特許 6504990 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】6504990

(24)【登録日】2019年4月5日

(45)【発行日】2019年4月24日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1343 20060101AFI20190415BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20190415BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1343

   G02F1/1368

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-208344(P2015-208344)

(22)【出願日】2015年10月22日

(65)【公開番号】特開2017-83486(P2017-83486A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松島 寿治

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 大地

【審査官】 横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２７６１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２７９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７５４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８６１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０２４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２２５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１６２５５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００５９１５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３４３−１／１３４５

Ｇ０２Ｆ １／１３６−１／１３６８

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画素電極と共通電極とを有する第一の基板と、
前記第一の基板と対向配置された第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に配置された液晶層と、
を有し、
前記画素電極または前記共通電極は、一つの副画素内に、第一の方向に並ぶ複数の帯状部と、隣り合う前記帯状部どうしを接続する複数の接続部と、を有し、
前記複数の帯状部の各々は、前記第一の方向と平行な前記副画素の中心線を挟んで前記中心線の一方側から他方側に切れ目なく延在し、
前記複数の接続部には、前記中心線の一方側に設けられた一つ以上の第一の接続部と、前記中心線の他方側に設けられた一つ以上の第二の接続部と、が含まれ、
隣り合う二本の前記帯状部の間に設けられたスリットは、前記接続部によって、前記接続部よりも前記中心線側に配置された第一のスリット部と、前記接続部よりも前記中心線とは反対側に配置された第二のスリット部と、に分割され、
前記スリットを臨む前記帯状部のエッジは、前記第一のスリット部を臨む第一のエッジ部と、前記第二のスリット部を臨む第二のエッジ部と、を有し、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧が印加されると、前記接続部を介して前記第一の方向と直交する第二の方向において隣り合う前記第一のエッジ部の近傍の液晶分子と前記第二のエッジ部の近傍の液晶分子は、前記第一の基板の法線方向から見て、互いに逆方向に回転する
液晶表示装置。

【請求項2】

画素電極と共通電極とを有する第一の基板と、
前記第一の基板と対向配置された第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に配置された液晶層と、
を有し、
前記画素電極または前記共通電極は、一つの副画素内に、第一の方向に並ぶ複数の帯状部と、隣り合う前記帯状部どうしを接続する複数の接続部と、を有し、
前記複数の帯状部の各々は、前記第一の方向と平行な前記副画素の中心線を挟んで前記中心線の一方側から他方側に切れ目なく延在し、
前記複数の接続部には、前記中心線の一方側に設けられた一つ以上の第一の接続部と、前記中心線の他方側に設けられた一つ以上の第二の接続部と、が含まれ、
隣り合う二本の前記帯状部の間に設けられたスリットは、前記接続部によって、前記接続部よりも前記中心線側に配置された第一のスリット部と、前記接続部よりも前記中心線とは反対側に配置された第二のスリット部と、に分割され、
前記スリットを臨む前記帯状部のエッジは、前記第一のスリット部を臨む第一のエッジ部と、前記第二のスリット部を臨む第二のエッジ部と、を有し、
前記接続部は、前記第一のスリット部を臨む第三のエッジ部と、前記第二のスリット部を臨む第四のエッジ部と、を有し、
前記第二のエッジ部と前記第四のエッジ部とが交差する角度は、前記第一のエッジ部と前記第三のエッジ部とが交差する角度よりも大きい
液晶表示装置。

【請求項3】

画素電極と共通電極とを有する第一の基板と、
前記第一の基板と対向配置された第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に配置された液晶層と、
を有し、
前記画素電極または前記共通電極は、一つの副画素内に、第一の方向に並ぶ複数の帯状部と、隣り合う前記帯状部どうしを接続する複数の接続部と、を有し、
前記複数の帯状部の各々は、前記第一の方向と平行な前記副画素の中心線を挟んで前記中心線の一方側から他方側に切れ目なく延在し、
前記複数の接続部には、前記中心線の一方側に設けられた一つ以上の第一の接続部と、前記中心線の他方側に設けられた一つ以上の第二の接続部と、が含まれ、
隣り合う二本の前記帯状部の間に設けられたスリットは、前記接続部によって、前記接続部よりも前記中心線側に配置された第一のスリット部と、前記接続部よりも前記中心線とは反対側に配置された第二のスリット部と、に分割され、
前記スリットを臨む前記帯状部のエッジは、前記第一のスリット部を臨む第一のエッジ部と、前記第二のスリット部を臨む第二のエッジ部と、を有し、
前記接続部は、前記第一のスリット部を臨む第三のエッジ部と、前記第二のスリット部を臨む第四のエッジ部と、を有し、
前記第一のエッジ部は、前記第三のエッジ部に対する傾斜角が互いに異なる複数の部分を有し、
前記接続部から遠い位置に設けられた前記部分の傾斜角は、前記接続部に近い位置に設けられた前記部分の傾斜角よりも大きい
液晶表示装置。

【請求項4】

前記画素電極と前記共通電極との間に電圧が印加されると、隣り合う二本の前記帯状部の互いに対向するエッジの近傍の液晶分子は、前記第一の基板の法線方向から見て、互いに逆方向に回転する
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記第一の基板には、前記液晶層を前記第一の方向と直交する第二の方向に配向させる第一の配向膜が設けられている
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記画素電極と前記共通電極との間に電圧が印加されると、前記接続部を介して前記第一の方向と直交する第二の方向において隣り合う前記第一のエッジ部の近傍の液晶分子と前記第二のエッジ部の近傍の液晶分子は、前記第一の基板の法線方向から見て、互いに逆方向に回転する
請求項２又は３に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記第一の接続部と前記第二の接続部とが前記第一の方向に繰り返し交互に配置されている
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

隣り合う二本の前記帯状部の間隔は、前記第一の方向と直交する第二の方向に沿って変化しており、
隣り合う二本の前記帯状部は、互いの間隔が最も小さくなる部分で前記接続部によって接続されている
請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

一つの前記副画素に設けられた複数の前記帯状部のうち、少なくとも中央部に設けられた複数の前記帯状部の長さは互いに等しい
請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記液晶層は、誘電率異方性が正の液晶分子を含み、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧が印加されない初期配向状態における前記液晶分子の配向方向は、前記第一の方向と直交する第二の方向である
請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項11】

前記画素電極は、絶縁膜を介して前記共通電極よりも前記液晶層側に配置され、
前記複数の帯状部と前記複数の接続部は、前記画素電極に設けられている
請求項１から１０のいずれか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、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画素電極と共通電極とが同一基板上に設けられた横電界方式の液晶表示装置として、特許文献１に記載の液晶表示装置が知られている。特許文献１の液晶表示装置は、共通電極に複数のスリットが形成され、共通電極が画素電極よりも液晶層側に配置された液晶表示装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２０９２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の液晶表示装置では、隣り合うスリットどうしは互いに連通部によって連通されている。そのため、画素電極と共通電極との間に電圧が印加された際に、同一スリット内の互いに対向する二つの辺の近傍の液晶分子は互いに逆方向に回転する。これにより、高速応答が実現される。しかし、スリットの中央部と、スリット間に位置する電極上の位置に、液晶分子の配向変化がほとんど生じない領域が形成されるため、表示が暗くなる可能性がある。

【0005】

本発明の目的は、明るい表示が可能な液晶表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、画素電極と共通電極とを有する第一の基板と、前記第一の基板と対向配置された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に配置された液晶層と、を有し、前記画素電極または前記共通電極は、一つの副画素内に、第一の方向に並ぶ複数の帯状部と、隣り合う前記帯状部どうしを接続する複数の接続部と、を有し、前記複数の帯状部の各々は、前記第一の方向と平行な前記副画素の中心線を挟んで前記中心線の一方側から他方側に切れ目なく延在し、前記複数の接続部には、前記中心線の一方側に設けられた一つ以上の第一の接続部と、前記中心線の他方側に設けられた一つ以上の第二の接続部と、が含まれている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第一の実施形態の液晶表示装置のブロック図である。

【図2】図２は、表示領域の等価回路図である。

【図3】図３は、第一の基板の法線方向から見た画素の平面図である。

【図4】図４は、副画素の電極構造を示す平面図である。

【図5】図５は、図３のＡ１−Ａ２線に沿う断面図である。

【図6】図６は、図５に示した電極構造の一部を拡大して示す平面図である。

【図7】図７は、電圧印加時の液晶分子の配向状態を説明する図である。

【図8】図８は、電圧印加時の副画素ＳＰＸの透過光像を示す平面図である。

【図9】図９は、第二の実施形態の液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。

【図10】図１０は、第三の実施形態の液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。

【図11】図１１は、第四の実施形態の液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。

【図12】図１２は、第五の実施形態の液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

［第一の実施形態］
図１は、第一の実施形態に係る液晶表示装置１００のブロック図である。以下の説明では、ＸＹＺ座標系を用いて各部材の位置関係などを説明する。

【0010】

液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、駆動ＩＣ１２０と、を有する。液晶パネル１１０は、液晶層を介して対向配置された第一の基板１３０と第二の基板１５０とを有する。第一の基板１３０は第二の基板１５０よりも大きく形成されており、第一の基板１３０において第二の基板１５０の外側に張り出す部分は、端子部となっている。駆動ＩＣ１２０は、端子部に設けられている。

【0011】

第一の基板１３０と第二の基板１５０とが対向する対向領域の中央部には、表示領域１１０Ａが設けられている。表示領域１１０Ａには、Ｘ方向に延在する複数のゲート線１１３と、Ｙ方向に延在する複数のソース線１１４と、が互いに交差するように設けられている。複数のゲート線１１３は、Ｙ方向に並べて配置され、複数のソース線１１４は、Ｘ方向に並べて配置されている。

【0012】

複数のゲート線１１３と複数のソース線１１４との各交差部に対応して、副画素ＳＰＸが設けられている。副画素ＳＰＸは、ゲート線１１３の延在方向およびソース線１１４の延在方向に沿ってＸ方向およびＹ方向に並べて配置されている。複数の副画素ＳＰＸがＸ方向およびＹ方向に配列されることで、表示領域１１０Ａが形成されている。表示領域１１０Ａの形状は、例えば、矩形であるが、表示領域１１０Ａの形状は矩形に限定されない。例えば、矩形以外の多角形、円形または楕円形など、任意の形状が可能である。

【0013】

対向領域の周縁部には、ゲートドライバ１１１とソースドライバ１１２とが設けられている。ゲートドライバ１１１は、表示領域１１０Ａの第一の辺に沿って設けられている。ソースドライバ１１２は、表示領域１１０Ａの第二の辺に沿って設けられている。複数のゲート線１１３は、ゲートドライバ１１１とそれぞれ電気的に接続されている。複数のソース線１１４は、ソースドライバ１１２とそれぞれ電気的に接続されている。ゲートドライバ１１１とソースドライバ１１２は、駆動ＩＣ１２０と電気的に接続されている。ゲートドライバ１１１とソースドライバ１１２は、例えば、表示領域１１０Ａの互いに直交する二つの辺にそれぞれ分離して設けられているが、ゲートドライバ１１１とソースドライバ１１２の配置はこれに限定されない。例えば、ゲートドライバ１１１とソースドライバ１１２は、表示領域１１０Ａの同一の辺に設けられてもよい。

【0014】

図２は、表示領域１１０Ａの等価回路図である。

【0015】

複数の副画素ＳＰＸには、画素電極１４１がそれぞれ設けられている。画素電極１４１には、薄膜トランジスタ１１６が電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１１６のソースには、ソース線１１４が電気的に接続されている。画像信号はソース線１１４を介して各副画素ＳＰＸに供給される。画像信号は、複数のソース線１１４に対して線順次に供給されてもよいし、隣り合う複数のソース線１１４を一つのグループとして、グループ毎に画像信号が供給されてもよい。

【0016】

薄膜トランジスタ１１６のゲートには、ゲート線１１３が電気的に接続されている。ゲート信号は、複数のゲート線１１３に対して線順次に供給される。画素電極１４１は、薄膜トランジスタ１１６のドレインと電気的に接続されている。共通電極１３９は、コモン線１１５と電気的に接続されている。薄膜トランジスタ１１６がゲート信号の入力により一定期間だけオン状態とされると、ソース線１１４から供給された画像信号が画素電極１４１に書き込まれる。画素電極１４１に書き込まれた画像信号は、画素電極１４１と共通電極１３９との間で一定期間保持される。液晶層１６０は、画素電極１４１と共通電極１３９との間に発生する電界により配向が変化する。これにより、液晶層１６０に入射した光が変調され、階調表示が行われる。

【0017】

表示領域１１０Ａには、互いに異なる色を表示する複数種類の副画素ＳＰＸが設けられている。副画素ＳＰＸが表示する色は、カラーフィルタＣＦの色によって決められている。例えば、図２の例では、第一の色のカラーフィルタＣＦ１を有する第一の副画素ＳＰＸ１と、第二の色のカラーフィルタＣＦ２を有する第二の副画素ＳＰＸ２と、第三の色のカラーフィルタＣＦ３を有する第三の副画素ＳＰＸ３と、が互いに隣り合うように設けられている。一つの画素電極１４１と共通電極１３９とによって表示が行われる領域（ブラックマトリクスＢＭに囲まれた領域）が一つの副画素ＳＰＸである。隣り合う複数種類の副画素ＳＰＸ（第一の副画素ＳＰＸ１、第二の副画素ＳＰＸ２、第三の副画素ＳＰＸ３）によって、一つの画素ＰＸが構成されている。画素ＰＸ内に設けられた複数種類の副画素ＳＰＸの階調がそれぞれ制御されることで、フルカラー表示が行われる。表示領域１１０Ａには、複数の画素ＰＸがＸ方向およびＹ方向に並べて配置されている。

【0018】

図３は、第一の基板１３０の法線方向（Ｚ方向）から見た画素ＰＸの平面図である。図４は、副画素ＳＰＸの電極構造を示す平面図である。

【0019】

図３に示すように、画素ＰＸを構成する三つの副画素ＳＰＸには、画素電極１４１と共通電極１３９とがそれぞれ設けられている。共通電極１３９は、絶縁膜を介して画素電極１４１と部分的に重畳している。画素電極１４１または共通電極１３９は、一つの副画素ＳＰＸ内に、Ｙ方向（第一の方向）に並ぶ複数の帯状部１４２と、隣り合う帯状部１４２どうしを接続する複数の接続部１４３と、を有する。

【0020】

本実施形態では、例えば、画素電極１４１は、絶縁膜を介して共通電極１３９よりも液晶層側に配置され、複数の帯状部１４２と複数の接続部１４３は、画素電極１４１に設けられている。複数の帯状部１４２と複数の接続部１４３は、画素電極１４１に複数のスリットＳＬを設けることにより形成されている。隣り合う二本の帯状部１４２は、スリットＳＬを介して対向する。隣り合う二本の帯状部１４２の間には、例えば、一本の接続部１４３のみが配置され、この一本の接続部１４３によって二本の帯状部１４２が電気的および機械的に接続されている。

【0021】

図４に示すように、複数の帯状部１４２の各々は、Ｙ方向（第一の方向）と平行な副画素ＳＰＸの中心線ＣＬを挟んで中心線ＣＬの一方側（例えば、＋Ｘ側）から他方側（例えば、−Ｘ側）に切れ目なく延在する。複数の接続部１４３には、中心線ＣＬの一方側に設けられた一つ以上の第一の接続部１４３ａと、中心線ＣＬの他方側に設けられた一つ以上の第二の接続部１４３ｂと、が含まれている。

【0022】

本実施形態では、例えば、第一の接続部１４３ａと第二の接続部１４３ｂとがＹ方向（第一の方向）に繰り返し交互に配置されている。一つの副画素ＳＰＸに設けられた複数の帯状部１４２のうち、少なくとも中央部に設けられた複数の帯状部１４２（例えば、端部に設けられた一本または複数本の帯状部１４２以外の複数の帯状部１４２）の長さは互いに等しい。中央部に設けられた複数の帯状部１４２は、均等なピッチでＹ方向に並んでいる。

【0023】

画素電極１４１は、複数の帯状部１４２の並び方向の一端側（例えば、＋Ｙ側）に、帯状部１４２よりもＹ方向の幅が広い拡幅部１４４を有する。拡幅部１４４は、最も端に配置された帯状部１４２と電気的に接続されている。画素電極１４１の周囲には、ブラックマトリクスＢＭが設けられている。ブラックマトリクスＢＭは、画素電極１４１の中央部と対向する位置に開口部ＯＢＭを有する遮光層である。開口部ＯＢＭが設けられた領域が副画素ＳＰＸである。ブラックマトリクスＢＭは、拡幅部１４４の一部または全部と重畳して配置されている。開口部ＯＢＭには、複数の帯状部１４２および複数の接続部１４３が配置されている。

【0024】

共通電極１３９は、少なくとも隣り合う帯状部１４２どうしの間の隙間と重畳する位置に設けられている。共通電極１３９は、例えば、表示領域の全面に形成されるが、共通電極１３９の形状はこれに限定されない。例えば、表示領域内で共通電極１３９が複数の部分に分割され、分割された個々の部分がコモン線１１５（図２参照）によって電気的に接続されていてもよい。

【0025】

図３に戻って、表示領域１１０Ａには、Ｘ方向に延びる複数のゲート線１１３と、Ｙ方向に延びる複数のソース線１１４と、が画素電極１４１の間隙に沿って設けられている。ゲート線１１３とソース線１１４との交差部の近傍には、薄膜トランジスタ１１６が設けられている。薄膜トランジスタ１１６は、ゲート電極１３２と、半導体層１３４と、ソース電極１３５と、ドレイン電極１３６と、を有する。

【0026】

ゲート電極１３２は、ゲート線１１３からＹ方向に分岐して設けられている。半導体層１３４は、ゲート電極１３２と重畳して設けられている。ソース電極１３５は、ソース線１１４からＸ方向に分岐して設けられ、＋Ｘ側の端部が半導体層１３４のソース部と電気的に接続されている。ドレイン電極１３６は、半導体層１３４のチャネル部を挟んでソース電極１３５とＸ方向に対向して設けられている。画素電極１４１の拡幅部１４４は、ゲート線１１３に沿って設けられ、拡幅部１４４の−Ｘ側の端部がドレイン電極１３６と電気的に接続されている。

【0027】

図５は、図３のＡ１−Ａ２線に沿う断面図である。

【0028】

液晶表示装置１００は、画素電極１４１と共通電極１３９とを有する第一の基板１３０と、第一の基板１３０と対向配置された第二の基板１５０と、第一の基板１３０と第二の基板１５０との間に配置された液晶層１６０と、を有する。

【0029】

第一の基板１３０は、ガラスなどの透光性絶縁部材からなる第一の基材１３１を有する。第一の基材１３１の内面側（液晶層１６０側）には、ゲート線１１３およびゲート電極１３２が形成されている。第一の基材１３１上には、ゲート線１１３およびゲート電極１３２を覆って、酸化シリコンなどの透光性絶縁部材からなるゲート絶縁膜１３３が形成されている。ゲート絶縁膜１３３上には、アモルファスシリコン、ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ-Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ）または酸化物半導体などからなる半導体層１３４が形成されている。また、ゲート絶縁膜１３３上には、半導体層１３４に一部乗り上げるようにしてソース電極１３５とドレイン電極１３６とが形成されている。

【0030】

ゲート絶縁膜１３３上には、半導体層１３４、ソース電極１３５およびドレイン電極１３６を覆って、酸化シリコンなどの透光性絶縁部材からなる第一の層間絶縁膜１３７が形成されている。第一の層間絶縁膜１３７上には、アクリル樹脂などの透光性絶縁部材からなる第二の層間絶縁膜１３８が形成されている。第二の層間絶縁膜１３８上には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透光性導電部材からなる共通電極１３９が形成されている。第二の層間絶縁膜１３８上には、共通電極１３９を覆って、窒化シリコンなどの透光性絶縁部材からなる容量絶縁膜１４０が形成されている。

【0031】

容量絶縁膜１４０上には、ＩＴＯなどの透光性導電部材からなる画素電極１４１が形成されている。画素電極１４１は、容量絶縁膜１４０、第二の層間絶縁膜１３８および第一の層間絶縁膜１３７を貫通するコンタクトホールＨを介してドレイン電極１３６と電気的に接続されている。共通電極１３９には、コンタクトホールＨの形成領域に対応して、コンタクトホールＨよりも若干大きい開口部が設けられている。共通電極１３９に開口部が設けられることによって、共通電極１３９と画素電極１４１とが接触しないようになっている。容量絶縁膜１４０上には、画素電極１４１を覆って、ポリイミドなどからなる第一の配向膜１４８が形成されている。

【0032】

第二の基板１５０は、ガラスなどの透光性絶縁部材からなる第二の基材１５１を有する。第二の基材１５１の内面側（液晶層１６０側）には、カラーフィルタＣＦおよびブラックマトリクスＢＭが形成されている。カラーフィルタＣＦは、ブラックマトリクスＢＭに囲まれた領域（開口部ＯＢＭ）に形成されている。カラーフィルタＣＦおよびブラックマトリクスＢＭ上には、ポリイミドなどからなる第二の配向膜１５２が形成されている。

【0033】

第一の基材１３１の外面側（液晶層１６０とは反対側）には、第一の偏光板１４９が接着されている。第二の基材１５１の外面側（液晶層１６０とは反対側）には、第二の偏光板１５３が接着されている。第一の偏光板１４９の透過軸は、例えば、Ｙ方向と平行である。第二の偏光板１５３の透過軸は、例えば、第一の偏光板１４９の透過軸と直交する。第一の配向膜１４８および第二の配向膜１５２には、ラビングや紫外線照射などによる配向処理が施されている。配向処理が施された方向を配向処理方向ＡＤ（図３参照）とすると、第一の配向膜１４８の配向処理方向ＡＤは、例えば、Ｘ方向（第二の方向）と平行な方向である。第二の配向膜１５２の配向処理方向は、例えば、第一の配向膜１４８の配向処理方向ＡＤと平行な方向である。第一の配向膜１４８および第二の配向膜１５２は、液晶層１６０をＸ方向に配向させる。

【0034】

液晶層１６０は、例えば、誘電率異方性が正の液晶分子を含む。画素電極１４１と共通電極１３９との間に電圧が印加されない初期配向状態における液晶分子の配向方向は、Ｘ方向（第一の方向と直交する第二の方向）である。画素電極１４１と共通電極１３９との間に電圧が印加されると、画素電極１４１と共通電極１３９との間に形成された電界によって、液晶分子がＹ方向に配向する。液晶表示装置１００では、このような液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して明暗表示が行われる。

【0035】

以下、画素電極１４１の構造および電圧印加時の液晶分子の動作を具体的に説明する。図６は、図５に示した電極構造の一部を拡大して示す平面図である。

【0036】

帯状部１４２は、副画素の中心線ＣＬを跨いで中心線ＣＬの一方側（例えば、＋Ｘ側）から他方側（例えば、−Ｘ側）に延びる本線部１４２ａと、本線部１４２ａの一端側に設けられた第一の延長部１４２ｂ１と、本線部１４２ａの他端側に設けられた第二の延長部１４２ｂ２と、を有する。帯状部１４２は、例えば、帯状部１４２の中心Ｃに対して回転対称な形状を有する。

【0037】

本線部１４２ａは、例えば、Ｙ方向の幅が一定となる形状を有する。本実施形態では、本線部１４２ａは、少なくとも長手方向両端部以外の部分（例えば、第一の接続部１４３ａと第二の接続部１４３ｂとの間に配置される部分）がＸ方向に対して斜めに傾斜した平行四辺形の形状を有するが、本線部の形状はこれに限られない。例えば、本線部１４２ａは、少なくとも長手方向両端部以外の部分がＸ方向と平行な長方形の形状を有していてもよい。

【0038】

第一の延長部１４２ｂ１および第二の延長部１４２ｂ２は、例えば、本線部１４２ａから遠い位置ほどＹ方向の幅が小さい形状を有する。第一の延長部１４２ｂ１および第二の延長部１４２ｂ２では、Ｙ方向において対向する二本のエッジは、互いに近づく方向に傾斜している。本実施形態では、第一の延長部１４２ｂ１および第二の延長部１４２ｂ２は、少なくとも本線部１４２ａ側の端部以外の部分（例えば、接続部１４３の中心線ＣＬ側とは反対側に配置された部分）がＸ方向に対して斜めに傾斜した台形の形状を有するが、第一の延長部１４２ｂ１および第二の延長部１４２ｂ２の形状はこれに限られない。例えば、第一の延長部１４２ｂ１および第二の延長部１４２ｂ２は、少なくとも本線部１４２ａ側の端部以外の部分が三角形の形状を有していてもよい。

【0039】

複数の帯状部１４２には、本線部１４２ａの傾斜方向が互いに異なる第一の帯状部１４２Ａと第二の帯状部１４２Ｂとが含まれている。第一の帯状部１４２Ａの本線部１４２ａは、Ｘ方向に対して反時計回りに角度θ０（０＜θ０＜４５°）だけ傾斜している。第二の帯状部１４２Ｂの本線部１４２ａは、Ｘ方向に対して時計回りに角度θ０だけ傾斜している。第一の帯状部１４２Ａと第二の帯状部１４２Ｂは、例えば、Ｘ方向と平行な線に対して線対称な形状を有する。

【0040】

第一の帯状部１４２Ａと第二の帯状部１４２Ｂは、例えば、Ｙ方向に繰り返し交互に配置されている。隣り合う二本の帯状部１４２の間隔（Ｙ方向において対向するエッジどうしの間隔）は、Ｘ方向に沿って変化している。隣り合う二本の帯状部１４２は、互いの間隔が最も小さくなる部分で接続部１４３によって接続されている。図６の例では、互いに近接する二本の本線部１４２ａの端部に接続部１４３が接続されている。複数の第一の接続部１４３ａは、Ｙ方向に沿って直線状に配置され、第二の接続部１４３ｂは、Ｙ方向に沿って直線状に配置されている。隣り合う二本の帯状部１４２の間隔は、接続部１４３からの距離が大きいほど大きい。

【0041】

隣り合う二本の帯状部１４２の間に設けられたスリットＳＬは、接続部１４３によって、接続部１４３よりも中心線ＣＬ側に配置された第一のスリット部ＳＬ１と、接続部１４３よりも中心線ＣＬとは反対側に配置された第二のスリット部ＳＬ２と、に分割される。スリットＳＬを臨む帯状部１４２のエッジは、第一のスリット部ＳＬ１を臨む第一のエッジ部ＥＧ１と、第二のスリット部ＳＬ２を臨む第二のエッジ部ＥＧ２と、を有する。接続部１４３は、第一のスリット部ＳＬ１を臨む第三のエッジ部ＥＧ３と、第二のスリット部ＳＬ２を臨む第四のエッジ部ＥＧ４と、を有する。

【0042】

第一のエッジ部ＥＧ１と第三のエッジ部ＥＧ３とが交差する角度θ１は、鈍角である。第二のエッジ部ＥＧ２と第四のエッジ部ＥＧ４とが交差する角度θ２は、鈍角である。第二のエッジ部ＥＧ２と第四のエッジ部ＥＧ４とが交差する角度θ２は、第一のエッジ部ＥＧ１と第三のエッジ部ＥＧ３とが交差する角度θ１よりも大きい。隣り合う二本の帯状部１４２において、第一のエッジＥＧ１どうしの間隔および第二のエッジＥＧ２どうしの間隔は、接続部１４３からの距離が大きいほど大きい。これにより、第一のスリット部ＳＬ１および第二のスリット部ＳＬ２において液晶分子の配向が安定化しやすくなる。

【0043】

第一のエッジ部ＥＧ１は、第三のエッジ部ＥＧ３に対する傾斜角が互いに異なる複数の部分を有する。接続部１４３から遠い位置に設けられた部分の傾斜角は、接続部１４３に近い位置に設けられた部分の傾斜角よりも大きい。例えば、第一のエッジ部ＥＧ１は、第一の延長部１４２ｂ１または第二の延長部１４２ｂ２のエッジに対応する部分の傾斜角θ３が、本線部１４２ａのエッジに対応する部分の傾斜角θ１よりも大きい。これにより、接続部１４３から遠い位置における液晶分子の配向が安定化しやすくなる。

【0044】

図７は、電圧印加時の液晶分子１６０ａの配向状態を説明する図である。

【0045】

画素電極１４１と共通電極１３９（図５参照）との間に電圧が印加されると、隣り合う二本の帯状部１４２の互いに対向するエッジの近傍の液晶分子１６０ａは、第一の基板１３０（図５参照）の法線方向から見て、互いに逆方向に回転する。接続部１４３を介してＸ方向（第一の方向と直交する第二の方向）において隣り合う第一のエッジ部ＥＧ１の近傍の液晶分子１６０ａと第二のエッジ部ＥＧ２の近傍の液晶分子１６０ａは、第一の基板１３０（図５参照）の法線方向から見て、互いに逆方向に回転する。これにより、高速応答が実現される。

【0046】

この際、副画素ＳＰＸには、画素電極１４１と共通電極１３９（図５参照）との間に電圧が印加されても、液晶分子１６０ａの配向変化がほとんど生じない複数の線状領域ＤＬが形成される。具体的には、第一のスリット部ＳＬ１と重畳する位置に、第一のスリット部ＳＬ１の中心を通ってＸ方向に延びる第一の線状領域ＤＬ１が形成される。第二のスリット部ＳＬ２と重畳する位置に、第二のスリット部ＳＬ２の中心を通ってＸ方向に延びる第二の線状領域ＤＬ２が形成される。第二のスリット部ＳＬ２とＹ方向に隣接する部分の帯状部１４２の位置に、第三の線状領域ＤＬ３が形成される。接続部１４３の位置に、第四の線状領域ＤＬ４が形成される。第一の線状領域ＤＬ１および第二の線状領域ＤＬ２は、液晶分子１６０ａどうしが干渉することにより、液晶分子１６０ａの配向変化が制限される線状領域である。第三の線状領域ＤＬ３および第四の線状領域ＤＬ４は、液晶分子１６０ａに電界が十分に作用しないことにより、液晶分子１６０ａの配向変化が生じにくくなっている線状領域である。

【0047】

線状領域ＤＬが形成される部分では、表示は暗くなる。しかし、線状領域ＤＬは、第一の接続部１４３ａと第二の接続部１４３ｂとの間に配置された部分の帯状部１４２（帯状部１４２の中央部）には形成されない。帯状部１４２の中央部では、−Ｙ側のエッジの近傍の液晶分子１６０ａと＋Ｙ側のエッジの近傍の液晶分子１６０ａとが、第一の基板１３０（図５参照）の法線方向から見て、互いに同じ方向に回転するため、帯状部１４２と重畳する位置に設けられた液晶分子１６０ａも十分に配向変化を行うことができる。そのため、帯状部１４２全体に線状領域ＤＬが形成される場合に比べて、表示は明るくなる。

【0048】

図８は、電圧印加時の副画素ＳＰＸの透過光像を示す平面図である。

【0049】

副画素ＳＰＸのＸ方向中央部に位置する第一の領域ＣＡには、第一のピッチＷ１で第一の線状領域ＤＬ１が形成されている。第一の領域ＣＡの＋Ｘ側に位置する第二の領域ＳＡ１および−Ｘ側に位置する第三の領域ＳＡ２には、それぞれ第一のピッチＷ１よりも短い第二のピッチＷ２で第一の線状領域ＤＬ１、第二の線状領域ＤＬ２および第三の線状領域ＤＬ３が形成されている。第一の線状領域ＤＬ１および第二の線状領域ＤＬ２が形成される部分は、高速応答に寄与する部分である。そのため、第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２は、第一の領域ＣＡよりも高速応答化に大きく寄与する。

【0050】

第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２の大きさは、接続部１４３（図７参照）の位置によって制御される。接続部１４３の位置が副画素ＳＰＸの中心線ＣＬに近くなるほど第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２の大きさは大きくなり、接続部１４３の位置が副画素ＳＰＸの中心線ＣＬから遠くなるほど第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２の大きさは小さくなる。第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２の大きさが小さくなるほど、高速応答に寄与する領域が小さくなるため、応答速度は低くなるが、線状領域ＤＬの占める面積が小さくなるため表示は明るくなる。一方、第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２の大きさが大きくなるほど、高速応答に寄与する領域が大きくなるため、応答速度は速くなるが、線状領域ＤＬの占める面積が大きくなるため、表示は暗くなる。よって、必要とされる応答速度と明るさの特性に応じて、接続部１４３の位置が適切に設計される。

【0051】

なお、第二の領域ＳＡ１および第三の領域ＳＡ２では、線状領域ＤＬが密に形成されるため、第一の領域ＣＡに比べて、液晶分子の配向が不安定になりやすい。そのため、図６に示したように、第二のエッジ部ＥＧ２と第四のエッジ部ＥＧ４とが交差する角度θ２が、第一のエッジ部ＥＧ１と第三のエッジ部ＥＧ３とが交差する角度θ１よりも大きくなっている。この構成によれば、第二のエッジ部ＥＧ２の近傍の液晶分子の配向が第一のエッジ部ＥＧ１の近傍の液晶分子の配向よりも安定化しやすくなり、第二の領域ＳＡ２および第三の領域ＳＡ３の全体の配向安定化に寄与する。

【0052】

以上のように、本実施形態の液晶表示装置１００では、隣り合う帯状部１４２どうしを接続する複数の接続部１４３が、副画素ＳＰＸの中心線ＣＬを挟んで、中心線ＣＬの一方側と他方側に振り分けて配置されている。そのため、中心線ＣＬの一方側に配置された第一の接続部１４３ａと、中心線ＣＬの他方側に配置された第二の接続部１４３ｂと、の間に設けられた帯状部１４２上の位置には、線状領域ＤＬが形成されない。よって、明るい表示が可能となる。

【0053】

［第二の実施形態］
図９は、第二の実施形態に係る液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。本実施形態において第一の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0054】

本実施形態において第一の実施形態と異なる点は、第一の接続部１４３ａが、隣り合う二本の帯状部１４２の端部どうしを接続する点である。帯状部１４２は、図６に示した第一の延長部１４２ｂ１を有していない。この構成では、第一の接続部１４３ａの＋Ｘ側（副画素の中心線側とは反対側）に第二の線状領域ＤＬ２および第三の線状領域ＤＬ３が形成されない。そのため、第一の実施形態に比べて、応答速度は劣るが、明るい表示が可能となる。

【0055】

［第三の実施形態］
図１０は、第三の実施形態に係る液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。本実施形態において第二の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0056】

本実施形態において第二の実施形態と異なる点は、複数の第二の接続部１４３ｂの中に、Ｘ方向の位置が互いに異なる複数の第二の接続部１４３ｂが含まれる点である。複数の第二の接続部１４３ｂは、Ｙ方向に沿って直線状に配置されていない。この構成では、Ｙ方向に並ぶ複数の第二の接続部１４３ｂのうちのいくつかの位置をＸ方向にずらすことで、表示の明るさと応答速度を微妙に調節することができる。

【0057】

［第四の実施形態］
図１１は、第四の実施形態に係る液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。本実施形態において第二の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0058】

本実施形態において第二の実施形態と異なる点は、第二の接続部１４３ｂが、隣り合う二本の帯状部１４２の端部どうしを接続する点である。帯状部１４２は、図６に示した第一の延長部１４２ｂ１と第二の延長部１４２ｂ２を有していない。この構成では、第一の接続部１４３ａの＋Ｘ側（副画素の中心線側とは反対側）および第二の接続部１４３ｂの−Ｘ側（副画素の中心線側とは反対側）に第二の線状領域ＤＬ２および第三の線状領域ＤＬ３が形成されない。そのため、第二の実施形態に比べて、応答速度は劣るが、明るい表示が可能となる。

【0059】

［第五の実施形態］
図１２は、第五の実施形態に係る液晶表示装置の電極構造を示す平面図である。本実施形態において第四の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0060】

本実施形態において第二の実施形態と異なる点は、本線部１４２ａに屈曲部が設けられている点である。本線部１４２ａのエッジ（第一のエッジ部ＥＧ１）は、第三のエッジ部ＥＧ３に対する傾斜角が互いに異なる複数の部分（第一の部分ＥＧ１１、第二の部分ＥＧ１２）を有する。接続部１４３から遠い位置に設けられた第二の部分ＥＧ１２の傾斜角α２は、接続部１４３に近い位置に設けられた第一の部分ＥＧ１１の傾斜角α１よりも大きい。よって、接続部１４３から遠い位置における液晶分子の配向が安定化しやすい。

【0061】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

【0062】

例えば、上記の実施形態では、画素電極１４１が、容量絶縁膜１４０を介して共通電極１３９よりも液晶層１６０側に配置され、複数の帯状部１４２と複数の接続部１４３が、画素電極１４１に設けられている構成が例示されたが、画素電極１４１および共通電極１３９の構成はこれに限定されない。例えば、共通電極１３９が、容量絶縁膜１４０を介して画素電極１４１よりも液晶層１６０側に配置され、複数の帯状部１４２と複数の接続部１４３が、共通電極１３９に設けられてもよい。

【0063】

また、上記の実施形態では、画素電極１４１と共通電極１３９とが、容量絶縁膜１４０を介して積層される構成が例示されたが、画素電極１４１と共通電極１３９の構成はこれに限定されない。例えば、画素電極１４１と共通電極１３９とが、同一の層上において互いに隣り合うように形成されてもよい。

【0064】

また、上記の実施形態では、第一の接続部１４３ａと第二の接続部１４３ｂとがＹ方向に交互に配置されているが、接続部１４３の配置はこれに限定されない。例えば、複数の第一の接続部１４３ａのうちのいくつかはＹ方向に隣り合うように配置されてもよい。同様に、複数の第二の接続部１４３ｂのうちのいくつかはＹ方向に隣り合うように配置されてもよい。

【0065】

また、第一の基板１３０および第二の基板１５０の層構造は、一例であって、上記の実施形態の構成に限定されない。例えば、図５では、カラーフィルタＣＦが第二の基板１５０に設けられているが、カラーフィルタＣＦは第一の基板１３０に設けられてもよい。すなわち、ＣＯＡ（Ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ Ｏｎ Ａｒｒａｙ）構造に本発明を適用してもよい。

【0066】

また、本明細書において、部材どうしの寸法が等しいと記載された部分については、製造誤差の範囲内で、部材どうしの寸法が等しいことを意味する。同様に、部材どうしが平行または直交すると記載された部分については、製造誤差の範囲内で、部材どうしが平行または直交することを意味する。

【符号の説明】

【0067】

１００ 液晶表示装置
１３０ 第一の基板
１３９ 共通電極
１４０ 容量絶縁膜（絶縁膜）
１４１ 画素電極
１４２ 帯状部
１４３ 接続部
１４３ａ 第一の接続部
１４３ｂ 第二の接続部
１４８ 第一の配向膜
１５０ 第二の基板
１６０ 液晶層
１６０ａ 液晶分子
ＣＬ 副画素の中心線
ＥＧ１ 第一のエッジ部
ＥＧ２ 第二のエッジ部
ＥＧ３ 第三のエッジ部
ＥＧ４ 第四のエッジ部
ＳＬ スリット
ＳＬ１ 第一のスリット部
ＳＬ２ 第二のスリット部
ＳＰＸ 副画素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】