JP4201942B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のストライプ状の電極を含む液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＮ型液晶表示装置は例えばパーソナルコンピュータの表示装置等として広く用いられている。しかし、ＴＮ型液晶表示装置は、画面を斜め方向に見るときにコントラストが低下し、あるいは表示の明暗が反転するという問題がある。従って、斜め視角方向でコントラストが低下することのない液晶表示装置が求められている。
【０００３】
そこで、横電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、液晶が一対の基板の間に挟持され、一方の基板が櫛の歯状に配置された第１の電極と第２の電極とを有し、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加するようになっている。他方の基板は電極をもたない。第１の電極と第２の電極との間で基板面にほぼ平行な方向に横電界が形成され、液晶はこの横電界によって駆動される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがない。
【０００４】
さらに、斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された複数のストライプ状の電極と、他方の基板に全面的に形成された透明電極とを備えている。この液晶表示装置では、ストライプ状の電極からベタの透明電極に向かって斜め方向に走る斜め電界が形成される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがなく、かつディスクリネーションが生じることがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置は、十分な白輝度を得るためにΔεの大きな液晶を使用するのが望ましい。しかし、Δεの大きい液晶は粘度が高く応答速度が遅く、比抵抗が低く、電圧保持率が低いなどの問題がある。そのため、液晶の駆動電圧をさらに低くすることができ、応答速度を向上することが求められる。
【０００６】
本発明の目的は、視角特性に優れ、且つ、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することのできる液晶表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層の表面が平面のときよりも誘電体層の表面のその点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるように、該誘電体層の表面が曲面形状に形成されていることを特徴とするものである。透明電極は、一方の基板の複数の画素に共通して対向し、表示領域の実質的に全面を覆う。
【０００８】
この構成によれば、電圧無印加時の液晶分子の配向が、電圧を印加したときにより円滑に所定の配向に移行することができるようになる。従って、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することができる。
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該一方の基板に該ストライプ状の電極を覆って設けられた絶縁体層とを備え、該絶縁体層は該ストライプ状の電極上に開口部を有し、該開口部の側壁はテーパになっていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層のもつ比誘電率εと膜厚ｄとの間には、０．５＜ｄ／εの関係があることを特徴とする。
【００１０】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層は、カラーフィルタ層と透明樹脂層とからなり、前記透明電極からこの順番で重ねられていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層が光学的に異方性を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図１６は本発明の液晶表示装置の基本形体を示す図である。
図１は電圧無印加時の液晶表示装置１０を示す断面図、図２は図１の液晶表示装置１０の電圧印加時を示す断面図である。液晶表示装置１０は、第１及び第２の対向する透明なガラス基板１２、１４と、第１及び第２の基板１２、１４の間に封入された液晶層１６と、偏光子２６、２８を備える。
【００１３】
第１の基板１２は該第１の基板１２を実質的に全面的に覆うように形成されたベタの透明電極１８と垂直配向膜２０とを有する。第２の基板１４は複数の互いに平行に且つ交互に延びる第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂと垂直配向膜２４とを有する。第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂは互いに異なった電圧を印加されるようになっている。実施例では、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは交流のデータの電圧（例えば±５Ｖ）を印加され、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂはベタの透明電極１８と同じ電圧を印加される。この場合、ベタの透明電極１８はＡＣのデータ電圧のほぼ中間の電圧（グランド）を印加される。
【００１４】
図３は第２の基板１４に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す。アクティブマトリクスは、ゲートバスライン３０、データバスライン３２、及びＴＦＴ３４を有する。ゲートバスライン３０とデータバスライン３２とで囲まれる領域が１画素に相当する。第１のグループのストライプ状の電極２２ａはＴＦＴ３４に接続され、データバスライン３２のＡＣのデータ電圧を受ける。第２のグループのストライプ状の電極２２ｂはゲートバスライン３０と平行なコモンバスライン４０に接続される。ベタの透明電極１８はＩＴＯやＮＥＳＡ等の実質的に透明になる材料で形成されるが、ストライプ状の電極２２ａ、２２ｂはゲートバスライン３０又はデータバスライン３２と同じメタルで形成される。
【００１５】
図４は偏光子２６、２８の吸収軸２６ａ、２８ａの関係を示す。吸収軸２６ａ、２８ａはクロスニコルの関係で、すなわち互いに直交するように配置される。吸収軸２６ａ、２８ａは図３に示されるゲートバスライン３０、データバスライン３２、及びストライプ状の電極２２に対して４５度の角度をなすように配置される。
【００１６】
さらに、誘電体層（絶縁体層）３６がベタの透明電極１８と垂直配向膜２０との間に配置されている。ベタの透明電極１８は第１の基板１２の内面に設けられ、誘電体層３６はベタの透明電極１８の上に設けられる。基本的には、誘電体層３６はベタの透明電極１８と液晶層１６との間に設けられる。好ましくは、誘電体層３６が光硬化樹脂、熱硬化樹脂、ポジ型又はネガ型のレジスト、ポリアミック酸、その他の有機樹脂（例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等）、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、ＳｉＮのグループの１つからなる。
【００１７】
この構成においては、図１に示されるように、電圧を印加していないときには、液晶分子は基板面に対してほぼ垂直に配向する。図２に示されるように、電圧が印加されると、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々からベタの透明電極１８へ向かう電界（電気力線）が形成される。多くの電界（電気力線）は矢印ＦO で示されるように第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々からベタの透明電極１８へ向かって斜めに走る。従って、正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電圧印加時には斜め電界ＦO に平行に配向する。
【００１８】
さらに、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々から第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの各々へ向かって横電界ＦT が形成される。この横電界ＦT は第１のグループの各ストライプ状の電極２２ａからベタの透明電極１８へ向かう斜め電界ＦO の形成を助ける作用をする。すなわち、斜め電界ＦO は第１のストライプ状の電極２２ａからの横方向の距離が大きくなるにつれて急激に弱くなるが、横電界の助けで、斜め電界ＦO はストライプ状の電極２２ａからの距離が大きくなってもあまり弱くならない。
【００１９】
液晶分子は斜め電界ＦO に平行になるように配向し、基板面に対して斜め方向に傾くようになり、複屈折が生じて、入射光の偏光状態を変化させる。従って、ほとんどの液晶分子が斜め電界に沿ってスムーズに配向し、ディスクリネーションのない表示を実現することができる。
そして、誘電体層３６がベタの透明電極１８と液晶層１６との間に設けられると、斜め電界ＦO の形成がさらに助けられ、良好な表示を実現することができる。誘電体層３６の効果を図５及び図６を参照して説明する。
【００２０】
図５及び図６は誘電体層３６の作用を説明する図である。図５は誘電体層３６がない場合の電界の形成を示す図であり、図６は誘電体層３６がある場合の電界の形成を示す図である。図５及び図６においては、第１のストライプ状の電極２２ａのまわりに形成される等電位線が示されている。図５においては、電界が第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々の近傍に集中しすぎてしまい、等電位線が液晶層１６内に留まっている。従って、液晶層１６内においては透明電極１８の法線方向に向かう電界の作用が強く、斜め電界は法線方向の成分が強いものになり、十分に斜めにならない。従って、液晶は十分に複屈折性を発揮しない。
【００２１】
図６においては、等電位線が液晶層１６から誘電体層３６へ広がり、液晶層１６内での電界の集中を緩和している。従って、液晶層１６内においては透明電極１８の法線方向に向かう電界の作用が弱くなる。そのため、斜め電界は法線方向の成分が弱いものになり、十分に斜めになる。従って、液晶分子は十分に横に倒れる。
【００２２】
図７は第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けた例を示す図である。この例では、絶縁体層５０ａは、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂを覆い、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは絶縁体層５０ａの上に形成され、且つ絶縁体層５０ｂで覆われる。配向膜２４は絶縁体層５０ｂの上に設けられている。図７の絶縁体層５０ａ、５０ｂは例えばＳｉＮによりＴＦＴの形成工程の間に設けられることができる。
【００２３】
絶縁体層５０ａ、５０ｂのない液晶表示装置では、第１のグループのストライプ状の電極２２ａと第２のグループのストライプ状の電極２２ｂとの間に直流電圧成分が長くかかると、画面の焼きつきが生じる可能性がある。しかし、図７の液晶表示装置では、絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けることによって、直流電圧成分によって生じる画面の焼きつきを防止することができる。
【００２４】
しかし、絶縁体層５０ａ、５０ｂが第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆っていると、液晶の駆動電圧が高くなる。
図８は、絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けた後で、絶縁体層５０ａ、５０ｂの一部を局部的に除去している。すなわち、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの上及び周辺の絶縁体層５０ｂの部分がドライエッチングにより除去されている。従って、第１のグループのストライプ状の電極２２ａと全面ベタの透明電極１８との間で形成される斜め電界が絶縁体層５０によって邪魔されなくなり、液晶の駆動電圧が低下するのを防止することができる。
【００２５】
絶縁体層５０を設けた後で、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの周辺の絶縁体層５０の部分及び第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの周辺の絶縁体層５０の部分をともに除去するのも有効である。
図９は少なくとも１つの位相差フィルム４２を加えた液晶表示装置１０を示す図である。少なくとも１つの位相差フィルム４２は一対の偏光子２６、２８の間のあらゆる位置に設けられることができる。
【００２６】
この実施例における位相差フィルム４２は、位相差フィルム４２の主屈折率ｎx 、ｎy 、ｎz のうち、フィルム面方向の屈折率をｎx 、ｎy （隣接する偏光子の吸収軸に直交する方向の屈折率をｎx 、平行な方向の屈折率をｎy ）、フィルム法線方向の屈折率をｎz としたとき、
ｎx ≧ｎz 、ｎy ≧ｎz （ただし、ｎx ＝ｎy ＝ｎz を除く）（１）
の関係が成り立つ性質を備えているものとする。屈折率ｎx 、ｎy の間に例えばｎx ＞ｎy の関係が成り立つとき、ｘ方向を遅相軸と言う。ここで、位相差フィルム４２の厚さをｄとしたとき、ＲxZ＝（ｎx −ｎz ）ｄ、ＲYZ＝（ｎY −ｎz ）ｄと定義する。
【００２７】
図１０は位相差フィルム４２のない液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線４６は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト１０となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線４６から、ＴＮ型液晶表示装置の視角特性よりも広い視角で良好なコントラストが得られることが分かる。この等コントラスト曲線４６では、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方位でコントラスト１０となる視角は、３８度である。
【００２８】
図１１は図９の液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線４８は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト１０となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線４８では、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方位でコントラスト１０となる視角は、約７０度である。従って、位相差フィルム４２を挿入することによって良好な視角特性を得ることができる。
【００２９】
まず、図９の構成において、１枚の位相差フィルム４２を挿入し、ＲxZ、ＲYZをさまざまに変化させて視角特性を調べた。ＲxZ、ＲYZを変化させて、４５度の方位においてコントラストが１０となる視角を求めた。
図１２はコントラストが１０となる等視角曲線を示す図である。視角が７０度、６０度、５０度、４０度になる曲線がＲxZ−ＲYZ座標にプロットされている。図２３のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する液晶表示装置では、四方向の視角特性は同じであるので、１３５度、２２５度、３１５度の方位でも同様の結果が得られる。
【００３０】
上記したように、図１０において、４５度の方位でコントラストが１０になる視角は３８度である。従って、図１２においてコントラストが１０になる視角が３８度以上となる範囲では、位相差フィルム４２を追加した効果がある、ということになる。
図１２においてコントラストが１０になる視角が３８度以上となるのは、ＲxZ、ＲYZについて下記の条件が満たされるときである。
【００３１】
ＲYZ≧ＲxZ−２３０ｎｍ
ＲYZ≦ＲxZ＋１３０ｎｍ
ＲYZ≦−ＲxZ＋１０６０ｎｍ
これらの条件を書き換えると、以下のようになる。
−１３０ｎｍ≦（ｎx −ｎy ）ｄ≦２３０ｎｍ
（（ｎx ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄ≦５３０ｎｍ
ここで、 Ｒ＝（ｎx −ｎy ）ｄ、Ｒt ＝ （（ｎx ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄとすると、位相差フィルム４２の満たすべき条件は、
−１３０ｎｍ≦Ｒ≦２３０ｎｍ （２）
Ｒt ≦５３０ｎｍ
になる。
【００３２】
液晶パネルのΔｎｄLC（ｄLCは液晶層の厚さ）を変化させて同様にＲ、Ｒt の最適条件を求めた結果、Ｒの最適条件は液晶パネルのΔｎｄLCに依らずに常に、
−１３０ｎｍ≦Ｒ≦２３０ｎｍ （２）
であることが分かった。
一方、Ｒt の最適条件は液晶パネルのΔｎｄLCに依存する。ΔｎｄLCとＲt の最適条件の上限との関係を調べたところ、図１３に示す関係が得られた。液晶パネルのΔｎｄLC＝ＲLCとすると、Ｒt の最適条件の上限は１．６×ＲLCの関係がある。従って、Ｒt はこの上限よりも下の範囲にあればよい。すなわち、
Ｒt ≦１．６×ＲLC
である。
【００３３】
以上は、一対の偏光子２６、２８の間に１枚の位相差フィルム４２を挿入した場合の考察である。この考察は、一対の偏光子２６、２８の間に複数の位相差フィルムを挿入した場合にも拡張される。例えば、偏光子２６、２８がＰＶＣフィルムとＴＡＣフィルムとを積層した構造のものである場合には、内側のＴＡＣフィルムが本願の式（１）で定義した位相差フィルムの作用をする。従って、それらの位相差フィルムと位相差フィルム４２とを加えると、３枚の位相差フィルムが一対の偏光子２６、２８の間に挿入されていることになる。
【００３４】
そこで、Ｎ枚の位相差フィルムが一対の偏光子２６、２８の間に挿入されている場合について、上記と同様にして検討した。Ｎ個の位相差フィルムのＲをＲ1 、Ｒ2 、・・・ＲN とし、Ｒt をＲt1、Ｒt2、・・・ＲtNとすると、最適条件は以下の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
−１３０ｎｍ≦Ｒ1 ≦２３０ｎｍ （２）
…
−１３０ｎｍ≦ＲN ≦２３０ｎｍ
Ｒt1＋Ｒt2＋・・・ＲtN≦１．６×ＲLC （３）
以上は、コントラストが１０になる視角が３８度以上となる条件についてであった。これをさらに拡大して、コントラストが１０になる視角が５０度以上となる条件について検討すると、下記の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
【００３５】
ｎx ≧ｎz 、ｎy ≧ｎz （ただし、ｎx ＝ｎy ＝ｎz を除く）（１）
−５０ｎｍ≦Ｒ1 ≦１５０ｎｍ （４）
…
−５０ｎｍ≦ＲN ≦１５０ｎｍ
Ｒt1＋Ｒt2＋・・・ＲtN≦１．３×ＲLC （５）
図１１は、３枚の位相差フィルムを含む構成において、ΔｎｄLC＝ＲLC＝３３０ｎｍ、Ｒ＝（ｎx −ｎy ）ｄ＝５０ｎｍ、Ｒt ＝２００ｎｍとしたときの等コントラスト曲線を示している。位相差フィルム４２は日本合成ゴム製のＡＲＴＯＮフィルム（Ｒ＝５０ｎｍ、Ｒt ＝２００ｎｍ）を用い、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と直交となるように配置した。
【００３６】
図１４は図３の電極の変形例（１画素分）を示す平面図である。図１５は図１４の第１のストライプ状の電極２２ａを示す平面図である。図１６は図１４の第２のストライプ状の電極２２ｂを示す平面図である。この画素の特徴は他の実施例にも適用可能である。図７に示されるように、第１のストライプ状の電極２２ａと第２のストライプ状の電極２２ｂとは、絶縁体層５０ａを介して重ねられている。
【００３７】
図１４の液晶表示装置１０では、一方の基板１４が、ゲートバスライン３０と、データバスライン３２と、ＴＦＴ３４とを含むアクティブマトリクスを有する。さらに、コモンバスライン４０がある。ゲートバスライン３０とデータバスライン３２とで囲まれた概略矩形状の画素５２内には、第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂが設けられている。第１のグループのストライプ状の電極２２ａは第１の接続電極２２ｃによってＴＦＴ３４に接続されている。第２のグループのストライプ状の電極２２ｂは第２の接続電極２２ｄによってコモンバスライン４０に接続されている。
【００３８】
図１４及び図１５において、第１のグループのストライプ状の複数の電極２２ａは、互いに平行な第１のサブグループの直線部分（図１４及び図１５の水平な中央線よりも上の要素）と、互いに平行で該第１のサブグループの直線部分に対して角度をなした第２のサブグループの直線部分（図１４及び図１５の水平な中央線よりも下の要素）を含む。全ての直線部分はデータバスライン３２に対して２度から８８°の角度をなす。好ましくは、全ての直線部分はデータバスライン３２に対して４５度の角度をなす。
【００３９】
第１のサブグループの直線部分と第２のサブグループの直線部分とは互いに９０度をなすように配置されている。つまり、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは直角の屈曲部を有する。第１のサブグループの直線部分は図１４及び図１５の水平な中央線に関して第２のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第１のサブグループの直線部分は第２のサブグループの直線部分と点対称に配置されることもできる。第１及び第２のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【００４０】
図１４及び図１６において、第２のグループのストライプ状の複数の電極２２ｂは、互いに平行な第３のサブグループの直線部分（図１４及び図１６の水平な中央線よりも上の要素）と、互いに平行で該第３のサブグループの直線部分に対して角度をなした第４のサブグループの直線部分（図１４及び図１６の水平な中央線よりも下の要素）を含む。第３のサブグループの直線部分と第４のサブグループの直線部分とは互いに９０度をなすように配置されている。第３のサブグループの直線部分は図１４及び図１６の水平な中央線に関して第４のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第３及び第４のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【００４１】
一画素内において、第１の接続電極２２ｃは画素５２の周辺部（画素５２を規定するゲートバスライン３０とデータバスライン３２のわずかに内寄りの領域）に設けられ、第１のグループのストライプ状の電極２２ａを一緒に接続し、そして、第２の接続電極２２ｄが画素５２の周辺部に設けられ、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂを一緒に接続する。第１の接続電極２２ｃは第２の接続電極２２ｄと絶縁体層５０ａを介して少なくとも部分的にオーバーラップしている。
【００４２】
図１４に示されるように、第２の接続電極２２ｄの幅は第１の接続電極２２ｃの幅よりも大きく、第１の接続電極２２ｃは第２の接続電極２２ｄの内方エッジに載るように位置し、短絡を防止するために第１の接続電極２２ｃがゲートバスライン３０及びデータバスライン３２から少しでも離れるようになっている。
第１の接続電極２２ｃは第１のグループのストライプ状の電極２２ａの第１及び第２の直線部分の端部を一緒に接続する接続電極部分２２ｃｐ、２２ｃｑを含む。接続電極部分２２ｃｐは画素５２の周辺部においてゲートバスライン３０と平行に延び、該第１及び第２の直線部分の端部同志を接続する。接続電極部分２２ｃｑは画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に断片的に延び、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの第１及び第２の直線部分のうちの少なくとも２つの直線部分の端部同志を接続する。
【００４３】
特に、接続電極部分２２ｃｑが画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に設けられる構成により、例えば画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分をなくすことができる。画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分は画素の開口率をかなり低下させるが、画素５２の周辺部に接続電極部分２２ｃｑを設けることによって画素の開口率を改善することができる。
【００４４】
接続電極部分２２ｃｑをゲートバスライン３０と平行に断片的に設けることにより、ゲートバスライン３０の近くにある接続電極部分２２ｃｑの量を少なくし、接続電極部分２２ｃｑとゲートバスライン３０との短絡の可能性を低減する。第１の接続電極２２ｃはさらに画素５２の水平な中央線に沿って断片的に設けられた接続電極部分２２ｃｒを有する。この接続電極部分２２ｃｒは特に必要ではないが、接続電極部分２２ｃｒは第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの屈曲部において液晶の配向が乱れてディストリネーションが生じるのを防止することができる。
【００４５】
第１のグループのストライプ状の電極２２ａの１つの直線部分の端部（図１５にａで示される）が画素の短辺の角に位置し、もう１つの直線部分の端部（図５１にｂで示される）が画素のもう１つの短辺の角に位置している。端部ａを有する直線部分から、その他のほとんどの直線部分及び第１の接続電極の接続電極部分２２ｃｑを通って、端部ｂを有するもう１つの直線部分へいたる実質的に連続的なシリーズの電気経路が形成されている。つまり、第１の接続電極の接続電極部分２２ｃｑは第１のグループのストライプ状の電極２２ａの電気的な接続を達成するのに必要な最小の部分にのみ設けられる。
【００４６】
第２の接続電極２２ｄは第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの第３及び第４の直線部分の端部を一緒に接続するために画素５２の周辺部においてゲートバスライン３０と平行に延びる接続電極部分２２ｄｐと、画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に延びる接続電極部分２２ｄｑとを有する。第２の接続電極２２ｄはさらに画素の水平な中央線に沿って配置された補助容量電極として作用する接続電極部分２２ｄｒを有する。接続電極部分２２ｄｒは第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの屈曲部において液晶の配向が乱れてディスクリネーションが生じるのを防止することもできる。接続電極部分２２ｄｒはなくてもよい。第２の接続電極２２ｄはさらに複数の点において隣接の画素の同様の接続電極と接続するための外方突起２２ｄｓを有する。これらの外方突起２２ｄｓは図１４のコモンバスライン４０の一部である。つまり、１画素の第２の接続電極２２ｄは複数のコモンバスライン４０により隣接の画素の第２の接続電極に接続される。
【００４７】
以下図１７から図２６を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１７及び図１８は図１及び図２に相当する図であり、液晶分子の配向をより詳細に示している。図１９（Ａ）、（Ｂ）は誘電体層３６の表面の近傍の部分を示す図である。
図１７から図１９（Ｂ）に示される液晶表示装置１０において、カラーフィルタ基板１２はその全面を覆う透明電極１８と誘電体層３６を有し、ＴＦＴ基板１４は第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する。第１ストライプ状の電極２２ａはＴＦＴ３４に接続され、データ電圧を受ける。第２のストライプ状の電極２２ｂはコモンバスライン４０に接続され、コモン電圧を受ける。誘電体層３６の表面は平坦であり、基板の表面に対して実質的に平行である。さらに、液晶層１６は正の誘電率異方性を有し、垂直配向膜２０、２４、及び偏光板２６、２８が配置されている。偏光板２６、２８は透過軸が互いに直交するように、両基板１２、１４の外側に貼り付けられている。絶縁体層は一括して５０で示した。
【００４８】
液晶分子は電圧無印加時（図１７、図１９（Ａ））に基板１２、１４に対して垂直に配向し、光が液晶パネルを透過しない。電圧印加時（図１８、図１９（Ｂ））には、液晶分子が第１ストライプ状の電極２２ａと透明電極１８との間に形成される斜め電界Ｆ0 に沿って配向し、基板１２、１４に対して斜めになり、液晶１６の複屈折効果により光が液晶パネルを透過する。すなわち、誘電体層３６の表面が平坦であると、電圧無印加時には図１９（Ａ）に示されるように全ての液晶分子は誘電体層３６の表面に対して垂直に配向する。電圧印加時には図１９（Ｂ）に示されるように液晶分子は斜め電界Ｆ0 に沿って配向し、基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する。液晶分子が基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する際、垂直配向膜２０の配向規制力があるために、液晶分子が図１９（Ａ）の状態から図１９（Ｂ）の状態に移行するのに時間がかかる。すなわち、液晶の駆動の応答性が低く、駆動電圧を高くしなければならない。
【００４９】
図２０（Ａ）から図２２は図１７から図１９（Ｂ）を参照して説明した問題点を解決する本発明の実施例を示す図である。図２０（Ａ）から図２２においては、誘電体層３６の表面が曲面に形成されている。垂直配向膜２０も誘電体層３６の表面と同様に曲面に形成される。誘電体層３６の表面の曲面形状は、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層３６の表面が平面のときよりも誘電体層３６の表面の同じ点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるようになっている。すなわち、誘電体層３６の表面が、誘電体層３６の表面の法線ベクトルが電気力線に平行に近づく方向に傾くようにする。図２０（Ａ）は電圧無印加時の液晶分子の配列を示している。液晶分子は電圧無印加時に誘電体層３６の表面に対して垂直に配向、基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する。このように、誘電体層３６の付近の液晶分子をあらかじめ倒しておくことで、図２０（Ｂ）のように電圧を印加したときに、液晶分子全体が倒れやすくなり、よって液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度が高速になる。
【００５０】
すなわち、液晶分子を図２０（Ａ）の状態から図２０（Ｂ）の状態へ傾けた場合の方が、液晶分子を図１９（Ａ）の状態から図１９（Ｂ）の状態へ傾ける場合よりも、液晶分子の配列の変化量が小さく、かつ、配向の規制力の影響が小さいため、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【００５１】
次に、図２１において、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの間隙に対応する誘電体層３６の表面の部分（例えば３６ｘ）が傾斜していると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対して幾らか斜めになり、光が漏れ、コントラストが低下する問題がある。
そこで、図２３のように、誘電体層３６の表面の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂに対応する部分３６ａ、３６ｂのみを湾曲させ、誘電体層３６の表面の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの間隙に対応する部分３６ｘを基板面と平行にする。こうすれば、表示に影響するストライプ状の電極の間隙に位置する液晶分子は電圧無印加時に垂直に配向しているため、上記した光漏れは発生しない。
【００５２】
一方、コモン電圧を受ける第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体層３６の表面の部分３６ｂは突起状に突出させ、データ電圧を受ける第１のストライプ状の電極２２ａに対応する誘電体層３６の表面の部分３６ａは溝状に窪ませる。従って、第１のストライプ状の電極２２ａに対向する誘電体層３６の部分３６ａが最も薄く、第２のストライプ状の電極２２ｂに対向する誘電体層３６の部分３６ｂが最も厚くなっている。また、突起状の部分３６ｂ及び溝状の部分３６ａの両側はスロープになっている。スロープの部分を含めた突起状の部分３６ｂの幅は第２のストライプ状の電極２２ｂの幅と同じかそれよりも狭く、スロープの部分を含めた溝状の部分３６ａの幅は第１のストライプ状の電極２２ａと同じかそれよりも狭い。従って、この場合には、誘電体層３６の表面を湾曲させる領域は、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ上のみである。
【００５３】
アクティブマトリクス駆動の場合、ゲートバスライン３０にはパルス状に選択電圧が印加され、パルス状の電圧が印加されていないときには通常マイナス数ボルトの電圧がかかっている。このため、ゲートバスライン３０と、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ（第１及び第２の接続電極２２ｃ、２２ｄ、コモンバスライン４０）間に大きな電界が生じる（図２４）。そのため、ゲートバスライン３０と第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂとの間に十分な距離をとったり、遮蔽電極が必要であったりし、開口率が低下する問題かある。
【００５４】
図２４はゲートバスライン３０と第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に生じる電界により液晶の配向が乱れることを説明するための図である。図２４において、領域ＲＡ、ＲＢが液晶の配向が乱れる領域である。
図２５は誘電体層３６の表面を湾曲させることにより図２４に示した液晶の配向を防止する例を示す図である。誘電体層３６の表面は、ゲートバスライン３０と第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に発生する電界と、誘電体層３６の上の配向膜２０による配向規制力を釣り合わせ、誘電体層３６付近の液晶分子（領域ＲＣの液晶分子）を基板と垂直に配向させる。この場合、ゲートバスライン３０に対応する誘電体３６の部分の厚さをＬ1 とし、第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体３６の部分の厚さをＬ2 とすると、領域ＲＣにおいては、Ｌ1 ＞Ｌ2 となるように誘電体層３６の表面を湾曲させている。
【００５５】
第２のストライプ状の電極２２ｂにはほぼ一定のコモン電圧が印加されるため、ゲートバスライン３０の電圧とコモン電圧によって作られる電界と配向規制力を釣り合わせればよい。第１のストライプ状の電極２２ａについては、第１のストライプ状の電極２２ａにはＡＣ電圧が印加されるので、そのほぼ中間の電圧であるコモン電圧とほぼ同じ電圧が印加されていると想定して、電界と配向規制力を釣り合わせる。その結果、ゲートバスラインとストライプ状の電極との距離を狭めること、及び遮蔽電極の幅を小さくすることが可能になり、開口率を向上することができる。
【００５６】
図２６は、誘電体層３６の表面を曲面にすることによりレンズとしての効果が付加的に得られることを示す図である。図２６の誘電体層３６は凹レンズ状になる。よって、誘電体層３６はレンズとしての機能をもち、第２のストライプ状の電極２２ｂに向かおうとする光を第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ間の間隙の開口部に集光して、実質的な開口率を高くすることができる。このとき、光は誘電体層３６の設けられた基板側からその基板にほぼ垂直に照射する。
【００５７】
図２３の例の１５型ＸＧＡ液晶表示装置を次のようにして製作した。一方の基板１２の透明電極１８の上に誘電体層３６を形成し、フォトリソ工程で第１のストライプ状の電極２２ａに対応する誘電体層３６の部分３６ａを溝状に形成し、熱硬化させた後、さらにもう一層樹脂を重ねて塗布し、フォトリソ工程で第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体層３６の部分３６ｂを突起状に形成し、熱硬化させた。樹脂はＮＮ７００（ＪＳＲ）を使用した。熱を加えることで、突起状の部分３６ｂあるいは溝状の部分３６ａの角が丸くなり、スロープが生じる。垂直配向膜ＪＡＬＳ２０４（ＪＳＲ）を塗布した。もう一方の基板１４を形成した後、両基板１２、１４を貼り合わせ、液晶はＺＬＩ４５３５（メルクジャパン）を注入した。また、上記と同様な条件で誘電体層３６の表面が平坦である液晶パネルを形成した。両液晶表示装置を比較したところ、コントラストを低下させることなく、同じ駆動電圧で白輝度が１５％上昇し、応答速度が１割向上した。
【００５８】
図２７から図２９は他の実施例を示す図である。
図２７は図１４と類似したアクティブマトリクスを示している。このアクティブマトリクスを有する液晶表示装置は、図７を参照して説明したように、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ、及び第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂを有する。
【００５９】
図２８は図２７の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する基板１４を示し、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂが示されている。
絶縁体層５０ａ、５０ｂは第２のストライプ状の電極２２ｂ上に開口部５０ｈを有し、この開口部５０ｈの側壁は順テーパになっている。つまり、開口部５０ｈはＴＦＴ基板１４側からカラーフィル基板１２側（図示せず）に向かって広がるように形成されている。開口部５０ｈの輪郭は図２７にも示されている。また、カラーフィルタ基板１２は図１に示された全面ベタの透明電極１８を有する。
【００６０】
図２８において、上記したように、電圧を印加すると、第１のストライプ状の電極２２ａから透明電極１８へ向かって斜め電界Ｆ0 が形成され、液晶分子は斜め電界Ｆ0 に平行になるように配向する。第１のストライプ状の電極２２ａと第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に形成される横電界は斜め電界Ｆ0 による液晶の配向を助けるように作用する。しかし、第２のストライプ状の電極２２ｂの近くの電界は必ずしも斜め電界Ｆ0 と一致するものではなく、液晶分子は斜め電界Ｆ0 に沿った液晶の配向とは異なる配向をする。しかし、開口部５０ｈのテーパー壁５０ｉに隣接する液晶分子は、その壁面に垂直に配向し、その配向方向は斜め電界Ｆ0 に沿った液晶の配向と一致する。従って、液晶分子の配向が改善される。
【００６１】
図２９は図２８の絶縁体層５０ａ、５０ｂの開口部の変形例を示す図である。開口部５０ｈが第２のストライプ状の電極２２ｂ上で絶縁体層５０ａ、５０ｂに形成され、そして、開口部５０ｊが第１のストライプ状の電極２２ａ上で絶縁体層５０ａ、５０ｂに形成されている。これらの開口部５０ｈ、５０ｊの端部はそれぞれ第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂよりも狭くなっていて、これらの電極に隠されるようになっている。図２８に示したように開口部５０ｈのテーパー壁５０ｉに隣接する液晶分子は電圧無印加時にその壁面に垂直に配向するので、電圧無印加時にはその部分で液晶の配向が乱れて光漏れの原因となる。図２９に示されるように、開口部５０ｈ、５０ｊの端部をそれぞれの電極上に配置することにより、開口端部による液晶の配向の乱れを遮光することができ、コントラストが向上する。
【００６２】
図３０から図３４はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板１２は透明電極１８と配向膜２０との間に誘電体層３６を有する。
図３０においては、基板１２の表面に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上に（Ｒ、Ｇ、Ｂ成分を含む）カラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に透明樹脂層３６ｘを形成し、透明樹脂層３６ｘの上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６はカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる。
【００６３】
図３１においては、基板１２の表面にカラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上に透明樹脂層３６ｘを形成し、透明樹脂層３６ｘの上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６は透明樹脂層３６ｘからなる。
図３２においては、基板１２の表面に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上にカラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６はカラーフィルタ層３８からなる。さらに、基板１２にはブラックマトリクスが適切に設けられる。
【００６４】
このような誘電体層３６を形成する場合、厚さ（ｄ）と比誘電率（ε）との比（ｄ／ε）の値が適切でないと、ディスプレイとして十分な輝度が得られない。また、誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘからなる図３１の構成の場合には、液晶パネルを作製し、表示させた際、画面の焼きつきが発生することがある。
誘電体層３６がカラーフィルタ層３８からなる図３２の構成の場合には、画面の焼きつきの問題はないが、液晶層１６とカラーフィルタ層３８との間には、薄い配向膜２０しかないため、カラーフィルタ層３８による液晶層１６の汚染により、液晶パネルの電圧保持率が低下する問題がある。
【００６５】
カラーフィルタの比誘電率（ε）は、透明樹脂の場合と比べて高めの数値をもつ。例えば、透明樹脂のもつ比誘電率がおよそ３〜３．３であるのに対して、カラーフィルタの比誘電率は３．５〜４である。透明電極１８は誘電体層３６の下にあるので、透明電極１８から液晶に印加される電圧は誘電体層３６の影響を受ける。誘電体層３６の比誘電率が異なる場合、液晶に印加される電圧を同じにするためには、誘電体層３６の膜厚を変える必要がある。例えば、比誘電率の値が高い場合には、それに応じて膜厚を増加すればよい。具体的には、誘電体層１のもつ比誘電率ε１と膜厚ｄ１、誘電体層２のもつ比誘電率ε２と膜厚ｄ２とした場合、液晶層にかかる電圧が同じになるためには、（ｄ１／ε１）＝（ｄ２／ε２）の関係があることが必要である。
【００６６】
実際に多くの樹脂について検討を行った結果、表示輝度は、誘電体層３６の比誘電率と膜厚に関係することが分かった。
図３３は、誘電体層３６の比誘電率をε（単位ｆ）、膜厚をｄ（μｍ）とした膜厚ｄを比誘電率εで割った値（ｄ／ε、単位はｆ／μｍ）をｘ軸とし、１０Ｖを印加したときの透過率をｙ軸とした場合の関係を示す。
【００６７】
輝度（透過率）はｄ／εの値が０．７ｆ／μｍの付近にピークを迎える。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍを越えると、輝度は若干低下する。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍ以下の場合、輝度はｄ／εの値の低下とともに低下する。このため、ｄ／εの値は０．５ｆ／μｍ以上であるのが好ましい。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍ以上では、誘電体層自身の透過率が低下してしまうこともあり、輝度は低下に転じてしまう。このため、ｄ／εの値は大きくなりすぎないことも重要で、ｄ／εの値は０．９ｆ／μｍ以下であるのが好ましい。
【００６８】
誘電体層３６の画面の焼きつきは抵抗率に関係する。誘電体層３６の抵抗率が低いほど、画面の焼きつきの程度が小さくなる傾向がある。誘電体層３６の厚さが厚くなると、抵抗率が高くなり、画面の焼きつきの程度が大きくなる。
誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘからなる構成の場合、輝度を満足するためには、ある程度の厚さが必要になる。すると、抵抗率が高くなって焼きつきが生じやすい。逆に、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８からなる構成の場合、従来の典型的な厚さのカラーフィルタ層３８では、輝度が十分になるとは言えない。しかし、抵抗率はそれほど高くなく、画面の焼きつきが生じない。
【００６９】
従って、図３０に示されるように、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる構成にすると、上記問題点を同時に解決することができる。この場合、透明樹脂層３６ｘはカラーフィルタ層３８よりも薄くするのが好ましい。この場合の誘電体層３６の厚さが、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８単一層の場合の誘電体層３６の厚さよりも厚くなり、十分な輝度を確保するのに適した厚さになる。そして、この場合の誘電体層３６の抵抗率が、誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘ単一層の場合の誘電体層３６の抵抗率よりも低くなり、画面の焼きつきが生じなくなる。また、カラーフィルタ層３８の外側に緻密度の高い透明樹脂層３６ｘがあるので、カラーフィルタ層３８による液晶汚染がなくなり、電圧保持率が低下する問題も解決される。
【００７０】
誘電体層３６がカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる構成の場合には、上記単一層の場合と同様に、厚さと比誘電率は以下の関係を満たすのが好ましい。
カラーフィルタ層３８は比誘電率ε１と膜厚ｄ１をもち、透明樹脂層３６ｘは比誘電率ε２と膜厚ｄ２とをもつとしたとき、０．５＜（ｄ１／ε１）＋（ｄ２／ε２）の関係がある。好ましくは、０．５＜（ｄ１／ε１）＋（ｄ２／ε２）＜０．９の関係がある。
【００７１】
図３４は、カラーフィルタ層３８の厚さは２μｍとしたときの、誘電体層３６の透明樹脂層３６ｘの厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。画面の焼きつきは、液晶パネルにＤＣ３Ｖを印加した前後の輝度の差の二乗和（ＳT ）であらわした。透明樹脂層３６ｘの厚さが大きいほど、画面の焼きつきの程度は大きくなることが分かる。これは、誘電体層３６内で透明樹脂層３６ｘの占める割合が大きくなり、透明樹脂層３６ｘの下にある、抵抗の低いカラーフィルタ層３８の効果が少なくなってしまい、電荷が溜まりやすくなるためと思われる。すなわち、誘電体層３６として利用されるカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘのうち、比誘電率が高く、抵抗率も高いカラーフィルタ層３８が占める割合を大きくしないと、焼きつき防止の効果は上がらない。カラーフィルタ層３８の上に形成する透明樹脂層３６ｘの膜厚は、可能な限り薄くすることが望ましい。
【００７２】
下の表１は、図３０から図３２の本発明を用いた場合の面焼きつきの程度と電圧保持率について示す。
カラーフィルタ基板の製造に際して、ガラス基板１２の上にＣｒ薄膜を形成し、これをエッチングすることによりブラックマトリクスとする（図示せず）。従来のカラーフィルタ基板では、この上にカラーフィルタ層を形成するが、本発明では、この段階で、ＩＴＯなどの透明電極１８をスパッタリング法により形成する。カラーフィルタ層３８はＲＧＢ毎にフォトリソプロセスにて透明電極１８上に形成する。膜厚は凡そ２．０μｍとする。カラーフィルタ層３８の比誘電率は４に近いものである。次にカラーフィルタ層３８上に透明樹脂層３６ｘを設ける。この場合、透明電極樹脂層３６ｘは、ＴＦＴ基板側のトランスファー電極（図示せず）と、カラーフィルタ基板側の透明電極１８とを接続するためにスルーホールを形成するため、パターニング可能であることが望ましい。ここでは、ε＝３．３の比誘電率をもつポジ型レジストの透明樹脂を、ＲＧＢのカラーフィルタ層の上に、凡そ膜厚０．２μｍで形成する。透明樹脂塗布後、マスクを介して、スルーホールを形成したい部分に紫外線を照射し、現像液（例えばＴＭＡＨ水溶液）で現像を行う。
【００７３】
透明樹脂は、通常の透明レジスト（例えばシプレイＳ１８０８等）を形成した後に、フォトブリーチング工程により、色抜きを行って使用してもよい。次に、透明樹脂上に垂直配向膜を塗布する。
一方のＴＦＴ基板には、ゲートバスライン、データバスライン、及びＴＦＴを含むアクティブマトリクスと、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂと、垂直配向膜とを形成する。
【００７４】
このようにして形成された液晶パネルは、カラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘを合わせたｄ／εの値が約０．６となり、図３３におけるピークに近い状態になり、輝度向上の効果がある。また、この条件での面焼きつきもなく、高い電圧保持率を維持することができる。
図３５はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板１２は透明電極１８と配向膜２０との間に誘電体層３６ｙを有する。誘電体層３６ｙは、光学的に異方性を有するものである。つまり、図９の構成においては、誘電体層３６（図９には示されず）とは別に位相差フィルム４２が設けられているが、図３５の構成においては、誘電体層３６ｙは誘電体層３６としての機能と位相差フィルム４２の機能とを合わせもつものである。従って、位相差フィルム４２に関しての上記説明は誘電体層３６ｙにもあてはまる。式（１）〜（５）及び図１０〜１３も誘電体層３６ｙに適用される。ここでは、繰り返しの説明はしない。
【００７５】
誘電体層３６ｙは、光重合基を導入した高分子液晶やディスコティック液晶などで形成されることができる。図３６は、誘電体層３６ｙとして使用可能なディスコティック液晶の例を示す図である。例えば、誘電体層３６ｙの形成において、ガラス基板１２上に透明電極１８を形成し、透明電極１８上に誘電体層を配向させるための配向層（例えばＪＳＲ製のＡＬ３０４６）を形成する。この配向層の上に溶剤と混合したディスコティック液晶を塗布し、ホットプレート上で溶剤を揮発させた後、紫外線を照射して硬化させ、誘電体層３６ｙを形成する。加熱によって硬化させてもよい。さらに、誘電体層３６ｙの上に垂直配向膜２０を形成する。この実施例によれば、視角特性に優れた液晶表示装置を簡単に製造することができる。
【００７６】
比誘電率εと膜厚ｄとの間には、０．５＜ｄ／ε＜０．９の関係がある。
透明樹脂層の厚さはカラーフィルタ層の厚さよりも薄い。
配向層の上に主誘電体層を塗布して配向させ、光照射又は加熱により硬化させてある。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電圧無印加時の本発明の液晶表示装置の基本形態を示す断面図である。
【図２】電圧印加時の図１の液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図４】図１の偏光子の吸収軸の関係を示す図である。
【図５】誘電体層がない場合の電界の形成を示す図である。
【図６】誘電体層がある場合の電界の形成を示す図である。
【図７】ストライプ状の電極を覆う絶縁体層を含む例を示す図である。
【図８】絶縁体層に開口部を設けた例を示す図である。
【図９】位相差フィルムを含む例を示す図である。
【図１０】位相差フィルムのない液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図１１】位相差フィルムのある液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図１２】ＲXZ−ＲYZ座標上でコントラストが１０となる等視角曲線を示す図である。
【図１３】ＲLC−Ｒt の関係を示す図である。
【図１４】図３の変形例として一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す図である。
【図１５】図１４の第１のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図１６】図１４の第２のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図１７】図１と類似した液晶表示装置を示す断面図である。
【図１８】図２と類似した液晶表示装置を示す図である。
【図１９】図１７及び図１８の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図２０】図２１及び図２２の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図２１】電圧無印加時の本発明の一実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図２２】電圧印加時の図２１の液晶表示装置を示す図である。
【図２３】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２４】ゲートバスラインと第１のストライプ状の電極との間に生じる電界により液晶の配向が乱されることを説明するための液晶表示装置を示す図である。
【図２５】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２６】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２７】他の実施例の一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図２８】図２７のストライプ状の電極を有する基板を示す断面図である。
【図２９】図２８の基板の変形例を示す図である。
【図３０】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図３１】図３１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図３２】図３１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図３３】ｄ／εと透過率との関係を示す図である。
【図３４】カラーフィルタ層の厚さが２μｍのときの、誘電体層の透明樹脂層の厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。
【図３５】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図３６】図３５の誘電体層として使用可能なディスコティック液晶を示す図である。
【符号の説明】
１２…基板
１４…基板
１６…液晶層
１８…透明電極
２０…配向膜
２２ａ、２２ｂ…ストライプ状の電極
２４…配向膜
３６…誘電体層
３６ｘ…透明樹脂層
３６ｙ…誘電体層
３８…カラーフィルタ
５０…絶縁体層
５０ｈ…開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のストライプ状の電極を含む液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＮ型液晶表示装置は例えばパーソナルコンピュータの表示装置等として広く用いられている。しかし、ＴＮ型液晶表示装置は、画面を斜め方向に見るときにコントラストが低下し、あるいは表示の明暗が反転するという問題がある。従って、斜め視角方向でコントラストが低下することのない液晶表示装置が求められている。
【０００３】
そこで、横電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、液晶が一対の基板の間に挟持され、一方の基板が櫛の歯状に配置された第１の電極と第２の電極とを有し、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加するようになっている。他方の基板は電極をもたない。第１の電極と第２の電極との間で基板面にほぼ平行な方向に横電界が形成され、液晶はこの横電界によって駆動される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがない。
【０００４】
さらに、斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された複数のストライプ状の電極と、他方の基板に全面的に形成された透明電極とを備えている。この液晶表示装置では、ストライプ状の電極からベタの透明電極に向かって斜め方向に走る斜め電界が形成される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがなく、かつディスクリネーションが生じることがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置は、十分な白輝度を得るためにΔεの大きな液晶を使用するのが望ましい。しかし、Δεの大きい液晶は粘度が高く応答速度が遅く、比抵抗が低く、電圧保持率が低いなどの問題がある。そのため、液晶の駆動電圧をさらに低くすることができ、応答速度を向上することが求められる。
【０００６】
本発明の目的は、視角特性に優れ、且つ、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することのできる液晶表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層の表面が平面のときよりも誘電体層の表面のその点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるように、該誘電体層の表面が曲面形状に形成されていることを特徴とするものである。透明電極は、一方の基板の複数の画素に共通して対向し、表示領域の実質的に全面を覆う。
【０００８】
この構成によれば、電圧無印加時の液晶分子の配向が、電圧を印加したときにより円滑に所定の配向に移行することができるようになる。従って、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することができる。
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該一方の基板に該ストライプ状の電極を覆って設けられた絶縁体層とを備え、該絶縁体層は該ストライプ状の電極上に開口部を有し、該開口部の側壁はテーパになっていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層のもつ比誘電率εと膜厚ｄとの間には、０．５＜ｄ／εの関係があることを特徴とする。
【００１０】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層は、カラーフィルタ層と透明樹脂層とからなり、前記透明電極からこの順番で重ねられていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層が光学的に異方性を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図１６は本発明の液晶表示装置の基本形体を示す図である。
図１は電圧無印加時の液晶表示装置１０を示す断面図、図２は図１の液晶表示装置１０の電圧印加時を示す断面図である。液晶表示装置１０は、第１及び第２の対向する透明なガラス基板１２、１４と、第１及び第２の基板１２、１４の間に封入された液晶層１６と、偏光子２６、２８を備える。
【００１３】
第１の基板１２は該第１の基板１２を実質的に全面的に覆うように形成されたベタの透明電極１８と垂直配向膜２０とを有する。第２の基板１４は複数の互いに平行に且つ交互に延びる第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂと垂直配向膜２４とを有する。第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂは互いに異なった電圧を印加されるようになっている。実施例では、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは交流のデータの電圧（例えば±５Ｖ）を印加され、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂはベタの透明電極１８と同じ電圧を印加される。この場合、ベタの透明電極１８はＡＣのデータ電圧のほぼ中間の電圧（グランド）を印加される。
【００１４】
図３は第２の基板１４に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す。アクティブマトリクスは、ゲートバスライン３０、データバスライン３２、及びＴＦＴ３４を有する。ゲートバスライン３０とデータバスライン３２とで囲まれる領域が１画素に相当する。第１のグループのストライプ状の電極２２ａはＴＦＴ３４に接続され、データバスライン３２のＡＣのデータ電圧を受ける。第２のグループのストライプ状の電極２２ｂはゲートバスライン３０と平行なコモンバスライン４０に接続される。ベタの透明電極１８はＩＴＯやＮＥＳＡ等の実質的に透明になる材料で形成されるが、ストライプ状の電極２２ａ、２２ｂはゲートバスライン３０又はデータバスライン３２と同じメタルで形成される。
【００１５】
図４は偏光子２６、２８の吸収軸２６ａ、２８ａの関係を示す。吸収軸２６ａ、２８ａはクロスニコルの関係で、すなわち互いに直交するように配置される。吸収軸２６ａ、２８ａは図３に示されるゲートバスライン３０、データバスライン３２、及びストライプ状の電極２２に対して４５度の角度をなすように配置される。
【００１６】
さらに、誘電体層（絶縁体層）３６がベタの透明電極１８と垂直配向膜２０との間に配置されている。ベタの透明電極１８は第１の基板１２の内面に設けられ、誘電体層３６はベタの透明電極１８の上に設けられる。基本的には、誘電体層３６はベタの透明電極１８と液晶層１６との間に設けられる。好ましくは、誘電体層３６が光硬化樹脂、熱硬化樹脂、ポジ型又はネガ型のレジスト、ポリアミック酸、その他の有機樹脂（例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等）、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、ＳｉＮのグループの１つからなる。
【００１７】
この構成においては、図１に示されるように、電圧を印加していないときには、液晶分子は基板面に対してほぼ垂直に配向する。図２に示されるように、電圧が印加されると、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々からベタの透明電極１８へ向かう電界（電気力線）が形成される。多くの電界（電気力線）は矢印ＦO で示されるように第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々からベタの透明電極１８へ向かって斜めに走る。従って、正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電圧印加時には斜め電界ＦO に平行に配向する。
【００１８】
さらに、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々から第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの各々へ向かって横電界ＦT が形成される。この横電界ＦT は第１のグループの各ストライプ状の電極２２ａからベタの透明電極１８へ向かう斜め電界ＦO の形成を助ける作用をする。すなわち、斜め電界ＦO は第１のストライプ状の電極２２ａからの横方向の距離が大きくなるにつれて急激に弱くなるが、横電界の助けで、斜め電界ＦO はストライプ状の電極２２ａからの距離が大きくなってもあまり弱くならない。
【００１９】
液晶分子は斜め電界ＦO に平行になるように配向し、基板面に対して斜め方向に傾くようになり、複屈折が生じて、入射光の偏光状態を変化させる。従って、ほとんどの液晶分子が斜め電界に沿ってスムーズに配向し、ディスクリネーションのない表示を実現することができる。
そして、誘電体層３６がベタの透明電極１８と液晶層１６との間に設けられると、斜め電界ＦO の形成がさらに助けられ、良好な表示を実現することができる。誘電体層３６の効果を図５及び図６を参照して説明する。
【００２０】
図５及び図６は誘電体層３６の作用を説明する図である。図５は誘電体層３６がない場合の電界の形成を示す図であり、図６は誘電体層３６がある場合の電界の形成を示す図である。図５及び図６においては、第１のストライプ状の電極２２ａのまわりに形成される等電位線が示されている。図５においては、電界が第１のグループのストライプ状の電極２２ａの各々の近傍に集中しすぎてしまい、等電位線が液晶層１６内に留まっている。従って、液晶層１６内においては透明電極１８の法線方向に向かう電界の作用が強く、斜め電界は法線方向の成分が強いものになり、十分に斜めにならない。従って、液晶は十分に複屈折性を発揮しない。
【００２１】
図６においては、等電位線が液晶層１６から誘電体層３６へ広がり、液晶層１６内での電界の集中を緩和している。従って、液晶層１６内においては透明電極１８の法線方向に向かう電界の作用が弱くなる。そのため、斜め電界は法線方向の成分が弱いものになり、十分に斜めになる。従って、液晶分子は十分に横に倒れる。
【００２２】
図７は第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けた例を示す図である。この例では、絶縁体層５０ａは、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂを覆い、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは絶縁体層５０ａの上に形成され、且つ絶縁体層５０ｂで覆われる。配向膜２４は絶縁体層５０ｂの上に設けられている。図７の絶縁体層５０ａ、５０ｂは例えばＳｉＮによりＴＦＴの形成工程の間に設けられることができる。
【００２３】
絶縁体層５０ａ、５０ｂのない液晶表示装置では、第１のグループのストライプ状の電極２２ａと第２のグループのストライプ状の電極２２ｂとの間に直流電圧成分が長くかかると、画面の焼きつきが生じる可能性がある。しかし、図７の液晶表示装置では、絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けることによって、直流電圧成分によって生じる画面の焼きつきを防止することができる。
【００２４】
しかし、絶縁体層５０ａ、５０ｂが第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆っていると、液晶の駆動電圧が高くなる。
図８は、絶縁体層５０ａ、５０ｂを設けた後で、絶縁体層５０ａ、５０ｂの一部を局部的に除去している。すなわち、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの上及び周辺の絶縁体層５０ｂの部分がドライエッチングにより除去されている。従って、第１のグループのストライプ状の電極２２ａと全面ベタの透明電極１８との間で形成される斜め電界が絶縁体層５０によって邪魔されなくなり、液晶の駆動電圧が低下するのを防止することができる。
【００２５】
絶縁体層５０を設けた後で、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの周辺の絶縁体層５０の部分及び第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの周辺の絶縁体層５０の部分をともに除去するのも有効である。
図９は少なくとも１つの位相差フィルム４２を加えた液晶表示装置１０を示す図である。少なくとも１つの位相差フィルム４２は一対の偏光子２６、２８の間のあらゆる位置に設けられることができる。
【００２６】
この実施例における位相差フィルム４２は、位相差フィルム４２の主屈折率ｎx 、ｎy 、ｎz のうち、フィルム面方向の屈折率をｎx 、ｎy （隣接する偏光子の吸収軸に直交する方向の屈折率をｎx 、平行な方向の屈折率をｎy ）、フィルム法線方向の屈折率をｎz としたとき、
ｎx ≧ｎz 、ｎy ≧ｎz （ただし、ｎx ＝ｎy ＝ｎz を除く）（１）
の関係が成り立つ性質を備えているものとする。屈折率ｎx 、ｎy の間に例えばｎx ＞ｎy の関係が成り立つとき、ｘ方向を遅相軸と言う。ここで、位相差フィルム４２の厚さをｄとしたとき、ＲxZ＝（ｎx −ｎz ）ｄ、ＲYZ＝（ｎY −ｎz ）ｄと定義する。
【００２７】
図１０は位相差フィルム４２のない液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線４６は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト１０となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線４６から、ＴＮ型液晶表示装置の視角特性よりも広い視角で良好なコントラストが得られることが分かる。この等コントラスト曲線４６では、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方位でコントラスト１０となる視角は、３８度である。
【００２８】
図１１は図９の液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線４８は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト１０となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線４８では、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方位でコントラスト１０となる視角は、約７０度である。従って、位相差フィルム４２を挿入することによって良好な視角特性を得ることができる。
【００２９】
まず、図９の構成において、１枚の位相差フィルム４２を挿入し、ＲxZ、ＲYZをさまざまに変化させて視角特性を調べた。ＲxZ、ＲYZを変化させて、４５度の方位においてコントラストが１０となる視角を求めた。
図１２はコントラストが１０となる等視角曲線を示す図である。視角が７０度、６０度、５０度、４０度になる曲線がＲxZ−ＲYZ座標にプロットされている。図２３のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する液晶表示装置では、四方向の視角特性は同じであるので、１３５度、２２５度、３１５度の方位でも同様の結果が得られる。
【００３０】
上記したように、図１０において、４５度の方位でコントラストが１０になる視角は３８度である。従って、図１２においてコントラストが１０になる視角が３８度以上となる範囲では、位相差フィルム４２を追加した効果がある、ということになる。
図１２においてコントラストが１０になる視角が３８度以上となるのは、ＲxZ、ＲYZについて下記の条件が満たされるときである。
【００３１】
ＲYZ≧ＲxZ−２３０ｎｍ
ＲYZ≦ＲxZ＋１３０ｎｍ
ＲYZ≦−ＲxZ＋１０６０ｎｍ
これらの条件を書き換えると、以下のようになる。
−１３０ｎｍ≦（ｎx −ｎy ）ｄ≦２３０ｎｍ
（（ｎx ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄ≦５３０ｎｍ
ここで、 Ｒ＝（ｎx −ｎy ）ｄ、Ｒt ＝ （（ｎx ＋ｎy ）／２−ｎz ）ｄとすると、位相差フィルム４２の満たすべき条件は、
−１３０ｎｍ≦Ｒ≦２３０ｎｍ （２）
Ｒt ≦５３０ｎｍ
になる。
【００３２】
液晶パネルのΔｎｄLC（ｄLCは液晶層の厚さ）を変化させて同様にＲ、Ｒt の最適条件を求めた結果、Ｒの最適条件は液晶パネルのΔｎｄLCに依らずに常に、
−１３０ｎｍ≦Ｒ≦２３０ｎｍ （２）
であることが分かった。
一方、Ｒt の最適条件は液晶パネルのΔｎｄLCに依存する。ΔｎｄLCとＲt の最適条件の上限との関係を調べたところ、図１３に示す関係が得られた。液晶パネルのΔｎｄLC＝ＲLCとすると、Ｒt の最適条件の上限は１．６×ＲLCの関係がある。従って、Ｒt はこの上限よりも下の範囲にあればよい。すなわち、
Ｒt ≦１．６×ＲLC
である。
【００３３】
以上は、一対の偏光子２６、２８の間に１枚の位相差フィルム４２を挿入した場合の考察である。この考察は、一対の偏光子２６、２８の間に複数の位相差フィルムを挿入した場合にも拡張される。例えば、偏光子２６、２８がＰＶＣフィルムとＴＡＣフィルムとを積層した構造のものである場合には、内側のＴＡＣフィルムが本願の式（１）で定義した位相差フィルムの作用をする。従って、それらの位相差フィルムと位相差フィルム４２とを加えると、３枚の位相差フィルムが一対の偏光子２６、２８の間に挿入されていることになる。
【００３４】
そこで、Ｎ枚の位相差フィルムが一対の偏光子２６、２８の間に挿入されている場合について、上記と同様にして検討した。Ｎ個の位相差フィルムのＲをＲ1 、Ｒ2 、・・・ＲN とし、Ｒt をＲt1、Ｒt2、・・・ＲtNとすると、最適条件は以下の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
−１３０ｎｍ≦Ｒ1 ≦２３０ｎｍ （２）
…
−１３０ｎｍ≦ＲN ≦２３０ｎｍ
Ｒt1＋Ｒt2＋・・・ＲtN≦１．６×ＲLC （３）
以上は、コントラストが１０になる視角が３８度以上となる条件についてであった。これをさらに拡大して、コントラストが１０になる視角が５０度以上となる条件について検討すると、下記の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
【００３５】
ｎx ≧ｎz 、ｎy ≧ｎz （ただし、ｎx ＝ｎy ＝ｎz を除く）（１）
−５０ｎｍ≦Ｒ1 ≦１５０ｎｍ （４）
…
−５０ｎｍ≦ＲN ≦１５０ｎｍ
Ｒt1＋Ｒt2＋・・・ＲtN≦１．３×ＲLC （５）
図１１は、３枚の位相差フィルムを含む構成において、ΔｎｄLC＝ＲLC＝３３０ｎｍ、Ｒ＝（ｎx −ｎy ）ｄ＝５０ｎｍ、Ｒt ＝２００ｎｍとしたときの等コントラスト曲線を示している。位相差フィルム４２は日本合成ゴム製のＡＲＴＯＮフィルム（Ｒ＝５０ｎｍ、Ｒt ＝２００ｎｍ）を用い、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と直交となるように配置した。
【００３６】
図１４は図３の電極の変形例（１画素分）を示す平面図である。図１５は図１４の第１のストライプ状の電極２２ａを示す平面図である。図１６は図１４の第２のストライプ状の電極２２ｂを示す平面図である。この画素の特徴は他の実施例にも適用可能である。図７に示されるように、第１のストライプ状の電極２２ａと第２のストライプ状の電極２２ｂとは、絶縁体層５０ａを介して重ねられている。
【００３７】
図１４の液晶表示装置１０では、一方の基板１４が、ゲートバスライン３０と、データバスライン３２と、ＴＦＴ３４とを含むアクティブマトリクスを有する。さらに、コモンバスライン４０がある。ゲートバスライン３０とデータバスライン３２とで囲まれた概略矩形状の画素５２内には、第１及び第２のグループのストライプ状の電極２２ａ、２２ｂが設けられている。第１のグループのストライプ状の電極２２ａは第１の接続電極２２ｃによってＴＦＴ３４に接続されている。第２のグループのストライプ状の電極２２ｂは第２の接続電極２２ｄによってコモンバスライン４０に接続されている。
【００３８】
図１４及び図１５において、第１のグループのストライプ状の複数の電極２２ａは、互いに平行な第１のサブグループの直線部分（図１４及び図１５の水平な中央線よりも上の要素）と、互いに平行で該第１のサブグループの直線部分に対して角度をなした第２のサブグループの直線部分（図１４及び図１５の水平な中央線よりも下の要素）を含む。全ての直線部分はデータバスライン３２に対して２度から８８°の角度をなす。好ましくは、全ての直線部分はデータバスライン３２に対して４５度の角度をなす。
【００３９】
第１のサブグループの直線部分と第２のサブグループの直線部分とは互いに９０度をなすように配置されている。つまり、第１のグループのストライプ状の電極２２ａは直角の屈曲部を有する。第１のサブグループの直線部分は図１４及び図１５の水平な中央線に関して第２のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第１のサブグループの直線部分は第２のサブグループの直線部分と点対称に配置されることもできる。第１及び第２のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【００４０】
図１４及び図１６において、第２のグループのストライプ状の複数の電極２２ｂは、互いに平行な第３のサブグループの直線部分（図１４及び図１６の水平な中央線よりも上の要素）と、互いに平行で該第３のサブグループの直線部分に対して角度をなした第４のサブグループの直線部分（図１４及び図１６の水平な中央線よりも下の要素）を含む。第３のサブグループの直線部分と第４のサブグループの直線部分とは互いに９０度をなすように配置されている。第３のサブグループの直線部分は図１４及び図１６の水平な中央線に関して第４のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第３及び第４のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【００４１】
一画素内において、第１の接続電極２２ｃは画素５２の周辺部（画素５２を規定するゲートバスライン３０とデータバスライン３２のわずかに内寄りの領域）に設けられ、第１のグループのストライプ状の電極２２ａを一緒に接続し、そして、第２の接続電極２２ｄが画素５２の周辺部に設けられ、第２のグループのストライプ状の電極２２ｂを一緒に接続する。第１の接続電極２２ｃは第２の接続電極２２ｄと絶縁体層５０ａを介して少なくとも部分的にオーバーラップしている。
【００４２】
図１４に示されるように、第２の接続電極２２ｄの幅は第１の接続電極２２ｃの幅よりも大きく、第１の接続電極２２ｃは第２の接続電極２２ｄの内方エッジに載るように位置し、短絡を防止するために第１の接続電極２２ｃがゲートバスライン３０及びデータバスライン３２から少しでも離れるようになっている。
第１の接続電極２２ｃは第１のグループのストライプ状の電極２２ａの第１及び第２の直線部分の端部を一緒に接続する接続電極部分２２ｃｐ、２２ｃｑを含む。接続電極部分２２ｃｐは画素５２の周辺部においてゲートバスライン３０と平行に延び、該第１及び第２の直線部分の端部同志を接続する。接続電極部分２２ｃｑは画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に断片的に延び、第１のグループのストライプ状の電極２２ａの第１及び第２の直線部分のうちの少なくとも２つの直線部分の端部同志を接続する。
【００４３】
特に、接続電極部分２２ｃｑが画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に設けられる構成により、例えば画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分をなくすことができる。画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分は画素の開口率をかなり低下させるが、画素５２の周辺部に接続電極部分２２ｃｑを設けることによって画素の開口率を改善することができる。
【００４４】
接続電極部分２２ｃｑをゲートバスライン３０と平行に断片的に設けることにより、ゲートバスライン３０の近くにある接続電極部分２２ｃｑの量を少なくし、接続電極部分２２ｃｑとゲートバスライン３０との短絡の可能性を低減する。第１の接続電極２２ｃはさらに画素５２の水平な中央線に沿って断片的に設けられた接続電極部分２２ｃｒを有する。この接続電極部分２２ｃｒは特に必要ではないが、接続電極部分２２ｃｒは第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの屈曲部において液晶の配向が乱れてディストリネーションが生じるのを防止することができる。
【００４５】
第１のグループのストライプ状の電極２２ａの１つの直線部分の端部（図１５にａで示される）が画素の短辺の角に位置し、もう１つの直線部分の端部（図５１にｂで示される）が画素のもう１つの短辺の角に位置している。端部ａを有する直線部分から、その他のほとんどの直線部分及び第１の接続電極の接続電極部分２２ｃｑを通って、端部ｂを有するもう１つの直線部分へいたる実質的に連続的なシリーズの電気経路が形成されている。つまり、第１の接続電極の接続電極部分２２ｃｑは第１のグループのストライプ状の電極２２ａの電気的な接続を達成するのに必要な最小の部分にのみ設けられる。
【００４６】
第２の接続電極２２ｄは第２のグループのストライプ状の電極２２ｂの第３及び第４の直線部分の端部を一緒に接続するために画素５２の周辺部においてゲートバスライン３０と平行に延びる接続電極部分２２ｄｐと、画素５２の周辺部においてデータバスライン３２と平行に延びる接続電極部分２２ｄｑとを有する。第２の接続電極２２ｄはさらに画素の水平な中央線に沿って配置された補助容量電極として作用する接続電極部分２２ｄｒを有する。接続電極部分２２ｄｒは第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの屈曲部において液晶の配向が乱れてディスクリネーションが生じるのを防止することもできる。接続電極部分２２ｄｒはなくてもよい。第２の接続電極２２ｄはさらに複数の点において隣接の画素の同様の接続電極と接続するための外方突起２２ｄｓを有する。これらの外方突起２２ｄｓは図１４のコモンバスライン４０の一部である。つまり、１画素の第２の接続電極２２ｄは複数のコモンバスライン４０により隣接の画素の第２の接続電極に接続される。
【００４７】
以下図１７から図２６を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１７及び図１８は図１及び図２に相当する図であり、液晶分子の配向をより詳細に示している。図１９（Ａ）、（Ｂ）は誘電体層３６の表面の近傍の部分を示す図である。
図１７から図１９（Ｂ）に示される液晶表示装置１０において、カラーフィルタ基板１２はその全面を覆う透明電極１８と誘電体層３６を有し、ＴＦＴ基板１４は第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する。第１ストライプ状の電極２２ａはＴＦＴ３４に接続され、データ電圧を受ける。第２のストライプ状の電極２２ｂはコモンバスライン４０に接続され、コモン電圧を受ける。誘電体層３６の表面は平坦であり、基板の表面に対して実質的に平行である。さらに、液晶層１６は正の誘電率異方性を有し、垂直配向膜２０、２４、及び偏光板２６、２８が配置されている。偏光板２６、２８は透過軸が互いに直交するように、両基板１２、１４の外側に貼り付けられている。絶縁体層は一括して５０で示した。
【００４８】
液晶分子は電圧無印加時（図１７、図１９（Ａ））に基板１２、１４に対して垂直に配向し、光が液晶パネルを透過しない。電圧印加時（図１８、図１９（Ｂ））には、液晶分子が第１ストライプ状の電極２２ａと透明電極１８との間に形成される斜め電界Ｆ0 に沿って配向し、基板１２、１４に対して斜めになり、液晶１６の複屈折効果により光が液晶パネルを透過する。すなわち、誘電体層３６の表面が平坦であると、電圧無印加時には図１９（Ａ）に示されるように全ての液晶分子は誘電体層３６の表面に対して垂直に配向する。電圧印加時には図１９（Ｂ）に示されるように液晶分子は斜め電界Ｆ0 に沿って配向し、基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する。液晶分子が基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する際、垂直配向膜２０の配向規制力があるために、液晶分子が図１９（Ａ）の状態から図１９（Ｂ）の状態に移行するのに時間がかかる。すなわち、液晶の駆動の応答性が低く、駆動電圧を高くしなければならない。
【００４９】
図２０（Ａ）から図２２は図１７から図１９（Ｂ）を参照して説明した問題点を解決する本発明の実施例を示す図である。図２０（Ａ）から図２２においては、誘電体層３６の表面が曲面に形成されている。垂直配向膜２０も誘電体層３６の表面と同様に曲面に形成される。誘電体層３６の表面の曲面形状は、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層３６の表面が平面のときよりも誘電体層３６の表面の同じ点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるようになっている。すなわち、誘電体層３６の表面が、誘電体層３６の表面の法線ベクトルが電気力線に平行に近づく方向に傾くようにする。図２０（Ａ）は電圧無印加時の液晶分子の配列を示している。液晶分子は電圧無印加時に誘電体層３６の表面に対して垂直に配向、基板１２、１４の表面に対して斜めに配向する。このように、誘電体層３６の付近の液晶分子をあらかじめ倒しておくことで、図２０（Ｂ）のように電圧を印加したときに、液晶分子全体が倒れやすくなり、よって液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度が高速になる。
【００５０】
すなわち、液晶分子を図２０（Ａ）の状態から図２０（Ｂ）の状態へ傾けた場合の方が、液晶分子を図１９（Ａ）の状態から図１９（Ｂ）の状態へ傾ける場合よりも、液晶分子の配列の変化量が小さく、かつ、配向の規制力の影響が小さいため、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【００５１】
次に、図２１において、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの間隙に対応する誘電体層３６の表面の部分（例えば３６ｘ）が傾斜していると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対して幾らか斜めになり、光が漏れ、コントラストが低下する問題がある。
そこで、図２３のように、誘電体層３６の表面の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂに対応する部分３６ａ、３６ｂのみを湾曲させ、誘電体層３６の表面の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂの間隙に対応する部分３６ｘを基板面と平行にする。こうすれば、表示に影響するストライプ状の電極の間隙に位置する液晶分子は電圧無印加時に垂直に配向しているため、上記した光漏れは発生しない。
【００５２】
一方、コモン電圧を受ける第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体層３６の表面の部分３６ｂは突起状に突出させ、データ電圧を受ける第１のストライプ状の電極２２ａに対応する誘電体層３６の表面の部分３６ａは溝状に窪ませる。従って、第１のストライプ状の電極２２ａに対向する誘電体層３６の部分３６ａが最も薄く、第２のストライプ状の電極２２ｂに対向する誘電体層３６の部分３６ｂが最も厚くなっている。また、突起状の部分３６ｂ及び溝状の部分３６ａの両側はスロープになっている。スロープの部分を含めた突起状の部分３６ｂの幅は第２のストライプ状の電極２２ｂの幅と同じかそれよりも狭く、スロープの部分を含めた溝状の部分３６ａの幅は第１のストライプ状の電極２２ａと同じかそれよりも狭い。従って、この場合には、誘電体層３６の表面を湾曲させる領域は、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ上のみである。
【００５３】
アクティブマトリクス駆動の場合、ゲートバスライン３０にはパルス状に選択電圧が印加され、パルス状の電圧が印加されていないときには通常マイナス数ボルトの電圧がかかっている。このため、ゲートバスライン３０と、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ（第１及び第２の接続電極２２ｃ、２２ｄ、コモンバスライン４０）間に大きな電界が生じる（図２４）。そのため、ゲートバスライン３０と第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂとの間に十分な距離をとったり、遮蔽電極が必要であったりし、開口率が低下する問題かある。
【００５４】
図２４はゲートバスライン３０と第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に生じる電界により液晶の配向が乱れることを説明するための図である。図２４において、領域ＲＡ、ＲＢが液晶の配向が乱れる領域である。
図２５は誘電体層３６の表面を湾曲させることにより図２４に示した液晶の配向を防止する例を示す図である。誘電体層３６の表面は、ゲートバスライン３０と第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に発生する電界と、誘電体層３６の上の配向膜２０による配向規制力を釣り合わせ、誘電体層３６付近の液晶分子（領域ＲＣの液晶分子）を基板と垂直に配向させる。この場合、ゲートバスライン３０に対応する誘電体３６の部分の厚さをＬ1 とし、第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体３６の部分の厚さをＬ2 とすると、領域ＲＣにおいては、Ｌ1 ＞Ｌ2 となるように誘電体層３６の表面を湾曲させている。
【００５５】
第２のストライプ状の電極２２ｂにはほぼ一定のコモン電圧が印加されるため、ゲートバスライン３０の電圧とコモン電圧によって作られる電界と配向規制力を釣り合わせればよい。第１のストライプ状の電極２２ａについては、第１のストライプ状の電極２２ａにはＡＣ電圧が印加されるので、そのほぼ中間の電圧であるコモン電圧とほぼ同じ電圧が印加されていると想定して、電界と配向規制力を釣り合わせる。その結果、ゲートバスラインとストライプ状の電極との距離を狭めること、及び遮蔽電極の幅を小さくすることが可能になり、開口率を向上することができる。
【００５６】
図２６は、誘電体層３６の表面を曲面にすることによりレンズとしての効果が付加的に得られることを示す図である。図２６の誘電体層３６は凹レンズ状になる。よって、誘電体層３６はレンズとしての機能をもち、第２のストライプ状の電極２２ｂに向かおうとする光を第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ間の間隙の開口部に集光して、実質的な開口率を高くすることができる。このとき、光は誘電体層３６の設けられた基板側からその基板にほぼ垂直に照射する。
【００５７】
図２３の例の１５型ＸＧＡ液晶表示装置を次のようにして製作した。一方の基板１２の透明電極１８の上に誘電体層３６を形成し、フォトリソ工程で第１のストライプ状の電極２２ａに対応する誘電体層３６の部分３６ａを溝状に形成し、熱硬化させた後、さらにもう一層樹脂を重ねて塗布し、フォトリソ工程で第２のストライプ状の電極２２ｂに対応する誘電体層３６の部分３６ｂを突起状に形成し、熱硬化させた。樹脂はＮＮ７００（ＪＳＲ）を使用した。熱を加えることで、突起状の部分３６ｂあるいは溝状の部分３６ａの角が丸くなり、スロープが生じる。垂直配向膜ＪＡＬＳ２０４（ＪＳＲ）を塗布した。もう一方の基板１４を形成した後、両基板１２、１４を貼り合わせ、液晶はＺＬＩ４５３５（メルクジャパン）を注入した。また、上記と同様な条件で誘電体層３６の表面が平坦である液晶パネルを形成した。両液晶表示装置を比較したところ、コントラストを低下させることなく、同じ駆動電圧で白輝度が１５％上昇し、応答速度が１割向上した。
【００５８】
図２７から図２９は他の実施例を示す図である。
図２７は図１４と類似したアクティブマトリクスを示している。このアクティブマトリクスを有する液晶表示装置は、図７を参照して説明したように、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂ、及び第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂを有する。
【００５９】
図２８は図２７の第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを有する基板１４を示し、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂを覆う絶縁体層５０ａ、５０ｂが示されている。
絶縁体層５０ａ、５０ｂは第２のストライプ状の電極２２ｂ上に開口部５０ｈを有し、この開口部５０ｈの側壁は順テーパになっている。つまり、開口部５０ｈはＴＦＴ基板１４側からカラーフィル基板１２側（図示せず）に向かって広がるように形成されている。開口部５０ｈの輪郭は図２７にも示されている。また、カラーフィルタ基板１２は図１に示された全面ベタの透明電極１８を有する。
【００６０】
図２８において、上記したように、電圧を印加すると、第１のストライプ状の電極２２ａから透明電極１８へ向かって斜め電界Ｆ0 が形成され、液晶分子は斜め電界Ｆ0 に平行になるように配向する。第１のストライプ状の電極２２ａと第２のストライプ状の電極２２ｂとの間に形成される横電界は斜め電界Ｆ0 による液晶の配向を助けるように作用する。しかし、第２のストライプ状の電極２２ｂの近くの電界は必ずしも斜め電界Ｆ0 と一致するものではなく、液晶分子は斜め電界Ｆ0 に沿った液晶の配向とは異なる配向をする。しかし、開口部５０ｈのテーパー壁５０ｉに隣接する液晶分子は、その壁面に垂直に配向し、その配向方向は斜め電界Ｆ0 に沿った液晶の配向と一致する。従って、液晶分子の配向が改善される。
【００６１】
図２９は図２８の絶縁体層５０ａ、５０ｂの開口部の変形例を示す図である。開口部５０ｈが第２のストライプ状の電極２２ｂ上で絶縁体層５０ａ、５０ｂに形成され、そして、開口部５０ｊが第１のストライプ状の電極２２ａ上で絶縁体層５０ａ、５０ｂに形成されている。これらの開口部５０ｈ、５０ｊの端部はそれぞれ第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂよりも狭くなっていて、これらの電極に隠されるようになっている。図２８に示したように開口部５０ｈのテーパー壁５０ｉに隣接する液晶分子は電圧無印加時にその壁面に垂直に配向するので、電圧無印加時にはその部分で液晶の配向が乱れて光漏れの原因となる。図２９に示されるように、開口部５０ｈ、５０ｊの端部をそれぞれの電極上に配置することにより、開口端部による液晶の配向の乱れを遮光することができ、コントラストが向上する。
【００６２】
図３０から図３４はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板１２は透明電極１８と配向膜２０との間に誘電体層３６を有する。
図３０においては、基板１２の表面に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上に（Ｒ、Ｇ、Ｂ成分を含む）カラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に透明樹脂層３６ｘを形成し、透明樹脂層３６ｘの上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６はカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる。
【００６３】
図３１においては、基板１２の表面にカラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上に透明樹脂層３６ｘを形成し、透明樹脂層３６ｘの上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６は透明樹脂層３６ｘからなる。
図３２においては、基板１２の表面に透明電極１８を形成し、透明電極１８の上にカラーフィルタ層３８を形成し、カラーフィルタ層３８の上に配向膜２０を形成している。誘電体層３６はカラーフィルタ層３８からなる。さらに、基板１２にはブラックマトリクスが適切に設けられる。
【００６４】
このような誘電体層３６を形成する場合、厚さ（ｄ）と比誘電率（ε）との比（ｄ／ε）の値が適切でないと、ディスプレイとして十分な輝度が得られない。また、誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘからなる図３１の構成の場合には、液晶パネルを作製し、表示させた際、画面の焼きつきが発生することがある。
誘電体層３６がカラーフィルタ層３８からなる図３２の構成の場合には、画面の焼きつきの問題はないが、液晶層１６とカラーフィルタ層３８との間には、薄い配向膜２０しかないため、カラーフィルタ層３８による液晶層１６の汚染により、液晶パネルの電圧保持率が低下する問題がある。
【００６５】
カラーフィルタの比誘電率（ε）は、透明樹脂の場合と比べて高めの数値をもつ。例えば、透明樹脂のもつ比誘電率がおよそ３〜３．３であるのに対して、カラーフィルタの比誘電率は３．５〜４である。透明電極１８は誘電体層３６の下にあるので、透明電極１８から液晶に印加される電圧は誘電体層３６の影響を受ける。誘電体層３６の比誘電率が異なる場合、液晶に印加される電圧を同じにするためには、誘電体層３６の膜厚を変える必要がある。例えば、比誘電率の値が高い場合には、それに応じて膜厚を増加すればよい。具体的には、誘電体層１のもつ比誘電率ε１と膜厚ｄ１、誘電体層２のもつ比誘電率ε２と膜厚ｄ２とした場合、液晶層にかかる電圧が同じになるためには、（ｄ１／ε１）＝（ｄ２／ε２）の関係があることが必要である。
【００６６】
実際に多くの樹脂について検討を行った結果、表示輝度は、誘電体層３６の比誘電率と膜厚に関係することが分かった。
図３３は、誘電体層３６の比誘電率をε（単位ｆ）、膜厚をｄ（μｍ）とした膜厚ｄを比誘電率εで割った値（ｄ／ε、単位はｆ／μｍ）をｘ軸とし、１０Ｖを印加したときの透過率をｙ軸とした場合の関係を示す。
【００６７】
輝度（透過率）はｄ／εの値が０．７ｆ／μｍの付近にピークを迎える。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍを越えると、輝度は若干低下する。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍ以下の場合、輝度はｄ／εの値の低下とともに低下する。このため、ｄ／εの値は０．５ｆ／μｍ以上であるのが好ましい。ｄ／εの値が０．７ｆ／μｍ以上では、誘電体層自身の透過率が低下してしまうこともあり、輝度は低下に転じてしまう。このため、ｄ／εの値は大きくなりすぎないことも重要で、ｄ／εの値は０．９ｆ／μｍ以下であるのが好ましい。
【００６８】
誘電体層３６の画面の焼きつきは抵抗率に関係する。誘電体層３６の抵抗率が低いほど、画面の焼きつきの程度が小さくなる傾向がある。誘電体層３６の厚さが厚くなると、抵抗率が高くなり、画面の焼きつきの程度が大きくなる。
誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘからなる構成の場合、輝度を満足するためには、ある程度の厚さが必要になる。すると、抵抗率が高くなって焼きつきが生じやすい。逆に、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８からなる構成の場合、従来の典型的な厚さのカラーフィルタ層３８では、輝度が十分になるとは言えない。しかし、抵抗率はそれほど高くなく、画面の焼きつきが生じない。
【００６９】
従って、図３０に示されるように、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる構成にすると、上記問題点を同時に解決することができる。この場合、透明樹脂層３６ｘはカラーフィルタ層３８よりも薄くするのが好ましい。この場合の誘電体層３６の厚さが、誘電体層３６がカラーフィルタ層３８単一層の場合の誘電体層３６の厚さよりも厚くなり、十分な輝度を確保するのに適した厚さになる。そして、この場合の誘電体層３６の抵抗率が、誘電体層３６が透明樹脂層３６ｘ単一層の場合の誘電体層３６の抵抗率よりも低くなり、画面の焼きつきが生じなくなる。また、カラーフィルタ層３８の外側に緻密度の高い透明樹脂層３６ｘがあるので、カラーフィルタ層３８による液晶汚染がなくなり、電圧保持率が低下する問題も解決される。
【００７０】
誘電体層３６がカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘとからなる構成の場合には、上記単一層の場合と同様に、厚さと比誘電率は以下の関係を満たすのが好ましい。
カラーフィルタ層３８は比誘電率ε１と膜厚ｄ１をもち、透明樹脂層３６ｘは比誘電率ε２と膜厚ｄ２とをもつとしたとき、０．５＜（ｄ１／ε１）＋（ｄ２／ε２）の関係がある。好ましくは、０．５＜（ｄ１／ε１）＋（ｄ２／ε２）＜０．９の関係がある。
【００７１】
図３４は、カラーフィルタ層３８の厚さは２μｍとしたときの、誘電体層３６の透明樹脂層３６ｘの厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。画面の焼きつきは、液晶パネルにＤＣ３Ｖを印加した前後の輝度の差の二乗和（ＳT ）であらわした。透明樹脂層３６ｘの厚さが大きいほど、画面の焼きつきの程度は大きくなることが分かる。これは、誘電体層３６内で透明樹脂層３６ｘの占める割合が大きくなり、透明樹脂層３６ｘの下にある、抵抗の低いカラーフィルタ層３８の効果が少なくなってしまい、電荷が溜まりやすくなるためと思われる。すなわち、誘電体層３６として利用されるカラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘのうち、比誘電率が高く、抵抗率も高いカラーフィルタ層３８が占める割合を大きくしないと、焼きつき防止の効果は上がらない。カラーフィルタ層３８の上に形成する透明樹脂層３６ｘの膜厚は、可能な限り薄くすることが望ましい。
【００７２】
下の表１は、図３０から図３２の本発明を用いた場合の面焼きつきの程度と電圧保持率について示す。
【００７３】
透明樹脂は、通常の透明レジスト（例えばシプレイＳ１８０８等）を形成した後に、フォトブリーチング工程により、色抜きを行って使用してもよい。次に、透明樹脂上に垂直配向膜を塗布する。
一方のＴＦＴ基板には、ゲートバスライン、データバスライン、及びＴＦＴを含むアクティブマトリクスと、第１及び第２のストライプ状の電極２２ａ、２２ｂと、垂直配向膜とを形成する。
【００７４】
このようにして形成された液晶パネルは、カラーフィルタ層３８と透明樹脂層３６ｘを合わせたｄ／εの値が約０．６となり、図３３におけるピークに近い状態になり、輝度向上の効果がある。また、この条件での面焼きつきもなく、高い電圧保持率を維持することができる。
図３５はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板１２は透明電極１８と配向膜２０との間に誘電体層３６ｙを有する。誘電体層３６ｙは、光学的に異方性を有するものである。つまり、図９の構成においては、誘電体層３６（図９には示されず）とは別に位相差フィルム４２が設けられているが、図３５の構成においては、誘電体層３６ｙは誘電体層３６としての機能と位相差フィルム４２の機能とを合わせもつものである。従って、位相差フィルム４２に関しての上記説明は誘電体層３６ｙにもあてはまる。式（１）〜（５）及び図１０〜１３も誘電体層３６ｙに適用される。ここでは、繰り返しの説明はしない。
【００７５】
誘電体層３６ｙは、光重合基を導入した高分子液晶やディスコティック液晶などで形成されることができる。図３６は、誘電体層３６ｙとして使用可能なディスコティック液晶の例を示す図である。例えば、誘電体層３６ｙの形成において、ガラス基板１２上に透明電極１８を形成し、透明電極１８上に誘電体層を配向させるための配向層（例えばＪＳＲ製のＡＬ３０４６）を形成する。この配向層の上に溶剤と混合したディスコティック液晶を塗布し、ホットプレート上で溶剤を揮発させた後、紫外線を照射して硬化させ、誘電体層３６ｙを形成する。加熱によって硬化させてもよい。さらに、誘電体層３６ｙの上に垂直配向膜２０を形成する。この実施例によれば、視角特性に優れた液晶表示装置を簡単に製造することができる。
【００７６】
比誘電率εと膜厚ｄとの間には、０．５＜ｄ／ε＜０．９の関係がある。
透明樹脂層の厚さはカラーフィルタ層の厚さよりも薄い。
配向層の上に主誘電体層を塗布して配向させ、光照射又は加熱により硬化させてある。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電圧無印加時の本発明の液晶表示装置の基本形態を示す断面図である。
【図２】電圧印加時の図１の液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図４】図１の偏光子の吸収軸の関係を示す図である。
【図５】誘電体層がない場合の電界の形成を示す図である。
【図６】誘電体層がある場合の電界の形成を示す図である。
【図７】ストライプ状の電極を覆う絶縁体層を含む例を示す図である。
【図８】絶縁体層に開口部を設けた例を示す図である。
【図９】位相差フィルムを含む例を示す図である。
【図１０】位相差フィルムのない液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図１１】位相差フィルムのある液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図１２】ＲXZ−ＲYZ座標上でコントラストが１０となる等視角曲線を示す図である。
【図１３】ＲLC−Ｒt の関係を示す図である。
【図１４】図３の変形例として一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す図である。
【図１５】図１４の第１のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図１６】図１４の第２のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図１７】図１と類似した液晶表示装置を示す断面図である。
【図１８】図２と類似した液晶表示装置を示す図である。
【図１９】図１７及び図１８の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図２０】図２１及び図２２の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図２１】電圧無印加時の本発明の一実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図２２】電圧印加時の図２１の液晶表示装置を示す図である。
【図２３】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２４】ゲートバスラインと第１のストライプ状の電極との間に生じる電界により液晶の配向が乱されることを説明するための液晶表示装置を示す図である。
【図２５】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２６】図２１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図２７】他の実施例の一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図２８】図２７のストライプ状の電極を有する基板を示す断面図である。
【図２９】図２８の基板の変形例を示す図である。
【図３０】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図３１】図３１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図３２】図３１の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図３３】ｄ／εと透過率との関係を示す図である。
【図３４】カラーフィルタ層の厚さが２μｍのときの、誘電体層の透明樹脂層の厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。
【図３５】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図３６】図３５の誘電体層として使用可能なディスコティック液晶を示す図である。
【符号の説明】
１２…基板
１４…基板
１６…液晶層
１８…透明電極
２０…配向膜
２２ａ、２２ｂ…ストライプ状の電極
２４…配向膜
３６…誘電体層
３６ｘ…透明樹脂層
３６ｙ…誘電体層
３８…カラーフィルタ
５０…絶縁体層
５０ｈ…開口部
Claims (6)
- 一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層の表面が平面のときよりも誘電体層の表面のその点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるように、該誘電体層の表面が曲面形状に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該一方の基板に該ストライプ状の電極を覆って設けられた絶縁体層とを備え、
該絶縁体層は該ストライプ状の電極上に開口部を有し、該開口部の側壁はテーパになっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層のもつ比誘電率εと膜厚ｄとの間には、０．５＜ｄ／εの関係があることを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層は、カラーフィルタ層と透明樹脂層とからなり、前記透明電極からこの順番で重ねられていることを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された１画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層が光学的に異方性を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 該誘電体層は、主誘電体層と、主誘電体層を配向させるための配向層とからなることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
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