JPH08101399A

JPH08101399A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08101399A
Application number: JP23748294A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Koma; 徳夫小間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JP3081468B2

Abstract

(57)【要約】【目的】配向制御電極及び配向制御窓により液晶層の
電界を調整し液晶の配向を制御した液晶表示装置におい
て、表示電極及び配向制御窓のエッジラインが入り組ん
だ部分に生ずる配向異常を防ぎ表示品位を向上する。【構成】配向制御窓（２２）の端部が表示電極（１
４）のコーナー部を含んで広く被覆する。これにより、
配向制御電極（１６）により制御された斜め方向電界が
密集する部分で、液晶を初期の配向状態に固定し、電界
の混雑による配向の乱れが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
に、液晶ディレクターの配向を制御することにより、広
視野角と高表示品位を達成した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力
などの利点があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野でデ
ィスプレイ装置として実用化が進んでいる。液晶表示装
置は、所定パターンの透明電極が設けられた２枚の基板
が、厚さ数μｍの液晶層を挟んで貼り合わされ、更にこ
れを、偏光軸が互いに直交する２枚の偏光板で挟み込む
ことによって構成される。特に、走査電極群とデータ電
極群を交差配置した交点を任意に選択して表示画素容量
に電圧を印加することにより、液晶を駆動するマトリク
ス型は、数万から数１０万の画素の駆動が可能であり、
大画面、高精細の表示ディスプレイ装置に適している。

【０００３】特に、選択用スイッチング素子として表示
画素ごとにＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トラン
ジスター）を配置し、線順次駆動を可能にしたアクティ
ブマトリクス型はＴＶなどのディスプレイに用いられ
る。アクティブマトリクス型は、図１７に示す等価回路
図を実現する構成で、走査信号用ゲートライン（Ｇ）と
データ信号用ドレインライン（Ｄ）が同一の透明な基板
上に形成され、両ライン（Ｇ，Ｄ）の交点には活性層と
してａ−Ｓｉやｐ−Ｓｉなどの非単結晶半導体層を用い
たＴＦＴ（Ｔ）が形成されている。同じ基板上には表示
画素容量（ＬＣ）の一方の電極となる表示電極がマトリ
クス状に配置され、それぞれＴＦＴ（Ｔ）に接続されて
いる。液晶層を挟んで対向配置されたもう一方の透明な
基板上には共通電極が全面的に形成されており、表示電
極との各対向部分が表示画素容量（ＬＣ）となってい
る。表示電極及び共通電極はＩＴＯなどの透明導電膜か
らなり、間隙の液晶の光学的状態の変化を直視できるよ
うになっている。ゲートライン（Ｇ）は線順次に走査選
択されて、同一走査線上のＴＦＴ（Ｔ）を全てＯＮと
し、これと同期したデータ信号をドレインライン（Ｄ）
を介して各表示電極に供給する。共通電極もまた、ゲー
トライン（Ｇ）の走査に同期して電圧が設定され、対向
する各表示電極との電圧差により間隙の液晶層に電界が
形成され、液晶の配向が変化して光の透過率が制御され
る。非選択中はＴＦＴ（Ｔ）のＯＦＦ抵抗により、表示
画素容量（ＬＣ）に印加された電圧が保持され、液晶の
駆動状態が継続される。また、ＴＦＴ（Ｔ）には、補助
容量電極（ＳＥ）が表示電極に重畳されて形成された補
助容量（ＳＣ）が接続されている。補助容量（ＳＣ）は
表示画素容量（ＬＣ）に並列に配置され、電圧の保持率
を向上している。

【０００４】更に、両基板表面の液晶層との接触表面に
はポリイミドなどの高分子膜が形成され、表面を綿布な
どでこすって分子鎖を一律に同じ方向へ揃える処理（ラ
ビング処理）を施すことにより、液晶の初期配向を制御
している。即ち、配向膜との接触面での相互作用により
液晶ディレクターの配向が指定されると、液晶の連続体
性のために液晶層全体にわたってこれに従うような配向
状態に制御される。

【０００５】特に、両基板のラビング方向を互いに直交
する方向に設定すると、液晶ディレクターが両基板間で
９０°に順次ねじれて連なった状態に制御される。この
ようなタイプはＴＮ（Twisted Nematic）方式と呼ばれ
る。ＴＮ方式では、液晶層は正の誘電率異方性を有した
ネマチック相であり、液晶ディレクターがラビング方向
に沿ってわずかの傾き角（プレチルト角）を有した平行
配向構造である。これにより液晶ディレクターは、発生
した電界の方向に向かってプレチルト角を増大させる方
向に変化する。即ち、各表示画素容量に所望の電圧を印
加して間隙の液晶層に電界を形成することにより、誘電
率の異方性のために、液晶ディレクターが初期配向状態
から液晶層の誘電率を増大させるように変化して、ねじ
れ状態が解消される。また、液晶は屈折率に異方性を有
しており、配向の変化に伴って光の透過状態も変わって
くるため、表示画素容量への印加電圧を調整して電界強
度を制御することにより、所望の透過率が得られる。特
に、ＮＷ（Normally White）モードでは、偏光軸がそれ
ぞれの基板のラビング方向と同じになるように２枚の偏
光板を設置することにより、電圧無印加時には、一方の
偏光板を透過した直線偏光が液晶ディレクターのねじれ
に沿って旋回されて他方の偏光板を透過するため白を表
示し、電圧印加時には、直線偏光が液晶層中で旋回せず
他方の偏光板により透過光が絞られ黒を表示するように
なる。一方、ＮＢ（Normally Black）モードでは、偏光
軸が揃うように２枚の偏光板を設置することにより、電
圧無印加時には、一方の偏光板を透過した直線偏光が液
晶層中を旋回して他方の偏光板によって遮断されて黒を
表示し、電圧印加時には、直線偏光が液晶層中で旋回せ
ず他方の偏光板を透過して透過率が増大し白を表示する
ようになる。

【０００６】一般に、電圧の印加により液晶の配向を制
御し、複屈折の変化により透過光を変調したものは、Ｅ
ＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式
と呼ばれる。特に、垂直配向ＥＣＢ方式は、両基板表面
に垂直配向処理を施し、液晶層として負の誘電率異方性
を有したネマチック相を用いた垂直配向構造のセルを、
直交偏光子間に配置した構成である。電圧無印加時に
は、一方の偏光板を透過した直線偏光は液晶層中で複屈
折を受けず他方の偏光板によって遮断されて黒を表示
し、電圧印加時には、配向が変化した液晶層中で直線偏
光が複屈折を受け、楕円偏光に変化して他方の偏光板を
透過するようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような原理上、従
来の液晶表示装置では、視角の変化によって光路に対す
る液晶の配向状態も相対的に変化するので、視角に依存
して表示特性も大幅に変化し、視角依存性が高かった。
特に、ＴＮ方式では、あらかじめラビングにより初期配
向が同一方向に揃えられるために、駆動時においても、
表示画素の全領域で同一の配向ベクトルで示す状態に揃
えられ、視角の変化に伴って表示画素全体の平均的な配
向ベクトルが変化していた。従来は特に、上下方向に視
角依存性が高く、視野角が狭かった。

【０００８】また、垂直配向ＥＣＢ方式では、電圧印加
時に、セル内の横方向電界や基板表面の凹凸により液晶
ディレクターの傾斜方角がばらつく。このため、視角依
存性が高まるとともに、互いに傾斜方角の異なる領域の
境界線に沿った帯状に透過率が変化し表示に悪影響を及
ぼしていた。このような透過率の異常な帯状領域はディ
スクリネーションと呼ばれ、ディスクリネーションが多
発すると、画面にざらつきが生じたり、画面が暗くなっ
たりするなどの問題を招いていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題に鑑
みてなされ、液晶層を挟んで対向して配置された第１及
び第２の基板と、該第１の基板の対向面側に複数配置さ
れた表示電極と、該表示電極に信号電圧を供給する薄膜
トランジスタと、前記第２の基板の対向面側に全面的に
形成された共通電極と、前記表示電極の周辺に配置され
た配向制御電極と、前記共通電極中の電極不在部分であ
る配向制御窓とを有し、前記表示電極と前記共通電極の
前記液晶層を挟んだ対向部分で形成され表示画素となる
容量に所望の電圧を保持させるとともに、前記配向制御
電極によって斜めに傾けられた電界と前記配向制御窓に
より形成された液晶の駆動されない弱電界により液晶の
配向を制御した液晶表示装置において、第１に、前記配
向制御窓は、その両端が前記表示電極の互いに向かい合
うコーナー部に位置する帯状に形成され、前記両端部で
幅が広げられて、前記表示電極のコーナー部を含んで覆
った構成である。

【００１０】第２に、前記配向制御窓は、その両端が前
記表示電極の互いに向かい合うコーナー部に位置する帯
状に形成され、かつ、前記表示電極のコーナー部が斜め
に切り欠かれて残存する部分の電極の縁線の折れ曲がり
角部の角度が鈍角になるようにされているとともに、前
記配向制御窓は前記表示電極のコーナー部を切り欠く線
の中央部を含んで通過し前記表示電極からはみだしてい
る構成である。

【００１１】第３に、第１または第２の構成において、
前記配向制御電極は前記表示電極の周縁を囲って部分的
に重畳しながら一部はみだして形成されているととも
に、前記薄膜トランジスタとの接続部には不在とした構
成である。第４に、第１または第２の構成において、前
記配向制御窓は、一個所または複数個所において鈍角に
折り曲げられ、この配向制御窓により分割された表示画
素の各領域の面積は互いに等しくされた構成である。

【００１２】第５に、第１、第２または第４の構成にお
いて、前記配向制御窓は一本の帯状に形成され、その両
端部を全表示画素について同じコーナー部に位置するよ
うに形成されているとともに、前記配向制御窓によって
分割された各領域の面積は全て等しくされた構成であ
る。第６に、第１、第２または第４の構成において、前
記配向制御窓は表示画素内で交差する２本の帯状に形成
され、それら配向制御窓の４つの端部はそれぞれ表示画
素の４つのコーナー部に位置し、かつ、前記配向制御窓
によって分割された各領域の面積は全て等しくされた構
成である。

【００１３】第７に、第６の構成において、前記２本の
帯状に形成された配向制御窓の交差部において、前記共
通電極の電極存在部分の角部が切り欠かれ、配向制御窓
の縁線の折れ曲がり角部を鈍角とした構成である。

【００１４】

【作用】前記第１の構成で、セル内に斜め電界を生じさ
せる配向制御電極とセル内に電界不在領域を生じさせる
配向制御窓を所定の位置に配置することにより、セル内
の電界を調整し、電界効果ととともに液晶の連続体性に
基づく弾性を利用して配向を制御して視野角を広げた液
晶表示装置において、表示電極のコーナーに対応する部
分で共通電極に配向制御窓を開口することにより、この
部分では電圧印加時でも電界が形成されないか、あるい
は弱く液晶の駆動閾値以下となり、液晶ディレクターは
初期状態に固定される。このため、配向の乱れによって
表示画素中に異常な透過率を示す領域が生じるのを防ぐ
ことができる。即ち、液晶ディレクターは表示電極のエ
ッジライン及びそのエッジラインに沿って形成された配
向制御電極に直角な方向に傾く斜め方向電界によって制
御されるため、表示電極のコーナー部付近ではそのコー
ナー部の両側のラインによって異なる制御を受け、配向
が安定しない。この部分で配向の異常が発生すると、液
晶の連続体性のためにその異常領域が広がり、表示に悪
影響を及ぼすことになる。このため、配向制御窓で表示
電極のコーナー部を覆って配向を固定することにより、
配向の乱れを無くすとともに、有効表示領域の損失を最
小限に抑えることができる。

【００１５】前記第２の構成で、表示電極のコーナー部
を斜めに切り欠くことにより、表示電極のエッジライン
と配向制御窓のエッジラインが直角または直角に近い角
度で交差し、交差部での配向の乱れが防止される。つま
り、配向制御窓のエッジラインにおいても、斜め方向電
界が生じるので、表示電極のエッジラインとの交差部に
おいて、配向制御窓の外側かつ表示電極の内側にできる
角度が直角よりも大きくなると、配向制御窓のエッジラ
インでの電界の傾き方向と表示電極のエッジラインでの
電界傾き方向が異なりそれぞれ配向が制御された領域の
境界線上で配向の食い違いが生じる。そのため、配向制
御窓との交差部で表示電極のコーナー部をカットして配
向制御窓のエッジラインと表示電極のエッジラインを直
角または直角と同じ作用となる角度で交差させることに
より、表示電極のエッジラインに沿った配向制御作用を
無効にして配向制御窓のみの作用で配向を安定させるこ
とができる。

【００１６】前記第３の構成で、配向制御電極を表示電
極に部分的に重畳させるとともに一部はみだして配置す
ることにより、重畳部において補助容量が構成されると
ともに、表示電極のエッジラインから外の領域の配向制
御電極は、平面的に表示電極に接した配置となり、配向
制御効果が高められる。また、薄膜トランジスタとの接
続部で、配向制御電極を不在とすることにより、配向制
御電極の段差による表示電極の段切れを防ぎ、薄膜トラ
ンジスタと表示電極の接続不良や断線が防止される。

【００１７】前記第４の構成で、液晶ディレクターの方
角が互いに異なった領域の境界となる配向制御窓を、部
分的に折り曲げた形状に形成して、配向制御窓によって
分割された表示画素の各領域の面積を等しくすることに
より、各領域に対応した複数の優先視角方向について明
るさが等しくなる。即ち、配向制御窓の領域では、無電
界あるいは閾値以下の電界のため、液晶ディレクターが
変化せず、初期配向状態に維持されているので、配向制
御窓の両側の領域でそれぞれの配向制御電極により互い
に異なる方角に配向が制御された領域の境界が固定さ
れ、液晶の連続体性のために、全体的に配向が安定す
る。このため、配向制御窓により分割される各領域の面
積を等しくすることにより、各領域に固有の優先視角方
向について明るさが等しくなり、表示画素全体でこれら
が合成され、視角依存性が低減されて、視野角が広が
る。

【００１８】前記第５の構成で、ＴＮ方式の液晶表示装
置の全表示画素について、配向制御窓の両端の位置を等
しくし、初期ねじれ状態に対して駆動時の液晶ディレク
ターの方角が互いに異なる領域の位置関係を同じにする
ことにより、各表示画素が同じ仕方で分割され、視角特
性が等しくなり、均一な表示画面が得られる。また、配
向制御窓によって分割された表示画素の各領域の面積を
同じにすることにより、各表示画素の明るさが等しくな
り、従って、表示品位が向上する。

【００１９】前記第６の構成で、垂直配向ＥＣＢ方式の
液晶表示装置において、配向制御窓によって表示画素を
４等分することにより、各領域に固有の優先視角方向が
合成され、視野が広がる。前記第７の構成で、配向制御
窓のエッジラインの折れ曲がりを緩やかにすることによ
り、このエッジラインに沿った斜め電界の重複が緩和さ
れ、配向異常領域の発生が防止される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は、本発明の第１の実施例に係るＴＮ方式セ
ルの表示画素部の平面図である。基板上にゲートライン
（１１）とドレインライン（１５）が交差して配置さ
れ、両ライン（１１，１５）に囲まれた領域には表示電
極（１４）が配置されている。また、両ライン（１１，
１５）の交差部には、ゲート電極（１１Ｇ）、ゲート絶
縁膜、非単結晶半導体層（１３）、及び、ソース・ドレ
イン電極（１５Ｓ，１５Ｄ）が順次積層されてＴＦＴが
形成され、ソース電極（１５Ｓ）が表示電極（１４）に
接続されている。表示電極（１４）の周縁を囲って配置
された配向制御電極（１６）は、ゲート絶縁膜を挟んで
表示電極（１４）に部分的に重畳して配置されるととも
に、一部が表示電極（１４）からはみだしている。

【００２１】一方、液晶を挟んで対向して配置された対
向基板側には共通電極が全面的に形成され、帯状の電極
不在部分である配向制御窓（２２）が開口されている。
配向制御窓（２２）は表示電極（１４）の対角線に沿っ
て形成されているとともに、両端部で幅が広げられ、表
示電極（１４）のコーナー部分を広く被覆している。図
２に、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。ゲートラ
イン（１１）、ゲート電極（１１Ｇ）及び配向制御電極
（１６）はガラスなどの基板（１０）にＣｒを成膜して
エッチングすることにより形成されている。これらの上
にはＳｉＮXなどのゲート絶縁膜（１２）が形成され、
表示電極（１４）はＩＴＯのパターニングにより形成さ
れている。また、図示されないゲート電極（１１Ｇ）に
対応する部分では、ゲート絶縁膜（１２）上に、更に、
非単結晶半導体層（１３）及びソース・ドレイン電極
（１５Ｓ，１５Ｄ）が順次積層されてＴＦＴを構成して
いる。更に全面にはポリイミドなどの配向膜（１７）が
形成されて、図１の矢印（１８）に示す方向にラビング
処理が施されている。ポリイミドはプレチルト角が小さ
い（１°以下）ものを用いる。

【００２２】一方、誘電率異方性が正の液晶層（３０）
を挟んで対向して配置されたガラスなどの基板（２０）
上には、ＩＴＯの共通電極（２１）が全面的に形成され
ており、更に、配向制御窓（２２）はエッチング除去に
より電極不在部分を開口することにより形成されてい
る。更に、全面には基板（１０）側と同様にポリイミド
の配向膜（２３）が形成され、図１の矢印（２４）に示
す方向にラビング処理がなされている。液晶は配向膜
（１７，２３）の制御にしたがって、両基板間で９０°
にねじれ配列されている。

【００２３】この構造のセルに電圧を印加すると、図２
に示すごとく液晶層（３０）中の電界が調整されて液晶
の配向が制御される。即ち、表示電極（１４）のエッジ
部において電界（３２ｘ）は配向制御電極（１６）との
電圧差により斜めに傾けられるとともに、配向制御窓
（２２）のエッジ部でも電界（３２ｙ）は共通電極（２
１）の電極存在領域から電極不在領域へ広がるように斜
めに傾けられる。これにより、正の誘電率異方性を有し
た液晶ディレクター（３１）は最短で斜め方向電界（３
２ｘ，３２ｙ）に沿うように立ち上がる。このとき、プ
レチルト角を小さく、１°以下にすることにより、配向
制御電極（１６）及び配向制御窓（２２）による制御に
対して、プレチルトの影響を無効にしている。このよう
な配向制御は、表示電極（１４）の向かい合う辺につい
て互いに方角が逆となり、それぞれ配向制御電極（１
６）により制御された配向状態は、液晶の連続体性のた
めに表示画素領域中に広がる。これら配向状態の互いに
異なる領域の境界は配向制御窓（２２）上に固定され
る。即ち、配向制御窓（２２）に対応する領域では電界
が全く存在しないか、あるいは閾値以下の強度でしかな
く、液晶ディレクター（３１）は初期状態に維持され
る。このため、配向制御窓（２２）の両側で互いに異な
る方角に制御された液晶ディレクターの各領域の境界が
この領域で固定され、配向状態は液晶の連続体性により
なだらかにつながり、安定する。この時、液晶ディレク
ター（３１）は、配向制御窓（２２）を境にして互いに
逆の方角に立ち上げられている。それぞれ領域は異なる
優先視角方向を有しているので、表示画面を観察すると
これらが合成されて視認される。このため、結果的に優
先視角方向が広がり、視角依存性の小さい、広視野角の
表示を行うことができる。

【００２４】なお、配向制御電極（１６）は、表示電極
（１４）と異なる電圧に設定されるが、実施例では、共
通電極（２１）と同じ電圧を印加する構成により、配向
制御効果を得るとともに、駆動回路部の複雑化を避けて
いる。図３は、表示電極（１４）のコーナー部の拡大平
面図である。表示電極エッジ（１４Ｅ）が、配向制御電
極の両エッジ（１６Ｅａ，１６Ｅｂ）の間に位置し、表
示電極エッジ（１４Ｅ）のコーナー（Ｃ）が配向制御窓
（２２）の領域内にある。表示電極エッジ（１４Ｅ）と
配向制御電極エッジ（１６Ｅａ）との距離（ａ）及び表
示電極エッジ（１４Ｅ）と配向制御電極エッジ（１６Ｅ
ｂ）との距離（ｂ）は、それぞれ３μｍ以上に設計して
いる。配向制御窓（２２）の幅（ｃ）は５μｍ程度であ
り、表示電極（１４）のコーナー（Ｃ）から手前およそ
３０μｍから幅が広げられ、表示電極（１４）のコーナ
ー（Ｃ）では、このコーナー（Ｃ）から配向制御窓の両
側エッジ（２２Ｅ）までの距離（ｄ）が５μ以上の設計
としている。配向制御窓（２２）は更に表示電極（１
４）の外側にはみだされ、配向制御電極エッジ（１６Ｅ
ａ）との距離（ｅ）は、５μ以上の設計としている。

【００２５】以上の設計は、マスクずれや貼り合わせず
れを考慮したものである。これにより、配向制御電極
（１６）が表示電極（１４）から完全にはみだして配向
制御作用が弱まったり、逆に配向制御電極（１６）が表
示電極（１４）の内側に完全に入り込んで配向制御作用
が働かないといったことが防がれるとともに、表示電極
（１４）のコーナー（Ｃ）が配向制御窓（２２）からは
みだすのが防がれる。即ち、マスクアラインメント及び
貼り合わせアラインメントの際に、それぞれ１〜２μｍ
及び３〜４μｍのずれがあるが、上のような設計により
アライメントのずれによる問題が生じるのが防がれる。

【００２６】この構成により、液晶ディレクター（３
１）の初期配向方向（１８）を軸にして、配向制御電極
（１６）による立ち上がり制御方向（Ｘ）と、配向制御
窓（２２）による立ち上がり制御方向（Ｙ）は、いずれ
も９０°以内の範囲内にある配置となるので、両方の制
御が同じ作用として加えられ、電圧印加により液晶ディ
レクター（３１）の立ち上がり側が一方に特定され効果
的な配向制御が行われる。即ち、ある断面に関して、図
２に見られるように、配向制御窓（２２）により分割さ
れた表示画素の各領域について、配向制御電極（１６）
によって生じる斜め方向電界（３２ｘ）と配向制御窓
（２２）によって生じる斜め方向電界（３２ｙ）が同じ
方向に傾いた状態になり、配向が安定する。

【００２７】これに反して、図４に表示電極（１４）の
コーナー（Ｃ）が配向制御窓（２２）の領域外に出た場
合の問題を示す。この時、配向制御窓（２２）を境にし
た左上側の領域では良好な配向制御がなされるが、右下
の領域では、配向制御窓（２２）の外側に出た表示電極
（１４）のコーナー部付近で配向が乱れる。即ち、この
部分では、液晶ディレクター（３１）の初期配向方向
（１８）を軸にして、直角を挟んだ配向制御電極（１
６）による立ち上がり制御方向（Ｘ１）と（Ｘ２）の一
方が９０°を越える。このため、両方の制御が液晶ディ
レクター（３１）に対して異なる方向への作用となり、
立ち上がり側が逆の領域が生じ、液晶の連続体性のため
に、このような領域が広がり、いわゆるリバースチルト
ドメイン（Ｒ）となって表示に悪影響を及ぼす。

【００２８】また、図４において、表示電極エッジ（１
４Ｅ）と配向制御窓エッジ（２２Ｅ）との交差部におい
て、表示電極（１４）の領域内かつ配向制御窓（２２）
の領域外にできる角度（α）が９０°以上になってい
る。このような部分では、液晶ディレクター（３１）の
初期配向方向（１８）を軸にして、配向制御電極（１
６）による立ち上がり制御方向（Ｘ）と配向制御窓（２
２）による立ち上がり制御方向（Ｙ）のいずれか一方が
９０°を越え、両方の制御が、液晶ディレククター（３
１）に対して逆方向に作用する。このため、配向制御電
極（１６）の作用が有効な領域が、配向制御窓（２２）
の作用が有効な領域に対してリバースチルトドメイン
（Ｒ）となって表示に悪影響を及ぼす。

【００２９】このため、本発明では、図３に示すよう
に、表示電極（１４）のコーナー（Ｃ）を配向制御窓
（２２）で覆うことにより、この部分の液晶ディレクタ
ーを初期状態に固定して、配向の乱れを抑え込み、リバ
ースチルトドメインを防止している。図５は、表示電極
（１４）とソース電極（１５Ｓ）の接続部の拡大平面図
であり、表示電極エッジ（１４Ｅ）、配向制御電極エッ
ジ（１６Ｅａ，１６Ｅｂ）、ソース電極エッジ（１５Ｓ
Ｅ）及び配向制御窓エッジ（２２Ｅ）を示している。表
示電極（１４）の入口付近において、配向制御電極（１
６）の段差による表示電極（１４）の段切れを防ぐた
め、配向制御電極（１６）はこの部分で不在とされてい
る。また配向制御窓（２２）は、配向制御電極（１６）
の端部を含んで、表示電極（１４）の入口付近を広く覆
っている。これにより、配向制御電極（１６）の在不在
による電界の不揃いから配向が乱れるのが抑えられる。

【００３０】設計的には、ソース電極（１５Ｓ）との接
続部において表示電極（１４）は、幅（ｆ）を１０μｍ
にとるとともに縦（ｇ）も１０μｍにとっている。これ
により、表示画素の主領域をＴＦＴから離して、ＴＦＴ
の段差によって配向が乱れる部分を有効表示領域の外側
に出している。また、配向制御電極（１６）が不在の入
口部の最小幅（ｈ）は８μｍ程度にとって表示電極（１
４）への接続抵抗を低減している。配向制御窓（２２）
は画素領域内での幅（５μｍ）を、その延長線と表示電
極エッジ（１４Ｅ）との交差部の３０μｍ程度手前か
ら、配向制御窓エッジ（２２Ｅ）の折れ角が鈍角となる
ように広げられている。配向制御窓エッジ（２２Ｅ）
は、表示電極エッジ（１４Ｅ）及び表示電極エッジ（１
４Ｅ）と配向制御電極エッジ（２２Ｅ）との交差部を内
側に含むようにするため、貼り合わせのマージン（ｉ）
を５μｍに設計している。

【００３１】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図６は表示画素部の平面図である。第１の実施例と重複
する説明は割愛する。また、図６中の符号は、図１と同
じものについては同一符号を用いている。なお、Ａ−Ａ
線に沿った断面構造は図２と同じである。本実施例で
は、配向制御窓（２２）が対向する部分において、表示
電極（１４）のコーナー部が切り欠かれ、配向制御窓
（２２）は、表示電極（１４）の切り欠かれた部分のエ
ッジラインを通過して外側にはみだされている。

【００３２】図７は、表示電極（１４）のコーナー部の
拡大平面図である。表示電極エッジ（１４Ｅ）が、配向
制御電極の両エッジ（１６Ｅａ，１６Ｅｂ）の間に位置
し、これらエッジ（１４Ｅ，１６Ｅａ，１６Ｅｂ）は共
に折れ角を鈍角として平行に折れ曲げられ、それぞれ、
配向制御窓エッジ（２２Ｅ）と直角に近い角度で交差す
るようにされている。このように形成された表示電極の
エッジライン（１４Ｅａ）の両側端のコーナー（Ｃ１，
Ｃ２）は鈍角となっており、電界の疎密が緩和され，配
向の乱れが抑えられている。これら各コーナー（Ｃ１，
Ｃ２）と配向制御窓エッジ（２２Ｅ）のそれぞれ遠いほ
うの距離（ｊ）は５μｍ以上にとっている。これによ
り、貼り合わせのずれがあっても、コーナー（Ｃ１，Ｃ
２）がそれぞれ配向制御窓（２２）の反対側の外側へず
れることがなくなり、図４で説明したような配向の乱れ
が防がれる。即ち、表示電極エッジ（１４Ｅ）と配向制
御窓エッジ（２２Ｅ）との交差部において、表示電極
（１４）の領域内かつ配向制御窓（２２）の領域外にで
きる角度（α）が９０°を大きく越えた構造になるのが
避けられる。また、表示電極（１４）のコーナー部を切
り欠いたエッジライン（１４Ｅａ）は、液晶ディレクタ
ー（３１）の初期配向方向（１８）と同じ方向に揃えて
いるが、エッジライン（１４Ｅａ）と配向制御窓エッジ
（２２Ｅ）は必ずしも厳密に直角である必要はない。即
ち、これにより液晶ディレクター（３１）へのエッジラ
イン（１４Ｅａ）からの配向制御（Ｘ３）が無効とな
り、配向制御電極（１６）による配向制御（Ｘ２）及び
配向制御窓エッジ（２２Ｅ）からの配向制御（Ｙ）の液
晶ディレクター（３１）の軸方向に沿った成分によって
立ち上がり側が一方に特定される。配向制御窓（２２）
はエッジライン（１４Ｅａ）から更に外側に距離（ｋ）
を１０μｍ程度に取った設計ではみだされ、貼り合わせ
のずれによって、配向制御窓（２２）がエッジライン
（１４Ｅａ）に達しなくなるのを防いでいる。

【００３３】続いて、本発明の第３の実施例を説明す
る。図８は、表示画素部の平面図である。第１及び第２
の実施例と重複する説明は割愛する。また、図８中の符
号について図１及び図６と同じものについては同一の符
号を用いている。本実施例は、トライアングル構造にお
いて表示画素内でのＴＦＴの位置が行ごとに左右反対に
なる場合において、図１または図６に示した表示画素の
隣行に位置する表示画素構造である。

【００３４】配向制御窓（２２）は第１及び第２の実施
例と同様に、表示画素の右上から左下の対角線に概ね沿
って形成され、ＴＦＴは表示電極（１４）の右下部に接
続されている。ここで示した表示電極（１４）の形状
は、トライアングル構造のゲートライン（１１）及びド
レインライン（１５）に対応して有効表示領域を広げ開
口率を向上するための一例であり、図１及び図６におい
てもこれに左右対称な構造が採用できる。表示電極（１
４）の辺においてエッジラインが入り組んだ部分では、
エッジラインの折れ曲がった角度が鈍角となるように形
成することにより電界の疎密を緩和し、電界の混雑によ
る配向の乱れを防いでいる。また、ラビング方向（１
８）と同じ方向に延びたエッジラインは液晶ディレクタ
ー（３１）への配向制御作用が無効となるため、他の部
分で制御された配向を乱す作用を及ぼすことがなくな
る。また、いびつな形状の表示画素を面積の等しい２つ
の領域に分割するため、配向制御窓（２２）は、適当な
個所で小さな角度（β）で折り曲げられ、１８０°に近
い鈍角でくのじ型に折れ曲がった形状に形成されてい
る。なお、図８では、配向制御窓（２２）の端部が表示
電極（１４）の角部に被覆した部分の形状として図３に
示した構造を用いているが、これに限定されることはな
く、図７に示した構造でもよい。

【００３５】図９は、表示電極（１４）とソース電極
（１５Ｓ）の接続部の拡大平面図である。図５と同様、
配向制御電極（１６）の段差による表示電極（１４）の
段切れを防ぐため、表示電極（１４）の入口部で配向制
御電極（１６）を不在としている。次に本発明の第４の
実施例を説明する。図１０は、本発明を垂直配向ＥＣＢ
方式のセルに適用した場合の表示画素部の平面図であ
る。図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面構造は図１１に示し
た。以下の説明では前述の説明と重複する部分につてい
は割愛する。また、図中の符号は前述の実施例と同一対
象物については同一の符号を付した。

【００３６】共通電極（２１）中の電極不在部分である
配向制御窓（２５）は、表示画素の対角線に沿ったＸ字
型に形成され、表示画素を４分割している。即ち、４つ
の端部が表示電極（１４）の３つのコーナー及びソース
電極（１５Ｓ）との接続部を被覆している。液晶層（４
０）は負の誘電率異方性を有しており、液晶ディレクタ
ー（４１）は配向膜（１９）（２６）間で垂直配向され
ている。

【００３７】この構造のセルに電圧を印加すると、図１
１に示すごとく液晶層（４０）中の電界が調整されて液
晶の配向が制御される。即ち、表示電極（１４）のエッ
ジ部において電界（４２ｘ）は配向制御電極（１６）と
の電圧差により斜めに傾けられるとともに、配向制御窓
（２５）のエッジ部でも電界（４２ｙ）は共通電極（２
１）の電極存在領域から電極不在領域へ広がるように斜
めに傾けられる。これにより、負の誘電率異方性を有し
た液晶ディレクター（４１）は斜め方向電界（４２ｘ，
４２ｙ）に対して直角方向を向くように最短で傾く。表
示電極（１４）の４辺で配向制御電極（１６）により制
御された配向状態は、液晶の連続体性のために表示画素
領域中に広がるが、これら配向状態の互いに異なる領域
の境界は配向制御窓（２６）上に固定される。即ち、図
２で説明したのと同様の原理で、配向制御窓（２６）に
より初期の垂直配向状態に維持された液晶ディレクター
は、連続体性のために、他の領域と共通して配向状態が
なだらかにつながり表示画素全体について安定する。こ
の時、液晶ディレクター（４１）は、配向制御窓（２
４）によって分割された各領域において均一揃えられて
傾いているとともに、それぞれ領域では互いに異なる４
つの方向に傾いている。それぞれ領域は異なる優先視角
方向を有しているので、表示画面を観察するとこれらが
合成されて視認される。このため、結果的に優先視角方
向が広がり、視角依存性の小さい、広視野角の表示を行
うことができる。

【００３８】また、図１０に示すように、配向制御窓
（２４）の中心部分において、電極存在領域の角部を切
り欠いてエッジラインの大きな折れ角（γ）を介在させ
た構造により、エッジラインの折れ角が小さくなるのを
避けている。即ち、エッジラインが小さな角度で折れ曲
がった部分では、斜め電界の疎密が生じるため、配向が
乱れやすい。このため、エッジラインの折れ曲がり角度
を大きくすることにより、このような問題が防止され
る。

【００３９】図１２は表示電極（１４）のコーナー部の
拡大平面図である。設計は図３と同じである。表示電極
（１４）の３つのコーナー部についてもこの構造に対し
て、左右及び上下に対称な構造となっている。表示電極
（１４）のコーナー（Ｃ）が配向制御窓（２４）の領域
内に位置した構造により、配向制御窓（２４）により分
割された各領域では、配向制御電極（１６）による配向
制御（Ｘ）と配向制御窓（２４）による配向制御（Ｙ）
が緩やかに合成され、液晶ディレクター（４１）は均一
に揃えられる。

【００４０】図１３は、表示電極（１４）のコーナー
（Ｃ）が配向制御窓（２４）の領域外にはみでた場合の
問題を示す。この時、配向制御電極（１６）による配向
制御（Ｘ１）が有効な領域（Ｒ）は、配向制御電極（１
６）による配向制御（Ｘ２）と配向制御窓（２４）によ
る配向制御（Ｙ）との合成によって制御された領域と
は、液晶ディレクター（４１）が著しく異なっており、
液晶の連続体性のためにこのような領域（Ｒ）が広がる
と、表示に悪影響を及ぼす。

【００４１】従って本発明では、配向制御窓（２４）を
表示電極（１４）のコーナー部で幅広に設計し、貼り合
わせ時にずれが生じても、コーナー（Ｃ）が配向制御窓
（２４）からはみでないようにすることにより、コーナ
ー部の液晶ディレクター（４１）を初期状態に固定し、
図１３のような問題を防止している。また、表示電極
（１４）とソース電極（１５Ｓ）との接続部分は図５と
同じ構造で、配向制御窓（２４）により被覆している。

【００４２】続いて本発明の第５の実施例を説明する。
図１４は表示画素部の平面図である。第４の実施例と重
複する説明は割愛する。Ｂ−Ｂ線に沿った断面構造は図
１１に示す。本実施例では、表示電極（１４）の３つの
コーナー部について角部が切り欠かれ、配向制御窓（２
４）は、表示電極（１４）の切り欠かれた部分のエッジ
ラインを通過して外側にはみだされている。

【００４３】図１５は、表示電極（１４）のコーナー部
の拡大平面図である。設計は図７と同じである。表示電
極（１４）のコーナーを切り欠いたエッジライン（１４
Ｅａ）に沿った配向制御（Ｘ３）と配向制御窓（２４）
による配向制御（Ｙ）さらに配向制御電極（１６）によ
る配向制御（Ｘ２）は滑らかに合成される。このため、
配向制御窓（２４）により分割された各領域において液
晶ディレクター（４１）は均一に揃えられ、図１３に示
したような問題が防止される。

【００４４】また、表示電極（１４）とソース電極（１
５Ｓ）との接続部分は図５と同じ構造で、配向制御窓
（２４）により被覆している。図１６は本発明の第６の
実施例に係る表示画素部の平面図であり、トライアング
ル構造において、図１０または図１４に示した表示画素
の隣行に位置する表示画素の構造である。表示電極（１
４）は、開口率を向上するために、トライアングル配置
に対応したライン（１１，１５）に沿って領域を広げら
れており、配向制御電極（１６）は、表示電極（１４）
のエッジラインに沿って配置されている。配向制御窓
（２４）は、分割される表示画素の各領域の面積を等し
くするために、小さな角度（β）で折り曲げられてい
る。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、セル内
に配向制御電極及び配向制御窓を配置し液晶層中の電界
を調整して、液晶の配向を制御する液晶表示装置おい
て、表示電極のエッジラインと配向制御窓のエッジライ
ンの形状を設計することにより、エッジラインに沿って
斜めに発生する電界の密集や混雑が緩和され、配向の乱
れが根絶され、表示品位や開口率が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の平
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の要
部拡大平面図である。

【図４】本発明の作用効果を説明する図である。

【図５】本発明の実施例に係る液晶表示装置の要部拡大
平面図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の平
面図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の要
部拡大平面図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の平
面図である。

【図９】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の拡
大平面図である。

【図１０】本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の
平面図である。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図１２】本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の
要部拡大平面図である。

【図１３】本発明の作用効果を説明する図である。

【図１４】本発明の第５の実施例に係る液晶表示装置の
平面図である。

【図１５】本発明の第５の実施例に係る液晶表示装置の
要部拡大平面図である。

【図１６】本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の
平面図である。

【図１７】液晶表示装置の等価回路図である。

【符号の説明】１０，２０基板１１ゲートライン１２ゲート絶縁膜１３ａ−Ｓｉ１４表示電極１５ドレインライン１６配向制御電極１７，１９，２３，２６配向膜１８，２４ラビング方向２１共通電極２２，２５配向制御窓３０液晶層３１，４１液晶ディレクター３２，４２電界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/336

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層を挟んで対向して配置された第１
及び第２の基板と、前記第１の基板の対向面側に複数配
置された表示電極と、該表示電極に信号電圧を供給する
薄膜トランジスタと、前記第２の基板の対向面側に全面
的に形成された共通電極と、前記表示電極の周辺に配置
された配向制御電極と、前記共通電極中の電極不在部分
である配向制御窓とを有し、前記表示電極と前記共通電
極の前記液晶層を挟んだ対向部分で形成され表示画素と
なる容量に所望の電圧を保持させるとともに、前記配向
制御電極によって斜めに傾けられた電界と前記配向制御
窓により形成される液晶が駆動されない弱電界により液
晶の配向を制御した液晶表示装置において、前記配向制御窓は、その両端が前記表示電極の互いに向
かい合うコーナー部に位置する帯状に形成され、前記両
端部で幅が広げられて、前記コーナー部を含んで覆った
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶層を挟んで対向して配置された第１
及び第２の基板と、前記第１の基板の対向面側に複数配
置された表示電極と、該表示電極に信号電圧を供給する
薄膜トランジスタと、前記第２の基板の対向面側に全面
的に形成された共通電極と、前記表示電極の周辺に配置
された配向制御電極と、前記共通電極中の電極不在部分
である配向制御窓とを有し、前記表示電極と前記共通電
極の前記液晶層を挟んだ対向部分で形成され表示画素と
なる容量に所望の電圧を保持させるとともに、前記配向
制御電極によって斜めに傾けられた電界と前記配向制御
窓により形成される液晶が駆動されない弱電界により液
晶の配向を制御した液晶表示装置において、前記配向制御窓は、その両端が前記表示電極の互いに向
かい合うコーナー部に位置する帯状に形成され、かつ、
前記表示電極のコーナー部が斜めに切り欠かれて残存す
る部分の電極の縁線の折れ曲がり角部の角度が鈍角にな
るようにされているとともに、前記配向制御窓は前記表
示電極のコーナー部を切り欠く線の中央部を含んで通過
し前記表示電極からはみだされていることを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項３】前記配向制御電極は前記表示電極の周縁
を囲って部分的に重畳しながら一部はみだして形成され
ているとともに、前記薄膜トランジスタとの接続部には
不在としたことを特徴とする請求項１または請求項２記
載の液晶表示装置。
【請求項４】前記配向制御窓は、一個所または複数個
所において鈍角に折り曲げられ、この配向制御窓により
分割された表示画素の各領域の面積は互いに等しくされ
ていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
液晶表示装置。
【請求項５】前記配向制御窓は一本の帯状に形成さ
れ、その両端部が全表示画素について同じコーナー部に
位置するように形成されているとともに、前記配向制御
窓によって分割された各領域の面積は全て等しくされて
いることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項
４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記配向制御窓は表示画素内で交差する
２本の帯状に形成され、それら配向制御窓の４つの端部
はそれぞれ表示画素の４つのコーナー部に位置し、か
つ、前記配向制御窓により分割された各領域の面積は全
て等しくされていることを特徴とする請求項１、請求項
２または請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記２本の帯状に形成された配向制御窓
の交差部において、前記共通電極の電極存在部分の角部
が切り欠かれ、配向制御窓の縁線の折れ曲がり角部を鈍
角としたことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装
置。