(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の第１基板および第２基板と、
該第１基板および該第２基板間に設けられており、負の誘電異方性を有する液晶分子により形成された液晶層と、
前記第１基板における前記液晶層に面する表面に設けられた複数の第１透明電極と、
前記第２基板における前記液晶層に面する表面に設けられて前記各第１透明電極とによって前記液晶層を駆動する第２透明電極と、
前記各第１透明電極および前記第２透明電極にて駆動される前記液晶層に面する前記第１透明電極上または前記第２透明電極上に、前記液晶層側に所定の厚さに突出する格子状に形成され、該液晶層を格子状の複数の液晶領域にそれぞれ分割する高分子壁と、
前記第１透明電極および前記高分子壁、並びに前記第２透明電極における前記液晶層に接する面にそれぞれ形成され、該液晶層の液晶分子を該面に対して垂直配向させる垂直配向層とを有する液晶表示装置であって、
前記高分子壁は、前記第１透明電極または前記第２透明電極に対して一定の高さに突出する平坦部と、該平坦部の縁部から一定の傾斜角で傾斜して前記第１透明電極または前記第２透明電極に達する傾斜部とを有し、該平坦部は、透光性を有するように形成され、該傾斜部は、遮光性を有す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２】
前記高分子壁の前記平坦部及び前記傾斜部は、透光性材料から形成され、該傾斜部の表面上に遮光性材料が被覆されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記高分子壁の前記傾斜部の光学濃度は１以上である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記高分子壁は、前記平坦部と前記傾斜部との縁部において、遮光性を有するように形成された領域が、透光性を有するように形成された領域よりも、前記第１透明電極または前記第２電極からの厚さが厚くなるように形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶分子を軸対称配向させることにより視野角特性を改善した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ネマチック液晶材料を用いたＴＮ（ツイストネマチック）型、ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）型等の液晶表示装置が広く用いられるようになっている。この種の液晶表示装置は、視野角が狭いという問題を共通して有しており、この問題を改善するための技術開発が進められている。
【０００３】
これまでに提案されているＴＮ型液晶表示装置の視野角化を改善する技術の一つとして、絵素領域毎に液晶分子を軸対称配向させる、いわゆるＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｏｒｉｃａｌｌｙ  Ａｌｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード技術がある。ＡＳＭモード技術を用いた液晶表示装置は、各絵素領域毎に軸対称に配向した液晶分子が存在するために、どの方位角方向から液晶表示装置を観察しても液晶材料の屈折率異方性が平均化され、コントラストの変化が少ない広視野角特性を実現することができる。
【０００４】
このＡＳＭモード技術は、例えば、特開平１０−１８６３３０号公報に開示されている。この公報には、ガラス等の支持基板上に、誘電体等からなる格子状の凸部（高分子壁）を形成し、この格子状の凸部が、負の誘電異方性を有する液晶分子を包囲した状態になっていることにより、格子状の凸部が液晶分子に対して、軸対称の配向規制力を発生させることが記載されている。
【０００５】
また、特開平１１−２７１７１６号公報には、格子状に形成された凸部の断面形状を、先端側になるにつれて順次幅が小さくなった順テーパー状とすることにより、黒表示時の光漏れをなくしてコントラストを向上させる技術が開示されている。また、特開２０００−１９５２２号公報には、格子状の凸部（高分子壁）を透明誘電体を用いて形成することにより、高分子壁上の液晶分子をも表示に寄与させて、表示の明るさを向上させる技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−２７１７１８号公報にて開示されている液晶表示装置の構造では、黒表示時の光漏れは十分防止することができるものの、絵素領域内に遮光性の高分子壁が存在するために開口率が低下して、表示明るさが暗くなるという問題がある。
【０００７】
また、特開２０００−１９５２２号公報にて開示されている液晶表示装置では、透明誘電体によって形成した高分子壁の断面形状を順テーパー状とすることにより、表示の明るさを向上することができると共に、真正面方向からの黒表示時の光漏れを十分に抑えることができる。しかし、この場合においても、斜め方向から見た場合に、若干の光漏れが観察されるという問題がある。
【０００８】
したがって、上記の液晶表示装置では、表示の明るさの向上と黒表示時の光漏れの防止を両立して、表示性能の更なる向上を図ることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、表示の明るさを向上させると共に、斜め方向から観察した場合にも、黒表示時の光漏れがなく、高コントラストで明るい表示が可能な広視野角特性を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に設けられており、負の誘電異方性を有する液晶分子により形成された液晶層と、該一対の基板の内の少なくとも一方の該液晶層側に所定の厚さに突出する格子状に形成され、該液晶層を格子状の複数の液晶領域毎に分割する高分子壁と、該一対の基板上の該液晶層に接する面に形成され、該液晶層の液晶分子を該面に対して垂直配向させる垂直配向層とを有する液晶表示装置であって、該高分子壁は、該一方の基板の面に対して一定の高さに突出する平坦部と、該平坦部の縁部から一定の傾斜角で傾斜して該一方の基板の面に達する傾斜部とを有し、該平坦部は、透光性を有するように形成され、該傾斜部は、遮光性を有するように形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記本発明の液晶表示装置において、前記高分子壁の平坦部及び傾斜部は、透光性材料から形成され、該傾斜部の表面上に遮光性材料が被覆されていることが好ましい。
【００１２】
上記本発明の液晶表示装置において、前記高分子壁の傾斜部の光学濃度は１以上であることが好ましい。
【００１３】
上記本発明の液晶表示装置において、前記高分子壁は、平坦部と傾斜部との縁部において、遮光性を有するように形成された領域が、透光性を有するように形成された領域よりも、前記一方の基板の表面から厚くなるように形成されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施の形態１の液晶表示装置１を模式的に示す断面図である。
【００１６】
この液晶表示装置１は、相互に平行になるように配置した一対の基板部２及び３を有しており、この一対の基板部２及び３の間には、誘電異方性が負の液晶分子（不図示）が充填されて液晶層４が形成されている。
【００１７】
第１の基板部２は、透明なガラス基板２１を有しており、このガラス基板２１の液晶層４に面する表面上には、複数の第１透明電極２２が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明な導電性部材により設けられている。
【００１８】
ガラス基板２１上には、所定高さに突出する高分子壁２３が格子状に設けられている。この高分子壁２３は、ガラス基板２１上に一定の厚さで、透明な樹脂材料等によって透明に形成された平坦部２３ｂと、平坦部２３ｂの両側に、遮光性を有する樹脂材料等によってそれぞれ形成された傾斜部２３ａとを有している。傾斜部２３ａは、平坦部２３ｂから離れるにつれて順次薄くなるように傾斜している。
【００１９】
この高分子壁２３は、ガラス基板２１上の液晶層４の液晶分子を、複数の液晶領域４ａ毎に包囲しており、各液晶領域４ａに分離された液晶分子を軸対称配向させる作用を有している。このような液晶領域４ａ内の液晶分子に対して十分な軸対称配向規制力を発生させるためには、高分子壁２３の高さは、０．５μｍ以上あればよい。本実施の形態１では、製造マージンを考慮して、高分子壁２３の高さを１．０μｍとした。また、高分子壁２３の傾斜部２３ａの傾斜角は、ガラス基板２１に対して３度〜４５度の角度を有するように形成した。傾斜部２３ａの傾斜角の範囲がこのような範囲であれば、高分子壁２３の傾斜部２３ａと第１透明電極２２上との境界部分近傍において、液晶分子の配向乱れは観察されない。
【００２０】
高分子壁２３の平坦部２３ｂ上には、複数の柱状突起２４が、離散した状態で設けられている。各柱状突起２４は、第１透明電極２２が形成されていないガラス基板２１上の領域に対応する部分に、所定の高さに形成される。本実施の形態１では、それぞれの柱状突起２４が５μｍの高さになるように形成した。
【００２１】
第１の基板部２に設けられた第１透明電極２２及び高分子壁２３及び柱状突起２４上には、少なくとも第１透明電極２２及び高分子壁２３を覆うように、液晶層４の液晶分子を各表面に対して垂直方向に配向させるための垂直配向膜２５が設けられている。
【００２２】
第２の基板部３は、ガラス基板３１を有しており、このガラス基板３１の液晶層４に面する表面上には、第２透明電極３２が、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明な導電性部材により形成されている。この第２透明電極３２上には、その全面を覆うように、液晶層４の液晶分子を第２の基板部３の表面に対して垂直に配向させるための垂直配向膜３３が設けられる。
【００２３】
上記構成の第１の基板部２及び第２の基板部３を貼り合わせ、一対の基板部２及び３の間隙に、真空注入法によって、負の誘電異方性を有する液晶材料が注入されて液晶層４が形成される。液晶層４の厚み（液晶セルギャップ）は、第１の基板部２の高分子壁２３の高さと柱状突起２４の高さとの和によって規定される。柱状突起２４の高さ（５μｍ）は、高分子壁２３の高さ（１．０μｍ）に対して十分な高さに形成されており、高分子壁２３上にも液晶分子が配置されるようになっている。
【００２４】
液晶層４ａを駆動するための第１透明電極２２及び第２透明電極３２の構成及びその駆動方法には、公知の電極構成及び駆動方法を用いることができる。例えば、アクティブマトリクス型、単純マトリクス型を適用することができる。さらに、このようなアクティブマトリクス型に代えて、第１透明電極２２または第２透明電極３２のいずれか一方をプラズマ放電チャネルに代えた構成にすることにより、プラズマアドレス型を適用することも可能である。
【００２５】
また、上記構成において、適用する電極構成及び駆動方法に関して、第１の基板部２及び第２の基板部３とは入れ替わってもよく、例えば、第２の基板部３の表面上に、高分子壁２３及び柱状突起２４を設ける構成としてもよい。
【００２６】
本実施の形態１の液晶表示装置では、高分子壁２３における透明に形成された平坦部２３ｂ上の液晶分子が、スイッチングに寄与することができるため、開口率が向上し、明るい表示を実現することができる。
【００２７】
一方、電圧を印加しないときには、液晶層４の各液晶分子は、垂直配向膜２５の配向規制力により、第１透明電極２２及び高分子壁２３の各表面に対して垂直に配向して、黒表示状態となる。この場合、高分子壁２３の傾斜部２３ａにおいては、図２に示すように、液晶層４の各液晶分子４０は、第１基板部２の表面に対して、その法線方向からずれた方向に配向するため、特に斜め方向の視角において傾斜部２３ａの部分で光漏れを起こし易くなっているが、本実施の形態１の液晶表示装置では、高分子壁２３の傾斜部２３ａは遮光性を有し、光を透過しないように形成しているため、光漏れが観察されない。
【００２８】
この場合、傾斜部２３ａの遮光は、下記の（１）式で表される光学濃度（ＯＤ）値で、１以上あれば十分に光漏れを抑制することができる。このよう遮光性のある材料としては、カラーフィルター部の形成に用いられる樹脂ブラックマトリクス材料を流用することができる。
【００２９】
光学濃度（ＯＤ値）＝−ｌｏｇ１０（透過率）…（１）
（実施形態２）
本実施の形態２の液晶表示装置は、図１に示す実施の形態１の液晶表示装置と概略同一の構成を有しているので、以下、異なる構成についてのみ説明する。
【００３０】
図３は、本実施の形態２の液晶表示装置の高分子壁部分の概略構成を説明する断面図である。
【００３１】
この液晶表示装置の高分子壁２３は、第１透明電極２２上からの高さが一定の高さになっている平坦部２３ｂと、平坦部２３ｂの両側に、傾斜して設けられた傾斜部２３ａとを透明な樹脂部材等によって、透明に設けられている。傾斜部２３ａは、平坦部２３ｂから離れるにつれて順次、一定の傾斜角で薄くなるように形成されている。透明に形成された傾斜部２３ａ上には、遮光性を有する樹脂材料２６が、傾斜部２３ａの全面にわたって設けられている。この樹脂材料２６は、平坦部２３ｂ上においても、平坦部２３ｂにおける傾斜部２３ａの近傍部分で少量の寸法部分だけ重畳するように設けられている。遮光性を有する樹脂部材２６の膜厚は、光学濃度が１以上になるように設定される。
【００３２】
この場合、高分子壁２３の平坦部２３ｂ上の遮光性材料２６が設けられた領域における第１透明電極２２の表面上からの高さｈ１は、平坦部２３ｂ上における遮光性材料２６が設けられていない領域の第１透明電極２２の表面上からの高さｈ２よりも高くなっており、段差部分２７が形成されている。
【００３３】
図４は、本実施の形態２の液晶表示装置の第２の基板部３側から見た平面図を示している。
【００３４】
本実施の形態２の液晶表示装置では、液晶層４の液晶分子は、図４に示すように、液晶領域４ａ内において、高分子壁２３に包囲された状態になっていることによって、軸対称配向される。また、高分子壁２３の平坦部２３ｂ上に存在する液晶分子は、液晶領域４ａ内の軸対称配向した液晶分子からの配向規制力を受けて、軸対称配向する。
【００３５】
この結果、高分子壁２３の傾斜部２３ａが遮光性を有することによって、特に斜め方向の視角において傾斜部２３ａの部分での光漏れが防止されて高コントラスト比が実現されると共に、ざらつき感が無い、広視野角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【００３６】
さらに、本実施の形態２の液晶表示装置では、高分子壁２３の平坦部２３ｂ上に段差部分２７が形成されていることにより、高分子壁２３の平坦部２３ｂ上に存在する液晶分子が段差部２７からも配向規制力を受けて、より安定した軸対称配向をするようになる。上記のように、高分子壁２３が液晶領域４ａを包囲することにより生じる配向規制力に加えて、平坦部２３ｂ上に生じる段差部分２７によって配向規制力を生じさせることにより、より強力で安定な配向規制力を得ることができるため、製造バラツキ等に対するマージンを増すことができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、一対の基板の内の少なくとも一方の液晶層側に所定の厚さに突出する格子状に形成され、液晶層を格子状の複数の液晶領域毎に分割する高分子壁が、一方の基板の面に対して一定の高さに突出する平坦部と、この平坦部の縁部から一定の傾斜角で傾斜して一方の基板の面に達する傾斜部とを有し、平坦部は、透光性を有するように形成され、傾斜部は、遮光性を有するように形成されている。このため、黒表示時に斜め方向から観察しても、液晶層の液晶分子を基板の面に対して斜めの方向に配光させている高分子壁の傾斜部の部分からの光漏れが防止され、高コントラストな明るい表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】高分子壁の表面に垂直に配向された液晶分子の配向状態を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２の液晶表示装置の要部を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の液晶表示装置を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１  液晶表示装置
２  第１の基板部
３  第２の基板部
４  液晶層
２１  ガラス基板
２２  第１透明電極
２３  高分子壁
２４  柱状突起
２５  垂直配向膜
３１  ガラス基板
３２  第２透明電極
３３  垂直配向膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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