(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直配向処理された第１及び第２基板と、
負の誘電率異方性を有し、前記第１及び第２基板間に挟持される液晶と、
前記第１基板上に形成される遮光マトリックスと、
前記第２基板上に形成される複数の平行なゲート線と、
前記ゲート線と直交する複数の平行なデータ線であって、前記ゲート線と共に画素領域からなるマトリックスを形成し、かつ、各画素領域を２つの隣接するゲート線と２つの隣接するデータ線によって形成する前記データ線と、
前記各画素領域に設けられ、前記ゲート線に平行な第１の端部と前記データ線に平行な第２の端部を有する画素電極と、
それぞれ本体と当該本体から前記データ線方向に延出する複数の分岐部とを有し前記第１基板上に配置された突起アレイであって、前記突起の前記本体がジグザグ状に屈曲されかつ相互に平行に配置されている前記突起アレイと、
前記突起の前記本体と交互に配置されるように前記画素電極に設けられる複数のスリットとを具備し、
前記突起の全ての分岐部が、前記突起の前記分岐部と前記スリットとの間の角度が最大で４５度に保持されるように、前記画素電極の第２端部に対向する位置に形成され、
前記画素電極の第２の端部が、突起の分岐部の外側に、鋸歯状パターンに配置された複数の凹部を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記遮光マトリックスは、前記データ線に沿って伸延する複数の列と前記ゲート線に沿って伸延する複数の行を有し、前記遮光マトリックスの各列は複数の膨出部を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記突起の前記本体と前記スリットとの間で、前記画素電極の第２端部に対向する前記第１基板の領域は、実質的に、前記遮光マトリックスの各列の膨出部と前記突起の分岐部によって被覆されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素電極の第２端部は、前記突起の分岐部の外側に複数の凹部を有し、前記画素電極の第２端部と前記データ線との間の最小距離を相対的に大きくすることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素電極の第２端部は、前記突起の分岐部の外側に複数の凹部を有し、前記画素電極の第２端部と前記データ線との間の最小距離を相対的に大きくすることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極の第２端部は、前記突起の分岐部の外側に鋸歯状パターンに配列された複数の凹部を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
第１基板及び第２基板と、
前記第１及び第２基板間に挟持される液晶と、
前記第２基板上に形成される複数の平行なゲート線と、
前記ゲート線と直交する複数の平行なデータ線であって、前記ゲート線と共に画素領域からなるマトリックスを形成し、かつ、各画素領域を２つの隣接するゲート線と２つの隣接するデータ線によって形成する前記データ線と、
前記各画素領域に設けられ、それぞれ前記各画素領域を定義する２つの隣接するゲート線に沿って伸延する第１の端部と、それぞれ前記各画素領域を定義する２つの隣接するデータ線に沿って伸延する第２の端部とを備える画素電極と、
それぞれ本体と本体から延出する複数の分岐部を有し前記第１基板上に配置された突起アレイと、
前記突起の前記本体と交互に配置されるように前記画素電極に設けられる複数のスリットと、
前記データ線に沿って伸延し、かつ前記画素領域内へ向けて少なくとも一部が膨出する複数の膨出部を有する複数の列と、前記ゲート線に沿って伸延する複数の行とを有する前記第１基板に形成される遮光マトリックスと、を具備し、
前記突起の前記本体と前記スリットとの間で、前記画素電極の第２端部に対向する前記第１基板の領域は、実質的に、前記遮光マトリックスの各列の膨出部と前記突起の分岐部によって被覆されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に液晶表示装置（ＬＣＤ）に関し、特に画素内の液晶分子が相互に異なった複数の方向に配列される垂直配向型（ＶＡ）液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、主として、相互に対向状態に配列された２つのガラス基板を有する液晶表示ユニットと、両ガラス基板間に挟持される液晶層とを具備する。垂直配向型（ＶＡ）液晶表示装置は、負の液晶材料と垂直配向膜を用いる形態のものである。電圧が印加されていない状態では、液晶分子は垂直方向に配列され、ブラック表示が行なわれる。所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、ホワイト表示が行なわれる。ツイステッドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置と比較して、垂直配向型（ＶＡ）液晶表示装置はより高いコントラストと、より高い応答性と、優れた視野角とを有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、垂直配向型（ＶＡ）液晶表示装置は、表示面に垂直な方向以外の方向から観た場合、コントラストが減少するといった問題や、階調反転の問題等を未だ有する。光と液晶分子間の相互作用によって、液晶を通過する光は、液晶への入射角に対して、異なった態様で、分子と相互作用する。透過状態（ホワイト）と非透過状態（ブラック）間のコントラスト比は、表示面に対して直角でない場合は、極端に低下し、このことは、多くの使用形態、例えば、平面テレビジョン画面や大型のコンピュータ画面において、望ましくない。
従って、本発明は上記した従来技術の問題点を解決する又は少なくとも低減できる垂直配向型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、高いコントラスト比及び広い視野角を有する垂直型液晶表示装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の一般的態様によれば、液晶表示装置は、主として、垂直配向処理された第１及び第２基板と、負の誘電率異方性を有し、第１及び第２基板間に挟持される液晶と、第１基板上に形成される遮光マトリックスと、第１基板上に相互に平行に配置された突起アレイと、画素電極上に設けられるスリットアレイとを具備する。スリットと突起の本体とは交互に配置される。各突起は、ジグザグ状に屈曲される本体と複数の分岐部とを有する。第２基板は相互に平行に形成される複数のゲート線と、相互に平行にかつゲート線と垂直に形成される複数のデータ線と、ゲート線とデータ線との交差部にマトリックス状に配置される複数の画素電極とを有する。画素電極は、ゲート線と平行な第１端部とデータ線と平行な第２端部とを有する。遮光マトリックスは、データ線に沿って伸延する複数の列と、ゲート線に沿って伸延する複数の行とを有する。本発明によれば、垂直液晶表示装置の視野角を、画素内の液晶分子の配向を複数の相互に異なった方向に設定することによって向上することができる。
【０００６】
本発明の１実施態様では、突起の全ての分岐部を、突起の分岐部とスリット間の角度が最大で４５度に保持できるように、画素の第２端部と対向する位置に配置することによって、分岐部とスリット周りの液晶分子のディレクター（即ち、液晶分子の長軸の平均的方向）間の相違を、最大４５度で著しく低減することができる。これによって、スリットと第２画素電極端部間の境界で生じるディスクリネーションを著しく抑制することができ、ディスクリネーションに起因する表示欠陥を防止することができる。
【０００７】
本発明の他の実施態様では、遮光マトリックスの各列は、各画素毎に形成される複数の膨出部を有する。本実施の形態では、突起の本体とスリット間で画素電極の第２端部に対向する第１基板上の領域は、膨出部と突起の分岐部を有し、クロストークによる黒化領域を著しくマスクすることができる。
【０００８】
本発明のさらに他の実施態様では、画素電極の第２端部は突起の分岐部の外側に複数の凹部を形成しており、凹部周りの領域で、画素電極の第２端部とデータ線との間の最小距離を相対的に大きくすることができ、クロストークの問題を著しく低減することができる。
本発明のさらに他の実施態様では、画素電極の第２端部は、鋸歯状パターンに配置された複数の凹部を有し、各凹部は突起の分岐部の外側に配置されているので、クロストーク効果を著しく低減することができる。
【０００９】
本発明の他の目的、効果及び新規な特徴は、図面を参照しながら行なわれる以下の詳細な説明によって、より明らかとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１と図２は、本発明の１実施例に係る、特殊な突起とスリットからなるパターンを有する垂直配向（ＶＡ）型液晶表示装置の画素領域を示す。本発明によれば、液晶表示装置は、主として、第１基板と第２基板とを有する。これらの基板の表面は垂直配向処理されている。負の誘電率異方性を有する液晶が２つの基板間に封入されている。本発明に係る垂直型液晶表示装置は、好ましくは、薄膜トランジスタ型液晶表示装置である。図７に示すように、第１基板１０２は、その上面に、例えば、ブラックマトリックス（図示せず）からなる遮光マトリックスと、複数のカラーフィルタ１０２aと、共通電極１０２ｂと、液晶１０３を有する。図２に示すように、第２基板１０４は、複数の平行なゲート線１０６と、ゲート線１０６に直交する複数の平行なデータ線１０８と、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、ゲート線１０６とデータ線１０８の交差部にマトリックス状に形成される画素電極１２０とを具備する。一般的に、第１基板１０２は、同基板上にカラーフィルタが形成されるので、カラーフィルタ（ＣＦ）基板と称され、一方、第２基板１０４はＴＦＴ基板と称される。通常、スペーサ（図示せず）が、両基板間に間隙を形成するため、両基板間に形成される。
【００１１】
図１及び図２に示すように、画素電極１２０は２つの隣接したゲート線１０６と２つのデータ線１０８によって画成される（図１には示していない）。画素電極１２０は、ゲート線１０６と平行な第１端部１２０ａとデータ線１０８と平行な第２端部１２０ｂとを有する。本発明では、液晶表示装置は、液晶分子を電圧の印加によって複数の方向に配向すべく、液晶の配向を制御する複数の突起１３０とスリット１４０を具備する。本発明では、液晶分子を複数の相互に異なった方向に配向することができるので、垂直配向型液晶表示装置の視野角を大きく向上できる。突起１３０は、第１基板１０２上で相互に平行に配置されている。各突起１３０は、ジグザグに屈曲された本体１３０ａを有する。スリット１４０が画素電極１２０に設けられている。画素電極１２０は、スリット１４０によって幾つかの部分に分割されている。図１に示すように、スリット１４０と突起１３０の本体１３０ａは交互に配置されている。
【００１２】
一般に、液晶表示装置にスリット１４０とジグザグ状に屈曲された突起１３０の本体１３０ａのみが設けられている場合には、画素内のある特定個所は暗く見える。この暗くなった領域における液晶の配向の変化は、印可される電圧に応じて遅くなることを知見した。その結果、コントラスト及び応答速度が低下し、表示品質も低下することになる。このことは、画素電極１２０の第２端部１２０ｂの近傍の電界によって影響される液晶分子の勾配は、スリット１４０によって生じる勾配より相当異なっていることによる。従って、画素電極１２０の第２端部１２０ｂによって形成される領域（ドメイン）とスリット１４０によって形成される領域間の境界にディスクリネーションが生じる。このように、暗くなった領域が、画素電極のスリット１４０と第２端部１２０ｂの境界近傍に認められる。
【００１３】
本発明によって構成される液晶表示装置は、各突起１３０が、画素電極１２０の第２端部１２０ｂと対向する位置に複数の分岐部１３０ｂを有することを特徴とする。突起１３０の分岐部１３０ｂとスリット１４０間の角度を４５度以下に保持することによって、分岐部１３０ｂとスリット１４０の境界近傍の液晶分子のディレクター（即ち、液晶分子の長軸の平均的方向）間の相違を、最大４５度で著しく低減することができる。これによって、スリット１４０と画素電極１２０の第２端部１２０ｂ間の境界で生じるディスクリネーションを効果的に抑制することができる。
【００１４】
図１及び図２に示すように、遮光マトリックス１５０が、理解を容易にするため、斜線で示されている。一般に、遮光マトリックス１５０は、データ線１０８に沿って伸延する複数の列１５０ａと、ゲート線１０６に沿って伸延する行１５０ｂとを有する。図１及び図２に示すように、遮光マトリックス１５０の各列１５０ａは実質的に均一な幅を有する。開口率（即ち、光透過率）を向上するため、画素電極１２０の第２端部１２０ｂは、好ましくは、データ線１０８に近接して配置される。しかし、画素電極１２０の第２端部１２０ｂがデータ線１０８に過度に近接して配置されると、容量結合（即ち、クロストーク）の問題を生じ、ひいては、表示領域を部分的に暗くする現象を生じることになる。
【００１５】
図３に、本発明の第２実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の画素領域を示す。この液晶表示装置は、遮光マトリックス１５０の各列１５０ａが複数の膨出部１５０ｃ（図３では４つの膨出部１５０ｃのみ示す）を各画素領域内に配置したことを特徴とする。本実施例では、突起１３０の本体１３０ａとスリット１４０間で、画素電極１２０の第２端部１２０ｂに対向する第１基板１０２上の領域の全部が、膨出部１５０ｃと突起１３０の分岐部１３０ｂによって被覆されることになる。従って、クロストークによって生じる暗い部分を著しくブロックすることができる。分岐部１３０ｂは本発明の要旨をなすものではない。即ち、上記した構成に代えて、遮光マトリックス１５０の各列１５０ａの膨出部１５０ｃに分岐部１３０ｂを置換させた構成とすることもできる。
【００１６】
図４に、本発明の第３実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の画素領域を示す。この液晶表示装置は、画素電極１２０の第２端部１２０ｂが、突起１３０の分岐部１３０ｂの外部に複数の凹部１２２を設け、画素電極１２０の第２端部１２０ｂとデータ線１０８間の最小距離を相対的に大きくするようにしたことを特徴とする。かかる構成によって、クロストークの問題を著しく低減することができる。
【００１７】
図５に、本発明の第４実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の画素領域を示す。この液晶表示装置は、膨出部１５０ｃと凹部１２２の両方を具備することを特徴とする。かかる構成によっても、上記した問題を低減することができる。
【００１８】
図６に、本発明の第５実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の画素領域を示す。この液晶表示装置は、画素電極１２０の第２端部１２０ｂが、突起１３０の分岐部１３０ｂの外側に、鋸歯状パターンに配置された複数の凹部１２４を具備することを特徴とする。かかる構成によっても、クロストーク効果を低減できる。
【００１９】
次に、突起を形成する方法について、以下説明する。突起１３０をカラーフィルタ基板上に形成するに際しては、まず、その表面にフォトレジストを塗布し、所定のパターンを転写し（図１〜図６に示すパターンを参照）、その後、現像することによって突起１３０を形成する。この方法は、通常の技術を用いて容易に行なうことができる。更に、通常方法を用いて、スリット１４０を画素電極１２０と共に形成することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る液晶表示装置は、液晶の配向を制御する複数の突起とスリットとを具備するので、液晶分子を複数の相互に異なった方向に配向することができ、垂直配向型液晶表示装置の視野角を大きく向上できる。
【００２１】
以上、本発明を好ましい実施例を参照して説明してきたが、多くの他の変容例や変形例が、上記した特許請求の範囲に記載されている発明の要旨と範囲から逸脱することなくなしうることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】特別に設けた突起とスリットからなるパターンを示す本発明の第１実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の画素領域の平面図。
【図２】本発明の第１実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の単一の画素領域の平面図。
【図３】本発明の第２実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の単一の画素領域の平面図。
【図４】本発明の第３実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の単一の画素領域の平面図。
【図５】本発明の第４実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の単一の画素領域の平面図。
【図６】本発明の第５実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の単一の画素領域の平面図。
【図７】本発明の１つの実施例に係る垂直配向型液晶表示装置の一部切欠図。
【符号の説明】
１０２  第１基板
１０２ａ  カラーフィルタ
１０２ｂ  共通電極
１０３  液晶
１０４  第２基板
１０６  ゲート線
１０８  データ線
１２０  画素電極
１２０ａ  第１端部
１２０ｂ  第２端部
１３０  突起
１３０ａ  本体
１３０ｂ  分岐部
１４０  スリット
１５０  遮光マトリックス
１５０ａ  列
１５０ｂ  行
１５０ｃ  膨出部
【図１】
0004202062.tif 000002
【図２】
0004202062.tif 000003
【図３】
0004202062.tif 000004
【図４】
0004202062.tif 000005
【図５】
0004202062.tif 000006
【図６】
0004202062.tif 000007
【図７】
0004202062.tif 000008