JP5152352B2 - 液晶表示用基板及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示用基板及びこの基板を備えた液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置を用いた電子機器の軽量化が進み、携帯電話、モバイルＰＣなどのような情報機器が、公共の場で使用される機会が増加している。公共の場で情報機器を使用すると、液晶表示装置に表示された機密情報又はプライベート情報が、周辺の他者に視認される可能性がある。

公共の場で液晶表示装置に機密情報又はプライベート情報を表示させる場合には、液晶表示装置は狭い視野となり、液晶表示装置に表示される情報を複数の者が見る場合には、液晶表示装置は広い視野となることが好ましい。視野制御の方式には、概ね２方式がある。

第１の視野制御方式は、特許文献１（特許第３３２２１９７号公報）及び特許文献２（特許第４３６７２０６号公報）に開示されている。この第１の視野制御方式では、主たる表示を行う液晶表示素子と、広視野と狭視野とを切り替える視野角制御用液晶素子との２枚の液晶パネルが用いられる。特許文献１では、視野角制御用液晶素子が位相差制御用素子であり、この位相差制御用素子に印可する電圧の有無で広視野と狭視野を切り替える。特許文献２は、視野角制御用液晶素子に明るい領域と暗い領域のチェッカーフラグ・パターンを形成し、表示用液晶表示装置の表示を見づらくさせる技術である。特許文献１及び特許文献２は、いずれも視野角制御用液晶素子を配設することが必要で表示装置全体が厚くかつ重くなり、実用的でない場合がある。表示装置が厚くかつ重くなると、携帯電話、モバイルＰＣなどの携帯用個人端末の利便性は低下する。

第２の視野制御方式として、１枚の表示用液晶表示素子の画素に新たに視野角制御用画素を加える、又は、表示用画素の一部に視野角制御用領域を設ける方式がある。この第２の視野制御方式は、視野角制御用液晶素子を付加することが不必要なため、携帯用表示機器に適している。視野角制御用画素を加える方式の一例として、特許文献３（特開２０１０−１２８１２６号公報）が挙げられる。特許文献３では、視野角制御用サブ画素が視野角制御に用いられる。視野角制御用領域を設ける方式の一例として、特許文献４（特開２００７−６５０４６号公報）が挙げられる。特許文献４では、一画素内に第１の対向電極と第２の対向電極が設けられており、薄膜トランジスタと接続される第１の対向電極と第２の対向電極との間で、異なる対向電圧が印加され、第２の対向電極が視野角制御に用いられる。視野角制御用画素を用いる場合、及び対向電極が別形成された視野角制御領域を設ける場合においては、実効的な表示面積は減少し、表示が暗くなる場合がある。視野角制御用画素又は視野角制御領域を採用することにより、表示内容は周囲の第三者に視認されにくくはなる。しかしながら、観察者（液晶表示装置の使用者）であっても、視野角制御用画素又は視野角制御領域の光が目に入りやすいため、表示品質が低下する場合がある。加えて、特許文献４に示される技術は、２種の対向電圧が必要で電源系が複雑になる。また、特許文献４では、高コントラストの液晶表示装置に適用されるＶＡ（垂直配向：Vertically Alignment）液晶又はＥＣＢ（Electrically Changed Birefringence）液晶について検討されていない。

通常のＶＡ方式又はＥＣＢ方式などの液晶表示装置は、共通電極を備えたカラーフィルタ基板と、液晶を駆動する複数の画素電極（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子と電気的に接続され、櫛歯状パターン状に形成された透明電極）を備えたアレイ基板とで、液晶を挟持する基本的構成を持つ。この構成では、カラーフィルタ上の共通電極とアレイ基板側に形成された画素電極との間に駆動電圧が印加され、液晶が駆動される。画素電極及びカラーフィルタ表面の共通電極に用いられる透明導電膜は、通常、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ(Indium Garium Zinc Oxide)などの導電性の金属酸化物の薄膜が用いられる。

特許第３３２２１９７号公報 特許第４３６７２０６号公報 特開２０１０−１２８１２６号公報 特開２００７−６５０４６号公報

上述したように、従来の視野角制御においては、余分な視野角制御用液晶素子を備えることによって液晶表示装置が重くかつ厚くなる場合がある。

また、従来の視野角制御においては、視野角制御用画素を備えることにより、実効的な開口率が低下する場合がある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされており、液晶表示装置が重くかつ厚くなることを防止し、開口率が低下することを防止し、効果的な視野角制御を行うための液晶表示用基板、及びこれを具備する液晶表示装置を提供することを目的とする。

第１の態様において、液晶表示用基板は、液晶表示装置に用いられる。液晶表示装置は、液晶表示用基板と、当該液晶表示用基板に液晶層を挟んで対向し、かつ、メタル配線を備えたアレイ基板とを具備する。液晶表示用基板は、多角形画素又は多角形サブピクセルと、線状パターンとを具備する。多角形画素又は多角形サブピクセルは、平面形状において向かい合い、かつ、メタル配線と平行な辺を持つ。線状パターンは、多角形画素又は多角形サブピクセルの向かい合う平行な辺に備えられ、基板面の垂直方向で前記メタル配線と対向し、斜め光を透過する。

第２の態様において、液晶表示装置は、液晶表示用基板と、当該液晶表示用基板に液晶層を挟んで対向し、かつ、メタル配線を備えたアレイ基板とを具備する。液晶表示用基板は、平面形状において向かい合い、かつ、メタル配線と平行な辺を持つ多角形画素又は多角形サブピクセルと、多角形画素又は多角形サブピクセルの向かい合う平行な辺に備えられ、基板面の垂直方向でメタル配線と対向し、斜め光を透過する線状パターンとを具備する。アレイ基板は、液晶層の液晶を駆動するアクティブ素子を備える。

本発明によれば、視野角制御において液晶表示装置が重くかつ厚くなることを防止することができ、開口率が低下することを防止することができ、効果的な視野角制御を行うことができる。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の一例を示す部分断面図。 第１の実施形態に係る液晶表示用基板の一例を示す部分断面図。 第１の実施形態に係る液晶表示用基板の一例を示す部分平面図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成と斜め光との関係の一例を示す部分断面図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置における透明パターンの形状の変形例を示す部分断面図。 第１の実施形態に係る駆動電圧無印加時の液晶表示装置の一例を示す部分断面図。 駆動電圧を印可した直後の液晶表示装置の一例を示す部分断面図。 駆動電圧を印加し一定時間経過した後の液晶表示装置の一例を示す部分断面図。 液晶表示装置の駆動電圧無印加時（初期配向状態）の第１電極Ｐ１〜Ｐ３と第２電極Ｃ１〜Ｃ３の作用の一例を示す部分断面図。 液晶表示装置の駆動電圧印加時の第１電極Ｐ１〜Ｐ３と第２電極Ｃ１〜Ｃ３の作用の一例を示す部分断面図。 サブピクセルに備えられる第１電極の第１の例を示す部分平面図。 サブピクセルに備えられる第１電極の第２の例を示す部分平面図。 サブピクセルに備えられる第１電極の第３の例を示す部分平面図。 サブピクセルの並び方の変形例を示す部分平面図。 多角形サブピクセルと第１電極Ｐ１〜Ｐ６との関係の一例を示す平面図。 第３の実施形態に係る液晶表示用基板の一例を示す部分断面図。 エッジライト式の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図。 駆動電圧を印可し、中間調表示時の液晶表示装置の一例を示す部分断面図。 第６の実施形態に係る液晶表示装置の一例を示す部分断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明を行う。

（第１の実施形態）
本実施形態においては、初期垂直配向の液晶又は初期水平配向の液晶を備えるノーマリーブラックの液晶表示装置について説明する。本実施形態においては、サブピクセル単位の構成について説明するが、本実施形態と同様の構成を画素単位に適用してもよい。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の一例を示す部分断面図である。この図１は、櫛歯状の電極の櫛歯軸に垂直な断面である。図１では、液晶表示用基板２及びアレイ基板３による液晶Ｌ１〜Ｌ１４の動作と、この動作によって実現される斜め光８とが図示されている。この図１において、垂直配向膜、偏光板、位相差板、ＴＦＴについては、図示することを省略している。

図２は、この図１のうち液晶表示用基板２の一例を示す部分断面図である。

図３は、本実施形態に係る液晶表示用基板２の一例を示す部分平面図である。この図３におけるＡ−Ａ’断面が、図１に相当する。

液晶表示装置１は、ＶＡ方式又はＥＣＢ方式であるとする。ＥＣＢ液晶としては、誘電率異方性が正の液晶を用いる。

液晶表示装置１において、液晶表示用基板２と、ＴＦＴなどの液晶駆動素子（アクティブ素子）が形成されたアレイ基板３とは対向する。液晶表示用基板２とアレイ基板３との間には、液晶層４が挟持される。

マトリクス状に配置される多角形サブピクセルの開口部の平面視形状は、例えば、正方形、長方形、平行四辺形、くの字状に折れ曲がった（「Ｖ」字型、又は、ブーメラン型）多角形などのような、対向する辺が互いに平行な多角形である。図３の例において、液晶表示用基板２は、平面において複数の多角形サブピクセルを区切るマトリクスパターンの辺のうちの互いに向かい合う少なくとも２つの辺において、透明樹脂層の線状の透明パターン５が遮光層の線状の遮光パターン６で挟持された線状パターン７を具備する。液晶表示装置１では、透明パターン５を透過する斜め光８が、視野角制御に利用される。線状パターン７において、透明パターン５の垂直方向の厚さは、遮光パターン６の垂直方向の厚さよりも厚い。したがって、透明パターン５は、遮光パターン６よりも液晶層４側に突出している。さらに、液晶表示用基板２においては、線状パターン７の形成部分は、例えばカラーフィルタ１０〜１２の形成部分などのような他の部分より厚い。

本実施形態において、液晶層４はＶＡ液晶であるとする。したがって、液晶層４の液晶Ｌ１〜Ｌ１４は誘電率異方性が負の液晶である。液晶層４の液晶Ｌ１〜Ｌ１４の初期配向は垂直である。図１において、透明パターン５と遮光パターン６との境界近傍の液晶Ｌ３，Ｌ４，Ｌ１１，Ｌ１２を除き、液晶Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５〜Ｌ１０，Ｌ１３，Ｌ１４は、液晶表示用基板２及びアレイ基板３の表面に垂直に配向している。本実施形態では、垂直配向膜が用いられるが、光配向及びラビングなどのような配向処理が省略可能である。後述されるように、本実施形態においては、従来のＶＡ方式で必要であった８９度などの厳密なチルト角制御が不要であり、例えば９０度などのような単純な初期垂直配向の液晶を用いることができる。

初期垂直配向の液晶表示装置１は、初期水平配向の液晶表示装置と異なり、液晶表示装置１の両面又は片面に貼付される偏光板及び位相差板の光軸合わせが厳しくなくてもよい。初期垂直配向の液晶表示装置１において、電圧無印加時のリタデーションは、例えば０ｎｍである。初期垂直配向の液晶表示装置１において、液晶と例えば偏光板の遅相軸とのズレが多少存在する場合であっても、光漏れは発生しにくく、ほぼ完全な黒表示を得ることができる。初期水平配向の液晶と偏光板との間で数度の光軸ずれがあると、光漏れが発生し、初期垂直配向の液晶より液晶表示装置のコントラストがやや劣化する場合がある。

本実施形態において、アレイ基板３は、多角形サブピクセルごとに、画素電極である第１電極Ｐ１〜Ｐ６と、共通電極である第２電極Ｃ１〜Ｃ６とを備えている。第１電極Ｐ１〜Ｐ６と、第２電極Ｃ１〜Ｃ６とには、液晶を駆動するために異なる電位が印加される。なお、アレイ基板３は、第２電極Ｃ１〜Ｃ６を備えなくてもよい。この場合、液晶表示装置は、第２電極Ｃ１〜Ｃ６を備えず、第１電極Ｐ１〜Ｐ６と、ＴＦＴなどのアクティブ素子とを備えるアレイ基板と、液晶表示用基板２とによって構成される。第２電極Ｃ１〜Ｃ６を省略した場合、第１電極Ｐ１〜Ｐ６の平面視形状は、櫛歯状パターン、又は、ベタ状の透明導電膜に複数のスリット状開口を形成したパターンとしてもよい。

図１及び図２の例において、ガラスなどの透明基板９の一方の表面上に線状パターン７が形成される。透明基板９、及び、透明パターン５とこの透明パターン５を挟む遮光パターン６とを具備する線状パターン７の上に、透明導電膜である第３電極１３が配設される。次に、垂直方向において第３電極１３の上であり、水平方向において線状パターン７の間（線状パターン７の形成されていない位置）に、それぞれ赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２が備えられる。これにより、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２の端部に線状パターン７が備えられた構成が得られる。第３電極３、及び、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２の上に、必要に応じて、保護層７が積層される。

図３の例においては、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２と、線状パターン７との配置関係が示されている。本実施形態において、ＴＦＴなどのような液晶を駆動するアクティブ素子は、液晶表示装置１の平面と垂直な方向（厚み方向）において、線状パターン７の下部又は遮光パターン６の下部に配置される。図１及び図２の断面図では、液晶表示用基板２は、製造工程終了後に、１８０°回転させた状態となっている。液晶表示用基板２の製造工程では、透明基板９上に、線状パターン７が形成される。次に、透明基板９及び線状パターン７上に、第３電極１３が形成される。次に、第３電極１３の上であり線状パターン７の間に、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２が形成される。次に、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２、線状パターン７上の第３電極１３の上に、必要に応じて、保護層７が積層される。

液晶表示用基板２の保護層７側は、液晶表示装置１の液晶層４側となる。液晶表示用基板２の透明基板９側は、観察者側となる。

本実施形態において、斜め光８は、透明パターン５を通る。この斜め光８により視野角制御が実現される。

アレイ基板３は、基板１５、絶縁層１６ａ〜１６ｃ、メタル配線１７、第１電極Ｐ１〜Ｐ６、第２電極Ｃ１〜Ｃ６を具備する。

絶縁層１６ａは、基板１５上に形成される。絶縁層１６ａ上には、メタル配線１７が形成される。メタル配線１７は、液晶表示装置１の垂直方向において、線状パターン７と重なる位置に形成される。この構成により、垂直方向の光は、メタル配線１７で遮光され、線状パターン７の透明パターン５から出射されることがない。絶縁層１６ａ及びメタル配線１７の上に、絶縁層１６ｂが形成される。絶縁層１６ｂの上に、第２電極Ｃ１〜Ｃ６が形成される。絶縁層１６ｂ及び第２電極Ｃ１〜Ｃ６の上に、絶縁層１６ｃが形成される。絶縁層１６ｃの上に、第１電極Ｐ１〜Ｐ６が形成される。

図４は、本実施形態に係る液晶表示装置１の構成と斜め光８との関係の一例を示す部分断面図である。この図４では、説明を簡略化するために、サブピクセルの中心軸Ｚから左側のみを示している。さらに、この図４では、第１電極Ｐが矩形状の場合を例として示している。この図４において、垂直配向膜、偏光板、位相差板、ＴＦＴは、図示することを省略している。

アレイ基板３は、矩形状の第１電極Ｐと、この矩形状の第１電極Ｐと接続されているＴＦＴとを備える。アレイ基板３の第１電極Ｐ１〜Ｐ６側と、液晶表示用基板２の保護層７側とは、液晶層４を介して向かい合う。

図４においては、液晶Ｌ１〜Ｌ６は、負の誘電率異方性を持つ。透明パターン５と遮光パターン６との境界近傍の液晶Ｌ３，Ｌ４を除き、液晶Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｌ６は、液晶表示用基板２及びアレイ基板３の表面に垂直に配向している。なお、ＥＣＢ方式では、配向膜をラビングし、正の誘電率異方性の液晶が水平に配向される。偏光板はクロスニコルであり、液晶表示装置１はノーマリーブラックとする。アレイ基板３には、信号線として用いることが可能なメタル配線１７が、垂直方向において、線状パターン７と重なる位置に配置される。

なお、メタル配線１７は、例えば、ＴＦＴ製造で用いられる遮光性の金属薄膜をパターン形成することにより製造される。メタル配線１７は、例えば、映像信号線、走査信号線、共通電極配線、あるいは、配向膜のラビング時のＴＦＴ素子の静電破壊防止に用いる共通導体配線などのうちのいずれでもよい。電気的なクロストーク及び不都合な寄生容量形成を避けるため、メタル配線１７と第１電極Ｐとの間の垂直方向の距離を大きくしてもよい。

図４では、駆動電圧が無印加であり、液晶Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｌ６が初期配向垂直である状態を示している。透明パターン５の表面に近い液晶Ｌ３は、若干斜めに配向している。斜め光８は、この液晶Ｌ３を斜めに横切る状態で透過する。斜め光８は、液晶Ｌ３と角度θを持つため、液晶Ｌ３は斜め光８に位相差を付与する。斜め光８は、図示していない偏光板を透過し、漏れ光として外部に出射される。この場合、透明パターン５は、観察者方向からは黒表示として視認されるが、斜め方向の第三者には漏れ光が観察され黒表示として視認されない。

この漏れ光の量及び斜め光８の角度θは、透明パターン５の幅Ｗ１、線状パターン７の幅Ｗ２、透明パターン５の厚さＨ１、透明パターン５と保護層１４との厚さＨｔ、液晶層４の厚みＬｔ、メタル配線１７の幅Ｗ３、透明パターン５の表面に近い液晶Ｌ３のチルト角などで制御可能である。

図５は、本実施形態に係る液晶表示装置１における透明パターン５の形状の変形例を示す部分断面図である。

透明パターン５の断面のうち、遮光パターン６、及び、カラーフィルタ１０〜１２よりも液晶層４側に突出している部分（透明パターン５の断面の先端部）５ａの側辺は、先端に行くほど細くなるように傾斜していてもよい。なお、透明パターン５の突出部分５ａは、丸みを持つとしてもよい。透明パターン５の突出部分５ａの高さを調整することにより、液晶Ｌ３のチルト角と斜め光８の角度を合わせて漏れ光を少なくすることも可能である。透明パターン５と保護層１４との厚さＨｔ及び液晶層４の厚みＬｔを小さくした場合、又は、メタル配線１７の幅Ｗ３を透明パターン５の幅Ｗ１より広くした場合には、斜め光８の角度θは大きくなる。ただし、角度θを大きくすると、斜め光８の強度が低下するため、厚みＬｔ、幅Ｗ１の条件は、目的とする視野角制御の効果に合わせて適宜調整される。

上述のように、斜め光８は、線状パターン７の突出部分（透明パターンの断面の頂部）５ａを経由して出射される。線状パターン７の突出部分５ａの近傍に配置されている液晶の駆動は、ＶＡ方式又はＥＣＢ方式の液晶の駆動トリガとして用いられてもよい。液晶の駆動についてＶＡ液晶を用いて以下で説明する。

図６は、本実施形態に係る駆動電圧無印加時の液晶表示装置１の一例を示す部分断面図である。この図６では、説明を簡略化するために、サブピクセルの中心軸Ｚから左側のみを示している。

液晶表示用基板２は、透明パターン５及び遮光パターン６、透明導電膜である第３電極１３などを具備する。アレイ基板３は、図示しないＴＦＴ素子、櫛歯状パターンの第１電極Ｐ１〜Ｐ３、櫛歯状パターンの第２電極Ｃ１〜Ｃ３などを具備する。液晶表示装置１は、液晶表示用基板２と、アレイ基板３とを、液晶層４を介して貼り合わることにより、形成される。第１電極Ｐ１〜Ｐ３は、ＴＦＴ素子と接続され、液晶Ｌ１〜Ｌ７の駆動電圧を印加する。第２電極Ｃ１〜Ｃ３と第３電極１３とは、共通電極として用いられる。第２電極Ｃ１〜Ｃ３は、絶縁層１６ｃを介して第１電極Ｐ１〜Ｐ３の下に配設された第２の櫛歯状パターンである。第２電極Ｃ１〜Ｃ３は、水平方向において、多角形サブマトリクスを垂直方向に２分する中心軸の反対方向に、第１電極Ｐ１〜Ｐ３の端部からはみ出ている。

この図６では、駆動電圧無印加時の液晶Ｌ１〜Ｌ７の初期配向状態が図示されている。駆動電圧無印加時の液晶Ｌ１〜Ｌ７は、液晶表示用基板２及びアレイ基板３の表面に対して、ほぼ垂直に配向する。しかしながら、透明パターン５の頂部近傍の液晶Ｌ１は、透明パターン５の突出部５ａの傾斜に対して垂直になるように配向するため、カラーフィルタ１１の表面の液晶Ｌ２〜Ｌ７と異なり、チルト角を持った配向となる。第１電極Ｐ１〜Ｐ３、第２電極Ｃ１〜Ｃ３は、透明導電膜の櫛歯状パターンで形成される。

図７は、本実施形態に係る駆動電圧を印可した直後の液晶表示装置１の一例を示す部分断面図である。この図７では、説明を簡略化するために、サブピクセルの中心軸から左側のみを示している。

図７は、第１電極Ｐ１〜Ｐ３に駆動電圧を印可した直後の液晶Ｌ１〜Ｌ７の動作を示している。透明パターン５の突出部５ａ近傍の液晶Ｌ１は、傾斜角を持っており、第１電極Ｐ１と第３電極１３との間の電極間距離が小さいため、液晶表示用基板２の表面近傍の液晶Ｌ１〜Ｌ７の中で、最も速く矢印ａ１方向に大きく倒れる。液晶表示用基板２の表面近傍の他の液晶Ｌ２〜Ｌ７は、液晶Ｌ１の倒れをトリガとして、伝搬するように同じ方向に倒れ始める。

図８は、駆動電圧を印加し一定時間経過した後の液晶表示装置１の一例を示す部分断面図である。この図８では、説明を簡略化するために、サブピクセルの中心軸から左側のみを示している。

第１電極Ｐ１〜Ｐ３に駆動電圧が印加され、一定時間が経過すると、液晶Ｌ１〜Ｌ５は、印加電圧の大きさに応じた状態で倒れる。

図９は、本実施形態に係る液晶表示装置１の駆動電圧無印加時（初期配向状態）の第１電極Ｐ１〜Ｐ３と第２電極Ｃ１〜Ｃ３の作用の一例を示す部分断面図である。

櫛歯状パターンの第１電極Ｐ１〜Ｐ３と、櫛歯状パターンの第２電極Ｃ１〜Ｃ３とは、絶縁層１６ｃを介して配置される。水平方向において、第２電極Ｃ１〜Ｃ３と第１電極Ｐ１〜Ｐ３とはずれている。この図９及び図１０では、水平方向において、第２電極Ｃ１〜Ｃ３と第１電極Ｐ１〜Ｐ３とは一部が重なり、他の一部がはみ出た状態となる。水平方向において、第２電極Ｃ１〜Ｃ３は、第１電極Ｐ１〜Ｐ３よりも透明パターン５側にずれている。

櫛歯状パターンの第１電極Ｐ１〜Ｐ３及び第２電極Ｃ１〜Ｃ３は、例えば２μmから２０μmの幅の線状導体を電気的に２本以上連繋して形成される。線状導体の連繋部分は片側のみに形成されてもよく、両側に形成されてもよい。連繋部は、多角形サブピクセルの周辺部であり、開口部外に配置されることが好ましい。櫛歯状パターンの間隔は、例えば、およそ３μmから１００μmの範囲とし、液晶セル条件、液晶材料に基づいて選択される。櫛歯状パターンの形成密度、ピッチ、電極幅は、サブピクセル内又は画素内で変更可能である。水平方向における第１電極Ｐ１〜Ｐ３及び第２電極Ｃ１〜Ｃ３のはみ出し量Ｎ１，Ｎ２は、液晶４の材料、駆動条件、液晶セル厚みなどのディメンションで種々調整可能である。はみ出し量Ｎ１，Ｎ２は、例えば、１μmから６μmまでのいずれかの値のように小さい量でも十分である。重なり部分は、液晶駆動に係わる補助容量として用いることができる。液晶Ｌ１〜Ｌ３は、アレイ基板３の表面に対して、ほぼ垂直に配向している。

図１０は、本実施形態に係る液晶表示装置１の駆動電圧印加時の第１電極Ｐ１〜Ｐ３と第２電極Ｃ１〜Ｃ３の作用の一例を示す部分断面図である。

第１電極Ｐ１〜Ｐ３に駆動電圧が印加されると、第１電極Ｐ１〜Ｐ３から第２電極Ｃ１〜Ｃ３へ向かう電気力線Ｅ１〜Ｅ３が発生する。液晶層４の液晶Ｌ１〜Ｌ３は、電気力線Ｅ１〜Ｅ３に対して垂直になるように、瞬時に同じ方向に倒れる。これら液晶Ｌ１〜Ｌ３の倒れる方向は、図７で説明した液晶の倒れと同じ方向であるため、サブピクセルの液晶又は画素全体の液晶が、素早く同時に同一方向に倒れることになる。

図１１は、サブピクセルに備えられる第１電極の第１の例を示す部分平面図である。

図１２は、サブピクセルに備えられる第１電極の第２の例を示す部分平面図である。

この図１１及び図１２において、サブピクセルは矩形状に形成されており、櫛歯状の第１電極Ｐ１〜Ｐ３は、サブピクセルの辺であり、対向し、並行な２つの辺と平行である。

図１３は、サブピクセルに備えられる第１電極の第３の例を示す部分平面図である。

赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセルは、平行四辺形状である。赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセルは、横方向に配列される。縦方向には、同じ色のサブピクセルは配列される。

櫛歯状の第１電極Ｐ１〜Ｐ３は、平行四辺形状のサブピクセルにおいて対向し、並行な２つの斜辺と平行である。

矢印Ｆ１〜Ｆ４は、駆動電圧印加後に液晶が倒れる方向を示す。駆動電圧印加後、液晶は、第１電極Ｐ１〜Ｐ３の長手方向に対して垂直の方向に倒れる。

図１４は、サブピクセルの並び方の変形例を示す部分平面図である。このように、同じ色のサブピクセルは、横方向に配列される。赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセルは、縦方向に配列される。

図６又は図９などに示した電極構成及び電極配置は、図１に示すようにサブピクセル中央から線対称としてもよい。電極構成及び電極配置は、サブピクセル中央から、線対称又は点対称とすることにより、様々な方向に液晶を倒すことができ、広い視野角を確保できる。

本実施形態においては、一つの画素又は一つのサブピクセルに、画素表示用ＴＦＴと視野角制御用ＴＦＴとを備えるとしてもよい。この場合、図１２及び図１３に示すように、画素電極である第１電極Ｐ１〜Ｐ３を分けて、画素表示用ＴＦＴと視野角制御用ＴＦＴと接続可能である。例えば、サブピクセルの端部側の第１電極Ｐ１，Ｐ６は、視角制御用ＴＦＴに接続される。残りの第１電極Ｐ２〜Ｐ５は、画素表示用ＴＦＴに接続される。第１電極Ｐ１，Ｐ６と第１電極Ｐ２〜Ｐ５とは、電気的に独立している。このように、第１電極Ｐ１，Ｐ６を視野角制御用ＴＦＴに接続し、第１電極Ｐ２〜Ｐ５を画素表示用ＴＦＴに接続する構成を用いることにより、斜め光８による視野角制御を画素表示と独立して実施することができ、視野角制御効果を著しく向上させることができる。なお、広い視野角による通常の画素表示において、例えば、視野角制御用ＴＦＴに接続されている第１電極Ｐ１，Ｐ６を駆動しなくとも（駆動電圧を印可しない）、画素表示用ＴＦＴに接続されている第１電極Ｐ２〜Ｐ５から第３電極３へ向かう斜め電界効果によって、広い視野角で高品質の表示を行うとしてもよい。加えて、ＴＦＴ素子を酸化物半導体で形成することにより、ブラックマトリクスなど遮光層からなる遮光パターン６の画線幅を細くすることができ、液晶表示装置１の開口率を向上させることができる。本実施形態においては、酸化物半導体によって生成されるＴＦＴ素子を適用することが好ましい。

本実施形態に係る液晶表示装置１のアレイ基板３側の第１電極Ｐ１〜Ｐ６及び第２電極Ｃ１〜Ｃ６の材料は、ＩＴＯなどのような、可視域で透明な導電性の金属酸化物を用いることができる。第１電極Ｐ１〜Ｐ６及び第２電極Ｃ１〜Ｃ６の材料として、金属酸化物より導電性の高い金属を用いるとしてもよい。反射型や半透過型の液晶表示装置においては、第１電極Ｐ１〜Ｐ６及び第２電極Ｃ１〜Ｃ６の一方又は双方について、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄膜を用いてもよい。アクティブ素子に接続される金属配線１７、第１電極Ｐ１〜Ｐ６、第２電極Ｃ１〜Ｃ６などは、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又は酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの絶縁層１６ａ〜１６ｃを介して、基板１５に対して形成される。絶縁層１６ａ〜１６ｃの膜厚は、液晶の駆動条件によって設定され、例えば１００ｎｍから６００ｎｍの範囲で選択される。なお、導電性金属酸化物であるＩＴＯに対して低コンタクト性を有するアルミニウム合金の単層によりゲート配線及びソース配線などの信号線をそれぞれで形成する技術は、例えば、特開２００９−１０５４２４号公報に開示されている。第１電極Ｐ１〜Ｐ６上にさらに絶縁層を積層することは、液晶駆動時の液晶の焼き付き（電荷の偏り又は蓄積が影響）の緩和効果があり、好ましい。

本実施形態のように、遮光パターン６及びカラーフィルタ１０〜１２よりも液晶層４側に突出する透明パターン５が形成される。これにより、透明パターン５下部の液晶層４の厚みとカラーフィルタ１０〜１２下部の液晶層４の厚みとは異なる。透明パターン５下部の液晶層４は、カラーフィルタ１０〜１２下部の液晶層４より薄くなる。液晶層４の厚みが異なることで、線状パターン７の部分から出射される斜め光８にわずかな着色が見られることがあるが視野角制御の観点では問題ない。斜め光８は、緑サブピクセルなどの着色した光（カラーフィルタを透過した光）ではなく明るい白色光に近い出射光であるため、視野角制御に適している。

以下に、本実施形態における各種の技術用語について説明する。

マトリクスパターンとは、液晶表示のコントラストをアップさせるために、表示の最小単位である画素（絵素）又はサブピクセルの周囲、多角形画素又は多角形サブピクセルの両辺に配設される遮光パターンである。マトリクスパターンは、ブラックマトリクスと呼称される場合もある。本実施形態において、多角形画素又は多角形サブピクセルの少なくとも向かい合う２辺のマトリクスパターンは、平面視において、線状の透明パターン５が遮光パターン６の中央に挟まれる構成である。遮光層は、透明樹脂に遮光性の顔料を分散させた遮光性の塗膜である、遮光層は、一般に感光性を持つ。遮光パターン６は、露光・現像を含むフォトリソグラフィの手法により遮光層をパターン形成することによって生成される。透明パターン５は、透明樹脂又はアクリル樹脂をパターン形成することによって生成される。透明パターン５には、若干量の顔料、紫外線吸収剤、又は、赤外線吸収剤を含有させてもよい。透明パターン５は、可視域で高い透過率を持つ透明樹脂によって形成される。遮光パターン６と透明パターン５の形成順序は、どちらが先でもよい。

多角形画素又は多角形サブピクセルは、絵素又はサブピクセルの平面視形状を意味し、長方形、平行四辺形、くの字状多角形などのように、向かい合う辺が平行な多角形の画素又はサブピクセルを意味する。

図１５は、多角形サブピクセルと第１電極Ｐ１〜Ｐ６との関係の一例を示す平面図である。

「くの字状」の多角形サブピクセルにおいては、側辺が折れ曲がっている。第１電極Ｐ１〜Ｐ６は、この側辺にそって、縦方向の中央付近で折れ曲がっている。このため、液晶の倒れる方向Ｆ１〜Ｆ４は、「くの字状」の多角形サブピクセルを縦方向の中心軸と横方向の中心軸で分割した４象限で相違する。

視野角制御に用いる斜め光８の出射方向を考慮すると、サブピクセルの平面形状は、図１５に示す「くの字状」の多角形、又は、図１３，１４に示す平行四辺形の組み合わせが好ましい。特に液晶表示画面で文字を表示する場合、文字表示の構成サブピクセル毎に出射方向が変わる図１３，１４の平行四辺形のサブピクセルを適用することにより、第三者の視認性を低下させることが容易になる。１つのサブピクセルに対して２個のアクティブ素子を形成し、それぞれのアクティブ素子で表示用の第１電極と視野角制御用の第１電極とを分割駆動する手法を適用する場合、画素形状要因の寄与は少し低下する。なぜなら、この場合には、視野角制御用の第１電極によって表示と切り離して斜め光８を制御することができるためである。さらに、この場合には、視野角制御用の第１電極を用いて斜め光８の第三者視認性を低下させるため、駆動電圧信号のランダマイズ及び透明パターン５の形状・配置のランダマイズも可能である。

着色層とは、有機顔料を透明樹脂に分散した着色組成物の塗膜を指す。着色層を公知のフォトリソグラフィの手法にて遮光性のパターンの一部と重畳するように形成したものを着色画素と呼ぶ。本実施形態では、赤画素、緑画素、青画素が着色画素に含まれる。の実効的な大きさは、マトリクスパターンの開口部とほぼ同じになる。

本実施形態において、着色層の比誘電率は、比較的重要な特性であるが、着色剤として添加する有機顔料の透明樹脂に対する比率（カラーフィルタとしての色再現）によってほぼ一義的に決定されるため、着色層の比誘電率を大きく変化させることは困難である。換言すれば、着色層中の有機顔料の種類及び含有量は、液晶表示装置として必要な色純度に基づいて設定され、この設定に応じて着色層の比誘電率もほぼ決定される。有機顔料の比率を高くし、着色層を薄膜化することで、比誘電率を４以上とすることが可能である。透明樹脂として高屈折率材料を用いることで、若干の比誘電率をアップすることができる。有機顔料を用いた着色層の比誘電率は、概ね２．９から４．５の範囲とする。異なる色の着色サブピクセル間の比誘電率の値は、液晶表示での色むら及び光漏れを避けるために、±０．３以内としてもよい。本実施形態に係る駆動方式又はＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式の液晶表示装置１において、着色画素間の比誘電率の差が０．８又は１．０を超える場合には、液晶表示において色むら又は光漏れが生じることがある。着色画素の比誘電率は、色剤である有機顔料の選択及び顔料比率、母材の樹脂及び分散材などの材料選択により、４．４以下に抑えることができる。緑サブピクセルの有機顔料としては、ハロゲン化銅フタロシアニン緑色顔料よりハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料が好ましい。ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料を緑サブピクセルの色剤とすることで、緑サブピクセルの比誘電率を小さくすることができ、赤サブピクセルと青サブピクセルの持つ比誘電率の値に近づけることが容易となる。液晶駆動において液晶の立ち上がりが光の短波長側（青サブピクセル）で速く、長波長側（赤サブピクセル）で遅い場合に、着サブピクセルの比誘電率の大きさを光の波長の順に調整することもできる。液晶表示装置１に用いられる液晶の誘電率異方性Δεの値よりも、カラーフィルタ構成部材の比誘電率の値を小さくすることで、液晶駆動に支障ない条件が得られる。カラーフィルタの形成には、通常、感光性のアクリル樹脂が用いられる。一般的に、アクリル樹脂など透明樹脂の比誘電率は概ね２．８である。本実施形態では、有機顔料の分散系である着色サブピクセルの比誘電率の下限は概ね２．９とする。

以上説明した本実施形態においては、視野角制御用素子及び視野角制御用画素を用いることなく、液晶表示装置の視野角制御を実現することができる。本実施形態においては、液晶表示装置が重くかつ厚くなることを防止し、かつ、開口率が低下することを防止し、視野角制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、上記第１の実施形態に係る液晶表示用基板２に用いられる透明樹脂及び有機顔料などの各種の材料の例について説明する。

＜透明樹脂＞
遮光層あるいは着色層の形成に用いられる感光性着色組成物は、顔料分散体に加え、さらに、多官能モノマー、感光性樹脂又は非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤等を含有する。感光性樹脂又は非感光性樹脂などのような本実施形態で用いられる透明性の高い有機樹脂を総称して透明樹脂と呼ぶ。

透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂等が用いられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が用いられる。熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物とを反応させて得られる材料を用いてもよい。

＜アルカリ可溶性樹脂＞
本実施形態に用いられる遮光パターン６、透明パターン５、着色サブピクセルの形成には、フォトリソグラフィによるパターン形成可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を与えられた樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂であればよい。例えば、アルカリ可溶性樹脂としては、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂等が用いられる。これらの中でも、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂が好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂又はノボラック系樹脂が好ましい。

＜アクリル樹脂＞
本実施形態に係る透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂が例示できる。

アクリル系樹脂としては、単量体として、例えば（メタ）アクリル酸；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリレート；エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等のエーテル基含有（メタ）アクリレート；及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート等を用いて得た重合体が用いられる。

上記の単量体は、単独で、又は、２種以上を併用して使用することができる。本実施形態に係るアクリル樹脂として、これら単量体と共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物との共重合体を用いるとしてもよい。

感光性を有する樹脂を得るために、例えば（メタ）アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた共重合体と、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基及び不飽和二重結合を含有する化合物とを反応させるとしてもよい。また、感光性を有する樹脂を得るために、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有（メタ）アクリレートの重合体、又はこの重合体とその他の（メタ）アクリレートとの共重合体に、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させるとしてもよい。

＜有機顔料＞
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等を用いることができる。

黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等を用いることができる。

青色顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６が好ましい。

紫色顔料として、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が好ましい。

緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８等を用いることができ、これらの中では、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料であるＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８が好ましい。

以下、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔの顔料種の記載において、単にＰＢ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）、ＰＶ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ）、ＰＲ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ）、ＰＹ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）、ＰＧ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ）などのように省略する。

＜遮光層の色材＞
遮光層あるいはマトリクスパターンに含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収特性を有することにより遮光機能を実現する。本実施形態において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料等が用いられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン等が用いられる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が用いられる。有機顔料については、先で説明した有機顔料を用いるとしてもよい。なお、遮光性成分は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、これら色材の表面における樹脂被覆による高体積抵抗化を行ってもよい。逆に、樹脂の母材に対して色材の含有比率を上げて若干の導電性を付与することによる低体積抵抗化を行ってもよい。このような遮光性材料の体積抵抗値は、およそ１×１０⁸〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であるため、透明導電膜の抵抗値に影響するレベルではない。同様に、遮光層の比誘電率も色材の選択又は含有比率でおよそ３〜２０の範囲で調整できる。遮光パターン６、透明パターン７、着色層（カラーフィルタ１０〜１２）、保護層１４の比誘電率は、液晶表示装置１の設計条件と液晶の駆動条件とのうちの少なくとも一方に基づいて調整できる。

＜分散剤・分散助剤＞
顔料分散剤として高分子分散剤を用いることは、経時の分散安定性に優れるため、好ましい。高分子分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等を用いることができる。特に、顔料を多く含む遮光性感光性樹脂組成物に対しては、窒素原子を含有するグラフト共重合体を含む分散剤が用いられることが、現像性の観点から好ましい。分散剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

分散助剤としては、例えば色素誘導体等を用いることができる。色素誘導体としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、インダンスレン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系等の誘導体を用いることができ、特にキノフタロン系が好ましい。

色素誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその４級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合した物質が含まれる。これらの中では、スルホン酸基が好ましい。また、これら置換基は、一つの顔料骨格に複数置換してもよい。

色素誘導体の具体例としては、フタロシアニンのスルホン酸誘導体、キノフタロンのスルホン酸誘導体、アントラキノンのスルホン酸誘導体、キナクリドンのスルホン酸誘導体、ジケトピロロピロールのスルホン酸誘導体、ジオキサジンのスルホン酸誘導体等などがある。

以上の分散助剤及び色素誘導体は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

（第３の実施形態）
本実施形態においては、図１６に示す液晶表示用基板２Ａの製造方法の一例について説明する。図１６は、液晶表示用基板２Ａの基板９を上とし、保護層１４を下として図示している。

＜遮光パターン６の形成＞
（遮光パターン６形成用分散液）
カーボン顔料＃４７ ２０質量部、高分子分散剤 ８．３質量部、銅フタロシアニン誘導体 １．０質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７１質量部を、ビーズミル分散機にて攪拌し、カーボンブラック分散液が生成される。

（遮光パターン６形成用フォトレジスト）
遮光層の材料として遮光パターン６形成用レジストが、以下の材料を使用して生成される。

カーボンブラック分散液：顔料＃４７
透明樹脂（固形分５６．１質量％）
光重合性モノマー
開始剤
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート
レベリング剤
遮光パターン６形成用レジスト（固形分中の顔料濃度：約２０％）は、上記の材料を、以下の組成比で混合攪拌して生成される。

カーボンブラック分散液 ３．０質量部
透明樹脂 １．４質量部
光重合性モノマー ０．４質量部
第１の光重合開始剤 ０．６７質量部
第２の光重合開始剤 ０．１７質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート １４質量部
エチル-3-エトキシプロピオネート ５．０質量部
レベリング剤 １．５質量部
（遮光パターン形成条件）
無アルカリガラスである透明基板９上に、上記遮光パターン６形成用レジストをスピンコートし、乾燥させ、膜厚１．５μｍの塗膜が生成される。この塗膜が１００℃で３分間、乾燥された後、露光用のフォトマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて２００ｍＪ/ｃｍ²の照射が実行される。

次に、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥した後、２３０℃で６０分加熱処理し、硬膜させて遮光パターン６が形成される。図１６に示す遮光パターン６の画線幅は、片側約８μｍであり、遮光パターン６は長方形画素の２辺に形成される。

＜透明パターンの形成＞
（樹脂Ａの合成）
セパラブルフラスコ中で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６８６質量部、グリシジルメタクリレート ３３２質量部、アゾビスイソブチロニトリル ６．６質量部を加え、窒素雰囲気下において８０℃で６時間加熱し、樹脂溶液が生成される。

次に、得られた樹脂溶液に、アクリル酸 １６８質量部、メトキノン ０．０５質量部、トリフェニルフォスフィン ０．５質量部を加え、空気を吹き込みながら１００℃で２４時間加熱し、アクリル酸付加樹脂溶液が精製される。

さらに、得られたアクリル酸付加樹脂溶液に、テトラヒドロフタル酸無水物 １８６質量部を加え、７０℃で１０時時間加熱し、樹脂Ａ溶液が生成される。

（感光性樹脂液ＡＡの調製）
以下の組成にて、ネガ型の感光性樹脂液ＡＡが生成される。

樹脂Ａ ２００質量部
光重合性モノマー
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート １００質量部
光重合開始剤 １００質量部
溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ３８０質量部
感光性樹脂液ＡＡ及び透明パターン５（開口部）のあるフォトマスクを使用し、公知のフォトリスグラフィ法にて、図１に示す８μｍ幅の遮光パターン６の間に１８μｍ幅の透明パターン５が、透明基板９上に形成され、３４μm幅の線状パターン７及びマトリクスパターンが生成される。透明パターン５の高さ（膜厚）は、例えば３．２μｍとする。

＜第３電極／透明導電膜の形成＞
スパッタリング装置を用いて、線状パターン７及びマトリクスパターンの全面を覆うように、第３電極１３として、ＩＴＯ（インジウム・スズの金属酸化物薄膜）などのような、可視域で透明な透明導電膜が０．１４μｍの膜厚で形成される。

＜保護層の形成＞
（樹脂Ｂの合成）
反応容器にシクロヘキサノン ８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱して、下記のモノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応が行われる。

スチレン ６０質量部
メタクリル酸 ６０質量部
メチルメタクリレート ６５質量部
ブチルメタクリレート ６５質量部
熱重合開始剤 １０質量部
連鎖移動剤 ３質量部
滴下後十分に加熱した後、熱重合開始剤 ２．０質量部をシクロヘキサノン ５０部で溶解させた材料を添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液が生成される。

この樹脂溶液に固形分が２０重量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液が調製され、樹脂Ｂが生成される。

アクリル樹脂の重量平均分子量は、約１００００とする。

（樹脂塗布液ＢＢ）
下記組成の混合物を均一に拡販混合した後、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、１μｍのフィルタで濾過して樹脂塗布液ＢＢが生成される。

樹脂Ｂ １５０質量部
多官能重合性モノマー ２０質量部
光開始剤 １６質量部
シクロヘキサノン ２５０質量部
樹脂塗布液ＢＢを用い、第３電極１３の全面を覆うように保護層１４を塗布、乾燥させる。次に、透明パターン５の形状と同じ遮光パターンを持つフォトマスクを用い、露光・現像が行われ、透明パターン５上部の保護層１４が除去される。その後、全面再露光と熱処理により保護層１４が硬膜され、液晶表示用基板２Ａが形成される。硬膜後の保護層１４の膜圧は、多角形サブピクセル中央部で２．０μmである。線状パターン７頂部の多角形サブピクセルの第３電極１３の表面の高さから、サブピクセル中央部の保護層１４表面までの高さの差は、約１．２μｍとする。

液晶表示用基板２Ａは、モノクロ表示の液晶表示装置に適用可能であるが、例えば、赤・緑・青などの個別発光ＬＥＤ素子をバックライトとして用い、フィールドシーケンシャル法を適用することにより、カラー表示を行うことができる。

図１７は、エッジライト式の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図である。

この図１７では、液晶表示装置１８が液晶表示用基板２Ａを備える場合を例示しているが、液晶表示用基板２を備える場合についても同様である。

液晶表示装置１８は、反射偏光板１９を用いた半透過型液晶表示装置である。

液晶表示用基板２０は、上記の第１の実施形態で説明したように、アクティブ素子（ＴＦＴ）の形成されたアレイ基板３を備える。アレイ基板３は、例えば櫛歯状の第１及び第２の電極を備える。液晶表示用基板２Ａ及びアレイ基板３は、対向して配置され、間に液晶層４を介して貼り合わせられている。液晶層４の誘電率異方性は負である。液晶表示用基板２Ａにおける液晶層４と反対側の面（裏面）には、光学補償層（位相差板）２１及び偏光板２２が配置される。また、アレイ基板３における液晶層４と反対側の面（裏面）には、偏光板２３、光拡散層２４、反射偏光板１９、光学補償層（位相差板）２５、プリズムシート２６、光拡散層２７、導光板２８、光反射板２９が順次配設される。導光板２８には、例えばＬＥＤなどのような光源３０が取付けられる。偏光板２２，２３としては、例えばクロスニコルでの配置が用いられる。

光源３０としては、ＲＧＢ個別発光素子であることが望ましいが、フィールドシーケンシャルでの個別のＲＧＢ発光素子の制御を行わない場合には、擬似白色ＬＥＤであってもよい。また、光源３０として、冷陰極線管や蛍光灯を用いてもよい。光源３０としてＲＧＢ個別発光素子を用いた場合には、それぞれの発光強度を色ごと、画素ごとに個別に調整することができ、最適な色表示を行うことが可能であり、液晶と同期した時分割駆動によりカラーフィルタを使うことなく、カラーで表示することができる。また、立体画像表示に適用することもできる。液晶表示装置１８において、表示画面の各部分でバックライトの明るさを調整してコントラストを向上させる技術であるローカルデミング法が適用されてもよい。ローカルデミングの手法は、ＬＥＤ光源に適用しやすい。本実施形態において通常表示領域とダイナミック表示領域を併用することにより、従来にない画質向上を得ることができる。

個別発光させてカラー表示を行う場合、図１７のようなエッジライト方式よりも液晶表示装置の裏面（アレイ基板の裏面）にＬＥＤ素子を全面配置する直下型のバックライト方式の方が、細かい制御で高い画質表示を行うことができる。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置の多角形サブピクセルは、平面のサブピクセル中心から線対称又は点対称の領域（サブピクセルを分割する２つ又は４つの領域）に分割できる。本実施形態では、サブピクセル内で線対称又は点対称となる２つ又は４つの領域に対して、ＴＦＴ素子を割り当ててもよい。そして、サブピクセル内のＴＦＴ素子ごとに異なる電圧を印加する駆動方式を用いることにより、効率的な視角調整及び立体画像表示が可能となる。

（第４の実施形態）
本実施形態においては、上記図２に示す液晶表示用基板２の製造方法の一例について説明する。図２は、製造された液晶表示用基板２の基板９を上とし、保護層１４を下として図示している。

本実施形態において、基板９上に、線状パターン７及び第３電極１３が形成されるまでの製造工程は、上記第３の実施形態で説明した場合と同様である。

本実施形態では、第３電極１３まで形成された基板上に、後述する着色分散液、及び表１に示す組成のカラーレジストを用いて、順次、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２などの各種の着色フィルタが形成される。

＜着色カラーフィルタの形成＞
（着色層形成用分散液）
着色層に分散する有機顔料として、例えば以下の顔料が用いられる。

赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０
青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３
上記の顔料を用いて、赤色、緑色、及び青色の各色分散液が生成される。

（赤色分散液）
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ １８質量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７ ２質量部
アクリルワニス（固形分20質量％） １０８質量部
上記の組成の混合物を均一に攪拌した後、ガラスビーズを用いて、サンドミルで５時間分散し、５μｍフィルタで濾過し、赤色分散液が生成される。

（緑色分散液）
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８ １６質量部
緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０ ８質量部
アクリルワニス（固形分２０質量％） １０２質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色分散液と同様の生成方法を用いて、緑色分散液が生成される。

（青色分散液）
青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５ ５０質量部
青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ２質量部
分散剤 ６質量部
アクリルワニス（固形分２０質量％） ２００質量部
上記の組成の混合物に対して、赤色分散液と同様の生成方法を用いて、青色分散液が生成される。

＜着色層形成以後の液晶表示用基板２の製造＞
露光・現像及び硬膜後、それぞれ着色画素の膜厚は２μｍであるとする。線状パターン７の部分にある遮光パターン６上の着色層の膜厚が厚くならないように、着色層の形成においては、例えば透過率の低いグレートーンであるフォトマスクが露光に用いられる。

次に、保護層１４の形成に用いられる樹脂塗布液ＢＢを粘度調整し、樹脂塗布液ＢＢを例えば０．５μｍの厚みに塗布・硬膜し、液晶表示用基板２が生成される。線状パターン７の頂部の表面から画素中央部の保護層７表面までの高さの差は、約０．６μmであるとする。これにより、上記図３の部分平面図に示すように、赤カラーフィルタ１０、緑カラーフィルタ１１、青カラーフィルタ１２、及び透明パターン１８、遮光パターン６が生成される。

（第５の実施形態）
本実施形態においては、上記各実施形態で説明された液晶表示装置１又は液晶表示装置１８の視野角制御の作用について説明する。なお、本実施形態では、上記図１に示す液晶表示用基板２を備える液晶表示装置１について説明するが、液晶表示用基板２Ａを備える液晶表示装置１又は液晶表示装置１８についても同様である。

液晶表示装置１は、液晶表示用基板２とＴＦＴであるアクティブ素子が形成されているアレイ基板３を、液晶層４破産で貼り合わせている。液晶表示用基板２及びアレイ基板３との表面側の液晶層４には、あらかじめ垂直配向膜が形成される。アレイ基板３の第１電極Ｐ１〜Ｐ６は、櫛歯状パターンを形成する。第１電極Ｐ１〜Ｐ６と共通電極である第２電極Ｃ１〜Ｃ６との間には、絶縁層１６ｃが形成される。水平方向において、第２電極Ｃ１〜Ｃ６は、第１電極Ｐ１〜Ｐ６から、透明パターン５の方向にはみ出している。第１電極Ｐ１〜Ｐ６と第２電極Ｃ１〜Ｃ６との電極パターンは、上記の図１１−１３，１５に示すように、多角形サブピクセルの中央から線対称である。

上記の図１に示すように、ＴＦＴの信号線であるメタル配線１７は、透明パターン５の下部に配設されている。このため、当該液晶表示装置１を直視する観察者の目には、バックライトからの光は入らない。なお、バックライト・ユニットは、図１において省略されているが、例えば図１の液晶表示装置のアレイ基板３側の下に配設される。

上記の図１は、液晶Ｌ１〜Ｌ１４の駆動電圧無印加の状態を示し、着色カラーフィルタ（緑カラーフィルタ１１）部は「黒表示」となる。しかし、線状パターン５の傾斜部（突出部５ａ）にある液晶Ｌ３は、斜め光８方向に対し傾きを持っているため、斜め光８が透明パターン５から出射され、第三者の目では「黒表示」の視認が妨げられる。

図１８は、駆動電圧を印可し、中間調表示時の液晶表示装置１の一例を示す部分断面図である。この図１８は、図１の液晶表示装置１に駆動電圧が印加された状態を例示している。

観察者は、緑カラーフィルタ１１である表示部から中間調の緑の光を視認できる。透明パターン５からは、強い白色光である斜め光８が出射される。斜め光８は、緑カラーフィルタ１１からの光を、第三者が視認することを妨げる。透明パターン５の頂部にある第３電極１３と第１電極Ｐ１との間の電極距離は小さいため、その位置にある液晶Ｌ１〜Ｌ３は、駆動電圧印加時に大きく倒れる。このため、透明パターン５から強い白色光である斜め光８が出射される。

これにより、液晶表示装置１の厚さを厚くすることなく、さらに開口率が低下することなく、視野角制御を行うことができ、観察者ではない他の者による視認を防止することができる。

（第６の実施形態）
本実施形態においては、上記各実施形態で説明された液晶表示装置１又は液晶表示装置１８の変形例について説明する。なお、なお、本実施形態では、上記図１に示す液晶表示用基板２を備える液晶表示装置１の変形例について説明するが、液晶表示用基板２Ａを備える液晶表示装置１又は液晶表示装置１８についても同様に変形可能である。

以下においては、図１９と上記の図１３に基づいて説明を行う。

上記の図１３は、ＴＦＴ及びメタル配線の図示が省略されている。図１３では、平面における、第１電極Ｐ１〜Ｐ６によって形成される櫛歯状電極パターンと、カラーフィルタ（サブピクセル開口部）との配置関係を示す。この図１３においては、カラーフィルタの平面は、平行四辺形とされている。

図１９は、本実施形態に係る液晶表示装置の一例を示す部分断面図である。

液晶表示装置３１は、液晶表示用基板２Ｂを備える。液晶表示用基板２Ｂの透明パターン５の中心部分に遮光部（遮光突起）３２が形成される。この遮光部３２は、例えば、透明パターン５の形成の前に、遮光パターン６と同じ材料を用いて形成される。遮光部３２は、平面において、透明パターン５の中央、かつ、線状の長手方向に備えられる。この遮光部３２が形成されることにより、透明パターン５から出射される斜め光８は、観察者の目にさらに視認されにくくなる。

図１３に示すように、アレイ基板３の第１電極Ｐ１，Ｐ６は、互いに電気的に接続され、さらに、他の第１電極Ｐ２〜Ｐ５と異なるＴＦＴで駆動される。換言すれば、図１９に示す第１電極Ｐ１，Ｐ６は、視野角制御用の電極として駆動され、他の第１電極Ｐ２〜Ｐ５は、表示用の電極として駆動される。

本実施形態においては、第１電極Ｐ１，Ｐ６に独立して視野角制御のための駆動電圧を印加することができるため、良好な視野角制御を実施することができる。

また、透明パターン５の中央部に、遮光部３２を備えることにより、観察者に、良好な画像表示を提供することができる。

上記の各実施形態においては、液晶の中間表示改善の目的で、液晶に光重合性のアクリレートなどを添付し、露光及び電圧印加を併用して、液晶セル化後の液晶パネルの内面に配向維持層を形成するとしてもよい。

また、上記の各実施形態においては、感光性の重合性液晶の塗膜又は感光性ポリオルガノシロキサンなどの塗膜を、液晶パネルの内面の両面又は片面に形成し、液晶セル化し、これらの塗膜に、露光と電圧印加を併用することにより、１サブピクセル内の２つ又は４つの液晶ドメイン別に、液晶に若干の傾斜角を持たせる配向維持層を形成するとしてもよい。

上記の各実施形態において、画素は、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタ、例えば透明、補色などのような他の色のカラーフィルタを具備するとしてもよい。

１，１８，３１…液晶表示装置、２，２Ａ，２Ｂ…液晶表示用基板、３…アレイ基板、４…液晶層、５…透明パターン、６…遮光パターン、７…線状パターン、８…斜め光、９…透明基板、１０…赤カラーフィルタ、１１…緑カラーフィルタ、１２…青カラーフィルタ、１３…第３電極、１４…保護層、１５…基板、１６ａ〜１６ｂ…絶縁層、１７…メタル配線、Ｌ１〜Ｌ１４…液晶、Ｐ１〜Ｐ６…第１電極、Ｃ１〜Ｃ６…第２電極、１９…反射偏光板、２０…液晶表示用基板、２１，２５…光学補償層、２２，２３…偏光板、２４，２７…光拡散層、２６…プリズムシート、２８…導光板、２９…光反射板、３０…光源，３２…遮光部。

Claims (14)

1. 液晶表示用基板と、当該液晶表示用基板に液晶層を挟んで対向し、かつ、メタル配線を備えたアレイ基板とを具備する液晶表示装置に用いられる液晶表示用基板であって、
   平面形状において向かい合い、かつ、前記メタル配線と平行な辺を持つ多角形画素又は多角形サブピクセルと、
   前記多角形画素又は前記多角形サブピクセルの前記向かい合う平行な辺に備えられ、基板面の垂直方向で前記メタル配線と対向し、斜め光を透過する線状パターンと
   を具備する液晶表示用基板。
2. 前記線状パターンは、平面形状において、線状の透明パターンを線状の遮光パターンで挟む構成を持ち、
   前記斜め光の角度は、前記透明パターンの幅、前記線状パターンの幅、前記透明パターンの厚さ、前記透明パターンと前記液晶表示用基板の保護層との厚さ、前記液晶層の厚さ、前記液晶層のうちの前記透明パターンの表面に近い液晶のチルト角のうちの少なくとも一つとともに前記メタル配線の幅により制御される、請求項１記載の液晶表示用基板。
3. 前記線状パターンは、平面形状において、前記透明パターンの中央、かつ、線状の長手方向に遮光部をさらに具備する、請求項２記載の液晶表示用基板。
4. 前記線状パターン上に形成される透明導電膜をさらに具備する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示用基板。
5. 一方の表面上に前記線状パターンが形成されている透明基板と、
   前記線状パターンが形成されている前記透明基板の前記表面に積層される透明導電膜と、
   前記透明導電膜上に形成される前記多角形画素又は前記多角形サブピクセルのカラーフィルタと
   を具備する請求項１記載の液晶表示用基板。
6. 前記カラーフィルタとして、少なくとも赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタのうちの２以上が用いられる、請求項５記載の液晶表示用基板。
7. 前記多角形画素又は前記多角形サブピクセルの前記平面形状は、長方形、平行四辺形、くの字状に折れ曲がった多角形のうちのいずれかである、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示用基板。
8. 前記透明パターンの形成部分は、前記他の部分よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液晶表用基板。
9. 液晶表示用基板と、当該液晶表示用基板に液晶層を挟んで対向し、かつ、メタル配線を備えたアレイ基板とを具備する液晶表示装置であって、
   前記液晶表示用基板は、平面形状において向かい合い、かつ、前記メタル配線と平行な辺を持つ多角形画素又は多角形サブピクセルと、前記多角形画素又は前記多角形サブピクセルの前記向かい合う平行な辺に備えられ、基板面の垂直方向で前記メタル配線と対向し、斜め光を透過する線状パターンとを具備し、
   前記アレイ基板は、前記液晶層の液晶を駆動するアクティブ素子を備える
   ことを具備する液晶表示装置。
10. 前記アレイ基板は、前記多角形画素又は前記多角形サブピクセルごとに、前記液晶を駆動するために異なる電位が印加される第１電極と第２電極とを具備し、
    前記線状パターンは、平面形状において、線状の透明パターンを線状の遮光パターンで挟む構成を持ち、
    前記斜め光の角度は、前記透明パターンの幅、前記線状パターンの幅、前記透明パターンの厚さ、前記透明パターンと前記液晶表示用基板の保護層との厚さ、前記液晶層の厚さ、前記液晶層のうちの前記透明パターンの表面に近い液晶のチルト角のうちの少なくとも一つとともに前記メタル配線の幅により制御される、請求項９記載の液晶表示装置。
11. 前記第１電極は、前記液晶を駆動するアクティブ素子と接続された第１の櫛歯状パターンであり、
    前記第２電極は、絶縁層を介して前記第１電極の下に配設された第２の櫛歯状パターンであり、水平方向において、前記多角形画素又は前記多角形サブマトリクスを垂直方向に２分する中心軸の反対方向に、前記第１電極の端部からはみ出た位置に配置されることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 前記多角形画素又は前記多角形サブマトリクスごとに、２以上の前記アクティブ素子を備えており、
    前記多角形画素又は前記多角形サブマトリクスごとに備えられている前記２以上のアクティブ素子は、前記多角形画素又は前記多角形サブマトリクスごとに、前記第１電極における電気的に独立の２以上の部分に、それぞれ接続される
    ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の液晶表示装置。
13. 前記第１電極及び前記第２電極は、可視域で透明な導電性金属酸化物によって形成される、請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
14. 前記液晶は負の誘電率異方性を有する、請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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