JP2012093578A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化し、表示品位を向上させる。
【解決手段】液晶表示装置は、第１基板の一面に設けられており、第１方向に延在する第１電極11と、第２基板の一面に設けられており、第１方向と略直交する第２方向に延在する第２電極12と、第１基板の一面と第２基板の一面の相互間に設けられた略垂直配向の液晶層を備え、第１電極と第２電極との交差する領域において画素が構成される。第１基板と第２基板の少なくとも一方には第１方向と略平行な方向に配向処理13,14が施される。第１電極は、両側の電極エッジが第１方向に延びる直線状の形状であり、第２電極は、少なくとも片側の電極エッジが第１方向に対して斜交する線分を含んだ折線状の形状である。上記した画素は、上記した斜交する線分を含んで画素エッジが画定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、マルチプレックス駆動される垂直配向型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、例えば民生用や車載用の各種電子機器における情報表示部として広く利用されている。一般的な液晶表示装置は、数μｍ程度の間隙を設けて対向配置させた２枚の基板間に液晶材料からなる液晶層を配置して構成されている。このような液晶表示装置の１つとして垂直配向型の液晶表示装置が知られている（例えば特開２００５−２３４２５４号公報）。垂直配向型の液晶表示装置は、２枚の基板間に配置される液晶層の内部における液晶分子を各基板の表面に対してほぼ垂直に配向させた垂直配向モード（以下「ＶＡモード」という）の液晶セルと、この液晶セルの外側にそれぞれ設けられる偏光板と、を主たる構成として備える。各偏光板はクロスニコル配置とされることが多い。このようにすると、液晶表示装置の電圧無印加時における透過率が非常に低くなるので、高いコントラストを比較的簡単に実現することが可能となる。

マルチプレックス駆動により液晶表示装置の画像表示を実現する場合には、各々が短冊状（ストライプ状）の電極を有する基板同士を、それぞれの電極の延在方向がほぼ直交するようにして対向配置し、一方基板の電極と他方基板の電極とが交差する領域のそれぞれを画素とする。このとき、各画素の形状は略矩形となる。また、各基板の表面にはラビング処理等の配向処理が施される。各基板の表面に対する配向処理の方向は、例えば相反する方向に設定される（アンチパラレル配向）。それにより、基板間に設けられる液晶層の層厚方向における略中央での電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に定まる。例えば、各基板への配向処理の方向を液晶表示装置の正面から見て６時方向、１２時方向とした場合には、液晶層の略中央における液晶分子の配向方向が６時方向に定まる。このとき、液晶層の略中央における液晶層の配向方向に対して一方基板の電極の延在方向は略平行になり、他方基板の電極の延在方向は略直交する。

上記のＶＡモードの液晶表示装置において、各基板の外側に、略クロスニコル配置された一対の偏光板を配置した場合を考える。一方の偏光板はその吸収軸が一方基板に施された配向処理の方向に対して略４５°の角度で配置されているものとする。負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて液晶層を形成し、各基板の電極間に閾値電圧以上の電圧を印加したときには、液晶層内の液晶分子の大部分は配向処理の方向に従って水平配向方向に傾斜する。この液晶表示装置を観察すると、６時方向からは明表示状態が良好に観察され、逆に１２時方向からは明表示が観察されない状態となる。このときの６時方向は最良視認方向（最良視認方位）と呼ばれ、１２時方向は反視認方向（反視認方位）と呼ばれる。

上記のＶＡモードの液晶表示装置において、正面観察時に明表示状態とした状態で反視認方向から観察した場合には、画素内はほぼ暗状態に観察されるが、矩形である画素の４辺の画素エッジのうちの１辺の近傍では光抜けが生じる。この光抜けは、発生状態に規則性がなく各画素で異なっており、外観上の表示品位を著しく低下させる。

特開２００５−２３４２５４号公報

本発明に係る具体的態様は、マルチプレックス駆動により動作する垂直配向型の液晶表示装置において、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化し、表示品位を向上させることを目的の１つとする。

上述した課題を解決するにあたって本願発明者は鋭意検討した結果、各画素の画素エッジと配向処理の方向がなるべく直交しないようにすることで、各画素に発生する暗領域の形状をより均一化し、表示品位を向上できるという知見を得た。そして、当該知見に基づいて本願発明者は以下の発明を創作するに至った。

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面に設けられており、第１方向に延在する第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面に設けられており、第１方向と略直交する第２方向に延在する第２電極と、（ｄ）前記第１基板の一面と前記第２基板の一面の相互間に設けられた略垂直配向の液晶層を含み、（ｅ）前記第１電極と前記第２電極との交差する領域において画素が構成され、（ｆ）前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方には前記第１方向と略平行な方向に配向処理が施され、（ｇ）前記第１電極は、両側の電極エッジが前記第１方向に延びる直線状の形状であり、（ｈ）前記第２電極は、少なくとも片側の電極エッジが前記第１方向に対して斜交する線分を含んだ折線状の形状であり、（ｉ）前記画素は、前記斜交する線分を含んで画素エッジが画定される、液晶表示装置である。ここでいう「斜交する」とは、直交以外の角度で斜めに交わることをいう。

かかる構成によれば、配向処理の方向に対して斜交する線分を含んで画素エッジが画定されるため、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化し、表示品位を向上させることが可能となる。

上記した斜交する線分は、前記第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜交することが好ましい。

また、上記した斜交する線分は、相互に異なる方向に延びる第１直線及び第２直線を接続して構成されることも好ましい。この場合に、前記第１直線及び前記第２直線は、前記第１方向に投影した際の長さをそれぞれＸａ、Ｘｂとすると、ＸａがＸｂの３倍以上の関係にあり、前記第１直線は、前記第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜行することが好ましい。

また、上記した斜交する線分は、互いの長さがほぼ等しく、かつ相互に異なる方向に延びる第１直線及び第２直線を接続して構成されることも好ましい。この場合に、前記第１直線及び前記第２直線は、それぞれ、第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜交することが好ましい。

上記した斜交する線分は、特に前記画素エッジのうちの反視認方向側に配置されることが好ましい。

一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。 電極構造の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。 タイプＡの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 タイプＢの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 タイプＣの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 タイプＤの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 タイプＥの電極構造を有する液晶表示装置（θ＝１０°の場合）の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 タイプＧの電極構造を有する液晶表示装置（θ＝１０°の場合）の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。 短冊状電極同士を交差させて得られる１つの画素内における電圧印加時の液晶層の略中央における液晶層の配向方向（配向分布）を模式的に示した平面図である。 実際に作製した従来例の液晶表示装置の電圧印加時における画素の偏光顕微鏡観察像を示す図である。

本願発明者は、垂直配向型の液晶表示装置をマルチプレックス駆動する場合において各画素の画素エッジ付近における光抜けが発生する要因について検討した。図１５は、短冊状電極同士を交差させて得られる矩形状の１つの画素内における電圧印加時の液晶層の略中央における液晶分子の配向方向（配向分布）を模式的に示した平面図である。なお、図１５の上方向が液晶表示装置における１２時方向、左右方向がそれぞれ９時方向、３時方向、下方向が６時方向に対応しており、下方向が最良視認方向であるとする。図１５に示す画素は、短冊状電極１１１と短冊状電極１１２を交差させて形成されている。短冊状電極１１１は図示しない第１基板に設けられており、短冊状電極１１２は図示しない第２基板に設けられている。第１基板に施された配向処理の方向１１４は６時方向、第２基板に施された配向処理の方向１１３は１２時方向である。反視認方向である１２時方向の画素エッジ付近においては電圧無印加時における配向方向と斜め電界の発生により規定される配向方向とが１８０°異なるため、この近辺で液晶分子の配向方向１２１の回転が発生する。一方、左右方向の各画素エッジ付近においても斜め電界が電圧無印加時における配向方向と９０°異なることから配向方向１２１の回転が生じている。クロスニコル配置とした偏光板の各吸収軸は電圧無印加時の配向方向に対してそれぞれ略４５°に配置されているとすると、これに平行な領域は電圧を印加しても明表示とはならないことが予想される。また、左右、上の３辺の各画素エッジ付近において電圧印加時に配向方向１２１が異なる領域が生じていることから、この液晶表示装置は電圧印加時においてはマルチドメイン配向を呈している。したがって、各画素エッジ付近においては最良視認方向が異なり、特に反視認方向である１２時方向から観察した際に光抜けが生じている領域と視認される。

図１６は、実際に作製した従来例の液晶表示装置の電圧印加時における画素の偏光顕微鏡観察像を示す図である。液晶表示装置は１画素が０．４３ｍｍ角、短冊状電極の電極間隔が３０μｍである。１つの画素内を観察するとクロス状の暗領域が観察されることがわかる。上記の通り、電圧印加時に画素エッジ付近の斜め電界の影響により液晶分子の配向方向の回転が生じたため、この暗領域近辺では偏光板の吸収軸に平行な方向または直交する方向に近い配向方向となっていると考えられる。特に、液晶層の略中央における液晶分子の配向方向の回転角度が大きい１２時方向の画素エッジ付近では暗領域が画素エッジから画素内に大きく入り込んでいる様子が見られる。また、この画素エッジ付近に暗領域のクロス点が観察される。このクロス点は液晶分子が電圧印加にも関わらず略垂直な配向に保持されているディスクリネーションであると考えられる。各画素を観察するとこのクロス点が１個の場合や３個の場合などがあり、クロス点の発生状況は不規則である。さらに、クロス状の暗領域の形状は画素によってその形状が全く異なる。この暗領域の形状が均一でないとマルチドメイン配向における各ドメインの面積比に差が生じてしまい、視角特性に差が生じるものと考えられる。すなわち、このことが反視認方向における表示不均一性を発生させる要因であると考えられる。

そこで、図１６の観察像をさらに詳細に検討すると、各画素において暗領域の形状が不規則な状態となっているのは１２時方向の画素エッジ付近がほとんどを占めることがわかった。この領域では短冊状電極１１２の電極エッジと各配向処理の方向１１３、１１４が略直交している。一方で、同じく暗領域が生じる９時方向、３時方向の各画素エッジ付近では暗領域が各画素において規則的に発生している。この領域では、短冊状電極１１１の電極エッジと各配向処理の方向１１３、１１４が略平行になっている。これらのことから、画素エッジと配向処理の方向が直交した箇所をより少なくすることで、各画素に発生する暗領域の形状を均一化し、表示品位を向上できると考えられる。

上記のような知見に基づく本願発明の実施の形態について以下に説明する。

図１は、一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。図１に示す本実施形態の液晶表示装置は、対向配置された第１基板１と第２基板２と、両基板の間に配置された液晶層３と、を主に備える。第１基板１の外側には第１偏光板４が配置され、第２基板２の外側には第２偏光板５が配置されている。第１基板１と第１偏光板４の間には第１視角補償板６が配置され、第２基板２と第２偏光板５の間には第２視角補償板７が配置されている。液晶層３の周囲はシール材によって封止されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置の構造を説明する。

第１基板１および第２基板２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板１と第２基板２との相互間には、スペーサー（粒状体）が分散して配置されている。これらのスペーサーにより、第１基板１と第２基板２との間隙が所定距離（本実施形態では約４．３μｍ程度）に保たれる。

液晶層３は、第１基板１の第１電極１１と第２基板２の第２電極１２との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材料（ネマティック液晶材料）を用いて液晶層３が構成されている。液晶層３に図示された太線は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向を模式的に示したものである。図示のように、本実施形態の液晶表示装置においては、液晶層３の液晶分子の配向状態がモノドメイン配向に規制されている。本実施形態における液晶層３のプレティルト角は概ね８９．９°に設定されている。また、液晶層３のリタデーションは略１１００ｎｍである。

偏光板４および偏光板５は、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている（クロスニコル配置）。また、偏光板４および偏光板５は、各々の吸収軸が第１基板１に施された配向処理の方向１４、第２基板に施された配向処理の方向１３のいずれとも略４５°の角度をなすように配置されている。これにより、各偏光板４、５の吸収軸は、各配向処理の方向１３、１４によって定義される液晶層３の略中央における液晶層の配向方向に対して略４５°の角度をなすことになる。

配向膜８は、第１基板１の一面側に、第１電極１１を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜９は、第２基板２の一面側に、第２電極１２を覆うようにして設けられている。各配向膜８、９にはラビング処理等の配向処理が施されている。配向膜８に施された配向処理の方向１４は図示の通りであり、第１電極１１の延在方向（第１方向）とほぼ一致している。また、配向膜９に施された配向処理の方向１３は図示の通りであり、第２電極１２の延在方向（第２方向）とほぼ一致している。本実施形態においては、配向膜８および配向膜９として液晶層３の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を垂直配向状態に規制するもの（垂直配向膜）が用いられている。より詳細には、各配向膜８、９としては、液晶層３の液晶分子に対して９０°に極めて近い角度のプレティルト角を付与し得るものが用いられる。

第１電極１１は、第１基板１の一面上に設けられている。また、第２電極１２は、第２基板２の一面上に設けられている。本実施形態においては、それぞれ特定方向に延在する複数の第１電極１１と複数の第２電極１２とが各々の延在方向を略直交させて対向配置されている。各第１電極１１および各第２電極１２は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。本実施形態の液晶表示装置は、第１電極１１と第２電極１２とが平面視において重なる箇所のそれぞれが画素となる。

本実施形態では、各第２電極１２の電極エッジを、第１電極の延在方向（第１方向）に対して斜交する線分を含んだ折線状の形状とすることにより、各画素のうち各第２電極１２の電極エッジによって画定される部分の画素エッジと各配向処理の方向１３、１４とが直交しない構造を実現している。以下に、いくつかの具体的な構造を例示する。

図２は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図２（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の１ピッチが各第１電極１１の電極幅とほぼ揃っている。１つの画素に対応する電極部分の拡大図を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）では図中の上下方向に延在する各第１電極１１を点線で示している（図３以降においても同様）。各第１電極１１と各第２電極１２の交差する領域がそれぞれ１つの画素となるので、１画素の形状は第１電極１１の電極エッジによる２辺と第２電極１２の電極エッジによる２辺によって画定される略平行四辺形状となり、すべての画素の形状が等しくなる。以下では、この図２に示す電極構造を「タイプＡの電極構造」と称する場合もある。なお、第１電極１１、第２電極１２のそれぞれの電極間隔が広い場合には、１画素の形状は略六角形状となる。

鋸歯状の第２電極１２の電極エッジと水平方向（図中の左右方向）とのなす角度をθと定義すると、この角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。なお、図２に示した第２電極１２の電極エッジは、右肩上がりの鋸歯状であるが、この逆に右肩下がりの鋸歯状としても同様の効果が得られると考えられる。

図３は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図３（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されているが、上記図２に示した構造とは異なり、鋸歯の１ピッチが各第１電極１１の電極幅とは揃っていない。そして、図３（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の下向きの頂角部分と第１電極１１の電極間部分とは重ならない状態となっている。１つの画素内における上下の各電極エッジは、傾斜方向の異なる２辺（第１直線と第２直線）を接続した形状となっている。各電極エッジについて左右方向と平行な長さ成分（投影した際の長さ）をＸａ、Ｘｂとすると、ＸａとＸｂを合計した長さと各第１電極１１の電極幅がほぼ等しく設定されている。そして、傾斜方向の異なる２辺を接続してなる電極エッジの両端部と、第１電極１１の電極間とが重なるように、各第１電極１１および各第２電極１２が配置されている。以下では、この図３に示す電極構造を「タイプＢの電極構造」と称する場合もある。上記したタイプＡの電極構造は、このタイプＢの電極構造においてＸａ＝０とした特殊なケースであるともいえる。

タイプＢの電極構造においては、Ｘａ＞Ｘｂであり、さらにＸａがＸｂの４倍以内（より好ましくは３倍以内）に設定されることが好ましい。長さ成分Ｘａを有する辺と水平方向とのなす角度をθと定義すると、角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＢの電極構造における各画素の形状は変形した「くの字状」の六角形であり、すべての画素が同じ形状となる。なお、図３に示した第２電極１２の電極エッジは、左側の辺（右肩上がりの辺）が相対的に長く右側の辺（右肩下がりの辺）が相対的に短く設定されているが、これを左右反転させても同様の効果が得られると考えられる。

図４は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図４（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されているが、上記図２に示した構造とは異なり、鋸歯の１ピッチが各第１電極１１の電極幅とは揃っていない。そして、図４（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の１つの頂角部分と第１電極１１の電極間部分とは重ならない状態となっている。１つの画素内における上下の各電極エッジは、傾斜方向の異なる２辺を接続した形状となっている。上記したタイプＢの電極構造と同様に、各電極エッジについて左右方向と平行な長さ成分をＸａ、Ｘｂとすると、ＸａとＸｂを合計した長さと各第１電極１１の電極幅がほぼ等しく設定されている。そして、傾斜方向の異なる２辺を接続してなる電極エッジの両端部と、第１電極１１の電極間とが重なるように、各第１電極１１および各第２電極１２が配置されている。以下では、この図４に示す電極構造を「タイプＣの電極構造」と称する場合もある。

タイプＣの電極構造とタイプＢの電極構造との違いは、各第２電極１２の両電極エッジにおいて鋸歯の頂点が不揃いとなっていることである。図示の例では、鋸歯の一方の頂点が他方の頂点に対して左右方向に略Ｘｂだけずらして配置されている。なお、ずらす量はＸｂに限られない。タイプＣの電極構造においても、Ｘａ＞Ｘｂであり、さらにＸａがＸｂの４倍以内（より好ましくは３倍以内）に設定されることが好ましい。長さ成分Ｘａを有する辺と水平方向とのなす角度をθと定義すると、角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＣの電極構造における各画素の形状は変形した六角形であるが、上下方向において隣接する画素の形状が異なっており、第２電極１２の１本おきにその形状の違いが繰り返される。なお、タイプＢの電極構造の場合と同様に、画素形状を左右反転するように構成しても同様の効果が得られると考えられる。

図５は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図５（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の１／２ピッチが各第１電極１１の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図５（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の１つの頂角部分（屈曲点）が第１電極１１の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第１電極１１と各第２電極１２の交差する領域がそれぞれ１つの画素となるので、１画素の形状は第１電極１１の電極エッジによる２辺と第２電極１２の電極エッジによる２辺によって画定される略平行四辺形となる。以下では、この図５に示す電極構造を「タイプＤの電極構造」と称する場合もある。

図５において第２電極１２の電極エッジと水平方向（図中の左右方向）とのなす角度をθと定義すると、この角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＤの電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が同じ形状であるが、左右方向において隣接する画素同士が異なっており、第１電極１１の１本おきにその形状の違いが繰り返される。

図６は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図６（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の１／２ピッチが各第１電極１１の電極幅とほぼ等しく設定されている。図５に示したタイプＤの電極構造との違いは、各第２電極１２の一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲した頂点が近づいたり離れたりを繰り返していることである。そして、図６（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の１つの頂角部分（屈曲点）が第１電極１１の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第１電極１１と各第２電極１２の交差する領域がそれぞれ１つの画素となるので、１画素の形状は第１電極１１の電極エッジによる２辺と第２電極１２の電極エッジによる２辺によって画定される略台形状となる。以下では、この図６に示す電極構造を「タイプＥの電極構造」と称する場合もある。

図６において第２電極１２の電極エッジと水平方向（図中の左右方向）とのなす角度をθと定義すると、この角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＥの電極構造における各画素は、上下方向においても隣接する画素同士、左右方向において隣接する画素同士がいずれも異なっており、第１電極１１の１本おき並びに第２電極１２の１本おきにその形状の違いが繰り返される。

図７は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図７（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の１ピッチが各第１電極１１の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図７（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の１つの頂角部分（屈曲点）が第１電極１１の略中央部と重なり、他の１つの頂角部分（屈曲点）が第１電極１１の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第１電極１１と各第２電極１２の交差する領域がそれぞれ１つの画素となるので、１画素の形状は第１電極１１の電極エッジによる２辺と第２電極１２の電極エッジによる２辺によって画定される略逆Ｖ字状の六角形となる。以下では、この図５に示す電極構造を「タイプＦの電極構造」と称する場合もある。

図７において第２電極１２の電極エッジと水平方向（図中の左右方向）とのなす角度をθと定義すると、この角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＦの電極構造における各画素は、上下方向並びに左右方向のいずれにおいても隣接する画素同士が同じ形状となる。なお、各画素の形状は略Ｖ字状の六角形となってもよい。

図８は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図８（ａ）に示すように、図中の左右方向に延在する各第２電極１２の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の１ピッチが各第１電極１１の電極幅とほぼ等しく設定されている。図７に示したタイプＦの電極構造との違いは、各第２電極１２の一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲点が近づいたり離れたりを繰り返していることである。そして、図８（ｂ）に示すように、各第２電極１２は、鋸歯の１つの屈曲点（頂点）が第１電極１１の略中央部と重なり、他の１つの屈曲点（頂点）が第１電極１１の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第１電極１１と各第２電極１２の交差する領域がそれぞれ１つの画素となるので、１画素の形状は第１電極１１の電極エッジによる２辺と第２電極１２の電極エッジによる２辺によって画定される略六角形となる。以下では、この図８に示す電極構造を「タイプＧの電極構造」と称する場合もある。

図８において第２電極１２の電極エッジと水平方向（図中の左右方向）とのなす角度をθと定義すると、この角度θは０°より大きく１５°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の２辺と各配向処理の方向１３、１４の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプＧの電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が異なる形状となり、左右方向に隣接する画素同士が同じ形状となる。

次に、上記したタイプＡ〜Ｇの各画素構造を有する液晶表示装置を実際に作製し、その配向組織観察および外観観察を行った結果について説明する。実際に作製された液晶表示装置において、各電極構造のタイプにおける具体的な数値条件は以下の通りである。なお、いずれのタイプにおいても各第２電極１２の隣接する電極間距離は０．０３ｍｍとして開口部面積が低下しないように工夫した。また、第１電極１１については、電極配置周期を０．４３ｍｍとし、隣接する電極間距離は０．０３ｍｍとした。配向処理の方向、液晶層３の略中央における液晶分子の配向方向、各偏光板の配置状態については上記した通りである。
（１）タイプＡに関しては、鋸歯の頂点周期を０．４３ｍｍ、θを５°、１０°、１５°に設定した。
（２）タイプＢに関しては、Ｘａ＝０．３２２５ｍｍ、Ｘｂ＝０．１０７５ｍｍ、Ｘａ＋Ｘｂ＝０．４３ｍｍとし、θを５°、１０°、１５°に設定した。
（３）タイプＣに関しては、Ｘａ＝０．３２２５ｍｍ、Ｘｂ＝０．１０７５ｍｍ、Ｘａ＋Ｘｂ＝０．４３ｍｍとし、両電極エッジ間の頂点部分のずれ距離を０．１０７５ｍｍとし、θを５°、１０°、１５°に設定した。
（４）タイプＤに関しては、隣接する屈曲点間距離を０．４３ｍｍとし、θを５°、１０°、１５°に設定した。
（５）タイプＥに関しては、タイプＤと同じ設定とした。
（６）タイプＦに関しては、隣接する屈曲点間距離を０．２１５ｍｍとし、θを５°、１０°、１５°に設定した。
（７）タイプＧに関しては、タイプＦと同じ設定とした。

図９は、タイプＡの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図９（ａ）はθ＝５°、図９（ｂ）はθ＝１０°、図９（ｃ）はθ＝１５°の観察像である。図示のように、各画素の形状は略平行四辺形または変形した六角形状であることがわかる。上記した従来例（図１６参照）による液晶表示装置と同様に、本例でも各画素の画素エッジ付近に暗領域が観察されることから画素エッジ付近の斜め電界の影響が同様に存在すると考えられる。しかしながら、各画素の暗領域を比べるとほぼ等しい形状となっており、従来例に比べて暗領域の均一性が大幅に改善されていることがわかる。さらに、角度θへの依存性についてより詳しく観察すると、θ＝５°よりもθ＝１０°、θ＝１５°のほうがより暗領域の均一性が改善されていることがわかった。この実施例の液晶表示装置を反視認方向およびそれを中心に時計、反時計回りに７０°方位から外観観察した結果、従来例に比べて表示均一性、すなわち画素エッジにおける光抜けの均一性が著しく改善され、表示品位が著しく向上したことを確認できた。表示均一性は角度θが大きいほうがより優れていた。

図１０は、タイプＢの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。図１１は、タイプＣの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。いずれもθ＝１０°に設定した。タイプＢ、ＣのいずれについてもタイプＡと同様に暗領域の形状の均一性が改善されていることがわかった。タイプＢ、Ｃの各実施例の液晶表示装置を反視認方向およびそれを中心に時計、反時計回りに７０°方位から外観観察した結果、従来例に比べて表示均一性、すなわち画素エッジにおける光抜けの均一性が著しく改善され、表示品位が著しく向上したことを確認できた。ただし、表示均一性はタイプＡとの比較で若干劣ることも判明した。これは、暗領域の形状やディスクリネーションの位置が異なる画素が一部に存在するためと考えられる。ただし、従来例との比較では表示均一性が十分に改善されていることを確認した。

以上の観察結果から、第２電極１２の両電極エッジを鋸歯状に屈曲させた電極構造を採用することにより液晶表示装置の表示品位を著しく改善できることが判明した。屈曲させる際の角度θは５°以上１５°以下がより好ましい。また、１画素内で第２電極１２の電極エッジにより形成される各辺の屈曲点が存在しても効果的ではあるがその屈曲点の位置についてはＸａをＸｂの３倍以上とすることがより好ましい。

図１２は、タイプＤの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図１２（ａ）はθ＝５°、図１２（ｂ）はθ＝１０°、図１２（ｃ）はθ＝１５°の観察像である。３つの配向組織をそれぞれ観察すると、従来例の液晶表示装置に比べて暗領域の均一性が改善されているが、より詳しく観察するとθ＝５°においては均一性がやや不十分であり、θ＝１０°、θ＝１５°のほうが暗領域の均一性が高いことがわかる。上記したタイプＡ〜Ｃの場合と同様な外観観察を行った結果、表示均一性はこれらよりも若干劣ることがわかった。ただし、従来例との比較では表示均一性が十分に改善されていることを確認した。θ＝１０°以上がより好ましいことも分かった。

図１３は、タイプＥの電極構造を有する液晶表示装置（θ＝１０°の場合）の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。配向組織を観察すると、暗領域は画素ごとに異なるがディスクリネーションの位置はほぼ特定位置に固定されており、配向均一性が比較的良好であることがわかる。上記したタイプＤと同様な外観観察を行った結果、表示均一性はタイプＡ〜Ｃよりも若干劣るがタイプＤよりは良好であることがわかった。ただし、従来例との比較では表示均一性が十分に改善されていることを確認した。

タイプＤとタイプＥの表示均一性の差は画素構造の違いに起因するものと考えられる。タイプＤでは左右方向に隣接する画素の電圧印加時におけるマルチドメイン配向の分布が異なり視角特性が異なる傾向を示す。一方、タイプＥでは上下方向、左右方向で隣接する画素の形状が異なるが、実際には同じ形状の画素が市松状に配置されていることから、電圧印加時におけるマルチドメイン配向の分布が等しくなる画素が市松状に配置されることにより、外観観察による表示均一性がタイプＤに比べて良好になったと考えられる。

図１４は、タイプＧの電極構造を有する液晶表示装置（θ＝１０°の場合）の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。配向組織を観察すると、暗領域は第１電極１１の電極エッジによって形成される屈曲点に対応してディスクリネーションが形成されているがその形状の均一性は十分ではないことがわかった。おそらく、この頂点の角度をより鋭角にすることによりディスクリネーションが固定され、暗領域も固定化されやすくなると考えられる。図示を省略するがこの傾向はタイプＦの電極構造を有する液晶表示装置でも同様である。タイプＧ並びにタイプＦの電極構造を有する液晶表示装置を外観観察したがタイプＡ〜Ｅに比べて表示均一性は得られていなかった。従来例の液晶表示装置と比べても著しい違いを観察することはできなかった。したがって、タイプＢ、Ｃについて示したように、画素の左右方向に対してＸａとＸｂが等しくなるように屈曲点を配置した場合は、有効ではないことがわかった。しかし、上記においてはプレティルト角が８９．９°の場合について示したものであり、プレティルト角をより低く設定した場合、例えば８９．８°に設定した場合には従来例の液晶表示装置に比べて著しい違いを観察することができ、他のタイプ同様に外観観察において反視認方向からの均一性を実現可能であることが確認されている。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態においては第２電極の両側の電極エッジが折れ線状に形成されていたが、片側の電極エッジのみが折れ線状に形成されていてもよい。その場合には、斜めに交差する線分が画素エッジのうちの反視認側に配置されることが望ましい。

１…第１基板 ２…第２基板 ３…液晶層 ４…第１偏光板 ５…第２偏光板 ６…第１視角補償板 ７…第２視角補償板 ８、９…配向膜 １１…第１電極 １２…第２電極 １３、１４…配向処理の方向

Claims (5)

1. 対向配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の一面に設けられており、第１方向に延在する第１電極と、
   前記第２基板の一面に設けられており、前記第１方向と略直交する第２方向に延在する第２電極と、
   前記第１基板の一面と前記第２基板の一面の相互間に設けられた略垂直配向の液晶層を含み、
   前記第１電極と前記第２電極との交差する領域において画素が構成され、
   前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方には前記第１方向と略平行な方向に配向処理が施され、
   前記第１電極は、両側の電極エッジが前記第１方向に延びる直線状の形状であり、
   前記第２電極は、少なくとも片側の電極エッジが前記第１方向に対して斜交する線分を含んだ折線状の形状であり、
   前記画素は、前記斜交する線分を含んで画素エッジが画定される、
   液晶表示装置。
2. 前記斜交する線分は、前記第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜交する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記斜交する線分は、相互に異なる方向に延びる第１直線及び第２直線を接続して構成されており、
   前記第１直線及び前記第２直線は、前記第１方向に投影した際の長さをそれぞれＸａ、Ｘｂとすると、ＸａがＸｂの３倍以上の関係にあり、
   前記第１直線は、前記第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜行する、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記斜交する線分は、互いの長さがほぼ等しく、かつ相互に異なる方向に延びる第１直線及び第２直線を接続して構成されており、
   前記第１直線及び前記第２直線は、それぞれ、前記第２方向を基準にして０°より大きく１５°以下の角度をなして斜交する、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記斜交する線分は、前記画素エッジのうちの反視認方向側に配置される、請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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