JP2015222287A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配向異常の液晶分子の影響を抑えて、優れた表示品質を実現することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】アレイ基板ＡＲには、第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２を有する複数の画素が並べて配置されている。第２電極Ｅ２は、画素電極であり、第３絶縁膜２６を介して第１電極Ｅ１よりも液晶層ＬＱ側に設けられる。第２電極Ｅ２には、複数のスリット状の開口が形成されている。対向基板ＣＴには、アレイ基板ＡＲ側に突出する突起物Ｔが設けられる。突起物Ｔは、隣接する画素電極間に沿って対向するように対向基板ＣＴに設けられる。突起物Ｔは、第２電極Ｅ２のスリット状の開口の長手方向に沿って延びる線と交差するように配置される。突起物Ｔは、複数の画素において、２カ所以上でアレイ基板ＡＲに接して、または近接して形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置の表示方式としては、ツイステッドネマティック（Twisted Nematic；略称：ＴＮ）モードが広く用いられてきたが、スマートフォンおよびタブレッドなどを代表とする中小型の液晶パネルを備える液晶表示装置では、横電界方式が主流になりつつある。横電界方式では、アレイ基板に設けられる第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、液晶パネルにほぼ水平な電界を発生させ、液晶分子を水平方向で駆動する。横電界方式は、ＴＮモードに比べて、広視野角および高精細であり、また高輝度化に有利である。

横電界方式としては、面内スイッチング（In-Plane Switching；略称：ＩＰＳ）モードと、フリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching；略称：ＦＦＳ）モードとが知られている。ＦＦＳモードの液晶表示装置では、第１電極と、スリットを有する第２電極とが、絶縁膜を介して対向して設けられる。第１電極および第２電極のうち、いずれか一方が画素電極として用いられ、他方が対向電極として用いられる。電界は、第２電極のスリットから表示面側の液晶に向けて発生し、電界に応じて液晶が駆動する。

従来技術のＦＦＳモードの液晶表示装置では、表示領域全体に白を表示する全白表示時に、表示領域に外部から圧力を加えた場合、たとえば指などで加重した場合に、液晶の配向が乱れ、配向異常となるという問題がある。配向異常となった透過部の液晶分子は、第１電極と第２電極とで構成されるスリット電極の電界によって、正常な配向に戻ろうとするが、隣接する画素電極間の電界が強いので、画素電極間の配向に引きずられ、正常な配向とならない。したがって、白表示に戻らずに黒表示のままとなり、表示品位が低下する。

この問題を解決するために、ソース線およびゲート線よりも表示面側に高分子構造物を設けることによって、前述の液晶の配向の乱れが隣接する画素に波及することを抑制する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される技術では、液晶層側に突出するように対向基板に高分子構造物を形成している。

特開２０１１−１８６４１０号公報

特許文献１に開示されるように、液晶層側に突出するように対向基板に高分子構造物を形成する。この場合、高分子構造物の面積比が著しく増大するので、温度および圧力による変化の際に高分子構造物がアレイ基板に接すると、液晶パネル自体のフレキシビリティが低減してしまい、低温発泡または衝撃発泡を生じやすくなる。これによって、表示品質を低くしてしまうという問題がある。

本発明の目的は、配向異常の液晶分子の影響を抑えて、優れた表示品質を実現することができる液晶表示装置を提供することである。

本発明の液晶表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持される液晶層とを備える液晶表示装置であって、前記第１の基板および前記第２の基板のうち、一方の基板には、一方が画素電極である第１の電極および第２の電極を有する複数の画素が並べて配置されており、前記第２の電極は、前記画素電極であり、絶縁膜を介して前記第１の電極よりも前記液晶層側に設けられ、複数のスリット状の開口が形成されており、前記第１の基板および前記第２の基板のうち、他方の基板には、前記一方の基板側に突出する突起物が設けられ、前記突起物は、隣接する前記画素電極間に沿って対向するように前記他方の基板に設けられ、前記スリット状の開口の長手方向に沿って延びる線と交差するように配置され、前記複数の画素において、２カ所以上で前記一方の基板に接して、または近接して形成されることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置によれば、画素の透過率の向上が可能であり、かつ広視野角化が可能な横電界方式の液晶表示装置が実現される。この横電界方式の液晶表示装置において、他方の基板には、一方の基板側に突出する突起物が設けられる。突起物は、隣接する画素電極間に沿って対向するように他方の基板に設けられ、第２の電極に形成されたスリット状の開口の長手方向に沿って延びる線と交差するように配置され、複数の画素において、２カ所以上で一方の基板に接して、または近接して形成される。これによって、面押しによる配向異常の液晶分子の影響を抑えて、優れた表示品質を実現することができる液晶表示装置を得ることができる。

本発明の実施の一形態である液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置１の画素ＰＸの部分の構成を示す平面図である。 図２に示す液晶表示装置１のスイッチＸの部分の構成を示す断面図である。 図２の領域Ａを拡大して示す図である。 図２の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。 本発明の前提技術の液晶表示装置５０の構成を示す平面図である。

＜前提技術＞
図６は、本発明の前提技術の液晶表示装置５０の構成を示す平面図である。前提技術の液晶表示装置５０は、フリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching；略称：ＦＦＳ）モードの液晶表示パネルＣＮＴを備える液晶表示装置（以下「ＦＦＳモードの液晶表示装置」という場合がある）である。前提技術の液晶表示装置５０は、後述する図１〜図５に示す本発明の実施の一形態である液晶表示装置１と同様の液晶表示パネルＬＰＮ、第１光学素子ＯＤ１、第２光学素子ＯＤ２およびバックライトユニットＢＬを備えて構成されるが、後述する図５に示す突起物Ｔは備えていない。

実際に前提技術のＦＦＳモードの液晶表示装置５０を試作し、駆動してみたところ、全白表示時に表示領域へ外部から圧力を加える、たとえば、指などで加重した場合に、液晶の配向が乱れ、以下の問題が生じることが判った。

配向異常となった透過部の液晶分子は、後述する図４に示すように、スリットＳＬによって画素電極である第２電極Ｅ２に形成されるスリット電極間、すなわち列方向ＶにおけるスリットＳＬの開口部間Ｈ１の電界によって、正常な配向に戻ろうとする。しかし、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の電界が強いので、透過部の液晶分子は、画素電極Ｅ２間Ｈ２の配向に引きずられ、正常な配向とならない。したがって、白表示に戻らずに黒表示のままとなり、表示品位が低下する。ここで、「スリット電極」とは、第２電極Ｅ２のうち、スリットＳＬが形成されている部分をいう。

透過率を向上するためには、画素電極Ｅ２自体の透過部を拡大することが効果的である。その影響で、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の間隔が狭くなり、画素電極Ｅ２のスリット電極間Ｈ１の間隔よりも、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の間隔が狭くなることが多くなっている。これによって、スリット電極間Ｈ１の電界よりも、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の電界が強くなっており、前述の配向の乱れによる問題が顕著になっている。この問題を解決するために、本発明では、以下の本実施の形態の構成を採用している。

＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の一形態である液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す液晶表示装置１の画素ＰＸの部分の構成を示す平面図である。図３は、図２に示す液晶表示装置１のスイッチＸの部分の構成を示す断面図である。

本実施の形態では、ＦＦＳモードの液晶表示パネルＣＮＴを備える液晶表示装置１に本発明を適用した場合を一例として説明する。図は模式的に示したものであり、図示した構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、図面の理解を容易にするために、発明の主要部分以外の部分については、記載の省略および構成の一部の簡略化などを適宜行っている。

本実施の形態の液晶表示装置１は、液晶分子をスイッチングする液晶モードとして、第１の基板および第２の基板のうち、一方の基板に第１の電極および第２の電極を備え、これらの間に形成される横電界、すなわち基板の厚み方向一方側の表面である主面にほぼ平行な電界を主に利用して液晶分子をスイッチングするＦＦＳモードを採用している。

図１〜図３に示すように、液晶表示装置１は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であり、液晶表示パネルＬＰＮを備える。液晶表示パネルＬＰＮは、第１の基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２の基板である対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持される液晶層ＬＱとを備えて構成される。

液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する領域である表示エリア（以下「アクティブエリア」という場合がある）ＤＳＰを有する。表示エリアＤＳＰは、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは正の整数）個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成される。図１では、表示エリアＤＳＰ内の１つの画素ＰＸを拡大して示している。

アレイ基板ＡＲは、図３に示すように、ガラス板および石英板などの光透過性を有する絶縁基板２０を用いて形成されている。アレイ基板ＡＲは、図１に示す表示エリアＤＳＰにおいて、絶縁基板２０の厚み方向一方側の表面上に、各画素ＰＸの行方向Ｈに沿ってそれぞれ延出するｎ（ｎは正の整数）本のゲート線Ｙ、すなわち第１ゲート線Ｙ１〜第ｎゲート線Ｙｎと、各画素ＰＸの列方向Ｖに沿ってそれぞれ延出するｍ（ｍは正の整数）本のソース線Ｘ、すなわち第１ソース線Ｘ１〜第ｍソース線Ｘｍと、各画素ＰＸにおいてゲート線Ｙとソース線Ｘとの交差部を含む領域に配置されるｍ×ｎ個のスイッチング素子Ｗと、表示エリアＤＳＰの全体にわたって配置される第１電極Ｅ１と、各画素ＰＸに配置される第２電極Ｅ２とを備える。以下の説明では、第１の電極Ｅ１を「第１電極Ｅ１」といい、第２の電極Ｅ２を「第２電極Ｅ２」という場合がある。

ゲート線Ｙは、少なくとも、第２電極Ｅ２とドレイン電極ＷＤのコンタクト部とが配置される領域に形成される。ゲート線Ｙは、ゲート絶縁膜２２を介して、ソース線Ｘに交差する。ゲート線Ｙおよびソース線Ｘは、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料によって形成される。

スイッチング素子Ｗは、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；略称：ＴＦＴ）によって構成されている。スイッチング素子Ｗの半導体層は、たとえば、ポリシリコンまたはアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、本実施の形態ではアモルファスシリコンによって形成される。

ゲート線Ｙは、絶縁基板２０の厚み方向一方側の表面部に配置される。スイッチング素子Ｗのゲート電極ＷＧは、ゲート線Ｙに電気的に接続されるか、または絶縁基板２０の厚み方向一方側の表面部においてゲート線Ｙと一体的に形成される。ゲート線Ｙおよびゲート電極ＷＧは、同一の材料を用いて、同一の工程で形成することが可能である。

ゲート線Ｙおよびゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜２２によって覆われる。ゲート絶縁膜２２は、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）などの無機系材料によって形成される。

ソース線Ｘは、ゲート絶縁膜２２の厚み方向一方側の表面部に配置される。スイッチング素子Ｗの半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜２２の厚み方向一方側の表面部に、ゲート電極ＷＧと対向するように配置される。

スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳおよびドレイン電極ＷＤは、ゲート絶縁膜２２の厚み方向一方側の表面部に配置される。ソース電極ＷＳは、ソース線Ｘに電気的に接続されるか、またはソース線Ｘと一体的に形成されるとともに、半導体層ＳＣに接して形成される。ドレイン電極ＷＤは、第２電極Ｅ２に電気的に接続されるとともに、ソース電極ＷＳから離れて、半導体層ＳＣに接して形成される。半導体層ＳＣのうち、ソース電極ＷＳに接する領域と、ドレイン電極ＷＤに接する領域との間の領域は、チャネルＣＨＮとして機能する。

ソース線Ｘ、ソース電極ＷＳおよびドレイン電極ＷＤは、同一の材料を用いて同一の工程で形成することが可能である。半導体層ＳＣ、ソース線Ｘ、ソース電極ＷＳおよびドレイン電極ＷＤは、第１絶縁膜２４によって覆われる。第１絶縁膜２４は、第２絶縁膜２５によって覆われる。第１絶縁膜２４および第２絶縁膜２５は、パッシベーション膜として機能する。

第１絶縁膜２４および第２絶縁膜２５は、たとえば、窒化シリコン（ＳｉＮ）もしくは酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機系材料によって形成される無機絶縁膜、または有機系材料によって形成される有機絶縁膜で構成される。

以上のように、本実施の形態では、スイッチング素子Ｗとして、ゲート電極ＷＧが図３の紙面に向かって下側、すなわち絶縁基板２０側にあり、チャネルＣＨＮが図３の紙面に向かって上側、すなわち液晶層ＬＱ側にある構造のボトムゲート型の薄膜トランジスタを適用している。ここで、「チャネル」とは、半導体層ＳＣのうち、ソース電極ＷＳとドレイン電極ＷＤとの間の電流が流れる部分をいう。

第１電極Ｅ１は、第２絶縁膜２５の厚み方向一方側の表面部において、表示エリアＤＳＰの全体にわたって配置される。すなわち、第１電極Ｅ１は、各画素ＰＸに対応して配置されるとともに、画素ＰＸ間にも配置された略ベタ状であり、ゲート線Ｙおよびソース線Ｘを覆うように配置される。第１電極Ｅ１は、たとえば、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；略称：ＩＴＯ）、またはインジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide；略称：ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成される。

本実施の形態の液晶表示装置１では、図２および図３に示すように、第１電極Ｅ１は、ゲート線Ｙを覆うように配置される。第１電極Ｅ１は、ゲート線Ｙの全体を覆うように配置される必要はなく、少なくともゲート線Ｙの端部からエラー電界のシールドに必要な一定の領域を覆うように配置されればよい。

第１電極Ｅ１には、チャネルＣＨＮから離間した領域に第２開口部ＡＰ２が形成される。第２開口部ＡＰ２は、第２電極Ｅ２とスイッチング素子Ｗとを接続するためのコンタクト部に相当する。第１電極Ｅ１は、第３絶縁膜２６によって覆われる。第３絶縁膜２６は、第１絶縁膜２４および第２絶縁膜２５と同様に、パッシベーション膜として機能する。第３絶縁膜２６は、たとえば、窒化シリコン（ＳｉＮ）もしくは酸化シリコン（ＳｉＯ）などの無機系材料によって形成される無機絶縁膜、または有機系材料によって形成される有機絶縁膜で構成される。

第２電極Ｅ２は、第３絶縁膜２６の厚み方向一方側の表面部において各画素ＰＸに配置される。すなわち、各第２電極Ｅ２は、第３絶縁膜２６を介して第１電極Ｅ１と対向する。第２電極Ｅ２は、厚み方向一方側から見て、各画素ＰＸにおいて画素形状に対応した島状に形成される。本実施の形態では、第２電極Ｅ２は、厚み方向一方側から見て、四角形状、具体的には長方形状に形成される。

第２電極Ｅ２には、第１電極Ｅ１と対向する複数のスリットＳＬが形成される。各スリットＳＬは、第２電極Ｅ２の厚み方向一方側から見て、略長方形状または長円形状に形成される。本実施の形態では、図２に示すように、各スリットＳＬは、その長軸Ｌが行方向Ｈおよび列方向Ｖと非平行となるように、すなわち平行にならないように形成される。複数のスリットＳＬは、列方向Ｖに並んで配置される。

第２電極Ｅ２は、図２および図３に示すように、第１絶縁膜２４、第２絶縁膜２５および第３絶縁膜２６を貫通するコンタクトホールＣＨと、第１電極Ｅ１の第２開口部ＡＰ２とを介して、スイッチング素子Ｗのドレイン電極ＷＤに接する。

第２電極Ｅ２は、第１電極Ｅ１と同様に、たとえばＩＴＯまたはＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成される。第２電極Ｅ２は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われる。第１配向膜ＡＬ１は、たとえばポリイミドによって形成される。

図１に示すように、各ゲート線Ｙは、表示エリアＤＳＰの外部に引き出され、コントローラＣＮＴによって制御されるゲートドライバＹＤに接続される。各ソース線Ｘは、表示エリアＤＳＰの外部に引き出され、コントローラＣＮＴによって制御されるソースドライバＸＤに接続される。第１電極Ｅ１には、共通電極ＣＯＭを介して、コントローラＣＮＴなどから供給されたコモン電圧が印加される。

ゲートドライバＹＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいて、ｎ本のゲート線Ｙに順次、駆動信号である走査信号を供給する。また、ソースドライバＸＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいて、各行のスイッチング素子Ｗが走査信号によってオンするタイミングで、ｍ本のソース線Ｘにそれぞれ、駆動信号である映像信号を供給する。各行の第２電極Ｅ２は、第１電極Ｅ１の電位に対して、対応するスイッチング素子Ｗを介して供給される映像信号に応じた画素電位にそれぞれ設定される。

対向基板ＣＴは、図３に示すように、ガラス板または石英板などの光透過性を有する絶縁基板３０を用いて形成される。本実施の形態では、液晶表示装置１は、カラー表示タイプの液晶表示装置である。したがって、対向基板ＣＴは、絶縁基板３０の厚み方向他方側の表面部、すなわち液晶層ＬＱに対向する側の表面部に、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクスＢＭ、およびブラックマトリクスＢＭによって囲まれた各画素ＰＸに配置されたカラーフィルタ層ＣＦを備えて構成される。

対向基板ＣＴは、さらに、カラーフィルタ層ＣＦの表面の凹凸を平坦化するように、比較的厚い膜厚で配置されたオーバーコート層などを備えて構成されてもよい。

ブラックマトリクスＢＭは、絶縁基板３０の厚み方向他方側の表面部において、アレイ基板ＡＲに設けられるゲート線Ｙおよびソース線Ｘ、ならびにスイッチング素子Ｗなどを含む配線部に対向するように配置される。ブラックマトリクスＢＭは、たとえば黒色に着色された着色樹脂によって形成される。

カラーフィルタ層ＣＦは、絶縁基板３０の厚み方向他方側、具体的にはブラックマトリクスＢＭの厚み方向他方側の表面部に配置される。図示は省略するが、カラーフィルタ層ＣＦは、互いに異なる複数の色にそれぞれ着色された複数の着色樹脂層を備えて構成される。

カラーフィルタ層ＣＦは、たとえば、赤色、青色および緑色の３原色にそれぞれ着色された赤色着色樹脂層、青色着色樹脂層および緑色着色樹脂層を備えて構成される。この場合、赤色着色樹脂層、青色着色樹脂層および緑色着色樹脂層は、それぞれ各色用の画素、すなわち赤色用画素、青色用画素および緑色用画素に対応して配置される。

カラーフィルタ層ＣＦは、第２配向膜ＡＬ２によって覆われる。第２配向膜ＡＬ２は、たとえばポリイミドによって形成される。

アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、配向膜同士、すなわち第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２とが対向するように配置される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間には、図示しないスペーサが配置される。これによって、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に、予め定めるギャップが形成される。スペーサは、たとえば柱状スペーサであり、樹脂材料によって、アレイ基板ＡＲおよび対向基板ＣＴのうち、一方の基板と一体的に形成される。

アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、以上のようにしてスペーサによって予め定めるギャップが形成された状態で、図示しないシール材によって貼り合わせられる。

液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間に形成されたギャップに封入された、液晶分子ＬＭを含む誘電率異方性が正の液晶組成物によって構成される。

第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２は、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子ＬＭの配向を規制するようにラビング処理されている。液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２による規制力によって、ホモジニアス配向されている。第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２のラビング方向Ｓは、スリットＳＬの長軸Ｌに対して非平行で、かつ非直角の方向である。

本実施の形態の液晶表示装置１は、透過型の液晶表示パネルＬＰＮを備えた液晶表示装置であり、さらに、液晶表示パネルＬＰＮに対してアレイ基板ＡＲ側に配置された照明ユニットであるバックライトユニットＢＬを備える。バックライトユニットＢＬは、アレイ基板ＡＲ側から液晶表示パネルＬＰＮを照明する。

バックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能である。たとえば、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode；略称：ＬＥＤ）を利用したバックライトユニット、および、光源として冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp；略称：ＣＣＦＬ）を利用したバックライトユニットなどのいずれでも適用可能である。バックライトユニットＢＬの詳細な構造については、説明を省略する。

液晶表示装置１は、液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面、すなわちアレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱと接する面とは反対側の面に設けられた第１光学素子ＯＤ１を備える。また液晶表示装置１は、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面、すなわち対向基板ＣＴの液晶層ＬＱと接する面とは反対側の面に設けられた第２光学素子ＯＤ２を備える。

第１光学素子ＯＤ１および第２光学素子ＯＤ２は、それぞれ偏光板を含み、特定の表示モード、本実施の形態ではノーマリーブラックモードを実現する。ノーマリーブラックモードでは、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電位差が形成されていない、すなわち第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電界が形成されていない無電界時において、液晶表示パネルＬＰＮの透過率が最低となり、黒色画面が表示される。

具体的に述べると、無電界時には、液晶分子ＬＭは、その長軸Ｄが第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２のラビング方向Ｓと平行な方位を向くように配向されている。このような状態では、バックライトユニットＢＬからのバックライト光は、第１光学素子ＯＤ１を透過した後、液晶表示パネルＬＰＮを透過し、第２光学素子ＯＤ２に吸収される。これによって、黒色画面が表示される。

第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電位差が形成された場合、つまり、第２電極Ｅ２に第１電極Ｅ１とは異なる電位の電圧が印加された電圧印加時には、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間にフリンジ電界と呼ばれる横電界が形成される。この横電界は、スリットＳＬを介して、その長軸Ｌに対して直交する方位に形成される。

このとき、液晶分子ＬＭの配向状態は、その長軸Ｄがラビング方向Ｓから横電界に平行な方向を向くように変化する。このように、液晶分子ＬＭの長軸Ｄの方位がラビング方向Ｓから変化すると、液晶層ＬＱを透過する光に対する変調率が変化する。したがって、バックライトユニットＢＬから出射され、液晶表示パネルＬＰＮを透過したバックライト光の一部は、第２光学素子ＯＤ２を透過する。これによって、白色画面が表示される。このようにしてバックライト光を液晶表示パネルＬＰＮで選択的に透過し、画像を表示する。

前述の液晶表示パネルＬＰＮの構造では、ゲート線Ｙに第２電極Ｅ２とドレイン電極ＷＤとが接触する領域が設けられる。第２電極Ｅ２は、第１絶縁膜２４、第２絶縁膜２５および第３絶縁膜２６を貫通するコンタクトホールＣＨと、第１電極Ｅ１の第２開口部ＡＰ２とを介して、スイッチング素子Ｗのドレイン電極ＷＤに接触している。

また第１電極Ｅ１を挟んで上側、すなわち対向基板側が画素ＰＸを構成する液晶駆動部であり、第１電極Ｅ１を挟んで下側、すなわちバックライト側がゲート線Ｙおよびソース線Ｘなどの駆動制御部または配線部となっている。したがって、ソース線Ｘは、完全に電気的に分離、すなわちシールドされており、ゲート線Ｙは、その端部を第１電極Ｅ１で覆う構造でシールドされている。

図４は、図２の領域Ａを拡大して示す図である。図５は、図２の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。

本実施の形態では、対向基板ＣＴは突起物Ｔを備える。突起物Ｔは、対向基板ＣＴの厚み方向他方側の表面部に、液晶層ＬＱ側に突出して設けられる。突起物Ｔは、本実施の形態では、液晶層側ＬＱ側を上とする略Ｕ字状に形成される。具体的には、突起物Ｔは、対向基板ＣＴに接する基端部と、基端部からアレイ基板ＡＲ側に延びる遊端部である先端部とを有する。

突起物Ｔは、隣接する画素電極Ｅ２間に沿って対向するように対向基板ＣＴに設けられる。突起物Ｔは、スリット状の開口である第２電極Ｅ２のスリットＳＬの長手方向に沿って延びる線と交差するように配置される。突起物Ｔは、複数の画素ＰＸにおいて、２カ所以上でアレイ基板ＡＲに接して、または近接して形成される。

本実施の形態では、このような突起物Ｔが対向基板ＣＴに設けられるので、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の電界によって、画素電極Ｅ２間Ｈ２で液晶分子の配向が引きずられる影響を、対向基板ＣＴに設けられた突起物Ｔで遮断することができる。

具体的に述べると、突起物Ｔによって、スリット電極上の液晶層ＬＱと、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の液晶層ＬＱとは分断されている。すなわち、スリット電極が形成される画素電極Ｅ２上の液晶層ＬＱと、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の液晶層ＬＱとは、突起物Ｔによって分断されている。

これによって、スリット電極間Ｈ１の電界よりも、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の電界が強度な場合に、全白表示時に表示領域へ外部から圧力を加えたとき、たとえば、指などで加重したときに液晶の配向が乱れて黒表示となっても、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の液晶配向の影響がなくなる。

したがって、スリット電極上の液晶層ＬＱを正常な配向に戻すことができるので、表示品位の低下を抑制することができる。

突起物Ｔの対向基板ＣＴの厚み方向に垂直な幅方向における寸法（以下「幅」という場合がある）Ｈ３は、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２を覆うように選ばれる。突起物Ｔは、その内部が、図５に示すように空洞に形成される。

突起物Ｔは、複数の画素ＰＸにおいて、２ヶ所に分けて設けられてもよい。突起物Ｔの先端が２ケ所に分裂して空洞を形成していても、独立して２ケ所以上に形成されていても、温度および圧力が変動するときに、アレイ基板ＡＲと突起物Ｔとが接する面積を減少させて、液晶発泡を抑制することができる。

言い換えれば、温度および圧力が変動するときに、その突起物Ｔは２ケ所以上でアレイ基板ＡＲに接する。この場合、突起物Ｔの中を空洞にすると、アレイ基板ＡＲと突起物Ｔとが接する面積が減少するので、液晶発泡を抑制する効果を奏する。逆に空洞を埋めた場合は、突起物Ｔの面積が大きくなり、低温発泡を引き起こしやすくなる。

低温発泡を抑制するために、突起物Ｔの幅Ｈ３は、画素ＰＸの短辺方向の１割程度の幅が望ましい。具体的には、突起物Ｔの幅Ｈ３は、隣接する画素電極Ｅ２の並び方向における画素の寸法、すなわち画素ＰＸの短辺方向の寸法の５％以上１５％以下であることが好ましい。このような突起物Ｔを配置することによって、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の配向と画素電極Ｅ２の透過部の配向とを分断することができる。したがって、液晶の配向の影響を、極力抑えることができる。

突起物Ｔの幅Ｈ３は、突起物Ｔが画素電極のスリット開口部とは重ならないように配置できる範囲としている。突起物Ｔが画素電極のスリット開口部と重なった場合、液晶表示パネルＣＮＴの開口率の低下を招いてしまう。前述のように、突起物Ｔの幅Ｈ３を、突起物Ｔが画素電極のスリット開口部とは重ならないように配置できる範囲とすることによって、開口率の低下を防ぐことができる。

以上のように本実施の形態によれば、画素ＰＸの透過率の向上が可能であり、かつ広視野角化が可能な横電界方式の液晶表示装置１が実現される。この横電界方式の液晶表示装置１において、対向基板ＣＴには、アレイ基板ＡＲ側に突出する突起物Ｔが設けられる。

突起物Ｔは、隣接する画素電極Ｅ２間に沿って対向するように対向基板ＣＴに設けられる。突起物Ｔは、画素電極である第２電極Ｅ２に形成されるスリット状の開口、すなわちスリットＳＬの長手方向に沿って延びる線と交差するように配置される。突起物Ｔは、複数の画素ＰＸにおいて、２カ所以上でアレイ基板ＡＲに接して、または近接して形成される。

このように突起物Ｔを設けることによって、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の配向と、画素電極Ｅ２の透過部の配向とを分断することができる。したがって、表示領域ＤＳＰに外部から圧力を加えた場合に生じる配向異常の液晶分子の影響を抑えて、優れた表示品質を実現することができる液晶表示装置１を得ることができる。

また突起物Ｔは、複数の画素ＰＸにおいて、２カ所以上でアレイ基板ＡＲに接して、または近接して形成される。換言すれば、突起物Ｔは、その内部に、空洞が形成される。これによって、前述のようにアレイ基板ＡＲと突起物Ｔとが接する面積を減少させて、液晶発泡を抑制することができる。したがって、液晶の発泡を抑制しつつ、液晶の配向の乱れによる表示不良を低減することができる。

また本実施の形態では、突起物Ｔは、アレイ基板ＡＲ側に延びる先端部が、２つ以上、具体的には２つに分かれて形成され、分かれた各部分が、アレイ基板ＡＲに接するか、または近接している。これによって、前述のように液晶の発泡を抑制しつつ、液晶の配向の乱れによる表示不良を低減することができる液晶表示装置１を実現することができる。

また本実施の形態では、突起物Ｔは、隣接する画素電極の両方と一部分が重畳するように配置される。これによって、前述の液晶の発泡を抑制しつつ、液晶の配向の乱れによる表示不良を低減する効果を、より確実に得ることができる。

また本実施の形態では、突起物Ｔは、隣接する画素電極Ｅ２の並び方向における寸法である幅Ｈ３が、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の間隔よりも大きい。これによって、突起物Ｔの幅Ｈ３が、隣接する画素電極Ｅ２間Ｈ２の間隔以下である場合に比べて、前述の液晶の発泡を抑制しつつ、液晶の配向の乱れによる表示不良を低減する効果を、より効果的に得ることができる。

また本実施の形態では、突起物Ｔは、画素電極である第２電極Ｅ２のスリットＳＬを除く領域に対応して配置される。すなわち、突起物Ｔの幅Ｈ３は、突起物Ｔが画素電極Ｅ２のスリットＳＬと重ならない範囲となっている。これによって、突起物Ｔの設置による開口率の低下を防止することができる。

以上のことから、突起物Ｔは、画素電極とは重畳するが、画素電極のスリット開口部とは重畳しないような幅で形成することが好ましいことが判る。

また、本実施の形態では、突起部Ｔは、隣接する画素電極の並び方向における寸法が、ブラックマトリックスＢＭの並び方向における寸法よりも小さい。これによって、ブラックマトリックスＢＭによる効果を阻害することなく、前述の液晶の発泡を抑制しつつ、液晶の配向の乱れによる表示不良を低減する効果を得ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変更または省略することが可能である。

１，５０ 液晶表示装置、２０，３０ 絶縁基板、２２ ゲート絶縁膜、２４ 第１絶縁膜、２５ 第２絶縁膜、２６ 第３絶縁膜、ＡＬ１ 第１配向膜、ＡＬ２ 第２配向膜、ＡＲ アレイ基板、ＡＰ２ 第２開口部、ＢＬ バックライトユニット、ＢＭ ブラックマトリクス、ＣＦ カラーフィルタ層、ＣＨ コンタクトホール、ＣＨＮ チャネル、ＣＯＭ 共通電極、ＣＴ 対向基板、ＤＳＰ 表示エリア、Ｅ１ 第１電極、Ｅ２ 第２電極、ＬＰＮ 液晶表示パネル、ＬＱ 液晶層、ＯＤ１ 第１光学素子、ＯＤ２ 第２光学素子、ＰＸ 画素、ＳＣ 半導体層、ＳＬ スリット、Ｔ 突起物、Ｗ スイッチング素子、ＷＤ ドレイン電極、ＷＧ ゲート電極、ＷＳ ソース電極、Ｘ ソース線、Ｙ ゲート線。

Claims (8)

1. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に保持される液晶層とを備える液晶表示装置であって、
   前記第１の基板および前記第２の基板のうち、一方の基板には、一方が画素電極である第１の電極および第２の電極を有する複数の画素が並べて配置されており、
   前記第２の電極は、前記画素電極であり、絶縁膜を介して前記第１の電極よりも前記液晶層側に設けられ、複数のスリット状の開口が形成されており、
   前記第１の基板および前記第２の基板のうち、他方の基板には、前記一方の基板側に突出する突起物が設けられ、
   前記突起物は、
   隣接する前記画素電極間に沿って対向するように前記他方の基板に設けられ、
   前記スリット状の開口の長手方向に沿って延びる線と交差するように配置され、
   前記複数の画素において、２カ所以上で前記一方の基板に接して、または近接して形成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記突起物は、前記一方の基板側に延びる先端部が、２つ以上に分かれて形成され、分かれた各部分が、前記一方の基板に接するか、または近接していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記突起物は、隣接する前記画素電極の並び方向における寸法が、前記並び方向における前記画素の寸法の５％以上１５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記突起物は、隣接する前記画素電極の並び方向における寸法が、前記並び方向における隣接する前記画素電極間の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
5. 前記突起物は、隣接する前記画素電極の両方と一部分が重畳するように配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
6. 前記突起物は、前記スリット状の開口を除く領域に対応して配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
7. 前記画素電極上の液晶層と、隣接する前記画素電極間の液晶層とは、前記突起物によって分断されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
8. 前記他方の基板は、隣接する前記画素電極間に沿って対向するように設けられ、隣接する前記画素電極間から漏れる光を遮断するブラックマトリックスを備え、
   前記突起部は、隣接する前記画素電極の並び方向における寸法が、前記ブラックマトリックスの前記並び方向における寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の液晶表示装置。

Images