JP2003315776A

JP2003315776A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003315776A
Application number: JP2002118137A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Haruhara; 一之春原; Yasushi Kawada; 靖川田; Yuzo Hisatake; 雄三久武; Kisako Ninomiya; 希佐子二ノ宮; Natsuko Fujiyama; 奈津子藤山; Akio Murayama; 昭夫村山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチドメイン型ＶＡＮモードを採用した場合
により広い視野角を実現可能な液晶表示装置を提供する
こと。【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、画素電極１０
の何れかと共通電極１６との間に電圧を印加した場合に
電圧を印加した画素電極１０と共通電極１６とに挟まれ
た液晶層４の領域である画素領域内に電界の強さが互い
に異なる第１及び第２領域を形成し、第１及び第２領域
はそれぞれ液晶層４を含む面内の一方向に延びた形状を
有し且つその面内の上記方向と交差する方向に交互に及
び繰り返し配列し、画素電極１０のそれぞれはカラーフ
ィルタ層９の着色層９Ｂ，９Ｇ，９Ｒの何れかに対向
し、青色着色層９Ｂに対向した画素領域と緑色着色層９
Ｇに対向した画素領域と赤色着色層９Ｒに対向した画素
領域との１種と他の２種とでは第１または第２領域の長
手方向が互いに異なっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電
力である等の様々な特徴を有しており、ＯＡ機器、情報
端末、時計、及びテレビ等の様々な用途に応用されてい
る。特に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を
有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレ
ビやコンピュータなどのように多量の情報を表示するモ
ニタとして用いられている。

【０００３】近年、情報量の増加に伴い、画像の高精細
化や表示速度の高速化に対する要求が高まっている。こ
れら要求のうち画像の高精細化は、例えば、上述したＴ
ＦＴが形成するアレイ構造を微細化することによって実
現されている。

【０００４】一方、表示速度の高速化に関しては、従来
の表示モードの代わりに、ネマチック液晶を用いたＩＰ
Ｓモード、ＨＡＮモード、ＯＣＢモード、π配列モー
ド、及びマルチドメイン型ＶＡＮ（Vertical Aligned N
ematic）モードや、スメクチック液晶を用いた界面安定
型強誘電性液晶（Surface Stabilized Ferroelectric L
iquid Crystal）モード及び反強誘電性液晶モードを採
用することが検討されている。

【０００５】これら表示モードのうち、マルチドメイン
型ＶＡＮモードでは、従来のＴＮ（Twisted Nematic）
モードよりも速い応答速度を得ることができる。また、
垂直配向のため、静電気破壊などの不良を発生させるラ
ビング処理が不要である。さらに、マルチドメイン型Ｖ
ＡＮモードでは、視野角の補償設計が比較的容易であ
る。

【０００６】しかしながら、マルチドメイン型ＶＡＮモ
ードではＩＰＳモードに比べて視野角が狭い。そのた
め、マルチドメイン型ＶＡＮモードでさらに広い視野角
を実現することが望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、マルチドメイン型ＶＡＮ
モードを採用した場合により広い視野角を実現可能な液
晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、一方の主面に複数の画素電極を備えたア
レイ基板と、前記アレイ基板の前記複数の画素電極が設
けられた面に対向して配置され且つ前記アレイ基板との
対向面に共通電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板
と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記アレ
イ基板及び前記対向基板の何れか一方の対向面に設けら
れ且つ青色着色層と緑色着色層と赤色着色層とを備えた
カラーフィルタ層とを具備し、前記複数の画素電極の何
れかと前記共通電極との間に電圧を印加した場合に前記
電圧を印加した前記画素電極と前記共通電極とに挟まれ
た前記液晶層の領域である画素領域内に電界の強さが互
いに異なる第１及び第２領域を形成し、前記第１及び第
２領域はそれぞれ前記液晶層を含む面内の一方向に延び
た形状を有し且つ前記面内の前記方向と交差する方向に
交互に及び繰り返し配列し、複数の画素電極のそれぞれ
は前記青色着色層と前記緑色着色層と前記赤色着色層と
の何れかに対向し、前記青色着色層に対向した前記画素
領域と前記緑色着色層に対向した前記画素領域と前記赤
色着色層に対向した前記画素領域との何れか１種と他の
２種とでは前記第１または第２領域の長手方向が互いに
異なっていることを特徴とする液晶表示装置を提供す
る。

【０００９】本発明において、第１の領域と第２の領域
とは、液晶層に対して光源側及び観察者側に偏光板を配
置した状態で画素電極と共通電極との間に電圧を印加し
た場合、透過率または反射率が互いに異なる領域として
観察することができる。すなわち、上記第１及び第２領
域は、実際に電界の強さを測定すること、及び／また
は、透過率または反射率を調べることにより確認するこ
とができる。

【００１０】本発明において、第１の領域と第２の領域
とは必ずしも明確な境界を有していなくてもよい。すな
わち、電界の強さや透過率または反射率の大きさは第１
の領域と第２の領域との配列方向に連続的に変化しても
よい。

【００１１】なお、第１の領域と第２の領域とが明確な
境界を有していない場合、第１の領域の幅と第２の領域
の幅との和はそれらの境界値には殆ど依存しないが、第
１及び第２の領域の個々の幅はそれらの境界値をどこに
設定するかに応じて変化する。したがって、第１の領域
と第２の領域との間の境界を求める必要がある場合は、
それらの境界値として、例えば、電界の強さや透過率ま
たは反射率の平均値などのような適当な値を使用すれば
よい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図に
おいて、同様または類似する構成要素には同一の参照符
号を付し、重複する説明は省略する。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表
示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す液晶表
示装置１は、マルチドメイン型ＶＡＮモードの液晶表示
装置であって、アクティブマトリクス基板（或いは、ア
レイ基板）２と対向基板３との間に液晶層４を挟持させ
た構造を有している。これらアクティブマトリクス基板
２と対向基板３との間隔は図示しないスペーサによって
一定に維持されている。また、この液晶表示装置１の両
面には、偏光フィルム（或いは、偏光板）５が貼り付け
られている。

【００１４】アクティブマトリクス基板２は、ガラス基
板のような透明基板７を有している。透明基板７の一方
の主面上には配線及びスイッチング素子８が形成されて
いる。また、それらの上には、カラーフィルタ層９、画
素電極１０、及び配向膜１１が順次形成されている。

【００１５】透明基板７上に形成する配線は、アルミニ
ウム、モリブデン、及び銅などからなる走査線及び信号
線などである。また、スイッチング素子８は、例えば、
アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、
アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタル
などをメタル層としたＴＦＴであり、走査線及び信号線
などの配線並びに画素電極１０と接続されている。アク
ティブマトリクス基板２では、このような構成により、
所望の画素電極１０に対して選択的に電圧を印加するこ
とを可能としている。

【００１６】透明基板７と画素電極１０との間に介在す
るカラーフィルタ層９は、青、緑、赤色の着色層９Ｂ，
９Ｇ，９Ｒで構成されている。カラーフィルタ層９に
は、コンタクトホールが設けられており、画素電極１０
は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子と
接続されている。

【００１７】画素電極１０は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxi
de）のような透明導電材料で構成され得る。画素電極１
０は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成し
た後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用
いてその薄膜をパターニングすることにより形成するこ
とができる。

【００１８】配向膜１１は、ポリイミドなどの透明樹脂
からなる薄膜で構成されている。なお、本実施形態で
は、この配向膜１１には、ラビング処理は施さずに垂直
配向性を付与している。

【００１９】対向基板３は、ガラス基板のような透明基
板１５上に、共通電極１６及び配向膜１７を順次形成し
た構造を有している。これら共通電極１６及び配向膜１
７は、画素電極１０及び配向膜１１と同様の材料で形成
され得る。なお、本実施形態では、共通電極１６は平坦
な連続膜として形成されている。

【００２０】図２は、図１に示す液晶表示装置で利用可
能な構造の一例を概略的に示す平面図である。図２に示
す構造では、１つの画素電極１０は４つの部分１０ａ〜
１０ｄで構成されている。画素電極１０を構成する各部
分１０ａ〜１０ｄには、複数のスリット２０が一定の周
期で及び互いに平行に設けられている。また、スリット
２０の長手方向は各部分１０ａ〜１０ｄ間で互いに異な
っている。すなわち、画素電極１０は、スリット２０の
長手方向が互いに異なる４つの櫛形部分１０ａ〜１０ｄ
で構成されている。図１に示す液晶表示装置１では、こ
のような構成を採用することにより、画素領域を、画素
電極１０を構成する部分１０ａ〜１０ｄに対応して、液
晶分子のチルト方向が互いに異なる４つのドメインへと
分割することができる。これについては、図３（ａ）〜
（ｄ）を参照しながら説明する。

【００２１】図３（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液晶表
示装置に図２に示す構造を採用した場合に生じる液晶分
子の配向変化を概略的に示す図である。なお、図３
（ａ），（ｃ）は平面図であり、図３（ｂ），（ｄ）は
図３（ａ），（ｃ）に示す構造を図中下側から見た側面
図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）では、簡略化のた
め、幾つかの構成要素を省略している。

【００２２】画素電極１０と共通電極１６との間に電圧
を印加していない場合、配向膜１１，１７は、液晶層４
を構成する液晶分子２５，具体的には誘電率異方性が負
の液晶分子，にそれらを垂直配向させるように作用す
る。そのため、液晶分子２は、それらの長軸が配向膜１
１の膜面に対してほぼ垂直となるように配向する。

【００２３】画素電極１０と共通電極１６との間に比較
的低い第１電圧を印加すると、画素電極１０に設けたス
リット２０の上方には漏れ電界が生じる。そのため、そ
こでは、電気力線は図３（ｂ）に示すように傾く。

【００２４】画素電極１０と共通電極１６との間に電圧
を印加することによって生じる電界はその電気力線に垂
直な方向に液晶分子２５を配向させるように作用する。
したがって、液晶分子２５は、配向膜１１，１７及び電
界からの作用によって、図３（ａ）に示すように配向し
ようとする。

【００２５】しかしながら、図３（ａ）に示す状態で
は、右側の液晶分子２５の配向状態と左側の液晶分子２
５の配向状態とが干渉し合う。そのため、液晶分子２５
は、図中、上向きまたは下向きにチルト方向を変化させ
て、より安定な配向状態をとろうとする。

【００２６】ここで、図３（ａ）に示すように、画素電
極１０の一対のスリット２０に挟まれた部分及びその近
傍が、図中、上下方向に関して対称的な（或いは、等方
的な）形状を有しているとする。この場合、液晶分子２
５が、矢印３１で示すように上向きにチルト方向を変化
させる確率と、矢印３２で示すように下向きにチルト方
向を変化させる確率とは等しくなる。

【００２７】これに対し、図３（ｃ）に示すように、画
素電極１０の一対のスリット２０に挟まれた部分及びそ
の近傍が、図中、上下方向に関して非対称な（或いは、
異方的な）形状を有している場合、画素電極１０の両端
部間で電気力線が非対称となり、同様に、スリット２０
の両端部間でも電気力線が非対称になる。そのため、液
晶分子２５が矢印３２で示す方向に配向した配向状態
は、液晶分子２５が矢印３１で示す方向に配向した配向
状態に比べてより安定となる。その結果、液晶分子２５
の平均的なチルト方向（ディレクタ）は、図３（ｃ）に
矢印３２で示すように下向きとなる。

【００２８】画素電極１０と共通電極１６との間に印加
する電圧を第１電圧よりも高い第２電圧にまで高める
と、配向膜１１，１７が液晶分子２５を垂直配向させよ
うとする作用に対して、電界が液晶分子２５をその電気
力線に垂直な方向に配向させようとする作用がより大き
くなる。したがって、液晶分子２５は、水平配向に近づ
く方向にチルト角を変化させる。

【００２９】ここで、電極１０，１６間に印加する電圧
を第２電圧とした場合でも、電極１０，１６間に印加す
る電圧を第１電圧とした場合と同様に、液晶分子２５が
矢印３２で示す方向に配向した配向状態は、液晶分子２
５が矢印３１で示す方向に配向した配向状態に比べてよ
り安定である。そのため、電極１０，１６間に印加する
電圧を第１及び第２電圧間で変化させた場合、液晶分子
２５のディレクタはスリット２０の配列方向に垂直な面
内で変化することとなる。すなわち、電極１０，１６間
に印加する電圧を第１及び第２電圧間で変化させた場
合、液晶分子２５は、その平均的なチルト方向をスリッ
ト２０の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角
を変化させる。

【００３０】したがって、画素電極１０を構成する４つ
の部分１０ａ〜１０ｄ間でスリット２０の長手方向を異
ならしめることにより、液晶分子２５のチルト方向を図
２に示すように維持したまま、そのチルト角を変化させ
ることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板
２に設けた構造のみで、１つの画素領域内に液晶分子２
５のチルト方向が互いに異なる４つのドメインを形成す
ることができる。また、本実施形態では、液晶分子２５
の平均的なチルト方向をスリット２０の配列方向に垂直
な面内に維持したままチルト角を変化させることができ
るため、より速い応答速度を実現することができるのに
加え、配向不良が発生し難く、良好な配向分割が可能で
ある。

【００３１】さて、本実施形態では、青色着色層９Ｂに
対向した画素電極１０と緑色着色層９Ｇに対向した画素
電極１０と赤色着色層９Ｒに対向した画素電極１０との
何れか１種と他の２種とではスリット２０の長手方向が
互いに異なっている。このような構造を採用すると、以
下に説明するように、広視野角を実現することができ
る。

【００３２】図４は、図１に示す液晶表示装置で利用可
能な画素電極の一例を概略的に示す平面図である。な
お、図４では、液晶表示装置１をその主面に垂直な方向
から見たときに観察される構造のうち着色層９Ｂ，９
Ｇ，９Ｒ及び画素電極１０のみを描いていており、着色
層９Ｂ，９Ｇ，９Ｒに対応した画素電極１０をそれぞれ
参照番号１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒで示している。

【００３３】液晶層４は、例えば、電極１０，１６間に
第２電圧を印加した場合にλ／２波長板と同様の役割を
果たす。したがって、広視野角を実現するうえでは、液
晶層４が一対の直線偏光間に与える位相差の観察角度依
存性を全ての波長の光についてほぼ一定とし、それによ
り、表示色が観察する角度に応じて変化するのを抑制す
ることが望まれる。

【００３４】液晶層４が一対の直線偏光間に与える位相
差は、液晶材料の屈折率異方性Δｎや光路長ｄに比例
し、波長λに反比例する。光路長ｄを波長λに応じて変
化させることはできない。そのため、液晶層４が一対の
直線偏光間に与える位相差の観察角度依存性を全ての波
長の光についてほぼ一定とするには、液晶材料として波
長λに対する屈折率異方性Δｎの比が一定であるものを
使用しなければならない。しかしながら、そのような液
晶材料は非現実的である。

【００３５】これに対し、図４に示す構造では、画素電
極１０Ｇと画素電極１０Ｂ，１０Ｒとで、スリット２０
の長手方向を異ならしめている。このように、着色層９
Ｂ，９Ｇ，９Ｒに対応した画素電極１０Ｂ，１０Ｇ，１
０Ｒの少なくとも２種の間でスリット２０の長手方向を
異ならしめた場合、画素電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒに
対応した画素領域間で液晶分子は互いに異なる方向にチ
ルトする。そのため、液晶層４の遅相軸は画素電極１０
Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒに対応した画素領域間で互いに異な
ることとなる。

【００３６】一対の直線偏光が液晶層４を透過すること
により生じる位相差及びその観察角度依存性は、液晶層
４に入射する直線偏光の振動方向と液晶層４の遅相軸と
が為す角度に応じて変化する。また、画素電極１０Ｂ，
１０Ｇ，１０Ｒに対応した画素領域は、互いに異なる波
長の光を変調する役割を担っている。したがって、画素
電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの少なくとも２種の間でス
リット２０の長手方向が為す角度や偏光フィルム５の透
過容易軸に対してスリット２０の長手方向が為す角度を
適宜設定することにより、表示色が観察角度に応じて変
化するのを抑制することができる。すなわち、広視野角
を実現することが可能となる。

【００３７】本実施形態において、上述した効果は、画
素電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの少なくとも２種の間で
スリット２０の長手方向を異ならしめれば得ることがで
きるが、通常、それら画素電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒ
の少なくとも２種の間でスリット２０の長手方向が５°
以上の角度を為している場合に顕著である。

【００３８】本実施形態では、画素電極１０Ｂ，１０
Ｇ，１０Ｒの１種と他の２種との間でスリット２０の長
手方向が互いに異なっていればよいが、それら３種の間
でスリット２０の長手方向を互いに異ならしめてもよ
い。

【００３９】本実施形態では、画素電極１０Ｂ，１０
Ｇ，１０Ｒの１種に設けたスリット２０の長手方向と一
方の偏光フィルム５の透過容易軸とが為す角度を約４５
°に設定することが好ましい。この場合、高い透過率を
実現するうえで有利である。

【００４０】例えば、一方の偏光フィルム５の透過容易
軸に対して、画素電極１０Ｒのスリット２０の長手方向
が為す角度を約４５°に設定した場合、画素電極１０Ｂ
のスリット２０の長手方向が為す角度を４５°からずら
し、画素電極１０Ｇのスリット２０の長手方向が為す角
度の４５°のずれをより小さくしてもよい。

【００４１】また、一方の偏光フィルム５の透過容易軸
に対して、画素電極１０Ｇのスリット２０の長手方向が
為す角度を約４５°に設定した場合、画素電極１０Ｂ，
１０Ｇのスリット２０の長手方向が為す角度の４５°の
ずれを互いにほぼ等しくしてもよい。

【００４２】さらに、一方の偏光フィルム５の透過容易
軸に対して、画素電極１０Ｂのスリット２０の長手方向
が為す角度を約４５°に設定した場合、画素電極１０Ｒ
のスリット２０の長手方向が為す角度を４５°からずら
し、画素電極１０Ｇのスリット２０の長手方向が為す角
度の４５°のずれをより小さくしてもよい。

【００４３】なお、これらの中でも、一方の偏光フィル
ム５の透過容易軸に対して画素電極１０Ｇのスリット２
０の長手方向が為す角度を約４５°に設定することがよ
り好ましい。この場合、表示色が観察角度に応じて変化
するのを抑制する効果が最も大きい。

【００４４】以上説明したように、本実施形態では、画
素領域内に平面波状の電界の強さの分布を形成するとと
もにその強さを変化させて液晶層４の光学特性を制御す
ることにより表示を行う。そのような電界の強さの分布
が形成されていることは、例えば、アクティブマトリク
ス基板２から対向基板３を取り除いた状態で画素電極１
０に電圧を印加するなどの方法により実際に確認するこ
とができる。また、以下の方法でも確認することが可能
である。

【００４５】上述したような制御を行う場合、液晶層４
中の画素電極１０上の部分には、スリット２０上の部分
に比べてより強い電界が形成される。そのため、画素電
極１０上の部分では、スリット２０上の部分に比べて、
液晶分子２５はより大きく倒れる。すなわち、液晶層４
の画素電極１０上の部分とスリット２０上の部分とで
は、液晶分子２５の平均的なチルト角は互いに異なる。
このようなチルト角の違いは、光学的な違いとして観察
可能である。

【００４６】図５は、図１に示す液晶表示装置で図２に
示す構造を採用した場合に観察される透過率分布の一例
を示す図である。なお、図５は、液晶層４に対して光源
側及び観察者側のそれぞれに偏光板（或いは、偏光フィ
ルム）を配置した状態で、電極１０，１６間に第１電圧
乃至第２電圧の範囲内の第３電圧を印加した場合に観察
される平面波状の透過率分布を示している。このよう
に、本実施形態によると、図１乃至図４を参照して説明
した特徴は、光学的特徴として観察することも可能であ
る。

【００４７】図２乃至図５を参照して説明した構造で
は、スリット２０の幅を一定としたが、スリット２０の
幅をその長手方向に沿って変化させてもよい。

【００４８】図６は、図１に示す液晶表示装置で利用可
能な構造の他の例を概略的に示す平面図である。また、
図７は、図１に示す液晶表示装置に図６に示す構造を採
用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す
図である。なお、図６では、画素電極１０を構成する４
つの部分１０ａ〜１０ｄのうち部分１０ａのみが描かれ
ており、図７では、図５に示す部分１０ａの一部のみが
描かれている。

【００４９】図６及び図７に示す構造では、スリット２
０の幅は画素電極１０の中央部から周縁部に向けて連続
的に増加している。このような構造によると、図７に示
すように、スリット２０の下端における液晶配向及び画
素電極１０のスリット２０に挟まれた部分の上端におけ
る液晶配向に加え、スリット２０の両側端における液晶
配向も、ディレクタの方向が矢印３２で示す方向となる
ように作用する。したがって、図６及び図７に示す構造
によると、透過率や応答速度をさらに向上させることが
できる。

【００５０】上記の説明では、画素電極１０にスリット
２０を設けることにより、各ドメイン内に、電界の強さ
が弱い領域と電界の強さが強い領域とを交互に及び周期
的に配列した電界分布を生じさせた。このようにスリッ
ト２０を利用した場合、比較的高い自由度で設計を行う
ことが可能である。しかしながら、そのような電界分布
は他の方法で生じさせることもできる。これについて
は、図８（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。

【００５１】図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に
示す液晶表示装置で利用可能な構造のさらに他の例を概
略的に示す断面図である。図８（ａ）に示す構造では、
画素電極１０にスリット２０を設ける代わりに、画素電
極１０上にスリット２０と同様のパターンで誘電体層２
１が設けられている。この場合、アクリル系樹脂、エポ
キシ系樹脂、ノボラック系樹脂などのように誘電体層２
１の誘電率が液晶材料の誘電率よりも低ければ、誘電体
層２１の上方に電界の強さがより弱い領域を形成するこ
とができる。したがって、スリット２０を形成した場合
と同様の効果を得ることができる。

【００５２】図８（ｂ）に示す構造では、画素電極１０
にスリット２０を設ける代わりに、画素電極１０上に透
明絶縁体層２２を介して配線２３が設けられている。配
線２３は、例えば、信号線、ゲート線、補助容量配線な
どであり、スリット２０と同様のパターンで配列してい
る。このような構造によると、配線２３の上方に電界の
強さがより強い領域を形成することができる。したがっ
て、この場合も、スリット２０を形成した場合と同様の
効果を得ることができる。

【００５３】なお、液晶表示装置１が透過型である場
合、誘電体層２１及び配線２３の材料は、透過率の観点
から、透明な材料であることが好ましい。また、液晶表
示装置１が反射型である場合、誘電体層２１及び配線２
３の材料として、透明な材料に加え、金属材料のように
不透明な材料を用いてもよい。

【００５４】以上説明した実施形態において、液晶層４
中の電界の強さがより強い領域の幅Ｗ₁と電界の強さが
より弱い領域の幅Ｗ₂との和Ｗ₁₂は２０μｍ以下である
ことが好ましい。通常、和Ｗ₁₂が２０μｍ以下であれ
ば、液晶分子の配向を上述したように制御することがで
き、十分な透過率を実現することができる。また、和Ｗ
₁₂は６μｍ以上であることが好ましい。一般に、和Ｗ₁₂
が６μｍ以上であれば、液晶層４中に電界の強さがより
強い領域とより弱い領域とを生じさせるための構造を十
分に高い精度で形成することができるのに加え、上述し
た液晶配向を安定に生じさせることができる。

【００５５】なお、和Ｗ₁₂は、画素電極１０のスリット
２０に挟まれた部分の幅とスリット２０の幅との和、画
素電極１０上の誘電体層２１に挟まれた領域の幅と誘電
体層２１の幅との和、画素電極１０上に設けた配線２３
の幅と配線２３に挟まれた領域の幅との和、第３電圧印
加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域
の幅との和、第３電圧印加時に透過率がより高い領域の
幅とより低い領域の幅との和などとほぼ等しい。したが
って、これら幅も２０μｍ以下であること及び６μｍ以
上であることが好ましい。

【００５６】本実施形態において、幅Ｗ₁及び幅Ｗ₂は、
それぞれ、８μｍ以下であることが好ましい。また、幅
Ｗ₁及び幅Ｗ₂は、それぞれ、４μｍ以上であることが好
ましい。この範囲においては、応答速度及び透過率に関
して実用上十分な性能を期待することができる。

【００５７】なお、幅Ｗ₁と幅Ｗ₂とは、画素電極１０の
スリット２０に挟まれた部分の幅とスリット２０の幅、
画素電極１０上の誘電体層２１に挟まれた領域の幅と誘
電体層２１の幅、画素電極１０上に設けた配線２３の幅
と配線２３に挟まれた領域の幅、第３電圧印加時にチル
ト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅、第３
電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域
の幅などに対応している。したがって、これら幅も８μ
ｍ以下であること及び４μｍ以上であることが好まし
い。

【００５８】本実施形態において、液晶層４中の電界の
強さがより強い領域の長さ及び電界の強さがより弱い領
域の長さは、それぞれ、幅Ｗ₁及び幅Ｗ₂よりも長ければ
よいが、それらの和である幅Ｗ₁₂に対して２倍以上であ
ることが好ましい。この場合、より多くの液晶分子をそ
れら領域の長さ方向に配向させることができる。

【００５９】上記実施形態では、液晶層４中の電界の強
さがより強い領域及びより弱い領域の双方を、図３
（ｃ）に示すように上下方向に関して非対称としたが、
図３（ａ）に示すように上下方向に関して対称としても
よい。但し、前者の場合、応答速度などの点で有利であ
る。

【００６０】本実施形態では、誘電率異方性が負のネマ
チック液晶を垂直配向させたＶＡＮモードを採用した
が、誘電率異方性が正のネマチック液晶を用いることも
可能である。特に、高いコントラストが望まれる場合
は、ＶＡＮモードを採用し且つノーマリブラックとする
ことにより、例えば、４００：１以上の高いコントラス
トと高透過率設計による明るい画面設計とが可能であ
る。

【００６１】本実施形態において、画素電極１０を構成
する各部分１０ａ〜１０ｄの形状に特に制限はない。例
えば、画素電極１０を構成する各部分１０ａ〜１０ｄの
形状を矩形や扇形とすることができる。

【００６２】また、本実施形態では、画素電極１０を複
数の部分１０ａ〜１０ｄで構成したが、１つの画素領域
をチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割し
ない場合には、画素電極を１つの部分のみで構成するこ
とができる。なお、本実施形態において、１つの画素領
域が電界の強さがより強い領域と電界の強さがより弱い
領域との組み合わせを２組以上含む場合、それら組み合
わせ間で電界の強さがより強い領域または電界の強さが
より弱い領域互いに平行及び／または垂直であり且つ電
圧印加時にそれら組み合わせ間で液晶層４に含まれる液
晶分子のディレクタが互いに異なることが好ましい。

【００６３】本実施形態では、第３電圧印加時に液晶層
中に電界の強さがより強い領域とより弱い領域とを生じ
させる構造を、アクティブマトリクス基板２のみに設け
たが、アクティブマトリクス基板２及び対向基板３の双
方に設けてもよい。但し、前者の場合、アクティブマト
リクス基板２と対向基板３とを貼り合わせてセルを形成
する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位
置合わせが不要となる。

【００６４】また、本実施形態では、カラーフィルタ層
９をアクティブマトリクス基板２に設けた構造を採用し
たが、カラーフィルタ層９は対向基板３に設けてもよ
い。但し、前者の場合、アクティブマトリクス基板２と
対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライ
メントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要
となる。

【００６５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００６６】（実施例）本例では、以下に説明する方法
により図１に示す液晶表示装置１を作製した。なお、本
例では、画素電極１０として図４に示す平面形状の画素
電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを形成した。

【００６７】まず、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に
成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板７上に走査
線及び信号線等の配線並びにＴＦＴ８を形成した。次
に、ガラス基板７のＴＦＴ８等を形成した面に、常法に
よりカラーフィルタ層９を形成した。

【００６８】次いで、ガラス基板７の透明絶縁膜９を形
成した面に対し、所定のパターンのマスクを介してＩＴ
Ｏをスパッタリングした。その後、このＩＴＯ膜上にレ
ジストパターンを形成し、このレジストパターンをマス
クとして用いてＩＴＯ膜の露出部をエッチングした。以
上のようにして、画素電極１０として、図４に示す画素
電極１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを形成した。なお、ここで
は、スリット２０の幅及び画素電極１０のスリット２０
に挟まれた部分の幅はいずれも５μｍとした。

【００６９】その後、ガラス基板７の画素電極１０を形
成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼
成することにより、垂直配向性を示す厚さ７０ｎｍの配
向膜１１を形成した。以上のようにして、アクティブマ
トリクス基板２を作製した。

【００７０】次に、別途用意したガラス基板１５の一方
の主面上に、共通電極１６として、スパッタリング法を
用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、この共通電極１６
の全面に、アクティブマトリクス基板２に関して説明し
たのと同様の方法により配向膜１７を形成した。以上の
ようにして、対向基板３を作製した。

【００７１】次いで、アクティブマトリクス基板２と対
向基板３の対向面周縁部とを、それらの配向膜１１，１
７が形成された面が対向するように及び液晶材料を注入
するための注入口が残されるように接着剤を介して貼り
合わせることにより液晶セルを形成した。なお、この液
晶セルのセルギャップは、アクティブマトリクス基板２
と対向基板３との間に高さ４μｍのスペーサを介在させ
ることにより一定に維持した。また、それら基板２，３
を貼り合わせる際、基板２，３の位置合わせはそれらの
端面位置を揃えることにより行い、アライメントマーク
などを利用する高精度な位置合わせは行わなかった。

【００７２】次いで、この液晶セル中に誘電率異方性が
負である液晶材料を通常の方法により注入して液晶層４
を形成した。次いで、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封
止し、液晶セルの両面に偏光フィルム５を貼り付けるこ
とにより図１に示す液晶表示装置１を得た。

【００７３】なお、ここでは、偏光フィルム５の透過容
易軸は互いに垂直とした。また、それら透過容易軸に対
して画素電極１０Ｇに設けたスリット２０の長手方向が
為す角度は４５°及び１３５°に設定した。さらに、偏
光フィルム５の透過容易軸に対して画素電極１０Ｂに設
けたスリット２０の長手方向が為す角度は４５°及び１
３５°から１２°ずらし、透過容易軸に対して画素電極
１０Ｒに設けたスリット２０の長手方向が為す角度は４
５°及び１３５°から１０°ずらした。

【００７４】この液晶表示装置１は、例えば、画素電極
１０と共通電極１６との間に印加する電圧を約１Ｖと約
４Ｖとの間で変化させることにより駆動することができ
た。また、この液晶表示装置１を、画素電極１０と共通
電極１６との間に３．５Ｖの電圧を印加した状態で観察
した。その結果、画素電極１０の形状に対応した透過率
分布が見られた。さらに、この条件のもとで上記液晶表
示装置１の視野角特性について調べたところ、液晶表示
装置１の主面の法線に対して８０°の角度から観察した
場合でも表示色の観察角度依存性は殆ど見られなかっ
た。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、画素
電極と共通電極との間に所定の電圧を印加した際に、液
晶層中の画素領域内に、電界の強さが互いに異なるとと
もにそれぞれ一方向に延びた形状を有し且つその方向と
交差する方向に交互に及び繰り返し配列した第１及び第
２領域を形成する。また、本発明では、青色着色層に対
向した画素領域と緑色着色層に対向した画素領域と赤色
着色層に対向した画素領域との１種と他の２種とで第１
または第２領域の長手方向を互いに異ならしめる。これ
により、表示色が視野角に応じて変化するのを抑制する
ことができ、広視野角を実現することが可能となる。す
なわち、本発明によると、マルチドメイン型ＶＡＮモー
ドを採用した場合により広い視野角を実現可能な液晶表
示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略
的に示す断面図。

【図２】図１に示す液晶表示装置で利用可能な構造の一
例を概略的に示す平面図。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液晶表示装置に
図２に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向
変化を概略的に示す図。

【図４】図１に示す液晶表示装置で利用可能な画素電極
の一例を概略的に示す平面図。

【図５】図１に示す液晶表示装置で図２に示す構造を採
用した場合に観察される透過率分布の一例を示す図。

【図６】図１に示す液晶表示装置で利用可能な構造の他
の例を概略的に示す平面図。

【図７】図１に示す液晶表示装置に図６に示す構造を採
用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す
図。

【図８】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図１に示す液晶
表示装置で利用可能な構造のさらに他の例を概略的に示
す断面図。

【符号の説明】

１…液晶表示装置２…アクティブマトリクス基板３…対向基板４…液晶層５…偏光フィルム７…透明基板８…スイッチング素子９…カラーフィルタ層９Ｂ，９Ｇ，９Ｒ…着色層１０，１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒ…画素電極１０ａ〜１０ｄ…部分１１…配向膜１５…透明基板１６…共通電極１７…配向膜２０…スリット２１…誘電体層２２…透明絶縁体層２３…配線２５…液晶分子３１，３２…矢印

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久武雄三埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者二ノ宮希佐子埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者藤山奈津子埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内 (72)発明者村山昭夫埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BB02 BB07 BB42 2H090 HB08Y JB02 KA05 LA04 LA09 LA15 MA01 MA10 MB01 2H091 FA02Y FA08X FA08Z GA01 GA13 HA07 LA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の主面に複数の画素電極を備えたア
レイ基板と、前記アレイ基板の前記複数の画素電極が設
けられた面に対向して配置され且つ前記アレイ基板との
対向面に共通電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板
と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記アレ
イ基板及び前記対向基板の何れか一方の対向面に設けら
れ且つ青色着色層と緑色着色層と赤色着色層とを備えた
カラーフィルタ層とを具備し、前記複数の画素電極の何れかと前記共通電極との間に電
圧を印加した場合に前記電圧を印加した前記画素電極と
前記共通電極とに挟まれた前記液晶層の領域である画素
領域内に電界の強さが互いに異なる第１及び第２領域を
形成し、前記第１及び第２領域はそれぞれ前記液晶層を
含む面内の一方向に延びた形状を有し且つ前記面内の前
記方向と交差する方向に交互に及び繰り返し配列し、複数の画素電極のそれぞれは前記青色着色層と前記緑色
着色層と前記赤色着色層との何れかに対向し、前記青色
着色層に対向した前記画素領域と前記緑色着色層に対向
した前記画素領域と前記赤色着色層に対向した前記画素
領域との１種と他の２種とでは前記第１または第２領域
の長手方向が互いに異なっていることを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項２】前記複数の画素領域のそれぞれは前記第
１領域と前記第２領域との組み合わせを２組以上含み、
それら組み合わせ間で前記第１または第２領域の長手方
向は互いに平行及び／または垂直であり、前記電圧の印
加時にそれら組み合わせ間で前記液晶層に含まれる液晶
分子のディレクタが互いに異なることを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記複数の画素電極には前記第２領域に
対応した位置にスリットが設けられていることを特徴と
する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記アレイ基板及び前記対向基板の外面
に一対の偏光板をさらに具備し、前記青色着色層に対向
した前記画素領域と前記緑色着色層に対向した前記画素
領域と前記赤色着色層に対向した前記画素領域との何れ
か１種で前記第１または第２領域の長手方向は前記一対
の偏光板の一方の透過容易軸に対して４５°の角度を為
していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項５】前記緑色着色層に対向した前記画素領域
で前記第１または第２領域の長手方向は前記一対の偏光
板の一方の透過容易軸に対して４５°の角度を為してい
ることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記画素電極及び前記共通電極のそれぞ
れの上に垂直配向性を有する配向膜をさらに具備し、前
記液晶層は誘電率異方性が負の液晶材料を含有している
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記共通電極は平坦な連続膜であること
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記カラーフィルタ層は前記アレイ基板
に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液
晶表示装置。