(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板、第二基板、並びに、該第一基板及び該第二基板の間に挟持された液晶層を備え、
該第一基板は、互いに独立した第一の鉤状電極と第二の鉤状電極とを含む電極対を複数組有し、
該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極同士は、第一の接続配線を介して互いに接続されており、
該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極同士は、第二の接続配線を介して互いに接続されており、
該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極及び第二の鉤状電極は、各電極対の間を通る該第二の接続配線を基準軸として、互いに線対称となるように配置されており、
該第一基板を平面的に見たときに、該第一の鉤状電極の内郭線と、該第二の鉤状電極の内郭線とは、互いに対向している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極と、前記第二の接続配線とは、同一層上に配置され、
前記第二の接続配線は、前記第一基板を平面的に見たときに、前記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極同士の間を埋めるように配置され、
前記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極及び前記第二の接続配線は、一体化されている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極の少なくとも一方の端部の先端は、尖っていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第二の鉤状電極の少なくとも一方の端部の先端は、尖っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第二の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第一基板を平面的に見たときに、
前記第一の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されており、
前記第二の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されており、
前記第一の鉤状電極の内郭線の、異なる角度を持つ少なくとも三つの線のうちの任意の一つの線と、前記第二の鉤状電極の内郭線の、異なる角度を持つ少なくとも三つの線のうちの任意の一つの線とは、平行である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極の内郭線は、湾曲していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第二の鉤状電極の内郭線は、湾曲していることを特徴とする請求項１〜４、８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極と、前記第二の鉤状電極とは、前記第一の鉤状電極及び前記第二の鉤状電極の間を通る直線を軸として、互いに線対称の関係にあることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極と、前記第二の鉤状電極とは、前記第一の鉤状電極及び前記第二の鉤状電極の間に位置する点を中心として、互いに点対称の関係にあることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第一の鉤状電極と前記第二の鉤状電極とは、同一層上に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第一基板は、更に第一の偏光板を有し、前記第二基板は、更に第二の偏光板を有し、
該第一の偏光板の偏光軸と、該第二の偏光板の偏光軸とは、直交しており、
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第一の鉤状電極の内郭線は、該第一の偏光板の偏光軸及び該第二の偏光板の偏光軸と角度をなすように配置されており、
前記第一基板を平面的に見たときに、前記第二の鉤状電極の内郭線は、該第一の偏光板の偏光軸及び該第二の偏光板の偏光軸と角度をなすように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜１２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、液晶表示装置に関する。より詳しくは、横電界方式の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する機器である。液晶表示装置の液晶配向モードとしては、正の誘電率異方性を有する液晶分子を基板法線方向から見たときに９０°捩れた状態で配向させるＴＮ（Twisted Nematic）モード、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させる垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）モード、正又は負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング（ＩＰＳ：In-Plane Switching）モード及びフリンジ電界スイッチング（ＦＦＳ：Fringe Field Switching）モード等が挙げられる。【０００３】
液晶表示装置の駆動方式としては、画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等の能動素子を配置し、高画質を実現するアクティブマトリクス型の駆動方式が普及している。複数のＴＦＴ及び画素電極を備えるアレイ基板においては、複数の走査信号線と複数のデータ信号線とが互いに交差するように形成され、これらの交差点ごとにＴＦＴが設けられる。ＴＦＴは画素電極と接続されており、ＴＦＴのスイッチング機能により、画素電極への画像信号の供給が制御される。アレイ基板又は対向基板には、更に共通電極が設けられ、一対の電極を通じて液晶層内に電圧が印加される。【０００４】
横電界を印加して液晶分子の配向を制御する方式のうち、ＩＰＳモードでは、画素電極と共通電極とは同じ基板に形成され、両方の電極が複数の櫛歯を持つように形成される。一画素内における画素電極の櫛歯及び共通電極の櫛歯は互いに平行であり、画素電極の櫛歯と共通電極の櫛歯との間の電位差に基づき、液晶分子の配向が制御される。各電極の櫛歯は、一部が折れ曲がるように構成されていてもよく、これにより優れた視野角特性を得ることができる（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４２７６１１号明細書
【特許文献２】特許第３３８３２０５号明細書
【特許文献３】特許第３４２３９０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、現在、画素の高精細化が進んでいることに鑑み、画素のサイズを小さくしたときの設計について種々の検討を行っているうちに、従来の横電界方式（ＩＰＳモード、ＦＦＳモード等）の電極構造では、充分な透過率を確保することができない場合があることを見出した。図５９は、従来のＩＰＳモードの液晶表示装置の電極配置の一例を示す平面模式図である。図５９に示すように、従来のＩＰＳモードの液晶表示装置では、一つの画素内に画素電極１１１と共通電極１１５とが配置され、いずれも一部が折れ曲がったくの字（Ｖ字）形状の櫛歯を複数有している。このように各電極１１１、１１５の櫛歯の長手方向が各配線に対して斜めになるように配置されることで、広視野角特性を得ることができる。【０００７】
しかしながら、このようなくの字（Ｖ字）形状の櫛歯を採用した場合、画素のサイズが小さくなるにつれ、形成することができる櫛歯の本数は限られてくるため、一つの画素あたりの透過率は低下する。これは、電極から遠く離れた位置にある液晶分子については、電界の強さが充分に行き渡りにくく、所望の配向を得ることができないためである。これにより、実際には、画素の隅部に位置する領域が暗い領域（図５９の右端の図の点線領域）となる。画素のサイズが充分に大きければ、一部に暗い領域が生じたとしても、その他の領域で明るさを補填することによって全体として明るい表示を得ることができるが、画素のサイズが小さくなるにつれ、画素全体に対する暗い領域の占める面積比率は大きくなるため、画素の高精細化の際には、より顕著に透過率低下の影響が現れる。【０００８】
一方、画素電極１１１及び共通電極１１５の櫛歯を、画素の形状に合わせるために、くの字ではなく直線状にすることも考えられるが、その場合、ＩＰＳモードの利点である視野角特性の効果が充分に得られない。【０００９】
また、そもそもＩＰＳモードではなく、他のモードを利用することも考えられるが、画素のサイズを小さくしたときに高い透過率が得られるのはＴＮモードぐらいであり、ＴＮモードは視野角特性に課題がある。このように、現時点では、高透過率と広視野角特性とを両立する手段がない。【００１０】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、画素のサイズを小さくしたとしても、良好な表示特性を得ることができる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、画素電極及び共通電極の構造に着目したところ、従来のように画素電極及び共通電極の櫛歯の形状を単に変化させるのみでは、高透過率と広視野角特性との両立は難しいと判断した。そして、従来においては、それぞれが複数の櫛歯を有する画素電極と共通電極との組み合わせによって一つの画素が構成されていた点に着目するとともに、基板を平面的に見たときに、画素電極及び共通電極のそれぞれを、一部が角ばった鉤状となるように形状を調整するともに、一対の鉤状電極のそれぞれの角部の内郭線同士が対向するように、これらの電極を配置し、一対の鉤状電極によって液晶分子の配向を制御するものとした。そして、このように電極を配置することで、少ない数の電極で液晶分子を配向制御することができ、画素サイズが小さい場合にも対応することができることを見出した。更に、本発明者らは、一対の鉤状電極を含む電極対を複数組設け、互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる各鉤状電極を、各電極対の間を通る配線を基準軸として、互いに線対称となるように配置するとともに、該配線によって、互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる、該配線に近い側の鉤状電極同士を接続させることで、優れた視野角特性が得られることを見出した。【００１２】
こうして、本発明者らは上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１３】
すなわち、本発明の一側面は、第一基板、第二基板、並びに、該第一基板及び該第二基板の間に挟持された液晶層を備え、該第一基板は、互いに独立した第一の鉤状電極と第二の鉤状電極とを含む電極対を複数組有し、該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極同士は、第一の接続配線を介して互いに接続されており、該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極同士は、第二の接続配線を介して互いに接続されており、該互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極及び第二の鉤状電極は、各電極対の間を通る該第二の接続配線を基準軸として、互いに線対称となるように配置されており、該第一基板を平面的に見たときに、該第一の鉤状電極の内郭線と、該第二の鉤状電極の内郭線とは、互いに対向している液晶表示装置である。【００１４】
上記液晶表示装置は、第一基板、第二基板、並びに、該第一基板及び該第二基板の間に挟持された液晶層を備える。上記第一基板は、互いに独立した第一の鉤状電極と第二の鉤状電極とを含む電極対を複数組有する。これら第一及び第二の鉤状電極間の電位差に基づき、液晶層内に電界が形成される。そして、その電界の強さに応じて液晶分子の配向は変化し、光の透過量が調整されて、表示のオン及びオフが調整される。第一及び第二の鉤状電極に供給される電位の大きさは、特に限定されず、設計によって適宜調整することができる。【００１５】
本明細書において「鉤状電極」とは、折れ曲がった部位（角部）と、該角部を挟むように両側に位置する部位（端部）とを有する電極をいう。また、上記第一基板を平面的に見たときに、「鉤状電極」の内側に折れ曲がった側（鋭角側）の外縁を構成する線を「内郭線」といい、「鉤状電極」の外側に折れ曲がった側（鈍角側）の外縁を構成する線を「外郭線」という。【００１６】
上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極同士は、第一の接続配線を介して互いに接続されており、上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極同士は、第二の接続配線を介して互いに接続されている。また、上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第一の鉤状電極及び第二の鉤状電極は、各電極対の間を通る第二の接続配線を基準軸として、互いに線対称となるように配置されている。本明細書中では、上記第二の接続配線に対して、より遠い位置にある鉤状電極を「第一の鉤状電極」とし、より近い位置にある鉤状電極を「第二の鉤状電極」とする。これにより、互いに隣り合う二つの電極対に含まれる第一の鉤状電極に対しては、それぞれ同じ大きさの電位を持つ信号が供給され、互いに隣り合う二つの電極対に含まれる第二の鉤状電極に対しては、それぞれ同じ大きさの電位を持つ信号が供給される。また、このような電極及び配線の配置により、画素サイズを小さくしたとしても、各電極対同士でそれぞれ形成される電界に対称性を持たせることができ、透過率を低下させることなく、広視野角特性を得ることができる。【００１７】
上記液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。例えば、上記第一及び第二の鉤状電極とは別の電極（例えば、第三、第四以降の電極）が設けられていてもよいし、該別の電極は、鉤状電極であっても鉤状電極でなくてもよい。【００１８】
以下、上記液晶表示装置の好ましい形態について詳述する。なお、以下に記載される上記液晶表示装置の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせた形態も、上記液晶表示装置の好ましい一形態である。【００１９】
上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極と、上記第二の接続配線とは、同一層上に配置され、上記第二の接続配線は、上記第一基板を平面的に見たときに、上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極同士の間を埋めるように配置され、上記互いに隣り合う二つの電極対にそれぞれ含まれる第二の鉤状電極及び上記第二の接続配線は、一体化されていることが好ましい。これにより、余分な空白のない効率的な配置構成となり、開口率の向上に寄与する。【００２０】
より液晶分子の配向制御性を高める上では、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極の少なくとも一方の端部の先端は、尖っていることが好ましく、両方の端部の先端が尖っていることがより好ましい。また、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第二の鉤状電極の少なくとも一方の端部の先端は、尖っていることが好ましく、両方の端部の先端が尖っていることがより好ましい。これにより、各鉤状電極の端部付近において液晶の配向乱れが起こりにくくなり、それによって、一対の鉤状電極によって囲まれる領域の全体において、均一性の高い液晶配向を得ることができる。【００２１】
より液晶分子の配向制御性を高める上では、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されていることが好ましい。また、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第二の鉤状電極の内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されていることが好ましい。これにより、各鉤状電極の角部付近において液晶の配向乱れが起こりにくくなり、それによって、一対の鉤状電極によって囲まれる領域の全体において、均一性の高い液晶配向を得ることができる。また、液晶分子の配向制御性を更に高めるためには、更に、上記第一の鉤状電極の、異なる角度を持つ少なくとも三つの線のうちの任意の一つの線と、上記第二の鉤状電極の、異なる角度を持つ少なくとも三つの線のうちの任意の一つの線とは、平行であることが好ましい。【００２２】
より液晶分子の配向制御性を高める上では、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極の内郭線は、湾曲していることが好ましい。また、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第二の鉤状電極の内郭線は、湾曲していることが好ましい。これにより、各鉤状電極の角部付近において液晶の配向乱れが起こりにくくなり、それによって、一対の鉤状電極によって囲まれる領域の全体において、均一性の高い液晶配向を得ることができる。【００２３】
より液晶分子の配向制御性を高める上では、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極と、上記第二の鉤状電極とは、上記第一の鉤状電極及び上記第二の鉤状電極の間を通る直線を軸として、互いに線対称の関係にあることが好ましい。これにより、一対の鉤状電極によって形成される電界の対称性が向上し、均一性の高い液晶配向を得ることができる。【００２４】
より液晶分子の配向制御性を高める上では、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極と、上記第二の鉤状電極とは、上記第一の鉤状電極及び上記第二の鉤状電極の間に位置する点を中心として、互いに点対称の関係にあることが好ましい。これにより、一対の鉤状電極によって形成される電界の対称性が向上し、均一性の高い液晶配向を得ることができる。【００２５】
上記第一の鉤状電極と上記第二の鉤状電極とは、同一層上に配置されていることが好ましい。上記第一の鉤状電極と上記第二の鉤状電極とが異なる層上に形成された場合であっても、横方向の電界を形成することは可能であるが、一部に縦成分も含まれることになり、実際には斜め方向の電界が形成されることになる。この場合、いくつかの液晶分子は、該電界に合わせて斜めに回転し、それによって透過率及び視野角特性が低下することがある。上記第一の鉤状電極と上記第二の鉤状電極とを同一層上に配置することで、このような斜め成分の電界は形成されにくくなるので、より均一な横電界を形成することができ、透過率及び視野角特性の低下を防ぐことができる。【００２６】
上記第一基板は、更に第一の偏光板を有し、上記第二基板は、更に第二の偏光板を有し、上記第一の偏光板の偏光軸と、上記第二の偏光板の偏光軸とは、直交しており、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第一の鉤状電極の内郭線は、上記第一の偏光板の偏光軸及び上記第二の偏光板の偏光軸と角度をなすように配置されていることが好ましく、また、上記第一基板を平面的に見たときに、上記第二の鉤状電極の内郭線は、上記第一の偏光板の偏光軸及び上記第二の偏光板の偏光軸と角度をなすように配置されていることが好ましい。すなわち、本形態では、上記第一の偏光板及び上記第二の偏光板は、互いにクロスニコルの配置関係にある。上記第一の鉤状電極と、上記第二の鉤状電極との間に電界が形成されるので、該電界の向きに対して角度をなすように各偏光板の軸を調節することで、良好な階調表示及び白表示を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、画素のサイズを小さくしたとしても、良好な表示特性を得ることができる液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１の液晶表示装置の断面模式図であり、電圧無印加時を表す。
【図２】実施形態１の液晶表示装置の断面模式図であり、白電圧印加時を表す。
【図３】実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図４】実施形態１のＴＦＴ基板の平面模式図にブラックマトリクスの位置を追加した平面模式図である。
【図５】図３又は図１４のＡ−Ｂ線に沿った断面模式図である。
【図６】実施例１において想定した画素の構成を表す概略図であり、ＴＦＴ基板側を表す。
【図７】実施例１において想定した画素の構成を表す概略図であり、対向基板側を表す。
【図８】実施例１のシミュレーション結果を表す画像であり、電圧無印加時（０Ｖ）の断面画像を表す。
【図９】実施例１のシミュレーション結果を表す画像であり、電圧無印加時（０Ｖ）の平面画像を表す。
【図１０】実施例１のシミュレーション結果を表す画像であり、白電圧印加時（９．７Ｖ）の断面画像を表す。
【図１１】実施例１のシミュレーション結果を表す画像であり、白電圧印加時（９．７Ｖ）の平面画像を表す。
【図１２】実施例１において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図１３】実施例１における視野角特性を表すグラフである。
【図１４】実施形態２の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図１５】実施例２の白電圧印加時（８．０Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図１６】実施例２の白電圧印加時（８．０Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図１７】実施例２において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図１８】図１７におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。
【図１９】実施例２における視野角特性を表すグラフである。
【図２０】実施形態３の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図２１】図２０又は図２７のＣ−Ｄ線に沿った断面模式図である。
【図２２】実施例３の白電圧印加時（８．４Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図２３】実施例３の白電圧印加時（８．４Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図２４】実施例３において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図２５】図２４におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。
【図２６】実施例３における視野角特性を表すグラフである。
【図２７】実施形態４の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図２８】実施例４の白電圧印加時（１０．５Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図２９】実施例４の白電圧印加時（１０．５Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図３０】実施例４において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図３１】図３０におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。
【図３２】実施例４における視野角特性を表すグラフである。
【図３３】実施形態５の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図３４】図３３又は図４０のＥ−Ｆ線に沿った断面模式図である。
【図３５】実施例５の白電圧印加時（８．９Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図３６】実施例５の白電圧印加時（８．９Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図３７】実施例５において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図３８】図３７におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えた平面画像である。
【図３９】実施例５における視野角特性を表すグラフである。
【図４０】実施形態６の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図４１】実施例６の白電圧印加時（１０．５Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図４２】実施例６の白電圧印加時（１０．５Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図４３】実施例６において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図４４】図４３におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えた平面画像である。
【図４５】実施例６における視野角特性を表すグラフである。
【図４６】実施形態７の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図４７】図４６又は図５３のＥ−Ｆ線に沿った断面模式図である。
【図４８】実施例７の白電圧印加時（１０．８Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図４９】実施例７の白電圧印加時（１０．８Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図５０】実施例７において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図５１】図５０におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えた平面画像である。
【図５２】実施例７における視野角特性を表すグラフである。
【図５３】実施形態８の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。
【図５４】実施例８の白電圧印加時（１４．０Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す断面画像である。
【図５５】実施例８の白電圧印加時（１４．０Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表す平面画像である。
【図５６】実施例８において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像である。
【図５７】図５６におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えた平面画像である。
【図５８】実施例８における視野角特性を表すグラフである。
【図５９】従来のＩＰＳモードの液晶表示装置の電極配置の一例を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３０】
以下の実施形態１〜８の液晶表示装置は、具体的には、テレビジョン、パーソナルコンピュータ、携帯電話、カーナビ、インフォメーションディスプレイ等に適用することができる。
【００３１】
本明細書においては、一つのスイッチング素子によって制御される画素電極と、該画素電極と対向する共通電極とによって液晶分子の配向が制御される領域を一つの「画素」と定義する。一つのスイッチング素子が複数の画素電極の制御に同時に寄与する場合は、該複数の画素電極のそれぞれと、該複数の画素電極のそれぞれと対向する共通電極のそれぞれとによって液晶分子の配向が制御される領域全体が一つの「画素」となる。
【００３２】
本発明は、画素のサイズが小さい場合にその効果が顕著に表れるが、一つの画素内に複数組の電極対を設ける等して、画素のサイズが大きい場合に適用してもよい。ただし、本発明の効果を効率的に得ることができる画素サイズの一つの基準としては、画素の少なくとも一辺が、２０μｍ以下、更には、１７μｍ以下である場合が挙げられる。
【００３３】
本明細書において「電極」とは、いわゆる「配線」も含む概念とする。
【００３４】
実施形態１
図１及び図２は、実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。図１は、電圧無印加時を表し、図２は、白電圧印加時を表す。図３及び図４は、実施形態１の液晶表示装置の平面模式図である。図３は、ＴＦＴ基板の平面模式図であり、図４は、ＴＦＴ基板の平面模式図にブラックマトリクスの位置を追加したものである。また、図５は、図３のＡ−Ｂ線に沿った断面模式図である。
【００３５】
実施形態１の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板（第一基板）１０と、対向基板（第二基板）２０と、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層４０とを備える。液晶層４０は、負の誘電率異方性を有する液晶分子４１を含有しており、液晶分子４１は電圧無印加時及び電圧印加時のいずれにおいても、各基板１０、２０面に対して水平な方向に配向している。ＴＦＴ基板１０は、支持基板６１、ＴＦＴ（スイッチング素子）５３、走査信号線１２、データ信号線１３、共通信号線１４、画素電極（第一の鉤状電極）１１、共通電極（第二の鉤状電極）１５、各電極及び各配線を異なる層に隔離する絶縁膜、配向膜等を備える。対向基板２０は、支持基板６２、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、配向膜等を備える。画素電極１１と共通電極１５とは、互いに独立した電極であり、それぞれ異なる大きさの電位を持つ信号が供給される。これにより、液晶層４０内に電圧を印加することが可能となる。
【００３６】
画素電極１１は、更に、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとに分けられる。第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとは同一層上に配置されている。第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとは画素電極配線（第一の接続配線）１６を介して互いに接続されており、それぞれには同じ大きさの電位を持つ画像信号（画素電位）が供給される。画素電極配線１６は、第一の画素電極１１ａ及び第二の画素電極１１ｂが形成された層とは異なる層上に配置されている。
【００３７】
共通電極は、更に、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとに分けられる。第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは同一層上に配置されている。第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは共通信号線（第二の接続配線）１４を介して互いに接続されており、それぞれには同じ大きさの電位を持つ共通信号が供給される。共通信号線１４は、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を埋めるように配置されており、これにより、第一の共通電極１５ａ、第二の共通電極１５ｂ、及び、共通信号線１４は、一体化されている。以下、これらをまとめて単に共通電極部ともいう。このように一つにまとめることで、これらを別々に設けた場合と比べ、開口率を確保しやすくなる。
【００３８】
第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂと第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは全て同一層上に配置されている。これにより、基板面に対して斜め成分の電界が形成されにくくなるので、均一な横電界を形成することができ、透過率及び視野角特性の低下を防ぐことができる。これらの下層に位置する部材としては、支持基板６１上に形成された絶縁膜が挙げられ、該絶縁膜は、有機材料で構成されていても無機材料で構成されていてもよく、単数膜であっても複数膜であってもよい。
【００３９】
ＴＦＴ基板１０の液晶層４０側と反対側の面上には、偏光板（第一の偏光板）が貼り付けられている。また、対向基板２０の液晶層４０側と反対側の面上には、偏光板（第二の偏光板）が貼り付けられている。
【００４０】
ＴＦＴ基板１０の面上に貼り付けられた第一の偏光板、及び、対向基板２０の面上に貼り付けられた第二の偏光板は、それぞれの偏光軸が互いに直交するように配置されている。また、第一の偏光板及び第二の偏光板は、それぞれの偏光軸が、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂのそれぞれの内郭線に対して角度をなすように配置されている。更に、両基板に形成された配向膜に対しては、第一の偏光板及び第二の偏光板のそれぞれの偏光軸に対して平行又は直交する方向に配向処理がなされている。これにより、電圧無印加時においては、液晶分子を透過する光が偏光板によって遮られて黒表示となるが、閾値以上の電圧を印加し、更にその電圧の大きさを調節することで液晶分子の配向方位を変化させて光の透過量を調節することができ、階調表示、そして白表示を実現することができる。なお、ここでの「平行」又は「直交」とは、完全に平行又は直交するもののみならず、実質的に平行又は直交といえるものも含まれ、むしろ例えば、配向処理の方向を偏光板の偏光軸に対して数°傾けることで、液晶分子の配向方向を均一にそろえることができる等の利点が得られる場合もある。
【００４１】
図３に示すように、実施形態１におけるＴＦＴ基板１０を平面視したときに、走査信号線１２及びデータ信号線１３は、互いに交差するように配置されている。走査信号線１２とデータ信号線１３との接点近傍には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５３が設けられている。各走査信号線１２間には、走査信号線１２と平行に伸びる共通信号線１４が設けられている。液晶分子４１の初期配向の向きは、データ信号線１３の延伸方向に対して平行であり、かつ走査信号線１２及び共通信号線１４の延伸方向と直交している。図３における両矢印は、偏光板の偏光軸の向きを表す。
【００４２】
図５に示すように、各データ信号線１３及び画素電極配線１６は、支持基板６１上に形成されている。本実施形態のような配置の場合、各データ信号線１３と画素電極配線１６は同種の配線材料を用いて同時に形成することもできる。データ信号線１３、画素電極配線１６及び支持基板６１上には、第一の絶縁膜６３が形成されている。第一の絶縁膜６３上には、共通信号線１４が配置されている。
【００４３】
ＴＦＴ５３は、半導体層５４、ゲート電極５５ａ、ソース電極５５ｂ、及び、ドレイン電極５５ｃを備えるスイッチング素子である。ゲート電極５５ａは走査信号線１２の一部がそのまま利用されている。ソース電極５５ｂはデータ信号線１３から分岐して構成されている。ゲート電極５５ａと半導体層５４とは、ゲート絶縁膜を介して互いに重なっている。ソース電極５５ｂは半導体層５４を介してドレイン電極５５ｃと接続されている。ドレイン電極５５ｃからは画素電極配線１６が引き出されており、第一の画素電極１１ａ及び第二の画素電極１１ｂのそれぞれが、第一の絶縁膜６３を貫通するコンタクト部３１ａ、３１ｂを介して画素電極配線１６と互いに接続されている。走査信号線１２を通じてゲート電極５５ａに入力される走査信号によって半導体層５４を流れる電流量の調整が行われ、データ信号線１３を通じてソース電極５５ｂ、半導体層５４、ドレイン電極５５ｃ、画素電極配線１６、第一の画素電極１１ａ又は第二の画素電極１１ｂの順に、入力される画像信号の伝達が制御される。
【００４４】
図３に示すように、第一の画素電極１１ａ及び第二の画素電極１１ｂは、いずれも鉤状であり、かつ、それぞれ自身が、ある軸を基準として線対称の形状を有している。また、第一の画素電極１１ａ及び第二の画素電極１１ｂのいずれも、端部の先端が尖っている。更に、第一の画素電極１１ａ及び第二の画素電極１１ｂのいずれも、内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線（図３では、５つの線）で構成されており、真ん中に位置する線は、各電極の二等分線（線対称の対称軸）に対して直交している。
【００４５】
図３に示すように、第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂは、いずれも鉤状であり、かつ、それぞれ自身が、ある軸を基準として線対称の形状を有している。また、第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂのいずれも、端部の先端が尖っている。更に、第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂのいずれも、内郭線は、異なる角度を持つ少なくとも三つの線（図３では、５つの線）で構成されており、真ん中に位置する線は、各電極の二等分線（線対称の対称軸）に対して直交している。
【００４６】
図３に示すように、第一の画素電極１１ａと第一の共通電極１５ａとは、互いの内郭線同士が対向しており、かつ、それぞれの内郭線は、互いに平行な部分を持つ。また、第二の画素電極１１ｂと第二の共通電極１５ｂとは、互いの内郭線同士が対向しており、かつ、それぞれの内郭線は、互いに平行な部分を持つ。なお、実施形態１においては、内郭線の形状が液晶分子の配向を制御する上で重要であり、外郭線の形状は特に限定されない。
【００４７】
第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂは、これらの間を通る共通信号線１４を基準軸として、互いに線対称となるように配置されている。共通信号線１４は、画素の境界に関係なく、直線状に形成されている。すなわち、共通信号線１４は、各画素を横断するように延伸されており、一つの共通信号線１４が、その延伸方向と同一方向に並ぶ画素にそれぞれ含まれる共通電極１５ａ、１５ｂのそれぞれに対して同じ共通信号を供給している。
【００４８】
第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとをつなぐ画素電極配線１６は、データ信号線１３と平行に伸びるように形成されている。すなわち、画素電極配線１６は、共通信号線１４と交差するように形成されている。
【００４９】
上述のように、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂと第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは全て同一層上に配置されている。また、第一の共通電極１５ａ、第二の共通電極１５ｂ、及び、共通信号線１４は、全て同一層上に配置されている。一方、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとを接続させる画素電極配線１６は、これらの電極とは異なる層上に配置されている。これにより、各画素電極１１ａ、１１ｂと各共通電極１５ａ、１５ｂとが導通することを防ぐことができる。
【００５０】
図３に示すように、第一の画素電極１１ａ及び第一の共通電極１５ａの組み合わせ、並びに、第二の画素電極１１ｂ及び第二の共通電極１５ｂの組み合わせは、それぞれ一組の電極対を構成しており、ＴＦＴ基板１０には、このような電極対が複数組形成されている。
【００５１】
第一の画素電極１１ａ及び第一の共通電極１５ａの組み合わせについては、これらの電極１１ａ、１５ａ間を通る直線を軸として、互いに線対称の関係にあり、かつ、これらの電極１１ａ、１５ａ間に位置する点を中心として、互いに点対称の関係にある。
【００５２】
第二の画素電極１１ｂ及び第二の共通電極１５ｂの組み合わせについては、これらの電極１１ｂ、１５ｂ間を通る直線を軸として、互いに線対称の関係にあり、かつ、これらの電極１１ｂ、１５ｂ間に位置する点を中心として、互いに点対称の関係にある。
【００５３】
また、これらの電極対については、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとの間を通る直線を基準軸として、互いに線対称となるように、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂの配置が決定されている。実施形態１においては、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂのいずれについても、内郭線の形状又は向きが異なるだけで、寸法は同一である。
【００５４】
第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂのそれぞれにおける、一方の末端から他方の末端までの長さ（内郭線の長さ）は、設定される画素のサイズによって異なるが、例えば、１０〜２０μｍの範囲で設定される。また、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、第二の共通電極１５ｂのそれぞれの幅は、設定される画素のサイズ及び部位によって異なるが、例えば、最大部が２μｍとなるような範囲で設定される。
【００５５】
図３に示すように、各画素は、第一の画素電極１１ａの外郭線と、第一の画素電極１１ａの両末端からの延長線と、第一の共通電極１５ａの外郭線と、第一の共通電極１５ａの両末端からの延長線とで囲まれる領域（以下、第一の分割領域Ｄ１ともいう。）、及び、第二の画素電極１１ｂの外郭線と、第二の画素電極１１ｂの両末端からの延長線と、第二の共通電極１５ｂの外郭線と、第二の共通電極１５ｂの両末端からの延長線とで囲まれる領域（以下、第二の分割領域Ｄ２ともいう。）を含んでいる。また、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２よりも下方の領域（以下、空白領域Ｄ３ともいう。）も画素の一部となる。図３に示す例では、空白領域Ｄ３の面積は、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２のそれぞれの面積と同程度としているが、特に限定されず、必要に応じて縮小することができる。
【００５６】
図３においては、第一の画素電極１１ａが第一の分割領域Ｄ１の左上に位置し、第一の共通電極１５ａが第一の分割領域Ｄ１の右下に位置し、第二の画素電極１１ｂが第二の分割領域Ｄ２の左下に位置し、第二の共通電極１５ｂが第二の分割領域Ｄ２の右上に位置する形態が開示されているが、画素電極の内郭線と共通電極の内郭線とが対向していればよく、それぞれの位置は特に限定されない。
【００５７】
走査信号線１２は、各画素電極１１ａ、１１ｂ及び各共通電極１５ａ、１５ｂよりも下方の空白領域Ｄ３に形成されている。走査信号線１２もまた、画素の境界に関係なく、直線状に形成されている。すなわち、走査信号線１２は、各画素を横断するように延伸されており、一つの走査信号線１２が、その延伸方向と同一方向に並ぶ画素にそれぞれ含まれるＴＦＴに対して同じ走査信号を供給している。実施形態１では、走査信号線１２の配置場所は特に限定されず、自由度の高い設計が可能である。
【００５８】
ＴＦＴ５３は、各画素電極１１ａ、１１ｂ及び各共通電極１５ａ、１５ｂよりも下方の空白領域Ｄ３に形成されている。実施形態１では、ＴＦＴ５３の配置場所は特に限定されず、自由度の高い設計が可能である。また、後述するように、ＴＦＴ５３の半導体層５４の材料としてＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いた場合には、ＴＦＴ５３全体のサイズを小さくすることもできる。
【００５９】
図４に示すように、ブラックマトリクス５１には、各電極によって液晶分子の配向が制御される領域に合わせて開口部が設けられている。すなわち、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２に沿って開口部の外縁が形成されるように、ブラックマトリクス５１が形成されている。また、その結果、ブラックマトリクス５１は、全体として見たときに格子状を構成している。なお、空白領域Ｄ３は、ブラックマトリクス５１で覆われている。そして、このようにしてブラックマトリクス５１に囲まれて形成された複数の開口部が、表示光を透過する領域の役割を果たす。
【００６０】
図４に示すように、ブラックマトリクス５１の開口部の四隅には、切り欠きが設けられている。具体的には、ブラックマトリクス５１の開口部の各隅部は、近接する第一の画素電極１１ａ、第一の共通電極１５ａ、第二の画素電極１１ｂ又は第二の共通電極１５ｂの内郭線に対して平行な部位を有する。言い換えると、上記開口部の一つあたりの形状は、正方形の角部を面取りした多角形である。
【００６１】
図４に示す例では、ブラックマトリクス５１の開口部は、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２よりもやや小さめに設定されている。好ましくは、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２の一辺の長さは、これらに沿って形成された開口部の一辺と同じ以上、１１０％以下である。
【００６２】
図３及び図４に示すように、電圧無印加時においては、液晶分子４１は、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂのそれぞれの二等分線に対して角度をなすように配向している。なお、図３及び図４における白抜き点線矢印が、電圧無印加時の液晶分子の配向方位（長軸方向）を示している。
【００６３】
一方、図３及び図４に示すように、白電圧印加時においては、液晶分子は、第一の画素電極１１ａ、第二の画素電極１１ｂ、第一の共通電極１５ａ、及び、第二の共通電極１５ｂのそれぞれの二等分線に対して平行又は直交する方向に配向している。なお、図３及び図４における黒塗り矢印が、白電圧印加時の液晶分子の配向方位（長軸方向）を示している。
【００６４】
実施形態１においては、第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２のいずれもが全体として矩形又は正方形を有している。これにより、優れた透過率と広視野角特性を得ることができる。
【００６５】
更に、実施形態１においては、（ｉ）各電極の端部の先端が尖っている点、（ｉｉ）各電極自身が、ある軸を基準として線対称の形状を有している点、（ｉｉｉ）各電極の内郭線が、異なる角度を持つ少なくとも三つの線で構成されており、真ん中に位置する線は、各電極の二等分線に対して直交している点、（ｉｖ）画素電極と共通電極との組み合わせが、対称構造（具体的には、線対称、点対称）を有している点、（ｖ）第一の分割領域Ｄ１を構成する電極対と、第二の分割領域Ｄ２を構成する電極対とが、対称構造（具体的には、線対称）を有している点、（ｖｉ）一つの画素を構成する各電極の寸法が同じである点等が、優れた透過率と広視野角特性に寄与している。
【００６６】
実際に実施形態１の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例１）。図６及び図７は、実施例１において想定した画素の構成を表す概略図であり、図６は、ＴＦＴ基板側を表し、図７は、対向基板側を表す。実施例１のシミュレーションの条件は、以下のように設定した。液晶材料の誘電率異方性としては、ネガ型（Δε＝−７）のものを用いた。画素のサイズは、１５μｍ×４５μｍとした。画素電極及び共通電極の各内郭線は、異なる角度を持つ５つの線で構成されており、各線同士のなす角度は、いずれも鈍角とした。これにより、局所的に電界が放射する領域をなくすことができる。より具体的には、５つの線のうち、真ん中に位置する線（以下、角部の内郭線ともいう）と、その両側に位置する線とのなす角度は、１５２°とした。画素電極と共通電極との間の距離（具体的には、画素電極の角部の最奥部と共通電極の角部の最奥部とを結ぶ直線の長さ）は、１０．１μｍとした。画素の外縁から各電極の外郭線まで、それぞれ２μｍのマージンを取った。第一の分割領域Ｄ１及び第二の分割領域Ｄ２の縦辺の長さを１３μｍとし、横辺の長さを１１μｍとした。そのため、各分割領域Ｄ１及びＤ２のアスペクト比は１３：１１である。また、ブラックマトリクスの開口部の大きさは、９μｍ×７μｍとし、４隅を、底辺が１μｍの直角二等辺三角形で面取りした。すなわち、ブラックマトリクスの開口部のアスペクト比は、９：７である。
【００６７】
このように、画素電極及び共通電極の形状を鉤状にし、一定の間隔を空けてブラックマトリクスの開口部を囲うように、開口部の角部付近にこれらを配置することで、画素電極と、共通電極と、これらの端部の先端同士を結んで形成される線とで囲まれて形成される仮想的な領域において、局所電界の発生を防ぎつつ、電界の方向を所望の方向に制御することができる。更に、画素電極及び共通電極の内郭線の傾きを徐々に変化させることで、電界の向きの変化の割合を少なくし、液晶の配向乱れの発生を抑えることができる。
【００６８】
図８〜図１３は、実施例１のシミュレーション結果を表す画像又はグラフである。液晶材料としては、負の誘電率異方性を有するものを用いている。図８及び図９は電圧無印加時（０Ｖ）を表し、図１０及び図１１は、白電圧印加時（９．７Ｖ）を表す。図８及び図１０は断面画像を表し、図９及び図１１は平面画像を表す。また、図１２は、実施例１において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図１３は、実施例１における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【００６９】
図８及び図９に示すように、電圧無印加時では、液晶分子４１は一律に画素の長辺方向に配向している。一方、図１０及び図１１に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向する。なお、図１０及び図１１では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【００７０】
画素電極１１及び共通電極１５間に電圧が印加されると、共通電極１５から画素電極１１に向かって電気力線が発生する。電気力線のそれぞれは、各電極の末端同士を結ぶ延長線によって囲まれた範囲において、ほぼ一直線状に発生している。このため、均一性に優れた電界が形成され、液晶分子はこれに従って配向する。第一の分割領域Ｄ１に含まれる液晶分子は、領域によって角度は異なるものの、ほとんどが各電極の内郭線と直交するようにして、すなわち、初期配向に対して約４５°の方向に配向しており、角度の変化がなめらか、かつ均一なものとなっている。同様に、第二の分割領域Ｄ２に含まれる液晶分子は、領域によって角度は異なるものの、ほとんどが各電極の内郭線に直交するようにして、すなわち、初期配向に対して約４５°の方向に配向しており、角度の変化がなめらか、かつ均一なものとなっている。
【００７１】
更に、ここで特徴的といえる点は、これらの液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている点である。また、初期配向方位がある一方向であったとしても、自動的に、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持つことになる点も特徴として挙げられる。これにより、一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【００７２】
このように、実施形態１の構成によれば、表示領域として用いられる部分において、液晶分子の配向を均一にすることができ、更に、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができるので、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、実施形態１の構成によれば、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【００７３】
透過率については、図１２で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域全体で、均一に光が透過しており、高い透過率が確保できていることがわかる。また、視野角特性については、図１３で示されるように、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【００７４】
実施形態１においては、上記第一の分割領域Ｄ１及び上記第二の分割領域Ｄ２のアスペクト比と、ブラックマトリクス５１の開口部のアスペクト比とは、必ずしも一致させる必要はない。ブラックマトリクス５１の開口部の形状は、表示に適した領域に応じて決定すればよく、矩形又は正方形に限定されない。また、上記第一の分割領域Ｄ１及び上記第二の分割領域Ｄ２の大きさと、ブラックマトリクス５１の開口部の大きさとの大小関係についても特に限定されない。
【００７５】
以下、その他の部材の材料及び製造方法について説明する。
【００７６】
支持基板６１、６２の材料としては、ガラス、プラスチック等の透明な材料が好適に用いられる。絶縁膜（例えば、第一の絶縁膜６３及び第二の絶縁膜６４）の材料としては、窒化シリコン、酸化シリコン、感光性アクリル樹脂等の透明な材料が好適に用いられる。また、これらの絶縁膜の代わりにカラーフィルタを配置してもよい。絶縁膜は、例えば、窒化シリコン膜をプラズマ誘起化学気相成長（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＥＣＶＤ）法により成膜し、窒化シリコン膜の上に、感光性アクリル樹脂膜をダイコート（塗布）法により成膜して形成される。コンタクト部３１ａ、３１ｂ、３１ｃを形成するために各絶縁膜中に設けられる穴は、ドライエッチング（チャネルエッチング）を行うことにより形成することができる。
【００７７】
走査信号線１２、データ信号線１３、共通信号線１４、画素電極配線１６、及び、ＴＦＴ５３を構成する各種電極は、スパッタリング法等により、チタン、クロム、アルミニウム、モリブデン等の金属、又は、それらの合金を、単層又は複数層で成膜し、続いて、フォトリソグラフィ法等でパターニングを行うことで形成することができる。これら各種配線及び電極は、同一層上に形成されるものについては、それぞれ同じ材料を用いることで製造が効率化される。共通信号線１４は、例えば、共通電極１５と一体的に形成されるような場合に同じ材料を用いてもよく、これにより、生産効率が上がる。同様に、画素電極配線１６は、例えば、画素電極１１と一体的に形成されるような場合に同じ材料を用いてもよく、これにより、生産効率が上がる。
【００７８】
ＴＦＴ５３の半導体層５４としては、例えば、アモルファスシリコン、ポリシリコン等からなる高抵抗半導体層（ｉ層）と、アモルファスシリコンにリン等の不純物をドープしたｎ＋アモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層（ｎ＋層）とを積層させたものを用いることができるが、その他としては、ＩＧＺＯ（インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素）等の酸化物半導体が好適に用いられる。
【００７９】
ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を半導体層５４の材料として用いることにより、電子移動度が高く、ＴＦＴ５３のサイズを小さくすることができるので、開口率を多く確保することができる。そのため、ＩＧＺＯを用いた酸化物半導体は、画素のサイズを小さくする場合に有利である。また、オフリーク特性が低いので、長時間電荷を保持することができ、低周波駆動が可能となるという利点を得ることもできる。
【００８０】
画素電極１１及び共通電極１５は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等の透明導電材料、又は、それらの合金を、スパッタリング法等により単層又は複数層で成膜して形成した後、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングすることができる。
【００８１】
カラーフィルタの材料としては、各色に対応する光を透過する感光性樹脂（カラーレジスト）が好適に用いられる。ブラックマトリクス５１の材料としては、遮光性を有するものである限り特に限定されず、黒色顔料を含有した樹脂材料、又は、遮光性を有する金属材料が好適に用いられる。カラーフィルタ及びブラックマトリクス５１は、対向基板２０側ではなく、ＴＦＴ基板１０側に配置されていてもよい。
【００８２】
このようにして作製されたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０は、絶縁材料からなる柱状のスペーサを一方の基板に複数設けた後、シール材を用いて互いに貼り合わされる。ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間には液晶層４０が形成されるが、滴下法を用いる場合には、基板の貼合せ前に液晶材料の滴下が行われ、真空注入法を用いる場合には、基板の貼合せ後に液晶材料が注入される。
【００８３】
そして、各基板の液晶層４０側と反対側の面上に、偏光板、位相差フィルム等を貼り付けることにより、液晶表示装置が完成する。更に、液晶表示装置に、ゲートドライバー、ソースドライバー、表示制御回路等を実装するとともに、バックライト等を組み合わせることによって、用途に応じた液晶表示装置が完成する。
【００８４】
実施形態２
実施形態２は、液晶分子の初期配向の向きが異なる点、液晶材料の誘電率異方性が異なる点、及び、画素電極及び共通電極の形状が異なる点以外は、実施形態１と同様である。具体的には、実施形態２における液晶分子の初期配向の向きは、走査信号線及び共通信号線の延伸方向に対して平行となるように設定されている。また、液晶材料の誘電率異方性としては、ポジ型のものが用いられている。図１４は、実施形態２の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。図１４のＡ−Ｂ線に沿った断面図は、図５と同じである。
【００８５】
実施形態２の液晶表示装置を想定してシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例２）。実施例２のシミュレーションの条件は、液晶分子の初期配向の向き、液晶材料の誘電率異方性、及び、各電極の形状以外は、実施例１のシミュレーションと同様である。実施例２では、初期配向が実施例１の場合と９０°異なっており、実施例１では上方向に設定されていたものが、右方向に設定されている。すなわち、実施例２では、液晶分子４１の初期配向の向きは、走査信号線１２及び共通信号線１４の延伸方向に対して平行であり、かつデータ信号線１３の延伸方向に対して直交している。また、液晶材料の誘電率異方性としては、ポジ型（Δε＝＋１０）のものを用いた。更に、電極の形状としては、実施例１で用いたものと比べて各電極の両端部及び角部の内郭線の長さがより短いものを用いた。画素電極及び共通電極の各内郭線は、異なる角度を持つ５つの線で構成されており、各線同士のなす角度は、いずれも鈍角とした。より具体的には、５つの線のうち、真ん中に位置する線（以下、角部の内郭線ともいう）と、その両側に位置する線とのなす角度は、１５７°とした。画素電極と共通電極との間の距離（具体的には、画素電極の角部の最奥部と共通電極の角部の最奥部とを結ぶ直線の長さ）は、１０．１μｍとした。このように、用いる液晶分子の初期配向の向き及び液晶材料の誘電率異方性によって、最適な電極の形状は異なる。
【００８６】
図１５及び図１６は、実施例２の白電圧印加時（８．０Ｖ）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図１５が断面画像であり、図１６が平面画像である。図１７は、実施例２において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図１８は、図１７におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図１９は、実施例２における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【００８７】
図１５及び図１６に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図１５及び図１６では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【００８８】
図１６で表されるように、実施例１の場合と同様、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【００８９】
実施例１の結果と、実施例２の結果とを比較すると分かるように、初期配向の向き、及び、液晶材料の誘電率異方性が異なっていても、画素電極及び共通電極を所望の形状とすることで、同様の特性を得ることができる。また、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【００９０】
透過率については、図１７で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域全体で均一に光が透過しており、高い透過率が確保できていることがわかる。また、図１８で示されるように、ブラックマトリクスを考慮しなかったとしても、一定の範囲を占める充分な広さの透過領域が形成されている。視野角特性については、図１９で示されるように、傾向としては異なるが、実施例１と同様、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【００９１】
以上より、実施形態２によれば、優れた透過率と視野角特性を得ることができることが確認できた。
【００９２】
実施形態３
実施形態３は、共通電極の形状、及び、画素電極と共通電極と共通信号線とがそれぞれ異なる層上に設けられる点以外は、実施形態２と同様である。図２０は、実施形態３の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。また、図２１は、図２０のＣ−Ｄ線に沿った断面模式図である。
【００９３】
図２１に示すように、共通信号線１４は、支持基板６１上に形成されている。共通信号線１４及び支持基板６１上には、第一の絶縁膜６３が形成されている。第一の絶縁膜６３上には、各データ信号線１３及び画素電極配線１６が配置されている。各データ信号線１３及び画素電極配線１６上には、第二の絶縁膜６４が形成されている。そして、第二の絶縁膜６４上には、共通電極１５が配置されている。
【００９４】
共通電極１５と共通信号線１４とは、それぞれ異なる層上に配置されているので、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは、共通信号線１４ではなく、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間に位置する接続電極（第二の接続配線）１５ｃを介して、互いに接続されている。すなわち、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂと接続電極１５ｃとが一体化されて、共通電極部が構成されている。共通信号線１４と接続電極１５ｃとは、第一の絶縁膜６３及び第二の絶縁膜６４を貫通するコンタクト部３１ｃを介して互いに接続されている。これにより、接続電極１５ｃを介して、共通信号線１４から共通信号を第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂに伝達することができる。
【００９５】
なお、実施形態３では、上記のように各電極及び配線が異なる層に配置されていること等に起因して、実施形態１及び２と比べるとＴＦＴ基板１０の表面に段差が生じやすくなっている。
【００９６】
実際に実施形態３の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例３）。実施例３のシミュレーションの条件は、共通電極の形状、及び、画素電極と共通電極と共通信号線とがそれぞれ異なる層上に設けられる点以外は、実施例２のシミュレーションと同様である。図２２及び図２３は、実施例３の白電圧印加時（８．４Ｖ：実施例２と比べると０．４Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図２２が断面画像であり、図２３が平面画像である。図２４は、実施例３において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図２５は、図２４におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図２６は、実施例３における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【００９７】
図２２及び図２３に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図２２及び図２３では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【００９８】
図２３で表されるように、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）は、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１５ｃ又は共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている。接続電極１５ｃは、画素ごとに形成されているが、共通信号線１４は、画素の境界によらず、直線状に形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【００９９】
実施例２の結果と、実施例３の結果とを比較すると分かるように、画素電極と共通電極と共通信号線とがそれぞれ異なる層上に設けられていたとしても、画素電極及び共通電極を所望の形状とすることで、同様の特性を得ることができる。また、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【０１００】
透過率については、図２４で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域全体で均一に光が透過しており、高い透過率が確保できていることがわかる。また、図２５で示されるように、ブラックマトリクスを考慮しなかったとしても、一定の範囲を占める充分な広さの透過領域が形成されている。なお、実際には、実施例２と比べてＴＦＴ基板の表面に段差が生じていること等に起因して、透過率の若干の低下（具体的には、−１％）が生じていることがわかったが、ほとんど影響はない。視野角特性については、図２６で示されるように、実施例２とほぼ同様の結果となり、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１０１】
以上より、実施形態３によれば、実施形態２と同等の優れた透過率と視野角特性を得ることができることが確認できた。
【０１０２】
実施形態４
実施形態４は、共通電極の形状、及び、画素電極と共通電極と共通信号線とがそれぞれ異なる層上に設けられる点以外は、実施形態１と同様である。したがって、言い換えると、実施形態４は、液晶分子の初期配向の向きが異なる点、液晶材料の誘電率異方性が異なる点、及び、画素電極及び共通電極の形状が異なる点以外は、実施形態３と同様である。図２７は、実施形態４の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図であり、図２７のＣ−Ｄ線に沿った断面図は、図２１と同じである。
【０１０３】
実際に実施形態４の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例４）。実施例４のシミュレーションの条件は、共通電極の形状、及び、画素電極と共通電極と共通信号線とがそれぞれ異なる層上に設けられる点以外は、実施例１のシミュレーションと同様である。すなわち、液晶材料の誘電率異方性としては、ネガ型（Δε＝−７）のものを用いた。また、電極の形状としては、実施例１で用いたものと同様のものを用いた。
【０１０４】
図２８及び図２９は、実施例４の白電圧印加時（１０．５Ｖ：実施例１と比べると０．８Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図２８が断面画像であり、図２９が平面画像である。図３０は、実施例４において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図３１は、図３０におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図３２は、実施例４における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【０１０５】
図２８及び図２９に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図２８及び図２９では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【０１０６】
図２９で表されるように、実施例３の場合と同様、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１５ｃ又は共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている。接続電極１５ｃは、画素ごとに形成されており、共通信号線１４は、画素の境界によらず、直線状に形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【０１０７】
実施例１の結果と、実施例４の結果とを比較すると分かるように、画素電極と共通電極と共通信号線とが異なる層上に配置されていたとしても、画素電極及び共通電極を所望の形状とすることで、同様の特性を得ることができる。また、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【０１０８】
透過率については、図３０で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域全体で均一に光が透過しており、高い透過率が確保できていることがわかる。また、図３１で示されるように、ブラックマトリクスを考慮しなかったとしても、一定の範囲を占める充分な広さの透過領域が形成されている。なお、実施例３と同様、実際には、実施例１と比べてＴＦＴ基板の表面に段差が生じていること等に起因して、透過率の若干の低下（具体的には、−２％）が生じていることがわかったが、ほとんど影響はない。視野角特性については、図３２で示されるように、実施例１とほぼ同様の結果となり、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１０９】
以上より、実施形態４によれば、実施形態１と同等の優れた透過率と視野角特性を得ることができることが確認できた。
【０１１０】
実施形態５
実施形態５は、画素電極と画素電極配線とが同一層上に設けられて一体化されている点、画素電極配線とデータ信号線とが異なる層上に設けられている点、及び、画素電極と共通電極とが同一層上に設けられている点以外は、実施形態３と同様である。図３３は、実施形態５の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。図３４は、図３３のＥ−Ｆ線に沿った断面模式図である。
【０１１１】
図３４に示すように、共通信号線１４は、支持基板６１上に形成されている。共通信号線１４及び支持基板６１上には、第一の絶縁膜６３が形成されている。第一の絶縁膜６３上には、各データ信号線１３が配置されている。各データ信号線１３上には、第二の絶縁膜６４が形成されている。第二の絶縁膜６４上には、画素電極配線１６及び共通電極１５が配置されている。
【０１１２】
共通電極１５と共通信号線１４とは、それぞれ異なる層上に配置されているので、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとは、共通信号線１４ではなく、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間に位置する接続電極（第二の接続配線）１５ｃを介して、互いに接続されている。すなわち、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂと接続電極１５ｃとが一体化されて、共通電極部が構成されている。共通信号線１４と接続電極１５ｃとは、第一の絶縁膜６３及び第二の絶縁膜６４を貫通するコンタクト部３１ａを介して互いに接続されている。これにより、接続電極１５ｃを介して、共通信号線１４から共通信号を第一の共通電極１５ａ及び第二の共通電極１５ｂに伝達することができる。
【０１１３】
なお、実施形態５では、上記のように各電極及び配線が異なる層に配置されていること等に起因して、実施形態１及び２と比べるとＴＦＴ基板１０の表面に段差が生じやすくなっている。
【０１１４】
実際に実施形態５の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例５）。実施例５のシミュレーションの条件は、画素電極と画素電極配線とが同一層上に設けられて一体化されている点、画素電極配線とデータ信号線とが異なる層上に設けられている点、及び、画素電極と共通電極とが同一層上に設けられている点以外は、実施例３のシミュレーションと同様である。すなわち、液晶材料の誘電率異方性としては、ポジ型（Δε＝＋１０）のものを用いた。また、電極の形状としては、実施例１で用いたものと比べて各電極の両端部及び角部の内郭線の長さがより短いものを用いた。
【０１１５】
図３５及び図３６は、実施例５の白電圧印加時（８．９Ｖ：実施例２と比べると０．９Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図３５が断面画像であり、図３６が平面画像である。図３７は、実施例５において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図３８は、図３７におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図３９は、実施例５における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【０１１６】
図３５及び図３６に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図３５及び図３６では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【０１１７】
図３７で表されるように、実施例３の場合と同様、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１５ｃ又は共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている。接続電極１５ｃは、画素ごとに形成されており、共通信号線１４は、画素の境界によらず、直線状に形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【０１１８】
実施例３の結果と、実施例５の結果とを比較すると分かるように、画素電極と画素電極配線とを一体化させたとしても、画素電極及び共通電極を所望の形状とすることで、同様の特性を得ることができる。また、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【０１１９】
透過率については、図３７及び図３８で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域の一部に暗い領域が発生しており、透過率が低下している。実際には、実施例２と比べて透過率が２４％低下していることがわかった。視野角特性については、図３９で示されるように、実施例２とほぼ同様の結果となり、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１２０】
以上より、実施形態５によれば、実施形態２と比べると透過率の点で劣るものの、視野角特性については、実施形態２と同等の優れた特性を得ることができることが確認できた。
【０１２１】
実施形態６
実施形態６は、画素電極と画素電極配線とが同一層上に設けられて一体化されている点、画素電極配線とデータ信号線とが異なる層上に設けられている点、及び、画素電極と共通電極とが同一層上に設けられている点以外は、実施形態４と同様である。したがって、言い換えると、実施形態６は、液晶分子の初期配向の向きが異なる点、液晶材料の誘電率異方性が異なる点、及び、画素電極及び共通電極の形状が異なる点以外は、実施形態５と同様である。図４０は、実施形態６の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図であり、図４０のＥ−Ｆ線に沿った断面図は、図３４と同じである。
【０１２２】
実際に実施形態６の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例６）。実施例６のシミュレーションの条件は、画素電極と画素電極配線とが同一層上に設けられて一体化されている点、画素電極配線とデータ信号線とが異なる層上に設けられている点、及び、画素電極と共通電極とが、同一層上に設けられている点以外は、実施例４のシミュレーションと同様である。すなわち、液晶材料の誘電率異方性としては、ネガ型（Δε＝−７）のものを用いた。また、電極の形状としては、実施例１で用いたものと同様のものを用いた。
【０１２３】
図４１及び図４２は、実施例６の白電圧印加時（１０．５Ｖ：実施例１と比べると０．８Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図４１が断面画像であり、図４２が平面画像である。図４３は、実施例６において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図４４は、図４３におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図４５は、実施例６における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【０１２４】
図４１及び図４２に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図４１及び図４２では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【０１２５】
図４２で表されるように、実施例５の場合と同様、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）は、第一の共通電極１５ａと第二の共通電極１５ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１５ｃ又は共通信号線１４を軸として、互いに線対称となっている。接続電極１５ｃは、画素ごとに形成されており、共通信号線１４は、画素の境界によらず、直線状に形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【０１２６】
実施例４の結果と、実施例６の結果とを比較すると分かるように、画素電極配線が画素電極と同一の層上に設けられていたとしても、画素電極及び共通電極を所望の形状とすることで、同様の特性を得ることができる。また、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、優れた視野角特性を得ることができる。また、画素サイズを小さく設計したとしても、その特性が低下しないという優れた効果を発揮することができる。
【０１２７】
透過率については、図４３で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域全体で均一に光が透過しており、高い透過率が確保できていることがわかる。また、図４４で示されるように、ブラックマトリクスを考慮しなかったとしても、一定の範囲を占める充分な広さの透過領域が形成されている。なお、実際には、実施例１と比べてＴＦＴ基板の表面に段差が生じていること等に起因して、透過率の若干の低下（具体的には、−２％）が生じていることがわかったが、ほとんど影響はない。視野角特性については、図４５で示されるように、実施例１及び４とほぼ同様の結果となり、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、どの角度に視角を傾けたとしても見え方に変化がなく、優れた視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１２８】
以上より、実施形態６によれば、実施形態１と同等の優れた透過率と視野角特性を得ることができることが確認できた。
【０１２９】
実施形態７
実施形態７は、画素電極の位置と共通電極の位置とが入れ替わっている点、及び、これらの電極に対して信号を供給するための各配線の位置が異なっている点以外は、実施形態２と同様である。実施形態７では、画素電極と共通電極とは、同一層上に設けられているが、画素電極同士を接続する画素電極配線、及び、共通電極同士を接続する共通電極配線とはそれぞれ異なる層上に設けられている。図４６は、実施形態７の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図である。図４７は、図４６のＧ−Ｈ線に沿った断面模式図である。
【０１３０】
図４７に示すように、共通電極配線１７は、支持基板６１上に形成されている。実施形態７では、画素電極配線（第一の接続配線）１６は、ＴＦＴ５３のドレイン電極５５ｃから引き出された配線を延長してそのまま利用することができる。共通電極配線１７及び支持基板６１上には、第一の絶縁膜６３が形成されている。第一の絶縁膜６３上には、各データ信号線１３及び画素電極配線１６が配置されている。各データ信号線１３、画素電極配線１６及び第一の絶縁膜６３上には、第二の絶縁膜６４が形成されている。第二の絶縁膜６４上には、画素電極１１が配置されている。
【０１３１】
第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとは、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとの間に位置する接続電極（第二の接続配線）１１ｃを介して、互いに接続されている。すなわち、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂと接続電極１１ｃとが一体化されて、画素電極部が構成されている。実施形態７では、ＴＦＴ５３から延伸されたドレイン電極５５ｃが、そのまま延長されて画素電極配線１６を構成している。また、画素電極配線１６は、第二の絶縁膜６４を貫通するコンタクト部３１ａを介して接続電極１１ｃと接続されている。これにより、ドレイン電極５５ｃ、画素電極配線１６、接続電極１１ｃ、及び、第一の画素電極１１ａ又は第二の画素電極１１ｂの順に、画像信号が供給される。
【０１３２】
実施形態７では、実施形態１〜６と異なり、画素の上方に、走査信号線１２と平行に伸びる共通信号線１４が配置されている。共通信号線１４は、共通電極配線１７と一体化して形成されている。共通電極配線１７は、第一の絶縁膜６３及び第二の絶縁膜６４を貫通するコンタクト部３１ｂを介して、第一の共通電極１５ａと接続され、かつ第一の絶縁膜６３及び第二の絶縁膜６４を貫通するコンタクト部３１ｃを介して、第二の共通電極１５ｂと接続されている。これにより、共通信号線１４、共通電極配線１７、及び、第一の共通電極１５ａ又は第二の共通電極１５ｂの順に、共通信号が供給される。
【０１３３】
実際に実施形態７の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例７）。実施例７のシミュレーションの条件は、画素電極の位置と共通電極の位置とが入れ替わっている点、及び、これらの電極に対して信号を供給するための各接続配線の位置が変わっている点以外は、実施例２のシミュレーションと同様である。すなわち、液晶材料の誘電率異方性としては、ポジ型（Δε＝＋１０）のものを用いた。また、電極の形状としては、実施例１で用いたものと比べて各電極の両端部及び角部の内郭線の長さがより短いものを用いた。
【０１３４】
図４８及び図４９は、実施例７の白電圧印加時（１０．８Ｖ：実施例２と比べると２．８Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図４８が断面画像であり、図４９が平面画像である。図５０は、実施例７において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図５１は、図５０におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図５２は、実施例７における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【０１３５】
図４８及び図４９に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図４８及び図４９では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【０１３６】
図４９で表されるように、実施例７においては、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１１ｃを軸として、互いに線対称となっている。接続電極１１ｃは、画素ごとに形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【０１３７】
実施例２の結果と、実施例７の結果とを比較すると分かるように、各電極及び各配線の位置を入れ替えた場合には、液晶分子の配向の向きに違いが発生する。ただし、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、良好な視野角特性を得ることができる。
【０１３８】
透過率については、図５０及び図５１で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域の一部に暗い領域が発生しており、透過率が低下している。実際には、実施例２と比べて透過率が３３％低下していることがわかった。視野角特性については、図５２で示されるように、実施例２と比べるとややばらつきは見られるものの、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつ各曲線の終端部分が同じ場所に収束していることから、充分な視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１３９】
以上より、実施形態７によれば、実施形態２と比べると透過率の点で劣るものの、充分な視野角特性を得ることができることが確認できた。
【０１４０】
実施形態８
実施形態８は、画素電極の位置と共通電極の位置とが入れ替わっている点、及び、これらの電極に対して信号を供給するための各配線の位置が異なっている点以外は、実施形態１と同様である。したがって、言い換えると、実施形態８は、液晶分子の初期配向の向きが異なる点、液晶材料の誘電率異方性が異なる点、及び、画素電極及び共通電極の形状が異なる点以外は、実施形態７と同様である。図５３は、実施形態８の液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図であり、図５３におけるＧ−Ｈ線に沿った断面図は、図４７と同じである。
【０１４１】
実際に実施形態８の液晶表示装置を想定して具体的なシミュレーションを行ったところ、以下のような結果が得られた（実施例８）。実施例８のシミュレーションの条件は、画素電極の位置と共通電極の位置とが入れ替わっている点、及び、これらの電極に対して信号を供給するための各配線の位置が変わっている点以外は、実施例１のシミュレーションと同様である。すなわち、液晶材料の誘電率異方性としては、ネガ型（Δε＝−７）のものを用いた。また、電極の形状としては、実施例１で用いたものと同様のものを用いた。
【０１４２】
図５４及び図５５は、実施例８の白電圧印加時（１４．０Ｖ：実施例１と比べると４．３Ｖ上昇）における液晶分子の挙動を示すシミュレーション画像を表し、図５４が断面画像であり、図５５が平面画像である。図５６は、実施例８において、光の透過率をモノクロ階調で表した平面画像であり、図５７は、図５６におけるブラックマトリクスを除外し、電極の位置を加えたものである。図５８は、実施例８における視野角特性を表すグラフであり、表示画面を基準面として極角を４５°に固定し、方位角の値を振ったときの各輝度を表している。
【０１４３】
図５４及び図５５に示すように、閾値以上の電圧を印加すると、ＴＦＴ基板１０近傍においては、液晶分子４１の初期配向が維持されるが、それ以外においては液晶分子４１の配向が変化する。特に、各画素電極１１ａ，１１ｂとそれに対向する共通電極１５ａ，１５ｂとの間に位置する液晶分子４１は、各電極からの距離に応じて角度は異なるが、画素の長辺方向に対して斜めの方向を向くように配向している。なお、図５４及び図５５では、電界の強さに応じて各領域をグラデーションで示している。
【０１４４】
図５５で表されるように、実施例８においては、液晶分子４１の配向分布（ダイレクタ分布）が、第一の画素電極１１ａと第二の画素電極１１ｂとの間を通る直線、すなわち、接続電極１１ｃを軸として、互いに線対称となっている。接続電極１１ｃは、画素ごとに形成されている。これにより、液晶層内の一つの画素に相当する領域内に、異なる方向に配向方位を持ち、かつ一定の基準軸を中心に対称的な配向パターンをもつ複数の液晶分子を含む二つの領域（マルチドメイン）を形成することができる。
【０１４５】
実施例１の結果と、実施例８の結果とを比較すると分かるように、各電極及び各配線の位置を入れ替えた場合には、液晶分子の配向の向きに違いが発生する。ただし、画素電極及び共通電極からなる電極対を二組用いているので、異なる方向に配向方位を持つ二つの領域を形成することができ、効率的に光を利用するとともに、良好な視野角特性を得ることができる。
【０１４６】
透過率については、図５６及び図５７で示されるように、ブラックマトリクス５１の開口部となっている領域の一部に暗い領域が発生しており、透過率が低下している。実際には、実施例１と比べて透過率が３１％低下していることがわかった。視野角特性については、図５８で示されるように、実施例１と比べると各曲線の終端部分がややばらついているが、角度によって輝度に大きな差が出ておらず、かつどの角度に視角を傾けたとしても見え方にそれほど大きな変化はないため、充分な視野角特性を得ることができることがわかる。
【０１４７】
以上より、実施形態８によれば、実施形態１と比べると透過率の点で劣るものの、充分な視野角特性を得ることができることが確認できた。
【符号の説明】
【０１４８】
１０：ＴＦＴ基板（第一基板）
１１：画素電極（第一の鉤状電極）
１１ａ：第一の画素電極
１１ｂ：第二の画素電極
１１ｃ：接続電極
１２：走査信号線
１３：データ信号線
１４：共通信号線
１５：共通電極（第二の鉤状電極）
１５ａ：第一の共通電極
１５ｂ：第二の共通電極
１５ｃ：接続電極
１６：画素電極配線（第一の接続配線）
１７：共通電極配線（第二の接続配線）
２０：対向基板（第二基板）
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ：コンタクト部
４０：液晶層
４１：液晶分子
５１：ブラックマトリクス
５３：ＴＦＴ
５４：半導体層
５５ａ：ゲート電極
５５ｂ：ソース電極
５５ｃ：ドレイン電極
６１、６２：支持基板
６３：第一の絶縁膜
６４：第二の絶縁膜
１１１：画素電極（櫛歯状）
１１５：共通電極（櫛歯状）
Ｄ１：第一の分割領域
Ｄ２：第二の分割領域
Ｄ３：空白領域
【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１３】
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【図１４】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２６】
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【図２７】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５８】
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【図５９】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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