JP2005128505A - Liquid crystal display apparatus - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display apparatus which can sufficiently stabilize alignment of a liquid crystal and has display quality equal to or superior to a conventional one by a relatively simple configuration having an alignment controlling structure of radially inclined alignment disposed only on one substrate, in a liquid crystal display apparatus having a plurality of radially inclined alignment domains in pixels. <P>SOLUTION: The display apparatus is equipped with: a first substrate; a second substrate disposed opposing to the first substrate; a vertical alignment liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate; a plurality of pixels each having a first electrode formed on the first substrate, a second electrode formed on the second substrate and the liquid crystal layer between the first and second electrodes; and a wall structure regularly arranged in the liquid crystal layer side of the first electrode. When at least a prescribed voltage is applied, at least one liquid crystal domain showing a radially inclined alignment state in an area substantially surrounded by the wall structure is formed in the liquid crystal layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯情報端末(例えばPDA)、携帯電話、車載用液晶ディスプレイ、デジタルカメラ、パソコン、アミューズメント機器、テレビなどに好適に用いられる液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device suitably used for a personal digital assistant (for example, PDA), a mobile phone, an in-vehicle liquid crystal display, a digital camera, a personal computer, an amusement device, a television, and the like.

近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特長を生かして、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子手帳などの情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラ一体型VTRなどに広く用いられている。   In recent years, liquid crystal display devices have been widely used for information devices such as notebook personal computers, mobile phones, electronic notebooks, or camera-integrated VTRs equipped with a liquid crystal monitor, taking advantage of their thinness and low power consumption. ing.

高コントラスト化および広視野角化を実現できる表示モードとして、垂直配向型液晶層を利用した垂直配向モードが注目されている。垂直配向型液晶層は、一般に、垂直配向膜と誘電異方性が負の液晶材料とを用いて形成される。   As a display mode capable of realizing a high contrast and a wide viewing angle, a vertical alignment mode using a vertical alignment type liquid crystal layer has attracted attention. The vertical alignment type liquid crystal layer is generally formed using a vertical alignment film and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy.

例えば、特許文献1には、画素電極に液晶層を介して対向する対向電極に設けた開口部の周辺に斜め電界を発生させ、開口部内で垂直配向状態にある液晶分子を中心に周りの液晶分子を傾斜配向させることによって、視角特性が改善された液晶表示装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that an oblique electric field is generated around an opening provided in a counter electrode facing a pixel electrode via a liquid crystal layer, and liquid crystal around the liquid crystal molecules in a vertically aligned state in the opening. A liquid crystal display device in which viewing angle characteristics are improved by tilting molecules is disclosed.

しかしながら、特許文献1に記載されている構成では、画素内の全領域に斜め電界を形成することが難しく、その結果、電圧に対する液晶分子の応答が遅れる領域が画素内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。   However, in the configuration described in Patent Document 1, it is difficult to form an oblique electric field in the entire region in the pixel. As a result, a region in which the response of the liquid crystal molecules to the voltage is delayed occurs in the pixel, and an afterimage phenomenon occurs. The problem of appearing arises.

この問題を解決するために、特許文献2は、画素電極または対向電極に規則的に配列した開口部を設けることによって、放射状傾斜配向を呈する複数の液晶ドメインを画素内に有する液晶表示装置を開示している。   In order to solve this problem, Patent Document 2 discloses a liquid crystal display device having a plurality of liquid crystal domains exhibiting a radially inclined alignment in a pixel by providing openings regularly arranged in the pixel electrode or the counter electrode. doing.

さらに、特許文献3には、画素内に規則的に複数の凸部を設けることによって、凸部を中心に出現する放射状傾斜配向の液晶ドメインの配向状態を安定化する技術が開示されている。また、この文献には、凸部による配向規制力とともに、電極に設けた開口部による斜め電界を利用して液晶分子の配向を規制することによって、表示特性を改善できることを開示している。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a technique for stabilizing the alignment state of a liquid crystal domain having a radially inclined alignment that appears around a convex portion by providing a plurality of convex portions regularly in a pixel. Further, this document discloses that the display characteristics can be improved by regulating the alignment of liquid crystal molecules using an oblique electric field by an opening provided in the electrode, together with the alignment regulating force by the convex part.

一方、近年、屋外または屋内のいずれにおいても高品位な表示が可能な液晶表示装置が提案されている(例えば特許文献4および特許文献5)。この液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置と呼ばれ、画素内に反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを有している。   On the other hand, in recent years, liquid crystal display devices capable of high-quality display both outdoors and indoors have been proposed (for example, Patent Document 4 and Patent Document 5). This liquid crystal display device is referred to as a transflective liquid crystal display device, and has a reflective region in a pixel for displaying in a reflective mode and a transmissive region for displaying in a transmissive mode.

現在市販されている半透過型液晶表示装置は、ECBモードやTNモードなどが利用されているが、上記特許文献3には、垂直配向モードを透過型液晶表示装置だけでなく、半透過型液晶表示装置に適用した構成も開示されている。また、特許文献6には、垂直配向型液晶層の半透過型液晶表示装置において、透過領域の液晶層の厚さを反射領域の液晶層の厚さの2倍にするために設ける絶縁層に形成した凹部によって液晶の配向(多軸配向)を制御する技術が開示されている。凹部は例えば正八角形に形成され、液晶層を介して凹部に対向する位置に突起(凸部)またはスリット(電極開口部)が形成された構成が開示されている(例えば、特許文献6の図4および図16参照)。   The transflective liquid crystal display devices currently on the market use the ECB mode, the TN mode, and the like. However, in Patent Document 3, the vertical alignment mode is not limited to the transmissive liquid crystal display device but also the transflective liquid crystal. A configuration applied to a display device is also disclosed. Further, in Patent Document 6, in a semi-transmissive liquid crystal display device having a vertical alignment type liquid crystal layer, an insulating layer provided to make the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region twice the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region. A technique for controlling the alignment (multiaxial alignment) of liquid crystals by the formed recesses is disclosed. A configuration is disclosed in which the recess is formed in, for example, a regular octagon, and a projection (projection) or a slit (electrode opening) is formed at a position facing the recess via the liquid crystal layer (for example, FIG. 4 and FIG. 16).

また、特許文献3および特許文献7では、基板上に凸部を形成して液晶ドメイン内の液晶分子の放射状配向を実現させる技術について記載されている。これらの凸部は電圧印加状態において、一方の基板に設けられた配向規制構造と他方の基板に設けられた液晶層側の凸部の効果により放射状傾斜配向が安定化することが記載されている。
特開平6−301036号公報 特開2000−47217号公報 特開2003−167253号公報 特許第2955277号公報 米国特許第6195140号明細書 特開2002−350853号公報 特開2003−315803号公報
Patent Documents 3 and 7 describe a technique for realizing radial alignment of liquid crystal molecules in a liquid crystal domain by forming convex portions on a substrate. It is described that the radial tilt alignment is stabilized by the effect of the alignment regulating structure provided on one substrate and the convex portion on the liquid crystal layer side provided on the other substrate in the voltage application state. .
JP-A-6-301036 JP 2000-47217 A JP 2003-167253 A Japanese Patent No. 2955277 US Pat. No. 6,195,140 JP 2002-350853 A JP 2003-315803 A

特許文献2または特許文献3に開示されている技術は、画素内に凸部または開口部を設けて複数の液晶ドメインを形成し(すなわち、画素分割し)、液晶分子に対する配向規制力を強めているが、本発明者の検討によると、十分な配向規制力を得るためには、液晶層の両側(互いに対向する一対の基板の液晶層側)に、凸部や開口部などの配向制御構造を形成することが必要であり、製造工程が複雑になるという課題がある。また、画素内に配向規制構造を設けると画素の実効開口率の低下を招いたり、画素内の凸部の周辺から光漏れが発生するためにコントラスト比が低下することもある。配向規制構造を両方の基板に設ける場合には、基板のアライメントマージンの影響を受けるので、実効開口率の低下および/またはコントラスト比の低下はさらに顕著になる。   In the technique disclosed in Patent Document 2 or Patent Document 3, a plurality of liquid crystal domains are formed by providing convex portions or openings in a pixel (that is, divided into pixels), and the alignment regulation force on liquid crystal molecules is strengthened. However, according to the study of the present inventors, in order to obtain a sufficient alignment regulating force, alignment control structures such as protrusions and openings are formed on both sides of the liquid crystal layer (the liquid crystal layer side of a pair of substrates facing each other). There is a problem that the manufacturing process becomes complicated. In addition, when the alignment regulating structure is provided in the pixel, the effective aperture ratio of the pixel may be decreased, or the contrast ratio may be decreased due to light leakage from the periphery of the convex portion in the pixel. In the case where the alignment regulating structure is provided on both the substrates, since it is affected by the alignment margin of the substrates, the effective aperture ratio and / or the contrast ratio are further reduced.

また、特許文献6に開示されている技術では、多軸配向を制御するために設けられる凹部と反対側に凸部または電極開口部を配置することが必要となり、上記従来技術と同様の問題が発生する。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 6, it is necessary to arrange a convex part or an electrode opening on the side opposite to the concave part provided in order to control the multiaxial orientation. Occur.

さらに、上記特許文献2、3、6および7に記載されている技術では、両側の基板に配向規制構造を設けても、中間調表示における応答速度が遅い、および/または、パネル面が押圧されたときに発生する残像が消えるまでに時間が掛かるという問題があり、特に、モバイル用途の液晶表示装置として利用するのは困難であった。   Furthermore, in the techniques described in Patent Documents 2, 3, 6, and 7, even if the alignment control structures are provided on both substrates, the response speed in halftone display is slow and / or the panel surface is pressed. There is a problem that it takes time until an afterimage generated at the time of disappearance, and it is particularly difficult to use as a liquid crystal display device for mobile use.

本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画素内に複数の放射状傾斜配向ドメインを有する液晶表示装置において、片側の基板上にのみ放射状傾斜配向の配向制御構造を設けた比較的簡便な構成で、液晶の配向を十分に安定化でき、従来と同等以上の表示品位が得られる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 points, and an object of the present invention is to provide an alignment control structure for a radial tilt alignment only on one substrate in a liquid crystal display device having a plurality of radial tilt alignment domains in a pixel. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can sufficiently stabilize the alignment of the liquid crystal with a relatively simple structure provided and can obtain a display quality equal to or higher than that of the conventional one.

また、本発明の他の目的は、液晶の配向をさらに安定化し、従来の液晶表示装置よりも中間調表示における応答時間が短い、または、パネル面が押圧されたときに発生する残像が消えるまでの時間を短い液晶表示装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to further stabilize the orientation of the liquid crystal and shorten the response time in halftone display compared to a conventional liquid crystal display device, or until the afterimage generated when the panel surface is pressed disappears. It is to provide a liquid crystal display device with a short time.

本発明の液晶表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向するように設けられた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、
それぞれが、前記第1基板上に形成された第1電極と、前記第2基板上に形成された第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、前記第1電極の前記液晶層側に規則的に配置された壁構造体を有し、前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、前記壁構造体によって実質的に包囲された領域内に放射状傾斜配向状態をとる少なくとも1つの液晶ドメインを形成することを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention includes a first substrate, a second substrate provided so as to face the first substrate, and a vertical alignment type provided between the first substrate and the second substrate. A liquid crystal layer,
Each of the first electrode formed on the first substrate, the second electrode formed on the second substrate, the liquid crystal layer provided between the first electrode and the second electrode, A wall structure regularly arranged on the liquid crystal layer side of the first electrode, and the liquid crystal layer is formed by the wall structure when at least a predetermined voltage is applied. It is characterized in that at least one liquid crystal domain having a radially inclined alignment state is formed in a substantially enclosed region.

ある実施形態において、前記第1電極は、所定の位置に形成された複数の開口部または切欠き部を有し、前記壁構造体は前記複数の開口部または切欠き部内に形成された第1壁部分を含む。   In one embodiment, the first electrode has a plurality of openings or notches formed at predetermined positions, and the wall structure is a first formed in the plurality of openings or notches. Including wall part.

ある実施形態において、前記複数の開口部または切欠き部のそれぞれは矩形部分を含み、前記壁構造体は、前記矩形部分に平行に設けられた前記第1壁部分を含む。   In one embodiment, each of the plurality of openings or notches includes a rectangular portion, and the wall structure includes the first wall portion provided in parallel to the rectangular portion.

ある実施形態において、前記複数の開口部または切欠き部のそれぞれは矩形部分を含み、前記壁構造体は、前記第1壁部分から延設された第2壁部分を含む。   In one embodiment, each of the plurality of openings or notches includes a rectangular portion, and the wall structure includes a second wall portion extending from the first wall portion.

ある実施形態において、前記第1壁部分の幅WWは、当該第1壁部分が設けられている開口部または切欠き部の幅EWに対して、0.4EW<WW<0.8EWの関係を満足する。   In one embodiment, the width WW of the first wall portion has a relationship of 0.4 EW <WW <0.8 EW with respect to the width EW of the opening or notch in which the first wall portion is provided. Satisfied.

ある実施形態において、前記第1電極は透過領域を規定する透明電極を含み、前記複数の開口部または切欠き部の幅EWは、前記透過領域の前記液晶層の厚さdtに対して、1.8dt<EW<2.5dtの関係を満足する。   In one embodiment, the first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region, and a width EW of the plurality of openings or notches is 1 with respect to a thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region. The relationship of .8dt <EW <2.5dt is satisfied.

ある実施形態において、前記壁構造体は、前記第1電極を包囲する領域に設けられた第3壁部分を含む。   In one embodiment, the wall structure includes a third wall portion provided in a region surrounding the first electrode.

ある実施形態において、前記第2基板の前記液晶層側に設けられ誘電体構造体を更に有する。   In one embodiment, a dielectric structure is further provided on the liquid crystal layer side of the second substrate.

ある実施形態において、前記誘電体構造体は、前記少なくとも1つの液晶ドメインの略中央に配置されている。   In one embodiment, the dielectric structure is disposed approximately at the center of the at least one liquid crystal domain.

ある実施形態において、前記誘電体構造体は、前記壁構造体によって実質的に包囲された領域内の略中央に配置されている。   In one embodiment, the dielectric structure is disposed substantially at the center in a region substantially surrounded by the wall structure.

ある実施形態において、前記壁構造体によって実質的に包囲された前記領域の面積をSdとし、前記領域の略中央に配置されている前記誘電体構造体の底面の面積をSbとし、Sa=(Sb/Sd)×100とするとき、2≦Sa≦25の関係を満足する。   In one embodiment, the area of the region substantially surrounded by the wall structure is Sd, the area of the bottom surface of the dielectric structure disposed substantially at the center of the region is Sb, and Sa = ( When Sb / Sd) × 100, the relationship 2 ≦ Sa ≦ 25 is satisfied.

ある実施形態において、前記壁構造体および前記誘電体構造体の少なくとも一部は、遮光領域に配置されている。   In one embodiment, at least a part of the wall structure and the dielectric structure is disposed in a light shielding region.

ある実施形態において、前記液晶層は、厚さの異なる複数の領域を有する。   In one embodiment, the liquid crystal layer has a plurality of regions having different thicknesses.

ある実施形態において、前記第1電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記透過領域内の前記液晶層の厚さdtは、前記反射領域の前記液晶層の厚さdrよりも大きい。   In one embodiment, the first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region and a reflective electrode defining a reflective region, and the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region is the liquid crystal in the reflective region. Greater than layer thickness dr.

ある実施形態において、前記開口部または切欠き部は、前記透過領域と前記反射領域との間に設けられた開口部または切欠き部を含む。   In one embodiment, the opening or notch includes an opening or notch provided between the transmission region and the reflection region.

ある実施形態において、前記壁構造体の高さWHは、前記透過領域内の前記液晶層の厚さdtに対して、0.25dt<WH<0.4dtの関係を満足する。   In one embodiment, the height WH of the wall structure satisfies a relationship of 0.25 dt <WH <0.4 dt with respect to the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region.

ある実施形態において、前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方は、前記液晶層の厚さを規定する支持体を有する。   In one embodiment, at least one of the first substrate and the second substrate has a support that defines a thickness of the liquid crystal layer.

ある実施形態において、前記第1基板は、前記複数の画素のそれぞれに対応して設けられたアクティブ素子をさらに有し、前記第1電極は、前記複数の画素毎に設けられ、前記アクティブ素子に接続された画素電極である。   In one embodiment, the first substrate further includes an active element provided corresponding to each of the plurality of pixels, and the first electrode is provided for each of the plurality of pixels. It is a connected pixel electrode.

ある実施形態において、前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの2軸性光学異方性媒体層をさらに有する。   In one embodiment, the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizing plates have a pair of polarizing plates disposed so as to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween. And at least one biaxial optically anisotropic medium layer.

ある実施形態において、前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの1軸性光学異方性媒体層をさらに有する。   In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a pair of polarizing plates disposed so as to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween, and the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizations It further has at least one uniaxial optically anisotropic medium layer between the plates.

本発明の液晶表示装置は、第1電極(例えば画素電極)が形成されている第1基板の液晶層側に壁構造体が設けられており、この壁構造体の傾斜側面のアンカリング作用(配向規制力)によって、垂直配向型液晶層の液晶分子が電界によって傾く方向が規定される。その結果、少なくとも所定の電圧(閾値以上の電圧)が印加されたとき、壁構造体によって実質的に包囲された領域に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが安定に形成される。従って、第1基板に対向する第2基板の液晶層側に電極開口部や切欠き部あるいは凸部などの配向規制構造を設けることなく、従来よりも簡単な構成で、液晶の配向を十分に安定化でき、従来と同等以上の表示品位が得られる。   In the liquid crystal display device of the present invention, a wall structure is provided on the liquid crystal layer side of the first substrate on which the first electrode (for example, a pixel electrode) is formed. (Alignment regulating force) defines the direction in which the liquid crystal molecules of the vertical alignment type liquid crystal layer are inclined by the electric field. As a result, when at least a predetermined voltage (a voltage equal to or higher than a threshold value) is applied, a liquid crystal domain having a radially inclined alignment is stably formed in a region substantially surrounded by the wall structure. Accordingly, the liquid crystal layer side of the second substrate facing the first substrate is not provided with an alignment restricting structure such as an electrode opening, a notch or a projection, and the liquid crystal is sufficiently aligned with a simpler structure than before. It can be stabilized and display quality equivalent to or better than conventional ones can be obtained.

さらに、第1電極に開口部または切欠き部を設け、この開口部内に壁構造体を形成すると、電圧印加時に開口部または切欠き部の周辺に形成される斜め電界による配向規制力が、壁構造体による配向規制力とともに、液晶分子が傾く方向を規定するので、さらに放射状傾斜配向を安定化することができる。また、斜め電界による配向規制力は電圧が低いと弱くなるのに対し、壁構造体による配向規制力は電圧に依存しないので、中間調表示状態においても配向規制力を発揮し、液晶分子が傾く方向を安定に規定する。その結果、中間調表示における表示品位を改善することができる。   Furthermore, when an opening or a notch is provided in the first electrode and a wall structure is formed in the opening, the alignment regulating force due to the oblique electric field formed around the opening or the notch when a voltage is applied is reduced. Since the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is defined together with the alignment regulating force by the structure, the radial tilt alignment can be further stabilized. In addition, the alignment regulation force due to the oblique electric field becomes weak when the voltage is low, whereas the alignment regulation force due to the wall structure does not depend on the voltage. Define the direction stably. As a result, display quality in halftone display can be improved.

さらに、第2電極(例えば対向電極)が形成されている第2基板の液晶層側の所定の位置に誘電体構造体(凸部)を設けることによって、放射状傾斜配向がさらに安定化し、中間調表示における応答特性の改善や、パネル面を押圧したときに発生する残像に対しても改善効果が大きくなる。   Furthermore, by providing a dielectric structure (convex portion) at a predetermined position on the liquid crystal layer side of the second substrate on which the second electrode (for example, the counter electrode) is formed, the radial tilt alignment is further stabilized and the halftone The improvement effect becomes large also for the improvement of the response characteristic in display and the afterimage generated when the panel surface is pressed.

以下に、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を説明する。   The configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1および図2を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置において放射状傾斜配向が形成されるメカニズムを説明する。   First, referring to FIGS. 1 and 2, a mechanism for forming a radial tilt alignment in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described.

図1は、画素電極6に設けた開口部14および壁構造体15による配向規制力の作用を説明するための図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。図1(b)に示した状態は中間調を表示している状態である。図2は、中間調表示状態の液晶分子の配向状態を基板法線方向から見た図(平面図)である。   FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the action of the alignment regulating force by the opening 14 and the wall structure 15 provided in the pixel electrode 6. FIG. 1A shows a state when no voltage is applied, and FIG. The alignment state of a liquid crystal molecule is shown typically. The state shown in FIG. 1B is a state where a halftone is displayed. FIG. 2 is a diagram (plan view) of the alignment state of the liquid crystal molecules in the halftone display state viewed from the normal direction of the substrate.

図1に示した液晶表示装置は、透明基板1上に、開口部14を有する画素電極6、配向膜12をこの順に有している。他方の透明基板17上には、対向電極19および配向膜32がこの順で形成されている。両基板間に設けられた液晶層20は、負の誘電異方性を有する液晶分子21を含む。   The liquid crystal display device shown in FIG. 1 has a pixel electrode 6 having an opening 14 and an alignment film 12 in this order on a transparent substrate 1. On the other transparent substrate 17, the counter electrode 19 and the alignment film 32 are formed in this order. The liquid crystal layer 20 provided between the two substrates includes liquid crystal molecules 21 having negative dielectric anisotropy.

図1(a)に示すように、電圧無印加時には、液晶分子21は垂直配向膜12および32の配向規制力により基板表面に対して略垂直に配向する。なお、典型的には、垂直配向膜12は壁状構造体15を覆うように形成され、壁状構造体15の傾斜した側面の近傍では液晶分子21は側面に略垂直に配向するが、簡単のために、図では省略している。ここでは、図2に示すように、十字を構成するように矩形部分を配置した4つの開口部14を設け、壁構造体15は、開口部14内に矩形部分に平行に設けられており、壁構造体による配向規制力の方向(液晶分子が傾斜する方向)が開口部14によって生成される斜め電界による配向規制力の方向と整合するように配置される。   As shown in FIG. 1A, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules 21 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface by the alignment regulating force of the vertical alignment films 12 and 32. Typically, the vertical alignment film 12 is formed so as to cover the wall-shaped structure 15, and the liquid crystal molecules 21 are aligned substantially perpendicular to the side surface in the vicinity of the inclined side surface of the wall-shaped structure 15. Therefore, it is omitted in the figure. Here, as shown in FIG. 2, four openings 14 in which rectangular portions are arranged to form a cross are provided, and the wall structure 15 is provided in the openings 14 in parallel to the rectangular portions, The orientation regulating force direction (direction in which the liquid crystal molecules are inclined) by the wall structure is arranged so as to be aligned with the orientation regulating force direction by the oblique electric field generated by the opening 14.

電圧印加時には、図1(b)に示すように、誘電異方性が負の液晶分子21は分子長軸が電気力線に対して垂直になろうとするので、開口部14の周辺に形成される斜め電界によって、液晶分子21が倒れる方向が規定されることになる。図2に示すように、十字の開口部14および壁構造体15を設けると、開口部14および壁構造体15で実質的に包囲された領域に放射状傾斜配向の液晶ドメインが形成される。この放射状傾斜配向ドメイン内では液晶ダイレクタは全方位(基板面内の方位)に配向しているため、視野角特性が優れる。ここで、放射状傾斜配向とは軸対称配向と同義であり、液晶分子は、放射状傾斜配向の中心(軸対称配向の中心軸)の周りにはディスクリネーションラインを形成することなく連続的に配向しており、液晶分子の長軸を放射状(radial)、同心円状(tangential)、渦巻き状に配向している状態をいう。また、いずれの場合も、液晶分子の長軸が配向の中心から放射状に傾斜した成分(斜め電界に平行な成分)を有している。   When a voltage is applied, as shown in FIG. 1B, the liquid crystal molecules 21 having negative dielectric anisotropy are formed around the opening 14 because the molecular long axis tends to be perpendicular to the lines of electric force. The direction in which the liquid crystal molecules 21 are tilted is defined by the oblique electric field. As shown in FIG. 2, when the cross opening 14 and the wall structure 15 are provided, a liquid crystal domain having a radially inclined alignment is formed in a region substantially surrounded by the opening 14 and the wall structure 15. Since the liquid crystal directors are aligned in all directions (directions in the substrate surface) in the radial tilt alignment domain, the viewing angle characteristics are excellent. Here, the radial tilt alignment is synonymous with the axially symmetric alignment, and the liquid crystal molecules are continuously aligned without forming a disclination line around the center of the radial tilt alignment (the central axis of the axially symmetric alignment). In other words, the major axis of the liquid crystal molecules is aligned radially, concentrically, or spirally. In either case, the major axis of the liquid crystal molecules has a component (component parallel to the oblique electric field) inclined radially from the center of alignment.

ここでは、壁構造体15とともに開口部14を設けた例を説明したが、開口部14を省略しても、壁構造体15の傾斜側面にアンカリング作用(配向規制力)によって、垂直配向型液晶層の液晶分子が電界によって傾く方向が規定され、その結果、閾値以上の電圧が印加されたとき、壁構造体15によって実質的に包囲された領域に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが安定に形成される。例示したように、壁構造体15とともに開口部14を設けると、電圧印加時に開口部または切欠き部の周辺に形成される斜め電界による配向規制力が、壁構造体による配向規制力とともに、液晶分子が傾く方向を規定するので、さらに放射状傾斜配向を安定化することができる。また、斜め電界による配向規制力は電圧が低いと弱くなるのに対し、壁構造体による配向規制力は電圧に依存しないので、中間調表示状態においても配向規制力を発揮し、液晶分子が傾く方向を安定に規定する。その結果、中間調表示における表示品位を改善することができる。   Here, an example in which the opening 14 is provided together with the wall structure 15 has been described. However, even if the opening 14 is omitted, the vertical alignment type is applied to the inclined side surface of the wall structure 15 by an anchoring action (orientation regulating force). The direction in which the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are tilted by the electric field is defined, and as a result, when a voltage higher than the threshold is applied, the liquid crystal domain having the radial tilt alignment in the region substantially surrounded by the wall structure 15 is stabilized. It is formed. As illustrated, when the opening 14 is provided together with the wall structure 15, the alignment regulating force due to the oblique electric field formed around the opening or the notch when a voltage is applied, together with the alignment regulating force due to the wall structure, is liquid crystal. Since the direction in which the molecules tilt is defined, the radial tilt alignment can be further stabilized. In addition, the alignment regulating force due to the oblique electric field becomes weaker when the voltage is low, whereas the alignment regulating force due to the wall structure does not depend on the voltage, so the alignment regulating force is exerted even in the halftone display state, and the liquid crystal molecules tilt. Define the direction stably. As a result, display quality in halftone display can be improved.

なお、壁構造体15または開口部14が「実質的に包囲する領域」とは、その領域内の液晶分子に連続的に配向規制力を作用し、1つの液晶ドメインを形成すればよく、完全に包囲する必要は無い。すなわち、図2に示したように、隣接する壁構造体15または開口部14の間が分断されていて、その中に1つの液晶ドメインが形成されれば良い。   The “substantially surrounding region” of the wall structure 15 or the opening 14 means that a single liquid crystal domain may be formed by acting an alignment regulating force continuously on the liquid crystal molecules in the region. There is no need to siege. That is, as shown in FIG. 2, it is only necessary that the adjacent wall structure 15 or the opening 14 is divided and one liquid crystal domain is formed therein.

また、ここでは、開口部14の周りに形成される斜め電界の作用を説明したが、画素電極6のエッジ部に形成される切欠き部(例えば図3の切欠き部13参照)の近傍においても、同様に斜め電界が形成され、液晶分子21が電界によって傾く方向が規定される。   Here, the action of the oblique electric field formed around the opening 14 has been described, but in the vicinity of a notch formed at the edge of the pixel electrode 6 (see, for example, the notch 13 in FIG. 3). Similarly, an oblique electric field is formed, and the direction in which the liquid crystal molecules 21 are inclined by the electric field is defined.

次に、図3(a)から(c)を参照しながら、切欠き部13(または開口部14)および壁構造体15の配置について説明する。図3(a)および(b)は、画素電極6の中央付近に一対の矩形状の切欠き部13を設けた場合の壁構造体15の配置例を示す平面図である。ここで示す切欠き部13が画素電極6内に形成された開口部14であっても同様である。   Next, the arrangement of the notch 13 (or the opening 14) and the wall structure 15 will be described with reference to FIGS. FIGS. 3A and 3B are plan views showing an arrangement example of the wall structure 15 in the case where a pair of rectangular cutout portions 13 are provided near the center of the pixel electrode 6. The same is true even if the notch 13 shown here is the opening 14 formed in the pixel electrode 6.

電圧印加時に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される領域(1つの液晶ドメインが形成される領域を「サブ画素」ということもある。)は、上述したように、その周囲すべてを壁構造体15で囲む必要はないため、図3(a)の右側に示すように壁構造体15を切欠き部13(または開口部14内)内にだけ形成しても良いし、図3(a)の左側に示すように、切欠き部13内に形成された壁構造体15を連結するように壁構造体15を延設してもよい。すなわち、基板法線方向から見たときに、壁構造体15が点線状に見えるように設けてもよいし、実線に見えるように設けてもよい。   As described above, the region in which a liquid crystal domain having a radially inclined orientation when a voltage is applied is formed (the region in which one liquid crystal domain is formed is sometimes referred to as a “sub-pixel”). 15, the wall structure 15 may be formed only in the notch 13 (or in the opening 14) as shown on the right side of FIG. As shown on the left side, the wall structure 15 may be extended so as to connect the wall structure 15 formed in the notch 13. That is, when viewed from the normal direction of the substrate, the wall structure 15 may be provided so as to appear as a dotted line, or may be provided so as to appear as a solid line.

次に、図3(b)および(c)を参照しながら、矩形状の切欠き部13(または開口部14)内にそれと平行に壁構造体15を設ける場合の好ましい構成を説明する。   Next, with reference to FIGS. 3B and 3C, a preferable configuration in the case where the wall structure 15 is provided in the rectangular cutout portion 13 (or the opening portion 14) in parallel therewith will be described.

矩形状の切欠き部13の幅をEW(図3(b))とし、壁構造体15の幅をWWとすると、0.6EW<WW<0.9EWの関係を満足するように構成することが好ましい。0.6EW>WWの場合、壁構造体15による配向規制力が電極領域の液晶ドメインに及ぼす影響が小さくなり、画素電極領域の液晶ドメインを安定化させることが困難となることがある。逆に、WW>0.9EWの場合、製造プロセスのアライメント誤差により、切欠き部13内に壁構造体15が配置されないという状況(ミスアライメント)が発生することがある。壁構造体15の側面近傍の液晶分子は垂直配向から傾斜しているので、黒表示状態において光漏れを発生するので好ましくない。   When the width of the rectangular notch 13 is EW (FIG. 3B) and the width of the wall structure 15 is WW, the configuration is such that the relationship of 0.6EW <WW <0.9EW is satisfied. Is preferred. In the case of 0.6EW> WW, the influence of the alignment regulating force by the wall structure 15 on the liquid crystal domain in the electrode region is reduced, and it may be difficult to stabilize the liquid crystal domain in the pixel electrode region. Conversely, when WW> 0.9EW, a situation (misalignment) may occur in which the wall structure 15 is not disposed in the notch 13 due to an alignment error in the manufacturing process. Since the liquid crystal molecules near the side surface of the wall structure 15 are inclined from the vertical alignment, light leakage occurs in a black display state, which is not preferable.

また、切欠き部幅EWは透過領域の液晶層の厚さdtに対して1.8dt<EW<2.5dtとするのが好ましい。印加電圧により発生する斜め電界により画素毎に安定的な配向をさせるためには切欠き部幅EWを液晶層の厚さdtに対して大きくし、電極層が存在しない領域での等電位線を十分に歪ませるようにし、画素ごとで配向状態が連続しないようにできる。   The notch width EW is preferably set to 1.8 dt <EW <2.5 dt with respect to the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region. In order to achieve stable alignment for each pixel by the oblique electric field generated by the applied voltage, the notch width EW is increased with respect to the thickness dt of the liquid crystal layer, and equipotential lines in regions where no electrode layer is present are formed. It can be sufficiently distorted so that the alignment state does not continue for each pixel.

ただし、切欠き部13(または開口部14)の幅EWを大きくしすぎると、画素内における表示部分が小さくなり、電圧印加時においても表示状態が変化する領域が少なくなるので好ましくない。また、液晶層の厚さdtを小さくすると、電界、すなわち単位V/μmが大きくなり、単位厚さ当たりの電界の変化量が大きくなり、切欠き部幅EWを大きくした場合と実質的に同じ効果が得られる。すなわち、あるセル厚(液晶層の厚さ)において、画素ごとに良好な放射状傾斜配向ドメインを形成でき、かつ、可能な限り有効開口率(実質的に表示に寄与する面積の画素面積に対する割合)を大きくするためには、切欠き部幅EWと透過領域の液晶層の厚さdtとが、1.8dt<EW<2.5dtとするのが好ましい。1.8dt>EWの場合、単位厚さ辺りの電界が弱く、画素において液晶の放射状傾斜配向が安定化せず、放射状傾斜配向の中心の位置が複数の画素間でばらつくことがある。逆に、EW>2.5dtの場合、適正な液晶層の厚さに対して切欠き部13(または開口部14)が大き過ぎる結果、有効開口率が低下するので好ましくない。   However, if the width EW of the notch 13 (or the opening 14) is too large, the display portion in the pixel becomes small, and the region where the display state changes even when a voltage is applied is not preferable. Further, when the thickness dt of the liquid crystal layer is reduced, the electric field, that is, the unit V / μm is increased, the change amount of the electric field per unit thickness is increased, and is substantially the same as when the notch width EW is increased. An effect is obtained. That is, in a certain cell thickness (the thickness of the liquid crystal layer), a favorable radial tilt alignment domain can be formed for each pixel, and the effective aperture ratio is as much as possible (the ratio of the area contributing to display substantially to the pixel area). In order to increase the width, it is preferable that the notch width EW and the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region satisfy 1.8 dt <EW <2.5 dt. In the case of 1.8 dt> EW, the electric field per unit thickness is weak, the radial tilt alignment of the liquid crystal in the pixel is not stabilized, and the center position of the radial tilt alignment may vary among a plurality of pixels. On the contrary, when EW> 2.5 dt, the notch 13 (or the opening 14) is too large with respect to the appropriate thickness of the liquid crystal layer.

また、壁構造体15の高さWHは、液晶層の透過領域の厚さdtに対して0.25dt<WH<0.4dtとするのが好ましい。WH<0.25dtの場合、壁構造体15による配向規制力が弱くなり、安定な配向状態が得られないことがある。逆に、WH>0.4dtの場合、基板(アクティブマトリクス基板)1と基板(対向基板)17との間に液晶材料を注入する際、画素電極上に規則的に配置された壁構造体15が液晶注入の阻害となり、注入に時間がかかってしまう、または注入が不完全となる領域が発生する可能性が高くなる。特に、半透過型液晶表示装置の場合、反射領域の液晶層の厚さdr(例えば図4参照)は、光学最適設計のためには、透過領域の厚さdtのほぼ半分に設定されるので、ほとんど液晶材料が入らなくなってしまう可能性すらある。したがって、0.25dt<WH<0.4dtとするのが好ましい。   The height WH of the wall structure 15 is preferably 0.25 dt <WH <0.4 dt with respect to the thickness dt of the transmission region of the liquid crystal layer. In the case of WH <0.25 dt, the alignment regulating force by the wall structure 15 becomes weak, and a stable alignment state may not be obtained. Conversely, when WH> 0.4 dt, when the liquid crystal material is injected between the substrate (active matrix substrate) 1 and the substrate (counter substrate) 17, the wall structure 15 regularly arranged on the pixel electrode 15. This hinders liquid crystal injection, and it takes a long time for the injection or there is a high possibility that a region where the injection is incomplete occurs. In particular, in the case of a transflective liquid crystal display device, the thickness dr (see, for example, FIG. 4) of the liquid crystal layer in the reflective region is set to approximately half the thickness dt of the transmissive region for optimal optical design. There is even a possibility that almost no liquid crystal material can be contained. Therefore, it is preferable that 0.25 dt <WH <0.4 dt.

上記の例では、切欠き部13および/または開口部14に対応させて壁構造体15を設けた構成を例示したが、これに限られず、図3(b)に示したように、画素電極6を包囲する領域に壁構造体15を設けてもよい。画素電極6の周辺領域は、例えば、TFTやゲート信号配線、ソース信号配線などが形成され、あるいは、対向基板にブラックマトリクスが形成されるので、表示に寄与しない遮光領域となる。従って、この領域に形成された壁構造体15は表示に悪影響を及ぼすことが無い。   In the above example, the configuration in which the wall structure 15 is provided so as to correspond to the notch 13 and / or the opening 14 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and as illustrated in FIG. A wall structure 15 may be provided in a region surrounding 6. The peripheral region of the pixel electrode 6 is a light shielding region that does not contribute to display because, for example, a TFT, a gate signal wiring, a source signal wiring, or the like is formed, or a black matrix is formed on the counter substrate. Therefore, the wall structure 15 formed in this region does not adversely affect the display.

また、壁構造体15は、個々の液晶ドメインを形成する領域(サブ画素)を実質的に包囲するように形成してもよい。サブ画素ごとに壁構造体15を形成しないと、電圧が低い場合に切欠き部13または開口部14による配向規制力が十分でなく、液晶ドメインの放射状傾斜配向の中心の位置を安定に維持することができず、複数の画素間でばらつくことがある。特に、半透過型液晶表示装置では、少なくとも透過領域と反射領域との間に、開口部または切欠き部を設けることが好ましく、さらに、これに代えて、またはこれとともに、壁構造体15を形成することが好ましい。透過領域と反射領域との間に壁構造体15を形成していない場合、印加電圧が低い場合、壁構造体15を形成している領域側の配向規制力が他方よりも強く、放射状傾斜配向の中心位置が透過領域あるいは反射領域におけるサブが素領域の中心からずれてしまうことがある。   Further, the wall structure 15 may be formed so as to substantially surround regions (sub-pixels) that form individual liquid crystal domains. If the wall structure 15 is not formed for each sub-pixel, the alignment regulating force by the notch 13 or the opening 14 is not sufficient when the voltage is low, and the center position of the radial tilt alignment of the liquid crystal domain is stably maintained. Cannot be achieved, and may vary between a plurality of pixels. In particular, in the transflective liquid crystal display device, it is preferable to provide an opening or a notch at least between the transmissive region and the reflective region, and the wall structure 15 is formed instead of or together with this. It is preferable to do. When the wall structure 15 is not formed between the transmission region and the reflection region, when the applied voltage is low, the orientation regulating force on the region side where the wall structure 15 is formed is stronger than the other, and the radial gradient orientation The center position of the sub-region in the transmission region or the reflection region may deviate from the center of the elementary region.

次に、図4を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置のさらに具体的な構成例を説明する。   Next, a more specific configuration example of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4に示す液晶表示装置は、バックライトと、半透過型液晶パネル50と、半透過型液晶パネル50を介して互いに対向するように設けられた一対の偏光板40および43と、偏光板40および43と液晶パネル50との間に設けられた1/4波長板41および44と、1/4波長板41および44と液晶パネル50との間に設けられた光学異方性が負の位相差板42および45とを有している。液晶パネル50は、透明基板(アクティブマトリクス基板)1と透明基板(対向基板)17との間に垂直配向型液晶層20とを有している。液晶パネル50として、例えば、後に図6を参照しながら説明する液晶表示装置200と同様の構成を有するものを用いる。   The liquid crystal display device shown in FIG. 4 includes a backlight, a transflective liquid crystal panel 50, a pair of polarizing plates 40 and 43 provided so as to face each other through the transflective liquid crystal panel 50, and a polarizing plate 40. Quarter wave plates 41 and 44 provided between the liquid crystal panel 50 and the liquid crystal panel 50, and the optical anisotropy provided between the quarter wave plates 41 and 44 and the liquid crystal panel 50 is negative. The phase difference plates 42 and 45 are included. The liquid crystal panel 50 includes a vertical alignment type liquid crystal layer 20 between a transparent substrate (active matrix substrate) 1 and a transparent substrate (counter substrate) 17. As the liquid crystal panel 50, for example, a liquid crystal panel having the same configuration as the liquid crystal display device 200 described later with reference to FIG. 6 is used.

図4に示した液晶表示装置の表示動作を以下に簡単に説明する。   The display operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 4 will be briefly described below.

反射モード表示については、上側からの入射光は偏光板43を通り、直線偏光となる。この直線偏光は、偏光板43の透過軸と1/4波長板44との遅相軸とが45°になるように1/4波長板44に入射すると円偏光となり、基板17上に形成したカラーフィルタ層(不図示)を透過する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板45を用いている。   For the reflection mode display, incident light from above passes through the polarizing plate 43 and becomes linearly polarized light. This linearly polarized light becomes circularly polarized light when it enters the quarter wavelength plate 44 so that the transmission axis of the polarizing plate 43 and the slow axis of the quarter wavelength plate 44 are 45 °, and is formed on the substrate 17. It passes through a color filter layer (not shown). Here, a phase difference plate 45 that does not give a phase difference to light incident from the normal direction is used.

電圧無印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているために入射光は位相差がほぼ0で透過し、下側の基板1に形成した反射電極により反射される。反射された円偏光は再び液晶層20中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板45を円偏光で通り、1/4波長板44を経て、最初に入射して偏光板43を透過した際の偏光方向と直交する偏光方向の直線偏光に変換されて偏光板43に到達するために、光は偏光板43を透過できず黒表示となる。   When no voltage is applied, since the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 20 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, the incident light is transmitted with a phase difference of approximately 0 and is reflected by the reflective electrode formed on the lower substrate 1. The The reflected circularly polarized light passes through the liquid crystal layer 20 again, passes through the color filter layer, passes again through the retardation plate 45 having negative optical anisotropy as circularly polarized light, passes through the quarter-wave plate 44, and then first. The light is converted into linearly polarized light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction when passing through the polarizing plate 43 and reaches the polarizing plate 43, so that light cannot pass through the polarizing plate 43 and is displayed in black.

一方、電圧印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くため、入射した円偏光は液晶層20の複屈折により楕円偏光となり、下側の基板1に形成した反射電極により反射される。反射された光は液晶層20で偏光状態がさらに崩され、再び液晶層20中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板45を通り、1/4波長板44に楕円偏光として入射するため、偏光板43に到達するときに全ての光が入射時の偏光方向と直交した直線偏光とはならず、一部の光が偏光板43を透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板43を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。   On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 20 are inclined in the horizontal direction from the direction perpendicular to the substrate surface, so that the incident circularly polarized light becomes elliptically polarized light due to the birefringence of the liquid crystal layer 20 and is formed on the lower substrate 1. Reflected by the reflected electrode. The reflected light is further broken in the polarization state by the liquid crystal layer 20, passes through the liquid crystal layer 20 again, passes through the color filter layer, passes through the retardation plate 45 having negative optical anisotropy again, and becomes 1/4. Since the light is incident on the wave plate 44 as elliptically polarized light, all the light does not become linearly polarized light orthogonal to the polarization direction at the time of incidence when reaching the polarizing plate 43, and part of the light is transmitted through the polarizing plate 43. In particular, by adjusting the applied voltage, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted can be controlled, and the amount of light that can be reflected by the polarizing plate 43 is modulated, thereby enabling gradation display.

また、透過モードの表示については、上下2枚の偏光板43および偏光板40は各々その透過軸が直交するように配置されており、光源から出射された光は偏光板40で直線偏光となり、この直線偏光は、偏光板40の透過軸と1/4波長板41との遅相軸が45°になるように1/4波長板41に入射すると円偏光になり光学異方性が負の位相差板42を経て下側の基板1の透過領域Aに入射する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板42を用いている。   Regarding the display of the transmission mode, the two upper and lower polarizing plates 43 and 40 are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other, and the light emitted from the light source becomes linearly polarized light by the polarizing plate 40, This linearly polarized light becomes circularly polarized light and has a negative optical anisotropy when incident on the ¼ wavelength plate 41 so that the slow axis between the transmission axis of the polarizing plate 40 and the ¼ wavelength plate 41 is 45 °. The light enters the transmission region A of the lower substrate 1 through the phase difference plate 42. Here, a phase difference plate 42 that does not give a phase difference to light incident from the normal direction is used.

電圧無印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているため、入射光は位相差がほぼ0で透過し、下側の基板1に円偏光の状態で入射し、円偏光の状態で液晶層20および上側の基板17を経て上側の光学異方性が負の位相差板45を透過して1/4波長板44に到る。ここで、下側の1/4波長板41と上側の1/4波長板44の遅相軸が90°交差して配置することで、上側の1/4波長板44からは偏光板40での直線偏光と直交した直線偏光となり、偏光板43で吸収されて黒表示となる。   When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 20 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, so that incident light is transmitted with a phase difference of approximately 0 and is incident on the lower substrate 1 in a circularly polarized state. In the state of circular polarization, the light passes through the liquid crystal layer 20 and the upper substrate 17 and passes through the retardation plate 45 having the negative optical anisotropy to reach the quarter-wave plate 44. Here, the slow axis of the lower ¼ wavelength plate 41 and the upper ¼ wavelength plate 44 intersect each other by 90 °, so that the upper ¼ wavelength plate 44 is separated by the polarizing plate 40. The linearly polarized light is orthogonal to the linearly polarized light, and is absorbed by the polarizing plate 43 to display black.

一方、電圧印加時には、液晶層20中の液晶分子21は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くために液晶表示装置への入射した円偏光は液晶層20の複屈折により楕円偏光となり、上側のCF基板17や上側の光学異方性が負の位相差板45および1/4波長板44を楕円偏光として偏光板43に到るために入射時の偏光成分と直交した直線偏光にはならず、偏光板43を通して光が透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板43を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。   On the other hand, when a voltage is applied, since the liquid crystal molecules 21 in the liquid crystal layer 20 are inclined in the horizontal direction from the direction perpendicular to the substrate surface, the circularly polarized light incident on the liquid crystal display device becomes elliptically polarized light due to the birefringence of the liquid crystal layer 20, and the upper side. Since the CF substrate 17 and the retardation plate 45 and the quarter wavelength plate 44 having a negative optical anisotropy on the upper side reach the polarizing plate 43 as elliptically polarized light, the linearly polarized light orthogonal to the polarization component at the time of incidence is not obtained. Instead, light passes through the polarizing plate 43. In particular, by adjusting the applied voltage, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted can be controlled, and the amount of light that can be reflected by the polarizing plate 43 is modulated, thereby enabling gradation display.

光学異方性が負の位相差板は液晶分子が垂直配向状態での視野角を変化させた場合の位相差の変化量を最小に抑え、広視野角側での黒浮きを抑える。また、光学異方性が負の位相差板と1/4波長板を一体化させた2軸性位相差板を用いても良い。   A retardation plate having a negative optical anisotropy minimizes the amount of change in retardation when the viewing angle is changed in a vertically aligned state of liquid crystal molecules, and suppresses black floating on the wide viewing angle side. Further, a biaxial retardation plate in which a retardation plate having negative optical anisotropy and a quarter wavelength plate are integrated may be used.

本発明のように電圧無印加時に黒表示を行い、電圧印加時に白表示となるノーマリーブラックモードを放射状傾斜配向ドメインで行った場合、液晶表示装置(液晶パネル)の上下に一対の1/4波長板を設けることによって、偏光板に起因する消光模様を解消させて明るさを改善することも可能となる。また、上下の偏光板の透過軸を互いに直交して配置してノーマリーブラックモードを放射状傾斜配向ドメインで行った場合には、原理的にはクロスニコルに配置した一対の偏光板と同程度の黒表示を実現できることから、極めて高いコントラスト比を実現できると共に、全方位的な配向に導かれた広い視野角特性が達成できる。   When a normally black mode in which a black display is performed when no voltage is applied and a white display is performed when a voltage is applied is performed in the radial tilt alignment domain as in the present invention, a pair of 1/4 is formed above and below the liquid crystal display device (liquid crystal panel). By providing the wave plate, it is possible to improve the brightness by eliminating the extinction pattern caused by the polarizing plate. In addition, when the normally black mode is performed in the radially inclined alignment domain with the transmission axes of the upper and lower polarizing plates arranged orthogonal to each other, in principle, the same degree as a pair of polarizing plates arranged in crossed Nicols. Since a black display can be realized, an extremely high contrast ratio can be realized, and a wide viewing angle characteristic led to an omnidirectional orientation can be achieved.

(透過型液晶表示装置)
まず、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置100の構成を図5を参照しながら説明する。図5は、透過型液晶表示装置100の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、(a)は、平面図であり、(b)は図5(a)中の5B−5B’線に沿った断面図である。
(Transmission type liquid crystal display)
First, the configuration of a transmissive liquid crystal display device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of one pixel of the transmissive liquid crystal display device 100, (a) is a plan view, and (b) is 5B-5B ′ in FIG. 5 (a). It is sectional drawing along a line.

液晶表示装置100は、透明基板(例えばガラス基板)110aと、透明基板110aに対向するように設けられた透明基板110bと、透明基板110aと110bとの間に設けられた垂直配向型の液晶層120とを有する。基板110aおよび110b上の液晶層120に接する面には垂直配向膜(不図示)が設けられており、電圧無印加時には、液晶層120の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層120は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。   The liquid crystal display device 100 includes a transparent substrate (for example, a glass substrate) 110a, a transparent substrate 110b provided to face the transparent substrate 110a, and a vertical alignment type liquid crystal layer provided between the transparent substrates 110a and 110b. 120. A vertical alignment film (not shown) is provided on the surfaces of the substrates 110a and 110b in contact with the liquid crystal layer 120. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 120 are substantially perpendicular to the surface of the vertical alignment film. Oriented. The liquid crystal layer 120 includes a nematic liquid crystal material having negative dielectric anisotropy, and further includes a chiral agent as necessary.

液晶表示装置100は、透明基板110a上に形成された画素電極111と、透明基板110b上に形成された対向電極131とを有し、画素電極111と対向電極131との間に設けられた液晶層120とが画素を規定する。ここでは、画素電極111および対向電極131のいずれも透明導電層(例えばITO層)で形成されている。なお、典型的には、透明基板110bの液晶層120側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ130(複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層130ということもある。)と、隣接するカラーフィルタ130の間、すなわち、隣接する画素の間に設けられるブラックマトリクス(遮光層)132とが形成され、これらの上に対向電極131が形成されるが、対向電極131上(液晶層120側)にカラーフィルタ層130やブラックマトリクス132を形成しても良い。   The liquid crystal display device 100 includes a pixel electrode 111 formed on the transparent substrate 110a and a counter electrode 131 formed on the transparent substrate 110b, and a liquid crystal provided between the pixel electrode 111 and the counter electrode 131. Layer 120 defines the pixel. Here, both the pixel electrode 111 and the counter electrode 131 are formed of a transparent conductive layer (for example, an ITO layer). Typically, on the liquid crystal layer 120 side of the transparent substrate 110b, a color filter 130 provided corresponding to the pixel (a plurality of color filters may be collectively referred to as the color filter layer 130), and A black matrix (light-shielding layer) 132 provided between adjacent color filters 130, that is, between adjacent pixels is formed, and a counter electrode 131 is formed thereon, but on the counter electrode 131 (liquid crystal layer) The color filter layer 130 and the black matrix 132 may be formed on the (120 side).

ここで、画素電極111は、所定の位置に形成された、2つの切欠き部113を有している。また、透明基板110aの液晶層120側には、壁構造体115が設けられており、壁構造体115は、画素電極111を包囲するように設けられた壁部分および、矩形状の切欠き部113内にこれと平行に設けられた壁部分と、さらにこれらを連結するように延設された壁部分とを含んでいる。   Here, the pixel electrode 111 has two notches 113 formed at predetermined positions. Further, a wall structure 115 is provided on the liquid crystal layer 120 side of the transparent substrate 110a. The wall structure 115 includes a wall portion provided so as to surround the pixel electrode 111 and a rectangular cutout portion. 113 includes a wall portion provided in parallel therewith and a wall portion extending so as to connect them.

この液晶層に所定の電圧を印加すると、壁構造体115で包囲された領域内にそれぞれが放射状傾斜配向を呈する2つの液晶ドメインが形成される。ここで例示した壁構造体115は、連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体115は液晶ドメインの境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。   When a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, two liquid crystal domains each having a radially inclined alignment are formed in a region surrounded by the wall structure 115. The wall structure 115 illustrated here is provided as a continuous wall, but is not limited thereto, and may be divided into a plurality of walls. Since the wall structure 115 acts to define the boundary of the liquid crystal domain, it preferably has a certain length. For example, when the wall structure is composed of a plurality of walls, the length of each wall is preferably longer than the length between adjacent walls.

液晶層120の厚さ(セルギャップともいう。)を規定するための支持体133を遮光領域に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体133は、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ工程で形成することができる。支持体133は、透明基板110aおよび110bのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体115上に設ける場合に限られない。壁構造体115上に支持体133を形成する場合は、壁構造体115の高さと支持体133の高さとの和が液晶層120の厚さとなるように設定される。壁構造体115が形成されていない領域に支持体133を設ける場合には、支持体133の高さが液晶層120の厚さとなるように設定される。   It is preferable that the support 133 for defining the thickness of the liquid crystal layer 120 (also referred to as a cell gap) be formed in the light shielding region because the display quality is not deteriorated. The support 133 can be formed by a photolithography process using a photosensitive resin, for example. The support 133 may be formed on either of the transparent substrates 110a and 110b, and is not limited to being provided on the wall structure 115 provided in the light shielding region as illustrated. When the support 133 is formed on the wall structure 115, the sum of the height of the wall structure 115 and the height of the support 133 is set to be the thickness of the liquid crystal layer 120. When the support body 133 is provided in a region where the wall structure 115 is not formed, the height of the support body 133 is set to be the thickness of the liquid crystal layer 120.

なお、透明基板110aの液晶層120側には、例えばTFTなどのアクティブ素子およびTFTに接続されたゲート配線およびソース配線などの回路要素(いずれも不図示)が設けられる。また、透明基板110aと、透明基板110a上に形成された回路要素および上述した画素電極111、壁構造体115、支持体133および配向膜などをまとめてアクティブマトリクス基板ということがある。一方、透明基板110bと透明基板110b上に形成されたカラーフィルタ層130、ブラックマトリクス132、対向電極131および配向膜などをまとめて対向基板またはカラーフィルタ基板ということがある。   Note that, on the liquid crystal layer 120 side of the transparent substrate 110a, for example, an active element such as a TFT and circuit elements (not shown) such as a gate wiring and a source wiring connected to the TFT are provided. Further, the transparent substrate 110a, the circuit elements formed on the transparent substrate 110a, the pixel electrode 111, the wall structure 115, the support 133, the alignment film, and the like described above may be collectively referred to as an active matrix substrate. On the other hand, the transparent substrate 110b and the color filter layer 130, the black matrix 132, the counter electrode 131, the alignment film, and the like formed on the transparent substrate 110b may be collectively referred to as a counter substrate or a color filter substrate.

また、上記の説明では省略したが、液晶表示装置100は、透明基板110aおよび110bを介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有する。一対の偏光板は典型的には透過軸が互いに直交するように配置される。さらに、前述したように、2軸性光学異方性媒体層または1軸性光学異方性媒体層を設けても良い。   Further, although omitted in the above description, the liquid crystal display device 100 further includes a pair of polarizing plates arranged so as to face each other through the transparent substrates 110a and 110b. The pair of polarizing plates are typically arranged so that the transmission axes are orthogonal to each other. Furthermore, as described above, a biaxial optically anisotropic medium layer or a uniaxial optically anisotropic medium layer may be provided.

(半透過型液晶表示装置)
次に、図6を参照しながら、本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置200の構成を説明する。
(Transflective liquid crystal display device)
Next, the configuration of the transflective liquid crystal display device 200 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明による実施形態の透過型液晶表示装置200の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、(a)は、平面図であり、(b)は図6(a)中の6B−6B’線に沿った断面図である。   It is a figure which shows typically the structure of one pixel of the transmissive liquid crystal display device 200 of embodiment by this invention, (a) is a top view, (b) is 6B- in FIG. 6 (a). It is sectional drawing along a 6B 'line.

液晶表示装置200は、透明基板(例えばガラス基板)210aと、透明基板210aに対向するように設けられた透明基板210bと、透明基板210aと210bとの間に設けられた垂直配向型の液晶層220とを有する。両方の基板210aおよび210b上の液晶層220に接する面には垂直配向膜(不図示)が設けられており、電圧無印加時には、液晶層220の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層220は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。   The liquid crystal display device 200 includes a transparent substrate (for example, a glass substrate) 210a, a transparent substrate 210b provided to face the transparent substrate 210a, and a vertical alignment type liquid crystal layer provided between the transparent substrates 210a and 210b. 220. A vertical alignment film (not shown) is provided on the surfaces of both the substrates 210a and 210b in contact with the liquid crystal layer 220. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 220 are in contact with the surface of the vertical alignment film. Oriented substantially vertically. The liquid crystal layer 220 includes a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and further includes a chiral agent as necessary.

液晶表示装置200は、透明基板210a上に形成された画素電極211と、透明基板210b上に形成された対向電極231とを有し、画素電極211と対向電極231との間に設けられた液晶層220とが画素を規定する。透明基板210a上には、後述するようにTFTなどの回路要素が形成されている。透明基板210aおよびこの上に形成された構成要素をまとめてアクティブマトリクス基板210aということがある。   The liquid crystal display device 200 includes a pixel electrode 211 formed on the transparent substrate 210a and a counter electrode 231 formed on the transparent substrate 210b, and a liquid crystal provided between the pixel electrode 211 and the counter electrode 231. Layer 220 defines the pixel. Circuit elements such as TFTs are formed on the transparent substrate 210a as will be described later. The transparent substrate 210a and the components formed thereon may be collectively referred to as an active matrix substrate 210a.

また、典型的には、透明基板210bの液晶層220側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ230(複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層230ということもある。)と、隣接するカラーフィルタ230の間、すなわち、隣接する画素の間に設けられるブラックマトリクス(遮光層)232とが形成され、これらの上に対向電極231が形成されるが、対向電極231上(液晶層220側)にカラーフィルタ層230やブラックマトリクス232を形成しても良い。透明基板210bおよびこの上に形成された構成要素をまとめて対向基板(カラーフィルタ基板)基板210bということがある。   Further, typically, a color filter 230 (corresponding to a plurality of color filters may be collectively referred to as the color filter layer 230) provided corresponding to the pixel on the liquid crystal layer 220 side of the transparent substrate 210b. A black matrix (light-shielding layer) 232 provided between adjacent color filters 230, that is, between adjacent pixels is formed, and a counter electrode 231 is formed thereon, but on the counter electrode 231 (liquid crystal layer) 220), the color filter layer 230 and the black matrix 232 may be formed. The transparent substrate 210b and the components formed thereon may be collectively referred to as a counter substrate (color filter substrate) substrate 210b.

画素電極211は、透明導電層(例えばITO層)から形成された透明電極211aと、金属層(例えば、Al層、Alを含む合金層、およびこれらのいずれかを含む積層膜)から形成された反射電極211bとを有する。その結果、画素は、透明電極211aによって規定される透明領域Aと、反射電極211bによって規定される反射領域Bとを含む。透明領域Aは透過モードで表示を行い、反射領域Bは反射モードで表示を行う。   The pixel electrode 211 is formed of a transparent electrode 211a formed from a transparent conductive layer (for example, an ITO layer) and a metal layer (for example, an Al layer, an alloy layer including Al, and a laminated film including any of these). A reflective electrode 211b. As a result, the pixel includes a transparent area A defined by the transparent electrode 211a and a reflective area B defined by the reflective electrode 211b. The transparent area A displays in the transmissive mode, and the reflective area B displays in the reflective mode.

ここで、画素電極211は、所定の位置に形成された、切欠き部213を有している。また、透明基板210aの液晶層220側には、壁構造体215が設けられており、壁構造体215は、画素電極211を包囲するように設けられた壁部分および、矩形状の切欠き部213内にこれと平行に設けられた壁部分と、さらにこれらを連結するように延設された壁部分とを含んでいる。   Here, the pixel electrode 211 has a notch 213 formed at a predetermined position. Further, a wall structure 215 is provided on the liquid crystal layer 220 side of the transparent substrate 210a. The wall structure 215 includes a wall portion provided so as to surround the pixel electrode 211 and a rectangular notch. 213 includes a wall portion provided in parallel with 213 and a wall portion extending so as to connect them.

この液晶層に所定の電圧を印加すると、壁構造体215で包囲された領域内にそれぞれが放射状傾斜配向を呈する3つの液晶ドメインが形成される。ここで例示した壁構造体215は、連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体215は液晶ドメインの境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。   When a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, three liquid crystal domains each having a radially inclined alignment are formed in a region surrounded by the wall structure 215. The wall structure 215 exemplified here is provided as a continuous wall, but is not limited thereto, and may be divided into a plurality of walls. Since the wall structure 215 acts so as to define the boundary of the liquid crystal domain, it preferably has a certain length. For example, when the wall structure is composed of a plurality of walls, the length of each wall is preferably longer than the length between adjacent walls.

図6には、透過領域Aに2つの液晶ドメインを形成し、反射領域Bに1つの液晶ドメインを形成する例を示したが、これに限定されない。なお、個々の液晶ドメインは略正方形の形状にすることが、視野角特性および配向の安定性の観点から好ましい。   Although FIG. 6 shows an example in which two liquid crystal domains are formed in the transmissive region A and one liquid crystal domain is formed in the reflective region B, the present invention is not limited to this. In addition, it is preferable that each liquid crystal domain has a substantially square shape from the viewpoint of viewing angle characteristics and alignment stability.

液晶表示装置200は、隣接する画素の間に設けられる遮光領域の透明基板210a上に壁構造体215を有している。ここで例示した壁構造体215は、画素を包囲するように連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体215は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体215を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。   The liquid crystal display device 200 has a wall structure 215 on a transparent substrate 210a in a light shielding region provided between adjacent pixels. The wall structure 215 exemplified here is provided as a continuous wall so as to surround the pixel, but is not limited thereto, and may be divided into a plurality of walls. Since the wall structure 215 acts to define a boundary formed in the vicinity of the extension of the pixels in the liquid crystal domain, it preferably has a certain length. For example, when the wall structure 215 is composed of a plurality of walls, the length of each wall is preferably longer than the length between adjacent walls.

液晶層220の厚さ(セルギャップともいう。)を規定するための支持体233を遮光領域に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体233は、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ工程で形成することができる。支持体233は、透明基板210aおよび210bのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体215上に設ける場合に限られない。壁構造体215上に支持体233を形成する場合は、壁構造体215の高さと支持体233の高さとの和が液晶層220の厚さとなるように設定される。壁構造体215が形成されていない領域に支持体233を設ける場合には、支持体233の高さが液晶層220の厚さとなるように設定される。   It is preferable to form the support 233 for defining the thickness (also referred to as a cell gap) of the liquid crystal layer 220 in the light shielding region because the display quality is not deteriorated. The support 233 can be formed by a photolithography process using a photosensitive resin, for example. The support 233 may be formed on either of the transparent substrates 210a and 210b, and is not limited to the case of being provided on the wall structure 215 provided in the light shielding region as illustrated. When the support 233 is formed on the wall structure 215, the sum of the height of the wall structure 215 and the height of the support 233 is set to be the thickness of the liquid crystal layer 220. In the case where the support 233 is provided in a region where the wall structure 215 is not formed, the height of the support 233 is set to be the thickness of the liquid crystal layer 220.

次に、透過モードの表示と反射モードの表示の両方を行うことができる半透過型液晶表示装置200に特有の好ましい構成を説明する。   Next, a preferable configuration unique to the transflective liquid crystal display device 200 capable of performing both transmission mode display and reflection mode display will be described.

透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層220を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層220を2回通過する。したがって、図6(b)に模式的に示したように、透過領域Aの液晶層220の厚さdtを反射領域Bの液晶層220の厚さdrの約2倍に設定することが好ましい。このように設定することによって、両表示モードの光に対して液晶層220が与えるリタデーションを略等しくすることができる。dt=0.5drが最も好ましいが、0.3dt<dr<0.7dtの範囲内にあれば両方の表示モードで良好な表示を実現できる。勿論、用途によっては、dt=drであってもよい。   In the transmission mode display, the light used for display passes through the liquid crystal layer 220 only once, whereas in the reflection mode display, the light used for display passes through the liquid crystal layer 220 twice. Therefore, as schematically shown in FIG. 6B, the thickness dt of the liquid crystal layer 220 in the transmissive region A is preferably set to about twice the thickness dr of the liquid crystal layer 220 in the reflective region B. By setting in this way, the retardation that the liquid crystal layer 220 gives to the light in both display modes can be made substantially equal. Although dt = 0.5dr is most preferable, good display can be realized in both display modes as long as it is within the range of 0.3dt <dr <0.7dt. Of course, dt = dr may be used depending on the application.

液晶表示装置200においては、反射領域Bの液晶層220の厚さを透過領域Aの液晶層の厚さよりも小さくするために、ガラス基板210bの反射領域Bにのみ透明誘電体層234を設けている。なお、対向電極231は、図示したように、透明誘電体層234を覆うように(すなわち液晶層220側に)設けることが好ましい。このように対向基板210b側に透明誘電体層234を設ける構成を採用すると、反射電極211bの下に絶縁膜などを用いて段差を設ける必要がないので、アクティブマトリクス基板210aの製造を簡略化できるという利点が得られる。さらに、液晶層220の厚さを調整するための段差を設けるための絶縁膜上に反射電極211bを設けると、絶縁膜の斜面(テーパ部)を覆う反射電極によって透過表示に用いられる光が遮られる、あるいは、絶縁膜の斜面に形成された反射電極で反射される光は、内部反射を繰り返すので、反射表示にも有効に利用されない、という問題が発生するが、上記構成を採用するとこれらの問題の発生が抑制され、光の利用効率を改善することができる。   In the liquid crystal display device 200, in order to make the thickness of the liquid crystal layer 220 in the reflective region B smaller than the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region A, the transparent dielectric layer 234 is provided only in the reflective region B of the glass substrate 210b. Yes. The counter electrode 231 is preferably provided so as to cover the transparent dielectric layer 234 (that is, on the liquid crystal layer 220 side) as shown in the figure. By adopting such a configuration in which the transparent dielectric layer 234 is provided on the counter substrate 210b side, there is no need to provide a step using an insulating film or the like under the reflective electrode 211b, so that the manufacturing of the active matrix substrate 210a can be simplified. The advantage is obtained. Further, when the reflective electrode 211b is provided over the insulating film for providing a step for adjusting the thickness of the liquid crystal layer 220, light used for transmissive display is blocked by the reflective electrode that covers the inclined surface (tapered portion) of the insulating film. However, since the light reflected by the reflective electrode formed on the slope of the insulating film repeats internal reflection, there is a problem that it is not effectively used for reflective display. Occurrence of problems can be suppressed and light utilization efficiency can be improved.

さらに、この透明誘電体層234に光を散乱する機能(拡散反射機能)を有するものを用いると、反射電極211bに拡散反射機能を付与しなくても、良好なペーパーホワイトに近い白表示を実現できる。透明誘電体層234に光散乱機能を付与しなくても、反射電極211bの表面に凹凸形状を付与することによって、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することもできるが、凹凸の形状によっては放射状傾斜配向の中心の位置が安定し無い場合がある。これに対し、光散乱機能を有する透明誘電体層234と平坦な表面を有する反射電極211bとを用いれば、反射電極211bに形成する開口部214によって中心の位置をより確実に安定化できるという利点が得られる。なお、反射電極211bに拡散反射機能を付与するために、その表面に凹凸を形成する場合、凹凸形状は干渉色が発生しないように連続した波状とすることが好ましく、放射状傾斜配向の中心を安定化できるように設定することが好ましい。   Furthermore, if the transparent dielectric layer 234 having a function of scattering light (diffuse reflection function) is used, a good white display close to paper white can be realized without providing the reflection electrode 211b with a diffuse reflection function. it can. Even if the transparent dielectric layer 234 is not provided with a light scattering function, a white display close to paper white can be realized by providing an uneven shape on the surface of the reflective electrode 211b. The center position of the tilted orientation may not be stable. On the other hand, if the transparent dielectric layer 234 having a light scattering function and the reflective electrode 211b having a flat surface are used, the center position can be more reliably stabilized by the opening 214 formed in the reflective electrode 211b. Is obtained. In addition, in order to provide a diffuse reflection function to the reflective electrode 211b, when forming unevenness on the surface, the uneven shape is preferably a continuous wave shape so that no interference color is generated, and the center of the radial gradient orientation is stable. It is preferable to set so that it can be realized.

また、透過モードでは表示に用いられる光はカラーフィルタ層230を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光はカラーフィルタ層230を2回通過する。従って、カラーフィルタ層230として、透過領域Aおよび反射領域Bに同じ光学濃度のカラーフィルタ層を用いると、反射モードにおける色純度および/または輝度が低下することがある。この問題の発生を抑制するために、反射領域のカラーフィルタ層の光学濃度を透過領域のカラーフィルタ層よりも小さくすることが好ましい。なお、ここでいう光学濃度は、カラーフィルタ層を特徴付ける特性値であり、カラーフィルタ層の厚さを小さくすれば、光学濃度を小さくできる。あるいは、カラーフィルタ層の厚さをそのままで、例えば添加する色素の濃度を低下させて、光学濃度を小さくすることもできる。   In the transmissive mode, light used for display passes through the color filter layer 230 only once, whereas in reflective mode display, light used for display passes through the color filter layer 230 twice. Therefore, when a color filter layer having the same optical density is used for the transmission region A and the reflection region B as the color filter layer 230, color purity and / or luminance in the reflection mode may be lowered. In order to suppress the occurrence of this problem, it is preferable to make the optical density of the color filter layer in the reflective region smaller than that in the transmissive region. The optical density here is a characteristic value characterizing the color filter layer, and the optical density can be reduced by reducing the thickness of the color filter layer. Alternatively, the optical density can be reduced by reducing the concentration of the added dye, for example, while maintaining the thickness of the color filter layer.

以下、試作した液晶表示装置の表示特性を具体的に説明する。   Hereinafter, the display characteristics of the prototyped liquid crystal display device will be specifically described.

(試作例1)
信号線およびTFT(薄膜トランジスタ)が形成されたアクティブマトリクス基板上に図7(a)に示すような画素電極(ITO層:透明電極)6および壁構造体15を形成した。このとき、切欠き部13の幅は8μm、壁構造体15の幅は6μmとした。壁構造体15とは別の場所にセル厚を規定するための支持体を形成した。この支持体の高さは4.0μmとした。
(Prototype example 1)
A pixel electrode (ITO layer: transparent electrode) 6 and a wall structure 15 as shown in FIG. 7A were formed on an active matrix substrate on which signal lines and TFTs (thin film transistors) were formed. At this time, the width of the notch 13 was 8 μm, and the width of the wall structure 15 was 6 μm. A support for defining the cell thickness was formed at a location different from the wall structure 15. The height of this support was 4.0 μm.

以上のように作製したアクティブマトリクス基板とカラーフィルタ層、電極層を形成した対向基板(カラーフィルタ基板)に垂直配向剤を塗布し、焼成することで基板上に垂直配向層を形成した。アクティブマトリクス基板および対向基板を貼り合わせ、負の誘電率異方性を有する液晶材料(Δn=0.101、Δε=−5.0)を注入、封止して液晶表示装置を作製した。続いて、この液晶表示装置の構成基板の両面に光学フィルムを配置して液晶表示装置を得た。   A vertical alignment layer was formed on the substrate by applying a vertical alignment agent to the active matrix substrate manufactured as described above, the color filter layer, and the counter substrate (color filter substrate) on which the electrode layer was formed, and baking it. An active matrix substrate and a counter substrate were bonded to each other, and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy (Δn = 0.101, Δε = −5.0) was injected and sealed to manufacture a liquid crystal display device. Then, the optical film was arrange | positioned on both surfaces of the structural substrate of this liquid crystal display device, and the liquid crystal display device was obtained.

本試作例の液晶表示装置の構成は、上から順に偏光板(観察側)、1/4波長板(位相差板1)、光学異方性が負の位相差板(位相差板2(NR板))、液晶層(上側;カラーフィルタ基板、下側;アクティブマトリクス基板)、光学異方性が負の位相差板(位相差板3(NR板))、1/4波長板(位相差板4)、偏光板(バックライト側)の積層構造とした。なお、液晶層の上下の1/4波長板(位相差板1と位相差板4)では互いの遅相軸を直交させ、各々の位相差を140nm(可視光(560nmの4分の1)とした。   The configuration of the liquid crystal display device of this prototype is, in order from the top, a polarizing plate (observation side), a quarter-wave plate (retardation plate 1), and a retardation plate with negative optical anisotropy (retardation plate 2 (NR). Plate)), liquid crystal layer (upper side: color filter substrate, lower side: active matrix substrate), retardation plate with negative optical anisotropy (retardation plate 3 (NR plate)), 1/4 wavelength plate (retardation) A laminated structure of a plate 4) and a polarizing plate (backlight side) was adopted. In addition, in the upper and lower quarter-wave plates (the phase difference plate 1 and the phase difference plate 4) of the liquid crystal layer, their slow axes are orthogonal to each other, and each phase difference is 140 nm (visible light (1/4 of 560 nm)). It was.

光学異方性が負の位相差板(位相差板2と位相差板3)は光軸(フィルム面に垂直)とフィルム面に平行な方向での位相差を135nmとした。また、2枚の偏光板(観察側、バックライト側)では、透過軸を直交させて配置した。   The retardation plate (retardation plate 2 and retardation plate 3) having negative optical anisotropy has a retardation of 135 nm in a direction parallel to the optical axis (perpendicular to the film surface) and the film surface. Further, the two polarizing plates (observation side and backlight side) were arranged with their transmission axes orthogonal to each other.

液晶表示装置に駆動信号を印加(液晶層に4V印加)して表示特性を評価した。試作例1は、図8に示す良好な電圧−透過率特性を有していた。また、透過表示での視角−コントラストの特性結果を図9に示す。透過表示での視野角特性はほぼ、全方位的で対称な特性を示し、CR>10(太線の領域)の領域は±80°と良好であり、透過コントラストも正面で300:1以上と高いものであった。また、中間調における応答速度に関しても8階調レベルでの6→7階調(黒に近い低電圧)応答での応答時間が20msecと壁構造体がない場合に比べて高速応答特性を示した。   A display signal was evaluated by applying a drive signal to the liquid crystal display device (applying 4V to the liquid crystal layer). Prototype Example 1 had good voltage-transmittance characteristics shown in FIG. Further, FIG. 9 shows the viewing angle-contrast characteristic result in the transmissive display. Viewing angle characteristics in transmissive display are almost omnidirectional and symmetrical, CR> 10 (bold line area) is good at ± 80 °, and transmission contrast is high at 300: 1 or more in front. It was a thing. Also, with respect to the response speed in the halftone, the response time in the response of 6 to 7 gradations (low voltage close to black) at 8 gradation levels is 20 msec, which is a high-speed response characteristic as compared with the case without the wall structure. .

(試作例2)
アクティブマトリクス基板上に試作例1と同様な形状の切欠き部13を有する画素電極6を形成した。その後、壁構造体をITO電極上に図のように形成した。このとき切欠き部13の幅は6μm、壁構造体の幅は3μmであった。セルギャップを規定する支持体の高さは3.0μmであった。その後の工程は試作例1と同様に行い、液晶表示装置を作製した。本試作例の液晶表示装置も全方位にわたり良好な視野角特性かつ高コントラスト特性を有していた。
(Prototype example 2)
A pixel electrode 6 having a notch 13 having the same shape as that of Prototype Example 1 was formed on an active matrix substrate. Thereafter, a wall structure was formed on the ITO electrode as shown. At this time, the width of the notch 13 was 6 μm, and the width of the wall structure was 3 μm. The height of the support that defines the cell gap was 3.0 μm. Subsequent steps were performed in the same manner as in Prototype Example 1 to produce a liquid crystal display device. The liquid crystal display device of this prototype also had good viewing angle characteristics and high contrast characteristics in all directions.

(試作例3)
試作例1と同様な画素電極6、壁構造体15を形成したアクティブマトリクス基板上に壁構造体15とは別の場所(遮光領域)にセル厚を規定するための支持体を形成した。この支持体の高さは4.5μmとした。その後の工程は試作例1と同様に行い、液晶表示装置を作製した。
(Prototype example 3)
On the active matrix substrate on which the pixel electrode 6 and the wall structure 15 similar to those of the prototype example 1 were formed, a support for defining the cell thickness was formed at a location (light-shielding region) different from the wall structure 15. The height of this support was 4.5 μm. Subsequent steps were performed in the same manner as in Prototype Example 1 to produce a liquid crystal display device.

本試作例のパネルを広視野角側から観察した場合、画素にざらつきが観察されるものがあった。ざらつきが見られた画素を偏光顕微鏡でクロスニコル観察したところ、放射状傾斜配向の中心が各画素において画素の中心からずれていた。このことから切欠き部の幅が液晶層の厚さに対して大きすぎると好ましくないことがわかる。   When the panel of this prototype was observed from the wide viewing angle side, some pixels were observed to be rough. When the pixel where the roughness was observed was observed with a polarizing microscope in crossed Nicols, the center of the radial tilt alignment was shifted from the center of the pixel in each pixel. From this, it can be seen that it is not preferable that the width of the notch is too large with respect to the thickness of the liquid crystal layer.

(試作例4)
試作例1と同様な画素電極6および壁構造体15を形成した。このとき、切欠き部13の幅は6μm、壁構造体15の幅は1μmであった。セルギャップを規定する支持体の高さを3.0μmに規定した。その後の工程は試作例1と同様に行い、液晶表示装置を作製した。
(Prototype example 4)
The pixel electrode 6 and the wall structure 15 similar to the prototype 1 were formed. At this time, the width of the notch 13 was 6 μm, and the width of the wall structure 15 was 1 μm. The height of the support that defines the cell gap was defined to be 3.0 μm. Subsequent steps were performed in the same manner as in Prototype Example 1 to produce a liquid crystal display device.

本試作例のパネルを広視野角側から観察した場合に画素にざらつきが観察されるものがあった。ざらつきが見られた画素を偏光顕微鏡でクロスニコル観察したところ、放射状傾斜配向の中心が各画素において画素の中心からずれていた。このことから、壁構造体の幅が切欠き部の幅よりも極端に小さいと好ましくないことがわかる。   When the panel of this prototype example is observed from the wide viewing angle side, there is a pixel in which roughness is observed. When the pixel where the roughness was observed was observed with a polarizing microscope in crossed Nicols, the center of the radial tilt alignment was shifted from the center of the pixel in each pixel. From this, it is understood that it is not preferable that the width of the wall structure is extremely smaller than the width of the notch.

(試作例5)
試作例1と同様の画素電極6を形成したアクティブマトリクス基板上に、幅8μmの壁構造体15を形成した。その後、試作例1と同様な工程を経て液晶表示装置を作製した。
(Prototype example 5)
A wall structure 15 having a width of 8 μm was formed on an active matrix substrate on which the same pixel electrode 6 as in Prototype Example 1 was formed. Thereafter, a liquid crystal display device was manufactured through the same process as in Prototype Example 1.

本試作例の液晶表示装置を観察したところ、黒表示において、黒が浮いているように感じられるものがあった。画素を偏光顕微鏡で観察したところ、壁構造体が透過領域周辺に存在し、光漏れが発生していた。このことから、壁構造体の幅が切欠き部の幅よりも大きいと好ましくないことがわかる。   When the liquid crystal display device of this prototype was observed, there was a thing in which black was felt as floating in black display. When the pixel was observed with a polarizing microscope, a wall structure was present around the transmission region, and light leakage occurred. This shows that it is not preferable that the width of the wall structure is larger than the width of the notch.

(試作例6)
試作例1と同様な画素電極6を形成したアクティブマトリクス基板上に壁構造体を形成した。このときの切欠き部13の幅は8μm、壁構造体幅は5μmであった。このアクティブマトリクス基板上に壁構造体とは別の場所にセルギャップを規定するための支持体を形成した。この支持体の高さは2.5μmであった。その後、試作例1と同様な工程を経て液晶表示装置を作製した。
(Prototype example 6)
A wall structure was formed on an active matrix substrate on which the same pixel electrode 6 as in Prototype Example 1 was formed. At this time, the notch 13 had a width of 8 μm and a wall structure width of 5 μm. A support for defining a cell gap was formed on the active matrix substrate at a location different from the wall structure. The height of this support was 2.5 μm. Thereafter, a liquid crystal display device was manufactured through the same process as in Prototype Example 1.

本試作例の液晶表示装置では電圧信号変化に基づくリタデーション変化が小さく、液晶層の透過率が低いため、表示が比較的暗かった。このことから、透過領域の液晶層の厚さが切欠き部13の幅より小さいと好ましくないことがわかる。   In the liquid crystal display device of this prototype, the retardation change based on the voltage signal change was small and the transmittance of the liquid crystal layer was low, so the display was relatively dark. From this, it can be seen that it is not preferable that the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is smaller than the width of the notch 13.

(試作例7)
アクティブマトリクス基板上に試作例1と同様な形状の切欠き部13を有する画素電極6を形成した。壁構造体を形成せずに、このアクティブマトリクス基板上に壁構造体とは別の場所にセルギャップを規定するための支持体を形成した。この支持体の高さは3.6μmであった。その後、試作例1と同様な工程を経て液晶表示装置を作製した。
(Prototype example 7)
A pixel electrode 6 having a notch 13 having the same shape as that of Prototype Example 1 was formed on an active matrix substrate. Without forming the wall structure, a support for defining a cell gap was formed on the active matrix substrate at a location different from the wall structure. The height of this support was 3.6 μm. Thereafter, a liquid crystal display device was manufactured through the same process as in Prototype Example 1.

この液晶表示装置の8階調レベルでの中間調(6→7階調)における応答時間を評価したところ、約120msecと非常に遅い応答特性を示した。これは切欠き部による黒表示における規制力が少ない場合において、液晶分子の配向が安定するのに時間がかかるためである。   When the response time in the halftone (6 to 7 gradations) at the 8 gradation level of this liquid crystal display device was evaluated, it showed a very slow response characteristic of about 120 msec. This is because it takes time for the alignment of the liquid crystal molecules to be stable in the case where there is little restriction in black display by the notch.

(試作例8)
アクティブマトリクス基板上に図7(b)に示すような透明電極(ITOパターン)および反射電極(Alパターン)を形成し、それぞれ透過領域、反射領域とした。電極上に壁構造体を形成した。このときの切欠き部13の幅は8μm、壁構造体15の幅は6μmであった。また、セルギャップの厚さ設定用の支持体を表示外領域に形成した。この支持体の高さは3.6μmであった。
(Prototype example 8)
A transparent electrode (ITO pattern) and a reflective electrode (Al pattern) as shown in FIG. 7B were formed on the active matrix substrate, which were used as a transmission region and a reflection region, respectively. A wall structure was formed on the electrode. At this time, the width of the notch 13 was 8 μm, and the width of the wall structure 15 was 6 μm. In addition, a support for setting the cell gap thickness was formed in the non-display area. The height of this support was 3.6 μm.

このアクティブマトリクス基板の対向基板として、カラーフィルタ層を形成した後、反射領域に約1.8μm厚の段差を形成し、この基板上にITO電極層を形成し、対向基板(カラーフィルタ基板)を作製した。   After forming a color filter layer as a counter substrate of this active matrix substrate, a step having a thickness of about 1.8 μm is formed in the reflective region, an ITO electrode layer is formed on this substrate, and the counter substrate (color filter substrate) is formed. Produced.

得られたアクティブマトリクス基板および対向基板上に垂直配向剤を塗布、次いで180℃で1.5h焼成し基板上に垂直配向層を形成した。これらの基板を貼り合わせ、負の誘電率異方性を有する液晶材料を注入、封止することで液晶表示装置を作製した。このとき、カラーフィルタ基板上に形成した段差1.8μmとセルギャップ調整用の支持体3.6μmにより、透過領域の液晶層の厚さは3.6μm、反射領域の液晶層の厚さは1.8μmであった。この後、試作例1と同様、光学フィルム設定に基づいてフィルムを液晶表示装置に貼付し、液晶表示装置を作製した。透過表示の特性はほぼ試作例1と同様な良好な表示特性を得た。また、反射表示の特性として標準拡散板を基準としても約8.5%(開口率100%換算)、コントラスト比は20であった。図10に示すような良好な電圧ー反射率特性を示した。   A vertical alignment agent was applied on the obtained active matrix substrate and the counter substrate, and then fired at 180 ° C. for 1.5 h to form a vertical alignment layer on the substrate. These substrates were bonded to each other, and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy was injected and sealed to produce a liquid crystal display device. At this time, due to the step of 1.8 μm formed on the color filter substrate and the support for adjusting the cell gap of 3.6 μm, the thickness of the liquid crystal layer in the transmission region is 3.6 μm, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region is 1. .8 μm. Thereafter, as in Prototype Example 1, a film was attached to the liquid crystal display device based on the optical film setting, and a liquid crystal display device was produced. Good display characteristics similar to those of Prototype Example 1 were obtained for the transmissive display characteristics. Further, as the characteristics of the reflective display, the standard diffuser plate was used as a reference, and the contrast ratio was about 8.5% (aperture ratio 100% conversion). Good voltage-reflectance characteristics as shown in FIG. 10 were exhibited.

上述したすべての試作例における切欠き部13の幅、壁構造体の幅、透過領域の液晶層の厚さの数値を変化させた場合の表示の良否を表1にまとめて示す。   Table 1 collectively shows the quality of the display when the numerical values of the width of the notch 13, the width of the wall structure, and the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region in all the prototypes described above are changed.

以上のように、本発明の実施形態によると、片側の基板(例示ではアクティブマトリクス基板)に配向制御用に電極切欠き部および傾斜した側面を有する壁構造体を形成することで、全方位に渡り優れた視野角特性を有し、高コントラスト特性を有する液晶表示装置を作製することができた。   As described above, according to the embodiment of the present invention, by forming a wall structure having an electrode notch and an inclined side surface for alignment control on one side substrate (in the example, an active matrix substrate), in all directions A liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics and high contrast characteristics could be manufactured.

次に、本発明による他の実施形態の液晶表示装置を説明する。   Next, a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention will be described.

以下に説明する実施形態の液晶表示装置は、壁構造体を設けた基板(第1基板、例えばアクティブマトリクス基板)と反対側の基板(第2基板、例えば対向(CF)基板)に更に誘電体構造体(凸部)を有している点において、先の実施形態の液晶表示装置と異なる。以下の説明では、先の実施形態の液晶表示装置と共通する構成要素は共通の参照符号で示し、ここでは説明を省略する。   In a liquid crystal display device according to an embodiment described below, a dielectric is further provided on a substrate (second substrate, for example, a counter (CF) substrate) opposite to a substrate (first substrate, for example, active matrix substrate) provided with a wall structure. It differs from the liquid crystal display device of the previous embodiment in that it has a structure (convex portion). In the following description, components common to the liquid crystal display device of the previous embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted here.

先の実施形態の液晶表示装置は、片側の基板上に配向制御構造(壁構造体、電極開口部および/または電極切欠き部)を設けた単純な構成で、液晶層の放射状傾斜配向を安定化しているが、本実施形態の液晶表示装置では、片方の基板に設けられた壁構造体によって実質的に囲まれた領域内の他方の基板に誘電体構造体を配置して、液晶層を介して互いに対向する上下基板から液晶分子の配向を規制することによって、放射状傾斜配向がさらに安定化される。その結果、例えば、パネル面を押圧した場合の復元力も大きくなり、配向乱れが起こりにくくなる、あるいは、配向乱れが起こっても短時間で回復する。加えて、中間調表示状態における応答時間も短縮されるという効果が大きくなる。   The liquid crystal display device of the previous embodiment has a simple configuration in which an alignment control structure (wall structure, electrode opening and / or electrode notch) is provided on a substrate on one side, and stable radial tilt alignment of the liquid crystal layer. However, in the liquid crystal display device of this embodiment, the dielectric structure is disposed on the other substrate in the region substantially surrounded by the wall structure provided on one substrate, and the liquid crystal layer is formed. By restricting the alignment of the liquid crystal molecules from the upper and lower substrates facing each other through, the radial tilt alignment is further stabilized. As a result, for example, the restoring force when the panel surface is pressed increases, and the alignment disorder is less likely to occur, or even if the alignment disorder occurs, the recovery is performed in a short time. In addition, the response time in the halftone display state is shortened.

図11および図12を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態を説明する。   The alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図11(a)および(b)は、先の実施形態の液晶表示装置についての図1(a)および(b)に対応し、図11(a)は電圧無印加時、図11(b)は電圧印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。   FIGS. 11A and 11B correspond to FIGS. 1A and 1B for the liquid crystal display device of the previous embodiment, and FIG. Schematically shows the alignment state of liquid crystal molecules when a voltage is applied.

図1(a)および(b)を参照しながら説明したように、画素電極6に設けられた開口部14によって生成される斜め電界および開口部14内に設けられた壁構造体15の傾斜側面による配向規制力(アンカリング効果)によって、開口部14および壁構造体15によって実質的に包囲された領域(サブ画素)に放射状傾斜配向をとる液晶ドメインが形成される。本実施形態の液晶表示装置は、上側の基板17の液晶層20側のサブ画素のほぼ中央に誘電体構造体25を更に有しており、誘電体構造体25の傾斜側面の配向規制力(アンカリング効果)によって、液晶分子21の放射状傾斜配向が更に安定化される。なお、図11では簡略化して図示しているが、垂直配向膜32は誘電体構造体25を覆うように形成されている。   As described with reference to FIGS. 1A and 1B, the oblique electric field generated by the opening 14 provided in the pixel electrode 6 and the inclined side surface of the wall structure 15 provided in the opening 14. Due to the alignment regulating force (anchoring effect) caused by the above, a liquid crystal domain having a radially inclined alignment is formed in a region (subpixel) substantially surrounded by the opening 14 and the wall structure 15. The liquid crystal display device of the present embodiment further includes a dielectric structure 25 in the approximate center of the sub-pixel on the liquid crystal layer 20 side of the upper substrate 17, and the alignment regulating force ( Due to the anchoring effect), the radial tilt alignment of the liquid crystal molecules 21 is further stabilized. Although simplified in FIG. 11, the vertical alignment film 32 is formed so as to cover the dielectric structure 25.

図11(b)からわかるように、第2基板(対向基板)17の液晶層20に設けられた誘電体構造体25の傾斜側面による配向規制力は、第1基板(アクティブマトリクス基板)に設けられた配向規制構造(壁構造体や電極開口部など)による配向規制力と同じ方向に液晶分子21を配向させるように作用するので、サブ画素内の液晶分子の放射状傾斜配向がさらに安定化する。またサブ画素の略中心に設けられた誘電体構造体25を中心に放射状傾斜配向が形成されるので、放射状傾斜配向の中心が誘電体構造体25の近傍に固定されることになる。   As can be seen from FIG. 11B, the alignment regulating force due to the inclined side surface of the dielectric structure 25 provided on the liquid crystal layer 20 of the second substrate (counter substrate) 17 is provided on the first substrate (active matrix substrate). Since the liquid crystal molecules 21 are aligned in the same direction as the alignment control force by the alignment control structure (wall structure, electrode opening, etc.), the radial tilt alignment of the liquid crystal molecules in the sub-pixel is further stabilized. . Further, since the radial tilt alignment is formed around the dielectric structure 25 provided at the approximate center of the sub-pixel, the center of the radial tilt alignment is fixed in the vicinity of the dielectric structure 25.

このとき、誘電異方性が負の液晶分子は、電界が印加されると電界の方向に直交するように(液晶分子の長軸が基板面に平行になるように)倒れるが、図11(b)に矢印で示した様に、誘電体構造体25の傾斜側面に対して外側に倒れるように配置することが好ましい。これと逆方向に倒れると、ディスクリネーションラインが発生することがある。   At this time, when the electric field is applied, the liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are tilted so as to be orthogonal to the direction of the electric field (so that the major axis of the liquid crystal molecules is parallel to the substrate surface). As indicated by arrows in b), the dielectric structure 25 is preferably disposed so as to fall outward with respect to the inclined side surface. If it falls in the opposite direction, a disclination line may occur.

このように、第1基板に設けた配向規制構造(壁構造体や電極開口部など)によって主にサブ画素の周辺の液晶分子の配向方向を規制し、第2基板に設けた配向規制構造(誘電体構造体)によってサブ画素の略中心部の液晶分子の配向を規制することによって、中間調表示における応答時間を短くする、あるいは、パネル面が押圧されたときに発生する残像が消えるまでの時間を短くすることができる。図12(a)から(c)を参照しながら、その理由を説明する。   As described above, the alignment regulating structure (wall structure, electrode opening, etc.) provided on the first substrate mainly regulates the alignment direction of the liquid crystal molecules around the sub-pixel, and the alignment regulating structure provided on the second substrate ( By controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the substantially central part of the sub-pixel by the dielectric structure), the response time in halftone display is shortened, or the afterimage generated when the panel surface is pressed is lost. Time can be shortened. The reason will be described with reference to FIGS.

図12(a)から(c)は、本実施形態の液晶表示装置のサブ画素内の液晶分子の配向を模試的に示す図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加直後、(c)は電圧印加後十分な時間が経過した状態を示している。なお、図12においては、サブ画素の周囲に設けられた配向規制構造(サブ画素を包囲する壁構造体および電極開口部など)を図示していない。   FIGS. 12A to 12C are diagrams schematically showing the orientation of liquid crystal molecules in the sub-pixel of the liquid crystal display device of the present embodiment, where FIG. Immediately after the application, (c) shows a state where a sufficient time has elapsed after the voltage application. Note that FIG. 12 does not show an alignment regulating structure (a wall structure surrounding the subpixel, an electrode opening, etc.) provided around the subpixel.

図12(a)に示すように、電圧無印加状態では、液晶分子21は基板面にほぼ垂直に配向している。但し、誘電体構造体25の傾斜側面近傍の液晶分子は、傾斜側面に対して垂直に配向しようとするため傾斜(プレチルト)しているが、図では無視している。   As shown in FIG. 12A, in the state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules 21 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface. However, the liquid crystal molecules in the vicinity of the inclined side surface of the dielectric structure 25 are inclined (pretilt) because they are oriented perpendicularly to the inclined side surface, but are ignored in the figure.

電圧を印加すると、図12(b)に示すように、サブ画素の周囲に設けられた配向規制構造の配向規制力を受けるサブ画素の周囲の液晶分子、および誘電体構造体25の配向規制力を受ける中央付近の液晶分子から、傾きはじめる。   When a voltage is applied, as shown in FIG. 12B, the liquid crystal molecules around the sub-pixel receiving the alignment regulating force of the alignment regulating structure provided around the sub-pixel, and the alignment regulating force of the dielectric structure 25 It begins to tilt from the liquid crystal molecules near the center.

その後、時間の経過とともに、サブ画素の周囲に設けられた配向規制構造と誘電体構造体25との間に存在する液晶分子が連続的に配向していく。   Thereafter, with the passage of time, the liquid crystal molecules existing between the alignment control structure provided around the sub-pixel and the dielectric structure 25 are continuously aligned.

このように、サブ画素の略中央に誘電体構造体25を設けることにより、誘電体構造体25の近傍とサブ画素の周辺の配向規制構造との両方から液晶分子の配向規制が進むことから、中間調表示状態における応答時間の短縮化効果や、パネルの押圧に対する復元力が増大する効果が得られる。   In this way, by providing the dielectric structure 25 in the approximate center of the subpixel, the alignment regulation of liquid crystal molecules proceeds from both the vicinity of the dielectric structure 25 and the alignment regulation structure around the subpixel. The effect of shortening the response time in the halftone display state and the effect of increasing the restoring force against pressing of the panel can be obtained.

〔誘電体構造体〕
誘電体構造体は、壁構造体によって実質的に包囲された各領域内の所定の位置、すなわち各領域の略中央部にあたる位置の対向する基板の液晶層側に形成することが好ましい。ここで、壁構造体により実質的に包囲されたとは、画素の表示領域を規則的に配置してパターニング形成した壁構造体(連続した段差構造物あるいは不連続の段差構造物)により必要に応じて区切って囲むことをいい、本発明では各細分化した領域内において、壁構造体および誘電体構造体などの配向規制構造による作用により、液晶領域が放射状傾斜配向をとることになる。
[Dielectric structure]
The dielectric structure is preferably formed on the liquid crystal layer side of the opposing substrate at a predetermined position in each region substantially surrounded by the wall structure, that is, a position corresponding to a substantially central portion of each region. Here, substantially surrounded by the wall structure means that the wall structure (continuous step structure or discontinuous step structure) formed by patterning the display areas of the pixels regularly arranged as necessary. In the present invention, in each of the subdivided regions, the liquid crystal region takes a radially inclined alignment by the action of the alignment regulating structure such as the wall structure and the dielectric structure.

なお、誘電体構造体は、壁構造体などによって実質的に包囲されたサブ画素の略中心に配置することが好ましい。また、サブ画素(液晶ドメイン)の面積Sdに対する誘電体構造体の底面積Sbの比率の百分率をSa(%)とすると、Saの値が2≦Sa≦25の関係を満足することが好ましい。Saの値が上記の範囲よりも小さい場合には液晶分子の配向状態を安定化できる作用が十分に得られないことがある。一方、Sa値が上記の範囲よりも大きい場合には、画素内に配置された誘電体構造体が占める面積比率が大きくなりすぎて、実効開口率の減少が顕著となり、表示輝度の低下を招くことになる。さらに、誘電体構造体の傾斜部(側面)の近傍において、偏光板の偏光軸に対して傾斜した方向に配向した液晶分子が通過する偏光に位相差を与えるため、その結果、光漏れが起こりコントラスト比が低下することがある。このため、誘電体構造体の大きさは上記の範囲内にあることが好ましい。   Note that the dielectric structure is preferably disposed at substantially the center of the sub-pixel substantially surrounded by the wall structure or the like. Further, when the percentage of the ratio of the bottom area Sb of the dielectric structure to the area Sd of the sub-pixel (liquid crystal domain) is Sa (%), it is preferable that the value of Sa satisfies the relationship of 2 ≦ Sa ≦ 25. When the value of Sa is smaller than the above range, there may be a case where the function of stabilizing the alignment state of the liquid crystal molecules cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Sa value is larger than the above range, the area ratio occupied by the dielectric structure disposed in the pixel becomes too large, and the reduction of the effective aperture ratio becomes remarkable and the display luminance is lowered. It will be. Furthermore, in the vicinity of the inclined portion (side surface) of the dielectric structure, a phase difference is given to the polarized light that passes through the liquid crystal molecules aligned in the direction inclined with respect to the polarization axis of the polarizing plate. As a result, light leakage occurs. The contrast ratio may be reduced. For this reason, the size of the dielectric structure is preferably within the above range.

また、誘電体構造体の近傍における光漏れを防止するために、必要に応じて、基板210b上に遮光層を設けてもよい。遮光層は、遮光性の金属膜や遮光機能を有する絶縁膜(例えば黒色樹脂膜)を公知の方法でパターニングすることによって形成すればよい。遮光層を設けることによってコントラスト比の低下を抑制することができる。なお、この遮光層は、誘電体構造体に対向する位置のアクティブマトリクス基板に設けても良い。   Further, in order to prevent light leakage in the vicinity of the dielectric structure, a light shielding layer may be provided on the substrate 210b as necessary. The light shielding layer may be formed by patterning a light shielding metal film or an insulating film having a light shielding function (for example, a black resin film) by a known method. By providing the light shielding layer, it is possible to suppress a decrease in contrast ratio. The light shielding layer may be provided on the active matrix substrate at a position facing the dielectric structure.

誘電体構造体の断面形状(基板面に平行な面内での断面形状)は、画素またはサブ画素の形状に合わせることが好ましく、例えば矩形状の画素(またはサブ画素)に対しては、矩形や正方形あるいはこれらの角に曲面を有する形状、または円形あるいは楕円形などが好ましい。特に断面形状に曲面を含む場合には、誘電体構造体の周囲の液晶分子が連続的に放射状傾斜配向をとりやすくなることからディスクリネーションの発生を抑制できる。   The cross-sectional shape of the dielectric structure (the cross-sectional shape in a plane parallel to the substrate surface) is preferably matched to the shape of the pixel or sub-pixel. For example, a rectangular pixel (or sub-pixel) is rectangular Or a square, a shape having a curved surface at these corners, a circle or an ellipse is preferable. In particular, when the cross-sectional shape includes a curved surface, the liquid crystal molecules around the dielectric structure can easily take a radially inclined orientation, so that the occurrence of disclination can be suppressed.

次に、誘電体構造体を設けた半透過型液晶表示装置の例を図13に示す。図13(a)は平面図を示し、図13(b)は、図13(a)中の13B−13’線に沿った断面図である。   Next, an example of a transflective liquid crystal display device provided with a dielectric structure is shown in FIG. FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line 13B-13 'in FIG.

図13に示した半透過型液晶表示装置200’は、図6に示した先の実施形態の半透過型液晶表示装置200において、3つのサブ画素のそれぞれに略中心に誘電体構造体(凸部)225を設けたものに相当する。但し、画素電極211と壁構造体215との間に間隙を設けている点、および、壁構造体215を画素電極211の周辺と切欠き部213内にだけ設け、画素電極211上には設けていない。画素電極211上の壁構造体215を省略することによって、開口率の低下および/または光漏れを抑制することができる。   The transflective liquid crystal display device 200 ′ shown in FIG. 13 is the same as the transflective liquid crystal display device 200 of the previous embodiment shown in FIG. Part) 225 is provided. However, a point where a gap is provided between the pixel electrode 211 and the wall structure 215, and the wall structure 215 is provided only on the periphery of the pixel electrode 211 and in the notch 213, and provided on the pixel electrode 211. Not. By omitting the wall structure 215 on the pixel electrode 211, a decrease in aperture ratio and / or light leakage can be suppressed.

本実施形態の液晶表示装置200’は、先の実施形態の液晶表示装置200よりも、放射状傾斜配向の安定性が高く、パネル面を押圧した際に形成される配向乱れが解消するのに要する時間が短く、更に、中間調表示における応答特性にも優れる。   The liquid crystal display device 200 ′ of this embodiment has higher stability of the radial tilt alignment than the liquid crystal display device 200 of the previous embodiment, and is required to eliminate the alignment disorder formed when the panel surface is pressed. The time is short and the response characteristics in halftone display are also excellent.

以下に試作例9〜13についての評価結果を例示する。試作例9〜13は、基本的に上述した試作例1と同様の方法で作製した。   The evaluation result about Prototype Examples 9-13 is illustrated below. Prototype examples 9 to 13 were basically produced by the same method as trial example 1 described above.

ここでは、サブ画素の大きさを55μm×60μm(Sd=3300μm2)として、各サブ画素の略中心に対応する第2基板210b上の位置に誘電体構造体225を形成した。誘電体構造体225は、透明な感光性樹脂を用いて、フォトリソグラフィプロセスで形成した。 Here, the size of the sub pixel is 55 μm × 60 μm (Sd = 3300 μm 2 ), and the dielectric structure 225 is formed at a position on the second substrate 210b corresponding to the approximate center of each sub pixel. The dielectric structure 225 was formed by a photolithography process using a transparent photosensitive resin.

誘電体構造体225の底面積Sbは、試作例9が78μm2(底面の直径が10μmの円錐台形)、試作例10が845μm2(底面の直径が32.8μmの円錐台形)、試作例11が480μm2(20μm×24μmの曲面付矩形の底面を有する角錐台形)、試作例12が64μm2(底面の直径が9μmの円錐台形)、試作例13が908μm2(底面の直径が34μmの円錐台形)であった。また、これらの液晶表示装置は試作例1と同様に、この液晶表示装置の構成基板の両面に光学フィルムを配置して液晶表示装置を得た。光学フィルムの構成も試作例1と同じであった。 The bottom surface area Sb of the dielectric structure 225 is 78 μm 2 (Frustum with a bottom diameter of 10 μm) in Prototype 9 and 845 μm 2 (Frustum with a bottom diameter of 32.8 μm) in Prototype 9 and Prototype 11 Is 480 μm 2 (pyramidal frustum having a rectangular bottom with a curved surface of 20 μm × 24 μm), prototype 12 is 64 μm 2 (conical trapezoid with a bottom diameter of 9 μm), prototype 13 is 908 μm 2 (cone with a bottom diameter of 34 μm) Trapezoid). Moreover, these liquid crystal display devices obtained the liquid crystal display device by arrange | positioning an optical film on both surfaces of the structure board | substrate of this liquid crystal display device similarly to the prototype example 1. The configuration of the optical film was also the same as in Prototype Example 1.

各液晶表示装置に駆動信号を印加(液晶層に4V印加)して表示特性を評価した。表示特性については電圧4V印加時の正面コントラスト(CR)値と、1kgf/cm2の圧力でパネルを押圧したときの耐押圧性(残像が消えるまでの時間)を評価した。 A display signal was evaluated by applying a drive signal to each liquid crystal display device (applying 4V to the liquid crystal layer). For the display characteristics, the front contrast (CR) value when a voltage of 4 V was applied and the pressure resistance (time until the afterimage disappeared) when the panel was pressed with a pressure of 1 kgf / cm 2 were evaluated.

さらに、中間調表示状態の応答時間については、8階調レベルで階調数6から階調数7(黒表示に近い低電圧レベル)の応答に要する時間を評価した。正面コントラスト値については、設計値を300とし、下限許容値を270とした。また、耐押圧性評価では、加圧後の配向復元力について評価し、1分以内で不良配向が解消(視認できなくなることをさす)した場合を○、1分以上5分以内で不良配向が解消した場合を△(許容下限)、10分以上経過後も配向乱れが残った場合を×とした。   Further, as the response time in the halftone display state, the time required for response from the number of gradations 6 to 7 (low voltage level close to black display) at 8 gradation levels was evaluated. For the front contrast value, the design value was 300, and the lower limit allowable value was 270. Moreover, in the pressure resistance evaluation, the orientation restoring force after pressurization is evaluated, and when the defective orientation is resolved within 1 minute (which means that it cannot be visually recognized), the defective orientation is observed within 1 minute to 5 minutes. The case where it was eliminated Δ (allowable lower limit), and the case where the alignment disorder remained even after 10 minutes or more passed was marked with ×.

これらの評価結果を表2に示す。   These evaluation results are shown in Table 2.

表2に示した結果からわかるように、誘電体構造体を設けることにより、中間調応答時間が短くなり、耐押圧性が向上する。また、試作例12の結果からわかるように、Saが2%未満であると、誘電体構造体を設けた効果が十分に発揮されない。一方、試作例13の結果から、Saが25%を超えると、中間調応答時間が短くなり、耐押圧性が向上するものの正面コントラスト比が低下するので好ましくない。これらを総合すると、誘電体構造体は、2≦Sa≦25の関係を満足するように設けることが好ましいと言える。もちろん、用途に応じて、優先する特性に応じて、Saの範囲を変えてもよい。   As can be seen from the results shown in Table 2, by providing the dielectric structure, the halftone response time is shortened and the pressure resistance is improved. Further, as can be seen from the result of Prototype Example 12, when Sa is less than 2%, the effect of providing the dielectric structure is not sufficiently exhibited. On the other hand, from the results of Prototype Example 13, if Sa exceeds 25%, the halftone response time is shortened, and although the pressure resistance is improved, the front contrast ratio is lowered, which is not preferable. In summary, it can be said that the dielectric structure is preferably provided so as to satisfy the relationship of 2 ≦ Sa ≦ 25. Of course, the range of Sa may be changed according to the characteristics to be given priority according to the application.

さらに、試作例11と同様の構成のパネルにおいて、誘電体構造体の近傍からの光漏れを防止するために遮光層を配置したところ、正面コントラスト比が380に上昇することが確認できた。なお、ここでは、第2基板210b上の位置に誘電体構造体225を形成する前のブラックマトリクス(遮光層)232を形成する工程において、誘電体構造体225を形成する位置に誘電体構造体225の底面よりも大きな面積の遮光層を形成した。   Further, in the panel having the same configuration as that of Prototype Example 11, it was confirmed that the front contrast ratio increased to 380 when the light shielding layer was disposed in order to prevent light leakage from the vicinity of the dielectric structure. Here, in the step of forming the black matrix (light shielding layer) 232 before forming the dielectric structure 225 at the position on the second substrate 210b, the dielectric structure at the position where the dielectric structure 225 is formed. A light shielding layer having an area larger than the bottom surface of 225 was formed.

このように、誘電体構造体25を配置することで、上述した作用により放射状傾斜配向の安定化が大幅に改善して、中間調応答時間短縮やパネルの面押し衝撃に対する復元性向上が達成された。   As described above, by arranging the dielectric structure 25, the stabilization of the radial tilt alignment is greatly improved by the above-described action, and the halftone response time is shortened and the resilience improvement against the surface pressing impact of the panel is achieved. It was.

上述したように、本発明による液晶表示装置は、優れた表示品位の液晶表示装置を比較的簡単な構成で実現できる。本発明は、透過型液晶表示装置および半透過型(透過・反射両用)型液晶表示装置に好適に適用される。特に、半透過型液晶表示装置は、携帯電話などのモバイル機器の表示装置として好適に利用される。   As described above, the liquid crystal display device according to the present invention can realize a liquid crystal display device with excellent display quality with a relatively simple configuration. The present invention is suitably applied to a transmissive liquid crystal display device and a transflective (transmission / reflection) liquid crystal display device. In particular, the transflective liquid crystal display device is suitably used as a display device for mobile devices such as mobile phones.

本発明による実施形態の液晶表示装置の動作原理を説明する概略図であり、(a)は電圧無印加時、(b)電圧印加時をそれぞれ示す。It is the schematic explaining the operation | movement principle of the liquid crystal display device of embodiment by this invention, (a) shows the time at the time of no voltage application, and (b) at the time of voltage application, respectively. 本発明による実施形態の液晶表示装置の動作原理を説明する概略図であり、電圧印加時の液晶分子の配向状態を示す平面図である。It is the schematic explaining the operation | movement principle of the liquid crystal display device of embodiment by this invention, and is a top view which shows the orientation state of the liquid crystal molecule at the time of a voltage application. (a)から(c)は、本発明による実施形態の液晶表示装置における切欠き部13(または開口部14)および壁構造体15の好ましい構成を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the preferable structure of the notch part 13 (or opening part 14) and the wall structure 15 in the liquid crystal display device of embodiment by this invention. 本発明による実施形態の液晶表示装置の構成一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the liquid crystal display device of embodiment by this invention. 本発明による実施形態の透過型液晶表示装置100の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、(a)は、平面図であり、(b)は図5(a)中の5B−5B’線に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the structure of one pixel of the transmissive liquid crystal display device 100 of embodiment by this invention, (a) is a top view, (b) is 5B- in FIG. 5 (a). It is sectional drawing along a 5B 'line. 本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置200の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、(a)は、平面図であり、(b)は図6(a)中の6B−6B’線に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the structure of one pixel of the transflective liquid crystal display device 200 of embodiment by this invention, (a) is a top view, (b) is 6B in Fig.6 (a). It is sectional drawing along a -6B 'line. (a)は試作例1〜7における画素電極における切欠き部と壁構造体の配置を示す平面図であり、(b)は試作例8における画素電極における切欠き部と壁構造体の配置を示す平面図である。(A) is a top view which shows arrangement | positioning of the notch part and wall structure in the pixel electrode in Prototype examples 1-7, (b) is arrangement | positioning of the notch part and wall structure in the pixel electrode in Prototype example 8. FIG. FIG. 試作例1における電圧−透過率特性図である。FIG. 6 is a voltage-transmittance characteristic diagram in Prototype Example 1. 試作例1における等コントラスト特性図である。6 is an iso-contrast characteristic diagram in Prototype Example 1. FIG. 試作例8における電圧−反射・透過率特性図である。FIG. 10 is a voltage-reflection / transmittance characteristic diagram in Prototype Example 8. 本発明による他の実施形態の液晶表示装置における液晶分子の配向状態を説明するための図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加時を示す。It is a figure for demonstrating the orientation state of the liquid crystal molecule in the liquid crystal display device of other embodiment by this invention, (a) shows the time of voltage application, (b) shows the time of voltage application. 本発明による他の実施形態の液晶表示装置のサブ画素内の液晶分子の配向を模試的に示す図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加直後、(c)は電圧印加後十分な時間が経過した状態を示している。It is a figure which shows typically the orientation of the liquid crystal molecule in the sub pixel of the liquid crystal display device of other embodiment by this invention, (a) at the time of no voltage application, (b) immediately after voltage application, (c) is A state in which a sufficient time has elapsed after the voltage application is shown. 本発明による他の実施形態の半透過型液晶表示装置200’の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、(a)は、平面図であり、(b)は(a)中の13B−13B’線に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the structure of one pixel of transflective liquid crystal display device 200 'of other embodiment by this invention, (a) is a top view, (b) is in (a). It is sectional drawing which followed 13B-13B 'line.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板(TFT基板)
6 画素電極
12、32 配向膜
13 切欠き部
14 開口部
15 壁構造体
17 透明基板(対向(CF)基板)
19 対向電極
20 液晶層
21 液晶分子
25 誘電体構造体(凸部)
50 液晶パネル
40、43 偏光板
41、44 1/4波長版
42、45 光学異方性が負の位相差板(NR板)
100 透過型液晶表示装置
110a アクティブマトリクス基板
110b 対向基板(カラーフィルタ基板)
111 画素電極
113 切欠き部
115 壁構造体
130 カラーフィルタ層
131 対向電極
133 支持体
200、200’ 半透過型液晶表示装置
210a アクティブマトリクス基板
210b 対向基板(カラーフィルタ基板)
211 画素電極
213 切欠き部
215 壁構造体
225 誘電体構造体(凸部)
230 カラーフィルタ層
231 対向電極
232 遮光層(ブラックマトリクス)
233 支持体
234 透明誘電体層(反射部段差)
1 Transparent substrate (TFT substrate)
6 Pixel electrode 12, 32 Alignment film 13 Notch 14 Opening 15 Wall structure 17 Transparent substrate (counter (CF) substrate)
19 Counter electrode 20 Liquid crystal layer 21 Liquid crystal molecule 25 Dielectric structure (convex part)
50 Liquid crystal panel 40, 43 Polarizing plate 41, 44 1/4 wavelength plate 42, 45 Phase difference plate with negative optical anisotropy (NR plate)
100 transmissive liquid crystal display device 110a active matrix substrate 110b counter substrate (color filter substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Pixel electrode 113 Notch part 115 Wall structure 130 Color filter layer 131 Counter electrode 133 Support body 200, 200 'Transflective liquid crystal display device 210a Active matrix substrate 210b Counter substrate (color filter substrate)
211 Pixel electrode 213 Notch 215 Wall structure 225 Dielectric structure (convex part)
230 Color filter layer 231 Counter electrode 232 Light shielding layer (black matrix)
233 Support 234 Transparent dielectric layer (reflection step)

Claims (20)

第1基板と、前記第1基板に対向するように設けられた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、
それぞれが、前記第1基板上に形成された第1電極と、前記第2基板上に形成された第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に設けられた前記液晶層とを含む複数の画素を備え、
前記第1電極の前記液晶層側に規則的に配置された壁構造体を有し、
前記液晶層は、少なくとも所定の電圧を印加した時に、前記壁構造体によって実質的に包囲された領域内に放射状傾斜配向状態をとる少なくとも1つの液晶ドメインを形成する、液晶表示装置。
A first substrate, a second substrate provided to face the first substrate, and a vertical alignment type liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate,
Each of the first electrode formed on the first substrate, the second electrode formed on the second substrate, the liquid crystal layer provided between the first electrode and the second electrode, A plurality of pixels including
A wall structure regularly arranged on the liquid crystal layer side of the first electrode;
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer forms at least one liquid crystal domain having a radially inclined alignment state in a region substantially surrounded by the wall structure when at least a predetermined voltage is applied.
前記第1電極は、所定の位置に形成された複数の開口部または切欠き部を有し、前記壁構造体は前記複数の開口部または切欠き部内に形成された第1壁部分を含む、請求項1に記載の液晶表示装置。   The first electrode has a plurality of openings or notches formed at predetermined positions, and the wall structure includes a first wall portion formed in the plurality of openings or notches. The liquid crystal display device according to claim 1. 前記複数の開口部または切欠き部のそれぞれは矩形部分を含み、前記壁構造体は、前記矩形部分に平行に設けられた前記第1壁部分を含む、請求項2に記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein each of the plurality of openings or notches includes a rectangular portion, and the wall structure includes the first wall portion provided in parallel to the rectangular portion. 前記複数の開口部または切欠き部のそれぞれは矩形部分を含み、前記壁構造体は、前記第1壁部分から延設された第2壁部分を含む、請求項2また3に記載の液晶表示装置。   4. The liquid crystal display according to claim 2, wherein each of the plurality of openings or notches includes a rectangular portion, and the wall structure includes a second wall portion extending from the first wall portion. apparatus. 前記第1壁部分の幅WWは、当該第1壁部分が設けられている開口部または切欠き部の幅EWに対して、0.4EW<WW<0.8EWの関係を満足する、請求項2から4のいずれかに記載の液晶表示装置。   The width WW of the first wall portion satisfies a relationship of 0.4 EW <WW <0.8 EW with respect to a width EW of an opening or notch in which the first wall portion is provided. 5. A liquid crystal display device according to any one of 2 to 4. 前記第1電極は透過領域を規定する透明電極を含み、前記複数の開口部または切欠き部の幅EWは、前記透過領域の前記液晶層の厚さdtに対して、1.8dt<EW<2.5dtの関係を満足する、請求項2から5のいずれかに記載の液晶表示装置。   The first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region, and a width EW of the plurality of openings or notches is 1.8 dt <EW <with respect to a thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device satisfies a 2.5 dt relationship. 前記壁構造体は、前記第1電極を包囲する領域に設けられた第3壁部分を含む、請求項2から6のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the wall structure includes a third wall portion provided in a region surrounding the first electrode. 前記第2基板の前記液晶層側に設けられ誘電体構造体を更に有する、請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a dielectric structure provided on the liquid crystal layer side of the second substrate. 前記誘電体構造体は、前記少なくとも1つの液晶ドメインの略中央に配置されている、請求項8に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the dielectric structure is disposed at a substantially center of the at least one liquid crystal domain. 前記誘電体構造体は、前記壁構造体によって実質的に包囲された領域内の略中央に配置されている、請求項8または9に記載の液晶表示装置。   10. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the dielectric structure is disposed substantially at a center in a region substantially surrounded by the wall structure. 前記壁構造体によって実質的に包囲された前記領域の面積をSdとし、前記領域の略中央に配置されている前記誘電体構造体の底面の面積をSbとし、Sa=(Sb/Sd)×100とするとき、2≦Sa≦25の関係を満足する、請求項8から10のいずれかに記載の液晶表示装置。   The area of the region substantially surrounded by the wall structure is defined as Sd, the area of the bottom surface of the dielectric structure disposed substantially at the center of the region is defined as Sb, and Sa = (Sb / Sd) × 11. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein a relationship of 2 ≦ Sa ≦ 25 is satisfied when 100 is satisfied. 前記壁構造体および前記誘電体構造体の少なくとも一部は、遮光領域に配置されている、請求項8から11のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 8, wherein at least part of the wall structure and the dielectric structure is disposed in a light shielding region. 前記液晶層は、厚さの異なる複数の領域を有する、請求項2から12のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal layer has a plurality of regions having different thicknesses. 前記第1電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記透過領域内の前記液晶層の厚さdtは、前記反射領域の前記液晶層の厚さdrよりも大きい、請求項2から13のいずれかに記載の液晶表示装置。   The first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region and a reflective electrode defining a reflective region, and the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region is the thickness dr of the liquid crystal layer in the reflective region. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device is larger than the liquid crystal display device. 前記開口部または切欠き部は、前記透過領域と前記反射領域との間に設けられた開口部または切欠き部を含む、請求項14に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 14, wherein the opening or notch includes an opening or notch provided between the transmission region and the reflection region. 前記壁構造体の高さWHは、前記透過領域内の前記液晶層の厚さdtに対して、0.25dt<WH<0.4dtの関係を満足する、請求項14または15に記載の液晶表示装置。   16. The liquid crystal according to claim 14, wherein the height WH of the wall structure satisfies a relationship of 0.25 dt <WH <0.4 dt with respect to the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region. Display device. 前記第1基板および前記第2基板の少なくとも一方は、前記液晶層の厚さを規定する支持体を有する、請求項1から16のいずれかに記載の液晶表示装置。   17. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the first substrate and the second substrate has a support that defines a thickness of the liquid crystal layer. 前記第1基板は、前記複数の画素のそれぞれに対応して設けられたアクティブ素子をさらに有し、前記第1電極は、前記複数の画素毎に設けられ、前記アクティブ素子に接続された画素電極である、請求項1から17のいずれかに記載の液晶表示装置。   The first substrate further includes an active element provided corresponding to each of the plurality of pixels, and the first electrode is provided for each of the plurality of pixels and is connected to the active element. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein 前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの2軸性光学異方性媒体層をさらに有する、請求項1から18のいずれかに記載の液晶表示装置。   A pair of polarizing plates arranged to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween, and at least between the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizing plates The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising one biaxial optically anisotropic medium layer. 前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの1軸性光学異方性媒体層をさらに有する、請求項1から18のいずれかに記載の液晶表示装置。   It further has a pair of polarizing plates arranged so as to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween, and between the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizing plates. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising at least one uniaxial optically anisotropic medium layer.
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