(57)【要約】【課題】本発明は、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に関し、輝度が高く表示品質の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】対向配置された一対の基板と、一対の基板間に封止された液晶と、一方の基板上に形成された画素電極１６ａと、画素電極１６ａから分離された画素電極１６ｂとをそれぞれ備えた複数の画素領域と、画素領域毎に配置され、画素電極１６ａに電気的に接続されたソース電極２２を備えたＴＦＴ２０と、他方の基板上に形成され、液晶を配向規制する線状突起４２と、ソース電極２２に電気的に接続され、絶縁膜を介して画素電極１６ｂの少なくとも一部に対向し、基板面に垂直に見て少なくとも一部が線状突起４２に重なって配置されかつ線状突起４２に沿って延びる制御容量電極３３を備え、ソース電極２２と画素電極１６ｂとを容量結合する制御容量部とを有するように構成する。【選択図】図２
2010231242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
一方の前記基板上に形成された第１の画素電極と、前記一方の基板上に形成され、前記第１の画素電極から分離された第２の画素電極とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記画素領域毎に配置され、前記第１の画素電極に電気的に接続されたソース電極を備えたトランジスタと、
他方の前記基板上に形成され、前記液晶を配向規制する線状の配向規制用構造物と、
前記ソース電極に電気的に接続され、絶縁膜を介して前記第２の画素電極の少なくとも一部に対向し、基板面に垂直に見て少なくとも一部が前記配向規制用構造物に重なって配置されかつ前記配向規制用構造物に沿って延びる制御容量電極を備え、前記ソース電極と前記第２の画素電極とを容量結合する制御容量部と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極の幅は、前記配向規制用構造物の幅よりも狭いこと
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記画素領域端部を遮光する遮光膜をさらに有し、
前記制御容量電極は、基板面に垂直に見て少なくとも一部が前記遮光膜に重なって配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記画素領域は、長さＸの短辺と長さ約３Ｘの長辺とを有する長方形状であり、
前記配向規制用構造物は、一方の前記長辺の両端に位置する２つの前記画素領域角部をそれぞれ通り、前記長辺に対し約４５°の角度をなす方向であって互いにほぼ垂直な方向にそれぞれ直線状に延伸する２つの領域を前記画素領域内に有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極は、前記配向規制用構造物の前記２つの領域にそれぞれ沿って延伸する２つの斜め延伸部と、他方の前記長辺に沿って延伸し、前記２つの斜め延伸部間を接続する長さ約Ｘの接続部とを有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の幅をＹとし、前記接続部の幅をＺとしたとき、
前記制御電極の前記第２の画素電極に対する重なり面積Ｓは、
Ｓ≦（Ｙ×√（Ｘ２＋Ｘ２）−Ｙ２／２）×２＋Ｘ×Ｚ
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶表示装置において、
前記絶縁膜はシリコン窒化膜からなり、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の膜厚を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の幅Ｙは８μｍ以上１２μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記接続部の幅Ｚは２μｍ以上１５μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板間の外周部に切れ目なく塗布され、前記液晶を封止するシール材と、
前記一対の基板の双方に接触し、第１のセルギャップを維持する第１のセルギャップ維持用構造物と、
外部から加圧されたときに前記第１のセルギャップより狭い第２のセルギャップを維持する第２のセルギャップ維持用構造物とをさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の配向領域を１画素内に有するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式の液晶表示装置に関し、特に、画素領域が複数の副画素に分割されている液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）に比べて薄くて軽量であり、かつ低電圧で駆動できて消費電力が小さいという利点を有している。そのため、液晶表示装置は、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＰＤＡ（携帯情報端末）及び携帯電話など、種々の電子機器に用いられている。特に、各画素（サブ画素）毎にスイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高い駆動能力を有している。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＣＲＴにも匹敵する優れた表示特性が得られるため、デスクトップ型ＰＣやテレビ受像機など従来ＣＲＴが用いられていた用途にも広く用いられるようになっている。
【０００３】
図１５は、従来の液晶表示装置の概略の断面構成を示している。図１５に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１０１を有している。液晶表示パネル１０１は、ＴＦＴや画素電極が画素毎に形成されたＴＦＴ基板１０２と、カラーフィルタ（ＣＦ）や共通電極が形成された対向基板１０４と、両基板１０２、１０４間に封止された液晶１０６とを有している。ＴＦＴ基板１０２は、接続端子が設けられるため対向基板１０４よりも大きく形成されている。両基板１０２、１０４は、外周部に塗布されたシール材１５２を介して貼り合わされている。両基板１０２、１０４間のセルギャップは、例えば球状スペーサ１４６により維持されている。また、液晶表示パネル１０１を挟んで外側には、偏光板１８７、１８６が配置されている。偏光板１８７の図中下方には、バックライトユニット（図示せず）が配置されている。
【０００４】
従来は、正の誘電率異方性を有する水平配向型液晶を備え、液晶分子をツイスト配向させるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置が広く用いられていた。しかし、ＴＮモードの液晶表示装置は、視野角特性が悪く、画面を斜め方向から見たときにコントラストや色調が大きく変化するという欠点を有している。このため、視野角特性が良好なＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モードの液晶表示装置及びＭＶＡ方式の液晶表示装置が開発され、実用化されている。
【０００５】
図１６（ａ）、（ｂ）は、ＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構成を模式的に示している。ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０４の間には、負の誘電率異方性を有する垂直配向型の液晶１０６が封止されている。ＴＦＴ基板１０２の画素電極１１６上には、液晶１０６の配向を規制する配向規制用構造物として土手状の線状突起１４３が形成されている。画素電極１１６上及び線状突起１４３上には、例えばポリイミドからなる垂直配向膜１５０が形成されている。
【０００６】
対向基板１０４の共通電極１４１上には、配向規制用構造物として土手状の線状突起１４２が形成されている。線状突起１４２は、ＴＦＴ基板１０２側の線状突起１４３に並列して延び、線状突起１４３に対し半ピッチずれて配置されている。共通電極１４１上及び線状突起１４２上には、例えばポリイミドからなる垂直配向膜１５１が形成されている。
【０００７】
ＭＶＡ方式の液晶表示装置においては、画素電極１１６と共通電極１４１との間に電圧
を印加しない状態では、図１６（ａ）に示すように、ほとんどの液晶分子１０８は基板面に対しほぼ垂直に配向する。但し、線状突起１４２、１４３近傍の液晶分子１０８は、線状突起１４２、１４３の傾斜面にほぼ垂直な方向に配向する。
【０００８】
画素電極１１６と共通電極１４１との間に所定の電圧を印加すると、電界の影響により液晶分子１０８は基板面に対し斜めに傾斜する。この場合に、図１６（ｂ）に示すように、線状突起１４２、１４３の両側では液晶分子１０８の傾斜方向が異なる。これにより、いわゆる配向分割（マルチドメイン）が実現できる。
【０００９】
図１６（ｂ）に示すように、ＭＶＡ方式の液晶表示装置では、電圧を印加したときの液晶分子１０８の傾斜方向が線状突起１４２、１４３の両側で異なるので、斜め方向への光の漏れが抑制され、優れた視野角特性が得られる。
【００１０】
上記の例では配向規制用構造物が線状突起１４２、１４３の場合について説明したが、電極が部分的に除去されたスリットや、基板表面の窪み（溝）を配向規制用構造物とすることもある。また、図１６（ａ）、（ｂ）ではＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０４の両方に配向規制用構造物を設けた例について説明したが、ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０４のうちのいずれか一方のみに配向規制用構造物を形成してもよい。
【００１１】
図１７は、ＴＦＴ基板１０２側の画素電極１１６のみに、配向規制用構造物としてスリット１４５を形成した例を示している。スリット１４５の縁部付近では電界に歪みが生じ、電気力線が基板面に対し斜め方向に延びるので、スリット１４５の両側で液晶分子１０８の傾斜方向が異なる。これにより配向分割が実現でき、視野角特性が向上する。
【００１２】
図１８は、ＴＦＴ基板１０２側にスリット１４５が形成され、対向基板１０４側に線状突起１４２が形成されたＭＶＡ方式の液晶表示装置の１画素の構成を示している。図１９は、図１８のＸ−Ｘ線で切断したＴＦＴ基板１０２の断面構成を示している。図１８及び図１９に示すように、ＴＦＴ基板１０２には、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１１２と、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン１１４とがそれぞれ所定のピッチで配置されている。これらのゲートバスライン１１２及びドレインバスライン１１４により長方形状の画素領域が画定されている。また、ＴＦＴ基板１０２には、ゲートバスライン１１２に並列して画素領域の中央部を横断する蓄積容量バスライン１１８が形成されている。ゲートバスライン１１２及び蓄積容量バスライン１１８とドレインバスライン１１４との間には絶縁膜１３０が形成されている。絶縁膜１３０によりゲートバスライン１１２とドレインバスライン１１４との間、及び蓄積容量バスライン１１８とドレインバスライン１１４との間が電気的に分離されている。
【００１３】
画素領域毎に、ＴＦＴ１２０、画素電極１１６及び蓄積容量電極１１９が形成されている。ＴＦＴ１２０は、ゲートバスライン１１２の一部をゲート電極としている。また、ＴＦＴ１２０のドレイン電極１２１はドレインバスライン１１４に接続しており、ソース電極１２２はゲートバスライン１１２を挟んでドレイン電極１２１に対向する位置に形成されている。さらに、蓄積容量電極１１９は、絶縁膜１３０を挟んで蓄積容量バスライン１１８に対向する位置に形成されている。
【００１４】
蓄積容量電極１１９、ＴＦＴ１２０及びドレインバスライン１１４は保護膜１３１に覆われており、画素電極１１６は保護膜１３１の上に配置される。画素電極１１６はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜からなり、保護膜１３１に形成されたコンタクトホール１２５、１２６を介してＴＦＴ１２０のソース電極１２２及び蓄積容量電極１１９にそれぞれ電気的に接続されている。また、画素電極１１６には、斜め方向に延びる２本のスリット１４５が蓄積容量バスラインに対してほぼ線対称に形成されて
いる。画素電極１１６の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜（図示せず）により覆われている。
【００１５】
ＴＦＴ基板１０２に対向して配置される対向基板には、遮光膜（ＢＭ）、ＣＦ樹脂層及び共通電極１４１が形成されている。共通電極１４１の上には、ゲートバスライン１１２及び蓄積容量バスライン１１８の上方で屈曲する複数の土手状の線状突起１４２が形成されている。線状突起１４２は、画素電極１１６のスリット１４５に対し半ピッチずれて並列配置されている。
【００１６】
このようなＭＶＡ方式の液晶表示装置において、画素電極１１６と共通電極１４１との間に所定の電圧を印加すると、図１８及び図２０に示すように、液晶分子１０８の配向方向が相互に異なる４つの配向領域α、β、γ、δが形成される。配向領域α〜δは、線状突起１４２及びスリット１４５を境界として分割されている。配向領域α〜δの面積が１画素内で互いにほぼ等しくなるように線状突起１４２及びスリット１４５を形成すると、液晶表示装置の視野角特性の方向依存性が小さくなる。
【００１７】
ところで、従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置では、画面を斜め方向から見たときに白っぽくなる現象が発生する。図２１は、従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の印加電圧に対する透過率特性（Ｔ−Ｖ特性）を示すグラフである。横軸は液晶層に対する印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は光の透過率を表している。線Ｌは表示画面に対し垂直な方向（以下、「正面方向」という）でのＴ−Ｖ特性を示し、線Ｍは表示画面に対して方位角９０°、極角６０°の方向（以下、「斜め方向」という）でのＴ−Ｖ特性を示している。ここで、方位角は、表示画面の右方向を基準として反時計回りに計った角度とする。また極角は、表示画面の中心に立てた垂線となす角度とする。
【００１８】
図２１に示すように、約３Ｖ以上の比較的高い電圧を液晶層に印加したときには、正面方向の透過率が斜め方向の透過率よりも高くなっている。これに対し、閾値電圧より若干高い約２〜３Ｖの電圧を液晶層に印加したとき（円で囲んだ領域）には、斜め方向の透過率が正面方向の透過率より高くなる。この結果、斜め方向から表示画面を見た場合には、実効駆動電圧範囲での輝度差が小さくなってしまう。この現象は色の変化に最も顕著に現れる。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の輝度差が小さくなるため、斜め方向から見ると画面全体の色が白っぽくなり、色の再現性が低下してしまうという現象が生じる。この現象は、白茶け（ｄｉｓｃｏｌｏｒ）と呼ばれている。白茶けは、ＭＶＡ方式の液晶表示装置だけでなく、ＴＮモードの液晶表示装置でも発生する。
【００１９】
特許文献１には、１つの画素を複数の副画素に分割して、それらの副画素を容量結合することが提案されている。このような液晶表示装置では、各副画素の容量比によって電位が分割されるため、各副画素の液晶に相互に異なる電圧を印加することができる。したがって、見かけ上、１つの画素にＴ−Ｖ特性のしきい値が異なる複数の領域が存在することになる。このように１つの画素にＴ−Ｖ特性のしきい値が異なる複数の領域が存在すると、図２１の円内に示したような正面方向の透過率よりも斜め方向の透過率が高くなる現象が抑制され、その結果画面が白っぽくなる現象も抑制される。このように１つの画素を容量結合した複数の副画素に分割して表示特性を改善する方法は、容量結合ＨＴ（ハーフトーン・グレースケール）法と呼ばれる。
【００２０】
特許文献２には、図２２に示すように、画素電極を４つの副画素電極１１６ａ〜１１６ｄに分割し、各副画素電極１１６ａ〜１１６ｄの下方に絶縁膜を介して制御容量電極１１７ａ〜１１７ｄをそれぞれ配置した構成を有する液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、制御容量電極１１７ａ〜１１７ｄの大きさがそれぞれ異なっており、ＴＦＴ１２０を介して制御容量電極１１７ａ〜１１７ｄに表示電圧が印加されるようになっ
ている。また、副画素電極１１６ａ〜１１６ｄの間から光が漏れることを防止するために、副画素電極１１６ａ〜１１６ｄの間にも制御容量電極１１５が配置されている。
【００２１】
特許文献３にも、１つの画素を複数の副画素に分割した液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、例えば副画素毎にラビング処理条件を変化させて、副画素の液晶分子のプレチルト角を相互に異ならせている。
これらの従来の技術は、いずれもＴＮモードの液晶表示装置に関するものである。
【００２２】
図２３は、容量結合ＨＴ法を用いた従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の１画素の構成を示している。図２４は、図２３のＹ−Ｙ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示している。図２３及び図２４に示すように、ＴＦＴ基板１０２は、ガラス基板１１０上に形成された複数のゲートバスライン１１２と、絶縁膜１３０を介してゲートバスライン１１２に交差する複数のドレインバスライン１１４とを有している。ゲートバスライン１１２のピッチは例えば約３００μｍであり、ドレインバスライン１１４のピッチは例えば約１００μｍである。これらのゲートバスライン１１２及びドレインバスライン１１４により長方形状の画素領域が画定されている。また、ＴＦＴ基板１０２には、ゲートバスライン１１２に並列して画素領域の中央部を横断する蓄積容量バスライン１１８が形成されている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０２には、ＴＦＴ１２０、制御容量電極１３３、１３４及び画素電極１１６ａ〜１１６ｄが画素領域毎に形成されている。画素電極１１６ａ〜１１６ｄは、スリット１４５により互いに分割されている。スリット１４５は斜め方向に延び、蓄積容量バスライン１１８に対してほぼ線対称に形成されている。
【００２４】
ＴＦＴ１２０は、ゲートバスライン１１２の一部をゲート電極としている。ＴＦＴ１２０のドレイン電極１２１は、ドレインバスライン１１４に電気的に接続されている。ソース電極１２２は、ゲートバスライン１１２上に形成されたチャネル保護膜１２８を介してドレイン電極１２１に対向する位置に配置されている。またソース電極１２２は、制御容量電極１３３、１３４に電気的に接続されている。
【００２５】
副画素電極１１６ａ〜１１６ｄはＩＴＯ等の透明導電膜からなり、互いに同層に形成されている。これらの副画素電極１１６ａ〜１１６ｄを分離するスリット１４５の幅は例えば１０μｍである。副画素電極１１６ａはコンタクトホール１２５を介して制御容量電極１３３に電気的に接続され、副画素電極１１６ｄはコンタクトホール１２７を介して制御容量電極１３３に電気的に接続されている。副画素電極１１６ｂ、１１６ｃの一部の領域は、制御容量電極１３３（１３４）に保護膜１３１を介して重なっている。副画素電極１１６ｂ、１１６ｃは、当該領域に形成される制御容量を介した容量結合により、制御容量電極１３３、１３４に間接的に接続されている。絶縁膜１３０を介して蓄積容量バスライン１１８に対向する制御容量電極１３４は、蓄積容量バスライン１１８を一方の電極として画素毎に形成される蓄積容量の他方の電極としても機能する。副画素電極１１６ａ〜１１６ｄは、例えばポリイミドからなる垂直配向膜１５０に覆われている。
【００２６】
一方、対向基板１０４上には、ＢＭ１４８が形成されている。ＢＭ１４８は例えばＣｒ（クロム）等の金属材料で形成され、ＴＦＴ基板１０２側のゲートバスライン１１２、蓄積容量バスライン１１８、ドレインバスライン１１４及びＴＦＴ１２０に対向する位置に配置されている。ＢＭ１４８上にはＣＦ樹脂層１４０が形成されている。各画素には、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色のＣＦ樹脂層１４０が配置される。
【００２７】
ＣＦ樹脂層１４０上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極１４１が形成されている。共通電極１４１上には、配向規制用構造物である土手状の線状突起１４２が形成されている。線状突起１４２は、図２３に示すように、ゲートバスライン１１２及び蓄積容
量バスライン１１８の上で屈曲しており、ＴＦＴ基板１０２のスリット１４５に対し半ピッチずれて並列配置されている。共通電極１４１及び線状突起１４２の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜１５１に覆われている。
【００２８】
ドレインバスライン１１４に所定の階調電圧を印加し、ゲートバスライン１１２に走査信号を供給すると、ＴＦＴ１２０がオン状態になる。ＴＦＴ１２０がオン状態になると、ソース電極１２２に電気的に接続されている副画素電極１１６ａ、１１６ｄ及び制御容量電極１３３、１３４に階調電圧が印加される。また、副画素電極１１６ｂ、１１６ｃは制御容量電極１３３（１３４）と容量結合しているので、副画素電極１１６ｂ、１１６ｃにも所定の電圧が印加される。
【００２９】
ただし図２３及び図２４に示す構成では、副画素電極１１６ｃが副画素電極１１６ｂよりも面積が小さく、かつ制御容量電極１３３（１３４）との重なり面積が大きいので、副画素電極１１６ｃの電圧のほうが副画素電極１１６ｂの電圧よりも高くなる。副画素電極１１６ａの電圧をＡ、副画素電極１１６ｂの電圧をＢ、副画素電極１１６ｃの電圧をＣ、副画素電極１１６ｄの電圧をＤとすると、Ａ＝Ｄ＞Ｃ＞Ｂとなる。
【００３０】
このようにして副画素電極１１６ａ〜１１６ｄに電圧が印加されると、液晶分子は線状突起１４２及びスリット１４５の延びる方向に対し垂直な方向に傾斜する。このとき、液晶分子の傾斜方向は線状突起１４２及びスリット１４５の両側で反対方向となる。副画素電極１１６ａ、１１６ｄと副画素電極１１６ｂと副画素電極１１６ｃとにそれぞれ異なる電圧が印加されるので、見かけ上、１つの画素内にＴ−Ｖ特性の閾値が相互に異なる３つの領域が存在することになる。これにより、画面を斜め方向から見たときに画面が白っぽくなる現象が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】米国特許第４８４０４６０号明細書
【特許文献２】特開平５−６６４１２号公報
【特許文献３】特開平６−３３２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
ところが、図２３及び図２４に示した液晶表示装置では、制御容量電極１３３、１３４はソース電極１２２やドレイン電極１２１と同層の、光を遮光する金属層により形成されるため、画素の開口率が低下し輝度が低下してしまうという問題がある。
また、画素電極１１６ｂ、１１６ｃと制御容量電極１３３、１３４との間に形成される保護膜１３１の膜厚によっては、光の透過率や色視角、コモン電位のシフト量等が悪化し、良好な表示品質が得られないという問題がある。
【００３３】
本発明の目的は、輝度が高く表示品質の良好な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記目的は、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶と、一方の前記基板上に形成された第１の画素電極と、前記一方の基板上に形成され、前記第１の画素電極から分離された第２の画素電極とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、前記画素領域毎に配置され、前記第１の画素電極に電気的に接続されたソース電極を備えたトランジスタと、他方の前記基板上に形成され、前記液晶を配向規制する線状の配向規制用構造物と、前記ソース電極に電気的に接続され、絶縁膜を介して前記第２の画素電極の少なくとも一部に対向し、基板面に垂直に見て少なくとも一部が前記配向規制用構造物に重なって配置されかつ前記配向規制用構造物に沿って延びる制御容量電極を備え、前記ソース電極と前記第２の画素電極とを容量結合する制御容量部とを有することを特徴とする液晶
表示装置によって達成される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、輝度が高く表示品質の良好な液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の１画素の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】画素領域Ｐと線状突起４２と制御容量電極３３の接続部３３ｂとを模式的に示す図である。
【図５】保護膜３１の膜厚と画素の光透過率との関係を示すグラフである。
【図６】保護膜３１の膜厚と色視角との関係を示すグラフである。
【図７】保護膜３１の膜厚とコモン電位のシフト量ΔＶｃｏｍとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置のＢ画素の構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置のＲ画素又はＧ画素の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の断面構成を示す図である。
【図１１】ＴＦＴ基板２と貼り合わせる前の対向基板４の構成を示す断面図である。
【図１２】対向基板４と貼り合わせる前のＴＦＴ基板２の構成を示す断面図である。
【図１３】対向基板４の製造工程を示す図である。
【図１４】ＯＤＦ法を用いた液晶表示パネルの製造工程を示す図である。
【図１５】従来の液晶表示装置の概略の断面構成を示す図である。
【図１６】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構成を模式的に示す図である。
【図１７】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構成の他の例を模式的に示す図である。
【図１８】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の１画素の構成を示す図である。
【図１９】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構成を示す図である。
【図２０】ＭＶＡ方式の液晶表示装置の液晶分子の配向方向を模式的に示す図である。
【図２１】ＭＶＡ方式の液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示すグラフである。
【図２２】特許文献２に開示された液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２３】容量結合ＨＴ法を用いた従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の１画素の構成を示す図である。
【図２４】容量結合ＨＴ法を用いた従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置について図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示している。図１に示すように、液晶表示装置は、絶縁膜を介して互いに交差して形成されたゲートバスライン及びドレインバスラインと、画素毎に形成されたＴＦＴ及び画素電極とを備えたＴＦＴ基板２を有している。また、液晶表示装置は、ＣＦや共通電極が形成されてＴＦＴ基板２に対向配置された対向基板４と、両基板２、４間に封止された負の誘電率異方性を有する垂直配向型の液晶６（図１では図示せず）とを備えている。
【００３８】
ＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたゲートバスライン駆動回路８０と、複数のドレインバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたドレインバスライン駆動回路８２とが接続されている。これらの駆動回路８０、８２は、制御回路８４から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスラインあるいはドレインバスラインに出力するようになっている。ＴＦＴ基板２のＴＦＴ素子形成面と反対側の面には偏光板８７が配置され、対向基板４の共通電極形成面と反対側の面には、偏光板８７とクロスニコルに配置された偏光板８６が配置されている。偏光板８７のＴＦＴ基板２と反対側の面にはバックライトユニット８８が配置されている。
【００３９】
図２は、本実施の形態による液晶表示装置として、容量結合ＨＴ法を用いたＭＶＡ方式の液晶表示装置の１画素を対向基板４側から見た構成を示している。図３は、図２のＣ−Ｃ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示している。図２及び図３に示すように、本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴ基板２は、ガラス基板１０等の透明薄板上に形成された複数のゲートバスライン１２と、絶縁膜３０を介してゲートバスライン１２に交差する複数のドレインバスライン１４とを有している。ゲートバスライン１２のピッチは例えば約３００μｍ、ドレインバスライン１４のピッチは例えば約１００μｍである。また、ＴＦＴ基板２には、ゲートバスライン１２に並列する蓄積容量バスライン１８がゲートバスライン１２と同層に形成されている。
【００４０】
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の交差位置近傍には、例えばチャネルエッチ型のＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０のゲート電極２３は、ゲートバスライン１２に電気的に接続されている。ゲート電極２３上には動作半導体層２８が形成されている。動作半導体層２８上には、棒状のソース電極２２と、所定の間隙を介してソース電極２２を囲むＣ字状のドレイン電極２１とが形成されている。ドレイン電極２１はドレインバスライン１４に電気的に接続されている。
【００４１】
ＴＦＴ２０上の基板全面には、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる保護膜３１が形成されている。保護膜３１上には、ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の交差部毎に、画素電極１６ａ、１６ｂが形成されている。画素電極１６ａ、１６ｂの形成された長方形状の領域が画素領域になっている。画素領域は、画素電極１６ａの形成された副画素Ａと、画素電極１６ｂの形成された副画素Ｂとに分割されている。副画素Ａは例えば台形状の形状を有し、画素領域の中央部左寄りに配置されている。副画素Ｂは、画素領域のうち副画素Ａの領域を除いた図２中上部、下部及び中央部右側端部に配置されている。副画素Ａ、Ｂの配置は、蓄積容量バスライン１８に対し１画素内でそれぞれほぼ
線対称になっている。画素電極１６ａ、１６ｂは、例えば共にＩＴＯ等の透明導電膜からなり互いに同層に形成されている。
【００４２】
画素電極１６ａ、１６ｂは、台形状の画素電極１６ａの３辺を略「く」の字状に囲むスリット４４、４７、４４によって互いに分離されている。スリット４４は画素領域端部に対し斜めに延び、スリット４７は画素領域右側端部に沿って延びている。スリット４４、４７の幅は例えば１０μｍである。スリット４４は、液晶の配向を規制する配向規制用構造物としても機能する。
【００４３】
副画素Ｂには、制御容量電極３３が形成されている。制御容量電極３３はソース電極２２に電気的に接続され、例えばソース電極２２と同層に形成されている。制御容量電極３３は、スリット４４にそれぞれ並列し、画素領域端部に対し斜めに延びる斜め延伸部３３ａ、３３ｃと、画素領域の図２中右側の長辺に沿って延び、斜め延伸部３３ａ、３３ｃ間を接続する接続部３３ｂとを有している。制御容量電極３３は、保護膜（絶縁膜）３１を介して画素電極１６ｂの一部の領域に重なって配置されている。保護膜３１を介して対向する当該領域の画素電極１６ｂと制御容量電極３３との間には、制御容量Ｃｃが制御容量部として形成される。
【００４４】
蓄積容量バスライン１８上には、絶縁膜３０を介して蓄積容量電極１９が画素毎に形成されている。絶縁膜３０を介して対向する蓄積容量バスライン１８と蓄積容量電極１９との間には、蓄積容量Ｃｓが形成される。蓄積容量電極１９は、保護膜３１を開口したコンタクトホール２５を介し、画素電極１６ａに電気的に接続されている。また蓄積容量電極１９は、制御容量電極３３及びソース電極２２に電気的に接続されている。
【００４５】
副画素Ａの画素電極１６ａは、蓄積容量電極１９及び制御容量電極３３を介してＴＦＴ２０のソース電極２２に電気的に接続されている。一方、副画素Ｂの画素電極１６ｂは電気的にフローティング状態になっている。画素電極１６ｂは、制御容量Ｃｃを介した容量結合により、ソース電極２２に間接的に接続されている。画素電極１６ａ、１６ｂ及び保護膜３１は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜５０に覆われている。
【００４６】
一方、対向基板４は、ガラス基板１１上に形成され、画素領域端部を遮光するＢＭ４８を有している。ＢＭ４８は例えばＣｒ等の金属材料で形成され、ＴＦＴ基板２側のゲートバスライン１２、ドレインバスライン１４及びＴＦＴ２０に対向する位置に配置されている。ＢＭ４８の開口部４８ａは、両基板２、４の貼合せずれ等を考慮して、画素電極１６ａ、１６ｂの形成された画素領域より狭くなっている。ＢＭ４８上にはＣＦ樹脂層４０が形成されている。各画素には、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色のＣＦ樹脂層４０が配置される。
【００４７】
ＣＦ樹脂層４０上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極４１が形成されている。液晶層を介して対向する副画素Ａの画素電極１６ａと共通電極４１との間には液晶容量Ｃｌｃ１が形成され、副画素Ｂの画素電極１６ｂと共通電極４１との間には液晶容量Ｃｌｃ２が形成される。共通電極４１上には、配向規制用構造物である土手状の線状突起４２が形成されている。線状突起４２は、感光性樹脂等を用いて形成されている。線状突起４２は、ゲートバスライン１２及び蓄積容量バスライン１８の上で屈曲しており、ＴＦＴ基板２のスリット４４に並列して配置されている。線状突起４２の幅は８〜１２μｍ程度（例えば１０μｍ）であり、高さは１〜１．６μｍ程度である。共通電極４１及び線状突起４２の表面は、例えばポリイミドからなる垂直配向膜５１に覆われている。なお、対向基板４上の配向規制用構造物としては、共通電極４１を部分的に除去したスリットを線状突起４２に代えて形成してもよい。
【００４８】
ＴＦＴ２０がオン状態になって画素電極１６ａに所定の電圧が印加され、副画素Ａの液晶層に電圧Ｖｐｘ１が印加されるとする。このとき、液晶容量Ｃｌｃ２と制御容量Ｃｃとの容量比に従って電位が分割されるため、副画素Ｂの画素電極１６ｂには画素電極１６ａとは異なる電圧が印加される。副画素Ｂの液晶層に印加される電圧Ｖｐｘ２は、
Ｖｐｘ２＝（Ｃｃ／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ））×Ｖｐｘ１
となる。ここで、０＜（Ｃｃ／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ））＜１であるため、Ｖｐｘ１＝Ｖｐｘ２＝０以外では電圧Ｖｐｘ２は電圧Ｖｐｘ１より大きさが小さくなる（｜Ｖｐｘ２｜＜｜Ｖｐｘ１｜）。このように、本実施の形態による液晶表示装置では、副画素Ａの液晶層に印加される電圧Ｖｐｘ１と、副画素Ｂの液晶層に印加される電圧Ｖｐｘ２とを１画素内で互いに異ならせることができる。これにより、Ｔ−Ｖ特性の歪みが１画素内で分散されるため、斜め方向から見たときに画像の色が白っぽくなる現象を抑制でき、視角特性が改善された広視野角の液晶表示装置が得られる。
【００４９】
ここで、ＴＦＴ基板２に形成された制御容量電極３３の斜め延伸部３３ａ、３３ｃの少なくとも一部は、対向基板４に形成された線状突起４２に沿って延び、かつ基板面に垂直に見て線状突起４２に重なって配置されている。斜め延伸部３３ａ、３３ｃ（及び接続部３３ｂ）の幅は線状突起４２の幅より細くなっている。本例では、斜め延伸部３３ａ、３３ｃは基板面に垂直に見て線状突起４２両側端部より内側に配置され、斜め延伸部３３ａ、３３ｃのほぼ全域が線状突起４２に重なっている。また、制御容量電極３３の少なくとも一部は、基板面に垂直に見てＢＭ４８に重なって配置されている。例えば、接続部３３ｂのうち面積比６０％以上の領域がＢＭ４８に重なっている。
【００５０】
画素内における線状突起４２の形成領域は、他の領域に比べて光透過率が低くなっている。本実施の形態では、制御容量電極３３の少なくとも一部を線状突起４２に重なるように配置することによって、実質的な画素の開口率が向上し、従来に比べてより一層明るい表示が可能になる。同様に、制御容量電極３３の少なくとも一部を、光を遮光するＢＭ４８に重なるように配置することによって、画素の開口率が向上し、従来に比べてより一層明るい表示が可能になる。
【００５１】
副画素Ａ、Ｂの電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１（＝Ｃｃ／（Ｃｌｃ２＋Ｃｃ））は、容量比Ｃｃ／Ｃｌｃ２が大きくなるほど大きく（１に近く）なり、容量比Ｃｃ／Ｃｌｃ２が小さくなるほど小さく（０に近く）なる。したがって、制御容量Ｃｃを調整することにより、電圧比Ｖｐｘ２／Ｖｐｘ１を変化させることができる。制御容量Ｃｃは、制御容量電極３３と画素電極１６ｂとの重なり面積、保護膜３１の膜厚、及び保護膜３１の形成材料の誘電率により決まる。ただし、本実施の形態では保護膜３１の形成材料としてＳｉＮが用いられているため、誘電率はほぼ一定である。
【００５２】
図４は、画素電極１６ａ、１６ｂ（及びスリット４４、４７）の形成された画素領域Ｐと線状突起４２と制御容量電極３３の接続部３３ｂとをＴＦＴ基板２側から見た構成を模式的に示している。図４に示すように、画素領域Ｐは、長さＸの短辺と長さ３Ｘの長辺とを有する長方形状である。長さＸは５０〜１００μｍ程度であり、例えば６５μｍである。画素領域Ｐ内の線状突起４２は、画素領域Ｐの図中右側の長辺の両端に位置する２つの角部をそれぞれ通り、当該長辺に対し４５°の角度をなす方向であって互いにほぼ垂直な方向にそれぞれ直線状に延伸する２つの領域を有している。線状突起４２の幅はＹ（例えば１０μｍ）である。上記の２つの領域にそれぞれ沿って延伸する制御容量電極３３の斜め延伸部３３ａ、３３ｃ（図４では図示せず）と線状突起４２との重なり幅は、例えば７μｍである。制御容量電極３３の接続部３３ｂは、画素領域Ｐの図中左側の長辺に沿って延伸している。接続部３３ｂの長さは画素領域Ｐの短辺の長さと同じＸであり、接続部３３ｂの幅はＺ（２〜１５μｍ程度（例えば５μｍ））である。本実施の形態では、画素領域Ｐ内での制御容量電極３３の面積（すなわち制御容量電極３３と画素電極１６ｂとの重
なり面積）Ｓが式（１）の関係を満たしている。
Ｓ≦（Ｙ×√（Ｘ２＋Ｘ２）−Ｙ２／２）×２＋Ｘ×Ｚ    ・・・（１）
【００５３】
例えばＸ＝６５（μｍ）、Ｙ＝１０（μｍ）、Ｚ＝５（μｍ）の場合には、面積Ｓをおよそ２１００μｍ２以下にする。本例では面積Ｓを１１４６．０７μｍ２とした。なお、画素領域Ｐの大きさが異なる場合等には、制御容量電極３３の斜め延伸部３３ａ、３３ｃの幅を変えたり、斜め延伸部３３ｃの長さを変えたりすることにより制御容量電極３３の面積Ｓを調整する。
【００５４】
図５は、面積Ｓが１１４６．０７μｍ２の場合における保護膜３１の膜厚と所定電圧印加時の画素の光透過率との関係を示すグラフである。横軸は膜厚（ｎｍ）を表し、縦軸は透過率を表している。図５に示すように、保護膜３１の膜厚が厚くなるほど光透過率が減少している。保護膜３１の膜厚をおよそ３００ｎｍ以下にすることにより、面積Ｓが式（１）を満たす範囲内で変動することを考慮しても３．０％以上の光透過率が得られ、輝度の高い液晶表示装置を実現できることが分かる。
【００５５】
図６は、面積Ｓが１１４６．０７μｍ２の場合における保護膜３１の膜厚と色視角（Δｕ’ｖ’＜０．０４）との関係を示すグラフである。横軸は膜厚（ｎｍ）を表し、縦軸は色視角（ｄｅｇ）を表している。図６に示すように、保護膜３１の膜厚が薄くなるほど色視角が減少している。保護膜３１の膜厚をおよそ１００ｎｍ以上にすることにより、面積Ｓが式（１）を満たす範囲内で変動することを考慮しても、１３０°以上の色視角が得られ、白茶けの生じない液晶表示装置を実現できることが分かる。図５及び図６に示すグラフから、保護膜３１の膜厚をおよそ１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下（例えば２００ｎｍ）にすることにより、輝度が高く白茶けの生じない表示品質の良好な液晶表示装置が得られることが分かる。なお、本例では制御容量Ｃｃは３０５〜４０５ｆＦ程度（例えば３５５．２ｆＦ）であった。また、保護膜３１の膜厚を２００ｎｍとした場合に良好な表示品質の得られる面積Ｓの範囲は、９８０〜１３２５μｍ２程度であった。
【００５６】
図７は、面積Ｓが１１４６．０７μｍ２の場合における保護膜３１の膜厚とコモン電位のシフト量ΔＶｃｏｍとの関係を示すグラフである。横軸は膜厚（ｎｍ）を表し、縦軸は１２０分間白を表示させた場合の２２３階調でのコモン電位のシフト量ΔＶｃｏｍ（Ｖ）を表している。図７に示すように、保護膜３１の膜厚が厚くなるほどシフト量ΔＶｃｏｍが大きくなっている。上記のように保護膜３１の膜厚を３００ｎｍ（１００ｎｍ以上）にすることによって、コモン電位のシフト量ΔＶｃｏｍがおよそ０．４７Ｖ以下に抑えられ、焼付き等が生じ難く良好な表示品質が得られることが分かる。
【００５７】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図２及び図３を参照して説明する。まずＴＦＴ基板２の製造方法について説明する。
ガラス基板１０上に、例えばＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＣｒからなる金属膜、又はＡｌ（アルミニウム）とＴｉ（チタン）との積層構造を有する金属膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ法を用いてこの金属膜をパターニングして、ゲートバスライン１２、ゲート電極２３及び蓄積容量バスライン１８を形成する。なお、ガラス基板１０からの不純物の拡散を防止するために、ガラス基板１０の表面を絶縁膜で覆ってから金属膜を形成してもよい。
【００５８】
次に、ゲートバスライン１２、ゲート電極２３及び蓄積容量バスライン１８上の基板全面に、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により酸化シリコン又は窒化シリコンを堆積させて、ゲートバスライン１２及び蓄積容量バスライン１８を覆う絶縁膜３０を形成する。
【００５９】
次に、絶縁膜３０上の全面に、例えばＣＶＤ法等を用いて厚さ８０〜２００ｎｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜（又はポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）膜）と、ｎ型不純物が高濃度に導入されたａ−Ｓｉ膜（ｎ＋ａ−Ｓｉ膜）とを順次形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりｎ＋ａ−Ｓｉ膜とａ−Ｓｉ膜（又はｐ−Ｓｉ膜）をパターニングして島状化し、ＴＦＴ２０のオーミックコンタクト層２９及び動作半導体層２８を形成する。
【００６０】
次に、オーミックコンタクト層２９上の基板全面に、例えばＴｉ−Ａｌ−Ｔｉの積層構造を有する金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により金属膜、オーミックコンタクト層２９及び動作半導体層２８をパターニングして、ＴＦＴ２０の動作半導体層２８の形状を確定するとともに、ドレインバスライン１４、ソース電極２２、ドレイン電極２１、制御容量電極３３及び蓄積容量電極１９を形成する。
【００６１】
次に、ドレインバスライン１４等の上の基板全面に、例えばＣＶＤ法により窒化シリコンを２００ｎｍ堆積させて保護膜３１を形成する。そして、フォトリソグラフィ法により保護膜３１の所定位置に、蓄積容量電極１９に通じるコンタクトホール２５を形成する。
【００６２】
次いで、保護膜３１上の全面に、スパッタ法等によりＩＴＯ膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりＩＴＯ膜をパターニングして、画素電極１６ａ、１６ｂを形成する。画素電極１６ａは、コンタクトホール２５を介して蓄積容量電極１９に電気的に接続される。次に、画素電極１６ａ、１６ｂ上の基板全面にポリイミドを塗布して垂直配向膜５０を形成する。このようにしてＴＦＴ基板２が完成する。
【００６３】
次に、対向基板４の製造方法について説明する。まず、ガラス基板１１上の全面に、例えばＣｒ等の金属膜を形成する。この金属膜をパターニングして、ＴＦＴ基板２側のゲートバスライン１２、ドレインバスライン１４及びＴＦＴ２０に対応する位置にＢＭ４８を形成する。
【００６４】
次に、例えば赤色感光樹脂、緑色感光樹脂及び青色感光樹脂を用いて、Ｒ、Ｇ、ＢのＣＦ樹脂層４０を各画素領域に順次形成する。画素毎に赤色、緑色及び青色のいずれか１色のＣＦ樹脂層４０が配置されるようにする。
【００６５】
次に、ＣＦ樹脂層４０上にＩＴＯ膜をスパッタ法により形成し、共通電極４１を形成する。次に、例えばフォトレジストを用いて、共通電極４１上に誘電体からなる土手状の線状突起４２を形成する。次いで、共通電極４１上及び線状突起４２上の全面にポリイミドを塗布して、垂直配向膜５０を形成する。このようにして対向基板４が完成する。
【００６６】
以上の工程を経て作製されたＴＦＴ基板２と対向基板４とを、例えば球状スペーサを挟んで貼り合わせる。次に、ＴＦＴ基板２と対向基板４との間に、負の誘電率異方性を有する垂直配向型の液晶６を注入して封止する。このようにして、本実施の形態による液晶表示装置が完成する。以上のように、本実施の形態によれば、輝度が高く表示品質の良好な液晶表示装置が得られる。
【００６７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置について図８乃至図１４を用いて説明する。図８は本実施の形態による液晶表示装置のＢ画素（青色のＣＦ樹脂層が形成された画素）の構成を示し、図９は本実施の形態による液晶表示装置のＲ画素又はＧ画素（赤色又は緑色のＣＦ樹脂層が形成された画素）の構成を示している。図１０（ａ）は図８のＤ−Ｄ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示し、図１０（ｂ）は図９のＥ−Ｅ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示している。図１１はＴＦＴ基板２と貼り合わせる前の対向基板４の断面構成を示している。図１１（ａ）は図１０（ａ）と同位置で切断した
対向基板４の断面構成を示し、図１１（ｂ）は図１０（ｂ）と同位置で切断した対向基板４の断面構成を示している。図１２は対向基板４と貼り合わせる前のＴＦＴ基板２の断面構成を示している。図１２（ａ）は図１０（ａ）と同位置で切断したＴＦＴ基板２の断面構成を示し、図１２（ｂ）は図１０（ｂ）と同位置で切断したＴＦＴ基板２の断面構成を示している。
【００６８】
図８乃至図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、Ｂ画素とＲ画素及びＧ画素とではＴＦＴ基板２側の構成が互いに異なっている。ＴＦＴ基板２のＢ画素は、図２とほぼ同様の構成を有している。Ｂ画素の対向基板４側には、接続部３３ｂと蓄積容量電極１９とがＴ字状に交わる領域に、例えばアクリル樹脂系ネガ型感光性レジストからなる柱状スペーサ４５が形成されている。柱状スペーサ４５の形成領域と画素開口部とのＴＦＴ基板２側の構成を比較すると、柱状スペーサ４５の形成領域は、ＴＦＴ２０のゲート電極２３と同層に形成された蓄積容量バスライン１８と、動作半導体層２８と同層に形成されたａ−Ｓｉ層６２と、オーミックコンタクト層２９と同層に形成されたｎ＋ａ−Ｓｉ層６１と、ソース電極２２及びドレイン電極２１と同層に形成された接続部３３ｂ（蓄積容量電極１９）とを有している。これにより、柱状スペーサ４５の形成領域には、高さＴ１の凸部６３が形成される。柱状スペーサ４５及び凸部６３は、第１のセルギャップ維持用構造物を構成する。第１のセルギャップ維持用構造物は、対向基板４及びＴＦＴ基板２の双方に接触し、セルギャップＧ１を維持している。
【００６９】
Ｒ画素及びＧ画素の対向基板４には、柱状スペーサ４５と同一層の柱状スペーサ４６が形成されている。Ｂ画素の構成と異なり、Ｒ画素及びＧ画素の接続部３３ｂ及び蓄積容量電極１９は、柱状スペーサ４６の形成領域を迂回するように配置されている。したがって、柱状スペーサ４６の形成領域は蓄積容量バスライン１８を有しているが、柱状スペーサ４５の形成領域と比較すると、ａ−Ｓｉ層６２、ｎ＋ａ−Ｓｉ層６１及び接続部３３ｂを有していない。これにより、柱状スペーサ４６の形成領域には、ａ−Ｓｉ層６２、ｎ＋ａ−Ｓｉ層６１及び接続部３３ｂの各膜厚の総和分だけ凸部６３より低い高さＴ２の凸部６４が形成される（Ｔ１＞Ｔ２）。本例では、高さＴ１と高さＴ２との差（Ｔ１−Ｔ２）は例えば０．５０μｍである。柱状スペーサ４６及び凸部６４は、第２のセルギャップ維持用構造物を構成する。基板貼合せ前には、柱状スペーサ４５の共通電極４１からの高さＣ１と柱状スペーサ４６の共通電極４１からの高さＣ２とはほぼ同一であり（Ｃ１＝Ｃ２）、例えば共に３．２μｍである。
【００７０】
本実施の形態による液晶表示装置は滴下注入（ＯＤＦ）法を用いて作製されており、基板２、４間の外周部には液晶を封止するために切れ目なく塗布されたシール材が形成されている。ＯＤＦ法を用いて作製される液晶表示装置のセルギャップＧ１は、滴下される液晶量により決まる。本実施の形態では、基板２、４間のセルギャップＧ１が（Ｔ１＋Ｃ１）＜Ｇ１＜（Ｔ２＋Ｃ２）の関係を満たすような液晶量が滴下される。したがって、柱状スペーサ４５と凸部６３は互いに接触し、（Ｇ１−（Ｔ２＋Ｃ２））（例えば０．２５μｍ）だけ圧縮される。一方、柱状スペーサ４６と凸部６４とは互いに接触せず、（Ｇ１−（Ｔ１＋Ｃ１））（例えば０．２５μｍ）の間隙を介して対向する。すなわち、柱状スペーサ４５及び凸部６３を備えた第１のセルギャップ維持用構造物は、常時セルギャップＧ１を維持し、柱状スペーサ４６及び凸部６４を備えた第２のセルギャップ維持用構造物は、外部から加圧されたときにセルギャップＧ１より狭いセルギャップＧ２（図示せず）を維持するようになっている。
【００７１】
柱状スペーサ４５の上底面積（第１のセルギャップ維持用構造物の支持面積）Ｓ１と柱状スペーサ４６の上底面積（第２のセルギャップ維持用構造物の支持面積）Ｓ２とはほぼ同一であり（Ｓ１＝Ｓ２）、例えば共に３００μｍ２である。柱状スペーサ４５は５つのＢ画素に１つ配置され、柱状スペーサ４６は全Ｒ画素及び全Ｇ画素に配置されている。し
たがって、第１のセルギャップ維持用構造物の面積密度Ｄ１は、第２のセルギャップ維持用構造物の面積密度Ｄ２の１／１０になっている（Ｄ１：Ｄ２＝１：１０）。なお、柱状スペーサ４５が形成されないＢ画素のＴＦＴ基板２側の構成は、Ｒ画素及びＧ画素のＴＦＴ基板２側の構成と同様であってもよい。
【００７２】
例えば製造ばらつきにより柱状スペーサ４５が０．１５μｍ低く形成された場合であっても、基板貼合せ後には柱状スペーサ４５（及び凸部６３）は０．１０μｍだけ圧縮されることになる。したがって、作製した液晶表示パネルは重力むらの発生しない内部圧力を有する。一方、柱状スペーサ４６が０．１５μｍ高く形成された場合であっても、基板貼合せ後には柱状スペーサ４６と凸部６４の間には０．１０μｍの間隙が存在するため、常温時に互いに接触しないことになる。したがって、低温下での気泡の発生を防止できる。
【００７３】
また、液晶表示パネルの基板２、４間に外部から高い圧力が加えられたときには、第１のセルギャップ維持用構造物に加えて第２のセルギャップ維持用構造物もセルギャップを維持する。したがって、セルギャップむらが生じず、外部からの加圧に対する高い耐性が得られる。
【００７４】
本実施の形態によれば第１の実施の形態と同様の効果が得られるだけでなく、外部から圧力が加えられていないときには低い面積密度Ｄ１で形成された第１のセルギャップ維持用構造物だけがセルギャップＧ１を維持しているため、低温下での気泡の発生を防止できる。一方、外部から圧力が加えられたときには高い面積密度（Ｄ１＋Ｄ２）で形成された第１及び第２のセルギャップ維持用構造物がセルギャップＧ２を維持するため、セルギャップむらを抑制できる。また、本実施の形態によれば、ＯＤＦ法を用いて作製される液晶表示装置において、広い製造マージン及び高い耐加圧性という相反する２つの効果を同時に実現できる。
【００７５】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について簡単に説明する。図１３は、対向基板４の製造工程を示している。まず、図１３（ａ）に示すように、ガラス基板１１等の絶縁性基板上にＣｒ金属又は樹脂ブラックを用いてＢＭ４８を形成する。次に、図１３（ｂ）に示すように、顔料分散型感光性着色樹脂等を用いてＣＦ樹脂層４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを順次形成する。次に、図１３（ｃ）に示すように、ＩＴＯ等の透明導電膜をスパッタリングして共通電極４１を形成する。次に、図１３（ｄ）に示すように、例えばノボラック樹脂系ポジ型感光性レジストを基板全面に塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の配置パターンの線状突起４２を形成する。次に、図１３（ｅ）に示すように、例えばアクリル樹脂系ネガ型感光性レジストを基板全面に塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の位置に所定の上底面積を有する柱状スペーサ４５、４６を形成する。柱状スペーサ４５は例えば５つのＢ画素に１つの配置密度で配置され、柱状スペーサ４６は全Ｒ画素及び全Ｇ画素に１つずつの配置密度で配置される。以上の工程を経て、対向基板４が作製される。
【００７６】
図１４は、ＯＤＦ法を用いた液晶表示パネルの製造工程を示す図である。図１４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は各工程での対向基板４の状態を示す斜視図であり、図１４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は各工程での柱状スペーサ４５（又は４６）近傍の状態を示す概略断面図である。まず対向基板４及び別工程で作製されたＴＦＴ基板２の表面に配向膜を形成し、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば対向基板４の外周部の全周に、光硬化型のシール材６０を切れ目なく塗布する。次に、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、対向基板４上に所定量の液晶６を滴下する。なお図１４（ｄ）では、滴下された状態の液晶６ではなく、後述する工程で充填された状態の液晶６を示している。次に、図１４（ｅ）、（ｆ）に示すように、対向基板４とＴＦＴ基板２とを真空中で貼り合わせ、大気圧に戻すことにより液晶６を基板２、４間に充填する。このとき、セルギャップは液晶６の滴下量により
制御され、柱状スペーサ４５はＴＦＴ基板２に接触して所定の変位量だけ圧縮される。シール材６０を硬化させた後、パネル切断、偏光板貼付け等の工程を経て液晶表示パネルが完成する。その後、モジュール工程等を経て液晶表示装置が完成する。
【００７７】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、反射型や半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
【００７８】
また上記実施の形態では、２つの副画素を備えた画素領域を有する液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、３つ又はそれ以上の副画素を備えた画素領域を有する液晶表示装置にも適用できる。
【００７９】
さらに上記実施の形態では、チャネルエッチ型のＴＦＴを備えた液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、チャネル保護膜型のＴＦＴを備えた液晶表示装置にも適用できる。
【００８０】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
一方の前記基板上に形成された第１の画素電極と、前記一方の基板上に形成され、前記第１の画素電極から分離された第２の画素電極とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記画素領域毎に配置され、前記第１の画素電極に電気的に接続されたソース電極を備えたトランジスタと、
他方の前記基板上に形成され、前記液晶を配向規制する線状の配向規制用構造物と、
前記ソース電極に電気的に接続され、絶縁膜を介して前記第２の画素電極の少なくとも一部に対向し、基板面に垂直に見て少なくとも一部が前記配向規制用構造物に重なって配置されかつ前記配向規制用構造物に沿って延びる制御容量電極を備え、前記ソース電極と前記第２の画素電極とを容量結合する制御容量部と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極の幅は、前記配向規制用構造物の幅よりも狭いこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記画素領域端部を遮光する遮光膜をさらに有し、
前記制御容量電極は、基板面に垂直に見て少なくとも一部が前記遮光膜に重なって配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記画素領域は、長さＸの短辺と長さ約３Ｘの長辺とを有する長方形状であり、
前記配向規制用構造物は、一方の前記長辺の両端に位置する２つの前記画素領域角部をそれぞれ通り、前記長辺に対し約４５°の角度をなす方向であって互いにほぼ垂直な方向にそれぞれ直線状に延伸する２つの領域を前記画素領域内に有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記５）
付記４記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極は、前記配向規制用構造物の前記２つの領域にそれぞれ沿って延伸す
る２つの斜め延伸部と、他方の前記長辺に沿って延伸し、前記２つの斜め延伸部間を接続する長さ約Ｘの接続部とを有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の幅をＹとし、前記接続部の幅をＺとしたとき、
前記制御電極の前記第２の画素電極に対する重なり面積Ｓは、
Ｓ≦（Ｙ×√（Ｘ２＋Ｘ２）−Ｙ２／２）×２＋Ｘ×Ｚ
の関係を満たすこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置において、
前記絶縁膜はシリコン窒化膜からなり、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の膜厚を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記８）
付記６又は７に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物の幅Ｙは８μｍ以上１２μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記９）
付記６乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記接続部の幅Ｚは２μｍ以上１５μｍ以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板間の外周部に切れ目なく塗布され、前記液晶を封止するシール材と、
前記一対の基板の双方に接触し、第１のセルギャップを維持する第１のセルギャップ維持用構造物と、
外部から加圧されたときに前記第１のセルギャップより狭い第２のセルギャップを維持する第２のセルギャップ維持用構造物とをさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置において、
前記第１のセルギャップ維持用構造物は、前記トランジスタのゲート電極と同層に形成された第１層と、前記ソース電極と同層に形成された第２層とを共に有し、
前記第２のセルギャップ維持用構造物は、前記第１層又は前記第２層のいずれか一方を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【符号の説明】
【００８１】
２  ＴＦＴ基板
４  対向基板
６  液晶
１０、１１  ガラス基板
１２  ゲートバスライン
１４  ドレインバスライン
１６ａ、１６ｂ  画素電極
１８  蓄積容量バスライン
１９  蓄積容量電極
２０  ＴＦＴ
２１  ドレイン電極
２２  ソース電極
２３  ゲート電極
２５  コンタクトホール
２８  動作半導体層
２９  オーミックコンタクト層
３０  絶縁膜
３１  保護膜
３３  制御容量電極
３３ａ、３３ｃ  斜め延伸部
３３ｂ  接続部
４０、４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ  ＣＦ樹脂層
４１  共通電極
４２  線状突起
４４、４７  スリット
４５、４６  柱状スペーサ
４８  ＢＭ
４８ａ  開口部
５０、５１  垂直配向膜
６０  シール材
６１  ｎ＋ａ−Ｓｉ層
６２  ａ−Ｓｉ層
６３、６４  凸部
８０  ゲートバスライン駆動回路
８２  ドレインバスライン駆動回路
８４  制御回路
８６、８７  偏光板
８８  バックライトユニット
【図１】
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【図２】
2010231242.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年8月4日(2010.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に封止された液晶と、
前記第２の基板上に形成され、前記液晶を配向規制する配向規制用構造物と、
前記第１の基板上に形成された第１の副画素電極と、前記第１の基板上に形成され、前記第１の副画素電極から分離された第２の副画素電極とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記画素領域毎に設けられ、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を備えたトランジスタと、
前記第１の基板上に形成され、前記画素領域を横切って延伸する蓄積容量バスラインと、
前記第１の基板上に形成され、前記ソース電極に電気的に接続された第１の部分と、前記蓄積容量バスラインに重なって配置され、コンタクトホールを介して前記第１の副画素電極に電気的に接続された第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の第３の部分とを備えた制御容量電極とを有し、
前記第３の部分は、前記第２の副画素電極に重なって配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記ソース電極から前記第１の副画素電極に至る電気的経路は、前記第１の基板上に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極は、前記電気的経路に含まれていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極は、前記第２の副画素電極と容量結合されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記制御容量電極は、前記配向規制用構造物に重なって延伸する斜め延伸部を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の液晶表示装置において、
前記斜め延伸部は、前記蓄積容量バスラインに対して角度４５°をなす方向に延伸していること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の液晶表示装置において、
前記斜め延伸部は、前記ソース電極から前記第１の副画素電極に至る電気的経路から分岐して延伸していること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用構造物は、線状の突起であること
を特徴とする液晶表示装置。