JP2003035905A - 液晶ディスプレイおよび液晶ディスプレイ用のカラーフィルタとアレイ基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼きつき現象が生じにくく表示品質に優れた
複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイと、
このような液晶ディスプレイの製造を可能とするカラー
フィルタ、アレイ基板を提供する。 【解決手段】 対向する１組の基板間に形成された液晶
層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御する突起を少
なくとも一方の基板に備え、この突起が比誘電率１１以
下、かつ、導電率３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である電気
特性を有するものとして、複数配向分割型垂直配向モー
ドの液晶ディスプレイとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示品質に優れた
液晶ディスプレイ、特に複数配向分割型垂直配向モード
の液晶ディスプレイと、このような液晶ディスプレイの
製造が可能なカラーフィルタおよびアレイ基板とに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が注目されており、その薄
型、軽量、小消費電力、フリッカーレスといった特徴か
ら、ノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を中心
に市場が急速に拡大してきた。また、最近になって、Ｐ
Ｃ用のディスプレイの一環として、より大型のデスクト
ップ用モニターの需要が発生している。さらに、ＰＣ用
のみならず、従来からＣＲＴが主流であったＴＶ向けに
もＬＣＤが利用されるようになってきた。

【０００３】上述のような大型のＬＣＤを考える場合、
画面全域において視野角度によらない均一な輝度、コン
トラスト等が要求される。しかしながら、従来広く用い
られている捩れ配向モード（ＴＮ−ＬＣＤ）では、その
視野角度の狭さが大きな問題となっていた。そこで、近
年In Plane Switchingモード（ＩＰＳモード）、光学補
償ＴＮモード等、多くの視野角度改善モードが開発され
ている。

【０００４】このような視野角度改善モードの一つであ
る複数配向分割型垂直配向モード、すなわちMulti-doma
in Vertical Alignmentモード（ＭＶＡモード）は、
（１）広視野角、（２）高コントラスト、（３）高速応
答といった優位性から、現在広く注目を集めいている。
特にコントラスト特性は、５００：１程度まで可能であ
り、他のモードに比べて著しく高品質である。

【０００５】上記の複数配向分割（液晶分子の配向方向
を複数方向とする）、いわゆるマルチドメイン化を実現
するために、当初はマスクラビングを複数回繰り返す手
法が考えられたが、この方法を用いた場合、ラビング工
程に起因する静電気発生、発塵等による歩留まり率の低
下、プロセスの複雑化による生産性の低下等、多くの問
題があった。

【０００６】そこで、液晶パネル内に突起を設けること
により、ラビングの手法を用いずに液晶分子の傾斜方向
を制御する手法が開発されている（特許第２９４７３５
０号）。上記の液晶分子の配向を制御する突起は、例え
ば、４５°のジグザグストライプ状とすることができ、
一画素内における配向方向を４分割とし、かつ、その分
割面積が等しくなるように設計されている。また、上記
の突起は、カラーフィルタ側とアレイ基板側の双方に設
けることができ、この場合、両基板を対向させてセル化
したときに、双方の突起が交互に配列するように構成さ
れる。このような突起は、液晶分子にプレチルト角を付
与し、かつ、電気力線を歪ませる役割をもち、この二つ
の効果により、電圧印加時に液晶分子が複数の異なった
方向に配向することになる。さらに、最近では、アレイ
基板側に上記の突起を設ける代わりに、仮想的な配向制
御用突起として、透明電極にスリットを設けた構造が開
発されている。

【０００７】ここで、ＬＣＤの問題として、焼きつき現
象が挙げられる。この現象は、ＬＣＤにおいて長時間同
じ画像を表示した場合、画像を切り替えた後でも前の画
像が残像として残ったり、いわゆるフリッカー（ちらつ
き）が発生する現象である。この残像やフリッカーは数
秒で消えるものから、数十時間にわたって保持されるよ
うな緩和時間が非常に長いものまである。このような焼
きつき現象を引き起こす原因としては、液晶層中に含ま
れるイオンが配向膜表面に吸着して生じた直流成分によ
る電界、液晶分子と配向膜との誘電率および導電率の相
違による電荷の蓄積等が考えられる。

【０００８】一般にＬＣＤを駆動する場合は、６０Ｈｚ
程度の交流電流が用いられる。したがって、理論上では
上記のような問題点は発生しないはずである。しかしな
がら、実際にはＬＣＤの内部構造は完全に対称構造では
ない。例えば、配向膜の厚さ、焼成温度等を完全に均一
にすることは、実際の生産においては事実上不可能であ
り、この非対称性により、印加した交流電流のうち一部
の電流は直流成分となってしまう。このため、液晶セル
内において上述のようなイオンの偏りや、配向膜と液晶
との界面における電荷の蓄積が発生し、焼きつき現象が
引き起こされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ＭＶＡモードＬＣＤに
おいても、上述のような内部構造の非対称性がみられ、
特に液晶分子を挟持する対向した２枚の基板のうち一方
の基板の液晶層側に配向制御用の突起を設け、他方の基
板の液晶層側には透明電極を切り欠いたスリットを設け
たＭＶＡモードＬＣＤでは、液晶セル内は非対称構造で
あり、さらに、電気力線も配向制御用の突起、透明電極
のスリットによって歪められるため、電気的にも非対称
性が高いものとなる。したがって、ＭＶＡモードＬＣＤ
においては、焼きつき現象が発生しやすく、また、緩和
時間も非常に長くなる傾向にある。

【００１０】本発明は、上記のような実情に鑑みてなさ
れたものであり、焼きつき現象が生じにくく表示品質に
優れた複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプレ
イと、このような液晶ディスプレイの製造を可能とする
カラーフィルタ、アレイ基板を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＶＡモード
ＬＣＤにおける表示品質、焼きつき現象において、配向
膜、液晶層、配向制御用突起の電気的特性、具体的には
誘電率、導電率が大きな影響を与えていることに着目し
てなされたものである。すなわち、上記のような目的を
達成するために、本発明は、複数配向分割型垂直配向モ
ードの液晶ディスプレイにおいて、対向する１組の基板
間に形成された液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向
に制御する突起を少なくとも一方の基板に備え、該突起
は比誘電率１１以下、かつ、導電率３×１０^-12Ｓ／ｃ
ｍ以上である電気特性を有するような構成とした。

【００１２】また、本発明は、複数配向分割型垂直配向
モードの液晶ディスプレイに用いるカラーフィルタにお
いて、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための
突起を備え、該突起は比誘電率１１以下、かつ、導電率
３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である電気特性を有するよう
な構成とした。さらに、本発明は、複数配向分割型垂直
配向モードの液晶ディスプレイに用いるアレイ基板にお
いて、液晶分子の配向方向を複数方向に制御するための
突起を備え、該突起は比誘電率１１以下、かつ、導電率
３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である電気特性を有するよう
な構成とした。このような本発明では、配向制御用の突
起が適正な電気特性を備えることにより、焼きつき現象
が生じにくい高品位の複数配向分割型垂直配向モード液
晶ディスプレイが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて図面を参照して説明する。図１は、本発明の液晶
ディスプレイの一実施形態を示す概略部分断面図であ
る。図１において、液晶ディスプレイ１は、カラーフィ
ルタ１１とアレイ基板２１とを所定の間隔で対向させ、
周辺部をシール部材（図示せず）により封止し、間隙部
分に液晶層２が形成された透過型の液晶ディスプレイで
ある。尚、図示されていないが、カラーフィルタ１１と
アレイ基板２１の外側には、それぞれ偏光板が配設され
ている。

【００１４】本発明の液晶ディスプレイ１を構成する本
発明のカラーフィルタ１１は、透明基板１２と、この透
明基板１２上に形成されたブラックマトリックス１３お
よび着色層１４を備え、ブラックマトリックス１３およ
び着色層１４を覆うように共通透明電極１５が形成され
ており、さらに、共通透明電極１５上に、液晶層２の液
晶分子の配向方向を複数方向に制御するための突起１６
が複数形成され、これらの突起１６を覆うように配向膜
１７が形成されている。また、本発明の液晶ディスプレ
イ１を構成するアレイ基板２１は、透明基板２２上に液
晶駆動用の透明画素電極２３および薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ（図示せず））を備え、透明画素電極２３には
スリット２４が形成され、このような透明画素電極２３
を覆うように配向膜２５が形成されている。

【００１５】本発明のカラーフィルタ１１を構成する透
明基板１２としては、石英ガラス、パイレックス（登録
商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジ
ット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の
可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることがで
きる。この中で特にコーニング社製１７３７ガラスは、
熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱
処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ
成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティ
ブマトリックス方式によるカラー液晶ディスプレイ用の
カラーフィルタに適している。

【００１６】また、カラーフィルタ１１を構成するブラ
ックマトリックス１３は、着色層１４からなる表示画素
部の間および着色層１４の形成領域の外側に設けられて
いる。このようなブラックマトリックス１３は、スパッ
タリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２００
０Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパ
ターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光
性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニ
ングして形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等
の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この
感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等、いず
れであってもよい。

【００１７】着色層１４は、赤色パターン１４Ｒ、緑色
パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂが所望のパタ
ーン形状で配列されており、所望の着色材を含有した感
光性樹脂を使用した顔料分散法により形成することがで
き、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法に
より形成することができる。共通透明電極１５は、酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化
スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパ
ッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜
方法により形成することができる。

【００１８】カラーフィルタ１１を構成する突起１６
は、近傍の液晶分子にプレチルト角度を与える作用、お
よび、電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすこと
により、アレイ基板２１の透明画素電極２３におけるス
リット２４と協働して液晶層２の液晶分子の配向方向を
複数方向に制御することを可能とするものである。この
ような突起１６は、比誘電率が１１以下、より好ましく
は９以下であり、かつ、導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ
以上、より好ましくは５×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である
ような電気特性を有している。突起１６の比誘電率が１
１を超えると、液晶分子の比誘電率ε⊥よりも高くな
り、電気力線の歪み方向がプレチルト方向と反対方向と
なって配向不良を生じ、表示品質の低下を来たす。ま
た、導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ未満であると、焼き
つき現象が発生した場合の緩和時間が長くなり、高品位
の画像表示が困難となる。

【００１９】上記のような電気特性を有する突起１６
は、樹脂成分中に導電性粉体を含有したものとすること
ができ、例えば、導電性粉体を含有したネガ型感光性樹
脂組成物やポジ型感光性樹脂組成物を用いてフォトリソ
グラフィー法によりパターニングして形成することがで
きる。

【００２０】突起１６を形成するための感光性樹脂組成
物としては、公知のネガ型感光性樹脂組成物やポジ型感
光性樹脂組成物を使用することができる。例えば、アク
リル系ネガ型感光性樹脂組成物として、少なくとも紫外
線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、
分子内にＣ＝Ｃなるアクリル基を有し上記の発生したラ
ジカルにより開裂重合反応を起こして硬化する成分と、
その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基
（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をも
つ成分）、とから構成されるものを用いることができ
る。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分
子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリ
スリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメ
チルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げら
れる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、
スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合
体の一部のカルボン酸基部分にスペーサを介してアクリ
ル基を導入したポリマー等が挙げられる。

【００２１】また、導電性粉体としては、カーボンブラ
ック、銅−鉄−マンガン複合酸化物、酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）、アルミニウム、銀、酸化鉄等の粉体を用
いることができる。突起１６中に含有される導電性粉体
等の粉体含有量は、使用する樹脂成分等を考慮して、上
記の範囲の電気特性を満足するように適宜設定すること
が好ましい。また、突起１６が画素の表示領域内に位置
する場合には、光学濃度値（ＯＤ値）が画像品質に影響
を与えない範囲、例えば、１．３以下となるように導電
性粉体等を選定して使用することができる。一方、突起
１６が画素領域の境界部分と重なるようなパターン、あ
るいは、突起１６がブラックマトリックスを兼ねる場合
には、突起１６の光学濃度値（ＯＤ値）が３．０以上と
なるような導電性粉体等を選定して使用することができ
る。

【００２２】突起１６のパターンは、所定ピッチで配列
されたストライプ形状、ジグザグライン形状等とするこ
とができ、配列ピッチは、例えば画素ピッチよりも小さ
くすることができる。また、突起１６の断面形状は、半
円形、台形、三角形等とすることができ、突起１６の高
さは０．８〜２．０μｍ程度、幅は５．０〜２０．０μ
ｍ程度の範囲で設定することができる。そして、本発明
の液晶ディスプレイ１を構成するアレイ基板２１は、そ
の透明画素電極２３におけるスリット２４が上記のカラ
ーフィルタ１１の突起１６のパターンに対応した形状で
あり、突起１６の配列ピッチに対して半ピッチずれたピ
ッチで形成されている。図２は、カラーフィルタ１１の
突起１６と、アレイ基板２１の透明画素電極２３のスリ
ット２４のパターンを示す図である。図２に示される例
では、突起１６のパターンが所定ピッチで配列されたジ
グザグライン形状であり、アレイ基板２１のスリット２
４は同様のピッチで、かつ、半ピッチずらして配列され
たジグザグライン形状である。

【００２３】さらに、カラーフィルタ１１を構成する配
向膜１７は、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプ
ポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物により形成
することができ、厚みは５００〜１０００Å程度とする
ことができる。このような配向膜１７は、種々の印刷
法、公知の塗布方法により塗布した後、焼成することに
より形成されるが、配向処理（ラビング）は不要であ
る。本発明のカラーフィルタ１１を構成するアレイ基板
２１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を開閉するゲー
ト線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群（図
示せず）、および、カラーフィルタ１１側の共通透明電
極への電圧供給線（図示せず）が配設されている。これ
らのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の
製造工程で一括して形成されたアルミニウム等の金属か
らなるものである。

【００２４】上記のアレイ基板２１を構成する透明基板
２２としては、上述のカラーフィルタ用の透明基板１２
として挙げたものを使用することができる。また、スリ
ット２４を備える透明画素電極２３は、酸化インジウム
スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ）等、および、その合金等を用いて、スリットパター
ンを備えるマスクを介したスパッタリング法、真空蒸着
法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成すること
ができる。もしくは、既知のフォトリソグラフィの手法
とエッチングの手法を組み合わせることにより形成する
ことができる。

【００２５】また、アレイ基板２１を構成する配向膜２
５は、上述の配向膜１７と同様に、可溶性ポリイミド、
ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の
有機化合物により形成することができ、厚みは５００〜
１０００Å程度とすることができる。このような配向膜
２５は、種々の印刷法、公知の塗布方法により塗布した
後、焼成することにより形成されるが、配向処理（ラビ
ング）は不要である。

【００２６】図３は、本発明の液晶ディスプレイの他の
実施形態を示す概略部分断面図である。図３において、
液晶ディスプレイ３１は、カラーフィルタ４１とアレイ
基板５１とを所定の間隔で対向させ、周辺部をシール部
材（図示せず）により封止し、間隙部分に液晶層３２が
形成された透過型の液晶ディスプレイである。尚、図示
されていないが、カラーフィルタ４１とアレイ基板５１
の外側には、それぞれ偏光板が配設されている。本発明
の液晶ディスプレイ３１を構成する本発明のカラーフィ
ルタ４１は、上述の液晶ディスプレイ１を構成するカラ
ーフィルタ１１と同様とすることができる。

【００２７】本発明の液晶ディスプレイ３１を構成する
本発明のアレイ基板５１は、透明基板５２上に液晶駆動
用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５３と透明画素電極５
４を備え、透明画素電極５４の中心付近には突起５５が
形成され、このような透明画素電極５４と突起５５を覆
うように配向膜５６が形成されている。このアレイ基板
５１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５３を開閉する
ゲート線群（図示せず）、映像信号を供給する信号線群
（図示せず）、および、カラーフィルタ４１側の共通透
明電極への電圧供給線（図示せず）が配設されている。
これらのリード線は、通常、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）５３の製造工程で一括して形成されたアルミニウム
等の金属からなるものである。

【００２８】上記のアレイ基板５１を構成する透明基板
５２としては、上述のカラーフィルタ用の透明基板１２
として挙げたものを使用することができる。また、透明
画素電極５４は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その
合金等を用いてスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ
法等の一般的な成膜方法により形成することができる。
アレイ基板５１を構成する突起５５は、近傍の液晶分子
にプレチルト角度を与える作用、および、電気力線を所
望の方向に歪ませる作用をなすことにより、上記のカラ
ーフィルタ４１の突起４６と協働して液晶層３２の液晶
分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とする
ものである。このような突起５５は、上述の突起１６と
同様に、比誘電率が１１以下、より好ましくは９以下で
あり、かつ、導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上、より
好ましくは５×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上であるような電気
特性を有している。突起５５の比誘電率が１１を超える
と、液晶分子の比誘電率ε⊥よりも高くなり、電気力線
の歪み方向がプレチルト方向と反対方向となって配向不
良を生じ、表示品質の低下を来たす。また、突起５５の
導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ未満であると、焼きつき
現象が発生した場合の緩和時間が長くなり、高品位の画
像表示が困難となる。

【００２９】上記のような電気特性を有する突起５５
は、上述の突起１６と同様に形成することができる。突
起５５のパターンは、所定ピッチで配列されたストライ
プ形状、ジグザグライン形状等とすることができ、ま
た、突起５５の断面形状は、半円形、台形、三角形等と
することができる。例えば、突起５５をカラーフィルタ
４１の突起４６に対応した形状とし、突起４６の配列ピ
ッチに対して半ピッチずれたピッチで形成することがで
きる。また、カラーフィルタ４１の突起４６を格子形状
とし、アレイ基板５１の突起５５を、突起４６で囲まれ
た各領域の中心に対向するように配設された点状の突起
とすることもできる。

【００３０】アレイ基板５１を構成する配向膜５６は、
可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、
変性ポリイミド等の有機化合物により形成することがで
き、厚みは５００〜１０００Å程度とすることができ
る。このような配向膜５６は、種々の印刷法、公知の塗
布方法により塗布した後、焼成することにより形成され
るが、配向処理（ラビング）は不要である。

【００３１】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。

【００３２】［実施例１］ （１）テストセルの作製 カラーフィルタ用のガラス基板として、１００ｍｍ×１
００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニング社
製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にした
がって洗浄した後、基板の片側全面に酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）からなる透明電極（厚み１６００Å）を形
成した。

【００３３】次に、ネガ型感光性樹脂組成物として、新
日鉄化学（株）製Ｖ２５９ＰＡを使用し、導電性粉体と
してカーボンブラック（キャボット（株）製 平均粒径
１００ｎｍ）を種々の含有量で含有させて９種類の塗布
液を調製した。次いで、この塗布液をそれぞれ上記の透
明電極上にスピンコート法により塗布し、フォトリソグ
ラフィー法により図２に示されるような高さ１．３μ
ｍ、幅１０．０μｍのジグザグライン形状の配向制御用
の突起を１００μｍピッチで形成した。その後、透明電
極と突起を覆うようにポリアミック酸系垂直配向膜用塗
料（ＪＳＲ（株）製ＪＡＬＳ−２０２１）をスピンコー
ト法で塗布し、ホットプレート上で溶剤を除去後、１８
０℃にて１時間焼成して、厚み８００Åの垂直配向膜を
形成し、９種の基板Ａ−１〜基板Ａ−９を得た。尚、実
際のカラーフィルタは、ブラックマトリックスやＲ、
Ｇ、Ｂの着色層上に上記の透明電極および突起が形成さ
れるが、本実施例では、簡略化のためにブラックマトリ
ックスや着色層を省略した基板Ａを作製した。

【００３４】上記の９種の基板Ａについて、突起の比誘
電率と導電率を下記の測定方法により測定し、結果を下
記の表１に示した。比誘電率および導電率の測定方法 導電性をもつ測定下地基板として、アルミニウム膜を１
５００Åの厚さに製膜したガラス基板を用意した。この
ガラス基板を洗浄処理し、配向制御突起材料を２．５μ
ｍの厚さでガラス基板のアルミニウム膜上に全面に形成
した。次いで、この配向制御突起材料の表面に金を真空
蒸着して、４ｍｍ平方の電極とした。測定にはSolartro
n社製インピーダンスアナライザーSI-1260を用い、測定
周波数は６０Ｈｚ、測定電圧は３．０Ｖとした。

【００３５】一方、アレイ基板用のガラス基板として、
１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板
（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基
板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に酸
化インジウムスズ（ＩＴＯ）を１６００Åの厚さに成膜
して透明電極とした。次に、ポジレジストを用いて既存
の手法に従い透明電極に幅１０μｍのジグザグライン形
状のスリットを形成した。このスリットの形状および配
列ピッチは上記の突起の形状、配列ピッチと同じものと
した。その後、上記と同様にして、スリットを備えた透
明電極上に厚み８００Åの垂直配向膜を形成し、基板Ｂ
を得た。尚、実際のアレイ基板は、液晶駆動用の薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）を備えた基板上に透明電極が画素
形状にパターニングされるが、本実施例では、簡略化の
ためＴＦＴを省略し、画素形状にパターニングしていな
い透明電極にスリットを形成して基板Ｂとした。

【００３６】次に、基板Ａと基板Ｂを配向膜形成面側を
対向させるようにして４．５μｍのギャップを設けて貼
り合わせた。このとき、基板Ａの配向制御用の突起と基
板Ｂのスリットが図２に示されるように半ピッチずれる
ように設定した。次いで、真空注入法を用いて負の誘電
異方性をもつ液晶（ＭＥＲＣＫ社製ＭＬＣ−６６０８）
を注入した。その後、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて
封止し、１０５℃にて１時間アニーリング処理を行い、
流動配向効果をキャンセルした後、電極にリード線を取
り付けて、９種のテストセル（試料１〜９）を作製し
た。

【００３７】（２）評価 まず、各テストセルの突起の配向制御機能を評価するた
めに、交流電圧（６０Ｈｚ矩形波）を印加した状態で偏
光顕微鏡にて配向均一性を観察し、その結果を下記の表
１に示した。また、図４、図５は、それぞれ試料２、試
料６の偏光顕微鏡による観察状態を示す図面である。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１に示されるように、比誘電率が１１以
下である試料１〜５では、図４に示すような均一な配向
となった。しかし、比誘電率が１１を超える試料６〜９
では、図５に示すようなディスクリネーションが発生し
配向不良がみられた。

【００４０】次に、焼きつきの程度を評価するために、
配向が均一なテストセル（試料１〜５）に関してフリッ
カー消去法により残留直流成分を測定するための測定装
置を作製した。図６は、この測定装置の構成を示す図で
あり、測定装置７１では、１組の偏光板７３，７３間に
テストセル７２が挿入され、これらを挟むようにハロゲ
ン光源７４、光電気変換装置７５が配設され、任意波形
発生装置７６、オシロスコープ７７、パーソナルコンピ
ュータ７８が図示にようにテストセル７２、光電気変換
装置７５等に接続されている。光電気変換装置７５は同
潤光機（株）製の光電気変換装置、任意波形発生装置７
６はＡＧＩＬＥＮＴ社製３３１２０Ａ、オシロスコープ
７７はＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製５４６４５
Ａを使用した。そして、偏光板７３，７３はクロスニコ
ルの状態とし、ノーマリーブラック状態となるようにテ
ストセル７２を挿入した。

【００４１】上記の測定装置７１を用いて、各テストセ
ルの電圧−透過率曲線を測定し、透過率が５０％時の印
加電圧を求め、これをフリッカー消去法による測定電圧
とした。一般に液晶セルにおいて、中間調表示時、すな
わち透過率が５０％程度の時、電圧に対する透過率の変
化が最も急峻となるため、残留直流成分によるフリッカ
ーを精度よく検出することができる。各テストセル（試
料１〜５）は概ね６Ｖ _p-p前後で５０％程度の透過率を
示した。

【００４２】次に、各テストセルについて、配向制御用
の突起を形成した基板Ａ側の電極に＋２Ｖの直流電流を
強制的に１時間印加して焼きつき時間を設け、その後、
矩形波６０Ｈｚで駆動した場合のフリッカー現象が消去
できるオフセット直流電圧を残留直流電圧として１時間
にわたってモニターし、図７〜図１１に黒点プロットで
示した。駆動電圧はフリッカー現象が顕著に表れる中間
調表示状態の６Ｖ_p-p程度の電圧を用いた。また、強制
直流電圧印加による上記の強制的な焼きつき時間を設け
ずに同様の残留直流電圧を測定して、図７〜図１１に白
点プロットで示した。尚、これらすべての測定におい
て、強制直流電圧印加による焼きつき時間を設けなかっ
た場合のフリッカー消去に要するバイアス電圧を、全て
のテストセルに全測定時間にわたって印加した。

【００４３】図７〜図１１に白点プロットで示されるよ
うに、強制的な焼きつき時間を設けなかった場合、試料
１〜５の何れのテストセルも、残留直流電圧は時間によ
らずほぼ０であった。したがって、本測定時間範囲で
は、通常の駆動を行った場合、焼きつき現象はほぼ無視
できることが確認された。

【００４４】一方、強制的な焼きつき時間を設けた場
合、配向制御用の突起の導電率が低いテストセルほど、
図中の黒点プロットと白点プロットの距離が大きいもの
となった。この黒点プロットと白点プロットの距離は、
小さいほど強制直流電圧印加による焼きつき現象が生じ
にくいことを示している。ここで、透過率が５０％程度
の中間調状態において、０．１Ｖ程度のオフセット電圧
が印加された場合、フリッカーによる透過率の変化幅は
５％程度となるが、一般に観察者は５％以上の透過率変
化をフリッカーとして認識可能であるため、オフセット
電圧値が０．１Ｖ未満であれば、フリッカー現象が発生
しないと判断できる。この判断基準からすると、配向制
御用の突起の導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である
テストセル（試料３〜５）は、焼きつき現象が生じにく
いものであることが確認された。

【００４５】［実施例２］配向制御用の突起に含有させ
る導電性粉体として、銅−鉄−マンガン複合酸化物（大
日精化（株）製 平均粒径１００μｍ）を使用し、これ
を種々の含有量で含有させた複数種の塗布液を調製し
た。次いで、これらの塗布液を使用して、実施例１と同
様にして、テストセルを作製し、その後、実施例１と同
様の評価を行った。その結果、配向制御用の突起の比誘
電率が１１以下であるテストセルにおいて均一な配向が
得られ、これらのテストセルのうち、配向制御用の突起
の導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上であるテストセル
が焼きつき現象の生じにくいものであった。

【００４６】［実施例３］配向制御用の突起に含有させ
る粉体として、導電性粉体としてのカーボンブラック
（キャボット（株）製 平均粒径１００μｍ）と、二酸
化チタン（三菱マテリアル（株）製 平均粒径１００μ
ｍ）を使用し、これらを種々の含有量で含有させた複数
種の塗布液を調製した。次いで、これらの塗布液を使用
して、実施例１と同様にして、テストセルを作製し、そ
の後、実施例１と同様の評価を行った。その結果、配向
制御用の突起の比誘電率が１１以下であるテストセルに
おいて均一な配向が得られ、これらのテストセルのう
ち、配向制御用の突起の導電率が３×１０^-12Ｓ／ｃｍ
以上であるテストセルが焼きつき現象の生じにくいもの
であった。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば配
向制御用の突起が適正な電気特性（比誘電率１１以下、
かつ、導電率３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上）を備えること
により、複数配向分割型垂直配向モードの液晶ディスプ
レイに発生しやすい焼きつき現象を緩和することがで
き、高品位の画像表示が可能な信頼性に優れた複数配向
分割型垂直配向モードの液晶ディスプレイが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶ディスプレイの一実施形態を示す
概略部分断面図である。

【図２】カラーフィルタの突起とアレイ基板の透明画素
電極のスリットのパターンを示す図である。

【図３】本発明の液晶ディスプレイの他の実施形態を示
す概略部分断面図である。

【図４】実施例１におけるテストセル（試料２）の偏光
顕微鏡による観察状態を示す図面である。

【図５】実施例１におけるテストセル（試料６）の偏光
顕微鏡による観察状態を示す図面である。

【図６】本発明の実施例においてフリッカー消去法によ
り残留直流成分を測定するための測定装置の構成を示す
図である。

【図７】実施例１においてテストセル（試料１）を矩形
波で駆動したときのフリッカー現象が消去できるオフセ
ット直流電圧を残留直流電圧として１時間にわたってモ
ニターした結果を示す図である。

【図８】実施例１においてテストセル（試料２）を矩形
波で駆動したときのフリッカー現象が消去できるオフセ
ット直流電圧を残留直流電圧として１時間にわたってモ
ニターした結果を示す図である。

【図９】実施例１においてテストセル（試料３）を矩形
波で駆動したときのフリッカー現象が消去できるオフセ
ット直流電圧を残留直流電圧として１時間にわたってモ
ニターした結果を示す図である。

【図１０】実施例１においてテストセル（試料４）を矩
形波で駆動したときのフリッカー現象が消去できるオフ
セット直流電圧を残留直流電圧として１時間にわたって
モニターした結果を示す図である。

【図１１】実施例１においてテストセル（試料５）を矩
形波で駆動したときのフリッカー現象が消去できるオフ
セット直流電圧を残留直流電圧として１時間にわたって
モニターした結果を示す図である。

【符号の説明】

１，３１…液晶ディスプレイ ２，３２…液晶層 １１，４１…カラーフィルタ １２，４２…透明基板 １３，４３…ブラックマトリックス １４，４４…着色層 １５，４５…共通透明電極 １６，４６…突起 １７，４７…配向膜 ２１，５１…アレイ基板 ２２，５２…透明基板 ２３，５４…透明画素電極 ２４…スリット ２５…配向膜 ５３…薄膜トランジスタ ５５…突起 ５６…配向膜

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BA55 BA62 BB01 BB02 BB08 BB14 BB15 BB44 2H090 HB08Y HB13Y HC05 JB02 LA04 LA05 LA15 MA01 MA15 2H091 FA02Y GA03 GA06 GA13 KA10 LA16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数配向分割型垂直配向モードの液晶デ
   ィスプレイにおいて、対向する１組の基板間に形成され
   た液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御する突
   起を少なくとも一方の基板に備え、該突起は比誘電率１
   １以下、かつ、導電率３×１０^-12Ｓ／ｃｍ以上である
   電気特性を有することを特徴とする液晶ディスプレイ。
2. 【請求項２】 複数配向分割型垂直配向モードの液晶デ
   ィスプレイに用いるカラーフィルタにおいて、液晶分子
   の配向方向を複数方向に制御するための突起を備え、該
   突起は比誘電率１１以下、かつ、導電率３×１０^-12Ｓ
   ／ｃｍ以上である電気特性を有することを特徴とする液
   晶ディスプレイ用のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 複数配向分割型垂直配向モードの液晶デ
   ィスプレイに用いるアレイ基板において、液晶分子の配
   向方向を複数方向に制御するための突起を備え、該突起
   は比誘電率１１以下、かつ、導電率３×１０^-12Ｓ／ｃ
   ｍ以上である電気特性を有することを特徴とする液晶デ
   ィスプレイ用のアレイ基板。