JP2014010229A

JP2014010229A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2014010229A
Application number: JP2012145481A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Nagata; 康成永田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-20

Abstract

【課題】横電界方式において、セルギャップを滑らかに変化させることによって透過率を向上させることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１であって、第３の絶縁層１０上に複数のゲート配線４および複数のソース配線５によって囲まれた画素ごとに設けられた信号電極６と、信号電極６に平行に隣り合うように第３の絶縁層１０上に設けられた、信号電極６との間で電界を形成するための共通電極７とを備えており、第３の絶縁層１０は、信号電極６および共通電極７に平行に設けられた、ストライプ状の凹部１０ｂと凸部１０ｃとからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが表面に設けられており、信号電極６および共通電極７は、凹凸パターン１０ａの凹部１０ｂにそれぞれ配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラあるいは携帯型情報端末などの様々な用途に用いられる液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板のうち一方の基板上に信号電極および共通電極が設けられている。そして、同一平面内に設けられた信号電極と共通電極との間に四角形状の絶縁膜を配置することによって、信号電極上および共通電極上のセルギャップを信号電極と共通電極との間のセルギャップよりも大きくして、信号電極と共通電極との間で電界を発生させて液晶分子の配列を制御している。このような液晶表示装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。

特開２０１０−８６６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された液晶表示装置では、信号電極と共通電極との間に四角形状の絶縁膜を設けることによって、信号電極上および共通電極上のセルギャップを信号電極と共通電極との間のセルギャップよりも大きくしているため、絶縁膜から信号電極および共通電極に掛けてセルギャップが局所的に変化して透過率分布が不均一となり、透過率が低下しやすくなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号電極上および共通電極上のセルギャップを信号電極と共通電極との間のセルギャップよりも大きくするとともに、セルギャップを滑らかに変化させることによって透過率を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、主面同士を対向させて配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、前記第１の基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、該複数のゲート配線に交差するように第１の絶縁層を介して設けられた複数のソース配線と、該複数のソース配線を覆うように設けられた第２の絶縁層と、該第２の絶縁層を覆うように設けられた第３の絶縁層と、該第３の絶縁層上に前記複数のゲート配線および前記複数のソース配線によって囲まれた画素ごとに設けられた信号電極と、該信号電極に平行に隣り合うように前記第３の絶縁層上に設けられた、前記信号電極との間で電界を形成するための共通電極とを備えた液晶表示装置において、前記第３の絶縁層は、前記信号電極および前記共通電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターンが表面に設けられており、前記信号電極および前記共通電極は、前記凹凸パターンの前記凹部にそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の液晶表示装置は、主面同士を対向させて配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、前記第１の基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、該複数のゲート配線に交差するよ
うに第１の絶縁層を介して設けられた複数のソース配線と、該複数のソース配線を覆うように設けられた第２の絶縁層と、該第２の絶縁層を覆うように設けられた第３の絶縁層と、該第３の絶縁層上に設けられた共通電極と、該共通電極を覆うように設けられた第４の絶縁層と、該第４の絶縁層上に前記複数のゲート配線および前記複数のソース配線によって囲まれた画素ごとに設けられた、前記共通電極との間で電界を形成するための信号電極とを備えた液晶表示装置において、前記第３の絶縁層は、前記信号電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第１の凹凸パターンが表面に設けられており、前記共通電極は、前記第１の凹凸パターンの表面に沿って配置され、前記第４の絶縁層は、前記第１の凹凸パターンの前記凹部および前記凸部に対応して設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第２の凹凸パターンが表面に設けられており、前記信号電極は、前記第２の凹凸パターンの前記凹部に配置されていることを特徴とするものである。

本発明の液晶表示装置によれば、信号電極上および共通電極上のセルギャップを信号電極と共通電極との間のセルギャップよりも大きくするとともに、セルギャップを滑らかに変化させることによって透過率を向上させることができるという効果を奏する。

第１の実施の形態に係る液晶表示装置の画素部の面図である。図１に示す液晶表示装置をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１に示す液晶表示装置の凹凸パターを説明する説明図である第２の実施の形態に係る液晶表示装置の画素部の平面図である。図４に示す液晶表示装置をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図４に示す液晶表示装置の凹凸パターンを説明する説明図である。（ａ）は液晶表示装置の白表示を説明する説明図、（ｂ）は液晶表示装置の黒表示を説明する説明図である。電界の強さと液晶分子の回転角とを説明する説明図である。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の第１の実施の形態（実施の形態１という）に係る液晶表示装置１について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

実施の形態１に係る液晶表示装置１は、図１乃至図３に示すような構成であり、主面同士を対向させて配置された第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂと、第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂの間に配置された液晶層３と、第１の基板２ａの主面上に設けられた複数のゲート配線４と、複数のゲート配線４に交差するように第１の絶縁層８を介して設けられた複数のソース配線５と、複数のソース配線５を覆うように設けられた第２の絶縁層９と、第２の絶縁層９を覆うように設けられた第３の絶縁層１０と、第３の絶縁層１０上に複数のゲート配線４および複数のソース配線５によって囲まれた画素ごとに設けられた信号電極６と、信号電極６に平行に隣り合うように第３の絶縁層１０上に設けられた、信号電極６との間で電界を形成するための共通電極７とを備えた液晶表示装置において、第３の絶縁層１０は、信号電極６および共通電極７に平行に設けられた、ストライプ状の凹部１０ｂと凸部１０ｃとからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが表面に設けられており、信号電極６および共通電極７は、凹凸パターン１０ａの凹部１０ｂにそれぞれ配置されている。

液晶表示装置１は、図１乃至図３に示すように、主面同士を互いに対向させて配置された第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂを備えており、第１の基板２ａおよび第２の基板
２ｂの間には液晶層３が配置されている。第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂは、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の透光性を有する材料からなる。

また、液晶表示装置１は、第１の基板２ａと第２の基板２ｂとの対向する主面のうちの第１の基板２ａの主面上に複数のゲート配線４が設けられている。そして、複数のソース配線５が複数のゲート配線４に交差するように第１の絶縁層８を介して設けられている。また、ゲート配線４とソース配線５との交差部の近傍には薄膜トランジスタ２ｃが設けられている。なお、第１の絶縁層８は、ゲート絶縁層である。

ゲート配線４は、駆動用半導体素子（図示せず）から供給される電圧を薄膜トランジスタ２ｃに印加する機能を有する。また、ソース配線５は、薄膜トランジスタ２ｃを介して駆動用半導体素子から供給される信号電圧を信号電極６に印加する機能を有する。なお、ゲート配線４またはソース配線５は、例えば、アルミニウム、モリブデン、チタン、ネオジウム、クロムまたは銅等あるいはこれらを含む合金からなる。

そして、第２の絶縁層９が複数のソース配線５を覆うように設けられている。なお、第１の絶縁層８または第２の絶縁層９は、例えば、窒化ケイ素または酸化ケイ素等の絶縁性を有する材料からなる。

さらに、第２の絶縁層９を覆うように第３の絶縁層１０が設けられている。

信号電極６は、第３の絶縁層１０上に複数のゲート配線４および複数のソース配線５によって囲まれた画素ごとに設けられている。信号電極６は、コンタクトホールを介して薄膜トランジスタ２ｃと電気的に接続されている。また、共通電極７は、信号電極６に平行に隣り合うように第３の絶縁層１０上に設けられている。

すなわち、液晶表示装置１は、信号電極６および共通電極７が同一面内に設けられており、第１の基板２ａの主面上に設けられた信号電極６および共通電極７との間で電界を発生させて液晶分子の方向を制御する横電界方式である。なお、信号電極６と共通電極７とは、平面視して互いに平行になるように設けられている。また、信号電極６および共通電極７は、ＩＴＯ等の透光性および導電性を有する材料からなる。信号電極６の膜厚は、例えば、０．０４（μｍ）〜０．１２（μｍ）である。また、共通電極７の膜厚は、例えば、０．０４（μｍ）〜０．１２（μｍ）である。

また、第１の基板２ａと第２の基板２ｂとの対向する主面のうちの第２の基板２ａの主面には、遮光層１３が設けられている。そして、遮光層１３を覆うように平坦化層１２が設けられている。また、第２の基板２ｂがカラーフィルタ基板であれば、隣接する遮光層１３の間にカラーフィルタ層が設けられる。

また、第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂのそれぞれの対向面には、配向処理が施された配向膜（図示せず）が設けられており、配向膜同士の間には液晶が配置されている。配向膜は、例えば、ポリイミド樹脂等の材料からなる。また、配向膜の膜厚は、例えば、０．０４（μｍ）〜０．１（μｍ）である。

また、液晶表示装置１は、第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂの対向面とは反対の外側面には偏光板（図示せず）が配設される。また、第１の基板２ａ側の偏光板の外側には光源装置１４が配設される。光源装置１４は、例えば、冷陰極管またはＬＥＤ素子等を光源としている。

ここで、第３の絶縁層１０は、図２または図３に示すように、ストライプ状の凹部１０
ｂと凸部１０ｃからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが表面に設けられている。また、凹凸パターン１０ａの凹部１０ｂおよび凸部１０ｃは、信号電極６と共通電極７とに平行に設けられる。すなわち、凹凸パターン１０ａは、信号電極６と共通電極７とに平行な方向に、ストライプ状の凹部１０ｂとストライプ状の凸部１０ｃとが交互に配列されて設けられている。

また、凹凸パターン１０ａは、滑らかな断面形状を有しているので、凹部１０ｂの底部から凹部１０ｂに隣接している凸部１０ｃの頂部にかけて滑らかな曲面を有することになる。すなわち、凹部１０ｂは、隣接している凸部１０ｃの間に位置しており、滑らかな形状の曲面を有している。そして、信号電極６および共通電極７は、凹凸パターン１０ａの凹部１０ｂにそれぞれ配置されている。

また、信号電極６および共通電極７は、凹凸パターン１０ａの凹部１０ｂの底部に設けられる。そして、凹部１０ｂの底部を中心にして凹部１０ｂの底部から凹部１０ｂに隣接している凸部１０ｃの頂部にかけて形成された滑らかな曲面上に設けられている。なお、信号電極６および共通電極７は、凹部１０ｂの底部から曲面にかけて設けられているが、曲面上のどの位置まで信号電極６および共通電極７を設けるかは、信号電極６および共通電極７の電極幅に応じて適宜設定される。

このように、信号電極６および共通電極７が、凹部１０ｂの底部を中心にして凹部１０ｂの底部から凹部１０ｂに隣接している凸部１０ｃの頂部にかけて形成された滑らかな曲面上に設けられているので、信号電極６が設けられている領域は、信号電極６の端部から中央部にかけてセルギャップを滑らかに変化させることができる。そして、共通電極７が設けられている領域は、共通電極７の端部から中央部にかけて滑らかにセルギャップを変化させることができる。

また、凹凸パターン１０ａにおいて、隣接する凹部１０ｂの底部間の距離は、凹部１０ｂに設けられた信号電極６と共通電極７との間で電界が形成されるように適宜設定される。

第３の絶縁層１０は、例えば、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂等の有機材料からなる感光性樹脂を用いて形成される。

ここで、第３の絶縁層１０の表面に設けられる凹凸パターン１０ａの形成方法について以下に説明する。

第３の絶縁層１０は、第２の絶縁層９上に設けられ、そして、例えば、フォトリグラフィ法によって、滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが表面に設けられる。まず、第２の絶縁層９上に第３の絶縁層１０となる感光性樹脂を塗布する。そして、塗布された感光性樹脂に対してフォトマスクを用いて露光処理を行なう。なお、フォトマスクには、所望の凹凸パターン１０ａになるような露光パターンが形成されている。露光処理後に、露光された感光性樹脂に対して現像処理を行なって、第３の絶縁層１０の表面に凹凸パターン１０ａを形成する。

そして、現像後の凹凸パターン１０ａの断面形状を滑らかにするために熱処理を行なう。これによって、第３の絶縁層１０は、滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが表面に設けられる。すなわち、熱処理によって、凹凸パターン１０ａを滑らかな曲面形状にすることができる。これによって、凹凸パターン１０ａは、凸部１０ｂの頂部から凹部１０ｃの底部にかけて滑らかな曲面を有することになる。なお、熱処理の温度は、例えば、２２０（℃）〜２５０（℃）である。

また、凹凸パターンの凸部の頂部と凹部の底部との間の距離は、すなわち、凹部の深さは、透過率が画素内で均一になるように、例えば、０．５（μｍ）〜１．５（μｍ）に設定されている。

ここで、液晶表示装置１の黒表示および白表示について図７を参照して説明する。なお、図７（ａ）は、信号電極６および共通電極７に電界が形成されていない状態を、図７（ｂ）は、信号電極６と共通電極７との間に電界が形成されている状態を説明する説明図である。また、実線で示した矢印の方向は、画像表示側に配置される偏光板の透過軸（Ｙ方向）の方向であり、破線で示す矢印の方向は、光源装置１４側に配置される偏光板の透過軸（Ｘ方向）の方向である。

まず、図７（ａ）に示すように、電界が形成されていない状態では、液晶分子１５は、画像表示側の偏光板の透過軸に平行な状態に配列されており、光源装置１４側の偏光板を透過して入射された光は、画像表示側の偏光板によって遮られるために黒表示になる。

次に、図７（ｂ）に示すように、信号電極６と共通電極７との間に電界が形成されると、液晶分子１５は、光源装置１４側の偏光板の透過軸と画像表示側の偏光板の透過軸との中間に、すなわち、４５°回転して配列される。このように液晶分子１５が４５°配列された場合には透過率が最大となり白表示になる。したがって、このように液晶分子が４５°回転して配列された場合の４５°方向のリタデーションは、透過率に対して影響を与えることになる。したがって、４５°方向のリタデーションが画素内で異なると透過率が不均一になりやすくなるため、画素内での透過率の均一性を向上させるためには、４５°方向のリタデーション値を画素内で同一にする必要がある。

横電界方式において、信号電極６および共通電極７が同一平面内に設けられている場合の電界の強さは、信号電極６と共通電極７との間で電界が形成されると、信号電極６と共通電極７との間の領域、信号電極６の端部の領域および共通電極７の端部の領域、信号電極６の中央の領域および共通電極７の中央の領域の順に弱くなる。

ここで、図８（ａ）に示すように、信号電極６と共通電極７との間の領域のセルギャップをセルギャップＡ、信号電極６端部の領域および共通電極７の端部の領域のセルギャップをセルギャップＢ、信号電極６の中央の領域および共通電極７の中央の領域のセルギャップをセルギャップＣとする。セルギャップＡ、セルギャップＢおよびセルギャップＣは、略同一のセルギャップとなる。

また、信号電極６と共通電極７とに間に電界を形成させた場合のセルギャップＡの領域の４５°方向のリタデーション値を４５°方向リタデーションＡ、セルギャップＢの領域の４５°方向のリタデーション値を４５°方向リタデーションＢ、セルギャップＣの領域における４５°方向のリタデーション値を４５°方向リタデーションＣとする。

ここで、横電界方式における電界の強さと液晶分子１５の配列方向の回転角θとの関係について、図８を参照して説明する。なお、図８（ｃ）は、信号電極６と共通電極７との間で電界が形成されていない場合の液晶分子１５の配列方向を示している。

セルギャップＡの領域においては、信号電極６と共通電極７との間に位置している液晶分子１５には強い横電界が印加される。これによって、液晶分子１５は、回転しやすく、図８（ｄ）に示すように、回転角θが、例えば、５５（°）〜７５（°）となって配列される。したがって、４５°方向リタデーションＡは、４５°方向リタデーションＢよりもやや小さくなる。

また、セルギャップＢの領域においては、信号電極６の端部または共通電極７の端部に位置している液晶分子１５には、強い横電界と弱い横電界との中間的な横電界が印加されて、液晶分子１５は、図８（ｅ）に示すように、回転角θは、例えば、３５（°）〜５５（°）となって配列される。したがって、４５°方向リタデーションＢは、最も大きくなる。

また、セルギャップＣの領域においては、信号電極６の中央の領域または共通電極７の中央の領域に位置している液晶分子１５には、弱い横電界が印加されるので、液晶分子１５は回転しにくく、図８（ｆ）に示すように、回転角θは、例えば、１５（°）〜３５（°）となって配列される。したがって、４５°方向のリタデーションＣは、４５°方向リタデーションＢよりも小さくなる。また、４５°方向リタデーションＡよりも小さくなる。

したがって、横電界方式では、信号電極６および共通電極７が同一平面内に設けられている場合には、上述したように、信号電極６と共通電極７との間で電界が形成されると、液晶分子１５が位置する領域によって、液晶分子１５には異なった大きさの横電界が印加されることになる。すなわち、４５°方向リタデーションは、４５°方向リタデーションＢ＞４５°方向リタデーションＡ＞４５°方向リタデーションＣの順に小さくなる。

これによって、液晶分子１５が位置する領域によって、それぞれの４５°方向リタデーション値が異なるため、透過率が領域によって異なり画素内での透過率の分布が不均一になりやすい。したがって、透過率を均一にするためには、画素内で４５°方向リタデーション値を同一にすることが望まれる。

液晶表示装置１では、ストライプ状の凹部１０ｂと凸部１０ｃとからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１０ａが設けられている。そして、信号電極６および共通電極７が凹部１０ｂにそれぞれ設けられており、セルギャップは、図８（ｂ）に示すように、凹凸パターン１０ａによって滑らかに変化している。液晶表示装置１では、画素内において、信号電極６の中央の領域および共通電極７の中央の領域のセルギャップは大きく設定され、信号電極６と共通電極７との間のセルギャップは小さく設定される。

液晶表示装置１では、各セルギャップの領域において、液晶分子１５に対する電界の強さが異なっているため、液晶分子１５が回転する回転角θによって、各セルギャップ領域のリタデーションが異なる。

一方、液晶表示装置１では、凹凸パターン１０ａによって、セルギャップの大きさが領域によって異なっている。ここで、図８（ｂ）に示すように、信号電極６と共通電極７との間の領域のセルギャップをセルギャップＡ、信号電極６端部の領域および共通電極７の端部の領域のセルギャップをセルギャップＢ、信号電極６の中央の領域および共通電極７の中央の領域のセルギャップをセルギャップＣとする。凹凸パターン１０ａによって、セルギャップの大きさは、セルギャップＡ＜セルギャップＢ＜セルギャップＣの順に大きくなる。

したがって、セルギャップＡ、セルギャップＢおよびセルギャップＣの領域における４５°方向リタデーションは、各領域のセルギャップの大きさによって調整することができる。すなわち、液晶表示装置１では、４５°方向リタデーション値を同一にすることができる。

４５°方向リタデーションを同一にするとは、すなわち、４５°方向リタデーションＡ
、４５°方向リタデーションＢおよび４５°方向リタデーションＣを同一にするとは、４５°方向リタデーションＢの値に対して、４５°方向リタデーションＡおよび４５°方向リタデーションＣの値が、±３０（ｎｍ）の範囲内にあることをいう。

液晶表示装置１は、セルギャップＢの領域では、信号電極６と共通電極７との間に電界を形成させると、中間的な電界のため、液晶分子１５の回転角θは、図８（ｅ）に示すように、例えば、３５（°）〜５５（°）となる。この場合の４５°方向のリタデーション値を４５°方向リタデーションＢとする。

また、セルギャップＡの領域では、信号電極６と共通電極７とに間に電界を形成させると、電界が強いため、液晶分子１５は回転しやすく、液晶分子１５の回転角θは、図８（ｄ）に示すように、例えば、５５（°）〜７５（°）となる。したがって、４５°方向リタデーションＡは、液晶分子１５が回転角θで回転することによって大きくなるが、セルギャップＡの領域はセルギャップＡが小さいため、回転角θで大きくなったリタデーション値がセルギャップによって減少する。すなわち、４５°方向リタデーションは、回転角θによって大きくなるが、セルギャップによって小さくすることができる。これによって、４５°方向リタデーションＡは、セルギャップを調整することによって４５°方向リタデーションＢと同一にすることができる。

また、セルギャップＣの領域では、信号電極６と共通電極７とに間に電界を形成させると、電界が弱いため、液晶分子１５は回転しにくく、液晶分子１５の回転角θは、図８（ｆ）に示すように、例えば、１５（°）〜３５（°）となる。したがって、４５°方向リタデーションＣは、液晶分子１５が回転角θで回転することによって小さくなるが、セルギャップＣの領域はセルギャップＣが大きいため、回転角θで小さくなったリタデーション値がセルギャップによって増加する。すなわち、４５°方向リタデーションは、回転角θによって小さくなるが、セルギャップによって大きくすることができる。これによって、４５°方向リタデーションＣは、セルギャップを調整することによって４５°方向リタデーションＢと同一にすることができる。

したがって、液晶表示装置１では、画素内で、液晶分子１５は電界の強さによって回転する回転角θが異なっているが、４５°方向リタデーション値は、それぞれの領域のセルギャップを調整することによってリタデーションを補償することができる。これによって、画素内で４５°方向リタデーション値が同一となり、透過率の分布が均一となり、透過率を向上させることができる。

また、横電界方式の液晶表示装置では、セルギャップを局所的に変化させると、液晶分子１５の配向が不均一になり、黒の画像表示が影響されやすくなる。したがって、セルギャップを滑らかに変化させることによって、液晶分子１５の配向の均一性を向上させて黒の画像表示への影響を抑制することが望まれる。なお、黒の画像表示が影響されるとは、黒の画像表示が悪くなる、すなわち、黒の画像表示時の輝度が高くなることであり、これによって、液晶表示装置のコントラストが低下して画像表示の品位が低下しやすくなる。

液晶表示装置１では、信号電極６および共通電極７は、凹凸パターン１０の凹部１０ａの底部にあって、凹部１０ｂの底部を中心にして凹部１０ｂの底部から凹部１０ｂに隣接している凸部１０ｃの頂部にかけて形成されている曲面に沿って設けられているので、信号電極６および共通電極７の領域は、それぞれの電極の端部から中央部にかけて滑らかにセルギャップが変化している。したがって、液晶表示装置１は、セルギャップを滑らかに変化させることで、液晶分子１５の配向の均一性を向上させることができる。

本発明は上述の第１の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において種々の変更、改良等が可能である。以下、他の実施の形態について説明する。なお、他の実施の形態に係る液晶表示装置のうち、第１の実施形態に係る液晶表示装置１と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

＜実施の形態２＞
以下、本発明の第２の実施の形態（実施の形態２という）に係る液晶表示装置１Ａについて、図４乃至図６を参照しながら説明する。

実施の形態２に係る液晶表示装置１Ａは、図４乃至図６に示すような構成であり、主面同士を対向させて配置された第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂと、第１の基板２ａおよび第２の基板２ｂの間に配置された液晶層３と、第１の基板２ａの主面上に設けられた複数のゲート配線４と、複数のゲート配線４に交差するように第１の絶縁層８を介して設けられた複数のソース配線５と、複数のソース配線５を覆うように設けられた第２の絶縁層９と、第２の絶縁層９を覆うように設けられた第３の絶縁層１０と、第３の絶縁層１０上に設けられた共通電極７と、共通電極７を覆うように設けられた第４の絶縁層１１と、第４の絶縁層１１上に複数のゲート配線４および複数のソース配線５によって囲まれた画素ごとに設けられた、共通電極７との間で電界を形成するための信号電極６とを備えた液晶表示装置において、第３の絶縁層１０は、信号電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部１０ｅと凸部１０ｆとからなる滑らかな断面形状を有する第１の凹凸パターン１０ｄが表面に設けられており、共通電極７は、第１の凹凸パターン１０ｄの表面に沿って配置され、第４の絶縁層１１は、第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅおよび凸部１０ｆに対応して設けられた、ストライプ状の凹部１１ｂと凸部１１ｃとからなる滑らかな断面形状を有する第２の凹凸パターン１１ａが表面に設けられており、信号電極６は、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂに配置されている。

液晶表示装置１の信号電極６および共通電極７が同一の面内に設けられているのに対して、液晶表示装置１Ａでは、図４乃至図６に示すように、信号電極６と共通電極７とが異なる面内に設けられている。したがって、液晶表示装置１Ａでは、異なる面内に設けられた信号電極６と共通電極７との間で電界が形成される。

ここで、第４の絶縁層１１は、図５または図６に示すように、ストライプ状の凹部１１ｂおよび凸部１１ｃからなる滑らかな断面形状を有する第２の凹凸パターン１１ａが表面に設けられている。また、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂおよび凸部１１ｃは、信号電極６に平行に設けられている。すなわち、第２の凹凸パターン１１ａは、信号電極６に平行な方向に、ストライプ状の凹部１１ｂとストライプ状の凸部１１ｃとが交互に配列されて設けられている。

また、第２の凹凸パターン１１ａは、滑らかな断面形状を有しているので、凹部１１ｂの底部から凹部１１ｂに隣接している凸部１１ｃの頂部にかけて滑らかな曲面を有することになる。すなわち、凹部１１ｂは、隣接している凸部１１ｃの間に位置しており、滑らかな形状の曲面を有している。そして、信号電極６は、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂに配置されている。

信号電極６は、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂに設けられている。そして、信号電極６は、凹部１１ｂの底部を中心にして凹部１１ｂの底部から凹部１１ｂに隣接している凸部１１ｃの頂部にかけて形成された滑らかな曲面上に設けられている。なお、信号電極６は、凹部１１ｂの底部から曲面上にかけて設けられているが、曲面上のどの位置まで信号電極６を設けるかは、信号電極６の電極幅に応じて適宜設定される。

ここで、第２の凹凸パターン１１ａについて説明する。

第２の凹凸パターン１１ａは、第３の絶縁層１０に設けられている第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅおよび凸部１０ｆに対応して設けられている。すなわち、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂは第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅに対応し、第２の凹凸パターン１１ａの凸部１１ｃは第１の凹凸パターン１０ｄの凸部１０ｆに対応している。

第１の凹凸パターン１０ｄは、滑らかな断面形状を有しており、実施の形態１と同様にして第３の絶縁層１０の表面に設けられる。そして、第３の絶縁層１０の第１の凹凸パターン１０ｄの表面に沿って共通電極７が配置される。すなわち、共通電極７は、第３の絶縁層１０の表面に設けられた第１の凹凸パターン１０ｄを覆うように配置されている。

そして、第４の絶縁層１１は、共通電極７を覆うように設けられる。また、第４の絶縁層１１の膜厚は、例えば、０．１（μｍ）〜０．４（μｍ）である。第４の絶縁層１１は、例えば、窒化ケイ素または酸化ケイ素等の絶縁性を有する材料からなり、スパッタリング法等によって設けられる。

第４の絶縁層１１の膜厚は、第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅの底部と凸部１０ｆの頂部との距離、すなわち、凹部１０ｅの深さよりも小さいので、第２の凹凸パターン１１ａは、第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅおよび凸部１０ｆの表面に沿って滑らかな断面形状を有することになる。すなわち、第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂは、第１の凹凸パターン１０ｄの凹部１０ｅに対応するように、第２の凹凸パターン１１ａの凸部１１ｂは、第１の凹凸パターン１０ｄの凸部１０ｆに対応するように設けられる。このようにして、ストライプ状の凹部１１ｂと凸部１１ｃとからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターン１１ａが設けられる。そして、信号電極６は凹部１１ｂに配置されるので、セルギャップは滑らかに変化する。

第２の凹凸パターン１１ａの凸部１１ｃの頂部と凹部１１ｂの底部との間の距離は、すなわち、凹部１１ｂの深さは、透過率が画素内で均一になるように、例えば、０．５（μｍ）〜１．５（μｍ）に設定されている。

したがって、液晶表示装置１と同様に、液晶表示装置１Ａでは、画素内で、液晶分子１５は電界の強さによって回転する回転角θが異なっているが、４５°方向リタデーション値は、それぞれの領域のセルギャップを調整することによってリタデーションを補償することができる。これによって、画素内で４５°方向リタデーション値が同一となり、透過率の分布が均一となり、透過率を向上させることができる。

また、信号電極６の領域は、信号電極６の端部から中央部にかけて滑らかにセルギャップが変化している。したがって、セルギャップを滑らかに変化させることで、液晶分子１５の配向の均一性を向上させることができる。

本発明は、上述した実施の形態１または実施の形態２に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

例えば、液晶表示装置１Ａでは、図６に示すように、共通電極７が第３の絶縁層１０を覆うように設けられており、信号電極６が第４の絶縁層１１の第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂに設けられているが、これに限らない。信号電極６が第３の絶縁層１０を覆うように設けられて、共通電極７が第４の絶縁膜１１の第２の凹凸パターン１１ａの凹部１１ｂに設けられていてもよい。

１、１Ａ液晶表示装置
２ａ第１の基板
２ｂ第２の基板
２ｃ薄膜トランジスタ
３液晶層
４ゲート配線
５ソース配線
６信号電極
７共通電極
８第１の絶縁層
９第２の絶縁層
１０第３の絶縁層
１０ａ凹凸パターン
１０ｂ凹部
１０ｃ凸部
１０ｄ第１の凹凸パターン
１０ｅ凹部
１０ｆ凸部
１１第４の絶縁層
１１ａ第２の凹凸パターン
１１ｂ凹部
１１ｃ凸部
１２平坦化層
１３遮光層
１４光源装置
１５液晶分子

Claims

主面同士を対向させて配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、前記第１の基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、該複数のゲート配線に交差するように第１の絶縁層を介して設けられた複数のソース配線と、該複数のソース配線を覆うように設けられた第２の絶縁層と、該第２の絶縁層を覆うように設けられた第３の絶縁層と、該第３の絶縁層上に前記複数のゲート配線および前記複数のソース配線によって囲まれた画素ごとに設けられた信号電極と、該信号電極に平行に隣り合うように前記第３の絶縁層上に設けられた、前記信号電極との間で電界を形成するための共通電極とを備えた液晶表示装置において、
前記第３の絶縁層は、前記信号電極および前記共通電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する凹凸パターンが表面に設けられており、前記信号電極および前記共通電極は、前記凹凸パターンの前記凹部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。
主面同士を対向させて配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、前記第１の基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、該複数のゲート配線に交差するように第１の絶縁層を介して設けられた複数のソース配線と、該複数のソース配線を覆うように設けられた第２の絶縁層と、該第２の絶縁層を覆うように設けられた第３の絶縁層と、該第３の絶縁層上に設けられた共通電極と、該共通電極を覆うように設けられた第４の絶縁層と、該第４の絶縁層上に前記複数のゲート配線および前記複数のソース配線によって囲まれた画素ごとに設けられた、前記共通電極との間で電界を形成するための信号電極とを備えた液晶表示装置において、
前記第３の絶縁層は、前記信号電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第１の凹凸パターンが表面に設けられており、前記共通電極は、前記第１の凹凸パターンの表面に沿って配置され、前記第４の絶縁層は、前記第１の凹凸パターンの前記凹部および前記凸部に対応して設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第２の凹凸パターンが表面に設けられており、前記信号電極は、前記第２の凹凸パターンの前記凹部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
主面同士を対向させて配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板および前記第２の基板の間に配置された液晶層と、前記第１の基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、該複数のゲート配線に交差するように第１の絶縁層を介して設けられた複数のソース配線と、該複数のソース配線を覆うように設けられた第２の絶縁層と、該第２の絶縁層を覆うように設けられた第３の絶縁層と、該第３の絶縁層上に設けられた信号電極と、該信号電極を覆うように設けられた第４の絶縁層と、該第４の絶縁層上に前記複数のゲート配線および前記複数のソース配線によって囲まれた画素ごとに設けられた、前記信号電極との間で電界を形成するための共通電極とを備えた液晶表示装置において、
前記第３の絶縁層は、前記共通電極に平行に設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第１の凹凸パターンが表面に設けられており、前記信号電極は、前記第１の凹凸パターンの表面に沿って配置され、前記第４の絶縁層は、前記第１の凹凸パターンの前記凹部および前記凸部に対応して設けられた、ストライプ状の凹部と凸部とからなる滑らかな断面形状を有する第２の凹凸パターンが表面に設けられており、前記共通電極は、前記第２の凹凸パターンの前記凹部に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。