JP2015090437A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】壁電極構造を備えたＩＰＳの開口率を高く保った最適画素構造においては、視野角特性が低下するという問題がある。
【解決手段】壁電極構造の液晶表示装置は、異なる配向状態を与える４種類の画素を配置する。異なる４種類の配向状態とは、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態である。また、４種類の画素は画素長辺において同一画素が近接するように並べる。
【選択図】図１

Description

本開示は、液晶表示装置に関し、例えば壁電極を有する液晶表示装置に適用可能である。

液晶表示装置は、光源の透過光量を調節することで画像を表示する非発光型のディスプレイである。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、薄型，軽量，低消費電力といった特徴を有する。現在、広視野角を達成できる代表的な液晶表示方式としてＩＰＳ（In Plane Switching）方式が挙げられる。ＩＰＳ方式のＬＣＤ（ＩＰＳ−ＬＣＤ）は、ＴＦＴ基板上にソース電極とコモン電極を備え、横電界によって液晶分子が面内方向で回転することで、実効的な光軸を面内で回転させ、透過率を制御する液晶駆動方式である。

十分な開口率を得ると同時に、各配線間からの雑音信号を軽減し、ほぼ完全に基板面に対して平行な横電界を均一に液晶層に印加することを目的として、液晶層に電界を印加するためのドレイン電極および対向電極が、液晶層中に突出した構造を有する液晶表示装置が提案されている（特開平９−２５８２６５号公報）。

特開平９−２５８２６５号公報

本願発明者らは、ＩＰＳ-ＬＣＤの画素構造を検討した結果次のような問題があることを見出した。
液晶層の厚さと同程度の高さを有し、液晶層中に突出した電極を壁電極と呼ぶことにする。壁電極を備えたＩＰＳ-ＬＣＤ（以下、壁電極ＩＰＳ-ＬＣＤという。）は液晶層の層方向に平行な電界を液晶層の全体に印加するので、平面電極を用いて液晶層の底辺近傍のみに横電界を印加する従来のＩＰＳ-ＬＣＤよりも高い透過率を実現できる。
しかし、壁電極ＩＰＳの開口率を高く保った最適画素構造においては、視野角特性が低下するという問題がある。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
壁電極構造の液晶表示装置は、異なる配向状態を与える４種類の画素を配置する。異なる４種類の配向状態とは、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態である。また、４種類の画素は画素長辺において同一画素が近接するように並べる。

上記液晶表示装置によれば、広視野角と高い透過率とコントラスト比を両立することができる。

実施例１に係る液晶表示装置の１２画素を含む平面図である。 図１の第１画素の拡大図である。 図１の第２画素の拡大図である。 図１の第３画素の拡大図である。 図１の第４画素の拡大図である。 図２および図３におけるＡ−Ａ’断面図である。 図４、図５、図１２におけるＡ−Ａ’断面図である。 図２から図５、図１２におけるＢ−Ｂ’断面図である。 実施例１に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。 実施例２に係る液晶表示装置の１２画素を含む平面図である。 画素配列を示す図である。 比較例１に係る液晶表示装置の１画素を含む平面図である。 比較例１に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。 比較例２に係る液晶表示装置の２画素を含む平面図である。 比較例２に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。

壁電極ＩＰＳの画素構造はいくつか想定されるが、開口率や保持容量の形成、構造の簡易化等を勘案すれば自ずから最適構造が定まる。例えば、壁電極自体は非開口部となるので、開口率を維持するために画素境界部のブラックマトリクス下に配置する。また、壁電極の２つの壁面上に隣接する２つの画素のソース電極を配置すれば、ソース電極を隔てるスリットを壁電極頂部に配置しなければならない。この時壁電極の幅は層間の合わせ裕度とスリットの加工裕度の足し算で決定され、ブラックマトリクスからはみ出ることになる。

そこで、コモン電極を２つの壁面上に形成し、ソース電極をその片側に形成した構成にすれば、壁電極の幅は層間の合わせ裕度のみで決定されるのでブラックマトリクス下に収まる幅になる。配線電位の影響を遮蔽するため、コモン電極は壁電極間の平坦部を完全に覆い、ソース電極も平坦部にまで延長する。この構成の１例（以下、比較例１という。）について以下説明する。

図１２は比較例１に係る液晶表示装置の画素の平面図である。図７は図１２におけるＡ−Ａ’断面図である。図８は図１２におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１３は比較例１に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。なお、図７は、図４および図５におけるＡ−Ａ’断面図でもある。図８は、図２から図５におけるＢ−Ｂ’断面図でもある。

画素平面形状を図１２に示したような長方形状とし、比較例１に係る液晶表示装置Ｒ１に含まれる画素の種類を図１２に示した１種類のみとしている。比較例１に係る液晶表示装置Ｒ１は第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２が液晶層ＬＣを挟持して成り、第一の基板ＳＵ１上には液晶層ＬＣに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、第一の平坦化膜ＯＣ１、カラーフィルタＣＦ、ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。このうちカラーフィルタＣＦは赤色、緑色、青色を示し、各色のカラーフィルタＣＦはストライプ状でその分布は画素に対応している。第二の基板ＳＵ２上には液晶層ＬＣに近接する側より第二の配向膜ＡＬ２、第二の平坦化膜ＯＣ２、ソース電極ＳＥ、第一の絶縁膜ＩＬ１、コモン電極ＣＥ、壁構造ＷＬ、第二の絶縁膜ＩＬ２、信号配線ＳＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、走査配線ＧＬ、ポリシリコン層ＰＳ、アンダーコート膜ＵＣを有する。

図１２において、ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの輪郭は破線で示してある。図１２においてコモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨの周辺を除いた全面に分布するため、その輪郭を表す破線はコンタクトホールＣＨ周辺のみに分布する。壁構造ＷＬは液晶層ＬＣの中に突出しており、コモン電極ＣＥは壁構造ＷＬ上とその間隙の平坦部に分布し、ソース電極ＳＥは壁構造ＷＬの片側壁面とその間隙の平坦部に部分的に分布している。コモン電極ＣＥとソース電極ＳＥは第一の絶縁膜ＩＬ１を介して重畳しており、重畳部は保持容量として機能する。また、コモン電極ＣＥは壁構造ＷＬ上とその間隙にも分布することにより、隣接する画素や配線の電位を遮蔽する機能を有する。

ソース電極ＳＥはポリシリコン層ＰＳ、コンタクトホールＣＨを介して信号配線ＤＬに接続されており、画像信号に応じた電位を液晶層ＬＣに印加する。コモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨの周囲に開口部を有し、ソース電極ＳＥとの短絡を防いでいる。ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの間に形成される電気力線ＥＬを図７中に破線で表した。電気力線ＥＬは壁構造ＷＬ壁面のソース電極ＳＥと対向する壁構造ＷＬ壁面のコモン電極ＣＥを結ぶように分布する。

ソース電極ＳＥの端が対向する２つの壁構造ＷＬの中央であれば、電気力線の密度が不均一になり液晶層ＬＣに均一な電場が印加されず、透過率が低下する。即ち、第一の基板ＳＵ１外側の界面電位の影響により画素内の等電位面の分布はソース電極ＳＥ側に偏り、ソース電極ＳＥ側で密になり、コモン電極側で疎になる。電気力線の密度を均一にするにはソース電極ＳＥを画素中央よりも対向側に伸ばして配置しなければならず、これにより高い透過率が得られるものの、電気力線ＥＬは液晶層ＬＣ中においてその層平面に対して若干傾いて分布することになる。具体的には、電気力線ＥＬはコモン電極ＣＥが露出した壁構造ＷＬの方向に起き上がるように傾く。図７に示したようにコモン電極ＣＥが露出した壁構造ＷＬは右側にあるため、電気力線ＥＬは右側に立ち上がるように傾く。そのため、液晶分子ＬＣＭにも右側に立ち上がるチルト角、すなわちプラスチルトを付与する。

黒表示と白表示並びに法線方向における白表示に対して輝度が２０％、４０％、６０％、８０％、９０％となる階調を選択し、図１２の水平方向（Ｘ方向）と垂直方向（Ｙ方向）において各階調の輝度の極角依存性を測定した。その結果図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示したような視角特性が得られた。各階調のプロットは左右非対称になり、その片側において各階調のプロットの一部が交差しており、これは液晶分子ＬＣＭがチルトアップする方向に相当する。このように、液晶分子ＬＣＭがチルトアップする側において白表示よりも中間調が高輝度になり階調反転する傾向が見られた。

このように、最適化画素構造では画素構造を簡略化して高開口率化できる利点があるものの、液晶表示装置に配列する画素を１種類のみとすれば視角特性が低下する。より具体的には、高極角領域の高階調側で階調反転が生じる。

このようにして求めた壁電極ＩＰＳの最適画素構造には、チルト角分布に偏りが生じるという問題がある。

＜実施の形態＞
壁電極構造の液晶表示装置は、異なる配向状態を与える４種類の画素を配置する。異なる４種類の配向状態とは、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態である。また、４種類の画素は画素長辺において同一画素が近接するように並べる。

壁電極方式ＩＰＳ−ＬＣＤの最適画素構造ではチルト角分布に偏りが生じるため、液晶層の回転方向の他にチルトアップの方向もまた視角特性を特徴づける要因になる。液晶層の回転方向には右ねじれと左ねじれがあり、チルトアップの方向は画素長辺が上下方向を向くように画素を置いた場合の右方向と左方向があり、便宜上これらのチルト配向をそれぞれプラスチルトとマイナスチルトと呼ぶことにする。各因子の２通りの値を組み合わせは４種類の画素になり、これら４種類の画素を組合せれば右ねじれと左ねじれの違いによる視角特性、並びにプラスチルトとマイナスチルトの違いによる視角特性が相殺されて視角特性が向上する。

４種類の画素の配置の仕方はいろいろ考えられるが、最適画素構造の特徴の一つは壁構造の片側の壁面にのみソース電極を配置することである。この特徴を保ちながら４種類の画素を配置するには、画素長辺において同一画素が近接するように配置すれば良い。壁構造の幅を低減して高い開口率を保ちながら視角特性を向上することができる。

本実施の形態によれば開口率を保ちながら４種類の画素を配列するので、広視野角と高い透過率とコントラスト比を両立することができる。高精細化が進む中小型ＩＰＳ-ＬＣＤで、透過率を維持しながら視角特性を向上することができる。壁電極方式ＩＰＳ-ＬＣＤではＡＣ残像とＤＣ残像が小さいという利点もあり、残像が目立ちやすい医療用モニタに好適である。本実施の形態により医療用モニタの透過率と視角特性を向上することができる。

本実施例の液晶表示装置１の１２画素を含む平面図を図１に示す。図１において１２画素は３行４列に並んでおり、１２画素には４種類の画素が含まれる。同じ種類の画素は長辺を近接して列上（Ｘ方向）に配列しており、これらを図１の上側より順に第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４と呼ぶことにする。各画素における配向処理方向ＡＤと液晶分子ＬＣＭの配向方向を図１中にそれぞれ直線状の矢印と円筒で示した。直線状の矢印と円筒を結ぶ円弧状の矢印は電圧印加に伴う液晶分子の配向変化を概略示しており、図１中の液晶分子ＬＣＭは電圧印加時の配向方向である。図１中において右側に立ち上がるチルトと左側に立ち上がるチルトをそれぞれプラスチルトとマイナスチルトとすると、第１の画素ＰＸ１は右ねじれのマイナスチルト配向、第２の画素ＰＸ２は左ねじれのマイナスチルト配向、第３の画素ＰＸ３は右ねじれのプラスチルト配向、第４の画素ＰＸ４は左ねじれのプラスチルト配向を与える。

第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４の拡大図をそれぞれ図２、図３、図４、図５に示す。図６は第１の画素ＰＸ１と第２の画素ＰＸ２のＡ−Ａ’における断面図であり、図７は第３の画素ＰＸ３と第４の画素ＰＸ４のＡ−Ａ’における断面図である。また、図８は第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４のＢ−Ｂ’における断面図である。本実施例の液晶表示装置１は第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２が液晶層ＬＣを挟持して成り、第一の基板ＳＵ１上には液晶層ＬＣに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、第一の平坦化膜ＯＣ１、カラーフィルタＣＦ、ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。このうちカラーフィルタＣＦは赤色、緑色、青色を示し、各色のカラーフィルタＣＦはストライプ状でその分布は画素に対応している。第二の基板ＳＵ２上には液晶層ＬＣに近接する側より第二の配向膜ＡＬ２、第二の平坦化膜ＯＣ２、ソース電極ＳＥ、第一の絶縁膜ＩＬ１、コモン電極ＣＥ、壁構造ＷＬ、第二の絶縁膜ＩＬ２、信号配線ＳＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、走査配線ＧＬ、ポリシリコン層ＰＳ、アンダーコート膜ＵＣを有する。

図１から図５において、ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの輪郭は破線で示してある。図１から図５においてコモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨの周辺を除いた全面に分布するため、その輪郭を表す破線はコンタクトホールＣＨ周辺のみに分布する。壁構造ＷＬは液晶層ＬＣの中に突出しており、コモン電極ＣＥは壁構造ＷＬ上とその間隙の平坦部に分布し、ソース電極ＳＥは壁構造ＷＬの片側壁面とその間隙の平坦部に部分的に分布している。コモン電極ＣＥとソース電極ＳＥは第一の絶縁膜ＩＬ１を介して重畳しており、重畳部は保持容量として機能する。また、コモン電極ＣＥは壁構造ＷＬ上とその間隙にも分布することにより、隣接する画素や配線の電位を遮蔽する機能を有する。

ソース電極ＳＥはポリシリコン層ＰＳ、コンタクトホールＣＨを介して信号配線ＤＬに接続されており、画像信号に応じた電位を液晶層ＬＣに印加する。コモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨの周囲に開口部を有し、ソース電極ＳＥとの短絡を防いでいる。ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの間に形成される電気力線ＥＬを図６および図７中に破線で表している。電気力線ＥＬは壁構造ＷＬ壁面のソース電極ＳＥと対向する壁構造ＷＬ壁面のコモン電極ＣＥを結ぶように分布する。

ソース電極ＳＥの端が対向する２つの壁構造ＷＬの中央であれば、電気力線の密度が不均一になり液晶層ＬＣに均一な電場が印加されず、透過率が低下する。即ち、第一の基板ＳＵ１外側の界面電位の影響により画素内の等電位面の分布はソース電極ＳＥ側に偏り、ソース電極ＳＥ側で密になり、コモン電極側で疎になる。電気力線の密度を均一にするにはソース電極ＳＥを画素中央よりも対向側に伸ばして配置しなければならず、これにより高い透過率が得られるものの、電気力線ＥＬは液晶層ＬＣ中においてその層平面に対して若干傾いて分布することになる。具体的には、電気力線ＥＬはコモン電極ＣＥが露出した壁構造ＷＬの方向に起き上がるように傾く。第１の画素ＰＸ１と第２の画素ＰＸ２では図６に示したようにコモン電極ＣＥが露出した壁構造ＷＬは左側にあるため、電気力線ＥＬは左側に立ち上がるように傾く。そのため、液晶分子ＬＣＭにも左側に立ち上がるチルト角、すなわちマイナスチルトを付与する。第３の画素ＰＸ３と第４の画素ＰＸ４では図７に示したようにコモン電極ＣＥが露出した壁構造ＷＬは右側にあるため、電気力線ＥＬは右側に立ち上がるように傾く。そのため、液晶分子ＬＣＭにも右側に立ち上がるチルト角、すなわちプラスチルトを付与する。

液晶層ＬＣは室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示す。液晶層ＬＣの電圧無印加時における配向状態はホモジニアス配向であり、電界印加時に液晶ダイレクタは主に液晶層内で回転するように変化する。平面状のコモン電極ＣＥとソース電極ＳＥを用いた従来のＩＰＳ−ＬＣＤでは液晶層ＬＣの下側に電界が局在化しているが、これに比較して本実施例の液晶表示装置１では液晶層ＬＣにより均一な電界を印加できるため、より高い透過率が得られる。壁構造ＷＬの存在する部分には液晶層ＬＣが存在しないので非開口部となるが、壁構造ＷＬは主に画素境界上に形成しており、画素境界はブラックマトリクスＢＭで遮光されているため、開口率は実質的に低下しない。第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２は光配向膜であり、配向処理には光配向法を用いる。偏光紫外光を用いて非接触で配向処理するため、壁構造ＷＬ上に塗布した第二の配向膜ＡＬ２を配向処理することができる。

図１において壁構造ＷＬは概略Ｌ字状の平面構造をしており、各画素の壁構造ＷＬは接続されておらず、互いに離れている。このように各画素の壁構造ＷＬを離して配置したことにより、液晶分子ＬＣＭが壁構造ＷＬ間の隙間を通って流動することが可能になり、これにより壁構造ＷＬを配置しながら液晶層ＬＣを容易に形成することができる。

最適画素構造の特徴の一つは壁構造の片側の壁面にのみソース電極を配置することである。壁構造ＷＬの幅は層間の合わせ裕度のみで決定されるので、ブラックマトリクスＢＭ下に収まる幅になる。この特徴を保ちながら第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４を配置するには、図１に示したように画素長辺において同じ種類の画素が近接するように配置すれば良い。これにより、壁構造の幅を低減して高い開口率を保ちながら視角特性を向上することができる。

第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４の配置方法として、例えば、後述する実施例２の図１０に記載してあるように第１の画素ＰＸ１と第３の画素ＰＸ３の列方向に交互配置も考えられる。この場合図１０中にＰＢ１で示したように２つの壁面の両方にソース電極ＳＥを有する壁構造ＷＬと、ＰＢ２で示したように２つの壁面の何れにもソース電極ＳＥを有しない壁構造ＷＬが交互に生じることになる。２つの壁面の両方にソース電極ＳＥを有する壁構造ＷＬの場合、その幅は間の合わせ裕度とスリットの加工裕度の足し算で決定されるので、幅が広くなりブラックマトリクスＢＭからはみ出ることになる。２つの壁面の何れにもソース電極ＳＥを有しない壁構造ＷＬの場合、その幅は壁構造ＷＬの加工精度のみで決定されるので、壁構造ＷＬの幅は片側の壁面にソース電極ＳＥを有する壁構造ＷＬと同程度になる。その結果、同じ種類の画素を列方向に配置した場合に比較して開口率が低下することになる。

ドメイン制御部ＤＣを画素短辺側の画素境界上に一本だけ配置すれば、コンタクトホールＣＨは対向する２つの壁構造ＷＬの間に位置することになる。このときコンタクトホールＣＨとその近傍にも電気力線が分布して、コンタクトホールＣＨ近傍の液晶層ＬＣを駆動することができる。このように、本実施例によれば液晶表示装置の実効的な開口率を向上することもできる。

尚ここでドメインとは、電圧印加時における液晶層ＬＣの回転方向が画素中央部における回転方向と逆になっている領域である。ドメインが画素端部に生じると、右回りに回転する配向変化と左回りに回転する配向変化が釣り合って配向変化が生じない領域が画素内に生じる。配向変化が生じない領域は暗表示と同様の配向状態であるため暗線となって観察され、透過率が低下する。ドメイン抑制部ＤＣは、このようなドメインの発生を抑制して透過率を向上する機能を有する。

図９は実施例に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。視角特性を評価するため、黒表示と白表示並びに法線方向における白表示に対して輝度が２０％、４０％、６０％、８０％、９０％となる階調を選択し、画素サイズより十分に大きく第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４をほぼ同数含む直径約５ｍｍの測定エリアにおいて各階調の視角特性を測定した結果を図９に示す。図９（ａ）と図９（ｂ）の横軸は極角であり、方位角はそれぞれ０度と９０度を選択した。ここで方位角０度と９０度とは、図1における水平方向（Ｘ方向）と垂直方向（Ｙ方向）である。また、縦軸の輝度は各極角における輝度１００％の値で規格化してある。図９（ａ）と図９（ｂ）の何れにおいても各階調のプロットは左右対称であった。また、全極角範囲において各階調のプロットが交差しておらず、階調反転が生じないことを確認できた。

＜比較例２＞
図１４は比較例２に係る液晶表示装置の２画素を含む平面図である。図１５は比較例２に係る各階調の視角特性を測定した結果を示す図である。比較例に係る液晶表示装置Ｒ２は、実施例１において液晶表示装置に含まれる画素の種類を第１の画素ＰＸ１と第４の画素ＰＸ４の２種類にしている。このときの２画素の平面図は図１４に示したようになる。ここで第１の画素ＰＸ１は右ねじれのマイナスチルト配向、第４の画素ＰＸ４は左ねじれのプラスチルト配向を与えるので、比較例１よりも視角特性が向上する可能性がある。

黒表示と白表示並びに法線方向における白表示に対して輝度が２０％、４０％、６０％、８０％、９０％となる階調を選択し、方位角０度と９０度において各階調の輝度の極角依存性を測定した。その結果図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示したような視角特性が得られた。図１５（ｂ）に示したように方位角９０度では左右対称のプロットが得られ、各階調のプロットの交差もなく、階調反転も見られなかった。しかし、方位角０度では各階調のプロットは左右非対称になり、液晶分子ＬＣＭがチルトアップする方向において各階調のプロットの一部が交差していた。

図１４中の第１の画素ＰＸ１と第４の画素ＰＸ４の液晶分子ＬＣＭより明らかなように、電圧印加時において液晶分子ＬＣＭがチルトアップする方向が１８０度異なる方向にはならない。このことは、第１の画素ＰＸ１と第４の画素ＰＸ４の画素形状が互いに異なることによる。図１中の第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４の液晶分子ＬＣＭより明らかなように、液晶分子ＬＣＭがチルトアップする方向が１８０度異なる組合せは第１の画素ＰＸ１と第３の画素ＰＸ３、第２の画素ＰＸ２と第４の画素ＰＸ４である。これら４種類の画素を配置しない限り、方位角０度と９０度の両方で階調反転を完全になくすることはできない。

本実施例の液晶表示装置２の１２画素を含む平面図を図１０に示す。本実施例の液晶表示装置２は、図１０において１２画素には実施例１と同じ第１の画素ＰＸ１、第２の画素ＰＸ２、第３の画素ＰＸ３、第４の画素ＰＸ４が含まれるがその配列が異なり、１列目と３列目は左側より第１の画素ＰＸ１、第３の画素ＰＸ３、第１の画素ＰＸ１の順に配列しており、２列目と４列目は左側より第２の画素ＰＸ２、第４の画素ＰＸ４、第２の画素ＰＸ２の順に配列している。即ち第１の画素ＰＸ１と第３の画素ＰＸ３、第２の画素ＰＸ２と第４の画素ＰＸ４は形状が同じであるため、画素長辺が近接するようにして配置できる。

黒表示と白表示並びに法線方向における白表示に対して輝度が２０％、４０％、６０％、８０％、９０％となる階調を選択し、実施例１と同様にして各階調の視角特性を測定した。その結果図９（ａ）、図９（ｂ）と同様の視角特性が得られ、本実施例の液晶表示装置においても階調反転が生じないことを確認できた。

実施例１および実施例２では１つの液晶表示装置内に４種類の画素を含むため、画素の精細度が低い場合に各画素の視角特性の違いが認識される場合がある。即ち行方向と列方向において同一画素の間隔が広いほど各画素の視角特性の違いが認識され易くなる。純色を表示した場合の画面についても考慮するため、ここでは電圧印加時における液晶層ＬＣの配向状態に加えて、カラーフィルタＣＦの色も含めて図１１に示したようにして各画素の種類を分別することにする。図１１においてＲ、Ｇ、ＢはカラーフィルタＣＦの色を表し、＋、−はチルトアップの方向を表し、画素形状は電圧印加時の液晶配向方向を表す。即ち、右に傾いた平行四辺形で表した画素が左ねじれ配向の画素で、左に傾いた平行四辺形で表した画素が右ねじれ配向の画素である。図１１において第１の画素ＰＸ１は−符号付きの左に傾いた平行四辺形であり、第２の画素ＰＸ２は−符号付きの右に傾いた平行四辺形であり、第３の画素ＰＸ３は＋符号付きの左に傾いた平行四辺形であり、第４の画素ＰＸ４は＋符号付きの右に傾いた平行四辺形である。

実施例１の画素配列を図１１（ａ）に示す。ＲのカラーフィルタＣＦに対応する第３の画素ＰＸ３（図１１（ａ）においてＲ＋と記載した左に傾いた平行四辺形）に着目して行方向と列方向の配列間隔を示すと、それぞれ図１１（ａ）中における縦方向の矢印と横方向の矢印になる。列方向における同一画素の配列間隔は一画素の横幅の３倍であるが、行方向の配列間隔は一画素の縦幅の４倍である。一画素のアスペクト比は縦幅：横幅＝３：１なので、一画素の横幅を１とすると、行方向と列方向の配列間隔の比は１２：３になる。このように実施例１の配列間隔は行方向において広く、画素の精細度が低い場合には特に行方向において各画素の視角特性の違いが認識される場合がある。

本実施例の画素配列を図１１（ｂ）に示す。列方向における同一画素の配列間隔は一画素の横幅の６倍であり、行方向の配列間隔は一画素の縦幅の２倍である。行方向と列方向の配列間隔の比は６：６になり、実施例１の行方向における一画素の横幅の１２倍に比較して行方向、列方向共配列間隔が狭い。そのため、本実施例の液晶表示装置は各画素の視角特性の違いが認識されにくいという利点がある。

図１１（ａ）と図１１（ｂ）の他にも、図１１（ｃ）に示したように行方向と列方向の両方でチルトアップの方向を交互に変える画素配置が考えられる。しかしこの場合、行方向と列方向の配列間隔の比は１２：６になり、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の最大値の組合せになる。そのため、画素の精細度が低いと行方向と列方向の両方において各画素の視角特性の違いがより認識され易い。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

ＡＤ・・・配向処理方向
ＣＥ・・・コモン電極
ＣＨ・・・コンタクトホール
ＤＬ・・・ドレイン線
ＧＬ・・・ゲート線
ＬＣＭ・・・液晶分子
ＰＸ１・・・第１の画素
ＰＸ２・・・第２の画素
ＰＸ３・・・第３の画素
ＰＸ４・・・第４の画素
ＷＬ・・・壁構造

Claims (13)

1. 平面視で長辺と短辺とを有する多角形状の第１、第２、第３および第４の画素を有し、
   前記第３の画素は、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態であり、
   前記第１の画素は、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態あり、
   前記第４の画素は、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態であり、
   前記第２の画素は、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態であり、
   画素長辺において同一画素が隣接するように配置される液晶表示装置。
2. 請求項１の液晶表示装置において、
   画素短辺において前記第１の画素と前記第２の画素が隣接するように配置され、
   画素短辺において前記第２の画素と前記第３の画素が隣接するように配置され、
   画素短辺において前記第３の画素と前記第４の画素が隣接するように配置され、
   画素短辺において前記第４の画素と前記第１の画素が隣接するように配置される。
3. 請求項１の液晶表示装置において、
   前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれは、ソース電極とコモン電極と画素境界に沿った対向する２つの壁構造を有し、前記ソース電極は前記２つの壁構造のうちの一方の片面に形成される。
4. 請求項３の液晶表示装置において、
   前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれは、前記コモン電極は前記２つの壁構造のそれぞれの両面に形成される。
5. 請求項３の液晶表示装置において、
   前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれの壁構造は、画素長辺に沿った部分と画素短辺に沿った部分を有する。
6. 請求項３の液晶表示装置において、
   前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれの画素長辺は、配向処理方向と所定の角度をなして延在する。
7. 請求項６の液晶表示装置において、
   前記所定の角度は、０度より大きな角度で１０度より小さな角度である。
8. 平面視で長辺と短辺とを有する多角形状の第１、第２、第３および第４の画素を有し、
   前記第３の画素は、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態であり、
   前記第１の画素は、液晶層の回転方向が右ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態あり、
   前記第４の画素は、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がプラス方向の配向状態であり、
   前記第２の画素は、液晶層の回転方向が左ねじれでチルトアップの方向がマイナス方向の配向状態であり、
   画素長辺において前記第１の画素と前記第３の画素が隣接するように配置され、
   画素長辺において前記第２の画素と前記第４の画素が隣接するように配置され、
   画素短辺において前記第１の画素と前記第２の画素が隣接するように配置され、
   画素短辺において前記第３の画素と前記第４の画素が隣接するように配置される。
9. 請求項８の液晶表示装置において、
   前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれは、ソース電極とコモン電極と画素境界に沿った対向する２つの壁構造を有し、前記ソース電極は前記２つの壁構造のうちの一方の片面に形成される。
10. 請求項８の液晶表示装置において、
    前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれは、前記コモン電極は前記２つの壁構造のそれぞれの両面に形成される。
11. 請求項８の液晶表示装置において、
    前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれの壁構造は、画素長辺に沿った部分と画素短辺に沿った部分を有する。
12. 請求項８の液晶表示装置において、
    前記第１、第２、第３および第４の画素のそれぞれの画素長辺は、配向処理方向と所定の角度をなして延在する。
13. 請求項１２の液晶表示装置において、
    前記所定の角度は、０度より大きな角度で１０度より小さな角度である。

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