液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置
【課題】本発明は、階調変化時の応答速度を低下させずに光透過率を向上させた液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】対向配置される対向基板とともに液晶を挟持するアレイ基板上に形成されたドレインバスライン６と、ドレインバスライン６に接続されたＴＦＴ１６と、ＴＦＴ１６に接続され、ドレインバスライン６に平行に連設されたストライプ状電極８及びスペース１０とを備え、ドレインバスライン６近傍のストライプ状電極８の電極幅がそれより内方の内方電極１２の幅より狭く形成された画素電極３とを有するように構成する。
【解決手段】対向配置される対向基板とともに液晶を挟持するアレイ基板上に形成されたドレインバスライン６と、ドレインバスライン６に接続されたＴＦＴ１６と、ＴＦＴ１６に接続され、ドレインバスライン６に平行に連設されたストライプ状電極８及びスペース１０とを備え、ドレインバスライン６近傍のストライプ状電極８の電極幅がそれより内方の内方電極１２の幅より狭く形成された画素電極３とを有するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置に関し、特に、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させたＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ：垂直配向）モードや、正の誘電率異方性を有する液晶を水平配向させて横電界を印加するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等の液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
また、本発明は、光又は熱により重合する重合性成分（モノマーやオリゴマー）を含有する液晶層を基板間に封止し、液晶層に印加する電圧を調整しながら（印加電圧が０（ゼロ）である場合を含む、以下、場合に応じて単に「電圧を印加しながら」と略記する）重合性成分を重合して基板界面に対してごくわずかな傾斜角（いわゆるプレチルト角）を液晶分子に付与する液晶表示装置及びそれに用いられる液晶票装置用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設けたマルチドメイン垂直配向モード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍｏｄｅ）液晶表示装置（以下、ＭＶＡ−ＬＣＤと略称する）が知られている。配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能である。このＭＶＡ−ＬＣＤは、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ：ねじれネマチック）モードのＬＣＤに比べて視角特性に優れている。
【０００３】
しかしながら、従来のＭＶＡ−ＬＣＤは、白輝度が低く表示が暗いという欠点を有している。この主な原因は、突起上方やスリット上方が配向分割の境界となって暗線が生じるため、白表示時の透過率が低くなって暗く見えることに因る。この欠点を改善するには、突起やスリットの配置間隔を十分広くすればよいが、配向規制用構造物である突起やスリットの数が少なくなるため、液晶に所定電圧を印加しても配向が安定するまでに時間がかかるようになり、応答速度が遅くなってしまうという問題を生じる。
【０００４】
この問題を改善し、高輝度でしかも高速応答可能なＭＶＡ−ＬＣＤを得るために、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いることが提案されている。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術では、液晶にモノマーやオリゴマー等の重合性成分（以下、モノマーと略称する）を混合した液晶組成物を基板間に封入する。基板間に電圧を印加して液晶分子をチルト（傾斜）させた状態下で、モノマーを重合してポリマー化させる。これにより、電圧印加を取り去っても所定のプレチルト角でチルトする液晶層が得られ、液晶配向方位を規定することができる。モノマーとしては、熱若しくは光（紫外線）で重合する材料が選択される。
【０００５】
しかしながら、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、完成したＬＣＤ上に画像を表示させた際の表示むらに関連していくつかの課題を有している。まず、モノマー重合時の液晶駆動において局所的に生じる液晶の配向異常に起因して、完成したＬＣＤの画像表示で表示むらが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
一方の正の誘電率異方性を有する液晶を水平配向させて横電界を印加するＩＰＳモード液晶表示装置（以下、ＩＰＳ−ＬＣＤと略称する）も、ＭＶＡ−ＬＣＤと同様に視角特性に優れている。但し、ＩＰＳ−ＬＣＤは櫛形電極によって液晶分子を水平面内でスイッチングさせており、この櫛形電極により画素の開口率が著しく低下してしまうため高い光強度のバックライトユニットが必要になる。
【０００７】
ＭＶＡ−ＬＣＤにおける突起やスリットによる画素の実質開口率の低下はＩＰＳ−ＬＣＤの櫛形電極ほどではないにしても、ＴＮモードのＬＣＤに比べると、パネルの光透過率が低い。そのため現状では、低消費電力が要求されるノートパソコンにはＭＶＡ−ＬＣＤやＩＰＳ−ＬＣＤはほとんど採用されていない。
【０００８】
現在のＭＶＡ−ＬＣＤは広視野角化のため、電圧印加時に液晶分子が４方向に倒れるように、線状突起や画素電極を線状に一部抜いたスリットを画素内に複雑に多数配置している。このため画素の光透過率が低くなる。
【０００９】
これを改善するため、単純な構成で隣り合う線状突起の間隔を広くした場合の配向規制動作について説明する。図１４は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤを示している。図１４（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すＭＶＡ−ＬＣＤをドレインバスライン６に平行に切った断面を示している。図１４（ａ）は１本のゲートバスライン４に連設された３つの画素２を示している。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、画素電極３のゲートバスライン４側両端部近傍にはゲートバスライン４に平行に延びる２本の線状突起６８が形成されている。また。対向基板側コモン電極上には、画素中央を含む位置にゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。なお、アレイ基板側は、ガラス基板２０及びゲートバスライン４上に絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３が形成され、その上に絶縁膜２２が形成されている。
【００１０】
この構成により、画素電極３とコモン電極２６との間に電圧が印加されて液晶層２４内の電界分布が変化すると、負の誘電率異方性を有する液晶分子２４ａは２つの方向に傾斜する。すなわち、画素２のゲートバスライン４側両端の線状突起６８から対向基板側の線状突起６６に向かって液晶分子２４ａは傾斜する。これにより、上下２分割のマルチドメインが形成される。ＭＶＡモードでは、線状突起（あるいはスリット）が作る電界により線状突起６６、６８近傍（あるいはスリット近傍）の液晶分子２４ａから順に傾斜方向が規定されていく。従って、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように線状突起（あるいはスリット）の間隙が非常に広いと、液晶分子２４ａの傾斜の伝播に時間がかかるため、電圧を印加したときの液晶分子の応答が非常に遅くなる。
【００１１】
そこで、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術の採用が考えられる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、従来の液晶材料に代えて重合可能なモノマーを含む液晶層２４に電圧を印加した状態でモノマーを重合してポリマー化し、当該ポリマーに液晶分子２４ａの傾斜する方向を記憶させる。
【００１２】
ところが、図１４（ａ）、（ｂ）の構造で液晶層２４に電圧を印加しても、ドレインバスライン６近傍の画素電極３端部で発生する電界により、ドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは意図した傾斜方向とは９０°異なる方向に倒れてしまう。このため、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いても、図１５のＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図に示すように、各表示画素２には遮光膜（ＢＭ）をはみ出してドレインバスライン６に沿って大きな暗部Ｘ１が視認されてしまう。
【００１３】
これを解決するために、本願出願人による先の出願（日本国出願番号：特願２００１−２６４１１７号、出願日：２００１年８月３１日）では、ＴＦＴ１６が形成されたアレイ基板側の画素電極３をライン・アンド・スペースパターンのストライプ状電極にすることを提案している。一例として図１６は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た実施例を示している。図１６に示すように、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行にライン・アンド・スペースパターンが形成されたストライプ状電極８及びスペース１
０を有している。
【００１４】
一般に、配向膜による配向規制力は、配向膜に接している液晶分子２４ａだけに作用し、セルギャップ方向中央部の液晶分子にまでは及ばない。そのため、セルギャップ方向中央部の液晶分子２４ａは、画素端部で発生する電界の影響を大きく受けて配向方位が乱れてしまう。ドレインバスライン６に平行なストライプ状電極８及びスペース１０を有する画素電極３にすると、電圧印加時に液晶分子２４ａはストライプ状電極８及びスペース１０に平行に倒れる。また、ストライプ状電極８及びスペース１０により全液晶分子２４ａの傾斜方向が定まるので、画素端部で発生する横電界の影響を最小限に抑えることができる。
【００１５】
上記出願で提案された液晶表示装置及びその製造方法について、以下具体的に説明する。図１６は、提案に係るＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示し、図１７は図１６のＤ−Ｄ線で切断した断面形状を示している。図１６に示すように、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行にライン・アンド・スペースパターンが形成されたストライプ状電極８及びスペース１０を有している。画素２ほぼ中央でゲートバスライン４に平行に形成された接続電極６４により、各ストライプ状電極８は電気的に接続されている。また、ストライプ状電極８の一部がＴＦＴ１６のドレイン電極６０に対向配置されたソース電極６２に接続されている。
【００１６】
図１７に示すように、画素領域中央部の接続電極６４に対向する位置の対向基板側にはゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。線状突起６６により、液晶分子２４ａの配向規制方向をより顕著に決定することができる。
【００１７】
対向基板側の線状突起６６を設ける代わりにアレイ基板側又は対向基板側の配向膜にラビング処理を施してももちろんよい。この場合は、図１７に示す矢印のように、アレイ基板側は図１６に示す領域Ｂ、Ｃ共に接続電極６４に向かってラビングを施すようにする。対向基板側は接続電極６４から遠ざかる方向に向かってラビングを施すようにする。また、光配向法を用いることも可能である。
【００１８】
図１６及び図１７に示すパネル構造を用いて、光重合性モノマーが添加された液晶層２４に電圧を印加して画素２内の液晶分子２４ａを所定方向に傾斜させた状態で、液晶層２４に光を照射してモノマーを重合して液晶分子２４ａのプレチルト角及び／又は配向方位を規定した。完成したＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、暗部Ｘ１が消滅して画素部全体から光が透過して従来に比して透過率を向上させることができた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記出願で提案された構造では、液晶層の配向を規定することはできるものの、スペース１０上の液晶分子は上下を電極で挟まれておらず、直接電界がかからないため、液晶分子が配向しない（倒れない）。このため、スペース１０近傍で透過率の低下が発生してしまうという問題が生じる。このため、図１６に示す構造は、図１４に示す構造より液晶配向を規定することが図れ、図１５に示すような画素周辺部の暗部Ｘ１を発生させないようにして透過率を向上させる一方で、画素周辺部より内方の光透過率が逆に低下してしまい、画素全体の透過率を飛躍的に向上させることができないという問題を有している。
【００２０】
本発明の目的は、階調変化時の応答速度を低下させずに光透過率を向上させた液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、前記基板上に形成されたバスラインと、前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【発明の効果】
【００２２】
以上の通り、本発明によれば、階調変化時の応答速度を低下させずに光透過率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１によるＭＶＡ−ＬＣＤの変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の実施例１−３によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実施例１−４によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の実施例１−４によるＭＶＡ−ＬＣＤの変形例を示す図である。
【図１４】２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤを示す図である。図１４（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すＭＶＡ−ＬＣＤをドレインバスライン６に平行に切った断面を示している。
【図１５】ＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。
【図１６】提案されたＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た図である。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ線で切断した断面形状を示している。
【図１８】従来のＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の実施例２−２による２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面を示す図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２５】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２７】提案された配向制御手段を示す図である。
【図２８】提案された配向制御手段を示す図である。
【図２９】複数の方位を向いたストライプ状電極８とスペース１０を組み合わせた（魚骨状）パターンを基板面法線方向に見た図である。
【図３０】図２９のＥ−Ｅ線で切断した断面を示す図である。
【図３１】ストライプ状電極８及びスペース１０の境界部（背骨部）に着目して、中間調表示時におけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓに対する配向状態を調査した結果を示す図である。
【図３２】本発明の第４の実施の形態によるＬＣＤにおけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓの関係を示す図である。
【図３３】本発明の第４の実施の形態による実施例４−１を説明する図である。
【図３４】本発明の第４の実施の形態による実施例４−２を説明する図である。
【図３５】従来のＩＰＳ−ＬＣＤの表示電極及びコモン電極の配置構成を示す図である。
【図３６】本発明の第６の実施の形態の実施例６−１による液晶表示装置の構成を示す図である
【図３７】本発明の第６の実施の形態の実施例６−２による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図３８】本発明の第６の実施の形態の実施例６−３による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図３９】本発明の第６の実施の形態の実施例６−３による液晶表示装置の構成を示す図である
【図４０】本発明の第６の実施の形態の実施例６−４による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図４１】本発明の第６の実施の形態の実施例６−４による液晶表示装置の構成を示す図である
【図４２】本発明の第６の実施の形態の実施例６−５による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図４３】共重合ポリマーの構造を模式的に示す図である。
【図４４】本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置の原理を説明する図である。
【図４５】本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置の原理を説明する図である。
【図４６】本発明の第７の実施の形態の実施例７−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図４７】本発明の第７の実施の形態の実施例７−２による液晶表示装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図１乃至図１３を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置の画素電極３は、ドレインバスライン６又はゲートバスライン４に平行にストライプ状電極８及びスペース１０が形成されている。但し、バスライン近傍のストライプ状電極８の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成されている。また、スペース１０の総面積が、スペース１０の総面積とストライプ状電極８及びそれ以外の電極総面積との総和である画素電極３総面積（電極領域総面積）の５０％以下である点に特徴を有している。
【００２５】
さらに、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の画素周辺部にのみ設け、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８をゲートバスライン６側の画素周辺部及び配向分割境界近傍にのみ設けることを特徴としている。
【００２６】
図１乃至図４を用いて、本実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する。図１は、ＶＡ−ＬＣＤを基板面に垂直に切断した一部断面を示している。図１において、ＴＦＴ等のスイッチング素子が形成されるアレイ基板側の絶縁性基板であるガラス基板２０上に画素電極３が形成されている。画素電極３は、ストライプ状電極８とスペース１０の組合せからなり、図中左右方向の不図示の領域にもストライプ状電極８とスペース１０が交互に形成されている。本例では、ストライプ状電極８の幅Ｌ＝３μｍ、スペース１０の幅Ｓ＝３μｍである。アレイ基板側ガラス基板２０と対向配置されて液晶層２４を狭持する対向基板側ガラス基板３０の液晶層側面上にコモン電極２６が形成されている。
【００２７】
両ガラス基板２０、３０の液晶層２４との界面には垂直配向膜（不図示）が形成されている。液晶層２４は、光重合性モノマーが添加された負の誘電率異方性を有する液晶材料が含まれている。
【００２８】
このような構成のＶＡ−ＬＣＤにおいて、ストライプ状電極８とコモン電極２６との間に電圧を印加して、液晶層２４内の液晶分子２４ａへの電界強度を変化させると、電界強度に応じて液晶分子２４ａのチルト角を変化させて透過率を変化させることができる。
【００２９】
図２は、ストライプ状電極８とコモン電極２６との間の印加電圧の変化に対する透過率の変化を示すグラフである。横軸は、図１に示すＶＡ−ＬＣＤのガラス基板２０の左右方向でのストライプ状電極８とスペース１０の配置位置を示している。縦軸は透過率を示している。図中、連続する◆印で示された曲線は、印加電圧３Ｖでの透過率分布を示している。連続する△印で示された曲線は、印加電圧３．５Ｖでの透過率分布を示している。連
続する×印で示された曲線は、印加電圧４Ｖでの透過率分布を示している。連続する□印で示された曲線は、印加電圧５．４Ｖでの透過率分布を示している。連続する−印（実線）で示された曲線は、印加電圧１０Ｖでの透過率分布を示している。いずれも、電圧印加後５００ｍｓ経過した時点での透過率分布を示している。
【００３０】
図２に示すように、印加電圧を上げていくと透過率もそれに応じて高くなるが、何れの場合もストライプ状電極８中央部で極大値をとりスペース１０中央部で極小値をとる曲線となる。つまり、図１に示すように、画素電極３がストライプ状電極８とスペース１０との組合せからなる場合には、電圧印加時のストライプ状電極８上方の電界強度とスペース１０上方の電界強度に差が生じ、スペース１０上方の電界強度の方が相対的に低くなるため、スペース１０近傍で透過率の低下が発生してしまう。これにより、ドレインバスライン６近傍の画素電極３周辺端部の暗部Ｘ１が消滅しても全体としての透過率は上がらない。例えば、図２において、□印曲線で示す印加電圧５．４Ｖでの平均透過率は０．７８４であるのに対し、後述のスペース１０を持たない「べた」構造の画素電極３でのそれは、０．８９７（図４参照）であり、約１４％の輝度差（０．８９７／０．７８４＝１．１４）で「べた」構造の方が高輝度を得られる。
【００３１】
図３は、画素電極３が各画素領域内に一様に形成されている以外は、図１と全く同一構成のＶＡ−ＬＣＤを示している。図４は、画素電極３とコモン電極２６との間の印加電圧の変化に対する透過率の変化を示すグラフである。横軸は、図３に示すＶＡ−ＬＣＤのガラス基板２０の左右方向に対応しており、画素領域ほぼ中央部の画素電極３を示している。縦軸は透過率を示している。図中、連続する◆印で示された曲線は、印加電圧３Ｖでの透過率分布を示している。連続する□印で示された曲線は、印加電圧５．４Ｖでの透過率分布を示している。連続する−印（実線）で示された曲線は、印加電圧１０Ｖでの透過率分布を示している。いずれも、電圧印加後５００ｍｓ経過した時点での透過率分布を示している。
【００３２】
図４に示すように、印加電圧を上げていくと透過率もそれに応じて高くなるが、印加電圧の大きさに因らず何れの透過率分布もフラットで基板位置による変化は見られない。つまり、図３に示すように、画素電極３がスペース１０を持たない「べた」構造の場合には、画素電極３中央部では電圧印加時の電界強度がフラットであるため均等な透過率が得られる。
【００３３】
しかしながら、図１４及び図１５を用いて既に説明したように、画素電極３がスペース１０を持たない「べた」構造の場合には、ドレインバスライン６近傍の画素電極３周辺端部には暗部Ｘ１が形成されてしまうため、画素の透過率は全体としては下がってしまう。
【００３４】
すなわち、画素電極３中のスペース１０の占める割合が大きくなると液晶層２４の配向状態は良好になるが透過率は余り上がらない。一方、スペース１０の占める割合が小さくなり過ぎると液晶層２４の配向乱れが増加して透過率は低下する。
【００３５】
つまり、スペース１０の総面積が、スペース１０及びストライプ状電極８及びそれ以外の電極の総面積、すなわち画素電極３総面積に対して最適な割合を持つようにすれば、透過率を最大にすることができる。鋭意実験の結果、スペース１０の占める割合が４〜５０％であれば液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率が得られることが見出された。
【００３６】
また、暗部Ｘ１の発生を抑制するために、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合には、少なくともストライプ状電極８をドレインバスライン６側の画素周辺部に設け、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８を少なくともゲートバスライン４側の画素周辺部及び配向分割境界近傍に設けるよう
にすればよい。
【００３７】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。まず、以下の全ての実施例に共通の条件を次に列挙する。
配向膜：垂直配向膜；
液晶：負の誘電率異方性を有し、且つ光重合性モノマーが添加されている；
偏光板：液晶パネルの両側にクロスニコルに配置されノーマリブラックモードを実現する；
偏光板の偏光軸：バスラインに対して４５°方向；
液晶パネル：対角１５インチ；
解像度：ＸＧＡ。
【００３８】
［実施例１−１］
図５乃至図７を用いて本実施例について説明する。図５は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示し、図６は図５のＡ−Ａ線で切断したＬＣＤ断面形状を示している。図５に示すように、画素電極３は、スペース１０が形成されておらず、画素領域周辺部より内方で電極材が一様に形成された内方電極１２を有している。さらに、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行な両端部であって、接続電極６４の上下両側に形成された４つのスペース１０と、内方電極１２に対して各スペース１０を介して隣り合う４つのストライプ状電極８を有している。上下方向に見て画素２ほぼ中央に形成された接続電極６４により、各ストライプ状電極８は内方電極１２と電気的に接続されている。また、内方電極１２の左上部がＴＦＴ１６のソース電極６２に接続されている。
【００３９】
本実施例では、ストライプ状電極８の幅Ｌ＝３μｍ、スペース１０の幅Ｓ＝３μｍである。また、本実施例におけるスペース１０の総面積は、スペース１０及びストライプ状電極８及びそれ以外の電極（内方電極１２及び接続電極６６）の総面積である画素電極３総面積に対して６％の割合を有している。
【００４０】
図６に示すように、画素領域中央部の接続電極６４に対向する位置の対向基板側にはゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。線状突起６６により、液晶分子２４ａの配向規制方向をより顕著に決定することができる。
【００４１】
対向基板側の線状突起６６を設ける代わりにアレイ基板側又は対向基板側の配向膜にラビング処理を施してももちろんよい。この場合は、図６に示す矢印のように、アレイ基板側は図５に示す領域Ｂ、Ｃ共に、ドレインバスライン６に平行に画素電極３中央に向かってラビングを施すようにする。対向基板側は、接続電極６４から遠ざかる方向に向かってラビングを施すようにする。また、光（ＵＶ）配向を用いることも可能である。
【００４２】
ところで、図５に示すＴＦＴ１６近傍の破線で囲った領域Ａの液晶分子２４ｂの傾斜方向が、図６に示すように領域Ｂの液晶分子２４ａと逆方向になる配向乱れが生じてしまうことがある。この配向乱れにより液晶層２４への電圧印加時に領域Ａに暗部が形成されてしまう。これを改善するための変形例を図７に示す。変形例では、図７に示すように画素電極３のゲートバスライン４側両端部近傍に、配向規制用構造物としてゲートバスライン４に平行に延びる２本の線状突起６８が形成されている。線状突起６８をゲートバスライン上及びゲートバスライン４と画素電極３の間に追加すると、領域Ａの液晶分子２４ｂの倒れる方向を領域Ｂの液晶分子２４ａと同じ方向にすることが可能である。なお、配向規制用構造物として電極を一部形成しない電極抜き部（スリット）を用いることも可能である。
【００４３】
図７の変形例に係る構造を用いて液晶層２４に電圧を印加（ゲート電極：ＤＣ３０Ｖ、ドレイン電極：ＤＣ−５Ｖ、コモン電極：グランド電位）して画素２内の液晶分子２４ａを所定方向に傾斜させた状態で、光重合性モノマーを添加した液晶に光を照射してモノマーを重合して液晶分子２４ａのプレチルト角及び／又は配向方位を規定した。完成したＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、画素部全体から光が透過し、従来のＬＣＤに比較して透過率を向上させることができた。
【００４４】
このように本実施例によれば、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ設け、且つスペース１０の占める割合を６％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００４５】
［実施例１−２］
図８を用いて本実施例について説明する。図８は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板側を示している。本実施例は、画素電極３構造を除き実施例１−１と同一構成を有している。実施例１−１の図５に示した画素電極３構造に対して、本実施例の画素電極３には、図８に示すように、ドレインバスライン６に平行な両端部であって接続電極６４の上下両側に、それぞれ２つずつ計８つのスペース１０が形成され、内方電極１２に隣り合う各スペース１０を介して２本ずつ計８つのストライプ状電極８が形成されている。
【００４６】
本実施例におけるスペース１０の総面積は、実施例１−１の２倍になるので画素電極３総面積に対して１２％の占有割合を有している。
【００４７】
このように本実施例においても、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ複数設け、且つスペース１０の占める割合を１２％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００４８】
［実施例１−３］
図９を用いて本実施例について説明する。図９は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示している。本実施例は、画素電極３構造を除き実施例１−１と同一構成を有している。実施例１−１の図５に示した画素電極３構造に対して、本実施例の画素電極３は、図５の内方電極１２のドレインバスライン６の延伸方向の高さを低くして内方電極１２'とし、高さを低くした領域にラインアンドスペース
状のストライプ状電極８'及びスペース１０'を設けている点に特徴を有している。
この構造にすることにより、本実施例におけるスペース１０、１０'の総面積は、画素
電極３総面積に対して３５％の占有割合を有するようになる。
【００４９】
このように本実施例においても、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ複数設け、且つスペース１０の占める割合を３５％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００５０】
［実施例１−４］
図１０乃至図１３を用いて本実施例について説明する。図１０は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示している。本実施例に係る画素電極３の構造は、ストライプ状電極８及びスペース１０がゲートバスライン４に平行に形成されている点に特徴を有している。図中左右方向の２方向に配向分割させるため、ＴＦＴ１６のソース電極６２と接続された画素上半分の１本のストライプ状電極８は、ス
ペース１０を介して図の右上の接続電極６４ａで図上側の内方電極１２ａと接続され、画素下半分の１本のストライプ状電極８はスペース１０を介して図左下の接続電極６４ｄで図下側の内方電極１２ｂと接続されている。両側にスペース１０が設けられたストライプ状電極８'に内方電極１２ａは右側の接続電極６４ｂで接続され、内方電極１２ｂは左側
の接続電極６４ｃで接続されている。
【００５１】
こうすることにより、ドレインバスライン６に平行な画素電極端で発生する横電界によりドレインバスライン６に対して直角方向に傾斜する液晶分子の配向を積極的に利用することができる。なお、接続電極６４ａ〜６４ｄの位置を左右反対にして図１０とは左右逆の画素電極３構造にしてももちろんよい。この構造により、本実施例におけるスペース１０の総面積は、画素電極３総面積に対して４％の占有割合となる。
【００５２】
このように本実施例において、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させるため、少なくともストライプ状電極８をゲートバスライン４側の画素周辺部に設けると共に、ストライプ状電極８'を配向分割境界近傍（２つの内方電極１２、１２'が対向する位置）に設け、且つスペース１０の占める割合を４％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００５３】
図１１は、図１０のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。図１２は、図１０のＣ−Ｃ線で切断した断面を示している。図１１及び図１２に示すように、接続電極６４ａ、６４ｄと、それらと隣接するドレインバスライン６との間の対向基板上に線状突起６６が形成されている。線状突起６６を形成することにより、接続電極６４ａ、６４ｄ側の内方電極１２，１２'端辺と、それらに隣接するドレインバスライン６との間の電界の影響をなく
すことができる。さらに配向方向を確実にするため、ラビング処理や光配向処理を施してもよい。
【００５４】
図１３は本実施例の変形例を示している。図１３に示すように、内方電極１２の図左側端部近傍と内方電極１２'の図右側端部近傍のアレイ基板上にそれぞれ線状突起６８を形
成するようにしてもよい。線状突起６８を形成することにより、内方電極１２の図左側端部近傍及び内方電極１２'の図右側端部近傍と、それらに隣接するドレインバスライン６
との間の電界の影響をなくすことができる。
【００５５】
この構成において液晶層２４に電圧を印加して、液晶層２４内のモノマーを重合させる。完成したＭＶＡ−ＬＣＤは、重合したポリマーによって液晶分子２４ａの倒れる方向が定まるため、画像表示の際に画素端で発生する電界の影響をほとんど受けない。ＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、画素部全体から光が透過し、従来のＬＣＤに比較して透過率を向上させることができた。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図１８乃至図２０を用いて説明する。まず、第１の実施の形態において図５を用いて説明したが、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部を示す破線で囲った領域Ａでは、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れるため、正方向に倒れる液晶分子２４ａとの境界に暗線が発生する。この現象は図１６及び図１７に示した提案された画素電極構造でも発生している（図１７の液晶分子２４ｂ参照）。第１の実施の形態では、アレイ基板側に線状突起６８を設けることで暗線の発生を抑制しているが、ここで、線状突起６８を設けない場合の状態についてさらに考察する。
【００５７】
線状突起６８を設けたりしない場合には、暗線の発生位置を規定する電界がないため、逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの領域は任意に広がることができる。このため、ドレイン
バスライン６近傍でバスラインに直交する方向に倒れる液晶分子２４ａ'（不図示）がＢ
Ｍ領域から表示領域側に引き出される作用が生じ、液晶分子２４ａ'の存在領域がドレイ
ンバスライン６と画素周辺部との間に形成される。従って、ドレインバスライン６近傍で表示領域外にあった暗線Ｘ１が膨らんで、図１８の画素顕微鏡観察図のように、表示領域内のドレインバスライン６近傍に暗線Ｘ１が現れてしまう。
【００５８】
本実施の形態では、上記問題を解決するために、ソース電極６２とストライプ状電極との接続部付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂと、ドレインバスライン６近傍でドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａとが影響し合わない構成にした。
【００５９】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例２−１］
本実施例について図１９を用いて説明する。図１９（ａ）は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１９（ｂ）はＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。図１９（ａ）に示すように、本実施例では、ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に１本のストライプ状電極９及びスペース１０を形成している。
【００６０】
また、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れることを防ぐため、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部において、接続部中央のストライプ状電極８を接続部側で切断して、ソース電極６２とストライプ状電極８端部との間にギャップ１１を形成する。
【００６１】
ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に少なくとも１本以上のストライプ状電極９及びスペース１０を形成すると、ストライプ状電極９によって、画素電極３上におけるドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは、スペース１０の長手方向と平行な方向に倒れる。これにより、ドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａと、ＴＦＴ１６のソース電極６２付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの配向が影響し合わないようにすることができる。このため、ドレインバスライン６近傍の暗線Ｘ１を表示領域外のＢＭに留めておくことができる。
【００６２】
また、ＴＦＴ１６のソース電極６２と画素電極３との接続部のストライプ状電極８を少なくとも一箇所切断してギャップ１１を形成することにより、新たなストライプ状電極８端を形成したのと同様の効果が得られるので、暗線Ｘ１の発生を最小限に抑えることができ、またその発生位置を表示領域外のＢＭに固定することができる。
【００６３】
なお、暗線Ｘ１は基板間のセルギャップを維持するビーズスペーサ等を核としてしばしば発生するので、ギャップ出し用のスペーサを柱状スペーサに置き換えて表示領域外に配置するのが望ましい。
【００６４】
なお、ストライプ状電極８、９の幅Ｌは、余り細過ぎると切断してしまう可能性があり、また余り太過ぎると液晶分子２４ａがスペース１０の長手方向に平行に倒れなくなる。また、スペース１０の幅Ｓが余りに狭いとストライプ状電極８、９が短絡する可能性があり、また余りに広いと液晶分子２４ａがスペース１０の長手方向に倒れなくなる。そこで、ストライプ状電極８、９の幅Ｌ及びスペース１０の幅Ｓは０．５μｍ以上５μｍ以下に設定することが望ましい。
同様に、ギャップ１１の幅（ソース電極６２端部とそれに対向するストライプ状電極８端部との距離）も０．５μｍ以上５μｍ以下に設定するのが望ましい。
【００６５】
なお、本実施例及び以下の実施例では、垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負
、偏光板はクロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の偏光軸はバスラインに対して４５°方向である。パネルサイズは１５型、解像度はＸＧＡである。
【００６６】
［実施例２−２］
本実施例について図２０を用いて説明する。図２０（ａ）は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図２０（ｂ）はＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。図２０（ａ）に示すように、本実施例では、実施例２−１と同様に、ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に１本のストライプ状電極９及びスペース１０を形成している。
【００６７】
また、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れることを防ぐため、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部において、接続部両脇の２つのストライプ状電極８を接続部側で切断して、ソース電極６２とストライプ状電極８端部との間に２つのギャップ１１ａ、１１ｂを形成する。
【００６８】
このような構成にしても、ストライプ状電極９によって、画素電極３上におけるドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは、スペース１０の長手方向と平行な方向に倒れる。これにより、ドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａと、ＴＦＴ１６のソース電極６２付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの配向が影響し合わないようにできる。
【００６９】
また、ギャップ１１ａ、１１ｂを形成することにより、新たな２つのストライプ状電極８端を形成したのと同様の効果が得られるので、暗線Ｘ１の発生を最小限に抑えることができ、またその発生位置を表示領域外のＢＭに固定することができる。
【００７０】
本実施例においても実施例２−１と同様に、セルギャップを維持するための柱状スペーサを表示領域外に配置するのが望ましい。また、ストライプ状電極８、９の幅Ｌ及びスペース１０の幅Ｓは０．５μｍ以上５μｍ以下に設定することが望ましい。同様に、ギャップ１１ａ、１１ｂの各幅も０．５μｍ以上５μｍ以下に設定するのが望ましい。
【００７１】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図２１乃至図２６を用いて説明する。図２１は、本実施形態によるＭＶＡ−ＬＣＤを基板面に垂直な方向で切断した断面を模式的に示している。また図２２乃至図２６は、配向膜３２近傍の状態を示す模式図である。図２１及び図２２に示すように、画素電極３上及びコモン電極２６上にそれぞれ設けられた配向膜３２、３４上にポリマー層３６が形成されている。また、図２３の配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が垂直配向膜面では垂直になり、液晶面ではθｐの方向に傾斜している。
【００７２】
このように、図２１に示した配向規制用構造物である線状突起６６、６８間の間隙では、ポリマー層３６が液晶分子２４ａの配向方向を規定する。すなわち、構造物間においても液晶分子２４ａの配向方向が規定されるため、中間調の表示における応答時間を短くでき、さらに、液晶の配向乱れが少なくなるので透過率を改善することができる。
【００７３】
本実施の形態による液晶表示装置について、改めて図２１乃至図２６を用いて以下具体的に説明する。
図２１において、画素電極３及びコモン電極２６は、ＩＴＯ等の透明画素電極材により形成されている。画素電極３及びコモン電極２６上には、高さ１．５μｍ、幅１０μｍの
線状突起（土手状配向規制用構造物）６６、６８が形成されている。線状突起６６、６８間隙は２５μｍである。画素電極３及びコモン電極２６上、及び線状突起６６、６８上にはそれぞれ垂直配向膜３２、３４が形成されている。対向する垂直配向膜３２、３４間には厚さ約４μｍのネガ型液晶層２４が封止されている。図示のようにθｐ方向に液晶分子２４ａが傾斜している。垂直配向膜３２、３４表面には、ラビング処理や光配向処理などは一切施されていない。
【００７４】
図２２は、垂直配向膜３２上にポリマー層３６が形成されている様子を示している。図示は省略したが、対向基板側の垂直配向膜３４上にも同様のポリマー層３６が形成されている。図２３は、垂直配向膜３２の表面に、液晶層２４側に角度θｐで液晶分子２４ａにプレチルトを付与するポリマー層３６が形成されている状態を示している。配向方向の変化を示す曲線３８で示すように、ポリマー層３６中のポリマーは液晶層２４と接する最表面ではチルトしており、線状突起６６、６８間の間隙で液晶分子２４ａにプレチルトを付与することが可能になる。図２３に示すように、ポリマー層３６の表面に起伏があることによりポリマーの表面エネルギーが大きくなる。ポリマー層３６の厚さが５０００Åより大きい場合、ポリマー層３６での電圧降下が大きくなるため、駆動電圧が高くなり実用的ではない、逆に１０Åより小さい場合充分な配向規制力が得られない。
【００７５】
図２３に示すポリマー層３６は、アクリロイル基と液晶骨格を持つモノマーを重合開始剤と共にネガ型液晶に０．３ｗｔ％添加して、電圧を印加しつつ照度２０ｍＷ／ｃｍ2、
２ＪのＵＶ光などで重合させることにより形成される。配向膜３２に垂直配向性のポリイミド膜を使用した場合、垂直配向膜３２表面に厚さ約１００Åのポリマー層３６が形成されていることがＡＦＭ（原子間力顕微鏡）とＴＥＭにより確認された。実際にポリマーのリタデーション（Δｎ・ｄ）をエリプソメータで測定したところ、ポリマーは液晶配向方向に配向していることが判ると共に、０．０１ｎｍ以上で安定した液晶の配向が確認された。
【００７６】
図２４はポリマー層３６が部分的に形成されている状態を示す模式図である。以上のように、モノマーの添加量が少ない場合（約０．５ｗｔ％以下）、またゆっくり固化した場合（約５０ｍＷ／ｃｍ2以下のＵＶ光源）に配向膜上へのポリマー層の積層、または部分
積層を実現できる。さらに電界を印加しながら重合することで、ポリマーを液晶方向に配向させ、リタデーションを持たせることができる。そして、このリタデーションの付与は傾斜液晶配向を実現する。また、モノマー量が多い場合はネットワーク状のポリマーが混在する可能性がある。
【００７７】
図２５は、配向膜３２、３４が水平配向膜である場合に形成されるポリマー層３６を示している。モノマーをポジ型液晶に添加して、電圧を印加しつつ重合することにより形成される。または、モノマーに側鎖を形成することによっても実現できる。図２５の配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が水平配向膜３２面では水平になり、液晶層２４面では所定角度方向に傾斜している。ポリマーにプレチルトが付与されて、液晶全体が平均的にチルトする。
【００７８】
図２６は水平配向膜３２上に膜状のポリマー層３６を形成した状態を示している。配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が水平配向膜面では水平になり、液晶面ではほぼ垂直に立たせることが可能になる。このポリマー層３６も、水平配向膜３２上でモノマーを重合することによって実現できる。またはモノマーに側鎖を形成することによって実現できる。
【００７９】
本実施形態では、配向規制用構造物として線状突起を用いたが、もちろんこれ以外に、隔壁、スリット、微細スリット、ラビング配向膜等を用いることも可能である。配向膜を
用いなくても基板自体が垂直あるいは水平配向性を有している基板上にポリマー層を形成することも可能である。本実施の形態によるポリマー層は、スメクティック液晶を使用した強誘電液晶の配向安定化にも適用できる。
【００８０】
以上説明したように本実施の形態によれば、局在する配向規制用構造物の間にも配向方向を規定するポリマー層を形成できるため、基板全面で液晶を安定して配向させることができるので、中間調の応答時間を短縮させることができ、さらに、高い透過率を実現することができる。
【００８１】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図２７乃至図３４を用いて説明する。本実施の形態の説明をする前にその前提技術について説明する。本願出願人による先の出願（日本国出願番号：特願２００１−２６４１１７号、出願日：２００１年８月３１日）では、ＴＦＴ１６が形成されたアレイ基板側の画素電極３をライン・アンド・スペースパターンのストライプ状電極にすることを提案している。図２７及び図２８は先の出願で提案された配向制御手段を示している。図２７及び図２８に示すように、基板上に設けた数μｍ幅のストライプの繰り返しからなるストライプ状電極８とスペース１０とを用い、液晶分子２４ａをストライプ状電極８やスペース１０の長手方向に平行に配向させることで、画素内の配向分割境界部ができるだけ少なくなるような構成を提案している。
【００８２】
この場合、フォトリソグラフィプロセスでのばらつきに起因したストライプ状電極８の電極幅Ｌのわずかな変動によって液晶表示装置のＴ−Ｖ特性（印加電圧対透過率特性）が変化し、これが表示ムラとして見えてしまうという問題があることが分かっている。この問題については、先の出願において、ストライプ状電極８の電極幅Ｌ≧スペース１０の幅Ｓ、として解決することを提案している。
【００８３】
また、ストライプ状電極８とスペース１０とを用いたパネルにおいて液晶配向を複数の方位に制御するためには、例えば図２９、図３０のように複数の方位を向いたストライプ状電極８とスペース１０を組み合わせた（魚骨状）パターンを用いる必要がある。このときストライプ状電極８及びスペース１０の境界部（背骨部）に着目して、中間調表示時におけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓに対する配向状態を調査した結果を図３１に示す。図３１に示すように、Ｌ＞Ｓの方が境界部の暗線（配向方位が偏光軸方位に揃うため、光学的に暗く見える線）が太く、不均一になることが分かった。暗線が太く、不均一であると透過率低下、ムラ発生等の問題が生じる。これは、先の出願で提案したストライプ状電極８の電極幅Ｌとペース１０の幅Ｓとの関係とは逆の関係になる。なお、この結果は液晶中のモノマーを重合してポリマー化する前のものであり、重合時に十分高い電圧を印加すればこの問題はほとんど生じないが、重合電圧が低い場合や、高分子を用いたプレチルト角付与技術を用いずにストライプ状電極８とスペース１０のみで配向させる場合などに問題となる可能性があり、ストライプ状電極８とスペース１０、及び境界部の双方での配向はより安定な方が望ましい。
【００８４】
本実施の形態の原理を図３２に示す。図３２に示すように、境界部（背骨）近傍と、境界部から離れたところとで、ストライプ状電極８の電極幅Ｌおよびスペース幅Ｓを異ならせる。具体的には、境界部近傍ではストライプ状電極８の電極幅Ｌをスペース幅Ｓより狭くし、境界部近傍ではストライプ状電極８の電極幅Ｌをスペース幅Ｓより広くする。境界部近傍においては暗線が細く均一となり、かつ境界部から離れた領域では幅Ｓ、Ｌのばらつきに起因した透過率変化を小さくできることにより表示ムラを改善できる。
【００８５】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例４−１］
図３３を用いて本実施例について説明する。
１５型ＸＧＡパネル（画素ピッチ：２９７μｍ、画素数：１０２４×７６８）を作製した。図３３はこのパネルの一画素を示している。一方の基板上にＴＦＴ１６、ゲートバスライン４、ドレインバスライン６及び、ストライプ状電極８とスペース１０とからなる画素電極３を形成した。他方の基板には、カラーフィルタ層およびコモン電極を形成した。基板材料には板厚０．７ｍｍのガラス基板ＯＡ−２（日本電気硝子社製）を用いた。ストライプ状電極８は画素中央部から４方位（右上、右下、左上、左下）に延びるようにした。
【００８６】
ここで、境界部（背骨）近傍のストライプ状電極８の電極幅Ｌを２μｍ、スペース１０の幅Ｓは４μｍとし、境界部から離れた領域のストライプ状電極８の電極幅Ｌを４μｍ、スペース幅Ｓを２μｍとした。境界部端からストライプ状電極８パターン幅変化部までの距離ｘは、５μｍとした。
【００８７】
これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜（ＪＳＲ社製のポリイミド材料）を形成し、１８０℃で６０分の熱処理を行った。さらに、これらの基板を径４μｍのスペーサ（積水ファインケミカル社製）を介して貼り合せ、液晶未注入の空セルを作製した。このセルに、光重合性モノマー（大日本インキ社製）を微量添加した誘電率異方性が負の液晶（メルク社製）を注入し、液晶パネルを作製した。光重合性モノマーの添加量は、２．４ｗｔ％とした。次に、液晶パネルに電圧を印加して紫外線を照射し、モノマーを重合してポリマー化した。重合時の印加電圧は１０Ｖ、ＵＶ照射量は２０００ｍＪ／ｃｍ2（λ＝３
６５ｎｍ）とした。
【００８８】
［実施例４−２］
図３４を用いて本実施例について説明する。本実施例は、以下の要件を除いて実施例４−１と同様である。境界部近傍と境界部から離れた領域のストライプ状電極８の電極幅を連続的に変化させた。これによっても実施例４−１と同様の効果が得られる。
【００８９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、熱もしくは光で重合するポリマー材を利用して液晶分子のプレチルト角および電圧印加時の傾斜方向を規定する液晶表示装置における表示特性の改善を図ることができる。
【００９０】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について説明する。
光又は熱により重合するモノマーを含有する液晶層を基板間に封止し、液晶層に電圧を印加しながら重合性成分を重合して液晶配向を規定するポリマーを用いたプレチルト角付与技術による液晶表示装置では、同じ画像を長時間表示し続けると、表示を変えても前の画像が残って見えてしまう焼付き現象（ｉｍａｇｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ）が発生することがある。本実施形態では、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術に基づく焼付き現象を防止することを目的としている。
【００９１】
鋭意検討の結果、添加するモノマーの分子量を液晶組成物の平均分子量の１．５倍と同程度かそれ以下にすることにより焼付き現象を防止することができることを見出した。特に、モノマー分子量を液晶組成物の平均分子量と同程度かそれ以下にすることにより優れた焼付き現象の防止効果が得られることを見出した。また、重合開始材の分子量を液晶組成物の平均分子量と同程度かそれ以下にすることにより焼付き現象を防止することができることを見出した。以下、具体的に説明する。
【００９２】
高分子を用いたプレチルト角付与技術の液晶表示装置の焼付きを解決するため、各種モノマー、重合開始材、液晶組成物を検討した結果、以下の知見を得た。
液晶組成物の分子量Ｍlc、モノマーの分子量Ｍm、重合開始材の分子量Ｍiniとしたとき、
（ｉ）Ｍmが小さくなるほど焼付き率は低くなる。特に、ＭmがＭlcと同程度あるいはそれ以下のときに焼付き率が低くなる。
（ｉｉ）Ｍiniは小さい方が焼付き率は低い。特に、ＭiniがＭlcと同程度あるいはそれ以下のときに焼付き率が低くなる。
（ｉｉｉ）モノマーの濃度は、焼付き率の観点からは０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましい。特に、０．３ｗｔ％程度が望ましい。
（ｉｖ）重合開始材は、最適紫外線照射量を減らし、生産効率を上げるのに必要である。ただし、濃度が高すぎると焼付き率が悪化する。重合開始材濃度は０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましい。特に、２ｗｔ％程度が望ましい。
【００９３】
焼付き率は次のようにして求める。白黒のチェッカーパターンをＬＣＤの表示領域に長時間表示させる。その直後、表示領域全面に所定の中間調を表示させ、白を表示していた部分の輝度と黒を表示していた部分の輝度差を求め、当該輝度差を、黒を表示していた部分の輝度で除して焼付き率を求める。
【００９４】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例及び比較例を用いて説明する。以下の全ての実施例では、垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負、偏光板はクロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の変更軸はバスラインに対して４５°方向である。パネルサイズは１５型、解像度はＸＧＡである。
【００９５】
［実施例５−１］
平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約３５０のジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間後の焼付き率は５％であった。
【００９６】
［比較例５−１］
一方、平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約７００のジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間の焼付き率は３０％であった。
【００９７】
［実施例５−２］
分子量約３５０のジアクリレートモノマーに分子量約２６０の重合開始材を５ｗｔ％加えた。平均分子量約３５０の液晶組成物に、この重合開始材を含むモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間後の焼付き率は５％であった。なお、本実施例では、所定のチルト角発現に必要な紫外線照射量は、実施例５−１の１０分の１であった。
【００９８】
［比較例５−２］
一方、分子量約３５０のジアクリレートモノマーに分子量約３５０の重合開始材を５ｗｔ％加えた。平均分子量約３５０の液晶組成物に、この重合開始材を含むモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間の焼付き率は１０％であった。
【００９９】
［実施例５−３］
平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約３５０のジアクリレートモノマーを０．３
ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤを１２０℃で２時間アニールしたが、配向は安定していた。
【０１００】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置について図３５乃至図４３を用いて説明する。ポリマーを用いてプレチルト角を付与した液晶パネルは、配向状態の安定化を目的として、アモルファスＴＮ（特願平６−１４８１２２号公報）や強誘電性液晶（ＳＩＤ'９６，Ｄｉｇｅｓｔ、ｐ６９９）等で報告されている。アモルファスＴＮを例に従
来技術を説明する。所定のカイラル材を含有した液晶にジアクリレート樹脂を添加し、当該液晶を空パネルに注入する。液晶層に電圧を印加しつつ紫外線を照射することで、配向状態の欠陥（ディスクリネーション）の固定化及び電圧印加による欠陥数の制御の両効果がもたらされ、これにより従来観察されたアモルファスＴＮのヒステリシスや、欠陥の不安定性を解消できるようになった。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術のポイントは、液晶層に電圧を印加して液晶分子を所定方位に配向させた状態で紫外線を照射し、液晶層内の光硬化性樹脂をポリマー化することにある。
【０１０１】
本実施の形態は、上記従来技術を基本としつつ、当該技術を他の表示方式や構造を備えたＬＣＤに適用する際の改良を提示すると共に、さらに、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術の信頼性を一段と改善する技術を提供する。以下、ＩＰＳ−ＬＣＤ（横電界スイッチング型液晶表示装置）でのマルチドメイン化、反射型や半透過型液晶表示装置での表示特性（コントラスト等）の改善、さらにポリマーを用いたプレチルト角付与技術の信頼性改善として焼付き現象（液晶の配向状態が通電により若干変化し、表示パターンが残る）の低減について具体的に実施例を用いて説明する。
【０１０２】
［実施例６−１］
図３５は従来のＩＰＳ−ＬＣＤの表示電極及びコモン電極の配置構成を示している。ＩＰＳ方式は液晶を水平配向させるため、ＴＮ方式と同様にラビング処理を必要とする。配向材料としては、水平配向膜（例えば、ＪＡＬＳ−１０５４／ＪＳＲ社製）が用いられ、電界に対して若干傾きを持たせた初期配向を付与することで、電圧印加時の配向変形を容易にすると共に変形量を均一にしている。ＩＰＳはモノドメイン（画素内の同一配向領域が１つ）構造においても広い視角特性を有しているが、さらなる広視角化には、マルチドメイン化が必要となる。このため、図３５に示すように、同一基板面上で対向配置された表示電極７０及びコモン電極２６をシェブロン構造（「く」の字型構造）にして２ドメイン化する技術が確立している。当該構造により、電圧印加時に液晶分子２４ａは図３５に示すように２ドメインに配向分割される。しかしながら、この構造は表示電極７０及びコモン電極２６を基板面内で折り曲げるため、透過率をさらに下げる結果となっている。
【０１０３】
図３６は、本実施例に係るＩＰＳ−ＬＣＤの電極構造を示している。本実施例に係る電極構造は、図３５のようなシェブロン構造ではなく、従来とほぼ同様の直線状の表示電極７０及びコモン電極２６であって、それらの電極端部が図３６の破線の楕円α１、α２内に示すように、基板面内で所定角度折れ曲がった部分傾斜電極構造をしている。楕円α１内と楕円α２内の液晶分子２４ａは、電圧印加時にコモン電極２６の長手方向中心線を対称軸として対称的に回転し、それが同一ドメインの他の液晶分子２４ａへ伝播して２ドメイン化が実現される。さらに、この構造にポリマーを用いたプレチルト角付与技術を付加することで、安定した２ドメインパネルを作製することが可能となる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、液晶配向が定常状態になるまで待ってからモノマーを重合させてポリマー化する。ポリマー化後は、過渡応答時も含めて液晶配向が安定化される。以上では誘電率異方性が正の場合について説明したが、配向処理の方向を概ね９０°変えることで、誘電率異方性が負の場合についても同様に適用可能である。
【０１０４】
［実施例６−２］
本実施例による反射型ＬＣＤを図３７に示す。反射型ＬＣＤは、凹凸反射電極７２を用いることで視差のない、ペーパーホワイトに近い表示品質を実現できる。しかしながら、凹凸反射電極７２の場合、平坦な反射電極に比較して凹凸を核とする液晶の配向乱れが発生しやすい。ラビング処理を施す場合には凹凸面の底部での配向処理が不十分になることによる配向不良も発生する。このような状況においてポリマーを用いたプレチルト角付与技術を適用して、図３７に示すように凹凸反射電極７２上にポリマー層３６を形成すると、所望の均一配向を実現して当該配向がポリマー層３６に記憶されるため、従来しばしば観察された配向乱れによるディスクリネーション等の発生を大幅に抑えることができるようになる。
【０１０５】
図３７において、コモン電極２６は、ＩＴＯ等の透明画素電極材により形成されている。凹凸反射電極７２及びコモン電極２６上にはそれぞれ配向膜３２、３４が形成されている。対向する配向膜３２、３４間には液晶層２４が封止されている。配向膜３２、３４上にポリマー層３６が形成されている。ポリマー層３６中のポリマーは液晶層２４と接する最表面ではチルトしており、液晶分子２４ａにプレチルトを付与することが可能になる。
【０１０６】
［実施例６−３］
本実施例による半透過型ＬＣＤを図３８及び図３９に示す。半透過型ＬＣＤは、光透過部と光反射部とを有し、周囲の照明の明暗に関わらず良好な表示を実現することができる。半透過型ＬＣＤでは、液晶分子の回転（スイッチング）により変化する光透過部でのリタデーション変化量をλ／２とし、光反射部では、光は往路と復路を通過するため、液晶層のリタデーション変化量をλ／４とするようにスイッチングさせる必要がある。
【０１０７】
これを実現するため、部分的に液晶セル厚を変える技術（マルチギャップ構造）があるが、製造工程が煩雑となるので好ましくない。そこで、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いることが考えられる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、特定の配向状態を初期配向として固定できるという特徴がある。これを利用することにより、光透過部と光反射部とでスイッチング時のリタデーション変化量を変えることができ、同一セル厚のパネルを用いることが可能になる。
【０１０８】
図３８は、本実施例による水平配向型ＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図３９は、図３８に対応する位置での基板面法線方向に見た状態を示している。図３８及び図３９に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０と対向基板側ガラス基板３０とが対向配置されて液晶層２４が封止されている。アレイ基板側ガラス基板２０上には部分的に凹凸反射電極７２が形成されている。凹凸反射電極７２が形成された領域は光反射部１０６となっており、凹凸反射電極７２が形成されていない領域は光透過部１０８となっている。ガラス基板２０の凹凸反射電極７２形成面と反対側の面にはλ／４板７６が取り付けられ、その上に偏光板７３が取り付けられている。ガラス基板３０の液晶層２４側と反対側の面には、偏光板７３とクロスニコルに配置される偏光板７４が取り付けられている。なお、図示は省略したが、両基板２０、３０の液晶層２４との界面には配向膜が形成されている。
【０１０９】
次に、本実施例による半透過型ＬＣＤにおけるポリマーを用いたプレチルト角付与の手順について説明する。図３８及び図３９に示す画素電極構造のパネルにおいて、光透過部１０８、光反射部１０６での液晶分子２４ａの配向は、凹凸反射電極７２の延伸方向（図３９中の上下方向）から若干傾けた水平配向とする。液晶分子２４ａは正の誘電率異方性Δεを有している。凹凸反射電極７２間に電圧が印加されると、電極間隙間（光透過部１０８）の液晶分子２４ａは、横方向（基板面に平行な方向）にほぼ９０°回転するスイッチング動作をする。このときリタデーションは、概ね（−λ／４）からλ／４に変化する
。
【０１１０】
液晶層２４に電圧を印加していない状態で、アレイ基板側ガラス基板２０側から紫外線を照射し、初期配向状態を安定化させる。この処理を行う際、基板界面でのポリマー形成には、主に光透過部１０８のモノマーが消費され、凹凸反射電極７２で遮光された光反射部１０６のモノマーは残存したままとなる。次に、今度は液晶層２４に電圧を印加した状態で、対向基板側ガラス基板３０側から紫外線を照射する。印加する電圧については光反射部１０６のスイッチングの最大限効率をあげる条件を適切に選定する。この場合には、光反射部１０６では未反応のモノマーが多く存在するため、界面でのポリマー化が十分に生じるのに対し、光透過部１０８ではモノマーが不足する。従って、光透過部１０８の液晶配向状態は、第一段階の紫外線照射後とほとんど変わらず、リタデーション変化量が最終的に概ねλ／２、すなわち、λ／４板の９０°回転のスイッチングをする。他方、光反射部１０６の液晶分子２４ａは、最適な電圧を印加してポリマーを用いたプレチルト角の付与をすることにより、光透過部１０８の液晶分子２４ａに対して初期配向状態で方位角が４５°回転した状態とすることができる。こうすることにより、光反射部１０６の液晶分子２４ａにリタデーション変化量が概ねλ／４板の４５°回転のスイッチングをさせることができるようになる。以上のようにして、光反射部１０６と光透過部１０８の光スイッチング能力（液晶スイッチング時のリタデーション変化量）を変えることによって、マルチギャップ構造を画素内に設けなくても半透過型ディスプレイとして効率的なスイッチングが可能となる。
【０１１１】
以上の実施例に、誘電率異方性が負の液晶と水平配向とを組み合わせた場合も同様の効果があることは容易に推察できる。この場合、初期の配向処理方向は９０°異なり、電極延伸方向にほぼ垂直になる。また、凹凸反射電極７２による遮光を利用した上記実施例とは異なり、フォトマスク等の遮光体を用いて、個々の領域で個別にポリマーを用いたプレチルト角付与の条件を変えて、各領域の液晶のスイッチング能力を変えることもできる。
【０１１２】
［実施例６−４］
図４０は、本実施例による水平配向型の半透過型ＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図４１は、図４０に対応する位置での基板面法線方向に見た状態を示している。図４０及び図４１に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０と対向基板側ガラス基板３０とが対向配置され、正の誘電率異方性を有する液晶層２４が封止されている。アレイ基板側ガラス基板２０上には部分的に凹凸反射電極７２が形成され、凹凸反射電極７２が形成されていない領域には透明電極１０４が形成されている。凹凸反射電極７２が形成された領域は光反射部１０６となり、透過電極１０４が形成された領域は光透過部１０８となる。ガラス基板２０の凹凸反射電極７２形成面と反対側の面にはλ／４板と偏光板７３がこの順に取り付けられている。ガラス基板３０の液晶層２４側にはコモン電極２６が形成されている。また、ガラス基板３０の液晶層２４と反対側の面には偏光板７３とパラレルニコルに配置される偏光板７４が取り付けられている。なお、図示は省略したが、両基板２０、３０の液晶層２４との界面には配向膜が形成されている。
【０１１３】
ポリマーを用いたプレチルト角付与の手順は実施例６−３と同様である。光透過部１０８では、電圧が印加されると、基板面に水平に配向していた液晶分子２４ａが基板面にほぼ垂直に立ち上がる。このとき、リタデーションがλ／２から０（電圧が十分印加されたとき）に変化し、透過モードとして効率的なスイッチングとなる。これに対し、光反射部１０６では、液晶分子２４ａの初期のプレチルト角が概ね４５°程度であり、光透過部１０８の半分の概ねλ／４のリタデーションを正面から見た場合に有している。このため、λ／４から０へのリタデーション変化が可能になり、反射モードとして効率的なスイッチングとなる。
【０１１４】
以上のようにして、光透過部１０８と光反射部１０６の両領域とも効率よくスイッチングすることが可能となる。ここでポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、光透過部１０８又は光反射部１０６で、それぞれ透過、反射に合わせたリタデーション補正を部分的且つ適切に行うために用いる。電圧を印加した状態でポリマーを用いてプレチルト角を付与すれば、スイッチング時のリタデーション変化を小さくすることができる。また、実施例６−３と同様に、電圧印加の有無やフォトマスク等を利用してポリマーを用いたプレチルト角付与の条件を部分的に変えることもできる。
【０１１５】
［実施例６−５］
次に、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いた場合のプレチルトを起因とする焼付きを防止する実施例について説明する。我々の検討、調査の結果、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術に付随する焼付き現象は、通常よく観察される電気的な焼付きと異なり、モノマーの重合が不十分なために生じるプレチルト角の変動によるものも存在することが判明した。従って、さらに強固で安定した配向制御がポリマーを用いたプレチルト角付与技術に要求されている。
【０１１６】
まず、従来のポリマーを用いたプレチルト角付与技術を垂直配向型パネル、特にＭＶＡ−ＬＣＤに用いた例について説明する。ＭＶＡ−ＬＣＤは、よく知られているようにＴＦＴ基板に絶縁性構造物又はスリット（画素電極を部分的にパターニング除去したもの）を形成し、それに対応して対向基板にも絶縁性構造物又はスリット（コモン電極を部分的にパターニング除去したもの）を形成する。両基板には、垂直配向膜を塗布、形成した。これはポリアミック酸タイプの配向膜である。
【０１１７】
両基板を貼り合せた空パネルに、負の誘電率異方性Δεを有するネガ型の液晶、例えばメルク製材料（Δε：−３．８、ＮＩ点：７０°）を注入した。ここで、ネガ型液晶には、ポリマーを用いてプレチルト角を付与するための官能性モノマーや光開始材等が数％以下の割合で混入されている。なお、官能性モノマーの濃度は液晶母体に対してのものであり、光開始材の濃度はモノマーに対してのものである。この材料としては、液晶性骨格を有するモノマー、非液晶性モノマーの双方が利用可能である。ネマチック液晶に混入してネマチック相を形成するものなら基本的には適用可能である。今回、代表的な材料として大日本インキ株式会社製の液晶モノアクリレートモノマー（ＵＬＣ−００１−Ｋ１）を用いた。電圧５Ｖ印加の下、紫外線（高圧水銀灯）を４Ｊ／ｃｍ2照射してセルを作製した
。
【０１１８】
得られたセルに偏光板を貼り付け、５Ｖの交流電圧を２４時間印加する駆動試験前後でのＴ−Ｖ特性の変化を調査した。初期（駆動試験前）と駆動試験後とでＴ−Ｖ特性を比較し、Ｔ−Ｖ曲線の急峻な領域での透過率の変化を百分率で表した。これに対し、官能基の数を２以上としたモノマーを材料として、主なる構造、骨格は同じ条件で同様の実験を行った。これらの結果を表１に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
表１に示すように、多官能性のモノマーを用いることで良好な結果が得られることが判明した。これは、多官能化することで、形成されるポリマーが多少ともなり架橋構造を有するためと考えられる。表２に架橋材を添加した場合の同様な実施例を示す。
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
以上、アクリレートモノマーを主に説明したが、それ以外のモノマー、例えばスチレン系、メタクリル酸系、アクリロニトリル系の共役モノマーや、エチレン系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系等の非共役モノマーにも適用可能である。
【０１２３】
また、異なるモノマーを混合混入することにより、いわゆるコポリマー（共重合ポリマー）化する場合にも、架橋構造は重要な働きをするものと考えられる。例えば、母液晶への溶解性、電気的な特性、焼付き等の安定性等、種々の特性において個々のモノマーの欠点を補う効果もあると考えられる。図４２は、本実施例によるＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図４２に示すように、液晶層２４は、両基板２０、３０の表面近傍に架橋構造の共重合ポリマー層３７を有している。図４３は、共重合ポリマーの構造の一例を模式的に示している。図４３に示すように、共重合ポリマーは、例えば２種の繰り返し単位（ＣＲＵ）Ａ、Ｂが交互に並んだ構造を有している。
【０１２４】
さらに、上記説明では、官能性モノマーで記述したが、オリゴマーとモノマーの混合物によりポリマーを用いたプレチルト角付与を行うことも当然可能である。この場合、オリゴマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレートなどがある。重合度を１０以下とすれば、溶解性も十分であり、より好ましい。
【０１２５】
以上、本実施の形態をまとめると、ＩＰＳ−ＬＣＤの改良においては、液晶配向が不安
定になりがちな構造を有する液晶パネルに十分な時間電圧を印加して、液晶配向状態を安定、均一化した上でポリマーを用いたプレチルト角付与をすることで、均一な安定配向を得ることができる。
【０１２６】
反射型ＬＣＤにおいては、凹凸反射電極７２を形成した場合の表面凹凸による液晶配向への悪影響を解消する効果がある。
【０１２７】
信頼性を改善するためのポリマーを用いたプレチルト角付与の基礎技術として、基板界面にポリマーを安定形成するために重合体が架橋構造を有するとともに、コポリマー化させることに特徴がある。
【０１２８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶配向が不安定なパネルに対して、液晶配向を均一、安定化することができる。また、本実施の形態によれば、ポリマーを用いてプレチルト角を付与した液晶パネルの信頼性、特に焼付きを大幅に低減することができる。
〔第７の実施の形態〕
【０１２９】
次に、本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置について図４４乃至図４７を用いて説明する。本実施の形態は、基板表面に設けたストライプ状の電極を利用して、液晶分子のスイッチングに方位角方向の動作成分を持たせた液晶表示装置に関する。
【０１３０】
従来、アクティブマトリクス型液晶表示装置として、正の誘電率異方性を有する液晶材料を基板面に平行に、かつ対向する基板間で９０°ねじれるように配向させたＴＮモードの液晶表示装置が広く用いられている。しかし、ＴＮモードの液晶表示装置は、視角特性が悪いという問題を有している。このため、視角特性を改善すべく種々の検討が行われている。
【０１３１】
ＴＮモードに替わる方式として、基板面方向（横方向）に電界を印加して駆動するＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが提唱されている。ＩＰＳモードに代表される、方位角方向にスイッチングするモードは、ＴＮモードに代表される極角方向にスイッチングするモードに比べて、視野角の面で非常に優れている。
【０１３２】
このような方位角方向のスイッチングにおいては、液晶分子を駆動させることによって、暗状態時のダイレクタの方位角が初期の配向状態からずれないことが重要である。しかし、ラビング法を用いた配向制御においても、ラビング強度が弱い場合には駆動するに従って経時的に方位角に対する配向方向のずれが生じ、コントラストが低下してしまうという問題が生じる。ラビング法を用いた配向制御よりも弱いアンカリング強度（配向規制力）しか得ることができない紫外線照射等の非接触の配向制御を用いる場合には、配向方向のずれの問題はさらに深刻である。
【０１３３】
本実施の形態の目的は、上述のような液晶のスイッチングに方位角方向の要素を持つ液晶表示装置において、駆動による経時的な液晶配向のずれを抑制し、高品質な液晶表示装置を提供することにある。
【０１３４】
液晶のスイッチングにおいて、方位角方向成分が支配的であるＩＰＳモードを筆頭に、スイッチング方向に方位角方向の要素を持つ液晶表示装置においては、コントラストの経時的な低下を抑えるために、駆動によって電圧オフ時（閾値電圧以下の電圧印加時）の配向方向が初期状態から変化しないようにしなければならない。しかし、この配向のずれを抑制する問題については、ラビング強度を強くする以外の具体的な方法は明示されていなかった。
【０１３５】
鋭意試行の結果、光硬化性組成物を含む液晶を注入し、配向膜（配向制御層）の方位角方向における配向規制方向とほぼ一致する状態で、光硬化物を反応・形成することにより実現可能であることが見出された。本実施の形態の原理を図４４（ａ）、（ｂ）に示す。図４４（ａ）は従来の液晶表示装置の駆動による経時的な液晶配向のずれの状態を示しており、図４４（ｂ）は本実施の形態により液晶表示装置の駆動による経時的な液晶配向のずれを防止させた状態を示している。図４４（ｂ）に示すように、本実施の形態による液晶表示装置は、配向膜の配向規制方向に液晶分子２４が配向している状態で、液晶中に含ませていた光硬化性組成物が反応・硬化されている。光硬化性組成物は、液晶分子２４を硬化時の配向状態に保持しようとする力を有している。したがって、図４４（ｂ）に示すように、配向膜の液晶分子２４に対する配向規制に加え、光硬化物の液晶分子２４に対して図中矢印１０１で示すような配向規制が加わることになり、駆動による経時的な配向方向のずれの問題が大幅に改善される。
【０１３６】
このとき、基板面に垂直方向に見た場合の透過率特性上の閾値電圧以下、もしくは方位角の変化がほとんどなく、極角方向への変化のみの動作をする電圧以下の電圧を印加して光硬化性組成物を硬化してもよい。すなわち、方位角のアンカリングエネルギーを配向膜が単体で持つ値以上にし、界面の液晶分子の配向をより強固に固定化させなければならない。図４５（ａ）に示すように、閾値電圧以上の電圧が印加されてスイッチングしている状態で硬化してしまうと、図中の矢印１０２に示す方向に光硬化物による配向規制力が記憶されてしまう。このため、図４５（ｂ）に示すように、長時間駆動後には、暗状態での液晶分子の配向方向が不安定になり、電圧無印加状態でもプレチルトが生じてしまう状態になってしまう。したがって、配向膜の配向規制方向と異なる方向（矢印１０２）ではなく、同じ方向（矢印１０１）へ配向規制力を追加するように光硬化物を形成すればよい。そして、極角方向の配向は僅かに変化していてもコントラストはほとんど問題がない。最初に極角方向に僅かに配向が変位するようなモードであれば、このような極角に微小に変化させた状態を光硬化物で安定化させれば、配向が安定するだけでなく、応答速度も大幅に改善される。
【０１３７】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例７−１］
図４６を用いて本実施例について説明する。図４６（ａ）は本実施例による液晶表示装置の画素の一部を示しており、図４６（ｂ）は図４６（ａ）のＦ−Ｆ線で切断した断面を示している。図４６（ａ）、（ｂ）に示すように、幅５μｍ、間隙幅２０μｍの櫛歯状電極１００がアレイ基板側ガラス基板２０上に形成されたＩＰＳモードの評価セルを作製した。配向膜はポリイミド材料を基板上にスピンコートして形成した。配向膜に５種類の配向規制力を付与するため、ラビングを３通りの強度で行い、直線偏光させた紫外線を２通りの強度で照射して２種類の光配向を得た。配向規制力の方位角方向は、櫛歯状電極１００の長手方向に対して１０°になるようにした。
【０１３８】
上記５種類の配向膜表面の方位角アンカリングエネルギーをＮｅｅｌ Ｗａｌｌ法を用いて測定した結果と、評価セルの初期の黒表示時のコントラストと、評価セルを３５℃の環境下で７２時間に渡りＡＣ電圧で白表示させ続けた後の黒表示時のコントラストとを表３に示す。
【０１３９】
【表３】
【０１４０】
表３に示すように、方位角アンカリングエネルギーが小さくなるほど、３５℃の環境下で７２時間に渡りＡＣ電圧で白表示させ続けた後の配向方向のずれが大きくなり、コントラストが低下することが観察された。しかし、方位角アンカリングエネルギーが最も大きいものにはあまり大きな変化は見られなかった。
【０１４１】
次に、上記の５種類の評価セルに対し、メルク社製の２官能アクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加し、注入後電圧無印加で紫外線照射により硬化させた。改善の結果を表４に示す。表４に示すように、アンカリングエネルギーの小さい４種類のセルにおいて、ポリマーを用いたプレチルト角付与により大幅なコントラストの改善効果が見られた。
【０１４２】
【表４】
【０１４３】
［実施例７−２］
図４７を用いて本実施例について説明する。図４７（ａ）は本実施例による液晶表示装置の画素の一部を示しており、図４７（ｂ）は図４６（ａ）のＧ−Ｇ線で切断した断面を示している。図４７（ａ）、（ｂ）に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０上に形成された幅５μｍの櫛歯状電極１００と、対向基板側ガラス基板３０上に形成された幅５μｍの櫛歯状電極１０１とが、基板面に垂直方向に見て、間隙幅２０μｍで交互に配置された斜め電界スイッチングモードの評価セルを作製した。配向膜はポリイミド材料を基板上にスピンコートして形成した。
【０１４４】
配向膜に３種類の配向規制力を付与するため、実施例７−１と同様にラビングを３通りの強度で行った。また、配向規制力の方位角方向は櫛歯状電極１００、１０１の長手方向と平行になるようにした。
【０１４５】
次に、上記の３種類の評価セルに対し、メルク社製の２官能アクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加し、注入後透過率特性上の閾値電圧以下であるＤＣ電圧２．３Ｖを印加した状態で紫外線照射により硬化させたものと、添加していないものについて応答速度の比較を行った。その結果を表５に示す。添加したものの方で応答速度の高速化が実現された。なお、コントラスト等については劣化等観察されなかった。
【０１４６】
【表５】
【０１４７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶分子のスイッチングに方位角方向の要素を有する液晶表示装置において、駆動による経時的な液晶配向のずれを抑制することが可能となる。また、本実施の形態によれば、斜め電界で駆動する液晶モード等、液晶分子のスイッチングに極角方向の要素を有するモードに適用することにより、応答速度の改善も同時に達成でき、高品質な液晶表示装置を実現できる。
【０１４８】
以上説明した本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１４９】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スペースの総面積が電極領域総面積の５０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５０】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記液晶を配向分割する複数の配向分割領域の境界近傍にも前記ストライプ状電極と前記スペースとを備えていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５１】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極長さがそれより内方の前記ストライプ状電極の電極長さより長く形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５２】
以上説明した本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記５）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子と前記バスラインとの間に、前記バスラインに平行に配置されたストライプ状電極及びスペースとを備えた画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５３】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スイッチング素子との接続部で複数のストライプ状電極及びスペースを備え、そのうちの少なくとも１本の前記ストライプ状電極は前記接続部で切断されて、前記スイッチング素子と当該ストライプ状電極端部との間にギャップが形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５４】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置用基板において、
前記ギャップは、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５５】
（付記８）
付記５乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極の幅は、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５６】
（付記９）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、液晶を封止した液晶表示装置において、
前記アレイ基板として、付記１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５７】
（付記１０）
付記９記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に垂直配向する液晶分子と、前記
液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマーとを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５８】
（付記１１）
付記９又は１０に記載の液晶表示装置において、
少なくとも前記対向基板側には、配向規制用構造物が配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５９】
以上説明した本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
【０１６０】
（付記１２）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、配向膜又は電極と接する液晶を封止した液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマー層が前記配向膜上又は電極上のいずれかに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６１】
（付記１３）
付記１２記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層の厚さは、１０Å以上５０００Å以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６２】
（付記１４）
付記１２又は１３に記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層内の前記液晶と接する最表面でのポリマーの配向は、前記配向膜又は電極で規定される配向方向とは異なること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６３】
（付記１５）
付記１４記載の液晶表示装置において、
前記ポリマーは、複数領域で異なる配向積層状態を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６４】
（付記１６）
付記１４又は１５に記載の液晶表示装置において、
前記ポリマーは、光学的異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６５】
以上説明した本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１７）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上の所定領域毎に異なる方位に周期的に配列されたストライプ状電極とスペースとを備え、前記所定領域境界部近傍と前記境界部近傍以外とで前記ストライプ状電極の電極幅又は前記スペースのスペース幅の少なくとも一方が異なるように形成されていること
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６６】
（付記１８）
付記１７記載の液晶表示装置用基板において、
前記所定領域境界部近傍では、
前記ストライプ状電極の電極幅≦前記スペースの幅
であり、
前記境界部近傍以外では、
前記ストライプ状電極の電極幅≧前記スペースの幅
であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６７】
（付記１９）
付記１７又は１８に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極の電極幅は連続的に変化していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６８】
（付記２０）
付記１７乃至１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極と前記スペースとで画素電極が構成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６９】
（付記２１）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、液晶を封止した液晶表示装置において、
前記アレイ基板として、付記１７乃至２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７０】
（付記２２）
付記２１記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に垂直配向する液晶分子と、前記液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマーとを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７１】
以上説明した本発明の第５の実施の形態による液晶材料及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記２３）
液晶表示装置に用いられる液晶材料であって、
モノマーの分子量Ｍmと、前記モノマーを除いた液晶組成物の平均分子量Ｍlcとの間に
Ｍm＜Ｍlc×１．５
の関係が満たされること
を特徴とする液晶材料。
【０１７２】
（付記２４）
付記２３記載の液晶材料において、
さらに、
Ｍm≦Ｍlc
であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７３】
（付記２５）
付記２３又は２４に記載の液晶材料において、
前記モノマーの濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７４】
（付記２６）
付記２３乃至２５のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーは、分子量Ｍiniの重合開始材を含有し、
Ｍini≦Ｍlc
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶材料。
【０１７５】
（付記２７）
付記２６記載の液晶材料において、
前記モノマー内の前記重合開始材の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７６】
（付記２８）
付記２３乃至２７のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーの分子量は、４００以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７７】
（付記２９）
２枚の基板を対向して貼り合せ、前記基板間に液晶層を封止した液晶表示装置において、
前記液晶層は、付記２３乃至２８のいずれか１項に記載の液晶材料を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７８】
以上説明した本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３０）
液晶を基板面にほぼ水平配向させて、基板面にほぼ平行な横電界を印加する横電界スイッチング型液晶表示装置において、
光又は熱により重合する重合性成分を含有する前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を有していること
を特徴とする横電界スイッチング型液晶表示装置。
【０１７９】
（付記３１）
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板上に配置された反射電極と、
前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して前記反射電極上に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【０１８０】
（付記３２）
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板面に配置された光反射部及び光透過部と、
前記液晶に印加する電圧を調整しながら前記重合性成分を重合して前記光反射部及び光透過部に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８１】
（付記３３）
付記３２記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８２】
（付記３４）
付記３２記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ垂直な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ垂直な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８３】
（付記３５）
付記３３又は３４に記載の半透過型液晶表示装置において、
前記ポリマー層は、前記光反射部上及び光透過部上の前記液晶分子の初期配向状態を規定していること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８４】
（付記３６）
光により重合する光重合性成分を含有する液晶に電圧を印加しながら前記光重合性成分を重合して、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を基板表面に形成した液晶表示装置において、
前記光重合性成分は、２種類以上の光重合性モノマーを有し、共重合によりポリマー化されること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８５】
（付記３７）
光により重合する光重合性成分を含有する液晶に電圧を印加しながら前記光重合性成分を重合して、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を基板表面に形成した液晶表示装置において、
前記光重合性成分は、重合化されると共に架橋化もされていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８６】
以上説明した本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３８）
対向配置された一対の基板と、
前記基板の対向面にそれぞれ形成された配向膜と、
ネマチック液晶と、液晶分子の配向方向における方位角方位が前記配向膜の配向制御における方位角方位とほぼ一致するように硬化された光硬化物とを含む液晶層と、
前記基板面に対して平行な成分を持つ電界を前記液晶層に対し発生させる電極構造と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０１８７】
（付記３９）
付記３８記載の液晶表示装置において、
前記配向膜表面の液晶分子に対する方位角方向アンカリングエネルギーが、
３×１０-5Ｊ／ｍ2以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８８】
（付記４０）
付記３８又は３９に記載の液晶表示装置において、
前記液晶分子の配向規制因子として、配向膜表面の凹凸形状を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【符号の説明】
【０１８９】
２ 画素
３ 画素電極
４ ゲートバスライン
６ ドレインバスライン
８、８'、９ ストライプ状電極
１０ スペース
１１、１１ａ、１１ｂ ギャップ
１２ 内方電極
１６ ＴＦＴ
２０ アレイ基板側ガラス基板
２２ 絶縁膜
２３ 絶縁膜（ゲート絶縁膜）
２４ 液晶層
２４ａ、２４ｂ 液晶分子
２６ コモン電極
３０ 対向基板側ガラス基板
３２、３４ 配向膜
３６ ポリマー層
３８ 配向方向の変化を示す曲線
６０ ドレイン電極
６２ ソース電極
６４ 接続電極
６６、６８ 線状突起
７０ 表示電極
７２ 凹凸反射電極
７３、７４ 偏光板
７６ λ／４板
１００ 櫛歯状電極
１０１、１０２ 矢印
１０４ 透明電極
１０６ 光反射部
１０８ 光透過部
Ｘ１ 暗部（又は暗線）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置に関し、特に、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させたＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ：垂直配向）モードや、正の誘電率異方性を有する液晶を水平配向させて横電界を印加するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等の液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
また、本発明は、光又は熱により重合する重合性成分（モノマーやオリゴマー）を含有する液晶層を基板間に封止し、液晶層に印加する電圧を調整しながら（印加電圧が０（ゼロ）である場合を含む、以下、場合に応じて単に「電圧を印加しながら」と略記する）重合性成分を重合して基板界面に対してごくわずかな傾斜角（いわゆるプレチルト角）を液晶分子に付与する液晶表示装置及びそれに用いられる液晶票装置用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設けたマルチドメイン垂直配向モード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍｏｄｅ）液晶表示装置（以下、ＭＶＡ−ＬＣＤと略称する）が知られている。配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能である。このＭＶＡ−ＬＣＤは、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ：ねじれネマチック）モードのＬＣＤに比べて視角特性に優れている。
【０００３】
しかしながら、従来のＭＶＡ−ＬＣＤは、白輝度が低く表示が暗いという欠点を有している。この主な原因は、突起上方やスリット上方が配向分割の境界となって暗線が生じるため、白表示時の透過率が低くなって暗く見えることに因る。この欠点を改善するには、突起やスリットの配置間隔を十分広くすればよいが、配向規制用構造物である突起やスリットの数が少なくなるため、液晶に所定電圧を印加しても配向が安定するまでに時間がかかるようになり、応答速度が遅くなってしまうという問題を生じる。
【０００４】
この問題を改善し、高輝度でしかも高速応答可能なＭＶＡ−ＬＣＤを得るために、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いることが提案されている。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術では、液晶にモノマーやオリゴマー等の重合性成分（以下、モノマーと略称する）を混合した液晶組成物を基板間に封入する。基板間に電圧を印加して液晶分子をチルト（傾斜）させた状態下で、モノマーを重合してポリマー化させる。これにより、電圧印加を取り去っても所定のプレチルト角でチルトする液晶層が得られ、液晶配向方位を規定することができる。モノマーとしては、熱若しくは光（紫外線）で重合する材料が選択される。
【０００５】
しかしながら、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、完成したＬＣＤ上に画像を表示させた際の表示むらに関連していくつかの課題を有している。まず、モノマー重合時の液晶駆動において局所的に生じる液晶の配向異常に起因して、完成したＬＣＤの画像表示で表示むらが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
一方の正の誘電率異方性を有する液晶を水平配向させて横電界を印加するＩＰＳモード液晶表示装置（以下、ＩＰＳ−ＬＣＤと略称する）も、ＭＶＡ−ＬＣＤと同様に視角特性に優れている。但し、ＩＰＳ−ＬＣＤは櫛形電極によって液晶分子を水平面内でスイッチングさせており、この櫛形電極により画素の開口率が著しく低下してしまうため高い光強度のバックライトユニットが必要になる。
【０００７】
ＭＶＡ−ＬＣＤにおける突起やスリットによる画素の実質開口率の低下はＩＰＳ−ＬＣＤの櫛形電極ほどではないにしても、ＴＮモードのＬＣＤに比べると、パネルの光透過率が低い。そのため現状では、低消費電力が要求されるノートパソコンにはＭＶＡ−ＬＣＤやＩＰＳ−ＬＣＤはほとんど採用されていない。
【０００８】
現在のＭＶＡ−ＬＣＤは広視野角化のため、電圧印加時に液晶分子が４方向に倒れるように、線状突起や画素電極を線状に一部抜いたスリットを画素内に複雑に多数配置している。このため画素の光透過率が低くなる。
【０００９】
これを改善するため、単純な構成で隣り合う線状突起の間隔を広くした場合の配向規制動作について説明する。図１４は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤを示している。図１４（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すＭＶＡ−ＬＣＤをドレインバスライン６に平行に切った断面を示している。図１４（ａ）は１本のゲートバスライン４に連設された３つの画素２を示している。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、画素電極３のゲートバスライン４側両端部近傍にはゲートバスライン４に平行に延びる２本の線状突起６８が形成されている。また。対向基板側コモン電極上には、画素中央を含む位置にゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。なお、アレイ基板側は、ガラス基板２０及びゲートバスライン４上に絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３が形成され、その上に絶縁膜２２が形成されている。
【００１０】
この構成により、画素電極３とコモン電極２６との間に電圧が印加されて液晶層２４内の電界分布が変化すると、負の誘電率異方性を有する液晶分子２４ａは２つの方向に傾斜する。すなわち、画素２のゲートバスライン４側両端の線状突起６８から対向基板側の線状突起６６に向かって液晶分子２４ａは傾斜する。これにより、上下２分割のマルチドメインが形成される。ＭＶＡモードでは、線状突起（あるいはスリット）が作る電界により線状突起６６、６８近傍（あるいはスリット近傍）の液晶分子２４ａから順に傾斜方向が規定されていく。従って、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように線状突起（あるいはスリット）の間隙が非常に広いと、液晶分子２４ａの傾斜の伝播に時間がかかるため、電圧を印加したときの液晶分子の応答が非常に遅くなる。
【００１１】
そこで、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術の採用が考えられる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、従来の液晶材料に代えて重合可能なモノマーを含む液晶層２４に電圧を印加した状態でモノマーを重合してポリマー化し、当該ポリマーに液晶分子２４ａの傾斜する方向を記憶させる。
【００１２】
ところが、図１４（ａ）、（ｂ）の構造で液晶層２４に電圧を印加しても、ドレインバスライン６近傍の画素電極３端部で発生する電界により、ドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは意図した傾斜方向とは９０°異なる方向に倒れてしまう。このため、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いても、図１５のＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図に示すように、各表示画素２には遮光膜（ＢＭ）をはみ出してドレインバスライン６に沿って大きな暗部Ｘ１が視認されてしまう。
【００１３】
これを解決するために、本願出願人による先の出願（日本国出願番号：特願２００１−２６４１１７号、出願日：２００１年８月３１日）では、ＴＦＴ１６が形成されたアレイ基板側の画素電極３をライン・アンド・スペースパターンのストライプ状電極にすることを提案している。一例として図１６は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た実施例を示している。図１６に示すように、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行にライン・アンド・スペースパターンが形成されたストライプ状電極８及びスペース１
０を有している。
【００１４】
一般に、配向膜による配向規制力は、配向膜に接している液晶分子２４ａだけに作用し、セルギャップ方向中央部の液晶分子にまでは及ばない。そのため、セルギャップ方向中央部の液晶分子２４ａは、画素端部で発生する電界の影響を大きく受けて配向方位が乱れてしまう。ドレインバスライン６に平行なストライプ状電極８及びスペース１０を有する画素電極３にすると、電圧印加時に液晶分子２４ａはストライプ状電極８及びスペース１０に平行に倒れる。また、ストライプ状電極８及びスペース１０により全液晶分子２４ａの傾斜方向が定まるので、画素端部で発生する横電界の影響を最小限に抑えることができる。
【００１５】
上記出願で提案された液晶表示装置及びその製造方法について、以下具体的に説明する。図１６は、提案に係るＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示し、図１７は図１６のＤ−Ｄ線で切断した断面形状を示している。図１６に示すように、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行にライン・アンド・スペースパターンが形成されたストライプ状電極８及びスペース１０を有している。画素２ほぼ中央でゲートバスライン４に平行に形成された接続電極６４により、各ストライプ状電極８は電気的に接続されている。また、ストライプ状電極８の一部がＴＦＴ１６のドレイン電極６０に対向配置されたソース電極６２に接続されている。
【００１６】
図１７に示すように、画素領域中央部の接続電極６４に対向する位置の対向基板側にはゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。線状突起６６により、液晶分子２４ａの配向規制方向をより顕著に決定することができる。
【００１７】
対向基板側の線状突起６６を設ける代わりにアレイ基板側又は対向基板側の配向膜にラビング処理を施してももちろんよい。この場合は、図１７に示す矢印のように、アレイ基板側は図１６に示す領域Ｂ、Ｃ共に接続電極６４に向かってラビングを施すようにする。対向基板側は接続電極６４から遠ざかる方向に向かってラビングを施すようにする。また、光配向法を用いることも可能である。
【００１８】
図１６及び図１７に示すパネル構造を用いて、光重合性モノマーが添加された液晶層２４に電圧を印加して画素２内の液晶分子２４ａを所定方向に傾斜させた状態で、液晶層２４に光を照射してモノマーを重合して液晶分子２４ａのプレチルト角及び／又は配向方位を規定した。完成したＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、暗部Ｘ１が消滅して画素部全体から光が透過して従来に比して透過率を向上させることができた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記出願で提案された構造では、液晶層の配向を規定することはできるものの、スペース１０上の液晶分子は上下を電極で挟まれておらず、直接電界がかからないため、液晶分子が配向しない（倒れない）。このため、スペース１０近傍で透過率の低下が発生してしまうという問題が生じる。このため、図１６に示す構造は、図１４に示す構造より液晶配向を規定することが図れ、図１５に示すような画素周辺部の暗部Ｘ１を発生させないようにして透過率を向上させる一方で、画素周辺部より内方の光透過率が逆に低下してしまい、画素全体の透過率を飛躍的に向上させることができないという問題を有している。
【００２０】
本発明の目的は、階調変化時の応答速度を低下させずに光透過率を向上させた液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、前記基板上に形成されたバスラインと、前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【発明の効果】
【００２２】
以上の通り、本発明によれば、階調変化時の応答速度を低下させずに光透過率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１によるＭＶＡ−ＬＣＤの変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の実施例１−３によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の実施例１−４によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示す図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ線で切断したＬＣＤ断面形状を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の実施例１−４によるＭＶＡ−ＬＣＤの変形例を示す図である。
【図１４】２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤを示す図である。図１４（ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示すＭＶＡ−ＬＣＤをドレインバスライン６に平行に切った断面を示している。
【図１５】ＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。
【図１６】提案されたＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た図である。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ線で切断した断面形状を示している。
【図１８】従来のＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の実施例２−２による２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面を示す図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２５】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置を基板面に垂直方向に切断した断面のアレイ基板側を示す図である。
【図２７】提案された配向制御手段を示す図である。
【図２８】提案された配向制御手段を示す図である。
【図２９】複数の方位を向いたストライプ状電極８とスペース１０を組み合わせた（魚骨状）パターンを基板面法線方向に見た図である。
【図３０】図２９のＥ−Ｅ線で切断した断面を示す図である。
【図３１】ストライプ状電極８及びスペース１０の境界部（背骨部）に着目して、中間調表示時におけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓに対する配向状態を調査した結果を示す図である。
【図３２】本発明の第４の実施の形態によるＬＣＤにおけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓの関係を示す図である。
【図３３】本発明の第４の実施の形態による実施例４−１を説明する図である。
【図３４】本発明の第４の実施の形態による実施例４−２を説明する図である。
【図３５】従来のＩＰＳ−ＬＣＤの表示電極及びコモン電極の配置構成を示す図である。
【図３６】本発明の第６の実施の形態の実施例６−１による液晶表示装置の構成を示す図である
【図３７】本発明の第６の実施の形態の実施例６−２による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図３８】本発明の第６の実施の形態の実施例６−３による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図３９】本発明の第６の実施の形態の実施例６−３による液晶表示装置の構成を示す図である
【図４０】本発明の第６の実施の形態の実施例６−４による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図４１】本発明の第６の実施の形態の実施例６−４による液晶表示装置の構成を示す図である
【図４２】本発明の第６の実施の形態の実施例６−５による液晶表示装置の構成を示す断面図である
【図４３】共重合ポリマーの構造を模式的に示す図である。
【図４４】本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置の原理を説明する図である。
【図４５】本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置の原理を説明する図である。
【図４６】本発明の第７の実施の形態の実施例７−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図４７】本発明の第７の実施の形態の実施例７−２による液晶表示装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図１乃至図１３を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置の画素電極３は、ドレインバスライン６又はゲートバスライン４に平行にストライプ状電極８及びスペース１０が形成されている。但し、バスライン近傍のストライプ状電極８の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成されている。また、スペース１０の総面積が、スペース１０の総面積とストライプ状電極８及びそれ以外の電極総面積との総和である画素電極３総面積（電極領域総面積）の５０％以下である点に特徴を有している。
【００２５】
さらに、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の画素周辺部にのみ設け、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８をゲートバスライン６側の画素周辺部及び配向分割境界近傍にのみ設けることを特徴としている。
【００２６】
図１乃至図４を用いて、本実施の形態による画素電極３の構造を決めるための原理について説明する。図１は、ＶＡ−ＬＣＤを基板面に垂直に切断した一部断面を示している。図１において、ＴＦＴ等のスイッチング素子が形成されるアレイ基板側の絶縁性基板であるガラス基板２０上に画素電極３が形成されている。画素電極３は、ストライプ状電極８とスペース１０の組合せからなり、図中左右方向の不図示の領域にもストライプ状電極８とスペース１０が交互に形成されている。本例では、ストライプ状電極８の幅Ｌ＝３μｍ、スペース１０の幅Ｓ＝３μｍである。アレイ基板側ガラス基板２０と対向配置されて液晶層２４を狭持する対向基板側ガラス基板３０の液晶層側面上にコモン電極２６が形成されている。
【００２７】
両ガラス基板２０、３０の液晶層２４との界面には垂直配向膜（不図示）が形成されている。液晶層２４は、光重合性モノマーが添加された負の誘電率異方性を有する液晶材料が含まれている。
【００２８】
このような構成のＶＡ−ＬＣＤにおいて、ストライプ状電極８とコモン電極２６との間に電圧を印加して、液晶層２４内の液晶分子２４ａへの電界強度を変化させると、電界強度に応じて液晶分子２４ａのチルト角を変化させて透過率を変化させることができる。
【００２９】
図２は、ストライプ状電極８とコモン電極２６との間の印加電圧の変化に対する透過率の変化を示すグラフである。横軸は、図１に示すＶＡ−ＬＣＤのガラス基板２０の左右方向でのストライプ状電極８とスペース１０の配置位置を示している。縦軸は透過率を示している。図中、連続する◆印で示された曲線は、印加電圧３Ｖでの透過率分布を示している。連続する△印で示された曲線は、印加電圧３．５Ｖでの透過率分布を示している。連
続する×印で示された曲線は、印加電圧４Ｖでの透過率分布を示している。連続する□印で示された曲線は、印加電圧５．４Ｖでの透過率分布を示している。連続する−印（実線）で示された曲線は、印加電圧１０Ｖでの透過率分布を示している。いずれも、電圧印加後５００ｍｓ経過した時点での透過率分布を示している。
【００３０】
図２に示すように、印加電圧を上げていくと透過率もそれに応じて高くなるが、何れの場合もストライプ状電極８中央部で極大値をとりスペース１０中央部で極小値をとる曲線となる。つまり、図１に示すように、画素電極３がストライプ状電極８とスペース１０との組合せからなる場合には、電圧印加時のストライプ状電極８上方の電界強度とスペース１０上方の電界強度に差が生じ、スペース１０上方の電界強度の方が相対的に低くなるため、スペース１０近傍で透過率の低下が発生してしまう。これにより、ドレインバスライン６近傍の画素電極３周辺端部の暗部Ｘ１が消滅しても全体としての透過率は上がらない。例えば、図２において、□印曲線で示す印加電圧５．４Ｖでの平均透過率は０．７８４であるのに対し、後述のスペース１０を持たない「べた」構造の画素電極３でのそれは、０．８９７（図４参照）であり、約１４％の輝度差（０．８９７／０．７８４＝１．１４）で「べた」構造の方が高輝度を得られる。
【００３１】
図３は、画素電極３が各画素領域内に一様に形成されている以外は、図１と全く同一構成のＶＡ−ＬＣＤを示している。図４は、画素電極３とコモン電極２６との間の印加電圧の変化に対する透過率の変化を示すグラフである。横軸は、図３に示すＶＡ−ＬＣＤのガラス基板２０の左右方向に対応しており、画素領域ほぼ中央部の画素電極３を示している。縦軸は透過率を示している。図中、連続する◆印で示された曲線は、印加電圧３Ｖでの透過率分布を示している。連続する□印で示された曲線は、印加電圧５．４Ｖでの透過率分布を示している。連続する−印（実線）で示された曲線は、印加電圧１０Ｖでの透過率分布を示している。いずれも、電圧印加後５００ｍｓ経過した時点での透過率分布を示している。
【００３２】
図４に示すように、印加電圧を上げていくと透過率もそれに応じて高くなるが、印加電圧の大きさに因らず何れの透過率分布もフラットで基板位置による変化は見られない。つまり、図３に示すように、画素電極３がスペース１０を持たない「べた」構造の場合には、画素電極３中央部では電圧印加時の電界強度がフラットであるため均等な透過率が得られる。
【００３３】
しかしながら、図１４及び図１５を用いて既に説明したように、画素電極３がスペース１０を持たない「べた」構造の場合には、ドレインバスライン６近傍の画素電極３周辺端部には暗部Ｘ１が形成されてしまうため、画素の透過率は全体としては下がってしまう。
【００３４】
すなわち、画素電極３中のスペース１０の占める割合が大きくなると液晶層２４の配向状態は良好になるが透過率は余り上がらない。一方、スペース１０の占める割合が小さくなり過ぎると液晶層２４の配向乱れが増加して透過率は低下する。
【００３５】
つまり、スペース１０の総面積が、スペース１０及びストライプ状電極８及びそれ以外の電極の総面積、すなわち画素電極３総面積に対して最適な割合を持つようにすれば、透過率を最大にすることができる。鋭意実験の結果、スペース１０の占める割合が４〜５０％であれば液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率が得られることが見出された。
【００３６】
また、暗部Ｘ１の発生を抑制するために、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合には、少なくともストライプ状電極８をドレインバスライン６側の画素周辺部に設け、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させる場合には、ストライプ状電極８を少なくともゲートバスライン４側の画素周辺部及び配向分割境界近傍に設けるよう
にすればよい。
【００３７】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。まず、以下の全ての実施例に共通の条件を次に列挙する。
配向膜：垂直配向膜；
液晶：負の誘電率異方性を有し、且つ光重合性モノマーが添加されている；
偏光板：液晶パネルの両側にクロスニコルに配置されノーマリブラックモードを実現する；
偏光板の偏光軸：バスラインに対して４５°方向；
液晶パネル：対角１５インチ；
解像度：ＸＧＡ。
【００３８】
［実施例１−１］
図５乃至図７を用いて本実施例について説明する。図５は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示し、図６は図５のＡ−Ａ線で切断したＬＣＤ断面形状を示している。図５に示すように、画素電極３は、スペース１０が形成されておらず、画素領域周辺部より内方で電極材が一様に形成された内方電極１２を有している。さらに、画素電極３は、ドレインバスライン６に平行な両端部であって、接続電極６４の上下両側に形成された４つのスペース１０と、内方電極１２に対して各スペース１０を介して隣り合う４つのストライプ状電極８を有している。上下方向に見て画素２ほぼ中央に形成された接続電極６４により、各ストライプ状電極８は内方電極１２と電気的に接続されている。また、内方電極１２の左上部がＴＦＴ１６のソース電極６２に接続されている。
【００３９】
本実施例では、ストライプ状電極８の幅Ｌ＝３μｍ、スペース１０の幅Ｓ＝３μｍである。また、本実施例におけるスペース１０の総面積は、スペース１０及びストライプ状電極８及びそれ以外の電極（内方電極１２及び接続電極６６）の総面積である画素電極３総面積に対して６％の割合を有している。
【００４０】
図６に示すように、画素領域中央部の接続電極６４に対向する位置の対向基板側にはゲートバスライン４に平行に延びる線状突起６６が形成されている。線状突起６６により、液晶分子２４ａの配向規制方向をより顕著に決定することができる。
【００４１】
対向基板側の線状突起６６を設ける代わりにアレイ基板側又は対向基板側の配向膜にラビング処理を施してももちろんよい。この場合は、図６に示す矢印のように、アレイ基板側は図５に示す領域Ｂ、Ｃ共に、ドレインバスライン６に平行に画素電極３中央に向かってラビングを施すようにする。対向基板側は、接続電極６４から遠ざかる方向に向かってラビングを施すようにする。また、光（ＵＶ）配向を用いることも可能である。
【００４２】
ところで、図５に示すＴＦＴ１６近傍の破線で囲った領域Ａの液晶分子２４ｂの傾斜方向が、図６に示すように領域Ｂの液晶分子２４ａと逆方向になる配向乱れが生じてしまうことがある。この配向乱れにより液晶層２４への電圧印加時に領域Ａに暗部が形成されてしまう。これを改善するための変形例を図７に示す。変形例では、図７に示すように画素電極３のゲートバスライン４側両端部近傍に、配向規制用構造物としてゲートバスライン４に平行に延びる２本の線状突起６８が形成されている。線状突起６８をゲートバスライン上及びゲートバスライン４と画素電極３の間に追加すると、領域Ａの液晶分子２４ｂの倒れる方向を領域Ｂの液晶分子２４ａと同じ方向にすることが可能である。なお、配向規制用構造物として電極を一部形成しない電極抜き部（スリット）を用いることも可能である。
【００４３】
図７の変形例に係る構造を用いて液晶層２４に電圧を印加（ゲート電極：ＤＣ３０Ｖ、ドレイン電極：ＤＣ−５Ｖ、コモン電極：グランド電位）して画素２内の液晶分子２４ａを所定方向に傾斜させた状態で、光重合性モノマーを添加した液晶に光を照射してモノマーを重合して液晶分子２４ａのプレチルト角及び／又は配向方位を規定した。完成したＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、画素部全体から光が透過し、従来のＬＣＤに比較して透過率を向上させることができた。
【００４４】
このように本実施例によれば、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ設け、且つスペース１０の占める割合を６％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００４５】
［実施例１−２］
図８を用いて本実施例について説明する。図８は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板側を示している。本実施例は、画素電極３構造を除き実施例１−１と同一構成を有している。実施例１−１の図５に示した画素電極３構造に対して、本実施例の画素電極３には、図８に示すように、ドレインバスライン６に平行な両端部であって接続電極６４の上下両側に、それぞれ２つずつ計８つのスペース１０が形成され、内方電極１２に隣り合う各スペース１０を介して２本ずつ計８つのストライプ状電極８が形成されている。
【００４６】
本実施例におけるスペース１０の総面積は、実施例１−１の２倍になるので画素電極３総面積に対して１２％の占有割合を有している。
【００４７】
このように本実施例においても、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ複数設け、且つスペース１０の占める割合を１２％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００４８】
［実施例１−３］
図９を用いて本実施例について説明する。図９は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示している。本実施例は、画素電極３構造を除き実施例１−１と同一構成を有している。実施例１−１の図５に示した画素電極３構造に対して、本実施例の画素電極３は、図５の内方電極１２のドレインバスライン６の延伸方向の高さを低くして内方電極１２'とし、高さを低くした領域にラインアンドスペース
状のストライプ状電極８'及びスペース１０'を設けている点に特徴を有している。
この構造にすることにより、本実施例におけるスペース１０、１０'の総面積は、画素
電極３総面積に対して３５％の占有割合を有するようになる。
【００４９】
このように本実施例においても、ドレインバスライン６の延伸方向に２分割配向させる場合において、ストライプ状電極８をドレインバスライン６側の両画素周辺部にそれぞれ複数設け、且つスペース１０の占める割合を３５％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００５０】
［実施例１−４］
図１０乃至図１３を用いて本実施例について説明する。図１０は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見たアレイ基板を示している。本実施例に係る画素電極３の構造は、ストライプ状電極８及びスペース１０がゲートバスライン４に平行に形成されている点に特徴を有している。図中左右方向の２方向に配向分割させるため、ＴＦＴ１６のソース電極６２と接続された画素上半分の１本のストライプ状電極８は、ス
ペース１０を介して図の右上の接続電極６４ａで図上側の内方電極１２ａと接続され、画素下半分の１本のストライプ状電極８はスペース１０を介して図左下の接続電極６４ｄで図下側の内方電極１２ｂと接続されている。両側にスペース１０が設けられたストライプ状電極８'に内方電極１２ａは右側の接続電極６４ｂで接続され、内方電極１２ｂは左側
の接続電極６４ｃで接続されている。
【００５１】
こうすることにより、ドレインバスライン６に平行な画素電極端で発生する横電界によりドレインバスライン６に対して直角方向に傾斜する液晶分子の配向を積極的に利用することができる。なお、接続電極６４ａ〜６４ｄの位置を左右反対にして図１０とは左右逆の画素電極３構造にしてももちろんよい。この構造により、本実施例におけるスペース１０の総面積は、画素電極３総面積に対して４％の占有割合となる。
【００５２】
このように本実施例において、ゲートバスライン４の延伸方向に２分割配向させるため、少なくともストライプ状電極８をゲートバスライン４側の画素周辺部に設けると共に、ストライプ状電極８'を配向分割境界近傍（２つの内方電極１２、１２'が対向する位置）に設け、且つスペース１０の占める割合を４％にしたので、液晶層２４の配向状態を良好にして高透過率を得ることができる。
【００５３】
図１１は、図１０のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。図１２は、図１０のＣ−Ｃ線で切断した断面を示している。図１１及び図１２に示すように、接続電極６４ａ、６４ｄと、それらと隣接するドレインバスライン６との間の対向基板上に線状突起６６が形成されている。線状突起６６を形成することにより、接続電極６４ａ、６４ｄ側の内方電極１２，１２'端辺と、それらに隣接するドレインバスライン６との間の電界の影響をなく
すことができる。さらに配向方向を確実にするため、ラビング処理や光配向処理を施してもよい。
【００５４】
図１３は本実施例の変形例を示している。図１３に示すように、内方電極１２の図左側端部近傍と内方電極１２'の図右側端部近傍のアレイ基板上にそれぞれ線状突起６８を形
成するようにしてもよい。線状突起６８を形成することにより、内方電極１２の図左側端部近傍及び内方電極１２'の図右側端部近傍と、それらに隣接するドレインバスライン６
との間の電界の影響をなくすことができる。
【００５５】
この構成において液晶層２４に電圧を印加して、液晶層２４内のモノマーを重合させる。完成したＭＶＡ−ＬＣＤは、重合したポリマーによって液晶分子２４ａの倒れる方向が定まるため、画像表示の際に画素端で発生する電界の影響をほとんど受けない。ＭＶＡ−ＬＣＤを表示させて表示領域を観察したところ、画素部全体から光が透過し、従来のＬＣＤに比較して透過率を向上させることができた。
【００５６】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図１８乃至図２０を用いて説明する。まず、第１の実施の形態において図５を用いて説明したが、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部を示す破線で囲った領域Ａでは、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れるため、正方向に倒れる液晶分子２４ａとの境界に暗線が発生する。この現象は図１６及び図１７に示した提案された画素電極構造でも発生している（図１７の液晶分子２４ｂ参照）。第１の実施の形態では、アレイ基板側に線状突起６８を設けることで暗線の発生を抑制しているが、ここで、線状突起６８を設けない場合の状態についてさらに考察する。
【００５７】
線状突起６８を設けたりしない場合には、暗線の発生位置を規定する電界がないため、逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの領域は任意に広がることができる。このため、ドレイン
バスライン６近傍でバスラインに直交する方向に倒れる液晶分子２４ａ'（不図示）がＢ
Ｍ領域から表示領域側に引き出される作用が生じ、液晶分子２４ａ'の存在領域がドレイ
ンバスライン６と画素周辺部との間に形成される。従って、ドレインバスライン６近傍で表示領域外にあった暗線Ｘ１が膨らんで、図１８の画素顕微鏡観察図のように、表示領域内のドレインバスライン６近傍に暗線Ｘ１が現れてしまう。
【００５８】
本実施の形態では、上記問題を解決するために、ソース電極６２とストライプ状電極との接続部付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂと、ドレインバスライン６近傍でドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａとが影響し合わない構成にした。
【００５９】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例２−１］
本実施例について図１９を用いて説明する。図１９（ａ）は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図１９（ｂ）はＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。図１９（ａ）に示すように、本実施例では、ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に１本のストライプ状電極９及びスペース１０を形成している。
【００６０】
また、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れることを防ぐため、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部において、接続部中央のストライプ状電極８を接続部側で切断して、ソース電極６２とストライプ状電極８端部との間にギャップ１１を形成する。
【００６１】
ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に少なくとも１本以上のストライプ状電極９及びスペース１０を形成すると、ストライプ状電極９によって、画素電極３上におけるドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは、スペース１０の長手方向と平行な方向に倒れる。これにより、ドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａと、ＴＦＴ１６のソース電極６２付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの配向が影響し合わないようにすることができる。このため、ドレインバスライン６近傍の暗線Ｘ１を表示領域外のＢＭに留めておくことができる。
【００６２】
また、ＴＦＴ１６のソース電極６２と画素電極３との接続部のストライプ状電極８を少なくとも一箇所切断してギャップ１１を形成することにより、新たなストライプ状電極８端を形成したのと同様の効果が得られるので、暗線Ｘ１の発生を最小限に抑えることができ、またその発生位置を表示領域外のＢＭに固定することができる。
【００６３】
なお、暗線Ｘ１は基板間のセルギャップを維持するビーズスペーサ等を核としてしばしば発生するので、ギャップ出し用のスペーサを柱状スペーサに置き換えて表示領域外に配置するのが望ましい。
【００６４】
なお、ストライプ状電極８、９の幅Ｌは、余り細過ぎると切断してしまう可能性があり、また余り太過ぎると液晶分子２４ａがスペース１０の長手方向に平行に倒れなくなる。また、スペース１０の幅Ｓが余りに狭いとストライプ状電極８、９が短絡する可能性があり、また余りに広いと液晶分子２４ａがスペース１０の長手方向に倒れなくなる。そこで、ストライプ状電極８、９の幅Ｌ及びスペース１０の幅Ｓは０．５μｍ以上５μｍ以下に設定することが望ましい。
同様に、ギャップ１１の幅（ソース電極６２端部とそれに対向するストライプ状電極８端部との距離）も０．５μｍ以上５μｍ以下に設定するのが望ましい。
【００６５】
なお、本実施例及び以下の実施例では、垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負
、偏光板はクロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の偏光軸はバスラインに対して４５°方向である。パネルサイズは１５型、解像度はＸＧＡである。
【００６６】
［実施例２−２］
本実施例について図２０を用いて説明する。図２０（ａ）は、２分割配向領域を有するＭＶＡ−ＬＣＤの１画素２を基板面法線方向に見た状態を示している。図２０（ｂ）はＭＶＡ−ＬＣＤを基板面法線方向に見た画素顕微鏡観察図である。図２０（ａ）に示すように、本実施例では、実施例２−１と同様に、ドレインバスライン６とＴＦＴ１６との間に１本のストライプ状電極９及びスペース１０を形成している。
【００６７】
また、液晶分子２４ｂが逆方向に倒れることを防ぐため、ＴＦＴ１６のソース電極６２とストライプ状電極８との接続部において、接続部両脇の２つのストライプ状電極８を接続部側で切断して、ソース電極６２とストライプ状電極８端部との間に２つのギャップ１１ａ、１１ｂを形成する。
【００６８】
このような構成にしても、ストライプ状電極９によって、画素電極３上におけるドレインバスライン６近傍の液晶分子２４ａは、スペース１０の長手方向と平行な方向に倒れる。これにより、ドレインバスライン６に直交する方向に倒れる液晶分子２４ａと、ＴＦＴ１６のソース電極６２付近で逆方向に倒れる液晶分子２４ｂの配向が影響し合わないようにできる。
【００６９】
また、ギャップ１１ａ、１１ｂを形成することにより、新たな２つのストライプ状電極８端を形成したのと同様の効果が得られるので、暗線Ｘ１の発生を最小限に抑えることができ、またその発生位置を表示領域外のＢＭに固定することができる。
【００７０】
本実施例においても実施例２−１と同様に、セルギャップを維持するための柱状スペーサを表示領域外に配置するのが望ましい。また、ストライプ状電極８、９の幅Ｌ及びスペース１０の幅Ｓは０．５μｍ以上５μｍ以下に設定することが望ましい。同様に、ギャップ１１ａ、１１ｂの各幅も０．５μｍ以上５μｍ以下に設定するのが望ましい。
【００７１】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図２１乃至図２６を用いて説明する。図２１は、本実施形態によるＭＶＡ−ＬＣＤを基板面に垂直な方向で切断した断面を模式的に示している。また図２２乃至図２６は、配向膜３２近傍の状態を示す模式図である。図２１及び図２２に示すように、画素電極３上及びコモン電極２６上にそれぞれ設けられた配向膜３２、３４上にポリマー層３６が形成されている。また、図２３の配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が垂直配向膜面では垂直になり、液晶面ではθｐの方向に傾斜している。
【００７２】
このように、図２１に示した配向規制用構造物である線状突起６６、６８間の間隙では、ポリマー層３６が液晶分子２４ａの配向方向を規定する。すなわち、構造物間においても液晶分子２４ａの配向方向が規定されるため、中間調の表示における応答時間を短くでき、さらに、液晶の配向乱れが少なくなるので透過率を改善することができる。
【００７３】
本実施の形態による液晶表示装置について、改めて図２１乃至図２６を用いて以下具体的に説明する。
図２１において、画素電極３及びコモン電極２６は、ＩＴＯ等の透明画素電極材により形成されている。画素電極３及びコモン電極２６上には、高さ１．５μｍ、幅１０μｍの
線状突起（土手状配向規制用構造物）６６、６８が形成されている。線状突起６６、６８間隙は２５μｍである。画素電極３及びコモン電極２６上、及び線状突起６６、６８上にはそれぞれ垂直配向膜３２、３４が形成されている。対向する垂直配向膜３２、３４間には厚さ約４μｍのネガ型液晶層２４が封止されている。図示のようにθｐ方向に液晶分子２４ａが傾斜している。垂直配向膜３２、３４表面には、ラビング処理や光配向処理などは一切施されていない。
【００７４】
図２２は、垂直配向膜３２上にポリマー層３６が形成されている様子を示している。図示は省略したが、対向基板側の垂直配向膜３４上にも同様のポリマー層３６が形成されている。図２３は、垂直配向膜３２の表面に、液晶層２４側に角度θｐで液晶分子２４ａにプレチルトを付与するポリマー層３６が形成されている状態を示している。配向方向の変化を示す曲線３８で示すように、ポリマー層３６中のポリマーは液晶層２４と接する最表面ではチルトしており、線状突起６６、６８間の間隙で液晶分子２４ａにプレチルトを付与することが可能になる。図２３に示すように、ポリマー層３６の表面に起伏があることによりポリマーの表面エネルギーが大きくなる。ポリマー層３６の厚さが５０００Åより大きい場合、ポリマー層３６での電圧降下が大きくなるため、駆動電圧が高くなり実用的ではない、逆に１０Åより小さい場合充分な配向規制力が得られない。
【００７５】
図２３に示すポリマー層３６は、アクリロイル基と液晶骨格を持つモノマーを重合開始剤と共にネガ型液晶に０．３ｗｔ％添加して、電圧を印加しつつ照度２０ｍＷ／ｃｍ2、
２ＪのＵＶ光などで重合させることにより形成される。配向膜３２に垂直配向性のポリイミド膜を使用した場合、垂直配向膜３２表面に厚さ約１００Åのポリマー層３６が形成されていることがＡＦＭ（原子間力顕微鏡）とＴＥＭにより確認された。実際にポリマーのリタデーション（Δｎ・ｄ）をエリプソメータで測定したところ、ポリマーは液晶配向方向に配向していることが判ると共に、０．０１ｎｍ以上で安定した液晶の配向が確認された。
【００７６】
図２４はポリマー層３６が部分的に形成されている状態を示す模式図である。以上のように、モノマーの添加量が少ない場合（約０．５ｗｔ％以下）、またゆっくり固化した場合（約５０ｍＷ／ｃｍ2以下のＵＶ光源）に配向膜上へのポリマー層の積層、または部分
積層を実現できる。さらに電界を印加しながら重合することで、ポリマーを液晶方向に配向させ、リタデーションを持たせることができる。そして、このリタデーションの付与は傾斜液晶配向を実現する。また、モノマー量が多い場合はネットワーク状のポリマーが混在する可能性がある。
【００７７】
図２５は、配向膜３２、３４が水平配向膜である場合に形成されるポリマー層３６を示している。モノマーをポジ型液晶に添加して、電圧を印加しつつ重合することにより形成される。または、モノマーに側鎖を形成することによっても実現できる。図２５の配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が水平配向膜３２面では水平になり、液晶層２４面では所定角度方向に傾斜している。ポリマーにプレチルトが付与されて、液晶全体が平均的にチルトする。
【００７８】
図２６は水平配向膜３２上に膜状のポリマー層３６を形成した状態を示している。配向方向の変化を示す曲線３８に示すように、ポリマー層３６ポリマーの分子配向が水平配向膜面では水平になり、液晶面ではほぼ垂直に立たせることが可能になる。このポリマー層３６も、水平配向膜３２上でモノマーを重合することによって実現できる。またはモノマーに側鎖を形成することによって実現できる。
【００７９】
本実施形態では、配向規制用構造物として線状突起を用いたが、もちろんこれ以外に、隔壁、スリット、微細スリット、ラビング配向膜等を用いることも可能である。配向膜を
用いなくても基板自体が垂直あるいは水平配向性を有している基板上にポリマー層を形成することも可能である。本実施の形態によるポリマー層は、スメクティック液晶を使用した強誘電液晶の配向安定化にも適用できる。
【００８０】
以上説明したように本実施の形態によれば、局在する配向規制用構造物の間にも配向方向を規定するポリマー層を形成できるため、基板全面で液晶を安定して配向させることができるので、中間調の応答時間を短縮させることができ、さらに、高い透過率を実現することができる。
【００８１】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について図２７乃至図３４を用いて説明する。本実施の形態の説明をする前にその前提技術について説明する。本願出願人による先の出願（日本国出願番号：特願２００１−２６４１１７号、出願日：２００１年８月３１日）では、ＴＦＴ１６が形成されたアレイ基板側の画素電極３をライン・アンド・スペースパターンのストライプ状電極にすることを提案している。図２７及び図２８は先の出願で提案された配向制御手段を示している。図２７及び図２８に示すように、基板上に設けた数μｍ幅のストライプの繰り返しからなるストライプ状電極８とスペース１０とを用い、液晶分子２４ａをストライプ状電極８やスペース１０の長手方向に平行に配向させることで、画素内の配向分割境界部ができるだけ少なくなるような構成を提案している。
【００８２】
この場合、フォトリソグラフィプロセスでのばらつきに起因したストライプ状電極８の電極幅Ｌのわずかな変動によって液晶表示装置のＴ−Ｖ特性（印加電圧対透過率特性）が変化し、これが表示ムラとして見えてしまうという問題があることが分かっている。この問題については、先の出願において、ストライプ状電極８の電極幅Ｌ≧スペース１０の幅Ｓ、として解決することを提案している。
【００８３】
また、ストライプ状電極８とスペース１０とを用いたパネルにおいて液晶配向を複数の方位に制御するためには、例えば図２９、図３０のように複数の方位を向いたストライプ状電極８とスペース１０を組み合わせた（魚骨状）パターンを用いる必要がある。このときストライプ状電極８及びスペース１０の境界部（背骨部）に着目して、中間調表示時におけるストライプ状電極８の電極幅Ｌとスペース１０の幅Ｓに対する配向状態を調査した結果を図３１に示す。図３１に示すように、Ｌ＞Ｓの方が境界部の暗線（配向方位が偏光軸方位に揃うため、光学的に暗く見える線）が太く、不均一になることが分かった。暗線が太く、不均一であると透過率低下、ムラ発生等の問題が生じる。これは、先の出願で提案したストライプ状電極８の電極幅Ｌとペース１０の幅Ｓとの関係とは逆の関係になる。なお、この結果は液晶中のモノマーを重合してポリマー化する前のものであり、重合時に十分高い電圧を印加すればこの問題はほとんど生じないが、重合電圧が低い場合や、高分子を用いたプレチルト角付与技術を用いずにストライプ状電極８とスペース１０のみで配向させる場合などに問題となる可能性があり、ストライプ状電極８とスペース１０、及び境界部の双方での配向はより安定な方が望ましい。
【００８４】
本実施の形態の原理を図３２に示す。図３２に示すように、境界部（背骨）近傍と、境界部から離れたところとで、ストライプ状電極８の電極幅Ｌおよびスペース幅Ｓを異ならせる。具体的には、境界部近傍ではストライプ状電極８の電極幅Ｌをスペース幅Ｓより狭くし、境界部近傍ではストライプ状電極８の電極幅Ｌをスペース幅Ｓより広くする。境界部近傍においては暗線が細く均一となり、かつ境界部から離れた領域では幅Ｓ、Ｌのばらつきに起因した透過率変化を小さくできることにより表示ムラを改善できる。
【００８５】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例４−１］
図３３を用いて本実施例について説明する。
１５型ＸＧＡパネル（画素ピッチ：２９７μｍ、画素数：１０２４×７６８）を作製した。図３３はこのパネルの一画素を示している。一方の基板上にＴＦＴ１６、ゲートバスライン４、ドレインバスライン６及び、ストライプ状電極８とスペース１０とからなる画素電極３を形成した。他方の基板には、カラーフィルタ層およびコモン電極を形成した。基板材料には板厚０．７ｍｍのガラス基板ＯＡ−２（日本電気硝子社製）を用いた。ストライプ状電極８は画素中央部から４方位（右上、右下、左上、左下）に延びるようにした。
【００８６】
ここで、境界部（背骨）近傍のストライプ状電極８の電極幅Ｌを２μｍ、スペース１０の幅Ｓは４μｍとし、境界部から離れた領域のストライプ状電極８の電極幅Ｌを４μｍ、スペース幅Ｓを２μｍとした。境界部端からストライプ状電極８パターン幅変化部までの距離ｘは、５μｍとした。
【００８７】
これらの基板上に、印刷法を用いて垂直配向膜（ＪＳＲ社製のポリイミド材料）を形成し、１８０℃で６０分の熱処理を行った。さらに、これらの基板を径４μｍのスペーサ（積水ファインケミカル社製）を介して貼り合せ、液晶未注入の空セルを作製した。このセルに、光重合性モノマー（大日本インキ社製）を微量添加した誘電率異方性が負の液晶（メルク社製）を注入し、液晶パネルを作製した。光重合性モノマーの添加量は、２．４ｗｔ％とした。次に、液晶パネルに電圧を印加して紫外線を照射し、モノマーを重合してポリマー化した。重合時の印加電圧は１０Ｖ、ＵＶ照射量は２０００ｍＪ／ｃｍ2（λ＝３
６５ｎｍ）とした。
【００８８】
［実施例４−２］
図３４を用いて本実施例について説明する。本実施例は、以下の要件を除いて実施例４−１と同様である。境界部近傍と境界部から離れた領域のストライプ状電極８の電極幅を連続的に変化させた。これによっても実施例４−１と同様の効果が得られる。
【００８９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、熱もしくは光で重合するポリマー材を利用して液晶分子のプレチルト角および電圧印加時の傾斜方向を規定する液晶表示装置における表示特性の改善を図ることができる。
【００９０】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置について説明する。
光又は熱により重合するモノマーを含有する液晶層を基板間に封止し、液晶層に電圧を印加しながら重合性成分を重合して液晶配向を規定するポリマーを用いたプレチルト角付与技術による液晶表示装置では、同じ画像を長時間表示し続けると、表示を変えても前の画像が残って見えてしまう焼付き現象（ｉｍａｇｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ）が発生することがある。本実施形態では、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術に基づく焼付き現象を防止することを目的としている。
【００９１】
鋭意検討の結果、添加するモノマーの分子量を液晶組成物の平均分子量の１．５倍と同程度かそれ以下にすることにより焼付き現象を防止することができることを見出した。特に、モノマー分子量を液晶組成物の平均分子量と同程度かそれ以下にすることにより優れた焼付き現象の防止効果が得られることを見出した。また、重合開始材の分子量を液晶組成物の平均分子量と同程度かそれ以下にすることにより焼付き現象を防止することができることを見出した。以下、具体的に説明する。
【００９２】
高分子を用いたプレチルト角付与技術の液晶表示装置の焼付きを解決するため、各種モノマー、重合開始材、液晶組成物を検討した結果、以下の知見を得た。
液晶組成物の分子量Ｍlc、モノマーの分子量Ｍm、重合開始材の分子量Ｍiniとしたとき、
（ｉ）Ｍmが小さくなるほど焼付き率は低くなる。特に、ＭmがＭlcと同程度あるいはそれ以下のときに焼付き率が低くなる。
（ｉｉ）Ｍiniは小さい方が焼付き率は低い。特に、ＭiniがＭlcと同程度あるいはそれ以下のときに焼付き率が低くなる。
（ｉｉｉ）モノマーの濃度は、焼付き率の観点からは０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましい。特に、０．３ｗｔ％程度が望ましい。
（ｉｖ）重合開始材は、最適紫外線照射量を減らし、生産効率を上げるのに必要である。ただし、濃度が高すぎると焼付き率が悪化する。重合開始材濃度は０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が望ましい。特に、２ｗｔ％程度が望ましい。
【００９３】
焼付き率は次のようにして求める。白黒のチェッカーパターンをＬＣＤの表示領域に長時間表示させる。その直後、表示領域全面に所定の中間調を表示させ、白を表示していた部分の輝度と黒を表示していた部分の輝度差を求め、当該輝度差を、黒を表示していた部分の輝度で除して焼付き率を求める。
【００９４】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例及び比較例を用いて説明する。以下の全ての実施例では、垂直配向膜を使用し、液晶は誘電率異方性が負、偏光板はクロスニコルに液晶パネルの両側に貼付するのでノーマリーブラック、偏光板の変更軸はバスラインに対して４５°方向である。パネルサイズは１５型、解像度はＸＧＡである。
【００９５】
［実施例５−１］
平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約３５０のジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間後の焼付き率は５％であった。
【００９６】
［比較例５−１］
一方、平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約７００のジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間の焼付き率は３０％であった。
【００９７】
［実施例５−２］
分子量約３５０のジアクリレートモノマーに分子量約２６０の重合開始材を５ｗｔ％加えた。平均分子量約３５０の液晶組成物に、この重合開始材を含むモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間後の焼付き率は５％であった。なお、本実施例では、所定のチルト角発現に必要な紫外線照射量は、実施例５−１の１０分の１であった。
【００９８】
［比較例５−２］
一方、分子量約３５０のジアクリレートモノマーに分子量約３５０の重合開始材を５ｗｔ％加えた。平均分子量約３５０の液晶組成物に、この重合開始材を含むモノマーを０．３ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤの４８時間の焼付き率は１０％であった。
【００９９】
［実施例５−３］
平均分子量約３５０の液晶組成物に分子量約３５０のジアクリレートモノマーを０．３
ｗｔ％混合した液晶材料を使用した高分子を用いてプレチルト角を付与したＬＣＤを作製した。このＬＣＤを１２０℃で２時間アニールしたが、配向は安定していた。
【０１００】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置について図３５乃至図４３を用いて説明する。ポリマーを用いてプレチルト角を付与した液晶パネルは、配向状態の安定化を目的として、アモルファスＴＮ（特願平６−１４８１２２号公報）や強誘電性液晶（ＳＩＤ'９６，Ｄｉｇｅｓｔ、ｐ６９９）等で報告されている。アモルファスＴＮを例に従
来技術を説明する。所定のカイラル材を含有した液晶にジアクリレート樹脂を添加し、当該液晶を空パネルに注入する。液晶層に電圧を印加しつつ紫外線を照射することで、配向状態の欠陥（ディスクリネーション）の固定化及び電圧印加による欠陥数の制御の両効果がもたらされ、これにより従来観察されたアモルファスＴＮのヒステリシスや、欠陥の不安定性を解消できるようになった。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術のポイントは、液晶層に電圧を印加して液晶分子を所定方位に配向させた状態で紫外線を照射し、液晶層内の光硬化性樹脂をポリマー化することにある。
【０１０１】
本実施の形態は、上記従来技術を基本としつつ、当該技術を他の表示方式や構造を備えたＬＣＤに適用する際の改良を提示すると共に、さらに、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術の信頼性を一段と改善する技術を提供する。以下、ＩＰＳ−ＬＣＤ（横電界スイッチング型液晶表示装置）でのマルチドメイン化、反射型や半透過型液晶表示装置での表示特性（コントラスト等）の改善、さらにポリマーを用いたプレチルト角付与技術の信頼性改善として焼付き現象（液晶の配向状態が通電により若干変化し、表示パターンが残る）の低減について具体的に実施例を用いて説明する。
【０１０２】
［実施例６−１］
図３５は従来のＩＰＳ−ＬＣＤの表示電極及びコモン電極の配置構成を示している。ＩＰＳ方式は液晶を水平配向させるため、ＴＮ方式と同様にラビング処理を必要とする。配向材料としては、水平配向膜（例えば、ＪＡＬＳ−１０５４／ＪＳＲ社製）が用いられ、電界に対して若干傾きを持たせた初期配向を付与することで、電圧印加時の配向変形を容易にすると共に変形量を均一にしている。ＩＰＳはモノドメイン（画素内の同一配向領域が１つ）構造においても広い視角特性を有しているが、さらなる広視角化には、マルチドメイン化が必要となる。このため、図３５に示すように、同一基板面上で対向配置された表示電極７０及びコモン電極２６をシェブロン構造（「く」の字型構造）にして２ドメイン化する技術が確立している。当該構造により、電圧印加時に液晶分子２４ａは図３５に示すように２ドメインに配向分割される。しかしながら、この構造は表示電極７０及びコモン電極２６を基板面内で折り曲げるため、透過率をさらに下げる結果となっている。
【０１０３】
図３６は、本実施例に係るＩＰＳ−ＬＣＤの電極構造を示している。本実施例に係る電極構造は、図３５のようなシェブロン構造ではなく、従来とほぼ同様の直線状の表示電極７０及びコモン電極２６であって、それらの電極端部が図３６の破線の楕円α１、α２内に示すように、基板面内で所定角度折れ曲がった部分傾斜電極構造をしている。楕円α１内と楕円α２内の液晶分子２４ａは、電圧印加時にコモン電極２６の長手方向中心線を対称軸として対称的に回転し、それが同一ドメインの他の液晶分子２４ａへ伝播して２ドメイン化が実現される。さらに、この構造にポリマーを用いたプレチルト角付与技術を付加することで、安定した２ドメインパネルを作製することが可能となる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、液晶配向が定常状態になるまで待ってからモノマーを重合させてポリマー化する。ポリマー化後は、過渡応答時も含めて液晶配向が安定化される。以上では誘電率異方性が正の場合について説明したが、配向処理の方向を概ね９０°変えることで、誘電率異方性が負の場合についても同様に適用可能である。
【０１０４】
［実施例６−２］
本実施例による反射型ＬＣＤを図３７に示す。反射型ＬＣＤは、凹凸反射電極７２を用いることで視差のない、ペーパーホワイトに近い表示品質を実現できる。しかしながら、凹凸反射電極７２の場合、平坦な反射電極に比較して凹凸を核とする液晶の配向乱れが発生しやすい。ラビング処理を施す場合には凹凸面の底部での配向処理が不十分になることによる配向不良も発生する。このような状況においてポリマーを用いたプレチルト角付与技術を適用して、図３７に示すように凹凸反射電極７２上にポリマー層３６を形成すると、所望の均一配向を実現して当該配向がポリマー層３６に記憶されるため、従来しばしば観察された配向乱れによるディスクリネーション等の発生を大幅に抑えることができるようになる。
【０１０５】
図３７において、コモン電極２６は、ＩＴＯ等の透明画素電極材により形成されている。凹凸反射電極７２及びコモン電極２６上にはそれぞれ配向膜３２、３４が形成されている。対向する配向膜３２、３４間には液晶層２４が封止されている。配向膜３２、３４上にポリマー層３６が形成されている。ポリマー層３６中のポリマーは液晶層２４と接する最表面ではチルトしており、液晶分子２４ａにプレチルトを付与することが可能になる。
【０１０６】
［実施例６−３］
本実施例による半透過型ＬＣＤを図３８及び図３９に示す。半透過型ＬＣＤは、光透過部と光反射部とを有し、周囲の照明の明暗に関わらず良好な表示を実現することができる。半透過型ＬＣＤでは、液晶分子の回転（スイッチング）により変化する光透過部でのリタデーション変化量をλ／２とし、光反射部では、光は往路と復路を通過するため、液晶層のリタデーション変化量をλ／４とするようにスイッチングさせる必要がある。
【０１０７】
これを実現するため、部分的に液晶セル厚を変える技術（マルチギャップ構造）があるが、製造工程が煩雑となるので好ましくない。そこで、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いることが考えられる。ポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、特定の配向状態を初期配向として固定できるという特徴がある。これを利用することにより、光透過部と光反射部とでスイッチング時のリタデーション変化量を変えることができ、同一セル厚のパネルを用いることが可能になる。
【０１０８】
図３８は、本実施例による水平配向型ＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図３９は、図３８に対応する位置での基板面法線方向に見た状態を示している。図３８及び図３９に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０と対向基板側ガラス基板３０とが対向配置されて液晶層２４が封止されている。アレイ基板側ガラス基板２０上には部分的に凹凸反射電極７２が形成されている。凹凸反射電極７２が形成された領域は光反射部１０６となっており、凹凸反射電極７２が形成されていない領域は光透過部１０８となっている。ガラス基板２０の凹凸反射電極７２形成面と反対側の面にはλ／４板７６が取り付けられ、その上に偏光板７３が取り付けられている。ガラス基板３０の液晶層２４側と反対側の面には、偏光板７３とクロスニコルに配置される偏光板７４が取り付けられている。なお、図示は省略したが、両基板２０、３０の液晶層２４との界面には配向膜が形成されている。
【０１０９】
次に、本実施例による半透過型ＬＣＤにおけるポリマーを用いたプレチルト角付与の手順について説明する。図３８及び図３９に示す画素電極構造のパネルにおいて、光透過部１０８、光反射部１０６での液晶分子２４ａの配向は、凹凸反射電極７２の延伸方向（図３９中の上下方向）から若干傾けた水平配向とする。液晶分子２４ａは正の誘電率異方性Δεを有している。凹凸反射電極７２間に電圧が印加されると、電極間隙間（光透過部１０８）の液晶分子２４ａは、横方向（基板面に平行な方向）にほぼ９０°回転するスイッチング動作をする。このときリタデーションは、概ね（−λ／４）からλ／４に変化する
。
【０１１０】
液晶層２４に電圧を印加していない状態で、アレイ基板側ガラス基板２０側から紫外線を照射し、初期配向状態を安定化させる。この処理を行う際、基板界面でのポリマー形成には、主に光透過部１０８のモノマーが消費され、凹凸反射電極７２で遮光された光反射部１０６のモノマーは残存したままとなる。次に、今度は液晶層２４に電圧を印加した状態で、対向基板側ガラス基板３０側から紫外線を照射する。印加する電圧については光反射部１０６のスイッチングの最大限効率をあげる条件を適切に選定する。この場合には、光反射部１０６では未反応のモノマーが多く存在するため、界面でのポリマー化が十分に生じるのに対し、光透過部１０８ではモノマーが不足する。従って、光透過部１０８の液晶配向状態は、第一段階の紫外線照射後とほとんど変わらず、リタデーション変化量が最終的に概ねλ／２、すなわち、λ／４板の９０°回転のスイッチングをする。他方、光反射部１０６の液晶分子２４ａは、最適な電圧を印加してポリマーを用いたプレチルト角の付与をすることにより、光透過部１０８の液晶分子２４ａに対して初期配向状態で方位角が４５°回転した状態とすることができる。こうすることにより、光反射部１０６の液晶分子２４ａにリタデーション変化量が概ねλ／４板の４５°回転のスイッチングをさせることができるようになる。以上のようにして、光反射部１０６と光透過部１０８の光スイッチング能力（液晶スイッチング時のリタデーション変化量）を変えることによって、マルチギャップ構造を画素内に設けなくても半透過型ディスプレイとして効率的なスイッチングが可能となる。
【０１１１】
以上の実施例に、誘電率異方性が負の液晶と水平配向とを組み合わせた場合も同様の効果があることは容易に推察できる。この場合、初期の配向処理方向は９０°異なり、電極延伸方向にほぼ垂直になる。また、凹凸反射電極７２による遮光を利用した上記実施例とは異なり、フォトマスク等の遮光体を用いて、個々の領域で個別にポリマーを用いたプレチルト角付与の条件を変えて、各領域の液晶のスイッチング能力を変えることもできる。
【０１１２】
［実施例６−４］
図４０は、本実施例による水平配向型の半透過型ＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図４１は、図４０に対応する位置での基板面法線方向に見た状態を示している。図４０及び図４１に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０と対向基板側ガラス基板３０とが対向配置され、正の誘電率異方性を有する液晶層２４が封止されている。アレイ基板側ガラス基板２０上には部分的に凹凸反射電極７２が形成され、凹凸反射電極７２が形成されていない領域には透明電極１０４が形成されている。凹凸反射電極７２が形成された領域は光反射部１０６となり、透過電極１０４が形成された領域は光透過部１０８となる。ガラス基板２０の凹凸反射電極７２形成面と反対側の面にはλ／４板と偏光板７３がこの順に取り付けられている。ガラス基板３０の液晶層２４側にはコモン電極２６が形成されている。また、ガラス基板３０の液晶層２４と反対側の面には偏光板７３とパラレルニコルに配置される偏光板７４が取り付けられている。なお、図示は省略したが、両基板２０、３０の液晶層２４との界面には配向膜が形成されている。
【０１１３】
ポリマーを用いたプレチルト角付与の手順は実施例６−３と同様である。光透過部１０８では、電圧が印加されると、基板面に水平に配向していた液晶分子２４ａが基板面にほぼ垂直に立ち上がる。このとき、リタデーションがλ／２から０（電圧が十分印加されたとき）に変化し、透過モードとして効率的なスイッチングとなる。これに対し、光反射部１０６では、液晶分子２４ａの初期のプレチルト角が概ね４５°程度であり、光透過部１０８の半分の概ねλ／４のリタデーションを正面から見た場合に有している。このため、λ／４から０へのリタデーション変化が可能になり、反射モードとして効率的なスイッチングとなる。
【０１１４】
以上のようにして、光透過部１０８と光反射部１０６の両領域とも効率よくスイッチングすることが可能となる。ここでポリマーを用いたプレチルト角付与技術は、光透過部１０８又は光反射部１０６で、それぞれ透過、反射に合わせたリタデーション補正を部分的且つ適切に行うために用いる。電圧を印加した状態でポリマーを用いてプレチルト角を付与すれば、スイッチング時のリタデーション変化を小さくすることができる。また、実施例６−３と同様に、電圧印加の有無やフォトマスク等を利用してポリマーを用いたプレチルト角付与の条件を部分的に変えることもできる。
【０１１５】
［実施例６−５］
次に、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術を用いた場合のプレチルトを起因とする焼付きを防止する実施例について説明する。我々の検討、調査の結果、ポリマーを用いたプレチルト角付与技術に付随する焼付き現象は、通常よく観察される電気的な焼付きと異なり、モノマーの重合が不十分なために生じるプレチルト角の変動によるものも存在することが判明した。従って、さらに強固で安定した配向制御がポリマーを用いたプレチルト角付与技術に要求されている。
【０１１６】
まず、従来のポリマーを用いたプレチルト角付与技術を垂直配向型パネル、特にＭＶＡ−ＬＣＤに用いた例について説明する。ＭＶＡ−ＬＣＤは、よく知られているようにＴＦＴ基板に絶縁性構造物又はスリット（画素電極を部分的にパターニング除去したもの）を形成し、それに対応して対向基板にも絶縁性構造物又はスリット（コモン電極を部分的にパターニング除去したもの）を形成する。両基板には、垂直配向膜を塗布、形成した。これはポリアミック酸タイプの配向膜である。
【０１１７】
両基板を貼り合せた空パネルに、負の誘電率異方性Δεを有するネガ型の液晶、例えばメルク製材料（Δε：−３．８、ＮＩ点：７０°）を注入した。ここで、ネガ型液晶には、ポリマーを用いてプレチルト角を付与するための官能性モノマーや光開始材等が数％以下の割合で混入されている。なお、官能性モノマーの濃度は液晶母体に対してのものであり、光開始材の濃度はモノマーに対してのものである。この材料としては、液晶性骨格を有するモノマー、非液晶性モノマーの双方が利用可能である。ネマチック液晶に混入してネマチック相を形成するものなら基本的には適用可能である。今回、代表的な材料として大日本インキ株式会社製の液晶モノアクリレートモノマー（ＵＬＣ−００１−Ｋ１）を用いた。電圧５Ｖ印加の下、紫外線（高圧水銀灯）を４Ｊ／ｃｍ2照射してセルを作製した
。
【０１１８】
得られたセルに偏光板を貼り付け、５Ｖの交流電圧を２４時間印加する駆動試験前後でのＴ−Ｖ特性の変化を調査した。初期（駆動試験前）と駆動試験後とでＴ−Ｖ特性を比較し、Ｔ−Ｖ曲線の急峻な領域での透過率の変化を百分率で表した。これに対し、官能基の数を２以上としたモノマーを材料として、主なる構造、骨格は同じ条件で同様の実験を行った。これらの結果を表１に示す。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
表１に示すように、多官能性のモノマーを用いることで良好な結果が得られることが判明した。これは、多官能化することで、形成されるポリマーが多少ともなり架橋構造を有するためと考えられる。表２に架橋材を添加した場合の同様な実施例を示す。
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
以上、アクリレートモノマーを主に説明したが、それ以外のモノマー、例えばスチレン系、メタクリル酸系、アクリロニトリル系の共役モノマーや、エチレン系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系等の非共役モノマーにも適用可能である。
【０１２３】
また、異なるモノマーを混合混入することにより、いわゆるコポリマー（共重合ポリマー）化する場合にも、架橋構造は重要な働きをするものと考えられる。例えば、母液晶への溶解性、電気的な特性、焼付き等の安定性等、種々の特性において個々のモノマーの欠点を補う効果もあると考えられる。図４２は、本実施例によるＬＣＤを基板面垂直方向に切断した断面を示している。図４２に示すように、液晶層２４は、両基板２０、３０の表面近傍に架橋構造の共重合ポリマー層３７を有している。図４３は、共重合ポリマーの構造の一例を模式的に示している。図４３に示すように、共重合ポリマーは、例えば２種の繰り返し単位（ＣＲＵ）Ａ、Ｂが交互に並んだ構造を有している。
【０１２４】
さらに、上記説明では、官能性モノマーで記述したが、オリゴマーとモノマーの混合物によりポリマーを用いたプレチルト角付与を行うことも当然可能である。この場合、オリゴマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレートなどがある。重合度を１０以下とすれば、溶解性も十分であり、より好ましい。
【０１２５】
以上、本実施の形態をまとめると、ＩＰＳ−ＬＣＤの改良においては、液晶配向が不安
定になりがちな構造を有する液晶パネルに十分な時間電圧を印加して、液晶配向状態を安定、均一化した上でポリマーを用いたプレチルト角付与をすることで、均一な安定配向を得ることができる。
【０１２６】
反射型ＬＣＤにおいては、凹凸反射電極７２を形成した場合の表面凹凸による液晶配向への悪影響を解消する効果がある。
【０１２７】
信頼性を改善するためのポリマーを用いたプレチルト角付与の基礎技術として、基板界面にポリマーを安定形成するために重合体が架橋構造を有するとともに、コポリマー化させることに特徴がある。
【０１２８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶配向が不安定なパネルに対して、液晶配向を均一、安定化することができる。また、本実施の形態によれば、ポリマーを用いてプレチルト角を付与した液晶パネルの信頼性、特に焼付きを大幅に低減することができる。
〔第７の実施の形態〕
【０１２９】
次に、本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置について図４４乃至図４７を用いて説明する。本実施の形態は、基板表面に設けたストライプ状の電極を利用して、液晶分子のスイッチングに方位角方向の動作成分を持たせた液晶表示装置に関する。
【０１３０】
従来、アクティブマトリクス型液晶表示装置として、正の誘電率異方性を有する液晶材料を基板面に平行に、かつ対向する基板間で９０°ねじれるように配向させたＴＮモードの液晶表示装置が広く用いられている。しかし、ＴＮモードの液晶表示装置は、視角特性が悪いという問題を有している。このため、視角特性を改善すべく種々の検討が行われている。
【０１３１】
ＴＮモードに替わる方式として、基板面方向（横方向）に電界を印加して駆動するＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが提唱されている。ＩＰＳモードに代表される、方位角方向にスイッチングするモードは、ＴＮモードに代表される極角方向にスイッチングするモードに比べて、視野角の面で非常に優れている。
【０１３２】
このような方位角方向のスイッチングにおいては、液晶分子を駆動させることによって、暗状態時のダイレクタの方位角が初期の配向状態からずれないことが重要である。しかし、ラビング法を用いた配向制御においても、ラビング強度が弱い場合には駆動するに従って経時的に方位角に対する配向方向のずれが生じ、コントラストが低下してしまうという問題が生じる。ラビング法を用いた配向制御よりも弱いアンカリング強度（配向規制力）しか得ることができない紫外線照射等の非接触の配向制御を用いる場合には、配向方向のずれの問題はさらに深刻である。
【０１３３】
本実施の形態の目的は、上述のような液晶のスイッチングに方位角方向の要素を持つ液晶表示装置において、駆動による経時的な液晶配向のずれを抑制し、高品質な液晶表示装置を提供することにある。
【０１３４】
液晶のスイッチングにおいて、方位角方向成分が支配的であるＩＰＳモードを筆頭に、スイッチング方向に方位角方向の要素を持つ液晶表示装置においては、コントラストの経時的な低下を抑えるために、駆動によって電圧オフ時（閾値電圧以下の電圧印加時）の配向方向が初期状態から変化しないようにしなければならない。しかし、この配向のずれを抑制する問題については、ラビング強度を強くする以外の具体的な方法は明示されていなかった。
【０１３５】
鋭意試行の結果、光硬化性組成物を含む液晶を注入し、配向膜（配向制御層）の方位角方向における配向規制方向とほぼ一致する状態で、光硬化物を反応・形成することにより実現可能であることが見出された。本実施の形態の原理を図４４（ａ）、（ｂ）に示す。図４４（ａ）は従来の液晶表示装置の駆動による経時的な液晶配向のずれの状態を示しており、図４４（ｂ）は本実施の形態により液晶表示装置の駆動による経時的な液晶配向のずれを防止させた状態を示している。図４４（ｂ）に示すように、本実施の形態による液晶表示装置は、配向膜の配向規制方向に液晶分子２４が配向している状態で、液晶中に含ませていた光硬化性組成物が反応・硬化されている。光硬化性組成物は、液晶分子２４を硬化時の配向状態に保持しようとする力を有している。したがって、図４４（ｂ）に示すように、配向膜の液晶分子２４に対する配向規制に加え、光硬化物の液晶分子２４に対して図中矢印１０１で示すような配向規制が加わることになり、駆動による経時的な配向方向のずれの問題が大幅に改善される。
【０１３６】
このとき、基板面に垂直方向に見た場合の透過率特性上の閾値電圧以下、もしくは方位角の変化がほとんどなく、極角方向への変化のみの動作をする電圧以下の電圧を印加して光硬化性組成物を硬化してもよい。すなわち、方位角のアンカリングエネルギーを配向膜が単体で持つ値以上にし、界面の液晶分子の配向をより強固に固定化させなければならない。図４５（ａ）に示すように、閾値電圧以上の電圧が印加されてスイッチングしている状態で硬化してしまうと、図中の矢印１０２に示す方向に光硬化物による配向規制力が記憶されてしまう。このため、図４５（ｂ）に示すように、長時間駆動後には、暗状態での液晶分子の配向方向が不安定になり、電圧無印加状態でもプレチルトが生じてしまう状態になってしまう。したがって、配向膜の配向規制方向と異なる方向（矢印１０２）ではなく、同じ方向（矢印１０１）へ配向規制力を追加するように光硬化物を形成すればよい。そして、極角方向の配向は僅かに変化していてもコントラストはほとんど問題がない。最初に極角方向に僅かに配向が変位するようなモードであれば、このような極角に微小に変化させた状態を光硬化物で安定化させれば、配向が安定するだけでなく、応答速度も大幅に改善される。
【０１３７】
本実施の形態による液晶表示装置について、以下具体的に実施例を用いて説明する。
［実施例７−１］
図４６を用いて本実施例について説明する。図４６（ａ）は本実施例による液晶表示装置の画素の一部を示しており、図４６（ｂ）は図４６（ａ）のＦ−Ｆ線で切断した断面を示している。図４６（ａ）、（ｂ）に示すように、幅５μｍ、間隙幅２０μｍの櫛歯状電極１００がアレイ基板側ガラス基板２０上に形成されたＩＰＳモードの評価セルを作製した。配向膜はポリイミド材料を基板上にスピンコートして形成した。配向膜に５種類の配向規制力を付与するため、ラビングを３通りの強度で行い、直線偏光させた紫外線を２通りの強度で照射して２種類の光配向を得た。配向規制力の方位角方向は、櫛歯状電極１００の長手方向に対して１０°になるようにした。
【０１３８】
上記５種類の配向膜表面の方位角アンカリングエネルギーをＮｅｅｌ Ｗａｌｌ法を用いて測定した結果と、評価セルの初期の黒表示時のコントラストと、評価セルを３５℃の環境下で７２時間に渡りＡＣ電圧で白表示させ続けた後の黒表示時のコントラストとを表３に示す。
【０１３９】
【表３】
【０１４０】
表３に示すように、方位角アンカリングエネルギーが小さくなるほど、３５℃の環境下で７２時間に渡りＡＣ電圧で白表示させ続けた後の配向方向のずれが大きくなり、コントラストが低下することが観察された。しかし、方位角アンカリングエネルギーが最も大きいものにはあまり大きな変化は見られなかった。
【０１４１】
次に、上記の５種類の評価セルに対し、メルク社製の２官能アクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加し、注入後電圧無印加で紫外線照射により硬化させた。改善の結果を表４に示す。表４に示すように、アンカリングエネルギーの小さい４種類のセルにおいて、ポリマーを用いたプレチルト角付与により大幅なコントラストの改善効果が見られた。
【０１４２】
【表４】
【０１４３】
［実施例７−２］
図４７を用いて本実施例について説明する。図４７（ａ）は本実施例による液晶表示装置の画素の一部を示しており、図４７（ｂ）は図４６（ａ）のＧ−Ｇ線で切断した断面を示している。図４７（ａ）、（ｂ）に示すように、アレイ基板側ガラス基板２０上に形成された幅５μｍの櫛歯状電極１００と、対向基板側ガラス基板３０上に形成された幅５μｍの櫛歯状電極１０１とが、基板面に垂直方向に見て、間隙幅２０μｍで交互に配置された斜め電界スイッチングモードの評価セルを作製した。配向膜はポリイミド材料を基板上にスピンコートして形成した。
【０１４４】
配向膜に３種類の配向規制力を付与するため、実施例７−１と同様にラビングを３通りの強度で行った。また、配向規制力の方位角方向は櫛歯状電極１００、１０１の長手方向と平行になるようにした。
【０１４５】
次に、上記の３種類の評価セルに対し、メルク社製の２官能アクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加し、注入後透過率特性上の閾値電圧以下であるＤＣ電圧２．３Ｖを印加した状態で紫外線照射により硬化させたものと、添加していないものについて応答速度の比較を行った。その結果を表５に示す。添加したものの方で応答速度の高速化が実現された。なお、コントラスト等については劣化等観察されなかった。
【０１４６】
【表５】
【０１４７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶分子のスイッチングに方位角方向の要素を有する液晶表示装置において、駆動による経時的な液晶配向のずれを抑制することが可能となる。また、本実施の形態によれば、斜め電界で駆動する液晶モード等、液晶分子のスイッチングに極角方向の要素を有するモードに適用することにより、応答速度の改善も同時に達成でき、高品質な液晶表示装置を実現できる。
【０１４８】
以上説明した本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１４９】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スペースの総面積が電極領域総面積の５０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５０】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記液晶を配向分割する複数の配向分割領域の境界近傍にも前記ストライプ状電極と前記スペースとを備えていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５１】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極長さがそれより内方の前記ストライプ状電極の電極長さより長く形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５２】
以上説明した本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記５）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子と前記バスラインとの間に、前記バスラインに平行に配置されたストライプ状電極及びスペースとを備えた画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５３】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スイッチング素子との接続部で複数のストライプ状電極及びスペースを備え、そのうちの少なくとも１本の前記ストライプ状電極は前記接続部で切断されて、前記スイッチング素子と当該ストライプ状電極端部との間にギャップが形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５４】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置用基板において、
前記ギャップは、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５５】
（付記８）
付記５乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極の幅は、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１５６】
（付記９）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、液晶を封止した液晶表示装置において、
前記アレイ基板として、付記１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５７】
（付記１０）
付記９記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に垂直配向する液晶分子と、前記
液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマーとを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５８】
（付記１１）
付記９又は１０に記載の液晶表示装置において、
少なくとも前記対向基板側には、配向規制用構造物が配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１５９】
以上説明した本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
【０１６０】
（付記１２）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、配向膜又は電極と接する液晶を封止した液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマー層が前記配向膜上又は電極上のいずれかに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６１】
（付記１３）
付記１２記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層の厚さは、１０Å以上５０００Å以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６２】
（付記１４）
付記１２又は１３に記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層内の前記液晶と接する最表面でのポリマーの配向は、前記配向膜又は電極で規定される配向方向とは異なること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６３】
（付記１５）
付記１４記載の液晶表示装置において、
前記ポリマーは、複数領域で異なる配向積層状態を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６４】
（付記１６）
付記１４又は１５に記載の液晶表示装置において、
前記ポリマーは、光学的異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１６５】
以上説明した本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１７）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上の所定領域毎に異なる方位に周期的に配列されたストライプ状電極とスペースとを備え、前記所定領域境界部近傍と前記境界部近傍以外とで前記ストライプ状電極の電極幅又は前記スペースのスペース幅の少なくとも一方が異なるように形成されていること
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６６】
（付記１８）
付記１７記載の液晶表示装置用基板において、
前記所定領域境界部近傍では、
前記ストライプ状電極の電極幅≦前記スペースの幅
であり、
前記境界部近傍以外では、
前記ストライプ状電極の電極幅≧前記スペースの幅
であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６７】
（付記１９）
付記１７又は１８に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極の電極幅は連続的に変化していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６８】
（付記２０）
付記１７乃至１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ストライプ状電極と前記スペースとで画素電極が構成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【０１６９】
（付記２１）
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、液晶を封止した液晶表示装置において、
前記アレイ基板として、付記１７乃至２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７０】
（付記２２）
付記２１記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に垂直配向する液晶分子と、前記液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマーとを含んでいること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７１】
以上説明した本発明の第５の実施の形態による液晶材料及びそれを用いた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記２３）
液晶表示装置に用いられる液晶材料であって、
モノマーの分子量Ｍmと、前記モノマーを除いた液晶組成物の平均分子量Ｍlcとの間に
Ｍm＜Ｍlc×１．５
の関係が満たされること
を特徴とする液晶材料。
【０１７２】
（付記２４）
付記２３記載の液晶材料において、
さらに、
Ｍm≦Ｍlc
であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７３】
（付記２５）
付記２３又は２４に記載の液晶材料において、
前記モノマーの濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７４】
（付記２６）
付記２３乃至２５のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーは、分子量Ｍiniの重合開始材を含有し、
Ｍini≦Ｍlc
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶材料。
【０１７５】
（付記２７）
付記２６記載の液晶材料において、
前記モノマー内の前記重合開始材の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７６】
（付記２８）
付記２３乃至２７のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーの分子量は、４００以下であること
を特徴とする液晶材料。
【０１７７】
（付記２９）
２枚の基板を対向して貼り合せ、前記基板間に液晶層を封止した液晶表示装置において、
前記液晶層は、付記２３乃至２８のいずれか１項に記載の液晶材料を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０１７８】
以上説明した本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３０）
液晶を基板面にほぼ水平配向させて、基板面にほぼ平行な横電界を印加する横電界スイッチング型液晶表示装置において、
光又は熱により重合する重合性成分を含有する前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を有していること
を特徴とする横電界スイッチング型液晶表示装置。
【０１７９】
（付記３１）
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板上に配置された反射電極と、
前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して前記反射電極上に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【０１８０】
（付記３２）
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板面に配置された光反射部及び光透過部と、
前記液晶に印加する電圧を調整しながら前記重合性成分を重合して前記光反射部及び光透過部に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８１】
（付記３３）
付記３２記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８２】
（付記３４）
付記３２記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ垂直な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ垂直な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８３】
（付記３５）
付記３３又は３４に記載の半透過型液晶表示装置において、
前記ポリマー層は、前記光反射部上及び光透過部上の前記液晶分子の初期配向状態を規定していること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【０１８４】
（付記３６）
光により重合する光重合性成分を含有する液晶に電圧を印加しながら前記光重合性成分を重合して、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を基板表面に形成した液晶表示装置において、
前記光重合性成分は、２種類以上の光重合性モノマーを有し、共重合によりポリマー化されること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８５】
（付記３７）
光により重合する光重合性成分を含有する液晶に電圧を印加しながら前記光重合性成分を重合して、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層を基板表面に形成した液晶表示装置において、
前記光重合性成分は、重合化されると共に架橋化もされていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８６】
以上説明した本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３８）
対向配置された一対の基板と、
前記基板の対向面にそれぞれ形成された配向膜と、
ネマチック液晶と、液晶分子の配向方向における方位角方位が前記配向膜の配向制御における方位角方位とほぼ一致するように硬化された光硬化物とを含む液晶層と、
前記基板面に対して平行な成分を持つ電界を前記液晶層に対し発生させる電極構造と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０１８７】
（付記３９）
付記３８記載の液晶表示装置において、
前記配向膜表面の液晶分子に対する方位角方向アンカリングエネルギーが、
３×１０-5Ｊ／ｍ2以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０１８８】
（付記４０）
付記３８又は３９に記載の液晶表示装置において、
前記液晶分子の配向規制因子として、配向膜表面の凹凸形状を用いること
を特徴とする液晶表示装置。
【符号の説明】
【０１８９】
２ 画素
３ 画素電極
４ ゲートバスライン
６ ドレインバスライン
８、８'、９ ストライプ状電極
１０ スペース
１１、１１ａ、１１ｂ ギャップ
１２ 内方電極
１６ ＴＦＴ
２０ アレイ基板側ガラス基板
２２ 絶縁膜
２３ 絶縁膜（ゲート絶縁膜）
２４ 液晶層
２４ａ、２４ｂ 液晶分子
２６ コモン電極
３０ 対向基板側ガラス基板
３２、３４ 配向膜
３６ ポリマー層
３８ 配向方向の変化を示す曲線
６０ ドレイン電極
６２ ソース電極
６４ 接続電極
６６、６８ 線状突起
７０ 表示電極
７２ 凹凸反射電極
７３、７４ 偏光板
７６ λ／４板
１００ 櫛歯状電極
１０１、１０２ 矢印
１０４ 透明電極
１０６ 光反射部
１０８ 光透過部
Ｘ１ 暗部（又は暗線）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スペースの総面積が電極領域総面積の５０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子と前記バスラインとの間に、前記バスラインに平行に配置されたストライプ状電極及びスペースとを備えた画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スイッチング素子との接続部で複数のストライプ状電極及びスペースを備え、そのうちの少なくとも１本の前記ストライプ状電極は前記接続部で切断されて、前記スイッチング素子と当該ストライプ状電極端部との間にギャップが形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置用基板において、
前記ギャップは、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項６】
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、配向膜又は電極と接する液晶を封止した液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマー層が前記配向膜上又は電極上のいずれかに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層の厚さは、１０Å以上５０００Å以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上の所定領域毎に異なる方位に周期的に配列されたストライプ状電極とスペースとを備え、前記所定領域境界部近傍と前記境界部近傍以外とで前記ストライプ状電極の電極幅又は前記スペースのスペース幅の少なくとも一方が異なるように形成されていること
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項９】
請求項８記載の液晶表示装置用基板において、
前記所定領域境界部近傍では、
前記ストライプ状電極の電極幅≦前記スペースの幅
であり、
前記境界部近傍以外では、
前記ストライプ状電極の電極幅≧前記スペースの幅
であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
液晶表示装置に用いられる液晶材料であって、
モノマーの分子量Ｍmと、前記モノマーを除いた液晶組成物の平均分子量Ｍlcとの間に
Ｍm＜Ｍlc×１．５
の関係が満たされること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１１】
請求項１０記載の液晶材料において、
さらに、
Ｍm≦Ｍlc
であること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の液晶材料において、
前記モノマーの濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーは、分子量Ｍiniの重合開始材を含有し、
Ｍini≦Ｍlc
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶材料。
【請求項１４】
２枚の基板を対向して貼り合せ、前記基板間に液晶層を封止した液晶表示装置において、
前記液晶層は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の液晶材料を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
液晶を基板面にほぼ水平配向させて、基板面にほぼ平行な横電界を印加する横電界スイッチング型液晶表示装置において、
光又は熱により重合する重合性成分を重合して形成したポリマー層を有していること
を特徴とする横電界スイッチング型液晶表示装置。
【請求項１６】
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板上に配置された反射電極と、
前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して前記反射電極上に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項１７】
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板面に配置された光反射部及び光透過部と、
前記液晶に印加する電圧を調整しながら前記重合性成分を重合して前記光反射部及び光透過部に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項１９】
対向配置された一対の基板と、
前記基板の対向面にそれぞれ形成された配向膜と、
ネマチック液晶と、液晶分子の配向方向における方位角方位が前記配向膜の配向制御における方位角方位とほぼ一致するように硬化された光硬化物とを含む液晶層と、
前記基板面に対して平行な成分を持つ電界を前記液晶層に対し発生させる電極構造と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の液晶表示装置において、
前記配向膜表面の液晶分子に対する方位角方向アンカリングエネルギーが、
３×１０-5Ｊ／ｍ2以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記バスラインに平行に連設されたストライプ状電極及びスペースとを備え、前記バスライン近傍の前記ストライプ状電極の電極幅がそれより内方の電極の幅より狭く形成された画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スペースの総面積が電極領域総面積の５０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上に形成されたバスラインと、
前記バスラインに接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子と前記バスラインとの間に、前記バスラインに平行に配置されたストライプ状電極及びスペースとを備えた画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記スイッチング素子との接続部で複数のストライプ状電極及びスペースを備え、そのうちの少なくとも１本の前記ストライプ状電極は前記接続部で切断されて、前記スイッチング素子と当該ストライプ状電極端部との間にギャップが形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置用基板において、
前記ギャップは、０．５μｍ以上５μｍ以下の長さを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項６】
アレイ基板と対向基板とを対向して貼り合せ、配向膜又は電極と接する液晶を封止した液晶表示装置において、
前記液晶は、液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマー層が前記配向膜上又は電極上のいずれかに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶表示装置において、
前記ポリマー層の厚さは、１０Å以上５０００Å以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上の所定領域毎に異なる方位に周期的に配列されたストライプ状電極とスペースとを備え、前記所定領域境界部近傍と前記境界部近傍以外とで前記ストライプ状電極の電極幅又は前記スペースのスペース幅の少なくとも一方が異なるように形成されていること
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項９】
請求項８記載の液晶表示装置用基板において、
前記所定領域境界部近傍では、
前記ストライプ状電極の電極幅≦前記スペースの幅
であり、
前記境界部近傍以外では、
前記ストライプ状電極の電極幅≧前記スペースの幅
であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
液晶表示装置に用いられる液晶材料であって、
モノマーの分子量Ｍmと、前記モノマーを除いた液晶組成物の平均分子量Ｍlcとの間に
Ｍm＜Ｍlc×１．５
の関係が満たされること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１１】
請求項１０記載の液晶材料において、
さらに、
Ｍm≦Ｍlc
であること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の液晶材料において、
前記モノマーの濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であること
を特徴とする液晶材料。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の液晶材料において、
前記モノマーは、分子量Ｍiniの重合開始材を含有し、
Ｍini≦Ｍlc
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶材料。
【請求項１４】
２枚の基板を対向して貼り合せ、前記基板間に液晶層を封止した液晶表示装置において、
前記液晶層は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の液晶材料を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
液晶を基板面にほぼ水平配向させて、基板面にほぼ平行な横電界を印加する横電界スイッチング型液晶表示装置において、
光又は熱により重合する重合性成分を重合して形成したポリマー層を有していること
を特徴とする横電界スイッチング型液晶表示装置。
【請求項１６】
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板上に配置された反射電極と、
前記液晶に電圧を印加しながら前記重合性成分を重合して前記反射電極上に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項１７】
対向配置された一対の基板に封止され、光又は熱により重合する重合性成分を含有する液晶と、
一方の前記基板面に配置された光反射部及び光透過部と、
前記液晶に印加する電圧を調整しながら前記重合性成分を重合して前記光反射部及び光透過部に形成した、液晶分子にプレチルト角を付与するポリマー層と
を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の半透過型液晶表示装置において、
前記光反射部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ４５°回転してλ/４の
リタデーション変化量となり、
前記光透過部上の液晶分子は、基板面にほぼ平行な面内でほぼ９０°回転してλ/２の
リタデーション変化量となること
を特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項１９】
対向配置された一対の基板と、
前記基板の対向面にそれぞれ形成された配向膜と、
ネマチック液晶と、液晶分子の配向方向における方位角方位が前記配向膜の配向制御における方位角方位とほぼ一致するように硬化された光硬化物とを含む液晶層と、
前記基板面に対して平行な成分を持つ電界を前記液晶層に対し発生させる電極構造と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の液晶表示装置において、
前記配向膜表面の液晶分子に対する方位角方向アンカリングエネルギーが、
３×１０-5Ｊ／ｍ2以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【公開番号】特開２０１２−７８８７５（Ｐ２０１２−７８８７５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５２７２（Ｐ２０１２−１５２７２）
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【分割の表示】特願２００８−２８６６２９（Ｐ２００８−２８６６２９）の分割
【原出願日】平成１４年５月３１日（２００２．５．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２７日（２０１２．１．２７）
【分割の表示】特願２００８−２８６６２９（Ｐ２００８−２８６６２９）の分割
【原出願日】平成１４年５月３１日（２００２．５．３１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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