(57)【要約】【課題】スプレイ−ベンド転移を効率良く誘起させることができる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】この微小構造体３１は、ＴＦＴ基板３上に複数形成される。この微小構造体３１は、１回目のラビング処理のラビング方向Ｘに沿う辺ａと、２回目のラビング処理のラビング方向Ｙに沿う辺ｂとを含んでおり、ラビング方向Ｘとラビング方向Ｙとの間のなす角θ１を辺ａと辺ｂとの間のなす角（頂角）θ２とする。この微小構造体３１を用いて上記ラビング処理を行うことにより、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域を形成することができる。この２つの微小領域が形成されることにより、スプレイ−ベンド転移を誘起することができる。【選択図】図４
2008175837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と配向制御層とがそれぞれ配置された一対の基板間に正の誘電異方性を有する液晶層が挟持された液晶表示装置であって、一方の基板の配向制御層は、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域を形成するような微小構造体を有し、前記微小構造体は、平面視において、前記一方の基板の配向制御層に施される第１のラビング処理の第１のラビング方向に沿う第１の辺と、前記一方の基板の配向制御層に施される第２のラビング処理の第２のラビング方向に沿う第２の辺と、を含み、前記第１ラビング方向と前記第２ラビング方向との間のなす角を前記第１の辺と前記第２の辺との間のなす角とすることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１のラビング処理の後に前記第２のラビング処理が行われ、前記第１のラビング処理の強度が前記第２のラビング処理の強度以下であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記微小構造体において、前記第１の辺の長さが前記第２の辺の長さ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記微小構造体の幅が５μｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記微小構造体の高さが２μｍ以上パネルギャップ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記微小構造体は、断面における底角が４５°〜１１０°である形状を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記２つの微小領域は、ホモジニアス−ツイスト領域及びスプレイ−ツイスト領域であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか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、広視角化及び高速応答性を実現するＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence 又はOptically Compensated Bend ）モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置では、ＯＣＢモードと呼ばれる表示方式が注目されている（例えば、非特許文献１，２を参照）。このＯＣＢモードは、一対の基板間に挟み込まれた液晶層をスプレイ配向状態とし、駆動電圧の印加時にベンド配向状態に転移させる液晶パネルと、この液晶パネルの光学補償を行う光学補償フィルムとを組み合わせることで、広視野角化と高速応答性を実現するものである。しかしながら、このＯＣＢモードにおいては、通常の配向処理をした場合には、初期スプレイ配向状態にある液晶層をベンド配向状態に速やかに転移させることは容易ではなく、基板上のプレティルト角を１０°程度に設定した場合であっても、１０Ｖ以上、例えば２０Ｖ程度の高い電圧が必要になる。このような高い電圧を印加することは駆動電圧の制御上から非常に困難である。また、このような液晶層の転移を全ての画素で発生させることも容易ではなく、液晶層が転移しないまま残った一部の画素は欠陥としてパネルの表示品位を大きく低下させることになる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、非特許文献３には、配向制御層（配向膜）上にポストスペーサを設け、互いに異なる３方向の３回のラビング処理を施すことにより、左右にツイスト配向を形成して、スプレイ−ベンド転移を誘起させることが開示されている。
【非特許文献１】SID 93 Digest p277, Y. Yamaguchi et al.“Wide-Viewing-Angle  Display Mode for the Active-Matrix LCD  Using Bend-Alignment Liquid Crystal  Cell”
【非特許文献２】SID 94 Digest p927 , C-L. Kuo et al.“Improvement of Gray-Scale performance of Optically Compensated  Birefringence(OCB)Display Mode for AMLCDs”
【非特許文献３】２００５年日本液晶学会討論会、３Ａ０３  久保木、宮下、石鍋、内田  「スプレイ−ベンド転移のためのツイストディスクリネーションの形成とそのＯＣＢセルへの応用」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スプレイ−ベンド転移を誘起させるためには、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域（左ねじれ配向領域及び右ねじれ配向領域）を形成する必要があり、この２つの微小領域をより効率良く形成する必要がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スプレイ−ベンド転移を効率良く誘起させることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、電極と配向制御層とがそれぞれ配置された一対の基板間に正の誘電異方性を有する液晶層が挟持された液晶表示装置であって、一方の基板の配向制御層は、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域を形成するような微小構造体を有し、前記微小構造体は、平面視において、前記一方の基板の配向制御層に施される第１のラビング処理の第１のラビング方向に沿う第１の辺と、前記一方の基板の配向制御層に施される第２のラビング処理の第２のラビング方向に沿う第２の辺と、を含み、前記第１ラビング方向と前記第２ラビング方向との間のなす角を前記第１の辺と前記第２の辺との間のなす角とすることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、適切な形状を持つ微小構造体を設けているので、所定のラビング処理によりスプレイ−ベンド転移を誘起させる２つの微小領域を確実に形成することができる。これにより、全画面においてベンド配向に迅速に転移させることが可能となる。
【０００８】
本発明の液晶表示装置においては、前記第１のラビング処理の後に前記第２のラビング処理が行われ、前記第１のラビング処理の強度が前記第２のラビング処理の強度以下であることが好ましい。
【０００９】
本発明の液晶表示装置においては、前記微小構造体において、前記第１の辺の長さが前記第２の辺の長さ以上であることが好ましい。
【００１０】
本発明の液晶表示装置においては、前記微小構造体の幅が５μｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明の液晶表示装置においては、前記微小構造体の高さが２μｍ以上パネルギャップ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の液晶表示装置においては、前記微小構造体は、断面における底角が４５°〜１１０°である形状を有することが好ましい。
【００１３】
本発明の液晶表示装置においては、前記２つの微小領域は、ホモジニアス−ツイスト領域及びスプレイ−ツイスト領域であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極と配向制御層とがそれぞれ配置された一対の基板間に正の誘電異方性を有する液晶層が挟持された液晶表示装置であって、一方の基板の配向制御層は、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域を形成するような微小構造体を有し、前記微小構造体は、平面視において、前記一方の基板の配向制御層に施される第１のラビング処理の第１のラビング方向に沿う第１の辺と、前記一方の基板の配向制御層に施される第２のラビング処理の第２のラビング方向に沿う第２の辺と、を含み、前記第１ラビング方向と前記第２ラビング方向との間のなす角を前記第１の辺と前記第２の辺との間のなす角とするので、スプレイ−ベンド転移を効率良く誘起させることができる液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面では、特徴を分かり易くするために、必要に応じて、特徴となる部分を拡大して示している。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る液晶表示装置１は、ＯＣＢモードの液晶パネル２を備えている。この液晶パネル２は、例えばアクティブマトリクス駆動方式を採用した透過型のカラー液晶パネルであり、赤、緑、青の３原色に対応した３つのドット（サブピクセル）によって１つの単位画素（ピクセル）が構成されるとともに、ドット１つ１つにアクティブ駆動素子を設けて各画素の点灯状態を制御することによりカラー表示が行われる。なお、図１では、各赤、緑、青の各サブピクセルがストライプ状に並んだ例について説明しているが、サブピクセルが斜めに配列されたり、トライアングル状に配列されていても良い。
【００１７】
この液晶パネル２は、互いに対向配置された一対の基板３，４と、これら一対の基板３，４の間に挟まれた光変調層としての液晶層５と、背面側基板（目視側とは反対側の基板：ＴＦＴ基板）３の下方に配置された光源６と、さらに前面側基板（目視側の基板：ＣＦ（カラーフィルタ）基板）４上に配置された偏光板７と、少なくとも１枚の位相差板８と、下側基板３の下方に配置された偏光板９と、少なくとも１枚の位相差板１０などを備えている。また、一対の基板３，４は、ガラスやプラスチックなどの矩形状の透過基板であり、液晶層５内に分散又は所定の場所に固着された球形などのスペーサ（図示せず）によって、互いの対向間隔が均一に保持されるとともに、その周辺部がエポキシ系樹脂などによるシール剤（図示せず）により封止されて接合一体化されている。なお、図示されていないが、上記前面側基板４には、全面に透明電極が設けられており、基板３，４における液晶層５に面する表面には、それぞれ所定の液晶配向状態を制御する配向制御層２３，２４（図２参照）が設けられている。
【００１８】
一対の基板３，４のうち、一方（背面側）の基板３は、図２及び図３に示すように、いわゆるアクティブマトリクス基板であり、その液晶層５と対向する面には、スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）１１がマトリックス状に複数配列して形成されている。このＴＦＴ１１は、基板３側から順に、ゲート電極１２及びゲート絶縁層１３と、半導体層１４と、半導体層（ｎ+層）２８を介してソース電極１５及びドレイン電極１６とが積層された逆スタガー型の構造を有している。すなわち、この構造においては、最下層のゲート電極１２を覆うゲート絶縁層１３上には、島状の半導体層１４がゲート電極１２を遮るように形成されるとともに、この半導体層１４の一端側には、半導体層１４，２８を介してソース電極１５が形成され、この半導体層１４の他端側には、半導体層１４，２８を介してドレイン電極１６が形成されている。なお、半導体層１４上には島状絶縁層１７が形成されており、この絶縁層がソース電極とドレイン電極間のチャネル形成の際、エッチストッパ層としての機能を有している。
【００１９】
基板３の液晶層５と対向する面には、各ＴＦＴ１１のゲート電極１２と電気的に接続された配線である走査線１８が、図３中矢印Ｘ方向（行方向）に互いに平行に複数並んで形成されるとともに、各ＴＦＴ１１のソース電極１５と電気的に接続された配線である信号線１９が、図３中矢印Ｙ方向（列方向）に複数並んで形成されており、これら走査線１８と信号線１９との交差位置の近傍に上記ＴＦＴ１１が形成されている。なお、これら走査線１８と信号線１９とによって升目状に区画された１つ１つの矩形状の領域が、各ドットに対応した基板３側のドット対応領域を形成しており、これらのドット対応領域がマトリクス状に複数配列されることで、全体として液晶パネル２の表示領域が形成されている。また、この表示領域の外側の部分には、図示を省略するが、各走査線１８に選択パルスを印加する走査ドライバと、各信号線１９に信号電圧を印加する信号ドライバとが設けられている。
【００２０】
そして、この基板３の液晶層５と対向する面には、上述したＴＦＴ１１、走査線１８及び信号線１９を被覆する絶縁膜２０が形成されている。また、この絶縁膜２０には、上記各ＴＦＴ１１のドレイン電極１６に臨むコンタクトホール２１が形成されている。そして、この絶縁膜２０上には、コンタクトホール２１を介して各ＴＦＴ１１のドレイン電極１６と電気的に接続された画素電極２２が、各ドットに対応してマトリクス状に複数配列して形成されている。この画素電極２２は、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明な導電材料で構成され、上記各ドット対応領域のほぼ全域を覆うように矩形状に形成されている。そして、この画素電極２２が形成された基板３上には、後述する処理がなされた配向制御層２３が形成されている。
【００２１】
これに対して、他方（前面側）の基板４の液晶層５と対向する面には、後述する処理がなされた配向制御層２４と、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明な導電材料で構成された対向電極２７と、各ドットに対応したドット対応領域を区画する遮光性のブラックマトリクス層２５と、このブラックマトリクス層２５によって区画された、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ（２６Ｂは図示せず）とが順に形成されている。具体的には、矩形のブラックマトリクス層２５によって升目状に区画された１つ１つの矩形領域が、各ドットに対応した基板４側のドット対応領域を形成している。このブラックマトリクス層２５は、各カラーフィルタ間における光の混色を防ぐための遮光壁であり、前記赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のうちいずれか１つの色のドットが埋め込み形成された形となっている。カラーフィルタ層２６Ｒ，２６Ｇ（２６Ｂは図示せず）は、これら異なる色の層がストライプ状、斜め状、トライアングル状などのモザイク状に周期的に配列された構造を有している。したがって、各画素の赤、緑、青に対応した３つのドット対応領域毎に、画素電極２２と対向電極２７との間に印加される駆動電圧を制御することにより、各画素の表示色が制御され、これにより所望の画像が表示可能となる。
【００２２】
液晶層５は、一方の基板３の配向制御層２３と、対向基板４の配向制御層２４との間に封入された正の誘電異方性を有するネマティック液晶組成物を含む。さらに、液晶層５は、初期（電圧無印加状態又は配向状態の変化を起こさない低電圧状態）で、それぞれの基板３，４上において、互いに液晶分子のプレティルト角が逆となったスプレイ配列になるように配向制御されている。
【００２３】
本発明の液晶表示装置においては、後述するような液晶分子配向を与えたパネルに対して、液晶駆動電圧に応じて適正な光学補償条件を満たすように、複数の位相差板および偏光板などの光学フィルムが配置される。
【００２４】
例えば、透過型ノーマリブラックモードで表示を行う場合には、パネル（２枚の基板間に正の誘電異方性のネマティック液晶組成物を挟持してなる）に対して、パネル内の液晶層と合わせて複屈折位相差がトータルでゼロとなるように、また、その光学軸がラビング方向とそれぞれ直交する向きに設定された２軸性光学補償フィルム（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ここでｘ，ｙはパネル面内の方向を表し、ｚはパネルの厚み方向を表す）をパネル上下に配置する。特に、ベンド配列状態を保持する最も低い電圧（ＯＦＦ電圧）で黒表示になるように、ベンド配列から十分に液晶分子が立ち上がる電圧（ＯＮ電圧）で白表示になるように、上記の光学フィルム類の条件（相互の光学軸方向、位相差値など）を設定する。例えば、パネルの電圧無印加状態（スプレイ配向状態）における位相差が９６０ｎｍであり、ＯＮ電圧を５．０Ｖとした場合、二軸性光学補償フィルムの位相差を５０ｎｍ、Ｎｚ係数を７．５にすると、パネルの液晶層と二軸性光学補償フィルムの複屈折位相差がトータルでゼロとなる。ここで、Ｎｚ係数とは、位相差板の遅相軸方向の屈折率、進相軸方向の屈折率、厚さ方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとしたとき、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で定義される値である。なお、いわゆるノーマリホワイトの場合に、上記の黒表示と白表示になる条件を逆にして設定することはいうまでもない。さらに、偏光板と１／４波長板（１／４λ板）とを、両者の光学軸が約４５°となるように設定して円偏光板を形成した積層体を、上記の外側に上下共配置する。
【００２５】
一方、反射型（ノーマリブラック）表示の場合には、パネル（２枚の基板間に正の誘電異方性のネマティック液晶組成物を挟持してなる）の観察側と反対側の基板内面（液晶層と接する側の面）又は基板外面に反射層を形成するとともに、パネル内の液晶層とその複屈折位相差がトータルでゼロとなるような二軸性光学補償フィルム（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ，ここでｘ、ｙはパネル面を表し、ｚはパネルの厚み方向を表す）を設ける。例えば、パネルの電圧無印加状態（スプレイ配向状態）における位相差が４８０ｎｍ、ＯＮ電圧を５．０Ｖとした場合、二軸性光学補償フィルムの位相差を５０ｎｍ、Ｎｚ係数を７．５にすると、パネルの液晶層と二軸性光学補償フィルムの複屈折位相差がトータルでゼロとなる。そしてさらに、その上面（観察側に近い面）には、偏光板と１／４波長板（１／４λ板）とを、両者の光学軸が約４５°となるように設定して円偏光板を形成した積層体を、配置する。なお、ノーマリホワイトの場合に、前述の黒表示と白表示の関係を逆にすることも上記と同様である。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置における微小構造体を示す平面図である。なお、図４は、配向制御層を設けた面が紙面表にある、いわゆる膜上図である。この微小構造体３１は、一方の基板、例えばＴＦＴ基板３上に複数形成される。この微小構造体３１は、１回目のラビング処理のラビング方向Ｘに沿う辺ａと、２回目のラビング処理のラビング方向Ｙに沿う辺ｂとを含んでおり、ラビング方向Ｘとラビング方向Ｙとの間のなす角θ１を辺ａと辺ｂとの間のなす角（頂角）θ２とする。この微小構造体３１を用いて上記ラビング処理を行うことにより、電圧印加時に液晶分子のねじれ配列が互いに異なるねじれ構造を持つ２つの微小領域を形成することができる。この２つの微小領域が形成されることにより、スプレイ−ベンド転移を誘起することができる。
【００２７】
図４において、辺ａは基準方向（図４の上下方向）に対して角度αを有している。すなわち、１回目のラビング方向は基準方向に対して角度αを持つ方向である。また、辺ｂは基準方向（図４の上下方向）に対して角度βを有している。すなわち、２回目のラビング方向は基準方向に対して角度βを持つ方向である。したがって、なす角θ２は角度αと角度βの和に相当する。また、基準方向（図４の上下方向）に沿って３回目のラビング処理が行われる（ラビング方向Ｚ）。このラビング方向Ｚは、対向基板であるＣＦ基板４におけるラビング方向と同じ方向である。
【００２８】
図４において、多角形ＡＢＣＤは微小構造体３１の外形である。ＢＣＨの領域３２は、２回目のラビング処理及び３回目のラビング処理に対して形成されるラビングの影部である。すなわち、２回目のラビング処理及び３回目のラビング処理においては、微小構造体３１が障害となって、ラビング方向Ｙ及びラビング方向Ｚのラビング処理が行われない領域である。したがって、ＢＣＨの領域は、１回目のラビング処理のみが行われており、ラビング方向Ｘの配向が形成されている。
【００２９】
また、ＥＤＧＦの領域３３は、３回目のラビング処理に対して形成されるラビングの影部である。すなわち、３回目のラビング処理においては、微小構造体３１が障害となって、ラビング方向Ｚのラビング処理が行われない領域である。したがって、ＥＤＧＦの領域は、１回目のラビング処理及び２回目のラビング処理が行われている。
【００３０】
また、ＢＣＤＧＦＥの領域（ＢＣＨＦ、ＤＧの長さに対応する部分で囲まれた領域）は、３回目のラビング処理に対して形成されるラビングの影部である。すなわち、３回目のラビング処理においては、微小構造体３１が障害となって、ラビング方向Ｚのラビング処理が行われない領域である。
【００３１】
このような３回のラビング処理を行うことにより、ＢＣＨの領域３２が左ねじれホモジニアス配向領域となり、ＥＤＧＦの領域３３が右ねじれスプレイ配向領域となる。そして、ＣＨ線３４が左ねじれホモジニアス配向領域と右ねじれスプレイ配向領域との間の境界であり、このＣＨ線が十分な長さだけ確保できる、及び／又はＢＣＨの領域３２を十分な広さだけ確保できることにより、効率良くスプレイ−ベンド転移を誘起することができる。
【００３２】
スプレイ−ベンド転移の核となる２つの微小領域の境界線（ＣＨ線）３４を十分な長さにすることや、ＢＣＨの領域３２を十分な広さにすること、スプレイ−ベンド転移が安定して行われることなどを考慮すると、微小構造体３１の頂角θ２を構成する角度α及び角度βは、５０°〜８０°の範囲内であることが好ましい。角度αについては、５５°〜７５°であることが特に好ましい。なお、角度αと角度βとは必ずしも等しくなくても良い。
【００３３】
このようなＢＣＨの領域３２やＣＨ線３４の形成については、上述した影部をどのようにして形成するかが重要である。この影部は、微小構造体３１の高さ、ラビング布のパイル長さ、ラビングロールの基板への押し込み量などに依存して変わるが、典型的に、微小構造体３１の高さが後述する範囲である場合には、微小構造体３１の近傍約５μｍ〜２０μｍの幅で形成される。
【００３４】
微小構造体３１の高さは、スプレイ−ベンド転移に有効な核を発生させるための影部の形成やパネルギャップの設定を考慮すると、２μｍ以上、好ましくは３μｍ以上でパネルギャップ以下であることが好ましい。すなわち図５における高さｈが２μｍ以上、好ましくは３μｍ以上でパネルギャップ以下であることが好ましい。
【００３５】
微小構造体３１は、影部の形成やラビングによるダメージの軽減を考慮して、断面における底角が４５°〜１１０°である形状を有することが好ましい。すなわち図５における底角θ３が４５°〜１１０°であることが好ましい。
【００３６】
微小構造体３１の幅（ラビング方向Ｚに沿う方向の幅）は、影部の形成を考慮すると、５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上であることが好ましい。すなわち図５における幅Ｗが５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上であることが好ましい。なお、微小構造体３１の幅（ラビング方向Ｚに沿う方向の幅）は、有効表示部の面積低下や、目視上微小構造体が顕著に見えないことなどを考慮すると、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
微小構造体３１において、辺ａの長さが辺ｂの長さ以上であることが好ましい。これにより、ＢＣＨの領域（左ねじれホモジニアス領域）３２がＥＤＧＦの領域（右ねじれスプレイ領域）３３より広く形成され、ベンド状態への転移がより進み易くなる。
【００３８】
本発明においては、微小構造体３１の角度α、角度β、辺ａ、辺ｂ、高さｈ、幅Ｗなどについて、上述の範囲内で左ねじれホモジニアス配向領域ができるだけ広くなるように適宜選択して設定することが望ましい。
【００３９】
これらのラビング処理は、いずれもＴＦＴ基板３の配向制御層２３である配向膜（例えば、ポリビニルアルコール系、ポリアミド系、あるいはポリイミド系などの高分子系配向膜）に対して行われる。まず、ラビング方向Ｘ、すなわちラビング方向Ｚを基準方向として、基準方向に対して角度αを持つ方向に１回目のラビング処理を行う。次いで、ラビング方向Ｙ、すなわちラビング方向Ｚを基準方向として、基準方向に対して角度βを持つ方向に２回目のラビング処理を行う。その後ラビング方向Ｚに３回目のラビング処理を行う。
【００４０】
微小構造体３１におけるＡＢＣＤを構成する辺のうち、少なくとも１つの頂角をなす２つの辺ＢＣ、辺ＣＤは、これら角度α、角度β方向と略等しい方向に沿い、かつその頂角ＢＣＤ（θ２）はほぼα＋βに等しく設定される。本発明においては、ラビング方向と微小構造体３１の辺の方向とが略等しく設定される。この場合において、微小構造体３１によるラビング方向のばらつきが顕著にならない範囲内であること、あるいは微小構造体３１がラビングのせん断力によって破壊あるいは剥れが生じないことなどを満足すれば、ラビング方向と微小構造体３１の辺の方向との間に所定の角度、例えば±１０°以内、好ましくは±５°以内があっても本発明の目的が達成される。
【００４１】
ＴＦＴ基板３と対向するＣＦ基板４の配向制御層２４には、ラビング方向Ｚで全面にラビング処理がなされている。この結果、図４において、微小構造体ＡＢＣＤ及び影部ＢＥＦＧＤＣを除く全領域は、図６（ｃ）に示すように、全面スプレイ配向領域となっている。また、図４において、ＢＣＨの領域３２は、例えばＣＦ基板４側から投影してみた場合、ＣＦ基板４からＴＦＴ基板３までの間で液晶分子４１が角度約αの左ねじれホモジニアス配向領域となっている。図６（ａ）は、ＡＦ線に沿ったパネル断面をＤの方向から見た図である。一方、ＨＣＤＧＦの領域は、ＣＦ基板４からＴＦＴ基板３までの間で液晶分子４１が角度約β（実際には、ラビング方向Ｘのラビング処理の効果でβよりわずかに大きい値となる）の右ねじれスプレイ配向領域となっている。図６（ｂ）は、ＡＦ線に沿ったパネル断面をＤの方向から見た図である。
【００４２】
したがって、これらの２つの微小領域が接する境界線が、ディスクリネーションラインＣＨを形成する。この配向状態に対して、所定の値よりも高い電圧を印加すると、安定なホモジニアス領域が一気にスプレイ側に広がってゆくため、表示画面全体がベンド状態に速やかに転移する。その理由は、電圧印加時にはねじれたスプレイ配向よりもねじれたホモジニアス配向の方がエネルギー的に安定になること、及び９０°以上のねじれ状態を経由することにより、スプレイからベンドへの転移に要するエネルギー障壁が小さくなることによる。
【００４３】
なお、ディスクリネーションラインの末端部Ｈの位置は、ラビング方向Ｙのラビングにおけるロール押し込み量、ラビング布のパイル長さなどに依存して、わずかに変動する。これは、ラビング方向Ｙのラビングに関して、微小構造体３１近傍に形成されるラビング影部の終端がラビングのかかり始める開始点に対応しているからである。
【００４４】
図７（ａ）〜（ｉ）は、本発明の液晶表示装置における微小構造体を示す平面図である。これらの図においては、いずれも１回目、２回目及び３回目のラビング方向は図４に示す方向と同じである（図７では３回目のラビング方向Ｚのみ矢印で示す）。また、１回目のラビング処理のラビング方向Ｘにほぼ沿った辺の長さをａとし、２回目のラビング処理のラビング方向Ｙに沿った辺の長さをｂで示す。
【００４５】
図７（ａ），（ｂ）に示す微小構造体３１は、最も基本的な形状であり、辺ａが辺ｂよりも長く設定された四角形であり、特に図７（ｂ）に示す形状では、辺ａの長さを辺ｂよりかなり長くしている。図７（ｃ）に示す形状は、少なくともラビング方向Ｙ及びラビング方向Ｚに関して円弧状の辺を持つもの（ラビング布のパイルが当接する部分が円弧状）であり、微小構造体３１へのラビングによるダメージを軽減する観点で好ましい。
【００４６】
図７（ｄ）に示す形状は、外形がほぼ三角形であり、角度α、角度β、辺ａ、辺ｂなどに関して上述した関係を満たす。また、ラビングによる剥がれやダメージを防止するために、図７（ｅ）に示に形状のようにＺ方向に長さを有するようにしても良い。また、図７（ｆ），（ｇ）に示す形状のように、ラビングによるダメージの防止を考慮して、３回目のラビング処理を受ける側を凹形状にしても良い。
【００４７】
さらに、図７（ｈ），（ｉ）に示す形状のように、複数の小構造体で微小構造体３１を構成するようにしても良い。小構造体の配列で角度α、角度βの関係を満たし、また小構造体の集合体の長さが辺ａ、辺ｂの関係を実質的に満たすようにしている。小構造体間のスペースは、ラビング布のパイルがその間を通らないような間隔（例えば１０μｍ）であれば、図７（ａ）〜（ｇ）に示す構造体と同様な効果が得られる。
【００４８】
ラビング強度に関しては、１回目のラビング処理のラビング強度よりも２回目のラビング処理のラビング強度が大きく、２回目のラビング処理のラビング強度よりも３回目のラビング処理のラビング強度が大きくなるように設定することが好ましい。すなわち、ラビング処理後の各領域の液晶分子に対する配向規制力（アンカリング）に関して、ＢＣＨの領域よりもＨＣＤＧＦの領域の方が配向規制力を強く、さらにＢＣＤＧＦＥの領域以外の全領域の方が配向規制力を強く設定することにより、ラビング方向Ｚにラビング処理された領域が最も支配的に（広く）存在し、この中にラビング方向Ｘにラビング処理されたＢＣＨの領域及びラビング方向Ｙにラビング処理されたＥＦＧＤの領域が島状に形成される。
【００４９】
配向規制力を変化させるには種々の方法が採用可能であり、例えば、ラビング処理の場合、配向規制力は、ラビング処理の程度を半定量的に表す「ラビング強度パラメータ」（Y.  Sato,  K.  Sato  and  T.  Uchida:  Jpn.  J.  Appl.  Phys.,  31(1992)  L579参照）を決める因子を変化させることで制御可能である。このラビング強度パラメータ（Ｌ）は、一般に下式で表される。なお、長さに関する単位は全てｍｍとする。
Ｌ＝Ｎ×ｌ×（ｌ＋２πｒｎ／６０ｖ）
ここで、Ｎ（ｍｍ）はラビング回数を表し、ｌ（ｍｍ）はラビング布への沈み込み深さ（押し込み量）を表し、ｒ（ｍｍ）はラビングロールの半径を表し、 ｎ（ｒｐｍ）はロールの回転数を表し、ｖは基板ステージの移動速度を表す。その結果、ラビング強度パラメータは、基板上で一点を通過するラビング布の長さ（ｍｍ）に関係した量となる。上式から明らかなように、ラビング回数や押し込み量を増減させたり、あるいはラビングロールの径や回転速度を増減させたり、基板送り速度を変化させることにより、配向規制力の強弱を制御することが可能である。
【００５０】
本発明において、微小構造体を配置する場所は、特に制約されることはない。例えば、表示画素又はサブ画素と呼ばれるＲＧＢなどの単位画素や、能動素子の電極配線であるソース電極配線（あるいはゲート電極配線）上に配置することができる。なお、画素電極上に配置する場合には、開口率やコントラストを考慮することが望ましい。
【００５１】
上記説明においては、それぞれの画素に対応して、少なくとも一つのスプレイ−ベンド転移の起点を形成する場合について説明しているが、これに限定されず、本発明は、液晶組成物の物性値（弾性定数、誘電異方性など）、パネルギャップ、液晶分子のプレティルト角、配向規制力などに応じて、配置密度を適宜変更することができる。例えば、転移の起点が３〜１０画素当りに１個であっても良い。また、１画素当り２〜４個設けることにより、ベンド転移の起点が相対的に多く存在することになり、ベンド転移への時間を実質的に極めて短くすることができる。例えば、プレティルト角が大きい（４°又は５°〜１５°）場合、スプレイ−ベンド転移が極めて起こり易くなるため、転移の起点の配置密度が１０あるいはそれ以上の画素数当り１個でも有効となる。
【００５２】
上記においては、能動素子が形成されたＴＦＴ基板上に微小構造体を設けた場合について説明しているが、本発明においては、対向基板であるＣＦ基板に微小構造体を設けても良い。
【００５３】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
サブ画素に赤、緑、青のフィルタを形成した一般的なＣＦ基板を作製し、寸法１０μｍ×１０μｍ（図４における辺ａが１０μｍであり、辺ｂが１０μｍである）で高さ４μｍの微小構造体（柱スペーサ）をサブ画素に１個づつ６０μｍピッチで形成した。この柱スペーサの頂角（図４におけるθ２）は１２０°とし、角度αが６０°、角度βが６０°とした。また、柱スペーサの幅（ラビング方向Ｚに沿う方向の幅）は６μｍとした。
【００５４】
この柱スペーサは、透明ネガレジストＣＬ−０１６Ｓ（ＴＯＫ製）を１００ｍＪ/ｃｍ2で露光し、Ｎ−Ａ３Ｋ（商品名）の０．５％水溶液で６０秒現像し、その後３００ｍＪ/ｃｍ2でポスト露光し、２２０℃で１時間のポストベークを行うことにより形成した。得られた柱スペーサの断面における底角（図５におけるθ３）が６０°であった。
【００５５】
このＣＦ基板に対して、図４に示すように、ラビング方向Ｘに１回目のラビング処理を行い、ラビング方向Ｙに２回目のラビング処理を行い、ラビング方向Ｚに３回目のラビング処理を行った。３回のラビング処理すべてについてラビング強度を１００ｃｍ（押し込み量０．２ｍｍ）とした。
【００５６】
次いで、ソース電極、ゲート電極、画素電極、ＴＦＴ素子などを形成したＴＦＴ基板を通常の手法により作製した。ＴＦＴ基板に対して、ラビング強度３００ｃｍ（押し込み量０．６ｍｍ）で図４に示すラビング方向Ｚでラビング処理を行った。
【００５７】
次いで、ＣＦ基板に形成した柱スペーサを基板間のギャップ材としてＣＦ基板と、ＴＦＴ基板とを重ね合わせた。次いで、重ね合わせた基板をパネル単位にカットした後、両基板間に液晶材料（チッソ（株）製）を真空注入法により注入してＯＣＢ液晶パネルを作製した。
【００５８】
また、角度αを５０°、５５°、７０°、７５°、８０°に変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。また、角度βを５０°、５５°、７０°、７５°、８０°に変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。
【００５９】
このようにして得られたＯＣＢ液晶パネルについて、それぞれの画素電極、ソース電極ラインに５Ｖの電圧を印加してスプレイ−ベンド転移が誘起されるかどうかを光学顕微鏡により調べた。その結果、すべてのＯＣＢ液晶パネルにおいて、電圧印加直後に、ＣＦ基板のポストスペーサ形成領域と画素電極スペースが交差する箇所からスプレイ−ベンド転移が発生し、約０．５秒でパネル全画素がベンド配向へと転移した。
【００６０】
また、柱スペーサの辺ａの長さを１２μｍ、１５μｍに変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。また、柱スペーサの幅（ラビング方向Ｚに沿う方向の幅）を５μｍ、７μｍ、１０μｍ、１５μｍに変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。また、柱スペーサの高さを３μｍ、３．５μｍ、４．５μｍ、５μｍ、５．５μｍに変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。さらに、柱スペーサの断面における底角（図５におけるθ３）を４５°、９０°、１００°、１１０°に変更すること以外は上記と同様にしてそれぞれのＯＣＢ液晶パネルを作製した。
【００６１】
このようにして得られたＯＣＢ液晶パネルについて、それぞれの画素電極、ソース電極ラインに５Ｖの電圧を印加してスプレイ−ベンド転移が誘起されるかどうかを光学顕微鏡により調べた。その結果、すべてのＯＣＢ液晶パネルにおいて、電圧印加直後に、ＣＦ基板のポストスペーサ形成領域と画素電極スペースが交差する箇所からスプレイ−ベンド転移が発生し、約０．５秒でパネル全画素がベンド配向へと転移した。
【００６２】
上述したように、本発明の液晶表示装置においては、適切な形状を持つ微小構造体を設けているので、所定のラビング処理によりスプレイ−ベンド転移を誘起させる２つの微小領域、すなわち左ねじれホモジニアス領域及び右ねじれスプレイ領域を確実に形成することができる。これにより、全画面においてベンド配向に迅速に転移させることが可能となる。
【００６３】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質、液晶表示装置の構成などについては特に制限はない。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の断面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を示す拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の微小構造体を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の微小構造体を説明するための図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、液晶分子の配向状態を説明するための図である。
【図７】（ａ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の微小構造体の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６５】
３，４  基板
５  液晶層
１１  ＴＦＴ
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁膜
１４  半導体層
１５  ソース電極
１６  ドレイン電極
１７  絶縁層
１８  走査線
１９  信号線
２２  画素電極
２３，２４  配向制御層
２５  ブラックマトリクス層
２６Ｒ，２６Ｇ  カラーフィルタ層
２７  対向電極
３１  微小構造体
３２  ＢＣＨの領域
３３  ＥＤＧＦの領域
３４  ＣＨ線
４１  液晶分子
【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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