WO1999053366A1

WO1999053366A1 - Liquid crystal display device and splay-bent transition time evaluating method

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Publication number: WO1999053366A1
Application number: PCT/JP1999/001863
Authority: WO
Inventors: Shoichi Ishihara; Katsuji Hattori
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-04-07
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Description

明細書パラレル配向液晶表示素子およびその製造方法、並びにスプレイ一ベンド転移時間の評価法およびその評価装置技術分野

本発明は、高速応答で広視野の表示性能を持つ液晶表示素子に関するものである。更に具体的には、光学補償ベンドモードセル（ 0 C B モード： o p t i c a l l y s e l f — c o m p e n s a t e d b i r e f r i n g e n c e m o d e c e l l )に関し、スプレイ一ベンド転移の容易な液晶表示素子およびその製造方法、並びに、スプレイ配向からベンド配向への転移の容易性を評価するための評価法およびその評価装置に関するものである。背景技術

マルチメディァ技術の進展とともに、ますます画像情報の占める割合が多くなつてきている。最近では液晶技術の発展により、高コントラスト · 広視野角の液晶ディスプレイが開発 ' 実用化され、 CRT ディスプレイと比肩するレベルにまでなってきた。

しかしながら、現行の液晶ディスプレイでは動画表示において、画換が流れるという問題を有しており、この点において CRT に劣つている。

液晶ディスプレイにおける高速応答化の試みは過去から数多くなされてきている。例えば、 T N 型液晶表示素子における液晶分子の動的挙動に関しては、多くの論文が出されており（ E. Jakeman and E P . Raynes , Phys . Lett . , 39A, 69 ( 1972 ) ： D . W . Berreman , Appl - Phys . Lett. , 25， 12， ( 1974 ) ： C . Z . Van Doom, J . Appl . Phys . , 46 , 3738 ( 1975 ) )、応答時間に関しても、下記の式が導出されている ( F. Nakano , H . Kavakam i , Η . Morishita and Μ. Sato, Jpn . J. Appl . Phys .， 19, 659 ( 1980 ))_o

r rise = 4 π d ² / [ ε oA ε ( V ² - V th ² )] r decay = ( d ² ττ ² K ) {( V / V th) - 1 } ³ ' ¹ 。

ここにおいて、 r? は Miesowicz の粘性係数、 d はセル厚、 K= K11 + ( Κ33 - 2Κ22) / 4 を表している。

基本的には液晶層厚を小さくし、相対的に電界強度を強くすることにより高速応答化は可能であるが、反面、液晶材料にとっては屈折率異方性 Δη を大きくせねばならず、粘度上昇、抵抗率低下、厶 η の波長分散増大、信頼性低下など好ましくない副作用が生ずる。

Αη、 Δ ε とは分子構造によって決まるが、弾性定数は分子間力によって決定されるので分子構造のほか、分子の形状にも依存する。 K33/ K11 は分子の長さ 1 と幅 Wの比 1/ W に依存することが知られている（ B. W . Van der Meer , F . Postma, A. J . Decker and W. H. de Jev, Mol . Phys . , 45， 1227 ( 1982)： F. Leenhouts, A. J. Decker and W. H. de Jev, Phys . Lett . , 72A, 155 ( 1979 ))。また、粘性係数が液晶材料のガラス転移温度 Tg と相関があることは、既に向尾らが報告しているが（向尾昭夫、阿部英俊、北村輝夫、亀沢範正、佐藤幹夫、鳥山和久、「 TN 液晶の応答速度と液晶の相転移温度」第 7 回液晶討論会、 4U20、 PP . 84 · 85、 1981)、 Schadt らは下記の実験式を提案している（ Hp. Schadt and H. R. Zel ler, Phys . Rev . A26 2940 ( 1982 ))o

l o g y oc l / T — ( T g _ 5 0 )

高速応答の液晶表示方式については、 Wu らによりまとめられている（ C. S . Wu and S . T. Wu, SPIE , 1665 , 250 ( 1992 ))。代表的な高速応答化の手法のいくつかを、以下に示す。

①復元力を加える方法

二周波駆動：商電率異方性△ £ の符合が駆動周波数により反転する液晶材料を用い、立ち上がり、立ち下がりともに電場によるトルクを印加する方法であり、 300 z s e c の応答時間が報告されている c しかし、ァクティブ駆動には適用出来ない。（ M. Schadt , Low - Frequency Dielectric Relaxations in N ema t i c s and and Dual - Frequency Addre ss i ngof Field Effects , Mo 1. Crys . L i q . Cryst . , 1982, V01. 89， PP. 77-92 )

②直交電場を印加する方法：（ A. Sugimura and T . Kawamura, Jpn . J. Appl - Phys - , 24, 905 ( 1985 )) 立ち下がり時に、基板面に水平な方向にも電場を印加する方法であるが、電場が不均一となり、配向制御が難しい。

③ダイレク夕の傾きが大きな状態で駆動する方法

7Γ セル、 0CB (特開平 7— 84254 ) ：ダイレクタ一の向きが基板面から大きく傾いているため、立ち下がり、立ち上がりともに弾性力が強く働き高速に応答する。

④バイアス電圧を印加する方法：（ P. D . Derezin, L. M. B 1 inov, I . N. Kompanets and V · V · Nikitin, Sov . J . Quantumn Electron 3 , 78( 1973): J. L.Fergason.Conf- Record, Biennial Display Research , 177 ( 1980 ) ) 駆動電圧が高く、立ち下がり応答もそれほど速くない .

緩和過程を使う方法：立ち下がりの時に印加電圧を 0V にし、所彦の透過光量の時に再び電圧を印加する方法であり、 1msec 以下の高速応答が得られている（ S. T . Wu and C . S . Wu, J . Appl . Phys . , 65， 527 ( 1988))。更に、この緩和過程の前に常に高圧パルスを印力 Q するリセット過軽を設けて高速化する方法（澤山、木村、石井、第 21 回液晶討論会予稿集、 152 ( 1995 )) も提案されている。

⑤駆動方式の工夫による方法： ( H . Okumura et al . , A New F 1 i cker - reduction Drive Method for High* Resolution LCTVs , DID' 91Digest, PP . 55卜 554( 1991) : 奥村治彦、藤原久男「 TFT 液晶ディスプレイの高湊応答駆動法」、東芝レビュー 1993, V01. 48, no. 8, PP. 595 - 598 )

フレームメモリ一を用い、 1 フレーム每の差分をとり変化部分を強調するよう駆動電圧に補正をかける方法である。

⑥強誘電性液晶表示素子、あるいは反強誘電性液晶表示素子を用いる方法：

原理的に高速応答可能な表示方式であるが、使用温度範囲の制約、温度依存性、耐衝撃性等の課題を有している。

何れも、それなりの効果があるものの、動画像表示に必要な応答特性が期待出来る方式 · 方法は限られている。即ち、現行の NTSC システムにおレ、ては 1 フレーム（ 18. 7 msec) 以内で液晶が追随する必要があるが、現行の液晶ディスプレイでは白黒二値間では充分速い応答性を示すものの、多階調表示を行った場合の階調間応答では 100msec 以上の遅い応答となってしまう。特に駆動電圧の低い領域での階調間応答は著しく遅い。

現存、動画表示に適した高速応答性を有する液晶ディスプレイとしては、 0CB モード液晶表示、あるいは強誘電性液晶表示素子、反強誘電性液晶表示素子がその可能性を有している。

しかしながら、層構造を有する強誘電性液晶表示素子、および反強詐電性液晶表示素子は耐衝撃性が弱い、使用温度範囲が狭い、特性の温度依存性が大きいなど実用的な意味での課題が多く、現実的にはネマティヅク液晶を用いる OC B モード液晶表示素子が動画俊表示に適した液晶表示素子として有望祝されている .

この 0CB モ一ド液晶表示素子は、 1983 年 J. P . Bos によりその高速性が示された表示方式であり、その後、フィルム位相板と組み合わせることにより広視野角 · 高速応答性が両立するディスプレイであることが示され研究開発が活発化した。

このモードの液晶表示素子は、図 9 に示すように、透明電極 2 が形成されているガラス基板 1 と、透明電極 7 が形成されているガラス基板 8 と、基板 1 , 8 間に配置される液晶層 4 とを有する。電極 2 ， 7 上には、配向膜 3 , 6 が形成され、この配向膜 3 , 6 には、液晶分子を平行且つ同一方向に配向させるベく、配向処理がなされている。また、基板 1 , 8 の外側には、偏向板 1 0 ， 1 2 がクロスニコルに配設されており、この偏向板 1 0 , 1 2 と基板 1 , 8 間には、透過光に負の位相差を与える位相補償板 1 1 ， 1 2 が介在している。このような構造の液晶セルは、電圧印力 B 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を誘起させることと、低電圧駆動と視野角拡大のために位相補償板 1 1 , 1 2 を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。

ところで、上記 O C B モードでは、図 9 に示すように、スプレイ配向状態 5 a から、 3 0 V程度の電圧印加によりベンド配向状態 5 b にする初期化処理を行い、その後、数 V 程度の電圧駆動により、液晶表示を行っている。従って、 0 C B モードでは、初期化処理が必要不可欠である。しかしながら、現状の O C B モードの液晶表示素子では、数 V 程度の電圧印加により、初期化を行う場合に分単位の時間が必要であり、 O C B モードの課題の一つになっている。そのため、数 V程度の電圧印加により容易にベンド配向が形成される、転移速度の速い液晶表示素子が望まれている。

また、上記 0 C B モードの液晶表示素子の研究開発の過程において、液晶材料を選定する際に、当該転移時間の測定が必要となり、この転移時間の測定により、液晶材料の選定の際の順位づけが可能となる。当該転移時間は、従来、目視観察により電極面積の全領域がスプレイ配向からベンド配向になるのに要する時間を測定し、その値でもって定義していた。具体的に説明すれば、測定用液晶セルの両外方にそれぞれ偏光軸方向が直交する偏光板を設け、測定用液晶セルに電圧を印加して、偏光板を介して、色変化（黒色 · 灰色等の無彩色の濃淡の状態）を目視観察して、ベンド配向に達したことを認識した時点までの時間により、転移時間と定義していた。

しかしながら、上記評価法では、人間による目視観察に基づくため、転移時間に個人差が生じ、ノ、' ラツキのあるものとなる。従って、再現性に乏しく、また、自動計測に適していない。特に、スプレイ配向からベンド配向への転移においては、液晶分子の殆どが立っている状態のため、クロスニコルの下、色変化が黒色 · 灰色等の無彩色の濃淡状態として表れ、電極面積の全領域がベンド配向となる時点を確定しにくく、より一層評価を困難にものとしている。

尚、参考までに述べると、上記の目視観察による評価法を用いた場合において、配向転移に影響するチルト角、温度等の種々のパラメータを変えて、多数のサンプルについて評価を行えば、上記測定のノ、' ラヅキを全体として緩和することはできる。しかし、このような評価法であれば、サンプル数が多くなり、評価のための測定のェ程が多くなると共に、評価に長時間を要するという問題が生じる。発明の開示

一群の本発明は、上記現状に鑑みなされたものであり、その目的は、スプレイ配向からベンド配向への転移を、低電圧でしかも高速に達成することができるようにしたノラレル配向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。

本発明の他の目的は、スプレイ配向からベンド配向への転移時間を容易で、しかも信頼性の高い評価することができるようにしたスプレイ一ベンド転移時間（スプレイ配向からベンド配向への転移時間を意味する。）の評価法およびその評価装苣を提供することである，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、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたべンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 が、 1 0 p N 以下であることを特徴とする。

上記構成の如く、液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 を、 Ι Ο ρ Ν 以下とすることにより、低電圧の印加により、容易にベンド配向が形成される、転移速度の速い液晶表示素子を実現することができる。

液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 を、 1 0 p N 以下とするのは、以下の理由による。即ち、液晶材料の弾性定数は、広がり弾性定数 K 1 1 と、捻じれ弾性定数 K 2 2 と、曲げ弾性定数 Κ 3 3 とがあり、液晶に力が作用すると、これらの弾性定数に応じて液晶が変形する。

ところで、本発明においては、スプレイ配向からベンド配向への転移を問題にすることから、捻じれ弾性定数 Κ 2 2 は直接関係せず、広がり弾性定数 Κ 1 1 と曲げ弾性定数 Κ 3 3 とが関係すると考えられる。ここで、広がり弾性定数 K 1 1 に着目すると、広がり弾性定数 1 1 が小さい場合、小さな力で、容易にスブレイ変形が生じる。従って、初期のスプレイ配向からスプレイ変形の程度が進み最大のスプレイ配向状態に変形するまでに短時間で到達することになる。よって、転移時間の短い液晶表示素子が構成される。

本発明のうち請求項 2 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料の広がり弾性定数 Κ 1 1 と曲げ弾性定数 Κ 3 3 との比 Κ 1 1 / K 3 3 が、 1 . 0 以下であることを特徴とする。

上記構成の如く、液晶材料の広がり弾性定数 Κ 1 1 と曲げ弹性定数 Κ 3 3 との比 K 1 1 / K 3 3 を、 1 . 0 以下とするのは、以下の理由による。即ち、従来の技術の項で述べたように、液晶材料系としては、 1 1 と 3 3 とは、独立して設計することはできず、 Κ 1 1 と Κ 3 3 とは連動している。よって、 K 1 1 / K 3 3 を 1 . 0 よりも大きい値とすると、 K l 1 も大きくなつしまう。その結果、最大スプレイ配向状態への変形が充分なされないため、却って、スプレイ配向からベンド配向への転移速度が遅くなつてしまうからである。

本発明のうち請求項 3 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と誘電率異方性 Δ £ との比 K 1 1 / Δ £ が、 1 . 0 ρ Ν以下であることを特徴とする。

上記構成の如く、液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と誘電率異方性厶 £ との比 K 1 1 / Δ £ を、 1 . Ο ρ Ν以下とするのは、以下の理由による。即ち、 Κ 1 1 が小さいと、スプレイ変形がし易い。また、誘電率異方性厶 £ が大きいと、液晶分子が大きく動くことから、一定電圧の場合、転移が速いと考えられる。よって、 K 1 1 /厶が 1 . Ο ρ Ν よりも大きすぎると、転移速度が遅くなると考えられるからである。

本発明のうち請求項 4 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスブレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料の広がり弾性定数 Κ 1 1 と曲げ弾性定数 Κ 3 3 との積 Κ 1 1 · Κ 3 3 が 1 3 O p N ² 以下であることを特徴とする。

上記構成の如く、液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との積 K 1 1 · Κ 3 3 を、 1 3 0 ρ Ν ² 以下とするのは、以下の理由による。即ち、 K 1 1 を小さくすると、スプレイ変形がし易い。また、 Κ 3 3 を小さくすると、ベンド変形がし易い。よつて、 Κ 1 1 . Κ 3 3 が小さい値であれば、スプレイ配向からベンド配向への転移速度が速くなる。従って、 K l 1 · Κ 3 3 が 1 3 0 ρ Ν ² よりも大きすぎると、転移速度が遅くなると考えられるからである。

本発明のうち請求項 5 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料がピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエ二ル系からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶系を含有していることを特徴とする。

上記構成の如く、液晶材料を上記特定の材料とするのは、以下の理由による。即ち、ピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエ二ル系液晶は、 Κ 1 1 が、フエニルシクロへキサン系液晶やエタン系液晶などに比べて、相対的に小さいからである。

本発明のうち請求項 6 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスブレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料が、その広がり弾性定数 K 1 1 が 1 0 p N 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との比が 1 . 0 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K 1 1 と誘電率異方性厶 £ との比が 1 . O p N 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との積が 1 3 O p N ² 以下である液晶材料、およびピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエ二ル系からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶系を含有している液晶材料からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶材料であることを特徴とする。

上記構成によってもまた、スブレイ配向からベンド配向への転移速度が速くなる。

本発明のうち請求項 7 記載の発明は、一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立つて、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、前記液晶材料は、印加電圧を上昇および下降させながら前記容量を測定した時に観測される容量一電圧ヒステリシスの大きさ S を以下の第 1 式で定義しとたときに、 S が l . O x l 0 ⁴ V / m以下となる、そのような液晶材料であることを特徴とする。 5 (CBS-CSB)dv

S= -^ . · .("

(Cmax-Cmm · L 尚、 a はヒステリシスの認められる下限電圧値 [ V ] を、 b はヒステリシスの認められる上限電圧値 [ V ] を表し、 C BS はベンドからスプレイへの変化時のセル容量 [ p F ] を、 C SB はスプレイからベンドへの変化時のセル容量 [ p F ] を表している。また、 C m a X はセルの最大容量 [ p F ] を、 C m i n はセルの最小容量 [ p F ] を表し、 L は液晶層厚 [ m ] を表している。

上記構成の如く、容量一電圧ヒステリシスの大きさ S が 1 . O x 1 0 ⁴ V / m以下とするのは、以下の理由による。即ち、容量ー電圧ヒステリシスの大きさ S は、スプレイ配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとの差に対応しており、スプレイ配向からベンド配向への転移の容易性に対応している。よって、ヒステリシスの大きさ S が小さいと、転移が容易に起こるからである。

本発明のうち請求項 8 記載の発明は、請求項 1 記載の液晶表示素子において、前記液晶材料の少なくとも一方の基板表面におけるプレチルト角が 2 度以上であることを特徴とする。

上記構成の如く、プレチルト角が 2 度以上とするのは、プレチルト角が 2 度未満であれば、液晶分子が立ち上がるのに時間を要することになり、転移速度が遅くなるからである。

第 2 の形態に係る発明は、スプレイ一ベンド転位には、液晶層中央付近で液晶ダイレク夕方位が基板に垂直になることと、一方の配向膜界面でのブレチルト角が小さくなることが重要なことを発見したことに基づくものである。このため第 1 に、一方の基板上に、電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆の領域を有する液晶表示素子としている。

第 2 に、該スプレイ配向の液晶領域が少なくとも 1 組のスプレイ配向の部分に配向分割されるとともに、各組内のスプレイ配向の方向が 1 8 0 度異なるように配向処理が成されている液晶表示素子としている。

第 3 に、両基板上配向膜界面での液晶プレチルト角が上下でお互いに異なることを特徴とする液晶表示素子を用いることとしている第 4 に、少なくとも前記一方の基板の液晶層と接する面上に、当該部位での液晶層の配向が電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆になるよう、基板面に対して傾斜した面を有する凸形状物や凹状の凹みを有する液晶表示素子としている。

具体的には、以下の構成としている。

請求項 9 の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するノ、' ラレル配向液晶表示素子において一方の配向膜は、電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆となるよう配向処理された逆配向領域部を有することを特徴とする。

上記構成により、相対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、以下の作用がなされる。

各画素毎に少なくも一方の配向膜は、電圧印加による液晶分子の P 立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆となるよう配向処理された逆配向領域部を有する。

請求項 1 0 記載の発明においては、請求項 9 記載の発明の液晶表示素子において、前記逆配向領域部は画素毎に少なくとも 1 個有していることを特徴とする。

請求項 1 1 記載の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、少なくとも 1 方の配向膜は、その処理部分が 2 つの領域に分割され、分割された各領域内のスプレイ配向の方向が相互に 1 8 0 度異なるように正配向処理部と負配向処理部とを有していることを特徴とする。

上記構成により、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有する O C B モードの液晶表示素子において、以下の作用がなされる。

少なくとも 1 方の配向膜は、その処理部分が 2 つの領域に分割され、分割された各領域内のスプレイ配向の方向が相互に 1 8 0 度異なるようにラビング処理の方向を変える等して配向処理の方向を変えてされ、このため正配向処理部とこれに逆配向となる負配向処理部とを有している。

請求項 1 2 の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、両基板上の配向膜は、その界面での液晶プレチルト角が正負逆かつその絶対値が互いに異なるよう配向処理されていることを特徴とする。

上記構成により、相対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するノラレル配向液晶表示素子において、以下の作用がなされる。

両基板上の配向膜は、その界面での液晶プレチルト角がラビング密度を相違される等して正負逆かつその絶対値はお互いに異なる、例えば上面が大、下面が小となるよう配向処理されている。そしてこれにより、最も動き易い液晶層中央の液晶は自と少なくも少し傾いた状態となるため、初期化処理時に速やかなベンド配向への移行がなされる。

請求項 1 3 記載の発明においては、請求項 1 2 記載の発明のパラレル配向液晶表示素子において、両基板上の配向膜は、一方が液晶プレチルト角が 2 度以下であるよう配向処理されており、他方は液晶プレチルト角がそれより大であるように配向処理されていることを特徴とする。

上記構成により、請求項 1 3 記載のパラレル配向液晶表示素子において、以下の作用がなされる。

パラレル配向液晶表示素子は、液晶プレチルト角が 2 度以下であるよう配向処理された配向膜と、液晶プレチルト角が 2 度より絶対値が大で正負は逆である配向膜とを有している。そして、一方の配向膜面でのプレチルト角が 2 度以下であると、液晶層中央の液晶の傾きが増大するため、初期化時に中央の液晶はベンド配向のためより迅速に動きだすこととなる。

請求項 1 4 記載の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するノラレル配向液晶表示素子において、少なくとも一方の配向膜の液晶層と接する面上に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物若しくは凹形状物を有していることを特徴とする。

上記構成により、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有する液晶表示素子において、以下の作用がなされる。

パラレル配向液晶表示素子は、少なくとも一方（ただし、多くの場合、一方のみで充分である。）の配向膜の液晶層と接する面上に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物（含む、円錐状）若しくは凹形状物を有しており、このため初期化時のベンド配向がより迅速になされる。

請求項 1 5 記載の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するノラレル配向液晶表示素子において、少なくとも一方の配向膜の液晶層と接する面上に、当該部位での液晶層の配向が電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆となるよう、凸形状物を有することを特徴とする。

上記構成により、初期化時のベンド配向が更に一層迅速になされる。

請求項 1 6 記載の発明においては、請求項 9 記載のパラレル配向液晶表示素子において、主軸がハイブリツド配列した負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚有することを特徴とする。

上記構成により、以下の作用がなされる。〇 C B モードの液晶表示素子は、主軸がハイプリッド配列した負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚有する。

そしてこれにより、出射光の偏光状態が改善され、広い視野角に対して均一な黒レベルが得られる。

請求項 1 7 記載の発明においては、請求項 9 記載のパラレル配向液晶表示素子において、少なくとも 1 枚の正の位相補償板を有することを特徴とする。

上記構成により、以下の作用がなされる。

O C B モードの液晶表示素子は、通常の O C B モードの構成に追加して少なくとも 1 枚の正の位相補償板を有する。

これにより、更に視野角が広くなる。

請求項 1 8 記載の発明においては、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子の製造方法において、少なくも一方の配向膜の液晶側表面に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物若しくは凹形状物を形成する傾斜面形成ステップを有していることを特徴とする。

上記構成により、対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子の製造方法において以下の作用がなされる。

パラレル配向液晶表示素子の製造は、傾斜面形成ステップにて少なくも一方の配向膜の液晶側表面に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物若しくは凹形状物を形成する。

請求項 1 9 記載の発明においては、請求項 1 8 記載のパラレル配向液晶表示素子の製造方法において、主軸がハイプリッド配列した負の屈折率の異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚基板外表面側に設ける負位相補償板付設ステップと、同じく少なくとも 1 枚の正の位相補償板を少なくも基板外表面側に設ける正位相補償板付設ステップとの少なくも一方のステップを有してレ、ることを特徴とする。

上記構成により、以下の作用がなされる。

負位相補償板付設ステップにて、主軸がハイプリッド配列した負の屈折率を異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚基板外表面側に設けるか、正位相補償板付設ステップにて、同じく正の位相補償板を少なくも基板外表面側に設けるかの少なくも一方のステップがなされる。

本発明のうち請求項 2 0 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価法であって、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルにスブレイ配向からベンド配向に転移可能な電圧範囲内での一定電圧を印加する工程と、電圧印加後のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、電圧印加時から容量変化の屈曲点あるいは飽和点に到達するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

上記構成によれば、スブレイ配向を示すホモジニァスセルに電圧を印加すると、一定時間経過後にスプレイ配向領域の中に、ベンド配向の核が発生する。そして、この核は、時間経過とともに成長していき、液晶層の全領域が全てベンド配向に転移する。一方、スプレイ配向からベンド配向への転移は、各液晶分子が順次垂直方向に立ち上がってくることを意味するので、転移の状態はセルの容量変化として表れることになる。ここで、容量変化曲線は、上記のベンド配向の核の発生及び核の成長を考慮すれば、電圧印加後から一定時間経過するまで、一定の容量値を維持し、その後、容量値が増加していき、飽和容量値に達するような曲線を描くものと考えられる。よって、電圧印加時から容量変化の屈曲点（容量値が増加し始める点）に到達するまでの時間、又は電圧印加時から容量変化の飽和点に到達するまでの時間を、転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいてセルのスブレイ配向からベンド配向への転移容易性を評価することができる。このような評価法により、容易で、しかも信頼性の高いスプレイ一ベンド転移時間の評価が可能となる。

本発明のうち請求項 2 1 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価装置であって、スブレイ配向を示すホモジニァス液晶セルにスブレイ配向からベンド配向に転移可能な電圧範囲内での一定電圧を印加する手段と、電圧印加後のセル容量の時間変化をモニターする手段と、前記モニタ一手段のモニタ一結果に基づき、電圧印加時から容量変化の屈曲点に到達するまでの時間あるいは飽和点に到達するまでの時間の少なくとも何れか一方を算出する手段と、前記算出手段により算出された時間を、表示及び / 又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としての電圧印加時から容量変化の屈曲点（容量値が増加し始める点）に到達するまでの時間、又は電圧印加時から容量変化の飽和点に到達するまでの時間を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 2 2 記載の発明は、スブレイ一ベンド転移時間の評価法であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレィ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記電圧上昇時における設定電圧と同一設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇及び下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニターする工程を含み、前記モニタ一結果に基づき電圧 — セル容量曲線を求め、この電圧一セル容量曲線のヒステリシスの大きさを、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

スブレイ配向からベンド配向への転移と、ベンド配向からスプレィ配向への転移とに関する電圧一セル容量曲線においては、一般には、ヒステリシスが存在するとは考えられていなかった。しかしながら、本発明者が容量変化に着目して、容量変化により転移時間を評価可能か否かについて、実験を行っていたところ、ヒステリシスが存在することを発見した。そこで、ヒステリシスに着目して、このヒステリシスの大きさを、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することができることを見いだした。このようなヒステリシスの大きさを用いた評価法によってもまた、請求項 2 0 記載の発明と同様な効果を奏する。

尚、ヒステリシスの大きさを、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とすることができるのは、以下の理由による。

スブレイ配向からベンド配向へ配向転移に要するエネルギーと、ベンド配向からスプレイ配向へ配向転移に要するエネルギーとの差がヒステリシスの大きさとして表れると考えられる。この点については、後述する実施の形態の項において詳細に説明している。従つて、スプレイ配向からベンド配向への転移の容易性は、ヒステリシスの大きさに対応しているので、ヒステリシスの大きさを転移時間の評価指標として用いることができるからである。

本発明のうち請求項 2 3 記載の発明は、スプレイ — ベンド転移時間の評価装置であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、前記電圧上昇時における設定電圧と同一設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の上昇及び下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、前記モニタ一手段のモニタ一結果に基づき電圧一セル容量曲線上のヒステリシスの大きさを算出する手段と、前記算出手段により算出されたヒステリシスの大きさを、表示及び /又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としての電圧一セル容量曲線のヒステリシスの大きさを自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 2 4 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価法であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレィ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スブレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

上記構成の如く、特定電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標として用レヽることができるのは、以下の理由による。

上記の請求項 2 0 記載の発明に関する作用で説明したように、転移に応じてセルの容量が変化する。この場合の転移について、詳しく考察すると、スプレイ配向の状態において電圧印加されると、初期のスプレイ配向から一気にベンド配向に転移するのではなく、先ず、スプレイ配向の程度が大きくなつていき、スプレイ配向の最大変形状態に達し、このスプレイ配向の最大変形状態から、ベンド配向に飛び越していくことが知られてレ、る。そして、上記の如く、印加電圧を上昇させていくと、設定電圧切り替え直後に、液晶分子が立ち上がり、通常は、 2 〜 3 秒以内に一定の容量値に到達する。このような容量変化が、特定設定電圧に達するまで起こる。この最小レベルの電圧印加から、特定設定電圧印加の間において、前記スプレイ配向の最大変形状態が電極全面にわたって伝播する。そして、特定設定電圧に達すると、 2 〜 3 秒以内に一定の容量値まで急激に上昇した後、一定の傾斜角度でもって、容量が増加していき、容量値が飽和するまでに長時間を要する。これは、スプレイ配向からベンド配向への配向の緩和、即ち、スプレイ配向の最大変形状態から、ベンド配向への飛び越し現象が生じているものと考えられる。よつて、この配向の緩和に要する時間が短ければ短い程、スプレイ配向がベンド配向に転移が容易に起こるものと考えられる。従って、この配向緩和時間を、転移時間の評価指標とすることができる。

本発明のうち請求項 2 5 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価装置であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値每のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、前記モニタ一手段のモニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された飽和するまでの時間を、表示及び /又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。上記構成により、評価指標としての設定電圧の上昇時における飽和時間を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 2 6 記載の発明は、スプレイ — ベンド転移時間の評価法であって、設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一するェ程を含み、前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

上記構成の如く、特定電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標として用レ、ることができるのは、以下の理由による。

特定電圧値に関しては、容量が減少していき、容量が一定値に飽和するまで時間を要する。これは、上記の電圧上昇時の場合とは逆の現象であるベンド配向からスプレイ配向への配向の緩和、即ち、ベンド配向からスプレイ配向の最大変形状態への飛び越し現象が生じているものと考えられる。よって、この配向の緩和に要する時間が短かければ短い程、ベンド配向からスプレイ配向への転移が容易に起こる。よって、スプレイ配向がベンド配向への転移は、逆に、上記緩和時間が長い程、容易に起こるものと考えられる。従って、この配向緩和時間を、転移時間の評価指標とすることができる。本発明のうち請求項 2 7 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価装置であって、設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニターする手段と、前記モニタ一手段のモニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を算出する手段と、前記算出手段により算出された飽和するまでの時間を、表示及び / 又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としての設定電圧の下降時における飽和時間を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 2 8 記載の発明は、スプレイ — ベンド転移時間の評価法であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレィ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

上記の如く、配向緩和時間を評価指標とすることができるけれども、配向緩和時間を評価指標とすると、測定時間が長くなるので、或る時間範囲内での容量変化、即ち、容量変化率で評価するようにしたものである。

本発明のうち請求項 2 9 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価装匱であって、設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、前記モニタ一手段のモニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を算出する手段と、前記算出手段により算出されたセル容量の変化率を、表示及び /又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としての設定電圧の上昇時におけるセル容量の変化率を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 3 0 記載の発明は、スブレイ一ベンド転移時間の評価法であって、設定電圧を段階的に下降させながら、スブレィ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、前記モニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

電圧下降時においても、配向緩和時間に代えて、容量変化率で評価することができる。

本発明のうち請求項 3 1 記載の発明は、スプレイ — ベンド転移時間の評価装置であって、設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、前記モニタ一手段のモニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を算出する手段と、前記算出手段により算出されたセル容量の変化率を、表示及び /又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としての設定電圧の下降時におけるセル容量の変化率を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。

本発明のうち請求項 3 2 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価法であって、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加し、ベンド配向を形成する工程と、ベンド配向を示す液晶セルへの印加電圧を低減することによりスプレイ配向を形成する工程を含み、目視観察により、ベンド配向からスプレイ配向に転移したことを確認して、この転移に要する時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とする。

上記構成の如く、目視観察により、ベンド配向からスプレイ配向に転移する時間を測定し、この測定時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とする。このような評価指標であれば、以下の理由により、容易かつ高精度に転移を評価できる。即ち、スプレイ配向からベンド配向への転移を目視観察する場合は、クロスニコル下での変化は、黒色あるいは灰色等の無彩色の変化であるため、転移の時点を確認することが困難である。しかし、ベンド配向からスプレイ配向への転移の場合は、クロスニコル下での変化は有彩色の色変化を伴うので、転移の時点を確認するのが容易であり、精度も向上することになる。本発明のうち請求項 3 3 記載の発明は、スプレイ一ベンド転移時間の評価装置であって、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加し、ベンド配向を形成する手段と、ベンド配向を示す液晶セルへの印加電圧を低減することによりスプレイ配向を形成する手段と、液晶セルの配向状態を検査する顕微鏡と、前記顕微鏡により得られた画像を解析して液晶セル全面に色変化が生じたか否かを判定する画像解析手段と、前記画像解析手段からの判定信号に応答して、ベンド配向からスプレイ配向への転移に要する時間を、表示及び /又は印字する手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成により、評価指標としてのベンド配向からスプレイ配向に転移する時間を自動的に計測して表示及び /又は印字することができる。図面の簡単な説明

図 1 は、第 1 の形態に係る液晶表示素子のスブレイ一ベンド転移時間評価に用いたテストセルの構成図である。

図 2 は、第 1 の形態に係る液晶表示素子のスプレイ一ベンド転移時間評価に用いたテストセル基板のラビング方向を示す図である。

図 3 は、スプレイ配向からベンド配向への配向転移する過程を説明するための図である。

図 4 は、広がりの弾性定数 K l 1 の違いによる、電圧印加持の液晶ダイレクタ分布の違いを説明するための図である。

図 5 は、実施の形態 1 一 5 テストセルに印加した電圧の時間変化を表すタイミングチャート図である。

図 6 は、実施の形態 1 一 5 で用いたテストセル F 5 に、図 5 の夕ィミングで電圧を印加した時の、各電圧値切換後の容量の時間変化を示す図である。

図 7 は、本発明の実施の形態 5 で用いたテストセル F 5 に、図 5 と同様のタイミングで電圧を降下させた時の、各電圧値切換後の容量の時間変化を示す図である。

図 8 は、本発明の実施の形態 5 で用いたテストセル F 5 の容量一電圧（ C — V ) ヒステリシス特性を示す図である。

図 9 は、光学補償ベンド（ O C B ) モードセルのパネル構成、および液晶ダイレク夕の配列を説明するための図である。

図 1 0 は、第 2 の形態に係る液晶表示素子の第 1 実施例〜第 3 実施例に用いたテストセルの断面構成を概念的に示す図である。

図 1 1 は、本発明に係る液晶表示素子の第 1 実施例の基板上配向膜への配向処理としてのラビング方向及び様子を示す図である。

図 1 2 は、本発明に係る液晶表示素子の第 3 実施例、第 4 実施例及び第 1 実施例との比較例の基板上配向膜へのラビングの方向を示す図である。

図 1 3 は、本発明に係る液晶表示素子の第 1 実施例における液晶層の境界部分 S の拡大図である。

図 1 4 は、境界部分 S 付近の配向状態の模式図である。

図 1 5 は、本発明に係る液晶表示素子の第 2 実施例の基板上配向膜でのラビングの方向及び様子を概念的に示す図である。

図 1 6 は、本発明に係る液晶表示素子の第 2 実施例の他の例（第 2 実施例の変形例）でのラビングの様子を説明するための図である。図 1 7 は、図 1 6 の配向状態の模式図である。

図 1 8 は、第 4 実施例の断面構成と液晶の配列を概念的に示す図である。

図 1 9 は、第 4 実施例の基板上配向膜に形成された凸状突起物の £98一 0/66.1T 99εε OAV- 図 -R り M 4§ lie 酗 •E 寸

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図 3 2 は、実施の形態 3 — 1 で用いたテストセル A、 B に 1 0 V を印加した時のセル容量の時間変化を示す図である。

図 3 3 は、スプレイ配向からベンド配向への転移の過程を説明するための図である。

図 3 4 は、実施の形態 3 — 1 に係る評価装置 2 3 0 の構成を示すブロック図である。

図 3 5 は、テーブル 2 4 0 のストァ領域の模式図である。評価装置の動作を示すフロ一チヤ一トである。

図 3 6 は、評価装置 2 3 0 によるモード入力時の判断処理を示すフローチヤ一トである。

図 3 7 は、評価装置 2 3 0 によるモード 1 の処理を示すフローチャ一トである。

図 3 8 は、評価装置 2 3 0 によるモード 1 の処理を示すフローチャ一トである。

図 3 9 は、実施の形態 2 のテストセルに印加した電圧の時間変化を表すタイミングチャートである。

図 4 0 は、実施の形態 3 — 2 に用いたテストセル C に、図 3 9 のタイミングで電圧を印加した時の、各電圧値切換後の容量の時間変ィ匕を示す図である。

図 4 1 は、実施の形態 3 — 2 に用いたテストセル C に、図 3 9 と同様のタイミングで電圧を降下させた時の、各電圧値切換後の容量の時間変化を示す図である。

図 4 2 は、実施の形態 3 — 2 に用いたテストセル C の容量 — 電圧 ( C - V ) ヒステリシス特性を示す図である。

図 4 3 は、実施の形態 3 — 2 に用いたテストセル D の容量一電圧 ( C - V ) ヒステリシス特性を示す図である。

図 4 4 は、評価装置 2 3 0 によるモード 2 の処理を示すフローチャ一トである。

図 4 5 は、評価装置 2 3 0 によるモード 3 の処理を示すフローチャ一トである。

図 4 6 は、評価装置 2 3 0 によるモード 4 の処理を示すフローチャ一トである。

図 4 7 は、評価装置 2 3 0 によるモード 5 の処理を示すフローチャ一トである。

図 4 8 は、評価装置 2 3 0 によるモード 6 の処理を示すフローチヤートである。

図 4 9 は、実施の形態 3 — 4 に係る評価装置 2 5 0 の構成を示すブロック図である。

図 5 0 は、評価装置 2 5 0 による処理を示すフローチャートである発明を実施するための最良の形態

[第 1 の形態 ]

(第 1 の形態の概要）

先ず、第 1 の形態の概要ついて説明する。転移速度の速い液晶材料を含むベンド配向モードの液晶表示素子が、特開平 8 — 8 7 0 1 3 号公報に開示されている。この従来例は、液晶材料の曲げ弾性定数 K 3 3 と広がり弾性定数 K 1 1 との比 K 3 3 / K 1 1 が、 0 . 1 以上で、且つ 0 . 9 以下（ K l 1 / K 3 3 で示すと、 1 0 K l 1 / K 3 3 ≥ 1 0 / 9 となる。）の液晶材料を用いたものである。これは、 K 3 3 を小さくして、ベンド配向の転移をし易くし、転移速度の向上を図ったものと考えられる。

しかしながら、実際に本発明者が実験したところによると、 K 1 1 / K 3 3 を上記のように大きい値とすると、却って転移速度が遅くなることがわかった。これは、液晶材料としては、 K 1 1 と K 3 3 とが個別に定まるのではなく、 K 1 1 が選定されれば、材料系としては K 3 3 が連動して定まる。よって、 K 3 3 と K 1 1 を個別に考えて、 K 3 3 を小さくし、且つ K 1 1 を大きくするような液晶材料の選定は適切でないという理由によるものと考えられる。

一方、スプレイ配向からベンド配向に転移する際に、スプレイ配向から徐々にベンド配向に転移するのではなく、電圧無印カロ時のスプレイ配向から電圧印加により、スプレイの程度が大きくなつて、最大のスプレイ配向状態となり、この最大のスプレイ配向状態からベンド配向に転移していく。従って、スプレイ配向からベンド配向への転移に関して、先ず、上記の最大のスプレイ配向状態を達成させることが前提として必要となる。よって、本発明者は、 K l 1 に着目して、 K 1 1 を小さくし、最大のスプレイ配向状態が、短時間に容易に起こることが必要であるとの考えに至った。即ち、液晶材料の選定に際し、 K 1 1 を優先的に選定すればよいとの考えに至り、 K 1 1 の適切な範囲、或いは K 1 1 と他の変数の組み合わせ（例えば、 K 3 3 との比 K l 1 / K 3 3 、誘電率異方性 Δ <ε との比 K l 1 / △ £ 等）の適切な範囲等について、研究開発した結果、本発明に至ったものである。

以下に、第 1 の形態に係る発明の内容につき、実施の形態に基づいて説明する。尚、第 1 の形態は、スプレイ一ベンド（スプレイ配向からベンド配向への転移を意味する。）転移時間の短い液晶表示素子を提案するものであり、位相補償板を備えている。但し、下記の実施の形態においては位相補償板を用いなかったが、これは実験の便宜を図るためであり、これにより、本発明を限定するものではない o

(実施の形態 1 一 1 )

実施の形態 1 一 1 に係る液晶表示素子は、広がり弾性定数 K 1 1 に着目して、この K l 1 が 1 0 p N 以下である液晶材料を含むことを特徴とするものである。以下に、 K 1 1 ^ 1 0 とする理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。尚、実施の形態 1 に係る液晶表示素子は、図 9 の構成を有する 0 C B モードの液晶表示素子であり、後述する実施の形態 2 〜 7 に係る液晶表示素子も同様の構成を有する O C B モードの液晶表示素子である。

図 1 は実施の形態 1 に係る液晶表示素子の検討に用いたテスト用液晶セルの構成図である。この液晶セルは、電圧無印加時にはスプレイ配向を示すホモジニァスセルであり、電圧印加によりベンド配向に配向転移がなされるベンド配向モードの液晶セルである。上記液晶セルを、以下の方法で作製した。

先ず、透明電極 2 、 7 を有する 2 枚のガラス基板 1 、 8 上に日産化学工業製配向膜塗料 S E — 7 4 9 2 をスピンコート法にて塗布し恒温槽中 1 8 0 °C 、 1 時間硬化させ配向膜 3 、 6 を形成する。その後、レーヨン製ラビング布を用いて、配向膜 3 、 6 の表面に、図 2 に示す方向にラビング処理を施す。尚、図 2 において、 1 5 は基板 1 側のラビング方向、 1 6 は基板 8 側のラビング方向を示す。

次いで、、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ 5 、およびストラクトボンド 3 5 2 A (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 . 3 m となるように貼り合わせ、空セル 9 を 5 ケ作成した。 O o

表 l テスト液晶材料誘電賴方垂直方向平行方向広がり弾性捻じれ弾性曲げ弾性 Κ 1 1 転移

セル性 Δε の誘電率の誘電率定数 Κ 11 定数 Κ22 定数 Κ33 Κ 11 · Κ33 時間

ε ε (ρΝ) (ρΝ) (ρΝ) Κ33 (ρΝ² ) (sec)

A 1 LC 1 12. 4 4. 1 16. 5 5. 8 6. 2 1 . 1 0. 411 81. 84 1

A2 LC2 10. 3 3. 8 14. 1 7. 7 7. 0 15. 8 0. 487 121. 66 2

A3 LC3 9. 4 3. 5 1 1. 6 9. 9 6. 9 15. 2 0. 651 150. 49 5

A4 LC4 8. 8 4. 4 12. 7 10. 3 5. 0 12. 0 0. 858 123. 60 25

A5 し C 5 9. 8 4. 2 14. 0 12. 4 5. 9 15. 5 0. 800 192. 20 86

> o

¾燁厂έ A 5 = 〜

踟 a¾¾¾r4 »踟 ¾ f ^ 1 π、〇. 次に、各テストセル A 1 - A 5 にお互いの偏光軸方向が直交するよう偏光板を貼合し、 7 V矩形波の電圧を印加しながらスプレイ配向からベンド配向への転移を目視観察し、全電極領域がスプレイ配向からベンド配向に転移するに要する時間を求めたので、その結果を上記表 1 に示す。尚、表 1 には、 K 1 1 、 K 3 3 等の値も併記している。

表 1 より、広がり弾性定数 K l 1 が 1 O p N以下の液晶材料を含む液晶セルが高速なスプレイ一ベンド転移を起こすことが分かる。これは、電圧印加による液晶表示素子中の液晶ダイレク夕分布が K 1 1 が小さいほうが、より短時間で液晶層中央の液晶ダイレク夕が垂直配向となるためと思われる。この点に関し、更に考察する。スプレイ配向からベンド配向への転移は、スプレイ配向から徐々にべンド配向に転移するのではなく、電圧無印加時のスブレイ配向（図 3 ( a )) から電圧印加により、スプレイの程度が大きくなつて、図 3 ( b ) に示すように、スプレイ変形が最大となる最大スブレイ配向状態となり、この最大スプレイ配向状態から、図 3 ( c ) に示すように、ベンド配向に飛び越して転移していくことが知られている。従って、スプレイ配向からベンド配向への転移に関して、先ず、上記の最大スプレイ配向状態を達成させることが前提として必要となる。よって、本発明者は、 K l 1 に着目して、 K l 1 を小さくし、最大のスプレイ配向状態が、短時間に容易に起こることが必要であるとの考えに至ったものである。尚、後述する実施の形態における Κ 1 1 / Κ 3 3 、 Κ 1 1 . Κ 3 3 、 Κ 1 1 / Δ £ 等についても、ベンド配向への転移速度を速めるためには、本質的には、スプレイ配向からベンド配向への転移の前提として、 Κ 1 1 を小さくする必要があるという考えに基づくものである。図 4 は広がり、捻れ、曲げに対する弾性定数がそれそれ K 1 1 =

4 . O p N、 K 2 2 = 7 . O p N、 K 3 3 = 1 5 . 8 ρ Νである液晶材料と K l 1 = 1 6 . O p N、 K 2 2 = 7 . Ο ρ Ν、 Κ 3 3 = 1

5 . 8 ρ Νである液晶材料について、 3 Vの電圧を印加した時の液晶ダイレク夕の傾きを計算したものである。尚、図 4 の縦軸は液晶ダイレク夕の傾き角を示し、横軸は実際のセルギャップの値を 1 としてセルの厚みを規格化した値を示す。この図 4 において、例えば、液晶ダイレク夕の傾きが一 5 0 %以上の領域は、 K l l = 1 6 . 0 の場合、 5 0 %程度であるが、 K l l = 4 . 0 の場合、 7 0 %程度となっていることが認められる。このことは、 Κ 1 1 の小さい方が、液晶分子がより大きく立っていることに起因する。従って、この図 4 より導かれる結論は、前記推論を良く裏付けている。尚、計算において、液晶材料の分子長軸方向の誘電率 ε / /を 1 4 1 、分子短軸方向の誘電率 £ を 3 . 8 、液晶層厚を 6 ^ m としたまた、基板表面での液晶プレチルト角を 5 度とした。

以上より明らかなように、本実施の形態 1 によればスプレイ一ベンド転移時間の短い液晶表示素子を提供することができ、その実用的価値は極めて大きい。尚、本実施の形態では、印加電圧として 7 V、 1 k H z 矩形波を印加したが、他の電圧値、波形の電圧を印加しても良いことは言うまでもない。

(実施の形態 1 — 2 )

実施の形態 1 一 2 に係る液晶表示素子は、広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との比 K l 1 / K 3 3 に着目して、この K 1 1 / K 3 3 が 1 . 0 以下である液晶材料を含むことを特徴とするものである。以下に、 K l l / K 3 3 ≤ l . 0 とする理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。 to

o o r ¾

Cd o Θ m o

I ά is ω 画 cn no CO 表 2 i m¾: n

W cn o r\ 3

Γ

f ά か

I

tr o

7.厂 τi ^ t ^ 9 Π- ¾ 0 ¾ r ¾ Η ^ π 2

雜 5 s 次に、各テストセル B 1 ~ B 5 , B O にお互いの偏光軸方向が直交するよう偏光板を貼合し、 Ί V 矩形波の電圧を印加しながらスプレイ配向からベンド配向への転移を目視観察し、全電極領域がスブレイ配向からベンド領域へと転移するに要する時間を求めたので、その結果を上記表 2 に示す。尚、表 2 には、 K 1 1 、 K 3 3 等の値も併記している。

表 2 より、広がり弾性定数 K l 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との比 K 1 1 / K 3 3 が 1 . 0 以下の液晶材料を含む液晶表示素子が高速なスプレイ一ベンド転移を起こすことが分かる。これは、以下の理由によるものと考えられる。

即ち、スプレイ配向よりもベンド配向での変位が容易という意味では、 K 1 1 / K 3 3 は大きいほうが良いはずである。なぜなら、 K 3 3 が小さい方がベンド配向への転移が容易だからである。しかしながら、実際に本発明者が実験したところによると、 K 1 1 / K 3 3 を上記のように大きい値とすると、却って転移速度が遅くなることがわかった。

これは、液晶材料としては、 K 1 1 と K 3 3 とが個別に定まるのではなく、 K 1 1 が選定されれば、材料系としては K 3 3 が連動して定まる。よって、 K 3 3 と K 1 1 を個別に考えて、 K 3 3 を小さくし、且つ K 1 1 を大きくするような液晶材料の選定は適切でないという理由によるものと考えられる。

現実の液晶材料の選定の場合は、 K 1 1 / K 3 3 を大きくすると、 K 1 1 も大きくなつてしまい、スプレイ変形が充分なされないため、却ってスブレイ一ベンド転移速度が遅くなつてしまう。従って、 K 1 1 を小さく抑えながら、 K l 1 / K 3 3 を大きくすることには限界があり、 K l 1 / K 3 3 には適正な範囲が存在すると考えられる。このような理由に基づき、本発明者が実験した結果、表 2 を得たものである。

この表 2 より、 1< 1 1 / 1： 3 3 が 1 . 0 以下の液晶材料を含む液晶表示素子が高速なスプレイ一ベンド転移を起こすことが認められる。

(実施の形態 1 一 3 )

実施の形態 1 一 3 に係る液晶表示素子は、広がり弾性定数 K l 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との積 K l 1 · Κ 3 3 に着目して、この K 1 1 · Κ 3 3 が比較的小さい値である液晶材料を含むことを特徴とするものである。以下に、その理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。

基板間隔が 5 . δ χί πιであること以外は実施の形態 1 と同様の構成の空セル 9 を 5 ケ作成し、表 3 に示す液晶材料 L C I 1 〜： L C 1 5 を真空注入法にて各空セル 9 にそれそれ注入して、テストセル C 1 ~ C 5 を作製した。

茹 ^ ¾ t

〇

爾 ≠^^ ^^豳1 ^^s齙 ^ 0c5is ^~--

表 3

テスト液晶材料誘電賴方垂直方向平行方向広がり弾性捻じれ弾性曲げ弾性 Κ 11 転移セル性 Δε の誘電率の誘電率定数 Κ 11 定数 2 定数 Κ33 Κ 11 · Κ33 時間 ε £ (ρΝ) (ρΝ) ( Ν) Κ33 (ρΝ^ζ ) (sec)

C 1 LC 11 11. 6 3. 9 15. 5 6. 4 5. 8 14. 2 0. 451 90. 89 2

C2 LC 12 10. 5 4. 2 14. 7 7. 8 6. 3 14. 6 0. 534 113. 88 4

C3 LC 13 11. 0 4. 0 15. 0 8. 4 7. 2 15. 4 0. 545 129. 36 8

C4 LC 14 6. 9 4. 1 13. 0 9. 8 6. 7 14. 2 0. 690 139. 16 7

C5 LC 15 10. 7 3. 9 14. 6 13. 2 6. 1 15. 2 0. 868 200. 64 43

ベンド配向への転移を目視観察し、全電極領域がスプレイ配向からベンド領域へと転移するに要する時間を求めたので、その結果を上記表 3 に示す。尚、表 3 には、 K l 1 / K 3 3 等の値も併記している。

表 3 及び上記表 1 , 表 2 より、 K 1 1 · K 3 3 が小さい値の液晶材料を含む液晶表示素子が高速なスブレイ — ベンド転移を起こすことが分かる。これは、上記したようにスブレイ変形の観点から K 1 1 を小さくする方がベンド配向への転移が容易であり、また、 K 3 3 を小さくする方がベンド変形が容易である。よって、各々の積 K 1 1 · Κ 3 3 も小さい方がベンド配向への転移が容易だからである。

( 実施の形態 1 一 4 )

実施の形態 1 一 4 では、広がり弾性定数 K l 1 と誘電率異方性 Δ £ の比 Κ 1 1 / Δ £ に着目して、この K l l / A £ が 1 . Ο ρ Ν 以下である液晶材料を含む液晶表示素子を選定することを特徴とするものである。以下に、 K 1 1 / 厶 £ ≤ 1 . 0 とする理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。

基板間隔が 6 . 0 m であること以外は実施の形態 1 と同様の構成の空セル 9 を 5 ケ作成し、表 4 に示す液晶材料 L C I 6 〜 L C 2 0 を真空注入法にて各空セル 9 にそれぞれ注入して、テストセル D 1 〜 D 5 を作製した。

次に、各テス卜セル D 1 ~ D 5 にお互いの偏光軸方向が直交するよう偏光板を貼合し、 Ί V 矩形波の電圧を印加しながらスブレイ配向からベンド配向への転移を目視観察し、全電極領域がスブレイ配向からベンド領域へと転移するに要する時間を求めたので、その結果を上記表 4 に示す。入 Δ z- * to

o 〇

¾ / F s £ ¾ 0 N Δ，

9 表 4

テスト液晶材料誘電率異方垂直方向平行方向広がり弾性捻じれ弾性曲げ弾性 Κ 1 1 転移セル性 Δε の誘電率の誘電率定数 K1 1 定数 Κ22 定数 Κ33 (ρΝ) 時間 a ε (ρΝ) (ρΝ) (ρΝ) 厶 £ (sec)

D 1 LC 16 12. 1 4. 1 16. 2 6. 2 5. 9 15. 5 0. 512 3

D2 LC 17 10. 1 4. 1 14. 2 7. 7 6. 3 14. 4 0. 762 3

D3 LC 18 8. 6 3. 8 12. 4 8. 8 7. 4 14. 8 1. 023 8

D4 LC 19 9. 0 4. 2 13. 2 1 1. 3 7. 1 14. 4 1. 256 38

D5 LC20 1 1. 7 4. 0 15. 7 13. 8 7. 7 15. 6 1. 179 29

£ を大きくすると、液晶分子が大きく変位すること、及び上記の如く K 1 1 を小さくすることがスプレイ一ベンド転移を容易にさせることから、 K 1 1 /厶 £ を小さくするのが好ましいからである。尚、本発明者は、以下の実験も行った。基板間隔が 6 . 5 mであること以外は実施例 1 と同様の構成の液晶セルを 5 ケ作成し、表 5 に示す液晶 L C 2 1 〜 L C 2 5 を真空注入法にて注入し、テストセル E 1 〜 E 5 とした。

〇

Θ

CO

o

3 表 5

<

f <

t

m o

< ov c

ΐ

s

m

w Γ

m

>.

V

A.

1}

fV

r

るのに要する時間を測定したところ、表 5 に示すように、それそれ

1 2 7 秒、 8 4 秒、 4 5 秒、 3 3 秒及び 2 5 秒であった。一方、セル E 1 ~ E 5 に 7 V を印加し、スプレイ配向からベンド配向に要する時間を目視観察により別途測定した結果では、それぞれ 1 秒、 2 秒、 5 秒、 1 8 秒、 3 3 秒であった。

スブレイ配向からベンド配向への転移が容易（高速）な系では、両者のエネルギー差が小さいため、逆にベンド配向からスプレイ配向への転移は遅くなる。

本実施例より明らかなように、ベンド配向からスプレイ配向に転移するのに要する時間が 4 5 秒以上の液晶材料が高速なスプレイ一ベンド転移を示す。

(実施の形態 1 _ 5 )

実施の形態 1 一 5 に係る液晶表示素子は、容量一電圧（ C 一 V ) 特性のヒステリシスの大きさ S に着目して、このヒステリシスの大きさ S が 1 . 0 X 1 0 ⁴ V / m以下である液晶材料を含むことを特徴とするものである。尚、従来は、一般的にはベンド配向モードの液晶表示素子では、ヒステリシスが存在していないと考えられていた。しかし、本発明者が、ベンド配向モードの液晶表示素子の開発実験中において、ヒステリシスが存在してレヽることを見レヽだした。そこで、かかるヒステリシスの大きさ S に着目して鋭意研究した結果、ベンド配向への転移の速い液晶表示素子を得るに至ったものである。以下に、 S ≤ l . 0 x 1 0 ⁴ とする理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。

基板間隔が 9 . 5 〃 mであること以外は実施の形態 1 と同様の構成の空セル 9 を 5 ケ作成し、表 6 に示す液晶材料 L C 2 6 〜 L C 3 0 を真空注入法にて各空セル 9 にそれそれ注入して、テストセル F o 〇

¾ ^ H V ^ ^ブ τ ¾ π ,^； F 5 π ^¾ ~

表 6

テスト液晶材料誘電率異方垂直方向平行方向広がり弾性捻じれ弾性曲げ弾性

セル性△£ の誘電率の誘電率定数 11 定数 Κ22 定数 Κ33 S · 10 ⁴ 時間

ε ε (ρΝ) (ρΝ) (ρΝ) (V/m) (sec)

F 1 LC26 12. 7 4. 1 16. 8 8. 7 5. 6 14. 3 0. 347 2

F 2 LC 27 10. 6 4. 0 14. 6 7. 6 6. 9 15. 6 0. 662 3

F3 LC28 8. 9 3. 8 13. 7 9. 4 7. 1 15. 1 1. 010 7

F4 LC29 9. 2 4. 1 13. 3 10. 3 5. 4 12. 2 1. 107 34

F5 LC30 9. 7 4. 4 14. 1 13. 3 7. 6 14. 7 1. 243 53

¾ S¾ ¾ 5 〜を測定した。尚、セル容量の測定は、精密 L C R メータ（ヒュ一レヅト ' ノッカード社製 H P — 4 2 8 4 A ) を用いて行い、印加電圧波形は正弦波 1 k H z であった。

また、電圧を降下させて、セル容量の時間変化を測定した。尚、電圧を降下させる場合には、一旦 3 0 V (確実にベンド配向に転移する電圧値）を印加し、ベンド配向を目視で確認してから、図 5 の割合で電圧を階段状に降下させた。尚、電圧を降下させる場合には、一旦 3 0 V を印加しベンド配向を目視で確認してから図 5 の割合で電圧を階段状に降下させた。各設定電圧に対するセル F 5 の容量の時間変化は、図 6 及び図 7 に示す。

次に、各設定電圧値での容量を、電圧印加後 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒間の平均容量でもって定義し、容量一電圧（ C — V ) 特性を求めた。このような容量一電圧（ C — V ) 特性をグラフ化したものが図 8 に示されている。ここで、 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒としたのは、特定設定電圧値（図 6 中の 2 . 6 V 、 2 . 7 V ) を除いて、電圧印加後に完全に容量変化が完了しており、容量が安定した時間として、例えば 5 9 5 秒〜 6 0 0 を選んだものである。尚、特定設定電圧値の場合に、容量が増加しているのは、最大スプレイ配向からベンド配向への飛び越し、いわゆる配向の緩和が生じているためである。図 7 に示すように、電圧降下時においても、 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒の平均容量値としたのは、上記電圧上昇時における理由と同様である。但し、図 7 において、容量が減少する特定設定電圧値（図 7 中の 1 . 8 V 、 1 . 6 V ) の場合に、容量が減少しているのは、ベンド配向から最大スプレイ配向への飛び越し、いわゆる配向の緩和が生じているためである。尚、特定設定電圧値は、電圧上昇時においては図 8 のヒステリシスの上限付近の電圧値に相当し、電圧降下時においては図 8 のヒステリシスの下限付近の電圧値に相当する。このことは、スブレイ配向とベンド配向との間には、エネルギー差があることを意味する。

ここで、図 8 における C 一 V ヒステリシス曲線で囲まれる領域の広さはスブレイ配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとの差に対応しており、スブレイ一ベンド転移の容易性に対応している。これは、ベンド配向からスブレイ配向への転移の場合、本来的には電圧を 0 V にすれば自動的に転移する。このことは、配向エネルギ一の観点からすると、ベンド配向からスブレイ配向への転移は、電圧を 0 V とすると、急激に転移が生じるものと考えられ、図 8 において、ライン L 2 は急激に低下していることが分かる。よって、スブレイ配向とベンド配向間における転移は、ライン L 2 が理想である。従って、スブレイ配向からベンド配向への転移を示すライン L 1 は、本来的にはライン L 2 と同様となるべきである。しかしながら、スブレイ配向からベンド配向への転移に要するエネルギーと、ベンド配向からスプレイ配向への転移に要するエネルギーとに差があるため、ライン L 1 は緩やかに立ち上がる。よって、ライン L 1 がライン L 2 に近づく方が、スブレイ配向からベンド配向への転移が容易であると考えられる。

いま、この領域の広さ S を、以下の第 1 式で定義し、広さ S を算出した。

J ^b (CBS-CSB)dv

(1 )

(レ max-Cmm)

尚 a はヒステリシスの認められる電圧下限 [ V ] を、 b はヒステリシスの認められる電圧上限 [ V ] を表し、 C BS はベンドからスプレイへの変化時のセル容量 [ p F ]、 C SB はスプレイからベンドへの変化時のセル容量 [ p F ] を表している。また、 C m a x、 C m i nはそれそれセルの最大容量 [ p F ]、最小容量 [ p F ] を表し L は液晶層厚 [ m ] を表している。

他のテストセルについても、測定した C 一 V特性より S値を求めた。上記算出結果を上記表 6 に示す。

一方、これらのセルについて、 7 V矩形波を印加した時のスプレィ配向からベンド配向への転移に要する時間を目視観察した結果を上記表 6 に併せて記す。

表 6 から明らかなように、 S ≤ l . 0 X 1 0 ⁴ V / mの液晶材料が高速なスプレイ一ベンド転移を示す。

本実施の形態 1 — 5 における S 値は、（配向膜のアンカリングェネルギ一 A /弾性定数 K ) の関数であり、液晶材料のプレチルト角によっても変化する。特にプレチルト角を大きくすると S値は小さくなり、スプレイ — ベンド転移が容易になる。

(実施の形態 1 一 6 )

実施の形態 1 一 6 では、液晶材料がピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエニル系からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶系を含有していることを特徴とするものである。以下に、材料を特定した理由を、本発明者の実験結果に基づき詳細に説明する。

基板間隔が 5 . 5 z mであること以外は実施の形態 1 一 1 と同様の構成の空セル 9 を 3 ケ作成し、表 7 に示す液晶材料 L C 3 1 〜 L C 3 3 を真空注入法にて各空セル 9 にそれそれ注入して、テストセル G 1 〜 G 3 を作製した。また、表 7 に示す液晶材料 L C 4 0 を真 t

〇〇

m

次に、各テストセル G 1 ~ G 3 , J にお互いの偏光軸方向が直交するよう偏光板を貼合し、 Ί V 矩形波の電圧を印加しながらスプレィ配向からベンド配向への転移を目視観察し、全電極領域がスプレィ配向からベンド領域へと転移するに要する時間を求めたので、そ

5 の結果を上記表 7 に示す。

表 7 より明らかなように、ジォキサン系液晶ゃビフエニル系液晶およびピリミジン系液晶は高速な転移を示すことが分かる。これは、これら液晶の広がりの弾性定数 K 1 1 がフエニルシクロへキサン系液晶に比べて、相対的に小さいことによるものと思われる。このこ

1 0 とは、その他ェ夕ン系液晶などにも当てはまる。

通常の液晶組成物は液晶温度範囲、屈折率異方性、および誘電率異方性などの調整のため、数種〜 2 0 種の液晶化合物の混合物で構成されるが、本実施の形態の結果よりピリミジン系液晶ゃジォキサン系液晶あるいはビフエニル系液晶を含む液晶組成物が高速なスプ

1 5 レイ一ベンド転移を示すことは明らかである。

一般に、異種骨格の液晶分子の混合により液晶組成物の弾性定数は、各液晶分子の弾性定数の、加成性で計算される値よりも小さな値になるため、ピリミジン系液晶、ビフエニル系液晶あるいはジォ

S — 2 4 6 をスピンコート法にて塗布し、恒温槽中 1 5 0 °C、 1 時間硬化させ配向膜 3 、 6 を形成する。その後、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し、積水フアインケミカル（株）製スぺ一サ 5 、およびストラクトポンド 3 5 2 A ( Ξ 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 . 8 m となるように貼り合わせ、空セル 9 を 5 ケ作成した。

この時、ラビング強度を変化させて、それぞれの液晶プレチルト角が異なるようにした。

次いで、表 8 に示す液晶材料 L C 3 4 を真空注入法にて各空セル 9 にそれそれ注入して、テストセル H I 〜 H 5 とした。

'

Si

> ά

Θ 表 8

< 一

I

3

r m N

'

W> a Θ

コ

¾ a- 入

か

向からベンド領域へと転移するに要する時間を求めたので、この結果を表 9 に示す。尚、別途測定した液晶プレチルト角も、併せて表 9 に記す。

表 9

表 9 より、高速なスプレイ一ベンド転移を起こさせるためには、プレチルト角として 2 度以上が好ましいことが分かる。これは、ブレチルト角が大きいと、電圧印加によるスプレイ配向の変位が大きく、そのため、スプレイ一ベンド転移が容易に起こるからである。尚、プレチルト角を大きくすることにより、駆動電圧を低減でき、更に初期化電圧を低減できるという効果も奏する。

尚、参考までに述べると、高すぎるプレチルト角は、プレチルト角の安定性や電圧一透過率特性の安定性に懸念が生ずるため、適切なプレチルト角を設定する必要がある。従って、ブレチルト角の安定性等を考慮すれば、プレチルト角は、 2 度以上、 6 度以下とするのが、望ましレヽ。 ( その他の事項）

本発明は上記実施の形態 1 一 1 〜実施の形態 1 一 7 に限定されるものではなく、実施の形態 1 一 1 〜実施の形態 1 一 7 を任意に組み合わせるようにしてもよい。

また、本発明に係る液晶表示素子においては、負の位相補償板であっても、正の補償位相板であってもよい。但し、表示特性の点からすれば、負の位相補償板の方が望ましい。

また、位相補償板は、一対の基板の外側にそれそれ配設されていてもよく、また、一方の基板の外側にのみ配設されていてもよい。

[第 2 の形態 ]

以下、図面を参照て、第 2 の形態に係る発明について説明する。前記第 1 の形態においても述べたように、 0 C Β モ一ドの液晶表示素子は、初期化電圧を加えると、以下に示すように液晶表示素子内液晶のダイレクタ分布が過程を絰てスプレイ配向からベンド配向へと変化する。

図 2 6 は、代表的な 0 C Β モード型液晶表示素子に、電圧を 0 → V 1 → 2 → V 3 → V 4 → V 5 ( 0 < V 1 < V 2 < V 3 < V 4 < V 5 ) と順次増加させて加えてしてレ、つたときの、液晶層内の液晶ダィレク夕の動きの印加電圧による相違を模式的に（大よその傾向として）表したものである。

なおこの場合、左右（本図での左右。従って使用状態では表と裏等）両配向膜界面での液晶プレチルト角（電圧無印加時での液晶ブレチルト角）の初期値は同一に設定してある。

以下、本図をもとに、この配向の変化の内容を説明する。

図 2 6 ( a ) は、電圧無印加のときの液晶の配向状態（スプレイ配向）を表している。この場合には当然セル中央の液晶ダイレクタは基板に水平である。

図 2 6 ( a ) から図 2 6 ( g ) において、 ▼印は液晶ダイレクタが配向膜（基板）に水平である液晶層厚み方向の位置を表している。

いま、（ a )の状態の液晶表示素子に閾値以上の電圧 V 1 を印加すると、動きを拘束する配向膜から離れているため一番動き易いセル中央の液晶分子が最初に（ b ) に示す如く傾き、それに伴い一方（図では左側）の配向膜界面での液晶ブレチルト角は増大し、他方（図では右側）の配向膜界面での液晶プレチルト角は減少する。そしてこのとき、基板に水平な液晶ダイレク夕が存在する位置は低プレチルト側の配向膜界面に近づく。

( c ) 及び（ d ) は、更に電圧が加わった（高くなつた）場合であり、図示の左側の高プレチルト配向膜 3 界面でのプレチルト角は更に大きくなつており、図の右側の低プレチルト配向膜 4 界面でのプレチルト角は更に小さくなつている。更に電圧を上げた（ d ) においては、基板に水平なダイレク夕方位を有する液晶分子は殆ど低プレチルト配向膜界面近傍に存在することとなっている。

( e ) は、電圧 V 4 の印加によるベンド転移直前の配向状態を表し、（ f )は電圧 V 5 印加によりベンド配向となった時点での配向状態を表している。（ e )においても配向膜に平行なダイレクタ方位を有する液晶分子は存在するが、（ f )においては配向膜に平行なダイレクタ方位を有する液晶分子は存在しない。

一旦（ f ) の配向状態となった液晶表示素子は、（ g ) に示される配向状態（定常状態）に速やかに移行する。

以上の転移メカニズムより、速やかなスプレイ一ベンド転移がなされるためには、液晶層中央付近で液晶ダイレクタ方位が配向膜（基板）に垂直（直交）になっていることと、一方の配向膜界面でのブレチルト角が小さくなつていることが重要であることが分力ゝる。逆に言うならば、かかる如くすることにより速やかなスプレイ一ベンド転移がなされることとなる。

即ち、このため、本発明はこのスプレイ一ベンド転移を速やかに起こさせるべく、液晶層中央付近での液晶ダイレク夕方位や配向膜界面でのプレチルト角を最適とすべく種々の手段を講じているものである。

以下、第 2 の形態に係る発明を実施例に基づいて説明する。

(第 1 実施例）

図 1 0 は、本発明に係る液晶表示素子の第 1 実施例の断面構成を概念的に示したものであり、スブレイ一ベンド転移時間の実験に用いたテストセルである。

本実施例の液晶表示素子の製作（製造）であるが、まず透明電極 1 0 2 、 1 0 7 を有する 2 枚のガラス基板 1 0 1 、 1 0 8 上に日産化学工業製配向膜塗料 S E — 7 4 9 2 をスピンコート法にて塗布し 1 8 0 の恒温槽中で 1 時間硬化させて配向膜 1 0 3 、 1 0 6 を形成した。

その後、レーヨン製ラビング布を用いて各画素毎に図 1 1 ( a ) に示す方向にラビング処理を施し、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ及びストラクトボンド 3 5 2 A (三井東圧化学（株）製シ —ル樹脂の商品名）を用いて基板間隔が 6 . 5 m となるように貼り合わせ、本実施例の液晶セル（以下、この液晶セルを液晶セル A とする）を作成した。

このとき図 1 1 に示す図 1 0 での上側の配向膜 1 0 3 のラビング処理は、図 1 1 ( a ) の上側に示す如く、各画素とも全面同一とした。一方、下側の配向膜 1 0 6 のラビング処理は、一旦上側の配向膜側と同一方位にラビング処理を行った後、マスクラビングの手法を用いて図 1 1 ( a ) の下側に示すごとく右端のみ部分的に逆方向に行った。

同様に、本実施例の変形例（応用例）として図 1 1 ( b ) 及び図 1 1 ( c ) の各下側に示されるように、逆方向ラビング領域の形状、配置が各上側と異なる液晶セルを作製した。これらをそれそれ液晶セル B 、液晶セル C とする。

次に、液晶 M J 9 6 4 3 5 を真空注入法にて上記液晶セル A 、 B 、 C 内に注入し、テストセル A 、 B 、 C とした。尚、図 1 0 において、 1 0 5 は液晶層、 1 0 4 はスぺ一サを示している。

最後に、各テストセルに、その偏光軸が配向膜のラビング処理方向と 4 5 度の角度をなし、かつ、お互いの偏光軸方向が直交するように偏光板を上下から貼合し（前掲の「次世代液晶ディスプレイ技術」の図 1 . 2 にも記載されている周知技術であり、また煩雑となる等のため、図 1 0 と図 1 2 では示していない。）、電圧を印加しながらスプレイ配向からベンド配向への転移を観察した。

( 比較例）

比較例として、先の第 1 実施例と同じ構造かつ製造方法ではあるが、図 1 2 に示す如く上下の配向膜ともども逆方向ラビング領域を全く有しない点が異なる液晶セルを作製した。すなわち従来技術のスプレイ配向液晶セルを作製し、更に上述の液晶 M J 9 6 4 3 5 を封入してテストセルを製作した。このテストセルを R とする。

このテストセル R に 7 V 矩形波を印加したときに、全電極領域がスプレイ配向からベンド配向へと転移するに要する時間を観察した ' 表 1 0 に実施例の各テストセル及び比較例に 7 V矩形波を印加したときに、全電極領域がスプレイ配向からベンド配向へと転移するに要する時間を示す

表 1 0

本表より明らかなように、比較例は 4 2 秒であるのに本発明に係る液晶表示素子の実施例 1 及びその変形例 A、 B 、 C は、スプレイ配向からベンド配向への転移が各 5 、 4 、 7 秒と速やかである。

この理由であるが、図 2 の（ a )、 ( b ) 及び（ c ) の何れの場合においても、下方の配向膜側の 2 つのラビング領域の境界部分では、液晶ダイレクタがテストセル基板面、そして配向膜面に水平となる部分が存在するため、初期段階より図 2 6 の（ e ) や（ f ) での低ブレチルト配向膜界面があらかじめ形成されていることにある。図 1 3 を参照して、更に考察する。図 1 3 は図 1 1 ( a ) の相異なる方向の 2 つのラビング領域の境界部分の拡大図である。図 1 3 において、参照符号 S は境界部分示す。この境界部分 S の左右両側の液晶層領域の配向状態を考察すると、境界部分 S の左側液晶層領域では、配向膜 1 0 3 と配向膜 1 0 6 のラビング方向が同一であるため、スブレイ配向状態となっている。一方、境界部分 S の右側液晶層領域では、配向膜 1 0 3 と配向膜 1 0 6 のラビング方向が逆であるため、ホモジニァス配向状態となっている。よって、かかる境界部分 S は、スブレイ配向領域 S 1 とホモジニァス配向領域 S 2 に挟まれた領域である。この場合、境界部分 S の配向膜 1 0 6 の界面近傍には、液晶ダイレクタが基板に平行となる部分が存在すると考えられる。なぜなら、液晶が連続体であることを考慮すれば、配向膜 1 0 6 の界面近傍において、プレチルト角が正の領域と負の領域に挟まれた境界部分 S では必ず液晶ダイレク夕が基板に平行となる部分が存在すると考えられるからである。そして、配向膜 1 0 6 の界面近傍に、液晶ダイレクタが基板に平行となる部分が存在することから、境界部分 S での配向膜 1 0 6 界面では、プレチルト角が小さくなつている。よって、初期段階より図 1 8 の（ e ) や（ f ) での低プレチルト配向膜界面があらかじめ形成されていることになる，このため、境界部分 S で、スプレイからベンドへ転移する核の発生が容易となり、この結果、スプレイ配向からベンド配向へ容易に転移することになる。

なお、本実施例の液晶層の配向状態について着目すれば、図 1 4 に示すようにスプレイ配向領域 S 1 とホモジニァス配向領域 S 2 の間に境界部分 S が介在している構成となっている。従って、液晶層について図 5 に示す構成の配向状態が得られれば、スブレイ配向からベンド配向への転移を容易にすることができるものと考えられるそして、かかる配向状態の液晶層を構成するため、本実施例では配向膜 1 0 6 のラビング処理として配向膜 1 0 3 と同一方向のラビング処理と逆方向のラビング処理を行ったものである。

こうして、本実施例では、液晶ダイレク夕の変位が極めてスムーズに進行するため、高速なスプレイ一ベンド転移を実現することができる。（なお、ここに重要なことは、液晶ダイレクタがテストセルの配向膜面に水平であるということよりも、結果としてその近傍にわずかに傾いた液晶ダイレク夕が存在するということである。）なお、ここにおいて、配向膜表面での液晶ダイレク夕が配向膜面に完全に平行な領域ではベンド配向が速やかには形成されないため表示領域端部あるいは表示領域外、例えばブラックマトリックス部に配設することが好ましい。

また、本実施例では液晶プレチルト角の大きさを上下配向膜（基板）側でほぼ同一となるようにしたが、後の実施例に示すように上下配向膜面での液晶プレチルト角が異なるようにしていても良いのは勿論である。

(第 2 実施例）

本実施例の液晶表示素子のスプレイ一ベンド転移時間の実験に用いたテストセルは、その機械的部分の構成、構造は図 1 0 に示す先の実施例と同じである。

次に、セルの製作であるが、透明電極 1 0 2 、 1 0 7 を液晶側面に有する（付着させた） 2 枚のガラス基板 1 0 1 、 1 0 8 上に、 J S R株式会社製配向膜塗料 A L — 0 6 5 6 をスピンコート法にて塗布し、更に 1 8 0 °C の恒温槽中で 1 時間硬化させて配向膜 1 0 3 、 1 0 6 を形成した。

その後、図 1 6 に示すように各画素表面を 2 つの部分（領域）に分割し、各部分は相向きあう方向にレーヨン製ラビング布を用いラビング処理を施した。

しかる後、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ 5 及びストラクトボンド 3 5 2 A (≡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 8 . 5 m となるように貼り合せて、液晶セル ( 以下、この液晶セルを以下液晶セル D とする）を作製した。なおこの際、図に示すごとく、両基板上の配向膜のラビング方向が 1 8 0 度異なった 2 つの領域の分割は、上下とも丁度液晶表示素子の真中でなした。

次に、液晶 M J 9 6 4 3 5 を真空注入法にてこの液晶セル D 内に注入し、テストセル D とした。

テストセル D に 7 V矩形波を印加したときの、全電極領域がスブレイ配向からベンド領域へと転移するに要する時間は 5 秒であり、極めて高速なスプレイ一ベンド転移が確認された。

本実施例においては、テストセル D の 2 つの配向分割領域の境界部分近傍では液晶ダイレクタがテストセル基板面に水平となる部分が存在するため、初期段階より図 2 6 ( e ) や（ f ) に示す低ブレチルト配向膜界面が形成されていることとなる。そのため、液晶ダィレクタの変位が極めてスムーズに進行するため、高速なスプレイ — ベンド転移が実現されると思われる。

なお、配向分割領域の形成に当たっては、対向する 2 つの基板上配向膜のラビング処理の分割位置を上下で異ならせても良いことは言うまでもない。この際、素子中には、 2 つのスプレイ配向領域と、それらの領域に挟まれたホモジニァス配向（平行配向）領域が形成されることとなる。そして、この際の液晶表示素子内の液晶ダイレクタの分布を図 1 6 に示す。

この場合、一方の配向膜表面近傍の領域及び他方の配向膜表面近傍の領域では、液晶ダイレク夕が基板面に対して水平となっており、転移時間 5 秒という高速なスプレイ一ベンド転移が確認された。

この液晶ダイレク夕が基板面に対して水平となっている様子を、図 2 7 に概念的に示す。

図 1 7 を参照して更に詳述すれば、本実施例 2 の液晶層においては、スプレイ配向領域 S 1 とホモジニァス配向領域 S 2 間に境界部分 S が存在する配向状態が、基板に平行方向に 2 層形成されている。従って、図 1 4 の構成が 2 つ存在していることになる。そのため、各境界部分 S において、それそれスプレイからベンドへ転移する核が発生することになり、実施例 1 に比べて更に高速転移可能な液晶表示素子を得ることが可能となる。

(第 3 実施例）

本発明に係る液晶表示素子のスプレイ一ベンド転移時間の測定に用いた第 3 実施例のテストセルの機械的部分の構成、構造は、図 1 0 に示すものと同じである。次に、セルの製作であるが、まず透明電極 1 0 2 、 1 0 7 を有する 2 枚のガラス基板 1 0 1 、 1 0 8 上に日産化学工業製配向膜塗料 S E — 7 4 9 2 をスピンコート法にて塗布し、 1 8 0 °Cの恒温槽中で 1 時間かけて硬化させることにより配向膜を形成した。その後、レーヨン製ラビング布を用いて図 1 2 に示すように上下の配向膜とも全面同じ方向にラビング処理を施した。

ただし、上側の配向膜 1 0 3 のラビング処理は相対的にラビング密度を下げて液晶プレチルト角が 8 度となるようにし、下側の配向膜 1 0 6 のラビング処理は逆に相対的に密度を上げて液晶プレチルト角が 2 度となるようにした。

なお、ラビング処理の密度とプレチルト角の関係であるが、これは配向膜や液晶の具体的な材質、その他膜の形成手順や熱処理等に応じて最適な圧、速度、口一ラ径、手順、ラビング材等が採られるのは勿論である。

ただし、この最適な内容を個々の手順に応じて求めることは特に困難なことでなく、また各種パラメ一タゃラビング密度や強度の定量化は、例え'ば前掲の「液晶ディスプレイの最先端」の「 8 」、「 1 0 . 1 1 」、「 1 0 . 1 2 」等に大まかではあるが記載されている周知技術でもある。このため、この内容についての説明は省略する。

その後、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ及びストラクトボンド 3 5 2 A (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 8 . 5 m となるように貼り合わせ、液晶セルを作製した。この液晶セルを液晶セル E とする。

更に、液晶 M J 9 6 4 3 5 を真空注入法にて液晶セル E に注入した。

その後、各テストセルとしての液晶セル E に、その偏光軸が配向膜のラビング処理方向と 4 5 度の角度をなし、かつ、お互いの偏光軸方向が直交するように偏光板を貼合し、電圧を印加しながらスプレイ配向からベンド配向への転移を観察した。

テス卜セル E に 7 V矩形波を印加したときに、全電極領域がスプレイ配向からベンド領域へと転移するに要する時間は 3 秒であり、非常に高速であった。

本実施例における液晶表示素子のスブレイ配向は、そのブレチルト角が上下基板で非対称となっているため、最も動き易い液晶層中央での液晶ダイレク夕方位は配向膜面に対して傾斜して配向していることとなる。従って、電圧印加による液晶ダイレク夕分布の変位の方向が印加前に既に決まっており、このため電圧印加と同時に速やかにスプレイ配向からベンド配向への変位が進行するものと思われる。

更に、この際、一方の配向膜界面でのプレチルト角が他方の配向膜面でそれよりも小さく、界面での液晶ダイレクタが基板面に水平になりやすいこともベンド転移を加速する要因の一つになっているものと思われる。

そして特に、低プレチルト角側配向膜界面でのプレチルト角は、高プレチルト角側配向膜界面でのプレチルト角との差が 3 度以上のときにその効果が認められた。なお低プレチルト角側配向膜界面でのプレチルト角としては、 3 度以下が好ましく、より好ましくは 2 度以下であるのが観測の結果確かめられた。

(第 4 実施例）

図 1 8 は、本発明に係る液晶表示素子の第 4 実施例の断面構成を概念的に示した図である。

本図において、 6 1 3 は下側配向膜に突出して形成された凸形状物である。

以下、図 1 9 〜図 2 1 を用いてこの凸形状物の製造プロセスを説明する。

さて、この凸形状物の製作であるが、まず透明電極を有するガラス基板上に J S R 株式会社製 P C 系レジスト材料を塗布して厚さ 1 Ai m のレジスト薄膜を形成する。

次にレジスト薄膜に、矩形状のパターンの開口部を設けたフォトマスクを通して、平行光紫外線で照射露光する。この様子を図 1 9 に示す。本図において、 7 0 1 はフォトマスクであり、 7 0 2 はフオトマスク開口部であり、 7 0 4 は平行紫外線であり、 7 2 はレジスト薄膜である。

更に、平行光で露光された上記レジスト薄膜を現像、リンスし、 9 0 °Cでプリべークして断面が凸状の形状物を形成する。この様子を図 2 0 に示す。本図においては、配向膜上に等間隔で平行な凸状の形状物 8 1 3 が形成されている。

次に、上記レジスト薄膜材料のガラス転移点以上の 1 5 0 °C でポストべ一クして凸形状物 9 1 3 の肩をなだらかに順方向に傾斜させて、図 2 1 に示すようにその断面形状を山の様にした。

その後、透明電極を有するガラス基板及び上記凸形状物の形成されたガラス基板上に日産化学工業製配向膜塗料 S E — 7 4 9 2 をスピンコート法にて塗布し、 1 8 0 °Cの恒温槽中で 1 時間硬化させて配向膜 3 、 6 ( ただし、図 1 9 ~ 2 1 では図示していない）を形成した。

なおここに、凸状の形状物の表面に配向膜を設けたのは、液晶の配向性能を考慮したものである。

更にその後、レーヨン製ラビング布を用いて図 3 に示す方向にラビング処理を施し、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ及びストラクトボンド 3 5 2 A (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 6 . 5 m となるように貼り合わせ、液晶セルを作成した。この液晶セルを液晶セル F とする。このとき、配向膜界面での液晶プレチルト角が約 5 度となるようなラビング密度でラビング処理を行った。

次に、液晶 M J 9 6 4 3 5 (屈折率異方性 Δ η = 0 . 1 3 8 ) を真空注入法にて液晶セル F に注入し、テストセル F とした。

しかる後、このテストセル F に、その偏光軸が配向膜のラビング処理方向と 4 5 度の角度をなし、かつ、お互いの偏光軸方向が直交するように偏光板を貼合し、 7 V矩形波を印加してスプレイ配向からベンド配向への転移を観察したところ、約 7 秒で全電極領域がスプレイ配向からベンド領域へと転移した。

この理由であるが、凸形状物 8 1 2 上部では、ラビング処理による擦り上げ部と擦り下げ部が存在するため、結果として液晶プレチルト角の符号が反対の領域が出来る。即ち、この凸形状部の近傍では液晶ダイレクタが基板面に水平になっており、第 1 実施例〜第 4 実施例と同様の理由で、高速なスプレイ一ベンド転移が達成されたものと思われる。

この液晶ダイレク夕が基板面に水平になっている様子を、図 2 8 に概念的に示す。

なお、凸形状物としては、その断面形状は本実施例の如く台形状のものに限定されるものではない。その他三角状、半円状でも良いのは言うまでもないことである。

また、配向膜表面に同様の断面形状を有する凹部を作製しても類似の効果が得られるのは勿論である。

(第 5 実施例）

図 2 2 に、本発明に係る液晶表示素子の第 5 実施例の構成を概念的に示す。

本図において、 1 1 0 は正の一軸性（ n x > n y = n z ) フィルムであり、 1 1 1 と 1 1 4 は負の二軸性（ n X ~ n y > n z ) フィルムであり、 1 1 2 と 1 1 5 はノヽイブリヅド配列した（ n Z 軸が光線方向及びこれに直交する方向に存在することとなる。図 2 9 に概念的に示す。）負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相差板である。

先の第 4 実施例で作成したテストセル F に、主軸がハイブリツ卜配列した負の屈折率異方性もつ光学媒体よりなる位相差板 1 1 2 、 1 1 5 、負の二軸性位相差板 1 1 1 、 1 1 4 、正の一軸性位相差板 1 1 0 、偏光板 1 1 3 、 1 1 6 を図 2 3 に示す配置で貼合し、液晶表示素子 F を作成した。（本図において、負の二軸性位相差板の主軸 N z 方向は基板に直交している。）

このときの位相差板 1 1 2 、 1 1 5 、 1 1 1 、 1 1 4 、 1 1 0 のリタ一デ― シヨン値（ _{r e} t a r d a t i o n、長軸方向と短軸方向の屈折率の差と厚みの積）は波長 5 5 0 n mの光（視覚性良好な緑色）に対して、それそれ 2 6 n m、 2 6 n m、 3 5 0 n m、 3 5 O n m及び 1 5 0 n mであった。

図 2 4 は、 2 5 °Cにおけるこの液晶表示素子 F の正面での電圧一透過率特性を示した表である。

1 0 Vの矩形波電圧を 1 0 秒印加してベンド配向を確認した後、電圧を降下させながら測定した。

なお、本液晶表示素子ではベンド配向からスプレイ配向への転移が 2 . I Vで起こるため、実効的には 2 . 2 V以上の電圧で表示を行う必要がある。

図 2 5 は 2 . 2 V印加時の輝度を 7 . 2 V印加時の輝度で除したコントラスト値（白と黒の光透過率の比）の視角依存性を表したものである。上下 ± 6 0 度、左右 ± 8 0 度以上でコントラスト値 1 0 が達成されており、基板配向膜面上に液晶ダイレクタ方位が周囲とは異なる部位を一部設けても、充分な広視野角特性が維持されることが確認された。

また、 3 V—→ 5 V間の応答時間を測定したところ、立ち上がり時間は 5 ミリ秒、立ち下がり時間は 6 ミリ秒であった。

以上より明らかなように、本発明の液晶表示素子は、従来の 0 C

B モードの広視野角特性や応答特性を犠牲にすることなく、高速なスプレイ — ベンド配向転移を達成することが可能であり、その実用的な価値は極めて大きい。

以上、本発明をその実施の形態そして幾つかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明は何も以上の実施例に限定されないのは勿冊でめる。すなわち、例えば以下のようにしてもよい。

( 1 ) 配向処理は、マスク方式のラビング処理でなく、他のものとしている。

具体的には、配向性膜に偏光した紫外線を照射して配向膜の分子鎖に異方性を生じさせる等光や熱で配向性を与える等である。また、将来何か新しい方法が開発されたならば、その方法としている。 ( 2 ) 第 1 実施例において、ラビング方向が 1 8 0 ° 異なる部分は、画素の表示領域外、例えば表示面側基板に設けられたブラックマトリックス部に設けるものとし、これにより各画素毎にその領域内での一層の均等な表示を図っている。

更に、処理の都合で完全に反平行でなく、最大 5 ° のずれがある。

( 3 ) 第 2 実施例においても、ホモジニァスな領域を表示領域外に設けている。

( 4 ) 第 3 実施例においても、上下の配向膜の配向処理を上側はレ — ヨン布等による本来のラビング、下側は光による等処理の内容をかえている。あるいは、将来の技術開発のもとで、一方の配向膜のみラビング処理を施している。

( 5 ) 第 4 実施例において、凸状突起物は基板表面でなく、その表面の配向膜の表面に設けている。更に、その製法も蒸着等他の方法である。

( 6 ) 同じく、凸状突起物は、平行線状でなく、格子点状である。更に、将来の技術開発のもとで、この突起物に配向性を向上させる何等かの処理を施している。

[第 3 の形態 ]

(実施の形態 3 — 1 )

実施の形態 1 に係るスプレイ — ベンド転移時間の評価法は、以下の ①〜 ④の工程により行う。 ①スプレイ配向を示すホモジニァスセルに電圧を印加する。 ②電圧印加後のセル容量の時間変化をモニ夕一する。 ③モニタ一の結果より、電圧印加時から容量変化の屈曲点に到達するまでの時間 T 1 、又は電圧印加時から容量変化の飽和点に到達するまでの時間 T 2 を求める。 ④上記の時間 T 1 又は時間 T 2 を評価指標として、スプレイ — ベンド転移時間を評価する。

このような実施の形態 3 — 1 に係る評価法により、容易で且つ信頼性の高い転移時間の評価を行うことができる。以下に、その理由及び評価法の詳細を、本発明者の実験結果に基づき説明する。

図 3 0 は実施の形態 1 に係るスプレイ — ベンド転移時間の評価法に使用したテスト用の液晶セルの構成図である。この液晶セルは、電圧無印加時にはスプレイ配向を示すホモジニァスセルであり、電圧印加によりベンド配向に配向転移がなされるベンド配向モ一ドの液晶セルである。上記液晶セルを、以下の方法で製造した。

先ず、透明電極 2 0 2 、 2 0 7 を有する 2 枚のガラス基板 2 0 1 、 2 0 8 上に日産化学工業製配向膜塗料 S E — 7 4 9 2 をスピンコ一ト法にて塗布し、恒温槽中 1 8 0 °C、 1 時間硬化させ配向膜 2 0 3 、 2 0 6 を形成する。その後、レ一ヨン製ラビング布を用いて、配向膜 2 0 3 、 2 0 6 の表面に、図 3 1 に示す方向にラビング処理を施す。尚、図 3 1 におレヽて、 2 1 5 は基板 1 側のラビング方向、 2 1 6 は基板 2 0 8 側のラビング方向を示す。

次いで、積水ファインケミカル（株）製スぺ一サ 2 0 5 、およびストラクトボンド 3 5 2 A ( 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 . 3 〃 m となるように貼り合わせ、空セル 9 を 2 ケ作成した。次に、液晶層 2 0 4 を構成すべく表 1 1 に示す物性値を有する液晶材料 L C 2 、 L C 4 を真空注入法にて各空 t

¾ o o 表 1 1

テストセル A、 B に 1 0 V を印加して、セル容量の時間変化を測定した。測定結果を、図 3 2 に示す。尚、セル容量の測定は、精密 L C R メータ（ヒューレット ' ノ ^ ッカード社製品番 H P — 4 2 8 4 A ) を用いて行い、印加電圧波形は正弦波 1 k H z であった。

図 3 2 において、点 a、 a ' はスプレイ配向中にベンド配向の核が発生し始めたポイントであり、線分 a b 、及び線分 a ' b ' の各傾きは核成長の速度に対応している。また、点 c 、 c ' はセル全域にわたつてベンド配向が形成されたポイントである。この図 3 2 より、電圧印加時から容量変化の屈曲点に到達するまでの時間 T 1 、電圧印加時から容量変化の飽和点に到達するまでの時間 T 2 のいずれも、セル B よりもセル Aの方が、短いことが認められる。よって、セル B よりもセル Aの方が、転移が容易であると評価することができる。

このような時間 T 1 又は T 2 を用いることにより、スブレイ配向からベンド配向への転移時間を評価できるのは、以下の理由による。即ち、図 3 3 ( a ) に示すように、スプレイ配向 2 2 0 を示す液晶セルに、一定電圧を印加すると、一定時間経過後に図 3 3 ( b ) に示すように、スプレイ配向 2 2 0 の全領域のうちの一部にベンド配向の核 2 2 1 が生じる。そして、このベンド配向の核 2 1 がセル全領域に成長していき（図 3 3 ( c ))、ベンド配向が形成されることが知られている。従って、ベンド核の発生が速いこと、及び核成長速度が速いことが、配向転移が速いことを意味すると考えられる。

一方、上記配向の変化は、その変化に応じてセルの容量変化として表れる。そして、ベンド配向の核が生じる時点は、容量変化曲線上では、容量が変化する屈曲点に対応することになる。また、セル全領域がベンド配向になる時点は、容量変化曲線上では、容量変化後に容量変化が増加して一定値に飽和する飽和点に対応することになる。従って、スプレイ配向からベンド配向への転移時間につき、電圧印加時から屈曲点に至るまでの時間 T 1 、又は電圧印加時から飽和点に至までの時間 T 2 を、転移時間の評価指標とすることがでぎる。

尚、図 3 2 から明らかなように、本実施の形態 3 — 1 によれば、ベンド配向の核発生に要する時間、核成長の速度、ベンド配向に要する時間をそれぞれ別個に測定することができ、その実用的価値は極めて大きい。

上記の例では、印加電圧として 1 0 V 、 1 k H z 正弦波を印加したが、他の電圧値、波形の電圧を印加しても良いことは言うまでもない。また、本実施の形態 3 — 1 の測定結果は、目視観察結果と一致していることを確認している。

次いで、上記実施の形態に係る評価指標を自動的に計測する評価装置 3 0 について説明する。図 3 4 は本実施の形態に係る評価装置の構成を示すブロック図である。この評価装置 2 3 0 は、キーポ一ドゃマウス等の入力操作手段 2 3 1 と、液晶セルの容量を測定する容量測定装置 2 3 2 と、プリンタゃプロッタ等の印字手段 2 3 3 と、 C R T や液晶ディスプレイ等の表示手段 2 3 4 と、 C P U ( 中央処理回路） 2 3 5 とを有する。容量測定装置 2 3 2 は、例えば精密 L C R メータ（ヒューレット ' ノヅカード社製品番 H P — 4 2 8 4 A ) であり、液晶セルに所定の電圧を印加する電圧印加手段 2 3 6 と、液晶セルの容量変化を測定するセル容量測定手段 2 3 7 とを有する，また、前記 C P U 2 3 5 には、システムプログラムや演算プロダラム等が予め記憶された R 0 M ( リードオンリメモリ） 2 3 8 、 R A M ( ランダムアクセスメモリ） 2 3 9 、図 3 5 に示すように液晶セルへの電圧印加時からの測定時間 t i とセル容量値 c i とを関連づけして記憶するテーブル 2 4 0 、タイマ T M 1 及びタイマ T M 2 が接続されている。タイマ T M 1 は、期間 W 1 毎にセル容量読み出し期間を示す信号を C P U 2 5 に導出するセル容量サンプリング告知用のタイマである。また、タイマ T M 2 は、テストセルへの電圧印加時からの現在時間の告知用の夕ィマである。

図 3 6 〜図 3 8 は評価装置の動作を示すフローチャートである。この図 3 6 〜図 3 8 を参照して、評価装置の評価動作について説明する。先ず、ステヅプ s i において、モード 1 〜モード 6 のいずれかのモードの入力があつたか否かが判断される。ここで、モード 1 は実施の形態 1 に対応するモードであり、モード 2 は後述する実施の形態 2 に対応するモードであり、モード 3 は後述する実施の形態 3 のうち配向緩和時間 T 3 に対応するモードであり、モード 4 は後述する実施の形態 3 のうち配向緩和時間 T 4 に対応するモ一ドであり、モード 5 は後述する実施の形態 3 のうち電圧上昇時におけるセル容量変化率 E に対応するモードであり、モード 6 は後述する実施の形態 3 のうち電圧下降時におけるセル容量変化率 E に対応するモ — ドである。

なお、モードの設定は、入力操作手段 2 3 1 を操作して予め定めたコード信号を入力すればよい。

モード入力があつたときは、ステップ s 2 に移り、モード 1 か否かが判断され、 Y e s であれば、モード 1 の処理が実行される。 N o であれば、ステップ s 3 に移ってモード 2 か否かが判断され、 Y e s であれば、モード 2 の処理が実行される。以下、同様にしてモ — ド入力に応じた処理が実行される。

次いで、本実施の形態 1 に対応するモード 1 の処理について説明する。このモード 1 の具体的な処理動作は、図 3 7 及び図 3 8 に示されている。先ず、ステップ n 1 において、液晶セルに一定電圧 V a を印加する。具体的には C P U 2 3 5 は電圧印加手段 2 3 6 に一定電圧 V a を示す指令信号を導出する。これにより、電圧印加手段 2 3 6 は液晶セルに一定電圧 V a を印加する。これと共に、セル容量測定手段 2 3 7 は液晶セルの容量変化の測定を開始する。尚、セル容量測定手段 2 3 7 は、測定開始前に電圧無印加時における液晶セルの容量値を予め測定しており、このときの容量値は C P U 2 3 5 に読み出され、テーブル 2 4 0 に記憶されている。なお、一定電圧値 V a は、一般的に液晶セルがスプレイ配向からベンド配向に転移可能な電圧値として考えられている範囲内の電圧値である。これは、例えば 1 [ V ] 程度の小さい電圧値を液晶セルに長時間に亘って印加してもスプレイ配向からベンド配向に転移しない。よって、ある程度大きな電圧値を印加する必要がある。本実施の形態 3 — 1 では、一定電圧 V a としては 1 0 [ V ] とした。また、印加電圧波形は 1 k H z の正弦波のものを使用した。

次いで、ステップ n 2 に移ってタイマ T M 1 , T M 2 をセットし、ステップ n 3 で一定期間 W 1 経過したか否かが判断される。この期間 W 1 は、セル容量測定手段 2 3 7 により測定されたアナログ容量値をサンプリングするための期間である。そして、一定期間 W 1 経過すると、ステップ n 4 において、セル容量測定手段 2 3 7 からセル容量値 c 1 が読み出され、ステップ n 5 でタイマ T M 2 から現在時間 t 1 (電圧印加時から第 1 回目のサンプリング時に至るまでの期間に相当する。）が読み出され、ステップ n 6 においてテーブル 4 0 のアドレス「 1 」にセル容量値 c 1 及び時間 t 1 が書き込まれる。そして、タイマ T M 1 をリセットする。そしてステップ n 8 で一定期間 W 2 経過したか否かが判断される。ここで期間 W 2 は一般的に液晶セルに電圧 V a を印加したときにスプレイ配向からベンド配向へ転移することができる十分な時間に設定されている。

ステップ η 8 において一定期間 W 2 経過していないときは、ステップ η 3 に戻る。こうして、ステップ η 3 →ステップ η 4→ステップ η 5 →ステップ η 6 →ステップ η 7 —ステップ η 8→ステップ η 3 までの処理が期間 W 2 経過するまで行われ、電圧印加時から期間 W 2 経過するまでの容量変化がモニタ一され、モニタ一結果としての容量値 c i と測定時間 t i がテーブル 4 0 に書き込まれる。

一定期間 W 2 経過したときは、ステップ n 8 から図 3 8 に示す評価指標演算処理ルーチンに移行する。評価指標演算処理ルーチンでは、先ずステップ n 9 で変数 k を 1 に設定する。次いで、ステップ 1 1 0 でテ一ブル 4 0 のァドレス「 1^」「 1: + 1 」を指定して 0 1^ , c k + 1 を読み出し、ステップ n l 1 で c k + l 〉 c kであるか否かが判断される。例えば k = 1 のときは、 c 1 と c 2 が読み出され、 c 2 が c l より大きいか否かが判断される。ここで、 c k + l 〉 c kであるときは、容量増加の変化があったことを意味する。

ステップ n 1 1 におレ、て c k + 1 〉 c k でないときは、ステップ n 1 0 に戻る。このステップ n l 0 →ステップ n l 1 →ステップ n 1 2 →ステップ n 1 0 の閉ループ処理により、容量増加が開始する屈曲点の容量値が求められる。

c k + l > c kであるときは、ステップ n 1 3 に移り、テ一ブル 2 4 0 のアドレス「 k + l j が指定されて、 c k + 1 に対応する測定時間 t k + 1 が読み出され、ステップ n 1 4 で R A M 2 3 9 に記憶される。ここで、測定時間 t k + 1 は、電圧印加時から容量変化の屈曲点に到達するまでの時間 T 1 に相当する。次いで、ステップ n l 5 で変数 k を m に設定し、ステップ n 1 6 で mを 1 インクリメントする。そして、ステップ n l 7 でテーブル 4 0 のアドレス「 m」，「 m + l 」を指定して、 c m , c m + 1 を読み出して、ステップ n 1 8 で c m = c m + 1 か否かが判断される。ここで、前記屈曲点以降の一定時間、容量値は増加変化していく。従って、ステップ n l 8 では N o と判断される。そして、一定時間後に容量値が飽和する。従って、かかる飽和容量値に達したときは、 c m = c m + 1 となり、容量値が飽和した時点での容量値が求められる。そして、処理はステップ n 1 9 に移り、このときの m + 1 をァドレス指定してテ一ブル 2 4 0 からこの m + 1 に対応する測定時間 t m + 1 を読み出す。そして、ステップ n 2 0 で、この時間 t m + 1 が R A M 2 3 9 に記憶される。この測定時間 t m + 1 は、電圧印加時から容量が飽和するに至るまでに要した時間 T 2 に相当するこうして、電圧印加時から容量変化の屈曲点に至るまでの時間 T 1 、及び電圧印加時から飽和点に至までの時間 T 2 が、それそれ自動的に算出され、 R A M 2 3 9 に記憶されたことになる。

次いで、かかる評価指標を目視するため、印字或いは表示入力操作により、時間 T l 、 Τ 2 が表示され（ステップ η 2 1 , η 2 2 )、またプリントされる（ステップ η 2 3 , η 2 4 )。

こうして、本実施の形態 1 に係る評価指標を自動的に計測することが可能となる。

(実施の形態 3 — 2 )

実施の形態 3 - 2 に係るスプレイ一ベンド転移時間の評価法は、以下の①〜⑥の工程により行う。 ①設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァスセル液晶セルに電圧を印加する。 ②上記電圧上昇時における各設定電圧毎のセル容量の時間変化をモニタ一する。 ③電圧上昇時における設定電圧と同一設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する。 ④上記電圧下降時における各設定電圧毎のセル容量の時間変化をモニターする。 ⑤上記の②及び④のモニタ一結果より、電圧一セル容量曲線のヒステリシスの大きさ S を求める。 ⑥上記のヒステリシスの大きさ S を評価指標として、スプレイ — ベンド転移時間を評価する。ここでヒステリシスの大きさ S は、後述する C 一 V ヒステリシス曲線で囲まれる領域の面積で表される。

このような実施の形態 2 に係る評価法により、容易で且つ信頼性の高い転移時間の評価を行うことができる。以下に、その理由及び評価法の詳細を、本発明者の実験結果に基づき説明する。

先ず、基板間隔が 5 . であること以外は実施の形態 3 — 1 と同様の構成の液晶セルを 2 ケ作成し、前記表 1 に示す物性値を有する液晶材料 L C 5 及び L C 6 を真空注入法にて注入し、テストセル C 、 D を製造した。

その後、それぞれのセル（、 D に対して、図 3 9 に示すように階段状に印加電圧を上昇させ、各設定電圧に対するセル容量の時間変化を測定した。

また、 '電圧を降下させて、セル容量の時間変化を測定した。尚、電圧を降下させる場合には、一旦 3 0 V (確実にベンド配向に転移する電圧値）を印加し、ベンド配向を目視で確認してから、図 3 9 の割合で電圧を階段状に降下させた。各設定電圧に対するセル C の容量の時間変化は、図 4 0 及び図 4 1 に示す。尚、図 4 0 は設定電圧の上昇の場合、図 4 1 は設定電圧の下降の場合である。

次に、各設定電圧値での容量を、電圧印加後 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒間の平均容量でもって定義し、容量一電圧（ C 一 V ) 特性を求めた。

フ 8 このような容量一電圧（ C 一 V ) 特性をグラフ化したものが図 4 2 に示されている。ここで、 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒としたのは、特定設定電圧値（図 4 0 中の 2 . 6 V 、 2 . 7 V ) を除いて、電圧印加後に完全に容量変化が完了しており、容量が安定した時間として、例えば 5 9 5 秒〜 6 0 0 を選んだものである。尚、特定設定電圧値の場合に、容量が増加しているのは、最大スプレイ配向からベンド配向への飛び越し、いわゆる配向の緩和が生じているためである。図 4 1 に示すように、電圧降下時においても、 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒の平均容量値としたのは、上記電圧上昇時における理由と同様である。但し、図 4 1 において、容量が減少する特定設定電圧値（図 4 1 中の 1 . 8 V 、 1 . 6 V ) の場合に、容量が減少しているのは、ベンド配向からスプレイ配向への飛び越し、いわゆる配向の緩和が生じているためである。

次いで、セル D について、上記のセル C と同様な手順で C 一 V 特性を求める。図 4 3 は、セル D の C — V特性をグラフィ匕したものである。尚、セル C の容量の時間変化を示す図 4 0 及び図 4 1 に対応する図は省略するが、セル D の C 一 V特性を求める際にも、セル D の容量の時間変化は予め求めている。

尚、特定設定電圧値は、電圧上昇時においては図 4 2 及び図 4 3 のヒステリシスの上限付近の電圧値に相当し、電圧降下時においては図 4 2 及び図 4 3 のヒステリシスの下限付近の電圧値に相当するこのことは、スプレイ配向とベンド配向との間には、エネルギー差があることを意味する。

図 4 2 及び図 4 3 より明らかなように、ヒステリシスが存在している。この点に関して、従来は一般的にはベンド配向モードの液晶表示素子では、ヒステリシスが存在していないと考えられていた。しかし、本発明者が容量変化に着目して、上記の実施の形態 3 — 1 に述べた実験中において、ヒステリシスが存在していることを発見した。よって、本発明者は、このヒステリシスに着目して、実施の形態 2 の評価法を得るに至ったものである。

ここで、図 4 2 及び図 4 3 における C 一 V ヒステリシス曲線で囲まれる領域の広さは、スプレイ配向のエネルギーとベンド配向のェネルギ一との差に対応しており、スプレイ一ベンド転移の容易性に対応している。これは、ベンド配向からスプレイ配向への転移の場合、本来的には電圧を 0 V にすれば自動的に転移する。このことは、それそれの自由エネルギーの大きさを考慮すると、ベンド配向からスプレイ配向への転移は、電圧を 0 V にすると急激に転移が生じるものと考えられ、図 4 2 において、ライン L 2 は急激に低下していることが分かる。よって、スブレイ配向とベンド配向間における転移は、ライン L 2 が理想である。従って、スプレイ配向からベンド配向への転移を示すライン L 1 は、本来的にはライン L 2 と同様となるべきである。しかしながら、スプレイ配向からベンド配向への転移に要するエネルギーと、ベンド配向からスプレイ配向への転移に要するエネルギーとに差があるため、ライン L 1 は緩やかに立ち上がる。よって、ライン L 1 がライン L 2 に近づく方が、スプレイ配向からベンド配向への転移が容易であると考えられる。

このような推論の基に、セル C とセル D のそれぞれのヒステリシス領域の面積比を比較すると、 1 5 ： 8 であり、液晶材料 L C 5 に比べ液晶材料 L C 6 がより高速なベンド転移を示すことが分かる。

尚、セル C 及びセル D に 1 0 V を印カ卩し、スプレイ配向からベンド配向に要する時間を目視観察により別途測定した結果では、それそれ 1 5 0 秒、 8 5 秒であり、上記推論の有効性、ひいては本発明の有効性が立証されている。

また、本実施の形態 3 - 2 のスプレイ — ベンド転移時間評価法における C 一 V ヒステリシス領域の大きさは、（配向膜のアンカリングエネルギー A /弾性定数 K ) の関数であるため、配向膜の異なつたセル同士を比較する場合や、シァノ系とフッ素系のように異なつた系の液晶材料を含むセル同士を比較する場合には、アンカリングエネルギーの測定も併せて行う必要がある。

次いで、上記実施の形態 3 - 2 に係る評価指標を自動的に計測する評価装置について説明する。本実施の形 3 - 2 に係る評価装置は、上記実施の形態 3 — 1 における評価装置 2 3 0 を用いて、且つモ一ド 2 が選択された場合に評価指標を自動的に計測するように構成されている。

図 4 4 はモード 2 が選択された場合の処理動作を示すフローチヤ — トである。以下に、図 4 4 を参照してヒステリシスの大きさ S を自動的に計測する動作について説明する。

先ず、ステップ m l において、初期電圧 V I が設定され、ステヅプ m 2 で液晶セルに電圧 V 1 が印加され、ステップ m 3 でセル容量値測定処理が実行される。このステップ m 3 でのセル容量値測定処理は、基本的には前記ステップ n 1 〜ステップ n 9 と同様の処理である。そして、ステップ m 4 で一定期間 W 3 経過したか否かが判断され、期間 W 3 経過していないときにはステップ m 3 に戻る。ここで、期間 W 3 は各設定電圧毎のセル容量測定時間を示す。そして、ステップ m 4 で設定印加電圧 V が最大設定電圧 3 0 [ V ] であるか否かが判断され、 3 0 [ V ] に達していないときは、ステップ m 6 で設定印加電圧 V を所定値だけ増加し、ステップ m 2 に戻る。こうして、ステップ m 2 〜ステップ m 6 の閉ループ処理により、初期設定電圧 V I から最大設定電圧 3 0 [ V ] までの複数の設定電圧毎のセル容量変化が測定され、設定電.圧毎の容量変化としての測定時間 t i とその時の容量値 c i がテーブル 2 4 0 に記憶される。これにより、電圧上昇時における複数の設定電圧におけるセル容量変化がモニタ一され、テーブル 2 4 0 に記憶されたことになる。

次いで、ステップ m 7 〜ステップ m l 1 の閉ループ処理により最大設定電圧 3 0 [ V ] から 0 [ V ] までの複数の設定電圧毎のセル容量変化が測定され、設定電圧毎の容量変化としての測定時間とその時の容量値がテーブル 2 4 0 に記憶される。具体的に説明すると、ステップ m 7 で設定電圧を所定値減少させる。このときの減少値は上記設定電圧上昇時における増加値と同様であり、これにより、電圧上昇時と電圧下降時とは同一の設定電圧値が印加されることになる。そして、ステップ m 8 で設定電圧が液晶セルに印加され、容量変化がステップ m 9 で測定され、テーブル 2 4 0 に記憶され、ステップ m 1 0 で設定電圧の測定時間 W 3 が経過したか否かが判断され時間 W 3 が経過していないときはステップ m 9 に戻る。時間 W 3 経過したときは、ステップ m l 1 に移り、設定電圧が 0 [ V ] か否かが判断され、 0 [ V ] に達していないときは、ステップ m 7 に戻り、設定電圧を減少させて、その設定電圧を液晶セルに印加する。

こうして、設定電圧を上昇させて液晶セルの容量変化をモニタ一し、且つ設定電圧を下降させて液晶セルの容量変化をモニタ一し、これらの結果はテーブル 2 4 0 に記憶することができる。

次いで、テ一ブル 2 4 0 に記憶されているデータに基づいて、本実施の形態 3 — 2 に係る評価指標を算出する。具体的には、ステツプ m l 1 で電圧印加後の一定期間内での容量変化の平均値が算出される。この一定期間は、特定設定電圧値（電圧上昇時には 2 . 6 V 、 2 . 7 V 、電圧下降時には 1 . 8 V 、 1 . 6 V ) を除いて、電圧印加後に完全に容量変化が完了しており、容量が安定した時間であり、本実施の形態 2 では 5 9 5 秒〜 6 0 0 秒とした。これは容量一電圧曲線（ C 一 V 曲線）の算出の便宜を考慮したものである。なお、算出された平均容量値 C mは、テーブル 2 4 0 に記憶される。次いで、ステップ m l 3 に移り C 一 V 曲線上のヒステリシスの大きさが算出される。具体的には、図 4 2 または図 4 3 に示す C 一 V 曲線上の面積 S を算出する。そして、ステップ m l 4 に移り、算出された面積 S を印字し、また表示する。

こうして、評価装置により、本実施の形態 2 に係る評価指標が自動的に計測されて表示 · 印字されることになる。

(実施の形態 3 — 3 )

実施の形態 3 — 3 に係るスプレイ一ベンド転移時間の評価法は、実施の形態 3 — 2 の評価法と類似する。但し、実施の形態 3 — 2 では、ヒステリシスの大きさを評価指標としたけれども、本実施の形態 3 では、実施の形態 2 で説明した配向緩和に要する時間（以下、配向緩和時間と称する） T 3 、あるいは測定の便宜のため配向緩和時間 Τ 3 を規格化したセル容量変化率 Ε を、評価指標としてスプレィ一ベンド転移時間を評価する。

このような実施の形態 3 — 3 に係る評価法により、容易で且つ信頼性の高い転移時間の評価を行うことができる。以下に、その理由及び評価法の詳細を、本発明者の実験結果に基づき説明する。

( 1 ) 配向緩和時間 Τ 3 の場合

上記実施の形態 3 — 2 におけるのと同一のセル C , D について同一実験を行い、図 4 0 を得た。ここで、配向緩和現象について、既に実施の形態 2 において簡単に説明しているけれども、図 4 0 を参照して更に詳細に説明する。スプレイ配向の状態において電圧印加されると、初期のスプレイ配向から一気にベンド配向に転移するのではなく、先ず、スプレイ配向の程度が大きくなつていき、スプレィ配向の最大変形状態に達し、このスブレイ配向の最大変形状態から、ベンド配向に飛び越していくことが知られている。そして、このような配向転移により、図 4 0 に示すように、特定設定電圧値（ 2 6 V 、 2 . 7 V ) に関して、容量が増加していくことになる。即ち、設定電圧 1 . 0 V から電圧を上昇させていくと、電圧切り替え直後に、液晶分子が立つ上がり、通常は、 2 ~ 3 秒以内に一定の容量値に到達する。このような容量変化が、特定設定電圧に達するまで起こる。この設定電圧 1 . 0 V から、特定設定電圧印加の間において、前記スプレイ配向の最大変形状態が電極全面にわたって伝播すると考えられる。

そして、特定設定電圧に達すると、 2 ~ 3 秒以内に一定の容量値まで急激に上昇した後、一定の傾斜角度でもって、容量が増加していき、容量値が飽和するまでに長時間を要する。これは、スプレイ配向からベンド配向への配向の緩和、即ち、スブレイ配向の最大変形状態から、ベンド配向への飛び越し現象が生じているものと考えられる。よって、この配向緩和時間 T 3 が短ければ短い程、スプレィ配向からベンド配向に転移が容易に起こるものと考えられる。従つて、この配向緩和時間 T 3 を、転移時間の評価指標とすることができる。尚、設定電圧が 2 . 7 V 以上では、特定設定電圧に達する以前と同様に、 2 ~ 3 秒以内に一定の容量値に到達する。これは、液晶セルがベンド配向状態を維持したまま、更に基板界面近傍の液晶分子が立ち上がるためである。

上記の例では、設定電圧が上昇していく場合について説明したけれども、図 4 1 に示すように、設定電圧が下降していく場合におけるベンド配向からスプレイ配向への配向緩和時間 T 4 を評価指標としてもよい。但し、この場合は、配向緩和時間 T 4 が長い程、スプレイ配向からベンド配向に転移が容易に起こるものと考えられる。これは、上記ヒステリシスに関する説明において述べたように、スプレイ配向からベンド配向への転移容易性と、ベンド配向からスプレイ配向への転移容易性とは、反対の関係となるからである。

( 2 ) セル容量変化率 E の場合

配向緩和時間 T 3 の測定には、長時間を要するため、測定の便宜を考慮して、配向緩和時間 T 3 を規格化した値としてセル容量変化率 E を評価指標とする。

ここで、セル容量変化率 E は、測定時間内での配向緩和に起因する実質的な容量変化値を、測定範囲内における最大セル容量と最小セル容量の差で除した値を意味する。具体的には、以下の式で定義される。

セル容量変化率 E = (配向緩和時間の最大測定時間経過時でのセル容量一電圧印加 5 秒後でのセル容量） / ( 設定電圧のうちの最大電圧を印加した時のセル容量一電圧無印加時のセル容量）

尚、上記の式の分子において、配向緩和時間の最大測定時間経過時でのセル容量から、電圧印加 5 秒後でのセル容量分を引いているのは、電圧印加 5 秒後でのセル容量は配向緩和に起因する容量変化でないからである。また、セル容量変化率が大きい方が、スプレイ一ベンド転移が容易である。

図 4 0 に示す実験においては、セル容量変化率 E は、以下の式で定義した。

即ち、セル容量変化率 = (電圧印加 1 0 分後でのセル容量一電圧印加 5 秒後でのセル容量） / ( 2 0 V の電圧を印加した時のセル容量一電圧無印加時のセル容量）と定義した。

セル C およびセル D について、前記容量変化率を求めたところ、それそれ 0 . 0 0 2 9 9 、 0 . 0 0 5 8 8 であった。よって、セル D の方が、セル C よりもスブレイ一ベンド転移が容易と評価でき、実施の形態 2 における評価とも一致している。

上記例では、設定電圧の上昇時の場合について説明したけれども、設定電圧の下降時の場合についてセル容量変化率を算出して、これを評価指標してもよい。但し、この場合のベンドースブレイのセル容量変化率では、上記のスプレイ一ベンドのセル容量変化率とは逆になり、容量変化率は小さい方が、スブレイ配向からベンド配向への転移が容易となる。

( 3 ) その他の規格化した値の場合

上記のセル容量変化率をセルギャップで除した値を、評価指標として用いてもよい。

次いで、本実施の形態 3 - 3 に係る評価指標（配向緩和時間 T 3 , T 4 、セル容量変化率 E ) を自動的に計測する評価装置について説明する。本実施の形態 3 — 3 に係る評価装置は、上記実施の形態 3 — 1 における評価装置 2 3 0 を用いて、且つモード 3 、モード 4 、モード 5 、モード 6 が選択された場合に評価指標を自動的に計測するように構成されている。モード 3 は設定電圧上昇時における配向緩和時間 T 3 を求めるものであり、モード 4 は設定電圧下降時における配向緩和時間 T 4 を求めるものであり、モード 5 は設定電圧上昇時におけるセル容量変化率 E を求めるものであり、モード 6 は設定電圧下降時におけるセル容量変化率 E を求めるものである。

先ず、モード 3 が選択された場合の処理動作について、図 4 5 を参照して説明する。

このモ一ド 3 の処理は、基本的にはモード 2 と類似するものである。即ち、ステップ p i 〜ステップ p 6 の処理は、前記ステップ m 1 〜ステップ m 6 と同様の処理であり、これにより、複数の設定電圧の上昇時に関する液晶セルの容量変化が測定される。

次いで、ステップ p 7 では容量値が増加する特定電圧 V u p が求められる。なお、電圧印加時から 5 秒程度までの容量変化は無視し、例えば 1 0 秒以降の測定時間に関する容量の増加を求める。具体的には、印加電圧 V 1 , V 2 , V 3 …のそれそれの或る時間例えば 1 0 秒における容量値 c とその次の測定時の容量値とを比較して増加しているか否かを判断する。そして、増加している特定電圧 V u p を求める。

次いで、ステップ p 8 において、その増加する特定電圧 V u p に関するセル容量の飽和時間 T (配向緩和時間 T 3 に相当する）を求める。具体的には、ステップ p 7 で求められた特定電圧 V u p に関して、容量値 c i と容量値 c i + 1 が等しくなる容量値を求め、このときの「 i + l jでテ一ブル 2 4 0 をァドレス指定することにより配向緩和時間 T 3 が求められる。この配向緩和時間 T 3 は R A M 3 9 記憶される。

次いで、かかる配向緩和時間 T 3 を目視するため、印字又は表示入力操作により、配向緩和時間 T 3 が表示され、また、プリントされる（ステップ p 9 )。こうして、評価装置により、自動的に配向緩和時間 T 3 を計測することが可能となる。

次いで、モード 4 が選択された場合の処理動作について、図 4 6 を参照して説明する。

このモード 4 の処理は、基本的にはモ一ド 2 と類似するものである。即ち、ステヅプ r l 〜ステップ r 6 の処理は、前記ステップ m 1 〜ステップ m 6 と同様の処理であり、これにより、複数の設定電圧の下降時に関するセル容量変化が測定される。

次いで、ステップ p 7 では容量値が減少する特定電圧 V d o w n が求められる。なお、電圧印加時から 5 秒程度までの容量変化は無視し、例えば 1 0 秒以降の測定時間に関する容量の増加を求める。具体的には、印加設定電圧 V r ( V r = 3 0 )、 V r — 1 、 V r - 2 …、のそれぞれの或る時間例えば 1 0 秒後における容量値 c とその次の測定時の容量値 c + 1 とを比較して減少しているか否かを判断する。そして、設定電圧のうち減少している特定電圧 V d o w n を求める。

次いで、ステップ p 8 において、その減少する特定電圧 V d o w n に関するセル容量の飽和時間 T (配向緩和時間 T 4 に相当する）を求める。具体的には、ステップ r 7 で求められた特定電圧 V d o w n に関して、容量値 c i と容量値 c i + 1 が等しくなる容量値を求め、このときの「 i + 1 」でテーブル 2 4 0 をアドレス指定することにより、配向緩和時間 T 4 が求められる。この配向緩和時間 T 4 は R A M 2 3 9 に記憶される。

次いで、かかる配向緩和時間 T 4 を目視するため、印字又は表示入力操作により、配向緩和時間 T 4 が表示され、また、プリントされる（ステップ p 9 )。こうして、評価装置により、自動的に配向緩和時間 T 4 を計測することが可能となる。

次いで、モード 5 が選択された場合の処理動作について、図 4 7 を参照して説明する。このモード 5 の処理は、基本的にはモード 3 と類似するものである。但し、モード 3 では予め定められた測定時間 W 3 (飽和時間 T 2 よりも十分に大きい時間）でセル容量変化を測定したけれども、モード 5 では任意の時間 W 4 を設定することが可能となっている点において相違する。これにより、測定時間の短縮化を図ることができる。また、モード 5 では最大設定電圧 V m a X を任意に指定することが可能となっている。かかる点からも、モ — ド 5 では、測定時間の短縮化を図ることができる。

先ず、測定に際しては、測定者は測定時間 W 4 及び最大設定電圧 V m a x を入力する。これにより、処理はステヅプ q l 、ステップ q 2 を経て、ステップ q 3 に移る。次いで、ステップ q 4→ステツブ q 5 →ステップ q 6 →ステップ q 7 →ステップ q 8 →ステップ q 4 の閉ループ処理により、 0 [ V ] から最大設定電圧 V m a x までの複数の設定電圧の上昇時に関するセル容量変化が測定される。尚、ステップ q 3 〜ステップ q 8 の閉ループ処理は、測定時間と最大設定電圧に関する処理を除いて基本的には前記ステップ p 1 〜ステツプ p 6 の閉ループ処理と同様である。

次いで、ステップ q 9 において、セル容量変化率 E が算出される。なお、ステップ q 9 では、セル容量変化率 E 算出の前提として、容量値が増加する特定電圧 V u p が前記ステップ p 7 と同様の処理により求められている。そして、テーブル 2 4 0 に記憶されているデ — 夕を読み出して、上記第 1 式の演算処理を行う。そして、演算処理により算出されたセル容量変化率 E が印字 . 表示される（ステツプ q 1 0 )。こうして、評価装置により、自動的に設定電圧上昇時におけるセル容量変化率 E を計測することが可能となる。

次いで、モード 6 が選択された場合の処理動作について、図 4 8 を参照して説明する。

このモード 6 の処理は、基本的にはモード 3 と類似するものである。但し、モード 3 では予め定められた測定時間 W 3 (飽和時間 T 2 よりも十分に大きい時間）でセル容量変化を測定したけれども、モード 6 では任意の時間 W 4 を設定することが可能となっている点において相違する。これにより、測定時間の短縮化を図ることができる。また、モード 6 では最大設定電圧 V m a x を任意に指定することが可能となっている。かかる点からも、モード 6 では、測定時間の短縮化を図ることができる。

先ず、測定に際しては、測定者は測定時間 W 4 及び最大設定電圧 V m a x を入力する。これにより、処理はステップ d l 、ステップ d 2 を経て、ステップ d 3 及びステップ d 4 において液晶セルに 3 0 [ V ] を所定時間印加する。これにより、液晶セルが全領域においてベンド配向状態となる。

次いで、ステップ d 5 で印加電圧を最大設定電圧 V m a x に設定する。そして、ステヅプ d 6 〜ステップ d 1 0 の閉ル一ブ処理により、最大設定電圧 V m a x から 0 [ V ] までの複数の設定電圧の下降時に関するセル容量変化が測定される。尚、ステップ d 6 →ステップ d 7 →ステップ d 8 →ステップ d 9 →ステップ d 1 0 →ステツプ d 6 の閉ループ処理は、測定時間と最大設定電圧に関する処理を除いて基本的には前記ステップ： r 2 →ステップ r 3 →ステップ r 4 →ステップ r 5 —ステップ r 6 →ステップ r 2 の閉ループ処理と同様である。

次いで、ステップ d 1 1 において、セル容量変化率 E が算出される。なお、ステップ d l 1 では、セル容量変化率 E算出の前提として、容量値が減少する特定電圧 V d o w n が前記ステップ r 7 と同様の処理により求められている。そして、テーブル 4 0 に記憶されているデータを読み出して、上記第 1 式の演算処理を行う。そして、演算処理により算出されたセル容量変化率 E が印字 ·表示される（ステツブ d 1 2 )。こうして、評価装置により、自動的に設定電圧下降時におけるセル容量変化率を計測することが可能となる。

なお、上記評価装置では、配向緩和時間の規格化した値としてセル容-量変化率を算出するようにしたけれども、セルギャップを入力しておき、セル容量変化率をセルギャップで除した値を算出するようにしてもよい。

このようにして、上記構成の評価装置を使用することにより、本実施の形態 3 — 3 に係る評価指標（配向緩和時間 T 3 ， T 4 、セル容量変化率 Ε ) を自動的に計測することができる。

(実施の形態 3 — 4 )

実施の形態 3 — 4 に係るスプレイ一ベンド転移時間の評価法は、以下の①〜④ の工程により行う。①スプレイ配向を示すホモジニァスセルに電圧を印加し、ベンド配向を形成する。 ②印加電圧低減によりスプレイ配向を形成する。 ③ 目視観察により、ベンド配向からスプレイ配向に転移したことを確認して、この転移に要する時間 Τ 4 を求める。 ④上記時間 Τ 4 を評価指標とし、スプレイ一ベンド転移時間を評価する。

このような実施の形態 3 — 4 に係る評価法により、容易で且つ信頼性の高い転移時間の評価を行うことができる。以下に、その理由及び評価法の詳細を、本発明者の実験結果に基づき説明する。

基板間隔が 5 . δ ^ ιηであること以外は実施の形態 1 と同様の構成の液晶セルを 4 ケ作成し、 L C 4 、 L C 3 、 L C 2 及び L C I を真空注入法にて注入し、テストセル E 、 F 、 G、 H とした。

その後、セルに 2 0 V矩形波を 2 分印加し完全にベンド配向とした後、 2 O m V に電圧を降下させ、電極部全面がスプレイ配向となるのに要する時間を測定したところ、それそれ 2 0 秒、 3 0 秒、 4 3 秒及び 6 5 秒であった。

上記実施の形態 2 で述べたように、スプレイ配向からベンド配向への転移が容易（高速）な系では、両者のエネルギー差が小さいため、逆にベンド配向からスプレイ配向への転移は遅くなる。よって、スブレイ配向への転移時間を評価指標として、ベンド配向への転移の容易性を評価することができる。上記実験例の場合は、セル H 、 G 、 F 、 E の順序でベンド配向への転移が容易となる。

また、本実施の形態 3 - 4 に係る評価法では、評価が容易である。なぜなら、スプレイ配向からベンド配向への転移を目視観察する場合には、従来の技術の項で説明したように、クロスニコル下では、色変化が少なく転移の確認が容易ではない。一方、ベンド配向からスプレイ配向への転移を目視観察する場合には、クロスニコル下での色変化（例えば、青色 ♦ 黄色等の有彩色の変化）が大きく、測定が非常に容易だからである。

尚、ここで 2 O m V の電圧を印力 Bするのは、通常ベンド配向からスプレイ配向に転移させるためには、ベンド配向状態において電圧の印加を停止すればよい。しかし、このように電圧印加を停止しても、直ちスプレイ配向に転移しない。なぜなら、ベンド配向状態において、液晶層が充電された状態となっているため、電圧の印加を停止してもスプレイ配向に転移するまで相当の時間を要する。これでは、実験を行うには、適切でない。よって、数 m V程度の微小電圧を印加して、充電量がほぼ 0 と見なせる程度の状態とするためである。

セル E 、セル F 、セル G 及びセル H に 1 0 V を印加し、スプレイ配向からベンド配向に要する時間を目視観察により別途測定した結果では、それそれ 7 0 秒、 2 0 秒、 3 秒、 1 秒となった。よって、ベンド配向への転移に関する目視観察とも、本実施の形態 4 の評価法は一致しており、本発明の有効性は明らかである。

尚、本実施の形態 3 — 4 に係る評価法は、スプレイ一ベンド転移とは異なり、その速度は配向膜の表面状態に大きく依存する。従つて、均質な膜表面が保証されれば、本実施の形態 3 — 4 に係る評価法はスプレイ配向からベンド配向への転移容易性の評価に極めて有効な方法である。

次いで、上記実施の形態に係る評価指標を自動的に計測する評価装置について説明する。図 4 9 は本実施の形態に係る評価装置の構成を示すブロック図である。この評価装置 2 5 0 は前記評価装置 2 3 0 に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付す。この評価装置 2 5 0 では、評価装置 2 3 0 に使用されていた容量測定装置 2 3 2 に代えて、顕微鏡 2 5 1 及び画像解析装置 2 5 2 が使用される。また、 C P U 2 3 5 には電圧印加手段 2 5 3 接続されており、この電圧印加手段 2 5 3 により液晶セルに電圧が印加されるように構成されている。尚、この評価装置 2 5 0 では、液晶セルの両外側に偏光板 2 1 0 , 2 1 1 がクロスニコルに配置されている。計測に際しては、光源（図示せず）により、一方の偏光板 2 1 0 側から光を照射し、他方の偏光板 2 1 1 側に設けた顕微鏡 2 5 1 により転移状態を観察して、観察された画像を画像解析装置 2 5 2 で解析して、解析デ一夕を C P U 2 3 5 に伝達するように構成されている。

図 5 0 は評価装置 2 5 0 の処理動作を示すフローチャートである先ず、液晶セルに例えば 3 0 [ V ] を一定期間印加して、液晶セルの全領域をベンド配向状態とする（ステップ e 1 , e 2 )。次いで、ステップ e 3 で液晶セルに例えば 2 0 m V程度の微小電圧を印加し ( ステップ e 3 )、これと同時にタイマ T M 3 をセットする（ステヅプ e 4 )。次いで、ステップ e 5 で顕微鏡 2 5 1 からの画像を取り込み、画像の色変化の範囲を解析し、色変化の範囲が全電極面に及んだときはステップ e 6 からステップ e 7 に移り、タイマ T M 3 より現在時間を読み出す。これにより、ベンドからスプレイへの転移時間が測定されたことになる。次いで、ステップ e 8 で転移時間が表示 ' 印字される。こうして、評価装置 2 5 0 により、本実施の形態 3一 4 に係る評価指標であるベンドからスブレイへの転移時間を自動的に測定することが可能となる。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明確にするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々に変更して実施することができるものである。産業上の利用可能性

以上に説明したように、本発明の構成によれば、本発明の各課題を十分に達成することができる。具体的には以下のとおりである。

( 1 ) 電圧印加によるスプレイ配向からベンド配向への転移が極めて速い光学補償ベンド（ O C B ) モードの液晶表示素子を実現できる o

( 2 ) O C B モードの液晶表示素子は素子中央部の動き易い液晶分子があらかじめいずれかの配向膜方向に傾いているため、比較的低い電圧の印加でも立ちやすくなる。あるいは、一方の配向膜表面での液晶分子が配向膜（基板）面に対して水平になりやすくなっているため、比較的低い電圧の印加でもスプレイ一ベンド転移が高速となる。また、視野角も広くなる。 ( 2 ) 容易で、しかも信頼性の高いスプレイ一ベンド転移時間の評価が可能となる。更に、スプレイ一ベンド転移時間の評価指標を自動的に計測することが可能となる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスブレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 が、 1 0 p N 以下であることを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。

( 2 ) —対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との比 K 1 1 / K 3 3 が、 1 . 0 以下であることを特徴とするノラレル配向液晶表示素子。

( 3 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と誘電率異方性厶 £ との比 K l l / A e が、 1 . O p N 以下であることを特徴とするノラレル配向液晶表示素子。

( 4 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料の広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との積 K l 1 · K 3 3 が 1 3 O p N ² 以下であることを特徴とするノ¹! ラレル配向液晶表示素子。

( 5 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスブレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料がピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエニル系からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶系を含有していることを特徴とするノラレル配向液晶表示素子。

( 6 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスブレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料が、その広がり弾性定数 K 1 1 が 1 0 p N 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K 1 1 と曲げ弾性定数 K 3 3 との比が 1 . 0 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K 1 1 と誘電率異方性との比が 1 . Ο ρ Ν 以下である液晶材料、その広がり弾性定数 K l 1 と曲げ弾性定数 Κ 3 3 との積が 1 3 0 ρ Ν ² 以下である液晶材料、およびピリミジン系液晶、ジォキサン系液晶、およびビフエニル系からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶系を含有している液晶材料からなる群から選ばれる少なくとも一種の液晶材料であることを特徴とするノラレル配向液晶表示素子。

( 7 ) 一対の基板間に挟持される液晶層と、基板の外側に配設される位相補償板とを含み、液晶層を構成する液晶材料は、ホモジニァス配向を示す液晶材料であって、電圧無印加時にはスプレイ配向となっており、液晶表示駆動に先立って、電圧印加によりスブレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理が行われ、この初期化されたベンド配向状態で液晶表示駆動を行うパラレル配向液晶表示素子において、

前記液晶材料は、印加電圧を上昇および下降させながら前記容量を測定した時に観測される容量 — 電圧ヒステリシスの大きさ S を以下の第 1 式で定義しとたときに、 S が 1 . 0 x 1 0 ⁴ V / m以下となる、そのような液晶材料であることを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。

J ^b (CBS-CSB)dv

S= ~ ² · - '("

(Cmax-Cmin) · L 尚、 a はヒステリシスの認められる下限電圧値 [ V ] を、 b はヒステリシスの認められる上限電圧値 [ V ] を表し、 C BSはベンドからスプレイへの変化時のセル容量 [ p F ] を、 C SB はスブレイからベンドへの変化時のセル容量 [ p F ] を表している。また、 C m a X はセルの最大容量 [ p F ] を、 C m i n はセルの最小容量 [ p F ] を表し、 Lは液晶層厚 [ m ] を表している。

( 8 ) 前記液晶材料の少なくとも一方の基板表面におけるブレチルト角が 2 度以上である請求項 1 記載の液晶表示素子。 ( 9 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスブレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、

一方の配向膜は、電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆となるよう配向処理された逆配向領域部を有することを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。 ( 1 0 ) 前記逆配向領域部は画素毎に少なくとも 1 個有していることを特徴とする請求項 9 記載のパラレル配向液晶表示素子。

( 1 1 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、

少なくとも 1 方の配向膜は、その処理部分が 2 つの領域に分割され、

分割された各領域内のスプレイ配向の方向が相互に 1 8 0 度異なるように正配向処理部と負配向処理部とを有していることを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。

( 1 2 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、

両基板上の配向膜は、その界面での液晶プレチルト角が正負逆かつその絶対値が互いに異なるよう配向処理されていることを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。 ( 1 3 ) 前記両基板上の配向膜は、

一方が液晶プレチルト角が 2 度以下であるよう配向処理された配向膜であり、

他方が液晶プレチルト角が前記 2 度以下の配向膜と正負逆かつその絶対値が 2 度より大な配向膜であることを特徴とする請求項 1 2 記載のパラレル配向液晶表示素子。 ( 1 4 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスブレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、

少なくとも一方の配向膜の液晶層と接する面上に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物若しくは凹形状物を有していることを特徴とするパラレル配向液晶表示素子。

( 1 5 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子において、

少なくとも一方の配向膜の液晶層と接する面上に、当該部位での液晶層の配向が電圧印加による液晶分子の立ち上がりかたが周囲の液晶分子の立ち上がりかたと逆となるよう、凸形状物を有するパラレル配向液晶表示素子。

( 1 6 ) 主軸がハイプリッド配列した負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚有することを特徴とする請求項 9 記載のパラレル配向液晶表示素子。 ( 1 7 ) 少なくとも 1 枚の正の位相補償板を有することを特徴とする請求項 9 記載のパラレル配向液晶表示素子。

( 1 8 ) 対向する基板内面に形成された電極上の配向膜を互いに略平行に配向処理することにより形成されるスプレイ配向の液晶領域を有するパラレル配向液晶表示素子の製造方法において、

少なくも一方の配向膜の液晶側表面に、配向膜面に対して傾斜した面を有する凸形状物若しくは凹形状物を形成する傾斜面形成ステップを有していることを特徴とするノラレル配向液晶表示素子の製造方法。 ( 1 9 ) 主軸がハイブリツド配列した負の屈折率の異方性を有する光学媒体よりなる位相補償板を少なくとも 1 枚基板外表面側に設ける負位相補償板付設ステップと、

同じく少なくとも 1 枚の正の位相補償板を少なくも基板外表面側に設ける正位相補償板付設ステップとの少なくも一方のステップを有していることを特徴とする請求項 1 8 記載のパラレル配向液晶表示素子の製造方法。

( 2 0 ) スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルにスプレイ配向からベンド配向に転移可能な電圧範囲内での一定電圧を印加する工程と、電圧印加後のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、

電圧印加時から容量変化の屈曲点あるいは飽和点に到達するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価法。

( 2 1 ) スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルにスプレイ配向からベンド配向に転移可能な電圧範囲内での一定電圧を印加する手段と、

電圧印加後のセル容量の時間変化をモニターする手段と、前記モニタ一手段のモニター結果に基づき、電圧印加時から容量変化の屈曲点に到達するまでの時間あるいは飽和点に到達するまでの時間の少なくとも何れか一方を算出する手段と、

前記算出手段により算出された時間を、表示及び /又は印字する手段と、

を含むことを特徴とするスプレイ — ベンド転移時間の評価装置。

( 2 2 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記電圧上昇時における設定電圧と同一設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇及び下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニ夕一する工程を含み、

前記モニタ一結果に基づき電圧一セル容量曲線を求め、この電圧

— セル容量曲線のヒステリシスの大きさを、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一べンド転移時間の評価法。

( 2 3 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、

前記電圧上昇時における設定電圧と同一設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する手段と、前記印加電圧の上昇及び下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、

前記モニター手段のモニタ一結果に基づき電圧一セル容量曲線上のヒステリシスの大きさを算出する手段と、前記算出手段により算出されたヒステリシスの大きさを、表示及び /又は印字する手段と、

( 2 4 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、

前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価法。

( 2 5 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、

前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、

前記モニタ一手段のモニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された飽和するまでの時間を、表示及び /又は印字する手段と、

を含むことを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価装置。 ( 2 6 ) 設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する工程を含み、前記モニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価法。

( 2 7 ) 設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示す液晶セルに電圧を印加する手段と、

前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニタ一する手段と、

前記モニター手段のモニター結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関してセル容量が一定値に飽和するまでの時間を算出する手段と、

前記算出手段により算出された飽和するまでの時間を、表示及び /又は印字する手段と、

を含むことを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価装置。

( 2 8 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の上昇時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニターする工程を含み、

前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が增加していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価法。

( 2 9 ) 設定電圧を段階的に上昇させながら、スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、

前記モニター手段のモニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が増加していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を算出する手段と、

前記算出手段により算出されたセル容量の変化率を、表示及び / 又は印字する手段と、

( 3 0 ) 設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する工程と、前記印加電圧の下降時における各設定電圧値毎のセル容量の時間変化をモニターする工程を含み、

前記モニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスプレイ一ベンド転移時間の評価法。 ( 3 1 ) 設定電圧を段階的に下降させながら、ベンド配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加する手段と、

前記モニタ一手段のモニタ一結果に基づき、前記複数の設定電圧値のうち容量値が減少していく電圧値を求め、この電圧値に関するセル容量の変化率を算出する手段と、

を含むことを特徴とするスブレイ一ベンド転移時間の評価装置。

( 3 2 ) スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加し、ベンド配向を形成する工程と、ベンド配向を示す液晶セルへの印加電圧を低減することによりスプレイ配向を形成する工程を含み目視観察により、ベンド配向からスプレイ配向に転移したことを確認して、この転移に要する時間を、スプレイ配向からベンド配向への転移時間の評価指標とし、この評価指標に基づいて前記セルの配向転移の容易性を評価することを特徴とするスブレイ一ベンド転移時間の評価法。

( 3 3 ) スプレイ配向を示すホモジニァス液晶セルに電圧を印加し、ベンド配向を形成する手段と、

ベンド配向を示す液晶セルへの印加電圧を低減することによりスプレイ配向を形成する手段と、

液晶セルの配向状態を検査する顕微鏡と、

前記顕微鏡により得られた画像を解析して液晶セル全面に色変化が生じたか否かを判定する画像解析手段と、

前記画像解析手段からの判定信号に応答して、ベンド配向からスプレイ配向への転移に要する時間を、表示及び /又は印字する手段と、