特許 5901996 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5901996

(24)【登録日】2016年3月18日

(45)【発行日】2016年4月13日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13363 20060101AFI20160331BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20160331BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20160331BHJP

   G02F 1/1337 20060101ALI20160331BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/13363

   G02F1/1333

   G02F1/1335 510

   G02F1/1337

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-37945(P2012-37945)

(22)【出願日】2012年2月23日

(65)【公開番号】特開2013-174666(P2013-174666A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001184

【氏名又は名称】特許業務法人むつきパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】岩本 宜久

【審査官】 佐藤 洋允

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２１０５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００９／０９０７７８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０５４７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００９／０７２３２２（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３３，

Ｇ０２Ｆ １／１３３５−１／１３３６３，

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面に部分的に設けられた液晶性樹脂膜と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層、
を含み、
前記液晶層は、前記液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が当該第１領域以外の第２領域の第２層厚よりも小さく、
前記液晶性樹脂膜は、前記液晶層の液晶材料と屈折率異方性がほぼ等しく、かつその分子配向状態が電圧無印加時における前記液晶層とほぼ等しく、
前記第１領域と前記第２領域のそれぞれにおける前記第１基板と前記第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、
液晶表示装置。

【請求項2】

対向配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面に部分的に設けられた光学的に等方性の透光性樹脂膜と、
前記透光性樹脂膜の上側に設けられた液晶性樹脂膜と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層、
を含み、
前記液晶層は、前記透光性樹脂膜及び前記液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が当該第１領域以外の第２領域の第２層厚よりも小さく、
前記液晶性樹脂膜は、前記液晶層の液晶材料よりも屈折率異方性が大きく、かつその分子配向状態が電圧無印加時における前記液晶層とほぼ等しく、
前記第１領域と前記第２領域のそれぞれにおける前記第１基板と前記第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、
液晶表示装置。

【請求項3】

対向配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面に部分的に設けられた光学的に等方性の透光性樹脂膜と、
前記第１基板の一面であって前記透光性樹脂膜と重ならない位置に部分的に設けられた液晶性樹脂膜と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層、
を含み、
前記液晶層は、前記液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が前記透光性樹脂膜の設けられた第２領域の第２層厚よりも小さく、
前記液晶性樹脂膜は、前記液晶層の液晶材料よりも屈折率異方性が小さく、かつその分子配向状態が電圧無印加時における前記液晶層とほぼ等しく、
前記第１領域と前記第２領域のそれぞれにおける前記第１基板と前記第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、
液晶表示装置。

【請求項4】

前記液晶材料の誘電率異方性が負であり前記液晶層が垂直配向に配向制御された、請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記第１基板と前記第２基板を挟んで対向配置される第１偏光板及び第２偏光板と、
前記第１基板と前記第１偏光板の間又は前記第２基板と前記第２偏光板の間の少なくとも一方に配置された視角補償板、を更に含む、請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関し、特に応答速度の異なる複数の表示領域を有する液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

通常の液晶表示装置は、２枚の基板間に均一な厚さの液晶層を設けるために、シリカ、プラスチック、ガラス等の材質のロッド状、又は球状スペーサー、又は感光性樹脂等からなるスペーサーを基板間に配置している。一般にこれらスペーサーは光学的に等方性の材料を用いて形成されている。この点、光学的に異方性を有する液晶材料を用いて形成される液晶層とは異なる。また、透過／反射型液晶表示装置やカラー表示型晶表示素子においては、透過領域と反射領域、または各カラー表示領域にて最適な液晶層のリタデーションが異なる場合に、液晶層厚を調整するために基板上に構造物を配置する手法が知られている。

【0003】

また、特開２００８−２４２３７０号公報（特許文献１）には、ドット表示部とセグメント表示部が混在する液晶表示装置において、セグメント表示を行う第１の液晶セルとドット表示を行う第２の液晶セルを積層し、第１の液晶セルのセグメント表示を行う領域をカバーする第２の液晶セル上に第１の広域電極を配置し、第２の液晶セルのドット表示を行う領域をカバーする第１の液晶セル上に第２の広域電極を配置する２層構造の液晶表示装置（液晶表示素子）が開示されている。この先行例の液晶表示装置は、セグメント表示を行う第１の液晶セルを第２の液晶セルに比べ高速に駆動し、２層液晶セルの裏面に配置したマルチカラーバックライトを複数の発光色で間欠点灯させつつ液晶セルを同期動作させることによりセグメント表示部の複数のセグメント表示において異なるカラー表示が可能で、ドット表示部はモノカラー表示可能なフィールドシーケンシャル駆動型の液晶表示装置である。高速応答可能な第１の液晶セルはマルチプレックス駆動条件において低いデューティ比に設定し、さらに液晶層厚を略２μｍと大幅に薄く設定することにより第２の液晶セルに比べ大幅な高速応答を実現した液晶セルを用いて良好なカラー表示が実現できる。

【0004】

ところで、液晶表示装置の一部の表示領域を高速化して表示したい場合に、上記した先行例のように特殊な電極構造を有する高速応答液晶セルと通常応答液晶セルを積層する必要があることから、液晶表示装置自体の重量や厚さが増加する懸念がある。

【0005】

一方で、２枚の基板間の一部に構造物を形成することによって複数の液晶層厚を有するマルチギャップ構造を作製することも可能と考えられる。しかし、そのようなマルチギャップ構造の基板間に同一の液晶材料を用いて液晶層を形成した場合には、液晶層の厚みの違いによる外観上の違いが識別できる状態になると表示品位が低下する。特に補償板を用いて液晶層のリタデーションを略相殺して暗表示を実現する液晶表示装置においては液晶層の厚みの違いによる外観上の違いが観察されやすいと考えられる。したがって、従来技術では透過領域と反射領域に分割する場合や特定波長で表示を行う領域を分割する場合など、明らかに設計条件が異なる場合にマルチギャップ構造が用いられてきたと考えられる。このため、１つの透過領域内または１つの反射領域内で相互に応答速度が異なる複数の領域を実現するためには、例えばマルチプレックス駆動の場合、その領域のみデューティ比を変化させる等の駆動条件の工夫により専ら改善が行われてきた。しかし、特に立下り応答時間は液晶層厚の２乗に比例することから、駆動条件の工夫によって著しく応答速度を改善するのは困難と考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２４２３７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明に係る具体的態様は、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置における表示品質を向上させることを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面に部分的に設けられた液晶性樹脂膜と、（ｃ）第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層を含み、（ｄ）液晶層は、液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が当該第１領域以外の第２領域の第２層厚よりも小さく、（ｅ）液晶性樹脂膜は、液晶層の液晶材料と屈折率異方性がほぼ等しく、かつその分子配向状態が電圧無印加時の液晶層とほぼ等しく、（ｆ）第１領域と第２領域のそれぞれにおける第１基板と第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、ことを特徴とする液晶表示装置である。

【0009】

本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面に部分的に設けられた光学的に等方性の透光性樹脂膜と、（ｃ）透光性樹脂膜の上側に設けられた液晶性樹脂膜と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層を含み、（ｅ）液晶層は、透光性樹脂膜及び液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が当該第１領域以外の第２領域の第２層厚よりも小さく、（ｆ）液晶性樹脂膜は、液晶層の液晶材料よりも屈折率異方性が大きく、かつその分子配向状態が電圧無印加時の液晶層とほぼ等しく、（ｇ）第１領域と第２領域のそれぞれにおける第１基板と第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、ことを特徴とする液晶表示装置である。

【0010】

本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）第１基板の一面に部分的に設けられた光学的に等方性の透光性樹脂膜と、（ｃ）第１基板の一面であって透光性樹脂膜と重ならない位置に部分的に設けられた液晶性樹脂膜と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層を含み、（ｅ）液晶層は、液晶性樹脂膜の設けられた第１領域の第１層厚が透光性樹脂膜の設けられた第２領域の第２層厚よりも小さく、（ｆ）液晶性樹脂膜は、液晶層の液晶材料よりも屈折率異方性が小さく、かつその分子配向状態が電圧無印加時の液晶層とほぼ等しく、（ｇ）第１領域と第２領域のそれぞれにおける第１基板と第２基板の間のリタデーションがほぼ等しい、ことを特徴とする液晶表示装置である。

【0011】

従来技術において液晶層厚が異なる複数の領域を得るためには、液晶層厚を薄くしたい領域に対応する少なくとも一方の基板上に等方的な光学特性を有する膜などの構造物を設ける手法が知られていた。しかし、この場合には構造物の有無により各領域における液晶層のリタデーションが異なることから、例えば視角補償板を用いる液晶表示装置においては正面観察時や斜め方向からの観察時にリタデーションの相違による表示特性の違いが外観から視認可能になり表示品位の低下を引き起こす。これに対して、本発明に係る液晶表示装置では、液晶層厚を部分的に薄くするための手段として液晶性樹脂膜を用いることで、この液晶性樹脂膜が存在しない領域と存在する領域の双方において光学特性をほぼ等しくすることができる。これにより、正面観察時や斜め方向からの観察時に、液晶層の層厚の異なる領域が存在することを判別しにくくすることができる。したがって、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置における表示品質を向上させることが可能となる。

【0012】

上記した何れかの態様の液晶表示装置においては、例えば、液晶材料の誘電率異方性が負であり液晶層が垂直配向に配向制御される。

【0013】

上記した何れかの態様の液晶表示装置は、第１基板と第２基板を挟んで対向配置される第１偏光板及び第２偏光板と、第１基板と第１偏光板の間又は第２基板と第２偏光板の間の少なくとも一方に配置された視角補償板を更に含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、一実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す平面図である。

【図2】図２は、第１実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、第２実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、第３実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0016】

図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、一実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す平面図である。図１（Ａ）に示すように本実施形態の液晶表示装置は、セグメント表示領域（第１表示領域）Ｓとドット表示領域Ｄ（第２表示領域）を有する。セグメント表示領域Ｓには、文字「ＳＴ」の表示を行うためのセグメント表示部Ｓ１と文字「ＬＹ」の表示を行うためのセグメント表示部Ｓ２が配置されている。ドット表示領域Ｄには、０１〜２０の５行４列の矩形状画素により構成されるドット表示部Ｄ１が配置される。本実施形態の液晶表示装置は、セグメント表示領域Ｓにおける液晶層厚がドット表示領域Ｄよりも薄いマルチギャップ構造を採用している。また、液晶表示装置には、裏面に少なくとも表示領域全体を照明するバックライトと液晶層に電圧を印加するための駆動回路が設けられている。

【0017】

図１（Ｂ）に示すように、バックライトは、セグメント表示領域Ｓをカバーする領域ＢＬ１とドット表示領域Ｄをカバーする領域ＢＬ２に分割されている。具体的には、バックライトは、例えばそれぞれの領域ＢＬ１、ＢＬ２は隔壁で分割され、それぞれの領域ＢＬ１、ＢＬ２内に無機ＬＥＤチップ等の光源が配置され、各表示領域の直下で点灯させる直下型構造を有する。あるいは、バックライトは、領域ＢＬ１とＢＬ２の境界に反射板を配置し、各領域ＢＬ１、ＢＬ２の側面に光源を配置し、導光板にて光を伝播させて照明するサイドライト型構造を有してもよいし、領域ＢＬ１、ＢＬ２がそれぞれ有機ＬＥＤ等の面発光光源であってそれぞれの領域が分割して駆動可能な構造を有してもよい。また、いずれの場合であってもバックライトの各領域ＢＬ１、ＢＬ２における照明色は相互に異なってもよい。また、相対的に液晶層厚が薄く応答速度が高速なセグメント表示領域Ｓにおいてはバックライトの照明光を複数の色にて間欠点灯させつつセグメント表示部のスイッチング動作と同期させるフィールドシーケンシャル駆動を行うことによってマルチカラー表示を実現することもできる。この場合、バックライトは分割されていても、されていなくても表示を行うことは可能である。

【0018】

図２は、第１実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図２に示す第１実施形態の液晶表示装置は、対向配置された第１基板１１および第２基板１２と、両基板の間に配置された液晶層２０を主に備える。第１基板１１の外側には第１偏光板３１が配置され、第２基板１２の外側には第２偏光板３２が配置され、第２基板１２と第２偏光板３２の間には視角補償板３３が配置されている。液晶層２０の周囲はシール材（図示省略）によって封止されている。

【0019】

第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板１１と第２基板１２との相互間にはスペーサーが分散して配置されている。これらのスペーサーにより、第１基板１１と第２基板１２との間隙が所定距離（例えば数μｍ程度）に保たれる。

【0020】

液晶層２０は、第１基板１１と第２基板１２の相互間に設けられている。本実施形態においては、液晶層２０は、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材料（ネマティック液晶材料）を用いて構成されており、モノドメインの垂直配向に配向制御されている。

【0021】

第１偏光板３１および第２偏光板３２は、例えば、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている。また、第１偏光板３１および第２偏光板３２は、いずれか一方の吸収軸が各表示領域の左右方向に対して時計回りに４５°、他方の吸収軸が反時計回りに４５°に配置されている。視角補償板３３は、例えば負の二軸光学異方性を有する視角補償板であり、第２基板１２と第２偏光板３２の間に配置されている。なお、この視角補償板３３は、第１基板１１と第１偏光板３１の間に配置されていてもよい。また、第１基板１１と第１偏光板３１の間、第２基板１２と第２偏光板３２の間の双方に視角補償板が配置されてもよい。

【0022】

電極１３および電極１４は、それぞれ第１基板１１の一面上に設けられている。また、電極１６および電極１７は、それぞれ第２基板１２の一面上に設けられている。各電極１３、１４、１６、１７は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。ここでは、電極１３と電極１６とが対向する領域がドット表示領域Ｄに相当し、電極１４と電極１７とが対向する領域がセグメント表示領域Ｓに相当する。

【0023】

配向膜１５は、第１基板１１の一面側に各電極１３、１４を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜１８は、第２基板１２の一面側に、各電極１６、１７を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜１５および配向膜１８として液晶層２０の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を垂直配向状態に規制するもの（垂直配向膜）が用いられている。各配向膜１５、１８にはラビング処理等の配向処理が施されており、各配向膜１５、１８は液晶層２０の液晶分子に対して９０°に近い角度のプレティルト角を付与する。

【0024】

液晶性樹脂膜（液晶性樹脂層）１９は、第２基板１２の配向膜１８上であってセグメント表示領域Ｓ内に設けられている。この液晶性樹脂膜１９は、例えば液晶性を有する感光性樹脂層を用いて形成することができる。また、この液晶性樹脂膜１９は導電性を有しないことが好ましい。この液晶性樹脂膜１９は、液晶層２０の電圧無印加時における配向状態とほぼ等しい配向状態を有する。このような分子配向状態は、液晶性樹脂膜１９の形成時に、第２基板１２上に設けられた配向膜１８による配向規制力を利用することで実現できる。具体的には、液晶性樹脂膜１９は、所定の材料液を第２基板１２の配向膜１８上に塗布し、セグメント表示領域Ｓのみが感光される様に遮光膜でパターニングされたフォトマスクに略密着された状態で紫外線を露光後、アルカリ水溶液にて現像、焼成することによりパターン形成される。このとき、配向膜１８上に塗布されることでこの配向膜１８による配向規制力を受ける。

【0025】

上記した第１実施形態の液晶表示装置において、液晶性樹脂膜１９の屈折率異方性をΔｎ１、液晶層２０の液晶材料の屈折率異方性をΔｎ２、液晶性樹脂膜１９の厚さをｄ１、第１基板１１と第２基板１２の基板間距離をｄ２とすると、セグメント表示領域ＳのリタデーションＲｓは、Ｒｓ＝Δｎ１ｄ１＋Δｄ２（ｄ２−ｄ１）と表され、ドット表示領域ＤのリタデーションＲｄは、Ｒｄ＝Δｎ２ｄ２と表される。このため、セグメント表示部Ｓ１、Ｓ２とドット表示部Ｄ１が電圧無印加時において外観観察時に等しく視認されるためにＲｓとＲｄをほぼ等しくするには、Δｎ１とΔｎ２がほぼ等しければよいことになる。したがって、第１実施形態の液晶表示装置は、液晶性樹脂膜１９の屈折率異方性Δｎ１と液晶層２０の液晶材料の屈折率異方性Δｎ２がほぼ等しくなるように各々の材料を選択している。

【0026】

なお、液晶性樹脂膜１９の屈折率異方性Δｎ１と液晶層２０の液晶材料の屈折率異方性Δｎ２が異なる場合であっても、セグメント表示部Ｓ１、Ｓ２とドット表示部Ｄ１が電圧無印加時において外観観察時に等しく視認されるようにすることができる。以下、その実施形態を説明する。

【0027】

図３は、第２実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。第２実施形態の液晶表示装置は、Δｎ１＞Δｎ２の場合に適した構造を有する。なお、第１実施形態の液晶表示装置（図２参照）と共通する構成要素については同一符号を付しており、それらについては詳細な説明を省略する。第２実施形態の液晶表示装置は上記した第１実施形態の液晶表示装置との比較では、第２基板１２上に透光性樹脂膜２１ａが設けられた点が主に異なっている。

【0028】

透光性樹脂膜（透光性樹脂層）２１ａは、第２基板１２上であってセグメント表示領域Ｓ内に設けられている。この透光性樹脂膜２１ａは、等方的な光学特性を有する透明な感光性樹脂を用いて形成されている。

【0029】

配向膜１８ａは、電極１６、１７および透光性樹脂膜２１ａを覆って第２基板１２の一面上に形成されている。

【0030】

液晶性樹脂膜１９ａは、第２基板１２の配向膜１８ａ上であってセグメント表示領域Ｓ内に、透光性樹脂膜２１ａと重畳するように設けられている。

【0031】

上記した第２実施形態の液晶表示装置において、液晶性樹脂膜１９ａの屈折率異方性をΔｎ１、液晶層２０の液晶材料の屈折率異方性をΔｎ２、液晶性樹脂膜１９ａの厚さをｄ１、第１基板１１と第２基板１２の基板間距離をｄ２、透光性樹脂膜２１ａの厚さをｄ３とすると、セグメント表示領域ＳのリタデーションＲｓは、Ｒｓ＝Δｎ１ｄ１＋Δｄ２（ｄ２−ｄ１−ｄ３）と表され、ドット表示領域ＤのリタデーションＲｄは、Ｒｄ＝Δｎ２ｄ２と表される。このため、セグメント表示部Ｓ１、Ｓ２とドット表示部Ｄ１が電圧無印加時において外観観察時に等しく視認されるためにＲｓとＲｄをほぼ等しくするには、液晶性樹脂膜１９ａの厚さｄ１と透光性樹脂膜２１ａの厚さｄ３を調整すればよい。すなわち、Ｒｓ＝Ｒｄとなるためには、Δｎ１ｄ１−Δｎ２（ｄ１＋ｄ３）＝０の条件を満たせばよいので、これをさらに変形すると、ｄ１／ｄ３＝Δｎ２／（Δｎ１−Δｎ２）の関係式が得られる。したがって、液晶性樹脂膜および液晶材料の各屈折率異方性Δｎ１、Δｎ２が決まりΔｎ２／（Δｎ１−Δｎ２）の値が決まれば、この値とｄ１／ｄ３がほぼ等しくなるように各厚さｄ１、ｄ３を調整すればよい。

【0032】

図４は、第３実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。第３実施形態の液晶表示装置は、Δｎ１＜Δｎ２の場合に適した構造を有する。なお、第１実施形態の液晶表示装置（図２参照）と共通する構成要素については同一符号を付しており、それらについては詳細な説明を省略する。第３実施形態の液晶表示装置は、上記した第１実施形態の液晶表示装置との比較では第２基板１２上に透光性樹脂膜２１ｂが設けられた点が主に異なっており、第２実施形態の液晶表示装置との比較では液晶性樹脂膜１９ｂと透光性樹脂膜２１ｂを設けた位置が主に異なっている。

【0033】

透光性樹脂膜（透光性樹脂層）２１ｂは、第２基板１２上であってドット表示領域Ｄ内に設けられている。この透光性樹脂膜２１ｂは、等方的光学特性を有する透明な感光性樹脂を用いて形成されている。なお、ドット表示部Ｄの電極１６は透光性樹脂膜２１ａの形成後にその上に形成されてもよい。

【0034】

配向膜１８ｂは、電極１６、１７および透光性樹脂膜２１ｂを覆って第２基板１２の一面上に形成されている。

【0035】

液晶性樹脂膜１９ｂは、第２基板１２の配向膜１８ｂ上であってセグメント表示領域Ｓ内に設けられている。

【0036】

上記した第３実施形態の液晶表示装置において、液晶性樹脂膜１９ｂの屈折率異方性をΔｎ１、液晶層２０の液晶材料の屈折率異方性をΔｎ２、液晶性樹脂膜１９ｂの厚さをｄ１、第１基板１１と第２基板１２の基板間距離をｄ２、透光性樹脂膜２１ｂの厚さをｄ３とすると、セグメント表示領域ＳのリタデーションＲｓは、Ｒｓ＝Δｎ１ｄ１＋Δｎ２（ｄ２−ｄ１）と表され、ドット表示領域ＤのリタデーションＲｄは、Ｒｄ＝Δｎ２（ｄ２−ｄ３）と表される。このため、セグメント表示部Ｓ１、Ｓ２とドット表示部Ｄ１が電圧無印加時において外観観察時に等しく視認されるためにはｄ１／ｄ３とΔｎ２／（Δｎ２−Δｎ１）が略等しくなるように調整すればよい。

【0037】

なお、上記したいずれの実施形態においても、液晶性樹脂膜がセグメント表示領域のほぼ全面に配置された構造を示したが、液晶性樹脂膜は各セグメント表示部のみに配置されていてもよい。例えば、図１に示した表示パターンであれば、文字「ＳＴ」と「ＬＹ」の表示がなされる白抜き部分のみ選択的に液晶性樹脂膜を設けてもよい。また、いずれの実施形態においても、セグメント表示部とドット表示部はスタティック駆動又はマルチプレックス駆動されるが、両者で同じ駆動条件であってもよく、別々でもよい。さらに、上記においてはセグメント表示部とドット表示部が混在した液晶表示装置に関して示してきたが、全面がセグメント表示またはドット表示であってもよい。この場合であっても、表示領域内を複数の領域に分割し、それら各分割領域について上記した実施形態と同様にマルチギャップ構造を導入すればよい。

【0038】

（実施例１）
以下、Δｎ１とΔｎ２が略等しく、かつ液晶層が垂直配向である液晶表示装置（図２参照）の実施例を説明する。

【0039】

厚さ０．７ｍｍの青板ガラスの一方の面を研磨した後にＳｉＯ_２膜によるアンダーコートを施し、さらにＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明導電膜を基板全面に成膜してなるシート抵抗３０Ω/sq.の基板（下基板）を用意した。そして、この下基板の透明導電膜に対してフォトリソグラフィー工程およびウェットエッチング工程を行うことにより、ドット表示部およびセグメント表示部のそれぞれに対応したパターンの透明電極を形成した。

【0040】

次に、透明電極を形成した下基板に、表面自由エネルギーが３７．５ｍＮ／ｍを示す垂直配向膜をフレキソ印刷にてパターン形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の上方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0041】

次いで、一方の基板上に、屈折率異方性が約０．１であり液晶性を示す感光性樹脂を含有する溶液をスピンナーにて塗布し、６０℃で１２０秒間のプリベーク後、所望のパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて高圧水銀ランプ光源による紫外線を１０００ｍＪ露光した。露光後、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）０．１％水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、下基板を乾燥させ、２４０℃のオーブンにて２０分間焼成した。なお、触針式段差計の測定結果から液晶性樹脂膜の膜厚は約３．０μｍであった。

【0042】

上基板も下基板と同様にして所定パターンの透明電極を形成した後に垂直配向膜を形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の下方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0043】

次に、上基板側のドット表示部にステンレスマスクを配置した状態にて粒径３μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてセグメント表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0044】

また、セグメント表示領域にステンレスマスクを配置した状態にて粒径６μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてドット表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0045】

次に、下基板側に粒径が６μｍのシリカ粒子が２ｗｔ％混入したシール材を両基板が重なる面内領域外形枠より１ｍｍ小さく枠状にディスペンサーにて塗布した。また、液晶表示装置の右側辺の一部に真空注入用の注入口を配置した。上基板と下基板を基板端面にて位置合わせして貼り合わせ、一定の圧力でプレスした状態にて１５０℃で６０分間焼成した。

【0046】

次に、注入口から上基板と下基板の間にΔεが負でΔｎが約０．１の液晶材料を真空注入にて注入し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止した後、１２０℃で６０分間焼成した。

【0047】

その後、上基板と下基板の合体物であるセルを中性洗剤で洗浄し乾燥させた後、下基板の外側に、面内位相差４５ｎｍで厚さ方向位相差が４４０ｎｍの負の二軸光学異方性を有する視角補償板が一体となっている偏光板をその吸収軸方向が液晶層の層厚方向の略中央における分子配向方位に対して吸収軸が略４５°になるようにして貼り合わせた。同様に、上基板の外側に、偏光板をその吸収軸方向が下基板側の偏光板の吸収軸方向と略直交するようにして貼り合わせた。以上により実施例１の液晶表示装置が完成した。

【0048】

実施例１の液晶表示装置の電圧無印加時における正面方向および斜め方向からの外観観察より、セグメント表示領域とドット表示領域の間で光学特性の違いがほぼ視認されず、良好なノーマリーブラック状態が得られることを確認できた。すなわち、上下基板内のリタデーションと視角補償板によるリタデーションが良好に相殺されていることが分かった。また、この実施例１の液晶表示装置に外部駆動回路を接続し、各表示部を１／６デューティ、１／４バイアスにて明表示させることにより表示パターン通りの表示状態を実現することができ、かつ応答速度についてはセグメント表示部の方が速いことが分かった。しかし、同じ駆動条件ではセグメント表示部とドット表示部の透過率が異なることが確認された。各表示部を別々に駆動することにより表示輝度がほぼ等しくなるように調整できることから駆動回路および駆動条件は別々にする方が好ましいといえる。さらに、液晶性樹脂膜が配置されたセグメント表示部はデューティ比を低下させて動作させた方が応答速度の高速化には有利である。

【0049】

（実施例２）
以下、Δｎ１＞Δｎ２かつ液晶層が垂直配向である液晶表示装置（図３参照）の実施例を説明する。

【0050】

厚さ０．７ｍｍの青板ガラスの一方の面を研磨した後にＳｉＯ_２膜によるアンダーコートを施し、さらにＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明導電膜を基板全面に成膜してなるシート抵抗３０Ω/sq.の基板（下基板）を用意した。そして、この下基板の透明導電膜に対してフォトリソグラフィー工程およびウェットエッチング工程を行うことにより、ドット表示部およびセグメント表示部のそれぞれに対応したパターンの透明電極を形成した。

【0051】

この下基板にネガ型透光性感光性樹脂をスピンナーで塗布し、ホットプレート上にて１００℃で１２０秒間仮焼成した後、セグメント表示領域のみ露光されるパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて２００ｍＪ露光した。露光後、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）１％水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、基板を乾燥させ、２２０℃のオーブンにて３０分間焼成した。なお、触針式段差計の測定結果から遮光樹脂膜と透光性樹脂膜の積層層厚は約１．０μｍであった。

【0052】

次に、透明電極を形成した下基板に、表面自由エネルギーが３７．５ｍＮ／ｍを示す垂直配向膜をフレキソ印刷にてパターン形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の上方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0053】

次いで、一方の基板上に、屈折率異方性が約０．１５であり液晶性を示す感光性樹脂を含有する溶液をスピンナーにて塗布し、６０℃で１２０秒間のプリベーク後、セグメント表示領域のみ露光されるパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて高圧水銀ランプ光源による紫外線を１０００ｍＪ露光した。露光後、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）０．１％水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、下基板を乾燥させ、２４０℃のオーブンにて２０分間焼成した。なお、触針式段差計の測定結果から液晶性樹脂膜の膜厚は約２．０μｍであった。

【0054】

上基板も下基板と同様にして所定パターンの透明電極を形成した後に垂直配向膜を形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の下方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0055】

次に、上基板側のドット表示部にステンレスマスクを配置した状態にて粒径３μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてセグメント表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0056】

また、セグメント表示領域にステンレスマスクを配置した状態にて粒径６μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてドット表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0057】

次に、下基板側に粒径が６μｍのシリカ粒子が２ｗｔ％混入したシール材を両基板が重なる面内領域外形枠より１ｍｍ小さく枠状にディスペンサーにて塗布した。また、液晶表示装置の右側辺の一部に真空注入用の注入口を配置した。上基板と下基板を基板端面にて位置合わせして貼り合わせ、一定の圧力でプレスした状態にて１５０℃で６０分間焼成した。

【0058】

次に、注入口から上基板と下基板の間にΔεが負でΔｎが約０．１の液晶材料を真空注入にて注入し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止した後、１２０℃で６０分間焼成した。

【0059】

その後、上基板と下基板の合体物であるセルを中性洗剤で洗浄し乾燥させた後、下基板の外側に、面内位相差４５ｎｍで厚さ方向位相差が４４０ｎｍの負の二軸光学異方性を有する視角補償板が一体となっている偏光板をその吸収軸方向が液晶層の層厚方向の略中央における分子配向方位に対して吸収軸が略４５°になるようにして貼り合わせた。同様に、上基板の外側に、偏光板をその吸収軸方向が下基板側の偏光板の吸収軸方向と略直交するようにして貼り合わせた。以上により実施例２の液晶表示装置が完成した。

【0060】

実施例２の液晶表示装置の電圧無印加時における正面方向および斜め方向からの外観観察結果、並びに外部駆動回路を接続してマルチプレックス駆動したときの動作状態は実施例１の液晶表示装置と同等であった。

【0061】

（実施例３）
以下、Δｎ１＜Δｎ２かつ液晶層が垂直配向である液晶表示装置（図４参照）の実施例を説明する。

【0062】

厚さ０．７ｍｍの青板ガラスの一方の面を研磨した後にＳｉＯ_２膜によるアンダーコートを施し、さらにＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明導電膜を基板全面に成膜してなるシート抵抗３０Ω/sq.の基板（下基板）を用意した。そして、この下基板の透明導電膜に対してフォトリソグラフィー工程およびウェットエッチング工程を行うことにより、ドット表示部およびセグメント表示部のそれぞれに対応したパターンの透明電極を形成した。

【0063】

この下基板にネガ型透光性感光性樹脂をスピンナーで塗布し、ホットプレート上にて１００℃で１２０秒間仮焼成した後、ドット表示領域のみ露光されるパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて２００ｍＪ露光した。露光後、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）１％水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、基板を乾燥させ、２２０℃のオーブンにて３０分間焼成した。なお、触針式段差計の測定結果から遮光樹脂膜と透光性樹脂膜の積層層厚は約２．０μｍであった。

【0064】

次に、透明電極を形成した下基板に、表面自由エネルギーが３７．５ｍＮ／ｍを示す垂直配向膜をフレキソ印刷にてパターン形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の上方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0065】

次いで、一方の基板上に、屈折率異方性が約０．１であり液晶性を示す感光性樹脂を含有する溶液をスピンナーにて塗布し、６０℃で１２０秒間のプリベーク後、セグメント表示領域のみ露光されるパターンのフォトマスクを介して密着露光機にて高圧水銀ランプ光源による紫外線を１０００ｍＪ露光した。露光後、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）０．１％水溶液にて浸漬現像を行い、純水リンスすることにより現像液と純水を置換し、下基板を乾燥させ、２４０℃のオーブンにて２０分間焼成した。なお、触針式段差計の測定結果から液晶性樹脂膜の膜厚は約３．０μｍであった。

【0066】

上基板も下基板と同様にして所定パターンの透明電極を形成した後に垂直配向膜を形成し、この垂直配向膜に対して、ラビング処理により液晶表示装置の下方位に均一なプレティルト配向状態が得られるようにした。

【0067】

次に、上基板側のドット表示部にステンレスマスクを配置した状態にて粒径３μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてセグメント表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0068】

また、セグメント表示領域にステンレスマスクを配置した状態にて粒径４μｍのプラスティックスペーサーを乾式散布法にて基板面内にランダムに散布した。このようにしてドット表示領域にのみスペーサーを配置した状態の上基板をクリーンオーブン内にて１２０℃で１０分間焼成することにより、スペーサーを基板面に固着させた。

【0069】

次に、下基板側に粒径が６μｍのシリカ粒子が２ｗｔ％混入したシール材を両基板が重なる面内領域外形枠より１ｍｍ小さく枠状にディスペンサーにて塗布した。また、液晶表示装置の右側辺の一部に真空注入用の注入口を配置した。上基板と下基板を基板端面にて位置合わせして貼り合わせ、一定の圧力でプレスした状態にて１５０℃で６０分間焼成した。

【0070】

次に、注入口から上基板と下基板の間にΔεが負でΔｎが約０．１５の液晶材料を真空注入にて注入し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止した後、１２０℃で６０分間焼成した。

【0071】

その後、上基板と下基板の合体物であるセルを中性洗剤で洗浄し乾燥させた後、下基板の外側に、面内位相差４５ｎｍで厚さ方向位相差が４４０ｎｍの負の二軸光学異方性を有する視角補償板が一体となっている偏光板をその吸収軸方向が液晶層の層厚方向の略中央における分子配向方位に対して吸収軸が略４５°になるようにして貼り合わせた。同様に、上基板の外側に、偏光板をその吸収軸方向が下基板側の偏光板の吸収軸方向と略直交するようにして貼り合わせた。以上により実施例３の液晶表示装置が完成した。

【0072】

実施例３の液晶表示装置の電圧無印加時における正面方向および斜め方向からの外観観察結果、並びに外部駆動回路を接続してマルチプレックス駆動したときの動作状態は実施例１の液晶表示装置と同等であった。

【0073】

なお、本発明は上述した実施形態並びに各実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。

【符号の説明】

【0074】

Ｓ：セグメント表示領域
Ｓ１、Ｓ２：セグメント表示部
Ｄ：ドット表示領域
Ｄ１：ドット表示部
ＢＬ１：セグメント表示領域Ｓをカバーする領域
ＢＬ２：ドット表示領域Ｄをカバーする領域
１１：第１基板
１２：第２基板
１３、１４、１６、１７：電極
１５、１８、１８ａ、１８ｂ：配向膜
１９、１９ａ、１９ｂ：液晶性樹脂膜
２０：液晶層
２１ａ、２１ｂ：透光性樹脂膜
３１：第１偏光板
３２：第２偏光板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】