WO2010131510A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2010131510A1
WO2010131510A1 PCT/JP2010/053090 JP2010053090W WO2010131510A1 WO 2010131510 A1 WO2010131510 A1 WO 2010131510A1 JP 2010053090 W JP2010053090 W JP 2010053090W WO 2010131510 A1 WO2010131510 A1 WO 2010131510A1
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WO
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liquid crystal
counter electrode
substrates
display device
crystal display
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PCT/JP2010/053090
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English (en)
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海瀬泰佳
田坂泰俊
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device suitable for a medium-sized liquid crystal display device.
  • Multi-domain vertical alignment type in which liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are vertically aligned, and banks (linear protrusions) and / or electrode extraction portions (slits) are provided on the substrate as an alignment regulating structure
  • a multi-domain vertical alignment mode liquid crystal display device hereinafter abbreviated as “MVA-LCD”
  • the alignment regulating structure since the alignment regulating structure is provided, the liquid crystal alignment azimuth during voltage application can be controlled to a plurality of azimuths without performing rubbing treatment on the alignment film.
  • the MVA-LCD is superior in viewing angle characteristics as compared with a conventional TN (twisted nematic) type LCD.
  • the conventional MVA-LCD has room for improvement in that the white brightness is low and the display is dark.
  • the main cause is that the upper part of the protrusion and / or the upper part of the slit becomes the boundary of the alignment division, and a dark line is generated at the boundary. Therefore, the transmittance at the time of white display is lowered and it looks dark.
  • the arrangement interval of the protrusions and / or slits may be sufficiently widened, but the number of protrusions and / or slits which are the alignment regulating structure is reduced. For this reason, even if a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, it takes time until the alignment is stabilized, and the response speed becomes slow.
  • pretilt angle providing technique a technique for applying a pretilt angle to liquid crystal molecules using a polymer.
  • a liquid crystal composition in which a polymerizable component such as a monomer or an oligomer is mixed with a liquid crystal material is sealed between substrates. Then, in a state where a voltage is applied between the substrates to tilt the liquid crystal molecules, the polymerizable component is polymerized to be polymerized.
  • a liquid crystal layer tilted in a predetermined tilt direction by applying a voltage is obtained, and the tilt direction of the liquid crystal molecules can be defined.
  • the polymerizable component a material that is polymerized with heat or light (ultraviolet rays) is usually selected.
  • the two substrates arranged opposite to each other and the liquid crystal molecules are sealed between the substrates.
  • the liquid crystal molecules are periodically arranged so as to be aligned in the pattern longitudinal direction, and the pattern width is larger than the width of the space.
  • FIG. 4 and the like of Patent Document 1 disclose a fishbone electrode pattern.
  • FIG. 15 of Patent Document 1 discloses a technique for forming a linear protrusion made of a dielectric having a height of 0.3 ⁇ m on a pixel electrode without forming a space in the pixel electrode.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and can control the orientation of liquid crystal molecules more reliably without complicating the manufacturing process on the side of the matrix substrate, and can reduce contrast characteristics and transmittance.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can be suppressed.
  • the present inventors provide a liquid crystal display device that can more reliably control the alignment of liquid crystal molecules without complicating the manufacturing process on the matrix substrate side, and can suppress deterioration in contrast characteristics and reduction in transmittance.
  • a substrate counter substrate
  • a substrate matrix substrate
  • the counter substrate is provided with a first counter electrode, an insulating layer covering the first counter electrode, a second counter electrode formed on the liquid crystal layer side of the insulating layer, and at least a pixel of the second counter electrode; An opening is formed in the overlapping region, and further, the first counter electrode is overlapped with at least a part of the portion located in the pixel of the opening, whereby (1) the opening is formed at the time of polymerization of the polymerizable component in the liquid crystal composition Since the voltage can be applied to the second counter electrode formed, the alignment regulating force due to the electric field can be expressed, (2) the second counter electrode can be made thinner than the linear protrusion made of a dielectric, and (3) in the liquid crystal composition Since the voltage can be applied to the first counter electrode and the second counter electrode after polymerization of the polymerizable component, the effective applied voltage applied to the liquid crystal layer can be made higher than when a fishbone electrode pattern is formed. Find and above Challenge conceive that can be admirably solved, and in which have reached the present invention.
  • a liquid crystal display device having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, wherein one of the pair of substrates has a pixel electrode, and the other of the pair of substrates is A first counter electrode, an insulating layer formed on the first counter electrode, and a second counter electrode formed on the insulating layer, the second counter electrode having an opening, The opening overlaps at least the pixel when the pair of substrates is viewed in plan, and the first counter electrode overlaps at least a part of the opening in the pixel when the pair of substrates is viewed in plan. It is a liquid crystal display device.
  • the configuration of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited by other components as long as such components are essential.
  • a preferred embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail below.
  • each form shown below can be combined suitably.
  • the first counter electrode preferably overlaps all of the openings in the pixel when the pair of substrates are viewed in plan. Thereby, the transmittance can be further improved.
  • the first counter electrode is preferably planar. Thereby, the increase in a manufacturing process can be suppressed. Moreover, it can suppress that the pattern shift of a 1st counter electrode and a 2nd counter electrode generate
  • the liquid crystal display device of the present invention is particularly suitable when it has the following modes. That is, the opening preferably includes a plurality of slits.
  • the second counter electrode includes a trunk formed along a boundary between adjacent pixels, and a plurality of branches branched from the trunk.
  • the plurality of slits and the plurality of branches are It is preferable that they are arranged alternately.
  • the liquid crystal mode of the liquid crystal display device is preferably a vertical alignment mode.
  • the liquid crystal layer preferably contains nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy.
  • the pair of substrates includes a polymer formed on the surface on the liquid crystal layer side, and the polymer polymerizes a polymerizable component added to the liquid crystal layer while applying a voltage to the liquid crystal layer. Is preferably formed.
  • the orientation of liquid crystal molecules can be more reliably controlled without complicating the manufacturing process on the matrix substrate side, and deterioration of contrast characteristics and transmittance can be suppressed. .
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a liquid crystal display device of Embodiment 1, wherein (a) shows a plan view and (b) shows a cross-sectional view taken along line XY in (a).
  • the 3 o'clock direction, 12 o'clock direction, 9 o'clock direction, and 6 o'clock direction when the display surface of the liquid crystal display device is viewed from the front are respectively 0 ° direction, 90 ° direction, 180 ° direction, and 270 ° direction.
  • the liquid crystal display device includes a matrix substrate 110 on the back side, a counter substrate 130 on the observation surface bonded to the matrix substrate 110 with a sealant, and the matrix substrate 110 and the counter substrate 130. And a liquid crystal layer 150 enclosed in a space surrounded by a vertical alignment type liquid crystal display device.
  • the matrix substrate 110 and the counter substrate 130 are held at a constant interval (cell gap) by spacers (not shown) formed on the counter substrate 130.
  • the liquid crystal layer 150 includes a nematic liquid crystal material that is sandwiched between the matrix substrate 110 and the counter substrate 130 arranged to face each other and has negative dielectric anisotropy.
  • the initial alignment state of the liquid crystal layer 150 is substantially vertical alignment. That is, when no voltage is applied, nematic liquid crystal molecules (hereinafter also simply referred to as “liquid crystal molecules”) included in the liquid crystal layer 150 are aligned substantially perpendicular to the substrates 110 and 130. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules, particularly the liquid crystal molecules present in the middle layer region of the liquid crystal layer 150 are aligned substantially horizontally with respect to the substrates 110 and 130.
  • the liquid crystal display device of this embodiment is a vertical alignment (VA) mode liquid crystal display device.
  • VA vertical alignment
  • the tilt direction of the liquid crystal molecules is defined by the pretilt angle providing technique.
  • the liquid crystal display device of the present embodiment is a normally black mode liquid crystal display device (a mode in which the transmittance or luminance in the off state is lower than those in the on state).
  • a backlight (not shown) is provided on the rear side of the linearly polarizing plate arranged on the matrix substrate 110 side.
  • the liquid crystal display device of the present invention may be in a normally white mode (a mode in which the transmittance or luminance in the off state is higher than those in the on state), but from the viewpoint of realizing a high contrast ratio.
  • the normally black mode is preferred.
  • the counter substrate 130 includes a glass substrate 131, a colored layer (not shown) and a black matrix (not shown) formed on the liquid crystal layer 150 side of the glass substrate 131, and a first layer formed on the colored layer and the black matrix.
  • a polymer (not shown) that defines the pretilt angle of the liquid crystal molecules is provided on the surface of the vertical alignment film 140 on the liquid crystal layer 150 side.
  • the insulating layer 133 is formed from a dielectric (insulating film) such as SiN x or SiO 2 .
  • the thickness of the insulating layer 133 is preferably 0.05 to 0.5 (more preferably 0.1 to 0.3) ⁇ m. If it is less than 0.05 ⁇ m, insulation failure due to pinholes or the like may easily occur. On the other hand, if it exceeds 0.5 ⁇ m, the loss of transmittance may increase, which is not preferable.
  • the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 are common electrodes provided in common to each pixel (each pixel in the case of color display) in order to drive the liquid crystal layer 150, such as ITO and IZO. It is formed using a transparent conductive film.
  • the film thickness of the first counter electrode 132 is preferably 0.05 to 0.3 (more preferably 0.1 to 0.2) ⁇ m. If it is less than 0.05 ⁇ m, disconnection failure may easily occur. On the other hand, if it exceeds 0.3 ⁇ m, the loss of transmittance may increase, which is not preferable.
  • the film thickness of the second counter electrode 134 is 0.05 to 0.3 (more preferably 0.1 to 0.2) ⁇ m.
  • the colored layer and the black matrix are formed using a colored resin such as an acrylic resin containing a pigment.
  • the vertical alignment film 140 is formed using a polyimide resin.
  • the spacer is formed using a resin such as an acrylic resin.
  • the matrix substrate 110 includes a glass substrate 111, an insulating layer (interlayer insulating film) 112 formed on the liquid crystal layer 150 side of the glass substrate 111, and a pixel electrode 113 formed on the insulating layer 112 (FIG. 1A ) In this order, and a vertical alignment film 114 covering these members.
  • a polymer (not shown) that defines the pretilt angle of liquid crystal molecules is provided on the surface of the vertical alignment film 114 on the liquid crystal layer 150 side.
  • the insulating layer 112 is formed using a dielectric (insulating film) such as acrylic resin, and the pixel electrode 113 is an electrode provided for each pixel (picture element in the case of color display) to drive the liquid crystal layer 150.
  • the vertical alignment film 114 is formed using a polyimide resin.
  • the matrix substrate 110 includes a TFT (not shown) as a switching element (hereinafter also referred to as “pixel switching TFT”), a gate wiring (not shown), and a source wiring between the glass substrate 111 and the insulating layer 112. (Not shown), a drain electrode (not shown), an auxiliary capacitance wiring (not shown), etc., the gate wiring, the source wiring and the drain electrode are connected to the pixel switching TFT, and the pixel electrode 113 is insulated. It is connected to the drain electrode through a contact hole (not shown) provided in the layer 112.
  • the pixel electrode 113 has a simple shape that is rectangular in plan view, and is provided corresponding to each pixel. In this manner, the region where the pixel electrode 113 is provided roughly corresponds to the pixel region, and each pixel is also formed in a rectangular shape.
  • the first counter electrode 132 is an electrode (solid electrode) having a planar view surface formed to cover each pixel, that is, to cover at least the entire display region. As described above, the pixel electrode 113 and the first counter electrode 132 have the same shape as the pixel electrode and the counter electrode provided in a general TN mode liquid crystal display device or the like.
  • the second counter electrode 134 has a trunk portion 135 that is a portion formed in a lattice shape in plan view along the boundary between adjacent pixels, and a diagonal direction (for example, 45 ° direction, 135 ° from the trunk portion 135). And a branch portion 136 that is a portion extended (branched) in a direction, a 225 ° direction, and a 315 ° direction.
  • the second counter electrode 134 has an opening formed corresponding to each pixel.
  • the opening is formed in a region overlapping at least each pixel when the substrates 110 and 130 are viewed in plan. More specifically, the opening includes a fishbone-shaped slit 137, and the slit 137 is formed in each pixel opening region (translucent region excluding the light shielding region) when the substrates 110 and 130 are viewed in plan view. .
  • a pixel picture element in the case of color display usually corresponds to a pixel opening area (a transparent area excluding a light shielding area; in the case of color display, a picture element opening area).
  • the slit 137 includes a trunk slit 138 and a branch slit 139.
  • the stem slit 138 is a cross-shaped slit, and divides the inside of each pixel having a rectangular shape in plan view into four rectangular shapes having the same shape.
  • the branch slit 139 is a stripe-like slit, and extends in an oblique direction (for example, 45 ° direction, 135 ° direction, 225 ° direction, and 315 ° direction) from the trunk slit 138. Further, the branch slits 139 and the branch portions 136 are alternately arranged.
  • the first counter electrode 132 exists below the slit 137 of the second counter electrode 134 (on the glass substrate 131 side). That is, the first counter electrode 132 having a planar view surface is disposed so as to fill the slit 137 of the second counter electrode 134 when the substrates 110 and 130 are viewed in plan.
  • the width (length in the short direction) of the branch portion 136 is preferably 0.8 to 5 ⁇ m (more preferably 1.3 to 3 ⁇ m). If it is less than 0.8 ⁇ m, a disconnection failure may easily occur. On the other hand, when the thickness exceeds 5 ⁇ m, it is considered that the orientation direction cannot be given to the liquid crystal molecules in the direction extending to the branch portion 136, and as a result, it is considered that the orientation defect is caused.
  • the width (length in the short direction) of the slit 137 is preferably 0.8 to 5 ⁇ m (more preferably 1.3 to 3 ⁇ m). If it is less than 0.8 ⁇ m, it may be difficult to form the slits 137 uniformly. On the other hand, if the thickness exceeds 5 ⁇ m, an electric field wall may be formed in the slit portion (slit 137). At this time, the orientation is divided into a plurality of domains in the slit portion, so that a desired orientation can be obtained. It may be lost.
  • the opening may be formed at least in each pixel, and the opening may or may not be formed outside each pixel, that is, in the light shielding region.
  • each constituent member of the matrix substrate 110 excluding the polymer and each constituent member of the counter substrate 130 excluding the polymer are manufactured by a general method.
  • both the matrix substrate 110 and the counter substrate 130 are manufactured from large substrates. That is, a plurality of matrix substrates 110 are manufactured from one large substrate (hereinafter also referred to as a first large substrate), and a plurality of counter substrates 130 are formed as one large substrate (hereinafter, a second large substrate). It is also made from.
  • substrate is called a panel area
  • a first counter electrode 132 is formed in each panel region of the second large substrate.
  • the first counter electrodes 132 are connected to each other by being integrally formed.
  • a second counter electrode 134 is formed in each panel region of the second large substrate.
  • the second counter electrodes 134 are connected to each other by being integrally formed.
  • a first wiring (not shown) and a second wiring (not shown) are formed on the outer periphery of the second large substrate.
  • the first wiring is connected to one of the first counter electrodes 132, and the second wiring is connected to one of the second counter electrodes 134. Accordingly, all the first counter electrodes 132 are electrically connected to the first wiring, and all the second counter electrodes 134 are electrically connected to the second wiring.
  • the liquid crystal composition is a composition obtained by adding a polymerizable component such as a monomer or an oligomer to a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy. It does not specifically limit as a polymerizable component, For example, although a photopolymerizable monomer and a thermopolymerizable monomer can be used, the example using a photopolymerizable monomer is demonstrated here.
  • the polymerizable component examples include, for example, a liquid crystalline monoacrylate monomer (UCL-001-K1) manufactured by Dainippon Ink.
  • the addition amount of the polymerizable component in the liquid crystal composition is preferably 1.0 to 5.0 (more preferably 1.5 to 2.5) wt%. If it is less than 1.0% by weight, a desired pretilt angle may not be obtained. As a result, adverse effects such as a decrease in response speed or failure to obtain a desired orientation state may occur. On the other hand, if it exceeds 5.0% by weight, polymerizable components such as monomers may remain in the liquid crystal layer 150 after exposure, and as a result, permanent burn-in defects due to re-solidification of the remaining polymerizable components. May occur.
  • the second large substrate is bonded to the first large substrate onto which the liquid crystal composition has been dropped.
  • the process so far is performed in a vacuum.
  • the bonded first and second large substrates are returned to the atmosphere.
  • the liquid crystal composition is diffused by atmospheric pressure in the space surrounded by the first large substrate, the second large substrate, and the sealing material.
  • the cell gap is preferably 2 to 4 (more preferably 2.5 to 3.5) ⁇ m.
  • the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 are set to different voltages by using the first wiring and the second wiring, and the pixel switching TFT is turned on, and the AC voltage is applied to the pixel electrode 113. Is applied. Accordingly, an electric field caused by the second counter electrode 134 having the slit 137 is generated, and the liquid crystal molecules can be tilted (tilted) in a desired direction by the electric field. That is, the second counter electrode 134 having the slits 137 expresses the alignment regulating force due to the electric field.
  • the liquid crystal layer 150 is irradiated with UV light (for example, ultraviolet light having a bright line peak between wavelengths of 300 to 400 nm) while maintaining this voltage application state.
  • the irradiation conditions at this time may be an irradiation light intensity of 50 to 100 mW / cm 2 and an irradiation light amount of 1 to 2 J / cm 2 (both based on I-line (365 nm)).
  • the photopolymerizable monomer contained in the liquid crystal composition is polymerized, and the tilt direction of liquid crystal molecules (alignment direction when voltage is applied) and the pretilt angle are defined on the surface of the vertical alignment films 114 and 140 on the liquid crystal layer 150 side.
  • a polymer (surface structure composed of a polymer) to be (fixed) can be formed. Then, four domains are formed in each pixel. Since the orientation azimuth angle (direction in which liquid crystal molecules align) of each domain matches the extending direction of the slit 137, in this embodiment, for example, the 45 ° direction, 135 ° direction, 225 ° direction, and 315 ° direction are used.
  • the voltage applied to the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 at the time of polymerization of the polymerizable component is not particularly limited, but is basically (absolute value of the voltage of the first counter electrode 132) ⁇ (second What is necessary is just to set so that the relationship of the absolute value of the voltage of the counter electrode 134) may be satisfy
  • the first counter electrode 132 may be connected to GND (0 V), and an AC voltage centered on GND (0 V) may be applied to the second counter electrode 134.
  • the same voltage may be applied to the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134.
  • the orientation depends on the electric field caused by the second counter electrode 134 having an opening (slit 137). There is a possibility that a regulating force cannot be obtained and a desired orientation azimuth angle cannot be obtained.
  • the voltage application method to the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 may be as follows. That is, the first counter electrode 132 is formed solid (in a planar shape) over substantially the entire area of the second large substrate. Further, the second counter electrode 134 is also formed solid (in a planar shape) over substantially the entire area of the second large substrate except that the opening (slit 137) is formed. Then, on the outer periphery of the second large substrate, a voltage applying unit may be directly connected to each of the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134, and a voltage may be applied to each.
  • the liquid crystal display device of this embodiment can be completed through steps such as a cell dividing step, a polarizing plate attaching step, and a backlight assembling step.
  • first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 are set to the same potential (common potential) during normal display after polymerization of the polymerizable component, and a predetermined data signal is applied to the pixel electrode 113.
  • the first counter electrode 132 and the second counter electrode 134 can be set to different potentials during polymerization of the polymerizable component. Therefore, more reliable orientation control is possible as compared with the case where a conventional fishbone-like insulating film is used.
  • the first counter electrode 132 is disposed so as to overlap the slit 137 of the second counter electrode 134 when the substrates 110 and 130 are viewed in plan. That is, the first counter electrode 132 exists below the slit 137 of the second counter electrode 134. Further, the pixel electrode 113 is not formed with an opening such as a slit. Therefore, the effective voltage applied to the liquid crystal layer 150 can be increased as compared with the case of using a conventional fishbone electrode and / or insulating film. Therefore, the transmittance can be improved.
  • the object formed in the shape of a fishbone is the second counter electrode 134 that is a transparent electrode, and further, an alignment regulating force due to an electric field is expressed during polymerization of the polymerizable component. Therefore, the second counter electrode 134 only needs to have a minimum film thickness that functions as an electrode. Therefore, the step caused by the fishbone structure can be made lower than when the insulating film is patterned into a fishbone shape. As a result, the amount of light leakage at the step portion can be reduced, so that the contrast characteristics can be maintained.
  • the second counter electrode 134 may be newly formed on the counter substrate 130, the manufacturing process on the matrix substrate 110 side does not need to be complicated.
  • the first counter electrode 132 fills all the regions of the slits 137 of the second counter electrode 134, that is, when the substrates 110 and 130 are viewed in plan, the entire region of the slits 137 of the second counter electrode 134. It is arranged to overlap. Therefore, the transmittance can be further improved as compared with the case where the first counter electrode 132 is disposed so as to overlap with a partial region of the slit 137 of the second counter electrode 134.
  • the first counter electrode 132 may be formed so as to fill at least the opening (slit 137) formed in the region overlapping with the pixel. Therefore, the shape of the first counter electrode 132 is not particularly limited.
  • the first counter electrode 132 may have the same planar shape as the slit 137 of the second counter electrode 134, that is, even if it is patterned into a fishbone shape. Good.
  • the first counter electrode 132 does not have an opening, and is preferably formed in a planar view so as to cover the display area.
  • the number of manufacturing processes can be reduced by one.
  • the shape of the opening of the second counter electrode is not particularly limited to a fishbone shape, and can be appropriately set according to a desired viewing angle characteristic.

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Abstract

　本発明は、マトリクス基板側の製造プロセスを煩雑にすることなく、液晶分子をより確実に配向制御でき、かつコントラスト特性の悪化と透過率の低下とを抑制することができる液晶表示装置を提供する。　本発明は、一対の基板（１１０，１３０）と、前記一対の基板間に挟持された液晶層（１５０）とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板の一方は、画素電極（１１３）を有し、前記一対の基板の他方は、第１対向電極（１３２）と、前記第１対向電極上に形成された絶縁層（１３３）と、前記絶縁層上に形成された第２対向電極（１３４）とを有し、前記第２対向電極は、開口（１３７）を有し、前記開口は、前記一対の基板を平面視したときに、少なくとも画素と重なり、前記第１対向電極は、前記一対の基板を平面視したときに、画素内において、前記開口の少なくとも一部と重なる液晶表示装置である。

Description

液晶表示装置
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、中小型の液晶表示装置に好適な液晶表示装置に関するものである。
負の誘電率異方性を有する液晶分子を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手（線状突起）及び／又は電極の抜き部（スリット）を設けたマルチドメイン垂直配向型（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｍｏｄｅ）液晶表示装置（以下、「ＭＶＡ－ＬＣＤ」と略称する。）が知られている。ＭＶＡ－ＬＣＤでは、配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能である。また、ＭＶＡ－ＬＣＤは、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ：ねじれネマチック）型のＬＣＤに比べて視角特性に優れている。
しかしながら、従来のＭＶＡ－ＬＣＤは、白輝度が低く表示が暗いという点で改善の余地がある。この主な原因は、突起上方及び／又はスリット上方が配向分割の境界となり、この境界に暗線が生じるため、白表示時の透過率が低くなり、暗く見えるためである。これを改善するには、突起及び／又はスリットの配置間隔を充分広くすればよいが、配向規制用構造物である突起及び／又はスリットの数が少なくなる。そのため、液晶層に所定電圧を印加しても配向が安定するまでに時間がかかるようになり、応答速度が遅くなってしまう。
これに対して、高輝度でしかも高速応答可能なＭＶＡ－ＬＣＤを得るには、ポリマーを用いて液晶分子にプレチルト角を付与する技術（以下、「プレチルト角付与技術」とも言う。）が有効である。プレチルト角付与技術では、液晶材料にモノマーやオリゴマー等の重合性成分を混合した液晶組成物を基板間に封止する。そして、基板間に電圧を印加して液晶分子をチルト（傾斜）させた状態で、重合性成分を重合してポリマー化する。これにより、電圧印加により所定の傾斜方向にチルトする液晶層が得られ、液晶分子の傾斜方向を規定することができる。なお、重合性成分としては、通常、熱若しくは光（紫外線）で重合する材料が選択される。
また、このプレチルト角付与技術に関して、広い視野角を得るとともに、中間調の応答時間を短くするための技術として、対向配置された２枚の基板と、前記基板間に封止され、液晶分子のプレチルト角及び／又は駆動時の傾斜方向を規定するポリマーを含んだ液晶層と、前記２枚の基板にそれぞれ配置され、前記液晶層に電圧を印加する電極と、少なくとも一方の前記電極に設けられ、前記液晶層に電圧を印加しながら前記液晶層中に混合された重合性成分を重合する際、前記液晶分子がパターン長手方向に配向するように周期的に配列され、スペースの幅よりパターン幅の方が広く形成された複数のストライプ状電極パターンとを有する液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、特許文献１の図４等には、フィッシュボーン状の電極パターンが開示されている。また、特許文献１の図１５等には、画素電極にスペースを形成せず、画素電極上に高さ０．３μｍの誘電体からなる線状突起を形成する技術が開示されている。
特開２００３－１４９６４７号公報
特に中小型液晶においては、視認性の向上及び／又は低消費電力化の観点から、より透過率の高いパネルが望まれている。それに対して、特許文献１に記載のフィッシュボーン状の電極パターンを形成した場合、リベット等の構造物による液晶配向と比べて、応答特性、視野角特性等は改善することができる。しかしながら、電極の抜き部分（スペース）では液晶層にかかる実効電圧が低くなり、透過率が低くなってしまう。
一方、誘電体からなる線状突起を形成した場合には、透過率の低下は抑制することができる。しかしながら、液晶分子の傾斜方向を確実に規定することができず、液晶分子の配向制御が不充分となることがある。また、誘電体の膜厚をある程度確保する必要があるため、誘電体に起因する段差部が発生し、この段差部において光漏れが発生し、コントラスト特性が悪化することがあった。更に、誘電体からなる線状突起は、画素電極上に形成されることから、マトリクス基板側の製造プロセスが煩雑になってしまう。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、マトリクス基板側の製造プロセスを煩雑にすることなく、液晶分子をより確実に配向制御でき、かつコントラスト特性の悪化と透過率の低下とを抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、マトリクス基板側の製造プロセスを煩雑にすることなく、液晶分子をより確実に配向制御でき、かつコントラスト特性の悪化と透過率の低下とを抑制することができる液晶表示装置について種々検討したところ、画素電極が設けられる基板（マトリクス基板）ではなく、対向電極が設けられる基板（対向基板）に着目した。そして、対向基板に、第１対向電極と、第１対向電極を覆う絶縁層と、該絶縁層の液晶層側に形成された第２対向電極とを設けるとともに、第２対向電極の少なくとも画素と重なる領域に開口を形成し、更に第１対向電極を該開口の画素内に位置する部分の少なくとも一部と重ねることにより、（１）液晶組成物中の重合性成分の重合時に、開口が形成された第２対向電極に電圧を印加できることから、電界による配向規制力を発現でき、（２）第２対向電極を誘電体からなる線状突起に比べて薄くでき、（３）液晶組成物中の重合性成分の重合後に第１対向電極及び第２対向電極に電圧を印加できるため、フィッシュボーン状の電極パターンを形成した場合よりも液晶層にかかる実効印加電圧を高くすることができる、ことを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、一対の基板と、前記一対の基板間に狭持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板の一方は、画素電極を有し、前記一対の基板の他方は、第１対向電極と、前記第１対向電極上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第２対向電極とを有し、前記第２対向電極は、開口を有し、前記開口は、前記一対の基板を平面視したときに、少なくとも画素と重なり、前記第１対向電極は、前記一対の基板を平面視したときに、画素内において、前記開口の少なくとも一部と重なる液晶表示装置である。
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わせることができる。
前記第１対向電極は、前記一対の基板を平面視したときに、画素内において、前記開口の全部と重なることが好ましい。これにより、より透過率を向上することができる。
前記第１対向電極は、面状であることが好ましい。これにより、製造プロセスの増加を抑制することができる。また、第１対向電極及び第２対向電極のパターンずれが発生するのを抑制することができる。
本発明の液晶表示装置は、以下の形態を有する場合に特に好適である。
すなわち、前記開口は、複数のスリットを含むことが好ましい。
また、前記第２対向電極は、隣接する画素間の境界に沿って形成された幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部とを有し、前記複数のスリット及び前記複数の枝部は、交互に配置されることが好ましい。
また、前記液晶表示装置の液晶モードは、垂直配向モードであることが好ましい。
また、前記液晶層は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を含有することが好ましい。
また、前記一対の基板は、前記液晶層側の表面に形成されたポリマーを有し、前記ポリマーは、前記液晶層に電圧を印加しながら前記液晶層中に添加された重合性成分を重合させることによって形成されることが好ましい。
本発明の液晶表示装置によれば、マトリクス基板側の製造プロセスを煩雑にすることなく、液晶分子をより確実に配向制御でき、かつコントラスト特性の悪化と透過率の低下とを抑制することができる。
実施形態１の液晶表示装置を示す模式図であり、（ａ）は、平面図を示し、（ｂ）は、（ａ）中のＸ－Ｙ線における断面図を示す。
本明細書では、液晶表示装置の表示面を正面視したときの３時方向、１２時方向、９時方向及び６時方向をそれぞれ、０°方向、９０°方向、１８０°方向及び２７０°方向とする。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、背面側のマトリクス基板１１０と、マトリクス基板１１０にシール材により貼り合わされた観察面側の対向基板１３０と、マトリクス基板１１０及び対向基板１３０で囲まれた空間に封入された液晶層１５０とを有する垂直配向型の液晶表示装置である。また、マトリクス基板１１０及び対向基板１３０は、対向基板１３０上に形成されたスペーサ（図示せず）により一定の間隔（セルギャップ）に保持されている。
液晶層１５０は、対向配置されたマトリクス基板１１０及び対向基板１３０に狭持され、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料を含む。また、液晶層１５０の初期配向状態は、略垂直配向である。すなわち電圧無印加時には、液晶層１５０に含まれるネマチック液晶分子（以下、単に「液晶分子」とも言う。）は、基板１１０及び１３０に対して略垂直に配向している。一方、電圧印加時に、液晶分子、特に液晶層１５０の中層域に存在する液晶分子は、基板１１０及び１３０に対して略水平に配向する。このように、本実施形態の液晶表示装置は、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶表示装置である。また、本実施形態では、プレチルト角付与技術によって液晶分子の傾斜方向が規定されている。
また、マトリクス基板１１０及び対向基板１３０それぞれの液晶層１５０とは反対側（外側）には、クロスニコルに配置された一対の直線偏光板（図示せず）が配置される。したがって、本実施形態の液晶表示装置は、ノーマリブラックモード（オフ状態での透過率又は輝度が、オン状態でのそれらより低いモード）の液晶表示装置である。また、マトリクス基板１１０側に配置された直線偏光板の後方側には、バックライト（図示せず）が設けられている。
なお、本発明の液晶表示装置は、ノーマリホワイトモード（オフ状態での透過率又は輝度が、オン状態でのそれらより高いモード）であってもよいが、高コントラスト比を実現する観点からは、ノーマリブラックモードであることが好ましい。
対向基板１３０は、ガラス基板１３１と、ガラス基板１３１の液晶層１５０側に形成された着色層（図示せず）及びブラックマトリクス（図示せず）と、着色層及びブラックマトリクス上に形成された第１対向電極１３２と、第１対向電極１３２を覆う絶縁層１３３と、絶縁層１３３上に形成され、第１対向電極１３２と絶縁された第２対向電極１３４と、これらの部材を覆う垂直配向膜１４０と、垂直配向膜１４０上の遮光領域（ブラックマトリクス等の遮光部材により遮光された領域）に選択的に形成されたスペーサとをこの順に有する。また、垂直配向膜１４０の液晶層１５０側の表面には液晶分子のプレチルト角を規定するポリマー（図示せず）が設けられている。
絶縁層１３３は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の誘電体（絶縁膜）から形成される。絶縁層１３３の膜厚は、０．０５～０．５（より好適には０．１～０．３）μｍであることが好ましい。０．０５μｍ未満であると、ピンホール等による絶縁不良が発生しやすくなることがある。一方、０．５μｍを超えると、透過率のロスが大きくなることがあり、好ましくない。
第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４は、液晶層１５０を駆動するために各画素（カラー表示の場合は各絵素）に共通して設けられた共通電極であり、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電膜を用いて形成される。第１対向電極１３２の膜厚は、０．０５～０．３（より好適には０．１～０．２）μｍであることが好ましい。０．０５μｍ未満であると、断線不良が発生しやすくなることがある。一方、０．３μｍを超えると、透過率のロスが大きくなることがあり、好ましくない。第２対向電極１３４の膜厚は、０．０５～０．３（より好適には０．１～０．２）μｍである。０．０５μｍ未満であると、断線不良が発生しやすくなることがある。一方、０．３μｍを超えると、透過率のロスが大きくなることがある他、第２対向電極１３４に起因して段差部が発生し、この段差部において光漏れが発生し、コントラスト特性が悪化することがあり、好ましくない。
着色層及びブラックマトリクスは、顔料を含むアクリル樹脂等の着色樹脂を用いて形成される。垂直配向膜１４０は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。スペーサは、アクリル樹脂等の樹脂を用いて形成される。
一方、マトリクス基板１１０は、ガラス基板１１１と、ガラス基板１１１の液晶層１５０側に形成された絶縁層（層間絶縁膜）１１２と、絶縁層１１２上に形成された画素電極１１３（図１（ａ）中では点線で示された領域）と、これらの部材を覆う垂直配向膜１１４とをこの順に有する。また、垂直配向膜１１４の液晶層１５０側の表面には液晶分子のプレチルト角を規定するポリマー（図示せず）が設けられている。
絶縁層１１２は、アクリル樹脂等の誘電体（絶縁膜）を用いて形成され、画素電極１１３は、液晶層１５０を駆動するために画素（カラー表示の場合は絵素）毎に設けられた電極であり、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成され、垂直配向膜１１４は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。
なお、マトリクス基板１１０は、ガラス基板１１１及び絶縁層１１２の間に、スイッチング素子であるＴＦＴ（図示せず。以下、「画素スイッチングＴＦＴ」とも言う。）、ゲート配線（図示せず）、ソース配線（図示せず）、ドレイン電極（図示せず）、補助容量配線（図示せず）等を有し、ゲート配線、ソース配線及びドレイン電極は、画素スイッチングＴＦＴに接続され、画素電極１１３は、絶縁層１１２に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通してドレイン電極に接続されている。
画素電極１１３は、平面視矩形状の単純な形状を有し、各画素に対応して設けられる。このように、画素電極１１３が設けられた領域がおおよそ画素領域に相当し、各画素も矩形状に形成されている。また、第１対向電極１３２は、各画素を覆うように、すなわち少なくとも表示領域の全てを覆うように形成された平面視面状の電極（ベタ電極）である。このように、画素電極１１３及び第１対向電極１３２は、一般的なＴＮモードの液晶表示装置等に設けられる画素電極及び対向電極と同様の形状を有する。
一方、第２対向電極１３４は、隣接する画素間の境界に沿って平面視格子状に形成された部分である幹部１３５と、幹部１３５からストライプ状に斜め方向（例えば、４５°方向、１３５°方向、２２５°方向及び３１５°方向）に延伸（分岐）された部分である枝部１３６とを有する。
その結果、第２対向電極１３４は、各画素に対応して形成された開口を有する。開口は、基板１１０及び１３０を平面視したときに、少なくとも各画素に重なる領域内に形成される。より詳細には、開口は、フィッシュボーン状のスリット１３７からなり、スリット１３７は、基板１１０及び１３０を平面視したときに、各画素開口領域（遮光領域を除く透光領域）内に形成される。このように、画素（カラー表示の場合は絵素）は、通常、画素開口領域（遮光領域を除く透光領域。カラー表示の場合は絵素開口領域）に相当する。また、スリット１３７は、幹スリット１３８及び枝スリット１３９を有する。幹スリット１３８は、十字状のスリットであり、平面視矩形状の各画素内を４つの同一形状の矩形状に分割する。枝スリット１３９は、ストライプ状のスリットであり、幹スリット１３８から斜め方向（例えば、４５°方向、１３５°方向、２２５°方向及び３１５°方向）に延伸される。また、枝スリット１３９及び枝部１３６は、交互に配置される。
したがって、第２対向電極１３４のスリット１３７の下層（ガラス基板１３１側）には、第１対向電極１３２が存在する。すなわち、平面視面状の第１対向電極１３２は、基板１１０及び１３０を平面視したとき、第２対向電極１３４のスリット１３７を埋めるように配置される。
枝部１３６の幅（短手方向の長さ）は、０．８～５μｍ（より好適には１．３～３μｍ）であることが好ましい。０．８μｍ未満であると、断線不良が発生しやすくなることがある。一方、５μｍを超えると、液晶分子に対し、枝部１３６に伸びる方向に配向方位を与えることができないことが考えられ、その結果、配向不良を引き起こすことが考えられる。
スリット１３７の幅（短手方向の長さ）は、０．８～５μｍ（より好適には１．３～３μｍ）であることが好ましい。０．８μｍ未満であると、一様にスリット１３７を形成することが困難となることがある。一方、５μｍを超えると、スリット部（スリット１３７）において電界の壁が形成されることがあり、このとき、該スリット部で配向が複数のドメインに分割されてしまうため、所望の配向を得られなくなってしまうことが考えられる。
なお、開口（スリット１３７）は、少なくとも各画素内に形成されればよく、各画素外、すなわち遮光領域において、開口は、形成されてもよいし、形成されなくてもよい。
以下、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
まず、一般的な方法により、ポリマーを除くマトリクス基板１１０の各構成部材と、ポリマーを除く対向基板１３０の各構成部材とを作製する。なお、マトリクス基板１１０及び対向基板１３０はともに、大型基板から作製される。すなわち、複数のマトリクス基板１１０が１枚の大型基板（以下、第１の大型基板とも言う。）から作製されるとともに、複数の対向基板１３０が１枚の大型基板（以下、第２の大型基板とも言う。）から作製される。以下、第１及び第２の大型基板の基板１１０及び１３０となる領域を、パネル領域と呼ぶ。
また、第２の大型基板の各パネル領域には第１対向電極１３２が形成される。各第１対向電極１３２は、一体的に形成されることによって互いに接続される。また、第２の大型基板の各パネル領域には第２対向電極１３４が形成される。各第２対向電極１３４は、一体的に形成されることによって互いに接続される。更に、第２の大型基板の外周部に、第１配線（図示せず）及び第２配線（図示せず）を形成しておく。第１配線は、第１対向電極１３２のいずれかに接続され、第２配線は、第２対向電極１３４のいずれかに接続される。したがって、全ての第１対向電極１３２は第１配線に電気的に接続されるとともに、全ての第２対向電極１３４は第２配線に電気的に接続される。
次に、第１の大型基板の額縁領域（表示領域を囲む領域）に枠状にシール材を塗布した後、ディスペンサ等の塗出装置を用いて、液晶組成物をシール材で囲まれた領域内に滴下する。液晶組成物は、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料にモノマーやオリゴマー等の重合性成分を添加した組成物である。重合性成分としては特に限定されず、例えば、光重合性モノマーや熱重合性モノマーを用いることができるが、ここでは光重合性モノマーを用いた例を説明する。重合性成分の具体例としては、例えば、大日本インキ社製の液晶性モノアクリレートモノマー（ＵＣＬ－００１－Ｋ１）が挙げられる。液晶組成物中の重合性成分の添加量は、１．０～５．０（より好適には１．５～２．５）重量％であることが好ましい。１．０重量％未満であると、所望のプレチルト角が得られなくなってしまうことがある。その結果、応答速度が低下したり、あるいは所望の配向状態を得られなかったりするといった悪影響が発生することが考えられる。一方、５．０重量％を超えると、露光後に液晶層１５０内にモノマー等の重合性成分が残留することがあり、その結果、残留した重合性成分の再固化に起因する恒久的な焼き付き不良が発生することがある。
続いて、液晶組成物が滴下された第１の大型基板に第２の大型基板を貼り合わせる。なお、シール材塗布工程以降、ここまでの工程は真空中で行われる。
次に、貼り合わせた第１及び第２の大型基板を大気中に戻す。すると第１大型基板と、第２の大型基板と、シール材とで囲まれた空間内を液晶組成物が大気圧により拡散する。
次に、シール材に沿ってＵＶ光源を移動させながらＵＶ光をシール材に照射し、シール材を硬化させる。このようにして、拡散した液晶組成物は第１及び第２の大型基板の間に封止される。セルギャップは、２～４（より好適には２．５～３．５）μｍであることが好ましい。
次に、第１配線及び第２配線を利用して第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４を互いに異なる電圧に設定し、更に、画素スイッチングＴＦＴをオンの状態にして画素電極１１３に交流電圧を印加する。これにより、スリット１３７を有する第２対向電極１３４に起因する電界を発生させ、この電界により液晶分子を所望の方向にチルト（傾斜）することができる。すなわち、スリット１３７を有する第２対向電極１３４は、電界による配向規制力を発現することとなる。
そしてこの電圧印加状態を保ったまま液晶層１５０にＵＶ光（例えば、波長３００～４００ｎｍ間に輝線ピークを有する紫外線）を照射する。このときの照射条件としては、照射光強度５０～１００ｍＷ／ｃｍ２、照射光量１～２Ｊ／ｃｍ２（共にＩ線（３６５ｎｍ）基準）程度とすればよい。これにより、液晶組成物に含まれる光重合性モノマーが重合され、垂直配向膜１１４及び１４０の液晶層１５０側の表面に液晶分子の傾斜方向（電圧印加時の配向方向）とプレチルト角とを規定（固定）するポリマー（ポリマーからなる表面構造）を形成することができる。そして、それぞれの画素内に４つのドメインが形成される。各ドメインの配向方位角（液晶分子が配向する方向）は、スリット１３７の延伸方向に合うため、本実施例においては、例えば４５°方向、１３５°方向、２２５°方向及び３１５°方向となる。
なお、重合性成分の重合時の第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４の印加電圧は特に限定されないが、基本的には、（第１対向電極１３２の電圧の絶対値）＜（第２対向電極１３４の電圧の絶対値）の関係を満たすように設定すればよい。例えば、第１対向電極１３２をＧＮＤ（０Ｖ）に接続し、第２対向電極１３４にＧＮＤ（０Ｖ）を中心とする交流電圧を印加すればよい。
一方、モノマー重合時、第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４に同じ電圧を印加してもよいが、この場合、開口（スリット１３７）を有する第２対向電極１３４に起因する電界によっては配向規制力が得られず、所望の配向方位角を得られない可能性がある。
また、第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４への電圧印加方法は、以下のようにしてもよい。すなわち、第１対向電極１３２を第２の大型基板の略全域にベタで（面状に）形成する。また、第２対向電極１３４も、開口（スリット１３７）を形成する以外は、第２の大型基板の略全域にベタで（面状に）形成する。そして、第２の大型基板の外周部において、第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４の各々に直に電圧印加手段を接続し、各々に電圧を印加してもよい。
次に、液晶層１５０に電圧を印加しない状態で、第１及び第２の大型基板を蛍光灯下に暴露し、液晶層１５０中に残留する重合性成分を除去する。その後、セル分断工程、偏光板の貼り付け工程、バックライトの組み立て工程等の工程を経て、本実施形態の液晶表示装置を完成することができる。
なお、重合性成分の重合後、通常の表示時には、第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４は同じ電位（コモン電位）に設定され、画素電極１１３には所定のデータ信号が印加される。
以上、本実施形態によれば、重合性成分の重合時に、第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４を異なる電位に設定することができる。したがって、従来のフィッシュボーン状の絶縁膜を用いた場合と比べて、より確実な配向制御が可能になる。
また、第１対向電極１３２は、基板１１０及び１３０を平面視したとき、第２対向電極１３４のスリット１３７と重なるように配置されている。すなわち、第２対向電極１３４のスリット１３７の下層には第１対向電極１３２が存在することとなる。更に、画素電極１１３には、スリット等の開口が形成されていない。したがって、従来のフィッシュボーン状の電極及び／又は絶縁膜を用いた場合と比べて、液晶層１５０に印加される実効電圧を高くすることができる。そのため、透過率を向上することができる。
また、フィッシュボーン状に形成される対象が透明電極である第２対向電極１３４であり、更に、重合性成分の重合時には電界による配向規制力が発現される。したがって、第２対向電極１３４は電極として機能する必要最低限の膜厚を有すればよい。そのため、絶縁膜をフィッシュボーン状にパターニングする場合よりも、フィッシュボーン状の構造物に起因する段差を低くすることができる。その結果、該段差部における光漏れの発生量を低減することができるので、コントラスト特性を保つことができる。
また、対向基板１３０上に新たに第２対向電極１３４を形成すればよいので、マトリクス基板１１０側の製造プロセスを煩雑にする必要がない。
また、第１対向電極１３２は、第２対向電極１３４のスリット１３７の全ての領域を埋めるように、すなわち、基板１１０及び１３０を平面視したとき、第２対向電極１３４のスリット１３７の全ての領域に重なるように配置されている。したがって、第２対向電極１３４のスリット１３７の一部の領域に重なるように第１対向電極１３２を配置した場合に比べて、より透過率を向上することができる。
このように、第１対向電極１３２は、少なくとも画素と重なる領域に形成された開口（スリット１３７）を埋めるように形成されればよい。したがって、第１対向電極１３２の形状は特に限定されず、例えば、第１対向電極１３２は、第２対向電極１３４のスリット１３７と同じ平面形状を有するように、すなわちフィッシュボーン状にパターニングされてもよい。しかしながら、第１対向電極１３２は、開口を有さず、表示領域を覆うように平面視面状に形成されることが好ましい。このように、第１対向電極１３２を対向基板１３０上に一様に形成することにより、製造プロセス数を１つ削減することができる。また、パターニング時のアライメントずれに起因する第１対向電極１３２及び第２対向電極１３４のパターンずれが発生するのを抑制することができる。
なお、本発明において、第２対向電極の開口の形状はフィッシュボーン状に特に限定されず、所望の視野角特性に合わせて適宜設定することができる。
本願は、２００９年５月１２日に出願された日本国特許出願２００９－１１５９７１号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
１１０：マトリクス基板
１１１、１３１：ガラス基板
１１２：絶縁層（層間絶縁膜）
１１３：画素電極
１１４、１４０：垂直配向膜
１３０：対向基板
１３２：第１対向電極
１３３：絶縁層
１３４：第２対向電極
１３５：幹部
１３６：枝部
１３７：スリット
１３８：幹スリット
１３９：枝スリット
１５０：液晶層

Claims (8)

  1. 一対の基板と、前記一対の基板間に狭持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、
    前記一対の基板の一方は、画素電極を有し、
    前記一対の基板の他方は、第１対向電極と、前記第１対向電極上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第２対向電極とを有し、
    前記第２対向電極は、開口を有し、
    前記開口は、前記一対の基板を平面視したときに、少なくとも画素と重なり、
    前記第１対向電極は、前記一対の基板を平面視したときに、画素内において、前記開口の少なくとも一部と重なることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第１対向電極は、前記一対の基板を平面視したときに、画素内において、前記開口の全部と重なることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 前記第１対向電極は、面状であることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
  4. 前記開口は、複数のスリットを含むことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 前記第２対向電極は、隣接する画素間の境界に沿って形成された幹部と、前記幹部から分岐した複数の枝部とを有し、
    前記複数のスリット及び前記複数の枝部は、交互に配置されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
  6. 前記液晶表示装置の液晶モードは、垂直配向モードであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を含有することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 前記一対の基板は、前記液晶層側の表面に形成されたポリマーを有し、
    前記ポリマーは、前記液晶層に電圧を印加しながら前記液晶層中に添加された重合性成分を重合させることによって形成されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130285891A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Lcd panel and pixel electrode thereof
KR102271203B1 (ko) * 2013-12-23 2021-06-30 삼성디스플레이 주식회사 거울 겸용 표시 장치
KR102367320B1 (ko) * 2015-01-21 2022-02-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003149647A (ja) * 2001-08-31 2003-05-21 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶表示装置及びその製造方法
WO2009037835A1 (ja) * 2007-09-19 2009-03-26 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4831716B2 (ja) * 2001-03-15 2011-12-07 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP4156342B2 (ja) * 2002-10-31 2008-09-24 シャープ株式会社 液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003149647A (ja) * 2001-08-31 2003-05-21 Fujitsu Display Technologies Corp 液晶表示装置及びその製造方法
WO2009037835A1 (ja) * 2007-09-19 2009-03-26 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置

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