(57)【要約】特定のマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は、ラビング、突起付き面、又はＩＴＯスリット形状無しで、高いコントラスト比、広い対称視野角を提供出来る。該視野角は、垂直光軸を有する負の複屈折異方性光学膜の様な、光学補償膜の使用により更に拡大され得る。
2006505015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチドメイン垂直配向ディスプレーに於いて、該ディスプレーが、
液晶ディスプレーデバイスであるが、該デバイスの各画素に付随するフリンジ場を備える該デバイスを具備しており、該各画素内の該フリンジ場が、該マルチドメイン垂直配向ディスプレーを創るために該液晶チルト方向を制御するよう実質的に使われることを特徴とする該ディスプレー。
【請求項２】
該液晶チルト方向がマルチドメイン垂直配向ドメインプロフアイルを創るよう駆動スキームにより制御されることを特徴とする請求項１の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３】
該駆動スキームが列反転駆動スキーム、行反転駆動スキーム、又は画素反転駆動スキームであることを特徴とする請求項２のマルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項４】
該画素反転駆動スキームが４ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項３の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項５】
該列反転及び該行反転駆動スキームが２ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項３の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項６】
隣接画素内への延びからの該フリンジ場を減じるか又は取り除くために更に境界線を具備することを特徴とする請求項３の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項７】
該境界線が基準電圧に保持されることを特徴とする請求項６の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項８】
該基準電圧が大地電位であることを特徴とする請求項７の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項９】
該ディスプレーの視野角を改善するために更に光学補償膜を具備することを特徴とする請求項１の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項１０】
該光学補償膜が負の複屈折異方性光学膜であることを特徴とする請求項９の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項１１】
該光学膜が一軸性膜又は２軸性膜であることを特徴とする請求項９の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項１２】
該マルチドメイン垂直配向ディスプレーが単色液晶ディスプレー、カラーディスプレー、マルチドメイン均質（平行）液晶ディスプレー、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー、透過型液晶ディスプレー、反射型液晶ディスプレー、トランスフレクチブ型液晶ディスプレー、又は混成配向ネマチック液晶ディスプレーであることを特徴とする請求項１の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項１３】
マルチドメイン垂直配向ディスプレーを創る方法に於いて、該方法が、
液晶ディスプレーデバイスであるが、該デバイスの各画素に付随するフリンジ場を有する該液晶ディスプレーデバイス内で、該マルチドメイン垂直配向ディスプレーを創るために該フリンジ場を使って、各画素内の該液晶のチルト方向を実質的に制御する過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項１４】
制御する過程がマルチドメイン垂直配向ドメインプロフアイルを創る駆動スキームを備えることを特徴とする請求項１３の該方法。
【請求項１５】
該駆動スキームが列反転駆動スキーム、行反転駆動スキーム、又は画素反転スキームであることを特徴とする請求項１４の該方法。
【請求項１６】
該画素反転駆動スキームが４ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１７】
該列反転駆動スキーム又は該行反転駆動スキームが２ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１８】
更に、隣接画素内への延びからの該フリンジ場を減じる又は取り除く過程を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１９】
該フリンジ場を減じる又は取り除く過程が該隣接画素の間に境界線を設置する過程を有することを特徴とする請求項１８の該方法。
【請求項２０】
該境界線が基準電圧に保持されることを特徴とする請求項１９の該方法。
【請求項２１】
該基準電圧が大地電位であることを特徴とする請求項２０の該方法。
【請求項２２】
該ディスプレーの該視野角を改善するために更に光学補償膜を該ディスプレーに付加する過程を具備することを特徴とする請求項１３の該方法。
【請求項２３】
該光学補償膜が負の複屈折異方性光学膜であることを特徴とする請求項２２の該方法。
【請求項２４】
該光学膜が一軸性膜又は二軸性膜であることを特徴とする請求項２２の該方法。
【請求項２５】
該マルチドメイン垂直配向ディスプレーが単色液晶ディスプレー、カラーディスプレー、マルチドメイン均質（平行）液晶ディスプレー、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー、透過型液晶ディスプレー、反射型液晶ディスプレー、トランスフレクチブ型液晶ディスプレー、又は混成配向ネマチック液晶ディスプレーであることを特徴とする請求項１３の該方法。
【請求項２６】
マルチドメイン垂直配向ディスプレーに於いて、該ディスプレーが、
第１基盤及び第２基盤と、
交点が複数の画素を形成する、該第２基盤上に形成された複数の行及び複数の列と、
該第１基盤及び第２基盤の間に配置された液晶材料と、を具備しており、液晶分子は垂直配向を有しておりそして該第１基盤及び第２基盤の間に電場が印加された時各画素は付随フリンジ場を有しており、該ディスプレーは又、
各画素に付随した該フリンジ場を使って該液晶分子のチルトされた配向を実質的に提供するための制御器を具備することを特徴とする該ディスプレー。
【請求項２７】
該制御器がマルチドメイン垂直配向ドメインプロフアイルを創るために駆動スキームを使用することを特徴とする請求項２６の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項２８】
該駆動スキームが列反転駆動スキーム、行反転駆動スキーム、又は画素反転駆動スキームであることを特徴とする請求項２７の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項２９】
該画素反転駆動スキームが４ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項２８の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３０】
該列反転及び該行反転駆動スキームが２ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項２８の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３１】
隣接画素内への延びからの該フリンジ場を減じる又は取り除くために境界線を更に具備することを特徴とする請求項２８の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３２】
該境界線が基準電圧に保持されることを特徴とする請求項３１の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３３】
該基準電圧が大地電位であることを特徴とする請求項３２の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３４】
該ディスプレーの該視野角を改善するために光学補償膜を更に具備することを特徴とする請求項２６の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３５】
該光学補償膜が負の複屈折異方性光学膜であることを特徴とする請求項３４の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３６】
該光学膜が一軸性膜又は二軸性膜であることを特徴とする請求項３４の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３７】
該マルチドメイン垂直配向ディスプレーが単色液晶ディスプレー、カラーディスプレー、マルチドメイン均質液晶ディスプレー、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー、マルチドメイン平行液晶ディスプレー、透過型液晶ディスプレー、反射型液晶ディスプレー、トランスフレクチブ型液晶ディスプレー、又は混成配向ネマチック液晶ディスプレーであることを特徴とする請求項２６の該マルチドメイン垂直配向ディスプレー。
【請求項３８】
マルチドメイン垂直配向ディスプレーを創る方法に於いて、該方法が、
第１基盤及び第２基盤を提供する過程と、
該第２基盤上に複数の画素を形成する過程と、
該第１及び第２基盤間に液晶材料を配置する過程と、を具備しており、液晶材料は垂直配向を有しており、該第１基盤及び該第２基盤の間に電場が印加された時各画素は付随フリンジ場を有しており、該方法は又、
各画素に付随する該フリンジ場を使って該液晶分子のチルトされた配向を実質的に制御する過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項３９】
制御する過程がマルチドメイン垂直配向ドメインプロフアイルを創るために駆動スキームを備えることを特徴とする請求項３８の該方法。
【請求項４０】
該駆動スキームが列反転駆動スキーム、行反転駆動スキーム、又は画素反転駆動スキームであることを特徴とする請求項３９の該方法。
【請求項４１】
該画素反転駆動スキームが４ドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項４０の該方法。
【請求項４２】
該列反転及び該行反転駆動スキームが２ドメインマルチドメイン垂直配向ディスプレーを創ることを特徴とする請求項４０の該方法。
【請求項４３】
隣接画素内への延びからの該フリンジ場を減じる又は取り除く過程を具備することを特徴とする請求項４０の該方法。
【請求項４４】
該フリンジ場を減じる又は取り除く過程が該隣接画素間に境界線を設置する過程を備えることを特徴とする請求項４３の該方法。
【請求項４５】
該境界線が基準電圧に保持されることを特徴とする請求項４４の該方法。
【請求項４６】
該基準電圧が大地電位であることを特徴とする請求項４５の該方法。
【請求項４７】
該ディスプレーの該視野角を改善するために更に光学補償膜を付加する過程を具備することを特徴とする請求項３８の該方法。
【請求項４８】
該光学補償膜が負の複屈折異方性光学膜であることを特徴とする請求項４７の該方法。
【請求項４９】
該光学膜が一軸性膜又は二軸性膜であることを特徴とする請求項４７の該方法。
【請求項５０】
該マルチドメイン垂直配向ディスプレーが単色液晶ディスプレー、カラーディスプレー、マルチドメイン均質（平行）液晶ディスプレー、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー、透過型液晶ディスプレー、反射型液晶ディスプレー、トランスフレクチブ型液晶ディスプレー、又は混成配向ネマチック液晶ディスプレーであることを特徴とする請求項３８の該方法。
【請求項５１】
マルチドメイン垂直配向ディスプレーに於いて、該ディスプレーが、
各画素に付随するフリンジ場を使って該ディスプレー各画素内の該ＬＣチルト方向を実質的に制御するための手段を具備することを特徴とする該ディスプレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶ディスプレー（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）に関し、特に高コントラスト比（ｈｉｇｈ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｒａｔｉｏ）、広い対称視野角（ｗｉｄｅ  ｓｙｍｍｍｅｔｒｉｃａｌ  ｖｉｅｗｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）を有するマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレー（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）に関する。
【０００２】
本出願はその全開示が引用によりここに包含される２００２年１１月１日出願の米国特許仮出願第６０／４２３，６２１号の特典を請求する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレー（ＬＣＤ’ｓ）の市場は、特に大面積液晶（ＬＣ）ディスプレー及びテレビジョン応用の分野で急速に拡大している。これらの応用品用の要求事項には高解像度（ｈｉｇｈ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）、非常に高いコントラストレベル（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｌｅｖｅｌ）、広い対称視野角、及び速い応答時間が含まれる。加えて、ＬＣＤの種々の視野角に関する非常に高いコントラストレベル、グレイスケールインバーション（ｇｒａｙ−ｓｃａｌｅ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）、カロリメトリー（ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）、及び光学的応答は高品質ＬＣＤ’ｓの重要要因である。上記要求事項に基づくこれらのＬＣＤ’ｓの設計及び製造に付随するコストも又考えられる必要がある。
【０００４】
液晶ドメインの制御は垂直に配向されたＬＣＤ’ｓについて広い視野角を得るのに最も重要な技術である。大抵の従来のＬＣＤ’ｓは外側に取り付けられた交叉偏光板（ｃｒｏｓｓｅｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）を有するＬＣＤパネル内の９０°ツイステッドネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）（ＴＮ）液晶材料である。該従来のＬＣＤ’ｓの欠点に、は狭い視野角（水平の±４０°及び垂直の−１５°及び＋３０°）、ゆっくりした応答時間（約４０ｍｓ）、大きいカラー分散（ｃｏｌｏｒ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、及び従来のラビング過程（ｒｕｂｂｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）に基づく高品質ＬＣＤ’ｓ製造の難しさが含まれる。
【０００５】
従来のラビング過程は回転ローラーに取り付けたクロスを用いてポリイミド膜をこする過程を含む。この過程は機械的及び静電放電（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｔａｔｉｃ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）（ＥＳＤ）による薄膜トランジスター装置（ＴＦＴ  ｄｅｖｉｃｅｓ）及びバスライン（ｂｕｓ  ｌｉｎｅｓ）への損傷を引き起こすかも知れない。又それはクロス繊維粒子（ｃｌｏｔｈ−ｆｉｂｅｒ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）及びポリイミド鱗片（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ  ｆｌａｋｅｓ）を発生し、それらはラビング後の清掃過程により取り除かれねばならず、プロセス過程数を増やすことになる。
【０００６】
前記問題に取り組むために、高いコントラストレベルと、広い対称視野角と、を有するマルチドメイン垂直配向（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（ＭＶＡ）モードＬＣＤが開発された。従来のラビング過程はＭＶＡ−ＬＣＤを量産するためには使うのが難しく、それは低歩止まり（ｌｏｗ−ｙｉｅｌｄ）、高コストである多数のラビング過程と、不安定な低プレチルト垂直配向（ｕｎｓｔａｂｌｅ  ｌｏｗ−ｐｒｅ−ｔｉｌｔ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）と、そしてチルトされた垂直ＬＣ配向を使うデイスプレーの低いコントラスト比と、のためである。かくして、該ＬＣ分子配向（ＬＣ  ｍｏｌｅｃｕｌｅ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を自動的に制御するために、突起付き面（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅ）、酸化インジウムスズスリット形状（ＩＴＯ  ｓｌｉｔ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ）、又はＩＴＯスリット形状と組み合わされた突起付き面の様な、特殊表面形状と共に、ゼロ度プレチルト角（ｚｅｒｏ−ｄｅｇｒｅｅ  ｐｒｅ−ｔｉｌｔ  ａｎｇｌｅ）を有する垂直ＬＣ配向が用いられる。１つ又は２つの突起付き面により、２ドメインか、４ドメインか何れかのＭＶＡが、光学的性能を改良するため創られ得る。突起及びＩＴＯスリットは低透過率（ｌｏｗ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）を有するＭＶＡＬＣＤに寄与する。又、これらの突起及びＩＴＯスリットは生産の高コストの一因となる。突起付き面のＩＴＯスリット形状との組み合わせは該ＭＶＡＬＣＤのより良い制御を提供するが、頂部及び底部基盤に関して良い配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を要求する。
【特許文献１】米国特許仮出願公開第６０／４２３，６２１号明細書、２００２年１１月１日出願
【非特許文献１】Ｍ  Ｓｃｈａｄｔ  ａｎｄ  Ｈ  Ｓｅｉｂｅｒｌｅ、”Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｏｆ  ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ＬＣＤｓ”、ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ、３９７（１９９７）
【非特許文献２】Ｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．、”Ｎｅｗ  Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ＬＣＤ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｒａｔｉｏ  ａｎｄ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｗｉｄｅ  Ｖｉｅｗｉｎｇ  Ａｎｇｌｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  Ｓｉｍｐｌｅｓｔ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ”、ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ、１１９（２００３）
【発明の開示】
【０００７】
特定のマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は、ラビング、突起付き面、又はＩＴＯスリット形状無しに、高コントラスト比及び広い対称視野角を提供出来る。該視野角は更に、垂直光軸（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）を有する負の複屈折異方性光学膜（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｌｍ）の様な光学補償膜（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍ）の使用により拡大出来る。
【０００８】
マルチドメイン垂直配向デイスプレーは、該デバイスの各画素に付随したフリンジ場（ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ）を有する液晶ディスプレーデバイスを有し、該各画素内の該フリンジ場は該マルチドメイン垂直配向ディスプレーを創るために該液晶チルト方向（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｔｉｌｔ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を制御するため実質的に使われる。該液晶チルト方向は、マルチドメイン垂直配向ドメインプロフアイル（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｄｏｍａｉｎ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を創る駆動スキーム（ｄｒｉｖｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅ）により制御され得る。該駆動スキームは列反転（ｃｏｌｕｍｎ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ）駆動スキーム、行反転（ｒｏｗ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）駆動スキーム、又は画素反転（ｐｉｘｅｌ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）駆動スキームとすることが出来る。該画素反転駆動スキームは４ドメイン垂直配向ディスプレー（ｆｏｕｒ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ）を創り、一方該列反転及び該行反転駆動スキームは２ドメイン垂直配向ディスプレー（ｔｗｏ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ）を創る。
【０００９】
該ディスプレーは隣接画素内への延びからのフリンジ場（ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｆｒｏｍ  ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  ｉｎｔｏ  ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ  ｐｉｘｅｌｓ）を減じる又は除くために境界線（ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｌｉｎｅｓ）を有し得る。該境界線は基準電圧に保持される。該基準電圧は大地電位か又は共通電極電圧とすることが出来る。
【００１０】
該ディスプレーは該ディスプレーの視野角を改善する光学的補償膜を使うことにより改善出来る。該光学的補償膜は負の複屈折異方性光学的膜、一軸性膜（ｕｎｉａｘｉａｌ  ｆｉｌｍ）、又は二軸性膜（ｂｉａｘｉａｌ  ｆｉｌｍ）とすることが出来る。
【００１１】
該マルチドメイン垂直配向ディスプレーは、マルチドメイン均質（平行）液晶ディスプレー｛ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ（ｐａｒａｌｌｅｌ）  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ｝、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ）、透過型液晶ディスプレー（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ−ｔｙｐｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、反射型液晶ディスプレー（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ−ｔｙｐｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、トランスフレクチブ型（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ−ｔｙｐｅ）液晶ディスプレー、又は混成配向ネマチック液晶ディスプレー（ｈｙｂｒｉｄ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）とすることが出来る。
【００１２】
マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレーの前記及び他の目的、特徴そして利点は、付属する図面で図解された特定の実施例の下記のより特定的な説明から明らかになるが、該図面では同様な引用文字は種々の図面を通して同じ部品を参照している。該図面では必ずしもスケール合わせされておらず、代わりに本発明の原理の図解に力点が置かれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１Ａは従来技術の１種類のＭＶＡＬＣＤを示す平面図である。図１Ｂは図１Ａに示すＩ−Ｉ線に沿った断面線図である。該従来のＭＶＡＬＣＤ１０は２枚の平行基盤２２，２４と、該２枚の平行基盤２２，２４間の空間内に形成された液晶（ＬＣ）層２６と、を有する。基盤２２は（示されているような）薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（ＴＦＴ）配列（ａｒｒａｙ）基盤であり、基盤２４はカラーフイルター基盤又はＩＴＯ基盤である。基盤２２上では、複数の横断的に延びる走査電極（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１６と複数の縦に延びる信号電極（ｓｉｇｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１８がマトリックス形（ｍａｔｒｉｘ  ｆｏｒｍ）に配置された正方形画素範囲（ｓｑｕａｒｅ−ｓｈａｐｅｄ  ｐｉｘｅｌ  ａｒｅａ）を規定する。該画素範囲の各々は画素電極（ｐｉｘｅｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２０でカバーされ、該走査電極１６と信号電極１８の交点（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）の近くにＴＦＴ構造体（ＴＦＴ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１９を有する。又、該基盤２２内にＩＴＯスリット２８が形成される。
【００１４】
基盤２４上には、画素範囲を通過するように複数の共通電極３０がガラス基盤上に形成される。又、少なくとも１つの縦に延びる突起３２が該共通電極３０上に形成される。
【００１５】
該突起３２及び該ＩＴＯスリット２８のプロフアイルは、プレチルト制御（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）と、該２枚の基盤２２，２４間に印加される電場３４と、の組み合わせを通してマルチドメインセル（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｃｅｌｌ）に寄与出来る。該突起３２の側壁の近くのＬＣ分子３６については、該画素範囲間に電場３４が印加される時か、印加されない時か、何れかに、該突起３２の斜面（ｓｌｏｐｅ）が該ＬＣ分子３６を望まれる方向にチルト（ｔｉｌｔ）させる。該突起３２の側壁から離れた該ＬＣ分子３６については、該電場３４が該画素範囲間に印加された時、該突起３２の斜面と、該ＩＴＯスリット２８から形成された電場３４と、が該ＬＣ分子３６を望まれる方向にチルトさせる。
【００１６】
一般に、本発明の原理によれば特定のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレー（ＭＶＡ−ＬＣＤ）１００は図２Ａ−２Ｃで示される。該ＭＶＡ−ＬＣＤ１００の該垂直面配向（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）はラビング無し（ｗｉｔｈｏｕｔ  ｒｕｂｂｉｎｇ）で達成された。該ＭＶＡ−ＬＣＤ１００は第１、第２基盤１１０，１２０の間に配置された液晶（ＬＣ）材料１６０を有する。共通電極１３０は該基盤１１０上に形成され、複数の画素電極１４０は該第２基盤１２０上に形成される。
【００１７】
各基盤１１０，１２０は、ゼロ度プレチルト角度を有する垂直ＬＣ配向がラビング無しに創られるように処理される。従来の非ラビング垂直面配向がこの適用のため使われ得る。この過程で使われるＬＣ配向材料の種類は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）材料ＳＥ−７５１１Ｌ、ＳＥ−１２１１及びＲＮ−１５６６の様に、日本の日産化学工業株式会社（Ｊａｐａｎ  Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）から商業的に入手可能である。又該配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）は、その全開示が引用によりここに包含される非特許文献１で説明される様な光配向過程（ｐｈｏｔｏ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）により作られ得る。
【００１８】
負の誘電異方性（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有するＬＣ材料１６０が該２枚の基盤１１０，１２０の間で使われ得る。ＬＣ材料の種類は、Ｍｅｒｃｋ  ＭＬＣ−６６０８，ＭＬＣ−６６０９，ＭＬＣ−６６１０，ＭＬＣ−６６８２，ＭＬＣ−６６８３，ＭＬＣ−６６８４、ＭＬＣ−６６８５そしてＭＬＣ−６６８６の様に、メルク（Ｍｅｒｃｋ）から商業的に入手可能である。
【００１９】
一般に、垂直配向ＬＣ用に、”場がオン”の状態（”ｆｉｅｌｄ−ｏｎ”  ｓｔａｔｅ）で該チルト角上に好ましい配向方向は無い。初期垂直配向（図２Ｂ）からチルトされた配向（図２Ｃ）へ該ＬＣ材料１６０をスイッチするために該第１及び第２基盤１１０，１２０間に法線方向電場が印加され、各画素１２０に付随するフリンジ場が該ＬＣチルト方向を制御し、該ＭＶＡ−ＬＣＤを創るために使われる。
【００２０】
”場がオフ”の状態（”ｆｉｅｌｄ−ｏｆｆ”  ｓｔａｔｅ）は、該第１及び第２基盤１１０，１２０間に電場が印加されない時の該ＭＶＡ−ＬＣＤ１００の状態である。図２Ｂは、図２Ａのデバイスが該”場がオフ”の状態にある時の垂直のＬＣ分子配向を図解する。”場がオン”の状態は該第１及び第２基盤１１０，１２０間に電場が印加される時の該ＭＶＡ−ＬＣＤ１００の状態である。図２Ｃは、図２Ａの該デバイスが該”場がオン”の状態にある時のチルトされたＬＣ分子配向を図解する。かくして、”場がオン”の状態では、該電場は、該ＬＣ分子１６５を初期の垂直配向からチルトされた配向へスイッチする。該ＬＣのチルト方向は各画素２０に付随するフリンジ場方向（ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）により制御される。各画素２０間で、該フリンジ場方向は反対方向に変化し、該ＬＣチルト角は各画素間で方向を変え、かくして垂直配向を有するＬＣドメイン壁により分離された、多数のＬＣドメインを創る。
【００２１】
図３はアクチブマトリックス向けＴＦＴ／ＬＣＤ’ｓ用の、４種類の駆動スキーム、すなわち、フレーム反転（ｆｒａｍｅ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）３１０，列反転（ｃｏｌｕｍｎ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）３２０，行反転（ｒｏｗ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）３３０，そして画素反転（ｐｉｘｅｌ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）３４０の略図を示す。本発明のＭＶＡＬＣプロフアイル（ＭＶＡ  ＬＣ  ｐｒｏｆｉｌｅ）は列反転３２０，行反転３３０，及び画素反転３４０下で達成されるが、それは反対方向の充分強いフリンジ場がこれらの駆動スキーム下で各画素内に存在するからである。しかしながら、どんな与えられた時刻にも唯１つの極性しか存在しないのでフレーム反転３１０は本発明の原理と共には使えない。
【００２２】
行反転及び列反転の駆動スキーム（それぞれ３３０，３２０）下では２ドメインＭＶＡプロフアイルが得られ得る、一方画素反転駆動スキーム下では４ドメインＭＶＡプロフアイルが得られ得る。２及び４ＭＶＡドメインプロフアイルの様なマルチドメインプロフアイルは、該画素反転駆動スキーム３４０と、該列反転駆動スキーム３２０又は行反転駆動スキーム３３０の間を交番することにより得られ得る。
【００２３】
画素反転駆動スキーム３４０を使うと、各画素はその、左、右、上そして下の画素である、４つの隣接画素に対し異なる極性を有する。かくして、各画素内で、フリンジ場の影響下で、該左、右、上、そして下の画素領域に４つの異なるドメインが形成され、そこでは該左、右、上、そして下の、ドメインの該ＬＣ分子はそれぞれ左、右、上、そして下方向にチルトする。図４は交叉偏光板を用いた画素反転下での特定の４ドメイン画素画像を示す。
【００２４】
列反転駆動スキーム３２０を用いると、各画素はその隣接する左及び右画素に対して異なる極性を有する。かくして、各画素内で、該フリンジ場の影響下で、２つの異なるドメインが左及び右画素領域内で形成され、そこでは該左ドメイン内のＬＣ分子は左方向にチルトし、該右ドメイン内のＬＣ分子は反対の右方向にチルトする。図５は交叉偏光板を用いた列反転下での、特定の２ドメイン画素画像を示す。
【００２５】
行反転駆動スキーム３２０を使うと、各画素はその隣接する上及び下画素に対し異なる極性を持つ。かくして、各画素で、フリンジ場の影響下で、その上及び下画素領域内に２つの異なるドメインが形成され、そこでは該上のドメイン内の該ＬＣ分子は上方向にチルトし、該下のドメイン内の該ＬＣ分子は反対の下方向にチルトする。該２ドメイン画素画像は、交叉偏光板を用いた行反転下では、図５の９０度回転された画像と同様であろう。
【００２６】
或る場合には、周囲画素に付随したフリンジ場はクロストーク（ｃｒｏｓｓ  ｔａｌｋ）及び画像付着効果（ｉｍａｇｅ  ｓｔｉｃｋｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔｓ）を発生させ、それにより画像の質を下げる。代わりに、隣接画素内への延びからのフリンジ場（ｆｒｉｎｇｅ  ｆｉｅｌｄ  ｆｒｏｍ  ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  ｉｎｔｏ  ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ  ｐｉｘｅｌｓ）を減じる又は取り除くために境界線（ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｌｉｎｅｓ）４１０が形成され得る。図６は境界線を有する図２Ａの垂直配向ネマチックＬＣＤを示す。該境界線４１０は大地電位又は共通電極電圧の様な基準電圧（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）に保持され得る。境界線４１０は画像品質を改良するためにどんな種類のディスプレー用としても使える。
【００２７】
本発明のＭＶＡ−ＬＣＤは、高コントラスト、対称視野角ＬＣ光学特性、改良されたグレイスケール動作、そして改良された小さいグレイスケール逆領域（ｓｍａｌｌ  ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ  ｒｅｖｅｒｓｅ  ｒｅｇｉｏｎ）を提供する。図７Ｂは４つのＭＶＡ−ＬＣＤ’ｓ組立品について測定されたコントラスト比対電圧を示す。
【００２８】
広い対称視野角がマルチドメインＬＣプロフアイルにより得られる。更に、該ＭＶＡ−ＬＣＤの視野角は垂直光軸を有する負の複屈折異方性光学膜（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｌｍ）の様な、光学補償膜（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍｓ）の使用により一層改善され得る。正又は負の複屈折を有する一軸性及び二軸性の両光学補償膜、又は正及び負の複屈折を有する複合膜（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｆｉｌｍ）は、該ＭＶＡ−ＬＣＤ用の視野角を改善するため使われ得る。更に、該光学軸は垂直であるか、平行であるか、チルトされているか、又は可変光学軸構造（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する複合膜であるか、何れかとすることが出来る。例えば、普通の屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）ｎｏ＝１．５１、特異な屈折率（ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）ｎｅ＝１．５０、厚さｄ＝１９．４μｍ、（ｎｅ−ｎｏ）ｘｄ＝−１９４ｎｍ、そして垂直光学軸を有する光学補償膜が性能を改善するため基盤１１０，１２０に適用され得る。
【００２９】
該ＭＶＡの光学的透過率はより高い駆動電圧、より低いしきい値電圧を有するＬＣ’ｓ、高い複屈折値（ｈｉｇｈ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）を有するＬＣ’ｓ、変型された画素設計、及び／又は円偏光板（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）の使用により、改善される。図７Ａは４つのＭＶＡ−ＬＣＤ’ｓ組立品についての測定された透過率対電圧を示す。該説明されたＭＶＡ−ＬＣＤについての現在の透過率は約３．５から５％であるが、１５％より大きくまで改善され得る。
【００３０】
各付随する画素の真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）フリンジ場が本発明のＭＶＡプロフアイルを創るため使われる。しかしながら、相対的フリンジ場効果は大きい画素のディスプレーではより小さい。大きい画素ディスプレー（約５０μｍ超）については、各副画素（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）内の該フリンジ場を拡大し、ＭＶＡ−ＬＣＤを得るために画素のセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）が使われ得る。加えて、その隣接セグメントに比較して各セグメント内の極性逆転を得るために種々の駆動極性が該副画素セグメントに適用され得る。
【００３１】
モデル化及び実験結果は、その全開示が引用によりここに包含される特許文献１及び非特許文献２で更に詳述される。
【００３２】
本発明の原理は、単色液晶ディスプレー（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、カラーディスプレー、マルチドメイン均質（平行）液晶ディスプレー、マルチドメインツイステッドネマチック液晶ディスプレー、透過型液晶ディスプレー、反射型液晶ディスプレー、トランスフレクチブ型液晶ディスプレー、混成配向ネマチック液晶ディスプレー、非ゼロプレチルト配向用有限ツイスト角を有するディスプレー（ｄｉｓｐｌａｙｓ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  ｆｉｎｉｔｅ  ｔｗｉｓｔ  ａｎｇｌｅ  ｆｏｒ  ａ  ｎｏｎ−ｚｅｒｏ  ｐｒｅ−ｔｉｌｔ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、そしてＩＴＯスプリット形状、突起付き面又はＩＴＯスプリット形状の突起付き面との組み合わせを使うＭＶＡデバイス（ＭＶＡ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ＩＴＯ  ｓｐｌｉｔ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ，  ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｏｒ  ａ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＩＴＯ  ｓｐｌｉｔ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｗｉｔｈ  ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅｓ）、で使われ得る。
【００３３】
本発明がその好ましい実施例を参照して特に示され、説明されたが、付属する請求項に含まれる本発明の範囲から離れることなく、形式及び詳細での種々の変更がその中で行われ得ることは当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】従来技術のＭＶＡＬＣＤを示す。
【図１Ｂ】図１Ａに示す該デバイスの断面線図を示す。
【図２Ａ】本発明の原理による特定の垂直配向ネマチックＬＣＤを示す。
【図２Ｂ】図２Ａのデバイスが”場がオフ”の状態にある時の垂直のＬＣ分子配向を図解する。
【図２Ｃ】図２Ａのデバイスが”場がオン”の状態にある時のチルトされたＬＣ分子配向を図解する。
【図３】４種類の駆動スキームの略図である。
【図４】交叉偏光板を有し、画素反転下の特定の４ドメイン画素画像を示す。
【図５】交叉偏光板を有し、列反転下の特定の２ドメイン画素画像を示す。
【図６】境界線を有する図２Ａの垂直配向ネマチックＬＣＤを示す。
【図７Ａ】配向材料ＳＥ−１２１１を用いた画素反転下のディスプレー組立品について透過率対電圧のグラフである。
【図７Ｂ】配向材料ＳＥ−１２１１を用いた画素反転下のディスプレー組立品について透過率対コントラスト比のグラフである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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