JPH11119223A

JPH11119223A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11119223A
Application number: JP9286617A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Hattori; 勝治服部; Shoichi Ishihara; 將市石原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】視野角が大きく良好な視野角特性を有すると
ともに、製造プロセスを簡素化でき、歩留まりの高い液
晶表示素子を得る。【解決手段】基板２０１には、スリット状の開口部２
０３ａを有する画素電極２０３および配向膜２０４が形
成され、対向電極２０５および配向膜２０６が形成され
た基板２０２との間に誘電率異方性が負のネマティック
液晶が封入された液晶層２０９が形成されている。上記
配向膜２０４…は、その近傍の液晶分子を略垂直に配向
させるようになっている。画素電極２０３に電圧が印加
されると、開口部２０３ａの近傍で電気力線が境界面Ｐ
に対称に傾斜した電極縁電界が形成される。そこで、開
口部２０３ａの近傍の液晶分子２０９ａ，２０９ｂが互
いに逆方向に傾き、配向領域Ａ，Ｂ内の液晶分子２０９
ｅ，２０９ｆも境界面Ｐに対称に傾く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータの表示装置や、液晶テレビジョン等に適用される
液晶表示装置に関し、特に、視野角を容易に拡大するこ
とのできる液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置としては、例えばネ
マティック液晶を用いたツイステッドネマティック（Ｔ
Ｎ）モードの液晶表示装置が実用化されている。しか
し、この種の液晶表示装置は、視野角が狭いうえ、応答
速度が遅い（例えば約５０ｍｓｅｃ程度）という欠点を
有している。このため、斜め方向からでも視認できると
ともに、高速な動画の表示が必要とされる表示装置には
適用が困難である。

【０００３】上記ＴＮモードの広視野角化を図ったもの
としては、各画素を２つの配向領域に分割する配向２分
割ＴＮモードの液晶表示装置が知られている。（ＳＩＤ
９２ＤＩＧＥＳＴＰ７９８〜８０１）。

【０００４】この液晶表示装置は、例えば図１１に示す
ように、それぞれ画素電極１０３または対向電極１０
４、および配向膜１０７，１０８が形成された基板１０
１，１０２の間に、誘電率異方性が正のネマティック液
晶から成る液晶層１１０が設けられて構成されるととも
に、上記配向膜１０７，１０８は、各画素ごとに、それ
ぞれ互いにプレチルト角が異なる２つの領域１０７ａ，
１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂに分割されている。

【０００５】より詳しくは、配向膜１０７における領域
１０７ａ付近の液晶分子１１０ａのプレチルト角が大き
くなる一方、領域１０７ｂ付近の液晶分子１１０ｂのプ
レチルト角は小さくなるように設定されている。また、
配向膜１０８では、その逆、すなわち領域１０８ａ付近
の液晶分子１１０ｃのプレチルト角が小さくなる一方、
領域１０８ｂ付近の液晶分子１１０ｄのプレチルト角は
大きくなるように設定されている。ここで、図１１にお
いてはプレチルト角を誇張して描いているが、実際には
何れも数度以下程度に設定される。

【０００６】このようにプレチルト角が設定されている
ことにより、液晶層１１０の領域Ｋ，Ｌにおける、基板
１０１，１０２の中間付近の液晶分子１１０ｅ，１１０
ｆは、それぞれ、プレチルト角の大きな液晶分子１１０
ａ，１１０ｄの影響によって、同図に示すように互いに
逆方向に傾斜する。それゆえ、液晶層１１０の透過光に
対する屈折率異方性が平均化されるので、視認方向に応
じた透過率の変化が小さくなり、例えばコントラスト比
が１０となる視野角を±３５°程度に拡大することがで
きる。また、さらにフィルム位相差板を用いて、より視
野角を拡大する技術も提案されている。

【０００７】しかし、このような配向２分割ＴＮモード
の液晶表示装置であっても、視野角が通常のＴＮモード
よりは大きいものの、大幅に拡大することは困難である
うえ、応答速度に関しては、通常のＴＮモードと本質的
に同様であり、視野角、応答性とも不十分である。

【０００８】さらに、上記のようなプレチルト角が異な
る領域１０７ａ…の形成は、例えば配向膜１０７…にフ
ォトレジストを塗布し、露光および現像により部分的に
マスキングして、所定の方向にラビングすることなどに
より行われるが、この場合、製造工程の増加を招くこと
になるうえ、上記フォトレジストを除去する際などに配
向膜１０７…の表面が劣化しがちであるため、良好な配
向状態を得ることが困難であるという問題点も有してい
る。

【０００９】一方、広視野角化を図るための別の技術と
して、表示画面と平行な方向の電界を作用させるように
構成された面内スイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表
示装置も知られているが、これは、やはり応答速度が遅
いうえ、開口率が小さいために輝度が低いという欠点を
有している。

【００１０】さらに、広い視野角を有するとともに、高
速な応答性をも有する液晶表示装置として、強誘電性液
晶（ＦＬＣ）モードや、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）モ
ードの液晶表示装置が知られているが、これらは、耐シ
ョック性や、表示特性の温度依存性が劣るという大きな
欠点がある。

【００１１】そこで、近年、上記のような低輝度や低耐
ショック性などの欠点を有することなく、ある程度の広
視野角化と応答性の高速化とを図り得る液晶表示装置と
して、配向膜の界面で液晶分子が配向膜に対してほぼ垂
直に配向するホメオトロピック配向モードの液晶表示装
置が注目されている。この種の液晶表示装置では、誘電
率異方性が負の液晶を用い、液晶層に電圧が印加されて
いない場合には、液晶分子が基板に対してほぼ垂直に配
向する一方、電圧が印加された場合に、液晶分子が傾斜
することによって、表示が行われるようになっている。
このような配向モードを用いることにより、比較的高速
な応答性が得られる。また、前記配向２分割ＴＮモード
の液晶表示装置と同様に、各画素を２つの配向領域に分
割することにより広視野角化を図ることが考えられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなホメオトロピック配向モードの液晶表示装置で
は、配向膜付近の液晶分子に９０°近いプレチルト角を
与える必要があるために、配向膜をラビングする際にラ
ビング筋などの欠陥が生じやすく、歩留まりや表示品質
の低下を招きがちである。

【００１３】さらに、配向領域を分割して広視野角化を
図るために、前記配向２分割ＴＮモードの液晶表示装置
と同様に、フォトレジストの塗布や現像等を行う場合に
は、やはり、配向膜の表面の劣化を招き、良好な配向状
態を得ることが困難であるうえ、多くの製造工程を必要
とするという問題点が生じる。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑み、広い視野角と
高速な応答速度を有し、しかも、ラビング処理などによ
る配向欠陥や配向膜の劣化を招くことがなく、高い歩留
まりを得ることができる液晶表示装置を提供することを
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、それぞれ画素電極または対向
電極が形成された１対の基板と、負の誘電率異方性を有
する液晶分子を含み、上記１対の基板の間に封入された
液晶層と、上記画素電極および対向電極の表面にそれぞ
れ形成され、各電極付近における上記液晶分子を各電極
に対して略垂直な方向に配向させる配向膜と、上記１対
の基板の両面側にそれぞれ配置され、互いに略垂直な方
向の偏光軸を有する偏光板とを備えた液晶表示装置であ
って、さらに、少なくとも上記偏光板の何れか一方と上
記１対の基板との間に配置された位相差板を備えるとと
もに、上記対向電極における画素電極に対応する領域、
または画素電極が、所定の間隙を介して、上記液晶分子
を互いに異なる方向に傾斜させて配向させる少なくとも
２つの領域に分割されていることを特徴としている。

【００１６】このように、画素電極等が所定の間隙を介
して複数の領域に分割されるとともに、位相差板を備え
ることにより、上記間隙の近傍で電気力線の方向が互い
に逆の方向に傾斜した電極縁電界が形成され、これに応
じて、液晶層が、液晶分子が互いに異なる方向に傾斜し
て配向した複数の配向領域に分割され、表示画面を斜め
方向から見たときに液晶の屈折率異方性が平均化される
とともに液晶分子が有する正の屈折率異方性が補償され
るので、ラビング等の配向処理をすることなく、視野角
を大幅に拡大することができる。

【００１７】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の液晶表示装置において、上記間隙が、上記対向電極ま
たは画素電極に形成されたスリット状の開口部であるこ
とを特徴としている。

【００１８】このような開口部により、容易に、画素電
極等を容易に複数の領域に分割できるとともに、各領域
に同一の電圧を印加することができる。

【００１９】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の液晶表示装置において、上記分割された各領域は、互
いに分離して形成されるとともに、配線パターンを介し
て電気的に接続された電極から成ることを特徴としてい
る。

【００２０】このように互いに分離された電極を形成す
ることによっても、やはり容易に、画素電極等を容易に
複数の領域に分割できるとともに、各領域に同一の電圧
を印加することができる。

【００２１】また、請求項４または請求項５の発明は、
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の液晶表示装置
において、上記間隙は、その間隙を形成する、上記対向
電極または画素電極における縁部の方向が、液晶表示装
置における表示画面の左右方向、上下方向、または斜め
方向になるように形成されていることを特徴としてい
る。

【００２２】このような方向に間隙を形成することによ
り、表示画面を左右斜め方向や、上下斜め方向など、種
々の方向から見たときの視野角を拡大することができ
る。

【００２３】また、請求項６の発明は、請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の液晶表示装置において、上記
間隙は、Ｘ字状、Ｙ字状、または曲線状に形成されてい
ることを特徴としている。

【００２４】このように、上記間隙を、複数の方向の直
線状の間隙を複合した形状や曲線状に形成することによ
り、液晶層が、液晶分子がそれぞれ種々の方向に傾斜し
て配向した複数の配向領域に分割されるので、あらゆる
方向から見たときの視野角を拡大することができる。

【００２５】また、請求項７の発明は、請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の液晶表示装置において、上記
偏光板は、それぞれ、偏光軸の方向が、上記画素電極ま
たは対向電極における上記間隙を形成する縁部の方向に
対して、略４５度の角度をなすように配置されているこ
とを特徴としている。

【００２６】このように偏光板の偏光軸の方向を設定す
ることにより、高いコントラストの画像を表示すること
ができる。

【００２７】また、請求項８の発明は、請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の液晶表示装置において、上記
位相差板は、２軸性位相差板、または負の位相差板であ
ることを特徴としている。

【００２８】このような位相差板を用いることにより、
前述のように液晶分子が有する正の屈折率異方性を補償
して視野角を大幅に拡大することが容易にできる。

【００２９】また、請求項９の発明は、請求項１ないし
請求項８の何れかに記載の液晶表示装置において、さら
に、上記画素電極への画像信号電圧の印加の有無を制御
するスイッチング素子を備えたことを特徴としている。

【００３０】これにより、応答性を向上させ得るととも
に、高輝度で高コントラストな画像を表示することが容
易にできる。

【００３１】また、請求項１０の発明は、それぞれ画素
電極または対向電極が形成された１対の基板と、上記１
対の基板の間に封入された液晶層と、上記画素電極およ
び対向電極の表面にそれぞれ形成された配向膜と、上記
１対の基板の両面側にそれぞれ配置され、互いに略垂直
な方向の偏光軸を有する偏光板とを備えた液晶表示装置
であって、上記画素電極が、所定の間隙を介して、少な
くとも２つの領域に分割されて形成されるとともに、そ
れぞれの領域は、互いに異なる画像信号電圧が印加され
て、上記液晶分子を互いに異なる方向に配向させるよう
に構成されていることを特徴としている。

【００３２】このように構成することにより、電極縁電
界、および互いに異なる電圧の印加によって、液晶分子
の傾斜方向、および傾斜角が異なる複数の配向領域を形
成することができるので、ラビングなどの配向処理をす
ることなく、容易、かつ確実に視野角を拡大するととも
に、例えば表示画面の上下方向の視野角を非対称にした
り、印加電圧を変化させ得るようにして視野角を可変に
するなど、所望の視野角特性を得ることができる。

【００３３】また、請求項１１または請求項１２の発明
は、請求項１０に記載の液晶表示装置において、上記液
晶層は、正または負の誘電率異方性を有する液晶分子を
含むとともに、上記配向膜は、上記各電極付近における
上記液晶分子を各電極に対して略平行または略垂直な方
向に配向させるように形成されていることを特徴として
いる。

【００３４】これにより、前述のように視野角が大き
く、かつ、例えば表示画面の上下方向の視野角を非対称
にするなど、所望の視野角特性を有する、ホメオトロピ
ック配向モードやＴＮモードの液晶表示装置を構成する
ことができる。

【００３５】また、請求項１３の発明は、請求項１０な
いし請求項１２の何れかに記載の液晶表示装置におい
て、上記画素電極における分割された領域は、補助容量
を介して他の領域に接続されることにより、互いに異な
る画像信号電圧が印加されるように構成されていること
を特徴としている。

【００３６】このような補助容量を設けることにより、
各領域に互いに異なる画像信号電圧を印加することが容
易にできる。

【００３７】また、請求項１４または請求項１５の発明
は、請求項１０ないし請求項１２の何れかに記載の液晶
表示装置において、上記間隙は、その間隙を形成する、
上記対向電極または画素電極における縁部の方向が、液
晶表示装置における表示画面の左右方向、上下方向、ま
たは斜め方向になるように形成されていることを特徴と
している。

【００３８】このような方向に間隙を形成することによ
り、表示画面を左右斜め方向や、上下斜め方向など、種
々の方向から見たときの視野角を拡大することができ
る。

【００３９】また、請求項１６の発明は、請求項１０な
いし請求項１２の何れかに記載の液晶表示装置におい
て、上記間隙は、Ｘ字状、Ｙ字状、または曲線状に形成
されていることを特徴としている。

【００４０】このように、上記間隙を、複数の方向の直
線状の間隙を複合した形状や曲線状に形成することによ
り、液晶層が、液晶分子がそれぞれ種々の方向に傾斜し
て配向した複数の配向領域に分割されるので、あらゆる
方向から見たときの視野角を拡大することができる。

【００４１】また、請求項１７の発明は、請求項１０な
いし請求項１２の何れかに記載の液晶表示装置におい
て、上記偏光板は、それぞれ、偏光軸の方向が、上記画
素電極または対向電極における上記間隙を形成する縁部
の方向に対して、略４５度の角度をなすように配置され
ていることを特徴としている。

【００４２】このように偏光板の偏光軸の方向を設定す
ることにより、高いコントラストの画像を表示すること
ができる。

【００４３】また、請求項１８または請求項１９の発明
は、請求項１０ないし請求項１２の何れかに記載の液晶
表示装置において、さらに、少なくとも上記偏光板の何
れか一方と上記１対の基板との間に配置された、２軸性
位相差板、または負の位相差板などの位相差板を備えた
ことを特徴としている。

【００４４】このような位相差板を用いることにより、
液晶分子を互いに異なる方向に配向させることによる液
晶の屈折率異方性の平均化と相まって、液晶分子が有す
る正の屈折率異方性が補償されるので、視野角を一層拡
大することができる。

【００４５】また、請求項２０の発明は、請求項１０な
いし請求項１９の何れかに記載の液晶表示装置におい
て、さらに、上記画素電極への画像信号電圧の印加の有
無を制御するスイッチング素子を備えたことを特徴とし
ている。

【００４６】これにより、応答性を向上させ得るととも
に、高輝度で高コントラストな画像を表示することが容
易にできる。

【００４７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）実施の形態１の液晶表示装置は、図１
および図２に示すように、それぞれガラスから成る基板
２０１，２０２の間に、誘電率異方性が負のネマティッ
ク液晶（例えばメルク社製ＭＪ−９５１１５２）が封入
された液晶層２０９が形成されて構成されている。上記
基板２０１，２０２の間隔は、両者間に直径が約４μｍ
の図示しない球状のスペーサを介在させることにより、
一定に保たれるようになっている。

【００４８】上記基板２０１には、透明電極である画素
電極２０３、および配向膜２０４が形成されている。基
板２０１には、さらに、走査信号電極２１１、画像信号
電極２１２、およびこれらの電極と上記画素電極２０３
とに接続された、ＴＦＴ（thin film transistor）から
成るスイッチング素子２１３が形成されている。一方、
基板２０２には、透明電極である対向電極２０５、およ
び配向膜２０６が形成されている。ここで、画素電極２
０３は、実際には複数配置されてビットマップ画像を表
示し得るようになっているが、便宜上、１つの画素のみ
について説明する。また、図１および図２においては、
表示画面の上下方向が同図の左右方向になるように描か
れている。さらに、図１においては、基板２０１，２０
２等は省略して描かれている。

【００４９】上記基板２０１，２０２の両側には、偏光
板２０７，２０８が設けられている。この偏光板２０
７，２０８は、偏光軸Ｍ，Ｎの方向が、画像信号電極２
１２の方向に対して、対称に４５°の角度を成すように
配置されている。

【００５０】上記画素電極２０３は、走査信号電極２１
１に平行な方向のスリット状の開口部２０３ａが形成さ
れることにより、ほぼ対称な形状の２つの領域２０３
ｂ，２０３ｃに分割されている。一方、対向電極２０５
における画像信号電極２１２に平行な方向の長さＬ２
（縁部２０５ａ，２０５ｂ間の距離）は、画素電極２０
３における同方向の長さＬ１よりも短くなるように設定
されている。上記のように画素電極２０３および対向電
極２０５が形成されることにより、後述するように液晶
層２０９が境界面Ｐに対称な配向領域Ａ，Ｂに分割され
るようになっている。

【００５１】また、配向膜２０４，２０６は、画素電極
２０３または対向電極２０５が形成された基板２０１，
２０２に配向膜材料（例えばメルク社製ＺＬＩ−３３３
４）を塗布した後に焼成して形成され、配向膜２０４，
２０６の近傍の液晶分子２０９ａ…を、図２に示すよう
に、基板２０１，２０２に対してほぼ垂直な方向に配向
（ホメオトロピック配向）させるようになっている。

【００５２】上記のように構成されることにより、画素
電極２０３と対向電極２０５との間に電圧が印加されて
いない場合には、配向膜２０４，２０６の近傍の液晶分
子２０９ａ…は、前述のように基板２０１，２０２に対
してほぼ垂直な方向に配向し、その影響により、液晶層
２０９における主として基板２０１，２０２の中央部付
近の画素内全領域にわたる液晶分子２０９ｅ，２０９ｆ
も、基板２０１，２０２に対してほぼ垂直な方向に配向
する。

【００５３】一方、走査信号電極２１１からの走査信号
に応じてスイッチング素子２１３がオンになり、画像信
号電極２１２から与えられる画像信号電圧が画素電極２
０３に印加されると、図３に示すように、画素電極２０
３における開口部２０３ａの近傍、および対向電極２０
５における縁部２０５ａ，２０５ｂの近傍で、電気力線
Ｅの方向が境界面Ｐに対称に、互いに逆方向に傾いた電
界（電極縁電界）が形成される。そこで、開口部２０３
ａの近傍の液晶分子２０９ａ，２０９ｂ、および縁部２
０５ａ，２０５ｂの近傍の液晶分子２０９ｃ，２０９ｄ
は、それぞれ同図に矢印Ｓで示す方向に傾き、その影響
により、液晶層２０９の配向領域Ａ，Ｂ内における主と
して基板２０１，２０２の中央部付近の液晶分子２０９
ｅ，２０９ｆも、それぞれ境界面Ｐに対称に、互いに逆
方向に傾く。

【００５４】したがって、表示画面を上下（図３の左
右）斜め方向から見たときに液晶の屈折率異方性が平均
化されるため、画素電極２０３に開口部２０３ａが形成
されていない場合に比べてコントラストの視認範囲が増
大し、例えばコントラスト比が１０になる視野角θが±
４０°に拡大される。

【００５５】また、応答時間は約３０ｍｓと、ＴＮモー
ドの液晶表示装置に比べて高速であるうえ、ＩＰＳモー
ドの液晶表示装置に比べて開口率が大きいため、高輝度
な画像を表示することができる。

【００５６】なお、開口部２０３ａは、上記のように走
査信号電極２１１に平行な方向の直線状に形成するもの
に限らず、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、走査信号
電極２１１に対して垂直な方向や斜め方向に形成した
り、曲線状（円弧、楕円弧またはこれらの組み合わせな
ど）に形成したりしてもよく、また、２つ以上のスリッ
ト状の開口部を交差させて形成するなど、Ｘ字状や、Ｙ
字状、放射状等に複数の開口部を複合した形状に形成し
てもよい。すなわち、電極縁電界により、液晶層２０９
が液晶分子の配向方向の異なる複数の配向領域に分割さ
れるように形成すればよく、これにより、所望の方向や
種々の方向から見たときの視野角を拡大することができ
る。

【００５７】また、画素電極２０３に開口部２０３ａを
形成するのに代えて、分離された２つの電極を設けるよ
うにしてもよい。この場合、各電極は、配線パターン等
によって電気的に接続されるようにしてもよいし、各電
極ごとにスイッチング素子２１３を設けてもよい。

【００５８】また、開口部２０３ａの近傍の電極縁電界
だけによっても、配向領域Ａ，Ｂ内の液晶分子を確実に
互いに逆方向に配向させ得る場合には、必ずしも対向電
極２０５における縁部２０５ａ，２０５ｂ間の長さＬ２
を画素電極２０３における同方向の長さＬ１よりも短く
なるように設定しなくてもよい。それゆえ、例えば対向
電極２０５は画像信号電極２１２の方向の複数の画素に
わたって連続した形状に形成するなどしてもよい。ま
た、走査信号電極２１１の方向の複数の画素にわたって
連続した形状に形成してもよい。

【００５９】（実施の形態２）位相差板を設けることに
より、さらに視野角を拡大し得る液晶表示装置の例を説
明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、
前記実施の形態１と同様の機能を有する構成要素につい
ては、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

【００６０】図５に示すように、基板２０２と偏光板２
０８との間に、２軸性位相差板２２１が設けられてい
る。これにより、液晶分子を互いに異なる方向に配向さ
せることによる液晶の屈折率異方性の平均化と相まっ
て、液晶分子が有する正の屈折率異方性が補償されるの
で、表示画面の上下方向の視野角がさらに拡大されると
ともに、左右方向の視野角も拡大される。具体的には、
例えばコントラスト比が１０になる視野角が±７０°と
なり、種々の方向から適正な画像を視認することができ
た。また、２軸性位相差板に代えて、負の位相差板を用
いても、やはり視野角を拡大することができる。さら
に、複数の位相差板を積層したり、基板２０１，２０２
の両面側に設けたりすることにより、さらに視野角を拡
大することもできる。

【００６１】（実施の形態３）上記実施の形態２の液晶
表示装置のように画素電極が分割されるのに代えて、対
向電極が分割されることにより、同様に電極縁電界が形
成されて視野角が拡大される液晶表示装置の例を説明す
る。

【００６２】図６および図７に示すように、対向電極２
３５は、走査信号電極２１１に平行な方向のスリット状
の開口部２３５ａが形成されることにより、ほぼ対称な
形状の２つの領域２３５ｂ，２３５ｃに分割されてい
る。一方、画素電極２３３は、分割されることなく、１
つの画素に対応する領域全面にわたって形成されてい
る。

【００６３】このように構成されることにより、画素電
極２３３と対向電極２３５との間に画像信号電圧が印加
されると、画素電極２３３における縁部２３３ａ，２３
３ｂの近傍、および対向電極２３５における開口部２３
５ａの近傍で、図７に示すように電気力線Ｅの方向が境
界面Ｐに対称に、互いに逆方向に傾いた電極縁電界が形
成される。そこで、縁部２３３ａ，２３３ｂの近傍の液
晶分子２０９ａ，２０９ｂ、および開口部２３５ａの近
傍の液晶分子２０９ｃ，２０９ｄは、それぞれ矢印Ｔで
示す方向に傾き、その影響により、基板２０１，２０２
の中央部付近を含む液晶層２０９における配向領域Ａ，
Ｂ内の液晶分子２０９ｅ，２０９ｆも、それぞれ境界面
Ｐに対称に、互いに逆方向に傾く。それゆえ、前記実施
の形態２と同様に、コントラスト比が１０になる視野角
が±７０°に拡大される。

【００６４】なお、２軸性位相差板２２１は必ずしも設
けなくてもよい。この場合でも、前記実施の形態１と同
様に、配向領域Ａ，Ｂ内の液晶分子が、それぞれ境界面
Ｐに対称に逆方向に傾くことによる視野角の拡大は得ら
れる。また、実施の形態２で示したように、負の位相差
板を用いたり、複数の位相差板を設けるようにしたりし
てもよい。

【００６５】また、対向電極２３５を走査信号電極２１
１および／または画像信号電極２１２の方向の複数の画
素にわたって連続した形状に形成するなどしてもよい。

【００６６】また、開口部２３５ａの形状等は、実施の
形態１で画素電極２０３における開口部２０３ａについ
て説明したのと同様に、種々の形状や方向、数に形成す
るなどしてもよい。さらに、対向電極２３５を走査信号
電極２１１の方向の複数の画素にわたって連続した形状
に形成する場合には、開口部２３５ａも、走査信号電極
２１１の方向の複数の画素にわたって連続した形状に形
成してもよい。

【００６７】（実施の形態４）分離された２つの画素電
極を設け、互いに異なる電圧を印加することにより、視
野角特性を非対称に拡大したり、印加電圧を変化させ得
るようにして視野角を可変にしたりできる液晶表示装置
の例を説明する。

【００６８】図８および図９に示すように、基板２０１
上には、互いに分離された第１画素電極２４１と第２画
素電極２４２とが所定の間隔を開けて設けられている。
上記第１画素電極２４１は、図１０に示すように、スイ
ッチング素子２１３のドレイン端子２１３ｄに直接接続
されている。一方、第２画素電極２４２は、補助容量Ｃ
0 を介してスイッチング素子２１３のドレイン端子２１
３ｄに接続され、第１画素電極２４１よりも低い電圧が
印加されるようになっている。より詳しくは、第１画素
電極２４１と対向電極２０５との間の電圧をＶ１、静電
容量をＣLC1 、第２画素電極２４２と対向電極２０５と
の間の電圧をＶ２、静電容量をＣLC2 とすると、Ｖ２＝Ｖ１×Ｃ0 ／（Ｃ0 ＋ＣLC2 ）となる。

【００６９】なお、上記補助容量Ｃ0 は、具体的には、
例えば第１画素電極２４１と第２画素電極２４２の一部
を絶縁層を介してオーバラップさせることなどにより形
成することができる。

【００７０】上記のように構成されることにより、スイ
ッチング素子２１３がオンになって、第１画素電極２４
１および第２画素電極２４２に高低の画像信号電圧が印
加されると、前記実施の形態１の場合と同様に、第１画
素電極２４１および第２画素電極２４２における縁部２
４１ａ，２４２ａの近傍、および対向電極２０５におけ
る縁部２０５ａ，２０５ｂの近傍で、電気力線Ｅの方向
が境界面Ｑの両側で互いに逆方向に傾いた電極縁電界が
形成される。そこで、縁部２４１ａ，２４２ａの近傍の
液晶分子２０９ａ，２０９ｂ、および縁部２０５ａ，２
０５ｂの近傍の液晶分子２０９ｃ，２０９ｄは、それぞ
れ図９に矢印Ｕで示す方向に傾き、その影響により、基
板２０１，２０２の中央部付近を含む液晶層２０９にお
ける配向領域Ａ，Ｂ内の液晶分子２０９ｅ，２０９ｆ
も、それぞれ境界面Ｑの両側で互いに逆方向に傾く。

【００７１】ここで、第１画素電極２４１および第２画
素電極２４２に印加される電圧が異なるために、配向領
域Ａ，Ｂ内の電界は対称にはならないが、液晶分子２０
９ｅ，２０９ｆの傾く方向は、電極縁電界の電気力線Ｅ
の方向によって定まるので、上記のように境界面Ｑの両
側で互いに逆方向になる。一方、液晶分子２０９ｅ，２
０９ｆの傾き角は、電界強度、すなわち第１画素電極２
４１または第２画素電極２４２と対向電極２０５との間
の電圧によって定まるので、配向領域Ａ内の液晶分子２
０９ｅの方が、配向領域Ｂ内の液晶分子２０９ｆよりも
大きく傾く。

【００７２】したがって、視野角を拡大するとともに、
例えば表示画面を上斜め方向から見たときの視野角を下
斜め方向から見たときよりも大きくするなど、非対称な
種々の視野角特性を容易に得ることができる。

【００７３】なお、上記のように補助容量Ｃ0 を設け
ず、それぞれ第１画素電極２４１または第２画素電極２
４２に接続される独立のスイッチング素子および画像信
号電極を設けて、第１画素電極２４１および第２画素電
極２４２に印加される電圧を異ならせるように制御する
ようにしてもよい。この場合には、印加電圧を変化させ
ることによって、所望の視野角に調節することなどもで
きる。

【００７４】また、実施の形態２と同様に位相差板を設
けて、視野角をさらに拡大させるようにしてもよい。

【００７５】また、対向電極２０５は、実施の形態１で
示したように複数の画素にわたって連続した形状など、
種々の形状に形成してもよい。

【００７６】また、第１画素電極２４１と第２画素電極
２４２との間の間隙は、実施の形態１の開口部２３５ａ
と同様に、種々の形状や方向、数に形成するなどしても
よい。

【００７７】また、上記のようなホメオトロピック配向
モードの液晶表示装置に限らず、ＴＮモードの液晶表示
装置に適用してもよい。すなわち、液晶として、誘電率
異方性が正の液晶を用いるとともに、配向膜として、近
傍の液晶分子をその配向膜に対して略平行な方向に配向
させるものを用いれば、液晶分子は、画素電極と対向電
極との間に電圧が印加されていないときには、配向膜と
略平行な方向に配向する一方、電圧が印加されると、電
気力線に添う方向に立ち上がるので、電極縁電界、およ
び互いに異なる電圧の印加によって、液晶分子の傾斜方
向、および傾斜角が互いに異なる配向領域が形成され
る。それゆえ、やはり、視野角を非対称に拡大したり、
可変にしたりして、所望の視野角特性を得ることが容易
にできる。この場合、さらに、従来の配向２分割ＴＮモ
ードの液晶表示装置と同様の配向処理を配向膜に施し、
電界が作用していないときでも配向膜付近の液晶分子に
わずかなプレチルト角を与えるようにして、より確実に
視野角を拡大し得るようにしてもよい。

【００７８】また、上記各実施の形態においては、スイ
ッチング素子２１３としてＴＦＴが用いられる例を示し
たが、これに限らず、例えばＭＩＭ（metal insulated
metal ）を用いるなどしてもよい。さらに、本発明は、
画像信号電圧がスイッチング素子２１３を介して印加さ
れるアクティブマトリクスの液晶表示装置に限らず、画
像信号電圧が直接印加される単純マトリクスの液晶表示
装置に適用してもよい。

【００７９】また、上記のような透過型の液晶表示装置
に限らず、反射板を設けたり、基板２０１，２０２の一
方、または画素電極２０３もしくは対向電極２０５等の
一方に光の反射性を有する材料を用いたりして、反射型
の液晶表示装置を構成してもよい。

【００８０】また、画素電極２０３の分割された領域２
０３ｂ，２０３ｃや、対向電極２３５の分割された領域
２３５ｂ，２３５ｃ、また、第１画素電極２４１および
第２画素電極２４２は、対称な形状に限らず、互いに異
なる形状や面積に形成してもよい。これによっても、視
野角特性を非対称に拡大することができる。

【００８１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００８２】すなわち、ホメオトロピック配向モードの
液晶表示装置において、対向電極における画素電極に対
応する領域、または画素電極が、所定の間隙を介して、
上記液晶分子を互いに異なる方向に傾斜させて配向させ
る少なくとも２つの領域に分割されているとともに、位
相差板を備えていることにより、表示画面を斜め方向か
ら見たときに、液晶の屈折率異方性が平均化されるとと
もに、液晶分子が有する正の屈折率異方性が補償される
ので、ラビング等の配向処理をすることなく、視野角を
大幅に拡大することができる。

【００８３】また、ホメオトロピック配向モードやＴＮ
モードの液晶表示装置において、画素電極が、所定の間
隙を介して、互いに異なる画像信号電圧が印加されて上
記液晶分子を互いに異なる方向に傾斜させて配向させる
少なくとも２つの領域に分割されていることにより、電
極縁電界、および互いに異なる電圧の印加によって、液
晶分子の傾斜方向、および傾斜角が異なる配向領域を形
成することができるので、やはり、ラビングなどの配向
処理をすることなく、容易、かつ確実に視野角を拡大す
るとともに、所望の視野角特性を得ることができる。

【００８４】したがって、良好な視野角特性と高速な応
答速度を有し、しかも、ラビングなどの配向処理を必要
としないために製造工程を簡素化することができるう
え、ラビング等による配向欠陥や配向膜の劣化を招くこ
とがなく、高い歩留まりを得ることのできる液晶表示装
置が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の液晶表示装置の構成を示す平面
図である。

【図２】実施の形態１の液晶表示装置の構成を示す縦断
面図である。

【図３】実施の形態１の液晶表示装置に画像信号電圧が
印加された状態を示す縦断面図である。

【図４】実施の形態１の変形例を示す平面図である。

【図５】実施の形態２の液晶表示装置の構成を示す縦断
面図である。

【図６】実施の形態３の液晶表示装置の構成を示す平面
図である。

【図７】実施の形態３の液晶表示装置の構成を示す縦断
面図である。

【図８】実施の形態４の液晶表示装置の構成を示す平面
図である。

【図９】実施の形態４の液晶表示装置の構成を示す縦断
面図である。

【図１０】実施の形態４の液晶表示装置の等価回路を示
す回路図である。

【図１１】従来の液晶表示装置の構成を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

２０１，２０２基板２０３画素電極２０３ａ開口部２０３ｂ，２０３ｃ領域２０４配向膜２０５対向電極２０５ａ，２０５ｂ縁部２０６配向膜２０７，２０８偏光板２０９液晶層２０９ａ〜２０９ｆ液晶分子２１１走査信号電極２１２画像信号電極２１３スイッチング素子２１３ｄドレイン端子２２１２軸性位相差板２３３画素電極２３３ａ，２３３ｂ縁部２３５対向電極２３５ａ開口部２３５ｂ，２３５ｃ領域２４１第１画素電極２４１ａ，２４２ａ縁部２４２第２画素電極Ａ，Ｂ配向領域Ｅ電気力線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ画素電極または対向電極が形成さ
れた１対の基板と、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含み、上記１対の
基板の間に封入された液晶層と、上記画素電極および対向電極の表面にそれぞれ形成さ
れ、各電極付近における上記液晶分子を各電極に対して
略垂直な方向に配向させる配向膜と、上記１対の基板の両面側にそれぞれ配置され、互いに略
垂直な方向の偏光軸を有する偏光板とを備えた液晶表示
装置であって、さらに、少なくとも上記偏光板の何れか一方と上記１対
の基板との間に配置された位相差板を備えるとともに、上記対向電極における画素電極に対応する領域、または
画素電極が、所定の間隙を介して、上記液晶分子を互い
に異なる方向に傾斜させて配向させる少なくとも２つの
領域に分割されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記間隙は、上記対向電極または画素電極
に形成されたスリット状の開口部であることを特徴とす
る請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記分割された各領域は、互いに分離して
形成されるとともに、配線パターンを介して電気的に接
続された電極から成ることを特徴とする請求項１に記載
の液晶表示装置。
【請求項４】上記間隙は、その間隙を形成する、上記対
向電極または画素電極における縁部の方向が、液晶表示
装置における表示画面の左右方向または上下方向になる
ように形成されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記間隙は、その間隙を形成する、上記対
向電極または画素電極における縁部の方向が、液晶表示
装置における表示画面の斜め方向になるように形成され
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れ
かに記載の液晶表示装置。
【請求項６】上記間隙は、Ｘ字状、Ｙ字状、または曲線
状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請
求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】上記偏光板は、それぞれ、偏光軸の方向
が、上記画素電極または対向電極における上記間隙を形
成する縁部の方向に対して、略４５度の角度をなすよう
に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求
項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】上記位相差板は、２軸性位相差板、または
負の位相差板であることを特徴とする請求項１ないし請
求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】さらに、上記画素電極への画像信号電圧の
印加の有無を制御するスイッチング素子を備えたことを
特徴とする請求項１ないし請求項８の何れかに記載の液
晶表示装置。
【請求項１０】それぞれ画素電極または対向電極が形成
された１対の基板と、上記１対の基板の間に封入された液晶層と、上記画素電極および対向電極の表面にそれぞれ形成され
た配向膜と、上記１対の基板の両面側にそれぞれ配置され、互いに略
垂直な方向の偏光軸を有する偏光板とを備えた液晶表示
装置であって、上記画素電極が、所定の間隙を介して、少なくとも２つ
の領域に分割されて形成されるとともに、それぞれの領
域は、互いに異なる画像信号電圧が印加されて、上記液
晶分子を互いに異なる方向に配向させるように構成され
ていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】上記液晶層は、正の誘電率異方性を有す
る液晶分子を含むとともに、上記配向膜は、上記各電極付近における上記液晶分子を
各電極に対して略平行な方向に配向させるように形成さ
れていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示
装置。
【請求項１２】上記液晶層は、負の誘電率異方性を有す
る液晶分子を含むとともに、上記配向膜は、上記各電極付近における上記液晶分子を
各電極に対して略垂直な方向に配向させるように形成さ
れていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示
装置。
【請求項１３】上記画素電極における分割された領域
は、補助容量を介して他の領域に接続されることによ
り、互いに異なる画像信号電圧が印加されるように構成
されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１
２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】上記間隙は、その間隙を形成する、上記
対向電極または画素電極における縁部の方向が、液晶表
示装置における表示画面の左右方向または上下方向にな
るように形成されていることを特徴とする請求項１０な
いし請求項１２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】上記間隙は、その間隙を形成する、上記
対向電極または画素電極における縁部の方向が、液晶表
示装置における表示画面の斜め方向になるように形成さ
れていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２
の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】上記間隙は、Ｘ字状、Ｙ字状、または曲
線状に形成されていることを特徴とする請求項１０ない
し請求項１２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】上記偏光板は、それぞれ、偏光軸の方向
が、上記画素電極または対向電極における上記間隙を形
成する縁部の方向に対して、略４５度の角度をなすよう
に配置されていることを特徴とする請求項１０ないし請
求項１２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１８】さらに、少なくとも上記偏光板の何れか
一方と上記１対の基板との間に配置された位相差板を備
えたことを特徴とする請求項１０ないし請求項１２の何
れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１９】上記位相差板は、２軸性位相差板、また
は負の位相差板であることを特徴とする請求項１８に記
載の液晶表示装置。
【請求項２０】さらに、上記画素電極への画像信号電圧
の印加の有無を制御するスイッチング素子を備えたこと
を特徴とする請求項１０ないし請求項１９の何れかに記
載の液晶表示装置。