JP2619579B2

JP2619579B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2619579B2
Application number: JP3338807A
Authority: JP
Inventors: 善郎小池; 謙次岡元; 清治田沼; 豪鎌田; 良志郎片山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH05173138A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一対の対向する透明な
基板の間に液晶を挿入した液晶パネルからなる。一方の
ガラス基板の内面には共通電極及び配向膜が設けられ、
他方の基板の内面には画素電極及び配向膜が設けられ
る。最近では、後者の基板に画素電極とともにアクティ
ブマトリクス回路を形成することが多くなっている。さ
らに、これらの基板の外側にはそれぞれ偏光板が設けら
れる。通常、これらの偏光板は偏光の透過軸が互いに直
交するように配置される。以下、このノーマリホワイト
モードを例にとって説明するが、ノーマリブラックモー
ド（偏光板平行）においても、技術的に同様のものにつ
いては適用されることは言うまでもない。

【０００３】液晶表示パネルではツイストネマチック型
の液晶がよく使用される。液晶分子は両基板の配向膜に
従ってプレチルト及びツイストする。すなわち、液晶の
分子の長軸方向が基板の配向膜の配向方向と平行に延
び、両基板の配向膜の配向方向は相互にほぼ垂直になっ
ているので、一方の基板から他方の基板に向かうにつれ
て螺旋状にツイストしていく。また、液晶の分子は配向
方向に従ってプレチルトすることが知られている。

【０００４】液晶の配向は、配向膜にそれぞれ所定の方
向にラビングを行うことにより達成され、ラビングの方
向が液晶の配向方向と一致する。また、液晶の配向は、
例えば配向膜を斜め蒸着により形成することでも支配で
きる。液晶に電圧を印加しないときに、液晶の分子は初
期のツイスト及びプレチルトを維持した状態にあり、入
射光は液晶のツイストに沿って旋回しながら進み、液晶
セルから出射する。このときに、ノーマリホワイトモー
ドでは白表示が得られる。電圧を印加すると、液晶が立
ち上がり、液晶の複屈折作用が弱くなり、上記した光の
旋回作用が弱くなって、入射光が液晶セルを透過しにく
くなり、黒表示が得られるようになる。このようにし
て、液晶への印加電圧を制御しながら、全体で明暗のコ
ントラストのある画像を形成する。

【０００５】液晶に電圧を印加したときには、液晶の分
子はプレチルトを有する方向へ立ち上がる。実際には、
電圧を印加したときに全ての液晶の分子が同様に立ち上
がるのではなく、基板の配向膜の近くに位置する液晶の
分子は配向膜に規制されてわずかしか立ち上がらず、両
基板の中間部に位置する液晶の分子が最も大きく立ち上
がる。従って、電圧印加時に黒表示を形成するのは、主
として両基板の中間部に位置する液晶の分子の挙動によ
る。

【０００６】液晶の分子は長い棒状の形状をしており、
屈折率の異方性を有するため、光の入射する方向により
複屈折の効果が異なる。電圧を印加したときに液晶の分
子は基板の表面に垂直になるまで立ち上がるわけではな
く、基板の表面に対してある程度の角度まで立ち上が
る。従って、電圧印加により液晶の分子が基板の表面に
対してある角度まで立ち上がったとき、観視者は、画面
を見る方向により、液晶の分子の長軸方向との位置関係
が異なり、光の透過率の差が発生して得られる黒表示の
程度が異なる。このため、観視者の位置によっては、画
像の明暗のコントラストが低下する。これは、液晶表示
装置の視角特性として一般に認識されている。

【０００７】このような問題点を解決するために、特開
昭５４─５７５４号公報は、液晶の微小な単位領域の各
々に液晶の分子のツイスト方向が異なる２つの液晶配向
区分を形成することを提案している。また、特開昭６３
─１０６６２４号公報は、１画素内で液晶の分子の配向
方向の異なる２つの液晶配向区分を形成することを提案
している。これらの提案によれば、ある視角特性の液晶
配向区分と別の異なる視角特性の液晶配向区分とを混合
することにより、全体としての視覚特性の向上を図るこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように液晶の
微小な単位領域の各々に２つの液晶配向区分を形成した
場合、これらの２つの液晶配向区分の境界部では液晶の
分子が一様に並んでいないので液晶の分子の配向が安定
しないという問題点があった。また、上記したように液
晶の微小な単位領域の各々に２つの液晶配向区分を形成
した場合、これらの２つの液晶配向区分の境界部では一
般に、ディスクリネーションが生じるという問題点があ
った。図１１は液晶パネルＰに２つの液晶配向区分Ａ、
Ｂを繰り返しのパターンで形成した場合に液晶配向区分
Ａ、Ｂの境界部にディスクリネーションＤが生じたとこ
ろを示している。このディスクリネーションＤは、ＴＮ
液晶におけるノーマリホワイトモードでは明るい縞状に
見える。このようなディスクリネーションＤは明暗のコ
ントラストを低下させるので望ましくない。

【０００９】本発明の目的は、液晶の微小な単位領域の
各々に形成された２つの液晶配向区分を有した液晶表示
装置において、液晶の分子の配向性を向上し、また２つ
の液晶配向区分の境界部に生じるディスクリネーション
の問題を解消できるようにした液晶表示装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、第１及び第２の対向する基板１６、１８と、該第
１の基板の内面に設けたられた第１の電極２１及び第１
の配向膜２２と、該第２の基板の内面に設けられた第２
の電極２４及び第２の配向膜２６と、該第１及び第２の
基板の間に挿入された液晶２０と、からなる液晶表示装
置であって、該液晶が、液晶分子が該第１の配向膜２２
及び該第２の配向膜２６の配向処理に従ってプレチルト
及びツイストする液晶からなり、該第１の配向膜２２及
び該第２の配向膜２６が、相互にほぼ垂直な配向方向を
有し、且つ複数の微小な単位領域の各々に形成された第
１及び第２の液晶配向区分Ａ、Ｂを有し、よって該第１
の液晶配向区分における液晶の分子と該第２の液晶配向
区分における液晶の分子が平行な方向に長軸方向を有し
且つ逆方向にプレチルトするように配向処理され、か
つ、図１に示されるように、該微小な単位領域の第１及
び第２の液晶配向区分Ａ、Ｂが、該第１の配向膜と該第
２の配向膜２２、２６の中間部に位置する液晶の分子の
長軸方向と平行な方向に長くストライプ状に設けられる
ことを特徴とするものである。

【００１１】本発明の別の特徴による液晶表示装置は、
液晶の微小な単位領域の各々に形成された２つの液晶配
向区分Ａ、Ｂを有した液晶表示装置において、第１及び
第２の対向する基板１６、１８の少なくとも一方に、該
微小な単位領域の第１及び第２の液晶配向区分の境界に
沿って延びる遮光膜４０が設けられることを特徴とする
ものである。本発明の別の特徴による液晶表示装置は、
液晶の微小な単位領域の各々に形成された２つの液晶配
向区分Ａ、Ｂを有した液晶表示装置において、第１の基
板及び第２の基板にそれぞれ設けられた第１の配向膜及
び第２の配向膜２２、２６が、該微小な単位領域の第１
及び第２の液晶配向区分Ａ、Ｂの境界部に該第１及び第
２の液晶配向区分の配向状態とは異なる配向状態を表す
第３の液晶配向区分Ｃを有するように配向処理されてい
ることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記した最初の構成においては、微小な単位領
域毎に第１及び第２の液晶配向区分を設けることによっ
て、明暗のコントラストが向上し、さらに、該第１の配
向膜と該第２の配向膜の中間部に位置する液晶の分子の
長軸が相互に平行な方向に長く延びており、両区分の境
界部の変形がツイスト変形により維持されているため、
液晶の分子がより良く配向するようになる。（通常のネ
マチック液晶においてはツイスト変形に係わる弾性係数
が小さいため）。

【００１３】次に、微小な単位領域の第１及び第２の液
晶配向区分の境界に沿って延びる遮光膜は、図１１に示
したようなディスクリネーションの部分を覆い、ディス
クリネーションによる明暗のコントラストの低下を解消
する。なお、遮光膜は約５μｍ〜１０μｍ程度の幅があ
れば十分であり、遮光膜が画素を横切って設けられてい
る場合でも観視者にはその存在は認識されず、明瞭な画
像が得られる。さらに、配向区分の境界においては、デ
ィスクリネーションとは別の配向乱れを生じ易く、それ
が原因となるコントラスト、表示品質の低下を防止する
ことも可能となる。

【００１４】次に、微小な単位領域の第１及び第２の液
晶配向区分の境界部に該第１及び第２の液晶配向区分の
配向状態とは異なる配向状態を表す第３の液晶配向区分
を設けると、遮光膜を設けることなくディスクリネーシ
ョンによる特性低下を解消することができる。

【００１５】

【実施例】図３から図１０は本発明の前提となる第１及
び第２の液晶配向区分について説明するものである。図
３は、本発明の実施例の液晶表示装置の液晶パネル１０
と、偏光板１２、１４とを示す図である。液晶パネル１
０は、一対の透明なガラス基板１６、１８の間に液晶２
０を封入したものである。図示しない光源からの光は矢
印Ｌの方から液晶パネル１０に入射し、観視者Ｅは入射
方向とは逆の方向から液晶パネル１０を見るものとし、
以後の説明においては、光の入射側の基板１６を下基板
と呼び、観視者側の基板１８を上基板と呼ぶことにす
る。

【００１６】下基板１６の内面にはＩＴＯの共通電極２
１及び配向膜２２が設けられ、上基板１８の内面には画
素電極２４及び配向膜２６が設けられる。さらに、図３
には、上基板１８と画素電極２４との間に絶縁層を介し
て設けられた蓄積容量電極２８が示されている。図１０
は、上基板１８に設けられた画素電極２４及びアクティ
ブマトリクス回路の配置を示している。アクティブマト
リクス回路は縦、横にマトリクス状に延びるデータバス
ライン３０及びゲートバスライン３２を含み、画素電極
２４は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３４を介してデータ
バスライン３０及びゲートバスライン３２に接続され
る。図１０の右下には、蓄積容量電極２８が液晶２０に
対して並列に設けられる等価回路が示される。

【００１７】図３及び図４を参照すると、液晶２０はツ
イストネマチック型の液晶からなる。ツイストネマチッ
ク型の液晶２０は、下基板１６の配向膜（下配向膜）２
２の配向方向２２ａ及び上基板の配向膜（上配向膜）２
６の配向方向２６ａに従ってツイスト及びプレチルトす
る。図４に示されるように、下配向膜２２の配向方向２
２ａ及び上配向膜２６の配向方向２６ａはガラス平面に
平行な成分が相互に垂直な方向に設けられる。下配向膜
２２の配向方向２２ａ及び上配向膜２６の配向方向２６
ａは、配向処理がラビングによるときには繊維等のラビ
ング材を図４の矢印で示した配向方向２２ａ、２６ａに
移動させることによって実現される。同様に、そのよう
な配向方向をもった配向膜を斜め蒸着により形成するこ
とができる。

【００１８】図４は微小な領域の液晶２０の分子が矢印
Ｔで示されるように左回りにツイストしている例を示し
ている。ここで、２０Ｌは下配向膜２２の近くに位置す
る液晶の分子を示し、２０Ｃは下配向膜２２と上配向膜
２６の間の中間部（液晶層の中央）に位置する液晶の分
子を示し、２０Ｕは上配向膜２６の近くに位置する液晶
の分子を示している。

【００１９】図５の（Ａ）は、これらの液晶２０の分子
２０Ｌ、２０Ｃ、２０Ｕを取り出して示した図である。
図５の（Ａ）の左側半分はこれらの液晶２０の分子２０
Ｌ、２０Ｃ、２０Ｕをパネル上面から見た平面図であ
り、右側半分はこれらの液晶２０の分子２０Ｌ、２０
Ｃ、２０Ｕを上下の配向膜２２、２６とともに見た断面
図である。なお、この断面図は、左側の図の矢印の方向
から見たものである。

【００２０】図５の（Ａ）を参照すると、液晶２０の下
分子２０Ｌの長軸は、平面図で右下から左上へ４５度の
方向へ向き、断面図で左端部が下配向膜２２に対して上
がるプレチルトを示している。液晶２０の中間分子２０
Ｃの長軸は、平面図で下から上へ垂直に向き、断面図で
左端部が上がるプレチルトを示している。液晶２０の上
分子２０Ｕの長軸は、平面図で左下から右上へ４５度の
方向へ向き、断面図で右端部が上配向膜２６に対して上
がるプレチルトを示している。

【００２１】図５の（Ｂ）は、図５の（Ａ）の配向状態
を得る配向膜２２、２６の配向方向（ラビング方向）２
２ａ、２６ａの組合せを示し、実線の矢印が下基板１６
の配向膜２２の配向方向２２ａを示し、破線の矢印が上
基板１８の配向膜２６の配向方向２６ａを示している。
両配向方向２２ａ、２６ａが決まれば、それらの間の液
晶の分子の配向は決まってしまうので、図５の（Ｂ）の
表示は図５の（Ａ）の配向状態を示したものである。以
後、図５の（Ｂ）に示された特徴をもつ液晶パネル１０
の微小部分を液晶配向区分Ａと呼ぶ。

【００２２】ここで、下配向膜２２と上配向膜２６の間
の中間部に位置する液晶の中間分子２０Ｃに注目する
と、液晶の中間分子２０Ｃは電圧を印加しないときには
上下の液晶の分子が２０Ｕ、２０Ｌと同じようにほぼ水
平に配向しているが、電圧を印加すると破線で示される
ようにある程度の傾斜角度まで立ち上がる。

【００２３】図５の（Ｃ）に示されるように、矢印Ｅ_C
は液晶パネルを法線方向から見る場合を示し、矢印
Ｅ_L、Ｅ_Uはそれぞれ下方及び上方から見る場合を示し
ている。液晶パネルを矢印Ｅ_Uの方から見ると、液晶の
中間分子２０Ｃの複屈折の大きさは比較的小さくなり、
濃い黒表示を見ることになる。逆に、これを矢印Ｅ_Lの
方から見ると、液晶の中間分子２０Ｃの複屈折の大きさ
は比較的大きな値を示し、この場合の光の透過量は多い
ので、より明るい黒表示を見ることになる。このよう
に、液晶配向区分Ａの場合には、上方から見る画像は暗
く、下方から見る画像は明るくなる。

【００２４】液晶配向区分Ａの視角特性が、図７の一点
鎖線Ｃ及び破線Ｌ、Ｕで示されている。図７の一点鎖線
Ｃは真正面から見た場合の電圧─透過率曲線である。破
線Ｕ、Ｌは角度４０度の上方及び下方から見た場合の電
圧─透過率曲線である。破線Ｌの場合には、電圧を高く
しても透過率の低下が少ないので、黒い表示を得ようと
しても、比較的に明るい表示になってしまう。破線Ｕの
場合には、電圧をわずかにかけると透過率が大幅に低下
し、すぐに黒になってしまい、白と黒の間の中間色を得
るのに不都合である。

【００２５】そこで、破線Ｌと破線Ｕの特性を加えて２
で割る特性を示したのが実線Ｉである。実線Ｉの特性
は、一点鎖線Ｃの特性に近くなり、視角特性が改善され
る。このため、図６に示されるように、液晶配向区分Ａ
と相補的な特徴をもつ液晶配向区分Ｂを設け、液晶配向
区分Ａと液晶配向区分Ｂを合わせて１単位とする。液晶
配向区分Ｂの配向膜２２、２６の配向方向２２ａ、２６
ａは相互に垂直であるとともに、液晶配向区分Ａの配向
膜２２、２６の配向方向２２ａ、２６ａに対してそれぞ
れ逆になっている。従って、液晶配向区分Ｂの中間分子
２０Ｃは、電圧印加時の立ち上がり方が配向区分Ａの場
合と逆になる。従って、液晶配向区分Ｂの視角特性は、
液晶配向区分Ａとは逆に、上方から見たときに明るいも
のとなり、下方から見たときに暗いものとなる。

【００２６】従って、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂ
を合わせて配置することにより、図７の実線Ｉの特性が
得られる。そして、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂを
合わせたものを１単位領域とし、そのような微小な単位
領域を繰り返して液晶パネル１０を形成する。このよう
な特徴を有する配向膜２２、２６の配向処理をラビング
で行う場合には、それぞれの配向膜２２、２６にまず液
晶配向区分Ａに相当する開口部を有するマスクをあてて
所定の方向にラビングを行い、それから液晶配向区分Ｂ
に相当する開口部を有するマスクをあてて再度別の所定
の方向にラビングを行う。斜め蒸着の場合にも同様にマ
スクを使用して微小な区分毎に配向処理を行うことがで
きる。

【００２７】図６は液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂが
縦に並べて配置された例を示しているが、これは下配向
膜２２と上配向膜２６の間の中間部に位置する液晶の中
間分子２０Ｃの配向方向を同時に説明するために縦に並
べて示しただけであって、図８に示すように液晶配向区
分Ａと液晶配向区分Ｂを横に並べて配置したものと実質
的に同じである。また、上記説明では、液晶２０は左回
りのツイストをするものであったが、図９に示すよう
に、図示のような配向方向２２ａ、２６ａをもった液晶
配向区分Ａ１と液晶配向区分Ｂ１によれば右回りのツイ
ストで同様の特徴を達成することができる。

【００２８】液晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂは異な
る視角特性をもっており、その差が観視者に認識されな
いで一様な画像を形成するためには、液晶配向区分Ａ及
び液晶配向区分Ｂの面積はある程度小さいものであるこ
とが望ましい。好ましくは、１単位領域は、データバス
ライン３０とゲートバスライン３２とで囲まれた１画素
領域と一致するように形成するとよい。カラー表示のた
めに下基板１６にカラーフィルタが設けられる場合に
は、その１画素領域はカラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂ毎の
領域とする。しかし、１単位領域は、１画素領域の整数
倍（３倍程度まで）、あるいは１画素領域の整数の逆数
倍にしてもよい。

【００２９】さて、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂを
設ける場合、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂを単に碁
盤の目状に配置すると、上記問題点として記載したよう
に、これらの２つの液晶配向区分の境界部で液晶の配向
性が悪化したり、図１１に示したようなディスクリネー
ショが生じるという問題点が生じる。そこで本発明はそ
のような問題点を解決するためにさらに発展する。

【００３０】図１を参照すると、本発明による液晶表示
装置は、上記した特徴を備えた液晶配向区分Ａと液晶配
向区分Ｂからなる微小な単位領域の繰り返しからなると
ともに、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂが、下配向膜
２２と上配向膜２６の中間部に位置する液晶の分子２０
Ｃの延びる方向（長軸方向）と平行な方向に長くストラ
イプ状に設けられる。

【００３１】図５及び図６を参照して説明したように、
液晶配向区分Ａでは液晶の中間分子２０Ｃは表示画面に
垂直な平面内に延び、同様に液晶配向区分Ｂでも液晶の
中間分子２０Ｃは表示画面に垂直な平面内に延びる。す
なわち、図１では、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの
液晶の中間分子２０Ｃはともに紙面に垂直な平面内に延
び、この紙面に垂直な平面（図の直線）が液晶配向区分
Ａと液晶配向区分Ｂを区画する。このように、下配向膜
２２と上配向膜２６の中間部に位置する液晶の分子２０
Ｃが相互に平行な方向に長く延びており、両区分の境界
部での変形がツイスト変形により維持されるので、境界
部における液晶の分子２０Ｃがより良く配向するように
なる。

【００３２】すなわち、図２の（Ａ）に示されるよう
に、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの液晶の中間分子
２０ＣはわずかではあるがＸ字状に互いに反対方向に傾
斜している（図２の（Ａ）は図１の左端側の矢印から見
た場合を示す）。これらの液晶の中間分子２０Ｃは電界
を印加することによってそれぞれ矢印Ａ、Ｂの方向に立
ち上がる。一方、図２の（Ｂ）は、本発明の特徴とは違
って、液晶の中間分子２０Ｃが図１の液晶配向区分Ａと
液晶配向区分Ｂを区画する直線に垂直な平面内に延びる
配向の場合（横ストライプで区分した場合）を示し、こ
の場合には液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界部に
位置する液晶の中間分子２０Ｃは端部同士が突き合うよ
うに緩いＶ字形に配列する。

【００３３】液晶２０の分子同士は互いに作用し合って
おり、液晶２０の分子が姿勢を変化させるのを相互に阻
止している。従って、液晶２０を立ち上がらせるために
は、その相互作用力に打ち勝つ力を与えることが必要で
ある。図２の（Ａ）に示される本発明の場合には、液晶
配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界部に位置する液晶の
中間分子２０Ｃの変形はツイストの弾性係数をもつ構造
になっており、図２の（Ｂ）に示す構成の場合には、液
晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界部に位置する液晶
の中間分子２０Ｃの変形はベンドの弾性係数をもつ構造
になっている。一般に、液晶に曲げ力を与える場合に、
ツイストの弾性係数はベンドの弾性係数よりも小さい。
よって本発明の中間分子２０Ｃはその他の構成のものよ
りも配向区分での液晶変形にともなうエネルギーが小さ
くなり、より配向性が高いという特徴がある。

【００３４】図１２は本発明の第２実施例を示す図であ
る。この実施例においては、本発明による液晶表示装置
は、上記した特徴を備えた液晶配向区分Ａと液晶配向区
分Ｂからなる微小な単位領域の繰り返しからなるととも
に、下基板１６及び上基板１８（図２参照）の少なくと
も一方に、該微小な単位領域の液晶配向区分Ａと液晶配
向区分Ｂの境界に沿って延びる遮光膜４０が設けられる
ことを特徴とするものである。

【００３５】この遮光膜４０は、図１１に示したような
ディスクリネーションＤの部分を覆い、ディスクリネー
ションＤによる明暗のコントラストの低下を低減する。
なお、遮光膜４０は約５μｍ〜１０μｍ程度の幅があれ
ば十分であり、遮光膜４０が画素を横切って設けられて
いる場合でも観視者にはその存在は認識されず、明瞭な
画像が得られる。

【００３６】図１３は遮光膜４０の別の実施例を示し、
この実施例では遮光膜４０が上基板１８（図３参照）に
形成された蓄積容量電極２８と兼用するように構成され
る。この実施例では、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂ
を構成する単位領域はデータバスライン３０とゲートバ
スライン３２とで囲まれた１画素領域と一致するように
形成され、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界は画
素電極２４を横切るようにゲートバスライン３２と平行
に延びる。トランジスタ３４は冗長構成で画素電極２４
に対して上下端部に２個設けられており、液晶配向区分
Ａと液晶配向区分Ｂの境界は両トランジスタ３４の中間
を通る。

【００３７】遮光膜４０兼蓄積容量電極２８は上基板１
８の表面に設けられ、その上に絶縁層を設けた後、ＩＴ
Ｏの画素電極２４が形成される。遮光膜４０兼蓄積容量
電極２８は導電性があり、且つ不透明な材料、例えばア
ルミニウムや、チタン等で作られる。遮光膜４０兼蓄積
容量電極２８をゲートバスライン３２と同じ材料で作る
と、これらを上基板１８の表面に同時に形成することが
できる。従って、この構成によれば、遮光膜４０の形成
は容易である。

【００３８】図１４は遮光膜４０の別の実施例を示す図
である。この実施例では、液晶配向区分Ａ及び液晶配向
区分Ｂは、それぞれデータバスライン３０とゲートバス
ライン３２とで囲まれた１画素領域と一致するように形
成され、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界はデー
タバスライン３０及びゲートバスライン３２と重畳する
位置に来るようになっている。従って、この場合には、
データバスライン３０及びゲートバスライン３２がその
まま遮光膜４０となる。また、この実施例に類似して、
液晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂとデータバスライン
３０及びゲートバスライン３２との配置関係を適切する
ことにより、データバスライン３０及びゲートバスライ
ン３２の少なくとも一部を遮光膜４０として利用でき
る。

【００３９】図１５は、図１に示した長くストライプ状
に延びる液晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂを有する構
成において、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界が
データバスライン３０に重畳して延び、従って、この場
合には、データバスライン３０を遮光膜４０として利用
することができる。

【００４０】図１６は遮光膜４０の別の実施例を示す図
である。この実施例では、遮光膜４０は下基板１６に設
けられる。下基板１６には、カラー表示のために下基板
１６にカラーフィルタが設けられ、且つカラーフィルタ
のＲ、Ｇ、Ｂ毎の領域を開口させるブラックマトリクス
４２が設けられる。遮光膜４０は、液晶配向区分Ａと液
晶配向区分Ｂの境界を覆うようにブラックマトリクス４
２の開口部に相当する位置を横切って延びる。

【００４１】図１７は遮光膜４０の別の実施例を示す図
である。この実施例では、遮光膜４０が下基板１６に設
けられ、さらに、別の遮光膜４１が遮光膜４０に対して
ずらした位置で上基板１８に設けられる。例えば、液晶
２０の厚さが５μｍのとき、遮光膜４１と遮光膜４０と
の間のギャップは３０μｍとなっている。図１８は、液
晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂを斜めから見たときの
明暗を示す図である。図１７の実施例は、液晶配向区分
Ａと液晶配向区分Ｂの間の境界部に発生するディスクリ
ネーションを覆うことができるとともに、図１８の特徴
をもつ液晶表示装置のコントラストをさらに向上させる
ものである。

【００４２】すでに図５及び図６の説明から明らかなよ
うに、図１８では、液晶配向区分Ａを下方から見ると明
るく見え、同じ液晶配向区分Ａを上方から見ると暗く見
える。また、液晶配向区分Ｂを下方から見ると暗く見
え、同じ液晶配向区分Ｂを斜め上方から見ると明るく見
える。両者を同じ割合で混合して見た場合の特性が図７
の曲線Ｉで示され、真正面から見た場合の特性が曲線Ｃ
で示されている。この曲線Ｉ及び曲線Ｃは図１９に再掲
載されている。また、図７の曲線Ｃ及び曲線Ｕは図２０
に再掲載されている。

【００４３】図１９及び図２０を参照すると、曲線Ｉは
上下視角方向で対称であり、曲線Ｃと曲線Ｕよりなる特
性を有する従来の液晶パネルに比較して視角特性を向上
させるが、それでも曲線Ｉの中間部よりも右側の部分
（高電圧側）は曲線Ｃよりも高い透過率を示している。
このため、液晶表示装置を上方又は下方から見る場合
に、画面が白っぽく見えることになる。図１７の実施例
では、矢印Ｌの方向に入射する光に対して、その入射角
度の場合に暗く見える傾向のある液晶配向区分Ａの遮光
膜４０と遮光膜４１との間の開口が広くなり（例えば４
０μｍ）、例えば図２０の曲線ＵＯに示される特性の透
過率が得られるようになる。一方、その入射角度の場合
に明るく見える傾向のある液晶配向区分Ｂの遮光膜４０
と遮光膜４１との間の開口が狭くなり（例えば２０μ
ｍ）、図２０の曲線ＬＯに示される特性の透過率が得ら
れるようになる。従って、曲線ＵＯと曲線ＬＯの特性を
混合すると、図１９の曲線ＩＯの特性を得ることができ
るようになる。この曲線ＩＯは元の曲線Ｉの画面が白っ
ぽく見える点を改善している。なお、遮光膜４０を上記
実施例の場合のように蓄積容量電極２８やバスラインに
より形成することができ、遮光膜４１をブラックマトリ
クスとともに形成することができる。

【００４４】図２１は遮光膜４０及び遮光膜４１をそれ
ぞれ基板１６、１８の表面から離れた位置に設け、遮光
膜４０と遮光膜４１との間の斜め開口４３を任意の値に
設定できることを示している。

【００４５】図２２及び図２３は本発明の第３実施例を
示す図である。この実施例においては、本発明による液
晶表示装置は、上記した特徴を備えた液晶配向区分Ａと
液晶配向区分Ｂからなる微小な単位領域の繰り返しから
なるとともに、液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界
部に該液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの配向状態とは
異なる配向状態を表す第３の液晶配向区分Ｃを有するも
のである。

【００４６】図２３に示されるように、液晶配向区分Ｃ
を形成するに当たっては、配向膜２２と配向膜２６に液
晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂとは別の配向処理を行
う。図２３では、液晶配向区分Ｃに相当する配向膜２２
の部分２２ｐと配向膜２６の部分２６ｐに、液晶２０が
立ち上がりやすいような配向処理を行う。すなわち、デ
ィスクリネーションは、液晶２０に電圧を印加したとき
に液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂの境界部の液晶の分
子が立ち上がりにくいことにより生じるものであるか
ら、この部分の液晶を液晶配向区分Ａと液晶配向区分Ｂ
の液晶よりも立ち上がりやすくすることによってディス
クリネーションを解消する。

【００４７】図２４及び図２５は、液晶２０が立ち上が
りやすいような配向処理の一手段として、液晶配向区分
Ｃに相当する配向膜２２の部分２２ｐと配向膜２６の部
分２６ｐを、配向膜のその他の部分よりも水平配向規制
力が弱いようにした例を示す図である。図２６及び図２
７は、液晶２０が立ち上がりやすいような配向処理の一
手段として、液晶配向区分Ｃに相当する配向膜２２の部
分２２ｐと配向膜２６の部分２６ｐに垂直配向処理を施
した例を示す図である。この場合、まず市販のシランカ
ップリング剤等の垂直配向剤を配向膜２２及び配向膜２
６の全面に塗布し、次にイミド化率１００パーセントの
ホリイミド等の水平配向剤を配向膜２２及び配向膜２６
の液晶配向区分Ａ及び液晶配向区分Ｂのところに塗布
し、それからレジストによりマスクを使用してラビング
を行った。

【００４８】図２８は、液晶２０が立ち上がりやすいよ
うな配向処理の一手段として、液晶配向区分Ｃに相当す
る配向膜２２，２６の部分のみにラビングを行わない例
を示す図である。また、図２９は、液晶２０が立ち上が
りやすいような配向処理の一手段として、液晶配向区分
Ｃに相当する配向膜２２，２６の部分に液晶配向区分Ａ
と液晶配向区分Ｂとは異なるラビングを行った例を示す
図である。このように、配向区分Ｃは種々の手段で形成
することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶の分子の配向性を向上し、また２つの液晶配向区分
の境界部に生じるディスクリネーションを解消すること
ができ、コントラスト及び視角特性の優れた液晶表示装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図兼第１実施例を示す図である。

【図２】２つの液晶配向区分の境界部の液晶分子を示す
図であり、（Ａ）は図１の配向を示し、（Ｂ）は別の配
向の例を示す図である。

【図３】液晶表示装置の概略断面図である。

【図４】ツイストネマチック型液晶の挙動を説明する斜
視図である。

【図５】１つの液晶配向区分を示す図であり、（Ａ）は
各部の液晶分子の配向状態を示す図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の簡略図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ−Ｙ´線断
面図である。

【図６】２つの液晶配向区分を示す図である。

【図７】液晶表示装置の視角特性を示す図である。

【図８】２つの液晶配向区分のもう一つの配置を示す図
である。

【図９】２つの液晶配向区分のもう一つの配置を示す図
である。

【図１０】アクティブマトリクス回路を示す図である。

【図１１】従来のディスクリネーションを示す図であ
る。

【図１２】本発明の第２実施例を示す図である。

【図１３】図１２の遮光膜の例を示す図である。

【図１４】図１２の遮光膜の別の例を示す図である。

【図１５】図１２の遮光膜の別の例を示す図である。

【図１６】図１２の遮光膜の別の例を示す図である。

【図１７】図１２の遮光膜の別の例を示す図である。

【図１８】図１７の配置の前提を示す図である。

【図１９】図１７の液晶表示装置の視角特性の一部を示
す図である。

【図２０】図１７の液晶表示装置の視角特性の一部を示
す図である。

【図２１】図１７の変形例を示す図である。

【図２２】本発明の第３実施例を示す図である。

【図２３】図２２の液晶の配向状態を示す図である。

【図２４】図２２の配向処理の例を示す図である。

【図２５】図２４の液晶が立ち上がったところを示す図
である。

【図２６】図２２の配向処理の例を示す図である。

【図２７】図２６の液晶が立ち上がったところを示す図
である。

【図２８】図２２の配向処理の例を示す図である。

【図２９】図２２の配向処理の例を示す図である。

【符号の説明】

１６、１８…基板２０…液晶２１、２４…電極２２、２６…配向膜４０…遮光膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鎌田豪神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者片山良志郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１及び第２の対向する基板（１６、１
８）と、該第１の基板の内面に設けられた第１の電極
（２１）及び第１の配向膜（２２）と、該第２の基板の
内面に設けられた第２の電極（２４）及び第２の配向膜
（２６）と、該第１及び第２の基板の間に挿入された液
晶（２０）と、からなる液晶表示装置であって、該液晶が、液晶分子が該第１の配向膜（２２）及び該第
２の配向膜（２６）の配向処理に従ってプレチルト及び
ツイストする液晶からなり、該第１の配向膜（２２）及び該第２の配向膜（２６）
が、相互にほぼ垂直な配向方向を有し、且つ複数の微小
な単位領域の各々に形成された第１及び第２の液晶配向
区分（Ａ、Ｂ）を有し、よって該第１の液晶配向区分に
おける液晶の分子と該第２の液晶配向区分における液晶
の分子が平行な方向に長軸方向を有し且つ逆方向にプレ
チルトするように配向処理され、かつ、該微小な単位領域の第１及び第２の液晶配向区分
（Ａ、Ｂ）が、該第１の配向膜と該第２の配向膜の中間
部に位置する液晶の分子の長軸方向と平行な方向に長く
ストライプ状に設けられることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】該液晶がツイストネマチック型の液晶か
らなる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】該第１の配向膜及び該第２の配向膜の配
向処理がマスクを使用したラビングによるものであり、
該配向方向がラビング方向と一致することを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】縦及び横方向を有する表示画面を有し、
該第１の配向膜と該第２の配向膜の中間部に位置する液
晶の分子の長軸方向が該表示画面の縦方向と一致するよ
うに設定される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５】該第１及び第２の対向する基板のうちの
少なくとも一方の基板がバスラインを有し、該微小な単
位領域の第１及び第２の液晶配向区分の境界が一方向に
延びる該バスラインと重畳するように形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】該第１及び第２の対向する基板のうちの
一方の基板がその電極とともに該電極に接続されるマト
リクス状の縦横のバスラインを有し、該微小な単位領域
が一方向に延びる該隣接バスラインの間に設けられるこ
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】第１及び第２の対向する基板（１６、１
８）と、該第１の基板の内面に設けられた第１の電極
（２１）及び第１の配向膜（２２）と、該第２の基板の
内面に設けられた第２の電極（２４）及び第２の配向膜
（２６）と、該第１及び第２の基板の間に挿入された液
晶（２０）と、からなる液晶表示装置であって、該液晶が、液晶分子が該第１の配向膜（２２）及び該第
２の配向膜（２６）の配向処理に従ってプレチルト及び
ツイストする液晶からなり、該第１の配向膜（２２）及び該第２の配向膜（２６）
が、相互にほぼ垂直な配向方向を有し、且つ複数の微小
な単位領域の各々に形成された第１及び第２の液晶配向
区分（Ａ、Ｂ）を有し、よって該第１の液晶配向区分に
おける液晶の分子と該第２の液晶配向区分における液晶
の分子が平行な方向に長軸方向を有し且つ逆方向にプレ
チルトするように配向処理され、かつ、該第１及び第２の対向する基板（１６、１８）の
少なくとも一方に、該微小な単位領域の第１及び第２の
液晶配向区分（Ａ、Ｂ）の境界に沿って重畳して延びる
遮光膜（４０）が設けられることを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項８】該第１及び第２の対向する基板のうちの
一方の基板に該液晶のための蓄積容量電極が設けられ、
該蓄積容量電極が非透明で該遮光膜となることを特徴と
する請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】該第１及び第２の対向する基板のうちの
少なくとも一方の基板がバスラインを有し、該バスライ
ンのうちの少なくとも一部のものが該遮光膜となること
を特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】所定の画素面積を有し、該微小な単位
領域が該画素面積の整数倍に設定されることを特徴とす
る請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】所定の画素面積を有し、該微小な単位
領域が該画素面積の整数の逆数倍に設定されることを特
徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】該第１の基板がその電極とともに該電
極に接続されるマトリクス状の縦横のバスラインを有
し、該第２の基板に該遮光膜が設けられることを特徴と
する請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】該第１の基板に第１の遮光膜が設けら
れ、該第２の基板に第２の遮光膜が該第１の遮光膜に対
してずらした位置に設けられ、かつ、斜めから見る開口
がコントラストの低い配向区分でより小さくなるよう
に、またコントラストの高い配向区分でより大きくなる
ようにしたことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示
装置。
【請求項１４】第１及び第２の対向する基板（１６、
１８）と、該第１の基板の内面に設けられた第１の電極
（２１）及び第１の配向膜（２２）と、該第２の基板の
内面に設けられた第２の電極（２４）及び第２の配向膜
（２６）と、該第１及び第２の基板の間に挿入された液
晶（２０）と、からなる液晶表示装置であって、該液晶が、液晶分子が該第１の配向膜（２２）及び該第
２の配向膜（２６）の配向処理に従ってプレチルト及び
ツイストする液晶からなり、該第１の配向膜（２２）及び該第２の配向膜（２６）
が、相互にほぼ垂直な配向方向を有し、且つ複数の微小
な単位領域の各々に形成された第１及び第２の液晶配向
区分（Ａ、Ｂ）を有し、よって該第１の液晶配向区分に
おける液晶の分子と該第２の液晶配向区分における液晶
の分子が平行な方向に長軸方向を有し且つ逆方向にプレ
チルトするように配向処理され、さらに、該第１の配向膜及び該第２の配向膜（２２、２
６）が、該微小な単位領域の第１及び第２の液晶配向区
分（Ａ、Ｂ）の境界部に該第１及び第２の液晶配向区分
の配向状態とは異なる配向状態を表す第３の液晶配向区
分（Ｃ）を有するように配向処理されていることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項１５】該第３の液晶配向区分の液晶の分子が
該第１及び第２の液晶配向区分の液晶の分子よりも電圧
印加による立ち上がりが大きくなるようになっているこ
とを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。