KR100767945B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)는 제1 기판(100a)의 액정층(30) 측에 설치된 제1 전극(14)과, 제2 기판(100b)에 설치되어 제1 전극(14)에 상기 액정층(30)을 거쳐서 대향하는 제2 전극(22)에 의해 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖는다. 제1 전극(14)은 복수의 개구부(14a)와 중실부(14b)를 갖고, 상기 중실부(14b)는 복수의 단위 중실부(14b')와, 각각의 단위 중실부(14b')를 서로 접속하는 접속부(14d)를 갖는다. 제2 기판(100b)은 각 접속부(14d)에 대응하는 영역에, 접속부(14d) 상의 액정층(30)의 액정 분자(30a)를 적어도 전압 인가 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제1 배향 규제 구조(28)를 갖는다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 광시야각 특성을 갖고, 고품위의 표시를 하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터의 디스플레이나 휴대 정보 단말 기기의 표시부에 이용되는 표시 장치로서, 박형 경량의 액정 표시 장치가 이용되고 있다. 그러나 종래의 트위스트 네마틱형(TN형), 슈퍼 트위스트 네마틱형(STN형) 액정 표시 장치는, 시야각이 좁다고 하는 결점이 있으며, 그것을 해결하기 위해 여러 가지 기술 개발이 행해지고 있다.

TN형이나 STN형의 액정 표시 장치의 시야각 특성을 개선하기 위한 대표적인 기술로서, 광학 보상판을 부가하는 방식이 있다. 다른 방식으로서, 기판의 표면에 대하여 수평 방향의 전계를 액정층에 인가하는 횡전계 방식이 있다. 이 횡전계 방식의 액정 표시 장치는, 최근 양산화되면서 주목받고 있다. 또한, 다른 기술로서는, 액정 재료로서 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 사용하여, 배향막으로서 수직 배향막을 이용하는 DAP(deformation of vertical aligned phase)가 있다. 이것은 전압 제어 복굴절(ECB : electrically controlled birefringence) 방식 중 하나이며, 액정 분자의 복굴절성을 이용하여 투과율을 제어한다.

그러나 횡전계 방식은, 광시야각화 기술로서 유효한 방식 중 하나이기는 하지만, 제조 공정에 있어서 통상의 TN형과 비교하여 생산 이윤이 현저히 적어지므로, 안정된 생산이 곤란하다고 하는 문제가 있다. 이것은 기판간의 갭 불균일이나 액정 분자의 배향축에 대한 편광판의 투과축(편광축) 방향의 어긋남이, 표시 휘도나 콘트라스트비에 크게 영향을 주기 때문이며, 이들을 고정밀도로 제어하여 안정된 생산을 하기 위해서는 한층 더 기술 개발이 필요하다.

또한, DAP 방식의 액정 표시 장치로 표시 불균일이 없는 균일한 표시를 하기 위해서는, 배향 제어를 할 필요가 있다. 배향 제어의 방법으로서는, 배향막의 표면을 러빙함으로써 배향 처리하는 방법이 있다. 그러나 수직 배향막에 러빙 처리를 하면, 표시 화상 중에 러빙 줄무늬가 발생하기 쉬워 양산에는 적합하지 않다.

그래서, 본원 발명자는 다른 발명자와 함께, 액정층을 거쳐서 대향하는 한 쌍의 전극 중 한쪽에 개구부와 중실부로 이루어지는 소정의 전극 구조를 형성하고, 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해, 이들의 개구부 및 중실부에 방사형 경사 배향을 취하는 복수의 액정 도메인(domain)을 형성하는 수법을 제안하고 있다(일본 특허 공개 제2003-043525호 공보). 이 수법을 이용하면, 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인이 안정적으로 높은 연속성을 갖도록 형성되므로, 시야각 특성 및 표시 품위를 향상시킬 수 있다.

그러나 액정 표시 장치의 보급에 수반하여, 액정 표시 장치에 요구되는 표시 특성은 높아져, 표시 특성의 향상이 한층 더 기대되고 있다.

도1의 (a) 및 도1의 (b)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100) 중 하나의 회소 영역의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도1의 (a)는 상면도, 도1의 (b)는 도1의 (a) 중 1B-1B'선을 따른 단면도이다.

도2의 (a) 및 도2의 (b)는 액정 표시 장치(100)의 액정층(30)에 전압을 인가한 상태를 나타내는 도면이며, 도2의 (a)는 배향이 변화되기 시작한 상태[온(ON) 초기 상태]를 개략적으로 나타내고, 도2의 (b)는 정상 상태를 개략적으로 나타낸다.

도3의 (a) 내지 도3의 (d)는 전기력선과 액정 분자의 배향 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도4의 (a) 내지 도4의 (c)는 액정 표시 장치(100)에서의 기판 법선 방향으로부터 본 액정 분자의 배향 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도5의 (a) 내지 도5의 (c)는 액정 분자의 방사형 경사 배향의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도6의 (a), 도6의 (b) 및 도6의 (c)는 접속부에 대응한 영역에 배향 규제 구조를 갖지 않은 액정 표시 장치(1000) 중 하나의 회소 영역의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도6의 (a)는 상면도, 도6의 (b)는 도6의 (a) 중 6B-6B'선을 따른 단면도, 도6의 (c)는 도6의 (a) 중 6C-6C'선을 따른 단면도이다.

도7의 (a) 내지 도7의 (d)는 배향 규제 구조(28)를 갖는 대향 기판(100b)을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도8의 (a) 및 도8의 (b)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 단면 구성을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도8의 (a)는 도1의 (a) 중 8A-8A'선을 따른 단면도, 도8의 (b)는 도1의 (a) 중 8B-8B'선을 따른 단면도이다.

도9의 (a) 및 도9의 (b)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 다른 태양을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도9의 (a)는 도8의 (a), 도9의 (b)는 도8의 (b)에 상당한다.

도10의 (a) 및 도10의 (b)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 다른 태양을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도10의 (a)는 도8의 (a), 도10의 (b)는 도8의 (b)에 상당한다.

도11의 (a) 및 도11의 (b)는 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 다른 태양을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도11의 (a)는 도8의 (a), 도11의 (b)는 도8의 (b)에 상당한다.

도12는 회소 전극의 접속부의 다른 태양을 개략적으로 나타내는 상면도이다.

도13의 (a) 및 도13의 (b)는 본 발명에 의한 다른 액정 표시 장치(200) 중 하나의 회소 영역의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도13의 (a)는 상면도, 도13의 (b)는 도13의 (a) 중 13B-13B'선을 따른 단면도이다.

도14의 (a), 도14의 (b) 및 도14의 (c)는 액정 표시 장치(200)의 1 회소 영역의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도14의 (a)는 전압 무인가 상태를 나타내고, 도14의 (b)는 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 나타내고, 도14의 (c)는 정상 상태를 나타낸다.

도15의 (a) 및 도15의 (b)는 액정 표시 장치(200)에 있어서 액정층에 전압을 인가했을 때에 액정 도메인이 형성되는 모습을 나타내고, 도15의 (a)는 액정 분자의 배향 상태를 계산한 결과(시뮬레이션 결과)를 나타내는 도면, 도15의 (b)는 실제로 작성한 액정 패널의 사진이다. 또한, 도15의 (c)는 도15의 (a)에 나타낸 영역의 구조를 개략적으로 나타내는 상면도이다.

도16의 (a) 및 도16의 (b)는 접속부 상의 배향 규제 구조를 생략한 경우의 액정 도메인이 형성되는 모습을 나타내고, 도16의 (a)는 액정 분자의 배향 상태를 계산한 결과(시뮬레이션 결과)를 나타내는 도면, 도16의 (b)는 실제로 작성한 액정 패널의 사진이다. 또한, 도16의 (c)는 도16의 (a)에 나타낸 영역의 구조를 개략적으로 나타내는 상면도이다.

도17은 본 발명에 의한 액정 표시 장치에 이용되는 다른 회소 전극을 개략적으로 나타내는 상면도이다.

도18은 본 발명에 의한 액정 표시 장치에 이용되는 다른 회소 전극을 개략적으로 나타내는 상면도이다.

도19의 (a) 및 도19의 (b)는 단위 중실부의 각부를 예각화함에 따른 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도20의 (a)는 각부가 예각화된 단위 중실부를 나타내는 상면도이며, 도20의 (b) 및 도20의 (c)는 도20의 (a)에 나타내는 단위 중실부를 포함하는 회소 전극을 구비한 액정 표시 장치에 있어서 6V의 전압을 액정층에 인가했을 때의 사진이다. 도20의 (b)는 전압 인가 직후에 상당하고, 도20의 (c)는 액정 분자의 배향이 정상 상태에 달한 상태(안정 상태)에 상당한다.

도21의 (a)는 각부가 예각화되어 있지 않은 단위 중실부를 나타내는 상면도이며, 도21의 (b) 및 도21의 (c)는 도21의 (a)에 나타내는 단위 중실부를 포함하는 회소 전극을 구비한 액정 표시 장치에 있어서 6V의 전압을 액정층에 인가했을 때의 사진이다. 도21의 (b)는 전압 인가 직후에 상당하고, 도21의 (c)는 액정 분자의 배향이 정상 상태에 달한 상태(안정 상태)에 상당한다.

도22는 도20의 (a)에 나타내는 단위 중실부를 구비한 액정 표시 장치와, 도21의 (a)에 나타내는 단위 중실부를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 액정층에의 인가 전압을 1.2V에서 2.85V로 변화했을 때의 응답파형을 나타내는 그래프이다.

도23의 (a), 도23의 (b) 및 도23의 (c)는 2층 구조 전극을 구비하는 액정 표시 장치(300)의 1 회소 영역의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도23의 (a)는 전압 무인가 상태를 나타내고, 도23의 (b)는 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 나타내고, 도23의 (c)는 정상 상태를 나타낸다.

도24의 (a), 도24의 (b) 및 도24의 (c)는 2층 구조 전극을 구비하는 다른 액정 표시 장치(400)의 1 회소 영역의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도24의 (a)는 전압 무인가 상태를 나타내고, 도24의 (b)는 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 나타내고, 도24의 (c)는 정상 상태를 나타낸다.

도25는 2층 구조 전극을 구비하는 다른 액정 표시 장치(500)의 1 회소 영역의 단면 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명은 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 광시야각 특성을 갖고, 표시 특성이 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고, 상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고, 상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와 중실부를 갖고, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하고, 또한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되었을 때에, 상기 제1 전극의 상기 복수의 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해, 상기 복수의 개구부 및 상기 중실부에, 각각이 방사형 경사 배향 상태를 취하는 복수의 액정 도메인을 형성하는 액정 표시 장치이며, 상기 제1 전극의 상기 중실부는 복수의 단위 중실부와, 각각이 상기 복수의 단위 중실부 중 적어도 3개의 단위 중실부를 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 복수의 접속부의 각각 위에 위치하는 상기 액정층의 액정 분자를 적어도 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제1 배향 규제 구조를 갖고, 그에 의해 상기 목적이 달성된다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 배향 규제 구조가 발현되는 배향 규제력에 의해, 상기 복수의 접속부의 각각에도 방사형 경사 배향 상태를 취하는 액정 도메인을 형성한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 복수의 접속부의 각각은 상기 복수의 단위 중실부 중 4개의 단위 중실부를 서로 접속한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부의 각각은 복수의 각(角)부를 갖고, 상기 복수의 접속부의 각각은 인접하는 단위 중실부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속한다.

상기 복수의 각부의 각각은 예각화된 각부인 것이 바람직하다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 복수의 각부는 4개의 각부이다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 표면이며, 상기 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면을 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서만 배향 규제력을 발현한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 전극에 설치된 개구부를 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하여 형성되는 상기 액정 도메인 내의 액정 분자를 적어도 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제2 배향 규제 구조를 갖는다.

상기 제2 배향 규제 구조는, 상기 복수의 단위 중실부의 각각의 중앙 부근에 대응하는 영역에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하여 형성되는 상기 액정 도메인 내에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조에 의한 배향 규제 방향은 상기 경사 전계에 의한 방사형 경사 배향의 방향과 정합하는 것이 바람직하다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 표면이며, 상기 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면을 포함한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서만 배향 규제력을 발현한다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 전극에 설치된 개구부를 포함한다.

상기 복수의 단위 중실부 각각의 형상은 회전 대칭성을 갖는 것이 바람직하다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부 각각의 형상은 4회 회전 대칭성을 갖는 대략 별 형상이다.

상기 복수의 단위 중실부는, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 개구부 중 적어도 일부의 개구부는, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 개구부 중 상기 적어도 일부의 개구부 각각의 형상은 회전 대칭성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1 기판은 상기 제1 전극의 상기 액정층과는 반대측에 설치된 유전체층과, 상기 유전체층을 거쳐서 상기 제1 전극의 상기 적어도 하나의 개구부 중 적어도 일부에 대향하는 제3 전극을 더 갖는 구성으로 해도 좋다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 복수의 회소 영역의 각각에 대응하여 설치된 스위칭 소자를 더 갖고, 상기 제1 전극은 상기 복수의 회소 영역마다 설치되어, 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭되는 회소 전극이며, 상기 제2 전극은 상기 복수의 회소 전극에 대향하는 적어도 하나의 대향 전극이다.

혹은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고, 상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고, 상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하는 액정 표시 장치이며, 상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와, 각각이 예각화된 4개의 각부를 갖는 대략 별 형상의 복수의 도전부와, 각각이 상기 복수의 도전부 중 4개의 도전부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고, 상기 제2 기판은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 갖고, 그에 의해 상기 목적이 달성된다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 복수의 도전부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 액정층 측으로 돌출한 또 다른 볼록부를 갖는다.

혹은, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고, 상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고, 상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하는 액정 표시 장치이며, 상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와, 각각이 예각화된 4개의 각부를 갖는 대략 별 형상의 복수의 도전부와, 각각이 상기 복수의 도전부 중 4개의 도전부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고, 상기 제2 전극은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에 설치된 개구부를 포함하여, 그에 의해 상기 목적이 달성된다.

어떤 적합한 실시 형태에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 복수의 도전부의 각각에 대응하는 영역에 설치된 또 다른 개구부를 갖는다.

이하, 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치에 있어서는, 회소 영역의 액정층에 전압을 인가하는 한 쌍의 전극 중 한쪽이 복수의 개구부(전극 내에서 도전막이 존재하지 않는 부분)와 중실부(전극 내에서 개구부 이외의 부분, 도전막이 존재하는 부분)를 가진다. 전극의 중실부는, 복수의 단위 중실부(도전부)를 갖고, 복수의 단위 중실부는 접속부에 의해 서로 접속되어 있다. 액정층은 전압 무인가 상태에 있어서 수직 배향 상태를 취하고, 또한 전압 인가 상태에 있어서는 전극의 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해, 방사형 경사 배향 상태를 취하는 복수의 액정 도메인을 형성한다. 전형적으로는, 액정층은 마이너스의 유전 이방성을 갖는 액정 재료로 이루어져, 그 양측에 설치된 수직 배향층(예컨대 수직 배향막)에 의해 배향 규제되어 있다.

이 경사 전계에 의해 형성되는 액정 도메인은 전극의 개구부 및 중실부에 대응하는 영역에 형성되어, 이들 액정 도메인의 배향 상태가 전압에 따라서 변화함으로써 표시를 한다. 전형적으로는, 복수의 개구부의 각각과 복수의 단위 중실부의 각각에 액정 도메인이 형성된다. 각각의 액정 도메인은 방사형 경사 배향을 취하므로, 고회전 대칭성의 배향을 취할 수 있어, 그로 인해 표시 품위의 시각 의존성을 작게 하여, 광시야각 특성을 실현할 수 있다.

또한, 개구부에 형성되는 액정 도메인 및 중실부에 형성되는 액정 도메인은 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해 형성되므로, 이들은 서로 인접하여 교대로 형성되고, 또한 인접하는 액정 도메인간의 액정 분자의 배향은 본질적으로 연속이다. 따라서 개구부에 형성되는 액정 도메인과 중실부에 형성되는 액정 도메인 사이에는 디스크리네이션 라인은 생성되지 않으며, 그에 의한 표시 품위의 저하도 없어, 액정 분자의 배향의 안정성도 높다.

본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 전극의 중실부에 대응하는 영역뿐만 아니라, 개구부에 대응하는 영역에도 액정 분자가 방사형 경사 배향을 취하므로, 상술한 종래의 액정 표시 장치와 비교하여 액정 분자의 배향의 연속성이 높아 안정된 배향 상태가 실현되어, 거칠거칠함이 없는 균일한 표시를 얻을 수 있다. 특히, 양호한 응답 특성(빠른 응답 속도)을 실현하기 위해, 액정 분자의 배향을 제어하기 위한 경사 전계를 많은 액정 분자에 작용시킬 필요가 있으며, 그를 위해서는 개구부(에지부)를 많이 형성할 필요가 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는 개구부에 대응하여 안정된 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인이 형성되므로, 응답 특성을 개선하기 위해 개구부를 많이 형성해도, 그에 수반하는 표시 품위의 저하(거칠거칠함의 발생)를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 액정 표시 장치에서는, 경사 전계를 생성하는 전극을 구비한 제1 기판에 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 기판이, 3개 이상의 단위 중실부를 서로 접속하는 접속부에 대응하는 영역에, 접속부 위에 위치하는 액정층의 액정 분자를 적어도 전압 인가 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 제1 배향 규제 구조를 갖고 있으므로, 접속부 위에 위치하는 액정층의 배향 상태가 안정화된다. 그로 인해 접속부 위에 위치하는 액정층의 배향 흐트러짐에 기인한 표시 품위의 저하가 억제되어, 고품위의 표시가 실현된다.

접속부 위에 위치하는 액정층에는, 접속부와 단위 중실부가 연속되는 방향(방위)에 있어서, 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의한 배향 규제력이 거의 작용하지 않는다. 또, 3개 이상의 단위 중실부를 접속하는 접속부 상의 액정층에 대해서는 그와 같은 방향(방위)이 많이 존재한다. 그로 인해 상기와 같은 제1 배향 규제 구조를 구비하고 있지 않은 경우, 접속부 위에 위치하는 액정층은 배향 상태가 불안정해지기 쉬워, 그에 의해 표시 품위가 저하된다.

배향의 안정성을 향상시켜, 표시 품위를 향상시키는 관점에서는 제1 배향 규제 구조가 발현되는 배향 규제력에 의해, 접속부에 대응한 영역에도 방사형 경사 배향 상태를 취하는 액정 도메인이 형성되는 것이 바람직하다.

하나의 접속부에 의해 접속되는 단위 중실부의 수가 많아질수록, 접속부와 단위 중실부가 연속되는 방향(방위)이 많이 존재하므로, 본 발명은 접속부가 4개 혹은 그 이상의 단위 중실부를 접속하는 경우에, 특히 적합하게 이용된다.

전극의 단위 중실부가 복수의 각부를 가진 경우, 접속부가 단위 중실부를 각부를 거쳐서 서로 접속하는 구성으로 해도 좋다. 하나의 단위 중실부가 갖는 각부의 개수는, 전형적으로는 4개이다.

단위 중실부의 각부가 예각화되어 있으면, 경사 전계를 생성하기 위한 전극의 변이 더욱 많이 형성되므로, 더욱 많은 액정 분자에 경사 전계를 작용시킬 수 있다. 그로 인해, 전계에 응답하여 최초로 경사지기 시작하는 액정 분자의 수가 더욱 많아져, 회소 영역 전역에 걸쳐 방사형 경사 배향이 형성되는 데 요하는 시간이 짧아지므로 응답 속도가 향상된다. 또한, 각부가 예각화되어 있으면, 전극의 변에서 단위 중실부의 중앙부까지의 거리가 짧아지므로, 에지부에서 경사진 액정 분자의 영향을 받아 단위 중실부 내의 액정 분자가 쓰러지는 데 요하는 시간이 짧아진다. 그로 인해 이 점에서도 우수한 응답 특성을 얻을 수 있다.

제1 배향 규제 구조는, 적어도 전압 인가 상태에 있어서 배향 규제력을 발휘하면 배향을 안정화하는 효과를 얻을 수 있지만, 전압 무인가 상태에 있어서도 배향 규제력을 발휘하는 구성을 채용하면, 인가 전압의 크기에 상관없이 배향을 안정화할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 제1 배향 규제 구조의 배향 규제력은 비교적 약해도 효과를 발휘하므로, 회소의 크기에 비해 작은 구조라도 충분히 배향을 안정화하는 것이 가능하다. 따라서 제1 배향 규제 구조는, 단위 중실부를 갖는 전극에 의한 배향 규제력보다도 약한 배향 규제력을 발현하는 것만으로도 좋으므로, 여러 가지의 구조를 이용하여 실현할 수 있다.

제1 배향 규제 구조는, 예컨대 제2 기판의 액정층 측으로 돌출한 볼록부이다. 볼록부는 전압 무인가 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현할 수 있다. 또, 이러한 볼록부는, 간단한 공정으로 제조할 수 있으므로 생산 효율의 관점에서도 바람직하다. 또한, 제1 배향 규제 구조가 제2 기판의 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 제1 배향 규제 구조가 제2 기판의 액정층 측에 설치된 표면이며, 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면(경사 배향성의 표면)을 포함하는 구성으로 해도 좋다. 혹은, 제1 배향 규제 구조는 전극에 설치한 개구부라도 좋다. 이들은 공지의 방법으로 제조할 수 있다.

또한, 제2 기판이 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하는 영역에, 단위 중실부에 형성되는 액정 도메인 내의 액정 분자를 적어도 전압 인가 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제2 배향 규제 구조를 가지면, 적어도 전압 인가 상태에 있어서는 단위 중실부를 갖는 전극과 이 제2 배향 규제 구조에 의한 배향 규제력이 액정 도메인 내의 액정 분자에 작용하므로, 액정 도메인의 방사형 경사 배향이 더욱 안정화되어, 액정층에의 응력 인가에 의한 표시 품위의 저하(예컨대 잔상 현상의 발생)가 억제된다.

제2 배향 규제 구조를, 단위 중실부의 중앙 부근에 대응하는 영역에 설치함으로써, 방사형 경사 배향의 중심축의 위치를 고정할 수 있으므로, 방사형 경사 배향의 응력에 대한 내성이 효과적으로 향상된다.

단위 중실부에 대응하여 형성되는 액정 도메인 내에 있어서, 제2 배향 규제 구조에 의한 배향 규제 방향을, 경사 전계에 의한 방사형 경사 배향의 방향과 정합하도록 설정하면, 배향의 연속성 및 안정성이 증가하여, 표시 품위 및 응답 특성이 향상된다.

제2 배향 규제 구조는, 적어도 전압 인가 상태에 있어서 배향 규제력을 발휘하면 배향을 안정화하는 효과를 얻을 수 있지만, 전압 무인가 상태에 있어서도 배향 규제력을 발휘하는 구성을 채용하면, 인가 전압의 크기에 상관없이 배향을 안정화할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 제2 배향 규제 구조의 배향 규제력은 비교적 약해도 효과를 발휘하므로, 회소의 크기에 비해 작은 구조라도 충분히 배향을 안정화하는 것이 가능하다. 따라서 제2 배향 규제 구조는, 단위 중실부를 갖는 전극에 의한 배향 규제력보다도 약한 배향 규제력을 발현하는 것만으로도 좋으므로, 여러 가지의 구조를 이용하여 실현할 수 있다.

제2 배향 규제 구조는, 예컨대 제2 기판의 액정층 측으로 돌출한 볼록부이다. 볼록부는 전압 무인가 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현할 수 있다. 또, 이러한 볼록부는 간단한 공정으로 제조할 수 있으므로, 생산 효율의 관점에서도 바람직하다. 또한, 제2 배향 규제 구조가 제2 기판의 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 제2 배향 규제 구조가 제2 기판의 액정층 측에 설치된 표면이며, 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면(경사 배향성의 표면)을 포함하는 구성으로 해도 좋다. 혹은, 배향 규제 구조는 전극에 설치한 개구부라도 좋다. 이들은 공지의 방법으로 제조할 수 있다.

단위 중실부의 형상(기판 법선 방향으로부터 보았을 때의 형상)이 회전 대칭성을 가짐으로써, 단위 중실부에 대응한 영역에 형성되는 액정 도메인의 방사형 경사 배향의 안정성을 높일 수 있다. 액정 도메인의 시각 의존성을 줄이기 위해서는, 단위 중실부의 형상이 높은 회전 대칭성(2회 회전 대칭성 이상이 바람직하고, 4회 회전 대칭성 이상이 더욱 바람직함)을 갖는 것이 바람직하다.

단위 중실부의 형상은, 예컨대 대략 별 형상이며, 직사각형을 그 변이 안쪽으로 굴곡 또는 만곡하도록 변형시킨 형상이다. 대략 별 형상의 단위 중실부는, 2회 회전 대칭성을 갖는(4회 회전 대칭축을 가짐) 것이 바람직하며, 4회 회전 대칭성을 갖는(4회 회전 대칭축을 가짐) 것이 더욱 바람직하다.

복수의 단위 중실부가, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 구성으로 함으로써, 단위격자를 단위로 하여 복수의 액정 도메인을 높은 대칭성으로 배치할 수 있으므로, 표시 품위의 시각 의존성을 향상시킬 수 있다. 또한, 회소 영역의 전체를 단위격자로 분할함으로써, 회소 영역의 전체에 걸쳐 액정층의 배향을 안정화할 수 있다. 예컨대, 각각의 단위 중실부의 중심이 정방격자를 형성하도록 복수의 단위 중실부를 배열한다. 또, 하나의 회소 영역이, 예컨대 보조 용량 배선과 같이 불투명한 구성 요소에 의해 분할되는 경우에는, 표시에 기여하는 영역마다 단위격자를 배치하면 좋다.

복수의 개구부 중 적어도 일부의 개구부가, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 구성으로 함으로써, 단위격자를 단위로 하여 복수의 액정 도메인을 높은 대칭성으로 배치할 수 있으므로, 표시 품위의 시각 의존성을 향상시킬 수 있다. 또한, 회소 영역의 전체를 단위격자로 분할함으로써, 회소 영역의 전체에 걸쳐 액정층의 배향을 안정화할 수 있다. 예컨대, 각각의 개구부의 중심이 정방격자를 형성하도록 개구부를 배열한다. 또, 하나의 회소 영역이, 예컨대 보조 용량 배선과 같이 불투명한 구성 요소에 의해 분할되는 경우에는, 표시에 기여하는 영역마다 단위격자를 배치하면 좋다.

복수의 개구부 중 적어도 일부의 개구부(전형적으로는 단위격자를 형성하는 개구부) 각각의 형상(기판 법선 방향에서 보았을 때의 형상)이 회전 대칭성을 가짐으로써, 개구부에 형성되는 액정 도메인의 방사형 경사 배향의 안정성을 높일 수 있다. 액정 도메인의 시각 의존성을 줄이기 위해서는, 개구부의 형상이 높은 회전 대칭성(2회 회전 대칭성 이상이 바람직하고, 4회 회전 대칭성 이상이 더욱 바람직함)을 갖는 것이 바람직하다.

개구부의 형상은 예컨대 대략 마름모형이다. 혹은, 2개의 원호[전형적으로는 열호(劣弧)]형의 변을 조합한 대략 원호 이각형(소위 아몬드형)이라도 좋다.

상술한 한 쌍의 전극 중 한쪽에 개구부를 설치한 전극 구조에서는, 개구부에 대응하는 영역의 액정층에 충분한 전압이 인가되지 않아, 충분한 리타데이션 변화를 얻을 수 없으므로, 빛의 이용 효율이 저하된다고 하는 문제가 발생하는 경우가 있다. 그래서 개구부를 설치한 전극의 액정층과는 반대측에 유전체층을 설치하고, 이 유전체층을 거쳐서 전극의 개구부 중 적어도 일부에 대향하는 또 다른 전극을 설치함으로써(2층 구조 전극), 개구부에 대응하는 액정층에 충분한 전압을 인가할 수 있어, 빛의 이용 효율이나 응답 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 예컨대 회소 영역마다 TFT 등의 스위칭 소자를 구비하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치이며, 상술한 개구부를 갖는 전극은 스위칭 소자에 접속된 회소 전극이며, 다른 쪽 전극은 복수의 회소 전극에 대향하는 적어도 하나의 대향 전극이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

우선, 본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 전극 구조와 그 작용을 설명한다. 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 우수한 표시 특성이 있기 때문에, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 적합하게 이용된다. 이하에서는, 박막 트랜지스터(TFT)를 이용한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 대해, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, MIM을 이용한 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치나 단순 매트릭스형 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 또, 이하에서는 투과형 액정 표시 장치를 예로 들어 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반사형 액정 표시 장치나, 또한 후술하는 투과 반사 양용(兩用)형 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

또, 본 출원 명세서에 있어서는 표시의 최소 단위인「회소」에 대응하는 액정 표시 장치의 영역을「회소 영역」이라 부른다. 컬러 액정 표시 장치에 있어서는 R, G, B의「회소」가 하나의「화소」에 대응한다. 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서는 회소 전극과 회소 전극에 대향하는 대향 전극이 회소 영역을 규정한다. 또한, 단순 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서는 스트라이프 형상으로 설치되는 열 전극과 열 전극에 직교하도록 설치되는 행 전극이 서로 교차하는 각각의 영역이 회소 영역을 규정한다. 또, 블랙 매트릭스가 설치되는 구성에 있어서는, 엄밀하게는 표시해야 할 상태에 따라서 전압이 인가되는 영역 중, 블랙 매트릭스의 개구부에 대응하는 영역이 회소 영역에 대응하게 된다.

도1의 (a) 및 도1의 (b)를 참조하면서, 본 실시 형태에서의 액정 표시 장치(100) 중 하나의 회소 영역의 구조를 설명한다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해 컬러 필터나 블랙 매트릭스를 생략한다. 또한, 이하의 도면에 있어서는 액정 표시 장치(100)의 구성 요소와 실질적으로 동일한 기능을 구비하는 구성 요소를 동일한 참조 부호로 나타내고, 그 설명을 생략한다. 도1의 (a)는 기판 법선 방향으로부터 본 상면도이며, 도1의 (b)는 도1의 (a) 중의 1B-lB'선을 따른 단면도에 상당한다. 도1의 (b)는 액정층에 전압을 인가하고 있지 않은 상태를 나타내고 있다.

액정 표시 장치(100)는 액티브 매트릭스 기판(이하「TFT 기판」이라 부름)(100a)과, 대향 기판(「컬러 필터 기판」이라고도 부름)(100b)과, TFT 기판(100a)과 대향 기판(100b) 사이에 설치된 액정층(30)을 가진다. 액정층(30)의 액정 분자(30a)는 마이너스의 유전율 이방성을 갖고, TFT 기판(100a) 및 대향 기판(100b)의 액정층(30) 측의 표면에 설치된 수직 배향층으로서의 수직 배향막(도시되지 않음)에 의해, 액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않을 때, 도1의 (b)에 도시한 바와 같이 수직 배향막의 표면에 대하여 수직으로 배향한다. 이때, 액정층(30)은 수직 배향 상태에 있다고 한다. 단, 수직 배향 상태에 있는 액정층(30)의 액정 분자(30a)는 수직 배향막의 종류나 액정 재료의 종류에 따라 수직 배향막의 표면(기판의 표면)의 법선으로부터 약간 경사지는 경우가 있다. 일반적으로, 수직 배향막의 표면에 대하여, 액정 분자축(「축 방위」라고도 함)이 약 85°이상의 각도로 배향한 상태가 수직 배향 상태라 불린다.

액정 표시 장치(100)의 TFT 기판(100a)은 투명 기판(예컨대 유리 기판)(11)과 그 표면에 형성된 회소 전극(14)을 가진다. 대향 기판(100b)은 투명 기판(예컨대 유리 기판)(21)과 그 표면에 형성된 대향 전극(22)을 가진다. 액정층(30)을 거쳐서 서로 대향하도록 배치된 회소 전극(14)과 대향 전극(22)이 인가되는 전압에 따라서 회소 영역마다의 액정층(30)의 배향 상태가 변화된다. 액정층(30)의 배향 상태의 변화에 수반하여, 액정층(30)을 투과하는 빛의 편광 상태나 양이 변화되는 현상을 이용하여 표시가 행해진다.

액정 표시 장치(100)가 갖는 회소 전극(14)은 복수의 개구부(4a)와 중실부(14b)를 가진다. 개구부(14a)는 도전막(예컨대 ITO막)으로 형성되는 회소 전극(14) 내의 도전막이 제거된 부분을 가리키고, 중실부(14b)는 도전막이 존재하는 부분[개구부(14a) 이외의 부분]을 가리킨다. 개구부(14a)는 하나의 회소 전극마다 복수 형성되어 있지만, 중실부(14b)는 기본적으로는 연속된 단일 도전막으로 형성되어 있다. 또, 도1의 (a) 중에 실선으로 나타낸 정사각형은 단일 도전층으로 형성된 종래의 회소 전극에 대응하는 영역(외형)을 나타내고 있다.

복수의 개구부(14a)는, 그 중심이 정방격자를 형성하도록 배치되어 있고, 하나의 단위격자를 형성하는 4개의 격자점 위에 중심이 위치하는 4개의 개구부(14a)에 의해 실질적으로 둘러싸이는 중실부(「단위 중실부」라 칭함)(14b')는 4개의 정상점을 갖고, 그 중심에 4회 회전축을 갖는(즉 4회 회전 대칭성을 가짐) 대략 별 형상의 형상을 가진다. 또한, 각 개구부(14a)는 대략 마름모형이며, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 가진다. 또, 회소 영역의 전체에 걸쳐 배향을 안정시키기 위해, 회소 전극(14)의 단부까지 단위격자를 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 도시한 바와 같이, 회소 전극의 단부는 개구부(14a)의 일부(예컨대 약 1/2)에 상당하는 형상으로 패터닝되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 구성을 갖는 회소 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 전압을 인가하면, 개구부(14a)의 에지부[단위 중실부(14b')의 주변]에 생성되는 경사 전계에 의해, 각각이 방사형 경사 배향을 갖는 복수의 액정 도메인이 형성된다. 액정 도메인은 각각의 개구부(14a)에 대응하는 영역과, 단위격자 내의 단위 중실부(14b')에 대응하는 영역에 각각 하나씩 형성된다.

또한, 회소 전극(14)은 개구부(14a)에 의해 실질적으로 둘러싸인 단위 중실부(14b') 이외에도 그와 실질적으로 동일한 크기로 동일한 형상의 부분이 중실부(14b)에 존재하도록 그 외형이 규정되어 있고, 이들 부분의 각각에 대응하는 영역에도 액정 도메인이 형성된다. 본원 명세서에서는, 이들의 부분도 단위 중실부라 칭한다. 즉, 중실부(14b) 중에서 하나의 액정 도메인을 형성하는 전계를 발생하는 부분을「단위 중실부」라 칭한다. 이들의 단위 중실부(14b')는 대략 별 형상이며, 실질적으로 동일한 형상으로 동일한 크기를 가진다. 즉, 회소 전극(14)은 각각이 대략 별 형상의 복수의 도전부를 가진다. 서로 인접하는 단위 중실부(14b')는 접속부(14d)에 의해 서로 접속되어 있고, 실질적으로 단일 도전막으로서 기능하는 중실부(14b)를 구성하고 있다. 본 실시 형태에서는, 단위 중실부(14c)는 예각화된 4개의 각부(14c)를 갖고 있으며, 접속부(14d)는 각부(14c) 끼리를 접속한다. 즉, 접속부(14d)는 각부(14c)를 거쳐서 단위 중실부를 접속하고 있다.

상술한 경사 전계에 의해 액정 도메인이 형성되는 메카니즘을 도2의 (a) 및 도2의 (b)를 참조하면서 설명한다. 도2의 (a) 및 도2의 (b)는 각각 도1의 (b)에 나타낸 액정층(30)에 전압을 인가한 상태를 나타내고 있고, 도2의 (a)는 액정층(30)에 인가된 전압에 따라서 액정 분자(30a)의 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 개략적으로 나타내고 있고, 도2의 (b)는 인가된 전압에 따라서 변화된 액정 분자(30a)의 배향이 정상 상태에 달한 상태를 개략적으로 나타내고 있다. 도2의 (a) 및 도2의 (b) 중 곡선 EQ는 등전위선 EQ를 나타낸다.

회소 전극(14)과 대향 전극(22)이 동일 전위일 때[액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않은 상태]에는, 도1의 (a)에 도시한 바와 같이 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는 양 기판(11 및 21)의 표면에 대하여 수직으로 배향하고 있다.

액정층(30)에 전압을 인가하면, 도2의 (a)에 도시한 등전위선 EQ(전기력선과 직교함)로 나타내는 전위 구배가 형성된다. 이 등전위선 EQ는 회소 전극(14)의 중실부(14b)와 대향 전극(22) 사이에 위치하는 액정층(30) 내에서는, 중실부(14b) 및 대향 전극(22)의 표면에 대하여 평행하며, 회소 전극(14)의 개구부(14a)에 대응하는 영역에서 함몰되어, 개구부(14a)의 에지부[개구부(14a)의 경계(외연)를 포함하는 개구부(14a)의 안쪽 주변] EG 상의 액정층(30) 내에는 경사진 등전위선 EQ로 나타내는 경사 전계가 형성된다.

마이너스의 유전 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는, 액정 분자(30a)의 축 방위를 등전위선 EQ에 대하여 평행(전기력선에 대하여 수직)하게 배향시키고자 하는 토크가 작용한다. 따라서 에지부 EG 상의 액정 분자(30a)는, 도2의 (a) 중에 화살표로 나타낸 바와 같이, 도면 중 오른쪽 에지부 EG에서는 시계 방향으로, 도면 중 좌측 에지부 EG에서는 반시계 방향으로, 각각 경사(회전)져 등전위선 EQ에 평행하게 배향한다.

여기서, 도3을 참조하면서 액정 분자(30a)의 배향 변화를 상세하게 설명한다.

액정층(30)에 전계가 생성되면, 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는, 그 축 방위를 등전위선 EQ에 대하여 평행하게 배향시키고자 하는 토크가 작용한다. 도3의 (a)에 도시한 바와 같이, 액정 분자(30a)의 축 방위에 대하여 수직인 등전위선 EQ로 나타내는 전계가 발생하면, 액정 분자(30a)에는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 경사지게 하는 토크가 같은 확률로 작용한다. 따라서 서로 대향하는 평행 평판형 배치의 전극 사이에 있는 액정층(30) 내에는, 시계 방향의 토크를 받는 액정 분자(30a)와 반시계 방향의 토크를 받는 액정 분자(30a)가 혼재한다. 그 결과, 액정층(30)에 인가된 전압에 따른 배향 상태에의 변화가 원활하게 일어나지 않지 않는 경우가 있다.

도2의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 개구부(14a)의 에지부 EG에 있어서, 액정 분자(30a)의 축 방위에 대하여 경사진 등전위선 EQ로 나타내는 전계(경사 전계)가 발생하면, 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 액정 분자(30a)는 등전위선 EQ와 평행해지기 위한 경사량이 적은 방향(도시한 예에서는 반시계 방향)으로 경사진다. 또한, 액정 분자(30a)의 축 방위에 대하여 수직 방향의 등전위선 EQ로 나타내는 전계가 발생하는 영역에 위치하는 액정 분자(30a)는, 도3의 (c)에 도시한 바와 같이 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)와 배향이 연속되도록(정합하도록), 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)와 동일한 방향으로 경사진다. 도3의 (d)에 도시한 바와 같이, 등전위선 EQ가 연속된 요철 형상을 형성하는 전계가 인가되면, 각각의 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)에 의해 규제되는 배향 방향과 정합하도록, 평탄한 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)가 배향된다. 또,「등전위선 EQ 상에 위치한다」라고 함은「등전위선 EQ로 나타내는 전계 내에 위치하는」것을 의미한다.

상술한 바와 같이, 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)로부터 시작되는 배향의 변화가 진행하여 정상 상태에 달하면, 도2의 (b)에 개략적으로 나타낸 배향 상태가 된다. 개구부(14a)의 중앙 부근에 위치하는 액정 분자(30a)는 개구부(14a)의 서로 대향하는 양측의 에지부 EG의 액정 분자(30a)의 배향의 영향을 거의 동등하게 받기 때문에, 등전위선 EQ에 대하여 수직인 배향 상태를 유지하여, 개구부(14a)의 중앙으로부터 떨어진 영역의 액정 분자(30a)는 각각 가까운 쪽의 에지부 EG의 액정 분자(30a)의 배향의 영향을 받아 경사져, 개구부(14a)의 중심(SA)에 관해서 대칭인 경사 배향을 형성한다. 이 배향 상태는, 액정 표시 장치(100)의 표시면에 수직인 방향[기판(11 및 21)의 표면에 수직인 방향]으로부터 보면, 액정 분자(30a)의 축 방위가 개구부(14a)의 중심에 관해서 방사형으로 배향한 상태에 있다(도시되지 않음). 그래서 본 출원 명세서에 있어서는, 이러한 배향 상태를「방사형 경사 배향」이라 부르기로 한다. 또한, 하나의 중심에 관해서 방사형 경사 배향을 취하는 액정층의 영역을 액정 도메인이라 칭한다.

개구부(14a)에 의해 실질적으로 포위된 단위 중실부(14b')에 대응하는 영역에 있어서도, 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향을 취하는 액정 도메인이 형성된다. 단위 중실부(14b')에 대응하는 영역의 액정 분자(30a)는, 개구부(14a)의 에지부 EG의 액정 분자(30a)의 배향의 영향을 받아, 단위 중실부(14b')의 중심(SA)[개구부(14a)가 형성되는 단위격자의 중심에 대응]에 관해서 대칭인 방사형 경사 배향을 취한다.

단위 중실부(14b')에 형성되는 액정 도메인에서의 방사형 경사 배향과 개구부(14a)에 형성되는 방사형 경사 배향은 연속되며, 모두 개구부(14a)의 에지부 EG의 액정 분자(30a)의 배향과 정합하도록 배향하고 있다. 개구부(14a)에 형성된 액정 도메인 내의 액정 분자(30a)는 위쪽[기판(100b) 측]이 개방된 콘 형상으로 배향하고, 단위 중실부(14b')에 형성된 액정 도메인 내의 액정 분자(30a)는 아래쪽[기판(100a) 측]이 개방된 콘 형상으로 배향한다. 이와 같이, 개구부(14a)에 형성되는 액정 도메인 및 단위 중실부(14b')에 형성되는 액정 도메인에 형성되는 방사형 경사 배향은 서로 연속되므로, 이들의 경계에 디스크리네이션 라인(배향 결함)이 형성되는 일이 없어, 그에 의해 디스크리네이션 라인의 발생에 의한 표시 품위의 저하는 일어나지 않는다.

액정 표시 장치의 표시 품위의 시각 의존성을 전 방위에 있어서 개선하기 위해서는, 각각의 회소 영역 내에 있어서, 모든 방위각 방향의 각각에 따라서 배향하는 액정 분자의 존재 확률이 회전 대칭성을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 회소 영역의 전체에 걸쳐 형성되는 액정 도메인이 회전 대칭성을 갖도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 단, 회소 영역의 전체에 걸쳐 회전 대칭성을 가질 필요는 반드시 없고, 회전 대칭성을 갖도록 배열된 액정 도메인(예컨대, 정방격자 형상으로 배열된 복수의 액정 도메인)의 집합체로서 회소 영역의 액정층이 형성되면 좋다. 따라서 회소 영역에 형성되는 복수의 개구부(14a)의 배치도 회소 영역의 전체에 걸쳐 회전 대칭성을 가질 필요는 반드시 없고, 회전 대칭성을 갖도록 배열된 개구부(예컨대 정방격자 형상으로 배열된 복수의 개구부)의 집합체로서 나타낼 수 있으면 좋다. 물론, 복수의 개구부(14a)에 실질적으로 포위되는 단위 중실부(14b')의 배치도 마찬가지이다. 또한, 각각의 액정 도메인의 형상도 회전 대칭성을 갖는 것이 바람직하므로, 각각의 개구부(14a) 및 단위 중실부(14b')의 형상도 회전 대칭을 갖는 것이 바람직하다.

또, 개구부(14a)의 중앙 부근의 액정층(30)에는 충분한 전압이 인가되지 않아, 개구부(14a)의 중앙 부근의 액정층(30)이 표시에 기여하지 않는 경우가 있다. 즉, 개구부(14a)의 중앙 부근의 액정층(30)의 방사형 경사 배향이 다소 흐트러지더라도[예컨대, 중심축이 개구부(14a)의 중심으로부터 어긋나더라도], 표시 품위가 저하되지 않는 경우가 있다. 따라서 적어도 단위 중실부(14b')에 대응하여 형성되는 액정 도메인이 회전 대칭성을 갖도록 배치되어 있으면 좋다.

도2의 (a) 및 도2의 (b)를 참조하면서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)의 회소 전극(14)은 복수의 개구부(14a)를 갖고 있으며, 회소 영역 내의 액정층(30) 내에, 경사진 영역을 갖는 등전위선 EQ로 나타내는 전계를 형성한다. 전압 무인가 시에 수직 배향 상태에 있는 액정층(30) 내의 마이너스의 유전 이방성을 갖는 액정 분자(30a)는, 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)의 배향 변화를 트리거로서 배향 방향을 변화하여 안정된 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인이 개구부(14a) 및 중실부(14b)에 형성된다. 액정층에 인가되는 전압에 따라서 이 액정 도메인의 액정 분자의 배향이 변화됨으로써, 표시가 행해진다.

본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)가 갖는 회소 전극(14)이 갖는 개구부(14a)의 형상(기판 법선 방향으로부터 본 형상) 및 그 배치에 대해 설명한다.

액정 표시 장치의 표시 특성은 액정 분자의 배향 상태(광학적 이방성)에 기인하여, 방위각 의존성을 나타낸다. 표시 특성의 방위각 의존성을 줄이기 위해서는, 액정 분자가 모든 방위각에 대하여 거의 동등한 확률로 배향하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 회소 영역 내의 액정 분자가 모든 방위각에 대하여 거의 동등한 확률로 배향하고 있는 것이 더욱 바람직하다. 따라서 개구부(14a)는, 각각의 회소 영역 내의 액정 분자(30a)가 모든 방위각에 대하여 거의 동등한 확률로 배향하도록, 액정 도메인을 형성하는 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 개구부(14a)의 형상은 각각의 중심(법선 방향)을 대칭축으로 하는 회전 대칭성(바람직하게는 2회 회전 대칭성 이상의 대칭성)을 갖는 것이 바람직하고, 또한 복수의 개구부(14a)가 회전 대칭성을 갖도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 단위 중실부(14b')의 형상도 회전 대칭성을 갖는 것이 바람직하고, 단위 중실부(14b')도 회전 대칭성을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.

단, 개구부(14a)나 단위 중실부(14)가 회소 영역 전체에 걸쳐 회전 대칭성을 갖도록 배치될 필요는 반드시 없고, 도1의 (a)에 도시한 바와 같이, 예컨대 정방격자(4회 회전축을 갖는 대칭성)를 최소 단위로 하여, 그들의 조합에 의해 회소 영역이 구성되면, 회소 영역 전체에 걸쳐 액정 분자가 모든 방위각에 대하여 실질적으로 동등한 확률로 배향시킬 수 있다.

도1의 (a)에 도시한, 회전 대칭성을 갖는 대략 열십자형의 개구부(14a) 및 대략 별 형상의 단위 중실부(14b)가 정방격자 형상으로 배열된 경우의 액정 분자(30a)의 배향 상태를 도4의 (a) 내지 도4의 (c)를 참조하면서 설명한다.

도4의 (a) 내지 도4의 (c)는, 각각 기판 법선 방향으로부터 본 액정 분자(30a)의 배향 상태를 개략적으로 나타내고 있다. 도4의 (b) 및 도4의 (c) 등, 기판 법선 방향으로부터 본 액정 분자(30a)의 배향 상태를 나타내는 도면에 있어서, 타원 형상으로 그려진 액정 분자(30a)의 끝이 검게 나타내어져 있는 단부는 그 단부가 타단보다도, 개구부(14a)를 갖는 회소 전극(14)이 설치되어 있는 기판측에 가깝도록 액정 분자(30a)가 경사져 있는 것을 나타내고 있다. 이하의 도면에 있어서도 마찬가지이다. 여기서는, 도1의 (a)에 나타낸 회소 영역 중 하나의 단위격자[4개의 개구부(14a)에 의해 형성됨]에 대해서 설명한다. 도4의 (a) 내지 도4의 (c) 중 대각선을 따른 단면은 도1의 (b), 도2의 (a) 및 도2의 (b) 각각에 대응하여, 이들의 도면을 모두 참조하면서 설명한다.

회소 전극(14) 및 대향 전극(22)이 동일 전위일 때, 즉 액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서는, TFT 기판(100a) 및 대향 기판(100b)의 액정층(30) 측 표면에 설치된 수직 배향층(도시되지 않음)에 의해 배향 방향이 규제되어 있는 액정 분자(30a)는, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 수직 배향 상태를 취한다.

액정층(30)에 전계를 인가하여, 도2의 (a)에 나타낸 등전위선 EQ로 나타내는 전계가 발생하면, 마이너스의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는 축 방위가 등전위선 EQ에 평행해지는 토크가 발생한다. 도3의 (a) 및 도3의 (b)를 참조하면서 설명한 바와 같이, 액정 분자(30a)의 분자축에 대하여 수직인 등전위선 EQ로 나타내는 전장 하의 액정 분자(30a)는, 액정 분자(30a)가 경사(회전)지는 방향이 일의적으로 정해져 있지 않으므로[도3의 (a)], 배향의 변화(경사 또는 회전)가 쉽게 일어나지 않는 데 대하여, 액정 분자(30a)의 분자축에 대하여 경사진 등전위선 EQ 하에 놓여진 액정 분자(30a)는, 경사(회전) 방향이 일의적으로 결정되므로, 배향의 변화가 쉽게 일어난다. 따라서 도4의 (b)에 도시한 바와 같이, 등전위선 EQ에 대하여 액정 분자(30a)의 분자축이 경사져 있는 개구부(14a)의 에지부로부터 액정 분자(30a)가 경사지기 시작한다. 그리고 도3의 (c)를 참조하면서 설명한 바와 같이, 개구부(14a)의 에지부가 경사진 액정 분자(30a)의 배향과 정합성을 취하도록 주위의 액정 분자(30a)도 경사져, 도4의 (C)에 나타낸 바와 같은 상태로 액정 분자(30a)의 축 방위는 안정된다(방사형 경사 배향).

이와 같이, 개구부(14a)가 회전 대칭성을 갖는 형상이면, 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는, 전압 인가 시에 개구부(14a)의 에지부에서 개구부(14a)의 중심을 향해 액정 분자(30a)가 경사지므로, 에지부로부터의 액정 분자(30a)의 배향 규제력이 균형이 잡히는 개구부(14a)의 중심 부근의 액정 분자(30a)는 기판면에 대하여 수직으로 배향한 상태를 유지하여, 그 주위의 액정 분자(30a)가 개구부(14a)의 중심 부근의 액정 분자(30a)를 중심으로 방사형으로 액정 분자(30a)가 연속적으로 경사진 상태를 얻을 수 있다.

또한, 대략 별 형상의 단위 중실부(14b')에 대응하는 영역의 액정 분자(30a)도, 개구부(14a)의 에지부에 생성되는 경사 전계로 경사진 액정 분자(30a)의 배향과 정합하도록 경사진다. 에지부로부터의 액정 분자(30a)의 배향 규제력이 균형이 잡히는 단위 중실부(14b')의 중심 부근의 액정 분자(30a)는 기판면에 대하여 수직으로 배향한 상태를 유지하여, 그 주위의 액정 분자(30a)가 단위 중실부(14b')의 중심 부근의 액정 분자(30a)를 중심으로 방사형으로 액정 분자(30a)가 연속적으로 경사진 상태를 얻을 수 있다.

이와 같이, 회소 영역 전체에 걸쳐 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향을 취하는 액정 도메인이 정방격자 형상으로 배열되면, 각각의 축 방위의 액정 분자(30a)의 존재 확률이 회전 대칭성을 갖게 되어, 모든 시각 방향에 대하여, 거칠거칠함이 없는 고품위의 표시를 실현할 수 있다. 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인의 시각 의존성을 줄이기 위해서는, 액정 도메인이 높은 회전 대칭성(2회 회전축 이상이 바람직하고, 4회 회전축 이상이 더욱 바람직함)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 회소 영역 전체의 시각 의존성을 줄이기 위해서는, 회소 영역에 형성되는 복수의 액정 도메인이, 높은 회전 대칭성(2회 회전축 이상이 바람직하고, 4회 회전축 이상이 더욱 바람직함)을 갖는 단위(예컨대 단위격자)의 조합으로 나타내는 배열(예컨대 정방격자)을 구성하는 것이 바람직하다.

또, 액정 분자(30a)의 방사형 경사 배향은 도5의 (a)에 도시한 바와 같은 단순한 방사형 경사 배향보다도, 도5의 (b) 및 도5의 (c)에 도시한 바와 같은 좌회전 또는 우회전의 소용돌이형의 방사형 경사 배향쪽이 안정적이다. 이 소용돌이형 배향은 통상의 트위스트 배향과 같이 액정층(30)의 두께 방향에 따라서 액정 분자(30a)의 배향 방향이 나선형으로 변화되는 것은 아니고, 액정 분자(30a)의 배향 방향은 미소 영역에서 보면, 액정층(30)의 두께 방향에 따라서 거의 변화하고 있지 않다. 즉, 액정층(30)의 두께 방향의 어떤 위치의 단면(층면에 평행인 면 내에서의 단면)에 있어서도, 도5의 (b)또는 도5의 (c)와 동일한 배향 상태에 있으며, 액정층(30)의 두께 방향을 따른 트위스트 변형을 거의 발생시키고 있지 않다. 단, 액정 도메인의 전체로 보면, 어느 정도의 트위스트 변형이 발생하고 있다.

마이너스의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료에 카이랄제를 첨가한 재료를 사용하면, 전압 인가 시에 액정 분자(30a)는 개구부(14a) 및 단위 중실부(14b')를 중심으로, 도5의 (b) 및 도5의 (c)에 도시한 좌회전 또는 우회전의 소용돌이형 방사형 경사 배향을 취한다. 우회전 혹은 좌회전은 사용하는 카이랄제의 종류에 따라 결정된다. 따라서 전압 인가 시에 개구부(14a) 내의 액정층(30)을 소용돌이형 방사형 경사 배향시킴으로써, 방사형으로 경사져 있는 액정 분자(30a)의 기판면에 수직으로 서 있는 액정 분자(30a)의 주위를 감고 있는 방향을 모든 액정 도메인 내에서 일정하게 할 수 있으므로, 거칠거칠함이 없는 균일한 표시가 가능해진다. 또한, 기판면에 수직으로 서 있는 액정 분자(30a)의 주위를 감고 있는 방향이 결정되어 있으므로, 액정층(30)에 전압을 인가했을 때의 응답 속도도 향상된다.

또한, 카이랄제를 충분히 많이 첨가하면, 통상의 트위스트 배향과 같이 액정층(30)의 두께 방향에 따라서 액정 분자(30a)의 배향이 나선 형상으로 변화하게 된다. 액정층(30)의 두께 방향에 따라서 액정 분자(30a)의 배향이 나선 형상으로 변화되지 않는 배향 상태에서는, 편광판의 편광축에 대하여 수직 방향 또는 평행 방향으로 배향하고 있는 액정 분자(30a)는, 입사광에 대하여 위상차를 부여하지 않으므로, 이와 같은 배향 상태의 영역을 통과하는 입사광은 투과율에 기여하지 않는다. 이에 대하여, 액정층(30)의 두께 방향에 따라서 액정 분자(30a)의 배향이 나선형으로 변화되는 배향 상태에 있어서는, 편광판의 편광축에 수직 방향 또는 평행 방향으로 배향하고 있는 액정 분자(30a)도, 입사광에 대하여 위상차를 주는 동시에 빛의 선광성을 이용할 수도 있다. 따라서 이와 같은 배향 상태의 영역을 통과하는 입사광도 투과율에 기여하므로, 밝은 표시가 가능한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 액정 표시 장치(100)에서는 TFT 기판(100a) 위에 설치된 회소 전극(14)에 의해, 방사형 경사 배향 상태를 취하는 액정 도메인이 형성되므로, 광시야각의 표시를 할 수 있다. 단, TFT 기판(100a) 상에 상기한 구조를 갖는 회소 전극(14)을 설치하는 것만으로는, 회소 전극(14)의 접속부(14d) 상에 위치하는 액정층(30)의 배향 상태가 불안정하며, 그에 의해 표시 품위가 저하되는 경우가 있다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)는, 도1의 (a)에 도시한 바와 같이 대향 기판(100b)의 접속부(14d)에 대응한 영역에 배향 규제 구조(28)를 갖고 있으므로, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정층(30)의 배향 상태가 안정화되어, 고품위의 표시가 실현된다. 이하, 배향 규제 구조(28)의 구체적인 구성과 기능을 설명하지만, 그에 앞서서 접속부(14d) 상의 액정층(30)의 배향 상태가 불안정한 이유를 설명한다.

도6의 (a) 내지 도6의 (c)에, 회소 전극의 접속부에 대응한 영역에 배향 규제 구조를 갖지 않는 액정 표시 장치(1000)를 개략적으로 도시한다. 도6의 (a)는 액정 표시 장치(1000) 중 하나의 회소 영역의 구조를 나타내는 상면도이며, 도6의 (b)는 도6의 (a) 중 6B-6B'선을 따른 단면도이며, 도6의 (c)는 도6의 (a) 중 6C-6C'선을 따른 단면도이다. 또, 도6의 (a) 내지 도6의 (c)에서는, 액정 표시 장치(100)의 구성 요소와 실질적으로 동일한 기능을 갖는 것에 동일한 참조 부호를 부여하고 있다. 또, 도6의 (b) 및 도6의 (c)는 액정층(30)에 전압이 인가된 상태를 나타내고 있다.

도6의 (a) 내지 도6의 (c)에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(1000)의 대향 기판(1000b)은 회소 전극(14)의 접속부(14d)에 대응한 영역에 배향 규제 구조를 갖지 않는다.

도6의 (a) 중 6B-6B'선을 따른 방향에 있어서는, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 접속부(14d)는 개구부(14a)와 인접하므로, 회소 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 전압이 인가되면, 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)는 개구부(14a)의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의한 배향 규제력을 받는다.

이에 대하여, 도6의 (a) 중 6C-6C'선을 따른 방향에 있어서는, 도6의 (c)에 도시한 바와 같이 접속부(14d)는 단위 중실부(14b')와 연속되어 있으므로, 회소 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 전압이 인가되더라도, 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)는 경사 전계에 의한 배향 규제력의 영향을 거의 받지 않고, 인접한 단위 중실부(14b') 상의 액정 분자(30a)의 배향과 정합하도록 경사진다.

이와 같이, 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)는 접속부(14d)와 개구부(14a)가 인접하는 방향에 있어서는 경사 전계에 의한 비교적 강한 배향 규제력을 받지만, 접속부(14d)와 단위 중실부(14b')가 연속되는 방향에 있어서는, 주위의 액정 분자(30a)와의 배향의 연속성을 유지하도록 작용하는 약한 배향 규제력밖에 받지 않는다. 또한, 도6의 (b) 및 도6의 (c)로부터 알 수 있듯이 각각의 방향에 있어서 작용하는 배향 규제력에 의한 배향 규제 방향은 서로 반대이다. 접속부(14d) 상에 위치하는 액정 분자(30a)는, 접속부(14d)와 개구부(14a)가 인접하는 방향에 있어서는, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 아래쪽[기판(100a) 측]이 개방된 콘 형상으로 배향하는 것에 대하여, 접속부(14d)와 단위 중실부(14b')가 연속되는 방향에 있어서는, 도6의 (c)에 도시한 바와 같이 위쪽[기판(100b) 측]이 개방된 콘 형상으로 배향한다.

상술한 바와 같이, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정 분자(30a)에 대해서는, 거의 배향 규제력을 받지 않는(오히려 역방향의 배향 규제력이 작용함) 방향(방위)이 존재하므로, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정층(30)의 배향 상태가 불안정해지기 쉽다.

접속부(14d) 상의 액정층(30)의 배향 상태가 흐트러지면, 그 흐트러짐은 인접하는 단위 중실부(14b') 및 개구부(14a)에 형성되는 액정 도메인의 배향에도 영향을 끼쳐 회소 영역 전체의 배향의 안정성이 저하된다. 또한, 이러한 배향의 불안정화는, 모든 회소 영역에서 똑같이 발생하는 것은 아니며, 회소 영역마다 다르게 발생할 수 있으므로, 표시면 내에서 투과율이나 콘트라스트비에 격차가 생겨, 표시 불균일이나 거칠거칠함의 원인이 되어 버린다.

또, 회소 전극의 접속부 상의 액정층의 배향 상태는, 접속부가 2개의 단위 중실부를 서로 접속하는 경우보다도, 접속부가 3개 이상의 단위 중실부를 서로 접속하는 경우에 불안정해지기 쉽다. 하나의 접속부에 의해 접속되는 단위 중실부의 수가 많아질수록, 접속부와 단위 중실부가 연속되는 방향이 많이 존재하기 때문이다. 특히, 접속부가 4개 이상의 단위 중실부를 접속하는 경우, 배향 상태의 흐트러짐이 현저해져 표시 품위의 저하가 현저해지기 쉽다.

다음에, 도7의 (a) 내지 도7의 (d)를 참조하면서 배향 규제 구조의 구체적인 구조와 기능을 설명한다. 도7의 (a) 내지 도7의 (d)는, 배향 규제 구조(28)를 갖는 대향 기판(100b)의 단면을 개략적으로 나타내고 있다.

도7의 (a) 내지 도7의 (d)에 나타낸 배향 규제 구조(28)는, 적어도 회소 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서 액정층(30)의 액정 분자에 대하여 배향 규제력을 발현하고, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정 분자(30a)를 방사형 경사 배향시키도록 작용한다.

도7의 (a)에 나타낸 배향 규제 구조(28)는, 대향 전극(22)의 개구부(22a)에 의해 구성되어 있다. 또, 대향 기판(300b)의 액정층(30) 측의 표면에는 수직 배향막(도시되지 않음)이 설치되어 있다.

이 배향 규제 구조(28)는, 전압 인가 시에만 배향 규제력을 발현한다. 배향 규제 구조(28)는 접속부(14d) 상에 위치하는 액정층(30) 내의 액정 분자(30a)에 대하여 배향 규제력을 작용시킬 수 있으면 되므로, 개구부(22a)의 크기는 회소 전극(14)에 설치되는 개구부(14a)보다도 작아도 좋으며, 또한 단위 중실부(14b')[예컨대 도1의 (a) 참조]보다도 작아도 좋다. 예컨대, 개구부(14a)나 단위 중실부(14b') 면적의 절반 이하에서 충분한 효과를 얻을 수 있다. 대향 전극(22)의 개구부(22a)를, 그 중심이 회소 전극(14)의 접속부(14)의 중앙부에 대향하도록 설치함으로써, 액정 분자의 배향의 연속성이 높아지고, 또한 방사형 경사 배향의 중심축의 위치를 고정할 수 있다.

이와 같이, 배향 규제 구조로서 전압 인가 시에만 배향 규제력을 발현하는 구조를 채용하면, 전압 무인가 상태에 있어서 액정층(30)의 거의 모든 액정 분자(30a)가 수직 배향 상태를 취하므로, 노멀 블랙 모드를 채용한 경우에, 흑 표시 상태에 있어서 광 누설이 거의 발생하지 않아, 양호한 콘트라스트비의 표시를 실현할 수 있다. 단, 대향 전극(22)에 설치된 개구부(22a)에 의해 구성되는 배향 규제 구조(28)는, 인가 전압이 낮을 때에는 충분히 큰 배향 규제력을 발현하지 않는 경우도 있다.

도7의 (b) 내지 도7의 (d)에 나타낸 배향 규제 구조(28)는, 전압의 인가 무인가에 상관없이, 배향 규제력을 발현하므로 모든 표시 계조에 있어서 안정된 방사형 경사 배향을 얻을 수 있다.

도7의 (b)에 나타낸 배향 규제 구조(28)는, 대향 전극(22) 상에 액정층(30) 측으로 돌출한 볼록부(22b)를 갖는다. 볼록부(22b)를 형성하는 재료에 특별히 제한은 없지만, 수지 등의 유전체 재료를 이용하여 쉽게 형성할 수 있다. 또, 대향 기판(300b)의 액정층(30) 측의 표면에는 수직 배향막(도시되지 않음)이 설치되어 있다. 볼록부(22b)는, 그 표면(수직 배향성을 가짐)의 형상 효과에 의해, 액정 분자(30a)를 방사형으로 경사 배향시킨다. 또한, 열에 의해 변형하는 수지 재료를 이용하면, 패터닝의 후의 열 처리에 의해, 도7의 (b)에 도시한 바와 같은 완만한 언덕 위의 단면 형상을 갖는 볼록부(22b)를 쉽게 형성할 수 있으므로 바람직하다. 도시한 바와 같이, 정상점을 갖는 완만한 단면 형상(예컨대 공의 일부)을 갖는 볼록부(22b)나 원뿔형의 형상을 갖는 볼록부는, 방사형 경사 배향의 중심 위치를 고정하는 효과에 우수하다.

도7의 (c)에 나타낸 배향 규제 구조(28)는, 대향 전극(22) 하[기판(21) 측]에 형성된 유전체층(23)에 설치된 개구부(오목부라도 좋음)(23a) 내의 액정층(30) 측의 수평 배향성 표면에 의해 구성되어 있다. 여기서는, 대향 기판(300b)의 액정층(30) 측에 형성되는 수직 배향막(24)을, 개구부(23a) 내에만 형성하지 않음으로써 개구부(23a) 내의 표면을 수평 배향성 표면으로 하고 있다. 이 대신에 도7의 (d)에 도시한 바와 같이, 개구부(23a) 내에만 수평 배향막(25)을 형성해도 좋다.

도7의 (d)에 나타낸 수평 배향막은, 예컨대 일단 대향 기판(100b)의 전면에 수직 배향막(24)을 형성하고, 개구부(23a) 내에 존재하는 수직 배향막(24)에 선택적으로 자외선을 조사하는 등 하여, 수직 배향성을 저하시킴으로써 형성해도 좋다.

도7의 (c) 및 도7의 (d)에 나타낸 배향 규제 구조(28)를 구성하는 데 필요한 수평 배향성은 TN형 액정 표시 장치에 이용되고 있는 배향막과 같이 프리틸트각이 작을 필요는 없으며, 예컨대 프리틸트각이 45° 이하이면 좋다. 또한, 수평 배향성의 표면이 아니더라도, 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사시킬 수 있는 표면(「경사 배향성의 표면」이라 부름)이면, 배향 규제 구조(28)로서 기능할 수 있다.

도7의 (c) 및 도7의 (d)에 도시한 바와 같이, 개구부(23a) 내의 수평 배향성 표면 상에서는 액정 분자(30a)가 기판면에 대하여 수평하게 배향하려고 하므로, 주위의 수직 배향막(24L) 상의 수직 배향하고 있는 액정 분자(30a)의 배향과 연속성을 유지하는 배향이 형성되어, 도시한 바와 같은 방사형 경사 배향을 얻을 수 있다.

대향 전극(22)의 표면에 오목부[유전체층(23)의 개구부에 의해 형성됨]를 설치하지 않고, 대향 전극(22)이 평탄한 표면 상에 수평 배향성 표면(전극의 표면 또는 수평 배향막 등)을 선택적으로 설치하는 것만으로도 방사형 경사 배향을 얻을 수 있지만, 오목부의 형상 효과에 의해 방사형 경사 배향을 더욱 안정화할 수 있다.

대향 기판(100b)의 액정층(30) 측의 표면에 오목부를 형성하기 위해, 예컨대 유전체층(23)으로서 컬러 필터층이나 컬러 필터층의 오버 코팅층을 이용하면, 제조가 증가하는 일이 없으므로 바람직하다. 또한, 도7의 (c) 및 도7의 (d)에 나타낸 구조는, 도7의 (a)에 나타낸 구조와 같이 볼록부(22b)를 거쳐서 액정층(30)에 전압이 인가되는 영역이 존재하지 않으므로, 빛의 이용 효율의 저하가 적다.

상술한 배향 규제 구조(28)를 구비하는 액정 표시 장치(100)의 단면 구성을 도8의 (a) 및 도8의 (b)에 나타낸다. 도8의 (a) 및 도8의 (b)는 액정층(30)에 전압이 인가된 상태를 나타내고, 도8의 (a)는 도1 중 8A-8A'선을 따른 단면도에 상당하고, 도8의 (b)는 도1 중 8B-8B'선을 따른 단면도에 상당한다.

액정 표시 장치(100)의 대향 기판(100b)은 회소 전극(14)의 접속부(14d)에 대응한 영역에 배향 규제 구조(28)[여기서는 볼록부(22b)]를 갖고 있으므로, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정층(30) 내의 액정 분자(30a)에는, 이 배향 규제 구조(28)에 의한 배향 규제력이 도8의 (a) 및 도8의 (b)에 도시한 바와 같이, 접속부(14d)와 개구부(14a)가 인접하는 방향에 있어서도, 접속부(14d)와 단위 중실부(14b')가 연속되는 방향에 있어서도 작용한다. 그로 인해 접속부(14d) 상의 액정층(30)의 배향 상태가 안정화되어, 배향 흐트러짐의 발생이 억제된다. 따라서 표시 불균일이나 거칠거칠함의 발생이 억제된 고품위의 표시를 할 수 있다. 전형적으로는, 배향 규제 구조(28)에 의한 배향 규제력에 의해, 적어도 전압 인가 상태에 있어서 접속부(14d) 상에도 방사형 경사 배향을 취하는 액정 도메인이 형성된다.

또, 도8의 (a) 및 도8의 (b)에서는, 배향 규제 구조(28)로서 대향 기판(100b)의 액정층(30) 측으로 돌출한 볼록부(22b)를 예시했지만, 도7의 (a), 도7의 (c) 및 도7의 (d)에 나타낸 배향 규제 구조(28)를 설치해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 도9의 (a) 및 도9의 (b)에, 대향 전극(22)에 설치된 개구부(22a)를 포함하는 배향 규제 구조(28)를 구비한 액정 표시 장치(100)의 단면 구성을 나타낸다. 도9의 (a) 및 도9의 (b)는 각각 도8의 (a) 및 도8의 (b)에 대응한 도면이다. 도9의 (a) 및 도9의 (b)에 도시한 바와 같이, 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)에 방향(방위)에 상관없이 배향 규제 구조(28)에 의한 배향 규제력이 작용하여, 방사형 경사 배향이 형성된다.

또한, 도8의 (a) 및 도8의 (b)와 도9의 (a) 및 도9의 (b)에서는, 대향 기판(100b) 상에 설치한 볼록부(22b)나 개구부(22a)의 크기가, 접속부(14d)보다도 큰 경우를 나타내었지만, 도10의 (a) 및 도10의 (b)와 도11의 (a) 및 도11의 (b)에 도시한 바와 같이, 대향 기판(100b) 상에 설치하는 볼록부(22b)나 개구부(22a)의 크기를 접속부(14d)보다도 작게(혹은 동일하게) 해도 좋다. 이들의 경우에도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 배향 규제 구조(28)의 크기를 조정함으로써, 접속부(14d) 상에 위치하는 액정 분자(30a)에 미치는 배향 규제력의 크기를 제어할 수 있으므로, 채용하는 회소 전극(14)의 구조나 원하는 배향 안정성 등에 따라서, 배향 규제 구조의 크기를 적절하게 하면 좋다. 예컨대, 도7의 (b)에 나타낸 볼록부(22b)를 채용하는 경우, 지름이 약 5 내지 약 20 ㎛이고 높이(두께)가 약 0.5 내지 약 2.0 ㎛인 볼록부(22b)를 형성하면, 충분한 배향 규제력을 얻을 수 있고, 또한 리타데이션에 의한 콘트라스트비의 저하도 실용상 문제가 없는 레벨로 억제할 수 있다.

또, 상술한 바와 같은 표시 품위 향상의 효과는, 도12에 도시한 바와 같이 접속부(14d)가 3개의 단위 중실부(14b')를 서로 접속하고 있는 경우에도 얻을 수 있지만, 도1 등에 도시한 바와 같이 접속부(14d)가 4개(혹은 그 이상)의 단위 중실부(14b')를 접속하고 있는 경우에 의해 현저히 얻을 수 있다. 하나의 접속부(14d)가 접속하는 단위 중실부(14b')의 수가 많을수록, 접속부(14d)와 단위 중실부(14b')가 연속되는 방향(방위), 즉 개구부(14a)의 에지부에 생성되는 경사 전계가 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)에 작용하지 않는 방향(방위)이 많이 존재하기 때문이다.

또한, 액정 셀에 가해지는 응력에 대한 내성을 향상시키기 위해, 대향 기판의 단위 중실부에 대응한 영역에 배향 규제 구조를 더 설치해도 좋다.

도13의 (a) 및 도13의 (b)에, 단위 중실부(14b')에 대응하여 설치된 배향 규제 구조(29)를 갖는 액정 표시 장치(200)를 개략적으로 나타낸다. 도13의 (a)는 액정 표시 장치(200) 중 하나의 회소 영역의 구조를 나타내는 상면도이며, 도13의 (b)는 도13의 (a) 중의 13B-13B'선을 따른 단면도에 상당한다.

액정 표시 장치(200)의 대향 기판(200b)은, 도13의 (a) 및 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 회소 전극(14)의 접속부(14d)에 대응한 영역에 배향 규제 구조(28)를 가진다. 대향 기판(200b)은, 또한 회소 전극(14)의 단위 중실부(14b')에 대응한 영역에 또 다른 배향 규제 구조(29)를 가진다.

배향 규제 구조(29)로서는, 접속부(14d)에 대응한 영역에 설치하는 배향 규제 구조(28)와 동일한 구조의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도7의 (a) 내지 도7의 (d)에 도시한 배향 규제 구조(28)와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 도13의 (b)에서는, 배향 규제 구조(29)로서 전압 무인가 시에도 배향 규제력을 발현하는 것[도7의 (b) 내지 도7의 (d)]을 예시하지만, 도7의 (a)에 나타낸 것을 이용할 수도 있다.

배향 규제 구조(29)는, 보다 구체적으로는 단위 중실부(14b')의 중앙 부근에 대응하는(대향하는) 영역에 설치되어 있고, 액정층(30)에 전압을 인가한 상태, 즉 회소 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 전압을 인가한 상태에 있어서, 개구부(14)의 에지부 EG에 생성되는 경사 전계에 의한 배향 규제 방향과, 배향 규제 구조(29)가 발현되는 배향 규제력에 의한 배향 규제 방향이 정합하여, 방사형 경사 배향이 안정화된다. 이 모습을 도14의 (a) 내지 도14의 (c)에 개략적으로 나타내고 있다. 도14의 (a)는 전압 무인가 시를 나타내고, 도14의 (b)는 전압 인가 후에 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 나타내고, 도14의 (c)는 전압 인가 중의 정상 상태를 개략적으로 나타내고 있다.

배향 규제 구조(29)에 의한 배향 규제력은, 도14의 (a)에 도시한 바와 같이 전압 무인가 상태에 있어서도, 근방의 액정 분자(30a)에 작용하여 방사형 경사 배향을 형성한다.

전압을 인가하기 시작하면, 도14의 (b)에 나타낸 바와 같은 등전위선 EQ로 나타내는 전계가 발생하고[중실부(14b)에 의한], 개구부(14a) 및 중실부(14b)에 대응하는 영역에 액정 분자(30a)가 방사형 경사 배향한 액정 도메인이 형성되어, 도14의 (c)에 나타낸 바와 같은 정상 상태에 달한다. 이때, 각각의 액정 도메인 내의 액정 분자(30a)의 경사 방향은 배향 규제 구조(29)의 배향 규제력에 의한 액정 분자(30a)의 경사 방향과 일치한다.

이와 같이, 대향 기판(200b) 상의 단위 중실부(14b')에 대응한 영역에도 배향 규제 구조(29)를 설치함으로써, 회소 전극(14)에 의해 형성되는 방사형 경사 배향 상태를 더욱 안정화할 수 있으므로, 액정 셀에의 응력의 인가 등에 기인한 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

정상 상태에 있는 액정 표시 장치(200)에 응력이 인가되면, 액정층(30)의 방사형 경사 배향은 일단 무너지지만, 응력이 제거하면, 회소 전극(14) 및 배향 규제 구조(29)[또한 배향 규제 구조(28)]에 의한 배향 규제력이 액정 분자(30a)에 작용하고 있으므로, 방사형 경사 배향 상태로 복귀한다. 따라서 응력에 의한 잔상의 발생이 억제된다. 배향 규제 구조(29)에 의한 배향 규제력이 지나치게 강하면, 전압 무인가 시에도 방사형 경사 배향에 의한 리타데이션이 발생하여, 표시의 콘트라스트비를 저하시킬 우려가 있지만, 배향 규제 구조(29)에 의한 배향 규제력은 회소 전극(14)에 의해 형성되는 방사형 경사 배향의 안정화 및 중심축 위치를 고정하는 효과를 가지면 되므로, 강한 배향 규제력은 필요 없고, 표시 품위를 저하시킬 정도의 리타데이션을 발생시키지 않을 정도의 배향 규제력으로 충분하다.

도15의 (a) 및 도15의 (b)에, 액정 표시 장치(200)에 있어서 액정층(30)에 전압을 인가했을 때에 액정 도메인이 형성되는 모습을 나타낸다. 도15의 (a)는 액정 분자(30a)의 배향 상태를 계산한 결과(시뮬레이션의 결과)이며, 도15의 (b)는 실제로 작성한 액정 패널의 사진이다. 또한, 도15의 (a) 및 도15의 (b)는 회소 영역의 일부를 나타내고 있고, 예컨대 도15의 (a)는 도15의 (c)에 구조를 나타낸 영역을 나타내고 있다. 또, 도15의 (a)에서는 배향 규제 구조(28 및 29)로서 대향 전극(22)에 설치한 개구부(22a)를 채용하고, 도15의 (b)에서는 배향 규제 구조(28 및 29)로서 볼록부(22b)를 채용하고 있다.

도15의 (a) 및 도15의 (b)에 도시한 바와 같이, 전압 인가 상태에 있어서는 단위 중실부(14b'), 개구부(14a) 및 접속부(14d)의 각각에 대응하여 액정 도메인이 형성되어 있다.

도16의 (a) 및 도16의 (b)에, 접속부(14d) 상에 설치되는 배향 규제 구조(28)를 생략한 경우의 액정 도메인이 형성되는 모습을 나타낸다. 도16의 (a) 및 도16의 (b)는 도15의 (a) 및 도15의 (b)에 대응한 도면이며, 도16의 (c)에 도시한 바와 같이 접속부(14d)에 대응한 영역에는 배향 규제 구조를 갖지 않는 액정 표시 장치(1100)에 대한 도면이다.

도16의 (a) 및 도16의 (b)에 도시한 바와 같이, 접속부(14d) 상에 배향 규제 구조가 설치되어 있지 않으면, 접속부(14d)에는 액정 도메인이 형성되지 않는다. 접속부(14d)에 액정 도메인이 형성되지 않고, 접속부(14d) 상의 액정 분자(30a)의 배향 상태가 규정되지 않는 경우라도, 이상적으로는 도16의 (a)에 나타내는 계산 결과와 같이, 단위 중실부(14b') 및 개구부(14a)에 형성되는 액정 도메인에의 영향은 거의 없다. 그런데, 실제 액정 패널에서는, 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 접속부(14d) 상의 액정층(30)의 배향 상태가 흐트러지는 모습은 접속부(14d)마다 다르며, 인접하는 단위 중실부(14b')나 개구부(14a)에 형성되는 액정 도메인에의 영향은 회소 영역 내, 또한 표시면 내에서 국소적으로 달라진다. 그로 인해 표시의 불균일이나 거칠거칠함이 발생하여 표시 품위가 저하된다.

이에 대하여, 접속부(14d) 상에 배향 규제 구조(28)를 가지면, 도15의 (b)에 도시한 바와 같이 실제 액정 패널에 있어서도, 회소 영역의 전체, 또한 표시면 내의 전체에 걸쳐 배향 상태를 안정화할 수 있어, 고품위의 표시를 할 수 있다.

또, 회소 전극(14)의 형상은 지금까지 예시한 것에 한정되지 않는다. 도1이나 도13에서는, 단위 중실부(14b')가 실질적으로 직선만으로 구성되어 있는 경우를 예시했지만, 도17에 나타내는 회소 전극(14A)과 같이 단위 중실부(14b)가 곡선을 포함하여 구성되어도 좋다.

또한, 도1이나 도13에서는 단위 중실부(14b')가 예각화된 4개의 각부(14c)를 갖고 있는 경우를 나타내었지만, 반드시 각부가 예각화되어 있을 필요는 없고, 도18에 나타내는 회소 전극(14B)과 같이 단위 중실부(14b')의 형상이 대략 직사각형이라도 좋다. 단, 응답 특성을 향상하는 관점에서는, 도1이나 도13에 도시한 바와 같이 단위 중실부(14b')가 예각화된 각부(14c)를 갖고 있는 것이 바람직하다. 또, 본 출원 명세서에 있어서,「예각화된 각부」는 2직선이 90°미만의 각을 이루고 있는 각부뿐만 아니라, 곡선과 직선 혹은 2곡선이 90°미만의 각을 이루고 있는(교점에서의 접선이 90°미만의 각을 이루고 있음) 각부도 포함하고 있다.

이하, 도19의 (a) 및 도19의 (b)를 참조하면서, 단위 중실부(14b')의 각부(14c)를 예각화함으로써 응답 특성이 향상되는 이유를 설명한다.

도19의 (a)에 도시한 바와 같이 단위 중실부(14b')의 각부(14c)가 예각화되어 있으면, 도19의 (b)에 도시한 바와 같이 직각의 각부(1014c')를 갖고 있는 경우보다도, 경사 전계를 생성하기 위한 회소 전극(14)의 변이 더욱 많이 형성되므로, 더욱 많은 액정 분자(30a)에 경사 전계를 작용시킬 수 있다. 그로 인해 전계에 응답하여 최초로 경사지기 시작하는 액정 분자(30a)의 수가 더욱 많아져, 회소 영역 전역에 걸쳐 방사형 경사 배향이 형성되는 데 요하는 시간이 짧아지므로, 응답 속도가 향상된다. 또한, 각부(14c)가 예각화되어 있으면, 회소 전극(14)의 변에서 단위 중실부(14b')의 중앙부까지의 거리가 짧아지므로, 에지부에서 경사진 액정 분자(30a)의 영향을 받아 단위 중실부(14b') 내의 액정 분자(30a)가 쓰러지는 데 요하는 시간이 짧아진다. 그로 인해 이 점으로부터도 우수한 응답 특성을 얻을 수 있다.

도20의 (a)에 도시한 바와 같이 각부가 예각화된 단위 중실부(14b')를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 6V의 전압을 액정층에 인가했을 때의 사진을 도20의 (b) 및 도20의 (c)에 나타낸다. 도20의 (b)는 전압 인가 직후에 상당하고, 도20의 (c)는 액정 분자의 배향이 정상 상태에 달한 상태(안정 상태)에 상당한다. 또한, 도21의 (a)에 도시한 바와 같이 각부가 예각화되어 있지 않은 단위 중실부(1014b')를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 6V의 전압을 액정층에 인가했을 때의 사진을 도20의 (b) 및 도20의 (c)에 나타낸다.

액정층에 전압을 인가하면, 우선 도20의 (b) 및 도21의 (b)에 도시한 바와 같이, 단위 중실부(14b', 1014b')의 변 근방의 액정 분자와, 배향 규제 구조(29)가 설치된 단위 중실부(14b', 1014b')의 중앙 부근의 액정 분자가 경사지기 시작하여, 그 후 이들의 액정 분자의 영향을 받아, 도20의 (c) 및 도21의 (c)에 도시한 바와 같이 그 밖의 부분의 액정 분자가 경사 배향한다.

각부가 예각화되어 있지 않으면, 도21의 (b)에 도시한 바와 같이 전압 인가 직후에 경사져 있는 액정 분자의 수가 적다(어두운 영역이 많음). 이에 대하여, 각부가 예각화되어 있으면, 도20의 (b)에 도시한 바와 같이 전압 인가 직후에 경사져 있는 액정 분자의 수가 많아(밝은 영역이 대부분), 응답 특성이 향상되고 있다.

도22에, 도20의 (a)에 나타내는 단위 중실부(14b')를 구비한 액정 표시 장치와, 도21의 (a)에 나타내는 단위 중실부(1014b')를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 액정층에의 인가 전압을 1.2V에서 2.85V로 변화시켰을 때의 응답파형을 나타낸다. 또, 도22에서는 2.85V의 전압을 인가했을 때의 정상 상태에서의 투과율을 100 %로 하고 있다.

도22로부터 알 수 있듯이, 각부가 예각화되어 있으면, 각부가 예각화되어 있지 않은 경우와 비교하여, 보다 짧은 시간으로 액정 분자의 배향이 정상 상태에 달하고 있어, 응답 특성이 향상되고 있다.

또, 본 발명에 의한 액정 표시 장치에 있어서는, 회소 전극에 개구부를 설치하므로, 개구부에 대응하는 영역의 액정층에 충분한 전압이 인가되지 않아, 충분한 리타데이션 변화를 얻을 수 없으므로, 빛의 이용 효율이 저하된다는 문제가 발생하는 경우가 있다. 그래서 개구부를 설치한 전극(상층 전극)의 액정층과는 반대측에 유전체층을 설치하고, 이 유전체층을 거쳐서 전극의 개구부 중 적어도 일부에 대향하는 또 다른 전극(하층 전극)을 설치함으로써(즉 2층 구조 전극으로 함), 개구부에 대응하는 액정층에 충분한 전압을 인가할 수 있어, 빛의 이용 효율이나 응답 특성을 향상시킬 수 있다.

도23의 (a) 내지 도23의 (c)에, 하층 전극(12)과, 상층 전극(14)과, 이들 사이에 설치된 유전체층(13)을 갖는 회소 전극(2층 구조 전극)(16)을 구비하는 액정 표시 장치(300) 중 하나의 회소 영역의 단면 구조를 개략적으로 나타낸다. 회소 전극(16)의 상층 전극(14)은 상술한 회소 전극(14)과 실질적으로 등가로, 상술한 여러 가지의 형상, 배치의 개구부 및 중실부를 갖는다. 이하에서는, 2층 구조를 갖는 회소 전극(16)의 기능을 설명한다.

액정 표시 장치(300)의 회소 전극(16)은 복수의 개구부(14a)(14a1 및 14a2를 포함함)를 갖는다. 도23의 (a)는 전압이 인가되어 있지 않은 액정층(30) 내의 액정 분자(30a)의 배향 상태[오프(OFF) 상태]를 개략적으로 나타내고 있다. 도23의 (b)는 액정층(30)에 인가된 전압에 따라서 액정 분자(30a)의 배향이 변화되기 시작한 상태(온 초기 상태)를 개략적으로 나타내고 있다. 도23의 (c)는 인가된 전압에 따라서 변화된 액정 분자(30a)의 배향이 정상 상태에 달한 상태를 개략적으로 나타내고 있다. 또, 도23에서는 개구부(14a1 및 14a2)에 유전체층(13)을 거쳐서 대향하도록 설치된 하층 전극(12)은 개구부(14a1 및 14a2)의 각각과 겹치고, 또한 개구부(14a1 및 14a2) 사이의 영역[상층 전극(14)이 존재하는 영역]에도 존재하도록 형성된 예를 나타내었지만, 하층 전극(12)의 배치는 이에 한정되지 않으며, 개구부(14a1 및 14a2)의 각각에 대하여, 하층 전극(12)의 면적 = 개구부(14a)의 면적, 또는 하층 전극(12)의 면적 < 개구부(14a)의 면적으로 해도 좋다. 즉, 하층 전극(12)은 유전체층(13)을 거쳐서 개구부(14a) 중 적어도 일부와 대향하도록 설치되어 있으면 좋다. 단, 하층 전극(12)이 개구부(14a) 내에 형성된 구성에 있어서는, 기판(11)의 법선 방향으로부터 본 평면 내에 하층 전극(12) 및 상층 전극(14) 모두가 존재하지 않는 영역(간극 영역)이 존재하고, 이 간극 영역에 대향하는 영역의 액정층(30)에 충분한 전압이 인가되지 않는 경우가 있으므로, 액정층(30)의 배향을 안정화하도록, 이 간극 영역의 폭을 충분히 좁게 하는 것이 바람직하고, 전형적으로는 약 4 ㎛을 넘지 않는 것이 바람직하다. 또한, 유전체층(13)을 거쳐서 상층 전극(14)의 도전층이 존재하는 영역과 대향하는 위치에 형성된 하층 전극(12)은 액정층(30)에 인가되는 전계에 실질적으로 영향을 주지 않으므로, 특별히 패터닝할 필요는 없지만, 패터닝해도 좋다.

도23의 (a)에 도시한 바와 같이, 회소 전극(16)과 대향 전극(22)이 동일 전위일 때[액정층(30)에 전압이 인가되어 있지 않은 상태]에는, 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는 양 기판(11 및 21)의 표면에 대하여 수직으로 배향하고 있다. 여기서는, 간단함을 위해 회소 전극(16)의 상층 전극(14)과 하층 전극(12)의 전위는 서로 같은 것으로 한다.

액정층(30)에 전압을 인가하면, 도23의 (b)에 나타낸 등전위선 EQ로 나타내는 전위 구배가 형성된다. 회소 전극(16)의 상층 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 위치하는 액정층(30) 내에는, 상층 전극(14) 및 대향 전극(22)의 표면에 대하여 평행한 등전위선 EQ로 나타내는, 균일한 전위 구배가 형성된다. 상층 전극(14)의 개구부(14a1 및 14a2) 위에 위치하는 액정층(30)에는, 하층 전극(12)과 대향 전극(22)의 전위차에 따른 전위 구배가 형성된다. 이때, 액정층(30) 내에 형성되는 전위 구배가 유전체층(13)에 의한 전압 강하의 영향을 받기 때문에, 액정층(30) 내에 형성되는 등전위선 EQ는 개구부(14a1 및 14a2)에 대응하는 영역에서 함몰된다(등전위선 EQ에 복수의「골」이 형성됨). 유전체층(13)을 거쳐서 개구부(14a1 및 14a2)에 대향하는 영역에 하층 전극(12)이 형성되어 있으므로, 개구부(14a1 및 14a2)의 각각의 중앙 부근 상에 위치하는 액정층(30) 내에도, 상층 전극(14) 및 대향 전극(22)의 면에 대하여 평행인 등전위선 EQ로 나타내는 전위 구배가 형성된다(등전위선 EQ의「골의 밑바닥」). 개구부(14a1 및 14a2)의 에지부[개구부의 경계(외연)를 포함하는 개구부의 안쪽 주변] EG 상의 액정층(30) 내에는, 경사진 등전위선 EQ로 나타내는 경사 전계가 형성된다.

도23의 (b)와 도2의 (a)의 비교로부터 명백한 바와 같이, 액정 표시 장치(300)는 하층 전극(12)을 갖기 때문에, 개구부(14a)에 대응하는 영역에 형성되는 액정 도메인의 액정 분자에도 충분한 크기의 전계를 작용시킬 수 있다.

마이너스의 유전 이방성을 갖는 액정 분자(30a)에는, 액정 분자(30a)의 축 방위를 등전위선 EQ에 대하여 평행하게 배향시키고자 하는 토크가 작용한다. 따라서 에지부 EG 상의 액정 분자(30a)는, 도23의 (b) 중에 화살표로 나타낸 바와 같이, 도면 중 오른쪽 에지부 EG에서는 시계 방향으로, 도면 중 좌측 에지부 EG에서는 반시계 방향으로, 각각 경사(회전)져 등전위선 EQ에 평행하게 배향한다.

도23의 (b)에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(300)의 개구부(14a1 및 14a2)의 에지부 EG에 있어서, 액정 분자(30a)의 축 방위에 대하여 경사진 등전위선 EQ로 나타내는 전계(경사 전계)가 발생하면, 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 액정 분자(30a)는 등전위선 EQ와 평행해지기 위한 경사량이 적은 방향(도시한 예에서는 반시계 방향)으로 경사진다. 또한, 액정 분자(30a)의 축 방위에 대하여 수직 방향의 등전위선 EQ로 나타내는 전계가 발생하는 영역에 위치하는 액정 분자(30a)는, 도3의 (c)에 도시한 바와 같이 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)와 배향이 연속되도록(정합하도록), 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)와 동일한 방향으로 경사진다.

상술한 바와 같이, 경사진 등전위선 EQ 상에 위치하는 액정 분자(30a)에서 시작되는 배향의 변화가 진행하여 정상 상태에 달하면, 도23의 (c)에 개략적으로 도시한 바와 같이, 개구부(14a1 및 14a2)의 각각의 중심(SA)에 관해서 대칭인 경사 배향(방사형 경사 배향)을 형성한다. 또한, 인접하는 2개의 개구부(14a1 및 14a2) 사이에 위치하는 상층 전극(14)의 영역 위의 액정 분자(30a)도, 개구부(14a1 및 14a2)의 에지부의 액정 분자(30a)와 배향이 연속되도록(정합하도록), 경사 배향한다. 개구부(14a1 및 14a2)의 에지 중앙에 위치하는 부분 위의 액정 분자(30a)는, 각각의 에지부의 액정 분자(30a)의 영향을 동일한 정도로 받으므로, 개구부(14a1 및 14a2)의 중앙부에 위치하는 액정 분자(30a)와 마찬가지로, 수직 배향 상태를 유지한다. 그 결과, 인접하는 2개의 개구부(14a1와 14a2) 사이의 상층 전극(14) 상의 액정층도 방사형 경사 배향 상태가 된다. 단, 개구부(14a1 및 14a2) 내의 액정층의 방사형 경사 배향과 개구부(14a1와 14a2) 사이의 액정층의 방사형 경사 방향에서는, 액정 분자의 경사 방향이 다르다. 도23의 (c)에 도시한, 각각의 방사형 경사 배향하고 있는 영역의 중앙에 위치하는 액정 분자(30a) 부근의 배향에 주목하면, 개구부(14a1 및 14a2) 내에서는 대향 전극을 향해 넓어지는 콘을 형성하도록 액정 분자(30a)가 경사져 있는 데 대하여, 개구부 사이에서는 상층 전극(14)을 향해 넓어지는 콘을 형성하도록 액정 분자(30)가 경사져 있다. 또, 어떠한 방사형 경사 배향도 에지부의 액정 분자(30a)의 경사 배향과 정합하도록 형성되어 있으므로, 2개의 방사형 경사 배향은 서로 연속하고 있다.

상술한 바와 같이, 액정층(30)에 전압을 인가하면, 상층 전극(14)에 설치한 복수의 개구부(14a1 및 14a2) 각각의 에지부 EG 상의 액정 분자(30a)로부터 경사지기 시작하여, 그 후 주변 영역의 액정 분자(30a)가 에지부 EG 상의 액정 분자(130a)의 경사 배향과 정합하도록 경사짐으로써 방사형 경사 배향이 형성된다. 따라서 하나의 회소 영역 내에 형성하는 개구부(14a)의 수가 많을수록, 전계에 응답하여 최초로 경사지기 시작하는 액정 분자(30a)의 수가 많아지기 때문에, 회소 영역 전체에 걸쳐 방사형 경사 배향이 형성되는 데 요하는 시간이 짧아진다. 즉, 회소 영역마다 회소 전극(16)에 형성하는 개구부(14a)의 수를 늘림으로써, 액정 표시 장치의 응답 속도를 개선할 수 있다. 또, 회소 전극(16)을 상층 전극(14)과 하층 전극(12)을 갖는 2층 구조 전극으로 함으로써, 개구부(14a)에 대응하는 영역의 액정 분자에도 충분한 전계를 작용시킬 수 있으므로, 액정 표시 장치의 응답 특성이 향상된다.

회소 전극(16)의 상층 전극(14)과 하층 전극(12) 사이에 설치된 유전체층(13)이, 상층 전극(14)의 개구부(14a) 내에 구멍 또는 오목부를 갖는 구성으로 해도 좋다. 즉, 2층 구조의 회소 전극(15)은 상층 전극(14)의 개구부(14a) 내에 위치하는 유전체층(13)의 전부가 제거된(구멍이 형성된) 구조 또는 일부가 제거된(오목부가 형성된) 구조를 가져도 좋다.

우선, 도24를 참조하면서, 유전체층(13)에 구멍이 형성된 회소 전극(16)을 구비하는 액정 표시 장치(400)의 구조와 동작을 설명한다. 이하에서는, 간단함을 위해 상층 전극(14)에 형성된 하나의 개구부(14a)에 대하여 설명한다.

액정 표시 장치(40)는 회소 전극(16)의 상층 전극(14)이 개구부(14a)를 갖는 동시에, 하층 전극(12)과 상층 전극(14) 사이에 설치되어 있는 유전체층(13)이, 상층 전극(14)이 갖는 개구부(14a)에 대응하여 형성된 개구부(13a)를 갖고, 이 개구부(13a) 내에 하층 전극(12)이 노출되어 있다. 유전체층(13)의 개구부(13a)의 측벽은 일반적으로 테이퍼형으로 형성되어 있다. 액정 표시 장치(400)는 유전체층(13)이 개구부(13a)를 갖고 있는 것을 제외하고, 액정 표시 장치(300)와 실질적으로 동일한 구조를 갖고 있으며, 2층 구조의 회소 전극(16)은, 실질적으로 액정 표시 장치(300)의 회소 전극(16)과 동일하도록 작용하고, 전압 인가 시에 액정층(30)에 방사형 경사 배향 상태를 취하는 액정 도메인을 형성한다.

액정 표시 장치(400)의 동작을 도24의 (a) 내지 도24의 (c)를 참조하면서 설명한다. 도24의 (a) 내지 도24의 (c)는, 액정 표시 장치(300)에 대한 도23의 (a) 내지 도23의 (c)에 각각 대응한다.

도24의 (a)에 도시한 바와 같이, 전압 무인가 시(오프 상태)에는 회소 영역 내의 액정 분자(30a)는, 양 기판(11 및 21)의 표면에 대하여 수직으로 배향하고 있다. 여기서는, 간단함을 위해 개구부(13a)의 측벽에 의한 배향 규제력은 무시하고 설명한다.

액정층(30)에 전압을 인가하면, 도24의 (b)에 도시한 등전위선 EQ로 나타내는 전위 구배가 형성된다. 등전위선 EQ가 상층 전극(14)의 개구부(14a)에 대응하는 영역이 함몰되어 있는(「골」이 형성되어 있음) 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 액정 표시 장치(400)의 액정층(30)에도 도24의 (b)에 나타낸 전위 구배와 마찬가지로 경사 전계가 형성되어 있다. 그러나 회소 전극(1b)의 유전체층(13)이, 상층 전극(14)의 개구부(14a)에 대응하는 영역에 개구부(13a)를 갖기 때문에, 개구부(14a) 내[개구부(13a) 내]에 대응하는 영역의 액정층(30)에 인가되는 전압은 하층 전극(12)과 대향 전극(22)과의 전위차 그 자체이며, 유전체층(13)에 의한 전압 강하(용량 분할)가 발생하지 않는다. 즉, 상층 전극(14)과 대향 전극(22) 사이에 도시한 7개의 등전위선 EQ는 액정층(30) 전체에 걸쳐 7개이며[도23의 (b)에서는, 5개의 등전위선 EQ 중 1개가 유전체층(13) 중에 침입하고 있는 것에 대하여], 회소 영역 전체에 걸쳐 일정한 전압이 인가된다.

이와 같이, 유전체층(13)에 개구부(13a)를 형성함으로써, 개구부(13a)에 대응하는 액정층(30)에도, 그 밖의 영역에 대응하는 액정층(30)과 동일한 전압을 인가할 수 있다. 그러나 전압이 인가되는 액정층(30)의 두께가 회소 영역 내의 장소에 따라 다르므로, 전압 인가 시의 리타데이션의 변화가 장소에 따라 다르고, 그 정도가 현저하게 크면, 표시 품위가 저하된다고 하는 문제가 발생한다.

도24에 나타낸 구성에 있어서는, 상층 전극[개구부(14a) 이외의 중실부](14) 상의 액정층(30)의 두께(d1)와 개구부(14a)[및 구멍(13a)] 내에 위치하는 하층 전극(12) 상의 액정층(30)의 두께(d2)는, 유전체층(13)의 두께분만큼 다르다. 두께(d1)의 액정층(30)과 두께(d2)의 액정층(30)을 동일한 전압 범위로 구동하면, 액정층(30)의 배향 변화에 수반하는 리타데이션의 변화량은 각각의 액정층(30)의 두께의 영향을 받아 서로 다르다. 인가 전압과 액정층(30)의 리타데이션량과의 관계가 장소에 따라 현저하게 다르면, 표시 품위를 중시한 설계에 있어서는 투과율이 희생이 되고, 투과율을 중시하면 백 표시의 색 온도가 이동하여 표시 품위가 희생된다고 하는 문제가 발생한다. 따라서 액정 표시 장치(400)를 투과형 액정 표시 장치로서 이용하는 경우에는, 유전체층(13)의 두께는 얇은 쪽이 좋다.

다음에, 회소 전극의 유전체층이 오목부를 갖는 액정 표시 장치(500)의 1 회소 영역의 단면 구조를 도25에 나타낸다.

액정 표시 장치(500)의 회소 전극(16)을 구성하는 유전체층(13)은 상층 전극(14)의 개구부(14a)에 대응하는 오목부(13b)를 가진다. 그 밖의 구조는, 도24에 나타낸 액정 표시 장치(400)와 실질적으로 동일한 구조를 가진다.

액정 표시 장치(500)에 있어서는, 회소 전극(16)이 갖는 상층 전극(14)의 개구부(14a) 내에 위치하는 유전체층(13)은 완전히 제거되어 있지 않으므로, 개구부(14a) 내에 위치하는 액정층(30)의 두께(d3)는, 액정 표시 장치(500)에서의 개구부(14a) 내에 위치하는 액정층(30)의 두께(d2)보다도, 오목부(13b) 내의 유전체층(13)의 두께분만큼 얇다. 또한, 개구부(14a) 내에 위치하는 액정층(30)에 인가되는 전압은 오목부(13b) 내의 유전체층(13)에 의한 전압 강하(용량 분할)를 받으므로, 상층 전극[개구부(14a)를 제외하는 영역](14) 상의 액정층(30)에 인가되는 전압보다도 낮아진다. 따라서 오목부(13b) 내의 유전체층(13)의 두께를 조정함으로써, 액정층(30)의 두께의 차이에 기인하는 리타데이션량의 차이와 액정층(30)에 인가되는 전압의 장소에 의한 차이[개구부(14a) 내의 액정층에 인가되는 전압의 저하량]의 관계를 제어하여, 인가 전압과 리타데이션의 관계가 회소 영역 내의 장소에 의존하지 않도록 할 수 있다. 보다 엄밀하게는 액정층의 복굴절율, 액정층의 두께, 유전체층의 유전율 및 유전체층의 두께, 유전체층의 오목부의 두께(오목부의 깊이)를 조정함으로써, 인가 전압과 리타데이션과의 관계를 회소 영역 내의 장소에서 균일하게 할 수 있어, 고품위인 표시가 가능해진다. 특히, 표면이 평탄한 유전체층을 갖는 투과형 표시 장치와 비교하여, 상층 전극(14)의 개구부(14a)에 대응하는 영역의 액정층(30)에 인가되는 전압의 저하에 의한 투과율의 감소(빛의 이용 효율의 저하)가 억제되는 이점이 있다.

상술한 설명은 회소 전극(16)을 구성하는 상층 전극(14)과 하층 전극(12)에 동일한 전압을 공급한 경우에 대해 설명했지만, 하층 전극(12)과 상층 전극(14)에 다른 전압을 인가하는 구성으로 하면, 표시 불균일이 없는 표시가 가능한 액정 표시 장치의 구성의 변형을 늘릴 수 있다. 예컨대, 상층 전극(14)의 개구부(14a) 내에 유전체층(13)을 갖는 구성에 있어서는, 상층 전극(14)에 인가하는 전압보다도 높은 전압을 하층 전극(12)에 인가함으로써, 액정층(30)에 인가되는 전압의 크기의 회소 영역 내에서의 격차를 억제할 수 있다. 단, 유전체층(13)에 의한 전압 강하분만큼 높은 전압을 인가함으로써, 상층 전극(14) 상의 액정층과 하층 전극(12) 상의 유전체층(13) 상의 액정층에 동일한 강도의 전계가 발생하면, 상층 전극(14)의 에지부에 있어서 경사 전계가 발생하지 않으므로, 배향 제어할 수 없다. 즉, 상층 전극(14) 상의 액정층에 작용하는 전계의 강도 > 하층 전극(12) 상의 유전체층(13) 상의 액정층에 작용하는 전계의 강도일 필요가 있다.

2층 구조의 회소 전극(16)을 갖는 액정 표시 장치는, 투과형이나 반사형뿐만 아니라, 투과 반사 양용형의 액정 표시 장치(예컨대, 일본 특허 공개 평11-101992호 공보 참조)를 구성할 수 있다.

투과 반사 양용형 액정 표시 장치(이하,「양용형 액정 표시 장치」를 줄임)는, 회소 영역 내에 투과 모드로 표시를 하는 투과 영역(T)과 반사 모드로 표시를 하는 반사 영역(R)을 갖는 액정 표시 장치를 가리킨다[도23의 (a) 참조]. 투과 영역(T) 및 반사 영역(R)은 전형적으로는, 투명 전극 및 반사 전극에 의해 규정된다. 반사 전극 대신에, 반사층과 투명 전극의 조합 구조에 의해, 반사 영역을 규정할 수도 있다.

이 양용형 액정 표시 장치는, 반사 모드와 투과 모드를 절환하여 표시하는 것, 또는 동시에 양쪽의 표시 모드로 표시할 수도 있다. 따라서 예컨대 주위광이 밝은 환경 하에서는 반사 모드의 표시를, 어두운 환경에서는 투과 모드의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 양쪽 모드의 표시를 동시에 행하면, 투과 모드의 액정 표시 장치를 주위광이 밝은 환경 하(형광등의 빛이나 태양광이 직접 특정한 각도로 표시면에 입사하는 상태)에서 사용했을 때에 볼 수 있는 콘트라스트비의 저하를 억제할 수 있다. 이와 같이, 투과형 액정 표시 장치의 결점을 보충할 수 있다. 또, 투과 영역(T)과 반사 영역(R)의 면적의 비율은 액정 표시 장치의 용도에 따라서 적절히 설정될 수 있다. 또한, 오로지 투과형으로서 이용하는 액정 표시 장치에 있어서는, 반사 모드에서의 표시를 할 수 없을 정도로까지 반사 영역의 면적 비율을 작게 해도, 상술한 투과형 액정 표시 장치의 결점을 보충할 수 있다.

도23의 (a)에 도시한 바와 같이, 예컨대 액정 표시 장치(300)의 상층 전극(14)을 반사 전극으로 하고, 하층 전극(12)을 투명 전극으로 함으로써 양용형 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 양용형 액정 표시 장치는, 이 예에 한정되지 않으며, 상술한 액정 표시 장치에 있어서 상층 전극(14) 및 하층 전극(12) 중 어느 한쪽을 투명 도전층으로 하고, 다른쪽을 반사 도전층으로 함으로써 얻을 수 있다. 단, 반사 모드와 투과 모드 표시의 전압 - 투과율 특성을 서로 정합시키기 위해서는, 반사 영역(R)의 액정층(30)의 두께[예컨대 도24의 (a)의 d1]가 투과 영역(T)의 액정층(30)의 두께[예컨대 도24의 (a)의 d2]의 약 절반이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 액정층의 두께를 조정하는 대신에, 상층 전극(14)에 인가하는 전압과 하층 전극(12)에 인가하는 전압을 조정해도 좋다.

본 발명에 따르면, 광시야각 특성을 갖고, 표시 특성이 우수한 액정 표시 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 방사형 경사 배향을 갖는 액정 도메인이 안정되게, 높은 연속성을 갖도록 형성되므로, 종래의 광시야각 특성을 갖는 액정 표시 장치의 표시 품위를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 배향 규제 구조에 의해 전극의 접속부 위에 위치하는 액정층의 배향 상태가 안정화되므로, 한층 더 고품위의 표시가 실현된다.

Claims (31)

1. 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고,

   상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고,

   상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와 중실부를 갖고, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하고, 또한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되었을 때에, 상기 제1 전극의 상기 복수의 개구부의 에지부에 생성되는 경사 전계에 의해, 상기 복수의 개구부 및 상기 중실부에 각각이 방사형 경사 배향 상태를 취하는 복수의 액정 도메인을 형성하는 액정 표시 장치이며,

   상기 제1 전극의 상기 중실부는 복수의 단위 중실부와, 각각이 상기 복수의 단위 중실부 중 적어도 3개의 단위 중실부를 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고,

   상기 제2 기판은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 복수의 접속부의 각각 위에 위치하는 상기 액정층의 액정 분자를 적어도 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제1 배향 규제 구조를 갖는 액정 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 배향 규제 구조가 발현되는 배향 규제력에 의해, 상기 복수의 접속부의 각각에도 방사형 경사 배향 상태를 취하는 액정 도메인을 형성하는 액정 표시 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 접속부의 각각은 상기 복수의 단위 중실부 중 4개의 단위 중실부를 서로 접속하는 액정 표시 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부의 각각은 복수의 각부를 갖고,

   상기 복수의 접속부의 각각은 인접하는 단위 중실부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속하는 액정 표시 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 각부의 각각은 예각화된 각부인 액정 표시 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 복수의 각부는 4개의 각부인 액정 표시 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현하는 액정 표시 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 포함하는 액정 표시 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함하며, 수평 배향성 표면 상에서는 액정 분자가 기판면에 대하여 수평하게 배향하려고 하는, 액정 표시 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 표면이며, 상기 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면을 포함하는 액정 표시 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서만 배향 규제력을 발현하는 액정 표시 장치.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 배향 규제 구조는 상기 제2 전극에 설치된 개구부를 포함하는 액정 표시 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하여 형성되는 상기 액정 도메인 내의 액정 분자를 적어도 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서 방사형 경사 배향시키는 배향 규제력을 발현하는 제2 배향 규제 구조를 갖는 액정 표시 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 복수의 단위 중실부의 각각의 중앙에 대응하는 영역에 설치되어 있는 액정 표시 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부의 각각에 대응하여 형성되는 상기 액정 도메인 내에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조에 의한 배향 규제 방향은 상기 경사 전계에 의한 방사형 경사 배향의 방향과 정합하는 액정 표시 장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서도 배향 규제력을 발현하는 액정 표시 장치.
17. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 포함하는 액정 표시 장치.
18. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 수평 배향성의 표면을 포함하며, 수평 배향성 표면 상에서는 액정 분자가 기판면에 대하여 수평하게 배향하려고 하는, 액정 표시 장치.
19. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 기판의 상기 액정층 측에 설치된 표면이며, 상기 액정층의 액정 분자를 수직 배향 상태보다도 작은 각도로 경사지게 하는 표면을 포함하는 액정 표시 장치.
20. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가된 상태에 있어서만 배향 규제력을 발현하는 액정 표시 장치.
21. 제13항에 있어서, 상기 제2 배향 규제 구조는 상기 제2 전극에 설치된 개구부를 포함하는 액정 표시 장치.
22. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부 각각의 형상은 회전 대칭성을 갖는 액정 표시 장치.
23. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부 각각의 형상은 4회 회전 대칭성을 갖는 별 형상인 액정 표시 장치.
24. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 단위 중실부는, 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 액정 표시 장치.
25. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 개구부 중 적어도 일부의 개구부는, 동일한 형상으로 동일한 크기를 갖고, 회전 대칭성을 갖도록 배치된 적어도 하나의 단위격자를 형성하는 액정 표시 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 복수의 개구부 중 상기 적어도 일부의 개구부 각각의 형상은 회전 대칭성을 갖는 액정 표시 장치.
27. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 복수의 회소 영역의 각각에 대응하여 설치된 스위칭 소자를 더 갖고,

    상기 제1 전극은 상기 복수의 회소 영역마다 설치되고, 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭되는 회소 전극이며, 상기 제2 전극은 상기 복수의 회소 전극에 대향하는 적어도 하나의 대향 전극인 액정 표시 장치.
28. 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고,

    상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고,

    상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하는 액정 표시 장치이며,

    상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와, 각각이 예각화된 4개의 각부를 갖는 별 형상의 복수의 도전부와, 각각이 상기 복수의 도전부 중 4개의 도전부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고,

    상기 제2 기판은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 액정층 측으로 돌출한 볼록부를 갖는 액정 표시 장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 복수의 도전부의 각각에 대응하는 영역에, 상기 액정층 측으로 돌출한 또 다른 볼록부를 갖는 액정 표시 장치.
30. 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 설치된 액정층을 갖고,

    상기 제1 기판의 상기 액정층 측에 설치된 제1 전극과, 상기 제2 기판에 설치되어 상기 제1 전극에 상기 액정층을 거쳐서 대향하는 제2 전극에 의해, 각각이 규정되는 복수의 회소 영역을 갖고,

    상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 있지 않을 때에 수직 배향 상태를 취하는 액정 표시 장치이며,

    상기 복수의 회소 영역의 각각에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 개구부와, 각각이 예각화된 4개의 각부를 갖는 별 형상의 복수의 도전부와, 각각이 상기 복수의 도전부 중 4개의 도전부를 상기 각부를 거쳐서 서로 접속하는 복수의 접속부를 갖고,

    상기 제2 전극은 상기 복수의 접속부의 각각에 대응하는 영역에 설치된 개구부를 포함하는 액정 표시 장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 복수의 도전부의 각각에 대응하는 영역에 설치된 또 다른 개구부를 갖는 액정 표시 장치.