JP2004354940A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１０は、対向表面に絵素電極１２及び対向電極２２を有する一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２が液晶層３を挟持して設けられる。両絵素電極１２及び対向電極２２の間に電圧が印加された時、１表示領域内に液晶分子３ａの配向方向が異なる複数のドメインが形成される。一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２における絵素電極１２及び対向電極２２のうち、少なくとも一方の電極である絵素電極１２には絵素スリット１２ａが形成されている。いずれか一方の電極である対向電極２２には表示領域内に対向リブ２３が形成されている。対向リブ２３の高さが液晶層３の厚みに一致している。
【選択図】 図１
【解決手段】液晶表示装置１０は、対向表面に絵素電極１２及び対向電極２２を有する一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２が液晶層３を挟持して設けられる。両絵素電極１２及び対向電極２２の間に電圧が印加された時、１表示領域内に液晶分子３ａの配向方向が異なる複数のドメインが形成される。一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２における絵素電極１２及び対向電極２２のうち、少なくとも一方の電極である絵素電極１２には絵素スリット１２ａが形成されている。いずれか一方の電極である対向電極２２には表示領域内に対向リブ２３が形成されている。対向リブ２３の高さが液晶層３の厚みに一致している。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、いわゆるＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置では、コントラスト、動作速度、視角特性が良好な垂直配向膜を使用したＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置が実現されている。そして、近年、視野角拡大のために、表示画素を複数部分に分割し、分割された表示画素の各部分の液晶の配向を異ならせるマルチドメイン技術（いわゆるＭＶＡ方式）が開発されている。
【０００３】
このようなＭＶＡ方式を実現する基板構造には、主に二つある。
【０００４】
第一に、配向膜の下地に局所的に構造物を設けて突起を形成した基板構造がある。この基板構造によれば、電圧オフ時には液晶分子が配向膜表面に垂直に配向するが、突起部の周りはこの突起部の斜面の影響によって基板面に対して僅かに傾斜した配向が得られる。以下、この配向部分を「傾斜配向部」という。
【０００５】
この基板構造では、電圧をオンすると、まず、傾斜配向部の液晶が傾斜する。そして、突起部以外の液晶分子も、これらの液晶分子の影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。その結果、画素全体に安定した配向が得られる。つまり、突起を起点として、表示部全体の配向が制御される。
【０００６】
第二に、ＴＦＴ基板側には構造物を形成せず、代わりにＩＴＯ画素電極に電極抜き部（スリット）を設けた基板構造がある。この基板構造では、電圧を印加すると、スリット部近傍には電界の歪み（斜め電界）が発生し、構造物を設けた場合と同様の電界分布、液晶配向制御行うことができる。なお、スリットをＩＴＯ画素電極と同時に形成することによって、プロセス増加を抑えることができる。
【０００７】
この種の従来技術として、例えば、特許文献１には、基板表面に垂直配向処理を施した第１及び第２の二枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶を挟持し、液晶の配向が、電圧無印加時にはほぼ垂直に、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平となり、所定の電圧より小さい電圧を印加した時には斜めになる配向の液晶表示装置において、第１の基板に設けられ、所定の電圧より小さい電圧を印加した時に液晶が斜めになる配向方向を規制する第１のドメイン規制手段と、第２の基板に設けられ、所定の電圧より小さい電圧を印加した時に液晶が斜めになる配向方向を規制する第２のドメイン規制手段とを備え、第１のドメイン規制手段は、少なくとも、第１の基板の電極上に設けられ、第１の基板の液晶との接触面の一部を斜面にする液晶の層の方へ突き出る誘電体の突起を備え、電圧無印加時には、斜面付近の液晶は当該斜面にほぼ垂直に配向し、電圧無印加状態から電圧印加状態に変化する時には、斜面付近の液晶の電圧無印加時の配向方向に沿って周囲の液晶の配向方向が決定される液晶表示装置が開示されている。
【０００８】
すなわち、この液晶表示装置では、図６（ａ）に示すように、液晶分子５１を挟む透明電極５２・５２の両方に突起物５３・５３を設け、突起物５３・５３により発生される液晶分子５１のプレチルト５３ａにより、図６（ｂ）に示すように、電圧印加時（オン状態）では、分割配向が実現されている。
【０００９】
また、上記特許文献１には、例えば、図７に示すように、一方の透明電極６１と他方の絵素電極６２との両側から突起物６３…を形成してスペーサ柱と兼用したもの、図８に示すように、一方の透明電極７１に突起物７３…を形成してスペーサ柱と兼用するとともに、他方の絵素電極７２にはスペーサ柱と兼用しない突起物７４…を形成したもの、図９に示すように、一方の透明電極８１に突起物８３…を形成するとともに、他方の絵素電極８２に突起物８４…を形成し、上記突起物８３と一部の突起物８４とを突き合わせてスペーサ柱と兼用したものが記載されている。
【００１０】
上記の例では、スペーサ柱と突起物との両方を作る必要が無いので、コストダウンが図られる。
【００１１】
また、突起物ではなく、スリットを有するものでは、図１０に示すように、互いに対向する透明電極９１及び絵素電極９２にそれぞれスリット９１ａ及びスリット９２ａを形成したものが記載されている。
【００１２】
また、その他の従来技術には、特許文献２に開示された液晶表示装置がある。この液晶表示装置では、配向規制力を与え、かつ、セル厚制御能力も有する突起が画素周辺部、すなわち、表示領域外に形成されている。
【００１３】
また、液晶の注入技術としては、特許文献３に開示されたものがある。
【００１４】
【特許文献１】
特許２９４７３５０号公報（発行日：平成１１（１９９９）年９月１３日、請求項４９、図１２６、段落〔０１５０〕）
【００１５】
【特許文献２】
特開２０００−７５３０２号公報（公開日：平成１２年３月１４日、図１、図５、図８）
【００１６】
【特許文献３】
特開平６−１６０８７１号公報（公開日：１９９４年６月７日）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、以下の問題点を有している。
【００１８】
まず、図６（ａ）（ｂ）に示す基板構造では、タッチパネル使用時や画面清掃時等において、表示パネルを押したときにセル厚が変化して配向が乱れる。一度乱れた配向は、一度黒表示を行わないと復帰し難い。また、配向乱れ部分はざらつきとなって見え、表示品位の低下をもたらす。
【００１９】
一方、黒表示時に液晶分子が垂直に配向にする液晶表示装置では、黒表示時の斜め視野角における光漏れを抑制するために、位相差フィルムによる光学補償を行うことが望ましい。この場合、
液晶のリターデーション−位相差フィルムのリターデーション＝０ （式１）
とすれば、斜め視角においても位相差が発生せずに光漏れが生じない。つまり、このような条件にて視野角を拡大することができる。
【００２０】
ところが、同図の基板構造では、突起物５３の付近では、見かけ上、突起物５３の高さ分だけセル厚が薄くなるので、（式１）の条件から外れてしまう。つまり、突起物５３の付近からは、斜め視角において光漏れが生じることになり、視野角が狭くなってしまうという問題点を有している。
【００２１】
次に、図７に示すように、両方の基板のそれぞれから突起物６３が形成されている場合には、両方の基板の突起物６３の高さを正確に一致させておく必要がある。もし、高さに差が生じると、低い方の突起物６３の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになる。前述と同様な理由で、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなる。
【００２２】
なお、この場合、突起物６３を遮光材料で形成して、他方の基板に完全に密着さえすれば、隙間からの光漏れは無くなる。しかし、このためには、両方の突起物６３の高さが一致する必要がある。
【００２３】
また、両方の基板に突起物６３があると、液晶を注入する際に障害となり、注入時間が極めて長くなったり、液晶が注入できない領域が発生したりする。特に、大型液晶ディスプレイでは特許文献３に開示されているように、滴下注入を用いることもあるが、この場合、滴下する側の基板に突起物６３があると、それが障害になり上記問題が顕在化することになる。
【００２４】
ここで、突起物６３に接する液晶分子は、概ね、突起物６３の表面に垂直に配向しようとするために、そこから光漏れが生じる。これにより、黒時の輝度が上昇し、正面コントラストが低下してしまう。おおよそ、正面コントラストは２５０程度しかなく、液晶テレビで満足できる正面コントラスト５００を得ることができないという問題点を有している。
【００２５】
次に、図８に示す基板構造では、上記同様に、低い突起物７４の付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【００２６】
また、突起物７４の付近からの光漏れがあり、正面コントラストも３３０程度しか得られない。ただし、前記図７に示す基板構造にて得られる正面コントラスト２５０よりは良い。この理由は、一方の突起物７４の高さが低いため、その分光漏れ量が低下するためである。
【００２７】
次に、図９に示す基板構造では、両方の基板の突起物８３・８４の形成プロセスが同じ条件で行えるメリットがあるが、前記図８に示す基板構造の問題点に加えて、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれたらセル厚不良をもたらすという問題点を有している。
【００２８】
次に、図１０に示すように、電極にスリットを有する基板構造では、突起物がないため、正面コントラストは５００以上を得ることができる。ところが、前記図６（ａ）（ｂ）に示す突起を形成した基板構造と同様に、表示パネルを押したときの配向安定性が悪いという問題点を有している。
【００２９】
加えて、黒表示時に液晶分子にプレチルトが発生していないため、黒表示から中間調表示への応答が極めて遅くなるという問題も発生する。
【００３０】
一方、特許文献２に開示された、配向規制力を与え、かつ、セル厚制御能力も有する突起が画素周辺部、すなわち、表示領域外に形成されている構造では、表示パネルを押したときに発生する配向乱れが発生し易く、また、その後の配向乱れも修復され難い。理由は、二つある。一つは、画素周辺部のセル厚をいくら制御しても、画素中央部のセル厚は押圧に対して変動してしまうためである。他の一つは、画素周辺にある配向規制力は画素中央部まで距離があるため届き難い。したがって、特に大型ＬＣＤではこの問題は重大な表示不良を与えてしまう。
【００３１】
すなわち、大型ＬＣＤの場合、画素サイズは１ｍｍ近くにもなる一方、ガラス厚は１．１ｍｍや０．７ｍｍと薄くなるため、画素中央部は撓み易い状態にある。
【００３２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、対向表面に電極を有する一対の基板が液晶層を挟持して設けられる一方、両電極間に電圧が印加された時、１表示領域内に液晶分子の配向方向が異なる複数のドメインが形成される液晶表示装置において、上記一対の基板における電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が形成されているとともに、少なくとも一方の電極には表示領域内に突起物が形成されており、かつその突起物の高さが液晶層の厚みに一致していることを特徴としている。
【００３４】
上記の発明によれば、液晶層を挟持する一対の基板の電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が存在し、かつ表示領域内に突起物が形成されており、その高さが液晶層の厚みに一致する。
【００３５】
したがって、突起物と開口部との組み合わせにより、突起物により発生される液晶分子のプレチルトと、開口部により発生される液晶分子のプレチルトとにより、電圧印加時（オン状態）では、まず、プレチルトされた部分の液晶が傾斜する。そして、突起部及び開口部以外の液晶分子も、これらの液晶分子の影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。この液晶配向制御は、２種の方法つまり突起物及び開口部によるプレチルトによって行われるので、絵素全体に安定した配向が得られる。したがって、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。
【００３６】
ところで、絵素全体に安定した配向を得るために、突起物のみによる液晶分子のプレチルトを利用する場合には、突起物付近からの光漏れがあり、正面コントラストも充分とは言えない。
【００３７】
この点、本発明では、突起物と開口部とを組み合わせて、突起物の一部を開口部に代替することにより、突起物付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【００３８】
一方、突起物が低いと、この突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【００３９】
この点、本発明では、突起物の高さは液晶層の厚みに一致している。したがって、突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。
【００４０】
さらに、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、一対の基板に挟持される液晶層は、突起物に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層の配向安定性が高い。
【００４１】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されていることを特徴としている。
【００４３】
すなわち、例えば、対向する基板に形成された電極のそれぞれから突起物を形成した場合には、両方の基板の突起物の高さを正確に一致させておかないと、高さに差が生じる。このため、低い方の突起物の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになり、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題がある。
【００４４】
しかし、本発明の突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されているので、高さに差が生じることが少なく、上記の問題が発生しない。
【００４５】
また、両方の基板の電極のそれぞれから対向して突起物を形成する場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本発明では、いずれか一方の基板にのみ突起物が形成されているので、そのような問題も生じない。
【００４６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在していることを特徴としている。
【００４７】
上記の発明によれば、突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているので、マルチドメインにより広視野角化が達成される。
【００４８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部の平面領域外に形成されていることを特徴としている。
【００４９】
上記の発明によれば、突起物は、開口部の平面領域外に形成されているので、開口部と突起物とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【００５０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部が形成された電極と対向する電極に形成されていることを特徴としている。
【００５１】
上記の発明によれば、突起物は、開口部が形成された電極と対向する電極に形成されている。このため、突起物による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される開口部による液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができる。
【００５２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は誘電体からなっていることを特徴としている。
【００５３】
すなわち、突起物は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましいが、本発明の突起物は誘電体からなっているので、この要件を満たす。
【００５４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は遮光材料からなっていることを特徴としている。
【００５５】
すなわち、突起物を透光材料にて形成する場合には、その透光材料として、通常、該感光樹脂等を用いるので複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するので、斜め視角において、光漏れが発生することになる。
【００５６】
この点、本発明では、突起物は遮光材料からなっているので、突起物を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができる。
【００５７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向であることを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向であるので、良好なドメイン分割配向が得られ、本発明の効果を最大限に活用できる。
【００５９】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされていることを特徴としている。
【００６０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面の液晶は、液晶分子の初期配向が、突起物の表面に沿って平行となるように水平配向処理されていることを特徴としている。
【００６１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記一対の基板における表示領域には、配向膜が形成されている一方、前記突起物の表面には、上記配向膜が形成されていないことを特徴としている。
【００６２】
上記の発明によれば、突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている。このため、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇する。
【００６３】
具体的には、例えば、基板表面自体に垂直配向処理を行い、突起物の表面には水平配向処理をするとよい。水平配向処理は、例えば、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料にて突起物を形成することができる。
【００６４】
これにより、オフ状態における突起部周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。
【００６５】
他には、他の領域に塗布する配向膜を突起物表面に塗布しないようにするのも有効である。これにより、突起物材料の濡れ性を調整することが可能となり、基板表面の配向状態と突起物表面の配向状態を異ならせることができる。
【００６６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜していることを特徴としている。
【００６７】
上記の発明によれば、突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜しているので、傾斜に伴って液晶分子の配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができる。
【００６８】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について説明する。また、透過型液晶表示装置を例に説明するが、本発明はこれに限らず、反射型液晶表示装置や、透過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。また、ノーマリブラックモードの表示を行う液晶表示装置にも、ノーマリホワイトモードの表示を行う液晶表示装置にも適用できる。
【００６９】
また、本願明細書においては、表示の最小単位である「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、絵素電極とこの絵素電極に対向する対向電極とが絵素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に対応することになる。
【００７０】
本実施の形態における液晶表示装置１０の絵素領域の構造を、図１（ａ）及び、図２に基いて説明する。なお、同図においては、説明の簡単さのために、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、配向膜等を省略している。
【００７１】
本実施の形態の液晶表示装置１０は、図２に示すように、複数のゲートバスライン１５…と、このゲートバスライン１５と交差する複数のソースバスライン１６…とを有し、これら複数のゲートバスライン１５…とソースバスライン１６…との各交差部分にはＴＦＴからなるスイッチング素子１７を介してマトリクス状に配置された絵素電極１２…を備えている。なお、同図においては、１つの絵素領域及びその絵素領域を駆動するためのゲートバスライン１５及びソースバスライン１６のみを示している。
【００７２】
上記液晶表示装置１０は、図１（ａ）に示すように、基板としてのアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１と、基板としての対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ。）２と、これらＴＦＴ基板１と対向基板２との間に設けられた液晶層３とを有している。
【００７３】
液晶層３の液晶分子３ａは、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の液晶層３側の表面に設けられた図示しない垂直配向膜（垂直配向層）によって、液晶層３に電圧が印加されていないとき、同図１（ａ）に示すように、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。すなわち、液晶層３は初期配向が垂直配向状態である。ただし、垂直配向状態にある液晶層３の液晶分子３ａは、垂直配向膜の種類や液晶材料の種類によって、垂直配向膜の表面つまり基板の表面の法線から若干傾斜することがある。一般に、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸（「軸方位」とも言う。）が約８５°以上の角度で配向した状態が垂直配向状態と呼ばれる。
【００７４】
液晶表示装置１０のＴＦＴ基板１は、例えばガラス基板等の電極としての透明基板１１とその表面に形成された透明電極からなる絵素電極１２とを有している。一方、対向基板２は、例えばガラス基板等の透明基板２１とその表面に形成された透明電極からなる電極としての対向電極２２とを有している。そして、液晶層３を介して互いに対向するように配置された絵素電極１２と対向電極２２とに印加される電圧に応じて、絵素領域毎の液晶層３の配向状態が変化する。液晶表示装置１０では、液晶層３の配向状態の変化に伴い、液晶層３を透過する光の偏光状態や量が変化する現象を利用して表示が行われる。
【００７５】
上記ＴＦＴ基板１の絵素電極１２には、開口部としての絵素スリット１２ａが複数個形成されている。上記絵素スリット１２ａは、絵素電極１２を形成している導電膜（例えばＩＴＯ膜）が形成されていない部分、すなわち、当該導電膜がスリット状に除去された部分である。すなわち、絵素スリット１２ａは、長さに対して幅（長さに直交する方向）が著しく狭い形状の開口となっている。
【００７６】
絵素スリット１２ａは、図２に示すように、表示パネルの長辺及び短辺（マトリクス状配列の列方向及び行方向）に対して４５°の方向に延びる辺を有して、折曲して形成されている。
【００７７】
また、上記対向基板２には、上記４５°に折曲した絵素スリット１２ａと平行に、液晶層３に突出した突起物としての対向リブ２３が形成されている。したがって、対向リブ２３も４５°に折曲して形成されている。なお、４５°に折曲した絵素スリット１２ａ及び対向リブ２３の折り返し部分は、それぞれ不連続となっている。ただし、必ずしもこれに限らず、連続する屈曲とすることも可能である。
【００７８】
また、本実施の形態では、絵素電極１２での折り返し部分は１回だけであるが、必ずしもこれに限らず、２回、３回、又はそれ以上であってもよい。
【００７９】
上記対向リブ２３は、図１（ａ）に示すように、傾斜側面２３ａを有している。また、対向リブ２３は表面が垂直配向性を有している。これは、対向リブ２３の周りには図示しない垂直配向膜が形成されているためである。したがって、対向リブ２３の周りの液晶分子３ａは、傾斜側面２３ａのアンカリング効果によって、傾斜側面２３ａに対してほぼ垂直に配向する。
【００８０】
このような状態の液晶層３に電圧を印加すると、図示しない等電位線が形成され、この等電位線によって、液晶分子３ａが、図１（ｂ）に示すように、対向リブ２３の傾斜側面２３ａのアンカリング効果による傾斜側面２３ａ上の傾斜配向と整合するように、対向リブ２３近傍の他の液晶分子３ａが傾斜する。また、絵素スリット１２ａ近傍の液晶分子３ａもその等電位線にそって配向するので液晶分子３ａが絵素スリット１２ａの周りで傾斜配向されたものとなる。
【００８１】
これにより、液晶表示装置１０では、図２に示すように、絵素電極１２内に４５°に折曲された絵素スリット１２ａ及び対向リブ２３によって液晶層３が配向規制される結果、電圧印加時には、液晶層３内の液晶分子３ａは、互いに９０°の整数倍の角をなす４つの方位に配向する。すなわち、液晶表示装置１０の絵素領域は、配向分割されて配向方向が異なる複数のドメインが形成される。そのため、液晶表示装置１０は、良好な視野角特性を有している。
【００８２】
また、対向リブ２３の傾斜側面２３ａによる配向規制力は、印加電圧に関係なく作用し、配向膜のアンカリング効果として知られているように、非常に強い。したがって、表示パネルに外力が加わり液晶材料の流動が生じて、一旦配向状態が崩れても、対向リブ２３の傾斜側面２３ａの近傍の液晶分子３ａが同じ配向方向を維持している。したがって、液晶材料の流動が止まりさえすれば、液晶層３全体の液晶分子３ａの配向が容易に復元される。このように、液晶表示装置１０は、外力に対して強いという特徴を有している。それゆえ、液晶表示装置１０は、外力が加わり易く、携帯して使用される機会の多いＰＣやＰＤＡに好適に用いることができる。
【００８３】
次に、液晶表示装置１０の一構成例について説明する。
【００８４】
例えば、本実施の形態では、液晶層３の厚さ（セル厚）が４μｍであり、負の誘電異方性を有する液晶が封入されている。また、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の表面、すなわち、絵素電極１２、絵素スリット１２ａ、対向電極２２、及び対向リブ２３の露出部分には、図示しない垂直配向膜が塗布されている。
【００８５】
また、絵素電極１２に形成されている絵素スリット１２ａは幅が例えば１７μｍである。絵素スリット１２ａは、絵素電極１２毎に例えば複数個設けられている。
【００８６】
また、対向リブ２３を透明性の高い誘電体を用いて形成すると、絵素スリット１２ａに対応して形成される液晶ドメインの表示への寄与率が向上するという利点が得られる。一方、対向リブ２３を不透明な誘電体を用いて形成すると、対向リブ２３の傾斜側面２３ａによって傾斜配向している液晶分子３ａのリタデーションに起因する光漏れを防止できるという利点が得られる。いずれを採用するかは、液晶表示装置の用途などに応じて決めればよい。いずれの場合にも、対向リブ２３を感光性樹脂により形成すると、絵素スリット１２ａに対応してパターニングする工程を簡略化できる利点がある。
【００８７】
対向リブ２３は、絵素電極１２に向かって断面が細くなるように傾斜して形成されており、対向電極２２における幅は、例えば１５μｍで形成されている。
【００８８】
対向リブ２３によるドメイン規制能力は高さ０．３μｍ以上で発生するが、十分なドメイン規制能力を得るためには、１μｍ以上が望ましい。高さの上限は液晶層３の厚さである。
【００８９】
ここで、本実施の形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、対向リブ２３は、対向基板２に形成されており、その高さが液晶層３の厚みに一致している。
【００９０】
この結果、対向リブ２３が対向するＴＦＴ基板１に接するため、表示パネルを押してもセル厚が変動せず、配向安定性が高い。また、正面コントラストに関しては、対向リブ２３付近から光漏れはあるものの、前記図７に示す従来構造の液晶表示装置に比べて光漏れ量は半分になる。これは、図７に示すように、１個置きの対向リブ６３に代えて絵素スリット１２ａが形成されるため、対向リブ２３の数が半分になるからである。この結果、正面コントラスト５００程度が実現できるため、良好である。
【００９１】
また、斜め視角においては、液晶層３の実質的なセル厚が全領域で一致するため、黒時の光漏れが生じないので、良好である。
【００９２】
ここで、本実施の形態において、望ましい配向状態は、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａに液晶配向のドメイン境界が存在することである。これにより、確実にマルチドメインにより広視野角化が達成される。
【００９３】
また、対向リブ２３は、平面的に見て、絵素スリット１２ａ以外の部分に形成されている。これにより、絵素スリット１２ａと対向リブ２３によるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【００９４】
また、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａが存在する絵素電極１２と対向する対向電極２２側に形成されている。これにより、対向電極２２のテーパー形状によるプレチルトが、液晶層３の配向すべき所望の方向に発現させることができる。
【００９５】
また、対向リブ２３は誘電体からなっている。すなわち、対向リブ２３は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましい。
【００９６】
また、対向リブ２３は遮光材料からなるとすることができる。透光材料の場合、対向リブ２３には、通常、感光樹脂等で形成するため複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するため、斜め視角において、光漏れが発生することになる。したがって、この光漏れを防ぐためには遮光材料であることが望ましい。
【００９７】
また、本実施の形態では、液晶が負の誘電異方性を有するものであり、初期配向は垂直配向であることが望ましい。これにより、良好なドメイン分割配向が得られ、本実施の形態の効果を最大限に活用できる。
【００９８】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、対向リブ２３は、絵素電極１２に向かって断面が細くなるように傾斜して形成されているが、特にこれに限定するものではなく、例えば、図３に示すように、逆に、絵素電極１２に向かって断面が太くなるように傾斜して形成することが可能である一方、図４に示すように、対向電極２２側と絵素電極１２側とを同じ幅に形成することが可能である。
【００９９】
このように、本実施の形態の液晶表示装置１０では、液晶層３を挟持する一対のＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２の対向電極２２のうち、少なくとも一方の絵素電極１２には絵素スリット１２ａが存在し、かつ表示領域内に対向リブ２３が形成されており、その高さが液晶層３の厚みに一致する。
【０１００】
したがって、対向リブ２３と絵素スリット１２ａとの組み合わせにより、絵素スリット１２ａにより発生される液晶分子３ａのプレチルトと、絵素スリット１２ａにより発生される液晶分子３ａのプレチルトとにより、電圧印加時（オン状態）では、まず、プレチルトされた部分の液晶が傾斜する。そして、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａ以外の液晶分子３ａも、これらの液晶分子３ａの影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。この液晶配向制御は、２種の方法つまり対向リブ２３及び絵素スリット１２ａによるプレチルトによって行われるので、絵素全体に安定した配向が得られる。したがって、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。
【０１０１】
ところで、絵素全体に安定した配向を得るために、対向リブ２３のみによる液晶分子３ａのプレチルトを利用する場合には、対向リブ２３付近からの光漏れがあり、正面コントラストも充分とは言えない。
【０１０２】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３と絵素スリット１２ａとを組み合わせて、対向リブ２３の一部を絵素スリット１２ａに代替することにより、対向リブ２３付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【０１０３】
一方、対向リブ２３が低いと、この対向リブ２３付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【０１０４】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３の高さは液晶層３の厚みに一致している。したがって、対向リブ２３付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。
【０１０５】
さらに、対向リブ２３の高さは液晶層３の厚みに一致しているので、一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２に挟持される液晶層３は、対向リブ２３に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層３の配向安定性が高い。
【０１０６】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置１０を提供することができる。
【０１０７】
一方、例えば、対向するＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２に形成された対向電極２２のそれぞれから突起物を形成した場合には、両方のＴＦＴ基板１及び対向基板２の突起物の高さを正確に一致させておかないと、高さに差が生じる。このため、低い方の突起物の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになり、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題がある。
【０１０８】
しかし、本実施の形態の対向リブ２３は、対向電極２２にのみ形成されているので、高さに差が生じることが少なく、上記の問題が発生しない。
【０１０９】
また、対向するＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２に形成された対向電極２２のそれぞれから突起物を形成した場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本実施の形態では、対向基板２にのみ対向リブ２３が形成されているので、そのような問題も生じない。
【０１１０】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａには、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているので、マルチドメインにより広視野角化が達成される。
【０１１１】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａの平面領域外に形成されているので、絵素スリット１２ａと対向リブ２３とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【０１１２】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａが形成された絵素電極１２と対向する対向電極２２に形成されている。このため、対向リブ２３による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される絵素スリット１２ａによる液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は誘電体からなっているとすることができる。
【０１１４】
すなわち、対向リブ２３は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましいが、本実施の形態の対向リブ２３を誘電体とすることにより、この要件を満たす。
【０１１５】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は遮光材料からなっている。
【０１１６】
すなわち、対向リブ２３を透光材料にて形成する場合には、その透光材料として、通常、該感光樹脂等を用いるので複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するので、斜め視角において、光漏れが発生することになる。
【０１１７】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３は遮光材料からなっているので、対向リブ２３を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができる。
【０１１８】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子３ａの初期配向は、絵素電極１２及び対向電極２２に対して垂直配向であるので、良好なドメイン分割配向が得られ、本実施の形態の効果を最大限に活用できる。
【０１１９】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、ＴＦＴ基板１及び対向リブ２３の厚み方向に対して傾斜しているので、傾斜に伴って液晶分子３ａの配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができる。
【０１２０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
本実施の形態の液晶表示装置３０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の液晶表示装置１０に比較して、対向リブ２３の表面の液晶が、対向リブ２３の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている点が異なっている。
【０１２２】
すなわち、対向リブ２３の表面は他の領域と異なる配向処理がなされているのが望ましい。これにより、突起周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇するためである。
【０１２３】
例えば、図５（ａ）に示すように、対向リブ２３の表面は、水平配向処理を行う。具体的には、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料で対向リブ２３を形成する。
【０１２４】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の表面自体に垂直配向処理を行い、対向リブ２３の表面には水平配向処理をするとよい。
【０１２５】
これにより、図５（ｂ）に示すように、対向リブ２３の表面と他の領域とが例えば、いずれも垂直配向処理がなされている場合には、黒の光漏れが大きくなる。
【０１２６】
これに対し、図５（ａ）に示すように、対向リブ２３の表面に水平配向処理を行った場合には、電圧オフ状態における対向リブ２３周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。
【０１２７】
これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。他には、他の領域に塗布する配向膜を対向リブ２３の表面に塗布しないようにするのも有効である。
【０１２８】
上述のように、対向リブ２３の材料の濡れ性を調整することにより、基板表面の配向状態と突起表面の配向状態を異ならせることができる。
【０１２９】
このように、本実施の形態の液晶表示装置３０では、対向リブ２３の表面は、対向リブ２３の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている。このため、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇する。
【０１３０】
具体的には、例えば、一対のＴＦＴ基板１及び対向電極２２の表面自体に垂直配向処理を行い、対向リブ２３の表面には水平配向処理をするとよい。水平配向処理は、例えば、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料にて対向リブ２３を形成することができる。
【０１３１】
これにより、オフ状態における突起部周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。
【０１３２】
他には、他の領域に塗布する配向膜を対向リブ２３の表面に塗布しないようにするのも有効である。これにより、対向リブ２３の材料の濡れ性を調整することが可能となり、一対のＴＦＴ基板１及び対向電極２２の表面の配向状態と対向リブ２３の表面の配向状態を異ならせることができる。
【０１３３】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３４】
【実施例】
前記の実施の形態について、効果を確認するための実験を行った。その結果を表１に示す。
【０１３５】
表１から分かるように、図６〜図１０に示す従来構造１〜５では、応答性、配向性、コントラスト、視野角において、それぞれ不十分な点が存在したが、本実施の形態においては、いずれにおいても満足できる結果が得られた。
【０１３６】
【表１】
【０１３７】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、一対の基板における電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が形成されているとともに、少なくとも一方の電極には表示領域内に突起物が形成されており、かつその突起物の高さが液晶層の厚みに一致しているものである。
【０１３８】
それゆえ、突起物と開口部との組み合わせにより、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。また、突起物と開口部とを組み合わせて、突起物の一部を開口部に代替することにより、突起物付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【０１３９】
さらに、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。また、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、一対の基板に挟持される液晶層は、突起物に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層の配向安定性が高い。
【０１４０】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１４１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されているものである。
【０１４２】
それゆえ、高さに差が生じることが少なく、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題が発生しないという効果を奏する。
【０１４３】
さらに、両方の基板の電極のそれぞれから対向して突起物を形成する場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本発明では、いずれか一方の基板にのみ突起物が形成されているので、そのような問題も生じないという効果を奏する。
【０１４４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているものである。
【０１４５】
それゆえ、マルチドメインにより広視野角化が達成されるという効果を奏する。
【０１４６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部の平面領域外に形成されているものである。
【０１４７】
それゆえ、開口部と突起物とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られるという効果を奏する。
【０１４８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部が形成された電極と対向する電極に形成されているものである。
【０１４９】
それゆえ、突起物による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される開口部による液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができるという効果を奏する。
【０１５０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は誘電体からなっているものである。
【０１５１】
それゆえ、電気的短絡を防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は遮光材料からなっているものである。
【０１５３】
それゆえ、突起物を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向である。
【０１５５】
それゆえ、良好なドメイン分割配向が得られ、本発明の効果を最大限に活用できるという効果を奏する。
【０１５６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされているものである。
【０１５７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面の液晶は、液晶分子の初期配向が、突起物の表面に沿って平行となるように水平配向処理されているものである。
【０１５８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記一対の基板における表示領域には、配向膜が形成されている一方、前記突起物の表面には、上記配向膜が形成されていないものである。
【０１５９】
それゆえ、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇するという効果を奏する。
【０１６０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜しているものである。
【０１６１】
それゆえ、傾斜に伴って液晶分子の配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示すものであり、オフ状態の表示パネルを示す図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）はオン状態の表示パネルを示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の絵素電極を示す平面図である。
【図３】上記液晶表示装置の変形例を示す断面図である。
【図４】上記液晶表示装置の他の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明における液晶表示装置の他の実施の一形態を示すものであり、対向リブを水平配向とした表示パネルを示す断面図であり、（ｂ）は対向リブを垂直配向とした表示パネルを示す断面図である。
【図６】（ａ）は従来の液晶表示装置を示すものであり、突起のみを形成したオフ状態の表示パネルを示す断面図であり、（ｂ）は同オン状態の表示パネルを示す断面図である。
【図７】従来の他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図８】従来のさらに他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図９】従来のさらに他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図１０】従来のさらに他の液晶表示装置を示すものであり、開口部のみを形成した表示パネルを示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＴＦＴ基板（基板）
２ 対向基板（基板）
３ 液晶層
３ａ 液晶分子
１２ 絵素電極
１２ａ 絵素スリット（開口部）
１５ ゲートバスライン
１６ ソースバスライン
１７ スイッチング素子
２２ 対向電極（電極）
２３ 対向リブ（突起物）
３０ 液晶表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、いわゆるＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置では、コントラスト、動作速度、視角特性が良好な垂直配向膜を使用したＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置が実現されている。そして、近年、視野角拡大のために、表示画素を複数部分に分割し、分割された表示画素の各部分の液晶の配向を異ならせるマルチドメイン技術（いわゆるＭＶＡ方式）が開発されている。
【０００３】
このようなＭＶＡ方式を実現する基板構造には、主に二つある。
【０００４】
第一に、配向膜の下地に局所的に構造物を設けて突起を形成した基板構造がある。この基板構造によれば、電圧オフ時には液晶分子が配向膜表面に垂直に配向するが、突起部の周りはこの突起部の斜面の影響によって基板面に対して僅かに傾斜した配向が得られる。以下、この配向部分を「傾斜配向部」という。
【０００５】
この基板構造では、電圧をオンすると、まず、傾斜配向部の液晶が傾斜する。そして、突起部以外の液晶分子も、これらの液晶分子の影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。その結果、画素全体に安定した配向が得られる。つまり、突起を起点として、表示部全体の配向が制御される。
【０００６】
第二に、ＴＦＴ基板側には構造物を形成せず、代わりにＩＴＯ画素電極に電極抜き部（スリット）を設けた基板構造がある。この基板構造では、電圧を印加すると、スリット部近傍には電界の歪み（斜め電界）が発生し、構造物を設けた場合と同様の電界分布、液晶配向制御行うことができる。なお、スリットをＩＴＯ画素電極と同時に形成することによって、プロセス増加を抑えることができる。
【０００７】
この種の従来技術として、例えば、特許文献１には、基板表面に垂直配向処理を施した第１及び第２の二枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶を挟持し、液晶の配向が、電圧無印加時にはほぼ垂直に、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平となり、所定の電圧より小さい電圧を印加した時には斜めになる配向の液晶表示装置において、第１の基板に設けられ、所定の電圧より小さい電圧を印加した時に液晶が斜めになる配向方向を規制する第１のドメイン規制手段と、第２の基板に設けられ、所定の電圧より小さい電圧を印加した時に液晶が斜めになる配向方向を規制する第２のドメイン規制手段とを備え、第１のドメイン規制手段は、少なくとも、第１の基板の電極上に設けられ、第１の基板の液晶との接触面の一部を斜面にする液晶の層の方へ突き出る誘電体の突起を備え、電圧無印加時には、斜面付近の液晶は当該斜面にほぼ垂直に配向し、電圧無印加状態から電圧印加状態に変化する時には、斜面付近の液晶の電圧無印加時の配向方向に沿って周囲の液晶の配向方向が決定される液晶表示装置が開示されている。
【０００８】
すなわち、この液晶表示装置では、図６（ａ）に示すように、液晶分子５１を挟む透明電極５２・５２の両方に突起物５３・５３を設け、突起物５３・５３により発生される液晶分子５１のプレチルト５３ａにより、図６（ｂ）に示すように、電圧印加時（オン状態）では、分割配向が実現されている。
【０００９】
また、上記特許文献１には、例えば、図７に示すように、一方の透明電極６１と他方の絵素電極６２との両側から突起物６３…を形成してスペーサ柱と兼用したもの、図８に示すように、一方の透明電極７１に突起物７３…を形成してスペーサ柱と兼用するとともに、他方の絵素電極７２にはスペーサ柱と兼用しない突起物７４…を形成したもの、図９に示すように、一方の透明電極８１に突起物８３…を形成するとともに、他方の絵素電極８２に突起物８４…を形成し、上記突起物８３と一部の突起物８４とを突き合わせてスペーサ柱と兼用したものが記載されている。
【００１０】
上記の例では、スペーサ柱と突起物との両方を作る必要が無いので、コストダウンが図られる。
【００１１】
また、突起物ではなく、スリットを有するものでは、図１０に示すように、互いに対向する透明電極９１及び絵素電極９２にそれぞれスリット９１ａ及びスリット９２ａを形成したものが記載されている。
【００１２】
また、その他の従来技術には、特許文献２に開示された液晶表示装置がある。この液晶表示装置では、配向規制力を与え、かつ、セル厚制御能力も有する突起が画素周辺部、すなわち、表示領域外に形成されている。
【００１３】
また、液晶の注入技術としては、特許文献３に開示されたものがある。
【００１４】
【特許文献１】
特許２９４７３５０号公報（発行日：平成１１（１９９９）年９月１３日、請求項４９、図１２６、段落〔０１５０〕）
【００１５】
【特許文献２】
特開２０００−７５３０２号公報（公開日：平成１２年３月１４日、図１、図５、図８）
【００１６】
【特許文献３】
特開平６−１６０８７１号公報（公開日：１９９４年６月７日）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、以下の問題点を有している。
【００１８】
まず、図６（ａ）（ｂ）に示す基板構造では、タッチパネル使用時や画面清掃時等において、表示パネルを押したときにセル厚が変化して配向が乱れる。一度乱れた配向は、一度黒表示を行わないと復帰し難い。また、配向乱れ部分はざらつきとなって見え、表示品位の低下をもたらす。
【００１９】
一方、黒表示時に液晶分子が垂直に配向にする液晶表示装置では、黒表示時の斜め視野角における光漏れを抑制するために、位相差フィルムによる光学補償を行うことが望ましい。この場合、
液晶のリターデーション−位相差フィルムのリターデーション＝０ （式１）
とすれば、斜め視角においても位相差が発生せずに光漏れが生じない。つまり、このような条件にて視野角を拡大することができる。
【００２０】
ところが、同図の基板構造では、突起物５３の付近では、見かけ上、突起物５３の高さ分だけセル厚が薄くなるので、（式１）の条件から外れてしまう。つまり、突起物５３の付近からは、斜め視角において光漏れが生じることになり、視野角が狭くなってしまうという問題点を有している。
【００２１】
次に、図７に示すように、両方の基板のそれぞれから突起物６３が形成されている場合には、両方の基板の突起物６３の高さを正確に一致させておく必要がある。もし、高さに差が生じると、低い方の突起物６３の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになる。前述と同様な理由で、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなる。
【００２２】
なお、この場合、突起物６３を遮光材料で形成して、他方の基板に完全に密着さえすれば、隙間からの光漏れは無くなる。しかし、このためには、両方の突起物６３の高さが一致する必要がある。
【００２３】
また、両方の基板に突起物６３があると、液晶を注入する際に障害となり、注入時間が極めて長くなったり、液晶が注入できない領域が発生したりする。特に、大型液晶ディスプレイでは特許文献３に開示されているように、滴下注入を用いることもあるが、この場合、滴下する側の基板に突起物６３があると、それが障害になり上記問題が顕在化することになる。
【００２４】
ここで、突起物６３に接する液晶分子は、概ね、突起物６３の表面に垂直に配向しようとするために、そこから光漏れが生じる。これにより、黒時の輝度が上昇し、正面コントラストが低下してしまう。おおよそ、正面コントラストは２５０程度しかなく、液晶テレビで満足できる正面コントラスト５００を得ることができないという問題点を有している。
【００２５】
次に、図８に示す基板構造では、上記同様に、低い突起物７４の付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【００２６】
また、突起物７４の付近からの光漏れがあり、正面コントラストも３３０程度しか得られない。ただし、前記図７に示す基板構造にて得られる正面コントラスト２５０よりは良い。この理由は、一方の突起物７４の高さが低いため、その分光漏れ量が低下するためである。
【００２７】
次に、図９に示す基板構造では、両方の基板の突起物８３・８４の形成プロセスが同じ条件で行えるメリットがあるが、前記図８に示す基板構造の問題点に加えて、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれたらセル厚不良をもたらすという問題点を有している。
【００２８】
次に、図１０に示すように、電極にスリットを有する基板構造では、突起物がないため、正面コントラストは５００以上を得ることができる。ところが、前記図６（ａ）（ｂ）に示す突起を形成した基板構造と同様に、表示パネルを押したときの配向安定性が悪いという問題点を有している。
【００２９】
加えて、黒表示時に液晶分子にプレチルトが発生していないため、黒表示から中間調表示への応答が極めて遅くなるという問題も発生する。
【００３０】
一方、特許文献２に開示された、配向規制力を与え、かつ、セル厚制御能力も有する突起が画素周辺部、すなわち、表示領域外に形成されている構造では、表示パネルを押したときに発生する配向乱れが発生し易く、また、その後の配向乱れも修復され難い。理由は、二つある。一つは、画素周辺部のセル厚をいくら制御しても、画素中央部のセル厚は押圧に対して変動してしまうためである。他の一つは、画素周辺にある配向規制力は画素中央部まで距離があるため届き難い。したがって、特に大型ＬＣＤではこの問題は重大な表示不良を与えてしまう。
【００３１】
すなわち、大型ＬＣＤの場合、画素サイズは１ｍｍ近くにもなる一方、ガラス厚は１．１ｍｍや０．７ｍｍと薄くなるため、画素中央部は撓み易い状態にある。
【００３２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、対向表面に電極を有する一対の基板が液晶層を挟持して設けられる一方、両電極間に電圧が印加された時、１表示領域内に液晶分子の配向方向が異なる複数のドメインが形成される液晶表示装置において、上記一対の基板における電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が形成されているとともに、少なくとも一方の電極には表示領域内に突起物が形成されており、かつその突起物の高さが液晶層の厚みに一致していることを特徴としている。
【００３４】
上記の発明によれば、液晶層を挟持する一対の基板の電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が存在し、かつ表示領域内に突起物が形成されており、その高さが液晶層の厚みに一致する。
【００３５】
したがって、突起物と開口部との組み合わせにより、突起物により発生される液晶分子のプレチルトと、開口部により発生される液晶分子のプレチルトとにより、電圧印加時（オン状態）では、まず、プレチルトされた部分の液晶が傾斜する。そして、突起部及び開口部以外の液晶分子も、これらの液晶分子の影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。この液晶配向制御は、２種の方法つまり突起物及び開口部によるプレチルトによって行われるので、絵素全体に安定した配向が得られる。したがって、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。
【００３６】
ところで、絵素全体に安定した配向を得るために、突起物のみによる液晶分子のプレチルトを利用する場合には、突起物付近からの光漏れがあり、正面コントラストも充分とは言えない。
【００３７】
この点、本発明では、突起物と開口部とを組み合わせて、突起物の一部を開口部に代替することにより、突起物付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【００３８】
一方、突起物が低いと、この突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【００３９】
この点、本発明では、突起物の高さは液晶層の厚みに一致している。したがって、突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。
【００４０】
さらに、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、一対の基板に挟持される液晶層は、突起物に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層の配向安定性が高い。
【００４１】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することができる。
【００４２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されていることを特徴としている。
【００４３】
すなわち、例えば、対向する基板に形成された電極のそれぞれから突起物を形成した場合には、両方の基板の突起物の高さを正確に一致させておかないと、高さに差が生じる。このため、低い方の突起物の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになり、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題がある。
【００４４】
しかし、本発明の突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されているので、高さに差が生じることが少なく、上記の問題が発生しない。
【００４５】
また、両方の基板の電極のそれぞれから対向して突起物を形成する場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本発明では、いずれか一方の基板にのみ突起物が形成されているので、そのような問題も生じない。
【００４６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在していることを特徴としている。
【００４７】
上記の発明によれば、突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているので、マルチドメインにより広視野角化が達成される。
【００４８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部の平面領域外に形成されていることを特徴としている。
【００４９】
上記の発明によれば、突起物は、開口部の平面領域外に形成されているので、開口部と突起物とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【００５０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部が形成された電極と対向する電極に形成されていることを特徴としている。
【００５１】
上記の発明によれば、突起物は、開口部が形成された電極と対向する電極に形成されている。このため、突起物による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される開口部による液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができる。
【００５２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は誘電体からなっていることを特徴としている。
【００５３】
すなわち、突起物は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましいが、本発明の突起物は誘電体からなっているので、この要件を満たす。
【００５４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は遮光材料からなっていることを特徴としている。
【００５５】
すなわち、突起物を透光材料にて形成する場合には、その透光材料として、通常、該感光樹脂等を用いるので複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するので、斜め視角において、光漏れが発生することになる。
【００５６】
この点、本発明では、突起物は遮光材料からなっているので、突起物を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができる。
【００５７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向であることを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向であるので、良好なドメイン分割配向が得られ、本発明の効果を最大限に活用できる。
【００５９】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされていることを特徴としている。
【００６０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面の液晶は、液晶分子の初期配向が、突起物の表面に沿って平行となるように水平配向処理されていることを特徴としている。
【００６１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記一対の基板における表示領域には、配向膜が形成されている一方、前記突起物の表面には、上記配向膜が形成されていないことを特徴としている。
【００６２】
上記の発明によれば、突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている。このため、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇する。
【００６３】
具体的には、例えば、基板表面自体に垂直配向処理を行い、突起物の表面には水平配向処理をするとよい。水平配向処理は、例えば、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料にて突起物を形成することができる。
【００６４】
これにより、オフ状態における突起部周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。
【００６５】
他には、他の領域に塗布する配向膜を突起物表面に塗布しないようにするのも有効である。これにより、突起物材料の濡れ性を調整することが可能となり、基板表面の配向状態と突起物表面の配向状態を異ならせることができる。
【００６６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜していることを特徴としている。
【００６７】
上記の発明によれば、突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜しているので、傾斜に伴って液晶分子の配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができる。
【００６８】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について説明する。また、透過型液晶表示装置を例に説明するが、本発明はこれに限らず、反射型液晶表示装置や、透過反射両用型液晶表示装置に適用することができる。また、ノーマリブラックモードの表示を行う液晶表示装置にも、ノーマリホワイトモードの表示を行う液晶表示装置にも適用できる。
【００６９】
また、本願明細書においては、表示の最小単位である「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示装置においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、絵素電極とこの絵素電極に対向する対向電極とが絵素領域を規定する。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成においては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応する領域が絵素領域に対応することになる。
【００７０】
本実施の形態における液晶表示装置１０の絵素領域の構造を、図１（ａ）及び、図２に基いて説明する。なお、同図においては、説明の簡単さのために、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、配向膜等を省略している。
【００７１】
本実施の形態の液晶表示装置１０は、図２に示すように、複数のゲートバスライン１５…と、このゲートバスライン１５と交差する複数のソースバスライン１６…とを有し、これら複数のゲートバスライン１５…とソースバスライン１６…との各交差部分にはＴＦＴからなるスイッチング素子１７を介してマトリクス状に配置された絵素電極１２…を備えている。なお、同図においては、１つの絵素領域及びその絵素領域を駆動するためのゲートバスライン１５及びソースバスライン１６のみを示している。
【００７２】
上記液晶表示装置１０は、図１（ａ）に示すように、基板としてのアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１と、基板としての対向基板（「カラーフィルタ基板」とも呼ぶ。）２と、これらＴＦＴ基板１と対向基板２との間に設けられた液晶層３とを有している。
【００７３】
液晶層３の液晶分子３ａは、負の誘電率異方性を有し、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の液晶層３側の表面に設けられた図示しない垂直配向膜（垂直配向層）によって、液晶層３に電圧が印加されていないとき、同図１（ａ）に示すように、垂直配向膜の表面に対して垂直に配向する。すなわち、液晶層３は初期配向が垂直配向状態である。ただし、垂直配向状態にある液晶層３の液晶分子３ａは、垂直配向膜の種類や液晶材料の種類によって、垂直配向膜の表面つまり基板の表面の法線から若干傾斜することがある。一般に、垂直配向膜の表面に対して、液晶分子軸（「軸方位」とも言う。）が約８５°以上の角度で配向した状態が垂直配向状態と呼ばれる。
【００７４】
液晶表示装置１０のＴＦＴ基板１は、例えばガラス基板等の電極としての透明基板１１とその表面に形成された透明電極からなる絵素電極１２とを有している。一方、対向基板２は、例えばガラス基板等の透明基板２１とその表面に形成された透明電極からなる電極としての対向電極２２とを有している。そして、液晶層３を介して互いに対向するように配置された絵素電極１２と対向電極２２とに印加される電圧に応じて、絵素領域毎の液晶層３の配向状態が変化する。液晶表示装置１０では、液晶層３の配向状態の変化に伴い、液晶層３を透過する光の偏光状態や量が変化する現象を利用して表示が行われる。
【００７５】
上記ＴＦＴ基板１の絵素電極１２には、開口部としての絵素スリット１２ａが複数個形成されている。上記絵素スリット１２ａは、絵素電極１２を形成している導電膜（例えばＩＴＯ膜）が形成されていない部分、すなわち、当該導電膜がスリット状に除去された部分である。すなわち、絵素スリット１２ａは、長さに対して幅（長さに直交する方向）が著しく狭い形状の開口となっている。
【００７６】
絵素スリット１２ａは、図２に示すように、表示パネルの長辺及び短辺（マトリクス状配列の列方向及び行方向）に対して４５°の方向に延びる辺を有して、折曲して形成されている。
【００７７】
また、上記対向基板２には、上記４５°に折曲した絵素スリット１２ａと平行に、液晶層３に突出した突起物としての対向リブ２３が形成されている。したがって、対向リブ２３も４５°に折曲して形成されている。なお、４５°に折曲した絵素スリット１２ａ及び対向リブ２３の折り返し部分は、それぞれ不連続となっている。ただし、必ずしもこれに限らず、連続する屈曲とすることも可能である。
【００７８】
また、本実施の形態では、絵素電極１２での折り返し部分は１回だけであるが、必ずしもこれに限らず、２回、３回、又はそれ以上であってもよい。
【００７９】
上記対向リブ２３は、図１（ａ）に示すように、傾斜側面２３ａを有している。また、対向リブ２３は表面が垂直配向性を有している。これは、対向リブ２３の周りには図示しない垂直配向膜が形成されているためである。したがって、対向リブ２３の周りの液晶分子３ａは、傾斜側面２３ａのアンカリング効果によって、傾斜側面２３ａに対してほぼ垂直に配向する。
【００８０】
このような状態の液晶層３に電圧を印加すると、図示しない等電位線が形成され、この等電位線によって、液晶分子３ａが、図１（ｂ）に示すように、対向リブ２３の傾斜側面２３ａのアンカリング効果による傾斜側面２３ａ上の傾斜配向と整合するように、対向リブ２３近傍の他の液晶分子３ａが傾斜する。また、絵素スリット１２ａ近傍の液晶分子３ａもその等電位線にそって配向するので液晶分子３ａが絵素スリット１２ａの周りで傾斜配向されたものとなる。
【００８１】
これにより、液晶表示装置１０では、図２に示すように、絵素電極１２内に４５°に折曲された絵素スリット１２ａ及び対向リブ２３によって液晶層３が配向規制される結果、電圧印加時には、液晶層３内の液晶分子３ａは、互いに９０°の整数倍の角をなす４つの方位に配向する。すなわち、液晶表示装置１０の絵素領域は、配向分割されて配向方向が異なる複数のドメインが形成される。そのため、液晶表示装置１０は、良好な視野角特性を有している。
【００８２】
また、対向リブ２３の傾斜側面２３ａによる配向規制力は、印加電圧に関係なく作用し、配向膜のアンカリング効果として知られているように、非常に強い。したがって、表示パネルに外力が加わり液晶材料の流動が生じて、一旦配向状態が崩れても、対向リブ２３の傾斜側面２３ａの近傍の液晶分子３ａが同じ配向方向を維持している。したがって、液晶材料の流動が止まりさえすれば、液晶層３全体の液晶分子３ａの配向が容易に復元される。このように、液晶表示装置１０は、外力に対して強いという特徴を有している。それゆえ、液晶表示装置１０は、外力が加わり易く、携帯して使用される機会の多いＰＣやＰＤＡに好適に用いることができる。
【００８３】
次に、液晶表示装置１０の一構成例について説明する。
【００８４】
例えば、本実施の形態では、液晶層３の厚さ（セル厚）が４μｍであり、負の誘電異方性を有する液晶が封入されている。また、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の表面、すなわち、絵素電極１２、絵素スリット１２ａ、対向電極２２、及び対向リブ２３の露出部分には、図示しない垂直配向膜が塗布されている。
【００８５】
また、絵素電極１２に形成されている絵素スリット１２ａは幅が例えば１７μｍである。絵素スリット１２ａは、絵素電極１２毎に例えば複数個設けられている。
【００８６】
また、対向リブ２３を透明性の高い誘電体を用いて形成すると、絵素スリット１２ａに対応して形成される液晶ドメインの表示への寄与率が向上するという利点が得られる。一方、対向リブ２３を不透明な誘電体を用いて形成すると、対向リブ２３の傾斜側面２３ａによって傾斜配向している液晶分子３ａのリタデーションに起因する光漏れを防止できるという利点が得られる。いずれを採用するかは、液晶表示装置の用途などに応じて決めればよい。いずれの場合にも、対向リブ２３を感光性樹脂により形成すると、絵素スリット１２ａに対応してパターニングする工程を簡略化できる利点がある。
【００８７】
対向リブ２３は、絵素電極１２に向かって断面が細くなるように傾斜して形成されており、対向電極２２における幅は、例えば１５μｍで形成されている。
【００８８】
対向リブ２３によるドメイン規制能力は高さ０．３μｍ以上で発生するが、十分なドメイン規制能力を得るためには、１μｍ以上が望ましい。高さの上限は液晶層３の厚さである。
【００８９】
ここで、本実施の形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、対向リブ２３は、対向基板２に形成されており、その高さが液晶層３の厚みに一致している。
【００９０】
この結果、対向リブ２３が対向するＴＦＴ基板１に接するため、表示パネルを押してもセル厚が変動せず、配向安定性が高い。また、正面コントラストに関しては、対向リブ２３付近から光漏れはあるものの、前記図７に示す従来構造の液晶表示装置に比べて光漏れ量は半分になる。これは、図７に示すように、１個置きの対向リブ６３に代えて絵素スリット１２ａが形成されるため、対向リブ２３の数が半分になるからである。この結果、正面コントラスト５００程度が実現できるため、良好である。
【００９１】
また、斜め視角においては、液晶層３の実質的なセル厚が全領域で一致するため、黒時の光漏れが生じないので、良好である。
【００９２】
ここで、本実施の形態において、望ましい配向状態は、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａに液晶配向のドメイン境界が存在することである。これにより、確実にマルチドメインにより広視野角化が達成される。
【００９３】
また、対向リブ２３は、平面的に見て、絵素スリット１２ａ以外の部分に形成されている。これにより、絵素スリット１２ａと対向リブ２３によるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【００９４】
また、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａが存在する絵素電極１２と対向する対向電極２２側に形成されている。これにより、対向電極２２のテーパー形状によるプレチルトが、液晶層３の配向すべき所望の方向に発現させることができる。
【００９５】
また、対向リブ２３は誘電体からなっている。すなわち、対向リブ２３は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましい。
【００９６】
また、対向リブ２３は遮光材料からなるとすることができる。透光材料の場合、対向リブ２３には、通常、感光樹脂等で形成するため複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するため、斜め視角において、光漏れが発生することになる。したがって、この光漏れを防ぐためには遮光材料であることが望ましい。
【００９７】
また、本実施の形態では、液晶が負の誘電異方性を有するものであり、初期配向は垂直配向であることが望ましい。これにより、良好なドメイン分割配向が得られ、本実施の形態の効果を最大限に活用できる。
【００９８】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、対向リブ２３は、絵素電極１２に向かって断面が細くなるように傾斜して形成されているが、特にこれに限定するものではなく、例えば、図３に示すように、逆に、絵素電極１２に向かって断面が太くなるように傾斜して形成することが可能である一方、図４に示すように、対向電極２２側と絵素電極１２側とを同じ幅に形成することが可能である。
【００９９】
このように、本実施の形態の液晶表示装置１０では、液晶層３を挟持する一対のＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２の対向電極２２のうち、少なくとも一方の絵素電極１２には絵素スリット１２ａが存在し、かつ表示領域内に対向リブ２３が形成されており、その高さが液晶層３の厚みに一致する。
【０１００】
したがって、対向リブ２３と絵素スリット１２ａとの組み合わせにより、絵素スリット１２ａにより発生される液晶分子３ａのプレチルトと、絵素スリット１２ａにより発生される液晶分子３ａのプレチルトとにより、電圧印加時（オン状態）では、まず、プレチルトされた部分の液晶が傾斜する。そして、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａ以外の液晶分子３ａも、これらの液晶分子３ａの影響を受けて、順次同じ方位へと配列する。この液晶配向制御は、２種の方法つまり対向リブ２３及び絵素スリット１２ａによるプレチルトによって行われるので、絵素全体に安定した配向が得られる。したがって、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。
【０１０１】
ところで、絵素全体に安定した配向を得るために、対向リブ２３のみによる液晶分子３ａのプレチルトを利用する場合には、対向リブ２３付近からの光漏れがあり、正面コントラストも充分とは言えない。
【０１０２】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３と絵素スリット１２ａとを組み合わせて、対向リブ２３の一部を絵素スリット１２ａに代替することにより、対向リブ２３付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【０１０３】
一方、対向リブ２３が低いと、この対向リブ２３付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生する。
【０１０４】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３の高さは液晶層３の厚みに一致している。したがって、対向リブ２３付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。
【０１０５】
さらに、対向リブ２３の高さは液晶層３の厚みに一致しているので、一対のＴＦＴ基板１及び対向基板２に挟持される液晶層３は、対向リブ２３に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層３の配向安定性が高い。
【０１０６】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置１０を提供することができる。
【０１０７】
一方、例えば、対向するＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２に形成された対向電極２２のそれぞれから突起物を形成した場合には、両方のＴＦＴ基板１及び対向基板２の突起物の高さを正確に一致させておかないと、高さに差が生じる。このため、低い方の突起物の付近において、見かけ上のセル厚が薄い領域が存在することになり、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題がある。
【０１０８】
しかし、本実施の形態の対向リブ２３は、対向電極２２にのみ形成されているので、高さに差が生じることが少なく、上記の問題が発生しない。
【０１０９】
また、対向するＴＦＴ基板１の絵素電極１２及び対向基板２に形成された対向電極２２のそれぞれから突起物を形成した場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本実施の形態では、対向基板２にのみ対向リブ２３が形成されているので、そのような問題も生じない。
【０１１０】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３及び絵素スリット１２ａには、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているので、マルチドメインにより広視野角化が達成される。
【０１１１】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａの平面領域外に形成されているので、絵素スリット１２ａと対向リブ２３とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られる。
【０１１２】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、絵素スリット１２ａが形成された絵素電極１２と対向する対向電極２２に形成されている。このため、対向リブ２３による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される絵素スリット１２ａによる液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができる。
【０１１３】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は誘電体からなっているとすることができる。
【０１１４】
すなわち、対向リブ２３は電気的短絡を防ぐために絶縁物であることが望ましいが、本実施の形態の対向リブ２３を誘電体とすることにより、この要件を満たす。
【０１１５】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は遮光材料からなっている。
【０１１６】
すなわち、対向リブ２３を透光材料にて形成する場合には、その透光材料として、通常、該感光樹脂等を用いるので複屈折は存在しないが、光学補償フィルムのリターデーションが存在するので、斜め視角において、光漏れが発生することになる。
【０１１７】
この点、本実施の形態では、対向リブ２３は遮光材料からなっているので、対向リブ２３を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができる。
【０１１８】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子３ａの初期配向は、絵素電極１２及び対向電極２２に対して垂直配向であるので、良好なドメイン分割配向が得られ、本実施の形態の効果を最大限に活用できる。
【０１１９】
また、本実施の形態の液晶表示装置１０では、対向リブ２３は、ＴＦＴ基板１及び対向リブ２３の厚み方向に対して傾斜しているので、傾斜に伴って液晶分子３ａの配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができる。
【０１２０】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
本実施の形態の液晶表示装置３０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、前記実施の形態１の液晶表示装置１０に比較して、対向リブ２３の表面の液晶が、対向リブ２３の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている点が異なっている。
【０１２２】
すなわち、対向リブ２３の表面は他の領域と異なる配向処理がなされているのが望ましい。これにより、突起周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇するためである。
【０１２３】
例えば、図５（ａ）に示すように、対向リブ２３の表面は、水平配向処理を行う。具体的には、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料で対向リブ２３を形成する。
【０１２４】
また、本実施の形態では、ＴＦＴ基板１及び対向基板２の表面自体に垂直配向処理を行い、対向リブ２３の表面には水平配向処理をするとよい。
【０１２５】
これにより、図５（ｂ）に示すように、対向リブ２３の表面と他の領域とが例えば、いずれも垂直配向処理がなされている場合には、黒の光漏れが大きくなる。
【０１２６】
これに対し、図５（ａ）に示すように、対向リブ２３の表面に水平配向処理を行った場合には、電圧オフ状態における対向リブ２３周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。
【０１２７】
これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。他には、他の領域に塗布する配向膜を対向リブ２３の表面に塗布しないようにするのも有効である。
【０１２８】
上述のように、対向リブ２３の材料の濡れ性を調整することにより、基板表面の配向状態と突起表面の配向状態を異ならせることができる。
【０１２９】
このように、本実施の形態の液晶表示装置３０では、対向リブ２３の表面は、対向リブ２３の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされている。このため、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇する。
【０１３０】
具体的には、例えば、一対のＴＦＴ基板１及び対向電極２２の表面自体に垂直配向処理を行い、対向リブ２３の表面には水平配向処理をするとよい。水平配向処理は、例えば、表示領域に塗布する配向膜の濡れ性が悪い材料にて対向リブ２３を形成することができる。
【０１３１】
これにより、オフ状態における突起部周辺の配向状態が、他の領域と同様な配向方向となるために光漏れが生じ難くなる。すなわち、黒の光漏れが少ないためにコントラストの向上効果を得ることができる。これは、例えば、光配向膜を用いた配向膜のパターニングにより実現することができる。
【０１３２】
他には、他の領域に塗布する配向膜を対向リブ２３の表面に塗布しないようにするのも有効である。これにより、対向リブ２３の材料の濡れ性を調整することが可能となり、一対のＴＦＴ基板１及び対向電極２２の表面の配向状態と対向リブ２３の表面の配向状態を異ならせることができる。
【０１３３】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３４】
【実施例】
前記の実施の形態について、効果を確認するための実験を行った。その結果を表１に示す。
【０１３５】
表１から分かるように、図６〜図１０に示す従来構造１〜５では、応答性、配向性、コントラスト、視野角において、それぞれ不十分な点が存在したが、本実施の形態においては、いずれにおいても満足できる結果が得られた。
【０１３６】
【表１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、以上のように、一対の基板における電極のうち、少なくとも一方の電極には開口部が形成されているとともに、少なくとも一方の電極には表示領域内に突起物が形成されており、かつその突起物の高さが液晶層の厚みに一致しているものである。
【０１３８】
それゆえ、突起物と開口部との組み合わせにより、応答特性に優れたドメイン分割が得られ、黒から中間調への応答も速い。また、突起物と開口部とを組み合わせて、突起物の一部を開口部に代替することにより、突起物付近からの光漏れを減少させることができるので、正面コントラストを向上させることができる。
【０１３９】
さらに、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、突起物付近の斜め視角において、黒表示時の光漏れが発生するということがなくなる。また、突起物の高さは液晶層の厚みに一致しているので、一対の基板に挟持される液晶層は、突起物に支持される。したがって、表示パネルを押したときにおいても、セル厚が変動しないので、液晶層の配向安定性が高い。
【０１４０】
この結果、表示パネルへの押圧の影響を受けず、液晶の配向規制力が高く、視野特性に優れ、かつ応答特性にも優れたドメイン分割を実現し得る液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【０１４１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されているものである。
【０１４２】
それゆえ、高さに差が生じることが少なく、斜め視角において黒時の光漏れが生じるために視野角が狭くなるという問題が発生しないという効果を奏する。
【０１４３】
さらに、両方の基板の電極のそれぞれから対向して突起物を形成する場合には、両基板の貼り合せ時の位置制御が極めて難しく、少しでもずれるとセル厚不良をもたらすという問題点を有しているが、本発明では、いずれか一方の基板にのみ突起物が形成されているので、そのような問題も生じないという効果を奏する。
【０１４４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在しているものである。
【０１４５】
それゆえ、マルチドメインにより広視野角化が達成されるという効果を奏する。
【０１４６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部の平面領域外に形成されているものである。
【０１４７】
それゆえ、開口部と突起物とによるドメイン制御が対をなし、安定したドメイン分割配向が得られるという効果を奏する。
【０１４８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、前記開口部が形成された電極と対向する電極に形成されているものである。
【０１４９】
それゆえ、突起物による液晶のプレチルトと、これに対向して形成される開口部による液晶のプレチルトとにより、電圧の印加時に、液晶を配向すべき所望の方向に効率よく発現させることができるという効果を奏する。
【０１５０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は誘電体からなっているものである。
【０１５１】
それゆえ、電気的短絡を防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５２】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は遮光材料からなっているものである。
【０１５３】
それゆえ、突起物を透光材料にて形成する場合の問題を解消し、光漏れを防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５４】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向である。
【０１５５】
それゆえ、良好なドメイン分割配向が得られ、本発明の効果を最大限に活用できるという効果を奏する。
【０１５６】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされているものである。
【０１５７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物の表面の液晶は、液晶分子の初期配向が、突起物の表面に沿って平行となるように水平配向処理されているものである。
【０１５８】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記一対の基板における表示領域には、配向膜が形成されている一方、前記突起物の表面には、上記配向膜が形成されていないものである。
【０１５９】
それゆえ、突起物の周囲からの光漏れが抑制され、正面コントラストが上昇するという効果を奏する。
【０１６０】
また、本発明の液晶表示装置は、上記記載の液晶表示装置において、前記突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜しているものである。
【０１６１】
それゆえ、傾斜に伴って液晶分子の配向方向が傾く。この結果、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や倒れる方向を安定性良く制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明における液晶表示装置の実施の一形態を示すものであり、オフ状態の表示パネルを示す図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）はオン状態の表示パネルを示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の絵素電極を示す平面図である。
【図３】上記液晶表示装置の変形例を示す断面図である。
【図４】上記液晶表示装置の他の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明における液晶表示装置の他の実施の一形態を示すものであり、対向リブを水平配向とした表示パネルを示す断面図であり、（ｂ）は対向リブを垂直配向とした表示パネルを示す断面図である。
【図６】（ａ）は従来の液晶表示装置を示すものであり、突起のみを形成したオフ状態の表示パネルを示す断面図であり、（ｂ）は同オン状態の表示パネルを示す断面図である。
【図７】従来の他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図８】従来のさらに他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図９】従来のさらに他の液晶表示装置における表示パネルを示す断面図である。
【図１０】従来のさらに他の液晶表示装置を示すものであり、開口部のみを形成した表示パネルを示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＴＦＴ基板（基板）
２ 対向基板（基板）
３ 液晶層
３ａ 液晶分子
１２ 絵素電極
１２ａ 絵素スリット（開口部）
１５ ゲートバスライン
１６ ソースバスライン
１７ スイッチング素子
２２ 対向電極（電極）
２３ 対向リブ（突起物）
３０ 液晶表示装置
Claims (12)
- 対向表面に電極を有する一対の基板が液晶層を挟持して設けられる一方、両電極間に電圧が印加された時、１表示領域内に液晶分子の配向方向が異なる複数のドメインが形成される液晶表示装置において、
上記一対の基板における電極のうち、
少なくとも一方の電極には開口部が形成されているとともに、
少なくとも一方の電極には表示領域内に突起物が形成されており、かつその突起物の高さが液晶層の厚みに一致していることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記突起物は、一対の基板における電極のうち、いずれか一方の電極にのみ形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物及び開口部には、液晶分子配向の異なる各ドメイン間のドメイン境界が存在していることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物は、前記開口部の平面領域外に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物は、前記開口部が形成された電極と対向する電極に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物は誘電体からなっていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物は遮光材料からなっていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記液晶は、負の誘電異方性を有するものからなっているとともに、
液晶分子の初期配向は、電極に対して垂直配向であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。 - 前記突起物の表面は、突起物の表面以外の領域とは異なる配向処理がなされていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記突起物の表面の液晶は、液晶分子の初期配向が、突起物の表面に沿って平行となるように水平配向処理されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板における表示領域には、配向膜が形成されている一方、
前記突起物の表面には、上記配向膜が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。 - 前記突起物は、基板の厚み方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |