JPH11174453A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バスライン遮光型液晶表示装置において生じ
る光漏れ、ディスクリネーションを抑止し、画像表示特
性を良好にする。 【解決手段】 ＴＦＴ基板２１側の配向膜のラビング方
向とデ−タバスライン１２の長さ方向とのなす角が４５
°であって、前記配向膜のプレチルト角が３°以上であ
り、かつ画素電極２８のデ−タバスライン１２上の縁
が、前記配向膜のラビング方向に対して１０°乃至３０
°の角度をなす線分１と前記第１のバスラインの長さ方
向に対して垂直である線分２とで構成されるジグザグ状
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ツイストネマティ
ック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）構造の液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２０は従来の直視型液晶表示装置を示
す平面図、図２１は同じくその直視型液晶表示装置の断
面図である。直視型液晶表示装置は、相互に対向して配
置された一対のガラス基板１１１，１１２の間に液晶１
１３を封入した構造となっている。

【０００３】ガラス基板１１１（以下、ＴＦＴ基板とも
いう）のガラス基板１１２（以下、対向基板ともいう）
側の面上には、複数本のゲートバスライン１０１および
ゲート電極１１４が形成されている。各ゲートバスライ
ン１０１は相互に平行に配置されており、ゲート電極１
１４はゲートバスライン１０１に接続されている。また
基板１１１上には、ゲートバスライン１０１およびゲー
ト電極１１４を覆うようにして絶縁膜１１５が形成され
ている。絶縁膜１１５上には、複数本のデータバスライ
ン１０２と、該データバスライン１０２に接続されたド
レイン電極１０４と、ソース電極１０７と、補助容量電
極１０５とが形成されている。データバスライン１０２
はゲートバスライン１０１に対し直交するように配置さ
れており、ドレイン電極１０４およびソース電極１１６
は、ゲート電極１１４を挟んで配置されている。また、
補助容量電極１０５はゲートバスライン１０１の上に配
置されている。ゲート電極１１４、ドレイン電極１０４
及びソース電極１１６によりＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）１０３が構成されている。

【０００４】絶縁膜１１５上には、データバスライン１
０２、ドレイン電極１０４及びソース電極１１６を覆う
ようにして保護膜１１７が形成されている。保護膜１１
７上には、ゲートバスライン１０１およびデータバスラ
イン１０２で区画される領域毎に、ＩＴＯからなる画素
電極１１８が形成されている。この画素電極１１８は、
コンタクトホール１１９を介して補助容量電極１０５に
接続する部分を除き、ゲートバスライン１０１およびデ
ータバスライン１０２に重ならないように形成される。
また、画素電極１１８は、コンタクトホール１１９を介
してソース電極１１６と接続されている。そして、保護
膜１１７上には、画素電極１１８を覆うようにして配向
膜（図示せず）が形成されている。この配向膜の表面は
基板縁に対して４５°の角度でラビング処理されてい
る。

【０００５】一方、ガラス基板１１２のガラス基板１１
１側の面上には、図２１に示すようにブラックマトリク
ス１１０が形成されている。ブラックマトリクス１１０
は、画素電極１１８に対応する部分が開口されており、
この開口部には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラ−
フィルタ（図示せず）が配置されている。図２０中の１
０６は、ブラックマトリクス１１０の開口部を示す。ブ
ラックマトリクス１１０の開口部１０６は製造時の位置
ずれによる光抜けや、駆動の際に生じるディスクリネー
ションによる光抜けを防止するものであるため、画素電
極１１８よりも小さく形成される。そして、ブラックマ
トリクス１１０及びカラ−フィルタ上にはＩＴＯからな
る対向電極（図示せず）が形成され、さらに対向電極を
覆うようにして配向膜（図示せず）が形成されている。
この配向膜のラビング方向はＴＦＴ基板１１１側ラビン
グ方向に直交している。

【０００６】そして、図には示してはいないが、一対の
ガラス基板１１１，１１２の対向面と反対側の面には、
一対の偏光板が互いの偏光軸の向きが垂直となるように
配置されている。このように構成された従来の直視型液
晶表示装置において、画素電極１１８と対向電極との間
に電圧を印加しないときは、ガラス基板１１１側の偏光
板を通過した光は液晶１１３の液晶分子のねじれに従っ
て、その偏波面方向が９０°ねじれる。そして、液晶１
１３を出た光のうちブラックマトリクス１１０に遮られ
なかった光はガラス基板１１２側の偏光板に達する。そ
の光の偏波面方向はガラス基板１１１側の偏光板の偏光
軸と同じとなっているため、光はこの偏光板を通過す
る。

【０００７】また、画素電極１１８と対向電極との間に
電圧を印加すると、液晶分子は画素電極１１８と対向電
極との間の電場の方向を向くため、その偏波面方向がね
じられず、光の偏波面方向はガラス基板１１２側の偏光
板の偏光軸と直角になっているため、光はこの偏光板を
通過することができない。このように、各画素電極１１
８と対向電極との間の電圧を制御することにより、所望
の画像の表示をすることができる。また、配向膜のラビ
ング角度を基板縁に対して４５°としているため、左右
の視角特性は対称となる。

【０００８】次に、従来の三板式投射型液晶表示装置に
ついて説明する。図２２は従来の三板式投射型液晶表示
装置の構造を示す模式図、図２３は同じく三板式投射型
液晶表示装置に用いるＲ（赤）用，Ｇ（緑）用，Ｂ
（青）用の液晶パネルと、それを構成する配向膜のラビ
ング方向を示す図である。光源１２０から出た光の光軸
に対し４５°の角度で半透過ミラー１２４と反射ミラー
１２５が順に配置され、反射ミラー１２５で反射した光
の進行方向に対し４５°の角度で半透過ミラー１２６と
半透過ミラー１２７が順に配置されている。反射ミラー
１２５と半透過ミラー１２６との間には、液晶パネル１
２２が光の進行方向に対し垂直に配置されている。半透
過ミラー１２７で反射した光の進行方向には投射レンズ
１３０が配置されている。

【０００９】また、光源１２０から出た光のうち半透過
ミラー１２４で反射された光の進行方向に対して４５°
の角度で半透過ミラー１２８と反射ミラー１２９が順に
設置され、反射ミラー１２９で反射した光の進行方向に
対し４５°の角度で半透過ミラー１２７が配置されてい
る。半透過ミラー１２８と半透過ミラー１２９との間に
は、液晶パネル１２１が光の進行方向に対し垂直に配置
されている。

【００１０】さらに、半透過ミラー１２８で反射した光
の進行方向に対し４５°の角度で半透過ミラー１２６が
配置され、半透過ミラー１２６で反射した光の進行方向
に対し４５°の角度で半透過ミラー１２７が配置されて
いる。半透過ミラー１２８と半透過ミラー１２６との間
には、液晶パネル１２３が光の進行方向に対し垂直に配
置されている。

【００１１】ここで用いる液晶パネルには、カラ─フィ
ルタを有しないこと以外は図２０および図２１に示す液
晶表示装置と基本的に同様に構成されたものが用いられ
ており、ＴＦＴ基板１１１側の配向膜のラビング方向と
対向基板１１２側の配向膜のラビング方向とはともに基
板縁に対し４５°の角度をなし、かつ互いに直交するよ
うに配置されている。

【００１２】このように構成された三板式投射型液晶表
示装置において、光源１２０から発された光のうち青色
の光は半透過ミラー１２４を透過し、赤色の光および緑
色の光は半透過ミラー１２４で反射される。半透過ミラ
ー１２４を透過した青色の光は、反射ミラー１２５で反
射され、液晶パネル１２２および半透過ミラー１２６を
透過し、半透過ミラー１２７で反射され、投射レンズ１
３０に向かう。

【００１３】一方、半透過ミラー１２４で反射された赤
色の光および緑色の光のうち、緑色の光は半透過ミラー
１２８を透過し、赤色の光は半透過ミラー１２８で反射
される。半透過ミラー１２８を透過した緑色の光は液晶
パネル１２１を透過し、半透過ミラー１２９で反射され
る。その反射された光は、半透過ミラー１２７を透過し
投射レンズ１３０に向かう。また、半透過ミラー１２８
で反射された赤色の光は、液晶パネル１２３を透過し、
半透過ミラー１２６で反射される。そしてさらに半透過
ミラー１２７で反射され、投射レンズ１３１に向かう。

【００１４】そして、それぞれの光路を経て、投射レン
ズ１３０を透過した青色の光、赤色の光および緑色の光
が合成されて、所望の画像表示がスクリーン１３１に投
射される。なお、Ｇ，Ｂ用の液晶パネル１２１，１２２
を透過した光は投射レンズ１３０に到達するまでに１回
だけ反射されるのに対し、Ｒ用の液晶パネル１２３を透
過した光は投射レンズ１３０に到達するまでに２回反射
される。従って、Ｒ用の液晶ネル１２３の描画する画像
は、図２３に示すように、Ｇ，Ｂ用の液晶パネル１２
１，１２２が描画する画像に対し左右対称にする必要が
ある。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の液晶パネル１２１，１２
２，１２３の描画する画像の視角特性を一致させること
が必要である。Ｇ，Ｂ用の液晶パネル１２１，１２２の
描画する画像とＲ用の液晶パネル１２３の描画する画像
との視角特性を一致していない場合は、スクリ−ン１３
１のある部分は赤に、別の部分はシアンに色づいてしま
う。すなわち、図２３に示すように、視角特性が悪くな
る方向（黒浮き方向；図中×印で示す）を一致するよう
に配置する。

【００１５】ところで、上記の液晶表示装置（以下、ブ
ラックマトリクス遮光型液晶表示装置という）のよう
に、対向基板側にブラックマトリクスを形成した場合、
基板の貼り合わせマージンが必要であることなどの理由
により、ブラックマトリクス幅はゲートバスライン幅お
よびデータバスライン幅よりも数ミクロン程度大きくす
る必要があり、その分だけ１画素の開口率が減少する。
図２０および図２１に示す液晶表示装置では、１画素の
開口率が５１％程度と低かった。

【００１６】近年では、バスラインを遮光膜として兼用
し、開口率を向上させるという液晶表示装置がある（以
後、バスライン遮光型液晶表示装置という）。以下、バ
スライン遮光型液晶表示装置の構造を図面を用いて示
す。図２４はバスライン遮光型液晶表示装置のＴＦＴ基
板側を示す平面図、図２５はバスライン遮光型液晶表示
装置の断面図である。

【００１７】バスライン遮光型液晶表示装置は、相互に
対向して設置された一対のガラス基板１５１，１５２の
間に液晶１５３を封入した構造となっている。ガラス基
板１５１のガラス基板１５２側の面上には、複数本のゲ
ートバスライン１４１およびゲート電極１５４が形成さ
れ、さらにこれらのゲートバスライン１４１およびゲー
ト電極１５４を覆うようにして絶縁膜１５５が形成され
ている。絶縁膜１５５上にはデータバスライン１４２と
ドレイン電極１４４とソース電極１５６とが形成されて
いる。ゲート電極１５４、ドレイン電極１４４及びソー
ス電極１５６によりＴＦＴ１４３が構成される。

【００１８】絶縁膜１５５上には、データバスライン１
４２、ドレイン電極１４４及びソース電極１５６を覆う
ようにして保護膜１５７が形成されている。保護膜１５
７上には、画素電極１４５がゲートバスライン１４１上
およびデータバスライン１４２上まで延在するように形
成されている。そして、保護膜１５７上には、画素電極
１４５を覆うようにして配向膜（図示せず）が形成され
ている。この配向膜の表面は基板縁に対して４５°の角
度でラビング処理されている。

【００１９】一方、ガラス基板１５２のガラス基板１５
１側の面上にはカラ−フィルタ及び対向電極（図示せ
ず）が形成されている。また、この対向電極上には、配
向膜（図示せず）が形成されている。この配向膜のラビ
ング方向は基板縁と４５°の角度を持つように設定され
ており、ＴＦＴ基板１５１側ラビング方向に直交してい
る。

【００２０】このように、バスライン遮光型液晶表示装
置では、画素電極１４５をゲートバスライン１４１およ
びデータバスライン１４２に重なるように形成し、バス
ライン１４１，１４２により画素間を遮光する構成とし
ている。そのため、１画素の開口率が７１％まで向上し
ている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバスライン遮光型液晶表示装置では、ＴＮ型液
晶では避けられないディスクリネーションラインをバス
ラインの中で完全に覆うことができないため、コントラ
スト低下の原因となるという問題がある。通常、ゲート
バスラインは補助電極を重ねるなどの必要性から幅を太
くすることが多いが、データバスラインは一般に５〜８
μｍ程度と細いため、特に、データバスライン脇に発生
するディスクリネーションの影響は大きい。

【００２２】ディスクリネーションの影響を軽減する方
法としては、配向膜のラビング方向をデータバスライン
にほぼ平行にするものがある（特開平５−２４１１５９
号，特開平５−２４１１６０号）。しかし、バスライン
遮光型液晶表示装置では、単に配向膜のラビング方向を
デ−タバスラインにほぼ平行としただけでは、漏れ光の
発生を防ぎ切れない。

【００２３】本発明は、バスライン遮光型液晶表示装置
において生じる光漏れ、ディスクリネーションを抑止
し、画像表示特性を良好にすることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、対向し
て配置された第１及び第２の透明基板と、前記第１及び
第２の透明基板間に封入された液晶と、前記第１の透明
基板上に相互に平行に配置された複数の第１のデータバ
スラインと、前記第１のバスラインに直角に交差し、前
記第１の透明基板上に配置された複数の第２のバスライ
ンと、前記第１のバスラインと前記第２のバスラインと
で囲まれた領域上に形成された前記第１及び第２のバス
ライン上に延在した透明画素電極と、前記第１及び第２
のバスライン及び前記画素電極上に形成された配向膜と
を有する液晶表示装置において、前記配向膜のラビング
方向と前記第１のバスラインの長さ方向とのなす角が約
４５°であって、前記配向膜のプレチルト角が３°以上
であり、かつ前記画素電極の前記第１のバスライン上の
縁が、前記第１の配向膜のラビング方向に対して１０°
乃至３０°の角度をなす線分と前記第１のバスラインの
長さ方向に対して垂直である線分とで構成されるジグザ
グ状となっていることを特徴とする液晶表示装置により
解決する。

【００２５】上記した課題は、光源と、前記光源から出
力された光をＲ（赤）表示用光，Ｇ（緑）表示用光，Ｂ
（青）表示用光に分離する光分離手段と、前記光分離手
段により分離された前記Ｒ（赤）表示用光、Ｇ（緑）表
示用光及びＢ（青）表示用光の通過域に配置されてＲ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画像をそれぞれ表示する
第１、第２及び第３の液晶パネルと、前記第１、第２及
び第３の液晶パネルの表示する画像を合成して投射する
投射レンズとを有する三板式投射型液晶表示装置におい
て、前記第１、第２及び第３の液晶パネルが、対向して
配置された第１及び第２の透明基板と、前記第１及び第
２の透明基板間に封入された液晶と、前記第１の透明基
板上に相互に平行に配置された第１のバスラインと、前
記第１のバスラインに直角に交差し前記第１の透明基板
上に配置された第２のバスラインと、前記第１のバスラ
インと前記第２のバスラインとで囲まれた領域上に形成
され、前記第１及び第２のバスライン上に延在した透明
画素電極と、前記第１及び第２のバスライン及び前記画
素電極上に形成された配向膜とを有し、前記配向膜のラ
ビング方向と前記第１のバスラインの長さ方向とのなす
角が約４５°であって、前記配向膜のプレチルト角が３
°以上であり、かつ前記画素電極の前記第１のバスライ
ン上の縁が前記配向膜のラビング方向に対して１０°乃
至３０°の角度をなす線分と第２のバスラインの長さ方
向に対して垂直である線分とで構成されるジグザグ状と
なっていることを特徴とする三板式投射型液晶表示装置
により解決する。

【００２６】以下、本発明の作用について説明する。本
発明の液晶表示装置においては、前記配向膜のラビング
方向と前記第１のバスラインの長さ方向とのなす角が約
４５°（例えば４０°〜５０°）であって、前記配向膜
のプレチルト角が３°以上であり、かつ前記画素電極の
前記第１のバスライン上の縁が、前記第１の配向膜のラ
ビング方向に対して１０°乃至３０°の角度をなす線分
と前記第１のバスラインの長さ方向に対して垂直である
線分とで構成されるジグザグ状となっている。

【００２７】上述の構成により、前記第１の基板から僅
かに上のちょうど電界が斜めになる付近の液晶分子の向
きが前記第１のバスラインの長さ方向と平行になるた
め、電界の方向に向くためのチルトの方向を主張せず、
電界に素直に従うためディスクリネ−ションをほとんど
生じない。また、配向膜のラビング方向と前記第１のバ
スラインの長さ方向とのなす角が約４５°であるため、
視角特性の変化が起こらない。さらに、前記画素電極の
前記第１のバスライン上の縁が前記第１の配向膜のラビ
ング方向に対して１０°乃至３０°の角度をなす線分と
第２のバスラインの長さ方向に対して垂直である線分と
で構成されるジグザグ状となっており、上下に隣接する
画素電極が水平及び垂直方向に並び、画像の歪みや違和
感を生じない。したがって、液晶表示装置において、光
漏れ及びディスクリネーションを抑止し、画像表示特性
を良好にすることができた。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
の液晶表示装置を示す平面図、図２は同じくその液晶表
示装置の断面図である。

【００２９】本実施の形態の液晶表示装置は、相互に対
向して設置された一対のガラス基板２１，２２の間に液
晶２３を封入した構造となっている。これらのガラス基
板２１，２２はいずれも矩形に形成されている。ガラス
基板２１（以下、ＴＦＴ基板ともいう）のガラス基板２
２（以下、対向基板ともいう）側の面上には、複数本の
ゲートバスライン１１およびゲート電極２４が形成され
ている。このゲートバスライン１１の幅は約２５μｍで
ある。各ゲートバスライン１１は基板２１の上縁に対し
て平行に配置されており、ゲート電極２４はゲートバス
ライン１１に接続されている。また、基板２１上には、
ゲートバスライン１１およびゲート電極２４を覆うよう
にして絶縁膜２５が形成されている。

【００３０】絶縁膜２５上には、複数本のデータバスラ
イン１２と、該データバスライン１２に接続されたドレ
イン電極１４と、ソース電極２６とが形成されている。
データバスライン１２の幅は約１０μｍであり、ソース
電極２６はデータバスライン１２と同じ材料から形成さ
れている。データバスライン１２はゲートバスライン１
１に対し直交するように配置されており、ドレイン電極
１４およびソース電極２６は、ゲート電極２４を挟んで
配置されている。ゲート電極２４、ドレイン電極１４及
びソース電極２６とによりＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
１３が構成されている。

【００３１】絶縁膜２５上には、データバスライン１
２、ドレイン電極１４及びソース電極２６を覆うように
して平坦化層（保護膜）２７が形成されている。この平
坦化層２７は比誘電率が３程度のアクリル系樹脂材から
なり、厚さは２μｍ程度である。これは、画素電極２８
とバスライン１１，１２との容量カップリングの影響を
小さくするためである。そして、平坦化層２７上には、
ゲートバスライン１１およびデータバスライン１２で区
画される領域毎に、ＩＴＯからなる画素電極２８が形成
されている。

【００３２】この画素電極２８は、ゲートバスライン１
１上及びデータバスライン１２上まで延在するように形
成されている。また、画素電極２８のデータバスライン
１２上にある縁は、データバスライン１２上の領域内で
データバスライン１２の長さ方向に対し１５°の角度で
長さが約１１μｍの線分１（以後、画素電極２８の端部
１という）と、ゲートバスライン１１の長さ方向に対し
垂直の線分２とで構成されている形状が交互に複数回繰
り返してなる形状（以後、ジグザグ状ともいう）となっ
ている。一方、画素電極２８のゲートバスライン１１上
にある縁３（以後、上縁３という）は、該ゲートバスラ
イン１１の長さ方向と平行となっている。画素電極２８
の上縁３側は、データバスライン１１上に５μｍ重なっ
ている。また、画素電極２８のゲートバスライン１１上
にあって縁３ではないほうの縁４（以後、下縁４とい
う）側はデータバスライン１１上に１０μｍ重なってい
る。データバスライン１２上にて隣接する画素電極２８
の端部１の間隔は約３μｍである。また、ゲートバスラ
イン１１上にて隣接する画素電極２８の上縁３と下縁４
との間隔は約１０μｍである。

【００３３】また、画素電極２８は、コンタクトホール
２９を介してソース電極２６と接続されている。このコ
ンタクトホール２９は、感光性樹脂（透明アクリル系ポ
ジレジスト等）を用い、平坦化層２７をドライエッチン
グ（酸素Ｏ₂ アッシャー）して形成するか、平坦化層２
７自体に感光性を持つレジスト（透明アクリル系ポジレ
ジスト等）を用い、ウエットエッチングを行い形成す
る。そして、平坦化層２７上には、画素電極２８を覆う
ようにして配向膜（図示せず）が形成されている。この
配向膜のラビング方向は、ゲートバスライン１１の長さ
方向に対して４５°の方向であり、画素電極２８の端部
１に対して３０°の方向である。また、配向膜のプレチ
ルト角は５°に設定されている。

【００３４】一方、ガラス基板２２のガラス基板２１側
の面上には、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のカラーフィルター（図示せ
ず）と、これらのカラーフィルターを覆うＩＴＯからな
る対向電極（図示せず）が形成されている。この対向電
極の面上には、配向膜（図示せず）が形成されている。
この配向膜のラビング方向はＴＦＴ基板２１側の配向膜
のラビング方向に直交している。

【００３５】そして、図には示してはいないが、一対の
ガラス基板２１，２２の対向面と反対側の面には、一対
の偏光板が互いの偏光軸の向きが垂直となるように配置
されている。以下に、本実施の形態において、画素電極
２８の端部１に対する配向膜のラビング角度を３０°、
プレチルト角を５°とした理由について説明する。

【００３６】そのためにまず、液晶表示装置における漏
れ光ピークと配向膜のラビング角度との関係について説
明する。隣接する画素電極間の横電界に起因して生じる
漏れ光には基本的に２つのピークがある。第１のピーク
は横電界発生の原因となる画素電極間で必ず発生する
が、この領域は遮光が完全なため殆ど問題とならない。
しかし、第２のピークは画素電極間の脇に発生するディ
スクリネーションによる漏れ光であり、このピークがコ
ントラスト低下の原因となる。

【００３７】図３〜５はブラックマトリクス遮光型液晶
表示装置を用いた場合のシュミレーション計算による漏
れ光ピークと画素電極端に対する配向膜のラビング角度
との関係を示す図である。ラビング角度が４５°のとき
は、横電界による第１のピーク（ピーク１）の左側にあ
る第２のピーク（ピーク２）により光漏れを生じる。ラ
ビング角度を４５°からバスライン側に回転させていく
と、第２のピークは減少しながら右側に移動していき、
第１のピークに吸収されてしまう。さらに、ラビング方
向と画素電極端とのなす角度を小さくすると今度は第２
のピークが第１のピークの右側に現れ、増大していく。
しかし、ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置の場
合、第１のピークの右側は構造上十分な幅の遮光膜があ
るためピークが左側にさえ発生しなければ光漏れはな
い。特に、ラビング角度が３０°以内ではほとんど漏れ
光がないことがわかる。

【００３８】図６〜８はバスライン遮光型液晶表示装置
を用いた場合のシュミレーション計算による漏れ光ピー
クと画素電極端に対する配向膜のラビング角度との関係
を示す図である。ラビング角度が４５°のときは、横電
界による第１のピークの左側にある第２のピークにより
光漏れを生じる。ラビング角度を４５°から画素電極端
側に回転させていくと、第２のピークは減少しながら右
側に移動していき、第１のピークに吸収されてしまう。
さらに、ラビング方向と画素電極端とのなす角度を小さ
くすると今度は第２のピークが右側に現れ、増大してい
く。特に、ラビング角度が１０°≦ラビング角度≦３０
°の範囲で漏れ光が少なくなる。

【００３９】次に、液晶表示装置における配向膜のプレ
チルト角と漏れ光ピークとの関係について説明する。図
９，１０はブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用
いた場合の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係
を示す図、図１１，１２はバスライン遮光型液晶表示装
置を用いた場合の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークと
の関係を示す図である。プレチルト角を小さくすると、
第２のピ−クが右側に移動するとともにピ−クの高さも
高くなる。ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用
いた場合では、前述のように右側遮光幅が十分なため光
漏れは生じない。しかし、バスライン遮光型液晶表示装
置の場合では、ピーク自体の存在自体が許されず、３°
未満のプレチルト角は不可となる。

【００４０】図１３は、横軸に画素電極端と配向膜のラ
ビング方向とのなす角度をとり、縦軸に光漏れ量をと
り、画素電極端と配向膜のラビング方向とのなす角度と
光漏れ量との関係を示す図である。図１４は横軸に配向
膜のプレチルト角をとり、縦軸に光漏れ量をとり、配向
膜のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係を示す図であ
る。なお、光漏れ量は、図３から図１２において、遮光
領域からはみ出したピークの面積とし、通常の液晶パネ
ル（画素電極端に対し配向膜のラビング方向を４５°と
したもの）の光漏れ量に対する百分率で示した。また、
バスライン遮光領域におけるラビング角やプレチルト角
の条件は、ある程度凡用性を持つことを示すために、代
表的な通常電圧（５Ｖ駆動用）液晶（ＺＬＩ−４７９
２：メルクジャパン）と低電圧（２．５Ｖ駆動用）液晶
（ＦＴ−５０２８：チッソ）の両方について記載した。

【００４１】図１３から、ブラックマトリクス遮光型液
晶表示装置を用いた場合では、画素電極端と配向膜のラ
ビング方向とのなす角度は３０°以内で漏れ光がなく、
バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合では、ラビ
ング角度を１０°≦ラビング角度≦３０°とする必要が
ある。図１４から、ブラックマトリクス遮光型液晶表示
装置を用いた場合では、プレチルト角度はほぼ全域で漏
れ光がなく、バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場
合では、プレチルト角度≧３°とする必要がある。

【００４２】これらの結果に基づいて、本実施の形態で
は、画素電極端と配向膜のラビング方向とのなす角度を
３０°とし、プレチルト角を５°とする。さらに、ＴＦ
Ｔ基板縁（デ−タバスラインの長さ方向）に対する配向
膜のラビング方向を４５°とした理由について説明す
る。ノート型パソコン等に搭載する直視型液晶表示装置
では、下方から画面を見上げることが少ない理由から視
角反転方向（視角特性が悪い方向）を下方に合わせる。
しかしＴＦＴ基板縁に対し約４５°のラビング方向でな
い場合、視角反転方向がずれてしまい、表示品質が著し
く損われる。

【００４３】そのため、配向膜のラビング角度による視
角反転方向を変えないように配向膜のラビング方向をＴ
ＦＴ基板縁に対して４５°の角度とする。本実施の形態
においては、第２のピ−クによる光漏れを防止するとと
もに視角反転方向を変えないために、ＴＦＴ基板側の配
向膜のラビング方向とデ−タバスラインの長さ方向との
なす角が４５°であり、両基板側の配向膜のプレチルト
角が３°以上であり、画素電極のデ−タバスライン上の
縁が、配向膜のラビング方向に対して３０°の角度をな
す線分とデ−タバスラインの長さ方向に対して垂直であ
る線分とで構成される形状が交互に複数回繰り返してな
る形状とした。

【００４４】本実施の形態の液晶表示装置においては、
図１５（ａ），（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板２１か
ら僅かに上のちょうど電界が斜めになる付近の液晶分子
の向きがデ−タバスライン１２と平行になるため、電界
の方向に向くためのチルトの方向を主張せず、電界に素
直に従うためディスクリネ−ションをほとんど生じな
い。また、画素電極２８の端部１をデータバスライン１
２に対して１５°とし、配向膜のラビング方向と画素電
極２８の端部１とのなす角度を３０°としているのでデ
ィスクリネ−ションを生じず、かつＴＦＴ基板２１縁に
対するラビング方向は従来同様４５°となり、視角特性
の変化も起こらない。

【００４５】また、本実施の形態においては、画素電極
２８が水平及び垂直方向に配列するとともに１画素がほ
ぼ矩形となるので、バスライン遮光方式であることと相
俟って、明るく違和感のない画像が得られる。本実施の
形態のように画素開口部を形成した場合、つまりデータ
バスライン１２および隣接する画素電極２８の隙間を３
μｍとし、データバスラインと画素電極２８の位置合わ
せマージンを２μｍとしている場合、従来ではバスライ
ンの太さが最低７μｍ必要であるのに対し、本実施の形
態では、バスラインの太さが１０μｍ必要となる。この
１０μｍという数値であるが、画素電極２８の隙間のジ
グザグの角度がＴＦＴ基板２１の端部１から１５°と
し、ジグザグのピッチ（画素電極２８の縁１）を１１．
１μｍとした場合の数値である。ゲートバスライン１１
の太さは変わらないため、画素開口率はデータバスライ
ン１２の太さに依存する。画素のピッチを１００μｍと
した場合、本実施の形態の画素開口率は、データバスラ
イン１２および隣接する画素電極２８の端部１の隙間を
ＴＦＦ基板２１縁に対し垂直とした従来の液晶表示装置
と比較して、９６．３％程度となり、それほど大きな減
少にはならず、画素の広開口化の効果は十分に得ること
ができた。

【００４６】なお、本実施の形態では、デ−タバスライ
ン１２上の画素電極２８の縁をジグザグ状にし、ゲ−ト
バスライン１１上の画素電極２８の縁をゲ−トバスライ
ン１１の長さ方向と平行としたが、ゲ−トバスライン１
１がデ−タバスライン１２より細い場合、ゲ−トバスラ
イン１１上の画素電極２８の縁をジグザグ状にし、デ−
タバスライン１２上の画素電極２８の縁をデ−タバスラ
イン１２の長さ方向と平行としても同様の効果を得るこ
とができる。

【００４７】また、デ−タバスライン１２上及びゲ−ト
バスライン１１上の画素電極２８の縁をジグザグ状にし
ても同様の効果を得ることができる。 （第２の実施の形態）図１６は本発明の第２の実施の形
態の液晶表示装置を示す平面図である。なお、図１６に
おいて図１と同一のものには同一の符号を付して、その
詳しい説明は省略する。

【００４８】本実施の形態の液晶表示装置においては、
第１の実施の形態の液晶表示装置に比べて、データバス
ライン１２の幅を画素電極２８の端部１の隙間から位置
合わせマージンの２μｍ分だけ太くする。つまり、デー
タバスライン１２の両側部は、データバスライン１２の
長さ方向に対し１５°の角度の向きの約１１μｍの長さ
の線分３１およびＴＦＴ基板上縁に対し垂直の向きの線
分３２とで構成される形状が、複数回繰り返してなる形
状（ジグザグ状）となる。

【００４９】このような構成とすることにより第１の実
施の形態に比較し、データバスライン１２の面積が小さ
くなるため、視角特性を変えることなく、より大きな画
素の開口率を得ることができるという効果がある。な
お、本実施の形態では、データバスライン１２上の画素
電極２８の縁をジグザグ状とし、データバスライン１２
を画素電極端の隙間から位置合わせマージン分太くした
幅でジグザグ状としたが、ゲ−トバスライン１１がデ−
タバスライン１２より細い場合、ゲ−トバスライン１１
上の画素電極２８の縁をジグザグ状とし、ゲ−トバスラ
イン１１上を画素電極端の隙間から位置合わせマージン
分太くした幅でジグザグ状としても同様の効果が得られ
る。

【００５０】また、データバスライン１２上およびゲ−
トバスライン１１上の画素電極２８の縁をジグザグ状と
し、データバスライン１２及びゲ−トバスライン１１上
を画素電極の端部の隙間から位置合わせマージン分太く
した幅でジグザグ状としても同様の効果が得られる。 （第３の実施の形態）図１７は本発明の第３の実施の形
態の液晶表示装置を示す図である。本実施の形態は本発
明を三板式投射型液晶表示装置に適用した例を示す。図
１８は同じく三板式投射型液晶表示装置に用いるＲ
（赤）用，Ｇ（緑）用，Ｂ（青）用の液晶パネルと、そ
れらの液晶パネルの配向膜のラビング方向を示す図であ
る。

【００５１】光源４０から出た光の光軸に対し４５°の
角度で半透過ミラー４４と反射ミラー４５が順に配置さ
れ、反射ミラー４５で反射した光の進行方向に対し４５
°の角度で半透過ミラー４６と半透過ミラー４７が順に
配置されている。反射ミラー４５と半透過ミラー４６と
の間には、Ｂ用液晶パネル４２が光の進行方向に対し垂
直に配置されている。半透過ミラー４７で反射した光の
進行方向には投射レンズ５０が配置されている。

【００５２】また、光源４０から出た光のうち半透過ミ
ラー４４で反射された光の進行方向に対して４５°の角
度で半透過ミラー４８と反射ミラー４９が順に配置さ
れ、反射ミラー４９で反射した光の進行方向に対し４５
°の角度で半透過ミラー４７が配置されている。半透過
ミラー４８と半透過ミラー４９との間には、Ｇ用液晶パ
ネル４１が光の進行方向に対し垂直に配置されている。

【００５３】さらに、半透過ミラー４８で反射した光の
進行方向に対し４５°の角度で半透過ミラー４６が配置
され、半透過ミラー４６で反射した光の進行方向に対し
４５°の角度で半透過ミラー４７が配置されている。半
透過ミラー４８と半透過ミラー４６との間には、Ｒ用液
晶パネル４３が光の進行方向に対し垂直に配置されてい
る。

【００５４】液晶パネル４１，４２，４３には、カラ−
フィルタがないこと以外は図１に示す液晶表示装置と基
本的に同様に構成されたものが用いられており、図１８
に示すようにＴＦＴ基板２１側の配向膜のラビング方向
と対向基板２２側の配向膜のラビング方向とはともに基
板縁に対し４５°の角度をなし、かつ互いに直交するよ
うに配置されている。また、Ｒ用パネル４３のラビング
方向は他の２枚のパネル４１，４２のラビング方向とは
鏡対称にする。かつ液晶分子のツイスト方向も他の２枚
とは逆方向にする。

【００５５】このように構成された三板式投射型液晶表
示装置において、光源４０から発された光のうち青色の
光は、半透過ミラー４４を透過し、赤色の光および緑色
の光は半透過ミラー４４で反射される。半透過ミラー４
４を透過した青色の光は、反射ミラー４５で反射され、
液晶パネル４２および半透過ミラー４６を透過し、半透
過ミラー４７で反射され、投射レンズ５０に向かう。

【００５６】一方、半透過ミラー４４で反射された赤色
の光および緑色の光のうち、緑色の光は半透過ミラー４
８を透過し、赤色の光は半透過ミラー４８で反射され
る。半透過ミラー４８を透過した緑色の光は液晶パネル
４１を透過し、半透過ミラー４９で反射される。その反
射された光は、半透過ミラー４７を透過し投射レンズ５
０に向かう。また、半透過ミラー４８で反射された赤色
の光は、液晶パネル４３を透過し、半透過ミラー４６で
反射される。そしてさらに半透過ミラー４７で反射さ
れ、投射レンズ５１に向かう。

【００５７】そして、それぞれの光路を経て、投射レン
ズ４０を透過した青色の光、赤色の光および緑色の光が
合成されて、所望の画像表示がスクリーン５１に投射さ
れる。以下、本実施の形態の三板式投射型液晶表示装置
の効果を説明する。例えば、図１９に示すように、ＴＦ
Ｔ基板縁に対し４５°のラビング方向でない液晶表示パ
ネルを用いた三板式投射型液晶表示装置では、Ｒ，Ｇ，
Ｂパネルのうちの１つのパネルが投射時に左右入れ代わ
り（例えばＲ）、ＲおよびＧ，Ｂの視角特性は一致しな
い。特に、視角反転方向において黒浮き方向がずれるた
め、スクリーンのある部分は赤に、別の部分はシアンに
色着いてしまう。

【００５８】しかし、本実施の形態においては、画素電
極の縁をジグザグ状とし、かつ配向膜のラビング方向を
ＴＦＴ基板縁に対して４５°とした３枚の液晶パネル４
１〜４３を図１８に示すように配置したので、ディスク
リネ−ションによる光漏れを防止できるとともに、各液
晶パネルの視角特性が一致し、色ずれを防止できる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置に
よれば、配向膜のラビング方向と第１のバスラインの長
さ方向とのなす角が約４５°であり、配向膜のプレチル
ト角が３°以上であり、画素電極の前記第１のバスライ
ン上の端部がジグザグ状となっているので第１の基板か
ら僅かに上のちょうど電界が斜めになる付近の液晶分子
の向きが第１のバスラインの長さ方向と平行になり、電
界に素直に従うためディスクリネ−ションをほとんど生
じない。また、配向膜のラビング方向と第１のバスライ
ンの長さ方向とのなす角が約４５°であるため、視角特
性の変化が起こらない。さらに、画素電極の第１のバス
ライン上の縁がジグザグ状であるので、画素電極の縁の
一部をバスラインに対し斜めとしても、画素電極を水平
方向及び垂直方向に配列させることができて、歪みのな
い画像が得られる。したがって、本発明の液晶表示装置
は、光漏れ及びディスクリネーションを抑止し、コント
ラスト低下を招くことなく画素開口率を高めることがで
き、視角特性を変化させず広開口率化が可能となり、色
むらのない明るい画像が表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示
す平面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の断
面図である。

【図３】ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用い
た場合のシュミレーション計算による漏れ光ピークと画
素電極端に対する配向膜のラビング角度との関係を示す
図（その１）である。

【図４】ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用い
た場合のシュミレーション計算による漏れ光ピークと画
素電極端に対する配向膜のラビング角度との関係を示す
図（その２）である。

【図５】ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用い
た場合のシュミレーション計算による漏れ光ピークと画
素電極端に対する配向膜のラビング角度との関係を示す
図（その３）である。

【図６】バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合の
シュミレーション計算による漏れ光ピークと画素電極端
に対する配向膜のラビング角度との関係を示す図（その
１）である。

【図７】バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合の
シュミレーション計算による漏れ光ピークと画素電極端
に対する配向膜のラビング角度との関係を示す図（その
２）である。

【図８】バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合の
シュミレーション計算による漏れ光ピークと画素電極端
に対する配向膜のラビング角度との関係を示す図（その
３）である。

【図９】ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用い
た場合の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係を
示す図（その１）である。

【図１０】ブラックマトリクス遮光型液晶表示装置を用
いた場合の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係
を示す図（その２）である。

【図１１】バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合
の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係を示す図
（その１）である。

【図１２】バスライン遮光型液晶表示装置を用いた場合
の液晶のプレチルト角と漏れ光ピークとの関係を示す図
（その２）である。

【図１３】画素電極端と配向膜のラビング方向とのなす
角度と光漏れ量との関係を示す図である。

【図１４】配向膜のプレチルト角と漏れ光ピークとの関
係を示す図である。

【図１５】液晶のツイスト方向によるディスクリネ−シ
ョンの発生の違いを示す図である。

【図１６】本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を
示す平面図である。

【図１７】本発明の第３の実施の形態の三板式投射型液
晶表示装置を示す図である。

【図１８】本発明の第３の実施の形態の三板式投射型液
晶表示装置に用いるＲ（赤）用，Ｇ（緑）用，Ｂ（青）
用の液晶パネルと、それを構成する配向膜のラビング方
向を示す図である。

【図１９】ＴＦＴ基板縁に対し４５°のラビング方向で
ない液晶表示パネルを用いた三板式投射型液晶表示装置
での視角特性を示す図。

【図２０】従来の直視型液晶表示装置の平面図である。

【図２１】従来の直視型液晶表示装置の断面図である。

【図２２】従来の三板式投射型液晶表示装置の構造を示
す模式図である。

【図２３】従来の三板式投射型液晶表示装置に用いるＲ
（赤）用，Ｇ（緑）用，Ｂ（青）用の液晶パネルと、そ
れを構成する配向膜のラビング方向を示す図である。

【図２４】従来のバスライン遮光型液晶表示装置のＴＦ
Ｔ基板側を示す平面図である。

【図２５】従来のバスライン遮光型液晶表示装置の断面
図である。

【符号の説明】

１，３１ 画素電極の端部、 ２，３２ 線分、 ３ 画素電極の上縁、 ４ 画素電極の下縁、 １１，１０１，１４１ ゲ−トバスライン、 １２，１０２，１４２ デ−タバスライン、 １３，１０３，１４３ ＴＦＴ、 １４，１０４，１４４ ドレイン電極、 ２１，１１１，１５１ ガラス基板（ＴＦＴ基板）、 ２２，１１２，１５２ ガラス基板（対向基板）、 ２３，１１３，１５３ 液晶、 ２４，１１４，１５４ ゲ−ト電極、 ２５，１１５，１５５ 絶縁膜、 ２６，１１６，１５６ ソ−ス電極、 ２７ 平坦化層（保護膜）、 ２８，１１８，１１１，１４５ 画素電極、 ２９，１１９ コンタクトホ−ル、 ４０，１２０ 光源、 ４１，４２，４３，１２１，１２２，１２３ 液晶パ
ネル、 ４４，４６，４８，１２４，１２６，１２８ 半透過
ミラ−、 ４５，４７，４９，１２５，１２７，１２９ 反射ミ
ラ−、 ５０，１３１ 投射レンズ、 ５１，１３１ スクリ−ン、 １０５ 補助容量電極、 １０６ 画素開口部、 １１０ ブラックマトリクス、 １１７ 保護膜。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置された第１及び第２の透明
   基板と、 前記第１及び第２の透明基板間に封入された液晶と、 前記第１の透明基板上に相互に平行に配置された複数の
   第１のデータバスラインと、 前記第１のバスラインに直角に交差し、前記第１の透明
   基板上に配置された複数の第２のバスラインと、 前記第１のバスラインと前記第２のバスラインとで囲ま
   れた領域上に形成され、前記第１及び第２のバスライン
   上に延在した透明画素電極と、 前記第１及び第２のバスライン及び前記画素電極上に形
   成された配向膜とを有する液晶表示装置において、 前記配向膜のラビング方向と前記第１のバスラインの長
   さ方向とのなす角が約４５°であって、前記配向膜のプ
   レチルト角が３°以上であり、かつ前記画素電極の前記
   第１のバスライン上の縁が、前記第１の配向膜のラビン
   グ方向に対して１０°乃至３０°の角度をなす線分と前
   記第１のバスラインの長さ方向に対して垂直である線分
   とで構成されるジグザグ状となっていることを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１のバスラインの両側部が、前記
   配向膜のラビング方向に対して１０°乃至３０°の角度
   をなす部分と第１のバスラインの長さ方向に対して垂直
   である部分とで構成されるジグザグ状となっていること
   を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記画素電極の前記第２のバスライン上
   の縁が、前記第２のバスラインの長さ方向に対して１０
   °乃至３０°の角度をなす線分と前記第２のバスライン
   の長さ方向に対して垂直である線分とで構成されるジグ
   ザグ状となっていることを特徴とする請求項１に記載の
   液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記第２のバスラインの両側部が、該第
   ２の配向膜のバスラインの長さ方向に対して１０°乃至
   ３０°の角度をなす部分と該第２のバスラインの長さ方
   向に対して垂直である部分とで構成されるジグザグ状と
   なっていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記第１のバスラインに接続されたドレ
   イン電極と、前記第２のバスラインに接続されたゲ─ト
   電極と、前記画素電極に接続されたソ─ス電極とから構
   成された能動素子を有することを特徴とする請求項１に
   記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 光源と、 前記光源から出力された光をＲ（赤）表示用光，Ｇ
   （緑）表示用光，Ｂ（青）表示用光に分離する光分離手
   段と、 前記光分離手段により分離された前記Ｒ（赤）表示用
   光、Ｇ（緑）表示用光及びＢ（青）表示用光の通過域に
   配置されてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画像をそれ
   ぞれ表示する第１、第２及び第３の液晶パネルと、 前記第１、第２及び第３の液晶パネルの表示する画像を
   合成して投射する投射レンズとを有する三板式投射型液
   晶表示装置において、 前記第１、第２及び第３の液晶パネルが、対向して配置
   された第１及び第２の透明基板と、前記第１及び第２の
   透明基板間に封入された液晶と、前記第１の透明基板上
   に相互に平行に配置された第１のバスラインと、前記第
   １のバスラインに直角に交差し、前記第１の透明基板上
   に配置された第２のバスラインと、前記第１のバスライ
   ンと前記第２のバスラインとで囲まれた領域上に形成さ
   れ、前記第１及び第２のバスライン上に延在した透明画
   素電極と、前記第１及び第２のバスライン及び前記画素
   電極上に形成された配向膜とを有し、前記配向膜のラビ
   ング方向と前記第１のバスラインの長さ方向とのなす角
   が約４５°であって、前記配向膜のプレチルト角が３°
   以上であり、かつ前記画素電極の前記第１のバスライン
   上の縁が前記配向膜のラビング方向に対して１０°乃至
   ３０°の角度をなす線分と第２のバスラインの長さ方向
   に対して垂直である線分とで構成されるジグザグ状とな
   っていることを特徴とする三板式投射型液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１、第２及び第３の液晶パネルの
   うちのいずれか一つの液晶パネルの前記配向膜のラビン
   グ方向が他の液晶パネルの前記配向膜のラビング方向と
   鏡対称となっていることを特徴とする請求項６に記載の
   三板式投射型液晶表示装置。