JPH10274771A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易であり、また、光漏れが生じるデ
ィスクリネ−ションが発生せず、視角特性が優れている
と共にコントラスト比に優れた液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 ２枚の基板23，33間に液晶層が挟持さ
れ、当該液晶層に２種以上の微小領域が共存する液晶表
示装置において、当該微小領域内の液晶分子11が各画素
の中央方向から立ち上がっていくことを特徴とする。開
口部24に設けられた第二の電極25を対向電極とほぼ同電
位とし、周囲電極27を対向電極に対して高電位とするこ
とにより、液晶分子11が各画素の中央方向から立ち上が
っていく分割構造の液晶表示装置が得られる。これによ
り、製造が容易であり、また、広視野角であると共にコ
ントラスト比に優れた液晶表示装置が得られる。さら
に、液晶中に高分子有機化合物を分散させることで、液
晶分子11の立ち上がり方向を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字，図形などを
表示する液晶表示装置に関し、特に、製造が容易であ
り、視角特性が優れていると共にコントラスト比に優れ
た液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広く使用されている「ねじれネマ
ティック(twisted nematic)型の液晶表示装置」(以下
“ＴＮ型液晶表示装置”という)においては、電圧非印
加時の液晶分子が基板表面に平行になっている“白”表
示状態から、印加電圧に応じて液晶分子が電界方向に配
向ベクトルの向きを変化させていくことにより、“白”
表示状態から次第に“黒”表示となる。しかし、この電
圧印加の液晶分子の立ち上がりの挙動により、ＴＮ型液
晶表示装置の視野角が狭いという問題がある。

【０００３】このようなＴＮ型液晶表示装置の視角特性
を改善する方法として、例えば、図６に示したような特
開昭63−106624号公報に開示された技術が知られてい
る。なお、図６は、従来のＴＮ型液晶表示装置を説明す
る図であって、液晶表示パネルのラビング方向を示す模
式図である。図６中の２３は、ガラス基板であり、３３
は、ガラス基板２３と対向するガラス基板であり、ま
た、矢印は、ラビング方向を示している。

【０００４】図６に示した従来技術においては、１画素
ラビング方向の異なる複数の領域(領域Ｉ，領域II)に分
割し、液晶分子の立ち上がり方向を反対とすることで、
視角特性を改善している。しかし、この従来技術におい
ては、マイクロラビング技術を用いて１画素ラビング方
向の異なる複数の領域(領域Ｉ，領域II)に分割するた
め、マイクロラビングのための工程増加は避けることが
できないという問題がある。

【０００５】一方、本発明の発明者等は、特願平8−110
674号，特願平8−330063号において「不均一電界を利用
して、各画素を液晶のねじれ方向，立ち上がり方向の異
なる４つの領域に分割する“４分割型の液晶表示装
置”」を先に提案した。この既提案の液晶表示装置を図
７に示す。なお、図７中の１１は液晶分子、２１，３１
は配向膜、２２，３２は電極、２３，３３は基板であ
る。また、２４は開口部であり、２５は、この開口部２
４に設けられた第二の電極を示す。

【０００６】上記既提案の液晶表示装置においては、開
口部２４に設けた第二の電極２５に高い電位をかけ、周
囲電極２２を低電位とすることによって不均一電界を発
生させ、これにより、各画素の液晶分子１１が図７のよ
うに周囲から立ち上がるように制御し、各画素を４分割
としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明の発
明者等による前記既提案の液晶表示装置は、上・下基板
２３，３３間に発生する不均一電界を利用して、各画素
の液晶分子１１が周囲から立ち上がるように制御し、各
画素を分割するが(前掲の図７参照)、この分割構造作製
時の不均一電界の向きが、画像表示時の不均一電界の向
きと異なるため、画像表示時に、液晶分子１１が分割構
造作製時と逆方向に立ち上がる領域が発生し、その境界
領域に生成するディスクリネ−ションから光漏れが生
じ、コントラストを低下させるという問題があった。

【０００８】即ち、前記既提案の液晶表示装置におい
て、周囲電極２２を構成する電極は、ゲ−ト電極および
ドレイン電極であり、画像表示時におけるこれらの電極
の電位は、対向電極と同電位(＝0V)にはならない。 従
って、周囲電極２２を“0V”とし、第二の電極２５を高
電位として作製した分割構造(前掲の図７に示す「本発
明者等の既提案に係る液晶表示装置」参照)は、画像表
示時の異なる電界のために、ディスクリネ−ションが発
生するという問題点があった。

【０００９】本発明は、前記既提案の液晶表示装置にお
ける上記問題点に鑑み成されたものであって、その目的
とするところは、階調反転が生ぜず、広視野角であると
共に高コントラストの液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、 ・２枚の基板間に液晶層が挟持され、当該液晶層に２種
以上の微小領域が共存する液晶表示装置において、当該
微小領域内の液晶分子が各画素の中央方向から立ち上が
っていくこと(請求項１)、により達成することができ
る。

【００１１】本発明は、上記したように、液晶分子が画
素の中央から立ち上がっていくことを特徴とする液晶表
示装置であり、４分割構造作製時に使用する電界と画像
表示時に発生する電界が類似しているため、画像表示時
においても、液晶分子が逆方向から立ち上がる領域は発
生せず、光漏れが生じるディスクリネ−ションが発生す
る問題点も生じない。従って、本発明に係る液晶表示装
置は、視角特性に優れるのみならず、コントラスト比に
優れるという特徴を有する。

【００１２】すなわち、本発明は、「２枚の基板間に液
晶層が挟持され、当該液晶層に２種以上の微小領域が共
存する液晶表示装置において、当該微小領域内の液晶分
子が各画素の中央方向から立ち上がっていくことを特徴
とする液晶表示装置。」(請求項１)を要旨とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】そして、本発明に係る液晶表示装
置における特に好ましい実施態様としては、(1) 前記
“共存する微小領域”が、液晶の配向ベクトルのねじれ
方向が同一であって、液晶分子の立ち上がり方向の異な
る２種の微小領域を含むこと(請求項２)、(2) 前記“共
存する微小領域”として、各画素内に液晶の配向ベクト
ルのねじれ方向と液晶分子の立ち上がり方向の異なる４
種の微小領域が共存すること(請求項３)、(3) 当該基板
の少なくとも一方の基板上に開口部を有する電極がある
こと、または、該開口部の位置に第二の電極を設けたこ
と(請求項４，５)、(4) 当該基板の少なくとも一方の基
板上に電極があり、当該電極上に当該電極と絶縁された
第二の電極を設けたこと(請求項６)、(5) 前記開口部ま
たは第二の電極が、各画素の対角線上、又は、各画素の
長辺に平行な部分を有していること(請求項７，８)、
(6) 前記液晶が、高分子有機化合物を含むこと(請求項
９)、(7) 前記有機化合物が、モノマ−またはオリゴマ
を液晶中で反応させてたものであること(請求項１０)、
を特徴とする。

【００１４】以下、本発明に係る液晶表示装置の実施の
態様について、その具体例を図１を参照して詳細に説明
する。なお、図１は、本発明に係る液晶表示装置を説明
する図であって、その断面図を示したものである。

【００１５】本発明に係る液晶表示装置は、図１に示す
ように、電極３２を有する基板３３と、電極２２，２７
を有する基板２３の間に、液晶分子１１からなる層が挟
持されている。上記電極２２は、通常、ＩＴＯ等の透明
電極で構成されている画素電極であり、一方、周囲電極
である電極２７は、ゲ−トライン，ドレインライン等の
電極である。なお、図１には、液晶の配向制御状態を示
すため、配向膜２１，２６，３１を図示しているが、こ
れら配向膜２１，２６，３１の存在は、本発明の必須の
要件ではない。

【００１６】そして、本発明に係る液晶表示装置では、
一方の基板２３上の電極２２に開口部２４が設けられて
おり、さらに、これと同位置に第二の電極２５が設けら
れている。電極２２と第二の電極２５とは絶縁されてお
り、異なる電圧がかけられるように構成されている。
（なお、通常、この液晶表示装置においては、セルの両
側にさらに偏光フィルムが設けられているが、図１では
省略してある。）

【００１７】ＴＮ型の液晶表示装置においては、上下の
基板２３，３３間の液晶分子１１が、ほぼ９０度ねじれ
るように、上・下の基板２３，３３が配向処理されてお
り、電圧非印加時に基板２３，３３に平行に配列してい
た液晶分子１１は、対向電極である電極３２と電極２２
との間に電圧が印加されることにより、電界方向にその
向きを変える。これにより、液晶表示装置の光透過量が
変化する。

【００１８】開口部２４および第二の電極２５が設けら
れていない通常の液晶表示装置(従来の液晶表示装置)で
は、液晶分子の立ち上がり方向は、例えば、配向膜とラ
ビング方向により決定されるプレティルト角により決定
される。これに対して、本発明に係る液晶表示装置で
は、図１に示すように、電極２２のほかに第二の電極２
５が存在するため、この第二の電極２５に画素電極２２
と異なる電圧を印加することにより、液晶層内に不均一
電界が発生する。さらに、周囲電極２７に適切な電圧を
加えることによって、液晶分子１１が１画素内におい
て、図１に示すように、画素中央から立ち上がる画素分
割型の液晶表示装置を得ることができる。

【００１９】このような方向の分割を生じさせるための
電界として、例えば、第二の電極２５を対向電極３２と
同電位とし、周囲電極２７を対向電極３２と異なる電位
とする方法を挙げることができる。

【００２０】本発明に係る液晶表示装置では、不均一電
界による異なる方向から立ち上がる液晶分子１１(画素
の中央方向から立ち上がる液晶分子１１)の存在によ
り、視角特性が改善されるのみならず、この分割構造を
作製するために使用した電界が、画像表示時の不均一電
界の向きに近いために、画像表示時においても、光漏れ
のするディスクリネ−ションは発生せず、高コントラス
トの液晶表示装置が得られる。

【００２１】また、第二の電極２５は、ＴＦＴ等のマト
リックス素子を形成する導電材料のいずれかと同層とし
て作製することができ、この場合には、フォトレジスト
工程におけるマスクの変更のみで、第二の電極２５を作
製することができる。その結果として、従来法に対して
工程数を増加させないで、本発明に係る液晶表示装置を
製造することができるという利点もある。

【００２２】図２は、本発明に係る液晶表示装置の１例
を示した“液晶層の拡大図”である。この液晶表示装置
においては、図２に示すように、液晶の配向ベクトルの
ねじれ方向が異なり、液晶分子の立ち上がり方向の異な
る４種の微小領域(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ)が１画素内に共存し
ている。

【００２３】本発明の液晶表示装置において、さらに有
用な点は、液晶のねじれ方向が同一で液晶分子の立ち上
がり方向が異なる微小領域(図２のＡとＢ、ＣとＤ)が、
上面から見たときに線で接することがなく点のみで接し
ていることである。その結果として、本発明の液晶表示
装置は、特別の遮光層を設けることなく、高コントラス
トを得ることができる。

【００２４】すなわち、液晶のねじれ方向が同一で液晶
分子の立ち上がり方向が異なる微小領域(図２のＡと
Ｂ、ＣとＤ)の境界部においては、境界部の液晶分子
が、電圧を印加した場合においても動くことができず、
電圧非印加時の光を透過する状態のままである。一方、
液晶のねじれ方向が異なる微小領域(図２のＡとＣ、Ｂ
とＤ)の境界部の液晶分子は、連続的な９０度ねじれを
有していないために、直線偏光は旋光せず、常に光を透
過しないままである。

【００２５】従って、液晶のねじれ方向が異なる微小領
域(図２のＡとＣ、ＢとＤ)のみが線で接し、液晶のねじ
れ方向が同一で、液晶分子の立ち上がり方向が異なる微
小領域(図２のＡとＢ、ＣとＤ)が点のみで接している本
発明の液晶表示装置においては、特別の遮光層を設ける
ことなく、高コントラストを得ることができる。

【００２６】以下、本発明に係る液晶表示装置につい
て、さらに詳細に説明する。本発明に係る液晶表示装置
(請求項１に係る液晶表示装置)は、２枚の基板間に液晶
層が挟持され、当該液晶層に２種以上の微小領域が共存
する液晶表示装置において、当該微小領域内の液晶分子
が各画素の中央方向から立ち上がっていくことを特徴と
する液晶表示装置である。

【００２７】本発明にいう上記の「微小領域」とは、Ｔ
Ｎの視角特性を改善するためのものであるから、画素の
大きさと同程度、または、それ以下の大きさである必要
がある。しかし、その微小領域の形状は、必ずしも同一
である必要はなく、また、その境界線も直線である必要
はなく、曲線形状等により分割されるランダムな形状で
あってもよい。

【００２８】本発明にいう上記の「各画素の中央方向か
ら立ち上がっていく」とは、電圧印加時に液晶分子が画
素の中央方向から立ち上がっていくことをいう。通常、
ＴＮ型の液晶表示装置において、ゲ−トライン電極およ
びドレイン電極が、図１に示すのように、下側基板２３
に設けられているために、本発明において、上記のよう
に規定されるものであるが、ゲ−トライン電極、ドレイ
ン電極が従来と反対に上側基板３３に設けられている場
合においては、逆向きの立ち上がりをするものであり、
これも本発明に包含されるものである。

【００２９】次に、本発明に係る液晶表示装置の例(請
求項２〜１０に係る液晶表示装置)について、詳細に説
明する。

【００３０】本発明(請求項２に係る液晶表示装置)にい
う「液晶の配向ベクトルのねじれ方向が同一であって、
液晶分子の立ち上がり方向の異なる２種の微小領域」と
は、例えば、図１に示す微小領域をいう。「２種の微小
領域を含む」であるから、２種の微小領域のみからなる
場合も含むほか、それらを含む３種，４種の微小領域か
らなる場合も含まれる。

【００３１】本発明(請求項３に係る液晶表示装置)にい
う「４種の微小領域」とは、液晶の配向ベクトルのねじ
れ方向と液晶分子の立ち上がり方向の異なる４種の微小
領域をいう。それらの４種の微小領域が１画素内に共存
していることが必要であるが、その形状，位置等につい
ては、本発明で特に制限するものではなく、各画素を多
角形に等分割するものであってもよく、また、曲線等に
よりランダムに分割するものであってもよい。

【００３２】本発明の微小領域内の液晶分子が各画素の
中央方向から立ち上がっていく液晶表示装置は、具体的
には、 ・いずれかの電極に「開口部」を設けた構造(請求項４
に係る液晶表示装置)、 ・いずれかの電極に開口部を設け、さらに当該電極開口
部の位置に第二の電極を設けた構造(請求項５に係る液
晶表示装置)、 ・電極上に当該電極と絶縁された第二の電極を設けた構
造(請求項６に係る液晶表示装置) のいずれかの構造によるのが好ましい。

【００３３】上記の各構造について、前掲の図１を参照
して更に詳細に説明すると、本発明に係る液晶表示装置
における開口部２４または第二の電極２５の大きさは、
液晶分子を各画素の中央方向から立ち上がらせるために
十分な大きさであればよく、具体的には数μｍ以下の大
きさでも十分である。また、開口部２４と第二の電極２
５とを特に等しく設定する必要はなく、開口部２４が第
二の電極２５よりも大きくても、また、開口部２４が第
二の電極２５より小さくてもよい。

【００３４】また、本発明(請求項５に係る液晶表示装
置)にいう「開口部の位置に第二の電極を設けた」と
は、本発明に係る液晶表示装置を正面から見たときに、
開口部２４と第二の電極２５とがほぼ同じ位置にあっ
て、重なっていることを意味するものであり、本発明に
係る液晶表示装置を断面として見たとき、開口部２４と
同じ位置に電極２５があることを意味するものではな
い。このことは、本発明に係る液晶表示装置において、
開口部２４と第二の電極２５とは、“同層”であっても
よいが、いずれかがより正面に近い位置にある“異なる
層”であってもよいことを意味し、このいずれも本発明
に包含されるものである。

【００３５】本発明に係る液晶表示装置をＴＦＴ駆動の
液晶表示装置に適用する場合、ＴＦＴのいずれの層とも
異なる“別の層”で作製することもできるが、ＴＦＴの
いずれかの層と“同層”で作製するのが好ましい。その
理由は、“同層”で作製することにより、工程数を増加
することなく、本発明に係る液晶表示装置を得ることが
できるからである。なお、このような好ましい例とし
て、ゲ−ト電極層を構成するクロム層により第二の電極
２５を作製し、同時にフォトレジスト工程を行う方法を
挙げることができる。

【００３６】また、本発明に係る液晶表示装置をＴＦＴ
駆動の液晶表示装置に使用する場合における“ＴＦＴの
構造”としては、順スタガ構造であってもよいし、逆ス
タガ構造であってもよく、また、第二の電極２５がこれ
らのいずれかの層と同層であってもよいし、異なる層を
新たに設けるものでもよい。これらは、いずれも本発明
に包含されるものである。

【００３７】本発明に係る液晶表示装置の開口部２４ま
たは第二の電極２５が、各画素の対角線上(対角方向)に
存在しているものが望ましい(請求項７に係る液晶表示
装置)。例えば、第二の電極２５が「Ｘ」形状の電極で
ある場合であり、これにより、１画素が対角線に沿って
４等分され、広視野角の液晶表示装置が得られる。この
場合における対角線とは、厳密に対角線であることを要
せず、１画素をほぼ等分できるようなものであれば、多
少変形し又は曲がっていてもよい。

【００３８】また、一般に、カラ−表示の液晶表示装置
においては、ＲＢＧ３色の画素が併置して存在し、これ
らが一つのまとまりをなして、多色表示を行っている。
このため、Ｒ，Ｂ，Ｇそれぞれの画素は、正方形ではな
く、例えば、縦：横比が３：１の長方形となっており、
３つ集まることにより正方形の画素単位を形成してい
る。

【００３９】このような場合、距離の短い横方向につい
ての液晶分子の立ち上がり方向の制御は容易であるのに
対して、距離の長い縦方向の液晶分子の立ち上がり方向
の制御はやや困難である。例えば、前掲の図２(本発明
に係る液晶表示装置の１例を示した“液晶層の拡大
図”)において、「Ｃ，Ｄ」の領域は、「Ａ，Ｂ」の領
域に比べ不安定であり、「Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ」の４領域が
均等に生成する印加電圧の条件や冷却速度の条件は、範
囲の狭いものになる。

【００４０】本発明に係る液晶表示装置の他の具体例
は、この点を更に改良し、広範囲の電圧印加条件や冷却
条件で容易に、かつ、安定的に４分割ができるようにし
たものである。このため、本発明に係る液晶表示装置の
他の具体例(請求項８に係る液晶表示装置)においては、
開口部２４または第二の電極２５が、画素の長辺に平行
な部分を有していることを特徴としている。このような
第二の電極２５を有する液晶表示装置の液晶層の拡大図
の例を図３から図５に示す。

【００４１】前掲の図２に示した電極形状と比較する
と、図３から図５の電極形状においては、Ｃ，Ｄ領域の
“長さ”が短くなっており、これにより、Ｃ，Ｄ領域が
より安定でかつ容易に生成し、正確な４分割が広範囲な
電圧印加条件，冷却条件で得られる。

【００４２】なお、図３から図５においては、Ａ領域と
Ｂ領域が線で接し、この部分からの光漏れにより、液晶
表示装置のコントラストを低下させているように見え
る。しかし、ねじれ方向の異なる領域が、ねじれ方向の
同一の領域に優先的に生成する本発明の液晶表示装置に
おいては、図３から図５のＡ，Ｂの境界領域に、Ｃ領域
またはＤ領域がひも状に生成し、従って、液晶表示装置
のコントラストを低下させることはない。

【００４３】前掲の図１は、液晶分子１１が正の誘電異
方性を有し、その初期配向が基板２３，３３に平行であ
る場合を示したものであるが、本発明に係る液晶表示装
置は、これに限定されるものではなく、液晶分子１１の
誘電率の異方性が負である場合や液晶分子１１の初期配
向が基板２３，３３に垂直なホメオトロピック配向であ
る場合であってもよく、いずれも本発明に包含されるも
のである。

【００４４】また、液晶材料についても、ねじれ角９０
度のＴＮ型のものである必要はなく、ス−パツイステッ
ドＴＮ(ＳＴＮ)や強誘電特性を有するものでもよい。

【００４５】ここで、本発明に係る液晶表示装置の製造
方法について説明する。本発明に係る液晶表示装置の製
造方法としては、種々の方法がある。例えば、(A)液晶
層を等方相に加熱した後冷却する方法、(B)等方相への
加熱を行うことなく、室温のみで作製する方法等であ
る。

【００４６】上記(A)の等方相に加熱する方法において
は、液晶パネルに液晶を注入し、次に、この液晶パネル
を等方相−液晶層転移温度以上の温度に加熱し、その
後、転移温度以上の温度から転移温度以下の温度まで冷
却するものであり、そして、この冷却時において、第二
の電極と対向する電極をほぼ同電位とし、周囲電極を異
なる電位とするものである。等方相−液晶層転移温度以
上の温度からの冷却時に、上記のように電圧が印加され
るため、前掲の図１に示すように、液晶分子１１が各画
素の中央方向から立ち上がっていく分割構造が生成され
る。

【００４７】また、本発明の液晶表示装置の他の製造方
法としては、等方相に加熱することなく、室温のみで作
製する方法がある[前記(B)の方法]。この方法において
は、最初に、通常の液晶の駆動電圧より高い電圧をかけ
ることにより、不均一電界に沿った液晶分子の立ち上が
り状態を生じさせ、それにより駆動を行うものである。

【００４８】また、液晶分子の立ち上がり方向をより確
実に記憶させるために、液晶が少量の高分子有機化合物
を含むこともできる(請求項９に係る液晶表示装置)。特
に、基板間にモノマ−またはオリゴマを含む液晶を注入
し、当該モノマ−，オリゴマを液晶中で反応させ、高分
子化させたもの(請求項１０に係る液晶表示装置)は、こ
の高分子化合物が均一に分散し、液晶分子の立ち上がり
方向が安定するために好ましい。

【００４９】液晶中の当該モノマ−またはオリゴマを反
応させて、高分子とする本発明の液晶表示装置(請求項
１０に係る液晶表示装置)の製造方法においては、 ・等方相で当該モノマ−またはオリゴマを反応させる方
法、 ・液晶層で当該モノマ−またはオリゴマを反応させる方
法、 ・等方相，液晶層の双方で当該モノマ−またはオリゴマ
を反応させる方法、のいずれによってもよい。

【００５０】一般に、等方相でモノマ−又はオリゴマを
反応させる方法では、生成した高分子が、液晶のねじれ
方向や立ち上がり方向が異なる領域が安定に存在するこ
とを助けるのに対して、液晶層でモノマ−又はオリゴマ
を反応させる方法では、生成した高分子が液晶の配向方
向を積極的に記憶する傾向が強いと考えられる。しか
し、この差は明確なものではなく、いずれの条件でモノ
マ−またはオリゴマを反応させても、本発明の液晶表示
装置が得られる。

【００５１】本発明に使用するモノマ−，オリゴマとし
ては、光硬化性モノマ−，熱硬化性モノマ−あるいはこ
れらのオリゴマ等のいずれを使用することもでき、ま
た、これらを含むものであれば、他の成分を含んでいて
もよい。本発明に使用する「光硬化性モノマ−またはオ
リゴマ」とは、可視光線により反応するものだけでな
く、紫外線により反応する紫外線硬化モノマ−等を含
み、操作の容易性からは、特に後者が望ましい。

【００５２】また、本発明で使用する高分子化合物は、
液晶性を示すモノマ−，オリゴマを含む液晶分子と類似
の構造を有するものでもよいが、必ずしも液晶を配向さ
せる目的で使用されるものではないため、アルキレン鎖
を有するような柔軟性のあるものであってもよい。ま
た、単官能性のものであってもよいし、２官能性のも
の、３官能以上の多官能性を有するモノマ−等でもよ
い。

【００５３】本発明で使用する光または紫外線硬化モノ
マ−としては、例えば、2-エチルヘキシルアクリレ−
ト，ブチルエチルアクリレ−ト，ブトキシエチルアクリ
レ−ト，2-シアノエチルアクリレ−ト，ベンジルアクリ
レ−ト，シクロヘキシルアクリレ−ト，2-ヒドロキシプ
ロピ−ルアクリレ−ト，2-エトキシエチルアクリレ−
ト，N,N-エチルアミノエチルアクリレ−ト，N,N-ジメチ
ルアミノエチルアクリレ−ト，ジシクロペンタニルアク
リレ−ト，ジシクロペンテニルアクリレ−ト，グリシジ
ルアクリレ−ト，テトラヒドロフルフリルアクリレ−
ト，イソボニルアクリレ−ト，イソデシルアクリレ−
ト，ラウリルアクリレ−ト，モルホリンアクリレ−ト，
フェノキシエチルアクリレ−ト，フェノキシジエチレン
グリコ−ルアクリレ−ト，2,2,2-トリフルオロエチルア
クリレ−ト，2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリ
レ−ト，2,2,3,3-テトラフルオロプロピルアクリレ−
ト，2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルアクリレ−ト等
の単官能アクリレ−ト化合物を使用することができる。

【００５４】また、2-エチルヘキシルメタクリレ−ト，
ブチルエチルメタクリレ−ト，ブトキシエチルメタクリ
レ−ト，2-シアノエチルメタクリレ−ト，ベンジルメタ
クリレ−ト，シクロヘキシルメタクリレ−ト，2-ヒドロ
キシプロピルメタクリレ−ト，2-エトキシエチルメタク
リレ−ト，N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレ−ト，
N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレ−ト，ジシクロペ
ンタニルメタクリレ−ト，ジシクロペンテニルメタクリ
レ−ト，グリシジルメタクリレ−ト，テトラヒドロフル
フリルメタクリレ−ト，イソボニルメタクリレ−ト，イ
ソデシルメタクリレ−ト，ラウリルメタクリレ−ト，モ
ルホリンメタクリレ−ト，フェノキシエチルメタクリレ
−ト，フェノキシジエチレングリコ−ルメタクリレ−
ト，2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレ−ト，2,2,3,
3-テトラフルオロプロピルメタクリレ−ト，2,2,3,4,4,
4-ヘキサフルオロブチルメタクリレ−ト等の単官能メタ
クリレ−ト化合物を使用することができる。

【００５５】さらに、4,4’-ビフェニルジアクリレ−
ト，ジエチルスチルベストロ−ルジアクリレ−ト，1,4-
ビスアクリロイルオキシベンゼン，4,4’-ビスアクリロ
イルオキシジフェニルエ−テル，4,4’-ビスアクリロイ
ルオキシジフェニルメタン，3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-
アクリロイルオキシエチル]-2,4,8,10-テトラスピロ[5,
5]ウンデカン，α,α’-ビス[4-アクリロイルオキシフ
ェニル]-1,4-ジイソプロピルベンゼン，1,4-ビスアクリ
ロイルオキシテトラフルオロベンゼン，4,4’-ビスアク
リロイルオキシオクタフルオロビフェニル，ジエチレン
グリコ−ルジアクリレ−ト，1,4-ブタンジオ−ルジアク
リレ−ト，1,3-ブチレングリコ−ルジアクリレ−ト，ジ
シクロペンタニルジアクリレ−ト，グレセロ−ルジアク
リレ−ト，1,6-ヘキサンジオ−ルジアクリレ−ト，ネオ
ペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト，テトラエチレング
リコ−ルジアクリレ−ト，トリメチロ−ルプロパントリ
アクリレ−ト，ペンタエリスリト−ルテトラアクリレ−
ト，ペンタエリスリト−ルトリアクリレ−ト，ジトリメ
チロ−ルプロパンテトラアクリレ−ト，ジペンタエリス
リト−ルヘキサアクリレ−ト，ジペンタエリスリト−ル
モノヒドロキシペンタアクリレ−ト，4,4’-ジアクリロ
イルオキシスチルベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジ
メチルスチルベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジエチ
ルスチルベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジプロピル
スチルベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジブチルスチ
ルベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジペンチルスチル
ベン，4,4’-ジアクリロイルオキシジヘキシルスチルベ
ン，4,4’-ジアクリロイルオキシジフルオロスチルベ
ン，2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペンタンジオ−ル-1,5
-ジアクリレ−ト，1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロピ
ル-1,3-ジアクリレ−ト，ウレタンアクリレ−トオリゴ
マ等の多官能アクリレ−ト化合物を使用することができ
る。

【００５６】さらにまた、ジエチレングリコ−ルジメタ
クリレ−ト，1,4-ブタンジオ−ルジメタクリレ−ト，1,
3-ブチレングリコ−ルジメタクリレ−ト，ジシクロペン
タニルジメタクリレ−ト，グリセロ−ルジメタクリレ−
ト，1,6-ヘキサンジオ−ルジメタクリレ−ト，ネオペン
チルグリコ−ルジメタクリレ−ト，テトラエチレングリ
コ−ルジメタクリレ−ト，トリメチロ−ルプロパントリ
メタクリレ−ト，ペンタエリスリト−ルテトラメタクリ
レ−ト，ペンタエリスリト−ルトリメタクリレ−ト，ジ
トリメチロ−ルプロパンテトラメタクリレ−ト，ジペン
タエリスリト−ルヘキサメタクリレ−ト，ジペンタエリ
スリト−ルモノヒドロキシペンタメタクリレ−ト，2,2,
3,3,4,4-ヘキサフルオロペンタンジオ−ル-1,5-ジメタ
クリレ−ト，ウレタンメタクリレ−トオリゴマ等の多官
能メタクリレ−ト化合物，その他、スチレン，アミノス
チレン，酢酸ビニル等があるが、これらに限定されるも
のではない。

【００５７】また、本発明の素子の駆動電圧は、高分子
材料と液晶材料の界面相互作用にも影響されるため、フ
ッ素元素を含む高分子化合物であっても良い。このよう
な高分子化合物として、2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペ
ンタンジオ−ル-1,5-ジアクリレ−ト，1,1,2,2,3,3-ヘ
キサフルオロプロピル-1,3-ジアクリレ−ト，2,2,2-ト
リフルオロエチルアクリレ−ト，2,2,3,3,3-ペンタフル
オロプロピルアクリレ−ト，2,2,3,3,-テトラフルオロ
プロピルアクリレ−ト，2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブ
チルアクリレ−ト，2,2,2-トリフルオロエチルメタクリ
レ−ト，2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレ−
ト，2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルメタクリレ−
ト，ウレタンアクリレ−トオリゴマ等を含む化合物から
合成された高分子化合物が挙げられるが、本発明は、こ
れらに限定されるものではない。

【００５８】本発明に使用する高分子化合物として、光
または紫外線硬化モノマ−を使用する場合には、光また
は紫外線用の開始剤を使用することもできる。この開始
剤としては、種々のものが使用可能であり、例えば、例
えば、2,2-ジエトキシアセトフェノン，2-ヒドロキシ-2
-メチル-1-フェニル-1-オン，1-(4-イソプロピルフェニ
ル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン，1-(4-ド
デシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オ
ン等のアセトフェノン系、ベンゾインメチルエ−テル，
ベンゾインエチルエ−テル，ベンジルジメチルケタ−ル
等のベンゾイン系、ベンゾフェノン，ベンゾイル安息香
酸，4-フェニルベンゾフェノン，3,3-ジメチル-4-メト
キシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、チオキサン
ソン，2-クロルチオキサンソン，2-メチルチオキサンソ
ン等のチオキサンソン系、ジアゾニウム塩系、スルホニ
ウム塩系、ヨ−ドニウム塩系、セレニウム塩系等が使用
できる。

【００５９】

【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に
限定されるものではなく、本発明の前記した要旨を逸脱
しない範囲で種々の変形，変更が可能である。

【００６０】（実施例１）１画素の大きさ：100μｍ×3
00μｍ、画素数：480×640×3、表示画面の対角サイ
ズ：240ｍｍのアモルファスシリコン薄膜トランジスタ
アレイ(ＴＦＴ)を有する基板を、成膜過程とリソグラフ
ィ−過程を繰り返して、ガラス基板上に作製した。

【００６１】本実施例１におけるＴＦＴは、逆スタガ構
造であり、基板側よりゲ−ト-クロム層，窒化珪素-絶縁
層，アモルファスシリコン-半導体層，ドレイン・ソ−
ス-クロム層，画素-ＩＴＯ層から構成されている。作製
した各画素電極のＩＴＯには、対角方向に幅５μｍの
「Ｘ」形状の開口部を設け、この開口部と一致するよう
にクロムにより「Ｘ」形状の電極を作製した。この電極
には、外部から画素部とは別の電圧を印加できるように
設計した。（なお、この電極は、ゲ−ト電極と同層のク
ロムで作製したため、従来の製造工程と比較して新たな
付加工程はなかった。）

【００６２】本実施例１における液晶パネル作製の対向
基板として、ＲＧＢのカラ−フィルタ−基板を使用し
た。

【００６３】これらの基板を洗浄した後、ポリイミド配
向剤「“JALS−428”(日本合成ゴム社製の商品名)」か
らなる配向膜２１，２６，３１(前掲の図１参照)をスピ
ンコ−トで塗布し、９０℃および２２０℃の焼成を行っ
た。次に、レ−ヨンからなるバフ布によりラビング処理
を施した。ラビング方向は、基板の対角方向であり、上
側基板と下側基板のラビング方向は９０度の角をなすよ
うにした。

【００６４】その後、基板の周辺部に接着剤を塗布し、
スペ−サとして径６μｍのラテックス球を散布した。続
いて、両基板を目合わせし、加圧しながら張り合わせ
た。張り合わせた基板を真空槽内に置き、真空排気後、
ネマチック液晶「“ZLI 4792”(メルク社製の商品名」
を注入した。さらに、得られた液晶パネルに、偏光フィ
ルムの偏光軸がそれぞれの基板のラビング方向と垂直に
なるように、２枚の偏光フィルムを直交するように張り
付け、液晶表示装置とした。

【００６５】得られた液晶表示装置の「Ｘ」形状の電極
に、対向電極に対して“０ｖ”の電圧を印加し、通常と
同様に表示を行った。画素表示の電圧は約“５ｖ”であ
る。いずれの方向においても階調反転がなく、また、横
方向からのざらつき感のない広視野角の液晶表示装置が
得られた。

【００６６】電圧印加時下での各画素の状態を顕微鏡を
用いて観察したところ、前掲の図２に示すような４つの
領域“Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各領域”に分割され、電圧印加
下で基板を傾けた観察から、それぞれが異なるねじれ方
向，立ち上がり方向を有していることが認められた。

【００６７】また、液晶評価装置「“LCD−5000”(商品
名)」で方位角４５度間隔で階調表示時の視角特性を測
定したところ、全ての方向に対して殆ど同一の視角特性
が得られ、６０度以内において階調反転は認められなか
った。駆動時に、光漏れの生じるディスクリネ−ション
は認められず、コントラストも“１００：１以上”であ
った。

【００６８】（比較例１）比較のため、前記実施例１で
使用した液晶表示装置について、「Ｘ」形状の電極に、
対向電極に対して“１０ｖ”の電圧を印加し駆動した以
外は、前記実施例１と同様に液晶表示装置を製造し、駆
動させた。

【００６９】この比較例１で得られた液晶表示装置のコ
ントラストは約３０：１であった。顕微鏡で観察する
と、各画素の端の部分に白いディスクリネ−ションが生
成しているのが観察された。

【００７０】（実施例２）ＴＦＴ基板として、順スタガ
構造のＴＦＴを作製した以外は、前記実施例１と同様に
パネルを作製した。１画素の大きさ：100μｍ×300μ
ｍ、画素数：480×640×3、表示画面の対角サイズ：240
ｍｍのアモルファスシリコン薄膜トランジスタアレイ
(ＴＦＴ)を有する基板を、成膜過程とリソグラフィ−過
程を繰り返して、ガラス基板上に作製した。

【００７１】本実施例２におけるＴＦＴは、順スタガ構
造であり、基板側より画素-ＩＴＯ層，ソ−ス・ドレイ
ン-クロム層，アモルファスシリコン-半導体層，窒化珪
素-絶縁層，ゲ−ト-クロム層膜から構成されている。

【００７２】作製した各画素電極のＩＴＯには、対角方
向に幅５μｍの「Ｘ」形状の開口部を設け、この開口部
と一致するように、クロムにより「Ｘ」形状の電極を作
製した。この電極には、外部から画素部とは別の電圧を
印加できるように設計した。（なお、この電極は、ゲ−
ト電極と同層のクロムで作製したため、従来の製造工程
と比較して新たな付加工程はなかった。）

【００７３】本実施例２では、前記実施例１と同様にパ
ネルを組み立てて液晶を注入し、液晶表示装置を作製し
た。得られた液晶表示装置の「Ｘ」形状の電極に、対向
電極に対して“０ｖ”の電圧を印加し、通常と同様に表
示を行った。画素表示の電圧は約“５ｖ”である。

【００７４】本実施例２においても、前記実施例１と同
様、いずれの方向においても階調反転がなく、また、高
コントラストの液晶表示装置が得られた。

【００７５】（実施例３）前記実施例１と同様にＴＦＴ
基板を作製し、カラ−フィルタ−基板と組み合わせてパ
ネルを作製した。張り合わせた基板を真空槽内に置き、
真空排気後、ネマチック液晶「“ZLI 4792”(メルク社
製の商品名，相転移温度；92℃)」、紫外線硬化モノマ
−「“KAYARAD TMPTA”(日本化薬社製の商品名)：0.2ｗ
ｔ％」からなる液晶溶液を注入した。

【００７６】得られたパネルを１１０℃まで加熱し、そ
の温度で紫外線(0.1ｍＷ／ｃｍ²)を３０分間照射した。
その後、「Ｘ」形状の電極に“０ｖ”、５Ｈｚの正弦波
電圧、画素に“５ｖ”、５Ｈｚの正弦波電圧を印加しつ
つ、２０℃／分で基板を冷却した。

【００７７】得られたセルを偏光顕微鏡で観測すると、
各区画が「Ｘ」形状の電極に従い４つの微小領域に分割
されていた。セルを傾けたときの明るさの変化から、４
つの微小領域が前掲の図２に示す立ち上がり方向となっ
ていることが確認できた。

【００７８】得られた液晶表示装置の「Ｘ」形状の電極
の電圧を切り、通常の状態で表示を行った。中間調にお
いても、階調反転の生じない広視野角であると共に高コ
ントラストの良好な表示が得られた。顕微鏡で観察する
と、「Ｘ」形状の電極位置に応じて４つの領域に分かれ
て液晶が立ち上がるのが確認でき、また、画素内に光漏
れのするディスクリネ−ションは認められなかった。液
晶評価装置「“LCD−5000”(商品名)」で方位角４５度
間隔で階調表示時の視角特性を測定したところ、全ての
方向に対して殆ど同一の視角特性が得られ、６０度以内
において階調反転は認められなかった。

【００７９】（実施例４）１画素の大きさ：100μｍ×3
00μｍ、画素数：480×640×3、表示画面の対角サイ
ズ：240ｍｍのアモルファスシリコン薄膜トランジスタ
アレイ(ＴＦＴ)を有する基板を、前記実施例１と同様、
成膜過程とリソグラフィ−過程を繰り返して、ガラス基
板上に作製した。各画素電極のＩＴＯには開口部を設け
なかった。

【００８０】さらに、各画素を絶縁膜である窒化膜で覆
った後、各画素の中央にクロムによる「Ｘ」形状の電極
を作製した。この電極には、外部から画素部とは別の電
圧を印加できるように設計した。また、液晶パネル作製
の対向基板として、ＲＧＢのカラ−フィルタ−基板を使
用した。これらの基板を前記実施例１と同様の方法で張
り合わせ、前記実施例３と同様に液晶表示装置を作製し
た。

【００８１】得られたセルを偏光顕微鏡下で観測する
と、各区画が「Ｘ」形状の電極にしたがい４つの微小領
域に分割されていた。セルを傾けたときの明るさの変化
から、４つの微小領域が前掲の図２に示す立ち上がり方
向となっていることが確認できた。

【００８２】得られた液晶表示装置の「Ｘ」形状の電極
の電圧を切り、通常の状態で表示を行った。中間調にお
いても、階調反転の生じない広視野角で、良好な表示が
得られた。顕微鏡で観察すると、「Ｘ」形状の電極位置
に応じて４つの領域に分れて画素中央から液晶が立ち上
がるのが確認できた。

【００８３】また、液晶評価装置「“LCD−5000”(商品
名)」で方位角４５度間隔で階調表示時の視角特性を測
定したところ、全ての方向に対して殆ど同一の視角特性
が得られ、６０度以内において階調反転は認められなか
った。また、駆動時に光漏れの生じるディスクリネ−シ
ョンは認められず、コントラストも“１００：１以上”
であった。

【００８４】（実施例５）第二の電極の形状として、前
掲の図３の形状の電極を用いた以外は、前記実施例３と
同様にパネルを作製した。得られたパネルの周囲の電極
にかける電圧を“５０ｖ”から“２０ｖ”まで変化さ
せ、また、基板の冷却速度を５℃／分から２０℃／分ま
で変化させ、分割状態を観察したが、いずれの条件下で
も、電極形状に従った４分割が得られ、全ての方向にお
いて視野角６０度以内において階調反転は認められなか
った。また、駆動時に光漏れの生じるディスクリネ−シ
ョンは認められず、コントラストも“１００：１以上”
であった。

【００８５】（実施例６）対角方向に開口部をのみを設
け、クロムによる電極を設けなかった以外は、前記実施
例３と同様に素子を作製した。この際、冷却時には対向
電極と周囲電極の間にのみ“２０ｖ”の電位を加え、分
割構造を作製した。

【００８６】顕微鏡で観察すると、「Ｘ」形状の電極位
置に応じて４つの領域に分かれて、画素中央から液晶が
立ち上がるのが確認できた。また、駆動時に光漏れの生
じるディスクリネ−ションは認められず、コントラスト
も“１００：１以上”であった。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置は、２枚の基板間に液晶層が挟持され、当該液晶層
に２種以上の微小領域が共存する液晶表示装置におい
て、当該微小領域内の液晶分子が各画素の中央方向から
立ち上がっていくことを特徴とし、広視野角で階調反転
が存在しないと共に、光漏れのするディスクリネ−ショ
ンが存在しないために、高コントラストの液晶表示装置
を提供することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置を説明する図であっ
て、その液晶表示装置の断面図である。

【図２】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す液晶層
の拡大図である。

【図３】本発明に係る液晶表示装置の他の例を示す液晶
層の拡大図である。

【図４】本発明に係る液晶表示装置のその他の例を示す
液晶層の拡大図である。

【図５】本発明に係る液晶表示装置の更にその他の例を
示す液晶層の拡大図である。

【図６】従来のＴＮ型液晶表示装置を説明する図であっ
て、液晶表示パネルのラビング方向を示す模式図であ
る。

【図７】本発明者等の既提案に係る液晶表示装置を説明
する図であって、その液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１１ 液晶分子 ２１，２６，３１ 配向膜 ２２，３２ 電極 ２３，３３ 基板 ２４ 開口部 ２５ 第二の電極 ２７ 電極 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 微小領域

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基板間に液晶層が挟持され、当該
   液晶層に２種以上の微小領域が共存する液晶表示装置に
   おいて、当該微小領域内の液晶分子が各画素の中央方向
   から立ち上がっていくことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記共存する微小領域が、液晶の配向ベ
   クトルのねじれ方向が同一であって、液晶分子の立ち上
   がり方向の異なる２種の微小領域を含むことを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記共存する微小領域として、各画素内
   に液晶の配向ベクトルのねじれ方向と液晶分子の立ち上
   がり方向の異なる４種の微小領域が共存することを特徴
   とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 当該基板の少なくとも一方の基板上に開
   口部を有する電極があることを特徴とする請求項１から
   請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 当該基板の少なくとも一方の基板上に開
   口部を有する電極があり、当該開口部の位置に第二の電
   極を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のい
   ずれかに記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 当該基板の少なくとも一方の基板上に電
   極があり、当該電極上に当該電極と絶縁された第二の電
   極を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれかに記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記開口部または第二の電極が、各画素
   の対角線上に設けられていることを特徴とする請求項４
   から請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記開口部または第二の電極が、各画素
   の長辺に平行な部分を有していることを特徴とする請求
   項４から請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記液晶が、高分子化合物を含むことを
   特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の液
   晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記高分子化合物が、モノマ−または
    オリゴマを液晶中で反応させてたものであることを特徴
    とする請求項９記載の液晶表示装置。