(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と、
前記液晶層中に設けられ前記液晶分子の傾斜方向を規定する液晶骨格又は非液晶骨格を備えた硬化物と、
少なくとも前記一対の基板の一方に配置され、電圧印加時において前記液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物とを有し、
前記硬化物は、前記配向規制用構造物上の前記液晶分子の傾斜角度をθprとしたとき、
０°≦θpr＜４５°
を満たす状態で硬化されていること
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、
前記硬化物は、光硬化性あるいは熱硬化性のモノマーの重合により形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と、
前記液晶層中に設けられ、液晶分子の基板法線方向の平均プレチルト角を規制し、所定領域毎に異なる前記平均プレチルト角となるようにポリマー構造を構成する硬化物と、
少なくとも前記一対の基板の一方に配置され、電圧印加時において前記液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物と
を有し、
前記平均プレチルト角の一つは８８°以上であり、他は４５°以上８８°以下であること
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（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）に関し、特に、負の誘電率異方性を有する液晶分子の配向状態を異ならせた複数分割配向のＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードによる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤは、種々のフラットパネルディスプレイの中でＣＲＴに代替可能なものとして現在最も有望視されている。ＬＣＤは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）やワードプロセッサあるいはＯＡ機器の表示モニタとしてだけでなく、大画面テレビや携帯小型テレビ等の民生用（家電）機器の表示部に応用されることによりさらに市場拡大が期待されている。
【０００３】
現在最も多用されているＬＣＤの表示動作モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ；ねじれネマティック）液晶を用いたノーマリホワイトモードである。このＬＣＤは、対向配置した２枚のガラス基板の対向面にそれぞれ形成された電極と、両電極上に形成された水平配向膜とを有している。２つの水平配向膜には互いに直交する方向にラビング等により配向処理が施されている。また、各基板外面にはそれぞれの基板内面の配向膜のラビング方向と平行に偏光軸を合わせた偏光板が配置されている。
【０００４】
正の誘電率異方性を有するネマティック液晶をこの基板間に封止すると、配向膜に接する液晶分子はラビングの方向に沿って配向する。つまり、２つの配向膜に接する液晶分子の配向方位は直交する。それに伴い両基板間の液晶分子は、基板面に平行な面内で配向方位を順次回転させて基板面に垂直方向に整列し、液晶は基板間で９０°捩れて配列する。
【０００５】
上記構造のＴＮ型ＬＣＤの一方の基板面に光を入射させると、一方の基板側の偏光板を通過した直線偏光の光は、液晶層を通過する際に液晶分子のねじれに沿って偏光方位が９０°回転して、一方の基板側の偏光板と直交する偏光軸を有する他方の基板側の偏光板を通過する。これにより電圧無印加時において明状態の表示が得られる（ノーマリホワイトモード）。
【０００６】
対向電極間に電圧を印加すると、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶分子の長軸が基板面に垂直に配向するためねじれが解消される。この状態の液晶層に入射した直線偏光の光に対して液晶分子は複屈折（屈折率異方性）を示さない。従って、入射光はその偏光方位を変化させないので他方の偏光板を透過することができない。これにより所定の最大電圧印加時において暗状態の表示が得られる。再び電圧無印加状態にすると配向規制力により明状態の表示に戻すことができる。また、印加電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御して他の偏光板からの透過光強度を変化させることにより階調表示が可能となる。
【０００７】
対向電極間の印加電圧を画素毎に制御するためのスイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）を各画素に設けたアクティブマトリクス型のＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤは、薄型、軽量で且つ大画面、高画質が得られるためＰＣ用表示モニタ、携帯型テレビなどに幅広く利用されている。ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造技術は近年において格段の進歩を遂げ、画面正面から見たコントラストや色再現性などはＣＲＴを凌駕するまでに至っている。しかしながら、ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤは視野角が狭いという致命的な欠点を有している。特に、パネル観察方向において上下方向の視野角が狭く、一方向では暗状態の輝度が増加して画像が白っぽくなり、他方向では全体的に暗い表示となり、且つ中間調において画像の輝度反転現象が生ずる。これがＴＮ型ＬＣＤの最大の欠点となっている。
【０００８】
このようなＴＮ型ＬＣＤの有する視野角特性の問題を解決したＬＣＤとして、日本国特許第２９４７３５０号に開示されたＭＶＡ−ＬＣＤがある。ＭＶＡ−ＬＣＤの構造の一例を示すと、まず、所定の間隙で対向する２枚の基板の対向面側にそれぞれ電極が形成されている。両電極上には垂直配向膜が形成され、２つの垂直配向膜間には負の誘電率異方性を有する液晶が封止されている。両基板の電極と垂直配向膜との間には絶縁体からなる複数の線状の突起が周期的に形成されている。２枚の基板間で対向する線状突起は基板面から見て半ピッチずつずらされて配置されている。この線状突起は画素領域内の液晶を複数の配向方位に分割する配向制御に用いられる。なお、線状突起に代えて電極にスリット部を設けるようにしても配向分割を制御することが可能である。
【０００９】
２枚の基板の外面には偏光軸が直交する２枚の偏光板が設けられている。電圧印加時に基板表示面で傾斜する液晶分子の長軸の方位が、基板面から見て偏光板の偏光軸に対して概ね４５°の角度になるように偏光板の取り付け方向が調整されている。
【００１０】
負の誘電率異方性を有するネマティック液晶をこの基板間に封止すると、液晶分子の長軸は垂直配向膜の膜面に対して垂直方向に配向する。このため、基板面上の液晶分子は基板面に垂直に配向し、線状突起の斜面上の液晶分子は基板面に対して傾斜して配向する。
【００１１】
上記構造のＭＶＡ−ＬＣＤの両電極間に電圧を印加しない状態で、一方の基板面から光を入射させると、一方の偏光板を通過して液晶層に入射した直線偏光の光は、垂直配向している液晶分子の長軸の方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には複屈折が生じないため入射光は偏光方位を変えずに進み、一方の偏光板と直交する偏光軸を有する他方の偏光板で吸収されてしまう。これにより電圧無印加時において暗状態の表示が得られる（ノーマリブラックモード）。
【００１２】
対向電極間に電圧が印加されると、線状突起で予め傾斜している液晶分子の配向方位に倣って基板面上の液晶分子の配向方位が規制されつつ液晶分子の長軸が基板面に平行に配向する。
【００１３】
この状態の液晶層に入射した直線偏光の光に対して液晶分子は複屈折性を示し、入射光の偏光状態は液晶分子の傾きに応じて変化する。所定の最大電圧印加時において液晶層を通過する光は、例えばその偏光方位が９０°回転させられた直線偏光となるので、他方の偏光板を透過して明状態の表示が得られる。再び電圧無印加状態にすると配向規制力により暗状態の表示に戻すことができる。また、印加電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御して他の偏光板からの透過光強度を変化させることにより階調表示が可能となる。
【００１４】
各画素にＴＦＴが形成されたアクティブマトリクス型のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤによれば画素内の液晶の配向方位を複数に分割できるので、ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤと比較して極めて広い視野角と高いコントラストを実現することができる。また、ラビング処理が不要なので、製造工程が容易になると共に製造歩留まりを向上させることができるようになる。
【００１５】
しかしながら従来のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤは、表示の応答時間において改善の余地を残している。すなわち、黒表示から白表示の後、再び黒を表示する場合には高速応答が可能であるが、中間調から別の中間調を表示する際の応答時間に関してはＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤにやや劣っている。
【００１６】
また光の透過率についても、従来のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤは、横電界方式のＩＰＳ（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の広視野角ＬＣＤより２倍程度優れているが、ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤには及ばない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤは、視野角、コントラスト、及び黒−白−黒表示の応答時間に関して、従来のＬＣＤの抱えていた問題を解決したが、中間調表示における応答時間と透過率については従来のＴＮ型ＬＣＤを越えるに至っていない。
【００１８】
ここで、従来のＭＶＡ−ＬＣＤの中間調応答が従来のＴＮ型ＬＣＤと比較して遅い原因を図７３及び図７４を用いて説明する。図７３は、ＭＶＡ−ＬＣＤパネルを基板面に垂直な方向で切断した断面の概略構成を示している。図７３（ａ）は、電圧無印加時の液晶の配向状態を示し、図７３（ｂ）は、電圧印加時の液晶の配向状態を示している。図７３（ｃ）は、配向制御状況を示す概念図である。図７４は、ＴＮ型ＬＣＤパネルを基板面に垂直な方向で切断した断面の概略構成を示している。図７４（ａ）は、電圧無印加時の液晶の配向状態を示し、図７４（ｂ）は、電圧印加時の液晶の配向状態を示している。図７４（ｃ）は、配向制御状況を示す概念図である。
【００１９】
まず、図７４を用いてＴＮ型ＬＣＤ１００について先に説明する。図７４（ａ）に示すように、電圧無印加時において、ＴＮ型ＬＣＤ１００の液晶１０２は対向配置された上基板１０４側の電極１０８と下基板１０６側の電極１１０（共に配向膜は図示せず）との間で９０°ねじれて配向している。電極１０８、１１０間に電圧が印加されると、図７４（ｂ）に示すように、液晶分子は基板１０４、１０６面にほぼ垂直に起立してねじれが解消する。電圧印加を解除すれば、液晶分子は元の基板１０４、１０６面にほぼ平行な方向に回転してねじれ配向に戻る。このようにＴＮ型ＬＣＤ１００の場合には、図７４（ｃ）の斜線部１１２に示すように、電極１０８、１１０上の不図示の配向膜界面近傍の液晶分子が配向膜の規制力で配向制御されるだけでなく、カイラル剤の添加等によるツイスト配向により、液晶層１０２中央領域の液晶分子もある程度配向制御がなされていると見ることができる。
【００２０】
一方、図７３（ａ）に示すように、電圧無印加時において、ＭＶＡ−ＬＣＤ１１４の液晶１２４のうち、線状突起１２６、１２８、１３０近傍以外の液晶分子は、対向配置された上基板１１６側の電極１２０と下基板１１８側の電極１２２（共に配向膜は図示せず）との間で基板面にほぼ垂直に配向している。線状突起１２６〜１３０近傍の液晶分子は突起斜面上の不図示の配向膜面にほぼ垂直に配向し基板面に対して傾斜している。電極１２０、１２２間に電圧が印加されると、図７３（ｂ）に示すように、配向規制用の線状突起１２６〜１３０近傍の液晶分子の傾斜方向に液晶の傾斜が順次伝播する。このため、線状突起と隣り合う線状突起の間の部分、すなわち、間隙部中央の液晶が傾斜し終わるまでには時差が生じる。特に、黒から暗い中間調への階調変化では印加電圧の変化量が少なく液晶中の電界強度の変化が小さいため、液晶分子の傾きの伝播速度は低下する。
【００２１】
線状突起１２６〜１３０の間隙部にある液晶分子は、線状突起１２６〜１３０からの傾斜方向の伝播がなければ倒れる方向が定まらない。すなわちＭＶＡ−ＬＣＤにおける液晶の配向は、図７３（ｃ）の斜線部１３２に示すように、基板表面上の配向膜の規制力が及ぶ配向膜界面近傍と、線状突起１２６〜１３０上の配向膜及びその近傍における電界の歪みだけで規制され、他の領域の液晶配向は間接的にしか制御されていないことになる。
【００２２】
従来のＭＶＡ構造であっても、上下基板の線状突起の間隙距離（ピッチ）を短くすれば応答時間を短くできる。しかしながら上述のように、通常のＭＶＡ−ＬＣＤでは、絶縁体の突起斜面で液晶の傾斜方位を定めているため、傾斜部はある程度の幅と長さ及び高さが必要である。このため、上下突起のピッチをあまり短くすることができない。
【００２３】
図７５は、図７３に示したＭＶＡ−ＬＣＤを下基板１１８側から見たときの電圧印加時の液晶分子の配向状態を示している。図中左右に延びる３本の線状突起１２６〜１３０のうち、上下２本の突起１２６、１２８は下基板１１８に形成され、中央の１本の突起１３０は上基板１１６に形成されている。
【００２４】
電圧無印加時に基板１１６、１１８面にほぼ垂直に配向する液晶分子は、電圧印加時には、図７５に示すように、上基板１１６側の線状突起１３０から下基板１１８側の線状突起１２８に向かう方向（紙面上方向）に配向する配向領域Ａと、線状突起１３０から下基板１１８側の線状突起１２６に向かう方向（紙面下方向）に配向する配向領域Ｂとに配向分割される。
【００２５】
すなわち、電圧印加時において、線状突起１３０を挟んで隣り合う配向領域Ａ、Ｂ上の液晶分子は、配向領域Ａの液晶の長軸の方位が線状突起１３０の延伸方向に対して概ね＋９０°になり、配向領域Ｂの液晶の長軸の方位が線状突起１３０の延伸方向に対して概ね−９０°になるように配向分割される。一方、各線状突起１２６〜１３０の頂上付近の液晶分子は電圧印加時には各突起の延びる方向に傾斜し、各線状突起１２６〜１３０の延伸方向に対して概ね０°または１８０°（平行）の配向方位になるように配向する。
【００２６】
このように、電圧印加時においては、線状突起１２６〜１３０頂上付近の液晶分子の配向方位（各線状突起１２６〜１３０の延伸方向に対して概ね０°または１８０°）に対し、基板１１６、１１８上の表示領域の液晶分子の配向方位は９０°回転した状態となる。このため、各線状突起１２６〜１３０の傾斜面の両側には、図７５に示すように、各線状突起１２６〜１３０の延伸方向に対して４５°の方位に配向する液晶分子が並ぶことになる。ところが、図中直交する両矢印で示す偏光板の偏光軸Ｐ、Ａは基板１１６、１１８上の表示領域Ａ、Ｂの液晶分子の配向方位に対して４５°傾くように配置されている。
【００２７】
従って、各線状突起１２６〜１３０に対して４５°の方位に配向する液晶分子の配向方位と偏光板の偏光軸Ｐ、Ａの偏光方位とが平行及び直交になるため、図中破線で示すように、線状突起１２６〜１３０の傾斜面の両側に２本の暗線（ディスクリネーションライン）１４０、１４２が発生する。なお、この２本の暗線１４０、１４２は、線状突起１２６〜１３０上に形成される配向ベクトル場の第１特異点（図中（＋１）で示す）及び第２特異点（図中（−１）で示す）間毎に形成される。第１特異点（＋１）では、液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向いており、第２特異点（−１）では、液晶分子の一部は異なる方向に向いている。
【００２８】
このような従来のＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、上下突起のピッチを短くして突起の形成密度を高めることにより中間調の応答時間を短くしようとすると、画素領域内の突起の専有面積が増加するだけでなく、突起両側に形成される２本の暗線１４０、１４２の形成密度も増加して透過率の低下が無視できない程度に大きくなってしまう。従って、液晶の応答特性を改善するために線状突起の形成密度を高くすると透過率が低下してしまうという問題が生じる。このように、従来のＭＶＡ−ＬＣＤの構造では、液晶の応答特性の改善と透過率の改善とはトレードオフの関係になってしまうという問題を有している。
【００２９】
本発明の目的は、透過率の低下を抑えて応答特性を改善した液晶表示装置を提供することにある。
本発明の目的は、応答特性の低下を抑えて透過率を向上させた液晶表示装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と、少なくとも前記一対の基板の一方に配置され、電圧印加時において前記液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物と、前記液晶層中に設けられ前記液晶分子を傾斜させる液晶骨格を備えた硬化物とを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置を図１乃至図７を用いて説明する。本実施形態では、上述のＭＶＡ方式に代表されるような、局所的な配向規制により電圧印加時に液晶分子全体の配向を規制する液晶表示装置において、電圧印加による応答動作時の液晶分子の傾斜の伝播過程を排し、表示領域全体を同時に傾斜させる点に特徴を有している。加えて、電界に対する液晶分子の応答性自体も向上させることにより、全階調において極めて高速な応答特性を示す液晶表示装置を提供する。
【００３２】
ＭＶＡ方式等における応答速度を改善するためには、液晶分子の傾斜伝播に要する時間をゼロにし、表示領域全面を同時に傾斜させることが必要不可欠である。この全面同時傾斜を実現させるためには、電圧無印加状態において、液晶分子に全面に亘り基板界面に対するごくわずかな傾斜角（いわゆるプレチルト角）を付与することが有効である。
【００３３】
本実施の形態による動作原理を図１に示す。鋭意試行の結果、全面同時傾斜による大幅な応答速度の高速化は、図１（ａ）に示すように、液晶骨格を有する光硬化性組成物による光硬化物を液晶層中に形成し、且つ当該液晶骨格を基板に対して傾斜させた状態で形成することで実現できることを見出した。図１（ｂ）に示すように、液晶骨格を配向膜による配向制御方向と異なる角度で固定し、液晶骨格と液晶分子の間の吸着力により、液晶分子は全面に亘り配向膜による配向制御方向よりも液晶骨格の配向方向側に傾斜して配向する。
【００３４】
この傾斜の大きさは、液晶骨格の液晶量に対する割合と液晶骨格の配向方向とにより任意に変えることができる。またこのとき、バルクを含めた全体の液晶分子に対して液晶骨格の配向方向への引力が存在しているため、ラビング等により界面近傍だけで傾斜配向している状態よりも高速なスイッチングが可能となる。
【００３５】
この作用に関しては、液晶骨格を有さない高分子によってもある程度は実現可能である。しかし、液晶分子の配向状態を乱すことなく、且つ数ｗｔ％程度の添加量でパネル内の液晶分子に均一にプレチルト角を付与した状態とするためには、硬化前に液晶性を示す材料が望ましい。ホストである液晶に混ざり易く均一に分布させることができ、且つ硬化時の構造形成が液晶分子の配向を乱しにくいため、良好なプレチルト角を得ることができる。
【００３６】
このような高分子材料を用いて液晶にプレチルト角を付与する技術は、ＭＶＡ方式に限らず他の既存の動作方式（動作モード）にも適用可能である。しかし、本実施の形態における液晶にプレチルト角を付与する技術を適用して大きな効果が得られる動作モードは限定されることが分かった。
【００３７】
図２は、高分子材料を用いたプレチルト角付与技術による各動作モードの主な改善効果を示している。図２に示すように、ＴＮ型、ａ−ＴＮ型、ＥＣＢ型、及びＩＰＳ型の各動作モードは、本実施形態を適用することにより電圧印加時の応答速度の改善効果が得られる。しかし一方で、ＴＮ型及びａ−ＴＮ型では旋光性及びコントラストの低下を招いてしまう。
【００３８】
また、ＴＮ型、ａ−ＴＮ型、ＥＣＢ型、及びＩＰＳ型ではａ−ＴＮ型を除いていずれの動作モードも界面全体に配向処理を行う必要がある。この界面配向処理による液晶分子の配向規制能力は極めて高く、チルト角などの制御性も極めて優れている。しかしながら、この界面配向処理によりパネル製造工程が１工程増加するのに加えて本実施形態の高分子材料を用いたプレチルト角付与技術を実現させるには、さらにポリマー構造形成プロセスが追加される。また、ネマティック液晶を用いた水平配向モード、特に水平配向時を黒とする動作モードにおいては、液晶分子の配向秩序のわずかな乱れやチルトの変化が大きく表示品質に影響してしまう。以上の点を考慮すると、ＴＮ型、ＥＣＢ型、及びＩＰＳ型に対して本実施形態を適用しても利点は少ないと考えられる。
【００３９】
ＯＣＢモードは、高速応答・広視野角が得られる点に特徴を有しているが、ベンド配向を形成するために高い駆動電圧が要求され、電源を切った後の電源再投入時は再配向させなくてはならない欠点がある。高分子材料によるプレチルト角付与技術はベンド配向を固定化できるため、この欠点を改善できる。しかし、そのためには高分子材料を高い濃度で添加する必要があり、その結果、透過光の散乱が発生し透過率が低下してしまう。また液晶分子の空間内の自由度が低下し、応答速度が低下してしまう。
【００４０】
ＦＬＣはネマティック液晶と比較して１０００倍程度高速な動作が可能であるが、双安定性を有するため、中間調表示が難しいという欠点がある。また、通常使用するＳｍＣ*層ではシェブロン層構造をとるためにジグザグ配向欠陥が生じ易いという問題も有している。これらについても高分子中の液晶骨格との相互作用を利用して改善することが可能である。しかし、その相互作用によりチルト角が減少すると共に、応答速度の低下も招いてしまう。また、もともと配向制御が困難であるＦＬＣでさらに均一な配向が得難くなってしまうという問題も生じる。
【００４１】
以上説明した動作モードと異なり、垂直配向型ＡＳＭおよびＭＶＡモードは、基板表面に局所的に設けた配向規制用構造物により傾斜方向を規定する。そのため、ラビング等の界面配向処理プロセスが不要である。また、電圧無印加状態で界面からバルクまで純粋に垂直配向して黒表示を行う。このため、ＴＮモードその他の水平配向モードと比較して、本実施形態によりポリマー構造を形成して配向秩序が乱れたとしても、屈折率異方性の変化によるコントラストの低下は極めて小さい。
【００４２】
しかし、ＡＳＭモードはＭＶＡモードと異なり、分割されたどの表示領域においても基板面方向に傾斜しているとき、上下基板間で９０°程度ねじれた配向状態をとる。そのため、ＭＶＡモードと異なり、上述のＴＮモードと同様に、プレチルト角付与時にねじれ（ツイスト）状態が乱されるという問題を有している。従って、添加量及びバルクに付加するチルト角等に制約が多く、高分子によるプレチルト角付与の効果を最大限に発揮させるのは困難である。また、ツイスト変形が傾斜時に生じること自体も高速応答を妨げている。
【００４３】
以上、光硬化物によるプレチルト角付与技術は、以下の条件を満たすＭＶＡモード等に適用して、唯一最大の効果を発揮することができる。
１．基板表面に局所的に設けた配向規制用構造物により全体の液晶分子の傾斜方向を規定し、液晶分子の傾斜の伝播により応答動作を行う；
２．ネマティック相からなり、ツイスト変形が無く、単純に基板面方向に一軸方向に傾斜する。
【００４４】
ＭＶＡモードのように配向規制用構造物が線状突起等の場合、配向規制用構造物上の液晶分子は線状突起の延伸方向に傾斜する。突起状の液晶分子の傾斜方向が突起延伸方向で１８０°異なる個所は配向の特異点となる。各ドメイン内の液晶分子を配向規制用構造物の延伸方向に対して垂直方向に傾斜させる場合、図７５に示したように特異点の影響が強いと表示領域の配向方向が配向規制用構造物の延伸方向にずれてしまう。このような状態で光硬化物を硬化させてしまうと、ポリマー構造が配向の乱れを重畳するように形成され、コントラストの低下と共に、表示のざらつきが生じる。
【００４５】
これを解決するためには、第１に、配向規制用構造物上の液晶分子の傾斜角が小さく、配向規制用構造物上の液晶分子と間隙部の液晶分子の間で生じる変形を、極角方向寄りのスプレイ変形として光硬化物を硬化すればよい。すなわち、配向規制用構造物上の液晶分子の傾斜角度をθprとしたとき、
０°≦θpr＜４５°
を満たす状態で光硬化物を硬化することにより、良好な配向状態が得られる。
【００４６】
第２に、配向規制用構造物上の液晶分子の傾斜方向が常に一定方向となるようにし、特異点の発生を抑制すればよい。すなわち、配向規制用構造物を境界として分割された領域間の液晶分子の傾斜時における方位角方向のなす角が１８０°とならないような構造であれば、エネルギー的に安定な１方向に配向方向が規定され、間隙部の配向方向を乱す特異点の発生が抑制される。このとき、透過率の点から領域間の液晶分子の傾斜時における方位角方向のなす角は９０°であることが望ましい。
【００４７】
第３に、表示領域の傾斜方向（伝播方向）を大まかに規定する配向規制用構造物の他に、傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子を加えればよい。従来のＭＶＡ方式では、例えば複数の線状突起を平行に配置し、突起間の間隙部の液晶分子を傾斜の伝播により突起の延伸方向と垂直な方向に傾斜させるようにしている。従って、特異点等が発生して突起エッジ近傍の方位角がずれたままに傾斜状態が伝播してしまう。従って、突起間の間隙部に補助的に方位角を上記延伸方向と垂直な方向に規定する配向制御因子を設ければ、配向規制用構造物上の配向状態の影響に左右されずに表示領域において良好な配向状態を得ることができる。
【００４８】
本実施形態を用いることにより、応答動作時における液晶分子の傾斜の伝播過程を排し表示領域全体を同時に傾斜させることができる。また、電界に対する液晶分子の応答性も向上させることができる。特に、配向膜にラビング等の配向処理が施されておらず、電圧印加時における全体的な液晶分子の配向を局所的に設けた配向規制用構造物により規定する液晶表示装置において、極めて高速な応答特性が実現可能となる。
【００４９】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
（実施例１−１）
負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａに大日本インキ（株）製の液晶性モノアクリレートモノマーＵＣＬ−００１−Ｋ１を２．５ｗｔ％添加してＭＶＡセルに注入後、電圧を５．０Ｖ印加しながら紫外線により硬化させた。ここで、配向膜にはポリアミック酸材料の垂直配向膜材料Ｘを用い、上下基板にはシプレイ（株）製のレジストＬＣ−２００により高さ１．５μｍ、幅１０μｍの土手（突起）を間隙３７．５μｍとなるよう交互に設け、セルギャップは４．０μｍとした。駆動モードはノーマリブラックである。
【００５０】
本実施例による応答速度の測定結果を図３に示す。横軸は印加電圧０Ｖから所定電圧を印加した透過率（％）を表しており、縦軸は応答速度（ｍｓ；ミリ秒）を表している。折れ線αは、液晶中に光硬化物を添加していない場合で、折れ線βは、光硬化物を上記の如く２．５ｗｔ％添加した場合を示している。光硬化物を添加していないセルと比較して２倍を大幅に超える改善が得られている。また、暗状態の透過率を大塚電子（株）製の輝度計ＬＣＤ−７０００で測定したところ０．０１７％であり、光硬化物を添加していない場合とほとんど変わらない値が得られた。
【００５１】
（比較例１−１）
正の誘電率異方性を有する液晶材料Ｐに大日本インキ（株）製の液晶性モノアクリレートモノマーＵＣＬ−００１−Ｋ１を２．５ｗｔ％添加してＴＮ液晶セルに注入後、５．０Ｖの電圧を印加しながら紫外線により硬化させた。ここで、配向膜にはポリイミド材料の水平配向膜材料Ｚを用い、上下基板には配向処埋としてラビング処理を施している。駆動モードはノーマリホワイトである。セルギャップは４．０μｍとした。このとき、実施例１−１と同様に暗状態の透過率を大塚電子（株）製の輝度計ＬＣＤ−７０００で測定したところ０．４１％と実施例１−１で示したセルより２０倍を超える透過率が観測された。また、暗状態の透過率が０．１％以下になるためには２Ｖ程度の印加で硬化させる必要があった。
【００５２】
本比較例での応答速度の測定結果を図４に示す。横軸は印加電圧（Ｖ）を表しており、縦軸は応答速度（ｍｓ）を表している。折れ線αは、液晶中に光硬化物を添加していない場合で、折れ線βは、光硬化物を上記の如く２．５ｗｔ％添加した場合を示している。応答速度の改善は２割程度であり実施例１−１と比較するとかなり低かった。
【００５３】
（実施例１−２）
実施例１−１のＭＶＡセルにおいて、５．０Ｖの電圧印加時の配向状態を観察したところ、配向規制用構造物間の間隙部に図７５に示すような、配向規制用構造物上に生じた特異点に起因する配向の乱れが見られた。光硬化時の印加電圧と配向状態の変化を調べたところ、３Ｖの印加までは良好な配向が得られ、３．５Ｖ印加時から配向の乱れが目立ち始めた。
【００５４】
次に配向膜材料をポリアミック酸材料の垂直配向膜材料Ｙに変更して同様の実験を行ったところ、３．５Ｖ印加までは良好な配向が得られた。
【００５５】
これらのセルにおけるポリマー形成前における配向規制用構造物上の液晶分子の傾斜角と透過率（印加電圧で示している）との関係を図５に示す。横軸は印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は傾斜角（ｄｅｇ）を表している。図中、折れ線αは、配向膜が垂直配向膜材料Ｘであり、折れ線βは配向膜が垂直配向膜材料Ｙである。図５から明らかなように、配向の乱れを生じさせるか否かの境界はおよそ傾斜角４５°であることが確認された。
【００５６】
（実施例１−３）
図６は本実施例によるＭＶＡセルの概略構成を示している。図６（ａ）は基板面に向かって見た状態を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。本実施例のＭＶＡセルは、表示領域の傾斜方向（伝播方向）を大まかに規定する配向規制用構造物４、６の他に、傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子５を追加した構造を有している。
【００５７】
図６において、所定のセルギャップで対向して貼り合わされた２枚のガラス基板１、２間に液晶層３が封止されている。対向する２枚の基板１、２の対向面にはそれぞれＩＴＯからなる透明電極（共に不図示）が形成されている。基板１の透明電極上には、７０μｍピッチで平行に配置された複数の線状突起状の配向規制用構造物４が形成されている。一方、基板２の透明電極上には、配向規制用構造物４と同一のピッチで、配向規制用構造物４と半ピッチずれて配置された複数の線状突起状の配向規制用構造物６が形成されている。配向規制用構造物４、６の幅は１０μｍであり、高さは１．５μｍである。
【００５８】
配向規制用構造物４間の間隙部には、高さ０．３μｍの配向制御因子５が８μｍピッチで隣接する配向規制用構造物４間に張り渡されている。液晶層３には、実施例１−１と同様の液晶性モノアクリレートモノマー混合液晶を入れ、５．０Ｖ印加しながら紫外線硬化させた。不図示の配向膜には垂直配向膜材料Ｘを用い、配向規制用構造物４、６及び配向制御因子５の形成材料は、全てシプレイ（株）製のレジストＬＣ−２００である。また、セルギャップは４．０μｍである。
【００５９】
実施例１−１と同様に、主である１．５μｍの配向規制用構造物４、６上に特異点が発生している状態で硬化したにもかかわらず、図７５に示すような表示領域の配向乱れは生じていなかった。なお、配向規制用構造物４、６間の間隙部の液晶分子の傾斜方向は実施例１−１と同様であった。
【００６０】
（実施例１−４）
図７は本実施例によるＭＶＡセルの概略構成を基板面に向かって見た状態を示している。図７において、所定のセルギャップで対向して貼り合わされた２枚のガラス基板１、２間に液晶層３（不図示）が封止されている。対向する２枚の基板１、２の対向面にはそれぞれＩＴＯからなる透明電極が形成されている。例えば基板１側の透明電極７には電極材料を一部を抜いたスリット部８、９が設けられている。長方形のセルの各対向辺の中点を結ぶ十字状で幅５μｍのスリット部８が配向規制用構造物４として機能し、スリット部８から斜め４５°方向に延びて幅３μｍのスリット部９がピッチ８μｍで複数形成されており、これらが傾斜時の方位角方向の乱れを抑える補助的な配向制御因子として機能する。
【００６１】
この基板１とＩＴＯがほぼ全面に形成された基板２と貼り合わせたセルを作製し、実施例１−１と同様の液晶性モノアクリレートモノマー混合液晶を封止して、５．０Ｖの電圧を印加しながら紫外線硬化させた。配向膜には垂直配向膜材料Ｘを用いている。セルギャップは４．０μｍである。
【００６２】
電圧印加時に間隙部の液晶分子は、細いスリット部９の延伸方向と平行な方向に傾斜しており、太いスリット部８を境に４つのドメインが形成される。このとき、スリット部８上には十字形状の中心部に特異点が１つできるだけで、他の個所に特異点は観察されなかった。紫外線による硬化後において、図７５に示すような配向乱れは生じていなかった。
【００６３】
本実施形態を用いることにより、全階調において極めて高速な応答特性を良好な配向状態を維持したまま実現することが可能となる。
【００６４】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置を図８乃至図１８を用いて説明する。本実施の形態は、突起状構造物あるいは透明電極のスリット部等の配向規制用構造物の延伸方向に対して液晶分子が０°又は４５°方向に傾斜し、且つ光又は熱硬化による液晶骨格又は非液晶骨格により液晶分子の配向を規制する液晶表示装置に関する。
【００６５】
垂直配向型のＬＣＤは、配向規制用構造物を利用したＭＶＡ−ＬＣＤが実用化されているが、突起状構造物周辺における液晶分子の配列の乱れに起因する光透過率の低下が問題となっている。この欠点を改善するため、日本国特許庁に出願された特許出願（特願２０００−６０２００号）において特異点制御型液晶表示装置が提案されている。特異点制御部を形成して液晶の特異点の位置を制御することにより液晶分子の配向乱れを防止し、光透過率の低下を抑えている。実施例として十字型の突起あるいは電極スリット部等の特異点制御部が提案されている。また、光透過率を改善する他の方法として、透明電極に微細なスリット部を形成し、当該スリット部に対して液晶分子を平行に傾斜させて配向乱れを防止し、光透過率の低下を防ぐ方法も提案されている。
【００６６】
しかしながら、上記の十字型の突起あるいは電極スリット部や、微細突起あるいは微細電極スリット部は、通常のＭＶＡ−ＬＣＤに比べて輝度は改善されるが、応答時間が著しく遅くなるという問題が生じる場合がある。以下に応答時間が遅くなる理由を説明する。
【００６７】
図８乃至図１３は、配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示している。各図（ａ）、（ｃ）は、対向配置された２枚の基板１、２間に封止された液晶分子１０の状態を基板面法線方向に切った断面で示している。各図（ｂ）、（ｄ）は、基板面法線方向に沿って見た液晶分子１０の状態を示している。また、各図（ａ）、（ｂ）は、基板１、２の対向面に形成された透明電極１１、１２間の電位差がゼロの電圧無印加状態を示し、各図（ｃ）、（ｄ）は電圧印加状態を示している。
【００６８】
まず図８において、透明電極１２には、スリット部８が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、スリット部８近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく（図８（ｃ）参照）。図８（ｄ）に示すように、傾斜の方位はスリット部８の延伸方向にほぼ直交する。
【００６９】
同様に、図９において、透明電極１２には、線状突起の配向規制用構造物４が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、構造物４近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく（図９（ｃ）参照）。図９（ｄ）に示すように、傾斜の方位は構造物４の延伸方向にほぼ直交する。
【００７０】
配向乱れを制御する十字型の突起あるいはスリット部、あるいは微細電極スリット部においては、隣り合った突起、あるいはスリット部間の距離が近いため、傾斜した液晶分子がぶつかり合い、液晶分子の傾斜方向が変化していく。例えば、図１０において、透明電極１２には、スリット部８が形成されている。スリット部８に直交して透明電極１１にスリット部８'が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、スリット部８、８'近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく（図１０（ｃ）参照）。図１０（ｄ）に示すように、液晶分子１０の傾斜の方位は、スリット部８、８'の延伸方向に対し４５°方向になる。この傾斜方向の変化に時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７１】
同様に、図１１において、透明電極１２には、線状突起の構造物４が形成されている。構造物４に直交して透明電極１１に線状突起の構造物４'が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、スリット部８、８'近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく（図１１（ｃ）参照）。図１１（ｄ）に示すように、液晶分子１０の傾斜の方位は、構造物４、４'の延伸方向に対し４５°方向になる。この傾斜方向の変化に時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７２】
図１２において、透明電極１２には、微細スリット部９が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、スリット部９近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく。図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に示すように、傾斜の方位はスリット部９の延伸方向に平行になる。この傾斜方向の変化に時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７３】
同様に、図１３において、透明電極１２には、微細線状突起の配向制御因子５が形成されている。電極１１、１２間に電圧が印加されると、配向制御因子５近傍の液晶分子１０が傾斜し始め、液晶分子１０の傾斜が全体に広がっていく（図１３（ｃ）参照）。図１３（ｄ）に示すように、傾斜の方位は配向制御因子５の延伸方向に平行になる。この傾斜方向の変化に時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７４】
また、広視野角を実現するため、異なる２方向に向く微細スリット部９や配向制御因子５を各画素内に設ける場合がある。この場合には、方向の異なる微細スリット部９や配向制御因子５の領域の境界において液晶分子が安定に配向するのに時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７５】
以上の問題点に対して、本実施の形態では、液晶組成物に光あるいは熱硬化性成分を混入して液晶パネルに注入し、一定の電圧印加の下で光あるいは熱を加えて、液晶中に光あるいは熱硬化性成分の硬化物で３次元構造を作り込むようにしている。
【００７６】
ＭＶＡ−ＬＣＤでは突起あるいは電極スリット部近傍を除くと液晶分子は垂直に配向している。従って、印加電圧が変化した瞬間は液晶分子の倒れる方向が定まらず何れの方向にも倒れることができない。これに対し突起あるいは電極スリット部を設けると、電圧印加と共に近傍の液晶分子が突起あるいは電極スリット部の延伸方向に垂直する方向に傾斜し始め、当該傾斜が順次隣接する液晶分子に伝播してドメイン内の液晶分子を同一方向に傾斜させる。
【００７７】
図１４は、十宇型の突起構造物４が一方の基板１に形成されている液晶パネルを基板面法線に沿って見た状態を示している。図１４（ａ）は、電圧印加直後の状態を示している。構造物４近傍の液晶分子１０は、構造物４の延伸方向に直交する方向に傾斜を開始するが（以下、伝播過程という）、９０°異なる２方向から液晶分子１０の傾斜が伝播するため、結局、図１４（ｂ）に示すように、構造物４の延伸方向に対して４５°の方位に液晶が傾斜することになる（以下、再傾斜過程という）。この傾斜方向の変化に時間を要するため、応答時間が著しく遅くなる。
【００７８】
以上図８乃至図１４を用いて説明したように、液晶に電界が印加されてから、液晶分子１０が一斉に最終的な方位に向かって最小の動きで応答するわけではないので応答速度が遅くなる。そこで、予めコントラストが低下しない程度に液晶分子１０を電圧印加後の配列の方向に倒しておく。このことにより、伝播過程と再傾斜過程がなくなり、電圧印加後から液晶分子１０が一斉に最終的な配列に向かって動くので応答時間を短くすることができる。なお、十分なコントラストを得るためこの傾斜角は基板１、２面から測って８５°以上の角度があることが望ましい。
【００７９】
予め液晶分子１０を傾斜させる方法として、光硬化性あるいは熱硬化性のモノマーを液晶に添加し、当該モノマーの重合によって硬化物を形成する。予め０．１ｗｔ％（重量パーセント）から３ｗｔ％の光あるいは熱硬化型液晶又は非液晶樹脂成分を液晶に混入させて液晶パネルに注入し、一定の電圧を印加しながら、液晶パネルに光あるいは熱を加えて樹脂成分を硬化させる。液晶樹脂近傍の液晶分子１０は電圧が印加された状態を記憶するので、前述のように応答時間を改善することができる。
【００８０】
微細電極スリット部９の場合、伝播過程はほとんどないが、異なる方向を向いたスリット部９の境界において、電圧印加直後は液晶分子１０の傾斜方向は２方向が可能なため、液晶の配列が乱れる。最終的には１方向に安定するがこの再配列が応答時間を長くしている。予め光あるいは熱硬化型液晶樹脂により液晶配列の最終状態の方向に液晶分子１０を傾けておけば、電圧印加直後における液晶分子１０の配列の乱れを防ぎ、応答を改善することができる。
【００８１】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
（実施例２−１）
対角１５インチサイズのＸＧＡ液晶パネルを試作した。図１５は、当該液晶パネルの３画素分を基板面法線に沿って見た状態を示している。例えば基板１側に不図示のＴＦＴと透明電極（画素電極）７を形成し、画素電極７上に所定ピッチで配置された格子状突起構造物４を形成する。対向する基板２側には遮光膜１３及び不図示のカラーフィルタ及び対向電極を形成する。また、当該対向電極上に格子状突起構造物４と同一のピッチを有し、格子状突起構造物４と半ピッチずれて配置される格子状突起構造物６を形成する。
【００８２】
不図示の配向膜には垂直配向膜材料Ｘを用いている。構造物４、６はシプレイ（株）製レジストＬＣ−２００により形成している。液晶は負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａに大日本インキ（株）製の液晶物アクリレートモノマーＵＣＬ−００１を添加し、注入後電圧を印加しながら、紫外線を照射した。
【００８３】
一方、比較例として、液晶に光あるいは熱硬化性成分を添加しない液晶パネルを試作した。図１６は本実施例の液晶パネルと比較例の液晶パネルとを比較するグラフである。横軸は透過率を表し、縦軸は応答時間（ｍｓ）を表している。図中実線が本実施例による液晶パネルであり、破線は比較例にかかる液晶パネルである。図１６から明らかなように、本実施例によれば、全ての透過率の範囲で短い応答時間が得られており応答特性は著しく改善された。
【００８４】
（実施例２−２）
対角１５インチサイズのＸＧＡ液晶パネルを試作した。図１７は、当該液晶パネルの３画素分を基板面法線に沿って見た状態を示している。例えば基板１側に不図示のＴＦＴと透明電極（画素電極）７を形成し、画素電極７に図示のような微細スリット部９を形成する。対向する基板２側には遮光膜１３及び不図示のカラーフィルタ及び対向電極を形成する。
【００８５】
不図示の配向膜には垂直配向膜材料Ｘを用いた。液晶は負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａに大日本インキ（株）製の液晶物アクリレートモノマーＵＣＬ−００１を添加し、注入後電圧を印加しながら、紫外線を照射した。
【００８６】
一方、比較例として、液晶に光あるいは熱硬化性成分を添加しない液晶パネルを試作した。図１８は本実施例の液晶パネルと比較例の液晶パネルとを比較するグラフである。横軸は透過率を表し、縦軸は応答時間（ｍｓ）を表している。図中実線が本実施例による液晶パネルであり、破線は比較例にかかる液晶パネルである。図１８から明らかなように、本実施例によれば、全ての透過率の範囲で短い応答時間が得られており応答特性は著しく改善された。
【００８７】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置について図１９乃至図２２を用いて説明する。上記従来技術において既に説明したＭＶＡ−ＬＣＤの突起状構造物周辺における液晶分子の配列乱れに起因する光透過率の低下や、電圧印加時の突起状構造物より伝播される液晶分子の傾斜方向の規制が遅いことに起因する低い応答速度等を改善するため、液晶中にポリマー構造を形成して電圧印加状態で固化することにより液晶の傾斜方向を予め規制し、配向乱れの防止や高速化を実現する方法について第１及び第２の実施の形態で説明した。
【００８８】
第１及び第２の実施の形態による方法で配向乱れの防止や高速応答を実現するには、固化した後の液晶分子の傾斜角（平均プレチルト角；基板法線方向に並ぶ液晶分子のプレチルト角の平均値；なお、プレチルト角は基板面から基板法線に向かって測った角度である）を小さくする必要がある。ところが平均プレチルト角を小さくすると電圧無印加時でも黒輝度が上がってしまい、ＭＶＡ−ＬＣＤの最大の特徴の一つである高コントラストが実現できなくなる。
【００８９】
そこで、本実施の形態では、硬化物によるポリマー構造形成時に、液晶パネルの上からマスキングを施し、特に必要な部分だけ部分的にプレチルト角の小さい低プレチルト領域として固化し、残りの領域は垂直配向のままとなるようにした。
【００９０】
配向乱れの生じる部分や突起状構造物上あるいはバスライン電極上のみを電圧印加状態で固化することにより、液晶の配向乱れを防止すると共に液晶分子の傾斜方向の伝播を円滑にすることができる。また、低プレチルト領域のセル全体面積に対する割合は小さく、また、殆どが遮光領域内に形成されるため、コントラストの低下は生じない。
【００９１】
また、低プレチルト領域を一定間隔で形成すると、当該領域による配向規制力が残りの高プレチルト領域にも伝播し、電圧印加時の高プレチルト領域の液晶分子の動きも円滑にすることができる。これにより、高コントラストを保持したままで、液晶の配向乱れの防止及び応答速度の高速化が実現できる。
【００９２】
以下、具体的実施例を用いて説明する。
図１９は本実施形態による液晶パネル構造を示す断面図である。所定のセルギャップで対向する一対の対向基板１、２の対向面に透明電極１１、１２が形成されている。透明電極１１、１２間には液晶が封止されている。透明電極１２には複数のスリット部８（図では１本のみ図示している）が所定ピッチで形成されている。透明電極１１上には複数の線状突起の配向規制用構造物４がスリット部８と同一ピッチで、且つスリット部８に対して半ピッチずれて形成されている。
【００９３】
配向規制用構造物４及びスリット部８近傍は、硬化物によるポリマー構造形成により低プレチルト領域１４となり、残りの領域は液晶分子１０がほぼ垂直配向を維持した高プレチルト領域１５となる。このように、電圧無印加時においても低プレチルト領域１４で液晶分子１０を僅かに傾斜させておくと、電圧印加直後の液晶分子１０の傾斜方向が予め決まっているため、当該傾斜の伝播は速く、且つ液晶分子の配向乱れを生じない。
【００９４】
次に、図１９に示した液晶パネル構造における低プレチルト領域１４と高プレチルト領域１５の製造方法について図２０を用いて説明する。図２０（ａ）は液晶パネルに紫外光（ＵＶ光）を照射する際に用いるマスクＭの一部平面を示している。マスクＭの所定位置に開口Ｏが設けられている。図２０（ｂ）は、マスクＭを用いてＵＶ光を液晶パネルＰに照射している状態を示している。
【００９５】
液晶パネルＰには、光硬化樹脂として大日本インキ（株）製の液晶性アクリレートモノマーＵＣＬ−００１の１ｗｔ％がホスト液晶に添加されている。液晶パネルＰの液晶を挟む電極間に例えば６Ｖの電圧を印加して、位置合わせ済みのマスクＭを介してＵＶ照射した。マスクＭの開口Ｏを通してＵＶ光が液晶パネルＰの所定位置に照射される。これにより、所定位置で低プレチルト領域１４が形成される。
【００９６】
次いで、液晶を挟む電極間を短絡してから、図２０（ｃ）に示すように全面にＵＶ照射する。これにより、図２０（ｄ）に示すように低プレチルト領域１４以外に高プレチルト領域１５が形成される。
【００９７】
図２１は、本実施の形態による液晶パネル構造の他の例であって、隣接した２つの液晶セルを基板面に向かってみた状態を示している。例えば基板１側に不図示のＴＦＴと画素電極７を形成する。対向する基板２側には遮光膜１３及び不図示のカラーフィルタ及び対向電極を形成する。基板１、２間には光硬化性樹脂を含んだ液晶が封止されている。
【００９８】
光硬化物をＵＶ光で固化する際に用いる不図示のフォトマスクＭは、開口Ｏがストライプ状に形成されている。このマスクＭを用いて液晶セルをＵＶ照射することにより、図２１に示すように、画素電極７の端辺に対して斜めに比較的細い幅で延びる低プレチルト領域１４が形成される。低プレチルト領域１４間に高プレチルト領域１５が形成されている。
【００９９】
高プレチルト領域１５の液晶分子は８９°のプレチルト角を有している。低プレチルト領域１４の液晶分子は、液晶に５Ｖの電圧を印加した状態でのＵＶ照射により、８５°のプレチルト角となっている。この構造にすることにより、画素電極７と不図示の対向電極との間に電圧を印加すると、高プレチルト領域１５の液晶分子が、低プレチルト領域１４に予め規定された方向に円滑に動くため、高速動作が可能になると共に画素内構造物の凸凹や横電界等に起因する液晶の配向乱れが低減される。なお、高プレチルト領域１５での平均プレチルト角は８８°以上が望ましく、低プレチルト領域１４での平均プレチルト角は、４５°以上８８°以下であることが望ましい。
【０１００】
従来のＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、黒から暗い中間調への階調変化では印加電圧の変化量が少なくて液晶中の電界強度の変化が小さいため、液晶分子の傾きの伝播速度は低下する。本実施形態によれば、この伝播速度の低下を改善する効果も期待できる。低プレチルト領域１４は閾値電圧が低下するため、低電圧印加時は低プレチルト領域１４が先に応答する。低プレチルト領域１４の面積割合は小さいので、低プレチルト領域１４がある程度明るくなっても全体輝度は低いままである。つまり全体としては低輝度状態だが、低プレチルト領域１４は高速応答してある程度の高輝度になっている。このように、低プレチルト領域１４の応答がセル全体の応答となるので低階調でも高速応答させることができるようになる。なお、８８°以上の平均プレチルト角となる高プレチルト領域１５の面積はセル全体の２０％以上であることが望ましい。
【０１０１】
図２２は、本実施の形態による液晶パネル構造のさらに他の例と比較例とを示しており、液晶パネルの２画素分を基板面法線に沿って見た状態を示している。例えば基板１側に不図示のＴＦＴと画素電極７を形成し、画素電極７上に所定ピッチで配置された格子状突起構造物４を形成する。対向する基板２側には遮光膜１３及び不図示のカラーフィルタ及び対向電極を形成する。また、当該対向電極上に格子状突起構造物４と同一のピッチを有し、格子状突起構造物４と半ピッチずれて配置される格子状突起構造物６を形成する。
【０１０２】
比較のため図中左側に本実施形態のセルを作製し、右側には従来構造のセルを作製した。まず、右側の従来構造のセルにおいて、電圧無印加時では液晶分子は垂直配向している。電圧印加状態では液晶は格子状突起構造物４の突起の壁に垂直に配向しようとし、やがて格子と４５°をなす方向に変化する。このため、格子状突起構造物４、６を有する構造は非常に応答速度が遅く、また液晶の配向乱れを生じ易い。
【０１０３】
これに対し当該問題を改善したのが左側のセルであり、格子状突起構造物４、６周辺に低プレチルト領域１４が形成されている。つまり、格子状突起構造物４、６で囲まれた各領域の周辺部に低プレチルト領域１４が形成され、高プレチルト領域１５を囲い込んでいる。そして、低プレチルト領域の液晶分子１０は、格子の延伸方向に対して４５°の方位で整列して傾斜している。これにより、電圧印加時には全面の液晶分子１０が円滑に４５°方向に傾斜するので高速応答が可能になると共に液晶分子の配向乱れが防止される。また、電圧無印加時に傾斜している液晶分子１０は、格子状突起構造物４、６近傍のみであるのでコントラストの低下も大幅に軽減される。
【０１０４】
低プレチルト領域１４は、上述のようにストライプ状もしくは格子状に分割されて形成されているだけでなく、高プレチルト領域（例えば平均プレチルト角が８８°以上）中に、低プレチルト領域が点在するように形成されていてもよい。
【０１０５】
また、低プレチルト領域１４は、線状突起や突起格子等の構造物４、６及びその近傍、あるいはスリット部８、９及びその近傍に限定的に形成するようにしてももちろんよい。
【０１０６】
また、図示は省略したが、液晶パネルに形成されたゲートバスライン上やデータバスライン上、あるいは補助容量バスライン上に、低プレチルト領域１４を形成してももちろんよい。
【０１０７】
また、フォトマスクＭは複数の透過率を有する複数の領域に分割されており、液晶パネルＰ全面に所定の電圧を加えた状態で所定の時間マスク露光を行うことにより、複数の平均プレチルト角を有する複数の領域を同時に得るようにしてももちろんよい。
【０１０８】
また、液晶組成物に含まれる光硬化性モノマーの濃度は０．３ｗｔ％〜３ｗｔ％であることが望ましい。
【０１０９】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置を図２３乃至図３４を用いて説明する。ＭＶＡ−ＬＣＤでは、配向分割を実現する配向規制用構造物の存在により、液晶セルに電圧を印加すると、複数の単方向配向領域（ドメイン）が形成される。ドメインごとに液晶方位が異なるため、その境界部（ドメインウォール）では、連続的な液晶方向の遷移が発生する。基板面内方向で液晶方位が回転する遷移（面内遷移）がある場合、上下基板にクロスニコルの関係で配置された偏光板の一方の偏光軸と一致する微小領域では、入射光は複屈折を受けないため暗表示となる。また、面内遷移では、ドメイン内方の液晶方位とドメインウォールの液晶方位が異なるため、ドメイン内方の液晶方位に理想方位からのズレ（以下、本実施形態ではφブレという）が生じ、透過率のロスが発生する。
【０１１０】
図２３は従来のＭＶＡ−ＬＣＤの概略の断面構造を示している。図２３は、対向基板１、２の対向面に電極１１、１２が形成され、電極１１、１２間に多数の液晶分子１０からなる液晶層が形成されている状態を示している。基板１、２の外側にはそれぞれ２枚の偏光板（共に不図示）がクロスニコルに配置されている。電極１２上には配向規制用構造物として例えば幅ｄ＝１０μｍで高さｄｈ＝１．２μｍの線状突起４が形成されている。
【０１１１】
この構成によれば、線状突起４の両側で液晶方位が１８０°異なる２つのドメインが形成されるが、図示のようにドメインウォールで面内遷移が発生して、方位角（基板面に向かって見たときの液晶分子長軸の向く角度）が４５°方位となる液晶分子１０ａ、１０ｂが存在する。線状突起４の延伸方向（図中、紙面に垂直方向）を基準として４５°方位にクロスニコルに偏光板を配置した場合には、液晶分子１０ａ、１０ｂ近傍は複屈折を生じないため暗表示となり、線状突起４の延伸方向の両側に通常２本の暗線が発生する。また、ドメイン内方の液晶分子１０ｄの方位角とドメインウォールの液晶分子１０ｃの方位角が９０°異なるため、ドメイン全体にφブレが生じて透過率ロスが発生する。このように、従来構造では、２本の暗線とφブレの存在による透過率の低下が、高輝度化を妨げる大きな要因となっている。
【０１１２】
応答速度に関して、ＭＶＡ−ＬＣＤは優れた特性を有している。しかし、唯一中間調の応答のみ遅いという問題がある。配向方向を規定する領域が、配向規制用構造物上のみであるため、ドメイン全体に亘って液晶傾斜の伝播が生じる。伝播速度は、配向規制用構造物上に生じる電界の勾配の大きさに依存する。よって、中間調では、配向規制体上の電界勾配が緩やかであるため伝播速度が小さく、結果として応答速度は遅くなる。
【０１１３】
また、ドメイン内のφブレは、応答速度にも影響を及ぼす。ドメインウォールの配向規制用構造物の延伸方向に傾いた液晶分子（例えば、図２３の液晶分子１０ｃ〜１０ａ、あるいは１０ｃ〜１０ｂ）により、ドメインの液晶分子１０の方位角にズレが発生する。応答過程において、全ての液晶分子１０が傾斜した時点では、任意のズレを持った領域が発生し混在するため、安定したドメイン群が形成される課程が発生する。結果として、全ての液晶分子１０が傾斜する時間に加え、ドメイン内が安定する時間が必要となるので、応答は遅くなってしまう。特に、急激な変化を伴う全黒から全白への応答は、一時的なφブレが発生し易い傾向にある。
【０１１４】
図２４は、従来のＭＶＡ−ＬＣＤの別の断面構造例を示している。図２３に示した電極１２上に形成された線状突起４に代えて、配向規制用構造物として電極１２の電極材を抜いたスリット部８を設けた点以外は図２３に示す構造と同一である。スリット部８は、線状構造物４と同様に機能し、図２４に示すＭＶＡ−ＬＣＤも上述と同様の２本の暗線とφブレが生じる問題を有している。
【０１１５】
本実施の形態では、暗線の狭小化と、φブレの低減あるいは回避に有効であり、配向規制用構造物による電界勾配をより急峻にする配向規制用構造物を用いることにより、ＭＶＡ−ＬＣＤの高輝度化、高速応答化を実現する。
【０１１６】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
（実施例４−１）
図２５乃至図３０に本実施形態の実施例を示す。
図２５に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、配向規制用構造物を線状突起４に代えて線状突起１６にした点を除き図２３に示す構造と同様である。線状突起１６は、延伸方向に沿って頂点近傍が複数の微細な凹凸部を有している。線状突起１６の断面形状は、幅ｄ＝１０μｍで高さｄｈ＝２μｍの土手形状の上部中央が凹んだ二山形状になっている。二山間の距離ｄ１＝３μｍ、低部から二山間の谷間までの高さｄ２＝１μｍである。
【０１１７】
図２６に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、配向規制用構造物をスリット部８に代えてスリット部１７にした点を除き図２４に示す構造と同様である。スリット部１７は、延伸方向に微細なストライプ状電極１８を有している。ストライプ状電極１８は、スリット部幅ｄ＝１０μｍの中央に幅ｄ３＝２．５μｍで形成されている。
【０１１８】
線状突起１６を７０μｍピッチで基板２の電極１２上に形成し、全面に不図示の配向膜を０．０５μｍの厚さに形成した。一方、ストライプ状電極１８を有するスリット部１７を７０μｍピッチで基板１の電極１１上に形成し、全面に不図示の配向膜を０．０５μｍの厚さに形成した。
【０１１９】
次いで、上下基板１、２で線状突起１６とスリット部１７とが交互に半ピッチずれて配置されるように貼り合わせてから液晶を注入し、セルギャップ４．０μｍのＭＶＡセルを作成した。線状突起１６、配向膜、液晶分子１０は、それぞれポジ型レジスト（Ｓ１８０８；シプレイ・ファー・イースト（株）製）、垂直配向膜材料Ｘ、負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａを用いた。
【０１２０】
比較例として、図２３に示す線状突起４が基板１側に所定ピッチで形成され、図２４に示すスリット部８が線状突起４と半ピッチずれて基板２側に形成されたＭＶＡセルを作成した。従来型ＭＶＡセルは、線状突起及びスリット部の断面形状を除いて、本実施例のＭＶＡセルと同様の条件で作製されている。
【０１２１】
図２７及び図２８は、本実施例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に表している。図中上下基板１、２は図示を省略している。図２７左側の電極１２上に線状突起１６が配置され、右側にはスリット部１７が配置されている。図２８は、図２７の構成において両電極１１、１２間に所定の電圧を印加したときの電圧分布を等電位線で示している。図から明らかなように、線状突起１６上部で等電位腺は中央に極大値を有しその左右で極小値を持つように変化している。同様にスリット部１７下部で等電位腺は中央に極小値を有しその左右で極大値を持つように変化している。すなわち、延伸方向に沿って頂点近傍が垂直方向に複数の微細な凹凸部を有す線状突起１６及びスリット部１７の頂上部には、ドメインウォールを挟む両ドメインに隣接して微小ドメインが局所的に形成される。
【０１２２】
一方、図２９及び図３０は、比較例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に表している。図の構成は図２７及び図２８とそれぞれ同一である。図２９左側の電極１２上に線状突起４が配置され、右側にはスリット部８が配置されている。図３０は、図２９の構成において両電極１１、１２間に所定の電圧を印加したときの電圧分布を等電位線で示している。図から明らかなように、線状突起４上部及びスリット部８下部で等電位腺は１つの極値を有するのみである。このように、線状突起４上部及びスリット部８下部での等電位腺が極値を１つしか有さないため、図２３及び図２４に示したような１８０°の面内遷移が発生する。
【０１２３】
これに対し、本実施の形態によれば、線状突起１６頂上部の凹凸部あるいはスリット部１７のストライプ状電極１８により、線状突起１６上あるいはスリット部１７上には複数の微小ドメインが局所的に形成される。この微小ドメインは線状突起１６上あるいはスリット部１７上の液晶分子を延伸方向に沿って傾斜させるように機能する。従って、本実施の形態の構成によれば、線状突起１６上あるいはスリット部１７上の液晶分子には従来よりも強い配向規制力で延伸方向に沿って傾斜する。これにより、従来の１８０°の面内遷移が２つの９０°の液晶方位角遷移に分割され、隣接ドメイン間の液晶方位角の角度差が小さくなる。結果として、ドメインウォールの遷移長は短くなり、暗線の狭小化が実現される。
【０１２４】
なお、本実施の形態による配向規制用構造物としての線状突起１６上部の凹凸の数、あるいはスリット部１７のストライプ状電極１８の数が多いほど、ドメイン間に形成される微小ドメインの配向規制力が強くなると共に、微小ドメインが隣接ドメインから受ける歪みが小さくなる。結果として、ドメインウォールの遷移長は、線状突起１６上部の凹凸の数、あるいはスリット部１７のストライプ状電極１８の数が多いほどより短くなり、暗線のさらなる狭小化が実現される。
【０１２５】
また、線状突起１６やスリット部１７の延伸方向に液晶分子が傾斜している微小ドメインの安定性が高まるため、一時的なφブレが軽微になり、より優れた応答特性が得られる。
【０１２６】
本実施例のＭＶＡセルによれば、比較例の従来ＭＶＡセルに対して透過率が１０％以上改善し、暗線幅は比較例に対して２０％以上細くなることが確認できた。また、応答特性に関しても、問題となっている中間調の応答が、比較例より１０％以上速くなっていることが確認できた。
【０１２７】
本実施例による構成をまとめると、所定のセルギャップで対向配置された一対の基板１、２と、一対の基板１、２の対向面にそれぞれ形成された電極１１、１２と、配向規制用構造物として、延伸方向に沿って頂上近傍に形成された凹凸部を備え電極１１又は１２上に配置される線状突起１６と、電極１１又は１２の電極材の一部を抜いて形成され延伸方向にストライプ状電極１８を備えたスリット部１７との少なくともいずれか一方と、一対の基板１、２間に形成された垂直配向膜と、垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層とを有している。
【０１２８】
（実施例４−２）
図３１乃至図３３に本実施形態の実施例を示す。
図３１に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、図２４に示したＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、従来のスリット部８直上の対向基板に導電性線状突起１９を形成し、スリット部８及び導電性線状突起１９の組合せにより配向規制用構造物を構成している。それ以外の構成は図２４に示したＭＶＡ−ＬＣＤと同様である。導電性線状突起１９の断面形状は、幅ｄ＝５μｍで高さｄｈ＝２μｍの一山の土手形状になっている。導電性線状突起１９の稜線がほぼスリット部８の中央に位置するように両者は配置されている。
【０１２９】
導電性線状突起１９は、基板１、２上の電極１１、１２を形成する前に予め所定の幅及び高さを有する絶縁体の線状突起を形成し、次いで全面に電極材料を形成してパターニングすることにより作製される。導電性線状突起１９は７０μｍピッチで基板１、２上に設けている。また、隣接する導電性線状突起１９間のほぼ中央の電極１１、１２に抜き領域を形成してスリット部８を配置した。次いで、全面に不図示の配向膜を０．０５μｍの厚さに形成した。
【０１３０】
次いで、一方の基板の導電性線状突起１９と他方の基板のスリット部８とが対向するように両基板１、２を貼り合わせてから液晶を注入し、セルギャップ４．０μｍのＭＶＡセルを作成した。配向膜及び液晶材料は、実施例４−１と同一である。導電性線状突起１９は、ポジ型レジストにより絶縁性構造物を作成した上に透明導電膜を形成することで作製した。
【０１３１】
図３２及び図３３は、本実施例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に表している。図中上下基板１、２の図示は省略している。図３２左側の電極１２上にスリット部８が配置され、それに対向する位置に導電性線状突起１９が形成されている。図３２右側に示す構成については次の実施例で説明するのでここでは説明しない。図３３左側は、図３２の構成において両電極１１、１２間に所定の電圧を印加したときの電圧分布を等電位線で示している。図から明らかなように、導電性線状突起１９とスリット部８とを直線的に結ぶ領域内では、上下基板１、２間に生じる電界がより弱くなる。従って、電極１１、１２間に電圧が印加されても、導電性線状突起１９とスリット部８間に存在する液晶分子は、傾斜するだけの充分な電界がかからないため、導電性線状突起１９及びスリット部８の延伸方向に沿って傾斜することなく垂直配向したままとなる。これにより、本実施例におけるドメインウォール近傍の液晶分子は、導電性線状突起１９及びスリット部８の延伸方向にほぼ直交する面内で極角が順次変化する垂直遷移で傾斜する。つまり、ドメインウォールでの液晶遷移は、方位角が一定の状態で、極角が０°から垂直に近づき、中央部の垂直に配向する液晶分子を経て、方位角が１８０°反転する変位となる。
【０１３２】
従来スリット部構造と比較して、構造物上に発生する電界傾斜が急峻となり、構造物上の液晶分子は、面内遷移より垂直遷移の方がエネルギー的に安定となる。垂直遷移では、配向規制体の伸長方向を基準として４５°方位にクロスニコルに偏光板を形成した場合、構造物上の暗線は２本から１本となる。これは、入射光の方位と液晶方位が一致する領域はなく、中央部の液晶が垂直になっている複屈折を受けない領域のみが暗線となるからである。また、線状突起の延伸方向に倒れる液晶分子が存在しないため、ドメイン全体の液晶方位は理想的な方位となりφブレが発生しない。結果として、ドメインウォール上の暗線が２本から１本になることで透過率ロスが低減すると共に、φブレが回避され、高輝度化が実現される。また、電極スリット部と導電性構造物により配向規制用構造物上の電界勾配はより急峻になるため、ドメインの液晶傾斜の伝播速度が大きくなり、より優れた応答特性が得られる。
【０１３３】
本実施例のＭＶＡセルによれば、比較例の従来ＭＶＡセルに対して透過率が２０％以上改善し、暗線幅は比較例に対して２０％以上細くなることが確認できた。ドメインでのφブレも解消されており、比較例のドメインのみの透過率と比較して、１０％以上透過率が改善されており、ほぼ理想的な値となっていることが確認できた。また、応答特性に関しても、問題となっている中間調の応答が、比較例より１０％以上速くなっていることが確認できた。
【０１３４】
（実施例４−３）
図３２乃至図３４に本実施形態の実施例を示す。
図３４に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、図３１に示したＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、スリット部８に代えて、図２６に示したスリット部１７を設けた点以外は図３１に示したＭＶＡ−ＬＣＤと同様である。但し、スリット部１７の幅ｄは、図２６に示したものより長く、本実施例ではｄ＝２２．５μｍであり、スリット部１７中央部のストライプ状電極の幅ｄ３＝２．５μｍである。
【０１３５】
図３２右側及び図３３右側は、本実施例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に表している。電極１１上にスリット部１７が配置され、それに対向する位置に導電性線状突起１９が形成されている。図３３右側は、図３２右側の構成において両電極１１、１２間に所定の電圧を印加したときの電圧分布を等電位線で示している。図から明らかなように、ドメインウォールの中心部、すなわち配向規制用構造物上の方が、両側のドメインよりも電界が強いため、スリット部１７と導電性線状突起１９との間の液晶分子１０はドメイン内の液晶分子より大きく傾斜する。傾斜方向は、スリット部１７のエッジと導電性線状突起１９により生じる強い斜め電界により、図３４に示すようにスリット部１７及び導電性線状突起１９の延伸方向に直交する面内で基板面にほぼ平行となる。ドメインウォールでの液晶遷移は、方位角が一定の状態で、極角が徐々に傾斜し、中央部で最大の極角を経て、方位角が１８０°反転する変位（水平遷移）となる。従来のスリット部８と比較して、導電性線状突起１９上に発生する電界傾斜が急峻となり、導電性線状突起１９上の液晶分子１０は、面内遷移より水平遷移の方がエネルギー的に安定となる。水平遷移では、配向規制用構造物の延伸方向を基準として４５°方位にクロスニコルに偏光板を配置した場合、配向規制用構造物上の暗線は２本から０本となる。これは、入射光の方位と液晶方位が一致する領域はなく、中央部で垂直に配向する液晶分子１０が存在せず、従って複屈折を受けない領域が存在しないためである。また、配向規制用構造物の延伸方向に倒れる液晶分子１０が存在しないため、ドメイン全体の液晶方位は理想的となりφブレが発生しない。結果として、ドメインウォール上の暗線が２本から０本になることで透過率ロスが低減すると共にφブレが回避され、高輝度化が実現される。
【０１３６】
また、スリット部１７と導電性線状突起１９との組合せによる配向規制用構造物は、応答特性を改善する作用を有している。ドメインウォール中心部の液晶分子１０は、ドメインよりも強い電界を受けるため、ドメインの液晶分子１０以上に傾斜している。つまり、ドメインウォールでの一連の液晶配向遷移は、図３４に示すように、スプレイ的な配向歪みを有している。従って、中間調においても、液晶傾斜の伝播速度を規定するドメインウォールで、液晶分子に対する電界勾配が急峻となるため、より優れた応答特性が得られる。また、黒表示時の印加電圧を０Ｖでなく所定の閾値以下の電圧に設定してドメインウォール部の液晶分子１０を予め傾斜させておくことにより、ドメインウォール部の液晶分子は斜め方向に電界を受けるので、応答特性がより顕著に改善される。
【０１３７】
本実施例のＭＶＡセルでは暗線が存在しないため、比較例の従来ＭＶＡセルに対して透過率が３０％以上改善した。ドメインでのφブレも解消されており、比較例のドメインの透過率と比較して、１０％以上透過率が改善されており、ほぼ理想的な値となっていることが確認できた。また、応答特性に関しても、問題となっている中間調の応答が、比較例の半分以下になっていることが確認できた。
【０１３８】
以上の実施例による機能作用及び効果を従来例と対比して表１に示す。
【表１】
0004076362.tif 000002
【０１３９】
以上説明したように本実施の形態によれば、暗線の狭小化と、φブレの低減又は回避に有効な配向規制用構造物を用いることにより、ＭＶＡ−ＬＣＤの高輝度化を実現すると共に応答特性を改善できる。
【０１４０】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態による液晶表示装置について図３５乃至図３７を用いて説明する。本実施の形態は、上記第４の実施の形態における実施例４−３で図３４を用いて説明した液晶表示装置の改良である。
【０１４１】
水平遷移を実現する構造を備えた実施例４−３の液晶表示装置は、閾値電圧付近の低電圧域では効果が十分に得られない場合がある。閾値電圧以下では、ドメインウォール上の液晶分子１０は、ドメイン内の液晶分子１０より傾斜する方向性を与えられないため、不安定な状態となる。また、閾値電圧以上であっても、ドメイン内の液晶分子１０がほとんど傾斜していない場合には同様に不安定状態となってしまう。不安定状態では、φブレが生じる可能性が大きくなり、応答特性にも十分な改善効果が得られないといった問題が生じる。
【０１４２】
また、図３４に示す構造は、製造マージンが非常に狭いという欠点も存在する。上下基板１、２を貼り合わせる際の貼り合わせずれにより、上下それぞれに形成された配向規制用構造物（スリット部１７及び導電性線状突起１９）の位置ずれが生じると、隣接ドメイン間の釣り合いが崩れてしまい、理想の水平遷移からのずれが生じる。特に、φブレが発生しやすくなり、高透過率化の効果が十分に得られないという問題が生じる。また、貼り合わせずれにより、隣接するドメイン間でφブレの大きさが異なってしまうと、表示むらが発生したり、所望の応答特性が得られなかったりするという問題が生じる。
【０１４３】
本実施の形態では、貼り合わせずれが生じ難く、低電圧域でも安定した水平遷移を実現できる配向規制用構造物を用いることにより、製造マージンを狭めることなく、高輝度化、高速応答化を実現する。
【０１４４】
以下、具体的に実施例を用いて説明する。
（実施例５−１）
図３５及び図３６に本実施形態の実施例を示す。
図３５に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、図３４に示したＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、導電性線状突起１９を導電性線状突起２０に代えた点以外は、図３４に示したＭＶＡ−ＬＣＤと同様の形状を有している。但し、スリット部１７の幅ｄは、図２６に示したものより長く、本実施例ではｄ＝２２．５μｍであり、スリット部１７中央部のストライプ状電極の幅ｄ３＝２．５μｍである。
【０１４５】
導電性線状突起２０は、パターニングされたノボラック系やアクリル系等の感光性樹脂上に透明導電膜を形成したものである。図３６は導電性線状突起２０先端部を延伸方向に直交する方向から見た状態を示している。図３６に示すように、導電性線状突起２０の頂点近傍に延伸方向に凹凸が繰り返された凹凸部２１が形成されている。凹凸部２１の幅（周期）はｄ４＝６．０μｍであり、高さ（高低差）はｄ５＝０．３μｍである。凹凸部２１は、上記感光性樹脂をポストベークした後、約５０００ｍＪ／ｃｍ2（λ＝２５４ｎｍ）の照射エネルギーで紫外線を照射して生じる熱収縮を利用して形成した。
【０１４６】
導電性線状突起２０の頂上部に設けられた凹凸部２１は、導電性線状突起２０の延伸方向に直交する方向に延伸する複数の微細線状突起とみなすことができる。このため微細線状突起近傍の液晶分子１０は、微細線状突起の延伸方向に沿って整列する。
【０１４７】
従って、本実施例の配向規制用構造物（スリット部１７と導電性線状突起２０の組合せ）を用いることにより、低電圧域においても導電性線状突起２０の凹凸部２１により、ドメインウォールの液晶分子１０に、延伸方向に対して直交方向に方向性を持たせることが可能となる。これにより従来構造で生じ易いφブレを回避・低減することが可能となり、透過率と共に応答特性も改善する。また、ドメインウォールに新たな配向規制力が働くため、貼り合わせずれによって生じるφブレも低減することが可能となる。従って、本配向分割構造を適用することにより、広い製造マージンが確保できると共に、透過率、応答特性がより顕著に改善される。
【０１４８】
比較例として図３４に示したＭＶＡセルを作成した。当該ＭＶＡセルは、導電性線状突起１９を有している点を除き本実施例のＭＶＡセルと同様の構造である。また、本実施例、比較例とも、貼り合わせずれに対するマージンを確認するため、貼り合わせをずらしたセルも作製した。配向観察の結果、本実施例のＭＶＡセルによれば、低電圧域で発生していたφブレを比較例よりも少なくすることができ、より良好な透過率特性及び応答特性が得られた。また、貼り合わせずれが生じた際に発生するφブレの大きさも低減していることが確認できた。
【０１４９】
（実施例５−２）
図３７に本実施形態の実施例を示す。
図３７に示すＭＶＡ−ＬＣＤは、図３５に示したＭＶＡ−ＬＣＤにおいて基板１上に導電性線状突起２０を形成せず、基板１、２上にスリット部１７を７０μｍピッチで形成している。そして、ストライプ状電極１８を含むスリット部１７以外の領域の電極１２上に厚さｄ６＝０．５μｍのポジ型レジストの誘電体層２２を形成し、その上に厚さ０．０５μｍの垂直配向膜（不図示）を形成している。上下基板１、２でスリット部１７が交互に配置するように貼り合わせ、液晶を注入してセルギャップ４．０μｍのＭＶＡセルを作成した。
【０１５０】
本実施例の配向規制用構造物を用いることにより、貼り合わせずれによる問題が生じない水平遷移の配向分割を実現できる。対向する２つの配向規制用構造物のずれをなくして基板を貼り合わせる工程が簡略化できるため、高い製造歩留まりが得られる。配向観察の結果、本実施例のＭＶＡセルは、低電圧域以外では、φブレは発生しておらず、比較例で発生する貼り合わせずれによるφブレを防止することが確認できた。
【０１５１】
以上説明したように、基板の貼り合わせずれが生じても、エネルギー的により安定した水平遷移を実現する配向規制用構造物を用いることにより、ＭＶＡ−ＬＣＤの製造マージンを狭めることなく、高輝度化，高速応答化が実現可能となる。
【０１５２】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置を図３８乃至図４３を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、絶縁性の線状突起が配向規制用構造物として配置されたＭＶＡ−ＬＣＤであって、線状突起上に電極が形成されている点に特徴を有している。また、線状突起上の電極には、対向基板側電極との電位差が小さくなるような電位が印加される。例えば、対向電極電位と同電位が印加される。こうすることにより、両基板の電極間に電圧が印加されても、線状突起上の液晶分子は、線状突起の延伸方向に沿って傾斜することなく直立する。これにより、ドメインウォール近傍の液晶分子は、線状突起の延伸方向にほぼ直交する面内で極角が順次変化する垂直遷移で傾斜する。つまり、ドメインウォールでの液晶遷移は、方位角が一定の状態で、極角が０°から垂直に近づき、中央部の垂直に配向する液晶分子を経て、方位角が１８０°反転する変位となる。
【０１５３】
以下、具体的実施例を用いて説明する。
（実施例６−１）
図３８は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図３８（ａ）はパネル面法線に沿って切断したパネル断面を示し、図３８（ｂ）は、パネル面法線に沿って見た状態を示している。所定のセルギャップで対向する一対の対向基板１、２の対向面に透明電極１１、１２が形成されている。透明電極１１、１２間には多数の液晶分子１０を含む液晶層が封止されている。透明電極１２には複数の線状突起４が所定ピッチで形成されている。透明電極１１上には複数の線状突起６が線状突起４と同一ピッチで、且つ線状突起４に対して半ピッチずれて形成されている。基板１、２の外側にはそれぞれ２枚の偏光板（共に不図示）がクロスニコルに配置されている。セルギャップは４μｍ、線状突起４、６の高さは１．５μｍ、幅は１０μｍ、間隙（ピッチ）は２５μｍである。
【０１５４】
線状突起４、６のそれぞれの頂上部には、電極２２、２３が形成されている。線状突起４上の電極２２には対向する電極１１に印加される電位と同電位が印加されるようになっている。線状突起６上の電極２３には対向する電極１２に印加される電位と同電位が印加されるようになっている。
【０１５５】
例えば、基板１の電極１１に０Ｖが印加され基板２の電極１２に＋５Ｖが印加されると、配向規制用構造物である線状突起４、６の作用により液晶層内に生じる電界強度の歪みに従い液晶分子１０は傾斜する。ところが、各線状突起４、６上の電極２２、２３の電位は対向電極電位と同電位になっているため、各線状突起４、６上には電圧無印加状態と同様の状態が維持される。このため、各線状突起４、６上の液晶分子１０は傾斜しないで垂直に起立している。これにより、ドメインウォール近傍の液晶分子１０は、線状突起４、６の延伸方向にほぼ直交する面内で極角が順次変化する垂直遷移で傾斜する。本実施例により、パネル透過率が５．２％で、黒から２５％グレーの応答速度が７７（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１５６】
（実施例６−２）
図３９は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図３９に示す液晶パネルは、図３８に示す実施例６−１の液晶パネルから線状突起６上の電極２３を取り除いた点以外は実施例６−１の液晶パネルと同一である。
【０１５７】
例えば、基板１の電極１１に０Ｖが印加され基板２の電極１２に＋５Ｖが印加されると、配向規制用構造物である線状突起４、６の作用により液晶層内に生じる電界強度の歪みに従い液晶分子１０は傾斜する。ところが、各線状突起４上の電極２２の電位は対向電極電位と同電位になっているため、各線状突起４上には電圧無印加状態と同様の状態が維持される。このため、各線状突起４上の液晶分子１０は傾斜しないで垂直に起立している。但し、各線状突起６上の液晶分子１０は傾斜しているので、ドメインウォール近傍の液晶分子１０は、実施例６−１程ではないが垂直遷移に近い状態で傾斜する。本実施例により、パネル透過率が５．０％で、黒から２５％グレーの応答速度が１０５（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１５８】
（実施例６−３）
図４０は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図４０に示す液晶パネルは、図３８に示す実施例６−１の液晶パネルの線状突起４に代えて、スリット部８を設けた点以外は実施例６−１の液晶パネルと同一である（但し、スリット幅は１０μｍである）。
【０１５９】
例えば、基板１の電極１１に０Ｖが印加され基板２の電極１２に＋５Ｖが印加されると、配向規制用構造物である線状突起６及びスリット部８の作用により液晶層内に生じる電界強度の歪みに従い液晶分子１０は傾斜する。ところが、各線状突起６上の電極２３の電位は対向電極電位と同電位になっているため、各線状突起６上には電圧無印加状態と同様の状態が維持される。このため、各線状突起６上の液晶分子１０は傾斜しないで垂直に起立している。但し、各スリット部８上の液晶分子１０は傾斜しているので、ドメインウォール近傍の液晶分子１０は、実施例６−１程ではないが垂直遷移に近い状態で傾斜する。本実施例により、パネル透過率が５．０％で、黒から２５％グレーの応答速度が１１０（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１６０】
（実施例６−４）
図４１は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図４１に示す液晶パネルは、電極１１上に所定ピッチで線状突起６が形成され、電極１２上には、線状突起６の対向位置にそれぞれ線状突起４が形成されている。線状突起４上の電極２２は一つおきに形成され、それと半ピッチずれて線状突起６上には一つおきに電極２３が形成されている。その他の構成は図３８に示す実施例６−１の液晶パネルと同一である。
【０１６１】
線状突起４上の電極２２には電極１２に印加される電位と同電位が印加されるようになっている。線状突起６上の電極２３には電極１１に印加される電位と同電位が印加されるようになっている。つまり、電極を頂上部に有さない配向規制用構造物である線状突起４、６の対向側に電極を備えた導電性線状突起を配置した構成になっている。
【０１６２】
例えば、基板１の電極１１に０Ｖが印加され基板２の電極１２に＋５Ｖが印加されると、導電性線状突起として機能する線状突起６の電極２３には０Ｖが印加され、導電性線状突起として機能する線状突起４の電極２２には＋５Ｖが印加される。こうすることにより、配向規制力が強くなり表示の応答速度を向上させることができるようになる。本実施例により、パネル透過率が４．８％で、黒から２５％グレーの応答速度が９０（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１６３】
（実施例６−５）
図４２は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図４２に示す液晶パネルには、電極１１上に所定ピッチで線状突起６が形成され、当該ピッチと同一で線状突起６と半ピッチずれて導電性線状突起２４が形成されている。導電性線状突起２４は、先に形成しておいた誘電体突起上に電極１１を積層して形成される。
【０１６４】
また、電極１２上に線状突起６と同一ピッチで線状突起４が形成され、当該ピッチと同一で線状突起４と半ピッチずれて導電性線状突起２５が形成されている。導電性線状突起２５は、先に形成しておいた誘電体突起上に電極１２を積層して形成される。線状突起６と導電性線状突起２５とが対向し、線状突起４と導電性線状突起２４とが対向するように基板１、２は貼り合わされている。その他の構成は図３８に示す実施例６−１の液晶パネルと同一である。
【０１６５】
本実施例の動作は実施例６−４と同一であるので説明は省略する。本実施例により、パネル透過率が４．８％で、黒から２５％グレーの応答速度が９０（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１６６】
（実施例６−６）
図４３は本実施例による液晶パネル構造を示す断面図である。図４３に示す液晶表示装置は、図４２に示した実施例６−５の構成において、導電性線状突起２４、２５の延伸方向に直交する断面の形状が異なっている点以外は、図４２に示す構成と同一である。
本実施例における導電性線状突起２４、２５の延伸方向に直交する断面の形状は上辺が下辺より長く、導電性線状突起２４、２５の上面の面積は、当該突起が配置されている画素電極に接している面積より大きいことを特徴とする。こうすることにより、突起による配向方向がより安定になり表示の応答速度をさらに向上させることができる。なお、導電性線状突起２４、２５はネガ型感光性材料を用いてオーバー露光することにより形成できる。
【０１６７】
また、導電性線状突起２４、２５は、例えばカラーフィルタ形成時にカラーフィルタ層を重ねて形成し、その上に透明電極を形成することにより形成できる。従って、製造工程の増加を生じさせずに導電性線状突起２４、２５を形成できる。本実施例により、パネル透過率が４．８％で、黒から２５％グレーの応答速度が７０（ｍｓ）のパネル特性が得られた。
【０１６８】
（従来例）
対向基板に線状突起が半ピッチずれて形成された従来のＭＶＡ−ＬＣＤを作製した。セルギャップ等のパネル構造パラメータは実施例６−１と同様である。パネル透過率は４．８％であった。黒から２５％グレーの応答速度は１２０（ｍｓ）であった。
【０１６９】
以上の実施例による機能作用及び効果を従来例と対比して表２に示す。
【表２】
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【０１７０】
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置を図４４乃至図５４を用いて説明する。ＭＶＡ−ＬＣＤの応答特性を改善するため、構造物やスリット部の液晶配向方位と間隙部の液晶配向方位とを４５°異ならせる方式が提案されている。この方式は、例えば図４４に示すように上下基板に格子状の配向規制用構造物４、６を形成し、さらに上下基板の構造物４、６が互いに半ピッチずれるように配置し、構造物４、６の高さを従来のＭＶＡ−ＬＣＤの１／２程度まで低くすることで実現できる。上下基板を挟む２枚の偏光板はクロスニコルであって、両偏光軸が構造物４、６の延伸方向に直交又は平行になるように配置する。こうすることにより、ドメイン内の液晶配向方位と配向規制用構造物上の液晶配向方位とのずれを従来のＭＶＡ−ＬＣＤよりも少なくできる。このため、液晶分子のドメイン内での理想方位からのずれが少なくなると共に暗線を１本にでき、透過率が改善できる。
【０１７１】
しかしながらこの方式では、従来型よりも透過率が改善できるものの応答速度が遅くなるという問題が発生した。そこで高速度カメラを用いてセルの応答状態を観察した。図４５乃至図４７の（Ａ）列は電圧印加後の所定時間経過後のセルの応答状態の結果を示している。図４５乃至図４７において、各図は図４４に示した配向規制用構造物４、６により区画された複数のドメインを示している。図４５（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は順に電圧印加開始から０ｍｓ、１２ｍｓ、１６ｍｓ経過後の状態を示し、図４６（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は順に２０ｍｓ、４０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ経過後の状態を示し、図４７（Ａ）の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は順に４００ｍｓ、５００ｍｓ、７００ｍｓ経過後の状態を示している。
この観察結果により、応答の遅い要因を以下の３要因に把握することができた。
【０１７２】
１．（図４６（Ａ）の（ａ）問題点２参照）応答初期において間隙中央部に複雑な光学模様が現われ、時間の経過と共にその周囲の明るさと同化して徐々に明るくなっていくのが見られる。この原因は、間隙部中央付近の液晶分子は、応答初期において構造物からの配向規制に従わずにランダムに配向しているが、時間の経過と共に構造物により配向を規制された液晶分子から傾斜の伝播を受け、徐々に構造物による規制方向に揃っていくためであることが分かった。
【０１７３】
２．（図４６（Ａ）の（ａ）問題点３参照）構造物やスリット部のごく近傍のうち、交差部以外の領域が、応答直後に暗く、時間の経過と共に明るくなっている。この原因は、この領域の液晶分子が、応答直後において線状の構造物やスリット部の伸びる方向に対して直交（９０°）方位に配向して、その後４５°の方位へと配向を変化させるためであることが分かった。
【０１７４】
３．（図４６（Ａ）の（ｂ）問題点１参照）応答直後において、構造物またはスリット部上のうち、交差部およびそれ以外の領域に配向ベクトルの特異点が複数現われ、時間の経過と共に交差部以外に発生した特異点同士が、互いに引き合うような形で移動して消滅していくのが見られる。さらに、この特異点の移動、消滅に付随して、その周囲の明るさに変化が見られる（３本の暗線が１本へと変化する）。この理由を以下に説明する。電圧印加時において、線状の構造物またはスリット部上の液晶分子は、構造物またはスリット部の伸びる方向に対して平行方向に配向しようとする。ここで例えば、線が左右に伸びているとした場合、液晶分子がそれと平行に配向するには左方向と右方向の二種類がある。構造物またはスリット部の交差部近傍では、配向ベクトルの特異点が安定に形成されるような配向制御状態が実現されるため、それに従う形で液晶分子の配向方位が一方向に定まるが、交差部以外では、液晶配向の方位をどちらにするか定める手段がない。そのため応答直後には、交差部以外の液晶分子は二方向のいずれかにランダムに倒れることで、交差部以外にも特異点ができ、その後交差部による配向方位に倣う形で配向状態が変化していき、最終的には安定に特異点を形成できる交差部以外の特異点は消滅すると考えられる。
【０１７５】
以上まとめると、応答が遅くなる原因は、間隙部でのランダム配向、構造物近傍での直交配向、及び格子の交差部以外に発生した特異点の変化（移動や消滅）の３つに切り分けできる。
【０１７６】
そこで、本実施形態では、基板上に設けた線状突起やスリット部によって液晶配向を制御するＭＶＡ−ＬＣＤの応答特性を改善するため、電圧無印加時においても、線状突起上又はスリット部上の液晶分子が非垂直配向になるようにした。これにより、電圧無印加時にあらかじめ線状突起又はスリット部上の液晶分子のチルト方向を定めることができる。
【０１７７】
この結果、電圧印加後においても線状突起又はスリット部上の液晶分子は予め定められたチルト方向に従うので、従来のＭＶＡ−ＬＣＤで生じていた特異点の移動や消滅をなくすことができる。
【０１７８】
さらに電圧印加時には、線状突起又はスリット部に隣接する領域の液晶分子は、線状突起やスリット部の延伸方向に対して４５°方位に配向しようとする。このとき、線状突起又はスリット部上の液晶分子が予め定められた方位にチルトしているため、これに隣接する領域の液晶分子はこのチルト方位から４５°ずれた方向へと円滑に配向を変化させることができる。これらにより上記問題点の２及び３が改善でき応答速度を向上することができる。
【０１７９】
なお、コントラストが高く、明るい表示を得るためには、線状突起又はスリット部上の液晶分子の配向方位は、電圧印加時のドメイン内の液晶分子の配向方位に対して４５°ずらすとよい。また、偏光板の偏光軸もドメイン内の液晶分子の配向方位に対して４５°方位に配置する必要がある。線状突起やスリット部上の液晶配向方位がドメイン内の液晶分子の配向方位から４５°ずれていると、偏光軸方位と線状突起やスリット部上の液晶配向方位が一致することとなり、光漏れは発生しない。線状突起又はスリット部上の液晶分子の配向方位が偏光軸方位からずれていると、黒表示時に光漏れが発生するため、光漏れを発生させない方法として、線状突起又はスリット部、又はそれらの対向部のうち少なくとも一つを遮光してもよい。
また、電圧印加時において、線状突起又はスリット部を境界として隣接する液晶ドメインの配向方位は互いに概ね９０°異なるようになっている。電圧無印加時における線状突起上又はスリット部上の液晶分子の配向方位は、線状突起又はスリット部の延伸方向に等しい。また、電圧無印加時における線状突起上又はスリット部上の液晶分子のプレチルト角発現方位と、電圧印加時における線状突起又はスリット部を境とした両隣に位置する液晶ドメインの配向方位との違いは９０°以下である。
【０１８０】
以下、具体的実施例を用いて説明する。
（実施例７−１）
本実施例による液晶パネル構造を図４８を用いて説明する。図４８は本実施例による液晶パネルを基板面に向かってみた状態であって、図４８（ａ）は電圧無印加時の状態を示し、図４８（ｂ）は電圧印加時の状態を示している。
ＩＴ０電極を有する基板上に、格子状の配向規制用構造物４（６）を形成した。構造物材料には、感光性アクリル樹脂ＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用いた。構造物パターンの形成は、基板上に当該樹脂をスピンコートし、９０℃で２０分のベーク（クリーンオーブン使用）を行い、フォトマスクを用いて選択的に紫外光を照射し、有機アルカリ系現像液（ＴＭＡＨ０．２ｗｔ％水溶液）で現像し、２００℃で６０分のベーク（クリーンオーブン使用）を行うことによって行った。構造物４（６）の幅は５μｍ、高さは０．７４μｍ、格子ピッチは４０μｍとした。
【０１８１】
このようにして得た基板に、アッシング処理を行わずにそのまま配向膜を塗布することで、構造物４（６）上には選択的に配向膜が形成されないようにした。配向膜材料には垂直配向膜材料Ｘを用い、基板上に当該材料をスピンコートし、１１０℃で１分（ホットプレート使用）のプリベークを行った後、１８０℃で６０分（クリーンオーブン使用）の本ベークを行った。このようにして形成した２枚の基板を格子のピッチが互いに半ピッチずれるように貼り合わせてセルを作製し、基板間に負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａを注入した。セルギャップは４μｍとした。セルの配向状態を観察し、図４８（ａ）に示すように構造物４、６上に位置する液晶分子１０は電圧無印加時においてすでに垂直配向ではないことを確認した。なお、配向規制用構造物又はその対向部における配向膜の膜厚は、配向規制用構造物が存在しない領域の膜厚よりも薄くするようにしてもよい。
【０１８２】
次に比較例として、配向膜と塗布前の基板に、酸素プラズマ雰囲気中で約１分のアッシング処理を行うことで、構造物上にも配向膜が形成されるようにしたパネルを作製した。
【０１８３】
次にこれら両者の応答の様子を高速度カメラで観察した。観察結果を再び図４５乃至図４７を用いて説明する。図４５乃至図４７（Ａ）列は比較例における電圧印加後の所定時間経過後のセルの応答状態の結果を示している。図４５乃至図４７（Ｂ）列は本実施例における電圧印加後の所定時間経過後のセルの応答状態の結果を示している。なお、本図による理解を容易にするため図４５乃至図４７（Ｂ）の各図には注目すべきドメインを円で囲って示している。
【０１８４】
まず電圧無印加時においては、本実施例の方は構造物上の液晶分子が非垂直配向であるものの、その方位が偏光軸方位に等しいため、構造物上の液晶分子が垂直配向である比較例と同様、黒表示状態となっている（図４５（Ａ）（Ｂ）の（ａ）参照）。
【０１８５】
次に電圧印加後の構造物近傍の明るさを比較すると、実施例では、１２ｍｓ後に既に構造物近傍全体が明るくなっているのに対し、比較例では構造物の交差部近傍のみが明るくなっているだけである（図４５（Ａ）（Ｂ）の（ｂ）参照）。
【０１８６】
また、電圧印加後の構造物上への特異点形成状況を比較すると、本実施例では構造物交差部以外に特異点は見られないが、比較例では交差部間の線状の部分にも特異点が形成され、この特異点は７００ｍｓ以上の長時間を要して消滅していくことが分かる（図４７（Ａ）（Ｂ）の（ｃ）参照）。
【０１８７】
次に、応答速度の測定結果を図４９に示す。図４９（ａ）は、横軸に相対透過率（％）をとり、縦軸に応答速度（ｍｓ）をとったグラフである。なお相対透過率は液晶への印加電圧が５．４Ｖを１００％としている。図４９（ｂ）は、相対透過率（％）の各測定点における応答速度の測定値を数値で示している。図４９から明らかなように、本実施例のほうが、いずれの階調に対しても比較例より高速な応答速度が得られており、これは図４５乃至図４７に示した高速度カメラの結果とよく対応している。これらにより、本実施形態により応答特性を改善できることが分かる。
【０１８８】
（実施例７−２）
図５０（ａ）は本実施例によるパネル構造を示し、図５０（ｂ）は、比較例によるパネル構造を示す。本実施例は、以下の件を除いて実施例７−１の図４８に示すパネル構造と同一である。図５０（ｂ）に示す比較例では、上下基板に幅の等しい格子状の配向規制用構造物４、６を形成しているのに対し、本実施例では、図５０（ａ）に示すように、格子状配向規制用構造物３４、３６の幅を延伸方向で変化させている。格子状配向規制用構造物３４、３６の太い部分の幅は５μｍ、細い部分の幅は２μｍとした。これによって、構造物３４、３６上の液晶配向を一定方向に制御できる。ここでは、同一基板上での構造物交差部での太さが最も太くなるようにして、構造物上の液晶配向をドメイン内の液晶配向から９０°以内（この例では４５°）に制御することができた。比較例のように、構造物幅が一定の場合には、構造物上の液晶分子のチルト方位が延伸方向に対してどちらになるかを定められないため、構造物上の液晶分子のチルト方位が電圧印加時における間隙部の配向方位に対して９０°以上となる場合がある（図で黒く示した液晶分子）。この場合には、図４５乃至図４７（Ｂ）列の中央下部（円部外側下方）のような配向異常が観測され、透過率が低下する。しかしながら、本実施例のように構造物幅を変化させることにより、構造物の液晶配向を所望の方向に安定に定めることができるため、透過率低下を抑制できる。
【０１８９】
（実施例７−３）
図５１（ａ）は本実施例によるパネル構造を基板面に向かって見た状態を示している。図５１（ｂ）は図５１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。本実施例は、格子状の配向規制用構造物４、６の高さを変化させた点を除いて実施例７−１の図４８に示すパネル構造と同一である。本実施例では、同一基板上での構造物交差部の高さが最も高くなるようにして、高い部分の高さを１．２μｍ、低い部分の高さを０．５μｍとした。図５１（ｂ）では、基板２上の格子状の配向規制用構造物４の交差部３７の高さが最も高くなるようにしている。実施例７−２と同様に本実施例の構成によっても構造物上の液晶配向を所望の方向に安定に定めることができ、透過率低下を抑制できる。
【０１９０】
（実施例７−４）
図５２に本実施例のパネル構造を示す。図５２（ａ）は本実施例によるパネル構造を基板面に向かって見た状態を示している。図５２（ｂ）は図５２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。本実施例は、格子状の配向規制用構造物４、６上にさらに複数の微小構造物４０を形成し、その上に配向膜４１を形成した点を除いて実施例７−１の図４８に示すパネル構造と同一である。
微小構造物４０は、図５２（ａ）に示すように、基板面に向かってみて二等辺三角形状をしている。微小構造物４０は、その二等辺三角形状の底辺が構造物４、６の交差部３７側を向くように配置されている。これによって、構造物上の液晶配向を所望の方位に安定に定めることができるため、透過率低下を抑制できる。
【０１９１】
（実施例７−５）
図５３を用いて本実施例について説明する。図５３は、構造物４上、およびその対向部にのみ紫外光が照射されるように、フォトマスクＭを用いて基板１、２上を選択的に遮光して紫外線照射を行った。紫外光波長は２５４ｎｍ、照射量は約５０００ｍＪ／ｃｍ2とした。これにより、構造物４上の液晶分子１０のプレチルト角をほぼ０°（液晶分子１０が基板面に対して概ね平行に配向する）にできた。プレチルト角が０°の場合は、上記のようなチルト角の違いに起因した透過率の低下は起こらない。
【０１９２】
（実施例７−６）
図５４を用いて本実施例について説明する。本実施例は、以下の点を除いて実施例７−１と同様の構成である。構造物４、６上に選択的にラビング処理を行った。ラビング方向４６（図中矢印で示す）は、各線状構造物４、６の延伸方向に平行で、且つ交差部３７内側から外側に向かうように行った。これによって、構造物４、６上の液晶配向を所望の方位に安定に定めることができるため、透過率低下を抑制できる。
【０１９３】
以上説明したように本実施の形態によれば、基板上に設けた構造物やスリット部によって液晶配向を制御する液晶表示装置における応答特性の改善を図ることができる。
【０１９４】
〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の第８の実施の形態による液晶表示装置を図５５乃至図６２を用いて説明する。本実施形態は、ＭＶＡ−ＬＣＤの表示応答速度を改善できる液晶パネルの最適な構造条件を示している。従来のＭＶＡ−ＬＣＤの液晶パネル条件の一例は、セルギャップｄが４．０μｍであり液晶のΔｎ（屈折率異方性）が０．０８２２である。従来のＭＶＡ−ＬＣＤは、正面からのコントラスト比が非常に高く、視角特性が極めて広く、さらに白黒間の応答性も速いためＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の静止画用モニタとして優れている。しかしながら、中間調（グレースケール）での応答速度が今一つのため、動画対応モニタとして使用すると、「残像」や「表示ボケ」を生じてしまう場合がある。
【０１９５】
図５５及び図５６は、本実施の形態が解決しようとする問題点を説明した図である。図５５は、横軸に階調変化後の到達透過率（％）を表し、縦軸に応答速度Ｔｏｎ（ｍｓ；ミリ秒）を表しており、ＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、出発透過率が約０％の全黒の表示画面となる０階調から所定階調の到達透過率になるまでの応答速度Ｔｏｎを示している。
図５６は、横軸に階調変化後の出発透過率（％）を表しており、縦軸に応答速度Ｔｏｆｆ（ｍｓ）を表し、ＭＶＡ−ＬＣＤにおいて、所定階調から到達透過率が約０％の全黒の表示画面となるまでの応答速度Ｔｏｆｆを示している。
図５５から明らかなように、黒表示からグレー（中間調）に変化する際の応答速度Ｔｏｎが１００ｍｓ以上になってしまう中間調が存在する。また、図５６から明らかなように、中間調から黒に変化する際の応答速度Ｔｏｆｆが２０ｍｓ以上になってしまう中間調が存在する。特にＴｏｎでの低い応答速度では、液晶モニタに動画表示をさせると線（尾）引き等が発生してしまい満足な動画表示が得られない。
【０１９６】
垂直配向させた液晶分子を用いるＭＶＡ方式は、ＥＣＢ効果（電界制御複屈折効果）を利用しており、一般に、その電気光学特性に関する応答速度τは以下に示す式で与えられる。
【０１９７】
τr＝ηiｄ2／（ε0・｜Δε｜Ｖ2−Ｋ33π2）
τd＝ηiｄ2／（Ｋ33π2）
【０１９８】
τr：立ち上がり時間（ＭＶＡ：黒→白）  ｄ：セルギャップ
τd：立ち下がり時間（ＭＶＡ：白→黒）  ε0：比誘電率
ηi：粘性パラメータ                    Δε：誘電率異方性（液晶材料）
Ｋ33：弾性パラメータ（ベンド）          Ｖ：印加電圧
【０１９９】
上記式は、液晶材料の粘性を低く、セルギャップを小さく、液晶材料の誘電率異方性を大きく、印加電圧を高く、あるいは弾性定数を小さくすれば、液晶セルの応答速度τが小さくなってＭＶＡ−ＬＣＤの応答性能が向上することを意味している。
【０２００】
従来から、ＭＶＡ−ＬＣＤのセルギャップｄを小さくし、液晶粘性を小さくすることにより応答速度を高くする試みがなされている。特に上記式から明らかなようにセルギャップｄを小さくするとその二乗値で効果が得られることが分かる。
【０２０１】
ところが、単にセルギャップｄを小さくするだけでは液晶セルの透過率が低下して液晶モニタ等の表示が暗くなってしまう。これを防止するには、セルギャップｄを小さくする代償として、大きなΔｎを有する液晶を用いる必要がある。ところが、Δｎが大きい負の誘電率異方性を有する液晶材料は、その粘性が相対的に大きくなりがちであり、これを最小限に止める必要が生じる。
【０２０２】
また、ＭＶＡ−ＬＣＤは、単純にセルギャップｄを小さくしたり印加電圧を大きくしたりしても、既述の実施形態でも指摘されているように、配向規制用構造物である線状突起（土手）やスリット部の近傍に生じる液晶分子の配向ぶれ（φブレ）が原因となって応答時間τを高速化できない場合がある。これを回避してセルギャップｄを小さくするには、種々の条件に合った配向規制用構造物を設ける必要が生じている。
【０２０３】
ところで、一般にセルギャップｄが小さくなると、対向する２枚のガラス基板間に液晶を注入する時間は長くなる。特に、ＭＶＡ方式に用いる垂直配向型の液晶は粘性が相対的に大きくなりがちであり液晶注入時間は長くなる。従って、ＭＶＡ−ＬＣＤでセルギャップｄを小さくすることは、ＴＮ型ＬＣＤ等と比較して量産上不利となる問題を含んでいる。このため、セルギャップｄを小さくしても、量産工程上の不利にならず、製造コスト面においても同等もしくは低コスト化を図ることができるＭＶＡ−ＬＣＤ製造方法が必要となっている。
【０２０４】
図５７は、液晶表示装置の応答特性のセルギャップ（セル厚）に対する依存性を示したグラフである。横軸は到達透過率（％）を表し、縦軸は応答速度Ｔｏｎ（ｍｓ）を表している。また、表３は図５７のグラフの各セル厚における到達透過率と応答速度Ｔｏｎの関係を示している。なお、図５７及び表３に示すＭＶＡ−ＬＣＤの液晶材料、土手状の配向規制用構造物の土手高さ及び土手幅、及び土手間の間隙幅については、図５５及び図５６の特性を有するＭＶＡ−ＬＣＤと同一条件で形成されている。
【０２０５】
【表３】
0004076362.tif 000004
【０２０６】
図５７及び表３に示すように、セルギャップｄを小さくすると、到達透過率が０％側の方は応答速度が速くなる。ところが、到達透過率が１００％となる点においては必ずしも応答速度は高速にならない。これは、セルギャップｄが小さくなると、高い印加電圧（例えば５Ｖ）の場合には過度の電界強度が印加されるため、配向過多で液晶分子の配向方向が安定するまでに時間がかかってしまうからである。セルギャップｄが小さくなるほど過度の電界が印加されるため、応答速度の極小点が低い到達透過率側に移動する。このように種々の検討の結果、セルギャップｄを小さくした場合、その応答速度は単純にセルギャップｄの二乗値で効果が現われるだけでなく、それ以上に高速応答化への影響が大きいことが分かった。
【０２０７】
ところで、負の誘電率異方性を有する液晶材料は、他の液晶材料に比して相対的に材料設計が難しい。このため、ＴＦＴをスイッチング素子に備えたアクティブマトリクス型表示装置での動画表示に充分使える液晶材料として、Δｎの上限値は０．１５〜０．１７が限界である。
【０２０８】
種々の検討の結果、従来と同等の透過率が得られ、且つ中間調での高速応答化が可能となる条件を見出した。まず、動画表示に充分対応できるようにするには、セルギャップｄは２．０μｍ以下、用いる液晶材料のΔｎは０．１５００以上であればよいことが分かった。
【０２０９】
また、ＭＶＡ方式のようなＥＣＢ型の液晶セルの場合、透過率はリタデーションΔｎ・ｄに依存するため、あまり大きなΔｎ・ｄは採用できない。ＭＶＡ方式の特性を維持して高速応答化できる範囲は、種々の検討の結果、Δｎ・ｄが０．３０ｎｍから０．４２ｎｍの範囲が適当であることが分かった。
【０２１０】
負の誘電率異方性を有し、且つΔｎの大きい液晶を得るには、（１）Δｎが大きいネガ成分化合物を導入すること、あるいは、（２）Δｎが大きいニュートラル材料化合物を用いること、が有効である。
【０２１１】
条件（２）の場合はトラン系の成分を有していない液晶材料が好ましい。トラン系化合物が存在すると液晶セルの安定性や寿命が低下する。従って、厳しい電気的特性を満たす必要があるアクティブマトリクス−ＬＣＤにはトラン系の成分を有さない液晶材料の方が有利である。よって、不飽和結合を含まない液晶化合物から構成される液晶材料を用いることが好ましい。
【０２１２】
また、液晶セル内の液晶分子は電圧印加時に２方向以上に傾斜させることで、応答性・視野角特性も優れたものとなり、マルチドメイン構造であるのが望ましい。電圧印加時に液晶分子をマルチドメインで複数方向に傾斜させるには、２枚の対向基板のうち少なくとも一方の基板面に土手・突起等の配向規制用構造物を形成するか、画素電極を部分的に抜いたスリット部状パターンの配向規制用構造物を形成するのが好ましい。
【０２１３】
一般にＭＶＡ−ＬＣＤは、２枚の対向基板の双方に土手・突起等の配向規制用構造物を形成するか、あるいは一方の基板に土手・突起等の配向規制用構造物を形成し、他方の基板に電極を部分的に抜いたスリット部状パターンの配向規制用構造を形成している。
【０２１４】
応答速度に関しては、２枚の対向基板の双方に土手・突起等の配向規制用構造物を形成する方が適していることが分かっている。セルギャップｄを小さくした本実施形態の液晶パネルにおいても、２枚の対向基板の双方に土手・突起等の配向規制用構造物を形成した構成とした場合が、最も確実に高速応答を得ることができた。
【０２１５】
図５８は、液晶表示装置の土手の高さとコントラスト比の関係を示したグラフである。横軸は土手の高さ（μｍ）を表し、縦軸はコントラスト比を表している。また、表４は図５８のグラフの各セル厚における土手の高さとコントラスト比の関係を示している。なお、図５８及び表４に示すＭＶＡ−ＬＣＤの液晶材料は負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａであり、セルギャップｄ＝４μｍのパネルの土手間の間隙幅は２５μｍ、セルギャップｄ＝２μｍのパネルの土手間の間隙幅は１５μｍである。また、土手幅は双方とも１０μｍである。
【０２１６】
図５８及び表４から、コントラスト比を高く保つためには、土手の高さも重要であることが分かる。土手高さが同じ１．５μｍとしても、液晶セルのセルギャップｄが大きい場合は１．５μｍの土手のテーパ（傾斜部）による影響が非常に小さいため、黒表示時の光漏れに関与せず、コントラスト比は高くなる。セルギャップが４．０μｍの方は土手高さが１．７μｍ以下であれば非常に高いコントラスト比を維持できる。それに対して、セルギャップｄが２．０μｍとなると、土手の高さが１．５μｍでは光漏れが大きくなる。セルギャップｄが小さい場合は、土手の高さに対する光漏れのマージン領域が小さくなるため、高コントラスト比を維持するには、セルギャップｄに相当する土手高さ以下とすることが必要となる。
【０２１７】
【表４】
0004076362.tif 000005
【０２１８】
配向規制用構造物の土手の高さに関しては、セルギャップｄ＝４μｍの従来のＭＶＡ−ＬＣＤでは１．３μｍから１．５μｍである。セルギャップｄを小さくした本実施形態の液晶パネルの土手高さを従来と同様の土手高さで形成してしまうと、土手上の垂直配向膜が対向基板間で強く作用して黒状態での光漏れが発生するためモニタ表示での黒レベルが低下してコントラスト比が低下してしまう（図５８及び表４参照）。また、スペーサ散布等を考慮すると均一なセルギャップを得るには土手高さは小さい方が望ましく量産上の歩留まりもよい。従って、高速応答化を実現し且つ量産上にも有利な土手高さとしては、１．０μｍ以下であることが好ましい。
【０２１９】
図５９乃至図６１は、液晶表示装置の応答特性の間隙幅（ピッチ）依存性を示したグラフである。横軸は到達透過率（％）を表し、縦軸は応答速度Ｔｏｎ（ｍｓ）を表している。図５９はセルギャップｄ＝４μｍ、図６０はセルギャップｄ＝３μｍ、図６１はセルギャップｄ＝２μｍの場合を示している。表５乃至表８はそれぞれ図５９乃至図６１のグラフの各間隙幅における到達透過率と応答速度Ｔｏｎの関係を示している。なお、図５９乃至図６１及び表５乃至表７に示すＭＶＡ−ＬＣＤの液晶材料と土手高さ及び土手幅については、図５５及び図５６の特性を有するＭＶＡ−ＬＣＤと同一条件で形成されている。
【０２２０】
また、図５９乃至図６１及び表５乃至表７から明らかなように、セルギャップｄが小さくなると電圧印加時に液晶の配向乱れが生じて応答速度Ｔｏｎが低下するので、隣り合う配向規制用構造物間の間隙幅は従来の２５μｍよりも小さくする必要がある。
【０２２１】
図５７に示した従来のセルギャップｄ＝４．０μｍの場合は、応答特性に極小点を持たないので、図５９に示すように、間隙幅を小さくすると応答特性はそのまま改善の方向に向かう。
【０２２２】
セルギャップｄが３．０μｍや２．０μｍの場合のように、応答特性に極小点を持つ場合は、図６０及び図６１に示すように、間隙幅を小さくすることが有効である。これは、配向を制御している土手の効力が発揮されるためと考えられる。面内の理想方向に配向すべき液晶分子が、セルギャップ方向の電界強度に負けないため、例えば液晶を挟む基板間に電圧５Ｖを印加しても余分な配向変化を示さないため、セルギャップの効果が発揮されるものと考えられる。セルギャップが３．０μｍの場合は間隙幅が２０μｍ以下で極小点が発生するのを抑制することができ、セルギャップが２．０μｍの場合は間隙距離が１５μｍ以下で極小点の発生を抑制できることが分かった。
【０２２３】
ところで、間隙幅は小さければ小さい程よいというわけではない。これは液晶セルの透過率とコントラスト比に関わってくる。例えば、液晶セルに５Ｖを印加したとき透過率が高い方が表示は明るくなる。土手間の間隙幅を小さくするとこの透過率が小さくなる。また、間隙幅が小さくなると、単位面積あたりの土手領域が増加する。例えば、ＬＣＤの一画素当りの土手が多くなると、黒表示における光もれ部分が多くなり、コントラスト比が低下する。これは、土手のテーパ部分が斜めになっており、液晶分子が基板に対して垂直方向には配向しないので、光がわずかながらも漏れて、結果的にコントラスト比が低下する。
【０２２４】
つまり、土手の数は、透過率的にもコントラスト比的にも、なるべく単位面積当り少なくした方が表示性能は向上する。但し、応答速度の面からいえば、極小点が出ないようにするため、セルギャップに対して最適な間隙幅となる条件が存在する。
【０２２５】
【表５】
0004076362.tif 000006
【０２２６】
【表６】
0004076362.tif 000007
【０２２７】
【表７】
0004076362.tif 000008
【０２２８】
図６２は、土手幅とパネル透過率の関係を示したグラフである。横軸は土手幅（μｍ）を表し、縦軸は５Ｖ印加時のパネル最大透過率（％）を表している。表８は図６２のグラフの各セルギャップにおける土手幅と透過率の関係を示している。なお、セルギャップｄ＝２μｍの液晶パネルの液晶材料は、後述の液晶Ｃであり、隣接土手間の間隙幅は１５μｍ、土手高さは０．８μｍである。一方、セルギャップｄ＝４μｍの液晶パネルの液晶材料は、負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａであり、隣接土手間の間隙幅は２５μｍ、土手高さは１．５μｍである。
【０２２９】
【表８】
0004076362.tif 000009
【０２３０】
土手間の間隙幅が短くなると、それに対応して相対的に長い土手幅を形成する必要が生じる。土手幅が小さいと透過率のロス領域が小さくなる。但し、土手幅は、土手間の間隙幅とも関係があり、間隙幅が大きい場合はそれだけ土手幅も大きくないと、理想方位への配向が得られなくなる。本実施形態のようにセルギャップｄを小さくしていくと、間隙幅も小さくすることになり、それゆえ土手幅も小さくすることが可能になる。検討の結果、図６２及び表８に示すように、配向の安定性・輝度ロスの防止には製造マージンを含めて土手幅が３．０μｍ以下であればよいことを見出した。
【０２３１】
セルギャップｄを小さくした液晶パネルを作製する場合、従来の作製方法（真空ディップ注入法）では注入時間が長くなり、タクトの問題から結果的に製造単価が上昇してしまう。そこで、本実施形態による液晶表示装置の製造では滴下注入法を用いている。滴下注入法は注入時間を短縮できる点に利点を有しており、とりわけ、大型化・狭ギャップ化した液晶表示装置ほど当該利点の恩恵を大きく受ける。
【０２３２】
さらに、滴下注入法に適した真空中での揮発性が高い液晶化合物を含有した液晶材料を用いることができ、当該液晶化合物の導入によって負の誘電率異方性を有する液晶材料の回転粘性（γ１）を小さくして応答速度を向上させることができるようになる。
真空中での揮発性が高い液晶化合物は、従来のＴＮ型ＬＣＤの真空ディップ注入工程において揮発により液晶材料の組成比率が変化してしまうため、量産面から不適当と判断されて使用されない状況になっていた。ところが、真空ディップ注入工程では液晶が真空中に放置される時間は６〜７時間程度の長さになるが、滴下注入工程では約１分程度と桁違いに短い時間で済むので、真空中での揮発性が従来よりもやや高い液晶化合物を量産用に用いることができるようになる。検討の結果、これら揮発性の高い材料を用いると、液晶の回転粘性γ１を２〜３割小さくすることができ、液晶セルの応答速度向上にも寄与することが確認できた。
【０２３３】
一般に、液晶材料のΔｎが大きくなると、Δｎの波長依存性は大きくなることが知られている。これは、液晶パネルにおいて、その電圧−透過率特性においても、波長依存性が大きくなることを意味する。高速化が実現できた液晶パネルでも、その波長依存性が大きければ、透過スペクトルが原因で色づきが発生し、色度特性が低下する場合がある。特に、青の波長領域での屈折率異方性が大きくなり青の電圧−透過率特性の波長依存性が大きくなると、緑あるいは赤と比較して色ずれが目立つようになる．色ずれを補正する方法としては、画素内の構造物と構造物との間隙幅を異ならせて、青、緑、赤の順に間隙幅が大きくなる構造物のパターンとすればよい。実質的には、青の波長領域が突出しているため、青の部分のみを緑や赤よりも間隙部ピッチを小さくすれば色度特性は大きく改善する。
【０２３４】
以下、具体的な実施例を用いて説明する。
（実施例１）
ＩＴＯ電極を有する基板に、レジストＳ１８０８（シプレイ製）をパターニング・熱硬化して土手を形成した（幅３μｍ）。この基板をアッシング処理後、垂直配向膜材料Ｘをスピナーにより形成した。土手高さは、０．７μｍとした。一方の基板に対して、所定のスペーサを散布して、熱硬化シール材を用いて貼り合わせ、空セルを作製した（スペーサ：２．０μｍ、３．０μｍ、４．０μｍ）。貼り合わせた際、土手とスリット部の間隔（配向制御）は、５μｍ、１０μｍ、１５μｍである。これらの空セルに対して、粘性・Δｎが異なる負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａ、液晶Ｂ、液晶Ｃ、液晶Ｄを各々に対して注入し、封止して偏光板をクロスニコルで貼り合わせて、ＭＶＡセルを作製した。セルギャップは、オーク製作所製のセル厚測定装置により求めた。液晶Ｂ、液晶Ｃ、液晶Ｄとセルギャップとの組み合わせは、Δｎ・ｄ値が同等になるようにしている。
ここで、負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａと液晶Ｂ、Ｃ、Ｄの特性を表９に示す。
【０２３５】
【表９】
0004076362.tif 000010
【０２３６】
各ＭＶＡセルのＴ−Ｖ特性を測定し、実際の白表示となる５．４Ｖを１００％として、０％から２５％、５０％、７５％、１００％へ到達する応答時間を測定した。その結果、セルギャップが大きい（４．０μｍ）に比べて、セルギャップが小さくなる程、特に中間調領域にて高速化されることが分かった。セルギャップが小さい場合は、液晶粘性に対する依存性が小さくなり、ＭＶＡセルに用いる液晶材料に対する制限が小さくなる。
【０２３７】
また、土手部と土手部の間隙ピッチは、１５μｍから高電圧印加時において配向ブレが生じることから、間隙ピッチは１５μｍ以下が望ましいことが分かった。間隙ピッチが１５μｍ以下では、Ｔ−Ｖ特性における電圧印加時の透過率が低下してしまうことから、１５μｍとすることが好ましい。
【０２３８】
土手部の幅を３μｍ以上とすると、やはり透過率が低下してしまい、好ましい傾向は得られなかった。土手高さが１．０μｍ以上の場合は、電圧無印加時における透過率が高く、光モレが発生してくることから、コントラスト比が小さくなり、良好な結果は得られなかった。
【０２３９】
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置であれば、その応答速度を高速化することができ、特に中間調表示で問題となる「残像」「表示ボケ」を緩和させることが可能となり、ＭＶＡ−ＬＣＤの表示性能を向上させることができる。
【０２４０】
〔第９の実施の形態〕
次に、本発明の第９の実施の形態によるＬＣＤを図６３乃至図７２を用いて説明する。本実施の形態は、ＬＣＤのパネル構造条件に関し、特に負の誘電率異方性を有する液晶を用いたＶＡ方式のＬＣＤの応答速度改善に関する。
【０２４１】
負の誘電率異方性を有する液晶を用いたＶＡ方式のＬＣＤはコントラストが高く、かつ応答特性が優れていることから、様々な方式が開発されている。特にマルチドメインを用いたＭＶＡ−ＬＣＤは視角特性に優れており、高性能な液晶モニタとして量産されている。
【０２４２】
近年のマルチメディア化に伴い静止画像用のモニタから動画対応モニタの需要が高まったことから、１フレーム（１６．７ｍｓ）内で応答を完了するＬＣＤが必要となってきている。ＴＮ型、ＩＰＳ型の応答特性改善が進む中、ＭＶＡ−ＬＣＤにおいても応答特性改善が望まれている。
【０２４３】
図６３は、本実施の形態が解決しようとする問題点を説明したものであり、ＭＶＡ−ＬＣＤの応答特性をスイッチング前の中間調レベル毎に示している。横軸はスイッチング後の中間調レベルを表しており、縦軸はスイッチングの前後に要する応答時間（ｍｓ）を表している。ここで、中間調レベルの定義を図６４に示す。図６４は、ＭＶＡ−ＬＣＤの印加電圧に対する透過光輝度を示すとともに、各中間調レベルを示している。横軸は印加電圧（Ｖ）を表しており、縦軸は透過光輝度（ａ．ｕ．）を表している。図６３に示すように、完全な白表示（中間調レベル８）を得るときは、スイッチング前の中間調レベルに関わらず応答時間が短い。ところが、中間調表示を得るときは数十ｍｓ以上の応答時間を要しているため、モニタ画面で残像や表示ボケ等が生じる原因となっている。特に、中間調レベル０から中間調レベル１及び２の低い中間調レベルへスイッチングする際に長い応答時間を要する。
【０２４４】
また、図６５は、本実施の形態が解決しようとする問題点を説明したものであり、ＶＡ方式のＬＣＤの応答特性をスイッチング前の中間調レベル毎に示している。横軸は図６３と同様にスイッチング後の中間調レベルを表しており、縦軸は応答時間（ｍｓ）を表している。図６５に示すように、完全な白表示（中間調レベル８）を得るときは、スイッチング前の中間調レベルに関わらず応答時間が短い。ところが、中間調表示を得るときは数十ｍｓ以上の応答時間を要しているため、モニタ画面で残像や表示ボケ等が生じる原因となっている。特に、中間調レベル０から中間調レベル１及び２の低い中間調レベルへスイッチングする際に長い応答時間を要する。
【０２４５】
負の誘電率異方性を有する液晶を用いたＶＡ方式のＬＣＤの応答特性は液晶材料の回転粘性γ1、スプレイの弾性定数Ｋ11、ベンドの弾性定数Ｋ33、誘電率異方性Δε等のパラメータに依存する。しかし、これらのパラメータはそれぞれに相関を持つため、すべてのパラメータを最適化することは困難である。
【０２４６】
負の誘電率異方性を有する液晶を用いたＶＡ方式のＬＣＤは、液晶材料の回転粘性γ1（単位はｍＰａ・ｓ）、スプレイの弾性定数Ｋ11（単位はｐＮ）、ベンドの弾性定数Ｋ33（単位はｐＮ）、誘電率異方性Δε及びセルギャップｄ（単位はμｍ）が、
【０２４７】
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋２３３．７）×（Ｋ33＋３６．９）×（ｄ−１．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦８．８×１０8 （式３）
を満たすときに、全階調において１フレーム内で応答可能な応答特性を有する。
【０２４８】
また、表面に垂直配向処理を施した２枚の基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持し少なくとも一方の基板面に配向規制用構造物が形成されたＭＶＡ−ＬＣＤは、液晶材料の回転粘性γ1（単位はｍＰａ・ｓ）、スプレイの弾性定数Ｋ11（単位はｐＮ）、ベンドの弾性定数Ｋ33（単位はｐＮ）、誘電率異方性Δε及びセルギャップｄ（単位はμｍ）が
【０２４９】
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋８７５．６）×（Ｋ33＋５０．６）×（ｄ4＋２．７ｄ3＋９．５ｄ2＋４３０．８ｄ＋５２４．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦１．６×１０12 （式４）
を満たすときに、全階調において１フレーム内で応答可能な応答特性を有する。
【０２５０】
以下、具体的実施例を用いて説明する。
（実施例９−１）
ＶＡ方式のＬＣＤの応答時間について、液晶材料の回転粘性γ1、スプレイの弾性定数Ｋ11、ベンドの弾性定数Ｋ33、誘電率異方性Δε及び液晶層厚ｄによる依存性をシミュレーションした。図６６は、ＶＡ方式のＬＣＤにおけるオン状態応答時間のパラメータ依存性を示している。横軸は各パラメータ変動（％）を表しており、縦軸はオン状態応答時間変動Δｔ（％）を表している。ただし、γ1、Ｋ11、Ｋ33、Δε及びｄの基準値として、表１０に示す負の誘電率異方性を有する液晶材料の代表的な値を用いた。
【０２５１】
【表１０】
0004076362.tif 000011
【０２５２】
図６６に示すように、それぞれのパラメータによって応答特性への影響度が大きく異なる。また、図６５に示したように、表１０に示す条件では、ＶＡ方式のＬＣＤの応答特性の中で最も長い時間を要する中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が６９．５ｍｓであった。
【０２５３】
γ1によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ（γ1）とする。Ｋ11によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ（Ｋ11）とし、Ｋ33によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ（Ｋ33）とする。また、Δεによるオン状態における応答時間の変動をΔｔ（Δε）とし、ｄによるオン状態における応答時間の変動をΔｔ（ｄ）とする。図６６で得られた結果に最小二乗法を用いると、Δｔ（γ1）、Δｔ（Ｋ11）、Δｔ（Ｋ33）、Δｔ（Δε）及びΔｔ（ｄ）はそれぞれ次のように表される。
【０２５４】
Δｔ（γ1）＝７．４６６７×１０-3γ1−１．００８      （式５）
Δｔ（Ｋ11）＝４．０４４×１０-3Ｋ11−０．０５５      （式６）
Δｔ（Ｋ33）＝１．９３８×１０-2Ｋ33−０．２８５      （式７）
Δｔ（Δε）＝１．３８２６×１０-3Δε4＋４．３８２１×１０-2Δε3＋５１．２６９０×１０-2Δε2＋２．６９４２Δε＋４．９５１１      （式８）
Δｔ（ｄ）＝０．３３９ｄ−１．３５４      （式９）
【０２５５】
最も遅い中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が１６．７ｍｓ以下であれば、全階調において１フレーム内での応答を実現することができる。全パラメータによる応答時間変動を考慮すると、γ1、Ｋ11、Ｋ33、Δε及びｄを変化させたときのＶＡ方式のＬＣＤにおける応答時間の変動ｆは次のように表される。
【０２５６】
ｆ＝［１＋Δｔ（γ1）］・［１＋Δｔ（Ｋ11）］・［１＋Δｔ（Ｋ33）］・［１＋Δｔ（Δε）］・［１＋Δｔ（ｄ）］      （式１０）
【０２５７】
最も遅い中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が６９．５ｍｓであるので、これが１６．７ｍｓ以下になるには、次の条件を満たせばよいことになる。
【０２５８】
ｆ≦１−（６９．５−１６．７）／６９．５      （式１１）
【０２５９】
（式５）〜（式１０）を（式１１）に代入すると次式が得られる。
【０２６０】
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋２３３．７）×（Ｋ33＋３６．９）×（ｄ−１．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦８．８×１０8 （式１２）
【０２６１】
（実施例９−２）
表１１に示す液晶材料を用いてＶＡ方式のＬＣＤを作製した。配向膜は垂直配向膜材料Ｘを用い、ナイロンでラビングを６回（押し込み量０．２ｍｍ）行った。表１１は、液晶材料のパラメータを示している。表１１に示す液晶１〜５は、いずれも（式１２）が成立している。
【０２６２】
【表１１】
0004076362.tif 000012
【０２６３】
オン状態における応答特性を測定した結果を図６７に示す。図６７は、表１１に示す液晶１〜５を用いたＶＡ方式のＬＣＤの応答特性を各液晶材料毎に示している。横軸はスイッチング後の透過率（％）を表し、縦軸は応答時間（ｍｓ）を表している。ただし、スイッチング前（印加電圧０Ｖで黒表示状態）の透過率を０％とし、印加電圧を５Ｖとしたときの透過率を１００％としている。図６７に示すように、いずれも１６．７ｍｓ以下の応答特性を実現しており、（式１２）の妥当性が確認できる。
【０２６４】
表１１に示す液晶材料は、応答特性を改善するために各パラメータを現実に即した形で仮定している。液晶１は、回転粘性γ1が大きい場合を仮定し、セルギャップｄを小さくすることで応答特性の改善を図っている。液晶２は、誘電率異方性Δεを大きくして応答特性の改善を図っている。液晶３は、回転粘性γ1を小さくして応答特性の改善を図っている。液晶４は、現実の液晶材料ではγ1を小さくすると弾性定数Ｋ11、Ｋ33及びΔεが小さくなる傾向があるため、セルギャップｄを小さくして応答改善を図っている。液晶５は、液晶３以上にγ1を小さくして応答改善を図っている。
【０２６５】
（実施例９−３）
図６８は、ＭＶＡ−ＬＣＤの断面構造を示している。所定のセルギャップｄで対向して貼り合わされた２枚のガラス基板１、２間に液晶層３が封止されている。対向する２枚の基板１、２の対向面にはそれぞれＩＴＯからなる透明電極１１、１２が形成されている。また、両基板の外側の面には、互いにクロスニコルに配置された偏光板３０が形成されている。基板１の透明電極１１上には、複数の線状突起４が形成されている。一方、基板２の透明電極１２上には、線状突起４と同一のピッチで、線状突起４と半ピッチずれて配置された複数の線状突起６が形成されている。線状突起４、６は、それぞれ幅ｗと高さｈで形成されている。線状突起４と線状突起６とは、基板面方向に間隙ｓを有している。
【０２６６】
図６９は、ＭＶＡ−ＬＣＤにおける液晶分子の傾斜の伝播状態を示している。図６９に示すように、線状突起６近傍の液晶分子の所定の方位への傾斜は、図６８に示す線状突起４、６間の間隙ｓに順次伝播していくため、ＶＡ方式とは異なる応答特性を有する。
【０２６７】
図６８に示すＭＶＡ−ＬＣＤの応答時間について、液晶材料の回転粘性γ１、スプレイの弾性定数Ｋ11、ベンドの弾性定数Ｋ33、誘電率異方性Δε及びセルギャップｄによる依存性をシミュレーションした。ここで、線状突起４、６の間隙ｓは２５μｍ、高さｈは１μｍ及び幅ｗは５μｍにそれぞれ固定されており、表１０に示す液晶材料を基準として用いている。図７０は、ＭＶＡ−ＬＣＤにおけるオン状態応答時間のパラメータ依存性を示している。図７０に示すように、それぞれのパラメータによって応答特性への影響度が大きく異なる。また、図６３に示したように、表１０に示す条件では、ＭＶＡ−ＬＣＤの応答特性の中で最も長い時間を要する中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が９１．５ｍｓであった。
【０２６８】
γ1によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ'（γ1）とする。Ｋ11によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ'（Ｋ11）とし、Ｋ33によるオン状態における応答時間の変動をΔｔ'（Ｋ33）とする。また、Δεによるオン状態における応答時間の変動をΔｔ'（Δε）とし、ｄによるオン状態における応答時間の変動をΔｔ'（ｄ）とする。図７０で得られた結果に最小二乗法を用いると、Δｔ'（γ1）、Δｔ'（Ｋ11）、Δｔ'（Ｋ33）、Δｔ'（Δε）及びΔｔ'（ｄ）はそれぞれ次のように表される。
【０２６９】
Δｔ'（γ1）＝７．４６６７×１０-3γ1−１．００８      （式１３）
Δｔ'（Ｋ11）＝１．１２５×１０-3Ｋ11−０．０１５      （式１４）
Δｔ'（Ｋ33）＝１．５３１×１０-2Ｋ33−０．２２５      （式１５）
Δｔ'（Δε）＝１．３８２６×１０-3Δε4＋４．３８２１×１０-2Δε3＋５１．２６９０×１０-2Δε2＋２．６９４２Δε＋４．９５１１      （式１６）
Δｔ'（ｄ）＝６．５１２０×１０-4ｄ4＋１．７５１１×１０-3ｄ3＋６．２１３８×１０−3ｄ2＋０．２８０５３ｄ−０．６５８７３      （式１７）
【０２７０】
全階調において１フレーム内での応答を実現するためには、最も遅い中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が１６．７ｍｓ以下であれば全階調において１フレーム内での応答を行うことができる。全パラメータによる応答時間の変動を考慮すると、γ1、Ｋ11、Ｋ33、Δε及びｄを変化させた場合のＭＶＡ−ＬＣＤの応答時間の変動ｆ'は次のように表される。
【０２７１】
ｆ'＝［１＋Δｔ'（γ1）］・［１＋Δｔ'（Ｋ11）］・［１＋Δｔ'（Ｋ33）］・［１＋Δｔ'（Δε）］・［１＋Δｔ'（Δｄ）］      （式１８）
【０２７２】
最も遅い中間調レベル０から中間調レベル１への応答時間が９１．５ｍｓであるので、これが１６．７ｍｓ．以下になるには、次の条件を満たせばよいことになる。
【０２７３】
ｆ’≦１−（９１．５−１６．７）／９１．５    （式１９）
【０２７４】
（式１３）〜（式１８）を（式１９）に代入すると次式が得られる。
【０２７５】
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋８７５．６）×（Ｋ33＋５０．６）×（ｄ4＋２．７ｄ3＋９．５ｄ2＋４３０．８ｄ＋５２４．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦１．６×１０12 （式２０）
【０２７６】
（実施例９−４）
図７１は、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤの断面構造を示している。図７１に示すように、本実施例によるＭＶＡ−ＬＣＤは、図６８に示す線状突起６に代えて、ガラス基板２上にスリット８が形成されている。また、線状突起４とスリット８とを組み合わせるだけでなく、両ガラス基板１、２上に共にスリット８が形成されていてもＭＶＡ−ＬＣＤを実現できる。
【０２７７】
（実施例９−５）
垂直配向膜材料Ｘを配向膜１１、１２に用い、シプレイ製のレジストＬＣ‐２００を線状突起４、６に用いて、ＭＶＡ−ＬＣＤを作製した。線状突起４、６は、幅５μｍ、高さ１μｍで形成した。液晶材料には負の誘電率異方性を有する液晶材料Ａを用いた。図７２は、間隙ｓを変化させたＭＶＡ−ＬＣＤの過渡応答特性を顕微鏡観察した結果を示している。（ａ）は間隙ｓが６μｍのときを示しており、（ｂ）は間隙ｓが１５μｍのときを示している。（ｃ）は間隙ｓが３０μｍのときを示しており、（ｄ）は間隙ｓが４５μｍのときを示している。印加電圧はそれぞれ５Ｖとした。図７２に示すように、間隙ｓが３０μｍ以上になると一様な配向が得られない。
【０２７８】
表１２及び表１３は、本実施例での間隙ｓと液晶の配向状態との関係を示している。表１２は間隙ｓが１５μｍ以下のときの配向状態を示し、表１３は間隙ｓが２０μｍ以上のときの配向状態を示している。表中、配向状態を○、△及び×で表している。○は一様な配向が得られることを表し、△は数個のドメインが発生するが一様な配向が得られることを表している。×は多数のドメインが発生し、一様な配向が得られないことを表している。
【０２７９】
【表１２】
0004076362.tif 000013
【０２８０】
【表１３】
0004076362.tif 000014
【０２８１】
表１２及び表１３に示すように、間隙ｓが２５μｍ以下であれば、一様な配向が得られる。一方、間隙ｓが２５μｍより大きければ、間隙部に多数のドメインが発生して一様な配向が得られない。
【０２８２】
間隙ｓが２５μｍ以下であるときは、図６９に示したように、線状突起６から所定の方位への傾斜が順次伝播していくため、一様な配向が得られる。一方、間隙ｓが２５μｍより大きいときは、線状突起６から傾斜が伝播してくるより先に異なる方位へ傾斜してしまう領域が存在する。そのため、多数のドメインが発生し、一様な配向が得られない。したがって、ＭＶＡ−ＬＣＤでは、間隙ｓを２５μｍ以下にする必要がある。
【０２８３】
（実施例９−６）
視角特性を改善するために、偏光板とガラス基板の間に光学補償手段である光学補償層を設置することも可能である。光学補償層としては１軸性または２軸性の位相差フィルムを用いることができる。
【０２８４】
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置であれば、応答速度を高速化することができ、表示で問題となる残像や表示ボケ等を緩和させることが可能となり、ＶＡ型液晶表示装置の表示性能向上に寄与することができる。
【０２８５】
以上説明した本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と、
少なくとも前記一対の基板の一方に配置され、電圧印加時において前記液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物と、
前記液晶層中に設けられ前記液晶分子を傾斜させる液晶骨格を備えた硬化物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０２８６】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記硬化物は、前記配向規制用構造物上の前記液晶分子の傾斜角度をθprとしたとき、
０°≦θpr＜４５°
を満たす前記液晶骨格を備えていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２８７】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記液晶分子を延伸方向に沿ってほぼ平行に傾斜させる配向制御因子をさらに有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２８８】
以上説明した本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記硬化物は、光硬化性あるいは熱硬化性のモノマーの重合により形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２８９】
（付記５）
付記４記載の液晶表示装置において、
前記モノマーの濃度は、０．１〜３ｗｔ％であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９０】
以上説明した本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記６）
所定のセルギャップで対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と、
前記液晶層中に設けられ、液晶分子の傾斜角を所定領域毎に変化させる液晶骨格を備えた硬化物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０２９１】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置において、
少なくとも前記一対の基板の一方に配置され、電圧印加時において前記液晶層中の全体的な液晶分子の配向方向を規制する配向規制用構造物を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９２】
（付記８）
付記６又は７に記載の液晶表示装置において、
前記硬化物は、前記液晶分子の基板法線方向の平均プレチルト角を規制し、前記所定領域毎に異なる前記平均プレチルト角となるようにポリマー構造を構成すること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９３】
（付記９）
付記８記載の液晶表装置において、
前記ポリマー構造は、前記液晶に添加した光硬化性のモノマーの重合により形成され、所定パターンのフォトマスクを介して露光することにより、前記所定領域毎に異なる前記平均プレチルト角が付与されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９４】
（付記１０）
付記８又は９に記載の液晶表示装置において、
前記平均プレチルト角の一つは８８°以上であり、他は４５°以上８８°以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９５】
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置において、
８８°以上の平均プレチルト角となる前記所定領域の占める面積は全体の２０％以上であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０２９６】
（付記１２）
負の誘電率異方性を備えた液晶に光硬化性のモノマーを添加した液晶層を一対の基板間に封止し、
所定の開口パターンを有するマスクを介して前記液晶層を露光して、液晶分子の基板法線方向の平均プレチルト角が所定領域毎に異なるポリマー構造を形成すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０２９７】
（付記１３）
付記１２記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記所定領域の露光毎に異なる電圧を前記液晶層に印加して前記ポリマー構造を形成し、前記平均プレチルト角を前記所定領域毎に異ならせること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【０２９８】
以上説明した本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１４）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成された電極と、
配向規制用構造物としての、延伸方向に沿って頂上近傍に形成された凹凸部を備え、前記電極上に配置される線状突起と、前記電極の電極材の一部を抜いて形成され、延伸方向にストライプ状電極が形成されたスリット部との少なくともいずれか一方と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０２９９】
（付記１５）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成された第１及び第２の電極と、
前記第１の電極の電極材の一部を抜いて形成されたスリット部と、前記第２の電極の前記スリット部に対向する位置に形成された導電性線状突起との組合せによる配向規制用構造物と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０３００】
（付記１６）
付記１５記載の液晶表示装置において、
前記スリット部は、前記スリット部の延伸方向にストライプ状電極を備えていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０１】
以上説明した本発明の第５の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１７）
付記１６記載の液晶表示装置において、
前記導電性線状突起の頂上部は、延伸方向に凹凸を繰り返す凹凸部を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０２】
（付記１８）
付記１７記載の液晶表示装置において、
前記凹凸部の前記凹凸は、周期的に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０３】
（付記１９）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成された電極と、
前記電極の電極材の一部を抜いて形成され、延伸方向にストライプ状電極が形成されたスリット部を有する配向規制用構造物と、
前記スリット部以外の前記電極上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成された垂直配向膜と、
負の誘電率異方性を備えた液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０３０４】
以上説明した本発明の第６の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記２０）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成された第１及び第２電極と、
配向規制用に設けられ、頂上部に第３の電極が形成された線状突起と、
前記一対の基板間に形成された垂直配向膜と、
前記垂直配向膜間に封止され、負の誘電率異方性を備えた液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０３０５】
（付記２１）
付記２０記載の液晶表示装置において、
前記第３の電極には、当該第３の電極と対向配置される前記第１又は第２の電極との電位差が他の領域より小さくなる電位が印加されること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０６】
（付記２２）
付記２０記載の液晶表示装置において、
前記第３の電極には、当該第３の電極が形成された前記線状突起が配置されている前記第１又は第２の電極の電位とほぼ同電位が印加されること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０７】
（付記２３）
付記２２記載の液晶表示装置において、
前記第３の電極と対向する対向基板側に、絶縁性の線状突起が形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０８】
（付記２４）
付記２３記載の液晶表示装置において、
前記第３の電極が形成された前記線状突起の延伸方向に直交する断面形状は、上辺が下辺より長く、前記線状突起の上部面積は下部面積より広いこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３０９】
以上説明した本発明の第７の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記２５）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板の対向面にそれぞれ形成された電極と、
前記電極上に配置される線状突起と、前記電極の電極材の一部を抜いて形成されたスリット部との少なくともいずれか一方を備え、前記一対の基板の少なくとも一方に形成された配向規制用構造物と、
前記基板間に封止されて負の誘電率異方性を備え、前記電極に電圧が印加されているときは、前記配向規制用構造物に隣接する領域での液晶ドメインの配向方位が前記配向規制用構造物の延伸方向に対して概ね４５°異なり、電圧無印加時には、前記配向規制用構造物の存在しない領域の液晶分子がほぼ垂直配向し、前記配向規制用構造物上又はその対向部の液晶分子が非垂直配向するように配向制御される液晶層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【０３１０】
（付記２６）
付記２５記載の液晶表示装置において、
前記電圧無印加時の前記配向規制用構造物上の液晶分子のプレチルト角が、概ね０°であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１１】
（付記２７）
付記２５又は２６に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物又はその対向部における配向膜の膜厚は、前記配向規制用構造物が存在しない領域の膜厚よりも薄いこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１２】
（付記２８）
付記２７記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物又はその対向部に前記配向膜を形成しないこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１３】
（付記２９）
付記２５乃至２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記線状突起の一部領域の高さを変化させたこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１４】
（付記３０）
付記２５乃至２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の延伸方向に直交する幅を変化させたこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１５】
（付記３１）
付記２５乃至２８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物又はその対向部のうち少なくとも一方に、基板平面方向に方向性を有する構造物を配置したこと
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１６】
以上説明した本発明の第８の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３２）
所定のセルギャップｄで対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止され、負の誘電率異方性を備え、前記基板面にほぼ垂直に配向する液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記所定のセルギャップｄは、２．０μｍ以下であり、
前記液晶の屈折率異方性Δｎは、０．１５００以上であり、
リタデーションΔｎ・ｄは、０．３０μｍ＜Δｎ・ｄ＜０．４２μｍであること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１７】
（付記３３）
付記３２記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の少なくとも一方に前記液晶の配向方位を規制する配向規制用構造物が形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１８】
（付記３４）
付記３３記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物は、前記一対の基板の双方に設けられた土手状の線状突起であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３１９】
（付記３５）
付記３３記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の高さは、１．０μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３２０】
（付記３６）
付記３３乃至３５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の幅は３．０μｍ以下であり、構造物と構造物との間隙幅は１５μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３２１】
（付記３７）
付記３３乃至３６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素毎の前記配向規制用構造物の間隙幅をＰB、ＰG、ＰRとすると、ＰB＜ＰG≦ＰRを満足すること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３２２】
以上説明した本発明の第９の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記３８）
所定のセルギャップｄ（μｍ）で対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止され、負の誘電率異方性を備え、前記基板面にほぼ垂直に配向する液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記液晶は、前記セルギャップｄ（μｍ）と回転粘性γ1（ｍＰａ・ｓ）とスプレイの弾性定数Ｋ11（ｐＮ）とベンドの弾性定数Ｋ33（ｐＮ）と誘電率異方性Δεとが、
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋２３３．７）×（Ｋ33＋３６．９）×（ｄ−１．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦８．８×１０8    （式１）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【０３２３】
（付記３９）
所定のセルギャップｄ（μｍ）で対向配置され、少なくとも一方に配向規制用構造物が形成された一対の基板と、前記一対の基板間に封止され、負の誘電率異方性を備え、前記基板面にほぼ垂直に配向する液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記液晶は、前記セルギャップｄ（μｍ）と回転粘性γ1（ｍＰａ・ｓ）とスプレイの弾性定数Ｋ11（ｐＮ）とベンドの弾性定数Ｋ33（ｐＮ）と誘電率異方性Δεとが、
（γ1−１．１）×（Ｋ11＋８７５．６）×（Ｋ33＋５０．６）×（ｄ4＋２．７ｄ3＋９．５ｄ2＋４３０．８ｄ＋５２４．１）×（Δε4＋３１．７Δε3＋３７０．８Δε2＋１９４８．６Δε＋４３０４．２）≦１．６×１０12  （式２）
を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
【０３２４】
（付記４０）
付記３９記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物は、基板面方向の間隙が２５μｍ以下で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【０３２５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、透過率の低下を抑えて応答特性を改善することができる。また、本発明によれば、応答特性の劣化を抑えて透過率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の動作原理を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による実施例１−１の適用効果を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による実施例１−１による応答速度の測定結果を示す図である。
【図４】比較例１−１による応答速度の測定結果を示す図である。
【図５】ポリマー形成前における配向規制用構造物上の液晶分子の傾斜角と透過率（印加電圧で示している）との関係を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による実施例１−３によるＭＶＡセルの概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による実施例１−４によるＭＶＡセルの概略構成を示す図である。
【図８】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図９】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図１０】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図１１】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図１２】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図１３】配向規制用構造物あるいは特異点制御部に対する液晶分子の配向状態を示す図である。
【図１４】十宇型の突起構造物４が一方の基板１に形成されている液晶パネルを基板面法線に沿って見た状態を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における実施例２−１による液晶パネルを基板面法線に沿って見た状態を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における実施例２−１の液晶パネルと比較例の液晶パネルとを比較するグラフである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における実施例２−２による液晶パネルを基板面法線に沿って見た状態を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における実施例２−２の液晶パネルと比較例の液晶パネルとを比較するグラフである。
【図１９】本発明の第３の実施の形態による液晶パネル構造を示す断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態による液晶パネルの製造方法を説明する図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態による液晶パネル構造の他の例であって、隣接した２つの液晶セルを基板面に向かってみた状態を示す図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態による液晶パネル構造のさらに他の例及び比較例を示し、液晶パネルの２画素分を基板面法線に沿って見た状態を示す図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図２４】本発明の第４の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１による液晶表示装置を示す図である。
【図２６】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１による液晶表示装置を示す図である。
【図２７】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１の比較例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図３０】本発明の第４の実施の形態における実施例４−１の比較例によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図３１】本発明の第４の実施の形態における実施例４−２による液晶表示装置を示す図である。
【図３２】本発明の第４の実施の形態における実施例４−２によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図３３】本発明の第４の実施の形態における実施例４−２によるＭＶＡセルの一断面を模式的に示す図である。
【図３４】本発明の第４の実施の形態における実施例４−３による液晶表示装置を示す図である。
【図３５】本発明の第５の実施の形態における実施例５−１による液晶表示装置を示す図である。
【図３６】本発明の第５の実施の形態における実施例５−１による液晶表示装置を示す図である。
【図３７】本発明の第５の実施の形態における実施例５−２による液晶表示装置を示す図である。
【図３８】本発明の第６の実施の形態における実施例６−１による液晶パネル構造を示す図である。
【図３９】本発明の第６の実施の形態における実施例６−２による液晶パネル構造を示す図である。
【図４０】本発明の第６の実施の形態における実施例６−３による液晶パネル構造を示す図である。
【図４１】本発明の第６の実施の形態における実施例６−４による液晶パネル構造を示す図である。
【図４２】本発明の第６の実施の形態における実施例６−５による液晶パネル構造を示す図である。
【図４３】本発明の第６の実施の形態における実施例６−６による液晶パネル構造を示す図である。
【図４４】本発明の第７の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図４５】本発明の第７の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図４６】本発明の第７の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図４７】本発明の第７の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図４８】本発明の第７の実施の形態における実施例７−１による液晶パネル構造を示す図である。
【図４９】本発明の第７の実施の形態における実施例７−１による液晶パネルの応答速度の測定結果を示す図である。
【図５０】本発明の第７の実施の形態における実施例７−２による液晶パネル構造を示す図である。
【図５１】本発明の第７の実施の形態における実施例７−３による液晶パネル構造を示す図である。
【図５２】本発明の第７の実施の形態における実施例７−４による液晶パネル構造を示す図である。
【図５３】本発明の第７の実施の形態における実施例７−５による液晶パネルの製造方法を説明する図である。
【図５４】本発明の第７の実施の形態における実施例７−６による液晶パネル構造を示す図である。
【図５５】本発明の第８の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図５６】本発明の第８の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図５７】本発明の第８の実施の形態において、液晶表示装置の応答特性のセルギャップ（セル厚）に対する依存性を示す図である。
【図５８】本発明の第８の実施の形態において、液晶表示装置の土手の高さとコントラスト比の関係を示す図である。
【図５９】本発明の第８の実施の形態において、液晶表示装置の応答特性の間隙幅（ピッチ）依存性を示す図である。
【図６０】本発明の第８の実施の形態において、液晶表示装置の応答特性の間隙幅（ピッチ）依存性を示す図である。
【図６１】本発明の第８の実施の形態において、液晶表示装置の応答特性の間隙幅（ピッチ）依存性を示す図である。
【図６２】本発明の第８の実施の形態において、土手幅とパネル透過率の関係を示す図である。
【図６３】本発明の第９の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図６４】本発明の第９の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図６５】本発明の第９の実施の形態が解決しようとする問題点を説明する図である。
【図６６】本発明の第９の実施の形態において、ＶＡ方式のＬＣＤにおけるオン状態応答時間のパラメータ依存性を示す図である。
【図６７】本発明の第９の実施の形態において、表１１に示す液晶を用いたＶＡ方式のＬＣＤの応答特性を示す図である。
【図６８】本発明の第９の実施の形態において、ＭＶＡ−ＬＣＤの断面構造を示す図である。
【図６９】本発明の第９の実施の形態において、ＭＶＡ−ＬＣＤにおける液晶分子の傾斜の伝播状態を示す図である。
【図７０】本発明の第９の実施の形態において、ＭＶＡ−ＬＣＤにおけるオン状態応答時間のパラメータ依存性を示す図である。
【図７１】本発明の第９の実施の形態において、ＭＶＡ−ＬＣＤの断面構造を示す図である。
【図７２】本発明の第９の実施の形態において、間隙ｓを変化させたＭＶＡ−ＬＣＤの過渡応答特性を顕微鏡観察した結果を示す図である。
【図７３】従来のＭＶＡ−ＬＣＤの中間調応答が従来のＴＮ型ＬＣＤに比較して遅い原因を説明する図である。
【図７４】従来のＭＶＡ−ＬＣＤの中間調応答が従来のＴＮ型ＬＣＤに比較して遅い原因を説明する図である。
【図７５】図７３に示したＭＶＡ−ＬＣＤを下基板１１８側から見たときの電圧印加時の液晶分子の配向状態を示す図である。
【符号の説明】
１、２  基板
３  液晶層
４、６  配向規制用構造物（線状突起）
５  配向制御因子
７  画素電極
８、８'、９、１７  スリット部
１０  液晶分子
１１、１２  透明電極
１３  遮光膜
１４  低プレチルト領域
１５  未固化部
１６  線状突起
１８  ストライプ状電極
１９、２０、２４、２５  導電性線状突起
２１  凹凸部
２２、２３  電極
３０  偏光板
３４、３６  格子状配向規制用構造物
３７  交差部
４０  微小構造物
４１  配向膜
４６  ラビング方向
１００  ＴＮ型ＬＣＤ
１０２、１２４  液晶
１０４、１１６  上基板
１０６、１１８  下基板
１０８、１１０、１２０、１２２  電極
１１２、１３２  斜線部
１１４  ＭＶＡ−ＬＣＤ
１２６、１２８、１３０  線状突起
１４０、１４２  暗線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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