JP4613935B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は１画素内に複数のドメインを設けた広視野角の液晶表示装置に関する。

一般に液晶表示装置には薄型軽量、低消費電力という特徴があり、携帯端末から大型テレビに至るまで幅広く利用されている。この液晶表示装置としてＴＮ型の液晶表示装置がよく使われ、表示装置として高い性能、品質を維持している。 しかしＴＮ型液晶表示装置等は視角依存性が大きい等の問題があった。そこでＴＮ型よりも広視野角なＶＡ（vertically aligned）型の液晶表示装置が提案されている。ＶＡ型の液晶表示装置の場合、一対のガラス基板間に誘電率異方性が負の液晶を封入し、一方のガラス基板に画素電極を、他方のガラス基板に共通電極を配置している。両ガラス基板上には垂直配向膜を積層し、両ガラス基板の外側に互いの透過軸方向が直交するように一対の偏光板を配置している。そして両電極間に電界が発生しないときは液晶分子が垂直配向膜に規制されて垂直配列し、一方の偏光板を通過した直線偏光の透過光がそのまま液晶層を通過して他方の偏光板によって遮られる。また両電極間に電界が発生するときはガラス基板間の液晶分子が電界に対して垂直方向に傾斜して水平配列するので、一方の偏光板を通過した直線偏光の透過光は液晶層を通過するときに複屈折され楕円偏光の通過光になり、他方の偏光板を通過する。

このＶＡ型液晶表示装置の視野角を更に改善するために、画素内に突起や溝を設けて１画素内に複数のドメインを形成するＭＶＡ（Multi-domain vertically aligned）方式が提案されている。これは例えば特許文献１に記載されている。

この従来のＭＶＡ型液晶表示装置の画素構成を図１１に示す。平行に対向配置する一対のガラス基板のうち、一方のガラス基板上には画素電極１００、走査線１０１、信号線１０２、ＴＦＴ１０３が形成され、他方のガラス基板にはカラーフィルタ、共通電極、突起１０５が形成される。なおカラーフィルタ、共通電極は図示しない。複数の走査線１０１と信号線１０２がガラス基板上にマトリクス状に配線され、その交差部分にＴＦＴ１０３を、走査線１０１と信号線１０２で囲まれる領域内に画素電極１００をそれぞれ配置する。ＴＦＴ１０３のゲート電極は走査線１０１に、ソース電極は信号線１０２に、ドレイン電極は画素電極１００にそれぞれ接続される。１０４は画素電極１００に形成されたスリットであり、ガラス基板の法線方向から見たときに複数の突起１０５がジグザグ状に形成され、スリット１０４はこの複数の突起１０５の間に位置し、隣り合う突起１０５と略平行に形成されている。液晶分子は突起１０５及びスリット１０４に対して９０°方向に傾斜し、突起１０５やスリット１０４を境にして逆方向に傾斜する。一対のガラス基板の外側には直交ニコルの一対の偏光板が配置され、偏光板の透過軸と突起１０５の方向との成す角度が４５°になるように設定し、偏光板の法線方向から見たときに傾斜した液晶分子と偏光板の透過軸との成す角度が４５°になるようにしている。傾斜した液晶分子と偏光板の透過軸との角度が４５°になるとき、最も効率よく偏光板から透過光を得ることができる。
特許第２９４７３５０号公報 特開２００１−８３５１７号公報 特開平１１−１７４４５３号公報

しかしながら従来のＭＶＡ型の液晶表示装置では、実際の液晶分子の傾斜状態が理想的な状態になっていないために、最適な表示状態が得られなかった。図１２は従来の画素構造における液晶分子の傾斜状態を模式的に示した図である。画素電極１００内の点線は液晶分子の傾斜状態の境界を示し、点線と突起１０５又はスリット１０４で囲まれる領域内では液晶分子が略同一方向に傾斜している。各領域の矢印は液晶分子の傾斜方向を示し、矢印付近に付記されている角度はガラス基板の法線方向から見た際に傾斜した液晶分子と突起１０５、スリット１０４又は画素電極１００のエッジ部とのなす角度を示す。なお矢印の向きは、突起１０５を有するガラス基板付近の液晶分子が傾斜した際にその液晶分子の両端のうちガラス基板から離れた方の端部が向く方向を示す。

スリット１０４や突起１０５によって規制される液晶分子は、画素電極１００の中央部分ではスリット１０４や突起１０５に対して９０°ではなく約９５°の方向に傾斜する。また画素電極１００の周縁部ではスリット１０４や突起１０５に対して８０°や１００°などの９０°から更に遠ざかる方に傾斜し、その傾斜状態も場所によってまちまちである。透過光を最も効率よく利用するためには、液晶分子が偏光板の透過軸に対して４５°の方向に傾斜することが理想的であり、これは液晶分子が突起１０５やスリット１０４に対して９０°の方向に傾斜する場合に相当する。図１２中の領域Ａは液晶分子が理想的な傾斜方向から約５°程度ずれて傾斜している部分であり、領域Ｂは理想的な傾斜方向から約１０°程度ずれている部分、領域Ｃは理想的な傾斜方向から約４５°程度ずれている部分である。画素電極１００の中央部分は領域Ａが多く、スリット１０５と突起１０５が直交する部分や画素電極１００の周縁部分になると領域Ｂや領域Ｃの割合が多くなる。

このように従来のスリット１０４や突起１０５の形状では、画素電極１００の大部分の液晶分子が理想的な傾斜方向からずれた方向に傾斜するため、効率よく透過光を利用することができなかった。また、画素電極１００内に領域Ａ、Ｂ、Ｃのように理想的な傾斜方向に対してずれる度合いが異なる領域が複数存在すると、各領域における透過率が異なるため表示ムラになってしまう。

ここで液晶分子の傾斜方向がずれる原因について研究したところ、画素電極１００の中央部分（突起１０５やスリット１０４に対して約９５°程度傾斜している領域）では、隣接する画素電極１００で生じる電界の影響を若干受けるため、理想的な傾斜方向から約５°程度ずれてしまうものと考えられる。また画素電極１００の周縁部分では画素電極１００のエッジ部に対して９０°方向に液晶分子が傾斜するように影響するため、画素電極１００のエッジ部とスリット１０４、突起１０５の配置によってその付近に位置する液晶分子の傾斜状態がまちまちになり、その上、理想的な傾斜状態から大きくずれてしまう。

そこで本発明は、最適な表示状態を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、画素電極のエッジ部にはエッジ部から液晶分子へ与える電界の影響を緩和する緩和手段が設けられていることを特徴とする。この緩和手段として、画素電極のエッジ部に第２のスリットを形成することを特徴とする。さらに、第二基板上に画素電極のエッジ部に沿って配置された補助突起を設けたことを特徴とする。

これらの構成によって、隣接する画素からの電界の影響や画素電極のエッジ部における液晶分子への影響を低減することができ、画素内における実際の液晶分子の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減することができる。

本発明によれば、画素電極のエッジ部にはエッジ部から液晶分子へ与える電界の影響を緩和する緩和手段を設け、この緩和手段として、画素電極のエッジ部に第２のスリットを形成するため、隣接する画素からの電界の影響や画素電極のエッジ部における液晶分子への影響を低減することができ、画素内における実際の液晶分子の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態である第１実施例を図に基づいて説明する。図１は第１実施例である画素部の平面図、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

１はガラス基板などの透明な第一基板であり、この第一基板１上には走査線２と信号線３がマトリクス状に配線されている。走査線２と信号線３で囲まれる領域が１画素に相当し、この領域内に画素電極４が配置され、走査線２と信号線３の交差部には画素電極４と接続するスイッチング素子であるＴＦＴ５が形成される。画素電極４の一部分は絶縁膜を介在させて隣接する走査線２と重なり、この部分が保持容量として作用する。画素電極４には後述するスリット６が複数形成されている。７は画素電極４を覆う配向膜であり、垂直配向処理が施されている。

８はガラス基板などの透明な第二基板であり、第二基板８上には各画素を区切るようにブラックマトリックス９が形成され、各画素に対応してカラーフィルタ１０が積層されている。カラーフィルタ１０は各画素に対応して赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち何れか一色のカラーフィルタ１０が配置されている。カラーフィルタ１０上には例えばＩＴＯなどの透明電極１１が積層され、透明電極１１上には所定パターンの突起１２が形成され、透明電極１１及び突起１２を垂直配向処理が施された配向膜１３で覆っている。

両基板１、８間には誘電率異方性が負の液晶層１４が介在する。そして画素電極４と透明電極１１の間に電界が生じないときは液晶分子１４が配向膜７、１３に規制されて垂直配列し、画素電極４と透明電極１１の間に電界が発生したときは液晶分子１４が水平方向に傾斜する。このとき液晶分子１４はスリット６や突起１２に規制されて所定の方向に傾斜し、１画素内に複数のドメインを形成することができる。なお図２は画素電極４と透明電極１１の間に電界が発生した状態を模式的に示している。

第１基板１の外側には第一偏光板１５が、第２基板８の外側には第二偏光板１６がそれぞれ配置され、第一偏光板１５と第二偏光板１６は互いの透過軸が直交するように設定されている。両偏光板１５、１６の向きはその透過軸と傾斜したときの液晶分子１４の向きとの関係により設定されるが、偏光板１５、１６の透過軸と液晶分子１４の傾斜方向との関係については後述するため、ここでは便宜上、第一偏光板１５の透過軸が走査線２の延在方向と一致し、第二偏光板１６の透過軸が信号線３の延在方向と一致するように設定する。

そして画素電極４と透明電極１１の間に電界が生じないときは液晶分子１４が垂直配列するため、第一偏光板１５を通過した直線偏光の透過光が液晶層１４を直線偏光のまま通過して第二偏光板１６で遮断され、黒表示になる。また画素電極４に所定の電圧が印加されて画素電極４と透明電極１１の間に電界が発生したとき、液晶分子１４が水平方向に傾斜するため、第一偏光板１５を通過した直線偏光の透過光が液晶層１４で楕円偏光になり第二偏光板１６を通過して、白表示になる。

セルギャップ（両基板１、８上の配向膜７、１３の間隔）を狭くすると黒表示のときの光漏れが少なくなり、コントラストが向上して視野角が広くなる。セルギャップを狭くすると白表示における透過率が低下するが、本発明は後述するスリット６や突起１２の形状などを工夫して透過率を向上させたためセルギャップを狭くすることができる。

次に第１実施例のスリット６と突起１２の形状について説明する。スリット６は画素電極４の一部分をフォトリソグラフィー法等によって取除いて形成され、突起１２は例えばアクリル樹脂等からなるレジストをフォトリソグラフィー法によって所定パターンにして形成される。実験の結果、突起１２を高くするほど透過率が向上することが判明した。また突起１２をネガ材料で形成するよりもポジ材料で形成した方が、透過率が向上する。これはポジ材料の方が突起１２の表面が滑らかになり、より液晶分子１４に対する傾斜方向への規制力が向上するためであり、実験によるとポジ材料の突起１２の方がネガ材料の突起１２よりも透過率が約１０％以上向上した（透過率（ポジ突起）／透過率（ネガ突起）≧１．１０）。

突起１２は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに信号線３に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起１２ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起１２ｂは直角に屈曲した突起１２ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。突起１２と画素電極４の交差部分では突起１２から分岐して画素電極４のエッジ部に沿って延在する補助突起１７ａが形成され、画素電極４のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

スリット６は複数の突起１２の中間にそれぞれ位置するように形成され、この実施例では各画素電極４に３個のスリット６が形成されている。突起１２ａと突起１２ｂの間にそれぞれスリット６ａが形成され、突起１２ａと画素電極４のエッジ部との間にスリット６ｂが形成されている。スリット６ａはその中心線（図１の一点鎖線）が隣接する突起１２と平行であり、信号線３に対して４５°方向になっている。このスリット６ａの中心線がスリット６ａの延在方向に相当する。そしてスリット６ａの輪郭のうち突起１２と対向する部分は、両端部分を起点としてスリット６ａの中心線に対して約５°ずれており、中央部分に行くほどスリット６ａの幅が広がっている。またスリット６ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起１２ａと平行であり、スリット６ｂの輪郭は信号線３に平行な端部を起点としてその延在方向に対して約５°ずれて伸びている。ここでもスリット６ｂが画素電極４の中央部分に進みに従ってその幅が広がるように形成されている。なおスリット６ｂに隣接する突起１２ａは延在方向が画素内で直角に屈曲しているので、スリット６ｂの延在方向も屈曲している。

１７ｂはスリット６ｂに近接する画素電極４のエッジ部に沿って設けられた補助突起であり、補助突起１７ａと同様に画素電極４のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。特にスリット６ｂと画素電極４のエッジ部で囲まれる部分は狭く、スリット６ｂとエッジ部による影響を大きく受けやすいため、この領域による表示ムラを低減させることに補助突起１７ａは有効に作用する。

そして画素電極４と透明電極１１の間に電界が発生して液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、液晶分子１４が隣接する画素からの電界の影響を受けてスリット６に対して例え９５°方向に傾斜しても、スリット６の輪郭をその延在方向（透過軸に対して４５°方向）に平行ではなく若干ずらしているため、結果的に液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜することになり、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また、補助突起１７ａ、１７ｂによって画素電極４のエッジ部における液晶分子１４への影響を低減することができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減することができる。

なおこの実施例ではスリット６の輪郭部分をスリット６の延在方向（透過軸に対して４５°方向）に対して約５°ずらしたが、この補正角度を約３°〜約１５°に設定してもよい。特に図１２による分析結果でも分かる通り液晶分子１４の傾斜方向のずれは約５°〜約１０°が多いため、この補正角度を約５°〜約１０°に設定するとより効果が向上する。更に、例えば単一のスリット６に異なる補正角度を用いたり、単一の画素電極４内に存在する複数のスリット６にその配置場所に応じた補正角度を用いるなど、傾斜方向のずれの傾向に応じてスリット６の補正角度を選択することも可能である。またスリット６の部分は液晶分子１４の傾斜方向を規制しないため、スリット６の補正角度を大きくしたり、スリット６の幅を広げてスリット部分を大きくすると、その部分が表示ムラの原因になってしまう。従ってスリット６の大きさは表示ムラが生じない大きさに設定することが望ましい。

次に第２実施例を図３に基づいて説明する。この実施例は第１実施例と突起やスリットの形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図３は第２実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極１８にスリット１９を形成し、第２基板８上に突起２１を形成する。

第２実施例では、スリットの輪郭のうち突起と対向する部分がスリットの延在方向と平行になり、突起の輪郭のうちスリットと対向する部分が突起の延在方向に対して約５°ずれて形成されている。

図３では１画素分しか図示していないが、第１実施例と同様に突起は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その略直線部分の延在方向は偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起２０ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起２０ｂは直角に屈曲した突起２０ａと平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。突起２０の輪郭は延在方向に対して約５°程度ずらして形成され、画素電極のエッジ部側から中央部分に進むに従ってその幅が狭くなっている。つまり突起２０ａの場合、画素電極のエッジ部から直角に屈曲した部分に対して突起２０ａの幅が徐々に狭くなり、画素電極１８の中央部付近から直角に屈曲した部分に対しては逆に徐々に幅が広がっている。また突起２０ｂは画素電極１８の２つのエッジ部を横切っているが、一方のエッジ部から他方のエッジ部に対して突起２０ｂの幅が徐々に狭くなり、画素電極１８上の途中から逆に突起２０ｂの幅が徐々に広くなっている。この突起２０の形状は、従来の突起形状における液晶分子の傾斜状態を分析し、実際に液晶分子が偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向に傾斜するように設計する。

突起２０と画素電極１８の交差部分では突起２０から分岐して画素電極１８のエッジ部に沿って延在する補助突起２１ａが形成され、スリット１９ｂに近接する画素電極１８のエッジ部に沿って補助突起２１ｂが形成される。この補助突起２１ａ、２１ｂによって画素電極１８のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

突起２０ａと突起２０ｂの間にそれぞれスリット１９ａが形成され、突起２０ａと画素電極１８のエッジ部との間にスリット１９ｂが形成されている。スリット２０ａは隣接する突起２０の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリット１９ａの輪郭のうち突起２０と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット１９ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起２０ａと平行であり、スリット１９ｂの輪郭も突起と対向する部分は延在方向と平行になっている。

そして画素電極４と透明電極１１の間に電界が発生して液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、液晶分子１４が隣接する画素からの電界の影響を受けて突起２０に対して例え９５°方向に傾斜しても、突起２０の輪郭をその延在方向（透過軸に対して４５°方向）に平行ではなく若干ずらしているため、結果的に液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜することになり、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また、補助突起２１ａ、２１ｂによって画素電極１８のエッジ部における液晶分子１４への影響を低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なおこの実施例では突起２０の輪郭部分を突起２０の延在方向（透過軸に対して４５°方向）に対して約５°ずらしたが、この補正角度を約３°〜約１５°に設定してもよい。特に図１２による分析結果でも分かる通り液晶分子１４の傾斜方向のずれは約５°〜約１０°が多いため、この補正角度を約５°〜約１０°に設定するとより効果が向上する。更に、例えば単一の突起２０に異なる補正角度を用いたり、単一の画素電極１８内に存在する複数の突起２０にその配置場所に応じた補正角度を用いるなど、傾斜方向のずれの傾向に応じて突起２０の補正角度を選択することも可能である。また突起２０の部分でも液晶分子１４の傾斜方向を規制するため、スリットの場合と比較して突起の場合はその幅を大きくしても表示ムラへの影響が少ない。実験によれば、スリットや突起の幅を略同一条件にした場合、第１実施例のようにスリットの輪郭を傾斜させるよりも第２実施例のように突起の輪郭を傾斜させた方が、透過率が約１２％程度向上した（透過率（第２実施例）／透過率（第１実施例）≒１．１２）。

次に第３実施例を図４に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリットと第２実施例の突起を採用したものであり、その他の構成は第１実施例と同じである。従って第１実施例と同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図４は第３実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極２２にスリット２３を形成し、第２基板８上に突起２４を形成する。

第３実施例の突起２４は第２実施例の突起２１と同じ形態をしており、複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その略直線部分の延在方向は偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。突起２４ａは画素電極の中央部で直角に屈曲し、突起２４ｂは突起２４ａと平行に配置されて画素電極２２の隅部に位置している。突起２４の輪郭のうちスリット２３と対向する部分が突起２４の延在方向に対して約５°ずれて形成され、各突起２４は画素電極２２のエッジ部から中央部に対して徐々に幅が狭くなっている。

２５ａは突起２４から分岐して画素電極２２のエッジ部に沿って延在する補助突起であり、２５ｂはスリット２３ｂに近接する画素電極１８のエッジ部に沿って形成された補助突起である。この補助突起２５ａ、２５ｂによって画素電極２２のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

第３実施例のスリット２３は第１実施例のスリット６と同じ形態をしており、複数の突起２４の中間にそれぞれ位置するように形成され、突起２４ａと突起２４ｂの間にそれぞれスリット２３ａを、突起２４ａと画素電極２２のエッジ部との間にスリット２３ｂが設けられている。各スリット２３はその延在方向が隣接する突起２４の延在方向と平行に形成され、スリット２３の輪郭のうち突起２４に対向する部分がその延在方向に対して約５°ずれて形成されている。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、液晶分子１４が隣接する画素からの電界の影響を受けて突起２４やスリット２３に対して例えば９５°方向に傾斜しても、結果的に液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜することになり、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また、補助突起２５ａ、２５ｂによって画素電極２２のエッジ部における液晶分子１４への影響を低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なおスリット２３や突起２４の輪郭部分の補正角度を約３°〜約１５°に設定してもよく、特に補正角度を約５°〜約１０°に設定するとより効果が向上する。またスリット２３や突起２４の幅を調整することで表示ムラを減らすことができる。実験によれば、スリットや突起の幅を略同一条件にした場合、第３実施例は第１実施例と比較して透過率が約９％程度向上した（透過率（第３実施例）／透過率（第１実施例）≒１．０９）。

次に第４実施例を図５に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリットを含めた画素電極の形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図５は第４実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極２６にスリット２７を形成し、第２基板８上に突起２８を形成する。

突起２８は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起２８ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起２８ｂは直角に屈曲した突起２８ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。

突起２８と画素電極２６の交差部分では突起２８から分岐して画素電極２６のエッジ部に沿って延在する補助突起２９ａが形成され、スリット２７ｂに近接する画素電極２６のエッジ部に沿って補助突起２９ｂが形成される。この補助突起２９ａ、２９ｂによって画素電極２６のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

突起２８ａと突起２８ｂの間にそれぞれスリット２７ａが形成され、突起２８ａと画素電極２６のエッジ部との間にスリット２７ｂが形成されている。スリット２７ａは隣接する突起２８の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリットの輪郭のうち突起２８と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット２７ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起２８ａと平行であり、スリット２７ｂの輪郭も突起２８と対向する部分は延在方向と平行になっている。

この実施例では画素電極２６の周縁部を鋸歯状に形成し、画素電極２６のエッジ部による液晶分子１４への影響をそのエッジ部が互いに相殺し合って緩和している。更に隣接する画素からの電界の影響をこの周縁部で減少させることができ、画素電極２６内の液晶分子１４への影響を低減している。鋸歯状の部分は隣接する画素や画素電極２６のエッジ部からの電界の影響が大きな部分に設けることが有効であり、突起２８とスリット２７の間に位置するエッジ部や画素電極２６の長手方向のエッジ部に設けるとよい。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極２６のエッジ部による液晶分子１４への影響を画素電極２６の鋸歯状の周縁部で低減し、画素電極２６内の液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜し、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また補助突起２９ａ、２９ｂによって画素電極２６のエッジ部における液晶分子１４への影響を更に低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なお画素電極の周縁部による影響を互いに相殺できる形態であれば周縁部の形状は鋸歯状に限定するものではなく、例えば周縁部が小さな円弧を繰返した波状にしてもよい。実験によれば、スリットや突起の幅を略同一条件にした場合、第４実施例は第１実施例と比較して透過率が約８％程度向上した（透過率（第４実施例）／透過率（第１実施例）≒１．０８）。

次に第５実施例を図６に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリットを含めた画素電極の形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図６は第５実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極３０にスリット３１を形成し、第２基板８上に突起３２を形成する。

突起３２は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起３２ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起３２ｂは直角に屈曲した突起３２ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。

突起３２と画素電極３０の交差部分では突起３２から分岐して画素電極３０のエッジ部に沿って延在する補助突起３３ａが形成され、スリット３１ｂに近接する画素電極３０のエッジ部に沿って補助突起３３ｂが形成される。この補助突起３３ａ、３３ｂによって画素電極３０のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

突起３２ａと突起３２ｂの間にそれぞれスリット３１ａが形成され、突起３２ａと画素電極３０のエッジ部との間にスリット３１ｂが形成されている。スリット３１ａは隣接する突起３２の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリットの輪郭のうち突起３２と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット３１ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起３２ａと平行であり、スリット３１ｂの輪郭も突起３２と対向する部分は延在方向と平行になっている。

この実施例では画素電極３０の周辺部にピンホール３４を形成し、画素電極３０のエッジ部による液晶分子１４への影響を低減させている。ピンホール３４は略正方形をしており、画素電極３０の周辺部に沿ってスリット３１と突起３２の間に２個ずつ形成される。このピンホール３４は画素電極３０にスリット３１を形成する際に同時形成され、スリット３１と同様にフォトリソグラフィー法等によって画素電極３０の一部分を除去して形成される。ピンホール３４部分では電界の方向が乱れ、画素電極３０のエッジ部などによる影響を相殺し合って緩和している。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極３０のエッジ部による液晶分子１４への影響を画素電極３０のピンホール３４で低減し、画素電極３０内の液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜し、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また補助突起３３ａ、３３ｂによって画素電極３０のエッジ部における液晶分子１４への影響を更に低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なお画素電極の周縁部による影響を互いに相殺できる形態であればピンホール３４の形状を略正方形に限定するものではなく、形状及び個数については適宜変更できる。実験によれば、スリットや突起の幅を略同一条件にした場合、第５実施例は第１実施例と比較して透過率が約７％程度向上した（透過率（第５実施例）／透過率（第１実施例）≒１．０７）。

次に第６実施例を図７に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリットや突起の形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図７は第６実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極３５にスリット３６を形成し、第２基板８上に突起３７を形成する。

突起３７は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起３７ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起３７ｂは直角に屈曲した突起３７ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。３９は突起３７よりも幅が狭く、隣接する突起３７と延在方向が一致した第２突起であり、画素電極３５のエッジ部付近に配置されている。

突起３７と画素電極３５の交差部分では突起３７から分岐して画素電極３５のエッジ部に沿って延在する補助突起３８ａが形成され、スリット３６ｂに近接する画素電極３５のエッジ部に沿って補助突起３８ｂが形成される。この補助突起３８ａ、３８ｂによって画素電極３５のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

突起３７ａと突起３７ｂの間にそれぞれスリット３６ａが形成され、突起３７ａと画素電極３５のエッジ部との間にスリット３６ｂが形成されている。スリット３６ａは隣接する突起３７の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリットの輪郭のうち突起３７と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット３６ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起３７ａと平行であり、スリット３６ｂの輪郭も突起３７と対向する部分は延在方向と平行になっている。４０はスリット３６よりも幅が狭く、画素電極３５のエッジ部から中央部にかけて形成された第２スリットであり、隣接する第２突起３９と平行に配置されている。第２突起３９と第２スリット４０は１対に設けられ、突起３７とスリット３６の間と突起３７と画素電極３５の隅部との間に形成され、突起３７と第２突起３９の間に第２スリット４０が位置するように設けられている。第２突起３９と第２スリット４０は画素電極３５のエッジ部付近に配置され、画素電極３５のエッジ部による液晶分子１４の傾斜方向に対する影響を低減している。従って第２突起３９と第２スリット４０は画素電極３５の中央部分までは延在しない。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極３５のエッジ部による液晶分子１４への影響を第２突起３９や第２スリット４０で低減し、画素電極３５内の液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜し、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また補助突起３８ａ、３８ｂによって画素電極３５のエッジ部における液晶分子１４への影響を更に低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なお第２突起や第２スリットの大きさや形状、形成箇所は画素電極の周縁部による影響を互いに相殺できる形態であれば適宜変更することができ、例えば第２突起と第２スリットをそれぞれ異なる大きさにしてもよい。実験によれば、スリットや突起の幅を略同一条件にした場合、第６実施例は第１実施例と比較して透過率が約７％程度向上した（透過率（第６実施例）／透過率（第１実施例）≒１．０７）。

次に第７実施例を図８に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリットや突起の形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図８は第７実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極４１にスリット４２を形成し、第２基板８上に突起４３を形成する。

突起４３は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起４３ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起４３ｂは直角に屈曲した突起４３ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。４４は突起４３よりも幅が狭く、隣接する突起４３と延在方向が一致した第２突起であり、画素電極４１のエッジ部付近に配置されている。

突起４３ａと突起４３ｂの間にそれぞれスリット４２ａが形成され、突起４３ａと画素電極４１のエッジ部との間にスリット４２ｂが形成されている。スリット４２ａは隣接する突起４３の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリットの輪郭のうち突起４３と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット４２ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起４３ａと平行であり、スリット４２ｂの輪郭も突起４３と対向する部分は延在方向と平行になっている。

４５はスリット４２よりも幅が狭く、画素電極４１のエッジ部から中央部にかけて形成された第２スリットであり、隣接する第２突起４４に平行に配置されている。第２突起４４と第２スリット４５は１対に設けられ、突起４４とスリット４５の間と突起４３と画素電極４１の隅部との間に形成され、突起４３と第２突起４４の間に第２スリット４５が位置するように設けられている。隣接する第２突起４４と第２スリット４５のうちどちから一方が画素電極４１の中央部側に延在し、画素電極４１の周縁部に沿ってその第２突起４４と第２スリット４５の順番が入れ替わっている。また第２突起４４と第２スリット４５の端部の形状は画素電極４１のエッジ部に対して平行ではなく、それぞれの延在方向に対して垂直になっている。第２突起４４と第２スリット４５は画素電極４１のエッジ部付近に配置され、画素電極４１のエッジ部による液晶分子１４の傾斜方向に対する影響を低減している。従って第２突起４４と第２スリット４５は画素電極４１の中央部分までは延在しない。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極４１のエッジ部による液晶分子１４への影響を第２突起４４や第２スリット４５で低減し、画素電極４１内の液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜し、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。

なお第２突起や第２スリットの大きさや形状、形成箇所は画素電極の周縁部による影響を互いに相殺できる形態であれば適宜変更することができ、例えば第２突起と第２スリットを同じ大きさにしたり、第２突起と第２スリットの端部形状を画素電極のエッジ部と平行にしてもよい。

次に第８実施例を図９に基づいて説明する。この実施例は第３実施例のスリット及び突起の形態と第６実施例の第２突起及び第２スリットを採用したものであり、他の構成は第１実施例と同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図９は第８実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極４６にスリット４７、第２スリット５１を形成し、第２基板８上に突起４８、第２突起５０を形成する。

突起４８は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その略直線部分の延在方向は偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。突起４８ａは画素電極４６の中央部で直角に屈曲し、突起４８ｂは突起４８ａと平行に配置されて画素電極４６の隅部に位置している。突起４８の輪郭のうちスリット４７と対向する部分が突起４８の延在方向に対して約５°ずれて形成され、各突起４８は画素電極４６のエッジ部から中央部に対して徐々に幅が狭くなっている。

４９ａは突起４８から分岐して画素電極４６のエッジ部に沿って延在する補助突起であり、４９ｂはスリット４７ｂに近接する画素電極４６のエッジ部に沿って形成された補助突起である。この補助突起４９ａ、４９ｂによって画素電極４６のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

スリット４７は複数の突起４８の中間にそれぞれ位置するように形成され、突起４８ａと突起４８ｂの間にそれぞれスリット４７ａを、突起４８ａと画素電極４６のエッジ部との間にスリット４７ｂが設けられている。各スリット４７はその延在方向が隣接する突起４８の延在方向と平行に形成され、スリット４７の輪郭のうち突起４８に対向する部分がその延在方向に対して約５°ずれて形成されている。

５０は突起４８よりも幅が狭く、隣接する突起４８と延在方向が一致した第２突起であり、５１はスリット４７よりも幅が狭く、隣接する第２突起５０と平行に配置された第２スリットである。第２突起５０と第２スリット５１は１対に設けられ、画素電極４６のエッジ部付近であって突起４８とスリット４７の間や突起４８と画素電極４６の隅部との間に形成される。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極４６のエッジ部による液晶分子１４への影響を第２突起５０や第２スリット５１で低減できる。また、例えそれらによる電界の影響を液晶分子１４が受けて突起４８やスリット４７に対して９０°以外の方向に傾斜しても、結果的に液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜することになり、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。さらに補助突起４９ａ、４９ｂによって画素電極４６のエッジ部における液晶分子１４への影響を低減させることができ、画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なおスリット４７や突起４８の輪郭部分の補正角度を約３°〜約１５°に設定してもよく、特に補正角度を約５°〜約１０°に設定するとより効果が向上する。またスリット４７や突起４８の幅を調整することで表示ムラを減らすことができる。

次に第９実施例を図１０に基づいて説明する。この実施例は第１実施例とスリット及び突起の形態が異なるが他の構成は同じであり、同一の構成については同じ符号を用いてその説明を省略する。図１０は第９実施例の画素電極と突起の位置関係を模式的に示す平面図であり、画素電極５２にスリット５３を形成し、第２基板８上に突起５４を形成する。

突起５４は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第２基板８の法線方向から見たときに偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°の方向に延在している。１画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起５４ａが９０°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起５４ｂは直角に屈曲した突起５４ａの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。５５は突起５４から分岐して画素電極５２の周縁部に沿って延在する補助突起であり、画素電極５２のエッジ部や隣接する画素からの電界による液晶分子１４への影響を低減している。

突起５４ａと突起５４ｂの間にそれぞれスリット５３ａが形成され、突起５４ａと画素電極５２のエッジ部との間にスリット５３ｂが形成されている。スリット５３ａは隣接する突起５４の延在方向と同一方向に存在し、偏光板１５、１６の透過軸に対して４５°方向になっている。このスリットの輪郭のうち突起５４と対向する部分は延在方向と同一方向になり、略平行四辺形の形状になっている。スリット５３ｂについても同様に、その延在方向は隣接する突起５４ａと平行であり、スリット５３ｂの輪郭も突起５４と対向する部分は延在方向と平行になっている。

そして液晶分子１４が水平方向に傾斜するとき、隣接する画素からの電界や画素電極５２のエッジ部による液晶分子１４への影響を補助突起５５で低減し、画素電極５２内の液晶分子１４は透過軸に対しては約４５°方向に傾斜し、液晶層を通過する透過光を効率良く利用することができる。また画素内における実際の液晶分子１４の傾斜状態と理想的な傾斜状態（透過軸に対して４５°方向）との差が均一になり、表示ムラを低減させることができる。

なお画素電極５２の周縁部による影響を減少させる形態であれば補助突起５５を画素電極５２の周縁部の全てに形成しなくても良く、最も画素電極５２のエッジ部による影響が大きい所に限定して形成してもよい。

本発明の第１実施例である液晶表示装置の画素電極と突起の位置関係を示した平面図である。 図１におけるＡ−Ａ’に沿った断面概略図である。 第２実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第３実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第４実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第５実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第６実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第７実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第８実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 第９実施例の液晶装置の画素電極と突起との位置関係を示した模式図である。 従来の液晶表示装置の画素電極と突起との位置関係を示した平面図である。 従来の液晶表示装置における液晶分子の傾斜状態を示した模式図である。

１ 第一基板
４、１８、２２、２６、３０、３５、４１、４６、５２ 画素電極
６、１９、２３、２７、３１、３６、４２、４７、５３ スリット
８ 第二基板
１１ 透明電極
１２、２０、２４、２８、３２、３７、４３、４８、５４ 突起
１４ 液晶分子
２１、２５、２９、３３、３８、４９、５５ 補助突起
３９、４４、５０ 第２突起
４０、４５、５１ 第２スリット

Claims (4)

1. 画素電極をマトリクス状に配置した第一基板と、
   透明電極を形成した第二基板と、
   前記第一基板又は前記第二基板の何れか一方に形成された帯状の突起と、
   前記第一基板又は前記第二基板の何れか他方に形成されると共に前記突起に対応して形成されたスリットと、
   前記両基板上に積層した垂直配向処理を施した配向膜と、
   前記両基板間に挟持した誘電率異方性が負の液晶層とを有し、前記液晶層に電界を印加しないときは液晶分子が垂直配列し、前記液晶層に電界を印加したときは前記スリット及び前記突起によって規制される方向に液晶分子が傾斜して配列する液晶表示装置において、
   前記画素電極のエッジ部に前記エッジ部から液晶分子へ与える電界の影響を緩和する緩和手段を設け、この緩和手段として前記画素電極の前記エッジ部に第２のスリットを形成し、
   前記第二基板上には前記第２のスリットに対応して第２の突起を形成し、前記第２の突起は前記第二基板の法線方向から見たときに隣り合う第２のスリットと略平行であると共に、前記画素電極の前記エッジ部付近に位置することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第二基板の法線方向から見たときに前記緩和手段が前記突起と前記スリットの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記スリットが前記画素電極に形成されると共に、前記突起が前記第二基板上に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 前記第二基板上には前記画素電極の前記エッジ部に沿って配置された補助突起を設けたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の液晶表示装置。

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