JP2003029284A

JP2003029284A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003029284A
Application number: JP2001217228A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kawada; 靖川田; Kazuyuki Haruhara; 一之春原; Shoichi Kurauchi; 昭一倉内; Takashi Yamaguchi; 剛史山口; Atsuyuki Manabe; 敦行真鍋; Natsuko Maya; 奈津子磨矢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】アレイ基板と対向基板との間の高精度な位置合
わせが不要なＭＶＡモードの液晶表示装置を提供するこ
と。【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、マルチドメイ
ン型垂直配向モードの液晶表示装置であって、画素電極
１０の第１配向膜１１側の表面及び第１配向膜１１の露
出面のそれぞれに第１畝状突起構造をもたらす第１畝状
突起部２０ａがアレイ基板２の第１透明基板７と画素電
極１０との間に設けられ、第１畝状突起構造２０ａは画
素電極１０の輪郭を構成する辺のうち少なくとも互いに
異なる第１辺及び第２辺のそれぞれに対して鋭角を為し
て延在し、対向基板３に設けられた共通電極１６及び第
２配向膜１７の双方が平坦な連続膜として形成されたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にはマルチドメイン型垂直配向モードの液晶表示
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
力である等の様々な特長を有しており、ＯＡ機器、情報
端末、時計、及びテレビ等の様々な用途に応用されてい
る。特に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を
有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレ
ビやコンピュータなどのように多量の情報を表示するモ
ニタとして用いられている。

【０００３】近年、情報量の増加に伴い、画像の高精細
化や表示速度の高速化に対する要求が高まっている。こ
れら要求のうち画像の高精細化は、例えば、上述したＴ
ＦＴが形成するアレイ構造を微細化することによって実
現されている。

【０００４】一方、表示速度の高速化に関しては、従来
の表示モードの代わりに、ネマチック液晶を用いたＶＡ
Ｎ（Vertical Aligned Nematic）モードを採用すること
が検討されている。

【０００５】ＶＡＮモードでは、従来のＴＮ（Twisted
Nematic）モードよりも速い応答速度を得ることがで
き、しかも、垂直配向のため静電気破壊などの不良を発
生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチ
ドメイン型ＶＡＮモード（以下、ＭＶＡモードという）
は、視野角の補償設計が比較的容易なことから特に注目
を集めている。

【０００６】しかしながら、ＭＶＡモードを採用した従
来の液晶表示装置では、アレイ基板だけでなく、対向基
板に対しても畝状突起構造を形成するか或いは対向基板
上の共通電極にスリットなどを設ける必要がある。その
ため、アレイ基板と対向基板との位置合わせを極めて高
い精度で行わなければならず、その結果、コストの上昇
や信頼性の低下を生じてしまう。

【０００７】また、近年では、ＴＮモードの液晶表示装
置の製造において、アレイ基板にカラーフィルタ層を形
成する技術が実用化され始めている。この技術による
と、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせてセルを形成
する際に、カラーフィルタ層を構成する各色領域と画素
電極とを位置合わせする必要がない。したがって、この
ような技術をＭＶＡモードの液晶表示装置の製造にも適
用することが望まれるが、従来のＭＶＡモードの液晶表
示装置では、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせてセ
ルを形成する際に、それらの間で畝状突起構造やスリッ
トの位置合わせを行う必要がある。そのため、従来のＭ
ＶＡモードの液晶表示装置では、アレイ基板にカラーフ
ィルタ層を形成したとしても、ＴＮモードの液晶表示装
置で得られる利益を享受することはできなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、アレイ基板と対向基板と
の間の高精度な位置合わせが不要なＭＶＡモードの液晶
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、本発明は、マルチドメイン型垂直配向モードの液晶
表示装置であって、第１透明基板、前記第１透明基板上
に形成された画素電極、前記画素電極上に形成された第
１配向膜、前記第１透明基板と前記画素電極との間に介
在し且つ前記画素電極の前記第１配向膜側の表面及び前
記第１配向膜の露出面のそれぞれに第１畝状突起構造を
もたらす第１畝状突起部を備えたアレイ基板と、前記第
１配向膜に対向して配置された第２透明基板、前記第２
透明基板の前記第１配向膜との対向面に平坦な連続膜と
して形成された共通電極、及び前記共通電極上に平坦な
連続膜として形成された第２配向膜を備えた対向基板
と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された
液晶層とを具備し、前記第１畝状突起構造は前記画素電
極の輪郭の一部を構成する辺のうち少なくとも互いに異
なる第１辺及び第２辺のそれぞれに対して鋭角を為して
延在したことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

【００１０】なお、ここで使用する用語「画素電極の輪
郭」は、画素電極の外周に加えて、画素電極の中央に外
周から離間してスリットが設けられている場合などには
画素電極の内周も包含する。

【００１１】本発明の液晶表示装置では、画素電極と共
通電極との間に印加する電圧を第１表示電圧と第１表示
電圧よりも高い第２表示電圧との間で変化させることに
より表示を行うことができる。本発明の液晶表示装置で
は、画素電極と共通電極との間に印加する電圧を第２表
示電圧とした際、画素電極によって規定される画素領域
内には、例えば、液晶層に含まれる液晶分子の長軸と第
１畝状突起部の長手方向とが為す角度が第１畝状突起構
造の側部から第１辺及び前記第２辺に向けて大きくなる
ように変化する配向状態が形成される。

【００１２】本発明の液晶表示装置において、アレイ基
板は、第１透明基板と画素電極との間に介在し且つ画素
電極の第１配向膜側の表面及び第１配向膜の露出面のそ
れぞれに第２畝状突起構造をもたらす第２畝状突起部、
及び、第１透明基板と画素電極との間に介在し且つ画素
電極の第１配向膜側の表面及び第１配向膜の露出面のそ
れぞれに第３畝状突起構造をもたらす第３畝状突起部を
さらに備え、第２畝状突起構造と第３畝状突起構造とは
互いに離間し、第２畝状突起構造は第１辺と交差する方
向に及び少なくとも第１辺から第１畝状突起構造まで延
在し、第３畝状突起構造は第２辺と交差する方向に及び
少なくとも第２辺から第１畝状突起構造まで延在してい
てもよい。

【００１３】この場合、第２畝状突起構造及び第３畝状
突起構造のそれぞれは少なくとも第１辺から第２辺まで
延在していてもよい。また、第１畝状突起構造は少なく
とも第１辺から第２辺まで延在していてもよい。

【００１４】第１辺と第２辺とは互いに平行であり、第
２畝状突起構造と第３畝状突起構造とは同一方向に延在
していてもよい。この場合、第２畝状突起構造及び第３
畝状突起構造のそれぞれは第１辺及び第２辺に対して垂
直な方向に延在していてもよい。

【００１５】本発明の液晶表示装置において、アレイ基
板は第１透明基板と畝状突起部との間にカラーフィルタ
層をさらに備えていてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながらより詳細に説明する。なお、各図において、
同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００１７】図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表
示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す液晶表
示装置１は、ＭＶＡモードの液晶表示装置であって、ア
クティブマトリクス基板（或いは、アレイ基板）２と対
向基板３との間に液晶層４を挟持した構造を有してい
る。これらアクティブマトリクス基板２と対向基板３と
の間隔は図示しないスペーサによって一定に維持されて
いる。また、この液晶表示装置１の両面には、図示しな
い偏光フィルムが貼り付けられている。

【００１８】アクティブマトリクス基板２は、ガラス基
板のような透明基板７を有している。透明基板７の一方
の主面上には配線及びスイッチング素子８が形成されて
いる。また、それらの上には、絶縁膜９、畝状突起部２
０ａ、画素電極１０、及び配向膜１１が順次形成されて
いる。

【００１９】透明基板７上に形成する配線は、アルミニ
ウム、モリブデン、及び銅などからなる走査線及び信号
線などである。また、スイッチング素子８は、例えば、
アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とした
ＴＦＴであり、走査線及び信号線などの配線並びに画素
電極１０と接続されている。アクティブマトリクス基板
２では、このような構成により、所望の画素電極１０に
対して選択的に電圧を印加することを可能としている。

【００２０】透明基板７と画素電極１０との間に介在す
る絶縁膜９には、コンタクトホールが設けられている。
画素電極１０は、このコンタクトホールを介してスイッ
チング素子と接続されている。なお、本実施形態では、
絶縁膜９として、赤、緑、青の色領域９ａ〜９ｃを有す
るカラーフィルタ層が設けられている。

【００２１】畝状突起部２０ａは、例えば、紙面に対し
て垂直な方向に延在している。畝状突起部２０ａは、画
素電極１０の配向膜１１側の表面及び配向膜１１の露出
面に畝状突起構造を転写する。そのような構造により、
画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電圧より高い
第２表示電圧を印加した際に、後で詳述するように隣り
合う２つのドメイン間の境界位置を規制する。すなわ
ち、本実施形態において、畝状突起部２０ａによって形
成される畝状突起構造は、境界制御構造としての役割を
果たしている。

【００２２】畝状突起部２０ａは、通常、１〜２μｍ程
度の高さに形成する。また、畝状突起部２０ａは、例え
ば、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術などに
より形成することができる。なお、本実施形態におい
て、畝状突起部２０ａは画素電極１０の下地として用い
られるので、金属などのように導電性であってもよい。
また、畝状突起部２０ａの材料としては、無機金属酸化
物などのように有機物以外の絶縁体も使用することがで
きる。

【００２３】画素電極１０は、ＩＴＯのような透明導電
材料で構成され得る。画素電極１０は、例えばスパッタ
リング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラ
フィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパター
ニングすることにより形成することができる。なお、本
実施形態では、或る画素電極１０と共通電極１６との間
に第２表示電圧を印加した際、その画素電極１０の両側
では画素電極１０間のギャップがチルト配向を誘起して
チルト方向が互いに異なる２つのドメインを形成する。
すなわち、本実施形態において、隣り合う画素電極１０
間のギャップは、配向制御構造としての役割を果たして
いる。

【００２４】配向膜１１は、ポリイミドなどの透明樹脂
からなる薄膜で構成されている。なお、この配向膜１１
には、ラビング処理は施さない。

【００２５】対向基板３は、ガラス基板のような透明基
板１５上に、共通電極１６及び配向膜１７を順次形成し
た構造を有している。これら共通電極１６及び配向膜１
７は、画素電極１０及び配向膜１１と同様の材料で形成
され得る。なお、本実施形態では、共通電極１６及び配
向膜１７はそれぞれ平坦な連続膜として形成されてい
る。

【００２６】さて、本実施形態に係る液晶表示装置１で
は、共通電極１６及び配向膜１７はそれぞれ平坦な連続
膜として形成されている。また、隣り合う画素電極１０
間のギャップは配向制御構造として機能するのに加え、
画素電極１０及び配向膜１１には境界制御構造として畝
状突起構造が形成されている。このように、本実施形態
では、アレイ基板２のみに配向制御構造及び境界制御構
造の双方が設けられているため、アレイ基板２と対向基
板３とを貼り合わせてセルを形成する際に、それらを高
精度に位置合わせする必要がない。すなわち、本実施形
態によると、コストの上昇や信頼性の低下を防止するこ
とができる。

【００２７】次に、上述した液晶表示装置１の動作につ
いて説明する。画素電極１０と共通電極１６との間に閾
値電圧未満の第１表示電圧を印加している場合（画素電
極１０と共通電極１６との間に電圧を印加していない場
合を含む）、液晶層４を構成する液晶分子２５，具体的
には誘電率異方性が負の液晶分子，は、その長軸が配向
膜１１の膜面に対してほぼ垂直となるように配向してい
る。

【００２８】画素電極１０と共通電極１６との間に閾値
電圧よりも高い第２表示電圧を印加すると、図１に示す
ように隣り合う画素電極１０間のギャップの位置には湾
曲した電界が生じる。画素電極１０の一端側とそれに対
向する他端側とでは電界は互いに異なる方向に湾曲して
いるので、液晶分子２５は画素電極１０の一端側と他端
側との間で互いに異なる方向にチルトする。その結果、
画素電極１０と共通電極１６との間の領域として規定さ
れる画素領域は、液晶分子２５のチルト方向が互いに異
なる２つのドメインＤ₁，Ｄ₂へと分割される。

【００２９】一方、畝状突起部２０ａの位置では、画素
電極１０と共通電極１６との間に生じる電界が液晶分子
２５を配向膜１１の膜面にほぼ平行な方向に配向させる
ように作用し、配向膜１１が液晶分子２５をその膜面に
垂直な方向に配向させるように作用するのに加え、配向
膜１１の表面に形成された畝状突起構造の両側面とその
両脇の平坦部とは一対の溝を形成しているので、液晶分
子２５は排除体積効果によって畝状突起構造の長手方向
に平行な方向に配向しようとする。

【００３０】そのため、第２表示電圧が十分に高く、電
極１０，１６間に生じる電界が液晶分子２５の配向に与
える影響が、配向膜１１が液晶分子２５の配向に与える
影響に比べて支配的になると、液晶分子２５は配向膜１
１の膜面に平行な面内でほぼ自由に回転可能となる。そ
の結果、畝状突起構造の近傍では、液晶分子２５は畝状
突起部２０ａの長手方向にほぼ平行な方向に配向する。

【００３１】このように、本実施形態では、液晶分子２
５は、画素電極１０の端部において画素電極１０間のギ
ャップにほぼ垂直な方向に配向し、畝状突起構造の近傍
では畝状突起部２０ａの長手方向にほぼ平行な方向に配
向する。それら配向の一方から他方への移行は、概略的
には、液晶分子２５を配向膜１７などの主面に平行な面
内で回転させることにより可能である。そのため、画素
電極１０間のギャップと畝状突起構造との間で液晶分子
２５の配向方向は連続的に変化し、それらの間にシュリ
ーレンが発生することはない。したがって、本実施形態
によると、図１に示すように、画素電極１０と共通電極
１６との間の領域として規定される画素領域を、液晶分
子２５の配向状態が互いに異なる２つのドメインＤ₁，
Ｄ₂へと分割することができる。

【００３２】また、本実施形態では、隣り合うドメイン
間の境界位置は、隣り合う画素電極１０間のギャップと
畝状突起構造とによって規制されている。そのため、本
実施形態によると、ドメイン間の境界位置が移動するこ
とによる応答速度の遅延を生ずることがない。したがっ
て、速い応答速度を実現することができる。

【００３３】なお、畝状突起部２０ａを画素電極１０と
配向膜１１との間に介在させた構造では、第２表示電圧
印加時に、畝状突起部２０ａの位置において他の位置に
比べてより大きな誘電遮蔽が生ずる。そのため、このよ
うな構造によると、画素電極２０と共通電極１６との間
に第２表示電圧を印加した際に、畝状突起部２０ａの近
傍で液晶分子２５は畝状突起部２０ａの長手方向に平行
な方向に配向せずに、畝状突起構造の両側に、隣り合う
画素電極１０間のギャップが誘起するチルト配向と干渉
し合うようなチルト配向が形成される。その結果、この
構造では、隣り合う画素電極１０間のギャップと畝状突
起部２０ａとの間にシュリーレンが発生することがあ
る。

【００３４】ところで、画素電極１０の端部から畝状突
起構造に向けて変化する液晶分子２５の配列構造は１種
類ではない。すなわち、対向基板２側から観察した場合
に、液晶分子２５の配向方向が画素電極１０の端部から
畝状突起構造に向けて右回りに変化する配列構造と左回
りに変化する配列構造とが存在する。画素電極１０と共
通電極１６との間に第２表示電圧を印加した際に、これ
ら２種類の配列構造が同一ドメイン内に生じると、それ
ら配列構造同士が干渉し合うため、第２表示電圧印加時
における透過率が不安定となることがある。

【００３５】これに対し、本実施形態では、配向制御構
造を構成する画素電極１０の端辺に対して畝状突起部２
０ａを斜めに延在させているため、そのような問題を生
ずることはない。

【００３６】図２は、図１に示す液晶表示装置１の一部
を概略的に示す平面図である。図２に示すように、画素
電極１０と共通電極１６との間に第２表示電圧を印加し
た場合、画素電極１０の端部から畝状突起構造に向けて
左回りに変化する配列構造Ａと右回りに変化する配列構
造Ｂとの２種類の配列構造が生じ得る。

【００３７】畝状突起部２０ａを挟んで両側に位置する
画素電極１０の一対の端辺に対して畝状突起部２０ａが
平行な方向に延在している場合、液晶分子２０が画素電
極１０の端部から畝状突起部２０ａまでの間に回転する
角度は配列構造Ａ，Ｂ間で同一である。そのため、この
場合、配列構造Ａと配列構造Ｂとの間でエネルギー的な
安定性に違いはない。したがって、同一ドメイン内に配
列構造Ａと配列構造Ｂとが生じた場合、配列構造Ａの領
域と配列構造Ｂの領域とが形成されるのに加え、それら
の間の境界位置が不規則に移動し、その結果、第２表示
電圧印加時における透過率が不安定となる。

【００３８】一方、図２に示すように、畝状突起部２０
ａを挟んで両側に位置する画素電極１０の一対の端辺に
対して畝状突起部２０ａが鋭角θを為して延在している
場合、液晶分子２０が画素電極１０の端部から畝状突起
部２０ａまでの間に回転する角度は、配列構造Ｂに比べ
配列構造Ａにおいてより小さい。当然の如く、そのよう
な液晶分子２５の回転角が小さいほどエネルギー的によ
り安定となる。したがって、図２に示す構造では、配列
構造Ｂに対して配列構造Ａが支配的となり、ドメインＤ
₁，Ｄ₂のそれぞれにおいては実質的に配列構造Ａのみが
形成される。それゆえ、図２に示す構造によると、第２
表示電圧印加時における透過率が不安定となることはな
い。

【００３９】上述のように、本実施形態では、畝状突起
構造（或いは、畝状突起部２０ａ）が配向制御構造を構
成する画素電極１０の端辺に対して鋭角θを為して延在
した構造を採用することにより、第２表示電圧印加時に
おける透過率が不安定となるのを防止している。角度θ
と応答速度とは相関しており、上述した効果は角度θが
以下の不等式：０°＜θ＜９０° …（１）に示す関係を満足していれば得ることができるが、以下
の不等式：２５°＜θ …（２）に示す関係を満足していることが好ましい。この場合、
上記の効果がより顕著となる。また、角度θは、以下の
不等式：２５°＜θ＜６５° …（３）を満足していることが好ましい。一般に、ドメインを十
分に大きな面積に設計する場合、角度θを上記不等式
（３）に示す範囲内とすることがより現実的である。

【００４０】上述した液晶表示装置１には、畝状突起部
２０ａに加え、絶縁膜９と画素電極１０との間にさらに
他の畝状突起部を設けることが好ましい。図２に示す構
造では、畝状突起部２０ａを挟んで左右に位置する画素
電極１０の端辺がチルト配向を誘起する配向制御構造を
構成するが、画素電極１０の上下の端辺もまたチルト配
向を誘起することがある。画素電極１０の左右の端辺が
誘起するチルト配向と画素電極１０の上下の端辺が誘起
するチルト配向とでは液晶分子のチルト方向が９０°異
なり、画素電極１０の上下の端辺が誘起するチルト配向
がドメインＤ₁，Ｄ₂内の液晶配向に悪影響を与えること
がある。

【００４１】これに対し、例えば、画素電極１０の上下
の端辺に沿って一対の畝状突起部をさらに設けた場合、
第２表示電圧印加時には、それら畝状突起部の近傍では
液晶分子２５はそれらの長手方向にほぼ平行な方向に配
向する。そのような配向は、画素電極１０の左右の端辺
が誘起するチルト配向や畝状突起部２０ａの近傍におけ
る液晶分子２５の配向と干渉し合うことはなく、むし
ろ、ドメインＤ₁，Ｄ₂内における配列構造Ａの形成を促
進する。したがって、そのような畝状突起部をさらに設
けることにより、上記の効果がより顕著となる。なお、
それら畝状突起部は、畝状突起部２０ａを形成するのと
同時に形成することができる。

【００４２】以上、画素電極１０間のギャップを利用し
て第２表示電圧印加時にチルト配向を誘起させることに
ついて説明したが、画素電極１０にスリットを設け、こ
のスリットを利用してチルト配向を誘起させることもで
きる。

【００４３】また、畝状突起部２０ａの上面には、画素
電極１０は必ずしも設けられている必要はない。畝状突
起部２０ａの上面の位置で、その長手方向に沿って画素
電極１０にスリットを設けた場合、ドメインＤ₁，Ｄ₂間
の境界部を安定に形成することができる。このような効
果は、通常、畝状突起部２０ａが絶縁性であり且つ上記
スリットの幅が４μｍよりも広く且つ１０μｍ未満であ
る場合に顕著に現れる。

【００４４】さらに、上述の液晶表示装置１では、アク
ティブマトリクス基板２にカラーフィルタ層９を設けた
が、対向基板３にカラーフィルタ層９を設けることもで
きる。但し、アクティブマトリクス基板２にカラーフィ
ルタ層９を設けた場合、アクティブマトリクス基板２と
対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライ
メントマークなどを利用しなくとも、カラーフィルタ層
９の各色領域９ａ〜９ｃと画素電極１０との位置を高精
度に対応させることができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）図３は、本発明の実施例１で利用する画素
電極と畝状突起部との配置を概略的に示す平面図であ
る。なお、図３において、参照番号２０ｂは畝状突起部
を示している。また、図３において、畝状突起部２０ａ
はチルト配向を誘起する画素電極１０の端辺に対して３
０°の角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配
向を誘起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度
を為している。本実施例では、図３に示す配置を採用し
て図１に示す液晶表示装置１を以下に説明する方法によ
り作製した。

【００４６】まず、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に
成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板７上に走査
線及び信号線等の配線並びにＴＦＴ８を形成した。次
に、ガラス基板７のＴＦＴ８等を形成した面に、フォト
リソグラフィ技術を用いてカラーフィルタ層９を形成し
た。なお、カラーフィルタ層９には、後で形成する画素
電極１０とＴＦＴ８とを接続するコンタクトホールを設
けた。

【００４７】次に、カラーフィルタ層９上にＪＳＲ株式
会社製の感光性樹脂を塗布し、得られた塗膜を露光・現
像することにより図３に示すように畝状突起部２０ａ，
２０ｂを形成した。なお、畝状突起部２０ａ，２０ｂの
高さは１．４μｍとした。

【００４８】次いで、ガラス基板７の畝状突起部２０
ａ，２０ｂを形成した面に対し、ＩＴＯをスパッタリン
グすることによりＩＴＯ膜を成膜し、このＩＴＯ膜をパ
ターニングすることにより画素電極１０を形成した。な
お、これら画素電極１０は、それぞれコンタクトホール
を介してＴＦＴ８と接続した。

【００４９】その後、ガラス基板７の画素電極１０を形
成した面の全面に、ＪＳＲ社製のポリイミドを印刷し、
１８０℃の温度で焼成することにより、厚さ７０ｎｍの
垂直配向膜１１を形成した。以上のようにして、アクテ
ィブマトリクス基板２を作製した。

【００５０】次に、別途用意したガラス基板１５の一方
の主面上に、共通電極１６として、スパッタリング法を
用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、この共通電極１６
の全面に、アクティブマトリクス基板２に関して説明し
たのと同様の方法により配向膜１７を形成した。以上の
ようにして、対向基板３を作製した。

【００５１】次に、アクティブマトリクス基板２と対向
基板３の対向面周縁部を、それらの配向膜１１，１７が
形成された面が対向するように及び液晶材料を注入する
ための注入口が残されるように接着剤で貼り合わせるこ
とにより液晶セルを形成した。なお、この液晶セルのセ
ルギャップは、アクティブマトリクス基板２と対向基板
３との間に直径３．５μｍの樹脂スペーサ（積水ファイ
ンケミカル社製のミクロパール）を介在させることによ
り一定に維持した。また、それら基板２，３を貼り合わ
せる際、基板２，３の位置合わせはそれらの端面位置を
揃えることにより行い、アライメントマークなどを利用
する高精度な位置合わせは行わなかった。

【００５２】次いで、この液晶セル中に誘電率異方性が
負である液晶材料（ＭＥＲＣＫ社製）を通常の方法によ
り注入して液晶層４を形成した。以上のようにして、図
１に示す液晶表示装置１を得た。

【００５３】次に、以上のようにして作製した液晶表示
装置１について、画素電極１０と共通電極１６との間に
閾値電圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態
の変化を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ド
メインにおいて、図３に示すような均一な配列構造が誘
起されることが確認された。

【００５４】（比較例）図４は、本発明の比較例で利用
する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す平面
図である。なお、図４において、畝状突起部２０ａはチ
ルト配向を誘起する画素電極１０の端辺に対して平行な
方向に延在しており、畝状突起部２０ｂはチルト配向を
誘起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度を為
している。本比較例では、図４に示す配置を採用したこ
と以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１
に示す液晶表示装置１を作製した。

【００５５】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、図４に示す
ように、各ドメインにおいて、互いに異なる複数の配列
構造が誘起されることが確認された。

【００５６】（実施例２）図５は、本発明の実施例２で
利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す
平面図である。なお、図５において、参照番号２１は画
素電極１０に設けたスリットを示している。また、図５
において、畝状突起部２０ａはチルト配向を誘起する画
素電極１０の端辺及びスリット２１に対して４５°の角
度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配向を誘起
する画素電極１０の端辺及びスリット２１に対して９０
°の角度を為している。本実施例では、図５に示す配置
を採用し、畝状突起部２０ａ，２０ｂの高さを１．２μ
ｍとし、直径３．０μｍの樹脂スペーサ（積水ファイン
ケミカル社製のミクロパール）を使用したこと以外は実
施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す液晶
表示装置１を作製した。

【００５７】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００５８】（実施例３）図６は、本発明の実施例３で
利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す
平面図である。なお、図６において、畝状突起部２０ａ
はチルト配向を誘起する画素電極１０の端辺に対して４
５°の角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配
向を誘起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度
を為している。本実施例では、図６に示す配置を採用し
たこと以外は実施例２で説明したのと同様の方法により
図１に示す液晶表示装置１を作製した。

【００５９】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００６０】（実施例４）図７は、本発明の実施例４で
利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す
平面図である。なお、図７において、畝状突起部２０ａ
はチルト配向を誘起する画素電極１０の端辺に対して２
５°の角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配
向を誘起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度
を為している。本実施例では、図７に示す配置を採用し
たこと以外は実施例２で説明したのと同様の方法により
図１に示す液晶表示装置１を作製した。

【００６１】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００６２】（実施例５）図８は、本発明の実施例５で
利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す
平面図である。なお、図８において、畝状突起部２０ａ
はチルト配向を誘起する画素電極１０に対して２５°の
角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配向を誘
起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度を為し
ている。また、図８において、画素電極１０には畝状突
起部２０ｂの上面の位置にスリット２１が設けられてい
る。本実施例では、図８に示す配置を採用したこと以外
は実施例２で説明したのと同様の方法により図１に示す
液晶表示装置１を作製した。

【００６３】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００６４】（実施例６）図９は、本発明の実施例６で
利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示す
平面図である。なお、図９において、畝状突起部２０ａ
はチルト配向を誘起する画素電極１０に対して２５°の
角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配向を誘
起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度を為し
ている。また、図９において、畝状突起部２０ｂは隣り
合う画素電極１０間のギャップを跨るように設けられて
いる。本実施例では、図９に示す配置を採用したこと以
外は実施例２で説明したのと同様の方法により図１に示
す液晶表示装置１を作製した。

【００６５】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００６６】（実施例７）図１０は、本発明の実施例７
で利用する画素電極と畝状突起部との配置を概略的に示
す平面図である。なお、図１０において、畝状突起部２
０ａはチルト配向を誘起する画素電極１０に対して６５
°の角度を為しており、畝状突起部２０ｂはチルト配向
を誘起する画素電極１０の端辺に対して９０°の角度を
為している。また、図１０において、画素電極１０には
畝状突起部２０ｂの上面の位置にスリット２１が設けら
れている。本実施例では、図１０に示す配置を採用した
こと以外は実施例２で説明したのと同様の方法により図
１に示す液晶表示装置１を作製した。

【００６７】以上のようにして作製した液晶表示装置１
について、画素電極１０と共通電極１６との間に閾値電
圧よりも高い電圧を印加した際に生じる配向状態の変化
を偏光顕微鏡を用いて観察した。その結果、各ドメイン
において、均一な配列構造が誘起されることが確認され
た。

【００６８】上述した実施例１〜実施例７及び比較例に
係る液晶表示装置１について光学応答特性を測定した。
その結果の一部を図１１に示す。

【００６９】図１１（ａ）は、実施例６に係る液晶表示
装置１について得られた光学応答特性を示すグラフであ
る。また、図１１（ｂ）は、比較例に係る液晶表示装置
１について得られた光学応答特性を示すグラフである。
なお、図１１（ａ），（ｂ）において、横軸は信号電圧
印加時からの経過時間を示し、縦軸は透過率を示してい
る。

【００７０】図１１（ｂ）に示すように、比較例に係る
液晶表示装置１では、透過率は、変化を生じてから１０
０ｍｓ以上もの間にわたって変動している。それに対
し、図１１（ａ）に示すように、実施例６に係る液晶表
示装置１では、透過率は、変化が生じた後、直ちに一定
値に安定する。このように、実施例６に係る液晶表示装
置１では、第２表示電圧印加時に透過率が不安定となる
のを防止することができた。なお、図には示していない
が、他の実施例に係る液晶表示装置１でも第２表示電圧
印加時に透過率が不安定となるのを防止することができ
た。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、アレ
イ基板の透明基板と画素電極との間に画素電極の表面に
畝状突起構造をもたらす畝状突起部が設けられ、対向基
板の共通電極及び配向膜はそれぞれ平坦な連続膜として
形成される。換言すれば、本発明では、画素領域を複数
のドメインへと分割する配向制御構造と隣り合うドメイ
ン間の境界位置を規制する境界制御構造との双方がアレ
イ基板に対して選択的に設けられる。そのため、アレイ
基板と対向基板とを貼り合わせる際に、それらを高精度
に位置合わせする必要がない。すなわち、本発明による
と、アレイ基板と対向基板との間の高精度な位置合わせ
が不要なＭＶＡモードの液晶表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略
的に示す断面図。

【図２】図１に示す液晶表示装置の一部を概略的に示す
平面図。

【図３】本発明の実施例１で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図４】本発明の比較例で利用する画素電極と畝状突起
部との配置を概略的に示す平面図。

【図５】本発明の実施例２で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図６】本発明の実施例３で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図７】本発明の実施例４で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図８】本発明の実施例５で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図９】本発明の実施例６で利用する画素電極と畝状突
起部との配置を概略的に示す平面図。

【図１０】本発明の実施例７で利用する画素電極と畝状
突起部との配置を概略的に示す平面図。

【図１１】（ａ）は実施例６に係る液晶表示装置につい
て得られた光学応答特性を示すグラフ、（ｂ）は比較例
に係る液晶表示装置について得られた光学応答特性を示
すグラフ。

【符号の説明】

１…液晶表示装置；２…アレイ基板；３…対向基
板；４…液晶層；７…透明基板；８…スイッチング
素子；９…カラーフィルタ層；１０…画素電極；１
１…配向膜；９ａ〜９ｃ…色領域；１５…透明基板；
１６…共通電極；１７…配向膜；２０ａ，２０ｂ…
畝状突起部；２１…スリット；２５…液晶分子

フロントページの続き (72)発明者倉内昭一埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者山口剛史埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者真鍋敦行埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者磨矢奈津子埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内Ｆターム(参考） 2H090 HA15 HB06Y HC12 JA02 KA03 LA01 MA17 MB14 2H091 FA02Y FD03 GA03 HA09 LA12 LA19 2H092 GA06 GA13 GA29 HA04 JA24 KB23 KB26 MA05 NA27 PA06 QA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチドメイン型垂直配向モードの液晶
表示装置であって、第１透明基板、前記第１透明基板上に形成された画素電
極、前記画素電極上に形成された第１配向膜、前記第１
透明基板と前記画素電極との間に介在し且つ前記画素電
極の前記第１配向膜側の表面及び前記第１配向膜の露出
面のそれぞれに第１畝状突起構造をもたらす第１畝状突
起部を備えたアレイ基板と、前記第１配向膜に対向して配置された第２透明基板、前
記第２透明基板の前記第１配向膜との対向面に平坦な連
続膜として形成された共通電極、及び前記共通電極上に
平坦な連続膜として形成された第２配向膜を備えた対向
基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶
層とを具備し、前記第１畝状突起構造は前記画素電極の輪郭の一部を構
成する辺のうち少なくとも互いに異なる第１辺及び第２
辺のそれぞれに対して鋭角を為して延在したことを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項２】前記アレイ基板は、前記第１透明基板と
前記画素電極との間に介在し且つ前記画素電極の前記第
１配向膜側の表面及び前記第１配向膜の露出面のそれぞ
れに第２畝状突起構造をもたらす第２畝状突起部、及び
前記第１透明基板と前記画素電極との間に介在し且つ前
記画素電極の前記第１配向膜側の表面及び前記第１配向
膜の露出面のそれぞれに第３畝状突起構造をもたらす第
３畝状突起部をさらに備え、前記第２畝状突起構造と前記第３畝状突起構造とは互い
に離間し、前記第２畝状突起構造は前記第１辺と交差する方向に及
び少なくとも前記第１辺から前記第１畝状突起構造まで
延在し、前記第３畝状突起構造は前記第２辺と交差する方向に及
び少なくとも前記第２辺から前記第１畝状突起構造まで
延在したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記第２畝状突起構造及び前記第３畝状
突起構造のそれぞれは少なくとも前記第１辺から前記第
２辺まで延在したことを特徴とする請求項２に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記第１辺と前記第２辺とは互いに平行
であり、前記第２畝状突起構造と前記第３畝状突起構造
とは同一方向に延在したことを特徴とする請求項２に記
載の液晶表示装置。
【請求項５】前記第２畝状突起構造及び前記第３畝状
突起構造のそれぞれは前記第１辺及び前記第２辺に対し
て垂直な方向に延在したことを特徴とする請求項４に記
載の液晶表示装置。
【請求項６】前記第１畝状突起構造は少なくとも前記
第１辺から前記第２辺まで延在したことを特徴とする請
求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記アレイ基板は前記第１透明基板と前
記畝状突起部との間にカラーフィルタ層をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記画素電極と前記共通電極との間に印
加する電圧を第１表示電圧と前記第１表示電圧よりも高
い第２表示電圧との間で変化させることにより表示を行
い、前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧を前
記第２表示電圧とした際に、前記画素電極によって規定
される画素領域内に、前記液晶層に含まれる液晶分子の
長軸と前記第１畝状突起部の長手方向とが為す角度が前
記第１畝状突起構造の側部から前記第１辺及び前記第２
辺に向けて大きくなるように変化する配向状態を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。