參數(shù)。(實施例3)除了取向膜材料不同以外，采用和實施例2同樣的做法作成了液晶像元N。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明電極2、7的整體上，以偏離基板法線方向60°的角度側向蒸附了SiO。然后，利用旋轉涂敷法在SiO膜的表面上涂布垂直取向劑卵磷脂，并讓其在120℃恒溫槽中干燥了1小時。
對置第1及第2取向膜，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為5.3μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元N)。
接著，在上述液晶像元N中利用真空注入法注入液晶MJ96435(折射率各向異性Δn＝0.138)，得到試驗像元N。另外，還用其他方法作成了均勻取向像元并測定了布儒斯特角。本實施例中，布儒斯特角是57°。
此后，為了補償液晶層的殘留相位差，在試驗像元N上，通過具有32nm相位差的正的單軸相位差板，使其偏振光軸與取向膜的取向處理方向成45°角度且相互的偏振光軸方向正交地粘合偏振光板，并測定了其電壓-亮度特性。結果示于圖5。此外，測定了在8個灰度級顯示時的相當于最低驅動電壓的低灰度范圍響應的、外加0.2V和外加0.5V兩個狀態(tài)之間的響應時間的場合，測得其上升響應時間是6msec，下降響應時間為7msec。
根據(jù)圖5以及響應時間的測試結果，確認了本試驗像元N的液晶分子形成了彎曲取向這一事實。即在本試驗像元N上，液晶分子在初始取向階段就已經(jīng)顯示出彎曲取向狀態(tài)，不需要進行展曲-彎曲轉移操作。
我們還使用聚酰亞胺樹脂或化學吸附物質代替垂直取向劑形成有機薄膜，再用摩擦法或光照射法進行取向處理作成了液晶像元。得到了與本如由實施例2以及實施例4可以知道的那樣，用于本實施例的液晶顯示裝置的液晶顯示元件是顯示出高速且寬視場角特性的OCB模式的液晶顯示元件，是不需要進行展曲-彎曲轉移操作的液晶顯示元件。
在本實施例中，作為取向處理方法，使用了摩擦處理法、側向蒸附法、光學取向法，但使用LB膜法、印壓法、單分子吸附膜法也可以得到同樣的效果。
在實施例4中，上下對稱地形成了布儒斯特角或液晶顯示元件的構成，但根據(jù)對比度或亮度的視場角特性，即便是采用上下不同的角度或元件構成也可以得到同樣的效果。(實施例5)采用與實施例1相同的做法，如下面這樣作成了和圖1一樣構成的液晶像元Q。
在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明電極2、7的整體上，利用旋轉涂敷法涂布日產(chǎn)化學工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的垂直取向聚酰亞胺樹脂SE1211，并讓其在180℃恒溫槽中干燥硬化了1小時。
此后，在圖3所示的方向上，對第1及第2取向膜實施了摩擦處置，以使其能夠相互在同一方向給液晶分子以確定的布儒斯特角。
對置第1及第2取向膜，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為3μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元Q)。
然后，在上述液晶像元Q中利用真空注入法注入梅爾克·日本股份有限公司生產(chǎn)的液晶ZLI-1083，得到了試驗像元Q。另外，還用其他方法作成了均勻取向像元并測定了布儒斯特角。在本實施例的摩擦條件中，布儒斯特角是78°。
在該液晶像元Q的光源側以及觀察者側，自液晶像元Q側起順序地層疊由主軸雜化取向的負折射率介質構成的相位差板(正面相位差Re＝25nm)、負的單軸性相位差板(Re＝3nm，Rth＝105nm)、偏振光元件，作成了試驗像元Q。
該試驗像元Q可以分別用1.5V驅動電壓顯示白，用5.0V驅動電壓顯示黑。此外，試驗像元Q可以得到180∶1的正面對比度。進而，其還有上下方向110°、左右方向160°的良好的視場角范圍。(實施例6)采用與實施例1相同的做法，如下面這樣作成了和圖1一樣構成的液晶像元R。
在干燥氛圍中，在六甲基二甲硅醚里混合溶解C6H5-CH＝CH-CO-O-(C 6 H 4 )-O-SiCl 3 ，并在2片玻璃制的透明基板1、8上形成的透明電極2、7的整體上，利用旋轉涂敷法涂布10-3mol/L的溶液，并讓其在恒溫槽中干燥硬化了1小時。此后，用三氯甲烷洗凈基板并脫離液體讓其干燥。
接著，改變偏振紫外光的照射強度和照射角度并對第1及第2取向膜照射偏振紫外光，以使其能夠相互在同一方向給液晶分子以不同的布儒斯特角。
對置第1及第2取向膜，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為3μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元R)。
然后，在上述液晶像元R中利用真空注入法注入梅爾克·日本股份有限公司生產(chǎn)的液晶ZLI-1083，得到了試驗像元R。另外，還用其他方法作成了均勻取向像元并測定了布儒斯特角。在本實施例的條件中，第1基板1的布儒斯特角是30°，第2基板8的布儒斯特角是65°。
在該液晶像元R上，層疊偏振光元件、由主軸雜化取向的負折射率介質構成的相位差薄膜，作成了試驗像元R。該試驗像元R可在上下左右方向獲得120°的對稱的視場角特性。
使用化學吸附法，可以有效地獲得具有中等程度布儒斯特角的液晶顯示裝置。而通過改變偏振紫外光的照射條件，可以容易地得到布儒斯特角不同的基板。具有苯丙烯酰苯骨架的硅烷系列化合物特別有效。
利用摩擦法、在由無機化合物構成的薄膜上多層堆疊有機薄膜的方法，也可以制造一個基板上的布儒斯特角和其他基板上的布儒斯特角為15°以上但不足90°、布儒斯特角各不相同的液晶像元。該液晶像元也可以在上下左右方向上獲得對稱的視場角特性。(實施例7)除了改變了偏振紫外光的照射條件外，采用和實施例6相同的做法作成了液晶像元S。
對置第1及第2取向膜，通過積水精細化學藥品(股份有限)公司生產(chǎn)的隔子5，使基板間隔為2.5μm地利用三井東壓化學(股份有限)公司生產(chǎn)的斯特拉特(ストラクト)粘合劑352A進行粘合，作成了液晶像元9(液晶像元S)。
然后，在上述液晶像元S中利用真空注入法注入梅爾克·日本股份有限公司生產(chǎn)的液晶ZLI-1083，得到了試驗像元S。
觀察該試驗像元S的液晶分子的初始取向狀態(tài)發(fā)現(xiàn)其已經(jīng)形成彎曲取向，不需要進行從展曲取向到彎曲取向的轉移。
另外，還用其他方法作成了均勻取向像元并測定了布儒斯特角。在本實施例的條件中，第1基板1的布儒斯特角是8°，第2基板8的布儒斯特角是82°。
此外，還對試驗像元S測定了外加2.0V電壓和外加2.4V電壓的兩個狀態(tài)之間的響應時間，測得其上升響應時間是0.6msec，下降響應時間為1.1msec。
利用摩擦法、在由無機化合物構成的薄膜上多層堆疊有機薄膜的方法，也可以制造出一個基板上的布儒斯特角為15°以上但不足90°、其他基板上的布儒斯特角不足15°的液晶像元。該液晶像元也不需要進行從展曲取向到彎曲取向的轉移，或者能夠在短時間內(nèi)完成彎曲轉移。此外，其響應時間也既短又好。
如上面所說明的這樣，按照本發(fā)明，通過對能夠給液晶分子以15°以上但不足90°的布儒斯特角的取向膜進行平行取向處理，可以提供通過外加數(shù)伏程度的電壓即可容易地形成彎曲取向的、轉移速度快的液晶顯示裝置。而且還可以進一步提供不需要進行轉移操作的液晶顯示裝置。此外，由于視場角特性優(yōu)異，故可提供實用性能優(yōu)異的OCB模式的液晶顯示裝置。因而，本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的意義重大。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，它包含具有設置在第1透明基板上的第1電極和設置在第2透明基板上的第2電極、分別覆蓋上述第1或第2電極而形成，且能夠相互在同一方向上給液晶分子以確定的布儒斯特角那樣地已進行了平行取向處理的第1及第2取向膜、以及封入上述第1以及第2基板之間的液晶層的液晶像元，且通過讓上述液晶形成彎曲取向，使光的透過率發(fā)生變化并進行顯示，其特征在于至少一側的取向膜的布儒斯特角大于15°但不足90°。
2.如權利要求1所記載的液晶顯示裝置，其特征在于上述的第1取向膜的布儒斯特角和第2取向膜的布儒斯特角是一樣的角度。
3.如權利要求1或2所記載的液晶顯示裝置，其特征在于在上述的第1電極側或上述的第2電極側的至少一側設置有從光學方面補償液晶的取向的相位補償板。
4.如權利要求3所記載的液晶顯示元件，其特征在于上述的相位補償板是負的單軸性相位差板或者雙軸性相位差板。
5.如權利要求3所記載的液晶顯示元件，其特征在于上述的相位補償板是負的單軸性相位差板，該相位差板是正面相位差不足30nm，且主軸傾斜的相位差板。
6.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上側向蒸附無機化合物形成第1薄膜，進而在上述的第1薄膜上形成由有機化合物構成的第2薄膜的取向膜形成工序；對上述第2薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
7.如權利要求6所記載的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于取向處理上述第2薄膜使之相對于第1薄膜的膜面具有5°以上的布儒斯特角。
8.如權利要求6或7所記載的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于形成上述第2薄膜的有機化合物是聚酰亞胺樹脂。
9.如權利要求6至8所記載的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于上述第2薄膜是利用化學吸附法形成的。
10.如權利要求6至8所記載的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于上述第2薄膜是利用LB法形成的。
11.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜的薄膜形成工序；讓光線照射上述薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
12.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜的薄膜形成工序；使用不同的照射條件分別對上述薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使至少自一個基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
13.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜的薄膜形成工序；使用摩擦法對上述薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
14.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上形成由有機化合物構成的薄膜的薄膜形成工序；使用摩擦法并改變摩擦條件分別對上述薄膜進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使至少自一個基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
15.如權利要求11至14之任一項所記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于形成取向膜的有機化合物是聚酰亞胺樹脂。
16.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上讓具有感光性基的化學吸附物質接觸上述基板表面，并在基板表面上化學吸附化學吸附物質而形成薄膜的薄膜形成工序；在上述薄膜上照射偏振光進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使自上述基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
17.一種液晶顯示裝置的制造方法，該液晶顯示裝置通過讓設置在分別備有取向膜的一對帶電極的基板之間的液晶形成彎曲取向，使光的透過率變化并進行顯示，其特征在于該制造方法具有在上述的一對基板上讓具有感光性基的化學吸附物質接觸上述基板表面，并在基板表面上化學吸附化學吸附物質而形成薄膜的薄膜形成工序；使用不同的照射條件分別在上述薄膜上照射偏振光進行取向處理的取向處理工序；使上述取向膜的取向處理方向相互略成平行地粘合上述一對基板的粘合工序；通過在上述的一對基板之間注入液晶形成上述液晶層的液晶注入工序，且通過上述工序，使至少自一側的基板水平面起始的液晶分子的布儒斯特角大于15°但不足90°。
全文摘要
通過平行取向處理能夠給液晶分子以大于15°但不足90°的布儒斯特角的取向膜,可以提供通過外加數(shù)伏程度的電壓即可容易地形成彎曲取向的、轉移速度快的液晶顯示裝置。還可以進一步提供不需要進行轉移操作的液晶顯示裝置。此外,由于視場角特性優(yōu)異,故可提供實用性能優(yōu)異的OCB模式的液晶顯示裝置。
文檔編號G02F1/1337GK1363054SQ01800198
公開日2002年8月7日 申請日期2001年2月13日 優(yōu)先權日2000年2月10日
發(fā)明者石原將市, 田中好紀, 中尾健次, 服部勝治, 上村強 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社