JP2003215553A - Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device provided with the same - Google Patents
Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device provided with the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子およ
びそれを備えた投射型液晶表示装置に関し、特に、一対
の基板間にスペーサを備えた液晶表示素子およびそれを
備えた投射型液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a projection type liquid crystal display device having the same, and more particularly to a liquid crystal display device having a spacer between a pair of substrates and a projection type liquid crystal display device having the same. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示素子は、薄型で低消費電
力であるという特徴を生かし、パーソナルコンピュータ
などのＯＡ機器やビデオカメラなどのＡＶ機器に広く利
用されている。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display elements have been widely used in office automation equipment such as personal computers and AV equipment such as video cameras, because of their thinness and low power consumption.
【０００３】液晶表示素子においては、表示面内におけ
る液晶層の厚さむら（セルギャップむら）が輝度むらな
どの表示不良の要因となるので、一般的には、一対の基
板（例えば、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板）の間
に、プラスチックビーズやシリカビーズなどをスペーサ
として配置することによって、液晶層の厚さが調整され
る。In a liquid crystal display device, unevenness of the thickness of the liquid crystal layer (unevenness of cell gap) in the display surface causes display defects such as uneven brightness. Therefore, in general, a pair of substrates (for example, a TFT substrate) is used. The thickness of the liquid crystal layer is adjusted by disposing plastic beads, silica beads, or the like as a spacer between the substrate and the color filter substrate).
【０００４】しかしながら、上述したようなビーズをス
ペーサとして用いると、ビーズの周辺において液晶分子
の配向乱れが発生するので、光漏れが発生してコントラ
スト比が低下する。また、ビーズの散布むらに起因した
セルギャップのばらつきにより、表示むらが発生するこ
ともある。However, when the beads as described above are used as spacers, alignment disorder of the liquid crystal molecules occurs around the beads, so that light leakage occurs and the contrast ratio decreases. In addition, display unevenness may occur due to variations in cell gap due to uneven dispersion of beads.
【０００５】上述したような表示品位の低下は、液晶表
示素子を投射型液晶表示装置に用いる場合に特に顕著と
なる。投射型液晶表示装置においては、光源から出射さ
れて液晶表示素子を経た光が投影レンズによりスクリー
ンに拡大投影されるからである。そのため、スペーサを
用いない構成も検討されてはいるが、スペーサを用いず
に透過率変動を抑えた均質な画質を実現することは困難
であるのが現状である。The above-mentioned deterioration in display quality is particularly remarkable when the liquid crystal display element is used in a projection type liquid crystal display device. This is because in the projection type liquid crystal display device, the light emitted from the light source and passing through the liquid crystal display element is enlarged and projected on the screen by the projection lens. Therefore, although a configuration without a spacer has been studied, it is the current situation that it is difficult to realize a uniform image quality with suppressed transmittance variation without using a spacer.
【０００６】特開平１−７０２１号公報には、基板上に
フォトリソグラフィプロセスを用いてスペーサを形成す
ることにより、スペーサを特定の箇所に配置する手法が
開示されている。この手法によると、スペーサの散布密
度のばらつきが抑制されるので、セルギャップのばらつ
きによる表示むらの発生は抑制されるものの、スペーサ
の近傍（周囲）での液晶分子の配向乱れに起因する表示
不良の発生を抑制することはできないので、コントラス
ト比の低下を抑制することはできない。また、基板上に
スペーサを形成した後に配向膜にラビング処理を施す
と、ラビング処理の下流方向にラビング不良領域が発生
したり、ラビング応力によってスペーサが変形したりす
る。ラビング不良領域は、ラビング処理時にラビングロ
ーラがスペーサを乗り越えるために、スペーサの背後の
配向膜に十分に配向処理がなされないことによって発生
する。ラビング不良領域や、スペーサの変形の発生は、
ラビング処理の下流方向に液晶分子の配向が乱れた領域
を発生させるので、コントラスト比の低下の要因とな
る。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 1-7021 discloses a method of arranging a spacer at a specific location by forming the spacer on a substrate using a photolithography process. According to this method, since the dispersion of the spacer dispersion density is suppressed, the occurrence of display unevenness due to the dispersion of the cell gap is suppressed, but the display failure due to the alignment disorder of the liquid crystal molecules in the vicinity of (around) the spacer is suppressed. Since it is not possible to suppress the occurrence of the above, it is not possible to suppress the decrease in the contrast ratio. Further, when the alignment film is subjected to a rubbing treatment after the spacer is formed on the substrate, a defective rubbing region is generated in the downstream direction of the rubbing treatment, or the spacer is deformed by the rubbing stress. The rubbing failure region is generated when the rubbing roller passes over the spacer during the rubbing process, and the alignment film behind the spacer is not sufficiently aligned. The rubbing failure area and the deformation of the spacer are
Since a region in which the alignment of liquid crystal molecules is disturbed is generated in the downstream direction of the rubbing treatment, it becomes a factor of lowering the contrast ratio.
【０００７】そこで、このような問題を解決するため
に、特開平１１−２１２０４８号公報に開示されている
ような、フォトリソグラフィプロセスによって島状のス
ペーサと遮光層とを設ける手法が提案されている。この
手法によると、スペーサ周辺の液晶層の配向乱れが発生
する領域が遮光部で覆われるので、コントラスト比の低
下が抑制される。さらに、この公報には、光配向処理な
どのノンラビング処理を用いることによって、ラビング
不良領域の発生が抑制されることも開示されている。In order to solve such a problem, therefore, a method has been proposed in which an island-shaped spacer and a light-shielding layer are provided by a photolithography process, as disclosed in JP-A-11-212048. . According to this method, since the region around the spacer in which the liquid crystal layer is disturbed in alignment is covered with the light-shielding portion, the reduction in the contrast ratio is suppressed. Further, this publication also discloses that the occurrence of a rubbing defective region is suppressed by using a non-rubbing treatment such as a photo-alignment treatment.
【０００８】また、特開平１１−２１８７７１号公報に
は、画素間に設けられる遮光部（ブラックマトリクス）
下にスペーサを設けるとともに、ラビング不良領域がこ
の遮光部下に位置するように、遮光部の幅方向の中心部
から変位した位置にスペーサを形成する手法が開示され
ている。この手法によると、ラビング不良領域が画素間
の遮光部下に位置するので、コントラスト比の低下が抑
制される。In Japanese Patent Laid-Open No. 11-218771, a light-shielding portion (black matrix) provided between pixels.
There is disclosed a method in which a spacer is provided below and a spacer is formed at a position displaced from the center in the width direction of the light shielding part so that the defective rubbing region is located under the light shielding part. According to this method, the defective rubbing region is located under the light-shielding portion between the pixels, so that the reduction of the contrast ratio is suppressed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２１２０４８号公報および特開平１１−２１
８７７１号公報に開示されている手法を用いても、コン
トラスト比の低下を効果的に抑制することは困難であ
り、コントラスト比の低下を十分に抑制するためには、
開口率を犠牲にする必要があることを本願発明者は見出
した。However, JP-A-11-212048 and JP-A-11-21 mentioned above.
Even if the method disclosed in Japanese Patent No. 8771 is used, it is difficult to effectively suppress the decrease in the contrast ratio, and in order to sufficiently suppress the decrease in the contrast ratio,
The present inventor has found that it is necessary to sacrifice the aperture ratio.
【００１０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、スペーサに起因するコントラス
ト比の低下や表示むらが抑制されて表示品位が高く、且
つ、高開口率で明るい表示が可能な液晶表示素子および
それを備えた投射型液晶表示装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress deterioration of a contrast ratio and display unevenness due to spacers and to provide a high display quality, and a high aperture ratio and high brightness. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of displaying and a projection type liquid crystal display device including the same.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子は、一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられた
液晶層と、前記一対の基板の間に設けられ、前記一対の
基板の間隔を保持する複数のスペーサとを備え、前記液
晶層を介して互いに対向する一対の電極でそれぞれが規
定される複数の絵素領域を有する液晶表示素子であっ
て、前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に、前記複数
の絵素領域の一部に重なるように形成された遮光層を有
し、前記複数の絵素領域は、前記複数のスペーサの近傍
における前記液晶層の配向乱れに起因して生じる高輝度
領域および低輝度領域であって、前記遮光層がない場合
に他の領域と黒表示時の表示輝度が異なる高輝度領域お
よび低輝度領域を、前記複数のスペーサのそれぞれの近
傍に有し、前記遮光層は、前記高輝度領域の少なくとも
一部に重なるように形成された第１遮光層のみを有する
か、または、前記第１遮光層と、前記低輝度領域の少な
くとも一部に重なるように形成され、前記第１遮光層よ
りも面積が小さい第２遮光層とを有し、そのことによっ
て上記目的が達成される。A liquid crystal display device according to the present invention is provided with a pair of substrates, a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and a liquid crystal layer provided between the pair of substrates. A liquid crystal display element having a plurality of spacers for holding the intervals, each having a plurality of pixel regions each defined by a pair of electrodes facing each other through the liquid crystal layer, each of the plurality of spacers. In the vicinity of, a light-shielding layer formed so as to overlap a part of the plurality of picture element regions, the plurality of picture element regions are caused by alignment disorder of the liquid crystal layer in the vicinity of the plurality of spacers. A high-luminance region and a low-luminance region which are generated as a result of which a high-luminance region and a low-luminance region, which have different display luminances in black display from other regions when the light-shielding layer is not provided, are provided in the vicinity of the plurality of spacers. Have the light shielding Has only a first light-shielding layer formed so as to overlap at least a part of the high-luminance region, or is formed so as to overlap the first light-shielding layer and at least a part of the low-luminance region, The second light-shielding layer having an area smaller than that of the first light-shielding layer is provided, whereby the above-mentioned object is achieved.
【００１２】あるいは、本発明による液晶表示素子は、
一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられ、正の誘
電異方性を有する液晶分子を含む水平配向型の液晶層
と、前記一対の基板の間に設けられ、前記一対の基板の
間隔を保持する複数のスペーサとを備え、前記液晶層を
介して互いに対向する一対の電極でそれぞれが規定され
る複数の絵素領域を有し、ノーマリホワイトモードで表
示を行う液晶表示素子であって、前記複数のスペーサの
それぞれの近傍に、前記複数の絵素領域の一部に重なる
ように形成された遮光層を有し、前記複数の絵素領域
は、黒表示時の前記液晶層のリタデーションが互いに異
なる第１領域および第２領域を前記複数のスペーサのそ
れぞれの近傍に有し、前記第１領域における黒表示時の
前記液晶層のリタデーションは、前記複数の絵素領域の
前記第１および第２領域以外の領域における黒表示時の
前記液晶層のリタデーションよりも大きく、前記第２領
域における黒表示時の前記液晶層のリタデーションは、
前記複数の絵素領域の前記第１および第２領域以外の領
域における黒表示時の前記液晶層のリタデーションより
も小さく、前記遮光層は、前記第１領域の少なくとも一
部に重なるように形成された第１遮光層のみを有する
か、または、前記第１遮光層と、前記第２領域の少なく
とも一部に重なるように形成され、前記第１遮光層より
も面積が小さい第２遮光層とを有し、そのことによって
上記目的が達成される。Alternatively, the liquid crystal display element according to the present invention is
A pair of substrates, a horizontal alignment type liquid crystal layer provided between the pair of substrates and containing liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy, and provided between the pair of substrates, the pair of substrates A liquid crystal display device having a plurality of spacers for holding a space, having a plurality of picture element regions each defined by a pair of electrodes facing each other through the liquid crystal layer, and performing display in a normally white mode. And, in the vicinity of each of the plurality of spacers, there is a light-shielding layer formed so as to overlap a part of the plurality of picture element regions, and the plurality of picture element regions are the liquid crystal layer during black display. Has a first region and a second region having different retardations in the vicinity of each of the plurality of spacers, and the retardation of the liquid crystal layer during black display in the first region is the first region and the second region of the plurality of pixel regions. 1st and 2nd territories Larger than the retardation of the liquid crystal layer in the black state in the region other than the retardation of the liquid crystal layer in the black display in the second region,
It is smaller than the retardation of the liquid crystal layer during black display in a region other than the first and second regions of the plurality of picture element regions, and the light shielding layer is formed so as to overlap at least a part of the first region. Or a second light-shielding layer having a smaller area than that of the first light-shielding layer, the first light-shielding layer being formed only so as to overlap with at least a part of the second region. The above-mentioned object is achieved thereby.
【００１３】前記一対の基板の前記液晶層側に設けられ
た一対の配向層をさらに有し、前記複数のスペーサは、
前記一対の基板の一方上に直接形成されており、前記一
対の配向層のうち、前記複数のスペーサが直接形成され
た前記一方の基板側に設けられた配向層は、一側から他
側にラビング処理を施されており、前記第１遮光層の、
前記複数のスペーサのそれぞれに対して前記一側に位置
する部分の面積は、前記第１遮光層の、前記複数のスペ
ーサのそれぞれに対して前記他側に位置する部分の面積
よりも小さい構成としてもよい。Further, a pair of alignment layers provided on the liquid crystal layer side of the pair of substrates is further provided, and the plurality of spacers are
An alignment layer formed directly on one of the pair of substrates and provided on the one substrate side on which the plurality of spacers are directly formed among the pair of alignment layers is arranged from one side to the other side. Of the first light-shielding layer, which has been rubbed,
The area of the portion located on the one side of each of the plurality of spacers is smaller than the area of the portion of the first light-shielding layer located on the other side of each of the plurality of spacers. Good.
【００１４】前記第２遮光層の、前記複数のスペーサの
それぞれに対して前記一側に位置する部分の面積は、前
記第２遮光層の、前記複数のスペーサのそれぞれに対し
て前記他側に位置する部分の面積よりも小さい構成とし
てもよい。The area of the portion of the second light shielding layer located on the one side with respect to each of the plurality of spacers has an area on the other side of each of the plurality of spacers of the second light shielding layer. The structure may be smaller than the area of the portion located.
【００１５】あるいは、本発明による液晶表示素子は、
一対の基板と、前記一対の基板の間に設けられた液晶層
と、前記一対の基板の間に設けられ、前記一対の基板の
間隔を保持する複数のスペーサと、前記一対の基板の前
記液晶層側に設けられた一対の配向層とを備え、前記液
晶層を介して互いに対向する一対の電極でそれぞれが規
定される複数の絵素領域を有する液晶表示素子であっ
て、前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に、前記複数
の絵素領域の一部に重なるように形成された遮光層を有
し、前記複数のスペーサは、前記一対の基板の一方上に
直接形成されており、前記一対の配向層のうち、前記複
数のスペーサが直接形成された前記一方の基板側に設け
られた配向層は、一側から他側にラビング処理を施され
ており、前記遮光層の、前記複数のスペーサのそれぞれ
に対して前記一側に位置する部分の面積は、前記遮光層
の、前記複数のスペーサのそれぞれに対して前記他側に
位置する部分の面積よりも小さい構成を有しており、そ
のことによって上記目的が達成される。Alternatively, the liquid crystal display device according to the present invention is
A pair of substrates, a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, a plurality of spacers provided between the pair of substrates for holding a space between the pair of substrates, and the liquid crystal of the pair of substrates A liquid crystal display element comprising a pair of alignment layers provided on a layer side, the liquid crystal display element having a plurality of picture element regions each defined by a pair of electrodes facing each other through the liquid crystal layer, wherein the plurality of spacers are provided. A light-shielding layer formed so as to overlap a part of the plurality of picture element regions in the vicinity of each of the plurality of pixel regions, and the plurality of spacers are directly formed on one of the pair of substrates. Among the alignment layers, the alignment layer provided on the side of the one substrate on which the plurality of spacers are directly formed is subjected to a rubbing treatment from one side to the other side, and On each side of each of the spacers The area of the portion that location, the light-shielding layer has a smaller configuration than the area of the portion located on the other side with respect to each of the plurality of spacers, the object is met.
【００１６】前記複数のスペーサは、前記複数の絵素領
域外に設けられていてもよい。The plurality of spacers may be provided outside the plurality of picture element regions.
【００１７】前記一対の基板の外側に設けられた少なく
とも１つの位相差補償素子を有し、前記少なくとも１つ
の位相差補償素子は、前記液晶層に平行な面内に遅相軸
を有し、前記遅相軸が、黒表示状態における前記液晶層
の液晶分子の遅相軸と略直交するように配置されていて
もよい。At least one phase difference compensating element is provided outside the pair of substrates, and the at least one phase difference compensating element has a slow axis in a plane parallel to the liquid crystal layer. The slow axis may be arranged so as to be substantially orthogonal to the slow axis of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer in the black display state.
【００１８】本発明による投射型液晶表示装置は、光源
と、前記光源からの光束を互いに異なる色の複数の色光
束に分離する色分離光学系と、前記色分離光学系によっ
て分離された複数の色光束のそれぞれに対応して配置さ
れた複数の液晶表示素子と、前記複数の液晶表示素子の
それぞれによって変調された前記複数の色光束を合成す
る色合成光学系と、前記色合成光学系によって合成され
た前記複数の色光束を投影する投影光学系とを備える投
射型液晶表示装置であって、前記複数の液晶表示素子の
それぞれは、上記の構成を有する液晶表示素子であり、
そのことによって上記目的が達成される。A projection type liquid crystal display device according to the present invention comprises a light source, a color separation optical system for separating a light beam from the light source into a plurality of color light beams of mutually different colors, and a plurality of color separation optical systems. A plurality of liquid crystal display elements arranged corresponding to each of the color light fluxes, a color combining optical system for combining the plurality of color light fluxes modulated by each of the plurality of liquid crystal display elements, and the color combining optical system. A projection type liquid crystal display device comprising a projection optical system for projecting the plurality of combined color light fluxes, wherein each of the plurality of liquid crystal display elements is a liquid crystal display element having the above configuration,
Thereby, the above object is achieved.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。以下では、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示
素子について、本発明の実施形態を説明するが、本発明
はこれに限られず、ＭＩＭを用いたアクティブマトリク
ス型液晶表示素子や単純マトリクス型液晶表示素子に適
用することができる。また、以下では、透過型液晶表示
素子を例に本発明の実施形態を説明するが、本発明はこ
れに限られず、反射型液晶表示素子や、透過反射両用型
液晶表示素子に適用することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with respect to an active matrix type liquid crystal display element using a thin film transistor (TFT), but the present invention is not limited to this, and an active matrix type liquid crystal display element using a MIM or a simple matrix type. It can be applied to a liquid crystal display device. Further, in the following, an embodiment of the present invention will be described by taking a transmissive liquid crystal display element as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a reflective liquid crystal display element and a transflective liquid crystal display element. it can.
【００２０】なお、本願明細書においては、表示の最小
単位である「絵素」に対応する液晶表示素子の領域を
「絵素領域」と呼ぶ。カラー液晶表示素子においては、
Ｒ，Ｇ，Ｂの「絵素」が１つの「画素」に対応する。ア
クティブマトリクス型液晶表示素子においては、絵素電
極と絵素電極に対向する対向電極とが絵素領域を規定す
る。なお、ブラックマトリクスが設けられる構成におい
ては、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加さ
れる領域のうち、ブラックマトリクスの開口部に対応す
る領域が絵素領域に対応することになる。In the present specification, the area of the liquid crystal display element corresponding to the "picture element" which is the minimum unit of display is called "picture element area". In the color liquid crystal display element,
The “picture element” of R, G, B corresponds to one “pixel”. In the active matrix liquid crystal display element, the pixel electrode and the counter electrode facing the pixel electrode define the pixel region. Note that, strictly speaking, in the configuration in which the black matrix is provided, the region corresponding to the opening of the black matrix corresponds to the pixel region in the region to which the voltage is applied according to the state to be displayed. .
【００２１】本発明による実施形態の液晶表示素子１０
０の構成を、図１（ａ）、（ｂ）および図２を参照しな
がら説明する。液晶表示素子１００は、ノーマリホワイ
トモードで表示を行うＴＮ（ツイストネマチック）型の
液晶表示素子である。図１（ａ）は、本発明による実施
形態の液晶表示素子１００を模式的に示す斜視図であ
り、図１（ｂ）は、液晶表示素子１００を模式的に示す
断面図であり、図２は、液晶表示素子１００が有するア
クティブマトリクス基板１００ａを模式的に示す上面図
である。The liquid crystal display device 10 of the embodiment according to the present invention
The configuration of 0 will be described with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2. The liquid crystal display element 100 is a TN (twisted nematic) type liquid crystal display element that displays in a normally white mode. 1A is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view schematically showing the liquid crystal display element 100. FIG. 3 is a top view schematically showing an active matrix substrate 100a included in the liquid crystal display element 100.
【００２２】液晶表示素子１００は、図１（ａ）および
（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板（以下
「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、対向基板（「カ
ラーフィルタ基板」とも呼ぶ）１００ｂと、これらの間
に設けられ、正の誘電異方性を有する液晶分子３１を含
む液晶層３０とを備えている。なお、図１（ｂ）は、液
晶層３０に電圧が印加された状態を示している。一対の
基板（ＴＦＴ基板１００ａおよび対向基板１００ｂ）の
外側には、クロスニコル状態に配置された一対の偏光板
（不図示）が設けられている。As shown in FIGS. 1A and 1B, the liquid crystal display element 100 includes an active matrix substrate (hereinafter referred to as "TFT substrate") 100a and a counter substrate (also referred to as "color filter substrate"). 100b and a liquid crystal layer 30 provided between them and including liquid crystal molecules 31 having a positive dielectric anisotropy. It should be noted that FIG. 1B shows a state in which a voltage is applied to the liquid crystal layer 30. A pair of polarizing plates (not shown) arranged in a crossed Nicol state is provided outside the pair of substrates (TFT substrate 100a and counter substrate 100b).
【００２３】ＴＦＴ基板１００ａと対向基板１００ｂと
の間には、これらの間隔を保持する複数のスペーサ（支
持体）４０が設けられており、液晶層３０の厚さは、ス
ペーサ４０によって規定されている。このスペーサ４０
の近傍には、絵素領域の一部に重なるように遮光層５０
（５０ａ、５０ｂ）が形成されている。Between the TFT substrate 100a and the counter substrate 100b, there are provided a plurality of spacers (supports) 40 for holding these spaces, and the thickness of the liquid crystal layer 30 is defined by the spacers 40. There is. This spacer 40
In the vicinity of the light shielding layer 50, the light shielding layer 50 is partially overlapped with the pixel area.
(50a, 50b) are formed.
【００２４】ＴＦＴ基板１００ａは、図１（ｂ）および
図２に示すように、絶縁性を有する透明基板（例えばガ
ラス基板）１０と、透明基板１０の液晶層３０側の表面
に絵素領域ごとに設けられたスイッチング素子としての
ＴＦＴ１４と、ＴＦＴ１４のゲート電極に電気的に接続
された走査配線（ゲートバスライン）１１と、ＴＦＴ１
４のソース電極１４Ｓに電気的に接続された信号配線
（ソースバスライン）１２と、ＴＦＴ１４のドレイン電
極１４Ｄに電気的に接続された絵素電極１６と、スペー
サ４０の近傍に形成された遮光層５０ａを有している。
ここでは、遮光層５０ａは、ＴＦＴ１４上に形成されて
いる。なお、図２では、遮光層５０ａを省略して示して
いる。As shown in FIGS. 1 (b) and 2, the TFT substrate 100a includes a transparent substrate (for example, a glass substrate) 10 having an insulating property and a pixel region on the surface of the transparent substrate 10 on the liquid crystal layer 30 side. TFT 14 provided as a switching element, a scanning wiring (gate bus line) 11 electrically connected to a gate electrode of the TFT 14, and a TFT 1
Signal wiring (source bus line) 12 electrically connected to the source electrode 14S of No. 4, a pixel electrode 16 electrically connected to the drain electrode 14D of the TFT 14, and a light shielding layer formed near the spacer 40 It has 50a.
Here, the light shielding layer 50a is formed on the TFT 14. Note that the light shielding layer 50a is omitted in FIG.
【００２５】走査配線１１と、信号配線１２とは、互い
に交差するように（典型的には直交するように）設けら
れている。走査配線１１と信号配線１２との交差部上、
すなわち、絵素領域外に、液晶層３０の厚さを規定する
スペーサ４０が形成されている。スペーサ４０は、例え
ば、樹脂を用いてフォトリソグラフィプロセスにより形
成された柱状スペーサである。勿論、スペーサ４０の材
料や形成方法は上述したものに限定されない。また、ス
ペーサ４０の断面形状（ＴＦＴ基板１００ａの基板面法
線方向からみたときの断面形状）は、図示したような略
円形に限定されず、略楕円形、略正方形、略矩形および
略ひし型など任意の形状とすることができるし、これら
を組み合わせてもよい。スペーサ４０の材料、形成方法
および断面形状は、スペーサ４０の下地基材への密着性
や、後述する配向膜１８および２８の塗布時、ラビング
処理時等におけるスペーサ４０の変質やラビング不良領
域の発生に対する影響などを考慮して適宜決定される。
本実施形態のように、スペーサ４０がフォトリソグラフ
ィプロセスなどを用いて所定の位置に形成されている
と、スペーサの散布むらが発生することがないので、セ
ルギャップのばらつきによる表示むらの発生が抑制・防
止される。The scanning wirings 11 and the signal wirings 12 are provided so as to intersect with each other (typically at right angles). On the intersection of the scanning wiring 11 and the signal wiring 12,
That is, the spacer 40 that defines the thickness of the liquid crystal layer 30 is formed outside the pixel region. The spacer 40 is, for example, a columnar spacer formed by a photolithography process using resin. Of course, the material and forming method of the spacer 40 are not limited to those described above. Further, the cross-sectional shape of the spacer 40 (the cross-sectional shape when viewed from the direction normal to the substrate surface of the TFT substrate 100a) is not limited to the substantially circular shape shown in the drawing, but it is substantially elliptical, substantially square, substantially rectangular, and substantially diamond-shaped. Etc., and may be combined. The material, forming method, and cross-sectional shape of the spacer 40 are the adhesion of the spacer 40 to the base material, and the deterioration of the spacer 40 and the occurrence of a defective rubbing region during the application of the alignment films 18 and 28, which will be described later, and the rubbing process. It is appropriately determined in consideration of the influence on the.
When the spacers 40 are formed at predetermined positions by using a photolithography process as in the present embodiment, unevenness in spacer dispersion does not occur, and thus unevenness in display due to variations in cell gap is suppressed.・ Prevented.
【００２６】ＴＦＴ基板１００ａに対向する対向基板１
００ｂは、図１（ｂ）に示したように、透明基板（例え
ばガラス基板）２０と、透明基板２０の液晶層３０側の
表面に設けられた対向電極２６と、スペーサ４０の近傍
に形成された遮光層５０ｂとを有している。対向電極２
６は、例えば、すべての絵素に共通に設けられた単一の
べた電極である。また、ここでは、遮光層５０ｂは、対
向電極２６上に形成されている。Counter substrate 1 facing the TFT substrate 100a
As shown in FIG. 1B, 00b is formed in the vicinity of the transparent substrate (eg, glass substrate) 20, the counter electrode 26 provided on the surface of the transparent substrate 20 on the liquid crystal layer 30 side, and the spacer 40. And a light shielding layer 50b. Counter electrode 2
Reference numeral 6 is, for example, a single solid electrode provided commonly to all the picture elements. Further, here, the light shielding layer 50b is formed on the counter electrode 26.
【００２７】上述したＴＦＴ基板１００ａおよび対向基
板１００ｂの液晶層３０側の表面には、配向層として、
一対の配向膜１８および２８が設けられている。本実施
形態では、これらの配向膜１８および２８は、水平配向
膜であり、それぞれ所定の方向にラビング処理を施され
ている。On the surfaces of the above-mentioned TFT substrate 100a and counter substrate 100b on the liquid crystal layer 30 side, an alignment layer is formed.
A pair of alignment films 18 and 28 are provided. In the present embodiment, these alignment films 18 and 28 are horizontal alignment films, and are each rubbed in a predetermined direction.
【００２８】液晶表示素子１００においては、複数の絵
素領域（絵素電極１６と絵素電極１６に対向する対向電
極２６とによってそれぞれが規定される）は、複数のス
ペーサ４０のそれぞれの近傍に、高輝度領域と低輝度領
域とを有している。高輝度領域は、遮光層５０がない場
合に黒表示時の表示輝度が他の領域よりも高い領域であ
り、低輝度領域は、遮光層５０がない場合に黒表示時の
表示輝度が他の領域よりも低い領域である。In the liquid crystal display element 100, a plurality of picture element regions (each defined by the picture element electrode 16 and the counter electrode 26 facing the picture element electrode 16) are provided in the vicinity of each of the plurality of spacers 40. , And has a high brightness region and a low brightness region. The high-brightness region is a region where the display brightness during black display is higher than the other regions when the light-shielding layer 50 is not provided, and the low-brightness region is where the display brightness during black display is different when the light-shielding layer 50 is not provided. It is a region lower than the region.
【００２９】ここで、高輝度領域と低輝度領域とが生じ
る理由を、図３を参照しながら説明する。図３は、液晶
表示素子１００のスペーサ４０近傍に発生する高輝度領
域ＨＲと低輝度領域ＬＲとを模式的に示す図である。な
お、図３は、高輝度領域ＨＲおよび低輝度領域ＬＲを概
念的に示したものであり、高輝度領域ＨＲおよび低輝度
領域ＬＲは、実際には、必ずしも図３に示したように明
瞭な輪郭を有する領域として視認されるわけではない。
また、図３中の紙面上側から下側に向かう矢印Ａは、Ｔ
ＦＴ基板１００ａ側の配向膜１８のラビング方向であ
り、紙面左側から右側に向かう矢印Ｂは、対向基板１０
０ｂ側の配向膜２８のラビング方向である。つまり、Ｔ
ＦＴ基板１００ａ側の配向膜１８は、紙面上側から下側
にラビング処理を施されており、対向基板１００ｂ側の
配向膜２８は、紙面左側から右側にラビング処理を施さ
れている。Here, the reason why the high-luminance region and the low-luminance region occur will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a high-luminance region HR and a low-luminance region LR generated in the vicinity of the spacer 40 of the liquid crystal display element 100. Note that FIG. 3 conceptually shows the high-brightness region HR and the low-brightness region LR, and the high-brightness region HR and the low-brightness region LR are actually not necessarily clear as shown in FIG. It is not visible as a contoured area.
Further, the arrow A from the upper side of the paper in FIG.
The arrow B, which is the rubbing direction of the alignment film 18 on the FT substrate 100a side and extends from the left side to the right side of the drawing, is the counter substrate 10.
This is the rubbing direction of the alignment film 28 on the 0b side. That is, T
The orientation film 18 on the FT substrate 100a side is subjected to a rubbing treatment from the upper side to the lower side of the paper surface, and the orientation film 28 on the counter substrate 100b side is subjected to a rubbing treatment from the left side to the right side of the paper surface.
【００３０】正の誘電率異方性を有する液晶分子３１を
含む液晶層３０を備え、ノーマリホワイトモードで表示
を行う液晶表示素子１００では、液晶層３０に所定の電
圧を印加し、液晶分子３１を基板面に対して垂直に配向
させることによって黒表示を行う。黒表示時の液晶層３
０のリタデーションは、ゼロであることが好ましいが、
実際には、ゼロにならず、少ないながらもリタデーショ
ンが発生する。本願明細書では、これを、「液晶層の残
留リタデーション」と呼ぶことにする。残留リタデーシ
ョンは下記の原因によって発生する。In the liquid crystal display device 100 which includes the liquid crystal layer 30 containing the liquid crystal molecules 31 having a positive dielectric anisotropy, and which performs display in the normally white mode, a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 30 to generate liquid crystal molecules. Black display is performed by orienting 31 perpendicularly to the substrate surface. Liquid crystal layer 3 when displaying black
The retardation of 0 is preferably zero,
In reality, it does not become zero, but retardation occurs although it is small. In the present specification, this is referred to as “residual retardation of the liquid crystal layer”. Residual retardation occurs due to the following reasons.
【００３１】正の誘電率異方性を有する液晶分子３１を
含む液晶層３０を用いたノーマリホワイトモードにおい
ては、液晶層３０に電圧を印加してリタデーションが十
分小さくなった場合でも、基板界面付近の液晶分子３１
は、配向処理された表面との相互作用が大きく、電界の
影響を受け難いため、初期配向の状態を維持しようとす
る。そのため、十分に電圧を印加した状態でも、液晶層
３０にはリタデーションが残留する。In the normally white mode using the liquid crystal layer 30 containing the liquid crystal molecules 31 having positive dielectric anisotropy, even if the retardation becomes sufficiently small by applying a voltage to the liquid crystal layer 30, the substrate interface Liquid crystal molecules in the vicinity 31
Has a large interaction with the orientation-treated surface and is less susceptible to the influence of an electric field, and therefore tries to maintain the state of initial orientation. Therefore, retardation remains in the liquid crystal layer 30 even when a sufficient voltage is applied.
【００３２】残留リタデーションの方向、すなわち、黒
表示時の液晶層３０の遅相軸は、一般的に、液晶層３０
の厚さ方向の中央付近に位置する液晶分子３１が電圧印
加によって立ち上がる方向の方位角方向として定義され
る。本実施形態の液晶表示素子１００においては、配向
膜１８および２８は、それぞれ矢印ＡおよびＢの方向に
ラビング処理が施されており、液晶層３０の液晶分子３
１は、電圧無印加時にツイスト角が９０°となるように
配向（すなわち左ツイスト配向）するので、黒表示時の
液晶層３０の遅相軸は、図３中に矢印Ｃで示す方向であ
る。なお、上述した遅相軸の定義は、例示したような、
ツイスト角が９０°の左ツイスト配向の場合だけでな
く、ツイスト角が４５°の場合や、右ツイスト配向の場
合、あるいは、平行配向（反平行配向を含む）の場合に
も適用される。The direction of the residual retardation, that is, the slow axis of the liquid crystal layer 30 at the time of displaying black is generally the liquid crystal layer 30.
Is defined as the azimuth direction in which the liquid crystal molecules 31 located near the center in the thickness direction of the are raised by voltage application. In the liquid crystal display element 100 of the present embodiment, the alignment films 18 and 28 are subjected to rubbing treatment in the directions of arrows A and B, respectively, and the liquid crystal molecules 3 of the liquid crystal layer 30.
Since No. 1 is aligned (that is, left twist alignment) so that the twist angle is 90 ° when no voltage is applied, the slow axis of the liquid crystal layer 30 during black display is the direction indicated by arrow C in FIG. . Note that the definition of the slow axis described above is as illustrated.
Not only in the case of the left twist orientation with the twist angle of 90 °, but also in the case of the twist angle of 45 °, the right twist orientation, or the parallel orientation (including antiparallel orientation).
【００３３】一方、スペーサ４０近傍の液晶層３０で
は、スペーサ４０の表面の配向規制力によって液晶層３
０の配向乱れが生じている。液晶層３０に十分大きな電
圧を印加すると、図１（ｂ）に示したように、絵素領域
の中央付近の液晶分子３１は、基板面に対してほぼ垂直
に配向するが、スペーサ４０近傍の液晶分子３１は、ス
ペーサ４０の表面による配向規制力を受けるために、基
板面に対して垂直には配向せず、基板面法線方向に対し
て傾斜している。従って、スペーサ４０の近傍の液晶分
子３１は、十分に大きな電圧を印加されたときにもリタ
デーションを有している。また、スペーサ４０近傍の液
晶分子３１の配向方向の方位角方向は、スペーサ４０の
断面形状に依存し、例えば、スペーサ４０の断面が略円
形の場合には、スペーサ４０近傍の液晶層３０の液晶分
子３１は、図３に示すように同心円状に配向する。On the other hand, in the liquid crystal layer 30 in the vicinity of the spacer 40, the liquid crystal layer 3 is formed by the alignment regulating force of the surface of the spacer 40.
The orientation disorder of 0 has occurred. When a sufficiently large voltage is applied to the liquid crystal layer 30, as shown in FIG. 1B, the liquid crystal molecules 31 near the center of the pixel region are aligned almost perpendicular to the substrate surface, but near the spacer 40. The liquid crystal molecules 31 are not aligned vertically with respect to the substrate surface and are inclined with respect to the substrate surface normal direction because they are subjected to the alignment control force of the surface of the spacer 40. Therefore, the liquid crystal molecules 31 in the vicinity of the spacer 40 have retardation even when a sufficiently large voltage is applied. The azimuth angle direction of the alignment direction of the liquid crystal molecules 31 near the spacer 40 depends on the cross-sectional shape of the spacer 40. For example, when the cross section of the spacer 40 is substantially circular, the liquid crystal of the liquid crystal layer 30 near the spacer 40. The molecules 31 are concentrically oriented as shown in FIG.
【００３４】そのため、黒表示時の液晶層３０の遅相軸
（矢印Ｃ）とほぼ平行に配向している液晶分子３１の存
在確率が高い領域は、スペーサ４０近傍の液晶分子３１
に起因するリタデーションが残留リタデーションに加算
されるので、残留リタデーションよりも大きなリタデー
ションを有し、その結果、高輝度領域ＨＲとなる。これ
に対して、黒表示時の液晶層３０の遅相軸（矢印Ｃ）と
ほぼ直交するように配向している液晶分子３１の存在確
率が高い領域は、スペーサ４０近傍の液晶分子３１に起
因するリタデーションによって残留リタデーションの少
なくとも一部が相殺されるので、残留リタデーションよ
りも小さなリタデーションを有し、その結果、低輝度領
域ＬＲとなる。Therefore, in the region where the existence probability of the liquid crystal molecules 31 oriented substantially parallel to the slow axis (arrow C) of the liquid crystal layer 30 during black display is high, the liquid crystal molecules 31 near the spacer 40 are present.
Since the retardation due to is added to the residual retardation, the retardation is larger than the residual retardation, and as a result, the high brightness region HR is obtained. On the other hand, the region in which the existence probability of the liquid crystal molecules 31 oriented substantially orthogonal to the slow axis (arrow C) of the liquid crystal layer 30 during black display is high is due to the liquid crystal molecules 31 near the spacer 40. Since the residual retardation cancels out at least a part of the residual retardation, the retardation is smaller than the residual retardation, and as a result, the low luminance region LR is obtained.
【００３５】本実施形態では、図３に示したように、ス
ペーサ４０に対して、液晶層３０の遅相軸（矢印Ｃ）に
直交する方向の絵素領域Ｐｘ１およびＰｘ３に高輝度領
域ＨＲが生じ、スペーサ４０に対して、液晶層３０の遅
相軸（矢印Ｃ）に平行な方向の絵素領域Ｐｘ２およびＰ
ｘ４に低輝度領域ＬＲが生じる。In this embodiment, as shown in FIG. 3, a high brightness region HR is formed in the pixel regions Px1 and Px3 in the direction orthogonal to the slow axis (arrow C) of the liquid crystal layer 30 with respect to the spacer 40. The pixel regions Px2 and Px2 are generated in the direction parallel to the slow axis (arrow C) of the liquid crystal layer 30 with respect to the spacer 40.
A low luminance region LR occurs at x4.
【００３６】次に、本発明による液晶表示素子１００が
有する遮光層５０の構成を、図４を参照しながら説明す
る。Next, the structure of the light shielding layer 50 included in the liquid crystal display element 100 according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００３７】図４に示すように、液晶表示素子１００の
遮光層５０は、高輝度領域ＨＲの少なくとも一部に重な
るように形成された第１遮光層５０’と、低輝度領域Ｌ
Ｒの少なくとも一部に重なるように形成された第２遮光
層５０’’とを有しており、第１遮光層５０’の面積
は、第２遮光層５０’’の面積よりも大きい。本実施形
態では、第１遮光層５０’は、高輝度領域ＨＲのほぼ全
てを覆うように形成されており、第２遮光層５０’’
は、低輝度領域ＬＲの一部を覆うように形成されてい
る。As shown in FIG. 4, the light shielding layer 50 of the liquid crystal display element 100 includes a first light shielding layer 50 'formed so as to overlap at least a part of the high luminance region HR and a low luminance region L.
The second light shielding layer 50 ″ is formed so as to overlap at least a part of R, and the area of the first light shielding layer 50 ′ is larger than the area of the second light shielding layer 50 ″. In the present embodiment, the first light shielding layer 50 ′ is formed so as to cover almost all of the high brightness region HR, and the second light shielding layer 50 ″ is formed.
Are formed so as to cover a part of the low luminance region LR.
【００３８】遮光層５０は、例えば、フォトリソグラフ
ィプロセスやインクジェット法、印刷法などを用いて形
成される。また、遮光層５０の材料としては、例えば、
Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ等の金属やこれらの
合金を用いることができる。低反射性の観点から、黒色
顔料（例えばカーボンブラック）を含む樹脂系の材料を
用いてもよい。なお、図４では、スペーサ４０の近傍の
遮光層５０が４つに分割されて示されているが、１つの
スペーサ４０の近傍の遮光層５０は、連続して形成され
てもよいことはいうまでもない。つまり、図４に示した
２つの第１遮光層５０’と２つの第２遮光層５０’’と
を、１つの連続した遮光層５０として形成してもよい。The light shielding layer 50 is formed by using, for example, a photolithography process, an ink jet method, a printing method or the like. Further, as the material of the light shielding layer 50, for example,
Metals such as Cr, W, Al, Ni, Cu and Ti and alloys thereof can be used. From the viewpoint of low reflectivity, a resin material containing a black pigment (for example, carbon black) may be used. Note that, in FIG. 4, the light shielding layer 50 near the spacer 40 is shown divided into four, but the light shielding layer 50 near one spacer 40 may be formed continuously. There is no end. That is, the two first light shielding layers 50 ′ and the two second light shielding layers 50 ″ shown in FIG. 4 may be formed as one continuous light shielding layer 50.
【００３９】上述のような遮光層５０を有する液晶表示
素子１００においては、高輝度領域ＨＲに第１遮光層５
０’が設けられているので、黒表示時の光漏れの発生に
よるコントラスト比の低下が抑制される。また、低輝度
領域ＬＲに第２遮光層５０’’が設けられているので、
コントラスト比のばらつきが抑制される。さらに、高輝
度領域ＨＲに形成される第１遮光層５０’の面積が、低
輝度領域ＬＲに形成される第２遮光層５０’’の面積よ
りも大きいので、不要な開口率の低下を招くことがな
く、効果的にコントラスト比の低下を抑制することがで
きる。第２遮光層５０’’を、高輝度領域ＨＲに形成す
る第１遮光層５０’よりも面積が小さくなるように形成
しても、コントラスト比のばらつきを抑制する効果は十
分に得られることを本願発明者は確認している。In the liquid crystal display device 100 having the light shielding layer 50 as described above, the first light shielding layer 5 is formed in the high brightness region HR.
Since 0'is provided, a decrease in contrast ratio due to light leakage during black display is suppressed. Further, since the second light shielding layer 50 ″ is provided in the low brightness region LR,
Variation in contrast ratio is suppressed. Further, since the area of the first light shielding layer 50 'formed in the high brightness region HR is larger than the area of the second light shielding layer 50''formed in the low brightness region LR, unnecessary aperture ratio is lowered. It is possible to effectively suppress the decrease in the contrast ratio. Even if the second light-shielding layer 50 ″ is formed to have a smaller area than the first light-shielding layer 50 ′ formed in the high-luminance region HR, the effect of suppressing the variation in the contrast ratio can be sufficiently obtained. The inventor of the present application has confirmed.
【００４０】これに対して、図５に示すように、第１遮
光層５０’と第２遮光層５０’’との面積が同じになる
ように遮光層５０を形成した場合、コントラスト比の低
下が抑制されるものの、不要な開口率の低下を招いてし
まう。勿論、遮光層５０の面積を小さくすると開口率は
向上するが、その場合には、黒表示時の光漏れの発生を
十分に抑制できず、コントラスト比の低下を十分に抑制
することができない。なお、図５では、液晶表示素子１
００の構成要素と同様の機能を有する構成要素を同じ参
照符号を用いて示している。On the other hand, as shown in FIG. 5, when the light shielding layer 50 is formed so that the areas of the first light shielding layer 50 'and the second light shielding layer 50''are the same, the contrast ratio decreases. However, this causes an unnecessary reduction in the aperture ratio. Of course, if the area of the light shielding layer 50 is reduced, the aperture ratio is improved, but in that case, the occurrence of light leakage during black display cannot be sufficiently suppressed, and the reduction of the contrast ratio cannot be sufficiently suppressed. In FIG. 5, the liquid crystal display element 1
The components having the same functions as the components of 00 are indicated by the same reference numerals.
【００４１】上述したように、本発明による液晶表示素
子１００においては、高輝度領域ＨＲおよび低輝度領域
ＬＲに遮光層を一様に形成するのではなく、高輝度領域
ＨＲには面積が比較的大きな遮光層（図４に示した第１
遮光層５０’）を設け、低輝度領域ＬＲには面積が比較
的小さな遮光層（図４に示した第２遮光層５０’’）を
設けることによって、不要な開口率の低下を招くことな
く、効果的にコントラスト比の低下が抑制されている。As described above, in the liquid crystal display device 100 according to the present invention, the light-shielding layer is not uniformly formed in the high brightness region HR and the low brightness region LR, but the area is relatively large in the high brightness region HR. Large light-shielding layer (first shown in FIG. 4)
By providing the light-shielding layer 50 ′) and providing the light-shielding layer having a relatively small area (the second light-shielding layer 50 ″ shown in FIG. 4) in the low-luminance region LR, it is possible to prevent unnecessary reduction in the aperture ratio. , The reduction of the contrast ratio is effectively suppressed.
【００４２】なお、図４では、高輝度領域ＨＲが生じる
絵素領域Ｐｘ１およびＰｘ３に設けられる第１遮光層５
０’の面積が互いにほぼ等しく、低輝度領域ＬＲが生じ
る絵素領域Ｐｘ２およびＰｘ４に設けられる第２遮光層
５０’’の面積が互いにほぼ等しい場合を示したが、本
発明はこれに限定されない。ラビング処理時に、スペー
サ４０の変形やラビング不良領域が発生した場合、ラビ
ング下流側において配向乱れが発生する領域の面積が大
きくなり、図６に示すように、ラビング下流側の高輝度
領域ＨＲおよび低輝度領域ＬＲの面積が大きくなる。図
７に示すように、スペーサ４０に対してラビング処理の
下流側に位置する絵素領域Ｐｘ１に設けられる第１遮光
層５０’の面積を、ラビング処理の上流側に位置する絵
素領域Ｐｘ３に設けられる第１遮光層５０’の面積より
も大きくし、スペーサ４０に対してラビング処理の下流
側に位置する絵素領域Ｐｘ４に設けられる第２遮光層５
０’’の面積を、ラビング処理の上流側に位置する絵素
領域Ｐｘ２に設けられる第２遮光層５０’’の面積より
も大きくすると、ラビング処理時のスペーサ４０の変形
や、ラビング不良領域に起因する表示不良の発生を効果
的に抑制することができる。なお、ラビング処理の下流
側とは、スペーサ４０が直接形成されている方の基板側
の配向膜に施されたラビング処理の下流側を意味する。
ここでは、ＴＦＴ基板１００ａ側の配向膜１８には、図
３に示したように紙面上側から下側にラビング処理が施
されているので、スペーサ４０に対して紙面下側がラビ
ング下流側となる。In FIG. 4, the first light shielding layer 5 provided in the picture element regions Px1 and Px3 where the high brightness region HR is generated.
The case where the areas of 0 ′ are substantially equal to each other and the areas of the second light shielding layers 50 ″ provided in the pixel regions Px2 and Px4 where the low luminance region LR is generated are substantially equal to each other is shown, but the present invention is not limited to this. . When the spacer 40 is deformed or a defective rubbing region is generated during the rubbing process, the area of the region in which the alignment disorder occurs on the downstream side of the rubbing becomes large, and as shown in FIG. The area of the brightness region LR becomes large. As shown in FIG. 7, the area of the first light-shielding layer 50 ′ provided in the pixel region Px1 located on the downstream side of the rubbing process with respect to the spacer 40 is set to the area of the pixel region Px3 located on the upstream side of the rubbing process. The area of the first light-shielding layer 50 ′ provided is made larger, and the second light-shielding layer 5 provided in the pixel region Px 4 located on the downstream side of the rubbing process with respect to the spacer 40.
If the area of 0 ″ is made larger than the area of the second light-shielding layer 50 ″ provided in the pixel region Px2 located on the upstream side of the rubbing process, the spacer 40 is deformed during the rubbing process and the rubbing defective region is generated. It is possible to effectively suppress the occurrence of defective display due to the phenomenon. The downstream side of the rubbing treatment means the downstream side of the rubbing treatment performed on the alignment film on the substrate side on which the spacer 40 is directly formed.
Here, since the alignment film 18 on the TFT substrate 100a side is subjected to rubbing treatment from the upper side to the lower side of the paper as shown in FIG. 3, the lower side of the paper with respect to the spacer 40 is the rubbing downstream side.
【００４３】また、本実施形態では、液晶表示素子１０
０が、ＴＦＴ基板１００ａ側に設けられた遮光層５０ａ
と対向基板１００ｂ側に設けられた遮光層５０ｂとを有
する場合について説明したが、対向基板１００ｂ側の遮
光層５０ｂを省略してもよい。対向基板１００ｂ側の遮
光層５０ｂを省略すると、対向基板１００ｂの作製工程
において遮光層の形成工程を省略することが可能となる
ので、歩留まりが向上する。一方、対向基板１００ｂ側
に遮光層５０ｂが設けられていると、高輝度光源（高輝
度バックライトや投射型液晶表示装置における高輝度ラ
ンプ）を用いる場合においても、光源からの入射光をよ
り確実に遮光することが可能となるので、スペーサ近傍
における配向不良に起因する光漏れの発生をより確実に
防止でき、その結果、さらなるコントラスト比の向上が
実現される。Further, in this embodiment, the liquid crystal display element 10 is used.
0 is a light shielding layer 50a provided on the TFT substrate 100a side
The light shielding layer 50b provided on the opposite substrate 100b side has been described, but the light shielding layer 50b on the opposite substrate 100b side may be omitted. If the light shielding layer 50b on the side of the counter substrate 100b is omitted, the step of forming the light shielding layer can be omitted in the process of manufacturing the counter substrate 100b, thus improving the yield. On the other hand, when the light shielding layer 50b is provided on the counter substrate 100b side, even when a high brightness light source (a high brightness backlight or a high brightness lamp in a projection-type liquid crystal display device) is used, the incident light from the light source is more reliable. Since it is possible to block light, it is possible to more reliably prevent the occurrence of light leakage due to defective alignment in the vicinity of the spacer, and as a result, it is possible to further improve the contrast ratio.
【００４４】さらに、本実施形態では、第１遮光層５
０’が高輝度領域ＨＲのほぼ全てを覆う場合について説
明したが、勿論、図８に示すように、第１遮光層５０’
を、高輝度領域ＨＲの一部を覆うように形成してもよ
い。第１遮光層５０’が高輝度領域ＨＲの少なくとも一
部に重なるように形成され、第２遮光層５０’’が低輝
度領域ＬＲの少なくとも一部に重なるように形成され、
さらに、第１遮光層５０’の面積が、第２遮光層５
０’’の面積よりも大きくなるように形成されていれ
ば、上述した効果が得られる。高輝度領域ＨＲおよび低
輝度領域ＬＲを遮光層５０でどの程度覆うかは、所望す
るコントラスト比と開口率とを考慮して適宜設定され
る。Further, in this embodiment, the first light shielding layer 5
Although the case where 0'covers almost all of the high-luminance region HR has been described, of course, as shown in FIG.
May be formed so as to cover a part of the high brightness region HR. The first light shielding layer 50 ′ is formed so as to overlap at least a part of the high brightness region HR, and the second light shielding layer 50 ″ is formed so as to overlap at least a part of the low brightness region LR,
Furthermore, the area of the first light-shielding layer 50 ′ is equal to that of the second light-shielding layer 5.
If it is formed so as to be larger than the area of 0 ″, the above-described effect can be obtained. How much the high-luminance region HR and the low-luminance region LR are covered with the light shielding layer 50 is appropriately set in consideration of a desired contrast ratio and aperture ratio.
【００４５】また、図９に示すように、第２遮光層５
０’’を省略し、高輝度領域ＨＲに選択的に遮光層（第
１遮光層５０’）を設けてもよい。液晶表示素子の用途
などによっては、高輝度領域ＨＲにのみ遮光層を設けて
も、十分な表示品位が得られる。第２遮光層５０’’を
省略すると、より開口率を向上することができ、より明
るい表示が実現される。Further, as shown in FIG. 9, the second light shielding layer 5
0 ″ may be omitted and a light-shielding layer (first light-shielding layer 50 ′) may be selectively provided in the high-luminance region HR. Depending on the application of the liquid crystal display element, even if the light shielding layer is provided only in the high brightness region HR, sufficient display quality can be obtained. If the second light shielding layer 50 ″ is omitted, the aperture ratio can be further improved and a brighter display can be realized.
【００４６】さらに、上述した遮光層５０に加えて、高
輝度領域ＨＲの液晶層３０のリタデーションを補償する
位相差補償素子（例えば位相差板や位相差フィルム）を
設けてもよい。例えば、図１０に示すように、一対の基
板１００ａおよび１００ｂの外側に、液晶層３０に平行
な面内に遅相軸（図８中の矢印Ｄ）を有する位相差補償
素子６０を、遅相軸が黒表示時の液晶層３０の遅相軸と
略直交するように配置すると、高輝度領域ＨＲの液晶層
３０のリタデーションの少なくとも一部が相殺される。
従って、図１０に示したように、位相差補償素子６０を
併用する構成を採用すると、開口率の観点等から遮光層
５０の面積が制限される場合でも、コントラスト比の低
下を十分に抑制することができる。なお、図１０におい
ては、一対の基板１００ａおよび１００ｂの外側に設け
られた一対の偏光板７０ａおよび７０ｂを示しており、
偏光板７０ａおよび７０ｂのそれぞれの透過軸を矢印Ｅ
および矢印Ｆで示している。Further, in addition to the above-mentioned light shielding layer 50, a retardation compensating element (for example, retardation plate or retardation film) for compensating the retardation of the liquid crystal layer 30 in the high brightness region HR may be provided. For example, as shown in FIG. 10, a retardation compensation element 60 having a slow axis (arrow D in FIG. 8) in a plane parallel to the liquid crystal layer 30 is provided outside the pair of substrates 100a and 100b. When the axis is arranged so as to be substantially orthogonal to the slow axis of the liquid crystal layer 30 during black display, at least a part of the retardation of the liquid crystal layer 30 in the high brightness region HR is offset.
Therefore, as shown in FIG. 10, if the configuration in which the phase difference compensating element 60 is used together is adopted, even if the area of the light shielding layer 50 is limited from the viewpoint of the aperture ratio and the like, the reduction of the contrast ratio is sufficiently suppressed. be able to. Note that FIG. 10 shows the pair of polarizing plates 70a and 70b provided outside the pair of substrates 100a and 100b.
The transmission axes of the polarizing plates 70a and 70b are indicated by arrows E, respectively.
And arrow F.
【００４７】なお、本実施形態では、水平配向型の液晶
層を備え、ノーマリホワイトモードで表示を行う液晶表
示素子を例に本発明の実施形態を説明したが、本発明は
これに限定されない。図４、図７、図８および図９に示
したように、スペーサ近傍における液晶層の配向乱れに
起因して生じる高輝度領域および低輝度領域のうち、高
輝度領域を重点的に遮光することによって、高い開口率
を維持したまま、コントラスト比の低下を抑制すること
が可能になる。あるいは、図７に示したように、スペー
サに対してラビング下流側の領域を重点的に遮光するこ
とによって、高い開口率を維持したまま、コントラスト
比の低下を抑制することが可能になる。In the present embodiment, the embodiment of the present invention has been described by taking a liquid crystal display element having a horizontal alignment type liquid crystal layer and performing display in a normally white mode as an example, but the present invention is not limited to this. . As shown in FIG. 4, FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9, among the high luminance region and the low luminance region caused by the alignment disorder of the liquid crystal layer in the vicinity of the spacer, the high luminance region is mainly shielded from light. This makes it possible to suppress a decrease in contrast ratio while maintaining a high aperture ratio. Alternatively, as shown in FIG. 7, by focusing the light on the region on the downstream side of the rubbing with respect to the spacer, it is possible to suppress the deterioration of the contrast ratio while maintaining a high aperture ratio.
【００４８】上述した本発明による液晶表示素子１００
は、スペーサ４０に起因するコントラスト比の低下や表
示むらが抑制されており、表示品位が高く、且つ、高開
口率で明るい表示が可能であるので、投射型液晶表示装
置が備える液晶表示素子として好適に用いられる。The liquid crystal display device 100 according to the present invention described above.
Since the deterioration of the contrast ratio and the display unevenness due to the spacer 40 are suppressed, and the display quality is high, and a bright display with a high aperture ratio is possible, it is used as a liquid crystal display element included in a projection type liquid crystal display device. It is preferably used.
【００４９】図１１に、本発明による液晶表示素子１０
０を備えた投射型液晶表示素子２００を模式的に示す。FIG. 11 shows a liquid crystal display device 10 according to the present invention.
A projection type liquid crystal display device 200 including 0 is schematically shown.
【００５０】投射型液晶表示素子２００は、ランプ光源
２１２を含む照明光学系２１０と、色分離光学系２３０
と、３つの液晶表示素子１００Ｒ、１００Ｇおよび１０
０Ｂと、色合成光学系２４０と、投影光学系２５０とを
備えている。投射型液晶表示素子２００は、さらに、反
射ミラー２０６を含むリレー光学系２２０を備えてい
る。The projection type liquid crystal display device 200 includes an illumination optical system 210 including a lamp light source 212 and a color separation optical system 230.
And three liquid crystal display elements 100R, 100G and 10
0B, a color combining optical system 240, and a projection optical system 250. The projection type liquid crystal display element 200 further includes a relay optical system 220 including a reflection mirror 206.
【００５１】ランプ光源２１２から出射された光（白色
光束）は、ダイクロイックミラー２３２を含む色分離光
学系２３０によって、光の３原色である赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）の３つの色光束に分離される。色
分離光学系２３０によって分離された色光束は、色光束
のそれぞれに対応して設けられた液晶表示素子１００
Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに入射する。液晶表示素子
１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂは、図１（ａ）、
（ｂ）、図２、および図４などに示した本発明による液
晶表示素子１００である。液晶表示素子１００Ｒ、１０
０Ｇおよび１００Ｂによって変調された色光束は、クロ
スダイクロイックプリズム２４２を含む色合成光学系２
４０によって合成され、その後、投影レンズ２５２を含
む投影光学系２５０によってスクリーン５００に投影さ
れる。The light (white light flux) emitted from the lamp light source 212 is divided by the color separation optical system 230 including the dichroic mirror 232 into three primary colors of light, red (R), green (G) and blue (B). It is separated into three color light beams. The color light fluxes separated by the color separation optical system 230 are provided for the liquid crystal display elements 100 provided corresponding to the respective color light fluxes.
It is incident on R, 100G and 100B. The liquid crystal display elements 100R, 100G and 100B are the same as those shown in FIG.
The liquid crystal display element 100 according to the present invention shown in (b), FIG. 2, and FIG. Liquid crystal display device 100R, 10
The color light fluxes modulated by 0G and 100B are combined by the color combining optical system 2 including the cross dichroic prism 242.
40 and then projected onto the screen 500 by the projection optical system 250 including the projection lens 252.
【００５２】[0052]
【実施例】以下に具体的な実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されない。EXAMPLES Specific examples will be shown below, but the present invention is not limited thereto.
【００５３】（実施例１、比較例１および比較例２）実
施例１、比較例１および比較例２の液晶表示素子は、Ｔ
Ｎモードの単純マトリクス型の液晶表示素子である。(Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2) The liquid crystal display devices of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 have T
It is an N-mode simple matrix type liquid crystal display element.
【００５４】まず、厚さ約５０ｎｍのＩＴＯ（酸化イン
ジウムと酸化スズの混合物）層からなる透明電極が形成
された一対のガラス基板を用意した。一方のガラス基板
上には、透明電極を所定の形状にパターニングした後
に、図７に示したような遮光層を黒色感光性樹脂材料を
用いてフォトリソグラフィプロセスによって形成した。
次に、ストライプ状の列電極（信号電極）と行電極（走
査電極）との交差部近傍に感光性樹脂材料を用いてフォ
トリソグラフィプロセスにより、スペーサを形成した。
続いて、両方の基板に同一の条件で、配向膜形成工程、
ラビング処理工程、基板貼り合わせ（ＴＮ配置）工程を
施し、その後、液晶材料を注入して、実施例１の液晶表
示素子を作成した。First, a pair of glass substrates having a transparent electrode formed of an ITO (mixture of indium oxide and tin oxide) layer having a thickness of about 50 nm was prepared. After patterning the transparent electrode into a predetermined shape on one of the glass substrates, a light shielding layer as shown in FIG. 7 was formed by a photolithography process using a black photosensitive resin material.
Next, spacers were formed by a photolithography process using a photosensitive resin material in the vicinity of the intersections of the striped column electrodes (signal electrodes) and the row electrodes (scan electrodes).
Then, under the same conditions for both substrates, the alignment film forming step,
A rubbing treatment step and a substrate bonding (TN placement) step were performed, and then a liquid crystal material was injected to prepare a liquid crystal display element of Example 1.
【００５５】比較例１および比較例２の液晶表示素子
は、遮光層以外は、実施例１の液晶表示素子と同様に形
成した。比較例１では、遮光層の形状を、図５に示した
形状とした。また、比較例２では、遮光層を形成しなか
った。The liquid crystal display elements of Comparative Examples 1 and 2 were formed in the same manner as the liquid crystal display element of Example 1 except for the light shielding layer. In Comparative Example 1, the shape of the light shielding layer was the shape shown in FIG. Further, in Comparative Example 2, the light shielding layer was not formed.
【００５６】なお、実施例１の液晶表示素子の絵素ピッ
チは、１００μｍ×１００μｍであり、実施例１の液晶
表示素子の遮光層は、図７に即して説明すると、絵素領
域Ｐｘ１に重なる部分の面積が２５μｍ2、絵素領域Ｐ
ｘ２に重なる部分の面積が１．５μｍ2、絵素領域Ｐｘ
３に重なる部分の面積が１２μｍ2、絵素領域Ｐｘ４に
重なる部分の面積が３μｍ2であり、実効絵素開口率が
９５％であるように形成されている。The pixel pitch of the liquid crystal display element of Example 1 is 100 μm × 100 μm, and the light-shielding layer of the liquid crystal display element of Example 1 will be described in reference to FIG. Area of overlap is 25 μm 2 , pixel area P
The area of the portion overlapping with x2 is 1.5 μm 2 , and the pixel area Px
The area of the portion overlapping 3 is 12 μm 2 , the area of the portion overlapping the pixel region Px4 is 3 μm 2 , and the effective pixel aperture ratio is 95%.
【００５７】また、比較例１の液晶表示素子の絵素ピッ
チは、１００μｍ×１００μｍであり、比較例１の液晶
表示素子の遮光層は、図５に即して説明すると、絵素領
域Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３およびＰｘ４に重なる部分の
面積がそれぞれ２５μｍ2であり、実効絵素開口率が７
５％であるように形成されている。The pixel pitch of the liquid crystal display element of Comparative Example 1 is 100 μm × 100 μm, and the light-shielding layer of the liquid crystal display element of Comparative Example 1 will be described with reference to FIG. The area of the portion overlapping Px2, Px3, and Px4 is 25 μm 2 , and the effective pixel aperture ratio is 7
It is formed to be 5%.
【００５８】作製した液晶表示素子を、直交ニコル下
で、ラビング方向と偏光子の方向とを一致させて偏光顕
微鏡観察したところ、比較例２の液晶表示素子では、ス
ペーサ近傍に高輝度領域と低輝度領域とが観察され、ス
ペーサに隣接する各絵素領域において光漏れの程度に差
があることが確認された。The produced liquid crystal display device was observed under a crossed Nicols with the rubbing direction and the direction of the polarizer aligned with each other under a polarizing microscope. As a result, in the liquid crystal display device of Comparative Example 2, a high brightness region and a low brightness region were formed near the spacer. A bright area was observed, and it was confirmed that there was a difference in the degree of light leakage in each pixel area adjacent to the spacer.
【００５９】また、実施例１の液晶表示素子と比較例１
の液晶表示素子とに外部信号源から矩形波を印可したと
きのコントラスト（ＣＲ）比および旋光透過率を、光電
子増倍管を設置した顕微鏡を用いた電気光学測定により
測定した値を表１に示す。なお、外部信号源からは、一
対の基板間に５Ｖの電圧が印加されるように信号を供給
した。また、旋光透過率は、偏光子が平行ニコルに配置
されている場合を１００％としている。
［表１］ コントラスト比 旋光透過率（％） 実施例１ ２６３ ７９ 比較例１ ２６５ ６２
表１からわかるように、実施例１の液晶表示素子におい
ては、高い旋光透過率と、高いコントラスト比とが実現
されていることがわかる。これに対して、比較例１の液
晶表示素子では、コントラスト比は実施例１とほぼ同様
であるものの、旋光透過率が実施例１よりも低く、暗い
表示となってしまう。Further, the liquid crystal display element of Example 1 and Comparative Example 1
Table 1 shows the values of contrast (CR) ratio and optical rotation transmittance when a rectangular wave was applied to the liquid crystal display element of No. 1 by an external signal source by electro-optical measurement using a microscope equipped with a photomultiplier tube. Show. A signal was supplied from an external signal source so that a voltage of 5 V was applied between the pair of substrates. Further, the optical rotation transmittance is 100% when the polarizers are arranged in parallel Nicols. [Table 1] Contrast ratio Optical rotatory transmittance (%) Example 1 263 79 Comparative Example 1 265 62 As can be seen from Table 1, the liquid crystal display device of Example 1 has a high optical rotatory transmittance and a high contrast ratio. You can see that it has been realized. On the other hand, in the liquid crystal display element of Comparative Example 1, the contrast ratio was almost the same as that of Example 1, but the optical rotation transmittance was lower than that of Example 1, resulting in a dark display.
【００６０】（実施例２、実施例３および比較例３）実
施例２、実施例３および比較例３の液晶表示素子は、Ｔ
Ｎモードのアクティブマトリクス型の液晶表示素子であ
る。(Example 2, Example 3 and Comparative Example 3) The liquid crystal display devices of Example 2, Example 3 and Comparative Example 3 have T
It is an N-mode active matrix liquid crystal display element.
【００６１】まず、公知の技術により、マトリクス状に
配列された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子、走査配線
および信号配線が形成された基板を用意した。次に、こ
の基板上に、図７に示したような遮光層を黒色感光性樹
脂材料を用いてフォトリソグラフィプロセスによって形
成した。続いて、走査配線と信号配線との交差部上に、
感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィプロセスに
より、スペーサを形成した。その後、配向膜の形成、ラ
ビング処理、別途に用意した対向基板との貼り合わせ、
液晶材料の注入等を行って、実施例２の液晶表示素子を
作製した。First, a substrate having thin film transistor (TFT) elements, scanning lines and signal lines arranged in a matrix was prepared by a known technique. Next, a light shielding layer as shown in FIG. 7 was formed on this substrate by a photolithography process using a black photosensitive resin material. Then, on the intersection of the scanning wiring and the signal wiring,
Spacers were formed by a photolithography process using a photosensitive resin material. After that, formation of an alignment film, rubbing treatment, bonding with a counter substrate prepared separately,
By injecting a liquid crystal material and the like, a liquid crystal display element of Example 2 was manufactured.
【００６２】実施例３および比較例３の液晶表示素子
は、遮光層以外は、実施例２の液晶表示素子と同様に形
成した。実施例３では、遮光層の形状を、図９に示した
形状とした。また、比較例３では、遮光層の形状を図５
に示した形状とした。The liquid crystal display elements of Example 3 and Comparative Example 3 were formed in the same manner as the liquid crystal display element of Example 2 except for the light shielding layer. In Example 3, the shape of the light shielding layer was the shape shown in FIG. Further, in Comparative Example 3, the shape of the light shielding layer is shown in FIG.
The shape is shown in.
【００６３】作製した液晶表示素子を、直交ニコル下
で、ラビング方向と偏光子の方向とを一致させて偏光顕
微鏡観察したところ、いずれの液晶表示素子において
も、光漏れはほとんど観察されなかった。遮光層を高輝
度領域のみに設けた実施例３の液晶表示素子において
も、その表示品位は実用上問題がないレベルであった。When the produced liquid crystal display element was observed under a crossed Nicols with the rubbing direction and the direction of the polarizer aligned with a polarizing microscope, almost no light leakage was observed in any of the liquid crystal display elements. Also in the liquid crystal display element of Example 3 in which the light shielding layer was provided only in the high luminance region, the display quality was at a level at which there was no practical problem.
【００６４】実施例２の液晶表示素子の実効開口率は、
比較例３の液晶表示素子の実効開口率に比べて約１６％
向上しており、明るい表示が実現されていた。また、実
施例３の液晶表示素子の実効開口率は、比較例３の液晶
表示素子の実効開口率に比べて約３８％向上しており、
さらに明るい表示が実現されていた。The effective aperture ratio of the liquid crystal display device of Example 2 is
About 16% of the effective aperture ratio of the liquid crystal display element of Comparative Example 3
It was improved and a bright display was realized. Further, the effective aperture ratio of the liquid crystal display element of Example 3 is improved by about 38% as compared with the effective aperture ratio of the liquid crystal display element of Comparative Example 3,
Even brighter displays were realized.
【００６５】（実施例４および比較例４）実施例２の液
晶表示素子を、図１１に示した投射型液晶表示装置２０
０の液晶表示素子として用い、実施例４の投射型液晶表
示装置を作製した。また、比較例３の液晶表示素子を用
いて、比較例４の投射型液晶表示装置を作製した。(Example 4 and Comparative Example 4) The projection type liquid crystal display device 20 shown in FIG.
A projection type liquid crystal display device of Example 4 was manufactured by using the liquid crystal display element of No. 0. Further, the projection type liquid crystal display device of Comparative Example 4 was manufactured using the liquid crystal display element of Comparative Example 3.
【００６６】実施例４および比較例４の投射型液晶表示
素子のスクリーン照度および黒表示時（５Ｖ）のコント
ラスト特性を評価した。実施例４および比較例４の投射
型液晶表示素子のスクリーンコントラスト（ＣＲ）比
は、それぞれ３００：１、３１０：１とほとんど差がな
かったが、スクリーン照度に関しては、実施例４の方が
約１３％高く、高輝度の投射型液晶表示装置が実現され
た。The projection type liquid crystal display elements of Example 4 and Comparative Example 4 were evaluated for screen illuminance and contrast characteristics during black display (5 V). The screen contrast (CR) ratios of the projection type liquid crystal display elements of Example 4 and Comparative Example 4 were almost the same as 300: 1 and 310: 1, respectively, but the screen illuminance of Example 4 was about the same. A projection type liquid crystal display device having a high brightness of 13% was realized.
【００６７】[0067]
【発明の効果】本発明によると、スペーサに起因するコ
ントラスト比の低下や表示むらが抑制されて表示品位が
高く、且つ、高開口率で明るい表示が可能な液晶表示素
子が提供される。本発明は、透過型液晶表示素子、反射
型液晶表示素子および透過反射両用型液晶表示素子のい
ずれにも好適に用いることができる。According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device which has a high display quality by suppressing a decrease in contrast ratio and display unevenness due to a spacer, and which can perform a bright display with a high aperture ratio. The present invention can be suitably used for any of a transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, and a transflective liquid crystal display device.
【００６８】本発明による液晶表示素子は、投射型液晶
表示装置が備える液晶表示素子として好適に用いられ
る。The liquid crystal display element according to the present invention is preferably used as a liquid crystal display element included in a projection type liquid crystal display device.
【図１】（ａ）は、本発明による実施形態の液晶表示素
子１００を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、液晶
表示素子１００を模式的に示す断面図である。1A is a perspective view schematically showing a liquid crystal display element 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view schematically showing the liquid crystal display element 100.
【図２】液晶表示素子１００が有するアクティブマトリ
クス基板１００ａを模式的に示す上面図である。2 is a top view schematically showing an active matrix substrate 100a included in the liquid crystal display element 100. FIG.
【図３】液晶表示素子１００のスペーサ４０近傍に発生
する高輝度領域ＨＲと低輝度領域ＬＲとを模式的に示す
図である。3 is a diagram schematically showing a high-luminance region HR and a low-luminance region LR generated in the vicinity of the spacer 40 of the liquid crystal display element 100. FIG.
【図４】本発明による実施形態の液晶表示素子１００を
模式的に示す上面図である。FIG. 4 is a top view schematically showing a liquid crystal display element 100 according to an embodiment of the present invention.
【図５】第１遮光層５０’および第２遮光層５０’’の
面積が互いに等しい遮光層を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a light-shielding layer in which areas of a first light-shielding layer 50 ′ and a second light-shielding layer 50 ″ are equal to each other.
【図６】液晶表示素子１００のスペーサ４０近傍に発生
する高輝度領域ＨＲと低輝度領域ＬＲとを模式的に示す
図である。6 is a diagram schematically showing a high-luminance region HR and a low-luminance region LR generated in the vicinity of the spacer 40 of the liquid crystal display element 100. FIG.
【図７】本発明による実施形態の液晶表示素子１００に
用いられる遮光層の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the light shielding layer used in the liquid crystal display element 100 of the embodiment according to the present invention.
【図８】本発明による実施形態の液晶表示素子１００に
用いられる遮光層の他の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another example of the light-shielding layer used in the liquid crystal display element 100 according to the embodiment of the present invention.
【図９】本発明による実施形態の液晶表示素子１００に
用いられる遮光層の他の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another example of the light-shielding layer used in the liquid crystal display element 100 according to the embodiment of the present invention.
【図１０】位相差補償素子６０を備えた液晶表示素子１
００を模式的に示す図である。FIG. 10 is a liquid crystal display element 1 including a phase difference compensating element 60.
It is a figure which shows 00 normally.
【図１１】本発明による実施形態の投射型液晶表示装置
２００を模式的に示す上面図である。FIG. 11 is a top view schematically showing a projection type liquid crystal display device 200 according to an embodiment of the present invention.
１０ 透明基板 １１ 走査配線 １２ 信号配線 １４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） １６ 絵素電極 １８ 配向膜 ２０ 透明基板 ２６ 対向電極 ２８ 配向膜 ３０ 液晶層 ３１ 液晶分子 ４０ スペーサ ５０、５０ａ、５０ｂ 遮光層 ５０’ 第１遮光層 ５０’’ 第２遮光層 ６０ 位相差補償素子 ７０ａ、７０ｂ 偏光板 １００ａ アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板） １００ｂ 対向基板（カラーフィルタ基板） １００ 液晶表示素子 ２００ 投射型液晶表示装置 10 Transparent substrate 11 Scan wiring 12 signal wiring 14 Thin film transistor (TFT) 16 picture element electrodes 18 Alignment film 20 transparent substrate 26 Counter electrode 28 Alignment film 30 liquid crystal layer 31 liquid crystal molecules 40 spacer 50, 50a, 50b Light shielding layer 50 'First light shielding layer 50 ″ Second light shielding layer 60 Phase difference compensator 70a, 70b Polarizing plate 100a Active matrix substrate (TFT substrate) 100b Counter substrate (color filter substrate) 100 liquid crystal display element 200 Projection type liquid crystal display device
フロントページの続き (72)発明者 久米 康仁 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 HA13 HA21 HA24 JA05 KA07 MA02 MA04 MA06 2H089 LA09 LA16 MA04X NA14 QA14 QA15 QA16 RA05 TA04 TA09 TA13 2H091 FA11X FA35Y FB08 FC10 FC12 FD02 FD06 GA06 GA08 GA13 HA07 KA02 LA17 LA18 LA30 Continued front page (72) Inventor Yasuhito Kume 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the company F-term (reference) 2H088 EA14 HA13 HA21 HA24 JA05 KA07 MA02 MA04 MA06 2H089 LA09 LA16 MA04X NA14 QA14 QA15 QA16 RA05 TA04 TA09 TA13 2H091 FA11X FA35Y FB08 FC10 FC12 FD02 FD06 GA06 GA08 GA13 HA07 KA02 LA17 LA18 LA30
Claims (8)
けられた液晶層と、前記一対の基板の間に設けられ、前
記一対の基板の間隔を保持する複数のスペーサとを備
え、前記液晶層を介して互いに対向する一対の電極でそ
れぞれが規定される複数の絵素領域を有する液晶表示素
子であって、 前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に、前記複数の絵
素領域の一部に重なるように形成された遮光層を有し、 前記複数の絵素領域は、前記複数のスペーサの近傍にお
ける前記液晶層の配向乱れに起因して生じる高輝度領域
および低輝度領域であって、前記遮光層がない場合に他
の領域と黒表示時の表示輝度が異なる高輝度領域および
低輝度領域を、前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に
有し、 前記遮光層は、前記高輝度領域の少なくとも一部に重な
るように形成された第１遮光層のみを有するか、また
は、前記第１遮光層と、前記低輝度領域の少なくとも一
部に重なるように形成され、前記第１遮光層よりも面積
が小さい第２遮光層とを有する、液晶表示素子。1. A pair of substrates, a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, and a plurality of spacers provided between the pair of substrates for holding a space between the pair of substrates, A liquid crystal display device having a plurality of picture element regions, each of which is defined by a pair of electrodes facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, wherein one of the plurality of picture element regions is provided in the vicinity of each of the plurality of spacers. A plurality of pixel regions, which are high-luminance regions and low-luminance regions caused by alignment disorder of the liquid crystal layer in the vicinity of the spacers. A high-luminance region and a low-luminance region having different display luminances during black display from other regions in the absence of the light-shielding layer are provided in the vicinity of each of the plurality of spacers, and the light-shielding layer is the high-luminance region. At least part of Or a first light-shielding layer formed so as to overlap with the first light-shielding layer and at least a part of the low-luminance region and having an area smaller than that of the first light-shielding layer. A liquid crystal display device having two light shielding layers.
けられ、正の誘電異方性を有する液晶分子を含む水平配
向型の液晶層と、前記一対の基板の間に設けられ、前記
一対の基板の間隔を保持する複数のスペーサとを備え、
前記液晶層を介して互いに対向する一対の電極でそれぞ
れが規定される複数の絵素領域を有し、ノーマリホワイ
トモードで表示を行う液晶表示素子であって、 前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に、前記複数の絵
素領域の一部に重なるように形成された遮光層を有し、 前記複数の絵素領域は、黒表示時の前記液晶層のリタデ
ーションが互いに異なる第１領域および第２領域を前記
複数のスペーサのそれぞれの近傍に有し、 前記第１領域における黒表示時の前記液晶層のリタデー
ションは、前記複数の絵素領域の前記第１および第２領
域以外の領域における黒表示時の前記液晶層のリタデー
ションよりも大きく、 前記第２領域における黒表示時の前記液晶層のリタデー
ションは、前記複数の絵素領域の前記第１および第２領
域以外の領域における黒表示時の前記液晶層のリタデー
ションよりも小さく、 前記遮光層は、前記第１領域の少なくとも一部に重なる
ように形成された第１遮光層のみを有するか、または、
前記第１遮光層と、前記第２領域の少なくとも一部に重
なるように形成され、前記第１遮光層よりも面積が小さ
い第２遮光層とを有する、液晶表示素子。2. A pair of substrates, a horizontal alignment type liquid crystal layer provided between the pair of substrates and containing liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy, and provided between the pair of substrates, A plurality of spacers for holding the space between the pair of substrates,
A liquid crystal display element having a plurality of pixel regions each defined by a pair of electrodes facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and displaying in a normally white mode, wherein each of the plurality of spacers is in the vicinity thereof. And a light-shielding layer formed so as to overlap a part of the plurality of picture element regions, wherein the plurality of picture element regions have a first region and a second region in which the retardations of the liquid crystal layer during black display are different from each other. A region near each of the plurality of spacers, the retardation of the liquid crystal layer during black display in the first region is black display in regions other than the first and second regions of the plurality of pixel regions. The retardation of the liquid crystal layer during black display in the second region is larger than the retardation of the liquid crystal layer at the time of display in regions other than the first and second regions of the plurality of pixel regions. Smaller than the retardation of the liquid crystal layer at the time of black display in, the light-shielding layer has only a first light-shielding layer formed so as to overlap at least a part of the first region, or
A liquid crystal display device, comprising: the first light-shielding layer; and a second light-shielding layer formed so as to overlap at least a part of the second region and having an area smaller than that of the first light-shielding layer.
れた一対の配向層をさらに有し、 前記複数のスペーサは、前記一対の基板の一方上に直接
形成されており、 前記一対の配向層のうち、前記複数のスペーサが直接形
成された前記一方の基板側に設けられた配向層は、一側
から他側にラビング処理を施されており、 前記第１遮光層の、前記複数のスペーサのそれぞれに対
して前記一側に位置する部分の面積は、前記第１遮光層
の、前記複数のスペーサのそれぞれに対して前記他側に
位置する部分の面積よりも小さい、請求項１または２に
記載の液晶表示素子。3. A pair of alignment layers provided on the liquid crystal layer side of the pair of substrates, wherein the plurality of spacers are directly formed on one side of the pair of substrates. Of the alignment layers, the alignment layer provided on the one substrate side where the plurality of spacers is directly formed is subjected to a rubbing treatment from one side to the other side, and The area of the portion located on the one side with respect to each of the spacers is smaller than the area of the portion of the first light shielding layer located on the other side with respect to each of the plurality of spacers. Alternatively, the liquid crystal display element described in 2.
のそれぞれに対して前記一側に位置する部分の面積は、
前記第２遮光層の、前記複数のスペーサのそれぞれに対
して前記他側に位置する部分の面積よりも小さい、請求
項３に記載の液晶表示素子。4. The area of the portion of the second light shielding layer located on the one side with respect to each of the plurality of spacers is
The liquid crystal display element according to claim 3, wherein the second light-shielding layer has a smaller area than a portion of the second light-shielding layer located on the other side of each of the plurality of spacers.
けられた液晶層と、前記一対の基板の間に設けられ、前
記一対の基板の間隔を保持する複数のスペーサと、前記
一対の基板の前記液晶層側に設けられた一対の配向層と
を備え、前記液晶層を介して互いに対向する一対の電極
でそれぞれが規定される複数の絵素領域を有する液晶表
示素子であって、 前記複数のスペーサのそれぞれの近傍に、前記複数の絵
素領域の一部に重なるように形成された遮光層を有し、 前記複数のスペーサは、前記一対の基板の一方上に直接
形成されており、 前記一対の配向層のうち、前記複数のスペーサが直接形
成された前記一方の基板側に設けられた配向層は、一側
から他側にラビング処理を施されており、 前記遮光層の、前記複数のスペーサのそれぞれに対して
前記一側に位置する部分の面積は、前記遮光層の、前記
複数のスペーサのそれぞれに対して前記他側に位置する
部分の面積よりも小さい、液晶表示素子。5. A pair of substrates, a liquid crystal layer provided between the pair of substrates, a plurality of spacers provided between the pair of substrates for holding a space between the pair of substrates, and the pair of substrates. A liquid crystal display element having a plurality of picture element regions, each of which is defined by a pair of electrodes facing each other with the liquid crystal layer in between, and a pair of alignment layers provided on the liquid crystal layer side of the substrate. A light-shielding layer is formed in the vicinity of each of the plurality of spacers so as to overlap a part of the plurality of pixel regions, and the plurality of spacers are directly formed on one of the pair of substrates. Among the pair of alignment layers, the alignment layer provided on the one substrate side where the plurality of spacers are directly formed is subjected to a rubbing treatment from one side to the other side, and the light shielding layer Of each of the plurality of spacers The area of the portion located on the one side and, in the light shielding layer is smaller than the area of the portion located on the other side with respect to each of the plurality of spacers, the liquid crystal display device.
領域外に設けられている、請求項１から５のいずれかに
記載の液晶表示素子。6. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the plurality of spacers are provided outside the plurality of picture element regions.
くとも１つの位相差補償素子を有し、 前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記液晶層に
平行な面内に遅相軸を有し、前記遅相軸が、黒表示時の
前記液晶層の液晶分子の遅相軸と略直交するように配置
されている、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表
示素子。7. At least one retardation compensating element provided outside the pair of substrates, wherein the at least one retardation compensating element has a slow axis in a plane parallel to the liquid crystal layer. 7. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the slow axis is arranged so as to be substantially orthogonal to the slow axis of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer during black display.
分離する色分離光学系と、 前記色分離光学系によって分離された複数の色光束のそ
れぞれに対応して配置された複数の液晶表示素子と、 前記複数の液晶表示素子のそれぞれによって変調された
前記複数の色光束を合成する色合成光学系と、 前記色合成光学系によって合成された前記複数の色光束
を投影する投影光学系とを備える投射型液晶表示装置で
あって、 前記複数の液晶表示素子のそれぞれは、請求項１から７
のいずれかに記載の液晶表示素子である、投射型液晶表
示装置。8. A light source, a color separation optical system that separates a light beam from the light source into a plurality of color light beams of different colors, and a plurality of color light beams that are separated by the color separation optical system. A plurality of liquid crystal display elements arranged, a color combining optical system for combining the plurality of color light beams modulated by each of the plurality of liquid crystal display elements, and a plurality of color light beams combined by the color combining optical system A projection type liquid crystal display device, comprising: a projection optical system for projecting light, wherein each of the plurality of liquid crystal display elements is a liquid crystal display device.
A projection type liquid crystal display device, which is the liquid crystal display element according to any one of 1.
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| JP2002011896A JP2003215553A (en) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device provided with the same |
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|---|---|
| JP2003215553A true JP2003215553A (en) | 2003-07-30 |
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| JP2002011896A Pending JP2003215553A (en) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device provided with the same |
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2002
- 2002-01-21 JP JP2002011896A patent/JP2003215553A/en active Pending
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