JP6003192B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、対向面に配向膜を有する一対の基板の間に液晶層が封止された液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関する。
近年、液晶テレビジョン受像機やノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Display)が多く用いられている。この液晶ディスプレイは、基板間に挟持された液晶層中に含まれる液晶分子の分子配列(配向)によって様々な表示モード(方式)に分類される。表示モードとして、例えば、電圧をかけない状態で液晶分子がねじれて配向しているTN(Twisted Nematic;ねじれネマティック)モードがよく知られている。TNモードでは、液晶分子は、正の誘電率異方性、即ち、液晶分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて大きい性質を有している。そのため、液晶分子は、基板面に対して平行な面内において、液晶分子の配向方位を順次回転させつつ、基板面に垂直な方向に整列させた構造となっている。
この一方で、電圧をかけない状態で液晶分子が基板面に対して垂直に配向しているVA(Vertical Alignment)モードに対する注目が高まっている。VAモードでは、液晶分子は、負の誘電率異方性、即ち、液晶分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて小さい性質を有しており、TNモードに比べて広視野角を実現できる。
このようなVAモードの液晶ディスプレイでは、電圧が印加されると、基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子が、負の誘電率異方性により、基板に対して平行方向に倒れるように応答することによって、光を透過させる構成となっている。ところが、基板に対して垂直方向に配向した液晶分子の倒れる方向は任意であるため、電圧印加により液晶分子の配向が乱れ、よって、電圧に対する応答特性を悪化させる要因となっていた。
そこで、電圧印加時における液晶分子の配向を規制する手法として、これまでにも様々な提案がなされている。例えば、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)方式やPVA(Patterned Vertical Alignment)方式、あるいは、光配向膜を使用する手法(例えば、特開平5−232473号参照)が提案されている。MVA方式では、スリットやリブ(突起)を用いることにより、配向制御を行いつつ、高視野角を実現する。最近では、この他にも、一方の基板に形成された電極(具体的には、画素電極)に複数の微細なスリットを設け、他方の基板に形成された電極(具体的には、対向電極)をスリットの無い、所謂ベタ電極とした構造(ファインスリット構造とも呼ばれる)が提案されている(例えば、特開2002−357830号参照)。しかしながら、ファインスリット構造にあっては、微小なライン・アンド・スペースから成るスリットにおいて電界の加わらない部分が存在し、更に、ラインのエッジ近傍において、電圧印加時、液晶分子の配向状態がツイスト構造を取るために、透過率が低下するといった問題がある。
このような問題を解決するための技術が、即ち、画素電極に、複数の微細なスリットを設ける代わりに凹凸部を形成する技術が、特開2011−232736号に開示されている。
特開平5−232473号 特開2002−357830号 特開2011−232736号
特開2011−232736号に開示された技術は、ファインスリット構造における上述した問題の発生を効果的に抑制することができるが、更に一層、暗線の発生を少なくすべき要望、即ち、一層均一な高透過率を実現することに対する強い要望がある。また、一層良好な電圧応答特性に対する強い要請もある。
従って、本開示の目的は、一層良好な電圧応答特性を達成することができ、また、一層均一な高透過率を実現することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の第1の態様〜第4の態様に係る液晶表示装置は、
第1基板及び第2基板、
第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であり、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与される。
そして、本開示の第1の態様に係る液晶表示装置において、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
第1電極に設けられた凸部には、複数の段差部が形成されている。
また、本開示の第2の態様に係る液晶表示装置において、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
画素と画素との間に位置する第1基板の部分から、画素周辺部に対応する第1基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている。
また、本開示の第3の態様に係る液晶表示装置において、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
幹凸部と対応する第2電極の部分には、配向規制部が形成されている。
また、本開示の第4の態様に係る液晶表示装置において、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている。
本開示の第1の態様に係る液晶表示装置において、幹凸部に複数の段差部(高低差)が形成されているので、幹凸部において電場の強弱が生じ、あるいは又、横電界が生じる。その結果、幹凸部における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、幹凸部における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。
また、本開示の第2の態様に係る液晶表示装置において、凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されているので、凹凸部の周辺部が平坦な場合と比べて、より一層強い電場が凹凸部の周辺部に生じる。その結果、凹凸部の周辺部における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、凹凸部の周辺部における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、良好な電圧応答特性を保持することができる。
更には、本開示の第3の態様に係る液晶表示装置にあっては、幹凸部と対応する第2電極の部分には配向規制部が形成されているので、第2電極によって生成された電場が配向規制部近傍において歪み、あるいは又、配向規制部近傍における液晶分子の倒れる方向が規定される。その結果、配向規制部近傍における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、配向規制部近傍における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。
更には、本開示の第4の態様に係る液晶表示装置にあっては、第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されているので、スリット部あるいは突起部が存在しない平坦な凹部が第1電極に形成されている場合と比較して、第1電極によって生成された電場がスリット部近傍において歪み、あるいは又、突起部近傍における液晶分子の倒れる方向が規定される。その結果、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。
図1は、実施例1の液晶表示装置の模式的な一部端面図である。 図2は、実施例1の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図3A、図3B及び図3Cは、実施例1の液晶表示装置における図2の矢印A−A、矢印B−B、矢印C−Cに沿った第1電極等の模式的な一部断面図であり、図3Dは、図3Cの一部を拡大した模式的な一部断面図である。 図4A及び図4Bは、それぞれ、従来の液晶表示装置、及び、実施例1の液晶表示装置における液晶分子の挙動を示す概念図である。 図5は、実施例2の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図6は、実施例3の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図7A及び図7Bは、実施例2の液晶表示装置における図5の矢印A−A及び矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部断面図であり、図7Cは、実施例3の液晶表示装置における図6の矢印C−Cに沿った第1電極等の模式的な一部端面図であり、図7Dは、図7Cの一部を拡大した模式的な一部端面図である。 図8は、実施例3の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図である。 図9は、実施例3の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の別の変形例の模式的な斜視図である。 図10は、実施例4の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図11は、図10に示した実施例4の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な斜視図である。 図12は、実施例5の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図13A及び図13Bは、実施例4の液晶表示装置における図10の矢印A−A及び矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部端面図であり、図13Cは、図13Bの一部を拡大した模式的な一部端面図であり、図13Dは、実施例5の液晶表示装置における図12の矢印D−Dに沿った第1電極の一部を拡大した模式的な一部端面図である。 図14は、実施例6の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図15は、実施例6の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な斜視図である。 図16は、実施例7の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図17は、実施例7の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図である。 図18は、実施例7の液晶表示装置における図16の矢印A−Aに沿った第1電極等の模式的な一部断面図である。 図19は、実施例8の液晶表示装置の模式的な一部端面図である。 図20は、実施例8の液晶表示装置の変形例の模式的な一部端面図である。 図21は、実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図である。 図22は、実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図である。 図23は、実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の別の変形例の模式的な平面図である。 図24は、実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の更に別の変形例の模式的な平面図である。 図25A及び図25Bは、実施例9の液晶表示装置における図21の矢印A−A及び矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部端面図であり、図25C及び図25Dは、実施例9の液晶表示装置における図23の矢印C−C及び矢印D−Dに沿った第1電極等の模式的な一部端面図である。 図26Aは、液晶分子のプレチルトを説明するための模式図であり、図26B及び図26Cは、実施例8の液晶表示装置における液晶分子の挙動を示す概念図である。 図27は、図1に示した液晶表示装置の回路構成図である。 図28A及び図28Bは、TFT等が形成され、第1電極に凹凸部が形成される前の第1基板の模式的な一部端面図である。 図29A、図29B及び図29Cは、実施例1−A、実施例1−B、及び、実施例1−Cにおける透過率のシミュレーション結果を示す画像である。 図30A、図30B及び図30Cは、実施例1−D、実施例8、及び、比較例における透過率のシミュレーション結果を示す画像である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の第1の態様〜第4の態様に係る液晶表示装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1の別の変形)
5.実施例4(本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置)
6.実施例5(実施例4の変形)
7.実施例6(実施例4の別の変形)
8.実施例7(実施例1〜実施例6を含む本開示の第2の態様に係る液晶表示装置)
9.実施例8(本開示の第1−Aの態様、第2−Aの態様に係る液晶表示装置を含む本開示の第3の態様に係る液晶表示装置)
10.実施例9(本開示の第1−Bの態様、第2−Bの態様に係る液晶表示装置を含む本開示の第4の態様に係る液晶表示装置)、その他
[本開示の第1の態様〜第4の態様に係る液晶表示装置、全般に関する説明]
本開示の第1の態様に係る液晶表示装置において、凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置』と呼ぶ。ここで、本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置にあっては、十文字に延びる幹凸部のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる形態を採用することができる。
そして、上記の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置において、幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中心から幹凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。そして、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置において、幹凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中央部から幹凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置において、枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。そして、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置において、枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置において、幹凸部と対応する第2電極の部分には配向規制部が形成されている形態とすることができる。ここで、配向規制部は、第2電極に設けられたスリット部から成る形態とすることができるし、あるいは又、第2電極に設けられた突起部から成る形態とすることができるし、あるいは又、突起状になった第2電極の部分から構成することもできる。突起部は、例えば、レジスト材料から成り、その上には第2電極は形成されていない。突起状になった第2電極の部分を設けるためには第2電極の下側に凸部を形成すればよいし、あるいは又、第1電極における凹凸部の凸部形成方法と同様の方法で突起状になった第2電極の部分を設けることも可能である。スリット部あるいは突起部、突起状になった第2電極の部分の幅は幹凸部の幅よりも狭いことが望ましい。後述する本開示の第2−Aの態様に係る液晶表示装置、本開示の第3の態様に係る液晶表示装置においても同様とすることができる。
あるいは又、本開示の第1の態様に係る液晶表示装置において、凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置』と呼ぶ。ここで、本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置にあっては、画素中心部を通り、画素周辺部に平行な直線のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる形態を採用することができる。
そして、上記の好ましい形態を含む本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置において、幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の外側の縁から幹凸部の断面形状の内側の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置において、枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。そして、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置において、枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置において、第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている形態とすることができる。突起部は、例えば、レジスト材料から成り、その上には第1電極は形成されていない。あるいは又、第1電極には、画素中心部を通る十文字状の凸部が凹部に囲まれて形成されている形態とすることができる。このような十文字状の凸部は、第1電極の下側に十文字状の凸部を形成することで設けることができるし、あるいは又、第1電極における凹凸部の形成方法と同様の方法で設けることも可能である。あるいは又、スリット部若しくは突起部(リブ)を設ける代わりに、画素中心部を通る十文字状の凹部を設けてもよい。後述する本開示の第2−Bの態様に係る液晶表示装置、本開示の第4の態様に係る液晶表示装置においても同様とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1−Aの態様あるいは第1−Bの態様に係る液晶表示装置において、
画素と画素との間に位置する第1基板の部分から、画素周辺部に対応する第1基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている形態とすることができる。尚、凸構造は、周知の材料から構成されたブラックマトリクスに基づき形成されている形態とすることができる。
また、本開示の第2の態様に係る液晶表示装置において、凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第2−Aの態様に係る液晶表示装置』と呼ぶ。ここで、本開示の第2−Aの態様に係る液晶表示装置にあっては、十文字に延びる幹凸部のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる形態を採用することができる。
そして、上記の好ましい形態を含む本開示の第2−Aの態様に係る液晶表示装置において、幹凸部と対応する第2電極の部分には配向規制部が形成されている形態とすることができる。ここで、配向規制部は、第2電極に設けられたスリット部から成る形態とすることができるし、あるいは又、第2電極に設けられた突起部から成る形態とすることができる。
あるいは又、本開示の第2の態様に係る液晶表示装置において、凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第2−Bの態様に係る液晶表示装置』と呼ぶ。ここで、本開示の第2−Bの態様に係る液晶表示装置にあっては、画素中心部を通り、画素周辺部に平行な直線のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる形態を採用することができる。
そして、上記の好ましい形態を含む本開示の第2−Bの態様に係る液晶表示装置において、第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第2の態様に係る液晶表示装置において、凸構造は、周知の材料から構成されたブラックマトリクスに基づき形成されている形態とすることができる。
また、本開示の第3の態様に係る液晶表示装置において、配向規制部は、第2電極に設けられたスリット部から成る形態とすることができるし、あるいは又、第2電極に設けられた突起部から成る形態とすることができる。
また、本開示の第4の態様に係る液晶表示装置において、画素と画素との間に位置する第1基板の部分の射影像とブラックマトリクスの射影像が重なるようにブラックマトリクスを形成する形態とすることができるし、画素と画素との間に位置する第1基板の部分から凹凸部の端部に亙る領域の射影像とブラックマトリクスの射影像が重なるようにブラックマトリクスを形成する形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第1の態様〜第4の態様に係る液晶表示装置(以下、これらを総称して、単に、『本開示の液晶表示装置』と呼ぶ場合がある)において、液晶分子は負の誘電率異方性を有する形態とすることができる。
本開示の液晶表示装置あるいは液晶表示素子は、
第1基板に第1電極を形成し、第2基板と対向する第1基板の対向面上、及び、第1電極上に、第1配向膜を形成する工程と、
第2基板に第2電極を形成し、第1基板と対向する第2基板の対向面上、及び、第2電極上に、第2配向膜を形成する工程と、
第1基板及び第2基板を、第1配向膜と第2配向膜とが対向するように配置し、第1配向膜と第2配向膜との間に液晶層を封止する工程と、
液晶層に対して所定の電場を印加しつつ、少なくとも第1配向膜を構成する高分子化合物を反応(架橋あるいは変形)させることにより液晶分子を配向させる工程、
とを具備する。
そして、この場合、液晶分子を一対の基板の少なくとも一方の基板の表面に対して斜め方向に配列させるように、液晶層に対して電場を印加することが好ましい。尚、基本的に、プレチルトが付与されるときの液晶分子の方位角(偏角)は、電場の強さと方向、及び、配向膜材料の分子構造によって規定され、極角(天頂角)は、電場の強さ、及び、配向膜材料の分子構造によって規定される。
一対の基板は、画素電極を有する基板、及び、対向電極を有する基板から構成されているが、例えば、第1基板を画素電極を有する基板とし、第2基板を対向電極を有する基板とすればよい。対向電極を有する基板(第2基板)側にカラーフィルター層が形成されており、あるいは又、画素電極を有する基板(第1基板)側にカラーフィルター層が形成されている。画素電極を有する基板(第1基板)には、TFT等の画素を駆動するための回路が設けられている。尚、TFT等の画素を駆動するための回路を含む層を、『TFT層』と呼ぶ場合がある。対向電極を有する基板(第2基板)側にカラーフィルター層が形成されている場合、TFT層の上には平坦化層が形成されており、平坦化層上に第1電極が形成されている。一方、画素電極を有する基板(第1基板)側にカラーフィルター層が形成されている場合、TFT層の上にはカラーフィルター層が形成されており、カラーフィルター層上に、あるいは又、カラーフィルター層の上の形成されたオーバーコート層の上に若しくは無機材料から成るパシベーション膜の上に、第1電極が形成されている。液晶表示装置において、画素が複数の副画素から構成される場合、画素を副画素と読み替えればよい。第1電極及び第2電極は、例えば、ITO(インジウム錫酸化物)やIZO、ZnO、SnO等の透明性を有する材料から構成すればよい。また、第2電極は、所謂ベタ電極(パターニングされていない電極)とすることができる。枝凸部及び凹部の幅として、1μm乃至20μm、好ましくは2μm乃至10μmを例示することができる。枝凸部及び凹部の幅が1μm未満では、枝凸部及び凹部の形成が困難となり、十分なる製造歩留りの確保できなくなる虞がある。一方、枝凸部及び凹部の幅が20μmを越えると、駆動電圧を第1電極及び第2電極に印加したとき、第1電極と第2電極との間に良好なる斜め電界が生じ難くなる虞がある。幹凸部の幅として、2×10-6m乃至2×10-5m、好ましくは4×10-6m乃至1.5×10-5mを例示することができる。凹部から、凹部に最も近い凸部までの高さとして、5×10-8m乃至1×10-6m、好ましくは1×10-7m乃至5×10-7mを例示することができるし、凸部における各段差部の高さ(段差部を構成する凸部の隣接する頂面間の高低差)として、5×10-8m乃至1×10-6m、好ましくは1×10-7m乃至5×10-7mを例示することができる。そして、これによって、良好な配向制御が可能となり、十分な製造歩留りを確保できると共に、透過率の低下、プロセス時間の延長を防ぐことができる。
実施例1は、本開示の第1の態様に係る液晶表示装置、具体的には、本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置に関する。図1に、実施例1の液晶表示装置の模式的な一部端面図を示し、図2に、実施例1の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を示し、図3A、図3B、図3Cに、図2の矢印A−A、矢印B−B、矢印C−Cに沿った第1電極等の模式的な一部断面図を示し、図3Dに、図3Cの一部を拡大した模式的な一部断面図を示す。
実施例1あるいは後述する実施例2〜実施例9の液晶表示装置は、
第1基板20及び第2基板50、
第2基板50と対向する第1基板20の対向面に形成された第1電極(画素電極)140,240,340,440、
第1電極140,240,340,440及び第1基板20の対向面を覆う第1配向膜21、
第1基板20と対向する第2基板50の対向面に形成された第2電極(対向電極)160、
第2電極160及び第2基板50の対向面を覆う第2配向膜51、並びに、
第1配向膜21及び第2配向膜51の間に設けられ、液晶分子71A,71B,71Cを含む液晶層70、
を有する画素10が、複数、配列されて成る液晶表示装置であり、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜21によってプレチルトが付与される。尚、液晶分子は負の誘電率異方性を有する。
液晶分子71は、第1配向膜21との界面近傍において第1配向膜21に保持された液晶分子71Aと、第2配向膜51との界面近傍において第2配向膜51に保持された液晶分子71Bと、それら以外の液晶分子71Cとに分類することができる。液晶分子71Cは、液晶層70の厚み方向における中間領域に位置し、駆動電圧がオフの状態において液晶分子71Cの長軸方向(ダイレクタ)が第1基板20及び第2基板50に対してほぼ垂直になるように配列されている。ここで、駆動電圧がオンになると、液晶分子71Cのダイレクタが第1基板20及び第2基板50に対して平行になるように傾いて配向する。このような挙動は、液晶分子71Cにおいて、長軸方向の誘電率が短軸方向よりも小さいという性質を有することに起因している。液晶分子71A,71Bも同様の性質を有することから、駆動電圧のオン・オフの状態変化に応じて、基本的には、液晶分子71Cと同様の挙動を示す。但し、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子71Aは第1配向膜21によってプレチルトθ1が付与され、そのダイレクタが第1基板20及び第2基板50の法線方向から傾斜した姿勢となる。同様に、液晶分子71Bは第2配向膜51によってプレチルトθ2が付与され、そのダイレクタが第1基板20及び第2基板50の法線方向から傾斜した姿勢となる。尚、ここで、「保持される」とは、配向膜21,51と液晶分子71A,71Bとが固着せずに、液晶分子71の配向を規制していることを表している。また、「プレチルトθ(θ1,θ2)」とは、図26A示すように、第1基板20及び第2基板50の表面に垂直な方向(法線方向)をZとした場合に、駆動電圧がオフの状態で、Z方向に対する液晶分子71(71A,71B)のダイレクタDの傾斜角度を指す。
液晶層70では、プレチルトθ1,θ2の双方が0°よりも大きな値を有している。液晶層70では、プレチルトθ1,θ2は、同じ角度(θ1=θ2)であってもよいし、異なる角度(θ1≠θ2)であってもよいが、中でも、プレチルトθ1,θ2は、異なる角度であることが好ましい。これにより、プレチルトθ1,θ2の双方が0°である場合よりも駆動電圧の印加に対する応答速度が向上すると共に、プレチルトθ1,θ2の双方が0°である場合とほぼ同等のコントラストを得ることができる。よって、応答特性を向上させつつ、黒表示の際の光の透過量を低減することができ、コントラストを向上させることができる。プレチルトθ1,θ2を異なる角度とする場合、プレチルトθ1,θ2のうちの大きい方のプレチルトθは、1°以上、4°以下であることがより望ましい。大きい方のプレチルトθを上記した範囲内にすることにより、特に、高い効果が得られる。
尚、第1基板20の上には、TFT層30(詳細は後述する)が形成されており、TFT層30上に、感光性のポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の有機絶縁材料から成る平坦化層22が形成されており、平坦化層22上に第1電極140,240,340,440が形成されている。参照番号146,246は、画素と画素との間に位置する第1基板の部分を示す。平坦化層22は、SiO2やSiN、SiON等の無機絶縁材料から構成することもできる。
そして、実施例1の液晶表示装置にあっては、第1電極140には複数の凹凸部141(凸部142及び凹部145)が形成されており、第1電極140に設けられた凸部142には、複数の段差部が形成されている。
具体的には、実施例1の液晶表示装置において、凹凸部141は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部(主凸部)143、及び、幹凸部143から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部(副凸部)144から構成されている。より具体的には、十文字に延びる幹凸部143のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部144は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部144は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部144は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部144は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる。
そして、幹凸部143の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部143を切断したときの幹凸部143の断面形状は、幹凸部143の断面形状の中心から幹凸部143の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、幹凸部143の頂面は、幹凸部143の中央部の頂面143B、及び、頂面143Bの両側に位置する頂面143Aから構成されている。このように、幹凸部143には2つの段差部が存在し、凹部145を基準としたとき、頂面143A、頂面143Bの順に高くなっている。枝凸部144の頂面を参照番号144Aで示すが、幹凸部143の頂面143Aと枝凸部144の頂面144Aは同じレベルにある。図面において、幹凸部143の頂面143Bには、横方向に延びるハッチングを付し、凹部145には、縦方向に延びるハッチングを付している。
幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、
(a)下地である平坦化層(あるいは後述するカラーフィルター層)の上におけるレジスト材料層の形成(平坦化層及びカラーフィルター層を総称して、『平坦化層等』と呼ぶ)
(b)露光・現像によるレジスト材料層における凹凸部の形成
(c)レジスト材料層及び平坦化層等のエッチバックによる、平坦化層等における凹凸部の形成
(d)平坦化層等の上における透明導電材料層の形成及びパターニング
によって得ることができる。
あるいは又、幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、
(a)平坦化層等の上に形成された下地層の上におけるレジスト材料層の形成
(b)露光・現像によるレジスト材料層における凹凸部の形成
(c)レジスト材料層及び平坦化層等のエッチバックによる、下地層における凹凸部の形成
(d)下地層の上における透明導電材料層の形成及びパターニング
によって得ることができる。
あるいは又、幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、
(a)下地である平坦化層等の上におけるパターニングされた絶縁材料層の形成
(b)平坦化層等及び絶縁材料層上における透明導電材料層の形成及びパターニング
によって得ることができる。
あるいは又、幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、
(a)下地である平坦化層等における透明導電材料層の形成
(b)透明導電材料層上におけるレジスト材料層の形成
(c)露光・現像によるレジスト材料層における凹凸部の形成
(d)レジスト材料層及び透明導電材料層のエッチバック
によって得ることができる。
あるいは又、幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、
(a)下地である平坦化層等における第1透明導電材料層(図3A、図3Bの参照番号140Aを参照)の形成及びパターニング
(b)第1透明導電材料層上における、第1透明導電材料層とエッチング選択比を有する第2透明導電材料層(図3A、図3Bの参照番号140Bを参照)の形成及びパターニング
によって得ることができる。
あるいは又、幹凸部あるいは後述する枝凸部における段差部は、例えば、平坦化層の厚さの最適化を図ることで、第1基板の上、あるいは、第1基板の上方に形成された液晶表示装置構成要素(例えば、各種信号線や補助容量電極、ゲート電極、ソース/ドレイン電極、各種配線)の厚さの影響で平坦化層に凸部を形成することで得ることもできる。
幹凸部あるいは後述する枝凸部の側面は、垂直面であってもよいし、順テーパーが付されていてもよいし、逆テーパーが付されていてもよい。
以上の幹凸部あるいは枝凸部に関する説明は、他の実施例に適用することができる。
図27は、図1に示した液晶表示装置、あるいは、後述する実施例2〜実施例9の液晶表示装置における回路構成を表している。
図27に示すように、液晶表示装置は、表示領域80内に設けられた複数の画素10を有する液晶表示素子を含んで構成されている。この液晶表示装置では、表示領域80の周囲には、ソースドライバ81及びゲートドライバ82と、ソースドライバ81及びゲートドライバ82を制御するタイミングコントローラ83と、ソースドライバ81及びゲートドライバ82に電力を供給する電源回路84とが設けられている。
表示領域80は、映像が表示される領域であり、複数の画素10がマトリクス状に配列されることにより映像を表示可能に構成された領域である。尚、図27では、複数の画素10を含む表示領域80を示しているほか、4つの画素10に対応する領域を別途拡大して示している。
表示領域80では、行方向に複数のソース線91が配列されていると共に、列方向に複数のゲート線92が配列されており、ソース線91及びゲート線92が互いに交差する位置に画素10がそれぞれ配置されている。各画素10は、第1電極140及び液晶層70と共に、TFT93及びキャパシタ94を含んで構成されている。各TFT93では、ソース電極がソース線91に接続され、ゲート電極がゲート線92に接続され、ドレイン電極がキャパシタ94及び第1電極140に接続されている。各ソース線91は、ソースドライバ81に接続されており、ソースドライバ81から画像信号が供給される。各ゲート線92は、ゲートドライバ82に接続されており、ゲートドライバ82から走査信号が順次供給される。
ソースドライバ81及びゲートドライバ82は、複数の画素10の中から特定の画素10を選択する。
タイミングコントローラ83は、例えば、画像信号(例えば、赤、緑、青に対応するRGBの各映像信号)と、ソースドライバ81の動作を制御するためのソースドライバ制御信号とを、ソースドライバ81に出力する。また、タイミングコントローラ83は、例えば、ゲートドライバ82の動作を制御するためのゲートドライバ制御信号をゲートドライバ82に出力する。ソースドライバ制御信号として、例えば、水平同期信号、スタートパルス信号あるいはソースドライバ用のクロック信号等が挙げられる。ゲートドライバ制御信号として、例えば、垂直同期信号や、ゲートドライバ用のクロック信号等が挙げられる。
実施例1の液晶表示装置の製造にあっては、最初に、第1基板20の表面に第1配向膜21を形成すると共に、第2基板50の表面に第2配向膜51を形成する。具体的には、先ず、第1基板20の表面に、第1電極140を例えばマトリクス状に設けることにより第1基板20を作製する。また、カラーフィルターが形成された第2基板50のカラーフィルター上に第2電極160を設けることにより第2基板50を作製する。
そして、配向膜材料を、第1電極140及び第2電極160のそれぞれの上に塗布あるいは印刷した後、加熱処理をする。加熱処理の温度は80゜C以上が好ましく、150゜C以上、200゜C以下とすることがより好ましい。また、加熱処理は、加熱温度を段階的に変化させてもよい。これにより、塗布あるいは印刷された配向膜材料に含まれる溶剤が蒸発し、高分子化合物を含む配向膜21,51が形成される。その後、必要に応じて、ラビング等の処理を施してもよい。
次に、第1基板20と第2基板50とを配向膜21と配向膜51とが対向するように配置し、配向膜21と配向膜51との間に、液晶分子71を含む液晶層70を封止する。具体的には、第1基板20あるいは第2基板50のどちらか一方の、配向膜21,51の形成されている面に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物、例えば、プラスチックビーズ等を散布すると共に、例えば、スクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いてシール部を印刷する。その後、第1基板20と第2基板50とを、配向膜21,51が対向するように、スペーサ突起物及びシール部を介して貼り合わせ、液晶分子71を含む液晶材料を注入する。そして、加熱するなどしてシール部の硬化を行うことにより、液晶材料を第1基板20と第2基板50との間に封止する。
次いで、第1電極140と第2電極160との間に、電圧印加手段を用いて、電圧を印加する。電圧は、例えば、3ボルト〜30ボルトである。これにより、第1基板20及び第2基板50の表面に対して所定の角度をなす方向の電場(電界)が生じ、液晶分子71が、第1基板20及び第2基板50の垂直方向から所定方向に傾いて配向する。即ち、このときの液晶分子71の方位角(偏角)は、電場の強さと方向、及び、配向膜材料の分子構造によって規定され、極角(天頂角)は、電場の強さ、及び、配向膜材料の分子構造によって規定される。従って、電圧の値を適宜調節することにより、液晶分子71A,71Bのプレチルトθ1,θ2の値を制御することが可能である。
更に、電圧を印加した状態のまま、エネルギー線(具体的には紫外線UV)を、例えば、第1基板20の外側から配向膜21,51に対して照射する。即ち、液晶分子71を一対の基板20,50の表面に対して斜め方向に配列させるように、液晶層に対して電場又は磁場を印加しながら紫外線を照射する。これによって、配向膜21,51中の高分子化合物が有する架橋性官能基又は重合性官能基を反応させ、架橋させる。こうして、高分子化合物により液晶分子71の応答すべき方向が記憶され、配向膜21,51近傍の液晶分子71にプレチルトが付与される。そして、この結果、非駆動状態において、液晶層70における配向膜21,51との界面近傍に位置する液晶分子71A,71Bにプレチルトθ1,θ2が付与される。紫外線UVとして、波長295nmから波長365nm程度の光成分を多く含む紫外線が好ましい。これよりも短波長域の光成分を多く含む紫外線を用いると、液晶分子71が光分解し、劣化する虞があるからである。尚、ここでは、紫外線UVを第1基板20の外側から照射したが、第2基板50の外側から照射してもよく、第1基板20及び第2基板50の双方の基板の外側から照射してもよい。この場合、透過率が高い方の基板側から紫外線UVを照射することが好ましい。また、第2基板50の外側から紫外線UVを照射した場合、紫外線UVの波長域に依っては、カラーフィルターに吸収されて架橋反応し難くなる虞がある。そのため、第1基板20の外側(画素電極を有する基板側)から照射することが好ましい。
以上の工程により、図1に示した液晶表示装置(液晶表示素子)を完成させることができる。
液晶表示装置(液晶表示素子)の動作にあっては、選択された画素10では、駆動電圧が印加されると、液晶層70に含まれる液晶分子71の配向状態が、第1電極140と第2電極160との間の電位差に応じて変化する。具体的には、液晶層70では、図1に示した駆動電圧の印加前の状態から、駆動電圧が印加されることにより、配向膜21、51の近傍に位置する液晶分子71A、71Bが自らの傾き方向に倒れ、且つ、その動作がその他の液晶分子71Cに伝播する。その結果、液晶分子71は、第1基板20及び第2基板50に対してほぼ水平(平行)となる姿勢をとるように応答する。これにより、液晶層70の光学的特性が変化し、液晶表示素子への入射光が変調された出射光となり、この出射光に基づいて階調表現されることで、映像が表示される。
この液晶表示装置では、以下の要領で第1電極(画素電極)140と第2電極(対向電極)160との間に駆動電圧を印加することにより、映像が表示される。具体的には、ソースドライバ81が、タイミングコントローラ83からのソースドライバ制御信号の入力により、同じくタイミングコントローラ83から入力された画像信号に基づいて所定のソース線91に個別の画像信号を供給する。これと共に、ゲートドライバ82が、タイミングコントローラ83からのゲートドライバ制御信号の入力により所定のタイミングでゲート線92に走査信号を順次供給する。これにより、画像信号が供給されたソース線91と走査信号が供給されたゲート線92との交差点に位置する画素10が選択され、画素10に駆動電圧が印加される。
具体的には、以下に説明する方法に基づきTFTを形成し、更に、平坦化層22が形成された第1基板20の対向面上に、平均膜厚2.5μmのITOから成る透明導電材料層を形成した。尚、第1基板20は、厚さ0.7mmのガラス基板から成る。
即ち、第1基板20上に形成された絶縁膜20’の上にゲート電極31を形成し、ゲート電極31及び絶縁膜20’の上にゲート絶縁層32を形成する。ゲート絶縁層32は、例えば、SiO2やSiN、SiON、金属酸化物から成る。次いで、ゲート絶縁層32上にチャネル形成領域となる半導体層33を形成した後、半導体層33上にソース/ドレイン電極34を形成する。半導体層33は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンから成り、ソース/ドレイン電極34は、例えば、チタン、クロム、アルミニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、銅等の金属膜や、これらの合金膜又は積層膜から成る。こうして、TFT層30を得ることができる。以上のTFT層30の形成は、周知の方法に基づき行うことができる。尚、TFTは、このような所謂ボトムゲート/トップコンタクト型に限定されず、ボトムゲート/ボトムコンタクト型とすることもできるし、トップゲート/トップコンタクト型とすることもできるし、トップゲート/ボトムコンタクト型とすることもできる。次いで、全面に平坦化層22を形成した後、一方のソース/ドレイン電極34の上方の平坦化層22に接続孔35を形成する。そして、接続孔35を含む平坦化層22の上に、第1電極140を形成するための導電材料層を成膜する(図28A参照)。
次いで、透明導電材料層上にレジスト材料層を形成した後、露光・現像を行うことで、レジスト材料層に凹凸部を形成する。そして、レジスト材料層及び透明導電材料層のエッチバックを行うことで、凹凸部141(幹凸部143、枝凸部144、凹部145)を形成することができる。その後、全面に、厚さ0.1μmのITOから成る透明導電材料層を形成する。幹凸部143、枝凸部144、凹部145の仕様を以下の表1及び表2のとおりとした。次いで、第1電極140の上に3.0μmのスペーサ突起物(JSR株式会社製の感光性アクリル樹脂PC−335)を形成する。一方、厚さ0.7mmのガラス基板から成る第2基板50にカラーフィルターを形成し、カラーフィルター上に、所謂ベタ電極の第2電極160を形成する。
[表1]
幹凸部143の頂面143Aと凹部145との間の高低差 :平均0.20μm
枝凸部144の頂面144Aと凹部145との間の高低差 :平均0.20μm
幹凸部143の幅(幹凸部143の頂面143Aの幅) :8.0μm
幹凸部143の頂面143Bの幅 :4.0μm
枝凸部144の幅(枝凸部144の頂面144Aの幅) :2.5μm
枝凸部144と枝凸部144の間隔(スペース) :2.5μm
[表2]
幹凸部143の頂面143Bと頂面143Aとの間の高低差
実施例1−A:平均0.10μm
実施例1−B:平均0.20μm
実施例1−C:平均0.30μm
実施例1−D:平均0.60μm
その後、第1電極140上に第1配向膜21を形成し、第2電極160の上に第2配向膜51を形成する。具体的には、第1配向膜21及び第2配向膜51として、垂直配向膜材料であるJSR株式会社製JALS2131−R6を使用し、垂直配向膜材料をスピンコート法に基づき、第1電極140及び第2電極160の上に塗布する。次いで、ホットプレート上で80゜C、80の乾燥工程を行った後、窒素雰囲気のクリーンオーブン内で、200゜C、60分間のベーキングを行い、第1配向膜21及び第2配向膜51を得た。
次いで、第2基板50上の外縁に、粒径3.5μmのシリカ粒子を含む紫外線硬化樹脂を塗布することによりシール部を形成し、シール部に囲まれた部分に、ネガ型液晶にアクリルモノマー(新中村化学工業株式会社製A−BP−2E)を0.3質量%混入した液晶材料を滴下注入する。尚、このような液晶表示装置の製造方式は、PSA方式(Polymer Stabilied Alignment方式)と呼ばれる。その後、第1基板20と第2基板50とを貼り合わせ、シール部を硬化させる。続いて、120゜Cのオーブンで1時間加熱し、シール部を完全に硬化させる。これにより、液晶層70が封止され、液晶セルを完成させることができた。尚、プレチルトを記憶する機能を有した配向膜を少なくとも一方の電極上に塗布した後、ネガ型液晶を注入封止するFPA方式(Field-induced Photo-reactive Alignment方式)を採用してもよい。
その後、このように作製された液晶セルに対して、実効値電圧7ボルトの矩形波の交流電界(60Hz)を印加した状態で、10J(波長360nmでの測定)の均一な紫外線を照射し、配向膜21,51中の高分子化合物を反応させる。尚、第1電極140に形成された凹凸部141によって、第1基板20と第2基板50との間に斜め電界が加わる。以上により、第1基板20及び第2基板50側の液晶分子71Aがプレチルトをなす図1に示す液晶表示装置(液晶表示素子)を完成させることができた。最後に、液晶表示装置の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板(図示せず)を貼り付ける。
尚、以下に説明する実施例2〜実施例9における液晶表示装置も、概ね同様の方法で製造することができる。
一方、第1電極に複数の凹凸部が形成されているが、第1電極に設けられた凸部には段差部が形成されていない、即ち、幹凸部143が頂面143Aのみから構成された第1電極を備えた液晶表示装置を、比較例の液晶表示装置として作製した。
こうして得られた実施例1及び比較例の液晶表示装置において特性評価を行った。尚、透過率を、3次元液晶ダイレクタ・電場・光学計算ソフトウェア(シンテック株式会社製、LCD Master 3DFEM Version 7.31)によるシミュレーションに基づき評価した。シミュレーションでは、比較例の液晶表示装置によるシミュレーション結果を基準として、これに対して、透過率の改善を行った設計部分についてのパラメータのみを変更して検討を行った。7.5V印加時の透過率改善率の結果を表3に示す。また、実施例1−A、実施例1−B、実施例1−C、実施例1−D、実施例8、及び、比較例における透過率のシミュレーション結果を示す画像を、図29A、図29B、図29C、図30A、図30B及び図30Cに示す。図30Cに示す比較例の液晶表示装置における暗線(局所的に光透過量の少ない部分)の幅と比較して、実施例1−A、実施例1−B、実施例1−C、実施例1−D、実施例8の暗線の幅は狭くなっている。
[表3]
透過率改善率
実施例1−A 3.1%
実施例1−B 5.0%
実施例1−C 4.7%
実施例1−D 2.1%
実施例8 1.8%
更には、応答速度に関しては、実施例1−A、実施例1−B、実施例1−C、実施例1−Dと比較例の液晶表示装置は同等の値を示した。応答時間を測定する際には、測定装置としてLCD5200(大塚電子株式会社製)を用いて、第1電極140と第2電極160との間に、駆動電圧(2.5ボルト〜7.5ボルト)を印加し、輝度10%からその駆動電圧に応じた階調の90%の輝度となるまでの時間を測定した。
第1基板20にカラーフィルター層を形成してもよい。具体的には、上述したとおり、第1基板20にTFT層30を形成した後、周知の方法に基づき、平坦化層22の代わりにカラーフィルター層23をTFT層30の上に形成する。こうして、COA(Color Filter On Array)構造を得ることができる。そして、一方のソース/ドレイン電極34の上方のカラーフィルター層23に接続孔35を形成した後、接続孔35を含むカラーフィルター層23上に、導電材料層を形成すればよい(図28B参照)。
従来の液晶表示装置において、幹凸部には段差部が形成されていない。それ故、液晶分子の挙動を図4Aの概念図に示すように、幹凸部の中央部における液晶分子に対する配向規制力が弱く、幹凸部の中央部における液晶分子のチルト状態が定まらない状態となる。一方、実施例1にあっては、このように幹凸部143に複数の段差部が形成されているので、即ち、幹凸部143には複数の頂面143A,143Bが形成されているので、幹凸部143の中央部において電場が最も高く、幹凸部143の縁部に向かって電場が低くなる。それ故、液晶分子の挙動を図4Bの概念図に示すように、幹凸部143の中央部における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、幹凸部143の中央部における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部143の中央部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。
実施例2は、実施例1の変形である。図5に、実施例2の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を示し、図7A、図7Bに、図5の矢印A−A、矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部断面図を示す。
実施例2において、幹凸部143の頂面は、幹凸部143の中央部の頂面143C、頂面143Cの両側に位置する頂面143B、及び、頂面143Bの外側に位置する頂面143Aから構成されている。このように、幹凸部143には3つの段差部が存在し、凹部145を基準としたとき、頂面143A、頂面143B、頂面143Cの順に高くなっている。また、幹凸部143の延びる方向に平行な仮想垂直平面で幹凸部143を切断したときの幹凸部143の断面形状は、幹凸部143の断面形状の中央部(頂面143C)から幹凸部143の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する(頂面143B及び頂面143A)。尚、図面において、頂面143Cには、クロスハッチングを付している。幹凸部143の頂面143Cと頂面143Bとの間の高低差、及び、頂面143Bと頂面143Aとの間の高低差を、平均0.20μmとした。幹凸部143、枝凸部144、凹部145の他の仕様は表1と同様である。
以上の点を除き、実施例2の液晶表示装置の構成、構造は、実施例1の液晶表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例3も、実施例1の変形である。図6に、実施例3の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を示し、図7Cに、図6の矢印C−Cに沿った第1電極等の模式的な一部端面図を示し、図7Cの一部を拡大した模式的な一部端面図を図7Dに示す。
実施例3にあっては、枝凸部144の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部144を切断したときの枝凸部144の断面形状は、枝凸部144の断面形状の中心から枝凸部144の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、枝凸部144の頂面は、幹凸部143から延びる頂面144B、及び、頂面144Bの両側に位置する頂面144Aから構成されている。このように、枝凸部144には2つの段差部が存在し、凹部145を基準としたとき、頂面144A、頂面144Bの順に高くなっている。尚、図面において、頂面144Bには、横方向に延びるハッチングを付している。また、図6、図8、図14においては、幹凸部と枝凸部の境界を実線で示している。枝凸部144の頂面144Bと頂面144Aとの間の高低差を平均0.20μmとした。幹凸部143、枝凸部144、凹部145の他の仕様は表1と同様である。幹凸部143の頂面143Bと枝凸部144の頂面144Bは同じレベルにある。
以上の点を除き、実施例3の液晶表示装置の構成、構造は、実施例1の液晶表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
尚、液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を図8に示すように、枝凸部144の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部144を切断したときの枝凸部144の断面形状は、枝凸部144の断面形状の幹凸部側から枝凸部144の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることもできる。また、液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な斜視図を図9に示すように、実施例2において説明した幹凸部143と組み合わせることもできる。
実施例4も実施例1の変形であるが、本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置に関する。実施例4の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を図10に示し、模式的な斜視図を図11に示し、図10の矢印A−A及び矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部端面図を図13A及び図13Bに示し、図13Bの一部を拡大した模式的な一部端面図を図13Cに示す。
実施例4の液晶表示装置においても、第1電極240には複数の凹凸部241(凸部242及び凹部245)が形成されており、第1電極240に設けられた凸部242には、複数の段差部が形成されている。具体的には、実施例4の液晶表示装置において、凹凸部241は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部(主凸部)243、及び、幹凸部243から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部(副凸部)244から構成されている。そして、実施例4の液晶表示装置にあっては、画素中心部を通り、画素周辺部に平行な直線のそれぞれをX軸、Y軸とした(X,Y)座標系を想定したとき、
第1象限を占める複数の枝凸部244は、X座標の値が増加したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第2象限を占める複数の枝凸部244は、X座標の値が減少したときY座標の値が増加する方向に平行に延び、
第3象限を占める複数の枝凸部244は、X座標の値が減少したときY座標の値が減少する方向に平行に延び、
第4象限を占める複数の枝凸部244は、X座標の値が増加したときY座標の値が減少する方向に平行に延びる。
そして、幹凸部243の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部243を切断したときの幹凸部243の断面形状は、幹凸部243の断面形状の外側の縁から幹凸部243の断面形状の内側の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、幹凸部243の頂面は、幹凸部243の外側の縁部近傍の頂面243B、及び、内側の縁部近傍の頂面243Aから構成されている。このように、幹凸部243には2つの段差部が存在し、凹部245を基準としたとき、頂面243A、頂面243Bの順に高くなっている。尚、枝凸部244の頂面を参照番号244Aで示すが、幹凸部243の頂面243Aと枝凸部244の頂面244Aは同じレベルにある。図面において、幹凸部243の頂面243Bには、横方向に延びるハッチングを付し、凹部245には、縦方向に延びるハッチングを付している。画素の中央部に位置する凹部の部分の形状は、概ね十文字状である。幹凸部243、枝凸部244、凹部245の仕様を以下の表4のとおりとした。
[表4]
幹凸部243の頂面243Bと頂面243Aとの間の高低差:平均0.20μm
幹凸部243の頂面243Aと凹部245との間の高低差 :平均0.20μm
枝凸部244の頂面244Aと凹部245との間の高低差 :平均0.20μm
幹凸部243の幅(幹凸部243の頂面243Aの幅) :8.0μm
幹凸部243の頂面243Bの幅 :4.0μm
枝凸部244の幅(枝凸部244の頂面244Aの幅) :2.5μm
枝凸部244と枝凸部244の間隔(スペース) :2.5μm
画素の中央部に設けられた十文字状の凹部の幅 :4.0μm
以上の点を除き、実施例4の液晶表示装置の構成、構造は、実施例1の液晶表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例4にあっては、幹凸部243に複数の段差部が形成されているので、幹凸部243の外側の縁部において電場が最も高く、幹凸部243の内側の縁部に向かって電場が低くなる。その結果、幹凸部243における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、幹凸部243における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部243に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。
実施例5は、実施例4の変形である。実施例5の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を図12に示し、図12の矢印D−Dに沿った第1電極を拡大した模式的な一部端面図を図13Dに示す。
実施例5において、幹凸部243の頂面は、幹凸部243の外側の縁部近傍の頂面243C、並びに、内側の縁部に向かって、頂面243B及び頂面243Aから構成されている。このように、幹凸部243には3つの段差部が存在し、凹部245を基準としたとき、頂面243A、頂面243B、頂面243Cの順に高くなっている。尚、図面において、頂面243Cには、クロスハッチングを付している。幹凸部243の頂面243Cと頂面243Bとの間の高低差、頂面243Bと頂面243Aとの間の高低差を、平均0.20μmとした。幹凸部243、枝凸部244、凹部245の他の仕様は表4と同様である。
以上の点を除き、実施例5の液晶表示装置の構成、構造は、実施例4の液晶表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例6は実施例5の変形である。図14に実施例6の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を示す。
実施例6にあっては、枝凸部244の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部244を切断したときの枝凸部244の断面形状は、枝凸部244の断面形状の中心から枝凸部244の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する。具体的には、枝凸部244の頂面は、幹凸部243の頂面243Bから延びる頂面244B、及び、頂面244Bの両側に位置する頂面244Aから構成されている。そして、凹部245を基準としたとき、枝凸部244には2つの段差部が存在し、頂面244A、頂面244Bの順に高くなっている。尚、図面において、頂面244Bには、横方向に延びるハッチングを付している。枝凸部244の頂面244Bと頂面244Aとの間の高低差を平均0.28μmとした。幹凸部243、枝凸部244、凹部245の他の仕様は表4と同様である。幹凸部243の頂面243Bと枝凸部244の頂面244Bは同じレベルにある。
また、図15に実施例6の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な斜視図を示すように、枝凸部244の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部244を切断したときの枝凸部244の断面形状は、枝凸部244の断面形状の幹凸部側から枝凸部244の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する形態とすることもできる。
以上の点を除き、実施例6の液晶表示装置の構成、構造は、実施例4の液晶表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例4と同様にして、幹凸部243の頂面を、頂面243B、及び、頂面243Bの両側に位置する頂面243Aから構成することもできる。
実施例7は、実施例1〜実施例6において説明した液晶表示装置の変形であり、あるいは又、本開示の第2の態様に係る液晶表示装置に関する。実施例7の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を図16に示すが、図16に示す例は、実施例1の変形である。あるいは又、実施例7の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図を図17に示すが、この液晶表示装置にあっては、第1電極340には複数の凹凸部341が形成されているが、複数の段差部は形成されていない。図16の矢印A−Aに沿った第1電極等の模式的な一部断面図を図18に示す。
実施例7の液晶表示装置にあっては、第1電極140,340には複数の凹凸部141,341が形成されており、画素10と画素10との間に位置する第1基板の部分から、画素周辺部に対応する第1基板の部分に亙り、凸構造147が形成されており、凹凸部141,341の周辺部141A,341Aは凸構造147上に形成されている。ここで、凸構造147は、具体的には、カラーフィルター層23に形成されたブラックマトリクス147Aに基づき形成されている。ブラックマトリクス147Aは、カーボンが添加された光硬化性樹脂から構成されている。尚、幹凸部143、枝凸部144、凹部145の仕様を表1のとおりとし、幹凸部143の頂面143Bと頂面143Aとの間の高低差を、平均0.20μmとした。また、平坦化層22から凹凸部141,341の端部までの高さは、平均0.3μmである。
実施例7の液晶表示装置において、凹凸部141,341の周辺部141A,341Aは凸構造147上に形成されているので、凹凸部の周辺部が平坦な場合と比べ、より一層強い電場が凹凸部の周辺部に生じる。その結果、凹凸部141,341の周辺部141A,341Aにおける液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、凹凸部141,341の周辺部141A,341Aにおける液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、良好な電圧応答特性を保持することができる。
尚、凸構造は、ブラックマトリクスに基づき形成される形態に限定するものではなく、第1基板20の上、あるいは、第1基板20の上方に形成された液晶表示装置構成要素、例えば、各種信号線や補助容量電極、ゲート電極、ソース/ドレイン電極、各種配線から構成することもできる。そして、この場合、平坦化層22の厚さの最適化を図ることで、液晶表示装置構成要素の厚さの影響で平坦化層22に凸構造を形成することができる。
実施例8は、本開示の第3の態様に係る液晶表示装置に関し、また、実施例1〜実施例3(本開示の第1−Aの態様に係る液晶表示装置)の変形、実施例7(本開示の第2−Aの態様に係る液晶表示装置)の変形に関する。実施例8の液晶表示装置の模式的な一部端面図を図19あるいは図20に示す。また、実施例8の液晶表示装置における液晶分子の挙動を示す概念図を図26B及び図26Cに示す。
実施例8の液晶表示装置にあっては、図2、図5、図6、図8、図9、図16、図17に示したように、第1電極140には複数の凹凸部141が形成されており、凹凸部141は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部143、及び、幹凸部143から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部144から構成されている。そして、図19あるいは図20に示すように、幹凸部143と対応する第2電極160の部分には、配向規制部161が形成されている。
ここで、配向規制部161は、具体的には、第2電極160に設けられた4.0μmのスリット部162から成り(図19及び図26B参照)、あるいは又、第2電極160に設けられた突起部(リブ)163から成る(図20及び図26C参照)。突起部163は、より具体的には、ネガ型フォトレジスト材料(JSR株式会社製:オプトマーAL)から成り、幅1.4μm、高さ1.2μmである。尚、幹凸部143、枝凸部144、凹部145の仕様を表1のとおりとし、幹凸部143の頂面143Bと頂面143Aとの間の高低差を、平均0.20μmとした。スリット部162あるいは突起部(リブ)163の平面形状は十文字状であり、突起部163の断面形状は二等辺三角形である。スリット部162あるいは突起部163の上には第2電極160は形成されていない。
第2電極160に設けられた4.0μmのスリット部162から成る配向規制部161を有する、図19に示した液晶表示装置(但し、1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図は図17を参照)において特性評価を行ったところ、表3に示す結果が得られた。また、応答速度に関しては、実施例8と比較例の液晶表示装置は同等の値を示した。
実施例8の液晶表示装置において、幹凸部143と対応する第2電極160の部分にはスリット部162から成る配向規制部161が形成されているので、第2電極160によって生成された電場が、配向規制部161の近傍において歪む。あるいは又、突起部(リブ)163から成る配向規制部161が形成されているので、突起部163近傍における液晶分子の倒れる方向が規定される。その結果、配向規制部161の近傍における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、配向規制部161の近傍における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。尚、配向規制部161を、突起状になった第2電極160の部分から構成することもできる。
実施例9は、本開示の第4の態様に係る液晶表示装置に関し、また、実施例4〜実施例6(本開示の第1−Bの態様に係る液晶表示装置)の変形、実施例7(本開示の第2−Bの態様に係る液晶表示装置)の変形に関する。実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の模式的な平面図を図21及び図23に示すが、図21及び図23に示す例は、実施例4の変形である。あるいは又、実施例9の液晶表示装置を構成する1画素分の第1電極の変形例の模式的な平面図を図22及び図24に示すが、この液晶表示装置にあっては、第1電極440には複数の凹凸部441が形成されているが、複数の段差部は形成されていない。図21の矢印A−A及び矢印B−Bに沿った第1電極等の模式的な一部断面図を図25A及び図25Bに示し、図23の矢印C−C及び矢印D−Dに沿った第1電極等の模式的な一部断面図を図25C及び図25Dに示す。
実施例9の液晶表示装置にあっては、
第1電極240,440には複数の凹凸部241,441が形成されており、
凹凸部241,441は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部243,443、及び、幹凸部243,443から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部244,444から構成されており、
第1電極240,440には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部248,448(図21、図22参照)あるいは突起部(リブ)249,449(図23、図24参照)が形成されている。即ち、画素の中央部に設けられた十文字状の凹部の部分に、スリット部248,448あるいは突起部249,449が形成されている。スリット部248,448あるいは突起部249,449の平面形状は十文字である。尚、幹凸部243、枝凸部244、凹部245の仕様を表4のとおりとした。スリット部248,448の幅を4.0μmとした。また、ネガ型フォトレジスト材料(JSR株式会社製:オプトマーAL)から成る突起部249,449の幅を1.4μm、高さを1.2μmとした。突起部249,449の断面形状は二等辺三角形である。スリット部248,448あるいは突起部249,449の上には第1電極240,440は形成されていない。
実施例9の液晶表示装置において、第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されているので、スリット部あるいは突起部が存在しない平坦な凹部が第1電極に形成されている場合と比較して、第1電極によって生成された電場が、スリット部あるいは突起部近傍において歪み(スリット部を形成した場合)、あるいは又、液晶分子の倒れる方向が規定される(突起部を形成した場合)。その結果、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子に対する配向規制力を強くすることができ、スリット部あるいは突起部近傍における液晶分子のチルト状態を確実に規定することができる。それ故、画像表示時、幹凸部に対応する画像の部分に暗線が発生するといった問題の発生を確実に抑制することができる。即ち、良好な電圧応答特性を保持しつつ、一層均一な高透過率を実現することができる液晶表示装置を提供することができるし、バックライトを構成する光源のコスト低減、低消費電力化を図ることができ、また、TFTの信頼性の向上を図ることもできる。尚、突起部249,449を、第1電極240,440には、画素中心部を通る十文字状の凸部が凹部に囲まれて形成されている形態とすることができる。このような十文字状の凸部は、第1電極240,440の下側に十文字状の凸部を形成することで設けることができるし、あるいは又、第1電極240,440における凹凸部の形成方法と同様の方法で設けることも可能である。あるいは又、スリット部248,448若しくは突起部(リブ)249,449を設ける代わりに、画素中心部を通る十文字状の凹部を設けてもよい。
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではなく、種々の変形が可能である。枝凸部の平面形状は、実施例において説明したV字状に限定されず、例えばストライプ状や梯子状等、枝凸部が複数の方位に向かって延びる様々なパターンを採用することができる。枝凸部全体として見た場合、枝凸部の端部の平面形状は、直線状であってもよいし、階段状とすることもできる。更には、各枝凸部の端部の平面形状は、直線状であってもよいし、線分の組合せから構成されていてもよいし、円弧等の曲線を描いていてもよい。凹凸部の端部の上から画素と画素との間に位置する第1基板の部分の射影像とブラックマトリクスの射影像が重なるようにブラックマトリクスを形成してもよい。
実施例ではVAモードの液晶表示装置(液晶表示素子)について説明したが、本開示は必ずしもこれに限定されず、ECBモード(水平配向でポジ液晶のモード;ツイスト無し)、IPS(In Plane Switching )モード、FFS(Fringe Field Switching)モードあるいはOCB(Optically Compensated Bend)モード等の、他の表示モードにも適用可能である。この場合においても同様の効果が得られる。但し、本開示では、プレチルト処理が施されていないものと比較すると、VAモードにおいて、IPSモードやFFSモードよりも、特に高い応答特性の改善効果を発揮することができる。また、実施例では、専ら透過型の液晶表示装置(液晶表示素子)について説明したが、必ずしも透過型に限られず、例えば、反射型としてもよい。反射型とした場合には、画素電極がアルミニウム等の光反射性を有する電極材料により構成される。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[1]《液晶表示装置:第1の態様》
第1基板及び第2基板、
第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
第1電極に設けられた凸部には、複数の段差部が形成されている液晶表示装置。
[2]凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている[1]に記載の液晶表示装置。
[3]幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中心から幹凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[2]に記載の液晶表示装置。
[4]幹凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中央部から幹凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[2]又は[3]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[5]枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[2]乃至[4]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[6]枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[2]乃至[5]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[7]幹凸部と対応する第2電極の部分には、配向規制部が形成されている[2]乃至[6]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[8]凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている[1]に記載の液晶表示装置。
[9]幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の外側の縁から幹凸部の断面形状の内側の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[8]に記載の液晶表示装置。
[10]枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[8]又は[9]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[11]枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する[8]乃至[10]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[12]第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている[8]乃至[11]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[13]画素と画素との間に位置する第1基板の部分から、画素周辺部に対応する第1基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている[2]乃至[12]のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[14]《液晶表示装置:第2の態様》
第1基板及び第2基板、
第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
画素と画素との間に位置する第1基板の部分から、画素周辺部に対応する第1基板の部分に亙り、凸構造が形成されており、
凹凸部の周辺部は凸構造上に形成されている液晶表示装置。
[15]凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている[14]に記載の液晶表示装置。
[16]幹凸部と対応する第2電極の部分には、配向規制部が形成されている[15]に記載の液晶表示装置。
[17]凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されている[14]に記載の液晶表示装置。
[18]第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている[17]に記載の液晶表示装置。
[19]《液晶表示装置:第3の態様》
第1基板及び第2基板、
第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
幹凸部と対応する第2電極の部分には、配向規制部が形成されている液晶表示装置。
[20]《液晶表示装置:第4の態様》
第1基板及び第2基板、
第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている液晶表示装置。
10,10A,10B,10C・・・画素、20・・・第1基板、21・・・第1配向膜、22・・・平坦化層、23・・・カラーフィルター層、30・・・TFT層、31・・・ゲート電極、32・・・ゲート絶縁層、33・・・半導体層(チャネル形成領域)、34・・・ソース/ドレイン電極、35・・・接続孔、50・・・第2基板、51・・・第2配向膜、70・・・液晶層、71A,71B,71C・・・液晶分子、80・・・表示領域、81・・・ソースドライバ、82・・・ゲートドライバ、83・・・タイミングコントローラ、84・・・電源回路、91・・・ソース線、92・・・ゲート線、93・・・TFT、94・・・キャパシタ、140,240,340,440・・・第1電極、140A・・・第1透明導電材料層、140B・・・第2透明導電材料層、141,241,341,441・・・凹凸部、141A,341A・・・凹凸部の周辺部、142,242・・・凸部、143,243,443・・・幹凸部(主凸部)、143A,143B,143C,243A,243B・・・幹凸部の頂面、144,244,444・・・枝凸部(副凸部)、144A,144B,244A,244B・・・枝凸部の頂面、145,245・・・凹部、146,246・・・画素と画素との間に位置する第1基板の部分、147・・・凸構造、147A・・・ブラックマトリクス、160・・・第2電極、161・・・配向規制部、162・・・スリット部、163・・・突起部(リブ)、248,448・・・スリット部、249,449・・・突起部(リブ)

Claims (8)

  1. 第1基板及び第2基板、
    第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
    第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
    第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
    第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
    第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
    を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
    液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
    第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
    凹凸部は、画素中心部を通り、十文字に延びる幹凸部、及び、幹凸部から画素周辺部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
    第1電極に設けられた凸部には、複数の段差部が形成されており、
    幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中心から幹凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有し、
    幹凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の中央部から幹凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する液晶表示装置。
  2. 枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する請求項1又は請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 幹凸部と対応する第2電極の部分には、配向規制部が形成されている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  5. 第1基板及び第2基板、
    第2基板と対向する第1基板の対向面に形成された第1電極、
    第1電極及び第1基板の対向面を覆う第1配向膜、
    第1基板と対向する第2基板の対向面に形成された第2電極、
    第2電極及び第2基板の対向面を覆う第2配向膜、並びに、
    第1配向膜及び第2配向膜の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層、
    を有する画素が、複数、配列されて成る液晶表示装置であって、
    液晶分子には、少なくとも第1配向膜によってプレチルトが付与され、
    第1電極には複数の凹凸部が形成されており、
    凹凸部は、画素周辺部に額縁状に形成された幹凸部、及び、幹凸部から画素内部に向かって延びる複数の枝凸部から構成されており、
    第1電極に設けられた幹凸部には、複数の段差部が形成されており、
    幹凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で幹凸部を切断したときの幹凸部の断面形状は、幹凸部の断面形状の外側の縁から幹凸部の断面形状の内側の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する液晶表示装置。
  6. 枝凸部の延びる方向と直交する仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の中心から枝凸部の断面形状の縁に向かって段差部が下降していく断面形状を有する請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 枝凸部の延びる方向に平行な仮想垂直平面で枝凸部を切断したときの枝凸部の断面形状は、枝凸部の断面形状の幹凸部側から枝凸部の断面形状の端部に向かって段差部が下降していく断面形状を有する請求項5又は請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 第1電極には、画素中心部を通り、画素周辺部に平行なスリット部あるいは突起部が形成されている請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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