(57)【要約】 【課題】汎用性の高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の画素電極ＰＥと、画素電極ＰＥが配列した行に沿って延びたゲート線ＧＬと、画素電極ＰＥが配列した列に沿って延びた信号線ＳＬと、ゲート線ＧＬと信号線ＳＬとが交差する位置近傍に配置された画素スイッチＳＷと、複数の画素電極ＰＥ上に配置され所定の方向に配向処理された配向膜と、を備えたアレイ基板ＡＲと、複数の画素電極ＰＥと対向する対向電極ＣＥを備えた対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に挟持された液晶層ＬＱと、を備え、画素電極ＰＥは、配向膜の配向処理方向Ａ１、Ａ２と交差する連続した端辺を含む複数の端辺Ｅ１〜Ｅ４により規定された凹部ＰＥＡを有し、複数の端辺Ｅ１〜Ｅ４はゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬと交差する方向に延びる端辺を含む液晶表示装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極が配列した行に沿って延びたゲート線と、前記画素電極が配列した列に沿って延びた信号線と、前記ゲート線と前記信号線とが交差する位置近傍に配置された画素スイッチと、前記複数の画素電極上に配置され所定の方向に配向処理された配向膜と、を備えたアレイ基板と、
前記複数の画素電極と対向する対向電極を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持されたＯＣＢモードの液晶層と、を備え、
前記画素電極は、前記配向膜の配向処理方向と交差する連続した端辺を含む複数の端辺により規定された凹部を有し、前記複数の端辺は前記ゲート線および前記信号線と交差する方向に延びる端辺を含む液晶表示装置。
【請求項２】
前記凹部の下層には前記信号線が配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記画素電極の長辺の中央部に設けられている請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記画素電極の対向した前記長辺に設けられた前記凹部は、互いに１８０度回転した形状である請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の端辺は、前記信号線が延びる第１方向および前記ゲート線が延びる第２方向と交差する方向に沿って前記画素電極の内側に延びる第１端辺と、前記第１端辺の端から前記第１方向に沿って延びる第２端辺と、前記第１方向および前記第２方向と交差する方向に沿って前記画素電極の内側に延びる第４端辺と、前記第４端辺の端部と前記第２端辺の端部との間を接続する第３端辺と、を有している請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＢ（optically compensated bend）モードの液晶表示装置では、液晶材料にベンド配向を形成させ、各配向膜近傍で液晶分子のチルト角を変化させることにより液晶層のリタデーションを変化させる。ＯＣＢモードは、優れた応答速度および視野角特性を実現し得る表示モードの１つである。
【０００３】
ＯＣＢモードの液晶表示装置では、上記のように液晶材料にベンド配向を形成させることが必要である。しかしながら、電源投入前の初期状態において、液晶材料はスプレイ配向を形成している。これは、液晶材料には、本来、スプレイ配向がベンド配向と比較してより安定なためである。そこで、ＯＣＢモードの液晶表示装置を起動する際には、スプレイ配向からベンド配向へと転移させるための処理が必要となる。
【０００４】
この転移発現には、液晶層にベンド配向とスプレイ配向との状態エネルギー差以上のエネルギーを与える必要がある。例えば、液晶材料を転移させる方法として、液晶層への電圧印加により静電エネルギーを与える方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液晶材料の転移は転移核から進行して液晶層全体に広がっていく。しかしながら、転移核を形成するための構成が同じであっても、画素電極上に配置された配向膜の配向処理方向により転移核が発生しない場合があった。そこで、現在、配線や電極の構成に対して配向膜の配向処理方向が様々である液晶表示装置において、共通に適用することができる汎用性の高い転移核形成部の構成が求められている。
【０００７】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、汎用性の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極が配列した行に沿って延びたゲート線と、前記画素電極が配列した列に沿って延びた信号線と、前記ゲート線と前記信号線とが交差する位置近傍に配置された画素スイッチと、前記複数の画素電極上に配置され所定の方向に配向処理された配向膜と、を備えたアレイ基板と、前記複数の画素電極と対向する対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、を備え、前記画素電極は、前記配向膜の配向処理方向と交差する連続した端辺を含む複数の端辺により規定された凹部を有し、前記複数の端辺は前記ゲート線および前記信号線と交差する方向に延びる端辺を含む液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態の液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態の液晶表示装置の画素電極の一構成例を説明するための図である。
【図３】図３は、図２に示す転移核形成部とラビング方向との関係の一例を説明する図である。
【図４】図４は、図２に示す転移核形成部とラビング方向との関係の他の例を説明する図である。
【図５】図５は、実施形態の液晶表示装置の画素電極の他の構成例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。  
図１は、一実施形態の液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図である。本実施形態に係る液晶表示装置は、複数の表示画素ＰＸからなる表示部１１０を備えたＯＣＢモードの液晶表示パネルＬＰＮと、液晶表示パネルＬＰＮの表示部１１０を照明する照明手段（図示せず）と、を備えている。
【００１１】
液晶表示パネルＬＰＮは、一対の基板、すなわち、アレイ基板ＡＲおよび対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲおよび対向基板ＣＴ間に挟持された液晶層ＬＱと、を有している。
【００１２】
アレイ基板ＡＲは、例えばガラス等の透明絶縁基板を有している。この透明絶縁基板上には、各表示画素ＰＸにおいて画素電極ＰＥが配置されている。さらに、アレイ基板ＡＲは、複数の画素電極ＰＥが配列する行に沿って配置された複数のゲート線ＧＬ、複数の画素電極ＰＥ間を複数の画素電極ＰＥが配列する列に沿って延びる複数の信号線ＳＬ、および、これらゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬの交差位置近傍に配置された複数の画素スイッチＳＷを有している。
【００１３】
各画素スイッチＳＷは、例えば、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む。画素スイッチＳＷのゲートはゲート線ＧＬと電気的に接続され（あるいは一体に形成され）ている。画素スイッチＳＷのソースは信号線ＳＬと電気的に接続され（あるいは一体に形成され）ている。画素スイッチＳＷのドレインは画素電極ＰＥと電気的に接続され（あるいは一体に形成されている）。すなわち、画素スイッチＳＷのソース−ドレインパスは信号線ＳＬおよび画素電極ＰＥ間に接続されている。各画素スイッチＳＷは、各々対応ゲート線ＧＬを介して駆動されたときに対応信号線ＳＬおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。
【００１４】
液晶表示パネルＬＰＮは、複数の画素スイッチＳＷを例えば行単位に導通させるように複数のゲート線ＧＬを順次駆動する第１ドライバ１２１、および各行の画素スイッチＳＷが対応ゲート線ＧＬの駆動によって導通する期間において映像信号あるいは非映像信号を複数の信号線ＳＬにそれぞれ出力する第２ドライバ１２２を備えている。第１ドライバ１２１および第２ドライバ１２２は、ゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬを駆動する駆動部である。
【００１５】
第１ドライバ１２１および第２ドライバ１２２は、外付けのＩＣ形状にする場合や、アレイ基板ＡＲ上に内蔵回路として造りこむ場合がある。本実施形態に係る液晶表示装置では、第１ドライバ１２１および第２ドライバ１２２は表示部１１０の周囲１２０に配置され、外部に設けられた制御回路により制御される。
【００１６】
対向基板ＣＴは、例えば、ガラス等の透明絶縁基板上に配置された赤、緑、青等の複数種類の着色層からなるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。カラー表示タイプの液晶表示装置の場合、表示画素ＰＸは、それぞれに配置された着色層の色に応じて分類される複数種類の色表示画素を含む。赤色表示画素は赤の着色層を含む。緑色表示画素は緑の着色層を含む。青色表示画素は青の着色層を含む。なお、液晶表示装置がカラー表示タイプでない場合にはカラーフィルタは省略される。
【００１７】
画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなるとともに、互いに平行な方向にラビング処理や光学配向処理等の配向処理が成された一対の配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。配向膜の材料には、例えば、ポリイミドなどの樹脂を使用することができる。本実施形態では、配向膜の配向処理としてラビング処理を採用している。
【００１８】
画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層ＬＱの一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。
【００１９】
複数の表示画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥ間に保持される液晶層ＬＱによって構成される液晶容量（図示せず）を有する。液晶容量は、液晶材料の比誘電率、画素電極面積、液晶セルギャップによって決まる。
【００２０】
第２ドライバ１２２によって信号線ＳＬに印加された電圧（以下、ソース電圧という）は、対応する画素スイッチＳＷを介して選択行の表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。画素電極ＰＥに印加された電圧（画素電位）と対向電極ＣＥに印加された対向電圧Ｖｃｏｍとの電位差が液晶容量に保持される。
【００２１】
外部に設けられた制御回路は、通常の表示動作において、外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号を第１ドライバ１２１に出力し、外部信号源から入力される同期信号に基づいて発生される制御信号、および外部信号源から入力される映像信号または黒挿入用の逆転移防止信号を第２ドライバ１２２に出力する。さらに、制御回路は、対向電圧Ｖｃｏｍを対向基板ＣＴの対向電極ＣＥに対して出力する。
【００２２】
また、制御回路は、電源投入後の立ち上げ時に、表示に先立って行われる転移駆動においても、それを行うために必要な制御信号を第１ドライバ１２１に出力し、転移用の電圧信号を第２ドライバ１２２に出力する。さらに、対向基板ＣＴの対向電極ＣＥに対しても、転移駆動を行うために必要な電圧信号を出力する。
【００２３】
制御回路から第１ドライバ１２１に対して出力される制御信号には、第１ドライバ１２１のシフトレジスタ（図示せず）の動作を制御するためのスタートパルス信号およびクロック信号などが含まれる。
【００２４】
図２は、本実施形態の液晶表示装置における、画素電極の一構成例を説明するための図である。
【００２５】
画素電極ＰＥは、画素電極ＰＥの信号線ＳＬに沿って延びる端辺の中央部に設けられた凹部ＰＥＡを有している。凹部ＰＥＡの下層には絶縁層を介して信号線ＳＬが配置されている。したがって、凹部ＰＥＡ近傍において画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの電位差による縦電圧だけでなく、画素電極ＰＥと信号線ＳＬとの電位差による横電圧も液晶層ＬＱに印加することができる。
【００２６】
凹部ＰＥＡは、ゲート線ＧＬが延びる方向（第２方向）Ｄ２に並んで配置された画素電極ＰＥにおいて対向する位置に配置されている。隣り合う画素電極ＰＥの対向した凹部ＰＥＡ同士は、互いに１８０度回転した形状となっている。
【００２７】
なお、凹部ＰＥＡを設ける位置は、図２に示した位置に限定されるものではない。例えば、画素電極ＰＥの信号線ＳＬに沿って延びる１端辺に複数の凹部ＰＥＡを設けてもよく、画素電極ＰＥのゲート線ＧＬに沿って延びる端辺に凹部ＰＥＡを設けてもよい。ただし、１つの画素電極ＰＥに形成する凹部ＰＥＡの数が多いほど、画素電極ＰＥの表示に寄与する面積が減少するため、表示品位の劣化を回避するように凹部ＰＥＡの数や位置を適宜調整すべきである。
【００２８】
図３は、図２の隣り合う画素電極ＰＥの対向した凹部ＰＥＡを拡大した図である。凹部ＰＥＡは、画素電極ＰＥの端辺Ｅ１〜Ｅ４により規定されている。端辺Ｅ１〜Ｅ４は、ゲート線ＧＬおよび信号線ＳＬと交差する方向に延びる端辺を含む。画素電極ＰＥは、信号線ＳＬが延びる方向（第１方向）Ｄ１および第２方向Ｄ２と交差する方向に沿って端部から画素電極ＰＥの内側に延びる第１端辺Ｅ１と、第１端辺Ｅ１の端部から第１方向Ｄ１に沿って延びる第２端辺Ｅ２と、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２と交差する方向に沿って端部から画素電極ＰＥの内側に延びる第４端辺Ｅ４と、第４端辺Ｅ４の端部と第２端辺Ｅ２の端部との間を接続する第３端辺Ｅ３と、を有している。
【００２９】
本実施形態では、第１端辺Ｅ１と第４端辺Ｅ４とは略平行であって、第２方向Ｄ２に対して時計回りに鋭角に傾いた方向に延びている。
【００３０】
第４端辺Ｅ４の第２方向Ｄ２における幅は、第１端辺Ｅ１の第１方向Ｄ１における幅よりも短い。従って、第３端辺Ｅ３は第１方向Ｄ１に対して時計回りに鋭角に傾いた方向に延びている。
【００３１】
次に、上記のように画素電極ＰＥに凹部ＰＥＡを形成した場合に、配向膜のラビング処理の方向を第１方向Ｄ１に対して時計回りに４５度傾いた方向Ａ１とした場合の、転移発現について検討する。
【００３２】
配向膜は画素電極ＰＥ上と画素電極ＰＥが除去された下地上とに渡って塗布されている。従って、画素電極ＰＥの端部をラビング処理する場合において、ラビング布が画素電極ＰＥに乗り上げる場合と、画素電極ＰＥから下地へ下る場合とがある。画素電極ＰＥ、対向電極ＣＥおよび信号線ＳＬ等に所定の電圧を印加して転移駆動を行う場合、ラビング布が乗り上げてラビング処理する端辺とラビング布が下地へ下りてラビング処理する端辺との交差部の近傍において、転移核が発生しやすくなる。
【００３３】
ここで、方向Ａ１にラビング処理をした場合、対向した凹部ＰＥＡの方向Ａ１の始端側の凹部ＰＥＡにおいて、第１端辺Ｅ１および第２端辺Ｅ２ではラビング布が下地へ下りてラビング処理され、第４端辺Ｅ４ではラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げてラビング処理される。また、この凹部ＰＥＡが設けられ、第１端辺Ｅ１および第４端辺Ｅ４と接続した画素電極ＰＥの第１方向Ｄ１に延びる端辺はラビング布が下地へ下りてラビング処理される。また、第３端辺Ｅ３はラビング方向Ａ１と略平行である。
【００３４】
対向した凹部ＰＥＡの方向Ａ１の終端側の凹部ＰＥＡにおいて、第１端辺Ｅ１および第２端辺Ｅ２ではラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げてラビング処理され、第４端辺Ｅ４ではラビング布が下地へ下りてラビング処理される。また、この凹部ＰＥＡが設けられ第１端辺Ｅ１と第４端辺Ｅ４と接続した画素電極ＰＥの第１方向Ｄ１に延びる端辺は、ラビング布が画素電極ＰＥに乗り上げてラビング処理される。また、第３端辺Ｅ３はラビング方向Ａ１と略平行である。
【００３５】
この場合、第４端辺Ｅ４と、第１方向Ｄ１に延びる画素電極ＰＥの端辺との交差部と、第３端辺Ｅ３とが、ラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げる端辺とラビング布が下地へ下りる端辺とを接続する部分となり、この近傍で転移核が発生しやすくなる。
【００３６】
図４は、図３と同様に図２の隣り合う画素電極ＰＥの対向した凹部ＰＥＡを拡大した図であるが、配向膜のラビング処理が、第２方向Ｄ２と略平行な方向Ａ２に沿って成されている。
【００３７】
方向Ａ２に沿ってラビング処理をした場合、対向した凹部ＰＥＡの方向Ａ２の始端側の凹部ＰＥＡにおいて、第１端辺Ｅ１、第２端辺Ｅ２、および、第３端辺Ｅ３ではラビング布が下地へ下りてラビング処理され、第４端辺Ｅ４ではラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げてラビング処理される。また、この凹部ＰＥＡが設けられ、第１端辺Ｅ１および第４端辺Ｅ４と接続した画素電極ＰＥの第１方向Ｄ１に延びる端辺はラビング布が下地へ下りてラビング処理される。
【００３８】
対向した凹部ＰＥＡの方向Ａ２の終端側の凹部ＰＥＡにおいて、第１端辺Ｅ１、第２端辺Ｅ２、および、第３端辺Ｅ３ではラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げてラビング処理され、第４端辺Ｅ４ではラビング布が下地へ下りてラビング処理される。また、この凹部ＰＥＡが設けられ第１端辺Ｅ１と第４端辺Ｅ４と接続した画素電極ＰＥの第１方向Ｄ１に延びる端辺は、ラビング布が画素電極ＰＥに乗り上げてラビング処理される。
【００３９】
この場合、第４端辺Ｅ４と、第１方向Ｄ１に延びる画素電極ＰＥの端辺との交差部と、第３端辺Ｅ３とが、ラビング布が画素電極ＰＥへ乗り上げる端辺とラビング布が下地へ下りる端辺とを接続する部分となり、この近傍で転移核が発生しやすくなる。
【００４０】
すなわち、画素電極ＰＥの凹部ＰＥＡを形成する端辺Ｅ１〜Ｅ４および端辺Ｅ１、Ｅ４と接続した端辺のうち、連続した端辺がいずれもラビング方向Ａ１と交差する場合、その連続した端辺の交差部の近傍において転移核が発生しやすくなる。なお、この場合に連続した端辺には、ラビング方向Ａ１と略平行な端辺により連続するものも含まれる。
【００４１】
図３および図４に示すように、本実施形態の液晶表示装置の画素電極ＰＥの凹部ＰＥＡを規定する端辺Ｅ１〜Ｅ４は、ラビング方向Ａ１にラビング処理をした場合であっても、ラビング方向Ａ２にラビング処理をした場合であっても、ラビング方向と交差する連続した端辺を含む。したがって、本実施形態の液晶表示装置では、配向膜をいずれの方向にラビング処理した場合であっても、凹部ＰＥＡ近傍で転移核が発生しやすくなり、液晶材料の転移を円滑に行うことが可能となる。
【００４２】
また、各画素電極ＰＥの対向した長辺に設けられた凹部ＰＥＡは、互いに１８０度回転した形状となっているため、画素電極ＰＥの第２方向Ｄ２における一方側でのみ転移核が発生しやすくなることなく、液晶材料の転移が偏ることを抑制することができる。
【００４３】
また、液晶材料の転移の広がる方向は配向処理方向に依存して、転移核から略楕円状に広がる（ラビング方向とは逆方向に最も速い速度で広がる）。本実施形態では、画素電極ＰＥの第１方向Ｄ１に延びた端辺が長辺であって、この長辺の中央部に凹部ＰＥＡが設けられているため、凹部ＰＥＡの近傍で発生した転移核から表示画素ＰＸ全体へ偏りなく円滑に液晶材料を転移させることができる。
【００４４】
上記のように、本実施形態によれば、汎用性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、図３および図４に示すような画素電極ＰＥの凹部ＰＥＡを有する液晶表示装置について説明したが、凹部ＰＥＡの形状はこれに限定されるものではない。画素電極ＰＥは、凹部ＰＥＡにおいて複数のラビング方向について交差する連続した端辺を有するものであればよく、例えば図５に示すように画素電極ＰＥの端辺Ｅ５〜Ｅ９により規定される形状であってもよい。
【００４６】
端辺Ｅ５は、第２方向Ｄ２から反時計回りに鋭角に傾いた方向に延び、第１方向Ｄ１に延びた端辺と端辺Ｅ５の一端とが接続している。端辺Ｅ９は、第２方向Ｄ２から時計回りに鋭角に傾いた方向に延び、第１方向Ｄ１に延びた端辺と端辺Ｅ９の一端とが接続している。端辺Ｅ７は第１方向Ｄ１と略平行に延びている。端辺Ｅ６は第１方向Ｄ１に対して反時計回りに鋭角に傾いた方向に延び、端辺Ｅ５の端と端辺Ｅ７の端との間を接続している。端辺Ｅ８は、第１方向Ｄ１に対して時計回りに鋭角に傾いた方向に延び、端辺Ｅ７の端と端辺Ｅ９の端との間を接続している。
【００４７】
上記のような凹部ＰＥＡの形状であっても、画素電極ＰＥは、凹部ＰＥＡにおいて複数のラビング方向、例えば方向Ａ１、Ａ２について交差する連続した端辺を有し、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、上記実施形態の一構成例においては、凹部ＰＥＡの下層には信号線が配置されているが、信号線ではなく補助容量線が配置される構成であってもよい。その場合であっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
ＰＸ…表示画素、ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、ＬＱ…液晶層、ＰＥ…画素電極、ＧＬ…ゲート線、ＳＬ…信号線、ＣＥ…対向電極、ＰＥＡ…凹部、Ｅ１〜Ｅ９…端辺、Ａ１、Ａ２…配向処理方向。
【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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