WO2011118085A1

WO2011118085A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2011118085A1
Application number: PCT/JP2010/070918
Authority: WO
Inventors: 田坂　泰俊; 吉田　圭介; 由紀川島; 香織齋藤; 中島　睦
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-09-29
Also published as: US20130021564A1

Abstract

　画素電極（１）は、画素（１０）の内周全体に沿ったフレーム部（６）を有している。フレーム部（６）には、複数の微細電極（７ａ～７ｄ）が直線偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなすようにそれぞれ配置されている。なお、画素電極（１）において、フレーム部（６）および微細電極（７ａ～７ｄ）以外の部分、すなわち画素電極（１）の中央部には１つのスリット（８）が設けられている。画素電極（１）に電圧が印加されると、液晶分子（４）は微細電極（７ａ～７ｄ）に沿って、異なる４方向に配向する。さらに、画素（１０）の内周全体に沿ったフレーム部（６）の影響を受け、液晶分子（４）は画素電極（１）の中心から対向電極の外周部に向かって傾く。すなわち、液晶分子（４）は画素電極（１）の中心から対向電極の外周部へと傾きながら、異なる４方向に配向することになる。

Description

液晶表示装置

　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、画素内に複数の配向分割領域を有する垂直配向型の液晶表示装置に関する。

　近年では、従来主流であったブラウン管を使用した表示装置から、薄型のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の表示装置が広く利用されるようになっている。ＦＰＤには、表示素子として液晶、発光ダイオード（ＬＥＤ）または、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）等を利用したものがある。中でも液晶を利用した表示装置は、薄型、軽量、および低消費電力という利点から、その研究開発が盛んに行われている。

　液晶表示装置（ＬＣＤ）の駆動には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のアクティブマトリックス（ＡＭ）回路を利用した方式がある。ＡＭ回路とは、画素ごとに表示／非表示を制御するスイッチ回路である。ＡＭ回路は画素ごとに制御しているので、表示装置の配線数が増えても、各画素を確実に動作することができる。そのため、ＡＭ回路を利用したＬＣＤでは、高精細化、コントラストの明晰化、また反応速度の高速化が可能である。

　ＡＭ回路を利用したＬＣＤには、ＴＮ（Twisted Nematic）型と呼ばれるものがよく知られている。ＴＮ型のＬＣＤでは、２枚の基板の外側に、クロスニコルに配置された１対の直線偏光板を設けている。一方の偏光板を通過して液晶層に入射した直線偏光は、液晶分子の旋光性および複屈折性によってその偏光軸が回転するので、他方の偏光板を通過できる。ここで、画素電極と対向電極との間に電圧を印加すると、液晶分子が両基板の表面に対して垂直に配向する（立ち上がる）。その結果、液晶層に入射した直線偏光は、偏光軸が回転することなくそのまま反対側に到達するので、他方の偏光板を通過することができない。

　上記したＴＮ型のＬＣＤでは、液晶分子の複屈折性を利用しているため、液晶分子の配向方向と視認者の位置関係とによって視認状態が異なる。すなわち、ＴＮ型のＬＣＤでは、視野角が狭く、視覚特性が不十分であるという問題がある。

　これに対して、液晶分子（負の誘電異方性を有する液晶分子）を基板に対して垂直に配向させたＶＡ（Vertical Alignment）型のＬＣＤが開発され、実用化されている。ＶＡ型のＬＣＤでは、液晶分子の配向方向に対して斜めに電界が発生するように構成されている。そのため、画素電極と対向電極との間に電圧を印加すると、液晶分子は斜め方向に倒れ込む。ここで、液晶分子が倒れ込む方向を、１画素内で複数の異なる方向となるように領域分割を行っておくと、見る角度によらず、同じような見え方となるようにすることができる。このように、１画素内を複数の領域（ドメイン）に分割して駆動するＬＣＤは、ＭＶＡ（Multidomain Vertical Alignment）型と呼ばれ、広い視野角を有しており、良好な視覚特性を備えている。

　例えば、特許文献１には、スリットを設けたＭＶＡ型のＬＣＤが開示されている。具体的には、ＴＦＴ基板側に形成された画素電極を、制御電極を形成することによって電気的にフローティング状態にしたＬＣＤであり、当該画素電極にはＸ字状のスリットが形成されている。制御電極によって液晶分子の配向方向を制御することによって、画素ごとに、スリットによって形成された４つの分割領域が互いに視覚特性を補償しあうこととなり、左右対称で良好な視覚特性を得ることができる。

　また、特許文献２には、クロスニコルに配置された１対の直線偏光板の間にフィッシュボーン構造の画素電極を採用したＭＶＡ型のＬＣＤが開示されている。フィッシュボーン構造の詳細を図６に示す。図６は、フィッシュボーン構造の画素電極を備えた画素の断面を示す図である。以下の説明では、図６の左側から右側に向かう方向を方位角０°とし、これを基準として反時計回りに方位角を設定している。図６に示すように、具体的にフィッシュボーン構造とは、方位角０°－１８０°方向に延びる幹部１５ａと、方位角９０°－２７０°方向に延びる幹部１５ｂと、方位角４５°－２２５°方向に延びる複数の枝部１６ａと、方位角１３５°－３１５°方向に延びる複数の枝部１６ｂとを有した構造である。このような画素電極１１によって、１つの画素の中に４つの分割領域（マルチドメイン）が形成される。電圧が印加された時には、４つのドメインの液晶分子４は、それぞれ上記枝部に沿って配向する。これによって、液晶分子４の配向異常または配向変動が抑制され、各画素において液晶分子４の配向方向を正確な方向に安定させることができる。したがって、表示面における透過率のばらつきを抑えられ、ざらつきのない高品質の表示が可能となる。

日本国公開特許公報「特開２００１－２４９３５０号公報（２００１年９月１４日公開）」国際公開第２００９／０８４１６２号パンフレット（２００９年７月９日公開）

　上述したように、特許文献２に開示されているフィッシュボーン構造の画素電極を用いたＬＣＤでは、偏光板の偏光軸に対して液晶分子の配向方向を４５°に制御することができる。しかしながら、本文献に開示されている構成では、各画素の端部ならびに各ドメインの境界部において、液晶分子の配向方向のブレが生じてしまう。その詳細を図７に示す。図７は、フィッシュボーン構造の画素電極を備えた画素における液晶分子の配向方向を示す図である。図７に示すように、画素の中央部に形成されている画素電極の幹部の影響を受け、液晶分子４の上方向の配向ベクトル１８ａおよび下方向の配向ベクトル１８ｂが多くなる。その結果、液晶分子４の配向方向のブレが生じ、画素ごとにおける液晶分子４の上下方向の配向と、左右方向の配向とのバランスが崩れてしまう。これに起因して、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性とのバランスが悪化するため、ＬＣＤの表示品位が低下してしまう。

　さらに、液晶分子４の配向方向のブレが生じる領域の大きさは、画素ピッチによらず変わらない。すなわち、画素ピッチが小さいほど、配向方向のブレの与える影響が大きくなる。

　上記した特許文献１に開示されている技術も同様に、液晶分子の配向方向をＸ字状のスリットに沿って統一して配向させることが困難である。そのため、液晶分子の配向方向のブレが生じ、画素ごとにおける液晶分子の上下方向の配向と、左右方向の配向とのバランスが崩れてしまう。すなわち、本文献に開示されている技術においても、γ特性のバランスが悪化するため、ＬＣＤの表示品位を下げてしまう。

　さらに、本文献に開示されている技術では、偏光板には直線偏光板を使用することができず、ＬＣＤの視覚特性が悪化してしまう。この場合には、位相差板を挟む必要がある。さらに、画素電極の下に制御電極を設ける必要があり、ＬＣＤの構造が複雑化してしまう。また、画素電極をフローティング状態にしているため、電荷残留による焼き付きが懸念される。

　そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＣＤのγ特性のバランスが良好であり、高い表示品位を有するＬＣＤを提供することにある。

　本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、複数の画素を有し、互いに直交する透過軸を備えた１対の偏光板を備えた垂直配向型の液晶表示装置において、上記画素ごとに、画素電極と、上記画素電極に対向する対向電極と、上記画素電極と上記対向電極との間に配置された液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記画素電極は、上記画素の内周全体に沿ったフレーム部と、上記フレーム部に一端が接続され、他端は分離しており、当該フレーム部の内側に延びている複数の微細電極部とを備え、当該画素電極は複数の領域に分割されており、上記領域ごとに、当該領域に含まれる上記複数の微細電極部は、それぞれ同じ方向に伸展しており、その伸展方向は、当該領域とは別の領域に含まれる上記複数の微細電極部の伸展方向とは異なり、上記微細電極部ごとに、当該微細電極部は、上記透過軸のいずれの伸展方向に対しても４５度の角度をなす方向に延び、なおかつ上記透過軸のいずれの伸展方向にも近づくようにして延びていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、領域ごとに、偏光板の透過軸の伸展方向に対して４５度の角度をなす方向に伸展している複数の微細電極部が画素電極に形成されている。さらに、１つの領域内に含まれる複数の微細電極部の伸展方向は同じであり、当該伸展方向は他の領域内に含まれる複数の微細電極部の伸展方向とは異なる。これによって、液晶層に電圧を印加すると、液晶分子は上記微細電極部に沿って配向する。さらに、画素の内周全体に沿ったフレーム部の影響を受け、液晶分子は画素電極の中心から対向電極の外周部に向かって傾く。すなわち、液晶分子は、画素電極の中心から対向電極の外周部へと傾きながら、偏光板の透過軸の伸展方向に対して４５度の角度をなす方向に配向することになる。

　また、微細電極部の他端は分離している、すなわち画素電極の中央部分はスリットが設けられている。そのため、画素ごとにおいて液晶分子の一定方向の配向ベクトルが多くなるのが抑制され、画素電極のフレーム部および微細電極部の影響を受けて液晶分子の配向ベクトルが均一化される。その結果、画素ごとにおける液晶分子の配向方向のブレは生じず、液晶分子の配向方向のバランスが良くなる。したがって、液晶分子の配向方向のブレに起因するγ特性のバランスの悪化が誘発されず、視認方向によって表示階調状態が変動するのを防ぐことができ、表示面の表示品位もより向上する。

　さらに、上記の構成によれば、液晶層を通過した光は複数の異なる方向に出射されることになるので、表示面において見る角度によらず、同じような見え方となるようにすることができる。

　本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

　本発明によれば、画素電極の中央部にスリットが設けられている結果、フレーム部および微細電極部の影響を受けて液晶分子の配向ベクトルが均一化される。その結果、画素ごとにおける液晶分子の配向方向のブレは生じず、液晶分子の配向方向のバランスが良くなる。したがって、液晶分子の配向方向のブレに起因するγ特性のバランスの悪化が誘発されず、視認方向によって表示階調状態が変動するのを防ぐことができ、表示面の表示品位もより向上する。さらに、本発明によれば、液晶層を通過した光は複数の異なる方向に出射されることになるので、表示面において見る角度によらず、同じような見え方となるようにすることができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１つの画素を拡大した図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の１つの画素の断面を示す図である。図中の（ａ）は、従来の画素における上下方向のγ特性を示す図であり、図中の（ｂ）は、従来の画素における左右方向のγ特性を示す図である。本発明の一実施形態に係る画素電極を備えた画素における液晶分子の配向方向を示す図である。図中の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る画素における上下方向のγ特性を示す図であり、図中の（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る画素における左右方向のγ特性を示す図である。従来のフィッシュボーン構造の画素電極を備えた画素の断面を示す図である。従来のフィッシュボーン構造の画素電極を備えた画素における液晶分子の配向方向を示す図である。

　（液晶表示装置の概要）
　本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る液晶表示装置（ＬＣＤ）の概要について説明する。

　本実施形態に係るＬＣＤは、負の誘電異方性（ε＜０）を有する液晶分子を基板に対して垂直に配向させた垂直配向（ＶＡ；Vertical Alignment）型のＬＣＤである。本実施形態に係るＬＣＤは、バックライト部と液晶表示素子部とから構成されている。バックライト部として面光源装置を有しており、液晶表示素子部として液晶パネルを有している。液晶パネルは、各画素に対応した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）および画素電極等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタおよび対向電極等が形成された対向基板とを有しており、両基板の間に液晶層を封止したものである。ＴＦＴ基板の外側（液晶層の反対側）と、対向基板の外側（液晶層の反対側）とには、直線偏光板がそれぞれ設けられており、２つの直線偏光板は、クロスニコルに配置されている。

　ＴＦＴ基板には、走査線（ゲートバスライン）および信号線（ソースバスライン）が形成されており、走査線および信号線の上には絶縁膜を介して画素電極が形成されている。隣り合う２つの走査線と、隣り合う２つの信号線によって囲まれた領域が１つの画素である。本実施形態に係るＬＣＤの画素について、図１を参照して詳しく説明する。図１は、本実施形態に係るＬＣＤの１つの画素１０を拡大した図である。

　図１に示すように、画素１０は、隣り合う２つの走査線２と、隣り合う２つの信号線３とによって囲まれている。画素１０ごとに、画素電極１が設けられており、当該画素電極１への表示電圧をスイッチングするためのＴＦＴ（図示せず）が配置されている。ＴＦＴのゲート電極は走査線２に電気的に接続されており、ＴＦＴのソース電極は信号線３に電気的に接続されている。また、ＴＦＴのドレイン電極は画素電極１に電気的に接続されており、直接表示電圧が印加される構造となっている。このように、ＴＦＴのドレイン電極と画素電極１とを直接接続することによって、画素電極１に印加される電圧のロスを低減することができる。ＴＦＴ基板の外側と対向基板の外側とに設けられた１対の直線偏光板は、一方の直線偏光板の偏光軸（透過軸）は図１の左右方向に延びており、他方の直線偏光板の偏光軸は図１の上下方向に延びている。すなわち、画素１０のいずれかの１辺に対して平行または直交するように伸展している。なお、１対の直線偏光板の偏光軸は、画素１０のいずれかの１辺に対して４５度の角度をなす方向に伸展していても良い。以下の説明では、図１の走査線２に平行な直線と、信号線３に平行な直線とによって画素電極１を均等に４分割した場合に形成される４つの領域を領域５ａ～５ｄとする。

　画素電極１は、画素１０の内周全体に沿ったフレーム部６を有している。ここでいう内周全体に沿うとは、画素１０の内側において、画素１０の内側と外側とを区切る境界線に沿っていることである。換言すれば、画素１０の内側において、当該画素１０の四辺に沿っていることである。フレーム部６には、フレーム部６に一端が接続され、他端が分離しており、当該フレーム部６の内側に伸展している微細電極７ａ～７ｄ（微細電極部）が形成されている。具体的には、領域５ａの画素電極１には、フレーム部６と４５°の角度（領域５ａから領域５ｃへの方向）をなす微細電極７ａが複数設けられている。また、領域５ｂの画素電極１には、フレーム部６と４５°の角度（領域５ｂから領域５ｄへの方向）をなす微細電極７ｂが複数設けられている。同様に、領域５ｃの画素電極１には、フレーム部６と４５°の角度（領域５ｃから領域５ａへの方向）をなす微細電極７ｃが複数設けられている。また、領域５ｄの画素電極１には、フレーム部６と４５°の角度（領域５ｄから領域５ｂへの方向）をなす微細電極７ｄが複数設けられている。したがって、複数の微細電極７ａ～７ｄは、直線偏光板の偏光軸の伸展方向に対して４５°の角度をなすようにしてそれぞれ配置されている。なお、画素電極１において、フレーム部６および微細電極７ａ～７ｄ以外の部分には何も設けられていない。すなわち、画素電極１の中央部は開口しており、１つのスリット８が設けられている構成になっている。

　（液晶分子４の配向）
　上記したような画素電極１を用いることによって、ＬＣＤの視覚特性を向上させることができる。これについて、図２を参照して詳しく説明する。図２は、画素１０の断面を示す図である。

　図２に示すように、対向電極９が形成された対向基板１２と、画素電極１が形成されたＴＦＴ基板１３との間に、負の誘電異方性（ε＜０）を有する液晶分子４を含む液晶層が形成されている。両基板間に電圧を印加すると、画素電極１と対向電極９とによって、液晶層には斜めの電界が生じる。具体的には、画素電極１の微細電極７ａ～７ｄの影響によって、図１に示したように、液晶分子４は微細電極７ａ～７ｄに沿って（すなわち直線偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす方向）に配向する。この際、画素電極１の中央部にスリット８の影響によって、さらには画素１０の内周全体に沿ったフレーム部６の影響によって、図２に示したように、液晶分子４は画素電極１の中心から対向電極９の外周部に向かって傾く。したがって、液晶分子４は、画素電極１の中心から対向電極９の外周部へと傾きながら、偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす４方向に配向することになる。

　このように、液晶分子４が偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす方向に配向することによって、一方の直線偏光板を通過して液晶層に入射した直線偏光は、液晶分子４の旋光性および複屈折性によってその偏光軸が回転するので、他方の直線偏光板を通過できる。さらに、画素１０を４つの領域５ａ～５ｄに分割することによって、領域５ａ～５ｄごとに液晶分子４が異なる方向に配向し、液晶分子４が１つの画素１０内で複数の異なる方向に配向するように構成されている。これによって、液晶層を通過した光は複数の異なる方向に出射されることになるので、表示面において見る角度によらず、同じような見え方となるようにすることができる。したがって、上記の構成によって、良好な視覚特性を実現することができる。

　ここで、両基板間への電圧の無印加時には、液晶層の液晶分子４は両基板の表面に対して垂直に配列する。そのため、液晶層に入射した直線偏光は、偏光軸が回転することなくそのまま反対側に到達するので、他方の直線偏光板を通過することができない。

　以上のように、本実施形態に係るＬＣＤでは、電圧無印加時には、液晶分子４が基板面に垂直に配列するため、液晶層が複屈折性を示さず黒表示となる。基板間に電圧を印加して、偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす方向に液晶分子を傾けると、白表示となる。電圧印加時に、液晶分子４が偏光軸と平行もしくは直交する方向に傾くと、液晶層は直線偏光に対して複屈折性を示さなくなり、黒表示となってしまう。このため、液晶分子４の傾く方向を制御することが必要になる。本実施形態によれば、画素電極１の内周全体に沿ったフレーム部６と、偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす複数の微細電極７ａ～７ｄとによって構成された画素電極１によって、液晶分子４を偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす４方向に精度高く配向させることが可能となる。

　なお、本実施形態では、液晶分子４の配向方向を制御するための電極等を画素電極１の下等に別途設ける必要がない。そのため、画素１０を構成する部材数を少なくすることが可能である。また、上記した電極等を画素１０に設けると、液晶分子４を所望の方向に配向させることが難しくなる。なお、本実施形態では、液晶分子４の配向方向を制御するための電極等を画素電極１の下等に別途設ける必要がない。そのため、画素１０を構成する部材数を少なくすることが可能である。

　また、本実施形態では、画素電極１を４つの領域５ａ～５ｄに分割したが、必ずしもこれに限定されるわけではない。直線偏光板の偏光軸に対して、ディスクリネーションラインが生じない限り、いかなる分割数にしても良い。ディスクリネーションラインとは、液晶分子４の配向が不連続となる領域であり、輝度の低下の原因となる。

　（画素１０のγ特性）
　ここで、例えば、特許文献１に開示されている画素電極、または特許文献２に開示されているフィッシュボーン構造の画素電極を用いたＬＣＤでは、電圧を印加時に画素電極の外周部から対向電極の中心へと液晶分子は傾く。これは、画素電極と対向電極とによって液晶層には、画素電極の外周部から対向電極の中心への斜めの電界が生じるためである。このような構成では、各画素の端部ならびに各ドメインの境界部において、液晶分子の配向方向のブレが生じてしまう。具体的には、各画素における上下方向の液晶分子の配向ベクトルが多くなる。その結果、画素ごとにおける液晶分子の上下方向の配向と、左右方向の配向とのバランスが崩れてしまう。これに起因して、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性とのバランスが悪化するため、ＬＣＤの表示品位が低下してしまう。

　この場合のγ特性を図３に示す。図３中の（ａ）は、各画素における上下方向のγ特性を示す図である。図３中の（ｂ）は、各画素における左右方向のγ特性を示す図である。図中の縦軸は、階調電圧Ｖ２５５を１とした場合の規格化透過率を表す。本図では、表示面の正面方向（０°）からの視認時におけるγ特性と、表示面に対して斜め１５°，３０°，４５°，６０°からの視認時におけるγ特性とをそれぞれ示している。

　図３中の（ａ）および中の（ｂ）に示すように、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性との齟齬が大きい。上下方向からの視認時と左右方向からの視認時とでγ特性が異なるということは、階調表示状態が視認方向によって異なるということを意味する。このγ特性の視角依存性の問題は、写真等の画像を表示する場合、または受信機が受信したテレビジョン放送を表示する場合等において、表示面全体が白っぽく表示される等、特に大きな問題となる。

　また、図３中の（ｂ）に示されるように、表示面を正面方向から視認した際のγ特性とのずれは、上下方向のγ特性よりも左右方向のγ特性の方が大きい。図３中の（ｂ）に示すグラフにおいて、実線により示されている特性は、表示面を正面方向から視認した場合におけるγ特性であり、こうしたγ特性を有する場合においては、最も正常な視認性が得られる。なお、図３中の（ｂ）に示すグラフにおいて、粗い破線により示されている特性は、表示面を斜め６０°から視認した場合におけるγ特性であり、こうしたγ特性を有する場合においては、正常な視認性に対するγ特性のズレが生じている。該ズレの度合いは、明輝度および暗輝度の階調を示す部分では小さくなっており、中間階調を示す部分では大きくなっている。このため、斜め方向からの視認における中間階調の表示輝度は非常に大きくなり、その結果、斜め方向からの視認では、白浮き等が生じる。

　以上のように、液晶分子の配向方向のブレが生じることによって、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性とのバランスが悪化してしまう。そのため、ＬＣＤの表示面を斜めから見た場合は、視認方向によって階調表示状態が異なり、画面の表示品位を低下させてしまう。さらに、液晶分子の配向方向のブレが生じる領域の大きさは、画素ピッチによらず変わらない。すなわち、画素ピッチが小さいほど、配向方向のブレの与える影響は大きくなる。

　ここで、上述したように、本実施形態に係る画素電極１では、液晶分子４は画素電極１の中心から対向電極９の外周部に向かって傾くように構成されている。さらに、画素１０を４つの領域５ａ～５ｄに分割することによって、液晶分子４が１つの画素１０内で複数の異なる方向に配向するように構成されている。これによって、液晶分子４を偏光板の偏光軸に対して４５°の角度をなす４方向に精度高く配向させることが可能となる。その詳細を図４に示す。図４は、画素電極１を備えた画素における液晶分子４の配向方向を示す図である。本図に示す４’は、スリット８に位置する液晶分子を表す。液晶分子４’は、画素電極１（基板面）に対して垂直に立っている。具体的には、スリット８は液晶分子４’のリタデーションがない状態になっているので、配向方位の成分がない。すなわち、液晶分子４’は、画素電極１に対して垂直な方向以外いずれの方向にも配向していない。

　図４に示すように、画素電極１の中央部分はスリット８が設けられているため（すなわち、画素電極１が形成されていないため）、液晶分子４の上下方向の配向ベクトルは抑制される。それ故、画素電極１のフレーム部６および微細電極７ａ～７ｄの影響を受け、液晶分子４の左方向の配向ベクトル１７ａおよび右方向の配向ベクトル１７ｂが多くなる。その結果、画素ごとにおける液晶分子４の配向方向のブレは生じず、液晶分子４の上下方向の配向と、左右方向の配向とのバランスが良くなる。したがって、液晶分子４の配向方向のブレに起因するγ特性のバランスの悪化が誘発されない。

　この場合のγ特性を図５に示す。図５中の（ａ）は、各画素１０における上下方向のγ特性を示す図である。図５中の（ｂ）は、各画素１０における左右方向のγ特性を示す図である。図中の縦軸は、階調電圧Ｖ２５５を１とした場合の規格化透過率を表す。本図では、表示面の正面方向（０°）からの視認時におけるγ特性と、表示面に対して斜め１５°，３０°，４５°，６０°からの視認時におけるγ特性とをそれぞれ示している。

　図５中の（ａ）および（ｂ）に示すように、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性との齟齬が小さい。上下方向からの視認時と左右方向からの視認時とでγ特性に差がほとんど生じないため、視認方向によって階調表示状態が異なるのを抑えることができる。したがって、本実施形態に係るＬＣＤでは、表示面の表示品位を向上させることができる。

　また、図５中の（ｂ）に示されるように、表示面を左右方向から視認した場合におけるγ特性が、表示面を正面方向から視認した場合と同様の特性となる。具体的には、表示面を正面方向から視認した場合におけるγ特性が、図５中の（ｂ）に示すグラフにおいて、実線により示されている特性となり、最も正常な視認性が得られる。一方で、表示面に対して斜め６０°から視認した場合におけるγ特性が、図５中の（ｂ）に示すグラフにおいて、粗い破線により示されている特性となり、輝度のズレは低減される。これは、画素電極１の中央部にスリット８が設けられている結果、画素電極１のフレーム部６および微細電極７ａ～７ｄの影響を受け、液晶分子４の左方向の配向ベクトル１７ａおよび右方向の配向ベクトル１７ｂが多くなることによる。

　以上のように、本実施形態によれば、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性とのバランスは良好になり、左右方向からの視覚特性を向上させることができる。そのため、視認方向によって表示階調状態が変動するのを防ぐことができ、表示面の表示品位もより向上する。

　本実施形態では、画素１０の中央部にはスリット８が設けられているため、液晶分子４の配向方向の影響を受け、領域５ａ～５ｄ（ドメイン）の境界部は遮光状態になっている。具体的には、上述したように、スリット８の液晶分子４’は画素電極１（基板面）に対して垂直に立っている。すなわち、画素電極１に対して垂直な方向以外いずれの方向にも配向していないため、実質上遮光状態になっている。例えば、図６に示した従来のフィッシュボーン構造の画素電極では、図７に示す液晶分子４の上方向の配向ベクトル１８ａおよび下方向の配向ベクトル１８ｂが多くなる。その結果、液晶分子４の配向方向のブレが生じ、画素ごとにおける液晶分子４の上下方向の配向と、左右方向の配向とのバランスが崩れてしまう。当該バランスを改善するために、画素の中央部（上方向の配向ベクトル１８ａおよび下方向の配向ベクトル１８ｂの液晶分子４が存在する部分）を遮光する方法があるが、それではＬＣＤの透過開口率が低下してしまう。しかし、本実施形態では、画素の中央部（スリット８）の液晶分子４は垂直に立っているため、当該部を遮光する必要がない。その結果、実質的にＬＣＤの透過開口率が低下するのを防止することが可能となる。

　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　〔実施形態の総括〕
　以上のように、本発明に係る液晶表示装置においては、上記透過軸の伸展方向は、上記画素のいずれかの１辺の伸展方向と平行、または直交することを特徴としている。

　また、本発明に係る液晶表示装置においては、上記透過軸の伸展方向は、上記画素のいずれかの１辺の伸展方向に対して４５度の角度をなす方向であることを特徴としている。

　上記の構成によれば、一方の偏光板を通過して液晶層に入射した直線偏光は、液晶分子の旋光性および複屈折性によってその偏光軸が回転するので、他方の偏光板を通過できる。その結果、良好な視覚特性を得ることができる。

　また、本発明に係る液晶表示装置においては、上記画素電極は、４つの領域に分割されていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、液晶分子は、偏光板の透過軸の伸展方向に対して４５度の角度をなす４方向に配向する。これによって、上下方向のγ特性と、左右方向のγ特性とのバランスは良好になり、上下方向からの視認時と左右方向からの視認時とでγ特性に差がほとんど生じない。そのため、視認方向によって表示階調状態が変動するのを防ぐことができ、表示面の表示品位もより向上する。

　また、本発明に係る液晶表示装置においては、上記画素電極は、薄膜トランジスタに電気的に接続されていることを特徴としている。

　上記の構成によれば、薄膜トランジスタと画素電極とを直接接続することによって、画素電極に印加される電圧のロスを低減することができる。

　発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

　本発明は、高い表示品位が求められる液晶表示装置に好適に用いられる。

１，１１　画素電極
２　走査線
３　信号線
４，４’　液晶分子
５ａ～５ｄ　領域
６　フレーム部
７ａ～７ｄ　微細電極
８　スリット
９　対向電極
１０，２０　画素
１２　対向基板
１３　ＴＦＴ基板
１５ａ，１５ｂ　幹部
１６ａ，１６ｂ　枝部
１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ　配向ベクトル

Claims

　複数の画素を有し、互いに直交する透過軸を備えた１対の偏光板を備えた垂直配向型の液晶表示装置において、
　上記画素ごとに、画素電極と、上記画素電極に対向する対向電極と、上記画素電極と上記対向電極との間に配置された液晶層とを備えた液晶表示装置であって、
　上記画素電極は、上記画素の内周全体に沿ったフレーム部と、上記フレーム部に一端が接続され、他端は分離しており、当該フレーム部の内側に延びている複数の微細電極部とを備え、当該画素電極は複数の領域に分割されており、
　上記領域ごとに、当該領域に含まれる上記複数の微細電極部は、それぞれ同じ方向に伸展しており、その伸展方向は、当該領域とは別の領域に含まれる上記複数の微細電極部の伸展方向とは異なり、
　上記微細電極部ごとに、当該微細電極部は、上記透過軸のいずれの伸展方向に対しても４５度の角度をなす方向に延び、なおかつ上記透過軸のいずれの伸展方向にも近づくようにして延びていることを特徴とする液晶表示装置。
　上記透過軸の伸展方向は、上記画素のいずれかの１辺の伸展方向と平行、または直交することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
　上記透過軸の伸展方向は、上記画素のいずれかの１辺の伸展方向に対して４５度の角度をなす方向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。
　上記画素電極は、４つの領域に分割されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
　上記画素電極は、薄膜トランジスタに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。