(57)【要約】【課題】液晶層の厚さと同程度の高さを有し、液晶層中に突出した電極を壁電極と呼ぶことにする。壁電極を備えたＩＰＳ-ＬＣＤ（以下、壁電極ＩＰＳ-ＬＣＤという。）は液晶層の層方向に平行な電界を液晶層の全体に印加するので、平面電極を用いて液晶層の底辺近傍のみに横電界を印加する従来のＩＰＳ-ＬＣＤよりも透過率を高くすることができる。しかし、壁電極の近傍では電圧を印加しなくても光が透過する場合があり、この現象を光漏れと呼ぶことにする。壁電極ＩＰＳ-ＬＣＤでは、この光漏れによってコントラスト比が低下する。【解決手段】液晶表示装置は、壁構造と配向処理方向とのなす角（配向処理角）によって壁構造の壁構造壁面の傾斜角（壁面傾斜角）を変える。配向処理角が小さい部分は、壁面傾斜角を大きくし、配向処理角が小さい部分は、壁面傾斜角を小さくする。【選択図】図１９
2015090436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置は、画素境界に沿った第１の壁構造を有し、
前記第１の壁構造と配向処理方向とがなす角である配向処理角によって前記第１の壁構造壁面の傾斜角である壁面傾斜角を変える。
【請求項２】
請求項１の表示装置において、
前記配向処理角が小さい部分は、前記壁面傾斜角を大きくし、前記配向処理角が小さい部分は、前記壁面傾斜角を小さくする。
【請求項３】
請求項２の表示装置において、
前記第１の壁構造は、画素長辺に沿った部分である液晶駆動部と画素短辺に沿った部分であるドメイン抑制部を有する。
【請求項４】
請求項３の表示装置において、
前記ドメイン抑制部では、前記壁面傾斜角を７０度以下にし、
前記液晶駆動部では、前記壁面傾斜角を７０度以上にする。
【請求項５】
請求項４の表示装置において、
前記ドメイン抑制部では、前記壁面傾斜角を４０度にし、
前記液晶駆動部では、前記壁面傾斜角を７０度にする。
【請求項６】
請求項１の表示装置は、さらに、
ソース電極とコモン電極と前記第１の壁構造に対向する第２の壁構造を有し、
前記ソース電極は、前記第１の壁構造に形成される。
【請求項７】
請求項６の表示装置において、
前記コモン電極は、前記第２の壁構造に形成される。
【請求項８】
請求項６の表示装置において、
前記第２の壁構造は画素境界に沿って形成される。
【請求項９】
液晶表示装置は、
ソース電極と、
コモン電極と、
画素境界に沿った第１の壁構造と、
前記第１の壁構造に対向する第２の壁構造と、
を有し、
前記ソース電極は、前記第１の壁構造に形成され、
前記コモン電極は、前記第２の壁構造に形成され、
前記第１の壁構造と配向処理方向とのなす角である配向処理角によって前記第１の壁構造壁面の傾斜角である壁面傾斜角を変える。
【請求項１０】
請求項９の表示装置において、
前記配向処理角が小さい部分は、前記壁面傾斜角を大きくし、前記配向処理角が小さい部分は、前記壁面傾斜角を小さくする。
【請求項１１】
請求項１０の表示装置において、
前記第１の壁構造は、画素長辺に沿った部分である液晶駆動部と画素短辺に沿った部分であるドメイン抑制部を有する。
【請求項１２】
請求項１１の表示装置において、
前記ドメイン抑制部では、前記壁面傾斜角を７０度以下にし、
前記液晶駆動部では、前記壁面傾斜角を７０度以上にする。
【請求項１３】
請求項１２の表示装置において、
前記ドメイン抑制部では、前記壁面傾斜角を４０度にし、
前記液晶駆動部では、前記壁面傾斜角を７０度にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液晶表示装置に関し、例えば壁電極を有する液晶表示装置に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、光源の透過光量を調節することで画像を表示する非発光型のディスプレイである。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、薄型，軽量，低消費電力といった特徴を有する。現在、広視野角を達成できる代表的な液晶表示方式としてＩＰＳ（In Plane Switching）方式が挙げられる。ＩＰＳ方式のＬＣＤ（ＩＰＳ−ＬＣＤ）は、ＴＦＴ基板上にソース電極とコモン電極を備え、横電界によって液晶分子が面内方向で回転することで、実効的な光軸を面内で回転させ、透過率を制御する液晶駆動方式である。
【０００３】
十分な開口率を得ると同時に、各配線間からの雑音信号を軽減し、ほぼ完全に基板面に対して平行な横電界を均一に液晶層に印加することを目的として、液晶層に電界を印加するためのドレイン電極および対向電極が、液晶層中に突出した構造を有する液晶表示装置が提案されている（特開平９−２５８２６５号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５８２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らは、ＩＰＳ-ＬＣＤの電極構造を検討した結果次のような問題があることを見出した。
液晶層の厚さと同程度の高さを有し、液晶層中に突出した電極を壁電極と呼ぶことにする。壁電極を備えたＩＰＳ-ＬＣＤ（以下、壁電極ＩＰＳ-ＬＣＤという。）は液晶層の層方向に平行な電界を液晶層の全体に印加するので、平面電極を用いて液晶層の底辺近傍のみに横電界を印加する従来のＩＰＳ-ＬＣＤよりも透過率を高くすることができる。
しかし、壁電極の近傍では電圧を印加しなくても光が透過する場合があり、この現象を光漏れと呼ぶことにする。壁電極ＩＰＳ-ＬＣＤでは、この光漏れによってコントラスト比が低下する。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
液晶表示装置は、壁構造と配向処理方向とのなす角（配向処理角）によって壁構造の壁構造壁面の傾斜角（壁面傾斜角）を変える。配向処理角が小さい部分は、壁面傾斜角を大きくし、配向処理角が小さい部分は、壁面傾斜角を小さくする。
【発明の効果】
【０００７】
上記液晶表示装置によれば壁電極の近傍の光漏れを低減することができる。また、透過率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る液晶表示装置の一画素の平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】１つの第一の壁構造とその周辺の液晶分子を含む平面図である。
【図５】光漏れの配向処理角及び壁面傾斜角依存性を示す図である。
【図６】図１より第一の壁構造を抜き出した平面図および光漏れ発生状況を表す図面である。
【図７】図１におけるＣ−Ｃ’断面図である。
【図８】図１におけるＤ−Ｄ’断面図である。
【図９】図１におけるＥ−Ｅ’断面図である。
【図１０】実施例２に係る液晶表示装置の一画素の平面図である。
【図１１】図１０におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図１２】図１０におけるＣ−Ｃ’断面図である。
【図１３】図１０におけるＤ−Ｄ’断面図である。
【図１４】図１０におけるＥ−Ｅ’断面図である。
【図１５】比較例１に係る液晶表示装置の一画素のＣ−Ｃ’断面図である。
【図１６】比較例１に係る液晶表示装置の一画素のＤ−Ｄ’断面図である。
【図１７】比較例１に係る液晶表示装置の一画素のＥ−Ｅ’断面図である。
【図１８】比較例２に係る液晶表示装置の一画素のＡ−Ａ’断面図である。
【図１９】壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１９は壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの構造を説明するための図である。図１９（ａ）は要部平面図、図１９（ｂ）は要部断面図である。第一の壁構造ＷＬ１は液晶層ＬＣ中に突出しており、その上および側壁等にコモン電極ＣＥが形成されている。ソース電極ＳＥは第一の壁構造ＷＬ１の側壁等にコモン電極ＣＥと第一の絶縁膜ＩＬ１を介して形成されている。ソース電極ＳＥの上に第二の平坦化膜ＯＣ２が形成されている。液晶層ＬＣは第二の平坦化膜ＯＣ２の上に第二の配向膜ＡＬ２を介して形成されている。
【００１０】
図４は図１９（ａ）に液晶配向状態を追加した図である。壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤでは壁構造の壁面とその近傍の液晶層で光が透過して暗表示透過率が増大する場合があり、この現象を光漏れと呼ぶ。光漏れ発生部とその周辺の液晶配向状態を図４に示す。図４は１つの第一の壁構造ＷＬ１とその周辺の液晶分子ＬＣＭを含む平面図であり、光漏れ発生部ＬＬは第一の壁構造ＷＬ１と破線の間の領域である。液晶分子ＬＣＭの配向方向は、液晶層ＬＣ内の局所的な配向方向を示す。図４に示すように、光漏れ発生部ＬＬでは液晶層の配向方向が壁面の平行方向に近づくように変化している。壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤの第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２は吸収軸が直交しており、なおかつ一方の吸収軸は配向処理方向ＡＤに対して平行で他方は直交する。そのため配向方向が配向処理方向からずれると暗表示透過率が増大して光漏れとなって観察される。すなわち、光漏れは液晶配向方向が配向処理方向から変化することにより生じる。
【００１１】
図１９（ａ）は配向処理角を、図１９（ｂ）は壁面傾斜角を定義する図である。図１９に示すように、配向処理で定める配向処理方向ＡＤと壁面のなす角を配向処理角（θ）、壁構造壁面の傾斜角を壁面傾斜角（α）とすると、光漏れは配向処理角、壁面傾斜角に依存する。尚、壁構造の断面形状は多くの場合台形ではなく、壁面の傾斜角は分布を有する。ここではその最大値を壁面傾斜角（α）と呼ぶことにする。
【００１２】
光漏れの配向処理角及び壁面傾斜角依存性を明らかにするため模擬壁構造を作成し、その配向処理角（θ）及び壁面傾斜角（α）を様々に変えて透過率を測定した。模擬壁構造は第一の壁構造ＷＬ１とその間を埋める第二の平坦化膜ＯＣ２からなり、第一の壁構造ＷＬ１は幅が４μｍで繰り返し周期は２０μｍである。第一の壁構造ＷＬ１の断面は方形状とし、壁面傾斜角（α）は第二の平坦化膜ＯＣ２の形状を変えることにより変えた。模擬壁構造を備えた液晶セルの上下には一対の偏光板を配置し、一方の吸収軸を配向処理方向に対して平行にし、他方の吸収軸を配向処理方向に直交するようにした。光漏れの配向処理角及び壁面傾斜角依存性を図５に示す。図５の縦軸は暗表示透過率であり、光漏れの強度を表わす。図５の横軸は配向処理角（θ）であり、各プロットの壁面傾斜角（α）は図５中に記載したようにそれぞれ４０度、７０度、８０度、９０度である。壁面傾斜角（α）が４０度の場合には配向処理角（θ）の増大と共に暗表示透過率が僅かに増大し、配向処理角（θ）が８５度近傍で最大になる。配向処理角（θ）が更に増大すると暗表示透過率は急激に減少して、配向処理角（θ）が９０度では０度の場合とほぼ同様の値になる。壁面傾斜角（α）が７０度、８０度の場合も同様の傾向にあるが、配向処理角（θ）の増大に伴う暗表示透過率の増大が大きくなる。壁面傾斜角（α）が９０度の場合には、暗表示透過率の最大値は配向処理角（θ）が６０度になる以外は同様の傾向にある。また、より大きい壁面傾斜角（α）に相当するプロットほどグラフの上方に位置している。以上より、光漏れは壁面傾斜角（α）及び配向処理角（θ）の増大と共に増大する傾向にある。また、配向処理角（θ）が小さい場合には壁面傾斜角（α）を増大しても光漏れを低減でき、配向処理角（θ）が大きい場合には壁面傾斜角（α）を減少することにより光漏れを低減できることがわかる。
【００１３】
図５に示したように暗表示透過率は概略配向処理角（θ）と共に増大する傾向にあるが、このことは図４に示した光漏れ発生部の配向状態より説明することができる。即ち、第一の壁構造ＷＬ１の近傍において液晶分子ＬＣＭの配向方向は壁面に対して平行な方向に近づくように変化するので、配向処理角（θ）が大きいほど変化可能な角度が大きくなる。配向方向の変化が大きいほど単位面積当たりの光漏れ強度が増大する。また液晶層ＬＣは弾性体の性質を有するので、第一の壁構造ＷＬ１で生じた配向変化は周囲の液晶層ＬＣに伝播する。第一の壁構造ＷＬ１で生じた配向変化が大きいほどより遠くまで伝播し、配向変化が生じる領域、即ち光漏れ発生部ＬＬが拡大する。以上のように、配向処理角（θ）が増大すると単位面積当たりの光漏れ強度と光漏れ発生部ＬＬの両方が増大して光漏れが増大する。更に、図５において配向処理角（θ）が９０度で暗表示透過率が減少することも説明できる。即ち、配向処理角（θ）が９０度近傍では液晶分子ＬＣＭの配向方向が右回りに回転して壁面に平行に近づく動きと左回りに回転して壁面に平行に近づく動きが釣り合い、その結果として液晶分子ＬＣＭの配向方向が変化しなくなるためである。
【００１４】
壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤでは、壁電極は画素周辺の隣接画素との境界部に配置されており、一画素の長辺に平行な部分と短辺に平行な部分がある。このうち前者を液晶駆動部、後者をドメイン抑制部と呼ぶことにする。ここでドメインとは、電圧印加時における液晶ＬＣＭの回転方向が画素中央部における回転方向と逆になっている領域である。ドメインが画素端部に生じると、右回りに回転する配向変化と左回りに回転する配向変化が釣り合って配向変化が生じない領域が画素内に生じる。配向変化が生じない領域は暗表示と同様の配向状態であるため暗線となって観察され、透過率が低下する。ドメイン抑制部はこのようなドメインの発生を抑制して透過率を向上する機能を有する。すなわち、壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤでは、壁電極は液晶駆動部とそれに交差する方向に延在するドメイン抑制部が必要である。
【００１５】
上述したように、光漏れが発生する領域の広さは配向処理角に依存する。光漏れは配向処理角が１５度から８８度の範囲で特に広くなり、壁構造からより離れた領域にまで及ぶ。また、０度と９０度で光漏れは解消する。
【００１６】
液晶駆動部では配向処理角が例えば５度と小さく前記範囲内でないため、光漏れの生じる範囲は壁構造の近傍に限定されブラックマトリクスで遮蔽できる。一方でドメイン抑制部は配向処理角が例えば８５度であり、前記範囲に含まれる。また、ドメイン抑制部は液晶層を形成する際に液晶の流動を妨げないようにするため画素短辺の一部分にのみ分布するが、ドメイン抑制部の先端はフォトリソグラフィ技術の解像度の関係で半球状になっており、配向処理角はその大部分において前記範囲に含まれる。このようにドメイン抑制部では光漏れが広範囲にわたって生じ、これをブラックマトリクスで遮蔽しようとすれば開口率を減少することになる。
【００１７】
一方、光漏れの因子として配向処理角と壁面傾斜角があり、配向処理角が約１０度の場合に壁面傾斜角を７０度以下にすると光漏れが生じない。一方で壁面傾斜角を７０度よりも大幅に低下すると壁電極近傍の液晶層厚が低減して透過率が低下するので、光漏れ低減と透過率を両立するには壁面傾斜角に好適な範囲が存在する。
【００１８】
そこで、ドメイン抑制部と液晶駆動部において壁面傾斜角を変える。例えば、前者では７０度以下、後者では７０度以上とする。具体的には壁構造の間隙に配置する有機絶縁膜の分布を変え、ドメイン抑制部では有機絶縁膜が壁構造の壁面をより厚く覆うように分布させ、液晶駆動部では壁面をより薄く覆うように分布させることにより上記の壁面傾斜角分布を実現する。
【００１９】
ドメイン抑制部は画素短辺の境界上に一本だけ配置し、ドメイン抑制部の２つの壁面はそれぞれ近接する２画素のドメイン発生を抑制する。
【００２０】
光漏れの要因には配向処理角と壁面傾斜角があり、光漏れの生じる範囲は配向処理角の増大、壁面傾斜角の増大と共に増大する。一方で壁構造の分布はその本来の機能である液晶層への電界印加とドメイン抑制で定められ、画素長辺に対して平行に液晶駆動部を配置し、画素短辺に対して平行にドメイン抑制部を配置する。配向処理方向は画素内の全域において一定方向になるように設定し、また液晶分子の誘電率異方性を正とすると電圧印加時において液晶分子は配向方向が電気力線に対して平行な方向に近づくように回転する。この時の回転角をより大きくして透過率を増大するために、液晶駆動部において配向処理角が小さくなるように配向処理方向を設定する。その結果、ドメイン抑制部では配向処理角が大きくなる。
【００２１】
液晶駆動部では配向処理角が小さいため、壁面傾斜角を７０度以上に設定する。ドメイン抑制構造では配向処理角が大きいため、壁面傾斜角を７０度よりも小さい角度に、例えば５０度に設定する。液晶駆動部ではその近傍の液晶層厚が確保され、高い透過率が得られる。配向処理角が大きいドメイン抑制構造においても壁面傾斜角を７０度よりも小さい角度にしたことにより光漏れの発生を抑制することができる。
【００２２】
具体的には、壁構造自体はその断面が方形に近い形になる様に作成し、壁構造の間隙に配置する有機絶縁膜の厚さの分布を変えることにより壁面傾斜角を制御する。即ち、有機絶縁膜の厚さを壁構造よりも薄くして厚さの分布を一定とすれば、壁構造が露出するため壁面傾斜角は９０度に近くなる。有機絶縁膜の厚さに分布を持たせ、壁構造の近傍で厚くして壁構造の中間で薄くなるようにすれば壁面を有機絶縁膜が被覆して壁面傾斜角は９０度よりも小さくなる。
【００２３】
ドメイン制御部の近傍では液晶層厚が減少するが、ドメイン抑制部を画素短辺側の画素境界上に一本だけ配置すれば、ドメイン制御構造の近傍にはゲート配線等の不透明な層が配置されて非開口部となるため透過率の低下は生じない。このとき、ドメイン抑制部の２つの壁面はそれぞれ近接する２画素のドメイン発生を抑制する。また、壁面傾斜角の低減は前記のように有機絶縁膜による壁構造の被覆によるため、壁構造上の電極の傾斜角は一定である。そのため壁面傾斜角を低減しても電界分布に対する影響は少なく、ドメイン抑制の機能は維持される。
【００２４】
ドメイン抑制部を画素短辺側の画素境界上に一本だけ配置すれば、コンタクトホールは対向する壁電極の間に位置することになる。このときコンタクトホールとその近傍にも電気力線が分布して、コンタクトホール近傍の液晶層を駆動することができる。このように、本実施の形態によれば液晶表示装置の実効的な開口率を向上する効果も得られる。
【実施例１】
【００２５】
図１は実施例１に係る液晶表示装置の一画素の平面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ’断面図である。図３は図１におけるＢ−Ｂ’断面図である。実施例１に係る液晶表示装置１１は壁電極ＩＰＳ−ＬＣＤである。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。このうちカラーフィルタＣＦは赤色、緑色、青色を示し、各色のカラーフィルタＣＦはストライプ状でその分布は画素に対応している。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ＳＬ、第三の絶縁膜ＩＬ３、走査配線ＧＬ、ポリシリコン層ＰＳ、アンダーコート膜ＵＣを有する。
【００２６】
図１においてソース電極ＳＥとコモン電極ＣＥの輪郭を破線で示してある。図１においてコモン電極ＣＥはコンタクトホールＣＨを除いた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。
【００２７】
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を介して重畳しており、重畳部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。
【００２８】
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の層平面に平行に分布する。
【００２９】
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主に液晶層内で回転するように変化する。平面状のコモン電極ＣＥとソース電極ＳＥを用いた従来のＩＰＳ−ＬＣＤでは電極境界に電界が局在化しているが、これに比較して本実施例の液晶表示装置では液晶層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が存在しないので第一の壁構造ＷＬ１の存在する部分は非開口部となるが、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。偏光紫外光を用いて非接触で配向処理するため、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。
【００３０】
図１において第一の壁構造ＷＬ１はＬ字状の平面構造をしており、各画素の第一の壁構造ＷＬ１は接続されておらず互いに離れている。このように各画素の第一の壁構造ＷＬ１を離して配置したことにより、液晶層形成時に液晶分子が第一の壁構造ＷＬ１間の隙間を通って流動し、これにより第一の壁構造ＷＬ１を配置しながら液晶層ＬＣを容易に形成することができる。
【００３１】
図１より第一の壁構造ＷＬ１を抜き出して書くと図６（ａ）のようになり、その壁面は液晶駆動部ＬＤ、先端部ＴＰ、ドメイン抑制部ＤＣのそれぞれにおいて異なる方向を向いている。図６中には配向処理方向ＡＤを併記しているが、壁面方向が異なることから配向処理角（θ）も液晶駆動部ＬＤ、先端部ＴＰ、ドメイン抑制部ＤＣのそれぞれにおいて異なることになる。即ち、液晶駆動部ＬＤで壁面は配向処理方向ＡＤに対して平行に近いので配向処理角（θ）は小さく、先端部ＴＰとドメイン抑制部ＤＣで壁面は配向処理方向ＡＤの平行方向から大きくずれていて配向処理角（θ）は大きい。そのため、光漏れを抑制するには液晶駆動部ＬＤにおいて壁面傾斜角（α）をより大きくし、先端部ＴＰとドメイン抑制部ＤＣにおいて壁面傾斜角（α）をより小さくすべきである。より具体的には、図５において壁面傾斜角（α）が４０度であれば暗表示透過率の増大がわずかであるので、先端部ＴＰとドメイン抑制部ＤＣにおいて壁面傾斜角を４０度以下にするべきである。
【００３２】
模擬壁構造を用いた検討（図５）より得られた知見を元に、画素内の壁構造の壁面傾斜角を図１、図７、図８、図９に示したように設定した。図２および図３は第一の壁構造ＷＬ１の液晶駆動部ＬＤを含む断面図であり、液晶駆動部ＬＤにおける配向処理角（θ）は一定で５度と小さいため、壁面傾斜角（α）は７０度とした。図７、図８はドメイン抑制部ＤＣを含む断面図であり、その断面は図１中にそれぞれＣ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’で示してある。図７の断面はドレイン配線ＤＬに平行であり、図８の断面はゲート配線ＧＬに平行である。ドメイン抑制部ＤＣにおける配向処理角（θ）は分布を有し、大きい値を取る部分もあるため、壁面傾斜角（α）は４０度とした。図９は先端部ＴＰを含む断面図であり、その断面は図１中にＥ−Ｅ’で示してある。先端部ＴＰではドメイン抑制部ＤＣと同様に配向処理角（θ）が大きい値となる部分があるため、壁面傾斜角（α）は４０度とした。
【００３３】
この時の光漏れの発生状況を図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）は第一の壁構造ＷＬ１を光学顕微鏡で観察して得られた図であり、第一の壁構造ＷＬ１を太線で示し、その周囲の光漏れ発生部ＬＬをハッチングで示してある。図６（ｃ）において光漏れ発生部ＬＬは液晶駆動部ＬＤ、先端部ＴＰ、ドメイン抑制部ＤＣの何れにおいても極めて小さく、光漏れの発生を抑制できていることが分かる。このように光漏れ発生部ＬＬは十分に狭いため、ブラックマトリクスＢＭで遮光することができる。これにより黒表示の透過率を低減でき、高いコントラスト比が得られる。画像を表示した場合には、黒表示がより沈み、色表示もより鮮やかに観察される。
【００３４】
＜比較例１＞
実施例１の液晶表示装置において、壁面傾斜角を画素内で一定にした。具体的には、図１５、図１６、図１７に示したようにドメイン抑制部ＤＣと先端部ＴＰにおける壁面傾斜角を増大し、液晶駆動部ＬＤにおける壁面傾斜角と同様にした。この時の光漏れの発生状況を図６（ｂ）に示す。液晶駆動部ＬＤにおいて光漏れ発生部ＬＬは小さいものの、先端部ＴＰとドメイン抑制部ＤＣでは著しく広がっている。
【００３５】
なお、図６（ｂ）には第１の消光部ＥＰ１と第２の消光部ＥＰ２があり、光漏れ発生部ＬＬが部分的に縮小している。第１の消光部ＥＰ１と第２の消光部ＥＰ２では配向処理角がそれぞれ９０度、０度になっており、図５にもあるようにこれらの配向処理角において光漏れが極小になることによるものである。
【００３６】
実施例１や実施例２と異なり、配向処理角によらず壁面傾斜角を画素内で一定にし、配向処理角の大きい部分でも壁面傾斜角を比較的大きい７０度に設定した。そのため、第一の壁構造ＷＬ1の先端部ＴＰ、ドメイン抑制部ＤＣにおいて光漏れを抑制することができなかった。光漏れ発生部ＬＬはブラックマトリクスＢＭからはみ出て黒透過率を増大させ、その結果コントラスト比が低下し、鮮明なカラー表示が得られなかった。
【００３７】
＜比較例２＞
実施例１の液晶表示装置において、壁面傾斜角を画素内で一定にした。具体的には、図１８に示したように液晶駆動部ＬＤにおける壁面傾斜角を低減し、ドメイン抑制部ＤＣと先端部ＴＰにおける壁面傾斜角と同様にした。この時の光漏れの発生状況は図６(ｃ)に示したように液晶駆動部ＬＤ、先端部ＴＰ、ドメイン抑制部ＤＣの何れにおいても極めて小さく、光漏れの発生を抑制できていた。しかしながら、実施例1に比較して透過率が低下した。
【００３８】
実施例１や実施例２と異なり、配向処理角によらず壁面傾斜角を画素内で一定にし、配向処理角の小さい部分でも壁面傾斜角を比較的小さい４０度に設定した。この時、図１８に示したように液晶駆動部ＬＤに近接する液晶層ＬＣにおいて液晶層厚が減少し、この部分を通過する光に十分な位相差を与えることができなくなる。その結果、光漏れは抑制できたものの透過率が低下した。
【００３９】
本実施例では第二の平坦化膜ＯＣ２による第一の壁構造ＷＬ１の被服の仕方を変えることにより壁面傾斜角を部分的に変えた。即ち第二の平坦化膜ＯＣ２のもとになる有機レジストを塗布すると第一の壁構造上を覆うように分布するので、有機レジストのエッチングの仕方を部分的に変えることにより被覆の仕方を容易に変えることができる。壁面傾斜角を部分的に変える方法はこれに限らず、この他にも第一の壁構造ＷＬ１の断面形状を変えることにより壁面傾斜角（α）を変えても良い。
【００４０】
また、液晶層ＬＣのなかでも液晶駆動部ＬＤに挟まれた部分が駆動されるが、液晶駆動部ＬＤの壁面傾斜角をより大きくすれば液晶層ＬＣの層厚が液晶駆動部ＬＤのごく近傍まで均一な厚さになる。液晶駆動部ＬＤに挟まれた液晶層ＬＣを一定でなおかつ十分な厚さにできるため、光漏れを抑制しながら高い透過率を得ることができる。
【００４１】
ドメイン制御部ＤＣの近傍では液晶層厚が減少するが、ドメイン制御部ＤＣを画素短辺側の画素境界上に一本だけ配置すれば、ドメイン制御部ＤＣの近傍にはゲート配線ＧＬ等の不透明な層が位置して非開口部となるため透過率の低下は生じない。この時、ドメイン制御部ＤＣの２つの壁面はそれぞれ近接する２画素におけるドメインを抑制する。また、壁面傾斜角の低減は前記のように第二の平坦化膜ＯＣ２で壁構造上を被覆することによるため、第一の壁構造ＷＬ1の電極の傾斜角は一定である。そのため壁面傾斜角を低減しても電界分布に対する影響は少なく、ドメイン抑制の機能は維持される。
【００４２】
ドメイン制御部ＤＣを画素短辺側の画素境界上に一本だけ配置すれば、コンタクトホールＣＨは対向する第一の壁構造ＷＬ1の間に位置することになる。このときコンタクトホールＣＨとその近傍にも電気力線が分布して、コンタクトホールＣＨ近傍の液晶層ＬＣを駆動することができる。このように、本実施例によれば液晶表示装置の実効的な開口率を向上する効果も得られる。
【００４３】
高精細化が進む中小型ＩＰＳ-ＬＣＤで、コントラスト比を維持しながら表示モード効率を向上することができる。壁電極方式ＩＰＳ-ＬＣＤではＡＣ残像とＤＣ残像が小さいという利点もあり、残像が目立ちやすい医療用モニタに好適である。本実施例により医療用モニタの透過率とコントラスト比を向上することができる。
【実施例２】
【００４４】
本実施例の液晶表示装置の一画素の平面図を図１０に、断面図を図１１に示す。図１１は一画素の中央部の断面図で、その断面は図１０中にＡ−Ａ’で示してある。図１０は壁構造を用いた液晶表示装置の画素構造の一つであり、壁構造は実施例１における第一の壁構造ＷＬ1のみからなる。本実施例の液晶表示装置は実施例１に比較してより簡易な構造であり、画素サイズの小さい高精細画素へ適用するのに好適である。画素の両端にある第一の壁構造ＷＬ1の内、ソース電極ＳＥはその片側のみに分布する。その結果、電気力線ＥＬは図１１中に記載しているように画素を横切るように分布する。
【００４５】
本実施例における壁面傾斜角の設定を図１１、図１２、図１３、図１４に示す。図１１は第一の壁構造ＷＬ１の液晶駆動部ＬＤを含む断面図であり、液晶駆動部ＬＤにおける配向処理角は一定で５度と小さいため、壁面傾斜角は７０度とした。図１２、図１３はドメイン抑制部ＤＣを含む断面図であり、図１２の断面はドレイン配線ＤＬに平行であり、図１３の断面はゲート配線ＧＬに平行である。ドメイン抑制部ＤＣにおける配向処理角は分布を有し、大きい値を取る部分もあるため、壁面傾斜角は４０度とした。図１４は先端部ＴＰを含む断面図であり、ドメイン抑制部ＤＣと同様に配向処理角が大きい値となる部分もあるため壁面傾斜角は４０度とした。
【００４６】
実施例１と同様に配向処理角の小さい部分では壁面傾斜角を大きく設定し、配向処理角の大きい部分では壁面傾斜角を小さく設定することにより、図１０、図１１に示した画素構造においても光漏れの発生を抑制することができる。高いコントラスト比が得られ、黒表示がより沈み、より鮮やかな色表示が得られる。
【００４７】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明はこれまで記載した実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
ＡＤ・・・配向処理方向
ＡＬ２・・・第二の配向膜
ＣＥ・・・コモン電極
ＩＬ１・・・第一の絶縁膜
ＬＣ・・・液晶層
ＯＣ２・・・第二の平坦化膜
ＳＥ・・・ソース電極
ＷＬ１・・・第一の壁構造
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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