JP2000047251A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
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- G—PHYSICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134336—Matrix
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広視角特性を有し、残像現象が発生しない液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 表示の単位となる絵素領域は液晶分子が
軸対称配向する複数のサブ絵素領域を有する。液晶層を
挟持する第１電極および第２電極の少なくとも一方は、
絵素領域内に、規則的に配置された複数の開口部を有
し、サブ絵素領域は、多角形の角および辺の少なくとも
一方に開口部を有するサブ電極領域で規定される。サブ
電極領域の端辺の少なくとも１つは、該絵素電極の端辺
の少なくとも１つと一致する。
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 表示の単位となる絵素領域は液晶分子が
軸対称配向する複数のサブ絵素領域を有する。液晶層を
挟持する第１電極および第２電極の少なくとも一方は、
絵素領域内に、規則的に配置された複数の開口部を有
し、サブ絵素領域は、多角形の角および辺の少なくとも
一方に開口部を有するサブ電極領域で規定される。サブ
電極領域の端辺の少なくとも１つは、該絵素電極の端辺
の少なくとも１つと一致する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ、ワ
ードプロセッサ、車載ナビゲーションなどのモニターや
テレビなどに利用される液晶表示装置に関する。
ードプロセッサ、車載ナビゲーションなどのモニターや
テレビなどに利用される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶表示装置として、ＴＮ（Twis
ted Nematic)型の液晶表示装置が広く用いられている。
このＴＮ型液晶表示装置の液晶層は、上下２枚の配向膜
のラビング方向を変え、電圧無印加の状態において液晶
分子がねじれた状態（ツイスト配向）にしている。ＴＮ
モードの液晶表示装置には、表示品位の視角依存性が大
きく、しかも階調の反転現象が現れるという問題が発生
する。
ted Nematic)型の液晶表示装置が広く用いられている。
このＴＮ型液晶表示装置の液晶層は、上下２枚の配向膜
のラビング方向を変え、電圧無印加の状態において液晶
分子がねじれた状態（ツイスト配向）にしている。ＴＮ
モードの液晶表示装置には、表示品位の視角依存性が大
きく、しかも階調の反転現象が現れるという問題が発生
する。
【０００３】このような問題を解決するために、負の誘
電異方性を有する液晶材料と垂直配向膜を用いた方式
（垂直配向モード）が提案されている。垂直配向モード
は、電圧無印加状態において黒表示を行う。負の屈折率
異方性を持つ位相差板などを用いて、電圧無印加状態の
垂直配向した液晶層による複屈折をおおよそ補償するこ
とによって、きわめて広い視角方向で良好な黒表示を得
ることができる。従って、広い視角方向において高いコ
ントラストを持つ表示が可能になる。しかしながら、垂
直配向モードでは、電圧印加状態において液晶分子の傾
いた方向と同じ方向から観察すると、階調の反転現象が
発生するという問題がある。
電異方性を有する液晶材料と垂直配向膜を用いた方式
（垂直配向モード）が提案されている。垂直配向モード
は、電圧無印加状態において黒表示を行う。負の屈折率
異方性を持つ位相差板などを用いて、電圧無印加状態の
垂直配向した液晶層による複屈折をおおよそ補償するこ
とによって、きわめて広い視角方向で良好な黒表示を得
ることができる。従って、広い視角方向において高いコ
ントラストを持つ表示が可能になる。しかしながら、垂
直配向モードでは、電圧印加状態において液晶分子の傾
いた方向と同じ方向から観察すると、階調の反転現象が
発生するという問題がある。
【０００４】特開平６−３１１０３６号公報は、対向電
極の絵素電極に対向する領域の中央部に１つの開口部を
設ける構成を開示している。これにより、絵素電極と対
向電極間で電極面に垂直に発生していた電界を斜めにす
ることができるため、垂直配向モードにおいて、電圧印
加時に液晶分子が軸対称状に倒れることになり、一方向
にしか倒れなかったときよりも視角依存性が平均化さ
れ、全方位にわたって極めて良い視角特性を得ることが
できる。
極の絵素電極に対向する領域の中央部に１つの開口部を
設ける構成を開示している。これにより、絵素電極と対
向電極間で電極面に垂直に発生していた電界を斜めにす
ることができるため、垂直配向モードにおいて、電圧印
加時に液晶分子が軸対称状に倒れることになり、一方向
にしか倒れなかったときよりも視角依存性が平均化さ
れ、全方位にわたって極めて良い視角特性を得ることが
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、特開平６−３１１０３６号公報の構成では、斜め電
界を絵素内全域に均一に発生させることが難しく、その
結果、液晶分子の電圧に対する応答が遅れる領域が絵素
内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。
た、特開平６−３１１０３６号公報の構成では、斜め電
界を絵素内全域に均一に発生させることが難しく、その
結果、液晶分子の電圧に対する応答が遅れる領域が絵素
内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、広視角特性を有し、残像現象が発生し
ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
れたものであり、広視角特性を有し、残像現象が発生し
ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、該第１基板と該第２基板
との間に挟持された液晶層とを有し、該第１基板は、複
数の走査線と、該複数の走査線と交差する複数の信号線
と、該複数の走査線と該複数の信号線のそれぞれに、ス
イッチング素子を介して、それぞれ接続された複数の絵
素電極を有し、該第２基板は、該複数の絵素電極に対向
する対向電極を有し、該複数の絵素電極のそれぞれと、
該対向電極と、該絵素電極と該対向電極とによって電圧
が印加される該液晶層の領域とが、表示の単位となる絵
素領域を規定し、該絵素領域は該液晶層の液晶分子が軸
対称配向する複数のサブ絵素領域を有する、液晶表示装
置であって、該絵素電極のそれぞれは、該絵素領域内に
複数の開口部を有し、該サブ絵素領域は、多角形の角お
よび辺の少なくとも一方に該開口部を有するサブ電極領
域で規定され、該複数のサブ絵素領域は、該多角形の辺
を共有する複数のサブ電極領域を含み、該サブ電極領域
の端辺の少なくとも１つは、該絵素電極の端辺の少なく
とも１つと一致し、そのことによって上記目的が達成さ
れる。
は、第１基板と、第２基板と、該第１基板と該第２基板
との間に挟持された液晶層とを有し、該第１基板は、複
数の走査線と、該複数の走査線と交差する複数の信号線
と、該複数の走査線と該複数の信号線のそれぞれに、ス
イッチング素子を介して、それぞれ接続された複数の絵
素電極を有し、該第２基板は、該複数の絵素電極に対向
する対向電極を有し、該複数の絵素電極のそれぞれと、
該対向電極と、該絵素電極と該対向電極とによって電圧
が印加される該液晶層の領域とが、表示の単位となる絵
素領域を規定し、該絵素領域は該液晶層の液晶分子が軸
対称配向する複数のサブ絵素領域を有する、液晶表示装
置であって、該絵素電極のそれぞれは、該絵素領域内に
複数の開口部を有し、該サブ絵素領域は、多角形の角お
よび辺の少なくとも一方に該開口部を有するサブ電極領
域で規定され、該複数のサブ絵素領域は、該多角形の辺
を共有する複数のサブ電極領域を含み、該サブ電極領域
の端辺の少なくとも１つは、該絵素電極の端辺の少なく
とも１つと一致し、そのことによって上記目的が達成さ
れる。
【０００８】前記複数のサブ絵素領域を規定する前記多
角形は、互いに合同であってもよい。
角形は、互いに合同であってもよい。
【０００９】前記多角形は回転対称性を有し、前記液晶
層の液晶分子は、該多角形の回転対称軸に対して軸対称
状に配向してもよい。
層の液晶分子は、該多角形の回転対称軸に対して軸対称
状に配向してもよい。
【００１０】前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液
晶材料で形成されており、且つ電圧無印加状態におい
て、該液晶材料の液晶分子は、前記第１基板及び第２基
板に概ね垂直に配向してもよい。
晶材料で形成されており、且つ電圧無印加状態におい
て、該液晶材料の液晶分子は、前記第１基板及び第２基
板に概ね垂直に配向してもよい。
【００１１】前記第１及び第２基板の少なくとも一方
は、前記絵素領域外に、前記液晶層の厚さを制御する柱
状の突起を有してもよい。
は、前記絵素領域外に、前記液晶層の厚さを制御する柱
状の突起を有してもよい。
【００１２】前記液晶層はカイラル剤を含み、該液晶層
の液晶分子は該液晶層の厚さのおおむね４倍の螺旋ピッ
チを有してもよい。
の液晶分子は該液晶層の厚さのおおむね４倍の螺旋ピッ
チを有してもよい。
【００１３】前記第１基板および第２基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と前
記一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の負の屈折率
異方性を有する一軸性位相差板を更に有してもよい。
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と前
記一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の負の屈折率
異方性を有する一軸性位相差板を更に有してもよい。
【００１４】前記第１基板および第２基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の正の屈折率異
方性を有する一軸性位相差板を更に有してもよい。
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の正の屈折率異
方性を有する一軸性位相差板を更に有してもよい。
【００１５】前記第１基板および第２基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の二軸性位相差
板を有してもよい。
対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の二軸性位相差
板を有してもよい。
【００１６】以下、作用について説明する。
【００１７】本発明の液晶表示装置において、液晶層に
電圧を印加する電極は、表示の単位となる絵素領域に開
口部（電極が無い領域）を有する。開口部から電界が発
生しないので、開口部周辺の電界は、電極面の法線方向
から傾いた斜め電界となる。例えば、負の誘電異方性を
有する液晶分子は電界に対して、分子の長軸を垂直に配
向するので、開口部周辺の液晶分子は、斜め電界によっ
て放射状（軸対称状）に配向する。その結果、液晶分子
の屈折率異方性に起因する視角依存性は、方位角方向に
おいては、平均化される。
電圧を印加する電極は、表示の単位となる絵素領域に開
口部（電極が無い領域）を有する。開口部から電界が発
生しないので、開口部周辺の電界は、電極面の法線方向
から傾いた斜め電界となる。例えば、負の誘電異方性を
有する液晶分子は電界に対して、分子の長軸を垂直に配
向するので、開口部周辺の液晶分子は、斜め電界によっ
て放射状（軸対称状）に配向する。その結果、液晶分子
の屈折率異方性に起因する視角依存性は、方位角方向に
おいては、平均化される。
【００１８】多角形の角および辺の少なくとも一方に開
口部を有するサブ電極領域を形成することによって、液
晶分子が軸対称状に配向するサブ絵素領域を絵素領域内
に複数安定に形成することができる。複数の合同な多角
形でサブ絵素領域を規定すると、サブ絵素領域の配置の
対称性が向上するので、視角特性の均一性が向上する。
さらに、多角形が回転対称性を有することによって、視
角特性がさらに均一化される。また、サブ電極領域の端
辺の少なくとも１つを、絵素電極の端辺の少なくとも１
つと一致するように形成させると、絵素電極の端部にデ
ィスクリネーションが発生しにくい液晶表示装置が提供
される。
口部を有するサブ電極領域を形成することによって、液
晶分子が軸対称状に配向するサブ絵素領域を絵素領域内
に複数安定に形成することができる。複数の合同な多角
形でサブ絵素領域を規定すると、サブ絵素領域の配置の
対称性が向上するので、視角特性の均一性が向上する。
さらに、多角形が回転対称性を有することによって、視
角特性がさらに均一化される。また、サブ電極領域の端
辺の少なくとも１つを、絵素電極の端辺の少なくとも１
つと一致するように形成させると、絵素電極の端部にデ
ィスクリネーションが発生しにくい液晶表示装置が提供
される。
【００１９】
【発明の実施の形態】透過型のアクティブマトリクス型
液晶表示装置を例に、本発明の実施形態を以下に説明す
る。
液晶表示装置を例に、本発明の実施形態を以下に説明す
る。
【００２０】（実施形態１）実施形態１による液晶表示
装置１００の１絵素領域の断面図を模式的に図１に示
す。液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板
２０と対向基板（カラーフィルタ基板）３０とに挟持さ
れた液晶層４０を有する。アクティブマトリクス基板２
０は、透明な基板２１の液晶層４０側表面に、絶縁膜２
２、絵素電極２４、配向膜２６をこの順で有する。絵素
電極２４に電圧を印加するために基板２１に形成されて
いるアクティブ素子（典型的にはＴＦＴ）や配線は簡単
のために省略する。対向基板（カラーフィルタ基板）３
０は、透明な基板３１の液晶層４０側表面に、カラーフ
ィルタ層３２、対向電極３４、配向膜３６をこの順に有
する。この例では、配向膜２６及び３６は垂直配向膜で
あり、液晶層４０は負の誘電異方性を有する液晶材料で
形成されている。
装置１００の１絵素領域の断面図を模式的に図１に示
す。液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板
２０と対向基板（カラーフィルタ基板）３０とに挟持さ
れた液晶層４０を有する。アクティブマトリクス基板２
０は、透明な基板２１の液晶層４０側表面に、絶縁膜２
２、絵素電極２４、配向膜２６をこの順で有する。絵素
電極２４に電圧を印加するために基板２１に形成されて
いるアクティブ素子（典型的にはＴＦＴ）や配線は簡単
のために省略する。対向基板（カラーフィルタ基板）３
０は、透明な基板３１の液晶層４０側表面に、カラーフ
ィルタ層３２、対向電極３４、配向膜３６をこの順に有
する。この例では、配向膜２６及び３６は垂直配向膜で
あり、液晶層４０は負の誘電異方性を有する液晶材料で
形成されている。
【００２１】液晶表示装置１００の絵素電極２４は、複
数の開口部（電極が無い部分）２４ａを有する。後に詳
述するように、複数の開口部２４ａは、多角形の角また
は辺に開口部２４ａを有するサブ電極領域５０を規定
し、サブ電極領域５０で規定されるサブ絵素領域６０内
の液晶分子４０ａを軸対称状に配向させるように作用す
る。
数の開口部（電極が無い部分）２４ａを有する。後に詳
述するように、複数の開口部２４ａは、多角形の角また
は辺に開口部２４ａを有するサブ電極領域５０を規定
し、サブ電極領域５０で規定されるサブ絵素領域６０内
の液晶分子４０ａを軸対称状に配向させるように作用す
る。
【００２２】図１（ａ）に示すように、液晶層４０に電
圧が印加されていない状態においては、液晶分子４０ａ
は、垂直配向膜２６及び３６による配向規制力によっ
て、垂直配向膜２６及び３６の表面に対して垂直に配向
する。図１（ｂ）に示すように、液晶層４０に電圧を印
加した状態においては、負の誘電異方性を有する液晶分
子４０ａは、分子長軸が電気力線Ｅに対して垂直になる
ように配向する。開口部２４ａの周辺における電気力線
Ｅは、基板２１及び基板３１の表面に対して傾くので、
開口部２４ａの周辺の液晶分子４０ａは、開口部２４ａ
を中心に放射状に倒れるように配向する。その結果、サ
ブ絵素領域６０内の液晶分子４０ａは、軸対称状に配向
する。
圧が印加されていない状態においては、液晶分子４０ａ
は、垂直配向膜２６及び３６による配向規制力によっ
て、垂直配向膜２６及び３６の表面に対して垂直に配向
する。図１（ｂ）に示すように、液晶層４０に電圧を印
加した状態においては、負の誘電異方性を有する液晶分
子４０ａは、分子長軸が電気力線Ｅに対して垂直になる
ように配向する。開口部２４ａの周辺における電気力線
Ｅは、基板２１及び基板３１の表面に対して傾くので、
開口部２４ａの周辺の液晶分子４０ａは、開口部２４ａ
を中心に放射状に倒れるように配向する。その結果、サ
ブ絵素領域６０内の液晶分子４０ａは、軸対称状に配向
する。
【００２３】図２に、本発明の液晶表示装置１００に用
いられるアクティブマトリクス基板２０の１絵素に対応
する領域の上面図を示す。先に示した図１は、液晶表示
装置を図２のＩ−Ｉ’線に沿った断面から見た図に相当
する。
いられるアクティブマトリクス基板２０の１絵素に対応
する領域の上面図を示す。先に示した図１は、液晶表示
装置を図２のＩ−Ｉ’線に沿った断面から見た図に相当
する。
【００２４】アクティブマトリクス基板２０は、絵素電
極２４に印加する電圧を制御するＴＦＴ７０と、ＴＦＴ
７０のゲートに走査信号を供給するゲート配線（走査
線）７２と、ＴＦＴ７０のソースにデータ信号を供給す
るソース線（信号線）７４と、絵素電極２４と同電位と
なる補助容量共通配線７６とを有している。この例で
は、補助容量を補助容量共通配線７６を用いて形成する
いわゆるCs On Common構造を例示しているが、ゲート配
線を用いて補助容量を形成するCs On Gate構造を用いて
もよいし、補助容量を省略してもよい。
極２４に印加する電圧を制御するＴＦＴ７０と、ＴＦＴ
７０のゲートに走査信号を供給するゲート配線（走査
線）７２と、ＴＦＴ７０のソースにデータ信号を供給す
るソース線（信号線）７４と、絵素電極２４と同電位と
なる補助容量共通配線７６とを有している。この例で
は、補助容量を補助容量共通配線７６を用いて形成する
いわゆるCs On Common構造を例示しているが、ゲート配
線を用いて補助容量を形成するCs On Gate構造を用いて
もよいし、補助容量を省略してもよい。
【００２５】絵素電極２４は、複数の開口部２４ａを有
する。開口部２４ａは、絵素電極２４内部に設けられる
だけでなく（例えばサブ電極領域５０ａの右下角）、絵
素電極２４の外形がサブ電極領域内で欠けていることに
よっても設けられる（例えばサブ電極領域５０ａの左下
角、左上角および右上角）。複数の開口部２４ａは、そ
の開口部が角に位置するサブ電極領域５０ａから５０ｉ
を規定する。サブ電極領域は、最も近い開口部２４ａの
中心同士を結んだ線によって形成される多角形で規定す
ることができ、この例におけるサブ電極領域は、９つの
四角形である。サブ電極領域５０ａ、５０ｂ、５０ｃお
よび５０ｄは、互いに合同な正方形（中心に４回回転軸
を有する）であり、サブ絵素電極領域５０ｅおよび５０
ｆは長方形（中心に２回回転軸を有する）である。サブ
絵素電極領域５０ｅおよび５０ｆの長方形は、サブ電極
領域５０ｃ、５０ｄ、５０ｇおよび５０ｈとそれぞれ一
辺を共有している。
する。開口部２４ａは、絵素電極２４内部に設けられる
だけでなく（例えばサブ電極領域５０ａの右下角）、絵
素電極２４の外形がサブ電極領域内で欠けていることに
よっても設けられる（例えばサブ電極領域５０ａの左下
角、左上角および右上角）。複数の開口部２４ａは、そ
の開口部が角に位置するサブ電極領域５０ａから５０ｉ
を規定する。サブ電極領域は、最も近い開口部２４ａの
中心同士を結んだ線によって形成される多角形で規定す
ることができ、この例におけるサブ電極領域は、９つの
四角形である。サブ電極領域５０ａ、５０ｂ、５０ｃお
よび５０ｄは、互いに合同な正方形（中心に４回回転軸
を有する）であり、サブ絵素電極領域５０ｅおよび５０
ｆは長方形（中心に２回回転軸を有する）である。サブ
絵素電極領域５０ｅおよび５０ｆの長方形は、サブ電極
領域５０ｃ、５０ｄ、５０ｇおよび５０ｈとそれぞれ一
辺を共有している。
【００２６】図２に示されるアクティブマトリクス基板
２０において、サブ電極領域の端辺は絵素電極２４の端
辺と一致する。このように絵素電極２４に開口部２４ａ
を設けることにより、下記に比較例に示される絵素電極
２４の端辺と開口部２４ａとの間に距離ｄおよびｄ’
（図６（ａ）参照）を設ける場合に絵素電極の端部で発
生するディスクリネーションを発生しにくくすることが
できる。サブ電極領域の端辺を絵素電極２４の端辺と一
致させることによって、絵素電極２４の中央部から端辺
方向に、すなわち図１（ｂ）のＡ方向に向かって、液晶
分子の配向を連続的に変化させることができるからであ
る。
２０において、サブ電極領域の端辺は絵素電極２４の端
辺と一致する。このように絵素電極２４に開口部２４ａ
を設けることにより、下記に比較例に示される絵素電極
２４の端辺と開口部２４ａとの間に距離ｄおよびｄ’
（図６（ａ）参照）を設ける場合に絵素電極の端部で発
生するディスクリネーションを発生しにくくすることが
できる。サブ電極領域の端辺を絵素電極２４の端辺と一
致させることによって、絵素電極２４の中央部から端辺
方向に、すなわち図１（ｂ）のＡ方向に向かって、液晶
分子の配向を連続的に変化させることができるからであ
る。
【００２７】本実施形態の液晶表示装置１００は、例え
ば、以下のようにして製造することができる。アクティ
ブマトリクス基板を作製する公知のプロセスにおける、
絵素電極をパターニングする工程において、図２に示し
た開口部２４ａが形成されるようなパターンを用いるこ
とによって、従来のプロセスの工程数を増加させること
なく、本実施形態で用いられるアクティブマトリクス基
板２０を形成することができる。他の工程は、公知のプ
ロセスを用いることができる。対向基板３０も公知の方
法を用いて作製できる。絵素電極２４および対向電極３
４は、厚さ約５０ｎｍのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
の膜で形成した。
ば、以下のようにして製造することができる。アクティ
ブマトリクス基板を作製する公知のプロセスにおける、
絵素電極をパターニングする工程において、図２に示し
た開口部２４ａが形成されるようなパターンを用いるこ
とによって、従来のプロセスの工程数を増加させること
なく、本実施形態で用いられるアクティブマトリクス基
板２０を形成することができる。他の工程は、公知のプ
ロセスを用いることができる。対向基板３０も公知の方
法を用いて作製できる。絵素電極２４および対向電極３
４は、厚さ約５０ｎｍのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
の膜で形成した。
【００２８】得られたアクティブマトリクス基板２０と
対向基板３０とに、ポリイミド系の垂直配向膜２６及び
３６（例えば、JALS-204：日本合成ゴム社製）を印刷法
により塗布した。垂直配向膜２６及び３６としては、上
記以外にオクタデシルエトキシシランやレシチン等垂直
配向性を有している材料を広く用いることができる。次
にアクティブマトリクス基板２０に直径約４．５μｍの
プラスチックビーズを散布した。対向基板３０には表示
領域周辺にスクリーン印刷によりガラス繊維が混入した
エポキシ樹脂からなるシール部を形成した。これら両基
板２０及び３０を貼り合わせ、熱硬化させた。アクティ
ブマトリクス基板２０と対向基板３０との間隙には真空
含浸法を用いて負の誘電異方性を持つ液晶材料（Δε＝
−４．０、Δｎ＝０．０８）を注入した。このようにし
て、液晶表示装置１００を得た。本実施形態では、絵素
電極２４に開口部２４ａを形成した例を示したが、開口
部を対向電極に形成してもよい。いずれの場合において
も、表示の単位となる絵素領域内の電極に複数の開口部
を形成すればよい。特に、絵素電極２４に開口部２４ａ
を形成すると、導電膜をパターニングして絵素電極２４
を形成する工程において、同時に開口部２４ａを形成で
きるので、工程数の増加がないという利点が有る。
対向基板３０とに、ポリイミド系の垂直配向膜２６及び
３６（例えば、JALS-204：日本合成ゴム社製）を印刷法
により塗布した。垂直配向膜２６及び３６としては、上
記以外にオクタデシルエトキシシランやレシチン等垂直
配向性を有している材料を広く用いることができる。次
にアクティブマトリクス基板２０に直径約４．５μｍの
プラスチックビーズを散布した。対向基板３０には表示
領域周辺にスクリーン印刷によりガラス繊維が混入した
エポキシ樹脂からなるシール部を形成した。これら両基
板２０及び３０を貼り合わせ、熱硬化させた。アクティ
ブマトリクス基板２０と対向基板３０との間隙には真空
含浸法を用いて負の誘電異方性を持つ液晶材料（Δε＝
−４．０、Δｎ＝０．０８）を注入した。このようにし
て、液晶表示装置１００を得た。本実施形態では、絵素
電極２４に開口部２４ａを形成した例を示したが、開口
部を対向電極に形成してもよい。いずれの場合において
も、表示の単位となる絵素領域内の電極に複数の開口部
を形成すればよい。特に、絵素電極２４に開口部２４ａ
を形成すると、導電膜をパターニングして絵素電極２４
を形成する工程において、同時に開口部２４ａを形成で
きるので、工程数の増加がないという利点が有る。
【００２９】図３に、液晶表示装置１００に中間調電圧
を印加した状態で、１絵素領域１００ａを直交ニコル下
で偏光顕微鏡観察を行った結果を示す。絵素領域１００
ａは、サブ絵素領域６０ａから６０ｉを有する。サブ絵
素領域６０ａから６０ｉは、それぞれ、図２のサブ電極
領域５０ａから５０ｉによって規定されている。ＴＦＴ
７０、ゲート線７２、ソース線７４など光を透過しない
材料で形成されている部分（またはブラックマトリクス
が形成されている部分）および開口部２４ａは黒く観察
されている（補助容量共通配線７６は透明電極で形成さ
れている）。この例では、絵素領域の長辺方向のピッチ
は約３００μｍで、短辺方向のピッチは約１００μｍ、
開口部２４ａの直径は約１０μｍである。
を印加した状態で、１絵素領域１００ａを直交ニコル下
で偏光顕微鏡観察を行った結果を示す。絵素領域１００
ａは、サブ絵素領域６０ａから６０ｉを有する。サブ絵
素領域６０ａから６０ｉは、それぞれ、図２のサブ電極
領域５０ａから５０ｉによって規定されている。ＴＦＴ
７０、ゲート線７２、ソース線７４など光を透過しない
材料で形成されている部分（またはブラックマトリクス
が形成されている部分）および開口部２４ａは黒く観察
されている（補助容量共通配線７６は透明電極で形成さ
れている）。この例では、絵素領域の長辺方向のピッチ
は約３００μｍで、短辺方向のピッチは約１００μｍ、
開口部２４ａの直径は約１０μｍである。
【００３０】図３から明らかなように、サブ絵素領域６
０ａから６０ｉ内には、十字の消光模様が観察されてお
り、液晶分子が軸対称状に配向していることが分かる。
正方形のサブ電極領域５０ａから５０ｄで規定されてい
るサブ絵素領域６０ａから６０ｄ内では、４回回転軸を
有する消光模様が、長方形のサブ電極領域５０ｅ、５０
ｆで規定されているサブ絵素領域６０ｅ、６０ｆ内で
は、２回回転軸を有する消光模様が観察されている。
０ａから６０ｉ内には、十字の消光模様が観察されてお
り、液晶分子が軸対称状に配向していることが分かる。
正方形のサブ電極領域５０ａから５０ｄで規定されてい
るサブ絵素領域６０ａから６０ｄ内では、４回回転軸を
有する消光模様が、長方形のサブ電極領域５０ｅ、５０
ｆで規定されているサブ絵素領域６０ｅ、６０ｆ内で
は、２回回転軸を有する消光模様が観察されている。
【００３１】上述したように、本実施形態によると、絵
素領域全体に亘り、液晶分子が軸対称配向した領域を形
成することができる。従って、この液晶表示装置の表示
特性は、視角方向の方位角に依存せず、広視野角特性を
有する。電圧無印加時においては、液晶分子がすべて基
板面に垂直に立っており、良好な黒表示を示した。ま
た、立ち上がり応答時間は、約２０ｍｓｅｃで、良好な
白表示を得ることができた。中間調表示においても、軸
対称配向は乱れずに形成され、応答速度も十分速く、残
像現象は見られなかった。得られた軸対称配向は、極め
て安定であり、繰り返し動作試験においても配向不良は
発生しなかった。
素領域全体に亘り、液晶分子が軸対称配向した領域を形
成することができる。従って、この液晶表示装置の表示
特性は、視角方向の方位角に依存せず、広視野角特性を
有する。電圧無印加時においては、液晶分子がすべて基
板面に垂直に立っており、良好な黒表示を示した。ま
た、立ち上がり応答時間は、約２０ｍｓｅｃで、良好な
白表示を得ることができた。中間調表示においても、軸
対称配向は乱れずに形成され、応答速度も十分速く、残
像現象は見られなかった。得られた軸対称配向は、極め
て安定であり、繰り返し動作試験においても配向不良は
発生しなかった。
【００３２】上記の例では、四角形のサブ電極領域５０
ａから５０ｉを形成したが、サブ電極領域の形状はこれ
らに限られない。多角形の角および辺の少なくとも一方
に開口部を有する多角形であればよい。３角形であって
もよいが、視角の方位角依存性を均一化するためには、
四角形以上が好ましい。また、長方形よりも正方形の方
が、回転対称性が高いので、視角特性の均一化の効果が
優れる。四角形のサブ電極領域５０を有する絵素電極２
４の他の例を図４（ａ）から（ｃ）に示す。さらに、五
角形以上の多角形のサブ電極領域５０を含む絵素電極２
４の例を図５（ａ）から（ｃ）に示す。例えば、図５
（ａ）に示したように、六角形の角に開口部２４ａを配
置しても良いし、図５（ｂ）に示したように六角形の中
心に更に開口部２４ａを形成してもよい。図５（ｂ）の
絵素電極２４を用いた場合には、液晶分子が軸対称配向
するサブ絵素領域は、三角形となる。また、図５（ｃ）
に示したように、長方形の開口部２４ａを八角形の辺に
配置してもよい。開口部２４ａの形状は、円や長方形に
限られず、任意の形状であってよい。サブ絵素領域は回
転対称性の高い多角形（限りなく円に近い）であること
が好ましいので、正多角形であることが好ましい。ま
た、複数のサブ絵素領域の配置も回転対称性を有するこ
とが好ましいので、互いに合同な正多角形を規則的に配
置することが好ましい。何れの場合においても、サブ電
極領域の端辺の少なくとも１つが、該絵素電極の端辺の
少なくとも１つと一致していればよい。
ａから５０ｉを形成したが、サブ電極領域の形状はこれ
らに限られない。多角形の角および辺の少なくとも一方
に開口部を有する多角形であればよい。３角形であって
もよいが、視角の方位角依存性を均一化するためには、
四角形以上が好ましい。また、長方形よりも正方形の方
が、回転対称性が高いので、視角特性の均一化の効果が
優れる。四角形のサブ電極領域５０を有する絵素電極２
４の他の例を図４（ａ）から（ｃ）に示す。さらに、五
角形以上の多角形のサブ電極領域５０を含む絵素電極２
４の例を図５（ａ）から（ｃ）に示す。例えば、図５
（ａ）に示したように、六角形の角に開口部２４ａを配
置しても良いし、図５（ｂ）に示したように六角形の中
心に更に開口部２４ａを形成してもよい。図５（ｂ）の
絵素電極２４を用いた場合には、液晶分子が軸対称配向
するサブ絵素領域は、三角形となる。また、図５（ｃ）
に示したように、長方形の開口部２４ａを八角形の辺に
配置してもよい。開口部２４ａの形状は、円や長方形に
限られず、任意の形状であってよい。サブ絵素領域は回
転対称性の高い多角形（限りなく円に近い）であること
が好ましいので、正多角形であることが好ましい。ま
た、複数のサブ絵素領域の配置も回転対称性を有するこ
とが好ましいので、互いに合同な正多角形を規則的に配
置することが好ましい。何れの場合においても、サブ電
極領域の端辺の少なくとも１つが、該絵素電極の端辺の
少なくとも１つと一致していればよい。
【００３３】サブ絵素領域６０の大きさは、約２０μｍ
〜約５０μｍ角程度であれば、均一な軸対称を安定に形
成することができる。開口部２４ａの大きさは、円形の
場合、直径約５μｍ〜約２０μｍであることが好まし
い。開口部２４ａを多数形成すると絵素開口率が低下す
るので、表示装置の用途に応じた視角特性と表示輝度と
のバランスを考慮して、開口部２４ａの配置（サブ電極
領域の形状）および数を適宜設定すればよい。
〜約５０μｍ角程度であれば、均一な軸対称を安定に形
成することができる。開口部２４ａの大きさは、円形の
場合、直径約５μｍ〜約２０μｍであることが好まし
い。開口部２４ａを多数形成すると絵素開口率が低下す
るので、表示装置の用途に応じた視角特性と表示輝度と
のバランスを考慮して、開口部２４ａの配置（サブ電極
領域の形状）および数を適宜設定すればよい。
【００３４】（比較例１）図６（ａ）に比較例の液晶表
示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の１絵素
に対応する領域の上面図を示す。絵素電極２４は、複数
の開口部２４ａを有する。この例において、サブ電極領
域は、５０ａ、５０ｃ、５０ｅの３つの四角形である。
図６（ｂ）に、液晶表示装置に中間調電圧を印加した状
態で、１絵素領域１００ｂを直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す。絵素領域１００ｂは、サブ絵
素領域６０ａ、６０ｃ、６０ｅを有する。サブ絵素領域
６０ａ、６０ｃ、６０ｅは、それぞれ、図６（ａ）のサ
ブ電極領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅによって規定されて
いる。図６（ａ）において、絵素電極２４の端辺から開
口部２４ａまでの距離ｄおよびｄ’は約５μｍである。
絵素電極の端辺から開口部を少なくとも２μｍ離れて形
成させると、アクティブ素子を接続するための、絵素電
極の端辺近傍にある、バスライン電極によって発生する
横方向の電界によって液晶分子の配向が不安定になるの
を抑制することができるという効果が得られる。
示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の１絵素
に対応する領域の上面図を示す。絵素電極２４は、複数
の開口部２４ａを有する。この例において、サブ電極領
域は、５０ａ、５０ｃ、５０ｅの３つの四角形である。
図６（ｂ）に、液晶表示装置に中間調電圧を印加した状
態で、１絵素領域１００ｂを直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す。絵素領域１００ｂは、サブ絵
素領域６０ａ、６０ｃ、６０ｅを有する。サブ絵素領域
６０ａ、６０ｃ、６０ｅは、それぞれ、図６（ａ）のサ
ブ電極領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅによって規定されて
いる。図６（ａ）において、絵素電極２４の端辺から開
口部２４ａまでの距離ｄおよびｄ’は約５μｍである。
絵素電極の端辺から開口部を少なくとも２μｍ離れて形
成させると、アクティブ素子を接続するための、絵素電
極の端辺近傍にある、バスライン電極によって発生する
横方向の電界によって液晶分子の配向が不安定になるの
を抑制することができるという効果が得られる。
【００３５】しかし、図６（ａ）のアクティブマトリク
ス基板において、絵素電極の端辺と開口部との間には、
液晶分子の配向が不連続に変化する領域が形成されるの
で、絵素電極の端部にディスクリネーションライン４２
が発生する。このようなディスクリネーションライン４
２が発生すると、電場によって液晶分子の倒れる方向が
一定しなくなるので、表示上のざらつき、および表示品
位の悪化を招くという問題が生じる。
ス基板において、絵素電極の端辺と開口部との間には、
液晶分子の配向が不連続に変化する領域が形成されるの
で、絵素電極の端部にディスクリネーションライン４２
が発生する。このようなディスクリネーションライン４
２が発生すると、電場によって液晶分子の倒れる方向が
一定しなくなるので、表示上のざらつき、および表示品
位の悪化を招くという問題が生じる。
【００３６】（実施形態２）上記の実施形態１では、液
晶層４０の厚さを制御するスペーサとして、プラスチッ
クビーズを用い、アクティブマトリクス基板上に散布し
た。図７に示したように、プラスチックビーズ９２が絵
素領域１００ｃ内に存在すると、絵素領域１００ｃ内の
複数の軸対称配向の一部が乱れる場合がある。このプラ
スチックビーズによる配向の乱れを防止するために、実
施形態２においては、高分子からなる柱状の突起をフォ
トリソグラフィ技術を用いて、表示に影響しない領域に
形成する。
晶層４０の厚さを制御するスペーサとして、プラスチッ
クビーズを用い、アクティブマトリクス基板上に散布し
た。図７に示したように、プラスチックビーズ９２が絵
素領域１００ｃ内に存在すると、絵素領域１００ｃ内の
複数の軸対称配向の一部が乱れる場合がある。このプラ
スチックビーズによる配向の乱れを防止するために、実
施形態２においては、高分子からなる柱状の突起をフォ
トリソグラフィ技術を用いて、表示に影響しない領域に
形成する。
【００３７】実施形態１と同様に、アクティブマトリク
ス基板２０を形成した後、光硬化性樹脂（例えば、ＯＭ
Ｒ８３：東京応化社製）を４μｍ程度塗布した。絵素領
域周辺の配線上に直径約２０μｍの柱状突起９４が残る
ように、この光硬化性樹脂の膜を露光・現像し、図８
（ａ）に示した高分子からなる柱状の突起９４を形成し
た。また、図８（ｂ）に示したように、補助容量共通電
極７６を金属材料等の光を透過しない材料で形成してい
る場合には、補助容量共通電極７６上に柱状突起９４を
形成してもよい。
ス基板２０を形成した後、光硬化性樹脂（例えば、ＯＭ
Ｒ８３：東京応化社製）を４μｍ程度塗布した。絵素領
域周辺の配線上に直径約２０μｍの柱状突起９４が残る
ように、この光硬化性樹脂の膜を露光・現像し、図８
（ａ）に示した高分子からなる柱状の突起９４を形成し
た。また、図８（ｂ）に示したように、補助容量共通電
極７６を金属材料等の光を透過しない材料で形成してい
る場合には、補助容量共通電極７６上に柱状突起９４を
形成してもよい。
【００３８】この後、実施形態１と同様にして、液晶表
示装置を形成した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域１００ｄを偏光顕微鏡で観察
した結果、図９に示したように、それぞれの開口部２４
ａに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域１００
ｄ内には複数の軸対称配向が形成されていることが確認
された。実施形態２の液晶表示装置の表示特性は、実施
形態１の液晶表示装置１００と同様に、広視野角特性を
有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見ら
れなかった。さらに、プラスチックビーズを散布してい
ないため、それが絵素内にあった場合の軸対称配向の乱
れは、全く見られなかった。加えて、液晶層の厚さの面
内均一性も向上し、表示品位が向上した。
示装置を形成した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域１００ｄを偏光顕微鏡で観察
した結果、図９に示したように、それぞれの開口部２４
ａに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域１００
ｄ内には複数の軸対称配向が形成されていることが確認
された。実施形態２の液晶表示装置の表示特性は、実施
形態１の液晶表示装置１００と同様に、広視野角特性を
有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見ら
れなかった。さらに、プラスチックビーズを散布してい
ないため、それが絵素内にあった場合の軸対称配向の乱
れは、全く見られなかった。加えて、液晶層の厚さの面
内均一性も向上し、表示品位が向上した。
【００３９】（実施形態３）上記の実施形態１および２
においては、液晶層４０の材料として、負の誘電異方性
を有するネマティック液晶材料（例えば、Ｓ８１１：メ
ルク社製）を用いた。本実施形態においては、液晶材料
に、カイラル剤を添加した。液晶層４０における螺旋ピ
ッチが、約１８μｍになるようにカイラル剤を添加し
た。なお、カイラル剤をツイスト角９０°、すなわちセ
ル厚のおおむね４倍のピッチになるように添加するの
は、以下の理由による。まず、電界印加時に９０°ツイ
スト構造とすることによって、従来のＴＮモードの液晶
表示装置と同様に、光の利用効率および白表示の色バラ
ンスを最適化することできる。カイラル剤の添加量が少
なすぎると、電界印加時のツイスト配向が不安定になる
ことがあり、カイラル剤の添加量が多すぎると、電圧無
印加時の垂直配向が不安定化する場合がある。
においては、液晶層４０の材料として、負の誘電異方性
を有するネマティック液晶材料（例えば、Ｓ８１１：メ
ルク社製）を用いた。本実施形態においては、液晶材料
に、カイラル剤を添加した。液晶層４０における螺旋ピ
ッチが、約１８μｍになるようにカイラル剤を添加し
た。なお、カイラル剤をツイスト角９０°、すなわちセ
ル厚のおおむね４倍のピッチになるように添加するの
は、以下の理由による。まず、電界印加時に９０°ツイ
スト構造とすることによって、従来のＴＮモードの液晶
表示装置と同様に、光の利用効率および白表示の色バラ
ンスを最適化することできる。カイラル剤の添加量が少
なすぎると、電界印加時のツイスト配向が不安定になる
ことがあり、カイラル剤の添加量が多すぎると、電圧無
印加時の垂直配向が不安定化する場合がある。
【００４０】上述したように液晶材料にカイラル剤を添
加したことを除いて、実施形態１と同様にして、液晶表
示装置を作製した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域１００ｅを偏光顕微鏡で観察
すると、図１０に示したように、それぞれの開口部２４
ａに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域１００
ｅ内には複数の軸対称配向が形成されていることが確認
された。実施形態３の液晶表示装置の表示特性は、実施
形態１の液晶表示装置１００と同様に、広視野角特性を
有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見ら
れなかった。さらに、カイラル剤を添加していない液晶
層を用いた実施形態１の液晶表示装置１００に比べ、暗
視野部分が減り、液晶表示装置としての明るさが向上し
た。本実施形態によると、絵素電極２４に多数の開口部
２４ａを形成した場合や、大きい開口部２４ａを形成し
た場合に生じる液晶表示装置の透過率の低下を改善する
ことができる。
加したことを除いて、実施形態１と同様にして、液晶表
示装置を作製した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域１００ｅを偏光顕微鏡で観察
すると、図１０に示したように、それぞれの開口部２４
ａに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域１００
ｅ内には複数の軸対称配向が形成されていることが確認
された。実施形態３の液晶表示装置の表示特性は、実施
形態１の液晶表示装置１００と同様に、広視野角特性を
有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見ら
れなかった。さらに、カイラル剤を添加していない液晶
層を用いた実施形態１の液晶表示装置１００に比べ、暗
視野部分が減り、液晶表示装置としての明るさが向上し
た。本実施形態によると、絵素電極２４に多数の開口部
２４ａを形成した場合や、大きい開口部２４ａを形成し
た場合に生じる液晶表示装置の透過率の低下を改善する
ことができる。
【００４１】（実施形態４）本実施形態４においては、
上述の実施形態１〜４の液晶表示装置に適切な位相差板
を組み合わせることにより、さらに視野角を拡大した例
を説明する。
上述の実施形態１〜４の液晶表示装置に適切な位相差板
を組み合わせることにより、さらに視野角を拡大した例
を説明する。
【００４２】液晶表示装置１００に設けた一対の偏光板
１０２ａおよび１０２ｂの内、バックライト側の偏光板
１０２ｂの吸収軸方向をｘ軸、表示面内で吸収軸方向に
垂直な方向をｙ軸、表示面法線方向をｚ軸とする。
１０２ａおよび１０２ｂの内、バックライト側の偏光板
１０２ｂの吸収軸方向をｘ軸、表示面内で吸収軸方向に
垂直な方向をｙ軸、表示面法線方向をｚ軸とする。
【００４３】図１１（ａ）及び（ｂ）に示したように、
位相差板の屈折率を（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）としたとき、
ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有する位相差板を偏光板と液
晶表示装置１００のガラス基板との間に設けた。
位相差板の屈折率を（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）としたとき、
ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの関係を有する位相差板を偏光板と液
晶表示装置１００のガラス基板との間に設けた。
【００４４】図１１（ａ）に示したように、１枚の位相
差板１０４ａを偏光板１０２ａと液晶表示装置１００の
基板との間に設ける場合には、位相差板１０４ａのリタ
デーション＝フィルム厚（ｄｐ）×｛（ｎｘ＋ｎｙ）／
２−ｎｚ｝を液晶層のリタデーション＝液晶層の厚さ×
（ｎｅ−ｎｏ）のおおよそ１／２〜３／２になるように
設定することによって、視角特性が改善された。１枚の
位相差板を偏光板１０２ｂと液晶表示装置１００との間
に設けた場合も同様の効果が得られた。
差板１０４ａを偏光板１０２ａと液晶表示装置１００の
基板との間に設ける場合には、位相差板１０４ａのリタ
デーション＝フィルム厚（ｄｐ）×｛（ｎｘ＋ｎｙ）／
２−ｎｚ｝を液晶層のリタデーション＝液晶層の厚さ×
（ｎｅ−ｎｏ）のおおよそ１／２〜３／２になるように
設定することによって、視角特性が改善された。１枚の
位相差板を偏光板１０２ｂと液晶表示装置１００との間
に設けた場合も同様の効果が得られた。
【００４５】図１１（ｂ）に示したように、偏光板１０
２ａと１０２ｂとのガラス基板との間に、それぞれ位相
差板１０４ａと１０４ｂとを設ける場合には、それぞれ
の位相差板１０４ａ及び１０４ｂのリタデーションを合
計で、液晶層のリタデーションのおおよそ１／２〜３／
２になるように設定することによって、視角特性が改善
された。
２ａと１０２ｂとのガラス基板との間に、それぞれ位相
差板１０４ａと１０４ｂとを設ける場合には、それぞれ
の位相差板１０４ａ及び１０４ｂのリタデーションを合
計で、液晶層のリタデーションのおおよそ１／２〜３／
２になるように設定することによって、視角特性が改善
された。
【００４６】図１１（ａ）及び（ｂ）に示した位相差板
１０４ａ及び１０４ｂを設けた液晶表示装置の効果を図
１２を参照して説明する。液晶層のリタデーションが３
６０ｎｍ（液晶層の厚さ４．５μｍ、ｎｅ＝１．５５、
ｎｏ＝１．４７）に対して、種々のリタデーションを有
する位相差板１０４ａ及び１０４ｂを用いた場合の黒表
示状態における透過率の視角依存性を図１２（ａ）に示
す。図１２（ａ）中の横軸θは、偏光軸と４５°方向に
おける視角（表示面法線となす角）を示し、縦軸は透過
率（空気の透過率を１として規格化した値）を示す。図
１２（ａ）の視角θが６０°における透過率の値をリタ
デーションに対してプロットした結果を図１４（ｂ）に
示す。
１０４ａ及び１０４ｂを設けた液晶表示装置の効果を図
１２を参照して説明する。液晶層のリタデーションが３
６０ｎｍ（液晶層の厚さ４．５μｍ、ｎｅ＝１．５５、
ｎｏ＝１．４７）に対して、種々のリタデーションを有
する位相差板１０４ａ及び１０４ｂを用いた場合の黒表
示状態における透過率の視角依存性を図１２（ａ）に示
す。図１２（ａ）中の横軸θは、偏光軸と４５°方向に
おける視角（表示面法線となす角）を示し、縦軸は透過
率（空気の透過率を１として規格化した値）を示す。図
１２（ａ）の視角θが６０°における透過率の値をリタ
デーションに対してプロットした結果を図１４（ｂ）に
示す。
【００４７】図１２（ａ）からわかるように、位相差板
１０４ａ及び１０４ｂを設けない（０ｎｍ）場合、偏光
軸と４５°方向において視角を倒す（θが大きくなる）
と、透過率が上昇し（光漏れが発生し）良好な黒表示が
得られない。位相差板１０４ａ（及び／又は１０４ｂ）
を設け、そのリタデーション（ｄｐ×（ｎｘ＋ｎｙ）／
２−ｎｚ）を適切な値に設定することによって、図１２
（ｂ）に示したように、透過率を減少させることができ
る。特に、位相差板のリタデーションが約１８０ｎｍ
（液晶層のリタデーションの１／２）〜約５４０ｎｍ
（液晶層のリタデーションの３／２）の範囲にあると、
θが６０°における透過率の上昇を位相差板を設けない
場合の半分以下に低下することができる。
１０４ａ及び１０４ｂを設けない（０ｎｍ）場合、偏光
軸と４５°方向において視角を倒す（θが大きくなる）
と、透過率が上昇し（光漏れが発生し）良好な黒表示が
得られない。位相差板１０４ａ（及び／又は１０４ｂ）
を設け、そのリタデーション（ｄｐ×（ｎｘ＋ｎｙ）／
２−ｎｚ）を適切な値に設定することによって、図１２
（ｂ）に示したように、透過率を減少させることができ
る。特に、位相差板のリタデーションが約１８０ｎｍ
（液晶層のリタデーションの１／２）〜約５４０ｎｍ
（液晶層のリタデーションの３／２）の範囲にあると、
θが６０°における透過率の上昇を位相差板を設けない
場合の半分以下に低下することができる。
【００４８】上述したように、位相差板が無い場合に
は、電圧無印加時の黒表示において、正面（表示面の法
線方向）から観察した場合の黒表示は良好であるが、斜
めの視角（法線方向から傾いた方向）では、液晶層の位
相差の発生のため、光漏れが生じ、良好な黒表示ができ
ない（黒浮き）。上記の位相差板は、斜めの視角の液晶
層の位相差を補償するので、広い視角において良好な黒
表示を与えることができる。つまり広い視角において高
いコントラストの表示が可能となった。さらに、図１３
（ａ）及び（ｂ）に示したように、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの
関係を有する位相差板１０６ａ及び／又は１０６ｂを偏
光板１０２ａ及び／又は１０２ｂとガラス基板との間に
設けた。位相差板１０６ａ及び１０６ｂのリタデーショ
ン｛ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋ｎｚ）／２｝を合計で液晶
層のリタデーション値の約１／１０〜約７／１０の値に
設定することによって、良好な表示特性が得られた。こ
の位相差板を設けることによって、偏光板の吸収軸と４
５°をなす方位角方向から見たときの黒表示を良好にす
る効果があった。
は、電圧無印加時の黒表示において、正面（表示面の法
線方向）から観察した場合の黒表示は良好であるが、斜
めの視角（法線方向から傾いた方向）では、液晶層の位
相差の発生のため、光漏れが生じ、良好な黒表示ができ
ない（黒浮き）。上記の位相差板は、斜めの視角の液晶
層の位相差を補償するので、広い視角において良好な黒
表示を与えることができる。つまり広い視角において高
いコントラストの表示が可能となった。さらに、図１３
（ａ）及び（ｂ）に示したように、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの
関係を有する位相差板１０６ａ及び／又は１０６ｂを偏
光板１０２ａ及び／又は１０２ｂとガラス基板との間に
設けた。位相差板１０６ａ及び１０６ｂのリタデーショ
ン｛ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋ｎｚ）／２｝を合計で液晶
層のリタデーション値の約１／１０〜約７／１０の値に
設定することによって、良好な表示特性が得られた。こ
の位相差板を設けることによって、偏光板の吸収軸と４
５°をなす方位角方向から見たときの黒表示を良好にす
る効果があった。
【００４９】図１３（ａ）及び（ｂ）に示した位相差板
１０６ａおよび１０６ｂを設けた液晶表示装置の効果を
図１４を参照して説明する。液晶層のリタデーションが
３６０ｎｍ（液晶層の厚さ４．５μｍ、ｎｅ＝１．５
５、ｎｏ＝１．４７）に対して、偏光軸方向のリタデー
ション（ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋ｎｚ）／２）が異なる
位相差板１０６ａ及び１０６ｂを用いた場合の黒表示状
態における透過率の視角依存性を図１４（ａ）に示す。
なお、位相差板のｎｚ軸方向のリタデーション（ｄｐ×
（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）は２５０ｎｍに固定した。
図１４（ａ）中の横軸θは、偏光軸と４５°方向におけ
る視角（表示面法線となす角）を示し、縦軸は透過率
（空気の透過率を１として規格化した値）を示す。図１
４（ａ）の視角θが６０°における透過率の値をリタデ
ーションに対してプロットした結果を図１４（ｂ）に示
す。
１０６ａおよび１０６ｂを設けた液晶表示装置の効果を
図１４を参照して説明する。液晶層のリタデーションが
３６０ｎｍ（液晶層の厚さ４．５μｍ、ｎｅ＝１．５
５、ｎｏ＝１．４７）に対して、偏光軸方向のリタデー
ション（ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋ｎｚ）／２）が異なる
位相差板１０６ａ及び１０６ｂを用いた場合の黒表示状
態における透過率の視角依存性を図１４（ａ）に示す。
なお、位相差板のｎｚ軸方向のリタデーション（ｄｐ×
（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）は２５０ｎｍに固定した。
図１４（ａ）中の横軸θは、偏光軸と４５°方向におけ
る視角（表示面法線となす角）を示し、縦軸は透過率
（空気の透過率を１として規格化した値）を示す。図１
４（ａ）の視角θが６０°における透過率の値をリタデ
ーションに対してプロットした結果を図１４（ｂ）に示
す。
【００５０】図１４（ａ）からわかるように、位相差板
１０６ａ及び１０６ｂを設けない（０ｎｍ）場合、偏光
軸と４５°方向において視角を倒す（θが大きくなる）
と、透過率が上昇し（光漏れが発生し）良好な黒表示が
得られない。位相差板１０６ａ（及び／又は１０６ｂ）
を設け、そのリタデーション（ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋
ｎｚ）／２）を適切な値に設定することによって、図１
４（ｂ）に示したように、透過率を減少させることがで
きる。特に、位相差板のリタデーションが約３６ｎｍ
（液晶層のリタデーションの１／１０）〜約２５２ｎｍ
（液晶層のリタデーションの７／１０）の範囲にある
と、透過率はおおよそ０．０３を下回るので、θが６０
°における透過率の上昇を位相差板を設けないよりも低
下させることができる。
１０６ａ及び１０６ｂを設けない（０ｎｍ）場合、偏光
軸と４５°方向において視角を倒す（θが大きくなる）
と、透過率が上昇し（光漏れが発生し）良好な黒表示が
得られない。位相差板１０６ａ（及び／又は１０６ｂ）
を設け、そのリタデーション（ｄｐ×（ｎｘ−（ｎｙ＋
ｎｚ）／２）を適切な値に設定することによって、図１
４（ｂ）に示したように、透過率を減少させることがで
きる。特に、位相差板のリタデーションが約３６ｎｍ
（液晶層のリタデーションの１／１０）〜約２５２ｎｍ
（液晶層のリタデーションの７／１０）の範囲にある
と、透過率はおおよそ０．０３を下回るので、θが６０
°における透過率の上昇を位相差板を設けないよりも低
下させることができる。
【００５１】上述の２種類の位相差板１０４ａと１０４
ｂ及び１０６ａと１０６ｂは、図１５（ａ）に示した様
に、組み合わせて用いてもよい。図１５（ａ）に示した
例に限られず、２種類の位相差板を任意の組み合わせで
用いることができる。さらに、図１５（ｂ）及び（ｃ）
に示した様に、２種類の位相差板を組み合わせたときと
ほぼ等価な屈折率異方性を有する２軸性位相差板１１０
ａ及び／又１１０ｂを用いても同様な視野角性能を得る
ことができた。２枚の一軸性位相差板に代えて１枚の２
軸性位相差板を用いることによって、製造プロセスを削
減できる。
ｂ及び１０６ａと１０６ｂは、図１５（ａ）に示した様
に、組み合わせて用いてもよい。図１５（ａ）に示した
例に限られず、２種類の位相差板を任意の組み合わせで
用いることができる。さらに、図１５（ｂ）及び（ｃ）
に示した様に、２種類の位相差板を組み合わせたときと
ほぼ等価な屈折率異方性を有する２軸性位相差板１１０
ａ及び／又１１０ｂを用いても同様な視野角性能を得る
ことができた。２枚の一軸性位相差板に代えて１枚の２
軸性位相差板を用いることによって、製造プロセスを削
減できる。
【００５２】上述の実施形態では、垂直配向モードの液
晶層を用いた例について説明したが、本発明はこれに限
らず水平配向モード（ＴＮモードやＳＴＮモード等）に
おいても同様な効果が得られる。また、上記の実施形態
においては、透過型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限られ
ず、反射型液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装
置に広く適用できる。
晶層を用いた例について説明したが、本発明はこれに限
らず水平配向モード（ＴＮモードやＳＴＮモード等）に
おいても同様な効果が得られる。また、上記の実施形態
においては、透過型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限られ
ず、反射型液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装
置に広く適用できる。
【００５３】
【発明の効果】上述したように、本発明によると、絵素
電極の端部にディスクリネーションが発生しにくい液晶
表示装置が提供される。また、本発明によると、広視角
特性を有し、残像現象が発生しない液晶表示装置が提供
される。本発明の液晶表示装置は、絵素領域毎に複数の
軸対称配向を均一にかつ安定に形成しているので、表示
品位に優れた広視野角、高速応答を有する。また、本発
明の液晶表示装置は、従来の製造方法にプロセスを増加
することなく製造できるので、コストの上昇も無い。
電極の端部にディスクリネーションが発生しにくい液晶
表示装置が提供される。また、本発明によると、広視角
特性を有し、残像現象が発生しない液晶表示装置が提供
される。本発明の液晶表示装置は、絵素領域毎に複数の
軸対称配向を均一にかつ安定に形成しているので、表示
品位に優れた広視野角、高速応答を有する。また、本発
明の液晶表示装置は、従来の製造方法にプロセスを増加
することなく製造できるので、コストの上昇も無い。
【００５４】本発明の液晶表示装置は、コンピュータ、
ワードプロセッサや車載ナビゲーションなどのモニター
やテレビ用の液晶表示装置に好適に利用される。
ワードプロセッサや車載ナビゲーションなどのモニター
やテレビ用の液晶表示装置に好適に利用される。
【図１】本発明による液晶表示装置の１絵素領域の断面
図を模式的に示す図である。（ａ）は電圧無印加状態、
（ｂ）は中間調電圧印加状態をそれぞれ示す。
図を模式的に示す図である。（ａ）は電圧無印加状態、
（ｂ）は中間調電圧印加状態をそれぞれ示す。
【図２】本発明による液晶表示装置に用いられるアクテ
ィブマトリクス基板の１絵素に対応する領域の上面図で
ある。
ィブマトリクス基板の１絵素に対応する領域の上面図で
ある。
【図３】実施形態１の液晶表示装置に中間調電圧を印加
した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極の
他の例を示す上面図である。
他の例を示す上面図である。
【図５】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極の
他の例を示す上面図である。
他の例を示す上面図である。
【図６】（ａ）は比較例の液晶表示装置に用いられるア
クティブマトリクス基板の１絵素に対応する領域の上面
図であり、（ｂ）は比較例の液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕
微鏡観察を行った結果を示す図である。
クティブマトリクス基板の１絵素に対応する領域の上面
図であり、（ｂ）は比較例の液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕
微鏡観察を行った結果を示す図である。
【図７】プラスチックビーズによる絵素領域内の軸対称
配向の乱れを示す、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕
微鏡観察を行った結果を示す図である。
配向の乱れを示す、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕
微鏡観察を行った結果を示す図である。
【図８】高分子からなる柱状突起を有するアクティブマ
トリクス基板の上面図である。（ａ）はゲート配線上に
柱状突起が形成された例を、（ｂ）は補助容量共通配線
上に柱状突起が形成された例をそれぞれ示す。
トリクス基板の上面図である。（ａ）はゲート配線上に
柱状突起が形成された例を、（ｂ）は補助容量共通配線
上に柱状突起が形成された例をそれぞれ示す。
【図９】実施形態２の液晶表示装置に中間調電圧を印加
した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
【図１０】実施形態３の液晶表示装置に中間調電圧を印
加した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す図である。
加した状態で、１絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す図である。
【図１１】実施形態４の液晶表示装置の構成を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１２】（ａ）は、実施形態４の位相差板１０４ａ及
び１０４ｂを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。（ｂ）は、
（ａ）の視角θが６０°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
び１０４ｂを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。（ｂ）は、
（ａ）の視角θが６０°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
【図１３】実施形態４の他の液晶表示装置の構成を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図１４】（ａ）は、実施形態４の位相差板１０６ａ及
び１０６ｂを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。（ｂ）は、
（ａ）の視角θが６０°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
び１０６ｂを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。（ｂ）は、
（ａ）の視角θが６０°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
【図１５】実施形態４の他の液晶表示装置の構成を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
２０ アクティブマトリクス基板 ２１、３１ 基板 ２２ 絶縁膜 ２４ 絵素電極 ２４ａ 開口部 ２６、３６ 配向膜 ３０ 対向基板（カラーフィルタ基板） ３２ カラーフィルタ層 ３４ 対向電極 ４０ 液晶層 ４０ａ 液晶分子 ５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ サブ電極領域 ６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ サブ絵素領域 ７０ ＴＦＴ ７２ ゲート配線 ７４ ソース配線 ７６ 補助容量共通配線 ９２ プラスチックビーズ ９４ 柱状突起 １００ 液晶表示装置 １００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ
絵素領域
絵素領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩見 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 HA03 HA05 HB07X HC05 HC12 HC13 HC14 HC17 HC18 HD06 JB02 JD14 KA04 KA18 LA01 LA04 MA01 MA06 MA17 MB14 2H092 JA29 JA38 JA42 JB13 JB23 JB32 JB51 JB56 JB63 JB69 NA01 NA05 NA25 NA27 NA29 QA06 QA18
Claims (9)
- 【請求項１】 第１基板と、第２基板と、該第１基板と
該第２基板との間に挟持された液晶層とを有し、 該第１基板は、複数の走査線と、該複数の走査線と交差
する複数の信号線と、該複数の走査線と該複数の信号線
のそれぞれに、スイッチング素子を介して、それぞれ接
続された複数の絵素電極を有し、 該第２基板は、該複数の絵素電極に対向する対向電極を
有し、 該複数の絵素電極のそれぞれと、該対向電極と、該絵素
電極と該対向電極とによって電圧が印加される該液晶層
の領域とが、表示の単位となる絵素領域を規定し、 該絵素領域は該液晶層の液晶分子が軸対称配向する複数
のサブ絵素領域を有する、液晶表示装置であって、 該絵素電極のそれぞれは、該絵素領域内に複数の開口部
を有し、該サブ絵素領域は、多角形の角および辺の少な
くとも一方に該開口部を有するサブ電極領域で規定さ
れ、 該複数のサブ絵素領域は、該多角形の辺を共有する複数
のサブ電極領域を含み、 該サブ電極領域の端辺の少なくとも１つは、該絵素電極
の端辺の少なくとも１つと一致する、液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記複数のサブ絵素領域を規定する前記
多角形は、互いに合同である、請求項１に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項３】 前記多角形は回転対称性を有し、前記液
晶層の液晶分子は、該多角形の回転対称軸に対して軸対
称状に配向する、請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記液晶層は、負の誘電異方性を有する
液晶材料で形成されており、且つ電圧無印加状態におい
て、該液晶材料の液晶分子は、前記第１基板及び第２基
板に概ね垂直に配向する、請求項１に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項５】 前記第１及び第２基板の少なくとも一方
は、前記絵素領域外に、前記液晶層の厚さを制御する柱
状の突起を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶層はカイラル剤を含み、該液晶
層の液晶分子は該液晶層の厚さのおおむね４倍の螺旋ピ
ッチを有する、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記第１基板および第２基板を挟持する
一対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と
前記一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の負の屈折
率異方性を有する一軸性位相差板を更に有する、請求項
１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】 前記第１基板および第２基板を挟持する
一対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と
該一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の正の屈折率
異方性を有する一軸性位相差板を更に有する、請求項１
に記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】 前記第１基板および第２基板を挟持する
一対の偏光板を更に有し、該第１基板および第２基板と
該一対の偏光板との間に、少なくとも１枚の二軸性位相
差板を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21013198A JP3386374B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 液晶表示装置 |
| US09/357,814 US6384889B1 (en) | 1998-07-24 | 1999-07-20 | Liquid crystal display with sub pixel regions defined by sub electrode regions |
| TW088112462A TW486586B (en) | 1998-07-24 | 1999-07-22 | Liquid crystal display device and method for producing the same |
| CN200610101677XA CN1963604B (zh) | 1998-07-24 | 1999-07-24 | 具有由子电极区限定的子象素区的液晶显示器 |
| CNB2005100818552A CN100460937C (zh) | 1998-07-24 | 1999-07-24 | 具有由子电极区限定的子象素区的液晶显示器 |
| KR1019990030227A KR100357683B1 (ko) | 1998-07-24 | 1999-07-24 | 액정표시장치 및 그의 제조방법 |
| CN99111672A CN1106585C (zh) | 1998-07-24 | 1999-07-24 | 液晶显示装置及其制造方法 |
| US10/115,020 US6822715B2 (en) | 1998-07-24 | 2002-04-04 | Liquid crystal display with sub pixel regions defined by sub electrode regions |
| US10/307,432 US6965422B2 (en) | 1998-07-24 | 2002-12-02 | Liquid crystal display device |
| CN031070256A CN1216315C (zh) | 1998-07-24 | 2003-02-27 | 具有由子电极区限定的子象素区的液晶显示器 |
| US10/703,466 US7084947B2 (en) | 1998-07-24 | 2003-11-10 | Multi-domain liquid crystal display device having alignment structures for producing axial symmetrical alignment and method for producing the same |
| US11/454,781 US7564525B2 (en) | 1998-07-24 | 2006-06-19 | Liquid crystal display device and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21013198A JP3386374B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 液晶表示装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2002344620A Division JP3487846B2 (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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ID=16584311
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