JPH08146468A

JPH08146468A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08146468A
Application number: JP28632594A
Authority: JP
Inventors: Noriko Nishimura; 紀子西村; Hirobumi Wakemoto; 博文分元; Keisuke Tsuda; 圭介津田; Yuji Satani; 裕司佐谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】作製プロセスの増加およびコストアップを抑
えて、広視野角を実現する。【構成】マトリクス状に配置した画素電極２および薄
膜トランジスタを有するアレイ基板１と、対向電極９を
有する対向基板７との間に、カイラルネマチック液晶層
１１を挟持し、電圧無印加時に、液晶分子はアレイ基板
１と対向基板７との間で概ね９０度捻れ、アレイ基板１
から対向基板７に向かってスプレイ変形を伴うように配
向し、画素電極２にその対角線上に筋状の画素電極欠如
部６を設け、かつアレイ基板側のラビング方向と画素電
極欠如部６との成す角を１０度としている。画素電極２
の形成時に画素電極欠如部６を形成できるため、作製プ
ロセスを増加することなく、画素電極欠如部６の近傍に
生じる電界歪みを利用して、画素内の液晶分子配向を１
８０度異なる２方向に規定し、上下方向が略対称で、階
調反転のない広視野角を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、視角特性に優れた液
晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型で軽量、かつ低消
費電力を特徴とするディスプレイであり、ワープロやテ
レビの表示画面として広く用いられている。液晶表示装
置のなかでも、アレイ基板上に多数のスイッチング素子
を配置したアクティブマトリクス型液晶表示装置は液晶
の配向方位がほぼ９０度ねじれたツイストネマチックモ
ード（以下、ＴＮモード）を表示に用いており、高速応
答や高精細が可能なディスプレイとして開発が進んでい
る。

【０００３】しかし、ＴＮモードの液晶表示装置は、液
晶の旋光性を用いて表示しているためにパネルを見る角
度によって色調やコントラストが異なるという大きな欠
点がある。このため、良好な表示が得られる視角範囲は
陰極線管（ＣＲＴ）に比べてかなり狭くＣＲＴと同等以
上の表示性能を実現するには至っていない。

【０００４】通常、アクティブマトリクス型液晶表示装
置では、電圧無印加の状態で白表示を行うノーマリホワ
イトモード（以下、ＮＷモード）が用いられている。Ｎ
Ｗモードは、パネルの両側に偏光板を直交して配置する
ため黒表示が容易に得られコントラストを高くすること
ができる。また、パネルギャップが多少違っても表示色
相が大きく変わらないために工法的に優れている。しか
し、視角範囲はＣＲＴよりもかなり狭い。

【０００５】このようなＮＷモードのアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の視野角を広げる手法として電極分
割法が知られている。電極分割法（例えば、A.Lien,et
al,Society of information display 93 dijest P.269
）は、画素の対向電極に筋状の電極欠如部が存在し、
パネル内の電界分布を歪ませることで画素に複数の領域
が形成され、液晶の視角方位が平均化されて広視野角を
実現するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のＴＮ−ＮＷモー
ドの視角特性は、上下視角が非対称で、主視角方向の階
調反転がひどく、視角範囲が狭いことが問題である。ま
た、対向電極側の電極分割法は、液晶パネルの視野角拡
大に有効な手法であるが、対向電極に電極欠如部を設け
るために、エッチングプロセスが必要となるのでプロセ
ス増加、コストアップが課題となる。さらに、対向電極
はＩＴＯ（酸化インジウム・錫）で形成され、ＩＴＯの
下層はカラーフィルタ層であり、エッチングによってＩ
ＴＯを除去した場合、電極欠如部のカラーフィルタ層表
面がエッチング液や、剥離液にさらされることになり、
変質する可能性がある。カラーフィルタ層の保護のため
にオーバーコートを行う方法もあるが、コストアップは
避けられない。

【０００７】この発明の目的は、作製プロセスの増加お
よびコストアップを抑えて、広視野角を実現できる液晶
表示装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
装置は、マトリクス状に配置した複数の画素電極および
複数の画素電極の各々を駆動する複数のアクティブ素子
を有する第１の基板と、複数の画素電極と対向した共通
電極を有する第２の基板と、第１の基板と第２の基板と
の間に挟持したカイラルネマチック液晶層とを備え、電
圧無印加時に、液晶分子はカイラルネマチック液晶層の
ほぼ中央部において第１および第２の基板の主表面にほ
ぼ平行でかつ所定の方向に配向し、第１の基板から第２
の基板へ向かう方向に沿って所定の方向を中心に概ね９
０度捻れ、第１の基板から第２の基板に向かってスプレ
イ変形を伴うように配向し、画素電極にほぼ中央部を通
る筋状の画素電極欠如部を設け、かつ画素電極表面の液
晶分子の配向方向と筋状の画素電極欠如部との成す角の
うち小さい方の角を４５度以下としている。

【０００９】請求項２記載の液晶表示装置は、請求項１
記載の液晶表示装置において、筋状の画素電極欠如部を
画素電極の対角線上に設けたことを特徴とする。請求項
３記載の液晶表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置
において、筋状の画素電極欠如部は画素電極の少なくと
も一辺に達したことを特徴とする。請求項４記載の液晶
表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置において、筋
状の画素電極欠如部は画素電極の対向する二辺に達した
ことを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の液晶表示装置は、請求項
１，２，３または４記載の液晶表示装置において、アク
ティブ素子に接続された走査配線を覆うように蓄積容量
部を形成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の液晶表示装置は、アクティブ素子の
形成された第１の基板上の画素電極に画素電極欠如部を
設けることにより、画素電極欠如部近傍に生じる電界の
歪みを利用して、液晶の配向状態が異なる領域（ドメイ
ン）を形成し、広視野角を実現するようにした電極分割
型液晶パネルである。

【００１２】以下、この電極分割型液晶パネルの動作原
理を、図面を参照しながら簡単に説明する。図１１はこ
の発明の液晶表示装置の動作原理を説明するための一画
素の断面図、図１２はその平面図である。図１１，図１
２において、１はアレイ基板（第１の基板）、２は画素
電極、３はソースライン、６は画素電極欠如部、７は対
向基板（第２の基板）、８はカラーフィルタ層、９は対
向電極（共通電極）、１２はゲートライン（走査配
線）、１３は薄膜トランジスタ（アクティブ素子）、１
４，１５はドメイン、１６，１７は偏光板である。

【００１３】図１１はクロスニコルに設定した偏光板１
６、１７の間にスプレイツイスト配向のＴＦＴ（Thin f
ilm transistor）型液晶パネルを配置して電圧を印加し
た黒表示の状態を表している。画素電極２の対角線部分
に画素電極欠如部６を設けている。画素電極２と対向電
極９の間に電圧を印加した場合、パネル内の電気力線の
代表的な方向には、基板間の縦方向電界による電気力線
１８、電気力線１９がある。正の誘電率異方性を持つ液
晶分子は電気力線に平行に配向するが、上下基板間で９
０度捻れるよう液晶にカイラル剤を添加しているため、
ミッドプレーンの液晶分子の配向方向は電気力線の方向
からカイラルのツイスト方向に捻れて配向する。液晶分
子の配向方向を明示するために、液晶分子の立ち上がる
方向をくさびの頭で表すと、図１２に示すように、パネ
ル内の液晶分子の配向方向は、画素電極欠如部近傍の液
晶分子の配向方向２０、２１、ソースライン近傍の液晶
分子の配向方向２２、２３と表せる。

【００１４】このとき、画素電極欠如部近傍の液晶分子
の配向方向２０とソースライン近傍の液晶分子の配向方
向２２が揃うことで、ドメイン１４の液晶の配向状態が
決まり、同様に画素電極欠如部近傍の液晶分子の配向方
向２１とソースライン近傍の液晶分子の配向方向２３が
揃うことで、他方のドメイン１５の液晶の配向が決ま
る。

【００１５】ドメイン１４とドメイン１５の配向は、液
晶の視角方向が互いに１８０度異なる。このため、表示
画素内でパネルの視角特性が平均化され、主視角側の階
調反転が大幅に解消し、同時に反主視角側のコントラス
トが向上して視野角が拡大する。このため、電極分割型
液晶パネルを作製するためには、次の２点が極めて重要
な項目となる。

【００１６】（１）電圧印加の直後に配向状態の異な
る液晶のドメインを画素内に発生させること。（２）発生したドメインを画素内で安定に存在させる
こと。まず、（１）を実現するためには、以下の２つのパネル
構成条件を満たす必要がある。

【００１７】まず１つは、ミッドプレーンの液晶分子配
向方向と画素電極欠如部とのなす角をより９０度に近づ
けることである。画素電極欠如部に生じる電気力線は、
平面的にみると画素電極欠如部の長さ方向に対して垂直
方向に生じる。液晶パネルに電圧を印加する際、最も速
く応答するのはミッドプレーンの液晶分子なので、ミッ
ドプレーンの液晶分子配向方向と画素電極欠如部とのな
す角が９０度に近いほど、画素電極欠如部近傍のドメイ
ンは大きな電界歪みの影響を受け、電圧印加直後から配
向方向が規定される。

【００１８】２つめは、アクティブ素子の形成された基
板側のラビング方向とほぼ平行になるように画素電極欠
如部を形成することである。アクティブ素子の形成され
た基板側のラビング方向を規定することにより、ソース
ライン近傍の液晶分子配向方向も規定される。電圧印加
直後に画素電極欠如部の近傍に発生するドメインの液晶
分子配向方向を、ソースライン近傍の液晶分子配向方向
と一致させるためには、画素電極欠如部と前記ラビング
方向とのなす角を４５度以下とする必要がある。ここ
で、角度を４５度以下とする理由は、画素電極欠如部と
前記ラビング方向とのなす角度を４５度より大きくする
と、画素電極欠如部に生じる電気力線とミッドプレーン
の液晶分子配向方向がほぼ垂直となる場合が生じ、液晶
分子は電界の影響をほとんど受けることができず、ドメ
インの配向方向を規定できないためである。

【００１９】さらに、（２）については、図１で示した
ように、異なる配向状態であるドメイン１４とドメイン
１５が安定に存在するのは、ドメインの境界が画素電極
欠如部６の領域に存在するときに限られる。これは、画
素電極欠如部６の領域の液晶は、電界に応答しないため
に二つのドメイン１４，１５に対して一種の緩衝帯の役
割を果たすためである。このように、画素電極欠如部が
緩衝帯の役目を満たせば、一方のドメインが他方のドメ
インに及ぼす力が画素電極欠如部で緩和され、ドメイン
が画素電極欠如部を越えて他方のドメイン領域に進行す
ることはない。

【００２０】そこで、ドメインの境界に発生する逆チル
ト転傾線が、電極の画素電極欠如部に安定に存在するた
めには、逆チルト転傾線が移動する際に働く力を画素電
極欠如部で緩和する必要がある。一般に、逆チルト転傾
線に働くこのような力は転傾線の形状で異なる。逆チル
ト転傾線は、転傾線の有するエネルギーが最小になるよ
うに形状を変形する。したがって、例えば、途中で鋭角
に折れ曲がっている転傾線は、その部分が直線か、曲率
の小さな円弧に変形するのが通例である。

【００２１】電極分割型液晶パネルの画素に発生する逆
チルト転傾線の形状は、画素の端部近くは鋭角を成し、
画素の中央部は直線となる。したがって、画素の端部近
くでは転傾線の有するエネルギーが大きくなり、転傾線
は画素電極欠如部からはずれ、曲率の小さな円弧に変形
する不良が生じる可能性がある。この不良発生を助長す
るのが、ゲートラインからの横方向電界であり、不良発
生を抑制するために、ゲートラインを覆う形状で蓄積容
量部を形成する必要がある。

【００２２】すなわち、ソースラインと直交して形成さ
れているゲートラインからも、横方向電界がかかるた
め、画素電極欠如部とソースライン近傍で規定したドメ
インの配向方向とは逆視角の配向方向を有するドメイン
が、ゲートライン近傍に形成される。このゲートライン
近傍の逆視角ドメインは、電圧印加直後に生成され、そ
のドメイン形状が経時変化するため、２つのドメインの
面積比が変化し視角特性の低下と、転傾線の移動による
残像が生じる。そこで、ゲートラインを覆う形状で蓄積
容量部を形成することにより、ゲートラインからの横方
向電界をシールドして、不良発生を抑制することができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。（第１の実施例）図１はこの発明の第１の実施例の液晶
表示装置の一画素の断面図、図２は同液晶表示装置の一
画素の平面図である。図１，図２において、１はアレイ
基板（第１の基板）、２は画素電極、３はソースライン
（信号配線）、４はパシベーション膜、５，１０は配向
膜、６は画素電極欠如部、７は対向基板（第２の基
板）、８はカラーフィルタ層、９は対向電極（共通電
極）、１１はカイラルネマチック液晶層、１２はゲート
ライン（走査配線）、１３は薄膜トランジスタ（アクテ
ィブ素子）である。

【００２４】この液晶表示装置は、マトリクス状に配置
した複数の画素電極２および複数の画素電極２の各々を
駆動する複数の薄膜トランジスタ１３を有するアレイ基
板１と、複数の画素電極２と対向した対向電極９を有す
る対向基板７と、アレイ基板１と対向基板７との間に挟
持したカイラルネマチック液晶層１１とを備え、電圧無
印加時に、液晶分子はカイラルネマチック液晶層１１の
ほぼ中央部においてアレイ基板１および対向基板７の主
表面にほぼ平行でかつ所定の方向に配向し、アレイ基板
１から対向基板７へ向かう方向に沿って所定の方向を中
心に概ね９０度捻れ、アレイ基板１から対向基板７に向
かってスプレイ変形を伴うように配向し、画素電極２に
ほぼ中央部を通る筋状の画素電極欠如部６を設け、かつ
画素電極２表面の液晶分子の配向方向（アレイ基板側の
ラビング方向２５）と筋状の画素電極欠如部６との成す
角のうち小さい方の角を４５度以下（第１の実施例では
１０度）としている。したがって、画素電極２に筋状の
画素電極欠如部６を設けた電極分割型液晶パネルであ
る。

【００２５】この液晶表示装置の製造方法を説明する。
アレイ基板１に、真空蒸着とエッチングの手法を用い
て、画素電極２、ソースライン３、パシベーション膜
４、ゲートライン１２、薄膜トランジスタ１３等を形成
し、アクティブマトリクス基板とした。画素電極２をエ
ッチングする際に、画素電極２内に、画素電極欠如部６
を形成した。なお、画素電極欠如部６は、アレイ基板側
のラビング方向とほぼ同方向である画素電極２の対角線
上の画素端を除く部分に８μｍの線幅で筋状に形成し
た。アレイ基板側のラビング方向２５と、画素電極欠如
部６とのなす角は、１０度であった。

【００２６】対向基板７には、カラーフィルタ層８およ
び対向電極９を形成した。アレイ基板１と対向基板７に
配向膜５、１０を印刷法を用いて基板に印刷した後、オ
ーブンで配向膜５、１０を硬化した。配向膜５、１０と
して、ＲＮ−７５３（日産化学社製）を用いた。次に、
アレイ基板１と対向基板７にナイロン布を用いてラビン
グ処理を施した。このとき、液晶注入後に液晶方位が基
板間で９０゜スプレイツイスト配向を取るようにラビン
グを行った。ラビング方向は、対向基板側がラビング方
向２４、アレイ基板側がラビング方向２５である。

【００２７】その後、アレイ基板１と対向基板７を、ガ
ラススペーサを用いて５μｍの間隔で貼り合わせた。最
後に、カイラルネマチック液晶層１１としてフッソ系液
晶であるＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を真空注入法
を用いてパネルに注入し、電極分割型液晶パネルを作製
した。

【００２８】図２に示すように、ソースライン３とゲー
トライン１２に囲まれて画素電極２が存在する。このと
き、画素電極２の大きさは、ソースライン３に沿って１
００μｍ、ゲートライン１２に沿って７５μｍである。
上記の構成の電極分割型液晶パネルに、２枚の偏光板を
その吸収軸をラビング方向２４、２５と平行にして図１
１のように積層した。その後、パネルをノーマリホワイ
トモードで駆動し、液晶のドメインの形成される様子を
光学顕微鏡を用いて観察した。

【００２９】図３は、光学顕微鏡で観察した画素のドメ
インの模式図である。ノーマリホワイトモードの黒レベ
ルを示しており、ドメインの境界に逆チルト転傾線３１
が発生した。このとき、逆チルト転傾線３１は、画素電
極欠如部６と同じ形状に発生しており、逆チルト転傾線
３１を挟んで隣接する２つのドメインは極めて安定であ
った。

【００３０】また、バックライトをパネルに装着し、波
長５４０ｎｍのフィルタを用いてパネルの視角特性を評
価した。その結果を図４に示す。図４に示す視角特性は
パネルの全方位におけるＣＲ（コントラスト）≧５領域
と非階調反転領域とで表した。コントラスト（ＣＲ）
は、パネルの白レベルの輝度を黒レベルの輝度で割った
値を用いた。非階調反転領域については、パネルの白レ
ベルの輝度と黒レベルの輝度差を７等分し、白表示時を
レベル１とし、レベル１〜８までの８階調としたとき、
最も階調反転の目立つ黒レベル側のレベル７，レベル８
での非階調反転領域を示した。図４に示すように、視角
特性は、上下、左右が略対称で、上下方向で階調反転は
生じておらず、視野角が大幅に拡大した。

【００３１】以上のようにこの実施例によれば、画素電
極２に画素電極欠如部６を形成したことにより、画素電
極欠如部６の近傍に生じる電界歪みを利用して、画素内
の液晶分子配向を１８０度異なる２方向に規定し、上下
方向が略対称で、階調反転のない広視野角特性を実現で
きる。また、この実施例によれば、アレイ基板側の画素
電極２に画素電極欠如部６を形成しているため、画素電
極２の形成時のマスクパターンを変更するだけで作製プ
ロセスを増加することなく、従来のＴＮパネルと同等の
手順とコストで作製することができ、コストメリットが
高い。

【００３２】なお、この実施例では、画素電極欠如部６
を、アレイ基板側のラビング方向２５とほぼ同方向であ
る画素電極２の対角線上の画素端を除く部分に形成した
が、これは画素電極欠如部６が画素の辺を分割すること
がなく、アレイ基板側のラビング方向２５と画素電極欠
如部６とのなす角が４５度以下であれば良い。また、こ
の実施例では、ノーマリホワイトモードでパネルを駆動
したが、これはノーマリブラックモードでも良い。

【００３３】（第２の実施例）図５はこの発明の第２の
実施例の液晶表示装置の一画素の平面図である。図５に
おいて、６ａは画素電極欠如部であり、その他の構成は
図２と同様であり、同一符号を付している。この実施例
では、第１の実施例と画素電極欠如部６ａの形状が異な
り、画素電極２内に、画素電極欠如部６ａを形成する際
に、画素電極欠如部６ａとアレイ基板側のラビング方向
２５とのなす角度を３度とした。また８μｍの線幅で筋
状の画素電極欠如部６ａが、ソースライン３に平行な画
素電極２の二辺に達するように形成されている。言い換
えれば画素電極欠如部６ａが画素電極２の対向する二辺
を分割している。その他の構成は第１の実施例と同様で
ある。

【００３４】第１の実施例と同様の方法でこの実施例に
おける電極分割型液晶パネルを作製した。作製したパネ
ルをノーマリホワイトモードで駆動し、液晶のドメイン
の形成される様子を光学顕微鏡を用いて観察した。図６
は、光学顕微鏡で観察した画素のドメインの模式図であ
る。ノーマリホワイトモードの黒レベルを示しており、
ドメインの境界に逆チルト転傾線３２が発生した。この
とき、逆チルト転傾線３２は、画素電極欠如部６ａと同
じ形状に発生しており、逆チルト転傾線３２を挟んで隣
接する２つのドメインは極めて安定であった。

【００３５】また、バックライトをパネルに装着し、波
長５４０ｎｍのフィルタを用いてパネルの視角特性を第
１の実施例同様に、評価した。その結果、作製した電極
分割型液晶パネルの全方位におけるＣＲ≧５領域とレベ
ル７，レベル８での非階調反転領域を示した視角特性評
価結果は、図４にほぼ等しく、視角特性は、上下、左右
が略対称で、上下方向で階調反転は生じておらず、視野
角が大幅に拡大した。

【００３６】また、画素電極欠如部６ａの形成において
は、第１の実施例と画素電極２の形成時のマスクパター
ンが異なるだけで、第１の実施例同様、従来のＴＮパネ
ルと同等の手順とコストで作製することができ、コスト
メリットが高い。このようにこの実施例でも、第１の実
施例と同様の効果が得られる。なお、この実施例では、
画素電極欠如部６ａを、画素電極欠如部６ａとアレイ基
板側のラビング方向２５とのなす角度が３度となるよう
にし、また８μｍの線幅で筋状の画素電極欠如部６ａ
が、ソースライン３に平行な画素電極２の二辺をそれぞ
れ分割するよう形成したが、これは画素電極欠如部６ａ
がソースライン３に平行な画素電極２の少なくとも一辺
を分割し、アレイ基板側のラビング方向２５と画素電極
欠如部６ａとのなす角が４５度以下であれば良い。

【００３７】また、この実施例では、ノーマリホワイト
モードでパネルを駆動したが、これはノーマリブラック
モードでも良い。（第３の実施例）図７はこの発明の第３の実施例の液晶
表示装置の一画素の平面図である。図７において、６ｂ
は画素電極欠如部であり、その他の構成は図２と同様で
あり、同一符号を付している。

【００３８】この実施例では、第１の実施例と画素電極
欠如部６ｂの形状が異なり、画素電極２内に、画素電極
欠如部６ｂを形成する際に、画素電極欠如部６ｂとアレ
イ基板側のラビング方向２５とのなす角度は２５度とし
た。また８μｍの線幅で筋状の画素電極欠如部６ｂが、
ゲートライン１２に平行な画素電極２の二辺に達するよ
うに形成されている。言い換えれば画素電極欠如部６ａ
が画素電極２の対向する二辺を分割している。その他の
構成は第１の実施例と同様である。

【００３９】第１の実施例と同様の方法でこの実施例に
おける電極分割型液晶パネルを作製した。作製したパネ
ルをノーマリホワイトモードで駆動し、液晶のドメイン
の形成される様子を光学顕微鏡を用いて観察した。図８
は、光学顕微鏡で観察した画素のドメインの模式図であ
る。ノーマリホワイトモードの黒レベルを示しており、
ドメインの境界に逆チルト転傾線３３が発生した。この
とき、逆チルト転傾線３３は、画素電極欠如部６ｂと同
じ形状に発生しており、逆チルト転傾線３３を挟んで隣
接する２つのドメインは極めて安定であった。

【００４０】また、バックライトをパネルに装着し、波
長５４０ｎｍのフィルタを用いてパネルの視角特性を評
価した。その結果、作製した電極分割型液晶パネルの全
方位におけるＣＲ≧５領域とレベル７，レベル８での非
階調反転領域を示した視角特性評価結果は、図４にほぼ
等しく、視角特性は、上下、左右が略対称で、上下方向
で階調反転は生じておらず、視野角が大幅に拡大した。

【００４１】また、画素電極欠如部６ｂの形成において
は、第１の実施例と画素電極２の形成時のマスクパター
ンが異なるだけで、第１の実施例同様、従来のＴＮパネ
ルと同等の手順とコストで作製することができ、コスト
メリットが高い。このようにこの実施例でも、第１の実
施例と同様の効果が得られる。なお、この実施例では、
画素電極欠如部６ｂを、画素電極欠如部６ｂとアレイ基
板側のラビング方向２５とのなす角度が２５度となるよ
うにし、また８μｍの線幅で筋状の画素電極欠如部６ｂ
が、ゲートライン１２に平行な画素電極２の２辺を分割
するよう形成したが、これは画素電極欠如部６ｂがゲー
トライン１２に平行な画素電極２の少なくとも一辺を分
割し、アレイ基板側のラビング方向２５と画素電極欠如
部６ｂとのなす角が４５度以下であれば良い。

【００４２】また、この実施例では、ノーマリホワイト
モードでパネルを駆動したが、これはノーマリブラック
モードでも良い。（第４の実施例）図９はこの発明の第４の実施例の液晶
表示装置の一画素の平面図である。図９において、２６
は蓄積容量部であり、その他の構成は図２と同様であ
り、同一符号を付している。

【００４３】この実施例では、第１の実施例同様、画素
電極２内に、アレイ基板側のラビング方向２５とほぼ同
方向である画素電極２の対角線上の画素端を除く部分
に、画素電極欠如部６を８μｍの線幅で筋状に形成し
た。そして、さらにゲートライン１２を覆う形状で蓄積
容量部２６を形成した。この蓄積容量部２６は、前段の
ゲートライン１２上に絶縁層を介して画素電極２と電気
的接続を有する導電層を設けたものである。

【００４４】第１の実施例同様、作製したパネルをノー
マリホワイトモードで駆動し、液晶のドメインの形成さ
れる様子を光学顕微鏡を用いて観察した。図１０は、光
学顕微鏡で観察した画素のドメインの模式図である。ノ
ーマリホワイトモードの黒レベルを示しており、ドメイ
ンの境界に逆チルト転傾線３４が発生した。このとき、
逆チルト転傾線３４は、画素電極欠如部６と同じ形状に
発生しており、逆チルト転傾線３４を挟んで隣接する２
つのドメインは極めて安定であった。

【００４５】また、バックライトをパネルに装着し、波
長５４０ｎｍのフィルタを用いてパネルの視角特性を評
価した。その結果、作製した電極分割型液晶パネルの全
方位におけるＣＲ≧５領域とレベル７，レベル８での非
階調反転領域を示した視角特性評価結果は、図４にほぼ
等しく、視角特性は、上下、左右が略対称で、上下方向
で階調反転は生じておらず、視野角が大幅に拡大した。

【００４６】また、ゲートライン１２を覆う蓄積容量部
２６を設けたことにより、ゲートライン１２からの横方
向電界をシールドし、逆チルト転傾線３４を挟んで隣接
する２つのドメインの面積比の変化による視角特性の低
下や、転傾線の移動により生じる残像などの不良発生を
抑制することができる。なお、この実施例では、アレイ
基板側のラビング方向２５とほぼ同方向である画素電極
２の対角線上の画素端を除く部分に、画素電極欠如部６
を８μｍの線幅で筋状に形成したが、これは第１の実施
例でも述べたように、画素電極欠如部６が画素の辺を分
割することがなく、アレイ基板側のラビング方向２５と
画素電極欠如部６とのなす角が４５度以下であれば良
い。

【００４７】また、この実施例では、ノーマリホワイト
モードでパネルを駆動したが、これはノーマリブラック
モードでも良い。また、この実施例では、第１の実施例
に蓄積容量部２６を形成した構成としたが、第２，第３
の実施例に蓄積容量部２６を形成しても同様の効果が得
られる。（第１の比較例）第１の比較例として、従来のＴＮパネ
ルを用いて説明する。

【００４８】ここで用いたＴＮパネルは、まず、アレイ
基板に、真空蒸着とエッチングの手法を用いて、画素電
極、薄膜トランジスタ、ソース・ゲートライン、および
パシベーション膜等を形成し、アクティブマトリクス基
板とした。次に、アレイ基板と対向基板に配向膜を印刷
法を用いて基板に印刷した後、オーブンで配向膜を硬化
した。配向膜として、ＲＮ−７５３（日産化学社製）を
用いた。次に、アレイ基板と対向基板にナイロン布を用
いてラビング処理を施した。このとき、液晶注入後に液
晶方位が基板間で９０゜ツイスト配向を取るようにラビ
ングを行った。その後、アレイ基板と対向基板を、ガラ
ススペーサを用いて５μｍの間隔で貼り合わせた。最後
に、フッソ系液晶であるＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）を真空注入法を用いてパネルに注入し、ＴＮパネル
を作製した。

【００４９】また、基板のラビング方向は、対向基板側
が第１の実施例のラビング方向２４と１８０度逆方向で
あり、アレイ基板側はラビング方向２５である。上記の
構成のＴＮパネルに、偏光板の吸収軸をラビング方向に
平行にして積層した。そして、バックライトをパネルに
装着し、波長５４０ｎｍのフィルタを用いてパネルの視
角特性を上記実施例と同様に評価した。図１３はパネル
の全方位におけるＣＲ≧５領域と非階調反転領域とを示
した視角特性図である。

【００５０】図１３に示すように、ＴＮパネルは、上下
方向が非対称で、主視角方向の階調反転がひどく、視角
範囲が狭いことが特性図より判断できる。（第２の比較例）第２の比較例として、従来の対向電極
側の電極分割法による液晶パネルを用いて説明する。

【００５１】図１４はこの第２の比較例の液晶表示装置
の一画素の断面図、図１５は同液晶表示装置の一画素の
平面図である。図１４，図１５において、２７は電極欠
如部であり、図１，図２と対応する部分には同一符号を
付している。この液晶表示装置の製造方法を説明する。
アレイ基板１に、真空蒸着とエッチングの手法を用い
て、画素電極２、ソースライン３、パシベーション膜
４、ゲートライン１２、薄膜トランジスタ１３等を形成
し、アクティブマトリクス基板とした。

【００５２】対向基板７には、カラーフィルタ層８およ
びＩＴＯからなる対向電極９を形成した。対向電極９
に、フォトマスクを用いてポジ型レジストを空孔の形状
に塗布した。このとき、レジストとしてＯＦＰＲ５００
０（東京応用化学社製）を用いた。その後、ヨウ化水素
溶液を用いて対向電極９にエッチング処理を施し、電極
欠如部２７を形成した。電極欠如部２７は、対向基板側
のラビング方向２４とほぼ同方向である対向電極９の対
角線上の、ブラックマトリクスで囲まれた領域の対角線
部分に８μｍの線幅で筋状に形成した。

【００５３】アレイ基板１と対向基板７に配向膜５，１
０を印刷法を用いて基板に印刷した後、オーブンで配向
膜５，１０を硬化した。配向膜５，１０として、ＲＮ−
７５３（日産化学社製）を用いた。次に、アレイ基板１
と対向基板７にナイロン布を用いてラビング処理を施し
た。このとき、液晶注入後に液晶方位が基板間で９０゜
スプレイツイスト配向を取るようにラビングを行った。
ラビング方向は、対向基板側がラビング方向２４、アレ
イ基板側がラビング方向２５である。

【００５４】その後、アレイ基板１と対向基板７を、ガ
ラススペーサを用いて５μｍの間隔で貼り合わせた。最
後に、カイラルネマチック液晶層１１としてフッソ系液
晶であるＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を真空注入法
を用いてパネルに注入し、電極分割型液晶パネルを作製
した。

【００５５】図１５に示すように、ソースライン３とゲ
ートライン１２に囲まれて画素電極２が存在する。この
とき、画素電極２の大きさは、ソースライン３に沿って
１００μｍ、ゲートライン１２に沿って７５μｍであ
る。上記の構成の電極分割型液晶パネルに、偏光板の吸
収軸をラビング方向に平行にして積層した。

【００５６】作製したパネルをノーマリホワイトモード
で駆動し、バックライトをパネルに装着し、波長５４０
ｎｍのフィルタを用いてパネルの視角特性を評価した。
その結果、作製した電極分割型液晶パネルの全方位にお
けるＣＲ≧５領域とレベル７，レベル８での非階調反転
領域を示した視角特性評価結果は、図４にほぼ等しく、
視角特性は、アレイ基板側の画素電極２に画素電極欠如
部を設けた上記実施例とほぼ同等であった。

【００５７】しかし、パネル作製プロセスを比較する
と、実施例では、画素電極２の形成時のマスクパターン
を変更するだけで、従来のＴＮパネルのプロセスで作製
可能だが、この比較例では、対向電極９に電極欠如部２
７を形成するためのエッチングプロセスが増加する。ま
た、この比較例では、ＩＴＯからなる対向電極９をエッ
チングして電極欠如部２７を形成した際に、ＩＴＯ下層
のカラーフィルタ層８が露出する。この露出したカラー
フィルタ層８表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用い
て観察したところ、カラーフィルタ層８が隆起してお
り、その表面はエッチングによってダメージを受けた様
子が見られた。なお、実施例では、対向電極９に電極欠
如部２７を設けないため、このようなダメージが生じる
ことはない。

【００５８】

【発明の効果】以上のようにこの発明の液晶表示装置
は、アクティブ素子を形成した第１の基板上の画素電極
に画素電極欠如部を形成することにより、画素電極欠如
部近傍に生じる電界歪みを利用して、画素内の液晶分子
配向を１８０度異なる２方向に規定し、上下方向が略対
称で、階調反転のない広視野角特性を実現できるもので
ある。

【００５９】また、画素電極に画素電極欠如部を形成す
る手法は、画素電極形成時のマスクパターンを変更する
だけで作製プロセスを増加することなく、従来のＴＮパ
ネルと同等の手順とコストで作製することができるため
コストメリットが高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の液晶表示装置の一画
素の断面図である。

【図２】この発明の第１の実施例の液晶表示装置の一画
素の平面図である。

【図３】この発明の第１の実施例の液晶表示装置のパネ
ル駆動時における画素の鳥瞰図である。

【図４】この発明の第１の実施例の液晶表示装置の視角
特性図である。

【図５】この発明の第２の実施例の液晶表示装置の一画
素の平面図である。

【図６】この発明の第２の実施例の液晶表示装置のパネ
ル駆動時における画素の鳥瞰図である。

【図７】この発明の第３の実施例の液晶表示装置の一画
素の平面図である。

【図８】この発明の第３の実施例の液晶表示装置のパネ
ル駆動時における画素の鳥瞰図である。

【図９】この発明の第４の実施例の液晶表示装置の一画
素の平面図である。

【図１０】この発明の第４の実施例の液晶表示装置のパ
ネル駆動時における画素の鳥瞰図である。

【図１１】この発明の液晶表示装置の動作原理を説明す
るための一画素の断面図である。

【図１２】この発明の液晶表示装置の動作原理を説明す
るための一画素の平面図である。

【図１３】第１の比較例の液晶表示装置の視角特性図で
ある。

【図１４】第２の比較例の液晶表示装置の一画素の断面
図である。

【図１５】第２の比較例の液晶表示装置の一画素の平面
図である。

【符号の説明】

１アレイ基板（第１の基板）２画素電極３ソースライン４パシベーション膜５，１０配向膜６，６ａ，６ｂ画素電極欠如部７対向基板（第２の基板）８カラーフィルタ層９対向電極（共通電極）１１カイラルネマチック液晶層１２ゲートライン（走査配線）１３薄膜トランジスタ（アクティブ素子）１４，１５ドメイン１６，１７偏光板１８，１９電気力線２０画素電極欠如部近傍の液晶分子の配向方向２１画素電極欠如部近傍の液晶分子の配向方向２２ソースライン近傍の液晶分子の配向方向２３ソースライン近傍の液晶分子の配向方向２４対向基板側のラビング方向２５アレイ基板側のラビング方向２６蓄積容量部３１，３２，３３，３４逆チルト転傾線

フロントページの続き (72)発明者佐谷裕司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置した複数の画素電極
および前記複数の画素電極の各々を駆動する複数のアク
ティブ素子を有する第１の基板と、前記複数の画素電極
と対向した共通電極を有する第２の基板と、前記第１の
基板と前記第２の基板との間に挟持したカイラルネマチ
ック液晶層とを備え、電圧無印加時に、液晶分子は前記カイラルネマチック液
晶層のほぼ中央部において前記第１および第２の基板の
主表面にほぼ平行でかつ所定の方向に配向し、前記第１
の基板から前記第２の基板へ向かう方向に沿って前記所
定の方向を中心に概ね９０度捻れ、前記第１の基板から
前記第２の基板に向かってスプレイ変形を伴うように配
向し、前記画素電極にほぼ中央部を通る筋状の画素電極欠如部
を設け、かつ前記画素電極表面の液晶分子の配向方向と
前記筋状の画素電極欠如部との成す角のうち小さい方の
角を４５度以下とした液晶表示装置。
【請求項２】筋状の画素電極欠如部を画素電極の対角
線上に設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置。
【請求項３】筋状の画素電極欠如部は画素電極の少な
くとも一辺に達したことを特徴とする請求項１記載の液
晶表示装置。
【請求項４】筋状の画素電極欠如部は画素電極の対向
する二辺に達したことを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項５】アクティブ素子に接続された走査配線を
覆うように蓄積容量部を形成したことを特徴とする請求
項１，２，３または４記載の液晶表示装置。