(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素を備えた液晶表示装置であって、
垂直配向処理された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟設され、電圧が印加されていない時に、前記第１の基板の表面に対し略垂直である液晶分子を含む液晶層と、
互いに隣接する二つの画素又は互いに隣接する同じ色の二つの画素の一方に設けられた第１のドメインレギュレータと、当該互いに隣接する二つの画素又は互いに隣接する同じ色の二つの画素の他方に設けられた第２のドメインレギュレータであって、電圧が印加された時に前記液晶分子が傾斜配向するように前記液晶層の配向を調整して、前記配向がそれぞれ方向が異なる複数の第１の方向、第２の方向となるように用いられる第１のドメインレギュレータ、第２のドメインレギュレータと、を備え、
前記第１の基板は、複数の画素電極を備え、
前記第１のドメインレギュレータは、ドメインレギュレータ（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）からなる群から選択され、前記第２のドメインレギュレータは、ドメインレギュレータ（Ｂ），（Ｄ）からなる群から選択されており、
前記ドメインレギュレータ（Ａ）は、前記画素電極上につづら折状に設けられた複数のスリットと、前記第２の基板上に設けられた複数の突起と、を備え、前記スリット、前記突起は、互いに平行かつ交互に設けられており、
前記ドメインレギュレータ（Ｂ）は、前記画素電極上に十字形状に設けられた複数のスリットと、前記第２の基板上に前記スリットを囲む閉じた矩形状に設けられた複数の突起と、を備えており、
前記ドメインレギュレータ（Ｃ）は、前記画素電極上にＸ字形状に設けられた複数のスリットと、前記第２の基板上に前記スリットを囲む閉じた矩形状に設けられた複数の突起と、を備えており、
前記ドメインレギュレータ（Ｄ）は、前記画素電極上に矩形状に設けられた複数のスリットと、前記第２の基板上に前記スリットを囲む閉じた矩形状に設けられた複数の突起と、を備えており、
前記ドメインレギュレータ（Ｅ）は、前記画素電極上に菱形状に設けられた複数のスリットと、前記第２の基板上に前記スリットを囲む閉じた矩形状に設けられた複数の突起と、を備えている、
液晶表示装置。
【請求項２】
マトリクス状に配列された複数の画素を備えた液晶表示装置であって、
垂直配向処理された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟設され、電圧が印加されていない時に、前記第１の基板の表面に対し略垂直である液晶分子を含む液晶層と、
互いに隣接する四つの画素又は互いに隣接する同じ色の四つの画素の一つに設けられた第１のドメインレギュレータと、当該互いに隣接する四つの画素又は互いに隣接する同じ色の四つの画素の他の一つに設けられた第２のドメインレギュレータと、当該互いに隣接する四つの画素又は互いに隣接する同じ色の四つの画素の他の一つに設けられた第３のドメインレギュレータと、当該互いに隣接する四つの画素又は互いに隣接する同じ色の四つの画素の他の一つに設けられた第４のドメインレギュレータであって、電圧が印加された時に前記液晶分子が傾斜配向するように前記液晶層の配向を調整して、前記配向がそれぞれ方向が異なる複数の第１の方向、第２の方向、第３の方向、第４の方向となるように用いられる第１のドメインレギュレータ、第２のドメインレギュレータ、第３のドメインレギュレータ、第４のドメインレギュレータと、を備え、
前記第１の基板は、複数の画素電極を備え、
前記第１のドメインレギュレータは、前記画素電極上に設けられた複数の第１のスリットと、前記第２の基板上に設けられた複数の第１の突起と、を備え、前記第１のスリット、前記第１の突起は、互いに平行かつ交互に設けられており、
前記第２のドメインレギュレータは、前記画素電極上に設けられた複数の第２のスリットと、前記第２の基板上に設けられた複数の第２の突起と、を備え、前記第２のスリット、前記第２の突起は、互いに平行かつ交互に設けられており、前記第１のスリット及び前記第１の突起は、第１の方向に延びており、前記第２のスリット及び前記第２の突起は、第１の方向と直交する第２の方向に延びており、
前記第３のドメインレギュレータは、前記画素電極上に設けられた複数の第３のスリットと、前記第２の基板上に設けられた複数の第３の突起と、を備え、前記第３のスリット、前記第３の突起は、互いに平行かつ交互に設けられており、
前記第４のドメインレギュレータは、前記画素電極上に設けられた複数の第４のスリットと、前記第２の基板上に設けられた複数の第４の突起と、を備え、前記第４のスリット、前記第４の突起は、互いに平行かつ交互に設けられており、前記第３のスリット及び前記第３の突起は、第３の方向に延びており、前記第４のスリット及び前記第４の突起は、第３の方向と直交する第４の方向に延びており、
前記第１及び第２の突起が延びる方向と前記画素電極エッジとの間の角度は４５°であり、
前記第３及び第４の突起が延びる方向と前記画素電極エッジとの間の角度は９０°である、
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し、特に垂直配向型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直配向（Vertical Alignment：ＶＡ）型液晶表示装置は、ネガ型液晶材料及び垂直配向薄膜を使用するモード（mode）である。電圧が印加されていない時、液晶分子は垂直方向に配列して黒表示（black
display）となる。所定設定の電圧が印加されると、液晶分子は水平方向に配列されて白表示（white
display）となる。垂直配向型液晶表示装置は、ツイステッドネマティック液晶表示装置と比べて良好なコントラスト比及び高速応答を備える上、白黒表示に優れた視野角特性を備えている。しかし、この垂直配向型液晶表示装置には、視野角が狭いという重大な欠点があった。そのため、垂直配向型液晶表示装置の応用は限定されたものであった。
【０００３】
従来の垂直配向型液晶表示装置は、画素内にある液晶分子の配向（orientation）を互いに異なる複数の方向にすることにより視野角性能の改善を行っていた。特許文献１において開示されているＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）型液晶表示装置は、液晶配向を調整するドメインレギュレータ（domain regulator）を備え、電圧が印加されると、液晶中の液晶分子が傾斜して配向し、各画素内の液晶配向には複数の方向が含まれる。
【０００４】
図１は、従来技術の四つの画素を有するＭＶＡ型液晶表示装置１００の画素配置を示す模式図である。図１に示すように、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）基板上の画素電極１２０にスリット１３０を設け、カラーフィルタ基板の共通電極上に突起１４０を設けることにより、前述のドメインレギュレータとしていた。ここで注意しなければならないことは、ドメインレギュレータを各画素内に重複して設けるという点である。電圧を印加すると、スリット１３０及び電極エッジ１２０ａの近くに、基板表面に対して傾斜した電界が生成される。突起１４０の傾斜面と基板との間に生成される傾斜電界は、当該箇所にある液晶分子の傾斜方向を決定した。そして各画素内の液晶配向を異なる四つの方向（図１に示す矢印方向）に区分し、視野角性能を向上させていた。しかし、この液晶表示装置１００は、表示装置の画素の一部にディスクリネーション（disclination）が発生して暗色化（darkened）を起こすことがあった（図１の点状部分は暗色化領域を示す）。
【０００５】
図２は、従来技術の四つの画素を有するＭＶＡ型液晶表示装置２００の画素配置を示す模式図である。図２に示すように、この技術は画素内に複数のスリット２３０及び突起２４０を設け、液晶配向を異なる八つの方向（図２に示す矢印方向）へ区分し、視野角性能を向上させていた。しかし、この液晶表示装置２００は、表示装置の画素の一部にディスクリネーションが発生し、暗色化を発生させることがあった（図２の点状部分は暗色化領域を示す）。ここで注意しなければならないことは、図２に示す暗色化領域の面積が、図１に示す暗色化領域の面積の約２倍であるという点である。そのため、液晶表示装置２００は、好適な視野角性能を備えているが、その開口率（aperture ratio）（即ち透光領域の比率）が低下した。
【０００６】
上述したことから分かるように、同一画素内にある液晶配向を多くの方向へ区分すると、優れた視野角性能を得ることができるが、これは同時に暗色化領域を大幅に増やし、開口率（即ち透光領域の割合）を低下させた。
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８８４６２６−Ａ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、好適な視野角性能を有し、開口率に優れた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、垂直配向処理された二つの基板間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶層を主に含む。
【００１０】
本発明の液晶表示装置は、全て隣接する二つの画素又は全て隣接する二つの同じ色の画素（例えば、二つの赤色画素、緑色画素又は青色画素）に、それぞれ第１のドメインレギュレータ及び第２のドメインレギュレータを設け、液晶層の配向を調整し、電圧を印加した時、液晶分子は傾斜配向する。この配向は、それぞれ方向が異なる複数の第１の方向及び第２の方向を含む。
【００１１】
本発明の垂直配向型液晶表示装置は、全て隣接する四つの画素又は全て隣接する同じ色の画素（例えば、四つの赤色画素、緑色画素又は青色画素）に、それぞれ第１から第４のドメインレギュレータが配置され、液晶層の配向を調整し、電圧を印加した時、液晶分子は傾斜配向する。この配向は、それぞれ方向が異なる複数の第１から第４の方向を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上述したような特別な方式でドメインレギュレータを配置するため、一画素内にある液晶分子の傾斜方向の数を減らすと同時に、暗色化領域を減らして開口率を向上させることができる。同時に、互いに隣接した画素内にある液晶分子の異なる傾斜方向を利用することにより、好適な視野角性能を得る。これにより、本発明の液晶表示装置の視野角性能及び開口率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の液晶表示装置は、主に第１の基板及び第２の基板を含む。それら基板の表面は、例えば垂直配向膜の使用などにより垂直配向処理を行う。二つの基板間には、負の誘電率異方性（dielectric constant anisotropy）を有する液晶層を密封する。液晶層に含まれた液晶分子は、液晶層に電界が印加されていない時、第１の基板の表面に対して略垂直となる。
【００１４】
本発明の一実施形態による垂直配向型液晶表示装置は、全て隣接する二つの画素又は全て隣接する二つの同じ色の画素（例えば、二つの赤色画素、緑色画素又は青色画素）に、それぞれ第１のドメインレギュレータ（domain regulator）及び第２のドメインレギュレータを設け、液晶層の配向（orientation）を調整し、電圧を印加した時、液晶分子は傾斜配向する。この配向は、それぞれの方向が異なる複数の第１の方向及び第２の方向を含む。
【００１５】
本発明の一実施形態による液晶表示装置は薄膜トランジスタ液晶表示装置であることが好ましい。第１の基板には、互いに平行な複数のゲート線（図示せず）、互いに平行でゲート線に垂直な複数のデータ線（図示せず）及び複数の薄膜トランジスタ（図示せず）及び画素電極を設けてもよい。薄膜トランジスタ及び画素電極は、ゲート線とデータ線とが交差する部分にマトリクス状に配列する。第２の基板には、例えばブラックマトリクス（ＢＭ）（図示せず）などの遮光用マトリクス、複数のカラーフィルタ（図示せず）及び共通電極（図示せず）を設けてもよい。前述の画素とは、互いに隣接した二つのゲート線、互いに隣接したデータ線及び互いに対応したカラーフィルタにより定義された領域である。カラーフィルタが赤色、緑色及び青色のとき、画素はそれぞれ赤色、緑色及び青色を示して赤色画素、緑色画素及び青色画素を定義する。一般に、第１の基板は、薄膜トランジスタ基板と呼ばれ、第２の基板は、カラーフィルタを備えるためカラーフィルタ基板と呼ばれる。第１の基板と第２の基板との間にはスペーサ（spacer）を設け、基板間のギャップ（gap）を定義する。
【００１６】
図３Ａは、本発明の一実施形態による六つの画素を有する液晶表示装置３００の画素配置を示す模式図である。本実施形態において、第１のドメインレギュレータは、画素電極３１０上につづら折状に設けられた複数のスリット３２０及び第２の基板上につづら折状に設けられた複数の突起（protrusion）３３０を含み、それらつづら折状のスリット及び突起は、互いに平行かつ交互に設けられる。第２のドメインレギュレータは、画素電極上に十字形状に設けられたスリット３５０及び第２の基板上に十字形状に設けられたスリット３５０を囲む閉じた矩形状の突起３４０を含む。前述の突起３３０、３４０は、誘電体材料からなる。
【００１７】
ここで理解しておかなければならないことは、各画素内の液晶配向は、例えば図３Ａの矢印に示すように、異なる四つの方向のみに区分されるが、各画素内にある液晶分子の傾斜方向は、互いに隣接する画素内の液晶分子の傾斜方向と異なるため、映像又は物体が、二つ以上の隣接する画素により表示される時、液晶配向は、例えば図３Ｂの矢印に示すように、異なる八つの方向に区分されたと見なすことができ、その視野角性能は従来技術の液晶表示装置１００よりも優れているという点である。一般に表示される画面は、隣接する二つの画素の差異が非常に大きくなるほど精細ではないため、本発明の表示装置には混色や識別困難といった問題も発生しない。本実施形態の表示装置は、同一画素内の液晶配向が四方向だけに区分されているため、従来技術の液晶表示装置２００と比較して、暗色化領域を効果的に減らし、開口率を向上させることができる。
【００１８】
図４は、本発明のもう一つの実施形態による六つの画素を有する液晶表示装置４００の画素配置を示す模式図である。本実施形態の第１のドメインレギュレータは、画素電極４１０上に設けられた複数の第１のスリット４２０及び第２の基板上に設けられた第１のスリット４２０を囲む閉じた矩形状の突起４３０を含む。第２のドメインレギュレータは、画素電極４１０上に設けられた複数の第２のスリット４４０及び第２の基板上に設けられた第２のスリット４４０を囲む閉じた矩形状の突起４３０を含む。これら第１のスリット４２０及び第２のスリット４４０は、異なる方向に延伸されている。
【００１９】
図５は、本発明のもう一つの実施形態による六つの画素を有する液晶表示装置５００の画素配置を示す模式図である。本実施形態の第１のドメインレギュレータは、画素電極５１０上に十字形状に設けられた複数の第１のスリット５２０及び第２の基板上に設けられた第１のスリットを囲む閉じた矩形状の突起５３０を含む。第２のドメインレギュレータは、画素電極５１０上にＸ字形状に設けられた複数の第２のスリット５４０及び第２の基板上に設けられた第２のスリットを囲む閉じた矩形状の突起５３０を含む。
【００２０】
図６は、本発明のもう一つの実施形態による六つの画素を有する液晶表示装置６００の画素配置を示す模式図である。本実施形態の第１のドメインレギュレータは、画素電極６１０上に矩形状に設けられた複数の第１のスリット６２０及び第２の基板上に設けられた第１のスリット６２０を囲む閉じた矩形状の突起６３０を含む。第２のドメインレギュレータは、画素電極６１０上に菱形状に設けられた複数の第２のスリット６４０及び第２の基板上に設けられた第２のスリット６４０を囲む閉じた矩形状の突起６３０を含む。
【００２１】
図３から図６に示すように、本実施形態の第１のドメインレギュレータ及び第２のドメインレギュレータは、それぞれ互いに隣接する二つの画素に配置される。しかし、本実施形態の液晶表示装置をカラー映像が表示できるように構成する場合、第１のドメインレギュレータ及び第２のドメインレギュレータは、互いに隣接する二つの赤色画素、緑色画素又は青色画素へそれぞれ配置することが好ましい。
【００２２】
本発明のもう一つの実施形態による垂直配向型液晶表示装置において、全て隣接した四つの画素や、例えば四つの赤色画素（緑色画素又は青色画素）など、全て隣接した異なる四色の画素には、液晶層の配向を調整し、電圧を印加した時に、液晶分子は傾斜配向し、配向はそれぞれ方向が異なる複数の第１から第４の方向を含む第１から第４のドメインレギュレータをそれぞれ配置する。
【００２３】
図７Ａは、本発明のもう一つの実施形態による四つの画素を有する液晶表示装置７００の画素配置を示す模式図である。本実施形態の第１のドメインレギュレータは、画素電極７１０上に設けられた複数の第１のスリット７２０及び第２の基板上に設けられた複数の第１の突起７３０を含む。これら第１のスリット７２０及び第１の突起７３０は、互いに平行かつ交互に設けられる。第２のドメインレギュレータは、画素電極７１０上に設けられた複数の第２のスリット７４０及び第２の基板上に設けられた複数の第２の突起７５０を含む。これら第２のスリット７４０及び第２の突起７５０は、互いに平行かつ交互に設けられ、第１のスリット７２０及び第１の突起７３０は、第１の方向に沿って延伸する。第２のスリット７４０及び第２の突起７５０は、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って延伸する。第３のドメインレギュレータは、画素電極７１０上に設けられた複数の第３のスリット７６０及び第２の基板上に設けられた複数の第３の突起７７０を含み、これら第３のスリット７６０及び第３の突起７７０は、互いに平行かつ交互に設けられる。第４のドメインレギュレータは、画素電極上に設けられた複数の第４のスリット７８０及び第２の基板上に設けられた複数の第４の突起７９０を含む。これら第４のスリット７８０及び第４の突起７９０は、互いに平行かつ交互に設けられ、第３のスリット７６０及び第３の突起７７０は、第３の方向に沿って延伸し、第４のスリット７８０及び第４の突起７９０は、第３の方向に垂直な第４の方向に沿って延伸する。突起７３０、７５０と画素電極エッジとの間の角度は約４５°であり、突起７７０、７９０と画素電極エッジとの間の角度は約９０°である。
【００２４】
ここで理解しておかなければならないことは、例えば図３Ａの矢印に示すように、各画素内の液晶配向は異なる二つの方向のみに区分されていても、各画素内にある液晶分子の傾斜方向は、互いに隣接する画素内の液晶分子の傾斜方向と異なるため、映像又は物体が、同時に四つ以上の互いに隣接する画素により表示される場合、例えば図７Ｂの矢印に示すように、液晶配向は異なる八つの方向に区分すると見なすことができるという点である。そのため、従来技術の液晶表示装置１００と比べて視野角性能は優れている。一般に表示される画面は、互いに隣接する四つの画素の差異が非常に大きいほど精細ではないため、本発明の表示装置には混色や識別困難という問題が発生しない。本実施形態の表示装置は、同一画素内の液晶配向が二つの方向だけに区分されるため、従来技術の液晶表示装置２００と比べて暗色化領域を効果的に減らし（図７Ａの点状部分は暗色化領域を示す）、開口率を向上させることができる。
【００２５】
図７Ａに示すように、本実施形態の第１から第４のドメインレギュレータは、それぞれ互いに隣接する四つの画素に配置されているが、本実施形態の液晶表示装置をカラー画像が表示できるように構成する場合、第１から第４のドメインレギュレータは、それぞれ互いに隣接する四つの赤色画素、緑色画素又は青色画素へ配置することが好ましい。
【００２６】
以下、前述の突起及びスリットの製造工程を説明する。カラーフィルタ基板へ前述の突起を形成する際は、先ずカラーフィルタ基板の表面にレジストを塗布し、所定パターンを転写してから（図３から図７に示す突起のアレイパターンを参照）、現像して突起を形成する。薄膜トランジスタ基板へスリットを形成する際は、図３から図７に示すようなスリットアレイを有する画素電極パターンを、画素電極の製造工程で形成して行う。
【００２７】
上述したようにドメインレギュレータを特別な方式で配置することにより、本発明は一画素内にある液晶分子の傾斜方向の数を減らすことができる。そして、暗色化領域を減らして開口率を向上させることができる。同時に、互いに隣接する画素内にある液晶分子に異なる傾斜方向を提供し、視野角性能を向上させることができる。これにより、本発明の液晶表示装置は、視野角性能及び開口率を向上させることができる。
【００２８】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術のＭＶＡ型液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。
【図２】従来技術のもう一つのＭＶＡ型液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。
【図３】（Ａ）本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。    （Ｂ）図３（Ａ）に示す液晶表示装置の液晶分子の傾斜方向である。
【図４】本発明のもう一つの実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。
【図６】本発明のもう一つの実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。
【図７】（Ａ）本発明のもう一つの実施形態による液晶表示装置の画素配置を示す模式図である。    （Ｂ）図７（Ａ）に示す液晶表示装置の液晶分子の傾斜方向である。
【符号の説明】
【００３０】
１００  液晶表示装置
１２０  画素電極
１２０ａ  電極エッジ
１３０  スリット
１４０  突起
２００  液晶表示装置
２３０  スリット
２４０  突起
３００  液晶表示装置
３１０  画素電極
３２０  スリット
３３０  突起
３４０  突起
４００  液晶表示装置
４１０  画素電極
４２０  第１のスリット
４３０  突起
４４０  第２のスリット
５００  液晶表示装置
５１０  画素電極
５２０  第１のスリット
５３０  突起
５４０  第２のスリット
６００  液晶表示装置
６１０  画素電極
６２０  第１のスリット
６３０  突起
６４０  第２のスリット
７００  液晶表示装置
７１０  画素電極
７２０  第１のスリット
７３０  第１の突起
７４０  第２のスリット
７５０  第２の突起
７６０  第３のスリット
７７０  第３の突起
７８０  第４のスリット
７９０  第４の突起  
【図１】
0004510788.tif 000002
【図２】
0004510788.tif 000003
【図３】
0004510788.tif 000004
【図４】
0004510788.tif 000005
【図５】
0004510788.tif 000006
【図６】
0004510788.tif 000007
【図７】
0004510788.tif 000008