JPH1172793A

JPH1172793A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1172793A
Application number: JP23513797A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Terashita; 慎一寺下; Sunao Kurihara; 直栗原; Shuichi Kanzaki; 修一神崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: JP3304057B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単に製造でき、画素領域毎に液晶分
子が軸対称配向した液晶領域を有する、全方位で視角特
性の優れた高コントラストの液晶表示装置を得る。【解決手段】各々透明電極３１、３３を有する一対の
基板３２、３４の間に、負の誘電異方性を有する液晶層
４０が設けられ、液晶層４０の液晶分子４２が、駆動電
圧無印加時には基板に対して略垂直に配向し、駆動電圧
印加時には液晶分子４２が複数の画素領域毎に軸対称配
向中心軸を中心に軸対称状に配向するようになってお
り、少なくとも一方の基板の液晶層４０側の表面に、画
素領域を包囲する凸部３６が形成され、かつ、軸対称配
向中心軸の位置を制御する処理として、電極の無い領域
３５が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大人数で使
用する携帯情報端末、パーソナルコンピューター、ワー
ドプロセッサー、アミューズメント機器、教育機器、テ
レビジョン装置等に用いられる平面デイスプレイや、シ
ャッター効果を利用した表示板、窓、扉、壁等に用いら
れる、広視野角特性を有する液晶表示装置およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した液晶表示装置の視角を改善する
方法として、液晶分子を各画素ごとに軸対称状に配向し
た表示モード（ＡｘｉａｌｌｙＳｙｍｍｅｔｒｉｃ
ＡｌｉｇｎｅｄＭｉｃｒｏｃｅｌｌＭｏｄｅ：ＡＳ
Ｍモード）が知られている（特開平７−１２０７２８号
公報）。この表示モードは、液晶と光硬化性樹脂との混
合物から相分離を利用して液晶分子を軸対称状に配向さ
せる技術を用いて得られ、液晶材料として誘電率異方性
△εが正のものを使用し、駆動電圧印加により、軸対称
状に配向した液晶分子が基板に対して垂直に配向するＰ
型の表示モードである。

【０００３】また、広視野角特性を有し良好な表示品位
が得られる、図１５（外観斜視図）および図１６（断面
図）に示す液晶表示装置も提案されている（特開平６−
３０１０３６号公報）。この液晶表示装置は、一対の電
極基板間に、垂直配向された液晶分子１１２Ａを有する
液晶層１１２が設けられ、一方の基板１１０には画素電
極１１１が設けられ、もう一方の基板（図示せず）には
対向電極１１３が設けられ、かつ対向電極１１３に開口
部１１４が設けられている。

【０００４】開口部１１４形成領域の液晶分子１１２Ａ
は、駆動電圧印加時にも垂直配向した状態を保持し安定
しており、開口部１１４形成領域周辺の液晶分子１１２
Ａも開口部１１４形成領域の液晶分子１１２Ａとの相互
作用によりその配向が安定し、各画素の液晶分子１１２
Ａが開口部１１４がある画素中心部に向かうように配向
する。よって、各画素の開口部１１４を同じ位置に設け
ておけば、液晶分子が各画素で同じように配向するの
で、例えディスクリネーションラインが発生しても、各
画素に均一に現れるので、表示のザラツキを防止するこ
とができる。なお、図１６中の１１５と１１６はゲート
バスラインであり、１１７と１１８は垂直配向膜であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した提
案の液晶表示装置を含む、従来のＡＳＭモードの液晶表
示装置は、一般に、以下のような問題がある。

【０００６】ノーマリーホワイトモードであるため
に、電圧ＯＮ時の透過率を低下させ高コントラストを得
るためには、比較的高い駆動電圧が必要である。

【０００７】電圧ＯＦＦ時の光抜けを防止するために
ＢＭ（ブラックマトリックス）の遮光部の面積を大きく
設定しなければならなかった。

【０００８】ＡＳＭモードの形成には複雑な温度制御
を必要とする相分離工程を使用するので、製造が難しい
という問題があった。

【０００９】製造が難しいため、液晶分子を軸対称状
配向とさせる中心軸の位置制御が難しく、中心軸の位置
が各画素によって一定していなかったり、画素領域のほ
ぼ中央部に位置しなかったりし、かかる液晶表示装置を
視野角を斜めにして観察すると、ざらついた表示となっ
て表示品位が低下する。

【００１０】上述した〜の問題を解決すべく、本願
発明者らは以下の液晶表示装置を提案している（特願平
０８−４１５９０）。この提案の液晶表示装置は、各々
電極を有する一対の基板の間に、負の誘電異方性を有す
る液晶層が設けられ、その液晶層の液晶分子が、駆動電
圧無印加時には一対の基板に対して垂直に配向してお
り、駆動電圧印加時には複数の画素領域毎に軸対称状に
配向する構成とされている。

【００１１】このように構成された提案液晶表示装置に
おいては、ノーマリーブラックモードで動作するため、
従来のＡＳＭモードの液晶表示装置に比べて高コントラ
ストを得ることができ、また、簡単に製造することがで
きる。しかしながら、液晶分子の軸対称状配向中心軸の
位置制御が不十分であり、また、駆動電圧印加時におけ
る液晶分子の軸対称状配向状態が必ずしも安定しておら
ず、軸対称状の配向状態がくずれてざらつきの原因とな
り、表示品位としても十分ではなかった。

【００１２】また、図１５および図１６に示した、特開
平６−３０１０３６号公報の液晶表示装置においては、
液晶分子が軸対称配向するように制御をしている対象箇
所が対向電極の開口部のみであり、開口部からより遠く
の画素周辺部にある液晶分子に対してはその影響力が及
ばないため、安定した配向が得られずランダム配向にな
り、表示がざらつく原因となる。また、液晶ドメイン
（液晶分子の配向方向が連続的であって、ディスクリネ
ーションラインの発生がない領域）が形成される位置ま
たは大きさを規定していないため、画素内にディスクリ
ネーションラインが必ず発生し、特に中間調表示におい
てざらつきの原因となる。

【００１３】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、比較的簡単に製造で
き、画素領域ごとに液晶分子が軸対称配向した液晶領域
を有する、全方位で視角特性の優れたざらつきのない高
コントラストの液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、各々電極を有する一対の基板の間に、負の誘電異方
性を有する液晶層が設けられ、該液晶層の液晶分子が、
駆動電圧無印加時には該一対の基板に対して略垂直に配
向し、駆動電圧印加時には該液晶分子が複数の画素領域
毎に軸対称配向中心軸を中心に軸対称状に配向する液晶
表示装置において、少なくとも一方の基板の液晶層側の
表面に、前記画素領域を包囲する凸部が形成されてお
り、かつ、該軸対称配向中心軸の位置を制御する処理が
施されており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１５】本発明の液晶表示装置において、前記複数
の画素領域内のそれぞれのほぼ中央部または一定の位置
に、軸対称配向中心軸出し電圧の印加時においても液晶
分子が垂直配向状態を保持している領域を有する構成と
するのが好ましい。

【００１６】本発明の液晶表示装置において、前記軸対
称配向中心軸出し電圧の印加時において液晶分子が垂直
配向状態を保持している領域の面積をＳａ、前記画素領
域の面積をＡとすると、Ｓａが０＜Ｓａ／Ａ＜４％を満
足する構成とするのが好ましい。

【００１７】本発明の液晶表示装置において、前記複数
の画素領域内のそれぞれのほぼ中央部または一定の位置
に電極の無い領域を有し、該電極の無い領域に前記液晶
分子の軸対称配向中心軸が形成されている構成とするの
が好ましい。

【００１８】本発明の液晶表示装置において、前記電極
の無い領域の面積をＳｂ、前記画素領域の面積をＡとす
ると、Ｓｂが０＜Ｓｂ／Ａ＜４％を満足する構成とする
のが好ましい。

【００１９】本発明の液晶表示装置において、前記液晶
層の該画素領域内の厚さが、該画素領域外の液晶層の厚
さより大きい構成とするのが好ましい。

【００２０】本発明の液晶表示装置において、前記画素
領域内の前記液晶層の厚さは、該画素領域の中央部で最
も厚く、該中央部から該画素領域の周辺部に向かって連
続的に減少する構成とするのが好ましい。

【００２１】本発明の液晶表示装置において、前記画素
領域内の前記液晶層の厚さは、該画素領域の中央部を中
心に軸対称状に変化している構成とするのが好ましい。

【００２２】本発明の液晶表示装置において、前記一対
の基板の少なくともどちらか一方の基板の液晶層に接す
る表面に、軸対称配向固定層が形成されている構成とす
ることができる。

【００２３】本発明の液晶表示装置において、前記軸対
称配向固定層が光硬化性樹脂からなる構成とすることが
できる。

【００２４】本発明の液晶表示装置の製造方法は、各々
電極を有する一対の基板の間に、負の誘電異方性を有す
る液晶層が設けられ、該液晶層の液晶分子が、駆動電圧
無印加時には該一対の基板に対して略垂直に配向し、駆
動電圧印加時には該液晶分子が複数の画素領域毎に軸対
称配向中心軸を中心に軸対称状に配向する液晶表示装置
の製造方法において、軸対称配向中心軸出し操作を行う
ので、そのことにより上記目的が達成される。

【００２５】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、前記軸対称配向中心軸出し操作が、前記一対の基板
の間に、液晶材料と光硬化性材料とを含む前駆体混合物
を配置する工程と、該前駆体混合物に軸対称配向中心軸
出し電圧を印加すると共に該光硬化性材料を硬化させる
工程とを有するようにしてもよい。

【００２６】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、前記軸対称配向中心軸出し操作における、前記前駆
体混合物に印加する軸対称配向中心軸出し電圧が、液晶
材料の閾値電圧の１／２以上であるようにするのが好ま
しい。

【００２７】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、前記軸対称配向中心軸出し操作における、前記前駆
体混合物に印加する軸対称配向中心軸出し電圧が交流電
圧であるようにするのが好ましい。前記交流電圧の周波
数は１Ｈｚ以上であるのが好ましい。

【００２８】以下に本発明の作用につき説明する。

【００２９】本発明の液晶表示装置にあっては、少なく
とも一方の基板の液晶層側の表面に、画素領域を包囲す
る凸部が形成されているので、その凸部により軸対称配
向となる各画素領域が規定される。また、軸対称配向中
心軸の位置を制御する処理が施されているので、軸対称
配向となる各画素領域の軸対称配向中心軸の位置が規定
される。

【００３０】上記軸対称配向中心軸の位置を制御する処
理としては、所望の電圧を所望の時間以上与える軸対称
配向中心軸出し操作を行っておくことや、軸対称配向中
心軸出し電圧の印加時において液晶分子が垂直配向状態
を保持している領域の面積をＳａ、前記画素領域の面積
をＡとすると、Ｓａが０＜Ｓａ／Ａ＜４％を満足するよ
うにすること、または、複数の画素領域内のそれぞれの
ほぼ中央部または一定の位置に電極の無い領域を形成す
ること、または、画素領域内の液晶層の厚さを、画素領
域の中央部で最も厚く、中央部から該画素領域の周辺部
に向かって連続的に減少するようにすること、または、
一対の基板の少なくともどちらか一方の基板の液晶層に
接する表面に、軸対称配向固定層を形成すること等が該
当する。このことについては、以下に詳述する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて具体的に説明する。

【００３２】（基本構成および動作原理）図１を参照し
ながら、本発明の液晶表示装置１００の基本構成および
動作原理を説明する。図１（ａ）及び図１（ｃ）は液晶
表示装置１００の断面図を示し、図１（ｂ）及び図１
（ｄ）は液晶表示装置１００の上面をクロスニコル状態
の偏光顕微鏡で観察した結果を示す。また、図１（ａ）
及び図１（ｂ）は駆動電圧無印加時の状態であり、図１
（ｃ）及び図１（ｄ）は駆動電圧印加時の状態である。

【００３３】液晶表示装置１００は、一対の基板３２と
３４の間に、誘電異方性が負の液晶分子４２からなる液
晶層４０が挟持されている。一対の基板３２と３４の液
晶層４０に接する側の面にはそれぞれ、透明電極３１及
び３３が形成され、さらにその上に垂直配向層３８ａ及
び３８ｂが形成されている。また、少なくとも一方の電
極、この図示例では基板３２側における電極３１の画素
領域のほぼ中央部に、電極の無い領域３５が形成されて
いる。また、一対の基板３２と３４の少なくとも一方の
基板側、この図示例では基板３２側の液晶層４０に接す
る側の面には、凸部３６が形成されている。

【００３４】この凸部３６は、後述する軸対称配向中心
軸出し電圧印加時に軸対称配向を呈する領域を規定する
ものである。また、軸対称配向中心軸の位置が電極の無
い領域３５によって制御される。したがって、図１
（ｃ）に示すように、電極の無い領域３５に形成された
軸対称配向中心軸４４を中心に、凸部３６によって規定
された画素領域内で、液晶分子４２が軸対称配向する。

【００３５】駆動電圧無印加時には、図１（ａ）に示す
ように、液晶分子４２は、垂直配向層３８ａ及び３８ｂ
の配向規制力によって、基板３２と３４に垂直な方向に
配向している。駆動電圧無印加状態の画素領域をクロス
ニコル状態の偏光顕微鏡で観察すると、図１（ｂ）に示
したように、暗視野を呈する（ノーマリーブラックモー
ド）。一方、駆動電圧を印加すると、負の誘電異方性を
有する液晶分子４２に、液晶分子の長軸を電界の方向に
対して垂直に配向させる力が働くので、図１（ｃ）に示
すように、基板に垂直な方向から傾く（中間調表示状
態）。この状態の画素領域をクロスニコル状態の偏光顕
微鏡で観察すると、図１（ｄ）に示すように、偏光軸に
沿った方向に消光模様（消光パターン）が観察される。

【００３６】図２に、本発明の液晶表示装置の電圧透過
率曲線を示す。横軸は電圧であり、縦軸は相対透過率で
ある。

【００３７】この図２に示すように、電圧を印加してい
くと透過率が徐々に増加していき、さらに電圧が上昇し
ていくと透過は飽和に至る。ここで、透過率が飽和する
電圧を飽和電圧（Ｖｓｔ）と呼ぶ。また、Ｖｓｔ（飽和
電圧）における透過率に対して相対的に透過率が１０％
になる電圧をＶｔｈ（閾値電圧）と呼ぶ。

【００３８】電圧無印加の状態から電圧を印加していく
と、液晶分子４２が基板３２や３４に垂直な方向から傾
いていくが、倒れる方向が一義的に決まらないため、凸
部３６を設けておくことにより、この凸部３６によって
規定される軸対称配向を呈する液晶領域内に、複数の軸
対称配向の中心軸（以下、単純に中心軸と呼ぶ）が形成
されることとなる。但し、このような複数の軸対称配向
中心軸が存在する状態は、不安定な配向状態であり透過
率も安定しない。

【００３９】そこで、さらに１／２Ｖｔｈ以上の電圧を
印加しつづけると、複数存在している中心軸が凸部３６
によって規定される液晶領域毎に一つになる。液晶層４
０に印加する電圧が、１／２ＶｔｈからＶｓｔの間にあ
る場合には、透過率は図２に示した動作範囲内を可逆的
に変化する。また、１／２Ｖｔｈ付近の電圧を印加した
状態においては、液晶分子は、基板に対してほぼ垂直配
向しているとともに、１／２Ｖｔｈ以上の電圧を印加し
たときの軸対称配向状態、すなわち中心軸に対する対称
性を記憶している。

【００４０】しかしながら、電圧を無印加にしたり、印
加電圧が１／２Ｖｔｈよりも低くなると、液晶分子は基
板に対してほぼ垂直配向しており、かつ軸対称配向状態
を記憶していない状態に戻る。この状態から再度１／２
Ｖｔｈ以上の電圧を印加しても、一旦複数の中心軸が形
成される。例えば、液晶セル中に、ｎ型の液晶材料を注
入した段階では、同様の挙動を示す。

【００４１】上述したように本発明の液晶表示装置は、
電圧無印加時には、液晶分子は基板に垂直な方向に配向
して黒表示となり、電圧印加時には、液晶分子が画素領
域毎に形成された中心軸を中心に軸対称配向状態となり
白表示となるノーマリーブラックモードで動作する。し
かしながら、電圧印加後には複数の軸対称配向中心軸が
形成されるため、電圧無印加状態を黒表示とする不安定
な動作になる。本発明の表示モードで安定な動作をする
には、表示動作をさせる前にあらかじめ、画素領域毎に
一つの中心軸を形成しておくことが望ましい。

【００４２】このように、表示動作をさせる前にあらか
じめ、画素領域毎に一つの中心軸を形成しておくには、
一定の電圧、すなわち、１／２Ｖｔｈ以上の電圧を印加
すればよい。このようにして画素領域毎に唯一の中心軸
が形成され、白表示時に安定した軸対称配向状態が実現
される。しかしながら、一旦電圧無印加状態にすると、
初期の複数の中心軸が形成される不安定な状態に戻って
しまうので、表示を始めてからは黒表示においても電圧
無印加状態とするのではなく、一定の電圧、すなわち１
／２Ｖｔｈ付近の電圧が印加されている状態で使用す
る。本発明の表示モードでは、動作電圧として安定な軸
対称配向状態が得られる電圧の範囲、つまり１／２Ｖｔ
ｈ以上Ｖｓｔ以下の電圧範囲で使用する。

【００４３】なお、上記のごとく安定な動作状態を得る
ために、表示動作をさせる前にあらかじめ画素領域毎に
一つの中心軸の形成することを、「軸対称配向中心軸出
し操作」と呼ぶ。また、中心軸出しするために印加する
電圧を、「軸対称配向中心軸出し電圧」と呼ぶ。

【００４４】（軸対称配向の中心軸の位置の制御）本発
明は、上述したように電圧無印加時には液晶分子が基板
に垂直な方向に配向しており、電圧を印加していくと、
凸部によって包囲されて規定される液晶領域毎に、一つ
の中心軸を中心に液晶分子が軸対称配向状態になり、高
コントラストでかつ広視野角の液晶表示装置が実現され
る。

【００４５】しかしながら、電圧が印加されたときの液
晶分子の倒れる方向は一義的に決まらないため、上記中
心軸は、画素領域内において任意の位置に形成され得
る。例えば、中心軸の形成位置は、同一画素であっても
電圧を印加する都度異なってくる。また、同時に同一の
電圧を印加しても、画素領域間によって軸対称配向中心
軸出し電圧の液晶分子への印加状態にばらつきがあり、
中心軸の形成位置は画素領域間によって異なる。

【００４６】上述したように、中心軸の形成位置が画素
領域間でばらつきがあると、表示品質に大きな影響を与
える。図３を参照しながら、中心軸の位置と表示品質と
の関係を説明する。

【００４７】図３（ａ）に示すように、中心軸４４が各
画素において画素領域の中央に位置していると、液晶セ
ルを傾けて表示面を観察しても、図３（ｃ）に示すよう
に、全ての画素領域は同様に見える。一方、図３（ｂ）
に示すように、中心軸が画素領域の中央からずれている
画素領域があると、図３（ｄ）に示すように、中心軸ず
れた画素領域は他の画素領域と異なって見えるために、
不均一なざらついた表示となる。このようなざらついた
表示状態は、中間調表示において特に顕著になる。

【００４８】このようなざらつきが無い表示を得るため
には、表示させる前にあらかじめ軸対称配向中心軸出し
操作を行い、軸対称配向中心軸出し操作時に中心軸の位
置を制御しておく必要がある。前記軸対称配向中心軸出
し操作により、電圧が印加されても液晶分子が垂直配向
状態を保持している領域を画素領域内に設けることによ
り、中心軸の位置を制御することができる。このとき、
軸対称配向中心軸出し電圧の印加時において液晶分子が
垂直配向状態を保持している領域の面積をＳａ、前記画
素領域の面積をＡとすると、Ｓａが０＜Ｓａ／Ａ＜４％
を満足するようにするのが好ましい。その理由は、Ｓａ
が０では中心軸位置を制御する効果を奏しないからであ
る。また、Ｓａが４％以上であると、電極の無い領域
は、電圧印加時にも液晶分子が垂直配向を保持してお
り、表示に寄与せず、黒点欠陥となり、コントラストが
低くなって不都合が生じるからである。

【００４９】また、軸対称配向中心軸出し電圧印加時に
おいても液晶分子が垂直配向状態を保持している領域の
液晶分子は、その配向状態が電界の影響を受けずに安定
している。また、軸対称配向中心軸出し操作において、
画素領域内の液晶分子が垂直配向状態を保持している領
域以外の位置に中心軸が形成されたとしても、さらに軸
対称配向中心軸出し電圧を印加しつづけることにより、
中心軸が、最初に形成された位置から液晶分子が垂直配
向状態を保持している領域に移動し、最終的に上記領域
に軸対称配向中心軸が形成される。この中心軸を、最初
に形成された位置から液晶分子が垂直配向状態を保持し
ている領域に移動させるに要する時間としては、例えば
数十秒以上とすればよい。さらに、液晶セルを加熱しな
がら、軸対称配向中心軸出し電圧を印加することによ
り、中心軸が、最初に形成された位置から液晶分子が垂
直配向状態を保持している領域に移動しやすくなり、軸
位置制御性がさらに良くなる。

【００５０】また、画素領域内に電極の無い領域を設け
ることによっても、中心軸の位置を制御することができ
る。図４に、画素領域内に電極の無い領域を設けた液晶
セルに電圧を印加したときの、電気力線の様子と液晶分
子の配向の様子を示す。なお、図４中の１は基板であ
り、２は電極、２ａは電極の無い領域、１３は電気力
線、１４は液晶分子である。

【００５１】電極の無い領域２ａを設けたことにより、
電極の無い領域２ａと電極２のある領域の境界付近の電
場が歪み、図４（ａ）に示すように、基板に水平な成分
をもつ電気力線１３が発生する。その結果、図４（ｂ）
に示すように、画素領域内の液晶分子は歪んだ電場の影
響を受け、例え、電極の無い領域２ａ以外の画素領域に
中心軸が形成されたとしても、軸対称配向中心軸出し電
圧を印加し続けることにより、中心軸が、最初に形成さ
れた位置から液晶分子が電極の無い領域２ａに移動し、
最終的に上記電極の無い領域２ａに軸対称配向中心軸が
形成される。

【００５２】さらに、画素領域内の液晶層の厚さを調整
することによっても、中心軸の位置を制御することがで
きる。ここで、図５（ａ）に示すように、画素領域の中
央での位置をｘ＝０とし、画素領域の端での位置をｘ＝
ｒ、液晶層の厚さをｄｉｎとする。この場合において、
図５（ｂ）に示すように画素領域の中央（ｘ＝０）での
液晶層の厚さｄｉｎを最大、画素領域の端（ｘ＝ｒ）で
の液晶層の厚さｄｉｎを最小とするように、連続的に液
晶層の厚さｄｉｎ（ｘ）変化させればよい。この場合に
おける画素領域の液晶層の厚さｄｉｎ（ｘ）の微分係数
は、ｘ＝０からｘ＝ｒまで常に負であることが好まし
く、また、連続していることが望ましい。液晶層の厚さ
は、視角特性の観点から、画素領域の中央に対して、そ
の周囲を可及的に対称とすることが好ましい。

【００５３】（画素領域を規定する凸部）本発明の液晶
表示装置１００は、画素領域を取り囲むように、凸部３
６を有している。この凸部３６が無く、液晶層４０の厚
さ（セルギャッブ）が均一な場合には、前述した液晶ド
メインが形成される位置又は大きさを規定できないの
で、ランダム配向状態になってしまい、中間調表示にお
いてざらついた表示となる。

【００５４】そこで、本発明にあっては、凸部３６を形
成することにより、軸対称配向を呈する液晶領域の位置
および大きさを規定するようにしている。凸部３６は、
液晶層４０の厚さを制御するため、また、画素領域間の
液晶分子の相互作用を弱めるために形成されている。

【００５５】液晶層４０の厚さは、画素領域周辺の液晶
層厚さ（ｄｏｕｔ）が画素領域内（開口部）の液晶層厚
さ（ｄｉｎ）より小さく（ｄｉｎ＞ｄｏｕｔ）なってお
り、さらに０．２×ｄｉｎ≦ｄｏｕｔ≦０．８×ｄｉｎ
の関係を満足することが好ましい。すなわち、０．２×
ｄｉｎ＞ｄｏｕｔの場合、この凸部３６が画素領域間の
液晶分子の相互作用を弱める効果が十分でなく、画素領
域毎に単一の軸対称配向領域を形成することが困難な場
合がある。さらに、ｄｏｕｔ＞０．８×ｄｉｎでは、液
晶セルへの液晶材料の注入が困難になる場合がある。

【００５６】なお、「画素」は、一般に、表示を行う最
小単位として定義される。本願明細書において用いられ
る「画素領域」という用語は、「画素」に対応する表示
素子の一部の領域を指す。但し、縦横比が大きい画素
（長画素）の場合、１つの長画素に対して、複数の画素
領域を形成してもよい。画素に対応して形成される画素
領域の数は、軸対称配向が安定に形成されうる限り、で
きるだけ少ない方が好ましい。また、「軸対称配向」と
は、放射状、同心円状（タンジェンシャル状）などの配
向をいう。

【００５７】（軸対称状配向中心軸出し電圧印加時の液
晶分子の軸対称配向状態の安定化）本発明の表示モード
で安定な表示動作を行うには、表示動作をさせる前にあ
らかじめ、画素領域毎に一つの中心軸を形成し、軸対称
配向状態を安定化しておくことが望ましい。そのために
は、上述したように、表示動作をさせる前にあらかじめ
一定の電圧を印加する、軸対称配向中心軸出し操作を行
えばよい。さらに、表示を始めてからは、黒表示時にお
いても、一定の電圧を印加しておき、動作電圧として
は、安定な軸対称配向状態が得られる電圧の範囲（１／
２Ｖｔｈ以上でＶｓｔ以下の電圧）で使用する。このよ
うに、黒表示時においても一定の電圧を印加しておくの
は、液晶分子に１／２Ｖｔｈ以上の電圧を印加した時に
形成される軸対称配向状態、すなわち中心軸に対する対
称性を記憶させ、初期状態に戻らないようにするためで
ある。上記軸対称配向中心軸出し操作は、液晶表示装置
完成後、表示動作を始める前にその都度行ってもよい
が、軸対称配向中心軸出し操作を液晶表示装置の作製工
程中に包含することもできる。

【００５８】さらに、黒表示を行う際の電圧無印加のと
きでも、液晶分子が１／２Ｖｔｈ付近の電圧を印加した
時の軸対称配向状態を取り得るようにしてもよい。これ
を実現するためには、少なくともどちらか一方の基板の
液晶層に接する表面に、後述の軸対称配向固定層を形成
しておけばよい。この軸対称配向固定層が形成されてい
ることにより、１／２Ｖｔｈ以上の電圧を印加していな
い状態でも、軸対称配向を呈する液晶領域毎に、液晶分
子に軸対称状のプレチルト角を与えておくことができ
る。軸対称配向固定層によって、電圧無印加時において
も、液晶分子にはプレチルト角が与えられるが、そのと
きの液晶分子の基板の法線方向からの傾きは僅かであ
り、黒レベルは軸対称配向固定層が形成されていない場
合と同等である。

【００５９】軸対称配向固定層は、一対の基板間に、少
なくとも液晶材料と光硬化性材料とからなる前駆体混合
物を配置しておき、該混合物を硬化させるという方法に
よって形成することができる。すなわち、一対の基板の
間に、少なくとも液晶材料と光硬化性材料とを含む前駆
体混合物を配設する工程と、前駆体混合物に軸対称配向
中心軸出し電圧を印加しながら露光し、該光硬化性材料
を硬化させる工程とにより、軸対称配向固定層を形成す
ることができる。

【００６０】表示時に１／２Ｖｔｈ以上の電圧を印加し
ていない状態で、軸対称配向固定層が、軸対称配向を呈
する液晶領域毎に液晶分子に軸対称状のプレチルト角を
与えるようにするためには、上述の軸対称配向固定層の
形成方式において、液晶分子が基板の法線方向に対して
ある角度でチルトしていること、つまりチルト角を有し
ていることが重要である。液晶分子を基板の法線方向に
対してある角度でチルトさせるには、電圧を印加すれば
良い。その印加電圧は、前述したように、軸対称配向が
安定化する１／２Ｖｔｈ以上で、Ｖｓｔ以下であればよ
い。軸対称配向中心軸出し電圧の印加は表示を行うため
に液晶層４０に印加する電極（図１の３１及び３３）を
兼用することができる。軸対称配向中心軸出し電圧は、
周波数１Ｈｚ以上の交流電圧であることが好ましい。交
流電圧を用いるのは、直流電圧を印加すると、前駆体混
合物が劣化することがあるからである。また、周波数を
１Ｈｚ未満とすると、液晶分子が電圧変化に追随しなく
なり、軸対称配向させることができなくなるからであ
る。なお、液晶分子を基板の法線方向に対してある角度
でチルトさせるには、軸対称配向中心軸出し電圧の代わ
りに、磁場を印加しても良い。

【００６１】本発明で用いる光硬化性材料は、アクリレ
ート系、メタアクリレート系、スチレン系、およびこれ
らの誘導体を使用することができる。これらの材料に光
重合開始剤を添加することにより、より効果的に光硬化
性材料を硬化させることができる。また、光硬化性材料
の代わりに、熱硬化性材料を用いることができる。

【００６２】前駆体混合物における硬化性材料の添加量
は、使用する材料により最適値が異なり、本発明は特に
限定しないが、材料含有量（前駆体混合物全体の重量に
対する％）が０．１％以上５％以下である事が好まし
い。その理由は、以下の通りである。０．１％より少な
いと、軸対称配向状態を硬化した材料によって安定化す
ることができない。逆に約５％を超えると、垂直配向層
の配向効果が阻害され、電圧無印加時に液晶分子が垂直
配向から大きくずれて配向することになるので、黒表示
に光り抜け現象が起き、透過率が増加してコントラスト
が低下し、表示品位が劣化するからである。

【００６３】さらに、光硬化性材料を用いる場合には、
フォトマスク等を用いて、所望の領域の光硬化性材料を
選択的に硬化させることができるので、空間的に規則的
に液晶領域（高分子領域）を形成しやすいという利点が
ある。液晶表示装置の透明電極やカラーフィルターの材
料として、所望の波長の光を透過する材料を用いること
によって、これらの構成部材をフォトマスクに代えて用
いることができる。液晶表示装置の構成部材をフォトマ
スクとして用いることによって、自己整合的に液晶領域
を形成できる利点がある。

【００６４】また、液晶セルを挟むように配置した一対
の偏光板と液晶セルとの間に、以下のような位相差板や
位相差フィルムを設けることにより、さらに広視野角化
された視角特性を得ることができる。その位相差板とし
ては、負の一軸性のフリスビー型の屈折率楕円体を有す
る位相差板などが該当する。また、位相差フィルムとし
ては、面内屈折率（ｎｘ＞ｎｙ）＞面に垂直方向の屈折
率（ｎｚ）の関係を有する２軸性の位相差フィルムなど
が該当する。

【００６５】

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明は、こ
れに限定されるものではない。

【００６６】（実施例１）図６（ｂ）は、実施例１の液
晶表示装置の１画素分を示す平面図であり、図６（ａ）
は図６（ｂ）のＡ−Ａ線による断面図である。この液晶
表示装置の構成を、作製手順に説明する。

【００６７】一方（上側）のガラス基板６０上にＩＴＯ
からなる厚み１００ｎｍの透明電極６１を形成し、さら
に、ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム社製）をスピンコ
ートし、垂直配向層６７を形成した。

【００６８】他方（下側）のガラス基板６２上にＩＴＯ
からなる厚み１００ｎｍの透明電極６３を形成し、画素
領域中央部の透明電極６３部分をフォトリソグラフィー
とエッチングにより除去し、電極の無い領域６４を形成
した。さらに、透明電極６３上の画素領域外に、アクリ
ル系ネガ型レジストで、高さ約３μｍの凸部６６を形成
した。その後、感光性ポリイミドを用いて、高さ約２μ
ｍのスペーサー６５を形成した。これらスペーサー６５
および凸部６６で包囲される領域、すなわち画素領域の
大きさは、１９０μｍ×３２５μｍとした。その上に、
ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム社製）をスピンコート
し、垂直配向層６８を形成した。

【００６９】両方の基板を貼り合わせ、更に、基板間に
液晶層７０としてｎ型液晶材料（△ε＝−４．０、△ｎ
＝０．０８、セルギャップ５μｍで９０°ツイストとな
るように液晶材料固有のツイスト角を設定）を注入し、
液晶セルを完成させた。

【００７０】セル厚保持材料である凸部６６及びスペー
サー６５は感光性のアクリル、メタクリレート、ポリイ
ミド、ゴム系の材料を使用してもよい。また、４００ｇ
／Ф程度の押圧に対して、凸部６６及びスペーサー６５
が破壊されない強度をもつものであれば、どのような感
光性材料を使用してもよい。

【００７１】作製した液晶セル中に、軸対称配向中心軸
出し操作を行うため、軸対称配向中心軸出し電圧を７Ｖ
印加した。その電圧印加直後は、初期状態で複数の中心
軸が形成され、軸対称配向中心軸出し電圧の印加状態を
続けると画素領域ごとに中心軸が１つになり、１つの軸
対称領域（モノドメイン）が形成された。

【００７２】作製した液晶セルに駆動電圧を印加しなが
ら、各画素を偏光顕微鏡（クロスニコル）も用いて透過
モードで観察した。電圧を印加し始めてしばらくする
と、電圧印加直後に初期状態で形成された複数の中心軸
が１つになることが観察された。この時点で、液晶セル
の画素領域のうち約１０％においては、中心軸が画素領
域の中心部でない領域に形成されていた。さらに、電圧
（軸対称配向中心軸出し電圧）を印加し続けることによ
って、図７に示すように、白表示時において、各画素領
域において液晶分子が中心軸を中心に軸対称状に配向
し、かつ、中心軸が、画素領域のほぼ中心部にある電極
の無い領域６４に対応する位置に形成されているのが観
察された。

【００７３】液晶セルの両側に偏光板をクロスニコル状
態になるように配置し、液晶表示装置を作製した。

【００７４】実施例１の液晶表示装置の電気光学特性を
図８に、コントラストの視角特性を図９に示す。

【００７５】図８は、図２に対応する図である。図９に
おいて、ψは方位角（表示面内の角度）、θは視角（表
示面法線からの傾き角）で、ハッチングは、コントラス
ト比が１０：１以上の領域を示す。

【００７６】（実施例２）図１０（ｂ）に、実施例２の
液晶表示装置の平面図を示し、図１０（ａ）に図１０
（ｂ）のＡ−Ａ線による断面図を示す。

【００７７】実施例２では、基板６３上に形成する垂直
配向層６８の画素領域内の断面形状をその厚さの位置
（画素中央から周辺部に至る）による変化を示す曲線の
微分係数は正であり、画素領域内の液晶層の厚さの変化
を示す曲線の微分係数は負であるような図５に示すよう
な関係を満たすように形成した。具体的には、垂直配向
層６８の画素領域内の断面形状がすり鉢状になってお
り、さらに画素電極６３に電極の無い領域６４を断面形
状の最深部に設けている。そして、実施例１と同様な方
法で液晶セルを作製した。

【００７８】作製した液晶セル中に、軸対称配向中心軸
出し操作を行うため、軸対称配向中心軸出し電圧を７Ｖ
印加した。電圧印加直後は、初期状態で複数の中心軸が
形成され、中心軸出し電圧印加状態を続けると画素領域
ごとに中心軸が１つになり、１つの軸対称領域（モノド
メイン）が形成された。

【００７９】作製した液晶セルに駆動電圧を印加しなが
ら、各画素を偏光顕微鏡（クロスニコル）も用いて透過
モードで観察した。駆動電圧を印加し始めてしばらくす
ると、電圧印加直後に初期状態で形成された複数の中心
軸が１つになることが視察された。形成された中心軸
は、すり鉢状の断面形状の最深部である画素領域の中心
部にほぼ形成されていた。さらに、電圧（軸対称配向中
心軸出し電圧）を印加し続けることによって、図７に示
すように、白表示時において、各画素領域において液晶
分子が中心軸を中心に軸対称状に配向し、かつ、中心軸
が、画素領域のほぼ中心部にある電極の無い領域６４に
対応する位置に形成されているのが観察された。

【００８０】そして、この液晶セルの両側に偏光板をク
ロスニコル状態になるように配置し、液晶表示装置を作
製した。

【００８１】実施例２の液晶表示装置としては、実施例
１とほぼ同等の電気光学特性、およびコントラストの視
角特性が得られた。

【００８２】（実施例３）画素サイズ１００μｍ×１０
０μｍとし、画素領域の中心部にある電極の無い領域６
４の面積を０、２５μｍ²、１００μｍ²、４００μ
ｍ²、９００μｍ²とし、それ以外は、実施例１と同様の
液晶セルを、実施例１と同様の方法で作製した。

【００８３】作製した液晶セルの両側に偏光板をクロス
ニコル状態になるように配置し液晶表示装置を完成し
た。

【００８４】本実施例３においては、液晶セルに駆動電
圧を印加しながら、各画素を偏光顕微鏡（クロスニコ
ル）を用いて透過モードで観察した。視野角を倒した時
の中間調表示する印加電圧での表示のざらつきを評価し
たところ、次のようになった。評価基準として、ざらつ
きがほとんどなく表示品位として問題の無い物を○、ざ
らつきはあるが表示として気にならない程度のものを
△、ざらつきが気になり表示としては問題となるものを
×とした。

【００８５】

【表１】

【００８６】この表１から理解されるように、電極の無
い領域の面積をＳｂ、画素領域の面積をＡとすると、Ｓ
ｂが０＜Ｓｂ／Ａ＜４％を満足するように、電極の無い
領域を設けるのが好ましい。

【００８７】（実施例４）本実施例では、軸対称配向中
心軸出し操作を液晶表示装置の作製工程中に包含し、か
つ少なくともどちらか一方の基板の液晶層に接する表面
に、軸対称配向固定層を形成することにより、液晶分子
の軸対称配向状態を安定化させる方法について説明す
る。

【００８８】図１１に、実施例４の液晶表示装置の断面
図を示す。

【００８９】垂直配向層６８および６７上に、さらに軸
対称配向固定層９０ａおよび９０ｂがそれぞれ形成され
ていること以外は、実施例１の液晶表示装置と同様の構
造である。

【００９０】実施例１と同様にして、図１１に示す断面
構造を有する基板を以下のように作製した。一方（下
側）のガラス基板６０上にＩＴＯからなる厚み１００ｎ
ｍの透明電極６１を形成し、さらにＪＡＬＳ−２０４
（日本合成ゴム製）をスピンコートし、垂直配向層６７
を形成した。

【００９１】他方（上側）のガラス基板６２上にＩＴＯ
からなる厚み１００ｎｍの透明電極６３を形成し、画素
領域の中央部をフォトリソグラフィーとエッチングによ
り除去し、電極の無い領域６４を形成した。さらに透明
電極６３上の画素領域外にアクリル系ネガ型レジスト
で、高さ約３μｍの凸部６６を形成した。その後、感光
性ポリイミドを用いて、高さ約２μｍのスペーサー６５
を形成した。これらスペーサー６５および凸部６６で包
囲される領域、すなわち画素領域の大きさは、１００μ
ｍ×１００μｍとした。その上にＪＡＬＳ−２０４（日
本合成ゴム）をスピンコートし、垂直配向層６８を形成
した。

【００９２】両方の基板を貼り合わせて液晶セルを完成
させた。ここまでの構成は、実施例１の液晶表示装置１
００と同じである。

【００９３】本実施例では、作製した液晶セル中に以下
の前駆体混合物を注入した。その前駆体混合物は、ｎ型
液晶材料（△ε＝−４．０、△ｎ＝０．０８、カイラル
角５μｍで９０℃に設定）を含むと共に、光硬化性材料
として、下記化合物Ａを０．３ｗｔ％、Ｉｒｇａｃｕｒ
６５１を０．１ｗｔ％で混合したものを含む。

【００９４】注入後、５Ｖの軸対称配向中心軸出し電極
を印加し、軸対称配向中心軸出し操作を行った。さら
に、軸対称配向中心軸出し電圧を印加し続けながら室温
（２５℃）で１０分間、紫外線照射（３６５ｎｍにおけ
る強度：６ｍＷ／ｃｍ²）を行い、前駆体混合物の光硬
化性材料を硬化させた。その結果、図１１に示すよう
に、両基板上に形成された垂直配向層６８、６７を覆う
ように、軸対称配向中心軸出し操作中に同時に、軸対称
配向固定層９０ａ、９０ｂが形成された。この軸対称配
向固定層９０ａ、９０ｂの材質としては、前駆体混合物
に含まれるアクリレート系、メタアクリレート系、スチ
レン系およびこれらの誘導体等の光硬化性材料または熱
硬化性材料を硬化した高分子からなるものである。

【００９５】

【化１】

【００９６】液晶セルの両側に偏光板をクロスニコル状
態になるように配置し液晶表示装置を完成させた。

【００９７】実施例４における液晶セルに電圧を印加し
ながら、各画素を偏光顕微鏡（クロスニコル）を用いて
透過モードで観察した。電圧無印加状態から電圧印加し
た直後においても、各画素領域において、複数の中心軸
が形成されることなく、単一の中心軸が形成された。そ
の後一旦電圧を無印加状態とした後に再度、１／２Ｖｔ
ｈ以上の電圧を印加しても、中心軸が画素領域内に複数
存在する現象は現れず、単一の中心軸が形成された。こ
れは、液晶層への印加電圧が１／２Ｖｔｈ未満となって
も、液晶分子は完全な垂直配向状態に戻らず、軸対称配
向におけるプレチルト状態が軸対称配向固定層９０ａに
よって保持されているためであると考えられる。その結
果、本実施例では、黒表示時を電圧無印加状態とするこ
とが可能となった。また、表示動作をさせる前にあらか
じめ軸対称配向中心軸出し操作を行う必要がなくなっ
た。電圧印加状態において、液晶分子は軸対称配向固定
層９２ａによって、プレチルト角が与えられているが、
垂直配向からのずれはわずかであり、ＯＦＦ時の黒レベ
ルは、実質的に実施例１の液晶表示装置と同時であり、
電気光学特性及び視角特性は、それぞれ、図８及び図９
と同じであった。なお、本実施例では、光硬化性樹脂を
用いたが、熱硬化性樹脂を用いることもできる。

【００９８】（実施例５）実施例４の液晶セルに、化合
物Ａの含有量のみを変化させた前駆体混合物を注入し、
実施例３と同様にして本実施例５の液晶表示装置を作製
した。

【００９９】化合物Ａの含有量は、０．０５ｗｔ％から
６ｗｔ％まで変化させた。作製した液晶表示装置のＯＦ
Ｆ時の光透過率を測定すると共に、安定した軸対称配向
状態が形成されているか観察した。

【０１００】その結果、光硬化性材料の含有量が約０．
１ｗｔ％より低いと、軸対称配向固定を効果的に行うこ
とができず、約６ｗｔ％以上では、液晶分子の垂直配向
が阻害され、ＯＦＦ時の光漏れが大きくなる、従って、
光硬化性材料の含有量は、約０．１ｗｔ％〜６ｗｔ％の
間にあることが好ましい。

【０１０１】（実施例６）本実施例においては、実施例
１の液晶表示装置の一対の偏光板と液晶セルとの間に、
以下の位相差板を、各偏光板の吸収軸に各位相差板の遅
延軸が直交するように配置した。

【０１０２】上記位相差板は、光学的に負の複屈折性を
有し、かつ屈折率楕円体の面内方向の主屈折率をｎ_x、
ｎ_y、厚さ方向の主屈折率をｎ_zとすると、式ｎ_x＝ｎ_y，ｎ_x＞ｎ_z，ｎ_y＞ｎ_z を満足するものである。

【０１０３】位相差板の厚さをｄｆとすると、厚さ方向
のリタデーションが（ｎｘ−ｎｚ）ｄｆ＝１６０ｎｍで
あった。

【０１０４】図１２は、実施例６の液晶表示装置の視角
特性を測定した結果を示す。図１２において、ψは方位
角（表示面内の角度）、θは視角（表示面法線からの傾
き角）で、ハッチングは、コントラスト比が１０：１以
上の領域を示す。

【０１０５】図１２から明らかなように、本実施例の液
晶表示装置の視角特性は、図９に示す実施例１の液晶表
示装置の視角特性よりも、さらに広視野角化され、表示
品位はきわめて均一であった。

【０１０６】（実施例７）本実施例においては、実施例
１の液晶表示装置の一対の偏光板と液晶セルとの間に、
以下の位相差フィルムを、各偏光板の吸収軸に各位相差
フィルムの遅延軸が直交するように配置した。

【０１０７】上記位相差フィルムは、光学的に負の複屈
折性を有し、かつ屈折率楕円体の面内方向の主屈折率を
ｎ_x、ｎ_y、厚さ方向の主屈折率をｎ_zとすると、式ｎ_x＞ｎ_y＞ｎ_z を満足するものである。

【０１０８】位相差フィルムの厚さをｄｆとすると、厚
さ方向のリタデーションが（ｎｚ−ｎｙ）ｄｆ＝１７０
ｎｍであり、面内方向のリタデーションが（ｎｘ−ｎ
ｙ）ｄｆ＝４２ｎｍであった。

【０１０９】図１３は、実施例７の液晶表示装置の視角
特性を測定した結果を示す。図１３において、ψは方位
角（表示面内の角度）、θは視角（表示面法線からの傾
き角）で、ハッチングは、コントラスト比が１０：１以
上の領域を示す。

【０１１０】図１３から明らかなように、本実施例の液
晶表示装置の視角特性は、図９に示す実施例１の液晶表
示装置の視角特性よりも、さらに広視野角化され、表示
品位はきわめて均一であった。

【０１１１】（比較例１）比較例１では、図１４に示す
ように、画素電極６３に電極の無い領域６４を設けてい
ないこと以外は、実施例１と同様にして他方（下側）の
基板を作製した。

【０１１２】このようにして得られた下側の基板と、実
施例１と同様にして形成された上側の対向基板とを貼り
合わせて液晶セルを作製した。この液晶セルに、実施例
１と同じ材料を注入し、液晶セルの両側には、偏光板を
クロスニコルになるように配置した。

【０１１３】比較例１で作製した液晶セルの画素を偏光
顕微鏡（クロスニコル）を用いて透過モードで観察した
ところ、図３（ｂ）に示すように、画素領域において軸
対称配向中心軸４４を中心に、液晶分子が軸対称状に配
向しているものの、軸対称配向中心軸４４の位置が画素
領域の中心部からずれている画素領域があり、画素領域
ごとの軸対称配向中心軸の位置が一致していないことが
観察された。そのため、液晶パネル全体として不均一な
ざらつきのある表示が見られた。

【０１１４】（比較例２）比較例２では、図１４におけ
る基板６２の表面に形成された透明電極６３上に、垂直
配向層６８直接形成し、その後、実施例１の位置と同様
に感光性ポリイミドを用いてスペーサー６５を形成し
た。すなわち、図８（ａ）における凸部６６を形成して
いない。また、電極の無い領域６４は設けていない。

【０１１５】このようにして得られた下側の基板と、実
施例１と同様にして形成された上側の対向基板とを貼り
合わせて液晶セルを作製した。この液晶セルに、実施例
１と同じ材料を注入し、液晶セルの両側には、偏光板を
クロスニコルになるように配置した。

【０１１６】この比較例２の液晶表示装置においては、
液晶分子がランダム配向状態になり、ディスクリネーシ
ョンラインが無秩序に形成された。この液晶表示装置に
電圧を印加して観察したところ、中間調において、ざら
つきのある表示が見られた。

【０１１７】（比較例３）比較例３では、図６における
基板６２の表面に形成された透明電極６３上に、垂直配
向層６８直接形成し、その後、実施例１と同様に感光性
ポリイミドを用いてスペーサー６５を形成した。すなわ
ち、図６における凸部６６を形成していないが、画素電
極６３に電極の無い領域６４を設けてある。

【０１１８】得られた下側の基板と、実施例１と同様に
して形成された上側の対向基板とを貼り合わせて液晶セ
ルを作製した。この液晶セルに、実施例１と同じ材料を
注入し、液晶セルの両側には、偏光板をクロスニコルに
なるように配置した。

【０１１９】この比較例３の液晶表示装置においては、
比較例２と同様、液晶分子がランダム配向状態になり、
ディスクリネーションラインが無秩序に形成された。こ
の液晶セルに軸対称配向中心軸出し電圧を印加して観察
したところ、中間調においてざらつきのある表示が見ら
れた。

【０１２０】

【発明の効果】本発明による場合には、比較的簡単に製
造でき、画素領域毎に液晶分子が軸対称配向した液晶領
域を有する、全方位で視角特性の優れた高コントラスト
の液晶表示装置及びその製造方法が提供される。特に、
電圧印加時の液晶分子の軸対称配向中心軸の位置を制御
することにより、中間調におけるざらつきを無くし、表
示品位を格段に向上することができる。本発明の液晶表
示装置は、パーソナルコンピューター、ワードプロセッ
サ、アミューズメント機器、テレビジョン装置などの平
面ディスプレイやシャッター効果を利用した表示板、
窓、扉、壁などに好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の基本構成および動作原
理を説明する図であり、（ａ）及び（ｃ）はその液晶表
示装置の断面図、（ｂ）および（ｄ）はその液晶表示装
置の上面をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察した結
果であり、また、（ａ）及び（ｂ）は電圧無印加時の状
態であり、（ｃ）及び（ｄ）は電圧印加時の状態であ
る。

【図２】本発明の液晶表示装置の電圧透過率曲線を示す
図である。

【図３】軸対称配向領域の中心軸の位置と表示品質との
関係を説明するための図である。

【図４】（ａ）は本発明の液晶表示装置に電圧を印加し
た時の電界分布の状態を示す図であり、（ｂ）は本発明
の液晶表示装置に電圧を印加した時の液晶分子の配向状
態を示す図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の液晶層の厚さを説明す
る模式図である。

【図６】（ａ）は実施例１の液晶表示装置の部分断面図
であり、（ｂ）はその１画素分についての平面図であ
る。

【図７】実施例１で作製した液晶セルの画素を偏光顕微
鏡（クロスニコル）で観察した結果を模式的に示す図で
ある。

【図８】実施例１の液晶表示装置の電気光学特性を示す
図である。

【図９】実施例１の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図１０】（ａ）は実施例２の液晶表示装置の部分断面
図であり、（ｂ）はその１画素分についての平面図であ
る。

【図１１】実施例４の液晶表示装置の部分断面図であ
る。

【図１２】実施例６の液晶表示装置の視角特性を示す図
である。

【図１３】実施例７の液晶表示装置の視角特性を示す図
である。

【図１４】（ａ）は比較例１の液晶表示装置の部分断面
図であり、（ｂ）はその１画素分についての平面図であ
る。

【図１５】従来の液晶表示装置の動作原理を説明する図
である。

【図１６】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

３１、３３透明電極３２、３４基板３５電極の無い領域３６凸部３８ａ、３８ｂ垂直配向層４２液晶分子４０液晶層４４軸対称配向中心軸６０ガラス基板６１透明電極６２ガラス基板６３透明電極６４電極の無い領域６５スペーサー６６凸部６７垂直配向層６８垂直配向層７０液晶層１００液晶表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々電極を有する一対の基板の間に、負
の誘電異方性を有する液晶層が設けられ、該液晶層の液
晶分子が、駆動電圧無印加時には該一対の基板に対して
略垂直に配向し、駆動電圧印加時には該液晶分子が複数
の画素領域毎に軸対称配向中心軸を中心に軸対称状に配
向する液晶表示装置において、少なくとも一方の基板の液晶層側の表面に、前記画素領
域を包囲する凸部が形成されており、かつ、該軸対称配
向中心軸の位置を制御する処理が施されている液晶表示
装置。
【請求項２】前記複数の画素領域内のそれぞれのほぼ
中央部または一定の位置に、軸対称配向中心軸出し電圧
の印加時においても液晶分子が垂直配向状態を保持して
いる領域を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記軸対称配向中心軸出し電圧の印加時
において液晶分子が垂直配向状態を保持している領域の
面積をＳａ、前記画素領域の面積をＡとすると、Ｓａが
０＜Ｓａ／Ａ＜４％を満足する請求項２に記載の液晶表
示装置。
【請求項４】前記複数の画素領域内のそれぞれのほぼ
中央部または一定の位置に電極の無い領域を有し、該電
極の無い領域に前記液晶分子の軸対称配向中心軸が形成
されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記電極の無い領域の面積をＳｂ、前記
画素領域の面積をＡとすると、Ｓｂが０＜Ｓｂ／Ａ＜４
％を満足する請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶層の該画素領域内の厚さが、該
画素領域外の液晶層の厚さより大きい請求項１、２また
は４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記画素領域内の前記液晶層の厚さは、
該画素領域の中央部で最も厚く、該中央部から該画素領
域の周辺部に向かって連続的に減少する請求項６に記載
の液晶表示装置。
【請求項８】前記画素領域内の前記液晶層の厚さは、
該画素領域の中央部を中心に軸対称状に変化している請
求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記一対の基板の少なくともどちらか一
方の基板の液晶層に接する表面に、軸対称配向固定層が
形成されている請求項１から８いずれか一つに記載の液
晶表示装置。
【請求項１０】前記軸対称配向固定層が光硬化性樹脂
からなる請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】各々電極を有する一対の基板の間に、
負の誘電異方性を有する液晶層が設けられ、該液晶層の
液晶分子が、駆動電圧無印加時には該一対の基板に対し
て略垂直に配向し、駆動電圧印加時には該液晶分子が複
数の画素領域毎に軸対称配向中心軸を中心に軸対称状に
配向する液晶表示装置の製造方法において、軸対称配向中心軸出し操作を行う液晶表示装置の製造方
法。
【請求項１２】前記軸対称配向中心軸出し操作が、前記一対の基板の間に、液晶材料と光硬化性材料とを含
む前駆体混合物を配置する工程と、該前駆体混合物に軸対称配向中心軸出し電圧を印加する
と共に該光硬化性材料を硬化させる工程とを有する請求
項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】前記軸対称配向中心軸出し操作におけ
る、前記前駆体混合物に印加する軸対称配向中心軸出し
電圧が、液晶材料の閾値電圧の１／２以上である請求項
１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】前記軸対称配向中心軸出し操作におけ
る、前記前駆体混合物に印加する軸対称配向中心軸出し
電圧が交流電圧である請求項１２または１３に記載の該
液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】前記交流電圧の周波数が１Ｈｚ以上で
ある請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。