(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる少なくとも２つの領域が設けられ、該領域の配向状態を、該各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、
前記対の帯状電極が、前記領域毎に設けられており、かつ同じ配向状態を有する領域毎に別々の前記基板上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記各領域の液晶の誘電率異方性が、いずれも正であり、又はいずれも負である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】
前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負である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４】
前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる少なくとも２つの領域が設けられ、該領域の配向状態を、該各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、
前記対の帯状電極が前記領域毎に設けられており、前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記帯状電極が、全て同一基板上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記帯状電極が、同じ配向状態を有する領域毎に別々の前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが、互いに平行であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが、互いに直交し又は交差していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、共通配線と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する一方の領域の電極対及び他方の領域の電極対とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる２つの前記領域が設けられ、該領域の配向状態を、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、
前記一方の領域の電極対、前記他方の領域の電極対及び前記共通配線は同一基板上に形成されており、
前記一方の領域の電極対は、帯状の第１電極と前記共通配線としての第２電極とからなり、前記他方の領域の電極対は、前記共通配線を中央として前記第１電極の反対側に配置された帯状の第３電極と、前記共通配線から垂直方向に延びた帯状の第４電極とからなり、
前記第１電極の長手方向が前記共通配線に対して平行であり、かつ前記第３電極と前記第４電極の長手方向が互いに平行であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有する液晶表示装置であって、
前記各画素が、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するための少なくとも２つの領域を有し、前記対の帯状電極が該各領域に形成されており、前記帯状電極の少なくとも一つが、絶縁膜を介して下部に形成された電極配線と重なるように配されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが互いに平行であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
一方の前記基板の前記画素毎にTFTが形成されており、前記電極配線がワードラインであって且つ前記TFTの有するゲート電極と接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記電極配線と重なるように配されている帯状電極が共通配線であり、該共通配線である帯状電極に対向する帯状電極が前記TFTの有するソース電極と接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有する液晶表示装置であって、
前記各画素が、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するための少なくとも２つの領域を有し、前記対の帯状電極が該各領域に形成されており、
前記一方の対の帯状電極は、前記画素の略中央に位置する帯状の第１電極と、該第１電極と長手方向が互いに平行である帯状の第２電極とからなり、他方の前記対の帯状電極は、前記第１電極と、該第１電極と長手方向が互いに平行である帯状の第３電極とからなり、
前記第３電極は、前記第１電極を中央として前記第２電極と反対側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１９】
前記第２電極及び第３電極が、絶縁膜を介して下部に形成された電極配線と重なるように配されていることを特徴とする請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記各領域の液晶の誘電率異方性はいずれも正であり、又はいずれも負であることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向は、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の液晶表示装置。
【請求項２３】
前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向は、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする請求項２０又は２１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、より詳しくは、対向する基板の一平面上に液晶駆動用の対の帯状電極が形成された構造を有する横電界方式の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置においては、見る方向によって光学特性が変化することにより良好な表示が得られる視野角に限界があることが問題となっており、広い視野角特性が要求されている。
従来の液晶表示装置において、液晶層を駆動する帯状電極は対向する２枚の基板表面上にそれぞれ形成されている。これは、基板に垂直方向の電界を液晶層に印加することにより表示を行うＴＮ方式に代表される表示方式を採用していることによる。また、片側基板上に互いに並行する対の帯状電極を形成し、その帯状電極間の液晶分子を横方向の電界によって駆動する横電界駆動方式が、例えば特公昭５３−４８４５２、特公平１−１２０５２８などに記されている。
【０００３】
横電界駆動方式の液晶表示パネルを図１３（ａ），（ｂ）に示す。
横電界駆動方式は、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、対の帯状電極１，２が互いに並行するように形成された基板３ａともう一方の基板３ｂとを対向させて重ね、それらの間の隙間に液晶層６を充填して、帯状電極１，２間の液晶分子６ａを横電界によって駆動させる方式である。
【０００４】
図１３（ａ）に示すように、基板３ａ上の一方の帯状電極１は絶縁膜のビアホールＶＨを介してＴＦＴのソース電極ＳＥと接続され、他方の帯状電極２は不図示の配線層を介して相互に接続されている。ＴＦＴはドレイン電極ＤＥ、ソース電極ＳＥ、ゲート電極ＧＥ及び動作半導体層ＳＬからなる。
両基板３ａ，３ｂの対向面にそれぞれ形成された配向膜５ａ，５ｂは、図１４（ａ）に示すように、基板３ａ，３ｂ表面に平行な面内での回転角度（方位角φ）を帯状電極１，２に平行な方向から１５°（＝φ0 ）程度傾けてラビングされている。全ての画素領域の液晶分子６ａが同じ向き（図の場合左向き）に確実に回転するようにしておく為である。電圧を印加しないときは、隙間の上下に分布する液晶分子６ａはすべてラビングの方向に向いている。
【０００５】
電圧を印加したとき、図１４（ｂ）に示すように、隙間の上下方向に分布する液晶分子６ａは電界の強さに従って電極１，２の形成された基板３ａ側にいくほどラビング方向からより大きい角度で左の向きに回転する。これにより、光の透過率が変化し、図１５（ｂ）に示すように、複数の階調、図１５（ｂ）の場合８階調を制御することができる。
【０００６】
なお、上記の液晶表示パネルでは、上下の基板３ａ，３ｂにそれぞれ透過軸を相互に直交させて偏光板７ａ，７ｂを取り付け、かつ一方の偏光板７ａ又は７ｂの透過軸を液晶分子６ａの長軸方向に平行になるように配置することで、電圧を印加しないとき黒表示とし、電圧を印加したとき白表示としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の液晶表示パネルでは、基板３ａ，３ｂの表面に垂直な面内での回転角度（極角θ）が基板３ａ，３ｂに垂直な方向から６０°以上となるような深い角度から表示パネルを見たとき、特定の方位角の範囲で白輝度の低下に起因する階調反転が生じる。即ち、従来例の場合、図１５（ａ）の斜線で示す領域、即ち、方位角φが６０°〜１０５°の範囲、及びこの範囲と点対称となっている方位角φ２４０°〜２８５°の範囲で階調反転が起こる。方位角φが７５°のところにおける極角θの変化に対する階調の変化の様子を図１５（ｂ）に示す。
【０００８】
このような階調反転の結果、液晶表示パネルの視角特性が悪化してしまう。縦電界駆動方式のＴＮ方式では、一画素内に液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域を配置した配向分割方式が知られている（例えば、特開昭６３−１０６６２４）が、横電界駆動方式の場合、一つの基板上に液晶分子駆動用の対の電極が配置されるという構造的特徴を有するため、配向分割方式等による視角特性の改善には困難さを伴い、その構成は今までに明らかにされていない。
【０００９】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、視角特性を改善することができる横電界駆動方式の液晶表示装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、液晶表示装置に係り、対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる少なくとも２つの領域が設けられ、該領域の配向状態を、該各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、前記対の帯状電極が、前記領域毎に設けられており、かつ同じ配向状態を有する領域毎に別々の前記基板上に形成されていることを特徴とし、
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置に係り、前記各領域の液晶の誘電率異方性が、いずれも正であり、又はいずれも負であることを特徴とし、
請求項３記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置に係り、前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とし、
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とし、
請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする。
また、課題を解決するために、請求項６記載の発明は、液晶表示装置に係り、対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる少なくとも２つの領域が設けられ、該領域の配向状態を、該各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、前記対の帯状電極が前記領域毎に設けられており、前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とし、
請求項７記載の発明は、請求項６記載の液晶表示装置に係り、前記帯状電極が、全て同一基板上に設けられていることを特徴とし、
請求項８記載の発明は、請求項６記載の液晶表示装置に係り、前記帯状電極が、同じ配向状態を有する領域毎に別々の前記基板上に形成されていることを特徴とし、
請求項９記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とし、
請求項１０記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向が、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とし、
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが、互いに平行であることを特徴とし、
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが、互いに直交し又は交差していることを特徴とする。
また、課題を解決するために、請求項１３記載の発明は、液晶表示装置に係り、対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、共通配線と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する一方の領域の電極対及び他方の領域の電極対とを有し、前記各画素に液晶配向状態の異なる２つの前記領域が設けられ、該領域の配向状態を、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定した液晶表示装置であって、前記一方の領域の電極対、前記他方の領域の電極対及び前記共通配線は同一基板上に形成されており、前記一方の領域の電極対は、帯状の第１電極と前記共通配線としての第２電極とからなり、前記他方の領域の電極対は、前記共通配線を中央として前記第１電極の反対側に配置された帯状の第３電極と、前記共通配線から垂直方向に延びた帯状の第４電極とからなり、前記第１電極の長手方向が前記共通配線に対して平行であり、かつ前記第３電極と前記第４電極の長手方向が互いに平行であることを特徴し、
また、課題を解決するために、請求項１４記載の発明は、液晶表示装置に係り、対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を前記画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有する液晶表示装置であって、前記各画素が、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するための少なくとも２つの領域を有し、前記対の帯状電極が該各領域に形成されており、前記帯状電極の少なくとも一つが、絶縁膜を介して下部に形成された電極配線と重なるように配されていることを特徴とし、
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の液晶表示装置に係り、一方の前記領域の対の帯状電極の長手方向と他方の前記領域の対の帯状電極の長手方向とが互いに平行であることを特徴とし、
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の液晶表示装置に係り、一方の前記基板の前記画素毎にTFTが形成されており、前記電極配線がワードラインであって且つ前記TFTの有するゲート電極と接続されていることを特徴とし、
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の液晶表示装置に係り、前記電極配線と重なるように配されている帯状電極が共通配線であり、該共通配線である帯状電極に対向する帯状電極が前記TFTの有するソース電極と接続されていることを特徴とする。
また、課題を解決するために、請求項１８記載の発明は、対向する２つの基板と、該２つの基板の間に封入された液晶と、前記液晶を画素毎に駆動する横方向の電界を発生する少なくとも２組の対の帯状電極とを有する液晶表示装置であって、前記各画素が、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するための少なくとも２つの領域を有し、前記対の帯状電極が該各領域に形成されており、前記一方の対の帯状電極は、前記画素の略中央に位置する帯状の第１電極と、該第１電極と長手方向が互いに平行である帯状の第２電極とからなり、他方の前記対の帯状電極は、前記第１電極と、該第１電極と長手方向が互いに平行である帯状の第３電極とからなり、前記第３電極は、前記第１電極を中央として前記第２電極と反対側に配置されていることを特徴とし、
請求項１９記載の発明は、請求項１８に記載の液晶表示装置に係り、前記第２電極及び第３電極が、絶縁膜を介して下部に形成された電極配線と重なるように配されていることを特徴とし、
請求項２０記載の発明は、請求項１３乃至１９のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記各領域の液晶の誘電率異方性はいずれも正であり、又はいずれも負であることを特徴とし、
請求項２１記載の発明は、請求項１３乃至１９のいずれか一に記載の液晶表示装置に係り、前記各領域の液晶の誘電率異方性のうち少なくともいずれかが正で、それ以外の領域の液晶の誘電率異方性が負であることを特徴とし、
請求項２２記載の発明は、請求項２０又は２１記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が正である領域の配向膜のラビング方向は、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とし、
請求項２３記載の発明は、請求項２０又は２１記載の液晶表示装置に係り、前記液晶の誘電率異方性が負である領域の配向膜のラビング方向は、前記基板面に平行な面内において前記帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°乃至４５°の範囲内の角度だけずらした方向に設定してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、各画素は液晶配向状態の異なる複数の領域を有し、かつ複数の領域の配向状態は、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定されている。
このため、視野角によって一つの画素内の一の領域で透過光の強度が弱まり、階調反転が生じたとしても、階調反転が起こっていない他の領域の透過光によって補われるので、一つの画素全体として見た場合、階調反転が起こっていないように見える。これにより、視角特性が改善される。
【００１２】
そして、上記は、各領域での液晶分子を駆動する電極の方向、電極の方向に対応するラビング方向、電界駆動により液晶分子の長軸方向が向く方向が異なる液晶の誘電率異方性等を、適当に組み合わせることにより、実現可能である。
また、横電界駆動方式の液晶表示装置では、液晶分子を駆動する帯状電極は一組として一つの基板上に形成されるが、特に互いに異なる配向状態を有する領域に対応して帯状電極の方向が異なるような場合、同一の基板上にすべての領域の帯状電極を形成することは難しくなるので、方向が揃った帯状電極同士のグループに分け、そのグループごとにそれぞれ異なる基板上に形成するようにするとよい。これにより、帯状電極の配置を無理のないものとすることができるので、視角特性の更なる向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、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。
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態に係る横電界駆動方式の液晶表示装置の基本的な配向分割領域の組み合わせについて示す平面図である。一画素領域が異なる配向状態を有する２つの配向分割領域に分割され、かつ対向する両基板のうち片方の基板に全ての配向分割領域の対の帯状電極が形成されている場合を示す。
【００１４】
なお、上記以外に、２組の対の帯状電極のうち一方の対の帯状電極が他方の基板に形成されている場合も本発明が適用されることはいうまでもない。この場合、各画素の各配向分割領域に属する対の帯状電極は、全ての画素にわたって同じ配向状態を有する配向分割領域毎に別々の基板に形成されることになる。
また、一画素が３つ以上の配向分割領域を有し、かつ隣接する配向分割領域が相互に異なる配向状態を有している場合も本発明が適用されることはいうまでもない。
【００１５】
本発明の隣接する配向分割領域の条件を決定するパラメータとして、対向する基板間の隙間に封入された液晶の誘電率異方性、対の帯状電極の相対的な配置、ラビング方向がある。これらの組み合わせに従って、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、一画素内の基本的な配向分割領域の組み合わせが考えられる。なお、矢印で示す向きは、２つの基板間の隙間の下から上にかけての向きを示す。
【００１６】
図１（ａ）は、隣接する配向分割領域の液晶の誘電率異方性がともに正であり、かつ平行に配置されている対の帯状電極の長手方向が直交している場合を示す。
この場合、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向は、それぞれ帯状電極の長手方向から０°〜４５°の範囲の方位角だけ左方向に回転させた方向となっている。このため、相互のラビング方向はほぼ直交する。
【００１７】
図１（ｂ）は、隣接する配向分割領域の液晶の誘電率異方性が異なり（即ち、正及び負）、かつ平行に配置されている対の帯状電極の長手方向が直交している場合を示す。
ところで、液晶の誘電率異方性が正の場合、電界印加により液晶分子の長軸方向は帯状電極の長手方向に垂直な方に向くように回転し、負の場合、それは帯状電極の長手方向に向くように回転する。従って、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向は、液晶の誘電率異方性が正の配向分割領域で帯状電極の長手方向から０°〜４５°の範囲の方位角だけ左方向に回転させてあり、液晶の誘電率異方性が負の配向分割領域で帯状電極の長手方向に垂直な方向から０°〜４５°の範囲の方位角だけ右方向に回転させた方向となっている。
【００１８】
図１（ｃ）は、隣接する配向分割領域の液晶の誘電率異方性がともに正であり、かつ平行に配置されている対の帯状電極の長手方向が直交している場合を示す。
この場合、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向は、それぞれ対の帯状電極の長手方向から０°〜４５°の範囲の方位角だけ左及び右の方向に回転させた方向となっている。
【００１９】
図１（ｄ）は、隣接する配向分割領域の液晶の誘電率異方性が異なり（即ち、正及び負）、かつ平行に配置されている対の帯状電極の長手方向が平行な場合を示す。
この場合、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向は、それぞれ対の帯状電極の長手方向から０°〜４５°の範囲の方位角だけ左方向に回転させた方向となっている。このため、相互のラビング方向はほぼ直交する。
【００２０】
上記の図１（ａ）〜（ｄ）のうち、図１（ａ），（ｄ）の場合、全ての方位角の範囲で階調が補償されて階調反転が解消される。一方、図１（ｂ）と（ｃ）の場合には、殆どの方位角の範囲で階調が補償されて階調反転が解消されるが、補償されない方位角範囲が僅かに残る場合がある。従って、図１（ａ），（ｄ）の組み合わせを用いることが好ましい。但し、図１（ｂ）と（ｃ）の場合であっても、図１（ｃ）の特別な場合である図１（ｅ）に例示するように、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向を対の帯状電極の長手方向から４５°の方位角だけ左又は右の方向に回転させた方向とすることで、階調反転を解消することができる場合もある。
【００２１】
なお、上記の図１（ａ）〜（ｅ）で、正の誘電率異方性を有する液晶と負の誘電率異方性を有する液晶とを入れ換えてもよい。この場合、隣接する配向分割領域の配向膜のラビング方向は、液晶の誘電率異方性が正の配向分割領域では対の帯状電極の長手方向を基準として０°〜４５°の範囲の方位角だけ左又は右方向に回転させ、液晶の誘電率異方性が負の配向分割領域では対の帯状電極の長手方向に垂直な方向を基準として０°〜４５°の範囲の方位角だけ左又は右方向に回転させることが必要である。
【００２２】
以下に、上記の模式図、特に図１（ａ），（ｄ），（ｅ）の組み合わせに対応する具体的な液晶表示パネルの構成及び階調反転の解消の態様について説明する。
（１）第１の実施の形態
図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る横電界による駆動方式の液晶表示装置の構造を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のII-II 線断面図である。図１（ａ）の組み合わせに相当する。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、対の帯状電極ともに形成された基板１５ａと、対の帯状電極が形成されていないもう一方の基板１５ｂとを対向させて重ね、それらの間の隙間に正の誘電率異方性を有する液晶１８を充填して、帯状電極１１と１２の間、及び対の帯状電極１３と１４の間の隙間の液晶分子１８ａを横電界によって駆動させる方式である。
【００２４】
一画素領域は相互に異なる配向を有する、隣接する配向分割領域Ｒ１，Ｒ２に分割されている。配向分割領域Ｒ１の対の電極１１，１２と、配向分割領域Ｒ２の対の電極１３，１４とはともに、対向する２枚の基板１５ａ，１５ｂのうち一方の基板１５ａの上に形成されている。配向分割領域Ｒ１の対の電極１１，１２に平行な方向（長手方向）と、配向分割領域Ｒ２の対の電極１３，１４に平行な方向とは互いに直交するように配置されている。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、配向分割領域Ｒ１では、基板１５ａ上の一方の帯状電極１１は各画素間で分離され、絶縁膜のビアホールＶＨを介して各画素内のＴＦＴ１のソース電極ＳＥと接続されている。一方、他方の帯状電極１２は各画素間にわたって延びている。配向分割領域Ｒ２では、基板１５ａ上の一方の帯状電極１３は各画素間で分離され、絶縁膜のビアホールＶＨを介してＴＦＴ２のソース電極ＳＥと接続されている。一方、他方の帯状電極１４は、各画素間にわたって延びている配向分割領域Ｒ１の一方の電極１２を兼ねた共通配線ＣＬにより、相互に接続されている。ＴＦＴ１及びＴＦＴ２はそれぞれドレイン電極ＤＥ、ソース電極ＳＥ、ゲート電極ＧＥ及び動作半導体層ＳＬからなる。
【００２６】
両基板１５ａ，１５ｂの対向面にそれぞれ形成された配向膜１７ａ，１７ｂは、図３（ａ）に示すように、配向分割領域Ｒ１では帯状電極１１，１２の延びる方向（長手方向）から方位角φを１５°（＝φ0 ）程度傾けてラビングされ、配向分割領域Ｒ２では帯状電極１３，１４の延びる方向から方位角φを１５°（＝φ0 ）程度傾けてラビングされている。全ての画素領域の液晶分子１８ａが同じ向き（図の場合左向き）に確実に回転するようにしておく為である。相互のラビング方向はほぼ直交している。なお、複数の配向分割領域に対して異なる方向にラビングする場合、例えば、一方の配向分割領域をレジスト膜等で覆って片方の配向分割領域のラビングを行い、次に、ラビングが終わった方の配向分割領域をレジスト膜等で覆ってラビングしていない方の配向分割領域のラビングを行うようにする。
【００２７】
上記液晶表示パネルにおいて、電圧を印加しないときは、隙間の上下に分布する液晶分子１８ａはすべてラビングの方向に向いている。
電圧を印加したとき、配向分割領域Ｒ１では、図３（ａ）に示すように、印加電圧の大きさに従って液晶分子１８ａは隙間の上側から下側にかけて左の向きに回転し、光の透過率が変化する。電圧の大きさを調整することにより複数の階調を制御することができる。一方、配向分割領域Ｒ２でも、図３（ｂ）に示すように、印加電圧の大きさに従って液晶分子１８ａは隙間の上側から下側にかけて左の向きに回転し、光の透過率が変化する。電圧の大きさを調整することにより複数の階調を制御することができる。
【００２８】
なお、上記の液晶表示パネルでは、上下の基板１５ａ，１５ｂにそれぞれ透過軸を相互に直交させて偏光板１９ａ，１９ｂを取り付け、かつ一方の偏光板１９ａ又は１９ｂの透過軸を液晶分子１８ａの長軸方向に平行になるように配置することで、電圧を印加しないとき黒表示とし、電圧を印加したとき白表示とすることができる。
【００２９】
上記の液晶表示パネルでは、極角θが６０°以上となるような深い角度から表示パネルを見たとき、配向分割領域、即ち、図４（ａ）の配向分割領域Ｒ１では、斜線で示すように方位角φが６０°〜１０５°の範囲、及びこの範囲と対称的な方位角度２４０°〜２８５°の範囲で階調反転が起こり、図４（ｂ）の配向分割領域Ｒ２では、斜線で示すように方位角φが１５０°〜１９５°の範囲、及びこの範囲と対称的な方位角度３３０°〜１５°の範囲で階調反転が起こる。方位角φが７５°の場合の極角θに対する階調の変化の様子を図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ），（ｂ）の場合、ともに８階調を制御している。
【００３０】
配向分割領域Ｒ１と配向分割領域Ｒ２では、階調反転の起こる方位角φの範囲が異なり、かつ重ならない。従って、一画素内では配向分割領域Ｒ１の透過光の強度の低下は配向分割領域Ｒ２の透過光の強度によって補償され、配向分割領域Ｒ２の透過光の強度の低下は配向分割領域Ｒ１の透過光の強度によって補償される。これにより、一つの画素を全体として見た場合、視角特性は図５（ｃ）のようになり、階調反転は起こらない。
（２）第２の実施の形態
図７は、第２の実施の形態に係る横電界による駆動方式の液晶表示装置の構造を示す図６（ａ），（ｂ）のIII-III 線断面図であり、図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図７の液晶表示パネルにおける上側基板及び下側基板の平面図である。図１（ａ）の組み合わせに相当する。なお、図６（ａ），（ｂ）及び図７中、図２（ａ），（ｂ）と同じ符号で示すものは、図２（ａ），（ｂ）と同じものを示す。
【００３１】
第１の実施の形態と異なるところは、上下の基板１５ａ，１５ｂに、それぞれ配向分割領域Ｒ３の対の帯状電極１１ａと１２ａと、配向分割領域Ｒ４の対の帯状電極１３ａと１４ａが別々に形成されていることである。
この場合、図３（ｂ）に示すように、各画素内の配向分割領域Ｒ４の対の帯状電極１３ａと１４ａの一方の電極１４ａは、共通配線ＣＬにより複数の画素間にわたって相互に接続されている。また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、配向分割領域Ｒ３の対の電極１１ａと１２ａへの信号印加、及び配向分割領域Ｒ４の対の電極１３ａと１４ａへの信号印加をそれぞれ制御する、ＴＦＴ１とＴＦＴ２のマトリクス回路も各基板１５ａ，１５ｂ毎に別々に形成されている。
【００３２】
上記の液晶表示パネルにおいては、隣接する配向分割領域Ｒ３，Ｒ４の対の帯状電極１３ａ，１４ａを分離して、方向が揃った対の帯状電極１３ａ及び１４ａ同士のグループに分け、そのグループごとにそれぞれ異なる基板１５ａ及び１５ｂ上に形成しているので、同一の基板１５ａ又は１５ｂ上に全ての配向分割領域Ｒ３及びＲ４の対の帯状電極を形成する場合に比べて、対の帯状電極１３ａ及び１４ａの基板１５ａ及び１５ｂ上での配置や配線接続が簡単になる。これにより、対の帯状電極１３ａ及び１４ａの配置を無理のないものとすることができるので、視角特性のさらなる向上を図ることができる。
【００３３】
上記の液晶表示パネルにおいても、電圧を印加したとき、図８に示すように、配向分割領域Ｒ３では、電界の強さに従って上から下にかけてラビング方向から左向きに回転し、光の透過率が変化する。また、配向分割領域Ｒ４では、電界の強さに従って下から上にかけてラビング方向から左向きに回転し、光の透過率が変化する。
【００３４】
この場合も、図４（ａ），（ｂ）、及び図５（ａ），（ｂ）と同じように、一つの画素内で視野方向による一の配向分割領域Ｒ３又はＲ４の透過光の強度の低下は他の配向分割領域Ｒ４又はＲ３の透過光の強度によって補償される。これにより、一つの画素全体を見た場合、視角特性は図５（ｃ）のようになり、階調反転は起こらない。
（３）第３の実施の形態
図９（ａ）は、第３の実施の形態に係る横電界による駆動方式の液晶表示装置の構造を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のIV−IV線断面図である。また、図１０（ａ），（ｂ）の上の図は、電圧を印加したときの液晶分子の回転の様子を示し、図１０（ａ），（ｂ）の下の図は、上の図に対応した視角特性を示す。図１（ｅ）の組み合わせに相当する。なお、図９（ａ），（ｂ），図１０（ａ），（ｂ）中、図２（ａ），（ｂ）と同じ符号で示すものは、図２（ａ），（ｂ）と同じものを示す。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、一画素内では２つの帯状電極１２ｂが１つの帯状電極１１ｂの両側に、かつ帯状電極１１ｂに平行になるように形成されている。帯状電極１１ｂと１２ｂとで２組の対の電極１１ｂ，１２ｂを構成している。帯状電極１１ｂはＴＦＴのソース電極ＳＥと接続され、画素毎に分離されている。一方、帯状電極１２ｂは複数の画素にわたって共通配線ＣＬにより相互に接続されている。
【００３６】
対の電極１２ｂと１１ｂの間の配向分割領域Ｒ５では、図１０（ａ）の上の図に示すように、対の電極１１ｂ，１２ｂに平行な方向から右向きに４５°の方位角だけ回転させた方向で配向膜をラビングし、対の電極１１ｂと１２ｂの間の配向分割領域Ｒ６では、図１０（ｂ）の上の図に示すように、対の電極１１ｂ，１２ｂに平行な方向から左向きに４５°の方位角だけ回転させた方向で配向膜１７ａ，１７ｂをラビングし、相互に配向膜１７ａ，１７ｂのラビング方向を直交させている。一画素は、隣接する２つの配向分割領域Ｒ５，Ｒ６からなるため、異なる配向状態を有する配向分割領域Ｒ５，Ｒ６同士が隣接することになる。
【００３７】
従って、図１０（ａ），（ｂ）の下の図に示すように、一画素内で階調反転が起こる方位角の範囲が異なり、かつ重ならならないように、配向分割領域Ｒ５，Ｒ６同士が隣接して配置される。これにより、一つの画素内で視野方向による一の配向分割領域Ｒ５又はＲ６の透過光の強度の低下は他の配向分割領域Ｒ６又はＲ５の透過光の強度によって補償されるので、一画素全体を見たときの視角特性が改善されて、階調反転が起こらなくなる。
（４）第４の実施の形態
図１１（ａ）は、第４の実施の形態に係る横電界による駆動方式の液晶表示装置の構造を示す平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。図１２は、電圧印加時の液晶層の液晶分子の変化の様子を示す平面図である。なお、図１１（ａ），（ｂ）及び図１２中、図２（ａ），（ｂ）と同じ符号で示すものは、図２（ａ），（ｂ）と同じものを示す。
【００３８】
この実施の形態では、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、一画素内を３つの配向分割領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９に分割し、異なる配向状態を有する配向分割領域Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９同士を隣接させている。基本的には、図１（ｄ）の組み合わせに相当する。
即ち、図１１（ａ）に示すように、対の電極１１ｃと１２ｃ、１３ｃと１２ｃ、１３ｃと１４ｃはすべて、その長手方向が同じ方向になるように配置されている。電極１１ｃと１３ｃはそれぞれＴＦＴ１及びＴＦＴ２のソース電極ＳＥと接続され、画素毎に分離されている。一方、電極１２ｃと１４ｃは共通配線ＣＬにより相互に接続されている。
【００３９】
また、配向分割領域Ｒ７とＲ８とＲ９とには、それぞれ、図１１（ｂ）に示すように、正の誘電率異方性を有する液晶２１と負の誘電率異方性を有する液晶２２と正の誘電率異方性を有する液晶２１が別々に封入されている。各配向分割領域Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９の境界には仕切り壁２０を形成し、各配向分割領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９に封入した液晶２１，２２同士が相互に侵入しないようにしている。
【００４０】
なお、異なる誘電率異方性を有する液晶をそれぞれの配向分割領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９に別々に封入する場合、例えば、図１２（ｂ）に示すように、シールパターンを工夫して、配向分割領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９・・・に別々に導入するようにすることができる。液晶を各領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９・・・に注入するには、圧力差により注入する方法や滴下注入法等が用いられる。
【００４１】
さらに、配向膜１７ａ，１７ｂのラビング方向を、図１２（ａ）に示すように、配向分割領域Ｒ７では、対の電極１１ｃ，１２ｃに平行な方向から１５°程度方位角を回転させた方向とし、配向分割領域Ｒ８では、対の電極１２ｃ，１３ｃの長手方向に垂直な方向から１５°程度方位角を回転させた方向とし、配向分割領域Ｒ９では、配向分割領域Ｒ７と同様に、対の電極１３ｃ，１４ｃに平行な方向から１５°程度方位角を回転させた方向とし、それらを互いに直交させている。
【００４２】
図１２（ａ）に示すように、対の電極１１ｃと１２ｃ、１３ｃと１２ｃ、１３ｃと１４ｃの間にそれぞれ同じ電圧を印加したとき、各液晶分子は上の基板１５ｂ側から下の基板１５ａ側にかけて左の方への回転角が次第に大きくなるように回転する。
上記によれば、階調反転が起こる方位角の範囲が異なり、かつ重ならならないように、異なる配向状態を有する配向分割領域Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９同士が一画素内に隣接して配置されている。従って、一つの画素内で視野方向による一の配向分割領域Ｒ７，Ｒ９又はＲ８の透過光の強度の低下は他の配向分割領域Ｒ８又はＲ７，Ｒ９の透過光の強度によって補償されるので、一画素全体を見たときの視角特性を改善して、階調反転を起こさないようにすることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、各画素は液晶配向状態の異なる複数の領域を有し、かつ複数の領域の配向状態は、各領域毎の視野方向による表示特性の変化を互いに補償するように設定されている。これにより、各領域で階調反転が生じたとしても、一つの画素全体として見た場合、階調反転が起こっていないように見えるので、視角特性が改善される。
【００４４】
そして、上記は、各領域での液晶分子を駆動する電極の方向、電極の方向に対応するラビング方向、電界駆動により液晶分子の長軸方向が向く方向が異なる液晶の誘電率異方性等を適当に組み合わせることにより、実現可能である。
また、配向状態が異なる領域に対応して帯状電極の方向が異なるような場合、方向が揃った帯状電極同士のグループに分け、そのグループごとにそれぞれ異なる基板上に形成するようにすることにより、帯状電極の基板上での配置や配線接続が簡単になる。これにより、帯状電極の配置を無理のないものとすることができるので、視角特性の更なる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態に係る一画素内の配向分割領域の基本的な組み合わせについて示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルについて示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のII-II 線断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、一の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す断面図及び平面図である。図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、他の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す断面図及び平面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、一の配向分割領域の視角特性について示す図である。図４（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、他の配向分割領域の視角特性について示す図である。図４（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける一画素全体の視角特性について示す図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、一の配向分割領域の階調特性について示す図である。図５（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、他の配向分割領域の階調特性について示す図である。図５（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける一画素全体の階調特性について示す図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルの上側基板について示す平面図である。図６（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルの下側基板について示す平面図である。
【図７】図７は、図６（ａ），（ｂ）のIII-III 線断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、一の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す平面図である。図８（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、他の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す平面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示パネルについて示す平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のIV-IV 線断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、一の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す平面図、及び視角特性について示す図である。図１０（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、他の配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す平面図、及び視角特性について示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る液晶表示パネルについて示す平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る液晶表示パネルにおける、各配向分割領域内の液晶分子の駆動の様子について示す平面図である。図１２（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る液晶表示パネルの各配向分割領域内に別々に異なる誘電率異方性を有する液晶を導入する方法を示す平面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、従来例に係る液晶表示パネルについて示す平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、従来例に係る液晶表示パネルにおける、電圧無印加時の一画素内の液晶分子の駆動の様子について示す断面図及び平面図である。図１４（ｂ）は、従来例に係る液晶表示パネルにおける、電圧印加時の一画素内の液晶分子の駆動の様子について示す断面図及び平面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、従来例に係る液晶表示パネルにおける一画素の視角特性について示す図である。図１５（ｂ）は、従来例に係る液晶表示パネルにおける一画素の階調特性について示す図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ〜１１ｃ，１２，１２ａ〜１２ｃ，１３，１３ａ，１３ｃ，１４，１４ａ，１４ｃ  帯状電極、
１５ａ，１５ｂ  基板、
１６，１６ａ，１６ｂ  絶縁膜、
１７ａ，１７ｂ  配向膜、
１８，２１，２２  液晶、
１８ａ，２１ａ，２２ａ  液晶分子、
１９ａ，１９ｂ  偏光板、
２０  仕切り壁、
ＢＬ  ビットライン、
ＣＬ  共通配線、
ＤＥ  ドレイン電極、
ＧＥ  ゲート電極、
Ｒ１〜Ｒ９  配向分割領域、
ＳＥ  ソース電極、
ＳＬ  半導体層、
ＴＦＴ，ＴＦＴ１，ＴＦＴ２  薄膜トランジスタ、
ＶＨ  ビアホール、
ＷＬ  ワードライン。
【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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