CN105093717B - 液晶显示装置以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高像素整体的响应速度,并且提高对比度,提高面内的显示质量的液晶显示装置以及电子设备,该电子设备具有液晶显示装置。液晶显示装置包括:第一电极;第二电极,配置在与该第一电极相对的位置。第一电极包括:电极基部,在第一方向上延伸;以及梳齿部,在与该第一方向不同的第二方向上延伸,并且相互隔开一定距离从电极基部突出多个。第一基板以及第二基板中的至少一个,在与第一基板垂直的方向上与梳齿部的中心以及相邻的梳齿部之间的中心中的至少一个重合的位置,具有使通过的光的强度降低的遮光部。
Description
技术领域
本发明涉及具有液晶的液晶显示装置。并且,本发明涉及具有液晶显示装置的电子设备,其中液晶显示装置具有液晶。
背景技术
作为驱动液晶的方式(模式),已知有使用在基板间沿着纵向产生的电场、所谓的纵电场的液晶驱动方式。作为使用这种纵电场驱动液晶的液晶显示装置,已知有TN(Twisted Nematic:扭曲向列)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)以及ECB(Electrically Controlled Birefringence:电场控制双折射)等纵电场型的液晶显示装置。并且,如专利文献1所记载,作为驱动液晶的方式,还已知有使用沿着相对于基板平行的方向(横向)产生的电场、所谓的横电场的液晶驱动方式。作为使用这种横电场驱动液晶的液晶显示装置,还已知有FFS(Fringe Field Switching:边缘场开关)以及IPS(In PlaneSwitching:面内开关)等横电场型的液晶显示装置。
在IPS模式中,第一电极和第二电极设置于同层,电场主要在与基板面平行的方向上产生。因此,在第一电极的紧上方的区域难以形成电场,该区域的液晶分子难以驱动。
在FFS模式中,在与基板面垂直的方向上,像素电极和公共电极间隔着电介质膜重叠设置,主要产生相对于基板面倾斜方向或者抛物线状的电场(也称为边缘场)。因此,像素电极的正上方区域的液晶分子也容易驱动。即,在FFS模式中,得到比IPS模式高的开口率。
在上述横电场型的液晶显示装置中,通过在第一电极和第二电极之间并且在相对于基板的平行方向上产生电场,使液晶分子在与基板面平行的面内旋转,利用与该液晶分子的旋转相对应的透光率变化而进行显示。横电场型的液晶显示装置被要求提高液晶的响应速度。
并且,在专利文献2中,记载了与专利文献1相比提高液晶的响应速度的液晶显示装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-52161号公报
专利文献2:日本专利特开2013-109309号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献2记载的液晶显示装置作为像素整体提高了液晶的响应速度,但是,局部地存在即使施加电压液晶分子也难以移动的区域,期望改善对比度。
本发明鉴于这样的问题点而完成,目的在于提供能够提高像素整体的响应速度,并且提高对比度,提高面内的显示质量的液晶显示装置以及具有液晶显示装置的电子设备。
解决技术问题的技术方案
涉及本发明的一个实施方式的液晶装置,包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板相对配置;液晶层,配置在所述第一基板和所述第二基板之间;第一电极,设置在所述第一基板和所述液晶层之间;以及第二电极,配置在与所述第一电极相对的位置,其中,所述第一电极包括:电极基部,沿第一方向延伸;以及梳齿部,沿与该第一方向不同的第二方向延伸,并且相互隔开一定距离从所述电极基部突出多个,所述第一基板以及所述第二基板中的至少一个,在与所述第一基板垂直的方向上与所述梳齿部的中心以及相邻的所述梳齿部之间的中心中的至少一个重合的位置,具有使通过的光的强度降低的遮光部。
附图说明
图1是表示涉及本实施方式的液晶显示装置的系统构成例的框图。
图2是示出驱动涉及本实施方式的液晶显示装置的像素的驱动电路的电路图。
图3是用于说明涉及本实施方式的液晶显示装置的像素的俯视图。
图4是示出图3的A1-A2线截面的示意图。
图5是用于说明涉及本实施方式的第一电极的形状和开口部的关系的示意图。
图6是用于说明涉及本实施方式的第一电极的形状和遮光位置的关系的示意图。
图7是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示装置中,在未施加使第一电极和第二电极之间产生电场的电压的状态下的液晶的配向的说明图。
图8是示出图7的B1-B2线截面的示意图。
图9是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示装置中,在施加有使第一电极和第二电极之间产生电场的电压的状态下的液晶的配向的说明图。
图10是示出图9的C1-C2线截面的示意图。
图11是用于详细地说明涉及本实施方式的像素内的第一电极的形状的示意图。
图12是用于详细地说明本实施方式的透过无效区域的示意图。
图13是示出涉及本实施方式的第一电极的向错(disclination)线的示意图。
图14是用于详细地说明本实施方式的变形例一的透过无效区域的示意图。
图15是示出涉及本实施方式的变形例一的第一电极的向错线的示意图。
图16是示出涉及比较例的第一电极的向错线所产生的光的透过分布的说明图。
图17是示出涉及本实施方式的第一电极的向错线所产生的光的透过分布和遮光部的位置关系的说明图。
图18是示出作为涉及本实施方式的变形例二的液晶显示装置,图3的A1-A2线截面的变形例的示意图。
图19是用于说明作为涉及本实施方式的变形例三的液晶显示装置,第一电极的形状和开口部的关系的变形例的示意图。
图20是用于说明作为涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置的像素的俯视图。
图21是示出图20的E1-E2线截面的示意图。
图22是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示部的评价例一中,像素的响应速度和向错线彼此的平均间隔的关系的说明图。
图23是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示部的评价例二中,像素的响应速度和平均透过有效间隔的关系的说明图。
图24是示出适用涉及本实施方式的液晶显示装置的电子设备的一例的图。
图25是示出适用涉及本实施方式的液晶显示装置的电子设备的一例的图。
具体实施方式
参照附图对用于实施发明的方式(实施方式)进行详细说明。以下实施方式中记载的内容并不限定本发明。并且,以下记载的构成要素是本领域技术人员能够容易想到的,包含实质上相同的构成要素。此外,以下记载的构成要素能够适当组合。并且,公开的只是一例,本领域技术人员容易想到的保护发明主旨的适当变更,当然包含在本发明的范围内。并且,附图是为了更加明确地进行说明,与实际的情况相比,各部的宽度、厚度、形状等有时进行示意性表示,但只是一例,并不限定本发明的解释。并且,在本说明书和各图中,对于与前述附图中相同的要素赋予相同的符号,并适当省略详细的说明。
图1是表示涉及本实施方式的液晶显示装置的系统构成例的框图。液晶显示装置1是透过型的液晶显示装置,具有显示面板2和驱动IC3。未图示的柔性印刷基板(FPC:柔性电路板)传送输入驱动IC3的外部信号或者对驱动IC3进行驱动的驱动电力。显示面板2具有:透光性绝缘基板,例如玻璃基板11;显示区域部21,位于玻璃基板11的表面,由多个含有液晶单元的像素以矩阵状(行列状)配置而成;水平驱动器(水平驱动电路)23;以及垂直驱动器(垂直驱动电路)22。玻璃基板11由含有能动元件(例如,晶体管)的多个像素电路以矩阵状配置形成的第一基板、以及与该第一基板以规定的间隙相对配置的第二基板构成。第一基板和第二基板的间隙通过在第一基板上的各处配置形成的光间隔件而保持为规定的间隙。并且,在这些第一基板以及第二基板之间封入液晶。
(液晶显示装置的系统构成例)
显示面板2在玻璃基板11上具有显示区域部21、具备接口(I/F)和定时发生器功能的驱动IC3、垂直驱动器22以及水平驱动器23。
在显示区域部21中,含有液晶层的子像素Vpix具有构成显示上的一个像素的单元以M行×N列配置的矩阵(行列状)构造。并且,在本说明书中,行是指具有在一个方向上排列的N个子像素Vpix的像素行。并且,列是指具有在与行所含有的子像素Vpix所排列的方向正交的方向上排列的M个子像素Vpix的像素列。并且,M和N的值根据垂直方向的显示分辨率和水平方向的显示分辨率而决定。在显示区域部21中,针对子像素Vpix的M行N列,在每行配线扫描线241、242、243…24M,在每列配线信号线251、252、253…25N。以后,在本实施方式中,代表扫描线241、242、243…24M标记为扫描线24,代表信号线251、252、253…25N标记为信号线25。并且,在本实施方式中,将扫描线241、242、243…24M的任意扫描线标记为扫描线24α+1(0≤α≤M),将信号线251、252、253…25N的任意信号线标记为信号线24β+1(0≤β≤N)。
在液晶显示装置1中,从外部输入作为外部信号的主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号,并输入驱动IC3。驱动IC3将外部电源的电压振幅的主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号电平变换为驱动液晶所需要的内部电源的电压振幅,生成主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号。驱动IC3将生成的主时钟、水平同步信号以及垂直同步信号分别输入垂直驱动器22以及水平驱动器23。驱动IC3对每个子像素Vpix的后述的公共电极COM生成共通赋予各像素的公共电位,并赋予显示区域部21。
垂直驱动器22与垂直时钟脉冲同步,将从驱动IC3输出的显示数据按照一个水平期间依次取样并进行锁存。垂直驱动器22通过将锁存的一条线的数字数据作为垂直扫描脉冲依次输出,并赋予显示区域部21的扫描线24M、24M+1、24M+2…,从而以行单位依次选择子像素Vpix。垂直驱动器22例如从扫描线24m、24m+1、24m+2…的显示区域部21的偏上部、即垂直扫描上方,向显示区域部21的偏下部、即垂直扫描下方依次输出数字数据。并且,垂直驱动器22也可以从扫描线24m、24m+1、24m+2…的显示区域部21的偏下部、即垂直扫描下方,向显示区域部21的偏上部、即垂直扫描上方依次输出数字数据。
对水平驱动器23赋予例如六比特的R(红)、G(绿)、B(蓝)数字视频数据Vsig。水平驱动器23对通过垂直驱动器22进行的垂直扫描所选择的行的各子像素Vpix经由信号线25对每个像素、或者对每多个像素、或者对全部像素一起写入显示数据。
液晶显示装置1存在由于对液晶元件连续施加同极性的直流电压而液晶的电阻率(物质固有的电阻值)等劣化的可能性。为了防止液晶的电阻率(物质固有的电阻值)等的劣化,液晶显示装置1采用以驱动信号的公共电位作为基准以规定的周期使视频信号的极性反转的驱动方式。
作为该液晶显示面板的驱动方式,已知有线反转驱动方式、点反转驱动方式、帧反转驱动方式等驱动方式。线反转驱动方式是以相当于一条线(一个像素行)的1H(H是水平期间)的时间周期使视频信号的极性反转的驱动方式。点反转驱动方式是对彼此相邻的上下左右每个像素使视频信号的极性交替反转的驱动方式。帧反转驱动方式是对相当于一个画面的每一帧使写入全部像素的视频信号一起以相同的极性反转的驱动方式。液晶显示装置1可以采用上述各驱动方式的任一种。
图2是示出驱动涉及本实施方式的液晶显示装置的像素的驱动电路的电路图。在显示区域部21形成有将像素信号作为显示数据供给各子像素Vpix的薄膜晶体管(TFT:薄膜晶体管)元件Tr的信号线25n、25n+1、25n+2、以及驱动各TFT元件Tr的扫描线24m、24m+1、24m+2等配线。这样,信号线25n、25n+1、25n+2在与上述玻璃基板11的表面平行的平面上延伸,将用于显示图像的像素信号供给子像素Vpix。子像素Vpix具有TFT元件Tr以及液晶电容LC。TFT元件Tr由薄膜晶体管构成,在该例中,由n沟道的MOS(金属氧化物半导体)型的TFT构成。TFT元件Tr的源极或者漏极的一方连接于信号线25n、25n+1、25n+2,栅极连接于扫描线24m、24m+1、24m+2,源极或者漏极的另一方连接于液晶电容LC的一端。液晶电容LC的一端连接于TFT元件Tr的源极或者漏极的另一方,另一端连接于公共电极COM。
子像素Vpix通过扫描线24m、24m+1、24m+2,与显示区域部21的属于相同行的其他子像素Vpix相互连接。扫描线24m、24m+1、24m+2与垂直驱动器22连接,从垂直驱动器22供给扫描信号的垂直扫描脉冲。并且,子像素Vpix通过信号线25n、25n+1、25n+2,与显示区域部21的属于相同列的其他子像素Vpix相互连接。信号线25n、25n+1、25n+2与水平驱动器23连接,通过水平驱动器23供给像素信号。此外,子像素Vpix通过公共电极COM,与显示区域部21的属于相同列的其他子像素Vpix相互连接。公共电极COM与驱动IC3连接,通过驱动IC3供给驱动信号。
图1示出的垂直驱动器22通过将垂直扫描脉冲经由图2示出的扫描线24m、24m+1、24m+2施加于子像素Vpix的TFT元件Tr的栅极,而将在显示区域部21形成矩阵状的子像素Vpix中的一行(一条水平线)作为显示驱动的对象依次进行选择。图1示出的水平驱动器23将像素信号经由图2示出的信号线25n、25n+1、25n+2,分别供给由垂直驱动器22依次选择的一条水平线中含有的各子像素Vpix。并且,在这些子像素Vpix中,根据供给的像素信号,进行一条水平线的显示。驱动IC3施加驱动信号,按照每个含有规定数量的公共电极COM的驱动电极驱动公共电极COM。
如上所述,通过垂直驱动器22以依次扫描扫描线24m、24m+1、24m+2的方式进行驱动,液晶显示装置1依次选择一条水平线。并且,通过水平驱动器23对属于一条水平线的子像素Vpix供给像素信号,液晶显示装置1每次一条水平线地进行显示。当进行该显示动作时,驱动IC3对与该一条水平线相对应的公共电极COM施加驱动信号。
控制装置4例如具有作为运算装置的CPU(中央处理器)41和作为存储器的存储装置42,通过使用这些硬件资源执行程序,能够实现各种功能。具体而言,控制装置4将存储于存储装置42的程序读出并在存储器中展开,使CPU41执行在存储器中展开的程序中所含有的命令。并且,控制装置4根据CPU41进行的命令的执行结果进行控制,使得驱动IC3将显示于显示面板2的图像作为图像输入灰度的信息进行处理。背光源6根据控制装置4的控制信号向显示面板2照射光,使光射入显示区域部21的整个面。背光源6例如具有光源和引导从光源输出的光而向显示面板2的背面射出的导光板。背光源6可以具有在沿着显示区域部21的一边的方向上排列的多个光源,并独立控制各个光源的光量。由此,背光源6能够通过仅一部分光源发出的光,使光射入显示面板2的一部分。并且,在本实施方式的液晶显示装置1中,作为光源,以配置于显示面板2的背面侧的背光源6进行说明,但也可以是配置于显示面板2的表面侧的前光源。
并且,显示区域部21具有彩色滤光片。彩色滤光片具有格子形状的黑矩阵76a和开口部76b。如图2所示,黑矩阵76a以覆盖子像素Vpix的外周的方式形成。即,黑矩阵76a通过配置于二维配置的子像素Vpix和子像素Vpix的边界而形成格子形状。黑矩阵76a由光的吸收率高的材料形成。开口部76b是按照黑矩阵76a的格子形状形成的开口,对应于子像素Vpix而配置。这样,黑矩阵76a是包围子像素Vpix的开口的遮光性的遮光部(第二遮光部)。
开口部76b包含着色有例如红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的彩色区域。彩色滤光片在开口部76b周期地排列着色有例如红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的彩色滤光片的彩色区域,R、G、B三色的彩色区域形成一组作为像素Pix与图2所示的各子像素Vpix相对应。
并且,彩色滤光片可以被着色为不同的颜色,也可以是其他颜色的组合。一般来说,对于彩色滤光片,绿(G)的彩色区域的亮度比红(R)的彩色区域以及蓝(B)的彩色区域的亮度高。彩色滤光片也可以没有,在该情况下开口部76b成为白色。或者,也可以在彩色滤光片中使用透光性的树脂而形成白色。
显示区域部21在从与正面正交的方向观看的情况下,扫描线24和信号线25配置于与黑矩阵76a重叠的区域。即,扫描线24和信号线25在从与正面正交的方向观看的情况下,隐藏在黑矩阵76a的后面。这样,黑矩阵76a为与扫描线24或者信号线25相对配置的遮光性的遮光部(第二遮光部)。并且,在显示区域部21,未配置黑矩阵76a的区域成为开口部76b。
如图2所示,扫描线24m、24m+1、24m+2以等间隔配置,信号线25n、25n+1、25n+2也以等间隔配置。并且,相邻的扫描线24的间隔也可以不是等间隔。并且,相邻的信号线25的间隔也可以不是等间隔。并且,各子像素Vpix在由接近的扫描线24m、24m+1、24m+2和接近的信号线25n、25n+1、25n+2划分的区域中,朝向相同的方向配置。
图3是用于说明涉及本实施方式的液晶显示装置的像素的俯视图。图4是示出图3的A1-A2线截面的示意图。如图3以及图4所示,在本实施方式中,将液晶显示装置1(图1示出的显示面板2)的平面的一个方向作为X方向,将与X方向正交的方向作为Y方向,将与X-Y平面正交的方向作为Z方向。对于各子像素Vpix,在垂直扫描下方向(图3中下方向)形成开口部76b,在垂直扫描上方向(图3中上方向)左侧配置TFT元件Tr,在垂直扫描上方向(图3中上方向)右侧形成用于像素电极与TFT元件Tr的漏极90连接的触点90H。并且,TFT元件Tr的漏极含有半导体层(活性层)的一部分和漏极90。同样,TFT元件Tr的源极含有半导体层(活性层)的其他的一部分和源极91。彩色滤光片76R、76G以及76B在开口部76b周期地排列着色有例如红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的彩色滤光片的彩色区域,在图2示出的每个子像素Vpix形成图3示出的R、G、B三色的彩色区域49R、49G以及49B。
如图4所示,液晶显示装置1具有像素基板(第一基板)70A、在垂直于该像素基板70A的表面的方向上相对配置的相对基板(第二基板)70B、以及插设于像素基板70A和相对基板70B之间的液晶层70C。并且,在像素基板70A的与液晶层70C相反侧的面配置背光源6。并且,光间隔件(未图示)将像素基板70A和相对基板70B的间隙保持为规定的间隙。
本实施方式中,在在与像素基板70A的TFT基板71的表面垂直的方向(Z方向)上层叠的第一电极31和第二电极32之间,并且在相对于TFT基板71的平行方向上产生电场(横电场),从而使液晶层70C的液晶分子在与基板面平行的面内旋转,利用与液晶分子的旋转相对应的透光率变化而进行显示。例如,图4示出的第二电极32是上述的像素电极,第一电极31是上述的公共电极COM。并且,在图4示出的液晶层70C和像素基板70A之间以及液晶层70C和相对基板70B之间,分别配设有第一配向膜73a以及第二配向膜73b。
相对基板70B包含玻璃基板72、以及形成于该玻璃基板72的一个面的遮光性的黑矩阵76a。黑矩阵76a在与像素基板70A垂直的方向上与液晶层70C相对。在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,在开口部76b内还具有与黑矩阵76a同层的遮光性的遮光部76c。由于遮光部76c与黑矩阵76a同层,因此,能够由与黑矩阵76a相同的材料形成,也不需要追加的工序。关于遮光部76c的位置后面描述。
像素基板70A包含作为电路基板的TFT基板71。在TFT基板71上形成图3示出的扫描线24m。扫描线24m与栅极93电连接。并且,在图3以及图4中,扫描线24m以及栅极93形成于不同的层,但是也可以一体形成扫描线24m以及栅极93。
构成TFT元件Tr的含有非晶硅(a-Si)的半导体层92形成于栅极93的上层。半导体层92与构成TFT元件Tr的源极91连接。源极91是导电体,与半导体层92的一部分电连接。源极91与图3示出的信号线25n(图4中未示出)电连接。半导体层92连接于构成TFT元件Tr的漏极90。漏极90与半导体层92的其他的一部分电连接。并且,在图3中,信号线25n以及源极91形成于不同的层,但是也可以一体形成信号线25n以及源极91。另外,半导体层92也可以取代非晶硅而含有例如LTPS(多晶硅)或氧化物。
在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,在开口部76b内还具有与源极91或者漏极90同层的遮光性的遮光部76d。遮光部76d配备于像素基板70A,遮光部76d的材料为与作为使第一电极31或者第二电极32作用的配线的源极91或者漏极90相同的材料。由此,遮光部76d的形成图案精度高,不需要追加工序。关于遮光部76d的位置后面描述。涉及本实施方式的液晶显示装置1只要具有图4示出的遮光部76c或者遮光部76d的至少一个即可。
绝缘层74例如层叠有扫描线24m和半导体层92之间的绝缘膜741、半导体层92和信号线25n之间的绝缘膜742、信号线25n和第二电极32之间的绝缘膜743、以及第二电极32和第一电极31之间的绝缘膜744。绝缘膜741、742、743、744可以是相同的绝缘材料,也可以某一种是不同的绝缘材料。例如,绝缘膜743由聚酰亚胺树脂等有机绝缘材料形成,其他绝缘膜(绝缘膜741、绝缘膜742、绝缘膜744)由氮化硅、氧化硅等无机绝缘材料形成。
由导电性金属形成的触点90H形成于所谓的接触孔内,将漏极90和第二电极32连接。第一电极31作为公共电极COM发挥作用,被赋予向各像素共通赋予的公共电位。第一电极31以及第二电极32是由ITO(氧化铟锡)等透光性导电材料(透光性导电氧化物)形成的透光性电极。
图5是用于说明涉及本实施方式的第一电极的形状和开口部的关系的示意图。如图5所示,第一电极31通过作为无导电材料的区域的狭缝S而形成梳齿状。第一电极31具有从沿Y方向延伸的电极基部132突出的多个梳齿部131。梳齿部131包括从电极基部132延伸的方向为逆向的梳齿部131a以及梳齿部131b。多个梳齿部131a相互隔开一定距离,从电极基部132突出多个。同样,多个梳齿部131b相互隔开一定距离,从各自的电极基部132突出多个。从各自的电极基部132,梳齿部131a向X方向延伸,梳齿部131b向X方向的反向延伸。并且,电极基部132与梳齿部131a或者梳齿部131b同样,由ITO(氧化铟锡)等透光性导电材料(透光性导电氧化物)形成。
上述第一配向膜73a被实施沿图3以及图5示出的配向方向ORI(第一配向方向)配向的配向处理,使得液晶分子在X方向上具有规定的初期配向性。第二配向膜73b被实施沿与第一配向膜73的配向方向ORI逆向平行方向(第二配向方向)配向的配向处理。第一配向膜73a以及第二配向膜73b成为配向方向相互逆向平行的关系。如上所述,梳齿部131a向X方向延伸,梳齿部131b向X方向的逆向延伸,配向方向ORI与梳齿部131a或者梳齿部131b的延伸方向平行。此处,平行是指只要是能够维持后述图9示出的液晶分子LCM的旋转方向的程度即可。更具体而言,包含0度以上0.5度以下的制造误差。此外为了使液晶分子具有规定的配向性,可以使用通过对聚酰亚胺等有机膜实施摩擦处理而形成的配向膜、或者例如通过照射紫外线等光而能够赋予指定的液晶配向能的光配向膜来进行。这样,在本实施方式中,为了具有规定的初期配向性,在第一配向膜73a以及第二配向膜73b上实施摩擦处理。但是,使第一配向膜73a以及第二配向膜73b具有初期配向性并不仅限于摩擦处理。第一配向膜73a以及第二配向膜73b也可以使用具有光配向性的材料而形成,使其具有规定的初期配向性。
图6是用于说明涉及本实施方式的第一电极的形状和遮光位置的关系的示意图。黑矩阵76a只要遮光到图6示出的宽度76h1a的位置,将触点90H隐藏即可。向位于接近开口部76b的边缘的梳齿部131b和触点90H之间的最端部狭缝Sw施加的电场,与施加于相邻的梳齿部131a或者相邻的梳齿部131b之间的狭缝S的电场分布不同。因此,如果黑矩阵76a遮光到图6示出的宽度76h1b的位置而将触点90H以及最端部狭缝Sw的一半以上隐藏,则能够使最端部狭缝Sw和狭缝S的透过率的变化率接近。如果黑矩阵76a遮光到图6示出的宽度76h1c的位置而将触点90H以及最端部狭缝Sw隐藏,则也可以不考虑最端部狭缝Sw和狭缝S的透过率的变化率差。通过该构造,能够使开口部76b内的亮度均匀。
图7是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示装置中,在第一电极和第二电极之间未施加产生电场的电压的状态下的液晶的配向的说明图。图8是示出图7的B1-B2线截面的示意图。图9是用于说明在涉及本实施方式的液晶显示装置中,在第一电极和第二电极之间施加有产生电场的电压的状态下的液晶的配向的说明图。图10是示出图9的C1-C2线截面的示意图。图11是用于详细地说明涉及本实施方式的像素内的第一电极的形状的示意图。
如上所述,第一配向膜73a被实施沿图3以及图5示出的配向方向ORI配向的配向处理,使得在X方向上具有规定的初期配向性。因此,如图7所示,在第一电极和第二电极之间未施加产生电场的电压的情况下,液晶层70C的液晶分子Lcm的长轴方向沿着梳齿部131a以及梳齿部131b的延伸方向平行,具有对齐的倾向。因此,在狭缝S的宽度方向上相对的梳齿部131a以及梳齿部131b的右侧长边131R以及左侧长边131L的附近区域中,液晶分子Lcm与梳齿部131a以及梳齿部131b的延伸方向平行地进行初期配向。并且,图8示出的液晶分子Lcm沿着配向方向ORI,并以相对于TFT基板71的表面具有预倾角θp的方式相对于配向方向ORI向上进行初期配向。
如图9所示,当在第一电极31和第二电极32之间施加产生电场的电压时,则液晶分子Lcm向液晶旋转方向LCQ进行旋转。即,液晶旋转方向LCQ表示X-Y平面中的液晶的扭曲或者旋转的方向。位于右侧长边131R的附近区域和左侧长边131L的附近区域的液晶分子Lcm受到相互逆向的电场而容易逆向旋转。
这样,涉及本实施方式的液晶显示装置1的液晶层70C中,在向第一电极31和第二电极32施加电压的情况下,在作为在相邻的梳齿部131a(131b)的狭缝S的宽度方向上相对的一方的右侧长边131R的附近区域、以及作为另一方的左侧长边131L的附近区域,液晶分子Lcm相互逆向旋转。因此,与专利文献1记载的FFS模式的液晶显示装置比较,在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,液晶分子Lcm快速响应第一电极31和第二电极32之间的电场的变化。因此,涉及本实施方式的液晶显示装置1中的响应速度提高。
并且,响应速度是指当电压施加于第一电极31和第二电极32时,在规定级别间使液晶的透过率转变时的速度。即,由从未施加电压的状态(例如透过率=0)向施加电压的状态(透过率=1)转变时,或者其逆向转变时所需要的时间规定。
在第一电极31和第二电极32之间施加产生电场的电压时,则液晶分子Lcm的长轴方向在与像素基板70A(TFT基板71)的表面平行的平面(X-Y)内旋转,并且,如图10所示,也在Z方向上发生变化。由于第一电极31和第二电极32在与像素基板70A(TFT基板71)的表面垂直的方向上相对配置,因此,在第一电极31和第二电极32之间产生的电场成为通过狭缝S的边缘场。通过该边缘场,液晶分子Lcm的长轴在图9示出的X-Y平面向各液晶旋转方向LCQ(右转、左转)旋转,并且向与像素基板70A(TFT基板71)的表面垂直的方向(Z方向)立起。在狭缝S的中央区域,液晶旋转方向LCQ的朝向混合存在。
如图10所示,在位于梳齿部131b之间的狭缝区域Rs,液晶分子Lcm的长轴方向形成比预倾角θp大的角度θp2。在位于梳齿部131a之间的狭缝区域Ls,液晶分子Lcm的长轴方向形成与预倾角θp逆向的角度θp1。狭缝区域Ls中的液晶分子Lcm的长轴方向与狭缝区域Rs中的液晶分子Lcm的长轴方向相比,液晶分子Lcm的长轴方向难以立起,存在配向稳定性差的可能性。
如图11所示,涉及本实施方式的液晶显示装置1通过详细地规定第一电极31的形状而能够提高响应性。例如,如图11所示,X方向上的电极基部132之间的狭缝总长度为L0。并且,X方向上的梳齿部131a的梳齿突出长度为L1。梳齿突出长度L1为从梳齿部131a的前端131af的位置x1到电极基部132的突出开始位置x0的长度。同样,X方向上的梳齿部131b的梳齿突出长度为L2。梳齿突出长度L2为从梳齿部131b的前端131bf的位置x1到电极基部132的突出开始位置x0的长度。并且,梳齿部131a的前端131af以及梳齿部131b的前端131bf的Y方向的宽度为w1。狭缝总长度L0优选为例如10μm以上60μm以下。并且,狭缝总长度L0优选小于40μm,例如20μm等。在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,如果缩短狭缝总长度L0,则液晶的配向稳定性变高,相反,如果增长,则亮度变高。
如上所述,图10示出的狭缝区域Ls中的液晶分子Lcm的长轴方向与狭缝区域Rs中的液晶分子Lcm的长轴方向相比,液晶分子Lcm的长轴方向难以立起,存在配向稳定性差的可能性。由于狭缝区域Ls比狭缝区域Rs设定得小,因此,图11示出的梳齿突出长度L1设定为比相比于梳齿部131a位于配向方向ORI侧的梳齿部131b的梳齿突出长度L2小。由此,涉及本实施方式的液晶显示装置1能够提高配向稳定性。
梳齿部131a的前端131af以及梳齿部131b的前端131bf的Y方向的宽度w1例如为2μm以上5μm以下,窄的一方能够提高响应速度。
相邻的梳齿部131a的狭缝节距(排列节距)p与相邻的梳齿部131b的排列节距相同。并且,梳齿部131a的前端131af和梳齿部131b的前端131bf在Y方向上交替配置。通过该构造,如图9所示,梳齿部131a的右侧长边131R和梳齿部131b的右侧长边131R在X方向上并列。并且,通过该构造,如图9所示,梳齿部131a的左侧长边131L和梳齿部131b的左侧长边131L在X方向上并列。其结果,液晶分子Lcm旋转的液晶旋转方向LCQ在X方向上看成为相同的方向。液晶分子Lcm进行旋转的动作稳定。如果狭缝节距p变窄则响应速度变快,因此,狭缝节距p优选比9μm小。
图11示出的梳齿部131a的前端131af和梳齿部131b的前端131bf之间成为在Y方向上延伸的连通开口部的X方向的宽度W,优选较窄。例如,连通开口部的X方向的宽度W为7μm以下。连通开口部的X方向的宽度W更优选为4μm以下。并且,连通开口部的X方向的宽度W也可以为0以下。例如,在W=0的情况下,形成梳齿部131a的前端131af和梳齿部131b的前端131bf在Y方向上排列成一列,并且前端彼此在Y方向上具有间隙而多个狭缝S连通开口的形状。或者,在W<0的情况下,形成梳齿部131a的前端131af和梳齿部131b的前端131bf在X方向上进入相邻的狭缝S之中的形状,换而言之,形成梳齿部131a和梳齿部131b相互交替插入的形状。
在电极基部132的突出开始位置x0,梳齿部131a的Y方向的宽度为w2,比梳齿部131a的前端131af的Y方向的宽度w1宽。因此,梳齿部131a形成梯形形状。因此,梳齿部131a的长边131a11以及长边131a12,成为相对于通过梳齿部131a的中心的假想线131ac(梳齿部131a所延伸的X方向)的基准方向以角度θ倾斜的斜边。在角度θ比0.5度大的情况下,液晶分子Lcm旋转的液晶旋转方向LCQ易于对齐,液晶分子Lcm的动作稳定。并且,以梳齿部131a至少在一部分形成相对于延伸方向的左右的边具有相互逆向的斜度的形状,例如梯形形状的例子进行说明。梳齿部131a的形状并不限定于此,相对于梳齿部131a的延伸方向的左右的边所形成的斜度,在接近基部的底部区域和远离基部的前端区域可以不同。
同样,在电极基部132的突出开始位置x0,梳齿部131b的Y方向的宽度为w2,比梳齿部131b的前端131bf的Y方向的宽度w1宽。因此,梳齿部131b形成梯形形状。因此,梳齿部131b的长边131b11以及长边131b12,成为相对于通过梳齿部131b的中心的假想线131bc(梳齿部131b所延伸的X方向)的基准方向以角度θ倾斜的斜边。在角度θ比0.5度大的情况下,液晶分子Lcm旋转的液晶旋转方向LCQ易于对齐,液晶分子Lcm的动作稳定。这样,在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,由于在X方向上相邻的列彼此以及X方向线上,液晶旋转方向LCQ对齐,因此配向稳定性高。并且,以梳齿部131b至少在一部分形成相对于延伸方向的左右的边具有相互逆向的斜度的形状,例如梯形形状的例子进行说明。梳齿部131b的形状并不限定于此,相对于梳齿部131b的延伸方向的左右的边所形成的斜度,在接近基部的底部区域和远离基部的前端区域可以不同。
如果梳齿部131a的梳齿突出长度L1或者梳齿部131b的梳齿突出长度L2变长,则需要增大角度θ。如果角度变大,则宽度w1和宽度w2的差变大,狭缝节距p被限制。例如,在角度θ在0.5度以上1.0度以下的情况下,梳齿部131a的梳齿突出长度L1或者梳齿部131b的梳齿突出长度L2优选为45μm以下。
由于电极基部132无助于光的透过,因此,电极基部132的X方向(与电极基部132所延伸的方向正交的方向)的宽度D1较窄为好。宽度D1优选比0μm大并且在4μm以下。如果宽度D1形成比0μm大的长度,则能够提高导电性,如果在4μm以下,则能够抑制透过率降低。在宽度D1比0μm大并且在4μm以下,并且梳齿部131a的梳齿突出长度L1或者梳齿部131b的梳齿突出长度L2在45μm以下的情况下,显示区域部21能够形成160ppi(每英寸像素)以上的高精细的画面。在该情况下,例如,宽度w1为0.5μm,能够遍及梳齿部131a的梳齿突出长度L1或者梳齿部131b的梳齿突出长度L2的整个区域提高质量的宽度w2优选在1μm以上。
如上所述,夹缝节距p较窄能够加快响应速度。但是,如果夹缝节距p变窄,则例如梳齿部131a或者梳齿部131b的Y方向的宽度变大,无助于光的透过的区域增加。虽然增长梳齿部131a的梳齿突出长度L1或者梳齿部131b的梳齿突出长度L2对提高透过率有效,但是液晶分子Lcm旋转的液晶旋转方向LCQ难以对齐,存在液晶分子Lcm的动作不稳定的可能性。
图12是用于详细地说明本实施方式的透过无效区域的示意图。图13是示出涉及本实施方式的第一电极的向错线的示意图。并且,在本实施方式中,将液晶的右旋转或者左旋转的边界称为向错线。根据该构造,第一梳齿部131a和第二梳齿部131b间隔着无透光性导电材料的透过无效区域np相对,在透过无效区域np,即使对第一电极31施加电压,液晶分子Lcm也难以移动。其结果,在透过无效区域np,透过率降低。并且,由于即使在与电极基部132重叠的范围,液晶也难以移动。因此,图11示出的梳齿突出长度L1、L2成为即使对第一电极31施加电压液晶分子Lcm也有效旋转的X方向的透过有效间隔Em。
如图13所示,即使对第一电极31施加电压液晶分子也难以移动的向错线dc1易于在第一梳齿部131a的中心、第二梳齿部131b的中心、相邻的第一梳齿部131a之间的中心、相邻的第二梳齿部131b之间的中心产生。如图12以及图13所示,第一电极31设定为第一梳齿部131a的前端131af和第二梳齿部131b的前端131bf在Y方向上交替配置。因此,液晶分子Lcm的方向AXI在列LQ1中成为相同的方向。并且,液晶分子Lcm的方向AXI在列LQ2中成为相同的方向。其结果,在第一梳齿部131a的中心产生的向错线dc1、和在相邻的第二梳齿部131b之间的中心产生的向错线dc1容易看起来是相连的。并且,在第二梳齿部131b的中心产生的向错线dc1、和在相邻的第一梳齿部131a之间的中心产生的向错线dc1容易看起来是相连的。这样,图13示出的第一电极31的向错线dc1变多,Y方向上的透过率的变化的周期变短。
图14是用于详细地说明本实施方式的变形例一的透过无效区域的示意图。图15是示出涉及本实施方式的变形例一的第一电极的向错线的示意图。如图14以及图15所示,在涉及本实施方式的变形例一的第一电极31中,第一梳齿部131a1和第一梳齿部131as交替并且相互隔开一定距离地从电极基部132突出多个。并且,第二梳齿部131b1和第二梳齿部131bs交替并且相互隔开一定距离地从电极基部132突出多个。
如图15所示,在第一梳齿部131a1和第一梳齿部131as在狭缝S的宽度方向上相邻的区域中,位于相邻的长边的各自附近区域的液晶分子Lcm相对于X方向向相反方向倾斜。在第一梳齿部131a1和第二梳齿部131b1在狭缝S的宽度方向上相邻的区域中,位于相邻的长边的各自附近区域的液晶分子Lcm相对于X方向向同一方向倾斜。此外,在第二梳齿部131b1和第二梳齿部131bs在狭缝S的宽度方向上相邻的区域中,位于相邻的长边的各自附近区域的液晶分子Lcm相对于X方向向相反方向倾斜。因此,如果从相邻的电极基部132中的一方向另一方观看在X方向上排列成一列的两个右侧长边的附近区域以及在X方向上排列成一列的两个左侧长边的附近区域,则液晶分子以彼此相反方向、同一方向、相反方向的顺序排列。位于在X方向上排列成一列的第一梳齿部131a1的左侧长边和第二梳齿部131b1的左侧长边的各自附近区域的液晶分子,相对于X方向向相反方向倾斜。位于在X方向上排列成一列的第一梳齿部131a1的右侧长边和第二梳齿部131b1的右侧长边的各自附近区域的液晶分子,相对于X方向向相反方向倾斜。位于在X方向上排列成一列的第一梳齿部131as的左侧长边和第二梳齿部131bs的左侧长边的各自附近区域的液晶分子,相对于X方向向相反方向倾斜。位于在X方向上排列成一列的第一梳齿部131as的右侧长边和第二梳齿部131bs的右侧长边的各自附近区域的液晶分子,相对于X方向向相反方向倾斜。因此,在第二梳齿部131b的中心产生的向错线dc1、和在相邻的第一梳齿部131a之间的中心产生的向错线dc1被切断。这样,在图15示出的第一电极31中,向错线dc1的透过率的降低被抑制,Y方向上的透过率的变化的周期变长。并且,在涉及本实施方式的变形例一的液晶显示装置1中,除了高速响应、广视野角度这种优异的特性之外,还能够提高透过率。
图16是示出涉及比较例的第一电极的向错线所产生的光的透过分布的说明图。图17是示出涉及本实施方式的第一电极的向错线所产生的光的透过分布和遮光部的位置关系的说明图。图16以及图17都以白色区域表示电压施加于第一电极31的情况下液晶分子运动的区域,以黑色区域表示向错线dc1、透过无效区域np。向错线dc1、透过无效区域np与光被上述黑矩阵76a遮蔽的区域相比较,对比度不同。例如,图16示出的白色区域的对比度为,黑∶白为1∶200。向错线dc1、透过无效区域np产生的黑色区域的对比度为,黑∶白为0.1∶0.1。与此相对,光被上述黑矩阵76a遮蔽的区域的对比度为,黑∶白为0.001∶0.001。其结果,子像素整体的对比度为,黑∶白为1∶1300左右。
对此,如图4所示,涉及本实施方式的液晶显示装置1具有遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个。如图17所示,如果遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个与由向错线dc1产生的黑色区域重合,则由遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个产生的遮光区域的黑色区域示出与光被黑矩阵76a遮蔽的区域的对比度接近的对比度。由遮光部76c以及遮光部76d产生的遮光区域的黑色区域中的对比度为,黑∶白为0.001∶0.001。其结果,子像素整体的对比度为,黑∶白能够接近1∶2000左右。例如,由向错线dc1产生的黑色区域的宽度为梳齿部的宽度的一半以下左右或者狭缝S的宽度的一半以下左右。除了图17示出的遮光部76c或者遮光部76d以外,也可以将其他遮光部与上述透过无效区域np重合。其他遮光部能够与遮光部76c或者遮光部76d交叉而将遮光区域的黑色区域形成格子状。
涉及本实施方式的液晶显示装置1中,在与第一基板垂直的方向上与第一梳齿部131a的中心以及相邻的第一梳齿部131a1之间的中心重合的位置,具有使图4示出的通过的光的强度降低的遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个。并且,涉及本实施方式的液晶显示装置1,在与第一基板垂直的方向上与第二梳齿部131b的中心以及相邻的第二梳齿部131b1之间的中心重合的位置,具有使图4示出的通过的光的强度降低的遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个。由此,如图17所示,能够使遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个与由向错线dc1产生的黑色区域重合。其结果,能够提高子像素整体的对比度。如图17所示,在第一梳齿部131a的中心以及相邻的第一梳齿部131a1之间的中心都配置有遮光部76c和遮光部76d。遮光部76c和遮光部76d的配置并不限定于此,遮光部的配置只要配置在第一梳齿部131a的中心位置以及相邻的第一梳齿部131a1之间的中心位置中的至少任意一个即可。并且,如遮光部76c和遮光部76d的配置所例示的,遮光部可以形成于作为第一基板的TFT基板71和作为第二基板的玻璃基板72双方,也可以仅形成于第一基板和第二基板中的任意一方。
如涉及本实施方式的变形例一的液晶显示装置1所示,在从相邻的电极基部132延伸的第一梳齿部131a以及第二梳齿部131b的前端131af、131bf分别隔开间隔而相对的情况下,只要在与第一基板垂直的方向上与第一梳齿部131a的中心重合的位置,具有使图4示出的通过的光的强度降低的遮光部76c以及遮光部76d中的至少一个即可。由此,如图17所示,能够使遮光部76c以及遮光部76d的至少一个与由向错线dc1产生的黑色区域重合。由于涉及本实施方式的变形例一的第一电极31的向错线dc1比图13示出的向错线dc1变少,因此能够进一步提高透过率。
如图13以及图15所示,本发明人发现,在向错线dc1之间的间隔为l的情况下,如果间隔l减小,则响应速度提高。间隔l不必是固定间隔,只要各间隔l的平均值在规定值(以下称为平均间隔l)以下即可。平均间隔l例如只要在10μm以下即可。
同样,本发明人发现,如果上述透过有效间隔Em也减小,则响应速度也提高。透过有效间隔Em不必是固定间隔,只要各透过有效间隔Em的平均值在规定值(以下称为平均透过有效间隔Em)以下即可。平均透过有效间隔Em例如只要在10μm以下即可。
这样,涉及本实施方式以及变形例一的液晶显示装置1通过提高像素Pix整体的响应速度,并提高子像素Vpix的对比度,从而进一步提高面内的显示质量。
(制作方法)
涉及本实施方式的液晶显示装置1的制作方法例如包含以下过程。制造装置处理准备作为像素基板(第一基板)70A的TFT基板71的透光性基板、即玻璃基板的第一基板的准备工序。
接着,制造装置在TFT基板71上形成扫描线24m以及栅极93。接着,制造装置在TFT基板71上形成扫描线24m以及栅极93和半导体层92之间的绝缘膜741。接着,制造装置形成源极91、漏极90、半导体层92等层。接着,制造装置形成半导体层92和信号线25n之间的绝缘膜742。接着,制造装置形成信号线25n,并将信号线25n和源极91连接。接着,制造装置形成信号线25n和第二电极32之间的绝缘膜743。
接着,制造装置通过溅射法、蚀刻法等,将第二电极32成膜为像素电极,经由上述导电性的触点90H将漏极90和第二电极32连接。第二电极32的厚度例如为10nm以上100nm以下。接着,制造装置通过等离子CVD法等在第二电极32上将绝缘膜744成膜。
接着,制造装置通过溅射法、蚀刻法等,将第一电极31成膜,并将第一电极31与驱动IC3连接,以使第一电极31作为上述公共电极COM发挥作用。第一电极31的厚度例如为10nm以上100nm以下。第一电极31通过狭缝S形成梳齿状。制造装置在第一电极31上形成对聚酰亚胺等高分子材料实施了配向方向ORI的处理的第一配向膜73a。如上所述,制造装置处理第一基板的制造工序。
制造装置处理准备作为相对基板(第二基板)70B的玻璃基板72的透光性基板、即玻璃基板的第二基板的准备工序。
制造装置在玻璃基板72上形成彩色滤光片76R、76G、76B和黑矩阵76a的层,在其上形成保护膜层等。并且,制造装置在保护膜层上形成对聚酰亚胺等高分子材料实施了与配向方向ORI反向平行(逆向)的处理的第二配向膜73b。如上所述,制造装置处理第二基板的制造工序。并且,彩色滤光片76R、76G、76B和黑矩阵76a也可以不设置于玻璃基板72,而是设置于TFT基板71。即,覆盖彩色滤光片76R、76G、76B的开口部的遮光性的遮光部只要形成于玻璃基板72(第二基板)和TFT基板71(第一基板)中的至少任意一个即可。并且,配置于梳齿部的中心或者梳齿部之间的中心的遮光部,只要与覆盖形成于玻璃基板72(第二基板)和TFT基板71(第一基板)中的至少任意一个的彩色滤光片76R、76G、76B的开口部的遮光部同层形成即可。
制造装置使像素基板70A和相对基板70B相对,在其间注入液晶,并通过边框部进行密封,从而形成液晶层70C。在像素基板70A的背面侧安装偏光板或背光源6等,在前面侧安装偏光板等。在上述边框部的电极端连接上述驱动IC3,从而制造液晶显示装置1。
此外在本实施方式中,作为构成TFT元件Tr的半导体层92使用非晶硅(a-Si),但是并不限定于此。作为半导体层92,也可以使用多晶硅(poly-Si)。并且,代替硅,也可以使用其他半导体材料(例如锗(Ge))、或者在硅中加入其他材料的材料(例如,锗化硅(Si Ge))。此外,作为半导体层92也可以使用氧化物半导体材料。作为该氧化物半导体材料,例如,可以使用含有铟(In)的氧化物半导体材料。
并且,在本实施方式中,TFT元件Tr是栅极93设置于半导体层92下方的底部栅极型TFT,如果可能,也可以采用栅极93设置于半导体层92上方的顶部栅极型TFT的构成。并且,在采用顶部栅极型TFT的构成作为TFT元件Tr的情况下,代替上述制造工序,只要以半导体层92、扫描线24m及栅极93、以及信号线25n的顺序形成,或者以半导体层92、信号线25n、以及扫描线24m及栅极93的顺序形成即可。
接着,对涉及本实施方式的变形例二的液晶显示装置1进行说明。图18是作为涉及本实施方式的变形例二的液晶显示装置,示出图3的A1-A2线截面的变形例的示意图。并且,对与上述本实施方式中说明的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号,并省略重复的说明。
涉及本实施方式的变形例二的液晶显示装置1,通过在与像素基板70A的TFT基板71的表面垂直的方向(Z方向)上层叠的第一电极31和第二电极32之间,并且在相对于TFT基板71平行的方向上产生电场(横电场),从而使液晶层70C的液晶分子在与基板面平行的面内旋转,利用与液晶分子的旋转相对应的光透过率变化进行显示。例如,图18示出的第二电极32为上述公共电极COM,第一电极31为上述像素电极。第一电极31例如经由导电性的触点90H连接于漏极90。第一电极31在上述子像素Vpix的每个区域被划分,形成与相邻的子像素Vpix的区域的第一电极31绝缘并独立的图案。涉及本实施方式的液晶显示装置1在变形例二的方式中也实现与本实施方式同样的效果。
接着,对涉及本实施方式的变形例三的液晶显示装置1进行说明。图19是用于说明作为涉及本实施方式的变形例三的液晶显示装置,第一电极的形状和开口部的关系的变形例的示意图。并且,对与上述本实施方式中说明的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号,并省略重复的说明。
第一电极31具有从在X方向上延伸的电极基部132突出多个的梳齿部131。梳齿部131含有从电极基部132延伸的方向为相反方向的梳齿部131a以及梳齿部131b。相邻的梳齿部131a相互隔开一定距离,从电极基部132突出多个。同样,相邻的梳齿部131b相互隔开一定距离,从电极基部132突出多个。梳齿部131a从各电极基部132向Y方向延伸,在Y方向上,梳齿部131b在与梳齿部131a的相反方向上延伸。
因此,上述第一配向膜73a被实施沿图19示出的配向方向ORI配向的配向处理,使得在Y方向上具有规定的初期配向性。第二配向膜73b被实施沿与第一配向膜73a的配向方向ORI反向平行地配向的配向处理。第一配向膜73a以及第二配向膜73b成为配向方向ORI相互反向平行的关系。如上所述,梳齿部131a在Y方向上延伸,梳齿部131b在与Y方向相反方向上延伸,配向方向ORI与梳齿部131a或者梳齿部131b的延伸方向平行。此处,平行是指只要是能够维持图9示出的液晶分子LCM的旋转方向的程度即可。更具体而言,包含0度以上0.5度以下的制造误差。涉及本实施方式的液晶显示装置1在变形例三的方式中也实现与本实施方式同样的效果。
接着,对涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1进行说明。图20是用于说明作为涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置的像素的平面图。图21是示出图20的E1-E2线截面的示意图。并且,对与上述本实施方式中说明的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号,并省略重复的说明。
如图20所示,半导体层92为构成TFT元件Tr的多晶硅(poly-Si)。半导体层92为在两个区域形成沟道的双栅极晶体管。
如图20以及图21所示,涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1,通过在与像素基板70A的TFT基板71的表面垂直的方向(Z方向)上层叠的第一电极31和第二电极32之间,并且在相对于TFT基板71平行的方向上产生电场(横电场),使液晶层70C的液晶分子在与基板面平行的面内旋转,利用与液晶分子的旋转相对应的光透过率变化进行显示。例如,图21示出的第二电极32为上述公共电极COM,第一电极31为上述像素电极。第一电极31例如连接于导电性的漏极90。第一电极31在上述子像素Vpix的每个区域被划分,形成与相邻的子像素Vpix的区域的第一电极31绝缘并独立的图案。
上述第一配向膜73a被实施沿配向方向ORI配向的配向处理,使得在X方向上具有规定的初期配向性。第二配向膜73b被实施沿与第一配向膜73a的配向方向ORI反向平行地配向的配向处理。第一配向膜73a以及第二配向膜73b成为配向方向相互反向平行的关系。
与上述涉及本实施方式的液晶显示装置1同样,涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1的液晶层70C中,在电压施加于第一电极31和第二电极32的情况下,在相邻的梳齿部131c的狭缝S的宽度方向上作为相对的一方的上述右侧长边131R的附近区域、以及作为另一方的上述左侧长边131L的附近区域,液晶分子Lcm相互逆向旋转。因此,与专利文献1记载的FFS模式的液晶显示装置比较,在涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1中,液晶分子快速响应第一电极31和第二电极32之间的电场的变化。因此,在涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1中,响应速度提高。
如果与上述梳齿部131b的梳齿突出长度L2同样,梳齿部131c的梳齿突出长度变长,则需要增大角度θ。如果角度变大,则宽度w1和宽度w2的差变大,狭缝节距p被限制。例如,在角度θ在0.5度以上1.0度以下的情况下,梳齿部131c的梳齿突出长度优选为45μm以下。
由于电极基部132无助于光的透过,因此,电极基部132的X方向(与电极基部132所延伸的方向正交的方向)的宽度D1较窄为好。宽度D1优选比0μm大并且在4μm以下。如果宽度D1形成比0μm大的长度,则能够提高导电性,如果在4μm以下,则能够抑制透过率降低。在宽度D1比0μm大并且在4μm以下,并且梳齿部131c的梳齿突出长度在45μm以下的情况下,显示区域部21能够成为160ppi以上的高精细的画面。在该情况下,例如,宽度w1为0.5μm,能够遍及梳齿部131c的梳齿突出长度的整个区域提高质量的宽度w2优选在1μm以上。
在涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1中,在开口部76b内还具有与源极91或者漏极90同层的遮光性的遮光部76d。遮光部76e配备于像素基板70A,遮光部76e的材料为与作为使第一电极31或者第二电极32作用的配线的源极91或者漏极90相同的材料。遮光部76f配备于像素基板70A,遮光部76f的材料为与作为使第一电极31或者第二电极32作用的配线的扫描线24m相同的材料。由此,遮光部76e或者遮光部76f的形成图案的精度增高,不需要追加工序。遮光部76c的位置位于与上述向错线dc1相对应的位置。在涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1中,在垂直于第一基板的方向上与第一梳齿部131c的中心以及相邻的第一梳齿部131c之间的中心重合的位置,具有使通过的光的强度降低的遮光部76c、遮光部76e以及遮光部76f中的至少一个。其结果,能够提高子像素整体的对比度。在涉及本实施方式的液晶显示装置1中,只要具有图21示出的遮光部76c、遮光部76e或者遮光部76f中的至少一个即可。如图21所示,在第一梳齿部131c的中心以及相邻的第一梳齿部131c之间的中心都配置遮光部76e和遮光部76f。遮光部76e以及遮光部76f的配置并不限定于此,遮光部的配置只要配置在第一梳齿部131c的中心位置以及相邻的第一梳齿部131c之间的中心位置中的至少一个即可。并且,如遮光部76e以及遮光部76f的配置所例示的,遮光部可以形成于作为第一基板的TFT基板71和作为第二基板的玻璃基板72双方,也可以仅形成于第一基板和第二基板中的任意一方。
如上所述,夹缝节距p较窄则能够加快响应速度。但是,如果夹缝节距p变窄,则例如梳齿部131c的Y方向的宽度变大,无助于光的透过的区域增加。涉及本实施方式的变形例四的液晶显示装置1,在变形例四的方式中也实现与本实施方式同样的效果。
(评价例)
以下,关于评价例一至评价例三,对评价的结果进行说明。这些评价例并不限定本发明。图22是在涉及本实施方式的液晶显示部的评价例一中,用于说明像素的响应速度和向错线彼此的平均间隔的关系的说明图。相邻的向错线dc1的平均间隔1无限大且电压断开时的基准响应时间Tf设定为1,对评价例一的子像素Vpix的开口宽度、单元厚度d为同一条件情况下电压断开时响应时间τ相对于的平均间隔l为2μm、3μm、5μm、10μm、20μm、100μm的基准响应时间的相对值进行模拟。图22示出模拟结果。如图22所示,在平均间隔l为10μm以下的情况下,液晶显示装置1能够加快电压断开时响应时间τ。其结果,液晶显示装置1能够加快液晶的响应速度。
图23是在涉及本实施方式的液晶显示部的评价例二中,用于说明像素的响应速度和平均透过有效间隔的关系的说明图。平均透过有效间隔Em无限大且电压断开时的基准响应时间Tf设定为1,改变平均间隔l为3μm、100μm的各自的平均透过有效间隔Em,对电压断开时响应时间相对于平均间隔基准响应时间的相对值进行模拟。图23示出模拟结果。如图23所示,在平均透过有效间隔Em为10μm以下的情况下,液晶显示装置1能够加快电压断开时响应时间。
(应用例)
接着参照图24以及图25,对本实施方式以及变形例所说明的液晶显示装置1的应用例进行说明。图24以及图25是示出应用涉及本实施方式的液晶显示装置的电子设备的一例的视图。涉及本实施方式的液晶显示装置1能够应用于图24示出的汽车导航系统、电视装置、数码相机、笔记本型个人计算机、图25示出的便携电话等便携终端装置或者摄像机等所有领域的电子设备。换而言之,涉及本实施方式的液晶显示装置1能够应用于将从外部输入的视频信号或者在内部生成的视频信号作为图像或者视频进行显示的所有领域的电子设备。电子设备具有将视频信号供给液晶显示装置并控制液晶显示装置的动作的控制装置4(参照图1)。
图24示出的电子设备是应用有涉及本实施方式以及变形例的液晶显示装置1的汽车导航装置。液晶显示装置1设置于汽车车内的仪表板300。具体而言,设置在仪表板300的驾驶席311和副驾驶席312之间。汽车导航装置的液晶显示装置1被用于导航显示、音乐操作画面的显示、或者电影播放显示等。
图25示出的电子设备是应用有涉及本实施方式以及变形例的液晶显示装置1的作为便携式计算机、多功能便携电话、可声音通话的便携计算机或者可通信的便携计算机进行动作,并且也被称为所谓的智能手机、平板终端的信息便携终端。该信息便携终端例如在框体561的表面具有显示部562。该显示部562具有涉及本实施方式以及变形例的液晶显示装置以及能够检测外部接近物体的触摸检测(所谓的触摸面板)功能。
并且,上述内容并不限定实施方式。并且,上述实施方式的构成要素中,包含本领域技术人员能够容易想到的、实质相同的、所谓的均等范围的构成要素。此外,在不脱离上述实施方式的要旨的范围内,能够进行构成要素的各种省略、置换以及变更。
符号说明
1 液晶显示装置;2 显示面板;21 显示区域部;22 垂直驱动器;23 水平驱动器;31 第一电极;32 第二电极;70A 像素基板;70B 相对基板;70C 液晶层;71 TFT基板;72 玻璃基板;73a 第一配向膜;73b 第二配向膜;74 绝缘层;76a 黑矩阵;76b 开口部;76c、76d、76e、76f 遮光部;76R、76G、76B、76W 彩色滤光片;90 漏极;90H触点;91 源极;92 半导体层;93 栅极;131 梳齿部;131a 梳齿部;131b 梳齿部;COM 公共电极;L0 狭缝总长度;Lcm液晶分子;LCQ 液晶旋转方向;ORI 配向方向;S 狭缝;Sw 最端部狭缝;Vpix子像素。
Claims (13)
1.一种液晶显示装置,包括:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板相对配置;
液晶层,配置在所述第一基板和所述第二基板之间,并包括液晶分子;
第一电极,设置在所述第一基板和所述液晶层之间;
第二电极,配置在与所述第一电极相对的位置;
第一配向膜,配置在所述第一基板和所述液晶层之间;以及
第二配向膜,配置在所述第二基板和所述液晶层之间,
所述第一电极包括:
电极基部,在第一方向上延伸;以及
梳齿部,在与该第一方向不同的第二方向上延伸,并且相互隔开一定距离从所述电极基部突出有多个,
所述液晶分子的初期配向通过所述第一配向膜和所述第二配向膜沿所述第二方向配向,
所述梳齿部的中心以及相邻的所述梳齿部之间的中心中的至少一个是限制液晶的旋转的区域,
所述第一基板以及所述第二基板中的至少一个,在所述区域垂直于所述第一基板的方向上重合的位置,具有使通过的光的强度降低的遮光部。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
所述第一电极包括:
多个电极基部,在所述第一方向上延伸;
多个第一梳齿部,在所述第一方向上相互隔开一定距离从各个所述电极基部以梳齿状突出,并且在与所述第一方向不同的第二方向上延伸;以及
多个第二梳齿部,在所述第一方向上相互隔开一定距离从各个所述电极基部以梳齿状突出,并且在与所述第二方向相反的方向上延伸,
从相邻的所述电极基部延伸的所述第一梳齿部以及所述第二梳齿部的前端分别隔开间隔而相对。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
含有多个子像素的像素配置成矩阵状,
所述遮光部与包围所述子像素的开口的遮光性的第二遮光部同层设置。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
含有多个子像素的像素配置成矩阵状,
所述遮光部与和信号线或者扫描线相对配置的遮光性的第二遮光部同层设置。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
当所述遮光部配置在与相邻的所述梳齿部之间的中心重合的位置时,以相邻的所述梳齿部之间的宽度的一半以下的宽度形成所述遮光部。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
当所述遮光部配置在与所述梳齿部的中心重合的位置时,以所述梳齿部的宽度的一半以下的宽度形成所述遮光部。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
所述遮光部形成于所述第一基板侧。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
所述遮光部形成于所述第二基板侧。
9.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
所述遮光部的所述第一方向上的平均间隔为10μm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示装置,其中,
含有多个子像素的像素配置成矩阵状,
所述遮光部配备于所述第一基板,所述遮光部的材料为与使所述第一电极或者所述第二电极作用的配线相同的材料。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示装置,其中,
在所述梳齿部的至少一部分,相对于延伸方向的左右的边为相互线对称的斜边。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示装置,其中,
具有第一配向膜以及第二配向膜,所述第一配向膜或者所述第二配向膜被进行配向处理,使得所述第一配向膜或者所述第二配向膜沿与梳齿部的延伸方向大致平行的方向配向。
13.一种电子设备,具有:
液晶显示装置;以及
控制装置,将输入信号供给所述液晶显示装置,
所述液晶显示装置包括:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板相对配置;
液晶层,配置在所述第一基板和所述第二基板之间,并包括液晶分子;
第一电极,设置在所述第一基板和所述液晶层之间;
第二电极,配置在与所述第一电极相对的位置;
第一配向膜,配置在所述第一基板和所述液晶层之间;以及
第二配向膜,配置在所述第二基板和所述液晶层之间,
所述第一电极包括:
电极基部,在第一方向上延伸;以及
梳齿部,在与该第一方向不同的第二方向上延伸,并且相互隔开一定距离从所述电极基部突出有多个,
所述液晶分子的初期配向通过所述第一配向膜和所述第二配向膜沿所述第二方向配向,
所述梳齿部的中心以及相邻的所述梳齿部之间的中心中的至少一个是限制液晶的旋转的区域,
所述第一基板以及所述第二基板中的至少一个,在所述区域垂直于所述第一基板的方向上重合的位置,具有使通过的光的强度降低的遮光部。
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