KR20140042716A - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시야각의 넓이나 개구율의 높이 등 외에, 종래의 FFS 방식 등에 비하여, 응답 속도나 표시 품질 등을 향상할 수 있는 신방식의 표시 장치 등을 제공한다. 본 표시 장치는, 어레이 기판에, 유전체막을 개재해서 상부 전극과 하부 전극과의 전극층이 형성되고, 상부 전극 또는 하부 전극의 한쪽은 화소 전극, 다른 쪽은 공통 전극이며, 전극층의 평면에서 본 형상에 따라 액정층으로 횡전계를 발생시키기 위한 개구부(50A)가 형성되어 있다. CF 기판에는 가로 BM부(22A)를 포함하는 차광막(BM)을 갖는다. 개구부(50A)는, X방향의 복수의 슬릿 S를 갖고, 화소마다, Y 방향의 최외의 슬릿 S의 단부가, Z 방향에서의 가로 BM부(22A)의 겹침에 의해 숨겨지는 구조이다.

Description

표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 발명은 표시 장치 및 전자 기기의 기술에 관한 것이다. 특히, 횡전계형으로 액정 분자를 제어하는 액정 표시 장치(LCD로 생략함) 등에 관한 것이다.

각종 전자 기기 등에 탑재되는 액정 표시 장치에 있어서, 횡전계형으로서, IPS(ln-Plane-Switching)나 FFS(Fringe Field Switching) 등의 방식(모드라고도 함)이 있다. 횡전계형은, 종전계형에 비해, 시야각의 넓이나 개구율(1화소 영역 중 표시에 유효한 영역의 면적률) 등의 점에서 유리하다.

FFS에 관한 선행 기술예로서, 일본 특허 공개 제2008-52161호 공보(특허문헌 1) 등이 있다. 특허문헌 1(「액정 장치 및 전자 기기」)에서는, 구성을 복잡하게 하지 않고 개구율이 높은 밝은 표시를 실현하는 FFS 방식의 액정 장치에 대하여 기재되어 있다.

IPS 모드에서는 화소 전극과 공통 전극이 같은 층에 설치되어 있고, 전계는 주로 기판면과 평행한 방향(X, Y 방향으로 함)으로 발생한다. 이로 인해, 화소 전극의 바로 위의 영역에는 전계가 형성되기 어렵고, 이 바로 위의 영역의 액정 분자를 구동하기 어렵다.

이에 비해 FFS 모드에서는, 기판면에 대해 수직인 방향(Z 방향으로 함)에서 유전체막을 개재하여 화소 전극과 공통 전극이 겹쳐서 설치되어 있고, 주로 기판면에 대하여 경사 방향 또는 포물선상의 전계(프린지 전계라고도 함)가 발생한다. 이로 인해, 화소 전극의 바로 위의 영역의 액정 분자도 구동이 용이하다. 즉, FFS 모드에서는 IPS 모드보다도 높은 개구율이 얻어진다. 또한 이하, 상기 겹침의 상측에 설치되는 쪽의 전극을 상부 전극(제1 전극)이라고 칭하고, 하측에 설치되는 쪽의 전극을 하부 전극(제2 전극)이라고 칭한다.

일본 특허 공개 제2008-52161호 공보

그러나, 상술한 FFS 방식의 액정 표시 장치 등에 있어서도, 응답 속도의 지연 등의 과제가 있다. 한편 여기서 말하는 응답 속도란, 화소(상하 전극을 포함함)에 대한 전압 인가 시에, 액정의 투과율을 소정 레벨간에서 천이시킬 때의 속도이다. 즉 OFF 상태(예를 들어 투과율=0)로부터 ON 상태(투과율=1)로 천이할 때, 또는 그 반대의 천이 시에 필요로 하는 시간으로 규정된다.

이상을 감안하여, 본 발명의 주목적은, 시야각의 넓이나 개구율의 높이 등 외에, 종래의 FFS 방식 등에 비하여, 응답 속도나 표시 품질 등을 향상할 수 있는 신방식의 표시 장치 등을 제공하는 것이다.

본 발명 중 대표적인 형태는, 표시 장치 및 전자 기기 등이며, 이하에 나타내는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

(1) 본 형태의 표시 장치는, 대향하는 제1 기판 및 제2 기판 사이에 액정층을 갖는 표시 장치로서, 화면에 대응하는 기판 면내 방향을 제1, 제2 방향으로 하고, 수직 방향을 제3 방향으로 한 경우, 대향하는 상부 전극과 하부 전극을 가짐과 함께, 당해 상부 전극 또는 하부 전극에 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖는 개구부가 형성된 전극층과, 상기 제1 또는 제2 기판에 설치된, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 차광막부를 갖는다. 상기 액정층은, 상기 전극층 상에 설치되고, 상기 개구부의 슬릿의 폭 방향에 있어서 대향하는 한쪽 측 및 다른 쪽 측의 근방 영역의 액정 분자가 서로 역방향으로 회전하여 배향한다. 상기 개구부는, 화소마다, 상기 제2 방향 중 적어도 한쪽의 최외의 슬릿 단부의 적어도 일부가, 상기 제3 방향에서의 상기 제1 차광막부의 겹침에 의해 숨겨진다.

특히, 상기 제1 기판은, 상기 전극층과, 상기 전극층과 상기 액정층 사이의 제1 배향막을 갖는다. 상기 제2 기판은, 상기 액정과의 사이의 제2 배향막을 갖고, 상기 제1 배향막은, 상기 제1 방향과 개략 평행 방향인 제1 러빙 방향으로 러빙 처리되고, 상기 제2 배향막은, 상기 제1 배향막의 제1 러빙 방향과 역방향인 제2 러빙 방향으로 러빙 처리되고, 상기 액정층의 액정의 초기 배향 상태로서, 상기 제1 러빙 방향으로 액정 분자의 장축이 배열된다.

특히, 상기 제1 차광막부의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 개구부의 최외의 슬릿 단부의 선으로부터 외측으로 소정의 거리까지의 폭(H) 이상이다. 바꾸어 말하면 제1 차광막부의 제2 방향의 폭은, 최저한 이 소정의 거리까지의 폭(H)의 부분을 숨길 수 있는 크기이다.

특히, 상기 제1 기판은, 상기 화소를 구성하는 요소인, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 전극선 및 상기 제1 전극선에 접속되는 스위칭 소자를 갖고, 상기 제1 차광막부는, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자 상에 겹치도록 배치되고, 상기 제1 차광막부의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자를 숨기는 폭이다.

(구성 A) 특히, 상기 상부 전극은, 화소마다 개구를 갖는 공통 전극이며, 상기 하부 전극은, 화소마다의 전극부를 갖는 화소 전극이며, 평면에서 보아 상기 상부 전극의 개구의 영역이 상기 개구부가 된다.

(구성 B) 특히, 상기 상부 전극은, 화소마다의 전극부를 갖는 화소 전극이며, 상기 하부 전극은, 공통 전극이며, 평면에서 보아 상기 상부 전극의 외측의 영역이 상기 개구부가 된다.

(구성 α) 특히, 상기 화소마다 상기 개구부는, 상기 제2 방향으로 연장되는 연통 개구부와, 상기 연통 개구부의 양측에 각각 접속되는 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖는다. 상기 연통 개구부의 한쪽 측에 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치되고, 다른 쪽 측에 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치된다. 상기 슬릿의 긴 변은, 한쪽 단부는 상기 상부 전극에 의해 폐쇄된 코너부이며, 다른 쪽 단부는 상기 연통 개구부에 개구된 코너부이다. 상기 연통 개구부의 양측 각각의 복수의 슬릿은, 상기 제2 방향에서 위치를 어긋나게 하여 엇갈리게 배치된다. 상기 연통 개구부의 한쪽 측에 접속되는 제1 슬릿의 긴 변과, 다른 쪽 측에 접속되는 제2 슬릿의 긴 변이, 상기 제1 방향의 라인 상에서 정렬되어 있다.

(구성 β) 특히, 상기 화소마다 상기 개구부는, 상기 제2 방향으로 연장되는 연통 개구부와, 상기 연통 개구부의 편측에 접속되는 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖는다. 상기 연통 개구부의 편측에 상기 제1 방향으로 연장되는 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치된다. 상기 슬릿의 긴 변은, 한쪽 단부는 상기 상부 전극에 의해 폐쇄된 코너부이며, 다른 쪽 단부는 상기 연통 개구부에 개구된 코너부이다.

(형상 a) 특히, 상기 상부 전극은, 상기 복수의 슬릿을 구성하기 위한 복수의 돌출부를 갖고, 상기 슬릿 및 상기 돌출부는, 상기 제1 방향으로 길고 화소 내부측이 상변이 되는 사다리꼴이다.

(형상 b) 특히, 상기 상부 전극은, 상기 복수의 슬릿을 구성하기 위한 복수의 돌출부를 갖고, 상기 슬릿 및 상기 돌출부는, 상기 제1 방향으로 긴 직사각형이다.

(2) 특히, 패널 구성으로서, 상기 제1 기판에 있어서, 상기 제1 방향과 병행하는 제1 전극선, 상기 제2 방향과 병행하는 제2 전극선, 상기 화소마다 상기 제1 전극선 및 제2 전극선에 접속되는 스위칭 소자를 갖고, 상기 스위칭 소자에 대하여 화소 전극이 접속된다. 상기 제2 기판에 있어서, 차광막은, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 차광막부와, 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 차광막부를 갖는다. 상기 제1 차광막부는, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자 상에 겹치고, 상기 제2 차광막부는, 상기 제2 전극선 상에 겹친다. 그리고 상기 제1 차광막부의 폭이 상기 제2 차광막의 폭보다도 크다.

(3) 표시 장치는, 상기 구성의 패널과, 상기 패널의 제1 전극선에 접속되어 구동하는 제1 드라이버와, 상기 패널의 제2 전극선에 접속되어 구동하는 제2 드라이버와, 상기 패널의 상부 전극 및 하부 전극에 접속되어 구동하는 제3 드라이버와, 상기 제1 내지 제3 드라이버를 구동 제어하는 컨트롤러를 갖는다.

(4) 전자 기기는, 상기 표시 장치와, 상기 표시 장치에 대한 표시 제어 처리를 행하는 제어부와, 상기 표시 장치에 부여하는 표시 데이터를 기억하는 기억부를 갖는다.

본 발명 중 대표적인 형태에 의하면, 시야각의 넓이나 개구율의 높이 등 외에, 종래의 FFS 방식 등에 비하여, 응답 속도나 표시 품질 등을 향상할 수 있다. 신방식(고속 횡전계 모드)의 액정 표시 장치 등을 제공할 수 있다. 화소에 있어서의 응답 속도, 밝기, 배향 안정성 등을 향상할 수 있고, 화소 특성의 균일화에 의해, 표시 품질의 향상 등을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 표시 장치 및 전자 기기의 블록 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 실시 형태의 표시 장치의 액정 패널의 화소의 단면의 개략 구조를 도시하는 도면.
도 3은 화소(구성 β의 경우)의 개구부·전극의 형상 등을 도시하는 도면이며, (A)는 세로 방향 슬릿의 경우, (B)는 가로 방향 슬릿(본 실시 형태)의 경우를 도시하는 도면.
도 4는 화소(구성 α의 경우)의 개구부·전극의 형상 등을 도시하는 도면이며, (A)는 세로 방향 슬릿의 경우, (B)는 가로 방향 슬릿(본 실시 형태)의 경우를 도시하는 도면.
도 5는 본 방식(도 4의 (B))에서의 액정 배향성 등을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 5의 일부 확대에서 액정 배향성 등을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 전압 OFF시, (b)는 전압 ON시를 도시하는 도면.
도 7은 도 5의 A-A' 단면에서 액정 배향성에 대하여 설명하기 위한 도면이며, (a)는 전압 OFF시, (b)는 전압 ON시를 도시하는 도면.
도 8은 본 실시 형태의 액정 패널의 화소 및 BM 등의 평면 구성예를 도시하는 도면.
도 9는 본 실시 형태에서의 상하 전극의 구성예를 정리하여 도시하는 도면.
도 10은 실시 형태 1의 표시 장치(액정 패널)의 화소 평면 구조를 도시하는 도면.
도 11은 실시 형태 1의 표시 장치(액정 패널)의 화소 단면 구조를 도시하는 도면.
도 12는 실시 형태 1에서의 제1 차광의 구성예를 도시하는 도면.
도 13은 실시 형태 1에서의 제2 차광의 구성예를 도시하는 도면.
도 14는 실시 형태 1에서의 제3 차광의 구성예를 도시하는 도면.
도 15는 실시 형태 1에서의 화소의 슬릿단 부근 등을 도시하는 도면.
도 16은 실시 형태 2의 표시 장치(액정 패널)의 화소 평면 구조를 도시하는 도면.
도 17은 실시 형태 2의 표시 장치(액정 패널)의 화소 단면 구조를 도시하는 도면.
도 18은 실시 형태 2에서의 차광의 구성예를 도시하는 도면.
도 19는 실시 형태 2에서의 화소의 슬릿단 부근 등을 도시하는 도면.
도 20은 제1 특성(차광의 폭)에 관한 모의용 화소 구성예를 도시하는 도면.
도 21은 제1 특성에 관한 모의 결과의 면내 휘도 분포를 도시하는 도면.
도 22는 제1 특성에 관한 모의 결과의 단면 밝기 분포를 도시하는 도면.
도 23은 제2 내지 제4 특성에 관한 개구부의 일부 확대를 도시하는 도면.
도 24는 제2 특성(슬릿 피치)에 관한 모의 결과의 그래프를 도시하는 도면.
도 25는 제3 특성(빗살 각도)에 관한 모의 결과의 표를 도시하는 도면.
도 26은 제4 특성(세로 슬릿 폭)에 관한 모의 결과의 그래프를 도시하는 도면.
도 27은 제5 특성(리타데이션 R=△nd)에 관한 설명도이며, (a)는 셀 두께 d 등을 나타내고, (b)는 셀 두께 d와 리타데이션 R의 함수를 도시하는 도면.
도 28은 제5 특성에 관한 모의 결과의 R에 따른 밝기의 그래프를 도시하는 도면.
도 29는 제6 특성(액정의 탄성 정수)에 관한 모의 결과의 그래프를 도시하는 도면.
도 30은 본 실시 형태의 표시 장치의 적합한 특성의 조건에 대하여 정리한 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일부에는 원칙적으로 동일 부호를 붙이고 그 반복된 설명은 생략한다. 또한 도면에서는 특징을 이해하기 쉽게 나타내기 위해서, 단면 해칭은 적절히 생략하고, 주요한 구성 요소를 강조하여 나타내고, 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다.

<개요 등>

본 실시 형태는, 화면에 컬러 동화상을 표시 가능한 액정 표시 장치(LCD) 및 그것을 탑재하는 전자 기기에 적용한 경우를 설명한다. 도 1 내지 도 9에서는, 전제를 포함하여 기본적인 실시 형태를 설명한다. 그것에 기초하여 도 10 내지 도 15에서는 실시 형태 1, 도 16 내지 도 19에서는 실시 형태 2를 설명한다. 도 20 내지 도 30에서는 더욱 적합한 특성의 조건에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 액정 패널(1)은, 도 2와 같이 기본적으로는 횡전계 모드이지만, 예를 들어 도 4의 (B), 도 10, 도 12 등에 도시하는 바와 같이, 슬릿(50A)의 연장 방향(X)과 평행 방향으로 안티 패러렐 배향의 러빙 처리를 실시한 신방식(종래의 FFS 방식과는 상이한 고속 횡전계 모드)이다. 이 고속 횡전계 모드의 상세에 대해서는 후술한다. 본 실시 형태의 액정 패널(1)은, 이 고속 횡전계 모드에 대응한, 상하 전극(31, 32)에 의해 형성되는 개구부(슬릿이라고도 함)(50A) 등을 갖는 구조이다. 이 개구부(50A)는, 복수의 가로(X) 방향의 슬릿 S를 갖는 빗살 형상이다. 그리고, 또한 본 실시 형태의 액정 패널(1)은, 화소의 개구부(슬릿)(50A)에 있어서의 세로(Y) 방향의 단부(A1 등)를, BM(22)(차광막)에 있어서의 폭이 넓은 쪽(가로 BM부(22A))에 의해 숨기는 구성으로 되어 있다. 이것은, 슬릿(50A)의 단부(A1 등)에 있어서는, 상술한 고속 횡전계 모드에서 기대되는 고속의 응답 등은 실현되지 않고, 종래의 FFS 모드와 동일 정도의 응답 속도 등으로 되어 있었기 때문이다. 즉, BM(22)으로 슬릿(50A)의 단부(A1 등)를 숨김으로써, 화소의 단부 영역(도 4의 (B)의 Q2)의 특성(슬릿(50A)의 단부에서는 종래의 FFS 방식과 동일 정도의 응답 속도 등으로 되어 버린다는 제2 특성)을 억제하여, 화소의 내부 영역(Q1)의 특성(고속 횡전계 모드에 의해 고속의 응답 속도 등을 실현하는 제1 특성)으로 균일화한다.

[전자 기기·액정 표시 장치]

도 1은, 본 실시 형태의 표시 장치인 액정 표시 장치(100) 및 그것을 탑재하여 이루어지는 전자 기기(200)의 블록 구성을 나타낸다. 본 전자 기기(200)는, 액정 표시 장치(바꾸어 말하면 LCD 모듈)(100), 제어부(201), 기억부(202), 입력부(203), 출력부(204) 및 표시 I/F(인터페이스)부(205), 등을 포함하여 이루어지는 구성이다. 제어부(201)는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, 및 그들 상에서 동작하는 프로그램 등으로 구성된다. 예를 들어 CPU는 ROM으로부터 RAM으로 로드한 프로그램에 따른 연산 처리에 의해 전자 기기(200)의 제어 처리를 행한다. 기억부(502)는, 1차 메모리나 2차 메모리, 및 그들에 저장되는 영상 데이터 등을 포함하는 데이터 정보 등으로 구성된다. 입력부(203)는, 버튼 등의 입력 장치 및 그 I/F 처리부로 구성된다. 출력부(204)는, 표시 장치 이외의 출력 장치 및 그 I/F 처리부로 구성된다. 표시 I/F부(205)는, 액정 표시 장치(100)를 접속하고, 그 I/F 처리를 행한다. 그 밖에 도시하지 않은 통신 I/F부나 전원부 등을 갖는다.

액정 표시 장치(LCD 모듈)(100)는, 액정 패널(1)과, 주 구동 제어를 행하는 LCD 드라이버(101)(바꾸어 말하면 LCD 컨트롤러)와, 액정 패널(1)의 각 전극선을 구동하는 각 드라이버(게이트 드라이버(111), 데이터 드라이버(112), 상하 전극 드라이버(113))를 갖는 구성이다. 각 드라이버는, 예를 들어 IC 칩을 탑재한 플렉시블 프린트 회로 기판이나, 액정 패널(1)의 유리 기판 상의 회로 등으로 실장된다. 또한 각 드라이버를 적절히 통합이나 분리한 형태로 해도 된다.

제어부(201)는, 예를 들어 외부로부터 영상 신호를 입력, 또는 내부에서 영상 신호를 생성한다. 제어부(201)로부터 표시 I/F부(205)를 개재하여 영상 신호나 제어 지시 정보를 LCD 드라이버(101)에 부여한다. LCD 드라이버(101)는, 각 드라이버(111 내지 113))에 영상/화상 데이터나 예를 들어 타이밍 신호 등의 제어 신호를 부여하여 제어한다. 게이트 드라이버(111)는, 제어에 따라서, 액정 패널(1)의 게이트선(GL)군에 주사 신호를 부여한다. 데이터 드라이버(112)는, 제어에 따라서, 액정 패널(1)의 데이터선(DL)군에 데이터 신호를 부여한다. 상하 전극 드라이버(113)는, 제어에 따라서, 액정 패널(1)의 상부 전극(31) 및 하부 전극(32)(도 2)에 대하여, 대응하는 전압 신호(즉 화소 전극 PIX에 대한 화소 전압, 공통 전극 COM에 대한 공통 전압)를 부여한다.

전자 기기(500)의 예로서는, 텔레비전 장치(바꾸어 말하면 액정 TV 장치), PC용 디스플레이, 디지털 카메라/비디오 카메라, 노트 PC, 스마트폰 등의 휴대 전화기나 타블렛 등의 휴대 단말기, 카 네비게이션의 디스플레이 등, 각종의 것을 적용 가능하다. 예를 들어 액정 TV 장치나 PC용 디스플레이의 경우, LCD 모듈(100)에 앞면의 필터 유리 등을 부가해서 하우징으로 유지한 구조로 된다. 예를 들어 디지털 카메라나 비디오 카메라의 경우, 파인더/모니터 등의 표시부를 LCD 모듈(100)로 구성한다. 예를 들어 노트 PC의 경우, 화면부를 LCD 모듈(100)로 구성한다. 예를 들어 휴대 전화기의 경우, 화면부를 LCD 모듈(100)로 구성한다.

[액정 패널―단면]

도 2에, 도 1의 액정 패널(1)의 기본 구조로서, 화소의 Y-Z 방향의 단면의 개요 구성을 나타내고 있다. 본 액정 패널(1)은 크게는, 제1 기판인 어레이 기판(10)과, 제2 기판인 CF 기판(20)(대향 기판이라고도 함)과, 그들 사이에 협지·밀봉되는 액정층(30)을 갖는 구성이다. 또한 도 2는 개요 구성이며, 절연막, 배향막, 편광판, 백라이트, 그 밖의 공지 요소에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

어레이 기판(10)은, 시선에 대하여 배면 측의 구조 및 유리 기판(11)을 포함하여 이루어지는 기판 구조체이다. Z 방향에서, 유리 기판(11) 상에 하부 전극(32), 유전체막(33), 상부 전극(31)이 적층되어 있다. 상세하게는 게이트선이나 TFT부 등도 갖지만 후술한다. 도시와 같이 상부 전극(31)과 하부 전극(32)의 대향면에 있어서의 전극부(여기서는 상부 전극(31))의 겹침의 유무가 있고, 이 평면에서 보아 (X-Y)에서의 형상에 의해 슬릿 S를 포함하는 개구부(도 3, 도 4 등의 참조 부호 50)가 형성된다. 이 개구부를 포함하는 상하 전극(31, 32)의 전극층 상에서, 액정층(30)의 액정 배향이 기판 면내 방향(X-Y)으로 제어되는 방식(즉 횡전계 모드)이다.

상하 전극(31, 32)은, 한쪽이 화소 전극(PIX로 함), 다른 쪽이 공통 전극(COM으로 함)이다. 상하 전극(31, 32)은, 액정층(30)으로 프린지 전계를 형성하기 위한 전극부이다. 이들 조합의 구성예에 대해서는 각종 가능하고, 후술하는 도 9에서 정리하고 있다. 공통 전극 COM은, 복수 화소 영역(예를 들어 화면)의 전체에 걸쳐 기본적으로 솔리드층으로 형성되고, 공통 전압의 인가에 의해 화소에 의하지 않고 공통 전위로 제어된다. 화소 전극 PIX는, 화소마다 직사각형 등의 층으로 구성되고, 화소마다의 전압이 공급되고, 화소마다의 전위로 제어된다. 상하 전극(31, 32)은 ITO(lndium-Tin-Oxide) 등의 가시광 투과성 및 도전성을 갖는 재료(바꾸어 말하면 투명 전극)으로 구성된다. 또한 공통 전극 COM은, 전체면이 한 층이 아니라 복수의 블록 등으로 구성되는 경우에는 그들이 공통 전극선으로 접속되는 구성으로 된다.

CF 기판(20)은, 시선에 대하여 앞면 측의 구조 및 유리 기판(21)을 포함하여 이루어지는 기판 구조체이다. 예를 들어, Z 방향에서, 유리 기판(21) 상, 내면측(액정층(30)에 가까운 측을 가리킴)에, BM(22) 및 CF(23) 등의 층이 형성된다. 또한 도 2에서는 BM(22) 및 CF(23)를 같은 층으로 하고 있지만 다른 층이어도 된다. BM(22) 및 CF(23)상(내면측)에는, 도시하지 않은 평탄화·보호층으로서의 기능을 갖는 오버코트층 등을 설치해도 된다. 또한 CF 기판(20)의 앞면 측에는, 편광판 외에, 정전 방지층 등을 설치해도 된다.

BM(22)는, 차광막(흑색막이라고도 함)이고, 화소간의 크로스 토크를 저감하며, 차광성(광흡수성 또는 저투과성)의 재료, 예를 들어 Cr 등의 금속 재료나, 각 색의 컬러 필터의 중첩 등으로 구성된다. BM(22)는, 화소를 구획하는 격자 형상으로 형성된다. CF(23)는, 화소 배열에 따라서 배치되는 컬러 필터이며, 예를 들어 R, G, B의 3색의 각 층으로 구성된다(후술하는 도 8). 또한 본 실시 형태에서는 BM(22)은 CF 기판(20) 측에 형성되지만, 다른 형태로서 BM(22)이 어레이 기판(10)측(상하 전극(31, 32)의 전극층보다도 상측)에 형성되어도 된다.

액정층(30)은, 상하의 기판(10, 20) 사이에서 배향막을 개재하여 네마틱 액정이 밀봉된 층이다. 액정 패널(1)의 프레임부 등에서 밀봉재에 의해 상하의 기판(10, 20) 사이가 접속되어 내부에 액정이 밀봉된다. 액정층(30)은 배향막에 대하여 소정의 러빙 처리(후술)가 실시됨으로써, 액정이 소정의 초기 배향 상태로 된다.

드라이버 측(도 1)으로부터의 상하 전극(31, 32)에 대한 전압 인가에 의해, 유전체막(33)을 개재한 상하 전극(31, 32) 사이에, 화소의 액정 투과율의 변조에 따른 소정의 전위차를 부여한다. 당해 전위차에 의해, 액정층(30)에 있어서의 화소의 개구부(50) 부근에 있어서 프린지 전계를 발생시켜, 액정 분자를 주로 기판 면내 방향(X, Y 방향)으로 회전시키도록 배향 상태를 제어한다.

어레이 기판(10)의 배면측 및 CF 기판(20)의 앞면 측에는 각각 편광판이 배치되고, 투과광의 편광 상태가 제어된다. 상하의 편광판의 투과축은 직교의 관계(노멀리 블랙 구성)이며, 한쪽은 러빙 방향(후술)과 동일하다.

어레이 기판(10)의 배면 측에는 백라이트 등이 배치되고, 도시하지 않은 백라이트 제어용 드라이버로부터, LCD 제어에 맞추어, 백라이트 조명 상태 등이 제어된다. 백라이트로부터의 출사광을 바탕으로 액정 패널(1)로 화소 상태에 따라서 투과 및 편광이 제어됨으로써 앞면 측의 화면에 화상이 형성된다.

[러빙 방향]

액정층(30)의 액정은, 고속 횡전계 모드에 대응한 소정의 초기 배향성을 갖도록, 액정층(30)의 상하의 배향막(제1, 제2 배향막)에 있어서 소정의 러빙 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 어레이 기판(10) 측의 전극층(31, 32)과 액정층(30) 사이의 제1 배향막에서는, 슬릿 S 등의 연장의 X 방향과 개략 평행 방향인 제1 러빙 방향으로 러빙 처리된다(도 3의 (B), 도 4의 (B)의 Rub, 도시의 좌측으로부터 우측으로의 방향). CF 기판(20) 측의 액정층(30)과의 사이의 제2 배향막은, 제1 배향막의 제1 러빙 방향과는 역방향인 제2 러빙 방향으로 러빙 처리된다. 이 안티 패러렐 배향에 의해 고속 횡전계 모드가 구성된다. 이에 의해, 액정층(30)의 액정의 초기 배향 상태로서, 제1 러빙 방향(Rub)을 따라 액정 분자의 장축이 배열된다.

액정층(30)의 액정은, 예를 들어 부의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정으로 이루어진다. 이 경우, 러빙 방향(Rub)은 상기한 바와 같이 슬릿 S 등의 연장되는 X 방향과 평행하게 한다. 또한 정(正)의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정을 사용하는 경우에는, 러빙 방향(Rub)을 직교 방향(Y)과 평행하게 한다. 또한 상기 러빙 방향(Rub)은 슬릿 S 등의 X 방향과 완전히 평행에는 한하지 않고, 어느 정도까지의 각도(예를 들어 1도)는 허용된다.

[제조 방법]

액정 패널(1)의 제조 방법은 예를 들어 이하의 프로세스로 된다. 또한 구성 A(도 9)의 경우로 한다. 어레이 기판(10) 측에서는, 유리 기판(11) 상에 게이트선, 데이터선 및 TFT부 등의 층을 형성한다. 그 위에 평탄화층으로서의 기능을 갖는 절연막을 형성한다. 절연막은 폴리이미드나 산화 실리콘 등의 재료로 구성된다. 절연막 상에, ITO의 포토 에칭 등에 의한 패터닝에 의한 하부 전극(32)(화소 전극 PIX)을 형성한다. 화소 전극 PIX의 두께는 예를 들어 500 내지 1500Å이다. 하부 전극(32) 상에 유전체막(33)을 전체면 한 층으로 형성한다. 유전체막(33)은 절연성 및 보호성을 갖고, 예를 들어 질화 실리콘이나 산화 실리콘 등의 재료로 구성되며, 플라즈마 CVD법 등으로 형성된다. 유전체막(33)의 두께는 예를 들어 100 내지 1000Å이다. 유전체막(33) 상에 ITO에 의한 상부 전극(31)(공통 전극 COM)을 형성한다. 예를 들어, 스퍼터링법, 에칭 등에 의해, 슬릿(개구부)을 갖는 한 층에 의한 공통 전극 COM을 형성한다. 공통 전극 COM의 두께는 예를 들어 100 내지 1000Å이다. 상부 전극(31) 상에는, 소정의 러빙 방향의 러빙 처리에 의한 제1 배향막이 형성된다. 배향막은, 폴리이미드 등의 고분자 재료에 러빙 처리를 실시한 것으로 구성된다.

CF 기판(20) 측에서는, 유리 기판(21) 상에 CF(23)나 BM(22) 층을 형성하고, 그 위에 오버코트층 등을 형성하고, 그 위에 소정의 러빙 방향의 러빙 처리에 의한 제2 배향막을 형성한다. 상기 어레이 기판(10)과 CF 기판(20)을 대향시키고, 그 사이에 액정을 주입하고, 프레임부로 밀봉함으로써, 액정층(30)을 형성한다. 액정 패널(1)의 배면 측에는 편광판이나 백라이트 등이 부착되고, 앞면 측에는 편광판 등이 부착된다. 액정 패널(1)의 프레임부의 전극단에는 각 드라이버(도 1)가 접속되고, 액정 표시 장치(100)가 구성된다.

[화소(구성 B, 구성 β)]

도 3은, 도 9의 구성 B, 구성 β의 경우에서, 화소의 전극 및 개구부 등의 X-Y 평면의 구성을 나타내고, 슬릿 단부의 특성 등에 대하여 설명한다. 구성 B는, 상부 전극(31)이 화소 전극 PIX이고 하부 전극(32)이 공통 전극 COM인 경우, 구성 β는, 편측 빗살 형상인 경우이다. 도 3의 (A)는 종래의 FFS 방식으로 존재하는 세로 방향 슬릿을 갖는 경우, 도 3의 (B)는 본 실시 형태의 가로 방향 슬릿(S)을 갖는 경우를 나타낸다. 또한 구성 β 쪽이 구성 α보다도 간소한 형상이므로 먼저 설명한다.

도 3의 (A)에서, 참조 부호 401은, 상부 전극(화소 전극 PIX)의 전극부를 나타낸다. Z 방향에서 대향하는 하부 전극(공통 전극 COM)은 한 층이기 때문에 도시를 생략한다. 참조 부호 402는, 참조 부호 401의 영역에 대응한 개략 화소 영역을 나타낸다. 참조 부호 400은, 상하 전극에 의해 형성되는 슬릿(바꾸어 말하면 개구부)의 영역이고, 전극부(401)의 외측의 영역이고, 상부 전극(PIX) 부분이 겹치지 않는 하부 전극(COM) 부분만의 영역이다. 또한 화소 전극의 형태나 빗살의 수 등은 화소 설계에 따라서 조정된다. 도 3의 (A)에서는 도 3의 (B)와 대비하여 이해하기 쉽도록 가로로 길게 하고 있지만, 세로로 긴 화소로 하는 경우에는 세로로 긴형 형상으로 된다.

S는, 개별의 세로(Y) 방향의 슬릿(바꾸어 말하면 개구, 간극 등)이다. 또한 참조 부호 400은 화소 전체에서의 슬릿(개구부)을 가리키는 것으로 하고, 복수의 개별의 슬릿 S를 포함하고 있다. S1, S2는, 복수의 동일 형상의 슬릿 S 중 X 방향에서 좌우의 최외의 슬릿이다. 각 슬릿 S는, 한쪽 단부(도시 상측)가 전극부(401)에 의해 폐쇄되고 다른 쪽 단부(도시 하측)가 개구되어 연결되어 있다. E1, E2, E3은 전극부(401) 중 Y 방향으로 연장되는 돌출부(바꾸어 말하면 빗살)이다. 여기서는 빗살은 직사각형인 경우이다. X 방향에서 인접하는 빗살의 쌍에 의해 슬릿 S가 형성되어 있다. Ew는, 전극부(401) 중, 폭이 넓은 돌출부이며 바꾸어 말하면 화소 전극 단부를 나타내고 있다. a0은 화소(401, Ew)단의 선이다. a1은, 슬릿 단부(최외 슬릿 S1의 단부)의 슬릿단 SE의 선이다. S2, b1(SE)도 마찬가지이다.

a1(SE), b1(SE) 부근을 경계로, R1은, 화소 내부 영역이며, 전술한 제1 특성이 확보되는 영역이다. R2는, R1(SE)의 외측의 화소 단부 영역이며, R1의 제1 특성과는 상이한, 상대적으로 응답이 저속인 상술한 제2 특성으로 되는 영역이다.

또한 도 3의 (A)에서는, 어레이 기판측의 러빙 방향(Rub)은, 세로(Y) 방향의 슬릿 S가 폐쇄된 선단 측을 향하는 방향(도시의 하측으로부터 상측)으로 된다.

도 3의 (B)는 도 3의 (A)를 오른쪽으로 90도 회전시킨 구성에 개략 상당한다(화소 전극의 상세 등은 제외함). 참조 부호 50B는, 구성 B의 경우의, 상하 전극(401, 402)에 의해 형성되는 화소 전체에서의 개구부(슬릿)의 영역을 나타낸다. 참조 부호 401은 상부 전극(31)(PIX)에 대응하고, 참조 부호 402는 하부 전극(32)(COM) 중의 개략 화소 영역에 대응한다. 또한 참조 부호 403은 후술하는 TFT부(43)(그것에 접속되는 콘택트받이(44))와의 접속부의 예를 나타낸다. 또한 L0은 슬릿 S의 길이이다. 도 3의 (B)와 같은 상하 전극(31, 32) 및 개구부(50B)의 구성은, LCD에 적용한 경우, 슬릿단 SE를 경계로, R1의 영역은, 본 실시 형태의 신방식(고속 횡전계 모드)에 대응한 고속의 응답성 등을 갖는 전술한 제1 특성으로 된다. 그러나, R2의 영역은, 상대적으로 저속인 응답성 등을 갖는 전술한 제2 특성으로 된다. 상세하게는, R1에 비해 R2의 영역에서는, 전압 인가 시의 응답 속도가 느릴 뿐만 아니라, 휘도 커브 및 배향 안정성 등이 상이하다. 또한 R1과 R2에서는 초기 배향 상태가 상이하므로, R2에서는 배향 이상에 의한 표시상의 혼란이 일어날 가능성도 있다.

그래서, 본 실시 형태(후술하는 실시 형태 2)에서는, R2의 영역을, BM(22)(가로 BM부(22A))로 겹쳐서 숨기는 후보의 영역으로 한다. 즉 R2의 영역을 굵은 폭의 가로 BM부(22A)에 의해 숨기는 화소 구성으로 한다. 이에 의해 화소에 있어서 응답 속도 등의 특성을 향상 및 균일화한 신방식(고속 횡전계 모드)을 실현할 수 있다. 응답성 뿐만 아니라, 휘도 커브나 배향 안정성도 균일화할 수 있어, 표시 품질을 향상할 수 있다.

도 3의 (B)와 같이, 가로(X) 방향의 슬릿 S를 갖는 개구부(50B)의 구성으로 함으로써, 후술(도 8)과 같이 폭이 넓은 가로 BM부(22A)에 의한 화소 단부 영역(R2)의 차광이 용이하여, 효율적인 화소 구성을 실현할 수 있다. 예를 들어 화소의 표시에 유효한 영역을 넓게 취할 수 있다. 또한 비교로서 도 3의 (A)에서 화소의 좌우 단부의 영역(R2)을 BM(22)(세로 BM부(22B))에 의해 숨기는 경우, 화소의 표시에 유효한 영역을 넓게 취할 수 없어, 비효율적인 화소 구성으로 되는 단점이 있다.

상기와 같이 화소의 양단의 R2 영역에 대응하는 슬릿 단부가 화소 사이로 오는 경우에, R1, R2의 특성의 차이(예를 들어 당해 특성의 차이에서 발생하는 누설 광)를 효율적으로 숨길 수 있도록, 도 3의 (B)와 같이 X 방향의 슬릿 S를 갖는 개구부(50B)를 가로 BM부(22A)의 구성에 맞추어 배치하는 구성이다(후술하는 도 16 등).

[화소(구성 A, 구성 α)]

도 4는, 도 9의 구성 A, 구성 α의 경우에서, 화소의 전극 및 개구부 등의 X-Y 평면의 구성을 나타내고, 슬릿 단부의 특성 등에 대하여 설명한다. 구성 A는, 상부 전극(31)이 공통 전극 COM이고 하부 전극(32)이 화소 전극 PIX인 경우, 구성 α는, 양측 빗살 형상인 경우이다. 도 4의 (A)는 세로 방향 슬릿을 갖는 경우, 도 4의 (B)는 본 실시 형태의 가로 방향 슬릿(S)을 갖는 경우를 나타낸다.

도 4의 (A)에서, 참조 부호 501은, 상부 전극(COM)의 전극부를 나타낸다. 참조 부호 502는, 하부 전극(PIX)의 직사각형의 영역을 나타내고, 개략 화소 영역에 대응한다. 참조 부호 500은, 상하 전극(501, 502)에 의해 형성되는 화소 전체에서의 개구부(슬릿)의 영역을 나타내고, 전극부(501)의 외측의 영역이며, 상부 전극(COM) 부분이 겹치지 않는 하부 전극(PIX) 부분만의 영역이다. 참조 부호 503(Ka)은 전극부(501) 중 상측으로 길게 연장되는 돌출부(빗살), 참조 부호 504(Kb)는 하측으로 길게 연장되는 돌출부(빗살)이다. 여기서는 빗살은 직사각형인 경우이다. X 방향에서 인접하는 빗살의 쌍에 의해 개별의 슬릿(Sa, Sb)이 형성되어 있다. 참조 부호 508은, 가로(X) 방향으로 연장되는 전극부이며, 복수의 돌출부(Ka, Kb)의 한쪽 단부측을 접속하고 있다. 이렇게 X 방향의 축(508)을 중심으로 상하의 양측으로 빗살(Ka, Kb)이 번갈아 나오는 양측 빗살 형상이다.

참조 부호 505(Sa)는 개구부(500) 중, 상측으로 길게 연장되는 개별의 세로(Y) 방향의 슬릿, 참조 부호 506(Sb)은 하측으로 길게 연장되는 개별의 세로(Y) 방향의 슬릿이다. 참조 부호 507은, 가로(X) 방향으로 연장되는 슬릿(연통 개구부라고도 함)이며, 복수의 슬릿(Sa, Sb)의 한쪽 단부측을 접속하고 있다. 각 슬릿(Sa, Sb)은, 한쪽 단부가 전극부(501)에 의해 폐쇄되고 다른 쪽 단부가 개구되어 연통 개구부(507)에 연결되어 있다. 이렇게 X 방향의 축(507)을 중심으로 상하의 양측에 슬릿(Sa, Sb)이 번갈아 나오는 양측 빗살 형상이다.

A1은, 화소의 개구부(500)의 X 방향에서의 좌우 단부의 영역이며, A1을 경계로, 전술한 바와 마찬가지로, 특성이 상이한 영역으로 된다. 도 4의 (A)에서는, 어레이 기판측의 러빙 방향(Rub)은, 세로(Y) 방향의 슬릿과 동일한 평행 방향(도시의 상측으로부터 하측)이다.

도 4의 (B)는, 도 4의 (A)를 왼쪽으로 90도 회전시킨 구성에 개략 상당한다(화소 전극의 상세 등은 제외함). 참조 부호 50A는, 구성 A의 경우의, 상하 전극(31(COM), 32(PIX))에 의해 형성되는 화소 전체에서의 개구부(슬릿)의 영역이며, 상부 전극(31)(COM)의 외측의 영역이며, 상부 전극(31)(COM) 부분이 겹치지 않는 하부 전극(32)(PIX) 부분만의 영역이다. 또한 개구부(50)(50A, 50B)는, 화소 영역 중의 표시에 유효한 영역이라고 하는 의미가 아니라, 평면에서 보아 (X-Y)에 있어서 상하 전극(31, 32)의 겹침에서 상부 전극(31) 부분이 없음으로써 하부 전극(32) 부분만이 개구되어 존재하는 영역을 가리키고 있다. 참조 부호 53(Ka)은, 전극부(31) 중 좌측으로 길게 연장되는 돌출부(빗살), 참조 부호 54(Kb)는 우측으로 길게 연장되는 돌출부(빗살)이다. Y 방향에서 인접하는 빗살의 쌍에 의해 개별의 슬릿 S(Sa, Sb)이 형성되어 있다. 참조 부호 58은, 상부 전극(31) 중, 세로(Y) 방향으로 연장되는 전극부이며, 복수의 돌출부(Ka, Kb)의 한쪽 단부측을 접속하고 있다. 즉, 상부 전극(31)(COM)은, Y 방향의 축(58)에 대하여 좌우의 양측으로 빗살(Ka, Kb)이 번갈아 돌출되는 양측 빗살 형상이다.

참조 부호 55(Sa)는, 개구부(50A) 중, 좌측으로 길게 연장되는 개별의 X 방향의 슬릿, 참조 부호 56(Sb)은 우측으로 길게 연장되는 개별의 X 방향의 슬릿이다. 참조 부호 57은, 세로(Y) 방향으로 연장되는 슬릿(연통 개구부라고도 함)이며, 복수의 슬릿 S(Sa, Sb)의 한쪽 단부측을 접속하고, 연속적인 개구를 형성하고 있다. 각 슬릿 S는, 한쪽 단부가 전극부(31)에 의해 폐쇄되고 다른 쪽 단부가 개구되어 연통 개구부(57)에 연결되어 있다.

개구부(50A)에 있어서, X 방향 위치가 동일한 Y 방향의 열에 배치되는 복수의 슬릿 S는, 좌우의 단의 위치가 정렬되어 있는 동일한 형상이며, Y 방향에서 일정한 피치로 배열되어 있다. X 방향에서 인접하는 열의 슬릿 S군은, Y 방향의 연통 개구부(세로 방향 슬릿)(57)를 축으로, 그 좌우의 양측에, 슬릿 S가 Y 방향에서 번갈아 어긋나게 배치되는 양측 빗살 형상이다. 이 어긋남은, 슬릿 S의 Y 방향의 피치의 1/2분이다(후술하는 도 23). 이 엇갈린 양측 빗살 형상은, 개략적으로는 슬릿 S와 돌출부(전극부)가 지그재그 형상으로 배치된 구조라고도 할 수 있다.

슬릿단 SE는, 화소의 상하 전극(31, 32)에 의한 개구부(슬릿)(50)의 구성에 있어서 Y 방향에서 가장 외측에 존재하는 슬릿(최외 슬릿이라고 칭함)의 외측의 변(선)을 나타낸다. SE는, 여기서는 하부 전극(32)(PIX)의 직사각형의 변에 대응한다. 단부(슬릿 단부라고도 함) A1은, 화소의 개구부(50A)의 Y 방향에서의 상하의 단부의 영역이며, 슬릿단 SE의 선을 중심으로 포함한 부근의 영역이다.

도 4의 (B)에서는, 어레이 기판(10) 측의 러빙 방향(Rub)은, 가로(X) 방향의 슬릿 S의 구조에 대응한, X 방향과 평행 방향(도시의 좌측으로부터 우측)이다. 또한 L0은 개구부(50A)의 X 방향의 슬릿(Sa, Sb 및 참조 부호 57의 폭을 포함함)의 토탈 X 방향의 길이이다. L1, L2는 좌우의 각 슬릿(Sa, Sb)의 길이이다.

도 4의 (B)와 같은 상하 전극(31, 32) 및 개구부(50A)의 구성은, LCD에 적용한 경우, 전술한 바와 마찬가지로, A1(SE)을 경계로, 그 내외의 화소 내부 영역 Q1과 화소 단부 영역 Q2에서는, 응답 속도 등의 특성이 상이해진다. Q1의 영역은, 신방식(고속 횡전계 모드)에 대응한 고속의 응답성 등을 갖는 전술한 제1 특성으로 된다. 그러나 Q2의 영역은, 전술한 제2 특성(슬릿 단부에서는 종래의 FFS 방식과 같은 정도의 응답 속도 등으로 되어 버리다는 제2 특성)으로 된다. 이유의 하나는 상하 전극(31, 32) 등의 형상·유무가 상이하기 때문이다. 상세하게는, Q1에 비해 Q2의 영역에서는, 전압 인가 시의 응답 속도가 느릴 뿐만 아니라, 휘도 커브 및 배향 안정성 등이 상이해진다. 또한 Q1과 Q2에서는 초기 배향 상태가 상이하므로, Q2에서는 배향 이상에 의한 표시상의 혼란이 일어날 가능성도 있다.

그래서, 본 실시 형태(후술하는 실시 형태 1)에서는, 화소의 Y 방향의 단부 A1(슬릿단 SE) 부근을 경계로 한, Q2와 같은 영역을 대상으로 하여, Z 방향의 상방에 후술(도 8 등)하는 BM(22)(특히 가로 BM부(22A))을 겹치는 배치에 의해, Q2 영역을 숨겨서 제2 특성을 감추는 구성이다. 즉 Q2 영역의 제2 특성을 폭이 굵은 가로 BM부(22A)에 의해 숨기는 화소 구성으로 한다. 이에 의해 각 화소에 있어서 Q2 영역의 특성(응답 속도, 휘도 커브 및 배향 안정성 등)을 억제하여, Q1 영역의 특성으로 균일화할 수 있어, 표시 품질을 향상할 수 있다.

도 4의 (B)와 같이, 가로(X) 방향의 슬릿 S를 갖는 개구부(50A)의 구성으로 함으로써, 후술(도 8)과 같이 폭이 넓은 가로 BM부(22A)에 의해 단부(A1)의 영역(Q2)의 차광이 용이하여, 효율적인 화소 구성을 실현할 수 있다. 예를 들어 화소의 표시에 유효한 영역을 넓게 취할 수 있다. 비교로서 도 4의 (A)에서 좌우 단부(A1)의 영역을 세로 BM부(22B)에 의해 숨기는 경우, 화소의 표시에 유효한 영역을 넓게 취할 수 없어, 비효율적인 화소 구성으로 되는 단점이 있다.

또한 도 4의 (B)에서 슬릿(Sa)의 길이 L1을 0으로 하면, 구성 β(도 3)와 같은 편측 빗살 형상으로 된다. 또한 도 4의 (B)에서는, 개구부(50A)가 화소마다 폐쇄되지 않고 Y 방향의 화소 라인에 걸쳐 연속적으로 개구된 경우를 나타내고 있지만, 후술하는 바와 같이 화소마다 폐쇄된 형상으로 해도 된다. 어느쪽의 구성이어도, 화소 단위의 형상에서 보면, 직사각형의 화소 전극 PIX 등의 존재에 의해, 슬릿 단부 A1 내지 슬릿단 SE가 발생하고, 그 내외의 영역에서 특성의 차이가 발생한다.

[액정 배향성]

도 5 내지 도 7을 사용하여 본 실시 형태의 방식에 있어서의 액정층(30)의 액정 배향성 등에 대하여 설명한다.

도 5에서는, 도 4의 (B)와 마찬가지로 개구부(슬릿)(50A)의 구성을 나타낸다. 이러한 양측 빗살 형상에 의해, X 방향에 있어서의 각 슬릿 S의 긴 변(슬릿 S의 폭 방향에서 대향하는 한쪽 측 및 다른 쪽 측)의 근방 영역(F1, F2)은 X 방향에서 개략 동일한 라인 상에 배열되어 있다. 이들 슬릿 S의 긴 변의 영역(F1, F2)은, 기판 면 내(X, Y)에서의 액정 분자의 회전 방향으로서, F1(실선), F2(파선)로 나타내는 2종류의 회전 방향이 있다. 그리고 X 방향의 라인 상에서는 동일한 회전 방향의 영역이 배열되어 있다. Y 방향에서는 2종류의 영역(F1, F2)이 교대로 배치되어 있다. X 방향에서 인접하는 열끼리 및 X 방향 라인 상에서, 액정 회전 방향이 정렬되어 있으므로, 배향 안정성이 높다.

도 6은, 도 5의 일부 확대로 2종류의 액정 배향성 영역(F1, F2)을 나타낸다. (a)는 전압 OFF 시 및 초기 배향 상태, (b)는 전압 ON시이다. 참조 부호 701은 액정 분자의 이미지를 나타낸다. F1은, X-Y 평면에 있어서의 액정의 트위스트 또는 회전 방향이 우회전인 영역을 나타내고, F2는 좌회전인 영역을 나타낸다. F1, F2는, 슬릿 S(Sa, Sb)의 대향하는 2개의 긴 변(대응하는 돌출부의 긴 변)을 중심으로 하는 근방 영역을 나타낸다. 예를 들어 어느 좌측 슬릿(55)(Sa)의 상측의 긴 변 a1, 하측의 긴 변 a2를 갖는다. 또한 그 슬릿(55)(Sa)의 우측에 있는 돌출부(53)(Ka)의 상측의 긴 변 a3, 하측의 긴 변 a4를 갖는다. 그리고 X 방향에서 긴 변 a1, a3은 개략 동일한 라인 상에 배열되고, 긴 변 a2, a4는 개략 동일한 라인 상에 배열된다.

슬릿 S의 한쪽 단부의 짧은 변은 세로 방향 슬릿(57)에 개구로 접속되어 있고, 슬릿 S의 각 긴 변은, 세로 방향 슬릿(57)에 연결되는 코너부를 갖는다. 이 코너부는, 전계 제어 기능(바꾸어 말하면 액정 배향을 안정화시키는 기능)을 갖는다. 즉, 각 슬릿 S의 긴 변(예: a1)에서는, 전극부(58)에 의해 폐쇄된 한쪽 단부의 코너부로부터, 개구되는 다른 쪽 단부의 코너부까지의 선에 있어서, 액정의 회전 방향이 동일(예: F1)하게 되고, 배향이 안정화된다. 이것은 Y 방향의 연통 개구부(57)에 대하여 좌우 슬릿 S(Sa, Sb)에서 마찬가지이다. 예를 들어 슬릿 Sa의 긴 변 a1의 이웃에 존재하는 슬릿 Sb의 긴 변 a3에 있어서도, 마찬가지로 코너부의 전계 제어 기능을 가지므로, 당해 긴 변 a3이라도 액정의 회전 방향이 동일(F1)하게 되고, 배향이 안정화된다. 또한 슬릿 S의 타방측의 긴 변(a2, a4)에 있어서는, 한쪽 측의 긴 변(a2, a4)에 대하여 반대의 회전 방향의 영역(F2)으로 되고, 배향이 안정화된다.

도 6의 (a)의 상태에서는, 각 액정 분자는, 가로(X) 방향으로 장축을 따라서 배향하고 있다. 상하 전극(31, 32)에 대한 전압 인가에 의해, (a)로부터 (b)의 상태로 천이한다. 이때, 발생하는 프린지 전계에 의해, 액정 분자는 도시와 같이 X-Y 평면에서 각 방향(우회전, 좌회전)으로 회전하면서 Z 방향으로 일어선다. 또한 슬릿 S의 F1, F2 사이의 영역에서는 회전 방향이 혼재한다.

그리고 도 6의 (b)의 상태에서는, 각 슬릿 S의 변(예: a1 내지 a4)에서, X 방향 라인 상에, 액정 배향의 상태가 개략 정렬된다. 따라서 본 방식에서는, 전압 인가 시의 응답 속도가 빠르고(응답 시간이 짧고), 배향 안정성이 높고, 표시 품질이 높아진다.

도 7은, 도 5의 A-A' 단면에서의 Z 방향에서의 액정 배향 상태를 나타낸다. (a)는 전압 OFF 시 및 초기 배향 상태, (b)는 전압 ON 시이다. (a)에서는, 어레이 기판(10)에 있어서의 러빙 방향 Rub(좌측으로부터 우측)에 의해, 참조 부호 800과 같이 소정의 프리틸트 각에 의한 프리틸트 방향에서 액정 분자가 초기 배향하고 있다. 액정 분자는, 러빙 방향 Rub의 진행 방향(우측) 측에 대응한 장축의 한쪽 단부가 Z 방향에서 약간 위로 된다.

도 7의 (a)로부터 전압 인가에 의해 도 7의 (b)의 상태로 천이한다. 이때, 액정 분자가 도 6과 같이 면 내(X, Y)에서 회전하면서 도 7과 같이 Z 방향으로 일어선다. 도 7의 (b)에서, 슬릿 S(Sa, Sb) 상의 영역에서, a 선은 연통 개구부(57)의 위치에 대응한다. a 선으로부터 우측(801)에서는, 프리틸트 방향(800)에 대응한 정의 방향으로 액정이 일어서고, 좌측(802)에서는, 반대의 방향으로 액정이 일어선다. 즉, 좌측의 영역(802) 쪽이 우측(801)보다도 일어서기 어려워 응답성이 불리하다.

이것에 대응하여, 도 4의 (B)와 같이, 본 방식에서는, 개구부(50A)에 있어서 좌우 슬릿(Sa, Sb)의 길이(L1, L2)를 바꾸고, L1 <L2로서, L1 부분의 비율을 저감한 구성이다. 이에 의해 응답의 특성을 향상할 수 있다.

[고속 횡전계 모드]

본 실시 형태의 액정 패널(1)에 사용되고 있는 고속 횡전계 모드에 대하여 도 4 등을 참조하면서 설명한다. 예를 들어 구성 A의 경우, 공통 전극 COM은, 각 화소에 걸쳐 화면 전체에 걸쳐 면 형상으로 설치되고, 소정 길이의 긴 변 및 소정 폭의 짧은 변을 갖는 직사각 형상의 개구(슬릿 S)가, 화소 전극 PIX에 대향하는 위치에 복수 설치되어 있다(도 4의 (B) 등). 복수의 개구(S)는, 서로 그 연장 방향이 동일(도 4의 (B)에서는 X 방향)하게 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 전압 인가 시에는 개구(S)의 폭 방향(도 4의 (B)에서는 Y 방향)에 있어서 대향하는 긴 변의 한쪽 측 및 다른 쪽 측의 근방 영역(도 5, 도 6의 F1, F2)의 액정층(30)의 액정 분자가 서로 역방향의 회전으로 비틀어져서 배향하게 되어 있다. 이에 의해 응답 속도의 특성이 개선된다.

상기 개구(S)의 길이는 예를 들어 10 내지 60㎛이며, 40㎛ 미만인 것이 바람직하다. 40㎛ 미만으로 한 경우, 액정 분자의 회전 방향이 안정화되기 쉽기 때문이다. 상기 개구(S)의 폭은 예를 들어 2 내지 5㎛이며, 개구(S)의 피치는 예를 들어 4 내지 10㎛이다. 응답 속도를 높이기 위해서는, 개구(S)의 폭이나 피치는 보다 작은 것이 바람직하다(이들을 고려한 특성에 대해서는 후술하는 도 23 등).

동일한 라인(도 4의 (B)에서는 세로의 열)에 배치된 복수의 개구(S)는, 양단의 위치가 정렬된 동일한 형상이며, 인접하는 라인끼리에서는, 개개의 개구(S)가 번갈아 어긋나게 배치되어 있다. 어긋남의 크기는, 예를 들어 도 4의 (B)에서는 Y 방향으로 피치의 1/2분이다. 이러한 엇갈린 배치(바꾸어 말하면 개략적으로 지그재그 형상의 배치)에 의해, 인접하는 라인의 개구(S)끼리에서는, 도 5, 도 6과 같이 동일한 방향으로 회전하는 액정 분자가 가까워진다. 2종류의 회전 방향(우측, 좌측)의 영역(F1, F2)이 각각 개략적으로 동일한 라인 상에 정렬된다. 화면 내에서는 2종류의 회전 방향의 영역(F1, F2)의 라인이 Y 방향에서 교대로 배치되는 형태로 된다. 이러한 배치에 의해 화면에 있어서의 배향이 안정화된다.

상기 공통 전극 COM에는, 동일한 라인(세로의 열)에 있어서 폭 방향으로 인접하여 배치되는 복수의 개구(S)끼리를 접속하는 연통 개구부(57)를 갖는다. 연통 개구부(57)는, 인접하는 라인에서 엇갈리게 배치되는 복수의 개구(S)끼리를, 각각 한쪽 단부의 짧은 변이 개구로 되는 형태로 연결한다. 하나의 개구(S)에 있어서의 폭 방향에서 대향하는 2개의 긴 변은, 각각, 한쪽 단부는 전극부(58)에 의해 폐쇄된 코너부로 되고, 다른 쪽 단부는 연통 개구부(57)에 개방된 코너부로 된다.

하나의 개구(S)에 있어서의 폭 방향에서 대향하는 2개의 긴 변은, 연통 개구부(57)와의 교점에 2개의 코너부를 갖는다. 이들 코너부는, 전계 제어부로서의 기능을 갖는다. 이 전계 제어부인 코너부는, 개구(S)의 긴 변의 연장 방향에 있어서, 한쪽 단부가 폐쇄된 코너부로부터 다른 쪽 단부가 개방된 코너부까지의 근방 영역에 있어서, 액정 분자의 회전 방향을 동일하게 하고, 배향을 안정화한다. 상기와 같이 연통 개구부(57)를 설치한 엇갈린 빗살 형상의 개구부(50)에 의해, 개개의 개구(S)에 전계 제어부로서의 코너부를 설치함으로써, 배향 안정성을 높이고 있다.

또한 연통 개구부(57)를 설치하지 않는 형상(예를 들어 각 개구(S)가 섬 형상으로 독립되는 형상 등)도 가능하지만, 연통 개구부(57)를 설치함으로써 제조의 용이성이 향상된다. 연통 개구부(57)를 설치하지 않는 형상으로 하는 경우, 배향 안정성을 높게 하는 경우에는, 개구(S)의 긴 변을 약간 짧게 하면 된다(예를 들어 20㎛ 이하).

배향막(제1, 제2 배향막)은, 액정층(30)의 액정 분자를, 상기 전극 및 개구의 형상에 대응한 소정의 방향으로 배향시키도록, 각 개구(S)의 연장 방향(X 방향)과 개략적으로 평행 방향으로, 안티 패러렐 배향의 러빙 처리가 실시된다. 즉 제1 배향막은, 전술한 러빙 방향 Rub에서, 제2 배향막은 그 역방향에서, 러빙 처리가 실시된다.

이에 의해, 액정층(30)의 액정은, 도 6의 (a)와 같이 전압 인가 전, 초기 배향 상태에서는, 개구(S)의 폭 방향에서 대향하는 각 긴 변에 있어서, 개구(S) 상의 액정 분자의 장축이 대략 동일한 방향(X)을 향하여 배향한다. 도 6의 (b)와 같이 전압 인가 시에는, 개구(S)의 폭 방향에서 대향하는 긴 변의 한쪽 측 및 다른 쪽 측의 근방 영역(F1, F2)에 있어서의 액정 분자는, 서로 역방향으로 회전하여 배향한다. 개구(S)의 긴 변의 한쪽 측의 근방 영역(F1)에서는, 폐쇄된 코너부로부터 개방된 코너부까지, 액정 분자가 우회전으로 회전하여 배향하고, 다른 쪽 측의 근방 영역(F2)에서는, 폐쇄된 코너부로부터 개방된 코너부까지, 액정 분자가 좌회전으로 회전하여 배향한다. 대응하여 Z 방향에서는 도 7의 (a) 내지 (b)와 같이 액정 분자의 장축이 일어서게 배향된다. 또한 개구(S)의 대향하는 긴 변에 있어서의 중간 영역에서는, 각각의 방향(우측, 좌측)으로 회전하는 액정 분자가 혼재한다. 상기한 바와 같이 상하 전극(31, 32)의 전극층(개구부(50)를 포함함) 상의 액정층(30)의 액정 분자는, 각 회전 방향(우측, 좌측)의 영역(F1, F2)으로 나뉘어진 형태로 배향이 제어된다. 따라서 전압 인가 시의 응답 속도가 고속으로 된다.

[화소·BM 구성]

이어서, 도 8은, 액정 패널(1)에 있어서의 화소(셀이라고도 함) 및 BM(22) 등의 X-Y 평면의 구성예를 나타낸다. BM(22)(22A, 22B)의 폭 등에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, BM(22)는, X 방향과 병행하는 가로 BM부(22A)와, Y 방향과 병행하는 세로 BM부(22B)로 이루어진다.

어레이 기판(10) 측에, X 방향과 병행하는 게이트선(41)(GL)과, Y 방향과 병행하는 데이터선(42)(DL)의 교차에 의한 화소(서브 화소라고도 함)의 영역이 구성된다. 참조 부호 901은 주된 화소 전극 PIX에 대응한 개략 화소 영역, 바꾸어 말하면 BM(22) 부분을 제외한 화소의 개구 영역을 나타내고, 세로로 긴 직사각형인 경우이다. 화소 배열로서 RGB의 3색의 스트라이프 배열의 경우를 나타낸다. CF(23)는, 액정층(30)의 투과광을 색 분리하는 층이며, 본 예에서는, 화소의 설계에 따라, Y 방향의 화소 라인마다 R(적색), G(녹색), B(청색)로 구분된 층인 참조 부호 23r, 23g, 23b로 구성된다. 또한 다른 화소 배열로서, 델타 배열, 다이어고널 배열, 랙탱글 배열 등도 가능하다. 또한 RGB의 3색에 한하지 않고, 1색, 2색, 4색 등의 구성도 가능하다.

게이트선(41)과 데이터선(42)의 교차 부근 위치(본 예에서는 화소 좌측 상단)에는 TFT부(43)가 배치되어 있다. TFT부(43)는 TFT 소자를 포함하여 이루어지고, 소스 단자에 데이터선(42)이 접속되고, 게이트 단자에 게이트선(41)이 접속되고, 드레인 단자에 접속부(콘택트받이 등이라고 함)(44)를 개재하여 화소 전극 PIX가 접속된다. 접속부(콘택트받이)(44) 상에 화소 전극 PIX의 일부가 겹쳐서 접속된다.

BM(22)(22A, 22B)은, 게이트선(41), 데이터선(42), TFT부(43) 등의 부분을 평면에서 보아 (X-Y)에서 숨기도록 그들 상에 겹쳐서 배치된다. 가로 BM부(22A)는, X 방향의 게이트선(41) 상 및 TFT부(43) 상에 겹치는 배치이다. 세로 BM부(22B)는, Y 방향의 데이터선(42) 상에 겹치는 배치이다. 그로 인해, 가로 BM부(22A)의 폭(h1)은, 세로 BM부(22B)의 폭(h2)보다도 굵게 되어 있다(h1>h2). 특히 TFT부(43)를 숨길 필요나, 소정의 크기·비율 등의 화소(901)를 구성할 필요로부터, 상기와 같이 폭이 상이한 BM(22)(22A, 22B)의 구성으로 된다.

이러한 화소 및 BM(22)의 구성에 따라, 본 방식에서는, 전술한 도 3, 도 4 등과 같이 가로(X) 방향의 슬릿 S를 갖는 개구부(50)의 구조로 하고, 또한, 각 화소의 Y 방향 상하의 슬릿 단부(도 4의 (B)의 A1 등)를, 폭이 넓은 쪽의 가로 BM부(22A)에 의해 숨기는 구성이다.

또한 다른 화소 구성, 예를 들어 세로 BM부(22B) 쪽이 폭이 넓은 구조인 경우, 그것에 따라, 세로(Y) 방향의 슬릿을 갖는 개구부의 구조로 하고, 또한 각 화소의 X 방향 좌우 슬릿 단부를 세로 BM부(22B)에 의해 숨기는 구성, 등도 가능하다.

[상하 전극 구성]

도 9는, 상하 전극(31, 32)에 관한 구성예를 정리하고 있다. 또한 RGB의 3화소분의 개략 형상을 나타낸다. 러빙 방향 Rub 및 슬릿 방향은 X 방향이다. 실시 형태 1에서는 구성 A 및 구성 α, 실시 형태 2에서는 구성 B 및 구성 β를 채용한다.

구성 A는, 상부 전극(31)(31A)이 공통 전극 COM이며, 하부 전극(32)(32A)이 화소 전극 PIX이다. 상부 전극(31A)(COM)의 형상은, 복수 화소 영역 등의 전체면에서의 한 층을 기본으로 하여 화소마다 개구(50A)를 갖는 형상이다. 하부 전극(31B)(PIX)의 형상은, 화소마다 직사각형이며, 격자 형상 등으로 규칙적으로 배치되고, 또한 상단부 측에 콘택트받이(44)와의 접속부로 되는 돌출부(1001)를 갖는다.

구성 B는, 상부 전극(31)(31B)이 화소 전극 PIX이며, 하부 전극(32)(32B)이 공통 전극 COM이다. 상부 전극(31B)(PIX)의 형상은, 화소마다 직사각형을 기본으로 하여 슬릿(50B)을 갖는 형상이며, 또한 상단부 측에 콘택트받이(44)와의 접속부(1001)를 갖는다. 하부 전극(32B)(COM)의 형상은, 복수 화소 영역 등의 전체면에서의 솔리드층이며, 접속부(1001)의 위치에 대응하여 화소마다 도통 구멍(1002)을 갖는다.

또한, 상하 전극(31, 32) 및 슬릿(개구부)(50)의 형상으로서, 구성 α는, 가로(X) 방향 슬릿 S(특히 사다리꼴)에 의한 양측 빗살 형상이며, 구성 β는, 가로(X) 방향 슬릿 S(특히 직사각형)에 의한 편측 빗살 형상이다. 구성 α(양측 빗살 형상)은, 도 4, 도 10 등으로 나타낸다. 구성 β(편측 빗살 형상)는, 도 3, 도 16 등으로 나타낸다.

상기 형태에 한하지 않고, 상세하게는 각종 조합의 형태가 가능하다. 예를 들어, 구성 A의 상부 전극(31A)(COM)의 개구 형상을 편측 빗살 형상으로 해도 되고, 구성 B의 상부 전극(31B)(PIX)의 형상을 양측 빗살 형상으로 해도 된다. 구성 α의 빗살을 직사각형으로 해도 되고, 구성 β의 빗살을 사다리꼴로 해도 된다.

<실시 형태 1>

이어서, 도 10 내지 도 15를 사용하여, 실시 형태 1의 액정 표시 장치(100) 및 액정 패널(1)에 대하여 설명한다. 실시 형태 1은, 도 9와 같이, 구성 A(상부 전극(31A)이 공통 전극 COM, 하부 전극(32A)이 화소 전극 PIX) 및 구성 α(양측 빗살 형상)이다.

[구성 A, α-평면]

도 10은, 실시 형태 1의 액정 패널(1)(1A)에 있어서의 화소 및 BM(22) 등의 X-Y 평면의 구조를 나타낸다. RGB 3화소분을 나타낸다. 이것은, 도 8의 구성에, 구성 α와 같은 전극 형상(도 12 등)을 적용한 구성이다. 특히, 폭(h1)이 굵은 가로 BM부(22A)에 의해, 각 화소에서 개구부(50A)의 Y 방향의 슬릿 단부(그 적어도 일부)를 숨기는 구성이다. 상세하게는 도 12 이하에서 설명한다.

하부 전극(32A)(화소 전극 PIX)은, 상단부 측의 돌출부(1101)에서 콘택트받이(44)와 접속된다. 하부 전극(32A)(PIX) 및 상부 전극(31A)(COM)에 의한 개구부(50A)는, 양측 빗살 형상이며, 개략적으로는 도 4의 (B)의 직사각형을 사다리꼴로 바꾼 것에 상당한다. 상부 전극(31A)(COM)에 의한 가로(X) 방향의 사다리꼴 형상의 복수의 슬릿 S가 하부 전극(32A)(PIX)의 직사각형의 면 상에 설치된다. 하부 전극(32A)(PIX)의 평면에 있어서의 상부 전극(31A)(COM)이 겹치지 않는 부분이 개구부(50A)로 된다.

본 방식에서는, 개구부(50A)의 슬릿 S의 방향(X)에 대하여 평행 방향으로 연장되는 가로 BM부(22A)와, 수직 방향으로 연장되는 세로 BM부(22B)에서, 가로 BM부(22A) 쪽이 세로 BM부(22B)보다도 폭이 굵은 구성이다(h1>h2). 바꾸어 말하면, 폭(h1)이 굵은 가로 BM부(22A)의 방향(X)에 맞추도록, 개구부(50)의 슬릿 S의 방향을 설계하고 있다. 그리고, 화소마다 개구부(슬릿)(50)의 슬릿 단부(도 12의 A1, A2)를 폭(h1)이 굵은 가로 BM부(22A)에 의해 숨기는 구성이다. 이에 의해 전술(도 4의 (B))과 같은 화소 단부 영역 Q2의 제2 특성을 억제하여, 화소 내부 영역 Q1의 제1 특성으로 균일화한다. 또한 X 방향의 슬릿 S에 대한 가로 BM부(22A)의 연장 방향은, 반드시 동일한 방향에 한하지 않고, 어느 정도까지 비스듬하게 되어도 된다. 예를 들어 슬릿 S/빗살의 사다리꼴의 기울기에 맞춰도 된다.

[구성 A-단면]

도 11은, 실시 형태 1의 액정 패널(1)(1A)에 있어서의 화소 및 BM(22) 등의 X-Z 단면의 구조를 나타낸다. 도 10의 A-A' 단면에 상당한다. 어레이 기판(10)은, 하측으로부터, 유리 기판(11) 상에 게이트선(41)(도시하지 않음), 데이터선(42)(1201), TFT부(43), 하부 전극(32A)(PIX), 유전체막(33), 상부 전극(31A)(COM), 그 밖의 절연막(12) 등이 형성된다. 절연막(12)에 의한 평탄화된 층 상에 하부 전극(32A)(PIX)의 층이 형성되고, 평탄한 유전체막(33) 상에 상부 전극(31A)(COM)의 층이 형성된다. 공통 전극 COM의 면과 화소 전극 PIX의 면은, 유전체막(33)을 개재하여 평행하게 대향한다.

TFT부(43)는, 예를 들어 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체막 및 소스·드레인 전극을 포함하는 TFT 소자로 구성된다. 참조 부호 1201은, TFT부(43)의 단자에 접속되는 데이터선(42) 내지 그것에 접속되는 화소 전극 PIX의 선을 나타낸다. 참조 부호 1202는, Z 방향, 상하층(1201, 32A)의 도통부이다. 또한 TFT 소자는 보텀 게이트형·톱 게이트형 중 어느 것이든 좋다. 반도체막은, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체, 유기 반도체 중 어느 것으로 구성되어도 좋다.

[차광 구성예(1)]

도 12는, 도 10의 1화소분에만 대응하여, 가로 BM부(22A)에 의한 제1 차광의 구성예를 나타낸다. 화소의 슬릿(개구부)(50A)에 있어서, Y 방향의 상하의 슬릿 단부의 영역 A1, A2를 갖는다. SE는 슬릿단이다. 제1 차광의 구성예에서는, 상측의 슬릿 단부 A1의 SE선보다도 상측의 돌출부(1101)를 포함하는 영역을, 가로 BM부(22A)에 의해 숨긴 구성이다. 또한 하측의 슬릿 단부 A2에 대해서도 마찬가지로, SE선보다도 하측을 가로 BM부(22A)에 의해 숨긴 구성이다. 가로 BM부(22A)의 폭 h1은 특히 h1a로 한다. 또한 Y 방향의 상하의 한쪽 단부만 감춘 구성으로 해도 상응 효과는 얻어진다.

개개의 빗살인 돌출부 및 개개의 슬릿 S는 사다리꼴 형상이다. K1, K2는, Y 방향 상측의 좌우의 최외의 빗살이다. 또한 빗살의 사다리꼴은, 화소의 내측이 짧은 상변, 외측이 긴 하변이다. Sa1은 Y 방향 상측에 있어서의 좌측의 최외(Sw는 제외함)의 슬릿, Sb1은 우측의 최외(Sw는 제외함)의 슬릿이다. Sw는, 개구부(50)의 Y 방향 상측의 최외의 큰 슬릿(바꾸어 말하면 빗살 K1, K2의 외측의 큰 슬릿)이다. Sa1, Sb1에서부터 아래쪽은 동일 형상의 슬릿 S로 된다. 또한 슬릿 S의 사다리꼴은, 화소의 내측이 긴 하변, 외측이 짧은 상변이다.

가로 BM부(22A)의 폭 h1(h1a)은, 화소의 슬릿단 SE로부터 외측으로 소정 거리의 폭(후술하는 폭 H) 이상으로 되는 구성이다. 즉, 가로 BM부(22A)의 폭 h1은, 게이트선(41)이나 TFT부(44)를 숨김과 함께, 슬릿단 SE로부터 외측으로 소정 거리까지의 폭(H)의 영역을 최저한 숨길 수 있는 크기이다. 이 폭 h1을 보다 크게 하는 구성(도 13 이하)으로 해도 된다. 그만큼, 슬릿 단부 A1 등을 감추게 되고, 화소의 개구율은 약간 낮아지는 대신, 화소 단부 영역 Q2의 제2 특성의 영향을 저감하여, 화소 특성의 균일성을 높일 수 있다.

[차광 구성예(2)]

도 13은, 제2 차광의 구성예를 나타낸다. 이것은, 도 12의 구성에 대하여 가로 BM부(22A)의 폭 h1을 보다 크게 하고(h1b), 슬릿 단부 A1 등을 보다 숨기도록 한 구성이다. 가로 BM부(22A)의 폭 h1b(하변측)는, 상측의 슬릿단 SE로부터 약간 내측의 위치(도 15의 a3)까지를 포함하고 있다. 이 위치는, 최외 슬릿 Sw 부근(우측의 최외의 빗살 K1의 약간 외측)이다. 마찬가지로, 하측의 슬릿 단부 A2에 대해서도, 슬릿단 SE로부터 약간 내측의 소정의 위치까지를 숨기는 구성이다.

[차광 구성예(3)]

도 14는, 제3 차광의 구성예를 나타낸다. 또한 가로 BM부(22A)의 폭 h1을 크게 하고(h1c), 슬릿 단부 A1 등을 보다 숨기도록 한 구성이다. 가로 BM부(22A)의 폭 h1c(하변측)는, 상측의 슬릿단 SE로부터 내측의 위치(도 15의 a4)까지를 포함하고 있다. 이 위치는, 우측의 최외의 빗살 K1의 중심선 부근(좌측의 최외의 빗살 K2의 약간 외측)이다. 마찬가지로, 하측의 슬릿 단부 A2에 대해서도, 슬릿단 SE로부터 내측의 소정의 위치까지를 숨기는 구성이다.

또한 Y 방향의 빗살(돌출부)의 위치를 어긋나게 하여 최외의 개구(Sw) 부분을 작게 한 구성으로 해도 된다.

[보충]

도 15는, 상기 개구부(50A)의 경우의 슬릿단 SE나 차광의 구성예에 관한 보충을 나타낸다. A1은 슬릿단 SE를 중심으로 포함한 슬릿 단부의 영역이다. A3은 최외 슬릿 Sw 부근의 영역이다. 최소한으로는, 슬릿단 SE(a1)로부터 소정 폭 H(a2)까지를 BM(22)으로 숨김으로써, 화소 단부 영역 Q2의 제2 특성(응답 속도, 휘도 커브 및 배향 안정성 등)을 숨기는 효과가 있다. 그리고 도 8과 같은 가로 BM부(22A)가 존재하므로, 그것에 맞추어, 가로 BM부(22A)의 폭 h1을, 폭 H를 포함한 폭 h1a 등으로 한다. 이에 의해 BM(22)를 포함하는 효율적인 화소 구성과 함께, 화소의 특성을 균일화·향상할 수 있다.

<실시 형태 2>

이어서, 도 16 내지 도 19를 사용하여, 실시 형태 2의 액정 표시 장치(100) 및 액정 패널(1)에 대하여 설명한다. 실시 형태 2는, 도 9와 같이, 구성 B(상부 전극(31B)이 화소 전극 PIX, 하부 전극(32B)이 공통 전극 COM) 및 구성 β(편측 빗살 형상)이다.

[구성 B, β-평면]

도 16은, 실시 형태 2의 액정 패널(1)(1B)에 있어서의 화소 및 BM(22) 등의 X-Y 평면의 구조를 나타낸다. RGB 3화소분을 나타낸다. 이것은, 도 8의 구성에, 구성 β와 같은 전극 형상(도 18 등)을 적용한 구성이다. 특히, 폭(h1)이 굵은 가로 BM부(22A)에 의해, 각 화소에서 개구부(50B)의 Y 방향의 슬릿 단부(그 적어도 일부)를 숨기는 구성이다.

하부 전극(32B)(COM)은, 전체면이 한 층이다. 상부 전극(31B)(PIX)은, 화소마다의 직사각형을 기본으로 하여, 좌측에 직사각형의 슬릿 S가 설치된 형상이다. 상부 전극(31B)(PIX)에 의한 가로(X) 방향의 직사각형의 복수의 돌출부(빗살)에 의해 형성되는 복수의 슬릿 S가 하부 전극(32B)(COM)의 면 상에 설치된다. 상부 전극(31B)(PIX)은, 상단부 측의 일부(접속부(1001))에서, TFT부(43)로부터의 콘택트받이(44)에 접속되어 있다. 하부 전극(32B)(COM)의 평면에 있어서의 상부 전극(31B)(PIX)이 겹치지 않는 부분이 개구부(50B)로 된다.

본 방식은, 도 10(실시 형태1)의 경우와 마찬가지로, 화소마다, 개구부(슬릿)(50B)의 Y 방향의 슬릿 단부(도 18의 A1, A2)를 폭(h1)이 굵은 가로 BM부(22A)에 의해 숨기는 구성이다. 이에 의해 전술(도 3의 (B))과 같은 화소 단부 영역 R2의 제2 특성을 억제하여, 화소 내부 영역 R1의 제1 특성으로 균일화한다.

[구성 B-단면]

도 17은, 실시 형태 2의 액정 패널(1)(1B)에 있어서의 화소 및 BM(22) 등의 X-Z 단면의 구조를 나타낸다. 도 16의 B-B' 단면에 상당한다. 어레이 기판(10)은, 하측으로부터, 유리 기판(11) 상에 게이트선(41)(도시하지 않음), 데이터선(42)(1801), TFT부(43)(도시하지 않음), 하부 전극(32B)(COM), 유전체막(33), 상부 전극(31B)(PIX), 그 밖의 절연막(12) 등이 형성된다. 절연막(12)에 의한 평탄화된 층 상에 하부 전극(32B)(COM)의 층이 형성되고, 평탄한 유전체막(33) 상에 상부 전극(31B)(PIX)의 층이 형성된다.

참조 부호 1801은, TFT부(43)의 단자에 접속되는 데이터선(42) 내지 그것에 접속되는 화소 전극 PIX의 선을 나타낸다. 참조 부호 1802는, Z 방향, 상하층(1801, 31B)의 도통부이다. 참조 부호 1803은, 하부 전극(32B)(COM)에 형성되는 도통 구멍(1002)의 부분이다.

[차광 구성예]

도 18은, 도 16의 1화소분에만 대응하여, 가로 BM부(22A)에 의한 차광의 구성예를 나타낸다. 또한 이 화소 전극 PIX의 형상 등은 도 3의 (B)와 마찬가지이다. 화소의 슬릿(개구부)(50B)에 있어서, Y 방향의 상하의 슬릿 단부의 영역 A1, A2를 갖는다. SE는 슬릿단의 선이다. 본 차광의 구성예에서는, 상측의 슬릿 단부 A1의 SE선보다도 상측의 전술한 돌출부 Ew를 포함하는 영역을, 가로 BM부(22A)에 의해 숨긴 구성이다. 또한 하측의 슬릿 단부 A2에 대해서도 마찬가지로, SE선보다도 하측을 가로 BM부(22A)에 의해 숨긴 구성이다. 가로 BM부(22A)의 폭 h1은 특히h1d로 한다. 또한 Y 방향의 상하의 한쪽의 슬릿 단부만 감춘 구성으로 해도 상응한 효과는 얻어진다.

[보충]

도 19는, 상기 개구부(50B)의 경우의 슬릿단 SE나 차광의 구성예에 관한 보충을 나타낸다. 상기 도 3과 대응한 내용이다. Ew는 화소 전극 PIX의 상단부가 폭이 넓은 돌출부이며 접속부(1001)를 갖는 부분이다. E1은, Y 방향 상의 최외(Ew를 제외함)의 빗살인 돌출부이다. S1은 Y 방향 상의 최외의 슬릿이다. a0은 화소 전극 PIX의 단부의 변이다. a1은 슬릿단 SE이다. 최소한으로는, 슬릿단 SE(a1)로부터 소정 폭 H(a2)까지를 BM(22)으로 숨김으로써, 화소 단부 영역 R2의 제2 특성(응답 속도, 휘도 커브 및 배향 안정성 등)을 숨기는 효과가 있다. 그리고 도 8과 같은 가로 BM부(22A)가 존재하므로, 그것에 맞추어, 가로 BM부(22A)의 폭을, 폭 H를 포함한 폭 h1d로 한다. 이에 의해 BM(22)를 포함하는 효율적인 화소 구성과 함께, 화소의 특성을 균일화·향상할 수 있다. 그 밖에, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 차광의 폭(h1)을 보다 크게 취한 구성으로 해도 된다.

[특성]

이어서, 도 20 내지 도 30을 사용하여, 상술한 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)의 방식에 있어서의 적합한 화소(셀)의 설계의 특성, 조건 및 구체적인 값등에 대하여 설명한다. 또한 도 30에 대표적인 특성에 대하여 정리하여 나타내고 있다. 또한 실시 형태 1의 경우에서 설명하지만, 실시 형태 1, 2에서 마찬가지로 적용 가능하다.

[특성(1)-차광 폭]

도 20 내지 도 22를 사용하여, 상술한 화소의 슬릿 단부 부근을 감추는 BM(22)(가로 BM부(22A))의 폭(h1)의 특성에 대하여 설명한다. 전술한 최소한의 차광의 폭 H(슬릿단 SE로부터 외측으로의 소정 거리)의 조건으로서, H≥셀 두께 d×5/3㎛, h1>H로 된다.

도 20에, 당해 차광의 조건을 모의(시뮬레이션) 계산하기 위한 모델로 되는 화소 구성예(구성C로 함)를 나타낸다. 이 구성C는, 상부 전극이 공통 전극 COM, 하부 전극이 화소 전극 PIX이며, 편측 빗살 형상이며, 슬릿 및 빗살이 사다리꼴인 경우이다. 참조 부호 2100은 개략 화소 영역, 참조 부호 2101은 전극부(COM), 참조 부호 2102는 배면 측의 화소 전극 PIX의 직사각형, 참조 부호 50C는 개구부(슬릿)이다. y1은, Y 방향의 화소 단부(개구부(50C)의 개구의 단부), y2는, 화소 전극 PIX의 변, 즉 전술한 슬릿단 SE에 상당하는 선이다. 또한 본 구성C의 모의 계산 결과를 바탕으로 구성 A, B 등에 대하여 용이하게 조건을 도출 가능하다.

도 21에, 도 20의 모델(구성C)을 바탕으로 면내 휘도 분포를 계산한 결과를 나타낸다. 백색은 휘도가 높은 것을 나타낸다. 도시와 같이, 슬릿 단부(y2)보다도 내측의 영역(2201)(상기 R1, Q1에 상당)에서는, 각 슬릿 S에 대응한 휘도(백색)의 가로로 긴 영역이 세로로 정연히 배열되고, 균일성이 높아 표시상의 혼란이 없다. 한편, 슬릿 단부(y2)보다도 외측의 영역(2202)(상기 R2, Q2에 상당)에서는, 영역(2201)과는 특성이 상이하고, 균일성이 낮다.

도 22에, 도 21의 C-C' 단면의 밝기 분포를 나타낸다. Y 방향 위치에 따른 투과율의 분포의 형태로 나타낸다. 도시와 같이, 슬릿 단부(y2)보다도 내측의 범위(2301)에서는, 대강 일정한 밝기(투과율)의 분포가 된다. y2보다도 외측의 범위(2302)에서는, 밝기(투과율)가 감쇠된다. 따라서, y2보다도 외측의 범위(2302)를 포함하여 BM(22)으로 숨기는 구성으로 한다. 또한, y3으로부터 y2까지의 범위(2303)에 밝기의 저하 또는 혼란이 보여진다. 따라서 또한 범위(2303)도 포함시켜 BM(22)으로 숨기는 구성으로 해도 된다.

상기 결과에 기초하여, 화소의 Y 방향의 슬릿단 SE로부터 어느 정도의 거리까지의 부분을 BM(22)으로 숨기는 것이 바람직하다. 이 거리를 폭 H로 한다. 가로 BM부(22A)의 폭 h1은, 이 폭 H를 포함하도록 한다(h1>H). 셀 두께를 d(도 27)로 한다. 밝기가 확산되는 부분(y2보다도 외측의 영역)은 셀 두께 d에 비례한다. 폭 H는, 슬릿단 SE로부터, d×5/3㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어d=3.0㎛이며, 그 경우, H≥d×5/3㎛=5㎛로 된다.

[특성(2)-슬릿 피치]

도 23, 도 24를 사용하여, 상하 전극(31, 32)의 형상에 있어서의 슬릿 S의 피치(p) 등의 특성에 대하여 설명한다. 도 23은 구성 A, α의 개구부(50A)의 일부 확대를 나타낸다. 우선 X 방향의 토탈 슬릿 길이 L0은, 예를 들어 10 내지 60㎛, 특히 40㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 등이 적합하다. L0을 짧게 하면 액정 배향 안정성이 높아지고, 반대로 길게 하면 휘도가 높아진다. 좌우 슬릿 S(Sa, Sb)의 슬릿 길이 L1, L2에 대해서는, 전술한 바와 같이 러빙 방향 Rub에 맞추어 L1<L2가 적합하다(또한 도 23에서는 L1=L2인 경우). 슬릿 S의 짧은 변 쪽의 폭(p-w2)은 예를 들어 2 내지 5㎛로 하고, 가는 쪽이, 응답 속도가 높아진다.

p는, 복수의 슬릿 S의 Y 방향의 피치이다. W는, 세로 방향 슬릿(연통 개구부)(57)의 X 방향의 폭이다. D1은, 세로 방향의 전극부(58)의 X 방향의 폭이다. w1은, 빗살(돌출부) Ka, Kb의 사다리꼴의 상변의 폭, w2는 하변의 폭이다. x0은 슬릿 S의 한쪽 단부인 폐쇄된 측의 상변, 빗살의 하변 및 전극부(58)의 양변의 X 방향 위치, x1은 슬릿 S의 다른 쪽 단부인 개방된 측의 하변, 빗살의 상변 및 연통 개구부(57)의 양변의 X 방향 위치이다. θ는, 빗살(Ka, Kb)의 사다리꼴에 있어서의 X 방향과 빗변이 이루는 각도이며, 슬릿 S의 빗변의 각도에도 대응한다.

도 24는, 슬릿 피치(p)에 관한 모의 결과의 응답 속도 특성의 그래프를 나타낸다. 피치(p)에 대한 응답 시간(T)을 나타낸다. 마름모형(◆)의 점(ton25)은, 온도 25℃에서의 전압 ON시(OFF 상태→ON 상태)의 응답 시간(초), 삼각(△)의 점(tonO)은 온도 0℃에서의 전압 ON시(OFF 상태1→ON 상태)의 응답 시간(초)이다. T=1은 종래의 FFS 방식의 응답 시간을 1로 한 경우이다. 이 결과로부터, 슬릿 피치(p)는, 길어지면 응답 속도가 느려지는 것을 알 수 있다. 따라서 종래 FFS 방식보다도 응답성을 향상할 수 있는 조건으로서, p<9㎛로 된다.

[특성(3)-빗살 각도]

도 25를 사용하여, 도 23의 형상에 있어서의 빗살(사다리꼴)의 각도 θ 등의 특성에 대하여 설명한다. 도 25는, 당해 빗살 형상에 관한 모의 결과의 표를 나타낸다. 우측 슬릿 Sb의 슬릿 길이 L2와 각도 θ의 조합으로 배향 안정성을 판정하였다. 또한 배향 안정성으로서, 표시상(평면에서 보아)의 휘도 분포의 품질(균일성 등)을 판정하였다. 이중원(◎)은 안정, 엑스표(×)는 불안정, 삼각(△)은 안정/불안정에서 변동되는 것을 나타낸다. 이 실험의 결과, 각도 θ와 배향 안정성에 관계성이 있는 것을 알았다. 즉, 각도 θ에 따라, 상기 도 5, 도 6 등에서 나타낸 배향 특성(액정 분자의 회전 방향이 라인 상에서 정렬되는 것 등)에 영향을 미친다. 상기한 안정(◎)의 결과를 바탕으로, 각도 θ의 조건은, θ>0.5도가 된다.

또한 액정 패널(1)의 제조상의 오차에 의해 러빙 방향(Rub)이 X 방향(0도)으로부터 약간 어긋나는 경우, 상기 빗살의 사다리꼴의 경사(각도 θ)에 의해, 그 어긋남을 허용하여 배향 안정성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

[특성(4)-세로 슬릿 폭]

도 26을 사용하여, 도 23의 형상에 있어서의 세로 방향 슬릿(연통 개구부)(57)의 폭 W 등의 특성에 대하여 설명한다. 도 26은, 세로 방향 슬릿(57)의 폭 W에 관한 모의 결과(세로 방향 슬릿(57) 부근의 밝기)의 그래프를 나타낸다. 도 21의 분포 및 도 23의 A-A'선에 대응하는 그래프이다. x1의 선은, 도 23의 좌측의 슬릿(Sa) 및 빗살(Kb)의 개구측의 단부의 선이다. 참조 부호 2701은, x1보다도 좌측의 빗살(Kb)의 영역, 참조 부호 2702는, x1보다 우측의 세로 방향 슬릿(57)(폭 W)의 영역이다. x1 부근을 경계로, 참조 부호 2702의 영역에서는 밝기(투과율)가0(흑색)에 근접한다. 예를 들어 x1로부터 우측으로 3.5㎛ 이상의 위치에서는 거의 0이 된다. 따라서 폭 W는 짧은 쪽이 좋다. 본 결과로부터, 세로 방향 슬릿(57)의 폭 W의 조건은, 예를 들어 W≤7㎛, 특히 W≤4㎛가 적합하다.

또한, 세로 방향 슬릿(57)의 폭 W≤0으로 한 구성도 가능하다. 즉, W=0의 경우, 개구부(50A)에서 복수의 빗살(돌출부)의 선단이 Y 방향의 일렬로 배열되고, 선단끼리는 Y 방향으로 간극을 갖고 복수의 슬릿 S가 연통 개구되는 형상으로 된다. 또한 W<0의 경우, 복수의 각각의 빗살(돌출부)의 선단이 X 방향에서 인접하는 슬릿 S 중에 들어가는 형상, 바꾸어 말하면 번갈아 파고드는 형상으로 된다.

[특성(5)-리타데이션(retardation)]

도 27, 도 28을 사용하여, 액정층(30)에 있어서의 △nd(리타데이션 R=△n×d)의 특성에 대하여 설명한다. 도 27은, 리타데이션 R(△nd)에 관하여, (a)는 셀 두께 d 및 굴절률차△n을 나타내고, (b)는 셀 두께 d와 R(△nd)의 관계를 나타낸다.

리타데이션 R(△nd)은, 복굴절성(굴절률 이방성이라고도 함)을 갖는 액정층(30)을 광이 투과할 때의 위상차를 나타낸다. R=△n×d로 한다. R(△nd)=mλ(m: 정수, λ: 광파장)에서 투과광의 강도가 최대가 된다. d는 셀 두께이며, 도 27의 (a)와 같이 액정층(30)의 Z 방향 길이이다. △n은 액정층(30)의 액정의 굴절률차이며, △n=(ne-no)이다. 네마틱 액정의 굴절률(ne, no)로서, ne는 이상광 굴절률(액정 분자 장축 방향과 평행한 굴절률), no는 상광 굴절률(액정 분자 장축 방향에 대해 수직인 굴절률)이다.

본 방식에서는, 다른 많은 액정 모드와는 달리, 셀 두께 d에 따라서 최적인 R(△nd)이 상이하다. 이 관계는, 도 27의 (b)와 같이, 셀 두께 d를 x, R(△nd)을 y로 해서, 함수: y=0.11x로 나타난다.

도 28은, 모의 결과로서 R(△nd)에 따른 밝기(투과율)의 그래프를 나타낸다. 사각(■)의 점은 d=2.9㎛인 경우, 마름모형(◆)의 점은 d=2.5㎛인 경우이다. 예를 들어 화소의 색(CF23) 등에 의해 최대 투과율보다도 어두운 R(△nd)을 채용한다. 이것을 감안하여, 본 방식에서는, 밝기(휘도)가 80％ 정도인 A선 이상의 R(△nd)값을 채용한다. 즉, 적합한 R(△nd)의 조건은, R(△nd)≥0.11×d로 된다. 예를 들어 d=2.5㎛인 경우인는 R≥0.275㎛, d=2.9㎛의 경우에는 R≥0.319㎛로 된다. 이 R 조건에 따라 액정층(30)의 액정의 △n 및 셀 두께 d가 결정된다.

[특성(6)-탄성 정수]

도 29를 사용하여, 본 방식의 액정층(30)의 액정의 탄성 특성에 대하여 설명한다. 도 29는, 모의 결과로서, 액정의 탄성 정수(특히 K22)에 따른 시간과 밝기의 관계의 그래프를 나타낸다. 본 방식의 액정층(30)의 액정 분자(네마틱 액정)의 탄성 정수 K로서, 특히 트위스트 탄성 정수: K22로 한다. K22는, 액정 분자가 X-Y 평면 내에서 회전(트위스트)할 때의 탄성 정수에 상당한다.

도 29에서는, 각탄성 정수 K22의 값에 따라, 시간(밀리초)에 대한 밝기의 관계의 그래프를 나타낸다. 시간은, 전술한 전압 OFF→ON 시의 밝기(투과율)의 천이에 필요로 하는 응답 시간, 바꾸어 말하면 액정 분자의 회전에 필요로 하는 시간이다. 밝기는 최대 1로서 규격화하고 있다. 참조 부호 3001은, 탄성 정수 K22>7.2인 경우의 곡선군이다. 참조 부호 3002는, K22=7.2인 경우의 곡선이다.

본 방식에서는, 액정의 탄성에너지의 적극적인 이용에 의해 응답의 고속화를 실현한다. 특히 도 5, 도 6 등과 같이 X-Y 평면 내에서의 액정의 회전을 이용한다. 그 때문에 본 방식에서는 탄성 정수 K(특히 K22)가 최대한 큰 쪽이 좋다. 탄성 정수 K22가 너무 작은 경우에는, 바람직하지 않은 거동이 일어난다. 예를 들어 참조 부호 3002와 같이 K22=7.2인 경우, 응답 속도가 느린 것을 알 수 있다. 따라서 본 방식에서는, 도 29로부터, 적합한 탄성 정수 K22의 조건으로서, K22>7.2를 채용한다.

<효과 등>

이상 설명한 바와 같이, 각 실시 형태의 액정 표시 장치(100) 등에 의하면, 시야각의 넓이나 개구율의 높이 등 외에, 종래의 FFS 방식 등에 비하여, 응답 속도나 표시 품질 등을 향상할 수 있다. 신방식(고속 횡전계 모드)의 액정 표시 장치(100) 등을 제공할 수 있다. 화소에 있어서의 응답 속도, 밝기, 배향 안정성 등을 향상할 수 있고, 화소 특성의 균일화에 의해, 표시 품질의 향상 등을 실현할 수 있다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어 상하 전극(31, 32)에 의한 개구부(50)의 형상 등에 대하여 이하와 같은 각종 변형예가 가능하다.

(1) 슬릿 S 및 빗살의 형상은, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 등, 각종의 것이 가능하다. 예를 들어 도 23에서 빗살의 상변의 폭 w1을 0으로 하여 삼각형으로 해도 된다.

(2) 구성 α에서, 좌우 슬릿 S/빗살은, 엇갈린 배치에 한하지 않고, Y 방향의 위치를 정렬시킨 배치이어도 좋다. 또한 엇갈린 배치의 어긋남은 슬릿 피치(p)의1/2로 제한하지 않아도 된다. 또한, Y 방향의 슬릿(57)/전극부(58)에 대한 X 방향의 좌우 슬릿 S/빗살의 길이뿐만 아니라 Y 방향의 폭이나 피치 등을 상이하게 해도 된다.

(3) 개구부(50)의 슬릿 S의 방향은, X 방향(예를 들어 게이트선(41) 및 가로 BM부(22A)의 연장 방향)을 0도로 했을 때, 약간 각도(예를 들어 5도)를 마련하여 비스듬하게 해도 된다. 또한 이 각도를 2종류 이상 마련하고, 화소 내에서 혼재시켜도 된다.

(4) 슬릿 S 및 빗살의 형상에 따라, 차광하는 가로 BM부(22A) 측의 형상을 바꾸어도 된다. 예를 들어 단순한 일정 폭의 라인이 아니고 화소마다 폭(h1)을 바꾸어도 된다. 예를 들어 화소의 슬릿 S 및 빗살의 직사각형/사다리꼴의 Y 방향 위치에 맞추어 폭(h1)을 바꾸어도 된다. 예를 들어 빗살의 사다리꼴의 빗변에 맞추어 가로 BM부(22A)의 폭(변)을 비스듬하게 따르는 형상으로 해도 된다. 또한 예를 들어 구성 α에서 화소 좌우의 최외의 빗살의 Y 방향 위치에 맞추어 2종류의 폭(h1)을 설치해도 된다. 예를 들어 도 15의 우측 슬릿 부분에서는 a3 위치까지의 폭, 좌측 슬릿 부분에서는 a4 위치까지의 폭과 같은 식으로 해도 된다.

본 발명은 액정 터치 패널 등을 포함하는 액정 표시 장치 등에 이용 가능하다.

1 : 액정 패널
10 : 어레이 기판
11 21 : 유리 기판
20 : CF 기판(대향 기판)
22 : BM(차광막)
22A : 가로 BM부
22B : 세로 BM부
23 : CF(컬러 필터)
30 : 액정층
31 : 상부 전극
32 : 하부 전극
33 : 유전체막
41 : 게이트선(GL)
42 : 데이터선(DL)
43 : TFT부
44 : 콘택트받이
50 : 개구부(슬릿)
100 : 액정 표시 장치
200 : 전자 기기.

Claims (20)

1. 대향하는 제1 기판 및 제2 기판 사이에 액정층을 갖는 표시 장치로서,
   화면에 대응하는 기판 면내 방향을 제1, 제2 방향으로 하고, 수직 방향을 제3 방향으로 한 경우,
   대향하는 상부 전극과 하부 전극을 가짐과 함께, 그 상부 전극 또는 하부 전극에 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖는 개구부가 형성된 전극층과,
   상기 제1 또는 제2 기판에 설치된, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 차광막부를 갖고,
   상기 액정층은, 상기 전극층 상에 설치되고, 상기 개구부의 슬릿의 폭 방향에 있어서 대향하는 한쪽 측 및 다른 쪽 측의 근방 영역의 액정 분자가 서로 역방향으로 회전하여 배향하고,
   상기 개구부는, 화소마다, 상기 제2 방향 중 적어도 한쪽의 최외의 슬릿의 단부의 적어도 일부가, 상기 제3 방향에서의 상기 제1 차광막부의 겹침에 의해 숨겨지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극층과 상기 액정층 사이에는 배향막이 설치되고,
   상기 배향막에는, 상기 슬릿의 연장 방향인 제1 방향과 개략 평행 방향으로 배향 처리가 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 기판은, 상기 전극층과, 상기 전극층과 상기 액정층 사이의 제1 배향막을 갖고, 상기 제2 기판은, 상기 액정층과의 사이의 제2 배향막을 갖고,
   상기 제1 배향막은, 상기 배향 처리로서, 상기 제1 방향과 개략 평행 방향인 제1 러빙 방향으로 러빙 처리되고,
   상기 제2 배향막은, 상기 배향 처리로서, 상기 제1 배향막의 제1 러빙 방향과 역방향인 제2 러빙 방향으로 러빙 처리되고,
   상기 액정층의 액정의 초기 배향 상태로서, 상기 제1 러빙 방향에 상기 액정층의 액정 분자의 장축이 배열하고,
   상기 개구부의 슬릿에 있어서, 상기 상부 전극 및 하부 전극에 대한 전압 인가의 OFF 시에는, 상기 액정 분자의 장축이 상기 제1 러빙 방향으로 배열하여 배향하고, 상기 전압 인가의 ON 시에는, 상기 슬릿의 폭 방향에서 대향하는 긴 변의 쌍에 있어서, 한쪽 측의 제1 긴 변을 포함하는 근방 영역에서는 액정 분자의 회전 방향이 우회전이고, 다른 쪽 측의 제2 긴 변을 포함하는 근방 영역에서는 액정 분자의 회전 방향이 좌회전이고, 기판 면내 방향으로 회전하면서, 상기 제3 방향으로 일어서도록 배향하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 차광막부의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 개구부의 상기 최외의 슬릿의 단부의 선으로부터 외측으로 소정의 거리까지의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 기판은, 상기 화소를 구성하는 요소인, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 전극선, 및 상기 제1 전극선에 접속되는 스위칭 소자를 갖고,
   상기 제1 차광막부는, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자 상에 겹치도록 배치되고,
   상기 제1 차광막부의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자를 숨기는 폭인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 상부 전극은, 화소마다 개구를 갖는 공통 전극이며, 상기 하부 전극은, 화소마다의 전극부를 갖는 화소 전극이며, 상기 화면에 대응하는 평면에서 보아 상기 상부 전극의 개구의 영역이 상기 개구부로 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 상부 전극은, 화소마다의 전극부를 갖는 화소 전극이며, 상기 하부 전극은, 공통 전극이며, 상기 화면에 대응하는 평면에서 보아 상기 상부 전극의 외측의 영역이 상기 개구부로 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 화소마다 상기 개구부는, 상기 제2 방향으로 연장되는 연통 개구부와, 상기 연통 개구부의 양측에 각각 접속되는 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖고,
   상기 연통 개구부의 한쪽 측에 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치되고, 다른 쪽 측에 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치되고,
   상기 슬릿의 긴 변은, 한쪽 단부는 상기 상부 전극에 의해 폐쇄된 코너부이며, 다른 쪽 단부는 상기 연통 개구부에 개구된 코너부이며,
   상기 연통 개구부의 양측 각각의 복수의 슬릿은, 상기 제2 방향에서 위치를 어긋나게 하여 엇갈리게 배치되고,
   상기 연통 개구부의 한쪽 측에 접속되는 제1 슬릿의 긴 변과, 다른 쪽 측에 접속되는 제2 슬릿의 긴 변이, 상기 제1 방향의 라인 상에서 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 화소마다 상기 개구부는, 상기 제2 방향으로 연장되는 연통 개구부와, 상기 연통 개구부의 편측에 접속되는 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 갖고,
   상기 연통 개구부의 편측에 상기 제1 방향으로 연장되는 슬릿이 제2 방향으로 복수 배열하여 배치되고,
   상기 슬릿의 긴 변은, 한쪽 단부는 상기 상부 전극에 의해 폐쇄된 코너부이며, 다른 쪽 단부는 상기 연통 개구부에 개구된 코너부인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 복수의 슬릿을 구성하기 위한 복수의 돌출부를 갖고,
    상기 슬릿 및 상기 돌출부는, 상기 제1 방향으로 길고 화소 내부측이 상변으로 되는 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
11. 제8항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 복수의 슬릿을 구성하기 위한 복수의 돌출부를 갖고,
    상기 슬릿 및 상기 돌출부는, 상기 제1 방향으로 긴 직사각형인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판의 상기 전극층과 상기 액정층 사이에 갖는 제1 배향막은, 상기 제1 방향과 개략 평행 방향인 제1 러빙 방향으로 러빙 처리되고,
    상기 러빙 방향을 따라서, 상기 화소마다 상기 제1, 제2 슬릿의 순으로 배치되고,
    상기 제1 슬릿보다도 상기 제2 슬릿 쪽이 긴 것을 특징으로 하는 표시 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에 있어서, 상기 제1 방향과 병행하는 제1 전극선, 상기 제2 방향과 병행하는 제2 전극선, 상기 화소마다 상기 제1 전극선 및 제2 전극선에 접속되는 스위칭 소자를 갖고, 상기 스위칭 소자에 대하여 상기 상부 전극 또는 하부 전극의 한쪽인 화소 전극이 접속되고,
    상기 제1 또는 제2 기판에 있어서, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 차광막부와, 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 차광막부를 갖고,
    상기 제1 차광막부는, 상기 제1 전극선 및 스위칭 소자 상에 겹치고,
    상기 제2 차광막부는, 상기 제2 전극선 상에 겹치고,
    상기 제1 차광막부의 폭이 상기 제2 차광막의 폭보다도 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 개구부에 있어서, 상기 복수의 슬릿의 상기 제2 방향의 피치 p는, p<9㎛인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
15. 제10항에 있어서,
    상기 상부 전극의 돌출부 및 상기 개구부의 슬릿의 사다리꼴에 있어서의, 상기 제1 방향을 0도로 했을 때의 빗변이 이루는 각도 θ는, θ>0.5도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
16. 제8항에 있어서,
    상기 개구부의 상기 연통 개구부의 제1 방향의 폭 W는, W≤4㎛인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 액정층에 있어서의 셀 두께를 d, 굴절률차를 △n으로 하고,
    상기 액정층의 리타데이션 R=△n×d는,
    R≥0.11×d인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
18. 제1항에 있어서,
    상기 액정층의 액정의 기판 면내의 회전에 관한 탄성 정수 K22는, K22>7.2인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함해서 이루어지는 패널과,
    상기 패널의 제1 전극선에 접속되어 구동하는 제1 드라이버와,
    상기 패널의 제2 전극선에 접속되어 구동하는 제2 드라이버와,
    상기 패널의 상부 전극 및 하부 전극에 접속되어 구동하는 제3 드라이버와,
    상기 제1 내지 제3 드라이버를 구동 제어하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
20. 제19항의 표시 장치와,
    상기 표시 장치에 대한 표시 제어 처리를 행하는 제어부와, 상기 표시 장치에 부여하는 표시 데이터를 기억하는 기억부를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

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