JP2013228649A - 横電界方式の液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶の初期配向方向が互いに直交する二つの領域を画素内に有する構造において、それらの二つの領域の境界における配向方向を安定化させる。
【解決手段】画素は、領域２４及び領域２５と、領域２４及び領域２５の境界領域３２とに分かれている。領域２４における液晶１２の初期配向方向２９と領域２５における液晶１２の初期配向方向３１とは、互いに直交する。領域２４における画素電極５の延在方向と領域２５における画素電極５の延在方向とも、互いに直交する。領域２４の画素電極５の延在方向を延長すると、領域２５の画素電極に突き当たる。境界領域３２における液晶１２の初期配向方向３３は、領域２４の初期配向方向２９から同一回転方向に鋭角で回転した方向である。
【選択図】図４
【解決手段】画素は、領域２４及び領域２５と、領域２４及び領域２５の境界領域３２とに分かれている。領域２４における液晶１２の初期配向方向２９と領域２５における液晶１２の初期配向方向３１とは、互いに直交する。領域２４における画素電極５の延在方向と領域２５における画素電極５の延在方向とも、互いに直交する。領域２４の画素電極５の延在方向を延長すると、領域２５の画素電極に突き当たる。境界領域３２における液晶１２の初期配向方向３３は、領域２４の初期配向方向２９から同一回転方向に鋭角で回転した方向である。
【選択図】図４
Description
本発明は、視野角特性に優れた横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
広く用いられているＴＮ（Twisted Nematic）方式は、高コントラストである反面、液晶の分子軸が垂直電界によって立ち上がることから、視角依存性が著しいという問題があった。近年では、ＴＶ（television）など大型モニターや、携帯可能な情報端末でも、どこから見ても同じ画質が得られることが強く求められるようになっている。この要求に応えるために、ＩＰＳ（In-plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe field Switching）方式のような、基板に略平行な横電界を印加して、液晶をほぼ基板に平行な面で回転させる方式の採用が広がっている。
これらの横電界方式は、水平配向させたネマティック液晶の分子軸を、横電界によって基板に対して平行な面内で回転させるものである。この横電界方式によれば、液晶の分子軸の立ち上がりに伴う視野角方向による画質の変化を、抑制することができるため、視野角特性を改善することができる。
これらの横電界を用いた液晶表示装置において、特許文献１では、横電界を発生させる櫛歯電極を直交させる二領域を配置し、これに対応して液晶の初期配向方向が直交している二領域を設けることにより、二領域で色つきを抑制する技術が開示されている。
また、特許文献２では、画素間において、画素表示領域と画素間の領域とで異なる配向状態とする技術が開示されている。しかしながら、本願で後述するような直交する二つの配向領域に分割された画素において、直交する配向領域間の配向を安定化する技術についての示唆はない。
しかしながら、画素内で液晶の配向方向を直交させて、視野角を向上させる場合において、配向方向が直交する二領域の境界において、配向が不安定となることがある。
そこで、本発明の目的は、液晶の初期配向方向が互いに直交する二つの領域を画素内に有する構造において、それらの二つの領域の境界における配向方向を安定化させ、表示均一性に優れるとともに指押し等の外乱に対しても安定した表示が可能な横電界方式の液晶表示装置を提供することにある。
本発明に係る横電界方式の液晶表示装置は、
互いに対向する二枚の基板と、これらの基板間に挟持されるとともに当該基板に略平行な方向に配向された液晶からなる液晶層と、前記基板に略平行な横電界を発生する直線状電極とを有し、前記横電界によって前記液晶を前記基板に略平行な面内で回転させることにより、表示を制御する横電界方式の液晶表示装置であって、
前記表示を構成する画素が、領域Ｉ及び領域IIと、これらの領域Ｉ及び領域IIの境界領域とに分かれ、
前記領域Ｉにおける前記液晶の初期配向方向と前記領域IIにおける前記液晶の初期配向方向とが互いに直交し、前記領域Ｉにおける前記直線状電極の延在方向と前記領域IIにおける前記直線状電極の延在方向とが互いに直交し、前記領域Ｉの前記直線状電極の延在方向を延長すると前記領域IIの前記直線状電極に突き当たり、
前記境界領域における前記液晶の初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から同一回転方向に鋭角で回転した方向である、
ことを特徴とする。
互いに対向する二枚の基板と、これらの基板間に挟持されるとともに当該基板に略平行な方向に配向された液晶からなる液晶層と、前記基板に略平行な横電界を発生する直線状電極とを有し、前記横電界によって前記液晶を前記基板に略平行な面内で回転させることにより、表示を制御する横電界方式の液晶表示装置であって、
前記表示を構成する画素が、領域Ｉ及び領域IIと、これらの領域Ｉ及び領域IIの境界領域とに分かれ、
前記領域Ｉにおける前記液晶の初期配向方向と前記領域IIにおける前記液晶の初期配向方向とが互いに直交し、前記領域Ｉにおける前記直線状電極の延在方向と前記領域IIにおける前記直線状電極の延在方向とが互いに直交し、前記領域Ｉの前記直線状電極の延在方向を延長すると前記領域IIの前記直線状電極に突き当たり、
前記境界領域における前記液晶の初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から同一回転方向に鋭角で回転した方向である、
ことを特徴とする。
本発明によれば、液晶の初期配向方向が互いに直交する二つの領域を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見た場合にも良好な表示が得られる視野角の広い横電界方式の液晶表示装置が得られる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一又は類似の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
まず、電圧−透過率特性のシフトを抑制する関連技術１（未公開）を、図１９に示す。この関連技術１は、ＦＦＳモードの横電界方式の液晶表示装置の画素を二分割して領域Ｉとしての領域３９ａ、領域IIとしての領域３９ｂとし、領域３９ａの液晶５２ａの初期配向方向５３ａと領域３９ｂの液晶５２ｂの初期配向方向５３ｂとを直交させ、横電界４２ａと横電界４２ｂとが直交するようにストライプ状電極５４ａの延在方向とストライプ状電極５４ｂの延在方向とを直交させ、ストライプ状電極５４ａと初期配向方向５３ａとのなす角とストライプ状電極５４ｂと初期配向方向５３ｂとのなす角を等しくするものである。図１９には、初期配向方向５３ｂの斜め視野４０、初期配向方向５３ａに直交する方向の斜め視野４０、初期配向方向５３ａの斜め視野４１、初期配向方向５３ｂに直交する斜め視野４１、入射側偏光板の吸収軸４３、出射側偏光板の吸収軸４４などが開示されている。このようにすることで、横電界４２ａ，４２ｂを用いて液晶５２ａ，５２ｂを回転させて透過率を変化させる際に、二つの領域３９ａ，３９ｂの液晶５２ａ，５２ｂの互いの向きの直交を保ったままで、液晶５２ａ，５２ｂを回転させることができる。
図２０Ａに示すように、領域３９ｂでは初期配向方向５３ｂの斜め視野４０から見込むと電圧−透過率特性は低電圧側にシフトし、逆に、初期配向方向５３ｂに直交する方向の斜め視野４１から見込むと電圧−透過率特性は高電圧側にシフトする。領域３９ａでも同様である。これに対して、図２０Ｂに示すように、二つの領域３９ａ，３９ｂを合わせることにより、両者の視野角特性が平均化され、初期配向方向５３ａ，５３ｂ及びこれに直交する方向から見ても、正面の特性とほぼ同等な特性に近づけることができる。
図２１に、図１９に示す領域Ｉ及び領域IIの境界領域における配向を示す。領域Ｉとしての領域３９ａの初期配向方向５３ａと、領域IIとしての領域３９ｂの初期配向方向５３ｂとは、直交している。そのため、これらの境界領域３９ｃでは、初期配向方向５３ａと初期配向方向５３ｂとを連続的につなぐような液晶方位の変形が生じる。このような連続的な液晶方位の変形として、図２１に示す領域３９ａの初期配向方向５３ａを基準として、反時計回りの方位に回りながら連続的に接続する変形３９１と、時計回りの方位に回りながら連続的に接続する変形３９２とが挙げられる。これらの変形３９１，３９２は、同等の液晶の変形エネルギーを生じさせるため、同等の確率で生じる可能性がある。
通常の構造で、領域Ｉ及び領域IIを一画素内に形成した場合には、図２１の時計回りの変形３９２を生じている画素と、反時計回りの変形３９１を生じている画素とが存在してしまう。これらの変形３９１，３９２は、境界領域３９ｃの通常遮光されている領域で生じているため、直接的な表示としては見えない。しかし、液晶表示装置の表示面を指で押した場合などに生じるドメイン異常等は、境界領域３９ｃの配向が異なると、異常ドメインの成長の仕方が異なるため、画素によって表示異常が残りやすくなる。
また、液晶に電界を印加した場合の、境界領域と領域Ｉとの間の液晶の回転の仕方、及び、境界領域と領域IIとの間の液晶の回転の仕方は、境界領域の液晶の回転の影響を受ける。そのため、画素ごとに境界領域の回転方向が異なると、透過率が画素ごとに微妙に異なり、ザラツキ等の表示異常となることがある。
更に、一画素内の境界領域において、異物や配向異常等により配向の連続性が失われた場合、境界領域の液晶の回転方向が一定にならない。この場合、当該画素の表示は非常に不安定となり、信頼性上の不具合にもつながる結果となる。
上述のように、関連技術１には、境界領域の配向が二種類存在することにより、表示が不安定になるという課題があった。
そこで、下記実施形態の目的は、直交配向を有する横電界方式の液晶表示装置において、境界領域の配向を安定化させ、更に望ましい回転方向を与えることにより、表示の均一性の向上と、表示面を指で押した場合などの安定性等の向上とを図ることにある。これにより、直交配向を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見込んだ場合の透過率を抑制し、どの視野角から見込んだ場合でも、良好な黒表示が得られる横電界方式の液晶表示装置を与える。
［実施形態１］
本発明の実施形態１について、図１、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。すなわち、ここでの説明で用いる符号は、図１乃至図５のいずれかに開示されている。図１は、一画素の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’の断面図を示す。図３は、画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。図４は、配向分割の境界部の配向を拡大して示したものである。図５Ａは図４のＢ−Ｂ’断面における液晶の配向を示し、図５Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態１について、図１、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。すなわち、ここでの説明で用いる符号は、図１乃至図５のいずれかに開示されている。図１は、一画素の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’の断面図を示す。図３は、画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。図４は、配向分割の境界部の配向を拡大して示したものである。図５Ａは図４のＢ−Ｂ’断面における液晶の配向を示し、図５Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本実施形態１の液晶表示装置は、互いに対向する二枚の基板としてのＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０と、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の間に挟持されるとともにＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０に略平行な方向に配向された液晶１２からなる液晶層１２ａと、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０に略平行な横電界を発生する直線状電極としての画素電極５とを有し、その横電界によって液晶１２をＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０に略平行な面内で回転させることにより、表示を制御する。
その表示を構成する画素（図１乃至図５）は、領域Ｉとしての領域２４及び領域IIとしての領域２５と、領域２４及び領域２５の境界領域３２とに分かれている。領域２４における液晶１２の初期配向方向２９と領域２５における液晶１２の初期配向方向３１とは、互いに直交する。領域２４における画素電極５の延在方向と領域２５における画素電極５の延在方向とも、互いに直交する。領域２４の画素電極５の延在方向を延長すると、領域２５の画素電極に突き当たる。境界領域３２における液晶１２の初期配向方向３３は、領域２４の初期配向方向２９から同一回転方向に鋭角で回転した方向である。
以下、本実施形態１を、作成順を追って、詳細に説明する。
まず、第１のガラス基板からなる透明絶縁性の基板２０上に、第１の透明導電膜としてＩＴＯ（indium tin oxide）を５０［ｎｍ］成膜し、このＩＴＯに平面状の共通電極１のパタンを形成する。更にこの上に、第１の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムに走査線３及び共通信号配線２のパタンを形成する。
続いて、ゲート絶縁膜１３として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を４００［ｎｍ］成膜し、薄膜半導体層６として水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を２００［ｎｍ］及びｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を５０［ｎｍ］積層成膜し、画素のスイッチング素子となるＴＦＴ（thin film transistor）部分のみに薄膜半導体層６を残すパターニングをする。更に、第２の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムにデータ線４、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄ、第２の金属層からなる画素電極５の一部のパタンを形成する。
続いて、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄをマスクとして、薄膜半導体層６のｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。続いて、保護絶縁膜１４として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を１５０［ｎｍ］成膜し、その窒化シリコンの一部に画素電極５を接続するためのスルーホール８を形成する。
更に、この上に第２の透明導電膜としてＩＴＯを４０［ｎｍ］成膜し、そのＩＴＯに画素電極５のパタンを形成する。画素電極５は、ストライプ状のパタンを両端部９で接続した形状とする。ストライプ状の画素電極５の幅は３［μｍ］、ストライプ状の画素電極５の間のスリットの幅は６［μｍ］とする。画素の上半分の領域IIとしての領域２５では、水平方向（走査線３の延在方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ状の画素電極５を延在させ、画素の下半分の領域Ｉとしての領域２４では、これと直交させる方向にストライプ状の画素電極５を延在させてある。以上の方法により、ＴＦＴアレイ基板２８を作製する。
ここで、領域Ｉ、IIの呼び方として、一方の領域の直線状に形成したストライプ状の画素電極５の延長方向が、他方の領域の直線状に形成したストライプ状の画素電極５に突き当たる場合、一方の領域を領域Ｉすなわち領域２４、他方の領域を領域IIすなわち領域２５としている。
更に、第２のガラス基板からなる透明絶縁性の基板２１上に、樹脂ブラックを用いてブラックマトリクス１７を形成し、この上にＲＧＢ（Red Green Blue）の色層１８を所定のパタンに形成し、その上にオーバーコート層１９を形成する。さらに、このオーバーコート層１９の上に、重ね合わせ時に、走査線３に対向する位置のブラックマトリクス１７上に柱状スペーサ（図示せず）を形成する。
上述のように作製したＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方に、光照射により配向可能な配向膜１５，１６を形成し、図４に示す領域２４，２５を形成するように光配向処理を行う。図４の上半分において水平方向（図１に示す走査線３の延在方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ状の画素電極５を延在させた領域２５では、水平方向に初期配向方向３１を設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０との両方において、プレティルト角を０°とする。更に図４の下半分において縦方向（図１に示す走査線３の延在方向に直交する方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ状の画素電極５を延在させた領域２４では、縦方向に初期配向方向２９を設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０との両方において、プレティルト角を０°とする。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向する際に、それぞれの配向膜１５，１６の配向処理方向を決定する。ＴＦＴアレイ基板２８では、領域２４，２５の配向膜１５を、それぞれの配向処理方向が互いに直交する配向膜１５ａ，１５ｂとする。カラーフィルタ基板３０では、領域２４，２５の配向膜１６を、それぞれの配向処理方向が互いに直交する配向膜１６ａ，１６ｂとする。そして、ＴＦＴアレイ基板２８では境界領域３２の配向膜１５を領域２４の配向膜１５ａと同じにし、カラーフィルタ基板３０では境界領域３２の配向膜１６を領域２５の配向膜１６ｂと同じにする。すなわち、境界領域３２の配向膜１５ａ，１６ｂは互いに直交する配向処理方向となる。換言すると、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向方向を広げるようにする。境界領域３２において、配向膜１５ａおよび１６ｂを両基板の配向膜の状態とする領域の幅は２〜５［μｍ］とした。
このように、本実施形態１では、境界領域３２において、液晶層１２ａとＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０との間の二つの界面（配向膜１５ａ，１６ｂ）における配向処理方向が、一方の界面（配向膜１５ａ）と他方の界面（配向膜１６ｂ）とで互いに直交しており、一方の界面（配向膜１５ａ）の配向処理方向は、領域２４の配向処理方向と一致し、他方の界面（配向膜１６ｂ）の配向処理方向は、領域２５の配向処理方向と一致している。
次に、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０とにシール材を塗布してこれらを貼りあわせ、この中に正の誘電率異方性を有する液晶１２を注入して封止する。ここで、液晶１２の物性値はΔε＝５．５、Δｎ＝０．１００とし、液晶層１２ａの厚さｄは４．０［μｍ］となるように、柱状スペーサの高さを制御する。このとき、液晶層１２ａのリターデーションは、Δｎとｄの積で与えられ、４００［ｎｍ］とする。液晶材には、右回りのカイラル材１０を添加しておく。液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
更に、基板２０，２１の外側に、偏光軸が直交するように、偏光板２２，２３を貼付する。ここで、ＴＦＴアレイ基板２８側の偏光板２２の吸収軸２６の向きは、領域２４の初期配向方向２９と一致させる。カラーフィルタ基板３０側の偏光板２３の吸収軸２７の向きは、領域２５の初期配向方向３１と一致させる。
上述のように作製した液晶表示パネルに、バックライトと駆動回路を実装することにより、実施形態１のアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。図２に、バックライトの入射方向６０を示す。
上述のように、液晶材中に右回りのカイラル材１０を含有させ、配向処理方向が互いに９０°異なる配向膜１５ａ，１６ｂによって境界領域３２の液晶層１２ａを挟むことにより、図５Ｂに示すように、境界領域３２の液晶１２を右回りにツイストさせることができる。そのため、境界領域３２の初期配向方向３３を一意に決めることができる。上述の場合、境界領域３２でツイスト配向している液晶１２は、いずれの箇所でも、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転した方向をとる。この結果、領域２４と領域２５との境界領域３２における初期配向方向３３が安定化することにより、その境界領域３２において時計回りと反時計回りの配向が同時に発生して配向が不安定になることを防止でき、均一な表示が得られる。
上記のようにカイラル材１０を含有させる際に、液晶材のカイラルピッチとしては、液晶層１２ａのセルギャップの４倍以上かつ２００［μｍ］以下であることが望ましい。液晶層１２ａの厚さに対して、カイラルピッチが短すぎると、ＴＦＴアレイ基板２８側とカラーフィルタ基板３０側とで同じ方向に配向処理してある領域２４，２５で、液晶ダイレクタの方位が１８０°ツイストしてしまう不具合が生じやすい。このような不具合は、カイラルピッチが液晶層１２ａの２倍以下のところで顕著に生じるので、カイラルピッチを液晶層１２ａの４倍以上とすることで安定に抑制することができる。
一方、カイラルピッチが長すぎると、カイラル材１０によって、境界領域３２を一方に回すエネルギーが不足するため、境界領域３２の初期配向方向３３を一方向に固定しにくくなる。カイラルピッチとしては、２００［μｍ］以下であることが望ましい。
上述の実施形態１では、右回りのカイラル材１０を添加し、境界領域３２を挟む配向膜１５ａ，１６ｂの配向処理方向を互いに９０°異ならせることにより、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転させた方向で、境界領域３２の初期配向方向３３を安定化させている。ここで、図５Ａ及び図５Ｂに示す構成において、右回りのカイラル材１０の代わりに左回りのカイラル材を添加することにより、領域２４の初期配向方向２９から時計回りに鋭角で回転させた方向で、境界領域３２の初期配向方向３３を安定化させることもできる。
液晶に横電界を印加した場合の配向を、実施形態１のように領域Ｉの配向方向から反時計回りの方位で境界領域の配向を安定化させた場合を図７に示し、カイラル材のカイラリティを反対にして、領域Ｉの配向方向から時計回りの方位で境界領域の配向を安定化させた場合を図８に示す。
本実施形態１では、領域２４，２５の初期配向方向２９，３１からそれぞれ反時計回りに８°回転した方向に、画素電極５の延在方向を採っている。このため、画素電極５に直交する方向の横電界４５，４６を印加した場合には、図７に示すように、領域２４，２５ではそれぞれ時計回りに液晶１２が回転する。
一方、境界領域３２と領域２５との境界では、領域２５における画素電極５の長手方向に直交する方位の電界５１が主となり、境界領域３２と領域２４との境界では、領域２４における画素電極５の長手方向の電界５０が主となる。このため、図７に示すように、境界領域３２の初期配向方向３３が領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転した方向に分布する場合には、境界領域３２の液晶１２は電界印加により時計回りに回転することになる。
これに対し、図８に示すように、境界領域３２の初期配向方向３３が領域２４の初期配向方向２９から時計回りに鋭角で回転した方向に分布する場合には、境界領域３２の液晶１２は電界印加により反時計回りに回転することになる。上述のように、領域２４，２５では電界印加により時計回りに液晶１２が回転するので、図８に示すように、境界領域３２において電界印加により液晶１２が反時計回りに回転すると、この部分だけが逆方向に回転することになり、配向が不安定になる。このため、液晶表示装置の表示面を指で押した場合などに生じるドメイン異常が残りやすくなる等の問題が生じる。
したがって、図７に示す構成によれば、領域２４，２５と境界領域３２とにおいて液晶１２がすべて時計回りに回転することにより、液晶１２の配向が安定化するので、表示面を指で押した場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
このように、画素電極５と共通電極１（図１及び図２参照）との間に電位差を与えた場合における、領域２４，２５の液晶１２の回転方向と、境界領域３２の液晶１２の回転方向とを一致させるためには、境界領域３２における初期配向方向３３を、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転させた方向にすることが望ましい。この回転方向は、領域２４，２５における横電界４５，４６による液晶１２の回転方向とは反対方向である。
また、図４の上半分の領域２５の初期配向方向３１と下半分の領域２４の初期配向方向２９とは直交するように角度を設定してあり、領域２４と領域２５との面積はほぼ等しくしてあるため、領域２４及び領域２５の相互の補償が行いやすくなり、電圧―輝度特性の視野角による変動や色つきが少なく、かつ対称性の良い、良好な視野角特性を得ることができる。
上述のようにして得られた液晶表示装置では、画素電極５と共通電極１との間に電界を印加すると、領域２４及び領域２５において、いずれも液晶１２は時計回りに回転する。領域２４及び領域２５では、液晶１２の初期配向方向２９，３１が互いに直交しており、横電界４５，４６も互いに直交しており、初期配向方向２９，３１と横電界４５，４６とのそれぞれのなす角がほぼ等しい。そのため、領域２４の液晶１２と領域２５の液晶１２とは、互いに直交した状態のまま回転する。したがって、領域２４及び領域２５それぞれ単独では問題となる電圧−透過率特性のシフトが、両領域２４，２５を同じ面積で配置することにより、互いに視野角特性が補償し合うので顕著に抑制される（図２０Ａ及び図２０Ｂ参照）。
上述の境界領域３２の初期配向方向３３は、黒表示の際に、偏光板２２，２３の偏光軸と異なる方向を向いてしまうため、光漏れが生じる。したがって、この部分は遮光することが望ましい。本実施形態１では、第１の金属層からなる共通信号配線２をこの部分に配置することによって遮光する。これにより、精度よく、必要な領域のみを遮光することができるため、開口率を落とすことなく、十分な遮光を行うことができる。
また、不透明金属層の電位が共通電極１の電位と等しいため、電気的な擾乱を与えることなく、良好な表示を得ることができる。上述の例では、ＴＦＴアレイ基板２８側に共通電極１と等電位の不透明金属層を配置することにより、光漏れを抑制したが、不透明金属層は画素電極５の電位と等しくしても同等の効果が得られる。また、領域２４と領域２５との境界領域３２の遮光は、カラーフィルタ基板３０側にブラックマトリクス１７を設けて行うこともできる。
上述の実施形態１において、光照射によって分割配向を行う際に、光照射領域を完全に線で分割することは困難である。したがって、１［μｍ］程度、領域間の重なりを持って光照射を行うことにより、画素内で光が照射されないために配向しない領域を、作らないようにする。これによって、配向が不完全な箇所が画素内に発生せず、本実施形態１で記載した境界領域３２の配向をより完全な配向状態とすることができる。
また、上述の実施形態１では、領域２４及び領域２５の各々で、ストライプ状の画素電極５と、液晶１２の初期配向方向２９，３１とのなす角を８°としたが、これは５〜１０°の範囲であれば、ほぼ同等で良好な表示が得られる。また、場合によっては、２°以上２０°以下であれば、ほぼ問題ない表示を得ることができる。このように初期配向方向２９，３１とストライプ状の画素電極５の延在方向とは、画素の形状とサイズに応じて、適宜設計することができる。
［実施形態２］
本発明の実施形態２について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。本発明の実施形態２は、境界領域の配向状態以外は、実施形態１と同じ構造である。図６Ａは、領域Ｉと領域IIの液晶の配向を示す断面図であり、図６Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態２について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。本発明の実施形態２は、境界領域の配向状態以外は、実施形態１と同じ構造である。図６Ａは、領域Ｉと領域IIの液晶の配向を示す断面図であり、図６Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
実施形態１では、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向膜１５ａによって領域２４の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向膜１６ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにする。そして、液晶材に右回りのカイラル材１０を添加することにより、配向膜１５ａ，１６ｂが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図５Ｂに示すような方向に固定する。
これに対して、本実施形態２では、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２５と同じ配向膜１５ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２４と同じ配向膜１６ａによって領域２４の配向領域を広げるようにする。換言すると、境界領域３２において、配向処理方向が９０°異なる配向膜１５ｂ，１６ａを形成する。
そして、液晶材に左回りのカイラル材１１を添加することにより、配向膜１５ｂ，１６ａが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図６Ｂに示すような方向に固定する。つまり、境界領域３２の初期配向方向３３を、図６Ｂに示すように、領域２４の初期配向方向２９から、反時計回りに回しながら、領域２５の初期配向方向３１につなげることができる。この場合も液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まることにより、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。また、本実施形態２の場合も図７に示す場合と同様に、ストライプ状の画素電極５と平面状の共通電極１（図１及び図２参照）との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界により、境界領域３２の液晶１２は時計回りに回転する。そのため、境界領域３２の液晶１２の回転方向は領域２４，２５それぞれの回転方向と一致することにより、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向は安定し、更に表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
［実施形態３］
本発明の実施形態３について、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。本発明の実施形態３は、境界領域の配向状態以外は、実施形態１と同じ構造である。図９Ａは、領域Ｉと領域IIの液晶の配向を示す断面図であり、図９Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態３について、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。本発明の実施形態３は、境界領域の配向状態以外は、実施形態１と同じ構造である。図９Ａは、領域Ｉと領域IIの液晶の配向を示す断面図であり、図９Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本実施形態３では、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方、カラーフィルタ基板３０の方とも、領域２４の初期配向方向２９から、反時計回りに一定の鋭角だけ回転した方向に初期配向方向３３を設定している。つまり、境界領域３２の配向膜１５ｃ，１６ｃの配向処理方向を、領域２４の配向膜１５ａ，１６ａ及び領域２５の配向膜１５ｂ，１６ｂの配向処理方向に対して斜めする。
このように、本実施形態３では、境界領域３２において、液晶層１２ａとＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０との間の二つの界面（配向膜１５ｃ，１６ｃ）における配向処理方向が、領域２４の配向処理方向と領域２５の配向処理方向との間であり、かつ略同一の方向である。
この場合は、液晶材にカイラル材を添加する必要はなく、境界領域３２では液晶１２が所定の方位に並んでいる。これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まり、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。
また、図７に示す場合と同様に、ストライプ状の画素電極５と平面状の共通電極１（図１及び図２参照）との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界５０，５１により、境界領域３２の液晶１２の回転方向は時計回りになる。したがって、境界領域３２の液晶１２の回転方向は、領域２４，２５それぞれの液晶１２の回転方向と一致する。そのため、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向は安定し、更に表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
更に、本実施形態３では、境界領域３２の初期配向方向３３がＴＦＴアレイ基板２８の側とカラーフィルタ基板３０の側とでほぼ同じである。この場合、全体として、境界領域３２の初期配向方向３３が、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転した方向となるため、他の実施形態と同様の効果が得られる。
［実施形態４］
本発明の実施形態４について、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１０は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１１Ａは、図１０のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１１Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態４について、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１０は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１１Ａは、図１０のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１１Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
実施形態１では、領域２４，２５のストライプ状の画素電極５の延在方向が、それぞれ液晶１２の初期配向方向２９，３１から、反時計回りに８°回転した方向である。これに対し、本実施形態４では、領域２４，２５のストライプ状の画素電極５の延在方向が、液晶１２の初期配向方向２９，３１から時計回りに８°回転した方向である。
これに伴い、領域２４，２５において、電界を印加した場合に、液晶１２は反時計回りに回転する。このため、境界領域３２においては、領域２４，２５からの電界により、境界領域３２の液晶１２が反時計回りに回転することが望ましい。このためには、図１０に示すように、境界領域３２の初期配向方向３３を、領域２４の初期配向方向２９から時計回りに鋭角で回転させた方向にすることが望ましい。
これを実現するためには、図１１Ａに断面を示すように、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向膜１５ａによって領域２４の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向膜１６ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにする。換言すると、境界領域３２において、配向処理方向が９０°異なる配向膜１５ａ，１６ｂを形成する。そして、液晶材に左回りのカイラル材１１を添加することにより、配向膜１５ａ，１６ｂが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図１１Ｂに示すような方向に固定する。この場合も液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まり、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。また、ストライプ状の画素電極５と平面状の共通電極１（図１及び図２参照）との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界により、境界領域３２の液晶１２は反時計回りに回転する。そのため、境界領域３２の液晶１２の回転方向は、領域２４，２５それぞれの液晶１２の回転方向と一致する。したがって、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向が安定化する。更に、表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
［実施形態５］
本発明の実施形態５について、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。図１２は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１３Ａは、図１２のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１３Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態５について、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。図１２は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１３Ａは、図１２のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１３Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本実施形態５における実施形態１との違いは、領域が横方向に分割されている点である。この場合でも、領域２４，２５において、それぞれ液晶１２の初期配向方向２９，３１から反時計回りに８°回転させた方向に、ストライプ状の画素電極５の延在方向を設定する。これにより、電界を印加した場合に、領域２４，２５の液晶１２は時計回りに回転する。このとき、境界領域３２の初期配向方向３３は、図１２に示すように、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転させた方向にすることが望ましい。
これを実現するためには、図１３Ａに断面を示すように、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向膜１５ａによって領域２４の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向膜１６ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにする。換言すると、境界領域３２において、配向処理方向が９０°異なる配向膜１５ａ，１６ｂを形成する。そして、液晶材に右回りのカイラル材１０を添加することにより、配向膜１５ａ，１６ｂが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図１３Ｂに示すような方向に固定する。この場合も液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まり、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。また、ストライプ状の画素電極５と平面状の共通電極１（図１及び図２参照）との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界により、境界領域３２の液晶１２は反時計回りに回転する。そのため、境界領域３２の液晶１２の回転方向は、領域２４，２５それぞれの液晶１２の回転方向に一致する。したがって、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向が安定化する。更に、表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
［実施形態６］
本発明の実施形態６について、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて説明する。図１４は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１５Ａは、図１４のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１５Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本発明の実施形態６について、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて説明する。図１４は、配向分割した領域Ｉ、領域II及び境界領域の部分の配向を拡大して示したものである。図１５Ａは、図１４のＡ−Ａ’断面における液晶の配向を示し、図１５Ｂは更にこれをカラーフィルタ基板側から見た場合の配向を示している。
本実施形態６における実施形態１との違いは、領域の分割の構造について、領域２４が図の上側となっており、領域２５が図の下側となっている点である。この場合でも、領域２４，２５において、それぞれ液晶１２の初期配向方向２９，３１から反時計回りに８°回転させた方向にストライプ状の画素電極５の延在方向を設定する。これにより、電界を印加した場合に、領域２４，２５の液晶１２は時計回りに回転する。このとき、境界領域３２の初期配向方向３３は、図１４に示すように、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転させた方向にすることが望ましい。
これを実現するためには、図１５Ａに断面を示すように、ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向膜１５ａによって領域２４の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向膜１６ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにする。換言すると、境界領域３２において、配向処理方向が９０°異なる配向膜１５ａ，１６ｂを形成する。そして、液晶材に右回りのカイラル材１０を添加することにより、配向膜１５ａ，１６ｂが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図１５Ｂに示すような方向に固定する。この場合も液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まり、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。また、ストライプ状の画素電極５と平面状の共通電極１（図１及び図２参照）との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界により、境界領域３２の液晶１２は、反時計回りに回転する。そのため、境界領域３２の液晶１２の回転方向は、領域２４，２５それぞれの液晶１２の回転方向に一致する。したがって、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向が安定化する。更に、表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
［実施形態７］
本発明の実施形態７について、図１６、図１７及び図１８を用いて説明する。図１６は、１画素の平面図である。図１７は、図１６のＡ−Ａ’の断面図を示す。図１８は、画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。本実施形態７を、以下、作成順を追って、詳細に説明する。
本発明の実施形態７について、図１６、図１７及び図１８を用いて説明する。図１６は、１画素の平面図である。図１７は、図１６のＡ−Ａ’の断面図を示す。図１８は、画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。本実施形態７を、以下、作成順を追って、詳細に説明する。
まず、第１のガラス基板からなる基板２０上に、第１の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムに走査線３及び共通信号配線２のパタンを形成する。続いて、ゲート絶縁膜１３として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を４００［ｎｍ］成膜し、薄膜半導体層６として水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を２００［ｎｍ］及びｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を５０［ｎｍ］積層成膜し、画素のスイッチング素子としてのＴＦＴ部分にのみ薄膜半導体層６が残るパターニングをする。
更に、第２の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムにデータ線４、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄ、並びに第２の金属層からなる画素電極３４の一部のパタンを形成する。続いて、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄをマスクとして、ＴＦＴ部の薄膜半導体層６におけるｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。
続いて、保護絶縁膜１４として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を６００［ｎｍ］成膜し、この窒化シリコンに画素電極３４を接続するスルーホール３８及び共通電極３５を接続するスルーホール３７を形成する。更に、この上に透明電極としてＩＴＯを８０［ｎｍ］成膜し、このＩＴＯに画素電極３４のパタン及び共通電極３５のパタンを形成する。画素電極３４及び共通電極３５は、ストライプ状のパタンを端部で接続し、櫛歯を噛み合わせた形状とする。画素電極３４及び共通電極３５のそれぞれの幅は３．５［μｍ］、画素電極３４と共通電極３５との間隔は７［μｍ］とする。
画素電極３４及び共通電極３５の櫛歯状電極の直線パタンは、画素の上半分の領域Ｉとしての領域２４では、縦方向（走査線３に垂直な方向）に延在し、画素の下半分の領域IIとしての領域２５では、横方向（走査線３に平行な方向）に延在し、これらを互いに直交させる。領域Ｉの直線状電極の延在方向を延長すると、領域IIの直線状電極に突き当たる構成となっている。更に、共通電極３５の一部３６は、データ線４、走査線３、及び、走査線３と共通信号配線２との間をシールドする。以上の方法により、ＴＦＴアレイ基板２８を形成する。
図２に示す実施形態１では、平面状に形成された共通電極１と、その上にゲート絶縁膜１３及び保護絶縁膜１４を介して配置されたストライプ状の画素電極５との間に形成されるフリンジ電界により、液晶１２を面内で回転させる。これに対し、本実施形態７では、櫛歯状の画素電極３４と同じく櫛歯状の共通電極３５との間に、横電界を発生させることにより、液晶１２を面内で回転させる。
本実施形態７では、領域２４，２５の液晶１２の初期配向方向２９，３１を、櫛歯状の画素電極３４及び共通電極３５の延在方向に対して、１５°時計回りに回転する方向に設定する。
本実施形態７のその他の構成は実施形態１と同様であり、入射側偏光板２２の吸収軸２６は領域２４の初期配向方向２９に一致させ、出射側偏光板２３の吸収軸２７はこれに直交させる。また、液晶層１２ａは、屈折率異方性Δｎを０．０７５とし、厚さｄを４［μｍ］とする。
この場合、領域２４，２５とも、液晶１２の初期配向方向２９，３１から反時計回りに１５°回転させた方向に櫛歯状の画素電極３４の延在方向を設定する。これにより、電界を印加した場合に、領域２４，２５の液晶１２は時計回りに回転する。この場合、境界領域３２の初期配向方向３３は、図１８に示すように、領域２４の初期配向方向２９から反時計回りに鋭角で回転させた方向にすることが望ましい。
これを実現する技術は、実施形態１と同様であるので、以下図５Ａ及び図５Ｂに基づき説明する。ＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方を光配向により配向方向を決定する際に、境界領域３２において、ＴＦＴアレイ基板２８の方は領域２４と同じ配向膜１５ａによって領域２４の配向方向を広げるようにし、カラーフィルタ基板３０の方は領域２５と同じ配向膜１６ｂによって領域２５の配向方向を広げるようにする。換言すると、境界領域３２において、配向処理方向が９０°異なる配向膜１５ａ，１６ｂを形成する。そして、液晶材に右回りのカイラル材１０を添加することにより、配向膜１５ａ，１６ｂが対向した境界領域３２における初期配向方向３３を、図５Ｂに示すような方向に固定する。この場合も液晶材のカイラルピッチは８０［μｍ］とする。
これにより、境界領域３２の初期配向方向３３が一意に決まり、液晶１２の配向が安定化するので、良好な表示が得られる。また、櫛歯状の画素電極３４と同じく櫛歯状の共通電極３５との間に電界を印加した場合に、領域２４と境界領域３２との間及び領域２５と境界領域３２との間に働く電界により、境界領域３２の液晶１２は、反時計回りに回転する。そのため、境界領域３２の液晶１２の回転方向は、領域２４，２５それぞれの液晶１２の回転方向に一致する。したがって、電界を印加して液晶１２を回転させた場合でも、領域２４、境界領域３２、領域２５の配向が安定化する。更に、表示面を指押しした場合などでも、ドメイン異常の発生が少なく、良好な表示を得ることができる。
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
［付記１］互いに対向する二枚の基板と、これらの基板間に挟持されるとともに当該基板に略平行な方向に配向された液晶からなる液晶層と、前記基板に略平行な横電界を発生する直線状電極とを有し、前記横電界によって前記液晶を前記基板に略平行な面内で回転させることにより、表示を制御する横電界方式の液晶表示装置であって、
前記表示を構成する画素が、領域Ｉ及び領域IIと、これらの領域Ｉ及び領域IIの境界領域とに分かれ、
前記領域Ｉにおける前記液晶の初期配向方向と前記領域IIにおける前記液晶の初期配向方向とが互いに直交し、前記領域Ｉにおける前記直線状電極の延在方向と前記領域IIにおける前記直線状電極の延在方向とが互いに直交し、前記領域Ｉの前記直線状電極の延在方向を延長すると前記領域IIの前記直線状電極に突き当たり、
前記境界領域における前記液晶の初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から同一回転方向に鋭角で回転した方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記表示を構成する画素が、領域Ｉ及び領域IIと、これらの領域Ｉ及び領域IIの境界領域とに分かれ、
前記領域Ｉにおける前記液晶の初期配向方向と前記領域IIにおける前記液晶の初期配向方向とが互いに直交し、前記領域Ｉにおける前記直線状電極の延在方向と前記領域IIにおける前記直線状電極の延在方向とが互いに直交し、前記領域Ｉの前記直線状電極の延在方向を延長すると前記領域IIの前記直線状電極に突き当たり、
前記境界領域における前記液晶の初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から同一回転方向に鋭角で回転した方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記２］付記１記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記同一回転方向は、前記領域Ｉにおける前記横電界による前記液晶の回転方向に対して反対となる方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記同一回転方向は、前記領域Ｉにおける前記横電界による前記液晶の回転方向に対して反対となる方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記３］付記１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記液晶の材料としてカイラル材を含む、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記液晶の材料としてカイラル材を含む、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記４］付記３記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記カイラル材のカイラルピッチが、前記液晶層の厚みの４倍以上かつ２００［μｍ］以下である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記カイラル材のカイラルピッチが、前記液晶層の厚みの４倍以上かつ２００［μｍ］以下である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記５］付記３又は４記載の液晶表示装置であって、
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、一方の前記界面と他方の前記界面とで互いに直交しており、
一方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの一方の配向処理方向と一致し、
他方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの他方の配向処理方向と一致している、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、一方の前記界面と他方の前記界面とで互いに直交しており、
一方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの一方の配向処理方向と一致し、
他方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの他方の配向処理方向と一致している、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記６］付記１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、前記領域Ｉの配向処理方向と前記領域IIの配向処理方向との間であり、かつ略同一の方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、前記領域Ｉの配向処理方向と前記領域IIの配向処理方向との間であり、かつ略同一の方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
［付記１１］二枚の透明絶縁性の基板の間に挟持され、これらの基板に略平行な方位に配向させた液晶からなる液晶層を有し、前記液晶を前記基板に略平行な横電界で変形させることにより、表示を制御する横電界方式の液晶表示装置であって、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交した二つの領域を有し、二つの領域の前記横電界の方向も互いに直交し、前記横電界を発生する直線状電極の延在方向の向きと前記液晶の初期配向方向とのなす角が一方の前記領域と他方の前記領域とで等しく、
画素内に前記二つの領域の境界となる領域（境界領域）を有し、前記境界領域の近傍で、一方の前記領域の前記直線状電極の延長方向が、他方の前記領域の前記直線状電極に突き当たる場合に、前記一方の領域を領域Ｉとし、前記他方の領域を領域IIとするとき、
前記境界領域における前記初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から一方向に鋭角で回転した方向にある、
ことを特徴する横電界方式の液晶表示装置。
前記液晶の初期配向方向が互いに直交した二つの領域を有し、二つの領域の前記横電界の方向も互いに直交し、前記横電界を発生する直線状電極の延在方向の向きと前記液晶の初期配向方向とのなす角が一方の前記領域と他方の前記領域とで等しく、
画素内に前記二つの領域の境界となる領域（境界領域）を有し、前記境界領域の近傍で、一方の前記領域の前記直線状電極の延長方向が、他方の前記領域の前記直線状電極に突き当たる場合に、前記一方の領域を領域Ｉとし、前記他方の領域を領域IIとするとき、
前記境界領域における前記初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から一方向に鋭角で回転した方向にある、
ことを特徴する横電界方式の液晶表示装置。
［付記１２］付記１１記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記境界領域の前記初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から、前記領域Ｉにおける前記横電界による前記液晶の回転方向に対して反対方向に、鋭角で回転した方向にある、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
前記境界領域の前記初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から、前記領域Ｉにおける前記横電界による前記液晶の回転方向に対して反対方向に、鋭角で回転した方向にある、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
本発明は、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置、及び、当該液晶表示装置を利用する任意の機器に利用可能である。
１ 平面状の共通電極
２ 共通信号配線
３ 走査線
４ データ線
５ ストライプ状の画素電極
６ 薄膜半導体層
７ｓ ソース電極
７ｄ ドレイン電極
８ 画素電極用のスルーホール
９ 両端部（ストライプ状の画素電極を接続する部分）
１０ 右回りのカイラル材
１１ 左回りカイラル材
１２ 液晶
１２ａ 液晶層
１３ ゲート絶縁膜
１４ 保護絶縁膜
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 配向膜
１７ ブラックマトリクス
１８ 色層
１９ オーバーコート層
２０，２１ 透明絶縁性の基板
２２ 入射側偏光板
２３ 出射側偏光板
２４ 領域Ｉ
２５ 領域II
２６ 入射側偏光板の吸収軸
２７ 出射側偏光板の吸収軸
２８ ＴＦＴアレイ基板
２９ 領域Ｉの初期配向方向
３０ カラーフィルタ基板
３１ 領域IIの初期配向方向
３２ 境界領域
３３ 境界領域の初期配向方向
３４ 櫛歯状の画素電極
３５ 櫛歯状の共通電極
３６ データ線等をシールドする共通電極の一部
３７ 共通電極用のスルーホール
３８ 画素電極用のスルーホール
３９ａ 領域Ｉ
３９ｂ 領域II
３９ｃ 境界領域
３９１，３９２ 変形
４０ 初期配向方向からの斜め視野
４１ 初期配向方向に垂直な方向からの斜め視野
４２ａ 領域Ｉの横電界
４２ｂ 領域IIの横電界
４３ 入射側偏光板の吸収軸
４４ 出射側偏光の吸収軸
４５ 領域Ｉの横電界
４６ 領域IIの横電界
５０ 領域Ｉから境界領域に向かう電界
５１ 領域IIから境界領域に向かう電界
５２ａ 領域Ｉの液晶
５２ｂ 領域IIの液晶
５３ａ 領域Ｉの初期配向方向
５３ｂ 領域IIの初期配向方向
５４ａ 領域Ｉのストライプ状電極
５４ｂ 領域IIのストライプ状電極
６０ バックライトの入射方向
２ 共通信号配線
３ 走査線
４ データ線
５ ストライプ状の画素電極
６ 薄膜半導体層
７ｓ ソース電極
７ｄ ドレイン電極
８ 画素電極用のスルーホール
９ 両端部（ストライプ状の画素電極を接続する部分）
１０ 右回りのカイラル材
１１ 左回りカイラル材
１２ 液晶
１２ａ 液晶層
１３ ゲート絶縁膜
１４ 保護絶縁膜
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 配向膜
１７ ブラックマトリクス
１８ 色層
１９ オーバーコート層
２０，２１ 透明絶縁性の基板
２２ 入射側偏光板
２３ 出射側偏光板
２４ 領域Ｉ
２５ 領域II
２６ 入射側偏光板の吸収軸
２７ 出射側偏光板の吸収軸
２８ ＴＦＴアレイ基板
２９ 領域Ｉの初期配向方向
３０ カラーフィルタ基板
３１ 領域IIの初期配向方向
３２ 境界領域
３３ 境界領域の初期配向方向
３４ 櫛歯状の画素電極
３５ 櫛歯状の共通電極
３６ データ線等をシールドする共通電極の一部
３７ 共通電極用のスルーホール
３８ 画素電極用のスルーホール
３９ａ 領域Ｉ
３９ｂ 領域II
３９ｃ 境界領域
３９１，３９２ 変形
４０ 初期配向方向からの斜め視野
４１ 初期配向方向に垂直な方向からの斜め視野
４２ａ 領域Ｉの横電界
４２ｂ 領域IIの横電界
４３ 入射側偏光板の吸収軸
４４ 出射側偏光の吸収軸
４５ 領域Ｉの横電界
４６ 領域IIの横電界
５０ 領域Ｉから境界領域に向かう電界
５１ 領域IIから境界領域に向かう電界
５２ａ 領域Ｉの液晶
５２ｂ 領域IIの液晶
５３ａ 領域Ｉの初期配向方向
５３ｂ 領域IIの初期配向方向
５４ａ 領域Ｉのストライプ状電極
５４ｂ 領域IIのストライプ状電極
６０ バックライトの入射方向
Claims (6)
- 互いに対向する二枚の基板と、これらの基板間に挟持されるとともに当該基板に略平行な方向に配向された液晶からなる液晶層と、前記基板に略平行な横電界を発生する直線状電極とを有し、前記横電界によって前記液晶を前記基板に略平行な面内で回転させることにより、表示を制御する横電界方式の液晶表示装置であって、
前記表示を構成する画素が、領域Ｉ及び領域IIと、これらの領域Ｉ及び領域IIの境界領域とに分かれ、
前記領域Ｉにおける前記液晶の初期配向方向と前記領域IIにおける前記液晶の初期配向方向とが互いに直交し、前記領域Ｉにおける前記直線状電極の延在方向と前記領域IIにおける前記直線状電極の延在方向とが互いに直交し、前記領域Ｉの前記直線状電極の延在方向を延長すると前記領域IIの前記直線状電極に突き当たり、
前記境界領域における前記液晶の初期配向方向は、前記領域Ｉの前記初期配向方向から同一回転方向に鋭角で回転した方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。 - 請求項１記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記同一回転方向は、前記領域Ｉにおける前記横電界による前記液晶の回転方向に対して反対となる方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。 - 請求項１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記液晶の材料としてカイラル材を含む、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。 - 請求項３記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記カイラル材のカイラルピッチが、前記液晶層の厚みの４倍以上かつ２００［μｍ］以下である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。 - 請求項３又は４記載の液晶表示装置であって、
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、一方の前記界面と他方の前記界面とで互いに直交しており、
一方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの一方の配向処理方向と一致し、
他方の前記界面の前記配向処理方向は、前記領域Ｉ及び前記領域IIの他方の配向処理方向と一致している、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。 - 請求項１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置であって、
前記境界領域において、前記液晶層と前記二枚の基板との間の二つの界面における配向処理方向が、前記領域Ｉの配向処理方向と前記領域IIの配向処理方向との間であり、かつ略同一の方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
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