JP5246782B2 - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置および電子機器に関するものである。

従来から、液晶装置の広視野角化を図る一つの手段として、液晶層に対して基板面方向の電界を発生させて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する）が用いられ、このような横電界方式としてＩＰＳ（In-Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式が知られている。横電界方式の液晶装置は、画素電極と共通電極が同一基板上に形成されるのが特徴的である。そして、ＩＰＳ方式では画素電極と共通電極が同一レイヤーでともに櫛歯状に形成される一方、ＦＦＳ方式では画素電極と共通電極が異なるレイヤーで一方が櫛歯状、他方がベタ状に形成されるという違いがある。特にＦＦＳ方式の場合、画素電極と共通電極が異なるレイヤーにあることにより、電極の縁部で基板面に対して斜め方向に強い電界が生じることになる。そのため、ＦＦＳ方式は、ＩＰＳ方式に比べて電極直上の液晶分子も配向制御し易いというメリットを持っている。

横電界方式の液晶装置で更なる広視野角化を実現する手法として、電圧印加時に一つのサブ画素内に液晶分子が異なる方向に配向する複数の領域を形成する、いわゆるマルチドメインを形成するというものがある（液晶分子が略一定方向を向くように配向した領域をドメインと称する）。マルチドメインを形成することによって各ドメイン固有のコントラストの視野角特性が補償し合うため、広視野角化が実現できる。マルチドメインを形成するためには櫛歯状電極の形状を工夫すればよい。櫛歯状電極を構成する各電極指を「線状電極」と呼ぶとすると、一つのサブ画素内の全ての線状電極を同じ方向に延在させるのではなく、例えば図１１に示したように、一つのサブ画素の上半分では線状電極１０１ａを図１１における左上がりに配置し、下半分では線状電極１０１ｂを右上がりに配置する。電圧印加時には線状電極１０１ａ，１０１ｂの延在方向に対して垂直な方向に電界が生じ、液晶分子はその電界に沿って配向しようとするため、図１１の場合、液晶分子が異なる方向に配向する２つの領域（サブ画素の上半分と下半分）ができ、デュアルドメイン構造を実現することができる。

ここで、線状電極１０１ａ，１０１ｂの中央部付近（図１１で符号Ａで囲んだ領域）では液晶層に均一な横電界が生じるため、正常に表示できるが、線状電極１０１ａ，１０１ｂの端部近傍（図１１で符号Ｂで囲んだ領域）では様々な方向に横電界が生じるため、液晶の配向が乱れ、この個所では明表示時の光の透過率が著しく低下する。そのため、本構成では実質的に表示に寄与できる面積が小さくなり、画素の開口率を十分に確保できず、明るい表示が得られない。そこで、各線状電極をサブ画素の短手方向に延在させた図１１の構成に代えて、各線状電極をサブ画素の長手方向に延在させたマルチドメイン構造の液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、画素電極および共通電極が、サブ画素の長手方向に延在し、さらに複数回屈折した形状となっている。

特開２００２−１４３７４号公報

特許文献１に記載の構成によれば、図１１の構成に比べて、１つのサブ画素中に線状電極の端部が占める面積が少なくなるため、実質的に表示に寄与できる面積が広がり、画素の開口率を大きくすることができる。しかしながら、略長方形状のサブ画素において画素電極や共通電極が屈曲しているため、データ線（サブ画素の長辺）に沿って三角形状の表示に寄与できないデッドスペースが生じてしまい、この部分が開口率を低下させることになる。これにより、明るい表示が得られないという問題が生じる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画素開口率が高く、明るい表示が可能な、広視野角の液晶装置、およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、互いに対向配置された第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、第１基板の液晶層側に設けられた画素電極と、画素電極の液晶層側に設けられた絶縁層と、絶縁層の液晶層側に設けられた共通電極と、第１基板の液晶層側に、互いに交差するように設けられた複数のデータ線及び複数の走査線と、を備え、データ線と走査線とによって囲まれた領域がサブ画素を構成する液晶装置であって、画素電極は、サブ画素領域ごとにベタ状に形成され、共通電極は、間隙を置いて配置された複数の線状電極を有して表示領域全体に形成され、複数の線状電極の各々は、サブ画素の長手方向に延在するとともに、少なくとも一つの屈曲部を有し、屈曲部の両側がサブ画素の長手方向に対して互いに逆方向に傾いた形状とされ、サブ画素の長手方向に延在するデータ線または走査線は、屈曲部を有する線状電極の延在方向に沿って当該線状電極と平行を保って屈曲しており、平面視において少なくとも屈曲するデータ線または走査線と重なる共通電極と重畳するように、遮光膜が第１基板上に設けられる。
なお、本発明における「サブ画素」とは、表示を行う際の最小単位となる領域のことである。そしてこのサブ画素は、カラーフィルターの異なる色の色材層に対応して各々設けられており、隣接する複数個のサブ画素で１つの画素を構成する。

本発明の液晶装置によれば、共通電極を構成する各線状電極が、全体としてサブ画素の長手方向に延在するとともに、屈曲部を少なくとも一つ有し、屈曲部の両側がサブ画素の長手方向に対して互いに逆方向に傾いた形状となっているので、マルチドメインが形成され、広視野角化を図ることができる。また、データ線が屈曲部を有する線状電極の延在方向に沿って屈曲しているため、サブ画素の長辺に沿って表示に寄与できないデッドスペースが生じることがなく、高い開口率を維持することができる。

また、画素電極の上に絶縁層を形成し、絶縁層の表面に複数の線状電極を有する共通電極を表示領域に跨って形成されることになるため、サブ画素の開口率を最大限大きくすることができる。

本発明において、複数の線状電極の各々は、屈曲部の短手方向を軸として線対称とすることができる。

本発明において、サブ画素の短手方向に隣接する２本の線状電極の屈曲部の間の領域を、隣接する２本の線状電極間の間隙とすることができる。

上記の構成を言い換えると、隣接する２本の線状電極間の間隙を「スリット」と呼ぶとすると、隣接する２本の線状電極の屈曲部と屈曲部の間がスリットとなるので、サブ画素の長手方向における屈曲部の両側に跨ってスリットが繋がっている、という意味である。
この構成であれば、サブ画素の開口率を最大限大きくすることができる。

上記の構成を前項と同様に言い換えると、接続部によってサブ画素の長手方向における屈曲部の両側のスリットが分断されている、という意味である。屈曲部の両側に跨ってスリットを繋げた場合、屈曲部での液晶の配向乱れ（ディスクリネーション）に起因する表示不良が拡がったり、液晶装置に外力が加わった際に表示不良が不安定に移動する、等の不具合が生じる虞がある。接続部によって屈曲部の両側のスリットを分断すれば、このような不具合を解消することができる。また、第１基板上にデータ線と遮光膜が形成されることになるため、データ線と遮光膜が異なる基板上に形成される場合と比べて、データ線と遮光膜の位置合わせを精度良く行うことができる。これにより、高い開口率を実現することができる。

本発明において、サブ画素の短手方向に交互に並ぶ線状電極および間隙は、線状電極、間隙、あるいは線状電極および間隙のいずれかが、屈曲しているデータ線（或いは走査線）に近い領域での幅が、屈曲しているデータ線（或いは走査線）から遠い領域での幅よりも大きくしてもよい。

本発明の構成によれば、開口率が大きくなる反面、第２電極の外縁の多くの部分がデータ線と近接することになり、データ線と第２電極との間に生じる電界の影響で、その間の液晶分子の配向が乱れ、表示不良につながる虞がある。そこで、データ線に近いサブ画素周縁寄りの領域での線状電極、間隙の少なくとも一方の幅を、データ線から遠いサブ画素中央寄りの領域での線状電極、間隙の少なくとも一方の幅よりも大きくすれば、第２電極がデータ線の影響を受けにくくなり、その間の液晶分子の配向が乱れることを低減できる。

本発明の電子機器は、上記本発明の液晶装置を備える。
この構成によれば、明るく、広視野角の表示が可能な液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態の液晶装置を、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、ＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置の例である。
図１は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図２は、同液晶装置の一つの画素の構成を示す平面図である。図３は、同液晶装置の一つの画素の構成を示す断面図である。なお、以下の各図面においては、図面を見やすくするため、各構成部材毎の縮尺等は適宜異ならせてある。

本実施形態の液晶装置１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するカラー液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素」、一組（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のサブ画素から構成される表示領域を「画素」と称する。なお、本明細書において、「サブ画素の長手方向」とは、図２中のＹ軸方向とする。すなわち、「サブ画素の長手方向」とは、後述する画素電極の屈曲した各部分の延在方向に沿う方向ではなく、同色のサブ画素が配列された方向と定義する。「サブ画素の短手方向」とは、図２中のＹ軸と直交するＸ軸方向とする。

本実施形態の液晶装置１において、図１に示すように、表示領域を構成すべくマトリクス状に配置された複数のサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ（図２参照）には、画素電極１１（第２電極）がそれぞれ設けられている。また、画素電極１１には、当該画素電極１１への通電制御を行うための画素スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子１２が接続されている。このＴＦＴ素子１２のソースにはデータ線１３が電気的に接続されている。各データ線１３には、データ線駆動回路１６から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがそれぞれ供給される。なお、容量線２０は必ずしも必要というわけではなく、必要に応じて設ければよい。

また、ＴＦＴ素子１２のゲートには走査線１４が電気的に接続されている。各走査線１４には、走査線駆動回路１７から所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが供給される。走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、各走査線１４に対してこの順に線順次で印加される。また、ＴＦＴ素子１２のドレインには画素電極１１が電気的に接続されている。そして、走査線１４から供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１２を一定期間だけオン状態にすると、データ線１３から供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれる。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極１１と後述する共通電極（第１電極）との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極１１と容量線２０との間に蓄積容量１８が形成され、液晶容量と並列に配置されている。そして、液晶に電圧信号が印加されると、印加電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示がなされる。

次に、本実施形態の液晶装置１の画素構成について説明する。
図２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３個のサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからなる１個の画素のパターン構成を示す平面図である。図２に示すように、各サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ毎に設けられた画素電極１１は、長方形をその長手方向の中央で屈曲させた形状であり、図２における上半分が左上がりに傾き、下半分が右上がりに傾くというように、屈曲部Ｋの両側がサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの長手方向に対して互いに逆向きに傾くように屈曲している。

また、画素電極１１の内部には、画素電極１１の外縁１１ａの延在方向と同一の方向に延在するように、スリット３（間隙）が複数本形成されている。すなわち、各スリット３は、図２におけるサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの上半分が左上がりに傾き、下半分が右上がりに傾くというように、屈曲部Ｋの両側がサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの長手方向に対して互いに逆向きに傾くように屈曲している。なお、図２では図面を見やすくするため、４本のスリット３のみを図示するが、実際にはより多数のスリットを形成してよい。よって、スリット３の両側方が線状電極４となる。

また本実施形態の場合、サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの短手方向に隣接する２本の線状電極４の屈曲部Ｋの間の領域がスリット３になっている。すなわち、隣接する２本の線状電極４の屈曲部Ｋと屈曲部Ｋの間がスリット３であり、サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの長手方向における屈曲部Ｋの両側に跨ってスリット３が繋がっている。また、本実施形態では線状電極４の幅Ｌおよびスリット３の幅Ｓは画素電極１１内で一定である。

図２におけるサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの右上隅には、ＴＦＴ素子１２が設けられている。ＴＦＴ素子１２は、走査線１４と一体形成されたゲート電極２２、半導体層２３、データ線１３と一体形成されたソース電極２４、ドレイン電極２５を有している。また、符号２６はドレイン電極２５と画素電極１１とを電気的に接続するためのコンタクトホールである。また、データ線１３が、屈曲部Ｋを有する線状電極４の延在方向と同一の方向に沿って屈曲するように形成されている。本実施形態の場合、線状電極４の延在方向と画素電極１１の外縁１１ａの延在方向は一致しているため、上記の構成を言い換えると、データ線１３は、画素電極１１の外縁１１ａから所定の間隔をおいて、画素電極１１の外縁１１ａの延在方向に沿って屈曲するように形成されている。なお、画素電極１１は、上半分が右上がりに傾き、下半分が左上がりに傾くというように、屈曲部Ｋの両側がサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの長手方向に対して互いに逆向きに傾くように屈曲していてもよい。また、その各傾きの角度は、同じ角度である方が好ましいが、同じ角度でなくてもよい。

次に、本実施形態の液晶装置１の断面構造について説明する。
本実施形態の液晶装置１は、図３に示すように、素子基板２８（第１基板）と、素子基板２８と対向配置された対向基板２９（第２基板）と、素子基板２８と対向基板２９との間に挟持された液晶層３０と、素子基板２８の外面側（液晶層３０と反対側）に設けられた偏光板３１と、対向基板２９の外面側に設けられた偏光板３２とを備えている。そして、液晶装置１には、素子基板２８の外面側に配置されたバックライト（図示せず）から照明光が照射される構成となっている。また、液晶装置１には、素子基板２８と対向基板２９との対向面の周縁に沿ってシール材（図示略）が設けられており、シール材と素子基板２８と対向基板２９によって囲まれた空間内に液晶層３０が封止されている。

素子基板２８は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料からなる基板本体３３と、基板本体３３の内側（液晶層３０側）の表面に順に積層されたゲート絶縁膜３４、層間絶縁膜３５、および液晶層３０の初期配向方向（ラビング方向）を規制する配向膜３６とを備えている。

また、素子基板２８は、基板本体３３の内側の表面に配置されたゲート電極２２（走査線１４）、各サブ画素に対応して設けられた共通電極（第１電極）３７、共通電極３７同士を接続する共通線３８、ゲート絶縁膜３４の内側の表面に配置されたデータ線１３（図２に示す）、半導体層２３、ソース電極２４、ドレイン電極２５、層間絶縁膜３５の内側の表面に配置された画素電極１１を備えている。ゲート絶縁膜３４は、窒化シリコンや酸化シリコン等の絶縁性を有する透光性材料で構成されており、基板本体３３上に形成された走査線１４、共通線３８、共通電極３７を覆うように設けられている。

層間絶縁膜３５は、ゲート絶縁膜３４と同様、窒化シリコンや酸化シリコン等の絶縁性を有する透光性材料で構成されており、ゲート絶縁膜３４上に形成された半導体層２３、ソース電極２４、ドレイン電極２５を覆うように設けられている。そして、層間絶縁膜３５のうち、図２に示す平面視でドレイン電極２５と画素電極１１とが重なる部分には、画素電極１１とＴＦＴ素子１２との導通を図るための貫通孔であるコンタクトホール２６が形成されている。また、配向膜３６は、例えばポリイミド等の有機材料から構成され、層間絶縁膜３５上の画素電極１１を覆うように設けられている。そして、配向膜３６の上面には、液晶層３０を構成する液晶分子を配向規制するための配向処理が施されている。

一方、対向基板２９は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体４０と、基板本体４０の内側（液晶層３０側）の表面に順に積層されたカラーフィルターの色材層４１、配向膜４２を備えている。色材層４１は、サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに対応して配置され、例えばアクリルなどで構成され、各サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂで表示する色に対応する色材を含有している。配向膜４２は上記配向膜３６と同様、例えばポリイミドなどの有機材料やシリコン酸化物などの無機材料で構成されており、その配向方向が配向膜３６の配向方向と同じ方向となっている。

各基板の外面に設けられた偏光板３１，３２は、それぞれの透過軸が互いに直交するように設けられている。したがって、一方の偏光板の透過軸は配向膜３６の配向方向と平行、他方の偏光板の透過軸は配向膜３６の配向方向と垂直となっている。

本実施形態の液晶装置１においては、画素電極１１を構成する各線状電極４の屈曲部Ｋの両側（図２における上下）が互いに逆方向に傾いた形状となっているので、１つのサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ内に２つのドメインが形成されることで広視野角化を図ることができる。また、線状電極４（またはスリット３）がサブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの長手方向に延在していることに加え、画素電極１１の外縁１１ａと線状電極４（またはスリット３）の各部が平行な方向に延在し、データ線１３が画素電極１１の外縁１１ａの延在方向に沿って屈曲した構造であるため、画素電極１１の長辺に沿う位置に表示に寄与できないスペースがほとんどできず、従来例に比べて開口率を高めることができる。さらに本実施形態の場合、スリット３が屈曲部Ｋの両側に跨って繋がっているため、開口率をより高めることができる。これにより、明るい表示が可能な液晶装置を提供することができる。
なお、本実施形態において、サブ画素はデータ線１３の延在方向に長くなっている。つまりデータ線１３の延在方向がサブ画素の長手方向となっている。しかしながら、サブ画素が走査線１４の延在方向に長くなっている。つまり走査線１４の延在方向がサブ画素の長手方向となっているものであれば、線状電極は走査線１４の延在方向に沿って形成されることになる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態の液晶装置を、図４を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、画素電極の構成が第１実施形態と異なるのみである。
図４は、本実施形態の液晶装置の一つの画素の構成を示す平面図である。図４において第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１実施形態においては、画素電極１１内に形成したスリット３が屈曲部Ｋの両側に跨って繋がって形成されていた。これに対し、本実施形態の液晶装置においては、図４に示すように、サブ画素２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの短手方向に隣接する２本の線状電極５４の屈曲部Ｋと屈曲部Ｋとの間に、隣接する２本の線状電極５４同士を互いに接続する接続部５５が設けられている。すなわち、屈曲部Ｋの両側にスリット５３が別個に形成されており、接続部５５によって屈曲部Ｋの両側のスリット５３が分断されている。

本実施形態の液晶装置においても、広視野角化が図れ、開口率が高く、明るい表示が可能な液晶装置を提供できる、といった第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態のように屈曲部Ｋの両側に跨ってスリット３を繋げた場合、屈曲部Ｋでの液晶の配向乱れ（ディスクリネーション）に起因する表示不良が予想外に拡がる、液晶装置に外力が加わった際に表示不良の位置が不安定に移動する、等の不具合が生じる虞がある。これに対し、本実施形態の液晶装置によれば、接続部５５によって屈曲部Ｋの両側のスリット５３を分断したことで上記の不具合を解消することができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態の液晶装置を、図５を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１、第２実施形態と同様であり、画素電極の構成が第１、第２実施形態と異なるのみである。
図５は、本実施形態の液晶装置の一つの画素の構成を示す平面図である。図５において第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１、第２実施形態においては、線状電極の幅Ｌおよびスリットの幅Ｓは画素電極内で一定であった。これに対し、本実施形態の液晶装置においては、図５に示すように、線状電極の幅およびスリットの幅が、データ線に近いサブ画素周縁寄りの領域での線状電極の幅Ｌ１およびスリットの幅Ｓ１が相対的に大きく、データ線から遠いサブ画素中央寄りの領域での線状電極の幅Ｌ２およびスリットの幅Ｓ２が相対的に小さくなっている。

なお、本実施形態においては、線状電極の幅Ｌおよびスリットの幅Ｓともに変えているが、どちらか一方は変えずに他方のみを変えてもよい。つまり、例えば画素電極内で線状電極の幅は一定のまま、データ線に近いサブ画素周縁寄りの領域でのスリットの幅Ｓ１が相対的に大きく、データ線から遠いサブ画素中央寄りの領域でのスリットの幅Ｓ２が相対的に小さくなっていてもよい。あるいは、画素電極内でスリットの幅は一定のまま、データ線に近いサブ画素周縁寄りの領域での線状電極の幅Ｌ１が相対的に大きく、データ線から遠いサブ画素中央寄りの領域での線状電極の幅Ｌ２が相対的に小さくなっていてもよい。

本実施形態の液晶装置においても、広視野角化が図れ、開口率が高く、明るい表示が可能な液晶装置を提供できる、といった第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の特徴点は、画素電極の外縁に沿うようにデータ線を屈曲させた点にあるため、開口率が大きくなるという利点がある反面、画素電極の外縁の多くの部分がデータ線と近接することになり、データ線と画素電極との間でクロストークが生じ、表示不良につながる虞がある。そこで、本実施形態のように、データ線１３に近いサブ画素周縁寄りの領域での線状電極５４およびスリット５３の幅Ｌ１，Ｓ１をデータ線１３から遠いサブ画素中央寄りの領域での線状電極５４およびスリット５３の幅Ｌ２，Ｓ２よりも大きくすることにより、画素電極５１の電位がデータ線１３の影響を受けにくくなり、クロストークを抑制することができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態の液晶装置を、図６および図８を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１〜第３実施形態と同様であり、電極の位置関係が第１〜第３実施形態と異なるのみである。
図６は、本実施形態の液晶装置の一つの画素の構成を示す平面図である。図７は、同液晶装置の一つの画素の構成を示す断面図である。図８は、同液晶装置の各光学軸の配置を示す図である。なお、以下の各図面においては、図面を見やすくするため、各構成部材毎の縮尺等は適宜異ならせてある。また、第１〜第３実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１〜第３実施形態においては、共通電極が素子基板の下層側（基板本体側）、画素電極が素子基板の上層側（液晶層側）に設けられていた。これに対し、本実施形態の液晶装置では、図７に示すように、画素電極６１（第１電極）が素子基板６８（第１基板）の下層側（基板本体３３側）、共通電極６７（第２電極）が素子基板６８の上層側（液晶層３０側）に設けられている。したがって、図６に示すように、共通電極６７が線状電極６４とスリット６３を有している。

より具体的には、この液晶装置１Ａは、図７に示すように、液晶層３０を素子基板６８と対向基板６９で挟持している。図示省略するが、液晶層３０の厚みはスペーサによって均一に維持されている。素子基板６８の外面には偏光板３１が形成され、対向基板６９の外面には偏光板３２が形成されている。また、素子基板６８の外面側に光を照射するバックライト７４が配設されている。

まず、素子基板６８の構成について説明する。素子基板６８は、基板本体３３を基体としている。そして、素子基板６８の基板本体３３の液晶層３０側に、ゲート電極２２が分岐する走査線１４が図６のＸ軸方向に延在して形成されており、ゲート電極２２と走査線１４を覆ってゲート絶縁膜３４が形成されている。ゲート絶縁膜３４上に、半導体層２３がゲート電極２２と対向配置して形成されており、半導体層２３に一部乗り上げるようにしてソース電極２４とドレイン電極２５が形成されている。これらの半導体層２３、ゲート電極２２、ソース電極２４、およびドレイン電極２５でＴＦＴ素子１２を構成する。ソース電極２４はデータ線１３から分岐しており、データ線１３は図６のＹ軸方向に延在している。

半導体層２３、ソース電極２４、ドレイン電極２５を覆って、酸化ケイ素ないし窒化ケイ素等からなるパッシベーション膜７６が形成され、そのパッシベーション膜７６を覆って、第１層間絶縁膜７１が形成されている。第１層間絶縁膜７１を覆って、サブ画素毎に独立して透明導電材料からなる画素電極６１が形成されている。パッシベーション膜７６および第１層間絶縁膜７１を貫通してドレイン電極２５に達するコンタクトホール２６が形成されており、このコンタクトホール２６を介して画素電極６１とドレイン電極２５とが電気的に接続されている。

画素電極６１を覆って第２層間絶縁膜７２が形成されている。第２層間絶縁膜７２の液晶層３０側の表面に透明導電材料からなる共通電極６７が形成されている。共通電極６７は全サブ画素に跨って形成されており、対向電極として作動する。共通電極６７は、図６で概略Ｙ軸方向に延びる複数本のスリット６３によって形成された線状電極６４を備えている。スリット６３はフォトリソグラフィー法によって共通電極６７をエッチングすることによって形成される。画素電極６１と共通電極６７との間に挟持される第２層間絶縁膜７２が誘電体膜となり、画素電極６１と共通電極６７との間に蓄積容量が形成される。また、共通電極６７、第２層間絶縁膜７２を覆って配向膜３６が形成されている。この配向膜３６には所定の方向にラビング処理が施されている。

次に対向基板６９について説明する。対向基板６９は、基板本体４０を基体としており、基板本体４０には、サブ画素毎に異なる色光（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、無色等）を透過するカラーフィルターの色材層４１と遮光材のブラックマトリクス（遮光膜）７３が形成されている。色材層４１とブラックマトリクス７３を覆うようにして保護樹脂層７８が形成され、保護樹脂層７８を覆うようにして配向膜４２が形成されている。配向膜４２には配向膜３６と逆方向のラビング処理が施されている。

ここで、各光学軸の配置について説明する。図８に示すように、素子基板６８側の偏光板３１の透過軸３１ａと、対向基板６９側の偏光板３２の透過軸３２ａとは互いに直交するように配置されており、前記偏光板３２の透過軸が図６のＹ軸と平行に配置されている。また、配向膜３６のラビング処理の方向は偏光板３２の透過軸と平行である。配向膜３６のラビング処理の方向は、共通電極６７と画素電極６１との間に生じる電界の主方向と交差する方向である。そして、初期状態ではラビング処理の方向に沿って平行配向している液晶分子が、共通電極６７と画素電極６１との間への電圧印加によって、上記電界の主方向側へ回転して配向する。この初期配向状態と電圧印加時の配向状態との差異に基づいて各サブ画素の明暗表示が行われる。このようにして、各サブ画素の駆動表示が行われる。なお、図示省略するが、液晶層３０は素子基板６８と対向基板６９の間に設けられたシール材で形成される密封エリア内に封止される。スリット６３は縦方向（図６のＹ軸方向）に延在している。

ここで、スリット６３における液晶層３０の液晶の回転方向について説明する。液晶層３０に印加される電界は共通電極６７とスリット６３に位置する画素電極６１の電位差によって生じる。この電界は素子基板６８の面に概略平行に生じ、平面視での電界の向きはスリット６３の辺の法線方向となる。共通電極６７と画素電極６１の間に電位差がないとき、即ち電界がＯＦＦのときは液晶の配向方向はラビング処理の方向となる。電界がＯＮのときは液晶の配向はスリット６３の辺の法線方向となる。電界がＯＦＦからＯＮに変化するとき、液晶は回転角が少ない方向に回転する。従って、共通電極６７と画素電極６１の電位差がＯＦＦからＯＮに変化したときは、下半分は反時計方向に回転し、上半分は時計方向に回転する。

カラーのサブ画素は縦長であるため、スリット６３を横方向に延在させるとスリット６３の両端の数が多くなる。そこで、本実施形態の液晶装置１Ａでは、図６に示すように、スリット６３の延在方向を縦方向（Ｙ軸方向）にすることにより、スリット６３の端部の数を少なくし、開口率の低下を低減している。

全てのスリット６３を時計方向あるいは反時計方向にすると、液晶分子が一方向にねじれるため視角方向によって色が変化する現象が現れる。これは、液晶分子を見る方向によって見かけのリタデーションが変化するためである。これを低減するために、本実施形態の液晶装置１Ａではスリット６３の延在方向がＹ軸に対して時計方向に＋３〜＋１０°傾くドメインと−３〜−１０°傾くドメインとを設けている。即ち、線状電極６４をシェブロン（chevron）形状で構成したマルチドメイン化である。例えば、図８に示すように、スリット６３の下半分の延在方向ＬがＹ軸に対して時計方向に＋５°傾くドメインと、上半分の延在方向Ｈが−５°傾くドメインとを設けてマルチドメイン化している。なお、本実施形態の液晶装置１Ａにおける配向方向が異なるドメイン数は２つであるが、更に配向方向が異なるドメインを多くしてもよい。
また例えば、スリット６３の下半分の延在方向が＋５°のままだけではなく、＋１０°の傾きで延在する箇所と、＋５°の傾きで延在する箇所を繋げたものでもよい。この場合、スリット６３の上半分の延在方向も同様に−１０°の傾きで延在する箇所と、−５°の傾きで延在する箇所を繋げたものとするのがよい。そしてこの場合、データ線１３もこのスリット６３に沿って傾きからなる形状とするのがよい。

次に、共通電極６７のスリット６３とブラックマトリクス７３との関係について説明する。共通電極６７は全サブ画素に跨って形成されており、図６の斜線が施されていない部分が共通電極６７のスリット６３である。そして、網掛けが施されている部分がブラックマトリクス７３である。図６、図７に示すように、共通電極６７は平面視でブラックマトリクス７３と重畳しており、スリット６３が平面視でブラックマトリクス７３と重畳しないように形成されている。

また、ブラックマトリクス７３とデータ線１３はスリット６３と平行に延在している。そのため、Ｙ軸に平行にデータ線を形成した液晶装置と比較して、表示に使用されない領域が少なくなるので、開口率を上げることができるようになる。

（変形例）
以下、変形例の液晶装置を、図９を参照して説明する。
本変形例の液晶装置の基本構成は第１〜第３実施形態と同様であり、電極の位置関係が第１〜第３実施形態と異なるのみである。
図９は、変形例の液晶装置の断面図である。図９において第１実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１〜第３実施形態においては、共通電極が素子基板の下層側（基板本体側）、画素電極が素子基板の上層側（液晶層側）に設けられていた。これに対し、本変形例の液晶装置では、図９に示すように、画素電極６１（第１電極）が素子基板６８（第１基板）の下層側（基板本体３３側）、共通電極６７（第２電極）が素子基板６８の上層側（液晶層３０側）に設けられている。したがって、共通電極６７が線状電極６４とスリット６３を有している。

より具体的には、ＴＦＴ素子１２を覆うように第１層間絶縁膜７１が形成され、第１層間絶縁膜７１上にベタ状の画素電極６１が形成されている。画素電極６１とドレイン電極２５は、第１層間絶縁膜７１を貫通するコンタクトホール２６によって電気的に接続されている。画素電極６１を覆うように第２層間絶縁膜７２が形成され、第２層間絶縁膜７２上に複数の線状電極６４を有する共通電極６７が形成されている。共通電極６７を覆うように配向膜３６が形成されている。また、第１層間絶縁膜７１上にデータ線１３、走査線１４、ＴＦＴ素子１２等を覆うブラックマトリクス７３が形成されている。

なお、本変形例のように第２電極を共通電極６７とする場合、第２層間絶縁膜７２上に形成する共通電極６７を、各サブ画素毎に分割して設けるのではなく、液晶表示装置における表示領域全体に形成した上で、サブ画素毎に線状電極６４とスリット６３を形成する構成としてもよい。

本変形例の液晶装置においても、広視野角化が図れ、開口率が高く、明るい表示が可能な液晶装置を提供できる、といった第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本発明では、線状電極を有する側の電極形状に合わせてデータ線を屈曲させたことでデータ線に沿う領域で表示に寄与しないデッドスペースが減り、開口率が向上する。ところが、ブラックマトリクスが対向基板側に形成されている場合、データ線とブラックマトリクスとの位置合わせは２枚の基板の貼り合わせ精度に依存することになり、位置合わせ精度があまり高くない。そのため、せっかくの開口率向上の効果が薄れてしまう。

これに対し、本変形例の構成によれば、素子基板６８上にデータ線１３とブラックマトリクス７３が形成されているため、データ線とブラックマトリクスが異なる基板上に形成される場合と異なり、データ線１３とブラックマトリクス７３との位置合わせはフォトリソグラフィーのアライメント精度に依存することになり、これは基板の貼り合わせ精度よりもはるかに高い。したがって、データ線１３とブラックマトリクス７３の位置合わせが精度良く行え、高い開口率を維持することができる。

［電子機器］
次に、上述の液晶装置を備える電子機器について説明する。
図１０は、本発明の液晶装置を備える電子機器の一例である携帯電話機を示す斜視図である。図１０に示すように、携帯電話機３００は、本体部３０１と、これに開閉可能に設けられた表示体部３０２とを有している。表示体部３０２の内部には表示装置３０３が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面３０４において視認可能となっている。また、本体部３０１には操作ボタン３０５が配列されている。

そして、表示体部３０２の一端部には、アンテナ３０６が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部３０２の上部に設けられた受話部３０７の内部には、スピーカ（図示略）が内蔵されている。さらに、本体部３０１の下端部に設けられた送話部３０８の内部には、マイク（図示略）が内蔵されている。ここで、表示装置３０３には上記実施形態の液晶装置が用いられている。

本実施形態の携帯電話機によれば、上記実施形態の液晶装置を備えているので、明るく、広視野角の表示が可能な液晶表示部を備えた携帯電話機を実現することができる。

また、液晶装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器などのような他の電子機器であってもよい。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では１つのサブ画素内に屈曲部を１つ形成し、２つのドメインを形成する、いわゆるデュアルドメイン構造の例を示したが、屈曲部の数を多くしてより多くのドメインを形成する構成としてもよい。その他、電極のより具体的な形状、各構成部材の材料等については、適宜変更が可能である。

本発明の第１実施形態の液晶装置の等価回路図である。 同液晶装置の一画素構成を示す平面図である。 同液晶装置の一画素構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶装置の一画素構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の液晶装置の一画素構成を示す平面図である。 本発明の第４実施形態の液晶装置の一画素構成を示す平面図である。 同液晶装置の一画素構成を示す断面図である。 同液晶装置の各光学軸の配置を示す図である。 変形例の液晶装置の断面図である。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。 従来の横電界方式の液晶装置の画素構成の一例を示す平面図である。

１…液晶装置、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…サブ画素、３，５３，６３…スリット、４，５４，６４…線状電極、１１，５１，６１…画素電極、１３…データ線、１４…走査線、２８，６８…素子基板（第１基板）、２９，６９…対向基板（第２基板）、３０…液晶層、３５…層間絶縁膜、３７，６７…共通電極、５５…接続部、７３…ブラックマトリクス（遮光膜）、Ｋ…屈曲部。

Claims (6)

1. 互いに対向配置された第１基板および第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
   前記第１基板の前記液晶層側に設けられた画素電極と、
   前記画素電極の前記液晶層側に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層の前記液晶層側に設けられた共通電極と、
   前記第１基板の前記液晶層側に、互いに交差するように設けられた複数のデータ線及び複数の走査線と、
   を備え、前記データ線と前記走査線とによって囲まれた領域がサブ画素を構成する液晶装置であって、
   前記画素電極は、前記サブ画素領域ごとにベタ状に形成され、
   前記共通電極は、間隙を置いて配置された複数の線状電極を有して表示領域全体に形成され、前記複数の線状電極の各々は、前記サブ画素の長手方向に延在するとともに、少なくとも一つの屈曲部を有し、前記屈曲部の両側が前記サブ画素の長手方向に対して互いに逆方向に傾いた形状とされ、
   前記サブ画素の長手方向に延在する前記データ線または前記走査線は、前記屈曲部を有する前記線状電極の延在方向に沿って当該線状電極と平行を保って屈曲しており、
   平面視において少なくとも屈曲する前記データ線または前記走査線と重なる前記共通電極と重畳するように、遮光膜が前記第１基板上に設けられる、
   液晶装置。
2. 前記複数の線状電極の各々は、前記屈曲部の短手方向を軸として線対称である、
   請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記サブ画素の短手方向に隣接する２本の前記線状電極の屈曲部の間の領域が、前記隣接する２本の線状電極間の間隙である、
   請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記サブ画素の短手方向に交互に並ぶ前記線状電極および前記間隙は、
   前記線状電極、前記間隙、あるいは前記線状電極および前記間隙のいずれかが、屈曲している前記データ線（或いは前記走査線）に近い領域での幅が、屈曲している前記データ線（或いは前記走査線）から遠い領域での幅よりも大きい、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記共通電極の線状電極は、長手方向の中央に第１の屈曲部を有するとともに、前記線状電極を、前記第１の屈曲部における当該線状電極の傾きと同じ方向により傾ける第２の屈曲部を有する、
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。
   

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