專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及可合適地用于要求運動圖像特性的便攜式信息裝置、筆記本PC、臺式監視器、電視機等的液晶顯示裝置。
背景技術：
迄今為止，使用了向列液晶的液晶顯示裝置被廣泛地用作鐘表或計算器等的數值段型顯示裝置。再者，近年來，作為筆記本PC、臺式監視器用顯示器，有效地利用了節省空間且低功耗的優點，也得到了廣泛的普及，特別是在臺式監視器的市場中，現有的CRT監視器正在被LCD監視器替代，這樣說是并不過分的。而且，這樣的潮流也波及到被CRT獨占的電視機的市場，各公司紛紛進行了將CRT-TV替換為LCD-TV的研究開發。
在該LCD-TV的普及中，可稱之為最大的課題是能與運動圖像相對應的高速響應特性和不依賴于觀察角度的寬視角性能。這些特性是涉及液晶的電光特性的本質的問題，迄今為止雖然提出了各種各樣的解決方案，但目前的情況是尚未找到很好的解決方案。在這些解決方案中作為能兼顧高速響應特性和寬視角特性的模式，近年來引人注目的是OCB(光學補償雙折射)模式。
但是，該OCB模式存在在使用的初期在使其從展曲取向轉移到彎曲取向的基礎上使其驅動這樣的非常麻煩的問題。關于從該展曲取向到彎曲取向的轉移，迄今為止已作了詳細的分析，但尚未闡明其確切的機理。
由于展曲取向和彎曲(扭曲)取向在相位幾何學(拓撲學)中相位不同，故在從展曲取向到彎曲取向中，必定是只通過隔開不連續的兩方的區域的向錯線的移動來進行的。即，在展曲取向區域內為了發生彎曲取向區域而存在某種能量壁壘。在液晶盒內的襯墊附近或可認為出于在摩擦時形成的取向膜上的損傷等某種原因而液晶的取向發生了紊亂的部位等處，可認為該能量壁壘比較低，在施加了展曲取向與彎曲取向的Gibbs自由能相等的臨界電壓(Vcr)以上的電壓時，可以說這樣的能量壁壘低的區域的附近成為開端(核)而使彎曲取向區域得以發生、生長。
但是，因這樣的襯墊或取向膜上的損傷、取向紊亂等引起的彎曲轉移的概率的要素較大，可靠性較差，而且再現性也較差。為了使全部面板的全部像素高速且可靠地進行彎曲轉移，必須在1個像素內預先形成最低1個的成為朝向彎曲轉移的核的部分。
例如在特開平11-7018號公報中，公開了通過在像素內部分地設置高傾角區域以從初期起形成進行了彎曲取向的區域或形成非常容易轉移到彎曲的區域并將該區域定為彎曲取向轉移核的方法。
但是，如上述特開平11-7018號公報中記載的那樣，為了在像素內部分地設置高傾角區域，必須在水平取向膜形成后部分地形成垂直取向膜或利用使用了特殊的混合取向膜材料的相分離而形成傾角高的區域和低的區域，這樣能使用的取向膜材料的種類就受到很大的限制。除此以外，如果是在彎曲轉移核的形成中能使用的液晶材料、取向膜材料受到限制的方法，則從生產工序的工藝上的觀點來看，是不理想的。
此外，例如在特開平9-96790號公報中，公開了使用添加了手性劑的液晶將初期取向狀態定為π扭曲取向的方法。在該方法中，由于初期取向是π扭曲取向，則只通過施加電壓，π扭曲取向就連續地變形為模擬的彎曲取向，可避免展曲-彎曲取向轉移的問題。在液晶顯示裝置的驅動電壓范圍的高電壓一側，π扭曲取向可模擬地看作是單軸性取向的彎曲取向，從高電壓一側至低電壓一側的弛豫時間與純粹的彎曲取向同樣，流動的效應有效地起作用，可得到與OCB模式同等的幾msec這樣的高速響應特性。
但是，由于此時將初期取向定為π扭曲取向，故必須添加很多手性劑。如果將液晶盒的盒厚定為d、將添加了手性劑的液晶材料的自然手性間距定為p，則若考慮容限，必須添加到比值d/p約為0.50。如果將手性劑添加到該程度，則在低電壓一側的光學特性、特別是在正交尼科耳棱鏡下的45°方位的透射率特性顯著地下降。此時，不言而喻，不僅液晶面板的正面方向的光學特性惡化，而且傾斜方向的光學特性，即視角特性也惡化了。
發明的公開本發明是為了解決上述的課題而進行的，其目的在于提供制造容易、此外能高速且可靠地實現液晶層的展曲-彎曲取向轉移的液晶顯示裝置及其制造方法。
本發明的液晶顯示裝置是具有一對基板、在一對基板之間設置的液晶層和在一對基板中的至少一方的基板的液晶層一側設置的取向膜的液晶顯示裝置，其特征在于液晶層具有利用取向膜的表面的取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是第1方向的第1區域和預傾方向是與第1方向不同的第2方向的第2區域，應用第1區域的液晶層的彎曲取向來進行顯示。按照這樣的液晶顯示裝置，在對液晶層施加了展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓時，液晶層的第2區域成為第1區域的展曲-彎曲轉移的核，在第1區域中，能進行高速且可靠的彎曲轉移。
在典型的情況下，第1區域的液晶層在未施加電壓時呈現展曲取向，在施加電壓時呈現彎曲取向。
第2區域的液晶層最好呈現扭曲取向。
較為理想的是，在第2區域的液晶層的整個區域中，在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲。在第2區域的液晶層的整個區域中，在Vcr以上的電壓施加時，可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲的情況下，由于第2區域的液晶層的整個區域成為第1區域的液晶層進行展曲-彎曲轉移用的轉移核，故第1區域的液晶層可更高速且可靠地進行彎曲轉移。
較為理想的是，液晶顯示裝置具有多個像素，多個像素的各自的液晶層包含第1區域和第2區域。這是因為，在多個像素的每一個中液晶層包含第1和第2區域的情況下，在各像素的各第1區域中可更可靠地進行彎曲轉移。
如果作為第1區域的預傾方向的第1方向與作為第2區域的預傾方向的第2方向構成的角度Ψ處于30°≤Ψ≤150°的范圍內，由于能將第2區域作為非常有效的展曲-彎曲取向轉移的核而起作用，故是較為理想的。
如果作為第1區域的預傾方向的第1方向與作為第2區域的預傾方向的第2方向構成的角度Ψ處于70°≤Ψ≤110°的范圍內，則可在上述第2區域的整個面上可靠地陷獲在實際驅動前施加高電壓并在使上述第1區域完全地彎曲后切斷電壓時發現的(180°)扭曲取向，進而實現了更高速且可靠的彎曲轉移。
再者，如果考慮控制液晶層的取向的取向膜的形成的容易程度，則液晶層的第2區域具有與作為第2區域的預傾方向的第2方向平行地延伸的條形形狀是較為理想的。
液晶層最好包含手性劑。由此，可更高速地在第1區域的液晶層中實現展曲-彎曲取向轉移。
再者，在液晶層含有手性劑的情況下，在將液晶層的厚度定為d、將液晶層的自然手性間距定為p的情況下，將手性劑的添加量設定為滿足0＜d/p≤0.50這樣的關系式是較為理想的。此時，可更高速且可靠地實現施加了展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓時的彎曲取向的轉移，同時在實際上驅動液晶顯示裝置并進行了白顯示時可抑制透射率的下降。
特別是在設定為滿足0＜d/p≤0.15的關系式的情況下，與未添加手性劑的液晶顯示裝置相比，幾乎沒有透射率的下降，可實現沒有光學特性的惡化且品位高的液晶顯示裝置。
液晶層最好包含在未施加電壓時被選擇為第2區域的液晶層呈現沒有展曲變形的扭曲取向(一致傾斜狀態)的規定的手性劑。由此，由于在第2區域的液晶層的整個區域中在Vcr以上的電壓施加時可陷獲能與彎曲取向連續地聯結的TN取向，故第2區域的液晶層的整個區域成為第1區域的液晶層進行展曲-彎曲轉移用的轉移核，在第1區域的液晶層中可進行更高速且可靠的彎曲轉移。
本發明的液晶顯示裝置的制造方法包含下述工序準備在各自的主面上具有電極的一對基板的工序；在一對基板中的至少一方的基板的上述電極上形成取向膜的工序，取向膜具備具有使液晶分子的預傾方向在第1方向上取向的取向約束力的第1取向膜區域和具有使液晶分子的預傾方向在與上述第1方向不同的第2方向上取向的取向約束力的第2取向膜區域；以及在一對基板之間設置液晶層的工序，液晶層具有利用取向膜的取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是上述第1方向的第1區域和利用取向膜的取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是上述第2方向且在整個區域中在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲的第2區域。按照該液晶顯示裝置的制造方法，通過包含設置在第2區域的整個區域中在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲的液晶層的工序，可在第2區域的液晶層的整個區域中形成使第1區域的液晶層進行展曲-彎曲轉移的更有效的轉移核。因而，可制造能進行高速且可靠的彎曲轉移的液晶顯示裝置。
上述設置液晶層的工序包含準備包含規定的手性劑的液晶材料的工序，在未施加電壓時，第2區域的液晶層可呈現沒有展曲變形的扭曲取向。
上述設置液晶層的工序可包含在使第1區域的液晶層的大致整體進行了彎曲取向后從彎曲取向經過π扭曲取向而使之成為展曲取向的取向更新工序。
通過在規定的時間內例如對液晶層施加Vcr的2倍以上的電壓來進行上述取向更新工序。
上述第1方向與第2方向構成的角度Ψ最好處于70°≤Ψ≤110°的范圍內。
附圖的簡單的說明

圖1是示意性地示出本發明的一種實施形態的液晶元件的結構的圖，(a)是在液晶元件中使用的取向膜的平面圖，(b)和(c)分別是未施加電壓時和施加電壓時的液晶元件的剖面圖，(d)是示出預傾方向和預傾角的圖。
圖2(a)是作為本發明的一種實施形態的液晶顯示裝置的剖面圖，(b)是取向膜的平面圖，(c)和(d)是(b)的取向膜的剖面圖，(e)是示意性地示出(d)的光照射方向與取向膜的高分子鏈的關系的圖。
圖3是示意性地示出從基板的法線方向看實施例1的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖4是示意性地示出從基板的法線方向看比較例的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖5(a)和(b)是說明實施例1的液晶元件中的朝向彎曲取向的轉移的機理用的的液晶元件的剖面圖。
圖6是比較例的液晶元件的剖面圖。
圖7(A)～(F)是說明能應用于實施例1的液晶元件的取向膜用的圖。
圖8(A)、(B)、(D)和(E)是示意性地示出實施例2的液晶元件的液晶層的觀察結果的圖，(C)和(F)是示意性地示出比較例的液晶元件的液晶層的觀察結果的圖。
圖9是實施例2的液晶元件的取向膜的平面圖。
圖10是從基板的法線方向看本發明的一種實施形態的液晶元件的1個像素的結構時的示意圖。
圖11(a)是示意性地示出注入了作為本發明的一種實施形態的液晶元件的液晶材料后的電壓施加前的液晶取向狀態的圖，(b)是示意性地示出該元件的高電壓施加后的液晶取向狀態的圖，(c)是示意性地示出該元件的高電壓施加后的最終的液晶取向狀態的圖，(d)是用(a)的虛線包圍的區域11A的部分放大圖。
圖12(a)是示意性地示出停止了作為本發明的一種實施形態的液晶元件的高電壓施加后的液晶取向狀態的圖，(b)是示意性地示出剛關斷了該元件的電壓之后的液晶取向狀態的圖，(c)是示意性地示出停止了該元件的電壓施加后的最終的液晶取向狀態的圖。
圖13(a)是示意性地示出對作為本發明的一種實施形態的液晶元件進行了一度施加高電壓這樣的更新處理后電壓施加前的液晶取向狀態的圖，(b)是示意性地示出該元件的高電壓施加之后的液晶取向狀態的圖，(c)是示意性地示出該元件的高電壓施加后的最終的液晶取向狀態的圖。
圖14(a)和(b)是從基板的法線方向看本發明的一種實施形態的液晶元件的1個像素的結構時的示意圖。
圖15(a)、(b)、(c)和(d)是示出在本發明的一種實施形態的液晶元件中的下側基板的取向膜上制作第2液晶區域的方法的例子的圖。
圖16(a)、(b)、(c)和(d)是示出在本發明的一種實施形態的液晶元件中的下側基板的取向膜上制作第2液晶區域的方法的一例的圖。
圖17是示出在本發明的一種實施形態的液晶元件中的下側基板的取向膜上制作第2液晶區域的方法的一例的圖。
圖18是說明光取向膜聚乙烯肉桂酸酯(PVCi)的分子結構和光二聚反應過程用的圖。
圖19(a)、(b)、(c)和(d)是說明由光取向膜得到的液晶分子的取向用的圖。
圖20是示出在本發明的一種實施形態的液晶元件中的下側基板的取向膜上制作第2液晶區域的方法的一例的圖。
圖21是從基板的法線方向看本發明的一種實施形態的液晶元件的結構時的示意圖。
圖22是說明在本發明的一種實施形態的液晶元件中進行了更新處理后的取向狀態的狀況用的圖。
圖23是說明在本發明的一種實施形態的液晶元件中進行了更新處理后呈現的各種液晶取向狀態的Gibbs自由能的大小關系用的圖。
圖24是說明在本發明的一種實施形態的液晶元件中施加了3V的電壓之后的取向狀態的狀況用的圖。
圖25是說明在本發明的一種實施形態的液晶元件中施加了3V的電壓之后呈現的各種液晶取向狀態的Gibbs自由能的大小關系用的圖。
圖26是從基板的法線方向看實施例5的液晶元件的結構時的示意圖。
圖27是示意性地示出從基板的法線方向看實施例5的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖28是示意性地示出從基板的法線方向看比較例的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖29(a)、(b)、(c)、(d)和(e)是示意性地示出從基板的法線方向看實施例5的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖30(a)和(b)是示意性地示出從基板的法線方向看實施例4的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖，(c)是示意性地示出從基板的法線方向看比較例的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖31是示意性地示出從基板的法線方向看實施例4的液晶元件的液晶層時的觀察結果的圖。
圖32是示出測定實施例4和比較例的液晶元件的電壓-透射率特性用的測定系統的圖。
圖33是示出實施例4和比較例的液晶元件的電壓-透射率特性的測定結果的曲線圖。
圖34是在實施例4和比較例的液晶元件中用對于非手性樣品的比值表示施加白顯示電壓時的透射率的圖。
圖35(a)是從基板的法線方向看實施例5的液晶元件的結構時的示意圖，(b)是從基板的法線方向看比較例的液晶元件的結構時的示意圖。
圖36(a)是說明一致傾斜取向狀態用的圖，(b)是說明展曲傾斜取向狀態用的圖。
圖37(a)是注入了實施例5的液晶元件的液晶材料后的電壓施加前示出液晶取向狀態的示意圖，(b)是示出實施例5的液晶元件的電壓施加了之后的液晶取向狀態的示意圖，(c)是注入了比較例的液晶元件的液晶材料后的電壓施加前示出液晶取向狀態的示意圖，(d)是示出比較例的液晶元件的電壓施加了之后的液晶取向狀態的示意圖。
圖38(a)、(b)、(c)和(d)是示出在對實施例5的液晶元件進行更新處理之后關斷了電壓時的液晶取向狀態的時間系列變化的示意圖，(e)～(h)示出在對比較例的液晶元件進行更新處理之后關斷了電壓時的液晶取向狀態的時間系列變化的示意圖。
用于實施發明的最佳形態以下，一邊參照附圖，一邊說明本發明的實施形態1和2。
(實施形態1)本發明的液晶顯示裝置是使用液晶分子的彎曲取向進行顯示并能較為理想地兼顧高速響應特性和寬視角特性的OCB模式的液晶顯示裝置。如圖2(a)中所示，本發明的一種實施形態的液晶顯示裝置40具有一對偏振片(起偏振片)2和3；被這些偏振片夾住的液晶元件30；在一方的偏振片2與液晶元件30之間被夾住的光學延遲元件4；以及驅動液晶元件30的驅動電路16。液晶元件30具有利用密封樹脂14貼合的一對電極基板5和6，在由這些電極基板和密封樹脂14包圍的空間內具有液晶層27。
電極基板5具有基板(透光性基板)21；在基板21的液晶層27一側的表面上設置的透明電極22；以及在透明電極22的液晶層27一側的表面上設置的取向膜23，與其同樣地，電極基板6具有基板24；在基板24的液晶層27一側的表面上設置的透明電極25；以及在透明電極25的液晶層27一側的表面上設置的取向膜26。透明電極22和25連接到驅動電路16上，從驅動電路16經透明電極22和25對液晶層27施加基于顯示數據的電壓。再有，上述基板21、24例如由玻璃構成，透明電極22、25由ITO(銦錫氧化物)構成。
再有，由于圖2(a)的液晶元件30示出了1個像素內的區域，故雖然在基板的表面的整個面上形成了透明電極22、25，但實際上透明電極22、25都由具有規定的寬度的多個帶狀的電極構成，從與基板面垂直的方向看，以互相交叉(在此是正交)的方式來形成。透明電極22和25的各交叉部相當于進行顯示的像素，在液晶顯示裝置的整個面上將這些像素配置成矩陣狀。
以下，參照圖1，說明在液晶顯示裝置40中使用的液晶元件30。再有，以下為了簡單起見，說明液晶元件30的1個像素。圖1是示意性地示出液晶元件30的結構的圖。圖1(a)是液晶元件的取向膜26的平面圖，圖1(b)和(c)是圖1(a)的與R-R’部對應的液晶元件的剖面圖，圖1(b)示出未施加電壓時的情形，圖1(c)示出施加電壓時的情形。
在本實施形態的液晶元件30中，被取向膜23和26夾住的液晶層27具有第1液晶區域27F和第2液晶區域27S。第1液晶區域27F在未施加電壓時，如圖1(b)中所示，呈現展曲取向，在規定的電壓施加時，如圖1(c)中所示，呈現彎曲取向。使用該第1液晶區域27F的彎曲取向進行液晶顯示裝置40的顯示。在液晶元件30中，由于使第1液晶區域27F進行展曲-彎曲取向轉移來進行顯示，故第1液晶區域27F的預傾角θ在未施加電壓時必須為0≤θ≤45°。在此，所謂預傾角，如圖1(d)中所示，在基板的主面上規定了X-Y-Z坐標系統的情況下，指的是由取向膜表面的取向約束力約束了取向的液晶分子32(取向膜與液晶層的界面附近的液晶分子)的長軸與基板表面構成的角度θ。再有，在本實施形態的液晶元件30中，必須將第1液晶區域27F定為展曲取向，為此，預傾角θ必須為0≤θ≤45°。這是因為，一般來說，在液晶分子的預傾角不到45°時，展曲取向一方的Gibbs自由能較低，較為穩定，如果預傾角超過45°，則彎曲取向一方較為穩定。
本實施形態的液晶元件30的特征在于在一方的取向膜26附近，第1液晶區域27F的液晶分子的預傾方向(第1方向)與第2液晶區域27S的液晶分子的預傾方向(第2方向)互不相同。再有，所謂預傾方向，如圖1(d)中所示，在基板的主面上規定了X-Y-Z坐標系統的情況下，指的是由取向膜表面的取向約束力約束了取向的液晶分子32的長軸所取的方位角方向(方位角Ψ)。再有，由于液晶分子的預傾方向由取向膜表面的取向約束力來規定，故也有使用「預傾方向」這樣的術語來表示取向膜的取向約束力的方向的情況。
上述的預傾方向和預傾角由與液晶層27相接地設置的取向膜23和26來規定。在本實施形態中，液晶分子32的預傾方向由取向膜23和26的摩擦來規定。
以下，參照圖1(a)，說明取向膜23和26的摩擦。
在下側基板24一側的取向膜26上設置了在第1方向(圖1(a)的箭頭17方向)上被摩擦了的第1取向膜區域26F和在與第1方向不同的第2方向(箭頭19方向)上被摩擦了的第2取向膜區域26S。如圖1(a)中所示，將第2方向設定為與第1方向構成角度Ψ，在以后的實施例1中進行說明，但較為理想的是將Ψ設定在30°≤Ψ≤150°的范圍內。第2取向膜區域26S具有在第2取向膜區域26S的摩擦方向(第2方向19)上延伸的條形形狀。
如果采用在摩擦方向上延伸的條形形狀的第2取向膜區域26S，則在取向膜上形成第2取向膜區域26S時使用的掩模的圖形形成變得容易，此外，可得到能均勻地摩擦第2取向膜區域26S這樣的效果。再有，本實施形態的第2取向膜區域26S的形狀不限定于此，如在以后參照圖7說明的那樣，可取各種各樣的形狀。
此外，在1個像素中形成1個第2取向膜區域26S的情況下，如圖1(a)中所示，較為理想的是，以橫截像素的對置的長邊的方式形成第2取向膜區域26S，進而在像素的大致中央部形成第2取向膜區域26S，使由該第2取向膜區域26S隔斷的2個第1取向膜區域26F的面積大致為相同程度。由此，可進一步縮短液晶層的展曲-彎曲轉移中所必要的時間。
再者，如果考慮展曲-彎曲取向轉移核的有效的形成和顯示面積的減少，則1個像素(例如80μm×240μm)中所占的第2取向膜區域26S的寬度w最好處于5μm～60μm的范圍內。此外，如果將1個像素的面積定為1，則第2取向膜區域26S的面積最好約為1/48～1/4。
這樣，在下側基板24一側的取向膜26中，在第1方向上摩擦與第1液晶區域27F相接的第1取向膜區域26F，在第1方向上約束第1取向膜區域26F附近的液晶分子的預傾方向。此外，在基板24一側的取向膜26中，在第2方向上摩擦與第2液晶區域27S相接的第2取向膜區域26S，在第2方向上約束第2取向膜區域26S附近的液晶分子的預傾方向。
另一方面，在第1方向(箭頭18方向)上摩擦了上側基板21一側的取向膜23的大致整個面。由此，在第1方向上約束取向膜23附近的液晶分子的預傾方向。由于取向膜23的摩擦方向與取向膜26的第1取向膜區域26F的摩擦方向平行，故在第1液晶區域27F中，在兩方的取向膜23和26的附近，預傾方向為第1方向，第1液晶區域27F呈現展曲取向。
如上所述，通過摩擦取向膜23和26，在未施加電壓時，如圖1(b)中所示，在基板24一側的取向膜26附近，第1液晶區域27F的液晶分子的預傾方向與第2液晶區域27S的液晶分子的預傾方向不連續，而且，可使第1液晶區域27F的液晶分子為展曲取向。如果對這樣的液晶層27施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則第2液晶區域27S起到使第1液晶區域27F的液晶分子從展曲取向轉移到彎曲取向的核(彎曲取向轉移核)的作用，如圖1(c)中所示，在第1液晶區域27F中高速且可靠地引起展曲-彎曲轉移。
其次，說明上述的取向膜23和26的形成方法。首先，在上側基板21的透明電極22上和下側基板24的透明電極25上例如形成聚酰亞胺膜，在第1方向(箭頭17、18方向)上摩擦取向膜23和26的大致整個面。對于取向膜26來說，進而以取向膜26的第1取向膜區域26F為掩模，使第2取向膜區域26S露出，在與第1方向構成角度Ψ的第2方向(箭頭19方向)上摩擦。由此，在取向膜26中形成在第1方向上被摩擦了的第1取向膜區域26F和在與第1方向構成角度Ψ的第2方向上被摩擦了的第2取向膜區域26S。如上述那樣形成取向膜23、26。
或者，在本實施形態的取向膜23和26中也可應用光取向膜。以下說明光取向膜的形成方法的一例。在上側基板21的透明電極22上和下側基板24的透明電極25上形成聚乙烯肉桂酸酯(PVCi)，都在第1方向上在整個面上進行摩擦。對于下側基板24上的聚乙烯肉桂酸酯(PVCi)膜來說，如上所述那樣在整個面上進行了摩擦后，只對第2區域26S照射深紫外(deepUV，波長為254nm)光。以下，一邊參照圖2、(b)、(c)、(d)和(e)，一邊說明第2區域26S的形成方法。圖2(b)是取向膜(PVCi膜)26的平面圖，圖2(c)和(d)是圖2(b)的PVCi膜26的2c-2d中的剖面圖。此外，圖2(e)是示意性地示出圖2(d)中的光的照射方向與取向膜26的高分子鏈的關系的圖。
首先，對于圖2(b)的第2區域26S來說，如圖2(c)中所示，從正面方向以1J/cm2的光量照射s波的deepUV偏振光。利用該s波的deepUV偏振光的照射，切斷在s波的振動方向上延伸的高分子鏈。其次，如圖2(d)中所示，從傾斜方向(例如入射角為80°)以1J/cm2的光量對第2區域26S照射p波的deepUV偏振光。利用該p波的deepUV偏振光的照射，切斷在p波的deepUV偏振光的振動方向上延伸的高分子鏈A(圖2(e))，不切斷在與p波的振動方向垂直地延伸的高分子鏈B(圖2(e))，將其按原樣留下。作為結果，在高分子鏈B的延伸的方向上產生液晶分子32的預傾方向。
如以上所述，通過適當地調整所照射的偏振光的方向等，控制取向膜26的第2區域的預傾方向，形成取向膜23、26。
為了確認本實施形態的液晶元件30的液晶層27的取向狀態，進行了液晶層27的偏振光顯微鏡觀察。如果在正交尼科耳棱鏡下使起偏振片的方向與摩擦方向一致來觀察，則第1液晶區域27F在消光位上被看成黑色。由此，在第1液晶區域27F中，液晶分子的方向與起偏振片的方向一致，確認了液晶分子取展曲取向。
與此不同，在第2液晶區域27S中，不存在消光位，觀察到入射的偏振光發生了旋光。由此，在第2液晶區域27S中確認了液晶分子取扭曲取向。
再有，在本實施形態中，說明了在未施加電壓時第1液晶區域27F呈現展曲取向、第2液晶區域27S呈現扭曲取向的例子，但本發明的液晶元件的取向狀態不限定于此。如果在至少一方的取向膜的表面上第1液晶區域與第2液晶區域的預傾方向互不相同，則可使第2液晶區域27S起到彎曲取向轉移核的作用，可得到同樣的效果。
再有，在本實施形態中，在下側基板24一側的取向膜26的像素內設置了作為預傾方向不連續的區域的第2取向膜區域26S，但第2取向膜區域26S的配置不限定于此。例如，可在上側基板21一側的取向膜23上設置該第2取向膜區域，也可在上側基板21的取向膜23和下側基板24的取向膜26的兩者上設置該第2取向膜區域。此外，也可在像素外設置第2取向膜區域。
再者，在本實施形態中，在上側基板21和下側基板24這兩者上分別設置了取向膜23和26，但如果在至少一方的基板上設置取向膜，則可得到與本發明同樣的效果，可適當地省略某一方的取向膜。
此外，如果在本實施形態的液晶元件的液晶層27中添加手性劑，則可更有效地使液晶層27的第2液晶區域27S起到彎曲取向轉移核的作用。特別是在后面的實施例2中將要詳細地敘述，在將液晶層的厚度定為d、將添加了手性劑的液晶層的自然手性間距定為p的情況下，如果這樣來決定手性劑的添加量，使得比值d/p被設定在0＜d/p＜0.50的范圍內，則可使液晶層27的第2液晶區域27S起到極為有效的彎曲取向轉移核的作用，同時在實際上驅動液晶顯示裝置使之進行白顯示時，可抑制透射率的下降。
再者，如果更為理想地將手性劑的添加量設定在0＜d/p≤0.15的范圍內，則在實際上驅動液晶顯示裝置使之進行白顯示時，與沒有手性劑的液晶樣品相比，可作成幾乎沒有透射率的下降的裝置。
以下，說明本發明的實施例1和2。
(實施例1)本實施例1的液晶顯示裝置具有與參照圖1和圖2(a)已說明過的實施形態的液晶顯示裝置40同樣的結構，用與上述實施形態同樣的方法來制作。但是，在本實施例1中，使下側基板24的取向膜26的第2取向膜區域26S(摩擦方向的不連續的區域)的摩擦方向以各種方式變化，制作了多個液晶顯示裝置。
具體地說，使取向膜26的第1摩擦方向(圖1(a)的箭頭17、18方向)與第2摩擦方向(箭頭19方向)構成的角度Ψ在30°以上至150°以下的范圍內變化，制作了下述的表1中示出的5個液晶顯示裝置(樣品#11～#15)。再有，如圖1(a)中所示，第2取向膜區域26S具有在第2取向膜區域26S的摩擦方向上延伸的條形形狀。此外，下側基板24一側的取向膜26的第1取向膜區域26F的摩擦方向(箭頭17方向)與上側基板21一側的取向膜23的摩擦方向(箭頭18方向)互相平行。
再者，為了比較起見，也與本實施例1的樣品同樣地制作了上述角度Ψ處于上述30°≤Ψ≤150°的范圍外的3個液晶顯示裝置(樣品#201～#203)和完全未設置第2取向膜區域26S那樣的區域的液晶顯示裝置(樣品#204)。再有，樣品#201的第1取向膜區域26F的摩擦方向(箭頭17方向)與上側基板21一側的取向膜23的摩擦方向(箭頭18方向)為正相反對的方向。
表1

在表2中示出對上述樣品#11～#15和比較樣品#201～#204施加了6V、1kHz的矩形波的電壓時的觀察結果。此外，分別在圖3和圖4中示意性地示出電壓施加時的本實施例的樣品#14和比較例的樣品#204的液晶層的觀察結果。
表2

根據表2和圖3，對于本實施例的樣品#11～#15來說，利用約6V的電壓施加，第2液晶區域起到使第1液晶區域有效地進行展曲取向-彎曲取向轉移的核的作用，再者，可知在第1液晶區域中發生的彎曲取向區域擴大了。特別是關于本實施例的樣品#12～#14，如圖3中所示，從第2液晶區域的大致整個面起發生彎曲取向核，與#11和#15相比，可知起到了更加有效的作用。
與此不同，如表2和圖4中所示，關于比較樣品#201和#204，完全不發生彎曲取向轉移核。此外，關于比較樣品#202和#203，從第2液晶區域的很少的一部分起發生彎曲取向轉移核，但在第1液晶區域中呈現彎曲取向的區域不擴大。因而，關于比較樣品#201～#204，都不能說第2液晶區域起到彎曲取向轉移核的作用。
圖5是示意性地示出第2液晶區域起到彎曲取向轉移核的作用的機理，(a)示出未施加電壓時的情形，(b)示出施加電壓時的情形。如圖5(a)中所示，在未施加電壓時，在取向膜26附近，第2液晶區域27S的液晶分子沿第2取向膜區域26S的摩擦方向(第2方向)取向，該第2方向與第1取向膜區域26F的摩擦方向(第1方向)不同。此外，第1液晶區域27F呈現展曲取向，第2液晶區域27S呈現扭曲取向。
如果對這樣的液晶層27施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則首先對于第2取向膜區域26S附近的第1液晶區域27F的液晶分子52來說，變形最集中。因而，如圖5(a)中所示，上述液晶分子52以與第2取向膜區域26S附近的第2液晶區域27S的液晶分子54的取向方向匹配的方式旋轉，以使該變形得到緩解。在該液晶分子52的轉矩的作用下，第1液晶區域27F的液晶分子想要從取向膜26朝向取向膜23的方向旋轉。該旋轉角依賴于第2取向膜區域26S的摩擦方向與第1取向膜區域26F的摩擦方向構成的角度Ψ(30°≤Ψ≤150°)。此時，由于施加電壓為臨界電壓Vcr以上，故第1液晶區域27F的液晶分子轉移到彎曲取向與返回到展曲取向相比在能量方面變得較穩定。由此，如圖5(b)中所示，有效地發生了彎曲取向區域42，彎曲取向區域在展曲取向區域44內擴大了。
與此不同，如比較例的樣品#201和#204那樣，在完全不存在第2液晶區域的情況下，液晶層整體的液晶取向如圖6中所示為展曲取向的原有狀態，不形成彎曲取向轉移核，從而不變化。此外，如比較例的樣品#202和#203那樣，如果第1取向膜區域26F的摩擦方向與第2取向膜區域26S的摩擦方向接近，則由于第1液晶區域27F的預傾方向與第2液晶區域27S的預傾方向接近，故不能使展曲取向的變形集中部的液晶分子旋轉足夠的角度，減弱了作為彎曲取向轉移核的作用。
在本實施例中，說明了只在下側基板24一側的取向膜26上設置了條狀的第2取向膜區域26S的液晶顯示裝置，但第2取向膜區域的配置不限定于此。也可在上側基板21的取向膜23和下側基板24的取向膜26的兩者上設置該第2取向膜區域。
以下，參照圖7，說明在取向膜23和取向膜26上設置該第2取向膜區域的例子。將在取向膜23上設置的第2取向膜區域定為第2取向膜區域23S。
圖7(A)～(F)示出各種各樣的例子的取向膜23和26的透射平面圖。箭頭18示出在上側基板21上設置的取向膜23的第1取向膜區域的摩擦方向，箭頭17示出在下側基板24上設置的取向膜26的第1取向膜區域的摩擦方向。這些方向都是平行的。此外，箭頭48示出在上側基板21上設置的取向膜23的第2取向膜區域23S的摩擦方向，箭頭47示出在下側基板24上設置的取向膜26的第2取向膜區域26S的摩擦方向。
在圖7(A)、(B)和(C)中示出的取向膜中，第2取向膜區域23S和第2取向膜區域26S具有橫截像素的條形形狀。此外，在圖7(D)和(E)中示出的取向膜中，第2取向膜區域23S和第2取向膜區域26S具有連接了多個條形的形狀。再有，在圖7(A)～(E)中示出的取向膜中，第2取向膜區域23S和第2取向膜區域26S的摩擦方向與條形的延伸方向平行。
此外，在圖7(F)中第2取向膜區域23S和第2取向膜區域26S具有帶有某種曲率的形狀。在圖7(F)的情況下，第2取向膜區域的在某個點上的接線的傾斜方向與第2取向膜區域的摩擦方向構成的角度Ψ最好處于上述的30°≤Ψ≤150°的范圍內。雖然參照圖7說明了第2取向膜區域23S和26S可采取的形狀的例子，但怎樣的形狀為最佳，根據顯示裝置的像素尺寸或像素的形狀等，以在最短時間內完成至彎曲取向的轉移的方式適當地決定即可。
再有，如圖7(A)～(F)中所示，第2取向膜區域23S和26S在x-y平面內(參照圖7的xyz坐標)，即在基板21和24的法線方向上最好不重疊而互相偏移。第2液晶區域27S呈現扭曲取向與呈現展曲取向相比，可起到有效的彎曲取向轉移核的作用。因而，如果如上所述那樣第2取向膜區域23S和26S互相偏移，則由于可使第2液晶區域27S為扭曲取向，故是較為理想的。偏移量的最佳值最好依賴于液晶面板的像素尺寸和開口率等適當地決定。
(實施例2)在本實施例2中，使對液晶層添加的手性劑的量以各種方式變化，用與實施形態同樣的方法來制作與上述的實施形態同樣的液晶顯示裝置40。具體地說，制作了液晶元件30的液晶層的厚度d和添加了手性劑的液晶層的自然手性間距p的比為下述的表3中示出的4個液晶顯示裝置(樣品#31～#34)。將本實施例2的樣品中的d/p的值設定在0以上至不到0.50的范圍內。
在本實施例2的液晶元件中，如圖9中所示，只在下側基板24的取向膜26上設置了第2取向膜區域26S。此外，在取向膜26中，第2取向膜區域26S的摩擦方向19與第1取向膜區域26F的摩擦方向17構成的角度Ψ被設定為120°，第2取向膜區域26S具有與該摩擦方向19平行地延伸的條形形狀，具有50μm的寬度。此外，基板21、24和取向膜23、26的尺寸為縱向20mm×橫向10mm。
再者，為了比較起見，也用與本實施例2的樣品同樣的方法制作了上述d/p的值處于上述范圍以外的2個液晶顯示裝置(樣品#401和#402)。
表3

對上述樣品#31～#34及比較樣品#401和#402，施加了6V、1kHz的矩形波的電壓，進行了偏振光顯微鏡觀察。在正交尼科耳棱鏡中配置起偏振片，在常白的工作下進行由偏振光顯微鏡進行的觀察。在表4中示出該觀察結果。此外，在表5中示出在使整個液晶層進行了彎曲轉移后切斷上述6V、1kHz的矩形波的施加電壓(電壓0)時的觀察結果。再有，在施加電壓為0時，彎曲取向瞬時地(幾十msec)變形為180°扭曲取向。
再者，在圖8中示意性地示出上述電壓施加時和切斷了施加電壓時的觀察結果。在圖8中，以實施例2為代表，示出樣品#31和#33，以比較例的樣品為代表，示出樣品#401。圖8(A)、(B)、(C)示出施加了6V、1kHz的矩形波的電壓時的狀況，圖8(D)、(E)、(F)示出在使整個面進行了彎曲轉移之后、切斷了該施加電壓時的狀況。圖8(A)、(D)示出本實施例的樣品#31，圖8(B)、(E)示出本實施例的樣品#33，圖8(C)、(F)示出比較例的樣品#401。
再者，在表6中示出從對本實施例的樣品#31～#34及比較樣品#401和#402施加了6V、1kHz的矩形波的電壓的瞬間起到液晶層的整體轉移到彎曲取向為止所花費的時間。此外，在表7中示出在使液晶層的整體進行了彎曲轉移之后在切斷了上述6V、1kHz的矩形波的電壓時從切斷了電壓的瞬間起到液晶層的整體返回到展曲取向為止所花費的時間。
表4

表5

表6

表7

從表4和表6可知，對于本實施例的樣品#31～#34來說，由于約6V的電壓施加的緣故，第2液晶區域成為核，在第1液晶區域中有效地進行了彎曲取向轉移，但彎曲取向區域的行進速度有所不同。具體地說，如果增加手性劑的添加量，即，可知如果盒厚d與液晶層的手性間距p的比值d/p增加，則彎曲取向區域的擴大速度變快。
與此不同，如果添加手性劑直到比較樣品#401和#402那樣的程度，則從未施加電壓的初始狀態起，液晶分子呈現了從取向膜23朝向取向膜26的方向液晶分子的長軸方向扭曲180°這樣的180°扭曲取向。在從未施加電壓的初始狀態起液晶層呈現180°扭曲取向的情況下，如果施加電壓，則液晶層從180°扭曲取向連續地變化為彎曲取向，不需要至彎曲的轉移。但是，如果實際上驅動這樣的液晶顯示裝置，則在黑顯示時沒有問題，但在白顯示時在幾～幾十msec這樣的短時間內，液晶層從彎曲取向轉移到扭曲取向，存在透射率大幅度地下降的問題。因而，為了使彎曲轉移變得容易，手性劑的添加量多(d/p大)是較為理想的，但如果從實際驅動中的白顯示時的透射率(面板的亮度)這樣的觀點來看，手性劑的添加量以少為宜。
此外，從表5和表7可知，本實施例的樣品#31～#34在切斷了電壓時，隨時間的流逝返回到展曲取向，但比較樣品#401和#402仍保持180°扭曲取向，不返回到展曲取向。因而，為了加長液晶層從彎曲取向返回到展曲取向的時間，可知手性劑的添加量多(d/p大)是較為理想的。
如以上已說明的那樣，通過比較考慮電壓施加時(表4和表6)和切斷了電壓時(表5和表7)中的結果，可得出以下的結論手性劑的添加量的優選的范圍是滿足0≤d/p＜0.50的范圍。
(實施形態2)在本發明的實施形態2的液晶顯示裝置中，在第2液晶區域的整個區域中在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲。在本說明書中，TN取向指的是扭曲角為30°以上至150°以下、更為理想的為處于70°以上至110°以下的范圍的扭曲取向。在以下的說明中，例示扭曲角為90°的情況。
在實施形態2的液晶顯示裝置中，上述第2液晶區域的整個區域在液晶顯示裝置的實際驅動時(Vcr以上的電壓施加時)成為第1液晶區域進行展曲-彎曲取向轉移用的轉移核。因而，與實施形態1的液晶顯示裝置相比，可更加可靠且高速地實現第1液晶區域的展曲-彎曲取向轉移。
為了形成上述第2液晶區域，例如在使第1液晶區域的大致整體進行了彎曲取向后，可使用從彎曲取向經過π扭曲取向使之成為展曲取向的取向更新工序。該取向更新工序例如通過對液晶層在規定的時間內施加Vcr的2倍以上的高的電壓來進行。
或者，通過對液晶材料添加規定量的手性劑，也可形成上述第2液晶區域。
以下，參照附圖，具體地說明實施形態2的液晶顯示裝置。
〔取向更新處理〕首先，說明應用取向更新工序形成上述第2液晶區域的情況。
由于實施形態2的液晶顯示裝置40和液晶顯示裝置40所具備的液晶元件30的結構分別與圖2(a)中示出的實施形態1的液晶顯示裝置40和液晶顯示裝置40所具備的液晶元件30的結構是同樣的，故省略其說明。再有，以下為了簡單起見，說明液晶元件30的1個像素。
圖10是從基板的法線方向看實施形態2的液晶顯示裝置40所具備的液晶元件30的1個像素時的平面圖。
如圖10中所示，液晶元件30的液晶層27具有第1液晶區域27F和第2液晶區域27S。第2液晶區域27S例如存在于像素內的外緣部，而且，具有以將像素一分為二的方式橫截像素的中央附近的條形形狀。由此，在1個像素內形成用第2液晶區域27S包圍其周圍的2個第1液晶區域27F。再有，第2液晶區域27S也可存在于像素外。
對于液晶層27來說，由與液晶層27相接地設置的取向膜23和26的表面的取向約束力約束了其取向。在圖10的情況下，對于取向膜23和26來說，例如通過摩擦規定了液晶分子的預傾方向和預傾角。
下側基板24的取向膜26的第1取向膜區域26F的摩擦方向(第1方向)17與取向膜26附近的第1液晶區域27F的預傾方向平行，取向膜26的第2取向膜區域26S的摩擦方向(第2方向)19與取向膜26附近的第2液晶區域27S的預傾方向平行。如圖10中所示，在液晶元件30中，在下側基板24的取向膜26附近，第1液晶區域27F的預傾方向與第2液晶區域27S的預傾方向互相正交。
上側基板的取向膜23的大致整個面相對于下側基板的取向膜26的第1取向膜區域26F的摩擦方向17(第1方向)平行地被摩擦。在圖10中用參照號碼18示出了該上側基板的取向膜23的摩擦方向。
第1液晶區域27F在未施加電壓時呈現展曲取向，第2液晶區域27S在未施加電壓時呈現TN取向(90°扭曲取向)。如果施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則第1液晶區域27F呈現彎曲取向，使用該彎曲取向狀態的第1液晶區域27F進行液晶顯示裝置17的顯示。
如在實施形態1中已說明的那樣，在第2液晶區域27S被施加了展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓時，成為第1液晶區域27F的展曲-彎曲取向轉移的核。
以下，參照圖11、圖12和圖13，詳細地說明取向更新工序。圖11、圖12和圖13都是示出液晶層27的取向狀態的圖。圖11和圖12示出了在液晶顯示裝置的實際驅動前進行的取向更新工序中的液晶層的取向狀態，圖13示出了進行取向更新工序后的實際驅動時的液晶層的取向狀態。在圖11、圖12和圖13的各圖中，用粗線示出向錯線。但是，也用相同的粗線示出了像素的外延。在此，例示在液晶材料中未添加手性劑的情況，但如后述那樣，通過調整手性劑的種類(旋轉方向)和添加量，可使被向錯線包圍的區域的TN取向變得穩定。
在液晶顯示裝置的實際的驅動前，最少進行一次圖11和圖12中示出的取向更新工序。
如果在對置的電極基板5與6之間注入液晶，則如圖11(a)中所示，液晶層27的第1液晶區域27F呈現展曲取向，第2液晶區域27S呈現90°扭曲取向(TN取向)。在呈現TN取向的第2液晶區域27S中形成多條向錯線。
對圖11(a)中示出的液晶層27施加高電壓。施加電壓最好為Vcr的2倍以上的高的電壓。由于在實測中液晶材料的Vcr為2.3V，故在本實施形態中，例如定為8V。如果施加電壓，則如圖11(b)中所示，在第2液晶區域27S內，被向錯線包圍的TN取向區域成為轉移核，接近于該轉移核的第1液晶區域27F變形為彎曲取向。伴隨朝向該彎曲取向的變形，向錯線在第1液晶區域27F內部移動。
以下，參照圖11(d)和圖36(a)、(b)，詳細地說明圖11(a)和(b)中的液晶層的取向狀態。圖11(d)是用圖11(a)的虛線包圍的區域11A的部分放大圖。
在圖11(a)中示出的未施加電壓時，第2液晶區域27S的整個面呈現TN取向，但其中存在2種不同的取向狀態。如圖11(a)和(d)中用①所示那樣，一方是在用向錯線包圍其周圍的區域中存在的取向狀態，另一方是經向錯線與①鄰接的、用②示出的區域中存在的取向狀態。
在作為TN取向區域的第2液晶區域27S中，兩基板界面附近的液晶分子的取向方向由圖11(d)中示出的摩擦方向18(上側基板21的取向膜23的摩擦方向)和19(下側基板24的取向膜26的摩擦方向)來約束。因而，在第2液晶區域27S的液晶取向狀態中存在左旋90°扭曲和右旋90°扭曲。根據偏振光顯微鏡觀察的結果確認了，區域①是左旋90°扭曲取向，區域②是右旋90°扭曲取向。再有，圖11(d)的區域①和區域②中分別示意性地示出下側基板的取向膜26附近的液晶分子68a和上側基板的取向膜23附近的液晶分子68b。在區域①中示出了液晶分子從上側基板朝向下側基板左旋扭曲了90°的狀態，在區域②中示出了液晶分子從上側基板朝向下側基板右旋扭曲了90°的狀態。
在上述中，說明了區域①和②的扭曲方向不同，但實際上也存在傾角的差別。接著，參照圖36(a)和(b)，說明傾角。圖36(a)、(b)分別是示意性地示出區域①和②的液晶分子的取向狀態的圖。在這些圖中，解開液晶分子的扭曲，只著眼于傾斜狀態而在2維平面上示出。
如圖36(a)中所示，區域①的液晶分子從上側基板21到下側基板24處于傾斜方向為均勻的傾斜(一致傾斜)狀態，所謂一致傾斜狀態，如圖36(a)中所示，指的是如果單側基板(例如上側基板21)界面的液晶分子68b的頭53a朝向液晶盒內部，則相反一側基板(例如下側基板24)界面的液晶分子68a的頭54a與基板面接觸那樣的取向狀態。
另一方面，如圖36(b)中所示，區域②的液晶分子處于在液晶層27的中央部集中了展曲變形的傾斜(展曲傾斜)狀態。所謂展曲傾斜狀態，如圖36(b)中所示，指的是如果單側基板(例如上側基板21)界面的液晶分子68b的頭53b朝向液晶盒內部，則相反一側基板(例如下側基板24)界面的液晶分子68a的頭54b也朝向液晶盒內部那樣的取向狀態。即，是展曲變形集中于液晶層的中央附近的液晶分子68c那樣的取向狀態。
利用連續的變形(彎曲、扭曲、展曲)使處于一致傾斜狀態的液晶分子和處于展曲傾斜狀態的液晶分子成為相同的狀態是不可能的。因而，用清晰的向錯線隔開區域①和②。
如果解開液晶分子的扭曲，只著眼于傾斜狀態，則π扭曲取向和彎曲取向是與上述的區域①同樣的一致傾斜狀態，這些取向在相位幾何學(拓撲學)中是同類的。因而，由于區域①可連續地(平滑地)變形為π扭曲取向或彎曲取向，故區域①起到彎曲轉移核的作用。與此不同，區域②處于展曲傾斜狀態，為了將其變形為π扭曲取向或彎曲取向，必須經過形成區分等的取向不連續點的過程。因而，區域②不能成為彎曲轉移核。
如以上已說明的那樣，在圖11(a)中，第2液晶區域27S內的一部分中存在的區域①起到彎曲轉移核的作用。因而，如果施加高電壓，則如圖11(b)中所示，第2液晶區域27S內的一部分區域①成為轉移核，第1液晶區域27F變形為彎曲取向。
如果從施加高電壓起經過規定的時間，則如圖11(c)中所示，第1液晶區域27F完全變形為彎曲取向。在第1液晶區域27F完全變形為彎曲取向后，停止電壓施加。
在停止了高電壓施加后，如果經過幾十～一百幾十msec的時間，則如圖12(a)中所示，第1液晶區域27F的大致整體變形為π扭曲取向。
其后，如果再經過規定的時間，則如圖12(b)中所示，從呈現了π扭曲取向的第1液晶區域27F的一部分中發生展曲取向區域。該展曲取向區域伴隨向錯在呈現了π扭曲取向的第1液晶區域27F內擴展，π扭曲取向在第1液晶區域27F內逐漸地縮小。
如果停止高電壓施加后經過充分的時間，則如圖12(c)中所示，在第1液晶區域27F內朝向第2液晶區域27S移動的向錯線在第1液晶區域27F與第2液晶區域27S的邊界處停止。第1液晶區域27F的大致整體呈現展曲取向，π扭曲取向從第1液晶區域27F中消失。此時，π扭曲取向在第2液晶區域27S內的整個區域中作為可在電壓施加時(特別是Vcr以上的電壓施加時)與彎曲取向連續地聯結的TN取向(90°扭曲取向)被陷獲。與圖11(d)的區域①同樣，第2液晶區域27S內的整個區域的扭曲方向是左旋90°，是一致傾斜狀態(圖36(a))。因而，第2液晶區域27S的整個區域成為彎曲轉移核。
在上述的說明中，所謂「陷獲」，意味著「封閉地使其保持」，所謂「π扭曲取向在第2液晶區域27S內的整個區域中作為可在電壓施加時(特別是Vcr以上的電壓施加時)與彎曲取向連續地聯結的TN取向(90°扭曲取向)被陷獲」，意味著在TN取向區域(第2液晶區域27S)的整個區域中將可與π扭曲取向連續地(平滑地)聯結的扭曲取向作為90°扭曲取向封閉而且使其保持在該位置上。此外，在上述的說明中，所謂「可連續地聯結」，表示TN取向區域可不經π扭曲取向區域和向錯線等的取向不連續點而相接。
如圖12(b)中所示，在電壓關斷的狀態下，在第1液晶區域27F(平行摩擦區域，即上側基板21的取向膜23的摩擦方向與下側基板24的取向膜26的摩擦方向平行)中，由于展曲取向比π扭曲取向在能量方面較穩定，故π扭曲取向區域伴隨展曲取向區域的擴大而縮小。此時，如果在液晶層中不存在TN取向，則π扭曲取向(或可與其連續地聯結的扭曲取向)區域伴隨展曲取向區域的擴大而縮小，最終消失。但是，通過如本實施形態那樣在液晶層內預先設置TN取向區域(第2液晶區域27S)，如圖12(c)中所示，π扭曲取向(或可與其連續地聯結的扭曲取向)被該TN取向區域吸收。由此，該π扭曲取向最終不會消失，而是作為可與π扭曲取向連續地聯結的90°扭曲取向封閉在TN取向區域27S中，而且被保持在該位置上。
進行了以上已說明的取向更新處理后，如果為了進行顯示而施加Vcr以上的電壓，則與不進行取向更新處理而施加Vcr以上的電壓相比，第2液晶區域27S成為更有效的轉移核，第1液晶區域27F可更高速且可靠地進行展曲-彎曲取向轉移。以下，參照圖13(a)～(c)，說明為了進行顯示而施加Vcr以上的電壓后的液晶層27的取向狀態的變化。
如果對進行了上述的取向更新處理的液晶層(圖13(a))27施加Vcr以上的電壓，則如圖13(b)中所示，呈現了TN取向的第2液晶區域27S的整個區域成為轉移核，第1液晶區域27F進行展曲-彎曲轉移。由于第2液晶區域27S的整個區域成為轉移核，故與不進行取向更新處理而施加了實際驅動用的電壓的情況相比，可高速且可靠地引起該展曲-彎曲轉移。伴隨該展曲-彎曲轉移，在第1液晶區域27F與第2液晶區域27S的邊界處存在的向錯線朝向第1液晶區域27F內部移動。如果從電壓施加起經過規定的時間，則如圖13(c)中所示，第1液晶區域27F的大致整體轉移為彎曲取向。
在上述的說明中，說明了第2液晶區域27S在圖11(b)中呈現彎曲取向，在圖12(b)中呈現π扭曲取向，但彎曲取向與π扭曲取向是基本上相同的取向狀態，根據施加電壓的大小而改變了名稱。即，在施加電壓為0V～不到Vcr時，稱為π扭曲取向，在施加電壓為Vcr以上時，稱為彎曲取向。因而，在第2液晶區域27S中被陷獲了的TN取向在未施加電壓時(電壓關斷時)成為「與π扭曲取向連續地聯結」那樣的表現，在Vcr以上的電壓施加時，成為「與彎曲取向連續地聯結」那樣的表現。
以下，參照圖10，說明取向膜23和26的摩擦。
在下側基板24一側的取向膜26中設置了在第1方向(圖10的箭頭17方向)上被摩擦了的第1取向膜區域26F和在與第1方向不同的第2方向(箭頭19方向)上被摩擦了的第2取向膜區域26S。第2方向如圖10中所示，被設定為與第1方向構成約90°的角度。
第2取向膜區域26S最好被形成為包圍第1取向膜區域26F的整個周圍。例如，如圖10中所示，在1個像素中形成面積大致相等的2個分離的第1取向膜區域26F，而且，將第2取向膜區域26S設置為包圍該2個第1取向膜區域26F。在第2取向膜區域26S為圖10中示出的形狀的情況下，與例如第2取向膜區域26S為圖1中示出的形狀的情況相比，可進一步縮短在使第1液晶區域27F成為彎曲取向所需的時間。
此外，例如在工藝方面難以用第2取向膜區域26S包圍第1取向膜區域26F的方式來形成的情況下，也可沿第1取向膜區域26F的一個邊形成第2取向膜區域26S。例如，如圖14(a)中所示，第2取向膜區域26S具有條形形狀，在像素的2個短邊附近和像素的中央附近這3個部位上進行設置。
或者，也可將第2取向膜區域26S設置成點狀。如圖14(b)中所示，第2取向膜區域26S例如具有正方形形狀，在像素的中央附近和像素的2個短邊的各自的中央附近這3個部位上進行設置。即使在各取向膜區域具有圖14中示出的形狀的情況下，也可縮短在使第1液晶區域27F成為彎曲取向所需的時間。再有，第2取向膜區域26S的形狀等不限定于上述的形狀，可與面板的設計相一致地適當加以決定。
如在實施形態1中已說明的那樣，1個像素(例如80μm×240μm)中所占的第2取向膜區域26S的寬度w最好處于5μm～60μm的范圍內。此外，如果將1個像素的面積定為1，則第2取向膜區域26S的面積最好約為1/48～1/4。在第2取向膜區域26S的尺寸處于上述范圍的情況下，由于利用取向更新處理在第2液晶區域27S的整個面上可使180°扭曲取向作為90°扭曲取向有效地陷獲，故可使第2液晶區域27S作為有效的轉移核起作用。
其次，說明取向膜23和26的制作方法。再有，在以下的說明中，第1取向膜區域26F和第2取向膜區域26S不限于圖10中所示那樣配置的取向膜，說明各取向膜區域具有各種各樣的形狀的取向膜的制作方法。再有，本實施形態2的取向膜也可利用實施形態1中已說明的方法來制作。也可利用以下說明的方法來制作實施形態1的取向膜。
首先，在上側基板21的透明電極22上形成取向膜23，在下側基板24的透明電極25上形成取向膜26。例如使用聚酰亞胺膜作為取向膜23和26。在第1方向(箭頭18和17的方向)上摩擦該取向膜23和26的大致整個面。
對取向膜26再進行使用了掩模的摩擦處理。以下，參照圖15(a)～(c)，說明取向膜26的摩擦處理。再有，圖15(a)～(c)中示出的掩模65只圖示了一部分的開口部。開口部的1個可與1個像素相對應，多個開口部也可與1個像素相對應。
首先，在取向膜26上放置開出了物理的狹縫(空間)的塑料制的掩模65。該物理的掩模不限定于塑料制的，可以是金屬制的，也可以是玻璃基板。此外，與所希望的第2取向膜區域26S的形狀等對應地適當決定狹縫的形狀等。與所希望的第2取向膜區域26S的形狀相對應，狹縫可以是圖15(a)中示出的平行的多個條狀、圖15(b)中示出的配置成矩陣狀的點狀、或圖15(c)中示出的配置成矩陣狀的四邊形形狀。也可使用圖示以外的具有各種各樣形狀的微細的狹縫的掩模。掩模的厚度例如約為50μm。
在取向膜26上放置并固定了塑料制的掩模24后，使與狹縫部分對應的取向膜的區域露出，在與第1方向構成90°的角度的第2方向(箭頭19方向)上摩擦。由此，在取向膜26上形成在第1方向上被摩擦了的第1取向膜區域26F和在與第1方向構成90°的角度的第2方向上被摩擦了的第2取向膜區域26S。
如上述那樣形成取向膜23、26。
例如，也可利用以下說明的方法形成取向膜26。再有，圖15(d)中示出的取向膜26可與1個像素相對應，也可與多個像素相對應。
在第1方向(箭頭17方向)上摩擦了取向膜26的大致整個面后，進而如圖15(d)中所示，使用具有微細的周期性的凹凸形狀的不銹鋼制的滾筒55，有選擇地在箭頭19的方向(第2方向)上摩擦取向膜26的規定的區域。
滾筒的材質不限于不銹鋼制的，也可以是塑料制或其它的材質。將圖15(d)中示出的不銹鋼制的滾筒55加工成具有微細的多個凹凸。例如，凸部的寬度w為10μm，凸部相互間的間隔Δ為100μm，對于凸部的除此以外的部分的高度h為300μm。再有，凸部的寬度w、凸部相互間的間隔Δ、凸部的高度h不限于上述的值，可根據實際上制作的液晶顯示裝置的像素設計、所希望的第2取向膜區域26S的形狀、生產工藝上的合格品率或成品率等適當地決定。
從不銹鋼制的滾筒55的凸部正好與取向膜26接觸時起，在凸部壓入取向膜26中約50μm的位置上固定滾筒55的旋轉軸。一邊使該滾筒55以每分鐘500轉(500rpm)的轉數旋轉，一邊在滾筒55下以1.0cm/s的移動速度使取向膜26通過。如果進行這樣的處理，則在取向膜26上有選擇地在箭頭19的方向上磨削(摩擦)不銹鋼制的滾筒55的凸部壓入了的區域，形成第2取向膜區域26S。
此外，由于凸部的朝向取向膜表面的壓入量為50μm，凸部的高度h為300μm，故不銹鋼制的滾筒55的鄰接的凸部的間隙部分通過的區域不與滾筒接觸，保持了起先進行的箭頭17方向的摩擦，該部分成為圖像顯示中使用的第1取向膜區域26F。
如上述那樣形成取向膜26。
或者，也可應用半導體工序中使用的光刻工藝來制作本實施形態的取向膜26。以下，參照圖16說明使用了光刻工藝的掩模摩擦的一例。再有，圖16中示出的光掩模60只圖示了一部分的開口部。開口部的1個可與1個像素相對應，多個開口部也可與1個像素相對應。
如圖16(a)中所示，在第1方向(箭頭17方向)上摩擦了取向膜26的大致整個面后，如圖16(b)中所示，在取向膜26上涂敷正型的光致抗蝕劑29。進行了預烘烤后，如圖16(c)中所示，經光掩模60進行UV照射，浸漬在顯影液中。其后，進行后烘烤以使抗蝕劑61堅固。
利用上述工序，如圖16(d)中所示，有選擇地使最終成為第2取向膜區域26S的規定的區域露出，在與第1方向構成90°的角度的第2方向(箭頭19方向)上摩擦，剝離抗蝕劑61。根據以上所述，在取向膜26上形成在第1方向上被摩擦了的第1取向膜區域26F和在與第1方向構成90°的角度的第2方向上被摩擦了的第2取向膜區域26S。如上述那樣形成取向膜26。
取向膜23和26也可以是光取向膜。以下，參照圖17～圖20說明光取向膜的形成方法的一例。再有，圖17中示出的光掩模62只圖示了一部分的開口部。1個開口部可與1個像素相對應，多個開口部也可與1個像素相對應。
首先，在上側基板21的透明電極22上和在下側基板24的透明電極25上分別形成由聚乙烯肉桂酸酯(PVCi)構成的取向膜23和26。接著，關于取向膜23，對整個面照射非偏振光的UV。另一方面，關于取向膜26，如圖17中所示，經光掩模62照射非偏振光的UV，使其有選擇地對最終成為第1取向膜區域的區域進行光照射。
作為光掩模62，如圖17中所示，使用了將多個正方形的開口部設置成矩陣狀的掩模，但開口部的形狀等可根據所希望的第2取向膜區域26S的形狀等適當地決定。UV照射量例如在254nm的波長下定為60J/cm2。
如上述那樣進行了光照射后，對取向膜23和26的整個面進行摩擦處理。
如果使用所得到的取向膜23和26來制作液晶顯示元件，則第1液晶區域27F沿摩擦方向為單軸取向，第2液晶區域27S為TN取向(90°扭曲取向)。此外，第1液晶區域27F的取向膜26附近的預傾方向與第2液晶區域27S的取向膜26附近的預傾方向大致構成90°。
以下一邊參照圖18～圖20，一邊說明各液晶區域27F、27S如上所述那樣取向的原因。圖19(a)示意性地示出了在基板上形成的取向膜23、26的分子結構。圖19(b)和(c)的左半部分示意性地示出了取向膜23和取向膜26的第1取向膜區域26F的分子結構，(b)和(c)的右半部分示意性地示出了取向膜26的第2取向膜區域26S的分子結構，(d)示意性地示出了(c)中的液晶分子的取向狀態。
如圖18(上側)和圖19(a)中所示，聚乙烯肉桂酸酯(PVCi)膜由主鏈部和與其正交的側鏈部構成。在對其照射偏振光UV的情況下，如圖18(下側)中所示，在側鏈部的延伸方向與偏振方向一致的情況下，已知有選擇地進行光二聚反應。其結果是，液晶分子在與偏振光UV方向正交的方向，即與主鏈平行的方向上取向。
另一方面，如果照射非偏振光UV，則如圖19(b)的左圖中所示，在全方位上進行光二聚反應。如果對該在全方位上進行了光二聚反應的取向膜進行摩擦處理，則如圖19(c)的左圖中所示，由于PVCi的主鏈在摩擦方向上排列，故作為結果，如圖19(d)的左圖中所示，液晶分子就在摩擦方向上取向。
與此不同，如圖19(b)的右圖中所示，如果不對取向膜照射UV而進行摩擦處理，則如圖19(c)的右圖中所示，PVCi的主鏈在摩擦方向上排列，但側鏈為未反應的，故作為結果，如圖19(d)的右圖中所示，液晶分子就在與摩擦方向正交的方向上取向。
考慮以上的情況，采用參照圖17已說明的方法對取向膜26進行光照射，如圖20中所示，形成具有第1取向膜區域26F和第2取向膜區域26S的取向膜26。如以上所述那樣形成光取向膜23、26。
如以上已說明的那樣，可使用各種各樣的方法形成取向膜23、26。
如果對本實施形態的液晶元件的液晶層27添加手性劑，則能更可靠地在電壓施加時使第2液晶區域27S起到向彎曲取向的取向轉移核的作用。
關于手性劑的添加量，如例如在實施例1中已說明的那樣、此外，如后述的實施例3中說明的那樣，在將液晶層的厚度定為d、將添加了手性劑的液晶層的自然手性間距定為p的情況下，最好將該比值d/p設定在0≤d/p＜0.50的范圍內。
由于在上述的范圍內將手性劑的添加量抑制得較少，故在實際上驅動液晶顯示裝置使其進行白顯示時，可抑制透射率的下降或視角特性的非對稱性。
更為理想的是，如果將手性劑的添加量設定在0＜d/p≤0.15的范圍內，在實際上驅動液晶顯示裝置使其進行白顯示時，與沒有手性劑的液晶樣品相比，可以幾乎沒有透射率的下降。即，按照本實施形態，可滿足用現有的方法不能解決的彎曲轉移的可靠性和光學特性的維持這樣的不能相容的2個條件。
在以上的說明中，假定第2液晶區域27S的預傾方向19與第1液晶區域27F的預傾方向17構成的角Ψ大致定為90°，但角Ψ不限于90°。只要Ψ處于70°≤Ψ≤110°的范圍內，通過在實際驅動前進行取向更新處理，可有效地陷獲在第2液晶區域的整個面上發生的π扭曲取向作為在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向。
其次，通過如本實施形態那樣進行取向更新處理，使用Gibbs自由能來說明彎曲轉移變得容易的原因。開始，說明進行了取向更新處理時的液晶分子的取向變化(與圖11和圖12相對應)。
在此在計算中使用的液晶盒參數是，盒厚d為6μm，液晶材料的手性間距p為40μm。此外，如圖21中所示，考慮在1個像素內配置第1液晶區域27F和第2液晶區域27S，取向膜26一側的第1液晶區域27F的預傾方向(第1方向17)與第2液晶區域27S的預傾方向(第2方向19)互相正交的情況。此外，假定在液晶層中添加了左旋手性劑的膽甾基壬酸酯(CN)。
由于取向更新處理的緣故，第1或第2液晶區域內發生的液晶取向為左旋π扭曲取向、左旋π/2扭曲取向、展曲這3種狀態。在以下的表8中示出理論上計算了該3種取向狀態中的未施加電壓時的Gibbs自由能的結果。
表8

在圖22中示意性地示出由于更新處理的緣故在液晶層27中呈現的各取向狀態。時刻T＝t1表示停止更新處理用的高電壓施加并經過了短暫的時間后，時刻T＝t2表示經過比t1長的時間，隔開展曲取向與π扭曲取向的向錯線到達了第1液晶區域27F與第2液晶區域27S之間的邊界線的時刻。
圖23中示意性地示出使用表8的Gibbs自由能的計算值后在時刻T＝t1和t2處的各取向狀態的能量的大小關系。圖23的縱軸示出Gibbs自由能的計算值，如圖22中所示，橫軸示出在液晶層27中取了X軸的情況的離第1液晶區域與第2液晶區域的邊界線的距離(單位任意)。
在T＝t1時，在第1液晶區域(x＞0)27F內形成了從像素周圍起發生了的、能量較低的展曲取向區域。如圖23中所示，由于該展曲取向區域的擴大的緣故，能量較高的左旋π扭曲取向區域逐漸地縮小。即，展曲取向區域侵蝕能量較高的左旋π扭曲取向區域。以下，有時將在某個取向狀態(A)的區域中形成其它的取向狀態(B)的區域、伴隨該其它的取向狀態(B)的區域的擴大、取向狀態(A)的區域逐漸地縮小的狀態稱為「取向狀態(A)的區域被侵蝕」。由于展曲取向與左旋π扭曲取向不能連續地聯結，故如圖23中所示，在兩取向區域之間存在能隙，兩取向區域的邊界作為向錯線來區別。
隔開展曲取向與左旋π扭曲取向的向錯線朝向第1液晶區域與第2液晶區域的邊界線(x＝0)移動，在時刻T＝t2時，停止在第1液晶區域與第2液晶區域的邊界線上。可以說這是因為，如圖23中所示，作為第2液晶區域(x≤0)的取向狀態的左旋π/2扭曲取向的能量比展曲取向的能量穩定(能量低)，故展曲取向不進入到能量較低的第2液晶區域內。
根據以上所述，即使在能量計算上，也示出了利用取向更新處理可在第2液晶區域(x≤0)中完全陷獲與左旋π扭曲取向連續地聯結的左旋π/2扭曲取向。
其次，進行下述方面的說明在利用上述取向更新處理將第1液晶區域27F完全變形為彎曲取向后，在施加了展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓時，彎曲取向從在第2液晶區域內被陷獲了的TN取向起在第1液晶區域內生長。由于實驗中使用的液晶材料的Vcr在實測中為2.3V，故例如計算3V施加時的能量狀態。
在此，在第1液晶區域或第2液晶區域內可發生的液晶取向為彎曲、左旋π/2扭曲取向和展曲這3種狀態。如果用理論計算來估計該3種狀態的Gibbs自由能，則如以下的表9中所示。施加電壓定為3V。
表9

在圖24中示意性地示出施加3V的電壓并經過規定的時間后的液晶層27的取向狀態。使用表9的計算結果，在圖25中示出此時的各取向狀態的大小關系。圖25的縱軸示出Gibbs自由能的計算值，如圖24所示，橫軸示出在液晶層中取了x軸的情況的離第1液晶區域與第2液晶區域的邊界線的距離(單位任意)。
左旋π/2扭曲取向與彎曲取向連續地聯結，在3V施加時，在第1液晶區域(x＞0)中，從左旋π/2扭曲取向起連續地聯結的彎曲取向侵蝕第1液晶區域內的能量較高的展曲取向。由于彎曲取向與展曲取向不是連續地聯結，故兩者間存在能隙，被向錯線隔開。
以上示出了，如果施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則從第2液晶區域內被陷獲的TN取向起，彎曲取向可在第1液晶區域的展曲取向區域內平滑地生長，這一點即使在能量計算上也能不矛盾地被說明。
以下，說明本發明的實施例3～5。
(實施例3)在到以上為止的說明中，主要將第2液晶區域27S的預傾方向19與第1液晶區域27F的預傾方向17構成的角Ψ大致定為90°來進行說明，但也可不一定是該角度。為了研究所構成的角Ψ與展曲-彎曲轉移的相關性，在本實施例3中，使下側基板24的取向膜26的第2取向膜區域26S的摩擦方向以各種方式變化，制作了多個液晶顯示裝置。
具體地說，使第2液晶區域27S的預傾方向19和第1液晶區域27F的預傾方向17構成的Ψ在30°以上至150°以下的范圍內變化，制作了下述的表10中示出的5個液晶顯示裝置(樣品#11～#15)。此外，如圖26中所示，第2液晶區域27S具有在第2液晶區域27S的摩擦方向上延伸的條形形狀。此外，下側基板24一側的取向膜26的第1取向膜區域26F的摩擦方向(箭頭17方向)與上側基板21一側的取向膜23的摩擦方向(箭頭18方向)互相平行。
再者，為了比較起見，與本實施例3的樣品同樣地制作了上述角度Ψ處于上述30°≤Ψ≤150°的范圍外的3個液晶顯示裝置(樣品#201～#203)和完全不設置第2取向膜區域26S那樣的區域的液晶顯示裝置(樣品#204)。此外，樣品#201的第1取向膜區域26F的摩擦方向(箭頭19方向)與第2取向膜區域26S的摩擦方向為正相反對的方向。
表10

在表11中示出對上述樣品#11～#15和比較樣品#201～#204施加了6V、1kHz的矩形波的電壓時的觀察結果。此外，分別在圖27和圖28中示意性地示出電壓施加時的本實施例的樣品#14和比較例的樣品#204的液晶層的觀察結果。
表11

從表11和圖27可知，關于本實施例的樣品#11～#15，利用約6V的電壓施加，第2液晶區域27S有效地起到使第1液晶區域27F進行展曲-彎曲取向轉移的核的作用，再者，在第1液晶區域27F中發生的彎曲取向區域擴大了。
與此不同，在比較例的樣品#201和#204的情況下，液晶層整體的液晶取向如圖28中所示為展曲取向的原有狀態，不形成彎曲取向轉移核，從而不變化。此外，如比較例的樣品#202和#203那樣，如果第1取向膜區域26F的摩擦方向與第2取向膜區域26S的摩擦方向接近，則由于第1液晶區域27F的預傾方向與第2液晶區域27S的預傾方向接近，故不能使展曲取向的變形集中部的液晶分子旋轉足夠的角度，減弱了作為彎曲取向轉移核的作用。
其次，說明對上述樣品#11～#15和比較樣品#201～#204進行了取向更新處理的結果。如在實施形態2中已說明的那樣，在各樣品的基板間注入了液晶材料后，在實際驅動前通過在規定的時間內施加高電壓來進行該取向更新處理。
在表12中歸納了停止高電壓施加之后的目測觀察結果。此外，在圖29中示意性地示出停止高電壓施加并經過了規定的時間后的觀察結果。
表12

從表12、圖29可知，在第2液晶區域27S與第1液晶區域27F的預傾方向構成的角度Ψ處于70°≤Ψ≤110°的范圍內的本實施例的樣品(#12～#14)中，如果進行取向更新處理，則在第2區域的整個面上陷獲所發生的π扭曲取向作為TN取向，而且可在該處保持。因而，Ψ的最佳的角度范圍為70°≤Ψ≤110°，如果設定在該范圍內，則只通過施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，彎曲取向就從在第2液晶區域內預先被陷獲的TN取向起平緩地生長，實現了更高速且可靠的彎曲轉移。
(實施例4)在本實施例4中，使對液晶層添加的手性劑的量以各種方式變化，用與實施形態2同樣的方法來制作與上述的實施形態2同樣的液晶顯示裝置40(圖10和圖2(a))。具體地說，制作了其中的液晶元件30的液晶層的厚度d和添加了手性劑的液晶層的自然手性間距p的比值為下述的表13中示出的8個液晶顯示裝置(樣品#21～#28)。將本實施例4的樣品中的d/p的值設定在0以上至不到0.50的范圍內。
表13

在本實施例4的液晶元件中，如圖10中所示，在下側基板24的取向膜26上形成第1取向膜區域26F和第2取向膜區域26S。此外，在取向膜26中，將第2取向膜區域26S的摩擦方向與第1取向膜區域的摩擦方向構成的角度Ψ設定為90°。第2取向膜區域26S具有與該摩擦方向19平行地延伸的條形形狀，具有50μm的寬度。此外，基板21、24和取向膜23、26的尺寸為縱向20mm×橫向10mm。
再者，為了比較起見，也用與本實施例4的樣品同樣的方法制作了上述d/p的值處于上述范圍以外的2個液晶顯示裝置(樣品#301和#302)。本實施例4的樣品、比較樣品的液晶元件的盒厚d都是6μm。
對上述樣品#21～#28及比較樣品#301和#302，施加了6V、1kHz的矩形波的電壓，進行了偏振光顯微鏡觀察。在正交尼科耳棱鏡中配置起偏振片，在常白的工作下進行由偏振光顯微鏡進行的觀察。在表14中示出該觀察結果。
表14

再者，在表15中示出從對本實施例的樣品#21～#28及比較樣品#301和#302施加了6V、1kHz的矩形波的電壓的瞬間起到液晶層的整體轉移到彎曲取向為止所花費的時間。
表15

從表14和表15可知，關于本實施例的樣品#21～#28，利用約6V的電壓施加，第2液晶區域27S成為核，在第1液晶區域27F中彎曲取向轉移有效地行進，但彎曲取向轉移的行進速度不同。具體地說，可知如果增加手性劑的添加量，即，如果增加液晶層的盒厚d與液晶層的自然手性間距p的比值d/p，則彎曲取向區域的擴大速度變快。
與此不同，如果添加手性劑直到比較樣品#301和#302那樣的程度，則從未施加電壓的初始狀態起，液晶分子呈現了從取向膜26朝向取向膜23的方向液晶分子的長軸方向扭轉180°這樣的π扭曲取向。在從未施加電壓的初始狀態起液晶層呈現π扭曲取向的情況下，如果施加電壓，則液晶層從π扭曲取向連續地變形為彎曲取向，不需要向彎曲的轉移。但是，如果實際上驅動這樣的液晶顯示裝置，則在黑顯示時沒有問題，但在白顯示時在幾～幾十msec這樣的短時間內，液晶層從彎曲取向轉移到扭曲取向，存在透射率大幅度地下降的問題。因而，為了使彎曲轉移變得容易，手性劑的添加量以多(d/p大)為宜，但如果從實際驅動中的白顯示時的透射率(面板的亮度)這樣的觀點來看，手性劑的添加量以少為宜。
其次，說明對上述樣品進行了取向更新處理的結果。如在實施形態2中已說明的那樣，在各樣品的基板間注入了液晶材料后，在實際驅動前通過在規定的時間內施加高電壓來進行該取向更新處理。使用偏振光顯微鏡觀察了在高電壓施加后經過了充分的時間后(約1個月)的第1和第2液晶區域的液晶取向狀態。在表16中示出液晶取向狀態的目測觀察結果。此外，在圖30中示出觀察結果的代表畫面。
再有，將起偏振片作為正交尼科耳棱鏡，在使第1液晶區域27F的平行摩擦方向與起偏振片的軸一致的消光位上進行由偏振光顯微鏡進行的觀察。在固定了偏振光顯微鏡的檢偏振片時，只使起偏振片按順時針或反時針方向旋轉，用此時的色變化來判斷作為第2液晶區域27S的TN部位的液晶分子的扭曲方向是右旋或左旋。
表16

從表16和圖30可知，利用取向更新處理，在本實施例4的樣品#21中在大致整個面上在第2液晶區域27S內可陷獲在電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的左旋TN取向，在本實施例4的樣品#22～#28中在整個面上在第2液晶區域27S內可陷獲在電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的左旋TN取向。如果施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則如圖31所示，以這種方式在第2液晶區域27S內陷獲了的左旋TN取向伴隨向錯線的移動平緩地侵蝕在第1液晶區域27F內的展曲取向區域，實現高速且可靠的彎曲轉移。
與此不同，可知如果添加手性劑直到比較樣品#301和#302那樣的程度，則在取向更新處理后第1液晶區域27F呈現π扭曲取向的原有狀態，不返回到展曲取向。在液晶層呈現π扭曲取向的情況下，如果施加電壓，則液晶層從π扭曲取向連續地變形為彎曲取向，不需要向彎曲的轉移。但是，如果實際上驅動這樣的液晶顯示裝置，則在黑顯示時沒有問題，但在白顯示時在幾～幾十msec這樣的短時間內，液晶層從彎曲取向轉移到扭曲取向，存在透射率大幅度地下降的問題。因而，為了使彎曲轉移變得容易，手性劑的添加量以多(d/p大)為宜，但如果從實際驅動中的白顯示時的透射率(面板的亮度)這樣的觀點來看，手性劑的添加量以少為宜。
因而，考慮了第2液晶區域的作為展曲-彎曲取向轉移的取向轉移核的有效性和更新處理后能與彎曲取向連續地聯結的TN取向的向第2液晶區域的陷獲性以及透射率的惡化，根據第1液晶區域在初始狀態下至少必須是展曲取向這樣的要求，可以說盒厚d與自然手性間距p的比值d/p在0≤d/p＜0.50的范圍內是較為理想的。
如上所述，只要僅僅追求彎曲轉移的容易性，希望手性劑的添加量越多越好，但如果添加手性劑過多，則發現光學特性，即白顯示時的低電壓一側的透射率的下降或視角特性的惡化、視角特性的非對稱性而特性變差。因此，以下測定了本實施例4的樣品#21～#28和比較樣品#301、#302的電壓-透射率特性。用在圖32中示出的系統進行了測定。
使偏振光顯微鏡為正交尼科耳棱鏡，在偏振光顯微鏡下配置了液晶顯示元件，使得第1液晶區域的摩擦方向(取向膜26的摩擦方向17和取向膜23的摩擦方向18)與起偏振片和檢偏振片的透射軸構成45°。用黑基體遮蔽了第2液晶區域。首先，施加Vcr以上的電壓，使圖像顯示中使用的第1液晶區域完全彎曲化。在本測定中，例如將6V的電壓施加時的第1液晶區域的透射率定為黑顯示，為了補償6V施加時的液晶元件的第1液晶區域的殘留延遲量，插入延遲片，使得在與液晶層的滯后軸正交的方位上配置滯后軸，這樣合計的延遲量為零，即得到了黑顯示。
用光電倍增器檢測從該黑顯示的6V起使電壓下降時的電壓-透射率特性，圖33中示出該曲線圖。根據圖33，利用手性劑的添加量使d/p不同的本實施例4的樣品#21～#28中特別是#22～#26與未添加手性劑的液晶樣品#21相比，可知幾乎沒有透射率的下降，維持了光學特性。此外，由于本實施例的液晶材料的展曲-彎曲臨界電壓Vcr為2.3V，故考慮驅動電壓容限，將實際驅動中的驅動電壓范圍定為2.5V至6.0V之間，在6.0V下定為黑顯示，在2.5V下定為白顯示。
在圖34中重新示出進行本實施例4的樣品與比較例的樣品的透射率比較的情況。將白顯示電壓2.5V中沒有手性劑的樣品#21的透射率定為100，通過對其它的樣品的透射率進行規格化來進行透射率的比較。從圖34可知，本實施例的樣品#21～#28中特別是#22～#26與非手性的樣品#21相比，可將透射率的下降抑制在幾％以內，維持了光學特性。
根據以上所述，更佳的d/p的范圍是0＜d/p≤0.15，在設定成對于液晶材料的手性劑的添加量滿足上述關系式的情況下，幾乎沒有因手性劑的添加導致的液晶顯示元件的光學特性的下降，在實用上沒有問題。
在以上的說明中，應用取向更新處理，在第2液晶區域的整個區域中陷獲了在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的90°扭曲取向，但通過調整對液晶材料添加的手性劑的種類(旋轉方向)和添加量，可在不進行取向更新處理的情況下形成上述的第2液晶區域。以下說明利用手性劑的添加形成上述第2液晶區域的方法。
〔手性劑的添加〕在圖10中示出的液晶顯示元件30中，通過添加規定量的左旋用的手性劑，即使不進行取向更新處理，也可在第2液晶區域27S的整個區域中將液晶分子的扭曲取向定為圖36(a)中示出的一致傾斜狀態(沒有展曲變形的扭曲取向)。為了在不進行取向更新處理的情況下對液晶材料添加手性劑來得到上述一致傾斜狀態，最好以d/p為0.07以上的方式來設定手性劑的添加量。如在實施例4中已說明的那樣，由于手性劑的添加量增多光學特性就下降，故在重視光學特性的情況下，最好將手性劑的添加量設定為d/p不到0.05，更為理想的是d/p為0.15以下。
如上所述，通過在液晶材料中添加規定的旋轉方向的手性劑，在不進行取向更新處理的情況下，如在圖12(c)中示出了液晶層的取向狀態那樣，可形成在第2液晶區域27S的整個區域中陷獲了在Vcr以上的電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的90°扭曲取向的液晶層。因而，第2液晶區域27S的整個區域成為轉移核，更可靠且高速地實現第1液晶區域的展曲-彎曲取向轉移。也可再對該液晶層進行取向更新處理。
(實施例5)在本實施例5中，通過對液晶層添加規定的旋轉方向的手性劑，制作了具有在第2液晶區域的整個區域中陷獲了在Vcr以上的電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的90°扭曲取向的液晶層的液晶顯示裝置。
如圖35(a)中所示，制作了其中的液晶層27具有2個分離了的第1液晶區域27F和包圍該2個第1液晶區域27F的周圍的第2液晶區域27S的實施例5的液晶顯示裝置(樣品#31)。下側基板的取向膜26的第1取向膜區域26F在第1方向17上被摩擦，第2取向膜區域26S在與第1方向大致正交的第2方向19a上被摩擦。上側基板的取向膜23的大致整個面在與上述第1方向17平行的方向18上被摩擦。第1液晶區域27F和第2液晶區域27S的取向狀態由取向膜23和26的摩擦方向所規定。1個像素的尺寸為80μm×240μm，第2液晶區域27S的寬度w為10μm。在液晶層27中添加了作為左旋手性劑的膽甾基壬酸酯(CN)。將添加量調整為液晶分子的間距p為40μm。
對于樣品#31來說，在取向膜26附近，第2液晶區域27S的預傾方向是從左到右方向(圖35(a)的箭頭19a的方向)，而且，已添加的手性劑為左旋(箭頭64a的方向)。因而，關于第2液晶區域27S的TN取向，扭曲狀態是左旋扭曲，傾斜狀態是圖36(a)中所示的一致傾斜狀態。
再者，制作了比較用的液晶顯示裝置。比較例的液晶顯示裝置(樣品#401)的取向膜26的第2取向膜區域26S的摩擦方向19b與樣品#31的第2取向膜區域26S的摩擦方向19a的方向相反，在這一點上與樣品#31不同。關于比較例的液晶顯示裝置#401，在取向膜26附近，第2液晶區域27S的預傾方向是從右到左方向(圖35(b)的箭頭19b的方向)，而且，已添加的手性劑是左旋(箭頭64a的方向)。因而，關于第2液晶區域27S的TN取向，扭曲狀態是左旋扭曲，傾斜狀態是圖36(b)中所示的展曲傾斜狀態。
在此，在表17中示出表示液晶層的取向狀態的表現的定義。在表17中，示出呈現各取向狀態的液晶層的區域的發生部位(第1液晶區域還是第2液晶區域)、扭曲角度(扭轉了多少度)、扭曲方向(從上基板向下基板是右旋扭曲還是左旋扭曲)和傾斜狀態(一致傾斜還是展曲傾斜)。
表17

對樣品#31和樣品#401以各向同性相注入液晶材料，在正交尼科耳棱鏡下使用偏振光顯微鏡觀察了返回到常溫的液晶層的取向狀態。在圖37中示出液晶注入后、電壓施加前的觀察結果。圖37(a)和(b)是本實施例5樣品#31的觀察結果，圖37(c)和(d)是比較樣品#401的觀察結果。在圖37中，用粗線示出向錯線。但是，也用相同的粗線示出了像素的外延。
在本實施例5的樣品#31中，只通過注入液晶材料，就如圖37(a)中所示在第2液晶區域27S的整個面上陷獲在電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的、伴隨左旋的一致傾斜狀態的TN取向。用參照號碼LU-90示出了呈現伴隨該左旋的一致傾斜狀態的TN取向的液晶區域。第1液晶區域27F的整個面是展曲取向區域S。
如果對液晶層施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則如圖37(b)中所示，在第1液晶區域27F與第2液晶區域27S的邊界上形成的向錯線D朝向第1液晶區域27F平緩地移動，與此相伴，在第1液晶區域27F中彎曲取向區域B擴大，第1液晶區域27F的展曲取向區域S縮小，在第1液晶區域27F中平緩地實現展曲-彎曲轉移。
另一方面，在比較樣品#401的情況下，如果注入液晶材料，則如圖37(c)中所示，第2液晶區域27S呈現伴隨左旋的展曲傾斜狀態的TN取向。用參照號碼LS-90示出了呈現伴隨該左旋的展曲傾斜狀態的TN取向的液晶區域。第2液晶區域27S之所以成為伴隨左旋的展曲傾斜狀態的TN取向，是因為第2液晶區域27S的下側基板的取向膜的摩擦方向被圖35(b)中示出的箭頭19b的方向規定，下側基板的界面附近的液晶分子的預傾方向被該摩擦方向所約束。該左旋的展曲傾斜狀態的TN取向與展曲取向在相位幾何學(拓撲學)中是同類的，故在呈現在第2液晶區域27S中形成的左旋的TN取向的液晶區域LS-90與在第1液晶區域27F中形成的展曲取向區域S的邊界上未觀察到清晰的向錯線。但是，該左旋的展曲傾斜狀態的TN取向在電壓施加時不與彎曲取向連續地聯結。
基于這一點，如果施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，則如圖37(d)中所示，首先，在第2液晶區域27S內發生被向錯線D包圍的、伴隨右旋的一致傾斜狀態的TN取向區域RU-90。接著，以伴隨了該右旋的一致傾斜狀態的TN取向區域RU-90為轉移核，伴隨向錯線D的移動，在第1液晶區域27F中彎曲取向區域B擴大。與此相伴，第1液晶區域27F的展曲取向區域S被侵蝕。
因而，在比較樣品#401中，在電壓施加后，首先，在第2液晶區域27S內發生一致傾斜狀態的TN取向區域RU-90，以其為轉移核，在第1液晶區域27F內必須有彎曲取向區域B擴大這樣的二重過程。該在第2液晶區域27S內的轉移核發生過程與來自現有的襯墊、凸起或取向膜表面的損傷等的轉移核發生過程同樣，沒有可靠性，也沒有再現性。即，在比較樣品#401中，難以實現高速且可靠的展曲-彎曲取向轉移。
如以上已說明的那樣，在實施例5的液晶顯示裝置中，設定了對液晶材料添加的手性劑的種類(旋轉方向)和摩擦方向，以便在未施加電壓的狀態下第2液晶區域27S的液晶分子的扭曲方向成為一致傾斜狀態(沒有展曲變形的扭曲取向)。因而，在第2液晶區域27S的整個面上陷獲在Vcr以上的電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的TN取向。作為結果，在Vcr以上的電壓施加時，更可靠且高速地實現第1液晶區域27F的展曲-彎曲轉移。
如果對本實施例5的液晶顯示裝置進行取向更新處理，則進而更可靠且高速地實現第2液晶區域27S的展曲-彎曲取向轉移。以下，參照圖38，一邊將本實施例5的液晶顯示裝置中進行了取向更新處理時的液晶層的取向狀態的變化與在比較例的液晶顯示裝置中進行了取向更新處理時的液晶層的取向狀態的變化進行對比，一邊進行說明。圖38示出在正交尼科耳棱鏡下對取向更新處理工序的液晶取向狀態進行了偏振光顯微鏡觀察的結果。圖38(a)～(d)示出本實施例5的樣品#31的液晶取向狀態的時間系列變化，圖38(e)～(h)示出比較樣品#401的液晶取向狀態的時間系列變化。在圖38中，用粗線示出向錯線。但是，也用相同的粗線示出了像素的外延。
首先，對兩樣品施加2Vcr以上的電壓。利用電壓施加，在樣品#31中，如圖38(a)中所示，第1液晶區域2 7F成為彎曲取向區域B，第2液晶區域27S成為左旋均勻TN取向區域LU-90。在比較樣品#401中，如圖38(e)中所示，第1液晶區域27F成為彎曲取向區域B，第2液晶區域27S成為右旋均勻TN取向區域RU-90。
如果停止電壓施加，則如圖38(b)和(f)中所示，樣品#31和#401都在其后(十幾msec后)，第1液晶區域27F內的彎曲取向變形為左旋的π扭曲取向，第1液晶區域27F的整個面成為左旋的π扭曲取向區域L-π。再有，如上所述，之所以從彎曲取向變形為左旋的π扭曲取向，是因為使用了對兩樣品添加了左旋手性劑膽甾基壬酸酯(CN)的液晶材料。
其后，作為左旋的π扭曲取向區域L-π的第1液晶區域27F轉移到更穩定的展曲取向。關于該轉移過程，在樣品#31和樣品#401中，在第1液晶區域27F內展曲取向區域S的擴展方式(左旋的π扭曲取向區域L-π的侵蝕方式)有很大的不同。
在本實施例5的樣品#31中，如圖38(c)中所示，例如從第1液晶區域27F的中央附近的襯墊等的周圍起發生展曲取向區域S，在第1液晶區域27F中，展曲取向區域S侵蝕左旋的π扭曲取向區域L-π。與此相伴，左旋π扭曲取向區域L-π縮小，在第2液晶區域27S的方向上后退。
如果停止電壓施加并經過規定的時間，則如圖38(d)中所示，向錯線D到達第1液晶區域27F與第2液晶區域27S的邊界并靜止于該處，第1液晶區域27F的整個面成為展曲區域S。此時，在第2液晶區域27S的整個面上陷獲了電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的左旋TN取向。
向錯線D靜止于第1液晶區域27F與第2液晶區域27S的邊界，在第2液晶區域27S的整個區域中維持了陷獲在Vcr以上的電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的TN取向的狀態，其結果是，如果施加Vcr以上的電壓，則由于第2液晶區域27S的整個區域中形成了彎曲取向轉移核，故彎曲取向區域在第1液晶區域27F的展曲取向區域中擴展。與此相伴，在第1液晶區域27F內展曲取向區域縮小。最終，第1液晶區域27F的整個區域成為彎曲取向區域B。
如上所述，在本實施例5的樣品#31中，只通過施加Vcr以上的電壓，從在第2液晶區域27S內被陷獲了的TN取向起，彎曲取向容易擴展。作為結果，在第1液晶區域27F中實現高速且可靠的彎曲轉移。
另一方面，在比較樣品#401中，在施加了取向更新處理用的電壓后，如圖38(g)中所示，從第1液晶區域27F的四角附近起，發生更穩定的展曲取向區域S。該展曲取向區域S朝向第1液晶區域27F的中央附近，侵蝕左旋的π扭曲取向區域L-π。此時，只是左旋的π扭曲取向區域L-π被侵蝕，在第2液晶區域27S中不會陷獲TN取向。
再有，在高電壓施加時，盡管對液晶材料添加了的手性劑是左旋的，但如圖38(g)中所示，第2液晶區域27S取右旋TN取向，這是因為，如果施加高電壓，則展曲變形變大，變得不穩定，故取沒有展曲變形的右旋TN取向。因而，在高電壓關斷之后，呈現了右旋的一致傾斜狀態的TN取向的第2液晶區域27S隨時間的流逝，左旋手性劑的效應占支配地位，變形為更穩定的左旋的展曲傾斜狀態的TN取向。因而，在第2液晶區域內不會陷獲在電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的TN取向。
工業上的可利用性按照本發明，使液晶層的手性劑的自發的扭曲方向(左旋或右旋)與第2液晶區域的界面上的液晶分子的預傾方向相匹配，如果在第2液晶區域中設定為容許在手性劑的自發的扭曲方向上液晶分子旋轉的、伴隨沒有展曲變形的一致傾斜狀態的TN取向，則只通過注入液晶材料，在第2液晶區域的整個面上可陷獲在電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的TN取向。此外，如果進行取向更新處理，則可更可靠地在第2液晶區域的整個面上可陷獲在電壓施加時能與彎曲取向連續地聯結的TN取向。
如上所述，只要能在第2液晶區域中陷獲TN取向，只通過施加展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓，彎曲取向區域就在第1液晶區域中平緩地擴展，實現高速且可靠的彎曲轉移。
如上所述，本發明的液晶顯示裝置的特征在于液晶層具有利用取向膜的表面的取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是第1方向的第1液晶區域和預傾方向是與第1方向不同的第2方向的第2液晶區域，使用第1區域的液晶層的彎曲取向來進行顯示，由此，在對液晶層施加了展曲-彎曲臨界電壓(Vcr)以上的電壓時，液晶層的第2區域成為第1區域的展曲-彎曲轉移的核，在第1區域中，能進行高速且可靠的彎曲轉移。
此外，通過在第2液晶區域的整個區域中陷獲在第1液晶區域內發生的π扭曲取向作為TN取向，可實現更高速且可靠的彎曲轉移。
再者，由于在本發明的液晶顯示裝置中可將手性劑添加量抑制得較少，故在Vcr附近的低電壓一側，可抑制因手性劑的旋光性的發現導致的透射率的下降等的光學特性的下降。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有一對基板；在上述一對基板之間設置的液晶層；以及在上述一對基板中的至少一方的基板的上述液晶層一側設置的取向膜，其特征在于上述液晶層具有利用上述取向膜的表面的取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是第1方向的第1區域和上述預傾方向是與上述第1方向不同的第2方向的第2區域，應用上述第1區域的上述液晶層的彎曲取向來進行顯示。
2.如權利要求1中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第1區域的上述液晶層在未施加電壓時呈現展曲取向，在施加電壓時呈現彎曲取向。
3.如權利要求1或權利要求2中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2區域的上述液晶層呈現扭曲取向。
4.如權利要求1至權利要求3的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于在上述第2區域的上述液晶層的整個區域中，在Vcr以上的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲。
5.如權利要求1至權利要求4的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于具有多個像素，上述多個像素的各自的上述液晶層包含上述第1區域和上述第2區域。
6.如權利要求1至權利要求5的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第1方向與上述第2方向構成的角度Ψ處于30°≤Ψ≤150°的范圍內。
7.如權利要求1至權利要求6的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第1方向與上述第2方向構成的角度Ψ處于70°≤Ψ≤110°的范圍內。
8.如權利要求1至權利要求7的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2區域具有與上述第2方向平行地延伸的條形形狀。
9.如權利要求1至權利要求8的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶層包含手性劑。
10.如權利要求9中所述的液晶顯示裝置，其特征在于在將上述液晶層的厚度定為d、將上述液晶層的自然手性間距定為p的情況下，0＜d/p＜0.50。
11.如權利要求9或權利要求10中所述的液晶顯示裝置，其特征在于在將上述液晶層的厚度定為d、將上述液晶層的自然手性間距定為p的情況下，0＜d/p≤0.15。
12.如權利要求1至權利要求11的任一項中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶層包含在未施加電壓時被選擇為上述第2區域的上述液晶層呈現沒有展曲變形的扭曲取向的規定的手性劑。
13.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，包含下述工序準備在各自的主面上具有電極的一對基板的工序；在上述一對基板中的至少一方的基板的上述電極上形成取向膜的工序，上述取向膜具備具有使液晶分子的預傾方向在第1方向上取向的取向約束力的第1取向膜區域和具有使液晶分子的預傾方向在與上述第1方向不同的第2方向上取向的取向約束力的第2取向膜區域；以及在上述一對基板之間設置液晶層的工序，上述液晶層具有利用上述取向膜的上述取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是上述第1方向的第1區域和利用上述取向膜的上述取向約束力約束了取向的液晶分子的預傾方向是上述第2方向且在整個區域中在Vcr以上的的電壓施加時可與彎曲取向連續地聯結的TN取向被陷獲的第2區域。
14.如權利要求13中所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于上述設置液晶層的工序包含準備包含規定的手性劑的液晶材料的工序，在未施加電壓時，上述第2區域的上述液晶層呈現沒有展曲變形的扭曲取向。
15.如權利要求13或權利要求14中所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于上述設置液晶層的工序包含在使上述第1區域的上述液晶層的大致整體進行了彎曲取向后從上述彎曲取向經過π扭曲取向而使之成為展曲取向的取向更新工序。
16.如權利要求13至權利要求15的任一項中所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于通過在規定的時間內對上述液晶層施加展曲-彎曲臨界電壓的2倍以上的電壓來進行上述取向更新工序。
17.如權利要求15或權利要求16的任一項中所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于上述第1方向與上述第2方向構成的角度Ψ處于70°≤Ψ≤110°的范圍內。
全文摘要
本發明涉及OCB型液晶顯示裝置。為了高速且可靠地實現液晶層的展曲－彎曲轉移，本發明的液晶顯示裝置中的液晶層(27)具有利用取向膜(26)的表面約束了取向的液晶分子(32)的預傾方向是第1方向(17)的第1區域(27F)和預傾方向是與該第1方向不同的第2方向(19)的第2區域(27S)，該第1區域的液晶層(27F)在未施加電壓時呈現展曲取向，在施加電壓時呈現彎曲取向，同時該第2區域的液晶層(27S)成為使該第1區域的液晶層(27F)進行展曲－彎曲轉移用的轉移核。本發明的液晶顯示裝置可合適地使用于要求運動圖像特性的便攜式信息裝置、筆記本PC、臺式監視器、電視機等。
文檔編號G02F1/1337GK1575435SQ0282118
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月4日 優先權日2001年10月24日
發明者內田龍男, 井上威一郎 申請人:夏普株式會社, 內田龍男