(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隙で対向する２枚の基板と、前記２枚の基板の対向面側にそれぞれ形成された電極と、前記電極上に形成された垂直配向膜と、前記間隙に封止された負の誘電異方性を有する液晶とを有する液晶表示装置において、
前記電極間に電圧が印加された際に前記液晶の配向ベクトル場の特異点であって、前記液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向く第１特異点と、前記液晶分子の一部が異なる方向に向く第２特異点とが隣接して所定位置に形成されるように制御する特異点制御部を有し、
形成された前記第１及び第２特異点を少なくとも利用して前記液晶を配向制御す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２枚の基板の外面にそれぞれ設けられ偏光軸が直交する２枚の偏光板を有し、
前記特異点制御部は、
電圧印加時の前記液晶分子の長軸の方位が、前記基板面から見て前記偏光板の偏光軸に対して概ね４５°の角度になるように前記第１及び第２特異点を形成すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の液晶表示装置において、
前記特異点制御部は、
隣接する前記第１特異点と前記第２特異点とを結ぶ仮想直線を挟んで隣り合う液晶ドメインの前記液晶分子の長軸の方位が、電圧印加時において前記仮想直線に対して概ね４５°になるように前記液晶の配向を制御すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置において、
前記特異点制御部は、
前記仮想直線にほぼ沿う１本の暗線を形成すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置において、
前記特異点制御部は、電圧印加時に、前記仮想直線に少なくとも直交する方向の電界分布に歪みを生じさせて前記暗線の幅の広がりを抑制すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記特異点制御部は、
少なくとも一方の前記電極上に形成された突起を有し、
前記突起上層の液晶分子は電圧印加により前記第１又は第２特異点をほぼ中心として傾斜すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記特異点制御部は、
少なくとも一方の前記電極面内に、電極材料が形成されていない電極抜き領域を有し、
前記電極抜き領域上層の液晶分子は電圧印加により前記第１又は第２特異点をほぼ中心として傾斜すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
隣接する前記第１及び第２特異点同士を結ぶ仮想直線とほぼ平行して配向規制部材を配置し、
前記配向規制部材を挟んで隣り合う液晶ドメインの前記液晶分子の長軸の方位が、電圧印加時において前記仮想直線に対して概ね９０°になるように前記液晶の配向を制御すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
所定の間隙で対向する２枚の基板と、一方の前記基板に形成された画素電極と、前記他方の基板に形成されて前記画素電極と対向する対向電極と、前記画素電極及び対向電極上に形成された垂直配向膜と、前記間隙に封止された負の誘電異方性を有する液晶とを有する液晶表示装置において、
前記液晶の配向ベクトル場の特異点であって、前記液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向く第１特異点と、前記液晶分子の一部が異なる方向に向く第２特異点とを隣接して前記画素電極外周囲の所定位置に固定して形成する特異点形成部を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の液晶表示装置において、
前記特異点形成部は、
前記画素電極外周囲に配置されたバスライン上に前記第１及び第２特異点を形成すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の液晶表示装置において、
前記特異点形成部は、
前記画素電極と前記バスラインの間隙部に前記第１及び第２特異点を形成すること
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；ねじれネマチック）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】
正の誘電異方性を有するネマチ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、正の誘電異方性を有するネマチ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）を示さないので入射光の偏光方位は変化せず、従って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戻す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】
負の誘電異方性を有するネマチ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、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戻す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４２及び図４３を用いて説明する。図４２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４２（ａ）は、電圧無印加時の液晶の配向状態を示し、図４２（ｂ）は、電圧印加時の液晶の配向状態を示している。図４２（ｃ）は、配向制御状況を示す概念図である。図４３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４３（ａ）は、電圧無印加時の液晶の配向状態を示し、図４３（ｂ）は、電圧印加時の液晶の配向状態を示している。図４３（ｃ）は、配向制御状況を示す概念図である。
【００１９】
まず、図４３を用いてＴＮ型ＬＣＤ１００について先に説明する。図４３（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４３（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４３（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４２（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４２（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４２（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４４は、図４２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４４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４４に示すように、各線状突起１２６〜１３０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、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、所定の間隙で対向する２枚の基板と、前記２枚の基板の対向面側にそれぞれ形成された電極と、前記電極上に形成された垂直配向膜と、前記間隙に封止された負の誘電異方性を有する液晶とを有する液晶表示装置において、前記電極間に電圧が印加された際に前記液晶の配向ベクトル場の特異点であって、前記液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向く第１特異点と、前記液晶分子の一部が異なる方向に向く第２特異点とが隣接して所定位置に形成されるように制御する特異点制御部を有し、形成された前記第１及び第２特異点を少なくとも利用して前記液晶を配向制御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】
上記本発明の液晶表示装置において、前記２枚の基板の外面にそれぞれ設けられ偏光軸が直交する２枚の偏光板を有し、前記特異点制御部は、電圧印加時の前記液晶分子の長軸の方位が、前記基板面から見て前記偏光板の偏光軸に対して概ね４５°の角度になるように前記第１及び第２特異点を形成することを特徴とする。
【００３２】
さらに上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点制御部は、隣接する前記第１特異点と前記第２特異点とを結ぶ仮想直線を挟んで隣り合う液晶ドメインの前記液晶分子の長軸の方位が、電圧印加時において前記仮想直線に対して概ね４５°になるように前記液晶の配向を制御することを特徴とする。
【００３３】
また、上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点制御部は、前記仮想直線にほぼ沿う１本の暗線を形成することを特徴とする。
【００３４】
また上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点制御部は、電圧印加時に、前記仮想直線に少なくとも直交する方向の電界分布に歪みを生じさせて前記暗線の幅の広がりを抑制することを特徴とする。
【００３５】
また上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点制御部は、少なくとも一方の前記電極上に形成された突起を有し、前記突起上層の液晶分子は電圧印加により前記第１又は第２特異点をほぼ中心として傾斜することを特徴とする。
【００３６】
また、上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点制御部は、少なくとも一方の前記電極面内に、電極材料が形成されていない電極抜き領域を有し、前記電極抜き領域上層の液晶分子は電圧印加により前記第１又は第２特異点をほぼ中心として傾斜することを特徴とする。
【００３７】
上記本発明の液晶表示装置において、隣接する前記第１及び第２特異点同士を結ぶ仮想直線とほぼ平行して配向規制部材を配置し、前記配向規制部材を挟んで隣り合う液晶ドメインの前記液晶分子の長軸の方位が、電圧印加時において前記仮想直線に対して概ね９０°になるように前記液晶の配向を制御することを特徴とする。
【００３８】
上記目的は、所定の間隙で対向する２枚の基板と、一方の前記基板に形成された画素電極と、前記他方の基板に形成されて前記画素電極と対向する対向電極と、前記画素電極及び対向電極上に形成された垂直配向膜と、前記間隙に封止された負の誘電異方性を有する液晶とを有する液晶表示装置において、前記液晶の配向ベクトル場の特異点であって、前記液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向く第１特異点と、前記液晶分子の一部が異なる方向に向く第２特異点とを隣接して前記画素電極外周囲の所定位置に固定して形成する特異点形成部を有していることを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００３９】
上記本発明の液晶表示装置において、前記特異点形成部は、前記画素電極外周囲に配置されたバスライン上に前記第１及び第２特異点を形成することを特徴とする。また、前記特異点形成部は、前記画素電極と前記バスラインの間隙部に前記第１及び第２特異点を形成することを特徴とする。
【００４０】
【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２７を用いて説明する。図１は、対向面側に電極及び垂直配向膜２００が形成され、２つの垂直配向膜間に負の誘電異方性を有する液晶が封止された液晶パネルを一方のパネル面から見た状態を示している。垂直配向膜２００にはラビング処理が施されておらず、また線状突起等も形成されていない。本発明者達は、図１に示す液晶パネルの対向電極に電圧を印加して液晶層に縦電界を印加して液晶分子２０２の挙動を周到に観察した結果、液晶分子２０２の配向の安定化には一定の条件が存在することを見出した。
【００４１】
図１に示すように、ラビング処理していない垂直配向膜２００を用いて負の誘電異方性を有する液晶に縦電界を印加すると、液晶分子２０２が傾斜した状態において液晶配向ベクトル場の特異点（図中＋１又は−１で示している）が多数発生する。特異点の発生位置はランダムであるが、１本のディスクリネーションライン２０４で繋がった隣接特異点同士は互いに逆符号（＋１又は−１）となり、上述の第１特異点と第２特異点とが隣接して形成される。また、配向膜面全体での第１及び第２特異点の符号を数字として加算した和はほぼ０になる。つまり、第１特異点と第２特異点とはほぼ同数形成される。
【００４２】
ところで、本願出願人の出願による特願平１１−２２９２４９号では、絶縁体からなる線状突起の傾斜面、あるいはスリットによる斜め電界で液晶を配向規制すると共に、特異点を線状突起あるいはスリット上に閉じ込めることで良好な表示が得られるＭＶＡ−ＬＣＤを提案している。この提案によれば、線状突起間の表示領域上に特異点が形成されるのを阻止して表示品質を向上できる。しかし、特異点が線状突起上に並ぶため、図４４に示したように、隣接特異点同士は線状突起の両側の２本の暗線（ディスクリネーションライン）で繋がる。また上記提案では、線状突起間隙部の表示領域に特異点が入り込まない制御は可能だが、線状突起上に形成される特異点位置は制御されていない。さらに、上記提案では線状突起の傾斜面やスリットによる電界歪みを利用して液晶分子を配向させている点において、従来の配向分割制御方式と何ら変わるところはない。
【００４３】
それに対して本実施の形態の液晶表示装置では、上述の電圧印加時の液晶分子の挙動と特異点の形成に関する観察結果に基づいて案出した新たな配向分割制御方式を採用している。本実施形態における配向分割制御方式は、液晶分子の配向方位の制御を特異点の形成位置を制御することにより実現し、突起状構造物の傾斜面やスリットによる電界歪みを専ら特異点の形成位置制御に利用するようにした点に特徴を有している。
【００４４】
図２及び図３を用いて本実施の形態による配向分割制御方式について説明する。図２は、液晶表示装置をその一方の基板面に向かって見た状態を示している。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線で切断した断面に向かって見た主要部の状態を示している。
【００４５】
図２及び図３に示すように、液晶表示装置は、所定の間隙で対向する下基板２０及び上基板２２と、上下基板２０、２２の対向面側にそれぞれ形成された電極１６、１８と、対向する電極１６、１８上に形成された垂直配向膜２、４と、上下基板２０、２２間に封止された負の誘電異方性を有する液晶１４とを有している。そして、電極１６、１８間に電圧が印加された際に、液晶１４の配向ベクトル場の特異点が所定位置に形成されるように制御する特異点制御部として、基板面に繰り返しパターンとして形成される突起状構造物８及び１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有している。
【００４６】
突起状構造物８は下基板２０の電極１６上に形成され、構造物上部は垂直配向膜２で覆われている。突起状構造物８の形状は高さの低い４角柱が好ましいが、それに類似する他の形状でもよい。この突起状構造物８を所定の間隙（ピッチ）で取り囲むようにして、突起状構造物１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが上基板２２の電極１８上に形成されている。突起状構造物１０ａ〜１０ｄ上部は垂直配向膜４で覆われている。所定の高さを有する突起状構造物１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、図２に示すように基板面から見て十字形状をしている。各突起状構造物１０ａ〜１０ｄ同士は十字端部を所定の間隙を持って突き合わして隣接し合って配置されている。各突起状構造物１０ａ〜１０ｄとそれらで取り囲まれた突起状構造物８との間に液晶表示領域が形成されている。
【００４７】
さて、このような構造を有する液晶表示装置の電極１６、１８間に電圧を印加すると、突起状構造物８及び１０ａ〜１０ｄにより、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）中の破線に示すように液晶１４に印加される電界に歪みが生じる。この電界歪みにより各突起状構造物８、１０ａ〜１０ｄ上及びその近傍の液晶分子６の配向が規制されて、各突起状構造物８及び１０ａ〜１０ｄ中央部に第１特異点（＋１で示す）が形成され、各突起状構造物１０ａ〜１０ｄ同士の十字端部に第２特異点（−１で示す）が形成される。
【００４８】
従って図２から明らかなように、第１特異点と第２特異点とは図中左右上下方向に隣接し合い且つほぼ同数形成されるため、図１を用いて説明した液晶分子の安定配向の条件に一致して極めて安定した配向を得ることができる。さらに、図２に示すように、特異点制御部としての各突起状構造物８及び１０ａ〜１０ｄは、隣接する第１特異点と第２特異点とを結ぶ仮想直線を挟んで隣り合う液晶ドメインの液晶分子の長軸の方位が、電圧印加時において仮想直線に対して概ね４５°になるように液晶の配向を制御する。このため、各突起状構造物１０ａ〜１０ｄとそれらで取り囲まれた突起状構造物８との間の液晶表示領域は、図２に示すように異なる４つの配向方位を有する配向領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。
【００４９】
上下基板２０、２２の外面にそれぞれ貼り付けられた偏光軸が直交する２枚の偏光板（図示せず）に対して、電圧印加時における配向領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの液晶分子６の長軸の配向方位が、基板２０、２２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、特異点制御部（本例では各突起状構造物８及び１０ａ〜１０ｄ）を用いて特異点の形成位置を制御することにより、極めて広い視野角とコントラスト比を得ることができる。
【００５０】
さらに、従来は線状突起の両側に２本の暗線が形成されていたが、本実施の形態の特異点制御部によれば、上記仮想直線毎に１本の暗線（図２において、番号１２ａ〜１２ｆで示す）が形成されるだけである。これら暗線１２ａ〜１２ｆは配向分割の境界領域毎に１本形成されるだけであり、さらに特異点制御部により、電圧印加時において上記仮想直線に直交する方向の電界分布に歪みを生じさせて１本の暗線の幅の広がりを抑制しているため、分割境界での透過率の低下を従来のＭＶＡ−ＬＣＤの概ね半分にすることが可能である。従って、従来の配向規制用の線状突起等の配置密度より高密度で画素領域内に特異点制御部として機能する構造物を配置しても、透過率を低下させずに済むようになる。このため、構造物の数を密に配置して特異点の形成間隔を狭くすることが可能であり、従って、中間調でのわずかな階調変化に対して高速に応答することが可能になる。
【００５１】
このように、本実施の形態によれば、特異点制御部の配置を高密度化することにより透過率低下を抑えつつ液晶の高速応答が可能になる。また、従来の配向規制用線状突起と同様の配置密度で特異点制御部を配置すれば、従来よりも格段に透過率を向上させることが可能になる。
【００５２】
なお、電極上に形成された突起状構造物上層の液晶分子６は電圧印加により十分傾斜することが好ましい特異点が形成され易くなる。このため、突起状構造物の高さは従来の配向制御用の線状突起等の高さに比較して低くすることが可能である。
【００５３】
以上説明した特異点制御部の各突起状構造物８及び１０ａ〜１０ｄの形状は一例であり、特異点制御部として機能する特異点配置制御要素は種々の形状を取り得る。図４乃至図１２は、４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。図４は、四角錐形状の絶縁体からなる突起状構造物３０を示している。四角錐の底が上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上にくるように配置することにより、突起状構造物３０斜面近傍の液晶分子６を斜面に垂直な方向に傾斜させて、基板面に向かって見て突起状構造物３０の中央部に第１特異点を形成することができる。
【００５４】
図５は、四角錐形状の導体からなる突起状構造物３１を示している。四角錐の底が上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上にくるように配置することにより、突起状構造物３１斜面近傍の液晶分子６を斜面に平行な方向に傾斜させて、基板面に向かって見て突起状構造物３１の中央部に第１特異点を形成することができる。
【００５５】
図６は、特異点配置制御要素として突起状構造物に代えて、上下基板２０、２２に設けられた電極１６、１８の少なくとも一方の電極面内に、透明電極材料（例えば、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド））が形成されていない正方形形状の領域（以下、同種の形状を電極抜き領域という）３２を示している。電極抜き領域３２は、基板面に向かって見てその中心部に第１特異点が形成され、図４に示した突起状構造物３１と同様の機能を有している。
【００５６】
図７は、特異点配置制御要素として、上下基板２０、２２に設けられた電極１６、１８の少なくとも一方の電極面内であって、正方形の四隅の位置に形成された４個の電極抜き領域３３ａ〜３３ｄを示している。各電極抜き領域３３ａ〜３３ｄの形状は正方形である。基板面に向かって見て、電極抜き領域３３ａ〜３３ｄを角部とする正方形の中心部に第１特異点が形成される。
【００５７】
図８に示す突起状構造物３４は、図２に示した突起状構造物１０ａ〜１０ｄと同様の十字形状を有しており、上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上に配置される。突起状構造物１０ａ〜１０ｄは絶縁体で形成されているが、突起状構造物３４はそれに限らず導体で形成してもよい。また、基板上の電極をパターニングして突起状構造物３４として用いることも可能である。基板面に向かって見て、突起状構造物３４の十字の中心部に第１特異点が形成され、突起状構造物３４が導体や電極の場合には絶縁体の場合と逆方向（液晶分子の中心を通る基板面法線に対してほぼ対称）に液晶分子６が配向する。
【００５８】
図９は、特異点配置制御要素として突起状構造物に代えて、上下基板２０、２２に設けられた電極１６、１８の少なくとも一方の電極面内に、十字に交差するスリット状の電極抜き領域３５を示している。基板面に向かって見て、電極抜き領域３５の十字の中心部に第１特異点が形成される。
【００５９】
図１０は、図４に示した四角錐形状の絶縁体からなる突起状構造物３０が４つ密に集まって形成される突起状構造物３６を示している。各四角錐の底が上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上にくるように配置することにより、突起状構造物３０の稜線上の液晶分子６を稜線に垂直な方向に傾斜させて、基板面に向かって見て突起状構造物３６の中央部に第１特異点を形成することができる。
【００６０】
図１１は、図５に示した四角錐形状の導体からなる突起状構造物３１が４つ密に集まって形成される突起状構造物３７を示している。各四角錐の底が上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上にくるように配置することにより、突起状構造物３１の稜線上の液晶分子６を稜線に平行な方向に傾斜させて、基板面に向かって見て突起状構造物３７の中央部に第１特異点を形成することができる。
【００６１】
図１２は、上下基板２０、２２のいずれか一方例えば下基板２０上に絶縁体の線状突起３８が形成され、上基板２２には基板面に向かって見て線状突起３８と直交する導体からなる線状突起３９が形成された状態を示している。こうすることにより、基板面に向かって見て線状突起３８、３９の交差部に第１特異点が形成され、上基板２２側から下基板２０側に向かって収束するように液晶分子６が配向する。
【００６２】
図１３乃至図１９は、４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。図１３は、第２特異点配置制御要素として突起状構造物４０を示している。突起状構造物４０は中央部が途切れた線状突起形状をしており、上下基板２０、２２の少なくとも一方の基板面上に配置される。突起状構造物４０は絶縁体で形成されているが、突起状構造物４０はそれに限らず導体で形成してもよい。また、突起状構造物４０自体を電極として用いることも可能である。基板面に向かって見て、突起状構造物４０の中央部に第２特異点が形成され、突起状構造物４０が導体や電極の場合には絶縁体の場合と逆方向に液晶分子６が配向する。
【００６３】
図１４は、特異点配置制御要素として突起状構造物に代えて、上下基板２０、２２に設けられた電極１６、１８の少なくとも一方の電極面内に、所定間隔で端部が向き合って一列に並ぶ２本のスリットからなる電極抜き領域４１を示している。基板面に向かって見て、電極抜き領域４１の中心部に第２特異点が形成される。
【００６４】
図１５は、特異点配置制御要素として、上下基板２０、２２に設けられた電極１６、１８の少なくとも一方の電極面内であって、正方形の対角線の位置に形成された２個の電極抜き領域４２ａ、４２ｂを示している。各電極抜き領域４２ａ、４２ｂの形状は正方形である。基板面に向かって見て、電極抜き領域４２ａ、４２ｂを結ぶ直線の中央部に第２特異点が形成される。
【００６５】
図１６は、上下基板２０、２２のいずれか一方例えば下基板２０上に絶縁体の線状突起４３が形成され、上基板２２には基板面に向かって見て線状突起４３と直交する絶縁体からなる線状突起４４が形成された状態を示している。こうすることにより、基板面に向かって見て線状突起４３、４４の交差部に第２特異点が形成される。線状突起４３、４４は絶縁体に代えて導体で形成してもよい。また、基板上の電極をパターニングして線状突起４３、４４として用いることも可能である。基板面に向かって見て、線状突起４３、４４の十字の中心部に第２特異点が形成され、線状突起４３、４４が導体や電極の場合には絶縁体の場合と逆方向（液晶分子の中心を通る基板面法線に対してほぼ対称）に液晶分子６が配向する。
【００６６】
図１７は、上下基板２０、２２のいずれか一方例えば下基板２０上の電極１６にスリット状の電極抜き領域４５が形成され、上基板２２上の電極１８には基板面に向かって見て電極抜き領域４５と直交するスリット状の電極抜き領域４６が形成された状態を示している。こうすることにより、基板面に向かって見て電極抜き領域４５、４６の交差部に第２特異点が形成される。
【００６７】
図１８は、図４に示した四角錐形状の絶縁体からなる突起状構造物３０を、例えば下基板２０上に四角錐の底の対角線方向に２つ並べて突起状構造物３０Ｌを形成し、上基板２２上にも同様にして四角錐の底の対角線方向に２つ並べた突起状構造物３０Ｕを形成した状態を示している。基板面に向かって見て突起状構造物３０Ｌと３０Ｕとで密に集まった正方形外形が形成される。こうすることにより、突起状構造物３０Ｌの稜線上の液晶分子６が稜線に垂直な方向に傾斜し、突起状構造物３０Ｕの稜線上の液晶分子６が稜線に平行な方向へ傾斜して、基板面に向かって見て突起状構造物３０Ｌ、３０Ｕで構成される正方形の中央部に第２特異点を形成することができる。絶縁体の突起構造物３０に代えて、導体の突起構造物３１で構成しても正方形の中央部に第２特異点を形成することができる。
【００６８】
図１９は、上下基板２０、２２のいずれか一方例えば下基板２０上の電極１６にスリット状の電極抜き領域４７が形成され、上基板２２上には基板面に向かって見て電極抜き領域４７と直交する絶縁体からなる線状突起４８が形成された状態を示している。こうすることにより、基板面に向かって見て電極抜き領域４７と線状突起４８との交差部に第２特異点が形成される。
【００６９】
以上、図４乃至図１９を用いて説明した特異点配置制御要素は例示であり、また、これらの要素を種々組み合わせて特異点制御をすることが可能である。これらの要素を用いて特異点を所定位置に形成することにより液晶分子の配向制御を安定して行えるようになる。
【００７０】
なお、特異点には様々な変形が存在する。図２０（Ａ）は第１特異点（ｓ＝＋１）近傍での液晶分子の配向状態を例示している。図２０（Ａ）の（ａ）は、ｓ＝＋１、φ（所定軸と配向ベクトルとがなす方位角）＝０を示し、図２０（Ａ）の（ｂ）は、ｓ＝＋１、φ＝π／４、図２０（Ａ）の（ｃ）は、ｓ＝＋１、φ＝π／２における液晶分子の配向状態を示している。φの値の変化により暗線の形状が変化している。
【００７１】
図２０（Ｂ）は第２特異点（ｓ＝−１）近傍での液晶分子の配向状態を例示している。図２０（Ｂ）の（ａ）は、ｓ＝−１、φ＝０を示し、図２０（Ｂ）の（ｂ）は、ｓ＝−１、φ＝π／４、図２０（Ｂ）の（ｃ）は、ｓ＝−１、φ＝π／２における液晶分子の配向状態を示している。
【００７２】
これまでの説明では、ｓ＝＋１、φ＝０あるいはｓ＝−１、φ＝０の特異点を図示しているが、もちろん図２０（Ａ）、（Ｂ）の（ｂ）、（ｃ）に示す特異点にも本実施の形態を適用することが可能である。なお、本実施の形態において、セルギャップが例えば４μｍの液晶表示装置の場合、第１及び第２特異点間の距離は、実用的に使用するには数μｍから１００μｍ程度までの範囲で制御することが可能である。
以上説明した本実施の形態によれば、各表示階調で従来の約２倍の高速化が可能である。また、応答特性を追求した場合には、応答が最も遅くなる階調においても応答時間（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）は４１ｍｓであり、視野角、正面コントラストに加え応答特性においても優れた特性を発揮する液晶表示装置を実現できる。
【００７３】
以下、実施例を用いてより具体的に説明する。
〔実施例１〕
図２１は本実施例による液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示している。本実施例の特異点制御部は、第１特異点配置制御要素として図８に示す絶縁体の突起構造物３４を用い、第２特異点配置制御要素として図１６に示す絶縁体の線状突起４３、４４を用いている。これらの特異点配置制御要素の組み合わせとして、下基板２０側には十字格子状の構造物５０が形成され、上基板２２側には構造物５０の格子ピッチと半ピッチずれて、構造物５０の格子ピッチと同一のピッチを有する十字格子状構造物５２が形成されている。上下基板でこのような特異点制御部が形成されているため、両基板２０、２２間に封止された液晶の液晶分子６は、電界印加時に図２１に示すように配向する。これは、図２及び図３を用いて説明した本実施の形態による特異点制御部と同様の作用に基づいている。
【００７４】
本実施例においても特異点制御部を構成する格子状構造物５０、５２内に１本の暗線が生じるだけであり、従来のＭＶＡ−ＬＣＤより極めて安定した良好な配向状態が得られるだけでなく、格子ピッチを短くして従来の配向規制用の線状突起より配置密度を高くして、液晶の応答時特性を改善しても透過率の低下を防止することが可能である。
【００７５】
本構造では第１特異点と第２特異点を結ぶ線上を絶縁体のパターンで繋いでいる。繋ぎ部分の絶縁体突起により付近の電界分布に歪みが発生し、暗線となるディスクリネーションラインの配向を良好に整えることができる。
【００７６】
図２２は、本実施例で用いた格子状構造物５０、５２の突起高さと白透過率の関係を示している。横軸に突起高さ（μｍ）をとり、縦軸に白透過率（％）をとっている。図２２中で曲線Ａは、上下基板２０、２２に設けられた格子構造物５０、５２の間隙の長さ（すなわち半ピッチの長さ）が２０μｍの液晶表示装置であって、格子状構造物５０、５２の突起高さを０．６μｍから１．６μｍまで変化させた場合の白透過率の変化を示している。曲線Ｂは、間隙長さを１０μｍにした場合の白透過率の変化を示している。曲線Ｃは、比較として図４４に示した従来のＭＶＡ−ＬＣＤと同等であって線状突起の間隙の長さが２５μｍあり、線状突起の高さを１．１μｍから２．３μｍまで変化させた場合の白透過率の変化を示している。
【００７７】
曲線Ｃが示すように、従来のＭＶＡ−ＬＣＤでは突起高さが１．９μｍで透過率が最大となる。従来のＭＶＡ−ＬＣＤでは、突起を境に液晶配向方位を１８０°異ならせるために突起中央付近の液晶の傾斜角を小さく抑える必要があり、このため突起高さをあまり低くすることができない。
【００７８】
これに対し、本実施例による液晶表示装置の場合には曲線Ａ及びＢが示すように、開口部占有面積の大きさに依存せず突起高さが１．０μｍ程度で透過率が最大となり、突起高さが高くなると逆に透過率は減少する。これは、本実施の形態の液晶表示装置における液晶分子の配向制御が、格子構造物５０、５２の突起斜面ではなく、所定位置に形成される多数の特異点により行われていることを示している。特異点を安定して形成するには、突起中央付近の液晶分子を電圧印加と共に十分傾斜させる必要があるが、突起高さをあまり高くすると十分な傾斜角が得られなくなる。従って、本実施例に示すように、特異点制御部の突起は特異点を安定して形成できる高さであればよく、従来のＭＶＡ−ＬＣＤの線状突起より格段に低くすることができる。
【００７９】
図２３は、本実施例による液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示している。図２３において横軸は印加電圧（Ｖ）であり縦軸は透過率（％）である。図２３における液晶表示装置のセル厚は３．８μｍである。また、垂直配向膜としてＪＡＬＳ−６８４（ＪＳＲ製）を用い、液晶材料にはＭＪ９６１２１３（メルク製）を用いている。本実施例の液晶表示装置における格子構造物５０、５２の形成材料にはＬＣ２００（シプレイ・ファーイースト社製フォトレジスト）を用いている。格子構造物５０、５２の突起高さは１．１μｍである。また、比較として示す従来のＭＶＡ−ＬＣＤの突起高さは１．６μｍである。
【００８０】
図２３において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃは本実施例による液晶表示装置を示している。曲線Ａは、格子構造物５０、５２の間隙の長さを３０μｍ□にした場合を示している。曲線Ｂは間隙長さを２０μｍ□にした場合を示している。曲線Ｃは間隙長さを１０μｍ□にした場合を示している。
【００８１】
曲線Ｄ、Ｅは従来のＭＶＡ−ＬＣＤを示している。曲線Ｄは、上下基板に線状突起が設けられ突起間隙長さが２５μｍの場合を示している。曲線Ｅは、下基板にスリット、上基板に線状突起が設けられ、間隙長さが２５μｍの場合を示している。
【００８２】
図２３の曲線Ｂに示す間隙長さ２０μｍ□の液晶表示装置は、曲線Ｄ、Ｅに示す間隙長さ２５μｍの従来のＭＶＡ−ＬＣＤとほぼ同様の透過率が得られる。図２３の曲線Ａに示すように間隙長さを４０μｍ□まで拡大すると２６％以上の透過率が得られ、従来のＭＶＡ−ＬＣＤの約１．３倍の透過率を得ることができる。従って、構造物の高密度化による応答時間の高速化が必須でない場合には、本実施形態による液晶表示装置は従来のＭＶＡ−ＬＣＤより高い透過率を得ることができる。
【００８３】
図２３の曲線Ｃに示すように、間隙長さが１０μｍ□の場合でも、１５％以上の透過率が得られ、突起間隙１０μｍの従来のＭＶＡと同等の透過率を得ることができる。この場合、従来の線状突起の密度より曲線Ｃでの十字格子構造物５０、５２の密度の方が２倍程度高いにもかかわらず同等の透過率を得ることができる。これは、配向分割領域の境界の暗線（ディスクリネーション）が１本になったことによる効果であると考えられ、本実施の形態による特異点制御部は構造物の高密度化に有利であることが分かる。
【００８４】
図２４は、本実施例による液晶表示装置の応答特性を示している。横軸は透過率（％）、縦軸は応答時間（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ（ｍｓ））である。なお、ノーマリブラックモードで動作し、印加電圧が０Ｖで透過率０％、５Ｖ印加で透過率１００％となるものとする。
【００８５】
曲線Ａは本実施例による液晶表示装置を示しており、格子構造物５０、５２の間隙の長さは１０μｍ□である。曲線Ｂは従来のＭＶＡ−ＬＣＤであって、下基板にスリット、上基板に線状突起が設けられ、間隙長さが２５μｍの場合を示している。曲線Ｃは、垂直配向膜にラビング処理を施した従来のＬＣＤの場合を示している。
【００８６】
曲線Ａに示すように、高密度化された格子構造物５０、５２を有する液晶表示装置の場合、透過率を例えば０％−＞２５％−＞０％のように変化させた場合における中間調応答時間は６０ｍｓであり、曲線Ｂに示す従来のＭＶＤ−ＬＣＤに対して３３％改善することができる。
【００８７】
本実施例で示したように本実施の形態による液晶表示装置によれば、従来と比して透過率の低下を抑えつつ応答特性を改善することができる。また、応答特性を従来と同様にして透過率を向上させることができる。
【００８８】
さらに付加的な特徴として図２１に示すように、構造物を画素に対して斜めに配置する必要がないため、表示領域を高精細化する際のレイアウト設計が非常に楽になると共に、従来に比して画素周囲の配向乱れが発生し難いという利点を生じる。また、偏光板の偏光軸が格子構造物の格子と平行あるいは直交するため、黒表示状態での構造物斜面からの光漏れを軽減できる等の利点も有している。
【００８９】
〔実施例２〕
本実施例による液晶表示装置の構造を図２５に示す。図２５は、基板面に垂直な方向で切断した断面を示している。基板面に向かって見た構造は、実施例１の図２１と同様である。本実施例の特異点制御部は、第１特異点配置制御要素として図８に示した導体の突起構造物３４を用い、第２特異点配置制御要素として図１６に示す導体の線状突起４３、４４を用いている。これらの特異点配置制御要素の組み合わせとして、下基板２０側には導体の十字格子状の構造物５０が形成され、上基板２２側には構造物５０の格子ピッチと半ピッチずれて、構造物５０の格子ピッチと同一のピッチを有する導体の十字格子５２が形成されている。導体の構造物５０、５２は、例えばフォトレジストで構造体を形成した後、その表面にＩＴＯ透明電極を蒸着して形成されている。
【００９０】
構造物５０の格子間には絶縁体からなる平坦化層５４が形成され、構造物５２の格子間には絶縁体からなる平坦化層５６が形成されている。こうすることにより構造物５０、５２上部と構造物５０、５２間隙部とで閾値電圧に若干の差を設けることができる。所定値以下の電圧を印加して構造物５０、５２周辺部の液晶分子６を傾斜させ、間隙部の液晶分子６は垂直配向したままの状態を発生させることができる。つまり、間隙部における閾値電圧以下の電圧を構造物５０、５２に予め印加することにより、構造物５０、５２周辺の液晶配向にあらかじめバイアスを加えて特異点を形成することができる。
【００９１】
図２６にバイアス電圧を印加した状態からの応答特性を示す。横軸は透過率Ｙ（％）、縦軸は応答時間（ｍｓ）である。なお、ノーマリブラックモードで動作し、印加電圧が４Ｖで透過率０％、１５Ｖ印加で透過率１００％となるものとする。また、構造物５０、５２は、間隙長さが１０μｍ□であり、高さは１．３μｍである。間隙部における平坦化層５４、５６の膜厚は約１μｍである。使用した液晶はＭＪ９８１２６、垂直配向膜の材料はＪＡＬＳ−６８４である。また、所定のセルギャップを得るためのスペーサ径は３．０μｍである。
【００９２】
曲線ＡはＴｏｆｆの応答時間を示している。曲線ＢはＴｏｎの応答時間を示している。曲線ＣはＴｏｎ＋Ｔｏｆｆの応答時間を示している。図２６に示すように、透過率を０％から２５％（Ｔｏｎ）にし、次いで２５％から０％（Ｔｏｆｆ）に変化させた場合、中間調応答時間（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）が２５ｍｓという優れた応答特性が得られる。
【００９３】
〔実施例３〕
本実施例による液晶表示装置の構造を図２７に示す。図２７は、基板面に向かって見た状態を示している。下基板２０側には図２１に示した実施例１と同様の導体の十字格子状構造物５０が特異点制御部として形成されている。一方、上基板２２側には、隣接する第１特異点同士を結ぶ仮想直線に沿って、構造物５０の格子の方向を４５°回転させた方向に十字格子形状が形成された配向規制部材５８が配置されている。
【００９４】
このため、電圧印加時に特異点制御により液晶分子６が分割配向される際、配向規制部材５８は、配向規制部材５８を挟んで隣り合う液晶ドメインの液晶分子６の長軸の方位を仮想直線に対して概ね９０°になるように液晶の配向を制御する。この配向規制部材による配向制御は、図４４に示す従来のＭＶＡ−ＬＣＤの配向制御に等しい。このように、本実施の形態による特異点制御部と従来の配向規制部材とを組み合わせて使用することも可能である。
【００９５】
［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２８乃至図４１を用いて説明する。本実施の形態で用いる図面において、第１の実施の形態及び従来の技術において図面を用いて説明した構成要素と同一の機能作用を有する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００９６】
図２８は、従来のＭＶＡ−ＬＣＤで生じる残像現象を説明するためのグラフを示している。横軸は時間（ｍｓ）を表し、縦軸は透過率を表しており、０〜１０００ｍｓを黒表示、１０００〜２０００ｍｓを白表示、２０００ｍｓ〜を黒表示としたときの時間に対する透過率変化を示している。図２８に示すように、従来のＭＶＡ−ＬＣＤは、ノーマリブラックモードにおいて黒から白への応答時に一旦白がより明るくなる残像現象が見られる。あるいは、黒から白への応答後の白と、中間調から白への応答後の白とでは、形成される液晶ドメイン状態が異なってしまうため残像が発生するという表示不良がある。
【００９７】
この残像現象について再び図４４を用いて説明する。図４４に示す配向規制用の線状突起１２６〜１３０上の特異点の位置は、電圧印加に伴う電界の歪みに変動が生じると、それに依存して線状突起１２６〜１３０上を移動する。特異点が移動するとドメイン制御方向に変化が生じてしまうため残像として視認されるようになる。
【００９８】
これらを改善するため、第１の実施の形態で紹介した特願平１１−２２９２４９号では、図２９に示すように、表示領域内の画素電極（例えば、下基板１１８に形成された電極１２２を指す）上に設けた配向規制用の線状突起（若しくはスリット）１２６に対し、液晶分子６の配向方向が不連続となる点、すなわち配向ベクトル場の特異点を所定位置に固定する特異点形成部１５０を設けることを提案している。図２９（ａ）は基板面に向かって見た特異点形成部１５０近傍の状態を示しており、特異点形成部１５０に特異点が固定されて形成され、線状突起１２６の両側に２本の暗線１４０、１４２が形成されている。図２９（ｂ）は、基板面に向かって見た特異点形成部１５０近傍での液晶分子６の配向状態を示している。図２９（ｃ）は、基板面に垂直方向に切断した断面を示しており、本例の特異点形成部１５０は、下基板１１８側に設けられた線状突起１２６に対向する上基板１１６側の所定位置に設けられている。
【００９９】
本発明者達は、ＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶配向を詳細に調査したところ、画素電極の外周囲にも配向ベクトル場の特異点が形成されることを新たに見出した。観察結果を図３０及び図３１に示す。
【０１００】
図３０は、図２９に示した従来のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤを上基板１１６側から見た状態の一画素領域及びその周囲を示している。下基板１１８上には、駆動する表示画素を選択するための走査信号が順次入力される複数のゲートバスライン１５４が互いに平行に形成されている。また、複数のゲートバスライン１５４上には不図示の絶縁膜が形成され、絶縁膜上にはゲートバスライン１５４にほぼ直交する複数のデータバスライン１５２が形成されている。互いに直交する複数のゲートバスライン１５４とデータバスライン１５２とでマトリクス状に画定される各領域が画素領域となり、各画素領域内にはＴＦＴ１５８と画素電極１２２が形成されている。ＴＦＴ１５８のゲート電極は所定のゲートバスライン１５４に接続され、ドレイン電極は所定のデータバスライン１５２に接続され、ソース電極は画素電極１２２に接続されている。また、ゲートバスライン１５４と平行に、蓄積容量配線１５６が画素電極１２２の下層中央を横切って図中横方向に延びて形成されている。
【０１０１】
画素電極１２２には、スリット状の電極抜き領域１２６が形成されている。電極抜き領域１２６はゲートバスライン１５４及びデータバスライン１５２に対して４５°の方位に並ぶ配置パターンを有している。画素電極１２２は電極抜き領域１２６により複数の分割電極領域に分割されている。これら複数の分割電極領域は、電極抜き領域１２６上に形成された細い接続電極により相互間の導通状態が維持されるようになっている。
【０１０２】
上基板１１６には、通常、カラーフィルタ及び遮光膜であるブラックマトリクスが形成されているが、図３０では図示を省略している。上基板１１６に形成された対向電極１２０上には、下基板１１８の電極抜き領域１２６の形成パターンと同様にゲートバスライン１５４及びデータバスライン１５２に対して４５°の方位に並ぶ線状突起１３０が形成されている。線状突起１３０は電極抜き領域１２６の配置ピッチと同一ピッチで配置され、且つ、電極抜き領域１２６に対して半ピッチずれて配置されている。
【０１０３】
データバスライン１５２及びゲートバスライン１５４にＴＦＴ１５８の駆動用の電圧を印加することにより、画素電極１２２と対向電極１２０との間に電圧が印加される。このときに電極抜き領域１２６及び線状突起１３０近傍に生じる斜め電界により、液晶分子６が所定方位に配向規制されて、画素電極１２２上が領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの配向領域に配向分割される。このときに形成される第１特異点を図中黒丸●で示し、第２特異点を白丸○で示している。また、図４４を用いて説明した配向規制部材（電極抜き領域１２６、線状突起１３０）の両側で生じる２本の暗線１４０、１４２も図示している。なお、２本の暗線１４０、１４２は、図中に示す偏光板の偏光軸の方向（図中、左右上下方向）とほぼ一致する配向方位の液晶分子６の領域となる。
【０１０４】
図３１は、図３０から基板構造の表示を省略して、第１及び第２特異点、配向した液晶分子６、及び２本の暗線１４０、１４２のみを示している。
図３０及び図３１から、画素電極１２２内はもちろん画素電極１２２外にも配向ベクトル場の特異点が形成されていることが分かる。また、画素電極１２２外に形成される特異点は暗線１４０、１４２で画素電極１２２内の特異点に接続している。さらに、第１（又は第２）特異点から伸びる暗線は、第２（又は第１）特異点に接続している。
【０１０５】
また、画素電極１２２外の特異点について詳細に調査したところ、これらは常に全く同じ位置に形成されるのではなく、黒から白への表示応答の度に特異点形成位置が微妙に異なったり、応答後の時間の経過と共に特異点の位置が移動したりするという現象が見られることが分かった。
【０１０６】
先に述べたように、画素電極１２２外の特異点と画素電極１２２内の特異点とは、相互に暗線１４０、１４２を介して繋がっている。そのため、このような画素電極１２２外の特異点変化は、画素電極１２２内であって特に画素電極１２２エッジ近傍の液晶配向に変化を与える。これは、画素電極１２２上における特異点変化による残像と同様の表示不良を発生させることになる。
【０１０７】
そこで画素電極１２２外における液晶配向に着目して特異点変化が発生する原因を考察した。画素電極１２２のエッジ部と対向電極１２０との間、およびバスライン１５２、１５４と対向電極１２０との間には電界の歪みが発生し、この電界歪みは液晶分子６の配向方向を規制する。
【０１０８】
図３２は、画素電極１２２のエッジ部における電界の歪みを説明する図である。図３２（ａ）は画素電極１２２を上基板１１６側から見た状態を示し、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図３２（ｂ）に破線で示す電気力線αに従い画素電極１２２のエッジ部１６０の電界歪みは液晶分子６を画素電極１２２内方に向けるように作用する。
【０１０９】
図３３は、バスライン１５２、１５４のエッジ部における電界の歪みを説明する図である。図３３（ａ）はバスライン１５２、１５４を上基板１１６側から見た状態を示し、図３３（ｂ）は、図３３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面を示している。図３３（ａ）、（ｂ）に示すように、バスライン１５２、１５４のエッジ部１６２の電界歪みは液晶分子６をバスライン１５２、１５４内方に向けるように作用する。
【０１１０】
図３４は、隣り合う画素電極１２２間のバスライン１５２、１５４近傍の液晶分子６の配向状態を示している。図３４に示すように、画素電極１２２エッジ部１６０とバスライン１５２、１５４エッジ部１６２との間の液晶分子６の配向方位は１８０°異なる。画素電極１２２のエッジ部１６０からバスライン１５２、１５４のエッジ部１６２までの液晶の配向状態は連続的に変化するため、配向変化の途中にはバスライン１５２、１５４のエッジ部１６２や画素電極１２２のエッジ部１６０での配向方位とは９０°異なる向きに配向した液晶分子６’が存在する。しかしながら、液晶分子６’の配向方位が図３４中の上方向になるか下方向になるかのいずれかを定める手段は特に設けられていない。
【０１１１】
また、バスライン１５２、１５４上の中央部分にもバスライン１５２、１５４のエッジ部１６２での配向方位とは９０°異なる向きに配向した液晶分子６’’が存在する。バスライン１５２、１５４中央部の液晶分子６’’はバスライン１５２、１５４の延びる方向と平行に配向するが、その配向方位が図３４中の上方向になるか下方向になるかを定める手段は設けられていない。
【０１１２】
このように、画素電極１２２外周囲の液晶分子６は電圧印加時に、一旦上方向あるいは下方向のいずれかにランダムに配向し、その後画素電極１２２内の液晶配向など周囲の影響を受けながら最終的な配向方位に落ち着き、結果的に図３０に示したような特異点が形成される。つまり、画素電極１２２外に形成される特異点に対して、その形成位置を明確に定める手段がないので、画素電極１２２外の液晶ドメインが最終的な配向方位に落ち着くために時間を要してしまい、残像現象として表示不良が引き起こされている。本実施の形態は、ＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤの安定配向を実現し、表示不良を改善することを目的とする。
【０１１３】
本実施の形態による液晶表示装置での安定配向実現のための原理について図３５を用いて説明する。図３５は、画素電極１２２外周囲に形成される特異点を、画素電極１２２のエッジ部１６０とバスライン１５２、１５４のエッジ部との間、及びバスライン１５２、１５４上部に固定して形成した状態を示している。図中、黒丸●は第１特異点を表し白丸○は第２特異点を表している。図３５に示すように特異点位置を固定することにより、画素電極１２２外に形成される特異点位置が、表示応答のための電圧印加の度にばらついたり、時間の経過と共にばらついたりすることがなくなるので、液晶分子を安定して配向制御して表示品質を向上させることができる。
【０１１４】
図３０に示す基板状態の観察結果から、液晶の配向において第１特異点と第２特異点とが交互に並ぶことが分かる。従って、図３５に示すように第１特異点と第２特異点とが基板上に交互に形成されるように特異点形成部を配置すれば、形成される特異点を一定位置に安定して制御することが可能となる。
【０１１５】
さらに、図３０に示す基板状態の観察結果から、特異点形成部としての構造物あるいはスリット状の電極抜き領域と画素電極のエッジ部とが同一基板上で交差する部分には第１特異点が形成され、一方の基板に設けた構造物またはスリット状電極抜き領域と他方の基板上の画素電極エッジ部とが交差する部分には、第２特異点が形成される特徴を有していることが分かる。そのため、特異点形成部を当該特徴に従うように設けることにより、形成される特異点を一定位置に安定して制御することが可能となる。
【０１１６】
以下、実施例を用いてより具体的に説明する。
〔実施例１〕
図３６は本実施形態における実施例１を示している。本実施例の特異点形成部は、バスライン１５２、１５４の幅を局所的に変化させた領域を有している。図３６に示すように幅狭領域６０と幅広領域６２が通常幅の領域を挟んで隣り合って形成されている。バスライン幅は通常幅１０μｍに対して幅狭領域６０は５μｍ、幅広領域６２は１５μｍであり、バスライン１５２、１５４が延伸する方向の幅狭領域６０と幅広領域６２の長さはそれぞれ１０μｍである。
【０１１７】
このようにして特異点形成部の幅狭領域６０と幅広領域６２が形成されたバスライン１５２、１５４が配線された下基板１１８に垂直配向膜２を塗布し、同じく垂直配向膜４を塗布した対向基板１１６と貼り合わせて液晶を注入する。垂直配向膜２、４にはＪＡＬＳ−６８４（ＪＳＲ製）を用い印刷法により基板１１６、１１８上に塗布する。その後１８０℃で約１時間の熱処理を施す。液晶材料にはＭＪ９６１２１３（メルク製）を用い真空注入法により両基板間に液晶を注入する。セルギャップは４μｍである。
【０１１８】
このようにして作製した液晶パネルにより電圧印加時において幅狭領域６０には第２特異点（ｓ＝−１）が形成され、幅広領域６２には第１特異点（ｓ＝＋１）が形成される。これにより、画素電極１２２外周囲のバスライン１５２、１５４上に形成される特異点を所定位置に固定することができ、従って、従来の液晶表示装置での応答時に観察された特異点の形成状態のばらつきや、応答後の時間経過に伴う特異点のふらつきという表示不良に関係する現象をなくすことができる。
【０１１９】
〔実施例２〕
図３７を用いて実施例２について説明する。図３７（ａ）は、バスライン１５２、１５４を基板面に向かって見た状態を示している。図３７（ｂ）は、図３７（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面の一例を示し、図３７（ｃ）は、他の例を示している。図３７（ｄ）は、図３７（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面の一例を示し、図３７（ｅ）は、他の例を示している。
【０１２０】
本実施例は、実施例１に示すバスライン幅を変更した特異点形成部に代えて、バスライン１５２、１５４上あるいはバスライン１５２、１５４直上の対向基板側に構造物や抜き領域を設けている点に特徴を有している。バスライン幅は１０μｍである。図３７（ｂ）は、バスライン１５２、１５４上に突起構造物６４を形成して第２特異点を形成固定するようにしたものである。突起構造物６４の幅及び長さは各５μｍであり構造物高さは１．５μｍである。突起構造物６４の形成材料にはＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用い、フォトリソグラフィ工程によりバスライン１５２、１５４上に選択的に構造物を形成する。
【０１２１】
図３７（ｃ）は、突起構造物６４に代えて、バスライン１５２、１５４の形成金属が除去された抜き領域６８をバスライン１５２、１５４内に形成して第２特異点を形成固定する特異点形成部を構成している。抜き領域６８の幅及び長さは各５μｍである。
【０１２２】
図３７（ｄ）は、バスライン１５２、１５４直上の対向基板１１６に突起構造物６８を形成して第１特異点を形成固定するようにしたものである。突起構造物６８の幅及び長さは各５μｍであり構造物高さは１．５μｍである。突起構造物６８の形成材料にはＰＣ−３３５（ＪＳＲ製）を用い、フォトリソグラフィ工程により対向電極１２０上に選択的に構造物を形成している。
【０１２３】
図３７（ｅ）は、突起構造物６８に代えて、対向電極１２０の形成材料が形成されていない電極抜き領域７０を対向電極１２０に形成して第１特異点を形成固定する特異点形成部を構成している。抜き領域７０の幅及び長さは各５μｍである。
【０１２４】
このようにして作製した液晶パネルにより電圧印加時において突起構造物６４又は抜き領域６８には第２特異点（ｓ＝−１）が形成され、突起構造物６６又は電極抜き領域７０には第１特異点（ｓ＝＋１）が形成される。これにより、画素電極１２２外周囲のバスライン１５２、１５４上に形成される特異点を所定位置に固定することができ、従って、従来の液晶表示装置での応答時に観察された特異点の形成状態のばらつきや、応答後の時間経過に伴う特異点のふらつきという表示不良に関係する現象をなくすことができる。
【０１２５】
〔実施例３〕
図３８を用いて実施例３について説明する。本実施例の特異点形成部は、バスライン１５２、１５４の幅を狭くした幅狭領域６０と、図３０等に示した画素電極１２２のエッジ部１６０に形成されたスリット状の電極抜き領域１２６とを、基板面に向かって見て隣り合うように配置している。バスライン幅は通常幅１０μｍに対して幅狭領域６０は５μｍ、バスライン１５２、１５４が延伸する方向の幅狭領域６０の長さは１０μｍである。
【０１２６】
バスライン１５２、１５４上には実施例１と同様に第２特異点が形成され、バスライン１５２、１５４と画素電極１２２のエッジ部１６０との間の領域には第１特異点が形成される。このようにしても上記実施例１及び２と同様に、従来の液晶表示装置での応答時に観察された特異点の形成状態のばらつきや、応答後の時間経過に伴う特異点のふらつきという表示不良に関係する現象をなくすことができる。
【０１２７】
〔実施例４〕
図３９を用いて実施例４について説明する。本実施例の特異点形成部は、バスライン１５２、１５４の幅を広くした幅広領域６２と、図３０等に示した対向基板１１６の対向電極１２０上に形成した線状突起１３０とを、基板面に向かって見て交差するように配置している。バスライン幅は通常幅１０μｍに対して幅広領域６２は１５μｍ、バスライン１５２、１５４が延伸する方向の幅狭領域６０の長さは１０μｍである。
【０１２８】
バスライン１５２、１５４上には実施例１と同様に第１特異点が形成され、バスライン１５２、１５４と画素電極１２２のエッジ部１６０との間の領域には第２特異点が形成される。このようにしても上記実施例１乃至３と同様に、従来の液晶表示装置での応答時に観察された特異点の形成状態のばらつきや、応答後の時間経過に伴う特異点のふらつきという表示不良に関係する現象をなくすことができる。
【０１２９】
〔実施例５〕
図４０を用いて実施例５について説明する。図４０は、図３０に示す従来のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤと同様の基板構成に、本実施の形態の特異点形成部を適用した例を示している。すなわち、画素電極１２２のエッジ部１６０近傍の電極抜き領域１２６とバスライン１５２、１５４との交差部分に、図３８を用いて説明した特異点形成部を配置して、エッジ部１６０とバスライン１５２、１５４との間の領域に第１特異点（図中の黒丸●）を固定して形成し、バスライン１５２、１５４上に第２特異点（図中の白丸○）を固定して形成している。
【０１３０】
また、バスライン１５２、１５４と対向基板に形成された線状突起１３０との交差部分に、図３９を用いて説明した特異点形成部を配置して、エッジ部１６０とバスライン１５２、１５４との間の領域に第２特異点を固定して形成し、バスライン１５２、１５４上に第１特異点を固定して形成している。
【０１３１】
こうすることにより、第１特異点と第２特異点とが画素電極１２２外周囲において交互に固定的に形成されるため、画素電極１２２外の特異点配置をより安定して制御することができる。本実施例では、対角１５インチの表示領域を有し、ＸＧＡ（画素数：１０２４×７６８）のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。なお、１画素の面積は９９（μｍ）×２９７（μｍ）である。
【０１３２】
〔実施例６〕
図４１を用いて実施例６について説明する。本実施例は、第１の実施の形態による配向分割制御方式で用いる特異点制御部を併用している点に特徴を有している。図４１は、本実施例のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤを上基板１１６側から見た状態の一画素領域及びその周囲を示している。下基板１１８上には、駆動する表示画素を選択するための走査信号が順次入力される複数のゲートバスライン１５４が互いに平行に形成されている。また、複数のゲートバスライン１５４上には不図示の絶縁膜が形成され、絶縁膜上にはゲートバスライン１５４にほぼ直交する複数のデータバスライン１５２が形成されている。
【０１３３】
互いに直交する複数のゲートバスライン１５４とデータバスライン１５２とでマトリクス状に画定される各領域が画素領域となり、各画素領域内にはＴＦＴ１５８と画素電極１２２が形成されている。ＴＦＴ１５８のゲート電極は所定のゲートバスライン１５４に接続され、ドレイン電極は所定のデータバスライン１５２に接続され、ソース電極は画素電極１２２に接続されている。また、ゲートバスライン１５４と平行に、蓄積容量配線１５６が画素電極１２２の下層中央を横切って図中横方向に延びて形成されている。また、蓄積容量配線１５６上層には絶縁膜を介して画素電極１２２と接続される蓄積容量電極１６４が形成されている。
【０１３４】
画素電極１２２には、スリット状の４つの電極抜き領域７２が形成されている。４つの電極抜き領域７２はゲートバスライン１５４と平行に形成されており、２つで対をなして所定間隔で端部を向き合わせて一列に並んでいる。対をなす２組の電極抜き領域７２は、図中上下方向に画素電極１２２を３等分するように等間隔に配置されている。つまり、対をなす２組の電極抜き領域７２は、図１４に示した特異点配置制御要素と同様の機能を有し、基板面に向かって見て、対をなす電極抜き領域７２の中心部に第２特異点が形成される。
【０１３５】
上基板１１６に形成されるカラーフィルタ及びブラックマトリクスは、図４１では図示を省略している。上基板１１６に形成された対向電極１２０上には、絶縁体からなる十字格子状の構造物７４が形成されている。十字状の格子は、基板面に向かって見てゲートバスライン１５４及びデータバスライン１５２に対して平行又は直交するように配置されている。十字格子状の構造物７４は図８に示した特異点配置制御要素と同様に機能し、基板面に向かって見て構造物７４の十字の中心部に第１特異点が形成される。構造物７４は電極抜き領域７２と共に、画素電極１２２をほぼ１２等分するように配置されている。
【０１３６】
画素電極１２２と対向電極１２０との間に電圧を印加すると、電極抜き領域７２及び十字格子状構造物７４近傍に生じる斜め電界により、液晶分子６が所定方位に配向規制されて、画素電極１２２上が領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの配向領域に配向分割される。このときに形成される第１特異点を図中黒丸●で示し、第２特異点を白丸○で示している。
【０１３７】
一方、画素電極１２２のエッジ部１６０近傍の電極抜き領域７２とバスライン１５２、１５４との交差部分に、図３８を用いて説明した特異点形成部を配置して、エッジ部１６０とバスライン１５２、１５４との間の領域に第１特異点を固定して形成し、バスライン１５２、１５４上に第２特異点を固定して形成している。
【０１３８】
また、バスライン１５２、１５４と対向基板に形成された十字格子状構造物７４との交差部分に、図３９を用いて説明した特異点形成部を配置して、エッジ部１６０とバスライン１５２、１５４との間の領域に第２特異点を固定して形成し、バスライン１５２、１５４上に第１特異点を固定して形成している。
【０１３９】
こうすることにより、第１特異点と第２特異点とが画素電極１２２内部及び外周囲において交互に固定的に形成されるため、画素電極１２２外の特異点配置をより安定して制御することができる。
【０１４０】
本実施例においても、暗線１２は、特異点制御部を構成する格子状構造物７４内及び電極抜き領域７２内に１本生じるだけであり、従来のＭＶＡ−ＬＣＤより極めて安定した良好な配向状態が得られるだけでなく、格子ピッチを短くして従来の配向規制用の線状突起より配置密度を高くして液晶の応答時特性を改善しても透過率の低下を防止することが可能である。さらに、構造物を画素に対して斜めに配置する必要がないため、表示領域を高精細化する際のレイアウト設計が非常に楽になる。また、図示のように偏光板の偏光軸が格子構造物の格子と平行あるいは直交するため、黒表示状態での構造物斜面からの光漏れを軽減できる利点も有している。
【０１４１】
以上説明したように本実施の形態によれば、ＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶配向の安定化を図り表示性能を改善することができる。また、ＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて透過率の低下を抑えつつ応答特性を改善することができる。
【０１４２】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ＴＦＴ−ＬＣＤを例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、スイッチング素子としてＭＩＭを用いたＬＣＤや、単純マトリクス型のＬＣＤ、あるいはプラズマアドレス型のＬＣＤに適用することができる。要は、対向電極間の液晶層に電圧を印加して情報を表示させる表示装置に適用可能である。
【０１４３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、ＭＶＡ−ＬＣＤにおいて透過率の低下を抑えつつ応答特性を改善することができる。また、本発明によれば、透過率を向上させたＭＶＡ−ＬＣＤを実現できる。
【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を説明するための、対向面側に電極及び垂直配向膜が形成され、２つの垂直配向膜間に負の誘電異方性を有する液晶が封止された液晶パネルを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による配向分割制御方式を説明するための液晶表示装置を基板面に向かって見た状態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による配向分割制御方式を説明するための液晶表示装置の断面方向の状態を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第１特異点（ｓ＝＋１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態による４分割配向の場合の第２特異点（ｓ＝−１）形成用の制御要素の例を基板面方向から見た模式図である。
【図２０】第１特異点（ｓ＝＋１）近傍での液晶分子の配向状態を例示する図である。
【図２１】第１の実施の形態における実施例１としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図２２】第１の実施の形態における実施例１で用いた格子状構造物５０、５２の突起高さと白透過率の関係を示す図である。
【図２３】第１の実施の形態における実施例１による液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示す図である。
【図２４】第１の実施の形態における実施例１による液晶表示装置の応答特性を示す図である。
【図２５】第１の実施の形態における実施例２としての液晶表示装置の一部断面の概略を示す図である。
【図２６】第１の実施の形態における実施例２による液晶表示装置の応答特性を示す図である。
【図２７】第１の実施の形態における実施例３としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態を説明するために、従来のＭＶＡ−ＬＣＤで生じる残像現象を説明する図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態を説明するために、特願平１１−２２９２４９号で提案された特異点形成部１５０を説明する図である。
【図３０】図２９に示した従来のＭＶＡ方式ＴＦＴ−ＬＣＤを上基板１１６側から見た状態の一画素領域及びその周囲を示す図である。
【図３１】図３０から基板構造の表示を省略して、第１及び第２特異点、液晶分子６の配向、２本の暗線１４０、１４２のみを示す図である。
【図３２】画素電極１２２のエッジ部における電界の歪みを説明する図である。
【図３３】バスライン１５２、１５４のエッジ部における電界の歪みを説明する図である。
【図３４】隣り合う画素電極１２２間のバスライン１５２、１５４近傍の液晶分子６の配向状態を示す図である。
【図３５】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置における安定配向実現のための原理を説明する図である。
【図３６】本発明の第２の実施の形態における実施例１としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図３７】本発明の第２の実施の形態における実施例２としての液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図３８】本発明の第２の実施の形態における実施例３としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図３９】本発明の第２の実施の形態における実施例４としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図４０】本発明の第２の実施の形態における実施例５としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図４１】本発明の第２の実施の形態における実施例６としての液晶表示装置を基板面に向かって見た一部領域の概略を示す図である。
【図４２】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４３】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４４】図４２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】
２、４  垂直配向膜
６  液晶分子
８、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  突起状構造物
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ  暗線
１４  液晶
１６、１８  電極
２０  下基板
２２  上基板
３０、３１、３４、３６、３７、４０  突起状構造物
３２、３３ａ〜３３ｄ、３５、４１、４２ａ、４２ｂ、４５、４６、４７  電極抜き領域
３８、３９、４３、４４、４８  線状突起
５０、５２  十字格子状構造物
５４、５６  平坦化層
５８  配向規制部材
６０  幅狭領域
６２  幅広領域
６４、６６  突起構造物
６８、７０  抜き領域
７２  電極抜き領域
７４  突起状構造物
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
１５０  特異点形成部
１５２  ドレインバスライン
１５４  ゲートバスライン
１５６  蓄積容量配線
１５８  ＴＦＴ
１６０、１６２  エッジ部
１６４  蓄積容量電極
２００  垂直配向膜
２０２  液晶分子
２０４  ディスクリネーションライン
【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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