KR20060076699A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 벤드 배향의 안정성이 우수하고 또한 줄무늬형의 표시 불균일이 생기기 어려운 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 액정 표시 장치는 기판(100)과, 전극(130)과, 전극(130) 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 제1 파형 표면을 포함하고, 제1 파형 표면의 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 배향막(140)을 구비한 배면 기판(10)과, 기판(200)과, 전극(230)과, 전극(230) 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 제1 파형 표면과 동일한 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 제2 파형 표면을 포함하고, 제2 파형 표면의 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 배향막(240)을 구비한 전방면 기판(20)과, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이에 개재되어, 전극(130, 230) 사이에의 전압 인가 시에 벤드 배향을 형성하는 액정 재료를 포함한 조광층(30)을 구비한 것을 특징으로 한다.
액정 표시 패널, 배면 기판, 조광층, 전극, 배향막, 투명 기판, 컬러 필터

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도1은 본 발명의 제1 태양에 관한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도.
도2는 도1의 액정 표시 장치의 II-II선을 따른 단면도.
도3은 도1의 액정 표시 장치의 III-III선을 따른 단면도.
도4는 조광층의 굴절률과 유전율과의 관계의 일례를 나타내는 그래프.
도5는 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치의 전압에 대한 전기 용량 변화의 일례를 나타내는 그래프.
도6은 조광층의 두께와 그 리터데이션과의 관계의 예를 나타내는 그래프.
도7은 조광층의 두께의 변동과, 차 ΔRON을 충분히 작게 할 수 있는 비εAL/ε∥의 최소치와의 관계의 예를 나타내는 그래프.
도8은 비 P/Plim과 배향막의 비유전율과의 관계의 예를 나타내는 그래프.
도9는 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도10은 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도11은 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도12는 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도13은 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도14는 파형 표면을 갖는 배향막을 형성하는 데 이용 가능한 전사 부재를 개략적으로 나타내는 단면도.
도15는 본 발명의 제2 태양에 관한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도.
도16은 도15의 액정 표시 장치의 XVI-XVI선을 따른 단면도.
도17은 도15의 액정 표시 장치의 XVII-XVII선을 따른 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 표시 패널
10 : 배면 기판
20 : 전방면 기판
30 : 조광층
40 : 광학 보상 필름
50 : 편광판
80 : 전사 부재
100 : 투명 기판
10l : 언더 코팅층
102 : 반도체층
103 : 게이트 절연막
104 : 주사선
105 : 게이트 전극
106 : 참조 배선
107 : 층간 절연막
108 : 신호선
109 : 소스 전극
110 : 스위칭 소자
111 : 패시베이션막
120 : 컬러 필터
130 : 전극
140 : 배향막
140a : 유기 절연층
140b : 무기 절연층
150 : 평탄화층
200 : 투명 기판
220 : 컬러 필터
230 : 전극
240 : 배향막
240a : 유기 절연층
240b : 무기 절연층
250 : 평탄화층
300 : 액정 분자
[문헌 1] 일본 특허 제3459916호 공보
본 발명은 복굴절을 이용한 표시 모드의 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정 재료에 벤드 배향을 형성시키는 표시 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
OCB(optically compensated bend) 모드의 액정 표시 장치에서는, 액정 재료에 벤드 배향을 형성시켜, 각 배향막 근방에서 액정 분자의 틸트각을 변화시킴으로써 조광층의 리터데이션을 변화시킨다. OCB 모드는 우수한 응답 속도 및 시야각 특성을 실현할 수 있는 표시 모드 중 하나이며, 최근 주목을 받고 있다.
OCB 모드에서는, 상기한 바와 같이 벤드 배향은 필수적이다. 그러나 이하에 설명한 바와 같이 벤드 배향을 안정적으로 얻는 것은 어렵다.
즉, 전원 투입 전의 초기 상태에 있어서, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하고 있다. 그로 인해, 표시 장치를 기동할 때, 스프레이 배향으로부터 벤드 배향으로 전이시키기 위한 처리가 필요하다. 이 전이 과정은 기판 표면의 형상이나 전장 분포의 영향을 받기 쉽기 때문에, 조광층 중에 미전이 영역이 남는 경우가 있다. 또한, 본래 스프레이 배향은 벤드 배향과 비교하여 더욱 안정적이다. 그로 인해, 전압을 계속 인가하지 않으면, 벤드 배향으로부터 스프레이 배향에의 전이가 일어나는 경우가 있다.
이하의 특허 문헌 1에는, 이 문제를 해결하기 위해 액티브 매트릭스 기판 및 대향 기판의 대향면을 서로 기울어지게 하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에는 화소 전극의 중앙에 대응한 위치에서의 셀갭이 화소 전극의 양단부에 대응한 위치에서의 셀갭보다도 넓어지도록, 액티브 매트릭스 기판 및 대향 기판의 대향면에 V자형 단면을 갖는 홈을 마련하는 것이 기재되어 있다.
이들 구조를 채용하면, 벤드 배향을 안정적으로 얻는 것이 가능하다. 그러나 본 발명자들은, 앞의 구조를 채용하여 벤드 배향을 안정화한 액정 표시 장치는 줄무늬형의 표시 불균일이 발생하기 쉬운 것을 발견하였다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 제3459916호 공보
본 발명의 목적은 벤드 배향의 안정성이 우수하고 또한 줄무늬형의 표시 불균일이 생기기 어려운 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 제1 기판과, 상기 제1 기판의 하나의 주면 상에 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극을 피복하여, 상기 제1 전극 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 제1 파형 표면을 포함하고, 제1 파형 표면의 상기 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 제1 배향막을 구비한 배면 기판과, 상기 제1 배향막과 마주 향한 제2 기판과, 상기 제2 기판의 상기 제1 배향막과의 대향면 위에 배치된 제2 전극과, 상기 제2 전극을 피복하여, 상기 제2 전극 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 상기 제1 파형 표면과 동일한 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 제2 파형 표면을 포함하고, 제2 파형 표면의 상기 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 제2 배향막을 구비한 전방면 기판과, 상기 배면 기판과 상기 전방면 기판 사이에 개재되어, 상기 제1 및 제2 전극 사이에의 전압 인가 시에 벤드 배향을 형성하는 액정 재료를 포함한 조광층을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치가 제공된다.
이하, 본 발명의 태양에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에 있어서, 동일 또는 유사한 기능을 발휘하는 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다.
도1은 본 발명의 제1 태양에 관한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도2는 도1의 액정 표시 장치의 II-II선을 따른 단면도이다. 도3은 도1 의 액정 표시 장치의 III-III선을 따른 단면도이다. 또, 도1에서는 후술하는 컬러 필터를 생략하고 있다.
이 액정 표시 장치는 OCB 모드의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치이며, 액정 표시 패널(1)과, 이것과 마주 향하도록 배치된 백라이트(도시하지 않음)를 포함하고 있다.
액정 표시 패널(1)은, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 어레이 기판인 배면 기판(10)과, 대향 기판인 전방면 기판(20)을 포함하고 있다. 배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이에는 프레임형의 접착제층(도시하지 않음)이 개재되어 있다. 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)과 접착제층으로 둘러싸인 공간은 액정 재료로 채워져 있고, 이 액정 재료는 조광층(30)을 형성하고 있다. 배면 기판(10) 및 전방면 기판(20)의 각 외면 위에는 광학 보상 필름(40) 및 편광판(50)이 차례로 배치되어 있다.
배면 기판(10)은, 예컨대 유리 기판 등의 투명 기판(100)을 포함하고 있다.
투명 기판(100) 위에는, 예컨대 SiNx층 및/또는 SiO2층 등의 언더 코팅층(101)이 형성되어 있다.
언더 코팅층(101) 위에는, 채널 및 소스ㆍ드레인이 형성된 폴리 실리콘층 등의 반도체층(102)이 배치되어 있다.
반도체층(102) 및 언더 코팅층(101)은 게이트 절연막(103)으로 피복되어 있다. 게이트 절연막(103)은, 예컨대 TEOS(tetraethoxyorthosilane)를 이용하여 형 성할 수 있다.
게이트 절연막(103) 위에는, 도1 및 도3에 나타내는 주사선(104), 도1 및 도2에 나타내는 게이트 전극(105), 도1 및 도3에 나타내는 참조 배선(106)이 병치되어 있다.
주사선(104)은 각각 제1 방향으로 연장되는 동시에, 이 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열하고 있다. 도1에서는 주사선(104)은 각각 횡 또는 행 방향인 X 방향으로 연장되는 동시에 세로 또는 열 방향인 Y 방향으로 배열하고 있다. 주사선(104)의 재료로서는 금속 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 주사선(104)의 재료로서는 MoW를 사용할 수 있다.
게이트 전극(105)은, 도1에 도시한 바와 같이 주사선(104)의 일부로서 설치되어 있다. 또한, 게이트 전극(105)은 도2에 도시한 바와 같이 게이트 절연막(103)을 거쳐서 반도체층(102) 내에 형성된 채널과 마주 향하고 있다. 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(103)과 반도체층(102)은 주사선(104)과 후술하는 신호선(108)과의 교차부 근방에 배치된 스위칭 소자(110)로서 박막 트랜지스터를 구성하고 있다. 또, 여기서는 스위칭 소자(110)로서 박막 트랜지스터를 예시하고 있지만, 다이오드나 MIM(Metal-Insulator-Metal) 소자 등의 다른 소자를 사용해도 좋다.
참조 배선(106)은 X 방향으로 연장되는 동시에, 이 X 방향과 교차하는 Y 방향으로 배열하고 있다. 본 예에서는, 주사선마다 1개의 참조 배선(106)을 배치하고 있다. 참조 배선(106)은, 예를 들어 주사선(104)과 동일 공정으로 형성할 수 있다.
게이트 절연막(103), 주사선(104), 게이트 전극(105) 및 참조 배선(106)은, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(107)으로 피복되어 있다. 층간 절연막(107)에는, 예컨대 SiO2 및/또는 SiNx 등을 사용할 수 있다.
층간 절연막(107) 위에는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 신호선(108)과 소스 전극(109)이 배치되어 있다.
신호선(108)은 각각 상기한 제2 방향으로 연장되는 동시에, 상기한 제1 방향으로 배열하고 있다. 도1에서는, 신호선(108)은 각각 Y 방향으로 연장되는 동시에 X 방향으로 배열하고 있다. 신호선(108)의 재료로서는 금속 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 신호선(108)에는 Mo층과 Al-Nd층과 Mo층과의 3층 구조를 채용할 수 있다.
본 예에서는, 스위칭 소자(110)로서 박막 트랜지스터를 사용하는 동시에, 도2에 도시한 바와 같이 신호선(108)을, 층간 절연막(107)에 마련한 관통 구멍을 거쳐서 박막 트랜지스터(110)의 드레인에 접속하고 있다. 즉, 본 예에서는 신호선(108)은 드레인 전극을 겸하고 있다.
소스 전극(109)의 일단부는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 층간 절연막(107)에 마련한 관통 구멍을 거쳐서 박막 트랜지스터(110)의 소스에 접속되어 있다. 또한, 소스 전극(109)의 타단부는 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 층간 절연막(107)을 거쳐서 참조 배선(106)과 마주 향하고 있다. 즉, 본 예에서는 소스 전 극(109)과 참조 배선(106)과 층간 절연막(107)은 캐패시터를 구성하고 있다. 이 소스 전극(109)에는, 예컨대 신호선(108)과 동일한 재료를 사용할 수 있다.
층간 절연막(107), 신호선(108) 및 소스 전극(109)은 절연 기초층으로 피복되어 있다. 여기서는, 일례로서 절연 기초층을 패시베이션막(111)과 컬러 필터(120)로 구성하고 있지만, 패시베이션막(111)은 생략할 수 있다.
패시베이션막(111)은, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 층간 절연막(107), 신호선(108) 및 소스 전극(109)을 피복하고 있다. 패시베이션막(111)에는, 예컨대 SiNx를 사용할 수 있다.
컬러 필터(120)는, 흡수 스펙트럼이 서로 다른 복수의 착색층, 예컨대 녹색 착색층 G, 청색 착색층 B, 적색 착색층 R을 포함하고 있다. 이들 착색층 G, B, R은, 본 예에서는 각각 도3에 도시한 바와 같이 Y 방향으로 연장된 띠 형상을 갖는 동시에, 도2에 도시한 바와 같이 X 방향으로 배열하여 스트라이프 패턴을 형성하고 있다. 또, 본 예에서는 이들 착색층 G, B, R은 도2에 도시한 바와 같이 그들 사이의 경계가 신호선(108) 위에 위치하도록 배치되어 있다. 착색층 G, B, R에는, 예컨대 투명 수지와 염료 및/또는 안료와의 혼합물을 사용할 수 있다. 또, 여기서는 컬러 필터(120)를 배면 기판(10)에 마련하고 있지만, 컬러 필터(120)는 전방면 기판(20)에 설치해도 좋다.
컬러 필터(120) 위에서는, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터(110)에 대응하여, 예컨대 ITO(indium tin oxide) 등의 투명 도전체로 이루어지는 화소 전극(130)이 배열되어 있다. 이들 화소 전극(130)은, 도1 및 도3에 도시 한 바와 같이 패시베이션막(111) 및 컬러 필터(120)에 마련한 관통 구멍을 거쳐서 소스 전극(109)에 접속되어 있다.
화소 전극(130) 및 컬러 필터(120)는, 배향막(140)으로 피복되어 있다. 배향막(140)의 재료에는, 예컨대 폴리이미드 등의 수지를 사용할 수 있다.
배향막(140)의 화소 전극(130) 위에 위치한 부분은, 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 본 예에서는, 도3에 도시한 바와 같이 배향막(140)의 거의 전체는, 상승 경사면과 수직면을 Y 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다.
이 배향막(140)에는, 러빙 등의 배향 처리를 하고 있다. 배향 처리로서 러빙 처리를 하는 경우, 상승 경사면의 배열 방향과 거의 동일한 방향, 여기서는 Y 방향을 러빙 방향이라 한다.
전방면 기판(20)은, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 예컨대 유리 기판 등의 투명 기판(200)을 포함하고 있다. 기판(200)은 배면 기판(10)의 배향막(140)이 형성된 면과 마주 향하도록 배치되어 있다.
기판(200)의 배면 기판(10)과의 대향면에는, 공통 전극(230)이 형성되어 있다. 공통 전극(230)에는, 예컨대 ITO 등의 투명 도전체를 사용할 수 있다.
공통 전극(230)은, 배향막(240)으로 피복되어 있다. 배향막(240)은 도시하지 않은 스페이서에 의해, 배향막(140) 중 화소 전극(130) 위에 위치한 부분으로부터 떨어져 있다. 배향막(240)의 재료로는, 예컨대 폴리이미드 등의 수지를 사용할 수 있다.
배향막(240)의 공통 전극(230) 위에 위치한 부분은, 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 배향막(140)의 파형 표면과 동일한 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 본 예에서는, 도3에 도시한 바와 같이 배향막(240)의 거의 전체는, 상승 경사면과 수직면을 Y 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다.
이 배향막(240)에는, 러빙 등의 배향 처리를 하고 있다. 배향 처리로서 러빙 처리를 하는 경우, 상승 경사면의 배열 방향과 거의 동일한 방향, 여기서는 Y 방향을 러빙 방향이라 한다.
배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이에는, 프레임형의 접착제층(도시하지 않음)이 개재되어 있다. 또, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이이며, 접착제층이 형성되어 있는 프레임의 안쪽에는, 도시하지 않은 입자 형상 스페이서가 개재되어 있다. 혹은, 배면 기판(10) 및 전방면 기판(20) 중 적어도 한쪽의 대향면에는, 기둥 형상 스페이서가 형성되어 있다. 이들 스페이서는, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)과 접착제층으로 둘러싸인 공간의 두께를 일정하게 유지하는 역할을 감당하고 있다.
조광층(30)은 유전율 이방성 및 굴절률 이방성이 플러스인 액정 재료를 포함하고 있다. 이 액정 재료는, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하고 있는 동안, 벤드 배향을 형성한다. 밝음 표시와 어두움 표시와의 절환은 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 인가하는 전압의 절대치를, 전형적으로는 제로보다도 큰 제1 값과, 제1 값보다도 큰 제2 값 사이에서 절환함으로써 행한다. 또, 본 태양에서는 제1 값은 제로라도 좋은 경우가 있다. 이하, 인가 전압의 절대치를 제1 값으로 하고 있는 상태를 오프(OFF) 상태라 하고, 인가 전압의 절대치를 제2 값으로 하고 있는 상태를 온(ON) 상태라 한다.
도3에는, 오프 상태에 있어서 벤드 배향을 형성하고 있는 액정 분자(300)를 그리고 있다. 온 상태에서는, 오프 상태와 비교하여 배향막(140 및 240)의 근방에서의 액정 분자의 틸트각이 더욱 커진다.
광학 보상 필름(40)은, 예컨대 이축성 필름이다. 광학 보상 필름(40)은, 예컨대 굴절률 이방성이 마이너스인 일축성 화합물, 예컨대 디스코데크 액정 화합물을 하이브리드 배향시킨 광학 이방성층을 포함하고 있다.
기판(100) 위의 광학 보상 필름(40)이 포함하는 일축성 화합물의 광학축은, 예컨대 기판(100) 측에서는 배면 기판(10)의 근방에 위치한 액정 분자(300)의 온 상태에서의 광학축과 대략 평행하며, 그 반대측에서는 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)과의 중간에 위치한 액정 분자(300)의 온 상태에서의 광학축과 대략 평행하다. 또한, 기판(200) 위의 광학 보상 필름(40)이 포함하는 일축성 화합물의 광학축은, 예컨대 기판(200) 측에서는 전방면 기판(20)의 근방에 위치한 액정 분자(300)의 온 상태에서의 광학축과 대략 평행하며, 그 반대측에서는 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)과의 중간에 위치한 액정 분자(300)의 온 상태에서의 광학축과 대략 평행하다. 이들 광학 보상 필름(40)의 리터데이션의 합은, 예컨대 조광층(30)의 온 상태에서의 리터데이션과 거의 동일하게 한다.
편광판(50)은, 예컨대 그들의 투과축이 서로 대략 직교하도록 배치한다. 또한, 각 편광판(50)은, 예컨대 그 투과축이 X 방향 및 Y 방향에 대하여 약 45°의 각도를 이루도록 배치한다.
도시하지 않은 백라이트는, 액정 표시 패널(1)의 배면 기판(10)을 조명하도록 배치되어 있다.
또, 여기서는 액정 표시 패널(1)로 노멀 화이트 구동을 하는 경우의 구조를 설명하고 있지만, 이 액정 표시 패널(1)은 노멀 블랙 구동을 하도록 설계해도 된다. 또, 여기서는, 온 상태를 보상하는 구성을 채용했지만, 오프 상태를 보상하는 구성을 채용해도 된다.
그런데, 본 발명자들은 종래 기술에 관한 OCB 모드의 액정 표시 장치로 벤드 배향을 안정화한 경우에 줄무늬형의 표시 불균일이 생기기 쉬운 이유에 대해 조사한 결과, 이하의 사실을 발견하였다.
상기한 바와 같이, 특허 문헌 1에는 양 기판의 대향면의 각 화소에 대응한 부분을 경사지게 한 구조와, 각 기판의 대향면에 V자형 단면을 갖는 홈을 화소마다 마련한 구조가 기재되어 있다. 이들 구조에서는, 각 대향면에 마련한 경사면의 경사각과, 이 경사면에 대한 액정 분자의 프리틸트각과의 합이 액정 분자의 실효적인 프리틸트각에 상당하고 있다.
그런데 셀갭의 최대치를 Dmax라 하고, 화소 피치를 PP라 하면, 전자의 구조에서의 경사면의 구배, 즉 경사면과 기판면에 수직인 단면에서의 기판면에 평행한 방 향의 경사면의 길이에 대한 기판면에 수직인 방향의 경사면 길이의 비는, 이들 구조가 1화소마다 1개 형성된 경우에 최대가 되고, 이 최대치는 Dmax/(2PP)이다. 한편, 후자의 구조에서의 경사면의 구배는 상기와 마찬가지의 경우에 최대가 되고, 이 최대치는 Dmax/PP이다. 일반적인 OCB 모드의 액정 표시 장치에 있어서, 셀갭 및 화소 피치는, 전형적으로는 각각 약 1O ㎛ 및 약 1OO ㎛이다. 예컨대, 후자의 구조에 있어서, 이들 전형치를 셀갭의 최대치 Dmax 및 화소 피치 PP로서 각각 사용하면, 앞의 구배의 최대치는 0.1이 되고, 이것을 경사각으로 환산하면 6°약이 된다.
러빙 처리 등의 통상의 배향 처리에만 의해 실현 가능한 액정 분자의 틸트 각은 10°정도이다. 또한, 전압 무인가 상태에서의 벤드 배향을 안정화하기 위해서는, 적어도 45°정도의 프리틸트각이 필요하다고 되어 있다. 그로 인해, 앞의 경사각에서는 벤드 배향을 안정화하는 효과는 거의 얻을 수 없다.
벤드 배향을 안정화하는 효과를 얻기 위해, 앞의 경사각을 충분히 크게 하기 위해서는, 비 Dmax/PP를 현저히 크게 해야만 한다. 화소 피치 PP는 화면의 치수나 화소 수에 따라 결정되므로, 임의로 변경할 수 있는 것은 아니다. 그로 인해, 셀갭의 최대치 Dmax를 크게 하게 된다. 즉, 셀갭의 최대치 Dmax와 최소치 Dmin과의 차를 크게 해야만 한다.
셀갭의 변동이 커지면, 오프 상태에 있어서 셀갭이 작은 위치와 셀갭이 큰 위치에서 휘도의 차가 커진다. 그로 인해, 특허 문헌 1에 기재된 구조에서 셀갭의 최대치 Dmax를 크게 하면, 오프 상태에 있어서 비교적 큰 휘도 변화가 경사면의 배열 방향을 따라서 예컨대 화소 피치 PP와 동일한 주기로 발생한다.
MTF(modulation transfer function : 명암 줄무늬 모양의 공간 주파수와 사림이 식별 가능한 명암 줄무늬 모양의 최소 콘트라스트와의 관계)에 의하면, 사람이 식별 가능한 명암 줄무늬 모양의 공간 분해능은 40 cpd 내지 50 cpd(cycle per degree : 시야 1°내의 줄무늬 주기수)이다. 양 눈의 초점이 맞는 범위에서 가까이서 화상 관찰할 때의, 화상과 눈과의 거리를 1O ㎝라 하면, 앞의 분해능에 상당하는 줄무늬 주기의 최소치는 30 ㎛ 내지 40 ㎛이다. 상기한 휘도 변화의 주기, 즉 화소 피치 PP는 1OO ㎛이며, 사람이 식별 가능한 줄무늬 주기의 최소치인 30 ㎛ 내지 40 ㎛보다도 길다. 그로 인해, 특허 문헌 1에 기재된 구조로 셀갭의 최대치 Dmax를 크게 하면, 전체 휘도가 대폭으로 저하되는 동시에, 줄무늬형의 표시 불균일이 육안으로 확인되게 된다.
본 태양에서는, 도3에 도시한 바와 같이 배향막(140 및 240)의 표면을, 상승 경사면과 이것보다도 급구배인 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면으로 한다. 덧붙여서, 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기 P를, 화소 피치 PP보다도 충분히 짧게 한다. 그로 인해, 본 태양에 의하면 프리틸트각을 충분히 크게 하더라도, 줄무늬형의 표시 불균일이 육안으로 확인되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 줄무늬형의 표시 불균일이 생기는 일 없이 밴드 배향의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.
상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기 P가 예컨대 1 ㎛ 이하로 짧은 경우, 명암 줄무늬 모양의 주기도 1 ㎛ 이하가 된다. 이 값은 사람이 식별 가능한 줄무늬 주기의 최소치보다도 충분히 짧다. 따라서 명암 줄무늬 모양은 확인되기 어렵다.
또한, 예컨대 주기 P를 1 ㎛ 이하로 하는 동시에, 경사면의 경사각을 45°로 한 경우, 셀갭의 최대치 Dmax와 최소치 Dmin과의 차는 2 ㎛ 이하가 된다. 셀갭의 최대치 Dmax가 예컨대 10 ㎛라고 하면, 최대치 Dmax에 대한 앞의 차 Dmax-Dmin의 비는 0.2 이하가 된다. 또, 경사면에 대한 액정 분자의 프리틸트각이 크면, 경사면의 경사각은 더욱 작게 할 수 있으므로, 비(Dmax-Dmin)/Dmax는 더욱 작게 할 수 있다.
비(Dmax-Dmin)/Dmax가 작은 경우, 오프 상태에 있어서 셀갭에 기인한 휘도의 변동은 작다. 즉, 셀갭의 변동에 기인하여 생기는 명암 줄무늬 모양의 콘트라스트는 작다. 이 콘트라스트가 작은 경우, 명암 줄무늬 모양은 육안으로 확인되기 어렵다.
이와 같이, 주기 P를 짧게 하면, 명암 줄무늬 모양의 공간 주파수가 커지는 동시에, 명암 줄무늬 모양의 콘트라스트가 작아진다. 그로 인해, 육안으로 확인될 수 있는 줄무늬형의 표시 불균일이 생기는 것을 방지하는 동시에, 밴드 배향의 안정성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 셀갭과 조광층의 리터데이션과의 관계에 대해, 더욱 상세하게 검토한다.
조광층(30)에 수직으로 입사하는 빛 중, 편파면이 X 방향으로 평행한 빛에 대한 조광층(30)의 굴절률을 nx라 하고, 편파면이 Y 방향으로 평행한 빛에 대한 조광층(30)의 굴절률을 ny라 한다. 또한, 셀갭을 D라 한다. 이렇게 하면, 조광층(30)의 리터데이션 R은 등식 : R = (ny-nx) × D로 나타낼 수 있다.
도1 내지 도3의 액정 표시 장치에서는, 상기한 바와 같이 셀갭 D는 일정하지 않다. 또한,이 액정 표시 장치에서는 셀갭 D가 작은 위치와 큰 위치에서는, 액정 배향이 약간 다르며, 그로 인해 차 ny-nx도 일정하지 않다.
즉, 이 액정 표시 장치에서는 셀갭 D나 차 ny-nx의 변동은 작지만, 그들은 리터데이션 R에 영향을 줄 가능성이 있다.
단, 특히 온 상태에서는, 셀갭 D가 큰 경우, 셀갭 D가 작은 경우와 비교하여, 대략 수직으로 배향하고 있는 액정 분자의 비율이 더욱 크다. 또한, 셀갭 D가 작은 경우, 셀갭 D가 큰 경우와 비교하여, 대략 수평하게 배향하고 있는 액정 분자의 비율이 더욱 크다. 즉, 셀갭 D가 큰 경우에 차 ny-nx는 작고, 셀갭 D가 작은 경우에는 차 ny-nx는 크다. 따라서 셀갭 D 및 차 ny-nx의 변동이 리터데이션 R에 주는 영향을 작게 할 수 있다.
이와 같이, 리터데이션 R은 셀갭 D 및 차 ny-nx의 변동의 영향을 받기 어렵지만, 본 태양에서는 더욱 양호한 표시를 실현하기 위해, 이하의 구성을 채용해도 좋다.
주기 P는 가시광의 반파장, 예컨대 0.3 ㎛ 정도, 또는 그 이하로 해도 좋다. 이렇게 하면, 온 상태에 있어서 줄무늬형의 표시 불균일이 더욱 확인되기 어려워지 는데다가, 빛 간섭에 의한 변동을 억제하는 효과가 크다.
주기 P는, 예컨대 0.04 ㎛ 이상으로 한다. 주기 P가 짧은 경우, 배향막(140 및 240)의 표면에 마련하는 파형 표면의 형상 정밀도가 저하되어, 밴드 배향의 안정성을 향상시키는 효과가 불충분해지는 경우가 있다.
앞의 상승 경사면과 하강 경사면 또는 수직면이 배향막(140 및 240)의 표면에 형성하는 볼록부의 높이를 H라 한 경우, 주기 P에 대한 높이 H의 비 H/P는, 예컨대 0.3 내지 1.7의 범위 내로 한다. 비 H/P가 작은 경우, 밴드 배향의 안정성을 향상시키는 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 비 H/P가 큰 경우, 일정 수준 이상의 표시 콘트라스트비를 실현하는 것이 어려워지는 경우가 있다.
온 상태의 화소에 있어서, 조광층(30)의 리터데이션의 최대치 RON - max와 최소치 RON - min과의 차 ΔRON은 5 ㎚ 이하라도 좋다. 이에 대해, 이하에 설명한다.
MTF에 의하면, 사람이 식별 가능한 명암 줄무늬 모양의 최소 콘트라스트는 250 : 249 내지 300 : 299이다. 이 최소 콘트라스트는 0.3% 내지 0.4%의 휘도의 차이에 상당한다.
한 쌍의 광학 보상 필름(40)과 그들 사이에 개재한 구조가 형성하는 적층체의 리터데이션을 Rcomp라 하고, 전파광 파장을 λ라 하면, 이 액정 표시 장치의 상대 휘도는 sin2(π × Rcomp/λ)에 비례한다.
파장 λ가 녹색 파장 영역 내에 있으며, 온 상태에서의 리터데이션 Rcomp이 제로가 되도록 설계하고 있다고 하면, 온 상태에서의 상대 휘도의 0.3% 내지 0.4% 의 어긋남은, 온 상태에서의 리터데이션 Rcomp의 약 10 ㎚의 어긋남에 상당한다. 따라서, 차 ΔRON이 5 ㎚ 이하이면, 이에 기인한 휘도 불균일이 확인되는 일은 없다.
이 차 ΔRON은, 셀갭 D가 리터데이션 R에 주는 영향과, 차 ny-nx가 리터데이션 R에 주는 영향을 균형잡히게 함으로써 작게 할 수 있다. 이에 대해, 이하에 설명한다.
우선, 조광층(30)의 굴절률과 유전율과의 관계에 대해 설명한다.
도4는 조광층의 굴절률과 유전율과의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 비(ny-nx)/(ne-no)를 나타내고, 세로축은 비(ε∥-εeff)/(ε∥-ε⊥)를 나타내고 있다. 또, εeff는, 조광층(30)의 온 상태에서의 실효적인 비유전율을 나타내고 있으며, 이것은 이후에 설명하는 전기 용량 측정에 의해 구할 수 있다. ε∥-ε⊥는 액정 재료의 분자장축 방향의 비유전율 ε∥ 및 액정 재료의 분자단축 방향의 비유전율을 각각 나타내고 있다. no 및 ne는 액정 재료의 상광 굴절률 및 액정 재료의 이상 광굴절률을 각각 나타내고 있다.
도4에 나타내는 데이터는, 동일한 액정 재료를 사용하여 배향막(140 및 240)의 재질이나 형상을 여러 가지 변경하여 얻어진 것이다.
온 상태에서의 차 ny-nx는 조광층(30)의 온 상태에서의 실효적인 비유전율 εeff와 거의 비례하고 있다. 구체적으로는, A를 정수라 하면, 차 ny-nx와, 비유 전율 εeff와, 비유전율 ε∥와, 비유전율 ε⊥와, 굴절률 no와, 굴절률 ne는 하기 등식 (9)로 나타내는 관계를 만족하고 있다. 또, 정수 A는 OCB 모드의 액정 표시 장치에서 사용하는 통상의 액정 재료에서는 1.1±0.1이며, 도4의 예에서는 1.1이다.
[수학식 3]
Figure 112005076557818-PAT00001
여기서, 상술한 비유전율 εeff의 측정법에 대해 설명한다.
도5는 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치의 전압에 대한 전기 용량 변화의 일례를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 인가한 전압 Vapp의 상대치를 나타내고, 세로축은 조광층(30)의 전기 용량 CLC의 상대치를 나타내고 있다.
도5에 도시한 바와 같이, 액정 재료는 고전압 영역에서 밴드 배향을 형성하고 있다. 온 상태는 액정 재료가 밴드 배향을 형성하고 있는 전압 영역 중, 훨씬 높은 전압을 인가하고 있는 상태에 대응하고 있다. 따라서 이때의 전기 용량 C와, 화소 전극(130)의 면적 S와, 셀갭 D의 평균치 Dav를 하기 등식 (10)에 대입함으로써, 조광층(30)의 온 상태에서의 실효적인 비유전율 εeff를 산출할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112005076557818-PAT00002
또, εo는 진공의 유전율이다. 또한, 실제로는 셀갭 D의 평균치 DAV는 셀갭의 설계치라 생각하면 좋다.
다음에, 온 상태에 있어서, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 인가하는 전압과, 조광층(30)에 가해지는 전압과의 관계에 대해 설명한다.
여기서는, 도1에 나타내는 액정 표시 장치의 X 방향에 수직인 단면, 즉 도3의 단면을 고려한다. 이 단면에 있어서, Y 방향의 좌표를 y라 하고, 좌표 y에서의 배향막(140)의 두께를 DAL1(y), 좌표 y에서의 배향막(240)의 두께를 DAL2(y), 좌표 y에서의 조광층(30)의 두께를 DLC(y)라 한다. 또한, 배향막(140)의 비유전율을 ε AL1, 배향막(240)의 비유전율을 εAL2, 좌표 y에서의 조광층(30)의 비유전율을 ε LC(y)라 한다. 또한, 화소 전극(130)의 X 방향의 치수를 Lx라 하고, 도3에서의 화소 전극(130)의 일단부의 좌표 y를 제로라 하고, 타단부의 좌표 y를 LY라 한다.
화소 전극(130)과 공통 전극(230)과 그들 사이에 개재한 층은 콘덴서를 형성하고 있다. 이 콘덴서의 전기 용량 C는 이 콘덴서가 Y 방향으로 늘어선 다수의 평판 콘덴서를 병렬로 접속하여 이루어지는 것이라 생각하고, 또한 각 평판 콘덴서는, 유전체층이 배향막(140)으로 이루어지는 평판 콘덴서와, 유전체층이 조광층(30)으로 이루어지는 평판 콘덴서와, 유전체층이 배향막(240)으로 이루어지는 평판 콘덴서를 직렬로 접속한 것이라 생각함으로써 산출할 수 있다.
즉, 전기 용량 C는 하기 등식 (11)로 나타내는 dC(y)를 제로로부터 LY까지의 범위 내에서 적분함으로써 얻을 수 있다. 여기서, dCAL1(y), dCLC(y), dCAL2(y)는 각각, 하기 등식 (12) 내지 (14)로 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112005076557818-PAT00003
보통, DAL1(y)과 DLC(y)와 DAL2(y)와의 합은 일정하다. 또한, 보통 배향막(140 및 240)에는 동일한 재료를 사용하기 때문에, 비유전율 εAL1은 비유전율 εAL2와 같다. 따라서 DALl(y)과 DLC(y)와 DAL2(y)와의 합을 Dsum이라 하면, 상기 등식 (11)은 하기 등식 (15)와 같이 간략화할 수 있다. 또, 배향막(140 및 240)의 재료 또는 두께에 유의차가 있는 경우라도, 하기 등식 (15)를 충족시키는 Dsum 및 εAL을 대표치로서 선택할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112005076557818-PAT00004
화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 인가하는 전압을 Vapp라 하면, 좌표 y의 위치에서 조광층(30)에 가해지는 전압의 크기 VLC(y)는, 하기 등식 (16)으로 나타낼 수 있다. 따라서 등식 (13), (15) 및 (16)으로부터, 등식 (17)에 나타내는 관계를 얻을 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112005076557818-PAT00005
이 등식 (17)로부터, 배향막(140 및 240)의 비유전율 εAL과 전압 VLC(y)는 플러스의 상관에 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도5에 나타내는 전압 Vapp와 조광층(30)의 전기 용량 C와의 관계로부터 알 수 있는 바와 같이, 온 상태에 상당하는 전압 범위 내에서는 전압 VLC(y)의 상승에 수반하여, 비유전율 εLC(y)는 단조 증가하여, 비유전율 ε∥에 가까워진다.
따라서, 예컨대 배향막(140 및 240)에 비유전율 εAL이 큰 재료를 사용한 경우, 배향막(140 및 240)에 비유전율 εAL이 작은 재료를 사용한 경우와 비교하여, 전압 VLC(y)은 보다 커져, 비유전율 εLC(y)은 비유전율 ε∥에 보다 가까워진다. 즉, 배향막(140 및 240)에 비유전율 εAL이 큰 재료를 사용한 경우, 배향막(140 및 240)에 비유전율 εAL이 작은 재료를 사용한 경우와 비교하여, 온 상태에서의 리터데이션 R0N은 더욱 작아진다.
이와 같이, 배향막(140 및 240) 및 액정 재료의 물리적 성질이, 온 상태에서의 리터데이션 R0N에 영향을 준다. 이하, 도6을 참조하면서 배향막(140 및 240)의 비유전율 εAL과 액정 재료의 비유전율 ε∥이 리터데이션 RON에 주는 영향에 대해 설명한다.
도6은 조광층의 두께와 그 리터데이션과의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 셀갭의 최대치 Dmax에 대한 조광층(30)의 두께 DLC(y)와 그 최대치 Dmax와의 차 DLC(y)-Dmax의 비[DLC(y)-Dmax]/Dmax를 나타내고 있다. 또한, 세로축은 셀갭이 최대치 Dmax인 위치에서의 조광층(30)의 온 상태에서의 리터데이션 RON과, 셀갭이 최소치 Dmin인 위치에서의 조광층(30)의 온 상태에서의 리터데이션 RON과의 차 ΔRON'를 나타내고 있다.
또, 도6의 데이터는 배향막(140 및 240)에 마련하는 상승 경사면의 경사각 α가 45°이며, 배향막(140 및 240)의 근방에서는 액정 분자는 앞의 상승 경사면에 평행하게 배향하고 있는 액정 표시 패널(1)에 대해 얻어진 것이다. 또한, 차 ΔRON'의 절대치는 상술한 차 ΔRON과 같다.
도6에 도시한 바와 같이, 비 εAL/ε∥가 0.4인 경우, 차 R0N'는 조광층(30)의 두께 DLC(y)의 감소에 따라 증가한다. 비 εAL/ε∥가 1.4인 경우, 차 ΔRON'는 조광층(30)의 두께 DLC(y)의 감소에 따라 감소한다. 비εAL/ε∥가 0.9인 경우, 차 ΔRON'는 조광층(30)의 두께 DLC(y)에 관계없이 일정하다.
이것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비 εAL/ε∥를 적절하게 설정함으로써, 차 ΔR0N을 작게 할 수 있다. 또, 최소치 Dmin이 큰 경우에는, 차 ΔR0N은 작다. 따라서, 차 ΔR0N을 예컨대 5 ㎚ 이하로 하기 위해, 최소치 Dmin을 이용할 수 있는 데다가, 비 εAL/ε∥를 이용할 수 있다.
또, 도6으로부터 명백한 바와 같이, 비 εAL/ε∥가 0.4인 경우에서의 두께 DLC(y)의 감소에 대한 차 ΔRON'의 증가율은 비 εAL/ε∥가 1.4인 경우에서의 두께 DLC(y)의 감소에 대한 차 ΔRON'의 감소율보다도 크다. 이 것으로부터, 두께 DLC(y)의 변화에 따르는 차 ΔR0N'의 변화를 작게 할 수 있는 비 εAL/ε∥의 범위에 대해서는 그 최적값(=0.9)과 최소치와의 차가, 그 최대치와 최적값과의 차보다도 작은 것이 예측된다. 이에 대해, 실제로 배향막(140 및 240)의 재료 및 액정 재료를 여러 가지 변경하여 조사한 결과, 비 εAL/ε∥가 1.0을 넘는 일은 없고, 비 εAL/ε∥가 0.7 이상인 경우에 DLC(y)의 변화에 따르는 차 ΔRON'의 변화를 작게 할 수 있었다. 따라서 통상, 비 εAL/ε∥의 최대치는 정할 필요는 없고, 비 εAL/ε∥의 최소치를 정하면 좋다.
다음에, 조광층(30)의 두께의 변동과, 차 ΔR0N을 충분히 작게 할 수 있는 비 εAL/ε∥의 최소치와의 관계에 대해, 도7을 참조하면서 설명한다.
도7은 조광층의 두께의 변동과, 차 ΔR0N을 충분히 작게 할 수 있는 비 εAL/ε∥의 최소치와의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 조광층(30)의 두께의 최대치 Dmax에 대한, 이 최대치 Dmax와 조광층(30)의 두께의 최소치 Dmin과의 차 Dmax-Dmin의 비(Dmax-Dmin)/Dmax를 나타내고 있다. 또한, 세로축은 차 ΔR0N을 5 ㎚ 이하로 하는 비 εAL/ε∥의 최소치(εAL/ε∥)min을 나타내고 있다.
도7에 도시한 바와 같이, 비(Dmax-Dmin)/Dmax가 약 0.1 미만의 범위 내에서는 최소치(εAL/ε∥)min은 비(Dmax-Dmin)/Dmax와 거의 비례하고 있다. 또한, 도7에 도시한 바와 같이 비(Dmax-Dmin)/Dmax가 약 0.1 이상의 범위 내에서는 비(Dmax-Dmin)/Dmax에 대한 최소치(εAL/ε∥)min의 증가율은 현저히 작아지고 있다. 그리고 비(Dmax-Dmin)/Dmax가 0.4 이하의 범위 내에서는 최소치(εAL/ε∥)min은 0.5 이하이다.
비(Dmax-Dmin)/Dmax가 0.1인 것은, 예컨대 온 상태에서의 조광층(30)의 리터데이션 R0N의 최대치 R0N-max가 약 50 ㎚이며 또한 이 리터데이션 R0N의 최대치 R0N-max와 최소치 R0N-min과의 차 ΔR0N이 약 5 ㎚인 것에 상당한다.
따라서 비유전율 εAL과 비유전율 ε∥와 최대치 Dmax와 최소치 Dmin과 최대치 R0N-max가, 하기 부등 수학식 (1) 및 (2)에 나타내는 관계를 만족하고 있는지, 또는 하기 부등 수학식 (3) 및 (4)에 나타내는 관계를 만족하고 있으면, 차 ΔRON을 충분히 작게 할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112005076557818-PAT00006
조광층(30)의 오프 상태에서의 리터데이션 ROFF와 온 상태에서의 리터데이션 R0N과의 차 R0FF-R0N의 최대치와 최소치와의 차 Δ(R0FF-R0N)는 5 ㎚ 이하라도 좋다. 이렇게 하면, 온 상태에 있어서 광 누설이 생기기 어려워지는데다가, 오프 상태에 있어서 높은 휘도를 실현할 수 있다.
차 ROFF-RON의 ㎚로 나타낸 최대치를 (ROFF-RON)max로 한 경우, 배향막(140 및 240)의 각각은, 그 주기 구조의 주기 P와, 상승 경사면의 경사각 α 및 앞의 최대치(R0FF-R0N)max에서 하기 등식 (5)에 따라서 얻을 수 있는 값 Plim이, 하기 부등식 (6)에 나타내는 관계를 만족하고 있어도 좋다. 혹은, 배향막(140 및 240)의 각각은 주기 P와 값 Plim이 하기 부등식(7)에 나타내는 관계를 만족하고, 또한 비유전율 εAL과 비유전율 ε∥와 주기 P와 값 Plim이 하기 부등식 (8)에 나타내는 관계를 만 족하고 있어도 좋다.
[수학식 9]
Figure 112005076557818-PAT00007
도8은 비 P/Plim과 배향막의 비유전율과의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 도면 중, 횡축은 주기 P의 값 Plim에 대한 비 P/Plim을 나타내고 있다. 또한, 세로축은, 차 ΔR0N을 5 ㎚ 이하로 할 수 있는 비유전율 εAL의 최소치εAL-min을 나타내고 있다. 또, 도8에 나타내는 데이터는 액정 재료의 비유전율 ε∥이 약 19인 액정 표시 패널(1)에 대해 얻은 것이다.
도8에 도시한 바와 같이, 비 P/Plim이 0.6 이하의 범위 내에서는 최소치εAL-min은 대략 2 이하이다. 통상, 배향막(140 및 240)에는 비유전율 εAL이 약 2 이하의 재료를 사용하는 일은 없다. 또한, 도8에 도시한 바와 같이 비 P/Plim이 0.6보다도 큰 범위 내에서는 최소치εAL-min은 비 P/Plim과 거의 비례하고 있다.
따라서 주기 P와 경사각 α와 값 Plim이 상기 부등식 (6)에 나타내는 관계를 만족하고 있는지, 또는 주기 P와 값 Plim이 상기 부등식 (7)에 나타내는 관계를 만 족하고 또한 비유전율 εAL과 주기 P와 값 Plim이 상기 부등식 (8)에 나타내는 관계를 만족하고 있으면, 차 ΔRON을 충분히 작게 할 수 있다.
상술한 액정 표시 장치에는, 여러 가지 구조를 채용할 수 있다.
도9 내지 도13은, 도1 내지 도3의 액정 표시 장치에 채용 가능한 구조의 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도9 내지 도13에는, 도3의 단면을 확대하여 그리고 있고, 각각에 있어서 일부의 구성 요소를 생략하고 있다.
도9 및 도10의 구조에 있어서, 배향막(140 및 240)의 각각의 표면은 상승 경사면과 수직면을 Y 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면이다. 각각의 상승 경사면은 평면이며, 기판(100 및 200)의 주면에 대하여 경사각 α로 경사져 있다. 또한, 상승 경사면과 수직면이 형성되는 볼록부는 직각 삼각 형상의 단면 형상을 갖고 있다.
배향막(140)에 있어서 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 피치 P는, 배향막(240)에 있어서 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 피치 P와 같다. 또한, 배향막(140)에 있어서 상승 경사면과 수직면이 형성되는 볼록부의 높이 H는 배향막(240)에 있어서 상승 경사면과 수직면이 형성되는 볼록부의 높이 H와 같다.
도9의 구조에서는, 배향막(140)의 볼록부와 배향막(240)의 볼록부는 Y 방향의 위치가 일치하고 있다. 이에 대하여, 도10의 구조에서는 배향막(140)의 볼록부와 배향막(240)의 볼록부는 Y 방향의 위치가 어긋나 있다. 그로 인해, 도10의 구조에서는 도9의 구조와 비교하여 셀갭의 최대치 Dmax와 최소치 Dmin와의 차 Dmax-Dmin이 더욱 작다.
도11 및 도12의 구조에 있어서, 배향막(140 및 240)의 각각의 표면은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면을 Y 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면이다.
상승 경사면의 Y 방향의 길이 Lu는 하강 경사면의 Y 방향의 길이 Ld보다도 크고, 전형적으로는 길이 Ld의 2배 이상이다. 또, 통상 길이 Lu와 길이 Ld와의 합은, 주기 P와 같다.
도11 및 도12의 구조에 있어서, 각각의 상승 경사면 및 하강 경사면은 곡면이다. 도11의 구조에서는, 상승 경사면은 대략 오목면형이며, 도12의 구조에서는 상승 경사면은 대략 볼록면형이다. 이와 같이, 상승 경사면은 평면일 필요는 없다.
도13의 구조에서는, 배향막(140 및 240)은 도9에 나타낸 것과 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 단, 도13의 구조에서는 배향막(140)과 화소 전극(130) 사이에는 평탄화층(150)이 배치되어 있고, 배향막(240)과 화소 전극(230) 사이에는 평탄화층(250)이 배치되어 있다. 이들 평탄화층(150 및 250)은 투명하며, 예컨대, 무기 절연체층, 유기 절연체층, 또는 무기 절연체층과 유기 절연체층과의 적층체이다. 평탄화층(150 및 250)을 마련하면, 형상 정밀도가 우수한 배향막(140 및 240)을 쉽게 형성할 수 있다.
또, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 통상 배향막(240)의 기초는 충분히 평탄하다. 따라서 예컨대, 평탄화층(250)은 설치하지 않고, 평탄화층(150)만을 설치해도 좋다. 또한, 평탄화층(150 및 250) 중 적어도 한쪽에, 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 주변 차광층, 광학 보상 필름 등의 기능을 부여해도 좋다.
도11 내지 도13의 구조에서는, 배향막(140)의 볼록부와 배향막(240)의 볼록부는, 도10에 나타낸 것과 마찬가지로 Y 방향의 위치가 어긋나 있어도 좋다.
또한, 도9 내지 도13의 구조에서는, 배향막(140)의 단면 형상의 경상(鏡像)을 배향막(240)의 단면 형상과 일치시키고 있지만, 그들은 다르더라도 좋다. 예컨대, 도9의 배향막(140)과 도11 또는 도12의 배향막(240)을 조합해도 좋다. 혹은, 배향막(140)과 배향막(240)이, 높이 H, 주기 P 및 길이 Lu 중 적어도 하나를 다르게 해도 좋다.
단, 배향막(140)의 단면 형상의 경상을 배향막(240)의 단면 형상과 일치시키는 동시에, 배향막(140 및 240)에 동일한 재료를 사용하면, 배향막(140)의 근방에서의 액정 배향과 배향막(240)의 근방에서의 액정 배향과의 대칭성이 높아진다. 즉, 벤드 배향의 대칭성이 높아진다. 그로 인해, 표시 특성이 향상되는데다가, 소부 표시 불량 등이 생기기 어려워진다.
기판(100)의 주면에 수직인 방향(X 방향 및 Y 방향에 수직인 방향)으로부터 본 배향막(140 및 240)의 각 볼록부는, 전형적으로는 직선적인 띠 형상이다. 기판(100)의 주면에 수직인 방향으로부터 본 배향막(140 및 240)의 각 볼록부는, 굴곡된 띠 형상이라도 좋다.
배향막(140)의 각 볼록부는 배향막(140)의 일단부로부터 타단부까지의 사이에 연속하고 있어도 좋으며, 연속하고 있지 않아도 좋다. 마찬가지로, 배향막(240)의 각 볼록부는 배향막(240)의 일단부로부터 타단부까지의 사이에 연속하고 있어도 좋으며, 연속하고 있지 않아도 좋다. 예컨대, 이들 볼록부는 X 방향에 인접하는 화소 사이에서 분단되어 있어도 좋다. 이 경우, 볼록부의 Y 방향의 위치는 X 방향에 인접하는 화소 사이에서 어긋나 있어도 좋다.
배향막(140 및 240)은 파형 표면을 갖는 유기 절연층으로 이루어지는 단층 구조를 갖고 있어도 좋다. 혹은, 배향막(140 및 240)은 파형 표면을 갖는 무기 절연층과 그 위에 형성된 유기 절연층과의 적층체라도 좋다. 후자의 경우, 유기 절연층이 충분히 얇으면, 무기 절연층의 파형 표면에 대응하여 유기 절연층의 표면도 파형이 된다.
배향막(140 및 240)에 마련하는 상승 경사면의 배열 방향 및 배향막(140 및 240)의 파면 방향은 Y 방향이 아니라도 좋다. 예컨대, 그들 방향을 X 방향으로 해도 좋다.
파형 표면을 갖는 배향막(140 및 240)은, 예컨대 전사를 이용하여 형성할 수 있다.
도14는 파형 표면을 갖는 배향막을 형성하는 데 이용 가능한 전사 부재를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도14에 도시한 바와 같이 이 전사 부재(80)의 전사면에는, 배향막(140 및 240)에 마련하는 파형 표면에 대응하여, 복수의 홈이 마련되어 있다. 각 홈은 순(順)테이퍼형 단면을 갖는 홈의 바닥부에 직사각형 단면 을 갖는 홈을 마련한 구조를 갖고 있다. 순테이퍼형 단면을 갖는 홈은 배향막(140 및 240)의 표면에 마련하는 볼록부에 대응한 형상을 갖고 있다. 또한, 직사각형 단면을 갖는 홈은 전사 시에 전사 부재(80)와 배향막(140 또는150) 사이에서 공기가 릴리프하는 가스 제거로로서의 역할을 감당하고 있다.
이 전사 부재(80)를 이용하면, 예컨대 이하의 방법에 의해 배향막(140 및 240)을 형성할 수 있다.
우선, 대략 평탄한 기초 상에, 예컨대 폴리이미드 등으로 이루어지는 수지층을 형성한다. 수지층의 형성에는, 예컨대 스핀 코팅법을 이용할 수 있다. 다음에, 이 수지층에 전사 부재(80)의 전사면을 압박하여, 이 상태에서 수지층을 예비 소성한다. 그 후, 전사 부재(80)를 수지층으로부터 박리하여, 계속해서 수지층을 본 소성한다. 이에 의해, 파형 표면을 갖는 수지층을 얻는다. 또한, 이 수지층에 대하여, 그 상승 경사면의 배열 방향을 따라서 러빙 처리를 한다. 이와 같이 하여, 배향막(140 및 240)을 얻을 수 있다.
여기서는, 러빙 처리는 수지층의 표면을 파형으로 한 후에 행하고 있지만, 러빙 처리는 수지층의 표면을 파형으로 하기 전에 행해도 좋다. 수지층의 표면을 파형으로 한 후에 러빙 처리를 하면, 액정 배향을 규제하는 힘이 강한 배향막(140 및 240)을 얻을 수 있다. 또한, 수지층의 표면을 파형으로 하기 전에 러빙 처리를 하면, 액정 배향을 규제하는 힘의 면내 변동이 작은 배향막(140 및 240)을 얻을 수 있다.
또한, 도14의 전사 부재(80)를 이용하면, 예컨대 이하의 방법에 의해 배향막 (140 및 240)을 형성할 수 있다.
우선, 대략 평탄한 기초 위에, 무기 절연층 및 제1 수지층을 차례로 형성한다. 다음에, 수지층에 전사 부재(80)의 전사면을 압박하여, 이 상태에서 수지층을 예비 소성한다. 그 후, 전사 부재(80)를 수지층으로부터 박리하여, 계속해서 수지층을 본 소성한다. 이에 의해, 파형 표면을 갖는 수지층을 얻는다.
다음에, 이 파형 표면을 갖는 수지층을 에칭 마스크로서 이용한 에칭, 예컨대 반응성 이온 에칭을 한다. 이에 의해, 그 밑의 무기 절연층의 표면을 파형으로 한다.
그 후, 파형 표면을 갖는 무기 절연층 상에, 예컨대 폴리이미드 등으로 이루어지는 수지층을 형성한다. 이 수지층은, 그 표면이 기초에 대응하여 파형이 되 도록 충분히 얇게 형성한다. 또한, 이 수지층에 대하여, 그 상승 경사면의 배열 방향을 따라서 러빙 처리를 한다. 이와 같이 하여, 배향막(140 및 240)을 얻을 수 있다.
도1 내지 도3의 액정 표시 장치에서는, 한 쌍의 광학 보상 필름(40)을 사용하고 있지만, 광학 보상 필름은 하나뿐이라도 좋다. 예컨대, 배면 기판(10)의 외면에 광학 보상 필름을 배치하지 않고, 전방면 기판(20)의 외면에만 광학 보상 필름을 배치해도 좋다. 이 경우, 전방면 기판(20)의 외면 상에 배치하는 광학 보상 필름으로서는, 예컨대 한 쌍의 광학 보상 필름(40)이 발휘한 것과 마찬가지의 기능을 단독으로 발휘할 수 있는 것을 사용한다.
도1 내지 도3의 액정 표시 장치에는 광학 보상 필름(40)을 마련하고 있지만, 광학 보상 필름(40)은 생략해도 좋다. 즉, 본 태양에 관한 액정 표시 장치의 표시 모드는, OCB 모드라도 좋고, 혹은 광학 보상 필름을 사용하지 않는 π셀이라도 좋 또, 이 액정 표시 장치에서는, 전형적으로는 유전율 이방성이 플러스인 액정 재료를 사용하지만, 온 상태 및 오프 상태의 쌍방에 있어서 벤드 배향을 안정적으로 형성할 수 있는 경우에는, 유전율 이방성이 마이너스인 액정 재료를 사용해도 좋다.
도1 내지 도3에는, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 나타내었지만, 액정 표시 장치에는, 예컨대 단순 매트릭스형 등의 다른 구동형을 채용해도 좋다.
도15는 본 발명의 제2 태양에 관한 액정 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도16은 도15의 액정 표시 장치의 XVI-XVI선을 따른 단면도이다. 도17은 도15의 액정 표시 장치의 XVII-XVII선을 따른 단면도이다. 또, 도15에서는 후술하는 컬러 필터(220)를 생략하고 있다.
이 액정 표시 장치는 OCB 모드의 단순 매트릭스형 액정 표시 장치이며, 액정 표시 패널(1)과, 이것과 마주 향하도록 배치된 백라이트(도시하지 않음)를 포함하고 있다.
액정 표시 패널(1)은, 도16 및 도17에 도시한 바와 같이 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)을 포함하고 있다. 배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이에는, 프레임형의 접착제층(도시하지 않음)이 개재되어 있다. 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)과 접착제층으로 둘러싸인 공간은 액정 재료로 채워져 있고, 이 액정 재료는 조광층(30)을 형성하고 있다. 배면 기판(10)의 외면 상에는, 편광판(50)이 배치되어 있다. 전방면 기판(20)의 외면 상에는 광학 보상 필름(40) 및 편광판(50)이 차 례로 배치되어 있다.
배면 기판(100) 위에서는, X 방향으로 연장된 띠 형상의 X 전극(130)이 Y 방향으로 배열하고 있다. X 전극(130)은, 예컨대 ITO 등의 투명 도전체로 이루어진다.
배면 기판(100) 및 X 전극(130)은, 평탄화층(150)으로 피복되어 있다. 평탄화층(150) 위에는 무기 절연층(140b) 및 유기 절연층(140a)이 차례로 형성되어 있다. 유기 절연층(140a) 및 무기 절연층(140b)은 배향막(140)을 구성하고 있다.
무기 절연층(140b)의 표면 중, X 전극(130)과 후술하는 Y 전극(230)과의 교차부에 대응한 영역은, 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 무기 절연층(140b)의 파형 표면은, 유기 절연층(140a)에 파형 표면을 발생시키고 있다. 본 예에서는, 도16에 도시한 바와 같이 유기 절연층(140a) 및 무기 절연층(140b)의 대략 전체는, 상승 경사면과 수직면을 X 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 유기 절연층(140a)에는, 예컨대 상승 경사면의 배열 방향과 거의 동일한 방향, 여기서는 X 방향으로 러빙 처리를 한다.
기판(200)의 배면 기판(10)과의 대향면 위에는, 컬러 필터(220)가 배치되어 있다. 컬러 필터(220)는 흡수 스펙트럼이 서로 다른 복수의 착색층, 예컨대 녹색 착색층 G, 청색 착색층 B, 적색 착색층 R을 포함하고 있다. 이들 착색층 G, B, R은, 본 예에서는 각각 도17에 도시한 바와 같이 Y 방향으로 연장된 띠 형상을 갖는 동시에, 도16에 도시한 바와 같이 X 방향으로 배열하여 스트라이프 패턴을 형성하 고 있다. 착색층 G, B, R에는, 예컨대 투명 수지와 염료 및/또는 안료와의 혼합물을 사용할 수 있다. 또, 여기서는, 컬러 필터(220)를 전방면 기판(20)에 설치하고 있지만, 컬러 필터(220)는 배면 기판(10)에 설치해도 좋다.
컬러 필터(220) 위에서는, Y 방향으로 연장된 띠 형상의 Y 전극(230)이 X 방향으로 배열되어 있다. 인접하는 Y 전극(230) 사이의 간극은, 컬러 필터(220)의 착색층 G, B, R 사이의 경계 상에 있다. Y 전극(230)은 투명 도전체로 이루어진다.
컬러 필터(230) 및 Y 전극(230)은 평탄화층(250)으로 피복되어 있다. 평탄화층(250) 위에는, 무기 절연층(240b) 및 유기 절연층(240a)이 차례로 형성되어 있다. 유기 절연층(240a) 및 무기 절연층(240b)은 배향막(240)을 구성하고 있다.
무기 절연층(240b)의 표면 중, X 전극(130)과 Y 전극(230)과의 교차부에 대응한 영역은, 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 무기 절연층(240b)의 파형 표면은, 유기 절연층(240a)에 파형 표면을 발생시키고 있다. 본 예에서는, 도16에 도시한 바와 같이 유기 절연층(240a) 및 무기 절연층(240b)의 대략 전체는, 상승 경사면과 수직면을 X 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 파형 표면을 포함하고 있다. 유기 절연층(240a)에는, 예컨대 상승 경사면의 배열 방향과 거의 동일한 방향, 여기서는 X 방향으로 러빙 처리를 한다.
배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이에는, 프레임형의 접착제층(도시하지 않음)이 개재되어 있다. 또, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20) 사이이며, 접착제 층이 형성되어 있는 프레임의 안쪽에는, 도시하지 않은 입자 형상 스페이서가 개재되어 있다. 또, 입자 형상 스페이서 대신에, 기둥 형상 스페이서를 사용해도 좋다.
조광층(30)은 유전율 이방성 및 굴절률 이방성이 플러스인 액정 재료를 포함하고 있다. 이 액정 재료는 X 전극(130)과 Y 전극(230) 사이에 전압을 인가하고 있는 동안, 벤드 배향을 형성한다.
광학 보상 필름(40)은, 예컨대 이축성 필름이다. 이 광학 보상 필름(40)으로서는, 굴절률 이방성이 마이너스인 일축성 화합물, 예컨대 디스코데크 액정 화합물을 그 광학축이 Y 방향에 수직인 면 내에서 변화하도록 벤드 배향시킨 광학 이방성층을 포함하고 있는 것을 사용할 수 있다.
편광판(50)은, 예컨대 그들의 투과축이 서로 대략 직교하도록 배치한다. 또한, 각 편광판(50)은, 예컨대 그 투과축이 X 방향 및 Y 방향에 대하여 약 45°의 각도를 이루도록 배치한다.
도시하지 않은 백라이트는, 액정 표시 패널(1)의 배면 기판(10)을 조명하도록 배치되어 있다.
도15 내지 도17의 단순 매트릭스형 액정 표시 장치라도, 도1 내지 도3의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 참조하면서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이, 액정 표시 장치의 구동형에 특별히 제한은 없다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
(제1 실시예)
본 예에서는, 도1 내지 도3에 나타내는 OCB 모드의 액정 표시 장치를, 이하의 방법에 의해 제조하였다. 또, 이 액정 표시 장치에는 도13의 구조를 채용하고, 배향막(140 및 240)의 주기 P 및 경사각 α는 각각 약 0.15 ㎛ 및 45°로 하였다. 또한, 본 예에서는 배면 기판(10)의 외면에 광학 보상 필름(40)을 배치하지 않고, 전방면 기판(20)의 외면에만 광학 보상 필름(40)을 배치하였다.
우선, 두께 0.5 ㎜의 유리 기판(100) 위에, 언더 코팅층(101)으로부터 화소 전극(130)까지의 구조를 형성하였다. 이 구조 위에, 평탄화층(150)으로서 SiO2층과 아크릴 수지층을 차례로 형성하였다. 또한, 두께 0.5 ㎜의 유리 기판(200) 위에, 공통 전극(230)을 형성하였다.
다음에, 평탄화층(150) 및 공통 전극(230)의 각각 위에, JSR 가부시끼가이샤제의 옵티머 AL3456를 스핀 코팅함으로써, 두께 0.8 ㎛의 폴리이미드 수지층을 형성하였다. 또, 이들 폴리이미드 수지층의 비유전율 εAL은 약 4.0이다. 이어서, 도14의 전사 부재를 이용하여, 폴리이미드 수지층의 표면을 파형 표면으로 하였다.
구체적으로는, 우선 폴리이미드 수지층에 전사 부재(80)의 전사면을 압박하여, 이 상태에서 폴리이미드 수지층을 80 ℃에서 예비 소성하였다. 또, 전사 부재(80)를 압박하기 전후에 폴리이미드 수지의 부피 변화가 생기지 않는다고 하면, 폴리이미드 수지층의 두께가 0.75 ㎛인 경우에, 배향막(140 및 150)의 두께의 최소치 및 최대치는 각각 제로 및 0.15 ㎛가 된다. 여기서는, 상기한 바와 같이 폴리이미드 수지층의 두께를 0.8 ㎛로 0.75 ㎛보다도 약간 두껍게 함으로써, 그 두께의 변 동에 기인하여 파형 표면의 형상 정밀도가 저하되는 것을 방지하였다.
다음에, 전사 부재(80)를 폴리이미드 수지층으로부터 박리하였다. 계속해서, 폴리이미드 수지층을 180 ℃에서 본 소성하였다.
그 후, 각 폴리이미드 수지층에 대하여, 그 상승 경사면의 배열 방향을 따라서 러빙 처리를 하였다. 이와 같이 하여, 배향막(140 및 240)을 얻었다.
다음에, 배면 기판(10)의 주면에, 배향막(140)을 둘러싸도록 열경화성 접착제를 디스펜스하였다. 이 접착제층이 형성하는 프레임에는, 액정 주입구로서 이용하기 위한 개구부를 마련하였다. 접착제를 임시 건조한 후, 도시하지 않은 트랜스퍼패드 위에 은 페이스트를 디스펜스하였다.
이어서, 배향막(240) 위에, 지름이 8.0 ㎛인 입자 형상 스페이서를 살포하였다. 여기서는 스페이서로서 입자 형상 스페이서를 살포했지만, 그 대신에 감광성 수지를 이용하여 기둥 형상 스페이서를 형성해도 좋다. 기둥 형상 스페이서는 파형 구조의 전사 후에 형성해도 좋고, 혹은 파형 구조의 전사 전에 형성해도 좋다. 파형 구조의 전사 전에 기둥 형상 스페이서를 형성하는 경우, 전사 부재(80)로서는 그 전사면의 기둥 형상 스페이서에 대응한 위치에 오목부 또는 구멍이 마련된 것을 사용한다.
그 후, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)을, 배향막(140 및 240)이 마주 향하고 또한 그들의 러빙 방향이 같아지도록 접합하여, 이것을 가열하였다. 이상과 같이 하여, 빈 셀을 얻었다.
다음에, 이 빈 셀 내에 딥법에 의해 액정 재료를 주입하였다. 여기서는, 액 정 재료로서, 메르크샤제 E7(비유전율의 최대치 ε∥가 약 19인 유전율 이방성이 플러스인 네마틱 액정 화합물)을 사용하였다.
계속해서, 액정 주입구에 자외선 경화 수지를 디스펜스하여, 이것에 자외선을 조사하였다. 또한, 배면 기판(10)의 외면에 편광판(50)을 부착하는 동시에, 전방면 기판(20)의 외면에 광학 보상 필름(40) 및 편광판(50)을 차례로 부착하였다.
또, 여기서 사용한 광학 보상 필름(40)은 디스코데크 액정 화합물을 그 광학축이 X 방향에 수직인 면 내에서 변화하도록 벤드 배향시킨 광학 이방성층을 포함하고 있다. 이 광학 보상 필름(40)의 최대 주 법선 속도의 방향은 두께 방향과 평행하며, 최소의 주 법선 속도의 방향은 X 방향과 평행하며, 남은 주 법선 속도 방향은 Y 방향과 평행하다. 또한, 이 광학 보상 필름(40)의 두께 방향으로 진행하는 녹색 파장 영역 내의 파장 λ의 빛에 대한 리터데이션은 25 ㎚이며, Y 방향으로 진행하는 파장 λ의 빛에 대한 리터데이션은 5 ㎚이다.
이와 같이 하여 얻어진 액정 표시 패널(1)을 도시하지 않은 백라이트 유닛 등으로 조합함으로써, 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치를 완성하였다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되지 않고, 무채색이었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전이라도, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하지 않고, 벤드 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 인가 전압의 절 대치의 증가에 대하여 휘도는 단조 감소하여, 인가 전압의 절대치가 1OV일 때에 최저가 되었다. 이 사이, 줄무늬형의 표시 불균일이 확인되는 일은 없으며, 휘도의 면내 균일성이 우수한 표시가 가능하였다. 또한, 인가 전압의 대소에 상관없이, 색 및 휘도의 시야각 의존성은 매우 작았다. 또, 오프 상태의 인가 전압을 0V로 하고, 온 상태의 인가 전압의 절대치를 10V라 했을 때의 콘트라스트는 약 500 : 1이었다.
(제2 실시예)
배향막(140 및 240)의 각각에서 주기 P를 약 0.25 ㎛로 한 것 이외는, 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해, 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치를 제조하였다.
본 예에서는, 셀갭의 최대치 Dmax 및 최소치 Dmin은 각각 약 8.0 ㎛ 및 약 7.5 ㎛였다. 또한, 편광 해석 장치에 의해, 조광층(30)의 온 상태에서의 리터데이션의 최대치 R0N-max를 조사한 결과, 약 26 ㎚였다. 즉, 최대치 Dmax, 최소치 Dmin 및 최대치 R0N-max는, 상기 부등 수학식 (1)에 나타내는 관계를 만족하고 있다. 또, 액정 재료의 비유전율의 최대치 ε∥는 약 19이며, 배향막(140 및 240)의 비유전율 εAL은 약 4.0이므로, 최대치 Dmax, 최소치 Dmin, 최대치 RON-max, 최대치 ε∥ 및 비유전율 εAL은, 상기 등식 (2)에 나타내는 관계를 만족하고 있다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서, 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되어 있지 않고, 무채색이었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전이라도, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하지 않고, 벤드 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 인가 전압의 절대치의 증가에 대하여 휘도는 단조 감소하여, 인가 전압의 절대치가 1OV일 때에 최저가 되었다. 이 사이, 줄무늬형의 표시 불균일이 확인되는 일은 없고, 휘도의 면내 균일성이 우수한 표시가 가능하였다. 또한, 인가 전압의 대소에 상관없이, 색 및 휘도의 시야각 의존성은 매우 작았다. 또, 오프 상태의 인가 전압을 0V라 하고, 온 상태의 인가 전압의 절대치를 10V라 했을 때의 콘트라스트는 약 400 : 1이었다.
(제3 실시예)
본 예에서는, 도15 내지 도17에 나타내는 OCB 모드의 액정 표시 장치를, 이하의 방법에 의해 제조하였다. 또, 이 액정 표시 장치에서는 배향막(140 및 240)의 주기 P 및 경사각 α는 각각 약 0.90 ㎛ 및 30°로 하였다.
우선, 두께 0.5 ㎜의 유리 기판(100) 위에, ITO로 이루어지는 X 전극(130)을 형성하였다. 이 구조 위에, SiO2로 이루어지는 평탄화층(150)을 형성하였다.
또한, 두께 0.5 ㎜의 유리 기판(200) 위에, 컬러 필터(220) 및 ITO로 이루어 지는 Y 전극(230)을 차례로 형성하였다. 이 구조 위에, SiO2로 이루어지는 평탄화층(250)을 형성하였다.
다음에, 평탄화층(150 및 250) 위에 TaOx로 이루어지는 두께 0.6 ㎛의 무기 절연층을 형성하였다. 이들 무기 절연층은 Ta2O5을 스패터 타겟으로서 이용한 RF 스패터링에 의한 성막을 하고, 이들을 200 ℃에서 1 시간의 어닐링에 제공함으로써 얻었다. 이들 무기 절연층을 형성하는 것과 동시에, 유전 측정용 영역 위에도 무기 절연층을 형성하여, 그 전기 용량을 측정하였다. 그 결과, 이들 무기 절연층의 비유전율은 약 16이었다.
이어서, 각 무기 절연층 상에 레지스트 재료인 도쿄오까고교 가부시끼가이샤제 OFPR-800를 스핀 코팅하여, 두께 0.5 ㎛의 레지스트막을 형성하였다. 이들 레지스트막에 도14에 나타내는 전사 부재(80)의 전사면을 압박하여, 이 상태에서 레지스트막을 80 ℃에서 예비 소성하였다. 다음에, 전사 부재(80)를 레지스트막으로부터 박리하여, 계속해서 레지스트막을 140 ℃에서 본 소성하였다.
그 후, 이들 레지스트막 및 그 밑의 무기 절연층을 Ar 및 O2를 이용한 반응성 이온 에칭에 제공하였다. 레지스트막이 얇은 위치에서는, 레지스트막이 두꺼운 위치와 비교하여, 무기 절연층이 반응성 가스에 노출되는 시간이 훨씬 길다. 따라서, 무기 절연층의 표면에는 레지스트막의 두께에 대응한 요철 구조가 형성된다. 레지스트막이 완전히 제거된 시점에서 반응성 이온 에칭을 정지한 결과, 경사각이 약 30°의 상승 경사면과 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지며, 상승 경사면의 주 기가 약 0.9 ㎛인 파형 표면을 갖는 무기 절연층(140b 및 240b)이 얻어졌다.
다음에, 무기 절연층(140b 및 240b)의 각각 위에, JSR 가부시끼가이샤제의 옵티머 AL3456을 스핀 코팅함으로써, 두께 0.05 ㎛의 폴리이미드 수지층을 형성하였다. 각 폴리이미드층의 표면은, 그 기초의 파형 표면에 대응하여 파형하였다. 이어서, 각 폴리이미드 수지층에 대하여, 그 상승 경사면의 배열 방향을 따라서 러빙 처리를 하였다. 이와 같이 하여, 유기 절연층(140a 및 240a)을 얻었다.
이들 배향막(140 및 240)의 대부분은, 무기 절연층(140b 및 240b)으로 각각 구성되어 있다. 따라서, 배향막(140 및 240)의 비유전율 εAL은 무기 절연층(140b 및 240b)의 비유전율과 같다고 간주할 수 있다.
다음에, 배면 기판(10)의 주면에, 배향막(140)을 둘러싸도록 열경화성 접착제를 디스펜스하였다. 이 접착제층이 형성되는 프레임에는, 액정 주입구로서 이용하기 위한 개구부를 마련하였다.
이어서, 배향막(240) 위에, 지름이 8.0 ㎛인 입자 형상 스페이서를 살포하였다. 그 후, 배면 기판(10)과 전방면 기판(20)을, 배향막(140 및 240)이 맞주 향하고 또한 그들의 러빙 방향이 같아지도록 접합하여, 이것을 가열하였다. 이상과 같이 하여, 빈 셀을 얻었다.
다음에, 이 빈 셀 내에 딥법에 의해 액정 재료를 주입하였다. 여기서는, 액정 재료로서 메르크샤제 E7(비유전율의 최대치 ε∥가 약 19인 유전율 이방성이 플러스인 네마틱 액정 화합물)을 사용하였다.
계속해서, 액정 주입구에 자외선 경화 수지를 디스펜스하여, 이것에 자외선을 조사하였다. 또한, 배면 기판(10)의 외면에 편광판(50)을 부착하는 동시에, 전방면 기판(20)의 외면에 광학 보상 필름(40) 및 편광판(50)을 차례로 부착하였다.
또, 여기서 사용한 광학 보상 필름(40)은 디스코데크 액정 화합물을 그 광학축이 Y 방향에 수직인 면 내에서 변화하도록 벤드 배향시킨 광학 이방성층을 포함하고 있다. 이 광학 보상 필름(40)의 최대의 주 법선 속도의 방향은 두께 방향과 평행하며, 최소의 주 법선 속도의 방향은 Y 방향과 평행하며, 남은 주 법선 속도 방향은 X 방향과 평행하다. 또한, 이 광학 보상 필름(40)의 두께 방향으로 진행하는 녹색 파장 영역 내의 파장 λ의 빛에 대한 리터데이션은 35 ㎚이며, X 방향으로 진행하는 파장 λ의 빛에 대한 리터데이션은 5 ㎚이다.
이와 같이 하여 얻어진 액정 표시 패널(1)을 도시하지 않은 백라이트 유닛 등으로 조합함으로써, 도15 내지 도17에 나타내는 액정 표시 장치를 완성하였다.
본 예에서는, 셀갭의 최대치 Dmax 및 최소치 Dmin은 각각 약 8.0 ㎛ 및 약 7.0 ㎛였다. 또한, 편광 해석 장치에 의해 조광층(30)의 온 상태에서의 리터데이션의 최대치 RON-max를 조사한 결과, 약 41 ㎚였다. 즉, 최대치 Dmax, 최소치 Dmin 및 최대치 R0N-max는, 상기 부등 수학식 (3)에 나타내는 관계를 만족하고 있다. 또, 액정 재료의 비유전율의 최대치 ε∥는 약 19이며, 배향막(140 및 240)의 비유전율 εAL은 약 16이므로, 최대치 Dmax, 최소치 Dmin, 최대치 R0N-max, 최대치 ε∥ 및 비유 전율 εAL은, 상기 등식 (4)에 나타내는 관계를 만족하고 있다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서, 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되어 있었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전에 있어서, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서, X 전극(130)과 Y 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 인가 전압의 절대치를 0.5V에까지 높인 시점에서, 화면은 착색 상태로부터 무채색 상태로 변화되었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 액정 재료는 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 절대치가 0.5V 이상의 전압을 인가함으로써, 벤드 배향을 형성하는 것을 나타내고 있다.
인가 전압의 절대치를 더욱 증가시킨 결과, 인가 전압의 절대치의 증가에 대하여 휘도는 단조 감소하여, 인가 전압의 절대치가 1OV일 때에 최저가 되었다. 인가 전압의 절대치가 비교적 작은 경우, 고배율의 현미경을 사용한 관찰로 약간의 휘도 불균일이 확인되었지만, 육안에 의한 관찰로 표시 불균일이 확인되는 일은 없었다. 또한, 인가 전압의 절대치가 비교적 큰 경우에는, 고배율의 현미경을 사용한 관찰에서도 휘도 불균일은 확인되지 않았다. 또한, 인가 전압의 대소에 상관없이, 색 및 휘도의 시야각 의존성은 매우 작았다. 또, 오프 상태의 인가 전압을 0.5V로 하고, 온 상태의 인가 전압의 절대치를 10V로 했을 때의 콘트라스트는 약 400 : 1이었다.
(제4 실시예)
배향막(140 및 240)의 각각에서 주기 P를 약 0.04 ㎛로 하는 동시에 경사각 α를 약 30°로 하고, 셀갭의 최대치 Dmax를 5 ㎛로 한 것 이외는, 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해, 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치를 제조하였다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서, 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되어 있었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전에 있어서, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 인가 전압의 절대치를 0.5V에까지 높인 시점에서, 화면은 착색 상태로부터 무채색 상태로 변화되었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 액정 재료는 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 절대치가 0.5V 이상의 전압을 인가함으로써, 벤드 배향을 형성하는 것을 나타내고 있다.
인가 전압의 절대치를 더욱 증가시킨 결과, 인가 전압의 절대치의 증가에 대하여 휘도는 단조 감소하여, 인가 전압의 절대치가 1OV일 때에 최저가 되었다. 이 사이, 줄무늬형의 표시 불균일이 육안으로 확인되는 일은 없어, 휘도의 면내 균일 성이 우수한 표시가 가능하였다. 또한, 인가 전압의 대소에 상관없이, 색 및 휘도의 시야각 의존성은 매우 작았다. 또, 오프 상태의 인가 전압을 0.5V로 하고, 온 상태의 인가 전압의 절대치를 10V로 했을 때의 콘트라스트는 약 500 : 1이었다.
또, 이 액정 표시 장치에 대해, 편광 해석 장치에 의해 오프 상태에서의 조광층(30)의 리터데이션 R0FF 및 온 상태에서의 조광층(30)의 리터데이션 R0N을 조사한 결과, 각각 약 296 ㎚ 및 약 27 ㎚였다. 이 액정 표시 장치에서는, 경사각 α는 약 30°이며, 셀갭의 최대치 Dmax는 5 ㎛이므로, 상기 등식 (5)로부터 산출되는 값 Plim은 약 0.08 ㎛가 된다. 상기한 바와 같이, 주기 P는 약 0.04 ㎛이므로, 주기 P와 값 Plim은 상기 부등식 (6)에 나타내는 관계를 만족하고 있다.
(제5 실시예)
배향막(140 및 240)의 각각에서 주기 P를 약 0.05 ㎛로 하는 동시에 경사각 α를 약 30°로 하고, 셀갭의 최대치 Dmax를 5 ㎛로 한 것 이외는, 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해, 도1 내지 도3에 나타내는 액정 표시 장치를 제조하였다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서, 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되어 있었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전에 있어서, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 인가 전압의 절대치를 0.5V에까지 높인 시점에서, 화면은 착색 상태로부터 무채색 상태로 변화되었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 액정 재료는 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 절대치가 0.5V 이상의 전압을 인가함으로써, 벤드 배향을 형성하는 것을 나타내고 있다.
인가 전압의 절대치를 더욱 증가시킨 결과, 인가 전압의 절대치의 증가에 대하여 휘도는 단조 감소하여, 인가 전압의 절대치가 1OV일 때에 최저가 되었다. 이 사이, 줄무늬형의 표시 불균일이 육은으로 확인되는 일은 없어, 휘도의 면내 균일성이 우수한 표시가 가능하였다. 또한, 인가 전압의 대소에 상관없이, 색 및 휘도의 시야각 의존성은 매우 작았다. 또, 오프 상태의 인가 전압을 0.5V로 하고, 온 상태의 인가 전압의 절대치를 10V로 했을 때의 콘트라스트는 약 500 : 1이었다.
또, 이 액정 표시 장치에 대해, 편광 해석 장치에 의해 오프 상태에서의 조광층(30)의 리터데이션 R0FF 및 온 상태에서의 조광층(30)의 리터데이션 R0N을 조사한 결과, 각각 약 296 ㎚ 및 약 27 ㎚였다. 이 액정 표시 장치에서는, 경사각 α는 약 30°이며, 셀갭의 최대치 Dmax는 5 ㎛이므로, 상기 등식 (5)로부터 산출되는 값 Plim은 약 0.08 ㎛가 된다. 상기한 바와 같이, 주기 P는 약 0.05 ㎛이므로, 주기 P와 값 Plim은 상기 부등식 (7)에 나타내는 관계를 만족하고 있다. 또, 배향막 (140 및 240)의 비유전율 εAL은 약 4.0이며, 액정 재료의 비유전율의 최대치 ε∥는 약 19이므로, 비유전율 εAL과 비유전율 ε∥과 주기 P와 값 Plim은 상기 부등식 (8)에 나타내는 관계를 만족하고 있다.
(비교예)
본 예에서는, 배향막(140 및 240)의 각각에 주기 P를 약 80 ㎛로 하고 또한 경사각 α를 약 3°로 한 것 이외는, 제1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해 액정 표시 장치를 제조하였다. 또, 본 예에 있어서, 경사각 α를 제1 실시예와 비교하여 현저히 작게 한 것은, 제1 실시예와 마찬가지로 경사각 α를 45°로 하면, 배향막(140 및 240)의 볼록부끼리가 서로 부딪쳐, 셀갭의 최대치 Dmax를 제1 실시예와 마찬가지로 8 ㎛로 할 수 없기 때문이다.
이 액정 표시 장치에 대해, 백라이트를 점등하고 또한 액정 표시 패널(1)을 기동하고 있지 않은 상태에서, 화면을 관찰하였다. 그 결과, 화면은 착색되어 있었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 기동 전에 있어서, 액정 재료는 스프레이 배향을 형성하고 있는 것을 나타내고 있다.
다음에, 백라이트를 점등한 상태에서, 화소 전극(130)과 공통 전극(230) 사이에 전압을 인가하여, 그 절대치를 서서히 증가시켰다. 그 결과, 절대치의 비교적 큰 전압을 인가한 후 수초 후에, 화면은 착색 상태로부터 무채색 상태로 변화되었다. 이것은, 이 액정 표시 장치에서는 스프레이 배향으로부터 벤드 배향에의 전이가 생기기 어려운 것을 나타내고 있다. 또한, 이 상태에서는 줄무늬형의 표시 불균일이 육안으로 확인되어, 양호한 표시는 불가능하였다.
본 발명에 따르면, 벤드 배향의 안정성이 우수하고 또한 줄무늬형의 표시 불균일이 생기기 어려운 액정 표시 장치가 제공된다.

Claims (5)

  1. 제1 기판과, 상기 제1 기판의 하나의 주면 상에 배치된 제1 전극과, 상기 제1 전극을 피복하고, 상기 제1 전극 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 교대로 늘어놓아 이루어지는 제1 파형 표면을 포함하고, 제1 파형 표면의 상기 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 제1 배향막을 구비한 배면 기판과,
    상기 제1 배향막과 마주 향한 제2 기판과, 상기 제2 기판의 상기 제1 배향막과의 대향면 위에 배치된 제2 전극과, 상기 제2 전극을 피복하여, 상기 제2 전극 위에 위치한 부분은 상승 경사면과 이것보다도 급구배의 하강 경사면 또는 수직면을 상기 제1 파형 표면과 동일한 방향으로 교대로 늘어놓아 이루어지는 제2 파형 표면을 포함하고, 제2 파형 표면의 상기 상승 경사면이 형성되는 주기 구조의 주기는 1 ㎛ 이하인 제2 배향막을 구비한 전방면 기판과,
    상기 배면 기판과 상기 전방면 기판 사이에 개재되어, 상기 제1 및 제2 전극 사이에의 전압 인가 시에 벤드 배향을 형성하는 액정 재료를 포함한 조광층을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 및 제2 전극 사이에 인가하는 전압의 절대치가 제1 값인 때에 밝음 표시를 하고, 상기 절대치가 상기 제1 값보다도 큰 제2 값일 때에 어두움 표시를 하도록 구성되고,
    상기 어두움 표시를 하고 있을 때에 있어서, 상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역의 리터데이션의 최대치와 최소치와의 차 ΔRON은 5 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 및 제2 전극 사이에 인가하는 전압의 절대치가 제1 값인 때에 밝음 표시를 하고, 상기 절대치가 상기 제1 값보다도 큰 제2 값인 때에 어두움 표시를 하도록 구성되고,
    상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역에서의 셀갭의 최대치 및 최소치를 각각 Dmax 및 Dmin으로 하고, 상기 액정 재료가 취할 수 있는 비유전율의 최대치를 ε∥라 하고, 상기 어두움 표시를 행하고 있을 때에서의 상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역의 ㎚로 나타낸 리터데이션의 최대치를 R0N -max라 하고, 상기 제1 및 제2 배향막의 비유전율을 εAL이라 한 경우, 상기 제1 및 제2 배향막의 각각은 상기 최대치 Dmax와 상기 최소치 Dmin과 상기 비유전율 ε∥과 상기 비유전율 εAL이, 하기 부등 수학식 (1) 및 (2)에 나타내는 관계를 만족하거나, 또는 하기 부등 수학식 (3) 및 (4)에 나타내는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112005076557818-PAT00008
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 및 제2 전극 사이에 인가하는 전압의 절대치가 제1 값일 때에 밝음 표시를 하고, 상기 절대치가 상기 제1 값보다도 큰 제2 값일 때에 어두움 표시를 하도록 구성되고,
    상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역의 상기 밝음 표시를 행하고 있을 때에서의 리터데이션 R0FF와 상기 어두움 표시를 행하고 있을 때에서의 리터데이션 R0N과의 차 R0FF-R0N의 최대치와 최소치와의 차 Δ(R0FF-R0N)는 5 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 및 제2 전극 사이에 인가하는 전압의 절대치가 제1 값인 때에 밝음 표시를 하고, 상기 절대치가 상기 제1 값보다도 큰 제2 값일 때에 어두움 표시를 하도록 구성되고,
    상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역에서의 셀갭의 최 대치를 Dmax라 하고, 상기 액정 재료가 취할 수 있는 비유전율의 최대치를 ε∥라 하고, 상기 조광층 중 상기 제1 및 제2 전극 사이에 협지된 영역의 상기 밝음 표시를 행하고 있을 때에서의 리터데이션 R0FF와 상기 어두움 표시를 행하고 있을 때에서의 리터데이션 R0N과의 차 R0FF-RON의 ㎚로 나타낸 최대치를 (ROFF-RON)max라 한 경우, 상기 제1 및 제2 배향막의 각각은 그 상기 주기 구조의 주기 P와, 그 상기 상승 경사면의 경사각 α 및 상기 최대치(ROFF-RON)max로부터 하기 등식(5)에 따라서 얻을 수 있는 값 Plim이, 하기 부등식 (6)에 나타내는 관계를 만족하거나, 또는 상기 주기 P와 상기 값 Plim이 하기 부등식 (7)에 나타내는 관계를 만족하고 또한 그 비유전율 εAL과 상기 최대치 ε∥와 상기 주기 P와 상기 값 Plim이 하기 부등식 (8)에 나타내는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112005076557818-PAT00009
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