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Title:
LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/047932
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device in which roughness in display and the persistence of vision are suppressed and the response rates of which are improved in order to control the position of a radial orientation singularity. The liquid crystal display panel comprises a liquid crystal layer comprising a liquid crystal molecule having negative dielectric anisotropy and a pair of substrates holding the liquid crystal layer therebetween. In the pair of substrates, each substrate comprises an electrode. At least one of the substrates comprises a vertical orientation film and a photopolymerized body.One of the electrodes has a shape which allows the liquid crystal molecule to be radially oriented at the time of the application of voltage. Further, an opening which encloses the radial orientation singularity in the electrode is formed in a portion of the one electrode.

Inventors:
TASHIRO KUNIHIRO
SASAKI TAKAHIRO
HAYANO TAKAYUKI
MATSUMOTO TOSHIHIRO
Application Number:
PCT/JP2008/060387
Publication Date:
April 16, 2009
Filing Date:
June 05, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHARP KK (JP)
TASHIRO KUNIHIRO
SASAKI TAKAHIRO
HAYANO TAKAYUKI
MATSUMOTO TOSHIHIRO
International Classes:
G02F1/1337; G02F1/1343; G02F1/1368
Foreign References:
JP2006201355A2006-08-03
JP2006084518A2006-03-30
JP2005316211A2005-11-10
JP2006053546A2006-02-23
JP3601788B22004-12-15
JP2001249340A2001-09-14
JP3520376B22004-04-19
JPH08114804A1996-05-07
Other References:
See also references of EP 2196846A4
Attorney, Agent or Firm:
YASUTOMI, Yasuo et al. (5-36 Miyahara 3-chome, Yodogawa-ku, Osaka-sh, Osaka 03, JP)
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Claims:
負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、該液晶層を挟持する一対の基板とを備える液晶表示パネルであって、
該一対の基板は、それぞれに電極を備え、少なくとも一方に、垂直配向膜と、光重合体とを備え、
該電極の一方は、電圧印加時に液晶分子を放射状配向させる形状を有し、更に該放射状配向の特異点を該電極内に囲い込む開口が部分的に形成されたものであることを特徴とする液晶表示パネル。
前記液晶表示パネルは、他方の電極に開口が形成されず、かつ該電極上に配向制御突起物が配置されていないことを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネル。
前記液晶表示パネルは、平面視したときに互いに直交して配置されたゲート配線とソース配線とを備え、
前記開口は、開口が形成された電極の中心を挟み、かつゲート配線又はソース配線に対して平行及び直交する方位に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示パネル。
前記液晶表示パネルは、平面視したときに互いに直交して配置されたゲート配線とソース配線とを備え、
前記液晶層は、ゲート配線又はソース配線に対して45°又は135°方位に偏光軸を有する直線偏光が入射したときに、液晶分子の配向ベクトルが該偏光軸に対して平行及び直交する方位に暗線領域を有し、
前記開口は、平面視したときに、該暗線領域の間隙部に相当する位置に形成されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示パネル。
前記開口は、電極の端を除く領域に形成されることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の液晶表示パネル。
前記開口は、平面視したときに、開口が形成された電極の中心に向かって延伸する形状であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の液晶表示パネル。
前記開口は、短辺の長さが5μm以上の長方形であることを特徴とする請求項6記載の液晶表示パネル。
前記開口が形成された電極は、絵素電極を分割して形成されたサブピクセル電極であることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の液晶表示パネル。
前記サブピクセル電極は、絵素電極を長辺方向に分割することにより構成されることを特徴とする請求項8記載の液晶表示パネル。
前記光重合体は、液晶層中に分散させたモノマーを液晶層に電圧を印加しながら光重合させることにより形成されたものであることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の液晶表示パネル。
負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、該液晶層を挟持する一対の基板とを備える液晶表示パネルであって、
該一対の基板は、それぞれに電極を備え、少なくとも一方に、垂直配向膜と、液晶層に電圧を印加しながら液晶層中に分散させたモノマーを光重合させて形成された光重合体とを備え、
該電極の一方は、電圧印加時に液晶分子を放射状配向させる形状を有し、更に該放射状配向の特異点を電極内に囲い込む開口が部分的に形成されたものであることを特徴とする液晶表示パネル。
請求項1~11のいずれかに記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
Description:
液晶表示パネル及び液晶表示装

本発明は、液晶表示パネル及び液晶表示装 置に関する。より詳しくは、視野角及び表示 品質の向上等を図った液晶表示パネル、及び 、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置 に関するものである。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されて いるフラットパネルディスプレイであり、パ ーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、 携帯電話等の民生用機器に使用され、市場の 一層の拡大が期待されている。また、市場の 拡大に伴い、より一層の画像品質の向上が要 望され、広視野角、高コントラスト比、高速 応答等を備えた高い表示性能を有する液晶表 示装置について開発が行われている。

視野角特性等に優れた液晶表示装置の表示 モードとしては、垂直配向(Vertical Alignment:VA) モードの一種である連続的放射状配向(Continuo us Pinwheel Alignment:CPA)モードが知られている( えば、非特許文献1参照)。VAモードは、負の 誘電率異方性を持つネガ型液晶を用い、電圧 無印加又は閾値電圧未満の電圧を印加したと きには、液晶分子を基板面に対して垂直に配 向させ、閾値電圧以上の電圧を印加したとき には、液晶分子を基板面に対して水平方向に 傾斜配向させる表示モードである。CPAモード では、負の誘電率異方性を持つネガ型液晶を 用い、一絵素内に連続的な放射状傾斜配向を 電極形状、もしくは電極形状と配向制御突起 物の工夫のみの組合せで実現することができ る表示モードである。例えば、赤、緑、青等 の単色を表示する一絵素中に複数のサブピク セルを設け、対向するもう一方の電極のサブ ピクセルの中心となる位置に配向制御突起物 、もしくは開口を形成し、サブピクセルを形 成する電極形状によって放射状配向を行うこ とにより、隣接するサブピクセルに形成され る液晶配向を連続的かつ放射状に配向させる 表示モードのことである。

また、一対の基板に挟持された液晶分子を 放射状配向させることにより表示を行う液晶 表示素子又は液晶表示装置も開示されている (例えば、特許文献1~3参照。)。特許文献1の液 晶表示素子では、一方の面に形成された第1 電極と、対向する領域に形成され、かつ絵 (ピクセル)を複数の副絵素(サブピクセル)に 分するための開口部を有する第2の電極と、 垂直配向膜と、一方の基板と他方の基板との 間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶 層と、少なくとも第2の電極を取り囲む周辺 域に形成された補助電極とを備えている。 の場合、第2の電極に設けた十字形の開口部 用いて液晶の配向制御が行われるものであ 、電圧印加時に液晶をサブピクセルの周辺 ら中心に向かって連続した放射状に配向さ ている。

特許文献2の液晶表示装置は、第1の基板と 2の基板との間に設けられた垂直配向型の液 晶層を有し、第1の基板は電圧印加状態にお て放射状配向状態をとる複数の液晶ドメイ を液晶層に形成するように配向規制力を発 する第1配向規制構造を有し、かつ第2の基板 は複数の液晶ドメインの少なくとも1つの液 ドメインに対応する領域に第2配向規制構造 有し、第1配向制御構造は少なくとも1つの 口部及び中実部(サブピクセル)によって構成 され、少なくとも1つの開口部に形成される 晶ドメインの配向と中実部に形成される液 ドメインの配向とは互いに連続している。 の場合、第1の基板上に開口部を、第2の基板 上に第2配向制御構造を形成することにより 電圧印加時に液晶を中実部の周辺から中央 向かって連続した放射状に配向させるもの あり、中実部上の特異点は第2配向規制構造 より固定されている。

特許文献3の液晶表示装置では、所定の間 で対向する電極と垂直配向膜とを有する2枚 基板と、間隙に封止された負の誘電異方性 有する液晶とを有する液晶表示装置におい 、電極間に電圧が印加された際に液晶の配 ベクトル場の特異点が所定位置に形成され ように制御する特異点制御部を有し、形成 れた特異点を利用して液晶を配向制御して る。この場合、突起状構造物又は電極抜き 域を用いて斜め電界を発生させ、配向制御 び特異点制御を行っている。

また、応答速度や開口率の向上を図ることが できる技術としてPolymer Sustained Alignment(以下 「PSA」ともいう。)技術が知られている(例え 、特許文献4及び5参照。)。PSA技術では、液 中に単量体(モノマー)を分散させ、液晶に 圧を印加しながら光を照射することにより 晶中に分散させたモノマーを光重合させ、 向膜表面に重合体(ポリマー)を形成し、この 重合体により配向膜表面の液晶の初期傾斜( レチルト)を固定化している。

特開2006-53546号公報

特許第3601788号明細書

特開2001-249340号公報

特許第3520376号明細書

特開平8-114804号公報 久保真澄、外3名、「Continuous Pinwheel Alig nment(CPA)モードを用いたASV-LCDの開発」、シャ プ技報、2001年8月、第80号、p.11-14

特許文献1の形態では、放射状配向の中心 発生する特異点位置を制御する手段を持た いため、サブピクセルのサイズを大きくす と間隙部まで斜め電界が及ばなくなり、特 点の位置が安定化しないため、表示のざら き、残像等が発生してしまい、特異点の位 を安定化させるにはサブピクセルの寸法を 分に小さくする必要がある。一方、サブピ セルの寸法を充分に小さくすると絵素電極 対して開口部の割合が大きくなるため、透 率が低下するという点で工夫の余地があっ 。

また、特許文献2の形態では、第2の基板上 第2配向制御構造を形成する必要があるため 、製造工程が複雑になる。また、放射状配向 させることと、放射状配向を安定化させるこ ととを同一の配向規制構造で行っており、放 射状配向を安定化させる構造を単独では有し ないため、表示装置の大型化等によりサブピ クセルの寸法が大きくなると、間隙部まで斜 め電界が及ばなくなるため、表示のざらつき 、残像等が発生する点で工夫の余地があった 。

更に、特許文献3の形態では、突起状構造 又は電極抜き領域を用いて斜め電界を発生 せ、配向制御及び特異点制御を一つの構造 行っている。そして、特異点制御部のパタ ン幅が広い場合は、電圧印加時に制御パタ ンの幅方向に斜め電界が発生するため、液 が制御パターンの幅方向に配向するように る。液晶が制御パターンの幅方向に配向す と特異点位置が安定しないために流動配向 なり、ざらつきや残像の原因となるという で改善の余地があった。一方、パターン幅 狭い場合は、液晶を制御パターンの延伸方 に配向させても、発生する斜め電界が少な ために配向規制力が弱く、特異点制御部の で配向制御を行うには、絵素電極内に特異 制御部を密に配置して特異点制御部同士の 隙部を狭くする必要がある。この場合、透 率が低下するため改善の余地が残っていた

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもの であり、表示のざらつき及び残像を抑制した 液晶表示パネル及び液晶表示装置を提供する ことを目的とするものである。

本発明者らは、表示のざらつき、残像を抑 制することができる液晶表示パネルについて 種々検討したところ、放射状配向の特異点を 制御する方法に着目した。そして、特許文献 1のように、放射状配向の特異点の位置を制 する手段を持たない場合や、特許文献2及び3 のように放射状配向させることと、放射状配 向を安定化させることとを一つの構造で行う 場合には、電極(絵素電極等)の面積を大きく たときに放射状配向の特異点が固定されに く流動配向になりやすいことを見いだした そこで、一対の基板の少なくとも一方の基 に電圧印加時の液晶の配向を規定する光重 体を設けるとともに、上記一対の基板それ れに設けられた電極の一方に放射状配向の 異点を上記電極内に囲い込む開口を部分的 形成することにより、放射状配向の特異点 その電極内に固定されるため、表示のざら き、残像等を抑制することができることを いだし、上記課題をみごとに解決すること できることに想到し、本発明に到達したも である。

すなわち本発明は、負の誘電率異方性を有す る液晶分子を含む液晶層と、上記液晶層を挟 持する一対の基板とを備える液晶表示パネル であって、上記一対の基板は、それぞれに電 極を備え、少なくとも一方に、垂直配向膜と 、光重合体とを備え、上記電極の一方は、電 圧印加時に液晶分子を放射状配向させる形状 を有し、更に上記放射状配向の特異点を上記 電極内に囲い込む開口が部分的に形成された ものである液晶表示パネル(以下「第一液晶 示パネル」ともいう。)である。
以下に本発明を詳述する。

本発明の第一液晶表示パネルは、負の誘電 率異方性を有する液晶分子を含む液晶層と、 上記液晶層を挟持する一対の基板とを備える 。上記液晶表示パネルは、上記一対の基板に 挟持された液晶層の光透過率を変えることに よって表示を行うものである。上記一対の基 板は特に限定されないが、カラーフィルタを 備えるカラーフィルタ基板と、スイッチング 素子として薄膜トランジスタ(TFT)を備えるTFT レイ基板とにより構成されることが好まし 。負の誘電率異方性を有する液晶分子とは 長軸方向よりも短軸方向の誘電率が大きい 晶分子をいう。

上記一対の基板は、それぞれに電極を備え 、少なくとも一方に、垂直配向膜と、光重合 体とを備える。一方の基板に配置された電極 は、液晶層を挟んで対向する他方の基板に配 置された電極と対をなし、液晶層に電界を印 加することで液晶層中の液晶分子の配向状態 を変化させるものである。垂直配向膜は、電 圧無印加時に液晶分子を垂直配向させるもの であり、通常は、電極表面に形成される。よ り安定な垂直配向を実現する観点から、一対 の基板は、それぞれに垂直配向膜を備えるこ とが好ましい。光重合体は、電圧印加時の液 晶分子の配向を規定するものであり、通常は 、垂直配向膜の表面に形成される。電圧印加 時の液晶分子の配向をより安定化させる観点 から、一対の基板は、それぞれに光重合体を 備えることが好ましい。なお、垂直配向膜及 び光重合体が一対の基板のうちいずれか一方 にのみ備えられる場合には、垂直配向膜及び 光重合体は、同一の基板に備えられてもよい し、それぞれが異なる基板に備えられてもよ い。このように、本発明の液晶表示パネルは 、負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む 液晶層と、上記液晶層を挟持し、かつ第一電 極及び第二電極をそれぞれ有する第一基板及 び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基 板の少なくとも一方に設けられた垂直配向膜 と、上記第一基板及び上記第二基板の少なく とも一方に設けられた光重合体とを備えても よい。

本発明の第一液晶表示パネルにおいて、上 記電極の一方は、電圧印加時に液晶分子を放 射状配向させる形状を有し、更に上記放射状 配向の特異点を上記電極内に囲い込む開口が 部分的に形成されたものである。液晶層に電 圧を印加して液晶分子を放射状配向させるこ とにより、マルチドメイン化することができ るものの、放射状配向は配向状態が安定化し にくいというデメリットを併せ持つ。特に、 放射状配向の特異点(配向ベクトルの秩序性 失われたディスクリネーション(転傾)領域の 中心点)が電極外の領域に形成されると、特 点の位置が固定されなくなり、流動配向と りやすい。そこで、本発明では、少なくと 一方の基板に電圧印加時の液晶の配向を規 する光重合体を形成し、液晶分子を放射状 向させる形状を有する電極内に放射状配向 特異点をその電極内に囲い込む開口を部分 に形成している。これにより、放射状配向 特異点の位置は固定化され、放射状配向を 定化させることができる。すなわち、上記 重合体は、電圧印加時の液晶分子の配向、 なわち放射状配向を規定するために設けら たものであるので、放射状配向の特異点を り固定し、安定化させる効果を有する。ま 、開口が形成された電極は、電圧印加時に 口付近から局所的な斜め電界を発生させ、 口周辺の液晶分子を放射状配向とは異なる 向に配向させ、液晶表示パネルを平面視し ときに、放射状配向とは異なる方向に液晶 子が配向しているディスクリネーション(転 )領域を形成する。このディスクリネーショ ン領域を配向障壁として利用することにより 、電極端の斜め電界により発生する放射状配 向の特異点を開口の内側の電極が配置された 領域内に囲い込むことができる。なお、少な くとも一方の基板が、開口のみを備え、光重 合体を備えない場合には、電極内に囲い込ま れた放射状配向の特異点を安定に固定するこ とができないおそれがある。また、少なくと も一方の基板が、光重合体のみを備え、開口 を備えない場合には、放射状配向の特異点の 位置が電極内外で定まらないまま(流動配向 状態で)固定化され、表示光の散乱による表 のざらつき、残像等が生じるおそれがある

本明細書で「放射状配向」とは、液晶分子 の長軸が、基板法線方向から観察したときに 特異点を中心として放射状に広がり、かつ液 晶表示パネルを断面から観察したときに基板 面方向へ傾斜している配向状態をいい、電極 間に斜め電界を発生させることにより実現す ることができる。通常、放射状配向を行った 場合には、放射状配向の電極の中心と電極端 の近傍とでは液晶分子の傾斜角は段階的に変 化するが、それ以外の領域(電極端と電極の 心との間)における液晶分子の傾斜角は概ね 定の角度を持って傾斜している。

上記液晶分子を放射状配向させる形状は、 一方の電極のエッジ部(外縁)とその電極に対 する他方の電極とによって斜め電界を発生 せることで放射状配向させるものであるこ が好ましい。放射状配向させるための電極 状としては、開口率の低下と放射状配向の 一性との両方を考えると、八角形状である とが好ましいが、円形、その他多角形でも い。上記液晶分子を放射状配向させる形状 有する電極としては、(1)一つの基板表面に 成された電極を構成する一続きの膜を、表 画像を構成する一つの絵素毎に区切って形 された絵素電極、(2)一つの絵素電極を複数 領域に分割し、一つの放射状配向を形成す 領域毎に形成されたサブピクセル電極等が げられる。上記絵素電極及びサブピクセル 極は、当該絵素電極及び/又はサブピクセル 電極が設けられた基板に対向する基板に一続 きで形成された共通電極と対をなしているこ とが好ましい。また、上記放射状配向は、一 つの絵素電極又はサブピクセル電極毎に放射 状配向を形成することが好ましい。また、上 記他方の電極としては、一つの基板に連続し て形成された共通電極等が挙げられる。

本明細書で「特異点」とは、配向ベクトル の秩序性が失われたディスクリネーション( 傾)領域の中心点であり、本発明では液晶表 パネルを構成する一対の基板を基板法線方 から平面視したときに、放射状配向の中心 をいう。また、液晶分子が放射状配向した ィスクリネーション領域では特異点を中心 暗線領域(直線偏光の偏光軸方位と液晶分子 の傾斜方位とが平行及び直交となる領域)が 生する。

本発明における開口は、放射状配向の特異 点の位置固定には関与しているものの放射状 配向そのものには関与していないため、放射 状配向させる電極形状とは別に設けられるも のである。上記開口は、配置形態としては機 能的に放射状配向の特異点を囲い込む(周り 囲って中へ取り込む)配置形態になっていれ よく、すなわち、少なくとも特異点に対し 90°間隔で四方(例えば、上下左右方位)を囲 ていればよく、それ以上の方向で囲ってい もよい。例えば、四方以外の斜め方位にも 口を形成し、六方、八方等を囲っている配 形態であってもよい。一つの電極内に複数 開口が設けられる場合には、複数の開口に って放射状配向の特異点を電極内に囲い込 ことができればよい。放射状配向をより安 化させるためには、開口は、放射状配向の 異点を電極の中心周辺に囲い込むことがよ 好ましい。

本発明における光重合体は、基板表面全体に 配置することが好ましく、これによって、液 晶分子の配向を、基板表面全体を起点とした 面配向にすることができ、一つの特異点に対 する放射状配向の面積が大きくなっても、均 一な配向制御が可能となり、表示のざらつき 、残像等が発生するようなことはなくなる。 このように、本発明における光重合体は、基 板の液晶層側の表面であり、かつ少なくとも 表示領域を覆う領域に配置されてもよい。ま た、光重合体は、一対の基板の両方の基板表 面に設けられることが好ましい。これによれ ば、一対の基板の両方に設けられた光重合体 により液晶分子の放射状配向を規定すること ができるため、より放射状配向の特異点を固 定化することができ、応答速度の向上を図る ことができる。光重合体は、基板表面からの 高さが50~500nmであることが好ましい。また、 つの光重合体が配置される面積は、0.001~0.1 m 2 であることが好ましい。なお、本発明の光重 合体は、MVAモード等で使用される配向制御突 起物とは異なり、基板表面全体に配置するこ とにより、電圧印加時の液晶配向を固定する 役目を有し、更には液晶配向が安定化するた めに応答速度の向上を図ることもできる。

以下に本発明の第一液晶表示パネルの好まし い形態について説明する。
上記液晶表示パネルは、他方の電極(液晶分 を放射状配向させる形状を有する電極とは の電極)に開口が形成されず、かつ上記電極( 他方の電極)上に配向制御突起物(液晶分子の 向を制御するための突起)が配置されていな いことが好ましい。本発明では一方の基板の 電極に形成された開口により放射状配向の特 異点を電極内に囲い込み、垂直配向膜表面に 形成された重合体により放射状配向の特異点 を固定することができる。このため、他方の 基板に備えられた電極には、開口が形成され ず、かつ他方の基板に備えられた電極上に配 向制御突起物が形成されていなくても配向制 御を安定して行うことができるため、製造工 程の簡略化及び突起による光漏れによるコン トラスト比の低下を抑制することができる。 また、他方の基板に備えられた電極は、上記 一方の基板に備えられた電極が対向する領域 の全面に形成されることが好ましい。このよ うに、他方の基板に備えられた電極は、上記 一方の基板に備えられた電極に対向する領域 全てを覆うように一続きに形成されてもよい 。

上記液晶表示パネルは、平面視したときに 互いに直交して配置されたゲート配線とソー ス配線とを備え、上記開口は、開口が形成さ れた電極の中心を挟み、かつゲート配線又は ソース配線に対して平行及び直交する方位に 配置されることが好ましい。すなわち、上記 開口は、放射状配向の特異点からゲート配線 又はソース配線の平行方位及び直交方位に延 伸した直線上において、放射状配向の特異点 の両側に配置されていればよい。これによれ ば、開口により形成される配向障壁を、電極 の中心に対して均等に配置することができる ため、放射状配向の特異点をより安定に制御 し、表示のざらつき、残像等をより抑制する ことができる。なお、本明細書で「平行」と は、完全に平行であるもののみならず、本発 明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できる ものを含むものであり、同様に、「直交」と は、完全に直交であるもののみならず、本発 明の効果に鑑みて実質的に直交と同視できる ものを含むものである。また、本明細書で「 電極の中心」とは、電極を平面視したときの 電極形状の重心を指す。

上記液晶表示パネルは、2つの開口が電極 中心を挟んでゲート配線又はソース配線に して平行方位に配置され、更に別の2つの開 が電極の中心を挟んでゲート配線又はソー 配線に対して直交方位に配置されることが り好ましい。平行方位と直交方位とで、2つ ずつ開口を設けることによって、電極面積の 低減を抑制し、かつ効率的に放射状配向の特 異点を囲い込むことができる。

上記液晶表示パネルは、平面視したときに互 いに直交して配置されたゲート配線とソース 配線とを備え、上記液晶層は、ゲート配線又 はソース配線に対して45°又は135°方位(ゲー 配線又はソース配線と45°又は135°の角度を す方位)に偏光軸(電場ベクトルの振動軸)を する直線偏光が入射したときに、液晶分子 配向ベクトルが上記偏光軸に対して平行及 直行する方位に暗線領域を有し、上記開口 、平面視したときに、上記暗線領域の間隙 に相当する位置に形成されることが好まし 。ゲート配線及びソース配線で囲まれた絵 領域を基調とした(基準とする)多角形又は円 形の電極形状では、斜め電界の大部分がゲー ト配線又はソース配線に沿って発生するため 、電極端では液晶分子の大部分がゲート配線 又はソース配線に対して平行及び直交方位に 配向する。そして、液晶分子の配向ベクトル がゲート配線又はソース配線に対して45°又 135°方位となる領域では暗線が生じ、この領 域を、隣接する方位の液晶分子の配向ベクト ルがぶつかり合う一種の配向障壁とみなすこ とができる。そのため、暗線領域の間隙部に 相当する位置に開口を形成することにより、 配向障壁が形成される方位が増加するため、 放射状配向の特異点の位置をより効果的に固 定化することができる。放射状配向の特異点 は、特異点の周囲に配向障壁が形成されるこ とによって安定化するが、暗線領域と暗線領 域との間隙部では流動配向になりやすく、放 射状配向の特異点が安定化しにくいおそれが ある。そこで、配向障壁が形成されていない 二つの暗線領域の間隙部に開口を設けること により、配向障壁が新たに形成され、より効 果的に放射状配向の特異点の位置を固定化す ることができ、表示のざらつき、残像等をよ り抑制することができる。放射状配向の暗線 領域が複数形成される場合等には、隣接する 2つの暗線領域からの距離が等しくなる位置 開口を配置することがより好ましい。上記 向ベクトルは、平面視したときに、液晶分 が傾斜配向する方位を指す。ここで、「45° 位」とは、対象に対して完全に45°の角度を なすもののみならず、本発明の効果に鑑みて 対象に対して実質的に45°の角度をなすもの 含むものであり、「135°方位」の場合にも同 様である。また、ゲート配線又はソース配線 に対して45°又は135°方位に偏光軸を有する直 線偏光が入射するためには、上記液晶表示パ ネルに、ゲート配線又はソース配線に対して 45°又は135°方位に偏光軸(電場ベクトルの振 軸)を有する2つの偏光子(偏向板)がクロスニ ル配置で備えられることが好ましい。
例えば、一つの電極内に放射状配向の暗線領 域が特異点に対して90°間隔で形成される場 には、放射状配向の暗線領域の間隙部に、 異点に対して90°間隔で開口を配置すること 好ましい。
このように、上記液晶表示パネルは、平面視 したときに互いに直交して配置されたゲート 配線とソース配線とを備え、上記液晶層は、 ゲート配線又はソース配線に対して45°又は13 5°方位に偏光軸を有する直線偏光が入射した ときに、液晶分子の配向ベクトルが該偏光軸 に対して平行及び直交する方位に延びる複数 の暗線を含む暗線領域を有し、上記開口は、 平面視したときに、隣接する暗線間の隙間に 形成されてもよい。

上記開口は、電極の端を除く領域に形成さ れることが好ましく、電極の端から電極の中 心までの長さをLとし、電極の端から開口の までの最短の長さをxとしたとき、x/Lが0.2以 であることがより好ましい。また、電極の から開口の外周までの最短の距離が10μm以 であることが好ましい。特異点を電極内に い込むには開口近傍の液晶分子を連続した の字型に配向させて配向障壁とすることが ましい。そして、電極の中心から開口の端 での距離は、配向障壁が電極端で発生する め電界に干渉しない程度に離すことが好ま い。開口が電極の端領域に形成されると、 圧印加時に液晶がサブピクセルの中心に向 って一様に配向するため、配向障壁として 果的に作用しないおそれがある。そのため 電極の端を除く領域に開口を形成すること より、効果的に配向障壁を形成することが きる。

上記開口は、液晶層に電圧を印加するため の電極に設けられ、開口の形状は特に限定さ れないが、平面視したときに、開口が形成さ れた電極の中心に向かって延伸する形状(例 ば、長方形)であることが好ましい。これに れば、より効果的に液晶配向の配向障壁を 成することができ、特異点位置を固定化す ことができる。電極の中心に向かって延伸 る形状にすることで、電極端で発生する斜 電界への影響を最小限に抑えることができ ため、放射状配向を維持しながら放射状配 の特異点を電極内に固定するのに効果的な 向障壁を形成することができる。上記電極 中心に向かって延伸する形状としては、例 ば、長方形、楕円形、上底及び下底よりも さが長い台形等が挙げられる。

上記開口(開口の平面形状)は、短辺の長さ 5μm以上の長方形であることが好ましい。こ れによれば、平面視したときに、短辺方向に 斜め電界を発生させ、放射状配向の液晶分子 の傾斜方位に対して、直交する方位に液晶分 子を傾斜配向させることができる。すなわち 、より効果的に液晶配向の配向障壁を形成す ることができ、特異点位置を固定化すること ができる。一方、短辺の長さが5μm未満では 口幅が狭すぎるために、電極の中心に向か て発生する斜め電界の影響が支配的になり 液晶分子の長軸が放射状配向の傾斜方位と 行に配向するおそれがある。この場合、放 状配向させる構造により発生する斜め電界 方向と、開口による発生する斜め電界の方 とが同じ方向になるため、液晶分子が同じ 向に配向し、配向障壁として効果的に機能 なくなるおそれがある。なお、本明細書で 長方形」とは、完全な長方形のみならず、 発明の作用効果に鑑みて、長方形と同視で る形状も含むものであり、例えば、角が丸 った長方形等が挙げられる。

上記開口が形成された電極は、絵素電極を 分割して形成されたサブピクセル電極である ことが好ましい。上記絵素電極とは、表示画 像を構成する最小の単位となる一つの絵素を 表示するための電極であり、例えば、一つの 絵素電極で、赤、緑、青等の単色をそれぞれ 表示する。上記サブピクセル電極は、一つの 絵素を構成する絵素電極を複数の領域に分割 したときに形成される電極のことである。こ のように、上記開口が形成された電極は、絵 素領域の分割された部分、すなわち絵素領域 の一部に配置された電極であってもよい。サ ブピクセル電極は、その周辺を電極抜き領域 で区切られていることが好ましく、サブピク セル電極のエッジ部と、液晶層を挟んで対向 する電極とによって、一対の基板が有する電 極間に斜め電界を発生させる。そのことによ り、サブピクセル電極毎に放射状配向を行う ことができる。分割された各サブピクセル電 極は、隣接する他のサブピクセル電極と一部 がつながっていてもよく、分離されていても よく特に限定されない。これによれば、一つ の絵素が大きくなる場合でも、一絵素を複数 のサブピクセル電極で表示を行うことによっ て、画素の端部まで液晶配向を制御すること ができる。また、この場合、液晶分子を放射 状配向させる構造をサブピクセル電極の形状 により構成し、サブピクセル電極の周辺に電 極抜き領域を形成する。そのため、絵素電極 のパターニング工程時に、サブピクセル電極 の形成(放射状配向させる構造の形成)と特異 を囲いこむ開口の形成とを一括して行うこ ができるため、製造工程数を増加させるこ なく表示性能を向上させることができる。 ブピクセル電極のエッジ部の形状は、電極 で発生する斜め電界によって放射状配向を 現できる形状であれば特に限定されないが 開口率を低下させないようにする観点から 、サブピクセル電極のエッジ部の形状がゲ ト配線及びソース配線に対して平行になっ いることが好ましい。また、均一な放射状 向を実現する観点からは、サブピクセル電 の中心からサブピクセル電極のエッジ部ま の距離を等しくすることが好ましい。そし 、均一な放射状配向を実現し、かつ開口率 低下させないようにする観点から、サブピ セル電極の形状は、八角形状であることが ましい。また、サブピクセル電極上で発生 る放射状配向は、連続的であることが好ま く、本発明は、CPA(Continuous Pinwheel Alignment) ードの液晶表示パネルに特に好適である。

上記サブピクセル電極は、絵素電極を長辺 方向に分割することにより構成されることが 好ましい。本発明の第一液晶表示パネルは、 液晶分子を放射状配向させることによって表 示を行うため、放射状配向の特異点から電極 の端までの長さを等しくすることが好ましい 。絵素電極を長辺方向に分割することによっ て、特異点からサブピクセル電極の端までの 長さを近くすることができる。また、更に好 ましくは、絵素領域を長辺方向に3つに分割 ることが好ましい。一般的に、表示のため 基本単位は、異なる色を表示する3つの絵素 より構成されるため、一つの絵素領域は、 辺方向の長さが短辺方向の長さの3倍になっ ている。その場合、絵素領域を長辺方向のみ に3分割することによって、特異点から電極 端までの長さを近くすることができる。こ によれば、放射状配向を絵素の端まで安定 て液晶配向を制御することができる。この うに、上記開口が形成された電極は、絵素 域を長辺方向で分割した部分に配置された 極であってもよい。

上記光重合体は、液晶層中に分散させたモ ノマーを液晶層に電圧を印加しながら光重合 させることにより形成されたものであること が好ましい。これによれば、液晶分子に対し て正確で均一なプレチルトを付与する光重合 体を形成することができる。光重合体は、光 の照射を受けたモノマー同士が重合してでき るポリマーである。その光の照射法としては 、あらかじめ光重合させるモノマーを液晶材 料とともに混合しておき、電圧を印加して液 晶を特定のチルト方位、チルト角に配向させ た状態で液晶層に光を照射する方法が挙げら れ、このような状態でモノマー同士を光重合 させることで、液晶に対して正確で均一なプ レチルトを付与する光重合体を形成すること ができる。また、既存の液晶注入工程を利用 して光重合体を基板表面に形成することがで きるため、電圧を印加しながら光照射を行う 工程を追加するだけでよく、配向制御用突起 等を基板状に配置するような場合と比較して 製造工程数が削減される。また、配向制御用 突起を形成するような場合は、光漏れによる コントラスト比の低下を招くおそれがあるが 、液晶層中に分散させたモノマーを液晶層に 電圧を印加しながら光重合させることにより 光重合体を形成するため、液晶配向を乱すこ とがなく、コントラスト比の低下は生じにく い。光重合体の形態は、膜状でもよいし、粒 状の形態でもよく特に限定されない。なお、 第一液晶表示パネルが有する光重合体は、液 晶層中に電圧を印加しながら光重合させるこ とにより形成された形態と同様の効果を奏す る形態である限り、製造方法は特に限定され るものではない。光重合体は、アクリロイル 基、メタアクリロイル基等を有するモノマー を重合させることによって構成された光重合 体であることが好ましい。

本発明はまた、負の誘電率異方性を有する 液晶分子を含む液晶層と、該液晶層を挟持す る一対の基板とを備える液晶表示パネルであ って、上記一対の基板は、それぞれに電極を 備え、少なくとも一方に、垂直配向膜と、液 晶層に電圧を印加しながら液晶層中に分散さ せたモノマーを光重合させて形成された光重 合体とを備え、上記電極の一方は、電圧印加 時に液晶分子を放射状配向させる形状を有し 、更に上記放射状配向の特異点を電極内に囲 い込む開口が部分的に形成されたものである 液晶表示パネル(以下「第二液晶表示パネル ともいう。)でもある。

上記光重合体は、光の照射を受けたモノマ ー同士が重合してできるポリマーである。そ の光の照射法としては、あらかじめ光重合を 行うモノマーを液晶材料とともに混合してお き、電圧を印加して液晶を特定のチルト方位 、チルト角に配向させた状態で液晶層に光を 照射する方法が挙げられ、このような状態で モノマー同士を光重合させることで、液晶に 対して正確で均一なプレチルトを付与する光 重合体を形成することができる。すなわち、 電極間に電圧を印加したときに、液晶配向を 安定化させることができる。また、既存の液 晶注入工程を利用して光重合体を形成するこ とができるため、電圧を印加しながら光照射 を行う工程を追加するだけでよく、配向制御 突起物等を基板上に配置するような場合と比 較して製造工程数が削減される。なお、第二 液晶表示パネルが有する光重合体は、液晶層 中に電圧を印加しながら光重合させることに より形成された形態と同様の効果を奏する形 態である限り、製造方法は特に限定されるも のではない。本発明では、このようなPSA技術 を好ましく用いることができる。

上記一対の基板は、それぞれに電極を備え、 上記電極の一方は、電圧印加時に液晶分子を 放射状配向させる形状を有し、更に上記放射 状配向の特異点を電極内に囲い込む開口が部 分的に形成されたものであることによって、 本発明の第一液晶表示パネルと同様の効果を 奏することができる。
以下に第二液晶表示パネルの好ましい形態に ついて説明する。

上記液晶表示パネルは、他方の電極に開口が 形成されず、かつ該電極上に配向制御突起物 が配置されていないことが好ましい。
上記液晶表示パネルは、平面視したときに互 いに直交して配置されたゲート配線とソース 配線とを備え、上記開口は、開口が形成され た電極の中心を挟み、かつゲート配線又はソ ース配線に対して平行及び直交する方位に配 置されることが好ましい。
上記液晶表示パネルは、平面視したときに互 いに直交して配置されたゲート配線とソース 配線とを備え、上記液晶層は、ゲート配線又 はソース配線に対して45°又は135°方位に偏光 軸を有する直線偏光が入射したときに、液晶 分子の配向ベクトルが上記偏光軸に対して平 行及び直交する方位に暗線領域を有し、上記 開口は、平面視したときに、上記暗線領域の 間隙部に相当する位置に形成されることが好 ましい。
上記開口は、電極の端を除く領域に形成され ることが好ましい。
上記開口は、平面視したときに、開口が形成 された電極の中心に向かって延伸する形状で あることが好ましい。
上記開口は、短辺の長さが5μm以上の長方形 あることが好ましい。
上記開口部が形成された電極は、絵素電極を 分割して形成されたサブピクセル電極である ことが好ましく、上記放射状配向させる構造 は、サブピクセル電極のエッジ部からなるこ とがより好ましい。
上記開口が形成された電極は、絵素電極を分 割して形成されたサブピクセル電極であるこ とが好ましく、上記サブピクセル電極は、絵 素電極を長辺方向に分割することにより構成 されることがより好ましい。
これらによれば、本発明の第一液晶表示パネ ルの好ましい形態と同様の作用効果を得るこ とができる。なお、本発明の第一及び第二液 晶表示パネルの説明中で述べた各種形態につ いては、互いに適宜援用することができる。

本発明は更に、上記第一又は第二液晶表示 パネルを備える液晶表示装置でもある。上記 液晶表示パネルを備えることによって、液晶 配向、コントラスト比及び応答速度を改善し た液晶表示装置とすることができる。

本発明の液晶表示パネルによれば、一方の 基板の電極上に配向制御突起物を配置する、 又は、一方の基板の電極に開口を形成する必 要がないため、製造工程を簡略化することが できるとともに、液晶配向の安定化、コント ラスト比及び応答速度の向上等を図ることが できる。更に、表示のざらつき及び残像を抑 制することができる。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参 照して更に詳細に説明するが、本発明はこれ らの実施形態のみに限定されるものではない 。

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る液晶表示パネルの一 素の構成を示す平面模式図である。図2は、 図1中の絵素をA-B線分で切断したときの液晶 示パネルの構成を示す断面模式図である。
図1及び図2に示すように、実施形態1に係る液 晶表示パネルの背面側基板160xは、互いに直 して配置されたゲート配線108及びソース配 109に囲まれる一絵素の領域内に、3つのサブ クセル電極106a、106b及び106cが形成されてい 。サブピクセル電極106a、106b及び106cは、絵 電極106xの長辺方向を3分割するように設け れている。各サブピクセル電極106a、106b及び 106cの間には、電極が形成されていない領域 形成され、サブピクセル電極106a、106b及び106 cのエッジ部分により、液晶分子を放射状配 させることができる。また、サブピクセル 極106a、106b及び106cの中心に向かって、絵素 極106xの長辺方向及び短辺方向のそれぞれに 口112が2つずつ設けられている。3分割され 絵素電極106xの真ん中のサブピクセル電極106b が設けられた領域には、コンタクトホール110 が設けられており、コンタクトホール110の下 層に配置されたドレイン配線103とサブピクセ ル電極106bとは接続されている。なお、サブ クセル電極106a、106b及び106cは連続しており サブピクセル電極106a、106b及び106cの間にあ 絵素電極106xで接続されている。

また、図2に示すように、基板100上に、補 容量配線(保持容量配線)101が配置され、その 上にゲート絶縁膜102、ドレイン配線103がこの 順に配置されている。ドレイン配線103の上に は、層間絶縁膜104が設けられ、その上には、 サブピクセル電極106b、垂直配向膜105が配置 れ、垂直配向膜105上には、光重合体107が形 されている。なお、サブピクセル電極106bは 層間絶縁膜104に設けられたコンタクトホー 110を介してドレイン配線103と接続されてい 。

対向側基板170xは、基板120上に、カラーフ ルタ121、対向電極122、垂直配向膜123aが設け れ、垂直配向膜123a上には、光重合体107が形 成されている。なお、背面側基板160x上のゲ ト配線108とソース配線109との交差部に対応 る領域の一部には、液晶層130の厚さを規定 るフォトスペーサ111が配置されている。

ここで、図3(a)及び(b)を用いて絵素領域の 法について説明する。図3(a)に示すように、 素領域の寸法は、長辺(L1)が300μm、短辺(L2) ×100μmであり、サブピクセル電極106a、106b及 106cの寸法は、長辺(L3)が94μm、短辺(L4)が91μm である。

また、図3(b)に示すように、サブピクセル 極106a、106b及び106c間には、電圧印加時に液 分子を放射状配向させるための電極抜き領 が9μmの幅(L5)で形成されている。サブピクセ ル電極106a、106b及び106cに設けられる各開口112 は、電圧印加時に発生する放射状配向の特異 点をサブピクセル電極内に囲い込むように、 サブピクセル電極106a、106b及び106cの端辺から 各開口112までの距離(L6)が12μmで部分的に形成 されている。また、各開口112は、長方形の平 面形状を有し、長辺(L7)が12μm、短辺(L8)が5μm 大きさである。

次に、実施形態1に係る液晶表示パネルの製 方法について以下に説明する。
まず、背面側基板160xの製造方法について説 する。基板100上に、ゲート配線108及び補助 量配線101を形成する。その後、ゲート絶縁 102をゲート配線108及び補助容量配線101上に 成する。ゲート絶縁膜102上に、絵素のスイ チングを行う薄膜トランジスタを構成する 導体層(図示せず)を形成する。続いて、ソー ス配線109及びドレイン配線103を形成し、その 上に、層間絶縁膜104を形成する。

層間絶縁膜104には、ドレイン配線103と絵素 電極106xとを接続するためのコンタクトホー 110をフォトリソグラフィ法等により形成し その上から絵素電極106xを構成する透明導電 をスパッタリング法等により成膜する。透 導電膜には、酸化インジウム錫膜、酸化イ ジウム亜鉛等を用いることができるが、本 明はそれらの材料に限定されるものではな 。このとき、コンタクトホール110を介して 透明導電膜とドレイン配線103とが接続され 。その後、透明導電膜上にレジスト膜をス ンコート法等により塗布し、所望の形状に ターニングする。パターニングしたレジス 膜をマスクとして透明導電膜を所望の形状 エッチングすることで、絵素電極106xが形成 される。絵素電極106x中には、それぞれ4つの 口112を有するサブピクセル電極106a、106b及 106cが含まれる。次に、絵素電極106x上に、垂 直配向膜105を形成し、背面側基板160xは完成 る。

次に、対向側基板170xについて説明する。 板120上に、ブラックマトリクス(図示せず)、 カラーフィルタ121、対向電極122を順次形成し 、続けてフォトスペーサ111をゲート配線108と ソース配線109との交差部と対向する領域の一 部に形成する。対向電極122は、スパッタリン グ法等により成膜された透明導電膜を用いて 形成した。透明導電膜には、酸化インジウム 錫膜、酸化インジウム亜鉛等を用いることが できるが、本発明はそれらの材料に限定され るものではない。以上の工程により、対向側 基板170xは完成する。

背面側基板160xと対向側基板170xとの表面に 直配向膜105及び123aを形成した。垂直配向膜 105及び123aの材料としては、ポリイミド等の 直配向モードの液晶表示パネルに用いられ 一般的な垂直配向膜材料を用いることがで る。続けて、シール材を介して背面側基板16 0xと対向側基板170xとを貼り合せ、空パネルを 得る。その空パネルに、メタアクリロイル基 を有する多官能アクリレートモノマーを0.3wt% 添加したネガ型液晶を注入し、封止を行う。

その後、液晶表示パネル内に封入した液晶に 電圧を印加しながら光を照射し、液晶中に分 散させたモノマーを光重合させ、垂直配向膜 105及び123aの表面に、電圧印加時に液晶配向 規定する光重合体107を形成する。垂直配向 105及び123aの表面に液晶配向を規定する光重 体107を形成する前の段階では、放射状配向 せるための電極抜き領域を起点とした部分 な配向制御になっているため、急激に高電 を印加するとサブピクセル電極106a、106b及 106c上で液晶配向に乱れが生じ、液晶配向が れた状態で光重合体を形成すると、液晶配 を乱す形状で光重合体が形成されてしまう そのため、モノマーを光重合させるときの 圧印加は、液晶分子がサブピクセル電極106a 、106b及び106cの中心に向かって放射状に徐々 倒れ込むように低電圧側(0V)から高電圧側(10 V)に段階的に昇圧して行い、光照射により厚 50~500nmであり、1個あたりの配置面積が0.001~0 .1μm 2 の光重合体107を垂直配向膜105及び123a上に形 する。更に、作製した本発明の液晶表示パ ルに、偏光板等を貼り合せることにより、 発明の液晶表示装置は完成する。

(比較例1)
図4は、比較例1に係る液晶表示パネルの一絵 の構成を示す平面模式図である。図5は、図 4中の液晶表示パネルをC-D線分で切断したと の構成を示す断面模式図である。なお、図4 に示されている配向制御突起物124及びフォ スペーサ111は対向側基板上に設けられてお 、他の部材は背面側基板に設けられている
比較例1に係る液晶表示パネルは、図4及び5に 示すように、背面側基板160yを構成する絵素 極106yを分割して形成されたサブピクセル電 106d、106e及び106fに開口が設けられていない と、対向側基板170yを構成する対向電極122上 に配向制御突起物124が設けられており、その 上から、垂直配向膜123bが形成されているこ 、及び、垂直配向膜105及び123b上に光重合体1 07が配置されていないこと以外は、実施形態1 と同様の形態である。

(比較例2)
図6は、比較例2に係る液晶表示パネルの一絵 の構成を示す平面模式図である。図7は、図 6中の液晶表示パネルをE-F線分で切断したと の構成を示す断面模式図である。
図6及び7に示すように、比較例2に係る液晶表 示パネルは、背面側基板160zを構成する、サ ピクセル電極106g、106h及び106iを含む絵素電 106z上の垂直配向膜105上と、対向側基板170zを 構成する垂直配向膜123a上とに光重合体が配 されていないこと以外は、実施形態1と同様 形態である。

(液晶表示パネルの評価試験)
評価試験では、実施形態1、比較例1及び2に係 る液晶表示パネルについて、液晶配向特性、 応答速度、コントラスト比について評価した 。

(液晶配向特性の評価)
まず、液晶配向特性について評価を行った。 配向確認は絵素電極と対向電極との間の電圧 を無印加状態から飽和電圧(6V)まで一気に印 することで行った。直線偏光下では主に液 配向の方位角(液晶分子の仰ぎ角)分布を、円 偏光下では主に液晶配向の極角(液晶分子の れ角)分布を観察した。直線偏光下では特定 位に振動面を有する直線偏光が液晶に入射 るため、液晶配向の方位角により複屈折性 変化する。また、円偏光下では位相差板に り振動面が螺旋状に回転した円偏光が液晶 入射するため、方位角では複屈折性は変化 ず、液晶配向の極角によって複屈折性が変 する。

図8(a)は、図1と同様の構成の実施形態1に係 る液晶表示パネルの一絵素の構成を示す平面 模式図であり、図8(a)中の領域Sは、サブピク ル電極106aの上半分の領域を示している。図 8(b)及び(d)はそれぞれ、図8(a)中に示す領域Sで 観察した、直線偏光下での表示絵素の写真及 び円偏光下での表示絵素の写真である。図8(c )及び(e)はそれぞれ、直線偏光下での液晶分 の配向形態と偏光板の偏光軸との関係によ 表示の明暗を示す図、及び、円偏光下での 晶分子の配向形態と偏光軸との関係による 示の明暗を示す図である。液晶分子150は、 晶配向の配向形態を表しており、液晶分子15 0の先端部が液晶表示パネルの対向基板側に いていることを示している。また、矢印は 晶表示パネルを構成する2枚の基板に備えら た偏光板の偏光軸方位を示している。また 図8(f)は、サブピクセル電極と、放射状配向 の特異点及び暗線領域の配置関係を概念的に 示す平面模式図である。図8(f)に示すように 実施形態1では、サブピクセル電極106aの中心 近傍に特異点152が形成されており、特異点152 からサブピクセル電極106aの斜め四方(四隅)に 向かって暗線領域151(4本の暗線)が形成されて いる。また、暗線領域151の間隙部(隣接する 線の隙間)にそれぞれ開口112が設けられてい 。なお、図8(f)は放射状配向の特異点及び暗 線領域の配置関係を概念的に示した平面模式 図であるため、図8(b)で示した表示絵素の写 とは配置関係にずれがある。

図8(c)中に示すように、直線偏光下では、 光軸方位と液晶分子150の配向方位とが平行 び直交になる領域では暗くなり暗線が生じ 偏光軸方位と液晶分子150の配向方位とが平 及び直交でない領域は明るくなる。また、 8(e)に示すように、円偏光下では、液晶分子1 50の方位角方向への変化では明るさが変化し いため、絵素領域全域が明るくなる。また 図8(b)及び(d)については、説明の便宜上、サ ブピクセル電極の中心となる絵素写真の下方 中央の位置をXとし、表示絵素写真の上方左 位置をY、絵素写真の上方右の位置をZとする 。後述する図9(b)、図9(c)、図10(b)及び図10(c)に ついても同様にX、Y及びZの位置を規定してい る。

図9(a)は、比較例1に係る液晶表示パネルの 絵素の構成を示す平面模式図であり、図9(b) 及び(c)はそれぞれ、図9(a)中に示す領域Sで観 した、直線偏光下での表示絵素写真及び円 光下での表示絵素写真である。図10(a)は、 較例2に係る液晶表示パネルの一絵素の構成 示す平面模式図であり、図10(b)及び(c)はそ ぞれ、図10(a)中に示す領域Sで観察した、直 偏光下での表示絵素写真及び円偏光下での 示絵素写真である。

実施形態1に係る液晶表示パネルは、図8(b) のX-Y線分、及び、X-Z線分に沿って暗線が生 ている。また、サブピクセル電極106a、106b び106c内の開口112を形成した領域の周辺では 液晶分子の配向方位がクロスニコルに配置 れた二枚の偏光子(偏光板)のそれぞれの偏 軸方位と平行及び直交になるように、八の 型のディスクリネーション領域が生じ、暗 が発生している。このとき、暗線は、ゲー 配線又はソース配線に対して45°及び135°方 に形成されている。また、暗線と暗部とが 期的に並んでいることから、方位角方向の 晶配向(液晶分子の配向方位)が周期的になっ ていることがわかる。また、図8(d)に示すよ に、円偏光下ではサブピクセル電極106a、106b 及び106c内の開口112が設けられた領域がやや くなっているものの、散乱による表示のざ つきは発生しておらず、極角方向の液晶配 が安定していることが分かる。

比較例1に係る液晶表示パネルでは、図9(b) のX-Y線分、及び、X-Z線分に沿って暗線が発 し、また、X-Y線分に沿って延伸する暗線とX -Z線分に沿って延伸する暗線との間隙部に暗 が広がっており、方位角方向の液晶配向が 暗線の間隙部で無秩序に乱れていることが かる。また、図9(c)に示すように、円偏光下 では、X-Y線分、及び、X-Z線分の間隙部に散乱 によるざらつきが発生し、極角方向の液晶配 向も間隙部で無秩序に乱れていることが分か る。これらは、サブピクセル電極106d、106e及 106fの寸法が大きいため、配向制御突起物124 により発生する斜め電界の影響が間隙部では 弱くなることによるものである。

比較例2では、図10(b)中のX-Y線分、及び、X-Z 線分に沿って暗線が発生し、また、X-Y線分に 沿って延伸する暗線とX-Z線分に沿って延伸す る暗線との間隙部に暗部が広がっており、方 位角方向の液晶配向が無秩序に乱れているこ とが分かった。また、図10(c)に示すように、 偏光下においても間隙部に散乱によるざら きが発生しており、極角方向の液晶配向も 隙部で無秩序に乱れていることが分かった

上述した結果により、実施形態1では、開 112により形成した八の字型のディスクリネ ション領域が配向障壁となって、放射状配 の特異点をサブピクセル電極106a、106b及び106 c内に囲い込み、更に垂直配向膜105及び123aの 面に形成された光重合体107により放射状配 の特異点が固定され、比較例1及び2の形態 りも液晶配向が安定していることがわかる また、直線偏光下において八の字型のディ クリネーション領域が発生しているにも関 らず、円偏光下において散乱による表示の らつきが発生していない。これは、方位角( )方向の液晶配向のぶれ(φぶれ)が比較例1及 2と比較して小さいためである。

実施形態1では八の字型のディスクリネー ョン領域におけるφぶれが90°であるが、比 例1では間隙部におけるφぶれが135°になって いる。φぶれが小さいと、液晶分子は配向ベ トルを合成した方位に連続的に倒れ込むこ ができるが、φぶれが大きくなると、液晶 子は配向ベクトルを合成した方位に連続的 倒れ込むことが困難になる。液晶分子が倒 込めない(例えば、図9(c)及び図10(c)で丸く囲 た中のざらつきが発生した)領域が局所的に 存在すると、その界面では屈折率が異なるた め光が散乱し、表示のざらつきが発生する。 また、比較例2では、八の字型のディスクリ ーション領域を形成して放射状配向の特異 をサブピクセル電極内に囲い込んでいるが 光重合体を形成していないため、放射状配 の特異点が固定されず、八の字型のディス リネーション領域を巻き込んでφぶれが大き くなっていることを示している。

(応答速度の評価)
次に、実施形態1、比較例1及び2に係る液晶表 示パネルについて、応答速度の評価を行った 。応答速度の評価は、液晶表示パネルの透過 率を10%から90%まで変化させたときの立ち上が り時間(τr)と、透過率を90%から10%まで変化さ たときの立ち下がり時間(τd)とを測定し、 時間を合計することによって行った。測定 果を下記表1に示す。

表1に示すように、実施形態1では、比較例1 及び2と比較して応答時間が短くなっており 特に、立ち上がり時間(τr)においてその違い は顕著である。実施形態1では、サブピクセ 電極106a、106b及び106cに設けた開口112により 射状配向の特異点を囲い込み、更に、垂直 向膜105及び123aの表面に光重合体107を形成し 面全体を起点とした面配向にすることによ 、サブピクセルの寸法を大きくしても特異 の位置を固定化することができるため、均 な配向制御が可能となる。そのため、液晶 向が安定し応答速度が比較例1及び2と比較 て格段に速くなっている。

一方、比較例1では、配向制御突起物124を 点とした部分的な配向制御であるため、サ ピクセルの寸法が大きくなると放射状配向 暗線領域の間隙部で、方位角(φ)方向の液晶 向のぶれ(φぶれ)が大きくなり、液晶が立ち 上がって平衡状態に達するまでに実施形態1 比較して時間を要する。また、比較例2では サブピクセル電極106g、106h及び106iに設けた 口112により放射状配向の特異点を囲い込ん いるものの、サブピクセル電極106g、106h及 106iの形状に起因する斜め電界のみで液晶分 を配向させており、配向制御の起点が形成 れていないため、τrが比較例1と比較しても 長くなる。

(コントラスト比の評価)
続いて、実施形態1、比較例1及び2に係る液晶 表示パネルについて、コントラスト比の評価 を行った。コントラスト比の評価は、黒表示 と白表示との輝度の比を測定することによっ て行った。

コントラスト比は、実施形態1及び比較例2 係る液晶表示パネルでは900であり、比較例1 に係る液晶表示パネルでは600であった。実施 形態1及び比較例2に係る液晶表示パネルで、 較例1の場合と比較してコントラスト比が向 上する。これは、実施形態1及び比較例2の形 では、配向制御突起物が配置されておらず 比較例1の形態で配向制御突起物124が配置さ れていることで生じていた光漏れが生じてい ないためである。

しかしながら、比較例2では、対向領域に配 制御突起物がないため、コントラスト比は 較例1と比較して向上しているが、放射状配 の特異点の位置が安定していないため、表 光の散乱による表示のざらつき、残像等が じる。
以上の結果から、実施形態1の液晶表示パネ は、表示のざらつき及び残像を抑制し、更 応答速度が速い液晶表示パネルということ できる。

本願は、2007年10月11日に出願された日本国 許出願2007-265653号を基礎として、パリ条約 いし移行する国における法規に基づく優先 を主張するものである。該出願の内容は、 の全体が本願中に参照として組み込まれて る。

実施形態1に係る液晶表示パネルの一絵 素の構成を示す平面模式図である。 実施形態1に係る液晶表示パネルの構成 を示す断面模式図である。 (a)及び(b)は、実施形態1に係る液晶表示 パネルの絵素電極の寸法を示す平面模式図で ある。 比較例1に係る液晶表示パネルの一絵素 の構成を示す平面模式図である。 比較例1に係る液晶表示パネルの構成を 示す断面模式図である。 比較例2に係る液晶表示パネルの一絵素 の構成を示す平面模式図である。 比較例2に係る液晶表示パネルの構成を 示す断面模式図である。 (a)は実施形態1に係る液晶表示パネルの 一絵素の構成を示す平面模式図である。(b)及 び(d)は、図8(a)中に示す領域Sで観察した、直 偏光下での表示絵素写真及び円偏光下での 示絵素写真である。(c)及び(e)はそれぞれ、 線偏光下での液晶分子の配向方位と偏光軸 位との関係を示す図、及び、円偏光下での 晶分子の配向方位と偏光軸方位との関係を す図である。(f)は電極と、暗線領域及び放 状配向の特異点との配置関係を概念的に示 平面模式図である。 (a)は比較例1に係る液晶表示パネルの一 絵素の構成を示す平面模式図である。(b)及び (c)はそれぞれ、図9(a)中に示す領域Sで観察し 、直線偏光下での表示絵素写真及び円偏光 での表示絵素写真である。 (a)は比較例2に係る液晶表示パネルの 絵素の構成を示す平面模式図である。(b)及 (c)はそれぞれ、図10(a)中に示す領域Sで観察 た、直線偏光下での表示絵素写真及び円偏 下での表示絵素写真である。

符号の説明

100、120:基板
101:補助容量配線
102:ゲート絶縁膜
103:ドレイン配線
104:層間絶縁膜
105、123a、123b:垂直配向膜
106x、106y、106z:絵素電極
106a、106b、106c、106d、106e、106f、106g、106h、106i :サブピクセル電極
107:光重合体
108:ゲート配線
109:ソース配線
110:コンタクトホール
111:フォトスペーサ
112:開口
121:カラーフィルタ
122:対向電極
124:配向制御突起物
130:液晶層
150:液晶分子
151:暗線領域
152:特異点
160x、160y、160z:背面側基板
170x、170y、170z:対向側基板
L1:絵素領域の長辺の長さ
L2:絵素領域の短辺の長さ
L3:サブピクセル電極の長辺の長さ
L4:サブピクセル電極の短辺の長さ
L5:電極抜き領域の幅
L6:サブピクセル電極の端辺から開口までの距 離
L7:開口の長辺の長さ
L8:開口の短辺の長さ