JP2003255395A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野角特性が優れ、且つ、白表示時の輝度が
高くてコントラストが良好な液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の基板５１，６１の間に、カイラル
剤が添加された負の誘電率異方性を有する液晶を封入す
る。一方の基板５１には画素電極５２を設け、他方の基
板６１にはコモン電極６２とドーム状の突起６３を設け
る。また、一対の基板５１，６１を挟んで、２枚の偏光
板５３，６４を吸収軸を直交させて配置する。更に、液
晶の屈折率異方性をΔｎ、セルギャップをｄ（ｎｍ）、
カイラル剤のヘリカルピッチをｐ（ｎｍ）としたとき
に、４５０×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ
＋５９０を満足するように、液晶、セルギャップ及びカ
イラル剤を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視野角特性が優
れ、明るくコントラストが高い表示が可能な液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄くて軽量であるとと
もに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所が
あり、各種電子機器に広く使用されている。

【０００３】特に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄
膜トランジスタ）等のスイッチング素子が画素毎に設け
られたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、表
示品質の点でもＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に匹敵する
ほど優れたものが得られるようになり、近年、携帯テレ
ビやパーソナルコンピュータ等のディスプレイにも使用
されるようになった。

【０００４】一般的なＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶
表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造
を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つ
の面（対向面）のうち、一方の面側にはコモン電極、カ
ラーフィルタ及び配向膜等が形成され、他方の面側には
ＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。更
に、各透明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏
光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、
例えば偏光板の吸収軸が互いに直交するように配置さ
れ、これによれば、電界をかけない状態では光を透過
し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわち
ノーマリーホワイトモードとなる。また、２枚の偏光板
の吸収軸が平行な場合には、ノーマリーブラックモード
となる。以下、ＴＦＴ及び画素電極等が形成された基板
をＴＦＴ基板と呼び、コモン電極及びカラーフィルタ等
が形成された基板をＣＦ基板と呼ぶ。

【０００５】一般的なＴＮ型液晶表示装置では、視野角
特性が悪く、画面を斜めから見たときにコントラストが
著しく低下するという欠点がある。

【０００６】このような欠点を解消した液晶表示装置の
一つにＭＶＡ（Multi-domain Vartical Alignment ）型
液晶表示装置がある。ＭＶＡ型液晶表示装置では、配向
膜の表面に対し液晶分子がほぼ垂直方向に配向する負の
誘電率異方性を有する液晶を使用する。また、ＭＶＡ型
液晶表示装置では、ドメイン規制部として、ＴＦＴ基板
及びＣＦ基板の少なくとも一方の基板の液晶側の面に突
起（土手）又は窪みを設けたり、画素電極又はコモン電
極にスリットを設けている。

【０００７】図１は、従来のＭＶＡ型液晶表示装置の一
例を示す模式断面図である。

【０００８】一方のガラス基板（ＴＦＴ基板）１１の上
には画素電極１２及びＴＦＴ（図示せず）が形成されて
おり、この画素電極１２にはドメイン規制部としてスリ
ット１２ａが設けられている。また、画素電極１２の上
には、ポリイミド等からなる垂直配向膜１３が形成され
ている。画素電極１２はＴＦＴに接続されており、駆動
時にはＴＦＴを介して画素電極１２に表示電圧が印加さ
れる。

【０００９】他方のガラス基板（ＣＦ基板）２１の下方
にはカラーフィルタ２２が形成されており、カラーフィ
ルタ２２の下には各画素共通のコモン電極２４が形成さ
れている。駆動時には、コモン電極２４は一定の電位に
保持される。コモン電極２４の下には、ドメイン規制部
として突起２３が樹脂等の誘電体材料により所定のパタ
ーンで形成されている。コモン電極２４及び突起２３の
下には、ポリイミド等からなる垂直配向膜２５が形成さ
れている。

【００１０】基板１１，２１は、配向膜１３，２５が形
成された面を対向させて配置され、これらの基板１１，
２１間には負の誘電率異方性を有するネマティック液晶
２９が封入されている。

【００１１】また、ＴＦＴ基板１１の下には偏光板１４
が配置され、ＣＦ基板２１の上には偏光板２６が配置さ
れている。これらの偏光板１４，２６は吸収軸が相互に
直交するように配置されている。

【００１２】このように構成された液晶表示装置におい
て、画素電極１２とコモン電極２４との間に電圧を印加
しない状態では、液晶分子２９ａは配向膜１３，２５の
表面に垂直に配向する。従って、突起２３の両側では、
液晶分子２９ａの配向方向が相互に異なっている。

【００１３】画素電極１２とコモン電極２４との間に電
圧を印加すると、液晶分子２９ａは電界に垂直な方向に
配向しようとする。このとき、突起部２３の両側では、
電圧印加前における液晶分子の配向方向が異なっている
ので、液晶分子２９ａの傾斜方向が異なり、マルチドメ
イン（配向分割）が達成される。

【００１４】図２は、他のＭＶＡ型液晶表示装置の画素
電極の例を示す平面図である。この図２に示す画素電極
では、１つの画素が４つの領域に分かれている。すなわ
ち、第１の領域（右上の領域）ではスリット３０ａがＸ
軸方向（水平方向）に対し４５°の角度で設けられてお
り、第２の領域（左上の領域）ではスリット３０ａがＸ
軸方向方向に対し１３５°の角度で設けられており、第
３の領域（左下の領域）ではスリット３０ａがＸ軸方向
に対し２２５°の角度で設けられており、第４の領域
（右下の領域）ではスリット３０ａがＸ軸方向に対し３
１５°の角度で設けられている。

【００１５】スリット３０ａのピッチは例えば６μｍ
（ライン／スペース：３μｍ／３μｍ）である。また、
２枚の偏光板は、吸収軸が相互に直交し、且つ、スリッ
ト３０ａに対し４５°の角度となるように配置される。
なお、コモン電極側には、スリットや突起等は設けられ
ていない。

【００１６】このような画素電極を使用した場合は、画
素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分
子２９ａはスリット３０ａと平行な方向に傾斜する。こ
のとき、４つの領域の境界部分の電極のエッジの影響に
より、第１の領域と第３の領域とでは液晶分子２９ａの
倒れる方向が逆になり、第２の領域と第４の領域とでは
液晶分子２９ａの倒れる方向が逆になる。従って、液晶
分子２９ａの傾斜方向は４つの領域でそれぞれ異なり、
４ドメイン配向が実現される。

【００１７】図３は、ＭＶＡ型液晶表示装置の画素電極
の他の例を示す平面図である。この画素電極では、１つ
の画素が上下２つの領域に分かれており、各領域にはそ
れぞれ上下方向に延びる複数のスリット３０ｂが設けら
れている。２枚の偏光板は、吸収軸が相互に直交し、且
つ、スリット３０ｂに対し４５°の角度となるように配
置される。

【００１８】このような画素電極を使用した場合は、画
素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分
子２９ａの傾斜方向は２つの領域でそれぞれ異なり、２
ドメイン配向が実現される。

【００１９】次に、ＭＶＡ型液晶表示装置における液晶
分子の傾斜方向と偏光板の吸収軸方向との関係につい
て、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図４
（ａ）〜（ｄ）は基板面に対し垂直な方向から見たとき
の液晶分子の向きを示している。

【００２０】画素電極とコモン電極との間に電圧を印加
していないときには、図４（ａ）に示すように、液晶分
子２９ａは基板面に対して垂直に配向している。このよ
うに液晶分子２９ａが基板面に対し垂直に配向している
ときには、一方の偏光板を通過した光（直線偏光）は、
液晶分子２９ａの複屈折の影響を受けることなく液晶層
を通過するので、他方の偏光板を通過することができな
い。従って、このときは黒表示となる。

【００２１】画素電極とコモン電極との間に電圧を印加
すると液晶分子２９ａは基板面に対し傾斜し、十分に大
きな電圧を印加すると液晶分子２９ａは基板面に対しほ
ぼ平行になる。このとき、図４（ｂ）に示すように、液
晶分子２９ａの傾斜方向が一方の偏光板の吸収軸に対し
平行（他の偏光板の吸収軸に対し直交）する方向に傾斜
した場合は、電極間に電圧が印加されていない場合と同
様に、一方の偏光板を通過した光（直線偏光）は液晶分
子２９ａの複屈折の影響を受けることなく液晶層を通過
して、他方の偏光板で遮断される。従って、この場合は
黒表示となる。

【００２２】白表示とするためには、図４（ｃ）に示す
ように、液晶分子２９ａの傾斜方向が偏光板の吸収軸に
対し４５°の角度となるようにする必要がある。この場
合、一方の偏光板を通過した光（直線偏光）は液晶分子
２９ａの複屈折の影響を受けて楕円偏光となるので、他
方の偏光板を通過する。

【００２３】つまり、通常のＭＶＡ型液晶表示装置で
は、電圧印加時に液晶分子２９ａが傾斜すべき方向は、
図４（ｄ）に示される４方向に限定される。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、通常
のＭＶＡ型液晶表示装置では、液晶分子２９ａの傾斜す
る方向は、偏光板の吸収軸に対して図４（ｄ）に示され
る４方向のみであることが望ましい。しかし、実際には
図４（ｄ）に示される４方向以外の方向に傾斜する液晶
分子が存在する。

【００２５】図５に示される４ドメイン電極構造を有す
るＭＶＡ型液晶表示装置を例にとり、４方向以外の方向
に傾斜する液晶分子が存在する理由について説明する。

【００２６】偏光板の吸収軸に対して４５°をなすよう
に微細なスリット３０ａが形成された電極により、液晶
分子２９ａはそれぞれ異なる４つの方向に傾斜する。し
かし、液晶分子２９ａの傾斜方向は、その近傍に存在す
る他の液晶分子２９ａの傾斜方向の影響を受けるので、
各領域の境界部分では、液晶分子２９ａは偏光板の吸収
軸に対して平行（又は直交）する方向に傾斜する。

【００２７】液晶分子２９ａが偏光板の吸収軸に対して
平行（又は直交）する方向に傾斜した部分では、光は２
枚の偏光板で遮断される。従って、図５に示される電極
構造の場合、白表示時には画素に十字状の黒領域が生
じ、目視では黒領域を認識することができないものの、
透過率低下（すなわち、輝度の低下）の大きな要因とな
る。

【００２８】以上から、本発明の目的は、視野角特性が
優れ、且つ、白表示時の輝度が高くてコントラストが良
好な液晶表示装置を提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、相互に対向して配置された第１の基板及び第２の基
板と、前記第１の基板及び第２の基板の間に封入された
負の誘電率異方性を有する液晶と、前記第１の基板の前
記液晶側の面に形成された第１の電極と、前記第２の基
板の前記液晶側の面に形成された第２の電極と、前記第
１の基板の前記液晶側の面と反対側の面に配置された第
１の偏光板と、前記第２の基板の前記液晶側の面と反対
側の面に配置された第２の偏光板と、前記第１の電極に
表示電圧を供給する配線と、前記配線と前記第１の電極
との間に設けられた能動素子とを有し、前記液晶にはカ
イラル剤が添加されており、前記第１の基板及び前記第
２の基板の少なくとも一方には液晶分子を複数の方向に
配向させるドメイン規制部が設けられ、前記液晶の屈折
率異方性をΔｎ、セルギャップをｄ（ｎｍ）、前記カイ
ラル剤のヘリカルピッチをｐ（ｎｍ）としたときに、下
記（１）式を満足することを特徴とする。 ４５９×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ＋５９０ …（１） 本発明においては、負の誘電率異方性を有する液晶にカ
イラル剤を添加し、第１の基板及び第２の基板間に封入
する。また、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一
方に、ドメイン規制部として例えば突起又は窪みを設け
ておく。

【００３０】第１の電極と第２の電極との間に電圧を印
加すると、ドメイン規制部の周囲の液晶は複数の方向に
配向し、且つカイラル剤のために一方の基板側から他方
の基板側に配向方向がねじれながら配列する。このよう
な配向状態では、液晶の屈折率異方性をΔｎ、セルギャ
ップをｄ（ｎｍ）、カイラル剤のヘリカルピッチをｐ
（ｎｍ）が前記（１）式を満足するときに、白表示時に
十分に高い透過率が得られ、明るくコントラストが良好
な画像を表示することができる。

【００３１】なお、特開２００１−２１５５１６号公報
には、一対の基板の一方に突起を設け、基板間にカイラ
ル剤を添加した負の誘電率異方性を有する液晶を封入し
た液晶表示装置が提案されている。しかし、液晶の屈折
率異方性Δｎ、カイラル剤のヘリカルピッチｐ及びセル
ギャップｄの値を上記（１）式を満足するように設定し
なければ、白表示時の透過率を高くすることができな
い。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置につ
いて更に詳細に説明する。

【００３３】図６（ａ）は本発明に係る液晶表示装置の
基本構造を示す平面図，図６（ｂ）は同じくその断面図
である。この液晶表示装置では、一方の基板５１の上
に、ほぼ正方形の画素電極５２が形成されている。この
画素電極５２の表面は、垂直配向膜５４により覆われて
いる。

【００３４】また、他方の基板６１の下にはコモン電極
６２が形成されており、このコモン電極６２の下にはド
ーム状の突起６３が形成されている。この突起６３は、
例えば感光性樹脂を用いて形成されており、画素電極５
２の中心に対応する位置に配置されている。コモン電極
６２及び突起６３の表面は垂直配向膜６５に覆われてい
る。

【００３５】なお、突起６３の形状は、円錐、四角錐、
円柱又は八角柱など、ドーム状以外の形状であってもよ
い。また、画素電極５２の形状は正方形に限定されるも
のではなく、例えば長方形、六角形又は八角形に形成さ
れていてもよい。

【００３６】基板５１と基板６１との間には、カイラル
剤が添加された負の誘電率異方性を有するネマティック
液晶６９が封入されている。また、基板５１の下には偏
光板５３が配置され、基板６１の上には偏光板６４が配
置されている。これらの偏光板５３，６４は、吸収軸が
相互に直交するように配置されている。

【００３７】本発明の液晶表示装置では、液晶セルの屈
折率異方性をΔｎ、セルギャップをｄ（ｎｍ）、カイラ
ル剤のヘリカルピッチをｐ（ｎｍ）としたときに、Δｎ
ｄ及びｄ／ｐの値を最適化する必要がある。つまり、本
発明においては、液晶にカイラル剤を添加しているの
で、電極５２，６２間に電圧を印加したときに、液晶分
子は一方の基板から他方の基板へ配向方向がねじれなが
ら傾斜して配列する。液晶分子の配向方向のねじれやセ
ルギャップ等を適切に調整すれば、一方の偏光板を通過
した光（直線偏光）が他方の偏光板を通過するようにな
る。これは、液晶分子が突起６３を中心として全方向
（放射状）に傾斜していることを除けば、一般的なＴＮ
モードと呼ばれる水平配向型液晶表示装置の動作原理と
同様である。

【００３８】図７に、電極５２，６２間に電圧を印加し
たときの液晶分子の配向状態を示す。この図７には、突
起６３側の基板の表面近傍における液晶分子の配向状態
と、セル厚中央部における液晶分子の配向状態と、画素
電極側の基板表面近傍における液晶分子の配向状態とを
示している。図中の矢印は、液晶分子の傾斜方向を示し
ている。なお、図７では、図８に破線で示す領域におけ
る液晶分子の配向状態を示している。

【００３９】図９に、突起側の基板の表面近傍における
液晶分子の配向状態と、セル厚中央部における液晶分子
の配向状態と、画素電極側の基板表面近傍における液晶
分子の配向状態とを重ね合わせて示す。この図９から、
液晶分子が突起６３を中心として全方向に傾斜し、且
つ、一方の基板から他方の基板へと配向方向がねじれな
がら配列していることがわかる。

【００４０】前述したように、本発明の液晶表示装置で
は、高輝度白表示を実現するためには、Δｎｄ及びｄ／
ｐの値を最適化する必要がある。図６に示す構造の液晶
表示装置において、ｄ／ｐの値を０．２８６とし、Δｎ
ｄの値を４００、４８０、４６０及び６４０ｎｍとした
ときの白表示のシミュレーション結果を図１０に示す。

【００４１】この図１０から、ｄ／ｐの値が０．２８６
と一定にしたときに、Δｎｄの値により透過率が大きく
変化することがわかる。Δｎｄの値が適切なとき（Δｎ
ｄ＝６４０ｎｍ）には、突起の近傍及び画素電極の縁部
に透過率が低い部分が若干存在するものの、白表示時の
輝度を十分に高くできることがわかる。

【００４２】図１１は、横軸にΔｎｄの値をとり、縦軸
に透過率をとって、Δｎｄの値を４００〜８００ｎｍ、
ｄ／ｐの値を０．２、０．２５、０．２８６、０．３３
３、０．３６４及び０．４として、白表示時の平均透過
率を調べた結果を示す図である。この図１１から、ｄ／
ｐの値が異なると、十分な透過率を得るために必要なΔ
ｎｄの値も変化することがわかる。

【００４３】図１２は、横軸にｄ／ｐの値をとり、縦軸
にそれぞれのｄ／ｐ値で最大の透過率が得られるΔｎｄ
の値をとって、両者の関係を示した図である。この図か
ら、最適なΔｎｄの値をΔｎｄ_opt （ｎｍ）とすると、
Δｎｄ_opt とｄ／ｐとの間には、ほぼ下記（２）式の関
係が成り立つ。

【００４４】 Δｎｄ_opt ＝４５９×ｄ／ｐ＋４８７ …（２） 本願発明者らは、上記（２）式を基に、ｄ、Δｎ及びｐ
の値を変化させて透過率を調べた結果、高輝度の白表示
を実現するためには、Δｎｄを、おおよそΔｎｄ_opt −
２００ｎｍ以上且つΔｎｄ_opt ＋１００ｎｍ以下とすれ
ばよいとの結論に達した。そこで、本発明においては、
下記（３）式の関係を満たすように、液晶の種類、カイ
ラル剤の種類及びセルギャップを決定する。

【００４５】 ４５９×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ＋５９０ …（３） これにより、視野角特性が優れ、且つ白表示時の輝度が
高くてコントラストが良好な液晶表示装置を実現するこ
とができる。

【００４６】（液晶表示装置）以下、本発明の実施の形
態の液晶表示装置について、添付の図面を参照して説明
する。

【００４７】図１３は本発明の実施の形態の液晶表示装
置の構造を示す平面図、図１４は図１３のＩ−Ｉ線によ
る断面図である。

【００４８】本実施の形態の液晶表示装置は、直径が５
×１０³ ｎｍのスペーサ（図示せず）を挟んで配置され
たガラス基板７１，８１と、これらのガラス基板７１，
８１間に封入された液晶９０と、ガラス基板７１の下に
配置された偏光板９１と、ガラス基板８１の上に配置さ
れた偏光板９２とにより構成されている。

【００４９】液晶９０は負の誘電率異方性を有する液晶
である。この液晶９０には、ヘリカルピッチｐが１８×
１０³ ｎｍのカイラル剤が添加されている。液晶セルの
誘電率異方性Δｎは０．１２である。

【００５０】ガラス基板７１の上には、図１３に示すよ
うに、水平方向に延びる複数本のゲートバスライン７２
ａと、垂直方向に延びる複数本のデータバスライン７６
ａとが形成されている。これらのゲートバスライン７２
ａ及びデータバスライン７６ａにより区画される領域が
それぞれ画素領域である。また、ガラス基板７１上に
は、各画素領域を横断するように、蓄積容量バスライン
７２ｂが形成されている。

【００５１】各画素領域には、それぞれＴＦＴ（スイッ
チング素子）７０と、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の
透明導電体材料からなる画素電極７８とが形成されてい
る。ＴＦＴ７０は、ゲートバスライン７２ａの一部をゲ
ート電極とし、ドレイン電極７６ｂがデータバスライン
７６ａに接続され、ソース電極７６ｃが画素電極７８と
接続されている。

【００５２】また、画素電極７８は、ほぼ正方形の小電
極７８ａを水平方向に２個、垂直方向に６個並べた形状
を有している。１画素領域内の１２個の小電極７８ａは
相互に電気的に接続している。なお、本実施の形態にお
いては、１つの画素領域のサイズは約３００μｍ×１０
０μｍであり、小電極７８ａの一辺の長さは約４０μｍ
である。また、小電極７８ａ間の間隔は約６〜８μｍで
ある。

【００５３】図１４の断面図を参照して、ガラス基板７
１側の構成を更に詳細に説明する。ガラス基板７１の上
には、Ｃｒ等の金属によりゲートバスライン７２ａ及び
蓄積容量バスライン７２ｂが形成されている。また、ガ
ラス基板７１の上にはシリコン酸化物（ＳｉＯ₂ ）等か
らなる絶縁膜７３が形成されており、ゲートバスライン
７２ａ及び蓄積容量バスライン７２ｂはこの絶縁膜７３
に覆われている。

【００５４】絶縁膜７３上には、ＴＦＴ７０の動作層と
なるシリコン膜（アモルファスシリコン膜又はポリシリ
コン膜）７４が形成されており、シリコン膜７４の上に
は、シリコン窒化物等の絶縁材料からなるチャネル保護
膜７５と、高濃度に不純物が導入されたシリコン膜と金
属膜とが積層されてなるドレイン電極７６ｂ及びソース
電極７６ｃとが形成されている。ドレイン電極７６ｂ及
びソース電極７６ｃは、いずれもシリコン膜７４上から
チャネル保護膜７５上に延出して形成されている。ま
た、ドレイン電極７６ｂ及びソース電極７６ｃと同じ配
線層に、データバスライン７６ａが形成されている。

【００５５】絶縁膜７３の上には絶縁膜７７が形成され
ており、データバスライン７６ａ、ドレイン電極７６ｂ
及びソース電極７６ｃはこの絶縁膜７７に覆われてい
る。絶縁膜７７上には画素電極７８が形成されている。
この画素電極７８は、絶縁膜７７に形成されたコンタク
トホールを介してＴＦＴ７０のソース電極７６ｃと電気
的に接続されている。この画素電極７８の表面は、ポリ
イミド等からなる垂直配向膜７９により覆われている。

【００５６】一方、ガラス基板８１の下には、各画素領
域の間及びＴＦＴ形成領域を覆うようにブラックマトリ
クス８２が形成されている。また、ガラス基板８１の下
には、各画素毎に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色
（Ｂ）のいずれか１色のカラーフィルタ８３が形成され
ている。

【００５７】カラーフィルタ８３の下には、ＩＴＯ等の
透明導電体材料からなるコモン電極８４が形成されてお
り、コモン電極８４の下には樹脂等の誘電体材料からな
るからなるドーム状の突起８５が形成されている。突起
８５は、基板７１側の小電極７８ａの中央に対応する位
置にそれぞれ配置されている。コモン電極８４及び突起
８５の表面は、ポリイミド等からなる垂直配向膜８６に
覆われている。

【００５８】本実施の形態の液晶表示装置では、前述し
たように、カイラル剤のヘリカルピッチｐが１８×１０
³ ｎｍ、セルギャップｄが５×１０³ ｎｍ、液晶セルの
屈折率異方性Δｎが０．１２に設定されている。従っ
て、前記式（３）の４５９×ｄ／ｐ＋２９０の値は４１
７．５となり、Δｎｄの値は６００となり、４５９×ｄ
／ｐ＋５９０の値は７１７．５となる。すなわち、前記
式（３）の関係を満足している。

【００５９】従って、本実施の形態の液晶表示装置は、
白表示時の輝度が高く、コントラストが良好な画像を表
示することができる。また、本実施の形態の液晶表示装
置は，１画素領域内で液晶分子が複数の方向に配向する
ので、視野角特性が優れている。

【００６０】更に、本実施の形態においては画素電極７
８を複数のほぼ正方形の小電極７８ａにより構成してい
る。画素のサイズが本実施の形態と異なる場合であって
も、小電極７８ａのサイズ及び配列を変更することによ
り対応することができる。

【００６１】以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造
方法について、図１３，１４を参照して説明する。

【００６２】まず、ＴＦＴ基板となるガラス基板７１を
用意し、このガラス基板７１の上に下地絶縁膜（図示せ
ず）としてシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を、例え
ば１５〜３００ｎｍの厚さに形成する。その後、スパッ
タ法により、下地絶縁膜の上にＣｒ膜を約１５０ｎｍの
厚さに形成し、フォトリソグラフィ法によりＣｒ膜をパ
ターニングしてゲートバスライン７２ａ及び蓄積容量バ
スライン７２ｂを形成する。

【００６３】次に、ガラス基板７１の上側全面に、ＣＶ
Ｄ法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約３０
０ｎｍの厚さに形成して、絶縁膜７３とする。その後、
絶縁膜７３上にシリコン膜７４を約５０ｎｍの厚さに形
成する。シリコン膜７４はアモルファスシリコンにより
形成されていてもよく、ポリシリコンにより形成されて
いてもよい。

【００６４】次に、シリコン膜７４上にチャネル保護膜
７５となるシリコン窒化膜を約５０〜２００ｎｍの厚さ
に形成する。そして、フォトリソグラフィ法によりシリ
コン窒化膜をパターニングして、チャネル保護膜７５を
形成する。

【００６５】次に、ガラス基板７１の上側全面に、ｎ⁺
型シリコン膜を約３０ｎｍの厚さに形成し、更にその上
にＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ｔｉ（チタ
ン）を順次積層する。そして、これらのｎ⁺ 型シリコン
膜及び金属膜（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ膜）をパターニングし
て、データバスライン７６ａ、ドレイン電極７６ｂ及び
ソース電極７６ｃを形成する。また、このとき同時にシ
リコン膜７４を所定の形状にパターニングする。

【００６６】次に、ガラス基板７１の上側全面に、例え
ばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を約１００〜６０
０ｎｍの厚さに形成し、絶縁膜７７とする。そして、フ
ォトリソグラフィ法により絶縁膜７７に、ソース電極７
６ｃに到達するコンタクトホールを形成する。

【００６７】次に、ガラス基板７１の上側全面にＩＴＯ
膜を約７０ｎｍの厚さに形成し、このＩＴＯ膜をフォト
リソグラフィ法によりパターニングして、画素電極７８
を形成する。この場合、図１３に示すように、画素電極
７８はほぼ正方形の複数の小電極７８ａをつなぎ合わせ
た形状とする。この画素電極７８は、絶縁膜７７に設け
られたコンタクトホールを介してＴＦＴ７０のソース電
極７６ｃに電気的に接続される。

【００６８】その後、画素電極７８の表面を、ポリイミ
ド等からなる垂直配向膜７９で被覆する。このようにし
て、ＴＦＴ基板が形成される。

【００６９】一方、ＣＦ基板となるガラス基板８１の上
に、Ｃｒ膜を形成し、このＣｒ膜をパターニングして、
ブラックマトリクス８２を形成する。その後、赤色、緑
色及び青色の感光性樹脂を使用して、基板８１の上に赤
色、緑色及び青色のカラーフィルタ８３を形成する。

【００７０】その後、ガラス基板８１の上に、ＩＴＯ膜
を約７０ｎｍの厚さに形成し、コモン電極８４とする。
そして、このコモン電極８４の上にフォトレジスト膜を
形成し、露光及び現像処理を施して、ＴＦＴ基板側の小
電極７８ａの中心に整合する位置に突起８５を形成す
る。その後、コモン電極８４及び突起８５の表面を、ポ
リイミド等からなる垂直配向膜８６で被覆する。このよ
うにして、ＣＦ基板が形成される。

【００７１】次に、ガラス基板７１及びガラス基板８１
を、配向膜７９，８６が形成された面を対向させて配置
し、両者の間に直径が５×１０³ ｎｍのスペーサを配置
する。そして、ガラス基板７１とガラス基板８１との間
に、カイラル剤が添加された負の誘電率異方性を有する
液晶を封入する。この場合に、セルギャップｐが既に５
×１０¹⁸ｎｍに設定されているので、カイラル剤のヘリ
カルピッチｐ及び液晶セルの屈折率異方性Δｎが、前記
（３）式を満足するように、カイラル剤の種類及び液晶
の種類を選択することが必要である。

【００７２】次いで、ガラス基板７１の下に偏光板９１
を配置し、ガラス基板８１の上に偏光板９２を配置す
る。これらの偏光板９１，９２は、吸収軸が直交するよ
うに配置することが必要である。このようにして、本実
施の形態の液晶表示装置が完成する。

【００７３】図１５，１６に、本実施の形態の変形例を
示す。なお、図１５，１６において、図６と同一物には
同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００７４】図１５に示す液晶表示装置では、ドメイン
規制部として、基板６１に窪み６１ａが設けられてい
る。また、図１６に示す液晶表示装置では、ドメイン規
制部として、コモン電極６２に円形の開口部６２ａが設
けられている。これらの図１５，１６に示す液晶表示装
置においても、図６に示すドメイン規制部として突起を
設けた液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

【００７５】（付記１）相互に対向して配置された第１
の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び第２の基
板の間に封入された負の誘電率異方性を有する液晶と、
前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された第１の電
極と、前記第２の基板の前記液晶側の面に形成された第
２の電極と、前記第１の基板の前記液晶側の面と反対側
の面に配置された第１の偏光板と、前記第２の基板の前
記液晶側の面と反対側の面に配置された第２の偏光板と
を有し、前記液晶にはカイラル剤が添加されており、前
記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方には
液晶分子を複数の方向に配向させるドメイン規制部が設
けられ、前記液晶の屈折率異方性をΔｎ、セルギャップ
をｄ（ｎｍ）、前記カイラル剤のヘリカルピッチをｐ
（ｎｍ）としたときに、下記式を満足することを特徴と
する液晶表示装置。 ４５９×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ＋５
９０ （付記２）前記第１の電極に表示電圧を供給する配線
と、前記配線と前記第１の電極との間に設けられたスイ
ッチング素子とを有することを特徴とする付記１に記載
の液晶表示装置。

【００７６】（付記３）前記ドメイン規制部が、突起で
あることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。

【００７７】（付記４）前記ドメイン規制部が、窪みで
あることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。

【００７８】（付記５）前記第１の電極及び前記第２の
電極の少なくとも一方に、前記ドメイン規制部として、
開口部が設けられていることを特徴とする付記１に記載
の液晶表示装置。

【００７９】（付記６）前記第１の電極は画素毎に形成
され、前記第２の電極は全ての画素に共通して形成され
ていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。

【００８０】（付記７）前記第１の電極は、相互に電気
的に接続された複数の矩形の小電極により構成されてい
ることを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置。

【００８１】（付記８）前記ドメイン規制部は、前記小
電極の中央部に対応する位置にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする付記７に記載の液晶表示装置。

【００８２】（付記９）第１の基板上に、画素電極と、
該画素電極の表面を覆う第１の配向膜とを形成する工程
と、第２の基板上に、コモン電極と、液晶分子を複数の
方向に配向させるドメイン規制部と、これらのコモン電
極及びドメイン規制部の表面を覆う第２の配向膜とを形
成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板との間
にカイラル剤を添加した負の誘電率異方性を有する液晶
を封入する工程とを有し、前記液晶の屈折率異方性をΔ
ｎ、セルギャップをｄ（ｎｍ）、前記カイラル剤のヘリ
カルピッチをｐ（ｎｍ）としたときに、下記式を満足す
るように、液晶、セルギャップ及びカイラル剤を選択す
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 ４５９×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ＋５
９０

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方にドメイン
規制部を設け、液晶の屈折率異方性Δｎ、セルギャップ
ｄ及びカイラル剤のヘリカルピッチｐが所定の不等式を
満足するように、液晶の種類、セルギャップ及びカイラ
ル剤の種類を設定するので、視野角特性が優れ、白表示
時の透過率が高くて、明るくコントラストの高い液晶表
示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来のＭＶＡ型液晶表示装置の一例を
示す模式断面図である。

【図２】図２は、ＭＶＡ型液晶表示装置の画素電極の例
を示す平面図である。

【図３】図３は、ＭＶＡ型液晶表示装置の画素電極の他
の例を示す平面図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、ＭＶＡ型液晶表示装置
における液晶分子の傾斜方向と偏光板の吸収軸方向との
関係を示す図である。

【図５】図５は、ドメイン電極構造を有するＭＶＡ型液
晶表示装置の場合に、４方向以外の方向に傾斜する液晶
分子が存在する理由を示す模式図である。。

【図６】図６（ａ）は本発明に係る液晶表示装置の基本
構造を示す平面図，図６（ｂ）は同じくその断面図であ
る。

【図７】図７は、本発明の液晶表示装置の一対の電極間
に電圧を印加したときの液晶分子の配向状態を示す。

【図８】図８は、図７に液晶分子の配向状態を図示した
部分の位置を破線で示す本発明の液晶表示装置の平面図
である。

【図９】図９は、突起側の基板の表面近傍における液晶
分子の配向状態と、セル厚中央部における液晶分子の配
向状態と、画素電極側の基板表面近傍における液晶分子
の配向状態とを重ね合わせて示す図である。

【図１０】図１０は、ｄ／ｐの値を０．２８６とし、Δ
ｎｄの値を４００、４８０、４６０及び６４０ｎｍとし
たときの白表示のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１１】図１１は、横軸にΔｎｄの値をとり、縦軸に
透過率をとって、Δｎｄの値を４００〜８００ｎｍ、ｄ
／ｐの値を０．２〜０．４として、白表示時の平均透過
率を調べた結果を示す図である。

【図１２】図１２は、横軸にｄ／ｐの値をとり、縦軸に
それぞれのｄ／ｐ値で最大の透過率が得られるΔｎｄの
値をとって、両者の関係を示した図である。

【図１３】図１３は本実施発明の実施の形態の液晶表示
装置の構造を示す平面図である。

【図１４】図１４は図１３のＩ−Ｉ線による断面図であ
る。

【図１５】図１５は、本発明の実施の形態の変形例を示
す模式断面図（その１）である。

【図１６】図１６は、本発明の実施の形態の変形例を示
す模式断面図（その２）である。

【符号の説明】

１１，２１，５１，６１，７１，８１…基板、 １２，５２，７８…画素電極、 １２ａ，３０ａ，３０ｂ…スリット、 １３，２５，５４，６５７９，８６…垂直配向膜、 １４，２６，５３，６４，９１，９２…偏光板、 ２２，８３…カラーフィルタ、 ２３，６３，８５…突起、 ２４，６２，８４…コモン電極、 ２９，６９，９０…液晶、 ２９ａ…液晶分子、 ６１ａ…窪み、 ６２…電極の開口部、 ７０…ＴＦＴ、 ７２ａ…ゲートバスライン、 ７２ｂ…蓄積容量バスライン、 ７３，７７…絶縁膜、 ７４…シリコン膜、 ７５…チャネル保護膜、 ７６ａ…データバスライン、 ７６ｂ…ドレイン電極、 ７６ｃ…ソース電極、 ７８ａ…小電極、 ８２…ブラックマトリクス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 GA02 GA17 HA02 HA03 HA08 HA12 HA14 HA18 KA07 KA12 KA27 LA02 MA02 MA06 MA07 2H090 HA04 LA01 LA04 LA09 LA15 MA01 MA07 MA15 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA35Y FD09 GA03 GA06 GA13 KA02 KA10 LA16 LA17 LA19 2H092 GA13 JA24 JA46 JB57 KA04 NA01 PA02 PA08 PA09 PA11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に対向して配置された第１の基板及
   び第２の基板と、 前記第１の基板及び第２の基板の間に封入された負の誘
   電率異方性を有する液晶と、 前記第１の基板の前記液晶側の面に形成された第１の電
   極と、 前記第２の基板の前記液晶側の面に形成された第２の電
   極と、 前記第１の基板の前記液晶側の面と反対側の面に配置さ
   れた第１の偏光板と、 前記第２の基板の前記液晶側の面と反対側の面に配置さ
   れた第２の偏光板とを有し、 前記液晶にはカイラル剤が添加されており、 前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方に
   は液晶分子を複数の方向に配向させるドメイン規制部が
   設けられ、 前記液晶の屈折率異方性をΔｎ、セルギャップをｄ（ｎ
   ｍ）、前記カイラル剤のヘリカルピッチをｐ（ｎｍ）と
   したときに、下記式を満足することを特徴とする液晶表
   示装置。 ４５９×ｄ／ｐ＋２９０≦Δｎｄ≦４５９×ｄ／ｐ＋５
   ９０
2. 【請求項２】 前記第１の電極に表示電圧を供給する配
   線と、前記配線と前記第１の電極との間に設けられたス
   イッチング素子とを有することを特徴とする請求項１に
   記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記第１の電極は、相互に電気的に接続
   された複数の矩形の小電極により構成されていることを
   特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記ドメイン規制部が、突起であること
   を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記第１の電極及び前記第２の電極の少
   なくとも一方に、前記ドメイン規制部として、開口部が
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶
   表示装置。