(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、
前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より長く、
前記第２の基板に形成された凹部により、前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が長くなっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記画素電極の前記端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極と前記対向電極とが対向していない領域に向かって徐々に長くなっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、
前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍領域に対応する領域に第１のスリットを有し、
前記第１のスリットが形成されている領域と前記画素電極が形成されている領域とがオーバーラップする長さは、２μｍ以上であり、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、
液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、
前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、
前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、
前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍領域に対応する領域に第１のスリットを有し、
前記第１のスリットが形成されている領域と前記画素電極が形成されている領域とがオーバーラップする長さは、２μｍ以上であり、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、
液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、
前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、
前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、
前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、
前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より短く、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、
液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、
前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、
前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化しており、
前記画素電極は、前記第１の基板上に形成された凸部上に延在するように形成され、前記凸部により前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が短くなっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、
前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より短く、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、
液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、
前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、
前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、
前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されており、
前記画素電極は、前記第１の基板上に形成された凸部上に延在するように形成され、前記凸部により前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が短くなっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の液晶表示装置において、
前記凸部は、前記第１の基板上に形成された補助容量電極である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１又は２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する液晶であり、
液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の液晶表示装置において、
前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の液晶表示装置において、
前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の液晶表示装置において、
前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、
前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、電圧印加時における液晶分子の傾斜方向を制御する垂直配向型の液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アクティブマトリクスを用いた液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）としては、正の誘電率異方性をもつ液晶材料を基板面に水平に、且つ、対向する基板間で９０°ツイストするように配向させた、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示装置が広く用いられている。しかしながら、ＴＮモードの液晶表示装置は視覚特性が悪いという大きな問題を有しており、視覚特性を改善すべく種々の検討が行われている。
【０００３】
近時では、ＴＮモードに替わる方式として、負の誘電率異方性をもつ液晶材料を垂直配向させ、且つ、基板表面に設けた突起により電圧印加時の液晶分子傾斜方向を規制するＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式の液晶表示装置が提案されている。
ＭＶＡ方式の液晶表示装置は、図２５に示すように、負の誘電率異方性をもつ液晶材料を垂直配向させるＶＡ（Vertically Aligned）モードの液晶表示装置において、基板１１０上に突起１２８、１５０を設け、電圧印加時の液晶分子１６４が斜めに配向される方向が、一画素内において複数の方向になるように規制し、視覚特性の改善を図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置では、画素電極１２６の端部近傍領域から画素電極１２６の外側の領域の対向電極１４８に向かって電界が延び、電気力線１６６が図２６のようになっていた。このため、異常ドメインが発生し、図２６の斜線部に示すようにディスクリネーションが発生し、輝度の低下を招いていた。
【０００５】
図２５に示す従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を図２７を用いて説明する。図２７は、従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
図２７に示すように、突起１２８と画素電極１２６の端部との間でディスクリネーションが発生しており、透過率が低下している。従って、従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置では、輝度の高い液晶表示装置を提供することが困難であった。
【０００６】
かかる問題を改善するため、図２８に示すように画素電極１２６の端部近傍領域の対向電極１４８側に突起１８８を設けることにより異常ドメインを減少させる方式が提案されている。このような突起１８８を設けると、図２９に示すように表示領域のディスクリネーションは消失することになるが、対向電極１４８上に突起１８８を設けるため、この突起１８８の面積の分だけ輝度の低下を招くこととなる。
【０００７】
突起１８８を画素電極のできるだけ外側に形成することにより輝度を向上することも考えられるが、オフセット、即ち画素電極１２６と突起１８８とがオーバーラップする長さが６μｍでは図２９のようにディスクリネーションの発生を防止しうるが、図３０に示すようにオフセットが５μｍではディスクリネーションの発生を防止することができない。また、図３１のようにオフセットを例えば１０μｍとした場合には、実質的に従来の突起を１つ増やしたのと同じことになってしまうため、輝度は更に低下してしまう。
【０００８】
なお、ＭＶＡ方式ではない従来の液晶表示装置でも、画素電極１２６とドレインバスライン１２２との間の横方向の電界により、図３２の斜線に示すような領域に異常ドメインが発生し、ＭＶＡ方式の液晶表示装置と同様の問題が生じていた。
本発明の目的は、良好な表示特性を有する液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より長く、前記第２の基板に形成された凹部により、前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が長くなっていることを特徴とする液晶表示装置により達成される。これにより、画素電極の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止することができ、これにより異常ドメインが生じるのを防止することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００１０】
また、上記の液晶表示装置において、前記画素電極の前記端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極と前記対向電極とが対向していない領域に向かって徐々に長くなっていることが望ましい。
また、上記目的は、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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍領域に対応する領域に第１のスリットを有し、前記第１のスリットが形成されている領域と前記画素電極が形成されている領域とがオーバーラップする長さは、２μｍ以上であり、前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化していることを特徴とする液晶表示装置により達成される。これにより、画素電極の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止することができ、これにより異常ドメインが生じるのを防止することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
また、上記目的は、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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、前記対向電極は、前記画素電極の端部近傍領域に対応する領域に第１のスリットを有し、前記第１のスリットが形成されている領域と前記画素電極が形成されている領域とがオーバーラップする長さは、２μｍ以上であり、前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されていることを特徴とする液晶表示装置により達成される。
【００１１】
また、上記目的は、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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より短く、前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化しており、前記画素電極は、前記第１の基板上に形成された凸部上に延在するように形成され、前記凸部により前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が短くなっていることを特徴とする液晶表示装置により達成される。これにより、画素電極の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止することができ、これにより異常ドメインが生じるのを防止することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
また、上記目的は、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する対向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液晶とを有する液晶表示装置において、前記画素電極の端部近傍領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離は、前記画素電極の前記端部近傍領域を除く領域における前記画素電極と前記対向電極との離間距離より短く、前記液晶は、負の誘電率異方性を有する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有し、前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであり、前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されており、前記画素電極は、前記第１の基板上に形成された凸部上に延在するように形成され、前記凸部により前記画素電極の前記端部近傍領域と前記対向電極との離間距離が短くなっていることを特徴とする液晶表示装置により達成される。
【００１２】
また、上記の液晶表示装置において、前記凸部は、前記第１の基板上に形成された補助容量電極であることが望ましい。
また、上記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する液晶であり、液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段を更に有することが望ましい。
【００１３】
また、上記の液晶表示装置において、前記配向制御手段は、前記画素電極及び／若しくは前記対向電極上に形成された突起、又は前記画素電極及び／若しくは前記対向電極に形成された第２のスリットであることが望ましい。
また、上記の液晶表示装置において、前記配向制御手段は、延在方向が連続的に変化していることが望ましい。
【００１４】
また、上記の液晶表示装置において、前記画素電極に隣接するバスラインを更に有し、前記配向制御手段は、前記バスラインの近傍の前記画素電極上の所定の領域において液晶分子の配向方向が前記バスラインに対してほぼ垂直になるように形成されていることが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
はじめに、ＭＶＡ型の液晶表示装置の構造について図１及び図２を用いて説明する。図１は、ＭＶＡ型の液晶表示装置を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、ガラス基板１０上には、補助容量を形成するためのＣＳ電極（補助容量電極）１２と、ＴＦＴのゲート電極を含むゲートバスライン１４が形成されている。ＣＳ電極１２及びゲートバスライン１４が形成されたガラス基板１０上には、ゲート絶縁膜１６が形成されている。ゲート絶縁膜１６上には、ＴＦＴのチャネル領域を構成する活性層１８が形成されている。活性層１８が形成されたゲート絶縁膜１６上には、活性層１８の一方の側に接続されたソース電極２０と、活性層１８の他方の側に接続されたドレイン電極を含むドレインバスライン２２とが形成されている。
【００２０】
ソース電極２０及びドレインバスライン２２が形成されたゲート絶縁膜１６上には、絶縁膜２４が形成されている。絶縁膜２４上には、ソース電極２０に接続された画素電極２６が形成されている。絶縁膜２４及び画素電極２６上には、ジグザグ状に屈曲して設けられた光透過性の材料よりなる突起２８が形成されている。突起２８の材料としては、例えばＪＳＲ株式会社製のＰＣ−３３５等の感光性アクリル系材料を用いることができる。画素電極２６、突起２８が形成された絶縁膜２４上には、液晶分子を垂直方向に配向する配向膜３０が形成されている。配向膜３０の材料としては、例えばＪＳＲ株式会社製のＪＡＬＳ−２０４等を用いることができる。
【００２１】
一方、ガラス基板４０上には、ブラックマトリクス層４２が形成されている。ブラックマトリクス層４２が形成されたガラス基板４０上には、カラーフィルタを形成する着色（ＣＦ）樹脂層４６が形成されている。着色樹脂層４６上には、対向電極４８が形成されている。対向電極４８上には、ガラス基板１０上に形成された突起２８に対して半ピッチずらしてジグザグ状に屈曲して設けられた光透過性の材料よりなる突起５０が形成されている。突起５０が形成された対向電極４８上には、液晶分子を垂直方向に配向する配向膜３０が形成されている。
【００２２】
このように構成されたガラス基板（ＴＦＴ基板）１０及びガラス基板（ＣＦ基板）４０は、配向膜３０、５２が互いに向かい合うように対向して配置され、これら基板の間には誘電率異方性が負であるネガ型の液晶材料６０が封止される。液晶材料６０としては、例えばメルク株式会社製のＭＪ９５７８５を用いることができる。なお、ガラス基板１０、４０間には、基板１０、４０を所定の距離で離間するためのスペーサ（図示せず）が挟み込まれる。スペーサとしては、例えば積水ファインケミカル株式会社製のミクロパール等を用いることができる。スペーサの直径は、例えば３．５μｍとすることができる。こうして、ＭＶＡ型の液晶表示装置が構成されている。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態による液晶表示装置を図３及び図４を用いて説明する。図３は、本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図４は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
本実施形態による液晶表示装置は、図１及び図２に示すＭＶＡ型の液晶表示装置のガラス基板４０に凹部６２が形成されていることに主な特徴がある。
【００２４】
凹部６２は、画素電極２６の端部近傍領域でオーバーラップするように、ガラス基板４０側に形成されている。換言すれば、画素電極２６の端部近傍領域から外側の領域において、ガラス基板４０に凹部６２が形成されている。オフセット、即ち画素電極２６の端部とガラス基板４０に形成された凹部６２とがオーバーラップする長さは、例えば５μｍとすることができる。なお、オフセットの長さは、所望の表示特性が得られるよう、適宜設定することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、画素電極２６の端部近傍領域から外側の領域においてガラス基板４０に凹部６２が形成されているので、電気力線６６が図３に示すようになり、画素電極２６の端部近傍領域から外側の領域に向かって電界が横方向に延びるのを抑制することができる。画素電極２６の端部近傍領域から外側の領域に向かって横方向に電界が延びるのを抑制することができるので、異常ドメインの発生を防止することができ、液晶分子６４の配向方向が乱れるのを抑制することができる。従って、本実施形態によれば、ディスクリネーションの発生を抑制することができ、輝度の低下を抑制することができる。
【００２６】
次に、本実施形態による液晶表示装置の表示特性について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図４において、横軸は基準となる点からの基板水平方向の距離を示しており、縦軸は基準となる点からの基板垂直方向の距離を示している。Ｔmax［２６］＝０．８９８とは、基準となる測定点から基板水平方向に２６μｍ離間した位置に透過率の最大値があり、透過率の最大値は０．８９８であることを示している。Ｔmin［５０］＝０．０００とは、基準となる測定点から基板水平方向に５０μｍ離間した位置に透過率の最小値があり、透過率の最小値が０．０００であることを示している。他のグラフにおいても、これらは同様の意味で記載されているので、他のグラフにおいては説明を省略する。
【００２７】
図４に示すように、本実施形態では画素電極２６と対向電極４０とが対向している領域のうち突起２８が形成されている領域を除く領域において透過率特性がほぼ均一となっており、ディスクリネーションは発生していない。
従って、本実施形態によれば、ディスクリネーションの発生を抑制することができ、高い輝度を有する液晶表示装置を提供することができる。
【００２８】
（第１の変形例）
次に、本実施形態による液晶表示装置の第１の変形例を図５を用いて説明する。図５は、本変形例による液晶表示装置の概略を示す平面図である。
本変形例による液晶表示装置では、異常ドメインが生じやすい領域にのみガラス基板４０に凹部６２が形成されている。
【００２９】
このように本変形例によれば、少なくとも異常ドメインが生じやすい領域に凹部６２が形成されているので、ディスクリネーションの発生を抑制することができ、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供することができる。
（第２の変形例）
次に、本実施形態による液晶表示装置の第２の変形例を図６を用いて説明する。図６は、本変形例による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【００３０】
本変形例による液晶表示装置は、ガラス基板４０に、端部の断面形状がテーパ状である凹部６２ａが形成されていることに特徴がある。即ち、図３に示す液晶表示装置のガラス基板４０に形成される凹部は、端部の断面形状が必ずしも直角である必要はない。このように画素電極２６の端部近傍領域から外側に向かって電界が延びない程度であれば、凹部６２ａの断面形状をテーパ状にしてもよい。
【００３１】
なお、凹部６２ａは、異常ドメインが発生しやすい領域にのみ形成してもよい。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による液晶表示装置を図７乃至図９を用いて説明する。図７は、本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図８は、本実施形態による液晶表示装置の画素電極を示す平面図である。図９は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図１乃至図６に示す第１実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００３２】
本実施形態による液晶表示装置は、第１実施形態による液晶表示装置で形成されていた突起２８、５０が形成されていず、その代わりとして第１実施形態で突起２８、５０が形成されていた領域に対応してスリット６８、７０が形成されていることに特徴がある。
図７及び図８に示すように、本実施形態による液晶表示装置では、画素電極２６ａと対向電極４８ａにそれぞれスリット６８、７０が形成されている。スリット６８、７０は、突起２８、５０と同様に液晶分子６４を所定の方向に配向させるためのものである。スリット６８、７０からの電界により、液晶分子が所定の方向に配向される。
【００３３】
本実施形態によれば、画素電極２６ａと対向電極４８ａにそれぞれスリット６８、７０が形成されているので、スリット６８、７０から延びる電界により液晶分子６４が所定の方向に配向される。本実施形態によれば、第１実施形態のように突起２８、５０を形成する必要がないので、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３４】
次に、本実施形態による液晶表示装置の表示特性について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
図９に示すように、画素電極２６ａと対向電極４８ａとが対向している領域のうち、スリット６８が形成されている領域を除く領域において、透過率がほぼ均一となっており、ディスクリネーションは発生していない。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、画素電極と対向電極にスリットが形成されているので、製造プロセスを簡略化することができる。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による液晶表示装置を図１０乃至図１２を用いて説明する。図１０は、本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図１１及び図１２は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図１乃至図９に示す第１実施形態又は第２実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００３６】
本実施形態による液晶表示装置は、第１実施形態でガラス基板４０に形成されていた凹部６２が形成されていず、その代わりとして画素電極２６の端部近傍領域において対向電極４８ｂ側にスリット７２が形成されていることに特徴がある。
本実施形態によれば、画素電極２６の端部近傍領域において、対向電極４８ｂ側にスリット７２が形成されているので、ガラス基板４０に凹部６２が形成されている第１実施形態の場合と同様に、画素電極２６の端部近傍領域から外側に向かって電界が延びるのを抑制することができる。
【００３７】
なお、スリット７２は、異常ドメインが発生しやすい領域にのみ形成してもよい。
次に、本実施形態による液晶表示装置の表示特性について、図１１を用いて説明する。図１１は、オフセット、即ちスリット７２が形成されている領域と画素電極２６が形成されている領域とのオーバーラップする長さを２μｍとした場合のグラフ、図１２はオフセットを１μｍとした場合のグラフである。
【００３８】
図２８に示す提案されている液晶表示装置では、オフセットが５μｍの場合にはディスクリネーションが発生してしまっており（図３０参照）、オフセットを６μｍにした場合にはディスクリネーションは発生しなかった（図２９参照）。
これに対し、本実施形態による液晶表示装置では、オフセットが１μｍではディスクリネーションが発生してしまうが、オフセットを２μｍにすればディスクリネーションが発生しない。本実施形態では対向電極４８ｂにスリット７２が形成されているため、画素電極２６と対向電極４８ｂとの対向する面積が小さくなるが、２μｍ程度のオフセットが確保されていればよい。従って、６μｍ程度のオフセットが必要であった図２８に示す液晶表示装置と比較して高い輝度を得ることができる。
【００３９】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による液晶表示装置を図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図１４は、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図１乃至図１２に示す第１乃至第３実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００４０】
本実施形態による液晶表示装置は、画素電極２６の端部近傍領域に絶縁膜より成る凸部７４が形成されており、その凸部７４上に画素電極２６の端部が延在していることに主な特徴がある。
本実施形態によれば、画素電極２６の端部が凸部７４上に延在しており、画素電極２６の端部が対向電極４８に向かって曲げられているので、画素電極２６の端部と対向電極４８との距離が短くなる。これにより、画素電極２６の端部近傍領域から外側に向かって電界が延びるのを防止することができる。
【００４１】
なお、凸部７４は、異常ドメインが発生しやすい領域にのみ形成してもよい。
次に、本実施形態による液晶表示装置の透過率特性を図１４を用いて説明する。
図１４に示すように、本実施形態では画素電極と対向電極とが対向している領域のうち、突起２８と凸部７４が形成されている領域を除く領域において透過率がほぼ均一となっており、ディスクリネーションは発生していない。
【００４２】
このように本実施形態によれば画素電極の端部が凸部により曲げられており、画素電極の端部と対向電極との距離が短くなっている。これにより、画素電極の端部近傍領域から画素電極の外側に向かって電界が延びるのを防止することができる。
（変形例）
次に、本実施形態による液晶表示装置の変形例を図１５を用いて説明する。図１５は、本変形例による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【００４３】
図１５に示すように、本変形例による液晶表示装置は、凸部７４ａがＣＳ電極１２とＣＳ電極１２を覆う絶縁膜７５とにより構成されていることに主な特徴がある。
本変形例のようにＣＳ電極１２とＣＳ電極１２を覆う絶縁膜７５とにより凸部７４ａを構成した場合であっても、画素電極２６の端部と対向電極４８との距離を短くすることができるので、画素電極の端部近傍領域から画素電極の外側に向かって電界が延びるのが防止される。従って、ディスクリネーションの発生を抑制することができ、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００４４】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による液晶表示装置を図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態による液晶表示装置の突起のパターンを示す平面図である。図１乃至図１５に示す第１乃至第４実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００４５】
図３２に示す従来の液晶表示装置では、斜線で示す領域において異常ドメインが強く発生し、これにより液晶分子の配向方向が大きく乱れていた。また、突起１２８、１５０の延在方向がバスラインの延在方向に対して４５°となっているため、視覚特性が全方位で同じではなく、バスラインに対して約４５°の方向で視覚特性が悪くなっていた。
【００４６】
本実施形態による液晶表示装置は、図１６に示すように、突起２８ａ、５０ａの延在方向が一定方向ではなく連続的に変化していることに主な特徴がある。
突起２８ａは画素電極２６上に形成されており、突起５０ａは対向電極４８上に形成されている。突起２８ａ、５０ａは、例えば幅を１０μｍ、高さを１．５μｍとすることができる。本実施形態では、突起２８ａ、５０ａの延在方向が一定方向ではなく曲線的に、しかも連続的に変化しているので、液晶分子６４の配向方向が全方位となる。
【００４７】
また、本実施形態では、異常ドメインが生じやすい領域、即ちドレインバスライン２２と画素電極２６との間や、ゲートバスライン１４と画素電極２６との間において、液晶分子６４の配向方向が電界方向とほぼ一致するように突起２８ａ、５０ａが形成されている。電界の方向と結晶分子の配向方向とがほぼ一致するので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、突起２８ａ、５０ａの延在方向が一定方向ではなく連続的に変化しているので、液晶分子の配向方向を全方位とすることができ、良好な視覚特性を全方位で得ることができる。
また、本実施形態によれば、液晶分子が全方向に均等に配向されるので、ＴＮ型の液晶表示装置に広く用いられている安価な偏光板を用いることができ、液晶表示装置のコストダウンに寄与することができる。
【００４９】
（変形例）
次に、本実施形態による液晶表示装置の変形例を図１７を用いて説明する。図１７は、本変形例による液晶表示装置の突起のパターンを示す平面図である。
本変形例による液晶表示装置は、突起２８ｂ、５０ｂが図１７のように形成されている。突起２８ｂは画素電極２６上に形成されており、突起５０ｂは対向電極４８上に形成されている。突起２８ｂ、５０ｂは、例えば幅を１０μｍ、高さを１．５μｍとすることができる。突起２８ｂ、５０ｂはそれぞれバスラインに対して４５°の角度を為す直線状のパターンとバスラインに対して９０°の角度を為す直線状のパターンとの組み合わせにより構成されている。
【００５０】
本変形例では、異常ドメインが生じやすい領域、即ちドレインバスライン２２と画素電極２６との間や、ゲートバスライン１４と画素電極２６との間において、液晶分子６４の配向方向が電界方向とほぼ一致するように突起２８ｂ、５０ｂが形成されている。電界の方向と結晶分子の配向方向とがほぼ一致するので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、本変形例によれば、第５実施形態と同様にディスクリネーションの発生を抑制することができ、また、視覚特性を全方位で良好にすることができる。
【００５１】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による液晶表示装置及びその製造方法を図１８乃至図２０を用いて説明する。図１８は、本実施形態による液晶表示装置を示す平面図及び動作概念図である。図１９は、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。図２０は、ＵＶ光の照射量とプレチルト角との関係を示すグラフである。図１乃至図１７に示す第１乃至第５実施形態による液晶表示装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００５２】
本実施形態による液晶表示装置は、異常ドメインが生じやすい領域、即ち図１８（ａ）において斜線で示された領域にＵＶ光を強く照射することにより、液晶分子のプレチルト角を小さくし、これにより液晶表示装置の表示特性を改善することに主な特徴がある。なお、本明細書中では、基板水平方向を０°としてプレチルト角を示すこととする。
【００５３】
図１８（ｂ）、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図１８（ｂ）はＴＦＴがＯＦＦになっている状態、即ち画素電極と対向電極との間に電圧が印加されている状態、図１８（ｃ）はＴＦＴがＯＮとなっている状態、即ち画素電極と対向電極との間に電圧が印加されていない状態を示している。
図１８（ｂ）に示すように、ＵＶ光を強く照射した領域では液晶分子のプレチルト角が小さくなっている。異常ドメインが生じやすい領域において液晶分子のプレチルト角が小さくなっているので、画素電極とバスラインとの間に大きい電位差が生じた場合でも、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。
【００５４】
次に、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を図１９を用いて説明する。
図１９に示すように、配向膜が形成されたＴＦＴ基板を用意する。
次に、ＵＶ光の透過率が例えば５０％であるクロム膜より成る遮光膜７６が形成されたマスク７８を用いて、配向膜３０にＵＶ光を照射する。遮光膜７６は、異常ドメインが生じやすい領域８０を除く領域に形成されている。異常ドメインが生じやすい領域８０を除く領域に遮光膜７６が形成されているので、異常ドメインが生じやすい領域８０に異常ドメインが生じにくい領域８２の約２倍のＵＶ光が照射される。ＵＶ光が強く照射された領域８０の配向膜３０上では、液晶分子のプレチルト角を小さくすることができるので、ディスクリネーションを生じにくくすることができる。なお、配向膜３０には、ＪＳＲ株式会社製の垂直配向材等を用いることができる。
【００５５】
ＵＶ光の照射条件は、基板面に対して例えば４５°の角度から照射する。基板面に対して斜めの方向からＵＶ光を照射することにより液晶分子のプレチルト角は決定されるが、基板面に対してＵＶ光の入射角が小さすぎると有効な照射量が少ないため露光に時間がかかってしまう。ＵＶ光の入射角を基板面に対して約４５°とすることにより、効率よく所望のプレチルト角を設定することができる。
【００５６】
ＵＶ光の照射量は、例えば２９ｍＷ／ｃｍ2、６０秒とすることができる。図２０は、横軸にＵＶ光の照射量、縦軸にプレチルト角を示したグラフである。図２０に示すように、ＵＶ光の照射量を増加するに伴いプレチルト角は小さくなる傾向にある。従って、所望のプレチルト角が得られるように適宜ＵＶ光の照射量を設定することが望ましい。
【００５７】
このように本実施形態によれば、異常ドメインが生じやすい領域の配向膜にＵＶ光を強く照射してプレチルト角を小さくするので、異常ドメインが生じやすい領域においてディスクリネーションが発生するのを抑制することができる。
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態による液晶表示装置及びその製造方法を図２１及び図２２を用いて説明する。図２１は、本実施形態による液晶表示装置を示す平面図及び動作概念図である。図２２は、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。図１乃至図２０に示す第１乃至第６実施形態による液晶表示装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００５８】
本実施形態による液晶表示装置は、図２１（ａ）において斜線で示された領域にＵＶ光を大きい照射量で照射することにより、液晶分子のプレチルト角を小さくし、これにより液晶表示装置の表示特性を改善することに主な特徴がある。
図２１（ｂ）、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図２１（ｂ）はＴＦＴがＯＦＦになっている状態、図２１（ｃ）はＴＦＴがＯＮとなっている状態を示している。
【００５９】
図２１（ｂ）に示すように、ＵＶ光の照射量が大きい領域では、液晶分子のプレチルト角が小さくなっている。一方、ＵＶ光の照射量が小さい領域では、液晶分子のプレチルト角が大きくなっている。
一般に液晶分子のプレチルト角の制御はＵＶ光を照射することにより設定することができ、ＵＶ光の照射量によりプレチルト角を所望の角度に設定することができる。しかし、プレチルト角を垂直から１°程度傾かせるのは再現性よく実現できたが、１°以上傾かせるのは再現性が困難であった。
【００６０】
図２１に示す液晶表示装置では、プレチルト角の小さい領域がストライプ状に設けられているので、全体としての視覚特性を良好にすることができる。
次に、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を図２２を用いて説明する。
図２２に示すように、配向膜３０が形成されたＴＦＴ基板を用意する。
次に、図に示すようにストライプ状に遮光膜７６ａが形成されたマスク７８ａを用いて、配向膜３０にＵＶ光を照射する。遮光膜７６ａとしては、ＵＶ光の透過率が例えば５０％であるクロム膜より成る遮光膜を用いることができる。遮光膜７６ａのストライプのピッチは、例えば２０μｍとすることができる。所定のピッチで遮光膜７６ａが形成されたマスク７８ａを用いてＵＶ光を露光するので、遮光膜７６ａを介してＵＶ光が露光された領域では、遮光膜７６ａを介さずに露光された領域の約２倍の強度でＵＶ光が照射される。
本実施形態では、ストライプ状に形成された遮光膜に応じたパターンでプレチルト角が制御されるので、全体として安定した表示特性が得られる。なお、配向膜には、ＪＳＲ株式会社製の垂直配向材等を用いることができる。ＵＶ光の照射条件は、基板面に対して例えば４５°の角度から照射する。なお、所望のプレチルト角が得られるように適宜ＵＶ照射量を設定することが望ましい。
【００６１】
このように本実施形態によれば、ストライプ状に遮光膜が形成されたマスクを用いてＵＶ光を露光するので、全体として安定した表示特性を得ることができる。
（変形例）
次に、本実施形態による液晶表示装置の変形例を図２３を用いて説明する。図２３は、本変形例による液晶表示装置の概略を示す平面図である。
【００６２】
本変形例による液晶表示装置は、図２３において斜線で示された領域にＵＶ光を大きい照射量で照射することにより、液晶分子のプレチルト角を小さくし、これにより液晶表示装置の表示特性を改善することに主な特徴がある。
本変形例では、プレチルト角の小さい領域がドット状に散在しているので、全体としての視覚特性を良好にすることができる。
【００６３】
なお、紫外線を強く照射する領域は、ドット状のパターンに限定されるものではなく、例えば市松模様等の他のパターンにしてもよい。
［第８実施形態］
本発明の第８実施形態による液晶表示装置を図２４を用いて説明する。図２４は、本実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。図１乃至図２３に示す第１乃至第７実施形態による液晶表示装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００６４】
本実施形態による液晶表示装置は、図２４に示すように、ＵＶ光が照射された配向膜３０上に、別個の配向膜８４がストライプ状に形成されていることに主な特徴がある。なお、配向膜には、ＪＳＲ株式会社製の垂直配向材等を用いることができる。ストライプ状に形成された配向膜８４には、紫外線が照射されていない。
【００６５】
図２４に示すように、ＵＶ光が照射された配向膜３０上の液晶分子はプレチルト角が小さくなり、ＵＶ光が露光されていない配向膜８４上の液晶分子はプレチルト角が大きくなる。従って、全体として安定した表示特性が得られる。ＵＶ光の照射条件は、基板面に対して例えば４５°の角度から照射する。なお、所望のプレチルト角が得られるように適宜ＵＶ照射量を設定することが望ましい。
【００６６】
このように本実施形態によれば、ＵＶ光が露光された配向膜状に、別個に配向膜を形成するので、全体として安定した表示特性を得ることができる。
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、第１乃至第５実施形態はＭＶＡ方式の液晶表示装置に適用したが、ＭＶＡ方式のみならず、ＴＮ方式の液晶表示装置等あらゆる種類の液晶表示装置に適用することができる。
【００６７】
また、第５実施形態では、突起の延在方向が曲線的に変化する場合を例に説明したが、突起の延在方向は曲線的に変化することに限定されるものではなく、延在方向が連続的に変化するならば、例えば段階的に変化していてもよい。
また、第５実施形態では、突起を形成する場合を例に説明したが、突起の代わりに同様のパターンでスリットを形成してもよい。
【００６８】
また、第８実施形態では、ＴＦＴ基板側の配向膜３０上に別個の配向膜８４を形成したが、別個の配向膜８４はＣＦ基板側の配向膜５２上に形成してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、画素電極の端部近傍領域から横方向に電界が延在するのを防止することができ、これにより異常ドメインが生じるのを防止することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００７０】
また、本発明によれば、突起やスリットの延在方向が連続的に変化するように形成されているので、全体として液晶分子の配向方向を平均化することができ、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供することができる。
また、本発明によれば、異常ドメインが生じやすい領域において、画素電極とバスラインとの電位差により生ずる電界方向と液晶分子の配向方向とがほぼ一致するように突起が形成されているので、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。従って、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供することができる。
【００７１】
また、本発明によれば、異常ドメインが生じやすい領域の配向膜にＵＶ光を大きい照射量で照射することによりプレチルト角を小さく設定するので、ディスクリネーションの発生を抑制することが、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。
また、本発明によれば、所定のパターンでＵＶ光を照射するので、全体として液晶分子の配向方向を平均化することができ、これにより良好な表示特性を有する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】
【図１】ＭＶＡ型の液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例による液晶表示装置の概略を示す平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による液晶表示装置の画素電極を示す平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ（その１）である。
【図１２】本発明の第３実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ（その２）である。
【図１３】本発明の第４実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】本発明の第４実施形態の変形例による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態による液晶表示装置の突起のパターンを示す平面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の変形例による液晶表示装置の突起のパターンを示す平面図である。
【図１８】本発明の第６実施形態による液晶表示装置を示す平面図及び動作概念図である。
【図１９】本発明の第６実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図２０】ＵＶ光の照射量とプレチルト角との関係を示すグラフである。
【図２１】本発明の第７実施形態による液晶表示装置を示す平面図及び動作概念図である。
【図２２】本発明の第７実施形態による液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図２３】本発明の第７実施形態の変形例による液晶表示装置の概略を示す平面図である。
【図２４】本発明の第８実施形態による液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図２５】従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図２６】ディスクリネーションの発生状態を示す概念図である。
【図２７】従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２８】提案されている液晶表示装置の概略を示す断面図である。
【図２９】提案されている液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ（その１）である。
【図３０】提案されている液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ（その２）である。
【図３１】提案されている液晶表示装置の透過率特性のシミュレーション結果を示すグラフ（その３）である。
【図３２】従来の液晶表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…ガラス基板
１２…ＣＳ電極
１４…ゲートバスライン
１６…ゲート絶縁膜
１８…活性層
２０…ソース電極
２２…ドレインバスライン
２４…絶縁膜
２６…画素電極
２６ａ…画素電極
２８…突起
２８ａ…突起
２８ｂ…突起
３０…配向膜
４０…ガラス基板
４２…ブラックマトリクス層
４６…ＣＦ樹脂層
４８…対向電極
４８ａ…対向電極
４８ｂ…対向電極
５０…突起
５０ａ…突起
５０ｂ…突起
５２…配向膜
６０…液晶材料
６２…凹部
６２ａ…凹部
６４…液晶分子
６６…電気力線
６８…スリット
７０…スリット
７２…スリット
７４…凸部
７４ａ…凸部
７５…絶縁膜
７６…遮光膜
７６ａ…遮光膜
７８…マスク
７８ａ…マスク
８０…領域
８２…領域
８４…配向膜
１１０…基板
１２２…ドレインバスライン
１２６…画素電極
１２８…突起
１４８…対向電極
１５０…突起
１６４…液晶分子
１６６…電気力線
１８８…突起
【図１】
0004397444.tif 000002
【図２】
0004397444.tif 000003
【図３】
0004397444.tif 000004
【図４】
0004397444.tif 000005
【図５】
0004397444.tif 000006
【図６】
0004397444.tif 000007
【図７】
0004397444.tif 000008
【図８】
0004397444.tif 000009
【図９】
0004397444.tif 000010
【図１０】
0004397444.tif 000011
【図１１】
0004397444.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004397444.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004397444.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0004397444.tif 000018
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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