JP2010152275A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電率異方性が負の液晶材料を使用するベンドモードの液晶表示装置の応答速度を高める。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、互いに向き合った基板１０，２０と、基板１０，２０間に介在し、誘電率異方性が負の液晶分子を含んだ液晶層３０と、基板１０と液晶層３０との間に介在し、絶縁体層１３０２と導体層１３０３との積層体を含み、絶縁体層１３０２及び導体層１３０３の一方は、各々が一方向に延びた形状を有し、幅方向に配列した複数の第１部分を含んでいる電極１３０と、基板２０と液晶層３０との間に介在し、液晶層３０を間に挟んで第１電極と向き合った電極２３０と、電極１３０と液晶層３０との間に介在し、基板１０の基板２０と向き合った主面に平行な方向に向けて液晶分子を傾ける配向膜１４０と、電極２３０と液晶層３０との間に介在し、上記方向に向けて液晶分子を傾ける配向膜２４０とを具備している。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、液晶表示技術に関する。

ＯＣＢ（optically compensated bend）モードの液晶表示装置では、液晶分子にベンド配列を形成させ、各配向膜近傍で液晶分子のチルト角を変化させることにより液晶層のリタデーションを変化させる。ＯＣＢモードは、優れた応答速度及び視野角特性を実現し得る表示モードの１つであり、近年、注目を集めている。

ＯＣＢモードの液晶表示装置では、一般に、正の誘電率異方性を有する液晶材料を使用し、透過軸が直交するように偏光板を配置する。このような液晶表示装置に明るい像を表示させる場合、液晶層に比較的小さな電圧を印加する。この状態において、液晶分子は、それらの長軸が表示面の法線方向に対して成す角度がより小さなベンド配列を形成する。他方、この液晶表示装置に暗い像を表示させる場合、液晶層に比較的大きな電圧を印加する。この状態において、液晶分子は、それらの長軸が表示面の法線方向に対して成す角度がより大きなベンド配列を形成する。

この液晶表示装置の液晶層に電圧を印加していない状態では、スプレイ配列は、ベンド配列と比較してより安定である。そのため、この液晶表示装置は、起動時に、スプレイ配列からベンド配列への転移を生じさせる必要がある。

特許文献１には、負の誘電率異方性を有する液晶材料を使用し、透過軸が直交するように偏光板を配置したＯＣＢモードの液晶表示装置が記載されている。このような液晶表示装置に明るい像を表示させる場合、液晶層に比較的大きな電圧を印加する。この状態において、液晶分子は、それらの長軸が表示面の法線方向に対して成す角度がより大きなベンド配列を形成する。他方、この液晶表示装置に暗い像を表示させる場合、液晶層に比較的小さな電圧を印加するか又は電圧を印加しない。この状態において、液晶分子は、それらの長軸が表示面の法線方向に対して成す角度がより小さなベンド配列を形成する。

液晶層に電圧を印加していない状態において液晶分子が形成するベンド配列は、比較的安定である。従って、この液晶表示装置は、起動時に、スプレイ配列からベンド配列への転移を生じさせる必要がない。しかも、この構造を採用した場合、配向膜近傍における液晶分子のプレチルト角が大きいため、正の誘電率異方性を有する液晶材料を使用する場合と比較して、黒色画像の輝度を小さくするのが容易である。即ち、高コントラスト比をより容易に実現できる。
特開２００６−９１２１６号公報

しかしながら、本発明者らは、そのような液晶表示装置には、応答速度に関して改善の余地があることを見出している。

本発明の目的は、誘電率異方性が負の液晶材料を使用するベンドモードの液晶表示装置の応答速度を高めることにある。

本発明の第１側面によると、互いに向き合った第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に介在し、誘電率異方性が負の液晶分子を含んだ液晶層と、前記第１基板と前記液晶層との間に介在し、第１絶縁体層と第１導体層との積層体を含み、前記第１絶縁体層及び前記第１導体層の一方は、各々が一方向に延びた形状を有し、幅方向に配列した複数の第１部分を含んでいる第１電極と、前記第２基板と前記液晶層との間に介在し、前記液晶層を間に挟んで前記第１電極と向き合った第２電極と、前記第１電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１基板の前記第２基板と向き合った主面に平行な第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第１配向膜と、前記第２電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第２配向膜とを具備した液晶表示装置が提供される。

本発明の第２側面によると、互いに向き合った第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に介在し、誘電率異方性が負の液晶分子を含んだ液晶層と、前記第１基板と前記液晶層との間に介在した第１電極と、前記第２基板と前記液晶層との間に介在し、前記液晶層を間に挟んで前記第１電極と向き合った第２電極と、前記第１電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１基板の前記第２基板と向き合った主面に平行な第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第１領域と、前記主面に平行であり且つ前記第１方向とは逆向きの第２方向に向けて前記液晶分子を傾ける第２領域とを含んだ第１配向膜と、前記第２電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１領域と向き合った第３領域は前記第１方向に向けて前記液晶分子を傾け、前記第２領域と向き合った第４領域は前記第２方向に向けて前記液晶分子を傾ける液晶表示装置が提供される。

本発明によると、誘電率異方性が負の液晶材料を使用するベンドモードの液晶表示装置の応答速度を高めることが可能となる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本発明の第１態様を説明する。
図１は、本発明の第１態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１乃至図３に示す液晶表示装置のアレイ基板を概略的に示す平面図である。図５は、図１乃至図３に示す液晶表示装置の対向基板を概略的に示す平面図である。

なお、図１では、後述するカラーフィルタを省略している。また、図４では、一部の構成要素のみを描いており、カラーフィルタ、薄膜トランジスタ及び配線などの構成要素を省略している。

図１乃至図３に示す液晶表示装置は、ＯＣＢモードのアクティブマトリクス型液晶表示装置である。この表示装置は、液晶表示パネル１と、これと向き合うように配置されたバックライト（図示せず）と、走査線駆動回路（図示せず）と、信号線駆動回路（図示せず）と、補助容量線駆動回路（図示せず）と、コントローラ（図示せず）とを含んでいる。

液晶表示パネル１は、図２及び図３に示すように、アレイ基板である背面基板１０と、対向基板である前面基板２０とを含んでいる。背面基板１０と前面基板２０との間には、枠状の接着剤層（図示せず）が介在している。背面基板１０と前面基板２０と接着剤層とに囲まれた空間は液晶材料で満たされており、この液晶材料は液晶層３０を形成している。背面基板１０及び前面基板２０の各外面上には、光学補償フィルム４０及び偏光板５０が順次配置されている。

背面基板１０は、例えばガラス基板などの透明基板１００を含んでいる。
透明基板１００上には、例えばＳｉＮ_x層及び／又はＳｉＯ_y層などのアンダーコート層１０１が形成されている。

アンダーコート層１０１上には、チャネル、ソース及びドレインが形成されたポリシリコン層などの半導体層１０２が配置されている。

半導体層１０２及びアンダーコート層１０１は、ゲート絶縁膜１０３で被覆されている。ゲート絶縁膜１０３は、例えば、ＴＥＯＳ（tetraethoxyorthosilane）を用いて形成することができる。

ゲート絶縁膜１０３上には、図１及び図３に示す走査線１０４、図１及び図２に示すゲート電極１０５、図１及び図３に示す参照配線１０６が並置されている。

走査線１０４は、各々が第１方向に延び、この第１方向と交差する第２方向に配列している。図１では、走査線１０４は、各々が横又は行方向であるＸ方向に延び、縦又は列方向であるＹ方向に配列している。走査線１０４の材料としては、例えばＭｏＷなどの金属材料を使用することができる。

ゲート電極１０５は、図１に示すように、走査線１０４の一部として設けられている。また、ゲート電極１０５は、図２に示すように、ゲート絶縁膜１０３を介して、半導体層１０２内に形成されたチャネルと向き合っている。ゲート電極１０５とゲート絶縁膜１０３と半導体層１０２とは、走査線１０４と後述する信号線１０８との交差部近傍に配置されたスイッチ又はスイッチング素子１１０として、薄膜トランジスタを構成している。なお、ここでは、スイッチ１１０として薄膜トランジスタを例示しているが、ダイオードやＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）素子などの他の素子を使用してもよい。

参照配線１０６は、Ｘ方向に延在すると共に、このＸ方向と交差するＹ方向に配列している。この例では、走査線毎に１本の参照配線１０６を配置している。参照配線１０６は、例えば、走査線１０４と同一工程で形成することができる。

ゲート絶縁膜１０３、走査線１０４、ゲート電極１０５及び参照配線１０６は、図２及び図３に示すように、層間絶縁膜１０７で被覆されている。層間絶縁膜１０７には、例えば、ＳｉＮ_x及び／又はＳｉＯ_yなどを使用することができる。

層間絶縁膜１０７上には、図１及び図２に示すように、信号線１０８とドレイン電極１０９とが配置されている。

信号線１０８は、各々が上記の第２方向に延び、上記の第１方向に配列している。図１では、信号線１０８は、各々がＹ方向に延び、Ｘ方向に配列している。信号線１０８の材料としては金属材料を使用することができる。例えば、信号線１０８には、Ｍｏ層とＡｌ−Ｎｄ層とＭｏ層との三層構造を採用することができる。

この例では、スイッチ１１０として薄膜トランジスタを使用すると共に、図２に示すように、信号線１０８を、層間絶縁膜１０７に設けた貫通孔を介して、薄膜トランジスタ１１０のソースに接続している。即ち、この例では、信号線１０８は、ソース電極を兼ねている。

ドレイン電極１０９の一端は、図１及び図２に示すように、層間絶縁膜１０７に設けた貫通孔を介して薄膜トランジスタ１１０のドレインに接続されている。また、ドレイン電極１０９の他端は、図１及び図３に示すように、層間絶縁膜１０７を介して、参照配線１０６と向き合っている。即ち、この例では、ドレイン電極１０９と参照配線１０６と層間絶縁膜１０７とは、キャパシタを構成している。このドレイン電極１０９には、例えば、信号線１０８と同一の材料を使用することができる。

層間絶縁膜１０７、信号線１０８及びドレイン電極１０９は、絶縁下地層で被覆されている。ここでは、一例として、絶縁下地層を、パッシベーション膜１１１とカラーフィルタ１２０とで構成しているが、パッシベーション膜１１１は省略することができる。

パッシベーション膜１１１は、図２及び図３に示すように、層間絶縁膜１０７、信号線１０８及びドレイン電極１０９を被覆している。パッシベーション膜１１１には、例えば、ＳｉＮ_xを使用することができる。

カラーフィルタ１２０は、吸収スペクトルが互いに異なる複数の着色層、例えば、緑色着色層Ｇ、青色着色層Ｂ、赤色着色層Ｒを含んでいる。これら着色層Ｇ、Ｂ及びＲは、この例では、各々が図３に示すようにＹ方向に延びた帯形状を有し、図２に示すようにＸ方向に配列してストライプパターンを形成している。また、この例では、これら着色層Ｇ、Ｂ及びＲは、図２に示すように、それらの間の境界が信号線１０８上に位置するように配置されている。着色層Ｇ、Ｂ及びＲには、例えば、透明樹脂と染料及び／又は顔料との混合物を使用することができる。なお、ここでは、カラーフィルタ１２０を背面基板１０に設けているが、カラーフィルタ１２０は前面基板２０に設けてもよい。

カラーフィルタ１２０上では、図１乃至図３に示すように、薄膜トランジスタ１１０に対応して、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明導電体からなる画素電極１３０が配列している。これら画素電極１３０は、図１及び図３に示すように、パッシベーション膜１１１及びカラーフィルタ１２０に設けた貫通孔を介して、ドレイン電極１０９に接続されている。

画素電極１３０及びカラーフィルタ１２０は、配向膜１４０で被覆されている。配向膜１４０は、図４に示すように、第１領域１４０ａと第２領域１４０ｂとを含んでいる。領域１４０ａは、その近傍の液晶分子を、矢印Ａ１で示す第１方向に向けて傾ける。領域１４０ｂは、その近傍の液晶分子を、矢印Ａ２で示す第２方向に向けて傾ける。なお、第１方向は、基板１００の対向基板２０と向き合った主面に対して平行である。他方、第２方向は、この主面に対して平行であり且つ第１方向とは逆向きである。

領域１４０ａ及び１４０ｂは、各々が先の主面に平行な方向Ｄ２に延びた形状を有している。領域１４０ａ及び１４０ｂは、この主面に平行であり且つ上記方向Ｄ２と交差する方向Ｄ１に交互に配列している。

方向Ｄ２は、矢印Ａ１で示す方向及び矢印Ａ２で示す方向と交差していてもよい。但し、典型的には、方向Ｄ２は、矢印Ａ１で示す方向及び矢印Ａ２で示す方向に対して平行である。

領域１４０ａ及び１４０ｂの各々の方向Ｄ１についての寸法、即ち、領域１４０ａ及び１４０ｂの各々の幅は、例えば５μｍ以下とし、典型的には３μｍ以下とする。後述する比較例に係る液晶表示装置の液晶層に生じる配向不良領域の幅は、通常、約５μｍである。領域１４０ａ及び１４０ｂの各々の幅を小さくすると、応答速度がより高くなる。

領域１４０ａ及び１４０ｂの各々の幅は、例えば０．５μｍ以上とし、典型的には１μｍ以上とする。領域１４０ａ及び１４０ｂの各々の幅を小さくすると、輝度が低下する。

配向膜１４０としては、例えば、垂直配向性ポリイミドなどの樹脂層に配向処理を施したものを使用することができる。配向処理としては、配向膜１４０の近傍において、液晶分子の方位角を又は方位角及び仰角の双方を規制し得る処理を行う。そのような配向処理としては、例えば、ラビング処理又は光配向技術を利用した配向処理が挙げられる。

ラビング処理を利用する場合、配向膜１４０は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、画素電極１３０上に垂直配向膜を形成する。次に、この垂直配向膜を、ラビング布で一方向にラビングする。その後、垂直配向膜上に領域１４０ａ又は１４０ｂに対応した開口が設けられたマスクを設置する。この状態で、ラビング布を用いて、垂直配向膜を逆方向にラビングする。このようにして、配向膜１４０を得る。

光配向技術を利用する場合、配向膜１４０は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、画素電極１３０上に感光性の垂直配向膜を形成する。次に、垂直配向膜の上方に、領域１４０ａに対応した光透過部が設けられたフォトマスクを設置する。この状態で、垂直配向膜に、フォトマスクを介して、垂直配向膜の法線に対して傾斜した第１露光方向から光を照射する。次に、垂直配向膜の上方から先のフォトマスクを除去し、垂直配向膜の上方に、領域１４０ｂに対応した光透過部が設けられたフォトマスクを設置する。この状態で、垂直配向膜の未露光部に、フォトマスクを介して、垂直配向膜の法線に対して傾斜した第２露光方向から光を照射する。なお、第１及び第２露光方向は、同一面内にあり、加えて、垂直配向膜の法線を基準とした場合、第１及び第２露光方向は、それぞれ、正及び負の角度範囲内にある。典型的には、第１露光方向が垂直配向膜の法線に対して成す角度の絶対値は、第２露光方向が垂直配向膜の法線に対して成す角度の絶対値と等しい。

前面基板２０は、図２及び図３に示すように、例えばガラス基板などの透明基板２００を含んでいる。基板２００は、背面基板１０の配向膜１４０が形成された面と向き合うように配置されている。

基板２００の背面基板１０との対向面には、対向電極としての共通電極２３０が形成されている。共通電極２３０には、例えば、ＩＴＯなどの透明導電体を使用することができる。

共通電極２３０は、配向膜２４０で被覆されている。配向膜２４０は、図示しないスペーサによって、配向膜１４０のうち画素電極１３０上に位置した部分から離間している。

配向膜２４０は、図４に示すように、第３領域２４０ａと第４領域２４０ｂとを含んでいる。領域２４０ａは、その近傍の液晶分子を、矢印Ａ１で示す第１方向に向けて傾ける。領域２４０ｂは、その近傍の液晶分子を、矢印Ａ２で示す第２方向に向けて傾ける。

領域２４０ａ及び２４０ｂは、方向Ｄ２に延びた形状を有している。領域２４０ａ及び２４０ｂは、方向Ｄ１に交互に配列している。

典型的には、領域２４０ａの各々の方向Ｄ１についての寸法、即ち、領域２４０ａの各々の幅は、領域１４０ａの各々の幅と等しい。同様に、典型的には、領域２４０ｂの各々の方向Ｄ１についての寸法、即ち、領域２４０ｂの各々の幅は、領域１４０ｂの各々の幅と等しい。

典型的には、領域２４０ａ及び領域１４０ａは、Ｄ１方向の位置が互いに等しい。同様に、典型的には、領域２４０ｂ及び領域１４０ｂは、Ｄ１方向の位置が互いに等しい。領域２４０ａは、領域１４０ａと少なくとも部分的に向き合っていれば、領域１４０ｂと部分的に向き合っていてもよい。同様に、領域２４０ｂは、領域１４０ｂと少なくとも部分的に向き合っていれば、領域１４０ａと部分的に向き合っていてもよい。

配向膜２４０としては、例えば、垂直配向性ポリイミドなどの樹脂層に配向処理を施したものを使用することができる。そのような配向膜２４０は、配向膜１４０について説明したのと同様の方法により得ることができる。

背面基板１０と前面基板２０との間には、枠状の接着剤層（図示せず）が介在している。また、背面基板１０と前面基板２０との間であって、接着剤層が形成している枠の内側には、図示しない粒状スペーサが介在している。或いは、背面基板１０及び前面基板２０の少なくとも一方の対向面には、柱状スペーサが形成されている。これらスペーサは、背面基板１０と前面基板２０と接着剤層とで囲まれた空間の厚さを一定に保つ役割を果たしている。

液晶層３０は、負の誘電率異方性を有している液晶材料又は液晶分子を含んでいる。この液晶材料は、例えば正の屈折率異方性を有している。

液晶層３０が含んでいる液晶分子は、この表示装置に明るい像を表示させる場合と暗い像を表示させる場合、ベンド配列を形成する。即ち、これら液晶分子は、明表示時と暗表示時との双方において、ベンド配列を形成する。

液晶分子が領域１４０ａ及び２４０ａ間に形成するベンド配列は、液晶分子が領域１４０ｂ及び２４０ｂ間に形成するベンド配列とは異なっている。具体的には、液晶分子が領域１４０ａ及び２４０ａ間に形成するベンド配列において、領域１４０ａ及び２４０ａの近傍に位置した液晶分子は、図４及び図５に矢印Ａ１で示す方向に向けて傾いている。他方、液晶分子が領域１４０ｂ及び２４０ｂ間に形成するベンド配列において、領域１４０ｂ及び２４０ｂの近傍に位置した液晶分子は、図４及び図５に矢印Ａ２で示す方向に向けて傾いている。

なお、明表示と暗表示との切り替えは、画素電極１３０と共通電極２３０との間に印加する電圧の絶対値を、典型的にはゼロ又はそれより大きな第１値と、第１値よりも大きな第２値との間で切り替えることにより行う。以下、印加電圧の絶対値を第１値としている状態をＯＦＦ状態と呼び、印加電圧の絶対値を第２値としている状態をＯＮ状態と呼ぶ。

ＯＦＦ状態においては、ＯＮ状態と比較して、配向膜１４０及び２４０の近傍に位置した液晶分子は、液晶分子の長軸が基板１００の前面に対して成す角度がより大きい。即ち、ＯＦＦ状態においては、ＯＮ状態と比較して、液晶分子のチルト角がより大きい。

光学補償フィルム４０は、例えば、二軸性フィルムである。光学補償フィルム４０は、例えば、ディスコティック液晶化合物などの屈折率異方性が負の一軸性化合物をハイブリッド配向させた光学異方性層を含んでいる。

基板１００上の光学補償フィルム４０が含む一軸性化合物の光学軸は、例えば、基板１００側では、背面基板１０の近傍に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行であり、その反対側では、背面基板１０と前面基板２０との中間に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行である。また、基板２００上の光学補償フィルム４０が含む一軸性化合物の光学軸は、例えば、基板２００側では、前面基板２０の近傍に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行であり、その反対側では、背面基板１０と前面基板２０との中間に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行である。これら光学補償フィルム４０のリタデーションの和は、例えば、液晶層３０のＯＦＦ状態におけるリタデーションとほぼ等しくする。

偏光板５０は、例えば、それらの透過軸が互いに略直交するように配置する。また、各偏光板５０は、例えば、その透過軸をＸ方向及びＹ方向に配置する。

バックライトは、液晶表示パネル１の背面基板１０を照明するように配置されている。

走査線駆動回路には、走査線１０４が接続されている。走査線駆動回路は、走査線１０４に、スイッチ１１０を閉じる第１走査電圧を順次供給する。走査線駆動回路は、第１走査電圧を供給していない走査線１０４には、スイッチ１１０を開く第２走査電圧を供給する。

信号線駆動回路には、信号線１０８が接続されている。信号線駆動回路は、信号線１０８に映像信号に対応した大きさの信号電圧を供給する。

補助容量線駆動回路には、補助容量線１０６が接続されている。補助容量線駆動回路は、信号線駆動回路が信号線１０８に出力する信号電圧の極性を正から負へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素が接続された補助容量線１０６の電位を第１電位から第２電位へと変化させる。そして、信号線駆動回路が信号線１０８に出力する信号電圧の極性を負から正へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素が接続された補助容量線１０６の電位を第２電位から第１電位へと変化させる。なお、ここで、「信号電圧の極性」は、信号電圧と共通電極２３０の電圧との差の極性を意味している。

これら駆動回路は、ＣＯＧ（chip on glass）実装してもよい。或いは、これら駆動回路は、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。

コントローラは、先の駆動回路に接続されている。コントローラは、これら駆動回路の動作を制御する。

なお、ここでは、液晶表示パネル１でノーマリブラック駆動を行う場合の構造を説明しているが、この液晶表示パネル１はノーマリホワイト駆動を行うように設計してもよい。また、ここでは、ＯＮ状態を補償する構成を採用したが、ＯＦＦ状態を補償する構成を採用してもよい。

上述した構成を採用すると、高い応答速度を達成することができる。これについて、以下に、図６乃至図１１を参照しながら説明する。なお、図６乃至図１１においては、液晶表示装置の構成要素の一部を省略している。

図６は、比較例に係る液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図である。図７は、図６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列の一例を概略的に示す断面図である。図８は、図６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列の他の例を概略的に示す断面図である。

図６乃至図８に示す液晶表示装置は、配向膜１４０及び２４０がそれぞれ領域１４０ｂ及び２４０ｂのみからなること以外は、図１乃至図５を参照しながら説明した液晶表示装置と同様である。このような液晶表示装置は、通常のビデオ周波数で交流駆動した場合、以下に説明する理由で高い応答速度を達成しない。なお、用語「交流駆動」は、特定の期間、例えば、１フレーム期間、数フレーム期間、１フィールド期間、又は数フィールド期間毎に、電極１３０及び電極２３０間に印加する電圧の極性を反転させる駆動を意味している。この交流駆動の周波数は、例えば、３０Ｈｚ乃至１ｋＨｚの範囲内にある。

この液晶表示装置がＯＦＦ状態にある場合、図６に示すように、液晶層３０のうち配向膜１４０及び２４０近傍の全ての領域において、液晶分子ＬＣは方向Ｄ２に向けて傾いている。そして、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと切り替えると、液晶分子ＬＣのチルト角が小さくなる。

ベンド配列では、配向膜１４０及び２４０間の中間レベルに位置した液晶分子ＬＣは、基板１００の前面に対して垂直に配向している。他方、配向膜１４０及び２４０の近傍に位置した液晶分子ＬＣは、基板１００の前面に対して傾いて配向している。従って、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程では、まず、配向膜１４０及び２４０の近傍における液晶分子ＬＣのチルト角が増大する。

配向膜１４０及び２４０の近傍における液晶分子ＬＣのチルト角が大きなベンド配列の歪みエネルギーは、図７及び図８に示す１８０°ツイスト配列の歪みエネルギーと比較してより高い。従って、配向膜１４０及び２４０の近傍における液晶分子ＬＣのチルト角が増大すると、ベンド配列から図７又は図８に示す１８０°ツイスト配列への変化を生じる。なお、この現象には、実用的な液晶材料では、配列歪みの強さに関わる３つのフランク弾性係数のうちツイスト係数（Ｋ２２）が最低値になることが影響している。

このように、比較例に係る液晶表示装置では、ベンド配列と１８０°ツイスト配列との間の変化を生じ得る。ベンド配列が維持されない場合、高い応答速度を達成できない。更に、図７及び図８に示す液晶分子ＬＣの回転方向が互いに異なる１８０°ツイスト配列が混在すると、それらの境界部にディスクリネーションと呼ばれる配向不良領域が発生する。この配向不良領域が形状を変える応答挙動は、通常の液晶分子の応答挙動よりも遅い。そのため、液晶層の応答速度は、更に悪化する。

ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化が遅ければ、交流駆動することによってベンド配列を維持することができる。しかしながら、以下に説明する通り、ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化に要する時間は、典型的な動画フレーム期間である１６．７ｍｓよりも短い。

本発明者らは、比較例に係る液晶表示装置について、液晶分子ＬＣの応答を調べた。具体的には、液晶層３０に短周期のパルス電圧を印加し、配向膜１４０及び２４０間の中間レベルに位置した液晶分子ＬＣが基板１００の前面に対して垂直に配向している状態が保たれる期間を測定した。その結果、この期間の典型値は、室温では数ｍｓ未満であった。

このように、ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化に要する時間は、典型的な動画フレーム期間である１６．７ｍｓよりも短い。従って、比較例に係る液晶表示装置では、ベンド配列と１８０°ツイスト配列との間の変化を生じる。それ故、比較例に係る液晶表示装置は、高い応答速度を達成しない。

図９は、図１に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図である。図１０は、図１に示す液晶表示装置の液晶分子に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程において作用する力を概念的に示す断面図である。図１１は、図１に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列を概略的に示す断面図である。

図１乃至図５を参照しながら説明した液晶表示装置がＯＦＦ状態にある場合、図９に示すように、液晶分子ＬＣはベンド配列を形成する。この場合、上述の通り、液晶層３０のうち領域１４０ａ及び２４０ａ間に位置した部分３０ａは、液晶層３０のうち領域１４０ｂ及び２４０ｂ間に位置した部分３０ｂとは、配向膜１４０及び２４０近傍の領域に位置した液晶分子ＬＣが異なる方向に傾いている。具体的には、領域１４０ａ及び２４０ａの近傍に位置した液晶分子ＬＣは、方向Ｄ２とは逆方向に向けて傾いている。他方、領域１４０ｂ及び２４０ｂの近傍に位置した液晶分子ＬＣは、方向Ｄ２に向けて傾いている。

ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程において、部分３０ａでは、液晶分子ＬＣに回転方向が右回りのツイスト配列を形成させる力、又は、液晶分子ＬＣに回転方向が左回りのツイスト配列を形成させる力が誘起される。同様に、部分３０ｂでは、液晶分子ＬＣに回転方向が右回りのツイスト配列を形成させる力、又は、液晶分子ＬＣに回転方向が左回りのツイスト配列を形成させる力が誘起される。

従って、図１０に示すように、或る部分３０ａにおいて誘起される力が生じさせるツイスト配列の回転方向は、この部分３０ａと隣接した部分３０ｂにおいて誘起される力が生じさせるツイスト配列の回転方向とは異なり得る。図９に示す配列から図１０に示す配列を生じる過程では、部分３０ａと部分３０ｂとの間で液晶分子ＬＣが干渉する。その結果、液晶分子ＬＣにツイスト配列を形成させる力が相殺される。それ故、図１１に示すように、ベンド配列が維持される。

液晶層３０の或る位置でベンド配列が維持されていれば、その近傍の位置においてベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化を生じることはない。それ故、ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化を防止すること、又は、この変化に要する時間を長くすることが可能である。従って、高い応答速度を達成することができる。

次に、本発明の第２態様を説明する。
図１２は、本発明の第２態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図１３は、図１２に示す液晶表示装置の断面図である。図１４は、図１２に示す液晶表示装置のアレイ基板を概略的に示す平面図である。図１５は、図１２に示す液晶表示装置の対向基板を概略的に示す平面図である。

なお、図１２において、参照符号２、３、４、５、ＰＸ及びＣは、それぞれ、上述した走査線駆動回路、信号線駆動回路、補助容量線駆動回路、コントローラ、画素及びキャパシタを示している。また、図１４では、一部の構成要素のみを描いており、カラーフィルタ、薄膜トランジスタ及び配線などの構成要素を省略している。

図１２及び図１３に示す液晶表示装置は、ＯＣＢモードのアクティブマトリクス型液晶表示装置である。この表示装置は、以下の構成を採用したこと以外は、図１乃至図５を参照しながら説明した表示装置とほぼ同様である。

この液晶表示装置の背面基板１０は、信号線１０８の代わりに、信号線１０８ａ及び１０８ｂを含んでいる。信号線１０８ａ及び１０８ｂの各々は、Ｙ方向に延びている。そして、信号線１０８ａ及び１０８ｂからなる配線群は、Ｘ方向に配列している。信号線１０８ａ及び１０８ｂは、信号線駆動回路３に接続されている。信号線１０８ａ及び１０８ｂの材料としては、例えば、信号線１０８について説明したのと同様のものを使用することができる。

背面基板１０は、スイッチング素子１１０の代わりに、スイッチング素子１１０ａ及び１１０ｂを含んでいる。スイッチング素子１１０ａ及び１１０ｂは、例えば薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ１１０ａ及び１１０ｂのゲートは、走査線１０４に接続されている。

画素電極１３０は、導体層１３０１と絶縁体層１３０２と導体層１３０３とを含んでいる。導体層１３０１及び１３０３は、絶縁体層１３０２を間に挟んで向き合っている。

導体層１３０１は、例えば、図１乃至図５を参照しながら説明した表示装置の画素電極１３０と同様である。導体層１３０１は、スイッチ１１０ａを介して信号線１０８ａに接続されている。導体層１３０１のうち導体層１３０３と向き合った部分には、スリットなどの開口が設けられていてもよい。

絶縁体層１３０２は、導体層１３０１を被覆している。絶縁体層１３０２は、例えば、ＳｉＮ_x及びＳｉＯ_yなどの無機材料からなる。

導体層１３０３は、絶縁体層１３０２上に形成されている。導体層１３０３は、導体層１３０１から電気的に絶縁されており、スイッチ１１０ｂを介して信号線１０８ｂに接続されている。導体層１３０３には、例えば、ＩＴＯなどの透明導電体又は金属材料を使用することができる。

導体層１３０３は、各々が一方向に延びた形状を有し、幅方向に配列した複数の第１部分を含んでいる。ここでは、一例として、第１部分の長さ方向は方向Ｄ２に対して平行であり、第１部分の幅方向は方向Ｄ１に対して平行であるとする。また、ここでは、或る導体層１３０１と向き合った複数の第１部分は、互いに電気的に接続されているとする。

第１部分の幅は、第１部分の間隔と等しくてもよく、異なっていてもよい。
第１部分の幅及び間隔は、例えば５μｍ以下とし、典型的には３μｍ以下とする。上述した通り、配向不良領域の幅は、通常、約５μｍである。第１部分の幅及び間隔の各々を小さくすると、応答速度がより高くなる。

第１部分の幅及び間隔は、例えば０．５μｍ以上とし、典型的には１μｍ以上とする。第１部分の幅及び間隔の各々を小さくすると、輝度が低下する。

前面基板２０は、以下に説明するように、背面基板１０から、カラーフィルタ層１２０とスイッチ１１０ａとキャパシタＣと信号線１０８ａと参照配線１０６とを省略し、Ｘ方向に隣り合った導体層１３０１を電気的に接続してなるものとほぼ同様の構造を有している。

基板２００の背面基板１０との対向面には、アンダーコート層２０１が形成されている。アンダーコート層２０１の材料としては、例えば、アンダーコート層１０１について例示したのと同様のものを使用することができる。

アンダーコート層２０１上には、図示しない半導体層が配置されている。各半導体層は、例えば、チャネル、ソース及びドレインが形成されたポリシリコン層である。

半導体層及びアンダーコート層２０１は、ゲート絶縁膜２０３で被覆されている。ゲート絶縁膜２０３は、例えば、ＴＥＯＳを用いて形成することができる。

ゲート絶縁膜２０３上には、図１２及び図１３に示す走査線２０４と、図示しないゲート電極とが並置されている。

走査線２０４は、各々がＸ方向に延び、走査線１０４に対応してＹ方向に配列している。走査線２０４は、走査線駆動回路２に接続されている。走査線２０４の材料としては、例えば、走査線１０４について例示したのと同様のものを使用することができる。

ゲート電極は、走査線２０４の一部として設けられている。また、ゲート電極は、ゲート絶縁膜２０３を介して、半導体層内に形成されたチャネルと向き合っている。ゲート電極とゲート絶縁膜２０３と半導体層とは、走査線２０４と後述する信号線２０８との交差部近傍に配置されたスイッチ又はスイッチング素子２１０ｂとして、薄膜トランジスタを構成している。なお、ここでは、スイッチ２１０ｂとして薄膜トランジスタを例示しているが、ダイオードやＭＩＭ素子などの他の素子を使用してもよい。

ゲート絶縁膜２０３、走査線２０４及びゲート電極は、図１３に示すように、層間絶縁膜２０７で被覆されている。層間絶縁膜２０７には、例えば、ＳｉＮ_x及び／又はＳｉＯ_yなどを使用することができる。

層間絶縁膜２０７上には、図１２に示す信号線２０８ｂと、図示しないドレイン電極とが配置されている。

信号線２０８ｂは、各々がＹ方向に延び、信号線１０８ｂに対応してＸ方向に配列している。信号線２０８ｂは、信号線駆動回路２０８ｂに接続されている。信号線２０８ｂの材料としては、例えば、信号線１０８について例示したのと同様のものを使用することができる。

この例では、スイッチ２１０ｂとして薄膜トランジスタを使用すると共に、信号線２０８ｂを、層間絶縁膜２０７に設けた貫通孔を介して、薄膜トランジスタ２１０ｂのソースに接続している。即ち、この例では、信号線２０８ｂは、ソース電極を兼ねている。

ドレイン電極の一端は、層間絶縁膜２０７に設けた貫通孔を介して薄膜トランジスタ２１０ｂのドレインに接続されている。ドレイン電極には、例えば、信号線２０８ｂと同一の材料を使用することができる。

層間絶縁膜２０７、信号線２０８ｂ及びドレイン電極は、絶縁下地層で被覆されている。ここでは、一例として、絶縁下地層を、パッシベーション膜２１１で構成している。パッシベーション膜２１１の材料としては、例えば、パッシベーション膜１１１について例示したのと同様のものを使用することができる。

パッシベーション膜２１１上では、画素電極２３０が、画素電極１３０に対応して配列している。

画素電極２３０の各々は、導体層２３０１と絶縁体層２３０２と導体層２３０３とを含んでいる。導体層２３０１及び２３０３は、絶縁体層２３０２を間に挟んで向き合っている。

Ｘ方向に隣り合った導体層２３０１は、互いに電気的に接続されている。他方、Ｙ方向に隣り合った導体層２３０１は、互いから電気的に絶縁されている。Ｘ方向に隣り合った導体層２３０１から各々がなる行は、走査線駆動回路２に接続されている。導体層２３０１の材料としては、例えば、上述した共通電極２３０について例示した材料を使用することができる。導体層２３０１のうち導体層２３０３と向き合った部分には、スリットなどの開口が設けられていてもよい。

絶縁体層２３０２は、導体層２３０１を被覆している。絶縁体層２３０２は、例えば、ＳｉＮ_x及びＳｉＯ_yなどの無機材料からなる。

導体層２３０３は、絶縁体層２３０２上に形成されている。導体層２３０３は、導体層２３０１から電気的に絶縁されており、スイッチ２１０ｂを介して信号線２０８ｂに接続されている。導体層２３０３には、例えば、ＩＴＯなどの透明導電体又は金属材料を使用することができる。

導体層２３０３は、各々が第１部分の長さ方向に対して平行な方向に延びた形状を有し、先の幅方向に配列した複数の第２部分を含んでいる。これら第２部分は、基板１００の前面に垂直な方向から見た場合に第１部分と重なり合うように配置されている。ここでは、一例として、或る導体層１３０１と向き合った複数の第２部分は、互いに電気的に接続されているとする。

典型的には、第２部分の幅は、第１部分の幅と等しい。同様に、典型的には、第２部分の間隔は、第１部分の間隔と等しい。

典型的には、第２部分は、Ｄ１方向の位置が第１部分と等しい。第２部分は、第１部分と少なくとも部分的に向き合っていれば、第１部分間の領域と部分的に向き合っていてもよい。

配向膜１４０は、図１乃至図５を参照しながら説明した配向膜１４０とは異なり、その全体又はほぼ全体が、その近傍の液晶分子を矢印Ａ２で示す方向に向けて傾ける。そして、配向膜２４０も、その全体又はほぼ全体が、その近傍の液晶分子を矢印Ａ２で示す方向に向けて傾ける。

上述した構成を採用すると、高い応答速度を達成することができる。これについて、以下に、図１６乃至図１８を参照しながら説明する。なお、図１６乃至図１８においては、液晶表示装置の構成要素の一部を省略している。また、図１６乃至図１８において、参照符号３０ａ及び３０ｂは、液晶層３０のうち、導体層１３０３の中心線と導体層２３０３の中心線とを通る面を間に挟んだ領域である。

図１６は、図１２及び図１３に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図である。図１７は、図１６に示す液晶表示装置の液晶分子に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程において作用する力の一例を概念的に示す断面図である。図１８は、図１６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列を概略的に示す断面図である。

ＯＦＦ状態においては、液晶層３０のうち第１及び第２部分間に位置した部分と、液晶層３０の他の部分とは、ほぼ同様の電位分布を有している。従って、ＯＦＦ状態においては、図１６に示すように、液晶分子ＬＣはベンド配列を形成する。具体的には、配向膜１４０の近傍に位置した液晶分子ＬＣは、方向Ｄ２に向けて傾いている。同様に、配向膜２４０の近傍に位置した液晶分子ＬＣは、方向Ｄ２に向けて傾いている。

ＯＮ状態においては、導体層１３０１及び２３０１間の電圧の絶対値をより大きくする。加えて、導体層１３０１と導体層１３０３との間の電圧の絶対値と、導体層２３０１と導体層２３０３との間の電圧の絶対値とをより大きくする。

例えば、ＯＦＦ状態においては、導体層１３０１、１３０３、２３０１及び２３０３の電位をほぼ等しくしておく。

そして、ＯＮ状態においては、例えば、導体層１３０１及び導体層２３０１の電位を十分に異ならしめ、導体層１３０３の電位を導体層１３０１の電位と導体層２３０１の電位との間に設定し、導体層２３０３の電位を導体層１３０３の電位と導体層２３０１の電位との間に設定する。或いは、ＯＮ状態においては、例えば、導体層１３０３及び導体層２３０３の電位を十分に異ならしめ、導体層１３０１の電位を導体層１３０３の電位と導体層２３０３の電位との間に設定し、導体層２３０１の電位を導体層１３０１の電位と導体層２３０３の電位との間に設定する。或いは、ＯＮ状態においては、例えば、導体層１３０１及び導体層２３０１の電位を十分に異ならしめ、導体層１３０２と導体層２３０２との電位差が導体層１３０１と導体層２３０１との電位差とほぼ等しくなるように導体層１３０３及び２３０３の電位を設定する。

なお、ＯＮ状態において、導体層１３０１と導体層１３０３との電位差の絶対値は、例えば、導体層１３０１と導体層２３０１との電位差の絶対値の１０％乃至２００％の範囲内とする。同様に、ＯＮ状態において、導体層２３０１と導体層２３０３との電位差の絶対値は、例えば、導体層１３０１と導体層２３０１との電位差の絶対値の１０％乃至２００％の範囲内とする。

こうすると、導体層１３０１と導体層１３０３との間の電位差に起因して、液晶層３０のうち導体層１３０３の近傍の領域には、電気力線の向きが導体層１３０３の長さ方向にほぼ垂直な電界が生じる。この横電界と配向膜１４０及び２４０とは、領域３０ａ内の液晶分子ＬＣと領域３０ｂ内の液晶分子ＬＣとに異なる配列、例えば図１７に示す配列を形成させる力を誘起する。

図１６に示す配列から図１７に示す配列を生じる過程では、部分３０ａと部分３０ｂとの間で液晶分子ＬＣが干渉する。それ故、１８０°ツイスト配列は形成されず、図１８に示すようにベンド配列が維持される。

このように、ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化を防止すること、又は、この変化に要する時間を長くすることが可能である。従って、高い応答速度を達成することができる。

上述した表示装置には、様々な変形が可能である。例えば、図１２に示す表示装置から、スイッチ１１０ｂ及び２１０ｂ、走査線２０４並びに信号線１０８ｂ及び２０８ｂを省略し、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合った導体層２３０１を互いに電気的に接続してもよい。この場合、導体層１３０３及び２３０３は、浮動状態としてもよく、それぞれ導体層１３０１及び２３０１に接続してもよい。或いは、電極１３０及び２３０の少なくとも一方に、図１９又は図２０に示す構造を採用してもよい。

図１９は、電極に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。図２０は、電極に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図である。

図１９に示す電極１３０は、導体層１３０１と絶縁体層１３０２とを含んでいる。絶縁体層１３０２は、図１３及び図１４を参照しながら説明した導体層１３０３とほぼ同様の形状を有している。導体層１３０１は、カラーフィルタ１２０及び絶縁体層１３０２を被覆している。導体層１３０１の表面には、絶縁体層１３０２に対応したレリーフ構造が設けられている。

この電極１３０に電圧を印加すると、導体層１３０１の表面に設けられたレリーフ構造に起因して、液晶層３０に不均一な電位分布を生じる。具体的には、上述した横電界を生じる。従って、図１９に示す電極１３０を使用した場合にも、高い応答速度を達成することができる。

図２０に示す電極１３０は、導体層１３０１と絶縁体層１３０２とを含んでいる。導体層１３０１は、図１３及び図１４を参照しながら説明した導体層１３０１と同様である。絶縁体層１３０２は、図１３及び図１４を参照しながら説明した導体層１３０３とほぼ同様の形状を有している。

この電極１３０に電圧を印加すると、絶縁体層１３０２に起因して、液晶層３０に不均一な電位分布を生じる。具体的には、上述した横電界を生じる。従って、図２０に示す電極１３０を使用した場合にも、高い応答速度を達成することができる。

なお、ここでは、電極１３０に採用可能な構造の例を説明したが、これら構造は、電極２３０に採用することも可能である。

電極１３０及び２３０には、同一の構造を採用してもよく、異なる構造を採用してもよい。例えば、電極１３０に図２０の構造を採用し、電極２３０に図１３及び図１５を参照しながら説明した構造を採用する場合、電極１３０及び２３０は、基板１００の前面に垂直な方向から見たとき絶縁体層１３０２及び導体層２３０３が重なり合うように配置する。

或いは、電極１３０及び２３０の一方にのみ上述した構造を採用し、電極１３０及び２３０の他方には図６乃至図８を参照しながら説明した構造を採用してもよい。この場合も、ベンド配列から１８０°ツイスト配列への変化に要する時間を長くすることができる可能性がある。

上述した技術は、透過型液晶表示装置に適用する代わりに、反射型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置に適用してもよい。また、上述した技術は、ＯＣＢモードの液晶表示装置に適用する代わりに、液晶分子にベンド配列を形成させるπセルなどの他の表示モードの液晶表示装置に適用してもよい。

また、この液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用している。その代わりに、パッシブマトリクス駆動方式及びセグメント駆動方式などの他の駆動方式を採用してもよい。

以下、本発明の例を説明する。
＜例１＞
本例では、図１乃至図５を参照しながら説明した液晶表示装置を、以下の方法により製造した。なお、本例では、背面基板１０の外面に光学補償フィルム４０を配置せず、前面基板２０の外面にのみ光学補償フィルム４０を配置した。

まず、厚さ０．５ｍｍのガラス基板１００上に、アンダーコート層１０１から画素電極１３０までの構造を形成した。この構造の上に、図示しない平坦化層として、ＳｉＯ₂層とアクリル樹脂層とを順次形成した。ここでは、画素電極１３０は略長方形状とし、そのＸ方向のピッチを８２μｍとし、Ｙ方向のピッチを２４６μｍとした。
次に、厚さ０．５ｍｍのガラス基板２００上に、共通電極２３０を形成した。

次いで、平坦化層及び共通電極２３０の各々の上に、ＪＳＲ株式会社製のオプトマーＡＬ６０１０１をスピンコートして、厚さ０．１μｍのポリイミド樹脂層を形成した。各ポリイミド樹脂層に対し、図４及び図５の矢印Ａ１に示す方向にラビング処理を施した。

続いて、各ポリイミド樹脂層上にレジストパターンを形成した。レジストパターンには、領域１４０ｂ又は２４０ｂに対応した位置にスリットを設けた。各スリットの幅は４μｍとし、スリット間の距離も４μｍとした。

その後、各ポリイミド樹脂層に対し、図４及び図５の矢印Ａ２に示す方向にラビング処理を施した。これらポリイミド樹脂層からレジストパターンを剥離することにより、配向膜１４０及び２４０を得た。

次に、背面基板１０の主面に、配向膜１４０を取り囲むように熱硬化性接着剤をディスペンスした。この接着剤層が形成する枠には、液晶注入口として利用するための開口部を設けた。接着剤を半乾燥させた後、図示しないトランスファパッド上に銀ペーストをディスペンスした。

次いで、配向膜２４０上に、直径が５．０μｍの粒状スペーサを散布した。ここではスペーサとして粒状スペーサを散布したが、その代わりに、感光性樹脂を用いて柱状スペーサを形成してもよい。

その後、背面基板１０と前面基板２０とを、配向膜１４０及び２４０が向き合い且つ法線方向から見たときに領域１４０ａと領域２４０ａとが重なり合うように貼り合せた。そして、これを加熱することにより、空セルを得た。

次に、この空セル内に、ディップ法により誘電率異方性が負のネマチック液晶化合物を注入した。

続いて、液晶注入口に紫外線硬化樹脂をディスペンスし、これに紫外線を照射した。更に、背面基板１０の外面に偏光板５０を貼り付けると共に、前面基板２０の外面に光学補償フィルム４０及び偏光板５０を順次貼り付けた。

なお、ここで使用した光学補償フィルム４０は、ディスコティック液晶化合物をその光学軸がＸ方向に垂直な面内で変化するようにベンド配向させた光学異方性層を含んでいる。この光学補償フィルム４０の最大の主法線速度の方向は厚さ方向と平行であり、最小の主法線速度の方向はＸ方向と平行であり、残りの主法線速度方向はＹ方向と平行である。

このようにして得られた液晶表示パネル１を図示しないバックライトユニットなどと組み合わせることにより、図１乃至図５を参照しながら説明した液晶表示装置を完成した。

次に、この液晶表示装置について、応答時間の測定を行った。具体的には、室温下、バックライトを点灯させた状態で、画素電極１３０と共通電極２３０との間に振幅が±１０Ｖであり、周波数が３００Ｈｚのパルス交流電圧を印加した。そして、この状態で、透過率応答曲線を計測した。なお、立ち上がり応答時間は、相対透過率が９０％に達するまでの時間とした。また、立ち下がり応答時間は、相対透過率が１０％に達するまでの時間とした。その結果、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間との和は２ｍｓであった。

＜例２＞
本例では、図１２乃至図１５を参照しながら説明した液晶表示装置を、以下の方法により製造した。なお、本例では、カラーフィルタ１２０は、パッシベーション膜１１１と層間絶縁膜１０７との間に設置せず、液晶セルの外側に貼り付けた。

まず、厚さ０．５ｍｍのガラス基板１００上に、アンダーコート層１０１からパッシベーション膜１１１までの構造を形成した。次に、パッシベーション膜１１１上に、導体層１３０１、絶縁体層１３０２及び導体層１３０３をこの順に形成して、電極１３０を得た。ここでは、導体層１３０１は略長方形状とし、そのＸ方向のピッチを８２μｍとし、Ｙ方向のピッチを２４６μｍとした。絶縁体層１３０２としては、ＳｉＯ₂層を形成した。また、導体層１３０３の幅は３μｍとし、導体層１３０３間の距離は４μｍとした。

次に、厚さ０．５ｍｍのガラス基板２００上に、アンダーコート層２０１からパッシベーション膜２１１までの構造を形成した。次に、パッシベーション膜２１１上に、導体層２３０１、絶縁体層２３０２及び導体層２３０３をこの順に形成して、電極２３０を得た。ここでは、絶縁体層２３０２としては、ＳｉＯ₂層を形成した。また、導体層２３０３の幅は３μｍとし、導体層２３０３間の距離は４μｍとした。

次いで、画素電極１３０及び２３０の各々の上に、ＪＳＲ株式会社製のオプトマーＡＬ６０１０１をスピンコートして、厚さ０．１μｍのポリイミド樹脂層を形成した。各ポリイミド樹脂層に対し、図１４及び図１５の矢印Ａ２に示す方向にラビング処理を施した。これにより、配向膜１４０及び２４０を得た。

次に、背面基板１０の主面に、配向膜１４０を取り囲むように熱硬化性接着剤をディスペンスした。この接着剤層が形成する枠には、液晶注入口として利用するための開口部を設けた。接着剤を半乾燥させた後、図示しないトランスファパッド上に銀ペーストをディスペンスした。

次いで、配向膜２４０上に、直径が５．０μｍの粒状スペーサを散布した。ここではスペーサとして粒状スペーサを散布したが、その代わりに、感光性樹脂を用いて柱状スペーサを形成してもよい。

その後、背面基板１０と前面基板２０とを、配向膜１４０及び２４０が向き合い且つ法線方向から見たときに導体層１３０３と導体層２３０３とが重なり合うように貼り合せた。そして、これを加熱することにより、空セルを得た。

次に、この空セル内に、ディップ法により誘電率異方性が負のネマチック液晶化合物を注入した。

続いて、液晶注入口に紫外線硬化樹脂をディスペンスし、これに紫外線を照射した。更に、背面基板１０の外面に偏光板５０を貼り付けると共に、前面基板２０の外面に光学補償フィルム４０、カラーフィルタ１２０及び偏光板５０を順次貼り付けた。なお、ここで使用した光学補償フィルム４０は、例１で使用したものと同様である。

このようにして得られた液晶表示パネル１を図示しないバックライトユニットなどと組み合わせることにより、図１２乃至図１５を参照しながら説明した液晶表示装置を完成した。

次に、この液晶表示装置について、応答時間の測定を行った。具体的には、室温下、バックライトを点灯させた状態で、導体層１３０１と導体層２３０１との間に振幅が±１０Ｖであり、周波数が５００Ｈｚのパルス交流電圧を印加し、導体層１３０３と導体層２３０３との間に振幅が±９Ｖであり、周波数が５００Ｈｚのパルス交流電圧を印加した。そして、この状態で、透過率応答曲線を計測した。その結果、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間との和は３ｍｓであった。

＜比較例＞
レジストパターンの形成及びその後のラビング処理を省略したこと以外は例１で説明したのと類似の方法により、液晶表示装置を製造した。

この液晶表示装置について、例１で実施したのと同様の条件のもとで透過率応答曲線を計測した。その結果、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間との和は２５ｍｓであった。

本発明の第１態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図１乃至図３に示す液晶表示装置のアレイ基板を概略的に示す平面図。 図１乃至図３に示す液晶表示装置の対向基板を概略的に示す平面図。 比較例に係る液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図。 図６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列の一例を概略的に示す断面図。 図６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列の他の例を概略的に示す断面図。 図１に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図。 図１に示す液晶表示装置の液晶分子に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程において作用する力を概念的に示す断面図。 図１に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列を概略的に示す断面図。 本発明の第２態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１２に示す液晶表示装置の断面図。 図１２に示す液晶表示装置のアレイ基板を概略的に示す平面図。 図１２に示す液晶表示装置の対向基板を概略的に示す平面図。 図１２及び図１３に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＦＦ状態において形成する配列を概略的に示す断面図。 図１６に示す液晶表示装置の液晶分子に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態への変化の過程において作用する力の一例を概念的に示す断面図。 図１６に示す液晶表示装置の液晶分子がＯＮ状態において形成する配列を概略的に示す断面図。 電極に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。 電極に採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図。

符号の説明

１…液晶表示パネル、２…走査線駆動回路、３…信号線駆動回路、４…補助容量線駆動回路、５…コントローラ、１０…背面基板、２０…前面基板、３０…液晶層、３０ａ…部分、３０ｂ…部分、４０…光学補償フィルム、５０…偏光板、１００…透明基板、１０１…アンダーコート層、１０２…半導体層、１０３…ゲート絶縁膜、１０４…走査線、１０５…ゲート電極、１０６…参照配線、１０７…層間絶縁膜、１０８…信号線、１０８ａ…信号線、１０８ｂ…信号線、１０９…ドレイン電極、１１０…スイッチ、１１０ａ…スイッチ、１１０ｂ…スイッチ、１１１…パッシベーション膜、１２０…カラーフィルタ、１３０…電極、１４０…配向膜、１４０ａ…領域、１４０ｂ…領域、２００…透明基板、２０１…アンダーコート層、２０３…ゲート絶縁膜、２０４…走査線、２０７…層間絶縁膜、２０８ｂ…信号線、２１０ｂ…スイッチ、２１１…パッシベーション膜、２３０…電極、２４０…配向膜、２４０ａ…領域、２４０ｂ…領域、１３０１…導体層、１３０２…絶縁体層、１３０３…導体層、２３０１…導体層、２３０２…絶縁体層、２３０３…導体層、ＬＣ…液晶分子、ＰＸ…画素。

Claims (19)

1. 互いに向き合った第１及び第２基板と、
   前記第１及び第２基板間に介在し、誘電率異方性が負の液晶分子を含んだ液晶層と、
   前記第１基板と前記液晶層との間に介在し、第１絶縁体層と第１導体層との積層体を含み、前記第１絶縁体層及び前記第１導体層の一方は、各々が一方向に延びた形状を有し、幅方向に配列した複数の第１部分を含んでいる第１電極と、
   前記第２基板と前記液晶層との間に介在し、前記液晶層を間に挟んで前記第１電極と向き合った第２電極と、
   前記第１電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１基板の前記第２基板と向き合った主面に平行な第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第１配向膜と、
   前記第２電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第２配向膜と
   を具備した液晶表示装置。
2. 前記第２電極は、第２絶縁体層と第２導体層との積層体を含み、前記第２絶縁体層及び前記第２導体層の一方は、各々が前記複数の第１部分の長さ方向に対して平行な方向に延びた形状を有し、前記幅方向に配列した複数の第２部分を含んでいる請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数の第１及び第２部分は、前記主面に垂直な方向から見た場合に重なり合うように配置されている請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１導体層は前記複数の第１部分を含み且つ前記第１絶縁体層と前記第１配向膜との間に介在し、前記第１電極は前記第１絶縁体層と前記第１基板との間に介在した第３導体層を更に含み、前記第２導体層は前記複数の第２部分を含み且つ前記第２絶縁体層と前記第２配向膜との間に介在し、前記第２電極は前記第２絶縁体層と前記第２基板との間に介在した第４導体層を更に含んだ請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１及び第２導体層はそれぞれ前記第３及び第４導体層から電気的に絶縁されている請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 第１乃至第３信号線と、前記第１信号線と前記第１導体層との間に接続された第１スイッチと、前記第２信号線と前記第２導体層との間に接続された第２スイッチと、前記第３信号線と前記第３導体層との間に接続された第３スイッチとを更に具備した請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第４導体層に接続された走査線と、
   前記走査線に接続され、前記走査線に走査電圧を出力する走査線駆動回路と、
   前記第１乃至第３信号線に接続され、前記第１乃至第３信号線にそれぞれ第１乃至第３信号電圧を出力する信号線駆動回路と、
   前記走査線駆動回路及び前記信号線駆動回路に接続され、前記走査線駆動回路及び前記信号線駆動回路の動作を制御するコントローラと
   を更に具備した請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記コントローラは、前記走査線駆動回路及び前記信号線駆動回路にそれぞれ前記走査電圧及び前記第３信号電圧を異なる大きさで出力させる場合に、前記信号線駆動回路に、前記第１信号電圧を前記第３信号電圧乃至前記走査電圧の範囲内の大きさで、及び、前記第２信号電圧を前記第１信号電圧乃至前記走査電圧の範囲内の大きさで出力させる請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１及び第２導体層の少なくとも一方は浮動状態にある請求項５に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１及び第２導体層はそれぞれ前記第３及び第４導体層に接続されている請求項４に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１絶縁層は前記複数の第１部分を含み且つ前記第１導体層と前記第１基板との間に介在し、前記第１導体層の前記液晶層と向き合った主面には前記複数の第１部分に対応したレリーフ構造が設けられており、前記第２絶縁層は前記複数の第２部分を含み且つ前記第２導体層と前記第２基板との間に介在し、前記第２導体層の前記液晶層と向き合った主面には前記複数の第２部分に対応したレリーフ構造が設けられている請求項３に記載の液晶表示装置。
12. 前記第１絶縁層は前記複数の第１部分を含み且つ前記第１導体層と前記第１配向膜との間に介在し、前記第２絶縁層は前記複数の第２部分を含み且つ前記第２導体層と前記第２配向膜との間に介在した請求項３に記載の液晶表示装置。
13. 前記複数の第１及び第２部分の各々の長さ方向は前記第１方向に対して平行である請求項２に記載の液晶表示装置。
14. 前記複数の第１部分の幅及び間隔は５μｍ以下であり、前記複数の第２部分の幅及び間隔はそれぞれ前記複数の第１部分の幅及び間隔と等しい請求項２に記載の液晶表示装置。
15. 互いに向き合った第１及び第２基板と、
    前記第１及び第２基板間に介在し、誘電率異方性が負の液晶分子を含んだ液晶層と、
    前記第１基板と前記液晶層との間に介在した第１電極と、
    前記第２基板と前記液晶層との間に介在し、前記液晶層を間に挟んで前記第１電極と向き合った第２電極と、
    前記第１電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１基板の前記第２基板と向き合った主面に平行な第１方向に向けて前記液晶分子を傾ける第１領域と、前記主面に平行であり且つ前記第１方向とは逆向きの第２方向に向けて前記液晶分子を傾ける第２領域とを含んだ第１配向膜と、
    前記第２電極と前記液晶層との間に介在し、前記第１領域と向き合った第３領域は前記第１方向に向けて前記液晶分子を傾け、前記第２領域と向き合った第４領域は前記第２方向に向けて前記液晶分子を傾ける液晶表示装置。
16. 前記第１及び第２領域は、各々が前記主面に平行な第３方向に延びた形状を有し、前記主面に平行であり且つ前記第３方向と交差する第４方向に交互に配列している請求項１５に記載の液晶表示装置。
17. 前記第１及び第２方向の各々は前記第４方向と交差している請求項１６に記載の液晶表示装置。
18. 前記第１及び第２方向の各々は前記第３方向に対して平行である請求項１６に記載の液晶表示装置。
19. 前記第１及び第２領域の各々は前記第４方向の寸法が５μｍ以下である請求項１６に記載の液晶表示装置。

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