WO2014203565A1 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

　液晶表示装置（１００）は、垂直配向型の液晶層（３０）と、第１光配向膜（１２）および第２光配向膜（２２）とを備える。第１光配向膜は、互いに反平行なプレチルト方向（ＰＤ１、ＰＤ２）を規定する第１プレチルト領域（１２ａ）および第２プレチルト領域（１２ｂ）を有する。第２光配向膜は、互いに反平行なプレチルト方向（ＰＤ３、ＰＤ４）を規定する第３プレチルト領域（２２ａ）および第４プレチルト領域（２２ｂ）を有する。表示面法線方向から見たとき、第１プレチルト領域および第２プレチルト領域の境界（ＢＤ１）全体と、第３プレチルト領域および第４プレチルト領域の境界（ＢＤ２）全体とが重なっている。

Description

液晶表示装置およびその製造方法

　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、垂直配向型の液晶層を備え、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定される液晶表示装置に関する。また、本発明は、液晶表示装置の製造方法にも関する。

　近年、液晶表示装置の表示特性が改善され、テレビジョン受像機などへの利用が進んでいる。液晶表示装置の視野角特性は向上したもののさらなる改善が望まれている。特に、垂直配向型の液晶層を用いた液晶表示装置（ＶＡモードの液晶表示装置と呼ばれることもある。）の視野角特性を改善する要求は強い。

　現在、テレビ等の大型表示装置に用いられているＶＡモードの液晶表示装置には、視野角特性を改善するために、１つの画素に複数の液晶ドメインを形成する配向分割構造が採用されている。配向分割構造を形成する方法としては、ＭＶＡモードが主流である。ＭＶＡモードは、例えば特許文献１に開示されている。

　ＭＶＡモードでは、垂直配向型液晶層を挟んで対向する一対の基板のそれぞれの液晶層側に配向規制構造を設けることによって、各画素内に配向方向（チルト方向）が異なる複数の液晶ドメイン（典型的には配向方向は４種類）が形成される。配向規制構造としては、電極に設けたスリット（開口部）や、リブ（突起構造）が用いられ、液晶層の両側から配向規制力が発揮される。

　しかしながら、スリットやリブを用いると、従来のＴＮモードのように配向膜によってプレチルト方向を規定した場合と異なり、スリットやリブが線状であることから、液晶分子に対する配向規制力が画素内で不均一となるため、応答速度に分布が生じるという問題がある。また、スリットやリブを設けた領域の光透過率が低下するので、表示輝度が低下するという問題もある。

　上述の問題を回避するためには、ＶＡモードの液晶表示装置についても、配向膜でプレチルト方向を規定することによって配向分割構造を形成することが好ましい。そのようにして配向分割構造が形成されたＶＡモードの液晶表示装置を、本願出願人は、特許文献２に提案している。

　特許文献２に開示されている液晶表示装置では、配向膜でプレチルト方向を規定することによって、４分割配向構造が形成される。つまり、液晶層に電圧が印加されたときに、１つの画素内に４つの液晶ドメインが形成される。このような４分割配向構造を、単に４Ｄ構造と呼ぶこともある。

　また、特許文献２に開示されている液晶表示装置では、液晶層を介して対向する一対の配向膜のうちの一方の配向膜によって規定されるプレチルト方向と、他方の配向膜によって規定されるプレチルト方向とは互いに略９０°異なっている。そのため、電圧印加時には、液晶分子はツイスト配向をとる。このように、プレチルト方向（配向処理方向）が互いに直交するように設けられた一対の垂直配向膜を用いることによって液晶分子がツイスト配向をとるＶＡモードは、ＶＡＴＮ（Vertical Alignment Twisted Nematic）モードあるいはＲＴＮ（Reverse Twisted Nematic）モードと呼ばれることもある。既に説明したように、特許文献２の液晶表示装置では４Ｄ構造が形成されることから、本願出願人は、特許文献２の液晶表示装置の表示モードを４Ｄ－ＲＴＮモードと呼んでいる。

　液晶分子のプレチルト方向を配向膜に規定させる具体的な方法としては、特許文献２に記載されているように、光配向処理を行う方法が有望視されている。光配向処理は、非接触で処理できるので、ラビング処理のように摩擦による静電気の発生が無く、歩留まりを向上させることができる。光配向処理が施された配向膜（光配向膜）を用いたＶＡＴＮモードの液晶表示装置は、特許文献３にも開示されている。

特開平１１－２４２２２５号公報 国際公開第２００６／１３２３６９号 国際公開第２００６／１２１２２０号

　しかしながら、近年では、液晶表示装置の高精細化が進んでおり、本願発明者の検討によれば、光配向膜を用いたＶＡＴＮモードを高精細な液晶表示装置に採用すると、表示（特に動画表示）に不具合が発生し得ることがわかった。具体的には、中小型用途の高精細な画素設計において、液晶分子の配向状態の安定性や、応答速度などが不十分になり得ることがわかった。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるＶＡモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置を提供することにある。

　本発明の実施形態における液晶表示装置は、互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第１光配向膜とを有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第２光配向膜とを有し、前記第１光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第１プレチルト方向を規定する第１プレチルト領域と、前記第１プレチルト方向に反平行な第２プレチルト方向を規定する第２プレチルト領域とを有し、前記第２光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第３プレチルト方向を規定する第３プレチルト領域と、前記第３プレチルト方向に反平行な第４プレチルト方向を規定する第４プレチルト領域とを有し、表示面法線方向から見たとき、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域および前記第２プレチルト領域の境界全体と、前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域および前記第４プレチルト領域の境界全体とが重なっている。

　ある実施形態において、表示面法線方向から見たとき、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域と前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域とが重なっており、前記第１光配向膜の前記第２プレチルト領域と前記第２光配向膜の前記第４プレチルト領域とが重なっており、前記第３プレチルト方向は、前記第１プレチルト方向に反平行であり、前記第４プレチルト方向は、前記第２プレチルト方向に反平行である。

　ある実施形態において、前記画素電極の外縁は、第１エッジ部および第２エッジ部を含み、前記第１エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第１プレチルト方向とは反対の方向であり、前記第２エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第２プレチルト方向とは反対の方向である。

　ある実施形態において、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたとき、前記複数の画素のそれぞれ内において前記液晶層に４つの液晶ドメインが形成され、前記４つの液晶ドメインのそれぞれに含まれる前記液晶分子の配向方向を代表する４つのディレクタの方位は互いに異なる。

　ある実施形態において、前記４つの液晶ドメインは、ディレクタの方位が第１方位である第１液晶ドメインと、第２方位である第２液晶ドメインと、第３方位である第３液晶ドメインと、第４方位である第４液晶ドメインとであって、前記第１方位、前記第２方位、前記第３方位および前記第４方位のうちの任意の２つの方位の差は９０°の整数倍に略等しい。

　ある実施形態において、表示面における水平方向の方位角を０°とするとき、前記第１方位は略０°、略９０°、略１８０°または略２７０°である。

　ある実施形態において、上述した液晶表示装置は、前記液晶層を介して互いに対向し、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置された一対の直線偏光板をさらに備え、前記一対の直線偏光板の前記透過軸は、前記第１プレチルト方向と略４５°の角をなす。

　ある実施形態において、上述した液晶表示装置は、前記液晶層を介して互いに対向する一対の円偏光板をさらに備える。

　ある実施形態において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。

　ある実施形態において、表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチは４２μｍ以下である。

　ある実施形態において、画面解像度は２００ｐｐｉ以上である。

　本発明の実施形態における液晶表示装置の製造方法は、互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第１光配向膜とを有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第２光配向膜とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記第１光配向膜の、前記複数の画素のそれぞれに対応する領域内に、第１プレチルト方向を規定する第１プレチルト領域と、前記第１プレチルト方向に反平行な第２プレチルト方向を規定する第２プレチルト領域とを光配向処理によって形成する工程（Ａ）と、前記第２光配向膜の、前記複数の画素のそれぞれに対応する領域内に、第３プレチルト方向を規定する第３プレチルト領域と、前記第３プレチルト方向に反平行な第４プレチルト方向を規定する第４プレチルト領域とを光配向処理によって形成する工程（Ｂ）と、前記工程（Ａ）および前記工程（Ｂ）の後に、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程（Ｃ）と、を包含し、前記工程（Ａ）および前記工程（Ｂ）は、前記工程（Ｃ）において前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせたときに、表示面法線方向から見て、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域および前記第２プレチルト領域の境界全体と、前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域および前記第４プレチルト領域の境界全体とが重なるように実行される。

　ある実施形態において、上述した液晶表示装置の製造方法は、前記工程（Ｃ）の後に、前記液晶層に加熱処理を含む再配向処理を施す工程（Ｄ）をさらに包含し、前記加熱処理は、１１０℃以下で行われる。

　本発明の実施形態によると、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるＶＡモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置が提供される。

本発明の実施形態における液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 ４Ｄ－ＲＴＮモードの液晶表示装置における画素１００１の配向分割構造を示す図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２に示した画素１００１の配向分割構造を得るための方法を説明するための図である。 液晶表示装置１００における画素１の配向分割構造を示す図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図４に示した画素１の配向分割構造を得るための方法を説明するための図である。 第１光配向膜１２および第２光配向膜２２の配向規制力のみを考慮した場合に形成される液晶ドメインを模式的に示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１について、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｄ）は、液晶表示装置１００の画素１について、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明するための図である。 液晶表示装置１００の画素１において４つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の画素１において４つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、液晶表示装置１００の画素１において４つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例１についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例２についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例３についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例４についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例５についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、実施例６についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）～（ｅ）は、比較例１についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ比較例１、実施例６および実施例２における画素内の配向分布を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ実施例７および比較例２における階調と輝度（規格化輝度）との関係を、正面方向からの観察時、左右斜め６０°方向からの観察時および上下斜め６０°方向について示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ＣＰＡモードの液晶表示装置９００の１つの画素を模式的に示す断面図および平面図であり、（ｃ）は、液晶表示装置９００の液晶層９３０に白電圧を印加したときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、光の回折現象による不良チルト領域ＮＧＲの形成を検証した結果を説明するための図である。 光の回折現象による不良チルト領域ＮＧＲの形成を検証した結果を説明するための図である。 強調領域、中間領域および相殺領域のそれぞれについて、プレチルト角の方向Ｙ（図２３中の左右方向）に沿った位置プロファイルを示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、実施例７として試作した２つの液晶表示装置１００について、画素１内でのプレチルト角の分布を示すグラフである。 実施例７の１つの画素１に対応する光学顕微鏡像である。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

　図１に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。

　液晶表示装置１００は、図１に示すように、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板（第１基板）１０および対向基板（第２基板）２０と、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の間に設けられた液晶層３０とを備える。液晶表示装置１００は、さらに、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。典型的には、複数の画素は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含み、赤画素、緑画素および青画素の３つの画素によって１つのカラー表示画素が構成される。

　アクティブマトリクス基板（「ＴＦＴ基板」とも呼ばれる）１０は、複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極１１と、画素電極１１および液晶層３０の間に設けられた第１光配向膜１２とを有する。画素電極１１および第１光配向膜１２は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）１０ａによって支持されている。また、ここでは図示していないが、アクティブマトリクス基板は、画素電極１１に電気的に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、ＴＦＴに走査信号を供給する走査配線（ゲートバスライン）、ＴＦＴに表示信号を供給する信号配線（ソースバスライン）などを有する。

　対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ばれる。）２０は、画素電極１１に対向する対向電極２１と、対向電極２１および液晶層３０の間に設けられた第２光配向膜２２とを有する。対向電極２１および第２光配向膜２２は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）２０ａによって支持されている。また、ここでは図示していないが、対向基板２０は、カラーフィルタ層を有する。典型的には、カラーフィルタ層は、赤画素に対応して設けられた赤カラーフィルタ、緑画素に対応して設けられた緑カラーフィルタおよび青画素に対応して設けられた青カラーフィルタを含む。

　液晶層３０は、負の誘電異方性を有する液晶分子３１を含む、垂直配向型の液晶層である。液晶層３０に電圧が印加されていない状態において、液晶分子３１は、図１に示されているように、基板面に対して略垂直に配向している。

　液晶表示装置１００は、さらに、少なくとも液晶層３０を介して互いに対向する一対の直線偏光板１８および２８を備える。直線偏光板１８および２８は、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置されている。つまり、直線偏光板１８および２８は、クロスニコルに配置されている。なお、一対の直線偏光板１８および２８に代えて、一対の円偏光板を設けてもよい。つまり、液晶層３０に入射する光は、直線偏光であってもよいし、円偏光であってもよい。

　第１光配向膜１２および第２光配向膜２２のそれぞれは、光配向処理が施された垂直配向膜であり、液晶分子３１のプレチルト方向を規定する。第１光配向膜１２は、各画素内において、互いに異なるプレチルト方向を規定する２つの領域を有する。同様に、第２光配向膜２２は、各画素内において、互いに異なるプレチルト方向を規定する２つの領域を有する。

　以下、本実施形態の液晶表示装置１００において第１光配向膜１２および第２光配向膜２２によって形成される配向分割構造を説明するが、それに先立ち、特許文献２や特許文献３に開示されているような４Ｄ－ＲＴＮモードにおける配向分割構造を説明する。

　図２に、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードの液晶表示装置における画素１００１の配向分割構造を示す。液晶層に電圧が印加されている状態において、画素１００１には、図２に示すように、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成される。４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、２行２列のマトリクス状に配置されている。

　液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤのディレクタｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の方位は、任意の２つの方向の差が９０°の整数倍に略等しい４つの方位である。ディレクタｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４は、各液晶ドメインに含まれる液晶分子の配向方向を代表するものであり、４Ｄ－ＲＴＮモードでは、液晶層に電圧が印加されたときの液晶層の層面内および厚さ方向における中央付近の液晶分子のチルト方向である。各液晶ドメインは、ディレクタの方位（上述したチルト方向）に特徴付けられ、このディレクタの方位が各ドメインの視角依存性に支配的な影響を与える。

　なお、ここで、液晶層を介して互いに対向する一対の偏光板は、透過軸（偏光軸）が互いに直交するように配置されており、より具体的には、一方の透過軸が表示面の水平方向に平行で、他方の透過軸が表示面の垂直方向に平行となるように配置されている。

　表示面における水平方向の方位角（３時方向）を０°とすると、液晶ドメインＡのディレクタｔ１の方位は略２２５°方向、液晶ドメインＢのディレクタｔ２の方位は略３１５°方向、液晶ドメインＣのディレクタｔ３の方位は略４５°方向、液晶ドメインＤのディレクタｔ４の方位は略１３５°方向である。つまり、液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれのディレクタの方位が、隣接する液晶ドメイン間で略９０°異なるように配置されている。

　ここで、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、図２に示した画素１００１の配向分割構造を得るための配向分割方法を説明する。図３（ａ）は、アクティブマトリクス基板に設けられている光配向膜によって規定されるプレチルト方向ＰＤ１およびＰＤ２を示し、図３（ｂ）は、対向基板に設けられている光配向膜によって規定されるプレチルト方向ＰＤ３およびＰＤ４を示している。また、図３（ｃ）は、液晶層に電圧を印加したときのチルト方向（ディレクタ）を示している。

　アクティブマトリクス基板側の領域（１つの画素１００１に対応する領域）は、図３（ａ）に示すように、左右に２分割されており、それぞれの領域（左側領域と右側領域）の光配向膜（垂直配向膜）が互いに反平行なプレチルト方向ＰＤ１およびＰＤ２を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって光配向処理が行われている。

　一方、対向基板側の領域（１つの画素領域１００１に対応する領域）は、図３（ｂ）に示すように、上下に２分割されており、それぞれの領域（上側領域と下側領域）の光配向膜（垂直配向膜）が互いに反平行なプレチルト方向ＰＤ３およびＰＤ４を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって光配向処理が行われている。

　図３（ａ）および（ｂ）に示したように光配向処理がなされたアクティブマトリクス基板および対向基板を貼り合わせることによって、図３（ｃ）に示すように配向分割された画素１００１を形成することができる。図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からわかるように、液晶ドメインＡ～Ｄのそれぞれについて、アクティブマトリクス基板の光配向膜によって規定されるプレチルト方向と、対向基板の光配向膜によって規定されるプレチルト方向とは互いに略９０°異なっており、これら２つのプレチルト方向の中間の方向にチルト方向（各液晶ドメインのディレクタの方位）が規定される。

　既に説明したように、画素１００１のような（つまり一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードの）配向分割構造を高精細な液晶表示装置に採用すると、表示（特に動画表示）に不具合が発生することがある。以下、この理由を説明する。

　４Ｄ－ＲＴＮモードの配向分割構造を形成する場合、アクティブマトリクス側の光配向膜および対向基板側の光配向膜のそれぞれについて、２回ずつ露光工程を実行する必要がある。１回目の露光工程と、２回目の露光工程とで、紫外線の照射は異なる方向から行われる。フォトマスクを用いた走査露光により上述した露光工程を行う場合、光の回折現象により、露光の継ぎ目（規定するプレチルト方向が異なる２つの領域の境界）の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない領域（以下では「不良チルト領域」と呼ぶ。）となる。なお、本願明細書では、「プレチルト角」は、電圧無印加時において液晶分子３１の長軸が基板面法線方向に対してなす角を指す。

　具体的には、アクティブマトリクス基板側の光配向膜では、図３（ａ）に示すように、左側領域と右側領域との境界ＢＤ１の周辺が不良チルト領域ＮＧＲ１となる。また、対向基板側の光配向膜では、図３（ｂ）に示すように、上側領域と下側領域との境界ＢＤ２と周辺が不良チルト領域ＮＧＲ２となる。そのため、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせると、各画素１００１において、垂直方向に延びる部分（不良チルト領域ＮＧＲ１に対応）と水平方向に延びる部分（不良チルト領域ＮＧＲ２に対応）とを含む、十字形状の不良チルト領域ＮＧＲが形成される。

　中小型用途の高精細な画素設計では、画素ピッチが小さいので、画素１００１全体に占める不良プレチルト領域の割合が大きくなる。そのため、画素１００１全体での平均的なプレチルト角が小さくなってしまい、そのことによって、液晶分子の配向状態が不安定になったり、応答速度が低下したり（つまり応答時間が長くなったり）する。

　続いて、本実施形態の液晶表示装置１００における画素の配向分割構造を説明する。図４に、液晶表示装置１００における画素１の配向分割構造を示す。

　画素電極１１と対向電極２１との間に電圧が印加されたとき、各画素１内において、図４に示すように、液晶層３０に４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成される。これら４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤのそれぞれに含まれる液晶分子３１の配向方向を代表する４つのディレクタｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の方位は、互いに異なる。

　表示面における水平方向の方位角（３時方向）を０°とすると、液晶ドメインＡのディレクタｔ１の方位は略２７０°方向、液晶ドメインＢのディレクタｔ２の方位は略０°方向、液晶ドメインＣのディレクタｔ３の方位は略９０°方向、液晶ドメインＤのディレクタｔ４の方位は略１８０°方向である。つまり、液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤの４つのディレクタの方位のうちの任意の２つの方位の差は、９０°の整数倍に略等しい。

　一対の直線偏光板１８および２８の透過軸（偏光軸）Ｐ１およびＰ２は、液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤのディレクタｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４の方位と略４５°の角をなす。また、後の説明からもわかるように、一対の直線偏光板１８および２８の透過軸Ｐ１およびＰ２は、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２によって規定されるプレチルト方向とも略４５°の角をなす。

　なお、図４には、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤの画素１内に占める面積が互いに等しい場合を例示しているが、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤの面積は互いに等しくなくてもよい。ただし、視野角特性の均一さの観点からは、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤの面積の差がなるべく小さいことが好ましく、具体的には、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤの内の最大の液晶ドメインの面積と最小の液晶ドメインの面積との差が、最大の面積の５０％以下であることが好ましい。図４に示す例は、視野角特性上最も好ましい（つまり理想的な）４分割構造の例である。

　続いて、図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００の画素１の配向分割構造を得るための配向分割方法を説明する。図５（ａ）は、アクティブマトリクス基板１０に設けられている第１光配向膜１２によって規定されるプレチルト方向ＰＤ１およびＰＤ２を示し、図５（ｂ）は、対向基板２０に設けられている第２光配向膜２２によって規定されるプレチルト方向ＰＤ３およびＰＤ４を示している。また、図５（ｃ）は、液晶層３０に電圧を印加したときのチルト方向（ディレクタ）を示している。

　第１光配向膜１２は、各画素１内において、図５（ａ）に示すように、第１プレチルト方向ＰＤ１を規定する第１プレチルト領域１２ａと、第１プレチルト方向ＰＤ１に反平行な第２プレチルト方向ＰＤ２を規定する第２プレチルト領域１２ｂとを有する。具体的には、第１光配向膜１２の１つの画素１に対応する領域は、上下に２分割されており、それぞれの領域（第１プレチルト領域および第２プレチルト領域）１２ａ、１２ｂが互いに反平行なプレチルト方向（第１プレチルト方向および第２プレチルト方向）ＰＤ１およびＰＤ２を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、光配向処理は、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって行われている。

　一方、第２光配向膜２２は、各画素１内において、図５（ｂ）に示すように、第３プレチルト方向ＰＤ３を規定する第３プレチルト領域２２ａと、第３プレチルト方向ＰＤ３に反平行な第４プレチルト方向ＰＤ４を規定する第４プレチルト領域２２ｂとを有する。具体的には、第２光配向膜２２の１つの画素１に対応する領域は、上下に２分割されており、それぞれの領域（第３プレチルト領域および第４プレチルト領域）２２ａ、２２ｂが互いに反平行なプレチルト方向（第３プレチルト方向および第４プレチルト方向）ＰＤ３およびＰＤ４を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、光配向処理は、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって行われている。なお、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０を貼り合わせた状態において、表示面法線方向から見たとき、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａは、第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａに重なり（対向し）、第２光配向膜２２の第４プレチルト領域２２ｂは第１光配向膜１２の第２プレチルト領域１２ｂに重なる（対向する）。また、アクティブマトリクス基板１０および対向基板２０を貼り合わせた状態において、第３プレチルト方向ＰＤ３は、第１プレチルト方向ＰＤ１に反平行であり、第４プレチルト方向ＰＤ４は、第２プレチルト方向ＰＤ２に反平行である。

　図５（ａ）および（ｂ）に示したように光配向処理がなされたアクティブマトリクス基板１０および対向基板２０を貼り合わせることによって、図５（ｃ）に示すように配向分割された画素１を形成することができる。なお、図５（ａ）および（ｂ）に示したように光配向処理がなされた第１光配向膜１２および第２光配向膜２２の配向規制力のみを考慮した場合、電圧印加時には、図６に示す画素１’のように、２つの液晶ドメインのみが形成されるようにも思われる。しかしながら、後述する理由から、実際には、図５（ｃ）に示したように、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成される。

　第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａと第２プレチルト領域１２ｂとの境界ＢＤ１の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない不良チルト領域ＮＧＲ１となり得る（図５（ａ）参照）。また、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａと第４プレチルト領域２２ｂとの境界ＢＤ２の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない不良チルト領域ＮＧＲ２となり得る。しかしながら、本実施形態における液晶表示装置１００では、図５（ｃ）に示すように、表示面法線方向から見たとき、第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａおよび第２プレチルト領域１２ｂの境界ＢＤ１全体と、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａおよび第４プレチルト領域２２ｂの境界ＢＤ２全体とが重なっている。そのため、第１光配向膜１２側の不良チルト領域ＮＧＲ１と、第２光配向膜２２側の不良チルト領域ＮＧＲ２とが重なることになり、図５（ｃ）に示すように、画素１全体では、水平方向にのみ延びる不良チルトＮＧＲが形成される。

　従って、本実施形態における液晶表示装置１００の画素１では、図３（ｃ）に示した画素１００１に比べ、不良チルト領域ＮＧＲの面積を小さくすることができる。そのため、画素１全体での平均的なプレチルト角の低下（不良チルト領域ＮＧＲに起因する）を抑制できるので、液晶分子３１の配向状態を十分に安定化させ、また、十分な応答速度を実現することができる。

　ここで、本実施形態における液晶表示装置１００の製造方法を説明する。

　まず、第１光配向膜１２を有するアクティブマトリクス基板１０を用意する。この工程は、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモード用のアクティブマトリクス基板を作製する手法と同様の手法により実行され得る。

　次に、第１光配向膜１２の、複数の画素１のそれぞれに対応する領域内に、第１プレチルト方向ＰＤ１を規定する第１プレチルト領域１２ａと、第１プレチルト方向ＰＤ１に反平行な第２プレチルト方向ＰＤ２を規定する第２プレチルト領域１２ｂとを光配向処理によって形成する。この工程は、例えば、第１光配向膜１２の第２プレチルト領域１２ｂとなる部分がフォトマスクによって遮光された状態で、第１プレチルト領域１２ａとなる部分に光を照射する工程と、その後に、第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａがフォトマスクによって遮光された状態で、第２プレチルト領域１２ｂとなる部分に光を照射する工程とを含む。なお、第１プレチルト領域１２ａとなる部分に光照射を行うのよりも前に、第２プレチルト領域１２ｂとなる部分に光照射を行ってもよいことは言うまでもない。

　一方、アクティブマトリクス基板１０とは別途に、第２光配向膜２２を有する対向基板２０を用意する。この工程は、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモード用の対向基板を作製する手法と同様の手法により実行され得る。

　次に、第２光配向膜２２の、複数の画素１のそれぞれに対応する領域内に、第３プレチルト方向ＰＤ３を規定する第３プレチルト領域２２ａと、第３プレチルト方向ＰＤ３に反平行な第４プレチルト方向ＰＤ４を規定する第４プレチルト領域２２ｂとを光配向処理によって形成する。この工程は、例えば、第２光配向膜２２の第４プレチルト領域２２ｂとなる部分がフォトマスクによって遮光された状態で、第３プレチルト領域２２ａとなる部分に光を照射する工程と、その後に、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａがフォトマスクによって遮光された状態で、第４プレチルト領域２２ｂとなる部分に光を照射する工程とを含む。なお、第３プレチルト領域２２ａとなる部分に光照射を行うのよりも前に、第４プレチルト領域２２ｂとなる部分に光照射を行ってもよいことは言うまでもない。

　その後、第１光配向膜１２に第１プレチルト領域１２ａおよび第２プレチルト領域１２ｂが形成されたアクティブマトリクス基板１０と、第２光配向膜２２に第３プレチルト領域２２ａおよび第４プレチルト領域２２ｂが形成された対向基板２０とを貼り合わせる。

　続いて、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０との間に例えば真空注入法を用いて液晶材料を注入することにより、液晶層３０を形成する。なお、滴下法により（つまり貼り合わせ前に一方の基板上に液晶材料を付与しておくことにより）液晶層３０を形成してもよいことは言うまでもない。

　第１光配向膜１２に光配向処理を行う工程および第２光配向膜２２に光配向処理を行う工程は、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とを貼り合わせたときに、表示面法線方向から見て、第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａおよび第２プレチルト領域１２ｂの境界ＢＤ１全体と、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａおよび第４プレチルト領域２２ｂの境界ＢＤ２全体とが重なるように実行される。

　なお、アクティブマトリクス基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる工程の後に、液晶層３０に加熱処理を含む再配向処理を施す工程を行ってもよい。この再配向処理により、液晶材料の注入時に発生する配向の乱れ（流動配向）をなくすことができる。

　その後、一対の直線偏光板１８および２８をアクティブマトリクス基板１０および対向基板２０の外側に貼り付ける工程等を行うことにより、本実施形態の液晶表示装置１００が得られる。

　なお、既に説明したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２の配向規制力のみを考慮した場合、電圧印加時には、２つの液晶ドメインのみが形成されるはずであるにも関わらず、実際には、４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成され、そのことによって十分に高い視野角特性が得られる。特に、画面解像度が２００ｐｐｉ以上であると、後に詳述するように、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードとほぼ同等の視野角特性が得られる。

　ここで、図７および図８を参照しながら、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１および本実施形態における液晶表示装置１００の画素１のそれぞれについて、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明する。図７（ａ）～（ｄ）は、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１についての図であり、図８（ａ）～（ｄ）は、本実施形態における液晶表示装置１００の画素１についての図である。図７（ａ）および図８（ａ）は、計算用のマスク図であり、アクティブマトリクス基板側の光配向膜によって規定されるプレチルト方向ＰＤ１およびＰＤ２と、対向基板側の光配向膜によって規定されるプレチルト方向ＰＤ３およびＰＤ４とが併せて示されている。図７（ｂ）および図８（ｂ）は、偏光板として透過軸Ｐ１およびＰ２が略直交するように配置された直線偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図７（ｃ）および図８（ｃ）は、偏光板として円偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図７（ｄ）および図８（ｄ）は、画素内の配向分布を示す図であり、各液晶ドメインにおけるおおまかな液晶分子の配向方向（ディレクタの方位といってもよい）が矢印で併せて示されている。なお、配向シミュレーションに際しての計算条件は、下記表１に示す通りである。

　図７（ａ）および図８（ａ）からわかるように、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１と、本実施形態の画素１とで、画素電極等の形状はほぼ同じである。

　円偏光板を用いる場合、図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１および本実施形態の画素１のいずれについても、画素の中央に小さな暗点が存在するものの、画素の他の領域では高い輝度が得られている。

　直線偏光板を用いる場合、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１では、図７（ｂ）に示すように、４Ｄ－ＲＴＮモードに特徴的な卍形状の暗線が発生する。一方、本実施形態の画素１では、図８（ｂ）に示すように、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１の暗線とは発生箇所がやや異なるものの、ほぼ同じ形状の暗線が発生する。従って、本実施形態の画素１についても、４Ｄ構造が形成されていると考えられる。

　また、図７（ｄ）および図８（ｄ）からわかるように、４Ｄ－ＲＴＮモードの画素１００１および本実施形態の画素１のいずれについても、おおまかには４つの方向に液晶分子が配向していることが確認された。

　続いて、図９を参照しながら、本実施形態の画素１において４つの液晶ドメインが形成される理由を説明する。

　図９に示すように、本実施形態の画素１では、画素電極１１の外縁は、第１エッジ部１１ｅ１および第２エッジ部１１ｅ２を含む。第１エッジ部１１ｅ１は、液晶ドメインＡに近接しており、第２エッジ部１１ｅ２は、液晶ドメインＣに近接している。

　第１エッジ部１１ｅ１に直交し画素電極１１の内側に向かう方向ｅ１は、第１プレチルト方向ＰＤ１とは反対の方向である。また、第２エッジ部１１ｅ２に直交し画素電極１１の内側に向かう方向ｅ２は、第２プレチルト方向ＰＤ２とは反対の方向である。

　画素電極１１の外縁が上述したような第１エッジ部１１ｅ１および第２エッジ部１１ｅ２を含んでいることにより、電圧印加時に４つの液晶ドメインが形成される。以下、図１０および図１１を参照しながら、この理由をより詳細に説明する。

　図１０（ａ）は、１つの画素１を示す平面図であり、図１０（ａ）には、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力が実線の矢印ａ１、ａ２で示されている。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中の１０Ｂ－１０Ｂ’線に沿った断面図であり、電圧無印加時における液晶分子３１の配向状態が示されている。図１０（ｂ）からわかるように、電圧無印加時には、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力ａ１、ａ２によって、液晶分子３１は所定の方向に所定の角度（プレチルト角）θでプレチルトしている。例えば画素１の上側では、液晶分子３１は、基板面法線方向に対して左側にチルトしている。

　図１１（ａ）は、１つの画素１を示す平面図であり、図１１（ａ）には、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力ａ１、ａ２だけでなく、画素電極１１の外縁近傍に生成される斜め電界による配向規制力が破線の矢印ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４で示されている。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中の１１Ｂ－１１Ｂ’線に沿った断面図であり、電圧印加時における液晶分子３１の配向状態（ただし第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力ａ１、ａ２は考慮されていない）が示されている。図１１（ｂ）からわかるように、電圧印加時には、負の誘電異方性を有する液晶分子３１は、電気力線Ｅに垂直になるように配向する。そのため、画素電極１１の外縁近傍では、画素電極１１の内側に向けて液晶分子３１を倒すような配向規制力（図１１（ａ）中に示す配向規制力ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）が存在する。

　そのため、画素１の一部（ここでは画素１の左上部分と右下部分であり、図１１（ａ）中に示す領域Ｒ１およびＲ２）では、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力の方向（第１プレチルト方向ＰＤ１および第２プレチルト方向ＰＤ２と一致する方向である）と、斜め電界による配向規制力の方向（画素電極１１のエッジ部に直交し画素電極１１の内側に向かう方向である）とが反対となる。図１１（ｃ）は、画素１の右下部分を拡大して示している。この部分では、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力ａ２と、斜め電界による配向規制力ｂ２およびｂ３とが競合する結果、液晶分子３１は上側（方向ｃ）に倒れる。同様に、画素１の左上部分では、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２による配向規制力ａ１と、斜め電界による配向規制力ｂ１およびｂ４とが競合する結果、液晶分子３１は下側に倒れる。

　上述したメカニズムにより、第１エッジ部１１ｅ１および第２エッジ部１１ｅ２に近接する液晶ドメインＡおよびＣでは、電圧印加時に、液晶分子３１は、表示面垂直方向（略２７０°方向および略９０°方向）に配向する。そのため、画素１内には、ディレクタの方位が互いに異なる４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成される。

　このように、本実施形態における液晶表示装置１００では、電圧印加時に各画素１内において実際には４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤが形成されるので、十分に高い視野角特性が得られる。ここで、本実施形態における液晶表示装置１００の視野角特性を検証するために、様々な画面解像度（画素ピッチ）で配向シミュレーションおよび光学シミュレーションを行った結果を説明する。

　シミュレーションは、実施例１～６として６つの画面解像度について行った。また、比較例１として、図２に示した画素１００１を有する液晶表示装置についてもシミュレーションを行った。実施例１～６および比較例１の画面解像度および画素ピッチ（画素サイズ）は、下記表２に示す通りである。また、シミュレーションに際しては、液晶材料を屈折率異方性Δｎ＝０．１１９９のネマチック液晶材料とし、液晶層の厚さ（セル厚）を３．１μｍとする条件で行った。さらに、隣接する画素電極同士の間隔は６μｍとし、プレチルト角は２．４°とした。また、画素の中央部分に、光配向膜に対して重複して露光が行われる領域（露光重複領域）が幅２０μｍで形成されるものとし、露光重複領域の中心におけるプレチルト角は０°とした。白電圧（最高階調電圧）は、実際に試作した４．１８型パネルの実測値に基づいて３．９Ｖに設定した。

　図１２～図１８を参照しながら、実施例１～６および比較例１についてのシミュレーション結果を説明する。図１２は実施例１に対応し、図１３は実施例２に対応し、図１４は実施例３に対応している。また、図１５は実施例４に対応し、図１６は実施例５に対応し、図１７は実施例６に対応し、図１８は比較例１に対応している。

　図１２～図１８中の（ａ）は、計算用のマスク図である。図１２～図１８中の（ｂ）は、偏光板として円偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図１２～図１８中の（ｃ）は、偏光板として透過軸が略直交するように配置された直線偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図１２～図１８中の（ｄ）は、画素内の配向分布を示す図であり、各液晶ドメインにおけるおおまかな液晶分子の配向方向（ディレクタの方位といってもよい）が矢印で併せて示されている。図１２～図１８中の（ｅ）は、階調と輝度（白表示状態における輝度を１として規格化された輝度）との関係を、正面方向、右斜め６０°方向（右方向に視角を６０°倒した方向）、上斜め６０°方向（上方向に視角を６０°倒した方向）について示すグラフであり、斜め方向からの観察時に正面方向からの観察時に比べてγ特性（輝度の階調依存性）がどれだけシフトするかを表している。以下の説明では、特に、図１２～図１８中の（ｅ）に注目されたい。

　図１８からわかるように、比較例１（一般的な４Ｄ－ＲＴＮモード）では、画面解像度が比較的低い（９６ｐｐｉ、画素ピッチは８８．５μｍ×２６５．５μｍ）にもかかわらず、右斜め６０°方向からの観察時と上斜め６０°方向からの観察時とで、ほぼすべての階調について輝度の差がほとんどない。これは、良好な視野角特性が得られていること、つまり、斜め方向からの観察時のγ特性のシフト（γシフト）の方位角依存性が小さいことを示している。

　これに対し、図１７からわかるように、比較例１と画面解像度が同じである実施例６では、右斜め６０°方向からの観察時と上斜め６０°方向からの観察時とでの輝度の差が、比較例１に比べると大きい。

　また、図１２～図１７からわかるように、実施例１～６では、画面解像度が高くなるほど（画素ピッチが小さくなるほど）、右斜め６０°方向からの観察時と上斜め６０°方向からの観察時とでの輝度の差が小さくなる傾向がある。そして、画面精細度が２００ｐｐｉ以上（実施例１～４）になると、γシフトの方位角依存性が十分に小さくなり、十分に高い視野角特性が得られることがわかる。

　なお、実施例６は、実施例５よりも画面解像度が低いにも関わらず、右斜め６０°方向からの観察時と上斜め６０°方向からの観察時とでの輝度の差が実施例５よりも小さいが、これは、実施例６については、画素内を部分的に遮光したパターンで計算したためであると考えられる。

　続いて、図１９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照しながら、画面解像度が高くなるほど高い視野角特性が得られる理由を説明する。図１９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ比較例１、実施例６および実施例２についての画素内の配向分布を示す図であり、図１８（ｄ）、図１７（ｄ）および図１３（ｄ）を拡大したものである。

　比較例１では、図１９（ａ）からわかるように、液晶分子が左下方向（略２２５°方向）、右下方向（略３１５°方向）、右上方向（略４５°方向）、左上方向（略１３５°方向）に配向している４つの領域が画素の大部分を占めている。液晶分子が下方向（略２７０°方向）および上方向（略９０°方向）に配向している領域が画素の左上側および右下側に存在しているものの、それらが画素内に占める割合は小さい。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ４方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が左下方向、右下方向、右上方向、左上方向に配向している４つの領域が光学特性に関して支配的である。

　一方、実施例６では、図１９（ｂ）からわかるように、液晶分子が左方向（略１８０°方向）、右方向（略０°方向）に配向している２つの領域が画素の大部分を占めている。液晶分子が下方向（略２７０°方向）および上方向（略９０°方向）に配向している領域が画素の左上側および右下側に存在しているものの、それらが画素内に占める割合は小さい。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ２方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が左方向、右方向に配向している２つの領域が光学特性に関して支配的である。

　これに対し、実施例２では、図１９（ｃ）からわかるように、液晶分子が下方向、上方向に配向している領域の画素内で占める割合が、実施例６においてよりも高くなる。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ４方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が下方向、右方向、上方向、左方向に配向している４つの領域（図４などに示した４つの液晶ドメインＡ、Ｂ、ＣおよびＤ）が光学特性に関して支配的となる。

　上述したように、画面解像度が高くなるほど（つまり画素ピッチが小さくなるほど）、４つの液晶ドメインの面積差が小さくなり、視野角特性が向上する。本願発明者の検討によれば、画面解像度が２００ｐｐｉ以上である（表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチが４２μｍ以下である）ことにより、面積が最大の液晶ドメインと面積が最少の液晶ドメインとの差をある程度小さく（具体的には５０％以下）とすることができ、一般的な４Ｄ－ＲＴＮモードの液晶表示装置と遜色のない、十分に高い視野角特性が得られることがわかった。

　続いて、実施例７として画面解像度が２１７ｐｐｉの液晶表示装置１００を実際に試作し、各種特性を測定した結果を説明する。また、比較例２として画面解像度が２１７ｐｐｉの４Ｄ－ＲＴＮモードの液晶表示装置を試作するとともに、比較例３として画面解像度が２１７ｐｐｉのＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）モードの液晶表示装置を試作し、これらについて各種特性を測定した結果も併せて説明する。なお、ＣＰＡモードは、ＶＡモードの一種であり、例えば特開２００３－４３５２５号公報や特開２００２－２０２５１１号公報に開示されている。

　実施例７、比較例２および比較例３について、透過率および応答速度を測定した結果を下記表３に示す。応答速度としては、２５℃において表示階調を０階調から３２階調に変化させたときの立上り応答時間Ｔ_rおよび３２階調から０階調に変化させたときの立下り応答時間Ｔ_dを示している。また、表３には、実施例７および比較例２について、再配向処理工程における加熱処理の温度と、プレチルト角（平均プレチルト角）も示されている。なお、実施例７としては、加熱処理温度の異なる２つの液晶表示装置１００を試作した。

　表３からわかるように、比較例２（４Ｄ－ＲＴＮモード）では、比較例３（ＣＰＡモード）に比べ、立上り応答時間Ｔｒが長く、２倍以上である。これは、既に説明したように不良チルト領域が画素内で占める割合が高くなることによって、平均的なプレチルト角が小さくなってしまっていることに起因していると考えられる。

　これに対し、実施例７では、比較例３とほぼ同等の立上り応答時間が実現されている。これは、既に説明したように平均的なプレチルト角の低下が抑制されることが理由であると考えられる。

　また、実施例７では、比較例３よりも高い透過率が実現されている。ＣＰＡモードでは、対向基板側に、軸対称配向の中心を固定して配向を安定化させるための配向規制手段（誘電体から形成される突起や対向電極に形成される開口部）が設けられることが多く、この配向規制手段が透過率の低下の原因となる。これに対し、本実施形態の液晶表示装置１００は、そのような配向規制手段を必要としないので、高い透過率を実現することができる。

　図２０（ａ）および（ｂ）に、実施例７および比較例２における階調と輝度（規格化輝度）との関係を、正面方向からの観察時、左右斜め６０°方向からの観察時および上下斜め６０°方向からの観察時について示す。図２０（ａ）および（ｂ）からわかるように、実施例７では、比較例２と同様に、γシフトの方位角依存性が小さく、十分に高い視野角特性が得られた。なお、ここでは図示しないが、比較例３でも、比較例２と同様の高い視野角特性が得られた。

　また、上記表３において、実施例７として試作した２つの液晶表示装置１００の比較からわかるように、再配向処理工程における加熱処理の温度が低い方が、平均的なプレチルト角をより大きくすることができる。具体的には、加熱処理を１１０℃以下で行うことが好ましい。ただし、液晶材料のネマチック相－等方相転移温度をＴ_NIとしたとき、Ｔ_NI＋１０℃未満の温度では、再配向処理の効果が十分に得られないことがあるので、加熱処理は、Ｔ_NI＋１０℃以上であることが好ましい。

　なお、加熱処理の温度が低い方が平均的なプレチルト角を大きくすることができる理由は、以下のように考えられる。

　光配向膜によってプレチルト角が付与される（プレチルト方向が規定される）のは、光配向膜（典型的にはポリイミド系材料から形成される）に紫外線が照射された際に、光官能基の光反応によって側鎖が紫外線の入射側に向くからと考えられている。しかし、この反応は熱に対して可逆であるので、再配向処理工程における加熱処理を高温で長時間行うと元の（光配向処理を行う前の）プレチルト角（０°：基板面を基準にした場合には９０°）に戻っていく。そのため、より低い温度で加熱処理を行うことが好ましいと考えられる。

　ここで、図２１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、比較例３として言及したＣＰＡモードの基本構造を説明する。図２１（ａ）および（ｂ）は、ＣＰＡモードの液晶表示装置９００の１つの画素を模式的に示す断面図および平面図である。

　液晶表示装置９００は、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板９１０および対向基板９２０と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層９３０とを備える。

　アクティブマトリクス基板９１０は、各画素に設けられた画素電極９１１と、画素電極９１１および液晶層９３０の間に設けられた垂直配向膜９１２とを有する。画素電極９１１および垂直配向膜９１２は、透明基板９１０ａによって支持されている。

　対向基板９２０は、画素電極９１１に対向する対向電極９２１と、対向電極９２１および液晶層９３０の間に設けられた垂直配向膜９２２とを有する。対向電極９２１および垂直配向膜９２２は、透明基板９２０ａによって支持されている。対向電極９２１は、画素電極９１１の略中央に対向する領域に形成された開口部９２１ａを有する。

　液晶層９３０に電圧が印加されると、画素電極９１１の外縁近傍に生成される斜め電界の配向規制力と、対向電極９２１の開口部９２１ａ近傍に生成される斜め電界の配向規制力とによって、図２１（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶分子９３１が軸対称配向する。

　対向電極９２１の開口部９２１ａは、軸対称配向の中心を固定し、配向を安定化させるように作用する。このように作用する配向規制手段として、対向電極９２１の開口部９２１ａに代えて、誘電体から形成された突起（リベットと呼ばれることもある）を用いることもできる。ただし、配向規制手段近傍の液晶分子９３１は、電圧印加時に倒れにくい傾向があるので、そのことに起因して輝度が低下する。図２１（ｃ）に、液晶表示装置９００（偏光板として円偏光板を備える）の液晶層９３０に白電圧を印加したときの透過率のシミュレーション結果を示す。図２１（ｃ）からわかるように、対向電極９２１の開口部９２１ａに対応する領域は暗くなっており、輝度が低下している。

　このような輝度の低下を抑制するために、配向規制手段自体のサイズ（対向電極９２１に形成された開口部９２１ａの場合、一般的には直径１０μｍ程度である）を小さくすることが考えられる。しかしながら、配向規制手段のサイズを小さくすると、配向規制力の不足によって配向状態を十分に安定化させることができなくなる可能性がある。また、微細な配向規制手段を形成するために高解像度のステッパ装置などの新たな設備を導入する必要もある。

　そのため、配向規制手段のサイズはある程度以下には小さくできないので、高精細化に伴って画素ピッチが小さくなると、中心固定のための配向規制手段の画素全体に占める割合が増加することになる。ＣＰＡモードは、現在、中小型の液晶表示装置に採用されていることが多いが、上述した理由から、ＣＰＡモードの液晶表示装置では、高精細化に伴って画素ピッチが小さくなると、輝度が低下してしまう。

　これに対し、本実施形態の液晶表示装置１００では、特に偏光板として円偏光板を用いた場合、図８（ｃ）などからもわかるように、輝度のロスが少なく、高い透過率を実現することができる。

　既に説明したように、本実施形態における液晶表示装置１００において応答速度が向上するのは、不良チルト領域ＮＧＲの面積が、４Ｄ－ＲＴＮモードの液晶表示装置に比べて小さくなるからであると考えられる。以下、本願発明者が、光の回折現象によって不良チルト領域ＮＧＲが実際に形成されるのかどうか、また、形成されるのであればどの程度の幅の不良プレチルト領域ＮＧＲが形成されるのかを検証した結果を説明する。

　まず、図２２（ａ）に示すように、光配向膜８１２が形成された基板８１０を用意し、この基板８１０の光配向膜８１２に、矢印で示す方向から紫外線を照射した。

　次に、図２２（ｂ）に示すように、遮光部８１５がストライプ状に配列されたフォトマスクによって光配向膜８１２の一部の領域が遮光された状態で、矢印で示す方向（図２２（ａ）に示した方向とは反対方向）から紫外線を照射した。

　上述したように２回露光を行うことにより、光配向膜８１２には、図２２（ｃ）に示すように、１回だけ紫外線が照射された領域（第１領域）８１２ａと、２回紫外線が照射された領域（第２領域）８１２ｂとが形成された。第１領域８１２ａは、１回目の露光工程における紫外線照射により、大きいプレチルト角（具体的には２．５°）を付与し得る領域となった。これに対し、第２領域８１２ｂは、互いに反対方向から紫外線照射が行われる２回の露光工程のうちの２回目の露光工程における紫外線照射の影響をより強く受け、小さいプレチルト角（具体的には－０．５°）を付与し得る領域となった。

　このようにして光配向膜８１２に２種類の領域８１２ａおよび８１２ｂが形成された基板８１０を２枚用意し、図２３に示すように、それらを所定の角度だけずらして（ここでは２°）貼り合わせた。貼り合わせによって得られたパネルの断面（図示している破線に沿った断面）に着目すると、第１領域８１２ａ同士が対向する領域および第２領域８１２ｂ同士が対向する領域で構成される断面（「強調領域」と呼ぶ）と、第１領域８１２ａと第２領域８１２ｂとが対向する領域のみで構成される断面（「相殺領域」と呼ぶ）と、それらが混在する断面（「中間領域」と呼ぶ）とが存在している。

　図２４に、強調領域、中間領域および相殺領域のそれぞれについて、プレチルト角のＹ方向（図２３中の左右方向）に沿った位置プロファイルを示す。ここで、光の回折の影響を確認するため、強調領域におけるプレチルト角に注目する。図２４には、フォトマスクの遮光部・透光部の位置も示されている。なお、フォトマスクなしで全面露光を一回だけ行った場合のプレチルト角は２．５５°である。

　図２４からわかるように、フォトマスクの遮光部と透光部との境界を中心とした幅２０～４０μｍ程度の領域では、プレチルト角が２．５°から－０．５°に変化している。このことからわかるように、光の回折現象によってプレチルト角が低下する領域が実際に存在している。そのため、本実施形態における液晶表示装置１００のように、第１光配向膜１２の第１プレチルト領域１２ａおよび第２プレチルト領域１２ｂの境界ＢＤ１全体と、第２光配向膜２２の第３プレチルト領域２２ａおよび第４プレチルト領域２２ｂの境界ＢＤ２全体とを重ねて不良チルト領域ＮＧＲの面積を小さくすることにより、画素１全体での平均的なプレチルト角の低下を抑制することができる。

　続いて、実施例７（画面解像度２１７ｐｐｉ、画素ピッチ３９μｍ×１１７μｍ）として試作した２つの液晶表示装置１００について、画素１内のプレチルト角の分布を測定した結果を説明する。図２５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、再配向処理工程における加熱処理の温度が１１０℃の場合と１３０℃の場合（時間はいずれも４０分である）について、画素１内での位置とプレチルト角との関係を示すグラフである。なお、図２５（ａ）および（ｂ）のグラフの縦軸は、基板面に対するチルト角である。プレチルト角の測定は、図２６中に示す方向Ｙに沿って行った。図２６は、１つの画素１に対応する光学顕微鏡像である。

　図２５（ａ）および（ｂ）から、プレチルト領域間の境界を中心とした幅２０μｍ程度の領域は十分なプレチルト角を付与できない領域（不良チルト領域）になってしまっているものの、それ以外の領域は十分に大きなプレチルト角を実現できていることがわかる。

　また、図２５（ａ）と図２５（ｂ）との比較から、再配向処理工程における加熱処理の温度が低い方が、より大きなプレチルト角を実現できることがわかる。

　なお、本実施形態の説明では、図５（ａ）および（ｂ）に示したように、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２が各画素１内で上下に２分割され、第１プレチルト方向ＰＤ１、第２プレチルト方向ＰＤ２、第３プレチルト方向ＰＤ３および第４プレチルト方向ＰＤ４がいずれも表示面の左右方向に略平行な場合を例示したが、配向分割の態様は例示したものに限定されない。例えば各画素が横長の形状を有している場合（画素の表示面左右方向に沿った長さが、表示面上下方向に沿った長さよりも大きい場合）には、第１光配向膜１２および第２光配向膜２２を各画素１内で左右に２分割し、第１プレチルト方向ＰＤ１、第２プレチルト方向ＰＤ２、第３プレチルト方向ＰＤ３および第４プレチルト方向ＰＤ４を表示面の上下方向に略平行としてもよい。

　また、本実施形態では、１つのカラー表示画素が３つの画素から構成され、１つの画素の縦横比（アスペクト比）が３：１の構成を例示したが、１つのカラー表示画素を構成する画素数や画素の縦横比はここで例示したものに限定されない。

　本発明の実施形態によると、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるＶＡモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置が提供される。

　１　　画素
　１０　　アクティブマトリクス基板
　１１　　画素電極
　１１ｅ１　　第１エッジ部
　１１ｅ２　　第２エッジ部
　１２　　第１光配向膜
　１２ａ　　第１プレチルト領域
　１２ｂ　　第２プレチルト領域
　１８、２８　　偏光板（直線偏光板）
　２０　　対向基板
　２１　　対向電極
　２２　　第２光配向膜
　２２ａ　　第３プレチルト領域
　２２ｂ　　第４プレチルト領域
　３０　　液晶層
　３１　　液晶分子
　１００　　液晶表示装置
　ｅ１　　第１エッジ部に直交し画素電極の内側に向かう方向
　ｅ２　　第２エッジ部に直交し画素電極の内側に向かう方向
　Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ　　液晶ドメイン
　ＢＤ１　　第１プレチルト領域および第２プレチルト領域の境界
　ＢＤ２　　第３プレチルト領域および第４プレチルト領域の境界
　ＮＧＲ、ＮＧＲ１、ＮＧＲ２　　不良チルト領域
　ＰＤ１　　第１プレチルト方向
　ＰＤ２　　第２プレチルト方向
　ＰＤ３　　第３プレチルト方向
　ＰＤ４　　第４プレチルト方向
　Ｐ１、Ｐ２　　直線偏光板の透過軸

Claims (11)

1. 　互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、
   　前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、
   　マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
   　前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第１光配向膜とを有し、
   　前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第２光配向膜とを有し、
   　前記第１光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第１プレチルト方向を規定する第１プレチルト領域と、前記第１プレチルト方向に反平行な第２プレチルト方向を規定する第２プレチルト領域とを有し、
   　前記第２光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第３プレチルト方向を規定する第３プレチルト領域と、前記第３プレチルト方向に反平行な第４プレチルト方向を規定する第４プレチルト領域とを有し、
   　表示面法線方向から見たとき、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域および前記第２プレチルト領域の境界全体と、前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域および前記第４プレチルト領域の境界全体とが重なっている液晶表示装置。
2. 　表示面法線方向から見たとき、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域と前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域とが重なっており、前記第１光配向膜の前記第２プレチルト領域と前記第２光配向膜の前記第４プレチルト領域とが重なっており、
   　前記第３プレチルト方向は、前記第１プレチルト方向に反平行であり、前記第４プレチルト方向は、前記第２プレチルト方向に反平行である請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 　前記画素電極の外縁は、第１エッジ部および第２エッジ部を含み、
   　前記第１エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第１プレチルト方向とは反対の方向であり、
   　前記第２エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第２プレチルト方向とは反対の方向である請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 　前記画素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたとき、前記複数の画素のそれぞれ内において前記液晶層に４つの液晶ドメインが形成され、
   　前記４つの液晶ドメインのそれぞれに含まれる前記液晶分子の配向方向を代表する４つのディレクタの方位は互いに異なる請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 　前記液晶層を介して互いに対向し、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置された一対の直線偏光板をさらに備え、
   　前記一対の直線偏光板の前記透過軸は、前記第１プレチルト方向と略４５°の角をなす請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 　前記液晶層を介して互いに対向する一対の円偏光板をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 　前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 　表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチが４２μｍ以下である請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 　画面解像度が２００ｐｐｉ以上である請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 　互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、
    　前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第１光配向膜とを有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第２光配向膜とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
    　前記第１光配向膜の、前記複数の画素のそれぞれに対応する領域内に、第１プレチルト方向を規定する第１プレチルト領域と、前記第１プレチルト方向に反平行な第２プレチルト方向を規定する第２プレチルト領域とを光配向処理によって形成する工程（Ａ）と、
    　前記第２光配向膜の、前記複数の画素のそれぞれに対応する領域内に、第３プレチルト方向を規定する第３プレチルト領域と、前記第３プレチルト方向に反平行な第４プレチルト方向を規定する第４プレチルト領域とを光配向処理によって形成する工程（Ｂ）と、
    　前記工程（Ａ）および前記工程（Ｂ）の後に、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程（Ｃ）と、を包含し、
    　前記工程（Ａ）および前記工程（Ｂ）は、前記工程（Ｃ）において前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせたときに、表示面法線方向から見て、前記第１光配向膜の前記第１プレチルト領域および前記第２プレチルト領域の境界全体と、前記第２光配向膜の前記第３プレチルト領域および前記第４プレチルト領域の境界全体とが重なるように実行される液晶表示装置の製造方法。
11. 　前記工程（Ｃ）の後に、前記液晶層に加熱処理を含む再配向処理を施す工程（Ｄ）をさらに包含し、
    　前記加熱処理は、１１０℃以下で行われる請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。

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