JP2006113208A - 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。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. 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、対向電極とそれを被覆する配向膜との間に、畝状の誘電体パターンを先のスリットからずらして配置する。こうすると、各画素領域を、これら配向分割構造,すなわち、スリット及び誘電体パターン,を境界とした複数のドメインへと分割することができる。 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 saddle-like dielectric pattern is shifted from the previous slit between the counter electrode and the alignment film covering the counter electrode. In this way, each pixel region can be divided into a plurality of domains with these alignment division structures, that is, slits and dielectric patterns as boundaries.
この構造では、画素電極のスリットと対向電極上の誘電体パターンとの表示面に垂直な方向から見た相対位置を高精度に制御する必要がある。この相対位置が設計位置からずれると、ドメイン間の境界位置が設計位置からずれることとなる。その結果、各画素領域において、一部のドメインの面積が設計値よりも小さくなると共に、他の一部のドメインの面積が設計値よりも大きくなる。この場合、マルチドメイン方式による視野角補償効果が損なわれることがある。そのため、上記のようにアレイ基板及び対向基板の双方に配向分割構造を設ける場合、これら基板の貼り合わせには、高い位置合わせ精度が要求される。 In this structure, it is necessary to control the relative position of the slit of the pixel electrode and the dielectric pattern on the counter electrode viewed from the direction perpendicular to the display surface with high accuracy. If this relative position deviates from the design position, the boundary position between domains deviates from the design position. As a result, in each pixel region, the area of a part of the domain becomes smaller than the design value, and the area of the other part of the domain becomes larger than the design value. In this case, the viewing angle compensation effect by the multi-domain method may be impaired. Therefore, when providing an alignment division structure on both the array substrate and the counter substrate as described above, high alignment accuracy is required for bonding these substrates.
この問題は、例えば、配向分割構造を、対向基板には設けず、アレイ基板のみに設けることにより回避可能であると考えられる。しかしながら、本発明者らは、配向分割構造をアレイ基板のみに設けた場合、ドメイン間の境界が不明確となり、透過率が低下することを見出している。 This problem can be avoided, for example, by providing the alignment division structure only on the array substrate without providing it on the counter substrate. However, the present inventors have found that when the alignment division structure is provided only on the array substrate, the boundary between domains becomes unclear and the transmittance is lowered.
本発明の目的は、配向分割構造をアレイ基板のみに設けたMVAモードの液晶表示装置で高い透過率を実現することにある。 An object of the present invention is to realize high transmittance in an MVA mode liquid crystal display device in which an alignment division structure is provided only on an array substrate.
本発明の一側面によると、第1基板と、その一主面上で配列した複数の画素電極と、前記複数の画素電極を被覆した第1配向膜とを備えたアレイ基板と、前記第1配向膜と向き合った第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、前記対向電極を被覆した垂直配向膜である第2配向膜とを備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に誘電率異方性が負の液晶材料を含有した液晶層とを具備し、前記アレイ基板及び前記対向基板のうち前記アレイ基板にのみ、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧を印加している電圧印加時に、前記液晶層の前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた領域である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配向分割構造が設けられ、前記配向分割構造は、前記画素電極に設けられたスリット及び/又は前記画素電極と前記第1配向膜との間に配置された誘電体パターンであり、前記第1配向膜には、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧を印加していない電圧非印加時に、前記第1配向膜近傍の前記液晶分子を前記配向分割構造の長手方向と交差する方向に配向させる配向処理が施さ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 an aspect of the present invention, an array substrate including a first substrate, a plurality of pixel electrodes arranged on one main surface thereof, and a first alignment film covering the plurality of pixel electrodes, and the first substrate A counter substrate comprising: a second substrate facing the alignment film; a counter electrode provided on a surface facing the array substrate; and a second alignment film that is a vertical alignment film covering the counter electrode; A liquid crystal layer containing a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and interposed between the array substrate and the counter substrate, and only the array substrate of the array substrate and the counter substrate is When a voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode, each pixel region, which is a region sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode of the liquid crystal layer, has a tilt direction of liquid crystal molecules. Orientation to divide into different domains The alignment division structure is a slit provided in the pixel electrode and / or a dielectric pattern disposed between the pixel electrode and the first alignment film, and the alignment film is formed on the first alignment film. Is an alignment that aligns the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film in a direction crossing the longitudinal direction of the alignment division structure when no voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode. A liquid crystal display device characterized in that the treatment is performed is provided.
本発明によると、配向分割構造をアレイ基板のみに設けたMVAモードの液晶表示装置で高い透過率を実現することができる。 According to the present invention, high transmittance can be realized in an MVA mode liquid crystal display device in which an alignment division structure is provided only on an array substrate.
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、本発明の第1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に示す液晶表示装置のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1の液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図4は、図1の液晶表示装置をさらに拡大して示す平面図である。図5は、図3及び図4に示す液晶表示装置のV−V線に沿った断面図である。なお、図1、図3及び図4には、対向基板側から見た液晶表示装置を描いている。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device of FIG. FIG. 4 is a plan view showing the liquid crystal display device of FIG. 1 further enlarged. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1, 3, and 4 illustrate the liquid crystal display device viewed from the counter substrate side.
図1乃至図5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2では、画素電極に設けるスリットを省略している。図3では、アレイ基板の画素電極を描き、他の構成要素は省略している。図4では、アレイ基板の画素電極と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図5では、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。 In FIG. 1 to FIG. 5, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 2, the slit provided in the pixel electrode is omitted. In FIG. 3, pixel electrodes of the array substrate are drawn, and other components are omitted. In FIG. 4, the pixel electrodes and the liquid crystal molecules of the array substrate are drawn, and other components are omitted. In FIG. 5, a switching element, a color filter, a polarizing plate, and the like are 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1、図2及び図5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
アレイ基板2と対向基板3との間には、図2に示すように、接着剤層4が介在している。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、図1に示すように、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。
As shown in FIG. 2, an adhesive layer 4 is interposed between the
接着剤層4が形成する枠は、図1に示すように、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その外側の外部空間に連通する注入口として利用する。
As shown in FIG. 1, the frame formed by the adhesive layer 4 is open on one end face side of the empty cell. This opening is used as an injection port that communicates the internal space surrounded 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2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、図1に示すように、封止体6で塞がれている。封止体6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。
As shown in FIG. 1, the empty cell inlet is closed by a
図2に示すように、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。
As shown in FIG. 2, a polarizing
アレイ基板2の対向基板3側の主面には、図1に示すように、信号線駆動回路8及び走査線駆動回路9が配置されている。なお、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。
As shown in FIG. 1, a signal line drive circuit 8 and a scanning line drive circuit 9 are arranged on the main 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2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などが形成されており、それらの上には、カラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22上には、画素電極23及び柱状スペーサ27が形成されており、画素電極23は配向膜24で被覆されている。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. 2, 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
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、図3に示すように、空セルの注入口が設けられた端面に略垂直な第1方向D1と、先の端面と略平行な第2方向D2とに配列している。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SLTを形成している。
The
各画素電極23は、図3に示すように、第1方向D1に平行な辺と及び第2方向D2に平行な辺とを有する矩形にスリットSLT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SLTは、スリットパターンを形成している。この例では、各画素電極23に設けられたスリットSLTは、その長手方向が、第2方向D2に平行である。
As shown in FIG. 3, each
柱状スペーサ27は、画素電極23と隣り合うように配置されている。柱状スペーサ27の材料には、例えば、着色層22B,22G,22Rの材料や周辺遮光層25の材料を使用することができる。柱状スペーサ27の材料に着色層22B,22G,22Rの材料を使用する場合、例えば、着色層22B,22G,22Rの2以上を部分的に重ね合わせてもよい。こうすると、それら着色層22B,22G,22Rの重複部を、柱状スペーサ27の少なくとも一部として利用することができる。また、柱状スペーサ27の材料に周辺遮光層25の材料を使用する場合、柱状スペーサ27と周辺遮光層25とを同時に形成してもよい。
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。後で詳述するように、この配向膜24には、画素電極23と共通電極33との間に電圧を印加していない時(以下、電圧非印加時という)に、液晶分子LCを図3乃至図5の矢印ARで示す方向に配向させる配向処理を施している。例えば、配向膜24には、矢印ARで示す方向にラビング処理を施している。なお、矢印ARで示す方向は、スリットSLTの長手方向に対して略垂直である。
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2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、対向電極である共通電極33と配向膜34とが順次形成されている。
As shown in FIG. 2, 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、ラビング処理などの配向処理は施さずに垂直配向性を付与している。
The
この液晶表示装置1では、液晶層の画素電極23と対向電極33とに挟まれた領域である各画素領域を、図4及び図5に示すように、液晶分子LCのチルト方向(チルト配向している液晶分子LCの表示面に垂直な方向から見たディレクタ)が互いに異なる複数のドメインへと分割する。なお、図4及び図5において、一点鎖線は、ドメイン間の境界の一部を示している。また、ドメイン間の境界の他の一部は、液晶層のスリットSLTに対応した位置にある。
In this liquid
本態様では、これらドメインを生じさせるための配向分割構造は、アレイ基板2にのみ設け、対向基板3には設けない。したがって、アレイ基板2と対向基板3とを比較的低い位置合わせ精度で貼り合せた場合でも、十分な視野角補償効果が得られる。
In this embodiment, the alignment division structure for generating these domains is provided only on the
また、本態様では、配向膜24に配向処理を施す。具体的には、配向膜24には、電圧非印加時に、配向膜24の近傍に位置した液晶分子LCが、配向分割構造であるスリットSLTの長手方向と交差する方向,例えば、スリットSLTの長手方向と略直交する方向,に配向する配向処理を施す。換言すれば、配向膜24には、電圧非印加時に、配向膜24の近傍に位置した液晶分子LCが、図4及び図5に破線で示したドメイン間の境界と交差する方向,例えば、ドメイン間の境界と略直交する方向,に配向する配向処理を施す。
In this embodiment, the
こうすると、ドメイン間の境界が明確になり、その結果、透過率が向上する。これについて、図6乃至図8を参照しながら説明する。 In this way, the boundaries between the domains become clear and as a result, the transmittance is improved. This will be described with reference to FIGS.
図6及び図7は、比較例に係る液晶表示装置を概略的に示す斜視図である。図8は、図1の液晶表示装置を概略的に示す斜視図である。 6 and 7 are perspective views schematically showing a liquid crystal display device according to a comparative example. FIG. 8 is a perspective view schematically showing the liquid crystal display device of FIG.
図6の液晶表示装置1は、画素電極23を被覆している配向膜24が垂直配向膜であり、対向電極33と配向膜34との間であって図4及び図5に一点鎖線で示すドメイン間の境界に沿って畝状の誘電体パターン36を配置していること以外は、図1の液晶表示装置1と同様の構造を有している。図7の液晶表示装置1は、画素電極23を被覆している配向膜24が垂直配向膜であること以外は、図1の液晶表示装置1と同様の構造を有している。
In the liquid
なお、図6乃至図8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6では、アレイ基板2の画素電極23と対向基板の誘電体パターン36と液晶分子LCとを描き、他の構成要素は省略している。図7及び図8では、アレイ基板2の画素電極23と液晶分子LCとを描き、他の構成要素は省略している。
6 to 8, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 6, the
図6乃至図8の液晶表示装置1で表示を行う場合、例えば、画素電極23と共通電極33との間に印加する電圧を、絶対値のより小さな第1電圧と、これよりも絶対値が大きな第2電圧との間で変化させる。こうすると、液晶分子LCはそのチルト方向を維持したままチルト角を変化させ、これに伴い、液晶層の屈折率が変化する。図6乃至図8の液晶表示装置1では、この屈折率変化を利用して表示を行う。
When performing display with the liquid
図6乃至図8の液晶表示装置1で、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。
In the liquid
スリットSLTの上部では、電気力線は、例えば、図5乃至図8に破線で示すように、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。そのため、スリットSLTの近傍では、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。
In the upper part of the slit SLT, the lines of electric force are inclined without being perpendicular to the main surfaces of the
図6の液晶表示装置1では、共通電極33と配向膜34との間に、誘電体パターン36を配置している。この誘電体パターン36の下部では、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。
In the liquid
加えて、図6の液晶表示装置1では、共通電極33を被覆している配向膜34は垂直配向膜である。誘電体パターン36は、配向膜34の表面に畝状凸部を生じさせるので、配向膜34は、その畝状凸部近傍の液晶分子LCを、誘電体パターン36の長手方向に略垂直な面内で傾けようとする。
In addition, in the liquid
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6に示すように、スリットSLT及び誘電体パターン36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。すなわち、図6の液晶表示装置1では、ドメイン間の境界が明確であり、高い透過率が得られる。
As a result, each pixel region corresponding to the
図7の液晶表示装置1では、図6の液晶表示装置1とは異なり、共通電極33と配向膜34との間に、誘電体パターン36を配置していない。そのため、図7の液晶表示装置1は、図6の液晶表示装置1と比較して、液晶分子LCの両矢印で示す方向の回転を抑制する力が弱い。
In the liquid
したがって、図7の液晶表示装置1では、誘電体パターン36を省略すると、スリットSLTから離れた位置におけるドメイン間の境界,すなわち一点鎖線で示す境界,が不明確となる。換言すれば、図7の液晶表示装置1では、図6の液晶表示装置1と比較して、より大きな領域で、液晶分子LCのチルト方向が設計範囲から外れることとなる。そのため、図7の液晶表示装置1では、図6の液晶表示装置1ほど高い透過率が得られない。
Therefore, in the liquid
図8の液晶表示装置1では、図6及び図7の液晶表示装置1とは異なり、配向膜24として、垂直配向膜を使用しておらず、電圧非印加時に液晶分子LCを矢印ARで示す方向に平行配向させるものを使用している。そのため、図7に両矢印で示した液晶分子LCの回転は、図8の液晶表示装置1では生じ難い。したがって、図8の液晶表示装置1では、誘電体パターン36を設けていないにも拘らず、スリットSLTから離れた位置に、一点鎖線で示すドメイン間の境界を明確に生じさせることができる。それゆえ、図8の液晶表示装置1では、図7の液晶表示装置1と比較して、より高い透過率を実現することができる。
In the liquid
次に、本発明の第2態様について説明する。
図9は、本発明の第2態様に係る液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図10は、本発明の第2態様に係る液晶表示装置をさらに拡大して示す平面図である。図11は、図9及び図10に示す液晶表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。
Next, the second aspect of the present invention will be described.
FIG. 9 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIGS. 9 and 10 along the line XI-XI.
図9乃至図11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9では、アレイ基板の画素電極と誘電体パターンとを描き、他の構成要素は省略している。図10では、アレイ基板の画素電極及び誘電体パターンと液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図11では、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。 9 to 11, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 9, pixel electrodes and dielectric patterns of the array substrate are drawn, and other components are omitted. In FIG. 10, pixel electrodes and dielectric patterns of the array substrate and liquid crystal molecules are drawn, and other components are omitted. In FIG. 11, switching elements, color filters, polarizing plates, and the like are omitted.
図9乃至図11に示す液晶表示装置1は、アレイ基板2に以下の構造を採用したこと以外は、第1態様に係る液晶表示装置1と同様の構造を有している。すなわち、この液晶表示装置1では、画素電極23にスリットSLTは設けていない。その代わりに、画素電極23と配向膜24との間に畝状の誘電体パターン26を配置している。この誘電体パターン26の材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、高分子液晶、などの有機誘電体や、SiO2、SiNx、Al2O3などの無機誘電体を使用することができる。
The liquid
図9乃至図11の液晶表示装置1で、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。
In the liquid
スリットSLTの上部では、電気力線は、例えば、図11に破線で示すように、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。そのため、スリットSLTの近傍では、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。
In the upper part of the slit SLT, the lines of electric force are inclined without being perpendicular to the main surfaces of the
誘電体パターン26の上部でも、電気力線は、例えば、図11に破線で示すように、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。そのため、誘電体パターン26の近傍でも、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。
Even in the upper part of the
図9乃至図11の液晶表示装置1では、配向膜24として、電圧非印加時に液晶分子LCを図9の矢印ARで示す方向に配向させる配向処理を施したものを使用している。そのため、図9乃至図11の液晶表示装置1では、配向膜24によって、液晶分子LCのチルト方向は、矢印ARで示す方向に平行な方向に規制される。
In the liquid
したがって、図9乃至図11の液晶表示装置1では、対向基板3に配向分割構造を設けていないにも拘らず、誘電体パターン26やスリットSLTから離れた位置に、一点鎖線で示すドメイン間の境界を明確に生じさせることができる。それゆえ、本態様でも、第1態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the liquid
次に、本発明の第3態様について説明する。
図12は、本発明の第3態様に係る液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図13は、図12に示す液晶表示装置のXIII−XIII線に沿った断面図である。
Next, the third aspect of the present invention will be described.
FIG. 12 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device according to the third aspect of the present invention. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of the liquid crystal display device shown in FIG.
図12及び図13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12では、アレイ基板の画素電極及び配向膜と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図13では、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。 12 and 13, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 12, pixel electrodes and alignment films of the array substrate and liquid crystal molecules are drawn, and other components are omitted. In FIG. 13, a switching element, a color filter, a polarizing plate, and the like are omitted.
図12及び図13に示す液晶表示装置1は、アレイ基板2に以下の構造を採用したこと以外は、第1態様に係る液晶表示装置1と同様の構造を有している。すなわち、この液晶表示装置1では、画素電極23を被覆している配向膜24を、第1部分24aと第2部分24bとで構成している。
The liquid
第1部分24a及び第2部分24bのそれぞれは、スリットSLTの長手方向に略平行な帯形状を有している。第1部分24aと第2部分24bとは、矢印ARで示す方向に交互に配列している。
Each of the
なお、図12において、第1部分24aと第2部分24bとの境界は、一点鎖線及び破線で示した位置にある。すなわち、第1部分24a及び第2部分24bは、それぞれ、矢印ARで示す方向に配列したドメインと向き合っている。
In FIG. 12, the boundary between the
第1部分24aには、電圧非印加時に、第1部分24a上の液晶分子LCを、矢印ARで示す方向に傾ける配向処理が施されている。例えば、第1部分24aには、矢印ARで示す方向にラビング処理を施している。
The
第2部分24bには、電圧非印加時に、第2部分24b上の液晶分子LCを、矢印ARで示す方向に、第1部分24a上の液晶分子LCと比較してより小さなプレチルト角で配向させる配向処理が施されている。例えば、第2部分24bには、矢印ARで示す方向にラビング処理を施し、さらに、紫外線を照射している。なお、この紫外線としては、例えば、偏光方向を矢印ARで示す方向と平行とした直線偏光を使用する。また、第1部分24aのラビング処理と第2部分24bのラビング処理とは同時に行うことができる。
In the
このような配向処理を施した配向膜24は、液晶分子LCのチルト方向を、矢印ARで示す方向に平行な方向に規制する。したがって、図12及び図13の液晶表示装置1では、対向基板3に配向分割構造を設けていないにも拘らず、スリットSLTから離れた位置に、一点鎖線で示すドメイン間の境界を明確に生じさせることができる。それゆえ、本態様でも、第1態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
The
次に、本発明の第4態様について説明する。
図14は、本発明の第4態様に係る液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図15は、図14に示す液晶表示装置のXV−XV線に沿った断面図である。
Next, the fourth aspect of the present invention will be described.
FIG. 14 is an enlarged plan view showing the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of the liquid crystal display device shown in FIG.
図14及び図15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14では、アレイ基板の画素電極、誘電体パターン及び配向膜と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図15では、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。 14 and 15, some components are omitted for simplification. For example, in FIG. 14, the pixel electrodes, the dielectric pattern, the alignment film, and the liquid crystal molecules of the array substrate are drawn, and other components are omitted. In FIG. 15, switching elements, color filters, polarizing plates, and the like are omitted.
図14及び図15に示す液晶表示装置1は、アレイ基板2に以下の構造を採用したこと以外は、第2態様に係る液晶表示装置1と同様の構造を有している。すなわち、この液晶表示装置1では、画素電極23を被覆している配向膜24に、第3態様で説明した構造を採用している。
The liquid
この液晶表示装置1では、対向基板3に配向分割構造を設けていないにも拘らず、スリットSLTから離れた位置に、一点鎖線で示すドメイン間の境界を明確に生じさせることができる。それゆえ、本態様でも、第1態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。
In the liquid
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
本例では、以下に説明する方法により、図1乃至図5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 1
In this example, the liquid
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。この際、着色層22B,22G,22Rを部分的に重ね合わせ、それらの重複部を柱状スペーサ27とした。
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2乃至図5に示す画素電極23を形成した。
Next, ITO was sputtered onto 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、図2の周辺遮光層25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た。この塗膜を焼成した後、図3乃至図5に矢印ARで示す方向にラビング処理を施すことにより、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、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。
Next, an ITO film was formed as a
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、ディップ式で誘電率異方性が負のネマチック液晶材料5を注入した。
Next, the
その後、注入口を紫外線硬化樹脂6で塞ぎ、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。以上のようにして、図1乃至図5に示す液晶表示装置1を完成した。
Thereafter, the injection port was closed with the ultraviolet
次に、この液晶表示装置1の表示特性を調べた。その結果、この液晶表示装置1の透過率は7.2%であった。
Next, the display characteristics of the liquid
(比較例)
本例では、配向膜24にラビング処理を施さなかったこと以外は、上記実施例1で説明したのと同様の方法により液晶表示装置1を作製した。すなわち、本例では、配向膜24を垂直配向膜とした。
この液晶表示装置1の表示特性を調べた。その結果、この液晶表示装置1の透過率は5.6%であった。
(Comparative example)
In this example, the liquid
The display characteristics of the liquid
(実施例2)
本例では、図9乃至図11に示す液晶表示装置1を作製した。具体的には、周辺遮光層25を形成するのと同時に誘電体パターン26を形成したこと以外は、実施例1で説明したのと同様の方法により、図9乃至図11に示す液晶表示装置1を作製した。
この液晶表示装置1の表示特性を調べた。その結果、この液晶表示装置1の透過率は7.4%であった。
(Example 2)
In this example, the liquid
The display characteristics of the liquid
(実施例3)
本例では、図12及び図13に示す液晶表示装置1を作製した。具体的には、配向膜24の一部に紫外線を照射して配向膜24に第1部分24aと第2部分24bとを生じさせたこと以外は、実施例1で説明したのと同様の方法により、図12及び図13に示す液晶表示装置1を作製した。
この液晶表示装置1の表示特性を調べた。その結果、この液晶表示装置1の透過率は6.9%であった。
(Example 3)
In this example, the liquid
The display characteristics of the liquid
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、6…封止体、7…偏光板、8…信号線駆動回路、9…走査線駆動回路、20…第1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、24a…第1部分、24b…第2部分、25…周辺遮光層、26…誘電体パターン、30…第2基板、33…対向電極、34…配向膜、36…誘電体パターン、AR…矢印、D1…第1方向、D2…第2方向、LC…液晶分子、SLT…スリット。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1配向膜と向き合った第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、前記対向電極を被覆した垂直配向膜である第2配向膜とを備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に誘電率異方性が負の液晶材料を含有した液晶層とを具備し、
前記アレイ基板及び前記対向基板のうち前記アレイ基板にのみ、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧を印加している電圧印加時に、前記液晶層の前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた領域である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配向分割構造が設けられ、
前記配向分割構造は、前記画素電極に設けられたスリット及び/又は前記画素電極と前記第1配向膜との間に配置された誘電体パターンであり、
前記第1配向膜には、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧を印加していない電圧非印加時に、前記第1配向膜近傍の前記液晶分子を前記配向分割構造の長手方向と交差する方向に配向させる配向処理が施されていることを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate comprising: a first substrate; a plurality of pixel electrodes arranged on one main surface thereof; and a first alignment film covering the plurality of pixel electrodes;
A counter provided with a second substrate facing the first alignment film, a counter electrode provided on a surface facing the array substrate, and a second alignment film that is a vertical alignment film covering the counter electrode A substrate,
A liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate and containing a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy;
Of the array substrate and the counter substrate, only the array substrate is sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode of the liquid crystal layer when a voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode. An alignment division structure is provided that divides each pixel area, which is a divided area, into a plurality of domains having different tilt directions of liquid crystal molecules,
The alignment division structure is a dielectric pattern disposed between a slit provided in the pixel electrode and / or the pixel electrode and the first alignment film,
The first alignment film crosses the liquid crystal molecules in the vicinity of the first alignment film with the longitudinal direction of the alignment division structure when no voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode. A liquid crystal display device, characterized by being subjected to an alignment treatment for aligning in a direction to be aligned.
前記第1配向膜の前記第1ドメインと向き合った第1部分は、前記電圧非印加時に、前記第1部分上の前記液晶分子を前記ラビング方向に傾け、
前記第1配向膜の前記第2ドメインと向き合った第2部分は、前記電圧非印加時に、前記第2部分上の前記液晶分子を、前記ラビング方向に、前記第1部分上の前記液晶分子と比較してより小さなプレチルト角で配向させることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 In each of the pixel regions, the plurality of domains include first and second domains adjacent to each other in the rubbing direction of the first alignment film,
The first portion of the first alignment layer facing the first domain tilts the liquid crystal molecules on the first portion in the rubbing direction when the voltage is not applied.
The second portion of the first alignment film facing the second domain has the liquid crystal molecules on the second portion in the rubbing direction and the liquid crystal molecules on the first portion when the voltage is not applied. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device is aligned with a smaller pretilt angle.
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