JP6411798B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）方式やＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）方式に代表される横電界方式液晶表示装置における表示画素の構造に関する。

横電界方式ＬＣＤは、画素電極間に電界を印加し、液晶分子を初期配向方位から回転させることで光の透過率を制御している。
上記において、液晶分子が左右どちらの回転方向に回転するかで、液晶分子の配向角度が変わるため、光学特性も変化する。

また、一つの領域内に右回転の液晶分子と左回転の液晶分子の領域が形成された場合、その境界部にはディスクリネーションと呼ばれる特異領域が発生し、光の透過に寄与しないため透過率を低下させたり、特異領域の発生形状によって各画素の透過率にばらつきが生じ、表示のムラとなる不具合を生じていた。

そのため、従来の横電界方式ＬＣＤでは、液晶分子の初期配向方位（ラビング方向、光配向方向）に対し、電圧印加時の液晶の回転方向を規定するため、電界方向が初期配向方位と垂直にならないように、画素電極や対向電極の延在方向を初期配向方位に対し斜め方向に延在させていた。

特許第３２６７２２４号公報 特開平７-４３７２１号公報

図７、図８は従来の一般的な横電界方式液晶素子の画素構造の例、図９は画素電極側壁部における液晶初期配向状態の乱れの説明図、図１０は配線金属側壁部に直線偏光が入反射した場合の反射光の偏光状態の説明図、図１１は画素電極末端近傍の電界の方向および液晶分子の回転方向の説明図である。

上記の制約により、図７、８の例に示すように、電極の方向が初期配向方向に対し斜め方向となるため、画素全体の形状も初期配向方位に対し斜めの傾きを持つ形状を組み合わせたような形となる。具体的には、“くの字形状”（図７）や“くの字を複数組み合わせた形状”（図８）のような複雑な形状にせざるを得ず、開口率低下の原因となっていた。図７では、斜め電極形状が反映されて歪な形状に構成されている。一方、図８は画素形状を長方形としており、デッドスペースができるために開口率が大幅に減少する。

また、図９に示すように、初期配向方向と画素電極周囲の段差の延在方向が、平行または直角にならないため、電極段差のごく近傍では、段差形状の影響で初期配向方向が画素電極延在方向に向いてしまい、光漏れを生じていた。指示番号１１ｇで示すのは、段差の影響を受けて配向方位がずれた液晶分子である。

また、図１０に示すように、画素電極，対向電極や信号配線等が金属で形成されている場合は、電極や配線の側壁に当たった直線偏光が反射する場合に、偏光方向と側壁の方向が平行もしくは直交していないと、反射光の偏光角度が変わってしまい、光漏れを生じる原因となっていた。入射光の偏光状態を指示番号１３ａの矢印で示し、反射光の偏光状態を指示番号１４ａの矢印で示す。

また、従来の横電界方式ＬＣＤでは、上述のとおり、画素電極と対向電極を、初期配向方位に対して斜め方向に配置し、電界の方向を斜め方向に発生させることで、液晶分子の回転方向を規定してるが、図１１に示すように、電極の末端部近傍では、電界の発生方向が急激に変化し、逆回転方向になることもあり、部分的に液晶分子が逆回転する領域が発生していた。逆回転した液晶分子を指示番号１１ｈで示し、逆回転しやすい電界方向を指示番号１１ｉの矢印で示す。

また、液晶分子の初期配向方向に対して電界の方向に角度がついているため、回転トルクの効率が悪く、高い電圧を印加する必要があった。

上記課題を解決する手段として、従来技術では特許文献１に記載されているように、画素電極と対向電極の間に存在する絶縁膜８にスリットを設け、スリットを通過する電界の方向をスリットの延在方向が液晶を回転させたい方向とは逆方向に配置することで、スリットを通過する電界の方向を、スリットの延在方向と垂直な方向に曲げる技術が開示されている。これにより、実質的に電極を初期配向方位に対し斜め方向に配置させることと同等の電気的な効果を得ることができ、初期配向方位と画素電極の延在方向を略平行に配置できるという効果が得られる。

しかしながら、上記方法では、スリットの延在する方向を液晶を回転させたい方向とは逆方向に配置することになるので、スリットのエッジに沿って配向したエッジ近傍の液晶分子は、本来液晶を回転させたい方向とは逆の回転方向に配向しやすくなり、かえって逆回転を引き起こすリスクが高くなるという課題があった。

また、画素電極基板上または対向基板上に複数の突起を形成し、配向状態を変化させる構造に関しては、特許文献２に記載されているような構造が知られている。しかし、上記技術は基板上の液晶のプレティルト角度の平均値を大きくすることが目的の技術のため、突起構造の平面的な形状や平面的な異方性は問われていない。

また、上記の構成では、上述したとおり、突起構造が平面的な異方性を持たないため、横電界方式の液晶表示装置の回転方向に影響を与えない。

本発明の目的は、上述の課題を解決することであり、具体的には、高開口率でディスクリネーションが抑制され、低駆動電圧である横電界方式の液晶表示装置を提供することである。

前記の課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、画素電極と対向電極が設けられた画素電極基板と、該画素電極基板に対向して設けられた対向基板と、前記画素電極基板と前記対向基板に挟持された液晶とを備え、前記画素電極基板と略平行に液晶分子が回転する方式の液晶表示装置において、前記液晶分子の初期配向方向と、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方の延在方向とが平行であり、画素内に細長い形状の凸部または凹部を有し、その長手方向が、前記液晶分子の初期配向方向に対して、液晶を回転させたい方向と同方向に斜めの角度を持ち、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方は、前記凸部または凹部の上面を横切るように設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、画素電極と対向電極が設けられた画素電極基板と、該画素電極基板に対向して設けられた対向基板と、前記画素電極基板と前記対向基板に挟持された液晶とを備え、前記画素電極基板と略平行に液晶分子が回転する方式の液晶表示装置において、画素内に細長い形状の凸部または凹部を有し、その長手方向が、前記液晶分子の初期配向方向に対して、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方の延在方向の前記液晶分子の初期配向方向に対する傾き方向とは逆方向の傾きを持ち、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方は、前記凸部または凹部の上面を横切るように設けられていることを特徴とする。

画素電極基板または対向基板表面の液晶分子が接触する部分に細長い形状の凹凸を付け、凹凸部の延在方向を初期配向方向に対し斜めの方向に設定することで、液晶が回転しやすい方向、回転しにくい方向を作ることができる。

従来は、液晶分子回転方向を電気的に制御するために画素電極，対向電極の形状，配置が制限されていたが、上記の凹凸構造により回転方向を制御できるため、画素電極，対向電極の形状，配置の自由度が増すことで開口率を上げることができる。

また、液晶分子の初期配向方位と電界の印加方向をほぼ直角にできるため、液晶を効率良く回転させることができ、印加電圧を低電圧にすることができる。

また何らかの理由で、部分的に逆回転領域が発生しても、正回転に復帰し易いため、ディスクリネーションによる不具合が起こりにくい。

本発明の実施例の構造の液晶分子方向，初期配向方向，本発明の孤立凸部の長手方向，電界方向の関係を示す説明図である。 本発明の実施例の図１Ａの素子の画素電極近傍の断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例について図１Ａにおける本発明の孤立凸部傾斜部上の液晶分子状態の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例について図１Ａにおける本発明の孤立凸部傾斜部上の液晶分子状態の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例について図１Ａにおける本発明の孤立凸部傾斜部上の液晶分子状態の説明図である。 スプレイ配向の説明図であって、通常の配向の構成図である。 スプレイ配向の説明図であって、スプレイ配向の構成図である。 本発明の液晶表示装置の実施例４の構成図である。 本発明の液晶表示装置の実施例４の構成図のＡＡ断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例２の構成図である。 本発明の液晶表示装置の実施例４の構成図である。 従来の一般的な横電界方式液晶素子の画素構造の例を示す。 従来の一般的な横電界方式液晶素子の画素構造の別の例を示す。 従来の画素電極側壁部における液晶初期配向状態の乱れの説明図である。 従来の配線金属側壁部に直線偏光が入反射した場合の反射光の偏光状態の説明図である。 従来の画素電極末端近傍の電界の方向および液晶分子の回転方向の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例５の構成図であって、対向基板側に凸部を設けた例の断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例５の構成図であって、対向基板側と画素電極基板両方に凸部を設けた例の断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例３および実施例６の構成図であって、凸部の替りに凹部を設けた例の断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例７の構成図であって、ＦＦＳ方式における実施例１の別の例の平面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例７の構成図であって、ＦＦＳ方式における実施例１の別の例のＡＡ断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の構成図であって、ＩＰＳ方式における実施例１の平面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の構成図であって、ＩＰＳ方式における実施例１のＡＡ断面図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の説明図であって、フォトリソグラフィー手法を用いて凸部を形成する製造方法の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の説明図であって、フォトリソグラフィー後に樹脂をメルトさせて凸部を形成する製造方法の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の説明図であって、フォトリソグラフィーと等方性エッチングにて凹部を形成する製造方法の説明図である。 本発明の液晶表示装置の実施例の説明図であって、凸部の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施例である液晶表示装置の構造を、図を用いて説明する。

（実施例１）
図１６Ａは本発明のＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）方式の横電界駆動型液晶表示装置の実施例の平面図であり、図１６Ｂは断面図である。

画素電極３に信号電圧を印加するための信号配線１２と、走査配線１８とに囲まれた画素領域にスイッチング素子２０とスイッチング素子２０およびコンタクトホール２１を介して信号配線１２に接続された櫛歯状に配置された複数の画素電極３と、各画素電極３の延在方向と平行に配置され、画素電極３との間に電界を発生する対向電極４と、対向電極４に電位を供給するための共通配線２８と、本発明の孤立凸部５を有する画素電極基板７と、画素電極基板７と対向する位置に設けられた、カラーフィルタ２４，ブラックマトリクス２６，オーバーコート２２を有する対向基板６と、画素電極基板７と対向基板６の間に充填された液晶１５によって画素が構成されている。孤立凸部５は配向膜（図示せず）を介して画素電極基板７の液晶層に接する層に設けられている。

信号配線１２に所定の電圧を印加し、走査配線１８にスイッチング素子２０を駆動させる電圧を加えることで、スイッチング素子２０を介して画素電極３に所定の電圧が印加される。

その後、走査配線１８にスイッチング素子２０をオフする電圧を加えることで画素電極３に印加された所定の電圧が保持される。

画素電極３と対向電極４の間に電位差が生じると、画素電極３および対向電極４の延在する方向と概ね同一平面内で垂直な方向に電界が発生する。

液晶分子は上記電界方向と分子長軸とが平行になる方向に回転し、その結果、複屈折が発生して画素の透過率を制御することができる。

図１Ａは本発明の実施例の構造の液晶分子方向，初期配向方向，本発明の孤立凸部の長手方向，電界方向の関係を示す説明図である。

図１Ｂは図１Ａの素子の画素電極近傍のＡＡ’断面図である。

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃは図１Ａにおける本発明の孤立凸部傾斜部上の液晶分子状態の説明図である。

図３Ａ，３Ｂはスプレイ配向の説明図である。

図１Ａに示すように、液晶分子の初期配向方向１と画素電極３、対向電極４の延在方向がほぼ平行で、画素電極３、対向電極４近傍に細長い形状でなだらかな傾斜をもつ孤立凸部５が、その長手方向が画素電極３、対向電極４に対して斜めの角度をなして配置されている。

上記細長い孤立凸部５は、例えば図１７に示すように、感光性アクリル材料の塗布膜をフォトリソグラフィー手法等を用いて絶縁膜８上に形成することが可能である。

ネガ型の感光特性を持つアクリル樹脂３０等を画素電極基板７に塗布し、プロキシミリティー露光装置等を用いて所望の形状にフォトリソグラフィー手法を用いて感光する。

露光装置３４の光学系を適当に調整することで、フォトマスク３２上のパターンに対し、ぼやけた画像が画素電極基板７上に投影され、照射光量の多い部分（１００％露光領域：３８）と少ない部分（中間的な露光領域：３６）が生じる。

次に、現像工程で非感光領域を除去するにおいて、照射光量が少ない部分は、光量に応じて残膜厚が変化するので、傾斜がついた凸形状（孤立凸部５）を得ることができる。

また、ハーフトーンマスクと呼ばれるフォトマスクを使い、部分的に露光量を減らす手法を利用しても良い。

上記はネガ型の感光特性を例にあげて説明したが、ポジ型の感光特性を持つ樹脂材料を使っても良い。

また、図１８に示すように、感光性アクリル樹脂３０のフォトリソグラフィーを用いたパターン形成で膜厚が均一な構造物を形成した後、溶剤を使って構造物の周辺を溶かしなだらかにする方法や、構造物を構成する樹脂等の軟化点または融点以上に加熱することで、樹脂を液状にし、その表面張力を利用してなだらかな傾斜を持つ凸形状を形成することもできる。

上述のように、本発明の孤立凸部を構成する材質や形状を形成する方法は多数あるが、本発明では上記の材質や形成方法は限定されない。

また孤立凸部５の形状は図２０に示すように、長方形，楕円形，ひし形等様々な形状を用いることができるが、本発明では孤立凸部の平面形状に短軸方向と長軸方向が存在し（「細長い」と称する）、なだらかな傾斜が形成されていれば上記の形状に限定されない。

本実施例では上記細長い凸状の構造体４５の長手方向を、ラビング処理や光配向処理などで方向を決められた液晶分子の初期配向方向１に対し斜めの角度をつけて配置する。

上記により、初期液晶配向状態は、図２Ａに示すように、上記凸部周縁の傾斜部表面付近に存在する液晶分子１１が、基板の平面方向に対し、孤立凸部５の傾斜部の影響を受けた角度にわずかに立ち上がった状態となっている。

画素表面の孤立凸部５の傾斜部に存在する液晶分子１１は、液晶分子１１の長軸方向と傾斜の等高線とのなす角度によって、画素電極基板７の平面方向に対する垂直方向の立ち上がり方（プレティルト角）が異なってくる。

すなわち、図２Ｂのように、液晶分子１１の長軸方向が傾斜部の等高線方向と平行となる方向に回転した液晶分子は、画素電極基板７の平面方向に対して立ち上がらず、プレティルト角が小さい状態となり、逆に図２Ｃのように、液晶分子の長軸方向が等高線と成す角度が大きい方向に回転した液晶分子は、画素電極基板７に対して立ち上がり、プレティルト角が大きくなる。

図３Ａに示すよう、通常は対向基板６側の基板表面に存在する液晶分子は、対向基板とほぼ平行に配向するのでプレティルト角がほとんどない状態（ＯＲＩ−Ｎ）にある。

一方、凹凸が存在する画素電極基板７側の液晶分子が図３Ｂに示すように立ち上がった場合は、対向する基板近傍の液晶分子とのなす角度が平行にならず、「スプレイ配向」（ＯＲＩ−Ｓ）と呼ばれる状態となる。この場合、液晶分子どうしが基板垂直方向に角度をもって広がりながら並ぶ状態となる。

スプレイ配向の状態は、平行配向状態に比べ液晶自身の弾性力が働くため、高エネルギー状態になる。

尚、画素電極３および対向電極４は上記孤立凸部５の上層にあっても、下層にあっても良い。

また、孤立凸部５は電極と重なる位置に配置されても、電極間の位置に配置されても良い。
また、孤立凸部５は配向膜（図示せず）を介して画素電極基板７の液晶層に接する層に直接設けられていなくても良く、配向膜を介して画素電極基板７の液晶層に接する最上層の絶縁膜８が孤立凸部５上にさらに設けられ、この最上層の絶縁膜８が凸形状になっていても良い。

次に本発明による作用と効果について図２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，９，１０，１１を用いて説明する。

図９は従来技術の画素電極側壁部における初期配向状態の乱れの説明図，図１０は配線金属側壁部に直線偏光が入射した場合の反射光の偏光状態を示す説明図，図１１は画素電極末端近傍の電界方向および液晶分子の回転方向の説明図である。

本実施例では、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃで示されるように、液晶の初期配向方向１に対し、細長い形状のなだらかな傾斜を持つ孤立凸部５の長手方向が斜めの角度で配置されているため、傾斜部に面した液晶は、その回転方向によって液晶のプレティルト角が大きくなる方向と小さくなる方向とが存在する。図２Ａは、液晶分子１１が無回転状態を示している。液晶分子１１はその一端１１ａが少し持ち上がっている状態となる。

図２Ｃに示されるように、液晶のプレティルト角が大きくなる方向に液晶分子が回転する場合は、エネルギー状態が高く不安定な状態である。この場合、一端１１ｅに示すようにより持ち上がって、上下方向のプレティルト角が付く状態となる。

これに対して、図２Ｂに示されるようにプレティルト角が小さくなる方向に液晶分子が回転する場合は、エネルギー状態が低く安定な状態となるので、液晶分子に左右同程度の回転トルクが電界によって印加されても、より安定な状態である図２Ｂの回転方向に液晶分子が回転しやすくなる。この場合、一端１１ｃに示すように水平方向に近づく状態となる。

上記により、初期配向方向１と、画素電極３および対向電極４の延在方向に垂直な方向である電界方向２との成す角度が垂直であっても、液晶の回転方向を規定することができる。

初期配向方向１と各電極の延在方向に角度を付ける必要がない、すなわち初期配向方向１と各電極３，４の延在方向を平行に配置することができるので、各電極の側壁部段差を斜めにラビングや光配向処理する必要がなくなる。

各電極の側壁部を斜めに配向処理すると図９に示すように、電極側壁段差部方向に液晶分子１１が配向してしまう現象が起こり、初期配向状態での配向方位が部分的に乱れてしまう。

また図１０に示すように、バックライト光源から発せられた入射光１３が、配線金属の側面に斜めに当たり反射する場合、反射光１４の直線偏光方向が変わってしまう現象が起きるが、本実施例のように初期配向方位と各電極や配線金属の側壁が平行になるため、上記悪影響が抑制でき、黒表示における光漏れを減少させる効果がある。

また従来技術では、図１１に示すように、電極端部においては電界の方向が乱れるため、所望の方向とは逆方向の電界方向が発生しやすく、液晶分子を逆回転させる不具合が生じていた。

そのため、特に電極末端部では電極の延在方向を曲げたり、別の層で作った補助的な電極を重畳させる等の手法で電界方向を安定させていたため、構造が複雑になり、開口率の低下や不良発生率の増加という不具合が発生していたが、本発明の凸状構造を電極末端部に配置することで、液晶分子の回転方向を安定化できるため、これら上述の特別な構造を施さなくても、液晶が逆回転することを防止でき、開口率の低下等を抑制することができる。

また、本発明を使えば、何らかの理由で部分的に逆回転領域が発生しても、正回転に復帰し易く、ディスクリネーションによる不具合が起こりにくい。

また、本実施例では初期配向方向１と電界方向２との成す角度をほぼ垂直に設定できるので、液晶を回転させるためのトルクが効率よく働き、低い電圧の印加で所定の液晶回転角度を達成できるという効果がある。

（実施例２）
本発明におけるその他の実施例である実施例２について図５を用いて説明する。

図５はマルチドメイン構造と呼ばれる画素構造における実施例の説明図である。

本実施例では、配向処理方向と同じ方向である液晶分子の初期配向方向１と、前記初期配向方向に対し、斜め方向を成して画素電極３と対向電極４が延在する配置において、液晶分子の初期配向方向１に対し、画素電極３および対向電極４の延在方向とが成す角度とは初期配向方向を基準にその長手方向が逆方向の斜めの任意の角度を持つ細長い形状のなだらかな傾斜を持つ孤立凸部５を画素電極３および対向電極４近傍に配置する。

ここで、画素電極３および対向電極４は孤立凸部５の上層（液晶面側）にあっても、下層（画素電極基板側）にあっても構わない。

上記によって、画素電極３と対向電極４を初期配向方向１に対して角度を付けたために、液晶分子に印加される電界方向が初期配向方位１に対して斜めの角度を持つことで、液晶分子を回転させるトルクが所望の回転方向に対して大きくなる。このため、液晶分子は所望の回転方向に回転しやすくなり、さらに実施例１と同様に、上記回転させたい方向に対して液晶が回転した場合に、上記孤立凸部５のガラス基板面を基準とした等高線と平行に液晶分子が並ぶため、液晶の弾性エネルギーが低くなる。

このように、液晶分子の回転しやすい方向を電気的にも構造的にも規制することで、より逆回転不具合が起こりにくい効果を持たせている。

（実施例３）
本発明におけるその他の実施例である実施例３について図１４を用いて説明する。

図１４は図１および図５における凸部を凹部１７に置き換えて施した例の断面図である。

上述の本発明の効果は、初期配向方向１に対し構造物傾斜部の等高線が斜めの角度となり、液晶分子を回転させたい方向に回転させた場合、液晶分子の長軸方向が等高線と平行になる方向であれば成り立つため、構造物は凸形状でも窪み形状でも同じ効果を得ることができる。

本実施例でも凸形状の場合と同様に感光性の樹脂等にて凹部以外の部分の膜を残し、凹部の樹脂を現像等で除去することで凹部の形成ができる。

また、例えば、図１９に示すように、感光性のない材料、例えば無機絶縁膜４０である窒化ケイ素膜等を成膜し、その上層にフォトレジスト膜４２を塗布後、フォトリソグラフィー手法にてフォトレジスト膜を所定の形状にパターニングした後、等方性のエッチングにて感光性のない材料の所定の部分を掘り込むことでも窪み形状を形成することができる。

上記の手法では、構造物は感光性を必要としないため、比較的自由に材質を選択できるという利点がある。

（実施例４）
本発明におけるその他の実施例である実施例４を図４Ａ，４Ｂ，図６を用いて説明する。

図４Ａ，４Ｂは実施例１に、図６は実施例２に本実施例を適用した構造の説明図である。

本実施例では配向処理方向と同じ方向である液晶分子の初期配向方向１と、前記初期配向方向１に対し平行に画素電極３と対向電極４が延在する配置において、液晶分子の初期配向方向１に対し、液晶分子を回転させたい方向に液晶分子が回転した場合に、液晶分子の長軸方向と平行に近づくような斜めの任意な角度を持つなだらかな傾斜を持つ線状の凹凸部９、１０が設けられている。

前記線状の凹凸部は、画素電極３近傍、対向電極４近傍および画素電極3と対向電極４の間の画素開口部分にも設けられており、線状の凹凸部はこれらを連続的につなぐように設けられている。

本実施例では、画素電極３と対向電極４の間の画素開口部分においても、画素電極３および対向電極４近傍と同様に、液晶分子を回転させたい方向に液晶分子が回転した場合に、液晶の弾性エネルギーが低くなるため、さらに液晶分子の逆回転が起こりにくくなる。

本実施例の別の実施例では、実施例２と同様に、配向処理方向と同じ方向である液晶分子の初期配向方向１と、前記初期配向方向に対し斜め方向に画素電極３と対向電極４が延在する配置において、液晶分子の初期配向方向に対し、画素電極３および対向電極４の延在方向とが成す角度とは、初期配向方向を基準に逆方向の斜めの任意な角度を持つなだらかな傾斜を持つ線状の凹凸部９,１０が設けられている。

前記線状の凹凸部は、画素電極３近傍，対向電極４近傍および画素電極３と対向電極４の間の画素開口部分にも設けられており、線状の凹凸部はこれらを連続的につなぐように設けられている。

上記によって液晶の回転方向は、画素電極３と対向電極４を初期配向方向１に対して角度を付けたために、液晶分子に印加される電界方向が初期配向方位に対して斜めの角度を持つことで、液晶分子を回転させるトルクが所望の回転方向に対して大きくなるので、液晶分子は所望の回転方向に回転しやすくなり、さらに上記回転させたい方向に対して液晶が回転した場合に、上記線状凸部９の画素電極基板面を基準とした等高線と平行に液晶分子が並ぶため、液晶の弾性エネルギーが低くなる。

また、画素電極３と対向電極４の間の画素開口部分においても、画素電極３および対向電極４近傍と同様に、液晶分子を回転させたい方向に液晶分子が回転した場合に、液晶の弾性エネルギーが低くなるため、さらに液晶分子の逆回転が起こりにくくなる。

（実施例５）
本発明におけるその他の実施例である実施例５を図１２を用いて説明する。本実施例５は、実施例１〜４の構造を、対向基板側に設ける構造である。

図１２は対向基板側に凸部を設けた例の断面図である。ここで凸部（孤立凸部、線状凸部）は凹部（孤立凹部、線状凹部）であってもよい。

液晶分子は画素電極基板７近傍においても、その対向する位置にある対向基板６近傍においても、同じ方向に回転しようとする性質を持っているため、実施例１〜４の構造を対向基板６上に設けても、対向基板６近傍の液晶分子を回転させたい方向に回転させた場合、液晶分子が前記実施例１〜４の傾斜部分と同様の形状に対向基板上に形成された傾斜部分の等高線と平行になるように、凸部の長手方向または凹部の延在方向を配置することで、液晶を回転させたい方向に回転させた場合に液晶の弾性エネルギーが低くなるので、実施例１〜４と同様の効果が得られる。

また、対向基板は画素電極等が配置されておらず、画素電極基板上に前記構造を設けるよりも比較的容易に実施例１〜４と同じ形状を形成できるという効果がある。

（実施例６）
本発明におけるその他の実施例である実施例６を図１３，１４を用いて説明する。

図１３は対向基板と画素電極基板両方に凸部１６を設けた例の断面図である。ここで凸部（孤立凸部、線状凸部）は凹部（窪み部、線状凹部）であってもよい。

本実施例６のように、対向基板６と画素電極基板７に同様な構造を設けることで、液晶分子が回転させたい方向と逆方向に回転した場合のスプレイ弾性が大きく働くため、逆回転防止効果が高い。

また、図１４に示すように、一方の基板に凸部を，他方の基板に凹部１７を設ければ、液晶層の厚さを一定にすることができるため、凹凸形状が光学特性に及ぼす影響が小さくなり、光学設計が容易になる。

本発明における種々の構造体の組み合わせは、例えば、対向基板側に実施例１の構造を、画素電極基板側に実施例４の構造を配置する等組み合わせは限定されない。

（実施例７）
本発明におけるその他の実施例である実施例７について図１５Ａ，１５Ｂを用いて説明する。

図１５Ａは本発明のＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）方式の横電界駆動型液晶表示装置の実施例の平面図であり、図１５Ｂは断面図である。

画素電極３に信号電圧を印加するための信号配線１２と、走査配線１８とに囲まれた画素領域にスイッチング素子２０とスイッチング素子２０およびコンタクトホールを介して信号配線に接続された平板状の画素電極３と、画素電極３の上層に複数のスリットがそれぞれ平行に配置され、ストライプ状の対向電極４と、本発明の孤立凸部５を有する画素電極基板７と、画素電極基板７と対向する位置に設けられた、カラーフィルタ２４，ブラックマトリクス２６，オーバーコート２２を有する対向基板６と、画素電極基板７と対向基板６の間に充填された液晶１５にて画素が構成されている。孤立凸部５は配向膜（図示せず）を介して画素電極基板７の液晶層に接する層に設けられている。

信号配線１２に所定の電圧を印加し、走査配線１８にスイッチング素子２０を駆動させる電圧を加えることで、スイッチング素子２０を介して画素電極３に所定の電圧が印加される。

その後、走査配線１８にスイッチング素子２０をオフする電圧を加えることで画素電極３に印加された所定の電圧が保持される。

画素電極３と対向電極４の間に電位差が生じると、画素電極３と概ね平行な平面内で対向電極４の延在する方向と垂直な方向に電界が発生し、電界強度は、対向電極４に設けられたスリットの縁部分で最も強い強度となる。

また、電界の方向はスリットの縁部分の延在方向に対し垂直の方向に発生する。
液晶分子は上記電界方向と分子長軸が平行になる方向に回転し、その結果、複屈折が発生して画素の透過率を制御することができる。

本実施例の構造においても、他の実施例と同様に、液晶を回転させたい方向と同方向に孤立凸部５の長手方向が初期配向方向に対して角度を付けて配置することで、液晶を回転させたい方向に液晶が回転しやすくなる。

尚、上記では、画素電極３が平板状、対向電極４がストライプ状のＦＦＳ方式の液晶表示装置について説明したが、画素電極３がストライプ状で対向電極４が平板状のＦＦＳ方式の液晶表示装置であっても良い。
また、本実施例でも対向電極４は孤立凸部５の上層にあっても、下層にあっても良い。

また、孤立凸部５は対向電極４と重なる位置に配置されても、対向電極間の位置に配置されても良い。また、孤立凸部５は配向膜（図示せず）を介して画素電極基板７の液晶層に接する層に直接設けられていなくても良く、配向膜を介して画素電極基板７の液晶層に接する最上層の絶縁膜８が孤立凸部５上にさらに設けられ、この最上層の絶縁膜８が凸形状になっていても良い。

１ 初期配向方向
２ 電界方向
３ 画素電極
４ 対向電極
５ 孤立凸部
６ 対向基板
７ 画素電極基板
８ 絶縁膜
９ 線状凸部
１０ 線状凹部
１１ａ、１１ｃ、１１ｅ 一端
１１ 液晶分子
１２ 信号配線
１３ 入射光
１４ 反射光
１５ 液晶
１６ 凸部
１７ 凹部
１８ 走査配線
２０ スイッチング素子
２１ コンタクトホール
２２ オーバーコート
２４ カラーフィルタ
２６ ブラックマトリクス
２８ 共通配線
３０ アクリル樹脂
３２ フォトマスク
３４ 露光装置
３６ 中間的な露光領域
３８ １００％露光領域
４０ 無機絶縁膜
４２ フォトレジスト膜
４５ 構造体

Claims (9)

1. 画素電極と対向電極が設けられた画素電極基板と、該画素電極基板に対向して設けられた対向基板と、前記画素電極基板と前記対向基板に挟持された液晶とを備え、前記画素電極基板と略平行に液晶分子が回転する方式の液晶表示装置において、
   前記液晶分子の初期配向方向と、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方の延在方向とが平行であり、画素内に細長い形状の凸部または凹部を有し、その長手方向が、前記液晶分子の初期配向方向に対して、液晶を回転させたい方向と同方向に斜めの角度を持ち、
   前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方は、前記凸部または凹部の上面を横切るように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 画素電極と対向電極が設けられた画素電極基板と、該画素電極基板に対向して設けられた対向基板と、前記画素電極基板と前記対向基板に挟持された液晶とを備え、前記画素電極基板と略平行に液晶分子が回転する方式の液晶表示装置において、
   画素内に細長い形状の凸部または凹部を有し、その長手方向が、前記液晶分子の初期配向方向に対して、前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方の延在方向の前記液晶分子の初期配向方向に対する傾き方向とは逆方向の傾きを持ち、
   前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一方は、前記凸部または凹部の上面を横切るように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記画素電極と前記対向電極が延在部が互いに平行な櫛状の電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記画素電極と前記対向電極の一方が櫛状の電極であり、他方が平面状の電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
5. 前記凸部または凹部が、前記画素電極基板上に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の液晶表示装置。
6. 前記凸部または凹部が、前記対向基板上に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の液晶表示装置。
7. 前記凸部または凹部が、前記画素電極基板上と前記対向基板上の両方に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の液晶表示装置。
8. 前記凸部または凹部が連続した線状に設けられたことを特徴する請求項１乃至７のいずれか一に記載の液晶表示装置。
9. 前記画素電極基板上の最上層の絶縁膜に凸部または凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置