JP2004301879A

JP2004301879A - Liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2004301879A
Application number: JP2003091366A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sasaki; 貴啓佐々木; Arihiro Takeda; 有広武田
Original assignee: Fujitsu Display Technologies Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device whose response characteristics and display defects are improved by increasing stability of liquid crystal alignment outside a pixel electrode without sacrificing manufacturability nor display performance. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device is equipped with a 1st substrate 2 having a plurality of pixel electrodes 13 and a bus lines 32 arranged between them, a 2nd substrate 1, alignment restriction structures 20A and 21 which are provided on the pixel electrodes 13 or at at least one of pixel electrode opposition parts of the 2nd substrate 1, and a liquid crystal layer 11 held between the substrates; and the 2nd substrate 1 has at least a bus line opposition structure 25 formed opposite the bus line 32 along the bus line and the bus line opposition structure 25 has a variation part whose shape or electric characteristic partially varies in the vicinity of the intersection part of the alignment restricting structure 21 and at least some of edges of the pixel electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、基板上に設けた構造物を利用して電圧印加時の液晶配向方位を異なる複数の方位に制御するマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）型の液晶表示装置に関する。ＭＶＡ型の液晶表示装置においては、製造の容易性や表示性能を犠牲にすること無く液晶配向の安定性を高め、応答特性や表示不良を改善することが望まれている。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は薄型・軽量、低電圧駆動、低消費電力といった特徴をいかして、様々な用途に広く用いられるようになってきた。
【０００３】
しかし、液晶パネルを斜めから見たときの表示特性、すなわち視野角特性はＣＲＴに比べて劣るのが現状である。したがって、視野角特性の優れた液晶パネルが要望されている。液晶表示装置において視角特性の低下は、パネルへの入射光線が傾斜した液晶分子となす角度が入射方位により異なるためである。視野角特性の優れた液晶パネルとして、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）型液晶パネルが実用化されており、特開平１１−２４２２２５号公報はその構成を開示している。ＭＶＡ方式による視角特性の改善について簡単に説明する。
【０００４】
図１は、ＭＶＡ用突起による液晶分子の配向を示す図である。対向する２枚の基板の表面に電極１２と１３を設け、その上にそれぞれ誘電体の突起２０Ａと２０Ｂを設ける。図１の（Ａ）に示すように、電圧無印加時は、液晶分子１０は基板面に対して垂直に配向する。突起上では突起面に対して垂直に配向するため、突起の斜面上では基板面に対して傾斜して配向することになる。図１の（Ｂ）に示すように、電圧印加時には、突起斜面上の液晶分子の影響により、突起と突起とに挟まれた領域においては液晶分子の傾斜する方位が一様に規制される。図１の場合、液晶分子の傾斜する方位が互いに逆向きとなる領域Ａと領域Ｂとからなる２ドメインの配向が実現される。このような突起を適宜のパターンで形成することにより、各画素内に複数のドメインを形成することができる。各画素内に複数のドメインを形成することにより、１画素に斜めに入射する光線は、入射方位にかかわらず液晶の傾きが大きい領域と小さい領域を通過することになり、実際の明るさは平均化されて垂直方向の入射光線と同じ明るさになる。
【０００５】
図２は、特開平１１−２４２２２５号公報に開示された画素レイアウトの例を示す図であり、基板を垂直方向から見た時の電極及び突起のみを示す。図２において、参照番号１３はＴＦＴ基板に設けられる電極であり、画素電極と呼ばれる。図では補助容量を構成する補助電極３５により上下２つの部分に分かれているが、横対縦の長さの比が約１：３の長方形である。画素電極の間には、横方向にゲートバスライン３１が、縦方向にドレインバスライン３２が伸びており、その交点付近にＴＦＴ３３が設けられている。画素電極１３、ゲートバスライン３１及びドレインバスライン３２の上には、ジグザグに伸びる誘電体の突起２０Ｂが設けられている。また、対向する基板（ＣＦ基板）には共通電極と呼ばれる電極１２が設けられ、共通電極１２の上に、ジグザグに伸び、突起２０Ｂの間に対向するように配置された誘電体の突起２０Ａが設けられている。すなわち、ＣＦ基板、ＴＦＴ基板上にジグザグ状の突起２０Ａと２０Ｂを形成し、それらが互い違いになるように対向している。このような突起パターンにより、１画素内に液晶分子の傾斜方位が９０°ずつ異なる４ドメインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの配向が実現される。上記の例では、突起２０Ａ、２０Ｂにより液晶の配向を規制したが、電極の抜きパターン（スリット）などでも液晶の配向を規制することが可能であり、このような構造物を配向規制用構造物と呼ぶ。
【０００６】
上記の特開平１１−２４２２２５号公報は、ＭＶＡ方式の液晶パネルについての詳しい説明を記載しており、ここではこれ以上の説明を省略する。
【０００７】
ＭＶＡ型液晶表示装置は、従来から広く用いられているＴＮ型に比べ、表示特性面では、正面コントラストが高く、広い視角特性を有するといった長所がある。また、プロセス面ではラビングが不要という長所がある。
【０００８】
特開２０００−１５５３１７号公報は、ＭＶＡ型における応答特性や表示不良の改善を目的として、構造物や電極抜き部に発生する配向ベクトルの特異点位置を制御する技術を開示している。図３は、特開２０００−１５５３１７号公報の図８４に記載された配向制御構造物の従来例を示す図である。図示のように、配向制御構造物として、画素電極１３にスリット２１を設け、対向電極（図示せず）に突起（土手）２０Ａを設けている。
【０００９】
しかし、図３の配向制御構造物のパターンでは、バスライン上など画素電極の外側に特異点が発生するという問題がある。バスラインの部分では、液晶分子の配向方位が画面の水平又は垂直な方位から４５°回転した方位に一致して暗線を発生するが、この暗線は特異点間毎に形成される。特異点には２種類あり、第１特異点（＋１）では液晶分子の長軸の方位がほぼ同一点に向き、第２特異点（−１）では液晶分子の一部は異なる方向を向く。
【００１０】
図４は、バスライン上での特異点の発生を説明する図である。図４に示すように、画素電極１３のエッジ部４０とバスライン４１のエッジ部４２の間の液晶分子１０の配向方位は１８０°異なる。画素電極１３のエッジ部４０からバスライン４１のエッジ部４２までの液晶の配向状態は連続的に変化するため、配向変化の途中にはバスライン４１のエッジ部４２や画素電極１３のエッジ部４０での配向方位とは９０°異なる向きに配向した液晶分子１０’が存在する。しかしながら、液晶分子１０’の配向方位が図中の上方向になるか下方向になるかのいずれかを定める手段は特に設けられていない。
【００１１】
また、バスライン４１上の中央部分にもバスライン４１のエッジ部４２での配向方位とは９０°異なる向きに配向した液晶分子１０’’が存在する。バスライン４１の中央部の液晶分子１０’’はバスライン４１の伸びる方向と平行に配向するが、その配向方位が図中の上方向になるか下方向になるかのいずれかを定める手段は特に設けられていない。
【００１２】
このように画素電極１３の外周囲の液晶分子１０は電圧印加時に、一旦上方向あるいは下方向のいずれかにランダムに配向し、その後画素電極１３内の液晶配向などの周囲の影響を受けながら最終的な配向方位に落ち着き、結果的に特異点が形成される。
【００１３】
特開２００１−２４９３４０号公報は、更なる特性改善を目的として、バスライン上など画素電極の外側に発生する特異点位置を制御する技術を開示している。具体的には、（１）バスラインを部分的に太くする、（２）バスラインを部分的に狭くする、（３）バスラインの対向側に位置する電極に部分的に点状の抜きを設ける、（４）バスライン上に部分的に点状の構造物を設ける、（５）バスラインの対向側に位置する電極上に部分的に点状の構造物を設ける、（６）バスライン上に部分的に点状の構造物を設けることが開示されている。開示された制御方法と、制御される特異点の種類との関係を表１にまとめて示す。
【００１４】
【表１】

【００１５】
一方、上記のような特異点制御等によって、例えば製造性や表示性能などの他特性が劣化することは、当然ながら好ましいことではない。その意味で、開示された具体的な制御方法のいくつかは、必ずしも最適な方法ではない。表１において、（２）及び（４）はバスラインの配線抵抗増加、（１）は開口率低下の方向にあり、表示性能が劣化する可能性がある。また、（３）は対向電極のパターニングの必要があり、（６）はＴＦＴ基板側に土手形成の必要があるため、現状からはプロセス数が増加してしまう。但し、（５）の方法は、配向制御用の土手と同時に形成できることから、プロセス増の無い好ましい方法である。しかし、（５）の方法では、制御できるのは＋１の特異点のみであり、−１の特異点については制御できない。すなわち、特開２００１−２４９３４０号公報に開示された方法では、製造性や性能を犠牲にすること無く、−１の特異点制御を行うものが得られていなかった。
【００１６】
また、特異点間をつなぐ暗線は、隣接画素間においてはできるだけ短く（少なく）するのが良い。特開２００１−２４９３４０号公報に記載されるように、隣接画素間など画素外における液晶応答時の暗線変化は、画素内の液晶配向に影響を与え、応答特性の劣化や表示不良を引き起こす。この暗線を短くできれば、暗線変化の影響が小さくなり、応答や表示不良の問題が改善される。隣接画素間の暗線を短くするためには、画素電極外の特異点が碁盤の目状に整然と並ぶようにすると良い。特開２００１−２４９３４０号公報は、画素電極内の構造物が、画素エッヂやバスラインに平行および直交とした場合の例が開示している。しかし、図２に示したようなＭＶＡ型液晶表示装置で現在使用されている構造物が４５°方位に伸びるものについては言及していない。
【００１７】
更に、特開２００１−８３５２２号公報は、画素電極上の構造物と画素電極エッジとが交差する部分における特異点を制御する技術を開示しており、バスラインと画素電極の間を構造物で覆い、横電界を小さくする構成を開示している。
【００１８】
【特許文献１】
特開２０００−１５５３１７号公報（図８４）
【特許文献２】
特開２００１−２４９３４０号公報（図３４〜図３９、図４４）
【特許文献３】
特開２００１−８３５２２号公報（図１５）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
画素電極内外の全特異点を制御できれば、液晶配向制御としてはほぼ完璧なものとなり、応答特性の異常や表示不良をほとんど無くすことができ、究極のＭＶＡ型液晶表示装置を実現できる。しかし、前述のように、従来の技術ではすべての特異点を制御することはできなかった。
【００２０】
本発明は、ＭＶＡ型液晶表示装置において、製造性や表示性能を犠牲にすること無く画素電極の外側における液晶配向の安定性を高め、応答特性や表示不良を改善することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明の第１の態様のＭＶＡ型液晶表示装置では、バスラインの対向部にバスライン対向構造物を設け、部分的に切断して切断部に−１の特異点を固定する。現在実用化されている液晶表示装置では、バスラインに対向する基板側には、配向制御用の土手を形成するプロセスが必要である。そのため、バスライン対向構造物の形成を土手形成と一括で行えば、製造プロセスは増加しない。
【００２２】
本発明の第２の態様のＭＶＡ型液晶表示装置では、バスラインを介して隣接する画素間で、構造物と画素エッヂとの交差部が概ね向かい合うように構造物を配置する。例えば、隣り合う画素間で構造物パターンを反転させる（対称パターンにする）と、構造物と画素エッヂとの交差部が向かい合うようになる。この時、特異点や暗線は、隣り合う画素間の構造物と画素エッヂの交差部を結ぶ線上にほぼ整然と並ぶようになる。暗線の長さも、この時が最小である。これにより、暗線の変化が小さくなり、応答や表示不良の問題が改善される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図５は本発明の第１実施例の液晶表示装置の構造物のパターンを示す図であり、図６は図５のＡ−Ａ’断面図である。
【００２４】
第１実施例においては、対向（カラーフィルタ（ＣＦ））基板１とＴＦＴ基板２は、板厚０．７ｍｍのガラス基板ＯＡ−２（日本電気硝子製）を用いた。ＴＦＴ基板２上にはゲートバスライン３１、ドレインバスライン３２、ＴＦＴ素子３３、および画素電極１２を形成した。画素電極１２には、液晶配向を制御するため、スリット２１および微細パターンからなるパターニング（電極構造物の作成）を行った。対向基板１には、カラーフィルタ（ＣＦ）３とブラックマトリクス（ＢＭ）４を形成し、その上に共通電極１２を形成した。なお、ＢＭを設けない場合もあり、モノクロ表示であればＣＦを設ける必要はない。共通電極１２には、画素電極と対向する場所、およびバスラインと対向する場所に、部分的に突起構造物を形成した。突起構造物材料には、ＪＳＲ製のアクリル系樹脂を用いた。突起構造物の高さは、１．４μｍとした。
【００２５】
共通電極１２上の突起構造物は、２つの突起構造物からなる。突起構造物の１つは従来と同様の配向規制用の突起構造物２０Ａであり、基板法線方向から見て、画素電極１３のパターニングと交互に配置されるようにした。もう１つはドレインバスライン３２と対向する場所に形成した突起構造物２５であり、図５に示すように、Ｃの位置で切断した。突起構造物２５の幅は１０μｍで、切断部の幅も１０μｍである。図５のＣの位置は、画素電極１３のスリット２１の中央線が画素電極の端に当たる位置を通り画素エッジＢと平行な線Ａと、画素エッジＢの中間とした。
【００２６】
図７と図８は、図５においてＣで示す突起構造物２０Ａの切断位置を移動させた変形例を示す。図７は切断位置を画素電極１３のスリット２１の延長線とドレインバスライン３２との交差部に設けた例を示す。図８は画素電極１３のスリット２１の中央線が画素電極の端に当たる位置を通り画素エッジと平行な線がドレインバスライン３２と交差する位置に設けた例を示す。この場合、スリット２１の中央線が画素電極の端に当たる位置とバスラインとが最短距離になる。
【００２７】
次に、２枚の基板１，２上に垂直配向性を有する配向膜を形成した。配向膜材料にはＪＳＲ製のポリイミド材料を用いた。更に、２枚の基板をスペーサを介して貼り合わせ、空セルを作製した。貼り合わせのシール材料には、三井東圧製のエポキシ系材料を用い、スペーサ材料には、住友ファインケミカル製の樹脂スペーサを用いた。スペーサ径は、４μｍとした。
【００２８】
こうして得た空セルに、真空注入法によって液晶を注入した。液晶材料には、メルク製の誘電異方性が負の材料を用いた。更に、パネルに液晶が注入された後に、注入口を封止した。封止剤には、スリーボンド製のアクリル系樹脂を用いた。
【００２９】
図５、図７及び図８の第１の実施例の構造物のパターンを、図３の従来例のパターンと比較して明らかなように、対向基板１上に、ＴＦＴ基板２のドレインバスライン３２に重なるように突起構造物を形成した点が、本実施例の特徴である。図５、図７及び図８のいずれの構造物のパターンでも、切断部にバスライン上の特異点が安定して形成されることが確認できた。図３の従来例では、黒から白への応答後において、画素外の特異点変化が数秒程度観察されたが、本実施例においては、少なくとも１秒以内に改善できることが確認できた。なお、図５、図７及び図８のパターンの中で最も早く安定化するのは図８のパターンを使用した場合であった。
【００３０】
図９は、本発明の第２実施例である。第２実施例は、図３の従来の構造物パターンを、一画素毎に、横方向に隣り合う（すなわちドレインバスライン３２を介して隣り合う）構造物パターンを反転させた（すなわち対称に設けた）点が特徴である。これにより、ドレインバスラインを介して隣接する画素間で、突起構造物と画素エッヂとの交差部同士が向かい合うような配置となり、従来に比べ、画素外の暗線の長さが短くなること、および暗線の変化が小さくなり、応答や表示不良の問題が改善されることが確認された。更に、このパネル焼きつき試験を行ったところ、従来パネルに比べて焼きつきが軽いことが確認された。これはパターンが反転していることに起因するものと思われる。
【００３１】
図１０は、図９の第２実施例の構造物パターンの変形例である。横方向に隣り合うパターンを反転することに加え、縦方向に隣り合うパターンについても反転を行った。この場合にも同様の効果が得られた。
【００３２】
図１１は、本発明の第３実施例の構造物パターンを示す図である。第３実施例においては、第１実施例の構造物パターン（図７の第１実施例の変形例）において、一画素毎に、横方向に隣り合う（ドレインバスラインを介して隣り合う）構造物パターンを反転させた。すなわち、第１実施例と第２実施例の特徴を組み合わせたものである。
【００３３】
図１２と図１３は第３実施例の構造物パターンの変形例である。図１２は、ドレインバスライン構造物２５の切断位置をスリット２１の中央線が画素電極の端と交差する位置の真横、すなわちスリット２１の中央線とバスラインとが最短距離で交差するところに設けたものであり、図８の変形例に第２実施例の特徴を組み合わせたものである。図１３は、横方向に隣り合うパターンの反転に加え、縦方向に隣り合うパターンについても反転を行ったものであり、図７の第１実施例の変形例に図１０第２実施例の変形例の特徴を組み合わせたものである。これらについても、同様の効果が得られた。
【００３４】
上記の実施例では、画素電極が長方形であり、画素電極の長辺に沿ってドレインバスラインが伸びているために、ドレインバスラインに対応する部分に突起を設けたが、画素電極の形状によってはゲートバスラインに対向してバスライン構造物を設ける場合もあり得る。
【００３５】
（付記１）複数の画素電極と画素電極間に配置したバスラインとを少なくとも有する第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板の画素電極上又は前記第２基板の画素電極対向部の少なくとも一方に設けられた配向規制構造物と、
前記第１基板と前記第２基板間に挟持した液晶層とを備える液晶表示装置において、
前記第２基板は、前記第１基板の前記バスラインと対向する位置に、前記バスラインに沿うように形成されたバスライン対向構造物を少なくとも備え、
前記バスライン対向構造物は、部分的にその形状または電気特性が変化する変化部分を、前記配向規制構造物と前記画素電極のエッジとの少なくとも一部の交差部の近傍に備えることを特徴とする液晶表示装置。（１）
（付記２）前記配向規制構造物は、前記バスライン対向構造物の前記変化部分の近傍に位置する部分を、前記第１基板上に備える付記１に記載の液晶表示装置。
【００３６】
（付記３）前記バスライン対向構造物の前記変化部分は、前記第２構造物の部分的な切断である付記１又は２に記載の液晶表示装置。（２）
（付記４）前記バスライン対向構造物の前記切断部分に、強度−１の配向ベクトルの特異点が形成される付記３に記載の液晶表示装置。
【００３７】
（付記５）前記第２基板は、前記画素電極の対向部に前記配向規制構造物を備え、前記第２基板上の前記画素電極の対向部の前記配向規制構造物と前記バスライン対向構造物とが、一括工程で形成される付記１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。（３）
（付記６）前記配向規制構造物は、前記バスラインを介して隣接する画素間で、前記配向規制構造物と前記画素電極のエッヂとの交差部同士が概ね向かい合うように構造物を配置することを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。（４）
（付記７）複数の画素電極と画素電極間に配置したバスラインとを少なくとも有する第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板上又は前記第２基板上に設けられ、前記バスラインの伸びる方向と異なる方向に伸びる線状の配向規制構造物と、
前記第１基板と前記第２基板間に挟持した液晶層とを備え、前記配向規制構造物によって液晶配向を制御する液晶表示装置において、
前記配向規制構造物は、前記バスラインを介して隣接する画素間で、前記配向規制構造物と前記画素電極のエッヂとの交差部同士が概ね向かい合うように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。（５）
（付記８）隣接画素間で概ね向かい合うように配置した前記配向規制構造物が、同一基板側に形成された構造物である請求項６または７に記載の液晶表示装置。
【００３８】
（付記９）前記バスラインを介して隣接する画素間で、前記配向規制構造物のパターンが対称である付記８に記載の液晶表示装置。
【００３９】
（付記１０）前記構造物は、電極のパターニングまたは電極上に設けた突起からなる付記１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【００４０】
（付記１１）前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶を用い、電圧無印加時には液晶分子は基板面に対してほぼ垂直配向である付記１から１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、製造性や表示性能を犠牲にすること無く画素電極の外側における液晶配向の安定性を高め、応答特性や表示不良を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＭＶＡ用突起による配向を説明する図である。
【図２】基板上に形成されたＭＶＡ用突起の従来例を示す図である。
【図３】配向制御構造物のパターンの従来例を示す図である。
【図４】特異点の発生を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施例の液晶表示装置の構造物パターンを示す図である。
【図６】第１実施例の液晶表示装置のパネル構造を示す図である。
【図７】第１実施例の構造物パターンの変形例を示す図である。
【図８】第１実施例の構造物パターンの変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施例の液晶表示装置の構造物パターンを示す図である。
【図１０】第２実施例の構造物パターンの変形例を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施例の液晶表示装置の構造物パターンを示す図である。
【図１２】第３実施例の構造物パターンの変形例を示す図である。
【図１３】第３実施例の構造物パターンの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…対向基板
２…ＴＦＴ基板
１０…液晶分子
１１…液晶層
１２…共通電極
１３…画素電極
２０Ａ、２０Ｂ…配向規制構造物（突起）
２１…スリット
２５…ドレインバスライン構造物
３１…ゲートバスライン
３２…ドレインバスライン
３３…ＴＦＴ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a multi-domain vertical alignment (MVA) type liquid crystal display device that controls a liquid crystal alignment direction when applying a voltage to a plurality of different directions by using a structure provided on a substrate. . In an MVA-type liquid crystal display device, it is desired to enhance the stability of liquid crystal alignment without sacrificing ease of manufacture and display performance, and to improve response characteristics and display defects.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices have come to be widely used in various applications by utilizing features such as thinness and light weight, low voltage driving, and low power consumption.
[0003]
However, at present, display characteristics when viewing the liquid crystal panel obliquely, that is, viewing angle characteristics are inferior to CRTs. Therefore, a liquid crystal panel having excellent viewing angle characteristics is demanded. The decrease in viewing angle characteristics in the liquid crystal display device is due to the fact that the angle formed by the incident liquid crystal molecules with the inclined liquid crystal molecules differs depending on the incident azimuth. As a liquid crystal panel having excellent viewing angle characteristics, a multi-domain vertical alignment (MVA) type liquid crystal panel has been put to practical use, and JP-A-11-242225 discloses the configuration. The improvement of the viewing angle characteristics by the MVA method will be briefly described.
[0004]
FIG. 1 is a view showing the orientation of liquid crystal molecules by MVA projections.

Electrodes

12 and 13 are provided on the surfaces of two opposing substrates, and

dielectric protrusions

20A and 20B are provided thereon. As shown in FIG. 1A, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules 10 are oriented perpendicular to the substrate surface. On the projection, the orientation is perpendicular to the projection surface, and thus on the slope of the projection, the orientation is inclined with respect to the substrate surface. As shown in FIG. 1B, when a voltage is applied, the tilt direction of the liquid crystal molecules is uniformly regulated in a region between the protrusions due to the influence of the liquid crystal molecules on the protrusion slopes. In the case of FIG. 1, two-domain alignment including a region A and a region B in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are opposite to each other is realized. By forming such projections in an appropriate pattern, a plurality of domains can be formed in each pixel. By forming a plurality of domains in each pixel, light rays obliquely incident on one pixel pass through a region where the inclination of the liquid crystal is large and a region where the inclination of the liquid crystal is small irrespective of the incident direction. And becomes the same brightness as the incident light in the vertical direction.
[0005]
FIG. 2 is a diagram showing an example of a pixel layout disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-242225, showing only electrodes and protrusions when the substrate is viewed from a vertical direction. In FIG. 2, reference numeral 13 denotes an electrode provided on the TFT substrate, which is called a pixel electrode. In the figure, although the upper and lower parts are divided by the auxiliary electrode 35 constituting the auxiliary capacitance, the auxiliary electrode 35 is a rectangle having a horizontal to vertical length ratio of about 1: 3. Between the pixel electrodes, a gate bus line 31 extends in the horizontal direction and a drain bus line 32 extends in the vertical direction, and a TFT 33 is provided near the intersection thereof. On the pixel electrode 13, the gate bus line 31, and the drain bus line 32, a dielectric protrusion 20B extending zigzag is provided. An electrode 12 called a common electrode is provided on the opposed substrate (CF substrate). Dielectric protrusions 20A extending in a zigzag manner and disposed between the protrusions 20B are provided on the common electrode 12. Is provided. That is,

zigzag projections

20A and 20B are formed on the CF substrate and the TFT substrate, and are opposed to each other so as to be alternated. With such a projection pattern, the orientations of the four domains A, B, C, and D in which the tilt directions of the liquid crystal molecules differ by 90 ° within one pixel are realized. In the above example, the orientation of the liquid crystal is regulated by the

projections

20A and 20B. However, the orientation of the liquid crystal can be regulated by a pattern (a slit) of an electrode or the like. Call.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-242225 describes the detailed description of the MVA type liquid crystal panel, and further description will be omitted here.
[0007]
The MVA type liquid crystal display device has advantages in that the display characteristics are higher in front contrast and have a wider viewing angle characteristic than the TN type which has been widely used in the past. Another advantage is that rubbing is not required in the process.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155317 discloses a technique for controlling a singular point position of an orientation vector generated in a structure or an electrode extraction portion for the purpose of improving response characteristics and display defects in an MVA type. FIG. 3 is a view showing a conventional example of the alignment control structure described in FIG. 84 of JP-A-2000-155317. As shown in the drawing, as the alignment control structure, a slit 21 is provided in the pixel electrode 13 and a protrusion (bank) 20A is provided in the counter electrode (not shown).
[0009]
However, the pattern of the alignment control structure shown in FIG. 3 has a problem that a singular point is generated outside the pixel electrode such as on a bus line. In the bus line portion, a dark line is generated when the orientation direction of the liquid crystal molecules matches the direction rotated by 45 ° from the horizontal or vertical direction of the screen, and this dark line is formed for each singular point. There are two types of singular points. At the first singular point (+1), the direction of the long axis of the liquid crystal molecules is directed to almost the same point, and at the second singular point (-1), some of the liquid crystal molecules are directed to different directions.
[0010]
FIG. 4 is a diagram for explaining occurrence of a singular point on a bus line. As shown in FIG. 4, the orientation of the liquid crystal molecules 10 between the edge portion 40 of the pixel electrode 13 and the edge portion 42 of the bus line 41 differs by 180 °. Since the alignment state of the liquid crystal from the edge portion 40 of the pixel electrode 13 to the edge portion 42 of the bus line 41 continuously changes, the edge portion 42 of the bus line 41 and the edge portion 40 of the pixel electrode 13 change during the alignment change. There is a liquid crystal molecule 10 ′ oriented in a direction different from the orientation azimuth by 90 °. However, means for determining whether the orientation direction of the liquid crystal molecules 10 ′ is upward or downward in the drawing is not particularly provided.
[0011]
Further, the liquid crystal molecules 10 ″ oriented in a direction different from the orientation at the edge portion 42 of the bus line 41 by 90 ° also exist in the central portion on the bus line 41. The liquid crystal molecules 10 ″ at the center of the bus line 41 are aligned in parallel with the direction in which the bus line 41 extends, and the means for determining whether the alignment direction is upward or downward in the drawing is Not specifically provided.
[0012]
As described above, the liquid crystal molecules 10 around the pixel electrode 13 are randomly oriented upward or downward at the time of applying a voltage, and then are finally subjected to the influence of the surroundings such as the liquid crystal orientation in the pixel electrode 13. And a singular point is formed as a result.
[0013]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-249340 discloses a technique for controlling a singular point position generated outside a pixel electrode such as on a bus line for the purpose of further improving characteristics. Specifically, (1) the bus line is partially thickened, (2) the bus line is partially narrowed, and (3) the electrode located on the opposite side of the bus line is partially dotted. (4) Provide a partially dotted structure on a bus line, (5) Provide a partially dotted structure on an electrode located on the opposite side of the bus line, (6) Bus line It is disclosed to provide a partially pointed structure on top. Table 1 summarizes the relationship between the disclosed control method and the types of singularities to be controlled.
[0014]
[Table 1]

[0015]
On the other hand, it is not preferable that other characteristics such as manufacturability and display performance deteriorate due to the above-described singularity control or the like. In that sense, some of the disclosed specific control methods are not necessarily optimal. In Table 1, (2) and (4) indicate the increase in the wiring resistance of the bus line, and (1) indicates the decrease in the aperture ratio, and the display performance may be degraded. Further, (3) requires patterning of the counter electrode, and (6) requires the formation of a bank on the TFT substrate side, so that the number of processes is increased from the current state. However, the method (5) is a preferable method that does not increase the process since it can be formed simultaneously with the bank for controlling the orientation. However, in the method (5), only the singular point of +1 can be controlled, and the singular point of -1 cannot be controlled. That is, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-249340, a method for controlling a singular point of −1 without sacrificing productivity or performance has not been obtained.
[0016]
Further, the dark line connecting the singular points is preferably made as short as possible (less) between adjacent pixels. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-249340, a change in dark line during liquid crystal response outside a pixel, such as between adjacent pixels, affects the liquid crystal alignment in the pixel, causing deterioration in response characteristics and display failure. If the dark line can be shortened, the influence of the change in the dark line is reduced, and the problem of response and display failure is improved. In order to shorten the dark line between adjacent pixels, it is preferable that the singular points outside the pixel electrode are arranged in a grid pattern. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-249340 discloses an example in which a structure inside a pixel electrode is parallel and orthogonal to a pixel edge and a bus line. However, it does not mention that the structure currently used in the MVA type liquid crystal display device as shown in FIG. 2 extends in a 45 ° azimuth.
[0017]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-83522 discloses a technique for controlling a singular point at a portion where a structure on a pixel electrode and an edge of the pixel electrode intersect, and a structure between the bus line and the pixel electrode is formed. A configuration for covering and reducing the lateral electric field is disclosed.
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-155317 (FIG. 84)
[Patent Document 2]
JP 2001-249340 A (FIGS. 34 to 39, FIG. 44)
[Patent Document 3]
JP 2001-83522 A (FIG. 15)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
If all the singular points inside and outside the pixel electrode can be controlled, liquid crystal alignment control becomes almost perfect, and abnormalities in response characteristics and display defects can be almost eliminated, and an ultimate MVA type liquid crystal display device can be realized. However, as described above, all the singularities could not be controlled by the conventional technology.
[0020]
An object of the present invention is to improve stability of liquid crystal alignment outside a pixel electrode without sacrificing manufacturability and display performance in a MVA liquid crystal display device, and to improve response characteristics and display defects.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the MVA type liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention, a bus line facing structure is provided at a portion facing a bus line, and the bus line is partially cut and a singular point of -1 is provided at the cut portion. Is fixed. In a liquid crystal display device currently in practical use, a process of forming a bank for controlling alignment on the substrate side facing the bus line is required. Therefore, if the formation of the bus line facing structure is performed together with the formation of the bank, the manufacturing process does not increase.
[0022]
In the MVA liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention, the structures are arranged so that the intersections between the structures and the pixel edges are substantially opposite between adjacent pixels via the bus lines. For example, when the structure pattern is inverted between adjacent pixels (a symmetric pattern), the intersections of the structure and the pixel edge face each other. At this time, the singular points and dark lines are arranged almost neatly on the line connecting the intersection of the pixel edge and the structure between the adjacent pixels. The length of the dark line is also the minimum at this time. As a result, the change of the dark line is reduced, and the problem of response and display failure is improved.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 5 is a view showing a pattern of a structure of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0024]
In the first embodiment, a glass substrate OA-2 (manufactured by Nippon Electric Glass) having a thickness of 0.7 mm was used for the opposing (color filter (CF)) substrate 1 and the TFT substrate 2. On the TFT substrate 2, a gate bus line 31, a drain bus line 32, a TFT element 33, and a pixel electrode 12 were formed. The pixel electrode 12 was subjected to patterning (creation of an electrode structure) including a slit 21 and a fine pattern in order to control the liquid crystal alignment. A color filter (CF) 3 and a black matrix (BM) 4 were formed on the counter substrate 1, and a common electrode 12 was formed thereon. Note that the BM may not be provided in some cases, and the CF need not be provided for monochrome display. In the common electrode 12, a projection structure was partially formed at a location facing the pixel electrode and a location facing the bus line. An acrylic resin manufactured by JSR was used for the projection structure material. The height of the projection structure was 1.4 μm.
[0025]
The protrusion structure on the common electrode 12 is composed of two protrusion structures. One of the protrusion structures is a protrusion structure 20A for alignment control similar to the conventional one, and is arranged alternately with the patterning of the pixel electrodes 13 when viewed from the normal direction of the substrate. The other is a protruding structure 25 formed at a position facing the drain bus line 32, and is cut at a position C as shown in FIG. The width of the projection structure 25 is 10 μm, and the width of the cut portion is also 10 μm. The position C in FIG. 5 is set between the line A parallel to the pixel edge B and the line A passing through the position where the center line of the slit 21 of the pixel electrode 13 hits the edge of the pixel electrode.
[0026]
7 and 8 show a modification in which the cutting position of the projection structure 20A indicated by C in FIG. 5 is moved. FIG. 7 shows an example in which the cutting position is provided at the intersection of the extension of the slit 21 of the pixel electrode 13 and the drain bus line 32. FIG. 8 shows an example in which a line parallel to the pixel edge passes through the position where the center line of the slit 21 of the pixel electrode 13 is at the edge of the pixel electrode and intersects with the drain bus line 32. In this case, the position where the center line of the slit 21 hits the edge of the pixel electrode is the shortest distance from the bus line.
[0027]
Next, an alignment film having vertical alignment was formed on the two substrates 1 and 2. As the alignment film material, a polyimide material manufactured by JSR was used. Further, the two substrates were bonded together via a spacer, thereby producing an empty cell. An epoxy-based material manufactured by Mitsui Toatsu was used as a sealing material for bonding, and a resin spacer manufactured by Sumitomo Fine Chemical was used as a spacer material. The spacer diameter was 4 μm.
[0028]
Liquid crystal was injected into the empty cell thus obtained by a vacuum injection method. As the liquid crystal material, a material made of Merck and having a negative dielectric anisotropy was used. Further, after the liquid crystal was injected into the panel, the injection port was sealed. An acrylic resin made of Three Bond was used as a sealant.
[0029]
As is clear from the comparison between the pattern of the structure of the first embodiment shown in FIGS. 5, 7 and 8 and the pattern of the conventional example shown in FIG. This embodiment is characterized in that the projection structure is formed so as to overlap with 32. 5, 7, and 8, it was confirmed that a singular point on the bus line was stably formed at the cut portion. In the conventional example of FIG. 3, a change in a singular point outside the pixel was observed for about several seconds after the response from black to white, but in the present example, it was confirmed that improvement was possible within at least one second. Note that the stabilization is the fastest among the patterns of FIGS. 5, 7 and 8 when the pattern of FIG. 8 is used.
[0030]
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the conventional structure pattern of FIG. 3 is obtained by inverting (i.e., symmetrically providing) the structure patterns adjacent to each other in the horizontal direction (that is, adjacent to each other via the drain bus line 32) for each pixel. T) is a feature. Thereby, between the pixels adjacent via the drain bus line, the intersection of the protrusion structure and the pixel edge is arranged so as to face each other, and the length of the dark line outside the pixel is reduced as compared with the related art, and It was confirmed that the change of the dark line was reduced, and the problems of response and display failure were improved. Further, when this panel burning test was performed, it was confirmed that the burning was lighter than that of the conventional panel. This seems to be due to the pattern being inverted.
[0031]
FIG. 10 is a modification of the structure pattern of the second embodiment of FIG. In addition to inverting patterns adjacent in the horizontal direction, inversion was also performed on patterns adjacent in the vertical direction. In this case, the same effect was obtained.
[0032]
FIG. 11 is a diagram showing a structure pattern according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, in the structure pattern of the first embodiment (a modified example of the first embodiment in FIG. 7), a structure in which one pixel is horizontally adjacent (adjacent via a drain bus line) for each pixel. The object pattern was reversed. That is, the features of the first embodiment and the second embodiment are combined.
[0033]
12 and 13 show a modification of the structure pattern of the third embodiment. FIG. 12 shows that the cutting position of the drain bus line structure 25 is provided right next to the position where the center line of the slit 21 intersects the edge of the pixel electrode, that is, where the center line of the slit 21 and the bus line intersect at the shortest distance. This is a combination of the modification of FIG. 8 with the features of the second embodiment. FIG. 13 shows that in addition to the inversion of the horizontally adjacent pattern, the inversion is also performed on the vertically adjacent pattern. FIG. 13 shows a modification of the first embodiment of FIG. 7 and a modification of the second embodiment of FIG. It combines the features of the examples. Similar effects were obtained in these cases.
[0034]
In the above embodiment, since the pixel electrode is rectangular and the drain bus line extends along the long side of the pixel electrode, a projection is provided at a portion corresponding to the drain bus line. In some cases, a bus line structure may be provided to face the gate bus line.
[0035]
(Supplementary Note 1) a first substrate having at least a plurality of pixel electrodes and a bus line arranged between the pixel electrodes;
A second substrate;
An alignment regulating structure provided on the pixel electrode of the first substrate or at least one of the pixel electrode facing portions of the second substrate;
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The second substrate includes at least a bus line facing structure formed along the bus line at a position facing the bus line on the first substrate,
The bus line opposing structure is characterized in that a change portion in which the shape or the electrical characteristics partially changes is provided in the vicinity of at least a part of the intersection between the alignment control structure and the edge of the pixel electrode. Liquid crystal display device. (1)
(Supplementary Note 2) The liquid crystal display device according to Supplementary Note 1, wherein the alignment control structure includes, on the first substrate, a portion located near the changed portion of the bus line facing structure.
[0036]
(Supplementary Note 3) The liquid crystal display device according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the changed portion of the bus line facing structure is a partial cut of the second structure. (2)
(Supplementary Note 4) The liquid crystal display device according to Supplementary Note 3, wherein a singular point of an orientation vector having an intensity of -1 is formed in the cut portion of the bus line facing structure.
[0037]
(Supplementary Note 5) The second substrate includes the alignment control structure in a portion opposing the pixel electrode, and the alignment control structure in the opposing portion of the pixel electrode on the second substrate and the bus line opposing structure. 5. The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the liquid crystal display device is formed in a batch process. (3)
(Supplementary Note 6) The alignment regulating structure is arranged such that intersections between the alignment regulating structure and the edge of the pixel electrode substantially face each other between adjacent pixels via the bus line. 6. The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein (4)
(Supplementary Note 7) a first substrate having at least a plurality of pixel electrodes and a bus line arranged between the pixel electrodes;
A second substrate;
A linear alignment regulating structure provided on the first substrate or the second substrate and extending in a direction different from the direction in which the bus lines extend;
A liquid crystal display device, comprising: a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, wherein liquid crystal alignment is controlled by the alignment control structure.
Liquid crystal characterized in that the alignment regulating structure is arranged so that intersections between the alignment regulating structure and the edge of the pixel electrode are substantially opposed to each other between adjacent pixels via the bus line. Display device. (5)
(Supplementary Note 8) The liquid crystal display device according to Claim 6 or 7, wherein the alignment control structure disposed so as to substantially face between adjacent pixels is a structure formed on the same substrate side.
[0038]
(Supplementary note 9) The liquid crystal display device according to supplementary note 8, wherein a pattern of the alignment control structure is symmetric between pixels adjacent via the bus line.
[0039]
(Supplementary Note 10) The liquid crystal display device according to any one of Supplementary Notes 1 to 9, wherein the structure is formed by patterning an electrode or a protrusion provided on the electrode.
[0040]
(Supplementary Note 11) The liquid crystal according to any one of Supplementary Notes 1 to 10, wherein the liquid crystal layer uses a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and liquid crystal molecules are substantially vertically aligned with a substrate surface when no voltage is applied. Display device.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the stability of liquid crystal alignment outside the pixel electrode can be increased without sacrificing manufacturability and display performance, and response characteristics and display defects can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining orientation by a conventional MVA projection.
FIG. 2 is a view showing a conventional example of an MVA projection formed on a substrate.
FIG. 3 is a view showing a conventional example of a pattern of an orientation control structure.
FIG. 4 is a diagram for explaining occurrence of a singular point.
FIG. 5 is a view showing a structure pattern of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a panel structure of the liquid crystal display device of the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the structure pattern of the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a modification of the structure pattern of the first embodiment.
FIG. 9 is a view showing a structure pattern of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a modification of the structure pattern of the second embodiment.
FIG. 11 is a view showing a structure pattern of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing a modification of the structure pattern of the third embodiment.
FIG. 13 is a view showing a modification of the structure pattern of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Counter substrate 2 ... TFT substrate 10 ... Liquid crystal molecule 11 ... Liquid crystal layer 12 ... Common electrode 13 ...

Pixel electrodes

20A and 20B ... Alignment regulation structure (projection)
21 ... Slit 25 ... Drain bus line structure 31 ... Gate bus line 32 ... Drain bus line 33 ... TFT

Claims

A first substrate having at least a plurality of pixel electrodes and a bus line disposed between the pixel electrodes;
A second substrate;
An alignment regulating structure provided on at least one of the pixel electrode of the first substrate or the pixel electrode facing portion of the second substrate;
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The second substrate includes at least a bus line facing structure formed along the bus line at a position facing the bus line on the first substrate,
The bus line opposing structure is characterized in that a change portion in which the shape or the electrical characteristics partially changes is provided in the vicinity of at least a part of the intersection between the alignment control structure and the edge of the pixel electrode. Liquid crystal display device.

The liquid crystal display of claim 1, wherein the changing portion of the bus line facing structure is a partial cut of the second structure.

The second substrate includes the alignment control structure in a portion opposing the pixel electrode, and the alignment control structure and the bus line opposing structure in the opposing portion of the pixel electrode on the second substrate collectively. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is formed in a process.

The alignment regulating structure is characterized in that a structure is arranged so that intersections between the alignment regulating structure and an edge of the pixel electrode substantially face each other between pixels adjacent via the bus line. The liquid crystal display device according to claim 1.

A first substrate having at least a plurality of pixel electrodes and a bus line disposed between the pixel electrodes;
A second substrate;
A linear alignment regulating structure provided on the first substrate or the second substrate and extending in a direction different from a direction in which the bus lines extend;
A liquid crystal display device, comprising: a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, wherein liquid crystal alignment is controlled by the alignment control structure.
Liquid crystal characterized in that the alignment regulating structure is arranged so that intersections between the alignment regulating structure and the edge of the pixel electrode are substantially opposed to each other between adjacent pixels via the bus line. Display device.