JP5244634B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、垂直配向（ＶＡ）モードを利用した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

液晶表示装置においては、視野角の拡大、コントラスト比の向上といった表示品位の向上が求められている。１画素内に配向方向が異なる複数のドメインを有するマルチドメイン型ＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ＭＶＡ）モードの液晶表示装置は、複数のドメインによって視野角が補償され、広視野角化が可能である。しかも、このＭＶＡモードの液晶表示装置は、垂直配向処理の採用により配向膜表面付近の液晶分子が基板主面に対して略垂直に配向し液晶層の複屈折率がほぼ０となるため十分な黒が表示でき高いコントラスト比が得られるといった特性を有している。

例えば、特許文献１によれば、突起を配置して液晶分子の配向を制御する円偏光を利用したＭＶＡモードの液晶表示装置が開示されている。特に、この突起は、長方形状の画素電極をほぼ２等分するように画素電極の短辺に平行な方向に延出したストライプ状、あるいは、画素電極のほぼ中央に半円球状に形成されている。

また、特許文献２によれば、画素電極あるいは対向電極に電極欠落部を形成したり、突起を配置したりして液晶分子の配向を制御するＭＶＡモードの半透過型液晶表示装置が開示されている。
特開２００７−４１１２６号公報 特開２００８−１９７４９３号公報

この発明の目的は、透過率の向上が可能な直線偏光を利用した液晶表示装置を提供することにある。

この発明の一態様によれば、
第１基板と第２基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層を保持した構成の直線偏光を利用した垂直配向モードの液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板の前記第２基板側に配置され、略長方形状の画素電極と、
前記画素電極の長辺における中点より一方の短辺側で交差するように配置された信号配線と、
前記第２基板の前記第１基板側に配置された対向電極と、を備え、
前記画素電極には、前記一方の短辺と前記信号配線との間において、一対の前記長辺のそれぞれから前記信号配線と略平行に延在した一対の切欠が形成されたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この発明の他の態様によれば、
第１基板と第２基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層を保持した構成の直線偏光を利用した垂直配向モードの液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板の前記第２基板側に配置され、略長方形状の画素電極と、
前記画素電極の長辺における中点より一方の短辺側で交差するように配置された信号配線と、
前記画素電極の前記一方の短辺と前記信号配線との間において、一対の前記長辺のそれぞれから前記信号配線と平行に延在した絶縁性の一対の突起と、
前記第２基板の前記第１基板側に配置された対向電極と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この発明によれば、透過率の向上が可能な直線偏光を利用した液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。ここでは、各画素がバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過表示部として構成された透過型の液晶表示装置を例に説明する。

図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、液晶表示パネルＬＰＮを備えている。この液晶表示パネルＬＰＮは、一対の基板、すなわちアレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、を備えている。また、液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱを備えている。

このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリア（表示エリア）ＤＳＰを備えている。このアクティブエリアＤＳＰは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数）。

アレイ基板ＡＲは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板１０を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＤＳＰにおいて、絶縁基板１０の一方の主面（つまり、対向基板ＣＴ側）に、各画素ＰＸの行方向Ｈに沿ってそれぞれ延出したｎ本のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、各画素ＰＸの列方向Ｖに沿ってそれぞれ延出したｍ本のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）、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たｍ×ｎ個のスイッチング素子Ｗ、各画素ＰＸに配置されスイッチング素子Ｗに接続されたｍ×ｎ個の画素電極ＥＰ、ゲート線Ｙと同様に行方向Ｈに沿ってそれぞれ延出し液晶容量ＣＬＣと並列に補助容量ＣＳを構成するよう画素電極ＥＰに容量結合する補助容量線ＡＹなどを備えている。

ゲート線Ｙ及び補助容量線ＡＹは、略平行に配置され、同一材料によって形成可能である。ソース線Ｘは、層間絶縁膜１６を介してゲート線Ｙ及び補助容量線ＡＹと略直交するように配置されている。これらのソース線Ｘ、ゲート線Ｙ、及び、補助容量線ＡＹは、アルミニウム、モリブデン、タングステン、チタンなどの低抵抗な導電材料によって形成されている。

ｎ本のゲート線Ｙは、それぞれアクティブエリアＤＳＰから引き出され、ゲートドライバＹＤに接続されている。ｍ本のソース線Ｘは、それぞれアクティブエリアＤＳＰから引き出され、ソースドライバＸＤに接続されている。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に順次走査信号（駆動信号）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ｍ本のソース線Ｘに映像信号（駆動信号）を供給する。

各スイッチング素子Ｗは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子Ｗは、絶縁基板１０の上に配置された半導体層１２を備えている。この半導体層１２は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。

スイッチング素子Ｗがポリシリコン半導体層１２を備えた構成を適用した場合、ゲートドライバＹＤ及びソースドライバＸＤの少なくとも一部は、アレイ基板ＡＲに一体的に形成可能であり、スイッチング素子Ｗと同様にポリシリコン半導体層を備えた薄膜トランジスタを含んで構成可能である。

半導体層１２は、チャネル領域１２Ｃを挟んだ両側にそれぞれソース領域１２Ｓ及びドレイン領域１２Ｄを有している。この半導体層１２は、ゲート絶縁膜１４によって覆われている。

スイッチング素子Ｗのゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜１４の上に配置され、半導体層１２のチャネル領域１２Ｃの直上に位置している。このゲート電極ＷＧは、ゲート線Ｙに接続されている（あるいは、ゲート線Ｙと一体的に形成されている）。これらのゲート電極ＷＧ、ゲート線Ｙ、及び、補助容量線ＡＹは、例えば、同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、層間絶縁膜１６によって覆われている。ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６は、例えば、酸化シリコン及び窒化シリコンなどの無機系材料によって形成されている。

スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、層間絶縁膜１６の上に配置されている。すなわち、ソース電極ＷＳは、ソース線Ｘに接続される（あるいは、ソース線Ｘと一体に形成される）とともに、ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１２のソース領域１２Ｓにコンタクトしている。ドレイン電極ＷＤは、画素電極ＥＰに接続されるとともに、ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１２のドレイン領域１２Ｄにコンタクトしている。これらのソース電極ＷＳ、ドレイン電極ＷＤ、及び、ソース線Ｘは、例えば、同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、絶縁膜１８によって覆われている。

この絶縁膜１８は、例えば、光透過性を有する有機系材料によって形成されている。有機系材料によって形成された絶縁膜１８は、例えばスピンコートなどの手法によって塗布された後に硬化処理される。このため、絶縁膜１８は、下地の凹凸を吸収し、表面が概ね平坦に形成されている。これにより、垂直配向モードを実現する電界への影響が緩和される。

画素電極ＥＰは、絶縁膜１８の上に配置され、絶縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。この画素電極ＥＰは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

このようなアレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面は、第１配向膜２０によって覆われている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板３０を用いて形成されている。すなわち、この対向基板ＣＴは、アクティブエリアＤＳＰにおいて、絶縁基板３０の一方の主面（つまり、アレイ基板側）に、対向電極ＥＴなどを備えている。

対向電極ＥＴは、複数の画素ＰＸに共通であり、通常、コモン電位の端子ＣＯＭに電気的に接続されている。このような対向電極ＥＴは、複数の画素電極ＥＰに対向するように配置されている。この対向電極ＥＴは、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

カラー表示タイプの液晶表示装置は、各画素ＰＸに対応して液晶表示パネルＬＰＮの内面に設けられたカラーフィルタ層３４を備えている。図２に示した例では、カラーフィルタ層３４は、対向基板ＣＴに設けられている。カラーフィルタ層３４は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色着色樹脂、青色着色樹脂、及び緑色着色樹脂は、それぞれ赤色を表示する赤色画素、青色を表示する青色画素、及び緑色を表示する緑色画素に対応して配置されている。

なお、図２に示したカラー表示タイプの液晶表示装置の例では、カラーフィルタ層３４は、対向基板ＣＴ側に配置されているが、アレイ基板ＡＲ側に配置しても良い。この場合、アレイ基板ＡＲにおける絶縁膜１８をカラーフィルタ層３４に置き換えることが可能である。

また、各画素ＰＸは、ブラックマトリクスＢＭによって区画されている。このブラックマトリクスＢＭは、黒色に着色された樹脂材料やクロムなどの遮光性の材料などによって形成されている。このようなブラックマトリクスＢＭは、アレイ基板ＡＲに設けられたゲート線Ｙ、補助容量線ＡＹ、ソース線Ｘ、スイッチング素子Ｗなどの配線部に対向するように配置されている。

このようなブラックマトリクスＢＭが配置された領域、あるいは、光透過性を有していない導電材料によって形成されたゲート線Ｙ、補助容量線ＡＹ、ソース線Ｘ、スイッチング素子Ｗなどの配線部が配置された領域は、透過型の液晶表示装置のアクティブエリアＤＳＰにおいて、表示に寄与しない遮光領域に相当する。

なお、対向基板ＣＴには、カラーフィルタ層３４の表面の凹凸の影響を緩和するために、カラーフィルタ層３４と対向電極ＥＴとの間に、オーバーコート層を配置しても良い。

このような対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面は、第２配向膜３６によって覆われている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜２０及び第２配向膜３６が対向するように配置されている。このとき、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（例えば、樹脂材料によって一方の基板と一体的に形成された柱状スペーサなど）が介在し、これにより、所定のギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。

液晶層ＬＱは、これらのアレイ基板ＡＲの第１配向膜２０と対向基板ＣＴの第２配向膜３６との間に形成されたギャップに封入された液晶分子４０を含む液晶組成物によって構成されている。この液晶分子４０は、例えば、負の誘電率異方性を有している。

第１配向膜２０及び第２配向膜３６は、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電位差が形成されていない状態、つまり、画素電極ＥＰと対向電極との間に電界が形成されていない無電界時には、それぞれ液晶分子４０を絶縁基板１０（あるいは、アレイ基板ＡＲ）の主面及び絶縁基板３０（あるいは、対向基板ＣＴ）の主面に対して略垂直に配向する特性を有している。このような第１配向膜２０及び第２配向膜３６を形成するための材料としては、基本的には垂直配向性を示す光透過性を有する薄膜であれば特に限定されない。

これらの第１配向膜２０及び第２配向膜３６については、ラビングに代表される配向処理工程を必要としない。このため、プロセス的にはラビングによる静電気やゴミが発生するといった問題が無く、配向処理後の洗浄工程も不要である。また、配向的にもプレティルトのバラツキによるムラの問題が無い。したがって、プロセスの簡便化、歩留まりの向上により、低コスト化が可能という利点がある。

図２に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側には、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトＢＬが配置されている。このようなバックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオードを利用したものや冷陰極管を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面（すなわち、アレイ基板ＡＲとバックライトＢＬとの間）には、第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、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と接触する面とは反対側の面）には、第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

特に、この実施の形態においては、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、直線偏光を利用した垂直配向モードを実現するように構成されている。すなわち、第1光学素子ＯＤ１は、第１偏光板ＰＬ１を有し、バックライト光のうち特定の直線偏光を透過して液晶表示パネルＬＰＮに案内するように構成されている。また、第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光板ＰＬ２を有し、液晶表示パネルＬＰＮを透過した透過光のうち特定の直線偏光を透過するように構成されている。

これらの第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配置されている。例えば、行方向Ｈ及び列方向Ｖによって規定される平面内において、第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は行方向Ｈに対して４５度の角度をなす方位を向いており、また、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸は行方向Ｈに対して１３５度の角度をなす方位を向いている。

なお、第１光学素子ＯＤ１は、視野角補償などの目的で、透過光に対して適当な位相差を付与する位相差板を有していることが望ましい。この場合、位相差板は、絶縁基板１０と第１偏光板ＰＬ１との間に配置される。

この実施の形態では、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子４０は、無電界時には、第１配向膜２０及び第２配向膜３６による配向制御によって、その長軸が基板主面に対して略垂直な方向（あるいは、液晶表示パネルＬＰＮの法線方向）に略平行に配向している。このような状態においては、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光（直線偏光）は、液晶層ＬＱを透過した後、第２光学素子ＯＤ２に吸収される。したがって、液晶表示パネルＬＰＮの透過率が最低となる（つまり、黒色画面が表示される）。

一方、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電界が形成された状態では、誘電率異方性が負の液晶分子４０は、電界に対して略直交する方向に配向する。基板主面の法線に対して傾斜した電界に対しては、液晶分子４０は、その長軸が基板主面に対して略平行な方向あるいは傾斜した方向に配向している。

このような状態においては、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光（直線偏光）は、液晶層ＬＱを透過した際に適当な位相差が付与された後、少なくとも一部（光軸に直交する平面内において第１光学素子ＯＤ１を透過した直線偏光と直交する直線偏光）が第２光学素子ＯＤ２を透過可能となる。したがって、白色画面が表示される。

このようにして、ノーマリーブラックモードの垂直配向モードが実現される。特に、直線偏光を利用したことにより、円偏光を利用した垂直配向モードよりも高コントラスト化が可能となり、また、広視野角化も可能となる。

ところで、この実施の形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、視野角補償が可能なマルチドメイン構造を構成している。より具体的には、液晶表示装置は、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電界が形成された状態で液晶分子の配向を制御する配向制御部ＡＬＣを備えている。

図３に示した例では、画素電極ＥＰは、行方向Ｈに沿った一対の短辺Ｓ１及びＳ２を有するとともに列方向Ｖに沿った一対の長辺Ｌ１及びＬ２を有する略長方形状に形成されている。ゲート線Ｙあるいは補助容量線ＡＹといった信号配線ＷＰは、画素電極ＥＰの長辺における中点Ｍで交差するように行方向Ｈに沿って配置されている。なお、図３においては、説明に必要な構成のみを図示している。

ここでは、配向制御部ＡＬＣは、対向基板ＣＴのアレイ基板側に設けられている。この配向制御部ＡＬＣは、画素ＰＸの略中央を横切るように一直線状に形成されている。すなわち、配向制御部ＡＬＣは、画素電極ＥＰの略中央の直上を通り、信号配線ＷＰと交差する方向に延在している。ここでは、配向制御部ＡＬＣは、画素電極ＥＰの一対の短辺Ｓ１及びＳ２のそれぞれの中点の直上を通り、列方向Ｖに延在している。つまり、配向制御部ＡＬＣは、画素電極ＥＰを２等分するように配置されている。

このような配向制御部ＡＬＣとしては、例えば、図４に示すように、対向電極ＥＴに形成されたスリットＳＬであっても良いし、図５に示すように、対向電極ＥＴの上に配置された絶縁性の細長い隆起部であるリッジＲＤであっても良い。

この配向制御部ＡＬＣとしてリッジＲＤを適用する場合には、リッジＲＤは、絶縁膜によって形成される。絶縁膜としては、例えばＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機系材料、ポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶など有機系材料などを用いることができる。リッジＲＤが無機系材料の場合には、蒸着法、スパッタ法、化学蒸着法（ＣＶＤ）、あるいは溶液塗布法などによって形成可能である。また、リッジＲＤが有機系材料の場合には、有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、スクリーン印刷塗布法、ロール塗布法などで塗布し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形成する方法、あるいは蒸着法、スパッタ法、化学蒸着法、ラングミュア−ブロジェット（ＬＢ）法などによって形成可能である。

このような構成においては、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間の電界は、配向制御部ＡＬＣを避けるように形成される。このため、配向制御部ＡＬＣの周辺では、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に基板主面の法線ＮＭに対して傾斜した電界が形成される。このため、配向制御部ＡＬＣの周辺の液晶分子４０は、このような傾斜電界によって所定の方向に配向する。

つまり、配向制御部ＡＬＣを挟んで隣接する領域において、配向制御部ＡＬＣについて互いに逆方向に傾斜した電界が形成されるため、それぞれの領域の液晶分子４０も図３中の矢印で示したように互いに逆方向に配向する。さらに、このような配向制御部ＡＬＣ付近の液晶分子４０の配向状態は、配向制御部ＡＬＣから遠ざかる方向へ（つまり、電界Ｅの傾斜が小さい領域に向かって）除々に伝播される。

これにより、視野角補償がなされ、視野角を拡大することが可能となるとともに、ノーマリーブラックモードの採用によりコントラスト比を向上することが可能となり、表示品位の良好な画像を表示することが可能となる。

一方で、配向制御部ＡＬＣと直交する画素電極ＥＰの短辺Ｓ１及びＳ２付近では、配向制御部ＡＬＣによって形成された傾斜電界の影響に加え、短辺Ｓ１及びＳ２と対向電極ＥＴとの間の傾斜電界の影響を受け、液晶分子４０の配向不良が発生し、図３中に破線で示したような暗線が発生する。このため、暗線の分だけ透過率の低下を招く。

以下に、この発明の実施の形態に係る具体的な構成例について図面を参照しながら説明する。なお、図面には、説明に必要な主要部のみを図示している。

《第１構成例》
図６及び図７に示すように、画素電極ＥＰは、行方向Ｈに沿った一対の短辺Ｓ１及びＳ２及び列方向Ｖに沿った一対の長辺Ｌ１及びＬ２を有する略長方形状に形成されている。スリットＳＬまたはリッジＲＤによって構成された配向制御部ＡＬＣは、画素電極ＥＰを２等分するように列方向Ｖに延在している。なお、図７に示した例では、配向制御部ＡＬＣは、スリットＳＬによって構成されている。信号配線ＷＰは、画素電極ＥＰの長辺における中点Ｍより一方の短辺側（ここでは短辺Ｓ１に近接する側）で交差するように行方向Ｈに沿って配置されている。

画素電極ＥＰには、一方の短辺Ｓ１と信号配線ＷＰとの間において、一対の長辺Ｌ１及びＬ２のそれぞれから信号配線ＷＰと略平行に延在した一対の切欠Ｃ１及びＣ２が形成されている。つまり、切欠Ｃ１及びＣ２は、信号配線ＷＰとは重ならない。これらの切欠Ｃ１及びＣ２は、列方向Ｖに微小な幅を有するとともに行方向Ｈに延在したスリット状に形成されている。

このような切欠Ｃ１及びＣ２が短辺Ｓ１に近接した位置に配置されているため、切欠Ｃ１及びＣ２と短辺Ｓ１との間の領域Ｐは、暗線を生ずることなく表示に寄与する。すなわち、領域Ｐにおいては、配向制御部ＡＬＣによって形成された傾斜電界１（すなわち、液晶分子４０を行方向Ｈに沿って傾斜配向する電界）に加え、短辺Ｓ１と対向電極ＥＴとの間の傾斜電界２（すなわち、液晶分子４０を列方向Ｖに沿って傾斜配向する電界）及び切欠の短辺Ｓ１に向かい合うエッジと対向電極ＥＴとの間の傾斜電界３（すなわち、液晶分子４０を列方向Ｖに沿って傾斜配向する電界）が相互に作用する。

傾斜電界２及び傾斜電界３は、互いに逆向きに作用する。傾斜電界１は、傾斜電界２及び傾斜電界３よりも支配的に作用する。結果として、領域Ｐにおいても、他の領域と同様に配向制御部ＡＬＣに向かって液晶分子４０が傾斜配向する。このため、領域Ｐは、表示に寄与する。

このような領域Ｐでの暗線の発生を抑制するためには、短辺Ｓ１から切欠Ｃ１及びＣ２までの距離が長すぎないことが望ましく、発明者の検討によれば、２μｍ〜１５μｍの範囲が望ましい。

なお、切欠Ｃ１及びＣ２のそれぞれにおいても、微小な幅で、且つ、液晶分子４０が傾斜する方位（すなわち、行方向Ｈ）と平行に延在しているため、暗線が発生せず、表示に寄与する。すなわち、配向制御部ＡＬＣによって形成された傾斜電界１に加え、各切欠の短辺Ｓ１に向かい合うエッジと対向電極ＥＴとの間の傾斜電界３及び切欠の短辺Ｓ２に向かい合うエッジと対向電極ＥＴとの間の傾斜電界４（すなわち、液晶分子４０を列方向Ｖに沿って傾斜配向する電界）が相互に作用する。

傾斜電界３及び傾斜電界４は、互いに逆向きに作用する。傾斜電界１は、傾斜電界３及び傾斜電界４よりも支配的に作用する。結果として、他の領域と同様に配向制御部ＡＬＣに向かって液晶分子４０が傾斜配向する。このため、各切欠Ｃ１及びＣ２のみならず、切欠Ｃ１及びＣ２の延長線上の領域も、表示に寄与する。

このような切欠Ｃ１及びＣ２が表示に寄与するためには、切欠Ｃ１及びＣ２の幅が大きすぎないことが望ましく、発明者の検討によれば、２μｍ〜１０μｍの範囲が望ましい。

一方で、切欠Ｃ１及びＣ２の他の短辺Ｓ２側では、配向制御部ＡＬＣによって形成された傾斜電界１の影響に加え、切欠Ｃ１及びＣ２の短辺Ｓ２に向かい合うエッジと対向電極ＥＴとの間の傾斜電界４の影響を受け、液晶分子４０の配向不良が発生し、図６中に破線で示したような暗線が発生する。

これに対して、この構成例では、切欠Ｃ１及びＣ２の短辺Ｓ２側に信号配線ＷＰが配置されている。信号配線ＷＰは、元々遮光性の導電材料によって形成されている。このため、信号配線ＷＰの直上の領域は、表示に寄与しない。したがって、信号配線ＷＰが切欠付近の暗線が発生する箇所に重なるように配置されたことにより、実質的に開口率（画素面積に対する実質的に表示に寄与する面積の割合）をロスすることがなく、暗線分でロスしていた分の透過率を向上することができる。

特に、図６に示した構成例においては、一対の切欠Ｃ１及びＣ２のエッジは、信号配線ＷＰのエッジの直上に位置している。ここでは、切欠Ｃ１及びＣ２は、信号配線ＷＰとは重ならないように配置されるため、切欠の短辺Ｓ２に向かい合うエッジが信号配線ＷＰの短辺Ｓ１に向かい合うエッジの直上に位置している。

これにより、切欠Ｃ１及びＣ２から延びる暗線が信号配線ＷＰと重なり、透過率のロスを防止することができる。

一対の切欠Ｃ１及びＣ２のそれぞれの長さは、略同一であることが望ましい。ここでは、各切欠Ｃ１及びＣ２は、行方向Ｈに沿って延在しており、この行方向Ｈに沿った長さが略同一であることが望ましい。図６に示した例では、配向制御部ＡＬＣを挟んだ両側の領域を利用して視野角補償を実現するために、配向制御部ＡＬＣは、画素電極ＥＰを２等分するように配置されている。

つまり、配向制御部ＡＬＣを挟んだ両側において、液晶分子４０の配向状態を同等とすることが望ましい。このため、切欠Ｃ１及びＣ２のそれぞれの長さを略同一とすることにより、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に形成される電界分布を同等にすることができ、視野角補償が実現できる。

但し、これらの一対の切欠Ｃ１及びＣ２は、配向制御部ＡＬＣと交差しないように配置されている。すなわち、配向制御部ＡＬＣは、一対の切欠Ｃ１及びＣ２の間の画素電極ＥＰの直上を通るように配置されている。換言すると、液晶表示パネルＬＰＮを平面的に見たとき、一対の切欠Ｃ１及びＣ２は、配向制御部ＡＬＣから離間している。

配向制御部ＡＬＣと一対の切欠Ｃ１及びＣ２との間の距離が短すぎる場合（すなわち、切欠Ｃ１及びＣ２が長すぎる場合）、上述したような切欠の向かい合う２つのエッジと対向電極ＥＴとの間の傾斜電界３及び傾斜電界４の影響が支配的となり、液晶分子４０の配向不良により、この領域が表示に寄与しなくなるおそれがある。

このため、配向制御部ＡＬＣと一対の切欠Ｃ１及びＣ２との間の距離を適当に確保するように、切欠の長さが設定されることが望ましい。

≪実施例≫
ここでは、アクティブエリアＤＳＰの対角寸法が２．４型、画素ピッチが行方向；５５μｍ×列方向；１６５μｍの直線偏光を利用した透過型のデバイスを用いた。基本的な画素構成は、図６に示した第１構成例と同一である。

すなわち、配向制御部ＡＬＣとして、幅（つまり行方向の長さ）１０μｍのスリットＳＬを列方向Ｖに平行に且つ画素の中央部を通るように配置した。画素電極ＥＰには、短辺Ｓ１から６μｍ離れた位置に、画素電極ＥＰの長辺Ｌ１及びＬ２に幅（つまり列方向の長さ）が５μｍ、行方向の長さが１０μｍの切欠Ｃ１及びＣ２を形成した。さらに、切欠Ｃ１及びＣ２と画素電極ＥＰの短辺Ｓ２との間に幅（つまり列方向の長さ）５μｍのゲート線Ｙを配置した。このとき、ゲート線Ｙは、そのエッジが切欠Ｃ１及びＣ２のエッジと重なるように配置した。

アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のセルギャップは、３．８μｍとした。第１配向膜２０及び第２配向膜３６としては、垂直性を示す材料を７０ｎｍの厚さで塗布して形成した。セルギャップには、誘電率異方性が負の液晶材料を注入した。このような構成の液晶表示パネルＬＰＮの両側の外面には、それぞれ吸収軸が互いに直交するように直線偏光板を貼り合わせた。

一方、比較例として、図３に示した画素構成のデバイスを用意した。この比較例では、画素電極ＥＰに切欠を形成していない。また、ゲート線Ｙが行方向Ｈに平行に且つ画素の中央部を通るように配置した。他の寸法については、実施例と同一とした。

このような構成の各デバイスについて、透過率を測定したところ、比較例のデバイスの透過率を１００％としたとき、実施例のデバイスの透過率は１１０％となり、透過率の向上が確認された。

《第２構成例》
図８及び図９に示す第２構成例においては、画素電極ＥＰに切欠を形成する代わりに、画素電極ＥＰの上に一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２を配置した点で第１構成例と相違している。他の構成は、第１構成例と同一であり、配向制御部ＡＬＣについてもスリットＳＬまたはリッジＲＤによって構成されている。なお、図９に示した例では、配向制御部ＡＬＣは、スリットＳＬによって構成されている。

これらの一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２は、画素電極ＥＰの一方の短辺Ｓ１と信号配線ＷＰとの間において、一対の長辺Ｌ１及びＬ２のそれぞれから信号配線ＷＰと略平行に延在している。このような突起ＣＰ１及びＣＰ２は、絶縁性である。すなわち、突起ＣＰ１及びＣＰ２は、上述したリッジＲＤと同様に、無機系の絶縁性材料あるいは有機系の絶縁性材料によって形成されている。

これらの突起ＣＰ１及びＣＰ２は、信号配線ＷＰとは重ならない。また、これらの突起ＣＰ１及びＣＰ２は、列方向Ｖに微小な幅を有するとともに行方向Ｈに延在している。

このような突起ＣＰ１及びＣＰ２が短辺Ｓ１に近接した位置に配置されているため、第１構成例と同様に、突起ＣＰ１及びＣＰ２と短辺Ｓ１との間の領域Ｐは、暗線を生ずることなく表示に寄与する。

また、突起ＣＰ１及びＣＰ２の短辺Ｓ２側に信号配線ＷＰが配置されている。したがって、第１構成例と同様に、実質的に開口率をロスすることがなく、暗線分でロスしていた分の透過率を向上することができる。

また、第１構成例と同様の理由で、一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２のエッジは、信号配線ＷＰのエッジの直上に位置していることが望ましい。

また、第１構成例と同様の理由で、一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２のそれぞれの長さは、略同一であることが望ましい。加えて、これらの一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２は、配向制御部ＡＬＣと交差しないように配置されている。すなわち、配向制御部ＡＬＣは、一対の突起ＣＰ１及びＣＰ２の間の画素電極ＥＰの直上を通るように配置されている。

このような第２構成例に対応したデバイスについても透過率を測定したところ、第１構成例と同等の透過率向上が確認できた。

上述した第１構成例及び第２構成例において、信号配線ＷＰは、画素電極の短辺と平行に延在した配線であれば良く、ゲート線Ｙであっても良いし、補助容量線ＡＹであっても良い。

また、信号配線ＷＰに加え、画素電極ＥＰを横切る行方向Ｈに延在した第２信号配線が配置される場合には、これらの２つの信号配線によって全ての暗線をカバーすることが可能となる。すなわち、図１０に示すように、第２信号配線ＷＰ２は、画素電極ＥＰの他方の短辺Ｓ２と対向するように信号配線ＷＰと略平行に配置されている。

これにより、信号配線ＷＰは、切欠Ｃ１及びＣ２、あるいは、突起ＣＰ１及びＣＰ２の短辺Ｓ２側で発生する暗線に重なる一方で、第２信号配線は、画素電極ＥＰの他方の短辺Ｓ２の信号配線ＷＰ側で発生する暗線に重なる。このため、実質的に開口率をロスすることがなく、暗線分でロスしていた分の透過率を向上することができる。

このような第２信号配線ＷＰ２は、ゲート線Ｙであっても良いし、補助容量線ＡＹであっても良い。すなわち、信号配線ＷＰがゲート線Ｙである場合には、第２信号配線ＷＰ２は補助容量線ＡＹであり、また、第２信号配線ＷＰ２がゲート線Ｙである場合には、信号配線ＷＰは補助容量線ＡＹである。

以上説明したように、この実施の形態によれば、直線偏光を利用した垂直配向モードの液晶表示装置において、広い視野角特性及び高いコントラスト比を実現できるとともに、透過率を向上することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係るＭＶＡモードの液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示装置に適用されるアレイ基板及び対向基板の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、ＭＶＡモードを実現する画素構成の一例を示す平面図である。 図４は、図３に示した画素の断面構造の一例を示す図である。 図５は、図３に示した画素の断面構造の他の例を示す図である。 図６は、第１構成例に係るＭＶＡモードの液晶表示装置の画素構成を示す平面図である。 図７は、図６に示した画素の断面構造を示す図である。 図８は、第２構成例に係るＭＶＡモードの液晶表示装置の画素構成を示す平面図である。 図９は、図８に示した画素の断面構造を示す図である。 図１０は、本実施形態の変形例の画素構成を示す平面図である。

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＢＬ…バックライト
ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層
ＤＳＰ…アクティブエリア ＰＸ…画素
ＥＰ…画素電極 Ｗ…スイッチング素子 ＥＴ…対向電極
Ｙ…ゲート線 Ｘ…ソース線 ＡＹ…補助容量線
ＡＬＣ…配向制御部（ＳＬ…スリット ＲＤ…リッジ）
Ｃ…切欠 ＣＰ…突起
ＷＰ…信号配線 ＷＰ２…第２信号配線

Claims (14)

1. 第１基板と第２基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層を保持した構成の直線偏光を利用した垂直配向モードの液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
   前記第１基板の前記第２基板側に配置され、略長方形状の画素電極と、
   前記画素電極の長辺における中点より一方の短辺側で交差するように配置された遮光性の信号配線であって、ゲート線あるいは補助容量線である信号配線と、
   前記第２基板の前記第１基板側に配置された対向電極と、
   前記画素電極の中央の直上を通り前記画素電極の長辺と平行に延在した配向制御部と、を備え、
   前記画素電極には、前記一方の短辺と前記信号配線との間において、一対の前記長辺のそれぞれから前記信号配線と略平行に延在した一対の切欠が形成され、前記一対の切欠は前記信号配線と重なることなく、前記一対の切欠のエッジが前記信号配線のエッジの直上に位置し、前記一対の切欠は前記配向制御部から離間したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記一対の切欠の幅は２μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記一対の切欠のそれぞれの長さは略同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記対向電極には、前記配向制御部としてスリットが形成され、
   前記スリットは、前記一対の切欠の間の前記画素電極の直上を通ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２基板の前記第１基板側において、前記配向制御部として絶縁性のリッジを備え、
   前記リッジは、前記一対の切欠の間の前記画素電極の直上を通ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 第１基板と第２基板との間に負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層を保持した構成の直線偏光を利用した垂直配向モードの液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
   前記第１基板の前記第２基板側に配置され、略長方形状の画素電極と、
   前記画素電極の長辺における中点より一方の短辺側で交差するように配置された遮光性の信号配線であって、ゲート線あるいは補助容量線である信号配線と、
   前記画素電極の前記一方の短辺と前記信号配線との間において、一対の前記長辺のそれぞれから前記信号配線と略平行に延在した絶縁性の一対の突起と、
   前記第２基板の前記第１基板側に配置された対向電極と、
   前記画素電極の中央の直上を通り前記画素電極の長辺と平行に延在した配向制御部と、
   を備え、
   前記一対の突起は前記信号配線と重なることなく、前記一対の突起のエッジが前記信号配線のエッジの直上に位置し、前記一対の突起は前記配向制御部から離間したたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記一対の突起の幅は２μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記一対の突起のそれぞれの長さは略同一であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記対向電極には、前記配向制御部としてスリットが形成され、
   前記スリットは、前記一対の突起の間の前記画素電極の直上を通ることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
10. 前記第２基板の前記第１基板側において、前記配向制御部として絶縁性のリッジを備え、
    前記リッジは、前記一対の突起の間の前記画素電極の直上を通ることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
11. 前記画素電極の前記一方の短辺から前記一対の切欠または突起までの距離は２μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１または６に記載の液晶表示装置。
12. 前記第１基板は、前記画素電極の他方の短辺と対向するように前記信号配線と略平行に配置された第２信号配線を備えたことを特徴とする請求項１または６に記載の液晶表示装置。
13. 前記第２信号配線は、ゲート線あるいは補助容量線であることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記液晶表示パネルの前記第１基板側に配置され、前記液晶表示パネルを照明するバックライトと、
    前記第１基板と前記バックライトとの間に配置された第１偏光板と、
    前記第２基板の外面において、吸収軸が前記第１偏光板の吸収軸と直交するように配置された第２偏光板と、
    を備えたことを特徴とする請求項１または６に記載の液晶表示装置。

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