JP2000347188A

JP2000347188A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000347188A
Application number: JP11159256A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川; Kazuo Inoue; 一生井上; Hirofumi Yamakita; 裕文山北; Masanori Kimura; 雅典木村; Akinori Shioda; 昭教塩田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＶＡ液晶では誘電率が負の液晶を用いている
ため、液晶材料の選択範囲が狭く動作温度範囲の拡大や
応答速度の向上が困難であった。また、基板上に突起を
形成しているのため、配向膜の塗布むらやセル厚むらが
生じやすかった。【解決手段】一対の基板４，５と、前記一対の基板
４，５に挟持された正の誘電異方性を有し電圧無印加時
にほぼ平行配向状態にある液晶１と、液晶１に電圧を印
加するための電極２，３と、前記一対の基板４，５を挟
み偏光軸がほぼ直交した一対の偏光板８，９と、前記基
板４，５と前記偏光板８，９の間のに配置された位相板
６，９を有する。電圧印加時の液晶１の立上がり方向が
互いに異なる部分を有する。

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関
し、特に広視野角特性を持つ配向分割型（マルチドメイ
ン型）の液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量の省エネルギ
ーディスプレイとして、各種電子機器の表示装置に広く
用いられている。なかでも配向分割型表示は、１つの画
素の中に視野角特性の異なる複数の領域を設けてその平
均特性で表示を行なうもので、視野角が広く、横電界モ
ード（ＩＰＳモード）に比べて開口率が高いという特徴
がある。これにより液晶モニターなどをねらいとした開
発がさかんに行なわれている。

【０００３】配向分割方式のなかで現在実用化されてい
るものは、例えば日経ＢＰ社のフラットパネルディスプ
レイ１９９８の１４６〜１４９ページにあるように、誘
電率が負の液晶を垂直配向させ、基板上に設けた突起に
より電圧印加時に液晶が傾斜する方向を分割したもの
（ＭＶＡモード）である。

【０００４】図１７はこのＭＶＡモードのパネル画素部
分の断面図である。図１７（Ａ）は電圧が印加されてい
ない時の液晶の配向状態を、図１７（Ｂ）は電圧が印加
された時の液晶の配向状態を示している。

【０００５】２０４と２０５は基板であり、この基板２
０４，２０５間に誘電率異方性が負の液晶２０１が挟持
されている。それぞれの基板２０４，２０５上には、液
晶２０１に電圧を印加するための電極２０２，２０３、
液晶２０１を配向させるための配向膜２２１，２２２が
形成されている。下側の電極２０３の上には配向分割を
行うための突起２１１が形成されている。２０８と２０
９は偏光表示を行うための偏光板、２０６と２０７は視
野角特性を向上させるための位相板、２１０は液晶印加
電圧の電源である。

【０００６】このＭＶＡモードの動作について説明す
る。まず電圧印加のない場合（図１７（Ａ））、配向膜
２２１，２２２はいずれも垂直配向膜であるので、液晶
２０１は基板垂直方向にその長軸を向けて配向する。こ
のとき、図の中央部には突起２１１があるため、液晶２
０１はやや左右に傾いた状態にある。

【０００７】２つの電極２０２，２０３の間に電圧を印
加すると、図１７（Ｂ）に示すように、液晶２０１は誘
電異方性が負であるため長軸方向が電界と垂直方向に向
き、基板法線に対して傾いた状態になる。突起２１１付
近の液晶は電圧無印加時に液晶が若干傾いて配向してい
るので、電圧印加とともにこの方向に傾いて行く。この
傾きが周囲に伝わり、図の左半分では液晶分子は左側
に、右半分では液晶分子は右側に傾き、マルチドメイン
表示が行われる。このマルチドメイン動作と位相板２０
６，２０７の働きにより非常に視野角の広い表示を行う
ことができる。

【０００８】なお、上記液晶表示装置は、実際には図１
８に示すように上側基板２０２にも、突起２１１と位置
をずらして突起２１２が形成されている。このような上
下基板の突起により、境界面２３３に対して傾きが左右
となる配向領域２３１，２３２が形成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような液晶表示装置の場合、以下のような課題が残され
ていた。

【００１０】（１）誘電率が負の液晶を用いているた
め、以下の問題が生じる。即ち、誘電率が正の液晶の場
合には分子の先端に極性基が存在しているが、誘電率が
負の液晶の場合には分子の中央に極性基が存在している
必要がある。そのため、分子が円板状あるいは球形状に
近くなり、液晶になりにくい。従って、誘電率が正の液
晶材料と比べると、誘電率が負の液晶材料は、その種類
が少ない。この結果、誘電率が負の液晶を用いる上記従
来例の液晶表示装置では、液晶材料選択の幅が狭く、動
作温度範囲が大きく、応答速度の良好な液晶材料を選択
できないという問題がある。

【００１１】（２）また、基板に突起を設けているた
め、配向膜の塗布むらが生じたり、セルギャップを保つ
ためのスペーサが該突起にひっかかり、その部分か局部
的に高くなる等のセル厚むらが生じたりして、表示の均
一性が損なわれる場合がある。

【００１２】（３）更に、基板に突起を設けるための製
造工程が必要であり、製造工程数の増加となる。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑み、良好な視野角
特性で温度範囲や応答特性に優れた液晶表示装置を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のうち請求項１記載の発明は、一対の基板
と、前記一対の基板に挟持された正の誘電異方性を有し
電圧無印加時にほぼ平行配向状態にある液晶と、液晶に
電圧を印加するための電極と、前記一対の基板を挟み偏
光軸がほぼ直交した一対の偏光板と、前記基板と前記偏
光板の間の少なくとも一方に配置された位相板を有し、
電圧印加時の液晶の立上がり方向が互いに異なる部分を
有することを特徴とする。

【００１５】上記の如く、正の誘電異方性をもつ液晶を
用いることにより、液晶材料の選択範囲が広がる。この
結果、従来例に比べて、動作温度範囲が大きく、応答速
度に優れた配向分割型の液晶表示装置が実現される。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の液
晶表示装置において、液晶の配向方向と少なくともいず
れか一方の偏光板の偏光軸方向とのなす角度が３０度か
ら６０度であることを特徴とする。

【００１７】上記の如く、液晶の配向方向と偏光板の偏
光軸方向とをずらして配置すると、光の透過性が最適化
される。液晶の配向方向と偏光板の偏光軸方向とが同一
方向であれば、異方性がでないからである。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、前記位相板は、面法線方
向に主軸があり負の屈折率異方性を示す部分と、面内方
向に主軸があり負の屈折率異方性を示す部分とが積層さ
れてなる複合フィルムであることを特徴とする。

【００１９】上記構成により、液晶層中央部に存在する
液晶の視野角依存性が、面法線方向に主軸があり負の屈
折率異方性を示す部分により補償される。

【００２０】また、電圧印加時には、基板界面付近の液
晶は、基板からのアンカリングのため、立ち上がれず平
行状態のままである。そのため、基板界面付近の液晶の
複屈折が補償されずに残ってしまう。かかる複屈折に起
因した視野角依存性が、面内方向に主軸があり負の屈折
率異方性を示す部分により補償される。これにより、視
野角特性をさらに向上させることができる。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、前記位相板は、面法線方
向に主軸があり負の屈折率異方性を示す部分と、面内方
向に主軸があり正の屈折率異方性を示す部分とが積層さ
れてなる複合フィルムであることを特徴とする。

【００２２】上記構成により、液晶層中央部に存在する
液晶の視野角依存性が、面法線方向に主軸があり負の屈
折率異方性を示す部分により補償される。また、基板界
面付近の液晶の視野角依存性が、面内方向に主軸があり
正の屈折率異方性を示す部分により補償される。

【００２３】請求項５記載の発明は、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、前記位相板は、負の屈折
率異方性を示す物質からなり、かつその主軸方向が位相
板表面からの深さに応じて変化していることを特徴とす
る。

【００２４】上記構成により、面法線方向に主軸がある
一方表面付近の媒体で、立ち上った液晶分子の複屈折が
補償される。これに加えて、主軸が面法線方向に対して
傾いた他方表面付近の媒体で、基板界面の液晶分子の複
屈折が補償される。これにより、視野角特性をさらに向
上させることができる。

【００２５】請求項６記載の発明は、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、前記位相板は、負の屈折
率異方性を示す物質からなり、かつその主軸方向が位相
板表面からの深さに応じて変化している部分と、面内方
向に主軸があり負の屈折率異方性を示す部分とが積層さ
れてなる複合フィルムであることを特徴とする。

【００２６】上記構成により、非常に良好な視野角特性
を得ることができる。

【００２７】請求項７記載の発明は、請求項１または２
記載の液晶表示装置において、前記位相板は、負の屈折
率異方性を示す物質からなり、かつその主軸方向が位相
板表面からの深さに応じて変化している部分と、面内方
向に主軸があり正の屈折率異方性を示す部分とが積層さ
れてなる複合フィルムであることを特徴とする。

【００２８】上記構成により、非常に良好な視野角特性
を得ることができる。

【００２９】請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の
何れかに記載の液晶表示装置において、前記位相板が、
液晶層からみて両側に配置されていることを特徴とす
る。

【００３０】上記構成により、液晶層の上下で対称構造
となっているため、より対称な視野角特性が得られる。

【００３１】請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の
何れかに記載の液晶表示装置において、前記一対の基板
のうち少なくとも一方にプレチルト角の異なる２つの配
向領域が設けられたことを特徴とする。

【００３２】上記構成により、突起を形成することなく
マルチドメイン構造を得ることができる。

【００３３】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至８
の何れかに記載の液晶表示装置において、前記一対の基
板のうち少なくとも一方において、前記電極を覆う誘電
体膜が設けられており、かつその誘電率が領域によって
異なっていることを特徴とする。

【００３４】上記構成により、突起を形成することな
く、また一様な配向条件でマルチドメイン構造を得るこ
とができる。

【００３５】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の液晶表示装置において、誘電体膜の表面がほぼ平坦で
あることを特徴とする。

【００３６】請求項１２記載の発明は、請求項１乃至８
の何れかに記載の液晶表示装置において、前記一対の基
板のうち少なくとも一方において、前記電極にスリット
が設けられていることを特徴とする。

【００３７】上記構成により、突起を形成することな
く、また一様な配向条件でマルチドメイン構造を得るこ
とができる。

【００３８】請求項１３記載の発明は、請求項１乃至８
の何れかに記載の液晶表示装置において、前記一対の基
板のうち少なくとも一方において、前記電極上に突起状
の誘電体が設けられていることを特徴とする。

【００３９】上記構成により、安定な、マルチドメイン
構造を得ることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００４１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における液晶表示装置の構成を示す断面図であり、
図２は配向方位や偏光板の偏光軸方向を示すための平面
図である。図において、ｘ，ｙ，ｚは座標軸を示してお
り、図２はｘ−ｙ平面を、図１はｘ−ｚ平面（図２のＡ
−Ａ’方向における断面図）を示している。なお、図１
は中間調表示電圧印加時（例えば３ボルト）の状態を示
している。本実施の形態１に係る液晶表示装置は、配向
分割型（マルチドメイン型）の液晶表示装置である。図
１において、４と５は透明な基板であり、この基板４，
５間には誘電率異方性が正の液晶１が挟持されている。
それぞれの基板４，５上には、液晶１に電圧を印加する
ための電極２，３、及び液晶１を水平配向させるための
配向膜２１，２２が形成されている。なお、配向膜２
１，２２は、液晶１の立ち上がり方向が領域ごとに異な
るように、配向処理されている。また、電極２，３には
電源１０から電圧が供給されている。８と９は偏光表示
を行うための偏光板、６と７は視野角特性を向上させる
ための位相板である。

【００４２】図２は図１に示す液晶表示装置を図の上方
から見たもので、１０１は上側基板４の界面における液
晶１の配向方向、１０２は下側基板５の界面における液
晶１の配向方向、１０３は上側偏光板１０３の偏光軸の
方向、１０４は下側偏光板１０４の偏光軸の方向を示し
ている。２つの配向方向１０１と１０２は互いにほぼ平
行であり、２つの偏光軸の方向１０３と１０４はほぼ直
交している。また、上側基板における液晶の配向方向１
０１と上側偏光板の偏光軸方向１０３とは、角度φを成
すよう配置されている。ここで、角度φは３０度〜６０
度の範囲の角度である。このような配置により、液晶層
への電圧印加に伴う複屈折変化を用いた表示が行なわれ
る。

【００４３】なお、偏光軸方向１０３と１０４をほぼ直
交するように配置するのは、電圧印加により液晶の立ち
上がり状態でよりレベルの低い黒表示を行うためであ
る。また、液晶の配向方向１０１と上側偏光板の偏光軸
方向１０３とが角度φを成すよう配置するのは、光の透
過性を最適化するためである。液晶の配向方向と偏光板
の偏光軸方向とが同一方向であれば、異方性がでないた
め、透過性の低下を招くからである。

【００４４】図１において、配向膜２１，２２は水平配
向あるいは若干のプレチルト角を持っている。印加電圧
がゼロの場合、図３に示すように液晶１はｘ方向に配向
しており、液晶層の複屈折が最大となる。この時が白表
示となるように、液晶１の屈折率異方性Δｎと液晶層の
厚みｄの積Δｎ・ｄは、半波長の付近（２００から３０
０ｎｍ程度）に設定されている。

【００４５】電圧を印加すると、液晶１は正の誘電率異
方性をもっているため、液晶１の長軸が基板法線方向に
向くように立ち上る。そして、液晶に十分な電圧（例え
ば５ボルト）が印加されると、図４に示すように液晶１
の各分子はほとんど立ち上った状態になり、液晶層の複
屈折はほぼゼロとなる。このとき、２枚の偏光板８，９
の偏光軸１０３，１０４が直交配置されているので、表
示は黒である。

【００４６】なお、位相板６・７は上記した黒状態の視
野角特性を向上させるためのものである。位相板６・７
はの具体的な構造は、図５に示すように、屈折率異方性
が負である光学媒体がその主軸がｚ方向を向くように配
列された部分１１のみから構成されている。このような
構成の位相板６，７により、電界によりｚ軸方向に配列
した正の屈折率異方性をもつ液晶の特性を補償して広い
視野角特性を得ることができる。本実施の形態では、液
晶層の両側に位相板を設けているが、液晶層の片側にの
み配置してもよい。但し、望ましくは、両側に配置する
方がよい。両側に配置すれば、構成の対称性が高くなる
ので、より対称な視野角特性を得ることができるからで
ある。屈折率異方性が負の位相板としては、ディスコテ
ィック液晶をポリマー化させたものなどを用いることが
できる。

【００４７】また、図１に示した中間調表示状態では、
液晶１の立ち上がり方向が領域ごとに異なっている。こ
れにより、液晶が傾斜することに伴う非対称な視野角特
性を平均化して、視野角依存の少ない表示を行なうこと
ができる。

【００４８】こうして本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、ほぼ平行配向された正の誘電率異方性をもつ液晶
と、これを挟む偏光軸がほぼ直交した一対の偏光板と、
液晶層の少なくとも一方に配置された位相板とを有し、
液晶層には電圧印加時の液晶の立上がり方向が互いに異
なる部分を形成しておくことにより、良好な視野角特性
で温度範囲や応答特性に優れた液晶表示装置を得ること
ができる。

【００４９】（実施の形態２）図６は実施の形態２に係
る位相板の構成を模式化して示す断面図である。本実施
の形態２では、実施の形態１において用いられた位相板
６，７に代えて、位相板６Ａ，７Ａを用いたことを特徴
とするものである。このような位相板を用いることによ
り、実施の形態１よりもさらに視野角特性を向上させる
ことができる。以下に、位相板の具体的な構成と併せて
その理由についても説明する。

【００５０】図７は、液晶層に黒表示電圧を印加した場
合の液晶の配列をより詳細に示したものである。印加電
圧により液晶層の中央にある液晶分子３１はほぼ垂直に
配列するが、基板界面付近の液晶分子３２，３３は、界
面のアンカリング効果のため長軸がほぼ水平に向いたま
まである。従って、屈折率異方性が負である材質をその
主軸がｚ方向を向くように配列させた位相板のみでは、
この基板界面付近の液晶の複屈折が補償されずに残る。
そこで、本実施の形態では、図６に示すように、実施の
形態１で用いた面法線方向（ｚ方向）に主軸があり負の
屈折率異方性を示す部分１１に加えて、面内方向（ｘ方
向）に主軸があり負の屈折率異方性を示す部分１２を積
層した複合フィルムで位相板６Ａ，７Ａを構成したもの
である。図における追加部分１２が上記の基板界面付近
の液晶分子の複屈折を補償し、さらに良好な視野角特性
を得ることができる。

【００５１】なお、本実施形態で説明した位相板は、面
内方向に主軸のある部分１２を液晶側に、面法線方向に
主軸のある部分１１を偏光板側に配置して、これを液晶
層の両側に設けるのが望ましい。こうすれば、基板の両
側に、まず面内方向に主軸のある部分１２と界面付近の
液晶分子３２（または３３）の組が配置し、それを面法
線方向に主軸のある部分１１と中央部の液晶３１の組が
挟むようになって、互いに補償を行なう層のが順序良く
並ぶ。この結果、非常に良好な視野角特性を得ることが
できる。

【００５２】（実施の形態３）本実施形態も、実施形態
１における位相板に改良を加え、さらに視野角特性を向
上させたものである。

【００５３】本実施の形態３に使用される位相板６Ｂ，
７Ｂは、図８に示すように、実施の形態１で用いた面法
線方向（ｚ方向）に主軸があり負の屈折率異方性を示す
部分１１に加えて、面内方向（ｙ方向）に主軸があり正
の屈折率異方性を示す部分１３を積層し、これらの複合
フィルムで位相板を構成したものである。図における追
加部分１３が上記の基板界面付近の液晶分子の複屈折を
補償し、さらに良好な視野角特性を得ることができる。

【００５４】本実施形態では、追加部分１３に正の屈折
率異方性を示すフィルムを用いているので、位相板６
Ｂ，７Ｂは、部分１３の主軸が実施の形態２の部分１２
の主軸とは直交する方向に配置されている。正の屈折率
異方性を示すフィルムは、例えばポリカーボネートなど
の高分子からなるフィルムを延伸すれば容易に得ること
ができる。

【００５５】本実施形態は、正の屈折率異方性を示すフ
ィルムを用いているので、実施の形態２の液晶表示装置
に比べて製造が容易になったり、製品コストが低下する
などの利点がある。

【００５６】なお、本実施形態で説明した位相板も、実
施の形態２のものと同様の理由で、面内方向に主軸のあ
る部分１３を液晶側に、面法線方向に主軸のある部分１
１を偏光板側に配置して、これを液晶層の両側に設ける
のが望ましい。

【００５７】（実施の形態４）本実施形態も、実施形態
１における位相板に改良を加え、さらに視野角特性を向
上させたものである。

【００５８】本実施の形態４に使用される位相板６Ｃ，
７Ｃは、図９に示すように、負の屈折率異方性を示す媒
体を、その主軸方向が位相板表面からの深さに応じて変
化するように配列させて構成したものである。図に示す
ように主軸方向はｘ−ｚ平面内で変化している。上面に
おける主軸の傾き角θ2はほぼ９０度、下面における主
軸の傾き角θ1は２０度である。上面付近の媒体は実施
の形態１と同様に立ち上った液晶分子の複屈折の補償を
行なうが、これに加えて下面付近の媒体が基板界面の液
晶分子の複屈折を補償するので、さらに良好な視野角特
性を得ることができる。

【００５９】このような位相板としては、例えばディス
コティック液晶をハイブリッド配向させたものを用いる
ことができる。θ2は８０度以上、θ1は４０度以下の角
度が良好な視野角補償特性を与える。

【００６０】本実施形態の液晶表示装置によれば、位相
板に積層フィルムを用いることなく界面付近の液晶分子
の光学特性を補償できる。このため、積層界面で光が反
射や散乱してコントラストが低下することがない。ま
た、積層工程がないので位相板の歩留まりが高くコスト
が低いという利点もある。

【００６１】なお、本実施形態で説明した位相板も実施
の形態２のものと同様の理由で、主軸が傾いている面
（θ1側）を液晶側に、主軸が面法線に近い面（θ2側）
を偏光板側に配置して、これを液晶層の両側に設けるの
が望ましい。

【００６２】なお、図９の位相板６Ｃの下面に、図６で
説明した面内方向（ｘ方向）に主軸があり負の屈折率異
方性を示す部分１２を積層すれば、さらに良好な視野角
特性を得ることができる。

【００６３】また、図９の位相板６Ｃの下面に、図８で
説明した面内方向（ｙ方向）に主軸があり正の屈折率異
方性を示す部分１３を積層しても、さらに良好な視野角
特性を得ることができる。

【００６４】θ1が２０度を超える場合には図９の下面
側と基板界面の液晶分子の補償特性がやや不足するの
で、上記した２つの積層構造が特に有効である。

【００６５】（実施の形態５）本実施形態は、実施形態
１において液晶分子が中間調電圧で立ち上る方向を規定
する方法を示すものである。

【００６６】図１０は、図３に断面図を示した液晶表示
装置の要部を拡大したものである。図は印加電圧がゼロ
の場合を示している。

【００６７】上基板２１の界面において液晶分子は、高
プレチルト領域２３と低プレチルト領域２４の２つのプ
レチルト角で配向している。下基板２２の界面において
も、液晶分子は高プレチルト領域２６と低プレチルト領
域２５の２つのプレチルト角で配向している。それぞれ
の領域は、上基板の高プレチルト領域２３が下基板の低
プレチルト領域２５と対向し、上基板の低プレチルト領
域２４が下基板の高プレチルト領域２６と対向するよう
に配置されている。プレチルトの方向は、液晶分子がス
プレイ配向するように図のように設定されている。

【００６８】このような構成にしておくと、液晶層の中
央部にある液晶分子のうち左側に位置する液晶分子２７
は左側を上に、右側に位置する液晶分子２８は右側を上
にして配列する。これに電圧を印加すれば、図１に示す
ように２つの領域で液晶分子が異なった方向に立ち上
る。

【００６９】本実施形態の配向は、次のようにして行う
ことができる。配向膜を塗布した後ラビング処理を行な
い、基板に１軸配向性を与える。ラビングは、上下基板
ともｘ軸の正方向に向かって行なう。これにより低プレ
チルト領域が形成される。その後、フォトマスクを用い
て高プレチルト領域２３・２６にのみＵＶ光を照射する
と、ＵＶ光により配向膜の表面エネルギーが低下し、部
分的に高プレチルト領域を作ることができる。

【００７０】低プレチルト領域のプレチルト角が５度以
下で、高プレチルト角領域のプレチルト角が１０度以上
であれば良好に配向分割特性が得られるが、分離の安定
度から低プレチルト領域のプレチルト角は３度以下であ
ることがさらに望ましい。高プレチルト角領域のプレチ
ルト角が３０度以上になると配向の安定性が損なわれる
ので、これ以上の高プレチルトは望ましくない。温度特
性等を考慮すると高プレチルト角領域のプレチルト角は
２０度以下が望ましい。

【００７１】本実施形態の構成によれば、基板上に突起
を形成することなく、ほぼ平行配向された液晶を電圧印
加時にそれぞれ別の方向に立ち上らせる配向分割表示を
行なうことができる。このため、基板上の突起による配
向膜の塗布むらやセル厚むらによって表示の均一性が損
なわれたり、基板に突起を設けるためのプロセス増によ
り製造コストが増加することなく、視野角の広い液晶表
示装置を得ることができる。

【００７２】（実施の形態６）本実施形態も、実施形態
１において液晶分子が中間調電圧で立ち上る方向を規定
する方法を示すものである。

【００７３】図１１は、図１に断面図を示した液晶表示
装置の要部を拡大したものである。図は中間調電圧が印
加された状態を示している。

【００７４】図において、下側基板の電極３と配向膜２
２の間に低誘電率膜２３が形成されており、一部の領域
には高誘電率膜２４が形成されている。図中の矢印は電
気力線を示している。電気力線はほとんどの領域で基板
に垂直であるが、下側基板の中央部付近で高誘電率膜の
効果により電気力線が曲がっている。正の誘電率異方性
をもつ液晶を用いているため、電気力線が曲がっている
領域で液晶分子の立ち上る方向が規定され、他の領域の
液晶分子もこれにならって立ち上る。この結果、図の左
側の領域では液晶分子２７は左側を上にして立ち上が
り、右側の領域では液晶分子２８は右側を上にして立ち
上がる。

【００７５】本実施形態の構成によれば、基板上に突起
を形成することなく、ほぼ平行配向された液晶を電圧印
加時にそれぞれ別の方向に立ち上らせる配向分割表示を
行なうことができる。このため、基板上の突起による配
向膜の塗布むらやセル厚むらによって表示の均一性が損
なわれたり、基板に突起を設けるためのプロセス増によ
り製造コストが増加することがなく、視野角の広い液晶
表示装置を得ることができる。また、実施の形態５のよ
うに複雑な配向処理を行なう必要もない。

【００７６】上記の例では、誘電率の変化により、電気
力線を曲げて液晶分子の立ち上る方向を規定したけれど
も、導電率の変化により、電気力線を曲げて液晶分子の
立ち上る方向を規定してもよい。具体的には、誘電率膜
２３，２４に代えて導電膜を使用し、低導電率膜の一部
の領域を高導電率膜とすればよい。

【００７７】（実施の形態７）本実施形態も、実施形態
１において液晶分子が中間調電圧で立ち上る方向を規定
する方法を示すものである。

【００７８】図１２は、図１に断面図を示した液晶表示
装置の要部を拡大したものである。図は中間調電圧が印
加された状態を示している。

【００７９】本実施形態は、実施の形態６とは逆に、下
側基板の電極３と配向膜２２の間に高誘電率膜２４が形
成されており、その一部の領域が低誘電率膜２３となっ
ている。図中の矢印は電気力線を示している。本実施形
態では、図１１とは電気力線が逆に曲がるので、図の左
側の領域では液晶分子２７は右側を上にして立ち上が
り、右側の領域では液晶分子２８は左側を上にして立ち
上がるが、他の動作原理は実施の形態６と同様である。

【００８０】本実施形態の構成によっても、基板上に突
起を形成することなく、ほぼ平行配向された液晶を電圧
印加時にそれぞれ別の方向に立ち上らせる配向分割表示
を行なうことができる。このため、基板上の突起による
配向膜の塗布むらやセル厚むらによって表示の均一性が
損なわれたり、基板に突起を設けるためのプロセス増に
より製造コストが増加することがなく、視野角の広い液
晶表示装置を得ることができる。また、実施の形態５の
ように複雑な配向処理を行なう必要もない。

【００８１】上記実施の形態６あるいは実施の形態７で
説明した液晶表示装置で、低誘電率膜としてはＳｉＯ₂
や各種のフッ化物を用いることができ、高誘電率膜とし
てはＴａ₂Ｏ₅膜などを用いることができる。低誘電率膜
は誘電率が５以下、高誘電率膜は誘電率が１０以上のも
のを用いるのが望ましい。

【００８２】上記の例では、誘電率の変化により、電気
力線を曲げて液晶分子の立ち上る方向を規定したけれど
も、導電率の変化により、電気力線を曲げて液晶分子の
立ち上る方向を規定してもよい。具体的には、誘電率膜
２３，２４に代えて導電膜を使用し、高導電率膜の一部
の領域を低導電率膜とすればよい。

【００８３】（実施の形態８）本実施形態も、実施形態
１において液晶分子が中間調電圧で立ち上る方向を規定
する方法を示すものである。

【００８４】図１３は、図１に断面図を示した液晶表示
装置の要部を拡大したものである。図は中間調電圧が印
加された状態を示している。

【００８５】本実施形態は、下側基板５に形成された電
極３にスリットを入れて、電気力線の方向を制御したも
のである。電気力線の曲がりは図１２と同様であり、図
の左側の領域では液晶分子２７は右側を上にして立ち上
がり、右側の領域では液晶分子２８は左側を上にして立
ち上がる。動作原理は、実施の形態６の説明と同様であ
る。

【００８６】本実施形態の構成によっても、基板上に突
起を形成することなく、ほぼ平行配向された液晶を電圧
印加時にそれぞれ別の方向に立ち上らせる配向分割表示
を行なうことができる。このため、基板上の突起による
配向膜の塗布むらやセル厚むらによって表示の均一性が
損なわれたり、基板に突起を設けるためのプロセス増に
より製造コストが増加することがなく、視野角の広い液
晶表示装置を得ることができる。また、実施の形態５の
ように複雑な配向処理を行なう必要もない。

【００８７】（実施の形態９）本実施形態も、実施形態
１において液晶分子が中間調電圧で立ち上る方向を規定
する方法を示すものである。

【００８８】図１４は、図１に断面図を示した液晶表示
装置の要部を拡大したものである。図は中間調電圧が印
加された状態を示している。

【００８９】本実施形態は、下側基板５の電極の上に低
誘電率物質からなる突起２９を設けたものである。低誘
電率物質は液晶の平均誘電率よりも誘電率が低いもので
あればよく、液晶の短軸方向の誘電率より低い誘電率を
もつものであればなお望ましい。例えば、上記の実施の
形態と同様に、ＳｉＯ２膜や各種フッ化物の膜を用いる
ことができる。

【００９０】突起２９の両側面では液晶との界面が傾い
ているので、液晶分子に若干のプレチルトが与えられ
る。突起の左側では液晶分子は右側が持ち上がり、突起
の右側では液晶分子の左側が持ち上がっている。一方、
誘電率差の関係で、電気力線は図に示すように曲がる。
電気力線の曲がりの向きと、もともとの液晶のチルト角
との相乗効果により、図の左側の領域では液晶分子２７
は右側を上にして立ち上がり、右側の領域では液晶分子
２８は左側を上にして立ち上がる。

【００９１】本実施形態は、基板上に突起を設けている
が、電界とプレチルトの２つの効果を用いているので配
向の安定性に優れるという特長がある。

【００９２】なお、上記した実施の形態５〜実施の形態
９では下側基板にのみ配向分割手段を形成したが、これ
は従来例の図１６に示したのと同様に、上側基板にも配
向分割手段を設けて、１つの画素内に多くの領域を形成
してもよい。また、液晶の立上り状態が異なる領域は、
例えば、図１５に示すように基板５４上にマトリクス状
に配置された画素５１を２つに分割して互いに異なる立
上り方向を持つ領域５２，５３で構成してもよいし、図
１６に示すように画素５１を４つに分割して、領域５２
と領域５３に２つのドメインを割り当ててもよい。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。

【００９４】（１）正の誘電率異方性をもつ液晶を用い
ているので、液晶材料の選択範囲が広く、液晶表示装置
の動作温度範囲や応答速度に優れる。

【００９５】（２）位相板に基板界面にある液晶の光学
特性を補償する部分を設けているので、視野角特性が向
上する。

【００９６】（３）基板上に配向分割を行なうための突
起が不要であるので、突起によって配向膜の塗布むらや
セル厚むらが生じて表示の均一性が損なわれたり、基板
に突起を設けるためのプロセス増により製造コストが増
加することがない。

【００９７】（４）上記（１）〜（３）により、広視野
角で高輝度であり、かつ、動作温度範囲や応答速度に優
れた液晶表示装置を、均一度よく低コストで製造するこ
とができるので、産業上の価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図（中間調表示電圧印加時の状態を示す）
である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
各光学要素の配置状態を示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図（電圧無印加時の状態を示す）である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図（最大電圧印加時の状態を示す）であ
る。

【図５】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置に使
用される位相板板６の構造を模式化して示す図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置に使
用される位相板板６Ａの構造を模式化して示す図であ
る。

【図７】電圧印加時における液晶分子の配向状態の詳細
図である。

【図８】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置に使
用される位相板板６Ｂの構造を模式化して示す図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置に使
用される位相板板６Ｃの構造を模式化して示す図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の
構成を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の
構成を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の
構成を示す断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態８に係る液晶表示装置の
構成を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態９に係る液晶表示装置の
構成を示す断面図である。

【図１５】１画素を複数に分割する具体例を示す図であ
る。

【図１６】１画素を複数に分割する他の具体例を示す図
である。

【図１７】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【図１８】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１・２７・２８・２０１ …… 液晶２・３・２０２・２０３ …… 電極４・５・２０４・２０５ …… 基板６・６Ａ・６Ｂ・６Ｃ・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ・２０６・２
０７ …… 位相板８・９・２０８・２０９ …… 偏光板１０・２１０ ………………… 電源１１・１２・２１１・２１２ …… 負の屈折率異方性
を持つ層１３ …………………………… 正の屈折率異方性を持
つ層２１・２２・２２１・２２２ …… 配向膜２３・２６ …………………… 高プレチルト領域２４・２５ …………………… 低プレチルト領域２９・２１１・２１２ ……… 突起１０１・１０２ ……………… 液晶の配向方位１０３・１０４ ……………… 偏光板偏光軸方位２３１・２３２ ……………… 配向領域

フロントページの続き (72)発明者山北裕文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者木村雅典大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者塩田昭教大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H049 BA06 BA42 BB03 BC08 BC22 2H090 HA03 HA05 HB02X HB03X HD01 JA03 KA04 LA06 LA09 MA07 MA10 MA13 MB01 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FD09 FD10 GA06 GA07 HA06 KA02 KA05 LA12 LA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板と、前記一対の基板に挟持さ
れた正の誘電異方性を有し電圧無印加時にほぼ平行配向
状態にある液晶と、液晶に電圧を印加するための電極
と、前記一対の基板を挟み偏光軸がほぼ直交した一対の
偏光板と、前記基板と前記偏光板の間の少なくとも一方
に配置された位相板を有し、電圧印加時の液晶の立上が
り方向が互いに異なる部分を有することを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項２】液晶の配向方向と少なくともいずれか一
方の偏光板の偏光軸方向とのなす角度が３０度から６０
度であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記位相板は、面法線方向に主軸があり
負の屈折率異方性を示す部分と、面内方向に主軸があり
負の屈折率異方性を示す部分とが積層されてなる複合フ
ィルムであ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４】前記位相板は、面法線方向に主軸があり
負の屈折率異方性を示す部分と、面内方向に主軸があり
正の屈折率異方性を示す部分とが積層されてなる複合フ
ィルムであ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】前記位相板は、負の屈折率異方性を示す
物質からなり、かつその主軸方向が位相板表面からの深
さに応じて変化してい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６】前記位相板は、負の屈折率異方性を示す
物質からなり、かつその主軸方向が位相板表面からの深
さに応じて変化している部分と、面内方向に主軸があり
負の屈折率異方性を示す部分とが積層されてなる複合フ
ィルムであ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７】前記位相板は、負の屈折率異方性を示す
物質からなり、かつその主軸方向が位相板表面からの深
さに応じて変化している部分と、面内方向に主軸があり
正の屈折率異方性を示す部分とが積層されてなる複合フ
ィルムであ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８】前記位相板が、液晶層からみて両側に配
置されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか
に記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記一対の基板のうち少なくとも一方に
プレチルト角の異なる２つの配向領域が設けられたこと
を特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の液晶表示
装置。
【請求項１０】前記一対の基板のうち少なくとも一方
において、前記電極を覆う誘電体膜が設けられており、
かつその誘電率が領域によって異なっていることを特徴
とする請求項１乃至８の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】誘電体膜の表面がほぼ平坦である請求
項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】前記一対の基板のうち少なくとも一方
において、前記電極にスリットが設けられていることを
特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の液晶表示装
置。
【請求項１３】前記一対の基板のうち少なくとも一方
において、前記電極上に突起状の誘電体が設けられてい
ることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の液
晶表示装置。