(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層と、
前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、
前記第１電極と絶縁体を介して少なくともその一部が重なるように形成されていると共に前記第１電極と前記液晶層との間に配置され、しかも前記第１電極と対向する領域内に２方向の横電界を発生可能な形状の欠落部を有している第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせ、２方向の横電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段と、を備え、
前記欠落部は前記第２電極に設けられた開口部であり、前記開口部の形状は、互いに交差する方向に延びている複数の直線部分を含んでいる液晶表示装置。
【請求項２】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層と、
前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、
前記第１電極と絶縁体を介して少なくともその一部が重なるように形成されていると共に前記第１電極と前記液晶層との間に配置され、しかも前記第１電極と対向する領域内に２方向の横電界を発生可能な形状の欠落部を有している第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせ、２方向の横電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段と、を備え、
前記欠落部は前記第２電極に設けられた開口部であり、前記開口部の形状は、Ｖ字状である液晶表示装置。
【請求項３】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層と、
前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、
前記第１電極と絶縁体を介して少なくともその一部が重なるように形成されていると共に前記第１電極と前記液晶層との間に配置され、しかも前記第１電極と対向する領域内に２方向の横電界を発生可能な形状の欠落部を有している第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせ、２方向の横電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段と、を備え、
前記欠落部は前記第２電極に設けられた開口部であり、前記開口部の形状は、Ｗ字状である液晶表示装置。
【請求項４】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層と、
前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、
前記第１電極と絶縁体を介して少なくともその一部が重なるように形成されていると共に前記第１電極と前記液晶層との間に配置され、しかも前記第１電極と対向する領域内に２方向の横電界を発生可能な形状の欠落部を有している第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせ、２方向の横電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段と、を備え、
前記欠落部は前記第２電極に設けられた開口部であり、前記開口部の形状は、Ｘ字状である液晶表示装置。
【請求項５】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層とを有する液晶表示装置であって、
前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、
前記第１電極と前記液晶層との間に配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせると共に、隣接する各前記第２電極に対して異なる極性の電圧を印加することで横方向の電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段とをさらに備え、
互いに隣接する２つの前記第２電極の向かい合う端部が絶縁体を介して前記第１電極とそれぞれ重なり合っている液晶表示装置。
【請求項６】
前記端部のうちの一方は、前記第１電極と重なる領域内に前記他方の端部に向けて突出した突起を有しており、その他方は、前記第１電極と重なる領域内に前記突起と対応する窪みを有している請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記突起と前記窪みとの間の距離が４μｍ以上８μｍ以下である請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記突起は、ノコギリ刃状に形成されている請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記一対の基板の一方は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、互いに交差するように配列された複数のゲート線及び複数のソース線と、前記画素電極のそれぞれに対応して設けられ、前記ゲート線を介して供給される駆動信号に応じて前記画素電極と前記ソース線との間の導通／非導通を切り換える複数のスイッチング素子とを有するアレイ基板であり、
前記一対の基板の他方は、前記アレイ基板に対向する対向電極を有する対向基板である請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素電極に重なり合う蓄積容量電極を有し、前記第１電極は前記蓄積容量電極であり、前記第２電極は前記画素電極である、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１電極はゲート線であり、前記第２電極は前記画素電極である、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記絶縁体は、カラーフィルタである請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記絶縁体は、平坦化層である請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第２電極の本体と前記端部との間には、その幅が前記本体及び前記端部の幅よりも小さくされた中間部が形成されている請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１電極は導電性の遮光膜から形成され、前記第２電極は前記対向電極である、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記電位差は１５Ｖ以上３２Ｖ以下である、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記非表示状態の配向状態はスプレイ配向であり、前記表示状態の配向状態はベンド配向である請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層とを備え、
前記一対の基板の一方は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、互いに交差するように配列された複数のゲート線及び複数のソース線と、前記画素電極のそれぞれに対応して設けられ、前記ゲート線を介して供給される駆動信号に応じて前記画素電極と前記ソース線との間の導通／非導通を切り換える複数のスイッチング素子とを有するアレイ基板であり、
前記一対の基板の他方は、前記アレイ基板に対向する対向電極を有する対向基板であり、
前記スイッチング素子を構成するソース電極が、前記ソース線から前記ゲート線に平行な方向にかつ前記ゲート線に重なり合うように延び出していると共に前記ゲート線と前記液晶層との間にそれぞれ絶縁体を介して挟まれており、
前記ゲート線に前記画素電極と前記ソース線との間を導通とする駆動信号を供給して前記ソース電極と画素電極とを同電位とすると共に、前記ソース線と前記ゲート線との間に電位差を生じさせるとともに前記対向電極と前記画素電極との間にも電位差を生じさせることにより前記初期化を行う、液晶表示装置。
【請求項１９】
前記ソース電極は屈曲部を有する、請求項１８に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にＯＣＢモード（Optically self-Compensated Birefringence mode）の液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア技術の進展に伴って大量の画像情報が流通している。このような画像情報を表示する手段として、液晶表示装置が急速に普及している。これは、液晶技術の発展により、高コントラスト及び広視野角の液晶表示装置が開発・実用化されているためである。現在では、液晶表示装置の表示性能がＣＲＴディスプレイと比肩するレベルにまでなってきている。
【０００３】
しかしながら、現行の液晶表示装置では、液晶の応答速度が十分ではないために、動画表示に適していないという問題がある。すなわち、現行のＮＴＳＣ（National Television System Committee）システムにおいては１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）以内で液晶が応答する必要があるにもかかわらず、現行の液晶表示装置では、多階調表示を行った場合に階調間での応答に１００ｍｓｅｃ以上要するため、動画表示において画像が流れるという現象が発生することになる。特に駆動電圧が低い領域における階調間での応答は著しく遅くなるため、良好な動画表示を実現することができなかった。
【０００４】
そこで、従来から、液晶表示装置における高速応答化の試みが数多くなされている。高速応答の種々の液晶表示方式については、Wuらによりまとめられている（C.S. Wu and S.T. Wu, SPIE, 1665, 250 (1992)）が、動画像の表示に必要な応答特性が期待出来る方式は限られているのが現状である。
【０００５】
現在、動画表示に適した高速応答性を有する表示装置として、ＯＣＢモード液晶表示素子、強誘電性液晶表示素子、又は反強誘電性液晶表示素子を備えた液晶表示装置が有望視されている。
【０００６】
このなかで、層構造を有する強誘電性液晶表示素子及び反強誘電性液晶表示素子は、耐衝撃性が弱い、使用温度範囲が狭い、特性の温度依存性が大きい等、実用的な意味での課題が多い。そのため、現実的には、ネマティック液晶を用いるＯＣＢモード液晶表示素子が動画像表示に適した液晶表示素子として注目されている。
【０００７】
このＯＣＢモード液晶表示素子は、１９８３年J.P.Bosによりその高速性が示された。そして、その後、位相差板を備えることにより広視野角と高速応答性とを両立することができるディスプレイであることが示されたため、研究開発が活発化した。
【０００８】
図３６は、従来のＯＣＢモード液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。図３６に示すとおり、このＯＣＢモード液晶表示素子は、透明な対向電極８２がその下面に形成されている第１の第１のガラス基板８１と、透明な画素電極８７がその上面に形成されている第２のガラス基板８８とを備えている。対向電極８２の下面には第１の配向膜８３が、画素電極８７の上面には第２の配向膜８６がそれぞれ形成されており、これらの配向膜８３、８６間の空隙に液晶分子が充填されて液晶層８４が形成されている。これらの配向膜８３、８６には、液晶分子を平行且つ同一方向に配向させるべく配向処理がそれぞれなされている。なお、液晶層８４の層厚は、スペーサ８５により保持されている。
【０００９】
また、第１のガラス基板８１の上面には第１の偏光板９１が、第２のガラス基板８８の下面には第２の偏光板９２がそれぞれ設けられており、これらの偏光板９１、９２はクロスニコル（すなわち、それらの光軸が直交するよう）に配されている。さらに、この第１の偏光板９１と第１のガラス基板８１との間には第１の位相差板８９が、第２の偏光板９２と第２のガラス基板８８との間には第２の位相差板９０がそれぞれ設けられている。これらの位相差板８９、９０としては、主軸がハイブリッド配列された負の位相差板が用いられる。
【００１０】
このように構成されたＯＣＢモード液晶表示素子は、電圧印加により液晶の配向状態をスプレイ配向８４ａからベンド配向８４ｂに転移させ、このベンド配向状態により画像表示を行うことを特徴としている。このようなＯＣＢモード液晶表示素子は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード液晶表示素子等と比較して、液晶の応答速度が著しく向上するため、動画表示に適した液晶表示装置を実現することができる。また、位相差板８９、９０を設けることによって、広視野角を実現することも可能である。
【００１１】
上述したように、ＯＣＢモード液晶表示素子は、液晶がベンド配向状態である場合に画像表示を行う。そのため、初期のスプレイ配向からベンド配向への転移（以下、スプレイ−ベンド転移という）を実行する初期化処理が必要不可欠である。
【００１２】
図３７は、従来の液晶表示装置においてスプレイ−ベンド転移を行うための初期化処理を説明する図であって、（ａ）はスプレイ−ベンド転移が行われた割合の変化を示す図、（ｂ）及び（ｃ）はその初期化処理中に液晶表示素子に対して印加する電圧の波形を示す図である。
【００１３】
図３７（ａ）において、縦軸は液晶表示素子が備える液晶層において初期のスプレイ配向からベンド配向へ転移した割合を示している。また、図３７（ｂ）、（ｃ）において、縦軸は、ソース線と対向電極との電位差、ゲート線とソース線との電位差をそれぞれ示している。
【００１４】
図３７（ｂ）に示すように、初期化処理においては、ソース線と対向電極との電位差が１０Ｖ以上となるように、ソース線及び対向電極のそれぞれに対して所定の電圧を間欠的に印加する。また、図３７（ｃ）が示すように、この初期化処理の全体に亘って、ゲート線とソース線との電位差が１０Ｖ以上となるように、ゲート線及びソース線のそれぞれに対して所定の電圧を印加する。その結果、図３７（ａ）に示すように、ベンド配向へ転移した割合が段階的に増大し、初期化処理が終了したときにスプレイ−ベンド転移が完了する。
【００１５】
ところで、このスプレイ−ベンド転移の様子を観察すると、ある特定の箇所からベンド配向の核が発生し、この核が成長していくことによって転移が行われることが分かる。以下では、この核のことを転移核と呼ぶことにする。
【００１６】
かかる転移核を発生させるために、特開平１０−２０２８４号公報に、アレイ基板側の所定の位置に導電性材料からなる凸部又は凹部が形成されている液晶表示パネルが開示されている。このような構成とすることにより、凸部又は凹部上の液晶層に加わる電界強度が周囲よりも大きくなるため、転移核の発生が促され、その結果スプレイ−ベンド転移がスムーズに行われる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の液晶表示装置の場合、電界強度の大きさが十分ではないために、スプレイ−ベンド転移が確実に行われない場合があった。この場合、スプレイ配向状態の領域が局所的に残存することとなり、そこが輝点となって点欠陥のように観察されるという問題があった。
【００１８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的はスプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、対向する一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層と、前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、前記第１電極と絶縁体を介して少なくともその一部が重なるように形成されていると共に前記第１電極と前記液晶層との間に配置され、しかも前記第１電極と対向する領域内に２方向の横電界を発生可能な形状の欠落部を有している第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせ、２方向の横電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段とを備えている。
【００２０】
このような構成とすると、第１電極と第２電極との間で電位差が生じた場合、第２電極が有している欠落部の周辺の電界強度が他の領域の電界強度と比べて大きくなる。そのため、この欠落部の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、液晶層の配向状態の転移を確実に行うことが可能となる。
【００３２】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記欠落部を、前記第２電極に設けられた開口部としてもよい。
【００３３】
この場合、前記開口部の形状を、互いに交差する方向に延びている複数の直線部分を含んでいる構成としてもよい。また、前記開口部の形状を、Ｖ字状、Ｗ字状、又はＸ字状としてもよい。
【００３９】
また、本発明に係る液晶表示装置は、対向する一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記一対の基板の何れか一方に設けられた第１電極と、前記第１電極と前記液晶層との間に配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電位差を生じさせると共に、隣接する各画素電極に対して異なる極性の電圧を印加することで横方向の電界を発生させて２種類のツイスト配向領域を形成させることにより前記初期化を行う駆動手段とをさらに備え、互いに隣接する２つの前記第２電極の向かい合う端部が絶縁体を介して前記第１電極とそれぞれ重なり合っていることを特徴とする。
【００４０】
このように構成すると、液晶層の配向状態の転移を行うために第１電極と第２電極との間で電位差が生じた場合、前記隣接する第２電極の向かい合う端部間で局所的に電界強度が大きくなる。そのため、この向かい合う端部間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、液晶層の配向状態の転移が確実に行われることになる。
【００４１】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記端部のうちの一方が、前記第１電極と重なる領域内に突起を有し、その他方が、前記第１電極と重なる領域内に前記突起と対応する窪みを有するような構成としてもよい。このような構成とすると、前記突起とその突起に対応する窪みとの間に配置されている液晶分子が転移核となり、液晶層の配向状態の転移を確実に行うことができる。
【００４２】
この場合、前記突起と前記窪みとの間の距離を４μｍ以上８μｍ以下としてもよい。これにより、各第１電極間での短絡を発生させることなく、前記突起及び前記窪み間の電界強度を大きくすることができる。
【００４３】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記突起を、ノコギリ刃状に形成するようにしてもよい。
【００４４】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記一対の基板の一方を、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、互いに交差するように配列された複数のゲート線及び複数のソース線と、前記画素電極のそれぞれに対応して設けられ、前記ゲート線を介して供給される駆動信号に応じて前記画素電極と前記ソース線との間の導通／非導通を切り換える複数のスイッチング素子とを有するアレイ基板とし、前記一対の基板の他方を、前記アレイ基板に対向する対向電極を有する対向基板としてもよい。
【００４５】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記画素電極に重なり合う蓄積容量電極を有し、前記第１電極を前記蓄積容量電極とし、前記第２電極を前記画素電極としてもよい。
【００４６】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記第１電極をゲート線とし、前記第２電極を前記画素電極としてもよい。
【００４７】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記絶縁体を、カラーフィルタとしてもよく、平坦化層としてもよい。このように構成すると、カラーフィルタ又は平坦化層を、前記第１電極と第２電極との間の絶縁体として兼用することができる。
【００４８】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記第２電極の本体と前記端部との間には、その幅が前記本体及び前記端部の幅よりも小さくされた中間部を形成するようにしてもよい。
【００４９】
このように構成すると、中間部の幅及び長さを調整することによって、隣接する第２電極の向かい合う端部間において生成される蓄積容量と、その他の構成要素により生成される蓄積容量とのバランスを取ることが可能となる。
【００５０】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記第１電極が導電性の遮光膜から形成され、前記第２電極を前記対向電極としてもよい。
【００５１】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記電位差は１５Ｖ以上３２Ｖ以下であることが好ましい。
【００５２】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、隣接する各画素電極に対して異なる極性の電圧を印加するようにしてもよい。このようにいわゆるドット反転方式で電圧を印加することによって、２方向の横電界を生成することができる。そのため、左回り及び右回りの２種類のツイスト配向領域が形成される。これらのツイスト配向領域が接する箇所では弾性ひずみエネルギーが大きくなるので、よりスムーズに液晶層の配向状態の転移が行われることになる。
【００５３】
また、前記発明に係る液晶表示装置において、前記非表示状態の配向状態をスプレイ配向とし、前記表示状態の配向状態をベンド配向としてもよい。これにより、スプレイ−ベンド転移を確実に行う液晶表示装置を実現することができる。
【００５５】
また、本発明に係る液晶表示装置は、対向する一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶層とを備え、前記一対の基板の一方は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、互いに交差するように配列された複数のゲート線及び複数のソース線と、前記画素電極のそれぞれに対応して設けられ、前記ゲート線を介して供給される駆動信号に応じて前記画素電極と前記ソース線との間の導通／非導通を切り換える複数のスイッチング素子とを有するアレイ基板であり、前記一対の基板の他方は、前記アレイ基板に対向する対向電極を有する対向基板であり、前記スイッチング素子を構成するソース電極が、前記ソース線から前記ゲート線に平行な方向にかつ前記ゲート線に重なり合うように延び出していると共に前記ゲート線と前記液晶層との間にそれぞれ絶縁体を介して挟まれており、前記ゲート線に前記画素電極と前記ソース線との間を導通とする駆動信号を供給して前記ソース電極と画素電極とを同電位とすると共に、前記ソース線と前記ゲート線との間に電位差を生じさせるとともに前記対向電極と前記画素電極との間にも電位差を生じさせることにより前記初期化を行う。
【００５７】
さらに、前記発明に係る液晶表示装置において、前記ソース電極が屈曲部を有するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、アレイ基板の内面に形成された画素電極に開口部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【００６０】
図１は本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。なお、図では、便宜上、Ｘ方向を液晶表示素子の上方向とした。
【００６１】
図１に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、後述する液晶セル１０１を有している。そして、この液晶セル１０１の上面には、主軸がハイブリッド配列した負の屈折率異方性を有する光学媒体よりなる位相差フィルム（以下、単に負の位相差フィルムという）１０４ａ、負の一軸性位相差フィルム１０５ａ、正の一軸性位相差フィルム１０６、偏光板１０７ａが順に積層されている。また、液晶セル１０１の下面には、負の位相差フィルム１０４ｂ、負の一軸性位相差フィルム１０５ｂ、偏光板１０７ｂが順に積層されている。なお、２軸性位相差フィルムは、負の一軸性位相差フィルムおよび正の一軸性位相差フィルムを合わせた役割と同じ役割を有するので、液晶セルの両面にそれぞれ負の位相差フィルム１０４、２軸性位相差フィルム（図示せず）、および偏光板を順に積層してもよい。
【００６２】
図２は上述した液晶セル１０１の構成を模式的に示す平面図である。また、図３は図２のIII−III矢視断面図であり、図４はその断面図における液晶層部分の拡大図である。なお、図２では、便宜上、画素電極よりも上方に設けられている構成要素を省略している。
【００６３】
図２及び図３に示すように、液晶セル１０１は、２枚の基板、すなわち後述するようにカラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３を備えている。カラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、これらのカラーフィルタ基板１０２とアレイ基板１０３との間に形成された間隙に液晶層４が配置されている。また、この液晶層４には、図４を参照して後述するように液晶分子２０が注入されている。なお、液晶分子２０は、後述するギブス・エネルギーを大きくするために、屈折率異方性Δｎが０．２以上のシアノ系液晶材料とする。
【００６４】
カラーフィルタ基板１０２は、ガラス基板１の下面に、カラーフィルタ層２１、透明電極（対向電極）２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されている。このカラーフィルタ層２１は、赤色カラーフィルタ２１Ｒ、緑色カラーフィルタ２１Ｇ、および青色カラーフィルタ２１Ｂから構成されている。また、これらの各色のカラーフィルタの境界には、遮光膜であるブラックマトリクス２２がそれぞれ形成されている。
【００６５】
一方、アレイ基板１０３は、ガラス基板１０を有しており、このガラス基板１０の上面には、配線層１７が形成されている。この配線層１７は、互いに交差するように配列されたゲート線１２及びソース線１１と、蓄積容量電極９と、これらの電極間の導通を防止するための絶縁体とからなっている。より詳細を説明すると、蓄積容量電極９は、各ゲート線１２間の所定の位置に配されるように、ゲート線１２と平行にそれぞれ形成されている。これらのゲート線１２及び蓄積容量電極９は同一の層に形成されており、その層が最も下に位置している。そして、これらのゲート線１２及び蓄積容量電極９を覆うようにして絶縁層８が形成されている。この絶縁層８の上面にはソース線１１が形成されており、このソース線１１を覆うようにして絶縁層７が形成されている。
【００６６】
配線層１７の上面には、ゲート線１２とソース線１１とで区画された画素の領域内に位置するように画素電極６が形成されている。上述したように、蓄積容量電極９は各ゲート線１２間に配されているため、画素電極６は、絶縁層７,８を介して蓄積容量電極９と重なる領域を有している。そして、その領域内には矩形状の開口部６ａが形成されている。
【００６７】
また、画素電極６及び配線層１７を覆うようにして配向膜５が形成されている。この配向膜５及びカラーフィルタ基板１０２側に設けられた配向膜３には、液晶層４内の液晶分子を平行且つ同一方向に配向させるべく公知のラビング処理等の配向処理がそれぞれ施されている。この場合、配向処理の方向はソース線１１に平行な方向とする。
【００６８】
なお、符号１３は半導体スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）を、符号１４はそのＴＦＴ１３と画素電極６とを接続するドレイン電極をそれぞれ示している。
【００６９】
このように構成された液晶表示素子１００の初期状態において、液晶分子２０は、図４（ａ）に示すようなスプレイ配向をなしている。本実施の形態に係る液晶表示装置は、後述するように液晶表示素子１００に所定の電圧を印加することによって、液晶分子２０の配向状態を、上述したスプレイ配向から図４（ｂ）に示すようなベンド配向に転移させる。そして、このベンド配向の状態で画像表示を行う。すなわち、この液晶表示素子１００は、ＯＣＢモードの表示素子である。なお、以下では、スプレイ−ベンド転移の際に液晶表示素子１００に印加する電圧を転移電圧と呼ぶことにする。
【００７０】
図５は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２及び図３をも併せて参照すると、液晶表示素子１００は、周知のＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの表示素子であり、上述したとおり、ゲート線１２及びソース線１１がマトリクス状に配設されている。そして、この液晶表示素子１００のゲート線１２及びソース線１１をそれぞれゲートドライバ５０２及びソースドライバ５０３によって駆動し、ゲートドライバ５０２及びソースドライバ５０３を制御回路５０１によって制御するように構成されている。
【００７１】
また、液晶表示素子１００の下方にはバックライト５００が備えられている。このバックライト５００は、白色光を発光する冷陰極管等で構成されている。
【００７２】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置では、制御回路５０１が、外部から入力される映像信号５０４に応じて、ゲートドライバ５０２、ソースドライバ５０３に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、ゲートドライバ５０２がゲート線１２に走査信号電圧を印加して各画素のＴＦＴ１３を順次オンさせ、一方、ソースドライバ５０３がそのタイミングに合わせてソース線１１を通じて映像信号５０４に応じた映像信号電圧を各画素の画素電極６に順次印加する。これにより、液晶分子が変調され、バックライト５００から出射される光の透過率が変化する。その結果、観察者の目に、映像信号５０４に対応する画像が映る。
【００７３】
次に、以上のようにして構成された本実施の形態に係る液晶表示装置におけるスプレイ−ベンド転移の詳細について説明する。
【００７４】
図６は、印加電圧とギブス・エネルギーとの関係を示す図である。ここで、ギブス・エネルギーとは、電気エネルギーと弾性エネルギーとの総和をいう。
【００７５】
図６において、符号３１は液晶分子がベンド配向状態である場合の印加電圧−ギブス・エネルギー特性を示しており、また３２,３３は液晶分子がツイスト配向状態、スプレイ配向状態である場合の印加電圧−ギブス・エネルギー特性をそれぞれ示している。
【００７６】
図６に示すように、印加電圧が臨界電圧Ｖｃｒよりも低い場合においては、ベンド配向と比べてスプレイ配向の方がギブス・エネルギーが低くなっている。ここで、ギブス・エネルギーが低いということは負エネルギーが高いことを意味しているため、より安定した状態であることを示していることになる。よって、この場合では、スプレイ配向の方がベンド配向と比べてより安定した状態となっている。
【００７７】
一方、印加電圧が臨界電圧Ｖｃｒよりも高い場合においては、この関係が逆転し、スプレイ配向と比べてベンド配向の方がギブス・エネルギーが低くなっている。即ち、ベンド配向の方がスプレイ配向と比べてより安定した状態となっている。
【００７８】
したがって、比較的高い電圧を印加した場合、液晶分子はより安定した状態であるベンド配向へ転移し易くなる。そのため、局所的に電界強度が大きくなる箇所がある場合、その箇所の周辺の液晶分子がベンド配向へ転移し、この転移が他の液晶分子に波及していくことになる。即ち、そのような局所的に電界強度が大きくなる箇所の周辺に配置されている液晶分子を転移核としてスプレイ−ベンド転移が起きることになる。
【００７９】
本実施の形態に係る液晶表示装置では、画素電極６に形成された開口部６ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となる。以下、この点について説明する。
【００８０】
本実施の形態に係る液晶表示装置において、画素電極６の開口部６ａ近傍の電界分布を調べるために電界シミュレーションを実施した。具体的には、画素電極６に＋７Ｖの電圧を、蓄積容量電極９に−２５Ｖの電圧をそれぞれ印加して電界強度の変化を観察した。なお、ここでは、前記開口部６ａの形状を、幅４μｍ、長さ８μｍの長方形とした。
【００８１】
図７及び図８は、上述した電界シミュレーションの結果を示す図であって、図７は本実施の形態に係る液晶表示装置が備える任意の画素の断面の等電位線図であり、図８はその画素の平面のギブス・エネルギーの分布図である。なお、図８においては、濃色になればなるほど負エネルギーが高い（ギブス・エネルギーが低い）ことを示している。
【００８２】
図７に示すように、開口部６ａの周辺で等電位線が密となっている。これにより、この開口部６ａの周辺で電界強度が局所的に大きくなっている、即ち電界集中が発生していることが分かる。これは、上述したように、画素電極６が蓄積容量電極９と重なる領域内に開口部６ａを設けており、これらの画素電極６と蓄積容量電極９とに異なる電圧を印加しているためである。また、図８からは、開口部６ａの周辺で負エネルギーが高くなっていることが分かる。これにより、この開口部６ａの周辺でスプレイ−ベンド転移が起こり易くなっていることが確認できた。即ち、この開口部６ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となることが分かった。
【００８３】
上述したように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、各画素電極６が開口部６ａをそれぞれ有している。そのため、各画素毎に転移核が存在することになる。よって、スプレイ配向のままの画素が残存することがなく、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことが可能となる。
【００８４】
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置における転移電圧の波形及びその転移電圧を印加する方式について説明する。
【００８５】
図９は本実施の形態に係る液晶表示装置における転移電圧の波形を示す図である。本実施の形態に係る液晶表示装置では、図９に示すように、奇数列目のソース線１１Ａ、１１Ｃ…を介して各画素電極６Ａａ、６Ｃｃ…に入力される交流矩形波電圧の極性と、偶数列目のソース線１１Ｂ、１１Ｄ…を介して各画素電極６Ｂｂ、６Ｄｄ…に入力される交流矩形波電圧の極性とが逆になるようにする。
【００８６】
この場合、まず、第１行目のゲート線１２ａに駆動信号として＋１５Ｖの電圧を印加することにより第１行目の画素電極６Ａａ、６Ａｂ、６Ａｃ…のＴＦＴ１３Ａａ、１３Ａｂ、１３Ａｃ…をオンにする。これらのＴＦＴ１３Ａａ、１３Ａｂ、１３Ａｃ…がオンになったときには、図９に示すように、ソース線１１Ａ、１１Ｃ…に＋７Ｖの電圧が印加されている。従って、ソース線１１Ａ、１１Ｃ…から、ＴＦＴ１３Ａａ、１３Ａｃ…を介して＋７Ｖの電圧が画素電極６Ａａ、６Ａｃ…にそれぞれ印加される。一方、同じくＴＦＴ１３Ａａ、１３Ａｂ、１３Ａｃ…がオンになったときには、ソース線１１Ｂ、１１Ｄ…に−７Ｖの電圧が印加されている。従って、ソース線１１Ｂ、１１Ｄ…から、ＴＦＴ１３Ａｂ、１３Ａｄ…を介して−７Ｖの電圧が画素電極６Ａｂ、６Ａｄ…にそれぞれ印加される。
【００８７】
次に、第１行目のゲート線１２ａに再び−１５Ｖの電圧を印加することによって第１行目の画素電極６Ａａ、６Ａｂ、６Ａｃ…のＴＦＴ１３Ａａ、Ａｂ、Ａｃ…をオフにする。これと同時に第２行目のゲート線１２ｂに＋１５Ｖの電圧を印加することにより第２行目の画素電極６Ｂａ、６Ｂｂ、６Ｂｃ…のＴＦＴ１３Ｂａ、１３Ｂｂ、１３Ｂｃ…をオンにする。ＴＦＴ１３Ｂａ、１３Ｂｂ、１３Ｂｃ…がオンになったときには、図９に示すように、ソース線１１Ａ、１１Ｃ…に−７Ｖの電圧が印加されている。従って、ソース線１１Ａ、１１Ｃ…から、ＴＦＴ１３Ｂａ、１３Ｂｃ…を介して−７Ｖの電圧が画素電極６Ｂａ、６Ｂｃ…にそれぞれ印加される。一方、同じくＴＦＴ１３Ｂａ、１３Ｂｂ、１３Ｂｃ…がオンになったときには、ソース線１１Ｂ、１１Ｄ…に＋７Ｖの電圧が印加されている。従って、ソース線１１Ｂ、１１Ｄ…から、ＴＦＴ１３Ｂｂ、１３Ｂｄ…を介して＋７Ｖの電圧が画素電極６Ｂｂ、６Ｂｄ…にそれぞれ印加される。
【００８８】
すべてのゲート線１２について順次＋１５Ｖの電圧を印加することによって、上述したようにソース線１１から各画素電極６に交流矩形波電圧を印加すると、奇数行目・奇数列目の画素電極６Ａａ、６Ｃａ、６Ａｃ、６Ｃｃ…および偶数行目・偶数列目の画素電極６Ｂｂ、６Ｄｂ、６Ｂｄ、６Ｄｄ…には、プラスの電圧が印加される。一方、偶数行目・奇数列目の画素電極６Ｂａ、６Ｄａ、６Ｂｃ、６Ｄｃ…および奇数行目・偶数列目の画素電極６Ａｂ、６Ｃｂ、６Ａｄ、６Ｃｄ…には、マイナスの電圧が印加される。
【００８９】
そうすると、奇数行目の画素電極６Ａａ、６Ｃａ…と、偶数行目の画素電極６Ｂａ、６Ｄａ…との間だけでなく、奇数列目の画素電極６Ａａ、６Ｂａ、６Ｃａ、６Ｄａ…と偶数列目の画素電極６Ａｂ、６Ｂｂ、６Ｃｂ、６Ｄｂ…との間にもそれぞれ電界が発生する。この様子を図１１に示す。
【００９０】
上述したようにドット毎に電圧極性が反転するドット反転方式を採用した場合、図１１に示すように、各画素毎に横方向（基板に平行な方向）の電界（以下、横電界）が発生することになり、しかもその横電界の方向が矢符１１０（ソース線１１の長さ方向）及び矢符１２０（ゲート線１２の長さ方向）の２方向となる。そのため、左回り及び右回りの２種類のツイスト配向領域が形成される。そして、これらのツイスト配向領域が接する箇所では弾性ひずみエネルギーが大きくなり、その結果負エネルギーが大きくなる。これにより、よりスムーズにスプレイ−ベンド転移が行われることになる。
【００９１】
また、上述したようにして画素電極６に対して電圧が印加されてる一方で、図９に示すように、対向電極２及び蓄積容量電極９のそれぞれに対して、−２５Ｖの電圧を１秒間印加する。
【００９２】
このような転移電圧を印加することによって、液晶表示素子１００の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、画素電極６は蓄積容量電極９と絶縁体を介して重なっている領域内に開口部６ａを有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなると、開口部６ａの周辺で強い電界集中が発生する。その結果、各画素電極６が有する開口部６ａの周辺に配置されている液晶分子を転移核としてスプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる。
【００９３】
なお、対向電極２と蓄積容量電極９とは構造的に短絡させるようにしてあってもよい。また、ゲート線１２に対しては、必ずしもライン毎に順次印加しなければならないわけではなく、初期化処理の間、ゲートオン電位を印加し続けるようにしてもよい。
【００９４】
また、上述したように、対向電極２、画素電極６には−２５Ｖ、±７Ｖの電圧がそれぞれ印加されるため、これらの対向電極２と画素電極６との間には最大で３２Ｖの電位差が生じることになるが、本発明はこの値に限定されるわけではなく、転移核を発生させるために十分な値であればよいことは言うまでもない。具体的には、１０Ｖ以上３５Ｖ以下程度であり、好ましくは１５Ｖ以上３２Ｖ以下程度である。
【００９５】
また、図１０に示すような波形の転移電圧を用いるようにしてもよい。即ち、図９に示した場合と異なり、ソース線１１を０Ｖの電位に保つことによって画素電極６には電圧を印加せず、対向電極２及び蓄積容量電極９に対して−２５Ｖの電圧を１秒間印加するようにしてもよい。この場合でも、図９に示した波形の転移電圧を用いる場合と同様にスプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる。
【００９６】
ところで、上述したような転移電圧を印加する前に、液晶層４、即ち画素電極６と対向電極２との間に電圧が印加されている場合、液晶分子の配列が非対称となっているスプレイ配向状態が形成されるために、スプレイ−ベンド転移がスムーズに行われないことがある。そのため、転移電圧を印加する直前には、画素電極６と対向電極２との間に電圧を印加しないようにすることが望ましい。これにより、液晶層４に電圧が印加されず、液晶の分子配列を対称なスプレイ配向状態に保つことができるため、よりスムーズにベンド配向状態へ転移させることができるようになる。
【００９７】
なお、上述したようなドット反転方式ではなく、図１２に示すように、ライン毎に電圧極性が反転するようなライン反転方式で転移電圧を印加するようにしてもよい。この場合、発生する横電界は１方向（矢符１１０）のみであるが、その横電界による作用によってスプレイ−ベンド転移が促されることになる。
【００９８】
ところで、上述したように、本実施の形態に係る液晶表示装置においては、画素電極６の開口部６ａの形状を矩形としているが、これに限定されるわけではなく、以下に示すような形状であってもよい。
【００９９】
図１３から図１６までは、画素電極６の開口部６ａの形状のその他の例を示すための平面図である。図１３に示す画素電極６の開口部６ａは、２本の直線部分で構成されており、それらの直線部分はソース線１１は互いに交差する方向に延びるように配されている。そして、これらの直線部分の一端がそれぞれ交わることにより、倒立Ｖ字状となっている。このような形状とすることによって、２方向の横電界を発生させることが可能となるため、左回り及び右回りの２種類のツイスト配向領域が形成される。その結果、これらのツイスト配向領域が接する箇所では弾性ひずみエネルギーが大きくなり、負エネルギーが大きくなる。このように、局所的に負エネルギーを大きくすることによって、この開口部６ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となるため、スムーズにスプレイ−ベンド転移が行われることになる。
【０１００】
なお、このように倒立Ｖ字状ではなく、Ｖ字状等、この倒立Ｖ字を９０度単位で回転させたような形状であってもよい。その場合でも同様に２種類のツイスト配向領域を形成することができる。
【０１０１】
また、図１４に示す画素電極６の開口部６ａは、上述した倒立Ｖ字が２つ連なって構成されている。そのため、図１４に示すように、倒立Ｗ字状となっている。この場合でも倒立Ｖ字状の場合と同様に２種類のツイスト配向領域を形成することができる。
【０１０２】
なお、このように倒立Ｗ字状ではなく、この倒立Ｗ字を９０度単位で回転させたような形状であってもよいことは言うまでもない。また、倒立Ｖ字が３つ以上連なるような形状であってもよい。
【０１０３】
また、図１５に示す画素電極６の開口部６ａは、図１３に示す場合と同様に２本の直線部分で構成されているが、それらの中心部が交差するように配されているため、Ｘ字状となっている。この場合でも倒立Ｖ字状の場合と同様に２種類のツイスト配向領域を形成することができる。
【０１０４】
さらに、図１６に示す画素電極６の開口部６ａは、菱形状となっている。なお、この菱形以外にも、例えば三角形、平行四辺形等の他の多角形としてもよい。この場合でも倒立Ｖ字状の場合と同様に２種類のツイスト配向領域を形成することができる。
【０１０５】
上述したように画素電極６の開口部６ａは種々の形状とすることが可能であり、その幅の大きさも一意には定まらない。しかしながら、より強い電界集中を発生させるために、その幅は比較的小さいことが望ましい。具体的には、幅が４μｍ以下の部分を有していることが望ましい。
【０１０６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、平坦化層１８を設けた液晶表示装置の例である。
【０１０７】
図２に示したように、実施の形態１に係る液晶表示装置においては、各画素電極６間にソース線１１が配されており、そのソース線１１の厚みに対応して第１絶縁層７の一部が各画素電極６間で凸部を形成している。そのため、各画素電極６間の距離はその凸部の幅以上としなければならず、その結果開口率が低くなるという問題がある。そこで、本実施の形態では、以下に説明するような平坦化層１８を設けている。
【０１０８】
図１７は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。図１７に示すように、第１絶縁層７の表面を覆うようにしてアクリル系レジスト等の樹脂材料からなる平坦化層１８が形成され、この平坦化層１８上に画素電極６が形成されている。
【０１０９】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
このように平坦化層１８を設けることにより、各画素電極６間の距離を短くすることが可能となる。これにより、高開口率化を図ることができるため、低消費電力で、しかも十分に明るい表示を実現することできる。
【０１１１】
また、かかる平坦化層１８は、画素電極６と蓄積容量電極９との間の絶縁体としても機能することになる。即ち、この平坦化層１８は、凹凸のある層を平坦化させるという通常の用途のみならず、画素電極６と蓄積容量電極９との間の絶縁体としての用途を兼ねている。
【０１１２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、カラーフィルタ層をアレイ基板側に形成した液晶表示装置の例である。
【０１１３】
図１８は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。図１８に示すように、各色のカラーフィルタ２１Ｒ,２１Ｇ,２１Ｂと、それらのカラーフィルタ間に形成されたブラックマトリックス２２とで構成されるカラーフィルタ層２１が、アレイ基板１０３側に設けられている絶縁層７上に形成されている。
【０１１４】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１１５】
このような構成とすることにより、カラーフィルタ層２１が、画素電極６と蓄積容量電極９との間の絶縁体として機能することになる。即ち、このカラーフィルタ層２１は、カラー表示を行うためのフィルタとしての通常の用途のみならず、画素電極６と蓄積容量電極９との間の絶縁体としての用途を兼ねている。
【０１１６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、アレイ基板の内面に形成された画素電極及びソース線に開口部をそれぞれ設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１１７】
図１９は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す平面図である。図１９に示すように、画素電極６の両端部の一部が、ゲート線１２と重なるようにそのゲート線１２に向かってそれぞれ突出している。そして、その突出した部分のゲート線１２と重なる領域内に矩形状の開口部６ａをそれぞれ設けている。また、これらの開口部６ａ以外にも、画素電極６は、実施の形態１の場合と同様に、蓄積容量電極９と重なる領域内に矩形状の開口部６ａを設けている。なお、画素電極６とゲート線１２及び蓄積容量電極９とは、実施の形態１の場合と同様にして絶縁層を介して重なっている。
【０１１８】
また、ソース線１１は、絶縁層を介してゲート線１２と重なっており、その重なっている領域内に矩形状の開口部１１ａを設けている。
【０１１９】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、画素電極６はゲート線１２及び蓄積容量電極９と絶縁体を介して重なる領域内に開口部６ａをそれぞれ有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなると、各開口部６ａの周辺で強い電界集中が発生する。その結果、それらの開口部６ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となってスプレイ−ベンド転移がスムーズに行われることになる。
【０１２１】
また、同様にしてソース線１１とゲート線１２とに対して転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、ソース線１１はゲート線１２と絶縁体を介して重なる領域内に開口部１１ａを有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなると、各開口部１１ａの周辺で電界集中が発生する。その結果、それらの開口部１１ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となってスプレイ−ベンド転移がスムーズに行われることになる。
【０１２２】
なお、上述した開口部６ａ及び開口部１１ａの幅は実施の形態１の場合と同様に４μｍ以下とする。これにより、より強力な集中電界を発生させることができる。また、開口部６ａ及び開口部１１ａは矩形状でなくてもよく、図１２から図１５までに示したような形状であってもよいことは言うまでもない。
【０１２３】
このように、本実施の形態では画素電極６が複数の開口部６ａを有し、またソース線１１も開口部１１ａを有している。そして、これらの開口部６ａ及び開口部１１ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となるため、実施の形態１の場合と比べて、転移核の数が増えている。そのため、実施の形態１の場合よりもより確実にスプレイ−ベンド転移を行うことが可能となる。
【０１２４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、アレイ基板の内面に形成された画素電極に切り欠き部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１２５】
図２０は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す平面図である。図２０に示すように、実施の形態４の場合と同様にして、画素電極６の両端部の一部が、ゲート線１２と重なるようにそのゲート線１２に向かってそれぞれ突出している。そして、その突出した部分のゲート線１２と重なる領域内に複数の切り欠き部６ｂを設けている。そのため、その突出した部分は櫛状に形成されている。これらの切り欠き部６ｂの幅は４μｍ以下とする。
【０１２６】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１２７】
このような構成とすることにより、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、画素電極６はゲート線１２と絶縁体を介して重なる領域内に切り欠き部６ｂを有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなると、各切り欠き部６ｂの周辺で電界集中が発生する。そのため、これらの切り欠き部６ｂの周辺に配置されている液晶分子が転移核となって、スプレイ−ベンド転移がスムーズに行われることになる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、画素電極６は、蓄積容量電極９と重なる領域内に開口部を設けていないが、そのような開口部が設けてあってもよいことは言うまでもない。また、実施の形態４の場合と同様にして、ソース線１１がゲート線１２と重なる領域内に開口部を設けるようにしてもよい。
【０１２９】
また、本実施の形態では、画素電極６の端部に複数の切り欠き部６ｂが形成されているが、この切り欠き部の数が１つであってもよい。
【０１３０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、アレイ基板の内面に形成された蓄積容量電極及びゲート線に切り欠き部をそれぞれ設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１３１】
図２１は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す平面図である。また、図２２は、図２０のＸＸII−ＸＸII矢視断面図である。なお、図２２では、便宜上、蓄積容量電極よりも上方に設けられている構成要素を省略している。
【０１３２】
図２１及び図２２に示すように、液晶セル１０１は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されているカラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３を備えている。なお、このカラーフィルタ基板１０２の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
アレイ基板１０３は、ガラス基板１０を有している。ガラス基板１０の上面には、画素電極６が形成されており、その画素電極６を覆うようにして絶縁層１９が形成されている。
【０１３４】
また、かかる絶縁層１９の上面には、配線層２５が形成されている。この配線層２５は、互いに交差するように配列されたゲート線１２及びソース線１１と、蓄積容量電極９と、これらの電極間の導通を防止するための絶縁体とからなっている。より詳細を説明すると、ソース線１１が前記絶縁層１９上に形成されており、このソース線１１を覆うように絶縁層７が形成されている。また、この絶縁層７上にゲート線１２及び蓄積容量電極９が形成されており、これらのゲート線１２及び蓄積容量電極９を覆うようにして配向膜５が形成されている。
【０１３５】
実施の形態１の場合と同様に、蓄積容量電極９は各ゲート線１２間に配されている。また、画素電極６は、ゲート線１２とソース線１１とで区画された画素の領域内に配されている。そのため、蓄積容量電極９は、絶縁層７,１９を介して画素電極６と重なる領域を有している。そして、その領域内には複数の切り欠き部９ｂが形成されている。
【０１３６】
上述した画素電極６の両端部の一部は、ゲート線１２と重なるようにそのゲート線１２に向かってそれぞれ突出している。そして、ゲート線１２は、上述した画素電極６の突出部分と重なる領域内に複数の切り欠き部１２ｂを設けている。
【０１３７】
上述した切り欠き部９ｂ,１２ｂのそれぞれの幅は、実施の形態１の場合と同様に４μｍ以下とする。
【０１３８】
なお、その他の構成については、実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１３９】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、蓄積容量電極９は画素電極６と絶縁体を介して重なっている領域内に切り欠き部９ｂを有し、またゲート線１２は同じく重なっている領域内に切り欠き部１２ｂを有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなると、切り欠き部９ｂ、１２ｂの周辺で強い電界集中が発生する。その結果、スプレイ−ベンド転移が確実に行われ、点欠陥のない良好な画層表示を実現することができる。
【０１４０】
なお、本実施の形態ではゲート線１２及び蓄積容量電極９が、画素電極６と重なる領域内にのみ切り欠き部を設けているが、ソース線１１と重なる領域内に同様の切り欠き部を設けるようにしてもよい。また、それらの切り欠き部の代わりに開口部を設けるようにしてもよい。
【０１４１】
（実施の形態７）
実施の形態１から実施の形態６までは、アレイ基板の内面に形成された電極に開口部又は切り欠き部を設ける構成であった。これに対し、本発明の実施の形態５は、対向基板（カラーフィルタ基板）の内面に形成された補助電極に開口部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１４２】
図２３は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成を模式的に示す断面図である。図２３に示すように、液晶セル１０１は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されているカラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３を備えている。なお、このアレイ基板１０３の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１４３】
カラーフィルタ基板１０２の内面に形成された対向電極２の下面には、絶縁層５２を介して補助電極５１が形成されている。この補助電極５１は、アレイ基板１０３の内面に形成された画素電極６と略同一の形状をしており、その画素電極６と同様にして、ゲート線及びソース線１１とで区画された各画素の領域内に位置するように配されている。また、これらの補助電極５１及び絶縁層５２を覆うようにして配向膜３が形成されている。
【０１４４】
上述したとおり、補助電極５１は画素電極６と略同一の形状をしており、その中央付近に幅が４μｍ以下の矩形状の開口部５１ａが形成されている。補助電極５１の全面は対向電極２と重なっているため、この開口部５１ａは当然のことながら対向電極２と重なる領域内に形成されている。かかる開口部５１ａの形状は矩形に限定されるわけではなく、図１２から図１５までに示したような形状等であってもよいことは実施の形態１で説明したとおりである。
【０１４５】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１４６】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、補助電極５１は対向電極２と絶縁体を介して重なる領域内に開口部５１ａを有しているので、このように液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなり、しかも補助電極５１に対して対向電極２とは異なる電圧が印加されると、各開口部５１ａの周辺で強い電界集中が発生する。その結果、それらの開口部５１ａの周辺に配置されている液晶分子が転移核となってスプレイ−ベンド転移がスムーズに行われることになる。
【０１４７】
上述したように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、各補助電極５１が画素毎に設けられているため、各画素毎に転移核が存在することになる。よって、スプレイ配向のままの画素が残存することがなく、良好な画像表示を実現することができる。
【０１４８】
また、このように対向基板（カラーフィルタ基板）側に転移核を発生させることによって、アレイ基板側にのみ転移核を発生させる場合と比べて、より多くの転移核が存在することになる。よって、スプレイ−ベンド転移の確実性がより一層増大する。
【０１４９】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８は、アレイ基板と対向基板との対向部分に突起を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１５０】
図２４は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の半導体スイッチング素子（ＴＦＴ）部分の主要な構成を模式的に示す断面図である。図２４に示すように、液晶セル１０１は、スペーサ６１を介して対向して配置されているカラーフィルタ基板１０２及び半導体スイッチング素子であるＴＦＴ１３を有するアレイ基板１０３を備えている。
【０１５１】
アレイ基板１０３は、ガラス基板１０を有している。このガラス基板１０の上面には、ゲート線１２が形成され、このゲート線１２を覆うように絶縁層６５が形成されている。また、絶縁層６５の上面にはＴＦＴ１３及び画素電極６が形成されている。
【０１５２】
かかるＴＦＴ１３は、ゲート線１２の位置に対応して配設されており、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる活性半導体層６４上に、この活性半導体層６４とソース電極１１１及びドレイン電極１４とを電気に接続するためのＮ+ａ−Ｓｉ層６３を形成することにより構成されている。ここで、ソース電極１１１とは、ソース線と接続され、そのソース線から信号電圧が供給される電極である。なお、このＴＦＴ１３は保護膜６２により保護されている。
【０１５３】
一方、カラーフィルタ基板１０２は、ガラス基板１、カラーフィルタ層２１、透明電極（対向電極）２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されている。なお、カラーフィルタ層２１は、赤、緑、青色の各色のカラーフィルタ及びそれらのカラーフィルタの境界に設けられるブラックマトリクスで構成される。
【０１５４】
上述した対向電極２の下面のＴＦＴ１３に対向する位置には、アレイ基板１０３側に向かって突出した凸部６６が形成されている。なお、この凸部６６は、例えばエポキシ系の感光性樹脂などを用いて適宜の大きさに形成される。かかる凸部６６とＴＦＴ１３とが形成された位置におけるセルギャップ４ｂの厚みは、これらが形成されていない位置におけるセルギャップ４ａの厚みと比べて小さくなる。
【０１５５】
以上のように構成された本発明に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、セルギャップ４ｂの周辺で集中電界が発生する。そのため、このセルギャップ４ｂの周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。よって、点欠陥のない高品質の液晶表示装置を実現することができる。
【０１５６】
なお、本実施の形態では、カラーフィルタ基板１０２が備える凸部６６とアレイ基板１０３が備えるＴＦＴ１３とを用いて、より狭いセルギャップ空間を形成しているが、このような構成に限定されるわけではない。即ち、例えばアレイ基板１０３にＴＦＴ１３とは別の凸部を設け、カラーフィルタ基板１０２の前記凸部と対向する位置に同じく凸部を設けることによって、より狭いセルギャップ空間を形成するような構成であってもよい。
【０１５７】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９は、アレイ基板の内面に形成された隣接する画素電極の対向する端部のそれぞれに切り欠き部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１５８】
図２５は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。なお、以下では、便宜上、画素電極６のうちの一つの画素電極６Ａ及びその画素電極６Ａとソース線１１の長さ方向において隣接する画素電極６Ｂとを用いて説明する。
【０１５９】
図２５に示すように、画素電極６Ａは、一端がゲート線１２と重なるように配されており、その一端にはソース線１１の長さ方向に突出した複数の突起６ｃが形成されている。また、この突起６ｃが設けられている端部と対向する画素電極６Ｂの端部は、ゲート線１２と重なるようにゲート線１２に向かって突出している。そして、その突出した部分のゲート線１２と重なる領域内に、上述した複数の突起６ｃと対応する窪み６ｄが形成されている。
【０１６０】
なお、画素電極６とゲート線１２とは、実施の形態１の場合と同様にして絶縁層を介して重なっている。
【０１６１】
また、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１６２】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、液晶表示素子の厚み方向における電位差が大きくなる。上述したように、突起６ｃ及びその突起６ｃと対応する窪み６ｄはゲート線１２と重なるように設けられているので、これらの突起６ｃ及びその突起６ｃと対応する窪み６ｄ間の周辺で集中電界が発生する。そのため、この突起６ｃ及び窪み６ｄ間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。よって、点欠陥のない高品質の液晶表示装置を実現することができる。
【０１６３】
また、本実施の形態９においては、隣接する２つの画素電極６Ａ、６Ｂにそれぞれ印加される電圧の極性を逆にすれば（すなわち、画素電極６Ａにプラスの極性の電圧が印加される場合には、画素電極６Ｂにはマイナスの極性の電圧が印加されるようにすれば）、矢符１１０および矢符１２０で示すように、隣接する２つの画素電極６Ａ、６Ｂの間で矢符１１０および１２０により示されるように、平面視において２方向の横電界が発生する。図１１に関する説明と同様に、このようにすれば隣接する２つの画素電極６Ａ、６Ｂの間で液晶分子の弾性ひずみエネルギーが大きくなり、その結果負エネルギーが大きくなる。これにより、よりスムーズにスプレイ−ベンド転移が行われることになる。
【０１６４】
なお、上述したように突起６ｃ及び窪み６ｄ間の周辺で電界集中が発生するが、その電界集中をより強くするためには、これら突起６ｃと窪み６ｄとの間の距離６ｅは短ければ短いほどよい。しかしながら、その距離６ｅが短すぎると、各画素電極６間で短絡が発生するおそれがあるため、実際には一定の制約が存在する。具体的には、突起６ｃと窪み６ｄとの間の距離６ｅを４μｍ以上８μｍ以下程度にすることが望ましい。
【０１６５】
また、実施の形態２の場合と同様に平坦化層を設けるようにしてもよく、実施の形態３の場合と同様にカラーフィルタ層をアレイ基板側に設けるようにしてもよい。
【０１６６】
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０は、実施の形態９の場合と異なり、画素電極の本体と端部との間に中間部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１６７】
図２６は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。なお、以下では、便宜上、画素電極６のうちの一つの画素電極６Ａ及びその画素電極６Ａとソース線１１の長さ方向において隣接する画素電極６Ｂとを用いて説明する。
【０１６８】
図２５に示すように、画素電極６Ａは、一端が蓄積容量電極９と重なるように配されており、その一端にはソース線１１の長さ方向に突出した複数の突起６ｃが形成されている。また、この突起６ｃが設けられている端部と対向する画素電極６Ｂの端部は、蓄積容量電極９と重なるように蓄積容量電極９に向かって突出している。そして、その突出した部分の蓄積容量電極９と重なる領域内に、上述した複数の突起６ｃと対応する窪み６ｄが形成されている。
【０１６９】
なお、画素電極６と蓄積容量電極９とは、実施の形態１の場合と同様にして絶縁層を介して重なっている。
【０１７０】
また、画素電極６は、その画素電極の本体、端部、及びこれらの本体と端部との間に設けられた中間部６０１で構成されている。この中間部６０１の幅６ｆは、画素電極６の本体及び端部の幅よりも小さく、具体的には１０μｍとした。
【０１７１】
なお、その他の構成については実施の形態９の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１７２】
ところで、各画素電極６の端部に形成された突起６ｃと窪み６ｄとの間で形成される蓄積容量は、上述した中間部６０１の幅及び長さによって変化する。そのため、各画素内に形成される蓄積容量の多少に応じて中間部６０１の幅及び長さを調整することによって、突起６ｃと窪み６ｄとの間で生成される蓄積容量とその他の構成要素により生成される蓄積容量とのバランスを取ることが可能となる。
【０１７３】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、実施の形態９の場合と同様にして突起６ｃ及びその突起６ｃと対応する窪み６ｄの間の周辺で集中電界が発生する。そのため、この突起６ｃ及び窪み６ｄ間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。よって、点欠陥のない高品質の液晶表示装置を実現することができる。
【０１７４】
（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１は、対向基板の内面に形成された対向電極に開口部を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１７５】
図２７は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成を模式的に示す平面図である。また、図２８は、図２７のＸＸＶIII−ＸＸＶIII矢視断面図である。なお、図２７では、ブラックマトリックス２２と対向電極２との位置関係のみを示しており、その他の構成については省略している。
【０１７６】
図２７及び図２８に示すように、液晶セル１０１は、スペーサ（図示せず）を介して対向して配置されているカラーフィルタ基板１０２及びアレイ基板１０３を備えている。なお、このアレイ基板１０３の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【０１７７】
カラーフィルタ基板１０２はガラス基板１を有している。このガラス基板１の下面には、カラーフィルタ層２１が形成されている。具体的には、赤色カラーフィルタ２１Ｒ、緑色カラーフィルタ２１Ｇ、および青色カラーフィルタ２１Ｂが形成されており、各色のカラーフィルタの境界には、導電性のブラックマトリクス２３がそれぞれ形成されている。
【０１７８】
また、このカラーフィルタ層２１の下面には、対向電極２及び配向膜３が積層形成されている。ここで、この対向電極２は、画素列毎に電圧を印加することができるように画素列毎に分割されており、各対向電極２間が導電性のブラックマトリックス２３と重なるように配設されている。以下では、便宜上、対向電極２のうちの一つの対向電極２Ａ及びその対向電極２Ａとゲート線（図示せず）の長さ方向において隣接する対向電極２Ｂとを用いて説明する。
【０１７９】
対向電極２Ａは、各画素毎に、その一部が対向電極２Ｂ側に向かってそれぞれ突出している。そして、それらの突出部分が、実施の形態１０における画素電極６の端部と同様な形状をしている。即ち、前記突出部分はゲート線の長さ方向に突出した複数の突起２ｃを有している。また、この突起２ｃが設けられている突出部分と対向するようにして、電極２Ｂは、各画素毎に、その一部が対向電極２Ａ側に向かってそれぞれ突出している。そして、それらの突出部分が、前記突起２ｃと対応する窪み２ｄを有している。また、これらの突出部分と対向電極２Ａ,２Ｂの本体とは中間部２０１でそれぞれ接続されている。
【０１８０】
なお、本実施の形態では、カラーフィルタ層２１が、対向電極２とブラックマトリックス２３との間の絶縁体として機能している。
【０１８１】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加され、しかもブラックマトリックス２３に対して対向電極２とは異なる転移電圧が印加された場合、突起２ｃ及びその突起２ｃと対応する窪み２ｄ間の周辺で集中電界が発生する。そのため、この突起２ｃ及び窪み２ｄ間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。よって、点欠陥のない高品質の液晶表示装置を実現することができる。
【０１８２】
また、このように対向基板（カラーフィルタ基板）側に転移核を発生させることによって、アレイ基板側にのみ転移核を発生させる場合と比べて、より多くの転移核が存在することになる。よって、スプレイ−ベンド転移の確実性がより一層増大する。
【０１８３】
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２は、画素電極の端部の形状が実施の形態１０の場合と異なる液晶表示装置の例である。
【０１８４】
図２９は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。図２８に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置においても、実施の形態１０の場合と同様に、画素電極６が本体、端部、及びこれらの本体と端部との間の中間部６０１で構成されており、その中間部６０１の幅は本体及び端部の幅よりも小さくされている。なお、以下では、便宜上、画素電極６のうちの一つの画素電極６Ａ及びその画素電極６Ａとソース線１１の長さ方向において隣接する画素電極６Ｂとを用いて説明する。
【０１８５】
画素電極６Ａは、一端が蓄積容量電極９と重なるように配されており、その一端にはソース線１１の長さ方向に突出した複数の突起６ｃが形成されている。これらの突起６ｃは、ノコギリ刃状に形成されており、その突起６ｃの長辺６ｇ及び短辺６ｈの延びる方向がゲート線１２の長さ方向に対して所定の角度傾斜するように配されている。
【０１８６】
また、この突起６ｃが設けられている端部と対向する画素電極６Ｂの端部は、蓄積容量電極９と重なるように蓄積容量電極９に向かって突出している。そして、その突出した部分の蓄積容量電極９と重なる領域内に、上述した複数の突起６ｃと対応する窪み６ｄが形成されている。
【０１８７】
なお、画素電極６と蓄積容量電極９とは、実施の形態１の場合と同様にして絶縁層を介して重なっている。
【０１８８】
また、その他の構成については実施の形態９の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１８９】
ところで、画素電極６Ａの端部に形成される突起６ｃの長辺６ｇ又は短辺６ｈの延びる方向と、配向膜に対して施す配向処理の方向とが同一となる場合、液晶層に最も強い電界が生じることになる。そこで、その長辺６ｇ又は短辺６ｈが延びる方向を、配向膜に対して施す配向処理の方向に合わせることが望ましい。これにより、より強い電界集中を発生させることができ、その結果スプレイ−ベンド転移をより確実に行うことができる。
【０１９０】
なお、表示画面の位置によって視野角特性を異ならせることにより、全体として良好な画像表示を実現させる場合がある。このような場合、その表示画面の位置によって配向処理の方向を変化させることにより視野角特性を異ならせることが多い。したがって、このような場合であれば、例えば画素によって前記突起６ｃの長辺６ｇ又は短辺６ｈの延びる方向を変化させることにより、配向処理の方向の変化に対応するようにしてもよい。
【０１９１】
（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３は、画素電極の端部の形状が実施の形態１０の場合と異なる液晶表示装置の例である。
【０１９２】
図３０は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。図３０に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置においても、実施の形態８の場合と同様に、画素電極６が本体、端部、及びそれらの本体と端部との間の中間部６０１で構成されており、その中間部６０１の幅は本体及び端部の幅よりも小さくされている。なお、以下では、便宜上、画素電極６のうちの一つの画素電極６Ａ及びその画素電極６Ａとソース線１１の長さ方向において隣接する画素電極６Ｂとを用いて説明する。
【０１９３】
画素電極６Ａは、蓄積容量電極９に向かってそれぞれ突出しており、その突出部分が蓄積容量電極９と重なるようにそれぞれ配されている。そして、その両端部の一方には、蓄積容量電極９と重なる領域内に、該蓄積容量電極９の長さ方向に突出する複数の突起６０ａが形成されている。
【０１９４】
また、この突起６０ａが設けられている端部と対向する画素電極６Ｂの端部は、蓄積容量電極９と重なるように蓄積容量電極９に向かって突出している。そして、その突出した部分の蓄積容量電極９と重なる領域内に、上述した複数の突起６０ａと対応する窪み６０ｂが形成されている。
【０１９５】
なお、画素電極６と蓄積容量電極９とは、実施の形態１の場合と同様にして絶縁層を介して重なっている。
【０１９６】
また、その他の構成については実施の形態９の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１９７】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、実施の形態１で説明したような転移電圧が印加された場合、実施の形態９の場合と同様にして突起６０ａ及びその突起６０ａと対応する窪み６０ｂの間の周辺で集中電界が発生する。そのため、この突起６０ａ及び窪み６０ｂ間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。よって、点欠陥のない高品質の液晶表示装置を実現することができる。
【０１９８】
（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４は、フィールドシーケンシャルカラー方式であってスプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。
【０１９９】
図３１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図３１に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示素子１００と、その液晶表示素子１００の下方に配置されたバックライト７０とを備えている。ここで、この液晶表示素子１００は、実施の形態１から実施の形態１３までの何れかで説明した表示素子である。
【０２００】
また、バックライト７０は、透明な矩形の合成樹脂板からなる導光板７２と、該導光板７２の一の端面７２ａ近傍に該端面７２ａに臨んで配置された光源７１と、導光板７２の下方に配置された反射板７３と、導光板７２の上面に設けられた拡散シート７４とを含んで構成されている。
【０２０１】
上述した光源７１は、赤、緑、青の３原色の各色を発光するＬＥＤが順次的に反復して配列されているＬＥＤアレイである。
【０２０２】
以上のように構成されたバックライト７０では、光源７１から発せられた光が端面７２ａから導光板７２に入射する。この入射した光は、導光板７２の内部で多重散乱してその上面の全面から出射する。この際、導光板７２の下に漏れて反射板７３に入射した光は、反射板７３で反射されて導光板７２内に戻される。そして、導光板７２から出射した光は拡散シート７４で拡散され、その拡散された光が液晶表示素子１００に入射する。これにより、液晶表示素子１００の全体に赤、緑又は青の光が均一に照射される。
【０２０３】
このように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置では、バックライト７０の光源であるＬＥＤを所定の周期で赤、緑、青の順に順次発光させるように、制御回路（図示せず）がバックライト７０に制御信号を出力する。また、その発光と同期して表示を行うために、同じく制御回路が、外部から入力される画像信号に応じて、ゲートドライバ（図示せず）及びソースドライバ（図示せず）に制御信号をそれぞれ出力する。その結果、ゲートドライバがゲート線に走査信号電圧を印加して各画素のＴＦＴを順次オンさせ、一方、ソースドライバがそのタイミングに合わせてソース線を通じて画像信号電圧を各画素の画素電極に順次印加する。これにより、液晶分子が変調され、バックライト７０から出射される光の透過率が変化して、この液晶表示装置を観察する人の目に画像信号に対応する画像が映ることになる。
【０２０４】
上述したとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、いわゆるフィールドシーケンシャルカラー方式の装置である。フィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置の場合、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分けて表示を行うので、液晶表示素子の応答速度が遅いと良好な画像表示を得ることができない。この点、本実施の形態に係る液晶表示装置の場合、高速応答が可能なＯＣＢ型の液晶表示素子１００を備えているので、フィールドシーケンシャルカラー方式で良好な画像表示を実現することができる。
【０２０５】
また、実施の形態１から実施の形態１３までに示された液晶表示素子は、上述したようにスプレイ−ベンド転移を確実に行うことが可能である。そのため、本実施の形態に係る液晶表示装置では、点欠陥もなく良好な画像表示を得ることができる。
【０２０６】
（実施の形態１５）
本発明の実施の形態１５は、ゲート線と重なるようにソース電極を設けることによって、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる液晶表示装置の例である。なお、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成については、図３２を参照して後述する画素の構成以外は実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【０２０７】
図３２は、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える画素の構成の一例を模式的に示す平面図である。図３２に示すように、ソース線１１と接続され、そのソース線１１から信号電圧が供給されるソース電極１１１が設けられている。このソース電極１１１はゲート線１２の長さ方向と平行に伸び出しており、絶縁体（図示せず）を介してゲート線１２と重なり合うようにして設けられている。このソース電極１１１に供給された信号電圧は、ドレイン電極を介して画素電極６に供給される。なお、ソース線１１の上方には液晶層（図示せず）が配置されている。したがって、ソース電極１１１は、ゲート線１２と液晶層との間に挟まれるようにして設けられている。
【０２０８】
上述したソース電極１１１は、ゲート線１２と重なる領域内に屈曲部を有している。このような構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、後述するような転移電圧が印加された場合、ソース電極１１１が有する屈曲部と画素電極６との間の周辺で集中電界が発生する。そのため、この屈曲部と画素電極６との間の周辺に配置されている液晶分子が転移核となり、スプレイ−ベンド転移が確実に行われる。
【０２０９】
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置における転移電圧の波形及びその転移電圧を印加する方式について説明する。
【０２１０】
図３３は本実施の形態に係る液晶表示装置における転移電圧の波形を示す図である。本実施の形態に係る液晶表示装置では、図３３に示すように、各ゲート線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…に対してゲートオン電位である＋１５Ｖを１秒間印加する。また、対向電極２に対しては、＋２５Ｖの電圧を同じく１秒間印加する。そして、その間、電圧値±７Ｖ、周波数３０Ｈｚ（フィールド周波数）、デューティ比５０％の交流矩形波の電圧をソース線１１に印加する。より具体的には、実施の形態１の場合と同様に、奇数列目のソース線１１Ａ、１１Ｃ…を介して各画素電極６Ａａ、６Ｃｃ…に入力される交流矩形波電圧の極性と、偶数列目のソース線１１Ｂ、１１Ｄ…を介して各画素電極６Ｂｂ、６Ｄｄ…に入力される交流矩形波電圧の極性とが逆になるように、ソース線１１に対して電圧を印加する。
【０２１１】
このようにして転移電圧を印加した場合、比較的大型の液晶表示装置であっても均一にスプレイ−ベンド転移を行うことができた。これは液晶に印加される電圧が交流であるため、不安定な「擾乱」状態が生じ、その結果均一性が高まったためと考えられる。なお、ここではフィールド周波数を３０Ｈｚとしているが、これに限られるわけではない。本発明者等の検討によればその周波数は１ｋＨｚ以下であることが望ましかった。
【０２１２】
また、図３４に示すような波形の転移電圧を用いるようにしてもよい。即ち、図３３に示した場合と異なり、ソース線１１を０Ｖの電位に保つことによって画素電極６には電圧を印加せず、対向電極２に対して−２５Ｖの電圧を１秒間印加するようにしてもよい。このようにソース線１１の電位を０Ｖのまま保ち変動させないため、ソースドライバに依存することなく容易に行うことができる。この場合でも、図３３に示した波形の転移電圧を用いる場合と同様にスプレイ−ベンド転移を確実に行うことができる。ただし、やや面内にスプレイ−ベンド転移の不均一性が見られ、図３３の場合と比べて、スプレイ−ベンド転移を発生させるために要する電圧が２から３Ｖ程度高くなった。
【０２１３】
ここで本発明者等は、対向電極２に印加する電位の極性とゲートオン電位の極性とが同一である場合の方が、異なる場合（例えば、対向電極２に−２５Ｖ、ゲート線１２にゲートオン電位として＋１５Ｖをそれぞれ印加する）に比べ、スプレイ−ベンド転移が発生しやすいことを知見した。これは、極性が異なる場合と比べ、同一である場合の方がより強い横電界が発生し、スプレイ−ベンド転移の発生が促進されたためと考えられる。
【０２１４】
また、図３５に示すような波形の転移電圧を用いるようにしてもよい。即ち、図９を参照して上述した場合と同様にして、各ゲート線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…にゲートオン電位である＋１５Ｖを順次印加し、対向電極２に対しては−２５Ｖの電圧を１秒間印加する。そして、その間、電圧値±７Ｖ、周波数３０Ｈｚ（フィールド周波数）、デューティ比５０％の交流矩形波の電圧をソース線１１に印加する。この場合、ゲート線１２は通常の画像表示の場合と同様に駆動されることになるため、一般的な液晶表示装置（例えばＴＮ型液晶表示装置等）が備えるゲートドライバを用いることができ、安価な構成とすることができる。
【０２１５】
本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様に、転移電圧を印加する直前には、画素電極６と対向電極２との間に電圧を印加しないようにすることが望ましい。
【０２１６】
なお、上記の説明においては、ＯＣＢモードの液晶表示素子を備えた液晶表示装置を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限られず、表示状態における配向状態と非表示状態における配向状態とが異なり、画像を表示させる前に非表示状態の配向状態から表示状態の配向状態へ初期化することが必要である液晶表示素子を備える液晶表示装置に対して用いることができる。
【０２１７】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置は、点欠陥がなく良好な画像表示を得ることができる。これらの液晶表示装置は、様々な製品に応用することが可能である。即ち、例えば液晶テレビ、液晶モニタ、又は携帯型電話機の液晶ディスプレイ等に応用することができる。
【０２１８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、電界集中を発生させることにより転移核を生成することができるため、スプレイ−ベンド転移を確実に行うことができ、点欠陥もなく良好な画像表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図である。
【図４】図３に示す断面図における液晶層部分の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】印加電圧とギブス・エネルギーとの関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える画素の断面の等電位線図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える画素の平面のギブス・エネルギーの分布図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置における転移電圧の波形の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置における転移電圧の波形の他の例を示す図である。
【図１１】ドット反転方式を説明するための図である。
【図１２】ライン反転方式を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２２】図２１のＸＸII−ＸＸII矢視断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態８に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の半導体スイッチング素子（ＴＦＴ）部分の主要な構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態９に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２６】本発明の実施の形態１０に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態１１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図２８】図２７のＸＸＶIII−ＸＸＶIII矢視断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態１２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図３０】本発明の実施の形態１３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の主要な構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図３１】本発明の実施の形態１４に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示装置が備える画素の構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図３３】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示装置における転移電圧の波形の一例を示す図である。
【図３４】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示装置における転移電圧の波形の他の例を示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態１５に係る液晶表示装置における転移電圧の波形の他の例を示す図である。
【図３６】従来のＯＣＢモード液晶表示素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図３７】従来の液晶表示装置においてスプレイ−ベンド転移を行うための初期化処理を説明する図であって、（ａ）はスプレイ−ベンド転移が行われた割合の変化を示す図、（ｂ）及び（ｃ）はその初期化処理中に液晶表示素子に対して印加する電圧の波形を示す図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  対向電極
２ｃ  突起
２ｄ  窪み
３  配向膜
４  液晶層
４ａ、４ｂ  セルギャップ
５  配向膜
６  画素電極
６ａ  開口部
６ｂ  切り欠き部
６ｃ  突起
６ｄ  窪み
７、８  絶縁層
９  蓄積容量電極
１０  ガラス基板
１１  ソース線
１１ａ  開口部
１２  ゲート線
１３  ＴＦＴ
１４  ドレイン電極
１７  配線層
１８  平坦化層
１９  絶縁層
２０  液晶分子
２１  カラーフィルタ層
２２、２３  ブラックマトリクス
２５  配線層
５１  補助電極
５１ａ  開口部
５２  絶縁層
６０ａ  突起
６０ｂ  窪み
６１  スペーサ
６２  保護膜
６３  ａ−Ｓｉ層
６４  活性半導体層
６５  絶縁層
６６  凸部
７０  バックライト
７１  光源
７２  導光板
７３  反射板
７４  拡散シート
１００  液晶表示素子
１０１  液晶セル
１０２  カラーフィルタ基板
１０３  アレイ基板
１０４ａ、１０４ｂ  位相差フィルム
１０５ａ、１０４ｂ  負の一軸性位相差フィルム
１０６  正の一軸性位相差フィルム
１０７ａ、１０７ｂ  偏光板
２０１  中間部
５００  バックライト
５０１  制御回路
５０２  ゲートドライバ
５０３  ソースドライバ
５０４  映像信号
６０１  中間部
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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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３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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