液晶表示パネル
【課題】視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】アレイ基板１０１及び対向基板１０２と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含みアレイ基板１０１及び対向基板１０２間に挟持される液晶層１９０と、アレイ基板１０１及び対向基板１０２の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、液晶層１９０内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向に直交する複数の配向領域Ｉに液晶層１９０を配向分割する複数の傾き制御部１５、１８とを備え、液晶層１９０は液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈを有し、複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルｎをこれら配向緩和領域の面積Ｓでそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定される。
【解決手段】アレイ基板１０１及び対向基板１０２と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含みアレイ基板１０１及び対向基板１０２間に挟持される液晶層１９０と、アレイ基板１０１及び対向基板１０２の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、液晶層１９０内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向に直交する複数の配向領域Ｉに液晶層１９０を配向分割する複数の傾き制御部１５、１８とを備え、液晶層１９０は液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈを有し、複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルｎをこれら配向緩和領域の面積Ｓでそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチドメイン型ＶＡＮモードに関するもので、特にＴＦＴなどの能動素子により駆動される液晶表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子を用いた表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するために、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等さまざまな分野に応用されている。特に薄膜トランジスタ素子（以下、ＴＦＴ）を用いた液晶表示パネルは、その応答性から携帯テレビやコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モニタに用いられている。
【０００３】
近年、情報量の増加に伴い高精細化や高速応答性が要求され始めている。高精細化にはＴＦＴアレイ構造の微細化により対応がなされている。一方、高速応答性ではネマチック液晶を用いたＯＣＢ方式、ＶＡＮ方式、ＨＡＮ方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）方式、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）方式が検討されている。
【０００４】
特に、ＶＡＮ型配向モードは、従来のツイストネマチック型（ＴＮ）モードより速い応答速度が得られることや、垂直配向処理の採用により従来静電気破壊など不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を削除可能なことから近年注目されている液晶表示モードである。さらに、ＶＡＮ型モードでは視野角の補償設計が比較的容易なことから広い視野角を実現するためのマルチドメイン型ＶＡＮ（ＭＶＡ）モードが注目されている（特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、ＭＶＡモードを採用した従来の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。図１に示す液晶表示パネルは、アレイ基板と対向基板とで液晶層を挟持した構造となっている（いずれも図示せず）。アレイ基板の対向基板と対向する面上には、互いに離間された複数の画素電極１５１が配列されている。なお、これら画素電極１５１にはそれぞれ電極スリット１５が設けられている。また、対向基板の対向面上には共通電極（図示せず）および畝状構造体１８が形成されている。
【０００６】
この液晶表示パネルにおいて、液晶層の画素電極１５１に対応する部分に液晶分子の配向方向が互いに異なる複数のドメインを形成している。図１に示す液晶表示パネルでは、各画素電極１５１上の領域を液晶分子の配向方向が互いに異なる複数のドメイン２２ａ〜２２ｄで構成することにより視野角が補償されている。
【０００７】
ＭＶＡモードを採用した液晶表示パネル１では、各ドメイン２２ａ〜２２ｄでの液晶分子の配列状態が表示品位に影響を与える。例えば、ドメイン２２ａで液晶分子の配列に乱れが生じた場合、ドメイン２２ａ〜２２ｄ間で光透過率が異なることになり、表示ムラとして視認されてしまう。そのため、各ドメイン２２ａ〜２２ｄでの液晶分子配列の乱れを極力防止する必要があるが、従来のＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、そのような乱れの発生を避けるのが難しかった。
【０００８】
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、それぞれ、図１に示す従来の液晶表示パネル１における液晶分子の配列状態を概略的に示す図である。図２Ａはドメイン２２ｄにおける液晶分子の配列状態を、液晶表示パネル１の基板面に垂直な方向から観察した場合を示している。また、図２Ｂ、図２Ｃは、それぞれ、図２Ａに示す破線２５、２６内における液晶分子の配列状態を示している。
【０００９】
図２Ａに示すように、対向基板１０２上に形成された畝状構造体１８の近傍に位置する液晶分子２１ａは、畝状構造体１８の延びる方向に対して垂直な方向に配向している。ここで、ドメイン２２ｄ内で、すべての液晶分子が液晶分子２１ａと同様に、畝状構造体１８の延びる方向に対して略垂直な方向に配向している領域を配向領域と呼ぶことにする。
【００１０】
しかし、アレイ基板１０１上に形成された画素電極１５１とその下地との境界部も液晶分子の配向状態に影響を与えるため、画素電極１５１の端部近傍に位置する液晶分子２１ｂは、画素電極１５１の輪郭を構成する辺に対して略垂直に配向する。
【００１１】
そのため、図２Ｂに示すように破線２５内の領域では液晶分子２１ｂはアレイ基板１０１側から対向基板１０２側に向けて左回りの螺旋構造を形成するように配列し、図２Ｃに示すように、破線２６内の領域では液晶分子２１ｂはアレイ基板１０１側から対向基板１０２側に向けて右回りの螺旋構造を形成するように配列する。上記の領域における液晶分子のダイレクタの平均方向は、畝状構造体１８の延びる方向に直交する方向から少しずれる。以下では、上記のように、液晶分子が畝状構造体に略垂直に配向されない領域を配向緩和領域と呼ぶことにする。
【００１２】
上記の配向緩和領域が生じることによって、液晶表示パネルの透過率が低下する場合があった。また、上記の配向緩和領域では、液晶分子の配向に歪みが生じ不安定となる為、弾性エネルギーが最小となる安定な配向状態になるまで時間がかかり、残像として視認されることがあった。
【００１３】
さらに、この配向緩和領域が複数形成されたとき、各ドメイン内での液晶分子のダイレクタの方向が不均一となり、液晶分子の配向方向によって応答時間が異なり、観察する方向で明るさや残像の見え方に差が生じ、視角特性の対称性が悪化するという問題が生じることがあった。
【特許文献１】特開２００３−２８７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、配向緩和領域においての液晶分子の平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル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】
【００１５】
本発明の態様による液晶表示パネルは、第１および第２電極基板と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２電極基板間に挟持される液晶層と、前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交する複数の配向領域に前記液晶層を配向分割する複数の傾き制御部と、を備え、前記液晶層は液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記傾き制御部による電界の傾き制御において前記所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域を有し、前記複数の配向緩和領域の平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをこれら配向緩和領域の面積でそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配向緩和領域においての液晶分子の平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル１００について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル１００は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示パネルであって、ＭＶＡモードで表示を行う。
【００１８】
図３及び図４に示すように、液晶表示パネル１００は、アレイ基板１０１と、このアレイ基板１０１に対向配置された対向基板１０２と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含みアレイ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持された液晶層１９０とを備えている。
【００１９】
上記のような液晶表示パネル１００において、画像を表示する表示領域１０３は、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼り合わせる外縁シール部材１０６によって囲まれた領域内に形成されている。表示領域１０３の外周に沿って配置された周辺領域１０４は、外縁シール部材１０６の外側の領域に形成され、額縁状に形成された遮光領域１４１を有している。
【００２０】
アレイ基板１０１は、表示領域１０３においてマトリクス状に配置されたｍ×ｎ個の画素電極１５１、これら画素電極１５１の行方向に沿って形成されたｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、これら画素電極１５１の列方向に沿って形成されたｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、及び、各画素電極１５１に対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差位置近傍にスイッチング素子として配置されたｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ（以下、画素ＴＦＴ）１２１を有している。また、周辺領域１０４において、アレイ基板１０１は、走査線Ｙを駆動する走査線駆動回路１１８、信号線Ｘを駆動する信号線駆動回路１１９等を有している。
【００２１】
図５に示すように、アレイ基板１０１は、表示領域１０３において、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に、画素ＴＦＴ１２１、及び画素ＴＦＴ１２１を含む表示領域１０３を覆って形成されるカラーフィルタ層１２４を備えている。カラーフィルタ層は、赤色の着色層１２４Ｒ、緑色の着色層１２４Ｇ、及び青色の着色層１２４Ｂを備えている。
【００２２】
さらに、アレイ基板１０１のカラーフィルタ層１２４上には、画素電極１５１、柱状スペーサ１３１、及び、配向膜１１３Ａを備えている。配向膜１１３Ａは、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成されている。また、アレイ基板１０１は、周辺領域１０４において、表示領域１０３の外周に沿って、透明基板の遮光領域１４１に配置された遮光層ＳＰを備えている。
【００２３】
信号線Ｘは、層間絶縁膜１７６を介して、走査線Ｙおよび補助容量線１５２に対して略直交するように配置されている。補助容量線１５２は、走査線Ｙと同一の層に同一の材料によって形成されているとともに、走査線Ｙに対して略平行に形成されている。補助容量線１５２の一部は、ゲート絶縁膜１６２を介して補助容量電極１６１に対向配置されている。この補助容量電極１６１は、不純物ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。
【００２４】
これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線１５２等の配線部は、例えば、アルミニウムやモリブデン−タングステン等の遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。本実施形態では、走査線Ｙ及び補助容量線１５２は、モリブデン−タングステンによって形成され、信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成されている。
【００２５】
画素ＴＦＴ１２１は、補助容量電極１６１と同層のポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板上に配置されたアンダーコーティング層上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。この画素ＴＦＴ１２１は、ゲート絶縁膜１６２を介して半導体層１１２に対向して配置された走査線Ｙと一体のゲート電極１６３を備えている。
【００２６】
画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極１８８は、信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。
【００２７】
アレイ基板１０１の層間絶縁膜１７６上に、カラーフィルタ層１２４が設けられている。さらに、カラーフィルタ層１２４上の画素電極１５１が形成されている。画素電極１５１は、カラーフィルタ層１２４上にそれぞれ形成されるＩＴＯ等の透過性導電部材によって形成され、図示しない電極スリットによって複数の領域に分割されている。
【００２８】
画素電極１５１は、カラーフィルタ層１２４を貫通するスルーホール１２６を介して画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９に電気的に接続されている。各画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ、及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動電圧により導通し信号電圧を画素電極１５１に印加する。
【００２９】
補助容量電極１６１は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７９を介して信号線Ｘと同一材料によって形成されたコンタクト電極１８０に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９、画素電極１５１、及び補助容量電極１６１は、同電位となる。
【００３０】
柱状スペーサ１３１は、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に所定のギャップを形成している。
【００３１】
対向基板１０２は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に形成された対向電極１５３、及び、この対向電極１５３を覆う配向膜１１３Ｂを有している。対向電極１５３は、アレイ基板１０１側の複数の画素電極１５１全体に対向するように配置されるＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。
【００３２】
対向電極１５３には、図５には示していない畝状構造体が形成されている。アレイ基板１０１の電極スリット、及び、対向基板１０２の畝状構造体は、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを制御するための傾き制御部である。
【００３３】
上記の液晶表示パネル１００の電極スリット及び畝状構造体は、各画素電極１５１に対応して、例えば図６に示すようなパターンに形成されている。電極スリット１５及び畝状構造体１８は、画素電極１５１の輪郭を形成する周縁に対して角度を成して、所定方向に延びるようにして並べられた複数の第１傾き制御部、つまり、複数の第１電極スリット１５Ａ及び複数の第１畝状構造体１８Ａを有している。第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａは、互いに平行に延びて、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、所定方向に略直交する配向領域Ｉを形成している。
【００３４】
また、電極スリット１５及び畝状構造体１８は、第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａが延びる所定方向とは異なる第２所定方向に延びるように並べられた複数の第２傾き制御部、つまり、複数の第２電極スリット１５Ｂ及び複数の第２畝状構造体１８Ｂを有している。第２電極スリット１５Ｂ及び第２畝状構造体１８Ｂは、互いに平行に延びて、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が第２所定方向に略直交する複数の配向領域Ｉを形成している。
【００３５】
また、対向基板１０２には、画素電極１５１の周縁に沿って、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを補正して、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向及び第２所定方向に直交するように傾き補正部１９が形成されている。
【００３６】
このとき、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向は、図６の矢印に示す方向となる。各画素電極１５１上には、全ての液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、第１または第２傾き制御部の延びる方向、つまり、第１電極スリット１５Ａ、及び第１畝状構造体１８Ａの延びる方向、または第２電極スリット１５Ｂ及び第２畝状構造体１８Ｂの延びる方向に直交する方向となる、複数の配向領域Ｉが形成される。
【００３７】
このとき、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、第１または第２傾き制御部の延びる方向に対して直交する方向からずれた複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈとが形成される。
【００３８】
ここで、配向緩和領域Ａ〜Ｈそれぞれにおける液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）とし、各配向緩和領域Ａ〜Ｈの面積をＳ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）とした。このとき、各画素電極１５１上において、第１傾き制御部１５Ａ、１８Ａ、第２傾き制御部１５Ｂ、１８Ｂ、及び傾き補正部１９は、単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）を面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内に設定されるように形成されている。
【００３９】
このことから、上記の液晶表示パネル１００によれば、配向緩和領域Ａ〜Ｈにおいて液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止することができる。よって、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル１００を提供することができる。
【００４０】
さらに、上記の実施形態では、各画素電極１５１の周縁に沿って形成された傾き補正部が備えられている。このことによって、各配向緩和領域Ａ〜Ｈにおける液晶分子１９０Ａ
のダイレクタ方向のばらつきを抑制して、液晶分子１９０Ａが特定の方向に配向されるように補正することができる。
【００４１】
よって、単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）を面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内となるように、第１及び第２傾き制御部を設計し、かつ傾き補正部１９を設けることによって、より視角特性の対称性に優れた液晶表示パネル１００を得ることができる。
【００４２】
次に、本発明に係る液晶表示パネル１００の第１製造例について説明する。図６に示すように、画素電極１５１は、第１電極スリット１５Ａ及び第２電極スリット１５Ｂによって複数の領域に分割されている。
【００４３】
本製造例は、対向基板１０２側にカラーフィルタ層１２４が形成され、カラーフィルタ層１２４を形成した後に、アクリル系の樹脂によって第１畝状構造体１８Ａ及び第２畝状構造体１８Ｂが形成されている。第１畝状構造体１８Ａ及び第２畝状構造体１８Ｂは、それぞれ第１電極スリット１５Ａ及び第２電極スリット１５Ｂと平行に延びるように並んでいる。なお、図６では、ブラックマトリクス等は省略している。
【００４４】
また、対向基板１０２には、画素電極１５１の周縁に沿って形成され、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを補正する傾き補正部１９を有している。
【００４５】
アレイ基板１０１及び対向基板１０２に平行な方向における、電極スリット１５と畝状構造体１８との距離、例えば、第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａとの距離Ｄ１は、概略３０μmとなっている。アレイ基板１０１と対向基板１０２とには、垂直性を示す配向膜を７０nm厚さで塗布した。
【００４６】
上記以外の点は、前述の実施形態で説明した液晶表示パネル１００と同様の構成になっているため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
次に、本発明に係る液晶表示パネル１００の第２製造例について説明する。本製造例では、図７に示すようにアレイ基板１０１と対向基板１０２とに平行な方向における電極スリット１５と畝状構造体１８との距離、例えば第１電極スリット１５Ａと第２畝状構造体１８Ａとの距離Ｄ２が概略２０μmとなっている。上記の点以外は第１製造例と同様の構成となっているため、同様の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
次に第３製造例について説明する。図８に示すように、電極スリット１５及び畝状構造体１８は第２製造例と同様のパターンに形成されている。また、本製造例では、対向基板１０２側に、各画素電極１５１の周縁に沿って遮光層ＳＰが形成されている。遮光層ＳＰは、一部の配向緩和領域を遮光するブラックマトリクスＢＭを有している。
【００４９】
また、本製造例では、第２製造例において傾き補正部１９が形成されていた各画素電極１５１の周縁が遮光層ＳＰで覆われるため傾き補正部１９は形成されない。上記の点以外は第２製造例と同様の構成となっているため、同様の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
上記の第１〜第３製造例の液晶表示パネル１００で白表示させて、１画素を顕微鏡により観察し、配向緩和領域Ａ〜Ｈの平均的なダイレクタ方向と、各配向緩和領域Ａ〜Ｈの１画素開口面積に対する割合を算出した。次に、白と黒とを交互に表示する状態で目視観察を行った。これらの結果を図９に示す。
【００５１】
ただし、図９で示した角度は、図６乃至図８に示す画素部の長手方向に沿った上方を９０°、下方を２７０°とし、画素部の長手方向に略直交方向に沿った左方向を１８０°、右方向を０°と定義したものである。
【００５２】
第１製造例の液晶表示パネル１００を、画面に向かって右側からみた場合、残像がうっすら見え、左側から見た場合、残像が酷く見えた。上下方向は上下とも同程度に残像がうっすら見えた。
【００５３】
第２製造例の液晶表示パネル１００では、左右方向とも第１製造例より程度は軽いが、残像がうっすら見え、第１製造例と同様に、左側から見た場合の方が残像は若干酷く見えた。上下方向は上下とも同程度に残像がうっすら見えた。
【００５４】
第３製造例の液晶表示パネル１００では、上下左右とも残像はうっすら見えたが、上下左右とも見え方に違いは無かった。
【００５５】
上記の結果から第１製造例では、ダイレクタの方向が概略１１２.５°方向（配向緩和領域Ｃ）と２４７.５°方向（配向緩和領域Ｆ）との領域がそれぞれ８.３％あり、これらは他の配向緩和領域Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｈを考慮してもキャンセルされない成分となる（Σｎ・Ｓ＝０でない）為、残像の見え方が左右で違った状態になっている。
【００５６】
第２製造例では、キャンセルされない成分である配向緩和領域Ｄと配向緩和領域Ｅとの面積が第１製造例の概略半分の４.２％であるため、残像の見え方が左右で違うものの、第１製造例と比較して残像の発生が抑制されている。
【００５７】
さらに、第３製造例では、第２製造例においてキャンセルされない成分が存在した配向緩和領域Ｄと配向緩和領域Ｅとの一部を、ブラックマトリクスＢＭが覆い隠している為、残像の見え方が左右で同様になっている。
【００５８】
このことから、配向緩和領域Ａ〜Ｈそれぞれの領域で、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）をその面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内に設定されることで、どの方向から見ても画質の均一な液晶表示パネル１００を作製することが可能となる。
【００５９】
よって、本発明によれば、配向緩和領域Ａ〜Ｈにおいての液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル１００を提供することができる。
【００６０】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００６１】
例えば、上記の実施形態及び第１乃至第３製造例ではアレイ基板１０１に電極スリット１５を形成し、対向基板１０２に畝状構造体１８を形成したが、アレイ基板１０１及び対向基板１０２の両方に電極スリット１５を形成しても良く、またはアレイ基板１０１及び対向基板１０２の両方に畝状構造体１８を形成しても良い。さらには、電極スリット１５や畝状構造体１８の形状は棒状でも良い。
【００６２】
また、画素電極１５１及び対向電極１５３上には、配向膜１１３のみを配置したが、構造によっては、これらの電極上に種々の用途に応じて絶縁膜を配置してもよい。この場合、絶縁膜は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮx、Ａｌ2Ｏ3などの無機系薄膜、ポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶など有機系薄膜などを用いることができる。この絶縁膜が無機系薄膜の場合には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、あるいは溶液塗布法などによって形成できる。
【００６３】
また、絶縁膜が有機系薄膜の場合には、有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、スクリーン印刷塗布法、ロール塗布法などで塗布し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形成する方法、あるいは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＬＢ（Langumuir−Blodgett）法などで形成することもできる。
【００６４】
上記の実施形態では、ＭＶＡモードの液晶表示パネル１００について本発明を適用させているが、例えばＡＶＡＮモード等の他のモードの液晶表示パネル１００に適用してもよい。その場合にも、上記の第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ＭＶＡモードを採用した従来の液晶表示パネルを概略的に示す平面図。
【図２Ａ】図１に示す液晶表示パネルにおける液晶分子の配列状態を概略的に示す図。
【図２Ｂ】図２Ａに示す破線部の液晶分子の配列状態を説明する図。
【図２Ｃ】図２Ａに示す破線部の液晶分子の配列状態を説明する図。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルを概略的に示す図。
【図４】図３に示す液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図。
【図５】図３に示す液晶表示パネルの断面の一例を示す図。
【図６】本発明の第１製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図７】本発明の第２製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図８】本発明の第３製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図９】本発明の第１乃至第３製造例に係る液晶表示パネルの評価結果を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１００…液晶表示パネル、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１０３…表示領域、１５１…画素電極、１９０…液晶層、１９０Ａ…液晶分子、Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）…信号線、Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）…走査線、１２１…画素ＴＦＴ、１５…電極スリット、１５Ａ…第１電極スリット、１５Ｂ…第２電極スリット、１８…畝状構造体、１８Ａ…第１畝状構造体、１８Ｂ…第２畝状構造体、１９…傾き補正部、Ａ〜Ｈ…配向緩和領域、Ｉ…配向領域、ｎ…単位ベクトル、Ｓ…面積、Ｄ１、Ｄ２…距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチドメイン型ＶＡＮモードに関するもので、特にＴＦＴなどの能動素子により駆動される液晶表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子を用いた表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するために、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等さまざまな分野に応用されている。特に薄膜トランジスタ素子（以下、ＴＦＴ）を用いた液晶表示パネルは、その応答性から携帯テレビやコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モニタに用いられている。
【０００３】
近年、情報量の増加に伴い高精細化や高速応答性が要求され始めている。高精細化にはＴＦＴアレイ構造の微細化により対応がなされている。一方、高速応答性ではネマチック液晶を用いたＯＣＢ方式、ＶＡＮ方式、ＨＡＮ方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）方式、反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）方式が検討されている。
【０００４】
特に、ＶＡＮ型配向モードは、従来のツイストネマチック型（ＴＮ）モードより速い応答速度が得られることや、垂直配向処理の採用により従来静電気破壊など不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を削除可能なことから近年注目されている液晶表示モードである。さらに、ＶＡＮ型モードでは視野角の補償設計が比較的容易なことから広い視野角を実現するためのマルチドメイン型ＶＡＮ（ＭＶＡ）モードが注目されている（特許文献１参照）。
【０００５】
図１は、ＭＶＡモードを採用した従来の液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図である。図１に示す液晶表示パネルは、アレイ基板と対向基板とで液晶層を挟持した構造となっている（いずれも図示せず）。アレイ基板の対向基板と対向する面上には、互いに離間された複数の画素電極１５１が配列されている。なお、これら画素電極１５１にはそれぞれ電極スリット１５が設けられている。また、対向基板の対向面上には共通電極（図示せず）および畝状構造体１８が形成されている。
【０００６】
この液晶表示パネルにおいて、液晶層の画素電極１５１に対応する部分に液晶分子の配向方向が互いに異なる複数のドメインを形成している。図１に示す液晶表示パネルでは、各画素電極１５１上の領域を液晶分子の配向方向が互いに異なる複数のドメイン２２ａ〜２２ｄで構成することにより視野角が補償されている。
【０００７】
ＭＶＡモードを採用した液晶表示パネル１では、各ドメイン２２ａ〜２２ｄでの液晶分子の配列状態が表示品位に影響を与える。例えば、ドメイン２２ａで液晶分子の配列に乱れが生じた場合、ドメイン２２ａ〜２２ｄ間で光透過率が異なることになり、表示ムラとして視認されてしまう。そのため、各ドメイン２２ａ〜２２ｄでの液晶分子配列の乱れを極力防止する必要があるが、従来のＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、そのような乱れの発生を避けるのが難しかった。
【０００８】
図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、それぞれ、図１に示す従来の液晶表示パネル１における液晶分子の配列状態を概略的に示す図である。図２Ａはドメイン２２ｄにおける液晶分子の配列状態を、液晶表示パネル１の基板面に垂直な方向から観察した場合を示している。また、図２Ｂ、図２Ｃは、それぞれ、図２Ａに示す破線２５、２６内における液晶分子の配列状態を示している。
【０００９】
図２Ａに示すように、対向基板１０２上に形成された畝状構造体１８の近傍に位置する液晶分子２１ａは、畝状構造体１８の延びる方向に対して垂直な方向に配向している。ここで、ドメイン２２ｄ内で、すべての液晶分子が液晶分子２１ａと同様に、畝状構造体１８の延びる方向に対して略垂直な方向に配向している領域を配向領域と呼ぶことにする。
【００１０】
しかし、アレイ基板１０１上に形成された画素電極１５１とその下地との境界部も液晶分子の配向状態に影響を与えるため、画素電極１５１の端部近傍に位置する液晶分子２１ｂは、画素電極１５１の輪郭を構成する辺に対して略垂直に配向する。
【００１１】
そのため、図２Ｂに示すように破線２５内の領域では液晶分子２１ｂはアレイ基板１０１側から対向基板１０２側に向けて左回りの螺旋構造を形成するように配列し、図２Ｃに示すように、破線２６内の領域では液晶分子２１ｂはアレイ基板１０１側から対向基板１０２側に向けて右回りの螺旋構造を形成するように配列する。上記の領域における液晶分子のダイレクタの平均方向は、畝状構造体１８の延びる方向に直交する方向から少しずれる。以下では、上記のように、液晶分子が畝状構造体に略垂直に配向されない領域を配向緩和領域と呼ぶことにする。
【００１２】
上記の配向緩和領域が生じることによって、液晶表示パネルの透過率が低下する場合があった。また、上記の配向緩和領域では、液晶分子の配向に歪みが生じ不安定となる為、弾性エネルギーが最小となる安定な配向状態になるまで時間がかかり、残像として視認されることがあった。
【００１３】
さらに、この配向緩和領域が複数形成されたとき、各ドメイン内での液晶分子のダイレクタの方向が不均一となり、液晶分子の配向方向によって応答時間が異なり、観察する方向で明るさや残像の見え方に差が生じ、視角特性の対称性が悪化するという問題が生じることがあった。
【特許文献１】特開２００３−２８７７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、配向緩和領域においての液晶分子の平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル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】
【００１５】
本発明の態様による液晶表示パネルは、第１および第２電極基板と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２電極基板間に挟持される液晶層と、前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交する複数の配向領域に前記液晶層を配向分割する複数の傾き制御部と、を備え、前記液晶層は液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記傾き制御部による電界の傾き制御において前記所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域を有し、前記複数の配向緩和領域の平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをこれら配向緩和領域の面積でそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配向緩和領域においての液晶分子の平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル１００について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る液晶表示パネル１００は、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示パネルであって、ＭＶＡモードで表示を行う。
【００１８】
図３及び図４に示すように、液晶表示パネル１００は、アレイ基板１０１と、このアレイ基板１０１に対向配置された対向基板１０２と、負の誘電異方性を有する液晶組成物を含みアレイ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持された液晶層１９０とを備えている。
【００１９】
上記のような液晶表示パネル１００において、画像を表示する表示領域１０３は、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼り合わせる外縁シール部材１０６によって囲まれた領域内に形成されている。表示領域１０３の外周に沿って配置された周辺領域１０４は、外縁シール部材１０６の外側の領域に形成され、額縁状に形成された遮光領域１４１を有している。
【００２０】
アレイ基板１０１は、表示領域１０３においてマトリクス状に配置されたｍ×ｎ個の画素電極１５１、これら画素電極１５１の行方向に沿って形成されたｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、これら画素電極１５１の列方向に沿って形成されたｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、及び、各画素電極１５１に対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差位置近傍にスイッチング素子として配置されたｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ（以下、画素ＴＦＴ）１２１を有している。また、周辺領域１０４において、アレイ基板１０１は、走査線Ｙを駆動する走査線駆動回路１１８、信号線Ｘを駆動する信号線駆動回路１１９等を有している。
【００２１】
図５に示すように、アレイ基板１０１は、表示領域１０３において、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に、画素ＴＦＴ１２１、及び画素ＴＦＴ１２１を含む表示領域１０３を覆って形成されるカラーフィルタ層１２４を備えている。カラーフィルタ層は、赤色の着色層１２４Ｒ、緑色の着色層１２４Ｇ、及び青色の着色層１２４Ｂを備えている。
【００２２】
さらに、アレイ基板１０１のカラーフィルタ層１２４上には、画素電極１５１、柱状スペーサ１３１、及び、配向膜１１３Ａを備えている。配向膜１１３Ａは、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成されている。また、アレイ基板１０１は、周辺領域１０４において、表示領域１０３の外周に沿って、透明基板の遮光領域１４１に配置された遮光層ＳＰを備えている。
【００２３】
信号線Ｘは、層間絶縁膜１７６を介して、走査線Ｙおよび補助容量線１５２に対して略直交するように配置されている。補助容量線１５２は、走査線Ｙと同一の層に同一の材料によって形成されているとともに、走査線Ｙに対して略平行に形成されている。補助容量線１５２の一部は、ゲート絶縁膜１６２を介して補助容量電極１６１に対向配置されている。この補助容量電極１６１は、不純物ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。
【００２４】
これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線１５２等の配線部は、例えば、アルミニウムやモリブデン−タングステン等の遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。本実施形態では、走査線Ｙ及び補助容量線１５２は、モリブデン−タングステンによって形成され、信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成されている。
【００２５】
画素ＴＦＴ１２１は、補助容量電極１６１と同層のポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板上に配置されたアンダーコーティング層上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。この画素ＴＦＴ１２１は、ゲート絶縁膜１６２を介して半導体層１１２に対向して配置された走査線Ｙと一体のゲート電極１６３を備えている。
【００２６】
画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極１８８は、信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。
【００２７】
アレイ基板１０１の層間絶縁膜１７６上に、カラーフィルタ層１２４が設けられている。さらに、カラーフィルタ層１２４上の画素電極１５１が形成されている。画素電極１５１は、カラーフィルタ層１２４上にそれぞれ形成されるＩＴＯ等の透過性導電部材によって形成され、図示しない電極スリットによって複数の領域に分割されている。
【００２８】
画素電極１５１は、カラーフィルタ層１２４を貫通するスルーホール１２６を介して画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９に電気的に接続されている。各画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ、及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動電圧により導通し信号電圧を画素電極１５１に印加する。
【００２９】
補助容量電極１６１は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７９を介して信号線Ｘと同一材料によって形成されたコンタクト電極１８０に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９、画素電極１５１、及び補助容量電極１６１は、同電位となる。
【００３０】
柱状スペーサ１３１は、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に所定のギャップを形成している。
【００３１】
対向基板１０２は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に形成された対向電極１５３、及び、この対向電極１５３を覆う配向膜１１３Ｂを有している。対向電極１５３は、アレイ基板１０１側の複数の画素電極１５１全体に対向するように配置されるＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。
【００３２】
対向電極１５３には、図５には示していない畝状構造体が形成されている。アレイ基板１０１の電極スリット、及び、対向基板１０２の畝状構造体は、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを制御するための傾き制御部である。
【００３３】
上記の液晶表示パネル１００の電極スリット及び畝状構造体は、各画素電極１５１に対応して、例えば図６に示すようなパターンに形成されている。電極スリット１５及び畝状構造体１８は、画素電極１５１の輪郭を形成する周縁に対して角度を成して、所定方向に延びるようにして並べられた複数の第１傾き制御部、つまり、複数の第１電極スリット１５Ａ及び複数の第１畝状構造体１８Ａを有している。第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａは、互いに平行に延びて、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、所定方向に略直交する配向領域Ｉを形成している。
【００３４】
また、電極スリット１５及び畝状構造体１８は、第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａが延びる所定方向とは異なる第２所定方向に延びるように並べられた複数の第２傾き制御部、つまり、複数の第２電極スリット１５Ｂ及び複数の第２畝状構造体１８Ｂを有している。第２電極スリット１５Ｂ及び第２畝状構造体１８Ｂは、互いに平行に延びて、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が第２所定方向に略直交する複数の配向領域Ｉを形成している。
【００３５】
また、対向基板１０２には、画素電極１５１の周縁に沿って、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを補正して、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が所定方向及び第２所定方向に直交するように傾き補正部１９が形成されている。
【００３６】
このとき、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向は、図６の矢印に示す方向となる。各画素電極１５１上には、全ての液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、第１または第２傾き制御部の延びる方向、つまり、第１電極スリット１５Ａ、及び第１畝状構造体１８Ａの延びる方向、または第２電極スリット１５Ｂ及び第２畝状構造体１８Ｂの延びる方向に直交する方向となる、複数の配向領域Ｉが形成される。
【００３７】
このとき、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が、第１または第２傾き制御部の延びる方向に対して直交する方向からずれた複数の配向緩和領域Ａ〜Ｈとが形成される。
【００３８】
ここで、配向緩和領域Ａ〜Ｈそれぞれにおける液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）とし、各配向緩和領域Ａ〜Ｈの面積をＳ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）とした。このとき、各画素電極１５１上において、第１傾き制御部１５Ａ、１８Ａ、第２傾き制御部１５Ｂ、１８Ｂ、及び傾き補正部１９は、単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）を面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内に設定されるように形成されている。
【００３９】
このことから、上記の液晶表示パネル１００によれば、配向緩和領域Ａ〜Ｈにおいて液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止することができる。よって、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル１００を提供することができる。
【００４０】
さらに、上記の実施形態では、各画素電極１５１の周縁に沿って形成された傾き補正部が備えられている。このことによって、各配向緩和領域Ａ〜Ｈにおける液晶分子１９０Ａ
のダイレクタ方向のばらつきを抑制して、液晶分子１９０Ａが特定の方向に配向されるように補正することができる。
【００４１】
よって、単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）を面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内となるように、第１及び第２傾き制御部を設計し、かつ傾き補正部１９を設けることによって、より視角特性の対称性に優れた液晶表示パネル１００を得ることができる。
【００４２】
次に、本発明に係る液晶表示パネル１００の第１製造例について説明する。図６に示すように、画素電極１５１は、第１電極スリット１５Ａ及び第２電極スリット１５Ｂによって複数の領域に分割されている。
【００４３】
本製造例は、対向基板１０２側にカラーフィルタ層１２４が形成され、カラーフィルタ層１２４を形成した後に、アクリル系の樹脂によって第１畝状構造体１８Ａ及び第２畝状構造体１８Ｂが形成されている。第１畝状構造体１８Ａ及び第２畝状構造体１８Ｂは、それぞれ第１電極スリット１５Ａ及び第２電極スリット１５Ｂと平行に延びるように並んでいる。なお、図６では、ブラックマトリクス等は省略している。
【００４４】
また、対向基板１０２には、画素電極１５１の周縁に沿って形成され、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に印加される電界の傾きを補正する傾き補正部１９を有している。
【００４５】
アレイ基板１０１及び対向基板１０２に平行な方向における、電極スリット１５と畝状構造体１８との距離、例えば、第１電極スリット１５Ａ及び第１畝状構造体１８Ａとの距離Ｄ１は、概略３０μmとなっている。アレイ基板１０１と対向基板１０２とには、垂直性を示す配向膜を７０nm厚さで塗布した。
【００４６】
上記以外の点は、前述の実施形態で説明した液晶表示パネル１００と同様の構成になっているため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
次に、本発明に係る液晶表示パネル１００の第２製造例について説明する。本製造例では、図７に示すようにアレイ基板１０１と対向基板１０２とに平行な方向における電極スリット１５と畝状構造体１８との距離、例えば第１電極スリット１５Ａと第２畝状構造体１８Ａとの距離Ｄ２が概略２０μmとなっている。上記の点以外は第１製造例と同様の構成となっているため、同様の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
次に第３製造例について説明する。図８に示すように、電極スリット１５及び畝状構造体１８は第２製造例と同様のパターンに形成されている。また、本製造例では、対向基板１０２側に、各画素電極１５１の周縁に沿って遮光層ＳＰが形成されている。遮光層ＳＰは、一部の配向緩和領域を遮光するブラックマトリクスＢＭを有している。
【００４９】
また、本製造例では、第２製造例において傾き補正部１９が形成されていた各画素電極１５１の周縁が遮光層ＳＰで覆われるため傾き補正部１９は形成されない。上記の点以外は第２製造例と同様の構成となっているため、同様の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
上記の第１〜第３製造例の液晶表示パネル１００で白表示させて、１画素を顕微鏡により観察し、配向緩和領域Ａ〜Ｈの平均的なダイレクタ方向と、各配向緩和領域Ａ〜Ｈの１画素開口面積に対する割合を算出した。次に、白と黒とを交互に表示する状態で目視観察を行った。これらの結果を図９に示す。
【００５１】
ただし、図９で示した角度は、図６乃至図８に示す画素部の長手方向に沿った上方を９０°、下方を２７０°とし、画素部の長手方向に略直交方向に沿った左方向を１８０°、右方向を０°と定義したものである。
【００５２】
第１製造例の液晶表示パネル１００を、画面に向かって右側からみた場合、残像がうっすら見え、左側から見た場合、残像が酷く見えた。上下方向は上下とも同程度に残像がうっすら見えた。
【００５３】
第２製造例の液晶表示パネル１００では、左右方向とも第１製造例より程度は軽いが、残像がうっすら見え、第１製造例と同様に、左側から見た場合の方が残像は若干酷く見えた。上下方向は上下とも同程度に残像がうっすら見えた。
【００５４】
第３製造例の液晶表示パネル１００では、上下左右とも残像はうっすら見えたが、上下左右とも見え方に違いは無かった。
【００５５】
上記の結果から第１製造例では、ダイレクタの方向が概略１１２.５°方向（配向緩和領域Ｃ）と２４７.５°方向（配向緩和領域Ｆ）との領域がそれぞれ８.３％あり、これらは他の配向緩和領域Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｈを考慮してもキャンセルされない成分となる（Σｎ・Ｓ＝０でない）為、残像の見え方が左右で違った状態になっている。
【００５６】
第２製造例では、キャンセルされない成分である配向緩和領域Ｄと配向緩和領域Ｅとの面積が第１製造例の概略半分の４.２％であるため、残像の見え方が左右で違うものの、第１製造例と比較して残像の発生が抑制されている。
【００５７】
さらに、第３製造例では、第２製造例においてキャンセルされない成分が存在した配向緩和領域Ｄと配向緩和領域Ｅとの一部を、ブラックマトリクスＢＭが覆い隠している為、残像の見え方が左右で同様になっている。
【００５８】
このことから、配向緩和領域Ａ〜Ｈそれぞれの領域で、液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルｎ（Ａ）〜ｎ（Ｈ）をその面積Ｓ（Ａ）〜Ｓ（Ｈ）で重み付けしたベクトル値（ｎ・Ｓ）の総和（Σｎ・Ｓ）がゼロを含む所定の範囲内に設定されることで、どの方向から見ても画質の均一な液晶表示パネル１００を作製することが可能となる。
【００５９】
よって、本発明によれば、配向緩和領域Ａ〜Ｈにおいての液晶分子１９０Ａの平均的なダイレクタ方向が不均一になることによって、応答時間のばらつきによる明るさや残像の見え方等の視角特性が非対称となることを防止し、視角特性の対称性に優れたＭＶＡモードの液晶表示パネル１００を提供することができる。
【００６０】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００６１】
例えば、上記の実施形態及び第１乃至第３製造例ではアレイ基板１０１に電極スリット１５を形成し、対向基板１０２に畝状構造体１８を形成したが、アレイ基板１０１及び対向基板１０２の両方に電極スリット１５を形成しても良く、またはアレイ基板１０１及び対向基板１０２の両方に畝状構造体１８を形成しても良い。さらには、電極スリット１５や畝状構造体１８の形状は棒状でも良い。
【００６２】
また、画素電極１５１及び対向電極１５３上には、配向膜１１３のみを配置したが、構造によっては、これらの電極上に種々の用途に応じて絶縁膜を配置してもよい。この場合、絶縁膜は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮx、Ａｌ2Ｏ3などの無機系薄膜、ポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶など有機系薄膜などを用いることができる。この絶縁膜が無機系薄膜の場合には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、あるいは溶液塗布法などによって形成できる。
【００６３】
また、絶縁膜が有機系薄膜の場合には、有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、スクリーン印刷塗布法、ロール塗布法などで塗布し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形成する方法、あるいは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＬＢ（Langumuir−Blodgett）法などで形成することもできる。
【００６４】
上記の実施形態では、ＭＶＡモードの液晶表示パネル１００について本発明を適用させているが、例えばＡＶＡＮモード等の他のモードの液晶表示パネル１００に適用してもよい。その場合にも、上記の第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ＭＶＡモードを採用した従来の液晶表示パネルを概略的に示す平面図。
【図２Ａ】図１に示す液晶表示パネルにおける液晶分子の配列状態を概略的に示す図。
【図２Ｂ】図２Ａに示す破線部の液晶分子の配列状態を説明する図。
【図２Ｃ】図２Ａに示す破線部の液晶分子の配列状態を説明する図。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルを概略的に示す図。
【図４】図３に示す液晶表示パネルの構成を概略的に示す平面図。
【図５】図３に示す液晶表示パネルの断面の一例を示す図。
【図６】本発明の第１製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図７】本発明の第２製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図８】本発明の第３製造例に係る液晶表示パネルの画素部の構成を説明する図。
【図９】本発明の第１乃至第３製造例に係る液晶表示パネルの評価結果を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１００…液晶表示パネル、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１０３…表示領域、１５１…画素電極、１９０…液晶層、１９０Ａ…液晶分子、Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）…信号線、Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）…走査線、１２１…画素ＴＦＴ、１５…電極スリット、１５Ａ…第１電極スリット、１５Ｂ…第２電極スリット、１８…畝状構造体、１８Ａ…第１畝状構造体、１８Ｂ…第２畝状構造体、１９…傾き補正部、Ａ〜Ｈ…配向緩和領域、Ｉ…配向領域、ｎ…単位ベクトル、Ｓ…面積、Ｄ１、Ｄ２…距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２電極基板と、
負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２電極基板間に挟持される液晶層と、
前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交する複数の配向領域に前記液晶層を配向分割する複数の傾き制御部と、を備え、
前記液晶層は液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記傾き制御部による電界の傾き制御において前記所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域を有し、前記複数の配向緩和領域の平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをこれら配向緩和領域の面積でそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定されることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記複数の傾き制御部は一部を除いて平行であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記傾き制御部は、構造体及び電極スリットの少なくとも一方からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを、前記液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交するように補正する複数の傾き補正部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項５】
前記第１及び第２電極基板のいずれか一方に遮光層が設けられ、
前記遮光層は少なくとも１つの前記配向緩和領域を遮光するように形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項６】
前記第1電極基板はマトリクス状に配置された複数の画素電極を備え、
前記第２電極基板は前記複数の画素電極に対向した対向電極を備え、
前記複数の傾き制御部は前記複数の画素電極の各々に対応して設けられることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項７】
さらに複数の第２傾き制御部が前記複数の画素電極の各々に対応して設けられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向とは異なる第２所定方向に直交する複数の配向領域にも前記液晶層を配向分割するように前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において前記第２所定方向に伸びるようにして並べられることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネル。
【請求項８】
各画素電極は略方形であり、各前記配向緩和領域に含まれる液晶分子の平均的なダイレクタ方向と前記画素電極の一辺とのなす角が略２２.５°、６７.５°、１１２.５°、１５７.５°、２０２.５°、２４７.５°、２９２.５°、３３７.５°のいずれかを含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示パネル。
【請求項１】
第１および第２電極基板と、
負の誘電異方性を有する液晶組成物を含み前記第１及び第２電極基板間に挟持される液晶層と、
前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において所定方向に伸びるようにして並べられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交する複数の配向領域に前記液晶層を配向分割する複数の傾き制御部と、を備え、
前記液晶層は液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記傾き制御部による電界の傾き制御において前記所定方向に直交する方向からずれた複数の配向緩和領域を有し、前記複数の配向緩和領域の平均的なダイレクタ方向の単位ベクトルをこれら配向緩和領域の面積でそれぞれ重み付けしたベクトル値の総和がゼロを含む所定の範囲内に設定されることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記複数の傾き制御部は一部を除いて平行であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記傾き制御部は、構造体及び電極スリットの少なくとも一方からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを、前記液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向に直交するように補正する複数の傾き補正部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項５】
前記第１及び第２電極基板のいずれか一方に遮光層が設けられ、
前記遮光層は少なくとも１つの前記配向緩和領域を遮光するように形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【請求項６】
前記第1電極基板はマトリクス状に配置された複数の画素電極を備え、
前記第２電極基板は前記複数の画素電極に対向した対向電極を備え、
前記複数の傾き制御部は前記複数の画素電極の各々に対応して設けられることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項７】
さらに複数の第２傾き制御部が前記複数の画素電極の各々に対応して設けられ、前記第１及び第２電極基板間に印加される電圧により前記液晶層内に得られる電界の傾きを制御して液晶分子の平均的なダイレクタ方向が前記所定方向とは異なる第２所定方向に直交する複数の配向領域にも前記液晶層を配向分割するように前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方において前記第２所定方向に伸びるようにして並べられることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネル。
【請求項８】
各画素電極は略方形であり、各前記配向緩和領域に含まれる液晶分子の平均的なダイレクタ方向と前記画素電極の一辺とのなす角が略２２.５°、６７.５°、１１２.５°、１５７.５°、２０２.５°、２４７.５°、２９２.５°、３３７.５°のいずれかを含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示パネル。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−５２２６５（Ｐ２００７−５２２６５Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３７６２０（Ｐ２００５−２３７６２０）
【出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１８日（２００５．８．１８）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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