JP4009344B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に液晶表示装置に関し、特に非駆動状態において液晶分子が液晶層に対して略垂直に配向する、いわゆる垂直配向型液晶表示装置およびその製造方法に関する。
液晶表示装置は、コンピュータをはじめとする様々な情報処理装置の表示装置として広く使われている。液晶表示装置は小型で消費電力が低いため、特に携帯用途の情報処理装置に使われることが多いが、いわゆるデスクトップ型等、固定型の情報処理装置についても応用が検討されている。
【０００２】
【従来の技術】
ところで、従来の液晶表示装置では、正の誘電率異方性を有するｐ型液晶を、相互に対向する液晶表示装置の基板間に水平配向した、いわゆるＴＮ（ツイストネマチック）モードのものが主として使われてきた。ＴＮモードの液晶表示装置は、一方の基板に隣接する液晶分子の配向方向が、他方の基板に隣接する液晶分子の配向方向に対して９０°ツイストしていることを特徴とする。
【０００３】
一般に、ＴＮモードの液晶表示装置では、基板上下に偏光板をその偏光軸を直交させて配置し、液晶分子に電界が印加されない非駆動状態において白色を、液晶分子に電界が印加される駆動状態において黒色表示を行うように構成される。この場合、駆動状態においては大部分の液晶分子の配向は液晶パネルの基板面に略垂直に変化するが、基板近傍に存在する液晶分子は水平配向を維持しており、この基板近傍の液晶により入射した光の偏光状態が変化し、黒表示に光漏れが生じる。このような事情で、従来のＴＮモードの液晶表示装置にはコントラストが低いという欠点があった。
【０００４】
これに対し、負の誘電率異方性を有する液晶層を、液晶パネルを構成する一対の基板間に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するように封入した垂直配向型の液晶表示装置では、非駆動状態において液晶分子が基板面に対して略垂直な配向を有するため、光は液晶層を、その偏光面をほとんど変化させることなく通過し、その結果基板の上下に偏光板をその偏光軸を直交させて配設することにより、非駆動状態においてほぼ完全な黒色表示が可能である。換言すると、かかる垂直配向型の液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置では不可能な、非常に高いコントラストを容易に実現することができる。また、液晶分子に駆動電界を印加した駆動状態では、液晶分子は液晶パネル中においてパネル面に平行に配向し、入射する光の偏光状態が変化し、白表示を実現することができる。
【０００５】
しかしながら、垂直配向型の液晶表示装置においては、電圧印加時に液晶分子が倒れ込む方位についてパネルを斜めから観察した場合、階調反転が発生するという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような垂直配向型液晶表示装置は、先に説明したように、ＣＲＴ表示装置に匹敵する非常に高いコントラスト比を実現できるため、デスクトップ型の情報処理装置への応用が重要な用途の一つになる。しかし、このようなデスクトップ型の情報処理装置では、表示装置は高いコントラスト比を有するだけでなく、広い視野角と高速な応答特性を有することが要求される。
【０００７】
一方、液晶表示装置の視角特性を改善する手段として、液晶層の各ピクセル領域中において液晶分子の配向方向を異ならせた配向分割構造を形成する技術が、従来よりＴＮモード液晶表示装置において使われている。
図１２（Ａ）および（Ｂ）は、従来の配向分割構造を有する水平配向型（ＴＮモード）液晶表示装置について、電圧印加時における表示面の観察写真および対応する配向分割構造とをそれぞれ示す。
【０００８】
図１２（Ａ），（Ｂ）を参照するに、図示の従来例では、液晶表示装置は基板１Ａと１Ｂとの間に液晶層２を封入した構造を有するが、液晶分子の配向状態がドメインＡとドメインＢとに分割されており、液晶分子の立ち上がる向きが互いに１８０°異なっている。また境界部分の液晶分子は水平状態を保ち、これが観察写真（偏光板を基板上下で直交させている）では、輝線（ディスクリネーションライン）として観察される。すなわち、水平配向型の配向分割では、液晶分子の傾く方向が１８０°異なるドメインが隣り合うことが特徴的である。
【０００９】
また、垂直配向型の液晶表示装置において、上記水平配向型の思想を拡張し、図１３に示すような配向分割構造を形成することが考えられる。ただし、図１３中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図１３を参照するに、液晶層２はドメインＡとＢに分割されており、ドメインＡとドメインＢとで駆動状態において液晶分子が倒れ込む方向が互いに１８０°異なっている。また、ドメインＡとドメインＢの境界部では、液晶分子は駆動状態においても垂直配向を維持している。
【００１０】
しかし、垂直配向型の液晶表示装置、特に配向分割構成を有する液晶表示装置の研究は始まったばかりであり、どのような構造において安定な配向分割構成が実現されるかは解明されていなかった。すなわち、図１３は仮想的な構造であり、公知の構造ではない。
そこで、本発明は、上記の課題を解決した液晶表示装置を提供することを概括的課題とする。
【００１１】
本発明のより具体的な課題は、応答特性および視角特性を向上させた垂直配向型液晶表示装置を提供することにある。
本発明の別の課題は、配向分割構成を有する垂直配向型液晶表示装置において、安定に再現でき応答特性を向上させる配向分割構成を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を、
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１のラビング領域では前記配向制御層は第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層は逆の、第２のラビング方向にラビングされ、前記第１の基板上の配向制御膜と前記第２の基板上の配向制御膜とは、前記第１の基板の第１のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向するように形成されることを特徴とする液晶表示装置により、あるいは
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させ、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とは、前記第１の基板の第１の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向することを特徴とする液晶表示装置により、あるいは
第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成された第１の配向制御層中に、帯状に延在し各々第１のラビング方向にラビングされた複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第１のラビング方向と反対の第２のラビング方向にラビングされた複数の第２のラビング領域とを、交互に形成する第１のラビング工程と；
前記第２の基板上に形成された第２の配向制御層中に、帯状に延在し各々第３のラビング方向にラビングされた複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第３のラビング方向に反対の第４のラビング方向にラビングされた複数の第４のラビング領域とを、交互に形成する第２のラビング工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域とがおおよそ重なるように、また前記第１のラビング方向と第３のラビング方向とが互いに対向するように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、あるいは
第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成され第１のラビング方向にラビングされた第１の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第１のチルト角に規制する複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第２の、より小さいチルト角に規制する複数の第２のラビング領域とを交互に形成する第１の配向制御工程と；
前記第２の基板上に形成され第２のラビング方向にラビングされた第２の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第３のチルト角に規制する複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第４の、前記第３のチルト角よりも小さいチルト角に規制する複数の第４のラビング領域とを交互に形成する第２の配向制御工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域とがおおよそ重なるように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、解決する。
【００１３】
本発明の発明者は、垂直配向型の液晶表示装置、特に複数のドメインに分割された垂直配向型液晶表示装置において、液晶分子のどのような配向構造が安定であるかを解明する研究を行った。
まず、液晶分子に垂直配向性を与える配向制御層に、何ら配向制御処理を行わずに液晶パネルを作製し、発生する配向状態を観察した。
【００１４】
図１４（Ａ）は、このような配向制御処理を行わない液晶パネルにおいて発生する配向状態を、また図１４（Ｂ）はその拡大図を示す。ただし、図１４（Ａ），（Ｂ）では、液晶層の上下に直交ニコル状態の一対の偏光板を配設し、液晶層を、駆動電界を印加した状態で、基板面に垂直な方向から観察している。
図１４（Ａ），（Ｂ）を参照するに、このような、配向制御を行わなかった場合、液晶分子の倒れる方向に規制がないため、電圧印加時に液晶分子はランダムな方向に倒れることがわかる。そこで、図１４（Ｂ）に示すように、液晶分子が紙面の上方向に倒れているドメインをドメインＡ、下方向に倒れているドメインをドメインＢとすると、ドメインＡとドメインＢがある大きさを持って存在する場合、それらの境界部の少なくとも一部には、必ずドメインＡ，Ｂのいずれに対しても液晶分子の倒れ込む方向が９０°異なるドメイン、すなわちドメインＣが介在することがわかる。
【００１５】
上記の発見は、垂直配向型液晶表示装置において、視角特性の１８０°異なるドメインＡ，Ｂを組み合わせた２分割の配向分割を実現する場合、それらのドメインの間に視角が９０°異なるドメインを介在させることが、かかる配向分割構成を安定に形成するのに本質的に重要であることを示していると考えられる。
そこで、本発明では、図１，２および図３に示すように、視角特性が互いに１８０°異なり２分割配向を形成するドメインＡ，Ｂの間に、視角特性がこれらに対して９０°異なるドメインＣを形成する。ただし、図１はドメインＣを形成した場合の図１４（Ａ）と同様な液晶層の配向状態を、駆動状態において観察した図、図２はその模式的拡大図である。また、図３は、駆動状態における液晶層１２の断面図を示す。ただし、図３中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００１６】
かかる配向分割の実験の結果、ドメインＣを形成することにより、図１４（Ａ），（Ｂ）の予測通り、液晶層中に明瞭に分割されたドメインＡ，Ｂ，Ｃが、安定に、再現性良く形成されることが確認された。また、図２に示すように、ドメインＣは互いに視角特性が１８０°異なるドメインＣ1 とＣ2 に分割される場合もある。かかる視角特性が異なる複数のドメインが安定に存在することにより、本発明の垂直配向型液晶表示装置はすぐれた視角特性を与える。
【００１７】
さらに、本発明の配向分割構成を有する垂直配向型液晶表示装置では、液晶表示装置をオンオフ駆動した場合に、応答速度が著しく向上することが見出された。
より詳細に説明すると、本発明の発明者は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す配向分割構造を有する液晶表示装置を作製し、それを駆動して応答速度を求めた。このうち、図４（Ａ）の構成が図１，２のドメイン構造に対応する。ただし、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、いずれも駆動状態を示す。その結果、図４（Ａ）の装置のオン時間（ＴON）は８ｍｓであるのに対し、図４（Ｃ）の装置ではＴONは２００ｍｓまで増大し、図４（Ａ）と（Ｃ）の中間の図４（Ｂ）の装置ではＴONは４２ｍｓとなる結果が得られた。一方、オフ時間（ＴOFF ）の方は、いずれの場合も５ｍｓであった。
【００１８】
以上の結果は、以下のように解釈される。
図４（Ｃ）の構成では、液晶分子はドメインＣに対応する第３のドメイン（図中梨地で示す）中で、ドメインの延在方向に直交する方向に配向している。換言すると、図４（Ｃ）の構成では、液晶分子の長軸がドメインの幅方向、すなわち狭い方向に配向している。これに対し、本発明に対応する図４（Ａ）の構成では、液晶分子はドメインＣ中において、ドメインの延在方向、すなわち広い方向に配向している。このことから、図４（Ａ）の構成の方がＴONが図４（Ｃ）の構成よりも小さくなるのは、ドメイン中で液晶分子を倒す場合、図４（Ｃ）のように液晶分子長軸をドメインの狭い方向に倒す方が、図４（Ａ）のように広い方向に倒すよりもより大きなエネルギを有するためであると考えられる。
【００１９】
図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図４（Ａ）および（Ｃ）の構造の詳細を示す。ただし、図５（Ａ），（Ｂ）中、図４（Ａ）および（Ｃ）に示した液晶分子を黒円錐で示してある。
図５（Ａ）を参照するに、液晶層中にはドメインＡからドメインＢにかけて、いわゆるスプレイ構造が形成される。スプレイ構造は、図５（Ｂ）に示すベンド構造よりも弾性定数が小さく、変形が容易である。このことも、図４（Ａ）の構造の高速応答に寄与しているものと考えられる。
【００２０】
このように、本発明では、垂直配向型液晶表示装置において、液晶層中のドメイン構造を制御することにより、優れた視角特性と同時に優れた応答特性を実現できる。図１に示すようなドメイン構造を安定に、再現性良く形成するには、図２中の微小ドメインＣの幅は、ドメインＡあるいはＢの幅より小さくする必要がある。また、表示装置への応用を考慮すると、本発明では配向分割構造として、ドメインＡ，Ｂを最大限に生かした２分割構造を考えているが、微小ドメインをも生かして３もしくは４分割構造として使うことも可能である。
【００２１】
また、微小ドメインＣの幅は、液晶層の厚さよりも大きいのが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図６（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施例による液晶表示装置を、それぞれ非駆動状態および駆動状態について示す。
図６（Ａ），（Ｂ）を参照するに、液晶表示装置は、基本的には、負の誘電率異方性を有する液晶層１４を挟持する一対のガラス基板１１Ａおよび１１Ｂより構成される。ガラス基板１１Ａは駆動電極１２Ａを担持し、駆動電極１２Ａ上には、液晶層１４と接する配向制御層１３Ａが形成されている。また、同様に、ガラス基板１１Ｂ上には駆動電極１２Ｂが形成され、その上にはさらに液晶層１４に接する配向制御層１３Ｂが形成されている。また、基板１１Ａの外側、すなわち液晶層１４と反対の側にはポラライザ１４Ａが形成され、同様に基板１１Ｂの外側にはアナライザ１４Ｂが形成される。ポラライザ１４Ａとアナライザ１４Ｂとは、通常のごとく、クロスニコル状態に配設される。
【００２３】
図６（Ａ）の非駆動状態では、液晶分子は液晶層１４中において、前記基板１１Ａあるいは１１Ｂの主面に略垂直な、いわゆる垂直配向状態を形成し、例えばポラライザ１４Ａを通って基板１１Ａに入射した光ビームは、基板１１Ｂから、ほとんど偏光面を回転させることなく出射し、ポラライザ１４Ａに対してクロスニコル状態にあるアナライザにより実質的に完全に遮断される。
【００２４】
一方、図６（Ｂ）の駆動状態では、液晶分子は、電極１３Ａ，１３Ｂにより形成された駆動電界により液晶層１４中で実質的に水平に配向し、その結果ポラライザ１４Ａを通って基板１１Ａに入射した光ビームは、液晶層１４を通過する際に偏光面を回転させ、基板１１Ｂからアナライザ１４Ｂを通って出射する際に遮断されない。
【００２５】
本実施例による液晶表示装置では、配向制御層１３Ａは、ラビング方向が逆の、すなわち１８０°異なった複数の領域１３Ａ1 ，１３Ａ2 ，１３Ａ3 ，１３Ａ4 に分割されており、同様に配向制御層１３Ｂも、ラビング方向が逆の複数の領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ2 ，１３Ｂ3 ，１３Ｂ4 に分割されており、前記基板１１Ａおよび１１Ｂは、配向制御層１３Ａ中の領域１３Ａ1 が配向制御層１３Ｂ中の領域１３Ｂ1 に対面するように、また領域１３Ａ2 が領域１３Ｂ2 に対応するように配設される。その際、本実施例では、領域１３Ａ1 のラビング方向と領域１３Ａ2 のラビング方向は互いに１８０°異なっているため（アンチパラレル）液晶層１４中において液晶分子のツイスト角は０°となっているが、例えば０°〜１８０°範囲のツイスト角を有するように液晶層にツイストを付与してもよい。
【００２６】
ところで、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、本実施例では、基板１１Ａを基板１１Ｂに対して、領域１３Ａ1 の一部が領域１３Ｂ2 の一部と対面するように、また領域１３Ａ2 の一部が領域１３Ｂ3 の一部と対面するように、ずらして配設してある。
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、かかる基板１１Ａと１１Ｂの重ね合わせを説明する平面図である。
【００２７】
図７（Ａ）を参照するに、基板１１Ａ上の配向制御層１３Ａは、各々幅がＹの、複数の互いに平行な帯状の領域に分割されており、これらの帯状の領域が前記領域１３Ａ1 〜１３Ａ4 を構成する。同様に、基板１１Ｂ上の分子俳句膜１３Ｂも、図７（Ｂ）に示すように、各々幅がＹの複数の互いに平行な帯状の領域に分割されており、これらの帯状の領域が前記領域１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 を構成する。
【００２８】
図７（Ａ）および（Ｂ）の基板１１Ａおよび１１Ｂは、図７（Ｃ）に示すように、基板面に垂直な方向から見た場合に領域１３Ａ1 が領域１３Ｂ2 とが幅Ｘで部分的に重なるようにずらして配設され、その結果、図７（Ｃ）にＹ−Ｘで示した部分に、図２に示す配向分割ドメインＡ，Ｂに対応する帯状の領域が形成される。一方、図７（Ｃ）にＸで示す領域に対応して、液晶層中には図２の微小ドメインＣが形成される。ドメインＡ，Ｂでは、ラビング方向は、配向制御層１３Ａと１３Ｂとで反平行になっているのに対し、ドメインＣではラビング方向は平行である。このため、ドメインＡ，Ｂでは、液晶分子は１８０°のツイスト角を有する。ただし、図６（Ａ），（Ｂ）は、図７（Ｃ）中、線ＡーＡ’に沿った断面図である。微小ドメインＣは、図２と同様に、場所により、さらにドメインＣ1 ，Ｃ2 に分割される。
【００２９】
再び図６（Ａ），（Ｂ）を参照するに、図６（Ｂ）の駆動状態では、液晶層１４中の任意のレベルＡ−Ａ’で比較すると、図２で説明したのと同様に、液晶分子はドメインＡとドメインＢとで逆方向に倒れ、さらにドメインＣでは、ドメインＡおよびドメインＢにおけるいずれのチルト方向に対しても実質的に直角な方向に倒れる。このため、本実施例の液晶表示装置は、非常に鋭い立ち上がりおよび立ち下がりを示す。
【００３０】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、図６（Ａ），（Ｂ）の液晶表示装置の製造工程を示す。ただし、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、説明に関係のない部分の図示は省略する。
図８（Ａ）の工程では、基板１１Ａ上の配向制御層１３Ａがラビングローラ１００により、矢印の方向にラビングされ、また基板１１Ｂ上の配向制御層１３Ｂが、同じくラビングローラ１００により、同じ方向にラビングされる。
【００３１】
次に、図８（Ｂ）の工程で、前記配向制御層１３Ａ上に、前記領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 に対応して帯状のレジストパターンＲ1 が形成される。同様に、前記配向制御層１３Ｂ上ひは、前記領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 に対応して、同様なレジストパターンＲ2 が形成される。
さらに、図８（Ｃ）の工程で、図８（Ｂ）の工程においてレジストパターンＲ1 ，Ｒ2 でマスクされた配向制御層１３Ａ，１３Ｂは、再びラビングローラ１００により、図８（Ａ）の場合とは逆方向にラビングされる。その結果、配向制御層１３Ａのうち、露出されている領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 が、マスクされている領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 とは逆方向にラビングされ、また配向制御層１３Ｂのうち、露出されている領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ3 が、マスクされている領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 とは逆方向にラビングされる。
【００３２】
さらに、このようにしてラビング処理された基板１１Ａおよび１１Ｂを、図８（Ｄ）の工程において、先に説明したように距離Ｘだけずらして重ね合わせ、液晶層１４を間に封入することにより、所望の液晶表示装置が得られる。
［実施例２］
図９は、本発明の第２実施例による液晶表示装置の構成を示す。ただし、先の実施例で説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
図９を参照するに、本実施例では配向制御層１３Ａ，１３Ｂは同一方向にラビングされ、従って領域１３Ａ1 〜１３Ａ4 および１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 のいずれにおいてもラビング方向は同一になっている。一方、領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 では液晶分子のプレチルト角ｃは、領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 における液晶分子のプレチルト角ｄよりも小さくなるように規制され、同様に、領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 では、液晶分子のプレチルト角ｂが、領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ3 における液晶分子のプレチルト角ａよりも小さくなるように規制される。
【００３４】
このような、配向制御層１３Ａ，１３Ｂを、先の実施例と同様に互いに距離Ｘずらして配設することにより、図２に示したのと同様な配向分割ドメインＡ，Ｂおよび微小ドメインＣが液晶層１４中に形成される。また、図２の場合と同様に、微小ドメインＣは、場所により、ドメインＣ1 およびＣ2 に分割される。ただし、基板１１Ａ，１１Ｂは、図９に示したように、領域１３Ａ1 に対向する領域１３Ｂ1 のプレチルト角ａの大きさが、領域１３Ａ1 のプレチルト角ｃの大きさよりも大きくなるように（｜ａ｜＞｜ｃ｜）、また領域１３Ａ2 に対向する用意器１２Ｂ2 のプレチルト角ｂの大きさが、領域１３Ａ2 のプレチルト角ｄの大きさよりも小さくなるように（｜ｂ｜＜｜ｄ｜）組み合わされる。
【００３５】
このように、本実施例による液晶表示装置でも、液晶層１４が複数の配向分割ドメインＡ，Ｂにより構成されるため、視角特性が向上する。さらに、ドメインＡ，Ｂの間に微小ドメインＣが形成されるため、ドメインＡ，Ｂの形成が安定に、再現性良くなされ、また応答速度が向上する。
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、図９の液晶表示装置の製造工程を説明する。ただし、図１０中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、説明に関係のない部分の図示は省略する。
【００３６】
図１０（Ａ）の工程において、基板１１Ａ上に電極１２Ａを形成し、さらにその上に、液晶分子のチルト角を例えば角度ｃに規制する配向制御層１３Ａを形成した後、図１０（Ｂ）の工程において、前記配向制御層１３Ａ上に別の、液晶分子のチルト角を角度ｄに規制する配向制御層パターン１３Ａ’を、前記領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 に対応してスクリーン印刷により形成する。配向制御層１３Ａとしては、例えば日産化学製のＥＸＰ００４を使うことができ、また配向制御層パターン１３Ａ’としては、日産化学製のＲＮ７８３を使うことができる。
【００３７】
さらに図１０（Ｂ）の構造上に、ラビングローラ１００を使ってラビングを行い、図１０（Ｃ）の構造を得る。
同様にして基板１１Ｂを処理し、得られた基板１１Ａ，１１Ｂを、先の実施例と同様に、配向制御層パターン１３Ａ’が、対向する配向制御層パターン１３Ｂ’と部分的に重なるように互いにずらして相対させ、間に液晶層１４を封入することにより、図９の液晶表示装置が得られる。図９の実施例では、基板１１Ａおよび１１Ｂは、ラビング方向が平行になるように（パラレル）組み合わされる。
【００３８】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、図９の液晶表示装置の別の製造方法を示す。
図１１（Ａ）を参照するに、基板１１Ａ上に電極１２Ａを形成した後、電極１２Ａ上に配向制御層１３Ａを形成し、さらに図１１（Ｂ）の工程において、遮光パターン１０１Ａを担持するフォトマスク１０１を介して、前記配向制御層１３Ａに紫外線を照射する。かかる紫外線照射の結果、前記配向制御層１３Ａのうち、領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 に対応する部分が感光し、液晶分子のチルト角が変化する。
【００３９】
次に、図１１（Ｃ）の工程において、前記配向制御層１３Ａを、ラビングローラ１００を使ってラビングする。さらに、このようにして得られた基板１１Ａを、同様な処理を施された基板１１Ｂと、図９に示すようにパラレルに、かつ各領域が対応する領域と部分的に重なるように、互いにずらして合わせ、間に液晶層１４を封入することにより、本実施例の液晶表示装置が得られる。
【００４０】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において、様々な変形・偏光が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の特徴によれば、
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、前記液晶層を、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインとにより構成し、前記第３のドメインにおいて、液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜するように構成することにより、液晶層中に安定に再現性良く配向分割構成が形成され、かかる配向分割構成の結果視角特性が向上する。また、第３のドメインにおける液晶分子の倒れる方向が第１および第２のドメインと直角方向であるため、第３のドメインにおける液晶分子のオンオフ時におけるチルトが、隣接する第１あるいは第２のドメインにおける液晶分子のチルトと干渉することがない。さらに、液晶分子のチルト方向が逆の関係にある第１のドメインと第２のドメインとは、間に介在する第３のドメインで隔てられているため、液晶分子がオンオフ時に相互作用することがない。このため、液晶表示装置の応答速度が向上する。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインにおいて、前記液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に一様に傾斜することにより、液晶表示装置の応答速度が向上する。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に前記液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に傾斜する第１の微小ドメインと、前記第３の方向と反対の、第４の方向に傾斜する第２の微小ドメインとより構成することにより、第３のドメインを液晶層中に安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、液晶層の厚さよりも大きい幅に形成することにより、第３のドメインを、液晶層中に安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、前記第３のドメインの幅を、前記第１および第２のドメインのいずれの幅よりも小さく形成することにより、液晶層中に、前記第１〜第３のドメインよりなる配向分割構造を、安定して再現性良く形成することができる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１のラビング領域では前記配向制御層が第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層が逆の、第２のラビング方向にラビングされるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１のラビング領域と、前記第２の基板上の前記第２のラビング領域とが、部分的に重畳するように形成することにより、前記第１〜第３のドメインを有する配向分割構成を、液晶層中に、配向制御層のラビング方向の制御により、安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２のドメインを同一の幅に形成し、前記第１および第２のラビング領域の幅を、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさに形成することにより、液晶層中に、前記配向分割構成を、配向制御層を使って、安定に、しかも効率的に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１の領域と、前記第２の基板上の前記第２の領域とが部分的に重畳するように形成することにより、液晶層中に配向分割構造を、使われる配向制御層の性質を選択することにより、安定に、効率よく形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、前記液晶層中において、前記液晶分子のツイスト角を、０〜１８０°の範囲で規制することにより、オンオフに伴う液晶層中における液晶分子のチルトを、速やかに生じさせることができる。
【００４２】
請求項２，３記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインにおいて、前記液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に一様に傾斜することにより、液晶表示装置の応答速度が向上する。
請求項４記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に前記液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に傾斜する第１の微小ドメインと、前記第３の方向と反対の、第４の方向に傾斜する第２の微小ドメインとより構成することにより、第３のドメインを液晶層中に安定に形成することが可能になる。
【００４３】
請求項５記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、液晶層の厚さよりも大きい幅に形成することにより、第３のドメインを、液晶層中に安定に形成することが可能になる。
請求項６記載の本発明の特徴によれば、前記第３のドメインの幅を、前記第１および第２のドメインのいずれの幅よりも小さく形成することにより、液晶層中に、前記第１〜第３のドメインよりなる配向分割構造を、安定して再現性良く形成することができる。
【００４４】
請求項７，および１２〜１４記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１のラビング領域では前記配向制御層が第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層が逆の、第２のラビング方向にラビングされるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１のラビング領域と、前記第２の基板上の前記第２のラビング領域とが、部分的に重畳するように形成することにより、前記第１〜第３のドメインを有する配向分割構成を、液晶層中に、配向制御層のラビング方向の制御により、安定に形成することが可能になる。
【００４５】
請求項８および１０記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２のドメインを同一の幅に形成し、前記第１および第２のラビング領域の幅を、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさに形成することにより、液晶層中に、前記配向分割構成を、配向制御層を使って、安定に、しかも効率的に形成することが可能になる。
【００４６】
請求項９，１５〜１７記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１の領域と、前記第２の基板上の前記第２の領域とが部分的に重畳するように形成することにより、液晶層中に配向分割構造を、使われる配向制御層の性質を選択することにより、安定に、効率よく形成することが可能になる。
【００４７】
請求項１１記載の本発明の特徴によれば、前記液晶層中において、前記液晶分子のツイスト角を、０〜１８０°の範囲で規制することにより、オンオフに伴う液晶層中における液晶分子のチルトを、速やかに生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す図（その一）である。
【図２】本発明の原理を示す図（その二）である。
【図３】本発明の原理を示す図（その二）である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の作用を説明する図（その一）である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明の作用を説明する図（その二）である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は図６の液晶表示装置の構成を示す別の図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は図６の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は図９の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は図９の液晶表示装置の別の製造工程を説明する図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、従来の配向分割構成を有する水平配向型液晶表示装置における黒表示、および配向分割構成を示す図である。
【図１３】従来の水平配向型液晶表示装置の配向分割構成を、垂直配向型液晶表示装置にそのまま適用しようとした場合の構造を示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は液晶層中に生じる自然発生ドメインの例を示す図である。
【符号の説明】
１１Ａ，１１Ｂ 基板
１２Ａ，１２Ｂ 電極
１３Ａ，１３Ｂ 配向制御層
１３Ａ1 〜１３Ａ4 ，１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 分子配向領域
１４ 液晶層
１４Ａ，１４Ｂ ポラライザ，アナライザ
１００ ラビングローラ
１０１ フォトマスク
Ａ，Ｂ ドメイン
Ｃ，Ｃ1 ，Ｃ2 微小ドメイン
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に液晶表示装置に関し、特に非駆動状態において液晶分子が液晶層に対して略垂直に配向する、いわゆる垂直配向型液晶表示装置およびその製造方法に関する。
液晶表示装置は、コンピュータをはじめとする様々な情報処理装置の表示装置として広く使われている。液晶表示装置は小型で消費電力が低いため、特に携帯用途の情報処理装置に使われることが多いが、いわゆるデスクトップ型等、固定型の情報処理装置についても応用が検討されている。
【０００２】
【従来の技術】
ところで、従来の液晶表示装置では、正の誘電率異方性を有するｐ型液晶を、相互に対向する液晶表示装置の基板間に水平配向した、いわゆるＴＮ（ツイストネマチック）モードのものが主として使われてきた。ＴＮモードの液晶表示装置は、一方の基板に隣接する液晶分子の配向方向が、他方の基板に隣接する液晶分子の配向方向に対して９０°ツイストしていることを特徴とする。
【０００３】
一般に、ＴＮモードの液晶表示装置では、基板上下に偏光板をその偏光軸を直交させて配置し、液晶分子に電界が印加されない非駆動状態において白色を、液晶分子に電界が印加される駆動状態において黒色表示を行うように構成される。この場合、駆動状態においては大部分の液晶分子の配向は液晶パネルの基板面に略垂直に変化するが、基板近傍に存在する液晶分子は水平配向を維持しており、この基板近傍の液晶により入射した光の偏光状態が変化し、黒表示に光漏れが生じる。このような事情で、従来のＴＮモードの液晶表示装置にはコントラストが低いという欠点があった。
【０００４】
これに対し、負の誘電率異方性を有する液晶層を、液晶パネルを構成する一対の基板間に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するように封入した垂直配向型の液晶表示装置では、非駆動状態において液晶分子が基板面に対して略垂直な配向を有するため、光は液晶層を、その偏光面をほとんど変化させることなく通過し、その結果基板の上下に偏光板をその偏光軸を直交させて配設することにより、非駆動状態においてほぼ完全な黒色表示が可能である。換言すると、かかる垂直配向型の液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置では不可能な、非常に高いコントラストを容易に実現することができる。また、液晶分子に駆動電界を印加した駆動状態では、液晶分子は液晶パネル中においてパネル面に平行に配向し、入射する光の偏光状態が変化し、白表示を実現することができる。
【０００５】
しかしながら、垂直配向型の液晶表示装置においては、電圧印加時に液晶分子が倒れ込む方位についてパネルを斜めから観察した場合、階調反転が発生するという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような垂直配向型液晶表示装置は、先に説明したように、ＣＲＴ表示装置に匹敵する非常に高いコントラスト比を実現できるため、デスクトップ型の情報処理装置への応用が重要な用途の一つになる。しかし、このようなデスクトップ型の情報処理装置では、表示装置は高いコントラスト比を有するだけでなく、広い視野角と高速な応答特性を有することが要求される。
【０００７】
一方、液晶表示装置の視角特性を改善する手段として、液晶層の各ピクセル領域中において液晶分子の配向方向を異ならせた配向分割構造を形成する技術が、従来よりＴＮモード液晶表示装置において使われている。
図１２（Ａ）および（Ｂ）は、従来の配向分割構造を有する水平配向型（ＴＮモード）液晶表示装置について、電圧印加時における表示面の観察写真および対応する配向分割構造とをそれぞれ示す。
【０００８】
図１２（Ａ），（Ｂ）を参照するに、図示の従来例では、液晶表示装置は基板１Ａと１Ｂとの間に液晶層２を封入した構造を有するが、液晶分子の配向状態がドメインＡとドメインＢとに分割されており、液晶分子の立ち上がる向きが互いに１８０°異なっている。また境界部分の液晶分子は水平状態を保ち、これが観察写真（偏光板を基板上下で直交させている）では、輝線（ディスクリネーションライン）として観察される。すなわち、水平配向型の配向分割では、液晶分子の傾く方向が１８０°異なるドメインが隣り合うことが特徴的である。
【０００９】
また、垂直配向型の液晶表示装置において、上記水平配向型の思想を拡張し、図１３に示すような配向分割構造を形成することが考えられる。ただし、図１３中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図１３を参照するに、液晶層２はドメインＡとＢに分割されており、ドメインＡとドメインＢとで駆動状態において液晶分子が倒れ込む方向が互いに１８０°異なっている。また、ドメインＡとドメインＢの境界部では、液晶分子は駆動状態においても垂直配向を維持している。
【００１０】
しかし、垂直配向型の液晶表示装置、特に配向分割構成を有する液晶表示装置の研究は始まったばかりであり、どのような構造において安定な配向分割構成が実現されるかは解明されていなかった。すなわち、図１３は仮想的な構造であり、公知の構造ではない。
そこで、本発明は、上記の課題を解決した液晶表示装置を提供することを概括的課題とする。
【００１１】
本発明のより具体的な課題は、応答特性および視角特性を向上させた垂直配向型液晶表示装置を提供することにある。
本発明の別の課題は、配向分割構成を有する垂直配向型液晶表示装置において、安定に再現でき応答特性を向上させる配向分割構成を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を、
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１のラビング領域では前記配向制御層は第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層は逆の、第２のラビング方向にラビングされ、前記第１の基板上の配向制御膜と前記第２の基板上の配向制御膜とは、前記第１の基板の第１のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向するように形成されることを特徴とする液晶表示装置により、あるいは
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させ、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とは、前記第１の基板の第１の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向することを特徴とする液晶表示装置により、あるいは
第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成された第１の配向制御層中に、帯状に延在し各々第１のラビング方向にラビングされた複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第１のラビング方向と反対の第２のラビング方向にラビングされた複数の第２のラビング領域とを、交互に形成する第１のラビング工程と；
前記第２の基板上に形成された第２の配向制御層中に、帯状に延在し各々第３のラビング方向にラビングされた複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第３のラビング方向に反対の第４のラビング方向にラビングされた複数の第４のラビング領域とを、交互に形成する第２のラビング工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域とがおおよそ重なるように、また前記第１のラビング方向と第３のラビング方向とが互いに対向するように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、あるいは
第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成され第１のラビング方向にラビングされた第１の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第１のチルト角に規制する複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第２の、より小さいチルト角に規制する複数の第２のラビング領域とを交互に形成する第１の配向制御工程と；
前記第２の基板上に形成され第２のラビング方向にラビングされた第２の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第３のチルト角に規制する複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第４の、前記第３のチルト角よりも小さいチルト角に規制する複数の第４のラビング領域とを交互に形成する第２の配向制御工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域とがおおよそ重なるように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により、解決する。
【００１３】
本発明の発明者は、垂直配向型の液晶表示装置、特に複数のドメインに分割された垂直配向型液晶表示装置において、液晶分子のどのような配向構造が安定であるかを解明する研究を行った。
まず、液晶分子に垂直配向性を与える配向制御層に、何ら配向制御処理を行わずに液晶パネルを作製し、発生する配向状態を観察した。
【００１４】
図１４（Ａ）は、このような配向制御処理を行わない液晶パネルにおいて発生する配向状態を、また図１４（Ｂ）はその拡大図を示す。ただし、図１４（Ａ），（Ｂ）では、液晶層の上下に直交ニコル状態の一対の偏光板を配設し、液晶層を、駆動電界を印加した状態で、基板面に垂直な方向から観察している。
図１４（Ａ），（Ｂ）を参照するに、このような、配向制御を行わなかった場合、液晶分子の倒れる方向に規制がないため、電圧印加時に液晶分子はランダムな方向に倒れることがわかる。そこで、図１４（Ｂ）に示すように、液晶分子が紙面の上方向に倒れているドメインをドメインＡ、下方向に倒れているドメインをドメインＢとすると、ドメインＡとドメインＢがある大きさを持って存在する場合、それらの境界部の少なくとも一部には、必ずドメインＡ，Ｂのいずれに対しても液晶分子の倒れ込む方向が９０°異なるドメイン、すなわちドメインＣが介在することがわかる。
【００１５】
上記の発見は、垂直配向型液晶表示装置において、視角特性の１８０°異なるドメインＡ，Ｂを組み合わせた２分割の配向分割を実現する場合、それらのドメインの間に視角が９０°異なるドメインを介在させることが、かかる配向分割構成を安定に形成するのに本質的に重要であることを示していると考えられる。
そこで、本発明では、図１，２および図３に示すように、視角特性が互いに１８０°異なり２分割配向を形成するドメインＡ，Ｂの間に、視角特性がこれらに対して９０°異なるドメインＣを形成する。ただし、図１はドメインＣを形成した場合の図１４（Ａ）と同様な液晶層の配向状態を、駆動状態において観察した図、図２はその模式的拡大図である。また、図３は、駆動状態における液晶層１２の断面図を示す。ただし、図３中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００１６】
かかる配向分割の実験の結果、ドメインＣを形成することにより、図１４（Ａ），（Ｂ）の予測通り、液晶層中に明瞭に分割されたドメインＡ，Ｂ，Ｃが、安定に、再現性良く形成されることが確認された。また、図２に示すように、ドメインＣは互いに視角特性が１８０°異なるドメインＣ1 とＣ2 に分割される場合もある。かかる視角特性が異なる複数のドメインが安定に存在することにより、本発明の垂直配向型液晶表示装置はすぐれた視角特性を与える。
【００１７】
さらに、本発明の配向分割構成を有する垂直配向型液晶表示装置では、液晶表示装置をオンオフ駆動した場合に、応答速度が著しく向上することが見出された。
より詳細に説明すると、本発明の発明者は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す配向分割構造を有する液晶表示装置を作製し、それを駆動して応答速度を求めた。このうち、図４（Ａ）の構成が図１，２のドメイン構造に対応する。ただし、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、いずれも駆動状態を示す。その結果、図４（Ａ）の装置のオン時間（ＴON）は８ｍｓであるのに対し、図４（Ｃ）の装置ではＴONは２００ｍｓまで増大し、図４（Ａ）と（Ｃ）の中間の図４（Ｂ）の装置ではＴONは４２ｍｓとなる結果が得られた。一方、オフ時間（ＴOFF ）の方は、いずれの場合も５ｍｓであった。
【００１８】
以上の結果は、以下のように解釈される。
図４（Ｃ）の構成では、液晶分子はドメインＣに対応する第３のドメイン（図中梨地で示す）中で、ドメインの延在方向に直交する方向に配向している。換言すると、図４（Ｃ）の構成では、液晶分子の長軸がドメインの幅方向、すなわち狭い方向に配向している。これに対し、本発明に対応する図４（Ａ）の構成では、液晶分子はドメインＣ中において、ドメインの延在方向、すなわち広い方向に配向している。このことから、図４（Ａ）の構成の方がＴONが図４（Ｃ）の構成よりも小さくなるのは、ドメイン中で液晶分子を倒す場合、図４（Ｃ）のように液晶分子長軸をドメインの狭い方向に倒す方が、図４（Ａ）のように広い方向に倒すよりもより大きなエネルギを有するためであると考えられる。
【００１９】
図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図４（Ａ）および（Ｃ）の構造の詳細を示す。ただし、図５（Ａ），（Ｂ）中、図４（Ａ）および（Ｃ）に示した液晶分子を黒円錐で示してある。
図５（Ａ）を参照するに、液晶層中にはドメインＡからドメインＢにかけて、いわゆるスプレイ構造が形成される。スプレイ構造は、図５（Ｂ）に示すベンド構造よりも弾性定数が小さく、変形が容易である。このことも、図４（Ａ）の構造の高速応答に寄与しているものと考えられる。
【００２０】
このように、本発明では、垂直配向型液晶表示装置において、液晶層中のドメイン構造を制御することにより、優れた視角特性と同時に優れた応答特性を実現できる。図１に示すようなドメイン構造を安定に、再現性良く形成するには、図２中の微小ドメインＣの幅は、ドメインＡあるいはＢの幅より小さくする必要がある。また、表示装置への応用を考慮すると、本発明では配向分割構造として、ドメインＡ，Ｂを最大限に生かした２分割構造を考えているが、微小ドメインをも生かして３もしくは４分割構造として使うことも可能である。
【００２１】
また、微小ドメインＣの幅は、液晶層の厚さよりも大きいのが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図６（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施例による液晶表示装置を、それぞれ非駆動状態および駆動状態について示す。
図６（Ａ），（Ｂ）を参照するに、液晶表示装置は、基本的には、負の誘電率異方性を有する液晶層１４を挟持する一対のガラス基板１１Ａおよび１１Ｂより構成される。ガラス基板１１Ａは駆動電極１２Ａを担持し、駆動電極１２Ａ上には、液晶層１４と接する配向制御層１３Ａが形成されている。また、同様に、ガラス基板１１Ｂ上には駆動電極１２Ｂが形成され、その上にはさらに液晶層１４に接する配向制御層１３Ｂが形成されている。また、基板１１Ａの外側、すなわち液晶層１４と反対の側にはポラライザ１４Ａが形成され、同様に基板１１Ｂの外側にはアナライザ１４Ｂが形成される。ポラライザ１４Ａとアナライザ１４Ｂとは、通常のごとく、クロスニコル状態に配設される。
【００２３】
図６（Ａ）の非駆動状態では、液晶分子は液晶層１４中において、前記基板１１Ａあるいは１１Ｂの主面に略垂直な、いわゆる垂直配向状態を形成し、例えばポラライザ１４Ａを通って基板１１Ａに入射した光ビームは、基板１１Ｂから、ほとんど偏光面を回転させることなく出射し、ポラライザ１４Ａに対してクロスニコル状態にあるアナライザにより実質的に完全に遮断される。
【００２４】
一方、図６（Ｂ）の駆動状態では、液晶分子は、電極１３Ａ，１３Ｂにより形成された駆動電界により液晶層１４中で実質的に水平に配向し、その結果ポラライザ１４Ａを通って基板１１Ａに入射した光ビームは、液晶層１４を通過する際に偏光面を回転させ、基板１１Ｂからアナライザ１４Ｂを通って出射する際に遮断されない。
【００２５】
本実施例による液晶表示装置では、配向制御層１３Ａは、ラビング方向が逆の、すなわち１８０°異なった複数の領域１３Ａ1 ，１３Ａ2 ，１３Ａ3 ，１３Ａ4 に分割されており、同様に配向制御層１３Ｂも、ラビング方向が逆の複数の領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ2 ，１３Ｂ3 ，１３Ｂ4 に分割されており、前記基板１１Ａおよび１１Ｂは、配向制御層１３Ａ中の領域１３Ａ1 が配向制御層１３Ｂ中の領域１３Ｂ1 に対面するように、また領域１３Ａ2 が領域１３Ｂ2 に対応するように配設される。その際、本実施例では、領域１３Ａ1 のラビング方向と領域１３Ａ2 のラビング方向は互いに１８０°異なっているため（アンチパラレル）液晶層１４中において液晶分子のツイスト角は０°となっているが、例えば０°〜１８０°範囲のツイスト角を有するように液晶層にツイストを付与してもよい。
【００２６】
ところで、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、本実施例では、基板１１Ａを基板１１Ｂに対して、領域１３Ａ1 の一部が領域１３Ｂ2 の一部と対面するように、また領域１３Ａ2 の一部が領域１３Ｂ3 の一部と対面するように、ずらして配設してある。
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、かかる基板１１Ａと１１Ｂの重ね合わせを説明する平面図である。
【００２７】
図７（Ａ）を参照するに、基板１１Ａ上の配向制御層１３Ａは、各々幅がＹの、複数の互いに平行な帯状の領域に分割されており、これらの帯状の領域が前記領域１３Ａ1 〜１３Ａ4 を構成する。同様に、基板１１Ｂ上の分子俳句膜１３Ｂも、図７（Ｂ）に示すように、各々幅がＹの複数の互いに平行な帯状の領域に分割されており、これらの帯状の領域が前記領域１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 を構成する。
【００２８】
図７（Ａ）および（Ｂ）の基板１１Ａおよび１１Ｂは、図７（Ｃ）に示すように、基板面に垂直な方向から見た場合に領域１３Ａ1 が領域１３Ｂ2 とが幅Ｘで部分的に重なるようにずらして配設され、その結果、図７（Ｃ）にＹ−Ｘで示した部分に、図２に示す配向分割ドメインＡ，Ｂに対応する帯状の領域が形成される。一方、図７（Ｃ）にＸで示す領域に対応して、液晶層中には図２の微小ドメインＣが形成される。ドメインＡ，Ｂでは、ラビング方向は、配向制御層１３Ａと１３Ｂとで反平行になっているのに対し、ドメインＣではラビング方向は平行である。このため、ドメインＡ，Ｂでは、液晶分子は１８０°のツイスト角を有する。ただし、図６（Ａ），（Ｂ）は、図７（Ｃ）中、線ＡーＡ’に沿った断面図である。微小ドメインＣは、図２と同様に、場所により、さらにドメインＣ1 ，Ｃ2 に分割される。
【００２９】
再び図６（Ａ），（Ｂ）を参照するに、図６（Ｂ）の駆動状態では、液晶層１４中の任意のレベルＡ−Ａ’で比較すると、図２で説明したのと同様に、液晶分子はドメインＡとドメインＢとで逆方向に倒れ、さらにドメインＣでは、ドメインＡおよびドメインＢにおけるいずれのチルト方向に対しても実質的に直角な方向に倒れる。このため、本実施例の液晶表示装置は、非常に鋭い立ち上がりおよび立ち下がりを示す。
【００３０】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、図６（Ａ），（Ｂ）の液晶表示装置の製造工程を示す。ただし、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、説明に関係のない部分の図示は省略する。
図８（Ａ）の工程では、基板１１Ａ上の配向制御層１３Ａがラビングローラ１００により、矢印の方向にラビングされ、また基板１１Ｂ上の配向制御層１３Ｂが、同じくラビングローラ１００により、同じ方向にラビングされる。
【００３１】
次に、図８（Ｂ）の工程で、前記配向制御層１３Ａ上に、前記領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 に対応して帯状のレジストパターンＲ1 が形成される。同様に、前記配向制御層１３Ｂ上ひは、前記領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 に対応して、同様なレジストパターンＲ2 が形成される。
さらに、図８（Ｃ）の工程で、図８（Ｂ）の工程においてレジストパターンＲ1 ，Ｒ2 でマスクされた配向制御層１３Ａ，１３Ｂは、再びラビングローラ１００により、図８（Ａ）の場合とは逆方向にラビングされる。その結果、配向制御層１３Ａのうち、露出されている領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 が、マスクされている領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 とは逆方向にラビングされ、また配向制御層１３Ｂのうち、露出されている領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ3 が、マスクされている領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 とは逆方向にラビングされる。
【００３２】
さらに、このようにしてラビング処理された基板１１Ａおよび１１Ｂを、図８（Ｄ）の工程において、先に説明したように距離Ｘだけずらして重ね合わせ、液晶層１４を間に封入することにより、所望の液晶表示装置が得られる。
［実施例２］
図９は、本発明の第２実施例による液晶表示装置の構成を示す。ただし、先の実施例で説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
図９を参照するに、本実施例では配向制御層１３Ａ，１３Ｂは同一方向にラビングされ、従って領域１３Ａ1 〜１３Ａ4 および１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 のいずれにおいてもラビング方向は同一になっている。一方、領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 では液晶分子のプレチルト角ｃは、領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 における液晶分子のプレチルト角ｄよりも小さくなるように規制され、同様に、領域１３Ｂ2 ，１３Ｂ4 では、液晶分子のプレチルト角ｂが、領域１３Ｂ1 ，１３Ｂ3 における液晶分子のプレチルト角ａよりも小さくなるように規制される。
【００３４】
このような、配向制御層１３Ａ，１３Ｂを、先の実施例と同様に互いに距離Ｘずらして配設することにより、図２に示したのと同様な配向分割ドメインＡ，Ｂおよび微小ドメインＣが液晶層１４中に形成される。また、図２の場合と同様に、微小ドメインＣは、場所により、ドメインＣ1 およびＣ2 に分割される。ただし、基板１１Ａ，１１Ｂは、図９に示したように、領域１３Ａ1 に対向する領域１３Ｂ1 のプレチルト角ａの大きさが、領域１３Ａ1 のプレチルト角ｃの大きさよりも大きくなるように（｜ａ｜＞｜ｃ｜）、また領域１３Ａ2 に対向する用意器１２Ｂ2 のプレチルト角ｂの大きさが、領域１３Ａ2 のプレチルト角ｄの大きさよりも小さくなるように（｜ｂ｜＜｜ｄ｜）組み合わされる。
【００３５】
このように、本実施例による液晶表示装置でも、液晶層１４が複数の配向分割ドメインＡ，Ｂにより構成されるため、視角特性が向上する。さらに、ドメインＡ，Ｂの間に微小ドメインＣが形成されるため、ドメインＡ，Ｂの形成が安定に、再現性良くなされ、また応答速度が向上する。
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、図９の液晶表示装置の製造工程を説明する。ただし、図１０中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、説明に関係のない部分の図示は省略する。
【００３６】
図１０（Ａ）の工程において、基板１１Ａ上に電極１２Ａを形成し、さらにその上に、液晶分子のチルト角を例えば角度ｃに規制する配向制御層１３Ａを形成した後、図１０（Ｂ）の工程において、前記配向制御層１３Ａ上に別の、液晶分子のチルト角を角度ｄに規制する配向制御層パターン１３Ａ’を、前記領域１３Ａ2 ，１３Ａ4 に対応してスクリーン印刷により形成する。配向制御層１３Ａとしては、例えば日産化学製のＥＸＰ００４を使うことができ、また配向制御層パターン１３Ａ’としては、日産化学製のＲＮ７８３を使うことができる。
【００３７】
さらに図１０（Ｂ）の構造上に、ラビングローラ１００を使ってラビングを行い、図１０（Ｃ）の構造を得る。
同様にして基板１１Ｂを処理し、得られた基板１１Ａ，１１Ｂを、先の実施例と同様に、配向制御層パターン１３Ａ’が、対向する配向制御層パターン１３Ｂ’と部分的に重なるように互いにずらして相対させ、間に液晶層１４を封入することにより、図９の液晶表示装置が得られる。図９の実施例では、基板１１Ａおよび１１Ｂは、ラビング方向が平行になるように（パラレル）組み合わされる。
【００３８】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、図９の液晶表示装置の別の製造方法を示す。
図１１（Ａ）を参照するに、基板１１Ａ上に電極１２Ａを形成した後、電極１２Ａ上に配向制御層１３Ａを形成し、さらに図１１（Ｂ）の工程において、遮光パターン１０１Ａを担持するフォトマスク１０１を介して、前記配向制御層１３Ａに紫外線を照射する。かかる紫外線照射の結果、前記配向制御層１３Ａのうち、領域１３Ａ1 ，１３Ａ3 に対応する部分が感光し、液晶分子のチルト角が変化する。
【００３９】
次に、図１１（Ｃ）の工程において、前記配向制御層１３Ａを、ラビングローラ１００を使ってラビングする。さらに、このようにして得られた基板１１Ａを、同様な処理を施された基板１１Ｂと、図９に示すようにパラレルに、かつ各領域が対応する領域と部分的に重なるように、互いにずらして合わせ、間に液晶層１４を封入することにより、本実施例の液晶表示装置が得られる。
【００４０】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において、様々な変形・偏光が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の特徴によれば、
第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、前記液晶層を、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインとにより構成し、前記第３のドメインにおいて、液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜するように構成することにより、液晶層中に安定に再現性良く配向分割構成が形成され、かかる配向分割構成の結果視角特性が向上する。また、第３のドメインにおける液晶分子の倒れる方向が第１および第２のドメインと直角方向であるため、第３のドメインにおける液晶分子のオンオフ時におけるチルトが、隣接する第１あるいは第２のドメインにおける液晶分子のチルトと干渉することがない。さらに、液晶分子のチルト方向が逆の関係にある第１のドメインと第２のドメインとは、間に介在する第３のドメインで隔てられているため、液晶分子がオンオフ時に相互作用することがない。このため、液晶表示装置の応答速度が向上する。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインにおいて、前記液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に一様に傾斜することにより、液晶表示装置の応答速度が向上する。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に前記液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に傾斜する第１の微小ドメインと、前記第３の方向と反対の、第４の方向に傾斜する第２の微小ドメインとより構成することにより、第３のドメインを液晶層中に安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、液晶層の厚さよりも大きい幅に形成することにより、第３のドメインを、液晶層中に安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、前記第３のドメインの幅を、前記第１および第２のドメインのいずれの幅よりも小さく形成することにより、液晶層中に、前記第１〜第３のドメインよりなる配向分割構造を、安定して再現性良く形成することができる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１のラビング領域では前記配向制御層が第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層が逆の、第２のラビング方向にラビングされるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１のラビング領域と、前記第２の基板上の前記第２のラビング領域とが、部分的に重畳するように形成することにより、前記第１〜第３のドメインを有する配向分割構成を、液晶層中に、配向制御層のラビング方向の制御により、安定に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２のドメインを同一の幅に形成し、前記第１および第２のラビング領域の幅を、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさに形成することにより、液晶層中に、前記配向分割構成を、配向制御層を使って、安定に、しかも効率的に形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１の領域と、前記第２の基板上の前記第２の領域とが部分的に重畳するように形成することにより、液晶層中に配向分割構造を、使われる配向制御層の性質を選択することにより、安定に、効率よく形成することが可能になる。
また本発明の特徴によれば、前記液晶層中において、前記液晶分子のツイスト角を、０〜１８０°の範囲で規制することにより、オンオフに伴う液晶層中における液晶分子のチルトを、速やかに生じさせることができる。
【００４２】
請求項２，３記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインにおいて、前記液晶分子が、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に一様に傾斜することにより、液晶表示装置の応答速度が向上する。
請求項４記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に前記液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に傾斜する第１の微小ドメインと、前記第３の方向と反対の、第４の方向に傾斜する第２の微小ドメインとより構成することにより、第３のドメインを液晶層中に安定に形成することが可能になる。
【００４３】
請求項５記載の本発明の特徴によれば、
前記第３のドメインを、液晶層の厚さよりも大きい幅に形成することにより、第３のドメインを、液晶層中に安定に形成することが可能になる。
請求項６記載の本発明の特徴によれば、前記第３のドメインの幅を、前記第１および第２のドメインのいずれの幅よりも小さく形成することにより、液晶層中に、前記第１〜第３のドメインよりなる配向分割構造を、安定して再現性良く形成することができる。
【００４４】
請求項７，および１２〜１４記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１のラビング領域では前記配向制御層が第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層が逆の、第２のラビング方向にラビングされるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１のラビング領域と、前記第２の基板上の前記第２のラビング領域とが、部分的に重畳するように形成することにより、前記第１〜第３のドメインを有する配向分割構成を、液晶層中に、配向制御層のラビング方向の制御により、安定に形成することが可能になる。
【００４５】
請求項８および１０記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２のドメインを同一の幅に形成し、前記第１および第２のラビング領域の幅を、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさに形成することにより、液晶層中に、前記配向分割構成を、配向制御層を使って、安定に、しかも効率的に形成することが可能になる。
【００４６】
請求項９，１５〜１７記載の本発明の特徴によれば、
前記第１および第２の基板の各々を、交互に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持するように、また前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させるように形成し、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とを、前記第１の基板上の前記第１の領域と、前記第２の基板上の前記第２の領域とが部分的に重畳するように形成することにより、液晶層中に配向分割構造を、使われる配向制御層の性質を選択することにより、安定に、効率よく形成することが可能になる。
【００４７】
請求項１１記載の本発明の特徴によれば、前記液晶層中において、前記液晶分子のツイスト角を、０〜１８０°の範囲で規制することにより、オンオフに伴う液晶層中における液晶分子のチルトを、速やかに生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す図（その一）である。
【図２】本発明の原理を示す図（その二）である。
【図３】本発明の原理を示す図（その二）である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の作用を説明する図（その一）である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明の作用を説明する図（その二）である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は図６の液晶表示装置の構成を示す別の図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は図６の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施例による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は図９の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は図９の液晶表示装置の別の製造工程を説明する図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、従来の配向分割構成を有する水平配向型液晶表示装置における黒表示、および配向分割構成を示す図である。
【図１３】従来の水平配向型液晶表示装置の配向分割構成を、垂直配向型液晶表示装置にそのまま適用しようとした場合の構造を示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は液晶層中に生じる自然発生ドメインの例を示す図である。
【符号の説明】
１１Ａ，１１Ｂ 基板
１２Ａ，１２Ｂ 電極
１３Ａ，１３Ｂ 配向制御層
１３Ａ1 〜１３Ａ4 ，１３Ｂ1 〜１３Ｂ4 分子配向領域
１４ 液晶層
１４Ａ，１４Ｂ ポラライザ，アナライザ
１００ ラビングローラ
１０１ フォトマスク
Ａ，Ｂ ドメイン
Ｃ，Ｃ1 ，Ｃ2 微小ドメイン
Claims (16)
- 第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２のラビング領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１のラビング領域では前記配向制御層は第１のラビング方向にラビングされ、前記第２のラビング領域では前記配向制御層は逆の、第２のラビング方向にラビングされ、前記第１の基板上の配向制御膜と前記第２の基板上の配向制御膜とは、前記第１の基板の第１のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２のラビング領域が、前記第２の基板の第１のラビング領域と第２のラビング領域の両方に対向するように形成されることを特徴とする液晶表示装置。 - 第１の基板と、前記第１の基板に実質的に平行な第２の基板と、前記第１の基板および第２の基板の間に封入され、印加電界が存在しない状態で前記第１の基板の主面に略垂直に配向する液晶分子よりなる液晶層と、前記第１および第２の基板上に形成され、前記液晶層に駆動電界を印加する駆動手段とを含む液晶表示装置において、
前記液晶層は、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、
前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、
前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して帯状に延在する第３のドメインを含み、前記第３のドメインでは、液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜し、
前記第１および第２の基板の各々は、交互に帯状に延在する第１および第２の領域よりなる配向制御層を担持し、前記第１の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第１のチルト角で配向させ、前記第２の領域では前記配向制御層は、隣接する液晶分子を、第２のより小さいチルト角で配向させ、前記第１の基板上の配向制御層と前記第２の基板上の配向制御層とは、前記第１の基板の第１の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向し、前記第１の基板の第２の領域が、前記第２の基板の第１の領域と第２の領域の両方に対向することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第３のドメインは略帯状に延在し、前記第３のドメインにおいて、液晶分子はドメインの延在方向に平行に配列していることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
- 前記第３のドメインにおいては、前記液晶分子は、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合、前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に一様に傾斜することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
- 前記第３のドメインは、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に前記液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する第３の方向に傾斜する第１の微小ドメインと、前記第３の方向と反対の、第４の方向に傾斜する第２の微小ドメインとよりなることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
- 前記第３のドメインは、液晶層の厚さよりも大きい幅を有することを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
- 前記第３のドメイン幅は、前記第１および第２のドメインのいずれの幅よりも小さいことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 前記第１および第２のドメインは同一の幅を有し、前記第１および第２のラビング領域の幅は、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記第１および第２のドメインは同一の幅を有し、前記第１および第２の領域の幅は、いずれも前記第１のドメインの幅に前記第３のドメインの幅を加算した大きさを有することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層中において、前記液晶分子は、０〜１８０°の範囲のツイスト角でツイストされていることを特徴とする請求項１〜９のうち、いずれか一項記載の液晶表示装置。
- 第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成された第１の配向制御層中に、帯状に延在し各々第１のラビング方向にラビングされた複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第１のラビング方向と反対の第２のラビング方向にラビングされた複数の第２のラビング領域とを、交互に形成する第１のラビング工程と；
前記第２の基板上に形成された第２の配向制御層中に、帯状に延在し各々第３のラビング方向にラビングされた複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々前記第３のラビング方向に反対の第４のラビング方向にラビングされた複数の第４のラビング領域とを、交互に形成する第２のラビング工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域とがおおよそ重なるように、また前記第１のラビング方向と第３のラビング方向とが互いに対向するように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のラビング工程は、前記第１の基板上において、前記配向制御層を、前記第１の方向に一様にラビングする工程と、前記配向制御層のうち、前記第１のラビング領域に対応する部分を第１のレジストパターンで保護し、保護した配向制御層を、前記第２の方向に一様にラビングする工程とを含み、
前記第２のラビング工程は、前記第２の基板上において、前記配向制御層を、前記第３の方向に一様にラビングする工程と、前記配向制御層のうち、前記第３のラビング領域に対応する部分を第２のレジストパターンで保護し、保護した配向制御層を、前記第４の方向に一様にラビングする工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のラビング工程は、前記第１の基板上において、前記配向制御層を、前記第１の方向に一様にラビングする工程と、前記配向制御層のうち、前記第１のラビング領域に対応する部分を第１のレジストパターンで保護し、保護した配向制御層を、前記第２の方向に一様にラビングする工程とを含み、
前記第２のラビング工程は、前記第２の基板上において、前記配向制御層を、前記第３の方向に一様にラビングする工程と、前記配向制御層のうち、第４のラビング領域に対応する部分を第２のレジストパターンで保護し、保護した配向制御層を、前記第４の方向に一様にラビングする工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置の製造方法。 - 第１の基板と第２の基板との間に封入された液晶層中に、前記液晶層に駆動電界を印加した場合に液晶分子が第１の方向に傾斜する第１のドメインと、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が第２の、反対方向に傾斜する第２のドメインと、前記第１のドメインと第２のドメインの間に、前記第１のドメインおよび第２のドメインの双方に隣接して、前記液晶層に前記駆動電界を印加した場合に液晶分子が前記第１および第２の方向のいずれに対しても略直交する方向に傾斜する帯状の第３のドメインとを含む垂直配向型液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に形成され第１のラビング方向にラビングされた第１の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第１のチルト角に規制する複数の第１のラビング領域と、前記第１のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第２の、より小さいチルト角に規制する複数の第２のラビング領域とを交互に形成する第１の配向制御工程と；
前記第２の基板上に形成され第２のラビング方向にラビングされた第２の配向制御層中に、各々帯状に延在し隣接する液晶分子の方向を第３のチルト角に規制する複数の第３のラビング領域と、前記第３のラビング領域に平行に帯状に延在し、各々隣接する液晶分子の方向を第４の、前記第３のチルト角よりも小さいチルト角に規制する複数の第４のラビング領域とを交互に形成する第２の配向制御工程と；
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向制御層と前記第２の配向制御層とが対面するように、また前記第１の基板に垂直な方向から見た場合に、前記第１のラビング領域と前記第４のラビング領域とがおおよそ重なるように重ねて液晶パネルを形成する工程とを含み；
前記液晶パネルを形成する工程は、前記第１のラビング領域と前記第３のラビング領域が部分的に重なるように実行されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１の配向制御工程は、前記第１の配向制御層上に、液晶分子の方向を前記第２のチルト角に規制する配向制御層を、前記第２のラビング領域を選択的に覆うように形成する工程と、前記第１の配向制御層とその上の配向制御層とをラビングする工程とを含み、
前記第２の配向制御工程は、前記第２の配向制御層上に、液晶分子の方向を前記第４のチルト角に規制する配向制御層を、前記第４のラビング領域を選択的に覆うように形成する工程と、前記第２の配向制御層とその上の配向制御層とをラビングする工程とを含むことを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１の配向制御工程は、前記第１の配向制御層に、前記第２のラビング領域に対応して、紫外線を選択的に照射する工程と、前記紫外線照射した第１の配向制御層をラビングする工程とを含み、
前記第２の配向制御工程は、前記第２の配向制御層に、前記第４のラビング領域に対応して、紫外線を選択的に照射する工程と、前記紫外線照射した第２の配向制御層をラビングする工程とを含むことを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装置の製造方法。
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