JP2002107730A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
高い垂直配向液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 基板上に液晶分子のプレチルト方向とな
る第1の方向を規定する第1の構造を形成し、さらに前
記基板上に、液晶表示装置の駆動状態において液晶分子
を倒す方向を規定する微細な第2の構造を、前記第1の
方向に延在する細長いパターンを前記第1の方向に直交
する第2の方向に繰り返し周期的に形成することによ
り、形成する。
Description
に係り、特に垂直配向モードの液晶表示装置に関する。
置として様々な携帯型の情報処理装置、特にラップトッ
プ型のコンピュータや携帯電話機等に広く使われてい
る。一方、液晶表示装置の性能の向上は目覚しく、最近
ではデスクトップ型のコンピュータやワークステーショ
ンのCRT表示装置を置き換えることのできる応答速度
およびコントラスト比を有する液晶表示装置が実現され
ている。
トップ型平面表示装置への応用に関連してコントラスト
比および応答速度をさらに向上させる要請があり、さら
に表示装置の正面以外の角度においても表示された情報
が視認できるように広い視野角を実現する要請がある。
りノーマリホワイトモードのTN型液晶表示装置が広く
使われていた。かかるTNモードの液晶表示装置では、
液晶層の面内において液晶分子の配向方向が印加電圧信
号に応じて変化し、かかる液晶分子の配向方向の変化に
より、透過光をオンオフ制御する。
動作原理に関連してコントラスト比に限界があり、また
デスクトップ型の表示装置で要求されるような広い視野
角を提供するのが困難である問題点があった。
電圧が印加されていない状態において液晶分子が液晶層
に略垂直方向の配向する、いわゆる垂直配向型の液晶表
示装置を提案した。
案になる、いわゆるMVA型とよばれる垂直配向型液晶
表示装置10の原理を示す。ただし図1(A)は前記液
晶表示装置10に駆動電圧が印加されていない非駆動状
態を、また図1(B)は前記液晶表示装置10に駆動電
圧が印加された駆動状態を示す。
ラス基板11Aおよび11Bの間に挟持されており、前
記ガラス基板11Aおよび11Bは、前記液晶層12と
共に液晶パネルを形成する。前記ガラス基板11Aおよ
び11B上にはそれぞれ図示を省略した分子配向膜が形
成されており、かかる分子配向膜の作用により、前記液
晶層12中の液晶分子は駆動電圧が印加されていない状
態では前記液晶層12に略垂直な方向に配向する。この
状態においては、前記液晶表示装置に入射した光ビーム
は液晶層中において実質的に偏光面が回転されることが
なく、従って図1(A)の非駆動状態では、前記液晶パ
ネルの上下にポラライザおよびアナライザを直交ニコル
状態で配設した場合、前記ポラライザを通過して液晶層
12に入射した光ビームは、前記アナライザにおいて遮
断される。
液晶分子は印加電界の作用によりチルトしており、従っ
て前記液晶層に入射した光ビームにおいては偏光面の回
転が生じる。その結果前記ポラライザを通過して前記液
晶層12に入射した光ビームは前記アナライザを通過す
る。
10においては、非駆動状態から駆動状態への遷移の際
に、液晶分子がチルトする方向を規制し、応答速度を向
上させるために、前記ガラス基板11Aおよび11B上
に、凸パターン13A,13Bを、相互に平行に延在す
るように形成している。
ることにより、液晶表示装置10の応答速度が向上する
と同時に、液晶層中に液晶分子のチルトする方向が異な
る複数のドメインが形成され、その結果液晶表示装置の
視野角が大きく改善される。
駆動状態における、前記凸パターン13A,13Bの近
傍における液晶分子の配向状態を示す図である。
あるためチルトしているが、その配向方向は凸パターン
13Aあるいは13Bの一方の側と他方の側で180°
変化、すなわちツイストしているのがわかる。また図2
には、重ねてポラライザの吸収軸方向Pおよびアナライ
ザの吸収軸方向Aを示している。
は、チルトした前記液晶分子が180°ツイストする間
に、液晶分子の配向方向が前記突起パターン13Aある
いは13Bの一方の縁においてはポラライザの吸収軸方
向Pに一致し、他方の縁においてはアナライザの吸収軸
方向Aに一致する状況が必ず生じるのがわかる。このよ
うな液晶分子の配向が生じると、前記凸パターンの両側
縁に沿って、図示したように2本の暗線が生じてしま
う。かかる暗線は液晶パネルの透過率を低下させ、従っ
て液晶表示装置の表示のコントラスト比を低下させてし
まう。
装置10では前記凸パターン13A,13B近傍の液晶
分子のチルト方向は規制されているものの、その他の領
域の液晶分子は規制されてはいない。その結果図1
(A)の非駆動状態から図1(B)の駆動状態に液晶表
示装置の状態が遷移した場合、液晶分子のチルトは前記
凸パターン13A,13B近傍の領域で最初に開始さ
れ、それがその他の領域まで伝搬することで最終的に全
ての液晶分子が所望の方向にチルトすることになるが、
このようなチルトの伝搬は時間がかかり、応答速度に関
してはなお改善の余地が残されている。特にこのチルト
の伝搬に関連して、前記液晶表示装置10で中間調の表
示を行おうとした場合、液晶分子に印加される電界が弱
いため、前記凸パターン13Aあるいは13Bから離れ
た領域の液晶分子はチルト方向が定まらず、応答が遅れ
る傾向が見られる。
晶表示装置10においては、前記凸パターン13A,1
3Bとして、少なくとも1.2μmの高さのパターンが
必要となるが、かかる厚いパターンをレジスト等により
形成すると、かかるパターン部分において液晶層12の
リタデーションが減少してしまい、かかるリタデーショ
ンの減少によっても、透過率の低下が引き起こされる。
新規で有用な液晶表示装置を提供することを概括的課題
とする。
ラスト比を有し、応答速度が速く、しかも視野角の広い
液晶表示装置を提供することにある。
を、第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基
板と、前記第1および第2の基板の間に封入された液晶
層と、前記第1の基板上に形成された第1の電極と、前
記第2の基板上に形成された第2の電極と、前記第1の
基板上に、前記第1の電極を覆うように形成された第1
の配向膜と、前記第2の基板上に、前記第2の電極を覆
うように形成された第2の配向膜とよりなり、前記第1
の配向膜と前記第2の配向膜とは、前記第1の電極と前
記第2の電極との間に駆動電圧が印加されていない非駆
動状態において、前記液晶層中の液晶分子を前記基板の
面に対して略垂直方向に配向させ、少なくとも前記第1
の基板上には、前記基板面に平行な少なくとも第1の方
向に延在し前記液晶層の面に平行で前記第1の方向に直
角な第2の方向に対して周期的に変化する構造パターン
が形成されており、前記構造パターンは、前記第1の電
極と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加された駆動
状態において、前記第2の方向に対して周期的に変化す
る電界を形成し、前記液晶分子は、前記駆動状態におい
て、実質的に前記第1の方向にチルトすることを特徴と
する液晶表示装置により、解決する。
周期的に変化する電界を形成できるものであれば、前記
第1の電極上に形成された絶縁材料あるいは導電性材料
の凸パターンであってもよく、また前記第1の電極に形
成されたカットアウト等の凹パターンであってもよい。
また本発明では前記第1の電極を前記第1の基板上に形
成された複数の画素電極とするのが好ましいが、この場
合、前記複数の画素電極の各々を複数のドメインに区画
し、前記構造パターンを前記複数のドメインの各々に、
一つのドメインにおける前記第1の方向が、辺で隣接す
るドメイン中における前記第1の方向と90°の角度で
交差するような関係で形成することにより、もともと垂
直配向モードの採用により優れている視野角特性を、さ
らに向上させることができる。前記第1の基板上には、
前記複数の画素電極の各々に対応して、前記画素電極を
駆動する薄膜トランジスタが形成し、アクティブマトリ
クス駆動方式を採用することにより、本発明の液晶表示
装置はその優れた応答特性を最大限に発揮することがで
きる。
方の上には、さらに前記構造パターンとは別の構造パタ
ーンを、かかる別の構造パターンが前記第1の方向に交
差するように、しかも前記構造パターンの前記第2の方
向への繰り返し周期よりも実質的に大きい繰り返し周期
で、前記第2の方向とは異なった方向に繰り返されるよ
うに形成してもよい。かかる別の構造パターンを形成す
ることにより、電圧印加時における液晶分子のチルト方
向を一意的に決定することができ、前記微細パターンに
よる液晶分子のチルト方向の規制の効果を高めることが
でき、その結果、液晶表示装置の応答速度が向上する。
かかる別の構造パターンは、前記構造パターンよりも大
きい高さを有するのが好ましい。
延在し前記第2の方向に第1の周期で繰り返される複数
の微細パターンより形成した場合には、前記別の構造パ
ターンは、前記第1の基板上に形成され前記第1の方向
に対して交差する第3の方向に延在する第1の粗構造パ
ターンと、前記第2の基板上に形成され前記第2の方向
に直交する第4の方向に延在する第2の粗構造パターン
とにより形成し、前記第1の粗構造パターンを、前記第
4の方向に、前記第1の周期よりも実質的に大きい周期
で繰り返し、前記第2の粗構造パターンを、前記第3の
方向に、前記第1の周期よりも実質的に大きい周期で繰
り返するのが好ましい。前記別の構造パターンによる応
答速度の向上効果を最大化するためには、前記第1およ
び第2の粗構造パターンの各々は、前記微細パターンよ
りも大きな幅を有するのが好ましい。前記第3の方向
は、前記第1の方向に対して直交するのが好ましく、あ
るいは前記第3の方向は、前記第1の方向と45°の角
度で交差するのが好ましい。
第1の幅で延在し前記第2の方向に第1の周期で繰り返
される複数の微細パターンより構成した場合、前記別の
構造パターンを、前記第1の基板上に、前記第1および
第2の方向に斜交する第3の方向と前記第3の方向に直
交する第4の方向に延在するように形成された第1の格
子状パターンと、前記第2の基板上に、前記第3および
第4の方向に延在するように、かつ前記第1の格子状パ
ターンとずらした位置関係で形成された第2の格子状パ
ターンとより構成してもよい。この場合には、前記第1
および第2の格子状パターンは、前記第1の周期よりも
大きいそれぞれの周期で繰り返される。かかる構成にお
いても、前記第1および第2の格子状パターンの各々
は、前記微細パターンの幅よりも大きな幅を有するのが
好ましい。また前記第3の方向は前記第1の方向に対し
て45°の角度で交差するのが好ましい。その際、前記
第1の格子状パターンは、前記第1の基板上に前記第1
の格子状パターンで区画された第1〜第4のドメインを
画成し、前記微細パターンは、前記第1〜第4の各々の
ドメインに、前記第1の方向が、辺で隣接するドメイン
における前記第1の方向と90°の角度をなすように形
成することにより、視野角特性を最適化することが可能
である。
っても、凹パターンであってもよい。
形成する前記複数のパターンの各々は、前記第1の方向
上少なくとも一方の向きを指向する方向性を有するのが
好ましい。例えば、前記複数のパターンの各々は、略三
角形状を有し、頂点が前記方向性を指向するように形成
するのが好ましい。あるいは前記複数のパターンの各々
を、相対向する第1および第2の頂点を有する菱形形状
を有するように、かつ前記第1の頂点が、前記第1の方
向上、一方の向きを指向し、前記第2の頂点が、前記第
2の方向上、逆方向の向きを指向するように形成するの
が好ましい。かかる方向性を有するパターンを前記構造
パターンとして使うことにより、前記液晶層中の液晶分
子が駆動状態においてチルトする際に、その倒れる向き
が前記第1の方向上において一意的に決定され、その結
果液晶表示装置の応答速度が向上する。前記光硬化組成
物の光硬化物を液晶層中に形成した場合にも、同様な効
果が得られる。前記方向性を有する複数のパターンの各
々は、10μm以下の最大幅を有するのが好ましい。 [作用]図3(A),(B)は本発明の原理を説明する
図である。
晶表示装置20は基本的に液晶分子22Aを含む液晶層
22を挟持する一対のガラス基板21A,21Bよりな
り、前記ガラス基板21Aおよび21B上には電極層2
3Aおよび23Bがそれぞれ形成される。さらに前記ガ
ラス基板21A上には前記電極層23Aの表面に、前記
電極層23Aと23Bとの間に形成される電界パターン
を変形するように微細構造パターン24が形成されてお
り、さらに前記電極層23Aの表面には前記構造パター
ン24を覆うように分子配向膜25Aが形成される。一
方、前記ガラス基板21B上には、前記電極層23Bを
覆うように分子配向膜25Bが形成され、前記分子配向
膜25Aおよび25Bは前記液晶層22に接触し、前記
液晶層22中の液晶分子22Aを、前記電極層23Aお
よび23B間に電界が印加されていない非駆動状態にお
いて、前記液晶層22の面に対して略垂直な方向に規制
する。
には第1の光吸収軸を有する偏光膜(ポラライザ)26
Aが、また前記ガラス基板21Bの上主面上には前記第
1の光吸収軸に直交する第2の光吸収軸を有する偏光膜
(アナライザ)26Bが形成される。
は前記電極層23A上に互いに平行に延在するように形
成された複数の絶縁性あるいは導電性の微細な凸パター
ンよりなるが、前記微細構造パターン24は液晶層22
中における電界を局所的に変形するものであればよく、
例えば図4に示す前記電極層23A中に相互に平行に延
在するように形成されたカットアウト部等の微細な凹パ
ターンであってもよい。前記微細構造パターン24を前
記電極層23A上の凸パターンにより形成する場合に
は、前記凸パターンは液晶表示装置に導入された光ビー
ムが通過できるように透明な材料により形成するのが好
ましい。
における前記液晶分子22Aの配向状態を、前記電極層
23Aおよび23B間に駆動電圧が印加された、前記液
晶表示装置20の駆動状態について示す。
2Aは本発明の液晶表示装置20においては駆動状態に
おいて前記微細構造パターン24の形成する局所的に変
形された電界の効果により、延在方向に倒れた状態で配
向しており、従って前記偏光膜26Aおよび26Bが図
3(B)の下に示す光吸収軸PおよびAをそれぞれ有す
るように配設された場合、図3(B)の状態において先
に図2で説明したような暗線は生じないことがわかる。
は、駆動電圧が前記電極層23Aおよび23Bの間に印
加され前記液晶層22中に駆動電界が形成された場合、
個々の液晶分子が前記構造パターン24により変形され
た駆動電界に応答して前記微細構造パターン24の延在
方向に倒れるため、図1(A),(B)の従来の液晶表
示装置の場合におけるように液晶分子が倒れる際に液晶
分子のチルトが凸パターン13A,13B近傍の領域か
ら他の領域へと伝搬する必要がなく、応答速度が非常に
速くなる。
かるように本発明の液晶表示装置20では個々の液晶分
子22Aの配向方向が駆動状態において前記微細構造パ
ターン24の延在方向に実質的に規制されるため、倒れ
た液晶分子22A同士が相互作用して液晶分子22Aの
ツイスト角が前記液晶層22の面内において変化するこ
とがなく、コントラスト比の高い高品質の表示が可能に
なる。
23A,23B間に駆動電圧が印加された場合、前記液
晶層22中に、前記微細構造パターン24の延在方向に
一致する第1の方向には略一様で、前記第1の方向に直
角な第2の方向には周期的に変化する電界分布を形成す
る。
置における透過率を、前記微細凸パターン24の幅と間
隙の比率を様々に変化させて調べた結果を示す。ただし
図5の実験では前記液晶層22の厚さを3.5μmと
し、隣接する微細凸パターン24の間隙幅を3μmに固
定し、前記微細凸パターン24自体の幅を様々に変化さ
せている。また前記電極層23Aおよび23BはITO
膜により、一様に形成している。
ン24の幅と間隙をいずれも3μm、すなわち幅/間隙
比を1:1とした場合に、図中に点線で示した図1の従
来の液晶表示装置の透過率を大きく上回り、TNモード
液晶表示装置の透過率に匹敵する30%近い透過率が得
られることがわかる。これは、本発明の液晶表示装置2
0においては先に図2で説明した暗線の発生の問題が解
決されていることを意味している。図5中、従来例は図
1(A),(B)の従来の、すなわち微細パターン24
を含まない液晶表示装置10において、液晶層の厚さを
3.5μmとし、凸パターン13Aと13Bとの間隔を
30μmとした場合についてのものである。
第1実施例による液晶表示装置30の概略的な構成を示
す。
クティブマトリクス駆動型液晶表示装置であり、多数の
薄膜トランジスタ(TFT)および前記TFTに協働す
る透明画素電極を、先の図3(A)あるいは図4の電極
層23Aに対応して担持するTFTガラス基板31A
と、前記TFT基板31A上に形成され、前記電極層2
3Bに対応する対向電極を担持する対向ガラス基板31
Bとよりなり、前記基板31Aと31Bとの間には液晶
層31が、シール部材31Cにより封入されている。図
示の液晶表示装置では、前記透明画素電極を対応するT
FTを介して選択的に駆動することにより、前記液晶層
31中において前記選択された画素電極に対応して、液
晶分子の配向を選択的に変化させる。さらに、前記ガラ
ス基板31Aおよび31Bの外側には、ポラライザ31
aおよびアナライザ31bが、直交ニコル状態で配設さ
れている。また前記ガラス基板31Aおよび31Bの内
側には、図示を省略したが前記液晶層31に接するよう
に、図3(A)あるいは図4の分子配向膜25A,25
Bに対応する分子配向膜が形成され、液晶分子の配向方
向を非駆動状態において前記液晶層31の面に略垂直に
なるように規制する。
販されている負の誘電率異方性を有する液晶を使うこと
ができ、また前記分子配向膜としてはJSR社より提供
される垂直配向膜を使用することができる。典型的な例
では、前記基板31Aおよび31Bは、前記液晶層31
の厚さが約4μmになるように適当なスペーサを使って
組み立てられる。
面図を、図7(B)は前記TFTガラス基板31Aの一
部を拡大して示す。
る前記下側ガラス基板31A上には図示を省略したTF
T31Tに電気的に接続されて前記画素電極34が形成
されており、前記画素電極34は垂直分子配向膜35に
より覆われる。同様に前記上側ガラス基板31B上には
一様な対向電極36が形成され、前記対向電極36は別
の分子配向膜37により覆われる。また前記液晶層33
は、前記分子配向膜36および37により接した状態
で、前記基板31Aおよび31B間に挟持される。
31A上には走査信号を供給される多数のパッド電極3
3Aおよびこれから延在する多数の走査電極33と、ビ
デオ信号を供給される多数のパッド電極32Aおよびこ
れから延在する多数の信号電極32とが、走査電極33
の延在方向と信号電極32の延在方向とが略直交するよ
うに形成されており、前記走査電極33と前記信号電極
32との交点には、TFT31Tが形成されている。さ
らに、前記基板31A上には、各々のTFT31Tに対
応して透明画素電極34が形成されており、各々のTF
T31Tは対応する走査電極33上の走査信号により選
択され、対応する信号電極32上のビデオ信号により、
協働するITO等の透明画素電極34を駆動する。
極34に駆動電圧が印加されない非駆動状態においては
液晶分子は前記液晶層31の面に対して略垂直に配向す
るため、前記ポラライザ31aおよびアナライザ31b
の作用により表示は黒となるが、前記透明画素電極34
に駆動電圧が印加された駆動状態では、前記液晶分子は
略水平配向となるため白表示が得られる。
Aとポラライザ31aとの間、および/または前記ガラ
ス基板31Bとアナライザ31bとの間に一または複数
の位相補償膜を介在させてもよい。かかる位相補償膜
は、例えば液晶層31の面内における屈折率nxおよび
nyが、光波の進行方向への屈折率nzよりも大きい、
光学的に1軸性の位相補償膜であってもよい。
つに画素電極34の構成を詳細に示す。
前記信号電極32と走査電極33とが交差して延在し、
前記電極32と33との交点に対応して前記TFT31
Tと、これに協働する画素電極34とが形成されている
のがわかる。また、図8中には、前記走査電極33に平
行に、補助容量電極Csが形成されている。
あるが、前記画素電極34は領域A〜Dに区画されてお
り、各々の領域上には、白抜きで示した多数の微細なカ
ットアウトパターン34Aが、先に説明した図4の構成
に対応して、互いに平行に延在するように形成されてい
る。
ターン34は3〜13μm、典型的な例では約3μmの
幅を有し、3〜13μm、典型的な例では約3μmの間
隔で、繰り返し形成される。前記微細カットアウトパタ
ーン34は、前記領域A〜Dの各々において、一つの領
域における延在方向が他の領域における他の微細カット
アウトパターン34の延在方向と交差するように形成さ
れている。その際、これらの微細カットアウトパターン
の延在方向は、前記領域A〜Dのいずれにおいても、図
6に示したポラライザ31aの光吸収軸Aおよびアナラ
イザ31bの光吸収軸Pのいずれに対しても斜交するよ
うな方向に設定される。
は、前記TFT31Tが駆動され前記画素電極34に駆
動電圧が印加された場合、前記液晶層31中の液晶分子
は、図8に示したように前記微細カットアウトパターン
34の延在方向に倒れるが、前記液晶分子の倒れる方向
は前記領域A〜Dにおいて異なるため、液晶表示装置3
0は広い視野角特性を示す。
態においては、前記液晶分子は、前記微細カットアウト
パターン34により形成されパターン34の延在方向に
対して直交する方向に周期的に変化する電界の影響を受
けて、前記微細カットアウトパターン34の延在方向に
倒れるのであり、倒れる方向が他の液晶分子のチルトに
より規制されるものではない。このため、液晶分子の配
向の垂直配向状態から水平配向状態への、あるいはその
逆の変化は速やかであり、液晶表示装置30の非駆動状
態から駆動状態への、また駆動状態から非駆動状態への
遷移は、中間調状態への遷移をも含め、非常に高速に生
じる。例えば、前記液晶層31の厚さを4μm、前記カ
ットアウトパターン34の幅および間隔を3ミクロンと
した場合、非駆動状態(黒状態)から中間調状態(1/
4階調)への遷移は従来のものより約20m秒短縮され
た70m秒の時間で生じ、また黒状態から白状態への遷
移も、従来より2m秒短縮された18m秒の時間で生じ
ることが確認された。
いて前記液晶分子の方向は前記パターン34Aにより規
制されるため、他の液晶分子との相互作用によってツイ
スト角が変化することがなく、一様で高品質の表示を実
現することができる。
位の異なった複数のドメインA〜Dを含む液晶表示装置
では、図9に示すように液晶分子の配向方向がドメイン
Aとこれに隣接するドメインBとの境界、あるいはドメ
インCとこれに隣接するドメインDとの境界において、
約90°変化する。このためこれらの境界に対応して暗
線が出現するのは避けられない。しかし、従来のように
一つの突起パターンの両縁に沿って二本の暗線が出現す
ることはなく、駆動状態の透過率は大幅に向上する。さ
らにドメインA〜Dの形成により、視野角も大幅に向上
し、上下左右で160°の視野角が実現できた。また、
透過率も従来の4.8%よりも2割向上した5.6%の
値が得られた。
とドメインCとの境界、およびドメインBとドメインD
との境界にも発生するが、これらの境界は前記補助容量
Csに接続される導体パターンで覆われるため、液晶表
示装置の表示には影響が生じない。
記微細カットアウトパターン34Aの代わりに前記画素
電極34上に、絶縁材料あるいは導電性材料により、微
細凸パターンを同様な形状に形成してもよい。この場合
には例えば絶縁材料としてはJSR社性のポジ型レジス
トPC403等のレジストパターンを使うことができ、
約0.4μmの厚さに形成するのが好ましい。このよう
に前記パターン34Aを絶縁材料により形成した場合に
は、透過率はさらに向上し、6.2%に達するのが確認
された。前記パターン34Aを絶縁材料により形成する
場合には、前記液晶表示装置30は図3(A)で説明し
た液晶表示装置20と同様な断面形状を有することにな
る。
いて、前記微細カットアウトパターン34Aの代わり
に、同様な微細パターン34Aを前記画素電極34と同
様な透明導電性材料により形成することも可能である。
この場合には、前記画素電極34を形成する前の段階
で、前記TFT31Tを形成する際に、前記TFT31
Tの絶縁保護膜として使われるSiN膜をパターニング
し、前記画素電極34の形成領域において前記パターン
34Aに対応する微細パターンを形成しておく。さら
に、このようにしてパターニングされたSiN膜上に前
記画素電極34を構成するITO膜を堆積することによ
り、導電性の微細パターン34Aを形成することができ
る。この場合には約5.8%の透過率が得られる。
微細パターンを、前記対向基板31B上に前記画素電極
34に対応して設けることも可能である。 [第2実施例]次に、先の液晶表示装置20あるいは3
0の応答速度をさらに向上した、本発明の第2実施例に
よる液晶表示装置について、説明する。
を参照しながら説明する。
を本実施例に拡張したもので、図10中、先に説明した
部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
0では、前記電極層23A,23Bの間に駆動電圧が印
加された場合、液晶分子22Aの倒れる方向は前記構造
パターン24の延在方向に規制されるが、前記延在方向
のうち互いに180°異なった二つの方向のどちらに倒
れるかについては自由度が残されており、このため遷移
プロセスの初期において液晶分子22Aが前記二つの方
向のどちらに倒れるかが決定されるまで時間がかかって
いた。
(A)の液晶表示装置20において図10に示すよう
に、前記周期的な微細構造パターン24の他に、ピッチ
がより大きく幅がより広い別の粗構造パターン27Aお
よび27Bを、前記微細構造パターン24の延在方向と
は別の方向に延在するように形成して液晶表示装置20
Aを形成する。ただし図10中、前記液晶表示装置のそ
の他の特徴は先の液晶表示装置20と同様であり、説明
を省略する。
27Aは前記基板21A上に形成され、前記粗構造パタ
ーン27Bは前記基板21B上に形成され、これらは前
記電極層23Aおよび23Bに駆動電圧が印加された場
合に前記液晶分子22Aの倒れる方向を、前記微細構造
パターン24の延在方向上において規制する。前記粗構
造パターン27Aおよび27Bは、典型的には図1
(A),(B)の従来の液晶表示装置10の凸パターン
13Aおよび13Bにそれぞれ対応し、同様な作用を生
じる。すなわち、図10の構造は、図3(A)の微細構
造パターン24を含む構造において図1(A)の凸パタ
ーン13A,13Bを形成した構造になっている。図1
0の構成では、前記微細構造パターン24の延在方向は
前記粗構造パターン27Aおよび27Bの延在方向に直
交し、図3(A),(B)あるいは図4の場合と同様
に、ポラライザ26Aおよびアナライザ26Bの吸収軸
に斜交するように設定されている。
本実施例の原理を示す図であるが、図11の構成では、
前記微細構造パターン24の延在方向を前記基板21A
上の粗構造パターン27Aの両側で変化させており、視
野角が拡張されている。図11の構造では、前記構造パ
ターン24の延在方向が前記構造パターン27Aあるい
は27Bの延在方向に斜交するため、前記ポラライザ2
6Aおよびアナライザ26Bは、吸収軸AおよびPが前
記構造パターン27Aおよび27Bの延在方向に平行あ
るいは直交するように形成されている。
(B)の凸パターン13Aおよび13Bを本発明の微細
構造パターン24と組み合わせることにより、液晶表示
装置が非駆動状態から駆動状態に遷移にした場合の液晶
分子の配向の変化を促進することができ、従って液晶表
示装置の応答速度が向上する。
が、前記微細構造パターン24および粗構造パターン2
7A,27Bに対して最適な構造パラメータを求める実
験で使ったテストパターン構造を示し、図12は前記基
板21A上に前記粗構造パターン27Aを格子状に形成
し、さらに前記粗構造パターン27Bを粗前記構造パタ
ーン27Aに対してずらして同様に格子状に形成した構
造である。これに対し、図13は図12の構造におい
て、前記基板21A上の微細構造パターン24が、前記
基板21B上において前記粗構造パターン27B直下の
領域には形成されないようにした構造である。前記基板
21A上において前記格子状粗構造パターン27Bによ
り画成される領域は、さらに前記格子状粗構造パターン
27Aにより4つのドメインに分割されており、各々の
ドメインに先の微細構造パターン24が、異なった方位
で形成されている。
2および図13のテストパターン構造について、本発明
者が行った透過率の評価実験の結果を示す。
構造パターン24は図12あるいは図13の各ドメイン
において幅が3μmのカットアウトパターンを3μm間
隔で繰り返し配列することにより、先の実施例と同様に
形成されており、さらに実験では前記格子状粗構造パタ
ーン27Aおよび27Bをいずれも幅が5μmのレジス
トパターン(LC200;シプレイ・ファーイースト
社)により、様々な間隔および高さで形成してパネルの
透過特性を、駆動状態、すなわち前記電極層23Aおよ
び23Bの間に5Vの駆動電圧を印加した状態において
目視観察することにより評価した。
ン27Aおよび27Bを0.95μmの高さに形成した
場合を、図14(B)は前記粗構造パターン27Aおよ
び27Bを0.75μmの高さに形成した場合を、図1
5(C)は前記粗構造パターン27Aおよび27Bを
0.5μmの高さに形成した場合を、さらに図15
(D)は前記粗構造パターン27Aおよび27Bを0.
3μmの高さに形成した場合を示し、図14(A)〜1
5(D)中、左側は前記ポラライザ26Aおよびアナラ
イザ26Bの配向方向を前記微細構造パターン24の延
在方向に一致させた場合、すなわち前記液晶分子22A
のチルト方向に一致させた場合を、一方右側は前記ポラ
ライザ26Aおよびアナライザ26Bの配向方向を、前
記粗構造パターン27Aおよび27Bの延在方向に一致
させた場合を示す。図14(A)〜図15(D)の右側
および左側の各図において、右側の二つの図は図11の
テストパターン構造に、左側の二つの図は図12のテス
トパターン構造に対応している。
ては、前記粗構造パターン27Aおよび27Bの間隔が
80μmに設定されているが、図14(A)〜図15
(D)の結果は、前記粗構造パターン27Aおよび27
Bの高さが不適当だと前記構造パターン24に沿って液
晶分子の配向が不良となり、暗線が現れるのがわかる。
ただし、図14(A)〜図15(D)の結果は、液晶層
22としてメルク社の垂直配向液晶を、JSR社の垂直
分子配向膜25A,25Bと組み合わせて使い、液晶層
22の厚さを4μmとした場合のものである。
的に見ると、最も良好な表示品質、すなわち最も損失の
少ない表示品質は、前記粗構造パターン27Aおよび2
7Bの高さが0.75μmあるいは0.5μmである図
14(B)あるいは図15(C)の場合において得られ
ているのがわかる。さらに図14(A)〜15(D)の
各図において、図11の構造20Cと図12の構造20
Dとを比較して見ると、図11の構造20Cの方が多少
表示品質に優れており、透過率も4%程度高い。
構造20Cあるいは図13の構造20Dに対して応答速
度を先に図1(A),(B)で説明した従来の液晶表示
装置10のものと比較したところ、前記従来の液晶表示
装置10において前記凸パターン13Aあるいは13B
相互の間隙を20μmとした場合に黒状態(非駆動状
態)から白状態(駆動状態)への遷移に要する時間が1
04m秒であったのに対し、前記本実施例では前記粗構
造パターン27Aおよび27Bに微細構造パターン24
を組み合わせた結果71m秒に減少しており、応答速度
が大きく向上しているのが確認された。さらに前記構造
20Cあるいは20Dにおいて、前記粗構造パターン2
7A,27Bの間隙を30μmとした場合、前記黒状態
から白状態への遷移に要する時間が470m秒であった
が、これは図1(A),(B)の液晶表示装置10にお
いて前記凸パターン13A,13Bを同様な間隙で配設
した場合の応答時間である640m秒の値よりも大きく
改善されている。
発明の第2実施例による液晶表示装置40の構成を示
す。ただし図16中、先に説明した部分には同一の参照
符号を付し、説明を省略する。
0は前記ガラス基板31A上には先の図8のパターンと
同一のパターンが、前記画素電極34として形成されて
おり、前記画素電極34は図8と同様に梨地を付して示
す。
B、すなわちいわゆるCF基板上に、幅が約5μmで高
さが0.5〜0.75μmの格子状粗構造パターン41
A,41Bを、前記画素電極34の中央において交差す
るように、前記走査電極方向および信号電極方向に、前
記画素電極34の配列ピッチで繰り返し形成する。従っ
て、図16の平面図においては、前記格子状粗構造パタ
ーン41Aおよび41Bは、前記ドメインA〜Dの区画
に一致するように形成されている。一方、各々のドメイ
ンA〜Dにおいては、前記幅が3μmの微細構造パター
ン34Aが、図12あるいは図13の微細構造パターン
24と同様に、3μmの間隙幅で、各ドメインA〜Dで
異なり互いに45°の角度で交差するそれぞれの方位に
延在するように形成されている。
の従来の液晶表示装置10の凸パターン13A,13B
と同様な凸型の断面形状を有し、例えば前記液晶表示装
置40が対角15インチ型の1024×768画素に対
応可能な液晶表示装置を構成する場合には、前記粗構造
パターン41Aは297μmの間隔で、また前記粗構造
パターン41Bは99μmの間隔で形成される。
は、レジストあるいは導体パターン等よりなる凸パター
ンに限定されるものではなく、電極層中のカットアウト
パターン等、凹パターンであってもよい。 [第3実施例]次に、先の液晶表示装置20あるいは3
0の応答速度をさらに向上した、本発明の第3実施例に
よる液晶表示装置について、説明する。
を参照しながら説明する。
装置の基板、例えば図3(A)のガラス基板21A上に
形成される方向性パターン24Aの例を示す。
24Aは三角形状を有する絶縁性あるいは導電性のパタ
ーンであり、図3(A)の液晶表示装置20において前
記周期的構造パターン24の代わりに形成された場合、
図17中に等高線で示すように液晶層22中において電
界を局所的に変形し、前記パターンの先端の方向に傾い
た電界分布を形成する。
液晶表示装置20中に前記構造パターン24の代わりに
形成しておけば、前記電極層23A,23B間に駆動電
圧を印加した場合に液晶分子22Aは前記方向性パター
ン24Aの形成する勾配に沿って、前記方向性パターン
24Aの先端方向に傾斜することになる。
いてかかる三角形状の方向性パターン24Aを前記構造
パターン24の代わりに、レジストパターンにより様々
な形状、すなわち全幅、全長および高さに形成し、液晶
分子の配向を調べた結果を示す。ただし、表1中の数値
はμm単位で示してある。
のみ配向方向が異なる場合をも所望の配向状態が得られ
た場合に含めると、前記三角形パターン24Aの全幅、
すなわち底辺の長さは10μm以下に設定するのが好ま
しいことがわかる。一方前記三角形パターン24Aの全
長は、10〜30μmの範囲で良好な分子配向が実現さ
れるが、前記全幅が7.5μmの場合には15μm以
上、全幅が10μmの場合には30μm以上必要である
ことがわかる。前記三角形パターン24Aの幅が10μ
mを超えると、前記パターン24Aの先端方向以外の方
向に配向する液晶分子の割合が増加するのが認められ
た。
状の方向性パターン24Aは前記電極層23A中に形成
されたカットアウト等の凹パターンであってもよい。
した三角形状のパターン24Aに限定されるものではな
く、図18に示す先端が切り落とされたあるいは丸めら
れた三角形状のパターン24Bあるいは24Cであって
もよく、さらに図19のような、二つの三角形パターン
を互いに90°回転させて結合したようなパターン24
D、あるいは図20のように二つの三角形パターンを相
互に180°回転させて結合した菱形形状のパターン2
4Eにより実現することもできる。
晶分子は、パターンの中央に対して右側と左側とで逆方
向に倒れる。
造物の代わりに電極パターン(スリット)で形成した場
合、液晶分子のチルト方向は逆となるが、軸方向への配
向度合いは電界の歪がより強いため、高さが0.8μm
での構造物形成時と同程度になる。
において、全長、全幅および高さを様々に変化させた場
合の、液晶分子の配向を調べた結果を示す。ただし、表
2中の数値はμm単位で示してある。
み配向方向が異なる場合をも所望の配向状態が得られた
場合に含めると、前記菱形パターン24Eの全幅は10
μm以下に設定するのが好ましいことがわかる。一方前
記菱形パターン24Eの全長は、20〜60μmの範囲
で良好な分子配向が実現されるのがわかる。
構造物の代わりに電極パターン(スリット)で形成した
場合、液晶分子のチルト方向は逆となるが、軸方向への
配向度合いは電界の歪がより強いため、高さが0.8μ
mでの構造物形成時と同程度になる。
液晶層22の厚さを4μmとし、かかる菱形パターン2
4Eを、レジストパターンにより、全長が70μm、全
幅が10μm、厚さが0.4μmになるように形成した
場合の透過率と応答速度との関係を示す。ただし図21
中では、駆動電圧を5.4Vとした場合の透過率を10
0%としている。また図21中には、図1(A),
(B)の従来の垂直配向型液晶表示装置10において、
前記凸パターン13A,13Bを幅が10ミクロン、高
さが1.5μmのレジストパターンにより、間隙幅が3
0μmになるように形成し、その他の仕様は実験に使わ
れた液晶表示装置20と同一とした場合の透過率と応答
速度との関係を、比較のために示している。
表示装置では、同じ透過率の条件下にいて応答時間が、
5.4Vよりも小さい駆動電圧が印加される中間調表示
モードを含めて、実質的に短縮されているのがわかる。
示装置30において、前記画素電極34上に図20の菱
形パターン24Eを並べて形成した例を示す。ただし図
22中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、
説明を省略する。
上下二つの領域ないしドメインに区画されており、上側
のドメインではレジストパターン等よりなる菱形パター
ン24Eが前記走査電極33の延在方向に45°の角度
で交差する第1の方向に、繰り返し形成されている。か
かる菱形パターン24Eは、前記第1の方向に直交する
第1の方向にも繰り返され、前記斜面部により誘起され
る電界の局所的な変形により、前記液晶層31に駆動電
界が印加された場合に、液晶層31中の液晶分子のチル
ト方向を、前記菱形パターンの先端方向へと規制する。
その結果、先に図21で説明したように、液晶表示装置
の応答速度が大きく向上する。
ン24E、さらには図17〜19の三角形パターン24
A〜24Dにおいて、前記斜辺部を図23に示すように
階段状に形成することも可能である。かかる階段状のパ
ターンは形成が容易で、従って液晶表示装置の製造歩留
りが向上する。 [変形例1]図24は、図22の構成の一変形例50A
を示す。
は、先の図22の構成において前記画素電極34上に形
成された菱形パターン24Eの先端部を切り落とした、
図18の三角形パターン24Bをベースに形成した菱形
パターン24E’が形成されており、その結果対向する
パターン24E’と24E’との間には、構造パターン
の形成されない領域34Fが形成される。
液晶分子の配向方向が乱れやすい個所だけに形成されて
おり、かかる構成によっても、液晶表示装置の透過率の
向上と応答速度の向上を実現することができる。 [変形例2]さらに、本実施例においては、前記図6〜
8の液晶表示装置30において、応答速度をさらに向上
させるべく、前記三角形状あるいは菱形形状のパターン
24A〜24Eと同様な電界の局所的な変化を誘起する
手段として、ネマチック液晶よりなる液晶層31中に、
3次元液晶骨格を有する光硬化性組成物を導入するよう
にしてもよい。かかる光硬化性組成物を硬化させ光硬化
物を形成する際に、液晶骨格が基板31Aに対して傾斜
するように形成することにより、前記微細パターン34
Aの延在方向に傾いた、図17で説明したのと同様な電
界を形成することが可能である。かかる光硬化性組成物
は、例えば図1(A),(B)に示す従来の液晶表示装
置10において配向方向を規制するために使おうとする
と、多量に導入しなければならず、その結果かえって液
晶分子の配向を乱してしまう問題があったが、本発明の
液晶表示装置30のように微細構造パターン34Aが液
晶分子の配向方向を規制している構成の液晶表示装置で
は、わずかな添加量で望ましい配向規制効果が得られ
る。
表示装置30において、前記液晶層31中に、前記液晶
MJ96213の他に大日本インキ(株)製の液晶性モ
ノアクリレートモノマーUCL−001−K1を添加
し、5.0Vの駆動電圧を印加しながら紫外線を照射す
ることにより前記モノマーを硬化させて液晶表示装置を
形成する。このようにして形成された光硬化物はでは、
3次元液晶骨格が、前記液晶表示装置の非駆動時に、液
晶分子の配向方向と異なる方向に配向する。
示装置について、駆動電圧を5.4Vとした場合の透過
率と応答速度との関係を、図21の場合と同様に、図1
(A),(B)の従来の液晶表示装置10の場合と比較
して示す。
表示装置は、従来の液晶表示装置よりも応答時間が実質
的に短縮されており、特に中間調領域において著しい改
善が見られるのがわかる。 [第4実施例]次に、先に説明した図16の液晶表示装
置40と同様な、図3(A)の構造パターン24に図1
(A),(B)の構造パターン13A,13Bを組み合
わせた本発明の第4実施例による液晶表示装置について
説明する。ただし、本実施例の液晶表示装置では、前記
構造パターン24は図4のように電極層23A中に形成
されたカットアウトパターンよりなり、また前記構造パ
ターン13A,13Bのうち、前記基板11A上に形成
される構造パターン13Aも、前記電極層23A中に形
成されたカットアウトパターンにより形成されている。
ースとした、本実施例の原理を説明する図である。ただ
し図中、簡単のため基板21A,21B,液晶層22お
よび液晶分子22A、さらに電極層23A,23Bのみ
を示し、ポラライザ26A,26Bおよび分子配向膜2
5A,25Bの図示は省略する。図26(A)は、前記
電極層23A中に幅の広いギャップ23Gが、先の凸パ
ターン13A,13Bに対応して大きな繰り返し周期で
形成されている場合を、また図26(B)は、前記電極
層23A中に微細なギャップ23gを、小さな繰り返し
周期で形成した場合を示す。
層23A中に幅の広いギャップ23Gを形成した場合、
ギャップ縁部の効果により前記液晶層22中における等
電位面が局所的に変形され、その結果前記電極層23
A,23B間に駆動電圧が印加されていない非駆動状態
においても液晶層22中に液晶分子22Aが前記電極層
23Aを構成する電極パターンの中央部に向って傾斜し
たプレチルト構造が得られる。そこで、このようなプレ
チルト構造が形成された液晶層22に前記電極層23A
と23Bとの間に駆動電圧を印加した場合、前記液晶分
子22Aはそれぞれのプレチルト方向に速やかにチルト
する。
A中に繰り返し形成されるギャップ23gの大きさが小
さく、しかもギャップ23gの繰り返し周期が小さい場
合、非駆動状態においては図26Bの左半分に図示した
ように図26(A)と同様なプレチルトが生じるが、駆
動状態において前記電極層23Aと電極層23Bとの間
に駆動電圧が印加された場合には、右方向および左方向
にチルトしようとする液晶分子が相互に干渉し、結局図
26(B)の右半分に示したように、液晶分子は前記ギ
ャップ23gの延在方向に倒れることになる。
2Aのプレチルトにより、駆動電圧印加時に液晶分子2
2Aが右に倒れるか左に倒れるかは規制することができ
るものの、倒れた液晶分子が一方向に配列するようにま
では制御できないのに対し、図26(B)の構成を図2
6(A)に組み合われれば、前記液晶分子22Aが前記
規制された右または左の方向に倒れる際に、倒れた液晶
分子22Aが所望の特定の方向に配向するように液晶分
子の配向を制御することが可能である。すなわち、本実
施例は先に図10で説明した本発明の第2実施例におい
て、構造パターン27Aの代わりに電極層23A中に形
成されたカットアウトパターンを使い、同様に微細構造
パターン24として、前記電極層23A中に形成された
微細なカットアウトパターンを使う。
0の画素電極部分の構成を示す。ただし図27中、先に
説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略す
る。
0は先に図6,7で説明した液晶表示装置30と同様な
全体構成を有するが、前記画素電極34の代わりに画素
電極61を有する。
(A),(B)で説明した凸パターン13Bに対応す
る、典型的には幅が3〜35μmで高さが1.2〜1.
6μmのレジストパターンよりなる凸パターン61A
が、直角に屈曲しながらジグザグに繰り返し形成されて
おり、また前記画素電極61中には、前記隣接する凸パ
ターン61Aと61Aとの中間に、前記凸パターン61
Aに対応したジグザグ形状のカットアウトパターン61
Bが、4〜15μm程度の幅に形成されている。さら
に、図27の構成では、前記画素電極61中に、前記カ
ットアウトパターン61Bから側方に延在するように、
幅が2〜5μm、好ましくは約3μmの微細カットアウ
トパターン61Cが、前記幅と同様な繰り返しピッチ
で、すなわち2〜5μm、好ましくは約3μmのピッチ
で繰り返し形成される。かかる微細カットアウトパター
ン61Cが形成される結果、前記画素電極61は、細長
い櫛歯状パターン61Dの集合となる。図27の構成で
は、前記画素電極61は前記凸パターン61Aが右上か
ら左下に延在する第1のドメインと、前記凸パターン6
1Aが左上から右下に延在する第2のドメインとより構
成され、従って前記櫛歯状パターン61Dの延在方向
も、前記第1のドメインと前記第2のドメインとで異な
り、前記第1のドメインにおける櫛歯状パターン61D
の延在方向は、前記第2のドメインにおける櫛歯状パタ
ーン61Dの延在方向と直交する。
して単一の画素電極61を形成する必要があり、そのた
めこれらの櫛歯状パターン61Dは、前記画素電極61
の縁辺部61mにおいて、また前記上側基板31B上の
前記凸パターン61A直下の領域において相互に連結さ
れている。
極61中のカットアウトパターン61Bに沿って、前記
ガラス基板31A上に直接に、すなわち前記画素電極6
1の下方に絶縁膜を隔てて形成され補助容量Csを形成
する透明あるいは不透明コモン電極パターン61E’を
延在させる。前記電極パターン61Eと61E’とは電
気的に接続されているが、ここでは前記電極パターン6
1Eから画素内を斜めに延在する部分を前記符号61
E’で示す。前記透明コモン電極パターン61Eは、前
記対向ガラス基板31B上の対向電極と同電位に維持さ
れ、その結果前記幅の広いカットアウトパターン61B
による分子配向作用をさらに増強することができる。こ
こで、前記電極パターン61E’は図27〜図29の構
成においては、信号電極32と交差しているが、実際に
は交差する手前でパターン61E’を遮断するのが有効
である。前記パターン61E’がそのまま延在すると信
号電極32と短絡を生じる危険がある。いずれにせよ、
このようにして前記パターン61E’を信号電極32の
手前で止めた場合でも、優れた効果が得られる。
量Csを形成する透明あるいは不透明コモン電極パター
ン61Eは、前記基板31A上を前記走査信号線33の
延在方向に、図27中に丸で囲んだ領域を通過するよう
に延在し、かかる領域における液晶分子の配向を安定化
させる。
に、かかる構成の液晶表示装置60では、前記凸パター
ン61Aと前記幅の広いカットアウトパターン61B,
さらに前記カットアウトパターン61Bに対応して形成
されたコモン電極パターン61Eにより、前記液晶層中
の液晶分子のチルトする向きが決定され、さらに前記微
細カットアウトパターン61Cおよびこれに伴う櫛歯状
電極パターン61Dにより、前記液晶分子のチルトする
方向が規制される。その結果、前記液晶表示装置60は
応答速度が向上し、また表示品質が向上する。特に液晶
分子の配向方向安定性が改善され、急に表示画像が変化
した場合でも、元の表示が残る等の現象を抑制できる。
いては、前記微細カットアウトパターン61Cは前記対
向ガラス基板31B上の凸パターン61A直下の領域を
横切って延在しているが、かかる構成においても、所望
の液晶分子の配向制御を実現することができる。また、
前記凸パターン61Aは、対向電極上に形成されたカッ
トアウトパターンであってもよい。 [変形例1]図28は、図27の液晶表示装置60の一
変形例による液晶表示装置60Aの構成を示す。
7の前記微細カットアウトパターン61Cが、先に図1
7で説明した方向性を有する三角形状のカットアウトパ
ターン61C’に置き換えられている。先にも説明した
ように、かかる方向性を有するパターンは方向性を有す
る電界分布を誘起するため、図28の液晶表示装置60
では、前記凸パターン61Aおよびカットアウト61
B、さらにコモン電極61Eによる、液晶分子の倒れる
向きを規制する作用が増強され、その結果液晶表示装置
の応答速度がさらに向上する。 [変形例2]図29は、図27の液晶表示装置60に対
してさらなる様々な変形を加えた液晶表示装置60Cを
示す。
置60において、前記対向ガラス基板31B上に、前記
櫛型電極61Dと同様な櫛型パターンを有する凸パター
ン61A’を、前記対向電極36と液晶層との間、ある
いは前記対向基板31Bと対向電極36との間に位置す
るように形成してもよい。また液晶分子の配向が、前記
凸パターン61あるいは61A’と前記カットアウトパ
ターン61Bとにより十分に規制される場合には、図2
9中領域Aに示すように、前記画素電極61中に形成さ
れる微細カットアウトパターン61Cを形成せず、一様
な電極としてもよい。さらに図29中、領域Bで示すよ
うに、前記微細カットアウトパターン61Cを部分的に
のみ形成するようにしてもよい。また、図示は省略する
が、前記凸パターン61Aあるいは61A’に代えて、
前記ガラス基板31B上の対向電極36中に対応するカ
ットアウトパターンを形成してもよい。 [第5実施例]次に図28の液晶表示装置60Aの動作
特性をさらに向上させた本発明の第5実施例について説
明する。
素電極61中にテーパ状微細カットアウトパターン61
Cを形成することにより、高速の応答特性を実現した
が、かかる構成では、前記画素電極61のうち、前記粗
カットアウトパターン61Bの形成領域を除いた実質的
に全面にかかるテーパ状微細カットアウトパターン61
Cを形成する必要があるが、かかるテーパ状微細カット
アウトパターン61Cの形成には高精度なフォトリソグ
ラフィー工程が必要で、液晶表示装置の歩留りが低下し
やすい問題が生じる。
電極61の代わりに、図30に示す帯状のITOパター
ン71Aから櫛型ITOパターン71Bを側方に周期的
に延出させた画素電極構造71を形成し、かかる画素電
極構造71を有する液晶表示装置70について、前記櫛
型パターン71Bの長さBおよび前記帯状ITOパター
ン71Aの幅Aを様々に変化させながら、その表示特性
を調べた。
特に画素電極構造71の構成を示す。
1は、各々が前記櫛型パターン71Bを有する複数の帯
状ITOパターン71Aよりなり、前記複数の帯状IT
Oパターン71Aは図30に示す幅Bを片側に有し、図
27あるいは28の構成におけるカットアウトパターン
61Bに対応するギャップGにより相互に隔てられてい
る。またこれらのITOパターン71Aは、ITOパタ
ーンよりなる接続部71C1,71C2および71C3に
より相互接続されて、前記TFT31Tに接続される。
前記帯状ITOパターン71Aは、前記対向ガラス基板
31B上に形成されるジグザグ凸パターン61A(図2
7または28参照)に対応して、ジグザグ形状に形成さ
れている。
において、図30のパラメータAおよびBを様々に変化
させた場合の表示特性を示す。ただし表3の実験は、先
の実施例と同様に液晶31としてメルク社製の液晶を、
JSR社製垂直分子配向膜と組み合わせて使った場合に
ついて行い、液晶層33の厚さは4μmとしている。ま
た前記画素電極構造71において、前記櫛型パターン7
1Bは3.5μmの幅Wを有し、6μm周期で繰り返さ
れるものとした。
型パターン71Bの長さBが、前記櫛型パターン71B
と帯状ITOパターン71Aの全体幅の65%以上にな
ると中間調表示モードにおいてむらが発生し、このこと
から、前記櫛型パターン71Bの全体幅A+Bに対する
割合は、65%以下とするのが好ましいことがわかる。
一方、前記櫛型パターン71Bの長さBが全体幅の35
%以下になると応答特性改善効果が弱くなり、このこと
から、前記櫛型パターン71Bの前記全体幅に対する割
合は、35%以上とするのがより好ましいことがわか
る。前記中間調表示モード時における表示むらの発生
は、櫛型パターン71Bのパターニング時の0.2〜
0.3μm程度のばらつきの影響が、このような中間調
表示モードにおいて強まるためと考えられる。
0において、前記櫛型パターン幅Wを様々に変化させた
場合の透過率および応答速度の変化を示す。ただし、図
32(A)の結果は、図30の電極71において前記帯
状電極71Aの幅Aを11μm、前記櫛型パターン71
Bの長さBを15μm、さらに前記櫛型パターン71B
の繰り返し周期を6μmとした場合についてのものであ
る。
いては前記パターン幅Wが0である場合には単なる帯状
電極71Aのみの効果しか現れないが、前記パターン幅
Wが1.5μmを超えたあたりから急激に応答速度が向
上し、3.5μmを超えると徐々に応答速度が低下する
のがわかる。一方光透過率について見ると、前記パター
ン幅Wが3.5μmをあたりから低下が始まり、4.5
μm前後からさらに急激に低下するが、これは図32
(B)に示すように本来なら白で示す方向に配向が規制
されるはずの液晶分子が黒で示すように乱れ始め、その
結果透過率が低下するものと考えられる。
71Bの幅Wとしては、2.5〜4.5μmの範囲が最
も好ましいことを示している。
いて、透過率と立ち上がり時間の関係を示す。ただし、
図33の結果は、図30において前記帯状ITOパター
ン71Aの幅Aを11μm、前記櫛型パターン71Bの
長さBを15μm、前記ギャップGの幅を8μm、前記
櫛型パターン71Bの幅Wを3.5ミクロン、前記櫛型
パターン71Bの繰り返し周期を6μmとした場合につ
いてのもので、対向基板31B上には特に凸型パターン
61Aを形成していない。また図33中には、先の図1
(A),(B)の従来の液晶表示装置10の透過率およ
び立ち上がり特性を示す。
装置70は特に中間調領域において立ち上がり時間が従
来のものより大幅に減少していることがわかる。
の透過率および立ち上がり特性を示すが、図34の場合
には前記対向基板31B上に図27,28と同様な凸型
パターン61Aを形成している。これを図34中、実施
例2として示す。一方実施例1として示されているの
は、図33に示した液晶表示装置70の特性である。
上に凸型パターン61Aを形成した方が、特に透過率が
0%に近い領域において、応答速度が向上するのがわか
る。
液晶表示装置について、透過率を各階調ごとに比較して
示す。ただし、図35においては、前記画素電極71に
5.4Vの駆動電圧を印加した状態を256階調と定義
している。
1Aを前記対向基板31B上に形成することにより、液
晶表示装置70の透過率は大きく向上することがわか
る。
1としては、先の図30に示すパターン以外にも、図3
6(A)〜(C)に示す様々なパターンを使うことがで
きる。
31B上のパターン61Aは、レジストパターン等の凸
パターンに限定されるものではなく、前記対向電極36
中に形成されたカットアウトパターンであってもよい。
また、前記櫛型パターン71Bの繰り返し周期は、前記
6μmに限定されるものではなく、2μm以上、15μ
m以下の範囲であれは、櫛型パターンの延在方向への効
果的な液晶分子の配向規制を実現することができる。 [第6実施例]次に、先の第1実施例で説明した液晶表
示表示装置30における構造パターン、例えば図8の構
造パターン34Aをレジストパターンにより形成する場
合の液晶表示装置の製造方法を、図37(A)〜図45
(U)を参照しながら説明する。
板31A上には前記走査電極33および補助容量電極C
sを形成する導体膜81が一様に形成され、さらに前記
導体膜81上に形成したい走査電極パターンおよび補助
容量電極パターンにそれぞれ対応したレジストパターン
R1およびR2を形成する。
ジストパターンR1およびR2をマスクに使いながら前
記導体膜81をパターニングし、図37(C)の平面図
に示すように、前記ガラス基板31A上に前記走査電極
パターン33および補助電極パターンCsを形成する。
図37(B)のパターニング工程の結果、走査電極33
の先端部には電極パッド33Aが、また前記補助電極パ
ターンCsの先端部には電極パッドCsAが形成されて
いる。
37(C)の構造上にゲート絶縁膜82、アモルファス
シリコン膜83およびSiN膜84を順次堆積し、さら
に前記TFT31Tのチャネル領域を覆うように、前記
SiN膜84上にレジストパターンR3を形成する。
iN膜84を前記レジストパターンR3をマスクにパタ
ーニングし、SiNチャネル保護膜84Aを前記TFT
31Tのチャネル領域に対応して形成する。図38
(F)は、このようにして形成された構造の平面図を示
す。
8(F)の構造上にn+型アモルファスシリコン膜85
および前記信号電極32を形成する導体膜86を順次堆
積し、さらに前記導体膜86上に前記信号電極32に対
応するレジストパターンR4および前記補助容量Csに
対応するレジストパターンR5を形成する。前記レジス
トパターンR4はさらに前記TFT31Tのソース電極
パターンおよびドレイン電極パターンに対応した形状を
有し、前記レジストパターンR4,R5をマスクに前記
層83,85,86をパターニングすることにより、図
39(H)および図39(I)に示すように、前記TF
T31Tのソース電極パターン86Sおよびドレイン電
極パターン86Dが、前記TFT31Tを構成するチャ
ネル層パターン83A、ソースパターン85S、および
ドレインパターン85Dと共に形成される。一方前記補
助容量領域では、前記補助容量電極Csと共にキャパシ
タを形成する対向電極パターンCs’が同時に形成され
ている。図39(I)は、このようにして形成された図
39(H)の構造の平面図を示す。前記図39(H)の
パターニング工程では、さらに前記導体層86のパター
ニングにより、前記信号電極32が、先端部のパッド電
極32Aをも含めて形成されている。
39(H)の構造上に保護膜87が一様に堆積され、さ
らに前記保護膜87上に、レジストパターンR6が、前
記ソース電極パターン86Sおよび前記補助容量対向電
極パターンCs’にそれぞれ対応したレジスト開口部R
A,RBを有するように形成される。
膜87を前記レジストパターンR6をマスクにパターニ
ングし、前記保護膜87中に前記レジスト開口部RA,
RBにそれぞれ対応してコンタクトホール87Aおよび
87Bを形成する。また同時に図40(L)に示すよう
に、前記電極パッド部33Aにおいて、前記保護膜87
中に前記パッド部33Aを露出する開口部87A’が形
成され、さらに図40(M)に示すように、前記パッド
電極部32Aにおいても前記保護膜87中に前記パッド
電極CsAを露出するコンタクトホール87B’が形成
されている。図41(N)は、このようにして得られた
構造の平面図を示す。
(N)の構造上に一様にITO膜88を前記コンタクト
ホール87Aおよび87Bにおいてそれぞれ前記ソース
領域86Sおよび前記補助容量対向電極Cs’にコンタ
クトするように堆積し、さらに前記ITO膜88上に、
形成したい画素電極34に対応したレジストパターンR
7を形成する。図42(P)の工程で、前記ITO膜8
8を前記レジストパターンR7をマスクにパターニング
することにより、前記透明画素電極34が形成される。
に、前記電極パッド33Aおよび32AにおいてもIT
Oコンタクトパッド88A,88Bが、それぞれコンタ
クトホール87A’および87B’において前記電極パ
ッド33Aおよび32Aにコンタクトするように形成さ
れる。
基板31Aの平面図を示す。
の工程において図43(S)の構造の全面に一様にレジ
スト膜を塗布し、露光・現像処理を行うことにより、先
に図8で説明した微細構造パターン34Aに対応する微
細な分枝を有する構造パターン34Xを、レジストパタ
ーンの形で形成し、前記液晶表示装置30に対応した液
晶表示装置80が得られる。
した液晶分子の配向方向の効果的な規制を行うためには
微細な分枝の各々は6μm以下の幅を有する必要がある
が、このような微細なレジストパターン34Xは、例え
ば前記レジスト膜をシプレイ社製のレジストSC−18
11の粘度を調整することにより600〜800nm、
好ましくは約700nmの厚さに形成する。このように
前記一様なレジスト膜の厚さを約700nmとすること
により、露光・現像工程の後においても前記レジストパ
ターンとして100〜700nmの厚さ、好ましくは6
00〜700nmの厚さを維持することが可能になる。
その際、現像時における分枝先端部における膜厚の減少
を抑制するため露光にはgh線ステッパを使い、通常は
露光しきい値の2倍以上に設定される露光ドーズをしき
い値の1.5倍程度に設定していわゆるアンダー露光を
行うのが好ましい。
パターン34Xに対して表層部をアッシング・除去し、
レジストパターン34Xの厚さを約300nmとする。
かかるアッシング工程は、例えば反応性プラズマエッチ
ング装置を使い、30.0Paの圧力下、600Wのプ
ラズマパワーでO2を400SCCMの流量で供給しな
がら行えばよい。
パターン34Xに対して熱硬化処理を、最初は140°
C以下、好ましくは約130°Cの温度において開始
し、徐々にあるいは段階的に温度を上昇させて実行し、
最終的には140°C〜270°Cの間、好ましくは2
00°Cの最高温度で10分間以上加熱硬化させる。こ
のようにすることにより、前記微細な分枝を有するレジ
ストパターン34Xを、分枝の幅が6μm以下であって
も、その形状を損なうことなく硬化させることができ
る。
ような、先端部が尖った分枝を有するレジストパターン
34Yを形成することもできる。さらに、本実施例によ
れば、先の図22あるいは24で説明した微細レジスト
パターン24Eあるは24E’を形成することもでき
る。図45の構成は、先に説明した図22の液晶表示装
置50におおよそ対応している。
膜として様々なポリイミド系樹脂、あるいは、ノボラッ
ク系樹脂、あるいはアクリル系樹脂を使うことができ
る。 [第7実施例]次に、本発明の第7実施例による液晶表
示装置90の構成を説明する。
44のパターン34Xあるいは図45のパターン34Y
において、個々の分枝の厚さを先端部に向って減少させ
る。
示す。
の液晶表示装置90は図1(A),(B)の液晶表示装
置10を基本に構成されており、凸型パターン13Aを
形成されたガラス基板11Aと凸型パターン13Bを形
成されたガラス基板11Bとの間に液晶層12を保持す
る構成を有するが、前記凸型パターン13Aからは、側
方に先端が尖った方向性を有する微細パターン13a
が、図22の微細パターン24Eあるいは図24の微細
パターン24E’と同様に延出している。
に、前記微細パターン13aは幅のみならず、その高
さ、ないし厚さも前記先端方向に向って減少させ、その
結果対向する一対の微細パターン13aにより、互いに
向かい合った斜面が画成される。かかる微細パターン1
3aの対向部に対応して前記上側凸パターン13Bを形
成することにより、液晶層12中の液晶分子はプレチル
トが与えられ、その結果前記液晶層12に駆動電界が印
加されると、前記液晶分子は速やかに略水平方向の配向
状態にチルトする。その際、前記微細パターン13aは
互いに微細な、典型的には数μmの周期で繰り返し形成
されているため、チルトする液晶分子の方向は、先の実
施例で説明したように、前記微細パターン13aの延在
方向に規制される。
は、例えば図47に示す露光マスクを使ってポジ型レジ
ストを露光することにより形成できる。
の画素電極を覆うように例えばシプレイ社製のポジ型レ
ジストS1808を0.1〜3μmの厚さ、典型的には
約1.5μmの厚さにスピンコーティングする。
スト膜を紫外光により露光し、現像・リンス・およびベ
ークの各工程を行う。かかる工程の結果、図46
(A),(B)に示すように前記凸パターン13Aを、
微細凸パターン13aが側方に延在するように形成する
ことができる。
表示装置90の動作をシミュレートした結果を示す。図
48中、右側が本発明による場合で、前記微細パターン
13aを設けた場合を、左側は従来の場合で前記微細パ
ターン13aを設けなかった場合についてのものであ
る。図48は様々に設定された所定のコントラスト比に
到達するまでの時間を示すが、本発明の例では、前記傾
斜微細パターン13aを設けた結果、前記凸パターン1
3A近傍における立ち上がり時間が大きく減少している
ことがわかる。
3.0Vとした場合の、90%透過率が達成されるまで
の時間を、図1(A),(B)の従来の液晶表示装置と
図46(A),(B)の本実施例による液晶表示装置と
比較して示す。
対する寄与を明瞭に示している。
パターン13aが傾斜しているため、パターン13aの
先端が尖っている必要は必ずしもなく、例えば図49
(A)に示す一様な幅を有するパターン13a’あるい
は図49(B)に示す幅が先端に向って増大するパター
ン13a”であっても、同様な効果を得ることができ
る。 [第8実施例]図50は、本発明の第8実施例による液
晶表示装置100の構成を示す。
説明した液晶表示装置30の構成をベースとしており、
従って図50中、先に説明した部分には対応する参照符
号を付し、説明を省略する。
には、先に図17で説明したパターン24Aと同様な多
数の方向性パターン101Aが、共通の方位で、行方向
にはWGの間隔で、また列方向にはHGの間隔で、行列
状に形成されている。
一例を示す。
101Aは幅がW、高さがHの楔形状を有し、底部に幅
がSWで高さがSHのカットアウト部が形成されてい
る。かかる方向性パターン101Aは前記画素電極34
中に形成されたレジストパターンであっても、また前記
画素電極34中に形成されたカットアウトパターンであ
ってもよい。一例では、前記幅Wは8μm、前記幅SW
は4μm、前記高さHは30ミクロン、前記高さSHは
5〜20μmであり、かかるパターン101Aが前記画
素電極34上に、間隔WGを2μm、間隔HGを0μm
として繰り返し配列される。
ことにより、前記液晶層31中の液晶分子は、先に説明
したように前記方向性パターン101Aにより規定され
る方向に配向を規制され、その結果、前記液晶層31に
駆動電界が印加された場合に速やかにチルトし、九層状
態への遷移が高速で生じる。
前記画素電極34中にドメインAおよびドメインBを区
画し、前記ドメインAおよび前記ドメインBで前記方向
性パターン101Aの配向方向を矢印で示すように異な
らせた構成を示す。かかる構成によれば、液晶表示装置
の視野角特性を向上させることができる。
て、前記画素電極34中にドメインA〜Dを先の図16
の構成と同様に区画し、各ドメインA〜Dにおいて、前
記方向性パターン101Aの方向を矢印で示すように異
ならせた構成を示す。かかる構成によれば、液晶表示装
置の視野角特性をさらに向上させることができる。
おいて、前記ドメインAとドメインBとの境界に、レジ
ストパターンあるいはカットアウトパターンよりなる構
造パターン102を、前記図1(A),(B)の液晶表
示装置10における凸パターン13Aと同様に形成した
例を示す。
101Aによる矢印方向への液晶分子の配向規制が、前
記構造パターン102により、さらに強化される。
おいて、前記ドメインA〜Dの境界に格子状のレジスト
パターンあるいはカットアウトパターンよりなる構造パ
ターン102Bを形成した例を示す。
ことにより、前記方向性パターン101Aによる矢印方
向への液晶分子の配向規制が、さらに強化される。
一変形例による方向性パターン101Bの構成を示す。
101Bは幅がWで高さがHの逆T字型パターンよりな
り、幅がWで高さがSHの底部と、前記底部から上方に
突出する幅がSWの突出部とよりなる。
前記高さHは10〜30μm、前記突出部の幅SWは2
〜3μm、前記底部の高さSHは3〜5μmに設定さ
れ、これらの方向性パターン101Aは図50の構成に
おいて前記画素電極34上に、間隔HGを2μm、間隔
WGを2μmで配列される。
るいは101Bの代わりに使うことのできる様々な方向
性パターンの例を示す。
形状を有し、さらに回転対称性を欠く図形よりなる。先
にも説明したように、これらの方向性パターンは前記画
素電極34上に形成したレジストパターンであっても、
また前記画素電極34中に形成されたカットアウトパタ
ーンであってもよい。
ターンを前記画素電極34上に方向性をもって配列する
ことにより、所望の液晶分子の配向規制を実現する構成
を示す。
が十字型に、しかも十字の腕の先端方向に方位を合わせ
て配列されており、かかるパターンの集合により、所望
の液晶分子の配向規制を行う。この場合、前記正三角形
パターン自体は回転対称性を有するため方向性パターン
ではないが、かかる非方向性パターンを集合させること
により、所望の効果を実現することができる。
角形状の多数の方向性パターンを、中心に対して回転対
称性をもって配列した例を示す。かかる構成において
も、所望の液晶分子の配向規制を行うことができる。
図50に示すように画素電極31上に格子状に配列する
際に、図59に示すように互い違いに配列してもよい。
同心円状あるいは渦巻状に配列することも可能である。 [第9実施例]図61(A),(B)は、本発明の第9
実施例による液晶表示装置110の構成を示す、それぞ
れ断面図および平面図である。ただし図61(A)の断
面は、図61(B)中、線A−A’に沿った断面図であ
る。
装置110では画素電極112Aを担持するガラス基板
111Aと対向電極112Bを担持するガラス基板11
1Bとの間に液晶層113を挟持する構成を有し、前記
画素電極112A上には格子状に凸パターン114A
が、また前記対向電極112B上には格子状に凸パター
ン114Bが形成されている。
パターン114Aを構成する格子の交点に対応して、図
61(A)および(B)に示すように斜面を形成する局
在パターン114aが形成されており、同様に前記格子
状パターン114B上には、前記パターン114Bを構
成する格子の交点に対応して、斜面を形成する局在パタ
ーン114bが形成されている。
格子状パターン114Aを覆うように垂直分子配向膜1
15Aが、また前記ガラス基板111B上には前記格子
状パターン114Bを覆うように垂直分子配向膜115
Bが形成され、前記垂直分子配向膜115Aおよび11
5Bは前記液晶層113に接触し、前記液晶層113中
の液晶分子を前記液晶表示装置110の非駆動状態にお
いて、前記液晶層113に略垂直な方向に配向させる。
さらに前記ガラス基板111Aの外側にはポラライザ1
15Aが、また前記ガラス基板111Bの外側にはアナ
ライザ115Bが、クロスニコル状態で形成されてい
る。図61(B)中には、前記ポラライザ115Aとア
ナライザ115Bの吸収軸の方向がそれぞれ示されてい
る。
層113中の液晶分子は、前記格子状パターン114A
および114Bのみならず、前記局在パターン113a
および113bが形成する斜面によっても、先に図3
(A),(B)で説明したと同様にプレチルト角を与え
られ、その結果前記電極115Aと115Bとの間に駆
動電界が印加された場合、前記液晶分子はプレチルトの
効果により速やかに倒れ、前記液晶表示装置110の動
作速度が向上する。
態における液晶層113中の液晶分子113Aの配向を
示す。
6Aおよびアナライザ116Bの光吸収軸の方向を前記
格子状パターン114A,114Bの延在方向に一致す
るように設定することで、前記格子状パターン114A
および114B直上においては図9の場合と同様に単一
の暗線が発生するものの、パターン114Aあるいは1
14Bの両側において二重の暗線の発生がなく、先に図
2で説明した、かかる二重暗線の発生およびこれに伴う
透過率の低下の問題が回避される。
110の製造工程を、図63(A)〜(D)を参照しな
がら説明する。
1A上には前記画素電極112Aを覆うように、典型的
にはシプレイファーイースト社製のポジ型レジストS1
808よりなるレジスト膜114が形成され、90°C
で20分間のプリベークの後これをマスクM1を使って
露光し、さらに例えばシプレイファーイースト社製の現
像液MF319等の現像液を使って現像することによ
り、図61(B)に示すように前記格子状パターン11
4Aが形成される。図61(B)の工程では、前記格子
状パターン114は、さらに120°Cで40分間のポ
ストベークを行い、さらに200°Cで40分間のポス
トベークを行う。
在パターン114aを構成するレジスト膜114’が前
記基板111A上に、前記格子状パターン114Aを覆
うように形成され、さらにこれをマスクM2を使って露
光・現像することにより、図63(D)に示すように、
前記格子状パターン114Aの格子の交差部分に対応し
て、前記局在パターン114aが形成される。前記局在
パターン114aは、典型的には一辺が45μm、前記
格子状パターン114A上における高さが0.3μmに
なるように形成される。一方、前記格子状パターン11
4A自体の幅は、例えば5μmとされる。
状パターン114Aおよび局在パターン114aを覆う
ように、例えばJSR社製の垂直配向膜JALS684
が、前記分子配向膜115Aとして形成される。
4Bおよび局在パターン114bも、同様にして形成す
ることができる。
Bは、前記基板111Aおよび111Bが組み合わされ
て前記液晶表示装置110が形成される際、液晶層11
3の面方向に20μm離間するような位置関係で形成さ
れる。
て、前記局在パターン114aおよび114bの代わり
に、前記格子状パターン114Aおよび114Bの延在
方向に対して45°の角度で延在する突出部を有する局
在パターン114cおよび114dを形成した場合を示
す。
ン114A,114Bによるプレチルト効果が直接には
及ばない前記格子状パターン114Aと114Bとの中
間の領域においても、液晶分子中に望ましいプレチルト
を形成することができる。
構成において、前記局在パターン114aおよび114
bの代わりに、前記格子状パターン114Aおよび11
4Bの延在方向に延在する突出部を有する局在パターン
114eおよび114fを形成した場合を示す。
ン114A,114Bによるプレチルト効果を前記局在
パターン114eおよび114fによりさらに増強する
ことができる。
5の構成を結合した構成を有し、前記格子状パターン1
14Aの交点に局在パターン114gが、また格子状パ
ターン114Bの交点に局在パターン114hが形成さ
れている。また図67は、前記図64の構成の上に図6
5の構成を重ねた構造を有し、従って前記局在パターン
114c上に局在パターン114eが、また局在パター
ン114d上に局在パターン114fが形成される。
4eおよび114fの傾斜を急にすることができ、液晶
分子のプレチルト効果を高めることができる。
た実施例のいずれに対しても組み合わせることができ、
液晶表示装置の動作速度を向上させるのに寄与する。
明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載の要旨内において様
々な変形・変更が可能である。 (付記) (付記1) 第1の基板と、前記第1の基板に対向する
第2の基板と、前記第1および第2の基板の間に封入さ
れた液晶層と、前記第1の基板上に形成された第1の電
極と、前記第2の基板上に形成された第2の電極と、前
記第1の基板上に、前記第1の電極を覆うように形成さ
れた第1の分子配向膜と、前記第2の基板上に、前記第
2の電極を覆うように形成された第2の分子配向膜と、
前記第1の基板の外側に配設された第1の偏光板と、前
記第2の基板の外側に、前記第1の偏光板に対してクロ
スニコル状態で配設された第2の偏光板とよりなり、前
記第1の分子配向膜と前記第2の分子配向膜とは、前記
第1の電極と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加さ
れていない非駆動状態において、前記液晶層中の液晶分
子を前記基板の面に対して略垂直方向に配向させ、前記
第1の基板上には、前記液晶層の面に平行な第1の方向
に延在し前記液晶層の面に平行で前記第1の方向に直角
な第2の方向に対して周期的に変化する構造パターンが
形成されており、前記構造パターンは、前記第1の電極
と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加された駆動状
態において、前記第2の方向に対して周期的に変化する
電界を形成し、前記液晶分子は、前記駆動状態におい
て、実質的に前記第1の方向にチルトすることを特徴と
する液晶表示装置。
1の電極上に各々前記第1の方向に延在するように形成
され、前記第2の方向に繰り返される複数のパターンよ
りなることを特徴とする付記1記載の液晶表示装置。
は、絶縁材料よりなる凸パターンであることを特徴とす
る付記2記載の液晶表示装置。
は、導電性材料よりなる凸パターンであることを特徴と
する付記2記載の液晶表示装置。
は、前記第1の電極中に形成された凹パターンであるこ
とを特徴とする付記2記載の液晶表示装置。
1の電極上に各々前記第1の方向に延在するように形成
され、前記第2の方向に繰り返される複数のパターンよ
りなり、前記複数のパターンの各々は、前記第1の方向
上少なくとも一方の向きを指向する方向性を有すること
を特徴とする付記1〜5のうち、いずれか一項記載の液
晶表示装置。
は、略三角形状を有し、頂点が前記方向性を指向するこ
とを特徴とする付記6記載の液晶表示装置。
は、合い対向する第1および第2の頂点を有する菱形形
状を有し、前記第1の頂点が、前記第1の方向上、一方
の向きを指向し、前記第2の頂点が、前記第2の方向
上、逆方向の向きを指向ずることを特徴とする付記6記
載の液晶表示装置。
ターンの各々は、10μm以下の最大幅を有することを
特徴とする付記6〜8のいずれか一項記載の液晶表示装
置。
パターンの各々は、階段状の辺により画成されているこ
とを特徴とする付記9〜9のうち、いずれか一項記載の
液晶表示装置。
1の基板上に形成された複数の画素電極よりなり、前記
複数の画素電極の各々は、複数のドメインに区画されて
おり、前記構造パターンは前記複数のドメインの各々
に、一つのドメインにおける前記第1の方向が、辺で隣
接するドメイン中における前記第1の方向と90°の角
度で交差するような関係で形成されることを特徴とする
付記1〜10のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
の少なくとも一方の上には、さらに前記構造パターンと
は別の構造パターンが、前記第1の方向に交差するよう
に、しかも前記構造パターンの前記第2の方向への繰り
返し周期よりも実質的に大きい繰り返し周期で、前記第
2の方向とは異なった方向に繰り返されるように形成さ
れることを特徴とする付記1記載の液晶表示装置。
前記構造パターンよりも大きい高さを有することを特徴
とする付記12記載の液晶表示装置。
前記第1の方向に延在し前記第2の方向に第1の周期で
繰り返される複数の微細パターンよりなり、前記別の構
造パターンは、前記第1の基板上に形成され前記第1の
方向に対して交差する第3の方向に延在する第1の粗構
造パターンと、前記第2の基板上に形成され前記第2の
方向に交差する第4の方向に延在する第2の粗構造パタ
ーンとよりなり、前記第1の粗構造パターンは、前記第
4の方向に、前記第1の周期よりも実質的に大きい周期
で繰り返し形成され、前記第2の粗構造パターンは、前
記第3の方向に、前記第1の周期よりも実質的に大きい
周期で繰り返し形成されることを特徴とする付記12ま
たは13記載の液晶表示装置。
造パターンの各々は、前記微細パターンよりも大きな幅
を有することを特徴とする付記14記載の液晶表示装
置。
1の方向に対して直交することを特徴とする付記14記
載の液晶表示装置。
1の方向と45°の角度で交差することを特徴とする付
記14記載の液晶表示装置。
前記第1の方向に第1の幅で延在し前記第2の方向に第
1の周期で繰り返される複数の微細パターンよりなり、
前記別の構造パターンは、前記第1の基板上に、前記第
1および第2の方向に斜交する第3の方向と前記第3の
方向に直交する第4の方向に延在するように形成された
第1の格子状パターンと、前記第2の基板上に、前記第
3および第4の方向に延在するように、かつ前記第1の
格子状パターンとずらした位置関係で形成された第2の
格子状パターンとよりなり、前記第1および第2の格子
状パターンは、前記第1の周期よりも大きいそれぞれの
周期で繰り返されることを特徴とする付記16または1
7記載の液晶表示装置。
状パターンの各々は、前記微細パターンの幅よりも大き
な幅を有することを特徴とする付記18記載の液晶表示
装置。
の方向に対して45°の角度で交差することを特徴とす
る付記18または19記載の液晶表示装置。
は、前記第1の基板上に前記第1の格子状パターンで区
画された第1〜第4のドメインを画成し、前記微細パタ
ーンは、前記第1〜第4の各々のドメインに、前記第1
の方向が、辺で隣接するドメインにおける前記第1の方
向と90°の角度をなすように形成されることを特徴と
する付記18〜20のうち、いずれか一項記載の液晶表
示装置。
凸パターンよりなることを特徴とする付記12〜21の
うち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
凹パターンよりなることを特徴とする付記12〜21の
うち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
基板に対向する第2の基板と、前記第1および第2の基
板の間に封入された液晶層と、前記第1の基板上に形成
された第1の電極と、前記第2の基板上に形成された第
2の電極と、前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆
うように形成された第1の分子配向膜と、前記第2の基
板上に、前記第2の電極を覆うように形成された第2の
分子配向膜と、前記第1の基板の外側に配設された第1
の偏光板と、前記第2の基板の外側に、前記第1の偏光
板に対してクロスニコル状態で配設された第2の偏光板
とよりなり、前記第1の分子配向膜と前記第2の分子配
向膜とは、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆
動電圧が印加されていない非駆動状態において、前記液
晶層中の液晶分子を前記液晶層の面に対して実質的に垂
直方向に配向させ、前記第1の電極は、前記液晶層の面
に平行な第1の方向に延在する電極パターンを、前記液
晶層の面に平行で前記第1の方向に直角な第2の方向に
対して第1の幅の隙間を隔てて周期的に繰り返し配列し
た構成を有し、前記第2の方向に繰り返し配列される前
記電極パターンは、連結部により相互に連結されてお
り、前記第1の電極は、さらに前記第2の方向に延在す
るカットアウトパターンを、前記第1の幅よりも実質的
に大きい第2の幅で形成されており、前記液晶分子は、
前記駆動状態において、実質的に前記第1の方向にチル
トすることを特徴とする液晶表示装置。
は、前記第1の方向に隣接する対応した電極パターン
と、前記カットアウトパターンにより隔てられているこ
とを特徴とする付記24記載の液晶表示装置。
は、前記第2の方向に延在する粗パターンが、前記第1
の基板に垂直な方向から見た場合に、前記電極パターン
と交差するように形成されており、前記電極パターンは
前記第2の方向に隣接する対応した電極パターンと、前
記第1の基板に垂直な方向から見た場合に、前記粗パタ
ーン下の部分において、前記連結部の少なくとも一部が
配置されることを特徴とする付記24または25記載の
液晶表示装置。
一部が、さらに前記画素電極開口部エッジに沿って相互
に連結されていることを特徴とする付記24〜26のう
ち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
は、前記第1の方向にテーパ形状を有することを特徴と
する付記24〜27のうち、いずれか一項記載の液晶表
示装置。
は、先端部に向って階段状に幅を狭める形状を有するこ
とを特徴とする付記24〜27のうち、いずれか一項記
載の液晶表示装置。
は、前記第1の電極の下方に、前記第2の電極と同電位
で前記カットアウトパターンに沿って延在する第3の電
極パターンが形成されていることを特徴とする付記24
〜29のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
および第2の領域が、前記第1の領域における前記第1
の方向が、前記第2の領域における前記第1の方向と直
交するような方位で画成されており、前記第3の電極
は、前記第1の基板上を、前記第1の領域と前記第2の
領域との境界に沿って延在することを特徴とする付記3
0記載の液晶表示装置。
2の基板上に形成された凸パターンよりなることを特徴
とする付記26記載の液晶表示装置。
1の方向に、前記電極パターンの前記第2の方向への繰
り返し周期と同じ、あるいは同等の周期で、前記第2の
方向に繰り返されるパターンを有することを特徴とする
付記26または32記載の液晶表示装置。
極パターンが繰り返される第1の領域と、一様な導電膜
により覆われる第2の領域とを含むことを特徴とする付
記24〜33のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
方向に延在する、幅が実質的に一定な帯状パターンより
なり、前記電極パターンは、前記帯状パターンから側方
に延出することを特徴とする付記24〜34のうち、い
ずれか一項記載の液晶表示装置。
m以上、15μm以下の周期で、前記第2の方向に繰り
返し形成されることを特徴とする付記35記載の液晶表
示装置。
前記帯状パターン領域に対して35〜65%の範囲の面
積比を有することを特徴とする付記35または36記載
の液晶表示装置。
第1の方向に約22μmの幅を有し、前記細長い電極パ
ターンは、前記帯状パターンに接続する基部において
3.5±1μmの幅を有し、前記第1の方向に約15±
5μmの長さを有し、前記第1の方向において対向する
電極パターンとの間に、約8μmのカットアウトパター
ンを形成することを特徴とする付記35〜37のうち、
いずれか一項記載の液晶表示装置。
の間に挟持される液晶層を有し、前記液晶層に駆動電界
が印加されていない非駆動状態において前記液晶層中の
液晶分子が前記液晶層の面に略垂直に配向し、前記液晶
層に駆動電界が印加されている駆動状態において、前記
液晶層中の液晶分子が前記液晶層に面に略平行に配向す
る液晶表示装置の製造方法において、前記第1の基板上
に画素電極パターンを形成する工程と、前記画素電極パ
ターン上に、レジスト膜を塗布する工程と、前記レジス
ト膜を露光および現像し、複数の分枝が繰り返される形
状を有するレジストパターンを、前記画素電極パターン
上に形成する工程と、前記レジストパターンに対してア
ッシング処理を行う工程と、前記アッシング処理を行っ
た前記レジストパターンを、熱硬化させる工程とよりな
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
スト膜の露光しきい値量の2倍以下の露光量で前記レジ
スト膜を露光することを特徴とする付記39記載の液晶
表示装置の製造方法。
工程は、前記レジスト膜を、前記アッシング工程の後で
前記レジストパターンが100〜700nmの範囲の厚
さを有するような厚さに形成する工程よりなることを特
徴とする付記39または40記載の液晶表示装置の製造
方法。
工程は、前記レジスト膜の粘度を、前記レジスト膜の厚
さが600〜800nmになるように調整する工程を含
むことを特徴とする付記39〜41のうち、いずれか一
項記載の液晶表示装置の製造方法。
°C以下の温度で開始し、270°C以下の熱硬化温度
まで、温度を徐々に上昇させる工程を含むことを特徴と
する付記39〜42のうち、いずれか一項記載の液晶表
示装置の製造方法。
基板に対向する第2の基板と、前記第1および第2の基
板の間に封入された液晶層と、前記第1の基板上に形成
された第1の電極と、前記第2の基板上に形成された第
2の電極と、前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆
うように形成された第1の分子配向膜と、前記第2の基
板上に、前記第2の電極を覆うように形成された第2の
分子配向膜と、前記第1の基板の外側に配設された第1
の偏光板と、前記第2の基板の外側に、前記第1の偏光
板に対してクロスニコル状態で配設された第2の偏光板
とよりなり、前記第1の分子配向膜と前記第2の分子配
向膜とは、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆
動電圧が印加されていない非駆動状態において、前記液
晶層中の液晶分子を前記液晶層の面に対して実質的に垂
直方向に配向させ、前記第1の電極上には、前記液晶層
の面に平行な第1の方向に延在する凸パターンを、前記
液晶層の面に平行で前記第1の方向に交差する第2の方
向に周期的に繰り返し配列した構造を形成されており、
前記液晶分子は、前記駆動状態において、実質的に前記
第1の方向にチルトすることを特徴とする液晶表示装
置。
に向って徐々に幅を狭めるテーパ形状を有することを特
徴とする付記44記載の液晶表示装置。
に向って階段状に幅を狭める形状を有することを特徴と
する付記44記載の液晶表示装置。
に向って高さを徐々に減少させる形状を有することを特
徴とする付記44〜46のうち、いずれか一項記載の液
晶表示装置。
らに前記第2の方向に延在する別の凸パターンが形成さ
れており、前記細長い凸パターンの各々は、前記別の凸
パターンから側方に延出することを特徴とする付記44
〜47のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
1の側方に延出する前記凸パターンに対して定義される
前記第1の方向は、前記別の凸パターンから第2の側方
に延出する前記凸パターンに対して定義される前記第1
の方向と直交することを特徴とする付記44〜48のう
ち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
2の方向と45°の角度で交差することを特徴とする付
記49記載の液晶表示装置。
2の方向と直交することを特徴とする付記44〜48の
うち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
前記第2のパターンに直交する方向に延出することを特
徴とする付記51記載の液晶表示装置。
領域と第2の領域とに区画され、前記第1の領域におい
て前記別のパターンに対して定義される前記第2の方向
は、前記第2の領域において前記別のパターンに対して
定義される前記第2の方向と直交することを特徴とする
付記52記載の液晶表示装置。
凸パターンよりも大きな幅を有することを特徴とする付
記48〜53のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
凸パターンよりも大きな高さを有することを特徴とする
付記48〜54のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
パターンよりなることを特徴とする付記44〜55のう
ち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
ストパターンよりなることを特徴とする付記44〜56
のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
記別の凸パターンに平行に、凸パターンが形成されてい
ることを特徴とする付記44〜57のうち、いずれか一
項記載の液晶表示装置。
一項記載の液晶表示装置において、前記凸パターンをス
リットパターンにより置き換えたことを特徴とする液晶
表示装置。
基板に対向する第2の基板と、前記第1および第2の基
板の間に封入された液晶層と、前記第1の基板上に形成
された第1の電極と、前記第2の基板上に形成された第
2の電極と、前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆
うように形成された第1の分子配向膜と、前記第2の基
板上に、前記第2の電極を覆うように形成された第2の
分子配向膜と、前記第1の基板の外側に配設された第1
の偏光板と、前記第2の基板の外側に、前記第1の偏光
板に対してクロスニコル状態で配設された第2の偏光板
とよりなり、前記第1の分子配向膜と前記第2の分子配
向膜とは、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆
動電圧が印加されていない非駆動状態において、前記液
晶層中の液晶分子を前記液晶層の面に対して実質的に垂
直方向に配向させ、前記第1の基板上には複数の方向性
パターンが、共通の方位に形成されていることを特徴と
する液晶表示装置。
対称でかつ回転対称性を欠く形状を有することを特徴と
する付記60記載の液晶表示装置。
記第1の電極上に形成された凸パターンよりなることを
特徴とする付記60または61記載の液晶表示装置。
記第1の電極中に形成されたカットアウトパターンより
なることを特徴とする付記60または61記載の液晶表
示装置。
記第1の電極上に行列状に、繰り返し配向されることを
特徴とする付記59〜63のうち、いずれか一項記載の
液晶表示装置。
数のパターン要素の集合によりなることを特徴とする付
記59〜64のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
記液晶分子は駆動状態において前記方向性パターンの指
向する方向にチルトすることを特徴とする付記59〜6
5のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
基板に対向する第2の基板と、前記第1および第2の基
板の間に封入された液晶層と、前記第1の基板上に形成
された第1の電極と、前記第2の基板上に形成された第
2の電極と、前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆
うように形成された第1の分子配向膜と、前記第2の基
板上に、前記第2の電極を覆うように形成された第2の
分子配向膜と、前記第1の基板の外側に配設された第1
の偏光板と、前記第2の基板の外側に、前記第1の偏光
板に対してクロスニコル状態で配設された第2の偏光板
とよりなり、前記第1の分子配向膜と前記第2の分子配
向膜とは、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆
動電圧が印加されていない非駆動状態において、前記液
晶層中の液晶分子を前記液晶層の面に対して実質的に垂
直方向に配向させ、前記第1の基板上には第1の格子状
パターンが形成されており、前記第2の基板上には第2
の格子状パターンが、前記第1の格子状パターンから、
前記液晶層の面内においてずらした位置関係で形成され
ており、前記第1の格子状パターンの交点には、斜面を
有する第1の局在パターンが形成されており前記第2の
格子状パターンの交点には、斜面を有する第2の局在パ
ターンが形成されていることを特徴とする液晶表示装
置。
パターンは、前記液晶層の面に垂直な方向から見た場合
に四角形状を有することを特徴とする付記67記載の液
晶表示装置。
パターンは、前記液晶層の面に垂直な方向から見た場合
に腕を前記格子状パターンの延在方向に対して斜めに延
出する十字形状を有することを特徴とする付記67記載
の液晶表示装置。
パターンは、前記液晶層の面に垂直な方向から見た場合
に腕を前記格子状パターンの延在方向に延出する十字形
状を有することを特徴とする付記67記載の液晶表示装
置。
パターンは、前記液晶層の面に垂直な方向から見た場合
に前記格子状パターンの延在方向に対して斜めに延出す
る腕と前記格子状パターンの延在方向に延出する腕とを
有する星型形状を有することを特徴とする付記67記載
の液晶表示装置。
格子状パターンの延在方向に延出する第1の十字パター
ンと、腕を前記格子状パターンの延在方向に斜めに延出
する第2の十字パターンとを重ねた構成を有することを
特徴とする付記67記載の液晶表示装置。
晶と、3次元的な液晶骨格を有する光硬化性組成物の光
硬化物とよりなり、前記液晶分子と前記光硬化物の液晶
骨格とは、前記非駆動状態において異なる方向に配向し
ていることを特徴とする付記1〜72のうち、いずれか
一項記載の液晶表示装置。
記複数の画素電極の各々に対応して、前記画素電極を駆
動する薄膜トランジスタが形成されることを特徴とする
付記1〜73のうち、いずれか一項記載の液晶表示装
置。
置において、基板上に、液晶層中の液晶分子に大まかな
プレチルトを与える第1の構造と、前記第1の構造より
も短い周期で繰り返され、駆動モードにおける液晶分子
のチルト方向を規制する第2の、微細な周期構造を形成
することにより、垂直配向モード液晶表示装置の動作速
度が向上し、また表示品質が向上する。
ある。
る図である。
ある。
を示す図である。
示す別の図である。
る。
る。
理を説明する図である。
理を説明する別の図である。
理を説明するさらに別の図である。
理を説明するさらに別の図である。
装置について行われた実験結果を示す図(その1)であ
る。
装置について行われた実験結果を示す図(その2)であ
る。
成を示す図である。
理を説明する図である。
理を説明する別の図である。
理を説明するさらに別の図である。
理を説明するさらに別の図である。
作特性を示す図である。
成を示す図である。
る。
変形例を示す図である。
らなる変形例を示す図である。
液晶表示装置の原理を説明する図である。
成を示す図である。
変形例を示す図である。
の変形例を示す図である
理を説明する図である。
成を示す図である。
装置の原理を説明する図である。
る別の図である。
る別の図である。
る別の図である。
形例を示す図である。
る液晶表示装置の製造工程を説明する図(その1)であ
る。
る液晶表示装置の製造工程を説明する図(その2)であ
る。
る液晶表示装置の製造工程を説明する図(その3)であ
る。
る液晶表示装置の製造工程を説明する図(その4)であ
る。
示装置の製造工程を説明する図(その5)である。
る液晶表示装置の製造工程を説明する図(その6)であ
る。
示装置の製造工程を説明する図(その7)である。
示装置の製造工程を説明する図(その8)である。
の例を示す図である。
液晶表示装置の原理を説明する図である。
を示す図である。
シミュレーション結果を、従来の液晶表示装置の場合と
比較して示す図である。
する図である。
成を示す図である。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
一変形例を示す図である。
ある。
ある。
液晶表示装置の構成を示す図である。
を説明する図である。
液晶表示装置の製造工程を示す図である。
形例を示す図である。
形例を示す図である。
形例を示す図である。
形例を示す図である。
A,60−60C,70,80,90,100,110
液晶表示装置 11A,11B,21A,21B,31A,31B,8
1A,81B,111A,111B ガラス基板 12,22,31 液晶層 12A,22A 液晶分子 13A,13B,27A,27B,41A,41B,6
1A 凸パターン 23A,23B 電極 23G,23g ギャップ 24,24A−24E,34A,61D,101A,1
01B 微細構造パターン 25A,25B,35,37 分子配向膜 26A ポラライザ 26B アナライザ 31C シール 31T TFT 32 信号電極 32A 信号電極パッド 33 走査電極 33A 走査電極パッド 34,61,71 画素電極 34F,61B カットアウトパターン 36 対向電極 61A’,71,34X,34Y 微細パターン 61C,61C’ 微細カットアウト 61m,61n 接続部 61E 補助容量電極 71A 帯状部 71B 櫛歯状部 71C1−71C3 接続部 81 SiN膜 82 絶縁膜 83 アモルファスシリコン膜 84 SiN膜 86S ソース領域 86D ドレイン領域 87S ソース電極 87D ドレイン電極 88 ITO膜 114A,114B 局在パターン
31)
Claims (10)
- 【請求項1】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向する第2の基板と、 前記第1および第2の基板の間に封入された液晶層と、 前記第1の基板上に形成された第1の電極と、 前記第2の基板上に形成された第2の電極と、 前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆うように形成
された第1の配向膜と、 前記第2の基板上に、前記第2の電極を覆うように形成
された第2の配向膜とよりなり、 前記第1の配向膜と前記第2の配向膜とは、前記第1の
電極と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加されてい
ない非駆動状態において、前記液晶層中の液晶分子を前
記基板の面に対して略垂直方向に配向させ、 少なくとも前記第1の基板上には、前記基板面に平行な
少なくとも第1の方向に延在し前記液晶層の面に平行で
前記第1の方向に直角な第2の方向に対して周期的に変
化する構造パターンが形成されており、前記構造パター
ンは、前記第1の電極と前記第2の電極との間に駆動電
圧が印加された駆動状態において、前記第2の方向に対
して周期的に変化する電界を形成し、 前記液晶分子は、前記駆動状態において、実質的に前記
第1の方向にチルトすることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項2】 前記構造パターンは、前記第1の電極上
に各々前記第1の方向に延在するように形成され、前記
第2の方向に繰り返されるユニットパターンの複合から
な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】 前記構造パターンは、絶縁性を有する凸
または凹構造、または導電性を有する凸または凹構造、
または電極の抜き構造からなることを特徴とする請求項
1または2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記構造パターンは、前記第1の電極上
に各々前記第1の方向に延在するように形成され、前記
第2の方向に繰り返される複数のパターンよりなり、前
記複数のパターンの各々は、前記第1の方向のうち少な
くとも一方の向きを指向する方向性を有することを特徴
とする請求項1〜3のうち、いずれか一項記載の液晶表
示装置。 - 【請求項5】 前記複数のパターンの各々は、略三角形
状を有し、最も角度の小さい頂点あるいは頂点相当部が
前記向きを指向することを特徴とする請求項4記載の液
晶表示装置。 - 【請求項6】 前記複数のパターンの各々は、合い対向
する第1および第2の、鋭角の頂点を有する略菱形形状
を有し、前記第1の頂点が、前記第1の方向上、一方の
向きを指向し、前記第2の頂点が、前記第1の方向上、
逆方向の向きを指向することを特徴とする請求項4記載
の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記第1および第2の基板の少なくとも
一方の上には、さらに前記構造パターンとは別の構造パ
ターンが、前記第1の方向に交差するように、しかも前
記構造パターンの前記第2の方向への繰り返し周期より
も実質的に大きい繰り返し周期で、前記第2の方向とは
異なった方向に繰り返されるように形成されることを特
徴とする請求項1〜6のうち、いずれか一項記載の液晶
表示装置。 - 【請求項8】 前記第2の方向に繰り返し配列される前
記電極パターンは、接続部により相互に連結されてお
り、前記第1の電極は、さらに前記第2の方向に延在す
るカットアウトパターンを、前記第1の幅よりも実質的
に大きい第2の幅で形成されており、前記液晶分子は、
前記駆動状態において、実質的に前記第1の方向にチル
トすることを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向する第2の基板と、 前記第1および第2の基板の間に封入された液晶層と、 前記第1の基板上に形成された第1の電極と、 前記第2の基板上に形成された第2の電極と、 前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆うように形成
された第1の配向膜と、 前記第2の基板上に、前記第2の電極を覆うように形成
された第2の配向膜を有し、 前記第1の配向膜と前記第2の配向膜とは、前記第1の
電極と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加されてい
ない非駆動状態において、前記液晶層中の液晶分子を前
記液晶層の面に対して実質的に垂直方向に配向させ、 前記第1の基板上には複数の方向性パターンが、同じ方
位に向いて形成されていることを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項10】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向する第2の基板と、 前記第1および第2の基板の間に封入された液晶層と、 前記第1の基板上に形成された第1の電極と、 前記第2の基板上に形成された第2の電極と、 前記第1の基板上に、前記第1の電極を覆うように形成
された第1の配向膜と、 前記第2の基板上に、前記第2の電極を覆うように形成
された第2の配向膜とを有し、 前記第1の配向膜と前記第2の配向膜とは、前記第1の
電極と前記第2の電極との間に駆動電圧が印加されてい
ない非駆動状態において、前記液晶層中の液晶分子を前
記液晶層の面に対して実質的に垂直方向に配向させ、 前記第1の基板上には第1の格子状パターンが形成され
ており、 前記第2の基板上には第2の格子状パターンが、前記第
1の格子状パターンから、前記液晶層の面内においてず
らした位置関係で形成されており、 前記第1の格子状パターンの交点には、斜面を有する第
1の局在パターンが形成されており 前記第2の格子状パターンの交点には、斜面を有する第
2の局在パターンが形成されていることを特徴とする液
晶表示装置。
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