(57)【要約】【課題】フォトリソグラフィ工程に起因するタイル状のパターンが発生しにくく、従来に比して表示性能がより一層優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】ＴＦＴ基板側の画素電極１１６の中央には、ゲートバスライン１１１と平行なスリット１１６ａが形成されている。また、対向基板側には、突起１２４が形成されている。この突起１２４は、画素電極１１６の上半分の左側のエッジに沿って配置された突起１２４ａと、突起１２４ａの中央から水平方向に延びる突起１２４ｂと、画素電極１１６の下半分の右側のエッジに沿って配置された突起１２４ｃと、突起１２４ｃの中央から水平方向に延びる突起１２４ｄとにより構成される。液晶分子１３０ａは、突起１２４及び画素電極１１６のエッジに対しほぼ４５°の方向に配向する。【選択図】図５
2005258194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、
前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、
１つの画素領域が複数の矩形の領域に分割され、前記矩形の領域の隣り合う２辺は誘電体からなる土手状の突起により画定され、残りの２辺は前記画素電極のエッジにより画定されて、前記画素電極と前記コモン電極との間に電圧を印加したときに液晶分子が前記矩形の領域の各辺に交差する方向に配向することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層中には、前記液晶分子の配向方向を記憶する重合体が形成されてい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】
前記矩形の領域の辺を画定するエッジ側の部分に、電圧印加時の前記液晶分子の配向方向に延在する斜めスリットが設けられてい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４】
各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、
前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記画素電極は液晶分子の配向方向を規定するストライプ状のスリットを有し、前記スリットの幅をＳ、スリット間の間隔をＬ、セルギャップをＤとしたときに、
Ｌ＋Ｄ−Ｓ≧４μｍを満足することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素電極は、前記スリットの方向が９０°づつ異なる４つの領域に区画されていることを特徴とする請求項４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、１画素内に液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域（ドメイン）を有するＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比べて薄くて軽量であり、低電圧で駆動できて消費電力が小さいという利点がある。そのため、液晶表示装置は、テレビ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ディスクトップ型ＰＣ、ＰＤＡ（携帯端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に使用されている。特に、各画素（サブピクセル）毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、その駆動能力の高さからＣＲＴにも匹敵する優れた表示特性を示し、ディスクトップ型ＰＣやテレビなど従来ＣＲＴが使用されていた分野にも広く使用されるようになった。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。２枚の透明基板のうちの一方の基板には各画素毎に画素電極及びＴＦＴ等が形成され、他方の基板には画素電極に対向するカラーフィルタと、各画素共通のコモン（共通）電極とが形成されている。以下、画素電極及びＴＦＴが形成された基板をＴＦＴ基板と呼び、ＴＦＴ基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。なお、カラー液晶表示装置では、隣接して配置された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３つの画素で１つのピクセル（Pixel ）を構成する。
【０００４】
従来は、一対の基板間に水平配向型液晶（誘電率異方性が正の液晶）を封入し、液晶分子をツイスト配向させるＴＮモードの液晶表示装置が広く使用されていた。しかし、ＴＮモードの液晶表示装置には視野角特性が悪く、画面を斜め方向から見たときにコントラストや色調が大きく変化するという欠点がある。このため、視野角特性が良好なＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示装置や、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードの液晶表示装置が開発され、実用化されている。
【０００５】
ＩＰＳモードの液晶表示装置では、櫛形電極によって液晶分子を基板面に対し平行な面内でスイッチングする。しかし、櫛形電極によって開口率が著しく低下するので、強力なバックライトが必要になるという難点がある。
【０００６】
一方、ＭＶＡモードの液晶表示装置では、突起や電極のスリット等の構造物により液晶分子の配向方向を規制する。また、特開２００２−２２９０２９号公報には、画素電極を傾斜面上に形成してマルチドメインを達成するＭＶＡモードの液晶表示装置が開示されている。しかし、ＭＶＡモードの液晶表示装置においても、ＩＰＳモードの液晶表示装置ほどではないものの、突起やスリットにより開口率が低下するため、ＴＮモードの液晶表示装置に比べて光の透過率が低くなる。このため、ＩＰＳモードやＭＶＡモードの液晶表示装置は、低消費電力が要求されるノート型パソコンには不向きであるとされている。
【０００７】
通常のＭＶＡモードの液晶表示装置は、広視野角化のために電圧印加時に液晶分子が４方向に倒れるようにドメイン規制用構造物（突起及びスリット等）を複雑に配置しており、これが開口率の低下の原因となっている。そこで、ドメイン規制用構造物の配置を単純化したＭＶＡモードの液晶表示装置が提案されている。
【０００８】
図１は、上述したＭＶＡモードの液晶表示装置を示す平面図である。この図１では、ＴＦＴ基板に設けられた２つ分の画素を示している。また、図１中に、液晶分子３０ａをその配向方向がわかるように模式的に示している。
【０００９】
ＴＦＴ基板には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１１と、垂直方向に延びる複数のデータバスライン１５とが形成されている。これらのゲートバスライン１１及びデータバスライン１５により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。ゲートバスライン１１及びデータバスライン１５は、両者の間に形成された第１の絶縁膜（図示せず）により電気的に分離されている。
【００１０】
各画素領域毎に、ＴＦＴ１４及び画素電極１６が形成されている。ＴＦＴ１４は、ゲートバスライン１１の一部をゲート電極としている。また、ＴＦＴ１４のドレイン電極１４ｄはデータバスライン１５に接続しており、ソース電極１４ｓはゲートバスライン１１を挟んでドレイン電極１４ｄに対向する位置に形成されている。
【００１１】
ＴＦＴ１４及びデータバスライン１５は第２の絶縁膜（図示せず）により覆われており、第２の絶縁膜の上に画素電極１６が形成されている。この画素電極１６は、第２の絶縁膜に形成されたコンタクトホール（図示せず）を介してＴＦＴ１４のソース電極１４ｓに電気的に接続している。
【００１２】
画素電極１６は、ＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）等の透明導電体により形成されている。また、画素電極１６には、液晶分子３０ａの配向方向が４方向となるマルチドメインを達成するために、スリット１６ａの向きが相互に異なる４つの領域が設けられている。すなわち、第１の領域（右上の領域）ではスリット１６ａがＸ軸方向（水平方向）に対し４５°の角度で設けられており、第２の領域（左上の領域）ではスリット１６ａがＸ軸方向に対し１３５°の角度で設けられており、第３の領域（左下の領域）ではスリット１６ａがＸ軸方向に対し２２５°の角度で設けられており、第４の領域（右下の領域）ではスリット１６ａがＸ軸方向に対し３１５°の角度で設けられている。
【００１３】
このＴＦＴ基板に対向して配置される対向基板には、ブラックマトリクス、カラーフィルタ及びコモン電極（共通電極）が形成されている。この液晶表示装置においては、対向基板側には突起及びスリット等のドメイン規制用構造物は設けられていない。
【００１４】
このような液晶表示装置では、画素電極１６とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分子３０ａはスリット１６ａと平行な方向に傾斜する。このとき、スリット１６ａの先端部の電界の影響により、第１の領域と第３の領域とでは液晶分子３０ａの倒れる方向が逆になり、第２の領域と第４の領域とでは液晶分子３０ａの倒れる方向が逆になる。従って、液晶分子３０ａの傾斜方向は４つの領域でそれぞれ異なる。
【００１５】
図１に示すＭＶＡモードの液晶表示装置では、対向基板側にはドメイン規制用構造物（突起又はスリット等）が設けられてなく、ＴＦＴ基板側のドメイン規制用構造物（スリット）の形状が単純であるので光の透過率が高く、強力なバックライトを必要としない。従って、低消費電力が要求されるノート型ＰＣのディスプレイに適用することができる。
【００１６】
この図１に示すような液晶表示装置では、画素電極１６のスリット１６ａに平行に液晶分子３０ａが倒れるが、そのとき液晶分子３０ａが倒れる方向は画素電極１６のスリット１６ａの先端部の電界によって決定される。そして、スリット１６ａの先端部から画素中央部に向って液晶分子の倒れる方向が伝播して、１画素内の液晶分子の全ての倒れる方向が決定される。このため、図１に示す画素電極を有する液晶表示装置では、電圧を印加してから１画素内の全ての液晶分子が所定の方向に倒れるまでに比較的長い時間がかかるという欠点がある。
【００１７】
そこで、液晶に重合成分（反応性モノマー）を添加して一対の基板間に封入し、その後電圧を印加した状態でモノマーを重合させて形成された重合体（ポリマー）により液晶分子の倒れる方向を記憶しておく技術が開発された（特開２００３−１４９６４７号公報）。この技術では、液晶層中に形成された重合体により液晶分子の倒れる方向が決定されるため、液晶分子の応答速度が向上する。
【特許文献１】特開２００２−２２９０２９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、本願発明者等は、上述した従来の技術には以下に示す問題点があると考える。
【００１９】
図１に示す画素電極を有するＭＶＡモードの液晶表示装置では、画素電極１６のスリット１６ａをフォトリソグラフィ法により形成する。このとき、液晶パネルと同じ大きさの露光マスクを使用するとコストが極めて高くなるので、小さい露光マスクを使用し、露光する位置を一回づつずらしながら複数回露光を行う。しかし、露光量及びフォトマスクの厚さ等が一回の露光毎に微妙に変化して、スリット幅にばらつきが発生する。
【００２０】
このようにして発生したスリット幅のばらつきが画素毎の光学特性のばらつきの原因となり、液晶表示装置の全面に中間調のパターンを表示したときに微妙な色むらが発生し、タイル状のパターンとして認識されることがある。
【００２１】
以上から、本発明の目的は、タイル状のパターンが発生しにくく、従来に比して表示性能がより一層優れ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】
【００２２】
上記した課題は、各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、１つの画素領域が複数の矩形の領域に分割され、前記矩形の領域の隣り合う２辺は誘電体からなる土手状の突起により画定され、残りの２辺は前記画素電極のエッジにより画定されて、前記画素電極と前記コモン電極との間に電圧を印加したときに液晶分子が前記矩形の領域の各辺に交差する方向に配向することを特徴とする液晶表示装置により解決される。
【００２３】
本発明においては、１つの画素領域が複数の矩形の領域に分割されている。そして、その矩形の領域の隣合う２辺は誘電体からなる土手状の突起により画定されており、他の２辺は画素電極のエッジ（画素電極に設けられたスリットのエッジを含む）により画定されている。また、第１の基板と第２の基板との間に封入される液晶として垂直配向型液晶（誘電率異方性が負の液晶）を使用している。
【００２４】
画素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、突起の近傍の液晶分子には突起に垂直な方向に倒れようとする力が働き、画素電極のエッジ近傍の液晶分子にはエッジに垂直な方向に倒れようとする力が働く。そして、矩形の領域の四隅の部分の液晶分子には、相互に直角な２つの方向に倒れようとする力が働くため、その結果液晶分子は突起又は画素電極のエッジに対しほぼ４５°の方向に傾斜する。この液晶分子の傾斜方向が矩形の領域内の他の液晶分子に伝播して、矩形の領域内の全ての液晶分子が突起又は電極のエッジに対し交差する方向（ほぼ４５°の方向）に配向する。複数の矩形の領域で液晶分子の配向方向を変えることによりマルチドメインが達成され、視野角特性が良好な液晶表示装置が得られる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置は、スリットにより液晶分子の傾斜方向を決めるのではないので、スリットを形成するときのフォトリソグラフィ工程に起因するタイル状のパターンの発生を防止できる。また、例えば突起を画素電極の外側のエッジに沿って形成することにより、突起による光の透過率の低下を小さくすることができて、低消費電力が要求されるノート型ＰＣのディスプレイに使用可能な液晶表示装置が得られる。
【００２６】
更に、液晶分子の傾斜方向を記憶する重合体を液晶相中に形成することにより、反応速度が速い液晶表示装置を得ることができる。更にまた、矩形の領域を確定するエッジ側の部分にのみ、電圧印加時の液晶分子の配向方向に沿って延在する斜めスリットを形成しておくことにより、エッジ中央部における液晶分子の配向の乱れを防止することができて、光の透過率がより一層向上する。
【００２７】
上記した課題は、各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、前記画素電極は液晶分子の配向方向を規定するストライプ状のスリットを有し、前記スリットの幅をＳ、スリット間の間隔をＬ、セルギャップをＤとしたときに、Ｌ＋Ｄ−Ｓ≧４μｍを満足することを特徴とする液晶表示装置により解決される。
【００２８】
本願発明者等は、スリット幅Ｓ、スリット間の間隔Ｌ及びセルギャップＤが異なる多数の液晶表示装置を作成し、タイル状パターンの発生の有無を調べた。その結果、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値が４μｍ以下の場合に、タイル状パターンの発生がないことが判明した。
【００２９】
但し、スリットＳの幅が４μｍを超えると光の透過率が低下し、７μｍを超えると液晶分子を所定の方向に倒すことができなくなる。このため、スリットの幅Ｓは７μｍ以下とすることが好ましく、４μｍ以下とすることがより一層好ましい。また、スリット間の間隔Ｌが６μｍを超えると光の透過率が急激に低下し、７μｍを超えると電極上にディスクリネーションが発生する。このため、スリット間の間隔Ｌは７μｍ以下とすることが好ましく、６μｍ以下とすることがより一層好ましい。更にセルギャップＤが２μｍ未満の場合はリタデーションが小さくなって輝度が低下し、６μｍを超える場合はリタデーションが大きくなりすぎて視野角特性が劣化する。このため、セルギャップＤは２乃至６μｍとすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。この図２では、ＴＦＴ基板に設けられた２つ分の画素を示している。また、図３に、図２のＩ−Ｉ線による模式的断面を示す。なお、以下の説明中の数値は、パネルサイズが１５インチ、セルギャップが３．８〜４．４μｍのＸＧＡ（１０２４×７６８ピクセル）タイプの液晶表示装置のときの例を示している。
【００３１】
ＴＦＴ基板１１０には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン１１１と、垂直方向に延びる複数のデータバスライン１１５とが形成されている。これらのゲートバスライン１１１及びデータバスライン１１５により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。また、ＴＦＴ基板１１０には、ゲートバスライン１１１と平行に配置されて画素領域の中央を横断する補助容量バスライン１１２が形成されている。ゲートバスライン１１１及び補助容量バスライン１１２とデータバスライン１１５との間には第１の絶縁膜（図示せず）が形成されており、この第１の絶縁膜によりゲートバスライン１１１及び補助容量バスライン１１２とデータバスライン１１５との間が電気的に分離されている。
【００３２】
各画素領域毎に、ＴＦＴ１１４、画素電極１１６及び補助容量電極１１３が形成されている。ＴＦＴ１１４は、ゲートバスライン１１１の一部をゲート電極としている。また、ＴＦＴ１１４のドレイン電極１１４ｄはデータバスライン１１５に接続しており、ソース電極１１４ｓはゲートバスライン１１１を挟んでドレイン電極１１４ｄに対向する位置に形成されている。更に、補助容量電極１１３は、第１の絶縁膜を挟んで補助容量バスライン１１２に対向する位置に形成されている。
【００３３】
補助容量電極１１３、ＴＦＴ１１４及びデータバスライン１１５は第２の絶縁膜１１７により覆われており、画素電極１１６はこの第２の絶縁膜１１７の上に配置される。画素電極１１６はＩＴＯ等の透明導電体からなり、第２の絶縁膜１１７に形成されたコンタクトホール（図示せず）を介してＴＦＴ１１４のソース電極１１４ｓ及び補助容量電極１１３に電気的に接続している。また、画素電極１１６の中央部には、ゲートバスライン１１１と平行にスリット１１６ａが設けられている。画素電極１１６の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）により覆われている。
【００３４】
このＴＦＴ基板１１０に対向して配置される対向基板１２０には、ブラックマトリクス１２１、カラーフィルタ１２２及びコモン電極１２３が形成されている。ブラックマトリクス１２１はＣｒ（クロム）等の遮光性材料からなり、ゲートバスライン１１１、補助容量バスライン１１２、データバスライン１１５及びＴＦＴ１１４の上方に配置されている。また、カラーフィルタ１２２には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３種類があり、画素毎にいずれか１色のカラーフィルタが配置される。本実施形態の液晶表示装置では、水平方向に並んだ赤色、緑色及び青色の３つの画素により、１つのピクセルが構成される。コモン電極１２３はＩＴＯ等の透明導電体からなり、ＴＦＴ基板１１０側の全ての画素電極１１６に共通である。
【００３５】
コモン電極１２３の上には、図２に示すように、ドメイン規制用の土手状の突起１２４が所定のパターンで形成されている。この突起１２４は、画素電極１１６の左側のエッジの上半分に沿って形成された部分（以下、突起１２４ａと呼ぶ）と、突起１２４ａの中央から水平方向に延びる部分（以下、突起１２４ｂと呼ぶ）と、画素電極１１６の右側のエッジの下半分に沿って形成された部分（以下、突起１２４ｃと呼ぶ）と、突起１２４ｃの中央から水平方向に延びる部分（以下、突起１２４ｄと呼ぶ）とにより構成されている。
【００３６】
突起１２４ａ，１２４ｃは、図３の模式断面図に示すように、その頂部が画素電極１１６のエッジの内側に位置している。本実施形態においては、突起１２４ａ〜１２４ｄの高さｈは０．７μｍ、画素電極１１６のエッジと突起１２４ａ，１２４ｃの頂部との水平方向の間隔ｘは２．５μｍとしている。コモン電極１２３及び突起１２４ａ〜１２４ｄの表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）に覆われている。
【００３７】
ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０との間には、紫外線により重合する成分（反応性モノマー）を添加した垂直配向型液晶（誘電率異方性が負の液晶）１３０が封入される。液晶１３０中に添加された重合成分は後述する工程で重合されて、液晶分子１３０ａの配向方向を記憶する重合体（ポリマー）が形成される。
【００３８】
次に、上述の如く構成された液晶表示装置における液晶分子の配向状態を、図４，図５を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、突起１２４ａ〜１２４ｄとスリット１１６ａとにより分割される１画素内の４つの領域を、図４，図５に示すように、上から順に第１の領域１０１、第２の領域１０２、第３の領域１０３及び第４の領域１０４と呼ぶ。
【００３９】
図４は、画素電極１１６とコモン電極１２３との間に電圧を印加した直後の液晶分子１３０ａの配向状態を示している。まず、第１の領域１０１の液晶分子１３０ａの配向について説明する。
【００４０】
突起１２４ａ，１２４ｂの近傍の液晶分子１３０ａは、突起１２４ａ，１２４ｂの傾斜面に対し垂直な方向に初期配向している。このため、電圧の印加によって突起１２４ａの近傍の液晶分子１３０ａにはゲートバスライン１１１と平行な方向（左側）に倒れようとする力が働き、突起１２４ｂの近傍の液晶分子１３０ａにはデータバスライン１１５に平行な方向（下側）に倒れようとする力が働く。
【００４１】
また、画素電極１１６のエッジ部分では、電気力線が第１の領域１０１の外側に向けて斜め方向に発生するので、ゲートバスライン１１１に平行なエッジの近傍の液晶分子１３０ａにはデータバスライン１１５に平行な方向（下側）に倒れようとする力が働き、データバスライン１１５に平行なエッジの近傍の液晶分子１３０ａにはゲートバスライン１１１に平行な方向（左側）に倒れようとする力が働く。
【００４２】
このように、電圧を印加した直後には、突起１２４ａ，１２４ｂ及び電極１１６のエッジの近傍の液晶分子１３０ａには所定の方向に倒れようとする力が働く。しかし、第１の領域１０１の中央部の液晶分子１３０ａの倒れる方向は不定である。
【００４３】
第１の領域１０１の四隅では、液晶分子１３０ａにゲートバスライン１１１に平行な方向（左側）に倒れようとする力と、データバスライン１１５に平行な方向（下側）に倒れようとする力とが働き、その結果液晶分子１３０ａはゲートバスライン１１１に対しほぼ４５°方向（左下方向）に倒れる。この液晶分子１３０ａの傾斜方向が第１の領域１０１内の他の液晶分子１３０ａに伝播され、その結果図５に示すように、第１の領域１０１全体の液晶分子１３０ａが同じ方向（左下方向）に傾斜する。
【００４４】
一方、第２の領域１０２では、液晶分子１３０ａは突起１２４ａ，１２４ｂの傾斜面に対し垂直な方向に初期配向している。但し、第１の領域１０１と第２の領域１０２とでは、突起１２４ａの近傍の液晶分子１３０ａの初期配向方向が逆である。
【００４５】
電圧を印加すると、突起１２４ａの近傍の液晶分子１３０ａにはゲートバスライン１１１に平行な方向（左側）に倒れようとする力が働き、突起１２４ｂの近傍の液晶分子１３０ａにはデータバスライン１１５に平行な方向（上側）に倒れようとする力が働く。
【００４６】
また、画素電極１１６のエッジ部分及びスリット１１６ａのエッジ部分では、画素電極１１６とコモン電極１２３との間に電圧を印加すると、第２の領域１０２の外側に向けて斜め方向に電気力線が発生する。このため、スリット１１６ａのエッジの近傍の液晶分子１３０ａにはデータバスライン１１５に平行な方向（上側）に倒れようとする力が働き、データバスライン１１５に平行なエッジの近傍の液晶分子１３０ａにはゲートバスライン１１５に平行な方向（左側）に倒れようとする力が働く。そして、これらの力により、第２の領域１０２の四隅の液晶分子１３０ａはゲートバスライン１１１に対し４５°方向（左上方向）に傾斜する。この液晶分子１３０ａの傾斜方向が第２の領域１０２の他の液晶分子１３０ａに伝播され、その結果図５に示すように、第２の領域１０２全体の液晶分子１３０ａが同じ方向（左上方向）に傾斜する。
【００４７】
以下同様に、画素電極１１６とコモン電極１２３との間に電圧を印加してから十分な時間が経過すると、図５に示すように、第３の領域１０３の液晶分子１３０ａは右下方向に傾斜し、第４の領域１０４の液晶分子１３０ａは右上方向に傾斜する。
【００４８】
このようにして第１〜第４の領域１０１〜１０４の液晶分子１３０ａの傾斜方向が決定した後、紫外線を照射して液晶１３０中に添加した重合成分を重合し、液晶分子１３０ａの傾斜方向を記憶した重合体を形成する。
【００４９】
本実施形態においては、１画素内に液晶分子の配向方向が相互に異なる４つの領域（ドメイン）１０１〜１０４が形成されるので、液晶パネルの法線に対し斜め方向の光の漏れが抑制され、良好な視野角特性を得ることができる。また、本実施形態においては、配向分割を実現するための突起やスリットの形状が単純であり、ドメイン境界部分の光の損失が少ないので、強力なバックライトを必要としない。これにより、低消費電力が要求されるノート型ＰＣのディスプレイに適用することができる。
【００５０】
更に、本実施形態においては、液晶中に添加した重合成分を重合して重合体を形成し、この重合体に液晶分子の傾斜方向を記憶しておくので、電圧の印加と同時に画素内の全ての液晶分子が所定の方向に傾斜し始める。その結果、良好な応答速度が得られる。
【００５１】
更にまた、本実施形態においては、画素電極に形成するスリットは１つだけであり、しかもスリットの部分は蓄積容量バスライン１１２及びブラックマトリクス１２１により遮光されるので、スリット形成時のフォトリソグラフィ工程に起因するタイル状のパターンの発生が防止される。
【００５２】
以下、本実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。最初に、ＴＦＴ基板１１０の形成方法について説明する。
【００５３】
まず、ＴＦＴ基板１１０となるガラス板を用意する。そして、このガラス板の上に、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法により第１の金属膜を形成し、フォトリソグラフィ法により第１の金属膜をパターニングしてゲートバスライン１１１及び補助容量バスライン１１２を形成する。第１の金属膜としては、Ａｌ（アルミニウム）とＴｉ（チタン）とを積層してなる膜やＣｒ膜を使用することができる。また、ガラス基板の上に下地膜としてＳｉＯ2 やＳｉＮ等の絶縁膜を形成し、その上に第１の金属膜を形成してもよい。
【００５４】
次に、ガラス基板１１１の上側全面に例えばＳｉＯ2 からなる第１の絶縁膜（ゲート絶縁膜）を形成し、その上にＴＦＴ１１４の動作層となる第１のシリコン膜とチャネル保護膜となるＳｉＮ膜とを順次形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりＳｉＮ膜をパターニングして、ゲートバスライン１１１の上方の所定の領域にＴＦＴ１１４のチャネルを保護するチャネル保護膜を形成する。
【００５５】
次に、ガラス基板の上側全面に、オーミックコンタクト層となる不純物が高濃度に導入された第２のシリコン膜を形成し、続けて第２のシリコン膜の上に第２の金属膜として例えばＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの積層膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により第２の金属膜、第２のシリコン膜及び第１のシリコン膜をパターニングして、ＴＦＴ１１４の動作層となるシリコン膜の形状を確定するとともに、データバスライン１１５、補助容量電極１１３、ＴＦＴ１１４のソース電極１１４ｓ及びドレイン電極１１４ｄを形成する。
【００５６】
次いで、ガラス板の上側全面に第２の絶縁膜１１７を形成し、この第２の絶縁膜１１７の所定の位置に、補助容量電極１１３及びＴＦＴ１１４のソース電極１１４ｓに到達するコンタクトホールをそれぞれ形成する。その後、ガラス基板１１１の上側全面にＩＴＯ等の透明導電体からなる膜を形成する。そして、この透明導電体の膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることによって、スリット１１６ａを有し、コンタクトホールを介して補助容量電極１１３ｂ及びＴＦＴ１１４のソース電極１１４ｓに電気的に接続された画素電極１１６を形成する。その後、画素電極１１６の上をポリイミドからなる垂直配向膜により被覆する。このようにして、ＴＦＴ基板１１０が完成する。
【００５７】
以下、対向基板１２０の製造方法について説明する。まず、対向基板１２０となるガラス板を用意する。そして、このガラス板の上にＣｒ等の金属膜を形成し、この金属膜をパターニングしてブラックマトリクス１２１を形成する。その後、ガラス板の上にカラーフィルタ１２２を形成する。このとき、各画素毎に赤色、緑色及び青色のうちのいずれか１色のカラーフィルタ１２２が配置されるようにする。
【００５８】
次いで、カラーフィルタ１２２の上に、ＩＴＯ等の透明導電体によりコモン電極１２３を形成する。そして、コモン電極１２３の上にフォトレジスト膜を形成し、露光及び現像処理を施して、突起１２４（１２４ａ〜１２４ｄ）を形成する。この場合に、突起１２４の高さが低すぎる（例えば０．３５μｍ以下）と、突起１２４による配向規制力が画素電極のエッジ部分の電界による配向規制力よりも弱くなり、電圧印加時に液晶分子が所定の方向とは逆方向に倒れて配向が乱れてしまう。また、突起１２４の高さが高すぎる（例えば１．４μｍ以上）と、突起１２４による配向規制力が強すぎて液晶分子１３０ａが突起１２４に対し４５°の方向に配向しにくくなる。
【００５９】
図６は、横軸に突起の高さｈ（図３参照）をとり、縦軸に透過率（％）をとって両者の関係を示す図である。この図６から２５％程度の透過率とするためには、突起の高さＨを０．５〜１μｍとすればよく、突起の高さｈが約０．７μｍのときに透過率が最も高くなることがわかる。
【００６０】
図７は、横軸に画素電極のエッジから突起の頂部までの距離ｘ（図３参照）をとり、縦軸に透過率をとって両者の関係を示す図である。透過率を０．３１１以上とするためには画素電極のエッジから突起の頂部までの距離ｘを１μｍ以上とすればよく、距離ｘが１．５μｍ以上でれば透過率はほぼ一定となることがわかる。露光時の位置ずれやＴＦＴ基板と対向基板との貼合わせ時の位置ずれを考慮して、画素電極のエッジから突起の頂部までの距離ｘを２μｍ以上とすることが好ましい。
【００６１】
次に、真空注入法又は滴下注入法により、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０との間に、重合成分として例えばジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加した誘電率異方性が負の液晶１３０を封入する。このとき、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０との間に例えば直径が４μｍのスペーサを配置して、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０との間隔（セルギャップ）を一定に保つ。
【００６２】
そして、画素電極１１６とコモン電極１２３との間に電圧を印加して液晶分子を所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して液晶中の重合成分を重合させる。その後、液晶パネルの両側に偏光板をクロスニコルに配置し、駆動回路及びバックライトユニットを接続する。このようにして本実施形態の液晶表示装置が完成する。
【００６３】
従来例として、図１に示す形状の画素電極を有する液晶表示装置を製造し、その特性を調べた。ＴＦＴ基板と対向基板との間にはジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加した誘電率異方性が負の液晶を封入し、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加しながら紫外線を照射して液晶層中に重合体を形成し、液晶分子の配向方向を規定した。
【００６４】
この従来例の液晶表示装置の特性を調べたところ、コントラストは７００、立ち上がりの応答速度が１５ｍｓ、立ち下がりの応答速度が１０ｍｓと良好であった。しかし、従来例の液晶表示装置ではタイル状のパターンが認識された。
【００６５】
一方、第１の実施形態に係る液晶表示装置を実際に製造して特性を調べたところ、従来例に比べて透過率が約１２％低下した。しかし、従来例の液晶表示装置とは異なり、タイル状のパターンは認められなかった。
【００６６】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。
【００６７】
第１の実施形態では、図８に示すように、例えば第１の領域１０１内において、突起１２４ａ，１２４ｂ等の中央部や画素電極１１６のエッジの中央部（図中破線で囲んだ部分）の液晶分子１３０は下側に傾斜しようとする力と左側に傾斜しようとする力が均等でないため、４５°よりもずれた方向に傾斜することが考えられる。この図８のように液晶分子１３０ａが配向した場合は、図９に示すように、第１の領域１０１の各辺の中央部に透過率の低い部分が発生してしまう。この傾向は、第１の領域１０１の辺の長さが長いほど顕著になる。
【００６８】
そこで、第２の実施形態においては、図１０に示すように、突起１２４に対向する側の画素電極１１６の縁部に、液晶分子の配向方向を規定するスリット（斜めスリット）１１６ｂを形成する。この斜めスリット１１６ｂの方向は、第１〜第４の各領域１０１〜１０４における液晶分子の配向方向と一致するように、すなわちゲートバスライン１１１に対し４５°の角度となるように形成する。なお、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、上述の如く画素電極１１６に斜めスリット１１６ｂを設けたことにあり、その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様であるので、図１０において図２と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６９】
このように、画素電極１１６に斜めスリット１１６ｂを形成することにより、各領域１０１〜１０４内の液晶分子の配向方向の乱れが少なくなり、透過率が向上する
上述した第２の実施形態の液晶表示装置を実際に製造し、その特性を調べた。但し、斜めスリット１１６ｂの幅は３μｍ、長さは７μｍ、ピッチは７μｍとした。その結果、本実施形態の液晶表示装置は、第１の実施形態の液晶表示装置に比べて透過率が約１５％向上した。
【００７０】
なお、斜めスリット１１６ｂの長さが長すぎると、従来と同様にフォトリソグラフィ工程における露光条件の微妙な変化によりスリット幅にばらつきが発生し、タイル状のパターンが発生することが考えられる。このため、斜めスリット１１６ｂを形成する領域は、画素電極１１６の面積の半分を超えないようにすることが好ましい。
【００７１】
また、斜めスリット１１６ｂの幅が２μｍ未満のときはスリット幅が狭すぎてスリットの形成が困難になる。一方、スリット１１６ｂの幅が５μｍを超えた場合は、液晶分子を所定の方向に倒す効果が小さくなる。このため、スリット１１６ｂの幅は２〜５μｍとすることが好ましい。また、スリット１１６ｂの長さが３μｍ未満である場合も、液晶分子を所定の方向に倒す効果が小さくなる。従って、斜めスリット１１６ｂの長さは３μｍ以上とすることが好ましい。
【００７２】
（第３の実施形態）
図１１は本発明の第３の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。なお、第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は画素電極に形成されたスリットのパターン形状と対向基板に形成された突起のパターン形状とが異なることにあり、その他の構成は基本的に第２の実施形態と同様であるので、図１１において図１０と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。また、図１１においては、補助容量バスライン及び補助容量電極の図示を省略している。
【００７３】
本実施形態においては、画素電極１１６の左側のエッジの上半分に沿って突起１２４ｅを形成し、画素電極１１６の右側のエッジの下半分に沿って突起１２４ｆを形成している。また、画素電極１１６の上側のエッジに沿って突起１２４ｇを形成し、下側のエッジに沿って突起１２４ｈを形成し、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界に沿って突起１２４ｉを形成している。
【００７４】
更に、画素電極１１６の第１の領域１０１と第２の領域１０２との境界に沿ってスリット１１６ｃを形成し、第３の領域１０３と第４の領域１０４との境界に沿ってスリット１１６ｄを形成している。更にまた、第１〜第４の領域１０１〜１０４の突起１２４ｅ，１２４ｆに対向する側の画素電極１１６の縁部に、液晶分子の配向方向をゲートバスライン１１１に対し４５°方向に規制する斜めスリット１１６ｅを形成している。
【００７５】
本実施形態においては、第１〜第４の領域１０１〜１０４のいずれにおいても斜めスリット１１６ｅが１つの辺側のみに形成されており、第２の実施形態の液晶表示装置に比べて第１の領域１０１及び第４の領域１０４における斜めスリット１１６ｅの面積が小さい。このため、本実施形態においては、第２の実施形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、フォトリソグラフィ工程に起因するタイル状のパターンの発生をより一層確実に防止できるという効果がある。
【００７６】
なお、本実施形態において、第１の領域１０１と第２の領域１０２との間のスリット１１６ｃ及び第３の領域１０３と第４の領域１０４との間のスリット１１６ｄは、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、スリット幅Ｇが狭いほど電気力線Ｅの曲率が小さくなるため、液晶分子をスリット１１６ｃ，１１６ｄに対し直角方向に倒す力が小さくなる。その結果、最終的に液晶分子１３０はスリット１１６ｃ，１１６ｄに対し４５°方向に倒れやすくなり、図９に示すような暗部は生じなくなる。本実施形態では、スリット１１６ｃ，１１６ｄの幅を例えば４μｍとする。
【００７７】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について説明する。
【００７８】
第３の実施形態で述べたように、スリットの幅を小さくすると電気力線の曲率が小さくなり、液晶分子をスリットに対し直角方向に倒す力が小さくなる。本実施形態においては、この原理を使用して第１〜第４の各領域１０１〜１０４における辺中央部の液晶分子の配向方向の乱れを抑制する。
【００７９】
図１３は、本発明の第４の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。なお、図１３において、図１１と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８０】
本実施形態においては、画素電極１１６とゲートバスライン１１５との間隔Ｇ’を小さくしている。例えば、従来のＭＶＡモードのＸＧＡ型液晶表示装置においては画素電極とゲートバスラインとの間隔が７μｍであるのに対し、第４の実施形態の液晶表示装置では画素電極１１６とゲートバスライン１１５との間隔Ｇ’を５μｍ又はそれ以下（この例では４μｍ）とする。
【００８１】
そして、液晶中に添加した重合成分（例えばジアクリレートモノマー）を紫外線照射により重合する際に、画素電極１１６に印加される電圧とほぼ同じ電圧を全てのデータバスライン１１５に印加する。これにより、データバスライン１１５から発生する電気力線のために画素電極１１６のデータバスライン１１５側のエッジから発生する電気力線の曲率が小さくなり、液晶分子をデータバスライン１１５に対し直角方向に配向させようとする力が低減される。その結果、第１〜第４の各領域１０１〜１０４の液晶分子がそれぞれ所定の方向（ゲートバスライン１１１に対し４５°方向）に配向する。この状態で紫外線を照射して液晶中の重合成分を重合することにより、図９に示すような暗部が生じなくなる。
【００８２】
本実施形態によれば、フォトリソグラフィ法により斜めスリットを形成する必要がないため、第３の実施形態に比べてタイル状のパターンの発生をより確実に防止できるという効果がある。
【００８３】
（第５の実施形態）
図１４は本発明の第５の実施形態の液晶表示装置を示す平面図、図１５は図１４のII−II線による模式断面図である。なお、本実施形態が第３の実施形態と異なる点はＴＦＴ基板側の画素電極に設けられたスリットのパターン形状と対向基板側に設けられた突起のパターン形状とが異なることにあり、その他の基本的な構成は第３の実施形態と同様であるので、図１４において図１１と同一物には同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００８４】
本実施形態においては、水平方向に隣り合う２つの画素の突起１２４のパターンと画素電極１１６の斜めスリット１１６ｅのパターンとを、２つの画素の間のデータバスライン１１５を中心軸として左右対称に形成している。また、本実施形態においては、図１５に示すように、データバスライン１１５の上方に形成された突起１２４の傾斜面が画素電極１１６のエッジよりも２．５μｍ外側まで形成されている。
【００８５】
本実施形態の液晶表示装置では、第３の実施形態の液晶表示装置と同様の効果を得ることができるのに加えて、以下に示す効果を得ることができる。すなわち、図１１に示す液晶表示装置では、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０とを貼合わせるときに、位置ずれによって突起１２４が隣の画素に進入して液晶分子を逆方向に傾斜させてしまうことが考えられる。
【００８６】
一方、本実施形態においては、突起１２４のパターンがデータバスライン１１５に対し左右対称形であるので、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０とを貼合わせるときに位置ずれが発生しても、各画素毎の液晶分子１３０ａの配向方向を乱すことが回避される。
【００８７】
（第６の実施形態）
図１６は本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の平面図、図１７は図１６のIII-III 線による模式断面図である。なお、本実施形態が第３の実施形態と異なる点は突起がＴＦＴ基板側に形成されていることにあり、その他の構成は基本的に第３の実施形態と同様であるので、図１６において図１１と同一物には同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００８８】
第３の実施形態では対向基板１２０側に突起を形成しているのに対し、本実施形態ではＴＦＴ基板１１０側に例えば高さが０．７μｍの突起１４０を形成している。この突起１４０は、画素電極１１６の左側のエッジの上半分に沿って形成された部分（以下、突起１４０ａと呼ぶ）と、画素電極１１６の右側のエッジの下半分に沿って形成された部分（以下、突起１４０ｂと呼ぶ）と、画素電極１１６の上側のエッジに沿って形成された部分（以下、突起１４０ｃと呼ぶ）と、画素電極１１６の下側のエッジに沿って形成された部分（以下、突起１４０ｄと呼ぶ）と、第２の領域１０２と第３の領域１０３との境界に沿って形成された部分（以下、突起１４０ｅと呼ぶ）とにより構成されている。
【００８９】
突起１４０ａ〜１４０ｅは、例えばフォトレジストを使用して第２の絶縁膜１１７の上に形成される。突起１４０ａ〜１４０ｅが形成された後、ＩＴＯ等の透明導電体により画素電極１１６が形成される。このとき、図１７に示すように、画素電極１１６のエッジ部分は突起１４０（突起１４０ａ〜１４０ｄ）の一方の傾斜面上に配置される。そして、全面にポリイミドが塗布されて垂直配向膜１４１が形成される。
【００９０】
ポリイミドを塗布するときにその表面が均されるため、配向膜１４１の傾斜面の角度（基板面に対する角度）は画素電極１１６のエッジ部分の角度（基板面に対する角度）よりも小さくなっている。このため、画素電極１１６のエッジ部分における配向膜１４１の法線と基板面とのなす角度に対し、配向膜１４１を突き抜ける電気力線と基板面とのなす角度のほうが小さくなる。その結果、図１７に示すように、液晶分子１３０ａは突起１４０に向って倒れる。
【００９１】
第３の実施形態においては、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０とを貼合わせるときの位置ずれを考慮して対向基板１２０側の突起を予め画素の中心方向にずらして配置することが好ましいが、そうすると開口率が小さくなってしまう。一方、本実施形態においては、ＴＦＴ基板１１０側に突起１４０を形成しているので、ＴＦＴ基板１１０と対向基板１２０との位置ずれを考慮する必要がない。このため、本実施形態においては、第３の実施形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、開口率をより一層高くできるという効果がある。
【００９２】
（第７の実施形態）
図１８は本発明の第７の実施形態の液晶表示装置を示す平面図、図１９は図１８のIV−IV線による模式断面図である。なお、本実施形態が第６の実施形態と異なる点は、ＴＦＴ基板側に設けられた突起のパターン形状と画素電極のスリットのパターン形状とが異なることにあり、その他の構成は基本的に第６の実施形態と同様であるので、同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００９３】
本実施形態においては、水平方向に隣り合う２つの画素の突起バターン１４０と画素電極１１６のスリット１１６ｅのパターンとを、２つの画素の間のデータバスライン１１１を中心軸として左右対称にしている。また、本実施形態においては、図１９に示すように、突起１４０の傾斜面がデータバスライン１１５のエッジ部分まで形成されている。
【００９４】
本実施形態の液晶表示装置においても、第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第８の実施形態）
以下、本発明の第８の実施形態について説明する。
【００９５】
図１に示すような画素電極を有する液晶表示装置においてタイル状のパターンが発生するのは、フォトリソグラフィ工程で画素電極のスリット幅が設計値から変化して透過率が低下することに起因している。従って、スリット幅が若干変化しても透過率が大きく低下しなければタイル状のパターンの発生を防止することができる。本実施形態では、このような観点からスリットの幅及びスリット間の間隔（以下、微細電極幅という）を変化させて透過率の変化を調べた結果について説明する。
【００９６】
図２０は、第８の実施形態の液晶表示装置の平面図である。本実施形態の液晶表示装置のＴＦＴ基板には、水平方向に延びる複数のゲートバスライン２１１と、垂直方向に延びる複数のデータバスライン２１５とが形成されている。これらのゲートバスライン２１１及びデータバスライン２１５により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。ゲートバスライン２１１及びデータバスライン２１５は、両者の間に形成された第１の絶縁膜により電気的に分離されている。
【００９７】
各画素領域毎に、ＴＦＴ２１４及び画素電極２１６が形成されている。ＴＦＴ２１４は、ゲートバスライン２１１の一部をゲート電極としている。また、ＴＦＴ２１４のドレイン電極２１４ｄはデータバスライン２１５に接続しており，ソース電極２１４ｓはゲートバスライン２１１を挟んでドレイン電極２１４ｄに対向する位置に形成されている。
【００９８】
ＴＦＴ２１４及びデータバスライン２１５は第２の絶縁膜に覆われており、第２の絶縁膜の上にＩＴＯ等の透明導電体からなる画素電極２１６が形成されている。この画素電極２１６は、第２の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してＴＦＴ２１４のソース電極２１４ｓに電気的に接続している。
【００９９】
図２０に示すように、Ｘ軸に対し４５°の角度でスリット２１６ａが設けられた第１の領域（右上の領域）と、Ｘ軸に対し１３５°の角度でスリット２１６ａが設けられた第２の領域（左上の領域）と、Ｘ軸に対し２２５°の角度でスリット２１６ａが設けられた第３の領域（左下の領域）と、Ｘ軸に対し３１５°の角度でスリット２１６ａが設けられた第４の領域（右下の領域）とを有する画素電極２１６において、スリット幅をＳ（但し、設計値）、微細電極幅をＬ（但し、設計値）とする。また、ＴＦＴ基板と対向基板との間の液晶層の厚さ（以下、セルギャップと呼ぶ）をＤ（但し、設計値）とする。液晶表示装置の透過率は電圧Ｖの関数であるので、電圧Ｖのときの透過率をＴ（Ｖ）と表記する。以下の説明では、電圧Ｖは透過率Ｔ（Ｖ）が５％となる電圧とする。
【０１００】
一方、製造後には、液晶表示装置の微細電極幅は設計値Ｌよりも０．２μｍ縮小し、スリット幅が設計値Ｓよりも０．２μｍ拡大するものとする。また、製造後の液晶表示装置のセルギャップは設計値通りであるとする。この液晶表示装置の電圧Ｖのときの透過率をＴ’（Ｖ）と表記する。この液晶表示装置のタイル状パターンの見えやすさは、透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）で評価することができる。Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）の値が１に近いほどタイル状パターンが発生しにくく、Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）の値が小さいほどタイル状パターンが発生しやすいということができる。
【０１０１】
図２１は、横軸に微細電極幅Ｌ（設計値）をとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）の値をとって、両者の関係を示す図である。但し、スリット幅Ｓ（設計値）は３．５μｍ、セルギャップＤ（設計値）は４．４μｍである。また、前述したように製造後の液晶表示装置の微細電極幅は設計値Ｌよりも０．２μｍ小さく、スリット幅は設計値Ｓよりも０．２μｍ大きいものとして透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をシミュレーション計算により求めている。
【０１０２】
この図２１から、微細電極幅Ｌが大きくなると透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が大きくなることがわかる。すなわち、微細電極幅Ｌが大きくなるほどタイル状パターンが見えにくくなる。しかも、図２０からわかるように、微細電極幅Ｌと透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係はほぼ線形である。このような関係はスリット幅Ｓ及びセルギャップＤを変えても同じであり、微細電極幅ＬとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線は右上がりの直線とみなすことができる。
【０１０３】
図２２は、横軸にスリット幅Ｓ（設計値）をとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をとって、両者の関係を示す図である。但し、微細電極幅Ｌ（設計値）は３．５μｍ、セルギャップＤ（設計値）は３．８μｍとしている。また、前述したように製造後の液晶表示装置の微細電極幅は設計値Ｌよりも０．２μｍ小さく、スリット幅は設計値Ｓよりも０．２μｍ大きいものとして透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をシミュレーション計算により求めている。
【０１０４】
この図２２から、スリット幅Ｓが大きくなると透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が小さくなることがわかる。すなわち、スリット幅Ｓが大きくなるほどタイル状パターンが見えやすくなる。しかも、図２２からわかるように、スリット幅Ｓと透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係はほぼ線形である。このような関係は微細電極幅Ｌ及びセルギャップＤを変えても同じであり、スリット幅ＳとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線は右下がりの直線とみなすことができる。
【０１０５】
図２３は横軸にセルギャップＤをとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をとって、両者の関係を示す図である。但し、微細電極幅Ｌ（設計値）は５μｍ、スリット幅Ｓ（設計値）は３μｍとしている。また、前述したように製造後の液晶表示装置の微細電極幅は設計値Ｌよりも０．２μｍ小さく、スリット幅は設計値Ｓよりも０．２μｍ大きいものとして透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をシミュレーション計算により求めている。
【０１０６】
この図２３から、セルギャップＤが大きくなると透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が大きくなることがわかる。すなわち、セルギャップＤが大きくなるほどタイル状パターンが見えにくくなる。しかも、図２３からわかるように、セルギャップＤと透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係はほぼ線形である。このような関係は微細電極幅Ｌ及びスリット幅Ｓを変えても同じであり、セルギャップＤとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線は右上がりの直線とみなすことができる。
【０１０７】
これらのことから、以下のことが推測される。即ち、微細電極幅Ｌが大きくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は大きくなり、スリット幅Ｓが大きくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は小さくなる。図２１，図２２から、微細電極幅ＬとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線の傾きと、スリット幅ＳとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線の傾きは、符合は異なるが絶対値はほぼ等しいことがわかる。このことから、セルギャップＤが一定で微細電極幅Ｌとスリット幅Ｓとの差が一定であるとすると、Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）はほぼ一定となると推測される。
【０１０８】
これと同様に、セルギャップＤが大きくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は大きくなり、スリット幅Ｓが大きくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は小さくなる。図２２，図２３から、セルギャップＤとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線の傾きと、スリット幅ＳとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線の傾きは、符合は異なるが絶対値はほぼ等しいことがわかる。このことから、微細電極幅Ｌが一定でスリット幅Ｓとの差が一定であれは、Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）はほぼ一定であると推測される。
【０１０９】
また、微細電極幅Ｌが大きくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は大きくなり、セルギャップＤが小さくなるとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）は小さくなる。図２１，図２３から、微細電極幅ＬとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線の傾きと、セルギャップＤとＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を示す線との傾きはほぼ等しいことがわかる。このことから、スリット幅Ｓが一定で微細電極幅ＬとセルギャップＤとの和が一定であれば、Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）はほぼ一定であると推測される。
【０１１０】
これらの関係をまとめると、Ｌ＋Ｄ−Ｓが一定であれはＴ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が一定となることが予想される。但し、セルギャップＤ、微細電極幅Ｌ及びスリット幅Ｓは、以下の条件を満足することが好ましい。
【０１１１】
図２４は、横軸に微細電極幅Ｌをとり、縦軸に透過率をとって両者の関係を示す図である。この図２４からわかるように、微細電極幅が６μｍを超えると輝度が急激に低下し、７μｍを超えると６μｍのときの約半分になる。これは、微細電極幅が７μｍ以下のときには液晶分子はスリットに平行な方向に傾斜するが、７μｍを超えると液晶分子がスリットに垂直な方向に倒れるようになり、微細電極上にディスクリネーションが発生するためである。従って、微細電極幅Ｌは７μｍ以下とすることが好ましく、６μｍ以下とすることがより一層好ましい。
【０１１２】
図２５は、横軸にスリット幅をとり、縦軸に輝度をとって両者の関係を示す図である。この図２３から、スリット幅が大きくなると透過率が低下し、スリット幅が７μｍのときは２μｍのときの約半分になる。また、白のときの輝度を０．９以上とすれば、スリット幅Ｓは４μｍ以下とすることが必要であることがわかる。従って、スリット幅Ｓは７μｍ以下とすることが好ましく、４μｍ以下とすることがより一層好ましい。
【０１１３】
また、セルギャップを変化させて輝度の変化を調べたところ、セルギャップが２μｍ未満の場合は、液晶材料の限界からリタデーションが小さくなって輝度が低下し、実用的でないことが判明した。また、セルギャップが６μｍを超えると、液晶材料の限界からリタデーションが大きくなりすぎて、黒表示時に光が斜め方向に抜けてしまい、視野角特性が悪くなって実用的でないことが判明した。従って、セルギャップは２〜６μｍとすることが好ましい。
【０１１４】
実際に微細電極幅Ｌ、スリット幅Ｓ及びセルギャップＤが相互に異なる液晶表示装置を作成してタイル状パターンの有無を目視により検査した。そして、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値と透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を調べた。その結果を図２６に示す。
【０１１５】
上記の実験から、図２６に示すように、透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が０．８８以上であればタイル状のパターンが発生しないことが確認された。また、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値が４以上（Ｌ＋Ｄ−Ｓ≧４μｍ）であれば、透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）が０．８８以上となることが確認された。
【０１１６】
以下、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値が相互に異なる４種類の液晶表示装置（サンプル１〜４）を製造してタイル状パターンの発生の有無を調べた結果について説明する。
【０１１７】
まず、図２０に示す形状の画素電極を有するＴＦＴ基板と、コモン電極を有する対向基板とを製造した。但し、微細電極幅Ｌ及びスリット幅Ｓは、下記表１に示すように設定した。
【０１１８】
【表１】
2005258194.tif 000003
次に、セルギャップを決めるスペーサを挟んでＴＦＴ基板と対向基板とを貼合わせ、これらのＴＦＴ基板と対向基板との間に誘電率異方性が負の液晶を封入して液晶パネルとした。液晶中には重合成分としてジアクリレートモノマーを０．３ｗｔ％添加した。但し、表１に示すように、サンプル１，３についてはセルギャップＤを３．８μｍとし、サンプル２，４についてはセルギャップＤを４．４μｍとした。
【０１１９】
次に、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加して液晶分子をスリットに沿って所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して液晶層中に液晶分子の傾斜方向を記憶する重合体を形成した。
【０１２０】
次いで、液晶パネルの両側に偏光板をクロスニコルに配置した。すなわち、一方の偏光板は吸収軸がゲートバスラインに平行に配置し、他方の偏光板は吸収軸をデータバスラインに平行に配置した。
【０１２１】
このようにして製造したサンプル１〜４の液晶表示装置について、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値とタイル状パターンの発生の有無を調べた結果を、表１に併せて示す。この表１からわかるように、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値が４μｍよりも小さいサンプル１，２の液晶表示装置では、タイル状パターンが発生した。一方、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値が４μｍ以上であるサンプル３，４の液晶表示装置においては、タイル状パターンは認められなかった。
【０１２２】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【０１２３】
（付記１）各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、
前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、
１つの画素領域が複数の矩形の領域に分割され、前記矩形の領域の隣り合う２辺は誘電体からなる土手状の突起により画定され、残りの２辺は前記画素電極のエッジにより画定されて、前記画素電極と前記コモン電極との間に電圧を印加したときに液晶分子が前記矩形の領域の各辺に交差する方向に配向することを特徴とする液晶表示装置。
【０１２４】
（付記２）前記液晶層中には、前記液晶分子の配向方向を記憶する重合体が形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２５】
（付記３）前記矩形の領域の２辺を画定する画素電極のエッジの少なくとも一方が、前記画素電極に設けられたスリットのエッジであることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２６】
（付記４）前記スリットの幅が５μｍ以下であることを特徴とする付記３に記載の液晶表示装置。
【０１２７】
（付記５）前記矩形の領域の２辺を画定する突起の少なくとも一方が、前記画素電極の外側のエッジに沿って形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１２８】
（付記６）前記突起の頂部は、前記画素電極の外側のエッジよりも内側に配置されていることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
【０１２９】
（付記７）前記突起の頂部と前記画素電極の外側のエッジとの間隔が１μｍ以上であることを特徴とする付記６に記載の液晶表示装置。
【０１３０】
（付記８）前記矩形の領域の辺を画定するエッジ側の部分に、電圧印加時の前記液晶分子の配向方向に延在する斜めスリットが設けられていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３１】
（付記９）前記斜めスリットの幅が２μｍ乃至５μｍ、長さが３μｍ以上であることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３２】
（付記１０）前記斜めスリットが形成された部分の面積が、前記画素電極の面積の５０％以下であることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
【０１３３】
（付記１１）前記突起の高さは１μｍ以下であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３４】
（付記１２）更に、前記画素電極に接続された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続されたゲートバスラインと、前記薄膜トランジスタに接続されて前記データバスラインに対し直角方向に延在するデータバスラインとを有することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３５】
（付記１３）前記画素電極と前記データバスラインとの間隔が５μｍ以下であることを特徴とする付記１２に記載の液晶表示装置。
【０１３６】
（付記１４）隣り合う２つの画素領域において、前記突起のパターンが左右対称であることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１３７】
（付記１５）前記突起の一部が、前記２つの画素に跨って形成されていることを特徴とする付記１４に記載の液晶表示装置。
【０１３８】
（付記１６）前記画素電極のエッジが、前記２つの画素に跨って形成された突起の傾斜面の頂部側の端部よりも２μｍ以上画素中心側に位置することを特徴とする付記１５に記載の液晶表示装置。
【０１３９】
（付記１７）前記突起が前記第１の基板側に形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１４０】
（付記１８）前記突起が前記第２の基板側に形成されていることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
【０１４１】
（付記１９）各画素領域毎に画素電極が形成された第１の基板と、
前記画素電極に対向して配置されるコモン電極が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に封入された垂直配向型液晶により構成される液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記画素電極は液晶分子の配向方向を規定するストライプ状のスリットを有し、前記スリットの幅をＳ、スリット間の間隔をＬ、セルギャップをＤとしたときに、
Ｌ＋Ｄ−Ｓ≧４μｍを満足することを特徴とする液晶表示装置。
【０１４２】
（付記２０）前記液晶相中には、前記液晶分子の配向方向を記憶する重合体が形成されていることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
【０１４３】
（付記２１）前記スリット間の間隔Ｌが７μｍ以下であることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
【０１４４】
（付記２２）前記スリットの幅Ｓが７μｍ以下であることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
【０１４５】
（付記２３）前記セルギャップＤが２乃至６μｍであることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
【０１４６】
（付記２４）前記画素電極は、前記スリットの方向が９０°づつ異なる４つの領域に区画されていることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】図１は、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＩ−Ｉ線による模式的断面である。
【図４】図４は、第１の実施形態において、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加した直後の液晶分子の配向状態を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態において、第１〜第４の領域の液晶分子の配向方向を示す図である。
【図６】図６は、横軸に突起の高さｈをとり、縦軸に透過率をとって両者の関係を示す図である。
【図７】図７は、横軸に画素電極のエッジから突起の頂部までの距離ｘをとり、縦軸に透過率をとって両者の関係を示す図である。
【図８】図８は、突起の中央部や画素電極のエッジの中央部において、４５°よりもずれた方向に傾斜する液晶分子を示す図である。
【図９】図９は、図８のように液晶分子が配向したときに発生する透過率が低い部分を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、スリットの幅による電気力線の曲率の変化を示す模式図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１５】図１５は、図１４のII−II線による模式断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。
【図１７】図１７は、図１６のIII-III 線による模式断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第７の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
【図１９】図１９は、図１８のIV−IV線による模式断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第８の実施の形態を説明する液晶表示装置の平面図である。
【図２１】図２１は、横軸に微細電極幅Ｌ（設計値）をとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）の値をとって、両者の関係を示す図である。
【図２２】図２２は、横軸にスリット幅Ｓ（設計値）をとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をとって、両者の関係を示す図である。
【図２３】図２３は横軸にセルギャップＤをとり、縦軸に透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）をとって、両者の関係を示す図である。
【図２４】図２４は、横軸に微細電極幅Ｌをとり、縦軸に透過率をとって両者の関係を示す図である。
【図２５】図２５は、横軸にスリット幅Ｓをとり、縦軸に輝度をとって両者の関係を示す図である。
【図２６】図２６は、多数の液晶表示装置を製造し、Ｌ＋Ｄ−Ｓの値と透過率の比Ｔ’（Ｖ）／Ｔ（Ｖ）との関係を調べた結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１１，１１１，２１１…ゲートバスライン、
１４，１１４，２１４…ＴＦＴ
１５，１１５，２１５…データバスライン、
１６，１１６，２１６…画素電極、
１６ａ，１１６ａ，２１６ａ…スリット、
３０ａ，１３０ａ…液晶分子、
１０１…第１の領域、
１０２…第２の領域、
１０３…第３の領域、
１０４…第４の領域、
１１０…ＴＦＴ基板、
１１２…補助容量バスライン、
１１３…補助容量電極、
１１６ｂ，１１６ｅ…斜めスリット、
１１７…第２の絶縁膜
１２０…対向基板、
１２１…ブラックマトリクス、
１２２…カラーフィルタ、
１２３…コモン電極、
１２４（１２４ａ〜１２４ｄ，１２４ｅ〜１２４ｉ），１４０（１４０ａ〜１４０ｅ）…突起、
１３０…液晶、
１４１…垂直配向膜。
【図１】
2005258194.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005258194.tif 000008
【図６】
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【図７】
2005258194.tif 000010
【図８】
2005258194.tif 000011
【図９】
2005258194.tif 000012
【図１０】
2005258194.tif 000013
【図１１】
2005258194.tif 000014
【図１２】
2005258194.tif 000015
【図１３】
2005258194.tif 000016
【図１４】
2005258194.tif 000017
【図１５】
2005258194.tif 000018
【図１６】
2005258194.tif 000019
【図１７】
2005258194.tif 000020
【図１８】
2005258194.tif 000021
【図１９】
2005258194.tif 000022
【図２０】
2005258194.tif 000023
【図２１】
2005258194.tif 000024
【図２２】
2005258194.tif 000025
【図２３】
2005258194.tif 000026
【図２４】
2005258194.tif 000027
【図２５】
2005258194.tif 000028
【図２６】
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