JP5452944B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
この発明は、液晶表示装置に係り、例えば垂直配向（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、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。
このような垂直配向モードの液晶表示装置においては、液晶層を保持するセルギャップのばらつきは、液晶分子の配向不良を招き、これに起因した透過率のばらつきや白表示の際の色づき、輝度ムラなどなどの表示不良を生ずるおそれがある。
特開２００８−１９７４９３号公報
この発明の目的は、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な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基板に配置され、隣接する第１画素電極及び第２画素電極と、
第２基板に配置され、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向するとともに、前記第１画素電極と交差する第１切欠部及び前記第２画素電極と交差する第２切欠部が形成された対向電極と、
前記第１基板において前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置され、前記対向電極の前記第１切欠部と前記第２切欠部との間の電極部に対向し、前記第２基板を支持する柱状スペーサと、
前記第１基板の前記第１画素電極及び前記第２画素電極と前記第２基板の前記対向電極との間に保持された負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
第1基板に配置され、隣接する第１画素電極及び第２画素電極と、
第２基板に配置され、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向するとともに、前記第１画素電極と交差する第１切欠部及び前記第２画素電極と交差する第２切欠部が形成された対向電極と、
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前記第１基板の前記第１画素電極及び前記第２画素電極と前記第２基板の前記対向電極との間に保持された負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、
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、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な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、すなわち第１基板としてのアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板としての対向基板ＣＴと、を備えている。これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、シール材ＳＥによって貼り合わせられている。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、画像を表示する表示エリアすなわちアクティブエリア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、アクティブエリアＤＳＰにおいて、第１方向である行方向Ｈに沿ってそれぞれ延出したｎ本のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、第２方向である列方向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などを備えている。
ゲート線Ｙ及びソース線Ｘ、は、例えばアルミニウム、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。
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。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ている（あるいは、ゲート電極ＷＧはゲート線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳは、ソース線Ｘに電気的に接続されている（あるいは、ソース電極ＷＳはソース線Ｘと一体に形成されている）。スイッチング素子Ｗのドレイン電極ＷＤは、画素電極ＥＰに電気的に接続されている。
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。
ｎ本のゲート線Ｙは、それぞれアクティブエリアＤＳＰの外側に引き出され、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の外側に引き出され、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。
一方、対向基板ＣＴは、アクティブエリアＤＳＰにおいて、対向電極ＥＴなどを備えている。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。この対向電極ＥＴは、複数の画素ＰＸに共通である。つまり、対向電極ＥＴは、各画素ＰＸの画素電極ＥＰと対向し、コモン電位の端子ＣＯＭに電気的に接続されている。
図２に示すように、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。スイッチング素子Ｗや画素電極ＥＰなどは、アレイ基板ＡＲにおいて、絶縁基板１０の一方の主面（つまり、対向基板ＣＴに対向する側）に配置されている。
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。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、例えば、上述したゲート線と同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、ゲート線とともに層間絶縁膜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。ソース電極ＷＳは、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、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及びドレイン電極ＷＤは、例えば、上述したソース線と同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、ソース線とともに絶縁膜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。このような絶縁膜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とにより形成されている。このため、絶縁膜１８は、下地の凹凸を吸収し、その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の上に配置されている。この画素電極ＥＰは、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。つまり、この第１配向膜２０は、画素電極ＥＰ及び絶縁膜１８の上に配置されている。
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。対向電極ＥＴなどは、対向基板ＣＴにおいて、絶縁基板３０の一方の主面（つまり、アレイ基板ＡＲに対向する側）に配置されている。
また、対向基板ＣＴは、遮光層ＢＭを備えている。この遮光層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。このような遮光層ＢＭは、絶縁基板３０の上に配置され、アレイ基板ＡＲに設けられたスイッチング素子Ｗなどの他に上述したゲート線やソース線などの各種配線に対向している。
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。このカラーフィルタ層３４は、絶縁基板３０の上に配置され、また、その一部が遮光層ＢＭの上に配置されている。
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。
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。
対向電極ＥＴは、カラーフィルタ層３４の上、あるいは図示しないオーバーコート層の上に配置され、画素電極ＥＰと対向している。
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。つまり、第２配向膜３６は、対向電極ＥＴの上に配置されている。
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の第１配向膜２０と対向基板ＣＴの第２配向膜３６との間には、所定のセルギャップが形成されている。
液晶層ＬＱは、上述したセルギャップに封入されている。すなわち、液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＥＰと対向基板ＣＴの対向電極ＥＴとの間に保持された負の誘電率異方性を有する液晶分子４０を含む液晶組成物によって構成されている。液晶層ＬＱと画素電極ＥＰとの間には、第１配向膜２０が介在している。液晶層ＬＱと対向電極ＥＴとの間には、第２配向膜３６が介在している。
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ＥＴ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。
また、図２に示すように、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトＢＬは、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板ＡＲと対向する側に配置されている。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、つまり、アレイ基板ＡＲのバックライトＢＬと対向する面には、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の他方の外面には、第２光学素子ＯＤ２が配置されている。これらの第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、それぞれ偏光板を有している。また、これらの第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、必要に応じて位相差板を有していてもよい。
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は、直線偏光となり、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。
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、図３に示すように、対向電極ＥＴには、切欠部ＳＬが形成されている。この切欠部ＳＬは、対向電極ＥＴを除去した部分であり、対向電極ＥＴの無い部分である。また、この切欠部ＳＬは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＥＰと対向基板ＣＴの対向電極ＥＴとの間に電界が形成された状態で液晶層ＬＱに含まれる液晶分子４０の配向を制御する配向制御部として機能する。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、切欠部ＳＬを避けるように形成される。このため、切欠部ＳＬの周辺では、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に液晶表示パネルＬＰＮの法線ＮＭに対して傾斜した電界が形成される。このため、切欠部ＳＬ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、切欠部ＳＬを挟んで隣接する領域において、切欠部ＳＬ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も互いに逆方向に配向する。このような切欠部ＳＬ付近の液晶分子４０の配向状態は、切欠部ＳＬ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。
図４に示すように、アレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴを支持する柱状スペーサＳＰを備えている。なお、図４においては、説明に必要な構成のみを図示している。柱状スペーサＳＰは、行方向Ｈに隣接する２つの画素電極ＥＰの間に配置されている。例えば、図４において、柱状スペーサＳＰＸに着目すると、柱状スペーサＳＰＸは、第１画素電極ＥＰ１と第２画素電極ＥＰ２との間に配置されている。
なお、柱状スペーサＳＰの底部ＳＰＢの一部は、画素電極ＥＰに重なっているが、画素電極ＥＰに重ならないように配置されても良い。また、柱状スペーサＳＰは、全ての画素電極間に配置する必要はない。図４に示した例では、行方向Ｈに隣接する２つの柱状スペーサＳＰの間には、３つの画素電極ＥＰが配置されている。
この柱状スペーサＳＰは、樹脂材料をパターニングすることによって形成されている。この柱状スペーサＳＰは、例えば、底部ＳＰＢの面積が先端部である上部ＳＰＴの面積よりも大きいテーパー状に形成されている。画素電極ＥＰ及び柱状スペーサＳＰの表面は、第１配向膜２０によって覆われている。
対向電極ＥＴには、画素電極ＥＰと交差する切欠部ＳＬが形成されている。切欠部ＳＬは、略一定の長さで区切られている。つまり、切欠部ＳＬのそれぞれは、行方向Ｈに延在し、略同一の長さを有している。行方向Ｈに隣接する２つの切欠部ＳＬの間には、対向電極ＥＴの電極部ＥＤが位置している。
この電極部ＥＤは、対向電極ＥＴの一部に相当し、対向電極ＥＴと同一の膜厚に形成されている。この電極部ＥＤは、行方向Ｈに隣接する２つの画素電極ＥＰの間の領域に対向している。柱状スペーサＳＰは、対向電極ＥＴの切欠部ＳＬの間の電極部ＥＤに対向している。電極部ＥＤと対向するのは、柱状スペーサＳＰの上部ＳＰＴである。
例えば、図４において、柱状スペーサＳＰＸに着目すると、柱状スペーサＳＰＸは、対向電極ＥＴの第１切欠部ＳＬ１と第２切欠部ＳＬ２との間の電極部ＥＤＸに対向している。第１切欠部ＳＬ１は第１画素電極ＥＰ１と交差し、第２切欠部ＳＬ２は第２画素電極ＥＰ２と交差するように形成されている。
なお、柱状スペーサＳＰＸの上部ＳＰＴの一部は、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２と対向していても良く、第１切欠部ＳＬ１または第２切欠部ＳＬ２の一方と対向していても良いし、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２のいずれとも対向しない（つまり、電極ＥＤＸのみと対向する）ように配置されても良い。
換言すれば、柱状スペーサＳＰＸの上部ＳＰＴの平面部分は、第１切欠部ＳＬ１または第２切欠部ＳＬ２の一方と重なっていても良いし、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２のいずれとも重ならない（つまり、電極ＥＤＸのみと対向する）ように配置されても良い。
対向電極ＥＴの表面は、第２配向膜３６によって覆われている。つまり、柱状スペーサＳＰと電極部ＥＤとは直接接触することがなく、柱状スペーサＳＰと電極部ＥＤとの間には、第１配向膜２０及び第２配向膜３６が介在している。液晶層ＬＱは、このような柱状スペーサＳＰによって形成されたセルギャップの間に保持されている。
このような構成によれば、柱状スペーサＳＰが対向電極ＥＴの電極部ＥＤに対向することを前提としてセルギャップが設定されている。このため、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを貼り合わせる際に、合わせずれが生じたとしても、柱状スペーサＳＰの少なくとも一部が電極部ＥＤと対向することによって設定通りのセルギャップを形成することができる。
このため、セルギャップのばらつきを抑制することが可能となり、セルギャップのばらつきに起因した液晶分子の配向不良を抑制することができる。したがって、表示不良の発生を抑制することができる。
図５に示すように、対向電極ＥＴに形成された切欠部ＳＬは、画素電極ＥＰが隣接する行方向Ｈに沿って延在している。なお、図５において、図４と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
対向電極ＥＴにおいて、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２、及び、第１切欠部ＳＬ１と第２切欠部ＳＬ２との間の電極部ＥＤＸは、行方向Ｈに沿った同一直線上に配置されている。つまり、電極部ＥＤＸに対向する柱状スペーサＳＰＸも、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２とは、行方向Ｈに沿った同一直線上に配置されている。なお、他の電極部ＥＤについても、これを挟む２つの切欠部ＳＬと同一直線上に配置されている。また、他の柱状スペーサＳＰについても、それぞれ電極部ＥＤに対向し、また、この電極部ＥＤを挟む２つの切欠部ＳＬと同一直線上に配置されている。
このため、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの行方向Ｈに沿った合わせずれを生じても、柱状スペーサＳＰの少なくとも一部は電極部ＥＤに対向し、所定のセルギャップを維持することができる。
なお、各電極部ＥＤの列方向Ｖにおいては、対向電極ＥＴが延在している。このため、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの列方向Ｖに沿った合わせずれを生じても、柱状スペーサＳＰの少なくとも一部は対向電極ＥＴに対向し、所定のセルギャップを維持することができる。
また、対向電極ＥＴは、切欠部ＳＬによって分離されることは無く、電極部ＥＤを介して繋がっている。つまり、対向電極ＥＴは、複数の画素電極ＥＰに対向するとともに、島状に形成された切欠部ＳＬの間の電極部ＥＤによって繋がっている。このため、対向電極ＥＴの一部にクラックが生じたとしても、電気的な接続が確保され、線欠陥などの表示不良の発生を防止することができる。
また、図５に示すように、各画素電極ＥＰは、列方向Ｖに延出した長方形状に形成され、行方向Ｈに沿った一対の短辺Ｓを有するとともに列方向Ｖに沿った一対の長辺Ｌを有している。
対向電極ＥＴにおいて、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２、及び、第１切欠部ＳＬ１と第２切欠部ＳＬ２との間の電極部ＥＤＸは、長辺Ｌの中点Ｍを通る行方向Ｈに沿った同一直線上に配置されている。つまり、電極部ＥＤＸに対向する柱状スペーサＳＰＸも、第１切欠部ＳＬ１及び第２切欠部ＳＬ２とは、長辺Ｌの中点Ｍを通る行方向Ｈに沿った同一直線上に配置されている。なお、他の電極部ＥＤについても、これを挟む２つの切欠部ＳＬとともに、中点Ｍを通る同一直線上に配置されている。また、他の柱状スペーサＳＰについても、それぞれ電極部ＥＤに対向し、また、この電極部ＥＤを挟む２つの切欠部ＳＬとともに、中点Ｍを通る同一直線上に配置されている。
すなわち、各画素電極ＥＰは、切欠部ＳＬによって略２等分されている。このため、各画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電界が形成された際には、液晶分子は、図５中の矢印で示したように切欠部ＳＬに向かって互いに逆向きに配向する。これにより、視野角が補償される。
また、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの合わせずれが生じた場合であっても、柱状スペーサＳＰは、長辺Ｌの中点Ｍの付近に位置しているため、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に形成される電界に悪影響を与えにくい。すなわち、柱状スペーサＳＰが不所望な向きに液晶分子を配向させる核となることがなく、液晶分子を所望の配向状態（図中の矢印で示した向きの配向状態）に維持することができる。このため、配向安定性が確保され、実質的に表示に寄与する開口率の低減を抑制できる。
遮光層ＢＭは、図４に示すように、対向基板ＣＴにおいて、画素電極ＥＰの間の領域に対向するように配置されている。対向電極ＥＴの電極部ＥＤは、カラーフィルタ層３４を介して遮光層ＢＭと対向している。図５に示すように、遮光層ＢＭは、列方向Ｖに沿って延在している。一部の遮光層ＢＭは、電極部ＥＤと対向し、また、他の遮光層ＢＭは切欠部ＳＬと交差している。
切欠部ＳＬは、複数の画素電極ＥＰに交差するように形成されている。例えば、第１切欠部ＳＬ１は、第１画素電極ＥＰ１の第２画素電極ＥＰ２とは反対側に延在し、第３画素電極ＥＰ３に交差している。ここに示した例では、各切欠部ＳＬは、３つの画素電極ＥＰに交差するように形成されている。
つまり、行方向Ｈに隣接する２本の遮光層ＢＭ１及びＢＭ２は、切欠部ＳＬと交差している。また、遮光層ＢＭ３は、電極部ＥＤと交差している。電極部ＥＤに対向する柱状スペーサＳＰは、実質的に表示に寄与しない遮光層ＢＭ３と対向するように配置されている。
本実施形態において、図１に示すように、シール材ＳＥは、ループ状に配置されている。この場合、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのいずれか一方の基板上にシール材ＳＥを配置した後、シール材ＳＥによって囲まれた領域内に液晶組成物を所定量滴下し、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを真空状態で貼り合わせた後に、真空状態から大気圧状態に戻す。これにより、シール材ＳＥより内側の領域と外気との圧力差によってシール材ＳＥが潰れ、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間の所定のセルギャップに液晶層ＬＱが保持される。このような滴下注入法によれば、タクトタイムの短縮、材料の利用効率の向上といった効果が得られる。
このような滴下注入法を適用する構成においては、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間の容積が予め決まっており、この容積に対応して滴下する液晶組成物の体積も予め決まっている。このため、セルギャップの変動は、液晶組成物の過不足状態を招くおそれがあり、滴下注入法を適用する構成においては高いギャップ精度が要求される。
本実施形態によれば、セルギャップのばらつきを抑制することができるため、滴下注入法を適用した構成において、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に液晶組成物を過不足なくこと封入することが可能となるとともに、滴下注入法を適用したことによる効果が得られる。
≪実施例≫
アレイ基板ＡＲにおいて、２７．５μｍの画素ピッチで画素電極ＥＰを配置する。また、このアレイ基板ＡＲにおいて、画素電極ＥＰの間に柱状スペーサＳＰを配置する。対向基板ＣＴにおいて、液晶分子の配向を制御するために対向電極ＥＴに１５μｍの幅の切欠部ＳＬを形成する。行方向Ｈに隣接する切欠部ＳＬの間には、１１．５μｍの幅で切欠部ＳＬを繋ぐように電極部ＥＤを形成する。
アレイ基板ＡＲにおいて、２７．５μｍの画素ピッチで画素電極ＥＰを配置する。また、このアレイ基板ＡＲにおいて、画素電極ＥＰの間に柱状スペーサＳＰを配置する。対向基板ＣＴにおいて、液晶分子の配向を制御するために対向電極ＥＴに１５μｍの幅の切欠部ＳＬを形成する。行方向Ｈに隣接する切欠部ＳＬの間には、１１．５μｍの幅で切欠部ＳＬを繋ぐように電極部ＥＤを形成する。
アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、柱状スペーサＳＰが電極部ＥＤに対向するように配置し、この状態でシール材ＳＥにより貼り合わせる。
その結果、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの貼り合せ精度が悪化したとしても、柱状スペーサＳＰの位置ずれによるセルギャップの変動がなくなった。また、セルギャップの変動による表示不良の発生も確認されなかった。また、対向電極ＥＴの切欠部ＳＬを一定間隔で区切ることにより、対向電極ＥＴのクラックによる線欠不良を防止でき、クラックによる表示不良も低減された。
以上説明したように、この実施の形態によれば、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な垂直配向モードの液晶表示装置を提供することができ、広い視野角特性を実現できるとともに、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。
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 ＳＥ…シール材
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 ＥＤ…電極部 ＳＬ…切欠部
ＳＰ…柱状スペーサ
ＢＭ…遮光層
ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層 ＳＥ…シール材
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 ＥＤ…電極部 ＳＬ…切欠部
ＳＰ…柱状スペーサ
ＢＭ…遮光層
Claims (6)
- 第1基板に配置され、第１方向に隣接するとともにそれぞれ第１方向に直交する第２方向に延在した一対の長辺を有する第１画素電極及び第２画素電極と、
第２基板に配置され、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向するとともに、前記第１画素電極を含む複数の画素電極と交差し第１方向に沿って延在した第１切欠部及び前記第２画素電極を含む複数の画素電極と交差し第１方向に沿って延在した第２切欠部が形成され、前記第１切欠部と前記第２切欠部との間の電極部を有する対向電極と、
前記第１基板において前記第１画素電極と前記第２画素電極との間に配置され、前記対向電極の前記電極部に対向し、その一部が前記第１切欠部及び前記第２切欠部のそれぞれに対向し、前記第２基板を支持する柱状スペーサと、
前記第１基板の前記第１画素電極及び前記第２画素電極と前記第２基板の前記対向電極との間に保持された負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記柱状スペーサと、前記第１切欠部及び前記第２切欠部とは、第１方向に沿った同一直線上に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記柱状スペーサと、前記第１切欠部及び前記第２切欠部とは、前記長辺の中点を通る第１方向に沿った同一直線上に配置された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。
- さらに、前記第２基板に配置され、前記対向電極の前記電極部と対向するとともに、第１方向に交差する第２方向に延在した遮光層を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記第１切欠部は、前記第１画素電極及び前記第２画素電極とは反対側に延在し、前記遮光層と交差することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
- さらに、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるループ状に配置されたシール材を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
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