JP2004310030A

JP2004310030A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004310030A
Application number: JP2003391470A
Authority: JP
Inventors: Shoko Ko; 承湖洪; Seiho Ba; 旌ホ馬; Seong Wook Shin; 盛旭申; Sang-Un Choi; 祥彦崔
Original assignee: Boe Hydis Technology Co Ltd
Current assignee: Hydis Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-11-04
Also published as: TW200411263A; TWI336410B; KR20040061422A; KR100872562B1; CN1514278A; US20040125276A1; CN100383611C; US6943860B2

Abstract

【課題】本発明は液晶表示装置の上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）の周囲に横になる液晶の方向を一定にすることにより調節が不可能な回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）の発生を防止できるようにした液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の構成は、上部基板と下部基板と、前記下部基板の画素部に形成した稠密な間隔を有する多数個のスリット（Ｓｌｉｔ）と、透明電極で覆われた上部基板のカラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）に形成して前記スリット（Ｓｌｉｔ）に対して一定角度を有するバレー（Ｖａｌｌｅｙ）と、前記上部基板及び下部基板の相互向かい合う面に形成した垂直配向剤と、前記上部基板及び下部基板との間に注入した液晶層と、及び前記上部基板及び下部基板の外面に形成した相互垂直である透過軸を有する偏光板を含んで構成することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶表示装置に関するものであり、より詳細には液晶表示装置の下部基板画素部には透明電極のスリット（Ｓｌｉｔ）を、稠密な間隔を有するように形成すると合わせて上部基板カラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）にはスリット（Ｓｌｉｔ）に対して一定の角度を有するようにバレー（Ｖａｌｌｅｙ）を形成して回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）を最小化させることができるようにした液晶表示装置に関するものである。

一般的に、液晶表示装置は上部基板及び下部基板の間に液晶を注入した後、前記液晶に印加する電場の強さを調節することにより、光透過量を調節する構造となっている。

一方、前記液晶表示装置で垂直配向を利用した構造は、前記上部基板及び下部基板に印加する電界を歪曲させることにより、前記液晶を異なる方向に配向させることで、視野角を向上させることができる。

しかし、前記のような垂直配向を利用した構造においては前記上部基板や下部基板にスリット（Ｓｌｉｔ）や突起（Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）を形成しなければならないが、前記のような場合にはＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式に比べてマスク（Ｍａｓｋ）が増加する等の問題点が発生するようになる。

前記のような問題点を解消するために、前記上部基板のカラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）にバレー（Ｖａｌｌｅｙ）を形成し、液晶を駆動させることにより前述したような問題点を解消する方法が特許文献１に開示されている。
特開２００３−１８６０３３号公報

しかし、上記の様に上部基板のカラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）にバレー（Ｖａｌｌｅｙ）を形成して液晶を駆動する場合に、
図１の（Ｂ）に示すように、前記液晶１０の配向方向と電界の形成方向が反対になり、前記液晶１０がバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２に垂直の方向でなく前記バレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２並んだ方向に横になるようになる場合が発生するようになる。

また、前記のような場合には前記液晶１０がバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２と並んだ方向に横になり、前記液晶１０の横になる方向がランダムとなり、互いに反対の２方向に生じることができるために、図２に示すように前記２方向の真ん中部分には調節が不可能な回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）５０が現れる問題点が発生するようになる。

本発明は前記のような従来技術における問題点を解決するために案出したものであり、液晶表示装置の上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）の周囲に横になる液晶の方向を一定にすることにより、調節が不可能な回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）の発生を防止できるようにした液晶表示装置を提供することにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明による液晶表示装置は、上部基板と下部基板と、前記下部基板の画素部に形成した稠密な間隔を有する多数個のスリット（Ｓｌｉｔ）と、透明電極で覆われた上部基板のカラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）に形成した前記スリット（Ｓｌｉｔ）に対して一定角度を有するバレー（Ｖａｌｌｅｙ）と、前記上部基板及び下部基板の相互向かい合う面に形成した垂直配向剤と、前記上部基板及び下部基板との間に注入した液晶層と、及び、前記上部基板及び下部基板の外面に形成した相互垂直である透過軸を有する偏光板を含んだ構成であることを特徴とする。

望ましくは、前記下部基板に形成したスリット（Ｓｌｉｔ）及び、前記上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）相互間の角度は０°〜９０°の間の値、好ましくは、０°〜４５°の値を有するよう配置したことを特徴とする一方、前記下部基板に形成したスリット（Ｓｌｉｔ）の幅は５μｍ以下であり、かつ前記上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）の幅は５μｍ〜２０μｍであることを特徴とする。

より望ましくは、前記下部基板に形成したスリット（Ｓｌｉｔ）及び前記上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）はマルチドメイン（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）を構成する場合にジグザグ（Ｚｉｇ−Ｚａｇ）形態になることを特徴とする。

そして、前記下部基板及び上部基板と偏光板との間には一軸位相補正板、または二軸位相補正板が選択的に含まれ、前記一軸位相補正板はＲｔｈ値が４０ｎｍ〜８００ｎｍの領域を含む一方、前記二軸位相補正板はＲｔｈ値が１５０ｎｍ〜２００ｎｍの領域を含むことを特徴とする。

また、前記液晶層の厚さを２μｍ〜６μｍで構成すると共に、前記厚さと液晶層の屈折率異方性の積は２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることを特徴とすると共に、前記液晶は負の誘電率異方性を有し、その値は−２〜−１０の間であることを特徴とする。

また、前記上部基板及び下部基板の外面に形成した偏光板のうちいずれか一つが前記スリット（Ｓｌｉｔ）またはバレー（Ｖａｌｌｅｙ）と３０°〜６０°の形成角度をなすことを特徴とする。

以上のような本発明の目的と別の特徴及び長所などは次ぎに参照する本発明の好適な実施例に対する以下の説明から明確になるであろう。

本発明によると、既存の垂直配向モード（ＶＡｍｏｄｅ：ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙａｌｉｇｎｅｄｍｏｄｅ）の原価低減を目的に開発したバレー垂直配向モードの液晶配向を安定化させることにより、回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）の形成を最小化することができ、これを利用して透過率を向上させることができる効果がある。

また、本発明による垂直配向モードをマルチドメイン（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）構造に適用することにより、視野角を向上させることができるようになり、大面的のＬＣＤＴＶ及びＤＶＤなどの再生に必要な技術である光視野角、高輝度、高速応答及び高画質ディスプレーを実現できる効果がある。

以下、本発明による液晶表示装置に対して添付図面を参照して詳細に説明する。
図３は本発明による液晶表示装置での液晶配列方向を示す概略的な平面図で、本発明による液晶表示装置はＩＴＯなどのような透明な導電物質に形成されたスリット（Ｓｌｉｔ）２２の場合前記スリット（Ｓｌｉｔ）２２の間隔が狭ければ液晶１０が横になる方向が、前記スリット（Ｓｌｉｔ）２２に対して垂直方向でなく、前記スリット（Ｓｌｉｔ）２２と同じ方向で横になるという事実を利用する。

光源の上側には、偏光板―液晶基板―偏光板の順で配置して、ここで前記液晶基板を構成する下部基板２０の画素部には稠密な間隔を有する多数のスリット（Ｓｌｉｔ）２２を形成し、それぞれのスリット（Ｓｌｉｔ）２２相互間の間隔は５μｍ以下とすると同時に前記スリット（Ｓｌｉｔ）２２の幅も５μｍ以下で構成する。

そして、前記液晶基板を構成する上部基板のカラーフィルタ部（ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）には前記下部基板２０のスリット（Ｓｌｉｔ）２２に対して一定角度を有するようにバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２を形成する。

この時、前記下部基板２０に形成したスリット（Ｓｌｉｔ）２２と前記上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２相互間の角度は０°〜９０°との間の値を有して、望ましくは４５°以下の値を有するようにすることにより、前記液晶１０が安定的に横になるようになる。

また、前記上部基板に形成するバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２の形成前や形成後には透明電極を形成することにより、前記上部基板及び下部基板２０との間に望みの電圧を印加できるようにして、前記上部基板に形成するバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２の幅は透過率を最小化できるように可能な限り小さく構成するが、この時前記バレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２の幅は液晶１０が動くことができる所定の空間部が形成できるように３μｍ〜２０μｍとの間の値を有するようになる。

一方、前記液晶パネルの製造時には前記上部基板及び下部基板２０の相互向かい合う面に垂直配向剤を塗布（この時、ラビングをしなくても構わない）した後封止剤（Ｓｅａｌａｎｔ）を使用して相互接合し、その内部に液晶１０を注入して液晶層を形成するようになるが、前記液晶層を形成する液晶１０は負の誘電率異方性を有して−２〜−１０の間の値を有する。

この時、前記液晶１０にその特性が８μｍ〜５０μｍのピッチ（Ｐｉｔｃｈ）を有するドーパント（Ｄｏｐａｎｔ）を添加することもできる。

そして、前記上部基板及び下部基板２０の外面には相互に垂直である透過軸を有する偏光板を各々形成するが、この時に前記偏光板のうちいずれか一つは前記上部基板に形成したバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２または前記下部基板２０のスリット（Ｓｌｉｔ）２２と３０°〜６０°の間の形成角度を有するように構成する。

また、液晶パネルと偏光板との間には、位相補正板を選択的に配置し、前記位相補正板は画面品位を向上させるために軸ｘ、ｙ、ｚに対して遅延（Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）値は次のような関係を有する。

光の進行方向がｚ方向である時、
Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄであり、
ここで、一軸位相補正板を使用した場合には前記Ｒｔｈ値が４０ｎｍ〜８００ｎｍの領域を含んで、二軸位相補正板を使用した場合には前記Ｒｔｈ値が１５０ｎｍ〜２００ｎｍの領域を含む。

また、前記液晶パネルに対して適用する液晶層は２μｍ〜６μｍ程度の厚さを有するように形成すると共に、前記液晶層の厚さと液晶層の屈折率異方性の積（ｄ×△ｎ）は２００ｎｍ〜５００ｎｍの値を有する。

一方、図４は本発明による液晶表示装置がマルチドメインをなす場合に液晶配列方向を示す概略的な平面図であり、前記下部基板２０に対してジグザグ（Ｚｉｇ−Ｚａｇ）形態をなすように２方向にスリット（Ｓｌｉｔ）２２を形成することにより、４ドメイン（Ｄｏｍａｉｎ）を形成することができる。

したがって、前記液晶表示装置に電圧を印加すると視野角による透過率が均一になって光視野角を実現できるようになる。

また、図５は本発明による液晶表示装置の他の実施例による液晶配列方向を示す概略的な平面図であり、図５に示すように前記下部基板２０のスリット（Ｓｌｉｔ）２２及び上部基板のバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２の形成角度を異なるようにするものの、４ドメイン（Ｄｏｍａｉｎ）を形成できるように適切に分割することができる。

前記構成における本発明による液晶表示装置の作動原理に対して図３を参照して説明すると次の通りである。
まず、前記のように構成した液晶表示装置に電圧を印加するようになると、前記上部基板及び下部基板２０との間に注入した前記液晶１０は前記下部基板２０のスリット（Ｓｌｉｔ）２２によって“Ａ”方向に配列すると同時に、上部基板のバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２によって“Ｂ”方向に配列し、結果的に前記バレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２の付近で前記スリット（Ｓｌｉｔ）２２とバレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２との両方の効果により“Ｃ”方向に配列される。

これにより、前記液晶１０が前記バレー（Ｖａｌｌｅｙ）４２に並んだ方向に配列することによって発生する回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）の形成が最小化できるようになる。

以上本発明の一実施例について説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的範囲内において、これから様々な変形及び均等な実施例が可能である。

従来の液晶表示装置で液晶の配列方向を示す下部基板の平面図および上部基板の底面図である。従来の液晶表示装置でバレー構造を有する上部基板の液晶が横になる方向を示す底面図である。本発明による液晶表示装置での液晶配列方向を示す概略的な平面図である。本発明による液晶表示装置がマルチドメインをなす場合に液晶配列方向を示す概略的の平面図である。本発明による液晶表示装置の他の実施例による液晶配列方向を示す概略的な平面図である。

符号の説明

１０液晶
２０下部基板
２１スリット（Ｓｌｉｔ）または突起（Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）
２２スリット（Ｓｌｉｔ）
４０上部基板
４２バレー（Ｖａｌｌｅｙ）
５０回位ライン（ＤｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎＬｉｎｅ）

Claims

上部基板と下部基板と、
前記下部基板の画素部に形成した稠密な間隔を有する多数個のスリットと、
透明電極で覆われた上部基板のカラーフィルタ部に形成した前記スリットに対して一定角度を有するバレーと、
前記上部基板及び下部基板の相互向かい合う面に形成した垂直配向剤と、
前記上部基板及び下部基板との間に注入した液晶層と、及び
前記上部基板及び下部基板の外面に形成した相互垂直である透過軸を有する偏光板を含んだ構成であることを特徴とする液晶表示装置。
前記下部基板に形成したスリット及び前記上部基板に形成したバレー相互間の角度は０°〜９０°の間の値、好ましくは、０°〜４５°の値を有するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記下部基板に形成したスリットの幅は５μｍ以下であり、かつ前記上部基板に形成したバレーの幅は５μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記下部基板に形成したスリット及び前記上部基板に形成したバレーはマルチドメインを構成する場合ジグザグ形態になることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記下部基板及び上部基板と偏光板との間には一軸位相補正板、または二軸位相補正板が選択的に含まれ、前記一軸位相補正板はＲｔｈ値が４０ｎｍ〜８００ｎｍの領域を含む一方、前記二軸位相補正板はＲｔｈ値が１５０ｎｍ〜２００ｎｍの領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記液晶層の厚さを２μｍ〜６μｍで構成すると共に、前記厚さと液晶層の屈折率異方性の積は２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、その値は−２〜−１０の間であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記上部基板及び下部基板の外面に形成した偏光板のうちいずれか一つが前記スリットまたはバレーと３０°〜６０°の形成角度をなすことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。