JP2006113206A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
誘電率異方性が負の液晶材料と垂直配向膜とを使用するVA(Vertically Aligned)モードの液晶表示装置によると、TN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置と比較して、より速い応答速度を実現することができる。しかも、VAモードの液晶表示装置では、静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチドメイン方式を採用したVAモード(以下、MVAモードという)の液晶表示装置は、広視野角化も比較的容易であることから、特に注目を集めている。 According to a VA (Vertically Aligned) mode liquid crystal display device using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film, a faster response speed than a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device. Can be realized. In addition, the VA mode liquid crystal display device does not require a rubbing process that causes defects such as electrostatic breakdown. Among them, a VA mode (hereinafter referred to as MVA mode) liquid crystal display device adopting a multi-domain method is particularly attracting attention because a wide viewing angle is relatively easy.
MVAモードでは、液晶層中に電界勾配を形成すること、及び/又は、基板表面に突起を設けることにより、液晶層中の各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割する。例えば、画素電極にスリットを設けると共に、対向基板のアレイ基板との対向面に、先のスリットと略平行な畝状凸部をスリットからずらして設ける。 In the MVA mode, each pixel region in the liquid crystal layer is divided into a plurality of domains having different tilt directions of liquid crystal molecules by forming an electric field gradient in the liquid crystal layer and / or providing protrusions on the substrate surface. To do. For example, a slit is provided in the pixel electrode, and a hook-shaped convex portion substantially parallel to the previous slit is provided on the surface of the counter substrate facing the array substrate, shifted from the slit.
スリットの近傍では、液晶層中の電気力線が傾くため、液晶分子もその分子長軸を傾ける。また、畝状凸部の近傍では、液晶分子は、畝状凸部表面に対して垂直配向しようとする。そのため、ここでも、液晶分子は、その分子長軸を傾ける。したがって、この構造を採用した液晶表示装置では、各画素領域に、スリット及び畝状凸部を境界とした複数のドメインが形成される。 In the vicinity of the slit, the lines of electric force in the liquid crystal layer are inclined, so that the liquid crystal molecules also incline their molecular long axes. Further, in the vicinity of the ridge-shaped convex portion, the liquid crystal molecules tend to be aligned vertically with respect to the surface of the ridge-shaped convex portion. For this reason, the liquid crystal molecules also incline their molecular long axes. Therefore, in the liquid crystal display device adopting this structure, a plurality of domains with the slits and the ridge-shaped protrusions as boundaries are formed in each pixel region.
ところで、このスリットは、矩形状の画素電極の一辺から斜めに設けることがある。この場合、先の辺のうちスリットと鋭角を為している部分の近傍では、液晶分子が不所望な方向に配向することがある。このような配向の乱れは、透過率の低下やざらつきなどの表示品位の低下をもたらす。 By the way, the slit may be provided obliquely from one side of the rectangular pixel electrode. In this case, the liquid crystal molecules may be oriented in an undesired direction in the vicinity of the portion that forms an acute angle with the slit in the previous side. Such disorder of orientation results in a decrease in display quality such as a decrease in transmittance and roughness.
この配向の乱れは、例えば、対向基板のアレイ基板との対向面に、畝状凸部を、先の辺のうちスリットと鋭角を為している部分と向き合うようにさらに設けることにより抑制することができる。なお、以下、この畝状凸部,すなわち、矩形状の画素電極の何れかの辺に対して平行な方向に延びた畝状凸部,を「平行畝状凸部」と呼び、矩形状の画素電極の辺に対して斜め方向に延びた畝状凸部を「斜め畝状凸部」と呼ぶこととする。 This disorder of orientation is suppressed by, for example, further providing a hook-shaped convex portion on the surface of the counter substrate facing the array substrate so as to face the portion of the previous side that forms an acute angle with the slit. Can do. Hereinafter, the hook-shaped protrusions, that is, the hook-shaped protrusions extending in a direction parallel to any side of the rectangular pixel electrode are referred to as “parallel hook-shaped protrusions”. A hook-like convex portion extending in an oblique direction with respect to the side of the pixel electrode is referred to as an “oblique hook-like convex portion”.
平行畝状凸部で配向の乱れを抑制するためには、平行畝状凸部を画素電極の辺に正対させる必要がある。そのため、平行畝状凸部の幅は、アレイ基板と対向基板との位置合わせ誤差を見込んで、十分に広くなければならない。 In order to suppress the disorder of alignment by the parallel saddle-shaped convex portions, the parallel saddle-shaped convex portions need to face the sides of the pixel electrode. For this reason, the width of the parallel saddle-shaped convex portion must be sufficiently wide in consideration of an alignment error between the array substrate and the counter substrate.
しかしながら、平行畝状凸部を幅広にした場合、隣り合う画素電極間の距離が短いと、或る画素電極の一辺と正対させるために設計した平行畝状凸部が、その隣りの画素電極の、本来、平行畝状凸部を正対させる必要の無い一辺とも正対してしまうことがある。この場合、後者に対応した画素で、液晶分子の配向が乱れる。また、これを防止すべく、画素電極間の距離を長くすると、開口率が低下する。 However, when the parallel saddle-shaped convex portion is widened, if the distance between adjacent pixel electrodes is short, the parallel saddle-shaped convex portion designed to face one side of a certain pixel electrode is However, one side that originally does not need to face the parallel saddle-shaped convex part may face the other side. In this case, the alignment of the liquid crystal molecules is disturbed in the pixel corresponding to the latter. In addition, when the distance between the pixel electrodes is increased to prevent this, the aperture ratio decreases.
本発明の目的は、画素電極にその一辺から斜めにスリットを設けてドメイン分割を行う液晶表示装置で優れた表示品位を実現することにある。 An object of the present invention is to realize an excellent display quality in a liquid crystal display device in which a slit is provided obliquely from one side of a pixel electrode to perform domain division.
本発明の一側面によると、第1基板とその一主面上で互いに略直交する第1及び第2方向に配列した複数の画素電極とを含んだアレイ基板と、前記複数の画素電極と対向した第2基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した誘電率異方性が負の液晶材料とを具備し、前記複数の画素電極のそれぞれには、その一辺から斜めに延びたスリットが設けられ、前記複数の画素電極のうち前記第1又は第2方向に隣り合う各2つは、前記辺のうち前記スリットと鋭角を為している部分を向き合わせており、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には、前記辺の前記向き合っている部分間の領域に対応した各位置に、前記向き合っている部分間の距離よりも幅広の畝状凸部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions substantially orthogonal to each other on one main surface thereof, and facing the plurality of pixel electrodes A counter substrate including the second substrate and a counter electrode provided on a surface facing the array substrate, and a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy interposed between the array substrate and the counter substrate Each of the plurality of pixel electrodes is provided with a slit extending obliquely from one side thereof, and two of the plurality of pixel electrodes adjacent to each other in the first or second direction are: Each side of the side that faces the slit and an acute angle is faced, and each position corresponding to the region between the facing parts of the side is on the surface of the counter substrate facing the array substrate. Than the distance between the facing parts The liquid crystal display device characterized by ridge-shaped protrusions wide is provided is provided.
本発明によると、画素電極にその一辺から斜めにスリットを設けてドメイン分割を行う液晶表示装置で優れた表示品位を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to realize excellent display quality in a liquid crystal display device that performs domain division by providing a slit obliquely from one side of a pixel electrode.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図2は、図1の液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図3は、図1の液晶表示装置の断面図である。図4は、図1の液晶表示装置を簡略化して描いた断面図である。図5は、図1の液晶表示装置のアレイ基板を示す平面図である。図6は、図1の液晶表示装置の対向基板を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 4 is a simplified cross-sectional view of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 5 is a plan view showing an array substrate of the liquid crystal display device of FIG. FIG. 6 is a plan view showing a counter substrate of the liquid crystal display device of FIG.
図1及び図2には、対向基板側から見た液晶表示装置を描いている。また、図5には、対向基板側から見たアレイ基板を描いており、図6には、アレイ基板側から見た対向基板を描いている。 1 and 2 illustrate a liquid crystal display device viewed from the counter substrate side. 5 illustrates the array substrate viewed from the counter substrate side, and FIG. 6 illustrates the counter substrate viewed from the array substrate side.
なお、これら図では、簡略化のため、一部の構成要素を省略している。例えば、図1では、画素電極と畝状凸部を形成するための誘電体層とを描き、他の構成要素は省略している。図2では、画素電極と畝状凸部と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図3では、先の誘電体層と共通電極に設けるスリットとを省略しており、図4では、スイッチング素子、カラーフィルタ、スペーサ、偏光板などを省略している。図5では、配向膜、スペーサ、カラーフィルタ及びスイッチング素子などを省略しており、図6では、配向膜を省略している。 In these drawings, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 1, the pixel electrode and the dielectric layer for forming the ridge-shaped convex portion are drawn, and other components are omitted. In FIG. 2, the pixel electrode, the ridge-shaped protrusions, and the liquid crystal molecules are drawn, and other components are omitted. In FIG. 3, the dielectric layer and the slit provided in the common electrode are omitted, and in FIG. 4, the switching element, the color filter, the spacer, the polarizing plate, and the like are omitted. In FIG. 5, the alignment film, the spacer, the color filter, the switching element, and the like are omitted, and in FIG. 6, the alignment film is omitted.
この液晶表示装置1は、MVA型の液晶表示装置である。この液晶表示装置1は、図3及び図4に示すように、アレイ基板2と対向基板3とを含んでいる。アレイ基板2と対向基板3とは、僅かな間隙を隔てて互いに向き合っている。アレイ基板2及び対向基板3の構造については、後で詳述する。
The liquid crystal display device 1 is an MVA type liquid crystal display device. As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal display device 1 includes an
アレイ基板2と対向基板3との間には、図3に示すように、スペーサ8が介在している。ここでは、一例として、スペーサ8を柱状スペーサを使用すると共に、これら柱状スペーサ8をアレイ基板2上に形成している。これらスペーサ8は、アレイ基板2と対向基板3との距離を一定に保つ役割を果たす。
A
アレイ基板2と対向基板3との間には、図3に示すように、接着剤層4がさらに介在している。接着剤層4は、例えば、熱硬化型樹脂などの接着剤を用いて形成する。この接着剤層4は、枠形状を有している。接着剤層4は、アレイ基板2と対向基板3とを互いに接着しており、アレイ基板2及び対向基板3と共に空セルを形成している。
An
接着剤層4が形成する枠は、空セルの一端面側で開口している。この開口部は、アレイ基板2と対向基板3と接着剤層4とに囲まれた内部空間を外部空間に連通する注入口として利用する。
The frame formed by the
アレイ基板2と対向基板3との間であって、接着剤層4が形成する枠の外側には、トランスファ電極(図示せず)が介在している。このトランスファ電極により、アレイ基板2と対向基板3とを電気的に接続する。
A transfer electrode (not shown) is interposed between the
空セルの内部空間は、図3に示すように、液晶材料5で満たされている。液晶材料5は、液晶層を形成している。この液晶表示装置1では、液晶材料5として、誘電率異方性が負の液晶材料,特には誘電率異方性が負のネマチック液晶,を使用している。空セルへの液晶材料の注入は、例えば、ディップ式又はディスペンサ式などの注入方式を利用する。
The interior space of the empty cell is filled with the
空セルの注入口は、封止体(図示せず)で塞がれている。封止体は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの接着剤を注入口にディスペンスし、これを硬化させることにより形成する。 The inlet of the empty cell is closed with a sealing body (not shown). The sealing body is formed, for example, by dispensing an adhesive such as an ultraviolet curable resin into the injection port and curing it.
アレイ基板2の外面には、偏光板7が貼り付けられている。また、対向基板3の外面にも、偏光板7が貼り付けられている。
A polarizing
この液晶表示装置1は、通常、アレイ基板2の外面を照明するバックライトをさらに含んでいる。
The liquid crystal display device 1 usually further includes a backlight that illuminates the outer surface of the
次に、アレイ基板2及び対向基板3の構造を説明する。
アレイ基板2は、第1基板として、図3に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板20を含んでいる。この絶縁基板20の一主面上には、配線、層間絶縁膜、スイッチング素子21などが形成されている。それらの上には、カラーフィルタ22、画素電極23、柱状スペーサ8及び配向膜24が順次形成されている。また、カラーフィルタ22の周囲には、周辺遮光層(又は額縁)25が形成されている。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 3, the
絶縁基板20上に形成する配線は、アルミニウム、モリブデン、及び銅などからなるゲート線、信号線、及び補助容量線などである。また、スイッチング素子21は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタルなどをメタル層としたTFTであり、ゲート線及び信号線などの配線並びに画素電極23と接続されている。アレイ基板2では、このような構成により、所望の画素電極23に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。
Wirings formed on the insulating
カラーフィルタ22は、青、緑、赤色の着色層22B,22G,22Rで構成されている。カラーフィルタ22には、コンタクトホールが設けられており、画素電極23は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子21と接続されている。着色層22B,22G,22Rは、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
The
画素電極23の材料には、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料を用いることができる。画素電極23は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成することができる。
As the material of the
画素電極23は、絶縁基板20の主面と略平行であり且つ互いに交差する第1及び第2方向に配列している。この例では、画素電極23は、ゲート線に略平行な第1方向D1と、信号線に略平行な第2方向D2とに配列している。第1方向D1と第2方向D2とは互いに略直交している。
The
第1方向D1に隣り合う画素電極23は、それらの間に、長手方向が第2方向D2と略平行なスリットSLT2を形成している。また、第2方向D2に隣り合う画素電極23は、それらの間に、長手方向が第1方向D1と略平行なスリットSLT1を形成している。
The
各画素電極23は、図1、図2及び図5に示すように、第1方向D1に平行な辺と第2方向D2に平行な辺とを有する矩形にスリットSLT1’、SLT3及びSLT4を設けた形状を有している。各画素電極23に設けられたスリットSLT1’、SLT3及びSLT4は、スリットパターンを形成している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, each
スリットSLT1’の長手方向は、第1方向D1と平行である。この例では、各画素電極23は、スリットSLT1’の中心線を軸とした線対称の関係にある。
The longitudinal direction of the slit SLT1 'is parallel to the first direction D1. In this example, the
スリットSLT3の長手方向は、第1方向D1及び第2方向D2と交差する第3方向D3に平行である。この例では、第3方向D3は、第1方向D1に対して略45°の角度を為している。 The longitudinal direction of the slit SLT3 is parallel to a third direction D3 that intersects the first direction D1 and the second direction D2. In this example, the third direction D3 forms an angle of about 45 ° with respect to the first direction D1.
スリットSLT4の長手方向は、第1方向D1と第2方向D2と第3方向D3と交差する第4方向D4に平行である。この例では、第4方向D4は、第3方向D3と略直交している。 The longitudinal direction of the slit SLT4 is parallel to a fourth direction D4 that intersects the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3. In this example, the fourth direction D4 is substantially orthogonal to the third direction D3.
以下、第1方向D1又は第2方向D2に平行なスリットを「平行スリット」と呼び、第3方向D3又は第4方向D4に平行なスリットを「斜めスリット」と呼ぶこととする。 Hereinafter, a slit parallel to the first direction D1 or the second direction D2 is referred to as a “parallel slit”, and a slit parallel to the third direction D3 or the fourth direction D4 is referred to as an “oblique slit”.
各画素電極23の第2方向D2と平行な辺は、その画素電極23の斜めスリットSLT3及びSLT4と鋭角を為している部分を有している。図5では、これら部分を破線で囲んで示している。第1方向D1に隣り合う画素電極23は、それらの第2方向D2と平行な辺のうち斜めスリットSLT3及びSLT4と鋭角を為している部分を向き合わせている。
The side parallel to the second direction D2 of each
また、各画素電極23の第1方向D1と平行な辺は、その画素電極23の斜めスリットSLT3及びSLT4と鋭角を為している部分を有している。第2方向D2に隣り合う画素電極23は、それらの第1方向D1と平行な辺のうち斜めスリットSLT3及びSLT4と鋭角を為している部分を向き合わせている。
Further, the side parallel to the first direction D1 of each
この例では、第1方向D1に隣り合う画素電極23は、図1、図2及び図5に示すように、第2方向D2に平行な線を軸とした線対称の関係にある。また、この例では、第2方向D2に隣り合う画素電極23は、図1に示すように、第1方向D1に平行な線を軸とした線対称の関係にあり且つ形状及び方位が互いに等しい。
In this example, the
画素電極23上に形成する配向膜24は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜24には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
The
周辺遮光層25は、カラーフィルタ22を取り囲んでいる。周辺遮光層25は、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
The peripheral
対向基板3は、第2基板として、図3及び図4に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板30を含んでいる。この絶縁基板30の一主面上には、図4に示すように、共通電極33と、パターニングされた誘電体層36と、配向膜34とが順次形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
共通電極33は、全ての画素電極23と向き合った連続膜として形成されている。画素電極23の材料には、例えば、ITOなどの透明導電材料を用いることができる。
The
配向膜34は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜34には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
The
誘電体層36は、この例では、図1及び図6に示す形状にパターニングされている。パターニングされた誘電体層36は、配向膜34の表面のうち、画素電極23に対応した各位置に、図2及び図3に示す畝状凸部PRT1乃至PRT4からなる凸パターンを生じさせている。
In this example, the
誘電体層36の画素電極23に対応した各部分は、図6に示す帯状部BP1乃至BP4を含んでいる。これら帯状部BP1乃至BP4の長手方向は、それぞれ、第1方向D1乃至第4方向D4と略平行である。畝状凸部PRT1乃至PRT4は、それぞれ、帯状部BP1乃至BP4が配向膜34の表面に形成している凸部である。
Each portion of the
畝状凸部PRT1は、図2に示すように、その長手方向がスリットSL1の長手方向と平行な平行畝状凸部である。畝状凸部PRT1は、図5に示すアレイ基板2の破線で囲んだ領域と向き合っている。図2に示すように、畝状凸部PRT1の幅Wは、第1方向に隣り合う画素電極23間の距離Dよりも広い。畝状凸部PRT1は、図2に示すように、液晶表示装置1をその主面に垂直な方向から観察した場合に、画素電極23の輪郭のうちスリットSLT1を形成している部分と重なり合っている。
As shown in FIG. 2, the hook-shaped convex portion PRT1 is a parallel hook-shaped convex portion whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the slit SL1. The hook-shaped convex part PRT1 faces the area surrounded by the broken line of the
畝状凸部PRT2は、図2に示すように、その長手方向がスリットSL2の長手方向と平行な平行畝状凸部である。畝状凸部PRT2は、図2に示すように、液晶表示装置1をその主面に垂直な方向から観察した場合に、画素電極23の輪郭のうちスリットSLT2を形成している部分と重なり合っている。
As shown in FIG. 2, the hook-shaped convex part PRT2 is a parallel hook-shaped convex part whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the slit SL2. As shown in FIG. 2, when the liquid crystal display device 1 is observed from a direction perpendicular to the main surface, the hook-shaped protrusion PRT2 overlaps with a portion of the outline of the
畝状凸部PRT3は、図2に示すように、その長手方向がスリットSL3の長手方向と平行な斜め畝状凸部である。畝状凸部PRT3は、図2及び図4に示すように、第3方向D3と交差する方向,例えば第4方向D4,に隣り合うスリットSLT3間の領域と向き合っている。 As shown in FIG. 2, the hook-shaped convex portion PRT3 is an oblique hook-shaped convex portion whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the slit SL3. As shown in FIGS. 2 and 4, the hook-shaped convex part PRT3 faces a region between the slits SLT3 adjacent to the direction intersecting the third direction D3, for example, the fourth direction D4.
畝状凸部PRT4は、図2に示すように、その長手方向がスリットSL4の長手方向と平行な斜め畝状凸部である。畝状凸部PRT4は、図2に示すように、第4方向D4と交差する方向,例えば第3方向D3,に隣り合うスリットSLT4間の領域と向き合っている。 As shown in FIG. 2, the hook-shaped convex portion PRT4 is an oblique hook-shaped convex portion whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the slit SL4. As shown in FIG. 2, the hook-shaped convex part PRT4 faces a region between the slits SLT4 adjacent to the direction intersecting the fourth direction D4, for example, the third direction D3.
スリットSLT1乃至SLT4及び畝状凸部PRT1乃至PRT4は、液晶材料5に含まれる液晶分子LCの配向を以下のように制御する。
The slits SLT1 to SLT4 and the hook-shaped protrusions PRT1 to PRT4 control the alignment of the liquid crystal molecules LC contained in the
画素電極23と共通電極33との間に絶対値の小さな第1電圧を印加すると、液晶材料5内には電界が形成される。液晶材料5は誘電率異方性が負であるので、液晶分子LCには、これを電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。
When a first voltage having a small absolute value is applied between the
スリットSLT1乃至SLT4の上部では、電気力線は、画素電極23及び共通電極33の主面に対して垂直とはならずに傾く。例えば、スリットSLT3の上部では、電気力線は図5に破線で示すように傾く。そのため、スリットSLT1乃至SLT4の上部では、液晶分子LCには、この斜めに傾いた電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。すなわち、液晶分子LCには、これを例えば図4に示すように傾ける力が加わる。
In the upper part of the slits SLT1 to SLT4, the lines of electric force are tilted without being perpendicular to the main surfaces of the
他方、配向膜24及び34は垂直配向膜であるので、配向膜24及び34は、液晶分子LCをそれらの膜面に対して垂直に配向させようとする。そのため、畝状凸部36の下部では、配向膜34は、液晶分子LCを、これを例えば図4に示すように傾けようとする。
On the other hand, since the
その結果、液晶層中の画素電極23に対応した各画素領域は、図2に示すように、スリットSLT1乃至SLT4及び畝状凸部PRT1乃至PRT4を境界として、液晶分子LCのチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割される。なお、この例では、各画素領域には、液晶分子LCのチルト方向が互いに異なる4種のドメインが計10個形成されている。
As a result, each pixel region corresponding to the
画素電極23と共通電極33との間に印加する電圧を、第1電圧と比較して絶対値がより大きな第2電圧とすると、液晶分子LCは、そのチルト方向を維持したまま、その分子軸と画素電極23及び共通電極33の主面とが為す角度を小さくする。この液晶表示装置1では、これによって生じる液晶層の屈折率変化を利用して表示を行う。
When the voltage applied between the
なお、帯状部BP1及びBP2を省略した場合、配向膜34の表面に平行畝状凸部PRT1及びPRT2は生じない。この場合、先に述べた通り、画素電極23の鋭角部近傍で、液晶分子LCが不所望な方向に配向することがある。これについて、図7を参照しながら説明する。
If the strips BP1 and BP2 are omitted, the parallel hook-shaped projections PRT1 and PRT2 do not occur on the surface of the
図7は、図2の液晶表示装置から平行畝状凸部を省略した場合に得られる液晶分子の配向状態の例を概略的に示す平面図である。図7には、対向基板側から見た液晶表示装置を描いている。また、図7では、簡略化のため、画素電極23と畝状凸部PRT3と液晶分子LCとを描き、他の構成要素は省略している。
FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the alignment state of liquid crystal molecules obtained when the parallel saddle-like convex portions are omitted from the liquid crystal display device of FIG. FIG. 7 illustrates a liquid crystal display device viewed from the counter substrate side. In FIG. 7, for the sake of simplicity, the
スリットSLT2の近傍では、液晶層中の電気力線は、第2方向D2に垂直な面内で傾く。同様に、スリットSLT3の近傍では、液晶層中の電気力線は、第3方向D3に垂直な面内で傾く。液晶層中の電場は、液晶分子を電気力線に垂直な方向に配向させようとする。他方、斜め畝状凸部PRT3は、液晶分子LCを第3方向D3に垂直な面内で傾けようとする。その結果、図7に示すように、液晶分子LCは、画素電極23の第2方向D2に平行な一辺とスリットSLT3とに挟まれた鋭角部近傍の領域では、同一ドメイン内の他の領域とは異なる方向に配向する。
In the vicinity of the slit SLT2, the electric lines of force in the liquid crystal layer are inclined in a plane perpendicular to the second direction D2. Similarly, in the vicinity of the slit SLT3, the electric lines of force in the liquid crystal layer are inclined in a plane perpendicular to the third direction D3. The electric field in the liquid crystal layer attempts to align the liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the lines of electric force. On the other hand, the oblique saddle-shaped convex part PRT3 tends to tilt the liquid crystal molecules LC in a plane perpendicular to the third direction D3. As a result, as shown in FIG. 7, the liquid crystal molecules LC are separated from other regions in the same domain in the region near the acute angle portion sandwiched between one side parallel to the second direction D2 of the
配向膜34の表面に平行畝状凸部PRT2を生じさせた場合、平行畝状凸部PRT2は、液晶分子LCを第2方向D2に垂直な面内で傾けようとする。したがって、図2に示すように、図7に示すような液晶分子LCの配向の乱れを抑制することができる。
When the parallel saddle-like convex portions PRT2 are generated on the surface of the
さて、本態様では、配向膜34の表面に平行畝状凸部PRT1及びPRT2と斜め畝状凸部PRT3及びPRT4とからなる凸パターンを生じさせると共に、この凸パターンを図2に示す形状とする。こうすると、第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離Dが短い場合であっても、アレイ基板2と対向基板3との位置合わせ誤差に起因した液晶分子LCの配向乱れを生じ難くすることができる。これについて、図2と図8とを対比しながら説明する。
Now, in this embodiment, a convex pattern composed of parallel saddle-like convex portions PRT1 and PRT2 and oblique saddle-like convex portions PRT3 and PRT4 is generated on the surface of the
図8は、比較例に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図8には、対向基板3側から見た液晶表示装置を描いている。また、図8では、簡略化のため、画素電極23と畝状凸部PRT乃至PRT4と液晶分子LCとを描き、他の構成要素は省略している。
FIG. 8 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device according to a comparative example. FIG. 8 illustrates the liquid crystal display device viewed from the
図8に示す液晶表示装置1は、図2に示す液晶表示装置1とほぼ同様の構造を有している。但し、図8に示す液晶表示装置1では、第2方向D2に隣り合う画素電極23だけでなく、第1方向D1に隣り合う画素電極23も形状及び方位が同一である。そのため、第1方向D1に隣り合う画素電極23は、それらの辺のうち斜めスリットSLT3及びSLT4と鋭角を為している部分同士を向かい合わせていない。
The liquid crystal display device 1 shown in FIG. 8 has substantially the same structure as the liquid crystal display device 1 shown in FIG. However, in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 8, not only the
したがって、図8の液晶表示装置1では、平行畝状凸部PRT2が、画素電極23の辺のうち斜めスリットSLT3及びSLT4と鈍角を為している部分と向き合うのを防ぐため、畝状凸部PRT1乃至PRT4からなる凸パターンを図8に示す形状としている。すなわち、図8の液晶表示装置1では、畝状凸部PRT2が第2方向D2に形成する各列において、畝状凸部PRT2の位置を、スリットSLTの中心線に対して右側と左側とに交互にずらしている。
Therefore, in the liquid crystal display device 1 of FIG. 8, the parallel saddle-like convex part PRT2 is prevented from facing the part of the side of the
図8の液晶表示装置1で、平行畝状凸部PRT2に所期の機能を発揮させるためには、アレイ基板2と対向基板3との第1方向D1についてのずれを、第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離Dの1/2よりも小さくしなければならない。そのため、この液晶表示装置1では、距離Dを短くすることが難しい。
In the liquid crystal display device 1 of FIG. 8, in order for the parallel bowl-shaped convex part PRT2 to perform its intended function, the displacement of the
これに対し、図2の液晶表示装置1では、アレイ基板2と対向基板3との第1方向D1についてのずれを、平行畝状凸部PRT2の幅Wと第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離Dとの差(W−D)の1/2よりも小さくすれば、平行畝状凸部PRT2に所期の機能を発揮させることができる。したがって、この液晶表示装置1では、距離Dを短くしても、液晶分子LCの配向乱れを生じ難い。すなわち、高い開口率を実現できるのに加え、液晶分子LCの配向乱れに起因した透過率の低下を抑制することができる。
On the other hand, in the liquid crystal display device 1 of FIG. 2, the displacement of the
差(W−D)は、例えば、( )μm以上とする。差(W−D)が小さい場合、アレイ基板2と対向基板3との位置合わせに高い精度が要求される。
The difference (WD) is, for example, ( ) Μm or more. When the difference (WD) is small, high accuracy is required for alignment between the
また、差(W−D)を大きくすると、開口率が小さくなる。したがって、差(W−D)は、例えば、( )μm以下とする。 Further, when the difference (WD) is increased, the aperture ratio is decreased. Therefore, the difference (WD) is, for example, ( ) Μm or less.
本態様では、上記の通り、畝状凸部PRT2の幅Wを第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離Dよりも広くすると共に、畝状凸部PRT2を第1方向D1に隣り合う画素電極23間の領域に向かい合わせた。その代わりに、畝状凸部PRT1の幅を第2方向D2に隣り合う画素電極23間の距離よりも広くすると共に、畝状凸部PRT1を第2方向D2に隣り合う画素電極23間の領域に向かい合わせてもよい。或いは、これら双方の構造を採用してもよい。
In this aspect, as described above, the width W of the ridge-shaped protrusion PRT2 is made larger than the distance D between the
本態様では、カラーフィルタ22を絶縁基板20と画素電極23との間に配置したが、カラーフィルタ22は絶縁基板30と共通電極33との間に配置してもよい。また、本態様では、スペーサ8として柱状スペーサを使用したが、スペーサ8として粒状スペーサを使用してもよい。
In this embodiment, the
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例)
本例では、以下に説明する方法により、図1乃至図4に示す液晶表示装置1を作製した。
Examples of the present invention will be described below.
(Example)
In this example, the liquid crystal display device 1 shown in FIGS. 1 to 4 was manufactured by the method described below.
まず、通常のアレイ基板形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板20上に、各種配線及びTFT21などを形成した。次に、ガラス基板20のTFT21等を形成した面に、常法によりカラーフィルタ22を形成した。
First, film formation and patterning were repeated in the same manner as a normal array substrate formation process, and various wirings,
次いで、カラーフィルタ22に対し、所定のパターンのマスクを介してITOを約0.1μmの厚さにスパッタリングした。その後、このITO膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてITO膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図1乃至図5に示す画素電極23を形成した。なお、ここでは、スリットSLT2の幅,すなわち、第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離D,は6μmとした。また、画素電極23に設けたスリットSLT1’、SLT3及びSLT4の幅は10μmとした。
Next, ITO was sputtered on the
次に、ガラス基板20の画素電極23を形成した面に、スピナーを用いて、黒色顔料を含有した感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、スペーサ8と周辺遮光層25とを得た。
Next, the photosensitive resin containing a black pigment was apply | coated to the surface in which the
その後、ガラス基板20の画素電極23を形成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ70nmの配向膜24を形成した。以上のようにして、アレイ基板2を作製した。
Thereafter, a thermosetting resin was applied to the entire surface of the
次に、別途用意したガラス基板30の一方の主面上に、共通電極33として、スパッタリング法を用いてITO膜を形成した。次いで、共通電極33上に、スピナーを用いて、感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、誘電体層36を得た。なお、ここでは、帯状部BP1、BP3及びBP4の幅は8μmとし、帯状部BP2の幅Wは16μmとした。
Next, an ITO film was formed as a
続いて、ガラス基板30の誘電体層36を形成した面に、アレイ基板2に関して説明したのと同様の方法により配向膜34を形成した。以上のようにして、対向基板3を作製した。
Subsequently, an
次いで、アレイ基板2と対向基板3の対向面周縁部とを、エポキシ系熱硬化型樹脂4を用いて貼り合わせて、空セルを形成した。この空セルに、ディップ式で液晶材料5を注入した。
Next, the
その後、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて塞ぎ、アレイ基板2及び対向基板3の外面に偏光板7を貼り付けた。以上の方法に従い、図1乃至図4に示す液晶表示装置1を多数作製した。
Thereafter, the injection port was closed with an ultraviolet curable resin, and the
次に、これら液晶表示装置1の特性評価を行った。その結果を以下の表に示す。下記表に示す通り、本例では、透過率特性及び視野角特性(水平方向)に優れた液晶表示装置1を高い歩留まりで製造することができた。このように優れた視野角特性を実現することができたのは、画素電極23に設けるスリットパターン及び誘電体層36が形成する凸パターンを図2の形状とすることにより、ドメインの対象性が向上したためであると考えられる。
Next, the characteristics of the liquid crystal display device 1 were evaluated. The results are shown in the following table. As shown in the following table, in this example, the liquid crystal display device 1 having excellent transmittance characteristics and viewing angle characteristics (horizontal direction) could be manufactured with a high yield. Such excellent viewing angle characteristics can be realized because the slit pattern provided on the
また、アレイ基板2と対向基板3とを第1方向D1に互いから±5μmだけずらして貼り合せたこと以外は、上記と同様の方法により、図1乃至図4に示す液晶表示装置1を多数作製した。これら液晶表示装置1についても特性評価を行ったところ、全ての液晶表示装置1で、ざらつきのない良好な画像を表示することができた。
Further, many liquid crystal display devices 1 shown in FIGS. 1 to 4 are formed by the same method as described above except that the
(比較例1)
本例では、画素電極23及び誘電体層36を図8に示す形状に形成したこと以外は、上記実施例で説明したのと同様の方法により液晶表示装置1を多数作製した。本例では、スリットSLT2の幅,すなわち、第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離D,は6μmとし、画素電極23に設けたスリットSLT1’、SLT3及びSLT4の幅は10μmとした。また、帯状部BP1乃至BP4の幅は8μmとした。
(Comparative Example 1)
In this example, many liquid crystal display devices 1 were produced by the same method as described in the above example except that the
この液晶表示装置1についても、上記実施例で行ったのと同様の特性評価を行った。その結果を以下の表に示す。下記表に示す通り、本例では、約20%の割合で表示不良が発生した。 The liquid crystal display device 1 was also evaluated for characteristics similar to those performed in the above examples. The results are shown in the following table. As shown in the table below, in this example, display failure occurred at a rate of about 20%.
次に、これら表示不良を生じた液晶表示装置1を詳細に観察した。その結果、一部の畝状凸部PRT2は、本来、向き合うべき画素電極23の隣りの画素電極23と向き合っており、そこで生じた配向リバースに起因して表示画像がざらついたことが分かった。
Next, the liquid crystal display device 1 in which these display defects occurred was observed in detail. As a result, it was found that some of the hook-shaped protrusions PRT2 originally faced the
(比較例2)
本例では、画素電極23及び誘電体層36を図8に示す形状に形成したこと以外は、上記実施例で説明したのと同様の方法により液晶表示装置1を多数作製した。本例では、スリットSLT2の幅,すなわち、第1方向D1に隣り合う画素電極23間の距離D,は10μmとし、画素電極23に設けたスリットSLT1’、SLT3及びSLT4の幅は10μmとした。また、帯状部BP1乃至BP4の幅は8μmとした。
(Comparative Example 2)
In this example, many liquid crystal display devices 1 were produced by the same method as described in the above example except that the
この液晶表示装置1についても、上記実施例で行ったのと同様の特性評価を行った。その結果を以下の表に示す。下記表に示す通り、本例では、表示不良は発生しなかったものの、実施例及び比較例1と比べ、透過率が著しく小さかった。
1…液晶表示装置、2…アレイ基板、3…対向基板、4…接着剤層、5…液晶材料、7…偏光板、8…スペーサ、20…絶縁基板、21…スイッチング素子、22…カラーフィルタ、22B…着色層、22G…着色層、22R…着色層、23…画素電極、24…配向膜、25…周辺遮光層、30…絶縁基板、33…共通電極、36…誘電体層、34…配向膜、BP1…帯状部、BP2…帯状部、BP3…帯状部、BP4…帯状部、D…距離、D1…第1方向、D2…第2方向、D3…第3方向、D4…第4方向、LC…液晶分子、PRT1…畝状凸部、PRT2…畝状凸部、PRT3…畝状凸部、PRT4…畝状凸部、SLT1…スリット、SLT1’…スリット、SLT2…スリット、SLT3…スリット、SLT4…スリット、W…幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Array substrate, 3 ... Opposite substrate, 4 ... Adhesive layer, 5 ... Liquid crystal material, 7 ... Polarizing plate, 8 ... Spacer, 20 ... Insulating substrate, 21 ... Switching element, 22 ... Color filter , 22B ... colored layer, 22G ... colored layer, 22R ... colored layer, 23 ... pixel electrode, 24 ... alignment film, 25 ... peripheral light shielding layer, 30 ... insulating substrate, 33 ... common electrode, 36 ... dielectric layer, 34 ... Alignment film, BP1 ... strip portion, BP2 ... strip portion, BP3 ... strip portion, BP4 ... strip portion, D ... distance, D1 ... first direction, D2 ... second direction, D3 ... third direction, D4 ... fourth direction LC ... liquid crystal molecule, PRT1 ... bowl-like convex part, PRT2 ... bowl-like convex part, PRT3 ... bowl-like convex part, PRT4 ... bowl-like convex part, SLT1 ... slit, SLT1 '... slit, SLT2 ... slit, SLT3 ... slit , SLT4 ... slit, W ... width.
Claims (3)
前記複数の画素電極と対向した第2基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極とを含んだ対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した誘電率異方性が負の液晶材料とを具備し、
前記複数の画素電極のそれぞれには、その一辺から斜めに延びたスリットが設けられ、
前記複数の画素電極のうち前記第1又は第2方向に隣り合う各2つは、前記辺のうち前記スリットと鋭角を為している部分を向き合わせており、
前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には、前記辺の前記向き合っている部分間の領域に対応した各位置に、前記向き合っている部分間の距離よりも幅広の畝状凸部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate including a first substrate and a plurality of pixel electrodes arranged in first and second directions substantially orthogonal to each other on one main surface thereof;
A counter substrate including a second substrate facing the plurality of pixel electrodes and a counter electrode provided on a surface facing the array substrate;
A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy interposed between the array substrate and the counter substrate;
Each of the plurality of pixel electrodes is provided with a slit extending obliquely from one side thereof,
Each two of the plurality of pixel electrodes adjacent to each other in the first or second direction faces a portion of the side that forms an acute angle with the slit,
On the surface of the counter substrate that faces the array substrate, hook-shaped convex portions that are wider than the distance between the facing portions are provided at positions corresponding to the regions between the facing portions of the side. A liquid crystal display device characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004299132A JP2006113206A (en) | 2004-10-13 | 2004-10-13 | Liquid crystal display device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007256906A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Au Optronics Corp | Liquid crystal display device |
US9594279B2 (en) | 2013-03-06 | 2017-03-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
-
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- 2004-10-13 JP JP2004299132A patent/JP2006113206A/en active Pending
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