(57)【要約】【課題】  IPS-Pro方式の液晶表示装置における画素端部ドメインによる透過率低下を解消する。【解決手段】  一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶表示パネルを有し、前記一対の基板のうちの一方の基板は、複数の画素電極と、前記画素電極と前記液晶層との間に配置された共通電極とを有する液晶表示装置であって、前記共通電極は隣接する２つ以上の画素電極に跨って分布するスリットを有し、当該スリットは前記画素電極の中央部分における第１の延伸方向と、隣接する２つの画素電極の間隙部分における第２の延伸方向とが異なり、前記第１の延伸方向から前記第２の延伸方向に変化する部分は前記画素電極の上にあり、前記電界無印加時の前記液晶層の配向方向から前記第１の延伸方向への鋭角側の第１の方位角と前記第２の延伸方向への鋭角側の第２の方位角とは、同じ回転方向であり、かつ、前記第２の方位角のほうが大きいことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】  図４
2011186010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶表示パネルを有し、
前記一対の基板のうちの一方の基板は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極と前記液晶層との間に配置された共通電極とを有し、
前記液晶層は、電界無印加時の配向がホモジニアス配向である液晶表示装置であって、
前記共通電極は、前記画素電極と重なる領域のそれぞれに複数のスリットを有するストライプ構造であり、
前記複数のスリットのいくつかまたは全部は、隣接する２つ以上の画素電極に跨って分布しており、
前記隣接する２つ以上の画素電極に跨って分布するスリットは、前記画素電極の中央部分における第１の延伸方向と、隣接する２つの画素電極の間隙部分における第２の延伸方向とが異なり、
前記スリットにおいて前記第１の延伸方向から前記第２の延伸方向に変化する部分は、前記画素電極の上にあり、
前記電界無印加時の前記液晶層の配向方向から前記第１の延伸方向への鋭角側の第１の方位角と、前記電界無印加時の前記液晶層の配向方向から前記第２の延伸方向への鋭角側の第２の方位角とは、同じ回転方向であり、かつ、前記第２の方位角のほうが大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネルの表示領域は、前記画素電極、前記液晶層、および前記共通電極を有する画素からなり、
前記画素の平面形状は長方形であり、
前記スリットの前記第１の延伸方向は、前記画素の短辺方向と概ね平行である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】
隣接する２つの画素に跨るスリットは、当該２つの画素の境界部分において、第１の延伸方向と直交する方向の位置がスリット１つ分だけずれる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４】
前記スリットが跨る画素の数は、１つの画素電極の上を通るスリットの数よりも少な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５】
前記液晶表示パネルの表示領域は、赤色系の光の輝度を制御する第１の画素、緑色系の輝度を制御する第２の画素、および青色系の光の輝度を制御する第３の画素の組が周期配列されてなり、
前記スリットの端部は、前記第１の画素と前記第３の画素との境界部分にあることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示パネルの表示領域は、前記画素電極、前記液晶層、および前記共通電極を有する画素からなり、
前記画素の平面形状は長方形であり、
電界無印加時の前記液晶層の配向方向が、前記画素の短辺方向と概ね平行であることを特徴とする請求項１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、液晶表示装置に関し、特に、IPS（In-Plane Switching）方式の液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やデジタルカメラなどの携帯型電子機器に搭載される液晶表示装置では多画素化が進んでおり、これにともない一画素の面積も縮小する傾向にある。その一方で、高画質化の要求も依然として強いので、これらの液晶表示装置では、高画質と多画素の両立が求められている。液晶表示装置における高画質の主な要因としては、明るさとコントラスト比、視野角が挙げられる。
【０００３】
IPS方式の液晶表示装置は、ストライプ状の平面形状を特徴とする電極を各画素に備えており、基板平面に平行な成分を主とする電界（いわゆる横電界）を液晶層に印加して液晶層を駆動する。また、IPS方式の液晶表示装置における電界無印加時を液晶層の配向は、液晶分子の長軸方向（分子軸方向）が基板平面に対して概ね平行になるホモジニアス配向である。このとき、電圧印加時における液晶層は概略基板平面内で回転するような配向変化を示すことから、視野角に優れた表示特性が得られる。とりわけIPS方式の液晶表示装置は、視角方向の階調再現性に優れている。
【０００４】
ホモジニアス配向の液晶層に横電界を印加した際の液晶層の回転方向は右回りと左回りの２通りが考えられるが、電極のストライプ方向（すなわち電界方向）と液晶層の初期配向方向の設定により、いずれか一方が容易に生じるようにしている。すなわち、初期配向方向を出発点として液晶層の配向方向が回転する際、より小さい回転角で電界方向に平行になるように回転方向が決定される。そのため、少なくとも画素の中央部分では電圧印加時においても均一な配向状態が得られる。
【０００５】
また、IPS方式の液晶表示装置の中でも、画素電極と共通電極とを異なる層に配置し、かつこのうち液晶層から近いほうの電極の平面形状をストライプ状とし、液晶層から遠いほうの電極の平面形状をべた平面状とたIPS-Pro（IPS Provectus）方式の液晶表示装置は、透過率に優れるため、より明るい表示が可能になる。また、従来のIPS Pro方式の液晶表示装置では、通常、液晶層から近いほうの電極を画素電極とすることが多い。しかしながら、近年のIPS Pro方式の液晶表示装置には、液晶層から近いほうの電極を共通電極とし、ストライプ構造が複数画素に跨り、かつそのストライプ方向を画素短辺方向としたものも多く提案されている（たとえば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-256905号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
IPS-Pro方式の液晶表示装置において各画素にストライプ状の電極を配置し、かつこれを一画素ごとに独立した構造とすると、ストライプ構造は画素端部において閉じた構造となる。閉じたストライプ構造における電界方向は180度の角度分布を有するので、画素端部のいずれかにおいて電圧印加時の液晶分子の回転方向が画素の中央部分とは逆になる部分が生じる。液晶分子に逆回転が生じる部分と順回転が生じる部分との境界では、回転方向が相反する二つの配向変化がつりあうため液晶層に配向変化が生じない。IPS-Pro方式液晶表示装置では、通常、電圧を印加しない状態を暗表示としているため、配向変化が生じない液晶層の部分は暗線となり、透過率低下の原因となる。このような画素端部に現れる暗線を、以下、画素端部ドメインと呼ぶことにする。また、画素端部ドメインの具体例については後述する。
【０００８】
携帯型電子機器に用いられるIPS-Pro方式の液晶表示装置では、画素面積の縮小にともない、画素端部ドメインによる透過率低下の影響を無視できなくなってきている。たとえば、今日の携帯電話で主流の3.1インチWVGAパネルにおいて一画素内のストライプ方向を画素端辺方向に設定した場合には、画素端部ドメインによる透過率低下が特に顕著になる。
【０００９】
IPS-Pro方式の液晶表示装置では、前述のように、液晶層から近いほうの電極を共通電極とすることも可能である。そのため、たとえば、共通電極に複数画素に跨るようにストライプ構造を形成すれば、画素端部における閉じたストライプ構造は見かけ上解消する。以下、複数画素に跨るストライプ構造を複数画素間ストライプ構造と呼ぶことにする。
【００１０】
しかしながら、画素電極は画素毎に独立していなければならないので、画素電極はやはり画素境界において端部を有する。そのため、画素電極の端部の存在が原因となり、画素端部では画素の中央部分と異なる方向に電界が生じ、液晶層に逆回転を与える。したがって、複数画素間ストライプ構造においても、画素端部ドメインが発生する。
【００１１】
本発明の目的は、IPS-Pro方式の液晶表示装置における画素端部ドメインによる透過率低下を解消することが可能な技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶表示パネルを有し、前記一対の基板のうちの一方の基板は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極と前記液晶層との間に配置された共通電極とを有し、前記液晶層は、電界無印加時の配向がホモジニアス配向である液晶表示装置であって、前記共通電極は、前記画素電極と重なる領域のそれぞれに複数のスリットを有するストライプ構造であり、前記複数のスリットのいくつかまたは全部は、隣接する２つ以上の画素電極に跨って分布しており、前記隣接する２つ以上の画素電極に跨って分布するスリットは、前記画素電極の中央部分における第１の延伸方向と、隣接する２つの画素電極の間隙部分における第２の延伸方向とが異なり、前記スリットにおいて前記第１の延伸方向から前記第２の延伸方向に変化する部分は、前記画素電極の上にあり、前記電界無印加時の前記液晶層の配向方向から前記第１の延伸方向への鋭角側の第１の方位角と、前記電界無印加時の前記液晶層の配向方向から前記第２の延伸方向への鋭角側の第２の方位角とは、同じ回転方向であり、かつ、前記第２の方位角のほうが大きい液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、IPS-Pro方式の液晶表示装置における画素端部ドメインによる透過率低下を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のIPS-Pro方式の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図３】画素の端部における液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【図４】本発明による実施例１の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図５】図４に示した領域ＡＲ１の拡大平面図である。
【図６】実施例１の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【図７】比較例１の液晶表示パネルにおける共通電極のスリットの平面形状を示す模式平面図である。
【図８】比較例１の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【図９】比較例２の液晶表示パネルにおける共通電極のスリットの平面形状を示す模式平面図である。
【図１０】比較例２の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【図１１】液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式図である。
【図１２】共通電極に設けるスリットの望ましい形状の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明による実施例２の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図１４】本発明による実施例３の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【図１５】実施例３の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【図１６】実施例３の液晶表示パネルの応用例の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
図１乃至図３は、本発明に関わる画素端部ドメインを説明するための模式図である。
図１は、従来のIPS-Pro方式の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。図３は、画素の端部における液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
【００１９】
本発明に関わるIPS-Pro方式の液晶表示装置は、画素電極および共通電極のうちの共通電極のほうを液晶層から近い位置に配置した液晶表示パネルを有する。液晶表示パネルは、たとえば、図１および図２に示したように、第１の基板１および第２の基板２の一対の基板により液晶層３を挟持した構成になっている。また、液晶表示パネルは、たとえば、第１の基板１、液晶層３、第２の基板２を挟んで配置される第１の偏光板４および第２の偏光板５を有する。
【００２０】
第１の基板１は、ＴＦＴ基板などと呼ばれている基板であり、第１の絶縁基板６と、当該第１の絶縁基板６と液晶層３との間に配置された半導体層７、第１の絶縁層８、走査信号線９、第２の絶縁層１０、映像信号線１１およびソース-ドレイン電極１２、第３の絶縁層１３、画素電極１４、第４の絶縁層１５、共通電極１６、ならびに第１の配向膜１７などを有する。
【００２１】
第２の基板２は、対向基板またはＣＦ基板などと呼ばれている基板であり、第２の絶縁基板１８と、当該第２の絶縁基板１８と液晶層３との間に配置されたブラックマトリクス１９、カラーフィルタ２０、平坦化膜２１、および第２の配向膜２２などを有する。
【００２２】
本発明に関わるIPS-Pro方式の液晶表示パネルにおける第１の基板１および第２の基板２の構成は、周知であり、たとえば、特許文献１などに開示されている。そのため、本明細書では、第１の基板１および第２の基板２の構成のうちの本発明に直接関係しない構成に関する詳細な説明は省略する。
【００２３】
本発明に関わるIPS-Pro方式の液晶表示パネルでは、前述のように、画素電極１４および共通電極１６のうちの共通電極１６のほうを液晶層３から近い位置に配置している。このとき、画素毎に独立した電極である画素電極１４は、べた平面状であり、第１の絶縁基板６（第３の絶縁層１０）の上にマトリクス状に配置されている。また、複数の画素で共有される共通電極１６は、画素電極１４の上に第４の絶縁層１５を介して配置されており、画素電極１４と重なる領域のそれぞれに複数のスリット２３を有するストライプ構造になっている。
【００２４】
また、図１に示した平面図における一画素は、２本の走査信号線９と２本の映像信号線１１とで囲まれる長方形の領域である。このとき、共通電極１６は、複数のスリット２３が画素の長辺方向（ｙ軸方向）に並んでおり、それぞれのスリット２３は画素の短辺方向（ｘ軸方向）に長く延びる分布になっている。また、共通電極１６のスリット２３は、一画素毎に独立している。
【００２５】
IPS-Pro方式の液晶表示パネルにおける液晶層３は、ホモジニアス配向であり、電界無印加時の液晶分子３ｍの長軸方向（分子軸方向）は、基板平面（図１に示したｘｙ平面）と概ね平行である。また、図１に示したように、複数のスリットが画素の長辺方向に並んでいる場合、画素電極と共通電極との間に電位差を与えると、液晶層にはスリットの延伸方向（ｘ方向）と直交する方向の横電界が印加される。このとき、電界無印加時の液晶層３の配向方向ＡＤ（以下、初期配向方向と呼ぶ。）は、横電界Ｅの方向と直交する方向から角度α（5度から15度程度）だけ傾いた方向になるように制御される。
【００２６】
このような液晶表示パネルにおいて画素電極１４と共通電極１６との間に電位差を与えると、スリット２３の端部における横電界Ｅの方向と液晶分子３ｍの回転方向との関係は、たとえば、図３に示すような関係になる。なお、図３において、実線の両矢印は液晶層３の初期配向方向ＡＤを示しており、点線の両矢印は横電界Ｅの方向を示している。また、図３において、実線の片矢印（符号を付すための引き出し線を除く。）は、液晶分子３ｍの回転方向を示している。
【００２７】
図３からわかるように、スリット２３の端部では横電界Ｅの方向がｙ方向にならないので、スリット２３の端部には、画素の中央部分（点ＮＰ）における回転方向（以下、順方向と呼ぶ。）と同じ方向に液晶分子３ｍを回転させる電界が生じる部分（点ＥＰおよびその周辺）と、順方向とは反対の方向（以下、逆方向と呼ぶ。）に液晶分子３ｍを回転させる横電界Ｅが生じる部分（点ＲＥＰおよびその周辺）とがある。
【００２８】
液晶分子３ｍが逆方向に回転する部分と順方向に回転する部分の境界では、回転方向が相反する二つの配向変化がつりあうため液晶層３に配向変化が生じない。そのため、液晶層３に電圧を印加しない状態を暗表示としている場合は、明表示にすると、図３に示したように、液晶層に配向変化が生じない部分２４（常に暗表示になる部分）が生じ、透過率低下の原因となる。本明細書では、このような画素端部に現れる常に暗い表示になる部分２４を画素端部ドメインと呼んでいる。
【００２９】
以下、画素端部ドメイン２４を解消する液晶表示パネルの構成例について説明する。
【実施例１】
【００３０】
図４および図５は、本発明による実施例１の液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式図である。
図４は、本発明による実施例１の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。図５は、図４に示した領域ＡＲ１の拡大平面図である。
【００３１】
実施例１の液晶表示パネルは、図１および図２に示した液晶表示パネルと同様の構成であり、第１の基板１に設けられた画素電極１４および共通電極１６のうちの共通電極１６のほうが液晶層３から近い位置に配置されている。実施例１の液晶表示パネルにおいて、図１および図２に示した液晶表示パネルと異なる点は、共通電極１６に設けるスリット２３の分布である。
【００３２】
実施例１の液晶表示パネルでは、たとえば、図４および図５に示すように、画素電極１４と重なる領域に設ける複数のスリット２３を、それぞれ、２つ以上の画素電極１４に跨る形状（分布）にする。すなわち、実施例１の液晶表示パネルでは、共通電極１６のストライプ構造を複数画素間ストライプ構造とする。
【００３３】
また、スリット２３は、画素電極１４の中央部分における第１の延伸方向をｘ軸方向とし、隣接する２つの画素電極１４の間隙部分における第２の延伸方向をｘ軸方向とは異なる方向にする。またこのとき、スリット２３の延伸方向が第１の延伸方向から第２の延伸方向に変化する部分は、画素電極１４の上に設ける。
【００３４】
またさらに、第２の延伸方向は、たとえば、図５に示したように、液晶層３の初期配向方向ＡＤを基準（０度）としたときの前記第１の延伸方向への鋭角側の方位角αと、前記第２の延伸方向への鋭角側の方位角βとが同じ回転方向であり、かつ、前記方位角βのほうが大きくなるような方向にする。
【００３５】
また、２つ以上の画素に跨るスリット２３を設けるときには、たとえば、図５に示したように、隣接する２つの画素においてスリット２３のｙ軸方向の位置が１段分ずれるように、言い換えると右側の画素電極１４の上におけるスリット２３が、隣接する左側の画素電極１４の上におけるスリット２３のうちの、右側の画素電極１４の上におけるスリット２３の延長にあるスリット２３の隣のスリット２３とつながるようにすることが望ましい。このようにすると、隣接する画素における共通電極１６のストライプ構造が一致するので、隣接する画素の表示領域（開口領域）を互いにずらすことなく配列することができ、画素配列が容易になる。
【００３６】
図６は、実施例１の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
なお、図６において、実線の両矢印は液晶層３の初期配向方向ＡＤを示している。また、図６において、点線の両矢印は、矢の方向が横電界Ｅの方向を示しており、線の太さが印加される横電界Ｅの強さを示している。また、図６において、実線の片矢印は、液晶分子３ｍの回転方向を示している。
【００３７】
実施例１の液晶表示パネルにおいて、画素電極１４と共通電極１６との間に電位差を与えると、画素の中央部分（点ＮＰを含む部分）では、スリット２３の延伸方向（第１の延伸方向）と直交するｙ軸方向の横電界Ｅが液晶層３に印加される。このとき、画素の中央部分における液晶分子３ｍの回転方向（順方向）は反時計回りである。
【００３８】
一方、画素の端部では、スリット２３の延伸方向の変化に応じて共通電極１６の延伸方向が変化するので、画素の中央部分における横電界Ｅの方向（ｙ軸方向）に対して斜め方向の横電界Ｅ（以下、斜め電界と呼ぶ。）が生じる。
【００３９】
このとき、スリット２３の延伸方向が第１の延伸方向から第２の延伸方向へ変化する部分と、画素電極１４の端辺との間にある点ＢＰにおける電界方向は、図６に示したように、スリット２３の延伸方向と概ね直交する方向である。そのため、点ＢＰおよびその周辺にある液晶分子３ｍは順方向に回転する。
【００４０】
また、画素電極１４の端辺の近傍であり、かつ、画素電極１４と重なっていない部分を見ると、共通電極１６の端辺と画素電極１４の端辺とのなす角が鋭角の部分にある点ＥＰでは液晶分子３ｍを順方向に回転させる斜め電界Ｅが生じ、共通電極１６の端辺と画素電極１４の端辺とのなす角が鈍角の部分にある点ＲＥＰでは液晶分子３ｍを逆方向に回転させる斜め電界Ｅが生じる。しかしながら、点ＲＥＰおよびその周辺における斜め電界Ｅの強度は、点ＢＰや点ＥＰにおける斜め電界Ｅよりも弱い。そのため、点ＲＥＰおよびその周辺における液晶分子３ｍの逆方向の回転は、点ＢＰや点ＥＰの近傍における液晶分子３ｍの順方向の回転により抑制される。すなわち、実施例１の液晶表示パネルでは、画素の端部における液晶分子３ｍの逆方向の回転が抑制されるので、画素端部ドメイン２４の発生が抑制される。
【００４１】
また、実施例１の液晶表示パネルを有する液晶表示装置は、たとえば、液晶表示パネルの上面にタッチパネルを積層してスタイラスにより操作しても、残像が観察されることはなかった。
【００４２】
図７および図８は、比較例１の液晶表示パネルの概略構成および電界印加時の液晶層の配向変化の様子を説明するための模式図である。
図７は、比較例１の液晶表示パネルにおける共通電極のスリットの平面形状を示す模式平面図である。図８は、比較例１の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
なお、図８において、実線の両矢印は液晶層３の初期配向方向ＡＤを示している。また、図８において、点線の両矢印は、矢の方向が横電界Ｅの方向を示しており、線の太さが印加される横電界Ｅの強さを示している。また、図８において、実線の片矢印（符号を付すための引き出し線を除く。）は、液晶分子３ｍの回転方向を示している。
【００４３】
実施例１の液晶表示パネルの作用効果を調べるために、本願発明者らは、まず、共通電極１６に設けるスリット２３の分布（形状）を、たとえば、図７に示すように、２つの画素電極１４の間隙部分における延伸方向が画素の中央部分における延伸方向と同じｘ軸方向である液晶表示パネル（以下、比較例１の液晶表示パネルと呼ぶ。）を作製した。そして、比較例１の液晶表示パネルにおける明表示時の透過率を測定したところ、実施例１の液晶表示パネルに比べて低い値が得られた。また、比較例１の液晶表示パネルを明表示にして画素の端部を顕微鏡で観察したところ、画素端部ドメイン２４が観察された。
【００４４】
比較例１の液晶表示パネルを明表示にしたときに画素の端部において生じる横電界Ｅの方向と、液晶層３の初期配向方向ＡＤとの関係は、たとえば、図８に示したようになる。すなわち、画素電極１４の端辺の近傍であり、かつ、画素電極１４と重なっていない部分には、点ＥＰのように液晶分子３ｍを順方向に回転させる斜め電界Ｅが生じる部分と、点ＲＥＰのように液晶分子３ｍを逆方向に回転させる斜め電界Ｅが生じる部分とがある。また、比較例１の液晶表示パネルでは、点ＲＥＰの周囲における共通電極１６の端辺と画素電極１４の端辺とのなす角が９０度であるため、点ＲＥＰに印加される横電界Ｅの強度は、点ＥＰに印加される横電界Ｅの強度と概ね等しく、かつ、実施例１の液晶表示パネルの場合に比べて強い。
【００４５】
そのため、比較例１の液晶表示パネルでは、順方向に回転にする液晶分子３ｍによる成長の抑制ができなくなり、点ＲＥＰおよびその周辺の液晶分子３ｍが逆方向に回転する。その結果、逆方向に回転した部分と順方向に回転した部分の境界に画素端部ドメイン２４が発生する。
【００４６】
また、比較例１の液晶表示パネルを有する液晶表示装置は、液晶表示パネルの上面にタッチパネルを積層してスタイラスにより操作したところ、残像が観察された。残像が生じた画素を顕微鏡観察したところ、画素端部ドメイン２４が画素中央部に向けて伸張していた。画素端部ドメイン２４の伸長は、押し圧力印加時に液晶層３に流動が生じ、逆捩れを維持したまま液晶層３が流動することにより生じると考えられる。このように、画素端部ドメイン２４が発生した場合、タッチパネル適用時には残像という別の問題も発生する。
【００４７】
これを防ぐには、液晶表示パネルとタッチパネルとの間に押し圧力を緩和する層を挿入してタッチパネル操作時の押し圧力を軽減することも考えられる。しかし、このような層を新たに加えたことにより液晶表示パネルとタッチパネルの積層体の厚さが増大する。更には、かつタッチパネルと液晶表示装置の間に視差が発生して操作性が損なわれる。以上より、タッチパネル適用時の残像を防ぐには、実施例１の液晶表示パネルのように、画素端部ドメイン２４の発生自体を防ぐのが好ましい。
【００４８】
図９および図１０は、比較例２の液晶表示パネルの概略構成および電界印加時の液晶層の配向変化の様子を説明するための模式図である。
図９は、比較例２の液晶表示パネルにおける共通電極のスリットの平面形状を示す模式平面図である。図１０は、比較例２の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
なお、図１０において、実線の両矢印は液晶層３の初期配向方向ＡＤを示している。また、図１０において、点線の両矢印は、矢の方向が横電界Ｅの方向を示しており、線の太さが印加される横電界Ｅの強さを示している。また、図１０において、実線の片矢印（符号を付すための引き出し線を除く。）は、液晶分子３ｍの回転方向を示している。
【００４９】
実施例１の液晶表示パネルの作用効果を調べるために、本願発明者らは、次に、共通電極１６に設けるスリット２３の分布（形状）を、たとえば、図９に示すように、２つの画素電極１４の間隙部分における第２の延伸方向を、実施例１の液晶表示パネルとは逆の方向にした液晶表示パネル（以下、比較例２の液晶表示パネルと呼ぶ。）を作製した。すなわち、比較例２の液晶表示パネルでは、液晶層３の初期配向方向ＡＤを基準（０度）としたときの前記第１の延伸方向への鋭角側の方位角αと、前記第２の延伸方向への鋭角側の方位角βとが反対の回転方向になるようにしている。そして、比較例２の液晶表示パネルにおける明表示時の透過率を測定したところ、実施例１の液晶表示パネルに比べて低い値が得られた。また、比較例２の液晶表示パネルを明表示にして画素の端部を顕微鏡で観察したところ、画素端部ドメイン２４が観察された。
【００５０】
比較例２の液晶表示パネルを明表示にしたときに画素の端部において生じる横電界Ｅの方向と、液晶層３の初期配向方向ＡＤとの関係は、たとえば、図１０に示したようになる。このとき、スリット２３の延伸方向が第１の延伸方向から第２の延伸方向へ変化する部分と、画素電極１４の端辺との間の点ＢＰにおける横電界Ｅの方向は、スリット２３の第２の延伸方向と概ね直交する方向である。そのため、点ＢＰおよびその周辺にある液晶分子３は逆方向に回転する。したがって、比較例２の液晶表示パネルでは、スリット２３が第１の延伸方向から第２の延伸方向に変化する部分に画素端部ドメイン２４が発生する。
【００５１】
以上説明したように、実施例１の液晶表示パネルによれば、画素端部ドメイン２４の発生を抑制することができる。そのため、画素端部ドメイン２４による透過率の低下を抑えることができる。
【００５２】
図１１および図１２は、実施例１の液晶表示パネルにおけるスリットの望ましい形状を説明するための模式図である。
図１１は、液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式図である。図１２は、共通電極に設けるスリットの望ましい形状の一例を示す模式図である。
【００５３】
実施例１の液晶表示パネルにおいて共通電極１６にスリット２３を、図４および図５に示したように、隣接する２つの画素の境界部分においてスリット１段分ずつずらしながら設ける場合、１つのスリット２３は、１つの画素に設けるスリット２３の数と同数の画素に跨るように設けることができる。しかしながら、１つのスリット２３が跨る画素の数を多くすると、たとえば、表示領域の中央部分における共通電極１６の電位が不安定になり、画質にむらが生じる。そのため、１つのスリット２３が跨る画素の数は、あまり多くしないほうがよい。
【００５４】
実施例１の液晶表示パネルがＲＧＢ方式のカラー表示に対応している場合、たとえば、図１１に示すように、赤色フィルタ２０Ｒを有するＲ画素、緑色フィルタ２０Ｇを有するＧ画素、および青色フィルタ２０Ｂを有するＢ画素の３つの画素により映像や画像の１ドット（絵素）の色を表現している。なお、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素は、それぞれ、赤色系の光の輝度、緑色系の光の輝度、および青色系の光の輝度を制御する画素であり、一般にサブ画素と呼ばれている。また、この３つの画素の組は、液晶表示パネルの表示領域ＡＲに多数配置されている。
【００５５】
したがって、この場合は、たとえば、図１２に示すように、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の組を一つの単位としてスリット２３を設けることが望ましい。すなわち、隣接するＲ画素とＢ画素の間に、スリット２３によりストライプ状に分割されている共通電極１６を連結する連結部を設けて、１絵素毎にスリット２３を終端させることが望ましい。このように連結部（スリット２３の端部）をＲ画素とＢ画素の間に設けると、画素端部ドメイン２４はこれらの画素の境界部分のみに発生し、Ｇ画素には画素端部ドメイン２４が発生しないことになる。Ｇ画素の透過波長は視感度が最大となる波長域を含むため、Ｇ画素に画素端部ドメイン２４を発生させないことにより輝度透過率をより向上することができる。
【００５６】
またこのとき、Ｒ画素およびＢ画素には、１つの画素内にのみ分布するスリット２３が形成されるが、その数は図１に示した構成例に比べて十分に少ないので、画素端部ドメイン２４による透過率の低下は少ない。
【実施例２】
【００５７】
図１３は、本発明による実施例２の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【００５８】
実施例２の液晶表示パネルは、たとえば、図１３に示すように、共通電極１６に設けるスリット２３の第１の延伸方向を、画素の短辺方向（ｘ軸方向）とは異なる角度に傾けている。
【００５９】
この場合も、液晶層３の初期配向方向ＡＤを基準（０度）としたときのスリット２３の第１の延伸方向への鋭角側の方位角αと第２の延伸方向への鋭角側の方位角βが同じ回転方向になり、かつ、方位角βのほうが大きくなるようにすれば、実施例１の液晶表示パネルと同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００６０】
図１４は、本発明による実施例３の液晶表示パネルにおける画素の平面構成の一例を示す模式平面図である。
【００６１】
実施例２の液晶表示パネルは、液晶層３の初期配向方向ＡＤと画素の短辺方向（ｘ軸方向）とのなす角が、実施例１の液晶表示パネルにおける角度よりも大きくなるようにスリット２３が設けられている。
【００６２】
しかしながら、スリット２３における第１の延伸方向を画素の短辺方向（ｘ軸方向）とは異なる角度に傾ける場合、たとえば、図１４に示すように、液晶層３の初期配向方向ＡＤを画素の短辺方向（ｘ軸方向）と平行にすることもできる。
【００６３】
この場合、スリット２３における第２の延伸方向の屈折方向を、実施例２の場合とは逆の方向にすれば、液晶層３の初期配向方向ＡＤを基準（０度）としたときの第１の延伸方向への鋭角側の方位角αと第２の延伸方向への鋭角側の方位角βが同じ回転方向になり、かつ、方位角βのほうが大きくなる。したがって、実施例３の液晶表示パネルでも、画素端部ドメイン２４の発生を抑えることができる。
【００６４】
図１５は、実施例３の液晶表示パネルにおける画素の端部での液晶層の配向変化の様子を示す模式平面図である。
なお、図１５において、実線の両矢印は液晶層３の初期配向方向ＡＤを示している。また、図１５において、点線の両矢印は、矢の方向が横電界Ｅの方向を示しており、線の太さが印加される横電界Ｅの強さを示している。また、図１５において、実線の片矢印は、液晶分子３ｍの回転方向を示している。
【００６５】
実施例３の液晶表示パネルにおいて、画素電極と共通電極との間に電位差を与えると、画素の中央部分（点ＮＰを含む部分）では、スリットの延伸方向（第１の延伸方向）と直交する方向の横電界Ｅが液晶層３に印加される。このとき、画素の中央部分における液晶分子３ｍの回転方向（順方向）は時計回りである。
【００６６】
また、スリット２３の延伸方向が第１の延伸方向から第２の延伸方向へ変化する部分と、画素電極１４の端辺との間の点ＢＰにおける横電界Ｅの方向は、図１５に示したように、スリット２３の第２の延伸方向と概ね直交する方向である。そのため、点ＢＰおよびその周辺にある液晶分子３ｍも順方向に回転する。
【００６７】
一方、画素電極１４の端辺の近傍であり、かつ、画素電極１４と重なっていない部分を見ると、共通電極１６の端辺と画素電極１４の端辺とのなす角が鋭角の部分にある点ＥＰでは液晶分子３ｍを順方向に回転させる斜め電界Ｅが生じ、共通電極１６の端辺と画素電極１４の端辺とのなす角が鈍角の部分にある点ＲＥＰでは液晶分子３ｍを逆方向に回転させる斜め電界Ｅが生じる。しかしながら、点ＲＥＰおよびその周辺における斜め電界Ｅの強度は、点ＢＰや点ＥＰにおける斜め電界Ｅよりも弱い。そのため、点ＲＥＰおよびその周辺における液晶分子３ｍの逆方向の回転は抑制される。すなわち、実施例３の液晶表示パネルでも、画素の端部における液晶分子３ｍの逆方向の回転が抑制されるので、画素端部ドメイン２４の発生が抑制される。
【００６８】
図１６は、実施例３の液晶表示パネルの応用例の一例を示す模式図である。
【００６９】
実施例３の液晶表示パネルは、複数の画素に跨るスリット２３における第１の延在方向と第２の延在方向との関係を変えることで、液晶層３の初期配向方向ＡＤを画素の短辺方向（ｘ軸方向）にすることを可能にしている。したがって、実施例３の液晶表示パネルでは、たとえば、図１６に示すように、１つの画素を上下に二分し、上半分の領域ＰＤ１と下半分の領域ＰＤ２とで、スリット２３の第１の延伸方向および第２の延伸方向が線対称になるようにすることができる。これにより、画素の上半分の領域ＰＤ１と下半分の領域ＰＤ２とで電圧印加時における液晶分子３ｍの回転方向が互いに逆になる。
【００７０】
電圧印加時におけるIPS方式の液晶表示装置の液晶層の光学特性は、回転する一軸異方性媒体で近似される。この場合、光軸は常に液晶層内にあるが、特に光軸方向を含む方位において、色相や透過率の極角変化に伴う変化が他の方位に比較して顕著になる傾向がある。一画素内に互いに異なる光軸方位を有する２つの領域ＰＤ１，ＰＤ２を配置することにより各領域の有する視角特性が相殺され、より良好な視角特性が得られる。
【００７１】
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７２】
１  第１の基板
２  第２の基板
３  液晶層
３ｍ  液晶分子
４  第１の偏光板
５  第２の偏光板
６  第１の絶縁基板
７  半導体層
８  第１の絶縁層
９  走査信号線
１０  第２の絶縁層
１１  映像信号線
１２  ソース-ドレイン電極
１３  第３の絶縁層
１４  画素電極
１５  第４の絶縁層
１６  共通電極
１７  第１の配向膜
１８  第２の絶縁基板
１９  ブラックマトリクス
２０  カラーフィルタ
２０Ｒ  赤色フィルタ
２０Ｇ  緑色フィルタ
２０Ｂ  青色フィルタ
２１  平坦化膜
２２  第２の配向膜
２３  （共通電極１６の）スリット
２４  画素端部ドメイン
ＡＤ  （液晶層３の）初期配向方向
Ｅ  横電界の方向
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月8日(2011.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
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