JP5164672B2 - 液晶表示装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、横方向電界モードの液晶表示装置、これを備えた電子機器に関する。

図１７は、従来の液晶表示装置の単位画素を示す概略平面図である。図１７に示すように、横方向電界モードの液晶表示装置として、液晶層を介して対向配置された第１および第２透明基板を備え、第１透明基板上の各単位画素に設けられた薄膜トランジスタ３０１と、共通信号線３０４に接続するカウンタ電極と、カウンタ電極と絶縁して配置された画素電極３０５とを有するフリンジフィールドスイッチングモード（ＦＦＳ；Fringe Field Switching mode）の液晶表示装置３００が知られている（特許文献１）。

上記画素電極３０５は、画素の長辺の中心にゲートバスライン３０２と平行に配置される基準スリット３０６と、基準スリット３０６の上下部に所定の傾きで配置される複数個の上部スリット３０７および下部スリット３０８とを有している。そして、陽の液晶（正の誘電異方性を有する液晶）の場合、ゲートバスライン３０２と平行に液晶の配向処理が施される。また、陰の液晶（負の誘電異方性を有する液晶）の場合には、データバスライン３０３と平行に液晶の配向処理が施される。そして、外面に配置された第１および第２偏光板は、互いに直交する透過軸を有し、いずれか１つの透過軸が配向処理方向と同一であるとしている。

上記液晶表示装置によれば、偏光サングラスを通して上記液晶表示装置を見たときに偏光サングラスの透過軸とフロント側に設けられた偏光板の透過軸とが直交して、表示が適正に視認できないおそれがある。

このような不具合を改善する方法として、位相差板をフロント側の偏光板の前面に配置する方法が開示されている（特許文献２）。

特開２００２−１８２２３０号公報 特開平６−２５８６３３号公報

特許文献１の上記液晶表示装置３００に特許文献２の位相差板を組み合わせることは、偏光サングラス対応として技術的には問題がないものの、コストが上昇する要因となる。また、昨今の表示デバイス薄型化の市場要求に対しては逆行するという課題を有している。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板のうち一方の基板に設けられた第１電極および第２電極と、第１電極および第２電極がそれぞれに設けられた複数の画素と、一対の基板により挟持され、液晶分子の初期配向方向が画素の配列方向に対して平行または直交以外の角度で設定されるとともに、第１電極と第２電極との間に生ずる電界によって駆動される液晶層と、一対の基板に設けられ、透過軸が初期配向方向と同一方向である偏光素子と、を備え、第１電極または第２電極は、初期配向方向に対して所定の角度をなして交差すると共に、画素の配列方向に対して平行または直交以外の傾斜角度であって、当該傾斜角度が第１の角度である第１スリットと、当該傾斜角度が第２の角度である第２スリットと、当該傾斜角度が第１の角度の部分と第２の角度の部分とを有する第３スリットと、からなる複数のスリットを有し、第１スリットおよび第３スリットの傾斜角度が第１の角度の部分に対応する液晶層と、第２スリットおよび第３スリットの傾斜角度が第２の角度の部分に対応する液晶層と、で液晶分子が互いに逆方向にツイストするように駆動される。

この構成によれば、一般的に透過軸が水平または垂直のいずれかで構成される偏光サングラスを通して液晶表示装置を見ても、一対の基板に設けられた偏光素子の透過軸と偏光サングラスの透過軸とは直交しないので、表示を適正な状態で確認することができる。言い換えれば、偏光サングラス対応のために位相差板を設ける必要がなく、薄型でコストパフォーマンスに優れた横方向電界方式の液晶表示装置を提供することができる。また液晶装置を９０度回転させ画像を表示させる機能のついた液晶装置においても一対の基板に設けられた偏光素子の透過軸と偏光サングラスの透過軸とは直交しないので表示を適正な状態で確認することができる。

また、初期配向方向に加えて複数のスリットの傾斜角度が画素の配列方向に対して平行または直交以外の角度に設定されるので、複数のスリットを基準とすると初期配向方向すなわち偏光素子の透過軸が画素の配列方向となす角度がより大きくなる。よって、偏光サングラスの透過軸と偏光素子の透過軸とがなす角度が大きくなる。ゆえに、より効果的な偏光サングラス対応が実現される。また、傾斜角度が第１の角度の部分と第２の角度の部分とを有する第３スリットを設けることにより、液晶分子の駆動が困難となる当該画素部分を少なくすることができる。すなわち、駆動時における画素の開口率が実質的に向上し、照明装置を用いて照明したときの輝度を向上させることができる。さらに、液晶分子のツイスト方向が１方向である場合に比べて、実質的に広いツイスト角度を有することになる。したがって、偏光サングラス対応が施され、広視野角特性を有する液晶表示装置を提供することができる。

上記の液晶表示装置において、複数のスリットの初期配向方向に対する所定の角度の絶対値が、５度乃至１０度であることが好ましい。
液晶分子は、初期配向方向と電界方向とがなす角度がより小さい方向にツイストする。第１電極と第２電極との間に生ずる電界の方向（電界方向）は、基本的にスリットの長手方向に対して直交する方向に生じる。
したがって、液晶分子の初期配向方向に対して交差するスリットの所定の角度が小さくなると、初期配向方向と電界方向とがなす角度の一方が９０度に近づく、すなわちツイスト方向の安定性が失われ易い。一方で上記所定の角度が大きくなると、初期配向方向と電界方向とがなす角度の一方が小さくなる。よって、ツイスト方向の安定性が増すものの、液晶分子のツイスト角度が小さくなるので偏光素子によって直線偏光に変換された透過光の透過率が低下し易い。
この構成によれば、所定の角度の絶対値を５度乃至１０度の範囲とすることにより、偏光サングラス対応を実現すると共に、ツイスト方向の安定性を確保しつつ、明るい表示が得られる液晶表示装置を提供することができる。

上記の液晶表示装置において、第１の角度と、第２の角度とは、初期配向方向に対して対称な角度を有することが好ましい。
この構成によれば、互いに逆方向にツイストする液晶分子のツイスト角度が同一となるため、視野角特性における偏りを防止することができる。

上記の液晶表示装置において、第３スリットにおける第１の角度と第２の角度の境界部分が、画素の配列方向に対して斜めに交差するように設定されていることが好ましい。
第３スリットにおける第１の角度と第２の角度の境界部分は、ツイスト方向を制御し難い部分である。この構成によれば、当該境界部分が画素の配列方向に対して斜めに交差するように設定されているため、ツイスト方向を制御し難い部分が画素間においてスジ状に連続し視認し難くなることを防ぐ。すなわち、表示ムラを低減できる。

上記の液晶表示装置において、複数のスリットのうち、傾斜角度が小さいスリットおよび／またはスリットの傾斜角度が小さい部分の少なくとも一部が、画素の列方向の両端側に位置するように第１電極または第２電極に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、画素の列方向の両端側に傾斜角度が小さいスリットおよび／またはスリットの傾斜角度が小さい部分の少なくとも一部を配置することにより、当該両端側における電界方向の変化に起因する液晶分子のリバースツイストの発生を抑制することができる。ゆえに、リバースツイストによる画素の実質的な開口率の低下を抑制し、より高いコントラストおよび輝度が得られる液晶表示装置を提供することができる。

本発明に係る電子機器は、上記の液晶表示装置が搭載される。
この構成によれば、偏光サングラス対応が施され、表示を適正に確認することができる電子機器を提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

＜実施形態１＞
まず、本実施形態の液晶表示装置について、図１および図２を参照して説明する。図１は、液晶表示装置を示す概略図である。同図（ａ）は概略正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った概略断面図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、一対の基板としての素子基板１０および対向基板２０を備えている。対向基板２０は、所定の位置で一回り大きいサイズの素子基板１０とシール材４０を介して接合されている。

シール材４０により接合された素子基板１０と対向基板２０との隙間（ギャップ）に、正の誘電異方性を有する液晶が充填され液晶層５０を構成している。すなわち、素子基板１０と対向基板２０とにより液晶層５０を挟持している。

シール材４０の外側は、周辺回路領域であり、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路７０および外部回路と接続するための複数の実装端子８０とが設けられている。また、素子基板１０のＸ軸方向において対向する他の二辺に沿って、それぞれ走査線駆動回路９０が設けられている。素子基板１０の残る一辺に沿って、２つの走査線駆動回路９０を接続する複数の配線１３が設けられている。

シール材４０の内側には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリクス状に配列した複数の画素を有している。１つの画素は、３色のカラーフィルタ２２Ｒ（赤），２２Ｇ（緑），２２Ｂ（青）に対応した３つのサブ画素から構成されている。３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、同色のカラーフィルタがＹ軸方向に連続するように対向基板２０側に形成されている。また、素子基板１０側には、サブ画素ごとに、これを駆動制御するスイッチング素子としての複数のＴＦＴ（Thin Film Transistor）３０が設けられている。すなわち、液晶表示装置１００は、ストライプ方式のカラーフィルタを備え、カラー表示を可能としたアクティブ型の表示装置である。

本実施形態では、実際に表示に寄与する複数の画素の領域を表示領域ＡＲとし、各サブ画素を区画すると共に、表示領域ＡＲを額縁状に遮光する遮光膜６１が設けられている。遮光膜６１が設けられた遮光領域６０は、液晶表示装置１００を電子機器に取り付ける際に、表示領域ＡＲの位置を規定する目安となっている。

また、素子基板１０と対向基板２０の外側の表面（液晶層５０に対して反対側の表面）にそれぞれ偏光素子としての偏光板１４，２４が貼り付けられている。このような液晶表示装置１００は、ＬＥＤなどを光源とした照明装置（図示省略）により照明される。より詳細な液晶表示装置１００の構造については後述する。

図２は、液晶表示装置の等価回路図である。図２に示すように、液晶表示装置１００の表示領域ＡＲを構成する各サブ画素ＳＧは、第１電極としての画素電極９と、第２電極としての共通電極１９と、画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とを有している。画素電極９と共通電極１９との間には液晶層５０が介在している。共通電極１９は走査線駆動回路９０から延びる共通線３ｂと電気的に接続されており、各サブ画素ＳＧにおいて共通の電位に保持されるようになっている。

データ線駆動回路７０から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースと電気的に接続されている。データ線駆動回路７０は、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎを、データ線６ａを介して各サブ画素ＳＧに供給する。画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループごとに供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路９０から延びる走査線３ａが電気的に接続されている。走査線駆動回路９０から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。

スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。画素電極９を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎは、液晶層５０を介した画素電極９と共通電極１９との間で一定期間保持される。

本実施形態の液晶表示装置１００は、画素電極９と共通電極１９との間で生ずる横方向電界により液晶層５０を駆動するＦＦＳ（Fringe Field Switching mode）方式を採用している。また、液晶表示装置１００を偏光サングラスを通して見たときに、表示が視認できない、あるいは視認し難い状態とならないように、画素の構造並びに光学設計を工夫したものである。以下、実施例を挙げて説明を行う。

（実施例１）
図３は実施例１の画素の構造を示す概略平面図、図４は図３のＡ−Ａ'線で切った画素の構造を示す概略断面図である。

図３に示すように、液晶表示装置１００の１つの画素は、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに対応する３つのサブ画素ＳＧにより構成されている。各サブ画素ＳＧには、複数のスリット（隙間）２９が略梯子状に形成された矩形の画素電極９が設けられている。すなわち、サブ画素ＳＧの形状は矩形状である。
複数の画素は、サブ画素ＳＧの長手方向が画素の列方向となるようにマトリクス状に配置（配列）されている。
画素電極９の外周を取り囲むようにして、走査線３ａと共通線３ｂと複数のデータ線６ａとが配置されている。
走査線３ａとデータ線６ａとの交差部近傍にＴＦＴ３０が形成されており、ＴＦＴ３０はデータ線６ａおよび画素電極９と電気的に接続されている。
また、画素電極９と平面視でほぼ重なる位置に矩形状の共通電極１９が形成されている。なお、共通電極１９は、隣接するサブ画素ＳＧに亘ってベタ状に設けてもよい。

画素電極９は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の成膜後に透明な導電材料からなる導電膜である。１つのサブ画素ＳＧの画素電極９に複数本（図示では２４本）のスリット２９が形成されている。各スリット２９は、走査線３ａおよびデータ線６ａの双方と交差する方向（図中斜め方向）に延びて、データ線６ａに沿ったＹ軸方向において等間隔に配列するように形成されている。各スリット２９は略同一の幅に形成され、互いに平行である。これにより、画素電極９は、複数本（図示では２３本）の帯状電極部９ａを有することになる。スリット２９が一定の幅を有して等間隔で配列していることから、帯状電極部９ａも一定の幅を有して等間隔で配列している。実施例１では、スリット２９の幅と帯状電極部９ａの幅はいずれも４μｍである。
スリット２９が走査線３ａに沿ったＸ軸となす傾斜角度は、この場合２０度となっている。以降、このようなスリット２９を指して右上がり（２０度）のスリット２９と呼ぶ。
なお、スリット２９の傾斜角度の基準を走査線３ａに沿ったＸ軸としたが、画素の配列における行方向に置き換えても良い。また、Ｙ軸を画素の配列における列方向として置き換えてこれを基準としてもよい。

共通電極１９は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる導電膜であり、走査線３ａと平行に延びる共通線３ｂと一体に形成されている。したがって、共通電極１９は共通線３ｂと電気的に接続されている。

共通線３ｂと共通電極１９とを別々の導電膜を用いて形成してもよい。これらを電気的に接続する方法としては、共通電極１９と共通線３ｂとを層間絶縁膜を介して異なる配線層に形成し、層間絶縁膜に開口したコンタクトホールを介して両者を接続する方法が挙げられる。
走査線３ａ、データ線６ａ、共通線３ｂは、電気信号を伝達する観点からそれぞれ低抵抗な導電材料を用いて形成されることが好ましく、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。

ＴＦＴ３０は、走査線３ａ上に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、データ線６ａを分岐して半導体層３５上に延出されたソース電極３１と、半導体層３５上から画素電極９の形成領域に延びる矩形状のドレイン電極３２とを備えている。
走査線３ａは、半導体層３５と対向する位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。ドレイン電極３２と画素電極９とは、両者が平面的に重なる位置に形成された画素コンタクトホール４７を介して電気的に接続されている。
なお、図示のサブ画素ＳＧにおいて、画素電極９と共通電極１９とが平面視で重なる領域が、当該サブ画素ＳＧの容量として機能するので、画像信号を保持するために別途保持容量をサブ画素ＳＧの形成領域内に設ける必要が無く、高い開口率を得ることができる。
また、画素電極９と共通電極１９とが平面視で重なる領域は、この場合、透過表示領域Ｔとなっている。

図４に示すように、液晶表示装置１００は、画素電極９および共通電極１９を有する素子基板１０と、対向基板２０とにより、液晶層５０を挟持している。
透明なガラス等からなる対向基板２０上には、液晶層５０側に向かってカラーフィルタ２２（２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒ）と、カラーフィルタ２２をサブ画素ＳＧごと（色ごと）に区画する遮光膜６１と、カラーフィルタ２２および遮光膜６１を覆う配向膜２３とが形成されている。

遮光膜６１は、ブラックマトリクス（ＢＭ）と呼ばれるものである。その形成方法は、例えば、遮光性材料として金属または金属化合物の薄膜を対向基板２０の表面（液晶層５０側）に成膜し、フォトリソグラフィ法により、サブ画素ＳＧに対応した開口部を有するようにパターニングする方法が挙げられる。代表的な金属または金属化合物としては、クロム（Ｃｒ）または酸化クロムが挙げられる。また、遮光性材料として黒色顔料などを含む樹脂をオフセットなどの印刷法でパターニングする方法が挙げられる。

カラーフィルタ２２は、例えば、各色の着色材料を含む感光性樹脂材料を、遮光膜６１が形成された対向基板２０に塗布して、これをフォトリソグラフィ法により露光・現像することにより、上記遮光膜６１の開口部を埋めるように形成することができる。塗布方法としては、スピンコート、スリットコートなどの方法を用いることができる。また、遮光膜６１上に隔壁部を設け、隔壁部により区画された領域に各色の着色材料を含む液状体を液滴として塗布する液滴吐出法を用いてもよい。

同じく、透明なガラス等からなる素子基板１０上には、走査線３ａ、共通電極１９および共通線３ｂが形成されている。これらの走査線３ａ、共通電極１９および共通線３ｂを覆って、シリコン酸化物膜等からなる絶縁薄膜１１が形成されている。
絶縁薄膜１１上には、島状の半導体層３５と、半導体層３５と一部が重なるようにソース電極３１とドレイン電極３２とが形成されている。これらの半導体層３５、ソース電極３１およびドレイン電極３２を覆って、シリコン酸化物膜や樹脂膜からなる層間絶縁膜１２が形成されている。
層間絶縁膜１２上には、画素電極９が形成され、層間絶縁膜１２を貫通してドレイン電極３２に達する画素コンタクトホール４７を介して、画素電極９とドレイン電極３２とが電気的に接続されている。
素子基板１０の画素電極９を覆って、ポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。液晶層５０に面する素子基板１０側の配向膜１８および対向基板２０側の配向膜２３は、ラビング処理等の配向処理を施されて液晶を所定方向に配向させるようになっている。配向処理の詳細については、後述する光学設計条件において説明する。

対向基板２０の表面（液晶層５０側に対して反対側の表面）に偏光板２４が貼り付けられ、素子基板１０の表面（液晶層５０側に対して反対側の表面）に偏光板１４が貼り付けられている。一対の偏光板１４，２４の光学的な配置は、クロスニコル（互いの透過軸が直交する状態）となっている。

図５（ａ）は実施例１の光学設計条件を示す概略図、同図（ｂ）は実施例１の液晶分子の挙動を示す概略図である。

図５（ａ）に示すように、実施例１の光学設計条件は、右上がり２０度のスリット２９に対して、ラビング方向（配向処理の方向）が右上がり１５度となっている。より具体的には、素子基板１０側の配向膜１８は、平面視で走査線３ａに沿ったＸ軸に対して１５度の傾斜角度で右上から左下に向かうようにラビング処理が施されている。これに対して、対向基板２０側の配向膜２３は、素子基板１０と対向配置された状態の平面視でＸ軸に対して１５度の傾斜角度で左下から右上に向かうようにラビング処理が施されている。ゆえに、相互のラビング方向は、１８０度逆方向になっている。
一対の偏光板１４，２４の光学的な配置は、前述したようにクロスニコルである。偏光板１４の透過軸は、ラビング方向すなわち液晶分子の初期配向方向と一致している。他方の偏光板２４の透過軸は、偏光板１４の透過軸に対して直交し、同図（ａ）では破線で図示されている。
したがって、液晶表示装置１００は、非駆動状態では、照明装置から入射した光が透過できない黒表示となるノーマリーブラックである。

図５（ｂ）に示すように、駆動状態では、画素電極９と共通電極１９との間に横方向電界が生ずる。電界方向は、スリット２９の長手方向に対して直交する方向となる。初期配向方向に配列した液晶分子は、電界方向にツイストする。実施例１では、スリット２９は、初期配向方向に対して所定の角度（５度）で交差しており、液晶分子は、ツイストするために必要なエネルギーが小さい方向（初期配向方向と電界方向とのなす角度がより小さい方向）、すなわち、この場合、時計回りにツイストする。

実施例１によれば、一対の偏光板１４，２４は、いずれもＸ軸、Ｙ軸に対して平行または垂直以外の角度で配置される。したがって、偏光サングラスを通して液晶表示装置１００を見ても、液晶表示装置１００から射出する光が偏光サングラスにより吸収されない。よって、適正に表示を視認することが可能となる。

（実施例２）
図６は実施例２の画素の構造を示す概略平面図、図７（ａ）は実施例２の光学設計条件を示す概略図、同図（ｂ）は実施例２の液晶分子の挙動を示す概略図である。なお、以降、画素の構造の説明にあたり、１つのサブ画素ＳＧを取り上げて説明する。他のサブ画素ＳＧも同様であることは言うまでもない。また、実施例１と同じ構成の部分は、同じ符号を付して説明する。

図６に示すように、実施例２は、実施例１に対して、画素電極９は傾斜角度が異なる２種のスリット２９，２９ａを有することを特徴としている。

具体的には、画素電極９の長手方向において、下方に実施例１と同様に傾斜角度が右上がり２０度の複数の第１スリットとしてのスリット２９を有し、上方に傾斜角度が右上がり１０度の複数の第２スリットとしてのスリット２９ａを有する。傾斜角度が右上がり２０度の部分を第１の領域９ｂとする。傾斜角度が右上がり１０度の部分を第２の領域９ｃとする。第１の領域９ｂと第２の領域９ｃとがほぼ同じ面積となるように、複数のスリット２９，２９ａが設けられている。

図７（ａ）に示すように、実施例２の光学設計条件は、基本的に実施例１と同じである。すなわち、ラビング方向は右上がり１５度であり、偏光板１４の透過軸はラビング方向と一致している。一対の偏光板１４，２４の透過軸は互いに直交している。したがって、傾斜角度が右上がり１０度のスリット２９ａに着目して説明する。

図７（ｂ）に示すように、スリット２９ａは、ラビング方向が右上がり１５度であるため、ラビング方向に対して所定の角度（５度）で交差している。実施例１で説明したように電界方向は、スリット２９ａの長手方向に対して直交する方向に発生する。
したがって、スリット２９ａに対応する液晶層５０の液晶分子は、駆動時に反時計回りにツイストすることになる。

よって、図６に示す第１の領域９ｂでは液晶分子は時計回りにツイストし、第２の領域９ｃでは液晶分子は反時計回りにツイストすることになる。このように、サブ画素ＳＧにおいて、ツイスト方向が２種存在する方式を２ドメイン方式と呼ぶ。偏光サングラス対応が実現されるだけでなく、実質的なツイスト角度が広くなり、実施例１に比べて広い視野角特性が得られる。

実施例２のように、スリット２９，２９ａがラビング方向すなわち初期配向方向に対して交差する所定の角度を、以降、液晶分子のツイスト方向を基準として時計回りの５度、反時計回りの−５度として定義する。すなわち、実施例２のスリット２９，２９ａは、傾斜角度が異なるものの、初期配向方向に対しては±５度（絶対値で同じ角度）で交差するものである。スリット２９，２９ａの所定の角度は、初期配向方向に対して線対称な角度となっているため、逆方向にツイストするツイスト角度が互いに同じであり、視野角特性における偏りが抑制される。

（実施例３）
図８は実施例３の画素の構造を示す概略平面図である。なお、実施例１および実施例２と同じ構成の部分は、同じ符号を付して説明する。

図８に示すように、実施例３の画素の構造は、実施例２のスリット２９，２９ａに加えて、傾斜角度が右上がり１０度の部分と右上がり２０度の部分とを有する第３スリットとしてのスリット２９ｂを有することが特徴の１つである。光学設計条件は、実施例２と同じである。

具体的には、画素電極９の長手方向において、下方側に傾斜角度が右上がり２０度の複数のスリット２９を有し、上方側に傾斜角度が右上がり１０度の複数のスリット２９ａを有する。そして、複数のスリット２９からなるスリット群と、複数のスリット２９ａからなるスリット群との間に複数のスリット２９ｂからなるスリット群が配置されている。
スリット２９ｂは、傾斜角度が右上がり２０度から１０度に変化している。傾斜角度が変化している部分は、画素電極９をほぼ斜めに横断する破線９ｄ上に位置している。
実施例３においても実施例２と同様に、液晶分子のツイスト方向が逆転する第１の領域９ｂと第２の領域９ｃとがほぼ同じ面積となるように、複数のスリット２９，２９ａ，２９ｂが設けられている。上記傾斜角度が変化している部分は、ツイスト方向が異なる領域の境界部分である。

このように２種の傾斜角度を有するスリット２９ｂを配置することにより、実施例２に比べて、第１の領域９ｂと第２の領域９ｃとの間で生ずる液晶分子のツイスト方向を制御し難い領域を減少させることができる。また、傾斜角度が変化する部分を画素電極９の長手方向に対して傾斜する破線９ｄ上に位置させることにより、破線９ｄが長手方向と直交する場合に比べて、サブ画素ＳＧ間において液晶分子のツイスト方向を制御し難い領域（表示に寄与しない領域）がスジ状に強調されることを抑制することができる。ゆえに、スジ状の表示ムラの発生を低減することができる。
さらには、画素電極９の大きさや形状に応じてスリットを配置する設計上の自由度を高めることができる。具体的には、傾斜角度が大きくなったり複数種である場合に、画素電極９において表示に寄与しないデッドスペースが増すことを抑制することができる。

（実施例４）
図９は実施例４の画素の構造を示す概略平面図、図１０（ａ）は実施例４の光学設計条件を示す概略図、同図（ｂ）および（ｃ）は実施例４の液晶分子の挙動を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成の部分は、同じ符号を付して説明する。

図９に示すように、実施例４の画素の構造は、実施例１〜実施例３に対して、スリット２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２９ｆの傾斜が右下がりとなっている。また、傾斜角度が違う。さらには、傾斜角度が小さいスリット２９ｄおよびスリット２９ｅ，２９ｆの傾斜角度が小さい部分が画素電極９の長手方向の両端側に配置されていることが特徴である。

具体的には、画素電極９は、傾斜角度が右下がり５０度のスリット２９ｃと、右下がり４０度のスリット２９ｄと、右下がり４０度の部分と右下がり５０度の部分とを有するスリット２９ｅ，２９ｆとを有する。

画素電極９の中央側は、右下がり５０度の傾斜角度のスリット２９ｃを中心としてスリット２９ｅ，２９ｆの右下がり５０度の部分により構成されている。画素電極９の長手方向における両端側は、右下がり４０度のスリット２９ｄと、スリット２９ｅ，２９ｆの右下がり４０度の部分により構成されている。

図１０（ａ）に示すように、実施例４の光学設計条件は、右下がり５０度のスリット２９ｃに対してラビング方向が右下がり４５度となっている。ラビング方向と偏光板１４の透過軸は一致している。一対の偏光板１４，２４の透過軸は直交している。偏光板２４の透過軸は破線で示されている。

図１０（ｂ）に示すように、右下がり５０度のスリット２９ｃに着目すると、液晶分子の初期配向方向に対してスリット２９ｃは−５度で交差する。駆動時に発生する電界方向はスリット２９ｃの長手方向と直交する方向となるため、液晶分子は、反時計回りにツイストする。これに対して、右下がり４０度のスリット２９ｄに着目すると、図１０（ｃ）に示すように、液晶分子の初期配向方向に対してスリット２９ｃは５度で交差する。駆動時に発生する電界方向はスリット２９ｄの長手方向と直交する方向となるため、液晶分子は、時計回りにツイストする。すなわち、２ドメインの構成となる。

よって、図９において、第３の領域９ｅと第４の領域９ｆとは、液晶分子のツイスト方向が異なる。第３の領域９ｅと第４の領域９ｆの境界は、破線９ｈ，９ｇ上に位置している。スリット２９ｅ，２９ｆの傾斜角度が変化する部分は、破線９ｈ，９ｇの直線部分に位置している。これにより、実施例３と同様に画素の実質的な開口率の低下を防いでいる。

実施例４によれば、実施例１〜実施例３に比べて、偏光板１４，２４の透過軸の傾斜角度をさらに傾けた右下がり４５度または右上がり４５度とするので、偏光サングラスの透過軸との交差角度が最大となる。すなわち、偏光サングラスを通して液晶表示装置１００を見たときの色調などの変化を抑え、より適正な状態で表示を確認することができる。

図１３は、リバースツイストの発生メカニズムを説明する概略平面図である。図１３に示すように、例えば、スリット２９ｃを画素電極９の長手方向における両端部まで延在させた場合、該両端側におけるスリット２９ｃの一方の短辺と長辺とがなす角度は、５０度と１３０度になる。これに対してスリット２９ｃの他方の短辺と長辺とがなす角度は、４０度と１４０度になる。上記一方の短辺における電界方向Ｅは、液晶分子の初期配向方向とのなす角度が他方の短辺に比べて、液晶分子のツイスト方向が反転する角度となり易い。したがって、液晶分子のツイスト方向が反転したリバースツイストが発生し易い。

実施例４では、画素電極９の長手方向の両端部におけるリバースツイストの発生のし易さを考慮して、４０度と５０度の傾斜角度のうち、傾斜角度が小さい４０度のスリット２９ｄおよびスリット２９ｅ，２９ｆの４０度の傾斜角度となる部分を画素電極９の長手方向における両端側に配置した。これにより、画素電極９の該両端部におけるリバースツイストの発生を抑制し、リバースツイストに起因する実質的な開口率の低下を防止した。

（実施例５）
図１１は実施例５の画素の構造を示す概略平面図、図１２（ａ）は実施例５の光学設計条件を示す概略図、同図（ｂ）および（ｃ）は実施例５の液晶分子の挙動を示す概略図である。なお、実施例１と同じ構成の部分は、同じ符号を付して説明する。

図１１に示すように、実施例５の画素の構造は、実施例４に対してスリットの傾斜角度をさらに急峻としたものである。

具体的には、画素電極９は、右下がり７０度のスリット２９ｇと、右下がり７０度の部分と右下がり８０度の部分とを有するスリット２９ｈ，２９ｉと、両端側が右下がり７０度でその間が右下がり８０度のスリット２９ｊとを有する。

画素電極９の長手方向における中央側にスリット２９ｈ，２９ｉ，２９ｊの傾斜角度が大きい部分（８０度）が配置され、両端側に傾斜角度が小さいスリット２９ｇおよびスリット２９ｈ，２９ｉ，２９ｊの傾斜角度が小さい部分（７０度）が配置されている。

図１２（ａ）に示すように、実施例５の光学設計条件は、スリット２９ｊに着目すると、傾斜角度が右下がり８０度の主たる部分に対して、ラビング方向は右下がり７５度となっている。偏光板１４の透過軸は、ラビング方向と一致している。偏光板１４に対して透過軸が直交する偏光板２４の透過軸は破線で示されている。

図１２（ｂ）に示すように、右下がり８０度のスリット部は、液晶分子の初期配向方向に対して−５度の角度で交差している。駆動時の電界方向は、当該スリットの長手方向に対して直交する方向である。したがって、液晶分子は、反時計回りにツイストする。
これに対して、図１２（ｃ）に示すように、右下がり７０度のスリット２９ｇは、液晶分子の初期配向方向に対して５度の角度で交差している。駆動時の電界方向は、当該スリット２９ｇの長手方向に対して直交する方向である。したがって、液晶分子は、時計回りにツイストする。すなわち、２ドメインの構成となる。

よって、図１１に示す第５の領域９ｉでは液晶分子は時計回りにツイストし、第６の領域９ｊでは反時計回りにツイストする。第５の領域９ｉと第６の領域９ｊとの境界は、破線９ｍ，９ｋで示されている。スリット２９ｈ，２９ｉ，２９ｊにおいて傾斜角度が変化する部分は、破線９ｍ，９ｋの直線部分に位置している。

実施例５によれば、偏光板１４の透過軸の角度は右下がり７５度、偏光板２４の透過軸は右上がり１５度となるため、実質的に実施例１と同じ偏光板の配置となる。すなわち、偏光サングラス対応が実現される。

実施例１〜実施例５のいずれかの画素の構造を適用した液晶表示装置１００によれば、一対の偏光板１４，２４の透過軸が画素の配列方向（行方向および列方向）に対して平行または直交以外の角度で構成される。したがって、偏光サングラスを通して液晶表示装置１００を見ても、表示が視認し難くならずに確認することができる。また、偏光サングラス対応のための位相差板を前面に設ける必要がないので、高いコストパフォーマスを有すると共に、より薄型の液晶表示装置１００を提供することができる。なお、一対の偏光板１４，２４を透過軸が同一方向となるように配置して、非駆動時に白表示となるノーマリーホワイトの場合でも、このようなスリットの配置や液晶分子の初期配向状態すなわち光学設計条件を適用できることは言うまでもない。
また、偏光サングラス対応における技術思想としては、液晶表示装置１００において表示される画像の表示水平方向または表示垂直方向に対して、偏光素子の透過軸および液晶分子の初期配向方向並びにスリット２９の傾斜角度を規定するものである。

図１４は視野角によるコントラスト特性を示すグラフである。詳しくは、液晶分子の初期配向方向に対してスリットが５度／−５度で交差する２ドメイン方式の場合であって、視野角によるコントラスト比を示している。このような同心円状のグラフは、コントラストコーンと呼ばれている。

図１４に示したコントラストコーンを実施例１〜実施例５に当て嵌めると次のようになる。実施例２および実施例３では、図１４のコントラストコーンを反時計回りに１５度回転させた状態となる。実施例４では、図１４のコントラストコーンを時計回りに４５度回転させた状態となる。実施例５では、図１４のコントラストコーンを時計回りに７５度回転させた状態となる。このような視野角によるコントラスト特性を基に各実施例の表示特性と図１７に示した従来の液晶表示装置３００の表示特性を比較したのが、図１５に示した比較表である。

図１５の比較表に示すように、偏光サングラス対応という観点では、実施例１〜実施例５の液晶表示装置１００は、従来例の液晶表示装置３００に対して優れている。すなわち実施例１〜実施例３並びに実施例５の評価を○、実施例４の評価を特に◎とし、従来例の評価を×とした。
また、視野角特性という観点では、シングルドメイン方式の実施例１に対して２ドメイン方式を採用している実施例２〜実施例５および従来例が優れている。同じ２ドメイン方式の中でも実施例２および実施例３と実施例４とを比較すると、実施例４は、図１４のコントラストコーンを時計回りに４５度回転させるため、上下方向、左右方向から見たときのコントラストが低下する特性となる。したがって、液晶表示装置１００の使用方法によっては、本来の広視野角が寄与しないおそれがあるため評価を△〜○とした。
輝度特性の観点では、スリットの形状や配置を工夫し実質的な開口率が向上した実施例３および実施例４が他に比べて優れている。したがって、実施例３および実施例４の評価を◎とした。従来の液晶表示装置３００（図１７参照）については、上部スリット３０７と下部スリット３０８との間に基準スリット３０６が設けられているのでこれも評価が◎である。実施例５のスリット２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊは、傾斜角度が急峻なため、所謂縦長の画素電極９に対して、傾斜角度を異ならせて配置する場合、ツイスト方向が制御し難い境界領域が広くなり易い（すなわち実質的な開口率が低下し易い）ので、評価を△〜○とした。

＜実施形態２＞
図１６は、電子機器としての携帯型電話機を示す概略斜視図である。図１６に示すように、本実施形態の電子機器としての携帯型電話機２００は、入力用のボタン類や表示部２０２などを備えた本体２０１を有する。

表示部２０２には、上記実施形態１の液晶表示装置１００とＬＥＤなどを光源とする照明装置が組み込まれている。

したがって、偏光サングラスを通して携帯型電話機２００を見ても適正に表示を確認することができる。

上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記実施形態１の実施例１〜実施例５において、スリットの傾斜角度は、右上がり１０度／２０度、右下がり４０度／５０度、右下がり７０度／８０度に限定されない。偏光サングラスを通して液晶表示装置１００を正面から見たときに、液晶表示装置１００に装備される偏光板１４または偏光板２４の透過軸と偏光サングラスの透過軸とが直交しないように、スリットの配置並びに光学設計条件を設定することが最も肝要である。
また、液晶分子の初期配向方向に対して交差するスリットの所定の角度は、５度（実際には±５度）に限定されない。正の誘電異方性を有する液晶材料のΔｎ（複屈折率）や図４に示した液晶層５０の厚みｄの設定、並びにラビング処理後の配向膜１８，２３における液晶分子のチルト角などに基づく光学特性を考慮して５度〜１５度の範囲で選定が可能である。
液晶分子の初期配向方向に対して交差するスリットの所定の角度が小さくなると、初期配向方向と電界方向とがなす角度の一方が９０度に近づく、すなわちツイスト方向の安定性が失われ易い。一方で上記所定の角度が大きくなると、初期配向方向と電界方向とがなす角度の一方が小さくなる。よって、ツイスト方向の安定性が増すものの、液晶分子のツイスト角度が小さくなるので偏光素子によって直線偏光に変換された透過光の透過率が低下し易い。
したがって、好ましくは上記所定の角度を５度〜１０度の範囲とすることにより、偏光サングラス対応を実現すると共に、ツイスト方向の安定性を確保しつつ、明るい表示が得られる液晶表示装置１００を提供することができる。

（変形例２）上記実施形態１の液晶表示装置１００において、画素電極９におけるスリットの形状は、これに限定されない。例えば、実施例１〜実施例５の各スリットは、その長手方向における両端部が閉じているが、両端部の一方を開放した状態としてもよい。これによれば、開放した部分の電界方向がスリットの長手方向に直交する方向に向かい易くなり、画素の開口率を実質的に向上させることができる。

（変形例３）上記実施形態１の液晶表示装置１００において、画素電極９と共通電極１９の構成は、これに限定されない。例えば、素子基板１０において、スリットがない画素電極９を下層に配置し、当該画素電極９に対して層間絶縁膜を介して共通電極１９を重畳し、共通電極１９に複数のスリットを形成して共通線３ｂと電気的に接続させてもよい。すなわち、複数のスリットは、請求項における第１電極または第２電極のいずれかに形成すればよく、第１電極は画素電極９（第２電極は共通電極１９）に限定されない。

（変形例４）上記実施形態１の液晶表示装置１００において、３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに対応するサブ画素ＳＧの面積は、色ごとに同じとは限らない。例えば、視感度に応じてサブ画素ＳＧの面積を変えてもよい。言い換えれば、各色に対応して画素電極９の面積を変えてもよい。具体的には、面積をＧ（緑）＜Ｒ（赤）＜Ｂ（青）の順に大きくしてもよい。

（変形例５）上記実施形態１の液晶表示装置１００は、透過表示領域Ｔを有する透過型に限定されない。例えば、サブ画素ＳＧにおいて、透過表示領域Ｔと、反射板を有する反射表示領域とを備えた半透過反射型の液晶表示装置においても実施例１〜実施例５のスリットの配置並びに光学設計条件を適用することができる。

（変形例６）上記実施形態１の液晶表示装置１００において、偏光素子は、一対の基板としての素子基板１０および対向基板２０の外側に設けることに限定されない。例えば、液晶層５０に面する一対の基板の内側に偏光素子を設けてもよい。このような内面偏光素子の例としてはワイヤーグリット偏光素子、コーティング偏光素子等が挙げられる。
また、液晶表示装置１００を反射板を有する反射型とする場合には、外光が入射する側の基板に偏光素子を設ければよい。すなわち、偏光素子は上下一対設けることに限定されない。

（変形例７）上記実施形態１において、液晶表示装置１００は、ＦＦＳ方式に限定されない。例えば、横方向電界方式であるＩＰＳ（In Place Switching）方式の液晶表示装置においても適用可能である。

（変形例８）上記実施形態２において、上記実施形態１の液晶表示装置１００を搭載可能な電子機器は、携帯型電話機２００に限定されない。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、電子手帳、映像情報を表示するビューワーやＤＶＤプレーヤ、携帯型情報端末などの電子機器に搭載すれば、好適である。

（ａ）は液晶表示装置の構成を示す概略正面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ'線で切った液晶表示装置の構造を示す概略断面図。 液晶表示装置の等価回路図。 実施例１の画素の構造を示す概略平面図。 図３のＡ−Ａ'線で切った液晶表示装置の断面図。 （ａ）は実施例１の光学設計条件を示す概略図、（ｂ）は実施例１の液晶分子の挙動を示す概略図。 実施例２の画素の構造を示す概略平面図。 （ａ）は実施例２の光学設計条件を示す概略図、（ｂ）は実施例２の液晶分子の挙動を示す概略図。 実施例３の画素の構造を示す概略平面図。 実施例４の画素の構造を示す概略平面図。 （ａ）は実施例４の光学設計条件を示す概略図、（ｂ）および（ｃ）は実施例４の液晶分子の挙動を示す概略図。 実施例５の画素の構造を示す概略平面図。 （ａ）は実施例５の光学設計条件を示す概略図、（ｂ）および（ｃ）は実施例５の液晶分子の挙動を示す概略図。 リバースツイストの発生メカニズムを説明する概略平面図。 視野角によるコントラスト特性を示すグラフ。 従来例および実施例の液晶表示装置を評価した比較表。 電子機器としての携帯型電話機を示す概略斜視図。 従来の液晶表示装置の単位画素を示す概略平面図。

符号の説明

９…第１電極としての画素電極、１０…一方の基板としての素子基板、１４，２４…偏光素子としての偏光板、１９…第２電極としての共通電極、２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅ，２９ｆ，２９ｇ，２９ｈ，２９ｉ，２９ｊ…スリット、５０…液晶層、１００…液晶表示装置、２００…電子機器としての携帯型電話機、３００…従来の液晶表示装置、ＳＧ…サブ画素。

Claims (6)

1. 一対の基板と、
   前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた第１電極および第２電極と、
   前記第１電極および前記第２電極がそれぞれに設けられた複数の画素と、
   前記一対の基板により挟持され、液晶分子の初期配向方向が前記画素の配列方向に対して平行または直交以外の角度で設定されるとともに、前記第１電極と前記第２電極との間に生ずる電界によって駆動される液晶層と、
   前記一対の基板に設けられ、透過軸が前記初期配向方向と同一方向である偏光素子と、
   を備え、
   前記第１電極または前記第２電極は、前記初期配向方向に対して所定の角度をなして交差すると共に、前記画素の配列方向に対して平行または直交以外の傾斜角度であって、当該傾斜角度が第１の角度である第１スリットと、当該傾斜角度が第２の角度である第２スリットと、当該傾斜角度が前記第１の角度の部分と前記第２の角度の部分とを有する第３スリットと、からなる複数のスリットを有し、
   前記第１スリットおよび前記第３スリットの前記傾斜角度が前記第１の角度の部分に対応する前記液晶層と、前記第２スリットおよび前記第３スリットの前記傾斜角度が前記第２の角度の部分に対応する前記液晶層と、で前記液晶分子が互いに逆方向にツイストするように駆動される、
   液晶表示装置。
2. 前記複数のスリットの前記初期配向方向に対する前記所定の角度の絶対値が、５度乃至１０度である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の角度と、前記第２の角度とは、前記初期配向方向に対して対称な角度を有する、
   請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第３スリットにおける前記第１の角度と前記第２の角度の境界部分が、前記画素の配列方向に対して斜めに交差するように設定されている、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数のスリットのうち、前記傾斜角度が小さい前記スリットおよび／または前記スリットの前記傾斜角度が小さい部分の少なくとも一部が、前記画素の列方向の両端側に位置するように前記第１電極または前記第２電極に配置されている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶表示装置が搭載された、電子機器。

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