(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素領域毎に表面に２個のV字形により構成されるW字形の突出構造を有する第１基板と、
前記第１基板に平行であるとともに、複数個の開口を有し、前記した複数個の開口が、前記した２個のV字形の底側尖端部から一方向に沿って、前記画素領域の周縁に向かって配列される第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板間に介在し、前記突出構造に隣接する液晶層と
を具備する液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項２】
上記した複数個の開口の形状が、二等辺三角形を含むものであって、その一斜辺が、上記V字形の斜線に平行なものである請求項１記載の液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項３】
上記開口配列の上記した方向が、上記V字形の中線に平行なものである請求項１記載の液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項４】
上記画素領域が、四角形領域である請求項１記載の液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項５】
上記開口配列の上記した方向が、上記四角形領域の一辺に垂直である請求項４記載の液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項６】
上記V字形の両辺夾角が、90度である請求項１記載の液晶ディスプレイの画素構造。
【請求項７】
画素毎に表面に２個のV字形から構成されるW字形の突出バー状構造を有する第１基板と、
前記第１基板に平行であるとともに、複数個の開口を有し、前記した複数個の開口が、前記した２個のV字形の底側尖端部から一方向に沿って、長方形画素構造の１つの長辺に垂直である第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板間に介在するとともに、前記突出バー状構造に隣接する液晶層と
を具備する長方形画素構造。
【請求項８】
上記した複数個の開口の形状が、三角形を含むものであって、その一角が上記V字形の角形底部へ向いているものである請求項７記載の長方形画素構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイの表示構造に関し、特に、液晶ディスプレイに適用されるマルチドメイン垂直配向画素の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイは、日常生活において、よく見られる装置である。特に、テレビやコンピューターの使用には、必ずディスプレイが備えられていなくてはならず、映像をディスプレイの画面上に表示させて、ユーザーに提供するものとなっている。一般に、ディスプレイが、もしも陰極線管設計を用いたものであったならば、たいへん大きな空間が必要とされ、不便なものになる。特に、ノートブック型コンピューターは、陰極線管ディスプレイとともに使用されることはない。このため、ドットマトリックス設計により形成されたフラットディスプレイ製品、例えば、薄層トランジスタ液晶ディスプレイ（thin film transistor liquid crystal display = TFT-LCD）などは、すでに開発に成功している。
【０００３】
図３において、液晶ディスプレイの作動原理を大まかに説明すると、図３が図示すのは、ねじれネマティック（twisted nematic = TN）液晶表示原理であって、液晶層１０８がガラス１０６の間に充填されている。ガラス１０６の上下外側には、それぞれ偏光板１０４が備わっているが、その偏光方向は互いに垂直である。図３において、図左側の状態は、光線が偏光板１０４を経て一方向に偏光してから、液晶層１０８に進入するものである。液晶層１０８中の液晶分子は、電圧を加えない（ＯＦＦ）時は、ねじれネマティックにより一方の偏光板１０４からもう一方の偏光板１０４までにおいて、ちょうど90度ねじれるものである。上下の偏光板１０４は、その偏光方向が互いに垂直であるため、光線は液晶分子を介してねじれるから、その偏光方向も90度ねじれて、下側の偏光板１０４を通過できるものとなる。
【０００４】
もしも電圧を液晶層１０８に加えると（ＯＮ）、図３の右側のように、液晶分子が一直線に配列して光線を通すが、その偏光方向が変化しないために、下側の偏光板１０４を通過することはできない。このようにして、液晶ディスプレイは、電圧を加えないこと（ＯＦＦ）により光線を通過させるか、あるいは、電圧を加えること（ＯＮ）により光線を通過させないようにするものである。
【０００５】
一般に、液晶層は、多数の画素に分割されて画像を表示するものであって、１個の画素範囲は、一般に１個の四角形であるとともに、そのうちのある液晶配向モードをマルチドメイン垂直配向（multi-domain vertical alignment = MVA）と呼ぶが、これはLCDにより良好な視角特性を備えさせるためのものであって、１個の画素を複数個の領域に分割するものである。
【０００６】
図１（a）および図１（b）において、従来のMVA液晶ディスプレイの構造を示すと、図１（a）は、平面図を示し、図１（b）は、図１（a）のI-I線に沿った断面図を示している。液晶ディスプレイは、多数個の画素により画像を表示することができる。以下では、１つの画素を１つのユニットとしたものについてのみ、その構造を説明する。図１（a）と図１（b）とにおいて、液晶ディスプレイの画素構造は、上基板５２と、下基板５６と、両者間の液晶層５４とをそなえている。液晶分子は、楕円形の結晶体構造である。画素構造は、一般に、長方形の幾何形状である。
【０００７】
１つの画素領域に多数個の領域を設けるために、上基板５２の液晶層５４に隣接する表面に、いくつかの平行バー状の突出バー状物５８が形成されている。そして、下基板５６が不連続な線状開口６０を有している。不連続な線状開口６０も突出バー状物５８に平行となっているが、２つの隣り合う突出バー状物５８の間に介在している。
【０００８】
図１（b）において、いかにしてMVAの設計を達成するかを説明すると、液晶は、適当な電圧下において、液晶分子が上基板５２の表面に沿って垂直配向する。しかし、突出バー状物５８および開口６０により、液晶分子の配向方向が、完全には一致しないものとなり、マルチドメインの目的が達成される。さらに詳細な物理メカニズムについては、当業者であれば理解できるものであるので、ここでは、これ以上の説明を加えない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
MVAの設計原則がすでに提案されているものの、どのようにして液晶領域の分割効果を実現させるかについての技術は、なおも開発中である。突出バー状物５８および開口により、１つの画素を多数個の領域に分割することができるが、その境界線は、十分にクリアーなものではなかった。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、W字形の突出構造に、いくつかの開口を組合わせることにより、画素中の領域を明確に分けることのできる液晶ディスプレイの画素構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかる液晶ディスプレイの画素構造は、画素領域に対応し、表面に２個のV字形により構成されるW字形の突出構造を有する第１基板と、第１基板と平行であるとともに、複数個の開口を有し、複数個の開口が、２個のV字形の底側尖端部から一方向に沿って、画素領域の周縁に向かって配列される第２基板と、第１基板および第２基板間に介在し、突出構造に隣接する液晶層とから構成される。
【００１２】
上記の液晶ディスプレイの画素構造は、開口の形状が三角形を含むものであり、その斜辺がV字形の斜線に平行なものである。
【００１３】
上記の液晶ディスプレイの画素構造は、開口の配列方向が、V字形の中線に平行なものである。
【００１４】
上記の液晶ディスプレイの画素構造は、画素領域が四角形領域で、開口の配列方向が、四角形領域の一辺に垂直なものである。
【００１５】
【作用】
この発明においては、W字形の突出構造と開口との間に、電界構造が発生するため、領域をより明確に分けることができる。また、開口の面積が比較的小さいため、消費される面積も比較的小さいものとなる。
【００１６】
【実施例】
以下、この発明にかかる好適な実施例を図面に基づいて説明する。
この発明の主要な特徴の１つは、W字形の突出構造と開口との間に発生する電界構造を利用することによって、領域を明確に分割するものである。そして、開口の面積が比較的小さく、その消費される面積も比較的小さなものとなる。
【００１７】
図２において、この発明にかかる画素構造の平面図を示すと、１個の液体ディスプレイに多数個の画素が備えられていることにより、画像を表示するものである。各画素の構造は、同じでも異なっていてもよい。以下では、１個の画素構造７０のユニットを例としている。図１（b）と同様に、上基板５２と、下基板５６と、両者間の液晶層５４を備えている。液晶分子は、楕円形の結晶体構造である。画素構造は、一般に、例えば長方形の幾何形状である。この発明の異なる主要な部分は、この発明が提案するW字形の突出構造６２が、例えば、上基板５２の液晶層５４に近接する一表面に形成されることである。また、下基板５６には、いくつかの開口６４を形成するものである。
【００１８】
W字形の突出構造６２は、２個のV字形を結合して成るものを用いてもよい。突出構造６２の幅とV字形の両辺夾角の角度とを調整することにより、液晶の傾き方向および領域（domain）の大きさを制御することができるので、異なる映像ニーズに応えることができる。V字形の両辺について、好適なのは90度の夾角である。画素の幾何形状は、例えば四角形であり、好適なのは長方形である。一般に、開口６４の形状ならびに大きさには特別な制限はないが、不連続線（disclination）の幅、透過率、液晶反応時間等に影響を与え得るものであるので、実際の設計ニーズに合わせて調整することができる。その形状は、例えば、三角形、四角形、多辺形など任意の形状でとすることができ、好適なのは、二等辺三角形の開口であり、特に、二等辺三角形が良い。開口が、もしも三角形の時は、開口６４の斜辺について好適なのは、V字形に平行な斜辺である。V字形の角度について好適なのは90度である。開口６４は、W字形の底部尖端位置から、画素の周縁に向かって配列される。好適な構造について言えば、W字形の転折位置が90度であって、その斜辺と四角形画素周縁との夾角が実質上45度の夾角となるものである。W字形の中間転折位置は、ディスプレイの配線素子６６、例えばCst線によって覆われる。
【００１９】
画素構造７０のユニットには、適当な電圧が加えられる時、W字形突出構造６２の斜辺と開口６４との間に、領域が構成される。この発明の開口６４は、図１（a）における従来技術の線状開口６０に置き換えることができる。開口６４は、W字形突出構造６２とともに電界メカニズムを生成して、有効に線状開口６０との置き換えが可能であり、さらに領域の分離効果を向上させることができる。また、分離線の幅も有効に縮小することができる。
【００２０】
上述した設計技術により、実際に完成品に対して実験を行なったテストデータから、この発明のMVAディスプレイが、優れたカラーシフト（color shift）効果を備えていることを示す。下記する表１，２のデータは、従来技術のMVA、例えば図１（a）の設計とこの発明のMVA設計とについて、その透過率ならびに反応属度を比較したものである。
【００２１】
【表１】
0003653003.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003653003.tif 000003
【００２３】
表１と表２とのデータが示すように、この発明の透過率と反応速度には、あまり影響がなく、同一レベルに属している。しかし、下記する表３のデータを見ると、この発明のカラーシフトに対する効果は、明らかに向上している。表３は、異なる液晶厚さに対して、Δndを単位とし、正面および45度斜めから見た時の明るさ状態のカラーシフト量を示すものである。
【００２４】
【表３】
0003653003.tif 000004
【００２５】
表３において、ｘとｙとは、CIE色度座標であり、ΔｘとΔｙとは、正面および45度斜めから見た時の色度座標変化であって、その数値が小さいほどカラーシフト量も小さくなることを示している。Δndが小さくなるほど、カラーシフトも減少する傾向にある。
【００２６】
この発明のMVA設計は、そのカラーシフト量の減少が、W形突出構造６２と開口との配列方向が平行でないことによりなされるものである。これにより比較的容易に液晶分子をねじることができるので、カラーシフト状況が低減されるものである。
【００２７】
つまり、表１から表３の実験データから明らかなように、この発明の画素構造は、従来技術にかかる画素構造設計の透過率および反応速度のレベルを維持することができるだけでなく、色度偏差の量を大幅に低減させて、液晶ディスプレイの映像品質を向上させることができるものである。
【００２８】
以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２９】
【発明の効果】
上記構成により、この発明にかかる液晶ディスプレイの画素構造は、W字形の突出構造と開口との間に電界構造が発生することにより、領域をより明確に分割することができるとともに、開口の面積が比較的小さいため、消費される面積も小さいなものとなる。また、この発明のMVA設計は、そのカラーシフト量の減少が、W形突出構造６２と開口との配列方向が平行でないことによりなされるものである。これにより比較的容易に液晶分子をねじることができるので、カラーシフト量が低減されるものである。従って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（a）は、従来技術にかかる画素構造を示す平面図であり、（b）は、従来技術にかかる画素構造を（a）のI-I線に沿って示した断面図である。
【図２】この発明にかかる画素構造の平面図である。
【図３】液晶の表示原理を示す説明図である。
【符号の説明】
５２    基板
５４    液晶層
５６    基板
６２    突出構造
６４    開口
６８    液晶分子
７０    画素構造
【図１】
0003653003.tif 000005
【図２】
0003653003.tif 000006
【図３】
0003653003.tif 000007