JP2004077698A

JP2004077698A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2004077698A
Application number: JP2002236498A
Authority: JP
Inventors: Kisako Ninomiya; 二ノ宮　希佐子; Akio Murayama; 村山　昭夫; Kazuyuki Haruhara; 春原　一之; Yasushi Kawada; 川田　靖; Yuzo Hisatake; 久武　雄三; Takashi Yamaguchi; 山口　剛史; Natsuko Fujiyama; 藤山　奈津子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】マルチドメイン型ＶＡＮモードを採用した場合であっても、高い透過率を実現可能な液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、互いに対向した第１及び第２基板７，１５と、前記第１基板７の前記第２基板１５との対向面に設けられた画素電極１０と、前記第１基板７の前記第２基板１５との対向面に設けられた配線と、前記第２基板１５の前記第１基板７との対向面に設けられた共通電極１６と、前記画素電極１０と前記共通電極１６との間に介在した液晶層４とを具備し、前記画素電極１０は、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層を備え、前記配線の少なくとも一部は、前記複数の櫛形導電層の隣り合う２つの間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型であり且つ低消費電力であるなどの様々な特徴を有しており、ワープロ、ノート型パソコン、携帯電話、及びカーナビゲーションシステムなどのディスプレイとして広く使用されている。このような液晶表示装置では、現在、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）などの能動素子をスイッチング素子として使用するとともにネマチック液晶を用いたＴＦＴ−ＴＮモードを主に利用している。この表示モードを利用した液晶表示装置では、１０インチ程度の画面サイズとフルカラー表示とが実現されており、そのような液晶表示装置は情報端末用ディスプレイなどとして利用されている。
【０００３】
しかしながら、ＴＮモードの液晶表示装置にフルカラー表示可能な構成を採用した場合、視野角が極めて狭くなるという問題を生じる。また、動画を表示した際に尾引き現象を生じ、動画表示品位が低いという問題がある。このような理由から、ネマチック液晶を用いた液晶表示装置の用途は制限されている。
【０００４】
近年、液晶表示装置は、デスクトップコンピュータやワークステーションなどのモニタに加え、テレビなどへの応用が要求され始めている。上述したＴＮモードでは、そのような用途に要求される視野角特性と応答速度とを実現することができず、そのため、ネマチック液晶を用いたＯＣＢモード、ＶＡＮ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、及びＩＰＳモードや、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）モード及び反強誘電性液晶モードを採用することが検討されている。
【０００５】
これら表示モードのうち、ＶＡＮモードでは、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードよりも速い応答速度を得ることができ、しかも、垂直配向のため静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割したマルチドメイン型ＶＡＮモードは、視野角の補償設計が比較的容易なことから特に注目を集めている。
【０００６】
しかしながら、マルチドメイン型ＶＡＮモードの液晶表示装置は、ドメイン分割によって誘起されるディスクリネーションなどにより、ＴＮモードの液晶表示装置に比べて透過率が低い傾向にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マルチドメイン型ＶＡＮモードを採用した場合であっても、高い透過率を実現可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、互いに対向した第１及び第２基板と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた配線と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加した場合に、前記液晶層の前記画素電極と前記共通電極とに挟まれた領域である画素領域内に、面内方向で隣り合う複数の縞状領域を形成する液晶表示装置であって、前記複数の縞状領域のそれぞれは、電界の強さが互いに異なる第１及び第２帯状領域を面内方向に交互に及び繰り返し配列してなり、前記第１領域の長手方向は前記複数の縞状領域の隣り合う２つの間で互いに異なり、前記配線の少なくとも一部は前記２つの縞状領域間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の第２の側面によると、互いに対向した第１及び第２基板と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた配線と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、前記画素電極は、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層を備え、前記配線の少なくとも一部は、前記複数の櫛形導電層の隣り合う２つの間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、ＶＡＮ型の液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基板（或いは、アレイ基板）２と対向基板３との間に液晶層４を挟持させた構造を有している。これらアクティブマトリクス基板２と対向基板３との間隔は図示しないスペーサによって一定に維持されている。また、この液晶表示装置１の両面には、偏光フィルム５が貼り付けられている。
【００１２】
アクティブマトリクス基板２は、ガラス基板のような透明基板７を有している。透明基板７の一方の主面上には配線及びスイッチング素子８が形成されている。また、それらの上には、カラーフィルタ層９、画素電極１０、及び配向膜１１が順次形成されている。
【００１３】
透明基板７上に形成する配線は、アルミニウム、モリブデン、及び銅などからなる走査線、信号線、及び補助容量線などである。また、スイッチング素子８は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタルなどをメタル層としたＴＦＴであり、走査線及び信号線などの配線並びに画素電極１０と接続されている。アクティブマトリクス基板２では、このような構成により、所望の画素電極１０に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。
【００１４】
カラーフィルタ層９は、青、緑、赤色の着色層９ａ〜９ｃで構成されている。カラーフィルタ層９には、コンタクトホールが設けられており、画素電極１０は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子８と接続されている。着色層９ａ〜９ｃは、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
【００１５】
画素電極１０は、ＩＴＯのような透明導電材料で構成され得る。画素電極１０は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成することができる。
【００１６】
画素電極１０上に形成する配向膜１１は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。なお、本実施形態では、この配向膜１１には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
【００１７】
対向基板３は、ガラス基板のような透明基板１５上に、共通電極１６及び配向膜１７を順次形成した構造を有している。これら共通電極１６及び配向膜１７は、アクティブマトリクス基板２に設けた画素電極１０及び配向膜１１と同様の材料で形成され得る。なお、本実施形態では、共通電極１６は平坦な連続膜として形成されている。
【００１８】
図２は、図１に示す液晶表示装置１で利用可能な構造の一例を概略的に示す平面図である。図２に示す構造では、１つの画素電極１０は、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された４つ櫛形導電層１０ａ〜１０ｄで構成されている。画素電極１０を構成するそれぞれの櫛形導電層１０ａ〜１０ｄは、櫛歯部１０−１とスリット部１０−２とを交互に及び繰り返し配列した構造を有している。図１に示す液晶表示装置１では、このような構成を採用することにより、画素領域を、画素電極１０を構成する櫛形導電層１０ａ〜１０ｄに対応して、液晶分子のチルト方向が互いに異なる４つのドメインへと分割することができる。これについては、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液晶表示装置１に図２に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図である。なお、図３（ａ），（ｃ）は平面図であり、図３（ｂ），（ｄ）は図３（ａ），（ｃ）に示す構造を図中下側から見た側面図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）では、簡略化のため、幾つかの構成要素を省略している。
【００２０】
画素電極１０と共通電極１６との間に電圧を印加していない場合、配向膜１１，１７は、液晶層４を構成する液晶分子２５，具体的には誘電率異方性が負の液晶分子，にそれらを垂直配向させるように作用する。そのため、液晶分子２５は、それらの長軸が配向膜１１の膜面に対してほぼ垂直となるように配向する。
【００２１】
画素電極１０と共通電極１６との間に比較的低い第１電圧を印加すると、画素電極１０に設けたスリット部１０−２の上方には漏れ電界が生じる。そのため、そこでは、電気力線は図３（ｂ）に示すように傾く。
【００２２】
画素電極１０と共通電極１６との間に電圧を印加することによって生じる電界はその電気力線に垂直な方向に液晶分子２５を配向させるように作用する。したがって、液晶分子２５は、配向膜１１，１７及び電界からの作用によって、図３（ａ）に示すように配向しようとする。
【００２３】
しかしながら、図３（ａ）に示す状態では、右側の液晶分子２５の配向状態と左側の液晶分子２５の配向状態とが干渉し合う。そのため、液晶分子２５は、図中、上向きまたは下向きにチルト方向を変化させて、より安定な配向状態をとろうとする。
【００２４】
ここで、図３（ａ）に示すように、櫛歯部１０−１及びその近傍が、図中、上下方向に関して対称的な（或いは、等方的な）形状を有しているとする。この場合、液晶分子２５が、矢印３１で示すように上向きにチルト方向を変化させる確率と、矢印３２で示すように下向きにチルト方向を変化させる確率とは等しくなる。
【００２５】
これに対し、図３（ｃ）に示すように、櫛歯部１０−１及びその近傍が、図中、上下方向に関して非対称な（或いは、異方的な）形状を有している場合、画素電極１０の両端部間で電気力線が非対称となり、同様に、スリット部１０−２の両端部間でも電気力線が非対称になる。そのため、液晶分子２５が矢印３２で示す方向に配向した配向状態は、液晶分子２５が矢印３１で示す方向に配向した配向状態に比べてより安定となる。その結果、液晶分子２５の平均的なチルト方向（ディレクタ）は、図３（ｃ）に矢印３２で示すように下向きとなる。
【００２６】
画素電極１０と共通電極１６との間に印加する電圧を第１電圧よりも高い第２電圧にまで高めると、配向膜１１，１７が液晶分子２５を垂直配向させようとする作用に対して、電界が液晶分子２５をその電気力線に垂直な方向に配向させようとする作用がより大きくなる。したがって、液晶分子２５は、水平配向に近づく方向にチルト角を変化させる。
【００２７】
ここで、電極１０，１６間に印加する電圧を第２電圧とした場合でも、電極１０，１６間に印加する電圧を第１電圧とした場合と同様に、液晶分子２５が矢印３２で示す方向に配向した配向状態は、液晶分子２５が矢印３１で示す方向に配向した配向状態に比べてより安定である。そのため、電極１０，１６間に印加する電圧を第１及び第２電圧間で変化させた場合、液晶分子２５のディレクタは櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の配列方向に垂直な面内で変化することとなる。すなわち、電極１０，１６間に印加する電圧を第１及び第２電圧間で変化させた場合、液晶分子２５は、その平均的なチルト方向を櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させる。
【００２８】
したがって、画素電極１０を構成する４つの櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間で櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の長手方向を異ならしめることにより、液晶分子２５のチルト方向を図２に示すように維持したまま、そのチルト角を変化させることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板２に設けた構造のみで、１つの画素領域内に液晶分子２５のチルト方向が互いに異なる４つのドメインを形成することができる。また、本実施形態では、液晶分子２５の平均的なチルト方向を櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させることができるため、より速い応答速度を実現することができるのに加え、配向不良が発生し難く、良好な配向分割が可能である。
【００２９】
このように、本実施形態では、画素領域内に平面波状の電界の強さの分布を形成するとともにその強さを変化させて液晶層４の光学特性を制御することにより表示を行う。上述したような制御を行う場合、液晶層４中の櫛歯部１０−１上の部分には、スリット部１０−２上の部分に比べてより強い電界が形成される。そのため、櫛歯部１０−１上の部分では、スリット部１０−２上の部分に比べて、液晶分子２５はより大きく倒れる。すなわち、液晶層４の櫛歯部１０−１上の部分とスリット部１０−２上の部分とでは、液晶分子２５の平均的なチルト角は互いに異なる。このようなチルト角の違いは、光学的な違いとして観察可能である。
【００３０】
図４は、図１に示す液晶表示装置１に図２に示す構造を採用した場合に観察される透過率分布の一例を示す図である。なお、図４は、電極１０，１６間に第１電圧乃至第２電圧の範囲内の第３電圧を印加した場合に観察される平面波状の透過率分布を示している。このように、本実施形態によると、図１乃至図３を参照して説明した特徴は、光学的特徴として観察することも可能である。
【００３１】
ところで、アクティブマトリクス基板には、通常、走査線や信号線に加え、補助容量線を形成する。以下、一般的なアクティブマトリクス基板の配線構造について説明する。
【００３２】
図５は、一般的なアクティブマトリクス基板の配線構造を概略的に示す平面図である。図５において、走査線２１は横方向に延在しており、信号線２２は走査線２１に対して略直交するように縦方向に延在している。また、補助容量線２３は、隣り合う走査線２１間に位置するように横方向に延在している。走査線２１はＴＦＴ８のゲートを兼ねており、ＴＦＴ８のソース・ドレインの一方は信号線２２に接続され、他方は画素電極１０に接続されている。
【００３３】
走査線２１、信号線２２、及び補助容量線２３には、一般に、遮光性の材料を使用している。そのため、それら配線２１〜２３が設けられた領域は表示に寄与しない。
【００３４】
図６は、図１に示す液晶表示装置１で採用可能な配置の一例を概略的に示す平面図である。なお、図６に示す画素電極１０は、図２に示す画素電極１０を縦方向に引き伸ばした形状を有している。また、図６では、複雑化を避けるため、ＴＦＴ８などは省略している。さらに、図６では参照符号を付していないが、以下の説明では、画素電極１０を構成している４つの部分を櫛形導電層１０ａ〜１０ｄと呼ぶこととする。
【００３５】
図６に示すように、本実施形態では、配線２１〜２３の少なくとも１種と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄの隣り合う２つの間の境界とが重なり合うように画素電極１０を配置する。ここでは、補助容量線２３と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄの隣り合う２つの間の境界とが重なり合うように画素電極１０を配置している。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１では、明表示時に、櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界位置に略十字型の暗部を生じる。また、画素電極１０の周囲にも暗部を生じる。これら暗部は表示には寄与しないので、例えば、図６のように画素電極１０を配置すると、暗部と配線２１〜２３とが重なり合う。すなわち、配線構造に由来して表示に寄与し得ない領域と液晶配向に由来して表示への寄与が小さい領域とを重ね合わせることができる。したがって、本実施形態によると、高い透過率を実現可能である。
【００３７】
また、櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界領域では、液晶分子２５のチルト方向が安定化するまでに比較的長い時間を要するため、電圧印加から透過率が安定化するまでに要する時間が長い。したがって、例えば、図６のように画素電極１０を配置することにより、電圧印加から透過率が安定化するまでに要する時間を短縮することができる。
【００３８】
本実施形態では、配線２１〜２３及び画素電極１０に様々な配置を採用可能である。
図７（ａ）は図１に示す液晶表示装置１で採用可能な配置の他の例を概略的に示す平面図であり、図７（ｂ）は図１に示す液晶表示装置１で採用可能な配置のさらに他の例を概略的に示す平面図である。図７（ａ），（ｂ）に示す画素電極１０は、それぞれ図２に示す画素電極１０と同様の形状を有するサブ画素電極１０Ａ〜１０Ｃを縦に並べて互いに電気的に接続した構造を有している。なお、図７（ａ），（ｂ）には参照符号を付していないが、以下の説明では、サブ画素電極１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれを構成している４つの部分を櫛形導電層１０ａ〜１０ｄと呼ぶこととする。
【００３９】
図７（ａ）では、画素電極１０は、補助容量線２３がサブ画素電極１０Ｂの櫛形導電層１０ａ，１０ｂ間の境界及び櫛形導電層１０ｃ，１０ｄ間の境界に重なるように，すなわち、補助容量線がサブ画素電極１０Ｂ内で横方向に延在している櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界に重なるように，配置されている。他方、図７（ｂ）では、画素電極１０は、補助容量線２３がサブ画素電極１０Ａの櫛形導電層１０ｂとサブ画素電極１０Ｂの櫛形導電層１０ａとの境界及びサブ画素電極１０Ａの櫛形導電層１０ｄとサブ画素電極１０Ｂの櫛形導電層１０ｃとの境界に重なるように，すなわち、補助容量線がサブ画素電極１０Ａ，１０Ｂ間の境界に重なるように，配置されている。
【００４０】
サブ画素電極１０Ｂ内で横方向に延在している櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界領域では、第３電圧を印加することにより、液晶分子２５のチルト角は十分に変化させることができるが、チルト方向の制御性が低い。他方、サブ画素電極１０Ａ，１０Ｂ間の境界領域では、第３電圧を印加しても、液晶分子２５のチルト角を十分に変化させることは難しく、また、チルト方向の制御性も低い。したがって、透過率の観点では、通常、図７（ａ）に示す配置を採用するよりも、図７（ｂ）に示す配置を採用したほうが有利である。なお、補助容量線２３と画素電極１０とそれらの間に介在する誘電体層とが形成する容量の観点からは、通常、図７（ｂ）に示す配置を採用するよりも、図７（ａ）に示す配置を採用したほうが有利である。
【００４１】
以上、補助容量線２３と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界とを重ね合わせることについて説明したが、補助容量線２３と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界とを重ね合わせる代わりに、走査線２１及び／または信号線２２と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界とを重ね合わせてもよい。また、補助容量線２３と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界とを重ね合わせるとともに、走査線２１及び／または信号線２２と櫛形導電層１０ａ〜１０ｄ間の境界とを重ね合わせてもよい。
【００４２】
図２乃至図７を参照して説明した構造では、櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の幅を一定としたが、櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の幅をそれらの長手方向に沿って変化させてもよい。
【００４３】
図８は、図１に示す液晶表示装置１で利用可能な構造の他の例を概略的に示す平面図である。また、図９は、図１に示す液晶表示装置１に図８に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図である。なお、図８では、画素電極１０を構成する４つの櫛形導電層１０ａ〜１０ｄのうち導電層１０ａのみが描かれており、図９では、図８に示す導電層１０ａの一部のみが描かれている。
【００４４】
図８及び図９に示す構造では、櫛歯部１０−１の幅は画素電極１０の中央部から周縁部に向けて連続的に減少し、スリット部１０−２の幅は画素電極１０の中央部から周縁部に向けて連続的に増加している。このような構造によると、図９に示すように、櫛歯部１０−１の上端における液晶配向及びスリット部１０−２の下端における液晶配向に加え、櫛歯部１０−１やスリット部１０−２の両側端における液晶配向も、ディレクタの方向が矢印３２で示す方向となるように作用する。したがって、図８及び図９に示す構造によると、透過率や応答速度をさらに向上させることができる。
【００４５】
上記の説明では、画素電極１０を櫛歯部１０−１とスリット部１０−２とを備えた櫛形導電層１０ａ〜１０ｄで構成することにより、各ドメイン内に、電界の強さが弱い領域と電界の強さが強い領域とを交互に及び周期的に配列した電界分布を生じさせた。このように櫛形導電層１０ａ〜１０ｄを利用した場合、比較的高い自由度で設計を行うことが可能である。しかしながら、そのような電界分布は他の方法で生じさせることもできる。
【００４６】
例えば、スリット部１０−２が設けられていない一般的な形状の画素電極１０上に、スリット部１０−２と同様のパターンで誘電体層を設けてもよい。この場合、誘電体層の材料がアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などのように液晶材料よりも誘電率が低いものであれば、誘電体層の上方に電界の強さがより弱い領域を形成することができる。したがって、スリット部１０−２を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、スリット部１０−２が設けられていない一般的な形状の画素電極１０上に、透明絶縁体層を介して配線を設けてもよい。この配線は、例えば、信号線、ゲート線、補助容量配線などであり、スリット部１０−２と同様のパターンで配列する。このような構造によると、配線の上方に電界の強さがより強い領域を形成することができる。したがって、この場合も、スリット部１０−２を形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、液晶表示装置１が透過型である場合、上述した誘電体層及び配線の材料は、透過率の観点から、透明な材料であることが好ましい。また、液晶表示装置１が反射型である場合、上述した誘電体層及び配線の材料として、透明な材料に加え、金属材料のように不透明な材料を用いてもよい。
【００４９】
以上説明した実施形態において、液晶層４中の電界の強さがより強い領域の幅Ｗ_１と電界の強さがより弱い領域の幅Ｗ_２との和Ｗ_１２は２０μｍ以下であることが好ましい。通常、和Ｗ_１２が２０μｍ以下であれば、液晶分子の配向を上述したように制御することができ、十分な透過率を実現することができる。また、和Ｗ_１２は６μｍ以上であることが好ましい。一般に、和Ｗ_１２が６μｍ以上であれば、液晶層４中に電界の強さがより強い領域とより弱い領域とを生じさせるための構造を十分に高い精度で形成することができるのに加え、上述した液晶配向を安定に生じさせることができる。
【００５０】
なお、和Ｗ_１２は、画素電極１０の櫛歯部１０−１の幅とスリット部１０−２の幅との和、画素電極１０上の誘電体層に挟まれた領域の幅と誘電体層の幅との和、画素電極１０上に設けた配線の幅と配線に挟まれた領域の幅との和、第３電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅との和、第３電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅との和などとほぼ等しい。したがって、これら幅も２０μｍ以下であること及び６μｍ以上であることが好ましい。
【００５１】
本実施形態において、幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２は、それぞれ、８μｍ以下であることが好ましい。また、幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２は、それぞれ、４μｍ以上であることが好ましい。この範囲においては、応答速度及び透過率に関して実用上十分な性能を期待することができる。
【００５２】
なお、幅Ｗ_１と幅Ｗ_２とは、画素電極１０の櫛歯部１０−１の幅とスリット部１０−２の幅、画素電極１０上の誘電体層に挟まれた領域の幅と誘電体層の幅、画素電極１０上に設けた配線の幅と配線に挟まれた領域の幅、第３電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅、第３電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅などに対応している。したがって、これら幅も８μｍ以下であること及び４μｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
本実施形態において、液晶層４中の電界の強さがより強い領域の長さ及び電界の強さがより弱い領域の長さは、それぞれ、幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２よりも長ければよいが、それらの和である幅Ｗ_１２に対して２倍以上であることが好ましい。この場合、より多くの液晶分子をそれら領域の長さ方向に配向させることができる。
【００５４】
上記実施形態では、液晶層４中の電界の強さがより強い領域及びより弱い領域の双方を、図３（ｃ）に示すように上下方向に関して非対称としたが、図３（ａ）に示すように上下方向に関して対称としてもよい。但し、前者の場合、応答速度などの点で有利である。
【００５５】
本実施形態では、誘電率異方性が負のネマチック液晶を垂直配向させたＶＡＮモードを採用したが、誘電率異方性が正のネマチック液晶を用いることも可能である。特に、高いコントラストが望まれる場合は、ＶＡＮモードを採用し且つノーマリブラックとすることにより、例えば、４００：１以上の高いコントラストと高透過率設計による明るい画面設計とが可能である。
【００５６】
本実施形態において、見掛け上、液晶の光学応答を速めるために、偏光フィルム５の光透過容易軸或いは光吸収軸と電界の強い領域と弱い領域との配列方向とが為す角度を４５°から所定の角度θだけずらしてもよい。この角度θは、視野角などに応じて設定することもできるが、応答時間を短縮するには２２．５°とすることが最も効果的である。
【００５７】
本実施形態において、画素電極１０を構成する櫛形導電層１０ａ〜１０ｄの形状に特に制限はなく、例えば、矩形や扇形とすることができる。また、本実施形態では、画素電極１０またはサブ画素電極１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれを４つの櫛形導電層１０ａ〜１０ｄで構成したが、画素電極またはサブ画素電極１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれを構成する櫛形導電層の数は２以上であれば特に制限はない。
【００５８】
本実施形態では、第３電圧印加時に液晶層中に電界の強さがより強い領域とより弱い領域とを生じさせる構造を、アクティブマトリクス基板２のみに設けたが、アクティブマトリクス基板２及び対向基板３の双方に設けてもよい。但し、前者の場合、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【００５９】
また、本実施形態では、カラーフィルタ層９をアクティブマトリクス基板２に設けた構造を採用したが、カラーフィルタ層９は対向基板３に設けてもよい。但し、前者の場合、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【００６０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例では、以下に説明する方法により図１に示す液晶表示装置１を作製した。なお、本例では、画素電極１０や配線２１〜２３に、図６に示す構造及び配置を採用した。
【００６１】
まず、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板７上に、走査線２１や信号線２２や補助容量線２３等の配線並びにＴＦＴ８を形成した。次に、ガラス基板７のＴＦＴ８等を形成した面に、常法によりカラーフィルタ層９を形成した。
【００６２】
次いで、ガラス基板７の透明絶縁膜９を形成した面に対し、所定のパターンのマスクを介してＩＴＯをスパッタリングした。その後、このＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてＩＴＯ膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図６に示すように画素電極１０を形成した。なお、ここでは、櫛歯部１０−１の幅及びスリット部１０−２の幅は何れも５μｍとした。
【００６３】
その後、ガラス基板７の画素電極１０を形成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ７０ｎｍの配向膜１１を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を作製した。
【００６４】
次に、別途用意したガラス基板１５の一方の主面上に、共通電極１６として、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、この共通電極１６の全面に、アクティブマトリクス基板２に関して説明したのと同様の方法により配向膜１７を形成した。以上のようにして、対向基板３を作製した。
【００６５】
次いで、アクティブマトリクス基板２と対向基板３の対向面周縁部とを、それらの配向膜１１，１７が形成された面が対向するように及び液晶材料を注入するための注入口が残されるように接着剤を介して貼り合わせることにより液晶セルを形成した。なお、この液晶セルのセルギャップは、アクティブマトリクス基板２と対向基板３との間にスペーサとして高さ４μｍの樹脂を介在させることにより一定に維持した。また、それら基板２，３を貼り合わせる際、基板２，３の位置合わせはそれらの端面位置を揃えることにより行い、アライメントマークなどを利用する高精度な位置合わせは行わなかった。
【００６６】
次いで、この空の液晶セル中に誘電率異方性が負である液晶材料を通常の方法により注入して液晶層４を形成した。その後、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、液晶セルの両面に偏光フィルム５を貼り付けることにより図１に示す液晶表示装置１を得た。
【００６７】
次に、以上のようにして作製した液晶表示装置１を、画素電極１０と共通電極１６との間に所定の電圧を印加した状態で観察した。その結果、画素電極１０の櫛歯部１０−１とスリット部１０−２とに対応した透過率分布が見られた。
【００６８】
（実施例２）
本実施例では、画素電極１０や配線２１〜２３に図７（ｂ）に示す構造及び配置を採用したこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す液晶表示装置１を作製した。この液晶表示装置１を、画素電極１０と共通電極１６との間に所定の電圧を印加した状態で観察したところ、画素電極１０の櫛歯部１０−１とスリット部１０−２とに対応した透過率分布が見られた。
【００６９】
（比較例）
図１０は、本比較例に係る液晶表示装置で採用した配置を概略的に示す平面図である。本比較例では、画素電極１０や配線２１〜２３に図１０に示す構造及び配置を採用したこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す液晶表示装置１を作製した。すなわち、本比較例では、補助容量線２３と櫛形導電層１０ａ，１０ｂ間の境界や櫛形導電層１０ｃ，１０ｄ間の境界とを重ね合わせずに、補助容量線２３が櫛形導電層１０ａ，１０ｃを横切るように画素電極１０や配線２１〜２３を配置した。
【００７０】
この液晶表示装置１を、画素電極１０と共通電極１６との間に所定の電圧を印加した状態で観察したところ、画素電極１０の櫛歯部１０−１とスリット部１０−２とに対応した透過率分布が見られた。
次に、実施例１及び２並びに比較例に係る液晶表示装置１について、透過率及び応答速度を測定した。その結果を以下の表に示す。
【００７１】
【表１】

【００７２】
上記表に示すように、実施例１及び２に係る液晶表示装置１では、比較例に係る液晶表示装置１に比べ、より高い透過率を実現することができた。また、実施例２に係る液晶表示装置１では、比較例に係る液晶表示装置１に比べ、より高い応答速度を実現することができた。なお、実施例１及び２並びに比較例に係る液晶表示装置１の何れにおいても、ドメイン間の境界位置を設計通りに生じさせることができ、良好な配向分割均一性を実現することができた。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、配線構造に由来して表示に寄与し得ない領域と液晶配向に由来して表示への寄与が小さい領域とを重ね合わせるため、高い透過率を実現可能である。
すなわち、本発明によると、マルチドメイン型ＶＡＮモードを採用した場合であっても、高い透過率を実現可能な液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図２】図１に示す液晶表示装置で利用可能な構造の一例を概略的に示す平面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液晶表示装置に図２に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図。
【図４】図１に示す液晶表示装置で図２に示す構造を採用した場合に観察される透過率分布の一例を示す画像。
【図５】一般的なアクティブマトリクス基板の配線構造を概略的に示す平面図。
【図６】図１に示す液晶表示装置で採用可能な配置の一例を概略的に示す平面図。
【図７】（ａ）は図１に示す液晶表示装置で採用可能な配置の他の例を概略的に示す平面図、（ｂ）は図１に示す液晶表示装置で採用可能な配置のさらに他の例を概略的に示す平面図。
【図８】図１に示す液晶表示装置で利用可能な構造の他の例を概略的に示す平面図。
【図９】図１に示す液晶表示装置に図８に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図。
【図１０】比較例に係る液晶表示装置で採用した配置を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…アクティブマトリクス基板
３…対向基板
４…液晶層
５…偏光板
７…透明基板
８…スイッチング素子
９…カラーフィルタ層
９ａ〜９ｃ…着色層
１０…画素電極
１０Ａ〜１０Ｃ…サブ画素電極
１０ａ〜１０ｄ…櫛形導電層
１０−１…櫛歯部
１０−２…スリット部
１１…配向膜
１５…透明基板
１６…共通電極
１７…配向膜
２１…走査線
２２…信号線
２３…補助容量線
２５…液晶分子
３１，３２…矢印

Claims

互いに対向した第１及び第２基板と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた配線と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加した場合に、前記液晶層の前記画素電極と前記共通電極とに挟まれた領域である画素領域内に、面内方向で隣り合う複数の縞状領域を形成する液晶表示装置であって、
前記複数の縞状領域のそれぞれは、電界の強さが互いに異なる第１及び第２帯状領域を面内方向に交互に及び繰り返し配列してなり、
前記第１領域の長手方向は前記複数の縞状領域の隣り合う２つの間で互いに異なり、
前記配線の少なくとも一部は前記２つの縞状領域間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする液晶表示装置。
互いに対向した第１及び第２基板と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられた配線と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、
前記画素電極は、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層を備え、
前記配線の少なくとも一部は、前記複数の櫛形導電層の隣り合う２つの間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする液晶表示装置。
前記複数の櫛形導電層のそれぞれは複数の櫛歯部と前記複数の櫛歯部をそれらの一端側で互いに電気的に接続した接続部とを備え、
前記複数の櫛形導電層の２つは前記複数の櫛歯部の他端側同士を対向させるとともに互いに離間し、
前記配線の少なくとも一部は前記２つの櫛形導電層間の境界と重なり合うように延在していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記境界に沿って延在した前記配線は、走査線、信号線、及び補助容量線の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
前記液晶層は誘電率異方性が負の液晶材料を含有したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
前記画素電極及び前記共通電極のそれぞれの上に垂直配向性を有する配向膜をさらに具備したことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。