(57)【要約】【課題】  縦電界と横電界とを利用する表示モードにおいて、良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供する。【解決手段】  互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、該画素電極は、櫛歯構造を有し、該第二基板は、第二の共通電極と、平面視したときに線状である液晶配向制御構造を有する液晶表示装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、
該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、
該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、
該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、
該画素電極は、櫛歯構造を有し、
該第二基板は、第二の共通電極と、平面視したときに線状である液晶配向制御構造を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶配向制御構造の長手方向は、前記画素電極が有する櫛歯部の長手方向と角度をなす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】
前記角度は０±２０°の範囲内又は９０±２０°の範囲内である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】
前記液晶配向制御構造は、前記第二の共通電極に形成されたスリットであ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】
前記スリットの幅は、２〜５μｍであることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第二の共通電極が有する櫛歯部の幅は、２〜５μｍであることを特徴とする請求項４又は５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第二の共通電極に形成されたスリットの長手方向と、前記画素電極のスリットの長手方向とは、９０±２０°の角度をなすことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記スリットの幅は、５〜３０μｍであることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第二の共通電極が有する櫛歯部の幅は、５〜２０μｍであることを特徴とする請求項４又は８記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第二の共通電極に形成されたスリットの長手方向と、前記画素電極のスリットの長手方向とは、０±２０°の範囲内の角度をなすことを特徴とする請求項４、８及び９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶配向制御構造は、第二の共通電極の液晶層側の表面上に設けられた誘電体突起物であ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１２】
前記誘電体突起物の幅は、５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記誘電体突起物の長手方向と、前記画素電極のスリットの長手方向とは、０±２０°の範囲内の角度をなすことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
更に、前記第二の共通電極に対して、より高周波の交流信号を供給する第三の制御回路と、
前記画素電極に対して、より低周波の交流信号を供給する第四の制御回路とを備える
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
更に、バックライトユニットと、
バックライトユニット制御回路と、
該第二の共通電極に対して交流信号を供給する第五の制御回路と、
該画素電極に対して交流信号を供給する第六の制御回路とを有し、
該第五の制御回路及び該第六の制御回路は、同一の周波数を有する交流信号を供給するものであり、
該第五の制御回路によって交流信号の正負が入れ替わるタイミングと同期して、該バックライトユニットを消灯させる制御回路を備える
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、
該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、
該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、
該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、
該画素電極は、櫛歯構造を有し、
更に、該第一の共通電極に対して電気信号を供給する第一の制御回路と、
該第二の共通電極に対して電気信号を供給する第二の制御回路とを有し、
該第一の共通電極に対して供給される電気信号と該第二の共通電極に対して供給される電気信号との間の電位差は１０〜２０Ｖである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、
該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、
該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、
該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、
該画素電極は、櫛歯構造を有し、
更に、該第二の共通電極に対して、より高周波の交流信号を供給する第三の制御回路と、
該画素電極に対して、より低周波の交流信号を供給する第四の制御回路とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】
互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、
該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、
該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、
該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、
該画素電極は、櫛歯構造を有し、
更に、バックライトユニットと、
バックライトユニット制御回路と、
該第二の共通電極に対して交流信号を供給する第五の制御回路と、
該画素電極に対して交流信号を供給する第六の制御回路とを有し、
該第五の制御回路及び該第六の制御回路は、同一の周波数を有する交流信号を供給するものであり、
該第五の制御回路によって交流信号の正負が入れ替わるタイミングと同期して、該バックライトユニットを消灯させる制御回路を備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
【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、誘電率異方性が負の液晶に対し、縦電界を印加することで黒表示とし、さらに横電界を印加することで白表示とする液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）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。ＬＣＤ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】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力であることから、テレビ、パソコン、ＰＤＡ等の表示機器として広く使用されている。特に近年、テレビ用液晶表示装置等に代表されるように、液晶表示装置の大型化が急速に進んでいる。
【０００４】
ＶＡモードでは、負の誘電率異方性を有する液晶を用いて、基板面に対して垂直配向させた液晶分子を縦電界により横向きに傾けることで表示を行うが、液晶分子を異なる角度で見る場合に液晶分子の見かけ上の複屈折率が変化するため、視野角の狭さが問題となる。
【０００５】
ＶＡモードの視野角を広げるために、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ：Multi-domain Vertical Alignment）モードでは、配向規制用構造物として基板上に土手（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設ける。これにより、配向膜にラビング処理を施さなくとも電圧印加時の液晶配向方位を異なる複数の方位に制御可能であり、従来のＴＮモードに比べて優れた視野角特性を得ることができる。また、ポリマー層（ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment：配向維持）層）を基板上に形成し、配向分割を行うことでも視野角特性を向上させることができる。配向分割の方法としては、光硬化性モノマーを含有する液晶層に電圧を印加し、液晶分子を画素電極に形成した微細スリットに沿って異なる複数の方位に配向させ、配向方位が安定した状態で紫外線を照射し、該光硬化性モノマーを硬化させることで、液晶分子の傾く方位を固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）
【０００６】
ＩＰＳモードでは、一対の櫛歯電極間に発生した横電界により、液晶分子が電界の向きに水平になろうとする働きを利用して表示を行う。ＦＦＳモードでは、共通電極と、該共通電極上に絶縁膜を介して設けられた画素電極との間に発生した横電界（フリンジ電界）により、液晶分子が電界の向きに水平になろうとする働きを利用して表示を行う。ＩＰＳモード及びＦＦＳモードによれば視野角は改善されるが、ＶＡモード並みのコントラスト比を得ることは難しくなる。
【０００７】
また、近年、ＩＰＳモードやＦＦＳモードのように横電界を利用して表示を行う液晶表示装置において、従来の横電界に加え縦電界を発生させることで、液晶の駆動を制御するという新たな試みもなされている（例えば、特許文献４及び５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０７７３０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８３０号公報
【特許文献３】特開２００８−１９７６９１号公報
【特許文献４】特開２０００−３５６７８６号公報
【特許文献５】特開２００２−２３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＶＡモードは、上述のように、ＭＶＡモードの採用、ＰＳＡ技術を利用した配向分割等により視野角特性は改善されるが、透過率が低下する、余分な工程が必要となるといった新たな課題も発生する。
【００１０】
一方、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードは、配向方位を規定するためにラビング等の配向処理が必要であり、特に大型の基板に対して配向処理を行う際に均一な処理を行うことが難しくなり、それに起因して表示ムラが発生しやすくなる。
【００１１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、縦電界と横電界を利用する表示モードにおいて、良好な表示特性を有す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】
【００１２】
本発明者らは、初期配向が垂直配向であり、かつ誘電率異方性が負の液晶を含有する液晶層を備える液晶表示装置において、一方の基板に、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極と異なる層に設けられた画素電極とを設け、更に、液晶層を挟んで対向する基板に第二の共通電極を設けることで、計三種の電極を一つの液晶表示装置内に配置する構造に着目した。
【００１３】
そして、画素電極と第二の共通電極との間、及び、第一の共通電極と第二の共通電極との間に電圧を印加することにより、該液晶層内に縦電界（液晶層の厚み方向に形成される電界）を形成して、液晶分子を基板面に対して水平に配向させることで、黒表示を得るとともに、更に、上記電圧を印加した状態で、画素電極と第一の共通電極との間に電圧を印加することにより、該液晶層内に横電界（フリンジ電界）を形成し、白表示を得ることができることを見いだした。
【００１４】
さらに、本発明者らは、上記第二基板に、平面視したときに線状である液晶配向制御構造を設けることで、ラビング処理等の特別な配向処理を行わなくとも、黒表示時の液晶分子の方位を規定することができることを見いだした。「液晶分子の方位」とは、基板を平面視した場合の液晶分子の長軸方向を表す。
【００１５】
すなわち、本発明の一側面は、互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、該画素電極は、櫛歯構造を有し、該第二基板は、第二の共通電極と、平面視したときに線状である液晶配向制御構造を有する液晶表示装置（以下、本発明の第一の液晶表示装置ともいう。）である。
【００１６】
本発明の第一の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、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成要素を適宜適用することができる。
【００１７】
上記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有する。該液晶分子は、電圧印加時には、電界の向きと直交する方向に倒れる特性を有する。
【００１８】
上記第一の共通電極及び上記第二の共通電極には、それぞれ異なる大きさの共通電位が供給される。これにより、第二の共通電極と上記第一の共通電極との間に電位差が生じ、縦電界が形成される。
【００１９】
上記第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、上記画素電極は、櫛歯構造を有する。これにより、第一の共通電極と画素電極との間に横電界（フリンジ電界）を形成することができる。上記櫛歯構造は、言い換えれば、画素電極に複数のスリットが形成された構造である。上記櫛歯構造の具体例としては、（ｉ）スリットの一端が開放され、スリットの他端が閉じられた構造、及び、（ｉｉ）スリットの両端が閉じられた構造が挙げられる。該スリットの幅は５〜３０μｍであることが好ましい。上記櫛歯構造が、（ｉ）の形態を採用する場合には、上記第一基板は、更に、画素電極と対向する第三の共通電極を備えていてもよい。これにより、画素電極と第一の共通電極との間のみならず、画素電極と第三の共通電極との間においても横電界を形成することができる。
【００２０】
上記第二基板は、第二の共通電極と、平面視したときに線状である液晶配向制御構造を有する。該液晶配向制御構造を有することで、黒表示時の液晶分子の配向方位を規定することができる。該液晶配向制御構造の具体例としては、（ａ）上記第二の共通電極に形成されたスリット、及び、（ｂ）上記第二の共通電極の液晶層側の表面上に設けられた誘電体突起物が挙げられる。ここでの液晶配向制御構造とは、平面視したときに線状であり、かつ液晶分子を一定の方位に配向規制することができるものであれば、特に限定されない。上記線状とは、一部に屈曲又は湾曲している部分を有しているものを含む。
【００２１】
上記液晶配向制御構造の長手方向は、上記画素電極が有する櫛歯部の長手方向と角度をなすことが好ましい。これにより、白表示時に液晶分子を基板面に対して一律に同じ向きに水平回転させることができ、良好な応答特性及びコントラスト比を得ることができる。上記角度は０±２０°の範囲内又は９０±２０°の範囲内であることが好ましい。
【００２２】
上記スリットを有する場合の第二の共通電極の形状の具体例としては、（ｉ）スリットの一端が開放され、スリットの他端が閉じられた構造、及び、（ｉｉ）スリットの両端が閉じられた構造が挙げられる。
【００２３】
上記液晶配向制御構造が、（ａ）上記第二の共通電極に形成されたスリットである場合、更に、（ａ１）上記スリットの幅が２〜５μｍであるものと、（ａ２）上記スリットの幅が５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜３０μｍである）ものとに分類される。これらのスリットの幅の違いにより、液晶分子の配向方位は異なってくる。例えば、（ａ１）で示されるスリット幅にすることで、黒表示時に、液晶分子をスリットの長手方向に沿った方位に配向させることができる。一方、（ａ２）で示されるスリット幅にすることで、黒表示時に、液晶分子をスリットの長手方向に直交する方位に配向させることができる。したがって、（ａ１）の形態を採用する場合、上記第二の共通電極に形成されたスリットの長手方向と上記画素電極に形成されたスリットの長手方向とは９０°±２０°の範囲内の角度をなすことが好ましく、（ａ２）の形態を採用する場合、上記第二の共通電極に形成されたスリットの長手方向と上記画素電極に形成されたスリットの長手方向とは０°±２０°の範囲内の角度をなすことが好ましい。また、（ａ１）の形態を採用する場合、上記第二の共通電極が有する櫛歯部の幅は２〜５μｍであることが好ましく、（ａ２）の形態を採用する場合、上記第二の共通電極が有する櫛歯部の幅は、５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜３０μｍである）ことが好ましい。
【００２４】
上記液晶配向制御構造が、（ｂ）上記第二の共通電極の液晶層側の表面上に設けられた誘電体突起物である場合、更に、（ｂ１）上記誘電体突起物の幅が、２〜５μｍであるものと、（ｂ２）上記誘電体突起物の幅が５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜３０μｍである）ものとに分類される。これらの誘電体突起物の幅の違いにより、液晶分子の配向方位は異なってくる。例えば、上記液晶配向制御構造を（ｂ１）で示される幅にすることで、黒表示時に、液晶分子を誘電体突起物の長手方向に沿った方位に配向させることができる。一方、上記液晶配向制御構造を（ｂ２）で示される幅にすることで、黒表示時に、液晶分子を誘電体突起物の長手方向に直交する方位に配向させることができる。したがって、（ｂ１）の形態を採用する場合、上記誘電体突起物の長手方向と上記画素電極のスリットの長手方向とは９０°±２０°の範囲内の角度を成すことが好ましく、（ｂ２）の形態を採用する場合、上記誘電体突起物の長手方向と上記画素電極のスリットの長手方向とは０°±２０°の範囲内の角度を成すことが好ましい。また、（ｂ１）の形態を採用する場合、隣り合う誘電体突起物同士の間の幅は２〜５μｍであることが好ましく、（ｂ２）の形態を採用する場合、隣り合う誘電体突起物同士の間の幅は、５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜４０μｍである）ことが好ましい。
【００２５】
上記液晶表示装置は、更に、上記第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板上に形成された、液晶分子を配向制御するポリマー層を備え、該ポリマー層は、上記液晶層中に添加されたモノマーが重合することによって形成されたものであることが好ましい。このようなポリマー層（ＰＳＡ層）を備えることで、液晶分子の配向を安定させることができる。
【００２６】
上記液晶表示装置は、更に、該第一の共通電極に対して電気信号を供給する第一の制御回路と、該第二の共通電極に対して電気信号を供給する第二の制御回路とを有し、該第一の共通電極に供給される電気信号と、該第二の共通電極に供給される電気信号との間の電位差は１０〜２０Ｖであることが好ましい。
【００２７】
このような電位差とすることで、黒表示時に、液晶分子を基板面に対してほぼ水平に配向させ、更にその状態を維持したまま、水平回転させることができ、良好なコントラスト比を得ることができる。
【００２８】
上記第一の制御回路及び上記第二の制御回路は、一定期間同じ値の電圧を印加するもの（直流電源）を用いてもよいし、一定期間同じ値の電圧を印加した後、極性が入れ替わるもの（交流電源）を用いてもよい。交流電源を用いる場合、対称性を考慮すると、絶対値は同じであり極性のみが反転するものを用いることが好ましい。また、上記第一の制御回路又は上記第二の制御回路として、互いに異なる電源を用いても良く、また、パネル外部の交流電源を用いてもよい。
【００２９】
また、上記技術的特徴は、それ単独で上述の効果を奏することができる。
【００３０】
すなわち、本発明の他の一側面は、互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、該画素電極は、櫛歯構造を有し、更に、該第一の共通電極に対して電気信号を供給する第一の制御回路と、該第二の共通電極に対して電気信号を供給する第二の制御回路とを有し、該第一の共通電極に対して供給される電気信号と該第二の共通電極に対して供給される電気信号との間の電位差は１０〜２０Ｖである液晶表示装置（以下、本発明の第二の液晶表示装置ともいう。）である。
【００３１】
本発明の第二の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、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成要素を適宜適用することができる。
【００３２】
上記液晶表示装置は、更に、上記第二の共通電極に対して、より高周波の交流信号を供給する第三の制御回路と、上記画素電極に対して、より低周波の交流信号を供給する第四の制御回路とを備えることが好ましい。
【００３３】
上記「より高周波の交流信号」とは、上記「より低周波の交流信号」と比べて、周波数が高い交流信号をいう。また、同様に、上記「より低周波の交流信号」とは、上記「より高周波の交流信号」と比べて、周波数が低い交流信号をいう。
【００３４】
第二の共通電極に供給される交流信号の周波数を、画素電極に供給される交流信号の周波数よりも高く設定することで、電位差が０になる、又は、電位差が非常に大きくなる瞬間をほぼ完全になくすことができ、一定電圧の印加が定常的に保持されるため、表示ムラの少ない優れた表示特性を得ることができる。
【００３５】
また、上記技術的特徴は、それ単独で上述の効果を奏することができる。
【００３６】
すなわち、本発明の他の一側面は、互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、該画素電極は、櫛歯構造を有し、更に、該第二の共通電極に対して、より高周波の交流信号を供給する第三の制御回路と、該画素電極に対して、より低周波の交流信号を供給する第四の制御回路とを備える液晶表示装置（以下、本発明の第三の液晶表示装置ともいう。）である。
【００３７】
本発明の第三の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、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成要素を適宜適用することができる。
【００３８】
上記液晶表示装置は、更に、バックライトユニットと、バックライトユニット制御回路と、該第二の共通電極に対して交流信号を供給する第五の制御回路と、該画素電極に対して交流信号を供給する第六の制御回路とを有し、該第五の制御回路及び該第六の制御回路は、同一の周波数を有する交流信号を供給するものであり、該第五の制御回路により交流信号の正負が入れ替わるタイミングと同期して、バックライトユニットを消灯させる制御回路を備えることが好ましい。
【００３９】
上記同一の周波数を有する交流信号は、同一のクロック信号を元に制御することで実現される。
【００４０】
消費電力を抑制するために、画素電極に供給される交流信号の周波数と、第二の共通電極に供給される交流信号の周波数とを同一とした場合、交流電圧の極性が反転する際に液晶分子が水平配向を維持することができなくなる瞬間が現れ、黒表示時に光漏れを生じさせてしまうおそれがあるが、上記交流信号の正負が入れ替わるタイミングと同期して、バックライトユニットを消灯させることにより、黒表示時における光漏れをなくすことができ、良好な黒表示を得ることができる。
【００４１】
また、上記技術的特徴は、それ単独で上述の効果を得ることができる。
【００４２】
すなわち、本発明の他の一側面は、互いに対向して設けられた第一基板及び第二基板と、該第一及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、該液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有し、該第一基板は、平板状の第一の共通電極と、絶縁膜を介して該第一の共通電極とは異なる層に設けられた画素電極とを備え、該画素電極は、櫛歯構造を有し、更に、バックライトユニットと、バックライトユニット制御回路と、該第二の共通電極に対して交流信号を供給する第五の制御回路と、該画素電極に対して交流信号を供給する第六の制御回路とを有し、該第五の制御回路及び該第六の制御回路は、同一の周波数を有する交流信号を供給するものであり、該第五の制御回路によって交流信号の正負が入れ替わるタイミングと同期して、該バックライトユニットを消灯させる制御回路を備える液晶表示装置（以下、本発明の第四の液晶表示装置ともいう。）である。
【００４３】
本発明の第四の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、液晶表示装置に通常用いられるその他の構成要素を適宜適用することができる。
【００４４】
本発明の第一〜第四の液晶表示装置が備える第一基板及び第二基板は、液晶層を挟持するための一対の基板であり、例えば、ガラス、樹脂等の絶縁基板を母体とし、絶縁基板上に配線、電極、カラーフィルタ等を作り込むことで形成される。
【００４５】
上記第一基板は、アクティブ素子を備えるアクティブマトリクス基板であることが好適である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、縦電界と横電界とを利用する表示モードにおいて良好な表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の電圧無印加時における断面模式図。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置の一画素分を表す平面模式図。
【図３】画素を構成するサブピクセル一つ分を表す平面模式図であり、画素電極のみを取り出した図。
【図４】画素を構成するサブピクセル一つ分を表す平面模式図であり、第二の共通電極のみを取り出した図。
【図５】第一の共通電極のみを取り出した平面模式図。
【図６】一画素分を表す平面模式図であり、画素電極、第一の共通電極及び第二の共通電極以外の部材を取り出した図。
【図７】図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図。
【図８】図２のＺで囲まれた部分の縦電界発生時における拡大平面模式図。
【図９】図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図。
【図１０】図２のＺで囲まれた部分の横電界発生時における拡大平面模式図。
【図１１】変形例１に係る液晶表示装置が備える画素電極の平面模式図。
【図１２】変形例２に係る液晶表示装置が備える画素電極の平面模式図。
【図１３】変形例２に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図。
【図１４】実施形態２に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図。
【図１５】図１４のＣ−Ｄ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図。
【図１６】実施形態２に係る液晶表示装置の横電界発生時における平面模式図。
【図１７】図１６のＣ−Ｄ線に沿った液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図。
【図１８】実施形態３に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図。
【図１９】図１８のＥ−Ｆ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図。
【図２０】実施形態４に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図。
【図２１】図２０のＧ−Ｈ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図。
【図２２】実施形態５に係る液晶表示装置の電圧無印加時における断面模式図。
【図２３】実施形態６及び７における電圧印加の一例を示すタイミングチャート。
【図２４】実施形態６及び８における電圧印加の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
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。
【００４９】
以下の実施形態において、画素は、表示画面を構成する表示単位を表し、一つの画素は、複数のサブピクセルで構成されている。サブピクセル一つに対し、原則として、画素電極及びカラーフィルタがそれぞれ一つずつ配置されるが、駆動方法に合わせて適宜変更してもよい。
【００５０】
（実施形態１）
図１は、図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の電圧無印加時における断面模式図である。実施形態１の液晶表示装置は、第一基板１０と、第二基板２０と、第一基板１０及び第二基板２０に挟持された液晶層３０とを備える。液晶層３０は、負の誘電率異方性を有する液晶分子３１を含有している。第一基板１０は、支持基板１１、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、走査信号線、データ信号線１、第一の共通電極１２、画素電極１４、第一の共通電極１２と画素電極１４とを電気的に隔離する絶縁膜１３、及び、垂直配向膜を備える。第二基板２０は、支持基板２１、第二の共通電極２２、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、及び、垂直配向膜を備える。
【００５１】
図２は、実施形態１に係る液晶表示装置の一画素分を表す平面模式図である。図３、４は、画素を構成するサブピクセル一つ分を表す平面模式図であり、図３は、画素電極のみを取り出した図であり、図４は、第二の共通電極のみを取り出した図である。図５は、第一の共通電極のみを取り出した平面模式図であり、図５（ａ）は、第一の共通電極が画素を構成するサブピクセルごとに形成されている場合の平面模式図であり、図５（ｂ）は、第一の共通電極が複数の画素にまたがって広く形成されている場合の平面模式図である。図６は、実施形態１に係る液晶表示装置の一画素分を表す平面模式図であり、その他の配線等を表す図である。
【００５２】
図２及び図６に示すように、データ信号線１は、液晶表示パネルの縦方向に延伸されており、走査信号線２は、液晶表示パネルの横方向に延伸されており、これらは互いに交差している、画素電極１４は、データ信号線１と走査信号線２とで囲まれた領域（サブピクセル）ごとに設けられている。各サブピクセルは、図２に示すように、走査信号線２の延伸方向を軸として、互いに線対称な二つの略矩形（平行四辺形）が組み合わされた形状を有している。データ信号線１は、サブピクセルの縦辺に沿って、各サブピクセルの中央と上下端で屈曲しながら液晶表示パネルの縦方向に延伸されている。また、サブピクセルの中央を横切るように、コモン配線６又は保持容量配線６が設けられている。
【００５３】
データ信号線１と走査信号線２の接点近傍には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５が設けられている。データ信号線１、走査信号線２及びドレイン引き出し配線３のそれぞれの一部、並びに、半導体層はＴＦＴ５を構成している。ＴＦＴ５は、スイッチング素子として機能する。画素電極１４は、絶縁膜を貫通して設けられたコンタクト部４を介して、ＴＦＴ５から伸びるドレイン引き出し配線３と接続されている。走査信号線２に供給される走査信号によりＴＦＴ５がオンの状態になると、半導体層が導通し、データ信号線１を通じて供給されるデータ信号が画素電極１４に書き込まれる。
【００５４】
図２及び図３に示すように、画素電極１４は、画素電極の主軸部１４ｃと、画素電極の主軸部１４ｃから上下のそれぞれの方向に延伸された複数の櫛歯部１４ａとから構成されている。また、画素電極の各櫛歯部１４ａ同士の間は、スリット１４ｂが形成されていると言い換えることもできる。画素電極の主軸部１４ｃの延伸方向と櫛歯部１４ａの延伸方向とは、７０〜９０°の角度をなす。角度を設けることで、白表示時において、一つのサブピクセルの上部分と下部分とで、液晶分子の配向状態を異なるものとすることができるため、視野角特性を向上することができる。櫛歯部１４ａの幅は、２〜５μｍであることが好ましく、スリット１４ｂの幅は、５〜２０μｍであることが好ましい。
【００５５】
図２及び図４に示すように、第二の共通電極２２は、横方向に延伸された接続部２２ｃと、縦方向に延伸された主軸部２２ｄと、主軸部２２ｄから左右のそれぞれの方向に延伸された複数の櫛歯部２２ａとから構成されている。また、第二の共通電極の各櫛歯部２２ａ同士の間は、微細スリット２２ｂ（液晶配向制御構造）が形成されていると言い換えることもできる。さらに、第二の共通電極２２は、接続部２２ｃを介して隣のサブピクセルに位置する第二の共通電極２２と電気的に接続されている。第二の共通電極の主軸部２２ｄは、サブピクセルの中央を縦断するように延伸されており、かつ画素電極の櫛歯部１４ａと平行になるように屈曲している。また、第二の共通電極の櫛歯部２２ａは、サブピクセルの外縁近くまで延伸されている。
【００５６】
第二の共通電極の櫛歯部２２ａの幅は、２〜５μｍであることが好ましく、微細スリット２２ｂの幅は、２〜５μｍであることが好ましい。このようなスリット幅とすることで、縦電界が形成された場合に、液晶分子は基板に対して水平に配向し、かつ微細スリット２２ｂの長手方向に沿った方位に配向する。
【００５７】
第二の共通電極に形成された微細スリット２２ｂの長手方向と、画素電極に形成されたスリット１４ｂの長手方向とがなす角度は、９０°±２０°の範囲内である。実施形態１では、液晶分子３１は、黒表示時には第二の共通電極に形成された微細スリット２２ｂの長手方向に沿った方位に配向するため、液晶分子の方位は画素電極に形成されたスリット１４ｂの長手方向と９０°±２０°の範囲内の角度をなす。白表示時には、画素電極に形成されたスリット１４ｂの長手方向と直交する方位に、すなわち黒表示時の液晶分子３１の方位と０°±２０°の範囲内の角度をなす方位に横電界が形成される。液晶分子は、この横電界に直交する方位に向かって水平回転する。実施形態１では、第一基板及び第二基板のいずれか一方の偏光板の偏光軸を第二の共通電極に形成された微細スリット２２ｂの長手方向と一致させる。
【００５８】
第一の共通電極１２は、第一基板に平板状に形成されている。画素電極１４は、絶縁膜を介して第一の共通電極１２とは異なる層に設けられる。第一の共通電極１２は、図５（ａ）に示すように、画素を構成するサブピクセルごとに形成されていてもよく、図５（ｂ）に示すように、複数の画素にまたがって広く形成されていてもよい。また、ＴＦＴ５と画素電極１４とを接続経路を確保するための開口部７が形成されていてもよい。第一の共通電極１２は、平面視した場合に、第二の共通電極２２と重畳し、かつ第二の共通電極の櫛歯部２２ａの末端より外側まで形成されている（すなわち、第二の共通電極２２の全体を覆うように形成されている）ことが好ましい。このような構成とすることで、第二の共通電極２２が形成された領域全体を開口領域とすることができ、透過率を向上させることができる。
【００５９】
以下に、実施形態１の液晶表示装置の駆動原理について詳述する。
【００６０】
初めに、電圧無印加時について図１を用いて説明する。電圧無印加時とは、第一の共通電極１２、第二の共通電極２２及び画素電極１４のいずれの間にも電圧が印加されていない状態である。液晶分子３１は、基板１０、２０面に対して、垂直に配向している。
【００６１】
次に黒表示時について説明する。図７は、図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。図８は、図２のＺで囲まれた部分の縦電界発生時における拡大平面模式図である。図７において、矢印は電界の向きを示す。黒表示時は、第二の共通電極２２と第一の共通電極１２との間、及び、第二の共通電極２２と画素電極１４との間に電圧を印加し、液晶層内に基板面に対して略垂直な縦電界を発生させる。実施形態１では、第二の共通電極２２には微細スリットが形成されているため、実際に形成される縦電界は、基板に対して垂直ではなく、やや傾いている。
【００６２】
液晶分子３１は負の誘電率異方性を有するため、縦電界の向きに直交する向きに配向する結果、基板１０、２０に対して水平に配向する。実施形態１では第二の共通電極２２に形成されたスリット幅が狭いため液晶分子３１同士がぶつかり合い、図８に示すように、第二の共通電極２２に形成された微細スリットの長手方向に沿った方位に配向する。第一基板１０及び第二基板２０のいずれか一方の偏光板の偏光軸を第二の共通電極２２に形成された微細スリットの長手方向と一致させるとともに、これらの偏光板の偏光軸が直交するように、各偏光板を配置することで、バックライトからの光が遮断され、黒表示となる。
【００６３】
次に、白表示時について説明する。図９は、図２のＡ−Ｂ線に沿った液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図１０は、図２のＺで囲まれた部分の横電界発生時における拡大平面模式図である。図９において、矢印は発生する電界の向きを示す。白表示時は、第二の共通電極２２と第一の共通電極１２との間、及び、第二の共通電極２２と画素電極１４との間に電圧を印加したまま、画素電極１４と第一の共通電極１２との間に電圧を印加することで、液晶層３０内に、縦電界に加え、横電界を発生させることができる。画素電極１４には、液晶分子を水平回転させるだけの大きさをもつ電位が、ＴＦＴのスイッチングのタイミングに応じて供給される。液晶分子３１は横電界の向きに対して垂直な方位に配向しようとする結果、基板面に対して水平な配向状態のまま回転する。この状態を平面視すると、図１０に示すように液晶分子３１の方位は偏光板の偏光軸に対して角度を持つため、バックライトからの光を透過し、白表示となる。
【００６４】
以上のように、縦電界を形成したまま、更に、横電界を形成することで、液晶表示装置の表示切換えを行うことができる。なお、実施形態１において各基板表面には、垂直配向膜が設けられているが、ラビング、光配向等の配向処理は必ずしもなされなくてよい。本実施形態の特徴によれば、配向処理がなされなくとも良好な表示特性を得ることができる。
【００６５】
以下に、各部材の材料及び製造方法について説明する。
【００６６】
支持基板１１及び２１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。偏光板としては、円偏光板又は直線偏光板のいずれも使用することが可能である。配向膜は、垂直配向膜であることが好ましく、有機配向膜及び無機配向膜のいずれであってもよい。
【００６７】
第一の共通電極１２、第二の共通電極２２及び画素電極１４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。画素電極１４に形成されるスリット及び第二の共通電極２２に形成される微細スリットもまた、パターニングの際に同時に形成することができる。
【００６８】
このようにして作製された第一基板１０及び第二基板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。第一基板１０と第二基板２０との間には液晶層３０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。そして、各基板の液晶層３０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。
【００６９】
実施形態１の液晶表示パネルの構造は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて、確認及び測定することができる。
【００７０】
実施形態１の変形例１としては、画素電極の構造が、スリットの両端が閉じられた構造を有する形態が挙げられる。図１１は、変形例１に係る液晶表示装置が備える画素電極の平面模式図である。図１１に示すように、画素電極１４本体によってスリット１４ｂの両端が閉じられている。変形例１においても、上記と同様の効果が得られる。
【００７１】
実施形態１の変形例２としては、更に、画素電極と対向する櫛歯電極が配置された形態が挙げられる。図１２は、変形例２に係る液晶表示装置が備える画素電極の平面模式図であり、図１３は、変形例２に係る液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図１３において、矢印は発生する電界の向きを示す。変形例２では、図１２に示すように、スリットの一端が開放され、スリットの他端が閉じられた構造を有する画素電極１４と、スリットの一端が開放され、スリットの他端が閉じられた構造を有する第三の共通電極１５を有する。第三の共通電極１５は、平面視したときに画素電極１４を挟み込むように２本設けられ、その櫛歯部１５ａが画素電極の櫛歯部１４ａと一定間隔を空けて噛み合わさるように配置されている。各第三の共通電極１５には、同電位の信号が供給される。第三の共通電極の材料、製法等は、上述の画素電極の場合と同様である。
【００７２】
変形例２の駆動原理について説明すると、電圧無印加時及び黒表示時は、実施形態１と同様である。白表示時は、画素電極１４に、液晶分子を水平回転させる電位が、画素電極１４に接続されたＴＦＴのスイッチングのタイミングに応じて供給され、共通電位が供給される第三の共通電極１５との間に位置する液晶の配向を変化させる。
【００７３】
画素電極１４と第三の共通電極１５とに異なる電位が供給されることで、図１３に示すように、画素電極１４と第三の共通電極１５との間に電位差が生じ、液晶層３０内に横電界が発生する。液晶分子３１は横電界の向きに対して垂直の方位に配向しようとする結果、基板面に対して水平な配向状態のまま回転する。この状態を平面視すると、液晶分子３１は偏光板の偏光軸に対して角度を持つため、バックライトからの光を透過し、白表示となる。
【００７４】
（実施形態２）
実施形態２は、第二の共通電極に形成されるスリット（液晶配向制御構造）が微細スリットではなく、スリットの幅が５〜３０μｍである点、図１４に示すように、第二の共通電極に形成されたスリット２４ｂの長手方向と画素電極に形成されたスリット１４ｂの長手方向とが０±２０°の範囲内の角度をなす点以外は、実施形態１と同様である。第二の共通電極の櫛歯部２４ａの幅は５〜２０μｍであることが好ましい。
【００７５】
以下に、実施形態２の液晶表示装置の駆動原理について説明する。
【００７６】
電圧無印加時については、実施形態１と同様である。
【００７７】
黒表示時について説明する。図１４は、実施形態２に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図である。図１５は、図１４のＣ−Ｄ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。図１５において、矢印は電界の向きを示す。黒表示時は、図１５に示すように、第二の共通電極２４と第一の共通電極１２との間、及び、第二の共通電極２４と画素電極１４との間に電圧を印加し、液晶層３０内に基板面に対して略垂直な縦電界を発生させる。実施形態２では、第二の共通電極２４にスリットが形成されているため、実際に形成される縦電界は、基板１０、２０面に対して垂直ではなく、やや傾いている。
【００７８】
液晶分子３１は負の誘電率異方性を有するため、縦電界の向きに直交する向きに配向しようとする結果、基板１０、２０に対して水平に配向する。実施形態２では第二の共通電極２４に形成されるスリットの幅が広いため、実施形態１の場合のような液晶分子のぶつかり合いは起こらず、液晶分子３１は、図１４に示すように、第二の共通電極２４に形成されたスリットの長手方向に垂直な方位に配向する。第一基板１０及び第二基板２０のいずれか一方の偏光板の偏光軸を第二の共通電極２４に形成されたスリットの長手方向と一致させるとともに、これらの偏光板の偏光軸が直交するように、各偏光板を配置することで、バックライトからの光が遮断され、黒表示となる。
【００７９】
次に、白表示時について説明する。図１６は、実施形態２に係る液晶表示装置の横電界発生時における平面模式図である。図１７は、図１６のＣ−Ｄ線に沿った液晶表示装置の横電界発生時における断面模式図である。図１７において、矢印は発生する電界の向きを示す。白表示時は、第二の共通電極２４と第一の共通電極１２との間、及び、第二の共通電極２４と画素電極１４との間に電圧を印加したまま、画素電極１４と第一の共通電極１２との間に電圧を印加することで、液晶層３０内に、縦電界に加え、横電界を発生させることができる。画素電極１４には、液晶分子３１を水平回転させる電位が、ＴＦＴのスイッチングのタイミングに応じて供給される。液晶分子３１は横電界に対して垂直に配向しようとする結果、基板１０、２０面に対して水平に回転する。この状態を平面視すると、図１６に示すように液晶分子３１は偏光板の偏光軸に対して角度を持つため、バックライトからの光を透過し、白表示となる。
【００８０】
以上のように、縦電界を形成したまま、更に、横電界を形成することで、液晶表示装置の表示切換えを行うことができる。なお、実施形態１と同様、なお、実施形態２において各基板表面には、垂直配向膜が設けられているが、ラビング、光配向等の配向処理は必ずしもなされなくてよい。本実施形態の特徴によれば、配向処理がなされなくとも良好な表示特性を得ることができる。
【００８１】
（実施形態３）
実施形態３は、微細スリットではなく、第二の共通電極の液晶層側の表面上に、平面視したときに線状の誘電体突起物（液晶配向制御構造）が設けられており、図１８に示すように、誘電体突起物２３の長手方向と画素電極に形成されたスリット１４ｂの長手方向とが０±２０°の範囲内の角度をなす点以外は、実施形態１と同様である。誘電体突起物２３の幅は、５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜３０μｍである）ことが好ましく、隣り合う誘電体突起物２３同士の間の幅は、５μｍよりも大きい（好ましくは、５〜４０μｍである）ことが好ましい。
【００８２】
図１８は、実施形態３に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図である。図１９は、図１８のＥ−Ｆ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。また、図１９に示すように、誘電体突起物２３は、第二の共通電極２２の液晶層側の表面上に設けられている。
【００８３】
誘電体突起物２３の材料としては、レジストやアクリル樹脂等の有機樹脂が好適に用いられる。誘電体突起物２３は、貼り合わせる前の第二基板に樹脂材料を塗布し、脱溶媒処理後、フォトリソグラフィを用いてパターニングすることで形成することができる。
【００８４】
駆動原理は実施形態２と同様である。すなわち、所定の電界を液晶層に形成することで、液晶分子は、実施形態２の場合と同様の配向を行う。なお、実施形態１と同様、実施形態３において各基板表面には、垂直配向膜が設けられているが、ラビング、光配向等の配向処理は必ずしもなされなくてよい。本実施形態の特徴によれば、配向処理がなされなくとも良好な表示特性を得ることができる。
【００８５】
（実施形態４）
実施形態４は、第二の共通電極の液晶層側の表面上に、平面視したときに線状の誘電体突起物（液晶配向制御構造）の幅が２〜５μｍである点、誘電体突起物の長手方向と画素電極に形成されたスリットの長手方向とが９０±２０°の範囲内の角度をなす点以外は、実施形態３と同様である。
【００８６】
図２０は、実施形態４に係る液晶表示装置の縦電界発生時における平面模式図である。図２１は、図２０のＧ−Ｈ線に沿った液晶表示装置の縦電界発生時における断面模式図である。また、図２１に示すように、誘電体突起物２３は、第二の共通電極２２の液晶層側の表面上に設けられている。誘電体突起物２３の幅は２〜５μｍであることが好ましい。２μｍ以下は誘電体突起物２３の形成が困難であり、５μｍ以上では開口率が下がるおそれがある。隣り合う誘電体突起物２３同士の間の幅は、２〜５μｍであることが好ましい。
【００８７】
駆動原理は実施形態１と同様である。すなわち、所定の電界を液晶層に形成することで、液晶分子は、実施形態１の場合と同様の配向を行う。なお、実施形態１と同様、実施形態４において各基板表面には、垂直配向膜が設けられているが、ラビング、光配向等の配向処理は必ずしもなされなくてよい。本実施形態の特徴によれば、配向処理がなされなくとも良好な表示特性を得ることができる。
【００８８】
（実施形態５）
実施形態５は、第一基板及び第二基板の少なくとも一方の基板上に形成された、液晶分子を配向制御するポリマー層（ＰＳＡ層）を備える点以外は、実施形態１〜４と同様である。図２２は、実施形態５に係る液晶表示装置の電圧無印加時における断面模式図である。第一基板１０及び第二基板２０は、それぞれ液晶層側の表面上に、ポリマー層１６、２６を備える。
【００８９】
上記ポリマー層（ＰＳＡ層）１６、２６は、液晶材料にモノマー、オリゴマー等の重合性成分を混合して調製した液晶組成物を基板１０、２０間に封入し、基板１０、２０間に電圧を印加して液晶分子３１を傾斜させた状態でモノマー等を反応させてポリマー化させることで形成することができる。該ポリマー層１６、２６により、電圧印加を取り去っても液晶分子３１は所定のプレチルト角を有し、液晶配向方位を規定することが可能となる。モノマー等の重合は熱又は光（紫外線）照射で行われる。
【００９０】
図２２では、第二の共通電極に微細スリット２２ｂが形成された形態（実施形態１）を例示しているが、実施形態５においては、第二の共通電極に、より幅の広いスリットが形成された形態（実施形態２）、又は、第二の共通電極の液晶層側の表面上に誘電体突起物が設けられた形態（実施形態３又は４）を適用してもよい。なお、実施形態１と同様、実施形態５において各基板表面には、垂直配向膜が設けられているが、ラビング、光配向等の配向処理は必ずしもなされなくてよい。本実施形態の特徴によれば、配向処理がなされなくとも、良好な表示特性を得ることができる。
【００９１】
（実施形態６）
実施形態６の液晶表示装置は、第一の共通電極に対して電気信号を供給する第一の制御回路と、第二の共通電極に対して電気信号を供給する第二の制御回路とを有する。本実施形態は、液晶表示装置の駆動方法及びそのための回路構成に特徴があり、液晶表示装置を構成するその他の部材の配置構成、材料及び製造方法は、実施形態１〜５と同様である。第一の制御回路及び第二の制御回路としては、所定の共通信号を生成する表示制御回路が挙げられるが、それらは別々の電源を用いることができる。
【００９２】
黒表示時には、第一の制御回路及び第二の制御回路からそれぞれ電気信号が供給され、第一の共通電極と第二の共通電極との間に電圧が印加され、縦電界が形成される。このときの第一の共通電極に供給される電気信号と該第二の共通電極に供給される電気信号との間の電位差は１０〜２０Ｖである。このような電位差を設けることで、黒表示時に、液晶分子を基板面に対してほぼ水平に配向させることができ、更に、白表示時に、液晶分子を基板面に対してほぼ水平に維持したまま、水平回転させることができるため、良好なコントラスト比を得ることができる。
【００９３】
（実施形態７）
実施形態７の液晶表示装置は、第二の共通電極に対して、より高周波の交流信号を供給する第三の制御回路と、画素電極に対して、より低周波の交流信号を供給する第四の制御回路とを備える。実施形態７において、第二の共通電極に対して供給される交流信号の周波数は、例えば１００Ｈｚ〜１０ＫＨｚであり、画素電極に対して供給される交流信号の周波数は、例えば６０〜２４０Ｈｚである。第三の制御回路としては、所定の共通信号を生成する表示制御回路が挙げられるが、例えば、パネル外部の電源を利用してもよい。第四の制御回路としては、所定のデータ信号を生成するソースドライバーが挙げられる。
【００９４】
本実施形態は、液晶表示装置の駆動方法及びそのための回路構成に特徴があり、液晶表示装置を構成するその他の部材の配置構成、材料及び製造方法は、実施形態１〜５と同様である。
【００９５】
黒表示時は、第三の制御回路から第二の共通電極に対して高周波の交流信号を供給することで、第二の共通電極と第一の共通電極との間、及び、第二の共通電極と画素電極との間に電圧を印加し、液晶層内に基板面に対して略垂直な縦電界を発生させることができる。液晶分子は縦電界の向きに直交する向きに配向する結果、基板面に対して水平に配向する。白表示時は、第四の制御回路から画素電極に対して低周波の交流信号を供給することで、画素電極と第一の共通電極との間に電圧を印加し、縦電界に加え横電界を発生させることができる。液晶分子は、横電界に対して垂直に配向しようとする結果、基板面に対して水平に回転する。
【００９６】
第二の共通電極及び画素電極は、それぞれ異なる制御回路に接続されており、白表示時には、画素電極に供給される電気信号の正負の入れ替わりと、第二の共通電極に供給される電気信号の正負の入れ替わりが重なるタイミングが存在する。第二の共通電極と第一の共通電極との間、及び、第二の共通電極と画素電極との間に印加される電位が、打ち消しあって、液晶分子が基板面に対して水平を保つために必要な電圧より小さくなると、液晶分子が基板に対して垂直に配向しようとする結果、表示ムラが発生するおそれがある。
【００９７】
実施形態７では、第二の共通電極に供給される電気信号の周波数と、画素電極に供給される電気信号の周波数とが大きく異なるため、画素電極と、第二の共通電極に供給される電気信号の正負の入れ替わりが重なるタイミングを擬似的になくすことができる。そのため、第二の共通電極と画素電極との間に、液晶分子を基板面に対して水平に配向させるために必要な電圧を維持することができ、表示ムラの発生を抑えることができる。
【００９８】
図２３は、実施形態６及び７における電圧印加の一例を示すタイミングチャートである。図２３に示す例では、第一の共通電極には、＋７Ｖの共通電位（Ｖｃｏｍ（１ｓｔ））が供給されている。第二の共通電極には、外部電源から、第一の共通電極との間の電位差が２０Ｖとなるように、−１３Ｖ又は＋２７Ｖの電位（Ｖｃｏｍ（２ｎｄ））が一定期間、交互に供給されている。データ信号線には、ソースドライバーから、共通電位に対して電位差をもつように、ソース電位（Ｖｓ）が供給されている。第二の共通電極に対して供給される共通信号（交流）の周波数は、２００Ｈｚであり、データ信号線に対して供給されるデータ信号（交流）の周波数は、６０Ｈｚである。
【００９９】
走査信号線にゲート電位Ｖｇ（＋１５Ｖ）が供給されると、ＴＦＴを通じてソース電位Ｖｓ（＋２Ｖ）が画素電極に書き込まれる。これにより、１フレーム期間、画素電極と第一の共通電極との間に５Ｖの電位差を生じさせることができるため、横電界が発生し、その結果、液晶分子は、基板面に対して水平に回転し、白表示となる。なお、この例では、上記第二の共通電極に対して共通電位を供給する外部電源は、上記第二の制御回路及び上記第三の制御回路の双方の制御回路として機能する。
【０１００】
（実施形態８）
実施形態８の液晶表示装置は、バックライトユニットと、バックライトユニット制御回路と、第二の共通電極に対して電気信号を供給する第五の制御回路と、画素電極に対して電気信号を供給する第六の制御回路とを有する。
【０１０１】
本実施形態は、液晶表示装置の駆動方法及びそのための回路構成に特徴があり、液晶表示装置を構成するその他の部材の配置構成、材料及び製造方法は、実施形態１〜５と同様である。
【０１０２】
実施形態６及び実施形態７の一例として示した上記例によれば、画素電極と第二の共通電極との間に定常的に電圧を印加することができるため、優れた表示特性を得ることができるが、比較的高い電圧を高周波で印加することになるため、消費電力の増加が課題となる。しかしながら、消費電力を低下させるために第二の共通電極により低電位、かつ低周波の電圧を供給すると、実施形態７で説明した、画素電極に供給される電気信号の正負の入れ替わりと、第二の共通電極に供給される電気信号の正負の入れ替わりが重なるタイミングにおいて、液晶分子が基板面に対して水平を保つために必要な電圧を保つことができなくなり、黒表示時に光漏れが発生する。
【０１０３】
図２４は、実施形態６及び８における電圧印加の一例を示すタイミングチャートである。実施形態８では、第二の共通電極に対して交流信号を供給する第五の制御回路と、バックライトユニット制御回路とを同期させ、第二の共通電極に供給される電位の正負が入れ替わるタイミングでバックライトユニットを消灯させている。これにより、画素電極に対して供給される交流信号を供給する第六の制御回路に対し、第二の共通電極に対して供給される交流信号の周波数と、画素電極に対して供給される交流信号の周波数とが同一であったとしても、第二の共通電極に供給される電位の正負が入れ替わるタイミングで生じる黒表示時の光漏れを抑制することができ、コントラスト比の低下を抑えることができる。
【０１０４】
以上、各実施形態及びその変形例について、それぞれ説明してきたが、これらの実施形態及びその変形例は適宜組み合わせることができ、それぞれの効果を同時に得ることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１：データ信号線
２：走査信号線
３：ドレイン引き出し配線
４：コンタクト部
５：ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
６：コモン配線又は保持容量配線
７：第一の共通電極の開口部
１０：第一基板（アレイ基板）
１１、２１：支持基板
１２：第一の共通電極
１３：絶縁膜
１４：画素電極
１４ａ：画素電極の櫛歯部
１４ｂ：画素電極に形成されたスリット
１４ｃ：画素電極の主軸部
１５：第三の共通電極
１５ａ：第三の共通電極の櫛歯部
１５ｂ：第三の共通電極に形成されたスリット
１５ｃ：第三の共通電極の主軸部
１６、２６：ポリマー層
２０：第二基板（対向基板）
２２：第二の共通電極
２２ａ：第二の共通電極の櫛歯部
２２ｂ：第二の共通電極に形成された微細スリット
２２ｃ：第二の共通電極の接続部
２２ｄ：第二の共通電極の主軸部 
２３：誘電体突起物
２４：第二の共通電極
２４ａ：第二の共通電極の櫛歯部
２４ｂ：第二の共通電極に形成されたスリット
３０：液晶層
３１：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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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