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技術 液晶表示装置

出願人 株式会社ジャパンディスプレイ
発明者 松島寿治
出願日 2016年3月1日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-038822
公開日 2017年9月7日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-156502
状態 特許登録済
技術分野 液晶5(電極、アクティブマトリックス)
主要キーワード 隙間領域 テレビ受像装置 主領域 副画素領域 電界発生 SUB サブ領域 フリンジ電界
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

液晶表示装置表示品位を向上させる。

解決手段

一実施形態の液晶表示装置は、互いに対向する第1,第2電極と複数の副画素領域とを備える。副画素領域は第1,第2領域を有し、これらの一方に第1電極が形成される。第1領域は、互いに隣り合う第1,第2主領域を有する。第1,第2主領域は、第1方向に並ぶとともに第2方向に延在する。副画素領域は、第2方向において第1,第2側を有し、第1方向において第3,第4側を有する。電界発生時、第1主領域の第4側の辺近傍と第2主領域の第3側の辺近傍で液晶分子の回転方向が異なる。第2領域は第1,第2主領域の間に第2方向に延在する第1隙間領域を有する。第1隙間領域は、第2方向における第1,第2端部と、第1,第2端部の間の中央部とを有する。第1方向における第1隙間領域の幅は、第1,第2端部の一方より中央部の方が大きい。

概要

背景

表示装置の一例として、IPS(In-Plane-Switching)モードの液晶表示装置が知られている。IPSモードの液晶表示装置は、液晶層を介して対向する一対の基板のうちの一方に画素電極及び共通電極が設けられ、これら電極間に発生する横電界を利用して液晶層の液晶分子配向を制御する。また、画素電極及び共通電極を異なる層に配置し、これらの電極間に発生するフリンジ電界を利用して液晶分子の配向を制御するFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶表示装置が実用化されている。

一方で、下記の特許文献1には、画素電極及び共通電極を異なる層に配置するとともに、液晶層に近い側の電極スリットを設け、このスリットの幅方向における両側辺の近傍の液晶分子を互いに異なる方向(逆方向)に回転させる液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置はFFSモードとは明確に異なる方式であり、従来のFFSモードに比べて応答速度を速めるとともに配向安定性を向上させることができる。以下、この種の液晶表示装置の構成を、高速応答モードと呼ぶ。

概要

液晶表示装置の表示品位を向上させる。一実施形態の液晶表示装置は、互いに対向する第1,第2電極と複数の副画素領域とを備える。副画素領域は第1,第2領域を有し、これらの一方に第1電極が形成される。第1領域は、互いに隣り合う第1,第2主領域を有する。第1,第2主領域は、第1方向に並ぶとともに第2方向に延在する。副画素領域は、第2方向において第1,第2側を有し、第1方向において第3,第4側を有する。電界発生時、第1主領域の第4側の辺近傍と第2主領域の第3側の辺近傍で液晶分子の回転方向が異なる。第2領域は第1,第2主領域の間に第2方向に延在する第1隙間領域を有する。第1隙間領域は、第2方向における第1,第2端部と、第1,第2端部の間の中央部とを有する。第1方向における第1隙間領域の幅は、第1,第2端部の一方より中央部の方が大きい。

目的

本開示の一態様における目的は、表示品位を向上させることが可能な高速応答モードの液晶表示装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1基板液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記第1基板は、複数の映像信号線と、前記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、前記画素電極と対向し、前記画素電極との間で電界を発生させて前記液晶分子を回転させる共通電極と、第1領域と第2領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、前記第1領域は前記画素電極がある領域であり、前記第2領域は前記画素電極がない領域であり、前記第1領域は、互いに隣り合う第1主領域と第2主領域を有し、前記第1主領域と前記第2主領域は、第1方向に並ぶとともに、前記第1方向に交わる第2方向に延在し、前記副画素領域は、前記第2方向において第1側と第2側を有し、前記第1方向において第3側と第4側を有し、前記電界が発生している場合、前記第1主領域の前記第4側の辺近傍と、前記第2主領域の前記第3側の辺近傍とで、前記液晶分子の回転方向が異なっており、前記第2領域は、前記第1主領域と前記第2主領域の間に前記第2方向に延在する第1隙間領域を有し、前記第1隙間領域は、前記第2方向における第1端部及び第2端部と、前記第1端部と前記第2端部の間の中央部とを有し、前記第1方向における前記第1隙間領域の幅は、前記第1端部及び前記第2端部の一方よりも、前記中央部の方が大きい、液晶表示装置。

請求項2

第1基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記第1基板は、複数の映像信号線と、前記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、前記画素電極と対向し、前記画素電極との間で電界を発生させて前記液晶分子を回転させる共通電極と、第1領域と第2領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、前記第1領域は前記共通電極がない領域であり、前記第2領域は前記共通電極がある領域であり、前記第1領域は、互いに隣り合う第1主領域と第2主領域を有し、前記第1主領域と前記第2主領域は、第1方向に並ぶとともに、前記第1方向に交わる第2方向に延在し、前記副画素領域は、前記第2方向において第1側と第2側を有し、前記第1方向において第3側と第4側を有し、前記電界が発生している場合、前記第1主領域の前記第4側の辺近傍と、前記第2主領域の前記第3側の辺近傍とで、前記液晶分子の回転方向が異なっており、前記第2領域は、前記第1主領域と前記第2主領域の間に前記第2方向に延在する第1隙間領域を有し、前記第1隙間領域は、前記第2方向における第1端部及び第2端部と、前記第1端部と前記第2端部の間の中央部とを有し、前記第1方向における前記第1隙間領域の幅は、前記第1端部及び前記第2端部の一方よりも、前記中央部の方が大きい、液晶表示装置。

請求項3

前記第1方向における前記第1隙間領域の幅は、前記第1端部、前記中央部、前記第2端部の順に大きくなる、請求項1又は2に記載の液晶表示装置。

請求項4

前記第1隙間領域は、前記第1端部、前記中央部、及び前記第2端部に亘る長辺を有し、前記長辺は、前記第1端部の近傍の第1部分と、前記第2端部の近傍の第2部分と、前記中央部の近傍の第3部分とを有し、前記第1部分と前記第2部分が平行であり、前記第3部分が前記第1部分及び前記第2部分に対して傾斜している、請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の液晶表示装置。

請求項5

前記第1基板は、前記複数の映像信号線と交差する複数の走査信号線を備え、前記第1部分及び前記第2部分は、前記走査信号線と平行である、請求項4に記載の液晶表示装置。

請求項6

前記第1部分及び前記第2部分の前記第2方向における長さは、それぞれ7μm以下である、請求項4又は5に記載の液晶表示装置。

請求項7

前記第1領域は、前記第1主領域と前記第2主領域を接続する第1接続領域をさらに有する、請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の液晶表示装置。

請求項8

前記第1領域は、前記第1方向において前記第2主領域と隣り合う第3主領域と、前記第2主領域と前記第3主領域を接続する第2接続領域と、をさらに有し、前記第1接続領域は、前記第2方向において前記第1側にあり、前記第2接続領域は、前記第2方向において前記第2側にある、請求項7に記載の液晶表示装置。

請求項9

前記第2領域は、前記第2主領域と前記第3主領域の間に前記第2方向に延在する第2隙間領域をさらに有し、前記第1側又は前記第2側において、前記第1隙間領域の前記第1方向における第1幅と前記第2隙間領域の前記第1方向における第2幅の合計値は、前記第2主領域の前記第1方向における第3幅を2倍した値よりも大きい、請求項8に記載の液晶表示装置。

請求項10

前記第1領域は、前記第1方向において前記第2主領域と隣り合う第3主領域と、前記第2主領域と前記第3主領域を接続する第2接続領域と、をさらに有し、前記第1隙間領域は、前記第1端部、前記中央部、及び前記第2端部に亘る前記第4側の長辺を有し、前記長辺は、前記第1端部の近傍の第1部分と、前記第2端部の近傍の第2部分と、前記中央部の近傍の第3部分とを有し、前記第1部分と前記第2部分が平行であり、前記第3部分が前記第1部分及び前記第2部分に対して傾斜しており、平面視において、前記第2部分と前記第3部分の境界と、前記第2接続領域とは、前記第1方向において対向している、請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

背景技術

0002

表示装置の一例として、IPS(In-Plane-Switching)モードの液晶表示装置が知られている。IPSモードの液晶表示装置は、液晶層を介して対向する一対の基板のうちの一方に画素電極及び共通電極が設けられ、これら電極間に発生する横電界を利用して液晶層の液晶分子配向を制御する。また、画素電極及び共通電極を異なる層に配置し、これらの電極間に発生するフリンジ電界を利用して液晶分子の配向を制御するFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶表示装置が実用化されている。

0003

一方で、下記の特許文献1には、画素電極及び共通電極を異なる層に配置するとともに、液晶層に近い側の電極スリットを設け、このスリットの幅方向における両側辺の近傍の液晶分子を互いに異なる方向(逆方向)に回転させる液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置はFFSモードとは明確に異なる方式であり、従来のFFSモードに比べて応答速度を速めるとともに配向安定性を向上させることができる。以下、この種の液晶表示装置の構成を、高速応答モードと呼ぶ。

先行技術

0004

特開2015−114493号公報

発明が解決しようとする課題

0005

高速応答モードの液晶表示装置において、液晶分子の配向の安定化が求められている。
本開示の一態様における目的は、表示品位を向上させることが可能な高速応答モードの液晶表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

第1基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記第1基板は、複数の映像信号線と、上記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、上記画素電極と対向し、上記画素電極との間で電界を発生させて上記液晶分子を回転させる共通電極と、第1領域と第2領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、上記第1領域は上記画素電極がある領域であり、上記第2領域は上記画素電極がない領域であり、上記第1領域は、互いに隣り合う第1主領域と第2主領域を有し、上記第1主領域と上記第2主領域は、第1方向に並ぶとともに、上記第1方向に交わる第2方向に延在し、上記副画素領域は、上記第2方向において第1側と第2側を有し、上記第1方向において第3側と第4側を有し、上記電界が発生している場合、上記第1主領域の上記第4側の辺近傍と、上記第2主領域の上記第3側の辺近傍とで、上記液晶分子の回転方向が異なっており、上記第2領域は、上記第1主領域と上記第2主領域の間に上記第2方向に延在する第1隙間領域を有し、上記第1隙間領域は、上記第2方向における第1端部及び第2端部と、上記第1端部と上記第2端部の間の中央部とを有し、上記第1方向における上記第1隙間領域の幅は、上記第1端部及び上記第2端部の一方よりも、上記中央部の方が大きい。

0007

第1基板と液晶分子を含む液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記第1基板は、複数の映像信号線と、上記映像信号線に電気的に接続された画素電極と、上記画素電極と対向し、上記画素電極との間で電界を発生させて上記液晶分子を回転させる共通電極と、第1領域と第2領域とを有する複数の副画素領域と、を備え、上記第1領域は上記共通電極がない領域であり、上記第2領域は上記共通電極がある領域であり、上記第1領域は、互いに隣り合う第1主領域と第2主領域を有し、上記第1主領域と上記第2主領域は、第1方向に並ぶとともに、上記第1方向に交わる第2方向に延在し、上記副画素領域は、上記第2方向において第1側と第2側を有し、上記第1方向において第3側と第4側を有し、上記電界が発生している場合、上記第1主領域の上記第4側の辺近傍と、上記第2主領域の上記第3側の辺近傍とで、上記液晶分子の回転方向が異なっており、上記第2領域は、上記第1主領域と上記第2主領域の間に上記第2方向に延在する第1隙間領域を有し、上記第1隙間領域は、上記第2方向における第1端部及び第2端部と、上記第1端部と上記第2端部の間の中央部とを有し、上記第1方向における上記第1隙間領域の幅は、上記第1端部及び上記第2端部の一方よりも、上記中央部の方が大きい。

図面の簡単な説明

0008

図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
図2は、上記液晶表示装置の概略的な等価回路を示す図である。
図3は、上記液晶表示装置の断面の一部を示す図である。
図4は、上記液晶表示装置が備える副画素の概略的な平面図である。
図5は、上記液晶表示装置における液晶分子の初期配向状態を示す図である。
図6は、電界が作用した液晶分子の配向状態を示す図である。
図7は、上記液晶表示装置が備える第1電極の概略的な平面図である。
図8は、第2実施形態に係る液晶表示装置の断面の一部を示す図である。
図9は、上記液晶表示装置が備える第1電極の概略的な平面図である。

実施例

0009

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

0010

各実施形態においては、液晶表示装置の一例として、透過型の液晶表示装置を開示する。ただし、各実施形態は、他種の表示装置に対する、各実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。他種の表示装置としては、例えば、外光を利用して画像を表示する反射型の液晶表示装置や、透過型と反射型の双方の機能を備えた液晶表示装置などが想定される。

0011

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る液晶表示装置1の概略的な構成を示す斜視図である。液晶表示装置1は、例えば、スマートフォンタブレット端末携帯電話端末パーソナルコンピュータテレビ受像装置車載装置ゲーム機器ウェアラブル端末等の種々の装置に用いることができる。

0012

液晶表示装置1は、表示パネル2と、表示パネル2に対向するバックライト3と、表示パネル2を駆動するドライバIC4と、表示パネル2及びバックライト3の動作を制御する制御モジュール5と、表示パネル2及びバックライト3へ制御信号を伝達するフレキシブル回路基板FPC1,FPC2とを備えている。

0013

本実施形態においては、第1方向D1は後述する複数の主領域30が並ぶ方向であり、第2方向D2は第1方向D1と直交する方向である。図1においては、第1方向D1は、表示パネル2の長辺に沿う方向にも該当する。第2方向D2は、例えば表示パネル2の短辺に沿う方向にも該当する。図示した例において、各方向D1,D2は互いに垂直に交わるが、各方向D1,D2は他の角度で交わっても良い。

0014

表示パネル2は、互いに対向する第1基板SUB1及び第2基板SUB2と、各基板SUB1,SUB2の間に配置された液晶層(後述の液晶層LC)とを備えている。表示パネル2は、画像を表示する表示領域DAを有している。表示パネル2は、例えば、表示領域DAにおいて、各方向D1,D2にマトリクス状に並ぶ複数の画素PXを備えている。

0015

図2は、液晶表示装置1の概略的な等価回路を示す図である。液晶表示装置1は、第1ドライバDR1と、第2ドライバDR2と、第1ドライバDR1に接続された複数の走査信号線Gと、第2ドライバDR2に接続された複数の映像信号線Sとを備えている。各走査信号線Gは、表示領域DAにおいて第2方向D2に延びるとともに第1方向D1に並んでいる。各映像信号線Sは、表示領域DAにおいて第1方向D1に延びるとともに第2方向D2に並び、各走査信号線Gと交差している。

0016

液晶表示装置1は、複数の副画素領域Aを有している。副画素領域Aは、平面視において、各走査信号線G及び各映像信号線Sによって区画された領域である。各副画素領域Aには、副画素SPが形成される。本実施形態においては、1つの画素PXが赤色、緑色、青色をそれぞれ表示する副画素SPR,SPG,SPBを1つずつ含む場合を想定する。但し、画素PXは、白色を表示する副画素SPなどをさらに含んでも良いし、同一の色に対応する複数の副画素SPを含んでも良い。

0017

各副画素SPは、スイッチング素子SWと、第1電極E1と、第1電極E1に対向する第2電極E2とを備えている。第1電極E1は第1基板SUB1の第1層に形成され、第2電極E2は第1基板SUB1の第2層に形成されている。本実施形態において、第1電極E1は画素電極であり、スイッチング素子SWとともに副画素SPごとに設けられている。また、本実施形態において、第2電極E2は共通電極であり、複数の副画素SPに亘って形成されている。スイッチング素子SWは、走査信号線G、映像信号線S、及び第1電極E1と電気的に接続されている。

0018

第1ドライバDR1は、各走査信号線Gに対して走査信号を順次供給する。第2ドライバDR2は、各映像信号線Sに対して映像信号を選択的に供給する。あるスイッチング素子SWに対応する走査信号線Gに走査信号が供給され、かつこのスイッチング素子SWに接続された映像信号線Sに映像信号が供給されると、この映像信号に応じた電圧が第1電極E1に印加される。このとき第1電極E1と第2電極E2との間に生じる電界によって、液晶層LCの液晶分子の配向が電圧の印加されていない初期配向状態から変化する。このような動作により、表示領域DAに画像が表示される。

0019

図3は、液晶表示装置1の断面の一部を示す図である。この図においては、1つの画素PXに含まれる副画素SPR,SPG,SPBの第2方向D2に沿う断面を示している。
第1基板SUB1は、光透過性を有するガラス基板樹脂基板などの第1絶縁基板10を備えている。第1絶縁基板10は、第2基板SUB2と対向する第1主面10Aと、第1主面10Aの反対側の第2主面10Bとを有している。さらに、第1基板SUB1は、スイッチング素子SWと、第1電極E1と、第2電極E2と、第1絶縁層11と、第2絶縁層12と、第1配向膜13とを備えている。

0020

スイッチング素子SWは、第1絶縁基板10の第1主面10Aに設けられ、第1絶縁層11によって覆われている。なお、図3においては、走査信号線Gや映像信号線Sの図示を省略している。さらに、図3においては、スイッチング素子SWを簡略化して示している。実際には、第1絶縁層11が複数の層を含んでおり、スイッチング素子SWはこれらの層に形成された半導体層や各種電極を含む。

0021

図3の例において、第1電極E1は副画素SPR,SPG,SPBに対して1つずつ設けられており、第2電極E2は副画素SPR,SPG,SPBに亘って設けられている。第2電極E2は、第1絶縁層11の上(上述の第2層)に形成されている。第2電極E2は、各第1電極E1に対向する位置において開口部14を有している。第2電極E2は、第2絶縁層12によって覆われている。

0022

第1電極E1は、第2絶縁層12の上(上述の第1層)に形成され、第2電極E2と対向している。各第1電極E1は、開口部14を通じてそれぞれ副画素SPR,SPG,SPBのスイッチング素子SWと電気的に接続されている。第1電極E1及び第2電極E2は、例えば、インジウムティン・オキサイド(ITO)などの透明な導電材料で形成することができる。第1配向膜13は、第1電極E1を覆い、液晶層LCと接している。第1配向膜13には、ラビング処理或いは光配向処理などの配向処理が施されている。

0023

一方、第2基板SUB2は、光透過性を有するガラス基板や樹脂基板などの第2絶縁基板20を備えている。第2絶縁基板20は、第1基板SUB1と対向する第1主面20Aと、第1主面20Aの反対側の第2主面20Bとを有している。さらに、第2基板SUB2は、カラーフィルタ21(21R,21G,21B)と、遮光層22と、オーバーコート層23と、第2配向膜24とを備えている。第2配向膜24には、第1配向膜13と同じく、ラビング処理或いは光配向処理などの配向処理が施されている。

0024

遮光層22は、平面視において、副画素SPR,SPG,SPBの境界に配置されている。オーバーコート層23は、カラーフィルタ21R,21G,21Bを覆うとともに、これらカラーフィルタ21R,21G,21Bの表面を平坦化している。第2配向膜24は、オーバーコート層23を覆っており、液晶層LCと接している。

0025

第1絶縁基板10の第2主面10Bには、第1偏光板PL1を含む第1光学素子OD1が配置されている。また、第2絶縁基板20の第2主面20Bには、第2偏光板PL2を含む第2光学素子OD2が配置されている。

0026

図4は、副画素SPの一例を概略的に示す平面図である。第1方向D1に隣り合う2本の走査信号線Gと、第2方向D2に隣り合う2本の映像信号線Sとで上述の副画素領域Aが形成されている。副画素領域Aは、第2方向D2において第1側SD1と第2側SD2を有し、第1方向D1において第3側SD3と第4側SD4を有している。

0027

副画素領域Aは、第1領域A1と、第2領域A2とを有している。これら領域A1,A2は、いずれも上記第1層に含まれる。図4においては、第1領域A1にドットハッチングを付している。第2領域A2は、副画素領域Aから第1領域A1を除いた形状である。

0028

第1領域A1及び第2領域A2の一方は第1電極E1(画素電極)が形成される領域であり、他方は第1電極E1がない領域である。図4の例では、第1領域A1に第1電極E1が形成され、第2領域A2に第1電極E1が形成されていない。

0029

第1領域A1は、複数の主領域30と、複数の接続領域40とを有している。各主領域30は、第1方向D1に並ぶとともに、第2方向D2に延在している。各接続領域40は、隣り合う主領域30を接続している。

0030

図4の例では、上方から奇数番目の主領域30とその下方の偶数番目の主領域30とを接続する接続領域40が、これら主領域30の第2方向D2における中心よりも第1側SD1寄りに配置されている。また、上方から偶数番目の主領域30とその下方の奇数番目の主領域30とを接続する接続領域40が、これら主領域30の第2方向D2における中心よりも第2側SD2寄りに配置されている。第1側SD1寄りに配置された各接続領域40は、第1方向D1に並んでいる。同じく、第2側SD2寄りに配置された各接続領域40は、第1方向D1に並んでいる。

0031

第2領域A2は、複数の隙間領域50と、複数のサブ領域60とを有している。隣り合う主領域30の間の領域は、接続領域40によって2つに分けられている。これら2つの領域のうち面積の大きい方が隙間領域50に相当し、面積の小さい方がサブ領域60に相当する。各隙間領域50及び各サブ領域60は、第2方向D2に延在している。

0032

スイッチング素子SWは、半導体層SCを備えている。半導体層SCは、接続位置P1において映像信号線Sに接続され、接続位置P2において第1電極E1に接続されている。図4の例において、接続位置P2は、最上に配置された主領域30Eに含まれる。この主領域30Eは、接続位置P2を確保するために、他の主領域30よりも第1方向D1における幅が大きい。半導体層SCは、図中上側の走査信号線Gと2回交差している。すなわち、ここではスイッチング素子SWがダブルゲート型である場合を例示している。但し、スイッチング素子SWは、走査信号線Gと1回のみ交差するシングルゲート型であっても良い。

0033

図4においては、遮光層22の縁部を1点鎖線で示している。遮光層22は、走査信号線G、映像信号線S、及びスイッチング素子SWと重畳している。さらに図4の例において、遮光層22は、最上及び最下の主領域30の一部と重畳している。遮光層22は、各主領域30の第2方向D2における各先端部と重畳しても良い。

0034

図3に示した第1配向膜13及び第2配向膜24は、第2方向D2と平行な配向処理方向ADに沿って配向処理が施されている。これにより、第1配向膜13及び第2配向膜24は、液晶分子を配向処理方向ADと平行な初期配向方向に配向する機能を有している。すなわち、本実施形態においては、隙間領域50及びサブ領域60の延出方向と、液晶分子の初期配向方向とが一致している。

0035

このような構成においては、一般的なFFSモードよりも応答速度の速い高速応答モードを実現することができる。なお、ここにいう応答速度は、例えば、第1電極E1及び第2電極E2の間への電圧印加により液晶層LCの光の透過率所定レベルの間で遷移させる際の速度として定義することができる。

0036

高速応答モードの動作原理につき、図5及び図6を用いて説明する。
図5は、第1電極E1(第1領域A1)の一部と、液晶層LCに含まれる液晶分子LMの初期配向状態とを示す図である。隙間領域50は、幅方向(第1方向D1)において第1長辺51と第2長辺52とを有している。

0037

第1電極E1と第2電極E2との間に電圧が印加されていないオフ状態において、液晶分子LMは、図5に示すようにその長軸が配向処理方向ADと一致するように初期配向される。

0038

一般的に広く使用されているFFSモードにおいて、2つの電極間にフリンジ電界が形成された場合、液晶分子は全て同一の方向に回転する。しかし、本発明の液晶モードにおける液晶分子の回転は、FFSモードの液晶分子の回転とは異なっている。図6は、オン状態における液晶分子LMの配向状態を示す図である。本実施形態における液晶分子LMは、誘電率異方性が正(ポジ型)である。そのため、図5に示したオフ状態から第1電極E1及び第2電極E2の間に電圧が印加されると、これにより生じる電界の方向に対して長軸が平行となる(或いは等電位線に直交する)ように液晶分子LMを回転させる力が働く。

0039

例えば図6中の最も上の隙間領域50に着目すると、この隙間領域50の第1長辺51の両端に構成される角部の近傍においては、液晶分子LMが実線矢印で示す第1回転方向R1に回転する。また、第2長辺52の両端に構成される角部の近傍においては、液晶分子LMが破線矢印で示す第2回転方向R2に回転する。第1回転方向R1及び第2回転方向R2は、互いに反対の回転方向である。

0040

各長辺51,52の両端の角部は、各長辺51,52の近傍における液晶分子LMの回転方向を制御する配向制御機能(換言すると、配向を安定化する機能)を有している。すなわち、第1長辺51の近傍の液晶分子LMは、第1長辺51の両端の角部近傍における液晶分子LMの回転の影響を受けて、第1回転方向R1に回転する。また、第2長辺52の近傍の液晶分子LMは、第2長辺52の両端の角部近傍における液晶分子LMの回転の影響を受けて、第2回転方向R2に回転する。

0041

図中の最も上の隙間領域50と第1方向D1に隣り合う隙間領域50においては、第1長辺51の近傍における液晶分子LMが第2回転方向R2に回転し、第2長辺52の近傍における液晶分子LMが第1回転方向R1に回転する。サブ領域60の近傍においても、周囲に形成される角部の配向制御機能により、図示した通り液晶分子LMが回転する。

0042

ラインL1で示すように、隙間領域50及びサブ領域60の第1方向D1における中心近傍においては、各回転方向R1,R2に回転する液晶分子LMが拮抗している。また、ラインL2で示すように、第1方向D1に隣り合う隙間領域50とサブ領域60の間の中心近傍においても、各回転方向R1,R2に回転する液晶分子LMが拮抗している。このため、ラインL1,L2の近傍においては、液晶分子LMが初期配向状態に維持され、殆ど回転しない。

0043

このように、高速応答モードにおいては、第1長辺51の全長に亘って近傍の液晶分子LMの回転方向が揃い、第2長辺52の全長に亘って近傍の液晶分子LMの回転方向が揃う。これにより、電圧印加時における応答速度を速めるとともに、液晶分子LMの回転方向のバラつきを抑えて配向安定性を高めることが可能となる。

0044

高速応答モードにおいては、液晶分子LMの回転方向が拮抗するラインの間隔が狭いほど、応答速度が速くなる。すなわち、ラインL1の間にラインL2が介在する領域B1,B2では、応答速度を高めることができる。

0045

一方で、領域B1,B2の間の領域B3では、ラインL2が介在しないので、領域B1,B2に比べて応答速度が遅くなる。領域B3においては、主領域30の両辺近傍の液晶分子LMが同じ回転方向に回転するため、液晶分子LMを回転させる力が強く働く。したがって、領域B3は領域B1,B2に比べて高輝度となる。言い換えれば、本実施形態では、領域B3における主領域30の近傍の液晶分子LMは、FFSモードにおける液晶分子の回転に近似した回転をする。

0046

このように、本実施形態においては、応答速度の速い領域B1,B2と輝度が高い領域B3が副画素領域A内に形成される。接続領域40の第2方向D2における位置を調整することで、応答速度と輝度の調整が可能となり、所望の性能を有した液晶表示装置1を実現できる。なお、領域B3の応答速度は、隙間領域50のピッチP(すなわちラインL1のピッチ)を小さくすれば速めることができる。

0047

各長辺51,52の両端付近では、上述の角部の配向制御機能が十分に作用する。各長辺51,52の中央付近では、上述の角部からの距離があるため、角部の配向制御機能が作用せずに配向が不安定となる可能性がある。これに対し、各長辺51,52を配向処理方向ADに対して傾斜させることで、液晶分子LMの回転方向が定まり易くなり、各長辺51,52の近傍においても配向を安定させることができる。

0048

第1長辺51を十分に傾けるためには、第1長辺51の両端を第1方向D1において十分にずらす必要がある。第2長辺52についても同様である。しかしながら、これらの場合にはピッチPが大きくなるため、その分だけ領域B3の応答速度が遅くなる。また、隙間領域50の第2方向D2における長さが大きくなるほど、各長辺51,52を傾斜させることが可能な角度範囲も狭くなる。

0049

本実施形態では、領域B3の応答速度の向上と配向の安定を両立すべく、隙間領域50の形状を工夫している。この点に着目し、図7の平面図を参照して第1電極E1の形状の詳細を説明する。

0050

図7においては、説明の便宜のために、最も上の主領域30を第1主領域30A、上から2番目の主領域30を第2主領域30B、上から3番目の主領域30を第3主領域30C、各主領域30A,30Bを接続する接続領域40を第1接続領域40A、各主領域30B,30Cを接続する接続領域40を第2接続領域40Bと呼ぶ。第1接続領域40Aは第1側SD1寄りに位置し、第2接続領域40Bは第2側SD2寄りに位置している。さらに、各主領域30A,30Bの間の隙間領域50及びサブ領域60をそれぞれ第1隙間領域50A及び第1サブ領域60A、各主領域30B,30Cの間の隙間領域50及びサブ領域60をそれぞれ第2隙間領域50B及び第2サブ領域60Bと呼ぶ。第1接続領域40Aと第2接続領域40Bとを、互いに異なる側に寄せることで、第2主領域30B付近の液晶分子LMを、同じ方向に回転させる力が強く働く。これによって、第2主領域30Bの中央付近を高輝度にすることができる。

0051

第1隙間領域50Aは、第1端部53と、第2端部54と、これら端部53,54の間の中央部55とを有している。各端部53,54及び中央部55は、第2方向D2に並んでいる。第1隙間領域50Aにおいて、第1端部53は第1側SD1の端部であり、第2端部54は第2側SD2の端部である。

0052

第1隙間領域50Aの第1長辺51は、第1端部53の近傍の第1部分51aと、第2端部54の近傍の第2部分51bと、中央部55の近傍の第3部分51cとを有している。第1隙間領域50Aの第2長辺52は、第1端部53の近傍の第1部分52aと、第2端部54の近傍の第2部分52bと、中央部55の近傍の第3部分52cとを有している。

0053

第1隙間領域50Aにおいて、第1端部53の第2方向D2における長さは第1長さL1であり、第2端部54の第2方向D2における長さは第2長さL2であり、中央部55の第2方向D2における長さは第3長さL3である。

0054

第1隙間領域50Aにおいて、第1長辺51の第1部分51aと第2部分51b、第2長辺52の第1部分52aと第2部分52bは、いずれも第2方向D2と平行である。第1端部53及び第2端部54の近傍においては、角部の配向制御機能が十分に働く。したがって、このように各部分51a,51b,52a,52bを第2方向D2(配向処理方向AD)と平行にしても、近傍の配向は安定する。

0055

一方で、中央部55の近傍においては、配向制御機能が十分に働かずに配向が不安定となり得る。そこで、図7の例では、第1長辺51の第3部分51cを第2方向D2に対して第1角度θ1だけ傾斜させ、第2長辺52の第3部分52cを第2方向D2に対して第2角度θ2だけ傾斜させている。第1角度θ1は第2方向D2を基準として反時計回り鋭角であり、第2角度θ2は第2方向D2を基準として時計回りの鋭角である。一例として、各角度θ1,θ2は、0.5度以上の角度であり、好ましくは1.0度以上の角度である。図7の例では各角度θ1,θ2が同じであるが、これらは異なる角度であっても良い。以上のような形状においては、第1隙間領域50Aの第1方向D1における幅は、第1端部53、中央部55、第2端部54の順に大きくなる。

0056

このように、本実施形態では各長辺51,52の全てを傾斜させるのではなく、中央部55の近傍のみを傾斜させている。このようにすれば、各長辺51,52を傾斜させる範囲は、第1隙間領域50Aの全長から第1長さL1と第2長さL2とを差し引いた第3長さL3となる。したがって、配向が不安定となり易い中央部55の近傍において、各長辺51,52を大きい角度で傾斜させることができる。

0057

なお、各長さL1,L2を大きくすると、各角度θ1,θ2を大きくできるものの、配向が不安定な領域に各部分51a,51b,52a,52bが及ぶ可能性がある。そこで、例えば図7に示すように、第2部分51bと第3部分51cの境界と、第2部分52bと第3部分52cの境界と、第2接続領域40Bとが、平面視において第1方向D1に並ぶように配置すれば良い。また、他の観点から言えば、例えば各長さL1,L2のそれぞれを7μm以下とすることが好ましい(L1,L2≦7μm)。各長さL1,L2を5μm以下とすれば、一層好適である(L1,L2≦5μm)。

0058

第2隙間領域50Bは、第1方向D1と平行な軸に関して第1隙間領域50Aと線対称な形状を有している。すなわち、第2隙間領域50Bにおいては、第1端部53は第2側SD2の端部であり、第2端部54は第1側SD1の端部である。また、第2主領域30Bは、第1方向D1或いは第2方向D2と平行な軸に関して第1主領域30Aと線対称な形状を有している。第3主領域30Cは、第1主領域30Aと同じ形状を有している。第1電極E1の全体を見ると、以上のような形状の第1隙間領域50Aと第2隙間領域50Bが交互に並んでいる。

0059

例えば第1側SD1に着目すると、第2隙間領域50Bの第1方向D1における幅は第1幅W1であり、第1サブ領域60Aの第1方向D1における幅は第2幅W2であり、各主領域30A,30B,30Cの第1方向D1における幅は第3幅W3である。また、第2側SD2に着目すると、第1隙間領域50Aの第1方向D1における幅は第1幅W1であり、第2サブ領域60Bの第1方向D1における幅は第2幅W2であり、各主領域30A,30B,30Cの第1方向D1における幅は第3幅W3である。

0060

第1幅W1は、各隙間領域50A,50Bの第2端部54の第1方向D1における幅に相当する。各隙間領域50A,50Bの第1端部53の第1方向D1における幅は、各サブ領域60A,60Bと同じく第2幅W2である。幅W1〜W3を用いると、上述のピッチPは、(W1+W2+2*W3)/2と表すことができる。

0061

第1電極E1と第2電極E2の間の電界は、各隙間領域50A,50Bが大きいほど良好に形成される。そこで、第1幅W1と第2幅W2を大きくすると良い。一例として、第1幅W1と第2幅W2の合計値を、第3幅W3を2倍した値よりも大きくすることが好ましい((W1+W2)>2*W3)。

0062

第1隙間領域50Aにおける中央部55と各端部53,54の境界、及び、第2隙間領域50Bにおける中央部55と各端部53,54の境界が、いずれも第2方向においてずれている。これにより、第2主領域30Bの第1方向D1における両辺が平行でない部分を有するので、第2主領域30Bの第1方向D1における幅が一定とならない。図7の例では、第1隙間領域50Aの第2端部54及び中央部55の境界と、第2隙間領域50Bの第2端部54及び中央部55の境界との間における第2主領域30Bの第4幅W4が、第3幅W3よりも大きい。第1主領域30A及び第3主領域30Cにおいても同様である。

0063

以上説明した本実施形態のように、副画素領域Aに応答速度が速い領域(上述の領域B1,B2)と輝度が高い領域(上述の領域B3)とを設けることで、良好な表示品位の液晶表示装置1を実現できる。さらに、図7を用いて説明したように隙間領域50の形状を工夫することで、液晶分子の配向の安定性が高まり、表示品位を一層向上させることができる。

0064

以上の他にも、本実施形態からは既述の好適な効果や、その他の種々の効果を得ることができる。

0065

(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。ここでは主に第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を適宜省略する。

0066

本実施形態は、第1電極E1が共通電極であり、第2電極E2が画素電極である点で、第1実施形態と相違する。図8は、第2実施形態に係る液晶表示装置1の断面の一部を示す図である。この図においては、図3と同じく、副画素SPR,SPG,SPBの第2方向D2に沿う断面を示している。また、走査信号線Gや映像信号線Sの図示を省略するとともに、スイッチング素子SWを簡略化して示している。

0067

図8において、第1電極E1は、副画素SPR,SPG,SPBに亘って設けられている。一方で、第2電極E2は、副画素SPR,SPG,SPBに対して1つずつ設けられている。第2電極E2は、対応するスイッチング素子SWと電気的に接続されている。

0068

図9は、第1電極E1の概略的な平面図である。ここでは、主に1つの副画素SPに対応する領域を示している。この図の例において、副画素領域Aは、図4と同じく第1領域A1及び第2領域A2を有している。また、第1領域A1は複数の主領域30及び複数の接続領域40を有し、第2領域A2は複数の隙間領域50及び複数のサブ領域60を有している。本実施形態においては、第2領域A2に第1電極E1が形成され、第1領域A1に第1電極E1がない。すなわち、第1領域A1は、複数の主領域30及び複数の接続領域40を有したスリット(開口)である。第2電極E2は、例えば破線枠で示した外形を有し、平面視において第1領域A1と重畳している。主領域30、接続領域40、隙間領域50、及びサブ領域60の形状は、図4の例と同様である。

0069

第1電極E1と第2電極E2の間に電界が形成されると、隙間領域50及びサブ領域60の近傍の液晶分子LMは、図6の例と同様に回転する。したがって、本実施形態の構成においても、第1実施形態と同様の高速応答モードを実現できる。

0070

本実施形態の構成においても、隙間領域50の中央近傍で液晶分子の配向が不安定となり得る。そこで、図7を用いて説明した構成を適用することにより、隙間領域50の中央近傍における液晶分子の配向を安定化することができる。

0071

その他、本実施形態は、第1実施形態と同様の効果を奏する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0072

例えば、隙間領域50は、第1端部53及び第2端部54のいずれか一方を有していなくても良い。この場合であっても、隙間領域50の各長辺51,52の全体を傾斜させる場合に比べ、各長辺51,52の中央近傍の傾斜角度を高めることができる。また、隙間領域50の中央部55において、第1長辺51と第2長辺52のいずれか一方のみ配向処理方向ADに対して傾斜させても良い。

0073

各実施形態においては、液晶層LCの液晶分子の誘電率異方性が正である場合に採用し得る構成を例示した。しかしながら誘電率異方性が負(ネガ型)である液晶分子により液晶層LCを構成することもできる。この場合においては、配向処理方向AD(或いは液晶分子の初期配向方向)を隙間領域50の延在方向に直交する方向とすれば良い。

0074

1…液晶表示装置、2…表示パネル、3…バックライト、4…ドライバIC、5…制御モジュール、10…第1絶縁基板、11…第1絶縁層、12…第2絶縁層、13…第1配向膜、20…第2絶縁基板、20…第2絶縁基板、21…カラーフィルタ、22…遮光層、23…オーバーコート層、24…第2配向膜、30…主領域、40…接続領域、50…隙間領域、60…サブ領域、SUB1…第1基板、SUB2…第2基板、LC…液晶層、DR1…第1ドライバ、DR2…第2ドライバ、D1…第1方向、D2…第2方向、DA…表示領域、PX…画素、SP…副画素、G…走査信号線、S…映像信号線、E1…第1電極、E2…第2電極、SW…スイッチング素子、OD1…第1光学素子、OD2…第2光学素子、A…副画素領域、A1…第1領域、A2…第2領域、AD…配向処理方向。

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