JP2001100211A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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正 長谷川
Hiroyasu Inoue
弘康 井上
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洋二 谷口
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秀史 吉田
Hideaki Tsuda
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泰俊 田坂
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Yoshinori Tanaka
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貴 笹林
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学 澤崎
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友則 田野瀬
Shiro Hirota
四郎 廣田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントラスト、動作速度などは従来と同様に
良好なままで、視角特性も良好なＶＡ方式の液晶表示装
置の実現。 【解決手段】 第１及び第２の基板１６、１７間に誘電
率異方性が負の液晶１４を挟持した液晶表示装置であっ
て、液晶に電圧を印加した時に液晶が配向する方向を規
制する第１及び第２のドメイン規制手段２０Ａ，２０Ｂ
を備え、第１及び第２のドメイン規制手段は、基板に対
し垂直な方向から見た時に、第１のドメイン規制手段２
０Ａが、第２のドメイン規制手段２０Ｂを画素領域内で
実質的に囲むように配設されている。

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（Ｌ
ＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）に関し、特にＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉ
ｇｎｅｄ）型ＬＣＤ（ＶＡモードＬＣＤ）で配向分割を
実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＲＴの画像品質に匹敵するフラットパ
ネルディスプレイの中で、現在もっとも広く使用されて
いるのが液晶表示装置（ＬＣＤ）である。特に、ＴＦＴ
(ThinFilm Transistor)方式のＬＣＤ（ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ）は、パーソナルコンピュータ、ワープロ、ＯＡ機器
などの民生用機器や携帯テレビジョン等の家電機器への
応用により、市場の一層の拡大が期待されている。これ
に伴って、画像品質の一層の向上が要望されている。以
下、ＴＦＴ−ＬＣＤを例として説明するが、本発明はＴ
ＦＴ−ＬＣＤに限らず、単純マトリクス型のＬＣＤやプ
ラズマアドレス型のＬＣＤにも適用可能であり、一般的
にそれぞれに電極が形成された一対の基板間に液晶を挟
持し、それぞれの基板の電極間に電圧を印加することで
表示を行うＬＣＤに適用可能なものであって、ＴＦＴ−
ＬＣＤに限定されるものではない。
【０００３】現在、ＴＦＴ−ＬＣＤでもっとも広く使用
されている方式はノーマリホワイトモードのＴＮ(Twist
ed Nematic) 型ＬＣＤである。図１はＴＮ型ＬＣＤのパ
ネル構造と動作原理を説明する図である。図１に示すよ
うに、ガラス基板上に形成した透明電極１２と１３の上
に配向膜を付け、上下基板で液晶分子の配向方向が９０
°異なるようなラビング処理を行い、ＴＮ液晶を挟む。
液晶の持つ性質から配向膜に接触した液晶は配向膜の配
向方向に沿って並び、その液晶分子に沿って他の液晶分
子が配向するため、図１の（１）に示すように、液晶分
子の方向が９０°捩じれる形で配向する。電極１２と１
３の両側に、配向膜の配向方向と平行に２枚の偏光板１
１と１５を配置する。
【０００４】このような構造のパネルに無偏光の光１０
が入射すると、偏光板１１を通過した光は直線偏光とな
り液晶に入る。液晶分子は９０°捩じれて配向されてい
るので、入射した光も９０°捩じれて通過するため、下
の偏光板１５を通過できる。この状態が明状態である。
次に、図１の（２）に示すように、電極１２と１３に電
圧を印加して液晶分子に電圧を印加すると、液晶分子が
直立して捩がとれる。ただし、配向膜表面では配向規制
力の方が強いため、液晶分子の配向方向は配向膜に沿っ
たままである。このような状態では、液晶分子は通過す
る光に対しては等方的であるため、液晶層に入射された
直線偏光の偏光方向の回転は生じない。従って、上の偏
光板１１を通過した直線偏光は下の偏光板１５を通過で
きず、暗状態になる。この後、再び電圧を印加しない状
態にすると配向規制力により表示は明状態に戻る。
【０００５】ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造技術は近年に
おいて格段の進歩を遂げ、正面でのコントラスト・色再
現性などはＣＲＴを凌駕するまでに至っている。しか
し、ＴＮ−ＬＣＤには視野角が狭いという大きな欠点が
あり、そのために用途が限定されるという問題があっ
た。図２はこの問題を説明する図であり、（１）が電圧
を印加しない白表示の状態であり、（２）が中間の電圧
を印加した中間調を表示する状態であり、（３）が所定
の電圧を印加した黒を表示する状態である。図２の
（１）に示すように、電圧を印加しない状態では液晶分
子は同じ方向に、ごく僅かの傾斜角（１°〜５°程度）
をもって配向している。実際には図１の（１）に示すよ
うに捩じれているが、ここでは便宜上図示のように示し
た。この状態ではどの方位でもほぼ白に見える。また、
図２の（３）に示すように、電圧を印加した状態では、
配向膜の近傍を除いた途中の液晶分子は垂直方向に配向
されるため、入射した直線偏光は捩じれず黒に見える。
この時、画面に斜めに入射する光は、垂直方向に配向さ
れた液晶分子を斜めに通過するため偏光方向がある程度
捩じれ、完全な黒でなく中間調（グレイ）に見える。図
２の（２）に示すように、（３）の状態より低い中間の
電圧を印加した状態では、配向膜の近傍の液晶分子はや
はり水平方向に配向されるが、セルの中間部では液晶分
子が途中まで立ち上がる。そのため、液晶の複屈折性が
いくぶん失われ、透過率が低下して中間調（グレイ）表
示になる。しかし、これは液晶パネルに対して垂直に入
射した光についてのみいえることで、斜めに入射した
光、すなわち図の左と右の方向から見た場合で様子が異
なる。図示のように、右下から左上に向かう光に対して
は液晶分子は平行に配向されることになる。従って、液
晶はほとんど複屈折効果を発揮しないため左側から見る
と黒く見えることになる。これに対して、左下から右上
に向かう光に対しては液晶分子は垂直に配向されるの
で、液晶は入射した光に対して大きな複屈折効果を発揮
し、入射した光は捩じれるので、白に近い表示になる。
このように、表示状態に視角依存が生じる点がＴＮ−Ｌ
ＣＤの最大の欠点である。
【０００６】このような問題を解決するため、特公昭５
３−４８４５２号公報、特公平１−１２０５２８号公報
などにはＩＰＳ型と呼ばれる方式のＬＣＤが提案されて
いる。図３は、ＩＰＳ型ＬＣＤを説明する図であり、
（１）は電圧を印加しない時の側面図であり、（２）は
電圧を印加しない時の上面図であり、（３）は電圧を印
加した時の側面図であり、（４）は電圧を印加した時の
上面図である。ＩＰＳ型では、図３に示すように、一方
の基板１７にスリット状電極１８、１９を形成し、スリ
ット電極間のギャップ部の液晶分子を横電界によって駆
動させる。液晶１４として正の誘電異方性を有する材料
を用い、電界を印加しない時には、液晶分子の長軸を電
極１８、１９の長手方向に対してほぼ平行にホモジニア
ス配向させうように、配向膜をラビングする。ここに示
した例では、電圧印加時における液晶分子の配向方向の
変化方向（回転方向）を一定とするため、液晶分子をス
リット電極の長手方向に対して１５°の方位にホモジニ
アス配向している。この状態でスリット電極間に電圧を
印加すると、図３の（３）に示すように、スリット電極
付近では誘電異方性を有する液晶分子がその長軸がスリ
ット電極の長手方向に対して９０°になるように配向方
向を変化させる。しかし、他方の基板１６には液晶分子
をスリット電極の長手方向に対して１５°の方位に配向
するように配向処理されているため、基板１６の近傍の
液晶分子は長軸が電極１８、１９の長手方向に対してほ
ぼ平行に配向されており、上の基板１６から下の基板１
７に向かって液晶分子が捩じれて配向されることにな
る。このような液晶表示装置において、偏光板１１と１
５を基板１６と１７の上下に透過軸を互いに直交させて
配置し、一方の偏光板の透過軸を液晶分子長軸に平行と
することにより、電圧無印加時には黒表示、電圧印加時
には白表示が実現できる。
【０００７】上記のように、ＩＰＳ方式では、液晶分子
を立ち上がらせず、横方向にスイッチングする点に特徴
がある。ＴＮ方式のように、液晶分子を立たせると視角
方向によって複屈折性が異なり不具合が生じる。横方向
にスイッチングを行えば方向によって複屈折性はあまり
変化しないため、非常に良好な視角特性が得られる。し
かし、ＩＰＳ方式には別の問題点が存在する。まず、応
答速度が非常に遅いという点である。応答速度が遅い理
由は、通常のＴＮ方式が電極間ギャップ５μｍでスイッ
チングしているのに対して、ＩＰＳ方式は１０μｍ以上
であるためと考えられる。電極間隙を狭めれば応答速度
を高くすることができるが、方式上隣接する電極には逆
極性の電界を加える必要があり、電極間隙を小さくする
とショートを起こして表示欠陥となり易いので、電極間
隙をあまり小さくすることはできない。また、電極間隙
を小さくすると、表示部分における電極部分が占める面
積比率が大きくなり、透過率を高くできないという問題
も生じる。
【０００８】このように、ＩＰＳ方式ではスイッチング
が遅く、現状では動きの速い動画を表示すると、画像が
流れるなどの不具合が発生する。そのため、実際のパネ
ルでは、応答速度を改善するために図３の（２）及び
（４）に示すように、電極に対して平行にラビングする
のではなく、１５°程度ずらした方向にラビングしてい
る。平行配向させる場合、単に配向膜を塗布しただけで
は、液晶の分子が左右自在な方向に配列して液晶分子を
所定の方向に配向させることができない。そこで、所定
の方向に配向するように配向膜の表面を一定方向に擦
り、液晶分子をその方向に配列させるラビング処理を行
う。ＩＰＳ方式でラビング処理を行う場合、電極に平行
にラビング処理すると、電極間中央付近の液晶分子は電
圧を印加された場合に回転する方向が左か右か定まり難
く、応答が遅れる。そこで、図３の（２）及び（４）に
示すように、１５°程度ずらしてラビング処理を施すこ
とで左右の均等性を崩している。しかし、このようにラ
ビング処理の方向をずらしても、ＩＰＳ方式の応答速度
はＴＮ方式の応答時間の２倍であり、非常に遅いという
問題がある。しかも、このように１５°程度ずらしてラ
ビング処理を施すことにより視角特性が左右均等になら
ない。また、ＩＰＳ方式においては、特定の視野角で階
調反転が発生する。この問題を図４から図６を参照して
説明する。
【０００９】図４は、液晶表示装置（ここではＩＰＳ方
式）の観察における座標系を定義する図である。図示の
ように、極角θ、方位角φが基板１６と１７、電極１８
と１９、液晶分子１４に対して定義される。図５は、パ
ネルの階調反転特性を示す図であり、白状態から黒状態
までを８階調に区切って表示を行い、極角θならびに方
位角φを変化させて輝度変化を調べた時に、階調反転の
生じる領域を示している。図中、斜線及びクロス斜線で
示す４つの部分に反転が生じる。図６は白反転と黒反転
がそれぞれ生じる方位（φ＝７５°，１３５°）におい
て、極角θに対する８階調表示の輝度変化の一例を示す
図である。白反転は、輝度の高い側の階調段階、すなわ
ち白輝度が極角θの増加に伴って低下することによって
生じる。黒反転は、黒輝度が極角θの増加に従って上昇
することで生じる。このように、ＩＰＳ方式では、４方
位について階調反転が生じるという問題が発生する。更
に、ＩＰＳ方式はＴＮ方式に比べて製造が難しいという
問題がある。このように、ＩＰＳ方式は視角特性と引換
えに透過率、応答速度、生産性など他の特性を犠牲にし
ているといえる。
【００１０】以上説明したように、ＴＮ方式の視角特性
の問題を解決するものとして提案されているＩＰＳ方式
は、視角特性以外の特性の点で十分でないという問題が
あった。そこで、垂直配向膜を使用するＶＡ(Verticall
y aligned)方式（ＶＡモード液晶）が提案されている。
ＶＡ方式では、ＴＮ方式のような旋光モードではなく複
屈折モードとなる。図７はＶＡ方式を説明する図であ
る。ＶＡ方式は、負の誘電率異方性を有するネガ型液晶
材料と垂直方向の配向膜を組み合わせた方式で、図７の
（１）に示すように、電圧無印加時には液晶分子は垂直
方向に配向し、黒表示になる。図７の（３）に示すよう
に、所定の電圧を印加すると液晶分子は水平方向に配向
し、白表示になる。ＶＡ方式は、ＴＮ方式に比べて表示
のコントラストが高く、黒白レベル応答速度も速い。Ｖ
Ａ方式は、以上のような理由で新しい液晶表示装置の方
式として注目されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＶＡ方式で中
間調表示を行う場合には、表示状態の視角依存が生じる
というＴＮ方式と同様の問題がある。ＶＡ方式で中間調
を表示する場合には、白表示の時より小さな電圧を印加
するが、その場合図７の（２）に示すように、液晶分子
は斜めの方向に配向することになる。この場合、図示の
ように、右下から左上に向かう光に対しては液晶分子は
平行に配向されることになる。従って、液晶はほとんど
複屈折効果を発揮しないため左側から見ると黒く見える
ことになる。これに対して、左下から右上に向かう光に
対しては液晶分子は垂直に配向されるので、液晶は入射
した光に対して大きな複屈折効果を発揮し、白に近い表
示になる。このように、表示状態の視角依存が生じると
いう問題があった。ＶＡ方式は、電圧無印加時も配向膜
近傍の液晶分子がほぼ垂直なためＴＮ方式より格段にコ
ントラストが高く、視角特性にも優れているが、視角特
性という面ではＩＰＳ方式よりも劣る場合もあった。
【００１２】ＴＮ方式において、画素内における液晶分
子の配向方向を異なる複数の方向とすることにより、液
晶表示装置（ＬＣＤ）の視角特性が改善されることが知
られている。一般にＴＮ方式では、基板面に接する液晶
分子の配向方向（プレチルト角）は配向膜に施すラビン
グ処理の方向で規制される。ラビング処理は、レーヨン
などの布により配向膜の表面を一方向に擦る処理であ
り、液晶分子はすり跡の方向に沿って配向する。従っ
て、画素内でラビング処理の方向を異ならせれば視角特
性を改善できる。図８は、ラビング処理の方向を画素内
で異ならせる方法を示す図である。図示のように、ガラ
ス基板１６（電極などは省略している。）に配向膜２２
を形成する。これに、回転するラビングロール２０１を
接触させ、一方向にラビング処理を行う。次に配向膜２
２の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィで所定
のパターンを露光して現像する。これにより、図示のよ
うなパターン化されたレジストの層２０２が形成され
る。次に、上記とは逆の方向に回転するラビングロール
２０１を接触させ、パターンの開いた部分のみ逆方向に
ラビング処理される。このようにして、画素内に異なる
方向にラビング処理された複数の領域が形成され、液晶
の配向方向が画素内で複数の方向になる。なお、ラビン
グロール２０１に対して、配向膜２２を回転させれば、
任意の異なる方向にラビング処理することが可能であ
る。
【００１３】ラビング処理は広く使用されるが、上記の
ように配向膜の表面を擦って傷を付ける処理であり、ゴ
ミが発生しやすいという問題がある。また、ＴＮ方式で
は、液晶分子のプレチルト角を規制する別の方法とし
て、電極上に凹凸パターンを設けることが知られてい
る。電極の近くの液晶分子は、凹凸パターンの表面に沿
って配向する。
【００１４】ＶＡ方式においても、液晶分子の配向方向
を画素内で複数の異なる方向に分割することにより、視
角特性が改善されることが知られている。特開平６−３
０１０３６号公報は、対向電極の画素電極の中央に向き
合う部分に開口部を設けることにより、画素中央部に電
界が傾斜した部分を生じさせ、液晶分子の配向方向を２
方向又は４方向に分割するＶＡ方式の液晶表示装置を開
示している。しかし、特開平６−３０１０３６号公報に
開示された液晶表示装置では、応答速度が遅いという問
題があり、特に電圧を印加していない状態から印加する
状態に変化する時の応答速度が遅いということが分かっ
た。これは、画素内に形成される配向方向が連続した領
域の長さが、画素の長さの半分程度であるため、領域内
のすべての液晶の配向が揃うまで時間を要するためと思
われる。
【００１５】また、特開平７−１９９１９３号公報は、
電極上に方向の異なる傾斜面を設けることにより液晶の
配向方向を画素内で複数の領域に分割するＶＡ方式の液
晶表示装置を開示している。しかし、開示された構成で
は、傾斜面が画素全体に設けられているため、電圧を印
加しない時には配向面に接触する液晶は全て傾斜面に沿
って配向されるため、完全な黒表示を得ることができ
ず、コントラストが低下するという問題が生じた。ま
た、傾斜面が画素全体に設けられているため、傾斜面が
緩く、液晶の配向方向を規定するには十分とはいえない
ことが分かった。傾斜面を急峻にするには構造物を厚く
する必要があるが、誘電体の構造物を厚くすると装置の
動作中に構造物に電荷が蓄積され、蓄積された電荷のた
めに電極間に電圧を印加しても液晶分子の方向が変化し
ないという、いわゆる焼き付きと言われる現象が生じる
ことが分かった。
【００１６】このように、ＶＡ方式の液晶表示装置にお
いては、視角特性を改善するための画素内での配向分割
を実現する場合に、各種の問題があった。本発明の目的
は、ＶＡ方式の液晶表示装置における視角特性を改善す
ることであり、コントラスト、動作速度などは従来と同
様に良好なままで、視角特性もＩＰＳ方式と同程度かそ
れ以上に良好なＶＡ方式の液晶表示装置を実現すること
を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】図９は、本発明の原理を
説明する図である。図９に示すように、本発明によれ
ば、従来の垂直配向膜を使用し、液晶材料としてネガ型
液晶を封入したＶＡ方式において、電圧を印加した時
に、液晶が斜めに配向される配向方向が、１画素内にお
いて、複数の方向になるように規制するドメイン規制手
段を設ける。ドメイン規制手段は２枚の基板の少なくと
も一方に設ける。また、ドメイン規制手段として機能す
るものとしては各種あるが、少なくとも１つのドメイン
規制手段は、斜面を有するものである。なお断面が長方
形で基板に対して略垂直に立ち上がる面も斜面に含まれ
るものとする。図９では、ドメイン規制手段として、上
側基板の電極１２を１画素内でスリットを有する電極と
し、下側基板の電極１３の上には突起２０を設けてい
る。
【００１８】図９の（１）に示すように、電圧を印加し
ない状態では液晶分子は基板表面に対して垂直に配向す
る。中間の電圧を印加すると、図９の（２）に示すよう
に、電極スリット部（電極エッジ部）で基板表面に対し
て斜めの電界が発生する。また、突起部２０の液晶分子
は、電圧無印加の状態からわずかに傾斜する。この突起
の傾斜面と斜め電界の影響で液晶分子の傾斜方向が決定
され、突起２０とスリットの真ん中で液晶の配向方向が
分割される。この時、例えば真下から真上に透過する光
は液晶分子が多少傾斜しているため、若干の複屈折の影
響を受け、透過が抑えられ、グレイの中間調表示が得ら
れる。右下から左上に透過する光は液晶が左方向に傾斜
した領域では透過しにくい、右方向に傾斜した領域では
非常に透過し易い、平均するとグレイの中間調表示が得
られる。左下から右上に透過する光も同様の原理でグレ
イ表示となり、全方位で均一な表示が得られる。更に、
所定の電圧を印加すると液晶分子はほぼ水平になり、白
表示が得られる。従って、黒、中間調、白の表示状態の
すべての状態において、視角依存性の少ない良好な表示
が得られる。
【００１９】ここで、図１０は、電極上に設けた誘電体
の突起による配向の生成を説明する図である。なお、本
明細書での「誘電体」は、低誘電性の絶縁物である。図
１０を参照しながら突起による配向について考察してみ
る。電極１２と１３の上には、互い違いに突起が形成さ
れており、その上に垂直配向膜２２が設けられている。
使用している液晶はネガ型であるから、図１０の（１）
に示すように、電圧無印加時には、垂直配向膜２２のた
め、液晶分子は基板表面に対して垂直に配向する。この
場合、垂直配向膜にはラビング処理を施す必要はない。
突起２０の部分の、液晶分子もその斜面に垂直に配向し
ようとするので、突起の部分の液晶分子は傾斜する。し
かし、電圧無印加時には、突起の部分を除くほとんどの
部分では、液晶分子は基板表面に対してほぼ垂直に配向
するため、図９の（１）に示すように、良好な黒表示が
得られる。
【００２０】電圧印加時には、液晶層内の電極面に沿っ
た等電位分布は図１０の（２）（ａ）に示すようになっ
ており、突起のない部分では基板に平行（電界は基板に
垂直）であるが、突起の近傍では傾斜する。電圧を印加
すると、図７の（２）に示すように、液晶分子は電界の
強度に応じて傾斜するが、電界は基板に垂直な向きであ
るため、ラビングによって傾斜方向を規定していない場
合には、電界に対して傾斜する方位は３６０°のすべて
の方向があり得る。ここで、図１０の（１）のようにあ
らかじめ傾斜している液晶分子があると、その周囲の液
晶分子もその方向に沿って傾斜するので、ラビング処理
を施さなくとも突起の表面に接する液晶分子の方位で突
起間隙部の液晶分子の傾斜する方向まで規定する事がで
きる。図１０の（２）に示すように、突起の部分では電
界は突起の斜面に平行になる方向に傾いており（すなわ
ち、等電位線は斜面に垂直となる方向であり）、電圧が
印加されるとネガ型液晶分子は電界に垂直な方向に傾く
が、この方向は突起のためにもともと傾斜している方向
と一致しており、より安定方向に配向することになる。
このように、突起が形成されるとその傾斜と突起近くの
斜めの電界の両方の効果によって安定した配向が得られ
る。更に強い電圧が印加されると、液晶分子は基板にほ
ぼ平行になる。
【００２１】以上のように、突起は電圧を印加した時の
液晶分子の配向する方位を決定するトリガの役割を果た
しており、大きな面積の斜面、例えば画素全面に渡るよ
うなものは必要ない。ただし、小さすぎても傾斜と電界
の効果が得られなくなってしまう。従って、材料・形状
に応じて幅を定める必要があるが、５μｍ幅では十分な
効果が得られており、最低でも例えば５μｍ程度以上が
必要であると考えられる。小さな斜面であれば、突起の
高さ（厚さ）を小さくしても急峻な斜面を形成すること
ができるので、液晶の配向方向を十分に規制できる。ま
た、小さな斜面であれば、電圧無印加時には突起の部分
を除くほとんどの部分では、液晶分子は基板表面に対し
て垂直に配向しており、ほぼ完全な黒表示になるので、
コントラストを高くすることができる。更に、ドメイン
規制手段として斜面を使用しているため、電圧を印加し
ない時でもドメイン規制手段に接する液晶はあらかじめ
所定の方向を向いており、電圧を印加した時にはこの部
分の液晶をトリガとして他の部分の液晶は直ちに方向を
変化させるので、動作速度も良好である。
【００２２】液晶の配向が斜めになる方向はドメイン規
制手段により決定される。図１１は、ドメイン規制手段
として突起を使用した場合の配向方向を示す図である。
図１１の（１）は、２つの斜面を有する土手であり、土
手を境に１８０度異なる２つの方向に配向される。図１
１の（２）は四角錐であり、四角錐の頂点を境に９０ど
ずつ異なる４つの方向に配向される。図１１の（３）は
半球であり、液晶の配向は、基板に垂直な半球の軸を中
心として、回転対称になる。図１１の（３）であれば、
全視角に対して同じ表示状態になる。しかし、ドメイン
の数及び向きは多ければ多いほどよいというものではな
い。偏光板の偏光方向との関係で、斜めの液晶の配向が
回転対称になる場合には、光の利用効率が低いという問
題が生じる。これは、液晶が放射状に無段階にドメイン
を形成した場合、偏光板の透過軸及び吸収軸の方向の液
晶はロスとなり軸に対して４５°方向の液晶がもっとも
効率がよいためである。光の利用効率を高めるために
は、液晶の配向が斜めになる方向が、主として４つ以下
の方向であり、４つの方向の場合には液晶表示装置の表
示面への投影成分が９０°ずつ異なる方向になるように
することが望ましい。
【００２３】図９では、ドメイン規制手段として、上側
基板の電極１２を１画素内でスリットを有する電極と
し、下側基板の電極１３の上には突起２０を設けている
が、他の手段でも実現できる。図１２はドメイン規制手
段を実現する例を示す図であり、（１）は電極形状のみ
で実現する例を示し、（２）は基板表面の形状を工夫す
る例を示し、（３）は電極形状と基板表面の形状を工夫
する例を示す。この例のいずれでも図９に示す配向が得
られるが、それぞれの構造は多少異なる。
【００２４】図１２の（１）では、両側あるいは片側の
基板のＩＴＯ電極１２、１３にスリットを設ける。基板
表面には垂直配向処理を施し、ネガ型液晶を封入する。
電圧を印加しない状態では、液晶分子は基板表面に対し
て垂直に配向するが、電圧を印加すると電極スリット部
（電極エッジ部）で基板表面に対して斜めの方向の電界
が発生する。この斜めの電界の影響で液晶分子の傾斜方
向が決定され、図示のように左右方向に液晶の配向方向
が分割される。この例では電極のエッジ部に生じる斜め
の電界で液晶を左右方向に配向するので、斜め電界方式
と呼ぶこととする。ただし、この方式は、前述のよう
に、電極間に電圧を印加しない時には斜め電界が生じな
いので液晶の方向が規定されず、電圧無印加状態から電
圧印加状態に変化する時の応答速度が低いという問題が
ある。
【００２５】図１２の（２）では、両側の基板上に突起
２０を設ける。（１）の場合と同様に、基板表面には垂
直配向処理を施し、ネガ型液晶を封入する。電圧を印加
しない状態では液晶分子は基本的には基板表面に対して
垂直に配向するが、突起の傾斜面上では若干の傾斜を持
って配向する。電圧を印加すると液晶分子はその傾斜方
向に配向する。また、突起に絶縁物を用いると電界が遮
断され（斜め電界と方式に近い状態：電極にスリットを
設けたのと同じ）、更に安定な配向分割が得られる。こ
の方式を両面突起方式と呼ぶこととする。
【００２６】図１２の（３）は、（１）と（２）の方式
を組み合わせた例で、説明は省略する。以上ドメイン規
制手段として突起とスリットの例を示したが、いろいろ
な変形例が可能である。例えば、図１２の（１）で、ス
リット部を窪ませ、その部分を傾斜面とすることも可能
である。図１２の（２）で、突起を絶縁性の材料で作る
代わりに、基板上に突起を設け、基板及び突起の上にＩ
ＴＯ電極を形成するようにすることにより、突起を有す
る電極にすることでも配向を規制できる。また、突起の
代わりに窪みとすることも可能である。更に、説明した
ドメイン規制手段を片側の基板のみに設けることも可能
であり、両方の基板に設ける場合にはいずれの組み合わ
せを用いることも可能である。また、突起又は窪みは、
傾斜面を有するようにすることが望ましいが、垂直な面
でも効果がある。
【００２７】突起の場合、黒表示をすると突起間隙部は
黒表示でも突起部分では厳密には光が漏れる。このよう
な部分的な表示の差は微視的であり肉眼では判別できな
いが、全体の表示はそれらの平均になり、黒表示の表示
濃度が若干低下してコントラストを低下させる。従っ
て、突起を可視光を通過させない材料で作ることによ
り、コントラストを更に向上させることができる。
【００２８】ドメイン規制手段を片側又は両側の基板に
形成する場合には、突起又は窪み又はスリットを、所定
のピッチで一方向の格子状に形成することが可能であ
る。この場合、各突起又は窪み又はスリットを所定のサ
イクルで屈曲した複数本の突起又は窪み又はスリットと
することにより、配向分割をより安定的に行うことが可
能である。また、両側の基板に突起又は窪み又はスリッ
トを配置する場合には、それらを半ピッチずれて配置す
るようにする事が好ましい。
【００２９】ここで、特開平６−３０１０３６号公報に
開示された液晶表示装置では、対向電極にのみ開口（ス
リット）を設けるので、ドメイン領域をあまり小さくで
きない。これに対して、本発明では、画素電極と対向電
極の両方にスリットを設けるのでドメイン領域を任意の
形状・大きさにすることができる。上下二枚の基板の一
方の側には突起又は窪みを２次元の格子状に形成し、他
方の側には２次元の格子の中心に対向するように突起又
は窪みを配置することも可能である。
【００３０】いずれにしろ、上記の配向分割が１画素内
で生じることが必要であり、突起又は窪み又はスリット
のピッチは１画素のピッチより小さくする必要がある。
本発明を適用したＬＣＤの特性を調べた結果によれば、
視角特性は非常に優れており、ＴＮ方式はもちろんのこ
と、ＩＰＳ方式と比較しても同等以上の視角特性が得ら
れた。正面から見た時の特性も非常に優れており、コン
トラスト比４００以上（これはＴＮ方式の２倍以上であ
る。）であった。透過率はＴＮ方式が３０％、ＩＰＳ方
式が２０％で、本発明は２５％であり、ＴＮ方式には劣
るものの、ＩＰＳ方式よりは優れていた。また、応答速
度（応答時間）は他の方式より圧倒的に速かった。例え
ば、同等のパネルであれば、ＴＮ方式では、オン速度
（オン時間）τｏｎ（０Ｖ→５Ｖ）が２３ｍｓ、オフ速
度（オフ時間）τｏｆｆ（５Ｖ→０Ｖ）が２１ｍｓで、
応答速度（τｏｎ＋τｏｆｆ）は４４ｍｓであり、ＩＰ
Ｓ方式では、オン速度τｏｎが４２ｍｓ、オフ速度τｏ
ｆｆが２２ｍｓで、応答速度は６４ｍｓであったが、例
えば、本発明の突起を用いた方式では、オン速度τｏｎ
が９ｍｓ、オフ速度τｏｆｆが６ｍｓで、応答速度は１
５ｍｓで、ＴＮ方式の２．８倍、ＩＰＳ方式の４倍高速
で、動画表示などにも何ら問題ない速度（応答性）であ
った。
【００３１】更に、本発明の方式では、電圧無印加時に
垂直配向、電圧印加時に突起又は窪み又は斜め電界が液
晶の傾斜方向を決めるため、通常のＴＮ方式やＩＰＳ方
式のようにラビング処理を行う必要がない。パネル製造
工程においてラビング工程はもっともゴミの出やすい工
程であり、ラビング後には必ず基板洗浄（水やＩＰＡな
どで洗浄する。）が必要であるが、配向膜を損傷するこ
とがあり、配向不良の原因となっていた。これに対し
て、本発明ではラビング工程が必要ないので基板洗浄工
程は必要ない。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１３は、本発明の第１実施例の
液晶パネルの全体構成を示す図である。図１３に示すよ
うに、第１実施例の液晶パネルは、ＴＦＴ型のＬＣＤ
で、一方のガラス基板１６には対向（コモン）電極１２
が形成されており、他方のガラス基板１７には平行に形
成された複数本のスキャンバスライン３１、スキャンバ
スラインに垂直な方向に平行に形成された複数本のデー
タバスライン３２、スキャンバスラインとデータバスラ
インの交点に対応してマトリクス状に設けられたＴＦＴ
３３及び画素（セル）電極１３が設けられており、各基
板の表面は垂直配向処理が施されており、２枚の基板の
間にはネガ型の液晶が封止されている。ガラス基板１６
は、カラーフィルタが形成されるのでカラーフィルタ基
板（ＣＦ基板）と呼ばれ、ガラス基板１７はＴＦＴ基板
と呼ばれる。ＴＦＴ−ＬＣＤの詳しい説明については省
略し、ここでは本発明の特徴である電極部分の形状につ
いて説明する。
【００３３】図１４は、本発明の第１実施例のパネル構
造を示す図であり、（１）は斜めから見た状態を模式的
に示す図であり、（２）は側面図である。また、図１５
は第１実施例における突起パターンの画素との関係を示
す図であり、図１６は第１実施例の液晶パネルの表示領
域外における突起パターンを示す図であり、図１７は第
１実施例の液晶パネルの断面図である。
【００３４】図１７に示すように、ＣＦ基板１６の液晶
に面する側の表面には、ブラックマトリクス層３４、カ
ラーフィルタ３９、コモン電極をなすＩＴＯ膜１２、及
び等ピッチで平行な突起２０Ａが形成される。なお、こ
の上に更に垂直配向膜が形成されるが、ここでは省略し
てある。ＴＦＴ基板１７の液晶に面する側の表面には、
ゲートバスラインをなすゲート電極３１、ＣＳ電極（蓄
積容量電極）３５、絶縁膜４３、４０、データバスライ
ンをなす電極、画素電極をなすＩＴＯ膜１３、及び等ピ
ッチで平行な突起２０Ｂが形成される。なお、ＴＦＴ基
板でも更に垂直配向膜が形成されるが、ここでは省略し
てある。参照番号４１と４２は、それぞれＴＦＴのソー
スとドレインである。本実施例では、突起２０Ａと２０
ＢはＴＦＴ平坦化材（ポジ型レジスト）で作成した。
【００３５】図１４の（１）に示すように、突起パター
ン２０Ａと２０Ｂは、それぞれ１方向に延びる等ピッチ
で配置された平行なパターンであり、半ピッチずれて配
置されている。従って、図１４（２）に示すような構造
が実現され、図９で説明したように、２つの領域に配向
分割される。このような突起パターンの画素に対する関
係は図１５に示される。図１５に示すように、一般にカ
ラー表示の液晶表示装置では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの画素
で１つのカラー画素が形成される。カラー画素が上下同
じピッチで配列されるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の横
幅を縦幅の約１／３にしている。画素は画素電極の範囲
であり、配列された画素電極の間には、横方向にゲート
バスライン（突起２０Ｂの下に隠れている。）が、縦方
向にデータバスライン３２が設けられており、ゲートバ
スライン３１とデータバスライン３２の交点付近にＴＦ
Ｔ３３が設けられ、各画素電極が接続される。各画素電
極１３のゲートバスライン３１とデータバスライン３２
とＴＦＴ３３の対向側には遮光のためのブラックマトリ
クス３４が設けられている。参照番号３５は、表示の安
定のために設けられる補助容量を形成するためのＣＳ電
極を示し、ＣＳ電極は遮光性があるために、画素電極１
３のＣＳ電極の部分は画素として作用しない。従って、
画素は上側の１３Ａと下側の１３Ｂの部分に分けられ
る。
【００３６】画素１３Ａと１３Ｂ内では、それぞれ突起
２０Ａが３本走り、突起２０Ｂが４本走り、突起２０Ｂ
が上側に、突起２０Ａが下側に位置する第１の領域と、
突起２０Ａが上側に、突起２０Ｂが下側に位置する第２
の領域がそれぞれ３個ずつ形成される。従って、画素１
３Ａと１３Ｂを合わせた１つの画素では、第１と第２の
領域がそれぞれ６個ずつ形成される。
【００３７】図１６に示すように、液晶パネルの周辺部
においては、一番端の画素の外側にも突起パターン２０
Ａと２０Ｂが設けられ、また突起パターン２０Ａと２０
Ｂは一番端の画素の外側にまで延びている。これは最外
部の画素について、内部の画素と同じように配向分割が
行われるようにするためである。また、図１８は、第１
実施例の液晶パネル１００における液晶の注入口の位置
を示す図である。後述するように、液晶パネルの組み立
て工程で、ＣＦ基板とＴＦＴ基板を貼り合わせた後、液
晶を注入するが、ＶＡ型ＴＦＴ方式のＬＣＤはセル厚が
狭く、液晶注入の時間が長くなるが、突起を設けるため
一層液晶注入の時間が長くなる。液晶注入の時間をでき
るだけ短くするには、図１８の（１）に示すように、周
期的に平行に配置された突起２０の配列方向の垂直な辺
に、液晶の注入口１０２を設けることが望ましい。な
お、参照番号１０１はシール線である。
【００３８】また、液晶を注入している時に、他の部分
に設けた排気口１０３からパネル内の気体を排気すると
内部の圧力が低下して液晶の注入が容易になる。排気口
１０３についても、図１８の（２）に示すように、注入
口１０２の反対側の辺に設けることが望ましい。第１実
施例で、実際に試作したものを触針式膜厚計で測定した
形状を図１９に示す。図示のように、基板の上に形成さ
れたＩＴＯ電極１２と１３の間隔はスペーサ４５により
３．５μｍになるように規制されている。突起２０Ａと
２０Ｂは、高さが１．５μｍ、幅が５μｍで、上下の突
起２０Ａと２０Ｂが１５μｍ離れて配置されている。従
って、同じＩＴＯ電極上に形成される隣接する突起の間
隔は３０μｍである。
【００３９】第１実施例のパネルに中間の電圧を印加し
て顕微鏡で観察した結果では、非常に安定した配向が得
られた。更に、第１実施例のパネルでは応答速度が非常
に改善した。図２０と図２１は、第２実施例のパネルに
おいて、印加電圧と上下の突起の間隙をパラメータとし
て変化させた時の応答速度を示す図であり、図２０の
（１）はオン速度（０→５Ｖ）を、（２）はオフ速度
（５→０Ｖ）を、図２１はオン速度とオフ応答を加えた
スイッチング速度を示す。図２０及び図２１に示すよう
に、立ち下がり時間τｏｆｆは間隙にほとんど依存しな
いが、立ち上がり時間τｏｎは大きく変わる。間隙が小
さくなればなるほど応答速度は速くなる。なお、このセ
ルのセル厚は３．５μｍであったが、この間隙の実用的
な長さはセル厚によって多少異なる。すなわち、セル厚
さが薄い場合には広がり、セル厚が厚くなると狭くな
る。間隔がセル厚の１００倍程度までであれば液晶が十
分に配向することを実際に確認した。
【００４０】いずれにしろ、第１実施例のパネルでは十
分なスイッチング速度が得られた。例えば、突起の間隔
を１５μｍ、セル厚３．５μｍの時の０−５Ｖの応答速
度は、オン時間τｏｎが９ｍｓで、オフ時間τｏｆｆが
６ｍｓで、スイッチング速度τは１５ｍｓであり、超高
速スイッチングが可能である。図２２から図２４は、第
２実施例のパネルの視角特性を示す図である。図２２は
視角によるコントラストの変化を２次元的に示してお
り、図２３と図２４は８階調の表示輝度の視角に対する
変化を示しており、図２３の（１）は方位角９０°にお
ける変化を、（２）は方位角４５°における変化を、
（３）は方位角０°における変化を、図２４の（１）は
方位角−４５°における変化を、（２）は方位角−９０
°における変化を示している。図２２においては、斜線
の部分がコントラストが１０以下の領域を、２重斜線の
部分がコントラスト５以下の領域を示す。図示のよう
に、概ね良好な特性が得られたが、上下２分割であるた
め、第１実施例のように完全に左右上下均等な特性では
ない。上下方向では左右方向に比べ多少コントラストの
低下が大きい。左右方向では、上下方向に比べてコント
ラストの低下は少ないが、図２３の（３）に示すよう
に、３０°付近で黒の階調反転が発生する。偏光板は吸
収軸が４５°、１３５°となる組み合わせで張りつける
ので、斜め方向の視角特性は非常によい。このままでも
ＴＮ方式よりは圧倒的に優れているが、ＩＰＳ方式より
は視角特性の面で若干劣っている。しかし、第１実施例
のパネルに位相差フィルムを一枚配置することで、視角
特性を一層改善してＩＰＳ方式以上とすることが可能で
ある。図２５と図２６は、第１実施例のパネルに位相差
フィルムを使用した場合の視角特性を示す図であり、そ
れぞれ図２２と図２３に対応する図である。図示のよう
に、視角によるコントラストの低下が劇的に改善され、
左右方向の階調反転もなくなった。逆に上下方向で白の
表示における階調反転が発生しているが、一般的に白の
表示における反転は人間の目にはほとんど分からないた
め表示品質としてはあまり問題にならない。このように
位相差フィルムを使用することにより視角特性、応答速
度、製造の難易度のすべての面において、ＩＰＳ方式を
上回る特性が得られた。
【００４１】第１実施例の構成で、各種の変形を行った
り、上記した以外のパラメータを変化させて最適な条件
について検討した。突起の場合、黒表示をすると突起部
分で光が漏れる。図２７はこの突起部分での漏れ光の発
生を説明する図である。図示のように、下側基板の電極
１３で突起２０が設けられた部分に垂直に入射した光
は、突起２０の斜面では液晶分子が図示のように斜めに
配向されているため、光はある程度透過し中間調表示に
なる。これに対して突起の頂点部分では液晶分子は垂直
方向に配向しており、頂点部分からは光が漏れない。こ
れは上側基板の電極１２についても同様であり、黒表示
の場合、突起部分では部分的に中間調表示と黒表示が行
われることになる。このような部分的な表示の差は微視
的であり肉眼では判別できないが、全体の表示は平均し
た表示強度になり、黒表示の表示濃度が若干低下してコ
ントラストを低下させる。従って、突起を可視光を通過
させない材料で作ることにより、コントラストを向上さ
せることができる。第１実施例でも、突起も可視光を通
過させない材料で作ることにより、コントラストを一層
向上させることができる。
【００４２】突起の間隙を変化させた時の応答速度の変
化については図２０と図２１に示したが、突起の高さに
ついても変化させて特性の変化を測定した。突起を形成
するレジストの幅と間隙はそれぞれ７．５μｍと１５μ
ｍ、セル厚は約３．５μｍとし、レジストの高さを、
１．５３７μｍ、１．６００μｍ、２．３０９９μｍ、
２．４４８６μｍとし、実験装置で透過率とコントラス
ト比を測定した。その結果を図２８と図２９に示す。ま
た、この結果から、白状態（５Ｖ印加時）における透過
率の突起（レジスト）の高さに対する変化を図３０に、
黒状態（電圧無印加時）における透過率の突起（レジス
ト）の高さに対する変化を図３１に、コントラストの突
起（レジスト）の高さに対する変化を図３２に示す。レ
ジストが高くなるとそれに応じて白状態（電圧印加時）
透過率も増加する。これは液晶を傾斜させるための補助
的な役割を担う突起（レジスト）が大きいため、液晶分
子がより確実に倒れるためであると思われる。黒状態
（電圧無印加時）での透過率（漏れ光）もレジストの高
さが増せば増すほど増加する。これは黒のレベルを落と
す方向に作用するためあまり好ましくない。この漏れ光
の原因を図２７で説明する。突起（レジスト）の真上、
間隙部では液晶分子は基板表面に対して垂直である。こ
の個所からは光漏れは発生しない。しかし、突起の傾斜
部では液晶分子が若干の傾斜をもって配向している。突
起が高くなればこの傾斜部の面積も増え、漏れ光が増加
する。
【００４３】従って、コントラスト（白輝度／黒輝度）
はレジストが高くなるほど低下する傾向にある。しか
し、もともとコントラストが高いため、セル厚と同じ高
さまで増加したとしても良好な表示ができる。この場
合、後述するように、突起（レジスト）にパネルスペー
サの役割をさせることができる。これらの結果に基づい
て、高さが０．７μｍ、１．１μｍ、１．５μｍ、２．
０μｍの突起を有するＴＦＴ基板とＣＦ基板を用いて１
５型の液晶ディスプレイを試作した。上記の実験の結果
における傾向が実際に製作した液晶パネルにも現れた
が、実際の観察においては、どの条件で製作したパネル
でもコントラストの低下は問題にならないレベルであ
り、良好な表示が得られた。これは、元々高コントラス
トなパネルであるため、多少コントラストが低下しても
人間の目には判別できないたと思われる。また、液晶が
配向する突起の高さの小さい側の限界を見極めるため、
突起の高さが０．７μｍのパネルも製作したが、全く正
常な表示が得られた。従って、突起（レジスト）は、
０．７μｍ以下の薄い膜厚であっても十分に液晶分子を
配向させることが可能である。
【００４４】図３３は、第２実施例の突起パターンを示
す図である。図１５に示したように、第１実施例では、
突起は直線状であり、突起は画素の長い方の辺に垂直な
方向に延びていた。第２実施例では、突起を画素９の短
い方の辺に垂直な方向に延びるようにしている。第２実
施例の他の部分は、第１実施例と同じである。図２５５
は、第２実施例の変形例を示す図であり、（１）は突起
パターンを、（２）は突起配置の断面図を示す。この変
形例では、ＣＦ基板１６側の電極１２の上に設けられる
突起２０Ａを、画素９の中心を通り、画素９の短い方の
辺に垂直な方向に延びるようにしている。ＴＦＴ基板１
７側には突起は設けない。従って、各画素内において液
晶は２つの方向に配向される。図２５５の（２）に示す
ように、画素の中央では突起２０Ａによってドメインが
分割される。また、画素電極１３の周囲では画素電極の
エッジがドメイン規制手段として働くので、安定した配
向分割が行える。この変形例では、画素当り１本の突起
が設けられるだけであり、突起２０Ａと画素電極１３の
エッジとの距離が長いので、応答速度は第２実施例より
低下するが、突起は基板の一方に設けられるだけであ
り、製造工程が簡単である。更に、画素内で突起の占め
る面積が小さいので、表示輝度を高くできる。
【００４５】図２５６は、第２実施例の別の変形例の突
起パターンを示す図である。ＣＦ基板１６側の電極１２
の上に設けられる突起２０Ａを、画素９の中心に設け
る。ＴＦＴ基板１７側には突起は設けられていない。突
起２０Ａは、例えば、四角錐である。従って、各画素内
において液晶は４つの方向に配向される。この変形例で
も、図２５５の変形例と同様の効果が得られ、画素内で
突起の占める面積は更に小さいので、表示輝度は一層向
上する。
【００４６】第１実施例及び第２実施例では、一方向に
延びる直線の突起を多数平行に設けたが、この突起によ
り生じる配向分割は主に２つの領域であり、液晶分子が
配向した時の方位が２つの領域で１８０°異なることに
なる。これでは基板に垂直な配向する方位を含む面内の
成分については図９に示したように中間調の視角特性が
改善されるが、それと垂直な成分については、図７で示
したような問題が生じる。そのため、配向分割は４方向
であることが望ましい。
【００４７】図３４は、第３実施例の突起パターンを示
す図である。図３４に示すように、第３実施例では、一
画素９内に、縦方向に延びる突起パターンと、横方向に
延びる突起パターンを設ける。ここでは一画素の上半分
には縦方向に延びる突起パターンを、下半分には横方向
に延びる突起パターンを設けている。これであれば、縦
方向に延びる突起パターンにより、横方向に１８０°異
なる方位で２つの領域に配向分割され、横方向に延びる
突起パターンにより、縦方向に１８０°異なる方位で２
つの領域に配向分割されるので、一画素９内で４方向に
配向分割されることになる。従って、液晶パネルとした
場合には、上下方向と左右方向の両方向の視角特性が改
善されることになる。なお、第３実施例では、突起パタ
ーン以外は、第１実施例と同じである。
【００４８】図３５は、第３実施例の突起パターンを変
形した例を示す図であり、一画素の左半分には縦方向に
延びる突起パターンを、右半分には横方向に延びる突起
パターンを設けている点が図３４の突起パターンと異な
る。この場合も、図３４の突起パターンと同様に、一画
素９内で４方向に配向分割されることになり、上下方向
と左右方向の両方向の視角特性が改善されることにな
る。
【００４９】第１から第３実施例では、配向分割を生じ
させるドメイン規制手段として突起を使用したが、図３
６に示すように、突起の頂上部においては液晶分子の配
向は何ら規制されない。そのため、突起の頂上部におい
ては、液晶の配向が制御されず、表示品質を低下させ
る。第４実施例は、このような問題を解決する例であ
る。
【００５０】図３７は、第４実施例の突起形状を示す図
であり、他の部分は第１から第３実施例と同じである。
第４実施例では、図３７の（１）に示すように、突起２
０を一部にテーパを有する形状とする。テーパ部分の間
隔は５０μｍ程度（あるいは５０μｍ以下）でよい。こ
のような突起パターンを作成するためには、突起パター
ンをポジ形レジストで形成し、スライトエッチングで、
突起及びテーパを形成する。これであれば、突起の頂上
部においても配向が制御される。
【００５１】また、第４実施例の変形例では、図３７の
（２）に示すように、突起２０の上にテーパを有する突
起４６を更に設ける。この場合も、テーパ部分の間隔は
５０μｍ程度（あるいは５０μｍ以下）でよい。このよ
うな突起パターンを作成するためには、突起パターンを
ポジ形レジストで形成し、スライトエッチングで、突起
２０を形成する。更に突起の半分程度の厚さのポジ形レ
ジストを形成し、スライトエッチングで突起２０の上の
テーパの付いた突起部分４６を残す。これでも同様に、
突起の頂上部においても配向が制御される。図３８は第
５実施例におけるパネル構造を示す図であり、（１）は
斜めから見た状態を模式的に示す図であり、（２）は側
面図である。第５実施例は、図１２の（３）の構造に対
応する例である。一方の基板の表面に形成した電極１２
にはポジ型レジストで突起２０Ａを図示のように形成
し、他方の基板の電極１３にはスリット２１を設けてい
る。実際には、第５実施例は、第３実施例の画素電極１
３に設けられた突起パターン２０Ｂをスリット２１とし
たものであり、画素電極１３は図３９に示すようなパタ
ーンを有する。
【００５２】液晶表示装置の商業的な成功を決定する重
要な要件にコストの問題がある。上記のように、ＶＡ方
式の液晶表示装置にドメイン規制手段を設けることによ
り表示品質が向上するが、ドメイン規制手段を設ける分
コストが高くなるという問題があり、低コストでドメイ
ン規制手段を実現することが必要である。そこで、第５
実施例では、能動素子を有するＴＦＴ基板１７側のドメ
イン規制手段を画素電極１３のスリットとし、対向する
カラーフィルタ基板１６側のドメイン規制手段を突起と
する。
【００５３】電極上に突起を設ける場合、フォトレジス
トを塗布した後パターン露光して現像した後、エッチン
グする必要があり、そのための工程が増加してコストが
増加すると共に、歩留りも低下するという問題がある。
これに対して、画素電極１３はパターンニングして形成
する必要があり、スリット２１を有する画素電極を形成
しても工程が増加することはない。そのため、ＴＦＴ基
板側では、突起よりスリットをドメイン規制手段とした
方がコストが低い。一方、カラーフィルタ基板（ＣＦ基
板）の対向電極は通常ベタ電極であり、対向電極にスリ
ットを設ける場合には、上記のようなパターンニングし
たフォトレジストを現像した後エッチングする工程が必
要であるが、対向電極上に突起を形成する時には現像し
たフォトレジストがそのまま使用できるので、突起を形
成する方がコストの増加が少ない。従って、第５実施例
の液晶表示装置のように、ＴＦＴ基板側のドメイン規制
手段を画素電極のスリットとし、カラーフィルタ基板側
のドメイン規制手段を突起とすることにより、コストの
増加を小さくできる。
【００５４】画素電極にスリットを設けて複数の部分電
極に分けた場合、各部分電極には同じ信号電圧を印加す
る必要があり、部分電極間を接続する電気的接続部分を
設ける必要がある。この電気的接続部分を画素電極と同
じ層に設けた場合には、後述するように、電気的接続部
分では液晶の配向が乱れるので、視角特性が低下する上
パネルの表示輝度や応答速度が低下するという問題が生
じる。
【００５５】そこで、第５実施例では、図３９に示すよ
うに、電気的接続部分をＢＭ３４で遮光することにより
両方に突起を設けた場合と同等の輝度、応答速度を得て
いる。本実施例では、画素の中央部にＣＳ電極３５が設
けられており、ＣＳ電極３５は遮光性であるため、画素
が上下２つの部分に分割される。参照番号３４ＡはＢＭ
による上側の開口を示し、３４ＢはＢＭによる下側の開
口を示し、開口の内側が光を通過させる。
【００５６】ゲートバスライン３１やデータバスライン
３２などのバスラインは金属材料で作られるため遮光性
を有する。安定した表示を行うためには、画素電極はバ
スラインと重ならないように形成する必要があり、画素
電極とバスラインの間を遮光する必要がある。また、Ｔ
ＦＴ３３は、特に動作半導体としてアモルファスシリコ
ンを用いている場合には、光の入射により素子特性が変
化し、該動作が起きることがあるため、ＴＦＴの部分も
遮光する必要がある。そのため、従来からこれらの部分
を遮光するためのＢＭ３４が設けられており、本実施例
では電気的接続部分が画素の周辺部に設けられるため、
ＢＭ３４で遮光することができる。また、電気的接続部
分を遮光するためのＢＭを新たに設ける必要はなく、従
来のＢＭ又は若干ＢＭを広げるだけでよいため、開口率
の低下も問題にならない程度である。
【００５７】第５実施例のパネルは２分割方式であるた
め、各種の特性は基本的には第１実施例とまったく同じ
であり、視角特性もＴＮ方式に比べて大幅に改善され
た。更に、位相差フィルムを使用することで第１実施例
のパネルと同じ視角特性になる。応答速度は片側にスリ
ットによる斜め電界を使用しているため第１実施例より
若干遅いが、それでもオン速度τｏｎが８ｍｓで、オフ
速度τｏｆｆが９ｍｓで、スイッチング速度τは１７ｍ
ｓでであり、従来方式に比べればはるかに高速である。
製造プロセスは第１実施例に比べて簡単である。
【００５８】ここで、参考として画素電極にスリットを
設け、対向電極はベタ電極とした液晶表示装置を試作し
た時の結果について説明する。画素電極には、２方向の
スリットが複数設けられ、画素内に４方向のドメイン領
域が多数形成されるため、ほぼ３６０°全方位に配向し
た安定した配向が得られた。従って、視角特性は非常に
良好であり、３６０°全方位で均等な画像が得られた。
しかし、応答速度は改善されず、オン速度τｏｎが４２
ｍｓで、オフ速度τｏｆｆが１５ｍｓで、それらを合計
したスイッチング速度は５７ｍｓで、あまり改善されな
かった。スリットの個数を減らせば、応答速度は更に低
下する。これはスリットの個数を減らせばその分ドメイ
ン領域が大きくなり、ドメイン領域内のすべての液晶分
子が同じ方向に配向するまでに時間がかかるためと思わ
れる。
【００５９】従って、ドメイン規制手段としてスリット
のみを使用する構成は、工程が簡略にできるという利点
があり、静止画を主とする表示には問題ないが、ＩＰＳ
方式同様、動画表示には十分とはいえない。第５実施例
では、電圧を印加した時に所々に配向が安定しない部分
が存在していることが分かった。その理由を図４０と図
４１を参照して説明する。図４０は、電気的接続部分に
おける液晶の配向分布を説明する図であり、突起２０Ａ
とスリット２１が平行に設けられている部分では、上か
ら見ると突起及びスリットの延びる方向に垂直な方向に
液晶が配向するが、電気的接続部分では異なる方向に配
向される液晶分子１４ａが存在し、配向異常が生じる。
そのため、図４１に示すように、突起２０Ａと電極スリ
ット２１との間隙部分では液晶分子は突起２０Ａ及びス
リット２１に対して垂直方向（図の上下方向）に配向す
るが、突起の頂上及びスリットの中央付近では液晶分子
は垂直方向でなく、水平方向に配向する。突起の傾斜及
びスリットによる斜め電界は液晶を図中の上下方向に制
御することはできるが、左右方向には制御できないた
め、突起の頂上及びスリットの中央付近では横方向にラ
ンダムなドメイン４７が発生することが顕微鏡による観
察で確認された。突起の頂上のドメインは判別できない
ほど小さいので問題にならないが、このような配向異常
が生じる部分では、輝度が低下する上、黒から白への変
化時に白が一旦より明るくなって残像として見える場合
がある。次の第６実施例では、この問題を解決する。
【００６０】第６実施例のパネルは、第５実施例のパネ
ルにおける突起２０Ａとセル電極１３のスリット２１の
形状を変更したものである。図４２は、第６実施例にお
ける突起２０Ａとセル電極１３をパネルに垂直な方向か
ら見た時の基本的な形状を示す図である。図示のよう
に、突起２０Ａをジグザグに屈曲させており、それに応
じてセル電極１３のスリット２１もジグザグに屈曲させ
ている。これにより、図４３に示すように規則的に４分
割されたドメインが生成される。従って、第５実施例で
問題となった配向異常部を解消できる。
【００６１】図４４は第６実施例の画素部の実際の様子
を示す平面図であり、図４５は第６実施例の画素電極の
パターンを示す図であり、図４６は図４４のＡ−Ｂで示
す部分の断面図である。図４４及び図４６に示すよう
に、第６実施例のＬＣＤでは、一方のガラス基板１６に
は、遮光用のブラックマトリクス（ＢＭ）３４と色分解
フィルタ（カラーフィルタ）３９が形成され、その上に
一面にコモン電極１２が形成され、更に、ジグザグの突
起列２０Ａが形成されている。他方のガラス基板１７に
は平行に形成された複数本のスキャンバスライン３１、
スキャンバスラインに垂直な方向に平行に形成された複
数本のデータバスライン３２、スキャンバスラインとデ
ータバスラインの交点に対応してマトリクス状に設けら
れたＴＦＴ３３及び画素電極１３が設けられている。ス
キャンバスライン３１はＴＦＴ３３におけるゲート電極
を形成し、データバスライン３２はＴＦＴ３３における
ドレイン電極４２に接続される。また、ソース電極４１
は、データバスライン３２と同じ層であり、ドレイン電
極４２と同時に形成される。スキャンバスライン３１と
データバスライン３２の層間には、ゲート絶縁膜、ａ−
Ｓｉ活性層及びチャンネル保護膜が所定の部分に形成さ
れ、データバスライン３２の層上には絶縁膜が形成さ
れ、更に画素電極１３に相当するＩＴＯ膜が形成され
る。画素電極１３は、図４５に示すような１：３の長方
形であり、辺に対して４５°傾いた方向に複数のスリッ
ト２１が設けられている。更に、各画素電極１３の電位
を安定化するため、ＣＳ電極３５を設けて補助容量を形
成する。ガラス基板１７はＴＦＴ基板と呼ばれる。
【００６２】図示のように、ＣＦ基板の突起列２０Ａと
ＴＦＴ基板のスリット２１は、それぞれの配列ピッチの
１／２だけずれて配置されており、基板の関係が逆であ
るが、図１２の（３）に示すような突起とスリットの位
置関係が実現され、液晶の配向が４方向に分割される。
前述のように、画素電極１３は、ＩＴＯ膜を成膜した後
その上にフォトレジストを塗布して電極のパターンを露
光して現像した後エッチングすることにより形成され
る。従って、スリットの部分を除くようにパターンニン
グすれば、従来と同じ工程でスリットを形成することが
でき、コストは増加しない。
【００６３】第６実施例では、図４５に示すように、画
素電極１３の周辺部１３１、１３２及び１３３の部分は
電極を残して電気的接続部分としている。前述のよう
に、電気的接続部分では液晶の配向が乱れるので、第６
実施例では、図４５に示すように、電気的接続部分を画
素電極１３の周辺部に設け、上側開口３４Ａと下側開口
３４Ｂを有するＢＭを使用して、ＢＭとＣＳ電極３５で
電気的接続部分を遮光することにより両方に突起を設け
た場合と同等の輝度、応答速度を得ている。
【００６４】図４７と図４８は第６実施例における視角
特性を示す図である。このように、視角特性は非常に良
好であり、配向異常部もほとんど認められなかった。ま
た、応答速度はスイッチング速度τが１７．７ｍｓで、
超高速スイッチングが可能である。図４９は画素電極の
パターンの変形例であり、図４９の（１）のような画素
電極１３に対して、（２）のようなＢＭ３４を形成す
る。なお、画素電極のパターンは各種の変形例が考えら
れ、例えば、スリットの両側の周辺部に電気的接続部分
を設けて、各部分電極間の抵抗を小さくするようにして
もよい。
【００６５】なお、第５及び第６実施例において、ＣＦ
基板１６の対向電極１２の上に設けた突起の替わりにス
リットを設けて、両方のドメイン規制手段をスリットと
することも可能であるが、その場合には前述のように応
答速度が低下する。第６実施例では、電気的接続部分は
部分電極と同じ層であったが、別の層に形成することも
できる。第７実施例はそのような例である。
【００６６】図５０は、第７実施例における画素電極の
パターン及び構造を示す図である。第７実施例は、デー
タバスライン３２形成時に同時に接続電極１３２を形成
し、絶縁層１３５に分割された画素電極１３と接続電極
１３４を接続するコンタクトホールを形成する以外は、
第６実施例と同じである。なお、本実施例では、接続電
極１３４をデータバスライン３２と同時に形成したが、
ゲートバスライン３１あるいはＣＳ電極３５と同時に形
成してもよい。なお、バスラインの形成とは別個に接続
電極を形成してもよいが、この場合は接続電極形成用の
工程を新たに設ける必要があり、その分新しい工程が増
加することになる。工程の簡略化のためには、接続電極
はバスラインやＣＳ電極の形成時に同時に形成すること
が望ましい。
【００６７】第７実施例では、第６実施例に比べて、配
向異常の原因となる接続電極を液晶層から遠ざけること
ができるので、配向異常を更に低減できる。なお、接続
電極を遮光性の材料で形成すれば、その部分は遮光され
るので、表示品質は更に向上する。図５１は第８実施例
の画素部の平面図であり、図５２は図５１のＡ−Ｂの部
分の断面図である。第８実施例は、画素電極１３のスリ
ット内に突起２０Ｃを形成した以外は、第６実施例と同
じである。電極のスリットも電極の上に設けられた絶縁
性の突起も液晶の配向領域を規定する。第８実施例のよ
うに、スリット２１内に突起２０Ｃを設けた場合、スリ
ット２１と突起２０Ｃによる液晶の配向方向は一致して
おり、突起２０Ｃはスリット２１による配向の分割を補
助し、より安定させるように働く。従って、第６実施例
より配向が安定し、応答速度も向上する。図５２に示す
ように、突起２０Ｃは、ＣＳ電極３５、ゲートバスライ
ン３１及びデータバスライン３２をそれぞれ形成する時
に同時に形成された層を重ねることで実現される。
【００６８】図５３と図５４は、第８実施例のＴＦＴ基
板の製造方法を説明する図である。図５３の（１）に示
すように、ガラス基板１７にゲート層の金属（メタル）
膜３１１を成膜する。（２）でフォトリソグラフィ法
で、ゲートバスライン３１、ＣＳ電極３５及び突起２０
Ｃに相当する部分３１２を残す。（３）でゲート絶縁膜
３１３、ａ−Ｓｉ活性層、チャンネル保護膜３１３を連
続成膜する。（４）で背面露光などにより自己整合的に
チャンネル保護膜６５及び突起２０Ｃに相当する部分３
１４を残す。図５４の（５）でコンタクト層とソース・
ドレイン層のメタル３２１を成膜する。（６）でフォト
リソグラフィ法でソース電極４１、ドレイン電極４２な
どを形成する。この時、スリットの内側の突起２０Ｃに
相当する位置にもメタル膜を残す。（７）でパッシベー
ション膜３３１を成膜する。（８）でソース電極３６と
画素電極とのコンタクトホール３３２を形成する。
（９）でＩＴＯ膜３４１を成膜する。（１０）でフォト
リソグラフィ法で画素電極１３を形成する。この時、ス
リットを設ける。
【００６９】以上のように、本実施例では、画素電極１
３のスリット２１内に突起２０Ｃを形成しているが、従
来に比べて工程の増加はなく、突起２０Ｃによって一層
配向が安定するという効果が得られる。なお、本実施例
では、画素電極のスリット内の突起を、ゲートバスライ
ン層、チャンネル保護膜層及びソース・ドレイン層の３
層を重ねて突起としたが、このうち１層で又は２層を組
み合わせて突起を形成するようにしてもよい。
【００７０】図５５は、第９実施例における突起２０Ａ
と２０Ｂをパネルに垂直な方向から見た時の形状を示す
図であり、図５６は第９実施例の画素部の実際の平面図
を示す図である。本発明の第９実施例のパネルは、第１
実施例のパネルにおける突起２０Ａと２０Ｂの形状を、
第６実施例のようにジグザグに屈曲させ、４分割の配向
が得られるようにした。屈曲している部分の両側では突
起面の方向が９０°ずつ異なっており、液晶分子は突起
の表面に垂直な方向に配向するので、４分割の配向が得
られる。具体的には、液晶層の厚さ（セル厚）が４．１
μｍであり、ＣＦ基板の突起２０Ａは幅が１０μｍで高
さが１．４μｍであり、ＴＦＴ基板の突起２０Ｂは幅が
５μｍで高さが１．２μｍであり、突起２０Ａと２０Ｂ
の間隙（図で４５°傾いた方向の間隙）が２７．５μｍ
であり、画素寸法（画素配列ピッチ）が９９μｍ×２９
７μｍの条件のパネルを製作した。その結果、応答速度
は第１実施例と同じであり、視角特性は第６実施例の特
性と同じで、上下左右均等な非常に良好な特性であっ
た。突起の最適な幅、高さ、間隙は、それらが相互に深
く関係すると共に、突起材料も関与し、更に配向膜材
料、液晶材料、及びセル厚など等の条件によっても変っ
てくる。
【００７１】第９実施例のパネルでは、液晶の傾斜方向
を主として４つの方向に制御できる。図５５でＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄで示した部分がこの４つの方向に制御される領域
を示すが、その１画素内の比率が均等ではない。これは
突起パターンを連続したものにして、突起パターンが各
画素で同じ位置に配置するため、突起パターンの繰り返
しピッチを画素の配列ピッチに合わせているためであ
る。実際には図４７と図４８に示す視角特性が得られて
おり、視角特性には配向分割の領域の不均等性は現れて
いないが、あまり好ましい状態とはいえないそこで、図
５５の突起パターンを基板全面に画素ピッチを無視して
形成した。そのレジストの幅は７μｍ、レジスト間隙は
１５μｍ、レジスト高さ１．１μｍ、セル厚３．５μｍ
とし、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を用いて１５型の液晶ディ
スプレイを試作した。ゲートバスライン、データバスラ
インなどとの干渉パターンが若干見られたが、概ね良好
な表示が得られた。レジストの幅を１５μｍレジスト間
隙を３０μｍまで増加させたがほぼ同様の結果であっ
た。従って、突起の幅、繰り返しピッチを画素ピッチよ
り十分小さな値とすることで、画素寸法を無視して突起
パターンを形成しても良好な表示が得られ、なお且つ設
計の自由度が広がることになる。干渉パターンを完全に
なくすには突起又は窪みのパターンのくり返しピッチは
画素ピッチの整数分の１又は整数倍に設定することで解
決できる。同様に突起のサイクルも画素の周期を考慮し
た設計が必要であり画素ピッチの整数分の１又は整数倍
が好ましい。
【００７２】なお、第９実施例で、突起パターンを図５
７に示すように連続しないものにすれば、１画素内で４
つの方向に制御される領域の比率が均等にすることがで
きる。しかし、これであっても製造上は特に問題はな
い。しかし、突起パターンが連続しないため、そのエッ
ジ部分で液晶の配向方向が乱れるため、光漏れなどの表
示品質の低下を生じる。このような点からも、図５５の
ように、突起パターンの繰り返しピッチを画素の配列ピ
ッチに合わせて、連続した突起パターンにすることが望
ましい。
【００７３】第９実施例においては、ドメイン規制手段
として電極１２、１３上にジグザグに屈曲した誘電体の
突起を設け、これにより液晶の配向方向を規制してい
る。前述のように、電極にスリットを設けると、そのエ
ッジ部分に斜め電界が生じて突起と類似のドメイン規制
手段として働く。画素電極のエッジについても同様に斜
め電界を発生する。そのため、画素電極のエッジによる
斜め電界もドメイン規制手段として考慮する必要があ
る。図５８は、この現象説明する図であり、ここでは垂
直方向から若干傾いた傾斜垂直配向の場合を示してい
る。図５８の（１）に示すように、電圧を印加しない時
には、各液晶分子１４は、ほぼ垂直に配向している。電
極１２と１３の間に電圧を印加すると、電極１３の周辺
部を除く領域では電極１２と１３に垂直な方向に電界が
発生し、液晶分子１４はこの電界に垂直な方向に傾く。
一方の電極はコモン電極であるが、他方の電極は表示画
素電極であり、表示画素毎に分離しているため、その周
縁（エッジ）部では、図５８の（２）に示すように、電
界８の方向が傾斜する。液晶分子１４は電界８の方向に
垂直になる方向に傾斜するため、図示のように画素の中
心部とエッジで液晶の傾斜方向が異なり、リバースチル
トと呼ばれる現象を発生させる。このリバースチルトが
発生すると、表示画素領域内にシュリーレン組織が形成
され、表示品質が低下する。
【００７４】このようなリバースチルトの発生は、第９
実施例のように画素電極エッジに対して斜めの土手をジ
グザグに設ける場合も同様である。図５９は、第９実施
例のジグザグに屈曲した突起パターンを設けた構成にお
いて、シュリーレン組織が観察された部分５１を示す図
である。また、図６０は、シュリーレン組織が観察され
た部分５１の付近を拡大した図で、電圧印加時の液晶分
子１４の傾斜方向が示されている。この例では、突起材
料としてＴＦＴが形成される画素電極基板とコモン電極
が形成される対向基板で、異なる材料で突起を形成し、
その上に垂直配向膜を印刷してラビング処理せずに組み
立てた。セル厚は３．５μｍとした。シュリーレン組織
が観察された部分５１は、電圧印加時、斜め電界による
配向規制力で倒された液晶分子の傾斜方向が、突起によ
る配向規制方向と大きく異なる箇所である。これがコン
トラストを低下させ、応答速度を低下させ、表示品質を
低下させる原因になる。
【００７５】また、第９実施例のジグザグに屈曲した突
起パターンを設けた構成の液晶表示装置を駆動した場
合、表示画素の一部において、表示が暗くなったり、動
画やカーソル移動などのような表示においては少し前の
表示が残って見える残像と呼ばれる現象が発生した。図
６１は、第９実施例の液晶パネルにおいて、画素内で黒
く見える領域を示す図である。この領域では電圧印加時
の配向状態の変化が非常に遅いことが分かった。
【００７６】図６２の（１）は図６１におけるＡ−Ａ’
の断面図であり、図６２の（２）はＢ−Ｂ’の断面図で
ある。図６１に示すように、Ａ−Ａ’の断面では、左側
のエッジ付近に黒く見える領域があるが、右側のエッジ
付近には黒く見える領域はない。これに対応して、図６
２の（１）に示すように左側のエッジ付近では、斜め電
界による配向規制力で倒された液晶分子の傾斜方向と突
起による配向規制方向とが大きく異なるが、右側のエッ
ジ付近では、斜め電界による配向規制力で倒された液晶
分子の傾斜方向と突起による配向規制方向は比較的一致
している。同様に、Ｂ−Ｂ’の断面では、右側のエッジ
付近に黒く見える領域があるが、左側のエッジ付近には
黒く見える領域はなく、これに対応して、図６２の
（２）に示すように右側のエッジ付近では、斜め電界に
よる配向規制力で倒された液晶分子の傾斜方向と突起に
よる配向規制方向とが大きく異なるが、左側のエッジ付
近では、斜め電界による配向規制力で倒された液晶分子
の傾斜方向と突起による配向規制方向は比較的一致して
いる。
【００７７】以上のように、電圧印加時、表示画素電極
のエッジの斜め電界による配向規制力で倒された液晶分
子の傾斜方向が、突起による配向規制方向と大きく異な
る箇所が、表示品質の劣化の原因であることが分かる。
また、突起パターンを設けた構成の液晶表示装置を駆動
した場合、画素内でバスライン（ゲートバスライン、デ
ータバスライン）近傍において、表示品質の劣化が見ら
れた。これは、バスライン近傍で好ましくない微少領域
（ドメイン）が発生し、その発生に伴い液晶の配向が乱
れ、応答速度が低下するためである。これにより、中間
調における視角特性の低下や色特性の低下などの問題が
発生している。
【００７８】図６３は、第１０実施例のＬＣＤにおける
突起の基本配置を示す図である。画素として作用するの
はセル電極１３により規定される範囲であり、ここでは
この部分を表示領域と呼び、それ以外の部分を表示領域
外と呼ぶことにする。通常、表示領域外の部分にはバス
ラインやＴＦＴが設けられるが、金属材料で作られたバ
スラインは遮光性を有するが、ＴＦＴは光を透過させ
る。そのため、ＴＦＴ、及びセル電極とバスラインの間
の部分にはブラックマトリクス（ＢＭ）と呼ばれる遮光
部材を設ける。
【００７９】第１０実施例では、ＣＦ基板１６の対向
（コモン）電極１２上の表示領域外の部分に突起２０Ａ
を設け、画素電極１３のエッジにより生じる斜め電界に
よる配向規制力とは異なる方向に配向規制力を生じるよ
うにしている。図６３の（１）は電圧無印加時の状態を
示し、垂直配向処理が行なわれているので、液晶分子１
４は電極１２、１３及び突起２０Ａの表面にほぼ垂直に
配向する。電圧を印加すると、図６３の（２）に示すよ
うに、液晶分子１４は電界８に垂直になる方向に配向す
る。表示領域外では画素電極１３がないため、画素電極
１３のエッジ近傍から表示領域外にかけて、電界は斜め
になる。この斜め電界のため、液晶分子１４は図５８の
（２）に示すように表示領域内の配向と異なる方向に配
向しようとするが、突起４２の配向規制力により図６３
の（２）に示すように、表示領域内の配向と同じ方向に
配向することになる。
【００８０】図６４は、第１０実施例における突起パタ
ーンを示す図である。また、図６５は、図６４で円で囲
んだ部分を拡大した図である。第１０実施例では、第９
実施例において図６３の基本配置を実現するため、補助
突起を設けている。ＶＡ方式で、ドメイン規制手段とし
てジグザグに屈曲した突起列を設ける方式に適用した実
施例における突起列のパターンを示す図である。図５９
と比較して明らかなように、シュリーレン組織が観察さ
れた部分の近くに、新たに補助突起５２を設けている。
この補助突起５２は、対向電極１２の上に設けられる突
起列２０Ａにつながっており、一体に形成される。補助
突起５２を設けた部分では、図６３に示す関係が実現さ
れ、図６５に示すように画素電極のエッジ部分における
液晶分子１４の配向が表示領域内の配向と一致するた
め、図５９で観察されたシュリーレン組織は観察され
ず、表示品質が向上した。なお、図２５８は、図６５に
おける補助突起５２を画素電極１３のエッジに対向する
ように設けた例を示す。この場合もシュリーレン組織は
観察されなかった。
【００８１】なお、第１０実施例では、突起としてアク
リル系透明樹脂を使用したが、黒色のものを使用するこ
とも可能であり、黒色のものを使用すれば突起部分での
漏れ光が遮断できるのでコントラストが向上する。図６
３及び図６４では、表示領域外に領域外ドメイン規制手
段として補助突起５２を設ける例を示したが、突起の代
わりに窪み（溝）を設けることも可能である。ただし、
窪みはＴＦＴ基板側に設けることが必要である。
【００８２】領域外ドメイン規制手段は、適当な配向規
制力を有するものであればどのようなものでもよい。例
えば、配向膜に紫外線などの特定の波長を光を照射する
と配向方向が変わることが知られており、これを利用し
て表示領域外の一部の配向方向を変化させることでも領
域外ドメイン規制手段を実現できる。図６６は、紫外線
の照射による配向方向の変化を説明する図である。図６
６の（１）に示すように、基板面に垂直配向膜を塗布
し、そこに一方の方向からある角度、（２）では４５°
の方向から無偏光の紫外線を照射すると、液晶分子１４
の配向方向が垂直から紫外線の照射方向に倒れることが
知られている。
【００８３】図６７は、第１０実施例の変形例を示す図
であり、図６４に示した領域外ドメイン規制手段として
補助突起５２に対向するＴＦＴ基板側の配向膜の部分４
３に矢印５４で示す方向から紫外線を照射した。これに
より、部分５３は、セル電極１３のエッジにおける斜め
電界の影響を相殺する方向に働く配向規制力を有するよ
うになる。従って、図６４に示した第１０実施例と同様
の効果が得られる。なお、図６７では、ＴＦＴ基板側に
のみ紫外線を照射したが、ＣＦ基板１６側にのみ、又は
ＴＦＴ基板とＣＦ基板の両方に照射するようにしてもよ
い。なお、紫外線の照射方向は、照射条件による配向規
制力の強度と、斜め電界による配向規制力とのバランス
により最適に設定する必要がある。
【００８４】領域外ドメイン規制手段はセル電極のエッ
ジで生じる斜め電界の表示領域内の液晶分子の配向への
影響を低減し、表示領域内の液晶分子の配向を安定さる
ために設けるので、ＶＡ方式に限らず、他の方式にも適
用可能である。ここで、ドメイン規制手段として働く突
起及び窪みの画素電極１３のエッジに対する望ましい配
置について考察する。図６８は、画素電極のエッジとド
メイン規制手段として働く突起の基本的な位置関係の例
を示す図である。図６８の（１）に示すように、画素電
極１３のエッジに突起２０Ｂが配置されるようにする
か、図６８の（２）に示すように、画素電極１３のエッ
ジに対向する対向電極１２の部分に突起２０Ａが配置さ
れるようにするか、図６８の（３）に示すように、画素
電極１３のエッジに対して、ＣＦ基板１６側の突起２０
Ａは表示領域の内側に、ＴＦＴ基板１７側の突起２０Ｂ
は表示領域外に配置されるようにする。
【００８５】図６８の（１）と（２）では、画素電極１
３のエッジ又は対向する部分に突起が配置され、突起に
より液晶の配向方向に関係する領域がエッジで区切られ
る。そのため、表示領域外の斜め電界がどのようであっ
ても、表示領域内の配向には何ら影響を及ぼさなくな
る。従って、表示領域内では安定した配向が得られ、表
示品質が改善される。
【００８６】図６８の（３）の配置条件によれば、画素
電極１３のエッジにおける斜め電界による配向規制力と
突起による配向規制力の方向が一致するので、ドメイン
は発生せず安定した配向が得られる。なお、斜め電界に
よる配向規制力とドメイン規制手段による配向規制力の
方向を一致させる条件は、突起の代わりに窪みを使用す
る場合にも実現可能である。図６９は、窪みで図６８の
（３）に相当する配置条件を実現した場合のエッジと窪
みの配置を示す図である。すなわち、画素電極１３のエ
ッジに対して、ＴＦＴ基板１７側の窪み２３Ｂは表示領
域の内側に、ＣＦ基板１６側の窪み２３Ａは表示領域外
に配置されるようにする。
【００８７】図７０は、第１実施例と同様にドメイン規
制手段として直線状（ストライプ状）の突起列を設けた
ＬＣＤで、図６８の（３）の条件を実現した突起列の配
列を示す図であり、（１）に上側から見た平面図を、
（２）に断面図を示す。図７０の構成では、突起の高さ
は約２μｍ、突起の幅は７μｍ、突起と突起の間隙は４
０μｍとし、２枚の基板を貼り合わせた後において、Ｔ
ＦＴ基板の突起とＣＦ基板の突起が交互に配置される構
造とした。なお、図６８の（３）の条件が実現されるた
め、ＴＦＴ基板１７においては、突起が画素電極１３の
間に配置されることになるが、画素電極１３の間にはゲ
ートバスライン３１が設けられているため、画素電極１
３の間に配置される突起はゲートバスライン３１上に位
置することになる。
【００８８】図７０のＬＣＤでは従来のような好ましく
ないドメインは観察されず、スイッチング速度の遅い部
分もないため、残像などは観察されず、良好な表示品質
が得られた。なお、図７０において、画素電極１３間に
配置される突起２０Ｂを画素電極１３のエッジに配置す
れば、図６８の（１）の条件が実現され、その配置で突
起２０Ａと２０Ｂを逆の基板に配置すれば図６８の
（２）の条件が実現される。エッジ上又はエッジに対向
する位置に配置される突起は、ＴＦＴ基板１７側に配置
しても、ＣＦ基板１６側に配置してもよいが、基板の貼
り合わせのずれを考慮すると、ＴＦＴ基板１７側のセル
電極１３のエッジに形成することが望ましい。
【００８９】図７１は、別のパターン形状の突起で、図
６８の（３）の条件を実現した第１１実施例のＬＣＤに
おける突起列の配列を示す図であり、（１）に上側から
見た平面図を、（２）に断面図を示す。図示のように、
セル電極１３の間に碁盤の目のように突起の格子を配置
し、更に、これと相似形の突起を各画素の内側に向かっ
て順次形成した。このような突起パターンを使用すれ
ば、各画素内において配向方向を４分割できる。ただ
し、各配向方向の割合を等しくすることはできない。こ
の場合も、碁盤の目状の突起パターンは、セル電極１３
間に設けられたゲートバスライン３１とデータバスライ
ン３２の上に配置されることになる。
【００９０】なお、図７１においても、セル電極１３間
に配置される突起２０ＢをＴＦＴ基板１７のセル電極１
３のエッジ又はＣＦ基板１６のエッジに対向する部分に
形成すれば、図６８の（１）と（２）の条件が実現され
る。この場合も、突起はＴＦＴ基板１７側のセル電極１
３のエッジに形成することが望ましい。図７１では、長
方形のセル電極に合わせて突起も長方形の格子状に形成
した例を示したが、突起が長方形であるため各配向方向
の割合を等しくすることはできない。そこで、第９実施
例に示したようなジグザグに屈曲した突起列を使用する
ことが考えられる。しかし、図５９及び図６１で説明し
たように、図６４のような突起を設けない限りセル電極
１３のエッジ付近で好ましくないドメインが発生する。
このため、図７２に示すように連続した突起でなく、各
画素１３毎に独立した突起を使用することが考えられ
る。しかし、図７２に示す突起２０Ａと２０Ｂを形成し
た場合には、画素１３のＴで示した部分で配向異常が生
じ、電界制御部（ＴＦＴ）３３からの距離が異なるた
め、応答速度が低下するという問題が生じる。長方形の
画素に対してジグザグに屈曲した突起列で、図６８に示
した突起のセル電極のエッジに対する配置条件を、すべ
てのエッジで満たすことは不可能である。第１２実施例
ではこの問題が解決される。
【００９１】図７３は、第１２実施例における画素電極
１３、ゲートバスライン３１、データバスライン３２、
ＴＦＴ３３、及び突起２０Ａと２０Ｂの形状を示す図で
ある。図示のように、第１２実施例では、画素電極１３
も突起２０Ａと２０Ｂのジグザグに屈曲した形状に合わ
せた形状とした。この形状であれば、配向異常は発生せ
ず、電界制御部３３から画素電極１３の端までの距離が
等しいため、応答速度も改善できる。なお、第１２実施
例では、ゲートバスライン３１も画素電極１３の形状に
合わせてジグザグに屈曲させる。
【００９２】なお、ゲートバスライン３１上に配置され
る突起を画素電極１３のエッジ又はＣＦ基板１６のエッ
ジに対向する部分に形成すれば、図６８の（１）と
（２）の条件が実現される。この場合も、突起はＴＦＴ
基板１７側の画素電極１３のエッジに形成することが望
ましい。但し、図６８の条件が実現されるのは、ゲート
バスライン３１に平行なエッジのみで、データバスライ
ン３２に平行なエッジについては満足しない。そのた
め、この部分については、斜め電界の影響を受けること
になり、図５８から図６１で説明した問題が生じる。
【００９３】図７４は、第１２実施例の変形例の画素電
極１３、ゲートバスライン３１、データバスライン３
２、ＴＦＴ３３、及び突起２０Ａと２０Ｂの形状を示す
図である。図７３の第１２実施例では、ジグザグに屈曲
したセル電極１３の形状に合わせてゲートバスライン３
１もジグザグに屈曲した形状にしたが、セル電極１３の
形状を図７４に示すようにすることで、ゲートバスライ
ン３１は直線でデータバスライン３２がジグザグに屈曲
した形状になるようにすることも可能である。なお、図
７４では、突起２０Ａと２０Ｂは、画素毎に独立してお
らず、複数の画素に渡って連続した突起である。セル電
極１３の間の領域に上下方向に設けられているデータバ
スライン３２の上には突起２０Ｂが設けられ、図６８の
（３）の条件が実現されている。図７４の配置において
も、データバスライン３２上に配置される突起をセル電
極１３のエッジ又はＣＦ基板１６のエッジに対向する部
分に形成すれば、図６８の（１）と（２）の条件が実現
される。この場合も、突起はＴＦＴ基板１７側のセル電
極１３のエッジに形成することが望ましい。
【００９４】なお、図７４の配置では、突起がゲートバ
スライン３１に平行なセル電極１３のエッジを横切って
いる。そのため、この部分については、斜め電界の影響
を受けることになり、図５８から図６１で説明した問題
が生じる。図７５は、第１２実施例の別の変形例を示す
図である。図７５に示した配置は、突起の屈曲が画素内
で２回生じるようにしたものである。これにより、画素
の形状は、図７４より長方形に近くなるため、表示が見
やすくなる。
【００９５】図７６は、第１３実施例のセル電極１３、
ゲートバスライン３１、データバスライン３２、ＴＦＴ
３３、及び突起２０Ａと２０Ｂの形状を示す図であり、
図７７は図７６に示したＡ−Ａ’断面とＢ−Ｂ’断面で
ある。ジグザグに屈曲した突起列を有する場合の、画素
電極１３のエッジ部分の斜め電界による影響を低減する
ため、第１０実施例では表示領域外に領域外ドメイン規
制手段を設け、第１２実施例では画素電極をジグザグに
屈曲した形状にしたが、完全に影響をなくすことは難し
い。そこで、第１３実施例では、図５９と図６１に示す
ような配向が乱され好ましくないドメインが生じる部分
をブラックマトリクス（ＢＭ）３４で遮光して表示に影
響しないようにする。
【００９６】図７６に示したＡ−Ａ’の部分は斜め電界
の影響を受けないので、従来と同様に図７７の（１）に
示すようにＢＭ３４を狭くし、Ｂ−Ｂ’の部分は斜め電
界の影響が大きいので従来に比べてＢＭ３４の幅を広く
して表示されないようにする。これであれば表示品質が
低下することはなく、残像やコントラストの低下は生じ
ない。しかし、ＢＭ３４の面積は増大するため、開口率
が減少して表示の明るさが低下する。しかし、ＢＭ３４
の増加する面積があまり大きくなければ問題にはならな
い。
【００９７】以上のように、第１０実施例から第１３実
施例であれば、画素電極のエッジ部分での斜め電荷の影
響が低減できるので、表示品質が向上する。これまで説
明した実施例では、ドメイン規制手段を設けることによ
り液晶の配向を分割しているが、ドメインの境界部分の
配向を詳細に観察すると、ドメイン規制手段の部分でド
メインが１８０°異なる方位に分割され、ドメイン間の
境界部分（突起、窪み又はスリット上）には９０°方位
が異なる微少ドメインが存在し、微少ドメインも含めた
各ドメインの境界（突起であれば突起のエッジ近傍）に
は暗く見える領域が存在することが分かった。このよう
な暗く見える領域は、開口率の低下を招き、表示が暗く
なってしまいという問題があった。前述のように、ＴＦ
Ｔを用いた液晶表示装置では、開口率を低下させる要因
となるＣＳ電極を設ける必要があり、他にもＴＦＴ部分
や表示画素電極の周囲を遮光するブラックマトリクス
（ＢＭ）を設けており、できるだけ開口率の低下を招か
ないようにする必要がある。
【００９８】ＣＳ電極による補助容量（Storage Capaci
tor)が使用されることについては既に説明したが、ここ
で補助容量の作用と電極構造について簡単に説明する。
図７８の（１）は、補助容量を有する液晶パネルにおけ
る画素毎の回路を示す図である。図１７に示すように、
ＣＳ電極３５はセル電極１３との間に誘電体層を介して
容量素子を構成するようにセル電極１３と平行に形成さ
れる。ＣＳ電極３５はコモン電極１２と同じ電位に接続
されるので、図７８の（１）に示すように、液晶による
容量１と並列に補助容量２が形成される。液晶１への電
圧の印加が行なわれた時には同様に補助容量２にも電圧
の印加が行なわれ、液晶１に保持される電圧が補助容量
２でも保持される。補助容量２は液晶１に比べてバスラ
インなどの電圧変化の影響を受けにくいので、残像やフ
リッカを抑制し、ＴＦＴオフ電流による表示不良の抑制
などに効果がある。ＣＳ電極３５を形成する場合には、
プロセスを簡略にするために、ＴＦＴ素子を構成するゲ
ート（ゲートバスライン）、ソース（データバスライ
ン）、あるいはドレイン（セル）電極と同一層に同一材
料で形成することが望ましい。これらの電極は精度の関
係から不透明な金属で形成されるため、ＣＳ電極３５も
不透明である。上記のように、ＣＳ電極はセル電極１３
と平行に形成されるため、ＣＳ電極の部分は表示画素と
しては使用できず、その分開口率が低下する。
【００９９】液晶表示装置は低消費電力化が進められる
一方表示輝度の向上が要求されている。そのため、開口
率はできるだけ高いことが望ましい。一方、これまで説
明したように表示品質の向上のため突起や電極にスリッ
トが設けられるが、これらの部分の漏れ光が表示品質を
低下させるため、突起には遮光材料を使用したり、スリ
ットであればＢＭなどで遮光することが望ましい。しか
し、これは開口率を低下させる要因になる。そのため、
これらをできるだけ重ねることにより、開口率の低下を
できるだけ防止することが望ましい。
【０１００】図７８の（２）は、狭い幅の突起を多数配
置する場合に考えられるＣＳ電極３５と突起２０Ａと２
０Ｂの配置例である。ＣＳ電極３５の一部には突起２０
Ａと２０Ｂが重なるように設けられているが、ＣＳ電極
３５の方が幅が広いので、重ならない部分も存在する。
図７９は、第１４実施例における突起２０（２０Ａ，２
０Ｂ）とＣＳ電極３５の配置を示す図であり、（１）が
上面図を、（２）が断面図を示す。図示のように、ＣＳ
電極３５は分割されて、突起２０Ａ，２０Ｂの下に設け
られている。所定の容量の補助容量を実現するには、Ｃ
Ｓ電極３５は所定の面積が必要である。図７９の５本に
分割された各ＣＳ電極３５を合わせれば、図７８の
（２）に示すＣＳ電極３５と同じ面積になる。しかも、
図７９ではＣＳ電極３５と突起２０Ａ，２０Ｂはすべて
重なっているため、開口率の低下は実質的にＣＳ電極に
よる低下分のみである。従って、突起を設けても開口率
は低下しないことになる。第１４実施例の配置は、ドメ
イン規制手段として突起を使用する構成であれば適用可
能である。
【０１０１】図８０は、第１４実施例の変形例における
電極１２、１３のスリット２１とＣＳ電極３５の配置を
示す図であり、（１）が上面図を、（２）が断面図を示
す。スリット２１はドメイン規制手段として働くが、そ
の部分は漏れ光を生じるので、遮光することが望まし
い。ここでは第１４実施例と同様に、ＣＳ電極３５を分
割してそれぞれをスリット２１の部分に配置して漏れ光
を遮光している。なお、ＣＳ電極３５の合計の面積は同
じなので、開口率の低下はない。
【０１０２】図８１は、第１４実施例の変形例における
電極１２、１３のスリット２１とＣＳ電極３５の配置を
示す図であり、（１）が上面図を、（２）が断面図を示
す。突起がジグザグに屈曲している以外は、図７９と同
じである。図８２は、第１４実施例の変形例における電
極１２、１３のスリット２１とＣＳ電極３５の配置を示
す図であり、（１）が上面図を、（２）が断面図を示
す。この変形例は、突起２０Ａと２０Ｂの合計の面積の
方が、ＣＳ電極３５の面積よりも大きい場合で、突起２
０Ａと２０Ｂのエッジ部に対応してＣＳ電極３５を設
け、突起の中央部にはＣＳ電極を設けない。これによ
り、突起の頂上付近に存在する９０°方位角の異なる微
少ドメインを、表示に有効に活用でき、より明るい表示
が得られる。
【０１０３】ＣＳ電極３５を分割してドメイン規制手段
の部分に配置する構成は、ドメイン規制手段として窪み
を使用する構成にも適用可能である。以上説明した第１
４実施例では、ドメイン規制手段を使用した場合の開口
率の低下を防止できる。図８３は、第１５実施例の突起
パターンを示す図である。第１５実施例では、上下の基
板にそれぞれ直線状の突起２０Ａと２０Ｂを平行に配置
し、基板の表面から見た時に、これらの突起２０Ａと２
０Ｂが互いに直角に交差するように配置する。電極間に
電圧を印加しない状態では、液晶分子１４は基板表面に
対して垂直に配向するが、突起２０Ａと２０Ｂの斜面付
近の液晶分子は斜面に垂直に配向する。従って、この状
態で、突起２０Ａと２０Ｂの斜面付近の液晶分子は傾斜
しており、しかも傾斜の方向が突起２０Ａの付近と突起
２０Ｂの付近で９０度異なっている。電極間に電圧を印
加すると、液晶分子は基板に平行になる方向に傾くが、
突起２０Ａの付近と突起２０Ｂの付近で９０度異なる方
向に規制されているため捩じれる（ツイストする）。第
１５実施例におけるツイストした場合の画像の変化は、
図２に示したＴＮ型と同じであり、電圧無印加時が図２
の（３）に示す状態であり、電圧印加時が（１）に示す
状態になる点だけが異なる。また、図８３に示すよう
に、第１５実施例においては、突起２０Ａと２０Ｂで囲
まれる範囲内に４つの異なるツイスト領域が形成され
る。従って、視角特性も良好である。なお、隣接する領
域ではツイストの方向が異なる。
【０１０４】図８４は、第１５実施例における応答速度
が第１実施例における応答速度より速くなる理由を説明
する図である。図８４の（１）は、電圧を印加しない状
態を示し、液晶分子は基板に垂直に配向している。電圧
を印加すると、第１５実施例のＬＣＤでは（２）に示す
ように、ツイストするように傾く。これに対して、第１
実施例のＬＣＤでは（３）に示すように、突起に接して
いる液晶分子をトリガとして他の部分の液晶分子が配向
するが、上下の突起の中央付近の液晶は、規制されてい
ないので配向を変化さる時にばたつき、ある程度時間が
経過した後、（４）に示すように同じ方向に配向する。
一般的に、突起を使用したＶＡ方式のＬＣＤに限らず、
ＬＣＤはツイストしての変化は高速であり、第１５実施
例の方が第１実施例より応答速度が高速になる。
【０１０５】図８５は、第１５実施例のＬＣＤの視角特
性を示す図である。視角特性は、第１実施例のＶＡ方式
のＬＣＤと同様に非常に良好であり、ＴＮ方式よりはも
ちろん良好であり、ＩＰＳ方式と比較しても同等以上で
ある。図８６の（１）は、第１５実施例のＬＣＤで６４
階調表示を行う場合の、１６階調目、３２階調目、４８
階調目、６４階調目と黒（１階調目）との間の変化にお
ける応答速度を示す図である。参考として、ＴＮ方式の
応答速度を図８６の（２）に、配向を分割しないモノド
メインＶＡ方式の応答速度を図８７の（１）に、第１実
施例の平行な突起を使用したマルチドメインＶＡ方式の
応答速度を図８７の（２）に示す。例えば、全黒から全
白への応答速度は、ＴＮ方式では５８ｍｓ、モノドメイ
ンＶＡ方式では１９ｍｓ、マルチドメインＶＡ方式では
１９ｍｓであるのに対して、第１５実施例では１９ｍｓ
であり、他のＶＡ方式と同じレベルである。全白から全
黒への応答速度は、ＴＮ方式では２１ｍｓ、モノドメイ
ンＶＡ方式では１２ｍｓ、マルチドメインＶＡ方式では
１２ｍｓであるのに対して、第１５実施例では６ｍｓと
他のＶＡ方式に比べても良好である。更に、全黒から１
６階調目への応答速度は、ＴＮ方式では３０ｍｓ、モノ
ドメインＶＡ方式では５０ｍｓ、マルチドメインＶＡ方
式では１３０ｍｓであるのに対して、第１５実施例では
２８ｍｓであり、ＴＮ方式と同じレベルであり、他のＶ
Ａ方式よりはるかに良好である。１６階調目から全黒へ
の応答速度は、ＴＮ方式では２１ｍｓ、モノドメインＶ
Ａ方式では９ｍｓ、マルチドメインＶＡ方式では１８ｍ
ｓであるのに対して、第１５実施例では４ｍｓであり、
他のどの方式よりも良好であった。なお、ＩＰＳ方式に
ついては、他の方式に比べて応答速度は非常に遅く、全
黒から全白への応答速度と全白から全黒への応答速度は
７５ｍｓ、全黒から１６階調目への応答速度は２００ｍ
ｓ、１６階調目から全黒への応答速度は７５ｍｓであっ
た。
【０１０６】このように、第１５実施例のＬＣＤは、視
角特性及び応答速度とも非常に良好である。図８８は、
上記のようなツイスト型のＶＡ方式を実現する他の突起
パターンを示す図である。図８８の（１）では、それぞ
れの基板に直角な２方向に延び、交差しないように断続
して突起２０Ａと２０Ｂを設け、それぞれの突起が基板
から見た時に交差するように２枚の基板を配置する。こ
の例では、図８３とは異なる形で４つのツイスト領域が
形成される。各ツイスト領域ではツイストの方向は同じ
であり、回転位置が９０度ずつずれている。また、図８
８の（２）では、それぞれの基板に直角な２方向に延
び、互いに交差する突起２０Ａと２０Ｂを設け、両方向
にずらして配置する。この例では、ツイスト方向の異な
る２つのツイスト領域が形成される。
【０１０７】図８３及び図８８において、２枚の基板に
設けられる突起２０Ａと２０Ｂは、直交するように交差
する必要はない。図８９は、図８３の突起２０Ａと２０
Ｂが９０度以外の角度で交差するように配置した例を示
す。この場合もツイスト方向の異なる４つのツイスト領
域が形成されるが、対向する２つの領域では、ツイスト
量が異なることになる。
【０１０８】更に、図８３、図８８及び図８９で示した
突起２０Ａと２０Ｂの替わりにスリットを設けても同様
の結果が得られた。図８３の第１５実施例では、突起２
０Ａと２０Ｂで囲まれる枠では、突起近傍に比べて中央
部では配向を制御するものがなく、突起から遠いため配
向が乱れやすくなる。このため、配向が安定するために
時間がかかり、中央部の応答速度が遅くなることが予想
される。隣り合う二辺となる突起の影響を強く受けるた
め、枠の角部分がもっとも応答が速い。この角の部分で
の配向の影響が中央部に伝わり、そこで他のツイスト領
域の影響とぶつかり、領域が確定されて安定する。この
ように、電圧印加時にすべての液晶が同時に配向するわ
けではなく、ある部分が先に配向し、それが周囲に伝わ
っていくため、突起から離れた中央部では応答速度が遅
くなる。また、例えば、図８３のように交差して作る枠
が正方形となる場合には四隅から伝わるが、図８９のよ
うに交差して作る枠が平行四辺形の場合には、より突起
の影響が強くなる鋭角部分から中央部に伝わっていって
中央部で影響がぶつかり、更に鈍角部分の角に伝わって
いく。このため、枠が正方形より平行四辺形である場合
の方が、応答速度が遅くなる。このような問題を解決す
るため、図９０に示すように、枠の中央部に枠と相似な
突起２０Ｄを設ける。例えば、突起２０Ａと２０Ｂは、
幅を５μｍ、高さを１．５μｍ、突起の間隔を２５μｍ
とし、突起２０Ｄは底面が５μｍの正方形の四角錐とし
たとこと、良好な応答速度が得られた。
【０１０９】図９１は、図８９の突起パターンの枠の中
心に突起を設けた例である。これにより、図８３と同様
な結果が得られた。図８３、図８８及び図８９で示した
突起２０Ａと２０Ｂが交差する構成では、突起２０Ａと
２０Ｂの高さの和が基板の間隔、すなわち液晶層の厚さ
と等しくなるようにすれば、突起２０Ａと２０Ｂが交差
する部分で液晶層の厚さを規定することができる。これ
により、スペーサを使用する必要がなくなる。
【０１１０】図９２は第１６実施例におけるパネル構造
を示す図であり、（１）が側面図を、（２）が１個の格
子に相当する部分の斜視図を示す。また、図９３は第１
６実施例における突起パターンをパネルに垂直な方向か
ら見た図である。図示のように、第１６実施例では、一
方の基板の上に設けた電極１２の上には交差したマトリ
クス状に突起２０Ａを形成し、他方の基板の電極上には
対向する格子の中心位置に相当する位置に四角錐状の突
起２０Ｂを形成する。図９２の（２）に示す領域では、
図１２の（２）に示す原理で配向が分割され、しかも上
下左右均等に分割される。実際には電極間の距離（液晶
層の厚さ）を３．５μｍに、突起２０Ａと２０Ｂの横方
向の間隔を１０μｍに、突起の高さを５μｍで試作した
結果では、視角特性は、図２２に示した第１実施例のも
のと同程度であった。
【０１１１】図２５７は、第１６実施例の変形例を示す
図であり、（１）は突起パターンを、（２）は断面図を
示す。この変形例は、第１６実施例のマトリクス状の突
起と四角錐状の突起の配置を逆にしたものである。すな
わち、ＣＦ基板１６の電極１２上に配置する突起２０Ａ
を四角錐状とし、ＴＦＴ基板１７側の突起２０Ｂを交差
した２次元のマトリクス状とする。突起２０Ａは画素９
の中心に配置し、突起２０Ｂは画素配列と同じピッチと
し、画素９の間のバスライン上に配置する。従って、各
画素内において液晶は４つの方向に配向される。図２５
７の（２）に示すように、画素の中央では突起２０Ａに
よってドメインが分割される。また、画素電極１３の外
側には配置された突起２０Ｂは、図示のように画素の境
界で配向を分割する。更に、この部分では画素電極のエ
ッジがドメイン規制手段として働く。突起２０Ｂによる
配向規制力と画素電極のエッジの配向規制力は一致する
ので、安定した配向分割が行える。この変形例では、突
起２０Ａと突起２０Ｂ及び画素電極１３のエッジとの距
離が長いので、応答速度は若干低下するが、画素内にあ
るのは突起２０Ａのみであるので、画素内で突起の占め
る面積が小さく、表示輝度を高くできる。更に、突起２
０Ｂをバスラインの形成工程で形成すれば、工程が増加
しないので、製造コストを低減できる。
【０１１２】以上説明した第１実施例から第１６実施例
では、液晶の配向を分割するドメイン規制手段として絶
縁材料であるレジストで製作された突起を使用してお
り、これらの実施例では主として突起の斜面の形状を利
用している。しかし、絶縁性の突起は電界遮蔽効果も非
常に重要である。液晶の駆動は、一般的には交流波形で
行われるが、液晶材料面での応答速度の改善に伴い、１
フレーム内（直流が印加される）での影響、すなわち直
流波形による影響についての十分に考慮する必要があ
る。従って、液晶の駆動波形には、交流特性と直流特性
の２面があり、双方の必要条件が満足されなければなら
ない。そこで、この液晶の駆動特性に電界を低減させる
という所望の影響を与えるために配設される上記のレジ
ストは、交流特性と直流特性の双方において所定の条件
に設定される必要がある。具体的には、レジストは、交
流特性としても直流特性としても電界を低減させるよう
に設定される必要がある。
【０１１３】まず、直流特性の観点から、比抵抗ρが、
液晶層の抵抗に対して影響を及ぼす程度に高い必要があ
る。すなわち、液晶の比抵抗（例えば、ＴＦＴ駆動用の
液晶は１０12Ωｃｍ程度又はそれ以上の値）と同等以上
の値に設定されるためには、１０12Ωｃｍ以上の値が必
要であり、１０13Ωｃｍ以上であれば更に望ましい。次
に、交流特性の観点から、レジストがその直下の液晶層
の電界を低減させる作用を持つためには、その電気容量
値（誘電率εと膜厚と断面積とで決まる値）が、そのレ
ジスト下の液晶層の電気容量値に比べて約１０倍以下の
値（インピーダンスとして約１／１０以上の値）である
ことが必要である。例えば、レジストは誘電率εが約３
であるから、液晶層の誘電率ε（約１０）のほぼ１／３
であり、膜厚が約０．１μｍの場合には液晶層の膜厚
（例えば約３．５μｍ）のほぼ１／３５である。この場
合、絶縁膜の容量値は、絶縁膜下の液晶層の容量値の約
１０倍となる。すなわち、レジスト（絶縁膜）は、その
インピーダンスがその直下の液晶層のインピーダンスの
約１／１０の値となるため、液晶層の電界分布に影響を
与えることができる。
【０１１４】従って、レジストの斜面による形状効果に
加えて電界分布による影響が得られ、より安定した強固
な配向が得られる。電圧が印加されると、液晶分子は傾
斜するが、配向分割領域（レジスト上）の中は十分に低
強度の電界であり、この中ではほぼ垂直に配向する液晶
分子が安定に存在し、その両側に発生するドメインの障
壁（分離壁）として作用する。そして更に高い電圧を印
加すると、今度は分割領域（レジスト上）の中の液晶も
傾斜し出す。しかし、今度は先程レジストの両脇に形成
されたドメインがレジストにほぼ水平な方向へと傾斜す
る。（非常に強固な配向が得られる。）この状態を得る
には、分割領域の絶縁層（レジスト）がその直下の液晶
層の約１０倍以下の容量値を有する必要がある。すなわ
ち、誘電率εが小さい材料がよく、膜厚は厚いものほど
よい。誘電率εが約３で、０．１μｍ以上の膜厚の絶縁
膜がよいことを示しているが、更に小さい誘電率εと更
に厚い膜厚とを有する絶縁膜を用いれば一層好ましい作
用・効果を得ることができる。第１実施例から第１６実
施例では、誘電率εが３のノボラック系レジストで、膜
厚１．５μｍの突起を設け、配向分割状況について観察
したが、非常に安定した配向が得られた。ノボラック系
のレジストはＴＦＴやＣＦの製造工程で広く使われてい
るため適用に際しては大きなメリット（設備の増設が不
用等）がある。
【０１１５】また、他のレジストや平担化材に比べても
高い信頼性が得られ問題は全くない事を確認した。ま
た、このような絶縁膜を両側の基板に用いることによ
り、更に好ましい作用・効果を得ることができる。な
お、絶縁膜としては、上記のノボラック系レジスト以外
にもアクリル系のレジスト（ε＝３．２）でも効果を確
認したが、同様の結果が得られた。
【０１１６】第１から第１６実施例では、電極にスリッ
ト部を設けるか、電極上に絶縁体の突起を形成して液晶
分子の配向を分割するようにしたが、他の形にすること
も可能であり、以下それらの例のいくつかを示す。図９
４は第１７実施例のパネル構造を示す図であり、（１）
は斜視図であり、（２）は側面図である。図示のよう
に、第１７実施例では、ガラス基板１６と１７の上に一
方向に平行に延びる突起５０を形成し、その上に電極１
２と１３を形成する。突起５０は半ピッチずれて配置さ
れている。従って、電極１２と１３は一部が突き出た形
状になる。電極の上には垂直配向処理が行われる。この
ような形状の電極を使用した場合、電極間に電圧を印加
すると、電界は垂直方向になるが、配向の方向は突起部
を境として２方向に分かれる。従って、視角特性は従来
よりは改善される。しかし、突起が絶縁物である場合と
は電界分布が異なり、形状のみの効果によって配向を分
割する事となる。そのため、配向の安定性は絶縁体の突
起に比べやや劣る。しかし、上記のように電極上に設け
る突起は低誘電率の絶縁材料を使用する必要があるとい
う制約があり、使用できる材料に制約がある。更に、そ
のような材料で突起を形成するには各種の条件を満たす
必要があり、工程の簡略化の上で問題があった。これに
対して、第１７実施例のパネル構造であれば、このよう
な制約がないという利点がある。
【０１１７】図９５は、第１８実施例のパネル構造を示
す図である。この実施例は、ドメイン規制手段として、
ＩＴＯ電極１２と１３の上に設けた絶縁層５１に溝を設
けたもので、溝の形状は、第２実施例から第９実施例で
示した突起や電極スリットの形状が適用できる。この場
合は、上記の斜め電界による効果は突起の場合と同様に
配向を安定させる方向に作用する。
【０１１８】図９６は、第１９実施例のパネル構造を示
す図である。図示のように、この実施例では、ガラス基
板１６、１７の上にそれぞれ電極１２、１３が形成され
ており、その上に導電体材料で幅１０μｍで深さ１．５
μｍの溝２３Ａ、２３Ｂを有する層６２を形成し、その
上に垂直配向膜２２を形成した。なお、液晶層の厚さは
３．５μｍであり、カラーフィルタ層３９や、バスライ
ン、ＴＦＴなどの図示は省略してある。窪みの部分で液
晶の配向が分割されていることが観察された。すなわ
ち、窪みもドメイン規制手段として作用することを確認
した。
【０１１９】第１９実施例のパネル構造では、突起の場
合と同様に、基板に窪み２３Ａ、２３Ｂを所定の同じピ
ッチ４０μｍで配置し、上と下の窪み２３Ａ、２３Ｂが
半ピッチずれるように配置しているので、隣接する上下
の窪みの間に同じ配向になる領域が形成される。図９７
は、第２０実施例のパネル構造を示す図である。第２０
実施例では、ガラス基板１６、１７の上にそれぞれカラ
ーフィルタ（ＣＦ）樹脂を使用して幅１０μｍで深さ
１．５μｍの溝２３Ａ、２３Ｂを有する層６２を形成
し、その上に電極１２、１３を形成し、更に垂直配向膜
を形成した。すなわち、電極１２、１３の一部が窪んで
いる。そして、突起２３Ａ、２３Ｂは所定の同じピッチ
４０μｍで配置され、上と下の窪み２３Ａ、２３Ｂが半
ピッチずれるように配置されている。この場合も、第１
９実施例と同様の結果が得られた。なお、第２０実施例
では、窪みを有する構造物が電極の下に設けられるの
で、材料に関する制約が少なく、ＣＦ樹脂など他の部分
で使用する材料が使用できる。
【０１２０】突起とスリットの場合には、その部分で液
晶分子が逆方向に広がるように配向が分割されるが、窪
みの場合にはその部分で液晶分子が向き合うように配向
が分割される。すなわち、窪みの配向分割の作用は突起
とスリットのそれと逆の関係にある。従って、ドメイン
規制手段として窪みと突起又はスリットを組み合わせて
使用する場合にはこれまでの実施例と望ましい配置が異
なる。ドメイン規制手段として窪みを使用する場合の配
置について説明する。
【０１２１】図９８は、窪みとスリットを組み合わせた
場合の望ましい配置例の１つを示す図である。図示のよ
うに、図９７に示した第２０実施例の窪み２３Ａと２３
Ｂに対向する位置にスリット２１Ａと２１Ｂを配置す
る。対向する窪みとスリットによる液晶の配向分割の方
向は同じであるので、より配向が安定する。例えば、第
２０実施例の条件で窪みを形成し、スリットの幅を１５
μｍとし、窪みとスリットの中心の間隔を２０μｍとし
た場合、スイッチング時間は、０−５Ｖの駆動条件では
２５ｍｓで、０−３Ｖの駆動条件では４０ｍｓであっ
た。これに対して、スリットのみを使用した場合には、
それぞれ５０ｍｓと８０ｍｓであった。
【０１２２】図９９は、図９８のパネル構造において、
一方の基板（この場合は基板１６）側の窪み２０Ａとス
リット２１Ａを除いたもので、隣接する窪み２０Ｂとス
リット２１Ｂの間に同じ配向方向の領域が形成される。
なお、図９８と図９９のパネル構造において、スリット
の替わりに同じ位置に突起を設けても同様の特性が得ら
れ、応答速度は更に改善される。
【０１２３】図１００は、一方の基板１７の電極１３に
窪み２３Ｂが設けられており、対向する基板１６に突起
２０Ａとスリット２１Ａを窪み２３Ｂに対向する位置に
交互に配置する。この場合、隣接する窪み２３Ｂと突起
２０Ａの組と窪み２３Ｂとスリット２１Ａの組では配向
の方向が異なるので、窪みの中央付近に配向の領域の境
界が生成される。
【０１２４】図１０１は第２１実施例のパネル構造を示
す図である。第２１実施例は、第１９実施例の電極に窪
みを設ける構成を単純マトリクス型のＬＣＤに適用した
実施例である。この場合も、電極１２、１３の表面の一
部が窪んでおり、窪みの部分を境として配向の方向が分
割される。上記のように、窪みの配向分割の作用は突起
とスリットのそれと逆の関係にある。この関係を利用し
て、組み立て誤差があっても配向分割の割合を変えない
ようにすることができる。まず、第２１実施例のパネル
構造における組み立て誤差について説明する。
【０１２５】図１０２は、ドメイン規制手段として両方
の基板に突起を設けた場合のパネル断面である。これま
で説明したように、コモン電極１２上に設けられた突起
２０Ａと、セル電極１３上に設けられた突起２０Ｂによ
り配向が規制される領域が規定される。図１０２の
（１）では、突起２０Ｂの右側の傾斜面と突起２０Ａの
左側の傾斜面で規定される領域をＡ、突起２０Ｂの左側
の傾斜面と突起２０Ａの右側の傾斜面で規定される領域
をＢとしている。
【０１２６】ここで、図１０２の（２）に示すように、
組み立て誤差により、ＣＦ基板１６がＴＦＴ基板１７に
対して左側にずれたとすると、領域Ａが減少し、領域Ｂ
が増加する。従って、領域Ａと領域Ｂの比率は１対１で
なくなり、配向分割される液晶分子の割合が等しくなく
なるので、視角特性が劣化する。図１０３は、第２２実
施例のパネル断面を示す図である。第２２実施例では、
図１０３の（１）に示すように、ＴＦＴ基板１７に窪み
２２Ｂと突起２０Ｂを設け、次にＣＦ基板１６に窪み２
０Ａと突起２２Ａを設け、これを繰り返す。図１０３の
（２）に示すように、組み立て時にＣＦ基板１６がＴＦ
Ｔ基板１７に対してずれた場合、突起２０Ｂと突起２０
Ａで規定される領域Ａ' は減少するが、窪み２２Ｂと窪
み２２Ａで規定される領域Ａ''が減少分だけ増加するの
で、領域Ａは変化しない。領域Ｂは、突起２０Ｂと窪み
２２Ｂ及び突起２０Ａと窪み２２Ａで規定されるが、こ
の間隔は変化しないので領域Ｂは一定である。従って、
領域Ａと領域Ｂの比率は一定であり、視角特性は良好な
まま維持される。
【０１２７】図１０４は、第２３実施例のパネル断面を
示す図である。第２３実施例では、図示のように、ＣＦ
基板１６に突起２２Ａと窪み２０Ａを交互に設け、これ
を繰り返す。領域Ａは突起２０Ａの左側の傾斜面と窪み
２２Ａの右側の傾斜面で規定され、領域Ｂは突起２０Ａ
の右側の傾斜面と窪み２２Ａの左側の傾斜面で規定され
る。従って、一方の基板に設けた突起と窪みだけで配向
の領域が規定されるので、組み立ての精度は影響しな
い。
【０１２８】これまでに説明した実施例は、全方向にわ
たって大きな視野角が得られるようにすることを目的と
した実施例である。しかし、液晶パネルの用途によって
は、かならずしも視野角が大きい必要がない場合や、特
定の方位で大きな視野角が得られればよい場合がある。
これまで説明したドメイン規制手段による配向分割の技
術を使用することにより、このような用途に適したＬＣ
Ｄを実現することができる。次に、このような特殊用途
のＬＣＤに本発明の技術を適用した実施例を説明する。
【０１２９】図１０５は、第２４実施例のパネル構造を
示す図であり、（１）が上面図を、（２）が（１）のＹ
−Ｙ’の断面図を示す。図示のように、基板１６と１７
にはそれぞれ直線状の突起２０Ａと２０Ｂが同じピッチ
で設けられており、突起２０Ａと２０Ｂは対向する位置
から少しずらして配置されている。言い換えれば、図１
０２に示した構造で、Ｂの領域を非常に狭くしてほとん
どＡの領域にしたものである。
【０１３０】第２４実施例のパネルは、例えば、投射型
ＬＣＤに使用されるものである。投射型ＬＣＤは、視角
特性は狭くてもよく、応答速度が速く、高コントラスト
で高輝度であることが要求される。第２４実施例のパネ
ルは、配向方向が実質的に一方向である（モノドメイ
ン）であるため、視角特性は従来のＶＡ方式と同じであ
り、良好とはいえない。しかし、突起２０Ａと２０Ｂが
設けられているため、これまで説明した実施例のＬＣＤ
と同様に、応答速度は従来のものに比べて非常に改善さ
れる。また、コントラストについては、他のＶＡ方式と
同様のレベルのものが得られるので、従来のＴＮ方式や
ＩＰＳ方式と比べて良好である。図２７で説明したよう
に、突起２０Ａと２０Ｂの部分は、配向が乱れて漏れ光
が透過するので、コントラストを高くするには、突起２
０Ａと２０Ｂの部分を遮光することが望ましい。一方、
輝度については、画素電極１３の開口率を高くすること
が望ましい。そこで、図１０５に示すように、突起２０
Ａと２０Ｂは画素電極１３のエッジ部に設けられてい
る。これにより、突起２０Ａと２０Ｂが開口率を低下さ
せることなく、高輝度になる。
【０１３１】応答速度の点からは、突起２０Ａと２０Ｂ
の間隔を狭くすることが望ましいが、そのためには画素
電極１３の範囲に突起２０Ａと２０Ｂを配置する必要が
ある。画素電極１３の範囲に突起２０Ａと２０Ｂを設け
るとその部分を遮光する必要があり、その分開口率が低
下する。このように、応答速度、コントラスト及び輝度
はトレードオフの関係にあり、使用目的などに応じて適
宜設定する必要がある。
【０１３２】図１０６は、第２４実施例のモノドメイン
を形成する技術を利用して、３方向の視角特性が良好な
ＬＣＤパネルを実現する構造を示す図である。この構造
では、１つの画素内に、同じ割合の２つの横方向の配向
の領域と、１つの縦方向の配向の領域を形成するよう
に、突起２０Ａと２０Ｂを設ける。同じ割合の２つの横
方向の配向の領域は、図１０２に示すように、突起２０
Ａと２０Ｂを半ピッチずらして配置することで形成さ
れ、１つの縦方向の配向の領域は、図１０５に示すよう
に、突起２０Ａと２０Ｂを近接して配置することにより
形成される。これにより、左右及び下側の視角特性は良
好であるが、上側の視角特性は他の方向より劣るパネル
が実現される。
【０１３３】第２４実施例のようなＬＣＤは、例えば、
電車のドア上に設けられる表示装置など、高い位置に設
けられ、多数の人が下から見上げるように配置される表
示装置に使用される。図８７に示したように、配向分割
を行わないＶＡ方式のＬＣＤ及び突起などで配向分割を
行うＶＡ方式のＬＣＤは、黒から白又は白から黒への応
答速度はＴＮ方式などに比べて良好であるが、中間調間
での応答速度は十分とはいえない。第２５実施例では、
このような点を改善する。
【０１３４】図１０７は、第２５実施例におけるパネル
構造を示す図であり、（１）はパネル面から見た突起の
形状を示し、（２）は断面図である。図示のように、１
つの画素内で、突起２０Ｂの位置を変えて突起２０Ａと
の間隔が異なる部分を設ける。従って、２方向に配向さ
れるドメインの割合は等しくでき、視角特性は対称であ
る。図示のような構造にすることにより、中間調間での
応答速度が改善したように見える。この原理を図１０８
から図１１１を参照して説明する。
【０１３５】図１０８は、突起間隔による応答速度及び
透過率の変化を測定するために製作したパネルの構造を
示す図である。突起２０Ａと２０Ｂの高さは１．５μｍ
で、幅は１０μｍで、液晶層の厚さは３．５μｍであ
る。突起の一方の間隙ｄ１を２０μｍとし、他方の間隙
ｄ２を変化させ、電極間に印加する電圧を中間調に相当
する０Ｖと３Ｖの間で変化させた時の、間隙ｄ１の領域
とｄ２の領域の応答速度と透過率を測定した。
【０１３６】図１０９は、上記のようにして測定した応
答速度の結果を示すグラフである。このグラフは、図２
０に示した対象部分を抜き出したものに相当する。図か
ら明らかなように、間隙ｄ２が狭くなるに従って応答時
間が低下することが分かる。図１１０の（１）は、間隙
ｄ２をパラメータとして印加電圧を変化させた時の透過
率の変化を示す。図１１０の（２）は、間隙ｄ２をパラ
メータとした電圧を０Ｖから３Ｖに変化させた時の透過
率の変化を示す。図１１０から、突起の間隙ｄ２を小さ
くすることにより、中間調の応答速度が大幅に改善され
ることが分かる。しかし、突起の間隙ｄ２を小さくする
ことにより、最大透過率が低下する。図１１１の（１）
は、各ｄ２での透過率の時間変化を正規化して示したグ
ラフであり、（２）は液晶の配向変化を説明する図であ
る。図１１１の（１）に示すように、透過率が最大透過
率の９０％に達するまでの時間をオン応答時間とし、ｄ
２が１０μｍの時のオン応答時間をＴｏｎ１、ｄ２が２
０μｍの時のオン応答時間をＴｏｎ２、ｄ２が３０μｍ
の時のオン応答時間をＴｏｎ３とすると、Ｔｏｎ１＜Ｔ
ｏｎ２＜Ｔｏｎ３の順である。このような差を生じるの
は、図１１１の（２）に示すように、電圧無印加時には
突起の近傍の液晶のみが突起の斜面に垂直に配向してお
り、突起から離れた液晶は電極に垂直に配向している。
電圧を印加すると液晶は傾くが、どちらの方向に傾くか
は電極に垂直な軸に対して３６０度の方向を取りえる。
突起の近傍の液晶は電圧無印加時に配向しており、これ
をトリガとして突起の間の液晶がそれに沿うように配向
する。このようにして同じ方向に配向するドメインが形
成される。従って、突起に近いほど高速に配向する。
【０１３７】前述のように、現状のＶＡ方式のＬＣＤ
で、黒と白の間の応答時間は十分に短く、応答速度が問
題になるのは中間調での応答時間である。図１０７に示
すような構造の場合、間隙ｄ２''の狭い領域での透過率
が短時間に変化し、間隙ｄ２’の広い領域での透過率が
ゆっくり変化する。間隙ｄ２''の領域は間隙ｄ２’の領
域より狭く、透過率に寄与する割合は小さいが、人間の
目は対数的な特性を有するので、間隙ｄ２''の狭い領域
での透過率が少し変化しても比較的大きな変化として捕
らえる。従って、間隙ｄ２''の狭い領域での透過率が短
時間に変化すれば全体として急激に変化したように感じ
る。
【０１３８】以上のように、第２５実施例のパネルであ
れば、透過率を低下させずに、中間調間での応答速度が
改善したように見える。図１１２は、第２６実施例のパ
ネル構造を示す図である。図示のように、第２６実施例
においては、基板１６、１７に突起２０Ａと２０Ｂを等
ピッチで設け、その上に電極１２と１３を形成するが、
突起２０Ａと２０Ｂの一方の斜面には電極を形成しない
ようにし、更に垂直配向膜を形成する。そして、突起２
０Ａと２０Ｂの電極の形成されている斜面と電極が形成
されていない斜面同士が隣接するように配置する。電極
が形成されていない斜面間の領域では、液晶はこの斜面
に垂直に配向し、これにより配向方向が決定される。な
お、液晶層における電界は図中で破線で示すようになっ
ており、液晶は電界に沿って配向するので、電極が形成
されていない斜面付近での電界による配向方向は、斜面
による配向方向と一致する。
【０１３９】一方、電極の形成されている斜面の間で
は、斜面付近の液晶は斜面に対して垂直に配向している
が、この領域における電界の配向方向は斜面による配向
方向と異なる。そのため、この領域の液晶は、電圧を印
加すると斜面付近を除いて電界に沿って配向する。これ
により、２つの領域における配向方向は等しくなり、モ
ノドメイン配向が得られる。
【０１４０】第２６実施例のパネルに負の屈折率異方性
を有し、リタデーションが液晶パネルのリタデーション
と同じ位相差フィルムを重ねた時のコントラストに関す
る視角特性を図１１３に示す。広い視野角にわたって高
いコントラストが得られた。なお、このパネルを投射型
プロジェクタに組み込んだ時には、コントラスト比３０
０以上となった。なお、通常のＴＮ方式のＬＣＤを投射
型プロジェクタに組み込んだ時に得られるコントラスト
比は１００程度であり、大幅に改善されたことが分か
る。
【０１４１】第１実施例などのドメイン規制手段として
突起を設けたパネルを駆動した場合、ゲートバスライ
ン、データバスラインの近傍において、表示品質の劣化
が見られた。これはバスライン近傍で好ましくない微少
ドメイン領域が発生し、その発生に伴って液晶の配向が
乱れ、応答速度が低下するためということが分かった。
このような乱れが発生すると、更に視角特性や色特性が
低下する。次に説明する第２７実施例では、そのような
問題を解決する。
【０１４２】図１１４は、第１実施例に示された直線の
突起を繰り返すパターンの例を示す図である。この突起
パターンは、一定の幅で一定の高さの突起が所定のピッ
チで繰り返されていた。従って、図１１４で、突起の幅
ｌと間隙ｍはそれぞれ一定の値ｌ1 とｍ1 である。な
お、突起の幅については一方の基板に形成される突起と
他方の基板に形成される突起で異なる例が示されている
が、基板毎に形成される突起については幅ｌは一定であ
る。また、突起の高さｈについても一定であった。
【０１４３】図１１５は、使用した液晶の光学異方性の
波長分散特性を示す図である。図示のように、短波長ほ
どリタデーションΔｎが大きくなることが分かる。従っ
て、青（Ｂ）画素、緑（Ｇ）画素、赤（Ｒ）画素の順で
リタデーションΔｎが大きくなり、色によって液晶層を
通過する間のリタデーションΔｎに差が生じる。この差
はできるだけ小さいことが望ましい。
【０１４４】図１１６は、本発明の第２７実施例の突起
パターンを示す図である。第２７実施例では、青（Ｂ）
画素１３Ｂ、緑（Ｇ）画素１３Ｇ、赤（Ｒ）画素１３Ｒ
の各画素で、突起の幅ｌは同じであるが、突起の間隙ｍ
を異なる値にしている。具体的にはｍを、Ｂ画素１３Ｂ
ではｍ1 に、Ｇ画素１３Ｇではｍ2 に、Ｒ画素１３Ｒで
はｍ3 にしており、ｍ1 ＞ｍ2 ＞ｍ3 である。
【０１４５】突起の間隙ｍが小さいほど液晶分子が受け
る電界ベクトルの影響が強くなり、駆動に伴う電界ベク
トルの問題を抑制することができる。図１１７は、印加
電圧と透過率の関係を突起の間隙を変化させて測定した
結果を示す図であり、間隙ｍが大きくなればそれだけ開
口率が増すため透過率も向上する。液晶の光学異方性の
波長分散特性は図１１５の通りであるから、図１１６の
ように各色画素毎に突起の間隙ｍを変えることにより、
色によって液晶層を通過する間のリタデーションΔｎの
差を小さくできることになり、色特性を改善できる。
【０１４６】図１１８は、本発明の第２８実施例の突起
パターンを示す図である。第２８実施例では、青（Ｂ）
画素１３Ｂ、緑（Ｇ）画素１３Ｇ、赤（Ｒ）画素１３Ｒ
の各画素で、突起の間隙ｍは同じであるが、突起の幅ｌ
を異なる値にしている。効果は、第２７実施例と同じで
ある。図１１９は、本発明の第２９実施例の突起パター
ンを示す図である。第２９実施例では、各画素内におい
て、突起の間隙ｍを、上側と下側のゲートバスラインに
近い領域では小さな値ｍ1 にし、中央の領域では大きな
値ｍ2 にしている。ゲートバスラインやデータバスライ
ンなどのバスライン近傍においては、駆動に伴う電界ベ
クトルにより、液晶分子が表示に適さない状態に倒れる
ドメインが発生する場合があり、これが表示品質を低下
させていた。第２９実施例では、ゲートバスラインに近
い領域では突起の間隙を狭くしてゲートバスラインが発
生する電界ベクトルの影響を受けにくくしている。これ
により、好ましくないドメインの発生が抑制され、表示
品質が向上する。なお、突起の間隙を狭くするとその分
開口率が低下して暗くなるため、開口率の点からは突起
の間隙は広いほうがよい。第２９実施例のような突起パ
ターンにすることにより、開口率の低下を最小限にして
ゲートバスラインが発生する電界ベクトルの影響を低減
できる。
【０１４７】図１２０は、図１１９の第２９実施例の突
起パターンを実際に実現した場合の画素構造を示す図で
ある。図１２１は、本発明の第３０実施例の突起列を示
す図である。図示のように、第３０実施例では、突起の
高さを徐々に変化させている。図１２２は突起の高さを
変化させた時の印加電圧と透過率の関係の変化を、図１
２３は突起の高さを変化させた時の印加電圧とコントラ
スト比の関係の変化を、図１２４は突起の高さに対する
白状態の透過率の変化を、図１２５は突起の高さに対す
る黒状態の透過率の変化を示す図である。これらの図
は、突起を形成するレジストの幅と間隙をそれぞれ７．
５μｍと１５μｍ、セル厚は約３．５μｍとし、レジス
トの高さを、１．５３７μｍ、１．６００μｍ、２．３
０９９μｍ、２．４４８６μｍとし、実験装置で透過率
とコントラスト比を測定した結果である。
【０１４８】この結果から、レジストが高くなるとそれ
に応じて白状態（５Ｖ印加時）透過率も増加する。これ
は液晶を傾斜させるための補助的な役割を担う突起が大
きいため、液晶分子がより確実に倒れるためであると思
われる。黒状態（電圧無印加時）での透過率（漏れ光）
も突起の高さが増せば増すほど増加する。これは黒のレ
ベルを落とす方向に作用するためあまり好ましくない。
従って、コントラスト（白輝度／黒輝度）は突起が高く
なるほど低下するので、突起の材料としては遮光材料を
使用し、突起の高さはあまり高くしないことが望まし
い。
【０１４９】いずれにしろ、突起の高さを変化させるこ
とにより、液晶の配向状態を変えることができるので、
各カラー画素毎に突起の高さを変化させて色特性を調整
したり、バスラインとの距離に応じて適当な突起の高さ
を設定することによりより良好な表示が可能になる。例
えば、Ｒ画素では突起の高さを高くし、Ｇ画素、Ｂ画素
の順で突起の高さを小さくしたり、１画素内において、
バスラインの近傍では突起の高さを高く、中央部では突
起の高さを低くする。
【０１５０】なお、突起の高さをセル厚と同じ高さまで
増加したとしても一応画面表示は問題なくできることを
確認した。従って、突起の高さを、図１２６の（１）に
示すようにセル厚と同じ、又は図１２６の（２）に示す
ように、２枚の基板の対向する位置に突起を設け、それ
らの高さの和がセル厚と同じになるようにすることで、
突起にパネルスペーサの役割をさせることができる。
【０１５１】図１２７は、第３１実施例の突起パターン
を示す図である。ここでは図１２７の（１）に示すよう
に、突起の側面の傾斜を、側面が基板（電極）とのなす
角θで規定する。この角度をテーパ角と呼ぶこととす
る。第３１実施例では、突起２０のテーパ角θが図１２
７の（２）に示すようにいくつかの値を取りえるとす
る。一般に、テーパ角θが大きいほど、液晶の倒れ込む
配向状態は良好になる。従って、テーパ角θを変化させ
ることにより、液晶の配向状態を変えることができるの
で、各カラー画素毎にテーパ角θを変化させて色特性を
調整したり、バスラインとの距離に応じて適当なテーパ
角θを設定することによりより良好な表示が可能にな
る。例えば、Ｒ画素ではテーパ角θを大きく、Ｇ画素、
Ｂ画素の順でテーパ角θを小さくしたり、１画素内にお
いて、バスラインの近傍ではテーパ角θを大きく、中央
部ではテーパ角θを小さくする。
【０１５２】以上説明したように、突起の間隙、幅、高
さ、テーパ角などを変化させることにより、突起の配向
規制力が変化するので、カラー画素毎に又は１画素内で
これらの条件を異ならせて部分的に突起の配向規制力に
差を付けて、液晶の視角特性・応答速度を理想的な状態
に近づけることが可能となる。図１１５に示すように、
液晶のリタデーションは波長に依存する。そこで、この
特性に着目して白表示の輝度を向上させると共に、全カ
ラー画素について高い応答速度を実現した液晶パネルの
実施例を説明する。
【０１５３】まず、ＶＡ方式の波長依存性について簡単
に説明する。図１２８は、負の誘電異方性を有する液晶
（ｎ型液晶）を用いた垂直配向（ＶＡ）方式の液晶表示
パネルでツイスト角を持たせた場合の、液晶層のツイス
ト角の電圧印加による変化を示す図である。電圧無印加
時には、一方の基板表面では９０度の方向に配向してお
り、他方の基板表面では０度の方向に配向しており、９
０度ツイストしている。この状態で電圧を印加すると、
基板表面近傍の液晶分子のみが基板表面のアンカリング
エネルギに付随してツイストするが、それ以外の層では
ほとんどツイストが起きない。そのため、実質的には旋
光（ＴＮ）モードとはならず、複屈折モードとなる。図
１２９は、ＴＮモードと複屈折モードにおけるリタデー
ションΔｎｄの変化に対する相対輝度（透過率）の変化
を示す図である。図示のように、複屈折モードはＴＮモ
ードに比べて液晶のΔｎｄに対して、より急峻な透過率
特性を示す。前述のように、ｎ型液晶を用いた垂直配向
液晶では、偏光板をクロスニコルにして、電圧無印加時
に黒表示、電圧印加時に白表示としている。
【０１５４】図１３０は、各波長（Ｒ：６７０ｎｍ，
Ｇ：５５０ｎｍ，Ｂ：４５０ｎｍ）におけるΔｎｄの変
化に対する透過率の変化を示す図である。この図から、
白表示における輝度が最大となるΔｎｄ、すなわち５５
０ｎｍの波長に対して透過率が最大のΔｎｄに液晶層の
厚さを設定すると、４５０ｎｍに対する透過率が低くな
り過ぎるため、輝度最大から求まる厚さより薄めに液晶
層の厚さを設定し、白表示における色付きを押さえてき
た。そのために白表示における輝度がＴＮモードに比べ
て暗く、ＴＮモードの液晶表示パネルと同等の白輝度を
得るためにはバックライト輝度を明るくする必要があ
る。しかし、バックライト輝度を明るくするには照明の
消費電力を大きくする必要があり、パネルの適用範囲が
限定されることになる。また、白輝度重視で液晶層の厚
さを厚くした場合には、ＴＮモードに比べて４５０ｎｍ
に対する透過率が低くなり過ぎるため、白表示において
パネルが黄色付いてしまうという問題があった。
【０１５５】一方、視野範囲を広げるために位相差フィ
ルムを付加することが行われているが、液晶層の厚さが
厚くなると、極角（左右）方向の色変化が大きくなり、
位相差フィルムのリタデーション値が同じでも色差がよ
り大きくなるという問題があった。そこで、第３２実施
例では、各カラー画素の液晶層の厚さを、駆動電圧印加
時に透過率が最大となるように個別に設定する。しか
し、液晶層の厚さが異なると、応答速度に差が生じ、動
作表示を行った場合に色調を正しく表示できなくなる。
そこで、液晶層の厚さを各カラー画素毎に異なる値に設
定する場合には、液晶の応答速度を均一にする手段が必
要になる。
【０１５６】図１３１は、液晶層を上記の３種の波長で
最大の透過率が得られるように液晶層のΔｎｄを設定し
た場合の、突起又はスリットの間隙に対する液晶応答速
度の変化を示す図である。液晶応答速度は液晶層の厚さ
が厚くなるに従って低下する。突起を使用して配向を制
御するＶＡ方式のＬＣＤパネルにおいては、液晶応答速
度は、突起の誘電率、突起形状、突起の間隙などによっ
て変化するが、誘電率、突起の形状、高さが一定であれ
ば、突起の間隙が狭くなるほど応答速度は速くなる。図
１３１で、例えば、液晶の応答速度を２５ｍｓとするに
は、突起又はスリットの間隙を、Ｒ画素では２０μｍ
に、Ｇ画素では２５μｍに、Ｂ画素では３０μｍに設定
する必要があることが分かる。
【０１５７】また、図１３２は、突起又はスリットの間
隙に対する開口率の変化を示す図である。図１３１か
ら、突起又はスリットの間隙を、Ｒ画素では２０μｍ
に、Ｇ画素では２５μｍに、Ｂ画素では３０μｍに設定
した場合、それぞれ開口率は８０％、８３．３％、８
５．７％になり、開口率に差が生じる。以上の点を考慮
して、第３２実施例では、各カラー画素の液晶層の厚さ
を、駆動電圧印加時に透過率が最大となるように個別に
設定すると共に、突起の間隙を調整して各カラー画素で
の応答速度を一致させ、更に開口率が一致するように各
カラー画素の面積を変えた。
【０１５８】図１３３は、第３２実施例のパネル構造を
示す図である。図示のように、両方の基板１６、１７
に、Ｒ画素部分はなく、Ｇ画素部分は０．５５μｍの厚
さで、Ｂ画素部分の厚さが１．０５μｍの構造物７１を
設けた。この厚さは、ｎ型液晶を用いたＶＡ方式の複屈
折モードについてシュミレーションにより最適条件を算
出した。更に、突起２０Ａの高さをＲ画素で２．４５μ
ｍに、Ｇ画素で１．９μｍに、Ｂ画素で１．４μｍにし
た。更に、突起の間隙をＲ画素で２０μｍに、Ｇ画素で
２５μｍに、Ｂ画素で３０μｍにした。更に、Ｂ画素：
Ｇ画素：Ｒ画素の面積比を１：１．０３：１．０７とし
た。すなわち画素面積をＲ画素＞Ｇ画素＞Ｂ画素の順と
した。
【０１５９】構造物７１は、アクリル系樹脂を使用し、
レジストをＢ画素で１．４μの厚さになるように塗布し
た上でフォトリソグラフィで幅５μｍの突起とした。そ
の上で、垂直配向膜を塗布し、３．６μｍのスペーサを
散布してシールを形成して貼り合わせ、シールを硬化後
液晶の注入を行った。このようにして、液晶層の厚さ
が、Ｒ画では５．７μｍに、Ｇ画素では４．６μｍに、
Ｂ画では３．６μｍになる。
【０１６０】図１３４は、ＣＦ基板１６に突起を形成
し、ＴＦＴ基板１７の画素電極１３にスリット２１を形
成した第３２実施例の変形例のパネル構造を示す図であ
る。この変形例では、ＣＦ基板１６に、Ｒ画素部分はな
く、Ｇ画素部分は１．１μｍの厚さで、Ｂ画素部分の厚
さが２．１μｍのアクリル系樹脂の構造物７１を設け
た。その上にレジストをＢ画素で１．４μの厚さになる
ように塗布した上でフォトリソグラフィで幅５μｍの突
起とした。これにより、突起の高さは、Ｒ画素で３．５
μｍに、Ｇ画素で２．５μｍに、Ｂ画素で１．４μｍに
なる。突起２０Ａとスリットの間隙は、Ｒ画素で２０μ
ｍに、Ｇ画素で２５μｍに、Ｂ画素で３０μｍにした。
Ｂ画素：Ｇ画素：Ｒ画素の面積比を１：１．０３：１．
０７とした。
【０１６１】以上のようにして製作した第３２実施例及
びその変形例のパネルをＧ画素の液晶層のΔｎｄに合わ
せた２軸の位相差フィルム（厚み方向のリタデーション
値３２０ｎｍ）を付加し、パネル透過率、視野角、極角
方向（０度−８０度）での色差を測定した。その結果を
図２５２に示す。なお、図２５２では、第３２実施例を
実施例Ａで、変形例を実施例Ｂで示し、液晶層の厚さを
変えた従来例における測定結果を参考値として示す。
【０１６２】図２５２から分かるように、従来例１で示
すように透過率を上げるために液晶層の厚さを厚くする
と、正面での透過率（輝度）は高くできるが、極角方向
で光路長が長くなるため、各波長の透過率は大きく変動
し、色差が大きくなる。これに対して、第３２実施例及
びその変形例のパネルでは、液晶の応答速度を均一化す
るため突起又はスリットの間隙幅をＲ画素とＧ画素で狭
くしており、開口率が低い分透過率は従来例２より低下
している。しかし、それぞれの液晶層の厚さを駆動電圧
印加時（白表示）において透過率最大になるように設定
しているため、極角方向での色差は小さくなっている。
【０１６３】第３２実施例及びその変形例のパネルであ
れば、広い視野角範囲でパネルを色付かせることなく、
白輝度をＴＮモードなみに明るくできる。また、液晶層
の厚みに応じて液晶応答速度を均一化しているため、動
画表示を行った場合でも色再現性のよい表示が得られ
る。次に、突起の作り形について説明する。
【０１６４】ＣＦ基板１６及びＴＦＴ基板１７の電極１
２、１３上に突起を形成する場合には、ＩＴＯ膜で電極
を形成した後、レジストを塗布してフォトリソグラフィ
でパターンニングすることが考えられる。この方法であ
れば、周知の技術で作れるので、ここでは説明を省略す
る。上記のような方法で突起を作る場合、突起パターン
を形成するための工程を別に設ける必要が生じる。従来
の工程をそのまま利用してＴＦＴ基板に突起が形成でき
れば工程の増加が防げる。絶縁性の突起を形成する場合
には、従来の工程で使用する絶縁層を更にパターニング
して突起パターンを残すことが考えられ、導電性の突起
を形成する場合には、従来の工程で使用する導電層を更
にパターニングして突起パターンを残すことが考えられ
る。
【０１６５】図１３５は、第３３実施例のＴＦＴ基板の
構造を示す図である。第３３実施例では、従来の工程で
使用する絶縁層を利用して絶縁性の突起を形成するため
の構造である。この構造では、まずＩＴＯ電極１３を形
成し、その上に絶縁層を形成し、ＩＴＯ電極１３の部分
は除去する。この時、突起６８の部分は残す。更にゲー
ト電極３１を形成し、更に絶縁層を形成し、必要な部分
以外は除去するが、この時突起の厚さが必要であれば、
突起６８の部分は残す。後は従来と同様にデータバスラ
インとＴＦＴを形成する。図では、参照番号４１がドレ
イン電極（データバスライン）で、６５がチャンネル保
護膜で、６６が素子を分離するための配線層で、６７が
トランジスタの動作層である。ＩＴＯ電極１３とソース
電極はホールにより接続される。
【０１６６】図１３６は、第３３実施例で製作した突起
パターンの例であり、（１）が２つの配向分割領域を形
成するための直線状の平行な突起であり、（２）が４つ
の配向分割領域を形成するためのジグザグな突起であ
る。図において、参照番号６８で示す部分が突起に相当
し、６９が画素部分に相当する。図１３７は、第３４実
施例のパネル構造を示す図である。第３４実施例では、
従来の工程で使用する導電層を利用して導電性の突起を
形成するための構造である。この構造では、まずＴＦＴ
を遮光するためのＴＦＴ遮光メタル層７０が形成され、
その上に絶縁層が形成され、更にＩＴＯ電極１３が形成
される。更に絶縁層が形成され、データバスライン及び
ＴＦＴのソース４１、ドレイン４２が形成され、その上
に絶縁層７２が形成される。そして、ゲート電極３１の
層が形成され、ゲート電極の部分を除いてこの層を除去
するが、その時に、突起の部分２０Ｂを残す。
【０１６７】図１３８は、第３４実施例で製作した突起
パターンの例であり、（１）が２つの配向分割領域を形
成するための直線状の平行な突起であり、（２）が４つ
の配向分割領域を形成するためのジグザグな突起であ
る。図において、参照番号２０Ｂで示す部分が突起に相
当する。参照番号３５は、ＣＳ電極である。ＣＳ電極３
５は、ブラックマトリクスとして作用するように、画素
電極のエッジに沿って延びているが、突起２０Ｂとは分
離されている。これは、ＣＳ電極３５は画素電極（ＩＴ
Ｏ電極）１３に対してある電圧になるが、突起２０Ｂに
この電圧が印加されると液晶の配向に悪影響を及ぼすお
それが有るためである。
【０１６８】図１３９は、第３５実施例のパネルのＴＦ
Ｔ基板を製作する工程を示す図である。（１）に示すよ
うに、ガラス基板１７上にゲート電極３１をパターンニ
ングする。次に、ＳｉＮｘ層４０、アモルファスシリコ
ン（α−Ｓｉ）層７２、ＳｉＮｘ層６５を順に形成す
る。更に、（２）に示すように、ＳｉＮｘ層６５をチャ
ンネル保護膜の部分のみを残してα−Ｓｉ層７２までエ
ッチングする。更に、ｎ + α−Ｓｉ層と、データバスラ
イン、ソース４１、ドレイン４２に相当するＴｉ／Ａｌ
／Ｔｉ層を形成し、パターンニングにてデータバスライ
ン、ソース４１、ドレイン４２に相当する部分のみを残
すようにエッチングする。（４）のように、最終保護膜
４３に相当するＳｉＮｘ層を形成後、絶縁に必要な部分
及び突起に相当する部分４３Ｂ、４０Ｂを残してガラス
基板１７の表面までエッチングする。この時、同時にソ
ース電極４１と画素電極とのコンタクトホールも形成す
る。この際、ソース電極４１がエッチングストッパにな
る。更に、ＩＴＯ電極層を形成してパターンニングし、
画素電極１３を形成する。従って、突起の高さはＳｉＮ
ｘ層４０と最終保護膜４３の和となる。
【０１６９】図１４０は、第３５実施例のパネルの変形
例の構造を示す図であり、最終保護膜４３に相当するＳ
ｉＮｘ層をエッチングする時に、ＳｉＮｘ層４０の上面
までエッチングする。従って、突起の高さは最終保護膜
４３の厚さである。図１４１は、第３６実施例のパネル
のＴＦＴ基板を製作する工程を示す図である。（１）に
示すように、ガラス基板１７上にゲート電極３１をパタ
ーンニングする。次に、ＩＴＯ電極層を形成してパター
ンニングし、画素電極１３を形成する。（２）に示すよ
うに、ＳｉＮｘ層４０、アモルファスシリコン（α−Ｓ
ｉ）層７２、ＳｉＮｘ層６５を順に形成する。更に、Ｓ
ｉＮｘ層６５をチャンネル保護膜の部分のみを残してα
−Ｓｉ層７２までエッチングする。更に、ｎ+ α−Ｓｉ
層７３を形成する。（３）に示すように、必要な部分及
び突起に相当する部分４０Ｂを残して画素電極１３の表
面までエッチングする。（４）に示すように、データバ
スライン、ソース４１、ドレイン４２に相当するＴｉ／
Ａｌ／Ｔｉ層を形成し、データバスライン、ソース４
１、ドレイン４２に相当する部分のみを残すようにパタ
ーンニングする。そして、データバスライン、ソース４
１、ドレイン４２をマスクとしてｎ+ α−Ｓｉ層７３と
α−Ｓｉ層７２をエッチングする。（５）のように、最
終保護膜４３に相当するＳｉＮｘ層を形成後、絶縁に必
要な部分及び突起に相当する部分４３Ｂ、４０Ｂを残し
て画素電極１３の表面までエッチングする。
【０１７０】以上、ＴＦＴ基板１７側の突起２０Ｂの製
作に関する実施例について説明したが、ＴＦＴ基板１７
の構造などに応じて各種の変形例がある。いずれにし
ろ、ＴＦＴ基板１７の他の部分のプロセスと共用して突
起を製作することにより、製造コストを低減できる。す
でに説明したように、電極上に設けられた誘電体の突起
は、斜面による配向規制の方向と突起部分での電界によ
る配向規制の方向が一致するので、安定した配向が得ら
れるという利点がある。しかし、突起は電極上に設けら
れた誘電体であり、その上に配向膜が形成されるため、
一対の電極間では液晶セル内が非対称構造となり、電圧
の印加に伴って電荷が溜まりやすい。そのため、残留Ｄ
Ｃ電圧が高くなり、いわゆる「焼き付き」と呼ばれる現
象が発生するという問題があった。
【０１７１】図１４２は、電極上の誘電体の厚さと残留
ＤＣ電圧の大きさの関係を示す図であり、（１）がその
関係を示すグラフであり、（２）が誘電体の厚さｄに相
当する部分と、「焼き付き」の起きる場所を示してい
る。垂直配向膜２２も誘電体であり、図１４２の（２）
に示すように、突起の高さと垂直配向膜２２の和が誘電
体の厚さｄに相当する。図１４２の（１）に示すよう
に、ｄの増加に伴って残留ＤＣ電圧が増加する。従っ
て、図１４２の（２）に示す突起２０の部分で焼き付き
が発生しやすい。これは、図９５の第１８実施例のよう
に、電極上に誘電体で窪みを形成する場合も同じであ
る。次に説明する第３７実施例では、このような問題が
発生しないようにする。
【０１７２】図１４３は、第３７実施例の突起構造を示
す図であり、（１）は突起２０の斜視図であり、（２）
は断面図である。図示のように、突起２０は７μｍの幅
を有し、上面の幅が５μｍ程度で、高さが１〜１．５μ
ｍ程度である。この上面に多数の微細な穴が設けられて
いる。この微細な穴は、直径が２μｍ以下である。図１
４４は、上記の微細な穴を有する突起（ＣＦ基板側）の
作り形を示す図である。（１）のように、ＩＴＯ膜の対
向電極１２が形成されたガラス基板を洗浄する。（２）
のように、その上に感光樹脂（レジスト）を塗布し、ベ
ークしてレジスト層３５１を形成する。（３）のよう
に、突起以外の部分及び穴の部分を透過するマスクパタ
ーン３５２を密着させて露光する。これを現像して
（４）に示すような突起２０が得られた。更にベークす
ると、突起２０が収縮して、（５）に示すように側面が
斜面になる。
【０１７３】上記のようにして突起に微細な穴を形成し
たものと、形成していない基板を組み立て、フリッカ消
去法により残留ＤＣ電圧を測定したところ（ＤＣ：３
Ｖ，ＡＣ：２．５Ｖ、温度５０°Ｃ、ＤＣ印加時間１０
分）、微細な穴を形成した場合には０．０９Ｖであり、
微細な穴を形成していない場合には０．２５Ｖであっ
た。このように残留ＤＣ電圧が低減されるので、焼き付
きが起きにくくなる。
【０１７４】液晶分子は突起などの斜面に垂直に配向
し、電界に垂直に配向する。しかし、突起の間隔が、上
記の微細な穴の程度に小さくなると微細部分の斜面に対
しては配向しなくなることが分かった。従って、突起の
上面の部分では両側の斜面による配向の影響を受け、そ
れに従って配向する。図１４５は、第３８実施例の突起
構造を示す図である。第３８実施例では、ＴＦＴ基板側
の７．５μｍ幅の突起２０Ｂの下に、幅３μｍの厚みの
薄い溝を設けた。更に、突起２０Ｂの下に、クロム性の
遮光層３４を設けている。このような突起２０Ｂは、第
３７実施例と同様の方法で製作できる。第３８実施例の
突起構造で残留ＤＣ電圧を測定した結果は、０．１０Ｖ
であり、第３７実施例と同程度の結果が得られた。
【０１７５】第３８実施例の突起構造では、図示のよう
に、電圧無印加時に溝の部分で液晶分子が基板に垂直な
方向に配向せず、垂直配向性が劣化することがあるが、
遮光膜３４が設けられているので、この部分の配向異常
による漏れ光は遮光されるので、コントラストが低下す
ることはない。次に、レジストで作った突起の断面形状
について調べた。通常、レジストはパターニング直後に
は図１４６の（１）に示す様な断面形状をしている。し
かし、本発明の方式の場合、断面形状として多少なだら
かな傾斜をもった蒲鉾（シリンダ）形の断面の方がより
安定した配向が得られる。ここでは、パターニング直後
の基板を２００°Ｃで焼成し、レジストの断面形状を図
１４６の（２）に示すような形状に変化させた。図１４
７は、パターニングしたレジストを焼成する温度を変化
させた時のレジストの断面形状の変化を示す図である。
焼成温度を１５０°Ｃ以上に上げても断面形状のそれ以
上の変化は小さかった。
【０１７６】レジストを２００°Ｃで焼成したのは、レ
ジストの断面形状を変化させる以外に別の重要な理由が
ある。その理由は、試作に使用したレジストは通常の焼
成処理（１３５℃４０分）を行っただけでは配向膜の溶
剤と反応して溶けてしまう。本実施例では配向膜形成前
にあらかじめ十分に高い温度でレジストを焼成してお
き、配向膜と反応するのを防止した。
【０１７７】なお、第１実施例など、これまで説明した
突起を作成する例では、レジストを２００°Ｃで焼成し
てレジストの断面形状を蒲鉾状にしており、これまで説
明したデータも蒲鉾状の断面形状の突起パターンによる
ものである。上記の例では、焼成温度でレジストの断面
形状を蒲鉾（シリンダ）形としたが、レジストの線幅に
よっては自然と蒲鉾形になる。図１４８は、レジストの
線幅と断面形状の関係を示す図である。線幅が５μｍ程
度では、自然と望ましい蒲鉾形になっている。これか
ら、線幅７μｍ程度以下であれば、自然蒲鉾形の断面形
状のレジストが得られるものと思われる。現状の装置で
は線幅５μｍが現実的であるが露光装置の性能によりサ
ブミクロンの線幅であっても原理的に同様の配向が得ら
れると考えられる。
【０１７８】突起をＪＳＲ社製ＴＦＴ平坦化剤ＨＲＣ−
１３５などのポジ型フォトレジストを使用して生成する
と、その表面は垂直配向膜の材料との濡れ性が不十分
で、塗布された垂直配向膜の材料をはじいてしまい、突
起の表面に垂直配向膜が形成されないという問題が発生
した。図１４９は、ドメイン規制手段として突起を用い
た場合におけるパネルの断面図であり、突起部の様子を
示す図である。図１４９の（１）に示すように、基板１
６、１７の上にはカラーフィルタやバスラインなどが形
成され、更にＩＴＯ電極１２、１３が形成される。その
上に突起２０Ａと２０Ｂが形成され、突起２０Ａと２０
Ｂを含めたＩＴＯ電極１２、１３上に垂直配向膜２２の
材料を塗布する。しかし、突起２０Ａと２０Ｂのフォト
レジストの表面は垂直配向膜の材料との濡れ性が不十分
で、図８の（２）に示すように、塗布された垂直配向膜
の材料をはじいてしまい、突起２０Ａと２０Ｂの表面に
垂直配向膜２２が形成されないという問題が発生してい
た。第３９実施例では、このような問題を解決する。
【０１７９】第３９実施例では、垂直配向膜の材料が突
起の表面に付きやすくするように突起の表面を処理す
る。垂直配向膜の材料が突起の表面に付きやすくする処
理としては、突起の表面に微細な凹凸を形成して配向膜
の材料の塗布性を向上させるか、突起の表面の垂直配向
膜の材料との濡れ性を高めることが考えられる。突起の
表面に微細な凹凸を形成すると、特に凹の部分に配向膜
の材料液が溜まることにより、突起表面の配向膜の材料
のはじきが低減される。凹凸の形成方法としては、化学
的処理と物理的処理があり、化学的処理としては灰化処
理が有効である。
【０１８０】図１５０は、第３９実施例における突起の
製作方法の一例を説明する図であり、灰化処理を使用す
る例である。図１５０の（１）に示すように、電極（こ
の場合は画素電極１３であるが、対向電極１２でもよ
い。）１３上に上記のフォトレジストを用いて突起２０
を形成する。例えば、突起２０は、幅１０μｍ、高さ
１．５μｍのストライプ状である。これをアニール処理
して断面を蒲鉾状にする。この基板を公知のプラズマア
ッシャーで突起表面を灰化処理する。このようなプラズ
マアッシング処理により、図１５０の（２）に示すよう
な微細な窪みが突起表面に形成される。こうして得られ
た基板を洗浄、乾燥させ、印刷機を用いて垂直配向材を
塗布する。この時、突起上に形成された凹凸の効果によ
り、配向材のはじきは起こらず、図１５０の（３）のよ
うに突起の全面に垂直配向膜が形成される。その後、通
常のマルチドメインＶＡ方式と同様のプロセスで工程を
進める。こうして得られた液晶表示装置は、配向膜のは
じきによる表示不良のない、良好な表示特性を有する。
【０１８１】灰化処理としては、他にオゾンアッシング
処理があり、これもプラズマアッシング処理と同様の効
果が得られた。物理的に凹凸を形成する方法としては、
突起のアニール処理後、基板洗浄機をを用いて、基板を
ブラシ洗浄する。これにより、突起上にスジ状の凹凸が
形成される。物理的に凹凸を形成する方法としては、他
に図１５１の（１）に示すように表面に繊維２１１を有
するラビングローラ２１０でラビングしたり、（２）に
示すように凹凸のあるローラ２１３を突起２０が形成さ
れた基板に押しつけ、ローラ２１３の凹凸を転写する方
法がある。
【０１８２】図１５２は、突起表面の垂直配向膜の材料
との濡れ性を高める処理として紫外線を照射する処理を
説明する図である。これまで説明したように、基板上に
フォトレジストで図１５０と同様の突起２０を形成す
る。この基板にエキシマＵＶ照射装置を用いて、酸素濃
度２０％以上の環境で１０００ｍＪ／ｃｍ2 の照射量
で、主波長１７２ｎｍの紫外線を照射する。これによ
り、基板及び突起上の垂直配向膜の材料に対する濡れ性
が向上する。こうして得られた基板を洗浄、乾燥させ、
印刷機を用いて垂直配向材を塗布する。この時、紫外線
による濡れ性改善効果により、配向材のはじきは起こら
ず、突起の全面に垂直配向膜が形成される。その後、通
常のマルチドメインＶＡ方式と同様のプロセスで工程を
進める。こうして得られた液晶表示装置は、配向膜のは
じきによる表示不良のない、良好な表示特性を有する。
図１５３は、フォトレジストで形成した突起に照射する
紫外線の条件を変化させた時の垂直配向膜の材料のはじ
き率の変化を示すグラフである。図１５３の（１）は、
波長及び照射量とはじき率との関係を示すグラフであ
る。紫外線の波長は２００ｎｍ以下の時が有効であり、
それ以上の波長の場合には改善効果が極めて小さい。ま
た、紫外線の波長が２００ｎｍ以下の時には、１０００
ｍＪ／ｃｍ 2 の照射量ではじきは発生しなくなった。図
１５３の（２）は、波長が２００ｎｍ以下の紫外線を１
０００ｍＪ／ｃｍ2 照射する時の酸素濃度とはじき率と
の関係を示すグラフである。酸素濃度が低い環境では、
十分な量のオゾンが発生しないため、改善効果が小さい
と思われる。従って、波長が２００ｎｍ以下の紫外線を
酸素濃度２０％以上の環境で、１０００ｍＪ／ｃｍ2 以
上照射することが望ましい。
【０１８３】波長が２００ｎｍ以下の紫外線を発生させ
る装置としては、上記のエキシマＵＶ照射装置の他に、
低圧水銀ランプがあり、これを使用してもよい。また、
上記の処理では、紫外線の照射後に基板洗浄及び乾燥を
行ったが、基板洗浄及び乾燥後に紫外線の照射を行うよ
うにしてもよい。この場合、配向膜印刷直前に紫外線の
照射が行われるので、照射後の放置および洗浄による濡
れ性の改善効果の低減を防止できる。
【０１８４】また、配向膜の塗布前に、シランカップリ
ング剤、配向膜溶剤などを塗布した後配向膜を形成すれ
ば、突起上のはじきが大幅に改善される。具体的には、
基板をベーク（アニール）処理して突起の形状を図１４
６のような蒲鉾型にする。この基板を洗浄後、スピナー
を使用してヘキサメチルジシラン（ＨＭＤＳ）を塗布す
る。これに印刷機を使用して垂直配向材を塗布する。こ
れにより、突起の表面に垂直配向膜が良好に形成され
た。なお、ＨＭＤＳの替わりにＮ−メチルピロリドン
（ＮＭＰ）を塗布するようにしてもよい。更に、垂直配
向膜の印刷を密閉されたＮＭＰ雰囲気内で行うようにし
ても、突起の表面に垂直配向膜を良好に形成できる。な
お、垂直配向膜の形成前に塗布する溶剤としては、この
他にも各種あり、例えば、垂直配向膜の溶剤であるγ−
ブチロラクトン、ブチルセロソルブなどが使用できる。
【０１８５】図１５４は、第３９実施例における突起の
製作方法の一例を説明する図であり、微粒子を分散させ
た材料で突起を形成する例（ＣＦ基板側の例）である。
（１）のように、粒径が０．５μｍ以下のアルミナの微
粒子３５７を５〜２０％混入させたポジ型感光性樹脂
（レジスト）３５５を、電極１２上に塗布する。（２）
のように、これに突起部分を遮光するホトマスク３５６
を使用して露光し、現像する。更にベークすると、
（３）のような突起２０Ａが得られる。この突起２０Ａ
の表面にはアルミナの微粒子３５７が突き出たり、アル
ミナの微粒子３５７が欠落した穴が形成さており、表面
に微細な凹凸が形成される。従って、垂直配向膜を塗布
する時の濡れ性が向上する。
【０１８６】上記の例で突起の表面の凹凸を多くするに
は、レジストに混入するアルミナの微粒子の割合を増加
させる必要があるが、アルミナの微粒子の割合が２０％
を越えると、レジストの感光性が低下し、露光によって
パターンニングできなくなる。図１５５は、突起の表面
の凹凸を多くする必要がある場合の突起の製作方法を示
す図である。
【０１８７】図１５５の（１）のように、粒径が０．５
μｍ以下のアルミナの微粒子３５７を大きな割合で混入
した非感光性樹脂を電極１２上に塗布する。更に、
（２）のように、その表面にレジストを塗布して、突起
部分を遮光するホトマスク３５８を使用して露光し、現
像する。これによりホトマスク３５８に対応する部分に
のみレジストが残るので、エッチングすると突起部分以
外の非感光性樹脂が除かれる。更にベークすると、
（３）のような突起２０Ａが得られる。この突起２０Ａ
の表面には同様に凹凸が形成されるが、混入したアルミ
ナの微粒子３５７の割合が大きいので、多数の凹凸が形
成され、図１５４の例より垂直配向膜を塗布する場合の
濡れ性が一層向上する。
【０１８８】図１５６は、微粒子により突起の表面に凹
凸を形成する別の製作方法を示す図である。この例で
は、電極１２の表面にレジスト３６０を塗布した後、ア
ルミナの微粒子３６１を散布してレジスト３６０の表面
に付着させ、その後プリベークする。後は、従来と同様
に、突起をパターンニングすれば、（２）のような突起
２０Ａが得られる。これを洗浄すれば、突起２０Ａの表
面には、アルミナの微粒子３６１が存在したり、アルミ
ナの微粒子３６１が抜け落ちた穴が存在するので、凹凸
が形成される。
【０１８９】図１５７は、第３９実施例における突起の
製作方法の一例を説明する図であり、突起材料を発泡さ
せて表面に凹凸を形成する例である。突起２０を形成す
るレジストは、例えば、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート）などの溶剤の溶か
した上でスピナーなどで塗布される。その上で６０°Ｃ
でプリベーク（プリキュア）される。この状態では、レ
ジスト中には大量の溶剤が残っている。これをマスク露
光及び現像してパターンニングする。
【０１９０】従来は、図１５８で破線で示すように、ク
リーンオーブン内で１０分かけてゆっくり２００°Ｃま
で上昇させ、その状態に７５分間以上保持した後、１０
分かけてゆっくり常温に戻していた。これに対して、こ
の実施例では２００°Ｃのホットプレート上に載置して
１０分間加熱する。この時、基板の温度が２００°Ｃま
で上昇するのに約１分を要する。その後、１０分間放冷
して常温に戻す。このように、急加熱すると、図１５７
の（１）のようにレジスト内の溶剤が突沸して内部に泡
３６２が生じる。この泡３６２は、図１５７の（２）の
ように、突起２０の表面から外部に上記が放出される。
この時に突起の表面に発泡痕３６３が形成され、凹凸を
生じる。
【０１９１】なお、溶剤に溶かしたレジストを塗布前に
攪拌してレジスト中に気泡を導入すると、レジストを急
加熱した時により発泡しやすくなる。また、窒素ガスや
炭酸ガスなどを導入しながら攪拌してもよい。これによ
りガスの気泡がレジスト中に導入されると共に、一部の
ガスは溶剤中に溶解するので、加熱時の発泡性が増す。
また、レジストに１２０〜２００°Ｃ程度で脱水する結
晶水やゲスト溶剤を放出する包接化合物を混合してもよ
い。これにより、加熱時に結晶水から水が放出されて水
蒸気となったり、ゲスト溶剤が放出されるので、より発
泡しやすくなる。また、レジスト中に溶剤又はガスを吸
着したシリカゲルを混入してもよい。これにより、加熱
時にシリカゲルから吸着している溶剤又はガスが放出さ
れるので、より発泡しやすくなる。なお、混入する固形
材料は、突起の高さや幅以下の大きさであることが必要
であり、そのような大きさになるように粉砕しておく。
【０１９２】第３７実施例では突起に微細な穴を設け、
第３８実施例では突起に溝を設けたが、そのような構造
にすることによっても突起の表面に垂直配向膜が形成し
易やなる。図１５９は、第３８実施例のような溝を有す
る突起を作る別の方法を示す図である。図１５９の
（１）に示すように、マイクロレンズの作成に使用され
るフォトレジストを使用して、突起３６５と３６６を近
接して形成する。このフォトレジストは、光の照射強
度、焼成（ベーク）温度、組成などによりパターンニン
グされた形状を変えることが可能であり、適切な焼成条
件を設定することにより、突起が崩れて（２）に示すよ
うになる。これに垂直配向膜２２を塗布すれば、（３）
に示すように、突起２０の中央部が窪んでいるので垂直
配向膜２２が良好に形成される。突起３６５と２６６
は、上記の材料を１．５μｍの厚さに塗布した後、幅３
μｍ、突起の間隔１μｍになるようにパターンニングし
た。そして、１８０°Ｃで１０分から３０分ベークし
た。これにより、２つの突起が融合して図１５９の
（２）のようになった。ベークの時間を制御することに
より、所望の形状が得られた。突起３６５と２６６は、
高さが０．５μｍから５μｍ、幅が２μｍから１０μｍ
で、間隔が０．５μｍから５μｍの範囲であれば２つの
突起が融合するようであるが、突起の高さを５μｍ以上
とすると、セル厚（液晶層の厚さ）に影響し、液晶を注
入する上で妨げになる。また、突起の幅を２μｍ以下と
すると、突起の配向規制力が低下してしまう。更に、突
起の間隔を５μｍ以上とすると、２つの突起を融合させ
るのが難しく、０．５μｍ以下にすると中央に窪みがで
きない。
【０１９３】以上、第３９実施例における突起の配向膜
の材料に対する濡れ性の改善処理について説明したが、
突起はどのようなパターンでもよく、断面形状も蒲鉾型
である必要はない。更に、突起を形成する材料もフォト
レジストに限らず、所望の形状に突起を形成できるもの
であればよい。ただし、後のプロセスで化学的あるいは
物理的に凹凸を形成することを考慮すると、材質として
柔らかく剥がれにくくアッシング可能なものが適切であ
る。この条件に適合する材料としては、フォトレジス
ト、ブラックマトリクス樹脂、カラーフィルタ樹脂、オ
ーバーコート樹脂、ポリイミドなどの樹脂材料が適切で
ある。また、このような有機材料であれば、アッシング
やＵＶ照射などにより、表面の改質（処理）が可能であ
る。
【０１９４】以上説明したように、第３９実施例では、
突起表面の配向膜の材料に対する濡れ性が改善されるた
め、突起表面に配向膜が形成されないという故障を防止
でき、表示品質が向上すると共に、歩留りが向上する。
従来、各画素の間の部分を通過する漏れ光によるコント
ラストの低下を防止するため、各画素の周辺部にいわゆ
るブラックマトリクスを設けることが行われている。図
１６０は、ブラックマトリクスを設けた従来例のパネル
構造を示す図である。図示のように、カラーフィルタ
（ＣＦ）基板１６の上にはＲＧＢ画素に対応してＲ（レ
ッド）フィルタ３９Ｒ、Ｇ（グリーン）フィルタ３９
Ｇ、Ｂ（ブルー）フィルタ３９Ｂが形成され、その上に
ＩＴＯ電極１２が形成される。更に、各ＲＧＢ画素の境
界部分にブラックマトリクス３４が形成される。ＴＦＴ
基板１７には、ＩＴＯ電極１３と共にデータバスライ
ン、ゲートバスライン、あるいはＴＦＴ素子３３が形成
される。２枚の基板１６と１７の間には、液晶層３が設
けられる。
【０１９５】図１６１は、本発明の第４０実施例のパネ
ル構造を示す図であり、図１６２は第４０実施例の画素
における突起パターンを示す図である。図示のように、
Ｒフィルタ３９Ｒ、Ｇフィルタ３９Ｇ、及びＢフィルタ
３９ＢがＣＦ基板１６上に形成されている。図１６１で
は図示していないが、図１６２に示すように、第１実施
例の液晶パネルで設けた配向制御用の突起２０ＡがＣＦ
基板１６に形成されている。この突起２０Ａは遮光性の
材料で作られている。各画素の周辺部には突起７７が設
けられており、この突起７７も遮光性材料で作られてお
り、ブラックマトリクスとして機能する。従って、従来
例のように、ブラックマトリクス３４を形成する必要は
ない。このブラックマトリクスとして機能する突起７７
は、突起２０Ａと同時に形成することが可能であり、そ
のような製作方法を使用すれば、ＣＦ基板１６の作成時
のブラックマトリクス作成工程を省くことができる。な
お、参照番号７８は、各画素のＴＦＴの部分で、突起７
７はこの部分も遮光するように設けられる。
【０１９６】なお、図１６１では、ＣＦ基板側１６に突
起２０Ａと７７を設けているが、突起７７又は突起２０
Ａと７７の両方をＴＦＴ基板１７側に設けてもよい。こ
れにより、ＣＦ基板側１６とＴＦＴ基板１７の貼り合わ
せのズレを考慮する必要がなくなり、パネルの開口率と
貼り合わせ工程の歩留りを飛躍的に向上させることがで
きる。ＣＦ基板１６側にブラックマトリクスを設けた場
合、ＴＦＴ基板１７のＩＴＯ電極１３と、ＣＦ基板１６
の開口部（ブラックマトリクスのない部分）を全く同じ
に設計すると、パネル製造工程で貼り合わせズレが発生
した場合に、ズレた箇所が光漏れを起こし正常な表示が
得られない。通常、どんな高精度な貼り合わせ装置を使
用しても、合わせ誤差は±５μｍ程度存在する。そのた
め、その分のマージンを考慮してブラックマトリクスの
開口を小さめに設計してこのような問題が生じないよう
にしている。すなわち、ＴＦＴ基板１７側のＩＴＯ電極
１３より、５〜１０μｍ程度内側までブラックマトリク
スが覆うようにしている。ＴＦＴ基板１７側に突起７７
を設けると、貼り合わせズレによる影響を受けないため
開口率を最大限に高くすることができる。この効果は、
パネルの画素が小さくなればなるほど、すなわち、解像
度が上がれば上がるほど、大きくなる。例えば、本実施
例では、画素のＩＴＯ電極の寸法が横８０μｍ、縦２４
０μｍの基板を用いたが、従来方式であれば、５μｍず
つのマージンをとるため、横７０μｍ、縦２３０μｍの
開口になり、画素の開口面積は１６１００μｍ2 にな
る。これに対して、本実施例では、画素の開口面積は１
９２００μｍ2 であり、開口率は従来方式の約１．２倍
に改善される。もし、このパネルの２倍の解像度のディ
スプレイとすれば、電極の寸法は横４０μｍ、縦１２０
μｍであり、従来方式であれば画素の開口面積は３３０
０μｍ2 になり、本実施例であれば画素の開口面積は４
８００μｍ2 になり、約１．５倍に改善されることにな
る。このように、解像度が上がれば上がるほど有効であ
る。
【０１９７】図１６３は、第４１実施例のブラックマト
リクス（ＢＭ）のパターンを示す図である。前述のよう
に、ドメイン規制手段の部分では漏れ光が生じる。上記
のように、突起の頂上付近に存在する９０°方位角の異
なる微少ドメインを利用することも考えられるが、突起
の頂上付近で安定な配向が得られない時には漏れ光が生
じる。そのため、コントラストなどを向上するためには
ドメイン規制手段の部分を遮光することが望ましい。突
起の部分を遮光するには、突起を遮光材料で形成するこ
とが考えられるが、第４１実施例は、ドメイン規制手段
の部分をブラックマトリクス（ＢＭ）で遮光する。
【０１９８】前述のように、ＴＦＴ及びセル電極とバス
ラインとの境界部分の漏れ光を遮光するためＢＭ３４が
使用されるが、第４１実施例ではこのＢＭをドメイン規
制手段の部分にも設ける。これにより、ドメイン規制手
段の部分での漏れ光が遮光でき、コントラストが向上す
る。図１６４は、第４１実施例のパネルの断面図であ
る。図示のように、突起２０Ａと２０Ｂ、ＴＦＴ３３、
及びバスライン（ここではゲートバスライン３１のみが
示されている。）とセル電極１３との隙間に対応してＢ
Ｍ３４が設けられている。
【０１９９】図１６５は、第４２実施例の画素パターン
である。従来から、表示画素をほぼ正方形とし、隣接す
る列の表示画素を、表示画素の配列ピッチの１／２ずれ
て配列するデルタ配列が知られている。カラー液晶表示
装置の場合には、相互に隣接する３個の画素１３Ｂ、１
３Ｇ、１３Ｒで１組のカラー画素群を形成する。各画素
は正方形に近い形であるため、１対３の長方形の場合に
比べて、突起の間隙をあまり小さくしなくても、各方位
に配向分割される液晶分子の割合を等しくするのが容易
になる。この場合、データバスラインは、画素の周縁に
沿ってジグザグに延びるようにする。このように、基板
の全面に連続した突起又は窪みの列を形成して配向分割
する場合には、デルタ配列が非常に効果的である。
【０２００】次に説明する第４３実施例は、配向制御用
の突起又は第４０実施例のブラックマトリクスとして機
能する突起７７をスペーサとして利用する実施例であ
る。図１８にも示したように、２枚の基板間の距離（セ
ル厚）を所定値にするため、スペーサが使用される。図
１６６は、従来例におけるパネル構造を示す図であり、
画素の境界部分にスペーサ４５が配置され、セル厚を規
定する。スペーサ４５は、例えば、所定の直径を有する
球である。
【０２０１】図１６７は第４３実施例のパネル構造を示
す図であり、（１）が第４３実施例のパネル構造を、
（２）はその変形例を示す。図１６７の（１）に示すよ
うに、第４３実施例のパネルでは、画素の周辺部に設け
られる突起７９をセル厚まで厚くし、突起７９によりセ
ル厚を規定する。なお、この図では、突起７９はＴＦＴ
基板１７側に形成しているが、ＣＦ基板１６側に形成し
てもよい。このように構成することにより、スペーサを
設ける必要がなくなる。なお、この突起７９の部分には
液晶が存在しないため、垂直配向型のような場合は、突
起部分（セル保持部分）は印加電圧に関係なく、常に黒
表示となる。従って、ブラックマトリクスは必要なく、
突起７９は遮光性を有する材料で形成する必要はなく、
透明な材料で作っても良い。
【０２０２】図１６７の（１）に示した第４３実施例で
は、突起７９でセル厚を規定していたが、突起の形成精
度でセル厚の精度が左右され、スペーサを使用した場合
に比べ精度が落ちる。第１６実施例の形で実際にパネル
を製作した結果、セル厚のバラツキは±０．１μｍ以内
に制御でき、このレベルであれば現状では特に問題にな
らないが、厳密なセル厚の制御が必要な場合には向かな
い。図１６７の（２）に示す変形例はこのような問題を
解決するための構造である。図１６７の（２）の変形例
では、突起８０を形成する樹脂の中にスペーサ４５を混
ぜて塗布し、それをパターニングして突起を形成する。
この変形例では、スペーサが不要であるという第４３実
施例の利点は失われるが、突起パターンの形成精度に左
右されずにセル厚を規定できるという利点がある。実際
に図１６７の（２）の形でパネルを製作した結果、セル
厚は±０．０５μｍの精度にすることができた。また、
スペーサを必要とすることには変わりないが、樹脂にス
ペーサを混入させて突起の樹脂と同時にスペーサをセル
上に配置するため、あらためてパネル化工程でスペーサ
を散布する必要がなく、プロセスは増加しない。
【０２０３】図１６８も第４３実施例の変形例を示す図
であり、（１）は図１６７の（１）の第４３実施例にお
ける突起７９を、遮光性の材料で作った突起８１とした
もので、（２）は図１６７の（２）の突起８０を、遮光
性の材料で作った突起８２としたものである。前述のよ
うに、図１６７の（１）と（２）において、突起７９又
は８０を透明材料で形成してもこれらの突起はブラック
マトリクスの機能を十分に果たすが、これを遮光材料で
形成した方が、より完璧な遮光性が得られる。
【０２０４】図１６９も第４３実施例の変形例を示す図
であり、突起８３をＣＦ基板１６に、突起８４をＴＦＴ
基板１７にそれぞれ形成し、それらを接触させることで
セル厚を規定している。効果については第４３実施例及
びその変形例と同じである。第４３実施例及びその変形
例では、画素の周辺部に設ける突起でセル厚を規定して
いるが、配向制御用の突起、例えば、図１６２の突起２
０Ａでセル厚を規定することも可能である。
【０２０５】更に、第４０実施例、第４３実施例及び第
４３実施例の変形例では、画素の全周辺部にわたって突
起を形成したが、突起を画素の周辺部の一部にのみ形成
することも可能である。例えば、第４０実施例、第４３
実施例及び第４３実施例の変形例の突起７７、７９〜８
４を、遮光性の材料で、各画素のＴＦＴ部分、すなわ
ち、図１６２の参照番号７８で示す部分にのみ形成す
る。前述のように、ＶＡ（Vertically Aligned) 方式の
ようにＩＴＯ電極に電圧が加わっていない時に黒を表示
するいわゆるノーマリブラックモードのパネルでは、ブ
ラックマトリクスを省略しても漏れ光はほとんど問題に
ならないので、ＴＦＴの部分のみを遮光性の樹脂で覆
い、画素周辺部のドレインバス、ゲートバス上には設け
ないようにすれば、前述の通り、遮光部が減ればそれだ
け開口率が向上し、有利である。
【０２０６】第４３実施例では、ブラックマトリクスに
スペーサの機能を持たせたが、ブラックマトリクスや突
起にスペーサの機能をもたせない場合には、従来と同様
に、垂直配向膜を形成した一方の基板にセル厚に等しい
直径を有する球状のスペーサを散布した後、他方の基板
を貼り合わせることになる。しかし、電極上に突起を形
成すると、散布したスペーサの一部は突起上に位置する
ことになる。スペーサの直径を突起のない場合のセル厚
に等しくすると、突起上にのるスペーサのためセル厚が
所望の値より大きくなる。更に、一旦組み立てたパネル
に外部から力が加わり、スペーサが突起上に移動すと、
その部分のみがセル厚が大きくなり、表示むらなどの問
題が生じる。次に説明する第４４実施例では、突起の厚
みを考慮してあらかじめスペーサの直径を減らすことに
より、このような問題が生じないようにする。
【０２０７】図１７０は、第４４実施例のパネル構造を
示す図であり、（１）が組み立て前のＴＦＴ基板１７
を、（２）が組み立て前のＣＦ基板１６を、（３）が組
み立てた状態を示す。図１７０の（１）及び（２）に示
されているように、ＣＦ基板１６の電極１２の上には突
起２０Ａが形成され、更に垂直配向膜２２が形成されて
おり、ＴＦＴ基板１７の電極１３の上には突起２０Ｂが
形成され、更に垂直配向膜２２が形成されている。突起
２０Ａと２０Ｂは、同じ高さ１μｍで、パネル面から見
た時に相互に交差することはないように組み立てられ
る。セル厚は４μｍで、プラスチック製のスペーサ８５
の直径はセル厚から突起の高さを減じた３μｍである。
図１７０の（１）に示すように、ＴＦＴ基板１７にスペ
ーサ８５を１５０〜３００個／ｍｍ2 で散布する。ＣＦ
基板１６に接着製樹脂によりシールを形成し、ＴＦＴ基
板１７にに貼り合わせる。（３）に示すように、スペー
サ８５はある確率で突起２０Ｂの上又は２０Ａの下に位
置する。この確率は、突起２０Ａと２０Ｂの部分の面積
の全体に対する割合である。（３）の状態であれば、突
起２０Ｂの上又は２０Ａの下に位置するスペーサと突起
の厚みでセル厚が規制される。突起２０Ａと２０Ｂ以外
の部分にあるスペーサ４５はセル厚に影響しない浮遊ス
ペーサとなる。突起２０Ａと２０Ｂでセル厚が規制され
るため、セル厚が所望の値より大きくなることはほとん
どない。また、パネルの使用中に突起の部分以外のスペ
ーサが突起の部分に移動しても、セル厚が厚くなること
はなく、突起部分にあったスペーサが突起以外の部分に
移動しても浮遊スペーサになるだけである。
【０２０８】図１７１は、スペーサの散布密度とセル厚
の関係を示す図である。スペーサの散布密度を１００〜
５００個／ｍｍ2 とすれば、セル厚は４μｍ±０．５μ
ｍの範囲となる。次に、パネルに外部から力を加えた場
合に発生するセル厚のむらとスペーサの散布密度の実験
結果を図１７２に示す。この結果から、散布密度が１５
０個／ｍｍ2 以下では、加力に対してむらが発生しやす
く、３００個／ｍｍ2 以上では、引っ張りに対してむら
が発生しやすい。従って、散布密度は１５０〜３００個
／ｍｍ2 が最適である。
【０２０９】液晶表示パネルの製造工程で、イオン性不
純物を取り込んだり、液晶中に含まれているイオン及び
配向膜や突起形成材料、シール材などから溶出してくる
イオンが液晶パネル中に混入してくることがある。イオ
ンが液晶パネル中に混入すると、パネルの比抵抗が低下
するためにパネルに印加される実効的な電圧が低下する
ことになり、表示むらが発生する原因となる。また、イ
オンの混入は、パネルに表示の焼き付きを発生する原因
ともなり、更には電圧保持率の低下にもつながる。この
ようにイオンがパネルに混入することにより液晶パネル
の表示品質や信頼性が低下してしまう。
【０２１０】そのため、これまでの実施例で説明したド
メイン規制手段として使用する電極上に形成された誘電
体の突起にイオン吸着能力を設けることが望ましい。イ
オン吸着能力を持たせるには、２つの方法がある。１つ
は紫外線を照射することであり、他方はイオン吸着能力
を有する材料を突起の材料に添加することである。紫外
線を照射すると、突起形成材料の表面エネルギが上昇す
るので、イオン吸着能力が高められる。表面エネルギγ
は、表面エネルギの極性項γｐと表面エネルギの分散項
γｄの和で表される。極性項はクーロン静電力によるも
ので、分散項はファンデルワールス力のうちの分散力に
基づくものである。紫外線を照射すると、結合エネルギ
の低い部位の結合の切断が起き、切断された箇所と空気
中の酸素とが結合する。それにより、表面の分極率が増
大し、極性項が大きくなり、表面エネルギが増大する。
分極の度合いが増すと、イオンは表面に吸着されやすく
なる。すなわち、紫外線を照射することにより、突起表
面がイオン吸着能力を有するようになる。紫外線を照射
する際には、突起にだけ選択的に照射することが好まし
いが、基板表面の結合よりも突起形成材料の結合の方が
切れやすいので、パネル全面に紫外線を照射しても突起
だけがイオン吸着能力を有するようになる。紫外線を照
射した後、垂直配向膜を形成する。
【０２１１】イオン吸着能力を有する材料としては、イ
オン交換樹脂、キレート剤、シランカップリング剤、シ
リカゲル、アルミナ、ゼオライトなどが知られている。
このうち、イオン交換樹脂はイオンを交換するもので、
不純物として最初から存在していたイオンを補足する
が、その代わりに別のイオンを放出するため、突起形成
材料に添加するには適さない。キレート形成能力を有す
る材料の中には、代わりのイオンを放出することなしに
イオンを補足する能力を有する材料が存在するので、こ
のような材料を使用することが望ましい。このような材
料としては、図１７３に化学式を示すようなクラウンエ
ーテルや、図１７４に化学式を示すようなクリプタンド
がある。更に、アルミナやゼオライトなどの無機材料も
イオンを放出することなしにイオンを補足する能力を有
する。従って、これらの材料を使用する。なお、１つの
イオン吸着材料だけでは吸着されるイオンの種類に限り
があるので、異なるイオンを吸着する材料を組み合わせ
て使用するとよい。
【０２１２】ポジ型レジストで、幅７．５μｍ、高さが
１．５μ、突起間の間隙が１５μｍの突起列を形成し、
上記の各種のイオン吸着能力を持たせる処理を行い、製
作したパネルで初期のイオン密度及び２００時間使用し
た後のイオン密度（単位ｐｃ）を測定した結果を図２５
３に示す。図２５３において、例Ｃでは１５００ｍＪの
紫外線を照射し、例Ｄではクラウンエーテルを０．５重
量パーセント添加し、例Ｅではゼオライトを添加し、例
Ｆではクラウンエーテルとゼオライトを添加した。な
お、参考のためにイオン吸着能力を持たせる処理を行わ
ない場合を比較例として示す。使用時には、０．１Ｈｚ
の１０Ｖの三角波を印加し、測定時の温度は５０°Ｃで
ある。この結果から、イオン吸着能力処理の有無にかか
わらずイオン密度の初期値はほぼ同じレベルである。し
かし、２００時間後のイオン密度は、処理を行わない時
には大幅に増加しているが、処理を行えば増加が少ない
ことが分かる。
【０２１３】また、紫外線を照射したものと何ら処理を
行わないものを実際に５００時間ランニング試験したと
ころ、処理を行わない場合には焼き付きが発生したが、
紫外線を照射したものでは焼き付きは発生しなかった。
第４０実施例では、ブラックマトリクスでＣＦ基板１６
の側の突起パターンを形成する構成を開示しているが、
これについてより詳しく説明する。
【０２１４】前述のように、従来の工程を利用してＣＦ
基板１６に突起パターンを形成できれば、新たな工程を
追加しないので、突起パターンの形成のためのコスト増
加を最小限に抑えられる。第４５実施例は、従来の工程
を利用してＣＦ基板１６に突起パターンを形成する実施
例である。図１７５は、第４５実施例のＣＦ基板の構造
を示す図である。図１７５の（１）に示すように、第４
５実施例では、ＣＦ基板１６の上にカラーフィルタ樹脂
（ＣＦ樹脂）３９Ｒと３９Ｇ（他に３９Ｂ）を画素毎に
形成する。そして、その上に、ブラックマトリクス、Ｃ
Ｆ樹脂、その他平坦化樹脂などの適当な材料で、所定の
位置に突起ターン５０Ａを形成し、その上にＩＴＯ（透
明電極）１２を形成する。ブラックマトリクスの材料は
特に限定しないが、突起を形成するためにある程度の厚
さが必要であり、それを考慮すると樹脂を使用すること
が望ましい。
【０２１５】図１７５の（２）は、第４５実施例のＣＦ
基板の変形例を示す図であり、ＣＦ基板１６の上に、ブ
ラックマトリクス、ＣＦ樹脂、その他平坦化樹脂などの
適当な材料で、所定の位置に突起ターン５０Ｂを形成す
る。その後、ＣＦ樹脂３９Ｒと３９Ｇを形成すれば、突
起の部分はＣＦ樹脂が重なるので厚くなりそのまま突起
となる。これにＩＴＯ（透明電極）１２を形成する。
【０２１６】第４５実施例の構造であれば、ＣＦ基板の
いずれの位置にも突起が形成可能である。図１７６は、
第４６実施例のパネル構造を示す図である。第４６実施
例では、ＣＦ基板１６の画素の周辺部、すなわち、ＣＦ
樹脂３９Ｒ、３９Ｇ、３９Ｂやブラックマトリクス３４
の継ぎ目の部分に突起５０を形成し、ＴＦＴ基板１７に
はこの継ぎ目の中間に突起２０Ｂを形成する。従って、
ＣＦ基板１６で各画素の継ぎ目の対向する一組の辺上に
連続した突起、すなわち、直線状の突起パターンを形成
する場合には、ＴＦＴ基板の画素の中心付近にこの突起
パターンに平行する直線状の突起パターンを形成する。
また、ＣＦ基板１６で各画素の継ぎ目のすべての辺上に
連続した突起を形成する場合は、図８０と図８１に示す
ようなパターンになるので、ＴＦＴ基板１７には、画素
の中心付近に四角錐状の突起を形成する。
【０２１７】第４６実施例のパネル構造であれば、その
構造は色々な態様が可能である。以下、第４６実施例の
ＣＦ基板の構造の例を説明する。図１７７から図１８２
は、第４６実施例のＣＦ基板の構造例を示す図である。
図１７７の（１）では、ＣＦ樹脂３９Ｒと３９Ｇの間に
ブラックマトリクス（ＢＭ）３４を設けるもので、ＢＭ
３４をＣＦ樹脂より厚く形成し、その上にＩＴＯ電極１
２を形成する。ＢＭ３４の部分が突起となる。この場合
も、ＢＭ３４は樹脂などで形成することが望ましい。
【０２１８】図１７７の（２）では、ＣＦ基板１２の上
に金属などで薄いＢＭ３４を形成し、その上にＣＦ樹脂
３９Ｒ、３９Ｇでカラーフィルタを形成した後、更にＣ
Ｆ樹脂３９Ｒで突起７０を形成し、更にＩＴＯ電極１２
を形成する。図１７８の（１）では、ＣＦ基板１２の上
に金属などで薄いＢＭ３４を形成し、その上にＣＦ樹脂
３９Ｒ、３９Ｇでカラーフィルタを形成した後、ＢＭ３
４及びＣＦ樹脂以外の樹脂、例えば平坦化材に使用され
る樹脂で突起７１を形成し、更にＩＴＯ電極１２を形成
する。この場合、図１７７の（１）と同様に、平坦化材
をＣＦ樹脂より厚く形成する。
【０２１９】図１７８の（２）では、ＣＦ基板１２の上
に突起の厚さ分のＢＭ３４を樹脂などで形成し、ＢＭ３
４に重なるようにＣＦ樹脂３９Ｒ、３９Ｇでカラーフィ
ルタを形成した後、更にＩＴＯ電極１２を形成する。Ｂ
Ｍ３４に重なるＣＦ樹脂の部分が突起になる。図１７９
の（１）では、ＣＦ基板１２の上に金属などで薄いＢＭ
３４を形成し、その上にＣＦ樹脂３９Ｒを形成した後、
ＣＦ樹脂３９Ｒに重なるようにＣＦ樹脂３９Ｇを形成
し、更にＩＴＯ電極１２を形成する。ＣＦ樹脂が重なる
部分が突起になる。突起の部分にはＢＭ３４があり、光
を通過させないので、いずれのカラーフィルター樹脂が
上でもよい。この構造であれば、カラーフィルタを形成
する工程で突起が形成できるため、工程は増加しない。
【０２２０】図１７９の（２）では、図１７７の（１）
で、平坦化材７１とＣＦ樹脂３９Ｒ、３９Ｇの一部が重
なるように形成する。平坦化材７１とＣＦ樹脂の重なる
部分が突起になる。これにより、平坦化材７１を突起の
高さ分まで薄くできる。以上の構造は、突起の上にＩＴ
Ｏ電極を形成し、電極に突起がある構造であるが、次に
ＩＴＯ電極の上に絶縁材料で突起を形成する例を説明す
る。
【０２２１】図１８０では、ＣＦ基板１６にＣＦ樹脂３
９Ｒ、３９Ｇでカラーフィルタを形成した後、更にＩＴ
Ｏ電極１２を形成し、その上にＢＭ３４で突起を形成す
る。この場合も工程は増加しない。図１８１の（１）で
は、ＣＦ基板１６に薄いＢＭ３４を形成した後、ＩＴＯ
電極１２を形成し、その上にＣＦ樹脂３９Ｒ、３９Ｇで
カラーフィルタを形成する。その際、ＣＦ樹脂３９Ｒ、
３９Ｇを重ねて突起とする。この場合も工程は増加しな
い。
【０２２２】図１８１の（２）では、ＣＦ基板１６に薄
いＢＭ３４を形成した後、ＣＦ樹脂３９Ｒ、３９Ｇでカ
ラーフィルタを形成し、更にＩＴＯ電極１２を形成し、
その上に平坦化材で突起５０Ｅを形成する。図１８２の
（１）では、ＣＦ基板１６にＩＴＯ電極１２を形成した
後、その上にＣＦ樹脂３９Ｒ、３９Ｇでカラーフィルタ
を形成し、ＢＭ３４で突起を形成する。
【０２２３】図１８２の（２）では、ＣＦ基板１６に薄
いＢＭ３４を形成した後、その上にＣＦ樹脂３９Ｒ、３
９Ｇでカラーフィルタを形成し、平坦化材５０Ｆ表面を
平坦にする。その上にＩＴＯ電極１２を形成し、更にＢ
Ｍ３４を形成し、突起とする。図１８３と図１８４は、
第４７実施例におけるカラーフィルタ（ＣＦ）基板の製
造工程を説明する図である。このＣＦ基板は、ドメイン
規制手段として突起を有するものである。
【０２２４】図１８３の（１）に示すように、ガラス基
板１６を用意する。次に、（２）に示すように、ガラス
基板１６上に、ネガ型のＣＦのブルー用フィルタ用樹脂
（Ｂ樹脂：富士ハント製CB-7001 ）３９Ｂ’を１．３μ
ｍ塗布する。（３）に示すように、図示のようなフォト
マスク３７０を使用したフォトリソグラフィ法により、
ブルー（Ｂ）画素部、ＢＭ部及び突起２０Ａの部分にＢ
樹脂を形成する。次に、（４）に示すように、レッド用
フィルタ用樹脂（Ｒ樹脂：富士ハント製CR-7001 ）３９
Ｒ’を塗布し、フォトマスク３７１を使用したフォトリ
ソグラフィ法によりレッド（Ｒ）画素部、ＢＭ部及び突
起２０Ａの部分にＲ樹脂を形成する。更に、（５）に示
すように、グリーン用フィルタ用樹脂（Ｇ樹脂：富士ハ
ント製CG-7001 ）３９Ｇ’を塗布し、フォトマスク３７
２を使用したフォトリソグラフィ法によりグリーン
（Ｇ）画素部、ＢＭ部及び突起２０Ａの部分にＧ樹脂を
形成する。以上の工程により、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画素部に
は対応するカラーフィルタ（ＣＦ）樹脂が一層だけ、Ｂ
Ｍ部及び突起２０ＡにはＢ、Ｇ及びＲの樹脂が３層重な
って形成される。Ｂ、Ｇ及びＲの樹脂が３層重なった部
分は、ほとんど光を透過しない黒部分になる。次に、透
明平坦化樹脂（日立化成製:HP-1009）をスピンコーター
で約１．５μｍ塗布し、２３０°Ｃのオーブンで１時間
ポストベーキングした後、ＩＴＯ膜をマスクスパッタに
より成膜する。次に、（６）に示すように、黒色ポジ型
レジスト（東京応化製:CFPR-BKP)をスピンコーターで約
１．０〜１．５μｍ塗布後、プリベークし、ガラス基板
１６の背面からＣＦ樹脂を通して、３６５ｎｍの波長を
含む紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ2 露光する。Ｂ、Ｇ及
びＲの樹脂が３層重なった部分は、紫外線の透過率が他
の部分にくらべて低いので、露光の閾値に達しない。そ
してアルカリ現像液で現像すると、露光されなかったＢ
Ｍ部３４及び突起２０Ａが形成されるので、２３０°Ｃ
のオーブンで１時間ポストベーキングする。更に、垂直
配向膜２２を形成して、ＣＦ基板が完成する。
【０２２５】図１８５は、上記のようにして製作したＣ
Ｆ基板１６とＴＦＴ基板１７を貼り合わせて完成した液
晶パネルの断面図である。ＴＦＴ基板１７には、ドメイ
ン規制手段として、画素電極１３にスリット２１が設け
られており、その上には垂直配向膜２２が形成されてい
る。参照番号４０は、ゲート保護膜やチャンネル保護膜
である。なお、遮光が必要な部分には、ＢＭ３４とＢ、
Ｇ及びＲの３層の樹脂が重なっており、遮光性は良好で
ある。また、ＣＦ基板１６の突起２０ＡとＴＦＴ基板１
７のスリット２１が液晶の配向を分割し、良好な視角特
性及び高い動作速度が得られる。
【０２２６】以上説明したように、第４７実施例では、
ＣＦ基板のドメイン規制手段である突起２０Ａ及びＢＭ
３４を形成する場合に、パターン露光を行う必要がな
く、背面露光によりパターンニングできるため、突起２
０Ａ及びＢＭ３４の形成工程が簡単になり、コストが低
減され、歩留りが向上する。なお、第４７実施例では、
ＣＦの形成に顔料分散法を用いているが、染色法や、ポ
リイミドなどに顔料を分散させている非感光性レジスト
をエッチングで形成する場合にも同様に適用可能であ
る。また、第４７実施例では、突起２０Ａ及びＢＭ３４
の部分にＣＦ樹脂を３層重ねたが、背面露光時の照射光
の波長と照射エネルギを適当に選択すれば、２層でも可
能である。
【０２２７】第４７実施例では、ＣＦ基板にＢＭと共に
ドメイン規制手段である突起をパターンニングなしに形
成したが、突起を形成せずにＢＭのみを形成する場合に
も当然適用可能である。第４８実施例は、第４７実施例
と同様の方法で突起は形成せずにＢＭを形成する実施例
である。図１８６は、第４８実施例におけるＣＦ基板の
製造工程を説明する図であり、図１８７は第４８実施例
のパネル構造を示す図である。
【０２２８】第４８実施例は、突起に対応する部分にＣ
Ｆ樹脂を重ねずにＢＭに対応する部分にのみＣＦ樹脂を
重ねてＢＭ突起３８１を形成する。次に、平坦化はせず
に、図１８６の（１）に示すように、ＩＴＯ膜１２を成
膜し、上記の黒色ポジ型レジスト３８０を所定の厚さ、
例えば約２．０μｍ〜２．５μｍ塗布する。その上で背
面露光して現像することにより、図１８６の（２）のよ
うな、ＢＭ突起３８１の上にＢＭレジスト３８０を重ね
たパネルが得られる。ＢＭ突起３８１とＢＭレジスト３
８０の両方でＢＭをなす。
【０２２９】このようなＣＦ基板とＴＦＴ基板を貼り合
わせて図１８７の（１）に示すようなパネルを製作す
る。図１８７の（２）は、（１）の点線の円部分の拡大
図であり、ＢＭレジスト３８０はＴＦＴ基板１７に接触
しており、ＢＭ突起３８１とＢＭレジスト３８０の両方
で基板間の距離を規定している。すなわち、ＢＭ突起３
８１とＢＭレジスト３８０がスペーサの役割を果たして
いる。
【０２３０】以上説明したように、第４８実施例では、
ＢＭをパターンニングする必要がなく工程が簡単になる
上、ＢＭがスペーサの役割を果たすためスペーサを設け
る必要がない。なお、第４８実施例では、ポジ型レジス
トを使用して背面露光によりパターンニングせずにＢＭ
を形成したが、フォトリソグラフィ法でパターンニング
するのであれば、ネガ型、ポジ型両方のレジストを使用
してもよい。又、当然、黒色でなくてもドメイン規制手
段である突起や、スペーサの働きをするので、第４７実
施例でも有効である。
【０２３１】次に、第４８実施例でＣＦ樹脂を重ねた突
起３８１をそのままＢＭとして利用する例を説明する。
図１８８は、第４８実施例におけるＣＦ基板の製造工程
を説明する図であり、図１８９は第４８実施例のパネル
構造を示す図である。図１８８の（１）に示すように、
ＢＭの部分にＣＦ樹脂を３層重ねて光をほとんど透過し
ない突起３８１を形成する。次に、（２）に示すよう
に、上記の透明平坦化樹脂をスピンコーターで約１．５
μｍ塗布し、２３０°Ｃで１時間ポストベークした後、
ＩＴＯ膜１２を形成する。更に、（３）に示すように、
ポジ型レジスト（シプレイファーイースト社製:SC-181
1）を約１．０〜１．５μｍ塗布し、プリベーク後フォ
トリソグラフィ法により突起２０Ａを形成する。Ｂ、Ｇ
及びＲのＣＦ樹脂を３層重ねた突起３８１は、光をほと
んど透過しないのでＢＭとして作用する。このようにし
て完成したＣＦ基板１６をＴＦＴ基板１６とスペーサ４
５を介して貼り合わせることにより、図１８９のような
パネルが完成する。
【０２３２】第４７実施例から、第４９実施例では、Ｃ
Ｆ樹脂を重ねてＢＭを形成する例を説明したが、ネガ型
液晶を挟持するＶＡ方式の液晶表示装置は、ノーマリブ
ラックであり、電圧が印加されない非画素部はほとんど
光を透過しない。そのため、非画素部を遮光するＢＭ
は、ノーマリホワイトの場合には問題になるような光透
過率のものでも使用できる。すなわち、ＢＭはある程度
低い光透過率であればよいといえる。第５０実施例は、
このような点に着目してＣＦ基板の製造を簡単にする実
施例であり、１つのＣＦ樹脂、具体的にはＢ樹脂をＢＭ
として使用する。これでも表示品質としては問題を生じ
ない。
【０２３３】図１９０は、第５０実施例におけるＣＦ基
板の製造工程を説明する図であり、図１９１は第５０実
施例のパネル構造を示す図である。図１９０に示すよう
に、ガラス基板１６上に、Ｒ、Ｇ（富士ハント社製:CR-
7001,CG-7001) の２色のＣＦ樹脂を形成後、ネガ型Ｂ感
光性樹脂（富士ハント社製:CB-7001) をスピンコーター
もしくはロールコーターにより塗布しプリベークする。
その後、ガラス基板１６の背面より、３６５ｎｍの波長
を含む紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ2 露光し、アルカリ現
像液（富士ハント社製:CD)で現像し、２３０°Ｃのオー
ブンで１時間ポストベークする。その後、ＩＴＯ膜を成
膜し、更に垂直配向膜を形成する。すなわち、Ｒ、Ｇの
ＣＦ樹脂が形成されている部分以外にはＢ樹脂が形成さ
れることになる。従って、ＢＭを形成して遮光する必要
のある部分にはＲ、ＧのＣＦ樹脂を形成しないようにし
ておけば、遮光する必要のある部分にはＢ樹脂が形成さ
れる。
【０２３４】図１９１の（１）に示すように、遮光する
必要のあるバスライン３１、３２の部分や、ＴＦＴの部
分にＢＭとしてＢ樹脂３９Ｂが形成される。なお、図１
９１の（２）は、（１）の点線の円部分を拡大した図で
あり、図示のように、矢印で示すＣＦ側遮光部（Ｂ樹
脂）３８２の幅を、ＴＦＴ基板１７のバスライン３１、
３２の幅に２枚の基板を貼り合わせる時マージンを加
えた幅にすることにより、高開口率を得ることもでき
る。
【０２３５】第５０実施例では、一般に感光波長のｇ、
ｈ、ｉ線の透過率が、Ｂ樹脂＞Ｒ樹脂＞Ｇ樹脂であるた
めＢ樹脂を最後に形成したが、露光感度の高い（露光量
の少なくてよい）ＣＦ樹脂、感光波長透過率の高いＣＦ
樹脂を最後に形成すると既に形成した樹脂上に最終形成
色の樹脂残りが発生しにくく効果的である。更に、一色
目に露光装置の位置アライメントマークの識別し易い色
（透過光では一般にＢ＞Ｒ＞Ｇ）樹脂を用い、画素パタ
ーンと共にアライメントマークを形成することも有効で
ある。
【０２３６】図１９２は、第５１実施例のＣＦ基板の構
造を示す図である。従来の液晶表示装置では、ガラス基
板１６の上に金属膜のＢＭ３４を形成し、その上にＣＦ
樹脂を形成し、その上に更にＩＴＯ膜を形成していた。
これに対して、第５１実施例では、ＩＴＯ膜の上にＢＭ
を形成する。第５１実施例においては、これまで説明し
た実施例のように、ガラス基板１６上にＣＦ樹脂３９を
パターンニングして形成する。必要に応じ透明平坦化材
を塗布してもよい。次に、透明なＩＴＯ膜１２を成膜
し、その上の図示の部分に遮光膜３８３を形成する。例
えば、ＩＴＯ膜１２をマスクを介して０．１μｍ程度ス
パッタし、その上に遮光膜層としてＣｒを０．１μｍ程
度成膜する。更に、遮光膜層の上にレジストを厚さ１．
５μｍ程度スピンコート法などの塗布方法で均一に塗布
し、遮光膜のパターンの露光、現像、エッチング、剥離
を行い、遮光膜３８３を形成する。遮光膜３８３はＣｒ
で導電性であり、ＩＴＯ膜１２との接触面積も大きいた
め、基板全体におけるＩＴＯ膜１２の抵抗を低くすると
いう効果がある。なお、ＩＴＯ膜１２や遮光膜３８３の
形成は、どのような方法で行ってもよい。例えば、従来
方法であれば、ＩＴＯ膜１２の成膜後、アニールして基
板洗浄を行いＣｒ膜を成膜するが、第５１実施例では、
ＩＴＯ膜１２とＣｒ膜の成膜を一装置内で連続して行う
ことが可能になり、洗浄工程が削減できるので、工程が
簡略化できる。従って、成膜装置を削減でき、装置も小
型にできる。
【０２３７】図１９３は、第５１実施例のＣＦ基板の変
形例を示す図である。図１９３の（１）では、３つのＣ
Ｆ樹脂を形成した後、ＣＦ樹脂の境界部の溝に別の樹脂
３８４を形成した上で、ＩＴＯ膜１２と遮光膜３８３を
形成している。図１９３の（２）では、図１９０で説明
した第５０実施例と同様に、２つのＣＦ樹脂３９Ｒと３
９Ｇを形成した後、Ｂ樹脂を１．５μｍ程度塗布し、背
面露光し、現像して平坦な表面を形成した。その上にＩ
ＴＯ膜１２と遮光膜３８３を形成する。これであれば、
ＣＦ層の表面が平坦であるため、ＩＴＯ膜の断線がなく
なり、更に基板全体におけるＩＴＯ膜１２の抵抗を低く
できる。
【０２３８】なお、遮光膜３８３の下の樹脂３８４又は
３９Ｂとして、反射率の低い着色樹脂を使用すれば、遮
光部の反射率が低くなり、液晶表示装置の外光の反射を
より低反射にすることが可能である。更に、遮光膜３８
３の下の樹脂３８４又は３９Ｂとして、透過率の低い着
色樹脂を使用すれば、遮光部の透過率が低くなり、液晶
表示装置を高コントラスト化することが可能である。
【０２３９】また、図１９３の（２）の構造であれば、
ＣＦ樹脂３４Ｂを形成する時にパターンニングする必要
がないため、その分高価なパターンニング可能な露光装
置を使用する必要がなくなり、設備投資を少なくでき、
コストも低減できる。図１９４は、第５１実施例の変形
例を示す図であり、遮光膜上に塗布するレジストにあら
かじめ液晶層の厚さを制御するスペーサを混入すること
により、レジストのパターンニング後、任意の形状に形
成した遮光膜上にスペーサ４５が形成される。これによ
り、スペーサの散布工程が不要になる。
【０２４０】図１９５は、第５１実施例の変形例のＣＦ
基板を示す図である。この実施例では、第５１実施例に
おいて、ＩＴＯ膜１２にＣｒを成膜し、その上にレジス
トを塗布した後、遮光膜３８３をパターンニングして露
光する時に、ドメイン規制手段として働く突起の部分も
一緒にパターンニングする。そして、現像及びエッチン
グを行った後、レジストを剥離せずそのまま残す。これ
により、ＣＦ基板１６にはドメイン規制手段として働く
絶縁性の突起３８７が形成される。このようなＣＦ基板
を使用して、図１９６のような構造のパネルが実現され
る。
【０２４１】第４７実施例などで説明したように、ＣＦ
基板１６では、ＣＦ層を形成した後、アクリル樹脂など
の平坦化剤を塗布して表面を平坦にした後ＩＴＯ膜の電
極１２を形成していた。しかし、工程の簡略化のために
この工程を省略する場合がある。このような平坦化のた
めの層を有しないものをトップコート無しのＣＦ基板と
呼んでいる。トップコート無しで電極１２を形成する
と、次のような問題を生じる。各ＣＦの間の部分に窪み
が生じるので、ＩＴＯ膜をスパッタリングした場合、ス
パッタの方向に異方性があるため、各ＣＦの平坦な部分
にはＩＴＯ膜が密に付くのに対して、各ＣＦの間の窪み
の部分には、ＩＴＯ膜が素に付いてしまう。このため、
窪みの部分に付いたＩＴＯ膜には平坦な部分のＩＴＯ膜
より大きな隙間があいていることになる。
【０２４２】このため、ＣＦ基板上に垂直配向膜を塗布
あるいは印刷する場合、塗布／印刷後からプリキュア
（ベーク）を行うまでの間に配向膜に含まれている溶剤
が、溝の部分からＣＦ層に入り込む。入り込んだ溶剤は
プリベークを行っても内部に残り、組み立てた後に出て
きて配向膜表面にクレータなどを生じさせる。クレータ
が生じると、表示むらが発生する。第５１実施例のよう
に、各ＣＦ間の溝にクロムなどの遮光層を設ければ、こ
れにより配向膜の溶剤のＣＦ層への入り込みは防止でき
るようになる。次に説明する第５２実施例では、配向膜
の溶剤のＣＦ層への入り込みを防止するために各ＣＦ間
の溝に設けた樹脂を突起として利用する。
【０２４３】図２５４は、第５１実施例の変形例のＣＦ
基板の製作方法を示す図である。（１）は、トップコー
ト無しのＣＦ基板であり、ＲＧＢの各ＣＦ層が形成さ
れ、境界部分の下には遮光膜３４が形成されており、上
には電極用のＩＴＯ膜１２が形成されている。（２）の
ように、ポジフォトレジスト３８９を塗布する。（３）
のように、ガラス基板の側から紫外線を照射し、現像す
ると、（４）のように遮光膜３４の部分に突起３９０が
形成される。突起３９０は、垂直配向膜の塗布時には溶
剤のＣＦ層への浸入を防止する。更に、組み立てられた
後は、画素の境界に設けられたＣＦ基板側の突起２０Ａ
として機能する。
【０２４４】以上、本発明の液晶表示装置のパネル構造
について説明したが、このようなパネルに適した応用例
を説明する。図１９７は、本発明の液晶表示装置を使用
した製品の例であり、図１９８はこの製品の構成を示す
図である。図１９８に示すように、液晶パネル１００に
は表示面１１１があり、これまで説明したように視角特
性が良好で正面からだけでなく、大きな角度傾いた方向
からも表示される画像を、高いコントラストで階調反転
を生じることなしに良好な品質で見ることができる。液
晶パネル１００の後ろには、光源１１４と、光源１１４
からの照明光を液晶パネル１１０を一様に照明する光に
するためのライトボックス１１３が設けられている。
【０２４５】図１９７に示すように、この製品では、表
示スクリーン１１０の部分が回転可能になっており、用
途に応じて横型のディスプレイとしても、縦型のディス
プレイとしても使用できる。このために、４５度以上傾
けたことを検出するスイッチが設けられており、このス
イッチの状態を検出して横型のディスプレイとして表示
を行うか、縦型のディスプレイとして表示を行うかを切
り換えるようになっている。このような切り換えを行う
ためには、画像表示用のフレームメモリからの表示デー
タの読出を９０度異なる方向から行う機構等が必要であ
るが、このための技術は広く知られているので、ここで
は説明を省略する。
【０２４６】本発明の液晶表示装置をこのような製品に
適用した場合の利点について説明する。従来の液晶表示
装置では視野角は狭いため、大きな表示画面にすると周
辺部に対する視野角が大きくなり周辺部が見にくいとい
った問題が生じていた。しかし、本発明を適用した液晶
表示装置は大きな視角でも高いコントラストの表示が階
調が反転することなく見えるためこのような問題が生じ
ない。図１９７のような製品では表示画面の長い方の周
辺部に対して視野角が大きくなる。そのため、このよう
な製品には液晶表示装置は使用できなかったが、本発明
の液晶表示装置であれば視野角が大きいため、十分に適
用可能である。
【０２４７】これまで説明した実施例では、配向を主と
して４つの９０°ずつ方位の異なる領域と主として２つ
の９０度ずつ方位の異なる領域に分割する装置を示した
が、これらを本発明に適用した場合について考察する。
配向を９０°ずつ方位の異なる４つの領域に分割した場
合には、ほぼ全方向について良好な視角特性が得られる
ので、配向の方向をいずれに設定しても特に問題は生じ
ない。例えば、図４６に示す突起パターンを画面に対し
て図１９９の（１）に示すように配置した場合、表示が
良好に見える視角は、左右方向と上下方向共に８０°以
上であるため、回転して突起パターンが図の右のように
なっても特に問題は生じない。
【０２４８】これに対して、配向を１８０°方位の異な
る２つの領域に分割した場合には、配向分割した方向の
視角特性は改善されるが、それに９０°異なる方向はあ
まり視角特性が改善されない。そのため、左右方向と上
下方向にほぼ等しい視角特性が必要な場合には、図１９
９の（２）に示すように、突起パターンを画面に斜めの
方向に走らせることが望ましい。
【０２４９】次に、本発明の液晶表示装置の製造工程に
ついて簡単に説明する。一般に、液晶パネルの製造工程
は、図２００に示すように、基板の洗浄工程５０１、ゲ
ート電極形成工程５０２、動作層連続膜形成工程５０
３、素子分離工程５０４、保護膜形成工程５０５、画素
電極形成工程５０６、及び組み立て工程５０８の順で行
われるが、絶縁性の突起を形成するのであれば画素電極
形成工程５０６の後で、突起形成工程５０７を設ける。
【０２５０】図２０１に示すように、突起形成工程は、
レジスト塗布工程５１１と、塗布したレジストを焼成す
るプリベーク工程５１２と、突起の部分を残すように露
光する突起パターン露光工程５１３と、突起以外の部分
を除去する現像工程５１４と、残った突起を焼成するポ
ストベーク工程２１５で構成される。第１実施例で説明
したように、この後の工程で行われる配向膜形成工程で
レジストが配向膜と反応する可能性が有り、ポストベー
ク工程５１５では、それを考慮して、ある程度高温で焼
成を行う事が望ましい。その場合、突起の断面が蒲鉾状
に傾斜すれば配向の安定性も増す。
【０２５１】ドメイン規制手段として窪みを形成する場
合にもほぼ同じ工程で行われるが、電極にスリットを形
成する場合には、図２００の画素電極形成工程５０６
で、画素電極にスリットを設けるようなパターンを形成
すればよいので、突起形成工程５０７は必要なくなる。
図２０１に示したのは、突起パターンを感光性レジスト
で形成する場合の例であるが、突起パターンを印刷で形
成することもできる。図２０２は、凸版印刷で突起パタ
ーンを形成する方法を示す図である。図２０２に示すよ
うに、突起パターンをＡＰＲ樹脂製のフレキシブルな凸
版６０４に形成し、これを版胴と呼ばれる大きなロール
６０３の表面に固定する。版胴はアニックスロール６０
５、ドクタロール６０６及び印刷ステージ６０２と連動
して回転する。突起形成用ポリイミド樹脂溶液がディス
ペンサ６０７でアニックスロール６０５上に滴下される
と、ドクタロール６０６により引き伸ばされてアニック
スロール６０５上に均一に展開され、展開された樹脂溶
液は凸版６０４に転写され、凸版６０４の凸部に転写さ
れた溶液が印刷ステージ６０２上の基板６０９に転写さ
れる。この後、焼成などの処理を行う。他にも微小なパ
ターンを印刷で形成する方法が各種実用化されており、
それらを使用して突起パターンを形成できれば、低コス
トで突起パターンを形成できる。
【０２５２】次に、上下基板を貼り合わせた後の、液晶
パネルへの液晶の注入処理を説明する。図１８で説明し
たように、液晶パネルの組み立て工程で、ＣＦ基板とＴ
ＦＴ基板を貼り合わせた後、液晶を注入するが、ＶＡ型
ＴＦＴ方式のＬＣＤはセル厚が狭く、液晶注入の時間が
長くなるが、突起を設けるため液晶注入の時間が長く、
液晶注入の時間をできるだけ短くすることが望まれてい
る。
【０２５３】図２０３は、液晶インジェクション注入装
置の構成を示す図である。この装置の詳しい説明は省略
するが、液晶パネル１００の液晶注入口に注入コネクタ
６１５を接続し、液晶脱泡加圧タンク６１４から液晶を
供給する。それと同時に、液晶の排気口に排気コネクタ
６１８を接続し、排気用の真空ポンプ６２０で液晶パネ
ル１００内を減圧して液晶が注入され易くする。排気口
から排出される液晶は、液晶トラップ６１９で気体と分
離される。
【０２５４】第１実施例では、図１８に示すように、突
起２０は直線状で、パネル１００の長辺に平行な方向に
走っていた。そのため、液晶の注入口１０２は、突起２
０に垂直なパネルの短辺に設け、排気口１０３は注入口
１０２が設けられるのと反対側の短辺に設けた。同様
に、図２０４の（１）及び（２）に示すように、突起２
０が直線状で、パネル１００の短辺に平行な方向に走っ
ている場合には、液晶の注入口１０２は、突起２０に垂
直なパネルの長辺に設け、排気口１０３は注入口１０２
が設けられるのと反対側の長辺に設けることが望まし
い。また、図２０５に示すように、突起２０がジグザグ
である場合も、液晶の注入口１０２は、突起２０の延び
る方向に垂直なパネルの辺に設け、図２０６に示すよう
に、排気口１０３は注入口１０２が設けられるのと反対
側の辺に設けることが望ましい。
【０２５５】ここで、液晶の注入時に気泡が混入するこ
とがあり、気泡が混入すると表示不良を起こす。ネガ型
の液晶と垂直配向膜を使用した場合には、電圧無印加時
に黒表示になるが、液晶に気泡が混入してもその部分は
黒表示になるため、そのままでは気泡の混入を発見でき
ない。そのため、電極に電圧を印加して白表示にし、黒
表示の部分がないことで、気泡が混入していないことを
確認していた。しかし、液晶の注入口付近には電極がな
いためこの部分に気泡が混入していても発見することが
できなかった。この部分に気泡があると、いずれ拡散し
て表示品質を低下させる恐れがあるため、注入口付近の
気泡も発見する必要がある。そこで、本発明の液晶表示
装置では、図２０７に示すように、表示領域１２１とブ
ラックマトリクス３４の外側の注入口１０１付近にも電
極１２０を設け、この部分でも気泡の混入を検出できる
ようにしている。
【０２５６】これまで説明したように、突起及び窪み、
スリットなどのドメイン規制手段を用いるＶＡ方式の液
晶表示装置は、ラビング処理を行う必要がないので、生
産工程における汚染が大幅に低減される。従って、洗浄
工程の一部を省略できるという利点がある。しかし、使
用するネガ型（ｎ型）液晶は、通常使用されるポジ型に
比べて有機物に対する耐汚染性が弱く、特にポリウレタ
ン系樹脂や皮膚に対しては弱く、表示不良を引き起こす
という問題が生じている。表示不良は、汚染された液晶
の比抵抗が低下することが原因と思われる。
【０２５７】そこで、まずどのような大きさのポリウレ
タン系樹脂や皮膚であれば表示不良になるかを調べた。
図２０８は、ＶＡ方式の液晶パネルである。２枚の基板
１６と１７に垂直配向膜を形成した後、一方の基板に大
きさが１０μｍ程度のポリウレタン系樹脂をいくつかの
せ、一方にスペーサ４５、他方にシール材１０１を形成
して貼り合わせ、液晶を注入してパネルを製作した。そ
の結果、ポリウレタン系樹脂７００は、熱及びセル厚
（セルギャップ）形成により、面積を広げ１５μｍ角に
広がり、ポリウレタン系樹脂７００を中心として０．５
〜２ｍｍの範囲で液晶汚染による表示不良が認められ
た。
【０２５８】ポリウレタン系樹脂７００の大きさを変化
させて、液晶の汚染領域の大きさを調べた結果を図２０
９に示す。パネル上で０．３ｍｍ角以内の表示以上であ
れば問題ないとすれば、ポリウレタン系樹脂の大きさは
５μｍ角以下にする必要がある。これは皮膚についても
同じであった。上記のように、ポリウレタン系樹脂や皮
膚は液晶の比抵抗を低下させ、それが原因で表示不良を
発生する。ポリウレタン系樹脂の混入量と比抵抗の低下
の関係を調べた。図２１０は、ゲートがオンの状態を想
定して、図２１１に示す液晶画素の等価回路の周波数依
存性の計算結果を示す図である。グラフは、液晶画素の
等価回路において、抵抗が９．１×１０9 、９．１×１
０10、９．１×１０11、９．１×１０12Ωの場合の周波
数に対する実効電圧の変化を示す。これから、液晶の抵
抗値の低下が実効電圧の低下を生じることが分かる。実
際の表示に関係する１〜６０Ｈｚの周波数範囲では、３
桁以上の比抵抗の低下で表示の異常が発生することが分
かる。
【０２５９】図２１１と図２１２は、液晶画素が電荷を
保持している状態を想定して、抵抗が９．１×１０10、
９．１×１０11、９．１×１０12Ωの場合に、一旦蓄積
した電荷をどれだけの時間で放電するかを示す図であ
る。なお、参考として、配向膜だけが存在する場合の例
を示す。配向膜は抵抗が大きく、時定数が大きいので、
放電現象にはほとんど寄与しない。図２１２は、図２１
１の０．２ｍｓ以下の部分を拡大して示す。これから、
液晶抵抗が２桁以上低いと、６０Ｈｚで黒しみが現れ始
めることが分かる。
【０２６０】以上のことから、ポリウレタン系樹脂や皮
膚により抵抗が２〜３桁低下すると問題になることが分
かる。次に、フェニルウレタンを液晶に入れた後、超音
波を１０秒かけ、その後放置して上澄み液の比抵抗を測
定した。この結果から、ポリウレタン系樹脂の混入量が
モル比で１／１０００程度で比抵抗が桁程度低下するこ
とが分かった。
【０２６１】以上のことから、ポリウレタン系樹脂や皮
膚の混入量をモル比で１／１０００以下にすれば、表示
むらは問題を生じないレベルであることが分かった。ポ
リウレタン系樹脂や皮膚の混入量を上記のようなレベル
以下にするには、液晶パネルを製造するクリーンルーム
内のポリウレタン系樹脂や皮膚の浮遊レベルを上記のレ
ベルに対応したクリーン度にする必要がある。更に、組
み立て工程の前に純水で基板表面を洗浄する工程を設け
る。
【０２６２】以上、ドメイン規制手段で液晶の配向を分
割するＶＡ方式の液晶表示パネルの実施例について説明
した。すでに説明したように、視角特性を向上させる方
法として、位相差フィルムを使用することが知られてい
る。次に、図５５に示したような１画素内で液晶の配向
方向を等しい割合で４分割するＶＡ方式の液晶表示パネ
ルに適した位相差フィルムの特性と配置の実施例を説明
する。
【０２６３】図２１３は、ＶＡ方式の液晶パネルの基本
構成を示す図である。図２１３に示すように、２枚の基
板の上に形成した電極１２と１３の間に液晶を挟持する
ことにより、液晶パネルが実現され、両側には吸収軸が
互いに直交する２枚の偏光板１１と１５を配置する。こ
こで使用される液晶パネルは、垂直配向膜を形成し、負
の誘電率異方性を有する液晶を使用し、図示のように上
基板１２と下基板１３のラビングの方向を１８０°異な
らせ、偏光板１１と１５の吸収軸に対して４５°をなす
ようにしたＶＡ方式の液晶表示パネルである。この装置
において、パネルを斜め８０°までのあらゆる方位から
見た時の等コントラスト曲線を図２１４に、８階調駆動
時に階調反転を生じる視角領域を図２１５に示す。これ
らの結果から０°、９０°、１８０°、２７０°の方位
におけるコントラストが低く、かなり広い視角範囲にお
いて階調反転が生じることが分かる。
【０２６４】図２１６に示すように、図５５に示すよう
な突起パターンが形成された２枚の液晶基板９１と９２
で構成される液晶パネルを使用した液晶表示装置におけ
る等コントラスト曲線を図２１７に、８階調駆動時に階
調反転を生じる視角領域を図２１８に示す。これでは、
従来のＶＡ方式に比べて、階調反転については改善され
ているがまだ不十分であり、コントラストについてはあ
まり改善していないといえる。
【０２６５】本出願人は、特願平８−４１９２６号、そ
れを優先権の基礎とする特願平９−２９４５５号及び特
願平８−２５９８７２号で、ラビングにより配向分割さ
れるＶＡ方式の液晶表示装置において、位相差フィルム
を設けることにより視角特性が改善させることを開示し
ている。しかし、突起、窪み、画素電極のスリットで配
向分割する場合については、何ら言及していない。
【０２６６】以下、突起、窪み、電極に設けたスリット
により各画素内で配向分割するようにしたＶＡ方式の液
晶表示装置における視角特性を、位相差フィルムを設け
ることにより更に改善する場合の条件を説明する。ま
ず、本発明において使用する位相差フィルムについて、
図２１９を参照して説明する。図２１９に示すように、
フィルム面内方向の屈折率をｎx 、ｎy 、厚さ方向の屈
折率をｎz とした時、本発明において使用する位相差フ
ィルムでは、ｎx ，ｎy ≧ｎz （但し、ｎx ＝ｎy ＝ｎ
z は除く）の関係が成り立つ。
【０２６７】ここで、ｎx ＞ｎy ＝ｎz の関係が成り立
つ位相差フィルムを、本明細書ではフィルム面内に光学
的に正の一軸性を有する位相差フィルムといい、以降、
このフィルムを単に正の一軸性フィルムと呼ぶ。屈折率
ｎx 、ｎy のうち大きい方の方向を遅相軸と呼ぶ。この
場合にはｎx ＞ｎy であるからｘ方向を遅相軸と呼ぶ。
位相差フィルムの厚さをｄとすると、この正の一軸性フ
ィルムを通過することにより、面内方向にＲｓ＝（ｎx
−ｎy ）ｄのリタデーションを生じる。以降、正の一軸
性フィルムのリタデーションといった場合には、面内方
向（正面）のリタデーションを指すものとする。
【０２６８】また、ｎx ＝ｎy ＞ｎz の関係が成り立つ
位相差フィルムを、本明細書ではフィルム面の法線方向
に光学的に負の一軸性を有する位相差フィルムといい、
以降、このフィルムを単に負の一軸性フィルムと呼ぶ。
位相差フィルムの厚さをｄとすると、この負の一軸性フ
ィルムを通過することにより、厚さ方向にＲｄ＝（（ｎ
x ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄのリタデーションを生じる。
以降、負の一軸性フィルムのリタデーションといった場
合には、厚さ方向のリタデーションを指すものとする。
【０２６９】更に、ｎx ＞ｎy ＞ｎz の関係が成り立つ
位相差フィルムを、本明細書では２軸性を有する位相差
フィルムといい、以降、このフィルムを単に２軸性フィ
ルムと呼ぶ。この場合には、ｎx ＞ｎy であるからｘ方
向を遅相軸と呼ぶ。位相差フィルムの厚さをｄとする
と、フィルム面内方向のリタデーションは（ｎx −
ｎy）ｄ（但し、ｎx ＞ｎy の時）、フィルムの厚さ方
向のリタデーションは（（ｎ x ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄ
である。
【０２７０】図２２０は、本発明の第５２実施例の液晶
表示装置の構成を示す図である。基板９１と９２の一方
のＣＦ基板の液晶に面する側には、カラーフィルタや共
通電極（ベタ電極）が形成され、他方のＴＦＴ基板の液
晶に面する側には、ＴＦＴ素子やバスラインや画素電極
が形成されている。基板９１と９２の液晶に面する側に
は、垂直配向材料を転写印刷により塗布し、１８０°Ｃ
で焼成することにより垂直配向膜が形成されている。垂
直配向膜の上に、ポジ型感光製保護材料をスピンコート
により塗布し、プリべーク、露光、ポストベークによ
り、図５５に示した突起パターンが形成されている。
【０２７１】基板９１と９２とは、直径３．５μｍのス
ペーサを介して貼り合わされ、負の誘電率異性を有する
液晶材料を封入し、液晶パネルとしている。図２２０に
示すように、第５２実施例の液晶表示装置は、第１の偏
光板１１と、第１の正の一軸性フィルム９４と、液晶パ
ネルを構成する２枚の基板９１と９２と、第２の正の一
軸性フィルム９４と、第２の偏光板１５とがこの順番に
配置されている。なお、第１の正の一軸性フィルム９４
の遅相軸は第１の偏光板１１の吸収軸と直交し、第２の
正の一軸性フィルム９４の遅相軸は第２の偏光板１５の
吸収軸と直交するように配置されている。
【０２７２】第５２実施例において、第１及び第２の正
の一軸性フィルム９４のリタデーションＲ0 とＲ1 をそ
れぞれ１１０ｎｍとした場合の、等コントラスト曲線を
図２２１に、８階調駆動時に階調反転が生じる視角領域
を図２２２に示す。図２１７及び図２１８と比較して明
らかなように、高いコントラストが得られる範囲が大幅
に広がり、階調反転は全範囲で生じなくなり、視角特性
が大幅に改善された。
【０２７３】ここで、図２２０の構成で、第１及び第２
の正の一軸性フィルム９４のリタデーションＲ0 とＲ1
をさまざまに変化させて視角特性を調べた。調べる方法
は、Ｒ0 とＲ1 を変化させ、パネルの右上（４５°方
位）、左上（１３５°方位）、左下（２２５°方位）、
右下（３１５°）において、コントラストが１０になる
角度を求め、Ｒ0 とＲ1 の座標上でその角度が同一値に
なるＲ0 とＲ1 の点を線で結んだ等高線グラフを図２２
３に示す。なお、パネルの右上、左上、左下、右下の等
高線グラフは同一であった。これは、図５５に示す突起
パターンを使用したため、配向分割による４つの領域が
等しいためであると思われる。
【０２７４】図２１７において、４５°、１３５°、２
２５°、３１５°の方位で、コントラストが１０になる
角度は３９°であり、図２２３において、コントラスト
が１０になる角度が３９°以上となるＲ0 とＲ1 の組合
せでは、位相差フィルムを使用した効果があるといえ
る。図２２３において、コントラストが１０になる角度
が３９°以上となるのは、Ｒ0 とＲ1 で以下の条件が満
たされる時である。
【０２７５】Ｒ1 ≦４５０ｎｍ−Ｒ0 、Ｒ0 −２５０ｎ
ｍ≦Ｒ1 ≦Ｒ0 ＋２５０ｎｍ、０≦Ｒ0 及び０≦Ｒ1 また、液晶セルのリタデーションΔｎ・ｄを実用的な範
囲で変化させ、更にツイスト角を０°〜９０°の範囲で
変化させ、同様にＲ0 とＲ1 の最適条件を求めた結果、
上記の条件と変わらないことが確認された。
【０２７６】図２２４は、本発明の第５３実施例の液晶
表示装置の構成を示す図である。第５２実施例と異なる
のは、２枚の第１と第２の正の一軸性フィルム９４が第
１の偏光板１１と液晶パネルの間に配置され、２枚の正
の一軸性フィルム９４は遅相軸が互いに直交し、第１の
偏光板１１に隣接する第２の正の一軸性フィルムの遅相
軸は第１の偏光板１１の吸収軸に直交するように配置さ
れている点である。
【０２７７】第５３実施例において、第１及び第２の正
の一軸性フィルム９４の位相差Ｒ0とＲ1 をそれぞれ１
１０ｎｍと２７０ｎｍとした場合の、等コントラスト曲
線を図２２５に、８階調駆動時に階調反転が生じる視角
領域を図２２６に示す。図２１７及び図２１８と比較し
て明らかなように、高いコントラストが得られる範囲が
大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅に縮小さ
れ、視角特性が大幅に改善された。
【０２７８】第５２実施例と同様に、図２２４の構成
で、第１及び第２の正の一軸性フィルム９４のリタデー
ションＲ0 とＲ1 をさまざまに変化させて視角特性を調
べた結果を図２２７に示す。図２２７で示された特性
は、図２２３と同じであり、コントラストが１０になる
角度をＲ0 とＲ1 の座標上で等高線グラフとしたもので
ある。これから、コントラストが１０になる角度が３９
°以上となるのは、Ｒ0 とＲ1 で以下の条件が満たされ
る時である。
【０２７９】２Ｒ0 −１７０ｎｍ≦Ｒ1 ≦２Ｒ0 ＋２８
０ｎｍ、Ｒ1 ≦−Ｒ0 ／２＋８００ｎｍ、０≦Ｒ0 及び
０≦Ｒ1 また、第５３実施例でも液晶セルのリタデーションΔｎ
・ｄを実用的な範囲で変化させ、更にツイスト角を０°
〜９０°の範囲で変化させても、上記の条件と変わらな
いことを確認した。
【０２８０】図２２８は、本発明の第５４実施例の液晶
表示装置の構成を示す図である。第５２実施例と異なる
のは、液晶パネルと第１の偏光板１１の間に第１の負の
一軸性フィルム９５を、液晶パネルと第２の偏光板１５
の間に第２の負の一軸性フィルム９５を配置する点であ
る。
【０２８１】第５４実施例において、第５２実施例と同
様に、図２２８の構成で、第１及び第２の負の一軸性フ
ィルム９５の厚さ方向のリタデーションＲ0 とＲ1 をさ
まざまに変化させて視角特性を調べた結果を図２２９に
示す。図２２９で示された特性は、図２２３と同じであ
り、コントラストが１０になる角度をＲ0 とＲ1 の座標
上で等高線グラフとしたものである。これから、コント
ラストが１０になる角度が３９°以上となるのは、Ｒ0
とＲ1 で以下の条件が満たされる時である。
【０２８２】Ｒ0 ＋Ｒ1 ≦５００ｎｍ ここで、第５４実施例でも、液晶セルのリタデーション
Δｎ・ｄを実用的な範囲で変化させ、Δｎ・ｄと最適条
件の上限との関係を調べた。その結果を図２３０に示
す。これより、液晶セルのΔｎ・ｄをＲLCとすると、各
位相差フィルムのリタデーションの和の最適条件は、
１．７×ＲLC＋５０ｎｍ以下である。
【０２８３】また、この条件はコントラストに関する特
性であるが、同様に階調反転についても最適条件を検討
した。コントラストの場合と同様に、図２２８の構成
で、第１及び第２の負の一軸性フィルム９５の厚さ方向
のリタデーションＲ0 とＲ1 をさまざまに変化させて、
階調反転を生じる角度を求め、Ｒ0 とＲ1 の座標上で等
高線グラフとしたのが図２３１である。図２１８で階調
反転を生じる角度は５２°である。図２３１において階
調反転が生じる角度が５２°以上となるＲ0 とＲ 1 の条
件では、階調反転に関して位相差フィルムの効果がある
といえる。図２３１において、階調反転が生じる角度が
５２°以上となるのは、Ｒ0 とＲ1 について次の条件が
満たされる時である。
【０２８４】Ｒ0 ＋Ｒ1 ≦３４５ｎｍ 次に、液晶セルのリタデーションΔｎ・ｄを実用的な範
囲で変化させ、Δｎ・ｄと最適条件の上限との関係を調
べた。その結果を図２３２に示す。これより、最適条件
の上限は、液晶セルのΔｎ・ｄによらずにほぼ一定であ
り、各位相差フィルムのリタデーションの和の最適条件
は３５０ｎｍ以下である。
【０２８５】コントラストが１０となる角度は５０°以
上であることが望ましく、階調反転や実用的な液晶セル
のΔｎ・ｄについても考慮すると、各位相差フィルムの
リタデーションの和は、３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下で
あることが望ましい。また、ツイスト角を、０°から９
０°の範囲で変化させて同様に調べた結果、最適条件に
変わりがないことが分かった。
【０２８６】第５５実施例は、図２２８の第５４実施例
の液晶表示装置の構成において、第１及び第２の負の一
軸性フィルム９５の一方を除いたものである。第５５実
施例において、１枚の負の一軸性フィルム９５のリタデ
ーションを２００ｎｍとした場合の、等コントラスト曲
線を図２３３に、８階調駆動時に階調反転が生じる視角
領域を図２３４に示す。図２１７及び図２１８と比較し
て明らかなように、高いコントラストが得られる範囲が
大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅に縮小さ
れ、視角特性が大幅に改善された。また、コントラスト
が１０になる最適条件及び階調反転についての最適条件
を検討したが、第５４実施例の負の１軸性フィルムのリ
タデーションの和に相当するリタデーションを有する１
枚の負の１軸性フィルムを使用すればよいことが分かっ
た。
【０２８７】第５６実施例から第５８実施例は、正の１
軸性フィルムと負の１軸性フィルムを組み合わせて使用
する実施例であり、配置の方法を各種の変形例がある
が、第５６実施例から第５８実施例に示す構成が効果が
あることが分かった。図２３５は、本発明の第５６実施
例の液晶表示装置の構成を示す図である。第５２実施例
と異なるのは、液晶パネルと第１の偏光板１１の間に配
置される第１の正の１軸性フィルム９４の代わりに負の
１軸性フィルム９５を使用する点である。
【０２８８】第５６実施例において、正の一軸性フィル
ム９４のフィルム面内方向のリタデーションＲ0 を１５
０ｎｍ、負の一軸性フィルム９５の厚さ方向のリタデー
ションＲ1 を１５０ｎｍとした場合の、等コントラスト
曲線を図２３６に、８階調駆動時に階調反転が生じる視
角領域を図２３７に示す。図２１７及び図２１８と比較
して明らかなように、高いコントラストが得られる範囲
が大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅に縮小さ
れ、視角特性が大幅に改善された。
【０２８９】第５６実施例でも、コントラストについて
最適条件を検討した。コントラストに関する最適条件を
図２３８に示す。図２３８に示された内容は、図２２３
と同じである。図２３９は、本発明の第５７実施例の液
晶表示装置の構成を示す図である。第５２実施例と異な
るのは、液晶パネルと第１の偏光板１１の間に、正の１
軸性フィルム９４を配置し、この正の１軸性フィルム９
４と第１の偏光板１１の間にに負の１軸性フィルム９５
を配置した点である。正の一軸性フィルム９４の遅相軸
は第１の偏光板１１の吸収軸に直交するように配置され
る。
【０２９０】第５７実施例において、正の一軸性フィル
ム９４のフィルム面内方向のリタデーションＲ0 を５０
ｎｍ、負の一軸性フィルム９５の厚さ方向のリタデーシ
ョンＲ1 を２００ｎｍとした場合の、等コントラスト曲
線を図２４０に、８階調駆動時に階調反転が生じる視角
領域を図２４１に示す。図２１７及び図２１８と比較し
て明らかなように、高いコントラストが得られる範囲が
大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅に縮小さ
れ、視角特性が大幅に改善された。
【０２９１】第５７実施例でも、コントラストについて
最適条件を検討した。コントラストに関する最適条件を
図２４２に示す。図２４２に示された内容は、図２２３
と同じである。図２４３は、本発明の第５８実施例の液
晶表示装置の構成を示す図である。第５２実施例と異な
るのは、液晶パネルと第１の偏光板１１の間に、負の１
軸性フィルム９５を配置し、この負の１軸性フィルム９
５と第１の偏光板１１の間にに正の１軸性フィルム９４
を配置した点である。正の一軸性フィルム９４の遅相軸
は第１の偏光板１１の吸収軸に直交するように配置され
る。
【０２９２】第５８実施例において、正の一軸性フィル
ム９４のフィルム面内方向のリタデーションＲ1 を１５
０ｎｍ、負の一軸性フィルム９５の厚さ方向のリタデー
ションＲ0 を１５０ｎｍとした場合の、等コントラスト
曲線を図２４４に、８階調駆動時に階調反転が生じる視
角領域を図２４５に示す。図２１７及び図２１８と比較
して明らかなように、高いコントラストが得られる範囲
が大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅に縮小さ
れ、視角特性が大幅に改善された。
【０２９３】第５８実施例でも、コントラストについて
最適条件を検討した。コントラストに関する最適条件を
図２４６に示す。図２４６に示された内容は、図２２３
と同じである。図２４７は、本発明の第５９実施例の液
晶表示装置の構成を示す図である。第５２実施例と異な
るのは、液晶パネルと第１の偏光板１１の間に、面内方
向の屈折率をｎx 、ｎy 、厚さ方向の屈折率をｎz とし
た時に、ｎx 、ｎy ≧ｎzの関係を有する位相差フィル
ム９６を配置し、液晶パネルと第２の偏光板１５の間の
正の１軸性フィルム９４が除かれている点である。位相
差フィルム９６のｘ軸は第１の偏光板１１の吸収軸に直
交するように配置される。
【０２９４】第５９実施例において、位相差フィルム９
６のｘ軸を遅相軸、すなわちｎx ＞ｎy とし、フィルム
面内方向のリタデーションＲxzを５５ｎｍ、厚さ方向の
リタデーションＲYZを１９０ｎｍとした場合の、等コン
トラスト曲線を図２４８に、８階調駆動時に階調反転が
生じる視角領域を図２４９に示す。図２１７及び図２１
８と比較して明らかなように、高いコントラストが得ら
れる範囲が大幅に広がり、階調反転の生じる範囲も大幅
に縮小され、視角特性が大幅に改善された。
【０２９５】ここで、ＲXZ＝（ｎx −ｎz ）ｄ、ＲYZ＝
（ｎy −ｎz ）ｄと定義する。第５９実施例でもコント
ラストについてＲXZとＲYZをさまざまに変化させて最適
条件を検討した。コントラストに関する最適条件を図２
５０に示す。図２５０に示された内容は、Ｒ0 とＲ1 が
それぞれＲXZとＲYZに対応する以外が同じである。これ
らの結果から、コントラストが１０になる角度が３９°
以上となるのは、ＲXZとＲYZについて以下の条件が満た
される時である。
【０２９６】ＲXZ−２５０ｎｍ≦ＲYZ≦ＲXZ＋１５０ｎ
ｍ、ＲYZ≦−ＲXZ＋１０００ｎｍ、０≦ＲYZ、０≦ＲXZ 位相差フィルム９６の面内方向のリタデーションをＲ
0 、厚さ方向のリタデーションをＲ1 とすると、 Ｒ0 ＝（ｎx −ｎy ）ｄ＝ＲXZ−ＲYZ …（ｎx ≧ｎy のとき） Ｒ0 ＝（ｎy −ｎx ）ｄ＝ＲYZ−ＲXZ …（ｎy ≧ｎx のとき） Ｒ1 ＝（（ｎx ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄ＝（ＲXZ＋ＲYZ）／２ の関係が成り立つため、ＲXZ、ＲYZに関する最適条件は
以下のように書き換えられる。
【０２９７】Ｒ0 ≦２５０ｎｍ、Ｒ1 ≦５００ｎｍ すなわち、面内方向のリタデーションが２５０ｎｍ以
下、厚さ方向のリタデーションが５００ｎｍ以下で、２
軸性位相差フィルムの遅相軸が隣接する偏光板の吸収軸
と直交するように配置することが望ましい。液晶セルの
リタデーションΔｎ・ｄを実用的な範囲で変化させ、Δ
ｎ・ｄと最適条件の上限との関係を調べた結果、面内方
向のリタデーションの最適条件は、液晶セルのΔｎ・ｄ
によらずに常に２５０ｎｍ以下であることが分かった。
一方、厚さ方向の位相差の最適条件は液晶セルのΔｎ・
ｄに依存する。液晶セルのΔｎ・ｄと厚さ方向のリタデ
ーションの最適範囲の上限との関係を調べた結果を図２
５１に示す。これより、厚さ方向のリタデーションの最
適条件は、液晶セルのΔｎ・ｄをＲLCとすると、１．７
×ＲLC＋５０ｎｍ以下である。
【０２９８】なお、図２４７の構成で、液晶パネルの一
方の側又は両側の第１の偏光板１１又は第２の偏光板１
５との間の少なくとも一方に位相差フィルム９６を複数
枚配置した構成について同様に最適条件を調べた。その
結果、各位相差フィルム９６の面内方向のリタデーショ
ンがそれぞれ２５０ｎｍ以下で、且つ各位相差フィルム
９６の厚さ方向のリタデーションの和が１．７×ＲLC＋
５０ｎｍ以下である場合が最適条件であることが分かっ
た。
【０２９９】また、ツイスト角を０°〜９０°の範囲で
変化させて同様に最適条件を調べたが、それぞれの最適
条件は変わらなかった。フィルム９６としては、正の一
軸性フィルム（ｎx ＞ｎy ＝ｎz ）、負の一軸性フィル
ム（ｎx ＝ｎy ＞ｎz ）、二軸性フィルム（ｎx ＞ｎy
＞ｎz ）が考えられ、そのいずれかを単独あるいはそれ
ぞれを組み合せて用いる場合が可能である。
【０３００】以上、液晶パネルを構成する２枚の基板の
液晶に面する側に突起列を設けて画素内で配向分割する
場合の最適な位相差フィルムの条件について説明した
が、窪みや画素電極のスリットで配向分割する場合も同
様の条件で視角特性を改善できる。また、本明細書にお
ける偏光板は理想的な偏光板として記述してある。従っ
て、実際の偏光板の構成で用いられている、偏光子を保
護するフィルム（ＴＡＣフィルム）が有するリタデーシ
ョン（厚さ方向の位相差が通常約５０ｎｍ）は本発明の
位相差フィルムが有するリタデーションと合成して扱う
べきことは自明である。
【０３０１】すなわち、ＴＡＣフィルムに本発明での条
件を具備させることによって、見かけ上は位相差フィル
ムの配設をなくすこともありうるが、この場合にはＴＡ
Ｃフィルムが本発明の追加すべき位相差フィルムと同等
に作用することは言うまでもない。以上、本発明の実施
例について説明したが、本発明には他にも各種の変形が
可能であり、特に突起パターンや形状などは、適用する
液晶表示装置に応じて各種の変形例があり得る。
【０３０２】以上、本発明をＴＦＴ型液晶表示装置に適
用した実施例を説明したが、本発明はこれ以外の液晶表
示装置にも適用可能である。例えば、ＴＦＴでなく、反
射型として使用されるＭＯＳ−ＦＥＴ方式のＬＣＤや、
能動素子としてＭＩＭ素子などのダイオードを使用した
方式にも適用可能であり、ＴＦＴ方式でもアモルファス
シリコンを使用するものとポリシリコンを使用する両方
に適用可能である。また、透過型のＬＣＤだけでなく、
反射型やプラズマアドレッシングのＬＣＤにも適用可能
である。
【０３０３】
【発明の効果】従来のＴＮ型ＬＣＤは視角範囲が狭く、
視角特性を改良したＩＰＳ型ＬＣＤは応答速度が十分で
なく動画表示には使用できないなどの問題点があった
が、本発明を適用すればこれらの問題を解決し、ＩＰＳ
型ＬＣＤの視角特性を有すると共にＴＮ型ＬＣＤを凌ぐ
応答速度のＬＣＤが実現できる。しかも、それぞれの基
板に突起又は窪みを設けるだけで実現できるため、製造
面でも容易に実現できる。しかも、従来のＴＮ型やＩＰ
Ｓ型で必要であったラビング工程と、ラビング後洗浄工
程が不要になる。これらの工程は配向不良を生じる原因
となっていたので、歩留りや製品の信頼性を高めるとい
う効果もある。
【０３０４】更に、説明したような条件で位相差フィル
ムを使用することにより、視角特性を大幅に改善するこ
とができる。特に、最適な条件では、広い視野角で高い
コントラストになり、階調反転も生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＮ型ＬＣＤのパネル構造と動作原理を説明す
る図である。
【図２】ＴＮ型ＬＣＤの視野角による画像の変化を説明
する図である。
【図３】ＩＰＳ型ＬＣＤを説明する図である。
【図４】ＩＰＳ型ＬＣＤを例とした観察における座標計
の定義を示す図である。
【図５】ＩＰＳ型ＬＣＤにおける階調反転領域を示す図
である。
【図６】ＩＰＳ型ＬＣＤにおける階調の変化と階調反転
を示す図である。
【図７】ＶＡ(Vertically aligned)方式とその問題点を
説明する図である。
【図８】ラビング処理の説明図である。
【図９】本発明の原理を説明する図である。
【図１０】突起による配向の生成を説明する図である。
【図１１】突起の形状例を示す図である。
【図１２】本発明の液晶配向を実現する方式を示す図で
ある。
【図１３】第１実施例の液晶パネルの全体構成を示す図
である。
【図１４】第１実施例のパネル構造を示す図である。
【図１５】第１実施例の突起パターンを示す図である。
【図１６】第１実施例における周辺部の突起パターンを
示す図である。
【図１７】第１実施例におけるパネル断面図である。
【図１８】第１実施例のパネルの液晶注入口の配置を示
す図である。
【図１９】第１実施例の突起形状の実測値を示す図であ
る。
【図２０】第１実施例での応答速度を示す図である。
【図２１】第１実施例での応答速度を示す図である。
【図２２】第１実施例での視角特性を示す図である。
【図２３】第１実施例での視角特性を示す図である。
【図２４】第１実施例での視角特性を示す図である。
【図２５】第１実施例で位相差フィルムを使用した場合
の視角特性を示す図である。
【図２６】第１実施例で位相差フィルムを使用した場合
の視角特性を示す図である。
【図２７】突起部分での漏れ光の発生を説明する図であ
る。
【図２８】第１実施例で突起の高さを変化させた時の透
過率の変化を示す図である。
【図２９】第１実施例で突起の高さを変化させた時のコ
ントラストの変化を示す図である。
【図３０】第１実施例での突起の高さと白状態の透過率
の関係を示す図である。
【図３１】第１実施例での突起の高さと黒状態の透過率
の関係を示す図である。
【図３２】第１実施例での突起の高さとコントラスト比
の関係を示す図である。
【図３３】第２実施例の突起パターンを示す図である。
【図３４】第３実施例の突起パターンを示す図である。
【図３５】第３実施例の突起パターンの他の例を示す図
である。
【図３６】突起上での液晶分子の配向を示す図である。
【図３７】第４実施例の突起形状を示す図である。
【図３８】第５実施例のパネル構造を示す図である。
【図３９】第５実施例の画素電極パターンを示す図であ
る。
【図４０】スリット接続部における配向分布の例を示す
図である。
【図４１】第５実施例での突起とスリット部におけるド
メインの発生を示す図である。
【図４２】第６実施例での突起と電極のスリットの形状
を示す図である。
【図４３】第６実施例での突起とスリット部におけるド
メインの発生を示す図である。
【図４４】第６実施例の液晶表示装置における画素部の
平面図を示す図である。
【図４５】第６実施例の画素電極パターンを示す図であ
る。
【図４６】第６実施例の画素部の断面図である。
【図４７】第６実施例での視角特性を示す図である。
【図４８】第６実施例での視角特性を示す図である。
【図４９】第６実施例の画素電極パターンの変形例を示
す図である。
【図５０】本発明の第７実施例の画素電極パターンと構
造を示す図である。
【図５１】本発明の第８実施例の液晶表示装置における
画素部の平面図を示す図である。
【図５２】第８実施例の画素部の断面図である。
【図５３】第８実施例におけるＴＦＴ基板の製作方法を
説明する図である。
【図５４】第８実施例におけるＴＦＴ基板の製作方法を
説明する図である。
【図５５】本発明の第９実施例の突起パターンを示す図
である。
【図５６】第９実施例の画素部の平面図である。
【図５７】第９実施例の突起パターンの変形例を示す図
である。
【図５８】電極エッジでの斜め電界の影響を示す図であ
る。
【図５９】ジグザグに屈曲させた突起を用いる場合の問
題を示す図である。
【図６０】ジグザグに屈曲させた突起を用いる場合にお
ける電極エッジ部の配向を示す図である。
【図６１】ジグザグに屈曲させた突起を用いる場合にお
いて応答速度の低下する部分を示す図である。
【図６２】ジグザグに屈曲させた突起を用いる場合にお
いて応答速度の低下する部分をの断面である。
【図６３】本発明の第１０実施例の基本構成を示す図で
ある。
【図６４】第１０実施例における突起列パターンを示す
図である。
【図６５】第１０実施例における特徴部分の詳細図であ
る。
【図６６】紫外線の照射による配向方向の変化を説明す
る図である。
【図６７】第１０実施例の変形例を示す図である。
【図６８】望ましいエッジと突起の関係を示す図であ
る。
【図６９】望ましいエッジと窪みの関係を示す図であ
る。
【図７０】直線状の突起の望ましい配列を示す図であ
る。
【図７１】本発明の第１１実施例における突起パターン
を示す図である。
【図７２】画素毎に不連続の突起を設けた例を示す図で
ある。
【図７３】本発明の第１２実施例における突起パターン
を示す図である。
【図７４】第１２実施例の変形例を示す図である。
【図７５】第１２実施例の変形例を示す図である。
【図７６】本発明の第１３実施例における突起パターン
を示す図である。
【図７７】第３実施例の断面図である。
【図７８】補助容量の作用と電極構造を示す図である。
【図７９】本発明の第１４実施例の突起パターンとＣＳ
電極を示す図である。
【図８０】第１４実施例の変形例を示す図である。
【図８１】第１４実施例の変形例を示す図である。
【図８２】第１４実施例の変形例を示す図である。
【図８３】本発明の第１５実施例の突起パターンを示す
図である。
【図８４】第１５実施例における液晶の配向変化を説明
する図である。
【図８５】第１５実施例での視角特性を示す図である。
【図８６】第１５実施例での中間調の応答速度及び比較
のためのＴＮ方式の中間調応答速度を示す図である。
【図８７】他のＶＡ方式の中間調の応答速度を示す図で
ある。
【図８８】第１５実施例の突起パターンの変形例を示す
図である。
【図８９】第１５実施例の突起パターンの変形例を示す
図である。
【図９０】第１５実施例の突起パターンの変形例を示す
図である。
【図９１】第１５実施例の突起パターンの変形例を示す
図である。
【図９２】本発明の第１６実施例の突起構造を示す図で
ある。
【図９３】第１６実施例の突起パターンを示す図であ
る。
【図９４】本発明の第１７実施例のパネル構造を示す図
である。
【図９５】本発明の第１８実施例のパネル構造を示す図
である。
【図９６】本発明の第１９実施例のパネル構造を示す図
である。
【図９７】本発明の第２０実施例のパネル構造を示す図
である。
【図９８】第２０実施例の変形例のパネル構造を示す図
である。
【図９９】第２０実施例の変形例のパネル構造を示す図
である。
【図１００】第２０実施例の変形例のパネル構造を示す
図である。
【図１０１】本発明の第２１実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１０２】突起を有するパネル断面図と組み立てによ
る配向分割への影響を示す図である。
【図１０３】本発明の第２２実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１０４】本発明の第２３実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１０５】本発明の第２４実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１０６】第２４実施例の構造を応用した突起パター
ンを示す図である。
【図１０７】本発明の第２５実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１０８】突起間隙と応答速度の関係を測定するパネ
ルの構造を示す図である。
【図１０９】突起間隙と応答速度の関係を示す図であ
る。
【図１１０】突起間隙と透過率の関係を示す図である。
【図１１１】第２５実施例の動作原理の説明図である。
【図１１２】本発明の第２６実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１１３】第２６実施例のパネルの視角特性を示す図
である。
【図１１４】通常の突起パターンを示す図である。
【図１１５】液晶の光学異方性の波長分散を示す図であ
る。
【図１１６】本発明の第２７実施例の突起パターンを示
す図である。
【図１１７】印加電圧と透過率の関係の突起間隙による
差を示す図である。
【図１１８】本発明の第２８実施例の突起パターンを示
す図である。
【図１１９】本発明の第２９実施例の突起パターンを示
す図である。
【図１２０】第２９実施例の画素構造を示す図である。
【図１２１】本発明の第３０実施例の突起形状を示す図
である。
【図１２２】突起の高さを変化させた時の透過率の変化
を示す図である。
【図１２３】突起の高さを変化させた時のコントラスト
の変化を示す図である。
【図１２４】突起の高さと白状態の透過率の関係を示す
図である。
【図１２５】突起の高さと黒状態の透過率の関係を示す
図である。
【図１２６】第３０実施例の変形例を示す図である。
【図１２７】本発明の第３１実施例の突起形状を示す図
である。
【図１２８】ＶＡ方式の液晶パネルのツイスト角と液晶
層の厚さの関係を示す図である。
【図１２９】ＶＡ方式の液晶パネルの白表示の相対輝度
と液晶のリタデーションΔｎｄの関係を示す図である。
【図１３０】ＶＡ方式の液晶パネルの角波長透過率と液
晶のリタデーションΔｎｄの関係を示す図である。
【図１３１】配向分割ＶＡ方式の液晶パネルの間隙と応
答速度の関係を示す図である。
【図１３２】配向分割ＶＡ方式の液晶パネルの間隙と開
口率の関係を示す図である。
【図１３３】本発明の第３２実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１３４】第３２実施例の変形例のパネル構造を示す
図である。
【図１３５】本発明の第３３実施例のＴＦＴ基板の構造
を示す図である。
【図１３６】第３３実施例の突起パターンを示す図であ
る。
【図１３７】本発明の第３４実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１３８】第３４実施例の突起パターンを示す図であ
る。
【図１３９】本発明の第３５実施例のＴＦＴ基板の製作
方法を示す図である。
【図１４０】第３５実施例の変形例のＴＦＴ基板の構造
を示す図である。
【図１４１】本発明の第３６実施例のＴＦＴ基板の製作
方法を示す図である。
【図１４２】電極上の誘電体による問題を説明する図で
ある。
【図１４３】本発明の第３７実施例の突起構造を示す図
である。
【図１４４】第３７実施例の突起の製作方法を示す図で
ある。
【図１４５】本発明の第３８実施例の突起構造を示す図
である。
【図１４６】焼成による突起形状の変化を示す図であ
る。
【図１４７】焼成温度によるレジストの断面形状の変化
を示す図である。
【図１４８】線幅とレジストの断面形状の関係を示す図
である。
【図１４９】突起部の様子と配向膜の塗布における問題
を示す図である。
【図１５０】本発明の第３９実施例の突起製作方法の一
例と製作された突起を示す図である。
【図１５１】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５２】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５３】レジストの紫外線露光による改質を示すグ
ラフである。
【図１５４】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５５】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５６】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５７】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１５８】図１５７の方法の温度変化条件を示す図で
ある。
【図１５９】第３９実施例の突起製作方法の他の例を示
す図である。
【図１６０】ブラックマトリクスを有する従来例のパネ
ル構造を示す図である。
【図１６１】本発明の第４０実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１６２】第４０実施例の突起パターンを示す図であ
る。
【図１６３】本発明の第４１実施例の遮光パターン（ブ
ラックマトリクス）を示す図である。
【図１６４】第４１実施例の断面図である。
【図１６５】本発明の第４２実施例の画素と突起パター
ンを示す図である。
【図１６６】スペーサを設けた従来のパネル構造を示す
図である。
【図１６７】本発明の第４３実施例とその変形例のパネ
ル構造を示す図である。
【図１６８】第４３実施例の変形例のパネル構造を示す
図である。
【図１６９】第４３実施例の変形例のパネル構造を示す
図である。
【図１７０】本発明の第４４実施例の液晶パネルの製作
方法を示す図である。
【図１７１】第４４実施例におけるスペーサの散布密度
とセルギャップの関係を示す図である。
【図１７２】第４４実施例の液晶パネルにおけるスペー
サの散布密度と力を加えた時のむらの発生の関係を示す
図である。
【図１７３】突起にイオン吸着能力を持たせるための添
加材料の化学式を示す図である。
【図１７４】突起にイオン吸着能力を持たせるための添
加材料の化学式を示す図である。
【図１７５】本発明の第４５実施例のＣＦ基板の構造を
示す図である。
【図１７６】本発明の第４６実施例のパネル構造を示す
図である。
【図１７７】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の構造を
示す図である。
【図１７８】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の他の構
造例を示す図である。
【図１７９】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の他の構
造例を示す図である。
【図１８０】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の他の構
造例を示す図である。
【図１８１】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の他の構
造例を示す図である。
【図１８２】第４６実施例の変形例のＣＦ基板の他の構
造例を示す図である。
【図１８３】本発明の第４７実施例のＣＦ基板の突起・
ＢＭ形成方法を示す図である。
【図１８４】第４７実施例のＣＦ基板の突起・ＢＭ形成
方法を示す図である。
【図１８５】第４７実施例のパネル構造を示す図であ
る。
【図１８６】本発明の第４８実施例のＣＦ基板のＢＭ製
作方法を示す図である。
【図１８７】第４８実施例のパネル構造を示す図であ
る。
【図１８８】本発明の第４９実施例のＣＦ基板の製作方
法を示す図である。
【図１８９】第４９実施例のパネル構造を示す図であ
る。
【図１９０】本発明の第５０実施例のＣＦ基板の製作方
法を示す図である。
【図１９１】第５０実施例のパネル構造を示す図であ
る。
【図１９２】本発明の第５１実施例のＣＦ基板の構造を
示す図である。
【図１９３】第５１実施例の変形例を示す図である。
【図１９４】第５１実施例の変形例を示す図である。
【図１９５】第５１実施例の変形例を示す図である。
【図１９６】第５１実施例の変形例を示す図である。
【図１９７】本発明の液晶パネルを応用した表示装置を
示す図である。
【図１９８】本発明の液晶パネルの応用例における表示
装置の構成を示す図である。
【図１９９】本発明の液晶パネルの応用例における突起
パターンの回転を示す図である。
【図２００】本発明の液晶パネルの製造工程を示すフロ
ーチャートである。
【図２０１】本発明の液晶パネルの突起形成工程を示す
フローチャートである。
【図２０２】印刷により突起を形成するための装置の構
成を示す図である。
【図２０３】液晶注入装置の構成を示す図である。
【図２０４】本発明の液晶パネルでの突起に対する注入
口の配置例を示す図である。
【図２０５】本発明の液晶パネルでの突起に対する注入
口の配置例を示す図である。
【図２０６】本発明の液晶パネルでの突起に対する注入
口の配置例を示す図である。
【図２０７】本発明の液晶パネルでの注入口付近の電極
構造を示す図である。
【図２０８】本発明の液晶パネルでポリウレタン系樹脂
が混入した場合の表示異常の発生を示す図である。
【図２０９】ポリウレタン系樹脂の大きさと液晶汚染領
域の大きさの関係を示す図である。
【図２１０】比抵抗の差による周波数に対する実効電圧
の低下を示すシミュレーション結果を示す図である。
【図２１１】比抵抗の差による電荷の放電時間のシミュ
レーション結果を示す図である。
【図２１２】比抵抗の差による電荷の放電時間のシミュ
レーション結果を示す図である。
【図２１３】ＶＡ方式の液晶表示装置の構成を示す図で
ある。
【図２１４】ＶＡ方式の液晶表示装置におけるコントラ
ストの視角特性を示す図である。
【図２１５】ＶＡ方式の液晶表示装置において階調反転
が生じる視角領域を示す図である。
【図２１６】ドメイン規制手段を有する新しいＶＡ方式
パネルを使用した表示装置の構成を示す図である。
【図２１７】新しいＶＡ方式の液晶表示装置におけるコ
ントラストの視角特性を示す図である。
【図２１８】新しいＶＡ方式の液晶表示装置における階
調反転の視角特性を示す図である。
【図２１９】位相差フィルムの特性を説明する図であ
る。
【図２２０】本発明の第５２実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２２１】第５２実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２２２】第５２実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２２３】第５２実施例の液晶表示装置における斜め
から見たコントラストが所定値になる角度の位相差量に
対する変化を示す図である。
【図２２４】本発明の第５３実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２２５】第５３実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２２６】第５３実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２２７】第５３実施例の液晶表示装置における斜め
から見たコントラストが所定値になる角度の位相差量に
対する変化を示す図である。
【図２２８】本発明の第５４実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２２９】第５４実施例の液晶表示装置における斜め
から見たコントラストが所定値になる角度の位相差量に
対する変化を示す図である。
【図２３０】第５４実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２３１】第５４実施例の液晶表示装置において階調
反転を生じない限界角の位相差量に対する変化を示す図
である。
【図２３２】第５４実施例の液晶表示装置における階調
反転に関する最適条件の液晶のリタデーション量に対す
る変化を示す図である。
【図２３３】本発明の第５５実施例の液晶表示装置にお
けるコントラストの視角特性を示す図である。
【図２３４】第５５実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２３５】本発明の第５６実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２３６】第５６実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２３７】第５６実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２３８】第５６実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２３９】本発明の第５７実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２４０】第５７実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２４１】第５７実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２４２】第５７実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２４３】本発明の第５８実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２４４】第５８実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２４５】第５８実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２４６】第５８実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２４７】本発明の第５９実施例の液晶表示装置の構
成を示す図である。
【図２４８】第５９実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストの視角特性を示す図である。
【図２４９】第５９実施例の液晶表示装置における階調
反転の視角特性を示す図である。
【図２５０】第５９実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２５１】第５９実施例の液晶表示装置におけるコン
トラストに関する最適条件の液晶のリタデーション量に
対する変化を示す図である。
【図２５２】本発明の第３２実施例の液晶パネルの特性
の測定結果を示す図である。
【図２５３】突起にイオン吸着能力を持たせる処理を行
った時のイオン密度の変化を示す図である。
【図２５４】本発明の第５１実施例の変形例の液晶パネ
ルの製作方法を示す図である。
【図２５５】第２実施例の変形例の突起パターンと断面
構造を示す図である。
【図２５６】第２実施例の変形例の突起パターンを示す
図である。
【図２５７】第１６実施例の変形例の突起パターンと断
面構造を示す図である。
【図２５８】第１０実施例の変形例における補助突起の
配置を示す図である。
【符号の説明】
９…画素 １１、１５…偏光板 １２…ＣＦ側電極 １３…画素電極 １４…液晶分子 １６、１７…ガラス基板 １８、１９…電極 ２０、２０Ａ、２０Ｂ…ドメイン規制手段（突起） ２１…ドメイン規制手段（スリット） ２２…垂直配向膜 ２３…ドメイン規制手段（窪み） ３１…ゲートバス ３２…アドレスバス ３３…ＴＦＴ ３４…遮光膜 ３５…ＣＳ電極 ４１…ソース ４２…ドレイン ４５…スペーサ
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平9−266937 (32)優先日 平成９年９月30日(1997．9．30) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平9−361384 (32)優先日 平成９年12月26日(1997．12．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 佐々木 貴啓 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 村田 聡 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 長谷川 正 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 井上 弘康 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 大谷 稔 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 池田 政博 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 谷口 洋二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 吉田 秀史 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 津田 英昭 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 大室 克文 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 千田 秀雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 塚大 浩司 鳥取県米子市石州府字大塚ノ弍650番地 株式会社米子富士通内 (72)発明者 田坂 泰俊 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 岡元 謙次 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田沼 清治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 仲西 洋平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田代 国広 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 片岡 真吾 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 大橋 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 森重 理 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 古川 訓朗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 鎌田 豪 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 義規 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 星野 淳之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 林 省吾 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 滝沢 英明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 金城 毅 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 橘木 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 井元 圭爾 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 笹林 貴 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 藤川 徹也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 澤崎 学 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田野瀬 友則 鳥取県米子市石州府字大塚ノ弍650番地 株式会社米子富士通内 (72)発明者 廣田 四郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２の二枚の基板間に誘電率異
    方性が負の液晶を挟持した液晶表示装置であって、 前記液晶に電圧を印加した時に前記液晶が配向する方向
    を規制する、第１のドメイン規制手段及び第２のドメイ
    ン規制手段を備え、 前記第１のドメイン規制手段及び第２のドメイン規制手
    段は、前記基板に対し垂直な方向から見た時に、前記第
    １のドメイン規制手段が、前記第２のドメイン規制手段
    を画素領域内で実質的に囲むように、前記基板に配設さ
    れていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、前記基板を垂直な方向
    から見た時に、外縁が実質的に閉曲線のパターンをなし
    ている液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の液晶表示装置で
    あって、 前記第１のドメイン規制手段で囲まれる領域が、前記画
    素領域内に複数存在する液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
    液晶表示装置であって、 前記第１のドメイン規制手段及び第２のドメイン規制手
    段は、前記基板上に設けられた突起又は前記基板上の電
    極に設けられたスリットからなる液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    た突起からなり、前記第２のドメイン規制手段は、第２
    の基板に設けられた突起からなる液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板及び第２の
    基板に設けられた突起からなり、前記第２のドメイン規
    制手段は、第２の基板に設けられた突起からなる液晶表
    示装置。
  7. 【請求項７】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    たスリットからなり、前記第２のドメイン規制手段は、
    第２の基板に設けられたスリットからなる液晶表示装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板及び第２の
    基板に設けられたスリットからなり、前記第２のドメイ
    ン規制手段は、第２の基板に設けられたスリットからな
    る液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    た突起からなり、前記第２のドメイン規制手段は、第２
    の基板に設けられたスリットからなる液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    た突起及び第２の基板に設けられたスリットからなり、
    前記第２のドメイン規制手段は、第２の基板に設けられ
    たスリットからなる液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    たスリットからなり、前記第２のドメイン規制手段は、
    第２の基板に設けられた突起からなる液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】 請求項４に記載の液晶表示装置であっ
    て、 前記第１のドメイン規制手段は、第１の基板に設けられ
    たスリット及び第２の基板に設けられた突起からなり、
    前記第２のドメイン規制手段は、第２の基板に設けられ
    た突起からなる液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか１項に記
    載の液晶表示装置であって、 前記液晶に電圧を印加した時に、前記第１のドメイン規
    制手段で囲まれる領域内で、前記液晶の配向方向がそれ
    ぞれ実質的に異なる４つのドメインが形成される液晶表
    示装置。
  14. 【請求項１４】 第１及び第２の二枚の基板間に誘電率
    異方性が負の液晶を挟持した液晶表示装置であって、 前記第１の基板には、薄膜トランジスタ及びドメイン規
    制手段が配設され、 前記ドメイン規制手段は、前記薄膜トランジスタを構成
    する部材の少なくとも一部と同じ部材で形成される、前
    記第１の基板上の突起状の構造物であることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記ドメイン規制手段は、前記薄膜トランジスタのゲー
    ト電極と同じ材料からなる第１の導電層と、前記薄膜ト
    ランジスタのゲート絶縁膜と同じ材料からなり前記第１
    の導電層を覆う第１の絶縁層と、前記薄膜トランジスタ
    のソース／ドレイン電極と同じ材料からなる前記第１の
    絶縁層上の第２の導電層と、前記薄膜トランジスタの保
    護絶縁膜と同じ材料からなり前記第２の導電層を覆う第
    ２の絶縁層を含む液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記第１の基板上には、前記薄膜トランジスタに接続さ
    れる画素電極が設けられ、 前記ドメイン規制手段は、前記第１の基板上の前記画素
    電極が無い部分に配設されている液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記ドメイン規制手段は、前記画素電極に設けられたス
    リット部分に配設されている液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】 第１及び第２の二枚の基板間に誘電率
    異方性が負の液晶を挟持した液晶表示装置であって、 前記第１の基板には、薄膜トランジスタ、ドメイン規制
    手段及び前記薄膜トランジスタに接続される画素電極が
    配設され、 前記ドメイン規制手段は、突起状の構造物であり、前記
    画素電極となる導電部材が形成されていない部分に配設
    されていることを特徴とする液晶表示装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記ドメイン規制手段は、前記画素電極に設けられたス
    リット部分に配設されている液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記ドメイン規制手段は、前記薄膜トランジスタを構成
    する部材の少なくとも一部と同じ部材で形成されている
    液晶表示装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の液晶表示装置であ
    って、 前記ドメイン規制手段は、前記薄膜トランジスタのゲー
    ト電極と同じ材料からなる第１の導電層と、前記薄膜ト
    ランジスタのゲート絶縁膜と同じ材料からなり前記第１
    の導電層を覆う第１の絶縁層と、前記薄膜トランジスタ
    のソース／ドレイン電極と同じ材料からなる前記第１の
    絶縁層上の第２の導電層と、前記薄膜トランジスタの保
    護絶縁膜と同じ材料からなり前記第２の導電層を覆う第
    ２の絶縁層を含む液晶表示装置。
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