JP2016145971A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶組成物を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、下記化学式１で示す第１安定剤とを含む。【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、現在最も幅広く用いられている平板表示装置の一つで、互いに対向する２枚の表示板とその間に入っている液晶層、２枚の表示板のうちの少なくとも１つに位置する画素電極や共通電極などの電場生成電極などからなる。

液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成することによって、液晶層に位置する液晶分子の配向を決定し、液晶層を通過する光の透過率を調節する。

液晶表示装置において、液晶組成物は、光の透過率を調節して所望の画像を得るのに非常に重要である。特に、液晶表示装置の用途が多様化するにつれ、低電圧駆動、高い電圧保持率（ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ、ＶＨＲ）、広い視野角特性、広い動作温度範囲および高速応答性などの多様な特性が要求される。

液晶表示装置の高速応答特性などのために、液晶組成物の有する回転粘度、屈折率、および弾性係数などの物性を改善する研究が行われている。しかし、高速応答特性を得るためにアルケニル基を含む液晶化合物などを含有する場合に、線残像のような信頼性の問題が発生し得る。

本発明が解決しようとする課題は、高速応答特性を有し、かつ、信頼性が改善された液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、下記化学式１で示す第１安定剤とを含む。

前記化学式１において、ｎは０または１、ｍは０または１、ｋは０または１であり、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３は互いに独立に単一結合であるか、−Ｃ＝Ｃ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、炭素数１〜５のアルキレン基のうちの１つであり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙは水素、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つであり、ＡとＢは環状化合物である。

前記化学式１において、ＡおよびＢは互いに独立に
のうちの１つを含むことが好ましい。

前記第１安定剤は、下記化学式１−１で示す化合物を含むことが好ましい。
化学式１−１において、ｋは０または１であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙ１は炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つである。

前記液晶分子は、下記化学式５−１〜下記化学式５−１１でそれぞれ示す第１化合物〜第１１化合物のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

化学式５−１〜化学式５−１１において、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｙはアルキル基、アルケニル基、またはアルコキシ基である。

前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第４化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

前記第１化合物、前記第３化合物、前記第４化合物、前記第５化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

前記第１化合物、前記第３化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

反応性メソゲンをさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層とを含み、前記液晶層は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、下記化学式１で示す第１安定剤とを含む。

前記化学式１において、ｎは０または１、ｍは０または１、ｋは０または１であり、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３は互いに独立に単一結合であるか、−Ｃ＝Ｃ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、炭素数１〜５のアルキレン基のうちの１つであり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙは水素、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つであり、ＡとＢは環状化合物である。

前記液晶層は、配向ポリマーをさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、第１基板、および前記第１基板に対向する第２基板のうちの少なくとも１つの上に電場生成電極を形成する段階と、前記第１基板と前記第２基板との間に、液晶分子、配向補助剤、および第１安定剤を含む液晶層を形成する段階と、前記液晶層に電界が印加された状態で光を照射して配向ポリマーを形成する段階とを含み、前記液晶層は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、下記化学式１で示す第１安定剤とを含む。

前記化学式１において、ｎは０または１、ｍは０または１、ｋは０または１であり、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３は互いに独立に単一結合であるか、−Ｃ＝Ｃ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、炭素数１〜５のアルキレン基のうちの１つであり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙは水素、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つであり、ＡとＢは環状化合物である。

前記液晶層に電界が印加されていない状態で光を照射する段階をさらに含むことが好ましい。

本発明の一実施形態によれば、新規な安定剤を使用したり安定剤を混合して液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置を形成することによって、残像改善効果を高めることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素に対する等価回路図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、ＵＶ照射エネルギーに応じた電圧保持率を示すグラフである。 図５は、残像の改善程度を示す写真である。 図６は、熱または電気的ストレスが加えられた状態において、添加される安定剤の含有量の増加に応じた電圧保持率を示すグラフである。 図７は、液晶表示装置のバックライトストレスが加えられた状態において、添加される安定剤の含有量の増加に応じた電圧保持率を示すグラフである。 図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。 図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図１０は、図８に示した液晶表示装置の１画素に対する等価回路図である。 図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素に対する等価回路図である。

添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。当該技術分野において通常の知識を有する者は、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正、及び変更することが可能であることを理解することができる。また、本発明の例示的な実施形態は、開示された内容が徹底かつ完全になるように、そして、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。

図面において、層および領域の厚さは、明確性を期するために誇張されている。また、層が他の層または基板「上」にあると言及される場合に、それは、他の層または基板上に直接形成されるか、またはそれらの間に第３の層が介在してもよい。明細書全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は同一の構成要素を意味する。

本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、第１安定剤とを含む。

本実施形態において、液晶分子は、下記化学式５−１〜下記化学式５−１１でそれぞれ示す第１化合物〜第１１化合物のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

化学式５−１〜化学式５−１１において、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｙはアルキル基、アルケニル基、またはアルコキシ基である。

具体的には、本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

あるいは、本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第４化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

あるいは、本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、前記第１化合物、前記第３化合物、前記第４化合物、前記第５化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

あるいは、本発明の一実施形態に係る液晶組成物は、前記第１化合物、前記第３化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含むことが好ましい。

本実施形態において、第１安定剤は、下記化学式１で示す化合物であってもよい。

前記化学式１において、ｎは０または１、ｍは０または１、ｋは０または１であり、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３は互いに独立に単一結合であるか、−Ｃ＝Ｃ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、炭素数１〜５のアルキレン基のうちの１つであり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙは水素、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つであり、ＡとＢは環状化合物である。

前記化学式１において、ＡおよびＢは 互いに独立に
のうちの１つを含むことが好ましい。

本実施形態に係る液晶組成物は液晶表示装置に用いられ、液晶表示装置の応答速度を向上させるために、低粘度のアルケニル系液晶分子などを使用してもよい。しかし、アルケニル系液晶分子などは、熱やＵＶなどによってアルケニル副産物が生成され、線残像が発現するなど、信頼性を低下させる要因となり得る。従来、下記化学式２で示す第２安定剤を用いて残像改善のための試みがあったが、信頼性の改善効果が十分でなかった。

したがって、本実施形態では、新たな安定剤として、化学式１で示すＮ−オキシルラジカル安定剤を用いることで、残像改善効果を極大化することができる。

前記第１安定剤は、下記化学式１−１で示す化合物のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
化学式１−１において、ｋは０または１であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙ１は炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、＝Ｏのうちの１つである。
前記化学式１−１の例示は下記化学式１−１１〜下記化学式１−１４を含むことができる。

本実施形態において、残像改善効果を極大化するために、下記化学式２で示す第２安定剤、および下記化学式３で示す第３安定剤のうちの少なくとも１つをさらに含むことが好ましい。

追加的に、本実施形態に係る液晶表示装置は、下記化学式４で示す酸化防止剤をさらに含むことが好ましい。

しかし、酸化防止剤は、前記化学式４で示す化合物に限定されず、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、トコフェロール、ヒドロキシ化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、Ｏ−、Ｎ−およびＳ−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、ベンジルホスホネート、アシルアミノフェノール、１価または多価アルコール、１価または多価アルコールとβ−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールとβ−（５−第三ブチル−４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールとβ−（３，５−ジシクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールと３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル酢酸のエステル、β−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸のアミド、アスコルビン酸、およびアミン酸化防止剤からなる群より選択された少なくともいずれか１つであってもよい。

以下、上述した液晶組成物を用いて形成された液晶表示装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素に対する等価回路図である。

図１〜図３を参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と、共通電極表示板２００と、それらの間に介在している液晶層３とを含む。

図１を参照すれば、液晶表示装置は、複数のゲート線ＧＬ、複数対のデータ線ＤＬａ、ＤＬｂ、および複数のストレージ電極線ＳＬを含む信号線と、これに接続された複数の画素ＰＸとを含む。

各画素ＰＸは、一対の副画素ＰＸａ、ＰＸｂを含み、副画素ＰＸａ、ＰＸｂは、スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂと、液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂと、ストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂとを含む。

スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂは、下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線ＧＬに接続されており、入力端子はデータ線ＤＬａ、ＤＬｂに接続されており、出力端子は液晶キャパシタＣｌｃａ、ＣｌｃｂおよびストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂに接続されている。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂは、副画素電極１９１ａ、１９１ｂと共通電極２７０を２つの端子とし、２つの端子の間の液晶層３部分を誘電体として形成される。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂは、下部表示板１００に備えられたストレージ電極線ＳＬと副画素電極１９１ａ、１９１ｂとが絶縁体を挟んで重なってなり、ストレージ電極線ＳＬには共通電圧Ｖｃｏｍなどの定められた電圧が印加される。

２つの液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂに充電される電圧は、互いに若干の差が生じるように設定されている。例えば、液晶キャパシタＣｌｃａに印加されるデータ電圧が、隣接した他の液晶キャパシタＣｌｃｂに印加されるデータ電圧に比べて常に低いか高いように設定する。このように２つの液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの電圧を適切に調節すれば、側面から眺める映像を、正面から眺める映像に近接させることができ、液晶表示装置の側面視認性が向上する。

図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２および図３は、図１の等価回路図による構造を示す。

図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図２および図３を参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００および上部表示板２００と、これら２つの表示板１００、２００の間に入っている液晶層３とを含む。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１と、複数のストレージ電極線１３１、１３５とが形成されている。

ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、主に横方向に延びている。各ゲート線１２１は、上に突出した複数の第１および第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂを含む。

ストレージ電極線は、ゲート線１２１と実質的に並んで延びた幹線１３１と、これから延出した複数のストレージ電極１３５とを含む。ストレージ電極線１３１、１３５の形状および配置は様々な形態に変形可能である。

ゲート線１２１およびストレージ電極線１３１、１３５は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系の金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系の金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系の金属からなる一群より選択された少なくとも１つで形成されてもよい。

本実施形態において、ゲート線１２１およびゲート電極１２４ａ、１２４ｂが単一膜で形成されると説明したが、これに限定されず、二重膜または三重膜の形態などに形成されてもよい。

二重膜構造を有する場合、ゲート線１２１およびゲート電極１２４ａ、１２４ｂは、下部膜および上部膜に形成され、下部膜は、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などのモリブデン系の金属、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、チタン（Ｔｉ）、チタン合金、タンタル（Ｔａ）、タンタル合金、マンガン（Ｍｎ）、マンガン合金からなる一群より選択された少なくとも１つで形成されてもよい。上部膜は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系の金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系の金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系の金属からなる一群より選択された少なくとも１つで形成されてもよい。三重膜構造の場合、互いに物理的性質の異なる膜が組み合わされて形成されてもよい。

ゲート線１２１およびストレージ電極線１３１、１３５上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されており、ゲート絶縁膜１４０上には、非晶質または結晶質シリコンなどで作られた複数の半導体層１５４ａ、１５４ｂが形成されている。

半導体層１５４ａ、１５４ｂ上には、それぞれ複数対のオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂが形成されており、オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂは、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で作られてもよい。

オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂおよびゲート絶縁膜１４０上には、複数対のデータ線１７１ａ、１７１ｂと、複数対の第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとが形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線１２１およびストレージ電極線の幹線１３１と交差する。データ線１７１ａ、１７１ｂは、第１、第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂに向かって延びてＵ字状に曲がった第１および第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂを含み、第１および第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂは、第１、第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂを中心として第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂに対向する。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系の金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系の金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系の金属からなる一群より選択された少なくとも１つで形成されてもよい。本実施形態において、データ線１７１ａ、１７１ｂが単一膜で形成されると説明したが、これに限定されず、二重膜または三重膜の形態などに形成されてもよい。

第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂは、それぞれ第１および第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂで一部囲まれた一方の端から上に延びており、反対側の端は他の層との接続のために面積が広くてよい。

しかし、第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂをはじめとするデータ線１７１ａ、１７１ｂの形状および配置は様々な形態に変形可能である。

第１および第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂ、第１および第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂ、および第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂは、第１および第２半導体層１５４ａ、１５４ｂと共に第１および第２薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂをなし、第１および第２薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、第１および第２ソース電極１７３ａ、１７３ｂと第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの間の第１および第２半導体層１５４ａ、１５４ｂに形成される。

オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂは、その下の半導体層１５４ａ、１５４ｂと、その上のデータ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの間にのみ存在し、これらの間の接触抵抗を低下させる。半導体層１５４ａ、１５４ｂにおいて、ソース電極１７３ａ、１７３ｂとドレイン電極１７５ａ、１７５ｂとの間には、データ線１７１ａ、１７１ｂおよびドレイン電極１７５ａ、１７５ｂで遮られずに露出した部分がある。

データ線１７１ａ、１７１ｂ、ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、および露出した半導体層１５４ａ、１５４ｂ部分の上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素などで作られた下部保護膜１８０ｐが形成されている。

下部保護膜１８０ｐ上には、カラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色、青色の３色のカラーフィルタを含む。カラーフィルタ２３０のうち、互いに隣り合うカラーフィルタの間に、クロムおよびクロム酸化物の単一層や二重層または有機物質からなる遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、マトリックス形態に配列されている開口部を有する。

カラーフィルタ２３０および遮光部材２２０上には、透明な有機絶縁物質からなる上部保護膜１８０ｑが形成されている。上部保護膜１８０ｑは、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。上部保護膜１８０ｑには、第１および第２ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂを露出する複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。

上部保護膜１８０ｑ上には、複数の画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質や、アルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属で作られてもよい。

各画素電極１９１は、互いに分離されている第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂを含み、第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは、それぞれ横幹部１９２と、これと交差する縦幹部１９３とからなる十字状幹部を含み、横幹部１９２および縦幹部１９３から斜めに延出した微細枝部１９４を含む。

次に、上部表示板２００について説明する。

上部表示板２００には、共通電極２７０が絶縁基板２１０と配向膜２１との間に位置する。共通電極２７０は、透明な絶縁基板２１０の全面に形成されている。

上部表示板２００と下部表示板１００との間の間隔を維持するための間隔材３６３が形成されている。

下部表示板１００および上部表示板２００の内側面には、配向膜１１、２１がそれぞれ塗布されており、これらは垂直配向膜または光配向膜であってもよい。配向膜１１、２１は、ポリアミック酸（Ｐｏｌｙａｍｉｃ ａｃｉｄ）またはポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの液晶配向膜であって、一般に使用される物質のうちの少なくとも１つを含んで形成されてもよい。特に、配向膜１１、２１を光配向膜として形成する場合には、光配向のための光照射によって、液晶分子３１０の信頼性が低下することがある。しかし、本実施形態に係る液晶表示装置は、第１安定剤などを含むため、残像改善により液晶信頼性を高めることができる。

下部表示板１００および上部表示板２００の外側面には、偏光子（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）（図示せず）が備えられていてもよい。

下部表示板１００と上部表示板２００との間には液晶層３が介在している。液晶層３は、複数の液晶分子３１０および配向ポリマー５０を含む。配向ポリマー５０は、反応性メソゲンのような配向補助剤がＵＶ照射によって重合された形態であってもよく、電界印加時、液晶分子３１０の初期配向を補助して応答速度を向上させることができる。配向ポリマー５０を形成するために電界露光工程を行ってもよく、液晶層３に残っている配向補助剤を除去するために蛍光露光工程を行ってもよい。この時、蛍光露光工程は、電界が印加されていない状態で進行させる。

本実施形態において、液晶層３は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子３１０と、第１安定剤（図示せず）とを含む。ここで、液晶分子３１０および第１安定剤は、上述した液晶組成物に関する内容が適用可能である。

本実施形態に係る液晶表示装置において、応答速度を向上させるために、低粘度のアルケニル系液晶化合物などを使用してもよい。しかし、配向ポリマー５０を形成するために電界露光工程および蛍光露光工程を行うと、アルケニル副産物またはアルコキシ副産物などが検出され、線残像が発現するなど、信頼性が低下することがある。

したがって、本実施形態では、新たな安定剤として、化学式１で示すＮ−オキシルラジカル安定剤を用いることで、残像改善効果を極大化することができる。

本実施形態において、残像改善効果を極大化するために、下記化学式２で示す第２安定剤、および下記化学式３で示す第３安定剤のうちの少なくとも１つをさらに含むことが好ましい。

追加的に、本実施形態に係る液晶表示装置は、下記化学式４で示す酸化防止剤をさらに含むことが好ましい。下部表示板１００と上部表示板２００とを接合するためにシーラント工程を進行させる時に発生する熱によってもアルケニル副産物またはアルコキシ副産物などが生成され得るが、酸化防止剤を追加することによって、熱による信頼性の低下を防止することができる。

しかし、酸化防止剤は、前記化学式４で示す化合物に限定されず、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、トコフェロール、ヒドロキシ化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、Ｏ−、Ｎ−およびＳ−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、ベンジルホスホネート、アシルアミノフェノール、１価または多価アルコール、１価または多価アルコールとβ−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールとβ−（５−第三ブチル−４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールとβ−（３，５−ジシクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル、１価または多価アルコールと３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル酢酸のエステル、β−（３，５−ジ−第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸のアミド、アスコルビン酸、およびアミン酸化防止剤からなる群より選択された少なくともいずれか１つであってもよい。

液晶分子３１０は、負の誘電率異方性を有し、電場がない状態でその長軸が２枚の表示板１００、２００の表面に対して実質的に垂直をなすように配向される。

画素電極１９１および共通電極２７０に電圧が印加されると、液晶分子３１０は、画素電極１９１と共通電極２７０との間に形成された電場に応答して、その長軸が電場の方向に垂直な方向に方向を変える。液晶分子３１０の傾いた程度に応じて液晶層３への入射光の偏光の変化程度が異なり、このような偏光の変化は、偏光子によって透過率の変化として現れ、これにより、液晶表示装置は映像を表示する。

液晶分子３１０の傾く方向は、画素電極１９１の微細枝１９４によって決定され、液晶分子３１０は、微細枝１９４の長さ方向に平行な方向に傾く。１つの画素電極１９１は、微細枝１９４の長さ方向が互いに異なる４つの副領域を含むため、液晶分子３１０の傾く方向はほぼ４つの方向であり、液晶層３には、液晶分子３１０の配向方向が異なる４つのドメイン（ｄｏｍａｉｎ）が形成される。このように液晶の傾く方向を多様化することで、液晶表示装置の視野角を改善することができる。

本実施形態に係る液晶表示装置は、配向補助剤の重合によって形成された配向ポリマー５０が液晶分子３１０の初期配向方向のプレチルト（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）を制御し、また、回転粘度が小さい液晶組成物の設計により応答速度を大きく向上させ、第１安定剤を用いた残像改善により信頼性を向上させることができる。

以下、図４〜図７を参照して、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の信頼性の改善効果について説明する。

図４は、ＵＶ照射エネルギーに応じた電圧保持率を示すグラフである。図５は、残像の改善程度を示す写真である。

図４および図５において、比較例１は、液晶組成物に安定剤が含まれていない場合であり、比較例２は、第２安定剤が含まれている場合であり、実施例１は、第１安定剤が含まれている場合であり、実施例２は、第１安定剤と第２安定剤、または第１安定剤と第３安定剤が含まれている場合である。

図４を参照すれば、従来のように第２安定剤を液晶組成物に添加する場合（比較例２）には、安定剤が添加されていない場合（比較例１）に比べて電圧保持率（ＶＨＲ）が向上する。本実施形態に係る液晶表示装置のように、液晶組成物に第１安定剤が添加された場合（実施例１）と、第１安定剤だけでなく、第２安定剤または第３安定剤を追加した場合（実施例２）には、比較例１、２に比べて電圧保持率がさらに改善される。

図５を参照すれば、比較例１、２に比べて、実施例１、２において、線残像だけでなく、面残像まで改善されたことを確認することができる。

図６は、熱または電気的ストレスが加えられた状態において、添加される安定剤の含有量の増加に応じた電圧保持率を示すグラフである。ここで、熱は摂氏６０度に相当し、液晶層に直流電圧１ボルトが加えられた状態である。

図６において、比較例１は、液晶組成物に安定剤が含まれていない場合であり、比較例２は、化学式４で示す酸化防止剤５００ｐｐｍが含まれている場合であり、残りは、第１安定剤を含む実施例において、第１安定剤が５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ含まれている場合である。

図６を参照すれば、ストレスが加えられた時間（０ｈｒ、２４ｈｒ、１６８ｈｒ、３３６ｈｒ）に応じて電圧保持率が上昇する傾向があり、第１安定剤の含有量が増加するにつれ、電圧保持率が改善される。特に、第１安定剤の含有量が３００ｐｐｍの場合に、比較例２に比べて電圧保持率の改善効果がある。

図７は、液晶表示装置のバックライトストレスが加えられた状態において、添加される安定剤の含有量の増加に応じた電圧保持率を示すグラフである。バックライトストレスは、熱と光によるストレスを全て含む。

図７において、比較例１は、液晶組成物に安定剤が含まれていない場合であり、比較例２は、化学式４で示す酸化防止剤５００ｐｐｍが含まれている場合であり、残りは、第１安定剤を含む実施例において、第１安定剤が５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ含まれている場合である。

図７を参照すれば、図６の実験例と類似して、ストレスが加えられた時間（０ｈｒ、２４ｈｒ、１６８ｈｒ、３３６ｈｒ）に応じて電圧保持率が上昇する傾向があり、第１安定剤の含有量が増加するにつれ、電圧保持率が改善される。特に、第１安定剤の含有量が３００ｐｐｍの場合に、比較例２に比べて電圧保持率の改善効果がある。

図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０上に、第１ゲート線１２１ａおよび第２ゲート線１２１ｂを含む複数のゲート線１２１と、複数のストレージ電極線１３１とが形成されている。

第１ゲート線１２１ａと第２ゲート線１２１ｂは、主に横方向に延びており、ゲート信号を伝達する。第１ゲート線１２１ａは、上に突出した第１ゲート電極１２４ａおよび第２ゲート電極１２４ｂを含み、第２ゲート線１２１ｂは、第３ゲート電極１２４ｃを含む。第１ゲート電極１２４ａおよび第２ゲート電極１２４ｂは、互いに連結されて１つの突出部をなす。

ストレージ電極線１３１も、主に横方向に延びており、共通電圧Ｖｃｏｍなどの一定電圧を伝達する。ストレージ電極線１３１は、ゲート線１２１とほぼ垂直に延びている一対の縦部１３４と、縦部１３４から突出して拡張された容量電極１３７とを含む。

ゲート線１２１およびストレージ電極線１３１上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されており、ゲート絶縁膜１４０上には、非晶質または結晶質シリコンなどで作られる複数の線状半導体層（図示せず）が形成されている。線状半導体層は、主に縦方向に延びており、第１および第２ゲート電極１２４ａ、１２４ｂに向かって延出しており、互いに接続されている第１および第２半導体層１５４ａ、１５４ｂと、第３ゲート電極１２４ｃ上に位置する第３半導体層１５４ｃとを含む。

半導体層１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ上には、複数対のオーミックコンタクト部材（図示せず）が形成されている。オーミックコンタクト部材は、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で作られてもよい。

前記オーミックコンタクト部材上には、複数のデータ線１７１ａ、１７１ｂと、複数の第１ドレイン電極１７５ａと、複数の第２ドレイン電極１７５ｂと、複数の第３ドレイン電極１７５ｃとを含むデータ導電体が形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びて第１ゲート線１２１ａおよび第２ゲート線１２１ｂと交差する。データ線１７１ａ、１７１ｂは、第１ゲート電極１２４ａおよび第２ゲート電極１２４ｂに向かって延びて互いに接続される第１ソース電極１７３ａおよび第２ソース電極１７３ｂを含む。第１ソース電極１７３ａおよび第２ソース電極１７３ｂは、それぞれ第１ゲート電極１２４ａおよび第２ゲート電極１２４ｂを中心として第１ドレイン電極１７５ａおよび第２ドレイン電極１７５ｂに対向する。

第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ、および第３ドレイン電極１７５ｃは、棒状の一方の端部分と、面積が相対的に広い他側の端部分とを含む。第１ドレイン電極１７５ａおよび第２ドレイン電極１７５ｂの棒状の端部分は、第１ソース電極１７３ａおよび第２ソース電極１７３ｂで一部囲まれている。第１ドレイン電極１７５ａの広い一方の端部分はさらに延びて「Ｕ」字状に曲がった第３ソース電極１７３ｃをなし、第３ソース電極１７３ｃは、第３ドレイン電極１７５ｃに対向する。第３ドレイン電極１７５ｃの広い端部分１７７ｃは、容量電極１３７と重なって減圧キャパシタＣｓｔｄをなし、棒状の端部分は、第３ソース電極１７３ｃで一部囲まれている。

第１ゲート電極１２４ａ、第１ソース電極１７３ａ、および第１ドレイン電極１７５ａは、第１半導体層１５４ａと共に第１薄膜トランジスタＱａを形成し、第２ゲート電極１２４ｂ、第２ソース電極１７３ｂ、および第２ドレイン電極１７５ｂは、第２半導体層１５４ｂと共に第２薄膜トランジスタＱｂを形成し、第３ゲート電極１２４ｃ、第３ソース電極１７３ｃ、および第３ドレイン電極１７５ｃは、第３半導体層１５４ｃと共に第３薄膜トランジスタＱｃを形成する。

第１半導体層１５４ａ、第２半導体層１５４ｂ、および第３半導体層１５４ｃを含む線状半導体層は、ソース電極１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃとドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃとの間のチャネル領域を除いては、データ導電体１７１ａ、１７１ｂ、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃおよびその下部のオーミックコンタクト部材と実質的に同じ平面形状を有する。

第１半導体層１５４ａには、第１ソース電極１７３ａと第１ドレイン電極１７５ａとの間において、第１ソース電極１７３ａおよび第１ドレイン電極１７５ａによって遮られずに露出した部分があり、第２半導体層１５４ｂには、第２ソース電極１７３ｂと第２ドレイン電極１７５ｂとの間において、第２ソース電極１７３ｂおよび第２ドレイン電極１７５ｂによって遮られずに露出した部分があり、第３半導体層１５４ｃには、第３ソース電極１７３ｃと第３ドレイン電極１７５ｃとの間において、第３ソース電極１７３ｃおよび第３ドレイン電極１７５ｃによって遮られずに露出した部分がある。

データ導電体１７１ａ、１７１ｂ、１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃおよび露出した第１、第２および第３半導体層１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ部分の上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物で作られる保護膜１８０が形成されている。

しかし、保護膜１８０は、有機絶縁物で作られ、表面が平坦であってよい。保護膜１８０はさらに、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも、露出した半導体層１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ部分に損傷を与えないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有してもよい。

保護膜１８０には、第１ドレイン電極１７５ａおよび第２ドレイン電極１７５ｂを露出する複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。

保護膜１８０上には、第１副画素電極１９１ａおよび第２副画素電極１９１ｂを含む画素電極１９１と、遮蔽電極９とが形成されている。画素電極１９１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質や、アルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属で作られてもよい。

画素電極１９１には、横中央切開部９１、縦中央切開部９２ｃ１、下部切開部９２ａ１、９２ａ２、９２ｃ２、および上部切開部９２ｂ１、９２ｂ２、９２ｃ３が形成されており、画素電極１９１は、これらの切開部９１、９２ｃ１、９２ａ１、９２ａ２、９２ｃ２、９２ｂ１、９２ｂ２、９２ｃ３によって複数の領域（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）に分割される。切開部９１、９２ａ１、９２ａ２、９２ｃ２、９２ｂ１、９２ｂ２、９２ｃ３は、画素電極１９１を二等分する仮想の横中心線に対してほぼ反転対称をなす。

具体的には、画素電極１９１は、画素電極１９１の横中心線に対して下半部と上半部にそれぞれ位置している斜線部９２ａ１、９２ａ２、９２ｂ１、９２ｂ２と、斜線部９２ａ１、９２ａ２、９２ｂ１、９２ｂ２を互いに接続する接続部９２ｃ１、９２ｃ２、９２ｃ３とを含む。斜線部９２ａ１、９２ａ２、９２ｂ１、９２ｂ２は、ほぼ画素電極１９１の右辺から左辺に斜めに延びており、ゲート線１２１に対して約４５度の角度をなして互いに垂直に延びることができる。

画素電極１９１の下半部は、下部斜線切開部９２ａ１、９２ａ２によって２つの領域（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）に分けられ、上半部も、上部斜線切開部９２ｂ１、９２ｂ２によって２つの領域に分割される。具体的には、下部斜線切開部９２ａ１、９２ａ２、上部斜線切開部９２ｂ１、９２ｂ２、および接続部９２ｃ１、９２ｃ２、９２ｃ３は閉回路を形成し、下部斜線切開部９２ａ１、９２ａ２、上部斜線切開部９２ｂ１、９２ｂ２、および接続部９２ｃ１、９２ｃ２、９２ｃ３によって、画素電極１９１は、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとに分離される。

この時、画素電極領域の個数または切開部の個数は、画素電極１９１の大きさ、画素電極１９１の横辺と縦辺の長さの比、液晶層３の種類や特性などの設計要素に応じて変化可能である。

第１副画素電極１９１ａおよび第２副画素電極１９１ｂは、それぞれコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂを介して第１ドレイン電極１７５ａおよび第２ドレイン電極１７５ｂに接続されており、第１ドレイン電極１７５ａおよび第２ドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が印加される。

データ電圧の印加された第１副画素電極１９１ａおよび第２副画素電極１９１ｂは、上部表示板２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、２つの電極の間の液晶層３の液晶分子３１０の方向を決定する。電場がない状態で２つの電極の表面に対して垂直をなすように配向されていた液晶層の液晶分子は、２つの電極の表面に対して水平方向に向かって横になり、液晶分子の横になった程度に応じて液晶層を通過する光の輝度が変化する。

第１副画素電極１９１ａと共通電極２７０は、その間の液晶層３と共に第１液晶キャパシタをなし、第２副画素電極１９１ｂと共通電極２７０は、その間の液晶層３と共に第２液晶キャパシタをなして、第１および第２薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂのターンオフ後にも印加された電圧を維持する。

第１副画素電極１９１ａおよび第２副画素電極１９１ｂは、それぞれストレージ電極線１３１と重なって第１ストレージキャパシタおよび第２ストレージキャパシタをなし、第１ストレージキャパシタおよび第２ストレージキャパシタは、それぞれ第１液晶キャパシタおよび第２液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。

容量電極１３７と第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部１７７ｃは、ゲート絶縁膜１４０と半導体層を挟んで互いに重なって減圧キャパシタをなす。しかし、容量電極１３７と第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部１７７ｃとの間に配置されている半導体層は除去されてもよい。

以下、上部表示板２００について説明する。

遮光部材（図示せず）、複数のカラーフィルタ２３０、オーバーコート２５０、および共通電極２７０は、絶縁基板２１０と液晶層３との間に位置する。絶縁基板２１０は、透明なガラスまたはプラスチックなどで作られてもよい。遮光部材は、ブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）ともいい、画素電極１９１の間の光漏れを防ぐ役割を果たす。遮光部材は、画素電極１９１に対向し、画素電極１９１とほぼ同じ形状を有する複数の開口部（図示せず）を有している。しかし、遮光部材は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂおよびデータ線１７１ａ、１７１ｂに対応する部分と、薄膜トランジスタに対応する部分とからなってもよい。

複数のカラーフィルタ２３０は、絶縁基板２１０とオーバーコート２５０との間に位置する。カラーフィルタ２３０は、前記遮光部材で囲まれた領域内に大部分存在し、画素電極１９１の列に沿って縦方向に長く延びることができる。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色および青色の三原色など、原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの１つを表示することができる。本実施形態の変形例として、カラーフィルタ２３０または遮光部材は、下部表示板１００に位置してもよい。

オーバーコート２５０は、カラーフィルタ２３０と共通電極２７０との間に位置する。オーバーコート２５０は、絶縁物で作られてもよく、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート２５０は省略されてもよい。

共通電極２７０は、オーバーコート２５０と配向膜２１との間に位置する。共通電極２７０は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などで作られ、共通電極２７０には、複数の切開部７１、７１ａ１、７１ａ２、７１ａ３、７１ｂ１、７１ｂ２、７１ｂ３集合が形成されている。

複数の切開部７１、７１ａ１、７１ａ２、７１ａ３、７１ｂ１、７１ｂ２、７１ｂ３集合は、中央切開部７１と、第１〜第３下部斜線切開部７１ａ１、７１ａ２、７１ａ３と、第１〜第３上部斜線切開部７１ｂ１、７１ｂ２、７１ｂ３とを含む。

切開部７１、７１ａ１、７１ａ２、７１ａ３、７１ｂ１、７１ｂ２、７１ｂ３それぞれは、画素電極１９１の隣接切開部９２ａ１、９２ａ２、９２ｂ１、９２ｂ２の間、または画素電極の切開部９２ａ１、９２ａ２、９２ｂ１、９２ｂ２と画素電極１９１の縁辺との間に配置されている。

複数の切開部７１、７１ａ１、７１ａ２、７１ａ３、７１ｂ１、７１ｂ２、７１ｂ３集合は、画素電極１９１の仮想の横中心線に対してほぼ反転対称をなす。

画素電極１９１の切開部と共通電極２７０の切開部は、画素電極１９１を複数の副領域（ｓｕｂ−ａｒｅａ）に分け、各副領域は、画素電極１９１の主辺と斜角をなす２つの主辺（ｐｒｉｍａｒｙ ｅｄｇｅ）を有する。各副領域上の液晶分子３１０は大部分主辺に垂直な方向に傾くので、傾く方向はほぼ４つの方向である。

このように液晶分子３１０の傾く方向を多様化すれば、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。

下部表示板１００および上部表示板２００の内側面には、配向膜１１、２１が塗布されており、これらは垂直配向膜または光配向膜であってもよい。具体的には、配向膜１１、２１は、画素電極１９１および共通電極２７０上に位置してもよい。

表示板１００、２００の外側面には、それぞれ偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（図示せず）が備えられてもよいが、前記偏光子の透過軸は直交し、このうちの１透過軸はゲート線１２１に対して並んでいることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、２つの偏光子のうちの１つが省略されてもよい。

下部表示板１００と上部表示板２００との間には、液晶層３が介在している。液晶層３は、アルケニル基を含む液晶化合物、およびアルコキシ基を含む液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子３１０と、第１安定剤（図示せず）とを含む。ここで、液晶分子３１０および第１安定剤は、上述した液晶組成物に関する内容が適用可能である。

液晶分子３１０は、負の誘電率異方性を有し、電場がない状態でその長軸が２つの表示板１００、２００の表面に対してほぼ垂直をなすように配向される。

図１０は、図８および図９に示した液晶表示装置の１画素に対する等価回路図である。

図１０を参照して、図８および図９に示す液晶表示装置の回路図的な構造および動作について説明する。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１ゲート線１２１ａ、第２ゲート線１２１ｂ、ストレージ電極線１３１、およびデータ線１７１を含む信号線と、これに接続された画素ＰＸとを含む。

画素ＰＸは、第１副画素ＰＸａと、第２副画素ＰＸｂと、減圧部Ｃｄとを含む。

第１副画素ＰＸａは、第１スイッチング素子Ｑａと、第１液晶キャパシタＣｌｃａと、第１ストレージキャパシタＣｓｔａとを含み、第２副画素ＰＸｂは、第２スイッチング素子Ｑｂと、第２液晶キャパシタＣｌｃｂと、第２ストレージキャパシタＣｓｔｂとを含み、減圧部Ｃｄは、第３スイッチング素子Ｑｃと、減圧キャパシタＣｓｔｄとを含む。

第１および第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂは、下部表示板に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は第１ゲート線１２１ａに接続されており、入力端子はデータ線１７１に接続されており、出力端子は第１および第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂと第１および第２ストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂにそれぞれ接続されている。

第３スイッチング素子Ｑｃも、下部表示板に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、制御端子は第２ゲート線１２１ｂに接続されており、入力端子は第１液晶キャパシタＣｌｃａに接続されており、出力端子は減圧キャパシタＣｓｔｄに接続されている。

第１および第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂは、それぞれ第１および第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂに接続された第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂと、上部表示板の共通電極とが重なってなる。第１および第２ストレージキャパシタＣｓｔａ、Ｃｓｔｂは、ストレージ電極線１３１と、第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂとが重なってなる。

減圧キャパシタＣｓｔｄは、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子とストレージ電極線１３１に接続されており、下部表示板に備えられたストレージ電極線１３１と第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子とが絶縁体を挟んで重なってなる。

液晶表示装置の動作について説明する。

まず、第１ゲート線１２１ａにゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されると、これに接続された第１および第２薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂがターンオンされる。

これによって、データ線１７１ｂのデータ電圧は、ターンオンされた第１および第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂを介して第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂに同一に印加される。第１および第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂは、共通電極２７０の共通電圧Ｖｃｏｍと第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの電圧との差だけ充電されるので、第１液晶キャパシタＣｌｃａの充電電圧と第２液晶キャパシタＣｌｃｂの充電電圧も互いに同一である。この時、第２ゲート線１２１ｂにはゲートオフ電圧Ｖｏｆｆが印加される。

次に、第１ゲート線１２１ａにゲートオフ電圧Ｖｏｆｆが印加されると同時に、第２ゲート線１２１ｂにゲートオン電圧Ｖｏｎが印加されると、第１ゲート線１２１ａに接続された第１および第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂはターンオフされ、第３スイッチング素子Ｑｃはターンオンされる。これによって、第１スイッチング素子Ｑａの出力端子に接続された第１副画素電極１９１ａの電荷が減圧キャパシタＣｓｔｄに流れ込んで、第１液晶キャパシタＣｌｃａの電圧が下降する。

本実施形態に係る液晶表示装置がフレーム反転で駆動され、現フレームでデータ線１７１に共通電圧Ｖｃｏｍを基準として極性が正（＋）のデータ電圧が印加されることを例として説明すれば、前のフレームが終わった後に、減圧キャパシタＣｓｔｄには負（−）の電荷が集まる。現フレームで第３スイッチング素子Ｑｃがターンオンされると、第１副画素電極１９１ａの正（＋）の電荷が第３スイッチング素子Ｑｃを介して減圧キャパシタＣｓｔｄに流れ込んで、減圧キャパシタＣｓｔｄには正（＋）の電荷が集まり、第１液晶キャパシタＣｌｃａの電圧は下降する。次のフレームでは、逆に第１副画素電極１９１ａに負（−）の電荷が充電された状態で第３スイッチング素子Ｑｃがターンオンされるにつれ、第１副画素電極１９１ａの負（−）の電荷が減圧キャパシタＣｓｔｄに流れ込んで、減圧キャパシタＣｓｔｄには負（−）の電荷が集まり、第１液晶キャパシタＣｌｃａの電圧は同じく下降する。

このように、本実施形態によれば、データ電圧の極性に関係なく、第１液晶キャパシタＣｌｃａの充電電圧を、第２液晶キャパシタＣｌｃｂの充電電圧より常に低くすることができる。したがって、第１および第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの充電電圧を異ならせることで、液晶表示装置の側面視認性を向上させることができる。

本実施形態とは異なり、第１および第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂの第１および第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂは、それぞれ互いに異なるデータ線を介して１つの映像情報から得られた互いに異なるデータ電圧が印加されたり、それぞれ互いに異なるゲート線に接続され、互いに異なる時間に１つの映像情報から得られた互いに異なるデータ電圧が印加されてもよい。あるいは、第１副画素電極１９１ａのみがスイッチング素子を介してデータ電圧が印加され、第２副画素電極１９１ｂは、第１副画素電極１９１ａとの容量性結合により相対的に低い電圧が印加されてもよい。このような様々な実施形態の場合、第３スイッチング素子Ｑｃおよび減圧キャパシタＣｓｔｄなどは省略されてもよい。

図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素に対する等価回路図である。

図１１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１画素ＰＸは、ゲート信号を伝達するゲート線ＧＬおよびデータ信号を伝達するデータ線ＤＬ、分圧基準電圧を伝達する基準電圧線ＲＬを含む複数の信号線と、複数の信号線に接続されている第１スイッチング素子Ｑａ、第２スイッチング素子Ｑｂ、および第３スイッチング素子Ｑｃと、第１液晶キャパシタＣｌｃａおよび第２液晶キャパシタＣｌｃｂとを含む。

第１スイッチング素子Ｑａおよび第２スイッチング素子Ｑｂは、それぞれゲート線ＧＬおよびデータ線ＤＬに接続されており、第３スイッチング素子Ｑｃは、第２スイッチング素子Ｑｂの出力端子および基準電圧線ＲＬに接続されている。

第１スイッチング素子Ｑａおよび第２スイッチング素子Ｑｂは、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線ＧＬに接続されており、入力端子はデータ線ＤＬに接続されており、第１スイッチング素子Ｑａの出力端子は第１液晶キャパシタＣｌｃａに接続されており、第２スイッチング素子Ｑｂの出力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂおよび第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子に接続されている。

第３スイッチング素子Ｑｃも、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、制御端子はゲート線ＧＬに接続されており、出力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂに接続されており、入力端子は基準電圧線ＲＬに接続されている。

ゲート線ＧＬにゲートオンＶｏｎ信号が印加されると、これに接続された第１スイッチング素子Ｑａ、第２スイッチング素子Ｑｂ、そして第３スイッチング素子Ｑｃがターンオンされる。これによって、データ線ＤＬに印加されたデータ電圧は、ターンオンされた第１スイッチング素子Ｑａおよび第２スイッチング素子Ｑｂを介してそれぞれ第１副画素電極ＰＥａおよび第２副画素電極ＰＥｂに印加される。この時、第１副画素電極ＰＥａおよび第２副画素電極ＰＥｂに印加されたデータ電圧は、互いに同じ値に充電される。しかし、本発明の実施形態によれば、第２副画素電極ＰＥｂに印加される電圧は、第２スイッチング素子Ｑｂに直列接続されている第３スイッチング素子Ｑｃを介して分圧される。したがって、第２副画素電極ＰＥｂに印加される電圧Ｖｂは、第１副画素電極ＰＥａに印加される電圧Ｖａよりも小さくなる。

結局、第１液晶キャパシタＣｌｃａに充電された電圧と、第２液晶キャパシタＣｌｃｂに充電された電圧とは互いに異なるようになる。第１液晶キャパシタＣｌｃａに充電された電圧と、第２液晶キャパシタＣｌｃｂに充電された電圧とが互いに異なるため、第１副画素と第２副画素とで液晶分子の傾く角度が異なり、これによって、２つの副画素の輝度が異なる。したがって、第１液晶キャパシタＣｌｃａに充電される電圧と、第２液晶キャパシタＣｌｃｂに充電される電圧とを適切に調節すれば、側面から眺める映像を、正面から眺める映像に最大限近接させることができ、これによって側面視認性を改善することができる。

図１１の実施形態は、上述した図２および図３の実施形態、または図８および図９の実施形態における視認性構造を変形したものであり、上述した液晶層に含まれている液晶組成物に関する内容は、本実施形態においても適用可能である。

以上、本発明の現在実用的で例示的な実施形態について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な修正および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

３：液晶層
５０：配向ポリマー
１００：下部表示板
２００：上部表示板
１２１：ゲート線
１４０：ゲート絶縁膜
２７０：共通電極
３１０：液晶分子

Claims (10)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層とを含み、
   前記液晶層は、
   アルケニル基を有する液晶化合物、およびアルコキシ基を有する液晶化合物のうちの少なくとも１つを含む液晶分子と、
   下記化学式１で示す第１安定剤とを含む液晶表示装置：
   前記化学式１において、ｎは０または１、ｍは０または１、ｋは０または１であり、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３は互いに独立に単一結合であるか、−Ｃ＝Ｃ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、炭素数１〜５のアルキレン基のうちの１つであり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙは水素、炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、または＝Ｏのうちの１つであり、ＡとＢは環状化合物である。
2. 前記化学式１において、ＡおよびＢは互いに独立に
   のうちの１つを含む請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１安定剤は、下記化学式１−１で示す化合物を含む請求項２に記載の液晶表示装置：
   化学式１−１において、ｋは０または１であり、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４は互いに独立に水素またはハロゲンであり、Ｙ１は炭素数１〜１０のアルコキシ基、ヒドロキシ基、−ＮＨＣＯＣＨ_３、または＝Ｏのうちの１つである。
4. 前記液晶分子は、下記化学式５−１〜下記化学式５−１１でそれぞれ示す第１化合物〜第１１化合物のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の液晶表示装置：
   化学式５−１〜化学式５−１１において、Ｘはアルキル基またはアルコキシ基であり、Ｙはアルキル基、アルケニル基、またはアルコキシ基である。
5. 前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含む請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第２化合物、前記第４化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、前記第１０化合物、および前記第１１化合物を含む請求項４に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第３化合物、前記第４化合物、前記第５化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含む請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶分子は、前記第１化合物、前記第３化合物、前記第６化合物、前記第７化合物、前記第８化合物、前記第９化合物、および前記第１１化合物を含む請求項４に記載の液晶表示装置。
9. 前記液晶層は、配向ポリマーをさらに含む請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１基板と前記液晶層との間、および前記第２基板と前記液晶層との間のうちの少なくとも１つに位置する配向膜をさらに含み、
    前記配向膜は、光配向膜である請求項１に記載の液晶表示装置。