(57)【要約】      （修正有）【課題】壁電極ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、ドメイン境界を安定化させる。【解決手段】画素は、第１の方向に延在する信号配線ＤＬと第２の方向に延在する走査配線ＧＬによって囲まれ、第１の壁構造ＷＬ１一方は、第１の方向と第１の角度θで交差する第１の部分と、第１の方向と同一の方向の第２の部分と、第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第３の部分を有し、第２の部分には、第２の壁構造ＷＬ２の方向に第１の突起ＰＪを有し、第２の壁構造ＷＬ２は、第１の方向と第１の角度θで交差する第４の部分と、第１の方向と同一方向の第５の部分と、第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第６の部分を有し、第２の部分には、第１の突起ＰＪの突出方向と同一方向に第２の突起ＰＪを有し、第１の突起ＰＪと第２の壁構造ＷＬ２の第５の部分の距離は、他の部分における第１の壁構造ＷＬ１と第２の壁構造ＷＬ２の距離よりも小さい。【選択図】図１
2014006428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極とコモン電極とＴＦＴとカラーフィルタを有する第１の基板と、第２の基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記第１の基板における画素は、第１の方向に延在する映像信号線と、第２の方向に延在する走査信号線で囲まれた領域によって定義され、
前記画素には、第１の壁構造と第２の壁構造が対向して形成され、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造の間には、第３の壁構造が形成され、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造は同じ高さであり、かつ、前記第３の壁構造よりも高く、
前記第１の壁構造と前記第２の壁構造と前記第３の壁構造は前記コモン電極によって覆われ、前記コモン電極は、第１の絶縁膜によって覆われ、
前記第１の壁構造と前記第２の壁構造と前記第３の壁構造の側部における前記第１の絶縁膜の上にソース電極が形成され、
前記第１の壁構造は、前記第１の方向と第１の角度θで交差する第１の部分と、前記第１の方向と同一の方向に延在する第２の部分と、前記第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第３の部分を有し、前記第２の部分は、前記第３の壁構造の方向に第１の突起を有し、
前記第３の壁構造は、前記第１の方向と第１の角度θで交差する第４の部分と、前記第１の方向と同一の方向と同一方向に延在する第５の部分と、前記第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第６の部分を有し、前記第５の部分は、前記第１の突起の突出方向と同一方向に第２の突起を有し、
前記第１の突起と前記第３の壁構造の前記第５の部分の距離は、他の部分における前記第１の壁構造の前記第２の部分と前記第３の壁構造の距離よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の壁構造は、前記第１の方向と第１の角度θで交差する第７の部分と、前記第１の方向と同一の方向の第８の部分と、前記第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第９の部分を有し、前記第８の部分には、前記第１の突起と同一方向に第３の突起を有し、
前記第２の突起と前記第３の壁構造の前記第８の部分の距離は、他の部分における前記第３の壁構造の前記第５の部分と前記第３の壁構造との距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の壁構造における前記第１の突起の前記第１の方向の幅の最大値は、前記第１の壁構造における前記第２の部分の長さよりも小さく、前記第１の壁構造における前記第２の部分の長さは、前記第１の壁構造における前記第１の突起以外の部分における前記第２の部分と前記第３の壁構造の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第３の壁構造における前記第２の突起の前記第１の方向の幅の最大値は、前記第３の壁構造における前記第５の部分の長さよりも小さく、前記第３の壁構造の前記第５の部分の長さは、前記第２の突起以外の部分における前記第３の壁構造の前記第５の部分と前記第２の壁構造との距離よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の壁構造は、前記画素の第１の端部に存在し、前記第２の壁構造は、前記画素の第２の端部に存在することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に視野角特性が優れ、かつ、高精細画面を実現できる壁電極を有するＩＰＳ方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に使用される液晶表示パネルは、画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。
【０００４】
ＩＰＳ方式であっても、高精細な画面で、画素の大きさが小さくなった場合は、透過率が問題となり、画面輝度が問題となる。一方、液晶層内に突出した壁構造の壁面に形成した電極を利用して液晶層に電界を印加する壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｃｈｉｎｇ−Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ)は、平面電極を用いた従来のＩＰＳ−ＬＣＤに比較して液晶層に、より平行な電界を印加可能なため、より高い透過率を実現することができる。
【０００５】
なお、「特許文献１」には、液晶表示装置において、寄生容量低減の観点からＩＰＳ方式に最適化した柱状スペーサが記載されている。また、「特許文献２」には、２個の電極の屈曲部を橋絡した構成が記載されているが、電極間の最短部を一箇所にするという構成は存在せず、本発明の思想とは異なるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９９９０４号公報
【特許文献２】特開平１０−３０７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
壁電極方式ＩＰＳにおける壁構造は、画素境界部のブラックマトリクス下に配置するため、高精細化により画素幅が減少しても液晶層の配向変化の仕方は一定であり、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの表示モード効率は高精細化によらず一定である。尚ここで、表示モード効率とは基板透過率で規格化した透過率である。
【０００８】
ＩＰＳ−ＬＣＤの視角特性をより向上させるため一画素内に電圧印加時の液晶ダイレクタ回転方向の異なる２つの微小領域すなわちドメインを形成するマルチドメイン構造が考案されており、これは壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの視角特性向上にも有効である。壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤのマルチドメイン構造の課題の一つが押しドメイン低減であり、押しドメインは押し圧力を印加した後消滅するまでに時間を要するため短時間残像となる。押しドメインの原因はドメイン境界が押し圧力印加時に移動することであり、その低減には画素構造を最適化してドメイン境界を安定化しなければならない。
【０００９】
マルチドメイン構造の押しドメインは従来のＩＰＳ−ＬＣＤにおいても問題になっており、これを低減するための画素構造が提案されていた。しかし、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤは従来のＩＰＳ−ＬＣＤとは電界分布が異なるため、従来のＩＰＳ−ＬＣＤにおいてドメイン境界安定化に効果のある画素構造をこれに適用しても同様の効果は得られない。すなわち、従来のＩＰＳ−ＬＣＤはコモン電極とソース電極の間隔が短く、電界は基板界面に局在化しておりなお且つ電界強度も強い。このことは、絶縁膜を隔てて積層した櫛歯状電極とベタ平面状電極の間に電界を印加するＩＰＳ−Ｐｒｏ(Ｐｒｏｖｅｃｔｕｓ)−ＬＣＤにおいて特に顕著である。これに対して、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤではコモン電極とソース電極の間隔が長く、電界は液晶層内に広く分布しており電界強度も弱い。
【００１０】
本発明の課題は、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤにおけるマルチドメイン構造において、ドメイン境界の不安定化を防止して、ドメイン境界による短時間残像、輝度むら等を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ドメイン境界においてコモン電極とソース電極の間隔が最短となる部分が一か所だけ生じるようにする。具体的には、マルチドメイン構造は配向処理方向に対して壁構造伸長方向のなす角が互いに反転する２つのドメインからなり、２つのドメインの境界部に壁構造伸長方向が配向処理方向に対して平行となる平行部を配置し、なお且つ平行部の概略中央に１つの突起を付与する。具体的手段の主なものは次のとおりである。
【００１２】
すなわち、ソース電極とコモン電極とＴＦＴとカラーフィルタを有する第１の基板と、第２の基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板における画素は、第１の方向に延在する映像信号線と、第２の方向に延在する走査信号線で囲まれた領域によって定義され、前記画素には、第１の壁構造と第２の壁構造が対向して形成され、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造の間には、第３の壁構造が形成され、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造は同じ高さであり、かつ、前記第３の壁構造よりも高く、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造と前記第３の壁構造は前記コモン電極によって覆われ、前記コモン電極は、第１の絶縁膜によって覆われ、前記第１の壁構造と前記第２の壁構造と前記第３の壁構造の側部における前記第１の絶縁膜の上にソース電極が形成され、前記第１の壁構造は、前記第１の方向と第１の角度θで交差する第１の部分と、前記第１の方向と同一の方向に延在する第２の部分と、前記第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第３の部分を有し、前記第２の部分は、前記第３の壁構造の方向に第１の突起を有し、前記第３の壁構造は、前記第１の方向と第１の角度θで交差する第４の部分と、前記第１の方向と同一の方向と同一方向に延在する第５の部分と、前記第１の方向と第２の角度（１８０度−θ）で交差する第６の部分を有し、前記第５の部分は、前記第１の突起の突出方向と同一方向に第２の突起を有し、前記第１の突起と前記第３の壁構造の前記第５の部分の距離は、他の部分における前記第１の壁構造の前記第２の部分と前記第３の壁構造の距離よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は屈曲部におけるコモン電極−ソース電極間距離の最短部を一か所に限定することによりドメイン境界を安定化し、押し圧力起因の短残像を低減することができる。
【００１４】
スマートフォンの普及によりタッチパネル操作が一般化し、タッチパネル操作時には表示パネルにも押し圧力が印加される。一方で有機エレクトロルミネッセンスディスプレイがスマートフォンやデジタルカメラに普及を始め、短残像のないことがＬＣＤに対する優位の一つになっている。以上より、押し圧力起因の短残像の解決は中小型ＬＣＤにとって必須となっている。本発明は、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤをタッチパネルと組み合わせて使用することを実質的に可能にする効果がある。
【００１５】
特に効果のある製品としては、タッチパネルによる操作が一般化しているスマートフォン、タッチパネルによる操作が一般化し高精細化が進むタブレットＰＣ等である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１における画素の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ‘断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ‘断面図である。
【図４】本発明の動作を示す画素の平面図である。
【図５】タッチパネル操作における液晶表示パネルに対する影響を示す断面図である。
【図６】ドメインの移動の状態を比較した模式図である。
【図７】液晶の配向状態と、電気エネルギー、配向エネルギーの関係を示すグラフである。
【図８】実施例２の動作を示す平面図である。
【図９】比較例１の平面図である。
【図１０】比較例１のドメインの状態を示す平面図である。
【図１１】比較例２の平面図である。
【図１２】比較例２のドメインの状態を示す平面図である。
【図１３】比較例３の平面図である。
【図１４】比較例３のドメインの状態を示す平面図である。
【図１５】比較例４の平面図である。
【図１６】比較例４のドメインの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ドメイン境界では液層配向が急激に変化していて配向エネルギーが高いため、ドメイン境界は最短になるように形成される。また、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤではドメインはコモン電極とソース電極の間を結ぶように形成され、コモン電極とソース電極が画素幅の半分程度の距離をおいて配置されている。以上より、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤのマルチドメイン画素構造においてドメイン境界は電極間隔が最短となる部分に形成される。ここで、同程度の電極間隔が広く分布していたり、最短部が２か所以上あるとドメイン境界は不安定になる。この場合ドメイン境界は押し圧力で容易に移動し、短時間残像となる。
【００１８】
例えば、従来のＩＰＳ−ＬＣＤのマルチドメイン画素構造を壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤに適用することを考える。すなわち壁電極をＶ字型の平面構造とし、その屈曲部をドメイン境界とする。この場合、マスク上で鋭角を付与しても加工時に屈曲部は丸みを帯び、屈曲部近傍は同程度の電極間隔となる。ドメイン境界が屈曲部近傍のいずれに位置していても配向エネルギーはほとんど変わらないため、ドメイン境界は不安定になる。
【００１９】
あるいは、従来のＩＰＳ−ＬＣＤでは二重のＶ字構造を有するマルチドメイン画素構造が採用される場合があり、ドメイン境界をなす暗線が細くなり透過率が増大する効果が得られている。しかしながら、これを壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤに適用すれば屈曲部近傍において最短部が２か所生じるため、この場合もドメイン境界は不安定になる。この他にも従来のＩＰＳ−ＬＣＤではＶ字型の平面構造の屈曲部に突起を配置した構造も提案されているが、これを壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤに適用すればやはり屈曲部近傍において最短部が２か所生じるためドメイン境界は不安定になる。
【００２０】
本発明では壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤのドメイン境界を安定化させるため、ドメイン境界において最短部が一か所だけ生じるようにする。具体的には、前記Ｖ字構造の屈曲部に壁構造伸長方向が配向処理方向に対して平行となる平行部を配置し、なお且つ平行部の概略中央に１つの突起を付与する。近接するコモン電極とソース電極では一方の平行部と他方の突起が相対するため、最短部が一か所だけ生じる。すなわち、突起から平行部に引いた垂線が最短部となる。ドメイン境界はこの最短部に沿うようにして安定に形成される。
【００２１】
以下に本発明の内容を、実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の液晶表示装置の一画素の平面図を図１に、断面図を図２、図３に示す。図２は一画素の中央部の断面図で、図３は薄膜トランジスタＴＦＴとコンタクトホールＣＨを含む部分の断面図で、これらの断面は図１中にＡＡ’、ＢＢ’で示してある。第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２が液晶層ＬＣを挟持して成り、第一の基板ＳＵ１上には液晶層ＬＣに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、第一の平坦化膜ＯＣ１、カラーフィルタＣＦ、ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。
【００２３】
第二の基板ＳＵ２上には液晶層ＬＣに近接する側より第二の配向膜ＡＬ２、第二の平坦化膜ＯＣ２、ソース電極ＳＥ、第一の絶縁膜ＩＬ１、コモン電極ＣＥ、第一の壁構造ＷＬ１および第二の壁構造ＷＬ２、第二の絶縁膜ＩＬ２、信号配線ＤＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、走査配線ＧＬ、ポリシリコン層ＰＳ、第四の絶縁膜ＩＬ４を有する。図１においてソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの輪郭は破線で示してある。また、コモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨを除くほぼ全面に分布するため、その輪郭を表す破線はコンタクトホールＣＨ周辺のみに分布する。
【００２４】
第一の壁構造ＷＬ１は第二の壁構造ＷＬ２よりも高く、液晶層ＬＣの中に突出している。第二の壁構造ＷＬ２は第二の平坦化膜ＯＣ２で埋められており、その頂部のみが第二の平坦化膜ＯＣ２上に現れている。コモン電極ＣＥは第一の壁構造ＷＬ１、第二の壁構造ＷＬ２および両者の間隙に分布し、ソース電極ＳＥは第一の壁構造ＷＬ１の壁面、第二の壁構造ＷＬ２の基部および両者の間隙に分布している。コモン電極ＣＥとソース電極ＳＥは第一の絶縁膜ＩＬ１を介して積層しており、両者が重畳している部分は保持容量として機能する。また、コモン電極ＣＥは第一の壁構造ＷＬ１、第二の壁構造ＷＬ２以外に両者の間隙にも分布することにより、隣接する画素や配線の電位を遮蔽する機能を有する。
【００２５】
ソース電極ＳＥはポリシリコン層ＰＳ、コンタクトホールＣＨを介して信号配線ＤＬに接続されており、画像信号に応じた電位を液晶層ＬＣに印加する。コモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨの周囲に開口部を有し、ソース電極ＳＥとの短絡を防いでいる。ソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの間に形成される電気力線ＥＬを図２中に破線で表した。電気力線ＥＬは壁面のソース電極ＳＥと画素中央において露出しているコモン電極ＣＥを結ぶように分布するので、電気力線ＥＬは第二の壁構造ＷＬ２上を除けば液晶層ＬＣ中において概略液晶層ＬＣに平行に分布する。
【００２６】
液晶層ＬＣは室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示す。液晶層ＬＣの電圧無印加時における配向状態はホモジニアス配向であり、電界印加時に液晶ダイレクタは液晶層内で回転するように変化する。ストライプ状のコモン電極ＣＥとソース電極ＳＥを用いたＩＰＳ−ＬＣＤに比較して液晶層ＬＣにより均一な電界を印加できるため、より高い透過率が得られる。第一の壁構造ＷＬ１の存在する部分には液晶層ＬＣが存在しないため、第一の壁構造ＷＬ１の存在する部分は非開口部となる。第一の壁構造ＷＬ１は主に画素境界上に形成しており、画素境界はブラックマトリクスＢＭで遮光されているため、第一の壁構造ＷＬ１があっても開口率は実質的に低下しない。第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２は光配向膜であり、配向処理には光配向法を用いる。偏光紫外光を照射して配向処理し、非接触で配向処理が可能である。そのため、第一の壁構造ＷＬ１上に塗布した第二の配向膜ＡＬ２を配向処理することができる。
【００２７】
電圧無印加状態における液晶層ＬＣの配向方向は配向処理方向ＡＤであるが、電圧印加時にはその配向方向が電界方向に平行な方向に近づくように配向変化する。この時配向状態は液晶層ＬＣ内で回転するように変化し、回転方向は平面図において時計回りと反時計回りがあるが、このうち回転角のより小さい方が選択される。図４に示した一画素の平面構造において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２は屈曲部ＢＰにおいて屈曲しており、屈曲部ＢＰの上側を第一のドメインＤＭ１、下側を第二のドメインＤＭ２とすると、第一のドメインＤＭ１における電界方向ＥＦ１と第二のドメインＤＭ２における電界方向ＥＦ２は異なっている。そのため、電界印加時の回転方向は第一のドメインＤＭ１において時計回りとなり、第二のドメインＤＭ２において反時計回りとなる。その結果、電圧印加時には一画素内に液晶層の配向状態の異なる２つの領域が形成される。
【００２８】
本発明の液晶表示装置では電圧印加時に液晶配向方向が液晶層内で回転するように変化するが、液晶配向方向を含む方位において液晶パネルの明表示を観察すると、その色相は俯角の増大と共に黄色側にシフトする。また、液晶配向方向の垂直方向では青側にシフトする。前記のように一画素内に液晶層の配向状態の異なる２つの領域を形成したことにより、液晶パネル観察時には２つの領域を同時に観察することになる。２つの領域の一方の色相が黄色側にシフトすれば、他方は青側にシフトする。黄色と青は補色の関係にあるため、色相の視角特性が相殺されてより白色に近い色相となって観察される。このように、一画素内に第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２を形成することで視角特性が向上する効果が得られるが、その一方で第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の境界の安定化が課題となる。
【００２９】
第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の境界をドメイン境界ＤＢとすると、ドメイン境界ＤＢでは時計回りの配向変化と反時計回りの配向変化が拮抗するため、液晶層ＬＣは電圧印加時においても配向変化できず電圧無印加時と同様の配向状態となる。そのため、ドメイン境界ＤＢは暗線となって観察される。また、ドメイン境界ＤＢ近傍で配向方向は電界方向に対して垂直に近いため電気エネルギーが大きく、更には液晶配向状態が急激に変化しているため配向エネルギーも高い。このようにドメイン境界ＤＢは不安定であり、電気エネルギーと配向エネルギーを最小とするため、ドメイン境界ＤＢは長さが最短となるように形成される。具体的には、図８に示したようにドメイン境界ＤＢは屈曲部の近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離が最短となる部分に形成される。
【００３０】
本発明では、図４に示したように第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部ＢＰに平行部ＰＬと突起構造ＰＪを配置した。ここで平行部ＰＬとは配向処理方向ＡＤに対して平行な部分であり、突起構造ＰＪとは平行部ＰＬに対して垂直方向に突出した構造である。一画素内において第一の壁構造ＷＬ１の突起構造ＰＪは第二の壁構造ＷＬ２の平行部ＰＬに相対しており、第二の壁構造ＷＬ２の突起構造ＰＪは第一の壁構造ＷＬ１の平行部ＰＬに相対している。平行部ＰＬと突起構造ＰＪが相対することにより、屈曲部ＢＰ近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離が最短となる部分ＭＣは図１に示したように一か所だけ生じる。そのためドメイン境界ＤＢの位置は一義的に定まり、ドメイン境界ＤＢが安定化する。
【００３１】
本発明によれば暗線であるドメイン境界ＤＢを短く形成できるので、一画素内に第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２を形成した所謂マルチドメイン画素構造においても高い透過率を得ることができる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例では実施例１の液晶表示装置に押し圧力を加えて、俯角を増大した方向からムラが見えるか否か観察した。すなわち、近年スマートフォン等でタッチパネル操作が普及しているが、これに伴いマルチドメイン画素構造においてもドメイン境界ＤＢの安定性が重要になっている。
【００３３】
図５にスタイラスＳＴを用いてタッチパネル付き液晶表示パネルＬＣＰを操作した状態を簡略化して示す。タッチパネル操作時には液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わり、この時液晶パネルＬＣＰは図５（ｄ）に示したように押し圧力に応じて撓む。図５（ｄ）に示したような平衡状態に達するまでには、図５（ｂ）に示したように撓みが液晶パネルＬＣＰ上を波紋のように広がる。この際に液晶層厚が変動し、図５（ｂ）の拡大図である図５（ｃ）中に矢印で示したように、液晶層厚が減少した部分から増大した部分に向かって液晶分子ＬＣＭが流動する。
【００３４】
ドメイン境界ＤＢの安定性が重要なのは、液晶分子ＬＣＭの流動と共にその配向状態も移動するからである。今仮にドメイン境界ＤＢが不安定で、容易に移動できるものとする。このような不安定なドメイン境界ＤＢは、例えば比較例１の液晶表示装置で与えられるため、その画素平面構造を図６に簡略化して示す。図６では画素構造として第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２のみを示してある。図６中に太線矢印で示したように、第一のドメインＤＭ１中の液晶分子ＬＣＭが第二のドメインＤＭ２中に移動するものとする。その際、図６（ａ）に示したように配向状態が反時計回りの配向に変われば、液晶配向が液晶分子ＬＣＭに追従して移動することはない。また、図６（ａ）に示したようにドメイン境界ＤＢも移動しない。しかし実際には、図６（ｂ）に示したように第一のドメインＤＭ１中の液晶分子ＬＣＭが反時計回りの配向にならずに時計回りの配向のままで第二のドメインＤＭ２中に移動するので、液晶分子ＬＣＭと共に液晶配向が移動することになる。この時、ドメイン境界ＤＢも移動して図６（ｂ）に示したように大きく形を変える。
【００３５】
図６（ｂ）に示した液晶分子ＬＣＭの移動と配向状態の関係を説明するため、配向状態とエネルギーの関係を図７に示す。図７（ｄ）、（ｅ）、（f）はそれぞれ時計回りの配向、電圧無印加時のホモジニアス配向、反時計回りの配向である。時計回りの配向が反時計回りの配向に変わるには、中間状態として一旦電圧無印加時のホモジニアス配向にならなければならない。しかし電圧無印加時の配向状態は、電圧印加時に電気エネルギーが増大して不安定になるように設定されている。具体的には電圧無印加時の配向状態は電界方向に対してほぼ垂直方向を向いたホモジニアス配向であり、図７（a）に示したように電気エネルギーが大きく電圧印加時にこの様な配向状態になる事は困難である。図７（ｃ）に示したように、時計回りの配向と反時計回りの配向はいずれも配向エネルギーと電気エネルギーの和が極小となっており、両者はエネルギー障壁で隔てられている。すなわち、時計回りの配向は第二のドメインＤＭ２内においても準安定状態となって存在し続けることができる。同様の理由から、第二のドメインＤＭ２にあって反時計回りに配向した液晶分子が第一のドメインＤＭ１に移動しても、反時計回りの配向は第一のドメインＤＭ１内において準安定状態となって存在できる。
【００３６】
流動により配向状態が移動すると、一画素内における第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の面積比が設計値からずれる。第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の視角特性は互いに異なるため、これらの面積比が変わった画素では視角特性が変化する。そのため、一部の画素において第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の面積比が変わった液晶パネルを法線方向から離れた方向から観察すると、当該部分はムラになって見える。
【００３７】
本発明の液晶表示装置では第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部に平行部ＰＬと突起構造ＰＪを配置したことにより、屈曲部ＢＰ近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２間の距離が最短となる部分ＭＣを一か所に限定した。ドメイン境界ＤＢ自体は電気エネルギーと配向エネルギーが高く不安定であるが、これを最短にする場所が限定されていてそこから僅かでもずれると長さが急激に増大するならば、ドメイン境界ＤＢは自縛されて安定化する。図８に示したように、本実施例の液晶表示装置においてドメイン境界ＤＢは屈曲部BP上に安定して存在する。そのため、液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わった場合でもドメイン境界ＤＢが移動しにくく、ムラが発生しにくくなる効果が得られる。
【実施例３】
【００３８】
平行部ＰＬは最短部ＭＣを一か所に限定する機能を有し、そのためにはある一定以上の長さが必要である。ここで、平行部ＰＬは、第１の壁構造ＷＬ１、第２の壁構造ＷＬ２のいずれをも含む。その一方で平行部ＰＬは液晶配向方向に対して垂直方向の電界を与え、この場合時計回りの配向変化と反時計回りの配向変化が等しく起こり得るため、電圧印加時の配向状態が不安定になる。平行部ＰＬの近傍には突起構造ＰＪや配向方向に対して非平行な壁電極構造部分が存在するため、平行部ＰＬの長さが充分に短ければこれらの部分で生じた配向変化が伝播して平行部ＰＬにおける配向状態を安定化させる。
【００３９】
平行部ＰＬの長さを変えて本発明の液晶表示装置を作成し、電圧印加時の画素内における配向状態やドメイン境界ＤＢの分布を観察した。平行部ＰＬの長さを突起構造ＰＪの第１の壁構造ＷＬ１の伸張方向の最大幅以上にした場合には、ドメイン境界ＤＢが充分に安定化する効果が得られた。また、平行部ＰＬの長さを第一の壁構造ＷＬ１の平行部ＰＬと第二の壁構造ＷＬ２の平行部ＰＬの間隔以下にすれば、平行部ＰＬにおける配向状態が充分に安定化する効果が得られた。以上より、平行部ＰＬの長さは突起構造ＰＪの第１の壁構造ＷＬ１の伸張方向の最大幅以上、第一の壁構造ＷＬ１の平行部ＰＬと第二の壁構造ＷＬ２の平行部ＰＬの間隔以下にすれば良い。
【００４０】
《比較例１》
図９の平面図に示したように屈曲部BPから平行部PLと突起構造ＰＪを除き、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部を単純なＶ字構造とした。その結果、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離は屈曲部ＢＰの中央において最大になる。最短部ＭＣは、図９に示したように屈曲部ＢＰ近傍において２か所生じることになる。そのため、ドメイン境界ＤＢは屈曲部ＢＰ中央およびその近傍には安定して存在することができず、押し圧力等の外部からの刺激で容易に位置を変える。図１０はドメイン境界ＤＢの分布の一例を示し、左側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間では図９に示した上側の最短部ＭＣに沿ってドメイン境界ＤＢが形成されており、右側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間では図９に示した下側の最短部ＭＣに沿ってドメイン境界ＤＢが形成されている。左側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間、右側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間でそれぞれ最短部ＭＣが２か所存在するため、ドメイン境界ＤＢの分布の仕方は図１０に示したものも含め計４種類が存在することになる。より強い押し圧力が加わればドメイン境界ＤＢは更に大きく移動して図６（ｂ）に示したようになり、第一のドメインＤＭ１と第二のドメインＤＭ２の面積比が設計値からずれる。その結果、法線方向から離れた方向から見てムラが観察される。
【００４１】
以上のように、屈曲部近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２間の距離が最短となる部分ＭＣを一か所に限定できなければドメイン境界ＤＢは不安定になり、液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わるとムラが容易に発生する。
【００４２】
《比較例２》
図１１に示したように、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部を二重のＶ字構造とした。この場合にも第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離は屈曲部中央ＢＰで最大になる。最短部ＭＣは図１１に示したように左側の第一の壁構造ＷＬ１の屈曲部と第二の壁構造ＷＬ２の二重屈曲部を結ぶように２か所形成される。また、右側の第一の壁構造ＷＬ１の二重屈曲部と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部を結ぶように２か所形成される。図１２はドメイン境界ＤＢの分布の一例を示し、左側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間では図１１に示した上側の最短部ＭＣに沿ってドメイン境界ＤＢが形成されており、右側の第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の間では図１１に示した下側の最短部ＭＣに沿ってドメイン境界ＤＢが形成されている。この場合もまたドメイン境界ＤＢは屈曲部中央およびその近傍には安定して存在することができず、押し圧力等の外部からの刺激で容易に位置を変える。
【００４３】
二重のＶ字構造は平面電極を用いるＩＰＳ方式において一画素内に２つのドメインを安定形成するのに有効であるが、壁構造上の電極を用いる壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの場合には電界分布がこれとは異なるため有効でない。屈曲部ＢＰ近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２間の距離が最短となる部分ＭＣを一か所に限定できなければドメイン境界ＤＢは不安定になり、液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わるとムラが容易に発生する。
【００４４】
《比較例３》
図１３に示したように、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部ＢＰに平行部ＰＬを設けず、突起構造ＰＪのみを配置した。図１３に示したように、この場合にも第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離が最小になる部分ＭＣが屈曲部ＢＰ近傍に２か所形成される。ドメイン境界ＤＢはこれらのうちの一方に形成されるが、押し圧力等の外部からの刺激で容易に他の一方に位置を変える。図１４にドメイン境界ＤＢの分布の一例を示したように、この場合にも屈曲部近傍において第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２間の距離が最短となる部分ＭＣを一か所に限定できないのでドメイン境界ＤＢは不安定になり、液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わるとムラが容易に発生する。
【００４５】
《比較例４》
図１５に示したように、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の屈曲部ＢＰに突起構造ＰＪを設けず、平行部ＰＬのみを配置した。この場合には第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の平行部ＰＬが相対するため、第一の壁構造ＷＬ１と第二の壁構造ＷＬ２の距離が最小になる部分ＭＣが屈曲部ＢＰ近傍に広く形成される。図１５にはその上端と下端を太線矢印で示した。また、この時形成されるドメイン境界ＤＢの分布を図１６に斜線で示した。ドメイン境界ＤＢは不安定で、液晶パネルＬＣＰに押し圧力が加わるとムラが容易に発生する。これに加えて、ドメイン境界ＤＢは暗線となり、図１６に示したようにこれが広く分布するため透過率が低下した。
【符号の説明】
【００４６】
ＷＬ１…第１の壁構造、  ＷＬ２…第２の壁構造、  ＳＵ１…第１の基板、  ＳＵ２…第２の基板、  ＢＭ…ブラックマトリクス、  ＯＣ１…第１の平坦化膜、  ＯＣ２…第２の平坦化膜、  ＡＬ１…第１の配向膜、  ＡＬ２…第２の配向膜、  ＬＣ…液晶、  ＳＥ…ソース電極、  ＣＥ…コモン電極、  ＥＬ…電気力線、  ＩＬ１…第１の絶縁膜、  ＩＬ２…第２の絶縁膜、  ＩＬ３…第３の絶縁膜、  ＩＬ４…第４の絶縁膜、  ＣＦ…カラーフィルタ、  ＣＨ…コンタクトホール、  ＤＬ…信号配線、  ＧＬ…走査配線、  ＰＳ…ポリシリコン層、  ＡＤ…配向処理方向、  ＰＬ…平行部、  ＤＭ１…第１のドメイン、  ＤＭ２…第２のドレイン、  ＢＰ…屈曲部、  ＤＢ…ドメイン境界、  ＬＣＰ…液晶パネル、  ＬＣＭ…液晶分子
【図１】
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【図２】
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【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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