JP6609491B2

JP6609491B2 - 液晶表示装置

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Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

表示装置の一例として、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードの液晶表示装置が知られている。ＩＰＳモードの液晶表示装置は、液晶層を介して対向する一対の基板のうちの一方に画素電極及び共通電極が設けられ、これら電極間に発生する横電界を利用して液晶層の液晶分子の配向を制御する。また、画素電極及び共通電極を異なる層に配置し、これらの電極間に発生するフリンジ電界を利用して液晶分子の配向を制御するＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶表示装置が実用化されている。

一方で、下記の特許文献１には、画素電極及び共通電極を異なる層に配置するとともに、液晶層に近い側の電極にスリットを設け、このスリットの幅方向における両側辺の近傍の液晶分子を互いに異なる方向（逆方向）に回転させる液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置はＦＦＳモードとは明確に異なる方式であり、従来のＦＦＳモードに比べて応答速度を速めるとともに配向安定性を向上させることができる。以下、この種の液晶表示装置の構成を、高速応答モードと呼ぶ。

特開２０１５−１１４４９３号公報

高速応答モードの液晶表示装置において、液晶分子の配向の安定化が求められている。
本開示の一態様における目的は、表示品位を向上させることが可能な高速応答モードの液晶表示装置を提供することである。

第１基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記第１基板は、複数の映像信号線と、上記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、上記画素電極と対向し、上記画素電極との間で電界を発生させて上記液晶分子を回転させる共通電極と、第１領域と第２領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、上記第１領域は上記画素電極がある領域であり、上記第２領域は上記画素電極がない領域であり、上記第１領域は、互いに隣り合う第１主領域と第２主領域を有し、上記第１主領域と上記第２主領域は、第１方向に並ぶとともに、上記第１方向に交わる第２方向に延在し、上記副画素領域は、上記第２方向において第１側と第２側を有し、上記第１方向において第３側と第４側を有し、上記電界が発生している場合、上記第１主領域の上記第４側の辺近傍と、上記第２主領域の上記第３側の辺近傍とで、上記液晶分子の回転方向が異なっており、上記第２領域は、上記第１主領域と上記第２主領域の間に上記第２方向に延在する第１隙間領域を有し、上記第１隙間領域は、上記第２方向における第１端部及び第２端部と、上記第１端部と上記第２端部の間の中央部とを有し、上記第１方向における上記第１隙間領域の幅は、上記第１端部、上記中央部、上記第２端部の順に大きくなり、上記第１隙間領域は、上記第１端部、上記中央部、及び上記第２端部に亘る長辺を有し、上記長辺は、上記第１端部の近傍の第１部分と、上記第２端部の近傍の第２部分と、上記中央部の近傍の第３部分とを有し、上記第１部分と上記第２部分が平行であり、上記第３部分が上記第１部分及び上記第２部分に対して傾斜している。

第１基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記第１基板は、複数の映像信号線と、上記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、上記画素電極と対向し、上記画素電極との間で電界を発生させて上記液晶分子を回転させる共通電極と、第１領域と第２領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、上記第１領域は上記共通電極がない領域であり、上記第２領域は上記共通電極がある領域であり、上記第１領域は、互いに隣り合う第１主領域と第２主領域を有し、上記第１主領域と上記第２主領域は、第１方向に並ぶとともに、上記第１方向に交わる第２方向に延在し、上記副画素領域は、上記第２方向において第１側と第２側を有し、上記第１方向において第３側と第４側を有し、上記電界が発生している場合、上記第１主領域の上記第４側の辺近傍と、上記第２主領域の上記第３側の辺近傍とで、上記液晶分子の回転方向が異なっており、上記第２領域は、上記第１主領域と上記第２主領域の間に上記第２方向に延在する第１隙間領域を有し、上記第１隙間領域は、上記第２方向における第１端部及び第２端部と、上記第１端部と上記第２端部の間の中央部とを有し、上記第１方向における上記第１隙間領域の幅は、上記第１端部、上記中央部、上記第２端部の順に大きくなり、上記第１隙間領域は、上記第１端部、上記中央部、及び上記第２端部に亘る長辺を有し、上記長辺は、上記第１端部の近傍の第１部分と、上記第２端部の近傍の第２部分と、上記中央部の近傍の第３部分とを有し、上記第１部分と上記第２部分が平行であり、上記第３部分が上記第１部分及び上記第２部分に対して傾斜している。

図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、上記液晶表示装置の概略的な等価回路を示す図である。図３は、上記液晶表示装置の断面の一部を示す図である。図４は、上記液晶表示装置が備える副画素の概略的な平面図である。図５は、上記液晶表示装置における液晶分子の初期配向状態を示す図である。図６は、電界が作用した液晶分子の配向状態を示す図である。図７は、上記液晶表示装置が備える第１電極の概略的な平面図である。図８は、第２実施形態に係る液晶表示装置の断面の一部を示す図である。図９は、上記液晶表示装置が備える第１電極の概略的な平面図である。

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、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。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。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

各実施形態においては、液晶表示装置の一例として、透過型の液晶表示装置を開示する。ただし、各実施形態は、他種の表示装置に対する、各実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。他種の表示装置としては、例えば、外光を利用して画像を表示する反射型の液晶表示装置や、透過型と反射型の双方の機能を備えた液晶表示装置などが想定される。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１の概略的な構成を示す斜視図である。液晶表示装置１は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、テレビ受像装置、車載装置、ゲーム機器、ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。

液晶表示装置１は、表示パネル２と、表示パネル２に対向するバックライト３と、表示パネル２を駆動するドライバＩＣ４と、表示パネル２及びバックライト３の動作を制御する制御モジュール５と、表示パネル２及びバックライト３へ制御信号を伝達するフレキシブル回路基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２とを備えている。

本実施形態においては、第１方向Ｄ１は後述する複数の主領域３０が並ぶ方向であり、第２方向Ｄ２は第１方向Ｄ１と直交する方向である。図１においては、第１方向Ｄ１は、表示パネル２の長辺に沿う方向にも該当する。第２方向Ｄ２は、例えば表示パネル２の短辺に沿う方向にも該当する。図示した例において、各方向Ｄ１，Ｄ２は互いに垂直に交わるが、各方向Ｄ１，Ｄ２は他の角度で交わっても良い。

表示パネル２は、互いに対向する第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２と、各基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の間に配置された液晶層（後述の液晶層ＬＣ）とを備えている。表示パネル２は、画像を表示する表示領域ＤＡを有している。表示パネル２は、例えば、表示領域ＤＡにおいて、各方向Ｄ１，Ｄ２にマトリクス状に並ぶ複数の画素ＰＸを備えている。

図２は、液晶表示装置１の概略的な等価回路を示す図である。液晶表示装置１は、第１ドライバＤＲ１と、第２ドライバＤＲ２と、第１ドライバＤＲ１に接続された複数の走査信号線Ｇと、第２ドライバＤＲ２に接続された複数の映像信号線Ｓとを備えている。各走査信号線Ｇは、表示領域ＤＡにおいて第２方向Ｄ２に延びるとともに第１方向Ｄ１に並んでいる。各映像信号線Ｓは、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｄ１に延びるとともに第２方向Ｄ２に並び、各走査信号線Ｇと交差している。

液晶表示装置１は、複数の副画素領域Ａを有している。副画素領域Ａは、平面視において、各走査信号線Ｇ及び各映像信号線Ｓによって区画された領域である。各副画素領域Ａには、副画素ＳＰが形成される。本実施形態においては、１つの画素ＰＸが赤色、緑色、青色をそれぞれ表示する副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢを１つずつ含む場合を想定する。但し、画素ＰＸは、白色を表示する副画素ＳＰなどをさらに含んでも良いし、同一の色に対応する複数の副画素ＳＰを含んでも良い。

各副画素ＳＰは、スイッチング素子ＳＷと、第１電極Ｅ１と、第１電極Ｅ１に対向する第２電極Ｅ２とを備えている。第１電極Ｅ１は第１基板ＳＵＢ１の第１層に形成され、第２電極Ｅ２は第１基板ＳＵＢ１の第２層に形成されている。本実施形態において、第１電極Ｅ１は画素電極であり、スイッチング素子ＳＷとともに副画素ＳＰごとに設けられている。また、本実施形態において、第２電極Ｅ２は共通電極であり、複数の副画素ＳＰに亘って形成されている。スイッチング素子ＳＷは、走査信号線Ｇ、映像信号線Ｓ、及び第１電極Ｅ１と電気的に接続されている。

第１ドライバＤＲ１は、各走査信号線Ｇに対して走査信号を順次供給する。第２ドライバＤＲ２は、各映像信号線Ｓに対して映像信号を選択的に供給する。あるスイッチング素子ＳＷに対応する走査信号線Ｇに走査信号が供給され、かつこのスイッチング素子ＳＷに接続された映像信号線Ｓに映像信号が供給されると、この映像信号に応じた電圧が第１電極Ｅ１に印加される。このとき第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に生じる電界によって、液晶層ＬＣの液晶分子の配向が電圧の印加されていない初期配向状態から変化する。このような動作により、表示領域ＤＡに画像が表示される。

図３は、液晶表示装置１の断面の一部を示す図である。この図においては、１つの画素ＰＸに含まれる副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢの第２方向Ｄ２に沿う断面を示している。
第１基板ＳＵＢ１は、光透過性を有するガラス基板や樹脂基板などの第１絶縁基板１０を備えている。第１絶縁基板１０は、第２基板ＳＵＢ２と対向する第１主面１０Ａと、第１主面１０Ａの反対側の第２主面１０Ｂとを有している。さらに、第１基板ＳＵＢ１は、スイッチング素子ＳＷと、第１電極Ｅ１と、第２電極Ｅ２と、第１絶縁層１１と、第２絶縁層１２と、第１配向膜１３とを備えている。

スイッチング素子ＳＷは、第１絶縁基板１０の第１主面１０Ａに設けられ、第１絶縁層１１によって覆われている。なお、図３においては、走査信号線Ｇや映像信号線Ｓの図示を省略している。さらに、図３においては、スイッチング素子ＳＷを簡略化して示している。実際には、第１絶縁層１１が複数の層を含んでおり、スイッチング素子ＳＷはこれらの層に形成された半導体層や各種電極を含む。

図３の例において、第１電極Ｅ１は副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢに対して１つずつ設けられており、第２電極Ｅ２は副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢに亘って設けられている。第２電極Ｅ２は、第１絶縁層１１の上（上述の第２層）に形成されている。第２電極Ｅ２は、各第１電極Ｅ１に対向する位置において開口部１４を有している。第２電極Ｅ２は、第２絶縁層１２によって覆われている。

第１電極Ｅ１は、第２絶縁層１２の上（上述の第１層）に形成され、第２電極Ｅ２と対向している。各第１電極Ｅ１は、開口部１４を通じてそれぞれ副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢのスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの透明な導電材料で形成することができる。第１配向膜１３は、第１電極Ｅ１を覆い、液晶層ＬＣと接している。第１配向膜１３には、ラビング処理或いは光配向処理などの配向処理が施されている。

一方、第２基板ＳＵＢ２は、光透過性を有するガラス基板や樹脂基板などの第２絶縁基板２０を備えている。第２絶縁基板２０は、第１基板ＳＵＢ１と対向する第１主面２０Ａと、第１主面２０Ａの反対側の第２主面２０Ｂとを有している。さらに、第２基板ＳＵＢ２は、カラーフィルタ２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ）と、遮光層２２と、オーバーコート層２３と、第２配向膜２４とを備えている。第２配向膜２４には、第１配向膜１３と同じく、ラビング処理或いは光配向処理などの配向処理が施されている。

遮光層２２は、平面視において、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢの境界に配置されている。オーバーコート層２３は、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを覆うとともに、これらカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの表面を平坦化している。第２配向膜２４は、オーバーコート層２３を覆っており、液晶層ＬＣと接している。

第１絶縁基板１０の第２主面１０Ｂには、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、第２絶縁基板２０の第２主面２０Ｂには、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

図４は、副画素ＳＰの一例を概略的に示す平面図である。第１方向Ｄ１に隣り合う２本の走査信号線Ｇと、第２方向Ｄ２に隣り合う２本の映像信号線Ｓとで上述の副画素領域Ａが形成されている。副画素領域Ａは、第２方向Ｄ２において第１側ＳＤ１と第２側ＳＤ２を有し、第１方向Ｄ１において第３側ＳＤ３と第４側ＳＤ４を有している。

副画素領域Ａは、第１領域Ａ１と、第２領域Ａ２とを有している。これら領域Ａ１，Ａ２は、いずれも上記第１層に含まれる。図４においては、第１領域Ａ１にドットのハッチングを付している。第２領域Ａ２は、副画素領域Ａから第１領域Ａ１を除いた形状である。

第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の一方は第１電極Ｅ１（画素電極）が形成される領域であり、他方は第１電極Ｅ１がない領域である。図４の例では、第１領域Ａ１に第１電極Ｅ１が形成され、第２領域Ａ２に第１電極Ｅ１が形成されていない。

第１領域Ａ１は、複数の主領域３０と、複数の接続領域４０とを有している。各主領域３０は、第１方向Ｄ１に並ぶとともに、第２方向Ｄ２に延在している。各接続領域４０は、隣り合う主領域３０を接続している。

図４の例では、上方から奇数番目の主領域３０とその下方の偶数番目の主領域３０とを接続する接続領域４０が、これら主領域３０の第２方向Ｄ２における中心よりも第１側ＳＤ１寄りに配置されている。また、上方から偶数番目の主領域３０とその下方の奇数番目の主領域３０とを接続する接続領域４０が、これら主領域３０の第２方向Ｄ２における中心よりも第２側ＳＤ２寄りに配置されている。第１側ＳＤ１寄りに配置された各接続領域４０は、第１方向Ｄ１に並んでいる。同じく、第２側ＳＤ２寄りに配置された各接続領域４０は、第１方向Ｄ１に並んでいる。

第２領域Ａ２は、複数の隙間領域５０と、複数のサブ領域６０とを有している。隣り合う主領域３０の間の領域は、接続領域４０によって２つに分けられている。これら２つの領域のうち面積の大きい方が隙間領域５０に相当し、面積の小さい方がサブ領域６０に相当する。各隙間領域５０及び各サブ領域６０は、第２方向Ｄ２に延在している。

スイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣを備えている。半導体層ＳＣは、接続位置Ｐ１において映像信号線Ｓに接続され、接続位置Ｐ２において第１電極Ｅ１に接続されている。図４の例において、接続位置Ｐ２は、最上に配置された主領域３０Ｅに含まれる。この主領域３０Ｅは、接続位置Ｐ２を確保するために、他の主領域３０よりも第１方向Ｄ１における幅が大きい。半導体層ＳＣは、図中上側の走査信号線Ｇと２回交差している。すなわち、ここではスイッチング素子ＳＷがダブルゲート型である場合を例示している。但し、スイッチング素子ＳＷは、走査信号線Ｇと１回のみ交差するシングルゲート型であっても良い。

図４においては、遮光層２２の縁部を１点鎖線で示している。遮光層２２は、走査信号線Ｇ、映像信号線Ｓ、及びスイッチング素子ＳＷと重畳している。さらに図４の例において、遮光層２２は、最上及び最下の主領域３０の一部と重畳している。遮光層２２は、各主領域３０の第２方向Ｄ２における各先端部と重畳しても良い。

図３に示した第１配向膜１３及び第２配向膜２４は、第２方向Ｄ２と平行な配向処理方向ＡＤに沿って配向処理が施されている。これにより、第１配向膜１３及び第２配向膜２４は、液晶分子を配向処理方向ＡＤと平行な初期配向方向に配向する機能を有している。すなわち、本実施形態においては、隙間領域５０及びサブ領域６０の延出方向と、液晶分子の初期配向方向とが一致している。

このような構成においては、一般的なＦＦＳモードよりも応答速度の速い高速応答モードを実現することができる。なお、ここにいう応答速度は、例えば、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２の間への電圧印加により液晶層ＬＣの光の透過率を所定レベルの間で遷移させる際の速度として定義することができる。

高速応答モードの動作原理につき、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、第１電極Ｅ１（第１領域Ａ１）の一部と、液晶層ＬＣに含まれる液晶分子ＬＭの初期配向状態とを示す図である。隙間領域５０は、幅方向（第１方向Ｄ１）において第１長辺５１と第２長辺５２とを有している。

第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に電圧が印加されていないオフ状態において、液晶分子ＬＭは、図５に示すようにその長軸が配向処理方向ＡＤと一致するように初期配向される。

一般的に広く使用されているＦＦＳモードにおいて、２つの電極間にフリンジ電界が形成された場合、液晶分子は全て同一の方向に回転する。しかし、本発明の液晶モードにおける液晶分子の回転は、ＦＦＳモードの液晶分子の回転とは異なっている。図６は、オン状態における液晶分子ＬＭの配向状態を示す図である。本実施形態における液晶分子ＬＭは、誘電率異方性が正（ポジ型）である。そのため、図５に示したオフ状態から第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２の間に電圧が印加されると、これにより生じる電界の方向に対して長軸が平行となる（或いは等電位線に直交する）ように液晶分子ＬＭを回転させる力が働く。

例えば図６中の最も上の隙間領域５０に着目すると、この隙間領域５０の第１長辺５１の両端に構成される角部の近傍においては、液晶分子ＬＭが実線矢印で示す第１回転方向Ｒ１に回転する。また、第２長辺５２の両端に構成される角部の近傍においては、液晶分子ＬＭが破線矢印で示す第２回転方向Ｒ２に回転する。第１回転方向Ｒ１及び第２回転方向Ｒ２は、互いに反対の回転方向である。

各長辺５１，５２の両端の角部は、各長辺５１，５２の近傍における液晶分子ＬＭの回転方向を制御する配向制御機能（換言すると、配向を安定化する機能）を有している。すなわち、第１長辺５１の近傍の液晶分子ＬＭは、第１長辺５１の両端の角部近傍における液晶分子ＬＭの回転の影響を受けて、第１回転方向Ｒ１に回転する。また、第２長辺５２の近傍の液晶分子ＬＭは、第２長辺５２の両端の角部近傍における液晶分子ＬＭの回転の影響を受けて、第２回転方向Ｒ２に回転する。

図中の最も上の隙間領域５０と第１方向Ｄ１に隣り合う隙間領域５０においては、第１長辺５１の近傍における液晶分子ＬＭが第２回転方向Ｒ２に回転し、第２長辺５２の近傍における液晶分子ＬＭが第１回転方向Ｒ１に回転する。サブ領域６０の近傍においても、周囲に形成される角部の配向制御機能により、図示した通り液晶分子ＬＭが回転する。

ラインＬ１で示すように、隙間領域５０及びサブ領域６０の第１方向Ｄ１における中心近傍においては、各回転方向Ｒ１，Ｒ２に回転する液晶分子ＬＭが拮抗している。また、ラインＬ２で示すように、第１方向Ｄ１に隣り合う隙間領域５０とサブ領域６０の間の中心近傍においても、各回転方向Ｒ１，Ｒ２に回転する液晶分子ＬＭが拮抗している。このため、ラインＬ１，Ｌ２の近傍においては、液晶分子ＬＭが初期配向状態に維持され、殆ど回転しない。

このように、高速応答モードにおいては、第１長辺５１の全長に亘って近傍の液晶分子ＬＭの回転方向が揃い、第２長辺５２の全長に亘って近傍の液晶分子ＬＭの回転方向が揃う。これにより、電圧印加時における応答速度を速めるとともに、液晶分子ＬＭの回転方向のバラつきを抑えて配向安定性を高めることが可能となる。

高速応答モードにおいては、液晶分子ＬＭの回転方向が拮抗するラインの間隔が狭いほど、応答速度が速くなる。すなわち、ラインＬ１の間にラインＬ２が介在する領域Ｂ１，Ｂ２では、応答速度を高めることができる。

一方で、領域Ｂ１，Ｂ２の間の領域Ｂ３では、ラインＬ２が介在しないので、領域Ｂ１，Ｂ２に比べて応答速度が遅くなる。領域Ｂ３においては、主領域３０の両辺近傍の液晶分子ＬＭが同じ回転方向に回転するため、液晶分子ＬＭを回転させる力が強く働く。したがって、領域Ｂ３は領域Ｂ１，Ｂ２に比べて高輝度となる。言い換えれば、本実施形態では、領域Ｂ３における主領域３０の近傍の液晶分子ＬＭは、ＦＦＳモードにおける液晶分子の回転に近似した回転をする。

このように、本実施形態においては、応答速度の速い領域Ｂ１，Ｂ２と輝度が高い領域Ｂ３が副画素領域Ａ内に形成される。接続領域４０の第２方向Ｄ２における位置を調整することで、応答速度と輝度の調整が可能となり、所望の性能を有した液晶表示装置１を実現できる。なお、領域Ｂ３の応答速度は、隙間領域５０のピッチＰ（すなわちラインＬ１のピッチ）を小さくすれば速めることができる。

各長辺５１，５２の両端付近では、上述の角部の配向制御機能が十分に作用する。各長辺５１，５２の中央付近では、上述の角部からの距離があるため、角部の配向制御機能が作用せずに配向が不安定となる可能性がある。これに対し、各長辺５１，５２を配向処理方向ＡＤに対して傾斜させることで、液晶分子ＬＭの回転方向が定まり易くなり、各長辺５１，５２の近傍においても配向を安定させることができる。

第１長辺５１を十分に傾けるためには、第１長辺５１の両端を第１方向Ｄ１において十分にずらす必要がある。第２長辺５２についても同様である。しかしながら、これらの場合にはピッチＰが大きくなるため、その分だけ領域Ｂ３の応答速度が遅くなる。また、隙間領域５０の第２方向Ｄ２における長さが大きくなるほど、各長辺５１，５２を傾斜させることが可能な角度範囲も狭くなる。

本実施形態では、領域Ｂ３の応答速度の向上と配向の安定を両立すべく、隙間領域５０の形状を工夫している。この点に着目し、図７の平面図を参照して第１電極Ｅ１の形状の詳細を説明する。

図７においては、説明の便宜のために、最も上の主領域３０を第１主領域３０Ａ、上から２番目の主領域３０を第２主領域３０Ｂ、上から３番目の主領域３０を第３主領域３０Ｃ、各主領域３０Ａ，３０Ｂを接続する接続領域４０を第１接続領域４０Ａ、各主領域３０Ｂ，３０Ｃを接続する接続領域４０を第２接続領域４０Ｂと呼ぶ。第１接続領域４０Ａは第１側ＳＤ１寄りに位置し、第２接続領域４０Ｂは第２側ＳＤ２寄りに位置している。さらに、各主領域３０Ａ，３０Ｂの間の隙間領域５０及びサブ領域６０をそれぞれ第１隙間領域５０Ａ及び第１サブ領域６０Ａ、各主領域３０Ｂ，３０Ｃの間の隙間領域５０及びサブ領域６０をそれぞれ第２隙間領域５０Ｂ及び第２サブ領域６０Ｂと呼ぶ。第１接続領域４０Ａと第２接続領域４０Ｂとを、互いに異なる側に寄せることで、第２主領域３０Ｂ付近の液晶分子ＬＭを、同じ方向に回転させる力が強く働く。これによって、第２主領域３０Ｂの中央付近を高輝度にすることができる。

第１隙間領域５０Ａは、第１端部５３と、第２端部５４と、これら端部５３，５４の間の中央部５５とを有している。各端部５３，５４及び中央部５５は、第２方向Ｄ２に並んでいる。第１隙間領域５０Ａにおいて、第１端部５３は第１側ＳＤ１の端部であり、第２端部５４は第２側ＳＤ２の端部である。

第１隙間領域５０Ａの第１長辺５１は、第１端部５３の近傍の第１部分５１ａと、第２端部５４の近傍の第２部分５１ｂと、中央部５５の近傍の第３部分５１ｃとを有している。第１隙間領域５０Ａの第２長辺５２は、第１端部５３の近傍の第１部分５２ａと、第２端部５４の近傍の第２部分５２ｂと、中央部５５の近傍の第３部分５２ｃとを有している。

第１隙間領域５０Ａにおいて、第１端部５３の第２方向Ｄ２における長さは第１長さＬ１であり、第２端部５４の第２方向Ｄ２における長さは第２長さＬ２であり、中央部５５の第２方向Ｄ２における長さは第３長さＬ３である。

第１隙間領域５０Ａにおいて、第１長辺５１の第１部分５１ａと第２部分５１ｂ、第２長辺５２の第１部分５２ａと第２部分５２ｂは、いずれも第２方向Ｄ２と平行である。第１端部５３及び第２端部５４の近傍においては、角部の配向制御機能が十分に働く。したがって、このように各部分５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂを第２方向Ｄ２（配向処理方向ＡＤ）と平行にしても、近傍の配向は安定する。

一方で、中央部５５の近傍においては、配向制御機能が十分に働かずに配向が不安定となり得る。そこで、図７の例では、第１長辺５１の第３部分５１ｃを第２方向Ｄ２に対して第１角度θ１だけ傾斜させ、第２長辺５２の第３部分５２ｃを第２方向Ｄ２に対して第２角度θ２だけ傾斜させている。第１角度θ１は第２方向Ｄ２を基準として反時計回りの鋭角であり、第２角度θ２は第２方向Ｄ２を基準として時計回りの鋭角である。一例として、各角度θ１，θ２は、０．５度以上の角度であり、好ましくは１．０度以上の角度である。図７の例では各角度θ１，θ２が同じであるが、これらは異なる角度であっても良い。以上のような形状においては、第１隙間領域５０Ａの第１方向Ｄ１における幅は、第１端部５３、中央部５５、第２端部５４の順に大きくなる。

このように、本実施形態では各長辺５１，５２の全てを傾斜させるのではなく、中央部５５の近傍のみを傾斜させている。このようにすれば、各長辺５１，５２を傾斜させる範囲は、第１隙間領域５０Ａの全長から第１長さＬ１と第２長さＬ２とを差し引いた第３長さＬ３となる。したがって、配向が不安定となり易い中央部５５の近傍において、各長辺５１，５２を大きい角度で傾斜させることができる。

なお、各長さＬ１，Ｌ２を大きくすると、各角度θ１，θ２を大きくできるものの、配向が不安定な領域に各部分５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂが及ぶ可能性がある。そこで、例えば図７に示すように、第２部分５１ｂと第３部分５１ｃの境界と、第２部分５２ｂと第３部分５２ｃの境界と、第２接続領域４０Ｂとが、平面視において第１方向Ｄ１に並ぶように配置すれば良い。また、他の観点から言えば、例えば各長さＬ１，Ｌ２のそれぞれを７μｍ以下とすることが好ましい（Ｌ１，Ｌ２≦７μｍ）。各長さＬ１，Ｌ２を５μｍ以下とすれば、一層好適である（Ｌ１，Ｌ２≦５μｍ）。

第２隙間領域５０Ｂは、第１方向Ｄ１と平行な軸に関して第１隙間領域５０Ａと線対称な形状を有している。すなわち、第２隙間領域５０Ｂにおいては、第１端部５３は第２側ＳＤ２の端部であり、第２端部５４は第１側ＳＤ１の端部である。また、第２主領域３０Ｂは、第１方向Ｄ１或いは第２方向Ｄ２と平行な軸に関して第１主領域３０Ａと線対称な形状を有している。第３主領域３０Ｃは、第１主領域３０Ａと同じ形状を有している。第１電極Ｅ１の全体を見ると、以上のような形状の第１隙間領域５０Ａと第２隙間領域５０Ｂが交互に並んでいる。

例えば第１側ＳＤ１に着目すると、第２隙間領域５０Ｂの第１方向Ｄ１における幅は第１幅Ｗ１であり、第１サブ領域６０Ａの第１方向Ｄ１における幅は第２幅Ｗ２であり、各主領域３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの第１方向Ｄ１における幅は第３幅Ｗ３である。また、第２側ＳＤ２に着目すると、第１隙間領域５０Ａの第１方向Ｄ１における幅は第１幅Ｗ１であり、第２サブ領域６０Ｂの第１方向Ｄ１における幅は第２幅Ｗ２であり、各主領域３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの第１方向Ｄ１における幅は第３幅Ｗ３である。

第１幅Ｗ１は、各隙間領域５０Ａ，５０Ｂの第２端部５４の第１方向Ｄ１における幅に相当する。各隙間領域５０Ａ，５０Ｂの第１端部５３の第１方向Ｄ１における幅は、各サブ領域６０Ａ，６０Ｂと同じく第２幅Ｗ２である。幅Ｗ１〜Ｗ３を用いると、上述のピッチＰは、（Ｗ１＋Ｗ２＋２＊Ｗ３）／２と表すことができる。

第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２の間の電界は、各隙間領域５０Ａ，５０Ｂが大きいほど良好に形成される。そこで、第１幅Ｗ１と第２幅Ｗ２を大きくすると良い。一例として、第１幅Ｗ１と第２幅Ｗ２の合計値を、第３幅Ｗ３を２倍した値よりも大きくすることが好ましい（（Ｗ１＋Ｗ２）＞２＊Ｗ３）。

第１隙間領域５０Ａにおける中央部５５と各端部５３，５４の境界、及び、第２隙間領域５０Ｂにおける中央部５５と各端部５３，５４の境界が、いずれも第２方向においてずれている。これにより、第２主領域３０Ｂの第１方向Ｄ１における両辺が平行でない部分を有するので、第２主領域３０Ｂの第１方向Ｄ１における幅が一定とならない。図７の例では、第１隙間領域５０Ａの第２端部５４及び中央部５５の境界と、第２隙間領域５０Ｂの第２端部５４及び中央部５５の境界との間における第２主領域３０Ｂの第４幅Ｗ４が、第３幅Ｗ３よりも大きい。第１主領域３０Ａ及び第３主領域３０Ｃにおいても同様である。

以上説明した本実施形態のように、副画素領域Ａに応答速度が速い領域（上述の領域Ｂ１，Ｂ２）と輝度が高い領域（上述の領域Ｂ３）とを設けることで、良好な表示品位の液晶表示装置１を実現できる。さらに、図７を用いて説明したように隙間領域５０の形状を工夫することで、液晶分子の配向の安定性が高まり、表示品位を一層向上させることができる。

以上の他にも、本実施形態からは既述の好適な効果や、その他の種々の効果を得ることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。ここでは主に第１実施形態との相違点に着目し、第１実施形態と同一の構成については説明を適宜省略する。

本実施形態は、第１電極Ｅ１が共通電極であり、第２電極Ｅ２が画素電極である点で、第１実施形態と相違する。図８は、第２実施形態に係る液晶表示装置１の断面の一部を示す図である。この図においては、図３と同じく、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢの第２方向Ｄ２に沿う断面を示している。また、走査信号線Ｇや映像信号線Ｓの図示を省略するとともに、スイッチング素子ＳＷを簡略化して示している。

図８において、第１電極Ｅ１は、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢに亘って設けられている。一方で、第２電極Ｅ２は、副画素ＳＰＲ，ＳＰＧ，ＳＰＢに対して１つずつ設けられている。第２電極Ｅ２は、対応するスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。

図９は、第１電極Ｅ１の概略的な平面図である。ここでは、主に１つの副画素ＳＰに対応する領域を示している。この図の例において、副画素領域Ａは、図４と同じく第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２を有している。また、第１領域Ａ１は複数の主領域３０及び複数の接続領域４０を有し、第２領域Ａ２は複数の隙間領域５０及び複数のサブ領域６０を有している。本実施形態においては、第２領域Ａ２に第１電極Ｅ１が形成され、第１領域Ａ１に第１電極Ｅ１がない。すなわち、第１領域Ａ１は、複数の主領域３０及び複数の接続領域４０を有したスリット（開口）である。第２電極Ｅ２は、例えば破線枠で示した外形を有し、平面視において第１領域Ａ１と重畳している。主領域３０、接続領域４０、隙間領域５０、及びサブ領域６０の形状は、図４の例と同様である。

第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２の間に電界が形成されると、隙間領域５０及びサブ領域６０の近傍の液晶分子ＬＭは、図６の例と同様に回転する。したがって、本実施形態の構成においても、第１実施形態と同様の高速応答モードを実現できる。

本実施形態の構成においても、隙間領域５０の中央近傍で液晶分子の配向が不安定となり得る。そこで、図７を用いて説明した構成を適用することにより、隙間領域５０の中央近傍における液晶分子の配向を安定化することができる。

その他、本実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、隙間領域５０は、第１端部５３及び第２端部５４のいずれか一方を有していなくても良い。この場合であっても、隙間領域５０の各長辺５１，５２の全体を傾斜させる場合に比べ、各長辺５１，５２の中央近傍の傾斜角度を高めることができる。また、隙間領域５０の中央部５５において、第１長辺５１と第２長辺５２のいずれか一方のみ配向処理方向ＡＤに対して傾斜させても良い。

各実施形態においては、液晶層ＬＣの液晶分子の誘電率異方性が正である場合に採用し得る構成を例示した。しかしながら誘電率異方性が負（ネガ型）である液晶分子により液晶層ＬＣを構成することもできる。この場合においては、配向処理方向ＡＤ（或いは液晶分子の初期配向方向）を隙間領域５０の延在方向に直交する方向とすれば良い。

１…液晶表示装置、２…表示パネル、３…バックライト、４…ドライバＩＣ、５…制御モジュール、１０…第１絶縁基板、１１…第１絶縁層、１２…第２絶縁層、１３…第１配向膜、２０…第２絶縁基板、２０…第２絶縁基板、２１…カラーフィルタ、２２…遮光層、２３…オーバーコート層、２４…第２配向膜、３０…主領域、４０…接続領域、５０…隙間領域、６０…サブ領域、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＬＣ…液晶層、ＤＲ１…第１ドライバ、ＤＲ２…第２ドライバ、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ＤＡ…表示領域、ＰＸ…画素、ＳＰ…副画素、Ｇ…走査信号線、Ｓ…映像信号線、Ｅ１…第１電極、Ｅ２…第２電極、ＳＷ…スイッチング素子、ＯＤ１…第１光学素子、ＯＤ２…第２光学素子、Ａ…副画素領域、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、ＡＤ…配向処理方向。

Claims

第１基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、
前記第１基板は、複数の映像信号線と、前記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、前記画素電極と対向し、前記画素電極との間で電界を発生させて前記液晶分子を回転させる共通電極と、第１領域と第２領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、
前記第１領域は前記画素電極がある領域であり、前記第２領域は前記画素電極がない領域であり、
前記第１領域は、互いに隣り合う第１主領域と第２主領域を有し、前記第１主領域と前記第２主領域は、第１方向に並ぶとともに、前記第１方向に交わる第２方向に延在し、
前記副画素領域は、前記第２方向において第１側と第２側を有し、前記第１方向において第３側と第４側を有し、
前記電界が発生している場合、前記第１主領域の前記第４側の辺近傍と、前記第２主領域の前記第３側の辺近傍とで、前記液晶分子の回転方向が異なっており、
前記第２領域は、前記第１主領域と前記第２主領域の間に前記第２方向に延在する第１隙間領域を有し、
前記第１隙間領域は、前記第２方向における第１端部及び第２端部と、前記第１端部と前記第２端部の間の中央部とを有し、
前記第１方向における前記第１隙間領域の幅は、前記第１端部、前記中央部、前記第２端部の順に大きくなり、
前記第１隙間領域は、前記第１端部、前記中央部、及び前記第２端部に亘る長辺を有し、
前記長辺は、前記第１端部の近傍の第１部分と、前記第２端部の近傍の第２部分と、前記中央部の近傍の第３部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分が平行であり、前記第３部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して傾斜している、
液晶表示装置。
第１基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、
前記第１基板は、複数の映像信号線と、前記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、前記画素電極と対向し、前記画素電極との間で電界を発生させて前記液晶分子を回転させる共通電極と、第１領域と第２領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、
前記第１領域は前記共通電極がない領域であり、前記第２領域は前記共通電極がある領域であり、
前記第１領域は、互いに隣り合う第１主領域と第２主領域を有し、前記第１主領域と前記第２主領域は、第１方向に並ぶとともに、前記第１方向に交わる第２方向に延在し、
前記副画素領域は、前記第２方向において第１側と第２側を有し、前記第１方向において第３側と第４側を有し、
前記電界が発生している場合、前記第１主領域の前記第４側の辺近傍と、前記第２主領域の前記第３側の辺近傍とで、前記液晶分子の回転方向が異なっており、
前記第２領域は、前記第１主領域と前記第２主領域の間に前記第２方向に延在する第１隙間領域を有し、
前記第１隙間領域は、前記第２方向における第１端部及び第２端部と、前記第１端部と前記第２端部の間の中央部とを有し、
前記第１方向における前記第１隙間領域の幅は、前記第１端部、前記中央部、前記第２端部の順に大きくなり、
前記第１隙間領域は、前記第１端部、前記中央部、及び前記第２端部に亘る長辺を有し、
前記長辺は、前記第１端部の近傍の第１部分と、前記第２端部の近傍の第２部分と、前記中央部の近傍の第３部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分が平行であり、前記第３部分が前記第１部分及び前記第２部分に対して傾斜している、
液晶表示装置。
前記第１基板は、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線を備え、
前記第１部分及び前記第２部分は、前記走査信号線と平行である、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記第１部分及び前記第２部分の前記第２方向における長さは、それぞれ７μｍ以下である、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第１領域は、前記第１主領域と前記第２主領域を接続する第１接続領域をさらに有する、
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記第１領域は、前記第１方向において前記第２主領域と隣り合う第３主領域と、前記第２主領域と前記第３主領域を接続する第２接続領域と、をさらに有し、
前記第１接続領域は、前記第２方向において前記第１側にあり、前記第２接続領域は、前記第２方向において前記第２側にある、
請求項５に記載の液晶表示装置。
前記第２領域は、前記第２主領域と前記第３主領域の間に前記第２方向に延在する第２隙間領域をさらに有し、
前記第１側又は前記第２側において、前記第１隙間領域の前記第１方向における第１幅と前記第２隙間領域の前記第１方向における第２幅の合計値は、前記第２主領域の前記第１方向における第３幅を２倍した値よりも大きい、
請求項６に記載の液晶表示装置。
前記第１領域は、前記第１方向において前記第２主領域と隣り合う第３主領域と、前記第２主領域と前記第３主領域を接続する第２接続領域と、をさらに有し、
前記長辺は、前記第１隙間領域における前記第４側の長辺であり、
平面視において、前記第２部分と前記第３部分の境界と、前記第２接続領域とは、前記第１方向において対向している、
請求項５乃至７のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。