JP2000098393A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透過率が高く中間調での応答速度の速い、広
視野角の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示装置は、第１の基板と、第２の
基板と、該第１および第２の基板の間に挟持された液晶
層とを有している。液晶層は、第１の基板に設けられた
溝構造体により形成される複数の溝によって分割された
複数の液晶領域を有しており、複数の液晶領域内の液晶
分子の配向方向が連続的に変化する。
視野角の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示装置は、第１の基板と、第２の
基板と、該第１および第２の基板の間に挟持された液晶
層とを有している。液晶層は、第１の基板に設けられた
溝構造体により形成される複数の溝によって分割された
複数の液晶領域を有しており、複数の液晶領域内の液晶
分子の配向方向が連続的に変化する。
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、特に、広視野角特性を有する大画面液晶表示装置に
関する。
し、特に、広視野角特性を有する大画面液晶表示装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気光学効果を用いた表示装置と
して、ネマティック液晶を用いたＴＮ（ツイストネマテ
ィック）型や、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティッ
ク）型の液晶表示装置が用いられている。これらの液晶
表示装置の視野角を広くする技術の開発が精力的に行わ
れている。
して、ネマティック液晶を用いたＴＮ（ツイストネマテ
ィック）型や、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティッ
ク）型の液晶表示装置が用いられている。これらの液晶
表示装置の視野角を広くする技術の開発が精力的に行わ
れている。
【０００３】ＴＮ型液晶表示装置の広視野角化技術の１
つとして、特開平６−３０１０１５号公報及び特開平７
−１２０７２８号公報には、高分子壁（すなわち突起状
構造体）によって分割された液晶領域内に軸対称配向し
た液晶分子を有する液晶表示装置、いわゆるＡＳＭ（Ａ
ｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇ
ｎｅｄ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）モードの液晶表示装置が
開示されている。高分子壁で実質的に包囲された液晶領
域は、典型的には、絵素ごとに形成される。ＡＳＭモー
ドの液晶表示装置は、液晶分子が軸対称配向しているの
で、観察者がどの方向から液晶表示装置を見ても、コン
トラストの変化が少なく、すなわち、広視野角特性を有
する。
つとして、特開平６−３０１０１５号公報及び特開平７
−１２０７２８号公報には、高分子壁（すなわち突起状
構造体）によって分割された液晶領域内に軸対称配向し
た液晶分子を有する液晶表示装置、いわゆるＡＳＭ（Ａ
ｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇ
ｎｅｄ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）モードの液晶表示装置が
開示されている。高分子壁で実質的に包囲された液晶領
域は、典型的には、絵素ごとに形成される。ＡＳＭモー
ドの液晶表示装置は、液晶分子が軸対称配向しているの
で、観察者がどの方向から液晶表示装置を見ても、コン
トラストの変化が少なく、すなわち、広視野角特性を有
する。
【０００４】更に、このＡＳＭモードの液晶表示装置の
形成方法として、格子状の突起状構造体を基板上に形成
し、突起状構造体と液晶分子との相互作用により、軸対
称配向を形成する方法が、特開平７−１２０７２８号公
報に開示されている。更に、負の誘電異方性を有する液
晶材料（Ｎ型液晶）と垂直配向膜とを組み合わせたＡＳ
Ｍモードの液晶表示装置軸対称配向が特開平１０−１３
３２０６号公報に開示されている。
形成方法として、格子状の突起状構造体を基板上に形成
し、突起状構造体と液晶分子との相互作用により、軸対
称配向を形成する方法が、特開平７−１２０７２８号公
報に開示されている。更に、負の誘電異方性を有する液
晶材料（Ｎ型液晶）と垂直配向膜とを組み合わせたＡＳ
Ｍモードの液晶表示装置軸対称配向が特開平１０−１３
３２０６号公報に開示されている。
【０００５】一方、大型液晶表示装置の有力な候補とし
て、プラズマアドレス型液晶表示装置の開発が進められ
ている。プラズマアドレス型液晶表示装置は、例えば、
特開平１−２１７３９６号公報に開示されている。プラ
ズマアドレス型液晶表示装置は、基板と薄い誘電体シー
トと、基板と誘電体シートとの間に形成されたリブとで
囲まれた行状の放電チャネル（プラズマチャネル）を有
している。アノード電極とカソード電極とから放電チャ
ネル内の希ガスに印加する電圧をスイッチングすること
によって、プラズマ放電状態をスイッチングする。薄い
誘電体シートを介して液晶層に印加される放電チャネル
の電圧と対向電極に印加される電圧とによって、液晶層
が駆動される。
て、プラズマアドレス型液晶表示装置の開発が進められ
ている。プラズマアドレス型液晶表示装置は、例えば、
特開平１−２１７３９６号公報に開示されている。プラ
ズマアドレス型液晶表示装置は、基板と薄い誘電体シー
トと、基板と誘電体シートとの間に形成されたリブとで
囲まれた行状の放電チャネル（プラズマチャネル）を有
している。アノード電極とカソード電極とから放電チャ
ネル内の希ガスに印加する電圧をスイッチングすること
によって、プラズマ放電状態をスイッチングする。薄い
誘電体シートを介して液晶層に印加される放電チャネル
の電圧と対向電極に印加される電圧とによって、液晶層
が駆動される。
【０００６】しかしながら、上記の公報に開示されてい
る技術は、液晶モードとしてＴＮモードを適用している
ため、視角特性に問題があった。この問題を解決するた
めに、上述のＡＳＭモードをプラズマアドレス型液晶表
示装置に適応することが特開平９−１９７３８４号公
報、特開平１０−１８６３３１号公報に開示されてい
る。
る技術は、液晶モードとしてＴＮモードを適用している
ため、視角特性に問題があった。この問題を解決するた
めに、上述のＡＳＭモードをプラズマアドレス型液晶表
示装置に適応することが特開平９−１９７３８４号公
報、特開平１０−１８６３３１号公報に開示されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＡＳＭモードの液晶表示装置およびＡＳＭモードを適応
したプラズマアドレス型液晶表示装置には下記（１）お
よび（２）に示す問題があることを本願発明者は見出し
た。
ＡＳＭモードの液晶表示装置およびＡＳＭモードを適応
したプラズマアドレス型液晶表示装置には下記（１）お
よび（２）に示す問題があることを本願発明者は見出し
た。
【０００８】（１）透過率の低下 上述のＡＳＭモードの液晶表示装置に用いられる突起状
構造体を有する基板を図１に示す。ガラス基板９０上に
はカラーフィルタ層９２、オーバーコート層９３、透明
電極９４が形成されている。更に、これらの上には突起
状構造体９６および柱状突起９８が形成されている。Ａ
ＳＭモードの液晶表示装置において、例えば黒い突起状
構造体９６（光を透過しない）を形成した場合、絵素内
に突起状構造体９６が入り込むと、開口率を著しく低下
させ、透過率を減少させる。また、透明の突起状構造体
９６を使用した場合には、上記の問題は起こらないもの
の、図２に模式的に示すように、突起状構造体９６上の
液晶層９５の厚さｄ２が、それ以外の領域の液晶層９５
の厚さｄ１よりも薄くなり、突起状構造体９６上の液晶
層９５が十分に表示に寄与できなくなる。この場合、Ｎ
型液晶材料を用いている場合には見かけ上透過率が減少
し開口率が低下したのと同様の表示状態になってしま
い、Ｐ型液晶材料（正の誘電異方性を有する液晶材料）
を用いている場合には表示のコントラストが低下してし
まう。これは、液晶層の厚さを突起状構造体９６が存在
しない領域の液晶層の厚さｄ１を基準として液晶表示装
置を設計するので、突起状構造体９６上の液晶層の厚さ
ｄ２がｄ１と大きく異なると、その領域の液晶層のリタ
デーションが設計値からずれることになり、表示に寄与
する光の量が低下することによる。
構造体を有する基板を図１に示す。ガラス基板９０上に
はカラーフィルタ層９２、オーバーコート層９３、透明
電極９４が形成されている。更に、これらの上には突起
状構造体９６および柱状突起９８が形成されている。Ａ
ＳＭモードの液晶表示装置において、例えば黒い突起状
構造体９６（光を透過しない）を形成した場合、絵素内
に突起状構造体９６が入り込むと、開口率を著しく低下
させ、透過率を減少させる。また、透明の突起状構造体
９６を使用した場合には、上記の問題は起こらないもの
の、図２に模式的に示すように、突起状構造体９６上の
液晶層９５の厚さｄ２が、それ以外の領域の液晶層９５
の厚さｄ１よりも薄くなり、突起状構造体９６上の液晶
層９５が十分に表示に寄与できなくなる。この場合、Ｎ
型液晶材料を用いている場合には見かけ上透過率が減少
し開口率が低下したのと同様の表示状態になってしま
い、Ｐ型液晶材料（正の誘電異方性を有する液晶材料）
を用いている場合には表示のコントラストが低下してし
まう。これは、液晶層の厚さを突起状構造体９６が存在
しない領域の液晶層の厚さｄ１を基準として液晶表示装
置を設計するので、突起状構造体９６上の液晶層の厚さ
ｄ２がｄ１と大きく異なると、その領域の液晶層のリタ
デーションが設計値からずれることになり、表示に寄与
する光の量が低下することによる。
【０００９】（２）中間調での応答速度が遅い 従来のプラズマアドレス型液晶表示装置の場合、液晶層
と薄い誘電体シート（例えば厚さ約５０μｍのガラスシ
ート）との間に電圧が印加されるために、液晶層に印加
される電圧は、液晶層の厚さに依存する。上記突起状構
造体を使用したＡＳＭモードをプラズマアドレス型液晶
表示装置に適応した場合、突起状構造体上の液晶層が薄
いために突起状構造体上の液晶層に電圧が十分に印加さ
れない。そのため、突起状構造体の頂上部分上の液晶層
の応答速度が著しく遅くなり、全体的に中間調の応答速
度を低下させてしまう。
と薄い誘電体シート（例えば厚さ約５０μｍのガラスシ
ート）との間に電圧が印加されるために、液晶層に印加
される電圧は、液晶層の厚さに依存する。上記突起状構
造体を使用したＡＳＭモードをプラズマアドレス型液晶
表示装置に適応した場合、突起状構造体上の液晶層が薄
いために突起状構造体上の液晶層に電圧が十分に印加さ
れない。そのため、突起状構造体の頂上部分上の液晶層
の応答速度が著しく遅くなり、全体的に中間調の応答速
度を低下させてしまう。
【００１０】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであり、透過率が高く、中間調での応答速度
の速い、広視野角の液晶表示装置を提供することを目的
とする。
されたものであり、透過率が高く、中間調での応答速度
の速い、広視野角の液晶表示装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１の基板と、第２の基板と、該第１および第２の
基板の間に挟持された液晶層とを有し、該液晶層は該第
１の基板に設けられた溝構造体により形成される複数の
溝によって分割された複数の液晶領域を有し、該複数の
液晶領域内の液晶分子の配向方向が連続的に変化してお
り、そのことによって、上記目的を達成する。
は、第１の基板と、第２の基板と、該第１および第２の
基板の間に挟持された液晶層とを有し、該液晶層は該第
１の基板に設けられた溝構造体により形成される複数の
溝によって分割された複数の液晶領域を有し、該複数の
液晶領域内の液晶分子の配向方向が連続的に変化してお
り、そのことによって、上記目的を達成する。
【００１２】前記複数の液晶領域内の前記液晶分子は軸
対称配向していてもよい。
対称配向していてもよい。
【００１３】前記第１及び第２の基板のうちの少なくと
も一方の基板の前記液晶層の側の表面に設けられた垂直
配向膜をさらに有し、該液晶層は負の誘電異方性を有す
る液晶材料を含んでいてもよい。
も一方の基板の前記液晶層の側の表面に設けられた垂直
配向膜をさらに有し、該液晶層は負の誘電異方性を有す
る液晶材料を含んでいてもよい。
【００１４】前記複数の溝を構成する前記溝構造体の側
壁部が、前記第１の基板表面に対して傾斜する傾斜部を
有するように構成してもよい。傾斜角は５度以上かつ７
０度以下であることが望ましい。
壁部が、前記第１の基板表面に対して傾斜する傾斜部を
有するように構成してもよい。傾斜角は５度以上かつ７
０度以下であることが望ましい。
【００１５】前記垂直配向膜と前記溝構造体との間に、
透明電極が形成される構成であってもよい。
透明電極が形成される構成であってもよい。
【００１６】少なくとも２つの前記液晶領域が液晶表示
装置の１絵素に対応し、該１絵素に対応する絵素領域内
に少なくとも１本の前記溝が形成されているようにして
もよい。
装置の１絵素に対応し、該１絵素に対応する絵素領域内
に少なくとも１本の前記溝が形成されているようにして
もよい。
【００１７】前記複数の溝は格子状に形成されていても
よい。
よい。
【００１８】前記第１および第２の基板のうちの一方の
基板の前記液晶層側とは反対側に、該一方の基板を介し
て前記液晶層に電圧を印加するためのプラズマチャネル
を有するプラズマ基板をさらに有するようにしてもよ
い。
基板の前記液晶層側とは反対側に、該一方の基板を介し
て前記液晶層に電圧を印加するためのプラズマチャネル
を有するプラズマ基板をさらに有するようにしてもよ
い。
【００１９】前記液晶領域における前記液晶層の厚さｄ
と、該液晶層の屈折率異方性Δｎとの積（ｄ・Δｎ）が
３００ｎｍ〜６００ｎｍであることが望ましい。
と、該液晶層の屈折率異方性Δｎとの積（ｄ・Δｎ）が
３００ｎｍ〜６００ｎｍであることが望ましい。
【００２０】前記垂直配向膜上に、前記液晶層の配向状
態を固定するための高分子層が形成されていてもよい。
態を固定するための高分子層が形成されていてもよい。
【００２１】前記第１および第２の基板のそれぞれが偏
光板を更に有しており、該第１の基板に設けられた該偏
光板の偏光軸と該第２の基板に設けられた該偏光板の偏
光軸とは互いに直交しており、少なくとも一方の偏光板
と該少なくとも一方の偏光板が設けられた基板との間に
負の屈折率異方性を有する位相差板を更に有する構成で
あってもよい。
光板を更に有しており、該第１の基板に設けられた該偏
光板の偏光軸と該第２の基板に設けられた該偏光板の偏
光軸とは互いに直交しており、少なくとも一方の偏光板
と該少なくとも一方の偏光板が設けられた基板との間に
負の屈折率異方性を有する位相差板を更に有する構成で
あってもよい。
【００２２】以下に作用について説明する。
【００２３】本発明の液晶表示装置においては、溝構造
体が形成する溝により液晶領域内の液晶分子の配向方向
が連続的に変化するように配向状態を制御するので、従
来のように区画壁を形成せず、従って、透過率の低下を
抑制して、広視角表示が実現される。また、従来の突起
状構造物上の液晶分子とは異なり、液晶領域全体の配向
に影響を及ぼす溝部分の液晶分子が一番最初に応答（配
向が変化）するため、中間調での見かけ上の応答速度が
より速くなる。
体が形成する溝により液晶領域内の液晶分子の配向方向
が連続的に変化するように配向状態を制御するので、従
来のように区画壁を形成せず、従って、透過率の低下を
抑制して、広視角表示が実現される。また、従来の突起
状構造物上の液晶分子とは異なり、液晶領域全体の配向
に影響を及ぼす溝部分の液晶分子が一番最初に応答（配
向が変化）するため、中間調での見かけ上の応答速度が
より速くなる。
【００２４】液晶領域内の液晶分子を軸対称配向させる
と、さらに広視角での表示が実現できる。
と、さらに広視角での表示が実現できる。
【００２５】基板の液晶層側表面に垂直配向膜をさらに
設け、液晶層が負の誘電異方性を有する液晶材料を含む
ようにすることにより、ノーマリブラックモードでの高
コントラストの表示が可能になる。
設け、液晶層が負の誘電異方性を有する液晶材料を含む
ようにすることにより、ノーマリブラックモードでの高
コントラストの表示が可能になる。
【００２６】構造体の溝を規定する側壁部が傾斜を有す
る構造にすることによって、側壁に垂直に配向している
液晶分子は、電圧印加時に効果的に配向が制御される。
特に傾斜角を５度以上かつ７０度以下にすることによっ
て液晶分子の配向制御が安定する。
る構造にすることによって、側壁に垂直に配向している
液晶分子は、電圧印加時に効果的に配向が制御される。
特に傾斜角を５度以上かつ７０度以下にすることによっ
て液晶分子の配向制御が安定する。
【００２７】溝構造体と垂直配向膜との間に透明電極を
設ける構成にすると、透明電極と液晶層との間には電圧
の降下を引き起こし得る溝構造体が形成されないので、
液晶層の駆動電圧を低くできる。
設ける構成にすると、透明電極と液晶層との間には電圧
の降下を引き起こし得る溝構造体が形成されないので、
液晶層の駆動電圧を低くできる。
【００２８】液晶表示装置の絵素内に溝が設けられた場
合にも、溝領域内の液晶分子が表示に寄与するため透過
率を低下させることがない。従って、例えば大きな絵素
を複数の液晶領域で構成することができ、液晶層の応答
速度を速くできる。
合にも、溝領域内の液晶分子が表示に寄与するため透過
率を低下させることがない。従って、例えば大きな絵素
を複数の液晶領域で構成することができ、液晶層の応答
速度を速くできる。
【００２９】溝を格子状に形成することによって、絵素
に対応させて液晶層を軸対称モードで駆動することがで
きる。
に対応させて液晶層を軸対称モードで駆動することがで
きる。
【００３０】液晶表示装置にプラズマ基板をさらに設け
ることにより、本発明の液晶表示装置をプラズマアドレ
ス型で駆動することもできる。この場合、溝部分の液晶
層の厚さが大きく、他の部分よりも液晶分子に印加され
る電圧を大きくできるため、プラズマアドレス型液晶表
示装置においては特に効果的に低電圧での駆動が可能に
なる。
ることにより、本発明の液晶表示装置をプラズマアドレ
ス型で駆動することもできる。この場合、溝部分の液晶
層の厚さが大きく、他の部分よりも液晶分子に印加され
る電圧を大きくできるため、プラズマアドレス型液晶表
示装置においては特に効果的に低電圧での駆動が可能に
なる。
【００３１】液晶層の厚さｄと該液晶層の屈折率異方性
Δｎとの積である液晶層のリタデーションを３００ｎｍ
〜６００ｎｍにすることにより、良好なコントラストが
得られる。
Δｎとの積である液晶層のリタデーションを３００ｎｍ
〜６００ｎｍにすることにより、良好なコントラストが
得られる。
【００３２】ポリマースタビライズ技術を適用して、垂
直配向膜上に液晶層の配向状態を固定するための高分子
層を形成することで、配向状態より確実に固定できる。
直配向膜上に液晶層の配向状態を固定するための高分子
層を形成することで、配向状態より確実に固定できる。
【００３３】一対の基板のそれぞれに互いにその偏光軸
が直交する偏光板を設け、少なくとも一方の偏光板と少
なくとも一方の偏光板が設けられた基板との間に負の屈
折率異方性を有する位相差板を更に有する構成にすれ
ば、より視野角が改善される。
が直交する偏光板を設け、少なくとも一方の偏光板と少
なくとも一方の偏光板が設けられた基板との間に負の屈
折率異方性を有する位相差板を更に有する構成にすれ
ば、より視野角が改善される。
【００３４】
【発明の実施の形態】上述したように、従来のＡＳＭモ
ードの液晶表示装置の問題としては、突起状構造体（典
型的には高分子壁として形成される）を設けることによ
り透過率またはコントラストが低下し、中間調での応答
時間が遅くなることが挙げられる。本発明によるＡＳＭ
モードの液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板
の少なくとも一方の基板の液晶層側の表面に形成される
複数の溝を有する溝構造体を有する。例えば、プラズマ
アドレス型液晶表示装置の場合には溝構造体を形成する
基板は、プラズマアドレス基板を構成する薄い誘電体シ
ートであってもよいし、対向基板の液晶層側表面であっ
てもよい。以下、詳細に本発明の構造および特性につい
て説明する。
ードの液晶表示装置の問題としては、突起状構造体（典
型的には高分子壁として形成される）を設けることによ
り透過率またはコントラストが低下し、中間調での応答
時間が遅くなることが挙げられる。本発明によるＡＳＭ
モードの液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板
の少なくとも一方の基板の液晶層側の表面に形成される
複数の溝を有する溝構造体を有する。例えば、プラズマ
アドレス型液晶表示装置の場合には溝構造体を形成する
基板は、プラズマアドレス基板を構成する薄い誘電体シ
ートであってもよいし、対向基板の液晶層側表面であっ
てもよい。以下、詳細に本発明の構造および特性につい
て説明する。
【００３５】（溝構造体による配向規制効果）本発明に
よる溝構造体１１を図３（ａ）および（ｂ）に示す。カ
ラーフィルタ層１２、オーバーコート層１３を設けた基
板１０上に形成された溝構造体１１は、第１の方向に延
びる複数の溝１１ａと、第１の方向に実質的に直交する
第２の方向に延びる複数の溝１１ｂとを有している。各
溝１１ａ及び１１ｂは、側面１１ｓにより規定される。
溝構造体１１の上には透明電極１４および液晶層の厚さ
を規定する柱状構造体１８が設けられている（図３
（ｂ）においては不図示）。
よる溝構造体１１を図３（ａ）および（ｂ）に示す。カ
ラーフィルタ層１２、オーバーコート層１３を設けた基
板１０上に形成された溝構造体１１は、第１の方向に延
びる複数の溝１１ａと、第１の方向に実質的に直交する
第２の方向に延びる複数の溝１１ｂとを有している。各
溝１１ａ及び１１ｂは、側面１１ｓにより規定される。
溝構造体１１の上には透明電極１４および液晶層の厚さ
を規定する柱状構造体１８が設けられている（図３
（ｂ）においては不図示）。
【００３６】図４（ａ）から（ｃ）を参照して、Ｎ型液
晶材料を用いる場合の液晶層２０の液晶分子２２の動作
を説明する。なお、Ｎ型液晶材料を用いる場合には溝構
造体上には垂直配向膜が設けられている。Ｎ型液晶材料
を用いた液晶表示装置では、ノーマリブラックモードで
動作するため境界部分にディスクリネーションラインの
発生がなく、さらに、電圧ＯＦＦ状態での黒レベルが偏
光板のクロスニコルで決まるため従来のノーマリーホワ
イトモードで動作するＡＳＭモードの液晶表示装置に比
べ高コントラストを得ることができる。
晶材料を用いる場合の液晶層２０の液晶分子２２の動作
を説明する。なお、Ｎ型液晶材料を用いる場合には溝構
造体上には垂直配向膜が設けられている。Ｎ型液晶材料
を用いた液晶表示装置では、ノーマリブラックモードで
動作するため境界部分にディスクリネーションラインの
発生がなく、さらに、電圧ＯＦＦ状態での黒レベルが偏
光板のクロスニコルで決まるため従来のノーマリーホワ
イトモードで動作するＡＳＭモードの液晶表示装置に比
べ高コントラストを得ることができる。
【００３７】上述のように溝１１ａが形成された溝構造
体１１を有する基板１０上の液晶層２０に電圧を印加し
ていくと、電源ＯＦＦ時（図４（ａ））に垂直に配向し
ていた液晶分子２２のうち、まず、溝構造体１１の溝１
１ａ内の液晶分子が溝１１ａの内側に向けて倒れる。溝
１１ａを規定する側面１１ｓは、基板に対して傾斜して
いる方が配向規制に効果的であり、傾斜角αが７０°以
下５°以上であることが好ましく、傾斜角αが４５°以
下であることがさらに好ましい。なぜなら、溝構造体１
１に設けられた側面１１ｓが基板面に対して垂直な場合
（α＝９０°）、電源ＯＦＦ時に液晶分子が溝構造体１
１の側壁１１ｓに対して垂直に（すなわち基板表面に水
平に）配向しているので、電圧を印加しても液晶分子を
基板に対して平行な方向に倒す効果は少ないからであ
る。
体１１を有する基板１０上の液晶層２０に電圧を印加し
ていくと、電源ＯＦＦ時（図４（ａ））に垂直に配向し
ていた液晶分子２２のうち、まず、溝構造体１１の溝１
１ａ内の液晶分子が溝１１ａの内側に向けて倒れる。溝
１１ａを規定する側面１１ｓは、基板に対して傾斜して
いる方が配向規制に効果的であり、傾斜角αが７０°以
下５°以上であることが好ましく、傾斜角αが４５°以
下であることがさらに好ましい。なぜなら、溝構造体１
１に設けられた側面１１ｓが基板面に対して垂直な場合
（α＝９０°）、電源ＯＦＦ時に液晶分子が溝構造体１
１の側壁１１ｓに対して垂直に（すなわち基板表面に水
平に）配向しているので、電圧を印加しても液晶分子を
基板に対して平行な方向に倒す効果は少ないからであ
る。
【００３８】さらに溝内の液晶分子の配向に影響を受け
て、溝上部の液晶分子２２ａが溝の内側に向かって配向
する（図４（ｂ））。このように溝上部において配向さ
れた液晶分子２２ａが、溝の外の領域にある液晶分子に
影響を及ぼし、液晶層全体の液晶分子２２を配向させる
（図４（ｃ））。このようにして溝により分割され、囲
まれた複数の液晶領域内の液晶分子は連続的に配向す
る。
て、溝上部の液晶分子２２ａが溝の内側に向かって配向
する（図４（ｂ））。このように溝上部において配向さ
れた液晶分子２２ａが、溝の外の領域にある液晶分子に
影響を及ぼし、液晶層全体の液晶分子２２を配向させる
（図４（ｃ））。このようにして溝により分割され、囲
まれた複数の液晶領域内の液晶分子は連続的に配向す
る。
【００３９】本発明による溝構造体１１の溝１１ａ及び
１１ｂによる配向規制効果は、プラズマアドレス型液晶
表示装置において特に顕著である。本発明をプラズマア
ドレス型液晶表示装置に適用した例を図５に模式的に示
す。
１１ｂによる配向規制効果は、プラズマアドレス型液晶
表示装置において特に顕著である。本発明をプラズマア
ドレス型液晶表示装置に適用した例を図５に模式的に示
す。
【００４０】図５に示したプラズマアドレス液晶表示装
置１００は絵素信号に応じて入射光を出射光に変調して
絵素表示を行う表示セル１００ａと、絵素の走査（アド
レッシング）を行うプラズマセル基板１００ｂとからな
るフラットパネル構造を有している。表示セル１００ａ
とプラズマセル基板１００ｂとは、誘電体シート５３を
共有している。誘電体シート５３は表示セル１００ａの
下側基板として機能するとともに、プラズマセル基板１
００ｂの上側基板として機能する。
置１００は絵素信号に応じて入射光を出射光に変調して
絵素表示を行う表示セル１００ａと、絵素の走査（アド
レッシング）を行うプラズマセル基板１００ｂとからな
るフラットパネル構造を有している。表示セル１００ａ
とプラズマセル基板１００ｂとは、誘電体シート５３を
共有している。誘電体シート５３は表示セル１００ａの
下側基板として機能するとともに、プラズマセル基板１
００ｂの上側基板として機能する。
【００４１】プラズマセル基板１００ｂは、基板５５
と、誘電体シート５３と、リブ５７によって包囲され、
行状に配列した放電チャネル６５とを有し、逐次プラズ
マ放電を発生して表示セル１００ａを線順次で走査す
る。なお、図には例示的に１つの放電チャネルのみを示
している。放電チャネル６５は行状の空間内に、アノー
ド電極Ａとカソード電極Ｋとを有する。なお、図には示
さないが、プラズマ放電を発生させるためにアノード電
極Ａおよびカソード電極Ｋに電圧を印加するための電源
回路、および走査を制御する走査回路等が別に設けられ
ていることはいうまでもない。このプラズマアドレス液
晶装置１００を駆動するための構成要素は、従来のプラ
ズマアドレス液晶装置に設けられる構成要素を用いてよ
い。
と、誘電体シート５３と、リブ５７によって包囲され、
行状に配列した放電チャネル６５とを有し、逐次プラズ
マ放電を発生して表示セル１００ａを線順次で走査す
る。なお、図には例示的に１つの放電チャネルのみを示
している。放電チャネル６５は行状の空間内に、アノー
ド電極Ａとカソード電極Ｋとを有する。なお、図には示
さないが、プラズマ放電を発生させるためにアノード電
極Ａおよびカソード電極Ｋに電圧を印加するための電源
回路、および走査を制御する走査回路等が別に設けられ
ていることはいうまでもない。このプラズマアドレス液
晶装置１００を駆動するための構成要素は、従来のプラ
ズマアドレス液晶装置に設けられる構成要素を用いてよ
い。
【００４２】表示セル１００ａは、行方向に配列された
放電チャネル６５に実質的に直交するように列状に配列
した信号電極１４を有し、放電チャネル６５との交差部
分において絵素を規定する。好ましくは信号電極１４
は、溝構造体１１上に形成されるが、溝構造体１１とカ
ラーフィルタ層１２との間に形成されていてもよい。ま
た、カラーフィルタ層１２上にはオーバーコート層（不
図示）が設けられていてもよい。誘電体シート５３を介
して放電チャネル６５から線順次に印加される電圧と、
信号電極１４に線順次走査に同期して絵素信号が印加さ
れる信号電圧とによって、液晶層６０が絵素毎に駆動さ
れ、入射光の変調が行われる。
放電チャネル６５に実質的に直交するように列状に配列
した信号電極１４を有し、放電チャネル６５との交差部
分において絵素を規定する。好ましくは信号電極１４
は、溝構造体１１上に形成されるが、溝構造体１１とカ
ラーフィルタ層１２との間に形成されていてもよい。ま
た、カラーフィルタ層１２上にはオーバーコート層（不
図示）が設けられていてもよい。誘電体シート５３を介
して放電チャネル６５から線順次に印加される電圧と、
信号電極１４に線順次走査に同期して絵素信号が印加さ
れる信号電圧とによって、液晶層６０が絵素毎に駆動さ
れ、入射光の変調が行われる。
【００４３】プラズマセル基板１００ｂは、上記リブ５
７、アノード電極Ａおよびカソード電極Ｋが設けられた
ガラス基板５５を、誘電体シート５３に下側から接合し
て構成される。また、表示セル１００ａは、カラーフィ
ルタ層１２、溝構造体１１および信号電極１４を上に設
けたガラス基板１０を誘電体シート５３に上側から接合
して構成されている。なお、液晶層６０の厚さ（セルギ
ャップ）は、溝構造体１１の一部と柱状構造体１８とに
よって規定されている。柱状構造体１８は、下地のカラ
ーフィルタ層１２のブラックマトリクス（不図示）が形
成されている領域の直上に配置されるように形成され
る。信号電極１４、溝構造体１１、柱状構造体１８が形
成された基板１０および誘電体シート５３の液晶層６０
側表面には、垂直配向膜（不図示）が形成されている。
垂直配向膜としては、例えば、ＪＡＬＳ−２０４（日本
合成ゴム社製）を用いることができる。
７、アノード電極Ａおよびカソード電極Ｋが設けられた
ガラス基板５５を、誘電体シート５３に下側から接合し
て構成される。また、表示セル１００ａは、カラーフィ
ルタ層１２、溝構造体１１および信号電極１４を上に設
けたガラス基板１０を誘電体シート５３に上側から接合
して構成されている。なお、液晶層６０の厚さ（セルギ
ャップ）は、溝構造体１１の一部と柱状構造体１８とに
よって規定されている。柱状構造体１８は、下地のカラ
ーフィルタ層１２のブラックマトリクス（不図示）が形
成されている領域の直上に配置されるように形成され
る。信号電極１４、溝構造体１１、柱状構造体１８が形
成された基板１０および誘電体シート５３の液晶層６０
側表面には、垂直配向膜（不図示）が形成されている。
垂直配向膜としては、例えば、ＪＡＬＳ−２０４（日本
合成ゴム社製）を用いることができる。
【００４４】また、表示セルを形成する液晶層を挟持す
る一対の基板上のそれぞれに偏光軸が互いに直交する偏
光板を設け、少なくとも一方の偏光板と基板との間に負
の屈折率異方性を有する位相差板を設ける構成にしても
よい。このように位相差板を設けることによって、液晶
表示装置の視野角がさらに改善される。
る一対の基板上のそれぞれに偏光軸が互いに直交する偏
光板を設け、少なくとも一方の偏光板と基板との間に負
の屈折率異方性を有する位相差板を設ける構成にしても
よい。このように位相差板を設けることによって、液晶
表示装置の視野角がさらに改善される。
【００４５】プラズマアドレス型液晶表示装置に本発明
を適用した場合、溝１１ａの深さが表示特性に特に影響
する。以下に溝の深さと表示特性との関係を説明する。
を適用した場合、溝１１ａの深さが表示特性に特に影響
する。以下に溝の深さと表示特性との関係を説明する。
【００４６】透明電極１４が、溝構造体１１の上に形成
されている場合、溝１１ａ以外の液晶領域６０ｂの液晶
層に印加される電圧ＶLCは以下の式で表される。
されている場合、溝１１ａ以外の液晶領域６０ｂの液晶
層に印加される電圧ＶLCは以下の式で表される。
【００４７】 ＶLC ＝ Ｖ／（１＋ｄg・εLC／ｄLC・εg） ここで、Ｖは誘電体シート５３および液晶層６０を介し
て放電チャネル６５と透明電極１４との間に印加される
外部印加電圧、εLC、εgは、それぞれ、液晶層６０、
誘電体シート５３の誘電率で、ｄLC、ｄgは、それぞれ
の厚さである。溝の深さをΔｄとすると、溝領域６０ａ
での液晶層６０の厚さｄLC’はｄLC’＝ｄLC＋Δｄで表
される。従って、上記式から明らかなように、溝領域の
液晶層６０ａにかかる電圧は他の領域６０ｂに比べて大
きくなる。図６に、溝領域および溝以外の領域における
外部印加電圧−透過率特性を示す。液晶層６０が厚いセ
ル（■）は液晶層６０が薄いセル（◆）よりも低い電圧
で駆動される。溝部分以外の領域での液晶層６０の厚さ
ｄlcは例えば約６μｍで屈折率異方性Δｎは約０．０８
である。コントラストを良好にするためには、液晶層の
リタデーション（ｄ・Δｎ）は３００ｎｍ〜６００ｎｍ
に設定されることが望ましい。
て放電チャネル６５と透明電極１４との間に印加される
外部印加電圧、εLC、εgは、それぞれ、液晶層６０、
誘電体シート５３の誘電率で、ｄLC、ｄgは、それぞれ
の厚さである。溝の深さをΔｄとすると、溝領域６０ａ
での液晶層６０の厚さｄLC’はｄLC’＝ｄLC＋Δｄで表
される。従って、上記式から明らかなように、溝領域の
液晶層６０ａにかかる電圧は他の領域６０ｂに比べて大
きくなる。図６に、溝領域および溝以外の領域における
外部印加電圧−透過率特性を示す。液晶層６０が厚いセ
ル（■）は液晶層６０が薄いセル（◆）よりも低い電圧
で駆動される。溝部分以外の領域での液晶層６０の厚さ
ｄlcは例えば約６μｍで屈折率異方性Δｎは約０．０８
である。コントラストを良好にするためには、液晶層の
リタデーション（ｄ・Δｎ）は３００ｎｍ〜６００ｎｍ
に設定されることが望ましい。
【００４８】上述のように、本発明をプラズマアドレス
型液晶表示装置に適用すると、液晶層６０の溝構造体１
１の溝１１ａ内の液晶分子は比較的低い電圧で応答（配
向が変化）する。更に、上記の効果は、中間調表示にお
ける液晶分子の応答速度に対しても有利に働く。すなわ
ち、通常ネマティック液晶材料を使用した液晶表示素子
では、中間調での応答速度が遅く、速い動画を十分に表
示できないという問題がある。しかしながら、本願発明
を適用したプラズマアドレス型液晶表示装置において
は、溝内の液晶分子が中間調電圧で最初に応答するた
め、見かけ上、中間調表示における応答速度が速くな
る。さらに溝の深さが深くなればなるほど、溝領域の液
晶分子は他の領域に比較してさらに低電圧で駆動される
ことになり、溝領域以外の液晶分子も溝領域の液晶分子
につられて駆動されるため、全体として液晶層の駆動電
圧が低下される。
型液晶表示装置に適用すると、液晶層６０の溝構造体１
１の溝１１ａ内の液晶分子は比較的低い電圧で応答（配
向が変化）する。更に、上記の効果は、中間調表示にお
ける液晶分子の応答速度に対しても有利に働く。すなわ
ち、通常ネマティック液晶材料を使用した液晶表示素子
では、中間調での応答速度が遅く、速い動画を十分に表
示できないという問題がある。しかしながら、本願発明
を適用したプラズマアドレス型液晶表示装置において
は、溝内の液晶分子が中間調電圧で最初に応答するた
め、見かけ上、中間調表示における応答速度が速くな
る。さらに溝の深さが深くなればなるほど、溝領域の液
晶分子は他の領域に比較してさらに低電圧で駆動される
ことになり、溝領域以外の液晶分子も溝領域の液晶分子
につられて駆動されるため、全体として液晶層の駆動電
圧が低下される。
【００４９】（溝の構造）溝構造の二次元配置（基板の
表面上での配置）の例を図７（ａ）に示す。図７（ｂ）
に示すように、格子状に形成した溝４１からの配向規制
力により液晶層の配向が規制される。電圧印加時に、溝
４１に囲まれた各液晶領域４６内の液晶分子は、取り囲
む溝による四辺からの配向規制力により、液晶領域４６
の中心を対称軸として軸対称に配向される。ただし、こ
のような溝４１による格子形状は、正方形を形成してい
る必要はなく、絵素領域のピッチ、大きさに合わせて形
状を決定することができる。
表面上での配置）の例を図７（ａ）に示す。図７（ｂ）
に示すように、格子状に形成した溝４１からの配向規制
力により液晶層の配向が規制される。電圧印加時に、溝
４１に囲まれた各液晶領域４６内の液晶分子は、取り囲
む溝による四辺からの配向規制力により、液晶領域４６
の中心を対称軸として軸対称に配向される。ただし、こ
のような溝４１による格子形状は、正方形を形成してい
る必要はなく、絵素領域のピッチ、大きさに合わせて形
状を決定することができる。
【００５０】すなわち、本発明によると、溝４１がたと
え絵素領域内に形成されても透過率を低下させることが
ないので、大きい絵素領域を有する液晶表示装置におい
て、溝４１を絵素領域内に形成し、１絵素を分割し複数
の軸対称配向領域を絵素領域内に形成してもよい。分割
された絵素（上記複数の軸対称配向領域）のピッチが分
割前の１絵素ピッチと整合しない場合、分割された絵素
のパターンと、分割する前の絵素のピッチと同じピッチ
を有する対向基板のパターンとが干渉してモアレ縞が発
生するため、分割するピッチは分割する前の１絵素のピ
ッチと整合させることが好ましい。従って、モワレ縞の
発生を防止するためには、分割構造を長方形にして、絵
素ピッチとあわせることが好ましい。また、大きさの異
なる溝を形成してもよい。さらに、軸対称配向は得られ
ないが、ストライプ状、ジグザグ構造（上下基板に形成
することが有効：４分割配向になる）に形成した溝を用
いて液晶層を配向制御してもよい。この場合にも、液晶
分子の配向方向が連続的に変化するため、広視角特性が
得られる。
え絵素領域内に形成されても透過率を低下させることが
ないので、大きい絵素領域を有する液晶表示装置におい
て、溝４１を絵素領域内に形成し、１絵素を分割し複数
の軸対称配向領域を絵素領域内に形成してもよい。分割
された絵素（上記複数の軸対称配向領域）のピッチが分
割前の１絵素ピッチと整合しない場合、分割された絵素
のパターンと、分割する前の絵素のピッチと同じピッチ
を有する対向基板のパターンとが干渉してモアレ縞が発
生するため、分割するピッチは分割する前の１絵素のピ
ッチと整合させることが好ましい。従って、モワレ縞の
発生を防止するためには、分割構造を長方形にして、絵
素ピッチとあわせることが好ましい。また、大きさの異
なる溝を形成してもよい。さらに、軸対称配向は得られ
ないが、ストライプ状、ジグザグ構造（上下基板に形成
することが有効：４分割配向になる）に形成した溝を用
いて液晶層を配向制御してもよい。この場合にも、液晶
分子の配向方向が連続的に変化するため、広視角特性が
得られる。
【００５１】溝を形成する側面は、前述したように、基
板に対して垂直よりも、傾斜角αが約７０°以下約５°
以上の緩やかな斜面であることが好ましい。傾斜角αが
約５°より小さいと、液晶分子１３の配向制御を行うこ
とが十分できない。また、傾斜角βが、約７０°を越え
ると、十分な配向規制力を得るために深い溝が必要とな
る。
板に対して垂直よりも、傾斜角αが約７０°以下約５°
以上の緩やかな斜面であることが好ましい。傾斜角αが
約５°より小さいと、液晶分子１３の配向制御を行うこ
とが十分できない。また、傾斜角βが、約７０°を越え
ると、十分な配向規制力を得るために深い溝が必要とな
る。
【００５２】（溝構造の形成方法）このように複数の溝
を有する溝構造体の形成方法としては、レジスト材料を
用いたホトリソグラフィー技術を用いるのが好ましい。
特に、傾斜面を有する溝の形成には、ホトマスクとレジ
スト層を形成した基板との距離（プロキギャップ）を大
きく取ったり、現像時間をオーバーに設定することによ
り形成することができる。
を有する溝構造体の形成方法としては、レジスト材料を
用いたホトリソグラフィー技術を用いるのが好ましい。
特に、傾斜面を有する溝の形成には、ホトマスクとレジ
スト層を形成した基板との距離（プロキギャップ）を大
きく取ったり、現像時間をオーバーに設定することによ
り形成することができる。
【００５３】（軸対称配向の固定）液晶層に電圧を印加
して形成された軸対称配向状態は、溝で囲まれた液晶領
域の大きさにより、その安定性が異なる。特に、液晶分
子の軸対称配向状態が一旦形成されても、外部の圧力な
どで流れ配向が形成されることがある。このような場
合、液晶分子の配向状態を安定化させるために、光硬化
性のモノマーを利用したポリマースタビライズ技術を適
応することができる。すなわち、溝構造体を有する基板
を用いて形成したセルに、液晶材料と光硬化性モノマー
との混合物を添加し、所定の電圧を印加して軸対称配向
状態を形成させてから、紫外線によりセル内に存在する
モノマーを反応・硬化させ、高分子からなる配向安定化
層を形成し液晶分子の配向状態を固定することができ
る。具体的には、配向安定化層は垂直配向膜上に付着し
た高分子層により形成されている。このような垂直配向
膜上の高分子層により配向状態を固定することができ
る。光硬化性モノマーの量を減少することにより、電圧
無印加時の垂直配向性を維持することができる。
して形成された軸対称配向状態は、溝で囲まれた液晶領
域の大きさにより、その安定性が異なる。特に、液晶分
子の軸対称配向状態が一旦形成されても、外部の圧力な
どで流れ配向が形成されることがある。このような場
合、液晶分子の配向状態を安定化させるために、光硬化
性のモノマーを利用したポリマースタビライズ技術を適
応することができる。すなわち、溝構造体を有する基板
を用いて形成したセルに、液晶材料と光硬化性モノマー
との混合物を添加し、所定の電圧を印加して軸対称配向
状態を形成させてから、紫外線によりセル内に存在する
モノマーを反応・硬化させ、高分子からなる配向安定化
層を形成し液晶分子の配向状態を固定することができ
る。具体的には、配向安定化層は垂直配向膜上に付着し
た高分子層により形成されている。このような垂直配向
膜上の高分子層により配向状態を固定することができ
る。光硬化性モノマーの量を減少することにより、電圧
無印加時の垂直配向性を維持することができる。
【００５４】液晶材料としては、例えば、Ｎ型液晶材料
（Δε＝−４．０、Δｎ＝０．０８、必要に応じてカイ
ラル剤を添加）を用いることができる。また、光硬化性
モノマーとしては、例えば、アクリレート系、メタアク
リレート系、スチレン系、およびこれらの誘導体を使用
することができる。
（Δε＝−４．０、Δｎ＝０．０８、必要に応じてカイ
ラル剤を添加）を用いることができる。また、光硬化性
モノマーとしては、例えば、アクリレート系、メタアク
リレート系、スチレン系、およびこれらの誘導体を使用
することができる。
【００５５】（実施形態１）本実施形態では、図５に示
したプラズマアドレス型液晶表示装置１００と同様の構
造のプラズマアドレス型液晶表示装置を作製した。本実
施形態における溝構造体１１の配置を図８（ａ）および
（ｂ）を参照しながら説明する。
したプラズマアドレス型液晶表示装置１００と同様の構
造のプラズマアドレス型液晶表示装置を作製した。本実
施形態における溝構造体１１の配置を図８（ａ）および
（ｂ）を参照しながら説明する。
【００５６】カラーフィルタ層４２（Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＢ
Ｍ）が形成された基板４０上に、溝構造体１１をホトリ
ソグラフィー技術を用いて形成した。溝４１の幅は約２
５μｍ、深さは約２μｍで、溝内面の傾斜角αを約２０
°とした。また、一般には絵素幅に相当する溝４１のピ
ッチＰ１（すなわち液晶領域４６の幅）は、１２０μｍ
としている。なお、カラーフィルタ層４２上に透明レジ
スト材料等からなるオーバーコート層が設けられる場合
には、オーバーコート層に溝４１を形成してもよい。こ
の場合、オーバーコート層は、カラーフィルタ層を保護
する機能と、溝構造体としての機能の両方を兼ねること
になる。得られた基板上に更に、透明電極となるＩＴＯ
層を約０．１５μｍの厚さにスパッタ法で形成し、ＩＴ
Ｏ層を絵素の幅にエッチングし、透明電極（不図示）を
形成した。更にこの基板のＢＭ（ブラックマスク）上に
離散的に高さ約６μｍの柱状構造物４８を形成してスペ
ーサーとした。従って、溝部分のセル厚（液晶層の厚
さ）は約８μｍで、溝以外の液晶領域のセル厚は約６μ
ｍである。さらに、得られた基板上に、垂直配向膜（２
０４：ＪＳＲ製）を塗布し、溝構造体を設けたカラーフ
ィルタ基板を完成させた。
Ｍ）が形成された基板４０上に、溝構造体１１をホトリ
ソグラフィー技術を用いて形成した。溝４１の幅は約２
５μｍ、深さは約２μｍで、溝内面の傾斜角αを約２０
°とした。また、一般には絵素幅に相当する溝４１のピ
ッチＰ１（すなわち液晶領域４６の幅）は、１２０μｍ
としている。なお、カラーフィルタ層４２上に透明レジ
スト材料等からなるオーバーコート層が設けられる場合
には、オーバーコート層に溝４１を形成してもよい。こ
の場合、オーバーコート層は、カラーフィルタ層を保護
する機能と、溝構造体としての機能の両方を兼ねること
になる。得られた基板上に更に、透明電極となるＩＴＯ
層を約０．１５μｍの厚さにスパッタ法で形成し、ＩＴ
Ｏ層を絵素の幅にエッチングし、透明電極（不図示）を
形成した。更にこの基板のＢＭ（ブラックマスク）上に
離散的に高さ約６μｍの柱状構造物４８を形成してスペ
ーサーとした。従って、溝部分のセル厚（液晶層の厚
さ）は約８μｍで、溝以外の液晶領域のセル厚は約６μ
ｍである。さらに、得られた基板上に、垂直配向膜（２
０４：ＪＳＲ製）を塗布し、溝構造体を設けたカラーフ
ィルタ基板を完成させた。
【００５７】一方、図５のプラズマセル基板１００ｂと
同様のプラズマセル基板の誘電体シート上に、垂直配向
膜を塗布し、プラズマセル基板を完成させた。
同様のプラズマセル基板の誘電体シート上に、垂直配向
膜を塗布し、プラズマセル基板を完成させた。
【００５８】形成した両基板を貼合せ、セルを形成し
た。形成したセルに、負の誘電異方性を有する液晶材料
（Δε＝−４．０、Δｎ＝０．０７９、セルギャップ６
μｍでツイストするように設定）と下記（化１）に示す
モノマーとを注入封止した。
た。形成したセルに、負の誘電異方性を有する液晶材料
（Δε＝−４．０、Δｎ＝０．０７９、セルギャップ６
μｍでツイストするように設定）と下記（化１）に示す
モノマーとを注入封止した。
【００５９】
【化１】
【００６０】形成したセルに電圧を印加すると軸対称配
向が形成されることを偏光顕微鏡観察で確認した後、軸
対称配向を固定するために紫外線を照射した。液晶層の
リタデーション（ｄ・Δｎ）は望ましくは３００〜６０
０ｎｍであり、本実施形態においてはリタデーションは
約４７４ｎｍとしている。このようにして作製したセル
の視角特性は、上下左右に広い視角特性を示した。
向が形成されることを偏光顕微鏡観察で確認した後、軸
対称配向を固定するために紫外線を照射した。液晶層の
リタデーション（ｄ・Δｎ）は望ましくは３００〜６０
０ｎｍであり、本実施形態においてはリタデーションは
約４７４ｎｍとしている。このようにして作製したセル
の視角特性は、上下左右に広い視角特性を示した。
【００６１】（実施形態２）本実施形態では、図９に示
すように、溝構造をより細分化した。液晶材料としてモ
ノマーを添加しない液晶材料を用いた。その他の構成は
実施形態１と同様である。得られた液晶セルに液晶材料
を入れセルを完成させた。
すように、溝構造をより細分化した。液晶材料としてモ
ノマーを添加しない液晶材料を用いた。その他の構成は
実施形態１と同様である。得られた液晶セルに液晶材料
を入れセルを完成させた。
【００６２】本実施形態の液晶セルにおいても、電圧印
加時に軸対称配向が形成され、実施形態１と同様に広視
角特性が得られた。このようにモノマーを用いて液晶分
子の配向を固定する（ポリマスタビライズ）技術を用い
なくても、液晶分子の軸対称配向が安定化するために
は、溝４１のピッチＰ２が約６０μｍ以下であることが
好ましく、さらに約３０μｍ以下であることが好まし
い。このような細分化された構造においては、溝４１か
らの配向規制力が強く、液晶層全体に広がるためモノマ
ーを使用しなくても軸対称配向を固定することができ
る。
加時に軸対称配向が形成され、実施形態１と同様に広視
角特性が得られた。このようにモノマーを用いて液晶分
子の配向を固定する（ポリマスタビライズ）技術を用い
なくても、液晶分子の軸対称配向が安定化するために
は、溝４１のピッチＰ２が約６０μｍ以下であることが
好ましく、さらに約３０μｍ以下であることが好まし
い。このような細分化された構造においては、溝４１か
らの配向規制力が強く、液晶層全体に広がるためモノマ
ーを使用しなくても軸対称配向を固定することができ
る。
【００６３】（比較例）実施形態１と同様のカラーフィ
ルタ基板上に、溝構造体１１に代えて、高さ約３μｍの
格子状突起状構造体を形成し、さらにその上に透明電極
を形成したあと、約３μｍの柱状構造物をスペーサーと
して形成した。比較例では実施形態１と同様にモノマー
を含む液晶材料を用いた。また、その他の構成は、実施
形態１と同様とした。得られた液晶セルの特性を実施形
態の液晶セルの特性とともに以下の表１に示す。
ルタ基板上に、溝構造体１１に代えて、高さ約３μｍの
格子状突起状構造体を形成し、さらにその上に透明電極
を形成したあと、約３μｍの柱状構造物をスペーサーと
して形成した。比較例では実施形態１と同様にモノマー
を含む液晶材料を用いた。また、その他の構成は、実施
形態１と同様とした。得られた液晶セルの特性を実施形
態の液晶セルの特性とともに以下の表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】表１に示すように、比較例では、突起状構
造体上の液晶分子が電圧に対して十分に動作しないため
に透過率が低い。実施形態１及び２においては、溝部分
がその他の部分に比べてより十分に電圧が印加される。
したがって、比較的低い電圧に対して速く透過率が上昇
するために、全体として透過率が改善する。このよう
に、実施形態１および２は、比較例に比べて溝構造体お
よび突起状構造体を形成する材料（透明レジスト材料な
ど）が絵素領域においてより多く設けられてはいるが、
溝部分による透過率の向上が大きいため、全体として液
晶表示装置の透過率は向上する。さらに、実施形態２に
おいては、モノマーを用いたポリマースタビライズによ
る配向の固定を行っていないのにかかわらず、実施形態
１以上の応答速度が得られた。
造体上の液晶分子が電圧に対して十分に動作しないため
に透過率が低い。実施形態１及び２においては、溝部分
がその他の部分に比べてより十分に電圧が印加される。
したがって、比較的低い電圧に対して速く透過率が上昇
するために、全体として透過率が改善する。このよう
に、実施形態１および２は、比較例に比べて溝構造体お
よび突起状構造体を形成する材料（透明レジスト材料な
ど）が絵素領域においてより多く設けられてはいるが、
溝部分による透過率の向上が大きいため、全体として液
晶表示装置の透過率は向上する。さらに、実施形態２に
おいては、モノマーを用いたポリマースタビライズによ
る配向の固定を行っていないのにかかわらず、実施形態
１以上の応答速度が得られた。
【００６６】上記の実施形態においては、本発明をプラ
ズマアドレス型液晶表示装置に適用した例を示したが、
本発明はこれに限られず、アクティブマトリクス型液晶
表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置にも適用でき
る。
ズマアドレス型液晶表示装置に適用した例を示したが、
本発明はこれに限られず、アクティブマトリクス型液晶
表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置にも適用でき
る。
【００６７】また、上記には本発明の液晶表示装置に負
の誘電異方性を有するＮ型液晶材料を用いた場合につい
て詳細に説明したが、正の誘電異方性を有するＰ型液晶
材料を用いてもよい。この場合、垂直配向膜の代わりに
他の適切な配向膜を用いられてよい。
の誘電異方性を有するＮ型液晶材料を用いた場合につい
て詳細に説明したが、正の誘電異方性を有するＰ型液晶
材料を用いてもよい。この場合、垂直配向膜の代わりに
他の適切な配向膜を用いられてよい。
【００６８】
【発明の効果】上述したように、本発明の液晶表示装置
は、溝構造体により形成される溝が、液晶分子の配向方
向を連続的に変化させるような配向規制力を有する。従
って、従来のＡＳＭモードの液晶表示装置において、表
示に有効に利用されていなかった突起状構造体上の液晶
層を表示に有効に利用できるので液晶表示装置の透過率
が向上する。また、プラズマアドレス型液晶表示装置に
適用した場合、溝部分の液晶分子に印加される電圧は、
溝が形成されていない領域の液晶分子に印加される電圧
よりも高い。従って、溝部分の液晶分子応答時間が比較
的速くなり、全体として応答速度を改善することができ
る。特に中間調の応答速度が従来に比べて格段に速くな
る。さらに、軸対称配向の安定性に優れ、外圧が印加さ
れた場合や、高速スイッチング時にも、安定な軸対称配
向を実現できる。
は、溝構造体により形成される溝が、液晶分子の配向方
向を連続的に変化させるような配向規制力を有する。従
って、従来のＡＳＭモードの液晶表示装置において、表
示に有効に利用されていなかった突起状構造体上の液晶
層を表示に有効に利用できるので液晶表示装置の透過率
が向上する。また、プラズマアドレス型液晶表示装置に
適用した場合、溝部分の液晶分子に印加される電圧は、
溝が形成されていない領域の液晶分子に印加される電圧
よりも高い。従って、溝部分の液晶分子応答時間が比較
的速くなり、全体として応答速度を改善することができ
る。特に中間調の応答速度が従来に比べて格段に速くな
る。さらに、軸対称配向の安定性に優れ、外圧が印加さ
れた場合や、高速スイッチング時にも、安定な軸対称配
向を実現できる。
【００６９】本発明の液晶表示装置は優れた視角特性を
有し、大型の液晶表示装置、特にプラズマアドレス型液
晶表示装置に適している。
有し、大型の液晶表示装置、特にプラズマアドレス型液
晶表示装置に適している。
【図１】従来の軸対称モードの液晶表示装置に用いられ
る突起状構造体を有する基板を示す断面図である。
る突起状構造体を有する基板を示す断面図である。
【図２】従来の液晶表示装置のセル厚の差による透過率
の差を説明する図である。
の差を説明する図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に用いられる、溝構造体
を設けた基板を示す図である。（ａ）は断面図、（ｂ）
は模式的な斜視図である。
を設けた基板を示す図である。（ａ）は断面図、（ｂ）
は模式的な斜視図である。
【図４】本発明の液晶表示装置が有する溝構造による配
向制御を示す図である。（ａ）は電圧無印加（電源ＯＦ
Ｆ）状態、（ｂ）は中間調状態、（ｃ）は電圧印加（電
源ＯＮ）状態での液晶分子の配向状態を示す。
向制御を示す図である。（ａ）は電圧無印加（電源ＯＦ
Ｆ）状態、（ｂ）は中間調状態、（ｃ）は電圧印加（電
源ＯＮ）状態での液晶分子の配向状態を示す。
【図５】本発明による溝構造をプラズマアドレス型液晶
表示装置（ＰＡＬＣ）に適応した場合の液晶表示装置を
示す断面図である。
表示装置（ＰＡＬＣ）に適応した場合の液晶表示装置を
示す断面図である。
【図６】図５に示すプラズマアドレス型液晶表示装置に
おける液晶層の外部印加電圧−透過率特性を示すグラフ
である。
おける液晶層の外部印加電圧−透過率特性を示すグラフ
である。
【図７】図５に示すプラズマアドレス型液晶表示装置に
おける溝構造体の配置を模式的に示す平面図である。
（ａ）は溝構造体の配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示す
溝構造体の配置による電圧印加時の液晶領域内の液晶分
子の配向状態を示す。
おける溝構造体の配置を模式的に示す平面図である。
（ａ）は溝構造体の配置を示し、（ｂ）は（ａ）に示す
溝構造体の配置による電圧印加時の液晶領域内の液晶分
子の配向状態を示す。
【図８】実施形態１の溝構造が設けられた基板を示す図
である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線
に対応する断面図である。
である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線
に対応する断面図である。
【図９】実施形態２の細分化された溝構造が設けられた
基板を示す平面図である。
基板を示す平面図である。
１０ ガラス基板 １１ 溝構造体 １１ａ、１１ｂ 溝 １１ｓ 側面 １２ カラーフィルタ層 １３ オーバーコート層 １４ 透明電極 １８ 柱状構造体
Claims (12)
- 【請求項１】 第１の基板と、第２の基板と、該第１お
よび第２の基板の間に挟持された液晶層とを有する液晶
表示装置であって、 該液晶層は、該第１の基板に設けられた溝構造体により
形成される複数の溝によって分割された複数の液晶領域
を有し、 該複数の液晶領域内の液晶分子の配向方向が連続的に変
化する、液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記複数の液晶領域内の前記液晶分子は
軸対称配向する、請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の基板のうちの少なく
とも一方の基板の前記液晶層の側の表面に設けられた垂
直配向膜を更に有し、該液晶層は負の誘電異方性を有す
る液晶材料を含む、請求項１または２に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項４】 前記複数の溝を構成する前記溝構造体の
側壁部は、前記第１の基板表面に対して傾斜する傾斜部
を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記傾斜部の前記第１の基板表面に対す
る角度は、５度以上かつ７０度以下である請求項４に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶層と前記溝構造体との間に、透
明電極が形成されている、請求項１または２に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項７】 少なくとも２つの前記液晶領域が液晶表
示装置の１絵素に対応し、該１絵素に対応する絵素領域
内に少なくとも１本の前記溝が形成されている、請求項
１または２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】 前記複数の溝は格子状に形成されてい
る、請求項１または２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】 前記第１および第２の基板のうちの一方
の基板の前記液晶層側とは反対側に、該一方の基板を介
して前記液晶層に電圧を印加するためのプラズマチャネ
ルを有するプラズマ基板をさらに有する、請求項１から
８のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項１０】 前記液晶領域における前記液晶層の厚
さｄと、該液晶層の屈折率異方性Δｎとの積（ｄ・Δ
ｎ）が３００ｎｍ〜６００ｎｍである、請求項１または
２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１１】 前記垂直配向膜上に、前記液晶層の配
向状態を固定するための高分子層が形成されている、請
求項３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１２】 前記第１および第２の基板のそれぞれ
が偏光板を更に有しており、該第１の基板に設けられた
該偏光板の偏光軸と該第２の基板に設けられた該偏光板
の偏光軸とは互いに直交しており、少なくとも一方の偏
光板と該少なくとも一方の偏光板が設けられた基板との
間に負の屈折率異方性を有する位相差板を更に有する、
請求項３に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267111A JP2000098393A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 液晶表示装置 |
| US09/400,860 US6466296B1 (en) | 1998-09-21 | 1999-09-21 | LCD with groove structure to define liquid crystal regions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267111A JP2000098393A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000098393A true JP2000098393A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17440224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10267111A Withdrawn JP2000098393A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 液晶表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6466296B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000098393A (ja) |
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| US7385660B2 (en) | 2003-12-08 | 2008-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device for transflector having opening in a first electrode for forming a liquid crystal domain and openings at first and second corners of the domain on a second electrode |
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| JP4076523B2 (ja) * | 2004-06-17 | 2008-04-16 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP4523848B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2010-08-11 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| KR20060102953A (ko) * | 2005-03-25 | 2006-09-28 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
| KR101127832B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2012-03-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 |
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| KR20160025690A (ko) * | 2014-08-27 | 2016-03-09 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
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