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技術 液晶表示装置およびその製造方法ならびに駆動方法

出願人 日本電気株式会社TianmaJapan株式会社
発明者 鈴木成嘉石井俊也坂本道昭池野英徳松山博昭早川きよみ平井良彦鈴木聖二
出願日 2001年12月14日 (17年9ヶ月経過) 出願番号 2001-382241
公開日 2002年10月3日 (16年11ヶ月経過) 公開番号 2002-287158
状態 拒絶査定
技術分野 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及び封止部材) 液晶3(基板、絶縁膜及び配向部材) 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶5(電極、アクティブマトリックス) 液晶6(駆動) 液晶表示装置の制御 陰極線管以外の表示装置の制御 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及びシール材) 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶6(駆動) 液晶3-2(配向部材)
主要キーワード 個人用モニタ 外部圧 端末モニタ ケイ皮酸基 多領域 突起状構造物 分割形状 自己補償
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図面 (19)

課題

煩雑な工程や高度な技術を要求することなく高コントラスト視角特性の優れた明るい液晶表示装置を提供する。

解決手段

2種以上の微小領域が共存する液晶層を挟持する第1の基板上の電極対称性のよい形状で第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広くかつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−が存在することにより、駆動時の電界が、基板に対して斜めになり、一画素内の液晶配向が自然に複数の領域に分割されて柱状のスペ−サ−が分割の核となって分割が速やかに行われ、分割境界が安定することにより、高速広視野角化が図れる。

概要

背景

概要

煩雑な工程や高度な技術を要求することなく高コントラスト視角特性の優れた明るい液晶表示装置を提供する。

2種以上の微小領域が共存する液晶層を挟持する第1の基板上の電極対称性のよい形状で第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広くかつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−が存在することにより、駆動時の電界が、基板に対して斜めになり、一画素内の液晶配向が自然に複数の領域に分割されて柱状のスペ−サ−が分割の核となって分割が速やかに行われ、分割境界が安定することにより、高速広視野角化が図れる。

目的

さらに半透過型液晶表示装置においても、反射部は光が2回通過することから、自己補償的な効果が生じ、比較的広い視野角が得られるが、透過部においては視野角が狭いままで、周囲が暗い場合の視認性が悪いという問題点があった。本発明の目的は、上記のような従来技術の問題、すなわち、フォトレジスト工程などの煩雑な工程を増加させたり、高度な貼り合わせ技術、開口率の低下などを要求することなく、高コントラストで、視角特性、視認性の優れた液晶表示装置を提供することである。また、かかる液晶表示装置において、色ムラの発生を抑制することを目的としている。本発明の別の目的は、そのような、液晶表示装置を容易に作成する製造方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、そのような液晶表示装置を、広視野角を維持し、高速で駆動する駆動方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
19件
牽制数
70件

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請求項1

2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に誘電体が存在することを特徴とする液晶表示装置。

請求項2

2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極が対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−が存在することを特徴とする液晶表示装置。

請求項3

2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極が対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に、電極が存在しない部分があることを特徴とする液晶表示装置。

請求項4

2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極が対称性のよい形状が連なった形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−が存在することを特徴とする液晶表示装置。

請求項5

2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極が対称性のよい形状が連なった形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に、電極が存在しない部分があることを特徴とする液晶表示装置。

請求項6

配線および薄膜トランジスタが形成された第一の基板と、前記第一の基板に対向して配置される第2の基板とによって2種以上の微小領域が共存する液晶層が挟持され、前記第一の基板に反射電極が形成されている反射領域および透明電極が形成されている透過領域とが設けられ、前記第2の基板に共通電極が形成され、前記反射電極および前記透明電極と前記共通電極との間に電圧印加することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項7

第2の基板上の電極が、第2の基板のほぼ全面に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項8

第1の基板上の電極に画素表示用の電極の他にシ−ルド用の電極が配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項9

第1の基板上には、複数の走査信号電極と、それらにマトリクス状に交差する複数の映像信号電極と、これらの電極のそれぞれの交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタとを有し、前記複数の走査信号電極および映像信号電極で囲まれるそれぞれの領域で少なくとも1つの画素が構成され、それぞれの画素に対応する薄膜トランジスタに接続されている画素電極を有し、第2の基板上に複数の画素に渡って基準電位を与える共通電極を有する液晶表示装置であって、前記画素電極と前記走査電極および前記映像信号電極および前記薄膜トランジスタは層間絶縁膜を介して分離されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項10

第1の基板上には、複数の走査信号電極と、それらにマトリクス状に交差する複数の映像信号電極と、これらの電極のそれぞれの交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタとを有し、前記複数の走査信号電極および映像信号電極で囲まれるそれぞれの領域で少なくとも1つの画素が構成され、それぞれの画素に対応する薄膜トランジスタに接続されている画素電極を有し、第2の基板上に複数の画素に渡って基準電位を与える共通電極を有する液晶表示装置であって、前記画素電極と前記走査電極および前記映像信号電極および前記薄膜トランジスタは層間絶縁膜を介して分離され、かつ前記走査信号電極および映像信号電極の少なくとも一方の上部に前記画素電極の一部またはシ−ルド用の電極が配置されていることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。

請求項11

第1の基板と透明な第2の基板とこれらに挟まれた液晶層とカラフィルタ−層とを有する液晶表示装置であって、前記カラ−フィルタ−層は前記第1基板上に配置され、前記液晶層は前記カラ−フィルタ−層と前記第2の基板との間に配置され、前記カラ−フィルタ−層下の前記第1の基板上には、複数の走査信号電極と、それらにマトリクス状に交差する複数の映像信号電極と、これらの電極のそれぞれの交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタとを有し、前記複数の走査信号電極および映像信号電極で囲まれるそれぞれの領域で少なくとも1つの画素が構成され、それぞれの画素に対応する薄膜トランジスタに接続されている画素電極とを有し、第2の基板上に複数の画素に渡って基準電位を与える共通電極を有し、前記画素電極は、前記カラ−フィルタ−層と前記液晶層との間に配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項12

第1の基板と透明な第2の基板とこれらに挟まれた液晶層とカラ−フィルタ−層とを有する液晶表示装置であって、前記カラ−フィルタ−層は前記第1基板上に配置され、前記液晶層は前記カラ−フィルタ−層と前記第2の基板との間に配置され、前記カラ−フィルタ−層下の前記第1の基板上には、複数の走査信号電極と、それらにマトリクス状に交差する複数の映像信号電極と、これらの電極のそれぞれの交点に対応して形成された複数の薄膜トランジスタとを有し、前記複数の走査信号電極および映像信号電極で囲まれるそれぞれの領域で少なくとも1つの画素が構成され、それぞれの画素に対応する薄膜トランジスタに接続されている画素電極とを有し、第2の基板上に複数の画素に渡って基準電位を与える共通電極を有し、前記画素電極は、前記カラ−フィルタ−層と前記液晶層との間に配置され、かつ、前記走査電極および映像信号電極の少なくとも一方の上部に前記画素電極の一部またはシ−ルド用の電極が配置されていることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。

請求項13

第1の基板の画素表示用の電極の一部に、端からの切り込みまたは一部電極の無い部分が存在していることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項14

第1の基板の画素表示用の電極の角の部分が外側に向って突出していることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項15

第1の基板の画素表示用の電極の一部に、凹部が設けられていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項16

凹部が層間絶縁膜に掘り込みをいれた構造であることを特徴とする請求項10〜15のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項17

光学的に負の補償フィルムと光学的に正の補償フィルムの少なくとも一方を第1または第2の基板と偏光板との間に設置することにより、特に黒表示時の液晶配向状態において、少なくとも1視角方向における液晶層と補償フィルムの屈折率方性等方的にしたことを特徴とする請求項1〜16のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項18

液晶層の両側にそれぞれ四分の一波長板を有しており、四分の一波長板の光軸が互いに直交していることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項19

互いに90度交差する2枚の偏光板の透過軸を、より広い視角特性を得たい方向に設定することを特徴とする請求項18に記載の液晶表示装置。

請求項20

液晶高分子有機化合物を含むことを特徴とする請求項1〜19のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項21

液晶がモノマーまたはオリゴマを含み、液晶を基板間に注入した後に、モノマー、オリゴマを液晶中高分子化することを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項22

液晶層が誘電率異方性が負の液晶から成り立っており、電圧無印加時に基板に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする請求項1〜21のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項23

電圧を印加した際に液晶が倒れる方向に沿ってあらかじめプレチルト角が形成されていることを特徴とする請求項22に記載の液晶表示装置。

請求項24

プレチルト角を形成する方法が光照射であることを特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項25

光照射を基板に対して斜めから行うことを特徴とする請求項24に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項26

光照射が偏光を基板に対して斜めから照射することを特徴とする請求項24に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項27

液晶層が誘電率異方性が正の液晶から成り、電圧無印加時にねじれネマチック構造をとっていることを特徴とする請求項1〜20のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項28

各画素内に液晶分子ねじれ方向と立ち上がり方向が異なる4種類の微小領域が共存することを特徴とする請求項27に記載の液晶表示装置。

請求項29

液晶層が誘電率異方性が正の液晶から成り、電圧無印加時にホモニアス構造をとっていることを特徴とする請求項1〜20のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項30

各画素内に液晶分子の立ち上がり方向が異なる2種類の微小領域が共存することを特徴とする請求項29に記載の液晶表示装置。

請求項31

上下基板における液晶のプレチルト角が1°以下であることを特徴とする請求項28~30にいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項32

偏光を基板に対してほぼ垂直方向から照射することを特徴とする請求項31に記載の液晶表示装置の製造方法。

請求項33

ドット反転駆動することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一又は請求項22又は請求項23又は請求項27〜31のいずれか一に記載の液晶表示装置の駆動方法

請求項34

フレ−ムが終了する前に、黒状態に戻すことを特徴とする請求項1〜20のいずれか一又は請求項22又は請求項23又は請求項27〜31のいずれか一に記載の液晶表示装置の駆動方法。

請求項35

1フレ−ムが開始する前に、液晶のしきい値電圧の近傍の電圧を印加することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一又は請求項22又は請求項23又は請求項27〜31のいずれか一に記載の液晶表示装置の駆動方法。

請求項36

液晶のしきい値電圧近傍の電圧を印加した際、光漏れが現れる部分を遮光することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一又は請求項22又は請求項23又は請求項27〜31のいずれか一に記載の液晶表示装置の駆動方法。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法、特に、製造が容易であり、しかも視角特性の優れた液晶表示装置として利用される該装置、およびその製造方法に関する。本発明はまた、反射部と透過部を兼ね備える液晶表示装置およびその製造方法、駆動方法に関する。

0002

本発明における液晶表示装置は、パ−ソナルコンピュ−タのモニタFA用のモニタ、家庭用テレビ病院図書館美術館などにおける端末モニタ航空管制などにおけるモニタ、新聞閲覧、各役所での閲覧などに利用するモニタ、学校や塾における個人用モニタ個人での各種メディア利用用端末モニタ、パチンコなど娯楽施設におけるモニタなどに利用される。また、液晶プロジェクタ用のライトバルブにも利用される。さらに、携帯電話などの持ち運び容易な情報携帯端末、特に、室内、屋外を問わず使用される携帯端末に利用される。

0003

従来広く使用されているねじれマティック(twisted nematic;以下“TN”と略記する)型の液晶表示装置においては、電圧非印加時液晶分子基板表面に平行になっている「白」表示状態から、印加電圧に応じて液晶分子が電界方向に配向ベクトルの向きを変化させていくことにより、「白」表示状態から次第に「黒」表示となる。しかし、この電圧印加の液晶分子の特有挙動により、TN型液晶表示装置視野角が狭いという問題がある。この視野角が狭いという問題は、中間調表示における液晶分子の立ち上がり方向において特に著しい。

0004

液晶表示装置の視角特性を改善する方法として、特開平4-261522号公報または、特開平6-43461号公報または特開平10-333180号公報に開示されているような技術が提案されている。これらの技術では、ホメオトロピック配向させた液晶セルを作成し、偏光軸が直交するように設置した2枚の偏光板の間に挟み、図17(a)、(b)、(c)に示すように、開口部517を有する共通電極502を使用することにより、各画素内に斜め電界を発生させ、これにより各画素を2個以上の液晶ドメインとし、視角特性を改善している。特開平4-261522号公報では特に、電圧印加したときに液晶傾く方向を制御することによって、高コントラストを実現している。また、特開平6-43461号公報に記載されているように、必要に応じて光学補償板を使用し、黒の視角特性を改善している。さらに、特開平6-43461号公報においては、ホメオトロピック配向させた液晶セルのみならず、TN配向させたセルにおいても、斜め電界により各画素を2個以上のドメインに分割し、視角特性を改善している。さらに特開平10-333180号公報には、開口部を有する共通電極によって生成される斜め電界の効果が、薄膜トランジスタ、ゲ−トライン、ドレインラインからの電界に影響されることを防ぐために、薄膜トランジスタ、ゲ−トライン、ドレインラインを表示電極の下部に配置することが述べられている。

0005

さらに特開平10-20323号公報には、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置において、一方の基板に開口部を有し、開口部に第二の電極を設け、この第二の電極に電圧を印加することによって斜め電界を生じ、画素内の液晶の配向方向を分割し、広視野角化する技術が、主にTN配向させたセルについて述べられている。特開平5-113561号公報には垂直配向型液晶表示装置の視野角を広げるために、電圧無印加時の液晶の複屈折率角度依存性打ち消すための光学的に負の補償フィルムと、明るさを確保するための光学的に正と負の四分の一波長板を用いることが述べられている。

0006

さらに第2947350号公報には、垂直配向した液晶を電圧印加時に分割するために上下の基板に突起または電極スリットを設けること、ならびに少なくとも一方は突起であることが記載されている。また、公表特許平5-505247号公報に、液晶分子を基板と水平方向に保ったまま回転させるため、2つの電極を共に片方の基板上に設けるようにし、この2つの電極間に電圧をかけて、基板と水平方向の電界を生じさせるようにしたIn-Plane-Switching(IPS)方式の液晶表示装置が提案されている。この方式では、電圧を印加したときに液晶分子の長軸が基板に対して立ち上がることはない。このため視角方向を変えたときの液晶の複屈折の変化が小さく、視野角が広いという特徴がある。

0007

さらに、Journal of Applied Physics,Vol.45,No.12(1974)5466または、特開平10-186351号公報には上記のIPSモ−ドの他に誘電率異方性が正の液晶をホメオトロピック配向させておき、基板に水平方向の電界で液晶分子を基板と水平方向に倒す方式が述べられている。このとき、電界の方向のためホメオトロピック配向させた液晶分子は傾く方向が異なる2つ以上の領域に分かれる結果、視野角の広い液晶表示装置が得られる。

0008

また、特開平10-186330号公報には、感光性物質を用いて正方形の壁を作成し、この構造を基本単位として画素を形成し、電圧印加により誘電率異方性が負の液晶を各画素内で分割して倒すことが提案されている。さらに、低消費電力化が達成できる反射型液晶表示装置と周囲が暗い場合において反射型液晶表示装置よりも視認性が良い透過型液晶表示装置の利点を合わせ持つ液晶表示装置として、図18に示すように、アクティブマトリクス基板画素電極1の周囲を通り互いに直交するようにゲート配線2とソース配線3が設けられ、画素電極1に薄膜トランジスタ4が設けられ、薄膜トランジスタ4のゲート電極およびソース電極にゲート配線2およびソース配線3が接続され、画素電極1に金属膜からなる反射領域5とITOからなる透過領域6が形成された半透過型液晶表示装置が開示されている(特許第2955277号公報参照)。また、半透過型液晶表示装置において,黒表示時の光漏れを防ぐために、垂直配向液晶を用い、反射部においても透過部においても、偏光板を通過して液晶層に入射する光が円偏光になるように、λ/4板を液晶層と偏光板の間に設置する液晶表示装置が特開2000-29010号公報に、さらにλ/4板の波長依存性緩和するためにλ/2板をλ/4板と積層する液晶表示装置が特開2000-35570号公報に開示されている。これらの半透過液晶表示装置においても、特に透過部の視野角が広い液晶表示装置が望まれていた。

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながらこれらの共通電極に開口部を有する技術においては、通常のTN型の液晶表示装置の作製工程では必要とされない“共通電極502についてのフォトレジスト工程等の微細加工工程”が必要となるとともに、上下基板501、507の高度な貼りあわせ技術が必要とされるという問題がある。この問題はTFTなどのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置の場合、特に大きな問題である。すなわち、通常のアクティブマトリックス液晶表示装置では、一方の透明基板上に薄膜ダイオード等のアクティブ素子を作製するため、フォトレジスト工程等の微細加工工程が必要とされるのは、アクティブ素子を作製する片側の基板のみであり、通常「共通電極」と呼ばれる他の基板においては微細加工を施す必要はなく、全面に電極が形成されているのみである。ところが、従来技術においては、通常は微細加工が必要とされていない「共通電極」についても、フォトレジスト工程等の微細加工工程が必要とされ、工程が増加すると共に、上下基板501、507の高度な貼り合わせ技術が必要とされることになる。さらに特開平10-333180号公報に記載されているように、薄膜トランジスタ、ゲ−トライン、ドレインラインを表示電極の下部に配置すると、開口率が低下するという問題があった。

0010

さらに、共通電極の開口部は電圧が印加されないためノ−マリブラックモ−ドにおいては白表示時でも黒いままであり、ノ−マリホワイトモ−ドにおいては黒表示時においても白いままなので遮光する必要があり、いずれの場合も画素の有効面積として寄与しない。ところが、従来の共通電極に開口部を有する技術においては、開口部によって分割境界の固定を確実に行う必要があるため、開口部の形状を少なくとも線状とする必要があり、開口率の低下につながる。

0011

また、特開平10-20323号公報に記載されている技術では、駆動時に第二の電極に電圧を印加するための特殊な駆動が必要となる、配向分割するために第二の電極に電圧を印加する工程が必要となるという問題があった。特開平5-113561号公報に記載されている方法は、黒表示時の視野角は広いものの、電圧印加時の液晶の配向方向がきちんと規定されていないため、望ましい分割状態がすべての画素で達成できず、表示にざらつき感がある、視野角が十分でないなどの問題があった。

0012

第2947350号公報に記載されている方法では、上下基板にリソグラフィ−を施す必要がある、上下基板の高度な目合わせが必要であるという問題があった。また、IPS方式および垂直配向した液晶を横方向電界で倒す方式においては、開口率が低くなる、高速化のためにセルギャップを小さくすると駆動電圧が高くなるという問題があった。

0013

さらに、IPS方式、および垂直配向した液晶を横方向電界で駆動する方式においては、従来では、液晶が配置される層と対向基板との間にカラフィルタ−の層が配置されていたため、特にTFT構造でスイッチング素子を形成した場合、ソ−ス電極と引き出されている共通電極との間に電位を印加することで形成される電界が、カラ−フィルタ−の層に影響を及ぼし、表示の特性を悪化させるという問題があった。

0014

すなわち、カラ−フィルタ−層を構成する色素には、不純物としてナトリウムイオンなどが含まれているため、カラ−フィルタ−の層に電界がかかると、そこに電荷がたまって、チャ−ジアップする。そしてカラ−フィルタ−層がチャ−ジアップすると、その箇所の下部の液晶に不要な電界がいつでもかかっている状態となるため、表示特性に特に色ムラとして影響を及ぼすという問題があった。また、壁を作成する方法では、液晶の配向分割を行うために、フォトリソグラフィ−を用いて壁を作成する必要があり、やはり工程が増加するという問題点があった。

0015

さらに半透過型液晶表示装置においても、反射部は光が2回通過することから、自己補償的な効果が生じ、比較的広い視野角が得られるが、透過部においては視野角が狭いままで、周囲が暗い場合の視認性が悪いという問題点があった。本発明の目的は、上記のような従来技術の問題、すなわち、フォトレジスト工程などの煩雑な工程を増加させたり、高度な貼り合わせ技術、開口率の低下などを要求することなく、高コントラストで、視角特性、視認性の優れた液晶表示装置を提供することである。また、かかる液晶表示装置において、色ムラの発生を抑制することを目的としている。本発明の別の目的は、そのような、液晶表示装置を容易に作成する製造方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、そのような液晶表示装置を、広視野角を維持し、高速で駆動する駆動方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0016

本発明による液晶表示装置は、2枚の基板間に液晶層が挟持され、液晶層に2種以上の微小領域が共存する液晶表示装置であって、第1の基板上の電極が対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広く、かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−が存在することを特徴とする液晶表示装置である。ここで、対称性のよい形状とは、円、三角形以上の正多角形の形状をさす。このような対称性のよい電極を用い、対向側の電極を、この対称性のよい形状の電極よりも広く、かつ対称性のよい電極の上部全体を覆うように作成することで、両電極間に電圧を印加した場合、上下に斜め電界が対称性よく生じ、誘電率異方性が負で垂直配向している液晶では倒れる方向が、また誘電率異方性が正でねじれネマチック配向している液晶では、ねじれる方向と立ち上がる方向の組み合わせが2種類以上となり、画素内の液晶の配向分割を行うことができる。また、誘電率異方性が正でホモジニアス配向している液晶では、立ち上がる方向が2種類となり、画素内の液晶の配向分割を行うことができる。さらに、対称性のよい画素形状のほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−があるために、この柱が分割の核となり、分割に際し応答速度が速い、分割境界が安定するという好ましい効果がある。また、画素の中にスペ−サ−が存在するために、画面を指で押すなどの外部からの圧力に対し極めて強くなり、外部圧により液晶が流れ、分割境界が乱れ表示にざらつき感が生じるといった不具合が解決される。

0017

本発明における、さらに別の形態は、柱状のスペ−サ−の一部または全部を突起に置き換えてもよい。本発明における、さらに別の形態は、柱状のスペ−サ−の一部または全部を電極が存在しない部分に置き換えてもよい。ねじれネマチック配向の場合、液晶の立ち上がる方向が等確率となる観点から、液晶の基板面におけるプレチルト角はなるべく小さいことが望ましく、1°以下できれば0°であることが望ましい。また、ホモジニアス配向の場合も同様に、液晶の立ち上がる方向が等確率となる観点から、液晶の基板面におけるプレチルト角はなるべく小さいことが望ましく、1°以下できれば0°であることが望ましい。多角形は、正確に正多角形である必要はなく、ある程度の変形はあってもかまわない。

0018

通常の液晶表示装置の場合、画素電極は長方形であるが、図2(a)〜(i)に示すように、画素に切り込みをいれ、いくつかの対称性のよい形状が連なった形状とすることで、各対称性のよい形状の部分で、上記のように配向分割を行うことができるので、全体として対称性のよい形状の電極と同様の効果が得られる。なお、応答速度の観点からいえば、このような電極形状サブユニットにあたる各対称性のよい形状の画素単位は、細かい方が望ましい。また、上下基板に電極が存在するので、IPS方式および、垂直配向した液晶を横方向電界で倒す方式において問題となっていたカラ−フィルタ−層におけるチャ−ジアップによる色ムラの問題も解決することができる。

0019

本発明は、特にTFTなどのスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置の場合、効果が著しい。すなわち、アクティブマトリクス液晶表示装置の場合、通常のTNモ−ドを用いた液晶表示素子では、フォトレジスト工程等の微細加工工程が必要とされるのは、アクティブ素子を作製する片側の基板のみであり、通常「共通電極」と呼ばれる他の基板においては微細加工を施す必要はなく、全面に電極が形成されているのみである。このままでは、視野角が狭いので、視野角を広げるために画素内の液晶に配向分割を施そうとすると、従来技術ではフォトレジスト工程が増加する。このフォトレジスト工程の増加は、生産設備への負荷歩留まりの低下を引き起こすので、ないことが望ましい。本発明によれば、フォトレジスト工程の増加がなく画素内の液晶の配向分割を行うことができ、広い視角特性を得ることができる。また、柱状のスペ−サ−の一部または全部を電極が存在しない部分に置き換えた場合は共通電極のフォトレジスト工程は増加するが、分割の核となる部分のみ電極が存在しなければよいので、従来技術に比較すると開口率の低下は著しく小さくなり、特に半透過型で重要である透過率犠牲にするという欠点がなくなる。

0020

図1(a)(b)に本発明における画素構造を示す。液晶の誘電率異方性は負とし、電圧無印加時に垂直配向をとっている場合を仮定した。電圧が印加された場合の液晶分子の傾きを図1(a)に同時に示す。自然に生じる斜め電界によって、画素の中央に分割境界が生成し、2次元では2つに画素が分割される。すなわち、画素電極の端から中央に向って液晶が倒れる。画素電極の形状を対称的にすれば、液晶は自然に画素電極の各辺から中央に向って倒れるので、自然に分割される。このとき、画素のほぼ対称中心にあたる位置に柱状のスペ−サ−があるため、液晶が倒れ多領域に分割される際の核となる。すなわち、液晶が分割し始めるきっかけがすでに存在していることから、分割が速やかに起こり応答速度が速い、また、分割境界の中心がこの柱に固定される。柱状のスペ−サ−は対称性のよい画素を縮小した形状で、広い電極の方が広くなっている、すなわち、断面が台形の形状の方が、分割の傾向からは望ましいが、スペ−サ−自体の面積が小さいので、形状よりスペ−サ−が存在することの方が重要である。なお、スペ−サ−部から光漏れが起きないように、光学的に等方性または黒い材料でスペ−サ−を形成するか、スペ−サ−部およびその周辺遮光膜で覆うことが望ましい。また、この柱状スペ−サ−は、感光性の材料を用いて作成することが一般的である。材料としては、感光性を付与したアクリレト樹脂ノボラック系ポジレジスト材料などが挙げられる。また、無機材料を用いて形成してもよい。なお、柱状スペ−サ−は、共通電極のある基板側にフォトリソグラフィ−を用いて作成する方法がよく用いられるが、目合わせの観点からは画素電極のある基板側に作成する方が望ましい。ただし、柱状スペ−サ−は存在することが重要であり、画素電極のほぼ対称中心の位置にあればよいので、対向基板の電極上にあっても、高度な目合わせ精度は必要としない。

0021

柱状スペ−サ−のかわりに、突起状の構造物であっても、電極が存在しない部分であっても、このことは同様である。ただし、突起または電極が存在しない部分の場合は、必ず、広い面積を有する方の電極上にある必要があるという点のみ、柱状のスペ−サ−と異なる。突起の場合は、通常の工程で柱状スペ−サ−を形成する際、ハ−フト−ンマスクを使用する、2度露光をする、ブラックマトリクス材料、カラ−フィルタ−材料を柱と比較して半分ほど残すなどの方法を用いて、柱状スペ−サ−を作成する工程で同時に突起を作成することが可能である。

0022

電極が存在しない部分の場合は、電極の加工というプロセスが増加するが、前にも述べたように、分割の核となる部分のみにこのような部分があればよいので、従来技術に比べ、開口率の低下を防ぐことができる。分割位置をさらに確実にするために、図6(a)〜(m)に示すように、画素電極の角の部分が外側に向って突出ているような形にする、画素電極の一部に切り込みを入れる、図7(a)〜(g)にあるように画素電極の一部を除去する(すなわち分割境界に沿って破線のように画素電極が無い部分を設ける)、などの構造を作成しておいてもよい。さらに図7(h)〜(n)にあるように画素電極の一部に凹部を設ける構造にしてもよい。また、これらの形状を組み合わせて用いてもよい。

0023

凹部を設ける構造の場合、TFTと画素電極の間に有機膜などで作成した層間絶縁膜がある場合、または、以下に述べるようなカラ−フィルタ−層と液晶層の間に、画素電極を配置した構造の場合は、層間絶縁膜またはオ−バ−コ−ト層を掘り込む構造にすることによって、工程を煩雑にすることなく凹部を深く作成することができ、境界部の固定をより確実にすることができる。また、垂直配向の場合は、電圧を印加すると渦巻き状の配向に安定化していくが、カイラル剤を入れて、この配向をさらに安定化して、応答速度を速くしてもよい。また、上記の画素の一部の切り込みや、凹部の形を画素内で渦巻き状に設定してもよい。特に、アクティブマトリクス液晶表示装置の場合、走査信号電極映像信号電極からの横方向電界の影響で、不必要なディスクリネ−ションラインが画素電極部に入り込むことがある。このような問題は、走査信号電極、映像信号電極と画素電極との距離を大きくすることで解決することができるが、余りこの距離を大きくすることは、画素サイズが小さくなった場合、開口率の観点から望ましくない。この問題を解決するもう一つの方法は、走査信号電極、映像信号電極の少なくとも一方の上部に画素電極の一部またはシ−ルド用の電極を配置することである。すなわち、画素電極で走査信号電極、映像信号電極のすべてをシ−ルドすると開口率が低下する。そこで、走査信号電極、映像信号電極の少なくとも一方の上部に、画素電極またはシ−ルド用の電極を配置することによって、開口率の低下を防ぐことができる。ここで、どのような配置を選ぶかは、画素の形状と走査信号電極、映像信号電極の配置、ならびにシ−ルド用の電極の作成手順を考えて、最もよい配置を選ぶことができる。

0024

この問題を解決するさらに別の解決方法は、カラ−フィルタ−層と液晶層の間に、画素電極を配置することである。このことにより、カラ−フィルタ−層と画素電極との目合わせすら不要になり、上下基板の重ね合わせ精度が大幅に軽減される。このような顕著な効果を得ることは、共通電極に開口部を有する技術においては、全く不可能である。かつ、このようにカラ−フィルタ−層と液晶層の間に、画素電極を配置することよって、走査信号電極、映像信号電極からの横方向電界の影響を大幅に軽減することができる。また、本発明における液晶表示装置は、共通電極と画素電極の間に電圧を印加することによって、初期配向を制御した後、液晶中に少量混合した重合性モノマ−またはオリゴマ−を高分子化することによって、初期液晶配向をさらに確実なものにすることができる。初期配向を制御する際には、加熱により液晶層を等方相にした後、共通電極と画素電極の間に電圧を加えながら、温度を降下させてもよいし、室温で共通電極と画素電極の間に電圧を印加するだけでもよい。また、モノマ−の反応も等方相に加熱する前に起こさせても、加熱中に起こさせてもよいし、冷却後に起こさせてもよい。室温で共通電極と画素電極の間に電圧を印加し、初期配向を制御する場合も、電圧印加の前に反応を起こさせておいてもよいし、電圧印加後に、反応を起こさせてもよい。このとき通常の駆動の形式で配向分割ができるので、特開平10-20323号公報に記載されているように第二の電極(制御電極)に電圧を印加する工程は必要ない。

0025

また、本発明における液晶表示装置の製造方法は、基板にあらかじめ光配向などの方法を使用して、分割形状に従ったプレチルト角の制御を行い、初期配向の制御を極めて確実にしてもよい。これにより、斜め電界とプレチルト角の効果が相乗的に効いて、どちらか一方の処理よりも、はるかに効果的に分割配向が実現できる。例えば、ケイ皮酸基のような偏光により液晶の配向を制御できる官能基を有する物質、または、エ−エムエルシ−ディ−‘96/アイディ−ダブリュ’96のダイジェストオブテクカルペイパ−ズ(AM-LCD‘96/IDW’96 Digest of Technical Papers) P.337に記載されているような偏光照射により感光基重合するような高分子配向膜に用いて、分割形状にそった方向にプレチルト角がつくように、各部にマスクを介して、斜め方向から偏光を照射する。この場合は、多角形の辺の数が余り多いと光配向の操作が増えるので、8角形から4角形程度が望ましい。

0026

このような分割配向の方法はよく知られているが、このような場合でも、液晶中に少量混合した重合性のモノマ−またはオリゴマ−を高分子化することにより、駆動時においてもより確実に分割を維持することができる。本発明に使用するモノマー,オリゴマとしては、光硬化性モノマー熱硬化性モノマー,あるいはこれらのオリゴマ等のいずれを使用することもでき、また、これらを含むものであれば他の成分を含んでいてもよい。本発明に使用する「光硬化性モノマー又はオリゴマ」とは、可視光線により反応するものだけでなく、紫外線により反応する紫外線硬化モノマー等を含み、操作の容易性からは特に後者が望ましい。

0027

また、本発明で使用する高分子化合物は、液晶性を示すモノマー、オリゴマーを含む液晶分子と類似の構造を有するものでもよいが、必ずしも液晶を配向させる目的で使用されるものではないため、アルキレン鎖を有するような柔軟性のあるものであってもよい。また、単官能性のものであってもよいし、2官能性のもの,3官能以上の多官能性を有するモノマー等でもよい。

0028

本発明で使用する光または紫外線硬化モノマーとしては、例えば、2−エチルキシルアクリレートブチルエチルアクリレートブトキシエチルアクリレート,2−シアノエチルアクリレートベンジルアクリレートシクロヘキシルアクリレート,2−ヒドロキシプロピルアクリレート,2−エトキシエチルアクリレート,N、N−エチルアミノエチルアクリレート,N、N−ジメチルアミノエチルアクリレートジシクロペンタニルアクリレート,ジシクロペンテニルアクリレート,グリシジルアクリレートテトラヒドロフルフリルアクリレートイソボニルアクリレートイソデシルアクリレート,ラウリルアクリレート,モルホリンアクリレート,フェノキシエチルアクリレートフェノキシジエチレングリコールアクリレート,2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート,2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクレート,2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート,2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート等の単官能アクリレート化合物を使用することができる。

0029

また、2−エチルヘキシルメタクリレート,ブチルエチルメタクリレート,ブトキシエチルメタクリレート,2−シアノエチルメタクリレート,ベンジルメタクリレートシクロヘキシルメタクリレート,2−ヒドロキシプロピルメタクリレート,2−エトキシエチルアクリレート,N、N−ジエチルアミノエチルメタクリレート,N、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート,ジシクロペンタニルメタクリレート,ジシクロペンテニルメタクリレート,グリシジルメタクリレートテトラヒドロフルフリルメタクリレート,イソボニルメタクリレート,イソデシルメタクリレート,ラウリルメタクリレート,モルホリンメタクリレート,フェノキシエチルメタクリレートフェノキシジエチレングリコールメタクリレート,2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート,2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート,2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等の単官能メタクリレート化合物を使用することができる。

0030

さらに、4,4’−ビフェニルジアクリレート,ジエチルスチルベストロールジアクリレート,1,4−ビスアクリロイルオキシベンゼン,4,4’−ビスアクリロイルオキシジフェニルエーテル,4,4’−ビスアクリロイルオキシジフェニルメタン,3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−アクリロイルオキシエチル]−2,4,8,10−テトラスピロ[5,5]ウンデカン,α,α′−ビス[4−アクリロイルオキシフェニル]−1,4−ジイソプロピルベンゼン,1,4−ビスアクリロイルオキシテトラフルオロベンゼン,4,4’−ビスアクリロイルオキシオクタフルオロビフェニル,ジエチレングリコールジアクリレート,1,4−ブタンジオールジアクリレート,1,3−ブチレングリコールジアクリレート,ジシクロペンタニルジアクリレート,グリセロールジアクリレート,1,6−ヘキサンジオールジアクリレート,ネオペンチルグリコールジアクリレートテトラエチレングリコールジアクリレート,トリメチロールプロパントリアクリレートペンタエリスリトールテトラアクリレートペンタエリスリトールトリアクリレートジトリメチロールプロパンテトラアクリレート,ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート,ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート,4,4’−ジアクリロイルオキシスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジメチルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジエチルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジプロピルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジブチルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジペンチルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジヘキシルスチルベン,4,4’−ジアクリロイルオキシジフルオロスチルベン,2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロペンタンジオール−1,5−ジアクリレート,1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル−1,3−ジアクリレート,ウレタンアクリレートオリゴマ等の多官能アクリレート化合物を用いることができる。

0031

さらにまた、ジエチレングリコールジメタクリレート,1,4−ブタンジオールジメタクリレート,1,3−ブチレングリコールジメタクリレート,ジシクロペンタニルジメタクリレート,グリセロールジメタクリレート,1,6−へキサンジオールジメタクリレート,ネオペンチルグリコールジメタクリレート,テトラエチレングリコールジメタクリレート,トリメチロールプロパントリメタクリレートペンタエリスリトールテトラメタクリレート,ペンタエリスリトールトリメタクリレート,ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート,ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート,ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレート,2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロペンタンジオール−1,5−ジメタクリレート,ウレタンメタクリレートオリゴマ等の多官能メタクリレート化合物,その他スチレンアミノスチレン,酢酸ビニル等があるが、これに限定されるものではない。

0032

また、本発明の素子の駆動電圧は、高分子材料液晶材料界面相互作用にも影響されるため、フッ素元素を含む高分子化合物であってもよい。このような高分子化合物として、2,2,3,3,4,4−へキサフルオロペンタンジオール−1,5−ジアクリレート,1,1,2,2,3,3−へキサフルオロプロピル−1,3−ジアクリレート,2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート,2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート,2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート,2,2,3,4,4,4−へキサフルオロブチルアクリレート,2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート,2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート,2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート,ウレタンアクリレートオリゴマ等を含む化合物から合成された高分子化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。

0033

本発明に使用する高分子化合物として光または紫外線硬化モノマーを使用する場合には、光または紫外線用開始剤を使用することもできる。この開始剤としては、種々のものが使用可能であり、たとえば、2,2−ジエトキシアセトフェノン,2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン,1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン,1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等のアセトフェノン系、ベンゾインメチルエーテル,ベンゾインエチルエーテルベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系、ベンゾフェノンベンゾイル安息香酸,4−フェニルベンゾフェノン,3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、チオキサンソン,2−クロルチオキサンソン,2−メチルチオキサンソン等のチオキサンソン系、ジアゾニウム塩系、スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、セレニウム塩系等が使用できる。

0034

本発明における液晶表示装置は、さらに、視角特性を改善するために、偏光板と液晶セルの間に少なくとも1枚の光学補償板を有している。この補償板は電圧無印加時に液晶がホメオトロピック配向をとっているため、光学的に負の補償板を使用することが、斜め方向から見たときのリタデ−ションの変化を打ち消す観点から、好ましい。このような補償板は2軸延伸のような方法で作成した1枚のフィルムであってもよいし、1軸延伸したフィルムを2枚以上重ねて、実質的に光学的に負の1軸の補償板として用いても同様の効果が得られる。素子によっては、電圧を印加した後に生じる倒れる方向が異なる部分の遷移領域が生じることがある。この遷移領域は直交偏光板の下では黒く観察され、明るさの低下を引き起こす。また、場合によっては、遷移領域の動きが遅く、見かけ上の応答速度が遅くなることがある。特に、上述の1軸延伸したフィルムが四分の一波長板である場合、境界部の動きを、不可視化させ、見かけ上速い応答を得ることが可能である。このとき、四分の一波長板は液晶セルの両側に配置し、光軸は直交偏光板の吸収軸とそれぞれ45°の角度をなすように、直交させて配置する。四分の一波長板の複屈折性を軽減するために、さらに1軸延伸したフィルムを重ねて実質的に光学的に負の1軸の補償板として用いてもよい。このとき追加する1軸延伸フィルムは四分の一波長板の直線偏光を円偏光に変換し、液晶の方位角方向の配向に関わらず、明るい表示を得るという特長を最もよく活用するために、二分の一波長板を用いることが望ましい。また、上下の2枚の四分の一波長板のうち一方を光学的に負の補償板を用いてもよい。この場合は、上下の四分の一波長板がそれぞれの複屈折を補償し合うため、優れた視角特性を与える。特に光学軸が基板に垂直な方向にある負の一軸の補償板と共に用いると原理的に最も広い視野角を与える。さらにこのような複屈折性をもつフィルムを二軸延伸フィルム模擬してもよい。四分の一波長板を用いた場合の利点は、液晶に入射する光が円偏光になるので、液晶がどの方向に倒れた場合でも、明るくなり、明るさを犠牲にすることなく、偏光板の吸収軸を望みの方向に設定できることである。通常は上下方向の視野角がよいことが望ましいので、偏光板の吸収軸をその方向に設定する。使用形態によって斜め方向の視野角が広いことが望ましい場合はその方向に偏光板の吸収軸を設定することができる。さらに、初期配向は原理的に垂直配向であるが、素子の特性により、ある方向に偏りが出た場合などは、さらにこれを補償するために、光学異方性が正のフィルムを貼り付けてもよい。

0035

半透過型の液晶表示装置の場合、反射部は、例えば、T.Sonehara et al., Japan Display '89,P.192(1989) に述べられているように四分の一波長板と偏光板を組み合わせて用いる、いわゆる1枚偏光板と呼ばれるタイプのものが一般的である。四分の一波長板と偏光板とを組み合わせることで、液晶層に入射する光は、円偏光となる。したがって、反射部の反射率が最大かつ波長分散可視光領域において、ほとんどなくなるように、観察側の四分の一波長板、二分の一波長板などの配置を決定し、それらに合わせて、バックライト入射側の四分の一波長板、二分の一波長板、補償板などの配置を最適化すればよい。反射部ではバックライトの光は、通過しないので、バックライト入射側の補償板などの設計は反射部の特性を無視して行うことができる。

0036

また、入射した光は、反射部では2度、透過部では1度液晶層を通過するので、反射部の液晶層の厚みは透過部の2倍であることが望ましい。反射部の反射板は、図14(a)に示すように凹凸があることが多い、このような場合、液晶層のギャップを決める柱状構造は、透過部に配置することが望ましい。このような配置をとることによって、球状のスペ−サ−を散布する方法に比べ、平坦部で液晶層の厚みを制御することができるので、より正確に厚みを制御することが可能である。したがって、表示面内でのコントラスト色度のばらつき、ムラなどを容易に軽減することができる。

0037

また、液晶の誘電率異方性が正で、電圧無印加時にねじれネマチック配向をとっている場合の例を図3(a)に示す。この場合上下基板にラビング、または光配向の処理を行い、液晶の配向方向を規定する。図3(b)の117が基板101側の液晶の配向方向を、118が下側基板107側の液晶の配向方向を表す。この場合、プレチルト角はほとんど0°が望ましい。このような配向は、例えばラビング方向と垂直方向に配向する配向膜や、光配向膜に基板の法線方向から偏光を照射することによって容易に得ることができる。また、カイラル剤は入れない。このような状態で上下の電極間に電圧を印加すると、上下の電極の形状の特性のため、斜め電界が対称性よく生じる。画素の各部分では、右ねじれ左ねじれの両方が生じる可能性があるが、この斜め電界のため、例えば、図1(b)の画素の各部分では、一方のねじれ方向が優先的に生じ、自動的に図1(b)のような配向状態が生じる。すなわち、第1の基板上の電極が対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極の上部全体を覆い、かつ第2の基板上の電極が第1の基板上の電極より広いという本発明の効果によって、ねじれネマチック配向の場合も、自然に対称性のよい画素分割が可能である。

0038

このときも、液晶の誘電率異方性が負の場合と同様に、画素のほぼ対称中心にあたる位置に柱状のスペ−サ−があるため、、液晶が4領域に分割される際の核となり、分割境界の中心がこの柱に固定され、分割境界が確実になるという利点がある。分割位置をさらに確実にするために、画素電極の角の部分が外側に向って突出ているような形にする、画素電極の一部に切り込みを入れる、画素電極の一部を除去する(すなわち分割境界に沿って破線のように画素電極が無い部分を設ける)、などの構造を作成する、走査信号電極、映像信号電極からの横方向電界の影響を軽減する工夫などは、誘電率異方性が負の場合の例と全く同様である。光配向で分割をさらに確実にする工夫は、ねじれネマチックの場合は、意味をなさないが、液晶中に少量混合した重合性のモノマ−またはオリゴマ−を高分子化することにより、駆動時においてもより確実に分割を維持することができるのは、誘電率異方性が負の場合の例と全く同様である。

0039

この場合は、液晶同士が互いの視角特性を補償し合うので、補償フィルムはほとんど必要としないが、四分の一波長板を、それぞれ上下の偏光板の内側に設置することによって、ラビング、光配向などの配向膜界面での液晶の配向規制に対するプロセスに余裕を持たせることが可能である。すなわち、液晶配向規制の方向が多少ずれても明るさに変化はないという利点がある。特に、上下で光学的に正ならびに負の四分の一波長板を使用することで、補償フィルム自体の複屈折も互いに補償できることになり、優れた視角特性が得られる。

0040

また、液晶の誘電率異方性が正で、電圧無印加時にホモジニアス配向をとっている場合の例を図4(a)に示す。この場合上下基板にラビング、または光配向の処理を行い、液晶の配向方向を規定する。図4(b)の117が基板101側の液晶の配向方向を、118が下側基板107側の液晶の配向方向を表す。この場合も、ねじれネマチック配向の場合と同様、プレチルト角はほとんど0°が望ましく、このような配向は、ラビング方向と垂直方向に配向する配向膜や、光配向膜に基板の法線方向から偏光を照射することによって容易に得ることができる。また、カイラル剤は入れない。このような状態で上下の電極間に電圧を印加すると、上下の電極の形状の特性のため、斜め電界が対称性よく生じる。基板界面での液晶の配向方向が規定されているため立ち上がり方向が異なる2種類のドメインが生じる。ホモジニアス配向の場合は、特に、境界領域を安定化させるために、中央部に凹部が設けられていることが望ましい。

0041

また、この場合には、4分割でなく、初期配向方向からの立ち上がり方向のみが異なる2分割となるが、負の1軸の補償フィルムを、光軸が電圧無印加時の液晶の光軸と一致するように配置するか(ノ−マリブラック)、負の補償フィルムを電圧印加時のどちらか一方の領域の液晶配向を模擬するように膜内で光軸が徐々に傾斜するように配置するか(ノ−マリホワイト)のいずれかの方法で、ノ−マリブラックの場合は、電圧無印加時に、ノ−マリホワイトの場合は、電圧印加時に、少なくとも一方の領域の液晶と補償フィルムのレタデ−ションを0となるようにすることで充分に広視野角化が図れる。なお、この場合は、第1の基板の画素表示用の電極の一部の切り込みまたは電極の無い部分および 凹部などは、画素電極の辺に平行にいれ、液晶の初期配向はこれらに垂直になるように設定した方がよい。

0042

このときも、ねじれネマチック配向の場合と同様、補償フィルムはほとんど必要としないが、四分の一波長板を、それぞれ上下の偏光板の内側に設置することによって、ラビング、光配向などの配向膜界面での液晶の配向規制に対するプロセスに余裕を持たせることが可能である。すなわち、液晶配向規制の方向が多少ずれても明るさに変化はないという利点がある。また、ノ−マリホワイトモ−ドにおいて、初期配向がホモジニアス配向であり、四分の一波長板を、それぞれ上下の偏光板の内側に設置した場合、ラビングしなくても視角特性の優れた明るい表示を得ることができる。すなわち、初期配向がホモジニアス配向であり、液晶は方位角方向にはランダムに配向しているが、液晶層に入射する光が円偏光であるため、液晶の方位角方向の配向には関わりなくπの位相差が与えられ、逆向きの円偏光になる。通常の設定のように、出射側の四分の一波長板と偏光版の位置関係を、入射側と逆の円偏光を透過するように合わせておけば、電圧無印加で、明状態が得られる。電圧を印加した状態では、液晶分子は基板に対して垂直な方向に立ち上がる。このとき液晶層中を進む光は位相差がほとんど0であるため影響を受けず円偏光のまま出射側基板に達し、逆の円偏光しか透過しないため黒状態が得られる。このとき液晶の立ち上がり方向は1画素内で複数の方向を向いた領域に分かれているので、中間調状態であっても互いに視角特性を補償し合い優れた視野角が得られる。かつ、液晶の方位角方向の動きは見えなくなるので、応答速度も四分の一波長板がない場合に比べて速くなる。

0043

これらの四分の一波長板を用いた場合の利点は、半透過型に適用した場合、全く同様に、反射部についてもいえる。すなわち、反射部でも液晶層に入射する光が円偏光となる。反射部の液晶層の厚みは透過部の1/2であるので、反射板に到達する光はπ/2の位相差が与えられ、直線偏光となる。この偏光が反射板で反射され、やはりπ/2の位相差が与えられ四分の一波長板に達する。反射光入射光と全く逆の過程をたどり偏光板を通過するので、明状態が得られる。電圧を印加した状態では、透過部と同様、液晶層中を進む光は位相差がほとんど0であるため影響を受けず、液晶層に入射した円偏光はそのまま反射板に到達し、反射により逆の円偏光になりそのまま四分の一波長板に達する。逆向きの円偏光になっているため、偏光板を通過することができず、黒状態が得られる。このように、反射部と透過部は液晶層厚がほぼ1/2であること以外、全く同様の挙動をすると考えてよい。視野角に関しては、反射部では、光の光路が対称的であるので、自己補償効果があり、補償を考慮しなくても大きな問題はない。

0044

なお、分割に関しては、画素間の間隔を充分に離せば通常は問題はないが、特に設計の都合上、画素が接近する場合などは、駆動に際し、隣り合う画素ごとに印加される電圧の正負が逆になるいわゆるドット反転駆動を行えば、斜め電界の発生状況がより望ましい方向となり、より良い分割を与える。さらに、液晶の初期の応答のみは非常に速いので、この速い応答のみを表示に利用することを目的に、1フレ−ムの中で黒状態に戻すリセットをいれて駆動することができる。このリセットを入れる駆動は動画表示における切れをよくする目的で用いられることがあるが、本発明における液晶表示装置では、同時に見かけ上の応答を速くするという、好ましい効果が得られる。

0045

また、各フレ−ムを開始する前に、あらかじめ、しきい値近傍の電圧を印加しておくことによって、液晶の分割をより確実に、より短時間で行うことができる。しきい値近傍の電圧はしきい値より少し小さくてもよいし、少し大きくてもよい。特に少し大きい場合は、液晶配向が変化し始める部分が生じる。この部分から光漏れが起こる、透過光量が変化するなどの現象が起こり、コントラストが低下する場合は、この部分を遮光すれば問題は生じない。また、柱の部分から光漏れが起こることを防ぐために通常は柱を光学的に等方性の材料または黒い材料で作成するが、柱、特にその周辺から光漏れが起こることを防ぐ目的で、柱または突起または共通電極のない部分ならびにその周辺を遮光してもよい。この遮光層は、例えばTFT側ではゲ−ト層の金属で作成してもよいし、カラ−フィルタ−側ではブラックマトリクスを画素内の柱が存在する場所にも作成するという方法で作ってもよい。半透過型方式で用いた場合の利点は、垂直配向の場合と同様である。

0046

また、透過型を例にとって説明するが、画素電極をAlなどの反射率の高い金属で作成することで、反射型として使用することも問題なくできる。このとき、画素電極の表面に凹凸を形成する、または、拡散板を用いるなどの方法で、白表示をより見やすくすることができる。また、TFTの材料はアモルファスシリコンを例にとって説明するが、アモルファスシリコンのかわりにポリシリコンを用いた場合は、移動度が大きいので、高速応答をさらに容易に達成することができる。すなわち、高速応答を実現するために、液晶層の厚みを非常に薄くすると、液晶層の電気容量が大きくなり、アモルファスシリコンでは電荷の書き込みが足らず駆動できないような場合でも、ポリシリコンを使えば十分駆動することができるので、高速化に非常に有利となる。

発明を実施するための最良の形態

0047

以下、本発明の実施の形態について、具体的に説明する。
(実施の形態1)本発明の実施の形態1の液晶表示装置を図1を参照して説明する。本発明の単純マトリクス駆動における1画素の断面図を図1(a)に示す。なお、図1(a)は図1(b)の平面図のAA’線の断面図を示している。ガラス基板101上にITOなどの透明電極102を形成し、柱状スペ−サ−119を形成した後、垂直配向膜103を塗布し、上部基板とする。なお、単純マトリクス駆動の場合、透明電極102はストライプ状に形成されている。下部基板107には、やはり透明電極106をストライプ状に形成した上に窒化シリコンなどの絶縁膜105を形成し、スル−ホ−ルを介して、対称的な形状をした画素電極104に接続されている。その上には垂直配向膜103が塗布されている。この上下基板が画素のほぼ対称中心の位置にある柱状のスペ−サ−119を介して貼りあわされ、誘電率異方性が負である液晶108が注入されている。ここで、上下の基板に電圧を印加すれば図1(a)に示すような斜め電界が生じ、液晶は自然と分割されて倒れる。分割のしかたは画素の形状によって異なるが、図1(c)〜(g)に示すような対称性のある画素形状のため、対称性を保ちながら分割される。ここで対称性のよい画素のほぼ中心の位置に柱状のスペ−サ−があるため、この柱が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0048

透過軸が互いに直交するように配置した偏光板の間にはさめば、電圧が無印加のとき黒で、電圧が印加されたとき明るくなるディスプレイが得られ、広い視角特性を示す。さらに負の一軸補償フィルムを光学軸が基板と垂直になるように、偏光板と透明基板の間に配置すれば、黒状態における液晶の複屈折性の視野角依存性打ち消され、どの方向から見ても黒が浮かず、さらに広い視野角が得られる。また、偏光板の透過軸方向から45゜の方向に倒れた液晶が、最も高い輝度を与える。最終的に安定する液晶の配向は、画素の上下左右の方向に倒れる液晶が大半を占める。そこで高輝度を得るため、偏光板の透過軸を画素に対して45゜方向に設置することが多い。しかし、視角特性が最もよい方向は偏光板の透過軸の方向なので、用途によっては異なる方向の視角特性をよくすることが望まれる。ここで、偏光板と透明性基板の間にさらに四分の一波長板を設置することによって、液晶層に入射する光を直線偏光から円偏光に変換できるので、高輝度を得られる方向が液晶の倒れる方向に関係なくなり、偏光板の透過軸を任意の方向に設定できるという利点がある。このとき上下の四分の一波長板の遅相軸と偏光板の透過軸は45゜の角度をなすがノ−マリブラックモ−ドにおいては、上下の円偏光が逆向きになるように、ノ−マリホワイトモ−ドにおいては同じ向きになるように設定する。さらに下部の透明電極106からの電界で分割が影響をうけるときは、画素電極104の回りにシ−ルド用の電極104aを配置し、その影響を防いでもよい。また、ここでは、カラ−フィルタ−層を省略したが、上部基板101と透明電極102の間にカラ−フィルタ−層を設ければ、カラ−表示を得ることができる。

0049

(実施の形態2)本発明の別の実施の形態を図3(a)、(b)を用いて説明する。なお、図3(a)は、実施の形態1と全く同様に、図1(b)の平面図のAA’線の断面図を示している。ガラスなどの透明基板101上にITOなどの透明電極102を形成し、配向膜103を塗布し、上部基板とする。配向膜はラビングにより、液晶がラビング方向と垂直に配向し、プレチルト角はほとんど0°であるか、非常に低い(1°以下)のプレチルト角を与える。なお、実施の形態1と全く同様に、単純マトリクス駆動の場合、透明電極102はストライプ状に形成されている。下部基板107には、やはり透明電極106をストライプ状に形成した上に窒化シリコンなどの絶縁膜105を形成し、スル−ホ−ルを介して、対称的な形状をした画素電極104に接続されている。画素のほぼ対称中心の位置に柱状スペ−サ−119が形成され、その上には配向膜103が塗布されている。この上下基板が貼りあわされ、誘電率異方性が正である液晶108aが注入されている。上下の配向膜103は、それぞれ液晶の配向が117、118となるようにラビングされている。ここで、上下の基板に電圧を印加すれば図3(a)に示すような斜め電界が生じ、液晶はねじれ方向と立ち上がり方向が異なる各部に自然と分割される。分割のしかたは画素の形状によって異なるが、図3(b)に示すような対称性のある画素形状のため、対称性を保ちながら分割される。実施の形態1と全く同様に、対称性のよい画素のほぼ中心の位置に柱状のスペ−サ−があるため、この柱が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。透過軸が互いに直交するように配置した偏光板の間にはさみ、液晶の配向方向と偏光板の透過軸が一致するように配置すれば、電圧が無印加のとき白で、電圧が印加されたとき黒くなるディスプレイが得られ、広い視角特性を示す。なお、黒ならびに中間調表示時の液晶の配向は1画素が複数に分割されているので、互いに視角特性を補償し合い、優れた視野角特性を示す。また、各部の境界は、ねじれ方向が異なる領域が出会うため、光漏れが起こらず、遮光層などを設けなくても高コントラストを保つことができる。

0050

実施の形態1の場合と異なり、負の一軸補償フィルムは必要としないが、前述のように、四分の一波長板は、液晶配向規制の方向が多少ずれても明るさに変化はなく、プロセス条件の幅が広くなるという好ましい効果を与える。実施の形態1と全く同様にして、下部の透明電極106からの電界で分割が影響をうけるときは、画素電極104の回りにシ−ルド用の電極104aを配置し、その影響を防いでもよい。また、ここでは、カラ−フィルタ−層を省略したが、実施の形態1と同様、上部基板101と透明電極102の間にカラ−フィルタ−層を設ければ、カラ−表示を得ることができる。

0051

(実施の形態3)本発明の別の実施の形態を図5を参照して説明する。図5において図5(a)は図5(b)の平面図のBB’線の断面図を示している。実施の形態3においては、液晶をアクティブ素子で駆動する。下側基板207上には、Crよりなるゲ−ト電極(走査信号電極)209が配置され、このゲ−ト電極209を覆うように酸化シリコン、窒化シリコンからなるゲ−ト絶縁膜210が形成されている。 また、ゲ−ト電極209上には、ゲ−ト絶縁膜210を介して非晶質シリコンからなる半導体膜212が配置され、薄膜トランジスタ(TFT)の能動層として機能するようにされている。また、半導体膜212のパタ−ンの一部に重畳するようにモリブデンよりなるドレイン電極211、ソ−ス電極213が配置されている。これらすべてを被覆するように窒化シリコンよりなる保護膜205が形成されている。なお、ドレイン電極211、ソ−ス電極213それぞれは、図示していないが、n形不純物が導入された非晶質シリコン膜を介し、半導体膜212のパタ−ンの一部に重畳している。なお、図5(b)に示すように、ドレイン電極211は、デ−タ線(映像信号電極)211aに接続している。言い換えると、ドレイン電極211は、デ−タ線211aの一部として形成されている。

0052

実施の形態3では、画素電極204にソ−ス電極が接続されており、映像信号が画素電極に印加されるようになっている。この映像信号のon、offは走査信号により制御される。画素電極204は対称性の高い形状をしている。ここでは八角形を例示したが、図1(b)のあるように円、五角形四角形、などでも同様の効果が得られる。画素電極204の上には垂直配向膜203が塗布されている。。一方、透明基板201にはカラ−フィルタ−層214と遮光層215が形成され、その上に共通電極202が透明基板のほぼ全面に形成されている。共通電極202の上には柱状スペ−サ−219が形成され、垂直配向膜203が塗布されている。上下基板の配向膜が垂直配向膜のため、電圧無印加時には、液晶は基板に対して該垂直に配向している。

0053

ここで、ゲ−ト電極209に電圧を印加して薄膜トランジスタ(TFT)をオンにすると、ソ−ス電極213に電圧が印加されて、画素電極204とこれに対向配置している共通電極202の間に電界が誘起される。このとき、画素電極204の形状が対称性が高いことおよび共通電極202が画素電極204より大きいため、両電極間に生じる電界は基板に対して垂直ではなく、画素電極周辺部から中央に向かう斜め電界となる。この電界により、誘電率異方性が負である液晶分子208は画素中央に向って対称に倒れていく。このため画素内の液晶の配向方向は自然に分割される。このように本発明の方法では、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、実施の形態1と同様にして、対称性のよい画素のほぼ中心の位置に柱状のスペ−サ−があるため、この柱が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0054

負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態1の場合と全く同様である。特に、画素電極形状が多角形で、液晶配向の方位角方向の分布が大きいとき、四分の一波長板は、高輝度が得られる、偏光板の方向、すなわち視角特性の優れた方向を任意の方向に設定できる、という非常に好ましい効果を与える。なお駆動時のゲ−ト線(走査信号線)209a、ドレイン線映像信号線)211aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。また、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。

0055

さらに、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。分割境界を安定させることを目的に図6(a)〜(e)にあるように画素の一部に切り込みを入れてもよい。また、図6(f)〜(m)にあるように画素電極の角の部分が外側に向って突出ているような形を形成しても効果がある。さらに図7(a)〜(g)の破線で示すように、画素電極の一部が除去された構造も効果がある。また、図7(h)〜(n)、図8(a)、(b)にあるように画素電極の一部に凹部を作成してもよい。この凹部は画素電極の上であっても、画素電極そのものが凹部を形成していてもどちらでもよい。

0056

さらに、実施の形態1と全く同様にして、偏光板とガラス基板の間に光学的に負の1軸の補償フィルムをはさめば、電圧無印加時の液晶のリタデ−ションが、打ち消され、どの方向から見ても、完全な黒が得られ、さらに優れた視角特性が得られる。また、ここでは、液晶の誘電率異方性が負で、電圧無印加時に液晶が基板に対して垂直配向をとっていると仮定して説明したが、実施の形態2のように、液晶の誘電率異方性が正で、電圧無印加時にねじれネマチック配向をとっている場合も、実施の形態2で述べた液晶配向とほぼ同様の液晶配向が生じ、広視野角化が図れる。この場合は、液晶層は図9(a)、(b)に示すように4つに分割される。ねじれネマチック配向を用いる場合は、四角形の画素が望ましい。以下すべての実施の形態に関し、同様のことが言える。

0057

(実施の形態4)本発明のさらに別の形態を図10を用いて説明する。実施の形態3と全く同様にして、液晶をアクティブ素子で駆動する。図10において図10(a)は図10(b)の平面図CC’線の断面図を示している。実施の形態3との違いは、画素電極304とソ−ス電極313が直接ではなくスル−ホ−ル316を介して接続していることである。実施の形態3と全く同様にして、下側基板307上には、Crよりなるゲ−ト電極(走査信号電極)309が配置され、このゲ−ト電極309を覆うように酸化シリコン、窒化シリコンからなるゲ−ト絶縁膜310が形成されている。また、ゲ−ト電極309上には、ゲ−ト絶縁膜310を介して非晶質シリコンからなる半導体膜312が配置され、薄膜トランジスタ(TFT)の能動層として機能するようにされている。また、半導体膜312のパタ−ンの一部に重畳するようにモリブデンよりなるドレイン電極311、ソ−ス電極313が配置されている。

0058

これらすべてを被覆するように窒化シリコンよりなる保護膜305が形成されている。この保護膜は窒化シリコンのみでもよいが、窒化シリコンの上にさらにアクリル樹脂等の有機膜をコ−トしてもよい。なお、ドレイン電極311、ソ−ス電極313それぞれは、図示していないが、n形不純物が導入された非晶質シリコン膜を介し、半導体膜312のパタ−ンの一部に重畳している。画素電極304とソ−ス電極313はスル−ホ−ル316を介して接続されている。また、図10(b)に示すように、ドレイン電極311は、デ−タ線(映像信号電極)311aに接続している。すなわち、ドレイン電極311は、デ−タ線311aの一部として形成されている。実施の形態3とまったく同様にして、共通電極302の上には柱状スペ−サ−319が形成され、垂直配向膜303が塗布されている。画素電極304にも垂直配向膜303が塗布されており、電圧無印加時には液晶分子308は基板に対して該垂直に配向している。ゲ−ト電極309に電圧を印加して薄膜トランジスタ(TFT)をオンにすると、ソ−ス電極313に電圧が印加されて、画素電極304とこれに対向配置している共通電極302の間に電界が誘起される。このとき、画素電極304の形状が対称性が高いことおよび共通電極302が画素電極304より大きいため、両電極間に生じる電界は基板に対して垂直ではなく、画素電極周辺部から中央に向かう斜め電界となる。この電界により、誘電率異方性が負である液晶分子308は画素中央に向って対称に倒れていく。このため画素内の液晶の配向方向は自然に分割される。このように本発明の方法では、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、実施の形態1、2と同様にして、対称性のよい画素のほぼ中心の位置に柱状のスペ−サ−があるため、この柱が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0059

負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態1、3の場合と全く同様である。特に、画素電極形状が多角形で、液晶配向の方位角方向の分布が大きいとき、四分の一波長板は、高輝度が得られる、偏光板の方向、すなわち視角特性の優れた方向を任意の方向に設定できる、という非常に好ましい効果を与える。なお駆動時のゲ−ト線(走査信号線)309a、ドレイン線(映像信号線)311aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。この場合、実施の形態2と同様に平面的な距離を大きくしてもよいし、保護膜305の厚みを厚くすることで、距離を大きくしてもよい。また、実施の形態2と同様に、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。

0060

さらに実施の形態3と全く同様にして、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。分割境界を安定させることを目的に図6(a)〜(e)にあるように画素の一部に切り込みを入れてもよい。また、図6(f)〜(m)にあるように画素の一部が外側に向って突出している形状にしてもよい。また、図7(h)〜(n)、図8(a)、(b)にあるように画素の一部に凹部を作成してもよい。

0061

また、特に画素が大きい場合は、駆動する電圧を印加する前に、しきい値近傍の電圧を印加しておくと、あらかじめ液晶の倒れる方向が規定されるため、分割状態に落ち着く時間が、いきなり駆動電圧を印加したときと比べて短くなり、応答速度の短縮が図れる。このとき、しきい値以上の電圧を印加した場合、画素周辺の液晶が倒れはじめ、この部分から光漏れが観察され、コントラストが低下するが、この部分を遮光することで、コントラストの低下を防ぐことができる。

0062

(実施の形態5)本発明のさらに別の形態を図11を用いて説明する。実施の形態3、4と全く同様にして、液晶をアクティブ素子で駆動する。図11において図11(a)は図11(b)の平面図DD’線の断面図を示している。実施の形態2と全く同様にして、下側基板407上には、Crよりなるゲ−ト電極(走査信号電極)409が配置され、このゲ−ト電極409を覆うように窒化シリコンからなるゲ−ト絶縁膜410が形成されている。また、ゲ−ト電極409上には、ゲ−ト絶縁膜410を介して非晶質シリコンからなる半導体膜412が配置され、薄膜トランジスタ(TFT)の能動層として機能するようにされている。また、半導体膜412のパタ−ンの一部に重畳するようにモリブデンよりなるドレイン電極411、ソ−ス電極413が配置されている。これらすべてを被覆するように窒化シリコンよりなる保護膜405が形成されている。なお、ドレイン電極411、ソ−ス電極413それぞれは、図示していないが、n形不純物が導入された非晶質シリコン膜を介し、半導体膜412のパタ−ンの一部に重畳している。画素電極404とソ−ス電極413はスル−ホ−ル416を介して接続されている。また、図11(b)に示すように、ドレイン電極411は、デ−タ線(映像信号電極)411aに接続している。すなわち、ドレイン電極411は、デ−タ線411aの一部として形成されている。

0063

さらに、実施の形態4では、保護層405上にカラ−フィルタ−層414が作成され、また、保護層405上には、TFTの能動層412を覆うように遮光膜415が形成されている。カラ−フィルタ−層414および遮光層415は、オ−バ−コ−ト層417で覆われている。このオ−バ−コ−ト層417はチャ−ジアップしにくい透明な絶縁材料で作成する。柱状スペ−サ−419は、実施の形態3と同様に共通電極402の上に形成してもよいが、上下基板の目合わせ精度の向上を考えると画素電極404上に形成した方が望ましい。さらに、柱状スペ−サ−は、垂直配向膜403を共通電極402、画素電極404上に塗布した後に形成してもよい。図11では、画素電極404上に柱状スペ−サ−419を形成した後、垂直配向膜403を塗布した状態を示している。

0064

垂直配向膜403の効果により、電圧無印加時には液晶分子408は基板に対して該垂直に配向している。ゲ−ト電極409に電圧を印加して薄膜トランジスタ(TFT)をオンにすると、ソ−ス電極413に電圧が印加されて、画素電極404とこれに対向配置している共通電極402の間に電界が誘起される。このとき、画素電極404の形状が対称性が高いことおよび共通電極402が画素電極404より大きいため、両電極間に生じる電界は基板に対して垂直ではなく、画素電極周辺部から中央に向かう斜め電界となる。この電界により、誘電率異方性が負である液晶分子408は画素中央に向って対称に倒れていく。このため画素内の液晶の配向方向は自然に分割される。このように本発明の方法では、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、実施の形態1〜4と同様にして、対称性のよい画素のほぼ中心の位置に柱状のスペ−サ−があるため、この柱が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0065

負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態1、3の場合と全く同様である。なお実施の形態5の場合には、その構造上、画素電極が、ゲ−ト線(走査信号線)409a、ドレイン線(映像信号線)411aからの十分離れているため、これらの電極からの電界により液晶の配向が乱れることはほとんどない。それでも、外部から電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。さらに実施の形態4と全く同様にして、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。

0066

分割境界を安定させることを目的に図6(a)〜(e)にあるように画素の一部に切り込みを入れてもよい。また、図7(h)〜(n)、図8(a)、(b)にあるように画素電極の一部に凹部を作成してもよい。この凹部は画素電極の上であっても、画素電極そのものが凹部を形成していてもどちらでもよい。さらに、実施の形態1と全く同様にして、偏光板とガラス基板の間に光学的に負の1軸の補償フィルムをはさめば、電圧無印加時の液晶のリタデ−ションが、打ち消され、どの方向から見ても、完全な黒が得られ、さらに優れた視角特性が得られる。

0067

(実施の形態6)本発明のさらに別の実施の形態を図13を用いて説明する。図13において図13(a)は図13(b)の平面図のEE’線の断面図を示している。実施の形態6においては、実施の形態3とまったく同様に、液晶をアクティブ素子で駆動する。実施の形態6においても、実施の形態3とまったく同様にして、薄膜トランジスタ(TFT)が作成され、共通電極702の上に、柱状スペ−サ−のかわりに突起状の構造物724が形成されている点のみが実施の形態3と異なっている。この突起の形状は、対称性のよい画素電極と同様の形状をした錐体であることが、分割の観点から好ましい。また、材質の誘電率は、液晶の誘電率よりも小さいことが望ましい。実施の形態3とまったく同様にして、ゲ−ト電極709に電圧を印加して、TFTをオンにすると、画素電極704とこれに対向配置している共通電極702の間に電界が誘起され、実施の形態3とまったく同様にして、画素電極704の形状が対称性が高いことおよび共通電極702が画素電極704より大きいため、両電極間に生じる電界は基板に対して垂直ではなく、画素電極周辺部から中央に向かう斜め電界となる。この電界により、誘電率異方性が負である液晶分子708は画素中央に向って対称に倒れていく。このため画素内の液晶の配向方向は自然に分割される。すなわち、実施の形態3と同様にして、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、対称性のよい画素のほぼ中心の位置に突起状の構造物があるため、この突起が分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0068

負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態3の場合と全く同様である。特に、画素電極形状が多角形で、液晶配向の方位角方向の分布が大きいとき、四分の一波長板は、高輝度が得られる、偏光板の方向、すなわち視角特性の優れた方向を任意の方向に設定できる、という非常に好ましい効果を与える。なお駆動時のゲ−ト線(走査信号線)709a、ドレイン線(映像信号線)711aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。また、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。

0069

さらに、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。分割境界を安定させることを目的に図6(a)〜(e)にあるように画素の一部に切り込みを入れてもよい。また、図6(f)〜(m)にあるように画素電極の角の部分が外側に向って突出ているような形を形成しても効果がある。さらに図7(a)〜(g)の破線で示すように、画素電極の一部が除去された構造も効果がある。また、図7(h)〜(n)、図8(a)、(b)にあるように画素電極の一部に凹部を作成してもよい。この凹部は画素電極の上であっても、画素電極そのものが凹部を形成していてもどちらでもよい。

0070

さらに、実施の形態3と全く同様にして、偏光板とガラス基板の間に光学的に負の1軸の補償フィルムをはさめば、電圧無印加時の液晶のリタデ−ションが、打ち消され、どの方向から見ても、完全な黒が得られ、さらに優れた視角特性が得られる。また、ここでは、液晶の誘電率異方性が負で、電圧無印加時に液晶が基板に対して垂直配向をとっていると仮定して説明したが、実施の形態2のように、液晶の誘電率異方性が正で、電圧無印加時にねじれネマチック配向をとっている場合も、実施の形態2で述べた液晶配向とほぼ同様の液晶配向が生じ、広視野角化が図れる。この場合は、液晶層は図9(a)(b)に示すように4つに分割される。ねじれネマチック配向を用いる場合は、四角形の画素が望ましい。

0071

(実施の形態7)本発明のさらに別の実施の形態を図14を用いて説明する。図14において図14(a)は図14(b)の平面図のFF’線の断面図を示している。実施の形態7においては、実施の形態3とまったく同様に、液晶をアクティブ素子で駆動する。実施の形態7では画素部が透過部と反射部の2種類の領域に分かれている。実施の形態3と同様に、TFTを作成した後、透過部にITOなどの透明性電極804を作成し、反射部のみに感光性のアクリル樹脂などの有機膜826を用いて、反射用凹凸構造を作成する。この際、一度凹凸構造をパタ−ニングした後、再び有機膜827を塗布し、所望の角度をもった凹凸構造を形成する。このときソ−ス電極813とのコンタクト部分も同時に形成する。反射部にAlなどの金属で反射電極828を作成し、透過部透明電極804、ソ−ス電極813とコンタクトを形成する。開口率の観点から、反射部にTFT部を配置するのが一般的である。透過部と反射部の液晶層厚の違いは、反射部で2回、透過部で1回光が通過することから、透過部の層厚が反射部の層厚のほぼ2倍であることが望ましい。共通電極802の対称性のある画素電極、反射電極のほぼ対称中心にあたる位置に、電極のない部分825を作成する。

0072

実施の形態3とまったく同様にして、ゲ−ト電極809に電圧を印加して、TFTをオンにすると、画素電極804、ならびに反射電極828とこれに対向配置している共通電極802の間に電界が誘起され、実施の形態3とまったく同様にして、画素電極804、反射電極828の形状が対称性が高いことおよび共通電極802が画素電極804、反射電極828より大きいため、両電極間に生じる電界は基板に対して垂直ではなく、画素電極周辺部から中央に向かう斜め電界となる。この電界により、誘電率異方性が負である液晶分子808は画素中央に向って対称に倒れていく。このため画素内の液晶の配向方向は自然に分割される。すなわち、実施の形態3と同様にして、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、対称性のよい画素のほぼ中心と対応する位置に、共通電極側に電極のない部分(開口部)があるため、斜め電界が電極の端と整合するように生じ、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0073

なお、共通電極側に開口部がないと、反射部では、凹凸があるために電圧印加により、液晶は様々な方向に倒れる。液晶層に入射する光は円偏光になっているため、表示には悪影響はないが、例えば表示面を指で押すなどの圧力を加えると、液晶が流動し、配向分割がくずれ、一方向に片寄った分割状態になる。そのため、ざらついた表示になり、この状態は黒表示を行うまで維持される。共通電極側に開口部を設けることによって、斜め電界が、分割境界を固定する方向に生じているため、表示面に圧力が加わっても配向分割が維持され、このような不都合を防ぐことができる。この外圧による配向分割の乱れに対しては、透過部においても、同様の効果がある。負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態3の場合と全く同様である。反射部を有する半透過型液晶素子においては、四分の一波長板は不可欠である。特に、透過部においては画素電極形状が多角形で、液晶配向の方位角方向の分布が大きいとき、四分の一波長板は、高輝度が得られる、偏光板の方向、すなわち視角特性の優れた方向を任意の方向に設定できる、という非常に好ましい効果を与える。

0074

なお駆動時のゲ−ト線(走査信号線)809a、ドレイン線(映像信号線)811aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。また、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。さらに、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。この実施の形態では、誘電率異方性が負の、垂直配向の液晶について説明したが、誘電率異方性が正で、水平配向(ホモジニアス配向、TN配向)の液晶についても、全く同様のことが言える。さらに、一方の基板側が水平配向、他方の基板側が垂直配向をとる、いわゆるHAN型の液晶モ−ドについても全く同様ことが言える。なお、HAN型の場合は、液晶誘電率異方性は正でも負でもよい。

0075

(実施の形態8)本発明のさらに別の実施の形態を図15(a)(b)を用いて説明する。実施の形態7と全く同様にして、図15(a)は図15(b)の平面図のGG’線の断面図を示している。実施の形態8においては、透過部において、共通電極の開口部825のかわりに柱状のスペ−サ−819がある点のみ、実施の形態7と異なっている。柱状のスペ−サ−は、上下基板の間隔(以下セルギャップという)を決めるとともに、実施の形態3の場合と同様に、分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われるという効果を生む。特に、半透過型の場合、反射部は電極に凹凸があるため、球状のスペ−サ−を散布する方法でセルギャップを制御しようとしても、スペ−サ−の位置によって、セルギャップが異なるため、一様に制御することは難しい。また、同様に反射部に柱状のスペ−サ−を配置して、セルギャップを制御することも難しい。実施の形態8においては、平坦な透過部にセルギャップを制御する柱状のスペ−サ−を配置するとともに、柱状のスペ−サ−を配向分割の核として利用することができる。

0076

TFT基板側の作成は実施の形態7と全く同様である。共通電極802の、対称性のある画素電極、反射電極のほぼ対称中心にあたる位置に、電極のない部分825を、また柱状のスペ−サ−819を作成する。TFTをオンにした場合の配向分割に対する、開口部、柱状スペ−サ−の効果は、実施の形態7の開口部の効果と全く同様である。すなわち、特別に配向膜に処理を加えることをしなくても、自動的に液晶の倒れる方向を分割することができ、広視野角化が達成できる。ここで、対称性のよい画素のほぼ中心と対応する位置に、共通電極側に電極のない部分(開口部)があるため、斜め電界が電極の端と整合するように生じ、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われる。

0077

なお、外圧による配向分割の乱れに対する効果も、実施の形態7と全く同様である。さらに、透過部に柱状のスペ−サ−が存在することから、外圧に対してより変形しにくいという好ましい効果がある。負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態7の場合と全く同様である。反射部を有する半透過型液晶素子においては、四分の一波長板は不可欠である。特に、透過部においては画素電極形状が多角形で、液晶配向の方位角方向の分布が大きいとき、四分の一波長板は、高輝度が得られる、偏光板の方向、すなわち視角特性の優れた方向を任意の方向に設定できる、という非常に好ましい効果を与える。

0078

なお、実施の形態7と全く同様に、駆動時のゲ−ト線(走査信号線)809a、ドレイン線(映像信号線)811aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。また、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。さらに、実施の形態7と同様に、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。

0079

(実施の形態9)本発明のさらに別の実施の形態を図16(a)(b)を用いて説明する。実施の形態8と全く同様にして、図16(a)は図16(b)の平面図のHH’線の断面図を示している。実施の形態9においては、共通電極の開口部825のかわりに突起状の構造物824がある点のみ、実施の形態8と異なっている。柱状のスペ−サ−は、上下基板の間隔(セルギャップ)を決めるとともに、実施の形態3の場合と同様に、分割の核となり、分割境界が確定しかつ分割がスム−スに行われるという効果を生むなどの効果は、開口部も突起状の構造物も柱状スペ−サ−も全く同様である。柱状スペ−サ−の、セルギャップを一様に制御する、外圧に対してより変形しにくいという好ましい効果も実施の形態8の場合と全く同様である。さらに、負の一軸補償フィルム、四分の一波長板の好ましい効果も、実施の形態8の場合と全く同様である。

0080

また、実施の形態8と全く同様に、駆動時のゲ−ト線(走査信号線)809a、ドレイン線(映像信号線)811aからの電界により液晶の配向が乱れることを防ぐためには、画素を両方の電極から十分な距離離せばよい。また、電界の悪影響を防ぐことを目的に、いずれか一方または両方の電極の上部にシ−ルド用の電極を設けてもよい。さらに、実施の形態8と同様に、画素の設計上、開口率が低下するため十分な距離がとれない場合など、液晶の倒れる方向を、より完全に制御したい場合には、配向膜に光配向膜を用い、その光配向膜の性質に応じ、斜めからの偏光または無偏光の照射するなどの操作を行ってもよい。また、液晶の配向が乱れるのを防ぐことを目的に、液晶中に少量のモノマ−を導入し、適当な配向状態を記憶させるために、ポリマ−化してもよい。次に、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説明する。

0081

(実施例1)ガラス基板上にITOをスパッタ成膜し、フォトリソグラフィ−技術を用いて、ITO電極マトリクス状に形成した。下側の基板のみ窒化シリコン膜デポし、フォトリソグラフィ−を用いてスル−ホ−ルを形成した。この上にITOをスパッタし、フォトリソグラフィ−を用いて六角形の画素電極を作成した。画素電極上にそのほぼ中心の位置に感光性のポリシラザンを用いて一辺5μmのほぼ六角形の柱状のスペ−サ−を3.5μmの高さで作成した。上下基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った。基板周囲にシ−ル剤を塗布し、上下基板をマトリクス状電極が交互に、XY状の電極を構成するように貼りあわせ、加熱によりシ−ル剤を硬化させた。屈折率異方性Δnが0.096で誘電率異方性が負のネマチック液晶を注入し、注入孔光硬化樹脂封止した。液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、上下の基板に、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、偏光板の透過軸方向においても暗い部分は全くなく、輝度の優れた表示が得られた。

0082

(実施例2)下側の基板の窒化シリコン膜上に、六角形の電極の周囲に各電極を囲むようにシ−ルド用の電極を作成した以外は、実施例1と全く同様にして、液晶表示装置を作成した。なお、シ−ルド用の電極はマスクの変更のみで作成できた。シ−ルド用電極は0Vに接続した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高輝度で、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。

0083

(実施例3)アモルファスシリコン薄膜トランジスタアレイ(TFT)を有する基板を、成膜過程リソグラフィー過程を繰り返して、ガラス基板上に作製した。このTFTは、基板側よりゲートクロム層,酸化シリコン・窒化シリコン−ゲ−ト絶縁層,アモルファスシリコン−半導体層ドレインソースモリブデン層から構成されている。ソ−ス電極は四角形の形状をした画素ITO電極と接続されている。これらを覆うように窒化シリコンからなる保護膜を成膜した。全面にITOがスパッタされたブラックマトリクスつきのカラ−フィルタ−基板を用意し、対向基板とした。ここで、感光性のアクリル樹脂を用いて対向基板の各画素電極の対称中心に対応する位置に、一辺が5μmで、3.7μmの高さを有する正方形のスペ−サ−を形成した。両方の基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った。基板周囲にシ−ル剤を塗布し、加熱によりシ−ル剤を硬化させ、屈折率異方性Δnが0.096で、誘電率異方性が負のネマチック液晶を注入し、注入孔を光硬化樹脂で封止した。実施例1と同様にして、液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。また、画面を指で押してみたところ、柱状スペ−サ−がないパネルで見られたような液晶配向の乱れは観察されなかった。

0084

(実施例4)実施例3と全く同様にして、TFT基板を作成し、ITO電極の一部に図7(e)にあるような電極のない部分219を作成した。すなわち正方形の画素電極の対角線の方向に沿って電極のない部分219が点在する画素電極を作成し、それ以外は実施例3と全く同様にして液晶表示パネルを得た。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、輝度が高く、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。

0085

(実施例5)実施例3と全く同様にして、TFT基板を作成し、フォトリソグラフィ−を用いてゲ−ト絶縁膜の一部を図8(a)、(b)に示す形状のようにエッチングし、凹部を形成した。ここにITOをスパッタすることにより最終的に図8(a)、(b)のような形状を得た。すなわちITOの一部にも凹部が形成された。実施例3と全く同様にして、液晶表示パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。

0086

(実施例6)実施例3と全く同様にして、TFTをガラス基板上に形成した。このTFTは、実施例3と同様に、基板側よりゲート−クロム層,酸化シリコン・窒化シリコン−ゲ−ト絶縁層,アモルファスシリコン−半導体層,ドレイン・ソース−モリブデン層から構成されている。これらすべてを覆うように窒化シリコンを成膜し、この窒化シリコン膜上にスル−ホ−ルを通して、ソ−ス電極に接続された画素電極を八角形の形状に作成した。実施例3と同様に、全面にITOがスパッタされたブラックマトリクスつきのカラ−フィルタ−基板を用意し、対向基板とした。ここで、実施例3と同様に、感光性のアクリル樹脂を用いて対向基板の各画素電極の対称中心に対応する位置に、一辺が5μmで、4μmの高さを有する正方形のスペ−サ−を形成した。両方の基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った。基板周囲にシ−ル剤を塗布し、加熱によりシ−ル剤を硬化させ、屈折率異方性Δnが0.095で、誘電率異方性が負のネマチック液晶を注入し、注入孔を光硬化樹脂で封止した。実施例3と同様にして、液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分は全くなく、輝度の優れた表示が得られた。

0087

(実施例7)実施例6と同様にして、画素電極の形状のみ四角形であるTFT基板とカラ−フィルタ−基板を用意した。TFT基板側のみに光配向膜を塗布し、マスクを介して四方向から、画素を4分割するように斜めから偏光紫外線を照射した。分割は図7(l)に示すような境界で分けられるように行った。すなわち、対角線の方向を分割境界とし、垂直配向の液晶が各辺からそれぞれ対向側の辺に向かってプレチルトがつくように照射した。実施例6と全く同様にして、シ−ル剤塗布、液晶注入、封止を行い、液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分は全くなく、輝度の優れた表示が得られた。駆動中の画素の様子を顕微鏡観察したところ、実施例6で、非常に少数の画素で、かすかに見られた異常なディスクリネ−ションの動きは全く見られなかった。また、偏光板の透過軸をパネルの上下方向に貼りつけた場合は、上下方向のコントラストが特に高い、視角特性を示した。さらに偏光板の透過軸を45゜方向に貼りつけたパネルにおいては、その他の特性はほとんど変わらず、コントラストが特に高い方向のみパネルの45゜方向となった。

0088

(実施例8)実施例6と全く同様にして、TFT基板とカラ−フィルタ−基板を用意した。カラ−フィルタ−基板にネガレジストを用いてフォトリソグラフィ−により、スペ−サとなる柱(高さ6μm)を画素電極のほぼ対称中心の位置に作成した。実施例6と同様にして両方の基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行い、パネルを作成した。誘電率異方性が負であるネマチック液晶(メルク製商品名MJ95955)と紫外線硬化モノマー(日本化薬社製商品名KAYARADPET−30)(液晶に対して0.2wt%)、開始剤(商品イルガノックス907、モノマーに対して5wt%)からなる液晶溶液を注入し、液晶溶液に光が当たらないよう注意して、封孔した。共通電極に0V、画素電極に3Vとなるように電圧を印加しつつ、パネル全面にTFT側から紫外光を照射し、液晶中のモノマ−のポリマ−化を行った。液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。実施例7と同様に、駆動中の画素の様子を顕微鏡観察したところ、実施例6で、非常に少数の画素で、かすかに見られた異常なディスクリネ−ションの動きは全く見られなかった。

0089

(実施例9)実施例3と同様にして、アモルファスシリコン薄膜トランジスタアレイ(TFT)を有する基板を、成膜過程とリソグラフィー過程を繰り返して、ガラス基板上に作製した。このTFTは、基板側よりゲート−クロム層,酸化シリコン・窒化シリコン−ゲ−ト絶縁層,アモルファスシリコン−半導体層,ドレイン・ソース−モリブデン層から構成されている。次にドレイン電極、ソ−ス電極および半導体膜を覆うように、ゲ−ト絶縁膜上に保護膜を形成した。次に、この保護膜の上にカラ−フィルタ−層および遮光層を形成した。カラ−フィルタ−層は、例えば、赤色や緑色もしくは青色の染料顔料を含んだ感光性の樹脂膜を用いて、フォトリソグラフィ−によって形成した。また、遮光層は黒色の染料、顔料を含んだ感光性の樹脂を用いて形成した。このとき金属を用いて遮光層を形成するようにしてもよい。カラ−フィルタ−層は、例えば、赤色などの所望の光学特性が得られる顔料が、アクリルをベ−スとしたネガ形の感光性樹脂中に分散された顔料分散レジストを用いて形成した。まず、顔料分散レジストを保護膜上に塗布し、レジスト膜を形成し、次いで、そのレジスト膜の所定領域、すなわち、マトリクス状に配置された画素領域に選択的に光が当たるように、フォトマスクを用いて露光した。この露光の後、所定の現像液を用いて現像し、所定のパタ−ンを形成した。これらの工程を、色数、すなわち赤、青、緑の3色分3回繰り返すことで、カラ−フィルタ−層が形成できた。

0090

次に、カラ−フィルタ−層および遮光層上に透明な絶縁材料からなるオ−バ−コ−ト層を形成した。このオ−バ−コ−ト層は、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて形成したが、光硬化性の透明な樹脂を用いてもよい。最後に、スル−ホ−ルを形成してこれを介してソ−ス電極に接続する四角形の形状をした画素電極を、オ−バ−コ−ト層上に形成した。さらに、感光性のアクリル樹脂を用いて、画素電極の対称中心の位置に、一辺5μm、高さ3.5μmの柱状スペ−サ−を形成した。対向基板として、全面にITOをスパッタしたガラス基板を用意した。実施例3と同様にして、両方の基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った。基板周囲にシ−ル剤を塗布し、加熱によりシ−ル剤を硬化させ、屈折率異方性Δnが0.096で、誘電率異方性が負のネマチック液晶を注入し、注入孔を光硬化樹脂で封止した。液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼り付けた後、偏光板と四分の一波長板をそれぞれ逆の円偏光となるように、偏光板の透過軸と四分の一波長板の遅相軸を45゜傾けて貼りつけた。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。なお、上下基板の貼りあわせ際、目合わせは必要なく、画素のサイズが小さくなっても全く問題がないことがわかった。

0091

(実施例10)画素電極の形状を図6(f)〜(m)にあるような突出した部分を有する形状にした以外は実施例9と全く同様にして、パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、実施例9で非常に少数の画素で、かすかに見られたディスクリネ−ションの曲がりは全く見られなかった。

0092

(実施例11)実施例1と全く同様にして、フォトリソグラフィ−を用いてITO電極、窒化シリコン膜を作成後、四角形の画素電極を作成した。配向膜と液晶材のみJSR製JALS−428とZLI4792のカイラル剤を抜いたものに変え、液晶パネルを作成した。ただし、下側基板と上側基板における液晶の配向方向が直交するように特に四角形の対角線の方向になるようにラビングを行った。JALS−428はラビング方向と垂直方向に液晶が配向し、クリスタルロ−テ−ション法で求めたプレチルト角は、ほぼ0°であった。また、セル厚はほぼ5μmであった。補償フィルムとして、負の一軸補償フィルム、四分の一波長板のかわりに、住友化学社製のNew−Vacフィルムを用い、パネルの視角特性を測定したところ、全面で階調反転はなく、優れた視角特性が得られた。

0093

(実施例12)実施例3と全く同様にして、TFT基板とカラ−フィルタ−基板を用意した。配向膜としてJSR製JALS−428を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った後、実施例11と同様にラビングを行った。カイラル剤を抜いたZLI4792を注入し、負の一軸補償フィルムと四分の一波長板を取り除いた以外は、実施例3と全く同様に、液晶パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転は全くなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。

0094

(実施例13)実施例9と全く同様にして、TFT基板を作成し、カラ−フィルタ−層、オ−バ−コ−ト層を作成し、四角形の画素電極を形成した。実施例11と同様に、配向膜と液晶材をJSR製JALS−428とZLI4792のカイラル剤を抜いたものとし、実施例11と同様にラビングを行い、負の一軸補償フィルムを取り除いた以外は、実施例9と全く同様に液晶パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転は全くなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。なお、上下基板の貼りあわせ際、目合わせは必要なく、画素のサイズが小さくなっても全く問題がないことがわかった。また、ラビング方向のズレがあっても、輝度の変化はなかった。

0095

(実施例14)画素電極の形状を図6(f)〜(m)にあるような突出した部分を有する形状にした以外は実施例13と全く同様にして、パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。

0096

(実施例15)四分の一波長板を除いた以外実施例3と全く同様にして作成したパネルの応答速度を測定したところ、バイアス電圧を印加せず、0Vからいきなり5V印加した場合は40ms後でも透過光量が安定しなかった。一方、バイアス電圧2.2Vを印加しておき、5Vの駆動電圧を印加した場合は、20ms後で透過光量が安定した。このようにバイアス電圧を印加しておけば、応答速度が速くなることがわかった。ただし、バイアス電圧2.2Vを印加した場合、コントラストはバイアス電圧を印加しない0Vのときの2300から、130に低下した。これは画素周辺の光漏れが原因であった。そこで、この部分をブラックマトリクスで遮光したところ、コントラストは2000と高い値を得ることができた。また四分の一波長板を設置した場合には、バイアス電圧を印加せず、0Vからいきなり5V印加した場合でも、30ms後に透過光量が安定した、なお、バイアス電圧2.2Vを印加しておき、5Vの駆動電圧を印加した場合は、10ms後で透過光量が安定した。このように四分の一波長板を設置することで、実質的な応答速度が速くなった。

0097

(実施例16)柱スペ−サ−の高さを2μmとし、液晶配向膜を垂直配向膜(日産化学社製SE1211)に変え、ラビングを省略した以外は、実施例9と全く同様にして、作成したパネルに、屈折率異方性Δnが0.1669で、誘電率異方性が負の液晶材料を注入し、封孔した。実施例3と全く同様にして、負の一軸補償フィルム、四分の一波長板、偏光板を貼りつけ、液晶パネルを作成した。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、偏光板の透過軸方向においても、暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。また、応答速度も極めて速いものであった。このパネルの駆動を行う際、1フレ−ムである16.7msのうち後半の8.3msの間、黒表示になるように電圧を印加したところ、動画像を鮮明に見ることができた。

0098

(実施例17)実施例3と全く同様にして作成した液晶パネルに、負の一軸の補償フィルムに替えて、二分の一波長板を貼りつけた。このとき、偏光板の透過軸、四分の一波長板、二分の一波長板の遅相軸の間の関係は図12に示すとおりである。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分は全くなく、輝度の優れた表示が得られた。

0099

(実施例18)実施例3と全く同様にして作成したTFT基板と、カラ−フィルタ−基板を用意し、対向基板とした。感光性のアクリル樹脂を用いて、柱状のスペ−サ−のかわりに、1辺が5μmで、高さが3μmの四角錐の突起を作成した。なお、突起の形状をSEM観察したところ、露光、現像、加熱によるフロ−などの影響で、上部つぶれているが、各面が斜めの四角錐に近い形状が得られた。3.7μmのスペ−サ−を散布し、実施例3と全く同様にして、液晶パネルを作成した。

0100

このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。

0101

(実施例19)実施例3と同様にしてTFTをガラス基板上に形成した。このTFTは、基板側よりゲート−クロム層,酸化シリコン・窒化シリコン−ゲ−ト絶縁層,アモルファスシリコン−半導体層,ドレイン・ソース−モリブデン層から構成されている。これらを覆うように窒化シリコンからなる保護膜を成膜した。透過部として画素ITO電極を作成し、反射部のみに感光性のアクリル樹脂を用いて、凹凸形状を作成し、さらに同様の感光性のアクリル樹脂を用いて、所望の凹凸形状を形成した。さらにこの凹凸の上にAlを用いて反射電極を形成した。全面にITOがスパッタされたブラックマトリクスつきのカラ−フィルタ−基板を用意し、対向基板とした。このとき、カラ−フィルタ−は、反射部に対応する部分のみ、透過部のほぼ半分の発色成分の量となっている。

0102

ここで、フォトリソグラフィ−を用いて対向基板の各画素電極の対称中心に対応する位置に、一辺が5μmの正方形の開口部を形成した。実施例3と同様にして、両方の基板に垂直配向膜(日産化学社製SE1211)を塗布し、200℃、1時間加熱乾燥を行った。基板周囲にシ−ル剤を塗布し、加熱によりシ−ル剤を硬化させ、屈折率異方性Δnが0.083で、誘電率異方性が負のネマチック液晶を注入し、注入孔を光硬化樹脂で封止した。四分の一波長板と二分の一波長板を重ね合わせ波長分散を小さくした位相差板を、カラ−フィルタ−側基板に貼りつけた後、偏光板を貼りつけた。TFT側基板には液晶層のΔndと大きさが等しく、符号が逆となる光学的に負の補償フィルムを貼りつけた後、偏光板と四分の一波長板、二分の一波長板を貼り合わせたものをカラ−フィルタ−側とは逆の円偏光となるように、貼りつけた。

0103

このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、反射部も透過部も階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。

0104

また、画面を指で押してみたところ、開口部がないパネルで見られたような液晶配向の乱れは観察されなかった。

0105

(実施例20)実施例19と全く同様にして、TFT基板、カラ−フィルタ−基板を用意した。実施例19と異なるところは、透過部と反射部の面積比が、1:1から1:2になったこと、透過部において共通電極の開口部のかわりに、柱状のスペ−サ−が設けられていることのみである。この柱状スペ−サ−は一辺が5μmで、4μmの高さを有する正方形である。

0106

このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、反射部も透過部も階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。また、画面を指で押してみたところ、開口部がないパネルで見られたような液晶配向の乱れは、全く観察されなかった。

0107

(実施例21)実施例19、20と全く同様にしてTFT基板、カラ−フィルタ−基板を用意した。実施例20と異なるところは、共通電極の開口部のかわりに、突起状の構造物が設けられていることのみである。突起状の構造物は一辺が3μm、高さが1μmであった。このようにして得られたパネルの視角特性を測定したところ、反射部も透過部も階調反転はほとんどなく、高コントラストの領域が非常に広い優れた視角特性が得られた。また、顕微鏡観察を行ったところ、偏光板の透過軸方向においても暗い部分はなく、輝度の優れた表示が得られた。また、画面を指で押してみたところ、開口部がないパネルで見られたような液晶配向の乱れは観察されなかった。

発明の効果

0108

以上説明したように、本発明によれば、2枚の基板間に液晶を挟持し、第1の基板上の電極が対称性のよい形状であり、第2の基板上の電極が第1の基板上の電極の上部全体を覆い、かつ第1の基板上の電極より広くしてある。かつ第1の基板上の電極の上部全体を覆い、第1の基板上の電極の少なくともほぼ対称中心の位置に柱状のスペ−サ−、突起状の構造物、電極開口部の少なくとも一つが存在する。したがって、駆動の際、電界が基板に対して斜めに対称的に生じ、かつ、柱状のスペ−サ−、または突起状の構造物、または電極開口部が分割の核となり、分割が速やかに行われる。また、外圧による配向分割乱れに対しても著しく強くなる。このため電圧により液晶層は、自然に1画素が対称的な複数の領域に分割されるので、透過型においても半透過型においても視認性の優れた液晶パネルを作成することができる。

図面の簡単な説明

0109

図1(a)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の構成を示す平面図である。(c)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(d)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の画素電極の他の形状を示す平面図である。(e)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の画素電極の別の形状を示す平面図である。(f)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の画素電極のまた他の形状を示す平面図である。(g)本発明の実施の形態1における液晶表示装置の画素電極のまた別の形状を示す平面図である。
図2(a)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(b)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す他の平面図である。(c)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すさらに他の平面図である。(d)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す別の平面図である。(e)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す別の平面図である。(f)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すさらに別の平面図である。(g)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまた別の平面図である。(h)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに別の平面図である。(i)本発明の実施の形態1及び実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに他の平面図である。
図3(a)本発明の実施の形態2における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態2における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図4(a)本発明のホモジニアス配向の場合における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明のホモジニアス配向の場合における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図5(a)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b) 本発明の実施の形態3における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図6(a)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(b)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す他の平面図である。(c)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまた他の平面図である。(d)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すさらに他の平面図である。(e)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに他の平面図である。(f)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す別の平面図である。(g)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまた別の平面図である。(h)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに別の平面図である。(i)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の別の形状を示す平面図である。(j)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の他の形状を示す平面図である。(k)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(l)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極のまた別の形状を示す平面図である。(m)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極のまたさらに別の形状を示す平面図である。
図7(a)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(b)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す他の平面図である。(c)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまた他の平面図である。(d)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すさらに他の平面図である。(e)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに他の平面図である。(f)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す別の平面図である。(g)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまた別の平面図である。(h)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示すまたさらに別の平面図である。(i)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の別の形状を示す平面図である。(j)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の他の形状を示す平面図である。(k)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極の形状を示す平面図である。(l)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極のまた別の形状を示す平面図である。(m)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極のまたさらに別の形状を示す平面図である。(n)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の画素電極のまたさらに別の形状を示す平面図である。
図8(a)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の他の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の他の構成を示す平面図である。
図9(a)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の別の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態3における液晶表示装置の別の構成を示す平面図である。
図10(a)本発明の実施の形態4における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態4における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図11(a)本発明の実施の形態5における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態5における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図12本発明の実施例17における偏光板の透過軸、四分の一波長板の遅相軸、二分の一波長板の遅相軸の位置関係を表す平面図である。
図13(a)本発明の実施の形態6における液晶表示装置の構成を示す断面図および平面図である。(b)本発明の実施の形態6における液晶表示装置の構成を示す断面図および平面図である。
図14(a)本発明の実施の形態7における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態7における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図15(a)本発明の実施の形態8における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態8における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図16(a)本発明の実施の形態9における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)本発明の実施の形態9における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図17(a)従来例における液晶表示装置の構成を示す断面図である。(b)従来例における液晶表示装置の構成を示す平面図である。
図18従来例における液晶表示装置の構成を示す平面図である。

--

0110

101---透明基板、 102---共通電極、 103---配向膜、 104---画素電極、104a---シ−ルド用電極、 105---絶縁膜、 106---配線用電極、 107---下側基板、 108---液晶分子、 116---スル−ホ−ル、 117---上側基板の液晶の配向方向、 118---下側基板の液晶の配向方向、119---柱状スペ−サ−、120---偏光板、121---四分の一波長板、122---負の一軸補償フィルム、201---透明基板、 202---共通電極、 203---配向膜、 204---画素電極、 205---保護膜、 207---下側基板、208---液晶分子、 209---ゲ−ト電極、 209a---走査信号線、210---ゲ−ト絶縁膜、 211---ドレイン電極、 211a---映像信号線、 212---半導体膜、 213---ソ−ス電極、 214---カラ−フィルタ−層、 215---遮光膜、 217---上側基板の液晶の配向方向、 218---下側基板の液晶の配向方向, 219---柱状スペ−サ−、 220---偏光板、 221---四分の一波長板、 222---負の一軸補償フィルム、 223---凹部、301---透明基板、302---共通電極、303---配向膜、304---画素電極、305---保護膜、307---下側基板、308---液晶分子、309---ゲ−ト電極、309a---走査信号電極、310---ゲ−ト絶縁膜、311---ドレイン電極、 311a---映像信号電極、 312---半導体膜、 313---ソ−ス電極、314---カラ−フィルタ−層、 315---遮光膜、 316---スル−ホ−ル、319---柱状スペ−サ−、 320---偏光板、 321---四分の一波長板、 322---負の一軸補償フィルム、401---透明基板、 402---共通電極、403---配向膜、404---画素電極、405---保護膜、407---下側基板、408---液晶分子、409---ゲ−ト電極、409a---走査信号電極、410---ゲ−ト絶縁膜、411---ドレイン電極、 411a---映像信号電極、 412---半導体膜、 413---ソ−ス電極、414---カラ−フィルタ−層、 415---遮光膜、 416---スル−ホ−ル、 417---オ−バ−コ−ト層、419---柱状スペ−サ−、 420---偏光板、 421---四分の一波長板、 422---負の一軸補償フィルム、501---カラ−フィルタ−基板、 502---共通電極、 503---配向膜、 504---画素電極、507---下側基板(TFT基板)、 517---スリット、601---下側基板(TFT基板)の偏光板の透過軸の方向、 602---上側基板(カラ−フィルタ−基板)の偏光板の透過軸の方向、 603---下側基板(TFT基板)に貼りつけた二分の一波長板の遅相軸の方向、かつ上側基板(カラ−フィルタ−基板)に貼りつけた四分の一波長板の遅相軸の方向、604---下側基板(TFT基板)に貼りつけた四分の一波長板の遅相軸の方向、かつ上側基板(カラ−フィルタ−基板)に貼りつけた二分の一波長板の遅相軸の方向701---透明基板、702---共通電極、703---配向膜、704---画素電極、705---保護膜、707---下側基板、708---液晶分子、709---ゲ−ト電極、709a---走査信号電極、710---ゲ−ト絶縁膜、711---ドレイン電極、 711a---映像信号電極、 712---半導体膜、 713---ソ−ス電極、714---カラ−フィルタ−層、 715---遮光膜、 716---スル−ホ−ル、720---偏光板、 721---四分の一波長板、 722---負の一軸補償フィルム、724---突起状構造物、801---透明基板、802---共通電極、803---配向膜、804---画素電極、805---保護膜、807---下側基板、808---液晶分子、809---ゲ−ト電極、809a---走査信号電極、810---ゲ−ト絶縁膜、811---ドレイン電極、 811a---映像信号電極、 812---半導体膜、 813---ソ−ス電極、814---カラ−フィルタ−層、 815---遮光膜、 816---スル−ホ−ル、820---偏光板、 821---二分の一波長板、 822---四分の一波長板、824---突起状構造物、825---電極開口部、826---凹凸構造、 827---凹凸調整用膜、 828---反射電極、829---補償フィルム。

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