JP5203475B2 - 液晶パネル及び電子機器 - Google Patents

Description

この明細書で説明する発明は、画素電極と対面電極との間に発生される横方向電界により液晶分子の配列を基板面と平行に回転制御する駆動方式の液晶パネルに関する。なお、この明細書で提案する発明は、当該液晶パネルを搭載した電子機器としての側面を有する。

現在、液晶パネルのパネル構造には、パネル面に対して垂直方向に電界を発生する縦電界表示型に加え、様々な駆動方式のパネル構造が提案されている。例えばパネル面に対して水平方向に電界を発生する横電界表示型のパネル構造が提案されている。

この横電界表示型の液晶パネルは、液晶分子の回転方向が基板面と平行である。すなわち、横電界表示型の液晶パネルでは、液晶分子の基板面に対する垂直方向への回転が少ない。このため、光学特性（コントラスト、輝度、色調）の変化が比較的少ないという特性が知られている。すなわち、横電界表示型の液晶パネルは、縦電界表示型の液晶パネルよりも視野角が大きい特徴がある。

図１に、横電界表示型の液晶パネルを構成する画素領域の断面構造例を示し、図２に対応する平面構造例を示す。

液晶パネル１は、２枚のガラス基板３及び５と、これらによって挟み込まれるように封入された液晶層７とで構成される。各基板のうち外側表面には偏光板９が配置され、内側表面には配向膜１１が配置される。なお、配向膜１１は、液晶層７の液晶分子群を一定方向に配列させるために使用される膜である。一般に、ポリイミド膜が使用される。

また、ガラス基板５には、透明導電膜で形成された画素電極１３と対向電極１５が形成される。このうち、画素電極１３は、櫛歯状に加工された５本の電極枝１３Ａの両端を連結部１３Ｂで連結した構造を有している。一方、対向電極１５は、電極枝１３Ａの下層側（ガラス基板５側）に画素領域の全体を覆うように形成されている。この電極構造により、電極枝１３Ａと対向電極１５の間に放物線状の電界が発生する。図１では、この電界を矢印付きの破線にて示している。

なお、画素領域は、図２に示す信号線２１と走査線２３とで囲まれた領域が対応する。因みに、各画素領域には、画素電極１３に対する信号電位の印加を制御する薄膜トランジスタが配置される。この薄膜トランジスタのゲート電極は走査線２３と接続されており、走査線２３の電位によってオン・オフ動作が切替制御されるようになっている。

また、薄膜トランジスタの一方の主電極は信号線２１と不図示の配線パターンを通じて接続され、他方の主電極は画素電極コンタクト部２５と接続されている。従って、薄膜トランジスタがオン動作した場合には、信号線２１と画素電極１３とが接続される。

また、図２に示すように、この明細書においては、電極枝１３Ａ間の隙間をスリット３１と呼ぶ。図２の場合、スリット３１の延設方向は、信号線２１の延設方向と同じである。

参考までに、図３（Ａ）及び（Ｂ）に、コンタクト２５付近の断面構造を示す。

特開平１０−１２３４８２号公報 特開平１１−２０２３５６号公報

横電界表示型の液晶パネルでは、図４に示すように、スリット３１の長手方向の両端部分（電極枝１３Ａが連結部１３Ｂで連結される部分の近く）で、電圧印加時の液晶分子の配向が乱れ易いことが知られている。この現象は、ディスクリネーションと呼ばれる。図４では、ディスクリネーションの発生によって、液晶分子の配列が乱れる領域４１を網掛けにより示している。図４の場合、計１２個の領域４１で液晶分子の配向の乱れが発生する。

ところで、このディスクリネーションに外部圧力（指押し等）が加わると、液晶分子の配列の乱れは、電極枝１３Ａの延設方向に沿って広がる特性がある。なお、この液晶分子の配列の乱れは、液晶分子の配列を電界方向とは逆方向に回転させる方向に作用する。以下この現象を、リバースツイスト現象と呼ぶことにする。

図５及び図６に、リバースツイスト現象の発生例を示す。図５及び図６では、この液晶分子の配列の乱れた領域４３を、電極枝１３Ａの延設方向に沿って延びる網掛け表示として表している。

現在用いられている液晶パネルでは、リバースツイスト現象が一度発生すると、自然放置によって元に戻せない問題があった。画素の上部と下部のそれぞれから広がるディスクリネーションが画素中央部で結合することにより安定化状態を形成し、領域４３に位置する液晶分子の配向方向を元に戻せないためである。結果的に、リバースツイスト現象の発生した領域４３は、画残り（すなわち、表示ムラ）として視認される問題があった。以下、この画残りを、リバースツイストラインという。

なお、リバースツイストラインは、全ての電極枝１３Ａに沿って発生するが、図中右端の電極枝１３Ａに最も顕著に発生する。

そこで、発明者らは、互いに一定の距離を挟んで対向配置される第１及び第２の基板と、第１及び第２の基板間に封止される液晶層と、配向膜と、第１の基板側に形成される対向電極パターンと、第１の基板側に形成され、複数本の電極枝を有する画素電極パターンとを有する液晶パネルであって、複数本の電極枝間に形成されるスリットのうち両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方の延設方向が、液晶の配向方向に対して７°以上の角度で交差するように形成されるものを提案する。

なお、両端部分に形成されるスリットのうち少なくとも一方の延設方向と液晶の配向方向の交差角は、７°以上１５度以下であることが望ましい。また、両端部分に形成されるスリットのうち少なくとも一方の延設方向と液晶の配向方向との交差角は、他のスリットの延設方向と液晶の配向方向との交差角よりも大きいことが望ましい。また、画素電極パターンと対向電極パターンは、同じ階層面に形成されても良いし、異なる階層面に形成されても良い。すなわち、横電界表示型の液晶パネルであり、画素電極にスリットを有するものであれば、画素領域の断面構造は問わない。

発明者らは、リバースツイストラインが顕著に出現し易いスリット位置に着目し、当該スリット位置の配向安定性を高めてリバースツイストラインの改善を図る。具体的には、複数本の電極枝間に形成されるスリットのうち両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方の延設方向が、液晶の配向方向と７°以上の交差角で交差するように、画素電極パターンや配向膜を形成する。

この画素構造の採用により、リバースツイストラインが発生したとしても、これを自然放置によって低減できる表示パネルを実現することができる。

図１は、横電界表示型の液晶パネルの断面構造例を説明する図である。 図２は、横電界表示型の液晶パネルの平面構造例を説明する図である。 図３は、コンタクト付近の断面構造例を示す図である。 図４は、ディスクリネーションを説明する図である。 図５は、リバースツイスト現象を説明する図である。 図６は、リバースツイスト現象を説明する図である。 図７は、液晶パネルモジュールの外観例を示す図である。 図８は、液晶パネルモジュールのシステム構成例を示す図である。 図９は、スリットの延設方向と液晶層の配向方向との交差角を説明する図である。 図１０は、交差角の大きさと表示ムラの消失時間の関係を説明する図である。 図１１は、交差角の大きさと表示ムラのレベルの関係を説明する図である。 図１２は、交差角の大きさと相対透過率の関係を説明する図である。 図１３は、１つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１４は、２つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１５は、３つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１６は、４つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１７は、５つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１８は、６つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図１９は、７つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図２０は、８つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図２１は、９つ目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図２２は、１０個目の画素構造例を示す図である（平面構造）。 図２３は、１１個目の画素構造例を示す図である（断面構造）。 図２４は、１２個目の画素構造例を示す図である（断面構造）。 図２５は、電子機器のシステム構成を説明する図である。 図２６は、電子機器の外観例を示す図である。 図２７は、電子機器の外観例を示す図である。 図２８は、電子機器の外観例を示す図である。 図２９は、電子機器の外観例を示す図である。 図３０は、電子機器の外観例を示す図である。

以下では、発明の最良の形態例を、以下に示す順番で説明する。
（Ａ）液晶パネルモジュールの外観例及びパネル構造
（Ｂ）スリットの延設方向と配向膜の配向方向との間に発見された特性
（Ｃ）画素構造例１：シングルドメイン構造例
（Ｄ）画素構造例２：シングルドメイン構造例
（Ｅ）画素構造例３：シングルドメイン構造例
（Ｆ）画素構造例４：シングルドメイン構造例
（Ｇ）画素構造例５：デュアルドメイン構造例（２画素間で上下鏡面構造）
（Ｈ）画素構造例６：デュアルドメイン構造例（２画素間で上下鏡面構造）
（Ｉ）画素構造例７：デュアルドメイン構造例（１画素内で上下鏡面構造）
（Ｊ）画素構造例８：デュアルドメイン構造例（１画素内で上下鏡面構造）
（Ｋ）画素構造例９：デュアルドメイン構造例（１画素内で上下鏡面構造）
（Ｌ）画素構造例１０：デュアルドメイン構造例（１画素内で上下鏡面構造）
（Ｍ）画素構造例１１：他の画素構造例
（Ｎ）画素構造例１２：他の画素構造例
（Ｏ）画素構造例１３：他の画素構造例
（Ｐ）画素構造例１４：他の画素構造例
（Ｑ）他の形態例

なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）液晶パネルモジュールの外観例及びパネル構造
図７に、液晶パネルモジュール５１の外観例を示す。液晶パネルモジュール５１は、支持基板５３に対向基板５５を貼り合わせた構造を有している。支持基板５３は、ガラス、プラスチックその他の基材で構成される。対向基板５５も、ガラス、プラスチックその他の透明部材を基材とする。対向基板５５は、封止材料を挟んで支持基板５３の表面を封止する部材である。

なお、基板の透明性は光の射出側だけ確保されていれば良く、他方の基板側は不透性の基板でも良い。

この他、液晶パネル５１には、外部信号や駆動電源を入力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５７が必要に応じて配置される。

図８に、液晶パネルモジュール５１のシステム構成例を示す。液晶パネルモジュール５１は、下部ガラス基板６１（図１のガラス基板５に対応する。）上に、画素アレイ部６３と、信号線ドライバ６５と、ゲート線ドライバ６７と、タイミングコントローラ６９を配置した構成を有している。この形態例の場合、画素アレイ部６３の駆動回路は、１個又は複数個の半導体集積回路として形成され、ガラス基板上に実装される。

因みに、画素アレイ部６３は、表示上の１画素を構成するホワイトユニットがＭ行×Ｎ列に配置されたマトリクス構造を有している。なお、この明細書において、行とは、図中Ｘ軸方向に配列される３×Ｎ個のサブ画素７１で構成される画素列をいう。また、列とは、図中Ｙ軸方向に配列されるＭ個のサブ画素７１で構成される画素列をいう。勿論、ＭとＮの値は、垂直方向の表示解像度と水平方向の表示解像度に応じて定まる。

また、信号線ドライバ６５は、画素階調に対応する信号電位Ｖsig を信号線ＤＬに印加するのに用いられる。この形態例の場合、信号線ＤＬは、図中Ｙ軸方向に延びるように配線されている。

ゲート線ドライバ６７は、信号電位Ｖsig の書き込みタイミングを与える制御パルスをスキャン線ＷＬに印加するのに用いられる。この形態例の場合、スキャン線ＷＬは、図中Ｘ軸方向に延びるように配線される。

ここで、サブ画素７１には、不図示の薄膜トランジスタが形成されており、そのゲート電極はスキャン線ＷＬに接続され、主電極の一方は信号線ＤＬに接続され、主電極の他方は画素電極１３に接続される。

タイミングコントローラ６９は、信号線ドライバ６５及びゲート線ドライバ６７に駆動パルスを供給する回路デバイスである。

（Ｂ）スリットの延設方向と液晶層の配向方向との間に発見された特性
前述したように、既存の画素構造には、指押し等により液晶分子の配向乱れ（リバースツイスト現象）が発生すると、いつまでも表示ムラとして視認される問題があった。

そこで、発明者らは、画素電極１３の電極枝１３Ａによって形成されるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角度を可変することにより、液晶分子の配向乱れが自然に軽減されるかについて実験を行った。なお、液晶層７の配向方向とは（なお、「液晶の配向方向」ともいう。）、液晶がもつ誘電率異方性の向きで定義され、誘電率が大きい方向をいうものとする。

以下、実験によって明らかになった特性を説明する。

まず、図９を用いてスリット３１と液晶層７の配向方向との関係を説明する。図９は、サブ画素７１の平面構造を表した図である。なお、図９では、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との関係に着目する。このため、画素電極１３を駆動する薄膜トランジスタ等の表示は省いている。

図９に示す平面構造は、図２で説明した平面構造と同じであり、対応部分には同一符号を付して表している。すなわち、サブ画素７１は、Ｙ軸方向に延設された信号線２１とＸ軸方向に延設された走査線２３とで囲まれた矩形領域内に形成される。また、画素電極１３は、５本の電極枝１３Ａとその両端を連結する連結部１３Ｂとで構成される。図９の場合、電極枝１３Ａ同士の間や電極枝１３Ａと図中右側の信号線２１との間に形成されるスリット３１は、Ｙ軸方向に延設される。

すなわち、スリット３１の延設方向は、信号線２１に並行であり、走査線２３に垂直であるように形成されている。

また、図９では、液晶層７の配向方向を矢印線で示す。図９の場合、Ｙ軸に対して時計周り方向が液晶層７の配向方向である。図９では、液晶層７の配向方向とスリット３１の延設方向との交差角をαとして示している。

発明者らは、この交差角αに着目し、様々な交差角αについて表示ムラが消失するまでの時間を測定した。

図１０に、測定結果を示す。図１０の横軸は、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角αであり、図１０の縦軸は、表示ムラが消失するまでの時間である。

図１０に示す実験結果より、交差角αが７°未満の場合には、リバースツイスト現象による表示ムラが自然に消失しないことが確認された。

一方、交差角αが７°以上の場合には、リバースツイスト現象による表示ムラを自然に消失できることが確認された。因みに、交差角αが７°の場合、表示ムラの消失に要した時間は 3.5[秒]であった。また、実験の結果、交差角αが大きいほど、表示ムラが消失するまでの時間が短縮されることが確認された。例えば交差角αが１０°の場合には、３[秒]で表示ムラが消失することが確認された。また例えば交差角αが１５°の場合には、 2.5[秒]で表示ムラが消失することが確認された。また例えば交差角αが２０°の場合には、 1.5[秒]で表示ムラが消失することが確認された。

以上の結果、発明者らは、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向と交差角αを７°以上に設定することで、横電界表示型の液晶パネルにおける電圧印加時の液晶分子の配向安定性を高めることできることを発見した。すなわち、指押し等によりリバースツイスト現象が発生しても、配向の乱れを自然に消失できることを発見した。

図１１に、交差角αと表示ムラのレベルとの間に観察された結果を示す。図１１の横軸は、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角αであり、図１１の縦軸は、表示ムラの視認レベルである。

図１１に示すように、交差角αが１０°以上であれば、表示画面をいずれの角度から見ても表示ムラが見えないことが確認された。また、交差角αが５°の場合には、表示画面を斜め方向から見た場合に、表示ムラが微かに見えることが確認された。なお、交差角αが５°以上１０°未満の範囲では、図１１に示すように視認性が少しずつ変化することが確認された。

ただし、交差角αが大きすぎると、透過率が低下する特性があることが確認された。図１２に、確認された透過特性を示す。なお、図１２の横軸は、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角αであり、図１２の縦軸は、相対透過率である。因みに、図１２では、交差角αが５°の場合を１００％としている。

図１２の場合、交差角αが５°の場合における透過率が最大になり、交差角αが４５°の場合における透過率が最小になる。なお、交差角αが４５°の場合における相対的な透過率は約６４％になる。

図１２に示すように、交差角αと相対透過率との間にはおおよそ線形の関係が認められる。この透過率の観点からすると、交差角αは、小さいほど表示輝度の点で有利になることが分かる。

以上の特性に基づいて、発明者らは、スリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角αは７°以上であることが望ましいと考える。

ただし、相対的な透過率と表示ムラの消失時間の両方が良好であることを考慮すると、発明者らは、交差角αが７°以上１５°以下であることがより望ましいと考える。

（Ｃ）画素構造例１
図１３に示す画素構造は、図９で説明した画素構造と同じＦＦＳ（Fringe Field Switching）型の液晶パネルで使用されるものである。従って、画素領域の断面構造は、図１に示す構造と同じである。すなわち、対向電極１５は、画素電極１３よりも下層側に画素領域の全域を覆うように配置される。

図１３に示す画素構造と図９に示す画素構造との違いは、電極枝１３Ａ間に形成される４本のスリット３１のうち図中右端に形成される１本のスリットのみが信号線２１に対して時計周りに傾いて形成されることである。

従って、図１３の場合、この図中右端に位置するスリット３１の延設方向だけが、液晶層７の配向方向と７°以上の交差角α１（＞７°）で交差するように形成され、他の３つのスリット３１の延設方向は配向膜１１の配向方向と平行に形成される。

なお、図１３の場合、４つあるスリット３１の各スリット幅は、いずれも同じ長さに設定されている。

ところで、図１３の画素領域右端に位置するスリット３１は、図中下端側の連結部１３Ｂを原点として、矩形形状のスリット３１の図中上端側を時計回りに回転させた形状に形成される。具体的には、図中右端に位置するスリット３１が、ほぼ平行四辺形になるように形成する。ただし、この形状を実現するには、工夫が必要である。すなわち、図中右から２番目に位置する電極枝１３Ａの電極パターンを、逆台形形状に加工する必要がある。

さて、図１３に示す画素構造を採用する理由は、画素領域全体としての透過率の低下を最大限抑制しつつ、リバースツイストラインによる表示品質の低下を改善するためである。

前述したように、画素領域内の右端に形成されるスリット３１の延設方向は、液晶層７の配向方向と７°以上の交差角α１で交差するように設定されている。

この画素領域内で斜め方向に延びるスリット３１は、画素領域内でもリバースツイスト現象が最も顕著に出現する（又は視認される）領域部分に形成されている。従って、最も顕著に現れるリバースツイストラインを確実に消去することができる。これにより、画素領域全体としての表示品質の大幅な改善が可能になる。なお、リバースツイストラインが消去されるまでに要する時間を短縮するためには交差角α１を大きくすれば良いが、図１２を用いて説明したように、交差角α１が大きすぎると透過率が低下する。

従って、画素領域の右端部分における透過率とのバランスを考慮すると、交差角α１は７°以上１５°以下であることが望ましい。

ところで、図１３に示す画素構造の場合には、残る３つのスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向とが約３°で交差するように形成されている。従って、これらのスリット３１の形成領域では、リバースツイストラインを消去することができない。しかし、リバースツイストラインが顕著に出現するのは、スリット３１が斜めに形成された図中右端領域だけであるので、従来構造（図５）に比して表示品質を大幅に改善できる。

また、図１２を用いて説明したように、３つのスリット３１の延設方向と配向膜１１の配向方向との交差角は０°であるので、これらスリット３１の形成領域における透過率を最大化することができる。

このように、図１３に示す画素構造の場合には、透過率の低下が少ないだけでなく、リバースツイストラインによる表示品質の低下も少なくすることができる。

勿論、ＦＦＳ型の画素構造であるので、画素電極１３と対向電極１５の間に形成される放物線状の電界により、画素電極１３の上部に位置する液晶分子も動かすことができる。このため、視野角の広い液晶パネルを実現することができる。

（Ｄ）画素構造例２
図１４に、２つ目の画素構造例を示す。この画素構造も、図１３で説明した１つ目の画素構造と同じＦＦＳ（Fringe Field Switching）型の液晶パネルで使用されるものである。また、画素電極１３のパターン構造は、図１３で説明した１つ目の画素構造と同じである。相違点は、液晶層７の配向方向である。

図１３に示す画素構造の場合、液晶層７の配向方向は、信号線２１に対して反時計回りに約３°傾いて形成されていた。

しかし、図１４に示す画素構造では、液晶層７の配向方向が、Ｙ軸方向に対して時計周りに傾いている場合を想定する。

勿論、リバースツイストラインが顕著に現れ易い図中右端のスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向とは、７°以上の交差角α１で交差するように双方の傾斜角を設計する。

これにより、１つ目の画素構造例の場合と同様、画素領域の右端部分の配向規制力を高めることができる。その結果、画素領域内で最も顕著に現れるリバースツイストラインを確実に消去することができる。

また、この画素構造例の場合、残る３つのスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α２は、交差角α１より大きくなる。

従って、画素領域の中央及び左端部分に対応するスリット３１の配向安定性は、右端部分よりも高くなる。結果的に、これら３つのスリット３１に発生するリバースツイストラインも確実に消去することができる。ただし、図１２においても説明したように、交差角αが大きいほど透過率が低下する。このため、図１４に係る画素構造は、１つ目の画素構造に比べ、画素領域の透過率が低下する。

（Ｅ）画素構造例３
図１５に、３つ目の画素構造例を示す。この画素構造も、図１３で説明した１つ目の画素構造と同じＦＦＳ（Fringe Field Switching）型の液晶パネルで使用されるものである。また、画素電極１３のパターン構造は、前述下２つの画素構造と同じである。

相違点は、液晶層７の配向方向である。図１５に示す画素構造の場合、液晶層７の配向方向が、Ｙ軸方向に対して反時計回りに大きく傾いて形成される場合を想定する。この場合、図中右端に形成されるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向とがＹ軸に対して逆向きになる。

従って、図中右端に形成されるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α１よりも、その他の領域部分に形成されるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α２を小さくすることができる。

従って、画素領域の右端部分に出現するリバースツイストラインを確実に消去する機能はそのままに、その他の画素領域における透過率を２つ目の画素構造例に比して高めることができる。

（Ｆ）画素構造例４
図１６に、４つ目の画素構造例を示す。この画素構造も、図１３で説明した１つ目の画素構造例に対応する変形例である。図１６に示す画素構造と図１３に示す画素構造の違いは、画素領域の右端に形成されるスリット３１の形状の違いである。

例えば、１つ目の画素構造の場合は、画素領域内に形成される４つのスリット３１が、全て同じスリット幅に形成されていた。

しかし、この画素構造の場合には、５本全ての電極枝１３Ａを全て同じパターン幅になるように形成する。このため、図中右端に形成されるスリット３１が台形形状に形成される。

なお、図１６に示す画素構造の場合にも、図中右端に形成されるスリットの延設方向は、電極枝１３Ａの延設方向と同じになる。すなわち、図中右端に形成される１本のスリット３１のみが信号線２１に対して時計周りに傾いて形成されることである。勿論、その他のスリット３１の延設方向は信号線２１と平行である。

従って、図１６に示す画素構造の場合も、画素領域全体の透過率を高い状態に保ちつつ、画素領域内で最も顕著に現れるリバースツイストラインを確実に消去することができる。すなわち、画素透過率が高く、表示品質の高い液晶パネルを実現することができる。

なお、この４つ目の画素電極１３のパターン形状は、２つ目の画素構造例や３つ目の画素構造例のように液晶層７の配向方向が信号線２１に対して時計周りに傾いている場合にも、反対に信号線２１に対して反時計回りに傾いている場合にも適用できる。

（Ｇ）画素構造例５
図１７に、５つ目の画素構造例を示す。この画素構造も、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）型の液晶パネルで使用されるものである。また、この画素構造は、図１３に示した１つ目の画素構造の変形例に対応する。すなわち、全てのスリット３１が同じスリット幅で形成される画素構造に対応する。また、図中右端に形成されるスリット３１が配向方向との間に形成される交差角α１が、他の３つのスリットが配向方向との間に形成する交差角α２よりも大きい画素構造に対応する。

ただし、この５つ目の画素構造の場合には、各走査線２３の上下（Ｙ軸方向）に隣接する２つの画素領域が、走査線２３を挟んで上下鏡面構造になるように、画素電極１３と信号線２１のパターン全体を各画素領域内で一様に傾斜させる構造を採用する。なお、ここでのパターン全体の傾斜角は、上下（Ｙ軸方向）に隣接する２つの画素領域間でＹ軸方向に対して反転的に設定されるものとする。

例えば図１７に示す画素領域の場合には、画素電極１３と信号線２１のパターン全体が、Ｙ軸方向に対して時計周りに傾いて形成される。一方、図１７に示す画素領域の上側又は下側に位置する画素領域の場合には、画素電極１３と信号線２１のパターンが、Ｙ軸方向に対して反時計回りに傾くように形成される。なお、上下鏡面構造であるので、Ｙ軸方向に対する傾斜角の大きさは、上下方向に隣接する画素領域間で同じになる。

ここでは、図１７の場合について、この画素構造例に係るパターン構造を説明する。前述したように、図１７に係る画素領域は、画素領域の全体がＹ軸方向に対して時計周りに傾いている。従って、信号線２１も画素電極１３を構成する５本の電極枝１３Ａも、Ｙ軸方向に対して時計周りに傾いた構造を有している。

図１７の場合も、画素領域内に形成される４つのスリット３１のうち図中右端に位置するスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角をα１とする。また、画素領域内に形成される４つのスリット３１のうち図中右端に位置するスリット３１を除く３つのスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角をα２とする。

図１７の場合、画素領域の傾斜角とスリット３１の交差角α２とが一致する。勿論、３つのスリット３１のＹ軸方向に対する傾斜角よりも、図中右端に形成されるスリット３１の傾斜角の方が大きい。従って、交差角α２よりも、交差角α１が大きい関係が成立する。

さて、この画素構造例の場合には、交差角α２を７°以上に設定することが好ましい。交差角α２を７°以上に設定すれば、画素領域右端だけでなく、その他の領域部分についても、リバースツイストラインを確実に低減することができるためである。

結果的に、前述した画素構造例では、相対的に発生度合いが低いために残存させていたリバースツイストラインについても、全て画素領域上から無くすことができる。勿論、リバースツイストラインが顕著に現れる画素領域の右側部分におけるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α１が他の領域よりも大きくなる。従って、リバースツイストラインが消失されるまでの時間を一段と短縮することができる。すなわち、顕著に視認されるリバースツイストラインは短時間で消去でき、目立ち難いリバースツイストラインは少し遅れて消去することができる。

なお、画素領域の中央付近や左端部分に形成されるスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α２が７°以上になるので、当該領域における透過率が前述した画素構造例に比して低下する。しかし、交差角α２が１０°であったとしても、図１２において説明したように、その透過率は９５％以上確保できるため、十分な明るさと、表示品質とを実現することができる。

また、図１７に示す画素構造の場合、隣接する一方の画素領域と他方の画素領域とで液晶分子の回転方向が逆向きになる。すなわち、一方の画素領域では電界の印加によって液晶分子が時計回りに回転するのに対し、他方の画素領域では電界の印加によって液晶分子が反時計回りに回転する。このため、視野角の依存性を改善することができ、視野角の広い液晶パネルを実現することができる。

（Ｈ）画素構造例６
図１８に、６つ目の画素構造例を示す。この画素構造は、図１７で説明した５つ目の画素構造例に対応する変形例である。

図１８に示す画素構造と図１７に示す画素構造の違いは、画素領域の右端に形成されるスリット３１の形状の違いである。

例えば、５つ目の画素構造の場合は、画素領域内に形成される４つのスリット３１が、全て同じスリット幅に形成されていた。

しかし、この６つ目の画素構造の場合には、５本全ての電極枝１３Ａを全て同じパターン幅になるように形成する。このため、図中右端に形成されるスリット３１が逆台形形状に形成される。

なお、図１８に示す画素構造の場合にも、図中右端に形成されるスリットの延設方向は、電極枝１３Ａの延設方向と同じになる。すなわち、図中右端に形成される１本のスリット３１のみが信号線２１に対して時計周りに傾いて形成されることである。勿論、その他のスリット３１の延設方向は信号線２１と平行である。

従って、図１８に示す画素構造の場合も、画素領域内から全てのリバースツイストラインを消去できると共に、画素領域全体の透過率を極力高い状態に保つことができる。

また、５つ目の画素構造例の場合と同様、視野角の依存性を改善することができ、視野角の広い液晶パネルを実現することができる。

（Ｉ）画素構造例７
図１９に、７つ目の画素構造例を示す。この画素構造例の場合には、１つの画素領域の上側領域と下側領域とを上下鏡面構造化する。このため、図１９においては、画素領域のＹ軸方向中央付近に屈曲点を１つ設け、電極枝１３Ａと信号線２１をそれぞれ屈折させる構造を採用する。

図１９では、この上下鏡面構造を説明するため、屈曲点よりＸ軸方向に延びる仮想線を示している。勿論、基本となる画素構造は、図１７に示す画素構造であるので、交差角をα１は交差角をα２よりも大きくなる。従って、交差角α２を７°以上に設定することにより、交差角α１は７°以上の条件を自動的に満たす。勿論、交差角α１だけが７°以上の条件を満たしても良いが、画素領域の右端以外のスリット３１に発生するリバースツイストラインを消去することはできなくなる。

ところで、図１９に示す画素構造の場合、画素領域の上半分と下半分で液晶分子の回転方向が逆向きになる。すなわち、画素領域の図中上半分では電界の印加によって液晶分子が反時計回りに回転するのに対し、画素領域の図中下半分では電界の印加によって液晶分子が時計回りに回転する。

このように、液晶分子の回転方向が逆方向になることにより、どの角度から表示画面を見ても１画素当たりの光量を均一化することができる。これにより、視野角の広い液晶パネルを実現することができる。

（Ｊ）画素構造例８
図２０に、８つ目の画素構造例を示す。この画素構造例も、１つの画素領域内でデュアルドメイン構造を形成する場合に対応する。

この８つ目の画素構造例は、図１８に対応する画素構造の上側領域と下側領域を上下鏡面構造化した構造に対応する。すなわち、５本全ての電極枝１３Ａのパターン幅が全て同じ場合の画素構造例に対応する。

この８つ目の画素構造例の場合も、画素領域のＹ軸方向中央付近に屈曲点を１つ設け、電極枝１３Ａと信号線２１をそれぞれ屈折させる構造を採用する。

図２０の場合も、この上下鏡面構造を説明するため、屈曲点よりＸ軸方向に延びる仮想線を示している。勿論、基本となる画素構造は、図１８に示す画素構造であるので、交差角をα１は交差角をα２よりも大きくなる。従って、交差角α２を７°以上に設定することにより、交差角α１は７°以上の条件を自動的に満たす。勿論、交差角α１だけが７°以上の条件を満たしても良いが、画素領域の右端以外のスリット３１に発生するリバースツイストラインを消去することはできなくなる。

ところで、図２０に示す画素構造の場合、画素領域の上半分と下半分で液晶分子の回転方向が逆向きになる。すなわち、画素領域の図中上半分では電界の印加によって液晶分子が反時計回りに回転するのに対し、画素領域の図中下半分では電界の印加によって液晶分子が時計回りに回転する。

このように、液晶分子の回転方向が逆方向になることにより、どの角度から表示画面を見ても１画素当たりの光量を均一化することができる。これにより、視野角の広い液晶パネルを実現することができる。

（Ｋ）画素構造例９
図２１に、９つ目の画素構造例を示す。図１９との相違点は、電極枝１３Ａの屈曲点を相互に接続する連結枝１３Ｃを追加的に採用する点である。

図１９に示す画素構造の場合、上下に隣接する２つのドメインの境界部分で液晶分子の回転方向が逆向きとなる。このため、この境界部分に配向の乱れが発生するのを避け得ず、リバースツイストライン現象の消失に影響を及ぼす可能性がある。

一方、図２１に示す画素構造は、連結枝１３Ｃによって２つのドメインが完全に分離できる。このため、各ドメインの境界部分での液晶分子の配列の乱れを無くすことができる。結果的に、図２１に示す画素構造は、リバースツイストライン現象の消失を、図１９に示す画素構造よりも短くできる。

（Ｌ）画素構造例１０
図２２に、１０個目の画素構造例を示す。この１０個目の画素構造例は、図２０に示したデュアルドメイン構造の変形例に対応する。すなわち、１画素内でデュアルドメイン構造を採用する画素構造の変形例を説明する。

図２０との相違点は、電極枝１３Ａの屈曲点を相互に接続する連結枝１３Ｃを追加的に採用する点である。

図２０に示す画素構造の場合、上下に隣接する２つのドメインの境界部分で液晶分子の回転方向が逆向きとなる。このため、この境界部分に配向の乱れが発生するのを避け得ず、リバースツイストライン現象の消失に影響を及ぼす可能性がある。

一方、図２２に示す画素構造は、連結枝１３Ｃによって２つのドメインが完全に分離できる。このため、各ドメインの境界部分での液晶分子の配列の乱れを無くすことができる。結果的に、図２２に示す画素構造は、リバースツイストライン現象の消失を、図２０に示す画素構造よりも短くできる。

（Ｍ）画素構造例１１
前述した１０個の画素構造例の場合には、図１で説明した断面構造を有するＦＦＳ型の液晶パネルについて説明した。すなわち、櫛歯状に加工された画素電極１３の下層に、画素領域の全体を覆うように対向電極１５を配置した画素構造を有する液晶パネルについて説明した。

しかし、図２３に示すように、対向電極１５についても櫛歯状に加工した液晶パネルを採用しても良い。なお図２３の場合、対向電極１５の電極枝１５Ａは、画素電極１３の電極枝１３Ａの隙間（スリット３１）を埋めるように配置される。すなわち、対向電極１５の電極枝１５Ａは、画素領域内で、画素電極１３の電極枝１３Ａと重ならないように配置される。

（Ｎ）画素構造例１２
前述した各画素構造例の場合には、いずれも画素電極１３と対向電極１５が層違いに形成される画素構造を前提に説明した。しかしながら、発明者らの提案する技術は、画素電極１３と対向電極１５が同一層に形成される横電界表示型の液晶パネルにも適用できる。

図２４に、１２個目の画素構造例に対応する断面構造例を示し、図２４に１２個目の画素構造例に対応する平面構造例を示す。なお、画素構造１３と対向電極１５以外の構造は、基本的に図１及び図２で説明した画素構造と同じである。すなわち、液晶パネル９１は、２枚のガラス基板３及び５と、これらによって挟み込まれるように封入された液晶層７とで構成される。各基板のうち外側表面には偏光板９が配置され、内側表面には配向膜１１が配置される。

図２４の場合も、画素電極１３と対向電極１５はガラス基板５に形成される。このうち、画素電極１３は、櫛歯状に加工された４本の電極枝１３Ａの一端を連結部１３Ｂで連結した構造を有している。一方、対向電極１５は、櫛歯状に加工された３本の電極枝１５Ａの一端を共通電極線に接続した構造を有している。ここで、対向電極１５の電極枝１５Ａは、画素電極１３の電極枝１３Ａの隙間に嵌め込まれるように配置される。

この電極構造のため、図２４に示すように、画素電極１３の電極枝１３Ａと対向電極１５の電極枝１５Ａが同一層に交互に配置される。この電極構造により、画素電極１３の電極枝１３Ａと対向電極１５の電極枝１５Ａの間に放物線状の電界が発生する。図２４には、この電界を破線にて示す。

（Ｏ）画素構造例１３
前述した１２個の画素構造例の場合には、いずれも画素電極１３の電極枝１３Ａによって形成されるスリット３１の延設方向がＹ軸方向と平行又はＹ軸方向に対して鋭角（＜４５°）に交差する場合について説明した。しかしながら、画素電極１３の電極枝１３Ａによって形成されるスリット３１の延設方向は、Ｘ軸方向と平行又はＸ軸方向に対して鋭角（＜４５°）に交差しても良い。

（Ｐ）画素構造例１４
前述した画素構造例の場合には、いずれも画素領域内に形成される５本のスリット３１のうち図中右端に位置するスリット３１に着目し、その延設方向と配向膜１１の配向方向との交差角α１が７°以上の条件を満たすように設定する場合について説明した。しかし、５本のスリット３１のうち左右両端に位置する２つのスリット３１の延設方向と液晶層７の配向方向との交差角α１が７°以上の条件を満たすように設定しても良い。

（Ｑ）他の形態例
（Ｑ−１）基板材料
前述の形態例に係る説明では、基板をガラス基板としたが、プラスチック基板その他の基板を用いても良い。

（Ｑ−２）製品例
前述の説明では、横電界を発生し得る様々な画素構造について説明した。ここでは、これら形態例に係る画素構造を有する液晶パネル（駆動回路を実装しない状態）や液晶パネルモジュール（駆動回路を実装した状態）を実装した電子機器について説明する。

図２５に、電子機器１０１の概念構成例を示す。電子機器１０１は、前述した画素構造を有する液晶パネル１０３、システム制御部１０５及び操作入力部１０７で構成される。システム制御部１０５で実行される処理内容は、電子機器１０１の商品形態により異なる。

また、操作入力部１０７の構成も商品形態により異なり、例えばＧＵＩ（グラフィックユーザーインターフェース）、スイッチ、ボタン、ポインティングデバイスその他の操作子で構成される。

なお、電子機器１０１は、機器内で生成される又は外部から入力される画像や映像を表示する機能を搭載していれば、特定の分野の機器には限定されない。

図２６に、その他の電子機器がテレビジョン受像機の場合の外観例を示す。テレビジョン受像機１１１の筐体正面には、フロントパネル１１３及びフィルターガラス１１５等で構成される表示画面１１７が配置される。表示画面１１７の部分が、形態例で説明した液晶パネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばデジタルカメラが想定される。図２７に、デジタルカメラ１２１の外観例を示す。図２７（Ａ）が正面側（被写体側）の外観例であり、図２７（Ｂ）が背面側（撮影者側）の外観例である。

デジタルカメラ１２１は、保護カバー１２３、撮像レンズ部１２５、表示画面１２７、コントロールスイッチ１２９及びシャッターボタン１３１で構成される。このうち、表示画面１２７の部分が、形態例で説明した液晶パネルに対応する
また、この種の電子機器１０１には、例えばビデオカメラが想定される。図２８に、ビデオカメラ１４１の外観例を示す。ビデオカメラ１４１は、本体１４３の前方に被写体を撮像する撮像レンズ１４５、撮影のスタート／ストップスイッチ１４７及び表示画面１４９で構成される。このうち、表示画面１４９の部分が、形態例で説明した液晶パネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えば携帯端末装置が想定される。図２９に、携帯端末装置としての携帯電話機１５１の外観例を示す。図２９に示す携帯電話機１５１は折りたたみ式であり、図２９（Ａ）が筐体を開いた状態の外観例であり、図２９（Ｂ）が筐体を折りたたんだ状態の外観例である。

携帯電話機１５１は、上側筐体１５３、下側筐体１５５、連結部（この例ではヒンジ部）１５７、表示画面１５９、補助表示画面１６１、ピクチャーライト１６３及び撮像レンズ１６５で構成される。このうち、表示画面１５９及び補助表示画面１６１の部分が、形態例で説明した液晶パネルに対応する。

また、この種の電子機器１０１には、例えばコンピュータが想定される。図３０に、ノート型コンピュータ１７１の外観例を示す。ノート型コンピュータ１７１は、下側筐体１７３、上側筐体１７５、キーボード１７７及び表示画面１７９で構成される。このうち、表示画面１７９の部分が、形態例で説明した液晶パネルに対応する。これらの他、電子機器１０１には、プロジェクター、オーディオ再生装置、ゲーム機、電子ブック、電子辞書等が想定される。

（Ｑ−３）その他
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。

１１…配向膜、１３…画素電極、１３Ａ…電極枝、１３Ｂ…連結部、１３Ｃ…連結枝、１５…対向電極、１５Ａ…電極枝、３１…スリット

Claims (11)

1. 互いに一定の距離を挟んで対向配置される第１の基板及び第２の基板と、
   第１の基板と第２の基板との間に液晶分子を封止して成る液晶層と、
   液晶層の液晶分子を一定方向に配列させる配向膜と、
   第１の基板側に形成される対向電極パターンと、
   第１の基板側に形成され、複数本の電極枝を有する画素電極パターンと、
   信号電位の書き込みタイミングを与える制御パルスが供給される走査線と、
   信号電位が供給される信号線、とを有し、
   画素電極パターンの複数本の電極枝の間に形成されるスリットの内、両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方のスリットの延設方向と残りのスリットの延設方向とが異なっていて、前記少なくとも一方のスリットの延設方向と液晶分子の配向方向とがなす交差角が７度以上であり、
   前記残りのスリットの延設方向は前記信号線又は前記走査線の延設方向と並行である
   液晶パネル。
2. 画素電極パターンの全てのスリットの幅が等しい
   請求項１に記載の液晶パネル。
3. 画素電極パターンの全ての電極枝の幅が等しい
   請求項１に記載の液晶パネル。
4. 互いに一定の距離を挟んで対向配置される第１の基板及び第２の基板と、
   第１の基板と第２の基板との間に液晶分子を封止して成る液晶層と、
   液晶層の液晶分子を一定方向に配列させる配向膜と、
   第１の基板側に形成される対向電極パターンと、
   第１の基板側に形成され、複数本の電極枝を有する画素電極パターンと、を有し、
   複数本の電極枝の間に形成されるスリットの内、
   両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方の延設方向と液晶分子の配向方向とがなす第１の交差角が７度以上であり、
   残りのスリットの延設方向と液晶分子の配向方向とがなす第２の交差角は第１の交差角と異なる
   液晶パネル。
5. 第１の交差角が、７度以上１５度以下である
   請求項４に記載の液晶パネル。
6. 第１の交差角は、第２の交差角よりも大きい
   請求項４又は請求項５に記載の液晶パネル。
7. 第２の交差角は、第１の交差角よりも大きい
   請求項４又は請求項５に記載の液晶パネル。
8. 画素電極パターンと対向電極パターンは、同じ階層面に形成される
   請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の液晶パネル。
9. 画素電極パターンと対向電極パターンは、異なる階層面に形成される
   請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の液晶パネル。
10. 互いに一定の距離を挟んで対向配置される第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に液晶分子を封止して成る液晶層と、液晶層の液晶分子を一定方向に配列させる配向膜と、第１の基板側に形成される対向電極パターンと、第１の基板側に形成され、複数本の電極枝を有する画素電極パターンと、信号電位の書き込みタイミングを与える制御パルスが供給される走査線と、信号電位が供給される信号線とを有する液晶パネル、
    液晶パネルを駆動する駆動回路、
    システム全体の動作を制御するシステム制御部、並びに、
    システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部、を備え、
    液晶パネルは、
    画素電極パターンの複数本の電極枝の間に形成されるスリットの内、両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方のスリットの延設方向と残りのスリットの延設方向とが異なっていて、前記少なくとも一方のスリットの延設方向と液晶分子の配向方向とがなす交差角が７度以上であり、
    前記残りのスリットの延設方向は前記信号線又は前記走査線の延設方向と並行である
    電子機器。
    
11. 互いに一定の距離を挟んで対向配置される第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に液晶分子を封止して成る液晶層と、液晶層の液晶分子を一定方向に配列させる配向膜と、第１の基板側に形成される対向電極パターンと、第１の基板側に形成され、複数本の電極枝を有する画素電極パターンとを有する液晶パネル、
    液晶パネルを駆動する駆動回路、
    システム全体の動作を制御するシステム制御部、並びに、
    システム制御部に対する操作入力を受け付ける操作入力部、
    を備え、
    液晶パネルは、
    複数本の電極枝の間に形成されるスリットの内、
    両端部分に形成されるスリットの少なくとも一方の延設方向と液晶分子の配向方向とがなす第１の交差角が７度以上であり、
    残りのスリットの延設方向と液晶分子の配向方向とがなす第２の交差角は第１の交差角と異なる
    電子機器。