JP2000147510A

JP2000147510A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2000147510A
Application number: JP32090498A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hasegawa; 励長谷川; Hajime Yamaguchi; 口一山; Toshiyuki Oka; 俊行岡; Takashi Yamaguchi; 口剛史山; Hiroyuki Osada; 田洋之長; Rieko Iida; 田理恵子飯; Takaki Takato; 頭孝毅高
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】固有に自発分極を有するあるいは電圧の印加
により自発分極が誘起される反強誘電液晶表示装置の応
答速度の高速化、広視野角を図り、長時間使用してもコ
ントラストの低下を防止する。【解決手段】画素電極４を有する第１の基板２と、画
素電極と互いに向き合うように対向配置された対向電極
５を有する第２の基板３と、固有の自発分極を有するか
または電圧の印加により自発分極が誘起される液晶が第
１および第２の基板間に挟持された液晶層６とを備える
ものにおいて、液晶層６が複数の画素領域を備えると共
に、前記複数の画素領域のそれぞれの中に、前記液晶層
の層方向と交差する方向に周期的に配向性の異なる特定
領域４１，５１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、固有にまたは電圧の印加により自発分極が誘
起される液晶材料を用いた液晶表示装置の素子特性向上
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は軽量で消費電力が低いた
め携帯性に優れる等の特徴を備えており、ワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーションシ
ステム等のディスプレイとして広く用いられている。特
に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ−Thin Film Tran
sistor−とする）等のスイッチング素子を各画素に形成
すると共にネマティック液晶材料を用いるＴＮ（Twiste
d Nematic）モードＴＦＴ−ＬＣＤ（Liquid Crystal D
isplay）が優れた表示性能を有している。しかしなが
ら、上述のような優れた性能を有する一方で、ＴＮモー
ドＴＦＴ−ＬＣＤは視野角が狭いばかりでなく応答速度
が遅いといった問題点を有している。

【０００３】近年、固有に自発分極を有する、あるいは
電圧の印加により自発分極が誘起される、例えば、強誘
電性液晶、反強誘電性液晶等の液晶材料を用いた液晶表
示素子は、広い視野角を有し、かつ高速応答が可能であ
るため注目を集めている。固有に自発分極を有する、あ
るいは電圧の印加により自発分極が誘起される液晶材料
の多くは、電圧無印加状態、正電圧印加状態、負電圧印
加状態という３つの配向状態しかとることができない。
しかし、最近、上記の液晶材料の中に、上記３つの配向
状態だけでなく、印加電圧の大きさに応じてこれらの中
間の配向状態もとることができる液晶材料が発見され
た。

【０００４】例えば、無閾値反強誘電性（ＴＬＡＦ−Th
reshold-Less Anti-Ferroelectric−）液晶、ＤＨＦ
（Deformed Helix Ferroelectric）液晶、単安定ＦＬＣ
（monostable Ferroelectric Liquid Crystal）、ＡＰ
Ｄ（Alternating Polarizationdomain）液晶、捻れＦＬ
Ｃ（Twisted Ferroelectric Liquid Crystal）、電傾
効果（electroclinic effect）を示す液晶等である。こ
のような液晶材料は、メモリを有していないか、あるい
は有していても著しく小さいメモリしか有していない。
したがって、ＴＦＴ、ＴＦＤ（Thin Film Diode −薄膜
ダイオード−）、ＭＩＭ等のスイッチング素子を各画素
に形成して、すなわちアクティブマトリックス方式を採
用して非選択期間中も印加電圧を保持することにより、
任意の配向状態を保持し、かつ、印加電圧の大きさを制
御することにより中間調表示が可能となる。その結果、
広い視野角でフルカラー表示が可能な液晶表示装置が実
現できるようになった。

【０００５】固有に自発分極を有する、あるいは電圧の
印加により自発分極が誘起される液晶材料は、スメクテ
ィック液晶に属する。スメクティック液晶の特徴は、層
構造を有する点にある。図２０に反強誘電性液晶を用い
た従来の液晶表示装置の液晶分子の配向状態を概略的に
示す。図２０において、液晶表示装置１００はそれぞれ
の対向面に電極（図示せず）が形成された１対の基板１
０１，１０２と、１対の基板１０１，１０２に狭持され
た反強誘電性液晶１０３とで構成されている。液晶分子
１０４は層状構造を呈しており、この層の積層方向は基
板面に平行であり、層内でそれぞれの液晶分子１０４は
並進により関係づけられる。

【０００６】図２０において、（ｂ）は電圧無印加時の
液晶配向を示しており、（ａ）および（ｃ）は飽和電圧
以上の電圧を印加した場合の液晶配向を示している。な
お、（ａ）と（ｃ）では、電圧の印加方向が逆になって
いる。図２０（ｂ）に示すように、電圧無印加時におい
て液晶分子１０４の配向は、それぞれの層間で互い違い
になっているため、分子のダイポールモーメントは打ち
消し合い、自発分極は発現しない。このとき液晶の光軸
１０５は、層法線方向１０６と平行になる。換言すれ
ば、電圧無印加時の光軸１０５と層法線方向１０６とが
一致しているので、液晶表示装置１００をクロスニコル
下に配置し、その消光位から電圧無印加時の光軸１０５
を求めることで、層法線方向１０６を決定することがで
きる。

【０００７】反強誘電性液晶１０３に飽和電圧以上の電
圧を印加した場合、図２０（ａ）および（ｃ）に示すよ
うに、すべての層間で液晶分子１０４の配向方向が一致
し、ダイポールモーメントの向きも揃うことにより、自
発分極が発現する。基板１０１に透過軸が層法線方向１
０６と平行になるように偏光板を設け、基板１０２に透
過軸が層法線方向１０６と垂直になるように偏光板を設
けた場合、電圧無印加時には黒（最も暗い状態）が表示
され、飽和電圧以上の電圧を印加した際には白が表示さ
れる。反強誘電性液晶１０３が無閾値反強誘電性液晶で
ある場合、印加電圧に応じて図２０の（ａ）と（ｂ）の
間の配向状態、あるいは（ｂ）と（ｃ）の間の配向状態
をとることができる。したがって、偏光板の透過軸を上
記と同じに配置すれば、液晶に印加する電圧を制御する
ことにより、中間的な階調により画像を表示することが
可能となる。しかしながら、上述したような、固有に自
発分極を有する、あるいは電圧の印加により自発分極が
誘起される液晶材料を用いた従来の液晶表示装置は、期
待されるほどの高い応答速度が得られない場合がある、
表示が焼き付いて見える場合がある、あるいは長時間使
用するとコントラストが低下する場合があるという問題
を有している。

【０００８】一方、液晶光学スイッチ素子は、軽量・低
消費電力といった特徴を活かして、主にノート型パソコ
ンあるいは携帯情報機器のディスプレイとして開発・実
用化されてきており、近年は、情報のマルチメディア化
が進み、動画への対応が強く求められるとともに、大画
面化への期待も高まっている。動画対応および大画面化
には、高速・広視野角の液晶光学素子の実現が不可欠で
あり、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）素子は強誘電液晶（Ｆ
ＬＣ）素子とともにこの要求を満足させる素子として注
目を集めている。両者ともメモリ性を有しており、この
利点を活かすことで単純マトリックス駆動により動作も
可能である。しかしながら、階調表示が難しいといった
問題がある。近年、反強誘電液晶のうち、印加電圧に対
してその光学特性が連続的に変化するいわゆる無閾値反
強誘電液晶（ＴＬＡＦＬＣ、以下ＴＬＡＦと記す）が見
出され、階調表示を可能にする液晶素子として、盛んに
研究開発が行なわれている。

【０００９】無閾値反強誘電液晶（ＴＬＡＦ）は、閾値
を有する反強誘電液晶の特徴であるヒステリシスがほぼ
解消されているが、若干のヒステリシスが残っている場
合が多く、実用化を考える上で大きな問題となってい
る。この残存ヒステリシスは、閾値を有する反強誘電液
晶に特有なストライプドメインと関係があることがJpn.
J. Appl. Phys., 36, 3586 (1997)などで指摘されてい
る。液晶中に液晶以外の微粒子を分散させる技術は、松
居他、第２２回（１９９６年）液晶討論会予稿集ｐ．１
９１において強誘電液晶に対して開示されている。しか
しながら、上記文献に開示された技術の目的は、強誘電
液晶の階調表示を実現することにあり、また、その効果
を実現するための構成は微粒子により実効電界強度を広
く分布させることにあり、本発明とはその目的、効果と
もに全く異なっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであり、固有に自発分極を有する、
あるいは電圧の印加により自発分極が誘起される液晶材
料を用い、応答速度が速く、表示の焼き付きがなく、長
時間使用してもコントラストの低下が生じることがない
液晶表示装置を提供することを目的とする。また、本発
明は無閾値反強誘電液晶素子におけるヒステリシスの残
存と比較的遅い応答成分に起因する不充分な表示性能を
解決するために、高速で広視野角の液晶表示装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１に係る液晶表示装置は、画素電極を有する
第１の基板と、前記画素電極と互いに向き合うように対
向配置された対向電極を有する第２の基板と、固有の自
発分極を有するかまたは電圧の印加により自発分極が誘
起される液晶が前記第１および第２の基板間に挟持され
た液晶層と、を備えるものにおいて、前記液晶層が複数
の画素領域を備えると共に、前記複数の画素領域のそれ
ぞれの中に、前記液晶層の層方向と交差する方向に周期
的に配向性の異なる特定領域が設けられていることを特
徴としている。

【００１２】また、請求項２に係る液晶表示装置は、請
求項１に記載のものにおいて、前記特定領域が前記画素
電極または対向電極の一部よりなるストライプ状のスト
ライプ領域であると共に、前記ストライプ領域の各スト
ライプが前記液晶層の層方向と交差していることを特徴
としている。また、請求項３に係る液晶表示装置は、請
求項１に記載のものにおいて、前記特定領域が前記液晶
層の層方向と略直交する方向に設けられていることを特
徴としている。また、請求項４に係る液晶表示装置は、
請求項１に記載のものにおいて、前記液晶が実質的に、
２フレーム以上同極性の電圧を印加することで駆動され
ることを特徴としている。する請求項１または２記載の
液晶表示装置。なお、請求項１に記載の周期、または請
求項２および３に記載のストライプの周期が、０．１μ
ｍ以上２００μｍ以下で構成するようにしてもよい。

【００１３】また、請求項５に係る液晶表示装置は、所
定距離離間して対向配置された１対の基板と、この１対
の基板の対向面にそれぞれ配置された１対の電極と、前
記１対の基板間に挟持される無閾値反強磁性液晶を含む
液晶層と、を備えるものにおいて、前記液晶層が前記１
対の基板が離間する前記所定距離よりもその直径が小さ
い部材を含む媒質を備えると共に、前記媒質に電圧を印
加する手段が設けられていることを特徴とする。なお、
請求項５に記載のものにおいて、前記部材の平均直径は
０．１μｍ以下で構成するようにしても良い。また、請
求項５に記載のものにおいて、前記部材の平均屈折率と
前記固有の自発分極を有するまたは電圧の印加により自
発分極が誘起される液晶の平均屈折率とが等しくなるよ
うに構成しても良い。

【００１４】上記請求項１に係る液晶表示装置の好まし
い態様は、以下に示すように、（１）請求項１記載の周
期が、あるいは請求項２記載のストライプの周期が、
０．１μｍ以上２００μｍ以下であること、（２）請求
項１記載の周期的な配向性の異なる領域、あるいは請求
項２記載のストライプが、前記液晶の層方向と概略直行
すること、（３）前記液晶が実質的に、２フレーム以上
同極性の電圧を印加することで駆動されること。１フレ
ームとは、１枚の画像を表示するのに必要となる時間
で、通常の液晶表示装置の場合、１６．７ミリ秒であ
る。

【００１５】また、請求項５に係る液晶表示装置におい
て、本発明者らは、無閾値反強誘電液晶について鋭意検
討した結果、液晶と異なる部材を液晶中に分散させるこ
とでヒステリシスがなく、かつ好ましくない遅い応答成
分が解消し、高速・広視野角な反強誘電液晶素子とする
ことができることを見出し、本発明をなすに至ったもの
である。さらに、請求項５の発明において、固有にまた
は電圧の印加により自発分極が誘起される液晶材料は、
中間調表示が可能なものであれば特に限定されるもので
はなく、単一の液晶材料に限らず２種類以上の液晶物質
や液晶物質以外の物質を含む混合物でもよい。高速の応
答速度を充分に確保する観点からは、粘性係数が小さい
ことが好ましい。自発分極の大きさは、応答速度に支障
をきたさない範囲で小さいことが望ましい。また、液晶
のスメクチックＡ相への転移温度Ｔ_L は、「Ｔ_L ＞６
０」℃が好ましく、さらに好ましくは、「Ｔ_L ＞８０」
℃である。また、液晶の固体への転移温度Ｔ_S は、「Ｔ
_S ＜５」℃、さらに好ましくは、「Ｔ_S ＜−１０」℃で
ある。代表的な無閾値反強誘電液晶材料の構造式を以下
に示す：

【００１６】

【化１】本発明において液晶材料に分散させる部材としては、液
晶に均一に分散し、液晶に対して安定である限り特に限
定されるものではない。十分なコントラストを確保する
観点からは、平均直径が一対の基板間距離の１／２以下
であることが望ましい。さらには０．１μｍ以下であ
る。また、同様にその平均屈折率が液晶のそれと等しい
ことが好ましい。部材を液晶に均一に分散させる観点か
らは、その比重が液晶のそれと等しいことが望ましい。
部材の材質としては、無機酸化物や高分子を用いること
ができる。無機酸化物としては、酸化シリコン、酸化チ
タン、酸化アルミニウムなどを挙げることができる。数
１０ｎｍφから１μｍφの各種のものが入手可能であ
る。

【００１７】高分子としては、ポリスチレン、スチレン
ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、
ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリイソプレ
ン、ポリ四フッ化エチレン、およびポリビニルアルコー
ルなどの付加重合ポリマー；ナイロン６６などのポリア
ミド類、ポリイミド類、ポリウレタン類、ポリエステル
類、およびポリエーテルイミド類などの重縮合ポリマ
ー；アラビアゴム、ゼラチン、天然ゴム、およびセルロ
ースなどの天然ポリマーなどが挙げられる。数１０ｎｍ
φから１μｍφのラテックス（天然ゴム）粒子は、ダウ
ケミカル社などから入手が可能である。また、乳化重合
法、ソープフリー重合法、プサン重合法、潤滑シード重
合法などの各種重合方法から材質に適したものを選択し
て粒子を合成することも可能である。

【００１８】本発明における液晶と液晶以外の部材から
なる媒質の作製方法としては、互いに均一に混合してい
る限り特に限定されるものではない。このようにして得
られた媒質を基板間に挟持する方法は、基板間への注入
など、用いた材料などに応じて適宜選択することができ
る。本発明の液晶表示装置において、上述したような液
晶材料および液晶以外の部材を含む媒質に電圧を印加す
るための電極は、特に限定されるものではなく、例えば
ＩＴＯ（インジウムスズオキサイド）の薄膜が挙げ
られる。透明性が要求されない電極は、アルミニウム、
ニッケル、銅、銀、金、白金などの各種電極材料を用い
ることができる。また、基板上への電極を形成する際に
は、蒸着、スパッタリング、フォトリソグラフィなど通
常の方法を採用することができる。

【００１９】本発明の液晶表示装置において、上述した
ような液晶材料および液晶以外の部材を含む媒質を挟持
するための基板としては、十分な強度と絶縁性を有し、
少なくとも観測者側の基板が透明性を有している限り特
に限定されるものではなく、例えばガラス、プラスチッ
ク、セラミックなどが挙げられる。なお、上述したよう
な電極表面には配向膜として絶縁性薄膜を形成させるこ
とが望ましい。配向膜の材料としては液晶材料に対する
反応性や溶解性を持たず、電気的に絶縁性であり、液晶
分子の配向性が良好であれば材質的に特に限定されるも
のではない。例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビ
ニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボ
ラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹
脂、ビスフェノール樹脂またはゼラチンなどの有機物、
また、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機物を挙げ
ることができる。配向膜は、各材料に適した任意の方法
により形成させることができ、例えばスピンコートによ
る塗布、オフセット印刷、水面上に形成された単分子膜
を電極基板上に写し取って積層し薄膜を形成させるラン
グミュア・プロジェット法などが挙げられる。

【００２０】さらに、蒸着法を用いて形成してもよい。
また、薄膜の厚さは、液晶層への電圧印加を十分行なう
ことができれば特に限定されるものではないが、低電圧
駆動の観点から絶縁性を損なわない範囲において薄いこ
とが望ましい。配向処理は、ラビングなどの方法で行な
うことができる。良好な配向を得るために、異なる電極
基板の配向膜のラビング方向を平行あるいはアンチ平行
から数度ずらした、いわゆるクロスラビングを行なって
もよい。また、一方の電極基板の配向膜のみをラビング
しても構わない。

【００２１】本発明において、一対の基板間の距離を制
御するには、基板間にスペーサを配置する。スペーサと
しては、通常行なわれるように球状のものを基板面に散
布してもよいし、あるいは、柱状体を基板上に一定間隔
で形成してもよい。後者の場合には、基板組合わせ時に
スペーサ同士が近接する危険が少なく、面内に均一に分
散させることが可能である。このようなスペーサのう
ち、基板に散布するスペーサ材料としては、絶縁性でか
つ使用する液晶分子と反応あるいは溶解せず、基板上に
安定に分散されるならば材質的に特に限定されるもので
はなく、例えば、ジビニルベンゼン、ポリスチレンなど
の高分子、あるいは酸化アルミニウム、酸化シリコンな
どの無機酸化物などを用いることができる。ここで用い
られるスペーサの微粒分布は、狭いことが望ましい。

【００２２】一方、スペーサーとして柱状体を電極基板
上に一定間隔で形成させる場合には、フォトリソグラフ
ィーで用いられる通常の方法により行なうことができ
る。その材料としては、液晶材料に対する反応性や溶解
性を持たず、電気的に絶縁性のポジ型またはネガ型の感
光性樹脂などが挙げられる。例えば、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、
環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタ
ン、アクリル樹脂、ビスフェノール樹脂またはゼラチン
を感光性樹脂化したものを挙げることができるが、一般
的にはネガ型の感光性ポリイミドが好ましい。

【００２３】我々は、無閾値反強誘電性液晶（ＴＬＡ
Ｆ）を鋭意検討した結果、このストライプドメインは、
多くの無閾値反強誘電液晶（ＴＬＡＦ）で存在すること
を確認するとともに、ストライプドメイン境界の移動が
原因で、電圧に対する液晶の光学応答に比較的遅い成分
が存在し、これが画質劣化を引き起こすことを新たに見
出した。さらに引き続き検討を重ねた結果、液晶中に液
晶と異なる部材を分散させることで、ストライプドメイ
ン境界の移動を制御できること、また発生の抑制が可能
であることを見出し、これにより光学応答の遅い成分が
解消されることやヒステリシスが消失することを確認し
た。

【００２４】本発明において、偏光板は材質的に特に限
定されるものではない。液晶光学素子の良好なコントラ
ストを確保するために、一対の偏光板の偏光面を平行に
した場合の透過率が高く、偏光面を直角にした場合の透
過率が低いことが望ましい。偏光板の基板への設置の際
の偏光面の位置は、電圧−透過率の関係を考慮して適宜
選択すればよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１
ないし図５は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装
置を説明するためのものである。まず、図２（ａ）およ
び（ｂ）に示す平面図および断面図により第１実施形態
に係る液晶表示装置の全体構成について説明する。図２
（ａ）に示すように、第１実施形態に係る液晶表示装置
１は板状の形状を有し、その断面構成は、図２（ｂ）に
示すように、対向して配置された１対の基板２，３と、
基板２，３間に狭持された液晶６とで主に構成されてい
る。

【００２６】基板２と基板３と対向する面には、スイッ
チング素子７と、スイッチング素子７のソース電極と電
気的に接続された画素電極４とがマトリックス状に配置
されている。また、スイッチング素子７および画素電極
４の上には、配向膜８が形成されている。基板３の基板
２と対向する面には、カラーフィルタ層１２、対向電極
５、および配向膜９が順次積層されている。基板２，３
は、それぞれ電極４，５が形成された面が対向するよう
に配置されており、基板２，３間の間隔はスペーサ１３
によって一定に保たれている。また、基板２，３の電極
４，５が形成された面の裏面には、それぞれ偏光板１
０，１１が貼り付けられている。

【００２７】図１に示すように、第１実施形態に係る液
晶表示装置においては、基板２側の画素電極４は図１
（ａ）に斜線を付したように形成されており、ゲート線
１６に平行するストライプ間隙部４１の部分は画素電極
が形成されないようになっている。また、基板３側の対
向電極５は、図１（ｂ）に示すように、電極形成範囲の
全体にわたって電極が形成されている。なお、矢印３１
は層法線方向を示している。また、図１（ａ）の基板２
はスイッチング素子７を形成した側から見た図であり、
図１（ｂ）の基板３はカラーフィルタ１２を形成した側
と反対の側（偏光板１１を貼る側）から見た図である。
また、四角のマーク１８，１９は液晶セルを組み立てる
際の位置決め用のものであり、基板２と基板３のマーク
１８および１９同士が重なるように位置決めして液晶セ
ルは組み立てられる。

【００２８】この第１実施形態に係る液晶表示装置１
は、上述したように画素電極４がストライプ状ＩＴＯに
より構成されているが、この図１（ａ），（ｂ）に示す
液晶表示装置１は以下に示す方法により作成されてい
る。まず、ガラス基板２上に、補助容量線１５およびゲ
ート線１６を形成し、補助容量線１５およびゲート線１
６をゲート酸化膜と酸化シリコン膜とを積層してなるゲ
ート絶縁膜によって覆い、ゲート絶縁膜上にアモルファ
スシリコン薄膜からなる半導体薄膜を形成する。この半
導体薄膜上にチャネル形成時に半導体薄膜を保護するた
めの窒化シリコン膜からなるチャネル保護膜を形成し
た。次に半導体薄膜及びチャネル保護層上に、それぞれ
オーミック層を介して半導体薄膜に電気的に接続された
ソース電極、及び信号線１７と一体的に形成されたドレ
イン電極を形成した。

【００２９】この基板上に、図１（ａ）のようにストラ
イプ状間隙部４１を除く斜線の範囲にＩＴＯによりスト
ライプ状の画素電極４を形成した。なお、ソース電極は
画素電極４と電気的に接続されている。ストライプは、
ゲート線と平行になるようにした。ストライプの間隔
は、ＩＴＯ電極のある部分の幅を５μｍ、ＩＴＯ電極の
ないストライプ部４１の幅を０．５μｍとした。画素電
極４の最も外側にはＩＴＯが巡らされている。このよう
なストライプ状の画素電極４は、従来の画素電極用のフ
ォトマスクの形状を、画素電極がストライプ状になるよ
うに変更するだけでよく、アレイ作製のＰＥＰ数を増や
すことはない。したがって、コストの増加なしに実現で
き、歩留まりにも影響を与えなかった。

【００３０】ＴＦＴ素子７および画素電極４が、マトリ
ックス状に形成されたガラス基板２と、カラーフィルタ
層１２、ブラックマトリックス、および対向電極５が形
成されたガラス基板３上の、それぞれ電極４，５が形成
された面に、配向膜として可溶性ポリイミド（日本合成
ゴム社製ＡＬ−１０５１）をオフセット印刷した。これ
を、ホットプレートを用いて９０℃で３分間、さらにＮ
₂ オーブン中で１８０℃で３０分間焼成した。

【００３１】次に、基板２，３上の配向膜８，９をラビ
ング処理した。図１（ａ）に示すように、液晶の層法線
方向３１がストライプと平行に、つまり、液晶の層方向
がストライプと直交するようにラビング処理を行なっ
た。具体的には、ガラス基板２のラビング方向をストラ
イプと５゜をなすようにし、ガラス基板３のラビング方
向を対向させたときにストライプと−５゜をなすように
行なった。この方法はクロスラビングと呼ばれ、これに
より、ガラス基板２，３のそれぞれの表面上で液晶の層
法線方向３１を一致させ、かつ層法線方向３１をストラ
イプと平行にすることができる。

【００３２】また、液晶ラビング布にはレーヨン製で毛
先の直径が０．１〜１０ミクロンのものを使用した。ラ
ビング条件はローラ回転数５００ｒｐｍ、基板移動速度
２０ｍｍ／ｓ、押し込み量０．７ｍｍとし、ラビング回
数は１回である。ラビング後、中性の界面活性剤を主成
分とする水溶液で洗浄し、ラビング布から付着した汚れ
（ラビング布の毛など）を除去した。

【００３３】次に、ガラス基板２の配向膜８を形成した
面に、スペーサ粒子（直径２μｍ）を散布した。また、
ガラス基板３の配向膜９を形成した面の周辺部には、紫
外線硬化性シール剤を印刷した。これらガラス基板２，
３を、配向膜８，９が形成された面が対向するように貼
り合わせた。これを加圧状態で紫外線を当てシール剤を
硬化させ、さらに１６０℃で１時間加熱することによ
り、セルギャップ２μｍの液晶セルを形成した。このセ
ルを真空チャンバー内に配置し、液晶セル内を真空とし
た後、液晶セルの周辺部に予め形成しておいた注入口か
ら、１２０℃に加熱して等方相とした無閾値反強誘電性
液晶組成物（相系列：固体相→−３０℃→スメクティッ
クＣ相→８０℃→スメクティックＡ相→８５℃→等方
相、コーン角は３０゜）を注入した。注入後、注入口を
エポキシ系接着剤で封止した。この液晶セルの両主面
（配向膜８，９を形成した面の裏面）に、偏光板１０，
１１を貼付した。なお、基板２には偏光板の透過軸が液
晶の層法線方向と平行になるように偏光板を貼り、基板
３には偏光板の透過軸が液晶の層法線方向と垂直になる
ように偏光板を貼付した。

【００３４】以上のようにして、対角の長さが１５イン
チの液晶表示素子を作成した。この液晶表示素子に、ド
ライバーＩＣなどの駆動回路を実装し、バックライト付
きベゼルに入れて液晶表示装置１を構成した。この液晶
表示装置を偏光顕微鏡上で観察した。画素電極のＩＴＯ
が無い部分は、液晶分子に電圧が印加されないため、画
素電極のＩＴＯがある部分とは液晶配向を異にしてい
た。このため、“遅い応答”原因であるストライプ状ド
メインの境界部分の移動を、画素電極のＩＴＯが無い部
分が止めることができ、“遅い応答”を０．３％まで減
少させることができた。また、画素電極のＩＴＯが無い
部分が層の歪みを吸収する役割を果たしていた。この液
晶表示装置を反転周期６秒の擬似直流駆動したところ、
応答速度が速くなると共に、残像がなく、焼き付きのな
い表示画像を得ることができた。また、４５℃において
３０００時間以上の駆動試験を行なったが、液晶配向の
変化やコントラストの低下は生じなかった。

【００３５】上記のような構成を有する液晶表示装置１
において、基板２，３としてはガラスあるいはプラステ
ィックなどからなる透明基板を用いることができ、電極
４，５としては、例えばＩＴＯなどからなる透明導電膜
を用いることができる。また、配向膜８，９に用いられ
る材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリ
カーポネート樹脂、ベンゾシクロブテンポリマー、ポリ
シラン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニル樹脂、
ポリビニルアルコール、ポリアクリルイミド、ポリエス
テル、ポリウレタン、ポリ弗化エチレンポリアクリロニ
トリル、ポリイソプレン、ポリプタジエン、酸化シリコ
ン、窒化シリコンなどを挙げることができる。

【００３６】また、液晶６に用いられるものとして、強
誘電性液晶（ＦＬＣ）、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）、
無閾値反強誘電性液晶（ＴＬＡＦ）、ＤＨＦ、捻れＦＬ
Ｃ、およびＡＰＤのように、固有に自発分極を有する、
あるいは電圧の印加により自発分極が誘起される液晶材
料を挙げることができる。基板３の対向電極５が形成さ
れた面には、カラーフィルタ層１２の他に、クロムや黒
色顔料を分散させた樹脂からなるブラックマトリックス
を設けてもよい。また、カラーフィルター層１２と対向
電極５との間に、アクリル、ベンゾシクロブテンポリマ
ー、ポリイミドなどを用いて平坦化樹脂層を形成しても
よい。

【００３７】上記液晶表示装置１に設けられるスイッチ
ング素子７は、例えば、図３に示すように構成される。
図３は本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１に用
いられるスイッチング素子の一例を概略的に示す平面図
である。図３に示すように、基板２上には、補助容量線
１５およびゲート線１６が形成されている。補助容量線
１５およびゲート線１６は、ゲート酸化膜と酸化シリコ
ン膜とを積層してなるゲート絶縁膜によって覆われ、ゲ
ート絶縁膜上にはアモルファスシリコン薄膜からなる半
導体薄膜が形成されている。この半導体薄膜上にはチャ
ネル形成時に半導体薄膜を保護するための窒化シリコン
膜からなるチャネル保護膜が形成されている。半導体薄
膜及びチャネル保護層上には、それぞれオーミック層を
介して半導体薄膜に電気的に接続されたソース電極、お
よび信号線１７と一体的に形成されたドレイン電極が配
置されている。また、ソース電極は画素電極４と電気的
に接続されている。上述のように形成されるスイッチン
グ素子（ＴＦＴ）７、ゲート線１６、信号線１７、およ
び画素電極４は、酸化シリコンあるいは窒化シリコンの
保護膜によって被覆されている。このように、信号線１
７や画素電極４などを保護膜で被覆することで、対向電
極５との間での電気的短絡を防ぐことができる。

【００３８】次に本発明の原理について説明する。上述
したように、固有に自発分極を有する、あるいは電圧の
印加により自発分極が誘起される液晶材料を用いた従来
の液晶表示装置は、期待されるほどの高い応答速度が得
られない場合がある、表示が焼き付いて見える場合があ
る、あるいは長時間使用するとコントラストが低下する
場合があるという問題を有している。無閾値反強誘電性
液晶、ＤＨＦ液晶、ＡＰＤなど、自発分極を有しかつ中
間調表示可能な液晶を用いた液晶表示装置について、本
発明者達はその応答速度や電気光学特性を調べ、また、
偏光顕微鏡によって液晶の配向状態を観察したところ以
下のような共通する性質を見い出した。すなわち、
（１）ストライプ状ドメインの伸縮に由来する応答の遅
い成分が存在する、（２）長時間液晶分子を駆動する
と、液晶の層構造が乱れ、配向劣化を生じ、コントラス
トが低下する、という２点である。

【００３９】以下に、ストライプ状ドメインの伸縮に由
来する応答の遅い成分について説明する。図２０に示す
液晶表示装置について、基板１０１に透過軸が層法線方
向１０６と平行になるように偏光板を設け、基板１０２
に透過軸が層法線方向１０６と垂直になるように偏光板
を設ける。この従来の液晶表示装置（ＩＴＯをストライ
プ状に形成すること以外の製造方法は第１実施形態の液
晶表示装置と同じ）に、図４（ａ）に示すように、ｔ
（時間）＜０では液晶に電圧を印加せず、ｔ≧０で液晶
に飽和電圧未満の電圧（中間調が表示される）が印加さ
れるとすると、図４（ｂ）のようになる。ｔ＝０から１
０（ミリ秒）の間に光透過率は急激に増加し、光透過率
は９１％に達する。ｔ＝１０（ミリ秒）以降は光透過率
は緩やかに増加し続ける。このように、自発分極を有し
かつ中間調表示可能な液晶分子の光学応答は、数〜１０
ミリ秒で完結する“速い応答”と、数秒以上に渡って変
化し続ける“遅い応答”の２つの成分に分けられる。電
圧印加時の光学応答測定と同時に、偏光顕微鏡とビデオ
を用いて液晶のテクスチャ（配向状態）を観察を行なっ
たところ、以下のことがわかった。ｔ＝１０（ミリ秒）
以降の光透過率は緩やかに増加している、すなわち液晶
の“遅い応答”期間では、液晶の層と平行にストライプ
状ドメインの伸縮が観察された。１本１本のストライプ
状ドメインの光透過率が、互いに数％程度異なるため、
このドメインの伸縮により画素全体の透過率が変化して
見える。ストライプ状ドメインの境界の移動速度は、約
１〜約１０μｍ／秒と非常に遅い。これが原因で、数秒
〜数十秒も光透過率が変化し続ける“遅い応答”が、生
じることがわかった。なお、ストライプ状ドメインの幅
は約０．５μｍ、長さは約１０〜約１００μｍであっ
た。

【００４０】遅い応答の発生原因としては、上述したス
トライプ状ドメインの伸縮以外にも「配向膜と液晶に分
配される電圧比の変化」が影響するものと考えられる。
これは、N.Manabe達により、“International Workshop
on Active-matrix Liquid-crystal Displays（ＡＭＬ
ＣＤ）'98”のDigest of Technical Paper の第２３７
頁に開示されている。しかし、本発明者達の液晶表示装
置は、εｌｃ（液晶の比誘電率）×ρｌｃ（液晶の抵抗
率）＝εｌｃ（配向膜の比誘電率）×ρｌｃ（配向膜の
抵抗率）…となるように、液晶材料および配向膜材料
を選択している。あるいは、材料の選択だけで上記の
関係が得られない場合には、液晶材料に導電性微粒子を
添加して、上記の関係となるようにρｌｃを調整して
いる。したがって、「配向膜と液晶に分配される電圧比
の変化」に起因する遅い応答は本発明においては除去さ
れている。遅い応答が存在すると、液晶表示装置の画質
としては以下のような問題が発生している。まず、直流
駆動、あるいは擬似直流駆動（特願平８−２３５５７１
あるいはInternational Workshop on Active-matrixLiq
uid-crystal Displays（ＡＭＬＣＤ）９７のDigest of
Technical Papersの１１９ページ記載の駆動方法）を行
なった場合の問題点について述べる。なお、擬似直流駆
動の場合、１０秒程度に１回極性反転を行なうものとす
る。中間調を表示した場合、“遅い応答”のために応答
速度が低下するので、ビデオのような動きの速い映像を
表示すると、残像が見え表示品位が低下する。

【００４１】また、はじめに画素群Ａで黒を表示し、画
素群Ｂで灰色を表示する。５秒後、画素群Ａ，Ｂともに
灰色を表示すると、画素群Ａより画素群Ｂのほうが光透
過率が高くなり、画素群Ａの表示が焼き付いて見える。
交流駆動の場合は、極性反転周期が短いために焼き付き
は視認されない。しかしながら、“遅い応答”のために
応答速度が低下し、ＤＶＤのような著しく動きの速い映
像を表示すると、残像が見え表示品位が低下する。上述
した、ストライプ状ドメインの伸縮による“遅い応答”
の諸問題を解決するために本発明では、液晶の層方向と
交わる、つまり、ストライプ状ドメインと交差するよう
に、各画素領域内に周期的な配向性の異なる領域を設け
ている。以下にこの効果を説明する。

【００４２】図４（ｃ）に、図４（ａ）の電圧を本発明
の液晶表示装置に加えたときの光透過率の変化を示す。
なお、画素電極を図１に示すように、液晶の層法線方向
と平行なストライプ（ＩＴＯ電極のある部分５μｍ幅、
ＩＴＯ電極のない部分０．５μｍ幅の周期とする）とす
ることで、周期的な配向性の異なる領域を設けた。図４
（ｂ）に示すように、従来の液晶表示装置（画素電極が
ストライプ状となっていない）の光透過率は数１０ミリ
秒以降も上昇を続けている（この場合、ｔ＝１０ミリ秒
の輝度が９１％、ｔ＝１０秒の輝度が１００％であるの
で、その差をとって遅い応答は９％とみなす）。一方、
図４（ｃ）のように、本発明の液晶表示装置は、数１０
ミリ秒以降の光透過率は僅かとなり、遅い応答を０．３
％まで減少させることができた。以下にこの理由を述べ
る。なお、遅い応答は１％以下であれば、視認すること
ができず実用上問題とはならない。

【００４３】ストライプ状ドメインの伸縮は、層内の液
晶分子配列の不連続（欠陥）の部位を解消しようと、層
内の液晶分子が次々と回転することによって生じている
と考えられる。この液晶分子の回転の伝播を、周期的に
設けた配向性の異なる領域で止めることが、遅い応答を
０．３％まで減少させることのできた理由であると考え
られる。

【００４４】次に、長時間液晶表示装置を駆動した場合
のコントラストの低下について述べる。３０００時間駆
動してコントラストの低下した従来の液晶表示装置につ
いて液晶分子の配列を観察した。その結果、液晶の層構
造に乱れ生じているため、液晶の配向が劣化し、コント
ラストの低下が生じていたことがわかった。スメクティ
ックＣ相では、液晶分子が層に対して傾いているため
に、スメクティックＡ相より液晶の密度が小さい。液晶
の温度を下げてスメクティックＡ相からＣ相に移転する
と、層間隔が短くなろうとする力が働き、この力が歪み
となって液晶分子間に残存している。このため、長時間
液晶表示装置を駆動すると、この歪みが原因となって層
が乱れると推測される。本発明の液晶表示装置のよう
に、各画素領域内に周期的な配向性の異なる領域を設け
ると、この配向性の異なる領域の境界部で層が折れ曲が
る。この層の折れ曲がりは、上述の歪みを吸収すること
ができる。その結果、図５（ａ）に示すように、本発明
の液晶表示装置を１００００時間連続駆動しても、従来
の液晶表示装置のように液晶の層が乱れたり、コントラ
ストが低下したりすることはなかった。

【００４５】これまで述べてきたような、応答速度向
上、焼き付き防止、及びコントラスト低下防止の効果を
十分得るには、各画素領域内に設ける周期的な配向性の
異なる領域の周期を０．１μｍ以上、２００μｍ以下と
することが好ましい。その理由は遅い応答を１％以下の
仕様とすると、図５（ｃ）より２００μｍ以下の製造プ
ロセス上の制約から０．１μｍ未満は難しいからであ
る。また、液晶表示装置を極性反転周期０．１秒以上５
秒未満の擬似直流駆動で駆動する場合、あるいは、それ
以外の駆動であっても５０℃以上の温度範囲で使用する
場合は、配向性の異なる領域の周期を０．１μｍ以上、
５０μｍ以下とすることが好ましい。さらに、液晶表示
装置を直流駆動や、極性反転周期５秒以上の擬似直流駆
動で駆動する場合、あるいは、それ以外の駆動であって
も６０℃以上の温度範囲で使用する場合、配向性の異な
る領域の周期を０．１μｍ以上、２５μｍ以下とするこ
とが好ましい。図５（ｂ）にはストライプと液晶の層方
向のなす角と、遅い応答との相関が百分比により示され
ており、図５（ｂ）に示すように、９０°が最も好まし
いが遅い応答を１％以下の仕様と考えれば６０°以上が
好ましい角度である。また、図５（ｃ）にはストライプ
の周期と遅い応答との相関が百分比により示されてい
る。

【００４６】また、配向性の異なる領域を画素電極を除
去するなどして設けた場合、その領域は非表示領域とな
る。この領域が大きいほど画素内で有効な表示領域が狭
くなるので、なるべくこの領域の幅が狭いことが好まし
い。配向性の異なる領域は、ＩＴＯ電極を除去する、ラビング処理を施さない、
ラビング処理条件を変える、配向膜を除去する、
ラビング処理した配向膜を覆うようなパターンを形成す
る、紫外線などエネルギー照射によって配向膜表面の
極性や形状を変える、等により形成することが可能であ
る。

【００４７】なお、上述した第１実施形態に係る液晶表
示装置においては、スイッチング素子７を設けた基板２
側の画素電極４にストライプ状間隙部４１を形成するこ
とにより、画素電極４をストライプ状としたが、本発明
はこれに限定されず、図６（ａ）および図６（ｂ）に示
す第２実施形態に係る液晶表示装置のように、画素電極
４はストライプを設けることなく領域全体を電極４とし
て形成し、カラーフィルタ１２側が設けられる基板３側
に形成される対向電極５にストライプ部５１を形成する
ことにより、対向電極５をストライプ状の電極としても
同様な効果を得ることができる。また、ストライプ状に
形成する電極は、第１および第２実施形態のように、画
素電極４または対向電極５の何れか一方に限定されず、
図７に示す第３実施家形態に係る液晶表示装置のよう
に、図１（ａ）に示す画素電極４と、図６（ｂ）に示す
対向電極５の両方をストライプ状に形成するようにして
も良い。図７（ａ）に示す画素電極４のストライプ状間
隙部４１と、図７（ｂ）に示す対向電極５のストライプ
状間隙部５１とはそれぞれが互い違いにストライプ状間
隙部の間に位置するように配置されている。このように
構成することにより、両電極における配向特性をより異
ならせることができる。

【００４８】なお、上述した第１ないし第３実施形態に
係る液晶表示装置は、何れも層法線方向３１がゲート線
１６に平行すると共に、この層法線方向３１に平行する
方向にストライプ４１または５１を形成するようにして
いたが、本発明はこれにも限定されず、図８に示す第４
実施形態のように、層法線方向３１を信号線１７方向と
すると共に、画素電極４のストライプ歩４１の方向を層
法線方向３１に平行するように形成しても良い。この第
４実施形態に係る液晶表示装置は、対向電極がストライ
プ状ＩＴＯであり、かつ、コモンショート防止構造を有
している。

【００４９】この第４実施形態に係る液晶表示装置の製
造方法について説明する。なお、ストライプを形成する
までの工程は図２（ａ）（ｂ）を用いて説明した第１実
施形態の液晶表示装置と同様である。すなわち、ガラス
基板２上に、補助容量線１５及びゲート線１６を形成
し、補助容量線１５及びゲート線１６を、ゲート酸化膜
と酸化シリコン膜とを積層してなるゲート絶縁膜によっ
て覆い、ゲート絶縁膜上にアモルファスシリコン薄膜か
らなる半導体薄膜を形成した。この半導体薄膜上にチャ
ネル形成時に半導体薄膜を保護するための窒化シリコン
膜からなるチャネル保護膜を形成した。次に半導体薄膜
及びチャネル保護層上に、それぞれオーミック層を介し
て半導体薄膜に電気的に接続されたソース電極、及び信
号線１７と一体的に形成されたドレイン電極を形成し
た。図８（ａ）に示すように、この基板２上にストライ
プ間隙部４１を有する斜線部のような画素電極４をＩＴ
Ｏにより形成した。なお、ソース電極は画素電極４と電
気的に接続されている。ストライプ間隙部４１は、信号
線１７と平行になるようにした。画素電極４におけるス
トライプの間隔は、ＩＴＯ電極のある部分の幅を１０μ
ｍ、ＩＴＯ電極のない部分（ストライプ間隙部４１）の
幅を１μｍとし、画素電極４の最も外側にはＩＴＯが巡
らされている。

【００５０】ＴＦＴ素子７及び画素電極４がマトリック
ス状に形成されたガラス基板２と、カラーフィルタ層１
２、ブラックマトリックス、及び対向電極５が形成され
たガラス基板３上の、それぞれ電極４，５が形成された
面に、配向膜として可溶性ポリイミド（日本合成ゴム社
製ＡＬ−１０５１）をオフセット印刷した。これをホッ
トプレートを用いて９０℃で３分間、さらにＮ２オーブ
ン中で１８０℃で３０分間焼成した。次に、基板２およ
び３上の配向膜８，９をラビング処理した。図４に示し
たように、液晶の層法線方向がストライプと平行に、つ
まり、液晶の層方向がストライプと直交するようにラビ
ング処理を行なった。具体的には、ガラス基板２のラビ
ング方向をストライプの方向と１０゜をなすようにし、
ガラス基板３のラビング方向を対向させたときにストラ
イプの方向と−１０゜をなすようにしてラビング処理を
行なった。この方法はクロスラビングと呼ばれ、これに
より、ガラス基板２，３のそれぞれの表面上で液晶の層
法線方向３１を一致させ、かつ層法線方向３１をストラ
イプと平行にすることができる。また、液晶ラビング布
は、レーヨン性で毛先の直径が０．１〜１０ミクロンの
ものを使用した。ラビング条件は、ローラ回転数を５０
０ｒｐｍ、基板移動速度を２０ｍｍ／ｓ、押し込み量を
０．７ｍｍとし、ラビング回数は１回とした。ラビング
後、中性の界面活性剤を主成分とする水溶液で洗浄し、
ラビング布から付着した汚れ（ラビング布の毛など）を
除去した。

【００５１】次に、第１実施形態と同様の工程によりセ
ルギャップ２μｍの液晶セルを形成した。このセルを真
空チャンバー内に配置し、液晶セル内を真空とした後、
液晶セルの周辺部に予め形成しておいた注入口から、１
２０℃に加熱して等方相としたＤＨＦ液晶組成物（相系
列：固体相→−３０℃→スメクティックＣ相→８０℃→
スメクティックＡ相→８５℃→等方相、コーン角は３０
゜）を注入した。注入後、注入口をエポキシ系接着剤で
封止し、第１実施形態と同様に、液晶表示装置１を製造
した。

【００５２】この液晶表示装置を偏光顕微鏡上で観察し
た。画素電極のＩＴＯが無い間隙部分は、液晶分子に電
圧がかからないため、画素電極のＩＴＯがある部分とは
液晶配向を異にしていた。このため、“遅い応答”原因
であるストライプ状ドメインの境界部分の移動を、画素
電極のＩＴＯが設けられていない間隙部分により止める
ことができ、“遅い応答”を０．５％まで減少させるこ
とができた。また、画素電極のＩＴＯが無い部分が層の
歪みを吸収する役割を果たしていた。この液晶表示装置
を交流駆動したところ、応答速度が速く、残像がなく、
焼き付きのない表示画像を得ることができた。また、４
５℃において３０００時間以上の駆動試験を行なった
が、液晶配向の変化やコントラストの低下は生じなかっ
た。

【００５３】上述した第４実施形態においては、スイッ
チング素子を設けた基板側の画素電極４をストライプ状
としたが、本発明はこれにも限定されず、図９に示す第
５実施形態に係る液晶表示装置のように、カラーフィル
タ１２側の基板３上に形成される対向電極５に、ストラ
イプ部５１を形成するようにしても、同様な効果を得る
ことができる。この第５実施形態の場合、基板３上の対
向電極５について、基板２と組み合わせたときにＴＦＴ
素子７及び信号線１７と対向する部分は、電気的短絡防
止のために、対向電極５が除去されている。この除去は
ＰＥＰ工程で行なわれているが、このとき、図９（ｂ）
のようなストライプ状の対向電極５となるようなフォト
マスクを用いれば、工程数を増加させることなく本発明
を実施することができる。なお、第１実施形態と第２実
施形態を組み合わせた第３実施形態のように、第４実施
形態と第５実施形態とを組み合わせ、図８（ａ）のスト
ライプ間隙部４１を有する画素電極４と、図９（ｂ）の
ストライプ間隙部５１を有する対向電極５とにより液晶
表示装置を構成するようにしても良い。

【００５４】なお、上述した第１ないし第５実施形態に
係る液晶表示装置は何れも電極領域の周囲には画素電極
４が形成されていたが、本発明はこれに限定されず、図
１０に示す第６実施形態に係る液晶表示装置のように、
画素電極４をＥの字状または櫛の歯状の電極として形成
するようにしても良い。図１０（ａ）において、画素電
極４の信号線１７が設けられている側とは逆の縁部は、
図１（ａ）のストライプ間隙部４１が信号線１７と反対
側の側部側に突き抜けたようなストライプ間隙部４２と
なっている。

【００５５】この第６実施形態に係る液晶表示装置の製
造方法を説明する。まず第１実施形態と同様の方法によ
り、ＴＦＴ素子７を形成した。この基板上にＩＴＯによ
り画素電極４を図１０（ａ）の斜線部のように形成し
た。なお、ソース電極は画素電極４と電気的に接続され
ている。ストライプは、ゲート線と平行になるようにし
た。ストライプの間隔は、ＩＴＯ電極のある部分の幅を
５μｍ、ＩＴＯ電極のない部分の幅を０．５μｍとし
た。画素電極のＴＦＴ素子から遠い方の長辺は、最も外
側にＩＴＯを設けなかった。しかし、これによる配線抵
抗の増加などの影響はなかった。ＴＦＴ素子７及び画素
電極４がマトリックス状に形成されたガラス基板２と、
カラーフィルタ層１２、ブラックマトリックス、および
対向電極５が形成されたガラス基板３上の、それぞれ電
極４，５が形成された面に、第１実施形態と同様の方法
により配向膜を形成した。

【００５６】次に、基板２，３上の配向膜８，９をラビ
ング処理した。図１０に示したように、液晶の層法線方
向がストライプと平行に、つまり、液晶の層方向がスト
ライプと直交するようにラビング処理を行なった。具体
的には、ガラス基板２およびガラス基板３のラビング方
向をストライプと平行とした。このような構成のセルを
真空チャンバー内に配置し、液晶セル内を真空とした
後、液晶セルの周辺部に予め形成しておいた注入口か
ら、１２０℃に加熱して等方相としたＡＰＤ液晶組成物
（相系列：固体相→−３０℃→スメクティックＣ相→８
０℃→ネマチック相→８５℃→等方相、コーン角は３０
゜）を注入した。注入後、注入口をエポキシ系接着剤で
封止した。その後、第１実施形態と同様にして液晶表示
装置１を形成した。

【００５７】この液晶表示装置を偏光顕微鏡上で観察し
た。画素電極のＩＴＯが設けられていない間隙部分は、
液晶分子に電圧がかからないため、画素電極のＩＴＯが
ある部分とは液晶配向を異にしていた。このため、“遅
い応答”原因であるストライプ状ドメインの境界部分の
移動を、画素電極のＩＴＯが設けられていない間隙部分
により止めることができ、“遅い応答”を０．３％まで
減少させることができた。また、画素電極のＩＴＯが無
い部分が層の歪みを吸収する役割を果たしていた。この
液晶表示装置を交流駆動したところ、応答速度が速く、
残像がなく、焼き付きのない表示画像を得ることができ
た。また、４５℃において３０００時間以上の駆動試験
を行なったが、液晶配向の変化やコントラストの低下は
生じなかった。

【００５８】なお、上述した第１ないし第６実施形態に
係る液晶表示装置においては、液晶の層法線方向を画素
電極４または対向電極５に形成されたストライプと平行
ないしは直交させて液晶を形成するものとして説明した
が、本発明はこのような構成に限定されず、図１１に示
す第７実施形態に係る液晶表示装置のように、電極に形
成されるストライプと層法線方向とが所定の角度を為す
ようにして形成しても良い。

【００５９】このような第７実施形態に係る液晶表示装
置の製造方法について説明する。まず、第１実施形態と
同様の方法により基板を形成し、この基板上にＩＴＯに
より画素電極４を図１２（ａ）の斜線部のように形成し
た。なお、ソース電極は画素電極４と電気的に接続され
ている。ストライプは、ゲート線と平行になるようにし
た。ストライプの間隔は、ＩＴＯ電極のある部分の幅を
２０μｍ、ＩＴＯ電極のない部分の幅を１．５μｍとし
た。画素電極の最も外側にはＩＴＯが巡らされている。
その後、第１実施形態と同様の方法により液晶表示装置
を作成した。但し、ラビング方向はストライプ間隙部５
１と平行とされている。この液晶表示装置を偏光顕微鏡
上で観察したところ、対向電極のＩＴＯが設けられてい
ない間隙部分では液晶分子に電圧がかからないため、対
向電極のＩＴＯがある部分とは液晶配向を異にしてい
た。このために、“遅い応答”原因であるストライプ状
ドメインの境界部分の移動を、対向電極のＩＴＯが設け
られていない部分により止めることができ、“遅い応
答”を０．６％まで減少させることができた。また、対
向電極５におけるＩＴＯが設けられていない部分が層の
歪みを吸収する役割を果たしていた。この液晶表示装置
を交流駆動したところ、応答速度が速く、残像がなく、
焼き付きのない表示画像を得ることができた。また、４
５℃において３０００時間以上の駆動試験を行なった
が、液晶配向の変化やコントラストの低下は生じなかっ
た。この第７実施形態に係る液晶表示装置では、カラー
フィルタを設けた側の基板上の対向電極５にストライプ
間隙５１を設けることによりストライプ状電極とした
が、スイッチング素子７を設けた基板側の画素電極４を
ストライプ状電極としても、同様な効果を得ることがで
きた。

【００６０】この第７実施形態に係る液晶表示装置にお
いては、ストライプ間隙部５１の延長方向とラビング方
向を一致させたために、従前の実施形態に係る液晶表示
装置の３倍のラビング長さで強くラビングしても、ラビ
ング時に配向膜が剥離することがなく、また、層法線方
向３１がゲート線１６と平行でないために液晶表示装置
１の視角特性が左右対称ではないとはいえ、実際の使用
に際して特に問題となることはなかった。

【００６１】次に、画素電極または対向電極の何れかに
ストライプを設けると共に、ラビングを行なわないよう
にした第８実施形態について、図１２を参照しながら説
明する。この第８実施形態に係る液晶表示装置は、図１
２に示すように、対向電極５は全面にわたってＩＴＯが
形成され、ラビングが施されていないストライプ状のパ
ターン５２を有している。このような構成を有する液晶
表示装置の製造方法について以下に説明する。まず、第
１実施形態と同様の方法により基板を形成し、この基板
上にＩＴＯにより画素電極４を図１２（ａ）に斜線で示
すように形成した。なお、ソース電極は画素電極４と電
気的に接続されている。ＴＦＴ素子７および画素電極４
がマトリックス状に形成されたガラス基板２と、カラー
フィルタ層１２、ブラックマトリックス、および対向電
極５が形成されたガラス基板３上の、それぞれ電極４，
５が形成された面に、配向膜として可溶性ポリイミド
（日本合成ゴム社製ＡＬ−１０５１）をオフセット印刷
した。これを、ホットプレートを用いて９０℃で３分
間、さらにＮ２オーブン中で１８０℃で３０分間焼成し
た。配向膜９を形成した基板３上に環化ゴム系ネガ型レ
ジストを用いて、図１２（ｂ）に示すように、ストライ
プ状のパターン５２を形成した。次に、基板２，３上の
配向膜８，９をラビング処理した。図１２に示したよう
に、液晶の層法線方向３１がストライプ状のパターン５
２と平行となるように、すなわち、液晶の層方向がスト
ライプと直交するようにラビング処理を行なった。具体
的には、ガラス基板２のラビング方向をストライプと５
゜をなすようにし、ガラス基板３のラビング方向を対向
させたときにストライプと−５゜をなすように行なっ
た。

【００６２】また、液晶ラビング布にはレーヨン製で毛
先の直径が０．１〜１０ミクロンのものを使用した。ラ
ビング条件はローラ回転数５００ｒｐｍ、基板移動速度
２０ｍｍ／ｓ、押し込み量０．７ｍｍとし、ラビング回
数は１回である。ラビング後に、中性の界面活性剤を主
成分とする水溶液で洗浄し、ラビング布から付着した汚
れ（ラビング布の毛など）を除去した。次に、ラビング
処理した基板３を剥離液に浸して環化ゴム系ネガ型レジ
ストを除去した。これにより、配向膜９にはストライプ
状にラビング処理されていないストライプ領域５２を形
成することができた。なお、このストライプ領域５２の
幅は０．５μｍ、ストライプ領域の周期は５．５μｍと
した。

【００６３】次に、第１実施形態と同様の方法によりセ
ルギャップ２μｍの液晶セルを作成して、このセルを真
空チャンバー内に配置して液晶セル内を真空とした後、
液晶セルの周辺部に予め形成しておいた注入口から１２
０℃に加熱して等方相とした無閾値反強誘電性液晶組成
物（相系列：固体相→−３０℃→スメクティックＣ相→
８０℃→スメクティックＡ相→８５℃→等方相、コーン
角は３０゜）を注入した。注入後、第１実施形態と同様
にして液晶表示装置１を作成した。この液晶表示装置を
偏光顕微鏡上で観察した。対向電極上のラビング処理が
されていない図１２（ｂ）のストライプ部分５２は、対
向電極上のラビング処理がある部分とは液晶配向を異に
していた。このため、対向電極上のラビング処理がされ
ていない部分が、“遅い応答”の原因であるストライプ
状ドメインの境界部分の移動を止めることができ、これ
により“遅い応答”を０．３％までに減少させることが
できた。また、ラビング処理が施されないことによって
生じた液晶配向の異なる領域が、層の歪みを吸収する役
割も果たしていた。

【００６４】この液晶表示装置を反転周期６秒の擬似直
流を供給して駆動したところ、応答速度が速く、残像が
なく、焼き付きのない表示画像を得ることができた。ま
た、４５℃において３０００時間以上の駆動試験を行な
ったが、液晶配向の変化やコントラストの低下は生じな
かった。この第８実施形態に係る液晶表示装置において
は、カラーフィルタを設けた側の基板上のラビング処理
を施す領域をストライプ領域５２としたが、スイッチン
グ素子を設けた基板２側の画素電極４にストライプ状の
ラビングを施さない領域を設けるようにしても、同様な
効果を得ることができる。

【００６５】次に、本発明の第９実施形態に係る液晶表
示装置について説明する。なお、この第９実施形態にお
いては、その製造工程は第８実施形態とは異なるが、ス
トライプ領域に配向膜が形成されていない点では第８実
施形態と同様の構成となっているので、第８実施形態と
同様に図１２を用いて説明する。この第９実施形態に係
る液晶表示装置は、ストライプ領域にＰＩがない場合で
ある。図１２において対向電極５にはゲート線１６に沿
ったＰＩの無いストライプ領域５３が複数本形成されて
いる。

【００６６】上記構成の第９実施形態に係る液晶表示装
置の製造方法について説明する。まず、第１実施形態と
同様の方法によりガラス基板を形成する。このガラス基
板２および３上のそれぞれ電極４，５が形成された面
に、配向膜として可溶性ポリイミドをオフセット印刷し
た。これを、ホットプレートを用いて９０℃で３分間、
さらにＮ２オーブン中で１８０℃で３０分間焼成した。
配向膜９を形成した基板３上に環化ゴム系ネガ型レジス
トを用いて、図７の７１を開口部とするパターンを形成
した。この基板３をγ−ブチロラクトン中に３分間浸
し、図１２（ｂ）のストライプ領域５３の部分の配向膜
をエッチングにより除去した。この基板３を剥離液に浸
し、環化ゴム系ネガ型レジストを取り除いた。これによ
り、基板５上には、ストライプ状に配向膜が設けられて
いないストライプ領域５３を形成することができた。な
お、ストライプ領域５３の幅は０．５μｍ、ストライプ
領域の周期は５．５μｍとした。

【００６７】次に、第１実施形態に係る液晶表示装置の
製造方法と同様の方法により、ラビング処理等を施して
液晶表示装置を作成した。この液晶表示装置を偏光顕微
鏡上で観察したところ、対向電極上の配向膜の無い部分
は、対向電極上の配向膜がある部分とは液晶配向を異に
していた。このため、“遅い応答”原因であるストライ
プ状ドメインの境界部分の移動を、対向電極上の配向膜
が無い部分が止めることができ、“遅い応答”を０．３
％まで減少させることができた。また、配向膜の除去に
よって生じた液晶配向の異なる領域が、層の歪みを吸収
する役割を果たしていた。この液晶表示装置を反転周期
６秒の擬似直流駆動したところ、応答速度が速く、残像
がなく、焼き付きのない表示画像を得ることができた。
また、４５℃において３０００時間以上の駆動試験を行
なったが、液晶配向の変化やコントラストの低下は生じ
なかった。なお、この第９実施形態においても、カラー
フィルタを設けた側の基板上の配向膜をストライプ状と
したが、本発明はこれに限定されず、スイッチング素子
を設けた基板側の配向膜をストライプ状としても、同様
な効果を得ることができる。

【００６８】次に、何れかの電極にストライプ状の突起
壁を形成するようにした第１０実施形態に係る液晶表示
装置について、やはり図１２を転用しながら説明する。
この第１０実施形態に係る液晶表示装置は、図１２
（ｂ）に示すように、対向電極５側にストライプ状の突
起壁５４が形成されている。この突起壁も第８実施形態
のラビングが設けられていない領域５２および第９実施
形態のＰＩによりラビングが設けられていないストライ
プ領域５３と構造としては同一位置に設けられている。

【００６９】次に、第１０実施形態に係る液晶表示装置
の製造方法について、図１２（ａ）および（ｂ）を参照
しながら説明する。まず、第１実施形態に係る液晶表示
装置の製造方法と同様の方法によりガラス基板を作成
し、その上に第１実施形態に係る方法と同様にして配向
膜９を形成した。この配向膜９を形成した基板３上に感
光性シクロブテンポリマー（ＢＣＢ）を用いて、図１２
（ｂ）に示すように、高さ１μｍのストライプ状突起壁
５４のようなラビング処理した配向膜を覆うパターンを
形成した。このストライプ状突起壁の幅は０．５μｍで
あり、その周期は５．５μｍとした。次に、第１実施形
態と同様の方法により、ガラス基板２の配向膜８を形成
し、以後、同様の工程を経て、液晶表示装置を作成し
た。

【００７０】この液晶表示装置を偏光顕微鏡上で観察し
たところ、対向電極５上のＢＣＢパターンが形成された
部分は、対向電極５上のＢＣＢが形成されていないスト
ライプ状突起壁５４とは液晶配向を異にしていた。この
ため、対向電極５に形成されたＢＣＢの無いストライプ
状パターンが“遅い応答”原因であるストライプ状ドメ
インの境界部分の移動を止めることができ、“遅い応
答”を０．３％間で減少させることができた。また、Ｂ
ＣＢパターンによって生じた液晶配向の異なる領域が、
層の歪みを吸収する役割を果たしていた。この液晶表示
装置を反転周期６秒の擬似直流駆動したところ、応答速
度が速く、残像がなく、焼き付きのない表示画像を得る
ことができた。また、４５℃において３０００時間以上
の駆動試験を行なったが、液晶配向の変化やコントラス
トの低下は生じなかった。この第１０実施形態に係る液
晶表示装置は、カラーフィルタを設けた側の基板３上の
ラビング処理を施す電極５の領域にストライプ状突起壁
５４を設けるものとして説明したが、スイッチング素子
７を設けた基板２側にストライプ状突起壁５４を形成し
ても、同様な効果を得ることができる。

【００７１】次に、ＩＴＯを２層とし画素を上置きとし
たベタＩＴＯ−Ｃｓに関する第１１実施形態について、
図１を流用しながら説明する。まず、ガラス基板２上
に、図１３に示すスイッチング素子を形成した。具体的
には、まずＩＴＯ補助容量電極１１３を形成し、絶縁膜
１１４で被覆した。この上にゲート線１６を形成した。
ゲート線１６を、ゲート酸化膜と酸化シリコン膜とを積
層してなるゲート絶縁膜１１５によって覆い、ゲート絶
縁膜上にアモルファスシリコン薄膜からなる半導体薄膜
１１６を形成した。この半導体薄膜上にチャネル形成時
に半導体薄膜を保護するための窒化シリコン膜からなる
チャネル保護膜１１７を形成した。次に半導体薄膜及び
チャネル保護層上に、それぞれオーミック層１１９を介
して半導体薄膜に電気的に接続されたソース電極１１
８、及び信号線１７と一体的に形成されたドレイン電極
１２０を形成した。

【００７２】この基板上にＩＴＯにより画素電極４を図
１（ａ）の斜線部のようにストライプを備えるように形
成した。なお、ソース電極は画素電極４と電気的に接続
されている。ストライプの方向は、ゲート線と平行にな
るようにした。ストライプの間隔は、ＩＴＯ電極のある
部分の幅を１９５μｍ、ＩＴＯ電極のない部分の幅を５
μｍとした。画素電極の最も外側にはＩＴＯが巡らされ
ている。スイッチング素子及び画素電極４が形成された
基板２上に窒化シリコン膜からなる保護層１２１を形成
し、対向電極との間の電気的短絡やイオン性不純物の液
晶への流出を防いだ。ＴＦＴ素子７及び画素電極４がマ
トリックス状に形成されたガラス基板２と、カラーフィ
ルター層１２、ブラックマトリックス、及び対向電極５
が形成されたガラス基板３上の、それぞれ電極４，５が
形成された面に、配向膜として可溶性ポリイミド（日本
合成ゴム社製ＡＬ−１０５１）をオフセット印刷した。
これを、ホットプレートを用いて９０℃で３分間、さら
にＮ２オーブン中で１８０℃で３０分間焼成した。

【００７３】次に、第１実施形態に係る液晶表示装置の
製造方法と同様の方法によりラビング処理等を行なって
液晶表示装置を作成した。この液晶表示装置を偏光顕微
鏡上で観察したところ、画素電極のＩＴＯが無い部分
は、液晶分子に電圧がかからないため、画素電極のＩＴ
Ｏがある部分とは液晶配向を異にしていた。このため、
“遅い応答”原因であるストライプ状ドメインの境界部
分の移動を、画素電極のＩＴＯが無い部分が止めること
ができ、“遅い応答”を１％まで減少させることができ
た。また、画素電極のＩＴＯが無い部分が層の歪みを吸
収する役割を果たしていた。この第１１実施形態の場合
ＩＴＯが無い部分の幅が５μｍと比較的太いために、こ
の部分からの光り抜けの問題が生じた。対向電極側の基
板５に、このＩＴＯが無い部分と対向する領域にブラッ
クマトリックを設けることで、光り抜けを防止すること
ができる。しかし、本実施例のような補助容量電極が画
素電極の下に形成されている場合は、この補助容量電極
と対向電極の間に電圧を印加し、液晶分子を電圧印加配
向処理することが有効である。これを行なうことによ
り、画素電極のＩＴＯが設けられていない部分も電圧印
加により配向処理され、均一な液晶配向が得られる。そ
のため、この部分の光り抜けを防止することができる。

【００７４】この液晶表示装置を反転周期６秒の擬似直
流駆動したところ、応答速度が速くなると共に、残像が
なく、また、焼き付きのない表示画像を得ることができ
た。また、４５℃において３０００時間以上の駆動試験
を行なったが、液晶配向の変化やコントラストの低下は
生じなかった。この第１１実施形態においては、スイッ
チング素子を設けた基板２側の画素電極４をストライプ
状としたが、カラーフィルタを設けた側の基板３上の対
向電極５をストライプ状にしても、同様な効果を得るこ
とができることは上述の各実施形態と同様である。

【００７５】なお、上述した第１ないし第１１実施形態
に係る液晶表示装置においては、液晶の配向状態を変化
させる領域をゲート線１６に平行または直交する方向に
延在するストライプ状の領域により構成するものとして
説明したが、本発明はこれに限定されず、図１４に示す
第１２実施形態に係る液晶表示装置のように、ゲート線
１６または信号線１７に対して斜め方向の要素を含むよ
うに構成しても良い。図１４において、第１２実施形態
に係る液晶表示装置は、電極４または５にジグザグ状の
ストライプが形成されている。

【００７６】図１４（ａ）において、画素電極４は、基
板２側に形成される画素電極にジグザグ状のストライプ
間隙部４３と、ゲート線１６に沿った画素電極４の両辺
近傍に形成された三角形状間隙部４４と、この三角形状
間隙部４４内でゲート線１６に沿うように設けられるス
トライプ部４５と、を備えている。このような構成によ
り、第１２実施形態に係る液晶表示装置は、画素電極が
斜めのストライプを含むようになっている。したがっ
て、このような第１２実施形態に係る液晶表示装置によ
り、本発明は層法線方向３１とストライプの方向とが平
行または直交する方向のみに限定されず、異なる複数の
角度のストライプであっても良い。

【００７７】次に、本発明の第１３ないし第１５実施形
態に係る液晶表示装置について、図１５ないし図１９を
参照しながら詳細に説明する。図１５、本発明の第１３
ないし第１５実施形態に係る液晶表示装置における反強
誘電液晶光学素子の部分断面図である。まず、図１５を
用いて本発明の液晶光学スイッチ素子の構造およびその
光学的性質の電圧制御について説明する。図１５におい
て、液晶光学素子２０の基板２１，２１はスペーサ２
２，２２を介して対向配置されており、それぞれの基板
２１の対向する面には、電極２３，２３が貼付されてお
り、対向する２枚の基板２１，２１間には反強誘電性液
晶２４が挟持されている。また、反強誘電性液晶２４の
中には液晶とは異なる粒子形状の材料２５が分散させら
れている。このような構成において、電極２３を介して
反強誘電性液晶２４に電圧を印加することにより光学素
子の光学的性質を制御している。

【００７８】図１６は、従来の反強誘電液晶素子におけ
る電圧に対するテクスチャの変化を表している。（ａ）
は０Ｖの場合、（ｂ）は０Ｖより大きく透過率が飽和す
る飽和電圧より小さい電圧を印加した場合、（ｃ）は飽
和電圧以上電圧を印加した場合である。図１６（ｂ）に
おいて、スメクチック層に平行な方向に伸びるストライ
プドメインが観察される。図１９（ａ）は、従来の反強
誘電液晶素子に対して図１６（ａ）から（ｂ）に印加電
圧を階段状に上昇させた場合の透過率の時間変化を、印
加電圧の時間変化とともに表わした図である。透過率の
変化が比較的遅いことは、図１９（ａ）より明らかであ
るが、我々は図１６（ｂ）に示すストライプドメインの
伸縮が印加電圧の変化に対して遅いことが、その原因で
あることを見出した。本発明の反強誘電液晶素子におけ
る電圧に対するテクスチャの応答を図１７および図１８
に表わす。それぞれ（ａ）ないし（ｃ）における印加電
圧は、図１６に示す従来の場合と同様である。

【００７９】本発明の反強誘電液晶光学素子２０は、液
晶２４中に液晶と異なる材料２５が分散しているため
に、ストライプドメインの核が従来のものに比べ、多数
存在している。このため、図１７に示すように、ストラ
イプドメインの長さが短く、電圧変化に伴うストライプ
ドメインの伸縮長が図１６に示す従来の液晶素子よりも
短い距離にとどまるか、あるいは、図１８に示すよう
に、ストライプドメインの発生を伴うことなく、場所的
に均一に透過率が変化することになる。なお、図１９
（ｂ）は、本発明の反強誘電液晶素子２０に対して図１
７（ａ）から（ｂ）、あるいは図１８（ａ）から（ｂ）
に印加電圧を階段状に上昇させた場合の透過率の時間変
化を、印加電圧の時間変化と共に表わした図である。従
来の反強誘電液晶素子の場合の図１９（ａ）の透過率変
化に対して、高速で変化していることがわかる。

【００８０】以下に、第１３ないし第１５実施形態を個
別に説明する。まず、第１３実施形態に係る液晶表示装
置は、２つのＩＴＯの電極付ガラス基板の電極面に配向
膜としてポリイミド（ＡＬ−１０５１：日本合成ゴム
（株））を４０ｎｍの厚さに形成し、ラビング処理を行
なった。次に、一方の電極基板の絶縁膜上に直径２μｍ
のシリカ製スペーサボールを散布するとともに、もう一
方の電極基板の絶縁膜上に貼り合わせのためのエポキシ
接着剤を所定の位置に付与した。その後、２つの基板を
絶縁膜が向かい合い、クロスラビング角５゜の平行ラビ
ングの形で張り合わせ、オーブン中の封着して空セルと
した。反強誘電液晶ＭＬＣ００７６（三井化学）９９．
５ｗｔ％に酸化シリコン粒子（２０ｎｍφ）０．５ｗｔ
％が均一分散した混合物を定法により先に作成された空
セルに注入し反強誘電液晶光学素子を作成した。

【００８１】このようにして作成された反強誘電液晶光
学素子２０の電圧−透過光特性を白色光源を用いて３０
℃で評価した。電圧の非印加時は透過率０．５％、電圧
２０Ｖ印加時は透過率９０％であり、透過率は印加電圧
に対して連続的に変化し、ヒステリシスがないことを確
認した。また、矩形波（±１０Ｖ、５０ｍＨｚ、デュー
ティー比５０％）を印可して応答時間を測定したとこ
ろ、０．２ｍｓであった。なお、応答時間は印加電圧変
化直前から次の電圧変化直前の透過率変化量を１００％
として１０％から９０％あるいは９０％から１０％の変
化に要した時間とした。この比較例として、酸化シリコ
ン粒子が分散されていないＭＬＣ００７６のみで反強誘
電液晶素子を作製し応答時間を測定した結果、２０ｍｓ
であり、電圧−透過率曲線にはヒステリシスが観測され
た。

【００８２】次に、第１４実施形態に係る液晶表示装置
は、反強誘電液晶に分散させる材料として、ラテックス
粒子（２０ｎｍφ）を用いる以外は第１３実施形態に係
る液晶表示装置と同様の要領で反強誘電液晶光学素子２
０を作成した。作成された反強誘電液晶光学素子の電圧
−透過光特性を白色光源を用いて３０℃で評価した。電
圧の非印加時は透過率０．５％、電圧２０Ｖ印加時は透
過率９０％であり、透過率は印加電圧に対して連続的に
変化し、ヒステリシスがないことを確認した。また、矩
形波（±１０Ｖ、５０ｍＨｚ、デューティ比５０％）の
電圧を印加して応答時間を測定したところ、０．２ｍｓ
であった。

【００８３】最後に、第１５実施形態に係る液晶表示装
置は、反強誘電液晶に分散させる材料として、ポリ酢酸
ビニル粒子（５０ｎｍφ）を用いる以外は実施例１と同
様の要領で反強誘電液晶光学素子を作成した。作成され
た反強誘電液晶光学素子の電圧−透過光特性を白色光源
を用いて３０℃で評価した。電圧の非印加時は透過率
０．５％、電圧２０Ｖ印加時は透過率９０％であり、透
過率は印加電圧に対して連続的に変化しヒステリシスが
ないことを確認した。また、矩形波（±１０Ｖ、５０ｍ
Ｈｚ、デューティ比５０％）の電圧を印加して応答時間
を測定したところ０．２ｍｓであった。

【００８４】

【発明の効果】本発明に係る液晶表示装置は、画素内に
周期的に配向性の異なる領域を設けているので、この領
域がストライプ状ドメインの境界の移動を止めることが
でき、“遅い応答”を１％以下に減少させることがで
き、応答速度が上がった。また、この領域が液晶の層の
歪みを吸収するため、配向安定性が向上した。

【００８５】また、本発明に係る液晶表示装置によれ
ば、電極間に挟持された液晶中に異なる材料を分散させ
るだけで、高速で、かつ、ヒステリシスのない反強誘電
液晶光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態／第１１実施形態に係る
液晶表示装置における（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極
の構造をそれぞれ概略的に示す図。

【図２】本発明の第１ないし第１２実施形態に係る液晶
表示装置を示す（ａ）平面図および（ｂ）断面図。

【図３】本発明の第１ないし第１２実施形態に係る液晶
表示装置に用いられるスイッチング素子の一例を概略的
に示す平面図。

【図４】電圧の印加に対する光透過率の変化を示し、
（ａ）液晶に印加される電圧の波形、（ｂ）従来の液晶
表示装置の光透過率変化、（ｃ）本発明の実施形態に係
る液晶表示装置の光透過率変化をそれぞれ示す特性図。

【図５】本発明の長期信頼性を示し、（ａ）従来と比較
した本発明の駆動時間とコントラスト比、（ｂ）遅い応
答とストライプの角度、（ｃ）遅い応答とストライプの
周期、をそれぞれ示す特性図。

【図６】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置にお
ける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞれ
概略的に示す図。

【図７】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置にお
ける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞれ
概略的に示す図。

【図８】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置にお
ける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞれ
概略的に示す図。

【図９】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置にお
ける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞれ
概略的に示す図。

【図１０】本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置に
おける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞ
れ概略的に示す図。

【図１１】本発明の第７実施形態に係る液晶表示装置に
おける（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれぞ
れ概略的に示す図。

【図１２】本発明の第８ないし第１０実施形態に係る液
晶表示装置における（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の
構造をそれぞれ概略的に示す図。

【図１３】本発明に係る第１１実施形態に係る液晶表示
装置の構成を示す断面図。

【図１４】本発明の第１２実施形態に係る液晶表示装置
における（ａ）画素電極，（ｂ）対向電極の構造をそれ
ぞれ概略的に示す図。

【図１５】本発明の第１３ないし第１５実施形態に係る
液晶表示装置における反強誘電液晶光学素子の構成を概
略的に示す断面図。

【図１６】従来の反強誘電液晶光学素子の印加電圧変化
に伴うテクスチャ変化を示す概略図。

【図１７】本発明の第１３ないし第１５実施形態に係る
反強誘電液晶光学素子の印加電圧変化に伴うテクスチャ
変化を示す概略図。

【図１８】本発明の第１３ないし第１５実施形態に係る
反強誘電液晶光学素子の印加電圧変化に伴うテクスチャ
変化を示す概略図。

【図１９】反強誘電液晶光学素子の光学応答を示し、
（ａ）従来の光学応答、（ｂ）本発明の光学応答をそれ
ぞれ示す概略図。

【図２０】本発明が適用される液晶表示装置の配向状態
を（ａ）ないし（ｃ）で示す概略図。

【符号の説明】

１，１００液晶表示装置２，３，２１，１０１，１０２基板４，５，２３電極６，２３，１０３液晶７スイッチング素子８，９配向膜１０，１１偏光板２５液晶以外の部材３１，１０６層法線方向４１，５１特定領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡俊行神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者山口剛史神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者長田洋之神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者飯田理恵子神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者高頭孝毅神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会社東芝生産技術研究所内Ｆターム(参考） 2H088 FA03 FA04 FA10 FA29 GA04 HA01 HA02 HA03 HA04 HA06 HA08 HA12 HA14 HA18 JA17 JA20 LA02 MA10 2H090 HB04X HB07Y HB08Y HC05 HC06 HC07 HD03 HD05 JB02 JB03 KA14 KA15 LA01 LA02 LA04 LA09 LA15 MA02 MA07 MA15 MB01 2H092 GA14 HA04 HA05 JA24 NA04 NA05 PA01 PA02 PA03 PA08 PA09 PA11 QA13 QA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素電極を有する第１の基板と、前記画素
電極と互いに向き合うように対向配置された対向電極を
有する第２の基板と、固有の自発分極を有するかまたは
電圧の印加により自発分極が誘起される液晶が前記第１
および第２の基板間に挟持された液晶層と、を備える液
晶表示装置において、前記液晶層が複数の画素領域を備えると共に、前記複数
の画素領域のそれぞれの中に、前記液晶層の層方向と交
差する方向に周期的に配向性の異なる特定領域が設けら
れていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記特定領域は、前記画素電極または対向
電極の一部よりなるストライプ状のストライプ領域であ
ると共に、前記ストライプ領域の各ストライプが前記液
晶層の層方向と交差していることを特徴とする請求項１
に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記特定領域は、前記液晶層の層方向と略
直交する方向に設けられていることを特徴とする請求項
１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記液晶が実質的に、２フレーム以上同極
性の電圧を印加することで駆動されることを特徴とする
請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項５】所定距離離間して対向配置された１対の基
板と、この１対の基板の対向面にそれぞれ配置された１
対の電極と、前記１対の基板間に挟持される無閾値反強
磁性液晶を含む液晶層と、を備える液晶表示装置におい
て、前記液晶層が前記１対の基板が離間する前記所定距離よ
りもその直径が小さい部材を含む媒質を備えると共に、
前記媒質に電圧を印加する手段が設けられていることを
特徴とする液晶表示装置。