(57)【要約】  製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を提供する。  本発明の液晶表示装置は、第１の基板および第２の基板と、各基板に設けられた垂直配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶層と、を有する液晶パネルを備え、液晶パネルの単位領域が、液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第１の方向を向く第１のドメインと、液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第２の方向を向く第２のドメインと、を備え、第１の方向と第２の方向とが非平行であり、かつ、第１の基板と第２の基板との間での液晶層の液晶分子のツイスト角が４５度より小さい。
2014034471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された第１の基板および第２の基板と、              前記第１の基板および前記第２の基板の各々に設けられた垂直配向膜と、    前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、を有する液晶パネルを備え、
前記液晶パネルが、表示の基本単位となる単位領域を複数備え、
前記単位領域が、前記液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第１の方向を向く第１のドメインと、前記液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第２の方向を向く第２のドメインと、を備え、
前記第１の方向と前記第２の方向とが非平行であり、かつ、前記第１の基板と前記第２の基板との間での前記液晶層の液晶分子のツイスト角が４５度より小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の方向と前記第２の方向とのなす角度が６度以上、２０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、が平行であり、                    前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記液晶層の液晶分子がツイストしていないことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第１のドメインと前記第２のドメインとの境界線の延在方向と、が非平行であり、        前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記境界線の延在方向と、が非平行であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向のうちのいずれか一方が、前記第１のドメインと前記第２のドメインとの境界線の延在方向と非平行であり、          前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向のうちの残りが、前記境界線の延在方向と平行であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、が非平行であり、                前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記液晶層の液晶分子がツイストしていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶パネルの光射出側に、拡散強度が方位角方向によって異なる光拡散部材を備え、
前記光拡散部材において前記拡散強度が相対的に大きい方位角方向が、前記液晶パネルにおいて透過率変化が相対的に大きい方位角方向と略一致することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の第１の面に形成された複数の遮光部と、前記第１の面において前記遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を備え、
前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、          前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが、前記遮光部の厚さよりも大きく、
前記遮光部の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直配向（ＶＡ:Vertical Alignment）モードの液晶表示装置において、視野角特性を改善するために、配向分割技術（ＭＶＡ：Multi-domain Vertical Alignment）が従来から採用されている。ＭＶＡ技術は、一つの画素（またはサブ画素）を複数の領域に分割し、領域毎に液晶分子を異なる方向に配向させるものである。これにより、領域毎の視野角依存性が全体として平均化されるため、視野角を拡大することができる。【０００３】
ＶＡモードの液晶に縦電界を印加すると、液晶分子が基板面の法線方向から傾いた状態となる。このとき、液晶分子の配向ベクトル場の特異点がランダムな位置に複数個発生する。一般に、特異点が何個発生するか、特異点がどの位置に発生するかは不明である。同じ画素であっても電界の印加、遮断を繰り返すと、特異点の発生個数や発生箇所はその度に異なる。特異点の発生個数や発生箇所がばらつくと、表示のざらつきの原因となる。また、特異点近傍の液晶分子は応答が遅いため、残像などの原因にもなる。【０００４】
特異点の発生個数や発生箇所を固定するための方策が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１の液晶表示装置においては、特異点を所定の位置に発生させるための特異点制御部が画素内に設けられている。特許文献１には、特異点制御部の具体的な構成として、電極上に形成された突起、もしくは電極に形成された電極抜き領域の例が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の液晶表示装置を製造する場合、上記の突起や電極抜き領域のような特異点制御部を形成する工程が必要である。そのため、液晶表示装置の製造プロセスが複雑化する。また、特許文献１の技術を採用しても、特異点が固定されるだけであり、特異点が減ったり、消滅したりするわけではない。そのため、特異点の発生に伴う光透過率の低下、表示のざらつき、液晶の応答性の低下、などの問題が生じる。【０００７】
本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様の液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の各々に設けられた垂直配向膜と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、を有する液晶パネルを備え、前記液晶パネルが、表示の基本単位となる単位領域を複数備え、前記単位領域が、前記液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第１の方向を向く第１のドメインと、前記液晶層の厚さ方向中央部の液晶分子のダイレクタの方位角成分が第２の方向を向く第２のドメインと、を備え、前記第１の方向と前記第２の方向とが非平行であり、かつ、前記第１の基板と前記第２の基板との間での前記液晶層の液晶分子のツイスト角が４５度より小さいことを特徴とする。【０００９】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記第１の方向と前記第２の方向とのなす角度が６度以上、２０度以下であることを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、が平行であり、前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記液晶層の液晶分子がツイストしていないことを特徴とする。【００１１】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第１のドメインと前記第２のドメインとの境界線の延在方向と、が非平行であり、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記境界線の延在方向と、が非平行であることを特徴とする。【００１２】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向のうちのいずれか一方が、前記第１のドメインと前記第２のドメインとの境界線の延在方向と非平行であり、前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向のうちの残りが、前記境界線の延在方向と平行であることを特徴とする。【００１３】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記第１の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、前記第２の基板における前記垂直配向膜の配向規制方向と、が非平行であり、前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記液晶層の液晶分子がツイストしていることを特徴とする。【００１４】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記液晶パネルの光射出側に、拡散強度が方位角方向によって異なる光拡散部材を備え、前記光拡散部材において前記拡散強度が相対的に大きい方位角方向が、前記液晶パネルにおいて透過率変化が相対的に大きい方位角方向と略一致することを特徴とする。【００１５】
本発明の一態様の液晶表示装置は、前記光拡散部材が、光透過性を有する基材と、前記基材の第１の面に形成された複数の遮光部と、前記第１の面において前記遮光部の形成領域以外の領域に形成された光拡散部と、を備え、前記光拡散部が、前記基材側に光射出端面を有するとともに前記基材側と反対側に前記光射出端面の面積よりも大きい面積の光入射端面を有し、前記光拡散部の前記光入射端面から前記光射出端面までの高さが、前記遮光部の厚さよりも大きく、前記遮光部の平面形状が、長軸と短軸とを有する異方性形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）第１実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図、（Ｂ）（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図、（Ｃ）（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、である。
【図３】液晶分子の配向規制角度の定義を説明するための図である。
【図４】比較例１の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）比較例１および実施例１−５の液晶表示装置において、特異点の発生状態のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図５（Ａ）の比較例１の液晶表示装置のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図７】図５（Ｅ）の実施例４の液晶表示装置のシミュレーション結果を拡大して示す図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｇ）特異点のタイプを説明するための模式図である。
【図９】（Ａ）比較例２の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図、（Ｂ）（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図、（Ｃ）（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、である。
【図１０】図９（Ａ）〜（Ｃ）の比較例２の液晶表示装置において、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】比較例３の液晶表示装置において、隣り合う２つの画素を示す平面図である。
【図１２】図１１の比較例３の液晶表示装置において、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】第２実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図１４】図１３の第２実施形態の液晶表示装置において、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】第３実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図１６】図１５の第３実施形態の液晶表示装置において、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】第３実施形態の変形例の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図１８】第４実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図１９】比較例４の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）図１９の比較例４および図１８の第４実施形態の液晶表示装置のそれぞれにおいて、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】第５実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図２２】比較例５の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
【図２３】（Ａ）、（Ｂ）図２２の比較例５および図２１の第５実施形態の液晶表示装置のそれぞれにおいて、特異点の発生状況のシミュレーション結果を示す図である。
【図２４】第６実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２５】（Ａ）第６実施形態の液晶表示装置を示す断面図、（Ｂ）光拡散フィルムの部分を示す断面図、である。
【図２６】第６実施形態の液晶表示装置において、バックライトの配光分布、液晶パネルの画素配置、および光拡散フィルムの配置の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、１つのサブ画素内に２つのドメインを有するＶＡモードの液晶表示装置の一例である。
図１は、本実施形態の液晶表示装置を示す断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１９】
本実施形態の液晶表示装置１は、図１に示すように、液晶パネル１３と、バックライト８と、から構成されている。液晶パネル１３は、第１偏光板３と、第１位相差板４と、液晶セル５と、第２位相差板６と、第２偏光板７と、から構成されている。バックライト８は、図１における液晶パネル１３の下側に配置される。本実施形態の液晶表示装置１においては、バックライト８から射出された光を液晶パネル１３で画素毎に変調し、画素毎に変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。
【００２０】
観察者は、図１における液晶表示装置１の上側から表示を見る。以下の説明では、液晶表示装置１の上側を視認側もしくは前面側と称し、液晶表示装置１の下側（バックライト８が配置された側）を背面側と称する。以下の説明において、ｘ軸は液晶表示装置１の画面の水平方向、ｙ軸は液晶表示装置１の画面の垂直方向、ｚ軸は液晶表示装置１の厚さ方向、と定義する。
【００２１】
以下、液晶パネル１３の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明するが、本発明に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本発明に適用可能な液晶パネルは、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルであっても良く、更には、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。
【００２２】
液晶パネル１３を構成する液晶セル５は、スイッチング素子基板としてのＴＦＴ基板９と、ＴＦＴ基板９に対向して配置されたカラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間に挟持された液晶層１１と、を有している。液晶層１１は、ＴＦＴ基板９と、カラーフィルター基板１０と、ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０とを所定の間隔をおいて貼り合わせる枠状のシール材（図示せず）と、によって囲まれた空間内に封入されている。本実施形態の液晶セル５は、ＶＡモードで表示を行うものであり、液晶層１１には誘電率異方性が負の液晶が用いられる。ＴＦＴ基板９とカラーフィルター基板１０との間には、これら基板間の間隔を一定に保持するための柱状のスペーサー１２が配置されている。スペーサー１２は例えば樹脂製であり、フォトリソグラフィー技術により形成されている。
【００２３】
液晶セル５のバックライト８側には、偏光子として機能する第２偏光板７が設けられている。液晶セル５の視認側には、検光子として機能する第１偏光板３が設けられている。第２偏光板７と液晶セル５との間には、光の位相差を補償するための第２位相差板６が設けられている。同様に、第１偏光板３と液晶セル５との間には、光の位相差を補償するための第１位相差板４が設けられている。
【００２４】
ＴＦＴ基板９には、表示の最小単位領域であるサブ画素がマトリクス状に複数配置されている。ＴＦＴ基板９には、複数のソースバスライン３６（図２（Ａ）参照）が、互いに平行に延在して形成されている。ＴＦＴ基板９には、複数のゲートバスライン３７（図２（Ａ）参照）が、互いに平行に延在し、かつ、複数のソースバスライン３６と直交して形成されている。したがって、ＴＦＴ基板９上には、複数のソースバスライン３６と複数のゲートバスライン３７とが格子状に形成されている。ソースバスライン３６とゲートバスライン３７とによって区画された矩形状の領域が一つのサブ画素３８となる。ソースバスライン３６は、後述するＴＦＴのソース電極に接続され、ゲートバスライン３７は、ＴＦＴのゲート電極に接続されている。
【００２５】
ＴＦＴ基板９を構成する透明基板１４の液晶層１１側の面に、半導体層１５、ゲート電極１６、ソース電極１７、ドレイン電極１８等を有するＴＦＴ１９が形成されている。透明基板１４として、例えばガラス基板を用いることができる。透明基板１４上に、例えばＣＧＳ（Continuous Grain Silicon：連続粒界シリコン）、ＬＰＳ（Low-temperature Poly-Silicon：低温多結晶シリコン）、α−Ｓｉ（Amorphous Silicon：非結晶シリコン）等の半導体材料からなる半導体層１５が形成されている。透明基板１４上に、半導体層１５を覆うようにゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の材料として、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。ゲート絶縁膜２０上には、半導体層１５と対向してゲート電極１６が形成されている。ゲート電極１６の材料として、例えばＷ（タングステン）／ＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。
【００２６】
ゲート絶縁膜２０上に、ゲート電極１６を覆うように第１層間絶縁膜２１が形成されている。第１層間絶縁膜２１の材料として、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８が形成されている。ソース電極１７は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２２を介して半導体層１５のソース領域に接続されている。同様に、ドレイン電極１８は、第１層間絶縁膜２１とゲート絶縁膜２０とを貫通するコンタクトホール２３を介して半導体層１５のドレイン領域に接続されている。ソース電極１７およびドレイン電極１８の材料として、上述のゲート電極１６と同様の導電性材料が用いられる。第１層間絶縁膜２１上に、ソース電極１７およびドレイン電極１８を覆うように第２層間絶縁膜２４が形成されている。第２層間絶縁膜２４の材料として、上述の第１層間絶縁膜２１と同様の材料、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
【００２７】
第２層間絶縁膜２４上に、画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２層間絶縁膜２４を貫通するコンタクトホール２６を介してドレイン電極１８に接続されている。よって、画素電極２５は、ドレイン電極１８を中継用電極として半導体層１５のドレイン領域に接続されている。画素電極２５の材料として、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電性材料が用いられる。この構成により、ゲートバスライン３７を通じてゲート電極１６に走査信号が供給されると、ＴＦＴ１９がオン状態となる。このとき、ソースバスライン３６を通じてソース電極１７に供給された画像信号が、半導体層１５、ドレイン電極１８を経て画素電極２５に供給される。
なお、ＴＦＴの形態としては、図２に示したトップゲート型ＴＦＴであっても良いし、ボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００２８】
一方、カラーフィルター基板１０を構成する透明基板２９の液晶層１１側の面には、ブラックマトリクス３０、カラーフィルター３１、平坦化層３２、対向電極３３、配向膜３４が順次形成されている。ブラックマトリクス３０は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有しており、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
【００２９】
カラーフィルター３１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の色素が含まれており、ＴＦＴ基板９上の一つの画素電極２５にＲ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が対向して配置されている。Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか一つのカラーフィルター３１が配置された領域がサブ画素を構成する。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのサブ画素は、１つの画素を構成する。本実施形態の「サブ画素」は、特許請求の範囲における「単位領域」に相当する。カラーフィルターを持たない液晶表示装置の場合にはサブ画素という概念がないため、「画素」が特許請求の範囲における「単位領域」に相当する。
【００３０】
平坦化層３２は、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１を覆う絶縁膜で構成されており、ブラックマトリクス３０およびカラーフィルター３１によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。平坦化層３２上には対向電極３３が形成されている。対向電極３３の材料としては、画素電極２５と同様の透明導電性材料が用いられる。カラーフィルター３１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色以上の多色構成としても良い。
本実施形態の場合、カラーフィルター３１の３色であるＲ，Ｇ，Ｂは、図１に示すように、液晶パネル５の表示画面の水平方向（ｘ軸方向）に並んでいる。
【００３１】
ＴＦＴ基板９においては、画素電極２５を覆うように第２層間絶縁膜２４上の全面に配向膜２７が形成されている。カラーフィルター基板１０においては、対向電極３３を覆う全面に配向膜３４が形成されている。配向膜２７および配向膜３４は、液晶層１１を構成する液晶分子１１Ｂを垂直配向させる配向規制力を有している。配向膜２７および配向膜３４は、いわゆる垂直配向膜である。本実施形態では、光配向技術を用いて配向膜２７および配向膜３４に配向処理を施している。
【００３２】
ＴＦＴ基板９上の配向膜２７とカラーフィルター基板１０上の配向膜３４には、互いに平行かつ逆向きに配向処理が施されている。例えば図１に示すように、ＴＦＴ基板９上の配向膜２７に、実線の矢印Ａで示す方向（図１の右から左に向かう方向）に配向処理が施されている。カラーフィルター基板１０上の配向膜３４には、破線の矢印Ｂで示す方向（図１の左から右に向かう方向）に配向処理が施されている。このような配向処理により、液晶層１１を構成する液晶分子１１Ｂは、双方の配向膜２７，３４表面の法線方向に対し、ＴＦＴ基板９側の端部が右側に傾き、カラーフィルター基板１０側の端部が左側に傾く向きに配向する。双方の配向膜２７，３４に互いに平行かつ逆向きに配向処理を施すことにより、液晶分子１１Ｂを安定して傾けることができる。電圧無印加時の液晶分子１１Ｂの傾きをきっかけとして電圧印加時には液晶分子１１Ｂが大きく傾く。
【００３３】
以下の説明では、上記の配向処理が施された方向（実線の矢印Ａおよび破線の矢印Ｂの方向）を配向規制方向と称する。ここで言う配向規制方向は、ＴＦＴ基板９もしくはカラーフィルター基板１０を法線方向から見たときの方位角方向で示す。
図１には現れないが、ＴＦＴ基板９上の配向膜２７は、配向規制方向が互いに異なる２つの領域を有している。同様に、カラーフィルター基板１０上の配向膜３４は、配向規制方向が互いに異なる２つの領域を有している。この点については後述する。
【００３４】
図２（Ａ）は、ＴＦＴ基板９を示す図であり、隣り合う２つのサブ画素３８を示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図２（Ｂ）、（Ｃ）はＴＦＴ基板９の断面図であり、カラーフィルター基板１０および液晶層１１の図示は省略している。
【００３５】
図２（Ａ）の横方向に延びる配線は、ゲートバスライン３７である。図２（Ａ）の縦方向に延びる配線は、ソースバスライン３６である。ゲートバスライン３７とソースバスライン３６とは互いに直交している。隣り合う２本のゲートバスライン３７と隣り合う２本のソースバスライン３６とで囲まれた矩形状の領域は、一つのサブ画素３８となる。ゲートバスライン３７とソースバスライン３６との交差点の近傍に上述のＴＦＴ１９が配置されているが、図２（Ａ）では図示を省略する。矩形状の画素電極２５が、ゲートバスライン３７とソースバスライン３６とで囲まれたサブ画素３８の内部に配置されている。
【００３６】
本発明者は、本実施形態の液晶表示装置１の効果を実証するために液晶分子１１Ｂの配向状態のシミュレーションを行った。その結果については後で説明するが、ここでシミュレーションに用いた各部の寸法の一例を示す。
サブ画素３８のサイズは、ｘ軸方向（ゲートバスライン３７に沿う方向）の寸法Ｐｘが１００μｍであり、ｙ軸方向（ソースバスライン３６に沿う方向）の寸法Ｐｙが３００μｍである。図２（Ａ）では、隣り合う２つのサブ画素３８のみを示したが、この外側には同じ構造が繰り返し配置されている。ゲートバスライン３７の幅Ｗｇは１０μｍであり、ゲートバスライン３７とその上下の画素電極２５との間隙Ｋｇは５μｍである。ソースバスライン３６の幅Ｗｓは４μｍであり、ソースバスライン３６とその左右の画素電極２５との間隙Ｋｓは３μｍである。画素電極２５のサイズは、ｘ軸方向の寸法Ｇｘが９０μｍであり、ｙ軸方向の寸法Ｇｙが２８０μｍである。
【００３７】
図２（Ｂ）、（Ｃ）に示されるゲートバスライン３７とソースバスライン３６との間の第１層間絶縁膜２１の比誘電率は６であり、膜厚は４００ｎｍである。図２（Ｂ）、（Ｃ）に示されるソースバスライン３６と画素電極２５との間の第２層間絶縁膜２４の比誘電率は４であり、膜厚は２μｍである。
【００３８】
以下の説明では、図２（Ａ）の平面図において、左側のサブ画素３８を第１のサブ画素３８Ｌと称し、右側のサブ画素３８を第２のサブ画素３８Ｒと称する。
配向膜２７，３４の配向規制方向を方位角で表した角度を配向規制角度と定義する。配向規制角度θｔ，θｃは、図３に示すように、各配向膜２７，３４の配向規制方向を示す矢印Ａ，Ｂを、ｘ軸の正方向（時計の３時方向）を基準として反時計回りに見た角度である。ＴＦＴ基板９の配向膜２７の配向規制角度をθｔと記し、カラーフィルター基板１０の配向膜３４の配向規制角度をθｃと記す。上述したように、ＴＦＴ基板９の配向膜２７の配向規制方向とカラーフィルター基板１０の配向膜３４の配向規制方向とは互いに平行かつ逆向きである。そのため、配向規制角度θｔと配向規制角度θｃとは１８０°ずれた関係にある。
【００３９】
図２（Ａ）に示すように、第１のサブ画素３８Ｌ、第２のサブ画素３８Ｒの各々において、ＴＦＴ基板９の配向膜２７は、配向規制方向が異なる２つのドメインを有している。同様に、カラーフィルター基板１０の配向膜３４は、ＴＦＴ基板９の配向膜２７に対応して、配向規制方向が異なる２つのドメインを有している。具体的には、第１のサブ画素３８Ｌにおいて、配向規制角度θｔが２７０°より大きく、かつ２８０°以下であり、配向規制角度θｃが９０°より大きく、かつ１００°以下である第１のドメインＤ１と、配向規制角度θｔが８０°以上、かつ９０°より小さく、配向規制角度θｃが２６０°以上、かつ２７０°より小さい第２のドメインＤ２と、を有している。
【００４０】
上記のような配向膜２７，３４により、図２（Ａ）に示すように、第１のドメインＤ１、第２のドメインＤ２の各々における液晶分子１１Ｂは、カラーフィルター基板１０側の端部がＴＦＴ基板９の配向規制方向を示す実線の矢印Ａの先端側に向き、ＴＦＴ基板９側の端部がカラーフィルター基板１０の配向規制方向を示す破線の矢印Ｂの先端側に向くように配向する。すなわち、第１のサブ画素３８Ｌ、第２のサブ画素３８Ｒの各々は、液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向が異なる２つのドメインＤ１，Ｄ２を有する。
【００４１】
以下に用いる図面では、上述した向きに配向した液晶分子１１Ｂを、図２（Ａ）に示すような円錐状の図形で表す。液晶分子１１Ｂを示す円錐体の円形の面がカラーフィルター基板１０側の液晶分子１１Ｂの端部、尖った側がＴＦＴ基板９側の液晶分子１１Ｂの端部を示す。ここでは、液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向を、液晶層１１の厚さ方向中央部に位置する液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向で代表させる。
【００４２】
このように、各サブ画素３８Ｌ，３８Ｒは、液晶層１１の厚さ方向中央部の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方位角成分が第１の方向を向く第１のドメインＤ１と、液晶層１１の厚さ方向中央部の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方位角成分が第２の方向を向く第２のドメインＤ２と、を備えている。第１の方向と第２の方向とは非平行である。
【００４３】
第１のドメインＤ１と第２のドメインＤ２との境界線Ｊは、ソースバスライン３６と平行な方向（ｙ軸方向）に延在している。境界線Ｊは各サブ画素３８Ｌ，３８Ｒの中心からずれた位置にあり、第１のドメインＤ１のサイズと第２のドメインＤ２のサイズとは異なる。９０μｍ幅の画素電極２５が境界線Ｊにより２分割され、一例として、第１のドメインＤ１の幅Ｍ１は６０μｍであり、第２のドメインＤ２の幅Ｍ２は３０μｍである。第１のサブ画素３８Ｌにおいて、第１のドメインＤ１は左側に配置され、第２のドメインＤ２は右側に配置されている。一方、第２のサブ画素３８Ｒにおいて、第１のドメインＤ１は右側に配置され、第２のドメインＤ２は左側に配置されている。
【００４４】
このように、本実施形態の場合、第１のサブ画素３８Ｌと第２のサブ画素３８Ｒとの境界線Ｈを中心として第１のドメインＤ１と第２のドメインＤ２とが対称的に配置されている。また、この配置により、第１のサブ画素３８Ｌと第２のサブ画素３８Ｒとを合わせてみると、第１のドメインＤ１の幅Ｍ１と第２のドメインＤ２の幅Ｍ２とが略等しくなる。このような構成により、各配向膜２７，３４に光配向処理を行う際に用いるマスクの構成が簡単になる。
【００４５】
液晶分子１１Ｂの配向方向は、液晶パネル１３を平面視した方位角方向については上述した通りである。一方、液晶パネル１３を断面視すると、図１に示すように、電圧無印加時の液晶分子１１Ｂのダイレクタの基板表面とのなす角度、いわゆるプレチルト角θｐは８８°である。また、液晶分子１１Ｂのツイスト角は０°である。すなわち、本実施形態の場合、液晶分子１１Ｂは液晶層１１の厚さ方向においてツイストしていない。
【００４６】
以下、本発明者が行った液晶分子の配向状態のシミュレーション結果について説明する。
シミュレーションを行った液晶表示装置の構成は上記の通りであり、各部の寸法等についても上記の通りである。
シミュレーションツールとして、ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ３Ｄ  Ver.8.1.0.1（シンテック社製）を用いた。上述した以外のパラメータとして、液晶層１１を構成する液晶の弾性率をｋ１，ｋ２，ｋ３＝１３．６，８．０，１３．０とした。液晶の誘電率をｅｐ，ｅｓ＝３．５，６．５とした。ゲート絶縁膜２０の膜厚を０．４μｍ、液晶層１１の厚さを３．５μｍ、電極の厚さを０μｍとした。
【００４７】
液晶層１１を挟む２枚の偏光板３，７の透過軸は、０°−１８０°方向と９０°−２７０°方向のクロスニコルの配置とした。液晶層１１への印加電圧として、ゲート電圧を−１２Ｖとし、ソース電圧を０Ｖとし、コモン電圧を０Ｖとした。第１のサブ画素３８Ｌについては、画素電極２５に印加する電圧を１Ｖステップで０Ｖから＋７Ｖまで変化させた。第２のサブ画素３８Ｒについては、画素電極２５に印加する電圧を−１Ｖステップで０Ｖから−７Ｖまで変化させた。
【００４８】
比較例１として、図４に示す液晶表示装置を想定した。図４は、比較例１の液晶表示装置において隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図４において、図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
図４に示す比較例１の液晶表示装置が図２（Ａ）に示す本実施形態の液晶表示装置と異なる点は、液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向のみである。図４に示すように、比較例１の液晶表示装置は、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが２７０°であり、配向規制角度θｃが９０°である。第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが９０°であり、配向規制角度θｃが２７０°である。このように、比較例１の液晶表示装置の場合、各サブ画素３８Ｌ，３８Ｒは２つのドメインを有するが、第１のドメインＤ１の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向と第２のドメインＤ２の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向とは平行である。また、これら液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向はドメインの境界線Ｊと平行である。
【００５０】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態の液晶表示装置と比較例１の液晶表示装置とについて、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
図５（Ａ）は、比較例１の液晶表示装置のシミュレーション結果を示している。
図５（Ｂ）〜（Ｆ）は、本実施形態の液晶表示装置のシミュレーション結果を示しており、各配向膜の配向規制角度を本実施形態の範囲内でそれぞれ変化させたときの結果を示す。
【００５１】
図５（Ｂ）においては、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｔを２７１°とし、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｃを９１°とした。すなわち、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、９１°−２７１°方向である。また、第２のドメインＤ２の配向規制角度θｔを８９°とし、第２のドメインＤ２の配向規制角度θｃを２６９°とした。すなわち、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、８９°−２６９°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は２°（境界線Ｊを中心として±１°）である。この液晶表示装置を実施例１の液晶表示装置とする。
【００５２】
同様に、図５（Ｃ）においては、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、９２°−２７２°方向である。第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、８８°−２６８°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は４°（境界線Ｊを中心として±２°）である。この液晶表示装置を実施例２の液晶表示装置とする。
【００５３】
同様に、図５（Ｄ）においては、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、９３°−２７３°方向である。第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、８７°−２６７°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は６°（境界線Ｊを中心として±３°）である。この液晶表示装置を実施例３の液晶表示装置とする。
【００５４】
同様に、図５（Ｅ）においては、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、９５°−２７５°方向である。第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、８５°−２６５°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は１０°（境界線Ｊを中心として±５°）である。この液晶表示装置を実施例４の液晶表示装置とする。
【００５５】
同様に、図５（Ｆ）においては、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、１００°−２８０°方向である。第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は、８０°−２６０°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は２０°（境界線Ｊを中心として±１０°）である。この液晶表示装置を実施例５の液晶表示装置とする。
【００５６】
すなわち、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）の順に、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とが、互いに平行な状態から、２つのダイレクタ方向の広がりが大きくなる方向へと変化している。
【００５７】
全てのシミュレーション結果において、ドメインの境界線Ｊに沿って液晶分子のディスクリネーションが生じ、図中黒く見える透過率低下領域が線状に発生している。さらに比較例１の液晶表示装置においては、図５（Ａ）に示すように、透過率低下領域に沿って多数の特異点（矢印で示す箇所）が発生した。
【００５８】
これに対して、実施例１〜５の液晶表示装置では、図５（Ｂ）〜（Ｆ）に示すように、特異点（矢印で示す箇所）の数が比較例１に比べて減少した。特に、２つのドメインＤ１，Ｄ２の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向のなす角度をそれぞれ６°、１０°とした実施例３、４（図５（Ｄ）、（Ｅ）参照）では特異点は１個と大幅に減った。ただし、第１のサブ画素３８Ｌのゲートバスライン近傍には強い横電界が加わる影響を受けて、この領域に１個の特異点が残った。さらに、２つのドメインＤ１，Ｄ２の液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向のなす角度を２０°とした実施例５（図５（Ｆ）参照）では、特異点は消滅した。
【００５９】
ＶＡモードの液晶表示装置において、光透過率は下記の（１）式で表すことができる。本実施形態において、液晶分子１１Ｂの配向方向の変更が光透過率に与える影響を考える場合、下記の（１）式のうち、偏光板の透過軸と液晶分子のダイレクタ方向とのなす角度θのみが変わり、液晶の屈折率異方性Δｎ、液晶の厚さｄ、光の波長λは一定と考える。その場合、液晶分子１１Ｂの配向方向の変更が光透過率に与える影響は下記の（２）式で表すことができる。
【００６０】
【数１】
2014034471.tif 000003
【００６１】
【数２】
2014034471.tif 000004
【００６２】
一対の偏光板の透過軸は、図５（Ａ）〜（Ｆ）の４５°−２２５°方向および１３５°−３１５°方向にクロスニコルの配置であったとする。この場合、光透過率に関して言えば、偏光板の透過軸と液晶分子のダイレクタの方向とが４５°の角度をなす図５（Ａ）の比較例１の液晶表示装置が最大である。図５（Ｂ）〜（Ｆ）の実施例１〜５の液晶表示装置は、比較例１の液晶表示装置よりも劣る。また、２つのドメインにおける液晶分子のダイレクタの方向の広がりが大きくなる程、偏光板の透過軸と液晶分子のダイレクタの方向とのなす角度が４５°からずれるため、光透過率は低下する。
【００６３】
光透過率を上記の（２）式から計算すると、比較例１の光透過率を１００％としたとき、図５（Ｅ）の実施例４の光透過率が９６．９８％、図５（Ｆ）の実施例５の光透過率が８８．３０％、である。すなわち、実施例４の光透過率の低下分が−３．０２％、図５（Ｆ）の実施例５の光透過率の低下分が−１１．７０％、である。光透過率の低下がこの程度であれば、液晶分子の配向方向の変更による悪影響を最小限に抑えることができる。
【００６４】
図５（Ａ）〜（Ｆ）のシミュレーション結果と、上記の光透過率の計算結果と、を考慮すると、光透過率をそれ程低下させることなく、特異点を減らすためには、２つのドメインの液晶分子のダイレクタの方向のなす角度は６°以上、２０°以下が好ましいことが判った。
【００６５】
以下、シミュレーション結果について、より詳細に説明する。
図６は、図５（Ａ）に示した比較例１のシミュレーション結果のうち、第１のサブ画素３８Ｌの３個の特異点の近傍を拡大したものである。図７は、図５（Ｅ）に示した実施例４のシミュレーション結果のうち、第１のサブ画素３８Ｌにおいて特異点が発生していない領域を拡大したものである。
【００６６】
特異点には、図８（Ａ）−（ａ）〜（ｃ）、図８（Ｂ）−（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶分子１１Ｂの配向状態に応じていくつかのタイプがある。図８（Ａ）−（ａ）〜（ｃ）、図８（Ｂ）−（ａ）〜（ｃ）は、液晶分子１１Ｂの配向状態を液晶パネルの法線方向から平面視した模式図である。
特異点には、図８（Ａ）−（ａ）〜（ｃ）に示す第１特異点と称される特異点と、図８（Ｂ）−（ａ）〜（ｃ）に示す第２特異点と称される特異点と、がある。第１特異点は、基本的には全ての液晶分子１１Ｂの一端が同一の点に向いた配向状態を取る特異点である。第２特異点は、基本的には任意の一方向に沿って並ぶ液晶分子の一端は同一の点に向くが、それ以外の液晶分子、例えば前記一方向と直交する方向に沿って並ぶ液晶分子の一端は同一の点に向かないような配向状態を取る特異点である。図面において、第１特異点を＋１と記し、第２特異点を−１と記す。
【００６７】
さらに、図８（Ａ）−（ａ）〜（ｃ）に示す第１特異点の中に、＋１の特異点と液晶分子１１Ｂとを結ぶ軸と液晶分子１１Ｂのダイレクタとのなす角度φが異なるものが含まれる。例えば、図８（Ａ）−（ａ）はφ＝０の配向状態を取る特異点であり、図８（Ａ）−（ｂ）はφ＝π／４の配向状態を取る特異点であり、図８（Ａ）−（ｃ）はφ＝π／２の配向状態を取る特異点である。このように、角度φが大きくなる程、液晶分子１１Ｂは特異点の周囲で大きく回転した配置を取る。
【００６８】
同様に、図８（Ｂ）−（ａ）〜（ｃ）に示す第２特異点の中に、−１の特異点と液晶分子１１Ｂとを結ぶ軸と液晶分子１１Ｂのダイレクタとのなす角度φが異なるものが含まれる。例えば、図８（Ｂ）−（ａ）はφ＝０の配向状態を取る特異点であり、図８（Ｂ）−（ｂ）はφ＝π／４の配向状態を取る特異点であり、図８（Ｂ）−（ｃ）はφ＝π／２の配向状態を取る特異点である。
【００６９】
比較例１の液晶表示装置の場合、図６に示すように、第１特異点（Ｓ＝＋１）と第２特異点（Ｓ＝−１）とが透過率低下領域に沿って交互に発生する。この点は従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置と同様である。ところが、第１特異点（Ｓ＝＋１）について見ると、従来のＭＶＡ方式ではφ＝０の特異点が発生していたのに対し、比較例１の液晶表示装置ではφ＝π／２の特異点が発生する点が大きく異なる。
【００７０】
一方、実施例４の液晶表示装置の場合、図７に示すように、第１のサブ画素３８Ｌのゲートバスライン近傍の１箇所を除いては特異点が発生しない。特異点が発生していない箇所の透過率低下領域を拡大してみると、図７の右側に示すように、左右のドメインそれぞれにおいて規制された液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向を元にして、液晶分子１１Ｂが弧を描くように配向していることが判った。逆に、この状態から特異点を形成するには液晶分子１１Ｂが逆向きの弧を描くように配向しなければならない。その場合、液晶配向の弾性エネルギーが高くなる。したがって、実施例４の液晶表示装置では、比較例１の液晶表示装置に比べて特異点が発生しにくくなる。
【００７１】
次に、本発明者は、従来のＭＶＡ技術を用いて課題を解決できるか否かを改めて検証した。その結果について説明する。
図９（Ａ）は、従来のＭＶＡ技術を用いた液晶表示装置の隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す液晶表示装置を比較例２の液晶表示装置と称する。
【００７２】
比較例２の液晶表示装置は、図９（Ａ）に示すように、液晶分子１１Ｂの配向規制手段として、画素電極２５と対向電極３３の各々に開口２５ｈ，３３ｈを設けている。合計３個の開口２５ｈ，３３ｈが、２つのドメインの境界線Ｊに沿って配置されている。上下の２個の開口２５ｈは、図９（Ｂ）に示す画素電極２５に設けられた開口である。中央の１個の開口３３ｈは、図９（Ｃ）に示す対向電極３３に設けられた開口である。開口２５ｈ，３３ｈの寸法は、全て１０μｍ角とした。２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向については、比較例１の液晶表示装置と同じである。
【００７３】
図１０は、比較例２の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
比較例２の液晶表示装置において、画素電極２５の開口２５ｈおよび対向電極３３の開口３３ｈの位置に第１特異点（Ｓ＝＋１）が生じた。さらに、画素電極２５の開口２５ｈと対向電極３３の開口３３ｈとの間の位置に第２特異点（Ｓ＝−１）が生じた。しかしながら、第２特異点（Ｓ＝−１）の位置は固定できないことが判った。このように、比較例２の液晶表示装置では、特異点をなくすことができず、特異点の位置を固定することもできない。
【００７４】
上記のような電極の開口、もしくは突起などの従来からの配向規制手段を用いた場合、液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向がドメインの境界線Ｊに対して垂直に向かうものだけが実現可能であった。
図１１は、液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向がドメインの境界線Ｊに対して垂直に向かう液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図１１に示す液晶表示装置を比較例３の液晶表示装置と称する。
【００７５】
比較例３の液晶表示装置において、図１１に示すように、上下の２個の開口３３ｈは、対向電極３３に設けられた開口である。中央の１個の開口２５ｈは、画素電極２５に設けられた開口である。開口３３ｈ，２５ｈの寸法は、全て１０μｍ角とした。
【００７６】
第１のドメインＤ１の配向規制角度θｔを０°とし、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｃを１８０°とした。すなわち、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、０°−１８０°方向である。第２のドメインＤ２の配向規制角度θｔを１８０°とし、第２のドメインＤ２の配向規制角度θｃを０°とした。すなわち、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、０°−１８０°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とは平行である。
【００７７】
図１２は、比較例３の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
比較例３の液晶表示装置においては、対向電極３３の２個の開口３３ｈの位置に第１特異点（Ｓ＝＋１）が生じ、画素電極２５の開口２５ｈの位置に第２特異点（Ｓ＝−１）が生じることが判った。このように、比較例３の液晶表示装置では、特異点の位置を固定することができる。しかしながら、特異点を消滅させることはできない。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１においては、１つのサブ画素３８の中に２つのドメインＤ１，Ｄ２が設けられ、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向が非平行である。この構成により、電極の開口や突起などの配向規制手段を設けることなく、特異点を減らすか、もしくは特異点を消滅させることができる。このようにして、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を実現することができる。
【００７９】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１３、図１４を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、液晶分子のダイレクタの方向が第１実施形態と異なるのみである。
図１３は、本実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図１４は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
図１３、図１４において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
本実施形態の液晶表示装置の場合、図１３に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが２７０°より大きく、かつ２８０°以下であり、配向規制角度θｃが９０°より大きく、かつ１００°以下である。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが９０°であり、配向規制角度θｃが２７０°である。すなわち、本実施形態の液晶表示装置では、第１のドメインＤ１のみ、液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向がドメインの境界線Ｊに対して非平行である。第２のドメインＤ２については、液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向がドメインの境界線Ｊに対して平行である。
【００８１】
図１４は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
シミュレーション条件として、具体的には、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｔを２７５°とし、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｃを９５°とした。すなわち、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、９５°−２７５°方向である。第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、９０°−２７０°方向である。よって、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向と第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向とのなす角度は５°である。
【００８２】
図１４に示すように、本実施形態においても、第１実施形態の実施例４（図５（Ｅ）参照）と同様、第１のサブ画素３８Ｌのゲートバスライン近傍の１箇所（矢印で示す箇所）を除いては特異点が発生しない。隣り合うドメインそれぞれにおいて規制された液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向を元にして、液晶分子１１Ｂが弧を描くように配向していることが判った。したがって、本実施形態の液晶表示装置でも特異点が発生しにくくなっている。
【００８３】
本実施形態においても、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を実現できる、という第１実施形態の同様の効果が得られる。
【００８４】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１５〜図１７を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、液晶分子のダイレクタの方向が第１実施形態と異なるのみである。
図１５は、本実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図１６は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。図１７は、本実施形態の変形例の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。
図１５〜図１７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
第１〜第２実施形態では、液晶分子１１Ｂがツイストしていない液晶表示装置の例を挙げた。これに対して、本実施形態では、液晶分子１１Ｂがツイストした液晶表示装置の例を挙げる。
本実施形態の液晶表示装置の場合、図１５に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが２７０°より大きく、かつ２８０°以下であり、配向規制角度θｃが９０°である。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが８０°以上、かつ９０°より小さく、配向規制角度θｃが２７０°である。すなわち、本実施形態の液晶表示装置では、第１のドメインＤ１、第２のドメインＤ２の各々において、液晶分子１１Ｂが１０°以下の角度でツイストしている。
【００８６】
図１６は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
シミュレーション条件として、具体的には、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｔを２８０°とし、第１のドメインＤ１の配向規制角度θｃを９０°とした。すなわち、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂは、液晶層１１の厚さ方向で１０°ツイストしている。この場合、液晶層１１の厚さ方向中央部の液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、９５°−２７５°方向と見なすことができる。また、第２のドメインＤ２の配向規制角度θｔを８０°とし、第２のドメインＤ２の配向規制角度θｃを２７０°とした。すなわち、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂは、液晶層１１の厚さ方向で−１０°ツイストしている。この場合、液晶層１１の厚さ方向中央部の液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は、８５°−２６５°方向と見なすことができる。
【００８７】
図１６に示すように、本実施形態においても、第１実施形態の実施例４（図５（Ｅ）参照）と同様、第１のサブ画素３８Ｌのゲートバスライン近傍の１箇所（矢印で示す箇所）を除いては特異点が発生しない。隣り合うドメインＤ１，Ｄ２それぞれにおいて規制された液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向を元にして、液晶分子１１Ｂが弧を描くように配向していることが判った。したがって、本実施形態の液晶表示装置でも特異点が発生しにくくなっている。
【００８８】
液晶層１１において電圧印加時に最も動きやすい液晶分子１１Ｂは、基板表面の配向膜２７，３４によって束縛を受けない液晶層１１の厚さ方向中央部に位置する液晶分子１１Ｂである。本実施形態では、液晶分子１１Ｂをツイストさせることにより、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶層１１の厚さ方向中央部の液晶分子１１Ｂに角度を与え、第１、第２実施形態と同様の作用、効果を得ている。これにより、本実施形態においても、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を実現できる、という第１、第２実施形態の同様の効果が得られる。
【００８９】
本実施形態では、カラーフィルター基板１０側の配向規制角度θｃをドメインの境界線Ｊと平行にし、ＴＦＴ基板９側の配向規制角度θｔをドメインの境界線Ｊと非平行にした。この構成に代えて、ＴＦＴ基板９側の配向規制角度θｔをドメインの境界線Ｊと平行にし、カラーフィルター基板１０側の配向規制角度θｃをドメインの境界線Ｊと非平行にしてもよい。
【００９０】
本実施形態の変形例の液晶表示装置では、図１７に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが２７０°であり、配向規制角度θｃが９０°より大きく、かつ１００°以下である。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが９０°であり、配向規制角度θｃが２６０°以上、かつ２７０°より小さい。すなわち、本変形例の液晶表示装置では、第１のドメインＤ１、第２のドメインＤ２の各々において、液晶分子１１Ｂが１０°以下の角度でツイストしている。本変形例の液晶表示装置においても、シミュレーション結果は図１６と略一致する。
【００９１】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１８〜図２０を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、液晶分子のダイレクタの方向が第１実施形態と異なるのみである。
図１８は、本実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図１９は、比較例４の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図２０（Ａ）は、比較例４の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。図２０（Ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
図１８〜図２０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
本実施形態の液晶表示装置の場合、図１８に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが０°より大きく、かつ１０°以下であり、配向規制角度θｃが１８０°より大きく、かつ１９０°以下である。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが１７０°以上かつ１８０°より小さく、配向規制角度θｃが３５０°以上かつ３６０°より小さい。これにより、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は非平行となる。
【００９３】
後述するシミュレーションにおいて、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔを５°とし、配向規制角度θｃを１８５°とした。このとき、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は５°−１８５°方向となる。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔを１７５°とし、配向規制角度θｃを３５５°とした。このとき、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は１７５°−３５５°方向となる。したがって、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向のなす角度は１０°となる。
【００９４】
これに対して、比較例４の液晶表示装置においては、図１９に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔを０°とし、配向規制角度θｃを１８０°とした。このとき、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は０°−１８０°方向となる。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔを１８０°とし、配向規制角度θｃを０°とした。このとき、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は０°−１８０°方向となる。すなわち、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は平行である。
【００９５】
図２０（Ａ）に示すように、比較例４の液晶表示装置の場合、多数の特異点（矢印で示す箇所）が発生している。これに対して、図２０（Ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置の場合、特異点の数が１個に減っている。本実施形態の場合も、隣り合うドメインＤ１，Ｄ２それぞれにおいて規制された液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向を元にして、液晶分子１１Ｂが弧を描くように配向していることが判った。したがって、本実施形態の液晶表示装置でも特異点が発生しにくくなっている。
【００９６】
本実施形態においても、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を実現することができる、という第１〜第３実施形態の同様の効果が得られる。
【００９７】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図２１〜図２３を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第１実施形態と同一であり、ドメインの分割方向が第１実施形態と異なる。
図２１は、本実施形態の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図２２は、比較例５の液晶表示装置において、隣り合う２つのサブ画素を示す平面図である。図２３（Ａ）は、比較例５の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。図２３（Ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置について、電圧印加時の液晶分子の配向状態のシミュレーション結果を示す図である。
図２１〜図２３において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
第１〜第４実施形態では、ドメインの境界線Ｊがｙ軸方向に延在し、１つのサブ画素３８内の２つのドメインＤ１，Ｄ２がｘ軸方向に分割された液晶表示装置の例を挙げた。これに対して、本実施形態では、ドメインの境界線Ｊがｘ軸方向に延在し、１つのサブ画素３８内の２つのドメインＤ１，Ｄ２がｘ軸方向に分割された液晶表示装置の例を挙げる。
【００９９】
本実施形態の液晶表示装置においては、図２１に示すように、第１のドメインＤ１と第２のドメインＤ２との境界線Ｊは、ゲートバスライン３７に平行な方向（ｘ軸方向）に延在している。第１のドメインＤ１と第２のドメインＤ２とは、ソースバスライン３６に平行な方向（ｙ軸方向）に並んで配置されている。２つのドメインＤ１，Ｄ２の境界線Ｊは各サブ画素３８の中心からずれた位置にあり、画素電極２５上に位置する第１のドメインＤ１のサイズと第２のドメインＤ２のサイズとは異なる。ｙ軸方向（長手方向）の寸法Ｇｙが２８０μｍの画素電極２５が境界線Ｊにより２分割されている。一例として、第１のドメインＤ１のｙ軸方向の寸法Ｎ１は１９０μｍであり、第２のドメインＤ２のｙ軸方向の寸法Ｎ２は９０μｍである。
【０１００】
本実施形態の液晶表示装置の場合、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔが３５０°以上かつ３６０°よりも小さく、配向規制角度θｃが１７０°以上かつ１８０°よりも小さい。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔが１８０°よりも大きく、かつ１９０°以下であり、配向規制角度θｃが０°より大きく、かつ１０°以下である。これにより、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタ方向は非平行となっている。
【０１０１】
後述するシミュレーションにおいては、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔを３５５°とし、配向規制角度θｃを１７５°とした。このとき、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は１７５°−３５５°方向となる。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔを１８５°とし、配向規制角度θｃを５°とした。
このとき、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は５°−１８５°方向となる。したがって、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタのなす角度は１０°となる。
【０１０２】
これに対して、比較例５の液晶表示装置においては、図２２に示すように、第１のドメインＤ１では、配向規制角度θｔを０°とし、配向規制角度θｃを１８０°とした。このとき、第１のドメインＤ１における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は０°−１８０°方向となる。一方、第２のドメインＤ２では、配向規制角度θｔを１８０°とし、配向規制角度θｃを０°とした。このとき、第２のドメインＤ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は０°−１８０°方向となる。すなわち、２つのドメインＤ１，Ｄ２における液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向は平行である。
【０１０３】
図２３（Ａ）に示すように、比較例５の液晶表示装置の場合、低透過率領域に沿って多数の特異点（矢印で示す箇所）が発生している。これに対し、図２３（Ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置の場合、特異点が消滅した。本実施形態の場合も、隣り合うドメインＤ１，Ｄ２それぞれにおいて規制された液晶分子１１Ｂのダイレクタの方向を元にして、液晶分子１１Ｂが弧を描くように配向していることが判った。したがって、本実施形態の液晶表示装置でも特異点が発生しにくくなっている。
【０１０４】
本実施形態においても、製造プロセスを複雑化させることなく、表示特性に優れた液晶表示装置を実現することができる、という第１〜第５実施形態の同様の効果が得られる。
【０１０５】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図２４〜図２６を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、視野角改善のための光拡散フィルムを備えた液晶表示装置の例である。
図２４は、本実施形態の液晶表示装置の斜視図である。図２５（Ａ）は、液晶表示装置の断面図であり、図２５（Ｂ）は、光拡散フィルムの断面図である。図２６は、バックライトと液晶パネルと光拡散フィルムとの配置の関係を説明するための図である。
図２４〜図２６において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０６】
本実施形態の液晶表示装置４１は、図２４、図２５（Ａ）に示すように、バックライト８と、液晶パネル１３と、光拡散フィルム２（光拡散部材）と、から構成されている。液晶パネル１３は、第１偏光板３と、第１位相差板４と、液晶層１１およびカラーフィルター３１を挟持するＴＦＴ基板９およびカラーフィルター基板１０と、第２位相差板６と、第２偏光板７と、を有する。図１および図２（Ａ）では、ＴＦＴ基板９およびカラーフィルター基板１０の各々を模式的に１枚の板状に図示したが、その詳細な構造は第１実施形態で説明した通りである（図１参照）。観察者は、光拡散フィルム２が配置された図２４における液晶表示装置４１の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、光拡散フィルム２が配置された側を視認側と称し、バックライト８が配置された側を背面側と称する。
【０１０７】
本実施形態の液晶表示装置４１においては、バックライト８から射出された光を液晶パネル１３で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。液晶パネル１３から射出された光が光拡散フィルム２を透過すると、射出光の角度分布が光拡散フィルム２に入射する前よりも広がった状態となって光が光拡散フィルム２から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【０１０８】
バックライト８は、図２５（Ａ）に示すように、ＬＥＤなどの光源４２が導光体４３の端面に配置されたエッジライト型バックライトであってもよいし、光源が導光体の直下に配置された直下型バックライトであってもよい。バックライト８には、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトを用いることが望ましい。後述する光拡散フィルム２の光拡散部に対して平行化した光を入射可能な指向性バックライトを用いることで表示のボヤケを低減し、光の利用効率を高めることができる。バックライトの配光分布については、後述する。
【０１０９】
以下、光拡散フィルム２について詳細に説明する。
光拡散フィルム２は、図２４および図２５（Ｂ）に示すように、透明基材４４と、透明基材４４の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の遮光部４５と、透明基材４４の一面に形成された光拡散部４６と、から構成されている。光拡散フィルム２は、図２５（Ａ）に示すように、光拡散部４６が設けられた側を第１偏光板３に向け、透明基材４４の側を視認側に向けて、第１偏光板３上に粘着層４７により固定されている。
【０１１０】
透明基材４４には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。透明基材４４は、製造プロセスにおいて、遮光部４５や光拡散部４６の材料を塗布する際の下地となるものであり、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、透明基材４４には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いても良い。本実施形態では、一例として厚さが１００μｍの透明樹脂製基材を用いる。
【０１１１】
複数の遮光部４５が、図２４に示すように、透明基材４４の一面（視認側と反対側の面）に点在するように形成されている。図２６に示すように、本実施形態では、光拡散フィルム２をｚ軸方向から見たときの遮光部４５の平面形状が、例えば楕円形で代表されるような、長軸と短軸とを有する異方性形状の図形となっている。すなわち、遮光層４５の形状は、方位角０°−１８０°方向の寸法が大きく、方位角９０°−２７０°方向の寸法が小さい。
【０１１２】
そのため、光拡散フィルム２を断面方向で見た場合、方位角０°−１８０°方向の光拡散部４６の側面積は、方位角９０°−２７０°方向の光拡散部４６の側面積よりも小さい。したがって、光拡散フィルム２においては、方位角０°−１８０°方向に拡散して射出される光量が相対的に少なく、方位角９０°−２７０°方向に拡散して射出される光量が相対的に多くなる。つまり、方位によって異方的な光拡散性が実現される。
【０１１３】
図２６では遮光部４５の大きさを揃えて描いたが、遮光部４５は特に一定の寸法に限定されるものではなく、様々な寸法の遮光部４５が混在していてもよい。さらに、遮光部４５の配置は規則的な配置に限定されるものではなく、周期的な配置に限定されるものでもない。すなわち、遮光部４５はランダムに配置されていてもよい。隣り合う遮光部４５同士は重なって形成されていてもよい。
【０１１４】
遮光部４５は、一例として、カーボンブラックを含有するブラックレジスト等の光吸収性および感光性を有する黒色の顔料、染料、樹脂等からなる層で構成されている。カーボンブラックを含有する樹脂等を用いた場合、遮光部４５を構成する膜を印刷工程で成膜できるため、材料使用量が少なく、スループットが高い等の利点が得られる。その他、Ｃｒ（クロム）やＣｒ／酸化Ｃｒの多層膜等の金属膜を用いてもよい。この種の金属膜もしくは多層膜を用いた場合、これらの膜の光学密度が高いため、薄膜で十分に光を吸収するという利点が得られる。
【０１１５】
光拡散部４６は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。光拡散部４６の厚さは遮光部４５の厚さよりも十分大きく設定されている。本実施形態の場合、光拡散部４６の厚さは一例として２５μｍ程度であり、遮光部４５の厚さは一例として１５０ｎｍ程度である。
【０１１６】
透明基材４４の一面における遮光部４５の形成領域には、透明基材３９の一面に平行な平面で切断したときの断面積が遮光部４５側で大きく、遮光部４５から離れるにつれて漸次小さくなる形状の中空部４８が形成されている。すなわち、中空部４８は、透明基材４４側から見たとき、いわゆる順テーパ状の円錐台状の形状を有している。中空部４８の内部には空気が存在している。光拡散部４６は、透明樹脂が連続して存在する領域であり、光の透過に寄与する。光拡散部４６に入射した光は、光拡散部４６の側面４６ｃ、すなわち光拡散部４６と中空部４８との界面で全反射しつつ、光拡散部４６の内部を進み、透明基材４４を介して外部に射出される。
【０１１７】
本実施形態の場合、中空部４８には空気が存在しているため、光拡散部４６を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部４６の側面４６ｃは透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、光拡散部４６の内部と外部との界面の屈折率差は、中空部４８が空気で充填されている場合が、他の一般的な低屈折率材料で充填されている場合よりも大きい。よって、本実施形態の場合、スネルの法則より、光拡散部４６の側面４６ｃで光が全反射する入射角範囲が広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
なお、中空部４８には、空気に代えて、窒素等の不活性ガスが充填されていてもよい。もしくは、中空部４８の内部が減圧状態であってもよい。
【０１１８】
図２５（Ｂ）に示すように、光拡散部４６の２つの対向面のうち、面積の小さい方の面（透明基材４４に接する側の面）が光射出端面４６ａとなり、面積の大きい方の面（透明基材４４と反対側の面）が光入射端面４６ｂとなる。光拡散部４６の側面４６ｃ（光拡散部４６と中空部４８との界面）の傾斜角度θ（光入射端面４６ｂと側面４６ｃとのなす角）は６０°〜９０°程度が好ましい。ただし、光拡散部４６の側面４６ｃの傾斜角度は、入射光の損失がそれ程大きくなく、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。
【０１１９】
本実施形態の場合、光拡散部４６以外の領域に光吸収性を有する遮光部４５が設けられている。そのため、全反射することなく、光拡散部４６の側面４６ｃを透過した光は遮光部４５で吸収される。これにより、迷光などによって表示のボヤケが生じたり、コントラストが低下したりするおそれはない。その一方、光拡散部４６の側面４６ｃを透過する光が増えると、視認側に射出される光量が少なくなり、輝度の高い画像が得られない。そこで、本実施形態の液晶表示装置４１においては、光拡散部４６の側面４６ｃに臨界角以下で入射しないような角度で光を射出するバックライト、いわゆる指向性を有するバックライトを用いることが好ましい。
【０１２０】
上記構成の液晶表示装置４１において、バックライト８と液晶パネル１３と光拡散フィルム２との配置の関係について説明する。
一般に、ＶＡモードの液晶表示装置において、液晶分子のダイレクタの方向が互いに直交した４つのドメインを形成する技術は周知であり、大量生産の実績もある。以下の説明では、この技術を４ドメイン技術と称する。その一方、第１〜第５実施形態で挙げたように、液晶分子のダイレクタの方向が互いに逆向きの２つのドメインを形成する技術は、これまで大きな生産実績がない。この技術を２ドメイン技術と称する。その理由は、全方位の視野角特性を考慮したときに４ドメイン技術の方が２ドメイン技術よりも有利である点、４ドメイン技術を用いた液晶表示装置が２ドメイン技術を用いた液晶表示装置よりも製造が容易である点、の２点である。
【０１２１】
しかしながら、本発明者らは、最近、上述の光拡散フィルムが開発されたことにより、２ドメイン技術を用いた液晶表示装置に光拡散フィルムを組み合わせると、視野角特性が４ドメイン技術を用いた液晶表示装置よりも向上することを見出した。すなわち、４ドメイン技術を用いた液晶表示装置は、４方向に対して略均等な視野角特性を有するのに対し、２ドメイン技術を用いた液晶表示装置は、２方向に限っては４ドメイン技術よりも優れた視野角特性を有する一方、残りの２方向の視野角特性が劣っていた。そこで、異方的な光拡散性を有する光拡散フィルムを用いて、悪い側の２方向の視野角特性を改善することにより、全方位にわたって優れた視野角特性を実現することができる。
【０１２２】
具体的には、図２６の下側に示すように、０°−１８０°方向の輝度変化がなだらかであり、９０°−２７０°方向の輝度変化が急峻な配光分布を有するバックライト８を配置する。言い換えると、射出光の指向性が高い方向（矢印Ｐで示す方向）が９０°−２７０°方向を向くようにバックライト８を配置する。これに対して、図２６の中央に示すように、第１実施形態の図２（Ａ）に示したのと同様、２つのドメインＤ１，Ｄ２の境界線Ｊが９０°−２７０°方向と平行になるように液晶パネル１３を配置する。この場合、光透過率の変化の度合いは、９０°−２７０°方向（矢印Ｑで示す方向）が０°−１８０°方向よりも大きくなる。そこで、図２６の上側に示すように、遮光部４５の長軸方向が０°−１８０°方向を向き、遮光部４５の短軸方向が９０°−２７０°方向（矢印Ｒで示す方向）を向くように光拡散フィルム２を配置する。
【０１２３】
すなわち、光拡散フィルム２は拡散強度が方位角方向によって異なり、拡散強度が相対的に大きい方位角方向（矢印Ｒで示す方向）が、液晶パネル１３において透過率変化が相対的に大きい方位角方向（矢印Ｑで示す方向）と略一致する。光拡散フィルム２をこのように配置した場合、９０°−２７０°方向に拡散される光の割合が０°−１８０°方向に拡散される光の割合よりも多くなる。その結果、９０°−２７０°方向の光透過率の急峻な変化が緩和され、全方位にわたって優れた視野角特性が実現される。
【０１２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位が安定した広視野角の液晶表示装置を実現することができる。
【０１２５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１実施形態では、液晶層を挟む一対の基板間で液晶分子がツイストしていない例を挙げた。また、上記第３実施形態では、液晶層を挟む一対の基板間で液晶分子が１０°ツイストした例を挙げた。しかしながら、一対の基板間で液晶分子がツイストしている場合、液晶分子のツイスト角は必ずしも１０°に限ることなく、適宜設定することができる。ただし、液晶分子のツイスト角をあまり大きくしすぎると、２ドメイン技術では視野角特性の線対称性が失われる。その場合、光拡散フィルムと組み合わせた第６実施形態の実現が困難になる。よって、液晶分子のツイスト角は、４５°よりも小さくすることが望ましい。
【０１２６】
その他、上記実施形態では１つのサブ画素内に２つのドメインを有する構成としたが、この構成に代えて、例えば１つのサブ画素をドメインの境界線同士が互いに平行になるように同一の方向に４分割し、第１のドメイン、第２のドメイン、第１のドメイン、第２のドメインと繰り返し配置する構成としてもよい。この構成は４つのドメインを有するが、ドメインの境界線同士が互いに直交する従来の４ドメイン技術とは異なる。その場合でも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態では、第１のドメインＤ１の面積が第２のドメインＤ２の面積よりも大きい例を示したが、ドメインの面積は必ずしも異なっていなくてもよく、同じでも構わない。
その他、液晶表示装置の構成要素の数、配置、寸法、材料等に関しては、上記実施形態に開示したものに限らず、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、各種電子機器の表示部などに用いられる液晶表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１，４１…液晶表示装置、２…光拡散フィルム（光拡散部材）、９…ＴＦＴ基板（第１の基板）、１０…カラーフィルター基板（第２の基板）、１１…液晶層、１１Ｂ…液晶分子、１３…液晶パネル、２７，３４…配向膜（垂直配向膜）、４４…透明基材、４５…遮光部、４６…光拡散部、Ｄ１…第１のドメイン、Ｄ２…第２のドメイン、Ｊ…ドメインの境界線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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