JP3901721B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明はテレビやディスプレイ等の液晶表示装置に関する。特に、本発明は垂直配向液晶を含む液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は一対の基板の間に挿入された液晶を含む。一対の基板はそれぞれ電極及び配向膜を有する。従来から広く用いられているＴＮ液晶表示装置は水平配向膜及び正の誘電率異方性を有する液晶を含み、電圧が印加されていないときに液晶は水平配向膜に対してほぼ平行に配向する。電圧を印加すると、液晶は水平配向膜に対してほぼ垂直に立ち上がる。

ＴＮ液晶表示装置は薄型化が可能である等の利点を有するが、視野角が狭いという欠点をもつ。この欠点を改良し、広い視野角を図る方法として配向分割がある。配向分割は、１画素を２つの領域に分割し、一方の領域では液晶が一方の側に向かって立ち上がり及び倒れる、他方の領域では液晶が反対の側に向かって立ち上がり及び倒れるようにし、よって１画素内での液晶の挙動を平均化して広い視野角を得る。

液晶の配向を制御するためには通常配向膜にラビングを行う。配向分割を行う場合には、マスクを使用して１画素の一方の領域を第１の方向にラビングし、それから補完的なマスクを使用して１画素の他方の領域を第１の方向とは反対の第２の方向にラビングする。あるいは、配向膜全体を第１の方向にラビングし、マスクを使用して１画素の一方の領域又は他方の領域に選択的に紫外線照射を行い、一方の領域と他方の領域とで液晶のプレチルトに差ができるようにする。

水平配向膜を用いた液晶表示装置では、ラビングを行う必要があり、ラビング後に配向膜を設けた基板の洗浄が必要である。そのため、液晶パネルの製造が比較的に面倒であり、ラビング時に汚染が生じる可能性がある。

一方、垂直配向膜を使用した液晶表示装置では、電圧が印加されていないときに液晶は垂直配向膜に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加すると液晶は垂直配向膜に対してほぼ水平に倒れる。垂直配向膜を使用した液晶表示装置でも、液晶の配向を制御するためには通常配向膜にラビングを行う。

本願の出願人による特願平１０−１８５８３６号は、ラビングを行うことなしに液晶の配向を制御することのできる液晶表示装置を提案している。この液晶表示装置は、垂直配向膜及び負の誘電率異方性を有する液晶を有する垂直配向式液晶表示装置であり、液晶の配向を制御するために一対の基板の各々に設けられた配向規制構造体（突起又はスリットを含む線状の構造体）を備えている。

この垂直配向式液晶表示装置では、ラビングが必要でなく、しかも線状の構造体の配置により配向分割を達成することができるという利点がある。従って、この垂直配向式液晶表示装置は、広い視野角と高いコントラストを得ることが可能となる。ラビングを行う必要がないので、ラビング後の洗浄も必要としない。そのため、液晶表示装置の製造が簡単にあり、ラビング時の汚染がなく、液晶表示装置の信頼性が向上する。

その他、従来の液晶表示装置には、電極に形成された線状のスリットまたは突起を備えたものがある（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照）。また、液晶の配向方向を規制するために突起を用いたものもある（例えば、特許文献４および非特許文献１参照）。また、画素領域の外に形成された突出部を備えた液晶表示装置もある（例えば、特許文献５参照）。
米国特許第６７１０８３７号明細書 米国特許第６５６７１４４号明細書 韓国公開特許公報第１９９９−０８５６１６号明細書 特開平７−１９９１９３号公報 欧州特許出願公開第０８５４３７７号明細書 A. Takeda et al. "A Super-High-Image-Quality Multi-Domain Vertical Alignment LCD by New Rubbing-Less Technology" SID 98 DIGEST, 1998/5/17, p.1077-1080

液晶の配向を制御するために一対の基板に配向規制構造体（突起又はスリットを含む構造体）を有する垂直配向式液晶表示装置では、液晶分子の配向の不安定な領域が存在し、輝度や応答速度について後で説明するようにさらに改善すべき問題点があることが分かった。

本発明の目的は、輝度や応答速度をさらに改善することのできる垂直配向式液晶表示装置を提供することである。

本発明による液晶表示装置は、電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための、線状に延びる第１配向規制構造体と、前記一対の基板の他方に設けられた、液晶の配向を規制するための配向規制構造体であって、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びる第２配向規制構造体とを備え、前記第１配向規制構造体は、複数の主要部と、複数の前記主要部のうちの２つの間に配置され、前記主要部よりも狭い幅を有する幅狭部とを含む。ある実施形態では、前記幅狭部によって液晶配向の境界点が一定の位置に形成される。前記第１配向規制構造体は、前記主要部よりも広い幅を有する幅広部を含み得る。

また、本発明による液晶表示装置は、電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための、線状に延びる第１配向規制構造体と、前記一対の基板の他方に設けられた、液晶の配向を規制するための配向規制構造体であって、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びる第２配向規制構造体とを備え、前記第１配向規制構造体は、複数の主要部と、複数の前記主要部のうちの２つの間に配置され、前記主要部よりも広い幅を有する幅広部とを含む。ある実施形態では、前記幅狭部によって液晶配向の境界点が一定の位置に形成される。前記第１配向規制構造体は、前記主要部よりも狭い幅を有する幅狭部を含み得る。

ある実施形態では、前記第１配向規制構造体は、屈曲部を有し、前記屈曲部の鈍角側に、前記屈曲部から延びる追加の配向規制構造体を含んでいる。また、ある実施形態では、前記第１配向規制構造体は、前記電極に設けられたスリットである。また、ある実施形態は、前記一対の基板の前記一方に設けられ、前記第１配向規制構造体の延びる方向と異なる方向に延びる第３配向規制構造体と、前記一対の基板の前記他方に設けられ、前記第３配向規制構造体の延びる方向と平行に延びる第４配向規制構造体とを備えている。

ある実施形態では、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体のそれぞれが、１つの画素のなかに複数形成されている。

また、ある実施形態では、前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体との間に位置する液晶分子の配向方向が、前記第１配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である。前記液晶分子の配向方向は、前記液晶分子に電圧が印加されて前記液晶分子が傾斜したとき、前記第１配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直であり得る。

本発明による他の液晶表示装置は、電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための、線状に延びる第１配向規制構造体と、前記一対の基板の他方に、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びるように設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第２配向規制構造体とを備え、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の少なくとも一方は、幅が変化する部分を含む。

ある実施形態では、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の少なくとも一方は、前記電極に設けられたスリットである。また、ある実施形態では、複数の前記第１配向規制構造体および複数の前記第２配向規制構造体が、１つの画素のなかに配置されている。また、ある実施形態では、前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体との間に位置する液晶分子の配向方向が、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である。前記液晶分子の配向方向は、前記液晶分子に電圧が印加されて前記液晶分子が傾斜したとき、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直であり得る。

以下、図１から１３を用いて、本発明の参考例について説明する。図１は参考例による液晶表示装置を示す略断面図である。図１において、液晶表示装置１０は、一対の透明なガラス基板１２、１４と、これらのガラス基板１２、１４の間に挿入された液晶１６とを含む。液晶１６は負の誘電率異方性を有する液晶である。第１のガラス基板１２は電極１８及び垂直配向膜２０を有し、第２のガラス基板１４は電極２２及び垂直配向膜２４を有する。さらに、第１のガラス基板１２の外側には偏光板２６が配置され、第２のガラス基板１４の外側には偏光板２８が配置される。ここで、説明の簡単化のために、第１のガラス基板１２を上基板と言い、第２のガラス基板１４を下基板と言う。

上基板１２がカラーフィルタ基板として構成される場合には、この上基板１２はさらにカラーフィルタ及びブラックマスクを含む。この場合、電極１８は共通電極である。また、下基板１４がＴＦＴ基板として構成される場合には、この下基板１２はＴＦＴとともにアクティブマトリクス駆動回路を含む。この場合、電極２２は画素電極である。

図２は液晶の配向を制御するための配向規制構造体を有する垂直配向式液晶表示装置を示す略断面図である。簡単化のために、図２においては図１の電極１８、２２及び配向膜２０、２４は省略されている。図２において、上基板１２は配向規制構造体として下基板１４に向かって突出する突起３０を有する。同様に、下基板１４は配向規制構造体として上基板１２に向かって突出する突起３２を有する。突起３０、３２は図２の紙面に垂直に長く線状に延びる。

図３は突起３０、３２を図２の矢印III の方向から見た平面図である。図３はさらにアクティブマトリクス駆動回路の１画素の部分を示している。アクティブマトリクス駆動回路はゲートバスライン３６と、ドレインバスライン３８と、ＴＦＴ４０と、画素電極２２とを含む。上基板１２の突起３０は画素電極２２の中心を通り、下基板１２の突起３２はゲートバスライン３６を通る。このように、突起３０、３２は、上から見た平面図においては、互いに平行に且つ交互に延びる。ただし、図３に示した例は非常に簡単な例であり、突起３０、３２の配置はこのような例に限定されるものではない。

図２に示されるように、負の誘電率異方性を有する液晶１６が垂直配向膜２０、２４の間に配置されていると、電圧不印加時に液晶分子１６Ａは垂直配向膜２０、２４に対して垂直に配向する。突起３０、３２の近傍では、液晶分子１６Ｂは突起３０、３２に対して垂直に配向する。突起３０、３２は傾斜を含んでいるので、突起３０、３２に対して垂直に配向する液晶分子１６Ｂは垂直配向膜２０、２４に対して斜めに配向する。

液晶１６に電圧を印加すると、負の誘電率異方性を有する液晶１６は電界に対して垂直な方向を向き、よって液晶分子は基板面（垂直配向膜２０、２４）に概ね平行に倒れるようになる。通常は、垂直配向膜２０、２４にラビングがしてないと、液晶分子が倒れる方向は一定に定まらず、液晶の挙動が安定しない。しかし、本発明のように、互いに平行に延びる突起３０、３２があると、これらの突起３０、３２の近傍の液晶分子１６Ｂはあたかもプレチルトしているがごとく垂直配向膜２０、２４に対して斜めに配向しているので、電圧印加時にはこれらの液晶分子１６Ｂの倒れる方向は決まってしまう。

例えば、図２の上基板１４の左側の突起３０とその左下の突起３２との間の液晶分子について見ると、これらの突起３０、３２間の液晶分子１６Ｂは右上から左下方向に配向しているので、電圧印加時に液晶分子１６Ｂは時計回り方向に回転しながら垂直配向膜２０、２４に対して平行に倒れていく。従って、これらの突起３０、３２間の液晶分子１６Ａは液晶分子１６Ｂの挙動に従って時計回り方向に回転しながら垂直配向膜２０、２４に対して平行に倒れていく。同様に、図２の上基板１４の左側の突起３０とその右下の突起３２との間の液晶分子についても、突起３０、３２の間の液晶分子１６Ｂは左上から右下方向に配向しているので、電圧印加時に液晶分子１６Ｂは反時計回り方向に回転しながら垂直配向膜２０、２４に対して平行に倒れていく。従って、これらの突起３０、３２間の液晶分子１６Ａは液晶分子１６Ｂの挙動に従って反時計回り方向に回転しながら垂直配向膜２０、２４に対して平行に倒れていく。

図４は、図２及び図３の突起３０、３２の配置に従って、電圧印加時に倒れた液晶分子１６Ａを示す図である。図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図である。上基板１２の突起３０の一方側の液晶分子１６Ａは突起３０に向かって時計回り方向（矢印Ｘの方向）に回転しながら倒れ、上基板１２の突起３０の他方側の液晶分子１６Ａは突起３０に向かって反時計回り方向（矢印Ｙの方向）に回転しながら倒れる。なお、図４において、電圧不印加時には液晶分子１６Ａは図４の紙面に垂直に配向する。このようにして、ラビングなしに液晶の配向が制御できるとともに、１画素内で液晶分子の配向方向の異なる複数の領域ができるので、配向分割が達成され、良い視野の得られる角度範囲の広い液晶表示装置を実現することができる。

図５は突起（配向規制構造体）３０、３２の他の例を示す平面図である。突起３０、３２は互いに平行に延び且つ屈曲する。つまり、突起３０、３２が平行しながら蛇行状に屈曲する。この例では、突起３０、３２の小部分の両側にある液晶分子１６Ｃ、１６Ｄは互いに逆を向いて配向し、且つ突起３０、３２の屈曲の次の小部分の両側にある液晶分子１６Ｅ、１６Ｆは互いに逆を向いて配向している。そして、液晶分子１６Ｃ、１６Ｄは液晶分子１６Ｅ、１６Ｆに対して９０度回転している。従って、１画素に液晶の配向の異なる４つの領域ができる配向分割が達成され、視角特性はさらによくなる。

図６は配向規制構造体がともに突起３０、３２である液晶表示装置を図解的に示す図である。図６では、上基板１２に設けられた電極１８、および下基板１４に設けられた電極２２が示されている。突起３０、３２は電極１８、２２の上に誘電体として形成される。４２は突起３０、３２付近の電界を示す。突起３０、３２は誘電体であるので、突起３０、３２付近の電界４２は斜め電界になり、電圧印加時に液晶分子は矢印で示されるように電界４２に対して垂直になるように倒れていく。液晶分子が斜め電界により倒れていく向きは、液晶分子が突起３０、３２の斜面に起因して倒れていく方向と同じである。

図７は、下基板１４の配向規制構造体が突起３２であり且つ上基板１２の配向規制構造体がスリット構造４４である場合の液晶表示装置を示す略断面図である。スリット構造４４は上基板１２の電極１８のスリットを含む。実際には、垂直配向膜２０（図７では省略されている）がスリットを有する電極１８を覆っているので、垂直配向膜２０は電極１８のスリットの位置において窪んでいる。スリット構造４４は電極１８のスリットと垂直配向膜２０の窪みの部分とを含む。そして、このようなスリット構造４４が図６の突起３０と同様に線状に長く延びる。

スリット構造４４の近傍においては、上基板１２の電極１８と下基板１４の電極２２との間に斜め電界４２が形成される。この斜め電界４２は図６において突起３０の近傍に形成される斜め電界４２と同様であり、電圧印加時に液晶分子が斜め電界４２に従って倒れる。この場合に液晶分子が倒れる様子は突起３０がある場合に液晶分子が倒れる様子と同じである。従って、図６のように突起３０と突起３２との組み合わせにより液晶の配向を制御するのと同様に、スリット構造４４と突起３２との組み合わせにより液晶の配向を制御することができる。

図８は、上基板１２及び下基板１４の配向規制構造体がともにスリット構造４４４６である場合の液晶表示装置を示す略断面図である。スリット構造４４は図６の突起３０と同様に線状に長く延び、スリット構造４６は図６の突起３２と同様に線状に長く延びる。そして、スリット構造４４、４６の近傍においては、上基板１２の電極１８と下基板１４の電極２２との間に斜め電界４２が形成される。この斜め電界４２は図６において突起３０、３２の近傍に形成される斜め電界４２と同様であり、電圧印加時に液晶分子が斜め電界４２に従って倒れる。この場合に液晶分子が倒れる様子は突起３０、３２がある場合に液晶分子が倒れる様子と同じである。従って、図６のように突起３０と突起３２との組み合わせにより液晶の配向を制御するのと同様に、スリット構造４４、４６の組み合わせにより液晶の配向を制御することができる。

従って、突起３０、３２と、スリット構造４４、４６とは同様に液晶の配向を制御することができる。そして、突起３０、３２と、スリット構造４４、４６とは、配向規制構造体（又は線状の配向規制構造体）として共通の概念で理解されることができる。

図９は突起３０（３２）である線状の構造体を示す断面図である。突起３０は例えば次のようにして形成してある。下基板１４にアクティブマトリクスとともに電極２２を形成する。電極２２の上に突起となるべき誘電体３０Ａを形成する。誘電体３０Ａはレジストを塗布し、パターニングして形成する。誘電体３０Ａ及び電極２２の上に垂直配向膜２４を形成する。このようにして、突起３０が形成される。

図１０はスリット構造４４（４６）である線状の壁構造の例を示す断面図である。スリット構造４４は例えば次のようにして形成してある。上基板１４にカラーフィルタやブラックマスク等を形成した後、電極１８を形成する。電極１８をパターニングし、スリット１８Ａを形成する。スリット１８Ａを有する電極１８の上に垂直配向膜２０を形成する。このようにして、スリット構造４４が形成される。

図１１は線状の構造体を有する液晶表示装置の配向の問題点を説明する図である。以後は主として線状の構造体は突起３０、３２として説明されるが、突起３０、３２の代わりにスリット構造（単にスリットと呼ぶこともある）４４、４６としても同様である。

図１１は図４と類似した状態を示している（ただし、図４は突起３０、３２の間の間隙部にある液晶分子１６Ａのみを示し、図１１は突起３０、３２の間の間隙部にある液晶分子１６Ａおよび突起３０、３２の上及び近傍にある液晶分子を示している。また、図１１では下基板１４の突起３２が中央に位置している）。４８は偏光板２６、２８の配置を示している。偏光板２６、２８は突起３０、３２に対して４５度の角度で配置される。

上記したように、電圧印加時に突起３０、３２の間の間隙部にある液晶分子１６Ａは下基板の突起３２（又は上基板１２の突起３０）の両側で突起３２に対して垂直な方向に且つ互いに逆方向を向いて寝ていく。突起３０、３２の上及び近傍にある液晶分子はこれらの互いに逆方向を向いて寝ていく液晶分子１６Ａの間にあってこれらの液晶分子１６Ａと互いに連続しながら寝ていく。液晶分子は全て図１１の紙面に平行な平面内で配向するようになる。この場合、突起３２の真上に位置する液晶分子は、図１１において右を向いて倒れる可能性と、左を向いて倒れる可能性とがある。しかし、突起３２の真上に位置する液晶分子が右を向いて倒れるか、又は左を向いて倒れるかは、定かではない。そのため、同一の突起３２上で液晶分子が右を向いて倒れた配向状態と液晶分子が左を向いて倒れた配向状態とが混在し、これらの２つの配向状態が接しているところでは、液晶の配向の境界ができる。このような複数の境界が１つの突起３２上に存在する。

また図１１のように上下の基板１２、１４の突起３０、３２上で液晶の配向状態が同一の場合（例えば領域Ｃ）には、突起３０、３２間の配向はベンド的な配向となり、上下の基板１２、１４の突起３０、３２上で液晶の配向状態が異なる場合（例えば領域Ａ）には、突起３０、３２間の配向はスプレイ的な配向となる。すなわち、突起３０、３２間においても２つの配向状態が混在し、これらの配向状態の異なる領域の間に境界が形成される。

さらにこれらの配向状態を詳しく見た場合、上下基板１２、１４の合わせずれ等のため例えばスプレー的な配向であっても微妙に配向状態が異なってくる。そのため透過率最大となる偏光板２６、２８の角度がそれぞれの領域で異なってくる。この様子を実際に幾つかの領域で偏光板２６、２８を回転させて測定した。図１１において、領域Ａにおいては、正常な配置４８に対して偏光板２６、２８を−１３度回転したことを示す。領域Ｂにおいては、正常な配置４８に対して偏光板２６、２８を−４度回転したことを示す。領域Ｃにおいては、正常な配置４８に対して偏光板２６、２８を＋２度回転したことを示す。

図１２は図１１の領域Ａ、Ｂ、Ｃで測定した透過率を示す図である。曲線Ａは図１１の領域Ａでの測定結果を示し、曲線Ｂは図１１の領域Ｂでの測定結果を示し、曲線Ｃは図１１の領域Ｃでの測定結果を示す。曲線Ａは、偏光板２６、２８が正常な配置４８（突起３０、３２に対して４５度）からかなり外れた角度ではかなり高い透過率が得られるが、偏光板２６、２８が正常な配置４８（突起３０、３２に対して４５度）にある場合にはほとんど光を透過できないことを示している。曲線Ｂは、偏光板２６、２８が正常な配置４８（突起３０、３２に対して４５度）から少し外れた角度で比較的に高い透過率が得られることを示している。曲線Ｃは、偏光板２６、２８が正常な配置４８（突起３０、３２に対して４５度）にある場合にある程度の透過率が得られることを示している。このように、突起３０、３２を用いる場合、透過率特性の異なった複数の領域が形成されることになる。

図１３は電圧印加後の透過率の変化を示す図である。図１１及び図１２を参照して説明したような配向状態の異なる領域が存在すると、電圧印加直後にオーバーシュートと呼ばれる現象が発生する。すなわち、電圧を印加した後、例えば１０００ｍｓで透過率が非常に高くなり、それから透過率が次第に低下してきて所定の値で平衡するようになる。平衡状態の透過率からどれだけ白輝度が上昇しているかでオーバーシュートを表す。初期の輝度をＸ、平衡したときの輝度をＹとすると、オーバーシュート（％）は、（Ｙ−Ｘ）／Ｘ×１００で定義される。

図１１に示されるように、透過率の異なった領域Ａ、Ｂ、Ｃがあると、電圧印加後にこれらの領域Ａ、Ｂ、Ｃの液晶は各領域内で動き続けるとともに、隣接する領域の液晶と影響しあいながら、領域Ａ、Ｂ、Ｃ自体が動き続け（領域Ａ、Ｂ、Ｃ間の境界が移動し）、それによって透過率の上昇が起こり、オーバーシュートが大きくなる。オーバーシュートは残像の原因ともなり、表示品質の悪化をもたらす。また、特徴の異なった領域Ａ、Ｂ、Ｃがあると、表示性能に差が生じてくることにもなり、一定の品質が得られなくなる。

従って、突起３０、３２の上の液晶の配向状態を制御し、透過率の異なった領域の液晶がいつまでも動き続けるのを防止し、よって輝度の向上及び応答速度の改善が図ることが望まれる。

図１４は本発明の第１実施例による突起（線状の構造体）３０、３２の例を示す図である。線状の構造体として、突起３０、３２の代わりにスリット構造４４、４６としてよいことは言うまでもない。

液晶表示装置は上記したように上基板１２の突起３０及び下基板の突起３２を有する。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。構成単位３０Ｓ、３２Ｓは、ほぼ一様な形状を有し、且つ形状の変化又は切断によって互いに区分されている。図１４の例では、２つの隣接する構成単位３０Ｓ、３２Ｓは狭くなった部分で接続されている。また、上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓと下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓとは、互いに平行に延び且つ互いに重なる位置に配置される。

このように、各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成されるので、各構成単位３０Ｓ、３２Ｓ内に図１１に示したような透過率の異なる複数の領域Ａ、Ｂ、Ｃが形成される可能性が小さくなる。また、そのような領域Ａ、Ｂ、Ｃが動き続けることもなくなり（領域Ａ、Ｂ、Ｃ間の境界が移動し続けることもなくなり）、液晶が水平状態で安定的に配向するまでの時間が速くなる。それによって、オーバーシュートが小さくなり、輝度の向上及び応答速度の改善を図ることができる。仮に透過率ロスの大きい領域があったとしても、透過率ロスの小さい領域が多数存在すればその影響を打ち消すことができる。このためには、各突起３０、３２はできるだけ多くの構成単位３０Ｓ、３２Ｓを含むのがよい。好ましくは、構成単位３０Ｓ、３２Ｓの長さが一対の基板１２、１４の突起３０、３２間の間隙の値以上であり、且つ２００μｍ以下である。

図１５は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０、３２は切断されており、すなわち構成単位３０Ｓ、３２Ｓは互いに離れている。その他の特徴は図１４の例と同様である。

図１６は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０、３２は屈曲した形状に形成されている。その他の特徴は図１５の例と同様である。

図１７は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０、３２は切断されており、すなわち構成単位３０Ｓ、３２Ｓは互いに離れている。さらに、上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓと下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓとは、互いに平行に延び且つ互いにずらされた位置に配置される。こうすれば、ドメイン数がさらに増えるため都合がよい。もちろん図１４のように構成単位が接触している場合でも、図１７のように上下基板の突起３０、３２を構成する構成単位３０Ｓ、３２Ｓをずらしてもよい。

図１８は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０、３２は切断されており、すなわち構成単位３０Ｓ、３２Ｓは互いに離れている。さらに、上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓと下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓとは、長さが異なる。上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓの長さは、下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓの長さのほぼ３倍ある。上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓの中心は、下基板１４の突起３２の３つの構成単位３２Ｓの中心と一致する。

図１９は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０、３２は切断されており、すなわち構成単位３０Ｓ、３２Ｓは互いに離れている。さらに、上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓは互いに長さが異なり、下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓは互いに長さが異なる。この例では、構成単位３０Ｓ、３２Ｓはそれぞれ２種類の長さのものからなり、長さの異なるものをセットにして交互に配置される。上基板１２の突起３０の構成単位３０Ｓのセットと下基板１４の突起３２の構成単位３２Ｓセットとは、さらに位置をずらして配置される。図１８及び図１９の構成単位３０Ｓ、３２Ｓは前の実施例のように一致した位置に配置したり、接続した形状に形成したりすることもできる。

図２０は突起３０、３２の変形例を示す図である。各突起３０、３２は複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成される。この例では、突起３０の構成単位３０Ｓは突起３２の構成単位３２Ｓを１つおきに飛び越すように配置され、突起３２の構成単位３２Ｓは突起３０の構成単位３０Ｓを飛び越すように配置される。例えば、上基板の突起３０の構成単位３０Ｓが図２の突起３０の位置に１つおきに飛び越すように構成単位３０Ｓが配置され、下基板の突起３２の構成単位３２Ｓが図２の突起３０の真下の位置に上基板の突起３０の構成単位３０Ｓの抜けた位置に１つおきに飛び越すように配置される。みかけ上は上下の基板の突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓにより一列の構成単位が形成されているように見える。

以上の例では、突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓを楕円形形状で示したが、これに限らず長方形や菱形あるいはその他の多角形などでもよく形に制限はない。また、突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓの長さとしては平均化させる目的から、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素をひとまとめにした長さすなわち２００μｍ以下であることが望ましい。また一対の基板を重ね合わせたときの突起間隙が液晶の配向を制御する最低距離となるため、突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓの長さもこの突起間隙以上であるのが望ましい。

これまでは突起３０、３２の場合について述べてきたが、以上のことは電極のスリットを含むスリット構造４４、４６の場合にもあてはまる。すなわち、スリットを複数の構成単位からなるようにすればよい。この場合にも上で述べた配列はそのまま使える。また構成単位の長さの制限も同様になる。

図２１は線状の構造体の変形例を示す図である。図２１は３つの画素電極２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの部分を示しており、線状の構造体は図５に示した屈曲形状のものである。上基板１２の線状の構造体は突起３０からなり、下基板１４の線状の構造体はスリット構造４６からなる。つまり、図２１の線状の構造体は図７の突起とスリット構造を上下逆にしたものに相当する。

図２２は図２１の画素電極２２Ｒ及びスリット構造４６を示す図である。画素電極２２Ｒは複数のスリット２２Ｓ及び隣接するスリット２２Ｓ間に位置する画素電極２２Ｒと同じ材料（ＩＴＯ）の部分２２Ｔを有する。スリット２２Ｓは画素電極２２Ｒのパターニング時に形成できる。この画素電極２２Ｒの上に垂直配向膜２４を塗布すれば、画素電極２２Ｒの一連のスリット２２Ｓの部分がスリット構造４６となり、スリット２２Ｓの部分がスリット構造４６の構成単位４６Ｓとなる。材料の部分２２Ｔは隣接する構成単位４６Ｓを分離する部分になる。

実施例においては、スリット２２Ｓ（スリット構造４６の構成単位４６Ｓ）の幅は５μｍであり、長さは１２μｍ、２６μｍ、３３μｍのものがあった。スリット２２Ｓ（スリット構造４６の構成単位４６Ｓ）の長さは１０μｍ以上あるのが望ましい。材料の部分２２Ｔの長さは４μｍであった。材料の部分２２Ｔの長さは突起３０の幅以下であるのが望ましい。同様に、突起３０の構成単位３０Ｓの幅は５μｍであり、長さは１２μｍ、２６μｍ、３３μｍのものがあった。突起３０の構成単位３０Ｓ間のギャップの長さは４μｍであった。

図２３は突起３０からなる線状の構造体の形成を説明する図である。（Ａ）に示されるように、基板１２を準備し、カラーフィルタ及びブラックマスク及び電極１８を施す。（Ｂ）に示されるように、電極１８（図示省略）を有する基板１２にポジ形レジスト５０であるＬＣ２００（シブレイ製）を１５００ｒｐｍで３０ｓの条件でスピンコートする。ここではポジ形レジストを用いたが必ずしもポジ形レジストである必要はなく、ネガ形レジストでもよいし、さらにはレジスト以外の感光性樹脂を用いてもよい。（Ｃ）に示されるように、スピンコートしたレジスト５０を９０℃、２０分でプリベークを行った後、フォトマスク５２を介して密着露光を行った（露光時間５ｓ）。（Ｄ）に示されるように、次にシブレイ製の現像液により現像を行った（現像時間１分）後１２０℃、６０分、次いで２００℃、４０分のポストベークを行い、突起３０を形成した。この突起３０の幅は５μｍ、高さは１．５μｍ、突起３０の構成単位３０Ｓの長さは上記した通りであった。（Ｅ）に示されるように、垂直配向膜ＪＡＬＳ６８４（ＪＳＲ製）を２０００ｒｐｍ、３０ｓの条件でスピンコートし、１８０℃、６０分のベークを行って垂直配向膜２０を形成した。

この基板１２とＴＦＴ基板１４の一方にシール（ＸＮ−２１Ｆ、三井東圧化学製）を形成し、もう一方の基板に４．５μｍのスペーサ（ＳＰ−２００４５、積水ファインケミカル製）を散布し、両基板を重ね合わせた。最後に１３５℃、６０分のベークを行って空パネルを作製した。なおラビング及び洗浄は行っていない。次に、真空注入法によって、この空パネル中に負の誘電異方性を有する液晶ＭＪ９６１２１３（メルク製）を注入した。最後に注入口を封口材（３０Ｙ＠２２８、スリーボンド製）により封止して液晶パネルを作製した。

こうして作製した液晶パネルについて５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２５．７％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは１．６％であった。

図１５の線状の構造体を有する液晶表示装置の場合には、５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２６．３％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは１．１％であった。突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、突起構成単位の長さは３０μｍ、突起構成単位間の間隙は１０μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。

また図１７の線状の構造体を有する液晶表示装置の場合には、５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２６．６％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは０．９％であった。また図１８の線状の構造体を有する液晶表示装置の場合には、５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２６．１％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは１．６％であった。この場合、突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、突起構成単位の長さは３０μｍ、もう一つの突起構成単位の長さは７０μｍ、突起構成単位間の間隙は１０μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。また上下基板で長い突起構成単位が短い突起構成単位の２つ分と同じ位置になるようにして一対の基板を貼り合わせてパネルを作製した。

図２０の線状の構造体を有する液晶表示装置の場合には、５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２６．０％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは１．６％であった。この場合、突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、突起構成単位の長さは３０μｍ、突起構成単位間の間隙は５０μｍ、突起構成単位間の間隙は１０μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。また一方の基板の突起構成単位間の間隙にもう一方の基板の突起構成単位がくるように突起を形成した。

比較例１として下記の測定を行った。構成単位を有しない突起を形成して、液晶パネルを作製した。なお突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２２．８％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは７．５％であった。

比較例２として下記の測定を行った。図１５と同様な突起を有し、しかし突起の構成単位の長さが長い液晶パネルを作製した。突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、突起構成単位の長さは３００μｍ、突起構成単位間の間隙は１０μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２３．５％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは６．３％であった。

比較例３として下記の測定を行った。図１５と同様な突起を有し、しかし突起の構成単位の長さが短い液晶パネルを作製した。突起の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、突起構成単位の長さは１０μｍ、突起構成単位間の間隙は１０μｍ、上下基板を重ね合わせたときの突起の間隙は２０μｍとなるようにした。５Ｖ印加時の透過率を測定したところ、２４．１％であった。また０Ｖから５Ｖまで電圧を印加したときの応答速度を測定したところ、オーバーシュートは５．９％であった。

図２４は図１１と類似した線状の構造体を有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。図２５は図２４の構成における表示特性を示す図である。図２５において、５４は暗く見える領域である。

図２４において、上基板１２の突起３０と下基板１４の突起３２の間に位置する液晶分子は、突起３０、３２に対して概ね垂直に配向する。また突起３０、３２上の液晶分子は、突起３０、３２に概ね平行に配向する。

この突起３０、３２上の配向状態の異なる領域の境界や分割数が、電圧印加後数秒から長い場合には数十秒にわたって変化し続けることが分かった。これが液晶パネルの透過率変化として認識されることがオーバーシュートの主要因であることが分かった。

この原因は次のように考えられる。突起３０、３２上において液晶分子の向く方向は、例えば図２４のように突起３０、３２が左右に延びている場合、右方向と左方向の２通りが考えられる。しかし、どちらを向くか規制する手段がないと、電圧印加直後はいずれかの向きにランダムに倒れ込む。その後、突起３０、３２上の配向状態の異なる領域は相互に影響を与え合うが、これらの領域の液晶は配向方向の規制がないため、周囲の影響を受けることでその状態を容易に変化させてしまう。このようにして、突起３０、３２上の配向状態の異なる領域の液晶は長い時間変化し続けるものと思われる。

上記したように、突起又はスリット構造を複数の構成単位から構成することにより、構成単位の分割位置を基準とした配向方向の規制が可能になった。

図２６は複数の構成単位からなる線状の構造体有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。図２７は図２６の構成における表示特性を示す図である。図２７において、５４は暗く見える領域である。図２６及び図２７は例えば図１５の液晶表示装置の液晶分子の特徴を示している。

突起３０、３２は切断部分３０Ｔ、３２Ｔが基準となって突起３０、３２上の配向状態の異なる領域は分割されている。観察の結果、この切断部分３０Ｔ、３２Ｔにおいては液晶の経時変化は見られなかった。しかしながら、切断部分３０Ｔ、３２Ｔと隣接する切断部分との間において（突起の構成単位３０Ｓ、３２Ｓ内において）も液晶の配向状態の異なる複数の領域があることが新たに分かった。従来よりは軽微であるものの、これらの領域の境界には経時変化が見られ、さらにオーバーシュートの改善の余地があることが分かった。

図２８は本発明の第２実施例による線状の構造体を有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。図２９は図２８の構成における表示特性を示すを示す図である。図３０は図２８に表れる第１のタイプの配向の境界の特徴及び第２のタイプの配向の境界の特徴を拡大して示す図である。

図２８及び図３０において、突起３０、３２上での液晶の配向を制御できる手段について考察すると、液晶の配向状態の異なる複数の領域の境界について、２つのタイプの境界があることが分かった。第１のタイプ（Ｉ）では、周囲の液晶分子が一点を向く。第２のタイプ（II）では、周囲の液晶分子の一部が一点を向き他の液晶分子が同じ一点から反対を向く。図２８では液晶分子は頭と足とを有する形で示されているが、第１のタイプ（Ｉ）では、全ての液晶分子の頭が中心を向くか、全ての液晶分子の足が中心を向くか、している。第２のタイプ（II）では、一部の液晶分子の頭が中心を向き、且つ他の液晶分子の足が中心を向いている。

図２８において、各基板の線状の構造体である突起３０、３２は、周囲の液晶分子が一点を向く第１のタイプ（Ｉ）の配向の境界を形成する手段５６と、周囲の液晶分子の一部が一点を向き残りの液晶分子が同じ一点から反対を向く第２のタイプ（II）の配向の境界を形成する手段５８とを有している。第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６は突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓ内に設けられ、第２のタイプ（II）の配向の境界を形成する手段５８は突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓ間の境界（すなわち構成単位３０Ｓ、３２Ｓを分離する分離部３０Ｔ、３２Ｔ）に設けられる。

これまでの説明及び図２から分かるように、突起３０、３２は主斜面で液晶分子の配向を制御することができる。同様に、突起３０、３２の構成単位３０Ｓ、３２Ｓ間の境界を規定する分離部３０Ｔ、３２Ｔも斜面を有し、該斜面で液晶分子の配向を制御することができる。分離部３０Ｔ、３２Ｔの斜面は突起３０、３２の長手方向に対して概ね横方向に延びるものである。突起３０、３２の主斜面は液晶分子を突起３０、３２の長手方向に対して垂直な方向に配向させるものであるのに対して、分離部３０Ｔ、３２Ｔの斜面は液晶分子を突起３０、３２の長手方向に対して概ね平行に配向させる。一方、液晶分子は全体として突起３０、３２の長手方向に対して垂直な方向に配向し、分離部３０Ｔ、３２Ｔにおいても同様の作用がある。従って、分離部３０Ｔ、３２Ｔは第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８となる。

図３１及び図３２は第１のタイプ（Ｉ）の配向の境界を形成する手段５６の具体例を示している。図３２は上基板１２の突起３０を通る断面及び下基板１４の突起３２を通る断面を合わせた断面図である。この手段５６は突起３０、３２の上に設けられた点状の突起からなる。この手段５６は液晶の配向を形状的あるいは電界的に補助し、上記したような液晶分子の配向を行わせることができる。よって、その部分を核として突起３０、３２上の液晶の配向領域を分割することができる。第１のタイプ（Ｉ）の境界及び第２のタイプ（II）の境界では液晶の配向が異なるので、当然突起に付与すべき効果も異なってくる。

第１のタイプ（Ｉ）の配向の境界を形成する手段５６は、上基板１２において液晶分子を突起の高いところに向かって倒れ込むようにすることができる。このようにして、突起の切断された部分と高くなった部分が交互に並ぶようにすることで初めて、突起上の全ドメインの配向方向を定めることができる。従って、電圧印加後の液晶のドメインの経時変化を抑制でき、オーバーシュートをほぼ完全になくすことができる。

突起３０、３２の上に突出する手段５６を形成するために、突起３０、３２の形成前にあらかじめ微小な構造物を形成した。構造物の形成は突起３０、３２の形成後であってもよい。構造物の大きさは１０μｍ角、高さは１μｍとした。構造物の材料としては、ここでは突起材料と同一材料を用いた。なお、ＴＦＴ基板に形成するならば、該当部に配線用のメタル層や絶縁物層を積層する方法があり、ＣＦ基板なら、該当部に色層やＢＭを積層する方法で、プロセスを増やすことなく所望の構造を得ることができる。

突起材料には感光性アクリル系材料ＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用いた。突起幅１０μｍ、突起間隙（両基板貼り合わせ後における一方の基板の突起端から他方の基板の突起端までの距離）は３０μｍ、突起高さは１．５μｍとした（突起高さを高くする部分はあらかじめ１μｍ高くなっていることから２．５μｍとなる）。突起３０、３２の分離部３０Ｓ、３２Ｓの大きさは１０μｍ角、分離部３０Ｓ、３２Ｓの中央から突起３０、３２の高い部分５６の中央までの距離は６０μｍとした（１．５μｍの高さの突起が長さ５０μｍ連続して存在する）。

垂直配向膜にはＪＡＬＳ−２０４（ＪＳＲ製）を用いた。液晶に混ぜるスペーサには３．５μｍ径のミクロパール（積水ファインケミカル製）、液晶材料にはＭＪ９５７８５（メルク製）を用いた。

図３３及び図３４は線状の構造体の変形例を示す平面図及び断面図である。この例は、以下の点を除けば前の例と同様である。上下基板１２、１４は突起３０、３２を有し、第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６及び第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８として、突起３０、３２に突起高さの高い部分と低い部分を交互に設けた。突起３０、３２の突起高さの低い部分５８は構成単位３０Ｓ、３２Ｓを分離する分離部３０Ｔ、３２Ｔである。低い部分５８の突起高さは１μｍとした。突起を低くする方法として、本実施例においては形成された突起３０、３２に選択的に酸素プラズマ照射によりアッシングを行った。またＴＦＴ基板に形成するならば、該当部にコンタクトホールを開ける方法、ＣＦ基板ならば、該当部の色層やオーバーコート層を除去する方法でプロセスを増やすことなく所望の構造を得ることができる。

図３５（Ａ）は線状の構造体の変形例を示す平面図である。上下基板１２、１４は突起３０、３２を有し、第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６及び第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８として、突起３０、３２の幅の広い部分と狭い部分を交互に設けた。広い部分５６の幅は１５μｍ、狭い部分５８の幅は５μｍとした（通常の幅は１０μｍ）。

図３５（Ｂ）は線状の構造体の変形例を示す平面図である。上下基板１２、１４は突起３０、３２を有し、第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６及び第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８として、突起３０、３２の幅を連続的に変化させ、幅の広い部分と狭い部分を交互に設けた。

図３６は線状の構造体の変形例を示す平面図である。下基板１４はスリット４６を有し、第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６及び第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８として、スリット４６の幅を連続的に変化させ、幅の広い部分と狭い部分を交互に設けた。

図３７は線状の構造体の変形例を示す平面図である。上基板１２はＣＦ基板であり、下基板１４はＴＦＴ基板である。パネルサイズは１５型、画素数は１０２４×７６８（ＸＧＡ）とした。図３７はパネルの１画素単位を示すものである。ＴＦＴ基板１４の突起３２の中央部分３２Ｐの高さを低くし、ＣＦ基板１２の突起３０の中央部分３０Ｐの高さを高くした。画素電極２２のエッジの影響も考慮に入れた上で、所望の配向状態を実現できた。

ＴＦＴ基板を用いた液晶パネルに本発明を適用するにおいては、ＴＦＴ基板の画素電極２２のエッジによる電界方向の影響を十分に考慮する必要がある。

図３８は液晶表示装置の画素電極２２のエッジ近くの部分の断面図、図３９は図３８の画素電極２２のエッジにおける液晶の配向を示す図である。図３９の（Ａ）は上基板１２の突起３０の部分を示し、図３９の（Ｂ）は下基板１４の突起３２の部分を示す。図３８及び図３９に示すように、画素電極２２のエッジにおいては斜め電界６０が存在し、この斜め電界６０は、ＴＦＴ基板を下、対向基板を上として見た場合に、液晶分子を画素中央に向ける役割をなしている。これはＴＦＴ基板の突起３２に対して画素電極２２のエッジ部分があたかも第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６であるかのように機能し、ＣＦ基板の突起３０に対しては、あたかも第２のタイプ（II）の境界を形成する手段５８であるかのように機能していることを意味している。

換言すると、ＴＦＴ基板の突起３２上で画素電極エッジに最も近い境界は必ず第２のタイプの配向（II）の状態をとり、ＣＦ基板の突起３０上で画素電極エッジに最も近い境界は必ず第１のタイプ（Ｉ）の状態をとると言える。従って、図３７の構成は、この画素電極エッジによる規制方向に併せた形で突起３０、３２上の配向方向を定めることで、ＴＦＴ液晶パネルにおいても突起上の全ドメインの配向制御が可能になる。

図４０は線状の構造体の変形例を示す平面図である。ＴＦＴ基板については画素電極エッジに最も近い部分の突起３２上の配向制御手段５８として突起高さを低くし、その内側においては配向形成手段５６として突起高さを高くしている。ＣＦ基板については画素エッジに最も近い部分の突起３０上の配向制御手段５６として突起高さを高くし、その内側においては配向形成手段５８として突起高さを低くしている。

なお、これまで述べた実施例においては、上基板と下基板で突起形状を同じように形成しているが、必ずしもその必要はない。例えば上基板は高い突起と低い突起、下基板は幅広い突起と幅狭い突起でも同様の効果が得られる。また、同一突起上で２種類のみの形状変化を交互に繰り返して配置する必要はない。

例えば、高い突起−低い突起−高い突起−低い突起−の繰り返しである必要はない。高い突起−低い突起−幅広い突起−幅狭い突起−高い突起−低い突起でもよく、第１及び第２のタイプ（Ｉ）、（II) の境界を満足する形状変化が交互に配置されればよい。このような形状変化について、突起の場合とスリットについて表１に示す。

表１
第１のタイプ（Ｉ）の 第２のタイプ（II) の
境界形成手段５６ 境界形成手段５８
突起を切断する
突起の高さを高くする 突起の高さを低くする
突起の幅を大きくする 突起の幅を小さくする
突起の下の電極を抜く スリットを切断する
スリットの高さを高くする スリットの高さを低くする
（突出させる） （穴をあける）
スリットの幅を大きくする スリットの幅を小さくする

図４１は図３５の線状の構造体における液晶の配向を示す図である。この場合には、表示ドメイン内の配向はベンド配向になる。

図４２は図４１の線状の構造体の変形例を示す図である。この場合には、表示ドメイン内の配向はスプレイ配向になる。図４１の構成から図４２の構成に変えることにより、ベンド配向をスプレイ配向に変えることができる。

図４３は本発明の第３実施例による線状の構造体を示す平面図である。図４４は図４３の線状の構造体を通る液晶表示装置の断面図である。この液晶表示装置１０の基本的構成は、図１から図５に示した参考例の液晶表示装置１０の基本的構成と同様である。すなわち、液晶表示装置１０は液晶の配向を制御する線状の構造体として突起３０、３２を有する。突起３０、３２は基板の法線から見て互いに平行に且つ互いにずらして配置されている。図４４は下基板１４の突起３２を通る断面図であり、上基板１２の突起３０は図４４には示されていない。

この実施例では、上基板１２及び下基板１４はそれに対向する基板に電圧印加時に液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２、６４を有する。図４４では、上基板１２は、下基板１４の突起３２と同じ断面内に、点状の突起６２ａからなる手段６２を有する。同様に、図４３に示されているように、下基板１４は、上基板１２の突起３０と同じ断面内に、点状の突起６４ａからなる手段６４を有する。

図４５は図４４の線状の構造体の近傍の液晶の配向を示す図である。図４６は第１実施例の線状の構造体の近傍の液晶の配向を示す図である。

第１実施例では、各突起３０、３２は、複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成されるものであった。この実施例の液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２、６４は第１実施例において各突起３０、３２を複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成したのと同様の作用を有するものである。従って、図４５と図４６を比較すれば分かるように、これらの手段６２、６４の突起３０、３２に沿った形成位置は、第１実施例の複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓの切断部又は境界の位置と同じである。

図４４及び図４５に示されるように、手段６２は、突起３２上の液晶分子が手段６２の突起６２ａ方向を向いて倒れるようにしたものである。手段６４は、同様に突起３０上の液晶分子が手段６４の突起６４ａの方向を向いて倒れるようにしたものである。従って、これらの手段６２、６４は、各突起３０、３２を複数の構成単位３０Ｓ、３２Ｓから形成した場合に液晶分子が切断部又は境界３２Ｔを向いて倒れるようになるのと同様の意味をもつことが分かる。

図４６の構成の場合には、突起３２の横にある液晶分子は突起３２に対して垂直に向くのが望ましいが、切断部又は境界３２Ｔの横にある液晶分子は突起３２がそこで不連続となっているので突起３２に対して完全に垂直に向くとは限らない。図４４及び図４５の構成の場合には、突起３２は不連続ではないので、突起３２の横にある液晶分子は全て突起３２に対して垂直に向く。従って、輝度が低下することなく表示領域と突起上の領域の液晶の配向をともに制御することができる。

点状の突起６２ａ、６４ａは感光性アクリル系材料ＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用いた。点状の突起６２ａ、６４ａの幅は５μｍ、高さは１．５μｍであった。線状の突起３０、３２の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍであった。

図４７は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。（Ａ）は断面図、（Ｂ）は図解的斜視図、（Ｃ）は平面図である。この実施例では、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は対向基板の点状のスリット構造６２ｂである。この手段６２は電極１８にスリットを設け、電極１８の上に垂直配向膜２０を形成してなる。スリットの大きさは１４×４μｍ、１０×４μｍで表示の輝度が向上した。スリットの幅はさらに小さくすることができる。

図４８は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。この実施例では、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は点状の突起６２ａである。この突起６２ａは電極１８にスリット又は穴を設け、このスリット又は穴内で基板に突起６６を形成し、それから電極１８の上に垂直配向膜２０を形成してなる。突起６２ａの幅は３μｍ、長さは８μｍ、高さは１．５μｍであった。突起６６はアクリル樹脂で形成した。その他、突起形成手段として、ＴＦＴ基板ならば、バスラインや絶縁層の材料を選択的に用いてもよい。ＣＲ基板ならば、カラーフィタ層、ブラックマスク層、オーバーコート層の材料を選択的に用いてもよい。

また、突起６６ａの代わりに、基板にスリット又は穴を設けて窪みを形成し、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２がスリット構造からなるものとしてもよい。この場合、ＴＦＴ基板ならば、選択的にコンタクトホールを形成して窪みとすればよい。ＣＲ基板ならば、カラーフィタ層、ブラックマスク層、オーバーコート層に選択的に窪みを設ければよい。

図４９は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。この実施例では、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は点状の突起６２ａである。この手段６２は基板１２に突起６８を設け、電極１８を形成し、垂直配向膜２０を形成してなる。基板１２に窪みを設け、手段６２をスリット構造からなるものとすることもできる。

図５０は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。図４３から図４９では線状の構造体は突起３０、３２からなるものであったが、線状の構造体はスリット構造４４、４６からなるものとすることもできる（図７、図８参照）。この実施例では、線状の構造体はスリット構造４６からなるとともに、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は点状の突起６２ａである。この手段６２は基板１２に突起６８を設け、電極１８を形成し、垂直配向膜２０を形成してなる。

図５１は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。この例では、線状の構造体としての突起３０、３２が屈曲して設けられている。上記したように、ＴＦＴ基板の画素電極２２のエッジから対向電極１８への斜め電界の影響を考慮する必要がある。この場合、ＴＦＴ基板の突起３２上に形成されるくさび形ディスクリネーションのうち、画素電極のエッジに最も近いディスクリネーションは強度ｓ＝−１となり、これは図２８の第２のタイプ（II）の境界に相当する。ＣＦ基板の突起上に形成されるくさび形ディスクリネーションのうち、画素電極のエッジに最も近いディスクリネーションは強度ｓ＝＋１となり、これは図２８の第１のタイプ（Ｉ）の境界に相当する。従って、実際の液晶パネルへの適用においては、画素電極２２のエッジによるディスクリネーション形成状況に合わせた形で突起３０、３２上の配向方向を定めることで、画素内の全ドメインを安定に制御することができる。

この実施例においては、ＣＦ基板の突起３０の対向部に位置する電極を選択的に突出させ、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６４とした。また、ＴＦＴ基板１２の突起３２の対向部には選択的に突起を設け、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２とした。さらに、画素内の１つの突起上に複数のくさび形ディスクリネーションを設ける場合、ｓ＝−１と、ｓ＝＋１のディスクリネーションが交互に配置されように配向制御手段を設ければよい。本実施例では、図５３に示されるように、電極２２が突起６８上へ突出した手段６２と突起６９が電極２２上へ突出した手段６２とを交互に配置した。

図５４及び図５５は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。この実施例では、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は、下基板の突起３２と対向して上基板１２に設けられた長く延びる突起７０のスリット７１として形成される。突起７０は電極１８の上に設けられ、且つ突起３２の幅よりも狭い。

図５６及び図５７は線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す図である。この実施例では、液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２は、下基板の突起３２と対向して上基板１２に設けられた長く延びる突起７０のスリット７１、及び電極１８のスリット７２として形成される。突起７０は電極１８の上に設けられ、且つ突起３２の幅よりも狭い。

図１３５から図１５７は、一方の基板に線状の配向規制構造体を設け、他方の基板の対向する位置に副構造体を設けた場合の、Ｓ＝＋１、Ｓ＝−１のディスクリネーションを形成する副構造体の例をまとめて示す。一方の基板の線状の配向規制構造体は突起からなるものでもよく、スリットからなるものでもよい。

Ｓ＝−１を実現する手段は、例えば図１３５から図１４７に示される通りである。点状突起（図１３５）、点状電極抜き（図１３６）、点状電極のへこみ（図１３７）、線状に細い突起に部分的に突起の下の電極抜き（図１３８）、線状に細い突起に部分的に太い部分（図１３９）、線状に細い突起に部分的に高い部分（図１４０）、線状に細いスリットに部分的に突出部分（図１４１）、線状に細い電極の突出に部分的な抜き（図１４２）、線状に細い電極の突出に部分的に細い部分（図１４３）、線状に細い電極の突出に部分的に低い部分（図１４４）、線状に細い電極のへこみに部分的に低い部分（図１４５）、線状に細い電極のへこみに部分的に太い部分（図１４６）。

Ｓ＝＋１を実現する手段は、例えば図１４７から図１５７に示される通りである。点状に電極を突出（図１４７）、線状に細い突起に部分的を切断（図１４８）、線状に細い突起に部分的に細い部分（図１４９）、線状に細い突起に部分的に低い部分（図１５０）、線状に細いスリットを部分的につなぐ（図１５１）、線状に細いスリットに部分的に細い部分（図１５２）、線状に細いスリットに部分的に低い部分（図１５３）、線状に細い電極の突出に部分的な太い部分（図１５４）、線状に細い電極の突出に部分的に高い部分（図１５５）、線状に細い電極のへこみに部分的に高い部分（図１５６）、線状に細い電極のへこみに部分的に細い部分（図１５７）。

図５８は本発明の第４実施例による線状の構造体を示す平面図であり、図５９は図５８の線５９−５９を通る液晶表示装置の断面図である。この液晶表示装置１０の基本的構成は、図１から図５に示した参考例の液晶表示装置１０の基本的構成と同様である。この実施例では、各突起（線状の構造体）３０、３２が複数の構成単位３０ａ、３２ａから形成され、一方の基板の法線方向から見て、一方の基板の線状の構造体の構成単位と他方の基板の線状の構造体の構成単位とが１つの線上で交互に配置されている。

例えば、図５８で上方の線（線５９−５９）上にある突起の構成単位について見ると、上基板１２の突起３０の構成単位３０ａと、下基板１４の突起３２の構成単位３２ａとが、この線上に、交互に配置されている。図５９はこれらの構成単位３０ａ、３２ａを示している。図５９に示されるように、この線上にある液晶分子はその線と平行な方向に向いて連続的に倒れるようになり、図１１を参照して説明したように突起上の液晶分子がランダムな方向を向いて倒れる問題を解決することができる。

また、図５８で左半分について見ると、上方の線上にある下基板１４の突起３２の構成単位３２ａと、中間の線上にある上基板１２の突起３０の構成単位３０ａと、下方の線上にある下基板１４の突起３２の構成単位３２ａとの位置関係は、図３及び図４の配置と同じであり、この関係はこれらの突起が図２のように基板面に対して斜めの平面内で対向するのと同様である。図５８についても同様である。従って、この例の液晶表示装置の作用は基本的に第１実施例の作用と同じである。この構成では特に、中間調での応答速度を改善することが可能となる。なお、図５８の構成は図２０の構成と類似している。

図６０及び図６１は線状の構造体の変形例を示す図である。この例は、上基板１２は線状の構造体として突起３０を用いているが、下基板１４は線状の構造体としてスリット構造４６を用いている。スリット構造４６を構成単位４６ａに分割すると図６１に示すようになる。この場合、スリットにより分離された個々の画素電極の電気的な接続をより広い幅にて実現することが可能になり、設計上のマージンが広がるメリットがある。また、画素電極２２のスリット間のつなぎ部分の断線、高抵抗化の心配がないというメリットがある。

この例では、各線状の構造体が１画素内に複数の構成単位を有し、線状の構造体が１画素内にて概略対称に配置されている。この特徴は、例えばこの特徴を図２１に示されるように屈曲した線状の構造体に適用した場合にも同様である。

図６２は線状の構造体の変形例を示す図である。この例では、図５８に示されたように突起３０、３２の構成単位３０ａ、３２ａが交互に配置されているとともに、各基板の突起３０、３２の構成単位３０ａ、３２ａの少なくとも１つは周囲の液晶分子が一点を向くように配向の境界を形成する手段７４を有する。この配向の境界を形成する手段７４は例えば図２８の第１のタイプの配向（Ｉ）の境界を形成する手段５６と類似するものである。第１のタイプの配向（Ｉ）は、ｓ＝１に相当する配向ベクトルの特異点を形成する。この場合、突起上の微小ドメインの配向ベクトルの制御が可能となり、結果的に表示ドメインの安定制御が実現され、中間調での応答速度を改善する。

この手段７４は、前に述べた第２実施例のものと同様とすることができる。

図６３は配向の境界を形成する手段７４の具体例を示している。図６３においては、この手段７４は、突起３０、３２の構成単位３０ａ、３２ａの幅を大きくすることである。

また、図６４に示されるように、この手段７４は、突起３０、３２の構成単位３０ａ、３２ａの高さを高くすることでも達成される。

突起の構成単位３０ａ、３２ａの幅を部分的に大きくし、又は高さを高くした箇所においては、その部分を中心として液晶ダイレクターが広がる方向となるため、ｓ＝１の特異点となる。また、画素電極の斜め電界により、画素電極のエッジから画素中央部へ向かっての液晶ダイレクターは共通基板を手前に配置した場合に全ての突起上において中央へと立ち上がる方向になるため、突起の境界部において無理なく連続してつながる微小ドメインを形成できることになる。

図６５は配向の境界を形成する手段７４の具体例を示している。図６５においては、線状の構造体は突起３２とスリット構造４４との組み合わせであり、この手段７４は、突起３２の構成単位３２ａの幅を大きくするか高さを高くすることと、スリット構造４４の幅を大きくするか深さを深くすることとで達成される。

応答速度を第１実施例の構造の場合と比較した結果を表２に示す。（スリット幅１０μｍ、突起幅１０μｍ、間隔２０μｍ。）

表２
第１実施例 第４実施例 駆動条件
Ｔ_ON＋Ｔ_OFF 〜２５ｍｓ 〜２５ｍｓ ０−５Ｖ
Ｔ_ON＋Ｔ_OFF 〜５０ｍｓ 〜４０ｍｓ ０−３Ｖ

このように、突起上の微小ドメインのスムーズな動きにより、応答速度に対して改善効果がある。安定な配向性による中間調での応答性の改善が確認できた。またスリットの電気的接続部の幅を大きくできるため、断線等の心配は不要となり、メリットが生じる。

本実施例においては、２分割を例に説明したが、屈曲型についても同様である。また、幾つかの実施例を組み合わせて構成することもできる。

図６６は本発明の第５実施例による線状の構造体を示す平面図である。この液晶表示装置１０の基本的構成は、図１、図２及び図５に示した参考例の液晶表示装置１０の基本的構成と同様である。図５の参考例では、突起（線状の構造体）３０、３２は互いに平行に延び且つ屈曲する。この構成によれば、１画素に４つの向きに配向する液晶分子１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆの領域があり、視角特性の優れた配向分割が達成される。

突起３０、３２の屈曲部を形成する２つの直線部分は９０度をなしている。偏光板２６、２８は、偏光軸が４８で示されるように突起３０、３２の屈曲部の直線部分に対して４５度をなすように配置される。図６６には一部の液晶分子しか示されていないが、１画素に４つの向きに配向する液晶分子１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆの領域（図５参照）がある。

この実施例においては、追加の線状の構造体としての追加の突起７６、７８が突起３０、３２が設けられた基板の屈曲部の鈍角側に設けられる。つまり、追加の突起７６は上基板１２の突起３０の鈍角側に突起３０から連続して設けられる。追加の突起７６は上基板１２の突起３０の鈍角側にこの鈍角の２等分線上に延びる。一方、追加の突起７８は下基板１４の突起３２の鈍角側に突起３２から連続して設けられる。追加の突起７８は下基板１４の突起３２の鈍角側にこの鈍角の２等分線上に延びる。これによって、輝度が高くなり、応答性が向上する。

図６７は図５と同様の突起３０、３２を示している。図６７は突起３０、３２に対する液晶分子の配向をより詳しく示している。１画素に４つの向きに配向する液晶分子１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆの領域がある。さらに、突起３０の屈曲部の鈍角側には液晶分子１６Ｇの領域があり、突起３２の屈曲部の鈍角側には液晶分子１６Ｈがある。電圧印加時には液晶分子はそれぞれの突起３０、３２に対して垂直に倒れるべきものであるが、各突起３０、３２の屈曲部においては液晶分子は突起３０、３２によって制御されず、屈曲部の２つの直線部分に位置する液晶分子１６Ｄ−１６Ｆ、１６Ｃ−１６Ｅが連続するように扇形に配向するため、液晶分子１６Ｇ、１６Ｈは突起３０、３２の屈曲部の鈍角の２等分線上に平行に配向するようになる。液晶分子１６Ｇ、１６Ｈの配向方向は４８で示される偏光軸と平行又は直交となり、電圧を印加して白表示を形成する場合に、液晶分子１６Ｇ、１６Ｈの領域は暗くなってしまう。

図６８は図６７の線状の構造体を有する液晶表示装置の白表示を見た場合の画面を示し、液晶分子１６Ｇ、１６Ｈの領域Ｇ、Ｈは実際に暗くなる。また、画素電極２２のエッジの領域Ｉも暗くなる。このことは後で述べる。

図６６において、追加の突起７６、７８が突起３０、３２が設けられた基板の屈曲部の鈍角側に設けられるので、問題になる液晶分子１６Ｇ、１６Ｈの配向が矯正され、その両側に位置する液晶分子１６Ｄ−１６Ｆ、１６Ｃ−１６Ｅの配向に近くなる。そのため、図６８に示した領域Ｇ、Ｈが暗くならず、輝度が改善される。

追加の突起７６、７８の幅は元の突起３０、３２の幅と同じでよい。しかし、追加の突起７６、７８の幅は元の突起３０、３２の幅よりも小さい方が望ましい。なぜなら、追加の突起７６、７８の配向規制力が強いと、その近傍の液晶分子は追加の突起７６、７８に対して直交するように配向するようになるからである。追加の突起７６、７８の配向規制力が弱いと、その近傍の液晶分子は追加の突起７６、７８に対して直交するところまでいかず、その両側に位置する液晶分子１６Ｄ−１６Ｆ、１６Ｃ−１６Ｅの配向に近くなる。例えば、元の突起３０、３２の幅が１０μｍの場合には、追加の突起７６、７８の幅は５μｍ位でよい。

このように、追加の突起７６、７８を突起３０、３２に新たに形成することで、屈曲部の液晶分子の倒れかたを明確に定めることができるため、輝度や応答性を改善することができる。

この実施例において、ガラス基板１２、１４はＮＡ−３５、０．７ｍｍ厚さを用いた。画素電極２２、共通電極１８にＩＴＯを用いた。画素電極２２側には、液晶を駆動するためのＴＦＴ、バスライン等を配置し、対向電極１８側にはカラーフィルタを設けた。突起材料には感光性アクリル系材料ＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用いた。突起幅は両基板ともに１０μｍ、突起間隙（両基板貼り合わせ後における一方の基板の突起端から他方の基板の突起端までの距離）は３０μｍとした。突起高さは１．５μｍとした。垂直配向膜２０、２４はＪＡＬＳ−２０４（ＪＳＲ製）を用いた。液晶材料はＭＪ９５７８５（メルク製）を用いた。スペーサは３．５μｍ径のミクロバール（積水ファインケミカル製）を用いた。

図６９は線状の構造体の変形例を示す。この例においては、追加の突起７６ｘ、７８ｘが突起３０、３２の屈曲部の鋭角側に設けられる。この場合には、突起３０、３２による液晶分子の配向方向が追加の突起７６ｘ、７８ｘによる液晶分子の配向方向と滑らかに連続せず、突起３０、３２の屈曲部の近傍の液晶分子が偏光軸の方向に対して直交又は垂直な方向を向くようになり、改善の効果は低い。従って、図６６に示されるように、追加の突起７６ｘ、７８ｘは突起３０、３２の屈曲部の鈍角側に設けられるのがよいことが分かった。

これまでは、追加の突起７６、７８を突起３０、３２が設けられたのと同一の基板から見て説明した。追加の突起７６、７８を突起３０、３２が設けられたのとは対向する基板から見ると次のようになる。例えば図６６において、追加の突起７６は突起３０が設けられた基板１２とは対向する基板１４の突起３２の屈曲部の鋭角側に設けられる（請求項３４）。同様に、追加の突起７８は突起３２が設けられた基板１４とは対向する基板１２の突起３０の屈曲部の鋭角側に設けられる。

図７０は線状の構造体の変形例を示す。この例では図６６の例と同様に、追加の突起７６ｘ、７８ｘは突起３０、３２の屈曲部の鈍角側に設けられている。この例の追加の突起７６ｘ、７８ｘは、図６６の突起７６ｘ、７８ｘよりも長く延びている。追加の突起７６ｘ、７８ｘの先端は対向する突起３２、３０の屈曲部と重なる位置まで延びている。追加の突起７６ｘ、７８ｘをこのように延長してもよいが、その先端が対向する突起３２、３０の屈曲部と重なる位置よりも先まで延長されるのは好ましくない。

さらに、この例においては、このような突起３２、３０及び追加の突起７６ｘ、７８ｘを形成した上基板１２と下基板を周辺シールをして互いに貼り合わせ、空パネルを形成し、その後で液晶を注入した。この例においては、突起高さは１．７５μｍとし、両基板の突起が部分的に接することで３．５μｍのセル厚さを得ることができた。スペーサは用いず、両基板の突起が部分的に接することでセル厚さを維持させた。この構成では、スペーサがないので、スペーサに起因する配向異常はなくなった。

前に説明したように、配向を制御するための線状の構造体は、突起３０、３２、又はスリット構造４４、４６によって構成される。従って、スリット構造４４、４６が線状の構造体として採用される場合には、スリット構造４４、４６と類似した構造の追加のスリット構造が、追加の突起７６ｘ、７８ｘの代わりに、設けられる。また、配向を制御するための線状の構造体は、電極を除去したスリット上に突起を設けた構成としてもよい。

図７１は線状の構造体の変形例を示す。配向を制御するための線状の構造体として、上基板１２の突起３０と、下基板１４のスリット構造４６とが設けられている。前述したように、スリット構造４６は下基板１４の画素電極２２にスリットを形成することにより構成されている。追加の突起７６が図６６の追加の突起７６と同様に設けられ、追加のスリット構造７８ｙが図６６の追加の突起７８の代わりにスリット構造４６の屈曲部の鈍角側に設けられている。追加のスリット構造７８ｙはスリット構造４６の屈曲部に連続していないが、これはスリット構造４６が画素電極２２にスリットとして構成されているためにスリットに不連続部があるためである。なお、追加のスリット構造７８ｙは対向する基板の突起３０の鋭角側に設けられていると表現することもできる。

図７２は線状の構造体の変形例を示す。この例では、図６６の場合と同様に追加の突起７６、７８が設けられている。さらに、エッジ突起８０が画素電極２２のエッジの少なくとも一部に重なる位置に設けられている。この場合、突起３０、３２は画素電極２２のエッジに対して平行、直交のいずれの配置でもない。エッジ突起８０は図６８の領域Ｉに相当する位置に設けられる。図６７に示されるように、液晶分子は画素電極２２のエッジにおいては斜め電界の作用で画素の中央に向かって倒れるように配向する。図６８の領域Ｉに相当する位置では、上基板（対向基板）１２上の突起３０と画素電極２２のエッジが鈍角をなす。もしくは画素電極２２上の突起３２と画素電極２２のエッジが鋭角をなす。

このような領域では、液晶分子の配向はそのエッジより内寄りの位置にある液晶分子の配向とは大きく異なる（図６７参照）ので、図６８に示されるように表示が暗くなる。図７２に示されるように、エッジ突起８０を設けることにより、画素電極２２のエッジにおける液晶分子の配向はそのエッジより内寄りの位置にある液晶分子の配向と近くなり、表示が暗くなるのが防止される。図７２ではさらに、コーナー突起８２も設けられる。

図７３は線状の構造体の変形例を示す。この例では、コーナー突起８２がない点を除くと、図７２の場合と同様である。図７２及び図７３の場合にも、新たに設けた突起を画素電極上の突起まで延ばした。突起高さは１．７５μｍとし、スペーサ散布は行わなかった。両基板の突起が部分的に接することで３．５μｍのセル厚さを得ることができた。

図７４は線状の構造体の変形例を示す。この例では、突起３０は追加の突起７６を有し、スリット構造４６は追加のスリット構造７８ｙを有するとともに、突起３０及びスリット構造４６は図２１の例のように複数の構成単位（３０Ｓ、４６Ｓ）で構成されている。従って、この場合には、線状の構造体を複数の構成単位とする効果と、追加の線状の構造体を設ける効果とが合わせて得られる。

図７５は本発明の第６実施例による液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図である。図７６は図７５の構成における表示の明るさを示す図である。

図７５に示される液晶表示装置は、基本的に図１〜１０に示される液晶表示装置と同様の構成を含む。すなわち、液晶表示装置は、一対の基板１２、１４と、一対の基板１２、１４の間に挿入された負の誘電率異方性を有する液晶１６と、液晶１６の配向を制御するために一対の基板１２、１４の各々に設けられた線状の構造体（例えば突起３０、３２、スリット４４、４６）と、一対の基板１２、１４の外側にそれぞれ配置されている偏光板２６、２８とを備える。一対の基板１２、１４はそれぞれ電極１８、２２及び垂直配向膜２０、２４を有する。

図７５においては、液晶の配向を制御するための線状の構造体は図４に示されたのと同様な突起３０、３２である。偏光板２６、２８の配置は４８で示されている。偏光板２６、２８は吸収軸２６ａ、２８ａを有し、これらの吸収軸２６ａ、２８ａは互いに直交している。一方の偏光板２６の吸収軸２６ａは（従って他方の偏光板２８の吸収軸２８ａも）、突起３０、３２の延びる方位に対して４５度回転させた方位から所定角度（ａ）ずらして配置されている。分かりやすく言えば、図７５においては、偏光板２６の吸収軸２６ａは、突起３０、３２に直交する直線（破線で示される）に対して（４５°±ａ）の角度で、よって突起３０、３２の延びる方位に対して（４５°±ａ）の角度で、配置されている。

図７５は液晶の配向を制御するための線状の構造体（突起３０、３２）上の液晶分子の挙動を示している。液晶の配向を制御するための線状の構造体（突起３０、３２、スリット４４、４６）を有する液晶表示装置では、図１１及び図１３を参照して説明したように、電圧印加直後にオーバーシュートが発生する。このオーバーシュートの原因の一つは、偏光板２６、２８が線状の構造体に対して４５°で配置された場合に、電圧印加後の液晶分子が線状の構造体に対して完全に垂直にならないために、白表示時の明るさが減少するためである。この実施例はこの問題点を解決するものである。

図７５において、電圧を印加した場合に、突起３０と突起３２との間に位置する液晶分子は突起３０、３２に対して垂直になるように倒れる。突起３０、３２上の液晶分子は突起３０、３２と平行に右又は左のいずれかに向かって倒れる。そのため、突起３０と突起３２との間に位置する液晶分子は突起３０、３２に対して完全に垂直にならず、突起３０、３２に対して幾らか斜めになる。図７５では、説明のために左の領域Ｌと右の領域Ｒとが区分して示されており、左の領域Ｌに位置する液晶分子は突起３０、３２に垂直な線に対して角度ａで時計回り方向に回転している（左の領域Ｌにおける液晶のダイレクタが角度ａである）が、右の領域Ｒに位置する液晶分子は反時計回り方向に回転する。

この実施例では、左の領域Ｌに位置する液晶分子の配向に合わせて偏光板２６、２８が配置されている。偏光板２６の吸収軸２６ａは左の領域Ｌに位置する液晶のダイレクタに対して４５°となるように配置されている。従って、図７６（Ａ）に示されるように、左の領域Ｌにおいては白表示時に最も明るい表示を実現することができる。

一方、右の領域Ｒにおいては左の領域Ｌにおいて実現されたような条件は実現されず、図７６（Ｂ）に示されるように、白表示時に最も明るい表示を実現することができない。しかし、図７６（Ｃ）に示されるように、明るい左の領域Ｌと一旦明るくなってそれから暗くなる右の領域Ｒとを合わせた全体（Ｌ＋Ｒ）の表示では、白表示時に明るい表示を実現でき、オーバーシュートをかなり改善することができる。

図７７は液晶の配向を制御するための線状の構造体（例えば突起３０、３２）を有する液晶表示装置において微小な領域毎の液晶のダイレクタの角度（ａ）とその頻度との関係を示す図である。この結果から、液晶のダイレクタが斜めになるのは概ね２０°以下の範囲にあるのが分かる。従って、偏光板２６の吸収軸２６ａが突起３０、３２の延びる方位に対して４５度回転させた方位からずらされる所定角度（ａ）は、２０°以下であればよい。

この場合、偏光板２６の吸収軸２６ａの方位と線状の構造体（例えば突起３０、３２）との交差角度をｂとするとき、交差角度ｂは、２５°＜ｂ＜４５°又は４５°＜ｂ＜６５°の範囲内にあることになる。ただし、偏光板２６、２８と基板１２、１４との間には製造時の位置関係の誤差が２°程度あり、これを勘案すると、交差角度ｂは、２５°＜ｂ＜４３°又は４７°＜ｂ＜６５°の範囲内にあるとよい。

図７７においては、より詳細には、２°と１３°の範囲内にある液晶のダイレクタの頻度が高い。従って、所定角度ａは２°と１３°の範囲内にあるのが好ましい。この場合、交差角度ｂは、３２°＜ｂ＜４３°又は４７°＜ｂ＜５８°の範囲内にあるとよい。

図７８及び図７９は図７５の実施例の変形例を示す図である。図７８は液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図、図７９は図７８の液晶表示装置の断面図である。上基板１２は突起３０を有し、下基板１４は突起３２を有する。突起３０、３２は直角の屈曲部を有する。この場合、偏光板２６の吸収軸２６ａは突起３０の直線部分に対して５５°をなすように配置されている。２つの偏光板２６、２８の吸収軸２６ａ、２８ａは互いに直交する。

図８０及び図８１は図７５の実施例の変形例を示す図である。図８０は液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図、図８１は図８０の液晶表示装置の断面図である。上基板１２は突起３０を有し、下基板１４はスリット４６を有する。突起３０及びスリット４６は直角の屈曲部を有する。この場合、偏光板２６の吸収軸２６ａは突起３０（又はスリット４６）の直線部分に対して５５°をなすように配置されている。２つの偏光板２６、２８の吸収軸２６ａ、２８ａは互いに直交する。

図８２は、本発明の第７実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。図８３は図８２の液晶表示装置の断面図である。

図８２及び図８３に示される液晶表示装置は、一対の基板１２、１４と、一対の基板１２、１４の間に挿入された負の誘電率異方性を有する液晶１６と、液晶１６の配向を制御するために一対の基板１２、１４の各々に設けられた線状の構造体（例えば突起３０、３２、スリット４４、４６）と、一対の基板１２、１４の外側にそれぞれ配置されている偏光板２６、２８とを備える。一対の基板１２、１４はそれぞれ電極１８、２２及び垂直配向膜２０、２４を有する。

下基板１４はＴＦＴ基板であり、電極２２は画素電極である。下基板１４は画素電極２２に接続されたＴＦＴ４０を有する。ＴＦＴ４０はゲートバスライン及びドレインバスライン（図３）に接続される。遮光領域８４がＴＦＴ４０及びその近傍の領域を覆って設けられる。遮光領域８４はＴＦＴ４０が直接に光で照射されるのを防止するものである。ＴＦＴ４０は画素電極２２とコンタクトするので、遮光領域８４は画素電極２２と部分的に重なって配置される。

画素電極２２は画素開口部を規定する。ただし、画素電極２２の占める面積のうち、遮光領域８４は重なった部分は画素開口部とはならない。従って、画素電極２２の占める面積のうち、遮光領域８４と重ならない部分が、非遮光領域（画素開口部）になる。

この例では、上基板１２に設けられた線状の構造体は突起３０であり、下基板１４に設けられた線状の構造体は電極２２に形成されたスリット４６である。突起３０及びスリット４６は屈曲部を有する形状に形成されている。突起３０とスリット４６の組合せの例は例えば図７１及び図７４に示されている。

遮光領域８４及び線状の構造体３０、４６は、遮光領域８４と一部の線状の構造体３０とが部分的に重なりあって非遮光領域に配置される線状の構造体３０、４６の面積が少なくなるように配置されている。

前に説明したように、突起３０は透明な誘電体で形成され、スリット４６は透明な画素電極２２に形成されたものであるので、線状の構造体３０、４７は透明な部材と見ることができる。しかし、電圧を印加したときに、線状の構造体３０、４７上に位置する液晶分子は線状の構造体３０、４７の間の間隙に位置する液晶分子とは異なる配向をするので、電圧を印加して白表示をするときに画素開口部内では線状の構造体３０、４７上では光の透過量が減少し、開口率が低下する。

従って、非遮光領域（画素開口部内）に配置される線状の構造体３０、４６の面積が少なくなるようにするのが好ましい。しかしながら、線状の構造体３０、４６は液晶の配向を制御する上で所定の面積が必要である。そこで、線状の構造体３０、４６の面積が一定とした場合、線状の構造体３０、４６の一部を遮光領域８４と重なる位置にもっていき、非遮光領域に配置される線状の構造体３０、４６の面積が少なくなるようにすると、実際の開口率を増加することができる。このため、図８２においては、突起３０の一部が遮光領域８４と重なるように、遮光領域８４及び線状の構造体３０、４６をデザインしている。

図８４は図８２の線状の構造体３０、４６のより具体化した例を示す図である。図８４の装置の特徴は図８２を参照して説明したのと同様である。ＴＦＴ４０のソース電極はコンタクトホール４０ｈで画素電極２２に接続される。

さらに、図８２から図８４に示されるように、ＴＦＴ４０を有する基板１４の線状の構造体がスリット４６である場合、対向基板１２の突起３０（又はスリット４４）がＴＦＴ４０を覆う遮光領域８４と重なるようにするのが好ましい。スリット４６が遮光領域８４と重なるようにすると、ＴＦＴ４０と画素電極２２との間のコンタクトをとるのに不都合がある場合がある。

図８５は図８２の線状の構造体の比較例を示す図である。この例では、ＴＦＴ４０を有する基板１４の線状の構造体がスリット４６である場合、ＴＦＴ基板１４の又はスリット４６がＴＦＴ４０を覆う遮光領域８４と重なるように配置されている。しかし、スリット４６が遮光領域８４と重なるようにすると、ＴＦＴ４０と画素電極２２との接続が難しくなる。すなわち、スリット４６がコンタクトホール（図８４の４０ｈ）を形成すべき位置にきてしまう。

図８６は図２８の線状の構造体の変形例を示す図、図８７は図８６の線状の構造体を有する液晶表示装置を示す断面図である。図８６及び図８７は前に説明した表１の左列の３番目の突起の下の電極を抜く例を説明する図である。突起３２は基板１４の電極２２の上に形成されているが、突起３２の下の電極２２は菱形形状の抜き２２ｘを形成されている。突起３２の場合には電極２２の抜き２２ｘにより第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６とすることができる。抜き２２ｘは菱形形状に限定されず、その他の形状、例えば長方形形状でもよい。

図８８は本発明の第８実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。図８９は図８８の線状の構造体を有する液晶表示装置の断面図である。図８８及び図８９の実施例は図２８の実施例の特徴と図４３の実施例の特徴を組み合わせた特徴を有する例に相当する。すてわち、この実施例は、一方の基板の線状の構造体に設けられた液晶の配向の境界を形成するための第１の手段と、他方の基板に線状の構造体の延びる方向で該第１の手段と同じ位置に設けられた液晶の配向の境界を形成するための第２の手段とを備えた構成になる。

上基板１２は突起からなる線状の構造体３０を有し、下基板１４は突起からなる線状の構造体３２を有する。図８９は下基板１４の突起からなる線状の構造体３２を通る断面図である。突起３２は分離部３２Ｔを有し、それによって突起３２に第２のタイプ（II）の境界形成手段５８を形成している。さらに、対向基板１２には分離部３２Ｔと対向する位置に点状の突起６２ａが設けられる。図４３を参照して説明したように対向基板１２の突起６２ａは液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２であり、これは第２のタイプ（II）の境界形成手段５８と同じ液晶配向制御作用を有する。従って、この例では、２つの第２のタイプ（II）の境界形成手段５８、６２を同じ位置に設けることになり、第２のタイプ（II）の境界がより確実に形成されることになる。従って、液晶分子の配向がより確実になる。

図９０及び図９１は図８８及び図８９と類似した例を示す図である。この例でも、突起３２は第２のタイプ（II）の境界形成手段５８を含み、対向基板１２は液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２を含む。図９０及び図９１の実施例では手段５８を構成する突起３２の分離部３２Ｔの大きさと手段６２を構成する６２ａの大きさとの関係が、図８８及び図８９のものと異なっている。

図９２は図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。図９３は図９２の線状の構造体（突起）３２を示す断面図である。この線状の構造体（突起）３２は図３２に示されたように突起３２の高さを高くすることにより形成した第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６と、突起３２の高さを低くすることにより形成した第２のタイプ（II）の境界形成手段５８とを含む。対向基板１２は手段５６、５８と同じ位置に境界形成手段６２を含む。

図９４は図９３の線状の構造体の変形例を示す図である。この線状の構造体（突起）３２は図３５に示されたように突起３２の幅を広くすることにより形成した第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６と、突起３２の幅を狭くすることにより形成した第２のタイプ（II）の境界形成手段５８とを含む。対向基板１２は手段５６、５８と同じ位置に境界形成手段６２を含むことができる。

図９５及び図９６は図８８及び図８９と類似した例を示す図である。この例でも、突起３２は第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６及び第２のタイプ（II）の境界形成手段５８を含み、対向基板１２は手段５６、５８と同じ位置に液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２を含む。第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６は突起３２の分離部であり、第２のタイプ（II）の境界形成手段５８は突起３２上の高さの高くなった部分である。

図９７は図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。この例では、下基板１４の線状の構造体はスリット４６として形成されている。スリット４６は壁５８ａで分離され、第２のタイプ（II）の境界形成手段５８となっている。同時に、壁５８ａは突出する壁として協働する線状の構造体（突起）３０に対して液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２を形成する。

図９８は図９７と類似した線状の構造体を示している。図である。この例では、下基板１４の線状の構造体はスリット４６として形成され、スリット４６は壁５８ａで分離されている。壁５８ａは協働する分離された線状の構造体（突起）３０の構成部分の分離部及び中間部に位置し、第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５８及び第２のタイプ（II）の境界形成手段５８となっている。同時に、壁５８ａは突出する壁として協働する線状の構造体（突起）３０に対して液晶分子の配向の境界を一定位置に形成させるための手段６２を形成する。

図８８から図９８を参照して説明した実施例については下記のようにようにまとめることができる。（ａ）第１のタイプ（Ｉ）の境界形成手段５６としては、突起３０、３２を太くし、あるいは高くし、スリット４４、４６を太くし、あるいは高くし、対向基板の境界形成手段６０、６２としては、点状の突起、部分的に切断した突起、部分的に細くした突起、部分的に低くした突起、部分的につないだスリット、部分的に細くしたスリット、部分的に低くしたスリットを設ける。（ｂ）第２のタイプ（II）の境界形成手段５８としては、突起３０、３２を切断し（複数の構成単位とし）、細くし、あるいは低くし、スリット４４、４６切断し、細くし、あるいは低くし、対向基板の境界形成手段６０、６２としては、点状の突起、部分的に太くした突起、部分的に高くした突起、部分的に突き出したスリット、部分的に太くしたスリット、点状の電極窪みを設ける。

図９９は本発明の第９実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。この場合にも、前の実施例と同様に、液晶表示装置は、一対の基板１２、１４と、一対の基板１２、１４の間に挿入された負の誘電率異方性を有する液晶１６と、液晶１６の配向を制御するために一対の基板１２、１４の各々に設けられた線状の構造体（例えば突起３０、３２、スリット４４、４６）と、一対の基板１２、１４の外側にそれぞれ配置されている偏光板２６、２８とを備える。

図９９は、上基板１２の１つの線状の構造体（突起）３０と、下基板１４の１つの線状の構造体（突起）３２とを示している。上基板の線状の構造体３０は図２８を参照して説明した周囲の液晶分子が一点を向く第１のタイプの配向の境界を形成する手段５６と同様の手段８６を備え、下基板の線状の構造体３２も周囲の液晶分子が一点を向く第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６を備えている。

電圧印加時には、前に説明したように、上基板の線状の構造体３０上の液晶分子及び下基板の線状の構造体３２上の液晶分子はそれぞれ線状の構造体３０、３２と平行になるように配向し、上基板の線状の構造体３０と下基板の線状の構造体３２との間の間隙部に位置する液晶分子は線状の構造体３０、３２と垂直になるように配向する。

さらに、上基板の線状の構造体３０上の液晶分子については、境界形成手段８６の左側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８６に向かう右向きに配向し、境界形成手段８６の右側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８６に向かう左向きに配向する。同様に、下基板の線状の構造体３２上の液晶分子については、境界形成手段８６の左側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８６とは反対側に向かう左向きに配向し、境界形成手段８６の右側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８６とは反対側に向かう右向きに配向する。

従って、線状の構造体３０、３２と垂直な線上に位置する液晶分子（例えば点線の丸で囲まれた境界形成手段８６の左側の領域に位置する液晶分子）についてみると、線状の構造体３０上にある液晶分子は右向き（第１の方向）に配向し、線状の構造体３２上にある液晶分子は左向き（第１の方向とは反対の第２の方向）に配向する。つまり、境界形成手段８６の左側の領域に位置する液晶分子については、線状の構造体３０上にある液晶分子は線状の構造体３２上にある液晶分子とは反対の方向を向く。境界形成手段８６の右側の領域に位置する液晶分子についても同様に、線状の構造体３０上にある液晶分子は線状の構造体３２上にある液晶分子とは反対の方向を向く。

図１００は図９９の線状の構造体の変形例を示す図である。この場合には、線状の構造体３０、３２はともに周囲の液晶分子の一部が一点を向き且つ他の液晶分子が同じ一点から反対を向く第２のタイプの配向の境界を形成する手段５８と同様の手段８８を備えている。従って、上基板の線状の構造体３０上の液晶分子については、境界形成手段８８の左側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８８とは反対側を向く左向きに配向し、境界形成手段８８の右側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８８とは反対側を向く右向きに配向する。同様に、下基板の線状の構造体３２上の液晶分子については、境界形成手段８８の左側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８８に向かう右向きに配向し、境界形成手段８８の右側の領域に位置する液晶分子は矢印で示されるように頭が境界形成手段８８に向かう左向きに配向する。

従って、線状の構造体３０、３２と垂直な線上に位置する液晶分子についてみると、線状の構造体３０上にある液晶分子は第１の方向を向き、線状の構造体３２上にある液晶分子は第１の方向とは反対の第２の方向を向く。

図１０１は線状の構造体３０、３２を有する液晶表示装置における指押しの問題点を説明するための図である。図１０１においては、画像表示面の点Ｄを指で押した状態を示す。画像表示面の点Ｄを指で押した場合、指押しの跡が表示不良として点Ｄに生じることがある。指押しの跡は電圧の印加を止めると消滅する。また、電圧を印加し続けても、指押しの跡は短い電圧印加時間で消滅することもあれば、長い電圧印加時間の後でも消滅することなく残ることがある。液晶表示装置が指押し等の外力を加えない装置として用いられる場合には、問題はない。しかし、液晶表示装置が指押し等の外力を加えるような装置（例えばタッチパネル等）として用いられる場合には、表示面に指押しの跡が生じるという問題がある。

図１０２は、比較例として指押しの跡が生じやすい例を示す図である。上基板の線状の構造体３０は第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６を備え、下基板の線状の構造体３２は周囲の液晶分子の一部が一点を向き且つ他の液晶分子が同じ一点から反対を向く第２のタイプの配向の境界を形成する手段８８を備えている。従って、上基板の線状の構造体３０上の液晶分子は、下基板の線状の構造体３２上の液晶分子と同じ方向を向いている。例えば、上基板の線状の構造体３０上の液晶分子については、境界形成手段８６の左側の領域に位置する液晶分子は左向きに配向し、下基板の線状の構造体３２上の液晶分子については、境界形成手段８８の左側の領域に位置する液晶分子は左向きに配向している。

指押しがあった場合には、線状の構造体３０、３２上の液晶分子は線状の構造体３０、３２間の間隙部に向かって移動し、線状の構造体３０、３２間の間隙部の液晶分子の一部１６ｍが線状の構造体３０、３２に対して平行になる。線状の構造体３０、３２間の間隙部にある液晶分子は本来線状の構造体３０、３２に対して垂直にならなくてはならないのに、指押しがあった部分では線状の構造体３０、３２間の間隙部にある液晶分子の一部１６ｍが線状の構造体３０、３２に対して平行になるためにディスクリネーションが生じ、その結果指押しの跡が生じる。

図１０２に示されるように、２つの基板の線状の構造体３０、３２上の液晶分子が互いに同じ方向を向いていると、線状の構造体３０、３２上から線状の構造体３０、３２間の間隙部に向かって移動した液晶分子も線状の構造体３０、３２上の液晶分子と同じ方向を向き、それらの液晶分子は一方の線状の構造体３０上から線状の構造体３０、３２間の間隙部及び他方の線状の構造体３２にかけて連続的な配向になり、指押しの跡が長い時間消滅しないことになる。

これに対して、図９９及び図１００の例においては、指押しがあった場合には、図１０２の例の場合と同様に、線状の構造体３０、３２上にあった液晶分子の一部１６ｍは線状の構造体３０、３２間の間隙部に向かって押し出され、線状の構造体３０、３２に対して平行になる。しかし、この場合には、２つの基板の線状の構造体３０、３２上の液晶分子が互いに反対方向を向いているので、押し出された液晶分子１６ｍは一方の基板の線状の構造体上の液晶分子とは同じ方向を向くが、他方の基板の線状の構造体上の液晶分子とは反対方向を向き、他方の線状の構造体上の液晶分子とは連続的に配向しない。隣接する液晶分子は連続的に配向しなくてはならないので、押し出された液晶分子１６ｍは矢印で示されるように線状の構造体３０、３２に対して垂直な方向に回転しようとする。そのため、指押しの跡が短い時間で消滅するようになる。

図１０３及び図１０４は図９９の境界形成手段８６の例を示す図である。上基板の線状の構造体３０は突起であり、上基板１２の線状の構造体３０については、第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６は下基板１４に設けられた小突起８６ａからなる。下基板１４の線状の構造体３２は突起であり、下基板１４の線状の構造体３２については、第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６は上基板１２に設けられた小突起８６ｂからなる。小突起８６ａと小突起８６ｂとは線状の構造体３０、３２に対して垂直な線上に設けられる。

図１０５及び図１０６は図１００の境界形成手段８８の例を示す図である。上基板の線状の構造体３０は突起であり、上基板１２の線状の構造体３０については、第２のタイプの配向の境界を形成する手段８８は上基板１２に設けられた小突起８８ａからなる。下基板１４の線状の構造体３２は突起であり、下基板１４の線状の構造体３２については、第２のタイプの配向の境界を形成する手段８８は下基板１４に設けられた小突起８８ｂからなる。小突起８８ａと小突起８８ｂとは線状の構造体３０、３２に対して垂直な線上に設けられる。図１０３から図１０６において、小突起８６ａ、８６ｂは線状の構造体３０、３２の幅よりも長く、線状の構造体３０、３２に対して直交するように延びる。例えば、線状の構造体３０、３２の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍであり、小突起８６ａ、８６ｂの幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、長さは１４μｍである。小突起８６ａ、８６ｂは誘電体により形成することができる。

図１０７は図９９の境界形成手段８６の例を示す図である。上基板の線状の構造体３０は突起であり、上基板１２の線状の構造体３０については、第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６は下基板１４の電極に設けられた小スリット８６ｃからなる。下基板１４の線状の構造体３２は突起であり、下基板１４の線状の構造体３２については、第１のタイプの配向の境界を形成する手段８６は上基板１２の電極に設けられた小スリット８６ｄからなる。小スリット８６ｃと小スリット８６ｄとは線状の構造体３０、３２に対して垂直な線上に設けられる。

図１０８は図１００の手段８８の例を示す図である。上基板の線状の構造体３０は突起であり、上基板１２の線状の構造体３０に対して第２のタイプの配向の境界を形成する手段８８は上基板１２に設けられた小スリット８８ｃからなる。下基板１４の線状の構造体３２は突起であり、下基板１４の線状の構造体３２に対して第２のタイプの配向の境界を形成する手段８８は下基板１４に設けられた小スリット８８ｄからなる。小スリット８８ｃと小スリット８８ｄとは線状の構造体３０、３２に対して垂直な線上に設けられる。図１０７及び図１０８において、小スリット８８ｃ、８８ｄは線状の構造体３０、３２の幅よりも長く、線状の構造体３０、３２に対して直交するように延びる。

図９９から図１０８においては線状の構造体３０、３２として突起を示したが、線状の構造体３０、３２としてスリットを用いることができること言うまでもない。この場合にも、手段８６、８８として小突起又と小スリットを用いることができる。また、上基板及び下基板の２つの手段８６として小突起と小スリットとの組合せとすることもでき、上基板及び下基板の２つの手段８８として小突起と小スリットとの組合せとすることもできる。このようにして、本実施例によれば、高い耐衝撃性をもった液晶表示装置を得ることができる。

図１０９は本発明の第１０実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。図１１０は図１０９の液晶表示装置の断面図である。この場合にも、前の実施例と同様に、液晶表示装置は、一対の基板１２、１４と、一対の基板１２、１４の間に挿入された負の誘電率異方性を有する液晶１６と、液晶１６の配向を制御するために一対の基板１２、１４の各々に設けられた線状の構造体（例えば突起３０、３２、スリット４４、４６）と、一対の基板１２、１４の外側にそれぞれ配置されている偏光板（図示せず）とを備える。

この実施例においては、上基板１２の線状の構造体３０は突起３０であり、下基板１４の線状の構造体３２は突起３２である。副壁構造９０が下基板１４に一対の基板１２、１４の法線方向から見て一対の基板１２、１４の線状の構造体３０、３２の間に設けられる。副壁構造９０は菱形形状のスリットとして設けられる。副壁構造９０は線状の構造体３０、３２に対して垂直な方向に長く、線状の構造体３０、３２に沿って一定のピッチ（５〜５０μｍ）で配置される。

図１１１は図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。この例では、上基板１２の線状の構造体３０は突起３０であり、下基板１４の線状の構造体３２は突起３２である。一対の基板の１２、１４の線状の構造体３０、３２の間に設けられる副壁構造９０は、長方形形状のスリットとして設けられる。副壁構造９０は線状の構造体３０、３２に対して垂直な方向に長く、線状の構造体３０、３２に沿って一定のピッチで配置される。

図１１２及び図１１３は図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。この例では、上基板１２の線状の構造体３０は突起３０であり、下基板１４の線状の構造体３２は突起３２である。一対の基板の１２、１４の線状の構造体３０、３２の間に設けられる副壁構造９０は、正方形形状の突起として設けられる。副壁構造９０は線状の構造体３０、３２に沿って一定のピッチで配置される。

図１１４及び図１１５は図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。この例では、上基板１２の線状の構造体３０は突起３０であり、下基板１４の線状の構造体３２は突起３２である。線状の構造体３０、３２は屈曲部を有する形状に形成される。一対の基板の１２、１４の線状の構造体３０、３２の間に設けられる副壁構造９０は、長方形形状のスリットとして設けられる。副壁構造９０は線状の構造体３０、３２に対して垂直な方向に長く、線状の構造体３０、３２に沿って一定のピッチで配置される。

図１０９から図１１５の液晶表示装置の作用について説明する。液晶の配向を制御するために一対の基板１２、１４に線状の構造体３０、３２を設けた液晶表示装置では、ラビングが必要なく、かつ、視角特性を改善することができる特長があるが、協働する線状の構造体３０、３２間の距離が長くなるために、電圧を印加したときに液晶の応答性が低い。線状の構造体３０、３２の間に副壁構造９０を設けることにより、液晶が線状の構造体３０、３２の間の間隙部においても配向しやすくなり、副壁構造９０がない場合と比べて液晶の応答性が改善されることになる。

より詳細には、一対の基板１２、１４に線状の構造体３０、３２を設けた液晶表示装置では、液晶分子は基板面に対して垂直に配向しており、電圧を印加すると定まった方向に倒れる。協働する線状の構造体３０、３２間の中間に位置する液晶分子は、電圧を印加した直後にはどちらに倒れるか定かでなく、勝手な方向に倒れようとし、時間が経過した後で一定の方向に倒れる。このために応答性が低い。副壁構造９０があると、協働する線状の構造体３０、３２間の中間に位置する液晶分子は、倒れるべき方向を規定されており、電圧を印加した直後から一定の方向に倒れ、このために応答性が改善される。

図１０９から図１１５の例では線状の構造体３０、３２はともに突起として形成され、それに対して突起又はスリットからなる副壁構造９０が設けられていた。これに対して、線状の構造体３０、３２はともにスリットとして形成され、あるいは一方の線状の構造体を突起とし、他方の線状の構造体をスリットとすることもできる。この場合にも、副壁構造９０は突起又はスリットからなるものとすることができる。突起とスリットとは液晶の配向に関してはほぼ同様な働きをし、ほぼ同じ効果をもつので、副壁構造９０としては、どちらを設けてもよい。形状には特に制限はないが、菱形にして良い結果を得ている。

副壁構造９０としてスリットを設ける場合、スリットの長さは線状の構造体３０、３２と垂直な方向ではスリットの効果を高めるためになるべく長い方がよく、線状の構造体３０、３２間の間隙の長さとほぼ同じにするがよい。線状の構造体３０、３２と平行な方向ではスリットが長くなると電極部分が少なくなり（スリットは電極に設けられる場合）、短すぎるとスリットの形成自体が困難になるため、５〜１０μｍ程度であることが望ましい。次にスリット同志の間隔であるが、長すぎるとスリットの効果は少なくなり、短すぎるとスリット同志の影響により液晶の配向が乱れを生じるため、５〜３０μｍ程度がよい。

副壁構造９０として突起を設ける場合、スリットの場合とは多少条件が異なってくる。まず突起の大きさであるが、大きすぎると液晶表示装置の透過率が下がってしまうため望ましくなく、小さすぎると突起自体の形成が困難になるし、効果も小さくなる。そのため、線状の構造体３０、３２に対する垂直方向及び平行方向ともに５μｍ程度が望ましい。次に突起同志の間隔については、スリットの場合と同様の理由と、透過率を犠牲にしないという目的から、５〜３０μｍ程度がよい。

副壁構造９０として導電性の突起を用いると、突起の間隙を広げることができるため、透過率を犠牲にしないという目的からさらに望ましくなる。このときは、突起間隙を５０μｍ程度まで広げることができる。導電性を有する突起を形成するには、ＩＴＯ電極をもたない基板に突起を形成した後にＩＴＯをスパッタリングすればよい。

副壁構造９０としてスリット又は突起を設ける場合、副壁構造９０を両方の基板１２、１４に設ける必要はなく、片側に設けるのみでよい。

図１１６は線状の構造体３２及び副壁構造９０を有する基板１４の製造方法を示す図である。（Ａ）に示されるように、まずＩＴＯを成膜した基板１４を準備する。基板１４がＴＦＴ基板の場合には、ＴＦＴ及びアクティブマトリクスを基板に形成し、ＩＴＯを成膜しておく。ポジ型レジスト（ＬＣ２００（シプレイファーイースト製））９１を１５００ｒｐｍ、３０ｓの条件で基板１４にスピンコートした。なおここではポジ型レジストを用いたが、必ずしもポジ型レジストである必要はなく、ネガ型レジストでもよいし、さらにはレジスト以外の感光性樹脂を用いてもよい。スピンコートしたレジスト９１を９０℃、２０分でプリベークした後に、ＩＴＯパターニング用のフォトマスク９２を介してレジスト９１に密着露光を行った（露光時間５ｓ）。

（Ｂ）に示されるように、次にシプレイファーイースト製の現像液ＭＦ３１９によりレジスト９１を現像し（現像時間５０ｓ）、現像後１２０℃、１時間、次いで２００℃、４０分のポストベークを行った。（Ｃ）に示されるように、次に４５℃に加熱したＩＴＯエッチャント（塩化第３鉄、塩酸、純水の混合液）を用いて基板１４のＩＴＯをエッチングした（エッチング時間３分）。（Ｄ）に示されるように、アセトンを用いてレジスト９１を剥離し、パターニングされた副壁構造（スリット）９０を有するＩＴＯ電極付き基板１４を作製した。

パターニングされたＩＴＯは画素電極２２となり、副壁構造（スリット）９０は画素電極２２に形成されたことになる。このとき作製した副壁構造（スリット）９０の形状は長方形とし、長辺の長さは２０μｍ、短辺の長さは５μｍ、長辺が線状の構造体３２と直交するように作製した。また副壁構造（スリット）９０の間隔は線状の構造体３２と直交方向は１０μｍ、平行方向は２０μｍとなるようにした。

（Ｅ）に示されるように、こうして作製したＩＴＯ電極をパターニングした基板１４に上と同様にしてレジスト（ＬＣ２００）９３をスピンコートし、突起形成用のフォトマスク９４を介して露光を行い、線状の構造体（突起）３２を形成した。このとき、ＩＴＯ電極の副壁構造（スリット）９０が線状の構造体３０、３２間にくるようにした。（Ｆ）はこうして形成された線状の構造体（突起）３２を示す。線状の構造体（突起）３２の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、上下基板１２、１４を重ねたときの線状の構造体３０、３２の間隔が２０μｍとなるようにした。この例では副壁構造（スリット）９０を先に形成したが、線状の構造体（突起）３２を先に形成してもよい。

次に垂直配向膜ＪＡＬＳ６８４（ＪＳＲ製）を２００ｒｐｍ、３０ｓの条件でスピンコートして１８０℃、１時間のベークを行って垂直配向膜を形成した。片方の基板にシール（ＸＮ−２１Ｆ、三井東圧化学製）を形成し、もう一方の基板に４．５μｍのスペーサ（ＳＰ−２００４５、積水フインケミカル製）を散布し、両基板１２、１４を重ね合わせた（Ｇ）。最後に１３５℃、９０分でベークを行って空パネルを作製した。この空パネル中に真空中にて負の誘電率異方性を有する液晶ＭＪ９６１２１３（メルク製）を注入した。次に注入口を封口材（３０Ｙ−２２８、スリーボンド製）により封止して液晶パネルを作製した（Ｇ）。

この例では、副壁構造（スリット）９０の間隔は線状の構造体３２と平行方向で２０μｍとなるようにした。これと同様の製造方法で、副壁構造（スリット）９０の間隔は線状の構造体３２と平行方向で２０μｍとなるようにした液晶表示装置を別に製作した。

図１１７は線状の構造体及び副壁構造を有する基板の製造方法の他の例を示す図である。（Ａ）に示されるように、ＩＴＯ電極（図示せず）を有する基板１４にポジ型レジスト（ＬＣ２００（シプレイファーイースト製））９０ａを２０００ｒｐｍ、３０ｓの条件でスピンコートした。スピンコートしたレジスト９０ａを９０℃、２０分でプリベークした後に、フォトマスク９２ａを介して密着露光を行った（露光時間５ｓ）。

（Ｂ）に示されるように、次にシプレイファーイースト製の現像液ＭＦ３１９によりレジスト９０ａを現像し（現像時間５０ｓ）、現像後１２０℃、１時間、次いで２００℃、４０分のポストベークを行い、副壁構造（突起）９０を形成した。この副壁構造（突起）９０の大きさは５μｍ角の正方形、高さは１μｍ、突起の間隔は２５μｍとした（Ｃ）。

（Ｄ）に示されるように、こうして作製した基板１４に上と同様にしてレジスト（ＬＣ２００）９３をスピンコートして突起形成用のフォトマスク９４を介して露光を行い、副壁構造（突起）９０が線状の構造体３０、３２間にくるようにした。同様にして、もう一方の基板１２を形成し、上下基板を重ねた（Ｅ）。線状の構造体（突起）３２の幅は１０μｍ、高さは１．５μｍ、上下基板１２、１４を重ねたときの線状の構造体３０、３２の間隔が２０μｍとなるようにした。

さらに別の例においては、副壁構造９０を導電性の突起で形成した。この場合の製造方法について説明する。ＩＴＯ電極をもたない一対の基板にポジ型レジスト（ＬＣ２００（シプレイファーイースト製））を用いて上の例と同様にして 副壁構造（突起）９０を形成した。この副壁構造（突起）９０の大きさは５μｍ角の正方形、高さは１μｍ、突起の間隔は線状の構造体３２への直交方向には２５μｍ、平行方向には５０μｍとした。次に、副壁構造（突起）９０を有する基板１４にＩＴＯをスパッタリングし、エッチングして画素電極２２を形成した。副壁構造（突起）９０はＩＴＯで覆われ、導電性を有する突起として形成されたことになる。それから、線状の構造体（突起）３２を形成し、２枚の基板１２、１４を重ね合わせる。線状の構造体（突起）３２を先に形成してもよいことは言うまでもない。

図１１８は図１１１の液晶表示装置において副壁構造（スリット）９０の幅を一定（５μｍ）にして副壁構造（スリット）９０の間隔を１０、２０、３０、５０μｍに変えたときの応答性を示す図である。２５℃で測定した。比較例は線状の構造体３０、３２はあるが、副壁構造（スリット）９０がない液晶表示装置の例である。この結果から、副壁構造（スリット）９０の間隔が１０、２０、３０μｍの場合の応答速度は、比較例の応答速度よりも小さく、副壁構造（スリット）９０の間隔が５０μｍの場合の応答速度は、比較例の応答速度よりも大きくなっている。従って、副壁構造（スリット）９０の間隔は５０μｍ以下、より確実には３０μｍ以下であるのがよい。また、副壁構造（スリット）９０の間隔が１０μｍ以下になると透過率が大きく低下し、副壁構造（スリット）９０の間隔はレジストの分解能からみて５μｍ程度が下限となる。なお、副壁構造（スリット）９０の間隔毎の透過率は下記の通りであった。
比較例 １０μｍ ２０μｍ ３０μｍ ５０μｍ
２４．０％ ２２．７％ ２３．５％ ２３．８％ ２４．２％

図１１９は図１１１の液晶表示装置において副壁構造（スリット）９０の間隔を一定（２０μｍ）にして副壁構造（スリット）９０の幅を５、１０、２０μｍに変えたときの応答性を示す図である。この結果から、副壁構造（スリット）９０の幅が５、１０、２０μｍの場合の応答速度は、比較例の応答速度よりも小さい。しかし、副壁構造（スリット）９０の幅が２０μｍ以上になると透過率が低下する。従って、副壁構造（スリット）９０の幅は５〜１０μｍ程度がよい。なお、副壁構造（スリット）９０の幅毎の透過率は下記の通りであった。
比較例 ５μｍ １０μｍ ２０μｍ
２４．０％ ２３．５％ ２２．７％ ２０．８％

図１２０は図１１２の液晶表示装置において副壁構造（突起）９０の大きさを一定（５μｍ角）にして副壁構造（突起）９０の間隔を１０、２０、５０、７０μｍに変えたときの応答性を示す図である。この結果から、副壁構造（突起）９０の間隔が７０μｍの場合の応答速度は、比較例の応答速度よりも大きくなるので、副壁構造（突起）９０の間隔が５０μｍ以下であるのがよい。また、副壁構造（突起）９０の間隔が１０μｍ以下になると透過率が低下し、副壁構造（突起）９０の間隔はレジストの分解能からみて５μｍ程度が下限となる。なお、副壁構造（突起）９０の間隔毎の透過率は下記の通りであった。
比較例 １０μｍ ２０μｍ ５０μｍ ７０μｍ
２４．０％ ２２．３％ ２３．１％ ２３．８％ ２４．２％

図１２１は図１１２の液晶表示装置において副壁構造（時）９０の間隔を一定（２０μｍ）にして副壁構造（突起）９０の大きさを５、１０μｍ角に変えたときの応答性を示す図である。この結果から、副壁構造（突起）９０の大きさが５μｍ角の場合の応答速度は、副壁構造（突起）９０の大きさが１０μｍ角の場合の応答速度とほとんど変わらない。しかし、副壁構造（突起）９０の大きさが５μｍになると透過率が低下する。従って、副壁構造（突起）９０の大きさは５μｍ角程度がよい。なお、副壁構造（突起）９０の大きさ毎の透過率は下記の通りであった。
比較例 ５μｍ １０μｍ
２４．０％ ２３．１％ ２０．６％

図１２２は本発明の第１０実施例による液晶表示装置を示す図である。この場合にも、前の実施例と同様に、液晶表示装置は、一対の基板１２、１４と、一対の基板１２、１４の間に挿入された負の誘電率異方性を有する液晶１６と、液晶１６の配向を制御するために一対の基板１２、１４の各々に設けられた線状の構造体（例えば突起３０、３２、スリット４４、４６）と、一対の基板１２、１４の外側にそれぞれ配置されている偏光板２６、２８とを備える。

図１２２は、上基板１２の１つの線状の構造体（突起）３０と、下基板１４の１つの線状の構造体（突起）３２とを示している。さらに、副壁構造９６が一対の基板１２、１４の少なくとも一方に一対の基板の法線方向から見て一対の基板の線状の構造体３０、３２の間に設けられる。この実施例では、副壁構造９６は下基板１４に線状の構造体３２と平行に線状の構造体３２よりも幅の広いほぼ平坦な帯状の突起９６Ａとして形成される。線状の構造体３２は副壁構造９６の上に二段突起として形成される。帯状の突起９６Ａの幅は画素電極２２の幅とほぼ等しく、線状の構造体３２は副壁構造９６の中心線上に延び、よって副壁構造９６の側縁は画素電極２２の中心を通る。一方向に変化するパラメータは帯状の突起９６Ａの高さである。

この構成においては、副壁構造９６の側縁では形状により液晶が斜めに配向する。さらに、副壁構造９６の誘電率が液晶の誘電率と比較して小さい場合、，電界を印加すると、副壁構造９６の誘電率と液晶の誘電率との差から、電界（電気力線ＥＬ）が傾斜し、液晶が斜めに配向する。液晶の傾斜が線状の構造体３２ばかりでなく副壁構造９６でも規制され、液晶の傾斜が電圧印加後直ちに画素全体に伝播するため、応答時間が短くなる。

図１２３は図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。この例では、副壁構造９６は線状の構造体３２に対して対向する基板１２に設けた導電突起９６Ｂからなる。一方向に変化するパラメータは対向基板１２に形成した導電突起９６Ｂの高さである。導電突起９６Ｂの側縁では形状により液晶が斜めに配向する。さらに、導電突起９６Ｂの形状から、電界を印加すると電界が傾斜して液晶が斜めに配向する。線状の構造体３２ばかりでなく副壁構造９６でも規制され、液晶の傾斜が電圧印加後直ちに画素全体に伝播するため、応答時間が短くなる。

図１２４は図１２２の液晶表示装置の製造方法を示す図である。（Ａ）に示されるように、ガラス基板１４にＩＴＯ２２を形成し、副壁構造９６の帯状の突起９６Ａとなる膜９６ａを形成する。（Ｂ）に示されるように、マスクＭを使用して、紫外線ＵＶで突起用の膜９６ａを露光し、現像して副壁構造９６の帯状の突起９６Ａを形成する（Ｃ）。（Ｄ）に示されるように、線状の構造体３２となる膜３２ｍを形成し、マスクＭを使用して、紫外線ＵＶで線状の構造体３２の膜３２ｍを露光し、現像して線状の構造体３２を形成する（Ｅ）。

図１２５は図１２３の液晶表示装置の製造方法を示す図である。（Ａ）に示されるように、ガラス基板１２に副壁構造９６の帯状の突起９６Ｂとなる膜９６ｂを形成する。（Ｂ）に示されるように、マスクＭを使用して、紫外線ＵＶで突起用の膜９６ｂを露光し、現像して副壁構造９６の帯状の突起９６Ｂを形成する（Ｃ）。（Ｄ）に示されるように、画素電極２２となるＩＴＯの膜を蒸着により形成し、それから、（Ｅ）に示されるように、線状の構造体３０となる膜を形成し、図１２６は下基板１４の線状の構造体がスリット４６の例である。副壁構造９６は線状の構造体４６の対向側に形成した導電突起９６Ｃからなる。スリット４６からなる線状の構造体４６は電気力線が同スリットに向かって広がる方向に生ずる。副壁構造９６の誘電率が液晶と比較して低い場合、電気力線はスリット４６に向かって広がる方向に生じる。

図１２７は下基板１４の線状の構造体がスリット４６の例である。副壁構造９６は図１２２の例と同様に線状の構造体４６の下側に形成された帯状の突起９６Ａからなる。スリット４６からなる線状の構造体４６は電気力線が同スリットに向かって広がる方向に生ずる。副壁構造９６の誘電率が液晶と比較して低い場合、電気力線はスリット４６に向かって広がる方向に生じる。

図１２８は副壁構造９６が下基板１４の上に二段に形成され帯状の突起９６Ｄ、９６Ｅからなる例である。下段側の帯状の突起９６Ｄが上段側の帯状の突起９６Ｅより幅が広く、線状の構造体３２である突起３２は上段側の帯状の突起９６Ｅの上に形成されている。この場合には、二段に形成され帯状の突起９６Ｄ、９６Ｅの２つの側縁で液晶の傾斜配向を規制できる。この構成では、液晶の配向傾斜の伝播距離が２分の１から３分の１へ短くなるため、応答時間の改善が大きくなる。

図１２９は副壁構造９６が下基板１４の線状の構造体３２の下で厚さが大きく、線状の構造体３２から遠ざかるにつれて厚さが小さくなるように外側へ向かって傾斜した帯状の突起９６Ｆからなる。広い面積の帯状の突起９６Ｆが傾斜しているため、広い面積にわたって、形状及び比誘電率の差によって、液晶の傾斜配向を規制できる。さらに、電圧無印加時におけるエッジの形状に起因するもれ光を小さくすることが可能となる。傾斜構造は感光性材料のリフローで形成することが可能である。

図１３０は下基板１４上に起伏のある突起９８を形成し、この突起９８を線状の構造体３２及び副壁構造９６として作用させるようにした例である。起伏の周期を変化させてあり、一方向に変化するパラメータは起伏の周期である。起伏の周期が長くなると、液晶を傾斜配向させる規制力が平均的に弱くなる。さらに、電界分布も平均的に傾斜するので、液晶を傾斜配向させることが可能となる。従って、広い領域で液晶の傾斜配向を規制できる。

図１３１は下基板１４上に誘電率を変化させた突起９７を形成し、この突起９７を線状の構造体３２及び副壁構造９６として作用させるようにした例である。突起９７は比誘電率がε１、ε２、ε３と段階的に小さくした部分を含む。比誘電率が変化している領域で電界傾斜が発生するため、液晶の傾斜配向を規制できる。突起９７の比誘電率を連続的に変化させてもよい。

図１３２は抵抗率が低い導体９９Ａと抵抗率が高い導体９９Ｂとで画素電極２２を構成した実施例である。抵抗率が低い導体９９Ａは抵抗率が高い導体９９Ｂよりも幅が狭く、抵抗率が高い導体９９Ｂで覆われ、抵抗率が高い導体９９Ｂの中心部に位置する。これによれば、対向基板側の電極１８の静電容量と導体抵抗率が高い導体９９Ｂとの時定数で決まる時間で電荷が導体９９Ｂから拡散する過程で、電界傾斜が発生するため、液晶の傾斜配向を規制できる。

図１３３（Ａ）〜（Ｃ）は副壁構造９６としての突起の端の形状に凹凸を形成した実施例を示す図である。（Ａ）では副壁構造９６としての突起の端の形状は三角波状９６Ｈに形成される。（Ｂ）では副壁構造９６としての突起の端の形状は曲線状９６Ｉに形成される。（Ｃ）では副壁構造９６としての突起の端の形状は矩形波状９６Ｊに形成される。突起の端の形状に凹凸を形成することによって、液晶の配向を安定化することができる。液晶が傾斜配向するとき、配向は突起に平行に配向しようとする。副壁構造９６では、液晶は突起に対して垂直に配向する必要がある。突起の端の形状に凹凸があると、突起に平行になろうとする力が互いに打ち消し合って、結果的に液晶は突起に対して垂直に配向する。

図１３４は（Ａ）〜（Ｃ）は副壁構造９６としての突起の断面を規定した実施例を示す図である。（Ａ）では副壁構造９６としての突起の断面の形状を台形形状９６Ｋに形成している。（Ｂ）では副壁構造９６としての突起の断面の形状を円弧形状９６Ｌに形成している。（Ｃ）では副壁構造９６としての突起の断面の形状を曲線形状９６Ｍに形成している。このようにすることによって、液晶の傾斜配向を規制する領域を広げることが可能になる。さらに、断面が急峻であると、電圧無印加時において、形状により液晶配向に乱れが生じる。断面の形状を滑らかにすると、エッジによる配向不良に起因するもれ光を小さくすることが可能になった。

図１２２から図１３４を参照して説明した実施例に対してさらなる実施例を構成することができる。例えば、上記実施例では液晶の傾斜配向を規制する構造を一方の基板側のみに形成していたが、液晶の傾斜配向を規制する構造を両基板に形成することもできる。そうすると、画素内のセル厚が比較的に均一になり、光学特性が均一になる。さらに、液晶の傾斜配向を規制する力が強くなる。

また、ＴＦＴで液晶を駆動する場合、突起を窒化シリコンなどのゲート絶縁膜や最終保護膜で形成することにより、突起の製造プロセスを簡略化することが可能になる。液晶中にカイラル材を添加すると、電界を小さくしたときの液晶の応答時間を短くすることが可能になる。液晶のツイストエネルギーによって液晶配向の戻りが早くなる。

このように、液晶の配向を制御する線状の構造体の間に線状の構造体から一方向にパラメータが増加あるいは減少する第２の液晶の傾斜配向規制手段（副壁構造）を形成することにより、液晶配向の傾斜方向を規制することができ、黒表示から白表示への遷移における液晶配向の傾斜方向の伝播速度が短くなるため、応答時間を短くすることができ、係わる表示装置の表示性能に寄与するところが大きい。

以上説明したように、本発明によれば、輝度が向上し、また応答速度の速い液晶表示装置を作製することが可能となる。線状の構造体上に形成される全ドメインの配向方向を定めることができ、ドメインの経時変化を抑制できることによって、オーバーシュートを改善することができる。

液晶表示装置を示す略断面図である。 液晶の配向を制御するための線状の構造体を有する垂直配向式液晶表示装置を示す略断面図である。 １画素と線状の構造体を示す平面図である。 図２及び図３の線状の構造体に従って電圧印加時に倒れた液晶分子を示す図である。 線状の構造体の他の例を示す平面図である。 一対の基板の線状の構造体がともに突起である場合の液晶表示装置を示す略断面図である。 一方の基板の線状の構造体が突起であり且つ他方の基板の線状の構造体がスリット構造である場合の液晶表示装置を示す略断面図である。 一対の基板の線状の構造体がともにスリット構造である場合の液晶表示装置を示す略断面図である。 突起である線状の構造体の例を示す断面図である。 スリット構造である線状の構造体の例を示す断面図である。 線状の構造体を有する液晶表示装置の配向の問題点を説明する図である。 図１１の幾つかの領域での透過率を示す図である。 輝度のオーバーシュートを示す図である。 本発明の第１実施例による線状の構造体の例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す図である。 図２２の画素電極とスリット構造を示す図である。 突起からなる線状の構造体の形成を説明する図である。 線状の構造体を有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。 図２４の構成における表示特性を示す図である。 複数の構成単位からなる線状の構造体を有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。 図２６の構成における表示特性を示す図である。 本発明の第２実施例による線状の構造体を有する液晶表示装置の液晶の配向を示す図である。 図２８の構成における表示特性を示すを示す図である。 第１のタイプの配向の境界の特徴及び第２のタイプの配向の境界の特徴を示す図である。 図２８の線状の構造体の具体例を示す平面図である。 図３１の線状の構造体を通る断面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 図３３の線状の構造体を通る断面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 液晶表示装置の画素電極のエッジ近くの部分の断面図である。 図３８の画素電極のエッジにおける液晶の配向を示す図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 本発明の第３実施例による線状の構造体を示す平面図である。 図４３の線状の構造体を通る液晶表示装置の断面図である。 図４４の線状の構造体の近傍の液晶の配向を示す図である。 第１実施例の線状の構造体の近傍の液晶の配向を示す図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す平面図である。 図５１の線５２−５２に沿った断面図である。 図５１の線５３−５３に沿った断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す平面図である。 図５４の線状の構造体を通る液晶表示装置の断面図である。 線状の構造体及び境界の配向の制御手段の変形例を示す平面図である。 図５６の線状の構造体を通る液晶表示装置の断面図図である。 本発明の第４実施例による線状の構造体を示す平面図である。 図５８の線５９−５９を通る液晶表示装置の略断面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 図６０のスリット構造をもった画素電極を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 本発明の第５実施例による線状の構造体を示す平面図である。 屈曲のある線状の構造体の典型的な例を示す平面図である。 図６７の線状の構造体を有する液晶表示装置の問題点を説明する図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 線状の構造体の変形例を示す平面図である。 本発明の第６実施例による液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図である。 図７５の構成における表示の明るさを示す図である。 液晶の配向を制御するための線状の構造体を有する液晶表示装置において微小な領域毎の液晶のダイレクタの角度とその頻度との関係を示す図である。 図７５の実施例の変形例の液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図である。 図７８の液晶表示装置の断面図である。 図７５の実施例の変形例の液晶表示装置の線状の構造体と偏光板との関係を示す図である。 図８０の液晶表示装置の断面図である。 本発明の第７実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。 図８２の液晶表示装置の線８３─８３に沿った断面図である。 図８２の線状の構造体のより具体化した例を示す図である。 図８２の線状の構造体の比較例を示す図である。 図２８の線状の構造体の変形例を示す図である。 図８６の線状の構造体を有する液晶表示装置の線８７─８７に沿った断面図である。 本発明の第８実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。 図８８の線状の構造体を有する液晶表示装置の線８７─８７に沿った断面図である。 図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。 図８９の線状の構造体を有する液晶表示装置を通る断面図である。 図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。 図９２の線状の構造体の断面図である。 図９３の線状の構造体の変形例を示す図である。 図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。 図９５の線状の構造体を有する液晶表示装置を通る断面図である。 図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。 図８８の線状の構造体の変形例を示す図である。 本発明の第９実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。 図９９の線状の構造体の変形例を示す図である。 線状の構造体を有する液晶表示装置における指押しの問題点を説明するための図である。 指押しの問題点が生じやすい例を示す図である。 図９９の第１のタイプの境界を形成する手段の例を示す図である。 図１０３の第１のタイプの境界を形成する手段を有する液晶表示装置を示す図解的斜視図である。 図９９の第２のタイプの境界を形成する手段の例を示す図である。 図１０５の第２のタイプの境界を形成する手段を有する液晶表示装置を示す図解的斜視図である。 図９９の第１のタイプの境界を形成する手段の例を示す図である。 図９９の第２のタイプの境界を形成する手段の例を示す図である。 本発明の第１０実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。 図１０９の液晶表示装置の線１１０─１１０に沿った断面図である。 図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１１２の液晶表示装置の線１１３─１１３に沿った断面図である。 図１０９の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１１４の液晶表示装置の線１１５─１１５に沿った断面図である。 線状の構造体及び副壁構造を有する基板の製造方法を示す図である。 線状の構造体及び副壁構造を有する基板の製造方法の他の例を示す図である。 図１１１の液晶表示装置において副壁構造（スリット）の幅を一定にして副壁構造（スリット）の間隔を変えたときの応答性を示す図である。 図１１１の液晶表示装置において副壁構造（スリット）の間隔を一定にして副壁構造（スリット）の幅を変えたときの応答性を示す図である。 図１１２の液晶表示装置において副壁構造（突起）の大きさを一定にして副壁構造（突起）の間隔を変えたときの応答性を示す図である。 図１１２の液晶表示装置において副壁構造（突起）の間隔を一定にして副壁構造（突起）の大きさを変えたときの応答性を示す図である。 本発明の第１０実施例による液晶表示装置の線状の構造体を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の製造方法を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の製造方法を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図１２２の液晶表示装置の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。 図４３の線状の配向規制構造体の変形例を示す図である。

符号の説明

１２、１４ 基板
１６ 液晶
１８、２２ 電極
２０、２４ 垂直配向膜
２６、２８ 偏光板
３０、３２ 線状の構造体（突起）
３０Ｓ、３２Ｓ 構成単位
４２ 斜め電界
４４、４６ 線状の構造体（スリット構造）
４４Ｓ、４６Ｓ 構成単位

Claims (17)

1. 電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、
   前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、
   前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第１配向規制構造体と、
   前記一対の基板の他方に、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びるように設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第２配向規制構造体と、を備え、
   前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体によって、電圧印加時における液晶の配向方向が互いに異なる複数の液晶ドメインが形成され、
   前記第１配向規制構造体は、複数の主要部と、複数の前記主要部のうちの２つの間に配置され、前記主要部よりも狭い幅を有する幅狭部と、を含む液晶表示装置。
2. 前記幅狭部によって液晶配向の境界点が一定の位置に形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１配向規制構造体は、前記主要部よりも広い幅を有する幅広部を含む、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、
   前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、
   前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第１配向規制構造体と、
   前記一対の基板の他方に、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びるように設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第２配向規制構造体と、を備え、
   前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体によって、電圧印加時における液晶の配向方向が互いに異なる複数の液晶ドメインが形成され、
   前記第１配向規制構造体は、複数の主要部と、複数の前記主要部のうちの２つの間に配置され、前記主要部よりも広い幅を有する幅広部と、を含む液晶表示装置。
5. 前記幅広部によって液晶配向の境界点が一定の位置に形成される、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記１配向規制構造体が延びる方向に沿った前記幅狭部の長さが、前記主要部の長さよりも短い、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記第１配向規制構造体は、屈曲部を有し、前記屈曲部の鈍角側に、前記屈曲部から延びる追加の配向規制構造体を含んでいる、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１配向規制構造体は、前記電極に設けられたスリットである、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記一対の基板の前記一方に設けられ、前記第１配向規制構造体の延びる方向と異なる方向に延びる第３配向規制構造体と、
   前記一対の基板の前記他方に設けられ、前記第３配向規制構造体の延びる方向と平行に延びる第４配向規制構造体とを備えた、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体のそれぞれが、１つの画素のなかに複数形成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体との間に位置する液晶分子の配向方向が、前記第１配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
12. 前記液晶分子の配向方向は、前記液晶分子に電圧が印加されて前記液晶分子が傾斜したとき、前記第１配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である、請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 電極および垂直配向膜を有する一対の基板と、
    前記一対の基板の間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、
    前記一対の基板の一方に設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第１配向規制構造体と、
    前記一対の基板の他方に、前記第１配向規制構造体に対して平行に延びるように設けられた、液晶の配向を規制するための線状の第２配向規制構造体と、を備え、
    前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体によって、電圧印加時における液晶の配向方向が互いに異なる複数の液晶ドメインが形成され、
    前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の少なくとも一方は、幅が変化する部分を含む液晶表示装置。
14. 前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の少なくとも一方は、前記電極に設けられたスリットである、請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 複数の前記第１配向規制構造体および複数の前記第２配向規制構造体が、１つの画素のなかに配置されている、請求項１３または１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記第１配向規制構造体と前記第２配向規制構造体との間に位置する液晶分子の配向方向が、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
17. 前記液晶分子の配向方向は、前記液晶分子に電圧が印加されて前記液晶分子が傾斜したとき、前記第１配向規制構造体および前記第２配向規制構造体の延びる方向に対して概ね垂直である、請求項１６に記載の液晶表示装置。

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