JP3656827B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶の軸対称配向技術を採用することにより良好な視野角特性を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、アクティブマトリクス方式を用いた液晶表示装置が、省スペースであって、低消費電力化が可能なフラットディスプレイとして、パーソナルコンピュータ、ナビゲーション用携帯モニタ等に幅広く採用されている。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）では、各画素を駆動するためのスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴＬＣＤ）、プラズマ素子を用いたプラズマアドレス液晶表示装置（ＰＡＬＣ）等が知られている。特に、プラズマアドレス液晶表示装置は、ＣＲＴに代わるフラットパネル構造を有する大型ディスプレイとして開発が進められており、例えば、特開平４−２６５９３１号公報には、大型ディスプレイとして好適に使用されるプラズマアドレス液晶表示装置が開示されている。
【０００３】
このプラズマアドレス液晶表示装置は、中間シートを介して、相互に対向状態で接合された表示セル及びプラズマセルを有するフラットパネル構造になっている。
【０００４】
表示媒体として液晶が搭載された表示セルは、それぞれが列方向に沿った複数本の信号電極を有している。また、この表示セルのアドレシングのために用いられるプラズマセルは、それぞれが行方向に沿った複数本の放電チャンネルを有している。プラズマセルに設けられた行方向に沿った各放電チャンネルと、表示セルに設けられた列方向に沿った各信号電極とは、相互に直交状態で交差するように配置されており、各信号電極及び各放電チャンネルの交差部分にて、各画素が構成される。
【０００５】
また、表示セルとしては、通常、ツイスト配向したネマチック液晶を表示媒体として用いるＴＮモードが採用されている。しかしながら、このＴＮモードは、画素を観察する角度（視角）に対してコントラストや輝度が変化する視野角依存性が大きいことが知られており、大型ディスプレイにこのＴＮモードを使用すると、視野角依存性が大きいことに起因するコントラスト及び輝度の低下が顕著になる。
【０００６】
ＴＮモードにおける視野角依存性を改善した表示セルが、特開平６−３０１０１５号公報及び特開平７−１２０７２８号公報に開示されている。各公報にそれぞれ開示された表示セルに用いられている表示媒体は、配向制御のために設けられた非導電性の構造物によって細分化された液晶領域の集合によって形成されている。個々の液晶領域は、軸対称に配向制御されており、視角依存性を有することに起因するコントラスト及び輝度の低下が改善されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ツイスト配向したネマチック液晶の視角依存性を改善するために、上記の液晶の軸対称配向技術を採用した表示セルとプラズマセルとを組み合わせたプラズマアドレス液晶表示装置が、例えば、特開平９−１９７３８４号公報に開示されている。
【０００８】
この公報に開示されたプラズマアドレス液晶表示装置は、列電極に印加される電圧が、液晶層と中間シートとの容量比によって分割されるため、液晶を駆動させる場合には、列電極に数〜数百ボルト程度の高い電圧を印加する必要がある。この場合、隣接する画素の間には、最大で、列電極の２倍の電圧が印加される。このように、高電圧が各画素に印加されると、配向を制御するために表示セル中に設けられた非導電体の構造物による液晶の配向規制力では、液晶の配向状態が変化する場合がある。液晶の配向状態に変化が生じると、視野角特性等が変化し、表示の均一性が損なわれるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い電圧が列電極に印加されても、液晶の配向状態の変化を抑制した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、前記一方の基板に、前記各信号電極を覆うように非導電体膜が設けられており、該非導電体膜には、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが沿った少なくとも一対の列状に構成された開口部がそれぞれ設けられており、前記各信号電極には、前記各画素内における前記非導電体膜が設けられた部分であって隣接する信号電極との間に、前記非導電体膜の開口部に沿ったスリットが形成されており、前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って一定の間隔を空けて複数が配置されており、それぞれの開口部が四角形状になっており、前記スリットは、前記各開口部のそれぞれに沿うように複数設けられている。
【００１２】
前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って、ジグザグ形状になるように形成されており、前記信号電極の電極スリットは、前記非導電体膜の各開口部に沿ったジグザグ形状に形成されている。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置は、相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、前記一方の基板に、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが一定の間隔で配置される非導電膜部分がそれぞれ設けられており、前記各信号電極には、前記各非導電体膜部分の中央部に対向してスリットが設けられており、前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態１の液晶表示装置であるプラズマアドレス液晶表示装置の概略構成を示す平面図、図２は、その液晶表示装置の断面図である。
【００１７】
このプラズマアドレス液晶表示装置１は、図２に示すように、中間シート３を挟んで、表示セル１及びプラズマセル２を互いに対向するように接合したフラットパネル構造を有している。
【００１８】
プラズマセル２は、ガラス基板４を有しており、このガラス基板４には、それぞれが行方向に沿って延びる複数の隔壁７が、一定の間隔を空けて互いに平行に設けられている。各隔壁７は中間シート３によって覆われており、隣接する各隔壁７間の空隙によって、行方向に延びる複数の放電チャンネル５がそれぞれ形成されている。
【００１９】
各放電チャンネル５には、各隔壁７の下部に各隔壁７に沿ってそれぞれ設けられたアノード電極Ａと、各隔壁７間の中間位置に各隔壁７に沿って設けられたカソード電極Ｋとがそれぞれ配置されており、各アノード電極Ａと各カソード電極Ｋとの間には、光が通過することができる物理的開口が形成されるように、適当な空間が設けられている。各放電チャンネル５の一方の隔壁７の下部に設けられたアノード電極Ａと、その放電チャンネル５内に設けられたカソード電極Ｋとは互いに反対の極性となるように電圧が印加される。
【００２０】
各放電チャンネル５には、対をなすアノード電極Ａ及びカソード電極Ｋ間に反対極性の電圧が印加されることによりプラズマ放電が発生する。行方向に沿って設けられた各放電チャンネル５のアノード電極Ａ及びカソード電極Ｋには、行方向とは直交する列方向に沿って順番に電圧が印加される。これにより、列方向に並んだ各放電チャンネル５に順番にプラズマ放電が発生し、プラズマ放電が、列方向に沿って、線順次に実施される。このように、各放電チャンネル５にプラズマ放電が線順次に走査されることによって、表示セル１の走査（アドレッシング）が行われる。
【００２１】
表示セル１は、中間シート３に対向配置されたガラス基板８を有し、このガラス基板８における中間シート３との対向した表面に、相互に平行に配置された複数の信号電極１０が設けられ、信号電極１０を覆うように、非導電体膜１３及び表示媒体としての液晶９がその順に積層状態で設けられている。
【００２２】
図１に示すように、各信号電極１０は、列方向に沿った長い帯状の透明電極によってそれぞれ構成されており、また、各信号電極１０には、所定の位置に電極スリット（電極がない部分）１０ａ（図３参照）が形成されている。各信号電極１０の間には、光を遮光するブラックマトリクス１２がそれぞれ設けられている。
【００２３】
各信号電極１０が設けられたガラス基板８には、非導電体膜１３が、各信号電極１０を覆うように設けられており、この非導電体膜１３と中間シート３との間に、液晶９が設けられている。
【００２４】
列方向に沿って配列された表示セル１の各信号電極１０と、行方向に沿って配列されたプラズマセル２の各放電チャンネル５とは、それぞれ互いに直交状態で交差するように配置されており、両者の交差部分によって構成された区画に対向する液晶９の領域に、画素１１がそれぞれ形成されている。各信号電極１０には、放電チャンネル５の線順次走査に同期して画像信号がそれぞれ印加されることにより、各画素１１毎に入射光が変調される。
【００２５】
ガラス基板８の内側の表面には、カラーフィルター（図示せず）が形成されており、各信号電極１０に対してＲＧＢの三原色が順番に割り当てられている。ただし、本実施の形態１の液晶表示装置は、カラーディスプレイに限られるものではなく、モノクロディスプレイにも適用することが可能である。
【００２６】
図３（ａ）は、各信号電極１０及び非導電体膜１３の要部を示す平面図である。ガラス基板８に設けられた各信号電極１０を覆う非導電体膜１３には、液晶９によって形成される画素１１に対向して、画素１１より小さく形成された開口１３ａが、それぞれ形成されている。各開口部１３ａは、１つの各画素１１に対して、１個以上が形成されるように、それぞれ設けられており、図３（ａ）では、１つの画素１１に対して非導電体膜１３に形成される開口１３ａは、それぞれ正方形状であって、行方向に延びる信号電極１０に沿って２列に規則的に形成されている。１つの画素１１に対しては、各列の５つの開口１３ａが、それぞれ対向しており、したがって、１つの画素１１に１０個の開口１３ａが設けられている。また、各信号電極１０には、それぞれの各側縁部に沿って複数の電極スリット１０ａがそれぞれ設けられている。各電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口１３ａの外側の側縁に沿った長方形状にそれぞれ形成されている。したがって、各電極スリット１０ａは、各画素１１における列方向に隣接する画素１１との境界部分に沿ってそれぞれ設けられている。
【００２７】
図３（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ１つの画素１１に対して非導電体膜１３に形成される開口１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａのパターニングの他の例を示す平面図である。
【００２８】
図３（ｂ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されている。信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿って、それぞれ各開口部１３ａよりも小さい正方形状に形成されており、各開口部１３ａの行方向の中央部の側方及び行方向に隣接する一対の開口部１３ａ間の側方にそれぞれ位置するように一定の間隔を空けて配置されている。
【００２９】
図３（ｃ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されており、信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿った長方形状にそれぞれ形成されるとともに、行方向に隣接する各開口部１３ａの間にて行方向に直交する方向に沿った長方形状にそれぞれ形成されている。
【００３０】
図３（ｄ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されており、信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿って、それぞれ各開口部１３ａよりも小さい正方形状に形成されるとともに、行方向に隣接する各開口部１３ａの間にて、行方向に直交する方向に沿った長方形状にもそれぞれ形成されている。
【００３１】
液晶９の各画素１１における個々の液晶分子９ａは、非導電体膜１３に形成された各開口１３ａと、各信号電極１０の電極スリット１０ａとにより、軸対称に配向制御される。
【００３２】
軸対称配向とは、例えば、液晶分子が渦巻き状、同心円状、放射状等に配向している状態をいう。一般に、液晶分子は、上下一対の基板間において、上側の基板にて同心円状に配向し、下側の基板にて放射状に配向し、上側の基板と下側の基板との中間でツイスト配向させることによって、軸対称配向とされる。あるいは、上下の基板の中間部分において液晶分子を放射状に配向し、上下の基板方向に向かってツイストした配向によっても軸対称配向とされる。
【００３３】
軸対称配向した液晶分子９ａは、軸対称配向した液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償されるために、各視角方向からの光線の透過率が平均化され、視角依存性が弱められるので、視角依存性を顕著に改善することができる。
【００３４】
図４は、図３（ａ）に示す表示セル１の信号電極１０及び非導電体膜１３の構造によって得られる液晶分子の配向方向の変動を説明するための表示セルの模式的な断面図である。
【００３５】
図４に示す表示セルでは、図３（ａ）に示すようなパターニングにて、電極スリット１０ａが設けられた下側の信号電極１０に、同様に図３（ａ）に示すようなパターニングにて開口１３ａが設けられた非導電膜１３が積層されており、この非導電膜１３と上側の電極１７との間に、液晶９が封入されている。
【００３６】
非導電膜１３の開口部１３ａに対向した液晶９は、開口部１３ａの側縁と非導電膜１３との段差によって、開口部１３ａの側縁部に近接して配置された液晶分子９ａは、上側になるにつれて開口部１３ａの中央側に位置するように矢印ｋ１で示す方向に傾斜した状態になっている。
【００３７】
このような状態の表示セルの信号電極１０及び上側の電極１７間に電圧を印加すると、液晶９内に図中点線で示す方向の電界１６が形成される。この電界１６は、信号電極１０の電極スリット１０ａが形成されていない部分では、上下方向に沿って形成されるが、信号電極１０の電極スリット１０ａが形成されている部分では、電界方向に歪みが生じる。この電界方向の歪みは、上下方向に沿った方向に対して電極スリット１０ａの幅方向中央から各側縁に向かってそれぞれ傾斜した状態になる。このために、電極スリット１０ａの側縁に近接して配置された液晶分子９ａは、図４の矢印ｋ２で示すように傾斜され、非導電体膜１３の傾斜方向である矢印ｋ１と同方向に傾斜される。
【００３８】
したがって、隣接する画素１１に近接した画素の側縁部における液晶分子９ａの配向方向を、信号電極１０に形成されたスリット１０ａによっても、非導電膜１３の開口部１３ａによる配向方向と同方向に配向させることができる。したがって、表示セルにおいて、各画素１１を確実に軸対称配向させることができる。この矢印ｋ１及びｋ２が示す傾斜方向は、同一方向となるので、表示セル全体としては、図４に示す矢印Ｋの方向に液晶９の配向方向が制御されている。
【００３９】
なお、図３（ｂ）に示すように、非導電体膜１３の開口部１３ａの外縁部に沿って形成される信号電極１０の電極スリット１０ａが分断された状態で設けられていても、信号電極１０の中央部分を対称軸とする軸対称に液晶分子９ａを確実に配向制御することができる。
【００４０】
また、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、行方向に隣接する各開口部１３ａの間に、信号電極１０の電極スリット１０ａを設ける場合には、隣接する開口部１３ａ間の各電極スリット１０ａによっても、液晶分子９ａが軸対称に配向制御される。
【００４１】
このように、信号電極１０に電極スリット１０ａを設けて軸対称に配向制御される液晶９は、非導電体膜１３の開口部１３ａによってのみ配向制御した場合に比べて、液晶９の配向制御を決定する力が大きくなり、配向の安定性が高くなる。このため、隣接画素からの横電界等による軸対称を乱す要因があっても、液晶９の配向の乱れを受けにくくすることができる。
【００４２】
次に、図１及び図２に示す液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００４３】
図５（ａ）〜（ｈ）は、図１及び図２に示した液晶表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【００４４】
（１）図５（ａ）は、表示セル１を形成するためのガラス基板８を示している。このガラス基板８は、内側の表面にカラーフィルターが設けられているが、図面の煩雑を避けるため、簡略して示している。
【００４５】
（２）このガラス基板８の表面に対して、図５（ｂ）に示すように、ＩＴＯからなる透明な帯状の信号電極１０を適当な間隔を空けて平行に形成する。各信号電極１０には、液晶分子の配向を制御するために、各側縁部における所定の位置にＩＴＯを削除した電極スリット１０ａを形成する。
【００４６】
（３）次に、図５（ｃ）に示すように、信号電極１０の上に、液晶分子を配向制御する非導電体膜１３を形成する。この非導電体膜１３は、信号電極１０の上側に位置するように、各側縁部を除いた中央部に対向するように、複数の開口部１３ａが格子状に形成される。なお、開口部１３ａは、１本の信号電極１０上に２列形成している。複数の開口部１３ａは、例えば、非導電体膜１３として感光性樹脂を用い、この感光性樹脂を信号電極１０上に塗布した後、所定の格子パターンを有するフォトマスクを非導電体膜１３上に形成し、このフォトマスクを介して露光現像（フォトリソグラフィー）を行うことにより形成する。
【００４７】
（４）次に、図５（ｄ）に示すように、非導電体膜１３上に、信号電極１０に沿って延びる柱状突起１９を、各信号電極１０のそれぞれの側縁部上に位置するように、一定の間隔を空けてパターニングして形成する。各柱状突起１９も、上記の非導電体膜１３と同様に、フォトリソグラフィーを用いて形成することができる。
【００４８】
（５）次に、図５（ｅ）に示すように、信号電極１０及び非導電体膜１３及び柱状突起１９が形成されたガラス基板８の全体にわたって、ポリイミド等の垂直配向剤２０を被覆する。
【００４９】
（６）以上の図５（ａ）〜（ｅ）に示す工程に並行して、図５（ｆ）及び（ｇ）に簡略化して示すように、ガラス基板４にプラズマセル２を作製し、このプラズマセル２上に中間シート３（図５（ｇ）には図示せず）を貼り合わせる。
【００５０】
（７）次に、図５（ｇ）に示すように、プラズマセル２の中間シート３側の表面全体に、垂直配向剤２０を塗布する。
【００５１】
（８）次に、図５（ｈ）に示すように、プラズマセル２と表示セル１とを中間シート３を挟んで、互いに向き合うようにして接合する。このプラズマセル２と表示セル１の両者の間隔寸法は、非導電体膜１３及び柱状突起１９によって（画面）全体にわたって、一定の間隔に設定される。このようにして形成された表示セル１の内表面は全体にわたって垂直配向剤２０によって被覆された状態になっている。
【００５２】
（９）次に、図５（ｉ）に示すように、真空注入方式等の手法により、表示セル１の内部に液晶９を注入する。ここで、注入される液晶は、実際には、ｎ型のネマチック液晶材料、カイラル物質、モノマー、光開始剤等を含む混合物である。
【００５３】
（１０）次に、図５（ｊ）に示すように、液晶分子９ａを軸対称に配向制御する。これは、まず、ガラス基板４及び８の両側から交流電圧を印加し、非導電体膜１３に形成された開口部１３ａの壁面効果及び信号電極１０に形成された電極スリット１０ａによる効果を利用して液晶分子９ａを軸対称の配向状態に配向制御する。その後、液晶分子９ａの軸対称配向状態を固定するため、高圧水銀ランプ等によって紫外線を照射する。この紫外線照射によって、液晶９に含まれるモノマーが光重合し、液晶９の軸対称配向状態を記憶する。
【００５４】
このように、本実施の形態１の液晶表示装置は、信号電極１０に形成された電極スリット１０ａ及び非導電体膜１３の開口部１３ａによって、高度に配向制御された液晶領域を形成することができ、高い電圧が列電極に印加されても、液晶の配向状態が影響を受けないようにすることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００５６】
本実施の形態２の液晶表示装置は、全体の構成については、実施の形態１の液晶表示装置と概略同一であるので、詳しい説明は省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。
【００５７】
図６（ａ）は、本実施の形態２の液晶表示装置の非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａの形成パターンを示す模式図である。
【００５８】
非導電体膜１３には、各画素１１毎に、信号電極１０が延びる方向に沿ってそれぞれがジグザグ状に形成された２本の開口部１３ａが形成されている。また、非導電体膜１３の下に形成される信号電極１０の各側縁部には、非導電体膜１３の開口部１３ａのジグザグ形状に沿って、それぞれが平行に形成された２本の電極スリット１０ａが形成されている。
【００５９】
図７は、図６（ａ）に示す表示セル１の信号電極１０及び非導電体膜１３の構造によって得られる液晶分子９ａの配向方向の変動を説明するための表示セルの模式的な断面図である。
【００６０】
図７に示す表示セルでは、図６（ａ）に示すようなパターニングにて、電極スリット１０ａが設けられた下側の信号電極１０に、同様に図６（ａ）に示すようなパターニングにて開口１３ａが設けられた非導電体膜１３が積層されており、この非導電体膜１３と上側の電極１７との間に、液晶９が封入されている。
【００６１】
非導電体膜１３の開口部１３ａの側縁部に対向した領域の液晶分子９ａは、前記の図４の場合と同様の理由により、矢印ｋ１及びｋ１’で示すように、開口部１３ａのそれぞれの幅方向の中央側に向かってそれぞれ傾斜した状態になっている。
【００６２】
また、信号電極１０の電極スリット１０ａにおける各側縁部に対向した領域の液晶分子９ａは、前記図４の場合と同様の理由により、矢印ｋ２及びｋ２’で示すように、それぞれｋ１及びｋ１’と同じ方向に傾斜される。
【００６３】
したがって、図７に示す構造を有することにより、非導電体膜１３のジグザグ状に形成された開口部１３ａにおける各側縁部に対向する領域の液晶分子９ａは、それぞれ矢印ｋ１及びｋ１’の方向にそれぞれ傾斜され、信号電極１０の電極スリット１０ａにおける各側縁部に対向する液晶分子９ａは、それぞれ電極スリット１０ａの各側縁部に近接した開口部１３ａの各側縁部における液晶分子９ａの傾斜方向とそれぞれ同方向である矢印ｋ２及びｋ２’の方向にそれぞれ傾斜される。その結果、各画素１１において、より確実に液晶分子９ａを軸対称配向させることができる。この矢印ｋ１及びｋ２とｋ１’及びｋ２’が示す傾斜方向は、それぞれ同一方向となっているので、表示セル全体としては、図７に示す矢印Ｋ及びＫ’の方向に液晶９の配向方向がそれぞれ制御される。
【００６４】
本実施の形態２の液晶表示装置では、非導電体膜１３の開口部１３ａと信号電極１０の電極スリット１０ａをジグザグ状に配置しているので、図６（ａ）に示すように、液晶９は、Ｋ１及びＫ１’とＫ２及びＫ２’との４方向に配向制御されることになる。しかも、画素１１の液晶分子９ａの配向方向が４方向に制御されることにより、液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償され、各視角方向からの光線の透過率が平均化されて、視角依存性が弱められる。このため、良好な視角特性が得られることになる。
【００６５】
各画素１１に形成される非導電体膜１３のジグザグ状の開口部１３ａの本数は、信号電極１０の幅等により変わり、図６（ａ）に示すように２本に限定されるものではない。また、信号電極１０の電極スリット１０ａは、信号電極１０を全体にわたって連続するように形成してもよく、また、断続的に形成するようにしてもよい。
【００６６】
非導電体膜１３の開口部１３ａと信号電極１０の電極スリット１０ａとを信号電極１０が延びる方向に沿うジグザグ形状に形成する場合には、図６（ｂ）に示すように、開口部１３ａの幅を電極スリット１０ａよりも広く形成して、開口部１３ａのジグザグ形状の各コーナー部に、隣接する電極スリット１０ａに向かって突出するように、突出部１３ｂをそれぞれ形成してもよい。
【００６７】
このように、非導電体膜１３の開口部１３ａに突出部１３ｂをそれぞれ形成することにより、４方向に軸対称される液晶分子９ａの配向制御の面積比を均等にすることができ、視角依存性をさらに低減することができる。
【００６８】
また、図６（ｃ）に示すように、非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａが、信号電極１０に沿った部分と、その部分に直交する方向に沿った部分とを交互に接続したジグザグ形状してもよい。
【００６９】
このように、非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａを、直角に屈曲させて形成することによって、液晶９の配向方向を４方向に制御することができるので、視角依存性を低減することができる。
【００７０】
なお、液晶の方式としては、ツイストネマチック方式、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式等、いずれであってもよい。
【００７１】
また、本実施の形態２の液晶表示装置の製造方法については、実施の形態１の液晶表示装置の製造方法と略同一であるので、詳しい説明は省略する。
【００７２】
ただし、ＥＣＢ方式の液晶の場合、液晶には、ｎ型のネマチック液晶材料だけを含んでいる場合、及び、ｎ型の液晶材料、モノマー、光開始剤等を含んでいる場合がある。ツイストネマティック方式の液晶の場合には、液晶を含めて、実施の形態１の液晶表示装置の場合と同一である。
【００７３】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００７４】
本実施の形態３の液晶表示装置は、全体の構成については、前記の実施の形態１の液晶表示装置と概略同一であるので、詳しい説明は省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。
【００７５】
図８は、本実施の形態３の液晶表示装置の非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａの形成パターンを示す模式図である。
【００７６】
図８（ａ）〜（ｃ）に示す信号電極１０及び非導電体膜１３においては、非導電体膜１３が、信号電極１０上に一定の間隔を空けて配置された正方形状にそれぞれ形成されており、正方形状の各非導電体膜１３の間に開口部１３ａがそれぞれ形成されている。信号電極１０には、各非導電体膜１３に対向する中央部に正方形状の電極スリット１０ａが形成されている。
【００７７】
図８（ａ）においては、１つの画素１１に３つの開口部１３ａが形成されており、図８（ｂ）においては、１つの画素１１に（２×８）個の開口部１３ａが形成されている。図８（ｃ）においては、複数の画素１１に跨って、多数の開口部１３ａが形成されている。
【００７８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、信号電極１０上に形成される非導電体膜１３の数を変更したいくつかの例を示しているが、この非導電体膜１３は、信号電極１０の幅等により、適宜決定されるため、図に示した場合に限られるものではない。
【００７９】
上記のように、非導電体膜１３及び信号電極１０の電極スリット１０ａを配置すると、図８（ａ）の矢印Ｋ１とＫ１’及びＫ２及びＫ２’に示すように、液晶９の配向方向は、４方向に制御されることになる。
【００８０】
このように、液晶９の配向方向が４方向に制御されることにより、液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償されるため、各視角方向からの光線の透過率が平均化され、視角依存性が低減される。このため、良好な視角特性が得られることになる。
【００８１】
ここで、液晶の方式としては、ツイストネマチック方式、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式等、いずれであってもよい。
【００８２】
また、本実施の形態３の液晶表示装置の製造方法については、実施の形態１の液晶表示装置の製造方法と略同一であるので、詳しい説明は省略する。
【００８３】
ただし、ＥＣＢ方式の液晶の場合、液晶には、ｎ型のネマチック液晶材料だけを含んでいる場合、及び、ｎ型の液晶材料、モノマー、光開始剤等を含んでいる場合がある。ツイストネマティック方式の液晶の場合には、液晶を含めて、実施の形態１の液晶表示装置の場合と同一である。
【００８４】
なお、上記実施の形態１〜３の液晶表示装置の表示セルの構成は、主としてＰＡＬＣに適用した場合について記載したものであるが、この構成は、ＰＡＬＣだけではなく、ＴＦＴＬＣＤ等の他の液晶表示装置にも適用することができ、この構成を適用することによって、隣接電極からの電界の影響を抑制することができ、この結果、表示の均一性を向上させることができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各信号電極上に、所定位置に開口部を有する非導電体の構造物が設けられているとともに、信号電極の非導電体の構造物に対向して、非導電体の構造物の開口部に沿った電極スリットが形成されているので、高度に配向制御された液晶領域を形成することができ、高い電圧が列電極に印加されても、隣接する液晶の配向状態に対する影響を抑制することができる。このため、隣接する電極からの電界による配向の乱れを低減することができ、表示の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に電圧が印加された場合の液晶領域の配向方向の制御を模式的に説明する断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｊ）は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置の製造方法を経時的に説明する断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２のプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置に電圧が印加された場合の液晶領域の配向方向の制御を模式的に説明する断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態３のプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 表示セル
２ プラズマセル
３ 中間シート
４ ガラス基板
５ 放電チャンネル
７ 隔壁
８ ガラス基板
９ 液晶
９ａ 液晶分子
１０ 信号電極
１０ａ 電極スリット
１１ 画素
１２ ブラックマトリクス
１３ 非導電体膜
１３ａ 開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶の軸対称配向技術を採用することにより良好な視野角特性を有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、アクティブマトリクス方式を用いた液晶表示装置が、省スペースであって、低消費電力化が可能なフラットディスプレイとして、パーソナルコンピュータ、ナビゲーション用携帯モニタ等に幅広く採用されている。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）では、各画素を駆動するためのスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴＬＣＤ）、プラズマ素子を用いたプラズマアドレス液晶表示装置（ＰＡＬＣ）等が知られている。特に、プラズマアドレス液晶表示装置は、ＣＲＴに代わるフラットパネル構造を有する大型ディスプレイとして開発が進められており、例えば、特開平４−２６５９３１号公報には、大型ディスプレイとして好適に使用されるプラズマアドレス液晶表示装置が開示されている。
【０００３】
このプラズマアドレス液晶表示装置は、中間シートを介して、相互に対向状態で接合された表示セル及びプラズマセルを有するフラットパネル構造になっている。
【０００４】
表示媒体として液晶が搭載された表示セルは、それぞれが列方向に沿った複数本の信号電極を有している。また、この表示セルのアドレシングのために用いられるプラズマセルは、それぞれが行方向に沿った複数本の放電チャンネルを有している。プラズマセルに設けられた行方向に沿った各放電チャンネルと、表示セルに設けられた列方向に沿った各信号電極とは、相互に直交状態で交差するように配置されており、各信号電極及び各放電チャンネルの交差部分にて、各画素が構成される。
【０００５】
また、表示セルとしては、通常、ツイスト配向したネマチック液晶を表示媒体として用いるＴＮモードが採用されている。しかしながら、このＴＮモードは、画素を観察する角度（視角）に対してコントラストや輝度が変化する視野角依存性が大きいことが知られており、大型ディスプレイにこのＴＮモードを使用すると、視野角依存性が大きいことに起因するコントラスト及び輝度の低下が顕著になる。
【０００６】
ＴＮモードにおける視野角依存性を改善した表示セルが、特開平６−３０１０１５号公報及び特開平７−１２０７２８号公報に開示されている。各公報にそれぞれ開示された表示セルに用いられている表示媒体は、配向制御のために設けられた非導電性の構造物によって細分化された液晶領域の集合によって形成されている。個々の液晶領域は、軸対称に配向制御されており、視角依存性を有することに起因するコントラスト及び輝度の低下が改善されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ツイスト配向したネマチック液晶の視角依存性を改善するために、上記の液晶の軸対称配向技術を採用した表示セルとプラズマセルとを組み合わせたプラズマアドレス液晶表示装置が、例えば、特開平９−１９７３８４号公報に開示されている。
【０００８】
この公報に開示されたプラズマアドレス液晶表示装置は、列電極に印加される電圧が、液晶層と中間シートとの容量比によって分割されるため、液晶を駆動させる場合には、列電極に数〜数百ボルト程度の高い電圧を印加する必要がある。この場合、隣接する画素の間には、最大で、列電極の２倍の電圧が印加される。このように、高電圧が各画素に印加されると、配向を制御するために表示セル中に設けられた非導電体の構造物による液晶の配向規制力では、液晶の配向状態が変化する場合がある。液晶の配向状態に変化が生じると、視野角特性等が変化し、表示の均一性が損なわれるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い電圧が列電極に印加されても、液晶の配向状態の変化を抑制した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、前記一方の基板に、前記各信号電極を覆うように非導電体膜が設けられており、該非導電体膜には、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが沿った少なくとも一対の列状に構成された開口部がそれぞれ設けられており、前記各信号電極には、前記各画素内における前記非導電体膜が設けられた部分であって隣接する信号電極との間に、前記非導電体膜の開口部に沿ったスリットが形成されており、前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って一定の間隔を空けて複数が配置されており、それぞれの開口部が四角形状になっており、前記スリットは、前記各開口部のそれぞれに沿うように複数設けられている。
【００１２】
前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って、ジグザグ形状になるように形成されており、前記信号電極の電極スリットは、前記非導電体膜の各開口部に沿ったジグザグ形状に形成されている。
【００１３】
また、本発明の液晶表示装置は、相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、前記一方の基板に、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが一定の間隔で配置される非導電膜部分がそれぞれ設けられており、前記各信号電極には、前記各非導電体膜部分の中央部に対向してスリットが設けられており、前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態１の液晶表示装置であるプラズマアドレス液晶表示装置の概略構成を示す平面図、図２は、その液晶表示装置の断面図である。
【００１７】
このプラズマアドレス液晶表示装置１は、図２に示すように、中間シート３を挟んで、表示セル１及びプラズマセル２を互いに対向するように接合したフラットパネル構造を有している。
【００１８】
プラズマセル２は、ガラス基板４を有しており、このガラス基板４には、それぞれが行方向に沿って延びる複数の隔壁７が、一定の間隔を空けて互いに平行に設けられている。各隔壁７は中間シート３によって覆われており、隣接する各隔壁７間の空隙によって、行方向に延びる複数の放電チャンネル５がそれぞれ形成されている。
【００１９】
各放電チャンネル５には、各隔壁７の下部に各隔壁７に沿ってそれぞれ設けられたアノード電極Ａと、各隔壁７間の中間位置に各隔壁７に沿って設けられたカソード電極Ｋとがそれぞれ配置されており、各アノード電極Ａと各カソード電極Ｋとの間には、光が通過することができる物理的開口が形成されるように、適当な空間が設けられている。各放電チャンネル５の一方の隔壁７の下部に設けられたアノード電極Ａと、その放電チャンネル５内に設けられたカソード電極Ｋとは互いに反対の極性となるように電圧が印加される。
【００２０】
各放電チャンネル５には、対をなすアノード電極Ａ及びカソード電極Ｋ間に反対極性の電圧が印加されることによりプラズマ放電が発生する。行方向に沿って設けられた各放電チャンネル５のアノード電極Ａ及びカソード電極Ｋには、行方向とは直交する列方向に沿って順番に電圧が印加される。これにより、列方向に並んだ各放電チャンネル５に順番にプラズマ放電が発生し、プラズマ放電が、列方向に沿って、線順次に実施される。このように、各放電チャンネル５にプラズマ放電が線順次に走査されることによって、表示セル１の走査（アドレッシング）が行われる。
【００２１】
表示セル１は、中間シート３に対向配置されたガラス基板８を有し、このガラス基板８における中間シート３との対向した表面に、相互に平行に配置された複数の信号電極１０が設けられ、信号電極１０を覆うように、非導電体膜１３及び表示媒体としての液晶９がその順に積層状態で設けられている。
【００２２】
図１に示すように、各信号電極１０は、列方向に沿った長い帯状の透明電極によってそれぞれ構成されており、また、各信号電極１０には、所定の位置に電極スリット（電極がない部分）１０ａ（図３参照）が形成されている。各信号電極１０の間には、光を遮光するブラックマトリクス１２がそれぞれ設けられている。
【００２３】
各信号電極１０が設けられたガラス基板８には、非導電体膜１３が、各信号電極１０を覆うように設けられており、この非導電体膜１３と中間シート３との間に、液晶９が設けられている。
【００２４】
列方向に沿って配列された表示セル１の各信号電極１０と、行方向に沿って配列されたプラズマセル２の各放電チャンネル５とは、それぞれ互いに直交状態で交差するように配置されており、両者の交差部分によって構成された区画に対向する液晶９の領域に、画素１１がそれぞれ形成されている。各信号電極１０には、放電チャンネル５の線順次走査に同期して画像信号がそれぞれ印加されることにより、各画素１１毎に入射光が変調される。
【００２５】
ガラス基板８の内側の表面には、カラーフィルター（図示せず）が形成されており、各信号電極１０に対してＲＧＢの三原色が順番に割り当てられている。ただし、本実施の形態１の液晶表示装置は、カラーディスプレイに限られるものではなく、モノクロディスプレイにも適用することが可能である。
【００２６】
図３（ａ）は、各信号電極１０及び非導電体膜１３の要部を示す平面図である。ガラス基板８に設けられた各信号電極１０を覆う非導電体膜１３には、液晶９によって形成される画素１１に対向して、画素１１より小さく形成された開口１３ａが、それぞれ形成されている。各開口部１３ａは、１つの各画素１１に対して、１個以上が形成されるように、それぞれ設けられており、図３（ａ）では、１つの画素１１に対して非導電体膜１３に形成される開口１３ａは、それぞれ正方形状であって、行方向に延びる信号電極１０に沿って２列に規則的に形成されている。１つの画素１１に対しては、各列の５つの開口１３ａが、それぞれ対向しており、したがって、１つの画素１１に１０個の開口１３ａが設けられている。また、各信号電極１０には、それぞれの各側縁部に沿って複数の電極スリット１０ａがそれぞれ設けられている。各電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口１３ａの外側の側縁に沿った長方形状にそれぞれ形成されている。したがって、各電極スリット１０ａは、各画素１１における列方向に隣接する画素１１との境界部分に沿ってそれぞれ設けられている。
【００２７】
図３（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ１つの画素１１に対して非導電体膜１３に形成される開口１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａのパターニングの他の例を示す平面図である。
【００２８】
図３（ｂ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されている。信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿って、それぞれ各開口部１３ａよりも小さい正方形状に形成されており、各開口部１３ａの行方向の中央部の側方及び行方向に隣接する一対の開口部１３ａ間の側方にそれぞれ位置するように一定の間隔を空けて配置されている。
【００２９】
図３（ｃ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されており、信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿った長方形状にそれぞれ形成されるとともに、行方向に隣接する各開口部１３ａの間にて行方向に直交する方向に沿った長方形状にそれぞれ形成されている。
【００３０】
図３（ｄ）においては、非導電体膜１３の開口部１３ａは、図３（ａ）と同様のパターニングに形成されており、信号電極１０の電極スリット１０ａは、非導電体膜１３に２列に設けられた各開口部１３ａの外側の側縁に沿って、それぞれ各開口部１３ａよりも小さい正方形状に形成されるとともに、行方向に隣接する各開口部１３ａの間にて、行方向に直交する方向に沿った長方形状にもそれぞれ形成されている。
【００３１】
液晶９の各画素１１における個々の液晶分子９ａは、非導電体膜１３に形成された各開口１３ａと、各信号電極１０の電極スリット１０ａとにより、軸対称に配向制御される。
【００３２】
軸対称配向とは、例えば、液晶分子が渦巻き状、同心円状、放射状等に配向している状態をいう。一般に、液晶分子は、上下一対の基板間において、上側の基板にて同心円状に配向し、下側の基板にて放射状に配向し、上側の基板と下側の基板との中間でツイスト配向させることによって、軸対称配向とされる。あるいは、上下の基板の中間部分において液晶分子を放射状に配向し、上下の基板方向に向かってツイストした配向によっても軸対称配向とされる。
【００３３】
軸対称配向した液晶分子９ａは、軸対称配向した液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償されるために、各視角方向からの光線の透過率が平均化され、視角依存性が弱められるので、視角依存性を顕著に改善することができる。
【００３４】
図４は、図３（ａ）に示す表示セル１の信号電極１０及び非導電体膜１３の構造によって得られる液晶分子の配向方向の変動を説明するための表示セルの模式的な断面図である。
【００３５】
図４に示す表示セルでは、図３（ａ）に示すようなパターニングにて、電極スリット１０ａが設けられた下側の信号電極１０に、同様に図３（ａ）に示すようなパターニングにて開口１３ａが設けられた非導電膜１３が積層されており、この非導電膜１３と上側の電極１７との間に、液晶９が封入されている。
【００３６】
非導電膜１３の開口部１３ａに対向した液晶９は、開口部１３ａの側縁と非導電膜１３との段差によって、開口部１３ａの側縁部に近接して配置された液晶分子９ａは、上側になるにつれて開口部１３ａの中央側に位置するように矢印ｋ１で示す方向に傾斜した状態になっている。
【００３７】
このような状態の表示セルの信号電極１０及び上側の電極１７間に電圧を印加すると、液晶９内に図中点線で示す方向の電界１６が形成される。この電界１６は、信号電極１０の電極スリット１０ａが形成されていない部分では、上下方向に沿って形成されるが、信号電極１０の電極スリット１０ａが形成されている部分では、電界方向に歪みが生じる。この電界方向の歪みは、上下方向に沿った方向に対して電極スリット１０ａの幅方向中央から各側縁に向かってそれぞれ傾斜した状態になる。このために、電極スリット１０ａの側縁に近接して配置された液晶分子９ａは、図４の矢印ｋ２で示すように傾斜され、非導電体膜１３の傾斜方向である矢印ｋ１と同方向に傾斜される。
【００３８】
したがって、隣接する画素１１に近接した画素の側縁部における液晶分子９ａの配向方向を、信号電極１０に形成されたスリット１０ａによっても、非導電膜１３の開口部１３ａによる配向方向と同方向に配向させることができる。したがって、表示セルにおいて、各画素１１を確実に軸対称配向させることができる。この矢印ｋ１及びｋ２が示す傾斜方向は、同一方向となるので、表示セル全体としては、図４に示す矢印Ｋの方向に液晶９の配向方向が制御されている。
【００３９】
なお、図３（ｂ）に示すように、非導電体膜１３の開口部１３ａの外縁部に沿って形成される信号電極１０の電極スリット１０ａが分断された状態で設けられていても、信号電極１０の中央部分を対称軸とする軸対称に液晶分子９ａを確実に配向制御することができる。
【００４０】
また、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、行方向に隣接する各開口部１３ａの間に、信号電極１０の電極スリット１０ａを設ける場合には、隣接する開口部１３ａ間の各電極スリット１０ａによっても、液晶分子９ａが軸対称に配向制御される。
【００４１】
このように、信号電極１０に電極スリット１０ａを設けて軸対称に配向制御される液晶９は、非導電体膜１３の開口部１３ａによってのみ配向制御した場合に比べて、液晶９の配向制御を決定する力が大きくなり、配向の安定性が高くなる。このため、隣接画素からの横電界等による軸対称を乱す要因があっても、液晶９の配向の乱れを受けにくくすることができる。
【００４２】
次に、図１及び図２に示す液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００４３】
図５（ａ）〜（ｈ）は、図１及び図２に示した液晶表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【００４４】
（１）図５（ａ）は、表示セル１を形成するためのガラス基板８を示している。このガラス基板８は、内側の表面にカラーフィルターが設けられているが、図面の煩雑を避けるため、簡略して示している。
【００４５】
（２）このガラス基板８の表面に対して、図５（ｂ）に示すように、ＩＴＯからなる透明な帯状の信号電極１０を適当な間隔を空けて平行に形成する。各信号電極１０には、液晶分子の配向を制御するために、各側縁部における所定の位置にＩＴＯを削除した電極スリット１０ａを形成する。
【００４６】
（３）次に、図５（ｃ）に示すように、信号電極１０の上に、液晶分子を配向制御する非導電体膜１３を形成する。この非導電体膜１３は、信号電極１０の上側に位置するように、各側縁部を除いた中央部に対向するように、複数の開口部１３ａが格子状に形成される。なお、開口部１３ａは、１本の信号電極１０上に２列形成している。複数の開口部１３ａは、例えば、非導電体膜１３として感光性樹脂を用い、この感光性樹脂を信号電極１０上に塗布した後、所定の格子パターンを有するフォトマスクを非導電体膜１３上に形成し、このフォトマスクを介して露光現像（フォトリソグラフィー）を行うことにより形成する。
【００４７】
（４）次に、図５（ｄ）に示すように、非導電体膜１３上に、信号電極１０に沿って延びる柱状突起１９を、各信号電極１０のそれぞれの側縁部上に位置するように、一定の間隔を空けてパターニングして形成する。各柱状突起１９も、上記の非導電体膜１３と同様に、フォトリソグラフィーを用いて形成することができる。
【００４８】
（５）次に、図５（ｅ）に示すように、信号電極１０及び非導電体膜１３及び柱状突起１９が形成されたガラス基板８の全体にわたって、ポリイミド等の垂直配向剤２０を被覆する。
【００４９】
（６）以上の図５（ａ）〜（ｅ）に示す工程に並行して、図５（ｆ）及び（ｇ）に簡略化して示すように、ガラス基板４にプラズマセル２を作製し、このプラズマセル２上に中間シート３（図５（ｇ）には図示せず）を貼り合わせる。
【００５０】
（７）次に、図５（ｇ）に示すように、プラズマセル２の中間シート３側の表面全体に、垂直配向剤２０を塗布する。
【００５１】
（８）次に、図５（ｈ）に示すように、プラズマセル２と表示セル１とを中間シート３を挟んで、互いに向き合うようにして接合する。このプラズマセル２と表示セル１の両者の間隔寸法は、非導電体膜１３及び柱状突起１９によって（画面）全体にわたって、一定の間隔に設定される。このようにして形成された表示セル１の内表面は全体にわたって垂直配向剤２０によって被覆された状態になっている。
【００５２】
（９）次に、図５（ｉ）に示すように、真空注入方式等の手法により、表示セル１の内部に液晶９を注入する。ここで、注入される液晶は、実際には、ｎ型のネマチック液晶材料、カイラル物質、モノマー、光開始剤等を含む混合物である。
【００５３】
（１０）次に、図５（ｊ）に示すように、液晶分子９ａを軸対称に配向制御する。これは、まず、ガラス基板４及び８の両側から交流電圧を印加し、非導電体膜１３に形成された開口部１３ａの壁面効果及び信号電極１０に形成された電極スリット１０ａによる効果を利用して液晶分子９ａを軸対称の配向状態に配向制御する。その後、液晶分子９ａの軸対称配向状態を固定するため、高圧水銀ランプ等によって紫外線を照射する。この紫外線照射によって、液晶９に含まれるモノマーが光重合し、液晶９の軸対称配向状態を記憶する。
【００５４】
このように、本実施の形態１の液晶表示装置は、信号電極１０に形成された電極スリット１０ａ及び非導電体膜１３の開口部１３ａによって、高度に配向制御された液晶領域を形成することができ、高い電圧が列電極に印加されても、液晶の配向状態が影響を受けないようにすることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００５６】
本実施の形態２の液晶表示装置は、全体の構成については、実施の形態１の液晶表示装置と概略同一であるので、詳しい説明は省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。
【００５７】
図６（ａ）は、本実施の形態２の液晶表示装置の非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａの形成パターンを示す模式図である。
【００５８】
非導電体膜１３には、各画素１１毎に、信号電極１０が延びる方向に沿ってそれぞれがジグザグ状に形成された２本の開口部１３ａが形成されている。また、非導電体膜１３の下に形成される信号電極１０の各側縁部には、非導電体膜１３の開口部１３ａのジグザグ形状に沿って、それぞれが平行に形成された２本の電極スリット１０ａが形成されている。
【００５９】
図７は、図６（ａ）に示す表示セル１の信号電極１０及び非導電体膜１３の構造によって得られる液晶分子９ａの配向方向の変動を説明するための表示セルの模式的な断面図である。
【００６０】
図７に示す表示セルでは、図６（ａ）に示すようなパターニングにて、電極スリット１０ａが設けられた下側の信号電極１０に、同様に図６（ａ）に示すようなパターニングにて開口１３ａが設けられた非導電体膜１３が積層されており、この非導電体膜１３と上側の電極１７との間に、液晶９が封入されている。
【００６１】
非導電体膜１３の開口部１３ａの側縁部に対向した領域の液晶分子９ａは、前記の図４の場合と同様の理由により、矢印ｋ１及びｋ１’で示すように、開口部１３ａのそれぞれの幅方向の中央側に向かってそれぞれ傾斜した状態になっている。
【００６２】
また、信号電極１０の電極スリット１０ａにおける各側縁部に対向した領域の液晶分子９ａは、前記図４の場合と同様の理由により、矢印ｋ２及びｋ２’で示すように、それぞれｋ１及びｋ１’と同じ方向に傾斜される。
【００６３】
したがって、図７に示す構造を有することにより、非導電体膜１３のジグザグ状に形成された開口部１３ａにおける各側縁部に対向する領域の液晶分子９ａは、それぞれ矢印ｋ１及びｋ１’の方向にそれぞれ傾斜され、信号電極１０の電極スリット１０ａにおける各側縁部に対向する液晶分子９ａは、それぞれ電極スリット１０ａの各側縁部に近接した開口部１３ａの各側縁部における液晶分子９ａの傾斜方向とそれぞれ同方向である矢印ｋ２及びｋ２’の方向にそれぞれ傾斜される。その結果、各画素１１において、より確実に液晶分子９ａを軸対称配向させることができる。この矢印ｋ１及びｋ２とｋ１’及びｋ２’が示す傾斜方向は、それぞれ同一方向となっているので、表示セル全体としては、図７に示す矢印Ｋ及びＫ’の方向に液晶９の配向方向がそれぞれ制御される。
【００６４】
本実施の形態２の液晶表示装置では、非導電体膜１３の開口部１３ａと信号電極１０の電極スリット１０ａをジグザグ状に配置しているので、図６（ａ）に示すように、液晶９は、Ｋ１及びＫ１’とＫ２及びＫ２’との４方向に配向制御されることになる。しかも、画素１１の液晶分子９ａの配向方向が４方向に制御されることにより、液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償され、各視角方向からの光線の透過率が平均化されて、視角依存性が弱められる。このため、良好な視角特性が得られることになる。
【００６５】
各画素１１に形成される非導電体膜１３のジグザグ状の開口部１３ａの本数は、信号電極１０の幅等により変わり、図６（ａ）に示すように２本に限定されるものではない。また、信号電極１０の電極スリット１０ａは、信号電極１０を全体にわたって連続するように形成してもよく、また、断続的に形成するようにしてもよい。
【００６６】
非導電体膜１３の開口部１３ａと信号電極１０の電極スリット１０ａとを信号電極１０が延びる方向に沿うジグザグ形状に形成する場合には、図６（ｂ）に示すように、開口部１３ａの幅を電極スリット１０ａよりも広く形成して、開口部１３ａのジグザグ形状の各コーナー部に、隣接する電極スリット１０ａに向かって突出するように、突出部１３ｂをそれぞれ形成してもよい。
【００６７】
このように、非導電体膜１３の開口部１３ａに突出部１３ｂをそれぞれ形成することにより、４方向に軸対称される液晶分子９ａの配向制御の面積比を均等にすることができ、視角依存性をさらに低減することができる。
【００６８】
また、図６（ｃ）に示すように、非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａが、信号電極１０に沿った部分と、その部分に直交する方向に沿った部分とを交互に接続したジグザグ形状してもよい。
【００６９】
このように、非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａを、直角に屈曲させて形成することによって、液晶９の配向方向を４方向に制御することができるので、視角依存性を低減することができる。
【００７０】
なお、液晶の方式としては、ツイストネマチック方式、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式等、いずれであってもよい。
【００７１】
また、本実施の形態２の液晶表示装置の製造方法については、実施の形態１の液晶表示装置の製造方法と略同一であるので、詳しい説明は省略する。
【００７２】
ただし、ＥＣＢ方式の液晶の場合、液晶には、ｎ型のネマチック液晶材料だけを含んでいる場合、及び、ｎ型の液晶材料、モノマー、光開始剤等を含んでいる場合がある。ツイストネマティック方式の液晶の場合には、液晶を含めて、実施の形態１の液晶表示装置の場合と同一である。
【００７３】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３の液晶表示装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００７４】
本実施の形態３の液晶表示装置は、全体の構成については、前記の実施の形態１の液晶表示装置と概略同一であるので、詳しい説明は省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。
【００７５】
図８は、本実施の形態３の液晶表示装置の非導電体膜１３の開口部１３ａ及び信号電極１０の電極スリット１０ａの形成パターンを示す模式図である。
【００７６】
図８（ａ）〜（ｃ）に示す信号電極１０及び非導電体膜１３においては、非導電体膜１３が、信号電極１０上に一定の間隔を空けて配置された正方形状にそれぞれ形成されており、正方形状の各非導電体膜１３の間に開口部１３ａがそれぞれ形成されている。信号電極１０には、各非導電体膜１３に対向する中央部に正方形状の電極スリット１０ａが形成されている。
【００７７】
図８（ａ）においては、１つの画素１１に３つの開口部１３ａが形成されており、図８（ｂ）においては、１つの画素１１に（２×８）個の開口部１３ａが形成されている。図８（ｃ）においては、複数の画素１１に跨って、多数の開口部１３ａが形成されている。
【００７８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、信号電極１０上に形成される非導電体膜１３の数を変更したいくつかの例を示しているが、この非導電体膜１３は、信号電極１０の幅等により、適宜決定されるため、図に示した場合に限られるものではない。
【００７９】
上記のように、非導電体膜１３及び信号電極１０の電極スリット１０ａを配置すると、図８（ａ）の矢印Ｋ１とＫ１’及びＫ２及びＫ２’に示すように、液晶９の配向方向は、４方向に制御されることになる。
【００８０】
このように、液晶９の配向方向が４方向に制御されることにより、液晶分子９ａのリタデーションが相互に補償されるため、各視角方向からの光線の透過率が平均化され、視角依存性が低減される。このため、良好な視角特性が得られることになる。
【００８１】
ここで、液晶の方式としては、ツイストネマチック方式、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式等、いずれであってもよい。
【００８２】
また、本実施の形態３の液晶表示装置の製造方法については、実施の形態１の液晶表示装置の製造方法と略同一であるので、詳しい説明は省略する。
【００８３】
ただし、ＥＣＢ方式の液晶の場合、液晶には、ｎ型のネマチック液晶材料だけを含んでいる場合、及び、ｎ型の液晶材料、モノマー、光開始剤等を含んでいる場合がある。ツイストネマティック方式の液晶の場合には、液晶を含めて、実施の形態１の液晶表示装置の場合と同一である。
【００８４】
なお、上記実施の形態１〜３の液晶表示装置の表示セルの構成は、主としてＰＡＬＣに適用した場合について記載したものであるが、この構成は、ＰＡＬＣだけではなく、ＴＦＴＬＣＤ等の他の液晶表示装置にも適用することができ、この構成を適用することによって、隣接電極からの電界の影響を抑制することができ、この結果、表示の均一性を向上させることができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各信号電極上に、所定位置に開口部を有する非導電体の構造物が設けられているとともに、信号電極の非導電体の構造物に対向して、非導電体の構造物の開口部に沿った電極スリットが形成されているので、高度に配向制御された液晶領域を形成することができ、高い電圧が列電極に印加されても、隣接する液晶の配向状態に対する影響を抑制することができる。このため、隣接する電極からの電界による配向の乱れを低減することができ、表示の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係るプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に電圧が印加された場合の液晶領域の配向方向の制御を模式的に説明する断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｊ）は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置の製造方法を経時的に説明する断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２のプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置に電圧が印加された場合の液晶領域の配向方向の制御を模式的に説明する断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態３のプラズマアドレス液晶表示装置の表示セルの信号電極の電極スリット及び非導電体膜の開口部の形成パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 表示セル
２ プラズマセル
３ 中間シート
４ ガラス基板
５ 放電チャンネル
７ 隔壁
８ ガラス基板
９ 液晶
９ａ 液晶分子
１０ 信号電極
１０ａ 電極スリット
１１ 画素
１２ ブラックマトリクス
１３ 非導電体膜
１３ａ 開口部
Claims (4)
- 相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、
前記一方の基板に、前記各信号電極を覆うように非導電体膜が設けられており、該非導電体膜には、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが沿った少なくとも一対の列状に構成された開口部がそれぞれ設けられており、
前記各信号電極には、前記各画素内における前記非導電体膜が設けられた部分であって隣接する信号電極との間に、前記非導電体膜の開口部に沿ったスリットが形成されており、
前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って一定の間隔を空けて複数が配置されており、それぞれの開口部が四角形状になっており、
前記スリットは、前記各開口部のそれぞれに沿うように複数設けられている、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 前記非導電体膜において前記各画素毎に前記各列状にそれぞれ配置される開口部は、前記信号電極が延びる方向に沿って、ジグザグ形状になるように形成されており、
前記信号電極の電極スリットは、前記非導電体膜の各開口部に沿ったジグザグ形状に形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 相互に対向する一対の基板の間に表示媒体である液晶が充填され、一方の基板にそれぞれが列方向に沿って延びる複数の信号電極が設けられ、他方の基板にそれぞれが線順次に走査されるように行方向に沿って延びる複数の走査手段が設けられ、前記各信号電極と前記各走査手段との交差部分に画素がそれぞれ形成された液晶表示装置において、
前記一方の基板に、前記各画素内に位置する前記各信号電極上に、前記信号電極が延びる方向にそれぞれが一定の間隔で配置される非導電膜部分がそれぞれ設けられており、
前記各信号電極には、前記各非導電体膜部分の中央部に対向してスリットが設けられており、
前記一対の基板の間に充填された液晶に垂直配向処理が施されて、該液晶が、前記非導電体膜に設けられた前記開口部および前記各信号電極に設けられた前記スリットによって、前記各画素毎に軸対称配向するように配向制御されていることを特徴とする液晶表示装置。
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