JP2007052040A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 全階調領域において、液晶分子の配向状態を充分に制御し、表示品位を改善することができるＶＡモードの液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 共通電極を有する第１基板と、ゲート配線、層間絶縁膜及び画素電極をこの順に有する第２基板と、上記基板間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、上記液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、上記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられ、上記ゲート配線は、画素電極及び画素電極間領域と重畳するように配置され、上記第１基板は、ゲート配線に対する重畳又は近傍領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する液晶表示装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、コントラスト比に優れた垂直配向モードの液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、近年、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、カーナビゲーション、携帯電話等の携帯情報端末のディスブレイ等に薄型軽量の利点から幅広く利用され、種々の表示手段において欠くことのできないものとなっている。中でも、液晶分子が、電圧無印加時（しきい値電圧未満）には、略垂直配向し、電圧印加時（しきい値電圧以上）には、基板に対して水平となる垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ＶＡ）モードの液晶表示装置は、高いコントラスト比を得ることができることから注目されている。

しかし、この高コントラスト比が得られるのは、液晶パネルを正面から眺めた場合に限られ、中間調表示において、斜め方向から液晶パネルを見る場合は、画像が不鮮明になる、正面から見る場合と色が異なる等の視野角依存性の問題がある。これは、見る方向により液晶分子の傾斜角が異なって見えるために生じる。

この視野角依存性の問題に対しては、マルチドメイン技術が用いられることが多い。これは、１画素内の液晶分子の配向方向が２以上となるように制御する技術である。これは、ＶＡモードとともに用いられることが多く、この場合は、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードと呼ばれ、誘電率異方性が負の液晶分子を用い、かつ、基板上に突起物を設ける方法が知られている（例えば、特許文献１〜５参照。）。

ＭＶＡモードによれば、電圧無印加時には、基板の液晶層側に形成された垂直配向膜の配向規制力により、大部分の液晶分子が基板に対して垂直に配向する。しかしながら、突起物表面にも垂直配向膜が形成されているため、突起物の斜面付近の液晶分子は、基板面に対してわずかに傾斜する。このように電圧無印加時に液晶分子を予め傾斜させておくことにより、電圧印加時には、突起物から離れた液晶分子も、突起物近傍の液晶分子の影響を受けて、順次同じ方向へと配向することになるので、電圧印加時の液晶分子の配向方向を制御することができる。したがって、例えば、画素領域の中央部に突起物を設けた場合には、画素領域全体の液晶分子が突起物を中心として軸対称に配向するため、見かけ上は、液晶分子の傾斜角が平均化され、どの方向から見ても均一な表示が得られる。

一方、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｓｉｓｔｏｒ）基板に突起物を形成せず、代わりにＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）画素電極に電極非形成領域（電極スリット）を設けた場合も、ＴＦＴ基板上に突起物を設けた場合と同等の効果を有する。この場合は、電圧を印加すると、電極スリット近傍には、電界の歪み（斜め電界）が発生するため、突起物を設けた場合と同様の電界分布となり、液晶分子の配向を制御することができる。

しかしながら、このようなマルチドメイン技術を用いても、完全には液晶分子の配向を制御することはできず、配向不良が発生してしまうことがあった。
なお、特許文献４には、電極上にバスラインと平行に突起状の構造物が設けられた構成が開示されている。また、特許文献５には、不純物イオンが突起に集中して付着することに起因して表示の焼付き現象が発生することを防止するため、液晶分子の傾斜方向を規制する導電体の突起が、信号線と走査線で囲まれる画素内に画素電極を形成した第一基板の信号線又は走査線とほぼ平行に配置された構成が開示されている。
しかしながら、これらの構成においては、開口率の向上等の液晶表示装置として求められる表示品位の向上について改善の余地があった。開口率が高いと明るく、見やすい画面になり、表示品位の向上に大いに役立つことになる。なお、液晶パネルの弱点である視野角が狭いことに対して、高視野角化を目指し、今日まで様々な研究がなされている。したがって、広視野角化を達成した上で、開口率が向上された液晶表示装置が求められることになる。
特開平８−２９２４２３号公報 特開平１０−１８６３３０号公報 特開２００１−３３７８６号公報 特開２０００−１９３９７６号公報 特開２００２−１０７７４８号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、全階調領域において、液晶分子の配向状態を充分に制御し、表示品位を改善することができるＶＡモードの液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、垂直配向モードの液晶表示装置、すなわち共通電極を有する第１基板と、ゲート配線、層間絶縁膜及び画素電極をこの順に有する第２基板と、上記基板間に設けられた液晶層とを備え、上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、上記液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、上記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられた液晶表示装置の表示品位について種々検討したところ、例えば白画面に黒い四角等の画面から灰色全面の画面に切り換えた場合、白から灰色と黒から灰色の領域で、残像が発生すること、及び、液晶パネル全体として表示のざらつきが生じることに着目した。

本発明者は、残像やざらつきの原因が液晶分子の配向の乱れにあると考え、従来の液晶表示装置の液晶分子の配向が理想的な液晶分子の配向と異なる点について比較検討した。図８は、液晶分子が理想的な配向状態を示している場合に、画素領域及び画素電極間領域をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの液晶分子の消光パターンである。ソース配線４及びゲート配線３は、画素電極１の周囲を取り囲むようにそれぞれ縦横に配置されている。消光パターン３１は、液晶分子２１の配向ベクトルの方向が偏光子と垂直又は平行のときは、その液晶分子２１を通過した光は検光子に吸収され、暗視野となるために観察される。すなわち、消光パターン３１は、液晶分子２１の配向方向を可視化したものといえる。図８の消光パターン３１が示すように、理想的な液晶分子２１の配向は、画素電極１の中央部に設けられた突起物５を中心とした完全な放射状となる。

一方、図９は、突起物５による傾斜と画素電極１のパターンによる等電位線４１の曲がりとを組み合わせた場合のＶＡモードの理想的な配向制御模式図である。電圧無印加（しきい値電圧未満）時には、液晶分子２１は、基板表面に形成された垂直配向膜７の配向規制力により、基板２２、２３に対して垂直に配向する。突起物５の斜面にも垂直配向膜７は形成されているため、突起物５近傍の液晶分子２１は、基板２２、２３に対してわずかに傾く。電圧を印加すると、図９に示すように、画素電極領域では、液晶分子２１が、画素電極１及び共通電極２が作り出した電界により、等電位線４１に液晶分子２１の長軸が平行になるように傾いていく。その際、突起物５から離れた液晶分子２１は、矢印で示すように、基板に対してわずかに傾いた液晶分子２１と同じ方向に順次傾き始める。また、画素電極間領域５１には、電圧が印加されていないため、図９に示すような等電位線４１を描く。すると、図９において、右側の画素電極間領域５１の液晶分子２１は、電圧を印加すると、突起物５近傍の右領域の液晶分子と同じ方向に配向する。すなわち、画素電極間領域５１の等電位線４１が、液晶分子２１の配向方向を不安定にすることはない。そのため、液晶分子２１は、液晶層全体で安定な配向を示し、残像やざらつきの発生を抑制することができると考えられる。

また、図１０は、従来の液晶表示装置の画素領域及び画素電極間領域の一部を示す平面模式図である。図１１は、図１０の液晶表示装置を線分Ａ−Ｂにて切断したときの断面模式図である（電圧印加時）。図１２は、中間調表示状態において、従来の液晶表示装置における画素領域及び画素電極間領域を偏光顕微鏡で観察したときの液晶分子の消光パターンを示す模式図である。図１２に示す消光パターン３１から、従来の液晶表示装置においては、液晶分子２１の配向は、完全な放射状ではなく、画素領域の縁部へ行くほど乱れていることがわかる。これは、図１１に示すように、画素電極間領域５１における液晶分子２１の配向が乱れ、その影響を画素電極間領域５１から離れた液晶分子２１も受けるためであると考えられる。なお、この液晶分子２１は、画素電極１と共通電極２との間の電圧を印加していない（しきい値電圧未満）時には、更に配向が乱れていた。

本発明者は、図１１に示すように、画素電極間領域５１の等電位線４１が、図９に示す理想的な等電位線４１とは異なることを見出した。すなわち、通常、共通電極２には−１Ｖ程度、ソース配線４には０〜±５．０Ｖの電圧が印加されているのに対し、ＴＦＴが有する特性により、ゲート配線３には−１０．０〜−１５．０Ｖの電圧が印加されているため、共通電極２と画素電極５とが作り出す液晶層２４の電界に対して、ゲート配線３が作る電界が大きな影響を与えること、及び、領域１１において、ゲート配線３の影響による等電位線４１の湾曲方向が、突起物５による配向方向（液晶の倒れる向き）と逆となることを見出した。更に、本発明者は、このゲート配線３の影響により、領域１１において液晶分子２１の配向が乱れ、突起物５による配向とゲート配線３の影響による配向とで配向方向が２以上発生してしまうことにより、電圧印加時、特に中間調表示において、液晶分子２１の配向方向が確定せず、液晶分子２１の配向方向が不規則となるため、残像やざらつきが生じることを見出した。

以上から、本発明者は、ゲート配線は、画素電極及び画素電極間領域と重畳するように配置され、第１基板がゲート配線に対する重畳又は近傍領域に、該基板が構造物を有する構成とすることにより、液晶層における等電位線を変化させ、液晶分子の配向を制御することができるため、液晶分子の配向不良を改善することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。また、同様に、画素電極が、接続部を介して繋がった複数の領域に分けられたものである場合、接続部と重畳する領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する構成とすることにより、液晶層における等電位線を変化させ、液晶分子の配向を制御することができるため、液晶分子の配向不良を改善することができることを見出し、本発明に到達したものである。

すなわち、第１の本発明は、共通電極を有する第１基板と、ゲート配線、層間絶縁膜及び画素電極をこの順に有する第２基板と、上記基板間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、上記液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、上記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられ、上記ゲート配線は、画素電極及び画素電極間領域と重畳するように配置され、上記第１基板は、ゲート配線に対する重畳又は近傍領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する液晶表示装置である。

同様に、第２の本発明は、共通電極を有する第１基板と、画素電極及びゲート配線を有する第２基板と、上記基板間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、該液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、上記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられ、上記画素電極は、複数の領域に分けられ、かつ、各該領域は、接続部を介して繋がり、上記第１基板は、接続部を介して繋がった複数の領域に分けられ、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する液晶表示装置でもある。
以下に、本発明を詳述する。

本発明の液晶表示装置は、共通電極を有する第１基板と、ゲート配線、層間絶縁膜及び画素電極をこの順に有する第２基板と、上記基板間に設けられた液晶層を備えたものである。上記第１基板は、いわゆるカラーフィルタ基板であることが好ましく、この場合には、共通電極以外にも、支持基板、偏光膜、カラーフィルタ（着色層）、垂直配向膜等を有する。なお，共通電極は、第２基板上にマトリクス状に形成された画素電極に対し、第１基板上に連続して形成された電極をいう。

上記ゲート配線は、画素電極及び画素電極間領域と重畳するように配置されている。本発明において、ゲート配線は、画素電極間領域の縦横どちらか一方と重畳するように配置されている。これにより、ゲート配線を配置することによる開口率の低下を防止することができる。また、ゲート配線は、画素電極間領域と層間絶縁膜等を介して重畳する。なお、明細書において、画素電極間領域とは、画素電極と画素電極との間の領域を意味し、上記液晶配向制御用の画素電極非形成領域とは区別して用いることとする。

また、第１の本発明においては、上記第１基板は、ゲート配線に対する重畳又は近傍領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する。電極面は、共通電極の液晶層側に面する面に限られるものではなく、共通電極と電気的に接続されている部分の液晶層に面する面をいうものとする。これにより、画素電極間領域において、ゲート配線により歪んだ電界を調整することができ、配向制御用突起物の影響による液晶分子の配向（傾斜の向き）と、画素電極間領域における液晶分子の配向が同じとなるため、液晶層全体として液晶分子の配向が乱れることを防止することができる。また、基板が有する構造物の配置に関して、ゲート配線に対する近傍領域とは、構造物を設けることによりゲート配線により歪んだ電界を調整することができる程度の領域であればよい。上記構造物が、画素電極の縁から１０μｍ以内の距離に設けられていることが好ましい。画素電極の縁から１０μｍを超えると、画素電極間領域の電界の歪みを効果的に調整することができないことがある。また、上記第１基板は、電極面を液晶層側に突出させる構造物の上層に有し、配向膜を有することが好ましい。

上記第２基板は、いわゆるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ）基板であることが好ましく、この場合には、通常、画素電極、層間絶縁膜及びゲート配線以外にもＴＦＴ、ソース配線等を有する。

上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成される。誘電率異方性（Δε）は、Δε＝ε１−ε２により求められる。ε１とは、液晶分子の長軸方向の誘電率であり、ε２とは、液晶分子の短軸方向の誘電率である。電圧印加時には、第１基板及び第２基板に設けられた偏光板がクロスニコルに配置されているとき、液晶層は光を通さない。
しかし、電圧印加時には、誘電率異方性が負の液晶分子を用いていることから、液晶分子が、基板に対して略垂直に配向し、光を通すこととなる。これは、垂直配向（ＶＡ）モードと呼ばれ、電圧無印加時には、液晶分子が基板に対して略垂直に配向するため、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等と比較して、黒表示が優れ、高コントラスト比が得られる。なお、本明細書において、電圧無印加時とは、しきい値電圧未満を意味し、電圧印加時とは、しきい値電圧以上を意味する。

本発明の液晶表示装置は、上記第１基板と第２基板が電極面が対向するようにシール剤により貼り合わされ、その基板間に液晶層を備えたものであることが好ましい。また、上記第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられる。ここで、液晶配向制御用の電極非形成領域は、電極の領域内に設けられた電極非形成領域、又は、画素電極の切り欠き部のことである。これにより、本発明の液晶表示装置は、１画素内の液晶分子の配向が２以上となるように制御することができるため、広視野角特性を有するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードとすることができる。

本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。

また、第２の本発明においては、上記画素電極は、接続部を介して繋がった複数の領域（島状）に分けられたものであることが好ましい。上記接続部は、画素電極の各領域の間に設けられ、画素電極と同じ材料により、同一工程において形成されている。上記突起物は、画素電極の各領域の液晶分子が放射状に配向するように各領域の中央部に形成されることが好ましい。これにより、広視野角の液晶表示装置を得ることができる。

更に、第２の本発明においては、上記第１基板は、接続部と重畳する領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有する。画素電極の各領域同士の間には、画素電極が設けられていないため、原則として共通電極が作る電界により、液晶分子の配向が制御される。しかしながら、その電界は画素領域の電界と比較して非常に弱いため、液晶分子のほとんどが略垂直のままである。しかしながら、接続部には画素電極と同じ電圧が印加されている。そのため、接続部が作る電界による液晶分子の配向は、配向制御用突起物による配向と一致しないため、接続部において液晶分子の配向が乱れる。しかし、接続部と重畳する領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を設けることにより、接続部が作る電界の影響を緩和することができる。その結果、接続部における液晶分子の配向の乱れを緩和することができ、液晶層全体として液晶分子の配向が乱れることを防止することができる。上記構造物は、接続部の縁から外側に向かって１０μｍ以内の領域の距離に設けられていることが好ましい。１０μｍを超える場合は、接続部が作る電界の影響を効果的に緩和することができないことがある。
第２の発明において、第１の発明と同様の構成要素の説明は省略する。
以下に本発明の好ましい形態について述べる。

上記構造物は、共通電極の下層（基板側）に形成されたことが好ましい。この場合、ゲート配線の影響による電界の歪みを調整することができ、また、接続部が作る電界の影響を緩和することができる。また、上記構造物は、導電性材料からなり、共通電極の上層（液晶層側）に形成されたことが好ましい。この場合は、構造物が共通電極の上層に設けられたとしても、構造物には共通電極と同じ電圧が印加されるため、ゲート配線による電界の歪みを調整することができ、また、接続部が作る電界の影響を緩和することができる。

上記構造物の高さは、０．５〜１．５μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満では、ゲート配線による電界による歪みを調整すること、及び、接続部が作る電界の影響を緩和することができないことがある。また、１．５μｍを超えると、電界の歪みを調整し、また、接続部の作る電界の影響を緩和することはできるが、液晶分子の配向が、その構造物の影響を受けるため、接続部における液晶分子の配向が乱れることがある。

上記第１基板は、カラーフィルタ基板であり、上記構造物は、カラーフィルタ基板の着色層形成物により形成されたことが好ましい。これにより、上記構造物を着色層と同時に形成することができるため、製造工程の増加を抑制することができる。また、上記構造物は、該カラーフィルタ基板の遮光層形成物により形成されたことが好ましい。ここで、遮光領域形成物とは、特に限定されるものではないが、例えば、ブラックマトリクス等が挙げられる。これにより、上記構造物をカラーフィルタ基板の遮光領域形成物と同時に形成することができるため、製造工程の増加を抑制することができる。

上記突起物は、基板側を底面とした略円錐状であることが好ましい。これにより、１画素内の液晶分子を突起物を中心とした放射状に配向させることができるため、広視野角の液晶表示装置を得ることができる。このような形態の突起物は、リベット状突起物ともいい、比較的小さな画素が設けられる液晶表示装置に用いられることが多い。リベット状突起物により液晶分子の配向制御が行われる場合、突起物による配向制御力が比較的小さいため、画素電極間にゲート配線が配置されることで、液晶の配向が特に乱されやすい。従って、ゲート配線の近傍領域と重畳する領域において、基板上に構造物を配置する構成とすることにより、液晶分子の配向の乱れを抑制する効果を充分に得ることができる。

上記突起物の平面形状は、線状であることが好ましい。ここで、線状とは、特に限定されず、例えば「Ｖ字」形状等が挙げられる。これにより、突起物を境界として、液晶分子のダイレクト方向が１８０°異なるドメインを１つの画素領域内に形成することができるため、広視野角の液晶表示装置を得ることができる。このような形態の突起物は、平行に多数配置される場合、リブ状突起物ともいい、比較的大きな画素が設けられる液晶表示装置において利用されることが多い。
上記電極非形成領域の平面形状は、略円状であることが好ましい。これにより、基板側を底面とした略円錐状の配向制御用の突起物を設けた場合と同様の効果を得ることができる。

上記電極非形成領域の平面形状は、線状であることが好ましい。これにより、線状の突起物を設けた場合と同様の効果を得ることができる。また、上記線状の電極非形成領域は、線状の突起物が設けられていない基板に設けられ、かつ、線状の突起物間に対応する領域に設けられたことが好ましい。電極非形成領域は、電極内に設けられた領域であり、いわゆる電極スリットのことである。このように、基板上に設けられた配向制御用の線状の突起物と、他方の基板側に設けた電極非形成領域とを、基板面に交互に配置することにより、突起物及び電極スリットを境界として液晶分子のダイレクタ（ディレクタ）の方向が１８０°異なる配向領域を複数形成することができるため、ＭＶＡモードとすることができる。その結果、優れた視野角特性を有する液晶表示装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置によれば、ＭＶＡモードにおいて、画素電極間領域における電界を調整することにより、液晶分子の配向を制御することができるため、残像やざらつきのない優れた表示品位を得ることができる。

以下に実施例を掲げ、図面を参照して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１における液晶表示装置の画素領域及び画素電極間領域の一部を示す平面模式図である。図２は、液晶表示装置を線分Ａ−Ｂにて切断したときの断面模式図（電圧印加時）である。

本実施例における液晶表示装置の作製方法について説明する。まず、カラーフィルタ基板である第１基板２２の作製方法について説明する。ガラス基板上に、ブラックマトリクス（図示せず）を遮光性材料によりパターン形成した。ブラックマトリクス非形成領域に、インクジェット法により赤色、青色、緑色の各着色層（図示せず）を形成した。次に、着色層の保護膜（図示せず）を形成した。これは、着色層とブラックマトリクスとの段差を埋める平坦化の役割も果している。次に、保護膜の上層であって、かつ、ゲート配線３の近傍領域と重畳する領域に構造物９を形成した。その上層に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる共通電極２を形成した。次に、共通電極２の上層に、ブラックマトリクス形成材料により、突起物５を形成した。この突起物５の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、突起物を形成でき、かつ、絶縁体である材料等が挙げられる。そして、最上層に、スピンコート等により垂直配向膜７を形成し、第１基板２２を作製した。なお、本明細書において、上層とは、各基板を最下層としたときの上層を意味する。従って、垂直配向膜は、基板の下層ではなく、基板の上層と表現する。

次に、ＴＦＴアレイ基板である第２基板２３の作製方法について説明する。ガラス基板上にアルミニウム等のゲート電極（図示せず）及びゲート配線３をスパッタリング法等により形成し、パターニングした。このとき、図１及び図２に示すように、ゲート配線３は、画素電極間領域と重畳するように配置した。ゲート配線３の位置は、少なくとも画素電極間領域と重畳するように配置されていれば、特に限定されるものではない。これにより、ゲート配線を設けることにより、画素領域の開口率が低下することを防止することができる。次に、プラズマＣＶＤ法等により、ＳｉＯ_２からなるゲート絶縁膜（図示せず）をその上層に形成した。ゲート絶縁膜の上層にプラズマＣＶＤ法により、アモルファスシリコンとエッチンク保護膜となるＳｉＮｘを連続して積層させ、エッチング保護膜をパターン形成した。その後、ｎ^＋アモルファスシリコンの島を形成した。次に、層間絶縁膜１０を形成した。次に、ＩＴＯからなる画素電極１、ドレイン電極（図示せず）、ソース電極（図示せず）、ソース配線４を成膜した。最後に、スピンコート等により垂直配向膜７を形成し、第２基板２３を作製した。

次に、第２基板２３の垂直配向膜７の上に、シール剤を塗布した。このシール剤には、スペーサを添加した。その後、第１基板２２及び第２基板２３を貼り合わせた。最後に、貼り合わせた両基板２２、２３の間に液晶分子２１を含む液晶材料を封入し、液晶表示装置を作製した。

液晶層２４を構成する液晶分子２１は、垂直配向膜７の配向規制力によって、電圧無印加時（しきい値電圧未満の時）に、基板２２、２３に対して略垂直に配向する。液晶層２４を構成する液晶分子２１は、負の誘電率異方性を有しているため、電圧を印加する（しきい値電圧以上にする）と、液晶分子２１の長軸を電界の方向に対して垂直に配向させる力が働く。すなわち、図２に示すように、液晶分子２１の長軸が等電位線４１に対して平行になるように動く。その結果、中間調表示状態の画素領域をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察すると、図３に示すように、偏光軸に沿った方向に消光パターン３１が観察される。

なお、液晶表示装置に用いられるＴＦＴアレイ基板においては、ＴＦＴによって、画素電極へのソース信号の書き込みを制御するために、通常、オン時にはゲート電極３には充分に高い電圧が印加され、オフ時にはゲート電極３には充分に低い電圧が印加される。そして、特定のゲート配線３に充分に高い正の電圧（ゲート電圧）が極めて短時間に印加されている間に、ゲート電圧よりも小さいソース電圧（ソース信号）がソース配線４から画素電極１に書き込まれ、ゲート配線３に充分に低い負の電圧（ゲート電圧）が印加されている間は、ソース信号が画素電極に書き込まれない。従って、ゲート配線（ゲート電極）３の電位は、殆ど常にマイナス方向に大きな電位（−１０．０〜−１５．０Ｖ）を有するのに対し、ソース配線（ソース電極）４の電位は、画素電極１と同程度の大きさの電位（０〜±５．０Ｖ）となる。また、ソース配線４が液晶層２４における電界に与える影響は、ゲート配線３が与える影響と逆となるため、ソース配線４が、画素電極間領域５１の電界を歪めたとしても、突起物５の影響による配向の向きとソース配線４の影響による配向の向きは同じとなる。そのため、画素電極間領域、ひいては、液晶層全体における液晶分子２１の配向が乱れる原因とはならないと考えられる。

図１に示すように、画素電極１は、１画素を複数の領域に分割され、次の分割された画素領域とは、接続部６を介して接続されている。図２には、その分割された領域の一部が示されている。また、図１及び２に示すように、第１基板２２の液晶層２４側の面には、配向制御用の突起物５が設けられている。この突起物５は、共通電極２側を底面とした略円錐状である。この配向制御用の突起物５によって、電圧無印加時に突起物５の斜面に介して垂直に傾いた液晶分子２１の影響を受け、突起物５から離れた液晶分子２１も順次同じ方向へ傾いていくこととなる。これによれば、液晶分子２１を突起物５を中心とした放射状に配向させることができるため、広視野角の液晶表示装置を得ることができる。なお、このように、液晶分子２１の配向を制御するためには、突起物に限定されるものではなく、例えば、突起物に代えて、円状の電極非形成領域（電極スリット）等であってもよい。また、図７に示すように、配向制御用の突起物５を線状にし、線状突起物が設けられていない基板に電極非形成領域（電極スリット）８が設けられた場合においても、同様の効果を得ることができる。また、図１に示すように、画素電極１は、１画素を複数の領域に分割され、次の分割された画素領域とは、接続部６を介して接続されている。ソース配線４は、画素電極間領域５１の縦方向に配置されているが、ソース配線の配置は、特に限定されるものではない。

また、図１及び２に示すように、第１基板２２の液晶層２４側には、配向制御用の突起物５が設けられている。この突起物５は、共通電極２側を底面とした略円錐状であることが好ましい。これによれば、電圧無印加時には、大部分の液晶分子２１が、基板に対して垂直に傾き、突起物５付近の液晶分子２１は、突起物５の斜面に対して垂直に傾く。そして、電圧印加時には、液晶分子２１が、等電位線４１に対して、液晶分子の長軸が平行になるように傾くこととなるが、その傾き方（配向）は、電圧無印加時の突起物５付近の液晶分子２１の配向に影響を受け、順次それと同じ方向へ傾くこととなる。その結果、１画素内の液晶分子２１を突起物５を中心とした放射状に配向させることができるため、広視野角の液晶表示装置を得ることができる。この突起物５は、特に限定されるものではなく、例えば、円状の電極非形成領域（電極スリット）であってもよい。

従来においては、図１１に示すように、画素電極間領域５１において、等電位線４１がゲート配線３の影響を受け、図９に示す理想的な等電位線４１とは異なるものとなっていた。すなわち、等電位線４１は、ゲート配線３の強い電界により、大きく第１基板２２側に湾曲していた。また、特に、ゲート配線３に係る電圧が大きいため、その電界の強さは、基板間の電界と比べて強いものであった。そのため、画素電極間領域５１における液晶分子２１は、その等電位線４１に長軸を平行に配向させる際に、図９に示す画素間領域５１にとける液晶分子２１の配向と逆になっていた。これは、配向制御用の突起物５による液晶分子２１の配向とは異なるため、液晶層全体の液晶分子２１の配向が、定まらず不安定となっていた。

しかしながら、本発明の実施例１の構成によれば、画素電極間領域５１において、ゲート配線３の電界による影響を小さくすることができる。すなわち、図２に示すように、構造物９を第１基板２２上に形成することにより、画素電極間領域５１において、共通電極２を液晶層側に突き出す構造（ゲート配線３の電界の湾曲の向きと逆）とすることにより、ゲート配線３の電界の影響が第１基板２２まで及ばないようにすることができる。図１１に示す従来の液晶表示装置における液晶層の等電位線４１の場合と比較して、本発明の構成による図２に示す等電位線４１は、ゲート配線３が作る電界の影響を第１基板２２付近まで描かれていない。その結果、画素電極間領域５１における液晶分子２１の配向は、配向制御用の突起物５による液晶分子２１の配向と同じとなるため、画素電極間領域５１における液晶分子２１の配向の乱れを防止することができる。更に、図３に示す消光パターンからわかるように、液晶層２４全体において、液晶分子２１の配向が定まり、安定することとなる。以上から、白表示から灰色表示（中間調表示）にした場合や、黒表示から灰色表示にした場合に、残像が生じること防止することができる。また、中間調表示をしたときに、ざらつきが生じることを防止することができる。なお、領域１１は、図２に示す領域だけでなく、画素電極１を囲んでいる画素電極間領域５１全てにおける液晶層２４を意味する。

（実施例２）
図４は、本発明の実施例２における液晶表示装置の画素領域及び画素電極間領域の一部を示す平面模式図である。図５は、液晶表示層を線分Ａ−Ｂにて切断したときの断面模式図（電圧印加時）である。図６は、中間調表示状態において、図５をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。図１２は、中間調表示状態において、図１０をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。図１３は、図１０の画素領域を線分Ｃ−Ｄにて切断したときの断面模式図である（電圧印加時）。図１４は、中間調表示状態において、図１０をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である（接続部側）。

本実施例における液晶表示装置の作製方法については、構造物９の形成位置以外は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。本実施例２においては、構造物９は、画素電極１を複数の領域に分割したときに、各領域を電気的に接続する接続部６と重畳する領域に形成した。

図１３に示すように、接続部６の周辺にある液晶分子２１の配向は、画素電極１と同じ電圧がかかっている接続部６の電界により影響を受けていた。接続部６周辺であって、かつ、画素電極間領域における電界（図１０における断面Ｃ−Ｄにおける領域）は、接続部６以外には、電圧がかかっていない状態であるため、接続部６の電圧の影響を大きく受ける。そのため、接続部６の周辺においては、図１３に示すような等電位線４１が描かれることとなる。そのため、電圧印加時に、液晶分子２１が、等電位線４１に長軸が平行となるように配向する際に、接続部６の周辺の液晶分子２１の配向が、突起物５による配向（図示せず）と逆となってしまう。そのため、図１４に示す消光パターンからわかるように、液晶層２４全体において、液晶分子２１の配向が不安定となっていた。

しかしながら、図４及び５に示す実施例２の構成によれば、接続部６の電界による影響を小さくすることができる。すなわち、図１３に示すように、構造物９を第１基板２２上であり、かつ、接続部６に重畳するように形成することにより、接続部６の周辺において、共通電極２を液晶層側に突き出す構造（接続部６の電界の湾曲の向きと逆）とすることにより、接続部６の電界の影響が第１基板２２まで及ばないようにすることかできる。その結果、接続部６における等電位線４１は、図５に示すようになり、接続部６の周辺における液晶分子の配向が定まり、安定することとなる。更に、図６に示す消光パターンからわかるように、液晶層２４全体において、液晶分子２１の配向が定まり、安定する。以上から、実施例１と同様の効果をえることができる。

本発明の液晶表示装置の分割された画素領域及び画素間領域を示す平面模式図である。 図１の画素領域を線分Ａ−Ｂにて切断したときの本発明（実施例１）におけるＶＡモードの液晶分子の配向制御状態を示す断面模式図である（電圧印加時）。 中間調表示状態において、図１をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。 実施例２の液晶表示装置の分割された画素領域及び画素電極間領域の一つの周辺を示す平面模式図である。 図４の接続部及び画素間領域を線分Ａ−Ｂにて切断したときの本発明（実施例２）におけるＶＡモードの液晶分子の配向制御状態を示す断面模式図である（電圧印加時）。 中間調表示状態において、図５をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。 本発明の別の一例である液晶表示装置の画素領域の一部を示す平面模式図である。 液晶分子が理想的な配向状態を示している場合に、液晶表示装置を中間調表示状態において、図１をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。 図８の画素領域を線分Ａ−Ｂにて切断したときのＶＡモードの理想的な液晶分子の配向制御状態を示す断面模式図である（電圧印加時）。 従来の液晶表示装置の画素領域及び画素電極間領域の一部を示す平面模式図である。 図１０の画素領域及び画素間領域を線分Ａ−Ｂにて切断したときの従来におけるＶＡモードの液晶分子の配向制御状態を示す断面模式図である（電圧印加時）。 中間調表示状態において、図１０をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である。 図１０の画素間領域を線分Ｃ−Ｄにて切断したときの従来におけるＶＡモードの液晶分子の配向制御状態を示す断面模式図である（電圧印加時）。 中間調表示状態において、図１０をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察したときの消光パターンを示す模式図である（接続部側）。

符号の説明

１：画素電極
２：共通電極
３：ゲート配線
４：ソース配線
５：液晶配向制御用の突起物
６：接続部
７：垂直配向膜
８：電極スリット
９：構造物
１０：層間絶縁膜
１１：乱れた液晶分子の配向を制御した領域（画素電極間領域５１全てにおける液晶層２４のこと）
２１：液晶分子
２２：第１基板
２３：第２基板
２４：液晶層
３１：消光パターン
４１：等電位線
５１：画素電極間領域

Claims (14)

1. 共通電極を有する第１基板と、ゲート配線、層間絶縁膜及び画素電極をこの順に有する第２基板と、該基板間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、
   該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、該液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、
   該第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられ、
   該ゲート配線は、画素電極及び画素電極間領域と重畳するように配置され、
   該第１基板は、ゲート配線に対する重畳又は近傍領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記構造物は、画素電極の縁から１０μｍ以内の距離に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 共通電極を有する第１基板と、画素電極及びゲート配線を有する第２基板と、該基板間に設けられた液晶層とを備えた液晶表示装置であって、
   該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んで構成され、かつ、該液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して略垂直に配向し、
   該第１基板及び第２基板の少なくとも一方には、液晶配向制御用の突起物及び電極非形成領域の少なくとも一方が設けられ、
   該画素電極は、接続部を介して繋がった複数の領域に分けられ、
   該第１基板は、接続部と重畳する領域に、電極面を液晶層側に突出させる構造物を有することを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記構造物は、接続部の縁から外側に向かって１０μｍ以内の領域と重畳することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記構造物は、共通電極の下層に形成されたことを特徴とする請求項１〜４記載の液晶表示装置。
6. 前記構造物は、導電性材料からなり、共通電極の上層に形成されたことを特徴とする請求項１〜４記載の液晶表示装置。
7. 前記構造物の高さは、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記第１基板は、カラーフィルタ基板であり、前記構造物は、該カラーフィルタ基板の着色層形成物により形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 前記第１基板は、カラーフィルタ基板であり、前記構造物は、該カラーフィルタ基板の遮光層形成物により形成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 前記突起物は、基板側を底面とした略円錐状であることを特徴する請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
11. 前記電極非形成領域の平面形状は、略円状であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記突起物の平面形状は、線状であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記電極非形成領域の平面形状は、線状であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. 前記電極非形成領域は、突起物が設けられていない基板に設けられ、かつ、突起物間に対応する領域に設けられたことを特徴とする請求項１２又は１３記載の液晶表示装置。

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