JP2001249339A

JP2001249339A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2001249339A
Application number: JP2000062260A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzaki; 剛須崎; Hiroyuki Kase; 裕之賀勢; Yoshitaka Mori; 善隆森; Shinichiro Tanaka; 慎一郎田中
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: JP3639490B2

Abstract

(57)【要約】【目的】視角特性の優れた液晶表示装置を提供する。【構成】１画素内を複数の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割
し、各領域毎に一方の配向膜１ｃ、２ｃに垂直配向Ａ
２、Ｃ２、Ｂ１、Ｄ１が他方の配向膜２ｃ、１ｃに水平
配向Ａ１、Ｃ１、Ｂ２、Ｄ２が施されている。そして複
数の領域内には配向方向７が同一で液晶分子４の傾斜方
向が逆方向の関係にある領域が存在する。そして単一の
配向膜に関しては垂直配向の領域と隣接する領域には水
平配向が施されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速応答性及び視
角特性に優れた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型軽量、低消費電力と
いう特徴があり、携帯端末からパーソナルコンピュータ
やテレビに至るまで幅広く利用されている。こうした液
晶表示装置にはその性能として高速応答や広視角が要求
され、その要求を満たすために様々な工夫がなされてい
る。高速応答が可能な液晶表示装置として例えば特開平
１０−２０６８３４号に開示されているＨＡＮ（ｈｙｂ
ｒｉｄＡｌｉｇｎｅｄＮｅｍａｔｉｃ）型液晶表示装
置がある。

【０００３】これらの液晶表示装置を図１４に基づいて
説明する。図１４は１画素分の構成を示した図である。
第１基板１００はガラス基板１００ａ上に画素電極１０
０ｂ、配向膜１００ｃが積層され、第２基板１０１はガ
ラス基板１０１ａ上に透明電極１０１ｂ、配向膜１０１
ｃが積層されている。第１基板１００と第２基板１０１
の間に液晶層１０２が封入され、画素電極１００ｂと透
明電極１０１ｂの間に電圧を印加することで液晶分子１
０２ａの配列が変化し、画素の透過率を制御している。

【０００４】図１４（ａ）の場合、配向膜１００ｃに垂
直配向処理を、配向膜１０１ｃに水平配向処理を施し、
更に配向膜１０１ｃを２つの領域に分割して液晶分子１
０２ａの立ち上がりの回転方向が逆方向になるようにし
ている。こうして１画素内に液晶分子１０２ａの立ち上
がり回転方向の異なるハイブリッド配向領域を設けてい
る。

【０００５】また図１４（ｂ）の場合、配向膜１００
ｃ、１０１ｃをそれぞれ２つの領域に分割し、配向膜１
００ｃ、１０１ｃはそれぞれ一方の領域に垂直配向処理
を、他方の領域に水平配向処理を施している。そして配
向膜１００ｃの垂直配向部分と配向膜１０１ｃの水平配
向部分が対向し、配向膜１００ｃの水平配向部分と配向
膜１０１ｃの垂直配向膜部分が対向するように第１基板
１００と第２基板１０１とを配置し、１画素内に垂直配
向と水平配向が互いに逆になった２つのハイブリット配
向領域を設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置の
ように、１画素内に水平配向の配向方向が同一方向で且
つ液晶分子が互いに逆方向に傾斜方向する２つの領域を
設けた場合、配向膜の水平配向の配向方向については２
つの領域の液晶分子が互いに視角を補償して広視角化が
期待されるが、配向膜の水平配向の配向方向と直交する
方向については２つの領域による視角の補償があまり期
待できず、広視角が望めなかった。

【０００７】また、画素毎に配列方向及び液晶分子の傾
斜方向を異ならせ、任意の２つの画素に水平配向方向が
同一でそれぞれの液晶分子の傾斜方向が逆方向になる関
係を設定して、複数の画素群によって１方向以上の配向
方向における視角特性の改善をする液晶表示装置があ
る。しかし画素の配列状態によっては水平配向が同一方
向で液晶分子が逆方向に傾斜する関係の２つの画素が常
に同時に点灯／消灯するとは限らず、こうした表示パタ
ーン形状が視角補償に影響してしまい、視角特性の十分
な改善ができなかった。

【０００８】そこで本発明は、広視角化が実現でき、高
速応答な液晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、それぞれ配向膜が積層された
一対の基板間に液晶層を介在させた液晶表示装置におい
て、１画素を複数の領域に分割し、各々の領域内では一
方の基板の配向膜に垂直配向が施されると共に他方の基
板の配向膜に水平配向が施され、各領域は隣接しない領
域のなかに対の関係にある領域が存在し、この対をなす
領域は水平配向が同一の配向膜に同一方向に施される共
に、その配向膜の水平配向によって傾斜する液晶分子の
傾斜方向が逆方向になることを特徴とする。

【００１０】また請求項２記載の発明は、基板の配向膜
には領域毎に水平配向若しくは垂直配向が施され、隣接
する領域には互いに異なる種類の配向処理が施されてい
ることを特徴とする。

【００１１】また請求項３記載の発明は、配向膜の水平
配向によって傾斜する液晶分子のプレチルト角が４５度
以下であることを特徴とする。

【００１２】また請求項４記載の発明は、１画素を４つ
の領域に分割し、この領域はそれぞれ１画素における４
隅に位置するように配置され、１画素の対角線上に位置
する２つの領域が対の関係にあることを特徴とする。

【００１３】また請求項５記載の発明は、１画素を４つ
の領域に分割し、この領域はそれぞれ１画素内に平行に
並べて配置され、１つの領域を挟んで並んでいる２つの
領域が対の関係にあることを特徴とする。

【００１４】また請求項６記載の発明は、分割された領
域がほぼ等面積であることを特徴とする。

【００１５】また請求項７記載の発明は、配向膜の水平
配向部分の配向方向が直交するように一対の基板を配置
し、基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を介在さ
せ、一対の基板を挟み込むように配置すると共に互いの
透過軸又は吸収軸が直交するように配置した一対の偏光
板とを備え、偏光板を対向する基板の配向膜に施された
水平配向の配向方向と透過軸又は吸収軸が平行になるよ
うに配置したことを特徴とする。

【００１６】また請求項８記載の発明は、配向膜の水平
配向部分の配向方向が直交するように一対の基板を配置
し、基板間に正の誘電率異方性を有する液晶を介在さ
せ、一対の基板を挟み込むように配置すると共に互いの
透過軸又は吸収軸が直交するように配置した一対の偏光
板とを備え、偏光板を対向する基板の配向膜に施された
水平配向の配向方向と透過軸又は吸収軸が４５度をなす
ように配置したことを特徴とする。

【００１７】また請求項９記載の発明は、基板の配向膜
に垂直配向膜を用い、水平配向を施す領域に直線偏光さ
れた紫外線を照射して水平配向部分を形成したことを特
徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の液晶表示
装置の１画素における液晶分子の動作状態を示す概略図
であり、図１は液晶表示装置がオフ状態のときを示し、
図２は液晶表示装置がオン状態のときを示している。図
３は本発明の液晶表示装置における図１のＡ−Ａ線に沿
った断面の概略図である。なお、この第１の実施例では
ノーマリブラックの場合を説明する。

【００１９】第１基板１はガラス基板１ａ上に画素電極
１ｂ、配向膜１ｃを積層し、第２基板２はガラス基板２
ａ上に透明電極２ｂ、配向膜２ｃを積層している。第１
基板１上にスペーサを散布させた後、第１基板１と第２
基板２をそれぞれの配向膜１ｃ、２ｃが向かい合うよう
に所定の位置に対向配置し、両基板１、２の周辺をシー
ル剤で固着している。第１、第２基板１、２間に誘電率
異方性が負のネマテック液晶３が封入され、液晶分子４
が配向膜１ｃ、２ｃの影響によって後述する配列を保っ
ている。第１基板１の下方には下偏光板５が配置され、
第２基板２の上方には上偏光板６が配置されている。

【００２０】図４は１画素内の配向膜における配向状態
を示す図であり、実線は配向膜２ｃに係わるものであ
り、点線は配向膜１ｃに係わるものである。また矢印が
配向の方向を示し、円状又は楕円状のものが液晶分子４
を示す。

【００２１】配向膜１ｃ、２ｃはそれぞれほぼ等面積で
ある４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割され、対角に位置
する２つの領域に水平配向又は垂直配向のうち同種の配
向処理が施されている。つまり配向膜１ｃの場合、一方
の対角に位置する領域Ａ１と領域Ｃ１に水平配向処理
を、他方の対角に位置する領域Ｂ１と領域Ｄ１に垂直配
向処理を施している。また配向膜２ｃの場合、配向膜１
ｃの水平配向の領域Ａ１、Ｃ１と対向し、且つ配向膜２
ｃ内の対角に位置する領域Ａ２、Ｃ２に垂直配向処理を
施し、配向膜１ｃの垂直配向の領域Ｂ１、Ｄ１と対向
し、且つ配向膜２ｃ内の対角に位置する領域Ｂ２、Ｄ２
に水平配向処理を施している。更に配向膜１ｃ、２ｃの
垂直配向部分Ａ２、Ｃ２、Ｂ１、Ｄ１にも後述する方法
によって水平配向と同一方向の配向処理が施されてお
り、図２に示すようにオン状態になったときに配向膜２
ｃ（１ｃ）の垂直配向部分Ａ２、Ｃ２（Ｂ１、Ｄ１）の
付近に位置する液晶分子４が水平配向部分Ｂ２、Ｄ２
（Ａ１、Ｃ１）の液晶分子４と同一方向を向くようにな
っている。

【００２２】配向膜１ｃ、２ｃの水平配向Ａ１、Ｃ１、
Ｂ２、Ｄ２の領域では液晶分子４がプレチルト角θの傾
斜状態になるが、それぞれ対角の領域Ａ１、Ｃ１（Ｂ
２、Ｄ２）における液晶分子４が逆方向に傾斜するよう
に配向処理を行う。本発明ではこのプレチルト角を４５
度以下に設定する。図１、２、４の配向膜１ｃ、２ｃの
矢印７の向きは液晶分子４の傾斜方向を示し、配向膜１
ｃ、２ｃの表面に対する法線からみて傾斜している方向
と一致する。つまり矢印７は、傾斜している液晶分子４
のうち配向膜１ｃ、２ｃに近い方から遠ざかる方に対し
て向いている。なお垂直配向Ａ１、Ｃ１、Ｂ２、Ｄ２の
領域における矢印７の向きは、オン時（図２）に液晶分
子４が傾斜したときの傾斜方向を示す。

【００２３】配向膜１ｃの配向の方向は全ての領域Ａ
１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１で同一方向であり、液晶分子４の
傾斜の向きは領域Ａ１と領域Ｃ１が逆方向になってい
る。また配向膜２ｃの配向の方向も全ての領域Ａ２、Ｂ
２、Ｃ２、Ｄ２において同一方向であり、液晶分子４の
傾斜の向きは領域Ｂ２と領域Ｄ２が逆方向になってい
る。このとき水平配向の領域Ａ１、Ｃ１、Ｂ２、Ｄ２に
おける矢印７の向きはそれぞれ対角に位置する領域Ｃ
１、Ａ１、Ｄ２、Ｂ２の矢印７の向きと相反する方向に
向いている。また配向膜１ｃの配向方向と配向膜２ｃの
配向方向が直交するように設定されている。更に図２に
示すようにオン状態になったとき、配向膜２ｃに影響さ
れる液晶分子４は領域Ｂ２と領域Ａ２で同じ向きに、領
域Ｄ２と領域Ｃ２で同じ向きに傾斜し、配向膜１ｃに影
響される液晶分子４は領域Ａ１と領域Ｂ１が同じ向き
に、領域Ｃ１と領域Ｄ１が同じ向きに傾斜する。

【００２４】下偏光板５の透過軸５ａは配向膜１ｃの配
向方向と同一方向に設定され、上偏光板６の透過軸６ａ
は配向膜２ｃの配向方向と同一方向に設定されている。
従って上偏光板５と下偏光板６の透過軸５ａ、６ａは互
いに直交するようになっている。なお、偏光板５、６の
配置を、透過軸５ａ、６ａの代わりに吸収軸を基準にし
て設定しても良く、この場合も上偏光板６と下偏光板５
の吸収軸が直交し、それぞれの吸収軸が対向する配向膜
２ｃ、１ｃの水平配向方向と同一方向若しくは直交方向
に位置するように設定する。

【００２５】図１の液晶表示装置がオフ状態のときを示
すので、下偏光板５を通過した直線偏光は液晶分子４を
そのまま通過し上偏光板６に達する。このとき上偏光板
６の透過軸６ａは下偏光板５の透過軸４ａと９０度を成
すので、直線偏光は上偏光板６で遮断され、表示が黒モ
ードになる。

【００２６】このとき、対角に位置する領域Ａ、Ｃ
（Ｂ、Ｄ）の水平配向された液晶分子４が逆方向に傾斜
し、４５度以下のプレチルト角θを有しているので、こ
の２つの領域Ａ、Ｃ（Ｂ、Ｄ）の液晶分子４が互いに視
角を補償し、広視角を実現する。図３に基づき説明する
と、領域Ｂ及び領域Ｄに位置する液晶分子４はそれぞれ
配向膜２ｃから配向膜１ｃにかけて徐々に立ち上がるよ
うに配列する。このとき例えば領域Ｂにある液晶分子４
ｂに対し、互いの長軸の向きが直交する液晶分子４ｄが
領域Ｄに存在する。したがって液晶分子４ｂのレタデー
ションと液晶分子４ｄのレタデーションが打ち消し合
い、視角依存性を改善する。このように領域Ｂの液晶分
子４に対し長軸が直交する関係にある液晶分子４が領域
Ｄに存在するため、領域Ｂと領域Ｄの液晶分子同士が互
いに作用する。また、領域Ａと領域Ｃにも同様の効果が
得られ、配向膜１ｃの配向方向についても視角が補償さ
れる。本発明では１画素内において直交する２方向（配
向膜１ｃの配向方向と配向膜２ｃの配向方向）について
視角が補償されるので、１画素の視角が広く改善され
る。

【００２７】さらに、１画素内の各領域の配置を、配向
膜における配向の種類が隣接する領域で異なるようにし
ている。例えば配向膜２ｃの場合、垂直配向が施されて
いる領域Ａ２、Ｃ２に隣接する領域Ｂ２、Ｄ２には水平
配向が施されている。また配向膜１ｃについても同様
に、垂直配向が施されている領域Ｂ１、Ｄ１に隣接する
領域Ａ１、Ｃ１には水平配向が施されている。このよう
に単一の配向膜において隣接する領域と異なる種類の配
向処理を施すことによって、隣接する領域に液晶分子４
の傾斜方向の異なる同種の配向処理を施す場合と比べ
て、領域の境界における液晶分子４の配列の乱れを少な
くして、ディスクリネーションラインの発生を抑えるこ
とができる。

【００２８】図２は液晶表示装置をオン状態にした場合
である。このとき液晶層３の誘電率異方性が負であるの
で、液晶分子４はオフ状態における水平配向領域から垂
直配向領域の方に進むにしたがって左方向に捻れ、また
配向膜１ｃと配向膜２ｃの間で捻れる角度は９０度にな
る。したがって配向膜１ｃの全領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、
Ｄ１の液晶分子４は同一方向に水平配向し、配向膜２ｃ
の全領域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の液晶分子４も同一方
向に水平配向する。更に、領域Ａと領域Ｂの液晶分子４
の傾斜方向が同一になり、領域Ｃと領域Ｄの液晶分子４
の傾斜方向が同一になり、領域Ｂと領域Ｄの液晶分子４
の傾斜方向が逆方向になる。つまり１画素を液晶分子４
の配列方向が同じで傾斜する方向が全くの逆方向になる
２つの領域に分割することになる。

【００２９】下偏光板５を通過した直線偏光は捻れた液
晶分子４によって偏光状態を変化させながら上偏光板６
へ達する。このとき上偏光板６に達した光は入射時の直
線偏光と直交方向の直線偏光になって上偏光板６の透過
軸６ａと平行方向になるので、光が上偏光板６を通過し
て白モードになる。

【００３０】単一の領域の液晶層４でみた場合、オフ時
（黒表示）における液晶分子４の配列状態の方がオン時
（白表示）における液晶分子４の配列状態のときよりも
視角依存性が大きくなる。したがってオフ時は１画素を
４つの領域に分割するのに対し、オン時に１画素を２つ
の領域しか分割できなくても視角特性を十分に向上する
ことができ、コントラスト比も向上する。

【００３１】次に配向膜２ｃの配向処理工程を説明す
る。ここでは配向膜２ｃの配向処理を説明するが、配向
膜１ｃも同様な処理を行う。図５及び図６は配向膜２ｃ
の各分子９のつながりを模式的に示した図であり、図５
は配向膜２ｃを平面方向から見たときの配列、図６は配
向膜２ｃを側面方向から見たときの配列である。

【００３２】透明電極２ｂ等を形成したガラス基板２ａ
上に垂直配向膜を印刷法等によって積層する。このとき
配向膜２ｃの分子のつながり方は図５（ａ）に示すよう
に各分子９が主鎖１０を介してＸ−Ｙ方向につながって
いる。紫外線を偏向プリズム等に通過させて特定の一方
向に振動成分を有する直線偏光紫外線（偏光ＵＶ）１１
とし、この偏光ＵＶ１１を配向膜２ｃに図５（ａ）に示
す向きで照射する。この偏光ＵＶ１１を配向膜２ｃに照
射したときは、図５（ｂ）に示すように偏光方向と同一
方向にある主鎖１０ａが偏光ＵＶ１１のエネルギーによ
って切断され、残った主鎖１０ｂが残る。この主鎖１０
ｂの方向（Ｘ−Ｘ方向）が配向方向になる。

【００３３】第２基板２上の垂直配向膜の全領域Ａ２、
Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に対して偏光ＵＶ１１を平面と垂直な
方向から照射する。このとき偏光ＵＶ１１の振動成分の
方向が図５（ａ）に示すように配向膜２ｃの配向方向と
直交するように偏光方向を設定する。次に領域Ａ２、Ｃ
２、Ｄ２をマスクで覆い、領域Ｂ２へ偏光ＵＶ１１を照
射する。この偏光ＵＶ１１を照射する前の領域Ｂ２の配
向膜２ｃを側面方向からみると、図６（ａ）に示すよう
に各分子９は主鎖１０ｂを介してつながり、各分子９か
ら上方に側鎖１２が伸びている。そこで領域Ｂ２に照射
する偏光ＵＶ１１は、その振動成分の方向が領域Ｂ２に
おいて液晶分子４を傾けさせたい方向とほぼ直交するよ
うに設定する。この偏光ＵＶ１１を照射することで図６
（ｂ）に示すように偏光ＵＶ１１の偏光方向と同一方向
にある側鎖１２ｂが偏光ＵＶ１１のエネルギーを吸収し
て切断され、液晶分子４の傾斜方向と同一方向の側鎖１
２ａが残る。この残った側鎖１２ａの影響によって領域
Ｂ２の液晶分子４が決まった方向に傾斜する。その後、
領域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２をマスクで覆い、領域Ｄ２に液晶
分子４の傾斜方向とほぼ直交する偏光ＵＶ１１を照射
し、水平配向処理を行う。こうして配向膜２ｃの全領域
Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に亘って同一方向に配向され、
領域Ａ２、Ｃ２は垂直配向、領域Ｂ２と領域Ｄ２は液晶
分子４の傾きが逆方向となる水平配向が施される。

【００３４】図７は複数の画素の配置を示す図であり、
１画素はマトリクス状に配置された走査線１３と信号線
１４によって仕切られている。そして１画素を４つの領
域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割しているが、１画素における各
領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置は全ての画素で同じ配列にな
っている。１画素内に存在する領域を全て配置し、各画
素における領域の配列を同じにしているので、１画素毎
に視角補償が行えると共に各画素の配列に基づく点灯の
ばらつきによる視角補償への影響を取り除くことができ
る。

【００３５】図８は第２の実施例、図９は第３の実施例
であり、この２つの実施例は第１の実施例と１画素内の
４つの領域における配向の向きが異なっている。

【００３６】図８及び図９はオフ時における１画素内の
液晶分子４の状態を模式的に示す図であり、配向膜２ｃ
の状態を実線で、配向膜１ｃの状態を点線で示す。また
矢印７が配向方向を示し、楕円又は円が液晶分子４の状
態を示している。

【００３７】第２の実施例の場合、図８に示すように１
画素における４つの隅にそれぞれ異なる領域をほぼ等面
積になるように分割し、配向膜２ｃは全領域Ａ２、Ｂ
２、Ｃ２、Ｄ２に亘って図８のＹ軸方向へ、配向膜１ｃ
は全領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に亘ってＸ軸方向へ第
１の実施例で説明したような配向処理が施されている。
この配向膜２ｃと配向膜１ｃの配向方向が９０度になる
ように設定されている。そして配向膜２ｃの領域Ａ２、
Ｃ２には垂直配向が施され、領域Ｂ２、Ｄ２には水平配
向が施されている。また配向膜１ｃの領域Ａ１、Ｃ１に
は水平配向が施され、領域Ｂ１、Ｄ１には垂直配向が施
されている。水平配向の領域における液晶分子４の傾斜
方向は、対角に位置する領域の液晶分子４の傾斜方向と
逆方向になるように設定されている。

【００３８】第２の実施例の場合も第１の実施例と同様
に、配向膜１ｃの配向方向と配向膜２ｃの配向方向は直
交し、上偏光板６の透過軸６ａ（又は吸収軸）と下偏光
板５の透過軸５ａ（又は吸収軸）は直交するように設定
される。また配向膜２ｃの配向方向と上偏光板６の透過
軸６ａが平行し、配向膜１ｃの配向方向と下偏光板５の
透過軸５ａが平行するように配置される。

【００３９】第３の実施例の場合、図９に示すように１
画素に４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが平行に並んで配置さ
れ、配向膜１ｃは全領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に亘っ
て図９のＸ軸方向に、配向膜２ｃは全領域Ａ２、Ｂ２、
Ｃ２、Ｄ２に亘って図９のＹ軸方向に第１の実施例で説
明した配向処理が施されている。そして配向膜２ｃの領
域Ａ２、Ｃ２には垂直配向が施され、領域Ｂ２、Ｄ２に
は水平配向が施されている。また配向膜１ｃの領域Ａ
１、Ｃ１には水平配向が施され、領域Ｂ１、Ｄ１には垂
直配向が施されている。また単一の配向膜では、水平配
向の領域における液晶分子４の傾斜方向は他方の領域に
おける液晶分子４の傾斜方向と逆方向になるように設定
されている。

【００４０】第３の実施例の場合も第１の実施例と同様
に、上偏光板６の透過軸６ａ（又は吸収軸）と下偏光板
５の透過軸５ａ（又は吸収軸）は直交するように設定さ
れ、配向膜２ｃの配向方向と上偏光板６の透過軸６ａが
平行し、配向膜１ｃの配向方向と下偏光板５の透過軸５
ａが平行するように配置される。

【００４１】こうした配置の第２、３の実施例は１画素
内に液晶分子４の配列状態の異なる領域がオフ時に４
つ、オン時に２つ発生し、各領域の液晶分子４が互いに
持っているレタデーションを相殺するので、視角特性が
向上する。

【００４２】またオフ時の１画素内における各領域の配
置が、配向膜における配向の種類が隣接する領域で異な
るようにしているので、領域の境界における液晶分子４
の配列の乱れを抑えることができ、ディスクリネーショ
ンラインの発生を抑えることができる。

【００４３】次に図１０及び図１１に基づきノーマリホ
ワイトである第４の実施例を説明する。図１０はオフ時
の液晶分子４の状態を示す概略図であり、図１１はオン
時の液晶分子４の状態を示す概略図である。なおこの第
４の実施例は第１の実施例と比べて、液晶層の誘電率異
方性、配向膜の配向状態、偏光板の配置が異なるが、そ
の他の構成は同じである。

【００４４】１画素分の配向膜１５は４つの領域Ａ３、
Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３に分割され、領域Ａ３、Ｃ３は水平配
向に、領域Ｂ３、Ｄ３は垂直配向になっている。配向膜
１６も配向膜１５と同様に四つの領域Ａ４、Ｂ４、Ｃ
４、Ｄ４に分割され、領域Ａ４、Ｃ４は垂直配向に、領
域Ｂ４、Ｄ４は水平配向になっていて、配向膜１５の水
平配向の方向と配向膜１６の水平配向の方向が直交する
ように設定されている。水平配向の領域Ａ３、Ｃ３、Ｂ
４、Ｄ４では液晶分子４がプレチルト角θを持って傾斜
するが、第１の実施例と同様にそれぞれ対角する領域
（Ａ３とＣ３、Ｂ４とＤ４）の液晶分子４が逆方向に傾
斜するようになっている。第１の実施例では垂直配向の
領域にも水平配向と同一方向への配向処理を行ったが、
第４の実施例では垂直配向の領域Ｂ３、Ｄ３、Ａ４、Ｃ
４にはそのような配向処理を行っていない。

【００４５】この２枚の配向膜１５、１６の間には正の
誘電率異方性を有する液晶層が介在し、図１０に示すよ
うにオフ状態のときは、液晶分子４は配向膜１５、１６
の影響によって領域Ａ、Ｃでは配向膜１５側が水平配
列、配向膜１６側が垂直配列し、領域Ｃ、Ｄでは配向膜
１５側が垂直配列、配向膜１６側が水平配列したハイブ
リット配列になる。下偏光板１８と上偏光板１９は、互
いの透過軸１８ａ、１９ａ（又は吸収軸）の方向が直交
するように配置され、各偏光板１８、１９は対応する配
向膜１５、１６の水平配向の配向方向１７と透過軸１８
ａ、１９ａ（又は吸収軸）が４５度をなすように配置さ
れている。つまり下偏光板１８は配向膜１５の水平配向
の配向方向１７と４５度の方向へ透過軸１８ａが設定さ
れ、上偏光板１９は配向膜１６の水平配向の配向方向１
７と４５度の方向へ透過軸１９ａが設定される。

【００４６】下偏光板１８を通過した直線偏光は配向膜
１５、１６間の液晶分子４を通過して上偏光板１９へ達
する。液晶分子４が図１０に示す配列状態の場合、液晶
分子４の複屈折効果により入射光は直線偏光から楕円偏
光に偏光されるので、この入射光は上偏光板１９を通過
して白表示になる。

【００４７】図１１に示すようにオン状態のときは、配
向膜１５、１６の水平配向領域Ａ３、Ｃ３、Ｂ４、Ｄ４
の付近に位置する液晶分子４は配向膜１５、１６の影響
を受けて水平状態を維持するが、それ以外の液晶分子４
は配向膜１５、１６に垂直な方向に配列する。したがっ
て下偏光板１８を通過した直線偏光は液晶分子４によっ
てあまり偏光されることなく通過し、上偏光板１９に達
した光は下偏光板１８を通過したときの直線偏光と同一
方向の直線偏光の状態をほぼ維持する。そのためこの直
線偏光は上偏光板１９によって遮断され、黒表示にな
る。

【００４８】この第４の実施例の配向膜１６は次の順序
で配向処理が行われる。なお、紫外線を照射して配向方
向を決定する処理方法の原理は第１の実施例と同じであ
る。またここでは配向膜１６の場合を説明するが、配向
膜１５についても同様の処理が行われる。

【００４９】まず透明電極等を形成したガラス基板上に
垂直配向膜を印刷法等によって積層する。そして垂直配
向部分である領域Ａ４、Ｃ４をマスクし、領域Ｂ４、Ｄ
４に偏光ＵＶ１１を配向膜１６の平面と垂直方向から照
射する。このとき偏光ＵＶ１１は図５に示すように、そ
の振幅成分の方向が水平配向の配向方向７と直交するよ
うに偏光ＵＶ１１の偏光方向を設定する。次に領域Ａ
４、Ｃ４、Ｄ４をマスクして領域Ｂ４のみに偏光ＵＶ１
１を照射する。このとき偏光ＵＶ１１は図６に示すよう
に、その振幅成分の方向が領域Ｂ４において傾斜する液
晶分子４の長軸方向とほぼ直交し且つ前回の照射による
配向方向と平行するように設定する。その後、領域Ａ
４、Ｂ４、Ｃ４をマスクして領域Ｄ４のみに偏光ＵＶ１
１を照射する。このときの偏光ＵＶ１１の方向も、その
振幅成分の方向が領域Ｂ４において傾斜する液晶分子４
の長軸方向とほぼ直交し且つ１回目の照射による配向方
向と平行するように設定する。こうして３回の照射によ
り配向膜１５の配向処理が行われる。

【００５０】この第４の実施例では、オフ時に１画素内
に液晶分子４の配列状態の異なる領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが
４つ発生し、それぞれ対角に位置する液晶分子４の傾斜
が逆方向になっているので、対角に位置する領域（Ａと
Ｃ、ＢとＤ）の液晶分子４が相互に補償しあって視角特
性が改善される。

【００５１】またオフ時の１画素内における各領域の配
置が、配向膜における配向の種類が隣接する領域で異な
るようにしているので、領域の境界における液晶分子４
の配列の乱れを抑えることができ、ディスクリネーショ
ンラインの発生を抑えることができる。

【００５２】図１２及び図１３はオフ時における１画素
内の配向方向１７と液晶分子４の状態を模式的に示す図
であり、配向膜１６の状態を実線で、配向膜１５の状態
を点線で示す。また矢印１７が配向方向を示し、楕円又
は円が液晶分子４の状態を示している。

【００５３】図１２に示す第５の実施例の場合、１画素
を図１２に示すＸ−Ｙ方向に４つに区切り、各領域がほ
ぼ等面積になるように分割する。そして配向膜１６の領
域Ａ４、Ｃ４には垂直配向が、領域Ｂ３、Ｄ３にはＸ軸
方向に水平配向が施されている。また配向膜１５の領域
Ａ３、Ｃ３にはＹ軸方向に垂直配向が、領域Ｂ３、Ｄ３
には垂直配向が施されている。なお、領域Ａ３と領域Ｃ
３、領域Ｂ４と領域Ｄ４はそれぞれ液晶分子４の傾斜方
向が逆方向になっている。

【００５４】第５の実施例の場合も第４の実施例と同様
に、配向膜１４の配向方向１７と配向膜１５の配向方向
１７は直交し、上偏光板１９の透過軸１９ａ（又は吸収
軸）と下偏光板１８の透過軸１８ａ（又は吸収軸）が直
交するように設定される。また配向膜１６の配向方向１
７と上偏光板１９の透過軸１９ａが４５度に、配向膜１
５の配向方向１７と下偏光板１８の透過軸１８ａが４５
度になるように配置される。

【００５５】図１３に示す第６の実施例の場合、１画素
を図１３に示すＹ方向にほぼ等面積の４つの領域Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが並ぶように分割する。そして配向膜１６の
領域Ａ４、Ｃ４には垂直配向が、領域Ｂ４、Ｄ４にはＹ
方向に水平配向が施されている。また配向膜１５の領域
Ａ３、Ｃ３にはＸ方向に水平配向が、領域Ｂ３、Ｄ３に
は垂直配向が施されている。なお、領域Ａと領域Ｃ、領
域Ｂと領域Ｄはそれぞれ液晶分子の傾斜方向が逆方向に
なっている。

【００５６】第６の実施例の場合も第４の実施例と同様
に、配向膜１４の配向方向１７と配向膜１５の配向方向
１７は直交し、上偏光板１９の透過軸１９ａ（又は吸収
軸）と下偏光板１８の透過軸１８ａ（又は吸収軸）が直
交するように設定される。また配向膜１６の配向方向１
７と４５度をなす方向に上偏光板１９の透過軸１９ａ
が、配向膜１５の配向方向１７と４５度をなす方向に下
偏光板１８の透過軸１８ａが位置するように両偏光板１
８、１９の配置を調整する。

【００５７】第５、６の実施例の液晶分子４は第４の実
施例と同じ動作をするので、１画素内に各領域Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄをこのように配置したときでも、オフ時に１画素
内に液晶分子の配列状態の異なる４つの領域が発生し、
各領域の液晶分子が互いに持っているレタデーションを
相殺するので、視覚特性が向上する。

【００５８】また、１画素内の各領域の配置を、単一の
配向膜における領域には隣接する領域と異なる種類の配
向処理が施されるように設定している。つまり垂直配向
の領域と隣接する領域には水平配向が施された領域が配
置されているので、１画素内を液晶分子の配列状態の異
なる４つの領域を設けた場合でも、各領域の境界におけ
る液晶分子の配列の乱れを抑えることができ、ディスク
リネーションラインの発生を抑制することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明の液晶表示装置は、
１画素内を複数の領域に分割し、各領域毎に一方の配向
膜に垂直配向が他方の配向膜に水平配向が施され、複数
の領域内に配向方向が同一で液晶分子の傾斜方向が逆方
向になる対の関係にある領域が存在するので、その対の
関係にある領域の液晶分子が相互にレタデーションを相
殺し合い、視角特性が向上する。

【００６０】特に、対の関係にある領域を１画素内に設
けているので、液晶分子による視角特性の補償に画素の
配列に基づく表示状態の影響を抑えることができ、十分
な視角特性の改善が実現できる。

【００６１】また１画素内における各領域の配向膜に
は、隣接する領域と異なる種類の配向処理が行われてい
るので、領域の境界における液晶分子の配列の乱れを抑
えることができ、ディスクリネーションラインの発生を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるノーマリブラックモー
ドの液晶表示装置のオフ時における液晶分子の配列状態
を示す概略図である。

【図２】本発明の一実施例であるノーマリブラックモー
ドの液晶表示装置のオン時における液晶分子の配列状態
を示す概略図である。

【図３】本発明の一実施例である液晶表示装置の図１の
Ａ’−Ａ’線に沿った断面における概略図である。

【図４】本発明の一実施例である液晶表示装置における
１画素分の配向膜の配向状態を示す図である。

【図５】本発明の配向膜を平面方向から見たときの各分
子のつながりを模式的に示した図である。

【図６】本発明の配向膜を側面方向から見たときの各分
子のつながりを模式的に示した図である。

【図７】本発明の液晶表示装置における複数の画素の配
置を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例である液晶表示装置におけ
る１画素分の配向膜の配向状態を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例である液晶表示装置におけ
る１画素分の配向膜の配向状態を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例であるノーマリホワイトモ
ードの液晶表示装置のオフ時における液晶分子の配列状
態を示す概略図である。

【図１１】本発明の一実施例であるノーマリホワイトモ
ードの液晶表示装置のオン時における液晶分子の配列状
態を示す概略図である。

【図１２】本発明の他の実施例である液晶表示装置にお
ける１画素分の配向膜の配向状態を示す図である。

【図１３】本発明の他の実施例である液晶表示装置にお
ける１画素分の配向膜の配向状態を示す図である。

【図１４】従来の液晶表示装置の１画素分における液晶
分子の配列状態を示した図である。

【符号の説明】

１ｃ配向膜２ｃ配向膜４液晶分子５下偏光板６上偏光板７配向方向１５配向膜１６配向膜１７配向方向１８下偏光板１９上偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者賀勢裕之鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地鳥取三洋電機株式会社内 (72)発明者森善隆鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地鳥取三洋電機株式会社内 (72)発明者田中慎一郎鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地鳥取三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 HA14 KA18 LA09 MA01 MA02 MA03 MA11 MA13 MA14 MB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ配向膜が積層された一対の基板
間に液晶層を介在させた液晶表示装置において、１画素
を複数の領域に分割し、各々の領域内では一方の基板の
配向膜に垂直配向が施されると共に他方の基板の配向膜
に水平配向が施され、各領域は隣接しない領域のなかに
対の関係にある領域が存在し、この対をなす領域は水平
配向が同一の配向膜に同一方向に施される共に、その配
向膜の水平配向によって傾斜する液晶分子の傾斜方向が
逆方向になることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記基板の前記配向膜には領域毎に水平
配向若しくは垂直配向が施され、隣接する領域には互い
に異なる種類の配向処理が施されていることを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記配向膜の水平配向によって傾斜する
液晶分子のプレチルト角が４５度以下であることを特徴
とする請求項１乃至請求項２記載の液晶表示装置
【請求項４】１画素を４つの領域に分割し、前記領域
はそれぞれ１画素における４隅に位置するように配置さ
れ、１画素の対角線上に位置する２つの領域が対の関係
にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の液
晶表示装置。
【請求項５】１画素を４つの領域に分割し、前記領域
はそれぞれ１画素内に平行に並べて配置され、１つの領
域を挟んで並んでいる２つの領域が対の関係にあること
を特徴とする請求項１乃至請求項３記載の液晶表示装
置。
【請求項６】分割された前記領域がほぼ等面積である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の液晶表示
装置。
【請求項７】配向膜の水平配向部分の配向方向が直交
するように一対の基板を配置し、前記基板間に負の誘電
率異方性を有する液晶を介在させ、一対の前記基板を挟
み込むように配置すると共に互いの透過軸又は吸収軸が
直交するように配置した一対の偏光板とを備え、前記偏
光板を対向する基板の配向膜に施された水平配向の配向
方向と前記透過軸又は前記吸収軸が平行になるように配
置したことを特徴とする請求項１乃至請求項６記載の液
晶表示装置。
【請求項８】配向膜の水平配向部分の配向方向が直交
するように一対の基板を配置し、前記基板間に正の誘電
率異方性を有する液晶を介在させ、一対の前記基板を挟
み込むように配置すると共に互いの透過軸又は吸収軸が
直交するように配置した一対の偏光板とを備え、前記偏
光板を対向する基板の配向膜に施された水平配向の配向
方向と前記透過軸又は前記吸収軸が４５度をなすように
配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項６記載の
液晶表示装置。
【請求項９】前記基板の前記配向膜に垂直配向膜を用
い、水平配向を施す領域に直線偏光された紫外線を照射
して水平配向部分を形成したことを特徴とする請求項１
乃至請求項８記載の液晶表示装置。