WO2006114933A1

WO2006114933A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2006114933A1
Application number: PCT/JP2006/303601
Authority: WO
Inventors: Tooru Sonoda; Kazuyoshi Fujioka; Katsuya Ogawa; Masaaki Saitoh
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2006-11-02
Also published as: JP2008170462A

Abstract

　画素電極（９）がマトリクス状に複数設けられたアクティブマトリクス基板（２０）を備えた垂直配向型の液晶表示装置（５０）であって、各画素電極（９）は、第１サブ画素電極（９ａ）と、第１サブ画素電極（９ａ）に連結部（９ｅ）を介して連結され、第１サブ画素電極（９ａ）よりも大きい第２サブ画素電極（９ｃ）とにより構成され、液晶分子（１５）は、液晶層（４０）の電圧印加時に、各サブ画素電極（９ａ及び９ｃ）毎にリベット（１３）を中心に放射状に配向するように構成され、連結部（９ｅ）は、各サブ画素電極（９ａ及び９ｃ）における液晶分子（１５）の放射状の配向方向にそれぞれ延びる第１枝部（９ａ’）及び第２枝部（９ｃ’）により構成されている。

Description

明細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示装置に関し、特に、広視野角を有する垂直配向型の液晶表示装置に関するものである。背景技術

[0002] アクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置は、画像の最小単位である画素毎に T FT (Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を有し、精細な画像表示が可能であるため、近年、広く利用されている。このアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、 TN (Twisted Nematic)型の表示方式がよく用いられている。この TN型の表示方式の液晶表示装置は、液晶分子により形成された液晶層に接する上下 2つの配向膜の配向方向を変え、液晶分子が電圧無印加であるときに捻れた状態になるように構成されている。

[0003] し力しながら、上記 TN型の表示方式の液晶表示装置では、視角特性が見る方向によって異なり、視野角が狭いという問題を有している。そこで、この視野角の問題を解決するために、負の誘電異方率（Δ ε < 0)を有する液晶分子を用いた垂直配向型の表示方式が提案されている (例えば、特許文献 1、 2及び 3等参照)。

[0004] 図 17〜図 20に、上記垂直配向型の表示方式の液晶表示装置を例示する。ここで、図 17は、透過型の液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120の平面図であり、図 18は、図 17中の XVIII— XVIII線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。そして、図 19は、透過領域及び反射領域を有する半透過型の液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120の平面図であり、図 20は、図 19中の XX— XX線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

[0005] これらの液晶表示装置 150は、アクティブマトリクス基板 120と、対向基板 130と、それら両基板 120及び 130の間に挟持された液晶層 140とにより構成されている。

[0006] アクティブマトリクス基板 120は、絶縁基板 110a上に、互いに平行に延びるゲート線 101、及びゲート線 101と直交する方向に延びるソース線 104力それぞれ設けられている。そして、各ゲート線 101の間には、ゲート線 101と平行に延びる容量線 10 lb力ゲート線 101及びソース線 104の各交差部分には、 TFT105がそれぞれ設けられている。また、一対の隣り合ったゲート線 101、及び一対の隣り合ったソース線 1 04に囲まれた各表示領域には、 5行 X 2列の計 10個のサブ画素電極 109aと各サブ画素電極 109aの間を連結する連結部 109bとにより構成された画素電極 109が設けられている。さらに、図 19及び図 20に示す半透過型のアクティブマトリクス基板 120 では、容量線 101b上にあるサブ画素電極 109a上に反射領域となる反射電極 114 が設けられている。

[0007] また、対向基板 130は、絶縁基板 110b上に、カラーフィルタ一層 111及び共通電極 112が順に積層して設けられている。そして、共通電極 112上には、各サブ画素電極 109aの中央に配置するように、島状に突出した配向規制部（以下、「リベット」と称する） 113が設けられている。さらに、図 19及び図 20に示す半透過型の対向基板 130では、反射電極 114に対応する位置に、反射領域及び透過領域での光路差を補償するための榭脂層 116が設けられている。なお、図 17及び図 19の平面図では、対向基板 130に形成されたリベット 113も図示されている。

[0008] 液晶層 140は、電気光学特性を有するネマチック液晶の液晶分子 115を含んで、る。

[0009] このような構成の液晶表示装置 150では、液晶分子 115の誘電率異方性が負であるので、液晶層 140に電圧が印加されていないときに、各リベット 113の付近の液晶分子 115だけがリベット 113を中心として放射状に傾斜配向すると共に、それ以外の各リベット 113から離れた液晶分子 115がアクティブマトリクス基板 120 (対向基板 13 0)の表面に対し実質的に垂直に配向する。そして、液晶層 140に電圧が印加されて Vヽるときに、各リベット 113から離れた液晶分子 115も上記放射状の傾斜配向に整合するように配向すると考えられている。また、画素電極 109が複数のサブ画素電極 10 9aに分割されているので、各サブ画素電極 109a毎に液晶分子 115が放射状に傾斜配向するようになっている。そのため、画像表示の際の視角特性が全方位に亘って均等になり、視野角が広くなつている。

特許文献 1：特開 2001— 264784号公報特許文献 2 :特開 2003— 167253号公報

特許文献 3 :特開 2004— 69767号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] ところで、一般に液晶表示装置では、上記説明した視野角の問題の他に、画素の開口率、及び応答速度の向上も求められている。上記液晶表示装置 150のように、画素電極 109が、複数のサブ画素電極 109aによって構成される場合には、各サブ画素電極 109aの大きさ力画素の開口率、及び応答速度を決める要素になっている。具体的には、大きく形成されたサブ画素電極 109aが画素の開口率を向上させ、小さく形成されたサブ画素電極 109aが応答速度を向上させると考えられている。

[0011] そこで、本発明者らは、画素の開口率、及び応答速度の最適化を図るベぐ各サブ画素電極 109aを自在に配置できるように、各サブ画素電極 109aを連結する連結部について検討を行った。

[0012] 例えば、大きく形成された矩形状のサブ画素電極 1つと小さく形成された矩形状のサブ画素電極 2つとを、互ヽの向かヽ合った辺から垂直に延びる連結部を介して連結させた液晶表示装置を検討した。しかしながら、各サブ画素電極における連結部の位置によっては、各サブ画素電極の連結部の近傍で液晶分子の配向が乱れてしまう場合があった。

[0013] 具体的には、図 21及び図 22を用いて説明する。ここで、図 21及び図 22は、上記のように、 1つの大きく形成されたサブ画素電極 109aの下側に、 2つの小さく形成されたサブ画素電極 (不図示）をそれぞれ連結部 109bを介して連結させた液晶表示装置にお、て、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子 115の配向状態を示した平面図である。

[0014] 液晶層は、カイラル剤を含んでいるので、サブ画素電極 109aの中における液晶分子 115は、液晶層に電圧を印加したときに、図 21及び図 22に示すように、リベット 11 3を中心に捩れた状態で放射状に配向する。一方、連結部 109b上にある液晶分子 115は、その連結部 109bの延びる方向に沿って配向しょうとする。そのため、図 21 に示すように、液晶分子 115の配向が図中左側の連結部 109bに影響を受けると、領域 Xで配向乱れが誘発され、また、図 22に示すように、液晶分子 115の配向が図中右側の連結部 109bに影響を受けると、領域 Yで配向乱れが誘発されてしまうことになる。このような液晶分子 115の配向乱れの程度は、液晶表示装置を製造する際におけるパターン形成時の寸法ばらつきや電界分布のばらつき等の種々の要因により画素毎に異なる。そうなると、画素毎に液晶分子 115の配向状態が異なってしまうので、その液晶表示装置では、表示上のざらつきとなって視認される。なお、液晶層力 Sカイラル剤を含んで、な、場合でも、液晶分子 115はリベット 113を中心に放射状に配向するので、上記のような配向乱れが発生すると考えられる。

[0015] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、互いに大きさが異なるサブ画素電極が連結された垂直配向型の液晶表示装置において、その連結に起因する液晶分子の配向乱れを抑制することにある。

課題を解決するための手段

[0016] 上記目的を達成するために、本発明は、各サブ画素電極における液晶分子の放射状の配向方向に延びる各枝部により構成された連結部を介して、各サブ画素電極を連結するようにしたものである。

[0017] 具体的に、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に設けられたアクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられ、垂直配向型の液晶層とを備えた液晶表示装置であって、上記各画素電極は、少なくとも、第 1 サブ画素電極と、該第 1サブ画素電極に連結部を介して連結され、上記第 1サブ画素電極よりも大きい第 2サブ画素電極とにより構成され、上記液晶層の液晶分子は、上記液晶層に電圧が印加された状態で、上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極毎に放射状の配向をそれぞれ形成するように構成され、上記連結部は、上記ァクティブマトリクス基板の法線方向から見て、上記第 1サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の方向に延びる第 1枝部と、上記第 2サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の方向に延びる第 2枝部とにより構成されていることを特徴とする。

[0018] 上記の構成によれば、連結部を構成する各枝部が各サブ画素電極における液晶分子の放射状の配向方向に延びるように形成されて！ヽるので、液晶層に電圧が印加されたとき、すなわち、各サブ画素電極において液晶分子が放射状に配向するときには、各サブ画素電極において連結部の影響を受ける液晶分子、つまり、連結部の近傍の液晶分子の配向方向と、連結部を構成する各枝部における液晶分子の配向方向とがほぼ一致することになる。そのため、各サブ画素電極の連結部の近傍における液晶分子の配向乱れが抑制される。したがって、互いに大きさが異なるサブ画素電極が連結された垂直配向型の液晶表示装置において、その連結に起因する液晶分子の配向乱れが抑制される。また、液晶分子の配向乱れを抑制させながら、互いに大きさが異なるサブ画素電極を連結可能であるので、所望の画素の開口率、及び応答速度を有する液晶表示装置が得られる。

[0019] 上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の中心位置には、上記液晶分子の配向方向を規制する配向規制部が設けられていてもよい。

[0020] 上記の構成によれば、連結部を構成する各枝部が配向規制部を中心とした放射方向に形成されるので、液晶層に電圧が印加されたとき、すなわち、各サブ画素電極において液晶分子が配向規制材を中心に放射状に配向するときには、各サブ画素電極における連結部の近傍の液晶分子の配向方向と、連結部を構成する各枝部における液晶分子の配向方向とがほぼ一致することになる。

[0021] 上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極は、矩形状に形成され、上記第 1サブ画素電極は、上記第 2サブ画素電極の 1辺に沿って並んだ状態で 2つ配置され、上記連結部は、上記各第 1サブ画素電極と上記第 2サブ画素電極とを連結するように、三叉状に形成されていてもよい。

[0022] 上記の構成によれば、小さく形成された第 1サブ画素電極が応答速度を向上させ、大きく形成された第 2サブ画素電極が画素の開口率を向上させることになる。そして、各第 1サブ画素電極力延びる 2つの第 1枝部と第 2サブ画素電極力延びる 1つの第 2枝部とにより構成された三叉状の連結部によって、各サブ画素電極の連結部の近傍における液晶分子の配向方向と連結部を構成する各枝部における液晶分子の配向方向とがほぼ一致することになるので、各サブ画素電極の連結部の近傍における液晶分子の配向乱れが抑制される。そのため、液晶分子の配向乱れを抑制させながら、所望の画素の開口率、及び応答速度が得られる。

[0023] 上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間には、該対向基板の上記液晶層側に設けられた柱状スぺーサ部が挟持され、上記柱状スぺーサ部は、上記各第 1サブ画素電極の間に配置されて、てもよ、。

[0024] 上記の構成によれば、 2つの並んだ第 1サブ画素電極が、三叉状の連結部によつて連結されているので、それら 2つの第 1サブ画素電極の間に柱状スぺーサ部が配置されていても、その連結部と柱状スぺーサ部との接触が抑制される。

[0025] 上記各画素電極の上記液晶層側と反対側には、絶縁層を介してスイッチング素子が設けられ、上記各第 1サブ画素電極は、上記絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して上記スイッチング素子に接続され、上記コンタクトホールの位置と上記各第 1 サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の中心位置とが重なっていてちょい。

[0026] 一般に液晶分子は、接触する界面に形成されたコンタクトホールを中心に配向することがあるが、上記の構成によれば、各第 1サブ画素電極における液晶分子の放射状の配向の中心位置と、各サブ画素電極及びスイッチング素子を接続するコンタクトホールの位置とが重なっているので、各第 1サブ画素電極における液晶分子の配向乱れが抑制される。

[0027] 上記各第 1サブ画素電極は、上記対向基板側から入射する光を反射する反射電極であってもよい。

[0028] 上記の構成によれば、各第 1サブ画素電極が反射電極であるので、その第 1サブ画素電極が配置した領域では、液晶分子の配向状態が表示品位に影響を及ぼすことが考えられる力上記のように、各第 1サブ画素電極における液晶分子の放射状の配向の中心位置と、コンタクトホールの位置とがー致しているので、各第 1サブ画素電極における液晶分子の配向乱れが抑制され、表示品位の低下が抑制される。発明の効果

[0029] 本発明の液晶表示装置によれば、各サブ画素電極における液晶分子の放射状の配向方向に延びる各枝部により構成された連結部を介して、各サブ画素電極を連結するようにしたので、各サブ画素電極における連結部の近傍の液晶分子の配向方向と、連結部を構成する各枝部における液晶分子の配向方向とがほぼ一致することになる。これにより、各サブ画素電極の連結部の近傍における液晶分子の配向乱れを抑制することができるため、互いに大きさが異なるサブ画素電極が連結された垂直配向型の液晶表示装置において、その連結に起因する液晶分子の配向乱れを抑制することがでさる。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、実施形態 1の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 20の平面図である。

[図 2]図 2は、図 1中の II— II線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。

[図 3]図 3は、小さく形成されたサブ画素電極 9aにおける液晶分子 15の配向状態を示す平面図である。

[図 4]図 4は、大きく形成されたサブ画素電極 9cにおける液晶分子 15の配向状態を示す平面図である。

[図 5]図 5は、実施形態 1の変形例のアクティブマトリクス基板 20の平面図である。

[図 6]図 6は、実施形態 1の実施例であるアクティブマトリクス基板 20aの平面図である

[図 7]図 7は、実施形態 1の実施例であるアクティブマトリクス基板 20bの平面図である

[図 8]図 8は、実施形態 1の実施例であるアクティブマトリクス基板 20cの平面図である

[図 9]図 9は、実施形態 1の実施例であるアクティブマトリクス基板 20dの平面図である

[図 10]図 10は、アクティブマトリクス基板 20a〜20dを有する各液晶表示装置における画素の開口率及び応答速度を示すグラフである。

[図 11]図 11は、実施形態 2の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 2 0の平面図である。

[図 12]図 12は、図 11中の XII— XII線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。 [図 13]図 13は、実施形態 3の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 2 0の平面図である。

[図 14]図 14は、図 13中の XIV— XIV線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。

[図 15]図 15は、実施形態 4の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板 20の平面図である。

[図 16]図 16は、図 15中の XVI— XVI線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。

[図 17]図 17は、従来の透過型の液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120の平面図である。

[図 18]図 18は、図 17中の XVIII— XVIII線に沿つた液晶表示装置 150の断面図である。

[図 19]図 19は、従来の半透過型の液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120の平面図である。

[図 20]図 20は、図 19中の XX— XX線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

[図 21]図 21は、従来の液晶分子 115の配向状態を示す第 1の平面図である。

[図 22]図 22は、従来の液晶分子 115の配向状態を示す第 2の平面図である。

[図 23]図 23は、実施形態 2の液晶表示装置 50に対する比較例である液晶表示装置

150を構成するアクティブマトリクス基板 120の平面図である。

[図 24]図 24は、図 23中の XXIV— XXIV線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

[図 25]図 25は、実施形態 4の液晶表示装置 50に対する比較例である液晶表示装置

[図 26]図 26は、図 25中の XXVI— XXVI線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

符号の説明

5 TFT (スイッチング素子）

7 絶縁層

8 コンタクトホーノレ 9a サブ画素電極（第 1サブ画素電極)

9a' 第 1枝部

9c サブ画素電極（第 2サブ画素電極)

9c ' 第 2枝部

9d サブ画素電極

9b, 9e 連結部

13 リベット (配向規制部）

14 反射電極

15 液晶分子

17 柱状スぺーサ部

20 アクティブマトリクス基板

30 対向基板

40 揿 tffi層

50 液晶表示装置

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

[0033] 《発明の実施形態 1》

図 1〜図 10は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態 1を示している。ここで、図 1は、本実施形態 1の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 20の平面図であり、図 2は、図 1中の II— II線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。なお、図 1では、後述する対向基板 30上に形成されたリベット 13も図示されている。

[0034] 液晶表示装置 50は、図 2に示すように、互いに対向して配置されたアクティブマトリタス基板 20及び対向基板 30と、それら両基板 20及び 30の間に挟持された液晶層 4 0とを備えている。

[0035] アクティブマトリクス基板 20は、図 1に示すように、絶縁基板 10a上に、互いに平行に延びるように設けられたゲート線 1と、各ゲート線 1と直交する方向に、互いに平行に延びるように設けられたソース線 4と、各ゲート線 1の間に互いに平行に延びるように設けられた容量線 lbと、ゲート線 1及びソース線 4の各交差部分に設けられた TF T5と、隣り合う一対のゲート線 1及び隣り合う一対のソース線 4に囲まれる表示領域毎に設けられた画素電極 9とを備えている。

[0036] この各画素電極 9は、図 1に示すように、容量線 lb上に 2つ並んで矩形状に形成されたサブ画素電極 9dと、それらのサブ画素電極 9dを挟んで上側部分及び下側部分にそれぞれ 2つずつ並んで矩形状に形成されたサブ画素電極 (第 1サブ画素電極) 9 aと、上側部分に形成されたサブ画素電極 9aのさらに上側部分に、及び下側部分に形成されたサブ画素電極 9aのさらに下側部分に、すなわち、各表示領域内の上側部分及び下側部分のそれぞれに、サブ画素電極 9aよりも大きく矩形状に形成されたサブ画素電極（第 2サブ画素電極） 9cと、サブ画素電極 9d同士の間、並びに、サブ画素電極 9d及びサブ画素電極 9aの間をそれぞれ連結する連結部 9bと、 2つのサブ画素電極 9a及びサブ画素電極 9cの間を三叉状に連結する連結部 9eとを備えている。なお、各サブ画素電極 9a、 9c及び 9dの形状は、矩形の四隅が直角に形成されたものだけではなぐ円弧状、或いは、カットされたものであってもよぐさらには、互いに大きさの異なる円形状であってもよい。

[0037] TFT5は、図 2に示すように、ゲート線 1の突出部であるゲート電極 laと、ゲート電極 laを覆うように設けられたゲート絶縁膜 2と、ゲート絶縁膜 2上でゲート電極 laに対応する位置に設けられた半導体層 3と、半導体層 3上で互いに対畤するように設けられ、ソース線 4の突出部であるソース電極 4a、及びドレイン電極 4bとを備えている。このドレイン電極 4bは、容量線 lbが配設する領域まで延設されており、容量線 lbとの間に補助容量を形成するように構成されている。

[0038] また、アクティブマトリクス基板 20は、上記構成の TFT5を覆うように設けられた保護層 6と、保護層 6を覆うように設けられた絶縁層 7とを備えている。この保護膜 6及び絶縁層 7は、容量線 lb上でコンタクトホール 8が形成されており、ドレイン電極 4bとサブ画素電極 9dとはコンタクトホール 8を介して接続されている。

[0039] 対向基板 30は、絶縁基板 10b上に、カラーフィルタ一層 11及び共通電極 12が順に積層して設けられている。そして、共通電極 12上には、各サブ画素電極 9a、 9c及び 9dの中央に配置するように、島状に突出した配向規制部であるリベット 13が設けられている。

[0040] 液晶層 40は、ネマチック液晶力もなる液晶分子 15を含んでいる。この液晶分子 15 は、電気光学特性を有し、その誘電異方性が負（Δ ε < 0)である。

[0041] 連結部 9bは、小さく形成されたサブ画素電極 9a (9d)同士を 2方向で連結するものであり、各サブ画素電極 9a (9d)の 1辺の中央部分から垂直に延びている。また、この連結部 9bは、各サブ画素電極 9a (9d)毎に形成されたリベット 13を結んだ線上に配置している。

[0042] 連結部 9eは、小さく形成された 2つのサブ画素電極 9aと大きく形成されたサブ画素電極 9cとを 3方向で連結するものであり、各サブ画素電極 9aから延びる 2つの第 1枝部 9a 'とサブ画素電極 9cから延びる第 2枝部 9c 'とにより構成されている。第 1枝部 9 a は、サブ画素電極 9aにおける液晶分子 15の放射状の配向の中心位置であるリベット 13から放射状に延びる方向に形成され、第 2枝部 9c 'は、サブ画素電極 9cにおける液晶分子 15の放射状の配向の中心位置であるリベット 13から放射状に延びる方向に形成されている。

[0043] また、上述の連結部 9eの代わりに、小さく形成された 2つのサブ画素電極 9aと大きく形成されたサブ画素電極 9cとの連結を図 5に示すような連結部 9fとしてもよい。この連結部 9fは、各サブ画素電極 9aのリベット 13とサブ画素電極 9cのリベット 13とを結んだ線上に配置され、そのサブ画素電極 9a側が第 1枝部となっていると共に、そのサブ画素電極 9c側が第 2枝部となって、る。

[0044] このような構成の液晶表示装置 50では、各画素電極 9毎に 1つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線 1からゲート信号がゲート電極 laに送られて、 TF T5がオン状態になったときに、ソース線 4からソース信号がソース電極 4aに送られて、半導体層 3及びドレイン電極 4bを介して、画素電極 9、すなわち、各サブ画素電極 9a、 9c及び 9dに所定の電荷を書き込まれる。このとき、画素電極 9と共通電極 12との間で電位差が生じ、液晶層 40に所定の電圧が印加される。そして、液晶層 40に印加された電圧によって液晶分子 15の配向状態を変えることにより、液晶層 40の光透過率を調整して画像が表示される。

[0045] また、液晶表示装置 50では、液晶分子 15の誘電率異方性が負であるので、液晶層 40に電圧が印加されていないときに、各リベット 13の付近の液晶分子 15だけがリベット 13を中心として放射状に傾斜配向すると共に、それ以外の各リベット 13から離れた液晶分子 15がアクティブマトリクス基板 20の表面に対し実質的に垂直に配向する。そして、液晶層 40に電圧が印加されているときに、各リベット 13から離れた液晶分子も上記放射状の傾斜配向に整合するように配向すると考えられている。また、画素電極 9が複数のサブ画素電極 9a、 9c及び 9dに分割されているので、各サブ画素電極 9a、 9c及び 9d毎に液晶分子 15が放射状に傾斜配向するようになっている。そのため、画像表示の際の視角特性が全方位に亘つて均等になり、視野角を広くすることができる。

[0046] 具体的に、第 1サブ画素電極であるサブ画素電極 9aでは、液晶層 40に電圧が印カロされているときに、図 3に示すように、液晶分子 15がリベット 13を中心として放射状に配向する。そして、連結部 9eを構成する第 1枝部 9a'が各サブ画素電極 9aにおけるリベット 13を中心とした放射方向に形成されているので、サブ画素電極 9aにおける第 1枝部 9a'の近傍の液晶分子 15の配向方向と第 1枝部 9a'における液晶分子 15 の配向方向とがほぼ一致することになる。そのため、サブ画素電極 9aの連結部 9eの近傍の領域 Aにおける液晶分子 15の配向乱れを抑制することができる。

[0047] また、第 2サブ画素電極であるサブ画素電極 9cでは、液晶層 40に電圧が印加されているときに、図 4に示すように、液晶分子 15がリベット 13を中心として放射状に配向する。そして、連結部 9eを構成する第 2枝部 9c 'が各サブ画素電極 9aにおけるリベット 13を中心とした放射方向に形成されているので、サブ画素電極 9cにおける第 2枝部 9c 'の近傍の液晶分子 15の配向方向と第 2枝部 9c'における液晶分子 15の配向方向とがほぼ一致することになる。そのため、サブ画素電極 9aの連結部 9eの近傍の領域 Bにおける液晶分子 15の配向乱れを抑制することができる。

[0048] 次に、上記構成の液晶表示装置 50の製造方法について、説明する。

[0049] 液晶表示装置 50は、以下に示すアクティブマトリクス基板作製工程、対向基板作製工程、及び液晶表示装置作製工程を順次行うことによって製造される。

[0050] くアクティブマトリクス基板作製工程〉

まず、ガラス基板等の絶縁基板 10a上の基板全体に、チタン等カゝらなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Proce ss、以下、「PEP技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線 1、ゲート電極 la 及び容量線 lbを形成する。

[0051] 続いて、ゲート線 1、ゲート電極 la及び容量線 lb上の基板全体に、 CVD (Chemica 1 Vapor D印 osition)法により窒化シリコン膜等を成膜し、ゲート絶縁膜 2を形成する。

[0052] さらに、ゲート絶縁膜 2上の基板全体に、 CVD法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされた n+アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、 PEP 技術によりゲート電極 la上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層と n+アモルファスシリコン層とにより構成された半導体層 3を形成する。

[0053] 次いで、半導体層 3が形成されたゲート絶縁膜 11上の基板全体に、チタン等からなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、 PEP技術によりパターン形成して、ソース線 4、ソース電極 4a及びドレイン電極 4bを形成する。

[0054] 続いて、ソース電極 4a及びドレイン電極 4bをマスクとして半導体層 6の n+ァモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部（不図示）を形成する。

[0055] さらに、ソース電極 4a及びドレイン電極 4b上の基板全体に、 CVD法を用いて窒化シリコン膜等を成膜し、 TFT5を覆うように PEP技術によりパターン形成して、保護層 6を形成する。

[0056] その後、保護層 6上の基板全体に、感光性アクリル榭脂等を塗布した後、 PEP技術により保護層 6を覆うようにパターン形成して、絶縁層 7を形成する。

[0057] 次いで、絶縁層 7のドレイン電極 4bに対応する部分をエッチング除去して、コンタクトホール 8を形成する。

[0058] さらに、絶縁層 7上の基板全体に、 ITO (Indium Tin Oxide)膜等力なる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、 PEP技術によりパターン形成して、サブ画素電極 9a、 9c及び 9d並びに連結部 9b及び 9eを有する画素電極 9を形成する。

[0059] 最後に、画素電極 9上の基板全体に、印刷法によりポリイミド系榭脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜 (不図示)を形成する。

[0060] 以上のようにして、アクティブマトリクス基板 20を作成することができる。

[0061] なお、上述のアクティブマトリクス基板 20の作製工程では、半導体層を、ァモルファスシリコン膜により形成させる方法を例示したが、ポリシリコン膜により形成させてもよく、さらには、それらアモルファスシリコン膜及びポリシリコン膜にレーザーァニール処理を行うことにより結晶性を向上させてもよい。

[0062] <対向基板作製工程 >

まず、ガラス基板等の絶縁基板 10b上に、クロム薄膜を成膜した後、 PEP技術によりパターン形成してブラックマトリクス (不図示）を形成する。

[0063] 続いて、ブラックマトリクスの間のそれぞれに、赤、緑及び青の何れかの着色層をパターン形成してカラーフィルタ一層 11を形成する。

[0064] さらに、カラーフィルタ一層 11上の基板全体に、 ITO膜を成膜して共通電極 12を形成する。

[0065] 次いで、共通電極 12上の基板全体に、感光性アクリル榭脂等を塗布し、その後、 P

EP技術により、アクティブマトリクス基板 20上の各サブ画素電極 9a、 9c及び 9dの中心位置に対応するようにパターン形成して、リベット 13を形成する。

[0066] ここで、共通電極 12上にリベット 13を形成する代わりに、リベット 13に対応する位置の共通電極 12の表面に穴を形成したり、対向するアクティブマトリクス基板 20上の画素電極 9の表面に穴を形成してもよ!/、。

[0067] 最後に、リベット 13上の基板全体に、ポリイミド榭脂をオフセット印刷により塗布して

、配向膜 (不図示)を形成する。

[0068] 以上のようにして、本発明を構成する対向基板 30を作製することができる。

[0069] <液晶表示装置作製工程 >

まず、アクティブマトリクス基板 20及び対向基板 30のうちの一方の基板にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ榭脂等力もなるシール材料を、液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンで塗布し、他方の基板に液晶層 40の厚さに相当する直径を持ち、榭脂又はシリカ等力もなる球状のスぺーサを散布する。

[0070] 続いて、アクティブマトリクス基板 20と対向基板 30とを貼り合わせ、シール材料を硬化させ、空セルを形成する。

[0071] さらに、空セルを構成するアクティブマトリクス基板 20及び対向基板 30の基板間に

、減圧法により液晶分子 15やカイラル剤を含む液晶材料を注入し液晶層 40を形成する。

[0072] 最後に、上記液晶注入口に UV硬化榭脂を塗布し、 UV照射により UV硬化榭脂を硬化し、注入口を封止する。

[0073] 以上のようにして、本発明の液晶表示装置 50を製造することができる。

[0074] 次に、本実施形態の実施例として、図 6〜図 9に示すように、画素電極 9を構成する各サブ画素電極の個数及び配置を異ならせた種々のアクティブマトリクス基板 20a〜

20dを作製して、各アクティブマトリクス基板 20a〜20dを有する液晶表示装置の画素の開口率及び応答速度の検討を行った。なお、図 6〜図 9では、 TFT5のドレイン電極の構成が一部省略されて、る。

[0075] アクティブマトリクス基板 20aは、図 6に示すように、 3つの大きく形成されたサブ画素電極 9cが縦に配設し、その下側に 2つの小さく形成されたサブ画素電極 9aが横に並んで配設している。

[0076] アクティブマトリクス基板 20bは、図 7に示すように、 2つの大きく形成されたサブ画素電極 9cが縦に配設し、その下側に 6つの小さく形成されたサブ画素電極 9aが縦 3 行、横 2列に並んで配設している。

[0077] アクティブマトリクス基板 20cは、図 8に示すように、 1つの大きく形成されたサブ画素電極 9cの下側に、 10個の小さく形成されたサブ画素電極 9aが縦 5行、横 2列に並んで配設している。

[0078] アクティブマトリクス基板 20dは、図 9に示すように、 14個の小さく形成されたサブ画素電極 9aが縦 7行、横 2列に並んで配設してヽる。

[0079] アクティブマトリクス基板 20a〜20dにおける各サブ画素電極は、上述した連結部 9 b及び 9eによって連結されているので、各サブ画素電極の連結部の近傍における液晶分子の配向乱れは抑制されている。

[0080] そして、上記構成のアクティブマトリクス基板 20a〜20dを有する各液晶表示装置にっ、て、画素の開口率 (NA)、及び応答速度（ τ r)を測定した。ここで、開口率は各画素における光の透過が可能な領域の面積比率であり、応答速度は、各画素に駆動信号を供給したときに、画素の透過率が所定値に達するまでの時間である。

[0081] 図 10は、アクティブマトリクス基板 20a〜20dを有する各液晶表示装置における開口率及び応答速度を示すグラフである。

[0082] 図 10に示すように、開口率は、大きく形成されたサブ画素電極 9cの個数が多いほど大きくなり、応答速度は小さく形成されたサブ画素電極 9aの個数が多いほど速くなり、従来の知見どおりになった。そして、開口率が 45%以上であると共に応答速度が 150msec以下であるという前提条件の下では、アクティブマトリクス基板 20a〜20d のうち、アクティブマトリクス基板 20cのサブ画素電極の組み合わせが最適であった。

[0083] 以上説明したように本実施形態の液晶表示装置 50によれば、サブ画素電極 9a及び 9cの間の連結部 9eを構成する各枝部 9a'及び 9c 'が各サブ画素電極 9a及び 9c におけるリベット 13を中心とした放射方向に形成されているので、液晶層 40に電圧が印加されたとき、すなわち、各サブ画素電極 9a及び 9cにおいて液晶分子 15がリベット 13を中心に放射状に配向するときには、各サブ画素電極 9a及び 9cにおいて各枝部 9a'及び 9c 'の影響を受ける液晶分子 15、つまり、各枝部 9a'及び 9c'の近傍の液晶分子 15の配向方向と、各枝部 9a'及び 9c'における液晶分子 15の配向方向とがほぼ一致することになる。そのため、各サブ画素電極 9a及び 9cの連結部 9eの近傍における液晶分子 15の配向乱れを抑制することができる。したがって、互いに大きさが異なるサブ画素電極が連結された垂直配向型の液晶表示装置において、その連結に起因する液晶分子の配向乱れを抑制することができる。また、本実施例のように液晶分子 15の配向乱れを抑制させながら、互いに大きさが異なるサブ画素電極を連結可能であるので、所望の画素の開口率、及び応答速度を有する液晶表示装置を得ることができる。

[0084] 《発明の実施形態 2》

図 11及び図 12は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態 2を示している。ここで、図 11は、本実施形態の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 20のサブ画素電極 9a及び 9cの要部を示した要部平面図であり、図 12は、図 11中の XII —XII線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。なお、以下の各実施形態では図 1〜図 10と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

[0085] 上記実施形態 1では、アクティブマトリクス基板 20及び対向基板 30の間のスぺーサとして、榭脂又はシリカ等力なる球状のスぺーサを散布したが、本実施形態では対向基板 20上に柱状スぺーサ部 17が設けられている。そして、それ以外の構成については、実施形態 1と実質的に同じである。

[0086] 柱状スぺーサ部 17は、図 11に示すように、光の透過が不可能な容量線 lb上の各サブ画素電極 9aの間に形成されている。そして、柱状スぺーサ部 17は、実施形態 1 の対向基板作製工程において、共通電極 12を形成した後に、感光性アクリル榭脂等を塗布し、その塗布された感光性アクリル榭脂等を PEP技術によりパターン形成すること〖こより形成することができる。

[0087] 本実施形態の液晶表示装置 50によれば、 2つの並んだサブ画素電極 9aが、三叉状の連結部 9eによって連結されているので、それら 2つの第 2サブ画素電極の間に柱状スぺーサ部 17が配置されて、ても、その連結部 9eと柱状スぺーサ部 17とが接虫することが少、なくなる。

[0088] これに対して、図 23及び図 24に示すような液晶表示装置 150では、連結部 109b と柱状スぺーサ部 117とが接触してしまう。ここで、図 23は、本実施形態の比較例である液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120のサブ画素電極 109 の間の要部を示した要部平面図であり、図 24は、図 23中の XXIV— XXIV線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

[0089] この液晶表示装置 150では、対向基板 130上に形成された柱状スぺーサ 117がァクティブマトリクス基板 120上に形成された連結部 109bに重なってヽる。そのため、液晶表示装置 150に外圧が加わると、柱状スぺーサ部 117によって連結部 109bが断線する虞れがある。また、連結部 109bの幅（例えば、 7〜： LO /z m)が、柱状スぺーサ部 117の直径 (例えば、 12 m)よりも小さい場合には、柱状スぺーサ部 117を均等に連結部 109bに当接させることが困難になる。そうなると、アクティブマトリクス基板 120と対向基板 130との間隔がばらついてしまうので、表示上のむらとなって表示品位を低下させる虞れがある。

[0090] し力しながら、本実施形態では、各サブ画素電極 9aが三叉状の連結部 9eを介して連結されていることにより、連結部 9eと柱状スぺーサ部 17とが物理的に接触しにくいので、上記連結部の断線及び表示品位の低下を抑制することができる。

[0091] 《発明の実施形態 3》図 13及び図 14は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態 3を示している。ここで、図 13は、本実施形態の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 20のサブ画素電極 9a及び 9cの要部を示した要部平面図であり、図 14は、図 13中の XIV —XIV線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。

[0092] 上記実施形態 1では、透過型の液晶表示装置 50を例示したが、本発明は、サブ画素電極 9c上に反射電極 14が形成された半透過型の液晶表示装置 50であってもよい。

[0093] 反射電極 14は、図 14に示すように、容量線 lb上に形成されたサブ画素電極 9cと重なるように設けられている。そして、反射電極 14は、実施形態 1のアクティブマトリクス基板作製工程において、 ITO膜からなる画素電極 9を形成した後に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、 PEP技術によりパターン形成することにより形成することができる。これによつて、画素電極 9を構成する複数のサブ画素電極のうち、反射電極 14が形成されたサブ画素電極 9cが反射領域となり、それ以外のサブ画素電極 9a等が透過領域となる。

[0094] なお、反射光を適度に散乱させて反射領域の表示を良好にするために、反射領域の絶縁層 7の表面を適度な凹凸形状に形成することによって、反射電極 14に凹凸形状を付与してもよい。

[0095] ここで、反射電極 14を構成するアルミニウム膜と画素電極 9を構成する ITO膜との間にモリブデン膜が挟持されているので、アルミニウム膜を PEP技術によりパターン形成する際に、アルミニウム膜と ITO膜との間で局部電池が形成されることなぐアルミニゥム膜の電気的な腐食するのを防ぐことができる。

[0096] また、上記反射領域と透過領域との間の位相差を補償するために、反射領域では対向基板 30のカラーフィルタ一層 11と共通電極 12との間に榭脂層 16が設けられている。この榭脂層 16の膜厚は、反射領域の液晶層 40の厚さが透過領域の液晶層 4 0の厚さのほぼ 1Z2になるように調整されている。そして、榭脂層 16は、実施形態 1 の対向基板作製工程において、カラーフィルタ一層 11を形成した後に、感光性ァクリル榭脂等を塗布し、その塗布された感光性アクリル榭脂等を PEP技術によりパターン形成することにより形成することができる。 [0097] このような構成の半透過型の液晶表示装置 50は、反射領域において対向基板 30 側から入射する外光を反射電極 14で反射すると共に、透過領域にお!ヽてアクティブマトリクス基板 20側から入射するノックライトからの光を透過するように構成されて!ヽる。したがって、互いに大きさが異なる矩形状のサブ画素電極が連結された垂直配向型の液晶表示装置で、透過モード及び反射モードの双方のモードの表示が可能な半透過型であっても、その連結に起因する液晶分子の配向乱れを抑制することができる。

[0098] 《発明の実施形態 4》

図 15及び図 16は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態 4を示している。ここで、図 15は、本実施形態の液晶表示装置 50を構成するアクティブマトリクス基板 20のサブ画素電極 9a及び 9cの要部を示した要部平面図であり、図 16は、図 15中の XVI —XVI線に沿った液晶表示装置 50の断面図である。

[0099] 上記実施形態 3では、大きく形成されたサブ画素電極 9c上に反射電極 14が設けられていたが、本実施形態では、小さく形成されたサブ画素電極 9a上に反射電極 14 が設けられている。そして、それ以外の構成については、実施形態 3と実質的に同じである。

[0100] 反射電極 14は、図 16に示すように、容量線 lb上に形成された 2つのサブ画素電極 9aのそれぞれと重なるように設けられて、る。

[0101] 本実施形態の液晶表示装置 50では、アクティブマトリクス基板 20上のコンタクトホール 8の位置が対向基板 30上のリベット 13の位置に重なっているので、液晶分子 1 5の配向乱れを抑制することができる。

[0102] これに対して、図 25及び図 26に示すような液晶表示装置 150では、アクティブマトリクス基板 120上のコンタクトホール 108の位置力対向基板 130上のリベット 113の位置に重なっていない。ここで、図 25は、本実施形態の比較例である液晶表示装置 150を構成するアクティブマトリクス基板 120のサブ画素電極 109aの要部を示した要部平面図であり、図 26は、図 25中の XXVI— XXVI線に沿った液晶表示装置 150の断面図である。

[0103] この液晶表示装置 150では、大きく形成されたサブ画素電極 109aにおけるコンタタトホールの不具合によるコンタクト不良を防ぐために、 1つのサブ画素電極 109aに対して 2つのコンタクトホールが設けられている。そして、液晶層 140中の液晶分子 1 15は、対向基板 130に形成されたリベット 113だけでなぐアクティブマトリクス基板 1 20に形成されたコンタクトホール 108も配向の中心としてしまうので、液晶分子 115 の配向が乱れて、表示品位を低下させる虞れがある。

[0104] し力しながら、本実施形態では、各第 1サブ画素電極 9aにおける液晶分子 15の配向中心（リベット 13)の位置とコンタクトホール 8の位置とがー致しているので、各第 1 サブ画素電極 9aにおける液晶分子 15の配向乱れを抑制することができ、表示品位の低下を抑制することができる。

産業上の利用可能性

[0105] 以上説明したように、本発明は、垂直配向型の液晶表示装置及びそれを用いたモパイル用途のディスプレイ等につ、て有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の画素電極がマトリクス状に設けられたアクティブマトリクス基板と、

上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、

上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられ、垂直配向型の液晶層とを備えた液晶表示装置であって、

上記各画素電極は、少なくとも、第 1サブ画素電極と、該第 1サブ画素電極に連結部を介して連結され、上記第 1サブ画素電極よりも大きい第 2サブ画素電極とにより構成され、

上記液晶層の液晶分子は、上記液晶層に電圧が印加された状態で、上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極毎に放射状の配向をそれぞれ形成するように構成され、

上記連結部は、上記アクティブマトリクス基板の法線方向から見て、上記第 1サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の方向に延びる第 1枝部と、上記第 2 サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の方向に延びる第 2枝部とにより構成されていることを特徴とする液晶表示装置。

[2] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ、て、

上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の中心位置には、上記液晶分子の配向方向を規制する配向規制部が設けられて、ることを特徴とする液晶表示装置。

[3] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ、て、

上記第 1サブ画素電極及び第 2サブ画素電極は、矩形状に形成され、上記第 1サブ画素電極は、上記第 2サブ画素電極の 1辺に沿って並んだ状態で 2 つ配置され、

上記連結部は、上記各第 1サブ画素電極と上記第 2サブ画素電極とを連結するように、三叉状に形成されて!、ることを特徴とする液晶表示装置。

[4] 請求項 3に記載された液晶表示装置にお、て、

上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間には、該対向基板の上記液晶層側に設けられた柱状スぺーサ部が挟持され、上記柱状スぺーサ部は、上記各第 1サブ画素電極の間に配置されて、ることを特徴とする液晶表示装置。

[5] 請求項 3に記載された液晶表示装置にお、て、

上記各画素電極の上記液晶層側と反対側には、絶縁層を介してスイッチング素子が設けられ、

上記各第 1サブ画素電極は、上記絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して上記スイッチング素子に接続され、

上記コンタクトホールの位置と上記各第 1サブ画素電極における上記液晶分子の放射状の配向の中心位置とが重なっていることを特徴とする液晶表示装置。

[6] 請求項 5に記載された液晶表示装置にお、て、

上記各第 1サブ画素電極は、上記対向基板側から入射する光を反射する反射電極であることを特徴とする液晶表示装置。