JP2004004460A - 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に互いにほぼ平行に形成された複数のゲートバスライン12と、ゲートバスライン12に絶縁膜を介して交差して基板上に形成された複数のドレインバスライン14と、基板上にマトリクス状に配置された画素領域と、画素領域に形成された複数の電極ユニット26と、電極ユニット26間に形成されたスリット34と、複数の電極ユニット26を互いに接続する接続電極36とを備えた画素電極16と、画素領域毎に形成された薄膜トランジスタ10とを有するように構成する。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器等の表示部に用いられる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、画素毎に薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、大型化、高階調表示化及び高コントラスト化が図られている。
【0003】
図70は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置のTFT基板の1画素の構成を示している。図70に示すように、TFT基板上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン112が互いにほぼ平行に複数形成されている(図70では2本示している)。不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン112に交差して、図中上下方向に延びるドレインバスライン114が互いにほぼ平行に複数形成されている(図70では2本示している)。複数のゲートバスライン112とドレインバスライン114とで囲まれた領域が画素領域になっている。画素領域には、画素電極116が形成されている。また、画素領域のほぼ中央を横切って、ゲートバスライン112にほぼ平行に延びる蓄積容量バスライン118が形成されている。
【0004】
ゲートバスライン112及びドレインバスライン114の交差位置近傍には、TFT110が形成されている。TFT110のドレイン電極122は、ドレインバスライン114から引き出され、ゲートバスライン112上に形成された動作半導体層及びその上に形成されたチャネル保護膜(ともに図示せず)の一端辺側に位置するように形成されている。一方、TFT110のソース電極124は、ドレイン電極122に所定の間隙を介して対向し、動作半導体層及びチャネル保護膜の他端辺側に位置するように形成されている。ゲートバスライン112のチャネル保護膜直下の領域は、TFT110のゲート電極として機能するようになっている。また、ソース電極124は、コンタクトホール(図示せず)を介して画素電極116に電気的に接続されている。
【0005】
図71は、図70に示すTFT基板を用いて作製されたVA(Vertically Aligned)モードの液晶表示装置の液晶分子の配向状態を示している。図中の矢印は、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の傾斜方向を表している。図71では、遮光膜(BM;Black Matrix)140で画定された3画素を示している。図71に示すように、配向膜にラビング等の配向処理を施さないVAモードの液晶表示装置では、電圧が印加されると液晶分子は様々な方向に傾斜する。この結果、各画素でそれぞれ異なる面積の配向領域が形成される。また各画素では、配向領域の境界線(ディスクリネーション)が、画素毎に配置の異なる暗線142として視認される。このため、特に斜め方向から表示画面を見たときに表示画面上にむらやざらつき、残像等が視認され、表示品質が極めて低くなってしまう。
【0006】
液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ(PC)のモニタあるいはテレビ受像機として使用されるまでになっている。このようなアプリケーションにおいては、液晶表示装置があらゆる方向から見える広視野角化が必要とされている。
【0007】
広視野角を実現する技術として、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)方式の液晶表示装置(以下、MVA−LCDと略称する)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
図72は、MVA−LCDの概略の断面構成を示している。図72(a)は液晶層に電圧が印加されていない状態を示し、図72(b)は液晶層に所定の電圧が印加された状態を示している。図72(a)、(b)に示すように、MVA−LCDは、対向して配置された2枚の基板302、304を有している。両基板302、304上には、透明電極(図示せず)が形成されている。また、一方の基板302上には樹脂等からなる線状の突起(土手)306が互いに平行に複数形成され、他方の基板304上には線状の突起308が互いに平行に複数形成されている。突起306、308は、基板面に垂直方向に見て、交互に配列するようになっている。
【0009】
両基板302、304間には、負の誘電率異方性を有する液晶層160が封止されている。図72(a)に示すように、液晶分子312は、両基板302、304の対向面に形成された垂直配向膜(図示せず)の配向規制力により基板面にほぼ垂直に配向している。突起306、308近傍の液晶分子312は、突起306、308により形成された斜面にほぼ垂直に配向する。すなわち、突起306、308近傍の液晶分子312は、基板面に対して傾いて配向している。
【0010】
図72(b)に示すように、両基板302、304の透明電極間に所定の電圧が印加されると、突起306、308近傍の液晶分子312は、突起306、308の延伸方向に垂直な方向に傾斜する。その傾斜は突起306、308の間の各液晶分子312に伝播し、突起306、308間の領域の液晶分子312は同一方向に傾斜する。
【0011】
このように、突起306、308を配置することにより、液晶分子312の傾斜方向を領域毎に規制することができる。突起306、308を互いにほぼ垂直な2方向に形成すると、液晶分子312は1画素内で4方向に傾斜する。各領域の視角特性が混合される結果、MVA−LCDでは白表示又は黒表示において広い視野角が得られる。MVA−LCDでは、表示画面に垂直な方向から上下左右方向への角度80°においても10以上のコントラスト比が得られている。
【0012】
【特許文献1】
特許2947350号公報
【特許文献2】
特開2000−305100号公報
【特許文献3】
特開2001−249340号公報
【特許文献4】
特開2001−249350号公報
【特許文献5】
特開2002−40432号公報
【特許文献6】
特開2002−40457号公報
【特許文献7】
特開2000−47251号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図72に示すMVA−LCDでは、突起306、308を形成する工程が新たに必要になるため、製造歩留まりが低下し、また製造コストが高くなってしまうという問題が生じる。
【0014】
また突起306、308に代えて、透明電極の抜き部(スリット)を形成する手法がある。しかし、CF基板上の共通電極にスリットを形成すると、露出されたCF層が液晶層と接触する。例えば色成分として顔料を分散した樹脂をCF層に用いる場合には、顔料の無機成分が液晶層及び半導体層を汚染してしまうおそれがあるという問題が生じる。
【0015】
図73は、MVA−LCDのTFT基板の他の構成を示している。図73に示すように、画素電極116は、両バスライン112、114にほぼ平行又は垂直に延びる幹部128と、幹部128から分岐して斜めに延びる枝部130と、隣接する枝部130間のスペース132とを有している。図73に示すTFT基板を用いて作製されたMVA−LCDでは、幹部128及び枝部130によって液晶分子の配向方向が決定される。
【0016】
しかしながら、図73に示すTFT基板を用いて作製したMVA−LCDは、液晶分子の応答時間が長いため、枝部130上で、液晶分子の配向ベクトルの特異点がランダムに発生してしまう。このため、特異点が画素毎あるいはフレーム毎に移動する。したがって、特に斜め方向から表示画面を見たときに表示画面上にむらやざらつき等が視認され、表示品質が低下してしまうという問題が生じる。
【0017】
本発明の目的は、製造工程を増加させずに良好な表示品質を得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に互いにほぼ平行に形成された複数のゲートバスラインと、前記ゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、前記絶縁性基板上にマトリクス状に配置された画素領域と、前記画素領域に形成された複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間に形成されたスリットと、前記複数の電極ユニットを互いに接続する接続電極とを備えた画素電極と、前記画素領域毎に形成された薄膜トランジスタとを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【0019】
【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用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例1−1乃至1−6を用いて具体的に説明する。
【0020】
(実施例1−1)
まず、本実施の形態の実施例1−1による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図1乃至図4を用いて説明する。図1は、本実施例による液晶表示装置の概略構成を示している。液晶表示装置は、TFT等が形成されたTFT基板(絶縁性基板)2とCF等が形成されたCF基板(絶縁性の対向基板)4とを対向させて貼り合わせ、両基板2、4間に液晶を封止した構造を有している。
【0021】
図2は、TFT基板2上に形成された素子の等価回路を模式的に示している。TFT基板2上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン12が互いに平行に複数形成されている。絶縁膜を介してゲートバスライン12に交差して、図中上下方向に延びるドレインバスライン14が互いに平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン12とドレインバスライン14とで囲まれた各領域が画素領域となる。マトリクス状に配置された各画素領域には、TFT10と画素電極16が形成されている。各TFT10のドレイン電極は隣接するドレインバスライン14に接続され、ゲート電極は隣接するゲートバスライン12に接続され、ソース電極は画素電極16に接続されている。各画素領域のほぼ中央には、ゲートバスライン12と平行に蓄積容量バスライン18が形成されている。これらのTFT10や画素電極16、各バスライン12、14、16は、フォトリソグラフィ工程で形成され、「成膜→レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト剥離」という一連の半導体プロセスを繰り返して形成される。
【0022】
図1に戻り、TFT基板2には、複数のゲートバスライン12を駆動するドライバICが実装されたゲートバスライン駆動回路80と、複数のドレインバスライン14を駆動するドライバICが実装されたドレインバスライン駆動回路81とが設けられている。これらの駆動回路80、81は、制御回路82から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスライン12あるいはドレインバスライン14に出力するようになっている。TFT基板2の素子形成面と反対側の基板面には偏光板83が配置され、偏光板83のTFT基板2と反対側の面にはバックライトユニット85が取り付けられている。一方、CF基板4のCF形成面と反対側の面には、偏光板84が貼り付けられている。
【0023】
図3は、TFT基板2の1画素の構成を示している。図3に示すように、TFT基板2上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン12が、互いにほぼ平行に例えば300μm間隔で複数形成されている(図3では2本示している)。不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン12にほぼ垂直に交差して、図中上下方向に延びるドレインバスライン14が、互いにほぼ平行に例えば100μm間隔で複数形成されている(図3では2本示している)。複数のゲートバスライン12とドレインバスライン14とで囲まれた領域が画素領域になっている。画素領域のほぼ中央を横切って、ゲートバスライン12にほぼ平行に延びる蓄積容量バスライン18が形成されている。蓄積容量バスライン18上には、画素毎に蓄積容量電極20が形成されている。
【0024】
ゲートバスライン12及びドレインバスライン14の交差位置近傍には、TFT10が形成されている。TFT10のドレイン電極22は、ドレインバスライン14から引き出され、ゲートバスライン12上に形成された動作半導体層及びその上に形成されたチャネル保護膜(ともに図示せず)の一端辺側に位置するように形成されている。一方、TFT10のソース電極24は、ドレイン電極22に所定の間隙を介して対向し、動作半導体層及びチャネル保護膜の他端辺側に位置するように形成されている。ゲートバスライン12のチャネル保護膜直下の領域は、TFT10のゲート電極として機能するようになっている。
【0025】
画素領域には、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる画素電極16が形成されている。画素電極16は、長方形状の外周を有し、画素領域より小さい複数の電極ユニット26と、隣接する電極ユニット26間に形成された電極の抜き部(スリット)34と、スリット34で分離された電極ユニット26を互いに電気的に接続する接続電極36とを有している。図3では、蓄積容量バスライン18を挟んで、図中上下方向に3個ずつ(合計6個)の電極ユニット26が配置されている。
【0026】
電極ユニット26は、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ平行又は垂直に延びる十字状の電極(幹部)28を有している。また電極ユニット26は、幹部28から分岐して幹部28に対して斜めに櫛形状に延びる複数の電極(枝部)30と、隣接する枝部30間の電極の抜き部(スペース)32とを有している。電極ユニット26は、幹部28により4つのほぼ同面積の配向領域に分割されている。電極ユニット26中の4つの矢印は、液晶分子の傾斜方向(液晶分子のCF基板4側が傾く方向)を表している。電圧印加時の液晶分子は、枝部30にほぼ平行に、かつ幹部28に向かって傾斜する。
【0027】
電極ユニット26のゲートバスライン12に平行な方向の幅Wgは、例えば77μmである。またドレインバスライン14に平行な方向の幅Wdは、例えば35μmである。幹部28と枝部30とのなす角は、例えば45°である。スリット34の幅d1は例えば7μmであり、スペース32の幅d2は幅d1より狭い3μmである(d1<d2)。
【0028】
画素電極16には、スペース32が形成されていないコンタクト領域38が、ソース電極24近傍に形成されている。また画素電極16には、スペース32が形成されていないコンタクト領域39が、蓄積容量電極20近傍に形成されている。画素電極16は、コンタクト領域38に形成されたコンタクトホール(図示せず)を介してソース電極24に電気的に接続され、コンタクト領域39に形成されたコンタクトホール(図示せず)を介して蓄積容量電極20に電気的に接続されている。コンタクト領域38、39近傍では、電極で囲まれた閉じた空間が生じないように、一部の枝部30が他の枝部30より短い長さで形成されている。
【0029】
図4は、本実施例による液晶表示装置の偏光板等の配置を示している。図4に示すように、液晶層48を挟んで、互いにクロスニコルに偏光板83、84が配置されている。液晶層48と偏光板83との間には、1/4波長板45が配置されている。また液晶層48と偏光板84との間には、1/4波長板44が配置されている。液晶層48と1/4波長板45、44との間には、視角特性を向上させるために、TACフィルム46のような負の位相差を有する層が配置されてもよい。なお、図中上方が観察者側になり、図中下方が光源側になっている。
【0030】
1/4波長板45の光学軸(遅相軸)91と、偏光板83の吸収軸90とのなす角は、ほぼ45°である。すなわち、光源から射出された光が偏光板83と1/4波長板45とをこの順に透過すると円偏光になる。また、1/4波長板44の光学軸94と、偏光板84の吸収軸95とのなす角は、ほぼ45°である。両1/4波長板44、45の光学軸94、91は互いにほぼ直交している。視野角の対称性を実現し、さらに表示画面に対して上下左右方向での視角特性を最適化するために、偏光板83、84、1/4波長板44、45は以下のように配置されている。
【0031】
偏光板83の吸収軸90は、表示画面の右方(3時の方位)を基準として、反時計回りに155°の方向に配置されている。1/4波長板45の光学軸91及び液晶層48の光源側に配置されたTACフィルム46の光学軸92は、表示画面の右方を基準として、反時計回りに20°の方向に配置されている。液晶層48の観察者側に配置されたTACフィルム46の光学軸93及び1/4波長板44の光学軸94は、表示画面の右方を基準として、反時計回りに110°の方向に配置されている。偏光板84の吸収軸95は、表示画面の右方を基準として、反時計回りに65°の方向に配置されている。
【0032】
本実施の形態では、複数の電極ユニット26を画素領域内に配置することにより、液晶層に印加される斜め電界の方向が異なる領域を比較的狭い間隔で複数形成している。こうすることにより、液晶分子に印加される斜め電界の傾斜角が大きくなり、液晶分子に対する配向規制力が強くなる。このため、CF基板4側に突起が形成されていなくても、液晶分子を所望の方向に傾斜させることができる。
【0033】
また、本実施の形態では、両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置されている。こうすることにより、クロスニコルに配置された偏光板83、84のみを用いた場合には白表示の際の光の透過率が約4%であるのに対し、約7%の光の透過率が得られる。これにより、図70に示す液晶表示装置用基板に突起を形成した従来のMVA−LCD(透過率約5%)と比較しても、光の透過率が約1.5倍となる。このため、輝度の高い明るい表示が得られる液晶表示装置を実現できる。
【0034】
(実施例1−2)
次に、本実施の形態の実施例1−2による液晶表示装置用基板について、図5乃至図7を用いて説明する。図5は、本実施例による液晶表示装置用基板の1画素の構成を示している。図3に示すTFT基板2の構成では、TFT10のソース電極24と画素電極16との間には所定の間隙が形成されている。この間隙では液晶分子の配向が不良になり、暗線が発生してしまうことがある。本実施例によるTFT基板2の画素電極16では、暗線の発生を抑制するために、枝部30が幹部28に対して斜め45度に固執せずに形成されている。図5に示すように、ソース電極24近傍の領域Aでは、ドレインバスライン14にほぼ垂直に枝部30が形成されている。領域Bでは、ゲートバスライン12にほぼ垂直に枝部30が形成されている。また、蓄積容量電極20近傍の領域Cでは、ドレインバスライン14にほぼ垂直に枝部30が形成されている。
【0035】
図6は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示している。図6に示すように、蓄積容量電極20近傍の領域Dでは、蓄積容量バスライン18にほぼ垂直に、あるいは蓄積容量電極20から突出して形成された接続電極の突出方向にほぼ平行に、枝部30が形成されている。
【0036】
図7は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成の他の変形例を示している。図7に示すように、蓄積容量電極20近傍の領域Eでは、幹部28が、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14に対して斜めに形成され、接続電極36の先端部上に配置されるようになっている。これにより、幹部28の延伸方向が枝部30に対してほぼ平行になり、液晶分子の配向不良が軽減される。
【0037】
(実施例1−3)
次に、本実施の形態の実施例1−3による液晶表示装置用基板について図8を用いて説明する。図8は、本実施例による液晶表示装置用基板の1画素の構成を示している。図8に示すように、画素領域には、ドレインバスライン14にほぼ平行に延びるスリット34が形成されている。また、画素領域の図中上半分の領域では、領域Fにゲートバスライン12にほぼ平行に延びるスリット34が形成されている。これに対し、画素領域の図中下半分の領域の領域Gでは、ゲートバスライン12にほぼ平行に延びるスリットが形成されていない。これにより、画素領域の上半分の領域は、画素領域の下半分の領域に比較して、多数の電極ユニット26が形成されている。
【0038】
こうすることにより、画素領域の下半分の領域では、ドレインバスライン14にほぼ平行に延びる幹部28上で液晶分子の動きが悪く、応答時間が長くなる。これに対し、画素領域の上半分の領域では、液晶分子の配向領域を細かく分割することができるため、液晶分子の応答時間が短縮され、良好な表示特性が得られる。
【0039】
(実施例1−4)
次に、本実施の形態の実施例1−4による液晶表示装置用基板について図9を用いて説明する。図9は、本実施例による液晶表示装置用基板の1画素の構成を示している。図9に示すように、画素電極16は、複数の電極ユニット26と、電極ユニット26間に形成されたスリット34と、複数の電極ユニット26を互いに接続する接続電極36とを有している。電極ユニット26は、実施例1−1乃至1−3と異なり、幹部28、枝部30及びスペース32を有していない。
本実施例によれば、液晶分子の応答時間は長いものの、実施例1−2及び1−3と比較して約1割高い光透過率が得られる。
【0040】
(実施例1−5)
次に、本実施の形態の実施例1−5による液晶表示装置用基板について図10及び図11を用いて説明する。図10は、本実施例による液晶表示装置用基板の1画素の構成を示している。図10に示すように、領域Hでは、枝部30の延びる方向をゲートバスライン12及びドレインバスライン14に対して斜め方向のみとしている。こうすることにより、液晶分子の配向方向が急激に変化する領域が形成されないため、液晶分子の良好な配向が得られる。
【0041】
図11は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示している。図11に示すように、本変形例では、図10に示す液晶表示装置用基板と異なり、画素領域の端部(領域I)に接続電極36が形成されている。接続電極36が電極ユニット26の中央部間に形成されていると、複数の電極ユニット26の幹部28と接続電極36とが繋がり、ドレインバスライン14にほぼ平行な直線状の電極が形成されてしまう。これにより、幹部28の長さが実質的に長くなってしまうために特異点の位置が固定されず、表示にざらつきが生じることがある。これに対し、本変形例によれば、特異点の位置が固定され、表示のざらつきを抑制できる。
【0042】
(実施例1−6)
次に、本実施の形態の実施例1−6による液晶表示装置用基板について図12乃至図15を用いて説明する。図12は、本実施例による液晶表示装置用基板の1画素の構成を示している。図12に示すように、本実施例では、図9に示した実施例1−4と同様の電極ユニット26に、電極ユニット26の外周部からゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ平行又は垂直に延びるスペース33が複数形成されている。これにより、幹部28、枝部30及びスペース32からなる電極ユニット26のパターンが簡略化されたような構成になっている。本実施例によれば、画素領域の外周部では、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ垂直に延びるスペース33が形成されているため、液晶分子の安定した配向が得られる。
【0043】
図13は本実施例による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示している。図13に示すように、本変形例では、電極ユニット26の形成パターンが、さらに簡略化されている。図14は図13のA−A線で切断した液晶表示装置の断面構成を示している。図14に示すように、TFT基板2を構成するガラス基板52上の全面には、例えばシリコン窒化膜(SiN膜)からなる絶縁膜54が形成されている。絶縁膜54上には、ドレインバスライン14が形成されている。ドレインバスライン14上の全面には、例えばSiN膜からなる保護膜56が形成されている。保護膜56上には、画素領域の外周部に配置された接続電極36が形成されている。一方、TFT基板2に対向して配置されたCF基板4は、ガラス基板53と、ガラス基板53上に形成された共通電極58とを有している。TFT基板2とCF基板4との間のセルギャップは、TFT基板2の接続電極36上に樹脂等で形成された柱状スペーサ60により保持されている。
【0044】
本変形例では、接続電極36からの電界が柱状スペーサ60により遮蔽されるため、ディスクリネーションが確実に柱状スペーサ60近傍で発生する。このため、液晶分子の安定した配向が得られ、良好な表示特性が得られる。また、本変形例による液晶表示装置の透過率は、従来のMVA−LCDの透過率に比較して、約4割程度向上する。また、電極ユニット26の形成パターンが簡略化されているため、パターニングの際に電極ユニット26の形状が画素毎に異なってしまうことがない。したがって、輝度むらのない良好な表示特性が得られる。
【0045】
図15は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成の他の変形例を示し、図14に対応する断面を示している。図15に示すように、本変形例では、接続電極36上に、例えばSiN膜からなる誘電体62が形成されている。本変形例によっても、接続電極36からの電界が誘電体62により遮蔽されるため、図14に示す変形例と同様の効果が得られる。
【0046】
本実施の形態による液晶表示装置用基板は、上記実施例1−1乃至1−5で説明した構成に限られない。図16は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の一例を示している。図16に示すように、画素領域の上半分にはドレインバスライン14の延びる方向に長い電極ユニット26が形成され、画素領域の下半分にはゲートバスライン12の延びる方向に長い電極ユニット26が形成されている。
【0047】
図17は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の他の例を示している。図17に示すように、画素領域には、バスライン12、14に対して斜めに延びる電極ユニット26が形成されている。従来のMVA−LCDと比較すると、スリット34の配置間隔が狭くなっている。
【0048】
図18は、本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成のさらに他の例を示している。図18に示すように、電極ユニット26の形状は、図6に示す液晶表示装置用基板の構成と同様である。図6に示す液晶表示装置用基板では接続電極36が画素領域の中央部に形成されているのに対し、本例では接続電極36が画素領域の外周部に形成されている。
【0049】
本実施の形態によれば、製造工程を増加させずに良好な表示品質を得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を実現できる。
【0050】
〔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用基板及びそれを備えた液晶表示装置について説明する。本実施の形態では、(1)樹脂等からなる突起を設けず、(2)配向膜に対してラビング等による配向規制力を与えず(すなわち液晶分子が基板面に対して垂直な方向へ配向するようにする)、さらに(3)TFT基板2側の画素電極16の形成パターンを変化させるだけで液晶分子の配向方向を規制するという3つの条件を満たしつつ、電圧印加時に液晶分子を複数の所望の方向へ傾斜させている。
【0051】
本実施の形態による液晶表示装置用基板は、画素領域より小さい複数の電極ユニット26を画素領域内に有している。電極ユニット26は、十字状に延びる幹部28と、幹部28から分岐して電極ユニット26の外側に向かって延びる枝部30とを有している。
【0052】
電極ユニット26の大きさが大きいと、幹部28の長さが長くなってしまう。このため、幹部28上において液晶分子の配向方向を規制し難くなり、配向不良が生じ易くなってしまう。一方、電極ユニット26の大きさが小さいと、枝部30による液晶分子の配向規制力が弱くなってしまう。また画素領域内で、電極ユニット26を複数配列するために設けられるスリット34の占める面積が大きくなってしまうため、表示輝度が低下してしまう。したがって、電極ユニット26は、適切な大きさに形成される必要がある。具体的には、枝部30の最大の長さが25μm以下になるようにする。
【0053】
本実施の形態によれば、以下に挙げるような効果が得られる。
(1)CF基板4側には突起等の配向規制用構造物が不要であるため、製造プロセスが減少する。
(2)TFT基板2側の画素電極16の形成パターンのみにより、液晶分子の傾斜方向を規制する。これにより従来の画素電極16形成プロセスと同一のプロセスで形成ことができるため、製造プロセスが増加することがない。
(3)両基板2、4に形成する配向膜は、垂直配向膜を塗布、成膜するだけであり、布ラビングや光配向など、配向規制力を付与するプロセスが不要となる。
上記のように、製造プロセスの増加による製造歩留まりの低下が生じないため、結果的に製造歩留まりを向上させることが可能となる。
【0054】
また本実施の形態によれば、比較的大きさの小さい複数の電極ユニット26で画素電極16を構成することにより、以下のような効果が得られる。
(4)1つの電極ユニット26内で、4方向に延びる枝部30により液晶分子の傾斜方向を規制しているため、従来の構成と比較して液晶分子の配向規制力が強くなり、配向の乱れが起こり難い。また、複数の電極ユニット26が配置されることにより、配向不良が発生した際の影響を小さくすることができる。
(5)配向領域の境界線となる幹部28の長さが短くなるため、幹部28での配向規制力(方向づけ)は長さが長い場合よりも大きくなる。このため、幹部28での特異点の発生を抑制できる。
(6)電極ユニット26の大きさが小さいことにより、画素電極16の電界による配向規制力を大きくすることができるため、応答時間をより短縮することができる。
【0055】
さらに、本実施の形態を適用して作製された液晶表示パネルと偏光板83、84との間に、互いに直交する光学軸を有する一対の1/4波長板44、45を配置している。このため、偏光板83、84のみを配置した場合に配向領域の境界線上でも光を透過させることができ、暗線が生じないため、全体的な輝度を高くすることが可能となる。
【0056】
また、隣接する電極ユニット26間を電気的に接続する接続電極36をドレインバスライン14に隣接する画素領域端部に形成している。このため、隣接する電極ユニット26の幹部28が一直線上に繋がらないので、一旦できた配向不良を隣接する電極ユニット26へ連結させないようにすることができる。このため、良好な表示特性が得られる。以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例2−1乃至2−3を用いて具体的に説明する。
【0057】
(実施例2−1)
まず、本実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板について図19乃至図26を用いて説明する。図19は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成を示している。図19に示すように、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン12は、例えば300μm間隔で形成され、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン14は、例えば100μm間隔で形成されている。ゲートバスライン12及びドレインバスライン14は、例えば7μmの幅を有している。ゲートバスライン12及びドレインバスライン14の端部と画素電極16の端部との間隔は、例えば8μmである。すなわち、ほぼ長方形状の外周を有する画素電極16の短辺は約77μmになる。
【0058】
画素電極16は、一辺の長さが20μm以上80μm以下の長方形状の外周を有する電極ユニット26を複数有している(図19では、35μm×35μmの正方形状の外周を有する電極ユニット26が12個形成されている)。電極ユニット26は、ゲートバスライン12の延びる方向に2個配置され、ドレインバスライン14の延びる方向に6個(蓄積容量バスライン18を挟んで3個ずつ)配置されている。各電極ユニット26は、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ平行又は垂直な4辺からなる正方形状の外周を有している。電極ユニット26には、外周の正方形の頂点をたすき状に結んだ交点を起点とし、外周の正方形の4つの頂点をそれぞれ終点とする直線状に延びる幹部28が十字状に形成されている。幹部28はほぼ同一幅の長方形状(長手方向の2辺がほぼ平行)であり、電極ユニット26外周の形状に合わせて先端部(終点近傍)のみ三角形状に幅が細くなっている。幹部28は、3μm以上10μm以下の幅を有している。電極ユニット26は、幹部28により画定され、液晶分子をそれぞれ異なる方向に配向させる4つの配向領域を有している。
【0059】
また電極ユニット26は、幹部28から分岐して、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ平行又は垂直(幹部28に対して斜め)に延びる複数の枝部30を有している。枝部30は、2μm以上10μm以下(例えば3μm)の幅を有し、25μm以下の長さを有している。隣接する枝部30間にはスペース32が形成されている。スペース32は、2μm以上10μm以下(例えば3μm)の幅を有している。幹部28と枝部30とがなす角度は、例えば45°である。また、電極ユニット26外周の各辺と枝部30とがなす角度は、例えば90°である。
【0060】
12個の電極ユニット26はほぼ同形状であるが、いくつかの電極ユニット26は形状に変化が加えられている。画素電極16は、TFT10のソース電極24に電気的に接続する必要がある。このため、保護膜56(図19では図示せず)に形成されたコンタクトホール(図示せず)を介して画素電極16とソース電極24とが接続される。コンタクトホールを形成する際のパターニングずれのマージンを考慮し、画素電極16とソース電極24とを接続する領域は、ある程度大きな大きさの画素電極形成層が必要となる。このため、図19の画素領域の左上の電極ユニット26には、約15μm×15μmの正方形状の領域に画素電極形成材料が全面に形成されたコンタクト領域(ベタ電極)38が配置されている。
【0061】
また、画素領域の図中下方には、下方に隣接する画素領域のTFT10のドレイン電極22がはみ出して形成されている。画素電極16が、基板面に垂直方向に見てドレイン電極22に重なって形成されると、この領域における液晶分子の配向に乱れが生じ、クロストークが発生してしまう可能性がある。このため、画素電極16とドレイン電極22は重ならないように形成する必要がある。このためには、この領域にあたる電極ユニット26(図19で左下)の形状をドレインバスライン14に沿う方向(縦方向)に短くして形成する必要がある。具体的には、その他の電極ユニット26の外周の形状が35μm×35μmの正方形状であるのに対し、この領域の電極ユニット26の外周の形状は、縦方向の長さを10μm短くした25μm×35μmの長方形状である。幹部28の起点は電極ユニット26のほぼ中央に配置され、終点は外周の長方形のうちゲートバスライン12にほぼ平行な2辺に2個ずつ配置される。
【0062】
電極ユニット26を複数配列する場合、互いに隣接する電極ユニット26間には、電極ユニット26間を電気的に分離するスリット34が形成される。スリット34は、4μm以上10μm以下(例えば7μm)の幅を有している。ただし、同一の画素領域内の各電極ユニット26間は、電気的に接続されている必要がある。このため、各電極ユニット26間には、各電極ユニット26間を接続する接続電極36が設けられている。接続電極36は、ドレインバスライン14近傍(画素領域外周部)に配置されている。具体的には、電極ユニット26の4つの幹部28のうち、ドレインバスライン14に隣接する側の幹部28間を接続するように接続電極36が形成されている。接続電極36の延びる方向は、幹部28の延びる方向に対して約45°傾斜している。ゲートバスライン12方向に隣接する電極ユニット26間は、蓄積容量バスライン18(蓄積容量電極20)上に形成された接続電極36により接続されている。蓄積容量バスライン18は、基板面に垂直方向に見て、スリット34に重なるように形成されている。
【0063】
図19では図示していないが、TFT基板2に対向配置されるCF基板4側には、画素領域端部を遮光するBM40が形成されている。BM40は例えば幅23μmで格子状に形成されている。ゲートバスライン12の延びる方向の格子間隔は100μmであり、ドレインバスライン14の延びる方向の格子間隔は300μmである。BM40の開口部には、赤(R)、緑(G)、青(B)のうちいずれかのCF樹脂層が形成されている。CF樹脂層上には、例えばITOからなる共通電極が全面に形成されている。
【0064】
両基板2、4の対向面には配向膜が形成されている。配向膜は垂直配向性を有し、定常の状態では液晶分子を基板面(配向膜面)に対して垂直方向に配向させる。液晶表示装置は、両基板2、4が貼り合わされた液晶セルに、負の誘電率異方性を有する液晶が注入及び封止されて製造されている。
【0065】
図20は、本実施例による液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図中の矢印は、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の傾斜方向を表している。図20では、BM40で画定された3画素を示している。図20に示すように、本実施例による液晶表示装置では、各電極ユニット26の外周の正方形の対角線を境界線とする4つの配向領域が形成される。各配向領域では、液晶分子が電極ユニット26の中心部に向かう方向に傾斜している。また、1画素内では各配向領域の面積はほぼ同じである。
【0066】
1つの電極ユニット26は、画素領域に比較して小さい約35μm×35μmの大きさで形成されている。このため、画素電極16の幹部28及び枝部30の先端部での電界の効果が比較的大きく、液晶分子の配向規制力を強くすることができる。また、本実施例による液晶表示装置では、電極ユニット26間を接続する接続電極36がドレインバスライン14近傍に配置されている。このため、スリット34を介して隣接する2つの電極ユニット36上の液晶分子の傾斜方向を連結してしまう配向不良が生じ難くなるため、表示品質の低下を防ぐことができる。
【0067】
なお、配向領域の境界線は暗線42として視認され、スリット34が形成された領域は暗線43として視認される。しかし、これらの暗線42、43は各画素で同じ位置に生じるため、表示品質が低下することはない。
【0068】
図21は、本実施例による液晶表示装置の両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図21に示すように、両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置では、光の透過率が液晶分子の傾斜方向に依存しないため、電極ユニット36の中心部に形成される特異点が暗点50として視認される他には暗線42が視認されない。このため、より輝度の高い表示が実現できる。
【0069】
図22乃至図25は、電極ユニット26の形成パターンを示している。図22乃至図25において、各配向領域に配置された矢印は、液晶分子の傾斜方向を示している。図22(a)は、図19に示す電極ユニット26と同様の電極ユニット26の形成パターンを示している。図22(a)に示すように、幹部28の終点G1〜G4は外周の長方形の各頂点に配置されている。また、幹部28の起点Sは、終点G1〜G4のうち隣接しない2つの終点同士(G1とG3、G2とG4)をたすき状に結んだ対角線の交点に配置されている。外周が正方形状である場合、両対角線は直交する。起点Sから4つの終点G1〜G4までを結ぶ直線は、配向領域を画定する境界線になり、完成した液晶表示装置では暗線42になる。枝部30は、幹部28から斜めに分岐している。枝部30の延びる方向は、電極ユニット26の外周の一辺に対して90°の角度を有している。
【0070】
起点Sの座標は、隣接する2つの終点(G1とG2、G2とG3、G3とG4、G4とG1)の間の座標になっている。また、起点Sから隣接する2つの終点を結ぶ2つの直線がなす角度は180°よりも小さくなっている。この角度は、90°程度が望ましい。このように幹部28の形状を設定することにより、各配向領域が、歪な形状でなく可能な限り等しい面積で4分割されるようになる。上記の条件を満たせば、電極ユニット26の形状を変更できる。
【0071】
図22(b)は、電極ユニット26の形成パターンの第1の変形例を示している。図22(b)に示すように、起点Sは電極ユニット26内の任意の位置に配置されている。終点G1〜G4は、電極ユニット26の外周の長方形の各辺に1つずつ配置されている。なお、本実施の形態では、「辺」には当該辺の両端の頂点が含まれるものとする。
【0072】
図22(c)は、電極ユニット26の形成パターンの第2の変形例を示している。図22(c)に示すように、起点Sは電極ユニット26内の任意の位置に配置されている。電極ユニット26の外周の長方形のうち一辺に終点G1、G4が配置され、当該一辺に対峙する辺に終点G3が配置されている。また、その他の辺に終点G2が配置されている。
【0073】
図22(d)は、電極ユニット26の形成パターンの第3の変形例を示している。図22(d)に示すように、起点Sは電極ユニット26内の任意の位置に配置されている。電極ユニット26の外周の長方形のうち一辺に終点G1、G4が配置され、当該一辺に対峙する辺以外の2辺に終点G2、G3がそれぞれ配置されている。
【0074】
図22(e)は、電極ユニット26の形成パターンの第4の変形例を示している。図22(e)に示すように、起点Sは電極ユニット26内の任意の位置に配置されている。電極ユニット26の外周の長方形のうち一辺に終点G1、G4が配置され、当該一辺に対峙する辺に終点G2、G3が配置されている。
【0075】
図22(f)は、電極ユニット26の形成パターンの第5の変形例を示している。図22(f)に示すように、起点Sは電極ユニット26内の任意の位置に配置されている。終点G1〜G4は、電極ユニット26の外周の長方形の頂点にそれぞれ配置されている。
【0076】
図22(g)は、電極ユニット26の形成パターンの第6の変形例を示している。図22(g)に示すように、終点G1〜G4は、電極ユニット26の外周の長方形の各辺にそれぞれ配置されている。起点Sは、終点G1〜G4のうち隣接しない2つの終点同士(G1とG3、G2とG4)をたすき状に結んだ直線の交点に配置されている。
【0077】
図22(h)は、電極ユニット26の形成パターンの第7の変形例を示している。図22(h)に示すように、終点G1〜G4は、電極ユニット26の外周の長方形の各辺を等分する位置にそれぞれ配置されている。起点Sは、終点G1〜G4のうち隣接しない2つの終点同士(G1とG3、G2とG4)をたすき状に結んだ直線の交点に配置されている。
【0078】
図23(a)は、電極ユニット26の形成パターンの第8の変形例を示している。図23(a)に示すように、終点G1〜G4は、電極ユニット26の外周の長方形の頂点にそれぞれ配置されている。起点Sは、終点G1〜G4のうち隣接しない2つの終点同士(G1とG3、G2とG4)をたすき状に結んだ直線の交点に配置されている。枝部30の延びる方向は、電極ユニット26の外周の一辺に対して45°以上90°以下の角度θ1を有している。各配向領域では、枝部30の延びる方向が互いにほぼ平行になっている。本変形例では液晶分子の方位角方向が上記実施例及び変形例と異なってしまう。しかし、液晶表示装置の両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とをこの順に配置すれば、光の透過率が液晶分子の方位角方向に依存しないため、本変形例を適用できる。
【0079】
図23(b)は、電極ユニット26の形成パターンの第9の変形例を示している。図23(b)に示すように、幹部28の形状は第8の変形例と同様である。枝部30の延びる方向は、電極ユニット26の外周の一辺に対してほぼ45°の角度θ2を有している。この場合、枝部30は幹部28の一方からのみ分岐する。各配向領域では、枝部30の延びる方向が互いにほぼ平行になっている。
【0080】
図23(c)は、電極ユニット26の形成パターンの第10の変形例を示している。図23(c)に示すように、幹部28の形状は第8及び第9の変形例と同様である。枝部30の延びる方向は、各配向領域内で互いに非平行になっている。例えば、4つの枝部30の延びる方向と電極ユニット26の外周の一辺とがなす角度を順(起点Sを基準とした時計回り方向)に、θ3(θ3≦90°)、θ4、θ5、θ6とすると、45°≦θ3≦θ4≦θ5≦θ6≦135°になっている。すなわち、複数の枝部30は、互いにほぼ扇状に広がるように延伸している。ここで、角度θ3と角度θ6との差が大きすぎると外周では枝部30の間隔が広くなってしまい、幹部28近傍では枝部の間隔が狭くなってしまう。このため、設定可能な角度θ3〜θ6の範囲は自ずと限られる。
【0081】
図24(a)は、電極ユニット26の形成パターンの第11の変形例を示している。図24(a)に示すように、幹部28は、根本部(起点)から先端部(終点)までに徐々に細くなる幅を有している。
【0082】
図24(b)は、電極ユニット26の形成パターンの第12の変形例を示している。図24(b)に示すように、幹部28は、ほぼ同一幅の長方形状に形成されている。幹部28の先端部は外周の長方形内に収まっていてもよいし、外周の長方形からはみ出していてもよい。
【0083】
図24(c)は、電極ユニット26の形成パターンの第13の変形例を示している。図24(c)に示すように、幹部28は、途中で「く」の字状に屈曲して形成されている。図24(a)〜(c)に示すように形状を変化させても、幹部28は配向領域の境界として機能するため、液晶分子の配向状態に関しては大きな変化はない。
【0084】
図25(a)は、電極ユニット26の形成パターンの第14の変形例を示している。図25(a)に示すように、枝部30は、幹部28に接続された根本部から先端部までに徐々に細くなる幅を有している。図示を省略しているが、枝部30は先端部のみ細い幅で形成されてもよいし、途中で屈曲して形成されてもよい。
【0085】
図25(b)は、電極ユニット26の形成パターンの第15の変形例を示している。図25(b)に示すように、起点を中心として対峙する幹部28が、互いにずれた状態で形成されている。具体的には、ずれ幅W2を幹部28の幅W1以上にする(W2≧W1)。こうすることにより、特異点近傍での液晶分子の回転方向(境界ドメインの回転方向)を固定させることができる。このように形状を変化させても、幹部28は配向分割の境界として機能するため、液晶分子の配向状態に関しては大きな変化はない。なお、ずれ幅W2は、幹部28の幅W1より狭くても構わない(W2<W1)。
【0086】
図26は、接続電極36の形成パターンを示している。図26において、スリット34に配置された破線の矢印は、スリット34上の液晶分子の傾斜方向を示している。図26(a)は、図19に示す接続電極36と同様の接続電極36の形成パターンを示している。図26(a)に示すように、接続電極36は、スリット34を介して対向する幹部28の先端部間に形成されている。
【0087】
図26(b)は、接続電極36の形成パターンの第1の変形例を示している。図26(b)に示すように、接続電極36は、互いにほぼ平行に延びてスリット34を介して対向する枝部30の先端部間に形成されている。接続電極36の延びる方向は、枝部30の延びる方向にほぼ平行である。
【0088】
図26(c)は、接続電極36の形成パターンの第2の変形例を示している。図26(c)に示すように、接続電極36は、スリット34を介して対向する枝部30以外の枝部30の先端部間に形成されている。接続電極36の延びる方向は、枝部30の延びる方向に対して斜めである。
【0089】
図26(d)は、接続電極36の形成パターンの第3の変形例を示している。図示していないが、電極ユニット26の図中右側には、図中上下方向に延びるドレインバスライン14が隣接して形成されている。図26(d)に示すように、接続電極36は、ドレインバスライン14側に延びる枝部30間に配置され、枝部30の延びる方向にほぼ平行に延びる延伸部36aと、延伸部36a間を接続し、ドレインバスライン14にほぼ平行に延びる接続部36bとを有している。
【0090】
また、接続電極36に代えて、幹部28及び枝部30と異なる形成材料で形成され、ソース電極24と、電極ユニット26とを接続する第2の接続電極が形成されていてもよい。第2の接続電極は、例えばソース電極24と電極ユニット26の起点近傍との間に形成される。
【0091】
第1乃至第15の変形例によっても上記実施例と同様の効果を得ることができる。なお、図22乃至図25では、ほぼ正方形状の外周を有する電極ユニット26を示しているが、電極ユニット26は他の長方形状の外周を有していてもよい。また、電極ユニット26は長方形に準ずる形状の外周を有していてもよい。一例としては、長方形の各頂点近傍に所定半径の丸みが形成されているような形状が挙げられる。
【0092】
(実施例2−2)
次に、本実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板について図27乃至図29を用いて説明する。図27は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成を示している。本実施例では、電極ユニット26が77μm×35μmの長方形状の外周を有している。幹部28の起点は電極ユニット26の中心部に配置され、幹部28の終点は電極ユニット26の外周の長方形の各辺を等分する位置に配置されている。すなわち、電極ユニット26は、図中左上、右上、左下及び右下の4つの配向領域に分割されることになる。液晶分子の配向方向を規制する枝部30は、幹部28から斜めに分岐して、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14に対して45°の角度をなすように形成される。
【0093】
電極ユニット26は、ゲートバスライン12の延びる方向に1個配置され、ドレインバスライン14の延びる方向に6個(蓄積容量バスライン18を挟んで3個ずつ)配置されている。隣接する電極ユニット26を接続する接続電極36は、スリット34を介して対向する幹部28間に形成されている。
【0094】
図28は、本実施例による液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図中の矢印は、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の傾斜方向を表している。図28では、BM40で画定された3画素を示している。図28に示すように、本実施例による液晶表示装置では、各電極ユニット26の幹部28上を境界線とする4つの配向領域が形成される。各配向領域では、液晶分子が電極ユニット26の中心部に向かう方向に傾斜している。また、1画素内では各配向領域の面積はほぼ同じである。
【0095】
1つの電極ユニット26は、画素領域に比較して小さい約77μm×35μmの大きさで形成されている。このため、画素電極16の幹部28及び枝部30の先端部での電界の効果が比較的大きく、液晶分子の配向規制力を強くすることができる。なお、配向領域の境界線は暗線42として視認され、スリット34が形成された領域は暗線43として視認される。しかし、これらの暗線42、43は各画素で同じ位置に生じるため、表示品質が低下することはない。
【0096】
図29は、本実施例による液晶表示装置の両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図29に示すように、両基板2、4の外側にそれぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置では、光の透過率が液晶分子の傾斜方向に依存しないため、電極ユニット36の中心部に形成される特異点が暗点50として視認される他には暗線42が視認されない。このため、より輝度の高い表示が実現できる。
【0097】
(実施例2−3)
次に、本実施の形態の実施例2−3による液晶表示装置用基板について図30乃至図32を用いて説明する。図30は、本実施例による液晶表示装置用基板の構成を示している。本実施例では、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン12は、例えば225μm間隔で形成され、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン14は、例えば75μm間隔で形成されている。画素領域は、実施例2−1及び2−2に比較して小さくなっている。ゲートバスライン12及びドレインバスライン14は、例えば6μmの幅を有している。ゲートバスライン12及びドレインバスライン14の端部と画素電極16の端部との間隔は、例えば7μmである。すなわち、ほぼ長方形状の外周を有する画素電極16の短辺は約55μmになる。
【0098】
電極ユニット26は、55μm×55μmの正方形状の外周を有している。幹部28の起点は電極ユニット26の中心部に配置され、幹部28の終点は電極ユニット26の外周の長方形の頂点にそれぞれ配置されている。液晶分子の配向方向を規制する枝部30は、幹部28から斜めに分岐して、ゲートバスライン12及びドレインバスライン14にほぼ平行又は垂直に形成される。枝部30は、例えば3μmの幅を有している。またスペース32は、例えば3μmの幅を有している。幹部28と枝部30とのなす角は、例えば45°である。また枝部30と電極ユニット26の外周の各辺とがなす角度は、例えば90°である。
【0099】
電極ユニット26は、ゲートバスライン12の延びる方向に1個配置され、ドレインバスライン14の延びる方向に3個配置されている。蓄積容量バスライン18は、基板面に垂直方向に見て、スリット34に重なるように配置されている。このため、蓄積容量バスライン18は、画素領域の中央部ではなく、上方又は下方のいずれか一方に偏って配置される。具体的には、上方のゲートバスライン12から約150μm、下方のゲートバスライン12から約75μmだけ離れた位置を中心として、例えば幅20μmの蓄積容量バスライン18(蓄積容量電極20)が形成される。
【0100】
電極ユニット26は、蓄積容量バスライン18を境界として、上方の開口領域に2個配置され、下方の開口領域に1個配置される。ただし実施例2−1と同様に、いくつかの電極ユニット26の形状に変化が加えられている。画素領域の上方の電極ユニット26には、約15μm×15μmの正方形状の領域に画素電極形成材料が全面に形成されたコンタクト領域38が配置されている。また、画素領域の下方の電極ユニット26には、ドレイン電極22端部と画素電極16端部とが例えば7μm離れるように、切り欠きが設けられている。
【0101】
隣接する電極ユニット26を接続する接続電極36は、ドレインバスライン14近傍(画素領域外周部)に配置されている。接続電極36は、ドレインバスライン14にほぼ平行に延びて形成され、スリット34を介して対向する幹部28間を接続している。スリット34は、例えば7μmの幅を有している。
【0102】
図30では図示していないが、TFT基板2に対向配置されるCF基板4側には、画素領域端部を遮光するBM40が形成されている。BM40は例えば幅20μmで格子状に形成されている。ゲートバスライン12の延びる方向の格子間隔は75μmであり、ドレインバスライン14の延びる方向の格子間隔は225μmである。BM40の開口部には、R、G、BのうちいずれかのCF樹脂層が形成されている。CF樹脂層上には、例えばITOからなる共通電極が全面に形成されている。
【0103】
図31は、本実施例による液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図中の矢印は、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の傾斜方向を表している。図31では、BM40で画定された3画素を示している。図31に示すように、本実施例による液晶表示装置では、各電極ユニット26の幹部28上を境界線とする4つの配向領域が形成される。各配向領域では、液晶分子が電極ユニット26の中心部に向かう方向に傾斜している。また、1画素内では各配向領域の面積はほぼ同じである。
【0104】
1つの電極ユニット26は、画素領域に比較して小さい約55μm×55μmの大きさで形成されている。このため、画素電極16の幹部28及び枝部30の先端部での電界の効果が比較的大きく、液晶分子の配向規制力を強くすることができる。なお、配向領域の境界線は暗線42として視認され、スリット34が形成された領域は暗線43として視認される。しかし、これらの暗線42、43は各画素で同じ位置に生じるため、表示品質が低下することはない。
【0105】
図32は、本実施例による液晶表示装置の両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示している。図32に示すように、両基板2、4の外側にそれぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とがこの順に配置された液晶表示装置では、光の透過率が液晶分子の傾斜方向に依存しないため、電極ユニット36の中心部に形成される特異点が暗点50として視認される他には暗線42が視認されない。このため、より輝度の高い表示が実現できる。
【0106】
以上説明したように、本実施の形態では、画素電極16の形成パターンを変化させるだけで、液晶分子の配向規制力を付与することができる。また、液晶分子の配向不良を低減できるため、高い製造歩留まり及び低い製造コストで、表示品質の良好な液晶表示装置を実現できる。また、本実施の形態による液晶表示装置の両基板2、4の外側に、それぞれ1/4波長板44、45と偏光板83、84とをこの順に配置すれば、さらに高輝度の液晶表示装置を容易に実現できる。
【0107】
なお、1画素内の電極ユニット26は、上記実施例で説明した個数に限られない。例えばゲートバスライン12に沿って1個の電極ユニット26が配置されれば、ドレインバスライン14に沿って2個以上6個以下の電極ユニット26が配置される。ゲートバスライン12に沿って2個の電極ユニット26が配置されれば、ドレインバスライン14に沿って4個以上12個以下の電極ユニット26が配置される。ゲートバスライン12に沿って3個の電極ユニット26が配置されれば、ドレインバスライン14に沿って6個以上18個以下の電極ユニット26が配置される。
【0108】
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について説明する。本実施の形態は、微細電極パターンを利用して配向制御を行う液晶表示装置の表示特性改善に関し、パネルを指で押す等、実用上起こり得る多少の衝撃があっても、配向状態が安定しており表示むら等の表示不良が生じない液晶表示装置について説明する。
【0109】
現在の量産型MVA−LCDは、従来から広く用いられているTN型液晶表示装置に比べ、コントラストが高く視野角が広いという長所を有している。その一方で、透過率ではTN型LCDに劣る場合がある。その原因はMVA型の配向制御方式にある。MVA−LCDは、画素内に線状の電極の抜きパターンあるいは構造物を有し、線状構造物による形状効果と電圧印加時に液晶層にかかる電界が歪む効果とにより、液晶配向を所望の方向に制御している。その際、線状構造物や電極抜き部付近の液晶分子に所定の電圧が印加され難くなるため、当該領域の液晶分子が十分に傾斜しなくなる。そのため、画素内の透過率が低くなってしまう。
【0110】
また、MVA方式の配向制御では、線状の構造物や電極の抜き部から少し離れた位置の液晶分子は、電圧印加時に線状構造物の長手方向に直交して配向して大きなドメインを形成する。一方、線状の構造物上や電極抜き部上の液晶分子は、線状構造物に平行に配向して細長いドメインを形成する。液晶配向は連続的に変化するため、両ドメインの途中に、線状構造物に対して45°方位、すなわち配向方位が偏光板の偏光軸と同じ方位を示す領域が存在することになる。これによっても透過率が低下する。
【0111】
この低透過率の問題を改善するため、以下の2つの方式を組み合わせた新しいMVA方式が検討されている。
【0112】
第1の方式は、円偏光板を用いることである。これにより、透過率は原理的にはリタデーションのみで決まり液晶分子の配向方位に依存しなくなるため、透過率が改善される。すなわち従来構成では、配向方位が偏光軸方向に揃っている領域は光を透過しなかったのに対し、円偏光方式によれば当該領域の透過率を、偏光軸に対して45°の方位を向く領域の透過率にまで高めることができるようになる。
【0113】
第2の方式は、微細電極パターンを備えた電極ユニット26を用いて配向制御を行うことである。従来は、約100μm×300μmの画素内に、幅が約10μmのライン状の電極の抜き部や線状構造物を斜めに数本配置していたが、これらによる透過率の損失は大きかった。一方、上記第1及び第2の実施の形態で説明したような、例えば幅が約3μmのライン・アンド・スペースの繰り返しからなる微細電極パターンを備えた複数の電極ユニット26を用いることによっても、液晶分子を一定方向に制御可能であることが見出された。この場合、液晶分子は、微細パターン長手方向と平行に配向し、透過率の低下もほとんど見られない。そのため、この電極ユニット26群を利用することによっても、透過率を改善することができる。
【0114】
ところが、これらの方式を適用した液晶表示装置において、パネルを指で押す等、実用上起こり得る多少の衝撃が加わった際に、表示ムラが発生することが明らかとなった。この原因を明らかにするためパネルの配向状態を調査した。結果を図33に示す。なお本結果は、配向状態を詳細に観察するため、円偏光板を取り外し、通常の直線偏光板を配置して観察している。
【0115】
特に何らの衝撃を与えずに通常表示させたパネルを図33(a)及び図33(b)に示す。図33(a)は所定の表示領域の表示状態を示す顕微鏡写真であり、図33(b)は、電極ユニット26の形状及び特異点の発生状況を示している。本例では、第2の実施の形態による図26(a)に示す電極パターンとほぼ同様であるが、接続電極36が両側に形成された画素電極16を用いている。図33(b)及び図33(d)に示す電極パターン中に存在する小さな棒状の物体は液晶分子lcmの配向方位を示している。なお、以下の説明において、第1及び第2の実施の形態で用いた構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。図33(a)及び図33(b)に示すように、電極ユニット26に電圧が印加されると、電極ユニット26の微細電極パターン群による配向制御に従ってドメインが形成される。ドメイン境界部には、配向ベクトルの特異点(垂直配向している点状の領域)が形成されている。図33(a)及び図33(b)に示すように、強度s=+1の特異点(図中、領域aで示す)、強度s=−1の特異点(図中、領域bで示す)、及び、特異点が強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ領域(図中、領域cで示す)の3つの状態が確認された。図33(b)及び図33(d)において、強度s=+1の特異点は●印で示し、強度s=−1の特異点は○印で示している。
【0116】
次に、パネルの表示面を指で押して衝撃を与えたパネル表面を図33(c)及び図33(d)に示す。図33(c)は所定の表示領域の表示状態を示す顕微鏡写真であり、図33(d)は、電極ユニット26の形状及び特異点の発生状況を示している。図33(c)及び図33(d)に示すように、パネルの表示面を指で押して衝撃を与えた部分及びその周辺部の配向状態が大きく変化し、この状態で配向方位が安定してしまう。図33(a)及び図33(b)と比較すると明らかなように、本来ドメイン境界が存在した位置を跨いで表示ドメイン同士がつながってしまい、特異点が消失してしまっていることが分かる。
【0117】
円偏光板を用いた表示方式によれば、パネルを法線方向から見た場合は、原理的には配向状態(配向方位)の変化が輝度の違いとして視認されない。しかしながら、パネルを少しでも斜めから見た場合には、円偏光板を構成する直線偏光板の偏光軸と位相差板(λ/4板)の光学軸とのなす角度が法線方向から見た角度と比べて見かけ上変化し、位相差板の位相差自体も見かけ上変化する。こうして、円偏光板の特性が理想的な円偏光からずれてしまう。これにより、大きな配向変化が生じている場合には、たとえ円偏光板を用いていても実際のパネルからは輝度むらが見えてしまう。
【0118】
このように、表示むらの原因は、指押しによって画素内の液晶配向が大きく変化してしまうことにあると考えられる。本実施の形態では、パネルを指で押す等、実用上起こり得る多少の衝撃があっても、配向状態が安定であり、表示むら等の表示不良が起こらない液晶表示装置について説明する。
【0119】
本実施の形態による配向安定の第1の原理について説明する。特異点は、図33に示されているように、結果的に液晶ドメインの境界部に形成される場合が多い。また、図33に示した構成では特異点の形成位置は積極的に制御されていない。そのため、指押しなどの衝撃で特異点が容易に移動したり消滅したりしてしまうものと考えられる。さらに、特異点の移動や消滅に伴いドメイン境界を跨いでドメイン同士がつながるといった大きな配向変化が起こっている。
【0120】
すなわち、特異点が消滅したため、液晶ドメイン同士がつながったと考えられる。逆に、特異点が安定に形成されていれば、液晶ドメイン同士がつながることはなくなるものと考えられる。特に、図33で確認された3つの特異点形成状態は、元々、図33に示す電極構造で安定的に作られる状態である。従って、これらの特異点状態を容易に形成する手段を設けることが安定配向を実現するためには最も好ましいものと考えられる。
【0121】
この観点から、図33に示した領域a、b、cが安定して形成される状態として、図34に示す構成が考えられる。すなわち、図34(a)に示す構成は、電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に強度s=+1の特異点が存在する領域aが形成され、図上方のスリット34には、特異点が強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ領域cが形成され、図下方のスリット34には強度s=−1の特異点が存在する領域bが形成されている。また、図34(b)に示す構成は、電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に強度s=+1の特異点が存在する領域aが形成され、図上下のスリット34、34には、共に強度s=−1の特異点が存在する領域bが形成されている。さらに、図34(c)に示す構成は、電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に強度s=+1の特異点が存在する領域aが形成され、図上下のスリット34、34には、共に強度s=−1,+1,−1の順に特異点が並ぶ領域cが形成されている。
【0122】
図34(a)、(b)、(c)に示す各位置から特異点が動かないようにするには、特異点を固定するための特異点制御部を設ける必要がある。特異点制御部の構造や配置位置については後程具体的実施例を用いて説明する。特異点制御部を設けることにより、指押しなどの衝撃に対しても、特異点が大きく動くようなことを低減できる。さらに、ドメインの境界も安定に形成されるようになり、ドメイン境界を跨いでドメイン同士がつながらないようにすることができる。このようにして、液晶配向が大きく乱れることを低減させて表示むらを改善することができる。
【0123】
図35は、本実施の形態による配向安定の第2の原理を示している。本原理は、図35(a)に示すように、液晶ドメイン境界のうち、特定の場所に線状に液晶分子lcmが垂直配向するための線状の垂直配向制御部200を設けている。また、図35(b)に示すように、液晶ドメイン境界のうち、特定の場所に線状に液晶分子lcmが垂直配向するための線状の垂直配向制御部202を設けている。垂直配向制御部200、202も、上記第1の原理で述べた特異点制御部と同様の効果を有しており、ドメイン同士が境界線を跨いでつながることがなくなり、液晶配向が大きく乱れることを低減させて表示むらを改善することができる。なお、特異点では液晶分子は垂直配向しており、特異点制御部は、広義には垂直配向制御部に含まれるものとする。
【0124】
なお、より安定な配向を実現するためには、第2の原理に示す線状の垂直配向制御部200、202による方が第1の原理による主として点で特異点を制御する方式より効果的である。点での制御より線での制御の方がより広い領域に渡って液晶ドメインがつながることを抑制できるからである。一方、ここで制御している垂直配向領域は黒表示となるため、垂直配向制御部200、202の領域が多いと輝度が低下してしまう。従って、輝度重視の場合は、第1の原理に示すような、点での特異点制御が望ましい。
【0125】
以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例3−1乃至3−11を用いて具体的に説明する。
(実施例3−1)
図36を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図36(a)、(b)、(c)に示すように、第1の原理で説明した特異点制御部400a〜400f、402、404を画素電極16の形成されたTFT基板2側に形成した。図36(a)に示す配置例では、特異点制御部400a〜400fは、各電極ユニット26の外周の各頂点位置及び接続電極36上に、底面がほぼ正方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部400a〜400fをこのように配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0126】
図36(b)に示す配置例では、特異点制御部402は、電極ユニット26間のスリット34上に、底面がスリット34の長手方向に長手方向を揃えた長方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部(突起状構造物)402は、中央部が途切れた線状突起形状をしている。特異点制御部402の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0127】
図36(c)に示す配置例では、特異点制御部404は、電極ユニット26間のスリット34上に、底面がスリット34の長手方向に長手方向を揃えた長方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部(突起状構造物)404は、2つの接続電極36、36上で途切れた線状突起形状をしている。特異点制御部404の配置により、強度s=−1,+1,−1に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0128】
次に、本実施例のLCDの製造方法について簡単に説明する。
TFT基板2としては、第1及び第2の実施の形態で説明したのと同様の図1及び図2に示す液晶表示装置用基板であって、基板厚が0.7mmのOA−2(日本電気硝子製)を用いている。図36では図示を省略しているが、TFT基板2には、画素電極16の他に、TFT10及びバスライン12、14が形成されている。画素電極16は、図26(a)と同様の電極ユニット26を複数組み合わせたて構成している。電極ユニット26の枝部30の線幅db=3μm、スペース32の幅ds=3μmである。複数の電極ユニットからなる画素電極及び、TFT、バスラインのレイアウトは、図30に準じている。すなわち、図36では、電極ユニットを2つ配置した例を示しているが、実際のTFT基板上においては、1画素中に電極ユニットを3つ配置した。
【0129】
このTFT基板2上に感光性樹脂を塗布してからフォトリソグラフィ工程を用いてパターニングすることにより、図36に示す各位置に特異点制御部400a〜400f、402、404となる絶縁性凸部を形成した。感光性樹脂材料には、JSR製のアクリル系材料を用いた。特異点制御部400a〜400fの底面形状は縦横10μmの正方形である。特異点制御部402の底面形状は縦10μm横30μmの2つの長方形状である。特異点制御部404の底面形状は、両端が縦横10μmの正方形であり、中央部が縦10μm横40μmの長方形である。凸部の高さは、いずれも約1.5μmである。
【0130】
対向基板には、対向電極が形成されている。なお、いずれか一方の基板にはカラーフィルタを設けてもよい。次に、これらTFT基板及び対向基板上に垂直配向膜を塗布した。配向膜材料には、JSR製のポリイミド材料を用いることができる。次に、両基板をスペーサを介して貼り合わせ、空セルを作製した。スペーサ材料には、住友ファインケミカル製の樹脂スペーサを用いた。スペーサ径は4μmとした。なお、特異点制御部の形成部材を用いて高さがセルギャップ相当の突起部を形成してスペーサの役割を付与してもよい。こうすることにより、別個にビーズスペーサを散布したり、樹脂スペーサを別途形成したりする必要がなくなる。
【0131】
空セルには、真空注入法を用いて液晶を注入した。液晶材料には、メルク製の誘電異方性が負の材料を用いた。こうして得たパネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●(黒丸)印、○(白丸)印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0132】
(実施例3−2)
図37を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図37(a)、(b)、(c)に示すように、TFT基板と対向配置される対向基板側に第1の原理で説明した特異点制御部406、408、410を形成した。図37(a)に示す配置例では、特異点制御部406は、各電極ユニット26の幹部28の交差位置の対向基板側に、底面がほぼ正方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部406をこのように配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0133】
図37(b)に示す配置例では、特異点制御部408は対向基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の中央部に位置するように正方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部408の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0134】
図37(c)に示す配置例では、特異点制御部410は対向基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の両側の接続電極36、36上方に位置するように、底面が正方形状の絶縁性突起状構造物として形成されている。特異点制御部410の配置により、強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
なお、特異点制御部406、408、410の各サイズは、ほぼ10μm角の正方形である。なお、絶縁性凸部を形成する代わりに、対向電極に凸パターンに相当する電極抜き部を設けても同様の効果が得られる。
【0135】
本実施例により作製した液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●印、○印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0136】
図38は、実施例3−1における具体的構成例を示している。図38は、図中左右方向に連接する3画素及びその近傍の平面構成を示している。各画素はほぼ長方形の外形を有している。各画素は、画素のほぼ中央を横切る蓄積容量バスライン18を挟んで上下にそれぞれ3行2列の電極ユニット26が形成された画素電極16を有している。図38の電極ユニット26は、図13と図19に示す電極ユニット26を組み合わせた構成となっている。接続電極36はドレインバスライン14側に形成されている。接続電極36を有する基板側には絶縁性突起状構造物による特異点制御部410’が形成されている。図36(b)において、構造物402が片方無い構成に相等する。このような構成にしても、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のほぼ中央に配置できる。
【0137】
図39は、本実施例の他の変形例を示している。図39に示す画素は、ほぼ中央のスリット34を挟んで線対称に構成される電極ユニット26、26’を有している。スリット34の図左方には電極ユニット26、26’を接続する接続電極36が形成されている。幹部28及び接続電極36に対応する対向基板側には絶縁性突起状構造物による特異点制御部410’’が形成されている。このような構成にしても、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26、26’間のスリット34の接続電極36上に配置でき、強度s=+1の特異点を、構造物が電極を横切っているところの中(本図では、斜めに横切っているところの中)に配置できる。
【0138】
(実施例3−3)
図40を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図40(a)、(b)、(c)に示すように、TFT基板側に導電性突起状構造物で形成された特異点制御部412、414、416を形成した。図40(a)に示す配置例では、各電極ユニット26の幹部28の交差位置の下層に、底面がほぼ正方形状の絶縁性突起状構造物が形成されている。絶縁性突起状構造物には、実施例3−1と同様の感光性材料が用いられている。また、TFT形成の際にTFT基板上に積層する絶縁層や配線層を、凸部を形成する場所に選択的に残しておくことによっても絶縁性突起状構造物は形成可能である。こうすることにより、電極幹部28交差部が凸状に膨らむ導電性突起状構造物の特異点制御部412が形成される。特異点制御部412をこのように配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0139】
図40(b)に示す配置例では、特異点制御部414はTFT基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の中央部の下層に、底面がほぼ正方形状の絶縁性突起状構造物を形成し、これにより、スリット34近傍の電極枝部30が突起状に形成された特異点制御部414を形成した。特異点制御部414の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0140】
図40(c)に示す配置例では、特異点制御部416はTFT基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の両側の接続電極36、36の下層に、底面がほぼ正方形状の絶縁性突起状構造物を形成し、これにより、接続電極36が突起状に形成された特異点制御部416を形成した。特異点制御部416の配置により、強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
なお、特異点制御部412、414、416の各サイズは、ほぼ10μm角の正方形で、高さは約1.5μmである。
【0141】
本実施例により作製した液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●印、○印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0142】
(実施例3−4)
図41を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図41(a)、(b)、(c)に示すように、対向基板側に導電性突起状構造物で形成された特異点制御部418a〜418f、420、422を形成した。図41(a)に示す配置例では、特異点制御部418a〜418fは、各電極ユニット26の外周の各頂点位置及び接続電極36に対向する位置の対向電極の下層に、底面がほぼ正方形状(約10μm角、高さ約1.5μm)の絶縁性突起状構造物が形成されている。絶縁性突起状構造物には、実施例3−1と同様の感光性材料が用いられている。こうすることにより、対向電極が凸状に形成された導電性突起状構造物が形成される。この導電性突起状構造物を特異点制御部418a〜418fとして配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0143】
図41(b)に示す配置例では、特異点制御部420は、スリット34の両側の2つの接続電極36、36に対向する位置に、底面が正方形状(約10μm角、高さ約1.5μm)の導電性突起状構造物としてそれぞれ形成されている。特異点制御部420の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0144】
図41(c)に示す配置例では、特異点制御部422は、電極ユニット26間のスリット34上方の対向基板上に、底面がスリット34の長手方向に長手方向を揃えた長方形状(両側約10μm角、中央部10μm×40μm、高さ約1.5μm)の導電性突起状構造物として形成されている。特異点制御部422は、2つの接続電極36、36に対向する位置で途切れた線状突起形状をしている。特異点制御部422の配置により、強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0145】
得られた液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●(黒丸)印、○(白丸)印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0146】
(実施例3−5)
図42を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図42(a)、(b)に示すように、TFT基板側に絶縁性凹状構造物で形成された特異点制御部424、426を形成した。図42(a)に示す配置例では、特異点制御部424は、スリット34のほぼ中央部に、底面が正方形状(約10μm角、深さ約1μm)の凹状構造物としてそれぞれ形成されている。特異点制御部424の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0147】
図42(b)に示す配置例では、特異点制御部426は、接続電極36下方に、底面が正方形状(約10μm角、深さ約1μm)の凹状構造物として形成されている。特異点制御部426の配置により、強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0148】
なお、凹部は、基板全面に上述の感光性材料を塗布し、その後凹部とする場所のみ感光性材料を除去することで得た。また、この基板上へのTFT形成の際に積層する絶縁層や配線層に穴を空けて凹部を形成してもよい。
【0149】
得られた液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●(黒丸)印、○(白丸)印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0150】
(実施例3−6)
図43を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図43(a)、(b)、(c)に示すように、TFT基板側に導電性凹状構造物で形成された特異点制御部428a〜428f、430、432を形成した。図43(a)に示す配置例では、特異点制御部428a〜428fは、各電極ユニット26の外周の各頂点位置及び接続電極36の下層に、底面が正方形状(約10μm角、深さ約1μm)の導電性凹状構造物としてそれぞれ形成されている。特異点制御部428a〜428fを配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0151】
図43(b)に示す配置例では、特異点制御部430は、電極ユニット26間のスリット34上に、底面がスリット34の長手方向に長手方向を揃えた長方形状(両側約10μm角、中央部10μm×40μm、深さ約1μm)の導電性凹状構造物として形成されている。特異点制御部430は、中央部が途切れた線状形状をしている。特異点制御部430の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0152】
図43(c)に示す配置例では、特異点制御部432は、電極ユニット26間のスリット34上に、底面がスリット34の長手方向に長手方向を揃えた長方形状の導電性凹状構造物として形成されている。特異点制御部432は、2つの接続電極36、36上で途切れた線状形状をしている。特異点制御部432の配置により、強度s=−1,+1,−1に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0153】
なお、凹部は、基板全面に上述の感光性材料を塗布し、その後凹部とする場所のみ感光性材料を除去することで得た。また、この基板上へのTFT形成の際に積層する絶縁層や配線層に穴を空けて凹部を形成してもよい。
【0154】
得られた液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●(黒丸)印、○(白丸)印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0155】
(実施例3−7)
図44を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図44(a)、(b)、(c)に示すように、TFT基板と対向配置される対向基板側に第1の原理で説明した特異点制御部434、436、438を形成した。図44(a)に示す配置例では、特異点制御部434は、各電極ユニット26の幹部28の交差位置の対向基板側に、底面がほぼ正方形状の導電性凹状構造物として形成されている。特異点制御部434をこのように配置することにより、強度s=+1の特異点(領域a)を電極ユニット26のたすき状の幹部28の交点位置に配置できる。
【0156】
図44(b)に示す配置例では、特異点制御部436は対向基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の中央部に位置するように正方形状の導電性凹状構造物として形成されている。特異点制御部436の配置により、強度s=−1の特異点(領域b)を電極ユニット26間のスリット34のほぼ中央位置に配置できる。
【0157】
図44(c)に示す配置例では、特異点制御部438は対向基板上であって、電極ユニット26間のスリット34の両側の接続電極36、36上方に位置するように、底面が正方形状の導電性凹状構造物として形成されている。特異点制御部438の配置により、強度s=−1,+1,−1の順に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0158】
なお、凹部は、基板全面に上述の感光性材料を塗布し、その後凹部とする場所のみ感光性材料を除去することによって得た。さらに、この凹部の上に対向電極を形成することで導電性凹部とした。凹部のサイズは、10μm角の正方形とし、深さは1μmとした。
【0159】
本実施例により作製した液晶パネルに電圧を印加して、配向状態を観察したところ、図の●印、○印に示す位置にそれぞれ強度s=+1、s=−1の配向ベクトルの特異点が形成された。さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、特異点および周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと共に表示むらも観察されなくなった。
【0160】
(実施例3−8)
図45及び図46を用いて本実施例について説明する。本実施例による特異点制御部は、凹状又は凸状の構造物が、絶縁性を有する部分と導電性を有する部分の両方で構成されている点に特徴を有している。図45はその特徴点の一例を示している。図45は、LCDパネルを基板面に垂直に切断した断面の概略を示しており、図45(a)は、ガラス基板52上に保護膜56が形成されたTFT基基板2と、ガラス基板53上に共通電極58が形成されたCF基板4との間に液晶層48が封止されている状態を示している。
【0161】
TFT基板2側の保護膜56には絶縁性凹状構造物の特異点制御部440が形成されている。両基板2、4の液晶層48側には不図示の垂直配向膜が形成されている。このため、特異点制御部440の凹形状に倣い、特異点制御部440上の液晶分子lcmは電圧無印加時でもCF基板4側に収束するように僅かに傾斜しており、電圧印加時には当該傾斜方向にさらに傾斜する。
【0162】
一方、図45(b)は、TFT基板2側の保護膜56上に画素電極16の一部の導電膜16’が成膜された導電性凹状構造物の特異点制御部442が形成されている。このため、電圧印加時には図示のような形状の電気力線Eが発生するため、特異点制御部442上の液晶分子lcmはCF基板4側に発散するよう傾斜する。
【0163】
図45(c)は、絶縁性凹部と導電性凹部の組み合わせによる制御を示している。図45(a)、(b)に示したように、絶縁性凹部と導電性凹部のいずれも凹部上に特異点が形成され、特異点を中心に液晶分子lcmが配向するが、絶縁性凹部と導電性凹部とでは配向制御の向きが反対となる。ここで、図45(c)に示すように、凹部の半分だけに導電膜16’を成膜した特異点制御部444を形成すると、凹部で液晶分子lcmを一方向に制御することが可能になる。
【0164】
図46は、図45(c)に示した特異点制御部444を実際の電極ユニット26に適用した状態を示している。図46(a)及び、図46(a)のX−X線での断面を示す図46(b)に示す例では、特異点制御部444は、凹部の右側ほぼ半分(凹部中央より画素外側)にある場合に接続電極36が被さるように配置され、底面が正方形状(約10μm角、深さ約1μm)の凹状構造物として形成されている。特異点制御部444をこのように配置することにより、接続電極36上に強度s=−1の特異点が確実に形成される。従って、強度s=−1,+1,−1に並ぶ特異点(領域c)を電極ユニット26間のスリット34に配置できる。
【0165】
図46(c)及び、図46(c)のY−Y線での断面を示す図46(d)に示す例では、特異点制御部446は、凹部の左側ほぼ半分(凹部中央より画素内側)に接続電極36が被さるように配置され、底面が正方形状(約10μm角、深さ約1μm)の凹状構造物として形成されている。特異点制御部446をこのように配置することにより、接続電極36上に特異点を形成させずにスリット34のほぼ中央に強度s=−1の特異点(領域b)を固定することができる。
【0166】
(実施例3−9)
図47を用いて本実施例について説明する。図47(a)は基板面法線方向に見た状態を示し、図47(b)は図47(a)のA−A線での断面を示し、図47(c)は図47(a)のB−B線での断面を示している。図47(a)〜(c)に示すように、本実施例の特異点制御部448は、一つの凹パターンが、絶縁性を有する部分と導電性を有する部分の両方を有している。上下左右の4方位に伸びる枝部(微細電極パターン群)30が幹部(X字状電極)28を介してつながっている部分において、X字の中心部に凹部を設けた。これにより、図47(b)、(c)に示すように、凹部は絶縁性を有する部分と導電性を有する部分の両方を有することとなる。本来、図45(a)、(b)に示すように、導電性を有する凹部と、絶縁性を有する凹部とは、配向制御の方向が相反するものとなるが、本実施例では、この部分の配向は、絶縁性の凹部による配向制御に従い、強度s=+1の特異点(領域a)の配向状態となった。この理由は、元来この部分が領域aの配向状態で安定になること、及び導電性凹凸による制御は、同じ幅及び高さで比較して、絶縁性凹凸よる制御よりも弱い傾向があることによるものと考えられる。
【0167】
(実施例3−10)
図48を用いて本実施例について説明する。本実施例では、図35を用いて説明した配向安定のための第2の原理を用いている。図48に示すように、凸部や凹部は形成せず、電極ユニット26間のスリット34を幅広(抜き幅a)に形成した電極抜き部を有する垂直配向制御部202を形成した。これにより、スリット34に線状に垂直配向する液晶分子lcmが安定に形成された。
【0168】
さらに、パネルを指で押して衝撃を与えた場合、指押し直後には、垂直配向制御部202及び周囲の液晶ドメインの状態に若干の変化があるものの、すぐに指押し前の配向状態へと戻った。これと対応して表示むらも観察されなくなった。垂直配向制御部202の幅aは広い方が望ましいが、あまり広げると透過率が下がってしまう。少なくとも、セル厚よりは広く、望ましくはセル厚の2倍以上がよい。ここでは、セル厚4μmに対して、垂直配向制御部202の抜き幅aは12μmとした。なお、抜き幅aが4〜6μmでは指押し時にむらが発生し、配向状態も不安定であった。
【0169】
(実施例3−11)
図49を用いて本実施例について説明する。本実施例も第2の原理を用いている。凸部や凹部は形成せず、電極ユニット26間のスリット34の少なくとも一部に、画素電極16から独立した垂直配向制御用電極を新たに設けて垂直配向制御部204を形成した。図49(a)は、スリット34の長手方向全域に垂直配向制御部204を形成した例を示している。図49(b)は、2つのスリット34の接続電極36を跨ぐ2領域に垂直配向制御部206を形成した例を示している。
【0170】
これら垂直配向制御部204、206の垂直配向制御用電極は、対向電極電位に等しい電位が印加されるようになっている。こうすることにより、垂直配向制御部204、206の垂直配向制御用電極と対向電極との間に電圧が印加されないため、垂直配向制御部204、206上の液晶分子lcmを安定して垂直配向させることができる。なお、両接続電極36上には強度s=−1の特異点が形成されている。
【0171】
TFT等のスイッチング素子で駆動する液晶パネルにおいては、蓄積容量バスラインを利用して垂直配向制御部204、206の垂直配向制御用電極を形成することが可能である。こうすると、蓄積容量バスラインの形成の際に同時に垂直配向制御部204、206を形成でき、垂直配向制御部204、206形成のための別プロセスを設ける必要がないため、歩留まり向上及び製造コスト抑制の利点が生まれる。
【0172】
図50は、蓄積容量バスライン18を利用して垂直配向制御部204、206の電極を形成した場合の概略構成(TFTの図示等は省略)を示している。図50(a)は、接続電極36がドレインバスライン14近傍(画素領域外周部)に配置されており、図50(b)は、接続電極36が電極ユニット26の外周の辺のほぼ中央に配置されている。いずれの図においても、蓄積容量バスライン18から分岐してドレインバスライン14に沿って図上下に配線が延び、各スリット34に形成された垂直配向制御部204、206の垂直配向制御用電極に接続されている。なお、図50では配向規制を補強するために対向基板側に形成された点状突起210の配置位置も示している。
【0173】
図51は、本実施例における具体的構成例を示している。図51(a)乃至図51(e)は、1画素及びその近傍の平面構成を示している。各画素は一辺が約86μm×260μmのほぼ長方形の外形を有している。各画素は、画素のほぼ中央を横切る蓄積容量バスライン18を挟んで上下にそれぞれ3行2列の電極ユニット26が形成された画素電極16を有している。図51(a)と図51(e)の電極ユニット26は、幹部28がX字状に交差しており、図51(b)乃至図51(d)の電極ユニット26は、幹部28が十字状に交差している。また、図51(a)、(c)、(e)の接続電極36はドレインバスライン14側に形成され、図51(b)、(d)の接続電極36は電極ユニット26の外周の辺の中点近傍に形成されている。
【0174】
各図に示すように、蓄積容量バスライン18から分岐してドレインバスライン14に沿って図上下に配線が延びて各画素にH型蓄積容量配線が形成されている。H型蓄積容量配線からは各スリット34に引き出された垂直配向制御部206の垂直配向制御用電極が形成されている。なお、図51では配向規制を補強するために対向基板側に形成された点状突起210の配置位置も示している。点状突起210は各電極ユニット26のほぼ中央に位置するように形成されている。図51の各図に示す画素構成にすることにより、H型蓄積容量配線及び垂直配向制御部206の垂直配向制御用電極と対向電極との間に電圧が印加されないため、H型蓄積容量配線及び垂直配向制御部206上の液晶分子lcmを安定して垂直配向させることができる。また、両接続電極36上には強度s=−1の特異点が形成される。
【0175】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パネルを指で押す等、実用上起こり得る多少の衝撃があっても、配向状態が安定であり、表示むら等の表示不良が起こらない液晶表示装置を実現できる。
【0176】
〔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用基板及びそれを備えた液晶表示装置について説明する。本実施の形態は、対向基板側に配向規制用構造物を設けることなく、垂直配向型の液晶配向を確実に規制する方法に関する。
【0177】
MVA方式のLCDでは白黒表示において、上下左右方向の視野角が80°で10以上のコントラスト比が得られている。しかしながら、少なくとも一方の基板側に樹脂等で形成された配向制御用の線状突起を形成する必要がある。このため、線状突起の形成工程が余計に加わる分だけ製造歩留まりが低下してしまう可能性が生じている。
【0178】
図52は、電極ユニット同士の接続例を示している。図52(a)は、正方形状の電極ユニット526がスリット534を介して縦5個横3個のマトリクス状に配列されている構造を示している。隣り合う電極ユニット526同士は、ほぼ電極ユニット526の一辺の中点から延びる接続電極536で電気的に接続されている。図52(b)は、図52(a)と同様の配列の複数の電極ユニット526が、隣接する外周の角部同士を接続電極536で接続した構造を示している。
【0179】
図52(a)及び図52(b)に示す構造は、両図に直線の矢印で示すように、接続電極536を介して複数の電極ユニット526が一直線でつながっている。このため、一直線上に複数並んだ電極ユニット526のそれぞれに形成される強度s=+1の特異点の形成位置が不安定になった場合には、接続電極536を通路として特異点が大きく動いてしまう可能性が高くなり、配向不良が画素全体に及んでしまう確率がかなり高くなってしまう。
【0180】
本実施の形態では、(1)樹脂材料等を用いた土手状構成物を形成しない、(2)配向膜にラビング処理等を施した配向規制力を与えない(すなわち、基板に対して液晶分子を単に垂直方向へ配向させるようにする)、(3)TFT基板側の画素電極構成だけで配向方向を規制する、という条件で、且つ、電圧印加時に液晶分子を複数の所望の方向へ傾斜配向させることを目的とする。
【0181】
この目的を達成するために、本実施の形態では、TFT基板側に設ける画素電極の形状を以下のようにする。まず、各画素の画素電極は、長方形又はそれに近い形状をした複数の電極ユニットを組み合わせる。そして、複数の電極ユニット同士をそれぞれ電気的に接続するための接続電極を以下に説明するように配置する。
【0182】
互いに隣接する複数の電極ユニットは、当該電極ユニットの外周の辺に沿って設けられたスリットにより分け隔てられている。電極ユニットの外周の1辺において、当該辺の両端部のいずれか一方だけに接続電極を形成する。電極ユニットの外周の辺のうち、複数の辺に接続電極を設ける場合、隣接する2辺が交わる角部では、どちらか一方の辺の端部のみに接続電極を設けるような画素パターンとする。このように複数の電極ユニットを配置した場合、たとえば図53に示すような画素電極パターンとなる(第1の手段)。
【0183】
また、電極ユニットの形状を次のように構成してもよい。電極ユニットの外周の各々の辺の一部から1本の細長いスペースを隣接する一方の辺に向かって当該辺の直前まで形成する。各々の辺を起点として設けられる各々のスペースが隣接辺に向かう向きは、電極ユニットの中心を軸として同じ回転方向になるように設ける。回転方向は時計回りであっても反時計回りであっても構わない。このように設計した電極ユニットを、上記第1の手段と同様にスリットを隔てて隣接させる。隣接させた電極ユニット同士は、外周端部に接続電極を設けて電気的に接続させる(第2の手段)。
【0184】
また、複数の電極ユニットを区切るスリットは、6μm以上の幅で長さは100μm以下とし、複数の電極ユニットと電気的接続をとる接続電極の幅は5μm以下とする。
【0185】
本実施形態を用いることによりLCD製造プロセスに対し以下に挙げるような効果が生じる。
(1)対向基板側に追加する構造物が一切不要なため、対向基板側への構造物形成プロセスを省くことができる。
(2)液晶分子を配向規制するのはTFT基板側の画素電極のパターンによる。これは通常の「べた」の画素電極パターン形成プロセスと同一のプロセスで行うことができるため、新たに増加するプロセスがない。
(3)両基板に形成する配向膜は、垂直配向膜を塗布・成膜するだけであり、ラビング処理や光配向処理など、配向規制力を与えるプロセスが不要となる。
これら(1)〜(3)の効果によりプロセスの増加による歩留り低下の要因がなくなるため、結果的に製造歩留りを向上させることが可能となる。
【0186】
また、各画素の画素電極の構成を上記第1又は第2の手段で構成することにより、以下のような効果が生じる。
(4)第1の手段では、1つの接続電極で一直線に接続される電極ユニットは2つだけになるので、強度s=+1の特異点の位置が乱れた場合でも、配向が乱れてしまう領域を小さくすることができる。
(5)第2の手段では、1つの接続電極で一直線に接続される電極ユニットは2つだけになると共に、接続電極で一直線に接続される領域が短いため、強度s=+1の特異点が乱れた場合でも、配向が乱れてしまう領域を小さくすることができる。
(6)電極ユニットの周囲にあるスリットの幅が6μm以上である場合、電極ユニット端部の斜め電界の効果が強くなり、電極ユニット内で所望の配向を実現できる。逆にスリットの幅がそれよりも狭い場合、斜め電界の効果が小さくなり、配向乱れを生じてしまう。
(7)電極ユニットの周囲にあるスリットの長さは短いほど、電極ユニットの大きさは小さくなり、電極ユニット端部の斜め電界効果を高めることができる。できるだけ電極ユニット自体の大きさは小さい方が望ましいが、電極ユニットの大きさが小さくなるということは、逆にスリット部分の面積が大きくなることを意味しており、輝度が低下してしまうことになる。電極ユニットは適度な大きさが必要となるが幅40μm程度までが理想である。従って、スリット1本の長さは最長で100μmまでとなる。
(8)接続電極の幅が太すぎる場合、強度s=+1の特異点が隣接する電極ユニットに移動して配向が不安定になる。幅を5μm以下にした場合、強度s=+1の特異点が移動し難くなるため配向自体が安定する。
【0187】
また、本実施の形態による液晶表示装置用基板を適用して作製された液晶パネルの上下を一対の直交するλ/4板で挟んだ場合、直線偏光板だけを挟んだ場合に発生する配向分割部の境界に発生するディスクリネーションラインを消して当該ライン部を透過する光量を増加させることが可能となるため、全体的な輝度を高くすることが可能となる。
【0188】
以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例4−1乃至4−5を用いて具体的に説明する。
(実施例4−1)
図53及び図54を用いて本実施例について説明する。図53は、5行4列にマトリクス状に配列された電極ユニット26と、電極ユニット26間を電気的に接続する接続電極36の配置関係とを示している。図53において、互いに隣接する複数の電極ユニット26は、当該電極ユニット26の外周の辺に沿って設けられたスリット34により分け隔てられている。電極ユニット26の外周の辺のそれぞれの一方の端部に接続電極36が形成されている。電極ユニット26の隣接する2辺が突き当たる角部では、どちらか一方の辺の端部のみに接続電極36が設けられている。このような構成にすることにより、図53に矢印で示すように、1つの接続電極36で一直線に接続される電極ユニット26は2つだけになるので、強度s=+1の特異点の位置が乱れた場合でも、配向が乱れてしまう領域を小さくすることができる。
【0189】
図54は、図53に示す電極ユニット26及び接続電極36の配置関係を用いて形成された画素を示している。ドレインバスライン14方向に伸びた画素ピッチ(画素の長手方向)の幅は300μmであり、ゲートバスライン12方向に伸びた画素ピッチの幅は100μmである。TFT基板2には幅7μmのドレインバスライン14とゲートバスライン12が形成されており、それらから8μmずつ離れた位置に画素電極16がITOで形成されている。すなわち、画素電極16が形成される領域の幅は77μmである。画素電極16のパターン形状については後述する。各画素のドレインバスライン14とゲートバスライン12の交点近傍にTFT10が形成されている。
【0190】
画素電極16は、複数の電極ユニット26を含んで構成されている。1つの電極ユニット26は、外周形状が19μm×19μmの正方形の「べた」電極である。隣接する電極ユニット26間には幅6μmのスリット34が配置されている。互いに隣接する電極ユニット26を接続するための接続電極36は、正方形の電極ユニット26の辺の一方の端部に形成されている。当該辺の他端部には接続電極36は形成しない。また、接続電極36が形成された角部の隣接辺の端部に接続電極36は形成しない。すなわち、正方形のそれぞれの角に一つずつ接続電極36が形成され、外周部全体として風車状に4つの接続電極36が形成されている。なお、接続電極36の幅は3.5μmである。このように接続電極36が形成された電極ユニット26を互いの接続電極36同士が接続されるように隣接させる。隣接する電極ユニット26間は幅6μmのスリット34が形成されている。隣接するスリット34の位置関係は、1つのスリット34の長手方向の中心部の位置に接続電極36を隔てて他の1つのスリット34の先端部が位置するように配置されており、隣接するスリット34同士の長手方向は互いに直交している。
【0191】
また、画素電極16は、絶縁層に形成したコンタクトホール(共に不図示)を介してTFT10のソース電極に接続される。従って、コンタクトホール形成のための余裕が必要なため、画素電極16とソース電極との接続領域はある程度大きな透明電極が必要となる。このため、この領域に限って約15μm角の正方形の「べた」電極を設けている。
【0192】
また、図中の画素下方には隣接画素用のTFT10のドレイン電極が配置されている。このため、当該ドレイン電極による配向乱れやクロストークの発生を防止するため、画素電極16と当該ドレイン電極が重ならないように、当該ドレイン電極から7μm離れて画素電極16の端部を設けている。
【0193】
また、CF基板(対向基板)4側には、ドレインバスライン14方向に幅23μmのブラックマトリクスが300×100μmピッチで設けられている。開口部には、それぞれR、G、Bのカラーフィルタ(CF)層が形成されており、その上には、ITOからなるコモン電極が全面「べた」で形成されている。なお、対向基板4上には、土手状の配向規制用構成物は一切形成されていない。
【0194】
両基板には垂直配向膜が形成されており、電圧無印加状態で液晶分子が基板面(配向膜面)に対して垂直方向に配向している。TFT基板2と対向基板4とが所定のセルギャップで貼り合わされて負の誘電異方性を持つ液晶が注入されて封止されている。
【0195】
このような構成の液晶パネルを通常駆動させると、画素電極16のうち1つの電極ユニット26中では、正方形の端部(即ち辺にあたる部分)からから中心部に向かう、大まかに4つの方向の配向分割を実現することができる。1電極ユニット26の大きさが19μm×19μmと比較的小さな形状であるため、画素端部による電界の効果が大きく、配向規制力を大きくすることができる。また、画素電極16内のスリット34の配置により、接続電極36を介して一直線で結ばれる距離を短くできるため、隣接電極ユニット26間の配向領域を連結してしまう配向不良は出現し難く、仮に出現したとしても表示品質の低下を防ぐことができる。
【0196】
(実施例4−2)
図55を用いて本実施例について説明する。電極ユニット26の形状は図53に示したものと同じであるが、接続電極36が電極ユニット26の外周の3辺のみに設けられ、残りの1辺には接続電極36を設けない構造としている。このような構成にすると、隣接する電極ユニット26間との接続数を減らせるため、強度s=+1の特異点の移動による配向不良が発生する確率をさらに減少させることができる。
【0197】
(実施例4−3)
図56を用いて本実施例について説明する。電極ユニット26の形状は図53に示したものと同じであるが、接続電極36が外周の全ての辺に設けられた電極ユニット26と、接続電極36が外周の対向する2辺のみに設けられ、残りの2辺には設けられていない電極ユニット26との2種類が組み合わされている。このような構成にすると、隣接する電極ユニット26間との接続数を減らせるため、強度s=+1の特異点の移動による配向不良が発生する確率をさらに減少させることができる。
【0198】
(実施例4−4)
図57及び図58を用いて本実施例について説明する。図57(a)は、本実施例による1個の電極ユニット26の形状を示しており、図57(b)は3行2列にマトリクス状に配列された電極ユニット26と、電極ユニット26間を電気的に接続する接続電極36の配置関係とを示している。
【0199】
電極ユニット26の外周の形状は35μm×35μmの正方形である。1つの電極ユニット26に、各辺の一部を起点として、太さ6μmの4本のスペース33を設ける。スペース33の起点であるが、各辺の中心部に近い位置が望ましい。具体的には、図57(a)に示す正方形の4辺のうち下の辺においては、右端から約14μmの位置を起点とし、この辺に対し45°の角度をなし、隣接する辺のうち、右側の辺に向かう方向へスペース33を延ばす。スペース33を隣接する右側の辺まで延ばしてしまうと、電極が切れてしまうため、スペース33が延びた先の辺の部分には、必ず電極が残るようにしなければならない。このようなスペース33を正方形の各々の辺に設けると、図57(a)に示す電極ユニット26の形状となる。
【0200】
このような構造の電極ユニット26をゲートバスライン12に沿った方向に2個、ドレインバスライン14に沿った方向に6個配列させると図58に示す構造となる。互いに隣接する電極ユニット26は、幅7μmのスリット34で隔てられている。各々の電極ユニット26に電気的接続を取るための接続電極36は画素電極16端部に設ける。これは、画素電極16上で直線状につながる長さを短くするためである。こうすることにより、スリット34を隔てて隣接する電極ユニット26間の配向部分を連結してしまう配向不良を生じ難くし、また、仮に配向不良が出現したとしても表示品質の低下を防ぐことができる。
【0201】
(実施例4−5)
図59及び図60を用いて本実施例について説明する。本実施例においては、ドレインバスライン14方向に伸びた画素ピッチ(画素の長手方向)の幅を225μmとする。一方、ゲートバスライン12方向に伸びた画素ピッチの幅を75μmとする。実施例4−1乃至4−4と比較して、1画素の大きさ自体が小さい場合の例である。
【0202】
TFT基板2には幅6μmのドレインバスライン14とゲートバスライン12が形成されており、それらから7μmづつ離れた位置に画素電極16がITOで形成されている。すなわち、画素電極16が形成される領域の幅は55μmである。画素電極16のパターン形状については後述する。各画素のドレインバスライン14とゲートバスライン12の交点近傍にTFT10が形成されている。
【0203】
画素電極16は、複数の電極ユニット26を含んで構成されている。1つの電極ユニット26は、外周形状が24.5μm×24.5μmの正方形電極である。隣接する電極ユニット26間には幅6μmのスリット34が配置されている。互いに隣接する電極ユニット26を接続するための接続電極36は、正方形の電極ユニット26の辺の一方の端部に形成されている。また、当該辺の他方端には接続電極36は形成せず、接続電極36が形成された角部の隣接辺の端部にも接続電極は形成しない。すなわち、正方形のそれぞれの角に一つずつ接続電極36が風車状に形成されている。なお、接続電極36の幅は3.5μmである。このように接続電極36が形成された電極ユニット26を互いの接続電極36同士が接続されるように隣接させる。隣接する電極ユニット26間は幅6μmのスリット34が形成されている。隣接するスリット34の位置関係は、1つのスリット34の長手方向の中心部の位置に接続電極36を隔てて他の1つのスリット34の先端部が位置するように配置されており、隣接するスリット34同士の長手方向は互いに直交している。
【0204】
このようにして作られた電極ユニット26を横方向(ゲートバスライン12が延びる方向)に2個、縦方向(ドレインバスライン14が延びる方向)に6個配列する。蓄積容量バスライン18は、電極ユニット26を配列したときにできるスリット34の位置に合うように配置するため、画素中心部ではなく上下いずれかに偏らせて配置する。具体的には、下側のゲートバスライン12から約150μm、上側のゲートバスライン12から約75μm離れた位置を中心とし、幅20μmの蓄積容量電極20を設けている。蓄積容量バスライン18を境として、下部の開口領域に8(=2×4)個、上部の開口領域に4(=2×2)個ずつ電極ユニット26を配置する。但し、実施例4−1と同様に隣接画素のTFT領域に重ならないように電極ユニット26の一部は形状を変化させる必要がある。
【0205】
また、画素電極16は、絶縁層に形成したコンタクトホール(共に不図示)を介してTFT10のソース電極に接続される。従って、コンタクトホール形成のための余裕が必要なため、画素電極16とソース電極との接続領域はある程度大きな透明電極が必要となる。このため、この領域に限って約15μm角の正方形の「べた」電極を設けている。
【0206】
また、図中の画素下方には隣接画素用のTFT10のドレイン電極が配置されている。このため、当該ドレイン電極による配向乱れやクロストークの発生を防止するため、画素電極16と当該ドレイン電極が重ならないように、当該ドレイン電極から7μm離れて画素電極16の端部を設けている。
【0207】
また、CF基板(対向基板)4側には、ドレインバスライン14方向に幅20μmのブラックマトリクスが225×75μmピッチで設けられている。開口部には、それぞれR、G、BのCF層が形成されており、その上には、ITOからなるコモン電極が全面「べた」で形成されている。なお、対向基板4上には、土手状の配向規制用構成物は一切形成されていない。
【0208】
両基板には垂直配向膜が形成されており、電圧無印加状態で液晶分子が基板面(配向膜面)に対して垂直方向に配向している。TFT基板2と対向基板4とが所定のセルギャップで貼り合わされて負の誘電異方性を持つ液晶が注入されて封止されている。
【0209】
このような構成の液晶パネルを通常駆動させると、画素電極16のうち1つの電極ユニット26中では、正方形の端部(即ち辺にあたる部分)からから中心部に向かう、大まかに4つの方向の配向分割を実現することができる。1電極ユニット26の大きさが24.5μm×24.5μmと比較的小さな形状であるため、画素端部による電界の効果が大きく、配向規制力を大きくすることができる。また、画素電極16内のスリット34の配置により、接続電極36を介して一直線で結ばれる距離を短くできるため、隣接電極ユニット26間の配向領域を連結してしまう配向不良は出現し難く、仮に出現したとしても表示品質の低下を防ぐことができる。
【0210】
図60は、図59に示した画素構造のうち、電極ユニット26を図57に示す形状に変更した画素電極16を示している。図60に示す画素電極16の構造は、図57に示す電極ユニット26を縦方向(ドレインバスライン14が延びる方向)に3個配列している。蓄積容量バスライン18は、電極ユニット26を配列したときにできるスリット34の位置に合うように配置するため、画素中心部ではなく上下いずれかに偏らせて配置する。蓄積容量バスライン18を境として、下部の開口領域に2個、上部の開口領域に1個の電極ユニット26を配置している。但し、実施例4−1と同様に隣接画素のTFT領域に重ならないように電極ユニット26の一部は形状を変化させている。こうすることにより、スリット34を隔てて隣接する電極ユニット26間の配向部分を連結してしまう配向不良を生じ難くし、また、仮に配向不良が出現したとしても表示品質の低下を防ぐことができる。
【0211】
以上の通り本実施の形態によれば、画素電極をパターニングする工程だけで、配向規制力を与えることができ、且つ配向不良の発生を軽減させることができるため、高画質のLCDを高い歩留まりで、低コストで作製することができる。また、互いに直交した光学軸を有する円偏光板を本実施形態のLCDパネルの表裏側に配置すれば高輝度の表示を容易に実現することができる。
【0212】
〔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用基板及びそれを備えた液晶表示装置について説明する。第4の実施の形態で説明したとおり、従来のMVA−LCDやASV−LCDでは土手状の樹脂パターンを形成する工程を要するため、製造歩留まりが低下してしまう問題がある。また、画素電極上で低階調側から高階調側にスイッチングする瞬間に液晶の移動があると、互いに隣接する電極パターンを電気的に接続している接続電極を通して、強度s=+1の特異点が移動し、そのまま固定されてしまう現象が生じることがある。この現象は残像として表示される。
【0213】
また、液晶パネル表面を指で押した場合、液晶分子は物理的に押され傾斜してしまう。この場合も強度s=+1の特異点が移動してしまうが、接続電極はもちろんのこと、接続電極のない電極パターン間のスリットの部分を越えて、強度s=+1の特異点が移動してしまう現象が生じる。
【0214】
電極パターン間のスリットを越えて、強度s=+1の特異点が移動してしまう現象は次のような条件で発生する。
(1)隣接する電極パターンの間のスリットの間隔が狭い場合、
(2)電極パターン自体の形状が、微細スリットなど配向を規制させる部分が少なく、電極自体の面積が大きい場合、
(3)表示階調が相対的に高い場合(通常、低階調では特異点の移動は生じない)。
【0215】
また、別の問題として、画素電極をTFTのソース電極にコンタクトさせた場合、ソース電極の電界の影響を受けて、本来画素電極の中心に形成されなければならない強度s=+1の特異点がソース電極の方向に流れてしまい、これを起因とした残像が生じる場合がある。
【0216】
本実施の形態では、液晶表示装置の振動による残像や、表面を指押しした場合に生じるむらをなくし、且つ、製造プロセスを増加させないために、次のような構造を採用する。
【0217】
(1)1画素の画素電極において、各々の電極パターンのセル内における位置は、各々の電極パターンの周縁部の位置よりも低くする。こうすると、画素電極を構成する電極パターンの周囲に絶縁層による壁面が形成される構成となる。この場合、電極のない部分に絶縁層が形成されていることになるため、隣接する電極パターンの間に土手を形成するのと同じ効果を得ることができる。これにより、隣接する電極パターン間を越えた、強度s=+1の特異点の移動と結合を防ぐことができる。
【0218】
(2)1画素の画素電極において、TFTと直接接続している電極パターンのコンタクトホールを当該電極パターンの中心部に設け、且つTFTのソース電極を電極パターンのコンタクトホールまで延ばす。コンタクトホールを電極パターンの中心部に設けることは、電極パターンにより発生される強度s=+1の特異点の発生位置と、コンタクトホールの部分に強度s=+1の特異点が引き込まれる位置が一致するため、強度s=+1の特異点が必ず同じ位置に発生することになる。これにより、画素毎に強度s=+1の特異点の発生位置がずれることがなくなるので残像は発生しない。
【0219】
(3)ゲートバスラインに隣接する電極端部やTFTのソース電極とコンタクトしている電極ユニットの大きさが他の部分の電極ユニットより小さくなるようにする。強度s=+1の特異点が崩れやすい部分の電極ユニットを意図的に小さくすることにより、実際に特異点の異常が発生した場合の影響を小さくして、配向分割のドメインの割合のバランスを崩れ難くすることができる。このため、マクロ的に見て、ざらつきの配向不良や、残像が発生し難くなると考えられる。
【0220】
以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例5−1乃至5−4を用いて具体的に説明する。
(実施例5−1)
図61及び図62を用いて本実施例について説明する。図61は、複数の電極ユニット26が形成された画素を示している。図62は、図61のD−D線で切断した断面を示している。ドレインバスライン14方向に伸びた画素ピッチ(画素の長手方向)の幅は300μmであり、ゲートバスライン12方向に伸びた画素ピッチの幅は100μmである。
【0221】
TFT基板2のガラス基板52上には幅7μmのドレインバスライン14とゲートバスライン12が形成されている。ドレインバスライン14とゲートバスライン12との間に主にSiO2等の第1の絶縁層500が形成され、さらに第2の絶縁層502が形成されている(図62参照)。第2の絶縁層502は所定位置が開口されている。開口位置について次に説明する。
【0222】
(1)TFT10のソース電極部分を開口する。これは画素電極16と接続させる必要があるために必須である。約5μmの正方形状の穴を、電極ユニット26とコンタクトさせる部分のソース電極上に形成する。
(2)後に形成される電極ユニット26の配置位置に電極ユニット26が収まる大きさの開口を形成する。例えば、1つの電極ユニット26の外周の形状が、35μm×35μmの正方形状とし、1画素内に横方向に電極ユニット26を2個、縦方向にこの電極ユニット26を6個並べるものとする。このように配列させる電極ユニット26の位置に合わせて、37μm×37μmの大きさの穴を第2の絶縁層502に設ける。
【0223】
その後、全面に画素電極16となるITO層をスパッタリング法等により形成する。その後、ITO層をウェットエッチング法にてパターニングし、複数の電極ユニット26を形成する。ここで形成される電極ユニット26は、前工程で形成された第2の絶縁層502を開口した37μm×37μmの穴504中に形成されることとなる。なお、それぞれの電極ユニット26を電気的に独立させることはできないため幅約4μmの接続電極36を所定位置に同時に形成しておく。
【0224】
また、図中の画素下方には隣接画素用のTFT10のドレイン電極が配置されている。このため、当該ドレイン電極による配向乱れやクロストークの発生を防止するため、画素電極16と当該ドレイン電極が重ならないように、当該ドレイン電極から7μm離れて画素電極16の端部を設けている。
【0225】
また、CF基板(対向基板)4側には、ドレインバスライン14方向に幅23μmのブラックマトリクスが300×100μmピッチで設けられている。開口部には、それぞれR、G、Bのカラーフィルタ(CF)層が形成されており、その上には、ITOからなるコモン電極が全面「べた」で形成されている。なお、対向基板4上には、土手状の配向規制用構成物は一切形成されていない。
【0226】
両基板には垂直配向膜が形成されており、電圧無印加状態で液晶分子が基板面(配向膜面)に対して垂直方向に配向している。TFT基板2と対向基板4とが所定のセルギャップで貼り合わされて負の誘電異方性を持つ液晶が注入されて封止されている。
【0227】
このような構成の液晶パネルを通常駆動させると、画素電極16のうち1つの電極ユニット26中では、正方形の端部(即ち辺にあたる部分)からから中心部に向かう、大まかに4つの方向の配向分割を実現することができる。
比較例として図63に従来構造の画素断面を示す。図63(a)はTFT基板2及びCF基板4に封止された液晶の液晶分子lcmの配向状態を示している。TFT基板2上にはスリット34を介して隣り合う2つの電極ユニット26が形成されている。電圧印加状態で図示のように液晶分子lcmは配向し、強度s=+1の特異点がスリット34上に配置されている。ところが、図63(b)に示すように、指押し等により力Fがパネルに作用すると、液晶分子はlcmは図示のように一方向に配向し、強度s=+1の特異点がスリット34上から移動するか消滅してしまっている。これに対し、本実施例によれば、画素端部による電界の効果が大きく、配向規制力を大きくすることができる。また、図62に示すように、画素電極16内のスリット34の第2の絶縁層502が土手状の配向規制用構造物として機能するため、隣接電極ユニット26間の配向領域を連結してしまう配向不良は出現し難く、仮に出現したとしても表示品質の低下を防ぐことができる。
【0228】
(実施例5−2)
図64乃至図67を用いて本実施例について説明する。図64は、図61のE−E線と同じ位置で切断した断面を示している。図65乃至図67は、図64に示す位置での製造工程断面を示している。電極ユニット26の形状は実施例5−1と同じなので説明は省略する。本実施例の実施例5−1と異なる点は、画素電極16となるITO層を最初に形成することにある。まず、図65(a)に示すように、ガラス基板52上にITO膜510を成膜する。次に、ITO膜510をウェットエッチング法を用いてパターニングして図65(b)に示すように、電極ユニット26及び接続電極36を含む画素電極16を形成する。次に、全面に絶縁膜514を形成する(図65(c)参照)。次に、図65(d)に示すように、ゲート電極材料516を全面に成膜する。
【0229】
次に、ゲート電極材料516をパターニングして図66(a)に示すように、ゲートバスライン12を形成する。次いで、図66(b)に示すように、ゲート絶縁膜518を形成し、不図示の半導体層を成膜した後パターニングしてゲートバスライン(ゲート電極)12上層にチャネル層(不図示)を形成する。次に、図66(c)に示すように、電極ユニット26表面が露出するコンタクトホール520を開口する。
【0230】
次に、図67(a)に示すように、ドレインバスライン形成金属層522を成膜してパターニングし、ドレインバスライン14及びドレイン電極22、ソース電極24を形成してTFT10を作製する(図67(b)参照)。次に、図67(c)に示すように、所定領域のゲート絶縁膜518及び絶縁膜514をドライエッチング法によりエッチング除去して、接続電極36上に絶縁層524が形成され、画素電極16形成領域がそれ以外の領域より低く形成されたTFT基板2が完成する。
【0231】
本実施例の構造によれば、スリット34上と共に、画素電極16のうち電極ユニット26同士を電気的に接続する接続電極36上のみに絶縁層524が形成されるため、従来、接続電極36の部分で発生していた強度s=+1の特異点の移動を防止することができるので、指押しや振動に対して配向不良を生じない画素構造が得られる。さらに、従来と同様の製造プロセスで画素構造を形成することができる。
【0232】
(実施例5−3)
図68を用いて本実施例について説明する。本実施例においては、ドレインバスライン14方向に伸びた画素ピッチ(画素の長手方向)の幅を225μmとする。一方、ゲートバスライン12方向に伸びた画素ピッチの幅を75μmとする。実施例5−1と比較して、1画素の大きさ自体が小さい場合の例である。
【0233】
TFT基板2には幅6μmのドレインバスライン14とゲートバスライン12が形成されており、それらから7μmづつ離れた位置に画素電極16がITOで形成されている。すなわち、画素電極16が形成される領域の幅は55μmである。画素電極16のパターン形状については後述する。各画素のドレインバスライン14とゲートバスライン12の交点近傍にTFT10が形成されている。
【0234】
画素電極16は、電極ユニット26を、横方向に1列、縦方向に3列の計3個を並べて構成されている。1つの電極ユニット26は、外周形状が55μm×55μmの正方形電極である。各々の電極ユニット26は、互いに8μm幅のスリット34を隔てて隣接され、幅4μmの接続電極36で電気的に接続されている。画素電極16を構成する電極ユニット26のうち、TFT10と直接接続する電極ユニット26のほぼ中心部に約5μmの大きさのコンタクトホール530が設けられている。当該電極ユニット26のほぼ中心部は、コンタクトホール530に確実に電極が形成されるようにするため、コンタクトホール530の周囲5μmの範囲で、電極が「べた」に形成されている領域を設けてある。また、ソース電極24は、電極ユニット26の下層で絶縁層を介して配設されるが、電極ユニット26の幹部28や枝部30からできるだけはみ出さない形状とする必要がある。ソース電極24が、電極ユニット26のスペース32下方に形成されてしまうと、ソース電極24と電極ユニット26とが同電位であるため、スペース32として機能しなくなってしまうのを防止するためである。
【0235】
こうすることにより、画素電極16をTFT10のソース電極24にコンタクトさせた場合に、ソース電極24の電界の影響を受けて、本来電極ユニット26の中心に形成されなければならない強度s=+1の特異点がソース電極24の方向に流れてしまう現象を回避することができるので、これを起因とした表示のざらつき感を低減させることができる。
【0236】
(実施例5−4)
図69を用いて本実施例について説明する。本実施例では、画素ピッチは実施例5−3と同様である。
画素電極16は、第1の電極ユニット26と第2の電極ユニット26’とを組み合わせて構成されている。第1の電極ユニット26は55μm×55μmの正方形状であり、第2の電極ユニット26’は24μm×24μmの正方形状である。画素電極16は、画素の上下端に第2の電極ユニット26’を横方向に2列、縦方向に1列配置している。上下端の第2の電極ユニット26’に挟まれるように第1の電極ユニット26を横1列、縦2列で配置している。
【0237】
このように本実施例では、ゲートバスライン12に隣接する電極端部やTFT10のソース電極24とコンタクトしている第2の電極ユニット26’の大きさが他の部分の電極ユニット26より小さくなるようにしている。強度s=+1の特異点が崩れやすい部分の電極ユニット26’を意図的に小さくすることにより、実際に特異点の異常が発生した場合の影響を小さくして、配向分割のドメインの割合のバランスを崩れ難くすることができる。このため、マクロ的に見て、ざらつきの配向不良や残像の発生を抑制することができる。
【0238】
以上説明したように、本実施の形態によれば、画素電極の電極パターンの周囲に絶縁層の土手を形成させた構造であって、製造プロセスを増加させずに、特異点の発生位置の変動を抑えることができるようになる。
【0239】
また、TFTとのコンタクトホールを電極パターンの中心部に取ることにより、特異点の発生位置を一致させ、残像の発生を抑制することができるようになる。
【0240】
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、ほぼ同一形状の複数の電極ユニット26が画素領域に配置されているが、本発明はこれに限らず、異なる形状の複数の電極ユニット26を組み合わせて配置してもよい。一例として、蓄積容量バスライン18に対して互いに線対称となる2種類の形状の複数の電極ユニット26を蓄積容量バスライン18の上方及び下方にそれぞれ配置する構成が挙げられる。
【0241】
また、上記実施の形態ではMVA−LCDを例に挙げたが、本発明はこれに限らず、TN(Twisted Nematic)モード等の他の液晶表示装置にも適用できる。
【0242】
さらに、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、光反射性を有する導電膜により画素電極16が形成された反射型や、半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
【0243】
また、上記実施の形態では、TFT基板2に対向配置されたCF基板4上にCFが形成された液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、TFT基板2上にCFが形成された、いわゆるCF−on−TFT構造の液晶表示装置にも適用できる。
【0244】
以上説明した第1の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
(付記1)
対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に互いにほぼ平行に形成された複数のゲートバスラインと、
前記ゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配置された画素領域と、
前記画素領域に形成された複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間に形成されたスリットと、前記複数の電極ユニットを互いに接続する接続電極とを備えた画素電極と、
前記画素領域毎に形成された薄膜トランジスタと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【0245】
(付記2)
付記1記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、前記画素領域の外周部に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0246】
(付記3)
付記1又は2に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、複数の幹部と、前記幹部から分岐して延びる複数の枝部と、前記枝部間のスペースとを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0247】
(付記4)
付記3記載の液晶表示装置用基板において、
前記スリットは、前記スペースの幅より広い幅を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0248】
(付記5)
付記3又は4に記載の液晶表示装置用基板において、
前記幹部は、前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインにほぼ平行又は垂直に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0249】
(付記6)
付記3乃至5のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記枝部は、前記薄膜トランジスタのソース電極近傍で、前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインにほぼ平行又は垂直に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0250】
以上説明した第2の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
(付記7)
付記3乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は互いに交差して形成され、
前記電極ユニットは、前記複数の幹部により画定され、前記液晶をそれぞれ異なる方向に配向させる複数の配向領域を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0251】
(付記8)
付記3乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインにほぼ平行又は垂直な4辺からなる長方形状の外周を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0252】
(付記9)
付記8記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、前記電極ユニット内に配置された1つの起点から、前記外周上に配置された4つの終点までを直線状に結ぶ形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0253】
(付記10)
付記9記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形の各辺にそれぞれ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0254】
(付記11)
付記10記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形の各辺を等分する位置にそれぞれ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0255】
(付記12)
付記9記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形のうち一辺に2つ配置され、当該一辺に対峙する辺と他の辺とに1つずつ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0256】
(付記13)
付記9記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形のうち一辺に2つ配置され、当該一辺に対峙する辺以外の2つの辺に1つずつ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0257】
(付記14)
付記9記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形のうち一辺に2つ配置され、当該一辺に対峙する辺に2つ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0258】
(付記15)
付記9乃至14のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点のうち少なくとも1つは、前記長方形の頂点に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0259】
(付記16)
付記15記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点は、前記長方形の頂点にそれぞれ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0260】
(付記17)
付記9乃至16のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記起点は、前記4つの終点のうち隣接しない2つの終点同士をたすき状に結ぶ2つの直線の交点に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0261】
(付記18)
付記9乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、ほぼ同一幅の長方形状であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0262】
(付記19)
付記18記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、前記終点近傍のみ細い幅を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0263】
(付記20)
付記9乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、前記起点から前記終点までに徐々に細くなる幅を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0264】
(付記21)
付記9乃至20のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、途中で屈曲していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0265】
(付記22)
付記8乃至21のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、正方形状の外周を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0266】
(付記23)
付記7乃至22のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の電極ユニットは、ほぼ同一形状であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0267】
(付記24)
付記7乃至22のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の電極ユニットは、異なる形状であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0268】
(付記25)
付記24記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の電極ユニットは、互いに線対称の2種類の形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0269】
(付記26)
付記7乃至25のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続するために前記画素電極形成材料が全面に形成されたコンタクト領域を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0270】
(付記27)
付記7乃至26のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極に隣接する前記電極ユニットは、他の前記電極ユニットに比較して、前記ドレインバスラインに沿う方向の辺の長さが短く形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0271】
(付記28)
付記7乃至27のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部は、ほぼ同一幅の長方形状であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0272】
(付記29)
付記7乃至27のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部は、前記幹部に接続された根本部から先端部までに徐々に細くなる幅を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0273】
(付記30)
付記7乃至29のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部は、途中で屈曲していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0274】
(付記31)
付記7乃至30のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部は、前記配向領域内で互いにほぼ平行に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0275】
(付記32)
付記8乃至31のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、前記外周の一辺に対して45°以上90°以下の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0276】
(付記33)
付記32記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、前記外周の一辺に対して90°の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0277】
(付記34)
付記32記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、前記外周の一辺に対して45°の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0278】
(付記35)
付記7乃至34のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、隣接する前記配向領域間で90°以上135°以下の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0279】
(付記36)
付記7乃至34のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、隣接する前記配向領域間で45°以上90°以下の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0280】
(付記37)
付記7乃至34のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の枝部の延びる方向は、隣接する前記配向領域間で90°の角度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0281】
(付記38)
付記7乃至37のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、所定のずれ幅で互いにずれた状態で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0282】
(付記39)
付記38記載の液晶表示装置用基板において、
前記ずれ幅は、前記幹部の幅以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0283】
(付記40)
付記7乃至39のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、前記幹部及び前記枝部と同一の形成材料で形成され、前記ドレインバスライン近傍に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0284】
(付記41)
付記7乃至40のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、隣接する前記電極ユニットの前記枝部間に配置され、当該枝部のうち少なくとも一方の延びる方向にほぼ平行に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0285】
(付記42)
付記41記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、隣接する前記電極ユニットの前記枝部であって、互いにほぼ平行に延びて前記スリットを介して対向する前記枝部間に配置され、当該枝部の延びる方向にほぼ平行に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0286】
(付記43)
付記7乃至40のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、隣接する前記電極ユニットの前記枝部であって、前記スリットを介して対向する前記枝部以外の前記枝部間に配置され、当該枝部の延びる方向に対して斜めに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0287】
(付記44)
付記7乃至40のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、前記ドレインバスラインに隣接する前記電極ユニットの前記ドレインバスライン側に延びる前記枝部間に配置され、当該枝部の延びる方向にほぼ平行に延びる延伸部と、前記延伸部間を接続し、前記ドレインバスラインにほぼ平行に延びる接続部とを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0288】
(付記45)
付記7乃至44のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
蓄積容量バスラインをさらに有し、
前記接続電極は、前記ゲートバスラインの延びる方向に隣接する前記電極ユニット間を接続するために、前記蓄積容量バスライン上に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0289】
(付記46)
付記7乃至44のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
蓄積容量バスラインをさらに有し、
前記蓄積容量バスラインは、基板面に垂直方向に見て、前記スリットに重なるように配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0290】
(付記47)
付記7乃至46のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記幹部及び前記枝部と異なる形成材料で形成され、前記薄膜トランジスタのソース電極と、前記電極ユニットとを接続する第2の接続電極をさらに有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0291】
(付記48)
付記1乃至47のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極は、透明導電膜により形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0292】
以上説明した第3の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
【0293】
(付記49)
付記1乃至48のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極に電圧を印加したときに、前記液晶が垂直配向する位置を特定する垂直配向制御部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0294】
(付記50)
付記1乃至49のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板と対向配置される対向電極が形成された液晶表示装置用基板であって、
前記対向電極に電圧を印加したときに、前記液晶が垂直配向する位置を特定する垂直配向制御部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0295】
(付記51)
付記49又は50に記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向部は、
配向ベクトルの特異点の位置を制御する特異点制御部であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0296】
(付記52)
付記51記載の液晶表示装置用基板において、
前記特異点制御部は、
基板上に部分的に設けた凸部又は凹部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0297】
(付記53)
付記52記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部又は凹部は、線状の形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0298】
(付記54)
付記52記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部又は凹部が、点状の形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0299】
(付記55)
付記52乃至54のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部又は凹部は、導電性を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0300】
(付記56)
付記52乃至54のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部又は凹部は、絶縁性を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0301】
(付記57)
付記52乃至54のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部又は凹部は、絶縁性部分と導電性部分とを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0302】
(付記58)
付記57記載の液晶表示装置用基板において、
前記導電性部分は、前記接続電極が形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0303】
(付記59)
付記52乃至58記載の液晶表示装置用基板において、
前記凸部の高さは、セル厚相当であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0304】
(付記60)
付記49又は50に記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向制御部は、線状であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0305】
(付記61)
付記60記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向制御部は、前記スリットの幅を拡幅した電極抜き部であり、
前記電極抜き部の抜き幅は、セル厚の2倍以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0306】
(付記62)
付記60記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向制御部は、前記スリットの少なくとも一部に、前記画素電極から独立した電位を印加できる垂直配向制御用電極を有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0307】
(付記63)
付記62記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向制御用電極は、前記接続電極及びその近傍に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0308】
(付記64)
付記62又は63に記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向制御用電極の電位は、前記対向電極電位に等しいこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0309】
(付記65)
付記62乃至64のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
蓄積容量バスラインをさらに有し、
前記垂直配向制御用電極は、前記蓄積容量バスラインに接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0310】
以上説明した第4の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
(付記66)
付記1乃至65のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
互いに隣接する前記電極ユニットは、前記電極ユニットの外周の1辺の両端部のいずれか一方だけに前記接続電極が接続され、隣接する2辺が交わる角部では、いずれか一方の辺の端部のみに前記接続電極が接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0311】
(付記67)
付記66記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットの外周全辺に前記接続電極が接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0312】
(付記68)
付記66記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、外周の各々の辺の一部から延びるスペースを有し、
前記スペースは、隣接する一辺に向かって当該辺の直前まで延びて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0313】
(付記69)
付記68記載の液晶表示装置用基板において、
前記スペースは、前記電極ユニットの中心部を軸として、全て同じ回転方向になるような向きで各辺に設けられていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0314】
(付記70)
付記66乃至69のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記スリットの幅は、5μm以上であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0315】
(付記71)
付記66乃至69のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記スリットの長さは、100μm以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0316】
(付記72)
付記66乃至70のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極の幅は、5μm以下であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0317】
以上説明した第5の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
(付記73)
付記1乃至72のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットの基板面からの高さは、周縁部より低いこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0318】
(付記74)
付記73記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニット下層の絶縁層は開口されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0319】
(付記75)
付記73記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニット下層の絶縁層の前記電極パターンの外周縁部にストライプ状の開口が設けられていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0320】
(付記76)
付記73乃至75のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットのほぼ中央部に設けられ、前記薄膜トランジスタと前記電極ユニットとを接続するためのコンタクトホールを有すること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0321】
(付記77)
付記76記載の液晶表示装置用基板において、
前記薄膜トランジスタの前記ソース電極は、前記電極ユニットの電極材形成位置下方から前記コンタクトホールに接続していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0322】
(付記78)
付記73乃至77のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
大きさの異なる複数の前記電極ユニットを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0323】
(付記79)
付記77記載の液晶表示装置用基板において、
前記ソース電極に隣接する前記電極ユニットの大きさは、他の前記電極ユニットより小さいこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0324】
(付記80)
付記77記載の液晶表示装置用基板において、
前記バスラインに隣接する前記電極ユニットの大きさは、他の前記電極ユニットより小さいこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0325】
(付記81)
付記80記載の液晶表示装置用基板において、
前記バスラインは、前記ゲートバスラインであること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0326】
(付記82)
基板上に電極材料を成膜してパターニングし、電極ユニット及び接続電極を含む画素電極を形成し、
全面に絶縁膜を形成してからゲートバスラインを形成し、
ゲート絶縁膜を形成し、
チャネル層を形成し、
前記電極ユニット表面が露出するコンタクトホールを開口し、
ドレインバスライン形成金属層を成膜してパターニングし、ドレインバスライン及びドレイン電極、及び前記コンタクトホールを介して前記電極ユニットと接続されるソース電極を形成してTFTを形成し、
所定領域の前記ゲート絶縁膜及び前記絶縁膜を除去して、前記接続電極上に絶縁層を形成することにより、
前記画素電極形成領域をそれ以外の領域より低く形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【0327】
(付記83)
絶縁性基板と、前記絶縁性基板に対向配置された対向基板と、前記2枚の基板間に封止され、負の誘電率異方性を有し、前記基板に対してほぼ垂直に配向する液晶とを有する液晶表示装置において、
前記2枚の基板の一方に、付記1乃至81のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。
【0328】
(付記84)
付記83記載の液晶表示装置において、
前記対向基板の画素開口部内には、配向規制用構造物が全く形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【0329】
(付記85)
付記83又は84に記載の液晶表示装置において、
前記2枚の基板の外側に、それぞれ1/4波長板と偏光板とがこの順に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【0330】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、製造工程を増加させずに良好な表示品質を得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の実施例1−1による液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の実施例1−1による液晶表示装置の等価回路を模式的に示す図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の実施例1−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の実施例1−1による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態の実施例1−2による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態の実施例1−2による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態の実施例1−2による液晶表示装置用基板の構成の他の変形例を示す図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態の実施例1−3による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態の実施例1−4による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態の実施例1−5による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態の実施例1−5による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図12】本発明の第1の実施の形態の実施例1−6による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図13】本発明の第1の実施の形態の実施例1−6による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図14】本発明の第1の実施の形態の実施例1−6による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す断面図である。
【図15】本発明の第1の実施の形態の実施例1−6による液晶表示装置用基板の構成の他の変形例を示す断面図である。
【図16】本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の例を示す図である。
【図17】本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の例を示す図である。
【図18】本実施の形態による液晶表示装置用基板の構成の例を示す図である。
【図19】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図20】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図21】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図22】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図23】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図24】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図25】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図26】本発明の第2の実施の形態の実施例2−1による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図27】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図28】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図29】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図30】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図31】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図32】本発明の第2の実施の形態の実施例2−2による液晶表示装置用基板の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図33】本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置用基板の前提となる液晶分子の配向状態及び液晶表示装置の表示状態を示す図である。
【図34】本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図35】本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図36】本発明の第3の実施の形態の実施例3−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図37】本発明の第3の実施の形態の実施例3−2による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図38】本発明の第3の実施の形態の実施例3−2による液晶表示装置用基板の具体的構成例を示す図である。
【図39】本発明の第3の実施の形態の実施例3−2による液晶表示装置用基板の構成の変形例を示す図である。
【図40】本発明の第3の実施の形態の実施例3−3による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図41】本発明の第3の実施の形態の実施例3−4による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図42】本発明の第3の実施の形態の実施例3−5による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図43】本発明の第3の実施の形態の実施例3−6による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図44】本発明の第3の実施の形態の実施例3−7による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図45】本発明の第3の実施の形態の実施例3−8による液晶表示装置用基板の構成を示す断面図である。
【図46】本発明の第3の実施の形態の実施例3−8による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図47】本発明の第3の実施の形態の実施例3−9による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図48】本発明の第3の実施の形態の実施例3−10による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図49】本発明の第3の実施の形態の実施例3−11による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図50】本発明の第3の実施の形態の実施例3−11による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図51】本発明の第3の実施の形態の実施例3−11による液晶表示装置用基板の具体的構成例を示す図である。
【図52】本発明の第4の実施の形態による液晶表示装置用基板について説明する図である。
【図53】本発明の第4の実施の形態の実施例4−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図54】本発明の第4の実施の形態の実施例4−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図55】本発明の第4の実施の形態の実施例4−2による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図56】本発明の第4の実施の形態の実施例4−3による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図57】本発明の第4の実施の形態の実施例4−4による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図58】本発明の第4の実施の形態の実施例4−4による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図59】本発明の第4の実施の形態の実施例4−5による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図60】本発明の第4の実施の形態の実施例4−5による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図61】本発明の第5の実施の形態の実施例5−1による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図62】本発明の第5の実施の形態の実施例5−1による液晶表示装置用基板の構成を示す断面図である。
【図63】本発明の第5の実施の形態の実施例5−1による液晶表示装置用基板の構成の比較例を示す断面図である。
【図64】本発明の第5の実施の形態の実施例5−2による液晶表示装置用基板の構成を示す断面図である。
【図65】本発明の第5の実施の形態の実施例5−2による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図66】本発明の第5の実施の形態の実施例5−2による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図67】本発明の第5の実施の形態の実施例5−2による液晶表示装置用基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図68】本発明の第5の実施の形態の実施例5−3による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図69】本発明の第5の実施の形態の実施例5−4による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図70】従来の液晶表示装置用基板の1画素の構成を示す図である。
【図71】従来の液晶表示装置の液晶分子の配向状態及び表示状態を示す図である。
【図72】MVA−LCDの概略の構成を示す断面図である。
【図73】
MVA−LCDのTFT基板の概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
2 TFT基板
4 CF基板
10 TFT
12 ゲートバスライン
14 ドレインバスライン
16 画素電極
18 蓄積容量バスライン
20 蓄積容量電極
22 ドレイン電極
24 ソース電極
26 電極ユニット
28 幹部
30 枝部
32、33 スペース
34、35 スリット
36 接続電極
38、39 コンタクト領域
40 BM
42、43 暗線
44、45 1/4波長板
46 TACフィルム
48 液晶層
50 暗点
52、53 ガラス基板
54 絶縁膜
56 保護膜
58 共通電極
60 柱状スペーサ
62 誘電体
80 ゲートバスライン駆動回路
81 ドレインバスライン駆動回路
82 制御回路
83、84 偏光板
85 バックライトユニット
90、95 吸収軸
91、92、93、94 光学軸
Claims (20)
- 対向基板とともに液晶を挟持する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に互いにほぼ平行に形成された複数のゲートバスラインと、前記ゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記絶縁性基板上にマトリクス状に配置された画素領域と、
前記画素領域に形成された複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間に形成されたスリットと、前記複数の電極ユニットを互いに接続する接続電極とを備えた画素電極と、
前記画素領域毎に形成された薄膜トランジスタと
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1記載の液晶表示装置用基板において、
前記接続電極は、前記画素領域の外周部に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1又は2に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、複数の幹部と、前記幹部から分岐して延びる複数の枝部と、前記枝部間のスペースとを有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項3記載の液晶表示装置用基板において、
前記スリットは、前記スペースの幅より広い幅を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項3又は4に記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は互いに交差して形成され、
前記電極ユニットは、前記複数の幹部により画定され、前記液晶をそれぞれ異なる方向に配向させる複数の配向領域を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項3乃至5のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、前記ゲートバスライン及び前記ドレインバスラインにほぼ平行又は垂直な4辺からなる長方形状の外周を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項6記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数の幹部は、前記電極ユニット内に配置された1つの起点から、前記外周上に配置された4つの終点までを直線状に結ぶ形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項7記載の液晶表示装置用基板において、
前記4つの終点のうち少なくとも1つは、前記長方形の頂点に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記画素電極に電圧を印加したときに、前記液晶が垂直配向する位置を特定する垂直配向制御部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板と対向配置される対向電極が形成された液晶表示装置用基板であって、
前記対向電極に電圧を印加したときに、前記液晶が垂直配向する位置を特定する垂直配向制御部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項9又は10に記載の液晶表示装置用基板において、
前記垂直配向部は、
配向ベクトルの特異点の位置を制御する特異点制御部であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項11記載の液晶表示装置用基板において、
前記特異点制御部は、
基板上に部分的に設けた凸部又は凹部を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
互いに隣接する前記電極ユニットは、前記電極ユニットの外周の1辺の両端部のいずれか一方だけに前記接続電極が接続され、隣接する2辺が交わる角部では、いずれか一方の辺の端部のみに前記接続電極が接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項13記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットの外周全辺に前記接続電極が接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項13記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットは、外周の各々の辺の一部から延びるスペースを有し、
前記スペースは、隣接する一辺に向かって当該辺の直前まで延びて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニットの基板面からの高さは、周縁部より低いこと
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 請求項16記載の液晶表示装置用基板において、
前記電極ユニット下層の絶縁層は開口されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。 - 基板上に電極材料を成膜してパターニングし、電極ユニット及び接続電極を含む画素電極を形成し、
全面に絶縁膜を形成してからゲートバスラインを形成し、
ゲート絶縁膜を形成し、
チャネル層を形成し、
前記電極ユニット表面が露出するコンタクトホールを開口し、
ドレインバスライン形成金属層を成膜してパターニングし、ドレインバスライン及びドレイン電極、及び前記コンタクトホールを介して前記電極ユニットと接続されるソース電極を形成してTFTを形成し、
所定領域の前記ゲート絶縁膜及び前記絶縁膜を除去して、前記接続電極上に絶縁層を形成することにより、
前記画素電極形成領域をそれ以外の領域より低く形成すること
を特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。 - 絶縁性基板と、前記絶縁性基板に対向配置された対向基板と、前記2枚の基板間に封止され、負の誘電率異方性を有し、前記基板に対してほぼ垂直に配向する液晶とを有する液晶表示装置において、
前記2枚の基板の一方に、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項19記載の液晶表示装置において、
前記2枚の基板の外側に、それぞれ1/4波長板と偏光板とがこの順に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
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