JP6247149B2 - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶を備える液晶表示装置に関する。また、本発明は、液晶を備える液晶表示装置を備えた電子機器に関する。

液晶を駆動する方式（モード）として、基板間に縦方向に発生する電界、いわゆる縦電界を用いる液晶駆動方式が知られている。このような縦電界を用いて液晶を駆動する液晶表示装置として、ＴＮ（Twisted Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）及びＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）等の縦電界型の液晶表示装置が知られている。また、特許文献１に記載されているように、液晶を駆動する方式として、基板に対して平行な方向（横方向）に発生する電界、いわゆる横電界を用いる液晶駆動方式も知られている。このような横電界を用いて液晶を駆動する液晶表示装置として、ＦＦＳ（Fringe Field Switching：フリンジフィールドスイッチング）及びＩＰＳ（In Plane Switching：インプレーンスイッチング）等の横電界型の液晶表示装置も知られている。

ＩＰＳモードでは第１電極と第２電極とが同層に設けられており、電界は主に基板面と平行な方向に発生する。このため、第１電極のすぐ上の領域には電界が形成され難く、当該領域の液晶分子は駆動し難い。

ＦＦＳモードでは、基板面に垂直な方向に誘電体膜を介して画素電極と共通電極とが重畳して設けられており、主に基板面に対して斜め方向又は放物線状の電界（フリンジ電界ともいう）が発生する。このため、画素電極の直上の領域の液晶分子も駆動し易い。即ち、ＦＦＳモードではＩＰＳモードよりも高い開口率が得られる。

上述した横電界型の液晶表示装置では、第１電極と第２電極との間で、かつ基板に対して平行方向に電界を発生させることにより液晶分子を基板面と平行な面内で回転させ、その液晶分子の回転に対応した光透過率変化を利用して表示が行われる。横電界型の液晶表示装置は、液晶の応答速度を向上させることが求められている。

また、特許文献２には、特許文献１より液晶の応答速度を向上させた液晶表示装置が記載されている。

特開２００８−５２１６１号公報 特開２０１３−１０９３０９号公報

特許文献２に記載された液晶表示装置は、画素が全体として液晶の応答速度を向上させるものの、電圧を印加しても液晶分子が動き難い領域が部分的にあり、コントラストの改善が望まれる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、画素全体の応答速度を向上させ、かつコントラストを向上させて、面内の表示品質を向上する液晶表示装置及び液晶表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶層と、前記第１基板と前記液晶層の間に設けられた第１電極と、前記第１電極と対向する位置に配置された第２電極と、を含み、前記第１電極は、第１の方向に延びる電極基部と、当該第１の方向と異なる第２の方向に延び、かつ互いに一定距離を隔てて前記電極基部から複数突出する櫛歯部とを含み、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも１つは、前記櫛歯部の中心及び隣り合う前記櫛歯部間の中心の少なくとも１つが前記第１基板に垂直な方向で重なり合う位置に、通過する光の強度を低下させる遮光部を備える。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置のシステム構成例を表すブロック図である。 図２は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素を駆動する駆動回路を示す回路図である。 図３は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素を説明するための平面図である。 図４は、図３のＡ１−Ａ２線断面を示す模式図である。 図５は、本実施形態に係る第１電極の形状と開口部との関係を説明するための模式図である。 図６は、本実施形態に係る第１電極の形状と遮光位置との関係を説明するための模式図である。 図７は、本実施形態に係る液晶表示装置において、第１電極と第２電極との間に電界を発生させる電圧が印加されない状態での液晶の配向を説明するための説明図である。 図８は、図７のＢ１−Ｂ２線断面を示す模式図である。 図９は、本実施形態に係る液晶表示装置において、第１電極と第２電極との間に電界を発生させる電圧が印加した状態での液晶の配向を説明するための説明図である。 図１０は、図９のＣ１−Ｃ２線断面を示す模式図である。 図１１は、本実施形態に係る画素内の第１電極の形状を詳細に説明するための模式図である。 図１２は、本実施形態の透過無効領域を詳細に説明するための模式図である。 図１３は、本実施形態に係る第１電極のディスクリネーションラインを示す模式図である。 図１４は、本実施形態の変形例１の透過無効領域を詳細に説明するための模式図である。 図１５は、本実施形態の変形例１に係る第１電極のディスクリネーションラインを示す模式図である。 図１６は、比較例に係る第１電極のディスクリネーションラインによる光の透過分布を示す説明図である。 図１７は、本実施形態に係る第１電極のディスクリネーションラインによる光の透過分布と、遮光部との位置関係を示す説明図である。 図１８は、本実施形態の変形例２に係る液晶表示装置として、図３のＡ１−Ａ２線断面の変形例を示す模式図である。 図１９は、本実施形態の変形例３に係る液晶表示装置として、第１電極の形状と開口部との関係の変形例を説明するための模式図である。 図２０は、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置として、画素を説明するための平面図である。 図２１は、図２０のＥ１−Ｅ２線断面を示す模式図である。 図２２は、本実施形態に係る液晶表示部の評価例１において、画素の応答速度とディスクリネーションライン同士の平均間隔との関係を説明するための説明図である。 図２３は、本実施形態に係る液晶表示部の評価例２において、画素の応答速度と平均透過有効間隔との関係を説明するための説明図である。 図２４は、本実施形態に係る液晶表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。 図２５は、本実施形態に係る液晶表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。

発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置のシステム構成例を表すブロック図である。液晶表示装置１は、透過型の液晶表示装置であり、表示パネル２と、ドライバＩＣ３と、を備えている。図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）は、ドライバＩＣ３への外部信号又はドライバＩＣ３を駆動する駆動電力を伝送する。表示パネル２は、透光性絶縁基板、例えばガラス基板１１と、ガラス基板１１の表面にあり、液晶セルを含む画素がマトリクス状（行列状）に多数配置されてなる表示エリア部２１と、水平ドライバ（水平駆動回路）２３と、垂直ドライバ（垂直駆動回路）２２と、を備えている。ガラス基板１１は、能動素子（例えば、トランジスタ）を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第１基板と、この第１基板と所定の間隙をもって対向して配置される第２基板とによって構成される。第１基板と第２基板との間隙は、第１基板上の各所に配置形成されるフォトスペーサによって所定の間隙に保持される。そして、これら第１基板及び第２基板間に液晶が封入される。

（液晶表示装置のシステム構成例）
表示パネル２は、ガラス基板１１上に、表示エリア部２１と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）及びタイミングジェネレータの機能を備えるドライバＩＣ３と、垂直ドライバ２２及び水平ドライバ２３と、を備えている。

表示エリア部２１は、液晶層を含む副画素Ｖｐｉｘが、表示上の１画素を構成するユニットがＭ行×Ｎ列に配置されたマトリクス（行列状）構造を有している。なお、この明細書において、行とは、一方向に配列されるＮ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素行をいう。また、列とは、行に含まれる副画素Ｖｐｉｘが配列される方向と直交する方向に配列されるＭ個の副画素Ｖｐｉｘを有する画素列をいう。そして、ＭとＮとの値は、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。表示エリア部２１は、副画素ＶｐｉｘのＭ行Ｎ列の配列に対して行毎に走査線２４_１、２４_２、２４_３・・・２４_Ｍが配線され、列毎に信号線２５_１、２５_２、２５_３・・・２５_Ｎが配線されている。以後、本実施形態においては、走査線２４_１、２４_２、２４_３・・・２４_Ｍを代表して走査線２４のように表記し、信号線２５_１、２５_２、２５_３・・・２５_Ｎを代表して信号線２５のように表記することがある。また、本実施形態においては、走査線２４_１、２４_２、２４_３・・・２４_Ｍの任意の走査線を、走査線２４_α＋１（０≦α≦Ｍ）のように表記し、信号線２５_１、２５_２、２５_３・・・２５_Ｎの任意の信号線を、信号線２５_β＋１（０≦β≦Ｎ）のように表記することがある。

液晶表示装置１には、外部から外部信号である、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号が入力され、ドライバＩＣ３に与えられる。ドライバＩＣ３は、外部電源の電圧振幅のマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を、液晶の駆動に必要な内部電源の電圧振幅にレベル変換し、マスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号を生成する。ドライバＩＣ３は、生成したマスタークロック、水平同期信号及び垂直同期信号をそれぞれ垂直ドライバ２２及び水平ドライバ２３に与える。ドライバＩＣ３は、副画素Ｖｐｉｘ毎の後述する共通電極ＣＯＭに対して各画素共通に与えるコモン電位を生成して表示エリア部２１に与える。

垂直ドライバ２２は、垂直クロックパルスに同期してドライバＩＣ３から出力される表示データを１水平期間で順次サンプリングしラッチする。垂直ドライバ２２は、ラッチされた１ライン分のデジタルデータを垂直走査パルスとして順に出力し、表示エリア部２１の走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２・・・に与えることによって副画素Ｖｐｉｘを行単位で順次選択する。垂直ドライバ２２は、例えば、走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２・・・の表示エリア部２１の上寄り、垂直走査上方向から、表示エリア部２１の下寄り、垂直走査下方向へ順にデジタルデータを出力する。また、垂直ドライバ２２は、走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２・・・の表示エリア部２１の下寄り、垂直走査下方向から、表示エリア部２１の上寄り、垂直走査上方向へ順にデジタルデータを出力することもできる。

水平ドライバ２３には、例えば６ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のデジタル映像データＶｓｉｇが与えられる。水平ドライバ２３は、垂直ドライバ２２による垂直走査によって選択された行の各副画素Ｖｐｉｘに対して、画素毎に、若しくは複数画素毎に、或いは全画素一斉に、信号線２５を介して表示データを書き込む。

液晶表示装置１は、液晶素子に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等が劣化する可能性がある。液晶表示装置１は、液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等の劣化を防ぐため、駆動信号のコモン電位を基準として映像信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。

この液晶表示パネルの駆動方式として、ライン反転駆動方式、ドット反転駆動方式、フレーム反転駆動方式などの駆動方式が知られている。ライン反転駆動方式は、１ライン（１画素行）に相当する１Ｈ（Ｈは水平期間）の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転駆動方式は、互いに隣接する上下左右の画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転駆動方式は、１画面に相当する１フレーム毎に全画素に書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。液晶表示装置１は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。

図２は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素を駆動する駆動回路を示す回路図である。表示エリア部２１には、各副画素Ｖｐｉｘの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）素子Ｔｒに表示データとして画素信号を供給する信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２、各ＴＦＴ素子Ｔｒを駆動する走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２等の配線が形成されている。このように、信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２は、上述したガラス基板１１の表面と平行な平面に延在し、副画素Ｖｐｉｘに画像を表示するための画素信号を供給する。副画素Ｖｐｉｘは、ＴＦＴ素子Ｔｒ及び液晶容量ＬＣを備えている。ＴＦＴ素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴで構成されている。ＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの一方は信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２に接続され、ゲートは走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２に接続され、ソース又はドレインの他方は液晶容量ＬＣの一端に接続されている。液晶容量ＬＣは、一端がＴＦＴ素子Ｔｒのソース又はドレインの他方に接続され、他端が共通電極ＣＯＭに接続されている。

副画素Ｖｐｉｘは、走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２により、表示エリア部２１の同じ行に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２は、垂直ドライバ２２と接続され、垂直ドライバ２２から走査信号の垂直走査パルスが供給される。また、副画素Ｖｐｉｘは、信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２により、表示エリア部２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２は、水平ドライバ２３と接続され、水平ドライバ２３より画素信号が供給される。さらに、副画素Ｖｐｉｘは、共通電極ＣＯＭにより、表示エリア部２１の同じ列に属する他の副画素Ｖｐｉｘと互いに接続されている。共通電極ＣＯＭは、ドライバＩＣ３と接続され、ドライバＩＣ３より駆動信号が供給される。

図１に示す垂直ドライバ２２は、垂直走査パルスを、図２に示す走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２を介して、副画素ＶｐｉｘのＴＦＴ素子Ｔｒのゲートに印加することにより、表示エリア部２１にマトリクス状に形成されている副画素Ｖｐｉｘのうちの１行（１水平ライン）を表示駆動の対象として順次選択する。図１に示す水平ドライバ２３は、画素信号を、図２に示す信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２を介して、垂直ドライバ２２により順次選択される１水平ラインに含まれる各副画素Ｖｐｉｘにそれぞれ供給する。そして、これらの副画素Ｖｐｉｘでは、供給される画素信号に応じて、１水平ラインの表示が行われるようになっている。ドライバＩＣ３は、駆動信号を印加し、所定の本数の共通電極ＣＯＭを含む駆動電極ブロック毎に共通電極ＣＯＭを駆動する。

上述したように、液晶表示装置１は、垂直ドライバ２２が走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２を順次走査するように駆動することにより、１水平ラインが順次選択される。また、液晶表示装置１は、１水平ラインに属する副画素Ｖｐｉｘに対して、水平ドライバ２３が画素信号を供給することにより、１水平ラインずつ表示が行われる。この表示動作を行う際、ドライバＩＣ３は、その１水平ラインに対応する共通電極ＣＯＭに対して駆動信号を印加するようになっている。

制御装置４は、例えば、演算装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１と、記憶装置４２であるメモリとを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現することができる。具体的には、制御装置４は、記憶装置４２に記憶されているプログラムを読み出してメモリに展開し、メモリに展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵ４１に実行させる。そして、制御装置４は、ＣＰＵ４１による命令の実行結果に応じて、表示パネル２に表示させる画像をドライバＩＣ３が画像入力階調の情報として扱えるように制御する。バックライト６は、制御装置４の制御信号に応じて表示パネル２に向けて光を照射し、表示エリア部２１の全面に光を入射させる。バックライト６は、例えば光源と、光源から出力された光を導いて、表示パネル２の裏面に向けて出射させる導光板と、を含む。バックライト６は、表示エリア部２１の一辺に沿う方向に並ぶ複数の光源を備え、それぞれの光源の光量が独立制御されていてもよい。これにより、バックライト６は、一部の光源のみが発光する光によって、表示パネル２の一部に、光を入射させることができる。なお、本実施形態の液晶表示装置１は、光源として、表示パネル２の裏面側に配置されるバックライト６で説明するが、表示パネル２の表面側に配置されたフロントライトであってもよい。

また、表示エリア部２１は、カラーフィルタを有する。カラーフィルタは、格子形状のブラックマトリクス７６ａと、開口部７６ｂと、を有する。ブラックマトリクス７６ａは、図２に示すように副画素Ｖｐｉｘの外周を覆うように形成されている。つまり、ブラックマトリクス７６ａは、二次元配置された副画素Ｖｐｉｘと副画素Ｖｐｉｘとの境界に配置されることで、格子形状となる。ブラックマトリクス７６ａは、光の吸収率が高い材料で形成されている。開口部７６ｂは、ブラックマトリクス７６ａの格子形状で形成されている開口であり、副画素Ｖｐｉｘに対応して配置されている。

開口部７６ｂは、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域を含む。カラーフィルタは、開口部７６ｂに例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、図２に示す各副画素ＶｐｉｘにＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域が１組として画素Ｐｉｘとして対応付けられている。

なお、カラーフィルタは、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタは、緑（Ｇ）の色領域の輝度が、赤（Ｒ）の色領域及び青（Ｂ）の色領域の輝度よりも高い。カラーフィルタは、なくてもよく、この場合白色となる。或いは、カラーフィルタに光透過性の樹脂を用いて白色としてもよい。

表示エリア部２１は、正面に直交する方向からみた場合、走査線２４と信号線２５がブラックマトリクス７６ａと重なる領域に配置されている。つまり、走査線２４及び信号線２５は、正面に直交する方向からみた場合、ブラックマトリクス７６ａの後ろに隠されることになる。また、表示エリア部２１は、ブラックマトリクス７６ａが配置されていない領域が開口部７６ｂとなる。

図２に示すように、走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２が等間隔で配置され、信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２も等間隔で配置されている。なお、隣合う走査線２４の間隔は等間隔でなくてもよい。また隣合う信号線２５の間隔は等間隔でなくてもよい。そして、各副画素Ｖｐｉｘは、近接する走査線２４_ｍ、２４_ｍ＋１、２４_ｍ＋２と近接する信号線２５_ｎ、２５_ｎ＋１、２５_ｎ＋２とで区画される領域に、同じ方向を向いて配置されている。

図３は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素を説明するための平面図である。図４は、図３のＡ１−Ａ２線断面を示す模式図である。図３及び図４に示すように、本実施形態では、液晶表示装置１（図１に示す表示パネル２）の平面の一方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。各副画素Ｖｐｉｘは、垂直走査下方向（図中下方向）に開口部７６ｂが形成され、垂直走査上方向（図中上方向）左側にＴＦＴ素子Ｔｒが配置され、垂直走査上方向（図中上方向）右側にＴＦＴ素子Ｔｒのドレイン電極９０に画素電極が接続されるコンタクト９０Ｈが形成されている。なお、ＴＦＴ素子Ｔｒのドレインとは、半導体層（活性層）の一部とドレイン電極９０を含む。同様に、ＴＦＴ素子Ｔｒのソースとは、半導体層（活性層）の別の一部とソース電極９１を含む。カラーフィルタ７６Ｒ、７６Ｇ及び７６Ｂは、開口部７６ｂに例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、図２に示す各副画素Ｖｐｉｘ毎に、図３に示すＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂを形成している。

液晶表示装置１は、図４に示すように、画素基板（第１基板）７０Ａと、この画素基板７０Ａの表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板（第２基板）７０Ｂと、画素基板７０Ａと対向基板７０Ｂとの間に挿設された液晶層７０Ｃとを備えている。なお、画素基板７０Ａの液晶層７０Ｃとは反対側の面には、バックライト６が配置されている。なお、フォトスペーサ（図示せず）が画素基板７０Ａと対向基板７０Ｂとの間隙を所定の間隙に保持している。

本実施形態に係る液晶層７０Ｃは、画素基板７０ＡのＴＦＴ基板７１の表面に垂直な方向（Ｚ方向）に積層された第１電極３１と第２電極３２との間で、かつＴＦＴ基板７１に対して平行方向に電界（横電界）を発生させることにより、液晶層７０Ｃの液晶分子を基板面と平行な面内で回転させ、液晶分子の回転に対応した光透過率変化を利用して表示が行われる。例えば、図４に示す第２電極３２は上述した画素電極であり、第１電極３１は、上述した共通電極ＣＯＭである。また、図４に示す液晶層７０Ｃと画素基板７０Ａとの間、及び液晶層７０Ｃと対向基板７０Ｂとの間には、それぞれ第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂが配設されている。

対向基板７０Ｂは、ガラス基板７２と、このガラス基板７２の一方の面に形成された遮光性のブラックマトリクス７６ａと、を含む。ブラックマトリクス７６ａは、画素基板７０Ａと垂直な方向において、液晶層７０Ｃと対向する。本実施形態に係る液晶表示装置１では、開口部７６ｂ内にもブラックマトリクス７６ａと同層の遮光性の遮光部７６ｃを備えている。遮光部７６ｃは、ブラックマトリクス７６ａと同層であるので、ブラックマトリクス７６ａと同じ材料で形成することができ、追加の工程も不要である。遮光部７６ｃの位置については、後述する。

画素基板７０Ａは、回路基板としてのＴＦＴ基板７１を含む。ＴＦＴ基板７１上には、図３に示す走査線２４_ｍが形成されている。走査線２４_ｍは、ゲート電極９３が電気的に接続されている。なお図３及び図４では、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３が別々の層に形成されているが、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３を一体形成してもよい。

ＴＦＴ素子Ｔｒを構成するアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を含む半導体層９２は、ゲート電極９３の上層に形成されている。半導体層９２は、ＴＦＴ素子Ｔｒを構成するソース電極９１と接続されている。ソース電極９１は、導電体であり、半導体層９２の一部に電気的に接続されている。ソース電極９１は、図３に示す信号線２５_ｎ（図４には非開示）に電気的に接続される。半導体層９２は、ＴＦＴ素子Ｔｒを構成するドレイン電極９０と接続されている。ドレイン電極９０は、半導体層９２の別の一部に電気的に接続されている。なお図３では、信号線２５_ｎ及びソース電極９１が別々の層に形成されているが、信号線２５_ｎ及びソース電極９１を一体形成してもよい。

本実施形態に係る液晶表示装置１では、開口部７６ｂ内にもソース電極９１又はドレイン電極９０と同層の遮光性の遮光部７６ｄを備えている。遮光部７６ｄは、画素基板７０Ａに備えられ、遮光部７６ｄの材料が、第１電極３１又は第２電極３２を作用させる配線であるソース電極９１又はドレイン電極９０と同じ材料である。これにより、遮光部７６ｄの形成パターンは精度が高く、追加工程も不要である。遮光部７６ｄの位置については、後述する。本実施形態に係る液晶表示装置１は、図４に示す遮光部７６ｃ又は遮光部７６ｄの少なくとも１つを備えていればよい。

絶縁層７４は、例えば、走査線２４_ｍと半導体層９２との間の絶縁膜７４１と、半導体層９２と信号線２５_ｎとの間の絶縁膜７４２と、信号線２５_ｎと第２電極３２との間の絶縁膜７４３と、第２電極３２と第１電極３１との間の絶縁膜７４４とが積層されている。絶縁膜７４１、７４２、７４３、７４４は、同じ絶縁材料であってもよく、いずれかが異なる絶縁材料であってもよい。例えば、絶縁膜７４３は、ポリイミド樹脂などの有機絶縁材料で形成されており、他の絶縁膜（絶縁膜７４１、絶縁膜７４２、絶縁膜７４４）は、窒化珪素、酸化珪素等の無機絶縁材料で形成されている。

導電性金属で形成されたコンタクト９０Ｈは、いわゆるコンタクトホール内に形成され、ドレイン電極９０と第２電極３２とを接続する。第１電極３１は、共通電極ＣＯＭとして、各画素共通に与えるコモン電位が与えられている。第１電極３１及び第２電極３２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性導電材料（透光性導電酸化物）で形成される透光性電極である。

図５は、本実施形態に係る第１電極の形状と開口部との関係を説明するための模式図である。図５に示すように、第１電極３１は、導電材料のない領域であるスリットＳにより、櫛歯状になっている。第１電極３１は、Ｙ方向に延びる電極基部１３２から複数突出する櫛歯部１３１を備えている。櫛歯部１３１は、電極基部１３２から延びる方向が逆方向である、櫛歯部１３１ａ及び櫛歯部１３１ｂを含む。複数の櫛歯部１３１ａが、互いに一定距離を隔てて、電極基部１３２から複数突出する。同様に、複数の櫛歯部１３１ｂが、互いに一定距離を隔てて、それぞれの電極基部１３２から複数突出する。それぞれの電極基部１３２からは、Ｘ方向に櫛歯部１３１ａが延び、Ｘ方向とは逆方向に櫛歯部１３１ｂが延びている。なお、電極基部１３２は、櫛歯部１３１ａ又は櫛歯部１３１ｂと同様に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性導電材料（透光性導電酸化物）で形成される。

上述した第１配向膜７３ａは、液晶分子がＸ方向に所定の初期配向性をもつように、図３及び図５に示す配向方向ＯＲＩ（第１配向方向）に配向処理が施されている。第２配向膜７３ｂは、第１配向膜７３ａの配向方向ＯＲＩと反平行（第２配向方向）に配向処理が施されている。第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂは、配向方向が互いにアンチパラレルの関係となっている。上述したように、Ｘ方向に櫛歯部１３１ａが延び、Ｘ方向と逆方向に櫛歯部１３１ｂが延びており、配向方向ＯＲＩは、櫛歯部１３１ａ又は櫛歯部１３１ｂの延びる方向と平行である。ここで平行とは、後述の図９に示す液晶分子ＬＣＭの回転方向が維持できる程度に平行であればよい。より具体的には、０度以上０．５度以下の製造誤差を含む。なお、液晶分子に所定の配向性を持たせるには、ポリイミド等の有機膜にラビング処理を施すことにより形成した配向膜、或いは、例えば紫外線等の光を照射することにより、特定の液晶配向能を付与させることが可能な光配向膜を用いて行えばよい。このように、本実施形態では、所定の初期配向性をもつように第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂには、ラビング処理が施されている。しかしながら、第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂに初期配向性を持たせるのは、ラビング処理に限定されない。第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂに光配向性を有する材料を用いて形成し、所定の初期配向性を持つようにしてもよい。

図６は、本実施形態に係る第１電極の形状と遮光位置との関係を説明するための模式図である。ブラックマトリクス７６ａは、図６に示す幅７６ｈ１ａの位置まで遮光し、コンタクト９０Ｈを隠していればよい。開口部７６ｂの縁に近い櫛歯部１３１ｂと、コンタクト９０Ｈとの間にある、最端スリットＳｗは、隣り合う櫛歯部１３１ａ又は隣り合う櫛歯部１３１ｂの間にあるスリットＳに加わる電界と分布が異なる。このため、ブラックマトリクス７６ａは、図６に示す幅７６ｈ１ｂの位置まで遮光し、コンタクト９０Ｈ及び最端スリットＳｗの半分以上を隠していれば、最端スリットＳｗとスリットＳとの透過率の変化率を近づけることができる。ブラックマトリクス７６ａは、図６に示す幅７６ｈ１ｃの位置まで遮光し、コンタクト９０Ｈ及び最端スリットＳｗを隠していれば、最端スリットＳｗとスリットＳとの透過率の変化率差を考慮しなくてもよくなる。この構造により、開口部７６ｂ内の輝度を均一にすることができる。

図７は、本実施形態に係る液晶表示装置において、第１電極と第２電極との間に電界を発生させる電圧が印加されない状態での液晶の配向を説明するための説明図である。図８は、図７のＢ１−Ｂ２線断面を示す模式図である。図９は、本実施形態に係る液晶表示装置において、第１電極と第２電極との間に電界を発生させる電圧を印加した状態での液晶の配向を説明するための説明図である。図１０は、図９のＣ１−Ｃ２線断面を示す模式図である。図１１は、本実施形態に係る画素内の第１電極の形状を詳細に説明するための模式図である。

上述したように、第１配向膜７３ａは、Ｘ方向に所定の初期配向性をもつように、図３及び図５に示す配向方向ＯＲＩに配向処理が施されている。このため、図７に示すように、第１電極３１と第２電極３２との間に電界を発生させる電圧が印加されない場合、櫛歯部１３１ａ及び櫛歯部１３１ｂの延びる方向に平行に、液晶層７０Ｃの液晶分子Ｌｃｍの長軸方向が沿うようになり、揃う傾向がある。このため、スリットＳの幅方向で対向する櫛歯部１３１ａ及び櫛歯部１３１ｂの右側長辺１３１Ｒ及び左側長辺１３１Ｌの近傍領域において、液晶分子Ｌｃｍは、櫛歯部１３１ａ及び櫛歯部１３１ｂの延びる方向に平行に沿って初期配向している。また、図８に示す液晶分子Ｌｃｍは、配向方向ＯＲＩに沿うとともに、ＴＦＴ基板７１の表面に対してプレチルト角θｐを有するように配向方向ＯＲＩに向けて上向きに初期配向している。

図９に示すように、第１電極３１と第２電極３２との間に電界を発生させる電圧が印加されると、液晶分子Ｌｃｍが液晶回転方向ＬＣＱに回転する。つまり液晶回転方向ＬＣＱは、Ｘ−Ｙ平面における液晶のツイスト又は回転の方向を示す。右側長辺１３１Ｒの近傍領域と、左側長辺１３１Ｌの近傍領域とにある液晶分子Ｌｃｍは、互いに逆向きの電界を受け、逆向きに回転しやすい。

このように、本実施形態に係る液晶表示装置１の液晶層７０Ｃは、第１電極３１と第２電極３２に電圧が印加される場合、隣り合う櫛歯部１３１ａ（１３１ｂ）のスリットＳの幅方向において対向する一方である、右側長辺１３１Ｒの近傍領域、及び他方である左側長辺１３１Ｌの近傍領域において、液晶分子Ｌｃｍが互いに逆方向に回転する。このため、特許文献１に記載のＦＦＳモードの液晶表示装置と比較して、本実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶分子Ｌｃｍが第１電極３１と第２電極３２との間の電界の変化に高速に反応する。そして、本実施形態に係る液晶表示装置１は、応答速度が向上する。

なお、応答速度とは、第１電極３１と第２電極３２に電圧を印加する時に、液晶の透過率を所定レベル間で遷移させる際の速度である。即ち電圧を印加しない状態（例えば透過率＝０）から電圧を印加する状態（透過率＝１）へ遷移する際、或いはその逆の遷移の際に要する時間で規定される。

第１電極３１と第２電極３２との間に電界を発生させる電圧が印加されると、液晶分子Ｌｃｍの長軸方向は、画素基板７０Ａ（ＴＦＴ基板７１）の表面に平行な平面（Ｘ−Ｙ面）内で回転しながら、図１０に示すように、Ｚ方向にも変化する。第１電極３１と第２電極３２とは、画素基板７０Ａ（ＴＦＴ基板７１）の表面に垂直な方向に対向して配置されているので、第１電極３１と第２電極３２との間に発生する電界は、スリットＳを通過するフリンジ電界となる。当該フリンジ電界により、液晶分子Ｌｃｍの長軸は、図９に示すＸ−Ｙ平面で各液晶回転方向ＬＣＱ（右回り、左回り）に回転しながら、画素基板７０Ａ（ＴＦＴ基板７１）の表面に垂直な方向（Ｚ方向）へ立ち上がる。スリットＳの中央領域では液晶回転方向ＬＣＱの向きが混在することがある。

図１０に示すように、櫛歯部１３１ｂ間にあるスリット領域Ｒｓでは、液晶分子Ｌｃｍの長軸方向は、プレチルト角度θｐよりも大きくなる角度θｐ２になる。櫛歯部１３１ａ間にあるスリット領域Ｌｓでは、液晶分子Ｌｃｍの長軸方向は、プレチルト角度θｐとは逆の方向の角度θｐ１になる。スリット領域Ｌｓにおける液晶分子Ｌｃｍの長軸方向は、スリット領域Ｒｓにおける液晶分子Ｌｃｍの長軸方向よりも、液晶分子Ｌｃｍの長軸方向が立ち上がりにくく、配向安定性が劣る可能性がある。

図１１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、第１電極３１の形状をより細かく規定することで応答性を向上できる。例えば、図１１に示すように、Ｘ方向における電極基部１３２間のトータルスリット長をＬ０とする。また、Ｘ方向における櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さをＬ１とする。櫛歯突出長さＬ１は、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆの位置ｘ１から電極基部１３２の突出開始位置ｘ０までの長さである。同様に、Ｘ方向における櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さをＬ２とする。櫛歯突出長さＬ２は、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆの位置ｘ１から電極基部１３２の突出開始位置ｘ０までの長さである。また、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆ及び櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆのＹ方向の幅は、ｗ１とする。トータルスリット長Ｌ０は、例えば１０μｍ以上６０μｍ以下が好ましい。また、トータルスリット長Ｌ０は、４０μｍ未満、例えば２０μｍなどが好適である。本実施形態に係る液晶表示装置１は、トータルスリット長Ｌ０を短くすれば、液晶の配向安定性が高くなり、逆に長くすれば輝度が高くなる。

上述したように図１０に示すスリット領域Ｌｓにおける液晶分子Ｌｃｍの長軸方向は、スリット領域Ｒｓにおける液晶分子Ｌｃｍの長軸方向よりも、液晶分子Ｌｃｍの長軸方向が立ち上がりにくく配向安定性が劣る可能性がある。スリット領域Ｌｓをスリット領域Ｒｓよりも小さくするため、図１１に示す櫛歯突出長さＬ１は、櫛歯部１３１ａよりも配向方向ＯＲＩ側にある櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２よりも小さくする。これにより、本実施形態に係る液晶表示装置１は、配向安定性を高めることができる。

櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆ及び櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆのＹ方向の幅ｗ１は、例えば２μｍ以上５μｍ以下とし、細い方が、応答速度を高めることができる。

隣り合う櫛歯部１３１ａのスリットピッチ（配列ピッチ）ｐは、隣り合う櫛歯部１３１ｂの配列ピッチと同じである。そして、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆと、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆとがＹ方向に互い違いに配置されるようにしている。この構造により、図９に示すように、櫛歯部１３１ａの右側長辺１３１Ｒと、櫛歯部１３１ｂの右側長辺１３１Ｒとが、Ｘ方向に並ぶようになる。また、この構造により、図９に示すように、櫛歯部１３１ａの左側長辺１３１Ｌと、櫛歯部１３１ｂの左側長辺１３１Ｌとが、Ｘ方向に並ぶようになる。この結果、液晶分子Ｌｃｍが回転する液晶回転方向ＬＣＱは、Ｘ方向にみて同じ向きとなり、液晶分子Ｌｃｍが回転する挙動が安定する。スリットピッチｐが狭くなると応答速度が速くなるため、スリットピッチｐが９μｍより小さいことが好ましい。

図１１に示す櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆと、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆとの間は、Ｙ方向に延びる連通開口部のＸ方向の幅Ｗになり、狭い方が好ましい。例えば、連通開口部のＸ方向の幅Ｗは、７μｍ以下である。連通開口部のＸ方向の幅Ｗは、４μｍ以下であることがより好ましい。なお、連通開口部のＸ方向の幅Ｗは、０以下とすることもできる。例えば、Ｗ＝０の場合、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆと、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆとがＹ方向の一列に並び、先端同士はＹ方向で間隙を持ち複数のスリットＳが連通開口される形状となる。又は、Ｗ＜０の場合、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆと、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆとがＸ方向で隣のスリットＳの中に入る形状、言い換えると、櫛歯部１３１ａと櫛歯部１３１ｂとは互い違いに食い込む形状となる。

櫛歯部１３１ａは、電極基部１３２の突出開始位置ｘ０において、Ｙ方向の幅がｗ２であり、櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆのＹ方向の幅ｗ１より広い。このため、櫛歯部１３１ａは、台形形状となる。このため、櫛歯部１３１ａの長辺１３１ａｌ１及び長辺１３１ａｌ２は、櫛歯部１３１ａの中心を通る仮想線１３１ａｃ（櫛歯部１３１ａが延びるＸ方向）の基準方向に対して角度θだけ傾斜している斜辺となる。角度θが、０．５度よりも大きい場合、液晶分子Ｌｃｍが回転する液晶回転方向ＬＣＱが揃いやすくなり、液晶分子Ｌｃｍの挙動が安定する。

同様に、櫛歯部１３１ｂは、電極基部１３２の突出開始位置ｘ０において、Ｙ方向の幅がｗ２であり、櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆのＹ方向の幅ｗ１より広い。このため、櫛歯部１３１ｂは、台形形状となる。このため、櫛歯部１３１ｂの長辺１３１ｂｌ１及び長辺１３１ｂｌ２は、櫛歯部１３１ｂの中心を通る仮想線１３１ｂｃ（櫛歯部１３１ｂが延びるＸ方向）の基準方向に対して角度θだけ傾斜している斜辺となる。角度θが、０．５度よりも大きい場合、液晶分子Ｌｃｍが回転する液晶回転方向ＬＣＱが揃いやすくなり、液晶分子Ｌｃｍの挙動が安定する。このように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、Ｘ方向で隣接する列同士及びＸ方向ライン上で、液晶回転方向ＬＣＱが揃っているので、配向安定性が高い。

櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さＬ１又は櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２が長くなると、角度θを大きくする必要がある。角度が大きくなると幅ｗ１と幅ｗ２との差が大きくなり、スリットピッチｐが制限される。例えば、角度θが、０．５度以上１．０度以下の場合、櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さＬ１又は櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２が、４５μｍ以下であることが好ましい。

電極基部１３２は、光の透過に寄与しないので、電極基部１３２のＸ方向（電極基部１３２が延びる方向と直交する方向）の幅Ｄ１は狭い方がよい。幅Ｄ１は、０μｍより大きく４μｍ以下であることが好ましい。幅Ｄ１は、０μｍより大きい長さとすると導電性を向上させることができ、４μｍ以下とすると透過率の低下を抑制することができる。幅Ｄ１は、０μｍより大きく４μｍ以下であり、かつ櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さＬ１又は櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２が、４５μｍ以下である場合、表示エリア部２１は、１６０ｐｐｉ（pixel per inch）以上の高精細な画面になることができる。この場合、例えば、幅ｗ１は０．５μｍとして、櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さＬ１又は櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２の全域に渡って、品質を良くできる幅ｗ２は、１μｍ以上が好ましい。

上述したように、スリットピッチｐが狭い方が応答速度を速くできる。しかしながら、スリットピッチｐが狭くなると、例えば、櫛歯部１３１ａ又は櫛歯部１３１ｂのＹ方向の幅が大きくなり、光の透過に寄与しない領域が増えることになる。透過率を向上させるには、櫛歯部１３１ａの櫛歯突出長さＬ１又は櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２を長くすることが有効であるが、液晶分子Ｌｃｍが回転する液晶回転方向ＬＣＱが揃いにくくなり、液晶分子Ｌｃｍの挙動が不安定になる可能性がある。

図１２は、本実施形態の透過無効領域を詳細に説明するための模式図である。図１３は、本実施形態に係る第１電極のディスクリネーションラインを示す模式図である。なお、本実施形態では、液晶の右回転又は左回転の境界をディスクリネーションと呼ぶ。この構造により、第１櫛歯部１３１ａと、第２櫛歯部１３１ｂとは、透光性導電材料のない透過無効領域ｎｐを介して向かいあっており、透過無効領域ｎｐでは、第１電極３１に電圧を印加しても液晶分子Ｌｃｍが動き難い。その結果、透過無効領域ｎｐでは、透過率が低下している。また、電極基部１３２に重なる範囲においても、液晶が動き難いため、図１１に示す櫛歯突出長さＬ１、Ｌ２が、第１電極３１に電圧を印加しても液晶分子Ｌｃｍが有効に回転する、Ｘ方向の透過有効間隔Ｅｍとなる。

図１３に示すように、第１電極３１に電圧を印加しても液晶分子が動き難いディスクリネーションラインｄｃｌは、第１櫛歯部１３１ａの中心と、第２櫛歯部１３１ｂの中心と、隣り合う第１櫛歯部１３１ａ間の中心、隣り合う第２櫛歯部１３１ｂ間の中心に生じやすい。図１２及び図１３に示すように、第１電極３１は、第１櫛歯部１３１ａの先端１３１ａｆと、第２櫛歯部１３１ｂの先端１３１ｂｆとがＹ方向に互い違いに配置されるようにしている。このため、液晶分子Ｌｃｍの向きＡＸＩが、列ＬＱ１において同じ向きになる。また、液晶分子Ｌｃｍの向きＡＸＩが、列ＬＱ２において同じ向きになる。その結果、第１櫛歯部１３１ａの中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌと、隣り合う第２櫛歯部１３１ｂ間の中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌとが繋がって見えやすくなる。また、第２櫛歯部１３１ｂの中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌと、隣り合う第１櫛歯部１３１ａ間の中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌとが繋がって見えやすくなる。このように図１３に示す第１電極３１は、ディスクリネーションラインｄｃｌが多く、Ｙ方向における透過率の変化の周期が短くなる。

図１４は、本実施形態の変形例１の透過無効領域を詳細に説明するための模式図である。図１５は、本実施形態の変形例１に係る第１電極のディスクリネーションラインを示す模式図である。図１４及び図１５に示すように、本実施形態の変形例１に係る第１電極３１は、第１櫛歯部１３１ａｌと第１櫛歯部１３１ａｓとが交互に、かつ互いに一定距離を隔てて、電極基部１３２から複数突出する。

図１５に示すように、第１櫛歯部１３１ａｌと第１櫛歯部１３１ａｓがスリットＳの幅方向において隣り合う領域では、隣り合う長辺のそれぞれの近傍領域にある液晶分子Ｌｃｍは、Ｘ方向に対して逆方向に傾いている。第１櫛歯部１３１ａｌと第２櫛歯部１３１ｂｌがスリットＳの幅方向において隣り合う領域では、隣り合う長辺のそれぞれの近傍領域にある液晶分子Ｌｃｍは、Ｘ方向に対して同一方向に傾いている。さらに、第２櫛歯部１３１ｂｌと第２櫛歯部１３１ｂｓがスリットＳの幅方向において隣り合う領域では、隣り合う長辺のそれぞれの近傍領域にある液晶分子Ｌｃｍは、Ｘ方向に対して逆方向に傾いている。このため、Ｘ方向に一列に並んでいる２つの右側長辺の近傍領域及びＸ方向に一列に並んでいる２つの左側長辺の近傍領域を隣り合う電極基部１３２の一方から他方の方へ見ると、液晶分子が互いに逆方向、同一方向、逆方向の順番で並ぶ。このため、第２櫛歯部１３１ｂの中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌと、隣り合う第１櫛歯部１３１ａ間の中心に生じるディスクリネーションラインｄｃｌとが分断される。このように図１５に示す第１電極３１は、ディスクリネーションラインｄｃｌの透過率の低下が抑制され、Ｙ方向における透過率の変化の周期が短くなる。そして、本実施形態の変形例１に係る液晶表示装置１は、高速応答、広視野角度という優れた特性に加え、透過率を向上することができる。

図１６は、比較例に係る第１電極のディスクリネーションラインによる光の透過分布を示す説明図である。図１７は、本実施形態に係る第１電極のディスクリネーションラインによる光の透過分布と、遮光部との位置関係を示す説明図である。図１６及び図１７は、いずれも、第１電極３１に電圧を印加した場合に、液晶分子が動く領域を白領域で示し、ディスクリネーションラインｄｃｌ、透過無効領域ｎｐを黒領域で表現している。ディスクリネーションラインｄｃｌ、透過無効領域ｎｐは、上述したブラックマトリクス７６ａで光が遮蔽された領域と比較して、コントラストが異なる。例えば、図１６に示す白領域のコントラストは、黒：白が０．１：２００である。ディスクリネーションラインｄｃｌ、透過無効領域ｎｐによる黒領域のコントラストは、黒：白が０．１：０．１である。これに対して、上述したブラックマトリクス７６ａで光が遮蔽された領域のコントラストは、黒：白が０．００１：０．００１である。その結果、副画素全体のコントラストは、黒：白が１：１３００程度である。

これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置１は、図４に示すように、遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄの少なくとも１つを備える。図１７に示すように、ディスクリネーションラインｄｃｌによる黒領域に、遮光部７６ｃ又は遮光部７６ｄを重ね合わせると、遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄの少なくとも１つによる遮光領域の黒領域は、ブラックマトリクス７６ａで光が遮蔽された領域のコントラストに近いコントラストを示す。遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄによる遮光領域の黒領域におけるコントラストは、黒：白が０．００１：０．００１である。その結果、副画素全体のコントラストは、黒：白が１：２０００程度に近づけることができる。例えば、ディスクリネーションラインｄｃｌによる黒領域の幅は、櫛歯部の幅の半分以下程度又はスリットＳの幅の半分以下程度である。図１７に示す遮光部７６ｃ又は遮光部７６ｄに加え、他の遮光部を上述した透過無効領域ｎｐと重ね合わせてもよい。他の遮光部は、遮光部７６ｃ又は遮光部７６ｄと交差して遮光領域の黒領域を格子状とすることができる。

本実施形態に係る液晶表示装置１は、第１櫛歯部１３１ａの中心及び隣り合う第１櫛歯部１３１ａｌ間の中心に第１基板に垂直な方向に重なり合う位置に、図４に示す通過する光の強度を低下させる遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄの少なくとも１つを備える。また、本実施形態に係る液晶表示装置１は、第２櫛歯部１３１ｂの中心及び隣り合う第２櫛歯部１３１ｂ間の中心に第１基板に垂直な方向に重なり合う位置に、図４に示す通過する光の強度を低下させる遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄの少なくとも１つを備える。これにより図１７に示すように、ディスクリネーションラインｄｃｌによる黒領域に、遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄを重ね合わせることができる。その結果、副画素全体としてのコントラストを向上させることができる。

本実施形態の変形例１に係る液晶表示装置１のように、隣り合う電極基部１３２から延びる第１櫛歯部１３１ａｌ及び第２櫛歯部１３１ｂｌの先端１３１ａｆ、１３１ｂｆがそれぞれ間隔をおいて対向している場合、第１櫛歯部１３１ａｌの中心に第１基板に垂直な方向で重なり合う位置に、図４に示す通過する光の強度を低下させる遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄの少なくとも１つを備えていればよい。これにより図１７に示すように、ディスクリネーションラインｄｃｌによる黒領域に、遮光部７６ｃ及び遮光部７６ｄを重ね合わせることができる。本実施形態の変形例１に係る第１電極３１のディスクリネーションラインｄｃｌは、図１３に示すディスクリネーションラインｄｃｌよりも少なくなるので、より透過率を向上させることができる。

図１３及び図１５に示すように、ディスクリネーションラインｄｃｌ間の間隔をｌとした場合、間隔ｌが小さくなると応答速度が向上することが、本発明者らによって見いだされた。間隔ｌは、一定間隔である必要はなく、各間隔ｌの平均値が所定値（以下平均間隔ｌという。）以下であればよい。平均間隔ｌは、例えば１０μｍ以下であればよい。

同様に、上述した透過有効間隔Ｅｍも小さくなると応答速度が向上することが、本発明者らによって見いだされた。透過有効間隔Ｅｍは、一定間隔である必要はなく、各透過有効間隔Ｅｍの平均値が所定値（以下平均透過有効間隔Ｅｍという。）以下であればよい。平均透過有効間隔Ｅｍは、例えば１０μｍ以下であればよい。

このように、本実施形態及び変形例１に係る液晶表示装置１は、画素Ｐｉｘ全体の応答速度を向上させつつ、副画素Ｖｐｉｘのコントラストが向上することで、より面内の表示品質が向上する。

（製造方法）
本実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法は、例えば以下のプロセスを含む。製造装置は、画素基板（第１基板）７０ＡのＴＦＴ基板７１として透光性基板である、ガラス基板を用意する第１基板の準備工程を処理する。

次に、製造装置は、ＴＦＴ基板７１上に、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３を形成する。次に、製造装置は、ＴＦＴ基板７１上に、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３と半導体層９２との間の絶縁膜７４１を形成する。次に、製造装置は、ソース電極９１、ドレイン電極９０、半導体層９２などの層を形成する。次に、製造装置は、半導体層９２と信号線２５_ｎとの間の絶縁膜７４２を形成する。次に、製造装置は、信号線２５_ｎを形成し、信号線２５_ｎとソース電極９１を接続する。次に、製造装置は、信号線２５_ｎと第２電極３２との間の絶縁膜７４３を形成する。

次に、製造装置は、スパッタ法、エッチング等により、画素電極として第２電極３２を成膜し、上述した導電性のコンタクト９０Ｈを介してドレイン電極９０と第２電極３２とを接続する。第２電極３２の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。次に、製造装置は、プラズマＣＶＤ法などで、第２電極３２の上に絶縁膜７４４を成膜する。

次に、製造装置は、スパッタ法、エッチング等により、第１電極３１を成膜し、第１電極３１を上述した共通電極ＣＯＭに接続する。第１電極３１の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第１電極３１は、スリットＳにより櫛歯状に形成される。製造装置は、第１電極３１上であって、ポリイミド等の高分子材料に配向方向ＯＲＩの処理が施された第１配向膜７３ａが形成される。以上のように、製造装置は、第１基板の製造工程を処理する。

製造装置は、対向基板（第２基板）７０Ｂのガラス基板７２として透光性基板である、ガラス基板を用意する第２基板の準備工程を処理する。

製造装置は、ガラス基板７２上に、カラーフィルタ７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂ、ブラックマトリクス７６ａの層を形成し、その上にオーバーコート層などを形成する。そして、製造装置は、オーバーコート層上であって、ポリイミド等の高分子材料に配向方向ＯＲＩと反平行（逆方向）の処理が施された第２配向膜７３ｂを形成する。以上のように、製造装置は、第２基板の製造工程を処理する。なお、カラーフィルタ７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂ、ブラックマトリクス７６ａは、ガラス基板７２ではなく、ＴＦＴ基板７１に設けるようにしてもよい。

製造装置は、画素基板７０Ａと対向基板７０Ｂを対向させ、その間に液晶を注入し、額縁部で封止することで、液晶層７０Ｃを形成する。画素基板７０Ａの背面側には、偏光板やバックライト６などが取り付けられ、前面側には偏光板などが取り付けられる。上述した額縁部の電極端には、上述したドライバＩＣ３が接続され、液晶表示装置１が製造される。

なお本実施形態では、ＴＦＴ素子Ｔｒを構成する半導体層９２として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いたが、これに限定されない。半導体層９２として、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を用いてもよい。また、シリコンに代えて他の半導体材料（例えばゲルマニウム（Ｇｅ））、又はシリコンに他の材料を加えた材料（例えば、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ））を用いてもよい。さらに、半導体層９２として、酸化物半導体材料を用いてもよい。当該酸化物半導体材料として、例えば、インジウム（Ｉｎ）を含む酸化物半導体材料を用いてもよい。

また本実施形態において、ＴＦＴ素子Ｔｒは、ゲート電極９３が半導体層９２より下方に設けられるボトムゲート型ＴＦＴであるが、可能であれば、ゲート電極９３が半導体層９２より上方に設けられるトップゲート型ＴＦＴの構成を用いてもよい。なおＴＦＴ素子Ｔｒとしてトップゲート型ＴＦＴの構成を用いる場合は、上記の製造工程に代えて、半導体層９２、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３、並びに、信号線２５_ｎの順に形成、或いは、半導体層９２、信号線２５_ｎ、並びに、走査線２４_ｍ及びゲート電極９３の順に形成すればよい。

次に、本実施形態の変形例２に係る液晶表示装置１について説明する。図１８は、本実施形態の変形例２に係る液晶表示装置として、図３のＡ１−Ａ２線断面の変形例を示す模式図である。なお、上述した本実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態の変形例２に係る液晶表示装置１は、画素基板７０ＡのＴＦＴ基板７１の表面に垂直な方向（Ｚ方向）に積層された第１電極３１と第２電極３２との間で、かつＴＦＴ基板７１に対して平行方向に電界（横電界）を発生させることにより、液晶層７０Ｃの液晶分子を基板面と平行な面内で回転させ、液晶分子の回転に対応した光透過率変化を利用して表示が行われる。例えば、図１３に示す第２電極３２は上述した共通電極ＣＯＭであり、第１電極３１は、上述した画素電極である。第１電極３１は、例えば導電性のコンタクト９０Ｈを介してドレイン電極９０に接続されている。第１電極３１は、上述された副画素Ｖｐｉｘの領域毎に区画され、隣り合う副画素Ｖｐｉｘの領域の第１電極３１とは絶縁され独立したパターンとなっている。本実施形態に係る液晶表示装置１は、変形例２の態様であっても本実施形態と同様の効果を奏する。

次に、本実施形態の変形例３に係る液晶表示装置１について説明する。図１９は、本実施形態の変形例３に係る液晶表示装置として、第１電極の形状と開口部との関係の変形例を説明するための模式図である。なお、上述した本実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

第１電極３１は、Ｘ方向に延びる電極基部１３２から複数突出する櫛歯部１３１を備えている。櫛歯部１３１は、電極基部１３２から延びる方向が逆方向である、櫛歯部１３１ａ及び櫛歯部１３１ｂを含む。隣り合う櫛歯部１３１ａは、互いに一定距離を隔てて、電極基部１３２から複数突出する。同様に、隣り合う櫛歯部１３１ｂは、互いに一定距離を隔てて、電極基部１３２から複数突出する。同じ電極基部１３２には、Ｙ方向に櫛歯部１３１ａが延び、Ｙ方向で櫛歯部１３１ａとは逆方向に櫛歯部１３１ｂが延びている。

このため、上述した第１配向膜７３ａは、Ｙ方向に所定の初期配向性をもつように、図１９に示す配向方向ＯＲＩに配向処理が施されている。第２配向膜７３ｂは、第１配向膜７３ａの配向方向ＯＲＩと反平行に配向処理が施されている。第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂは、配向方向ＯＲＩが互いにアンチパラレルの関係となっている。上述したように、Ｙ方向に櫛歯部１３１ａが延び、Ｙ方向と逆方向に櫛歯部１３１ｂが延びており、配向方向ＯＲＩは、櫛歯部１３１ａ又は櫛歯部１３１ｂの延びる方向と平行である。ここで平行とは、後述の図９に示す液晶分子ＬＣＭの回転方向が維持できる程度に平行であればよい。より具体的には、０度以上０．５度以下の製造誤差を含む。本実施形態に係る液晶表示装置１は、変形例３の態様であっても本実施形態と同様の効果を奏する。

次に、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１について説明する。図２０は、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置として、画素を説明するための平面図である。図２１は、図２０のＥ１−Ｅ２線断面を示す模式図である。なお、上述した本実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図２０に示すように、半導体層９２は、ＴＦＴ素子Ｔｒを構成する多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）である。半導体層９２は、２つの領域でチャネルを形成したダブルゲートトランジスタである。

図２０及び図２１に示すように、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１は、画素基板７０ＡのＴＦＴ基板７１の表面に垂直な方向（Ｚ方向）に積層された第１電極３１と第２電極３２との間で、かつＴＦＴ基板７１に対して平行方向に電界（横電界）を発生させることにより、液晶層７０Ｃの液晶分子を基板面と平行な面内で回転させ、液晶分子の回転に対応した光透過率変化を利用して表示が行われる。例えば、図２１に示す第２電極３２は上述した共通電極ＣＯＭであり、第１電極３１は、上述した画素電極である。第１電極３１は、例えば導電性のドレイン電極９０に接続されている。第１電極３１は、上述された副画素Ｖｐｉｘの領域毎に区画され、隣り合う副画素Ｖｐｉｘの領域の第１電極３１とは絶縁され独立したパターンとなっている。

上述した第１配向膜７３ａは、Ｘ方向に所定の初期配向性をもつように、配向方向ＯＲＩに配向処理が施されている。第２配向膜７３ｂは、第１配向膜７３ａの配向方向ＯＲＩと反平行に配向処理が施されている。第１配向膜７３ａ及び第２配向膜７３ｂは、配向方向が互いにアンチパラレルの関係となっている。

上述した本実施形態に係る液晶表示装置１と同様に、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１の液晶層７０Ｃは、第１電極３１と第２電極３２に電圧が印加される場合、隣り合う櫛歯部１３１ｃのスリットＳの幅方向において対向する一方である、上述した右側長辺１３１Ｒの近傍領域、及び他方である上述した左側長辺１３１Ｌの近傍領域において、液晶分子が互いに逆方向に回転する。このため、特許文献１に記載のＦＦＳモードの液晶表示装置と比較して、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１は、液晶分子が第１電極３１と第２電極３２との間の電界の変化に高速に反応する。そして、本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１は、応答速度が向上する。

櫛歯部１３１ｃの櫛歯突出長さは、上述した櫛歯部１３１ｂの櫛歯突出長さＬ２と同様に、長くなると、角度θを大きくする必要がある。角度が大きくなると幅ｗ１と幅ｗ２との差が大きくなり、スリットピッチｐが制限される。例えば、角度θが、０．５度以上１．０度以下の場合、櫛歯部１３１ｃの櫛歯突出長さが、４５μｍ以下であることが好ましい。

電極基部１３２は、光の透過に寄与しないので、電極基部１３２のＸ方向（電極基部１３２が延びる方向と直交する方向）の幅Ｄ１は狭い方がよい。幅Ｄ１は、０μｍより大きく４μｍ以下であることが好ましい。幅Ｄ１は、０μｍより大きい長さとすると導電性を向上させることができ、４μｍ以下とすると透過率の低下を抑制することができる。幅Ｄ１は、０μｍより大きく４μｍ以下であり、かつ櫛歯部１３１ｃの櫛歯突出長さが、４５μｍ以下である場合、表示エリア部２１は、１６０ｐｐｉ以上の高精細な画面になることができる。この場合、例えば、幅ｗ１は０．５μｍとして、櫛歯部１３１ｃの櫛歯突出長さの全域に渡って、品質良くできる幅ｗ２は、１μｍ以上が好ましい。

本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１では、開口部７６ｂ内にもソース電極９１又はドレイン電極９０と同層の遮光性の遮光部７６ｄを備えている。遮光部７６ｅは、画素基板７０Ａに備えられ、遮光部７６ｅの材料が、第１電極３１又は第２電極３２を作用させる配線であるソース電極９１又は信号線２５_ｎと同じ材料である。遮光部７６ｆは、画素基板７０Ａに備えられ、遮光部７６ｆの材料が、第１電極３１又は第２電極３２を作用させる配線である走査線２４_ｍと同じ材料である。これにより、遮光部７６ｅ又は遮光部７６ｆの形成パターンは精度の高く、追加工程も不要である。遮光部７６ｃの位置については、上述したディスクリネーションラインｄｃｌに対応する位置にある。本実施形態の変形例４に係る液晶表示装置１は、第１櫛歯部１３１ｃの中心及び隣り合う第１櫛歯部１３１ｃ間の中心に第１基板に垂直な方向に重なり合う位置に、通過する光の強度を低下させる遮光部７６ｃ、遮光部７６ｅ及び遮光部７６ｆの少なくとも１つを備える。その結果、副画素全体としてのコントラストを向上させることができる。本実施形態に係る液晶表示装置１は、図２１に示す遮光部７６ｃ、遮光部７６ｅ又は遮光部７６ｆの少なくとも１つを備えていればよい。

上述したように、スリットピッチｐが狭い方が応答速度を速くできる。しかしながら、スリットピッチｐが狭くなると、例えば、櫛歯部１３１ｃのＹ方向の幅が大きくなり、光の透過に寄与しない領域が増えることになる。本実施形態の変形例３に係る液晶表示装置１は、変形例４の態様であっても本実施形態と同様の効果を奏する。

（評価例）
評価例１乃至評価例３について、以下、評価した結果を説明する。これら評価例で、本発明は限定されるものではない。図２２は、本実施形態に係る液晶表示部の評価例１において、画素の応答速度とディスクリネーションライン同士の平均間隔との関係を説明するための説明図である。隣り合うディスクリネーションラインｄｃｌの平均間隔ｌが無限大の電圧ＯＦＦ時の基準応答時間Ｔｆを１として、評価例１の副画素Ｖｐｉｘの開口幅、セル厚ｄを同一の条件とした場合における平均間隔ｌが２μｍ、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、１００μｍの基準応答時間に対する電圧ＯＦＦ時応答時間τの相対値をシミュレーションした。図２２は、シミュレーション結果を示している。図２２に示すように、平均間隔ｌが１０μｍ以下の場合、液晶表示装置１は、電圧ＯＦＦ時応答時間τを早くすることができる。その結果、液晶表示装置１は、液晶の応答速度を早くすることができる。

図２３は、本実施形態に係る液晶表示部の評価例２において、画素の応答速度と平均透過有効間隔との関係を説明するための説明図である。平均透過有効間隔Ｅｍが無限大の電圧ＯＦＦ時の基準応答時間Ｔｆを１として、平均間隔ｌが３μｍ、１００μｍのそれぞれについて平均透過有効間隔Ｅｍを変えて、平均間隔基準応答時間に対する電圧ＯＦＦ時応答時間の相対値をシミュレーションした。図２３は、シミュレーション結果を示している。図２３に示すように、平均透過有効間隔Ｅｍが１０μｍ以下の場合、液晶表示装置１は、電圧ＯＦＦ時応答時間を早くすることができる。

（適用例）
次に、図２４及び図２５を参照して、本実施形態及び変形例で説明した液晶表示装置１の適用例について説明する。図２４及び図２５は、本実施形態に係る液晶表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。本実施形態に係る液晶表示装置１は、図２４に示すカーナビゲーションシステム、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、図２５に示す携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、本実施形態に係る液晶表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、液晶表示装置に映像信号を供給し、液晶表示装置の動作を制御する制御装置４（図１参照）を備える。

図２４に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係る液晶表示装置１が適用されるカーナビゲーション装置である。液晶表示装置１は、自動車の車内のダッシュボード３００に設置される。具体的にはダッシュボード３００の運転席３１１と助手席３１２の間に設置される。カーナビゲーション装置の液晶表示装置１は、ナビゲーション表示、音楽操作画面の表示、又は、映画再生表示等に利用される。

図２５に示す電子機器は、本実施形態及び変形例に係る液晶表示装置１が適用される携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータまたは通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態及び変形例に係る液晶表示装置１と外部近接物体を検出可能なタッチ検出（いわゆるタッチパネル）機能とを備えている。

また、上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

１ 液晶表示装置
２ 表示パネル
２１ 表示エリア部
２２ 垂直ドライバ
２３ 水平ドライバ
３１ 第１電極
３２ 第２電極
７０Ａ 画素基板
７０Ｂ 対向基板
７０Ｃ 液晶層
７１ ＴＦＴ基板
７２ ガラス基板
７３ａ 第１配向膜
７３ｂ 第２配向膜
７４ 絶縁層
７６ａ ブラックマトリクス
７６ｂ 開口部
７６ｃ、７６ｄ、７６ｅ、７６ｆ 遮光部
７６Ｒ、７６Ｇ、７６Ｂ、７６Ｗ カラーフィルタ
９０ ドレイン電極
９０Ｈ コンタクト
９１ ソース電極
９２ 半導体層
９３ ゲート電極
１３１ 櫛歯部
１３１ａ 櫛歯部
１３１ｂ 櫛歯部
ＣＯＭ 共通電極
Ｌ０ トータルスリット長
Ｌｃｍ 液晶分子
ＬＣＱ 液晶回転方向
ＯＲＩ 配向方向
Ｓ スリット
Ｓｗ 最端スリット
Ｖｐｉｘ 副画素

Claims (5)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、液晶分子を含む液晶層と、
   前記第１基板と前記液晶層の間に設けられた第１電極と、
   前記第１電極と対向する位置に配置された第２電極と、
   前記第１基板と液晶層の間に配置された第１配向膜と、
   前記第２基板と液晶層の間に配置された第２配向膜と、を含み、
   前記第１電極は、
   第１の方向に延びる電極基部と、
   当該第１の方向と異なる第２の方向に延び、かつ互いに一定距離を隔てて前記電極基部から複数突出する櫛歯部とを含み、
   前記液晶分子の初期配向は、前記第１配向膜及び前記第２配向膜によって前記第２の方向に配向され、
   前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも１つは、前記櫛歯部の中心が前記第１基板に垂直な方向で重なり合う位置及び隣り合う前記櫛歯部間の中心が前記第１基板に垂直な方向で重なり合う位置に、通過する光の強度を低下させる遮光部を備える、液晶表示装置。
2. 前記第１電極は、
   第１の方向に延びる複数の電極基部と、
   前記第１の方向において互いに一定距離を隔てて前記電極基部のそれぞれから櫛歯状に突出し、前記第１の方向と異なる第２の方向に延びる複数の第１櫛歯部と、
   前記第１の方向において互いに一定距離を隔てて前記電極基部のそれぞれから櫛歯状に突出し、前記第２の方向とは逆方向に延びる複数の第２櫛歯部と、を含み、
   隣り合う前記電極基部から延びる前記第１櫛歯部及び前記第２櫛歯部の先端がそれぞれ間隔をおいて対向している、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 複数の副画素を含む画素がマトリクス状に配置され、
   前記遮光部は、前記第２基板が備える、前記副画素の開口を囲む遮光性の遮光部と同層に設けられる、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 複数の副画素を含む画素がマトリクス状に配置され、
   前記遮光部が前記第１基板に備えられ、前記遮光部の材料が、前記第１電極又は前記第２電極を作用させる配線と同じ材料である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 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と、
   前記液晶表示装置に入力信号を供給する制御装置と、を有する電子機器。

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