JP2007102073A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置に係る発明であり、特に、複数の中実部から成る画素電極を有する液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly to a liquid crystal display device having a pixel electrode composed of a plurality of solid portions.
第一の基板とこれと対向する第二の基板との間に液晶層が形成されている、いわゆる液晶表示装置が存在している。さらに、垂直配向型の液晶層を用いた液晶表示装置に関する技術も、既に存在している。垂直配向型の液晶層を用いているのは、広視野角の実現のためである。 There is a so-called liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is formed between a first substrate and a second substrate facing the first substrate. Further, a technique related to a liquid crystal display device using a vertical alignment type liquid crystal layer already exists. The reason why the vertical alignment type liquid crystal layer is used is to realize a wide viewing angle.
ここで、垂直配向型の液晶層とは、負の誘電率異方性を有する液晶分子から構成された、液晶層のことである。そして、第一の基板と第二の基板間において電圧を印加しないときには、当該液晶層を構成する各分子は、両基板に対して垂直に配向している。しかし、第一の基板と第二の基板間において電圧を印加したときには、当該液晶層を構成する各分子は、所定の方向に倒れる。 Here, the vertical alignment type liquid crystal layer refers to a liquid crystal layer composed of liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy. When no voltage is applied between the first substrate and the second substrate, the molecules constituting the liquid crystal layer are aligned perpendicular to both substrates. However, when a voltage is applied between the first substrate and the second substrate, each molecule constituting the liquid crystal layer falls in a predetermined direction.
つまり、上記電圧非印加時には、正面位相差が発生しない。しかし、上記電圧印加時には、液晶分子が所定の方向に倒れることにより、正面位相差が発生する。 That is, no front phase difference occurs when no voltage is applied. However, when the voltage is applied, the front phase difference occurs due to the liquid crystal molecules falling in a predetermined direction.
垂直配向型の液晶層を用いた液晶表示装置において、全方位にほぼ均等に液晶分子が倒れる放射状傾斜配向が得られれば、対称性に優れた良好な視野角特性を得ることができる。当該放射状傾斜配向を実現する液晶表示装置として、たとえば、特許文献1,2に係わる装置が存在する。
In a liquid crystal display device using a vertical alignment type liquid crystal layer, if a radial tilt alignment in which liquid crystal molecules are tilted almost uniformly in all directions is obtained, good viewing angle characteristics with excellent symmetry can be obtained. As a liquid crystal display device that realizes the radial tilt alignment, for example, devices related to
特許文献1,2に係わる液晶表示装置では、導電材料から成る中実部の周辺部に、斜めの電界を発生させることができる。そして、当該斜めの電界により、液晶分子の倒れる方向を制御している。
In the liquid crystal display devices according to
しかし、特許文献1に係わる技術では、放射状傾斜配向の中心位置が、中実部の中心からズレることもあった。当該配向中心のズレは、液晶分子が倒れ始める閾値(2.0〜2.5V程度)以下の電圧を初期電圧として比較的高い電圧(4.5V以上)を印加した場合に発生しやすい。
However, in the technique related to
このようなズレが発生した場合には、当該中実部内での液晶分子の倒れる方位の比率が、均等でなくなる。つまり、視野角が非対称となり、狭くなる。 When such a deviation occurs, the ratio of the orientation in which the liquid crystal molecules fall within the solid part is not uniform. That is, the viewing angle becomes asymmetric and narrows.
放射状傾斜配向の中心位置を、中実部の中心に固定する技術として、特許文献2に係わる技術が存在する。特許文献2に係わる技術では、中実部と対向する対向基板上に突起構造を設けている。
As a technique for fixing the center position of the radial inclined orientation to the center of the solid part, there is a technique related to
しかし、対向基板に、新たに突起構造を設けることは、液晶表示装置の製造コストの増加につながる。 However, providing a new protrusion structure on the counter substrate leads to an increase in manufacturing cost of the liquid crystal display device.
そこで、本発明は、製造コストを増大させること無く、配向の中心位置を中実部の中心に固定することができる、液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can fix the center position of the alignment to the center of the solid portion without increasing the manufacturing cost.
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の液晶表示装置は、画素電極が配設されている第一の基板と、前記第一の基板と対向しており、対向電極が配設されている第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に形成されている、垂直配向型の液晶層とを、備えており、前記画素電極は、配列状に設けられた複数の中実部と、前記中実部間において、前記中実部の外周部から延設された、枝部とを備えており、前記枝部の延設方向に延びる仮想線は、前記中実部の中心を通らない。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to
本発明の請求項1に記載の液晶表示装置は、画素電極が配設されている第一の基板と、前記第一の基板と対向しており、対向電極が配設されている第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に形成されている、垂直配向型の液晶層とを、備えており、前記画素電極は、配列状に設けられた複数の中実部と、前記中実部間において、前記中実部の外周部から延設された、枝部とを備えており、前記枝部の延設方向に延びる仮想線は、前記中実部の中心を通らないので、液晶分子の渦巻状の配向を安定して形成することができる。したがって、配向の中心が中実部の中心とズレることを抑制できる。また、当該枝部等を作成するに当たり、製造コストの増大は発生しない。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a first substrate on which a pixel electrode is disposed; and a second substrate on which the counter electrode is disposed, facing the first substrate. And a vertical alignment type liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate, and the pixel electrodes are arranged in a plurality of arrangements. A solid portion and a branch portion extending from an outer peripheral portion of the solid portion between the solid portion, and a virtual line extending in the extending direction of the branch portion is Since it does not pass through the center, a spiral alignment of liquid crystal molecules can be formed stably. Therefore, it can suppress that the center of orientation shifts from the center of the solid part. Further, the production cost does not increase when the branch part or the like is created.
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
<実施の形態1>
本実施の形態では、液晶表示装置の構成部材である画素電極の構造について説明する。図1は、本実施の形態に係わる画素電極の構造を示す、平面図である。
<
In this embodiment mode, a structure of a pixel electrode which is a constituent member of a liquid crystal display device will be described. FIG. 1 is a plan view showing the structure of the pixel electrode according to the present embodiment.
図1に示すように、画素電極は、複数の中実部1と開口部2とから構成されている。また、各中実部1の外周部には、4つの枝部3が形成されている。ここで、枝部3は、略矩形状である。つまり、画素電極は、所定の配列状に設けられた複数の中実部1と、当該中実部1間において、中実部1の外周部から延設された枝部3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the pixel electrode is composed of a plurality of
ここで、画素電極の主要エリアを構成する部分を、上記中実部1と称する(以下、単に中実部と称する)。また、中実部1間において、当該中実部1の外周部から延設された部分を、上記枝部3と称する(以下、単に枝部3と称する)。図1において、略矩形状の部分が中実部1であり、当該略矩形状の中実部1の外周部から延設されている、部分が枝部3である(図1では、一の中実部1には、4つの枝部が形成されている)。
Here, the portion constituting the main area of the pixel electrode is referred to as the solid portion 1 (hereinafter simply referred to as the solid portion). Further, a portion extending from the outer peripheral portion of the
また、枝部3は、中実部1間に存する枝部3だけでなく、以下のものも含まれる。つまり、図1に示されているように、中実部1は、所定の配列状に設けられている。当該配列状の中実部1の最外側に存する中実部1には、当該中実部1のさらに外側に向かって、延設されている枝部3も形成されている。つまり、配列状に設けられた中実部1の最外側に存する中実部1において、枝部3は、当該中実部1のさらに外側に向かって、延設されている。
Further, the
また、当該画素電極は、複数の画素領域を構成している。本実施の形態では、3つの中実部1により、一の画素領域が形成されている。つまり、図1に示す、太線の中実部1により、画素領域の一単位が形成されている。図1では、画素領域が、点線にて区画されている。
The pixel electrode constitutes a plurality of pixel regions. In the present embodiment, one pixel region is formed by the three
ここで、一の画素領域に存在する所定数の中実部1において、隣接する中実部1同士は、枝部3を介して、電気的に接続されている。また、後述するように、一の画素領域には、図示していないが一のスイッチング素子(たとえば、TFT等)が各々形成されている。
Here, in a predetermined number of
中実部1は、略矩形状である。そして、中実部1を構成する各辺には、各々一の枝部3が形成されている。また、一の中実部1に着目する。すると、図1に示すように、各枝部3の延設方向に延びる仮想線ALは、中実部1の中心を通らない。つまり、当該仮想線ALは、中実部1の中心から所定の距離だけズレて形成されている。
The
また、一の中実部1に着目する。すると、図1から分かるように、枝部3の延設方向に延びる各仮想線ALにおいて、各仮想線ALに対する中実部3の中心位置は、各仮想線ALを前記中実部1の内方向に見て、同じ側に位置する。つまり、一の中実部1に形成されている枝部3は、2以上であり、当該2以上の枝部3の各仮想線ALに対する中実部1の中心位置は、各仮想線ALを中実部1の内方向に見て、同じ側に存する。
Also, pay attention to one
たとえば、図1において、上から2行目、右から2列目に位置する、一の中実部1に着目する。すると、各仮想線ALにおいて、中実部1の内方向に見て、当該中実部1の中心は、当該仮想線の左側に存する。
For example, in FIG. 1, attention is paid to one
これに対して、図1において、上から3行目、右から2列目に位置する、一の中実部1に着目する。すると、各仮想線ALにおいて、中実部1の内方向に見て、当該中実部1の中心は、当該仮想線の右側に存する。
On the other hand, in FIG. 1, attention is paid to one
なお、本実施の形態では、一の中実部1に形成されている各枝部3は、前記仮想線ALから中実部1の中心までの距離が、略同一となるように、形成されている。たとえば、図1に示すように、一の中実部1に形成されている枝部3は、4つであり、当該枝部3は、仮想線ALから中実部1の中心までの距離が、略同一となるように、形成されている。換言すれば、当該枝部3は、当該中実部1の中心を基準として、略4回対称性を有するように、形成されている。
In the present embodiment, each
また、枝部3を介して接続されている、隣接する中実部1の各々に着目する。すると、枝部3の形成位置は、鏡面対称となっている。たとえば、枝部3の形成位置は、当該中実部1の接続部(枝部3)に関して、鏡面対称となっている。
Further, attention is paid to each of the adjacent
次に、斜め電界による液晶分子の配向のメカニズムについて、図2を用いて説明する。なお、当該メカニズムは、特許文献1,2に記載のものと同様である。ここで、斜め電界は、中実部1のエッジ部(外周部)に起因して発生する。
Next, the mechanism of alignment of liquid crystal molecules by an oblique electric field will be described with reference to FIG. The mechanism is the same as that described in
図2に示すように、第一の基板10上には、画素電極(図2では、画素電極を構成している中実部1の一部が、図示されている)が配設されている。また、第一の基板10と対向して、第二の基板20が配設されている。第二の基板20上には、対向電極15が形成されている。
As shown in FIG. 2, a pixel electrode (a part of the
図2に示すように、中実部1と対向電極15とは、対面している。また、第一の基板10と第二の基板20との間には、液晶層30が形成されている。なお、第一の基板10と液晶層30との間、および第二の基板20と液晶層30との間には、垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、液晶層30は、垂直配向型である。
Here, the
垂直配向型の液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶分子から構成された、液晶層のことである。そして、画素電極(中実部1)と対向電極15との間に電圧を印加しないときには、当該液晶層30を構成する各分子は、両基板に対して垂直に配向している(概念図である図3参照)。しかし、画素電極(中実部1)と対向電極15との間に電圧を印加したときには、当該液晶層30を構成する各分子は、所定の方向に倒れる(概念図である図4参照)。
The vertical alignment type liquid crystal layer is a liquid crystal layer composed of liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy. When no voltage is applied between the pixel electrode (solid portion 1) and the
つまり、上記電圧非印加時には、正面位相差が発生しない。しかし、上記電圧印加時には、液晶分子が所定の方向に倒れることにより、正面位相差が発生する。 That is, no front phase difference occurs when no voltage is applied. However, when the voltage is applied, the front phase difference occurs due to the liquid crystal molecules falling in a predetermined direction.
本実施の形態では、電圧印加時において、中実部1のエッジ部に起因して、画素電極(中実部1)と対向電極15との間に、斜め方向の電界(斜め電界)が発生する。したがって、本実施の形態では、当該斜め電界に起因して、中実部1の外側から内側に向けた方向に、液晶分子は倒れる(図2の符号30a)。
In the present embodiment, an oblique electric field (oblique electric field) is generated between the pixel electrode (solid part 1) and the
なお、印加電圧が2.5〜3.5V程度と低い場合、あるいは中実部1外周部の液晶分子が倒れ始める電圧(2.0〜2.5V程度)からそれより高い電圧を印加した場合においては、液晶分子は中実部1の外周部から倒れ始め、配向変化は中実部1の内部へと伝播する。そして、一の中実部1に着目した場合には、過渡的には、平面視において、液晶分子の放射状傾斜配向が得られる。
When the applied voltage is as low as about 2.5 to 3.5 V, or when a voltage higher than the voltage (about 2.0 to 2.5 V) at which the liquid crystal molecules in the outer periphery of the
図5に、電圧印加時において、一の中実部1において過渡的に形成される、液晶分子の放射状傾斜配向の様子を示す。具体的に、当該配向は、偏向顕微鏡などを用いて、直交ニコル配置で観察したときに見られる消光模様(図5で示した太線)によって、確認される。
FIG. 5 shows a state of radial tilt alignment of liquid crystal molecules that is transiently formed in one
ここで、図5では、各枝部3は、中実部1の外周部において、次のように形成されている。つまり、各枝部3の延設方向に延びる各仮想線(図示せず)は、いずれも中実部1の中心を通るように、形成されている。
Here, in FIG. 5, each
なお、図5において、液晶分子31は、釘模様で図示されている。釘模様の頭部は、紙面の手前方向に位置している(以下の、図5に相当する図面においても同様とする)。したがって、釘模様の当該頭部と反対側は、紙面の奥行き方向に位置している(以下の、図5に相当する図面においても同様とする)。
In FIG. 5, the
図5から分かるように、各液晶分子31は、釘模様の頭部が中実部1の中心を向くように、放射状に倒れる。なぜなら、中実部1の中心以外の領域において、当該状態が、液晶分子31の配向の歪みが最も小さい状態であるからである。
As can be seen from FIG. 5, each
しかし、当該状態は、過渡的なものである。なぜなら、図5のA−B断面を示す図6から分かるように、中実部1の中心付近では、スプレイ配向(つまり、一の液晶分子31を軸にして、両サイド液晶分子31が鏡面対称の方向に倒れる配向)が形成されるからである。このように液晶分子31がスプレイ配向をとった場合には、当該部分の液晶分子31の弾性エネルギーは高くなる。
However, this state is transitional. This is because, as can be seen from FIG. 6 showing the A-B cross section of FIG. 5, in the vicinity of the center of the
ところで、図7に示すように、液晶分子31がツイスト配向をとった場合を考える。すると、当該ツイスト配向の液晶分子31の弾性エネルギーは、上記スプレイ配向の弾性エネルギーと比較して、半分程度に低くなる。
Now, consider the case where the
ここで、図7は、図8のA−B断面に垂直な断面を示す図である。ツイスト配向は、図7に示すように、A−B断面線を基準にして、当該A−B断面線上を進むに連れて、液晶分子の倒れる方向がツイストしている。 Here, FIG. 7 is a view showing a cross section perpendicular to the cross section AB of FIG. As shown in FIG. 7, in the twist alignment, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is twisted along the AB cross-sectional line with reference to the AB cross-sectional line.
上記弾性エネルギーの比較より、図5に示す構造の中実部1(つまり、枝部3の延設方向に延びる各仮想線は、いずれも中実部1の中心を通るように、当該枝部3が形成されている構造。以下単に、図5に示す構造と称する)の場合には、当該中実部1の中心付近において、図7に示すツイスト配向を取ろうとする。
From the comparison of the elastic energies, the
よって、図5に示す構造の中実部1を採用した場合には、最終的には、図8、9に示すように、液晶分子31は、全体的に右回り(もしくは、左回り)の渦巻状の配向を形成する。具体的に、当該配向は、偏向顕微鏡などを用いて、直交ニコル配置で観察したときに見られる消光模様(図8,9で示した太線)によって、確認される。
Therefore, when the
ここで、右回り渦巻状配向と、左回り渦巻状配向とは、ほぼ同確率で生じる。ただし、カイラリティを有する液晶材料を用いた場合には、いずれかの方向の渦巻状配向が、より高い確率で発生する。 Here, the clockwise spiral orientation and the counterclockwise spiral orientation occur with substantially the same probability. However, when a liquid crystal material having chirality is used, spiral orientation in either direction occurs with a higher probability.
ところで、図5に示す構造の中実部1の場合には、上述のように、中実部1の中心以外の領域では、本来、渦巻状配向よりも放射状傾斜配向(図5に示す配向)の方が、安定である(歪みが少ない)。
By the way, in the case of the
したがって、図8,9に示す渦巻状配向の場合には、中実部1の中心以外の領域では、配向の歪みが生じる。よって、液晶分子が、図8,9の渦巻配向に落ち着かない可能性が高くなる。つまり、配向の中心が中実部1の中心からズレる配向を、液晶分子31が取る可能性が高くなる。
Therefore, in the case of the spiral orientation shown in FIGS. 8 and 9, orientation distortion occurs in a region other than the center of the
また、印加電圧が2.5〜3.5V程度と低い場合、あるいは中実部1外周部の液晶分子が倒れ始める電圧(2.0〜2.5V程度)からそれより高い電圧を印加した場合においては、配向の配向中心が中実部1の中心に形成されやすい。
Also, when the applied voltage is as low as about 2.5 to 3.5 V, or when a voltage higher than the voltage (about 2.0 to 2.5 V) at which the liquid crystal molecules in the outer periphery of the
しかしながら、液晶分子が倒れ始める閾値(2.0〜2.5V程度)以下の電圧を初期電圧として比較的高い電圧(4.5V以上)を印加した場合には、傾斜配向の配向中心は、中実部1の中心からズレやすくなる。これは、当該電圧を印加すると、中実部1中心付近の液晶分子および中実部1外周部の液晶分子が同時に倒れるからである。このように、中実部1の中心付近の液晶分子は、倒れる方向が制御されないため、電圧印加直後は、ランダムな方向に倒れ、配向中心と中実部1の中心との間にズレが生じる(配向中心が複数形成される場合も発生し得る)。
However, when a relatively high voltage (4.5 V or more) is applied with a voltage below a threshold (approximately 2.0 to 2.5 V) or less at which the liquid crystal molecules start to fall, It becomes easy to shift from the center of the
時間の経過と共に、後述する消光模様は大きな曲率の形状に変化し、おおよそ放射状の傾斜配向が得られる。しかし、配向中心は、必ずしも中実部1の中心には移動せず、配向中心と中実部1の中心との間のズレは残存する。
With the passage of time, the extinction pattern, which will be described later, changes to a shape with a large curvature, and an approximately radial inclined orientation is obtained. However, the alignment center does not necessarily move to the center of the
このように、配向の中心位置が、中実部1の中心からズレた場合には、当該中実部1内での液晶分子の倒れる方位の比率が、均等でなくなる。つまり、視野角が非対称となり、狭くなる。
Thus, when the center position of the alignment deviates from the center of the
これに対して、本実施の形態に係わる画素電極を採用した場合には、液晶分子が倒れ始める閾値(2.0〜2.5V程度)以下の電圧を初期電圧として比較的高い電圧(4.5V以上)を印加した場合においても、配向の中心位置が、中実部1の中心からズレることを抑制できる。
On the other hand, when the pixel electrode according to the present embodiment is employed, a voltage not higher than a threshold value (about 2.0 to 2.5 V) at which liquid crystal molecules start to fall is set to a relatively high voltage (4. Even when 5 V or higher) is applied, it is possible to suppress the deviation of the center position of the alignment from the center of the
つまり、本実施の形態では、中実部1の外周部には、枝部3が形成されており、各枝部3の延設方向に延びる仮想線ALは、中実部1の中心を通らない。
That is, in the present embodiment, the
したがって、図10に示すように、当該枝部3の形成位置に起因して、中実部1の中心付近では、ツイスト配向を取らせることができる。さらに、中実部1の中心付近以外の領域では、当該枝部3の形成位置に起因して、歪みをより少なくして、液晶分子3の渦巻状配向を可能とすることができる。つまり、枝部3により、渦巻状配向の「すそ」の位置が制御されている。
Therefore, as shown in FIG. 10, due to the formation position of the
このように、図8,9に示した場合よりも、本実施の形態に係わる画素電極を採用した方が、より、歪みの少ない状態で渦巻状配向を形成することができる(つまり、より安定して渦巻状配向を形成することができる)。 As described above, when the pixel electrode according to the present embodiment is employed, the spiral orientation can be formed with less distortion than the case shown in FIGS. A spiral orientation).
したがって、余分な製造工程を実施すること無く(つまり、製造コストを増大させること無く)配向の中心が、中実部1の中心以外の位置に形成されることを、抑制することができる。
Therefore, it is possible to prevent the orientation center from being formed at a position other than the center of the
以上により、本実施の形態に係わる画素電極を用いて液晶表示装置を製造した場合には、当該液晶装置は、全方向に対して視野角の広く、さらに、表示される画像も良好となる。 As described above, when a liquid crystal display device is manufactured using the pixel electrode according to this embodiment, the liquid crystal device has a wide viewing angle with respect to all directions, and further, a displayed image is good.
なお、本実施の形態の中実部1における、図10に示した液晶分子31の渦巻状配向は、偏向顕微鏡などを用いて確認された。具体的に、当該配向は、偏向顕微鏡などを用いて、直交ニコル配置で観察したときに見られる消光模様(図10で示した太線)によって、確認された。
Note that the spiral alignment of the
また、一の画素領域に存在する所定数(図1では、3個)の中実部1において隣接するもの同士、枝部3を介して各々電気的に接続されている。したがって、当該所定数の中実部1により、一の画素領域を形成することができる。
Further, a predetermined number (three in FIG. 1) of
また、枝部3を介して接続されている隣接する中実部1の各々に着目する。すると、図1に示したように、枝部3の形成位置は、たとえば中実部1の接続部(枝部3)に関して、鏡面対称である。
Further, attention is paid to each of the adjacent
したがって、たとえば、図11に示すような場合と比較して、画素領域内における中実部1の占有面積が大きくなる。図11は、各中実部1において、枝部3の形成位置が同じ場合である。図11に示す場合には、枝部3Lの形状に起因してデッドスペースが存在する。
Therefore, for example, the area occupied by the
上記のように、画素領域における中実部における占有面積が増大するので、表示として有効に寄与する面積が増大し、結果として輝度の高い液晶表示が可能となる。 As described above, since the area occupied by the solid portion in the pixel region increases, the area that effectively contributes to the display increases, and as a result, a liquid crystal display with high luminance becomes possible.
なお、枝部3を介して接続されている中実部1同士において、枝部3の形成位置を上記鏡面対称とした場合には、一方の中実部1においては、右回り渦巻状配向が形成され、他方の中実部1においては、左回り渦巻状配向が形成される。
In addition, in the
当該構成において、液晶層にカイラリティを有する液晶材料を採用した場合を想定する。すると、一方の方向の渦巻状配向(つまり、カイラリティの方向と一致する配向)は、安定的に形成される。しかし、他方の方向の渦巻状配向(つまり、カイラリティの方向と一致しない配向)は、不安定となる。こうような場合には、配向中心が中実部1の中心とズレることがあり得る。
In this configuration, it is assumed that a liquid crystal material having chirality is employed for the liquid crystal layer. Then, a spiral orientation in one direction (that is, an orientation that matches the chirality direction) is stably formed. However, the spiral orientation in the other direction (that is, the orientation that does not coincide with the chirality direction) becomes unstable. In such a case, the orientation center may deviate from the center of the
したがって、枝部3を介して接続されている中実部1同士において、枝部3の形成位置を上記鏡面対称とした場合には、液晶材料30は、カイラリティの無い液晶材料で構成する方が望ましい。これにより、上記構成の中実部1同士において、どちらにおいても安定した渦巻状配向を形成することができる。
Therefore, in the
また、一の中実部1に形成される枝部3は、一つでも良い。この場合には、当該枝部3は、枝部3の延設方向に延びる仮想線ALが中実部1の中心を通らないような位置に、形成すれば良い。このようにすることにより、図5に示す構造と比較してより、液晶分子の渦巻状配向を安定的に形成することができる。
Moreover, the
また、一の中実部1に形成される枝部3は、2以上であっても良い。この場合には、枝部3の延設方向に延びる各仮想線ALにおいて、当該仮想線ALに対する、中実部1の中心位置が、各仮想線ALを中実部1の内方向に見て、同じ側に位置するように、枝部3を形成することが望ましい。
Moreover, the
当該構成を採用することにより、一の中実部1に一の枝部3のみが形成される場合よりも、より、渦巻状配向を安定的に形成することができる。
By adopting this configuration, it is possible to form a spiral orientation more stably than when only one
なお、一の中実部1に形成される枝部3は、2以上である場合には、中実部1同士の接続に寄与しない枝部3が存在する可能性がある。当該枝部3は、専ら、渦巻状配向の制御補助のために形成されていると理解できる。
When the number of
また、上述したように、一の中実部1に4つの枝部3を形成し、かつ、当該枝部3が、仮想線ALから中実部1の中心までの距離が、略同一となるように、形成されている方が、より望ましい。当該構成を採用することにより、最も安定的に、渦巻状配向を形成することができる。
Further, as described above, four
また、枝部3を除く中実部1の形状は、図1等で示した正方形以外に、図12に示すように、長方形の中実部1を含んでいても良い。ただし、図12に示すように、長方形の中実部1を導入する場合には、当該中実部1の縦の辺と横の辺との比率は、1:0.5〜1:2の範囲以内であることが望ましい。
Further, the shape of the
もし、中実部1の縦の辺と横の辺との比率が、上記範囲外である場合には、渦巻状配向の中心が、長辺側の枝部3付近に形成される場合が発生するからである(当該事項は実験により確認されている)。当該場合には、液晶表示はざらついて視認される(たとえば、右方向から見て、明るい画素と暗い画素とが混在する)。
If the ratio of the vertical side to the horizontal side of the
また、中実部1の形状は、図13に示すように、矩形状(正方形または長方形等)であっても良く(図13のA)、また、角部が曲線である矩形状であっても良く(図13のB)、また、円形(または、楕円形)等であっても良い(図13のC)。
Further, as shown in FIG. 13, the
中実部1が上記いずれの形状の場合でも、中実部1の中心と中実部1の重心とは、略一致している。
Regardless of the shape of the
また、中実部1が楕円形状である場合には、当該楕円の長軸と短軸との比率は、1:0.5〜1:2の範囲以内であることが望ましい。
Moreover, when the
もし、中実部1の長軸と短軸との比率が、上記範囲外である場合には、渦巻状配向の中心が、中実部1の中心からズレて形成される場合が発生するからである(当該事項は実験により確認されている)。当該場合には、液晶表示はざらついて視認される(たとえば、右方向から見て、明るい画素と暗い画素とが混在する)。
If the ratio of the major axis to the minor axis of the
なお、一の中実部1の大きさは、以下の範囲以内であることが望ましい。
The size of one
つまり、正方形の場合には、経験則に従うと、各辺の大きさが、30ミクロン以上、100ミクロン以下であることが望ましい。また、矩形状の中実部1の場合には、短辺の大きさは、30ミクロン以上であることが望ましい。また、長辺の大きさは、100ミクロン以下であることが望ましい。
That is, in the case of a square, it is desirable that the size of each side is not less than 30 microns and not more than 100 microns according to empirical rules. In the case of the rectangular
また、経験則に従うと、円形の中実部1の場合には、直径が30ミクロン以上、100ミクロン以下であることが望ましい。また、同じく経験則に従うと、楕円状の中実部1の場合には、短軸の大きさは、30ミクロン以上であることが望ましい。また、長軸の大きさは、100ミクロン以下であることが望ましい。
Further, according to an empirical rule, in the case of the circular
また、略矩形状の枝部3の各辺の大きさは、以下に示す範囲以内であることが望ましい。
In addition, the size of each side of the substantially
つまり、図14で定義される枝部3の幅は、5ミクロンから15ミクロンの範囲以内であることが望ましい。また、図14で定義される枝部3の長さは、3ミクロンから10ミクロンの範囲以内であることが望ましい。
That is, the width of the
枝部3の大きさが小さい場合、枝部周辺の斜め電界による配向制御効果、すなわち渦巻状配向の「すそ」の位置を制御する効果が小さくなる。
When the size of the
また、上述では、一画素領域を3つの中実部1で構成する場合について、言及した。しかし、これに限定する趣旨ではない。つまり、一画素領域は、一以上の中実部1で形成されていれば良い。また、一画素領域を形成する中実部1を一列に配列する場合に言及した。しかし、任意のマトリクス状に配列させても良い。
In the above description, the case where one pixel region is configured by three
たとえば、図15に示すように、6行−2列に、12個の中実部1を配設することにより、一画素領域を構成しても良い。なお、図15から分かるように、一画素領域を構成している12個の中実部1は、隣接するもの同士、枝部3を介して各々、電気的に接続されている。
For example, as shown in FIG. 15, one pixel region may be configured by arranging 12
<実施の形態2>
本実施の形態では、実施の形態1に係わる画素電極を備える、液晶表示装置(特に、液晶パネル部)について説明する。
<
In this embodiment, a liquid crystal display device (particularly, a liquid crystal panel portion) including the pixel electrode according to
はじめに、第一の基板上の各部材の構成について説明する。図16は、第一の基板上に形成されている各部材の構成を示す、透視平面図である。 First, the configuration of each member on the first substrate will be described. FIG. 16 is a perspective plan view showing the configuration of each member formed on the first substrate.
図16において、最も下層に形成されている部材は、斜線にて図示している。また、当該斜線の部材より上層に存する部材は、太線にて図示している。さらに、当該太線の部材より上層に存する部材は、点線にて図示している。なお、斜線の部材同士、太線の部材同士、点線の部材同士は、各々同一層に形成されている。 In FIG. 16, the member formed in the lowermost layer is illustrated by hatching. In addition, members existing in the upper layer than the hatched members are indicated by thick lines. Further, the members existing above the thick line members are shown by dotted lines. Note that the hatched members, the thick members, and the dotted members are formed in the same layer.
図16では、一画素領域分のみを図示している。したがって、図示していないが、実際には、図16に示す構造体を単位として、当該構造体がマトリクス状に配列されている。なお、一画素領域は、3つの中実部(点線輪郭)により構成されている。 In FIG. 16, only one pixel region is shown. Therefore, although not shown, the structures are actually arranged in a matrix with the structure shown in FIG. 16 as a unit. Note that one pixel region is composed of three solid portions (dotted line outlines).
第一の基板(図示せず)は、ガラス等の透明性を有する基板である。当該第一の基板上には、図16に示すように、一方向(図16では、横方向)に、ゲート配線51が配設されている。ここで、ゲート配線51は、ゲート電極の役割も担っている。
The first substrate (not shown) is a transparent substrate such as glass. On the first substrate, as shown in FIG. 16,
また、第一の基板上には、図16に示すように、ゲート配線51と同方向に、補助容量配線52が配設されている。また、第一の基板上には、図16に示すように、補助容量電極53が配設されている。ここで、補助容量配線52は、補助容量電極53と電気的に接続されている。
On the first substrate, as shown in FIG. 16,
また、ゲート配線51、補助容量配線52、および補助容量電極53等を覆うように、第一の基板上には、第一の絶縁膜(図示せず)、半導体層(図示せず)、オーミックコンタクト膜(図示せず)が、当該順に形成されている。
A first insulating film (not shown), a semiconductor layer (not shown), an ohmic contact is formed on the first substrate so as to cover the
また、第一の絶縁膜上には、ソース配線(信号配線)54が配設されている。ここで、ソース配線54は、図16に示すように、ゲート配線51の配設方向に対して、略垂直な方向(図16では、縦方向)に配設されている。ここで、ゲート配線51とソース配線54とで区画される領域において、一画素領域が構成されている。
A source wiring (signal wiring) 54 is disposed on the first insulating film. Here, as shown in FIG. 16, the
また、図16に示すように、ソース配線54には、ソース電極55が接続されている。なお、上記より明らかなように、ゲート配線51、補助容量配線52と、ソース配線54とは、第一の絶縁膜を介して、異なる層に配設されている。したがって、前者2つの配線51,52等と、ソース配線54等とは、電気的に接続されていない。
As shown in FIG. 16, a
また、ゲート配線51とソース配線54とで区画されている領域内において、ドレイン電極56が配設されている。ここで、ソース電極55とドレイン電極56とは、半導体層(図示せず)を介して接続されている。
A
図16において、ゲート配線(特に、ゲート電極として機能する部分)51、ソース電極55、ドレイン電極56、第一の絶縁膜(図示せず)、および半導体層(図示せず)等から、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)が構成されている。なお、図16において、丸で囲まれている部分が、TFTが構成されている部分である。
In FIG. 16, a switching element is formed from a gate wiring (particularly a portion functioning as a gate electrode) 51, a
また、ソース配線54、ソース電極55、およびドレイン電極56等を覆うように、第一の基板上には、第二の絶縁膜(図示せず)が形成されている。ここで、第二の絶縁膜は、たとえば、無機絶縁膜と有機絶縁膜とを当該順に積層したものである。また、第二の絶縁膜には、コンタクトホール57が設けられている。ここで、図16に示すように、コンタクトホール57は、ドレイン電極56上の所定の場所に、形成されている。
A second insulating film (not shown) is formed on the first substrate so as to cover the
また、第二の絶縁膜上には、図16に示す画素電極58が形成されている。ここで、画素電極58は、実施の形態1に係わる画素電極である。また、上述の通り、一画素領域は、3つの中実部により構成されている。また、3つの中実部は、隣接するもの同士、枝部を介して接続されている。
A
また、画素電極58の一部は、コンタクトホール57内にも形成されている。したがって、画素電極58とドレイン電極56とは、電気的に接続されている。さらに、画素電極58は、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料から構成されている。
A part of the
また、上記各部材が形成された第一の基板上には、垂直配向膜(図示せず)が形成されている。ここで、垂直配向膜として、たとえば、ポリイミド、ポリアミド等を採用することができる。 In addition, a vertical alignment film (not shown) is formed on the first substrate on which the above members are formed. Here, for example, polyimide, polyamide or the like can be employed as the vertical alignment film.
上記第一の基板の構成において、中実部同士の接続に寄与していない枝部は、以下のような配置に形成されている。つまり、図16に示すように、当該枝部は、平面視において、前記ソース配線54および前記ゲート配線51のどちらか一方と重複するように、配置されている。
In the configuration of the first substrate, the branch portions that do not contribute to the connection between the solid portions are formed in the following arrangement. That is, as shown in FIG. 16, the branch portion is arranged so as to overlap with either the
次に、上記構成の第一の基板と対向する、第二の基板の構成について、図面を用いずに説明する。ここで、第二の基板は、ガラス等の透明性を有する基板である。 Next, the structure of the second substrate facing the first substrate having the above structure will be described without using the drawings. Here, the second substrate is a substrate having transparency such as glass.
第二の基板上には、遮光のためのブラックマトリクスや、赤・緑・青の色材層等が形成されている。また、それらの上には、透明導電材料から成る対向電極が配設されている。また、第二の基板上には、後述する液晶層との界面に相当する層に、垂直配向膜が形成されている。 On the second substrate, a black matrix for light shielding, red, green, and blue color material layers are formed. Further, a counter electrode made of a transparent conductive material is disposed on them. On the second substrate, a vertical alignment film is formed in a layer corresponding to an interface with a liquid crystal layer described later.
上記構成の、第一の基板および第二の基板が用意できたら、次に、第一の基板と第二の基板とを、相互に対向するように、配設する。ここで、対向電極と画素電極58とが、互いに向かい合うように、両基板を配設する。
When the first substrate and the second substrate having the above-described configuration are prepared, the first substrate and the second substrate are then disposed so as to face each other. Here, both substrates are disposed so that the counter electrode and the
また、第一の基板と第二の基板との間には、液晶層が形成されている。ここで、液晶層は、実施の形態1で説明したように、垂直配向型の液晶材料から構成されている。
A liquid crystal layer is formed between the first substrate and the second substrate. Here, as described in
次に、本実施の形態に係わる液晶表示装置(特に、液晶パネル部)の製造方法について、図16を参照しつつ説明する。 Next, a method for manufacturing a liquid crystal display device (particularly, a liquid crystal panel unit) according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
はじめに、第一の基板上に所定の部材を形成する方法について説明する。 First, a method for forming a predetermined member on the first substrate will be described.
まず、ガラス等の第一の基板上に、金属クロム膜を成膜する。金属クロム膜の膜厚は、約300nmである。 First, a metal chromium film is formed on a first substrate such as glass. The film thickness of the metal chromium film is about 300 nm.
次に、当該金属クロム膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、第一の基板上に、上記構成の、ゲート配線51、補助容量配線52および補助容量電極53を形成することができる。
Next, a photolithography process is performed on the metal chromium film. Thereby, the
次に、ゲート配線51、補助容量配線52および補助容量電極53等を覆うように、シリコン窒化膜(第一の絶縁膜と把握できる)を成膜する。ここで、当該シリコン窒化膜の膜厚は、約400nmである。
Next, a silicon nitride film (which can be grasped as a first insulating film) is formed so as to cover the
なお、膜中ピンホールなどによる、当該シリコン窒化膜の上層と下層との間での導通を防止するため、シリコン窒化膜を、複数回に分けて成膜した方が良い。たとえば、シリコン窒化膜を300nm程度成膜した後に、その上に、さらにシリコン窒化膜を100nm程度成膜する方法を採用した方が良い。 In order to prevent conduction between the upper and lower layers of the silicon nitride film due to pinholes in the film, it is better to form the silicon nitride film in a plurality of times. For example, it is better to adopt a method in which a silicon nitride film is formed to a thickness of about 300 nm, and then a silicon nitride film is further formed to a thickness of about 100 nm.
次に、当該シリコン窒化膜上に、アモルファスシリコン膜(半導体層)およびドープドアモルファスシリコン膜(オーミックコンタクト膜)を、当該順に成膜する。ここで、アモルファスシリコン膜の膜厚は、100nm程度である。また、ドープドアモルファスシリコン膜の膜厚は、50nm程度である。 Next, an amorphous silicon film (semiconductor layer) and a doped amorphous silicon film (ohmic contact film) are formed in this order on the silicon nitride film. Here, the film thickness of the amorphous silicon film is about 100 nm. The film thickness of the doped amorphous silicon film is about 50 nm.
次に、アモルファスシリコン膜およびドープドアモルファスシリコン膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、当該各膜を所定の形状にパターニングする(TFT部の形成を行う)。 Next, a photolithography process is performed on the amorphous silicon film and the doped amorphous silicon film. As a result, the respective films are patterned into a predetermined shape (the TFT portion is formed).
次に、上記各部分を覆うように、再び、金属クロム膜を成膜する。金属クロム膜の膜厚は、300nm程度である。 Next, a metal chromium film is formed again so as to cover the above portions. The film thickness of the metal chromium film is about 300 nm.
次に、当該金属クロム膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、第一の基板上に、上記構成の、ソース配線54、ソース電極55およびドレイン電極56を形成することができる。
Next, a photolithography process is performed on the metal chromium film. Thereby, the
次に、上記ソース配線54等を覆うように、シリコン窒化膜(第二の絶縁膜、特に、無機絶縁膜と把握できる)を成膜する。当該シリコン窒化膜の膜厚は、400nm程度である。さらに、シリコン窒化膜上に、アクリル樹脂膜(第二の絶縁膜、特に、有機絶縁膜と把握できる)を成膜する。当該アクリル樹脂膜の膜厚は、3ミクロン程度である。
Next, a silicon nitride film (a second insulating film, particularly an inorganic insulating film can be grasped) is formed so as to cover the
次に、上記第二の絶縁膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、第二の絶縁膜に、コンタクトホール57を形成する。ここで、コンタクトホール57の底部から、ドレイン電極56が露出するように、当該コンタクトホール57は、形成される。
Next, a photolithography process is performed on the second insulating film. Thereby, a
次に、第二の絶縁膜上に、ITO膜を成膜する。ITO膜の膜厚は、100nm程度である。ここで、コンタクトホール57内にも、ITO膜を充填する。
Next, an ITO film is formed on the second insulating film. The thickness of the ITO film is about 100 nm. Here, the
次に、上記ITO膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、ITO膜から成る画素電極58を形成する。当該画素電極58は、上述の通り、実施の形態1に係わる画素電極である。ここで、コンタクトホール57には、ITO膜が形成されている。したがって、画素電極58とドレイン電極56とは、電気的に接続される。
Next, a photolithography process is performed on the ITO film. Thereby, a
また、当該画素電極を構成する中実部において、中実部同士の接続に寄与していない枝部は、以下のような配置に形成されている。つまり、当該枝部は、平面視において、ソース配線54およびゲート配線51のいずれか一方と重複するように、配置されている(図16参照)。
Further, in the solid portion constituting the pixel electrode, the branch portions that do not contribute to the connection between the solid portions are formed in the following arrangement. That is, the branch is arranged so as to overlap with either the
次に、第二の基板上に所定の部材を形成する方法について、図面を用いず説明する。 Next, a method for forming a predetermined member on the second substrate will be described without using the drawings.
まず、ガラス等の第二の基板上に、金属クロム膜を成膜する。金属クロム膜の膜厚は、約300nmである。 First, a metal chromium film is formed on a second substrate such as glass. The film thickness of the metal chromium film is about 300 nm.
次に、当該金属クロム膜に対して、写真製版処理を施す。これにより、第一の基板上に、所定のパターンを有するブラックマトリクスを形成することができる。 Next, a photolithography process is performed on the metal chromium film. Thereby, a black matrix having a predetermined pattern can be formed on the first substrate.
次に、ブラックマトリクスを覆うように、赤の色材層を形成する。当該赤の色材層に対して、写真製版処理を施す。これにより、ブラックマトリクスで区画されている所定の領域に、赤の色材層を残存させる。 Next, a red color material layer is formed so as to cover the black matrix. A photolithography process is performed on the red color material layer. As a result, the red color material layer remains in a predetermined area partitioned by the black matrix.
次に、ブラックマトリクスを覆うように、緑の色材層を形成する。当該緑の色材層に対して、写真製版処理を施す。これにより、ブラックマトリクスで区画されている所定の領域に、緑の色材層を残存させる。 Next, a green color material layer is formed so as to cover the black matrix. Photoengraving is performed on the green color material layer. As a result, the green color material layer remains in a predetermined area partitioned by the black matrix.
次に、ブラックマトリクスを覆うように、青の色材層を形成する。当該青の色材層に対して、写真製版処理を施す。これにより、ブラックマトリクスで区画されている所定の領域に、青の色材層を残存させる。 Next, a blue color material layer is formed so as to cover the black matrix. Photoengraving is performed on the blue color material layer. As a result, the blue color material layer remains in a predetermined area partitioned by the black matrix.
次に、当該赤・緑・青の色材層を覆うように、保護膜を形成する。 Next, a protective film is formed so as to cover the red, green, and blue color material layers.
次に、当該保護膜上に、ITO膜を成膜する。ITO膜の膜厚は、100nm程度である。これにより、ITO膜から成る対向電極を形成する。 Next, an ITO film is formed on the protective film. The thickness of the ITO film is about 100 nm. Thereby, a counter electrode made of an ITO film is formed.
さて、上記構成の第一の基板および第二の基板が用意できたら、液晶パネル部の組立作業へと移行する。 Now, when the first substrate and the second substrate having the above-described configuration are prepared, the process proceeds to the assembly operation of the liquid crystal panel unit.
具体的に、第一の基板の上記各部材が形成されている側、および第二の基板の上記各部材が形成されている側に、各々垂直配向膜を成膜する。当該垂直配向膜として、たとえばJSR株式会社のオプトマーAL1H659(登録商標)を、採用することができる。また、当該垂直配向膜の膜厚は、80nm程度である。 Specifically, a vertical alignment film is formed on each side of the first substrate where the respective members are formed and on the side of the second substrate where the respective members are formed. As the vertical alignment film, for example, Optomer AL1H659 (registered trademark) manufactured by JSR Corporation can be adopted. The thickness of the vertical alignment film is about 80 nm.
次に、第一の基板の上記各部材が形成されている側において、その周辺部にシール剤を塗布する。他方、第二の基板の上記各部材が形成されている側において、樹脂製スペーサを散布する。当該スペーサとして、清水化学工業株式会社のミクロパール(登録商標)を採用することができる。 Next, a sealing agent is applied to the periphery of the first substrate on the side where the above-described members are formed. On the other hand, resin spacers are scattered on the side of the second substrate where the above-described members are formed. As the spacer, Micropearl (registered trademark) manufactured by Shimizu Chemical Industry Co., Ltd. can be used.
次に、第一の基板のシール剤が塗布されている側と、第二の基板のスペーサが散布されている側とを、向き合わせる。そして、当該両基板を熱圧着させる(つまり、貼り合わせる)。ここで、両基板のパネルギャップは、4μm程度となっている。 Next, the side on which the sealing agent of the first substrate is applied and the side on which the spacers of the second substrate are scattered are faced. Then, the two substrates are thermocompression bonded (that is, bonded together). Here, the panel gap between the two substrates is about 4 μm.
次に、シール剤に予め設けられている開口部から、上記パネルギャップ内へと、液晶材料を注入する。これにより、両基板間に液晶層を形成することができる。ここで、上述の通り、当該液晶層は、垂直配向型の液晶材料から構成されている。また、本実施の形態では、液晶材料として、図17に示す特性を有するものを採用する。 Next, a liquid crystal material is injected into the panel gap from an opening provided in advance in the sealant. Thereby, a liquid crystal layer can be formed between both substrates. Here, as described above, the liquid crystal layer is made of a vertically aligned liquid crystal material. In this embodiment, a liquid crystal material having the characteristics shown in FIG. 17 is used.
図17から分かるように、液晶材料は、カイラリティが無い。したがって、右回り渦巻状配向と左回り渦巻状配向との間で、配向安定性の観点から、ほとんど差が生じない。 As can be seen from FIG. 17, the liquid crystal material has no chirality. Therefore, there is almost no difference between the clockwise spiral orientation and the counterclockwise spiral orientation from the viewpoint of orientation stability.
さて、上記液晶材料の注入後、シール剤の開口部を封止する。ここで、当該封止処理は、紫外線硬化性樹脂を用いて行うことができる。以上の工程により、液晶パネル部が完成する。 Now, after the injection of the liquid crystal material, the opening of the sealing agent is sealed. Here, the sealing treatment can be performed using an ultraviolet curable resin. The liquid crystal panel portion is completed through the above steps.
当該液晶パネル完成後、ゲート配線51、補助容量配線52、ソース配線54、対向電極等に駆動回路を接続し、これらに、所定の電圧を印加できるように、回路構成を形成する。
After the liquid crystal panel is completed, a driving circuit is connected to the
また、図18に示すように、上記構成の液晶パネル60の両主面(具体的には、第一の基板の各部材が形成されていない面、および第二の基板の各部材が形成されていない面)に、光学フィルム61を各々設ける。当該光学フィルム61は、通常、粘着シートなどを用いて、液晶パネル60に貼り付けられる。
Further, as shown in FIG. 18, both main surfaces of the liquid crystal panel 60 having the above-described configuration (specifically, the surface where the members of the first substrate are not formed and the members of the second substrate are formed. The
なお、本実施の形態では、光学フィルム61として、図19に示すものを採用する。図19に示す、二つの光学フィルム61は共に、一枚の直線偏光板と二枚の位相差フィルムから成る積層構造を有している。ここで、位相差フィルムは、図19に示すように、面内位相差を有している。そして、一つの光学フィルムは全体として、円偏光板となっている。
In the present embodiment, the
なお、図19において、透過軸、遅相軸などの方向は、液晶パネルの表示面の法線方向から見た方向である。また、当該表示面の右水平方向を0度とし、反時計回りに角度が増加する。また、位相差は、波長550nmの光を用いた場合の値である。 In FIG. 19, directions such as the transmission axis and the slow axis are directions seen from the normal direction of the display surface of the liquid crystal panel. Further, the right horizontal direction of the display surface is set to 0 degree, and the angle increases counterclockwise. The phase difference is a value when light having a wavelength of 550 nm is used.
図18に示すように、当該光学フィルム61が配設された液晶パネル60と、光源62とを組み合わせる。具体的に、当該液晶パネル60を、光源62上に配置させる。なお、外光を利用する反射型液晶表示装置の場合には、当該光源62は必要でない。
As shown in FIG. 18, a liquid crystal panel 60 provided with the
以上により、液晶表示装置が完成する。 Thus, the liquid crystal display device is completed.
なお、上記にて液晶表示装置を完成後、各配線等に所定の電圧を印加させた。そして、偏光顕微鏡を用いて、画素電極内の配向状態を観察した。ここで、対向電極と画素電極58との間には、約4Vの電圧が印加されていた。
Note that after the liquid crystal display device was completed as described above, a predetermined voltage was applied to each wiring or the like. And the orientation state in a pixel electrode was observed using the polarization microscope. Here, a voltage of about 4 V was applied between the counter electrode and the
当該観察の結果、各中実部では、図10に示すような、渦巻状配向が観察された。さらに、当該渦巻状配向の配向中心と中実部の中心とが、ほぼ一致していることも観察された。 As a result of the observation, spiral orientation as shown in FIG. 10 was observed in each solid part. Further, it was also observed that the orientation center of the spiral orientation and the center of the solid part almost coincide.
また、本実施の形態に係わる液晶表示装置の視野角特性(等コントラスト曲線)の観測結果を、図20に示す。 In addition, FIG. 20 shows observation results of viewing angle characteristics (isocontrast curves) of the liquid crystal display device according to this embodiment.
図20は、液晶表示装置を正面から見た場合の方位が円周上の角度(方位0〜360°)を示す図である。中心から外側に向かって動径方向の角度は、傾斜角に相当する。すなわち、中心は液晶表示装置真正面であり、たとえば最外円の右は、液晶表示装置を右方向斜め80°から見た場合に相当する。円内部の線は、等コントラスト曲線であり、5〜500まで凡例のコントラスト値の曲線が描かれている。たとえば、右方向斜め80°から見た場合のコントラストは50以上である。
FIG. 20 is a diagram illustrating an angle on the circumference (
図20から分かるように、当該液晶表示装置は、対称性に優れた、非常に広い視野角が実現されている。 As can be seen from FIG. 20, the liquid crystal display device achieves a very wide viewing angle with excellent symmetry.
また、本実施の形態に係わる液晶表示装置において、第一の基板に着目する。すると、第一の基板上には、ソース配線54およびゲート配線51が配設されている。さらに、平面視において、枝部(特に、中実部同士の接続に寄与していない枝部)は、ソース配線54およびゲート配線51のいずれか一方と重複するように、配置されている。
In the liquid crystal display device according to this embodiment, attention is paid to the first substrate. Then, the
したがって、一画素領域内における、中実部の占有面積を最大にすることができる。よって、輝度の高い液晶表示装置を提供することができる。 Therefore, the area occupied by the solid part in one pixel region can be maximized. Therefore, a liquid crystal display device with high luminance can be provided.
なお、上記より分かるように、ゲート配線51およびソース配線54の上方には、有機絶縁膜が形成されている。そして、有機絶縁膜の上方には、画素電極58(中実部)が形成されている。ここで、上述のように、枝部を、ソース配線54およびゲート配線51のいずれか一方と重複するように、配置したとする。
As can be seen from the above, an organic insulating film is formed above the
もし、有機絶縁膜の厚さが薄いと、ゲート配線51やソース配線54等に印加される電位により、中実部外周部および枝部周辺の斜め電界が乱れる恐れがある。したがって、当該構成を採用する場合には、当該斜め電界の乱れ防止の観点から、有機絶縁膜は、2ミクロン以上の膜厚であることが望ましい。
If the organic insulating film is thin, the oblique electric field around the solid portion outer periphery and the branch portion may be disturbed by the potential applied to the
<実施の形態3>
本実施の形態では、実施の形態1に係わる画素電極を備える、液晶表示装置(特に、液晶パネル部)について説明する。ここで、実施の形態2では、透過型液晶表示装置に、実施の形態1に係わる画素電極を適用する場合について言及した。本実施の形態では、半透過型液晶表示装置(透過型・反射型の両方の構成を有する液晶表示装置)に、実施の形態1に係わる画素電極を適用する場合について言及する。
<
In this embodiment, a liquid crystal display device (particularly, a liquid crystal panel portion) including the pixel electrode according to
図21は、本実施の形態に係わる半透過型液晶表示装置が備える、第一の基板上の構成を示す、透視平面図である。 FIG. 21 is a perspective plan view showing a configuration on the first substrate included in the transflective liquid crystal display device according to the present embodiment.
図21と図16とを比較する。すると、両構成は、ほぼ同一であるが、以下の点において、相違する。 FIG. 21 is compared with FIG. Then, although both structures are substantially the same, they differ in the following points.
つまり、本実施の形態に係わる第一の基板では、中実部の一部に反射膜が形成されている。さらに、当該反射膜が形成されている中実部の下層に存する有機絶縁膜は、凹凸形状を有している。したがって、当該有機絶縁膜上に形成される反射膜も、凹凸形状を有する。 That is, in the first substrate according to the present embodiment, the reflective film is formed on a part of the solid part. Furthermore, the organic insulating film existing in the lower layer of the solid part where the reflective film is formed has an uneven shape. Therefore, the reflective film formed on the organic insulating film also has an uneven shape.
本実施の形態においても、一の画素領域に存在する所定数(図21では、3つ)の中実部により、一画素領域が構成されている。これらの中実部は、隣接するもの同士、枝部を介して電気的に接続されている。 Also in the present embodiment, one pixel region is constituted by a predetermined number (three in FIG. 21) of solid portions existing in one pixel region. These solid parts are electrically connected to each other through branch parts.
図21に示すように、上記所定数の中実部のうち、一部(本実施の形態では、3つの中実部のうち1つ)の中実部上に、反射膜70を形成する(当該反射膜70が形成された中実部は、反射電極であると把握できる)。ここで、反射膜70として、たとえば、アルミニウムや銀などを採用することができる。 As shown in FIG. 21, the reflective film 70 is formed on a part of the predetermined number of solid parts (in this embodiment, one of the three solid parts) (see FIG. 21). It can be grasped that the solid part where the reflective film 70 is formed is a reflective electrode). Here, for example, aluminum or silver can be employed as the reflective film 70.
また、反射膜70が形成されている中実部の下層に存する、有機絶縁膜に注目する。当該有機絶縁膜の表(上)面は、凹凸形状を有している。したがって、図21に示すように、当該有機絶縁膜上に形成される、中実部の表(上)面および、当該中実部上に形成される反射膜70の表(上)面も、当該凹凸形状に従った、凹凸形状を有する。 Also, pay attention to the organic insulating film that exists in the lower layer of the solid part where the reflective film 70 is formed. The front (upper) surface of the organic insulating film has an uneven shape. Therefore, as shown in FIG. 21, the front (upper) surface of the solid part formed on the organic insulating film and the front (upper) surface of the reflective film 70 formed on the solid part are also It has an uneven shape according to the uneven shape.
なお、有機絶縁膜(たとえば、アクリル樹脂)の表面に凹凸形状を形成する方法は、以下の通りである。 In addition, the method of forming uneven | corrugated shape on the surface of an organic insulating film (for example, acrylic resin) is as follows.
はじめに、第一のアクリル樹脂を1ミクロン程度成膜する。そして、当該第一のアクリル樹脂に対して写真製版処理を施す。これにより、第一のアクリル樹脂上に凹凸形状を形成することができる。次に、第二のアクリル樹脂を1ミクロン程度成膜する。そして、当該第二のアクリル樹脂に対して写真製版処理を施す。これにより、第二のアクリル樹脂上にコンタクトホール57を形成することができる。
First, the first acrylic resin is formed to a thickness of about 1 micron. Then, a photoengraving process is performed on the first acrylic resin. Thereby, an uneven shape can be formed on the first acrylic resin. Next, a second acrylic resin is formed to a thickness of about 1 micron. Then, a photoengraving process is performed on the second acrylic resin. Thereby, the
以上により、コンタクトホール58と凹凸形状とが形成された有機絶縁膜を形成することができる。
Thus, an organic insulating film in which the
反射膜70は、当該凹凸形状を有するので、当該反射膜70における光の散乱性を増加させることができる。 Since the reflective film 70 has the uneven shape, the light scattering property of the reflective film 70 can be increased.
図21において、一画素領域を構成する中実部に着目する。反射膜70が形成されている中実部の部分(反射部)が反射型であり、反射膜70が形成されていない中実部の部分(透過部)が透過型である。つまり、一画素領域全体で、半透過型を構成している。 In FIG. 21, attention is paid to a solid part constituting one pixel region. The solid part (reflective part) where the reflective film 70 is formed is of the reflective type, and the solid part part (transmissive part) where the reflective film 70 is not formed is of the transmissive type. That is, the entire one pixel region constitutes a transflective type.
上記構成の半透過型液晶表示装置の反射部に着目する。すると、当該反射部では、第二の基板側からの入射光は、入射時と反射時とで、2度液晶層内を通過する。つまり、当該入射光は、当該液晶層において2度、位相差が生じる。 Attention is paid to the reflective portion of the transflective liquid crystal display device having the above-described configuration. Then, in the reflection part, incident light from the second substrate side passes through the liquid crystal layer twice at the time of incidence and at the time of reflection. That is, the incident light has a phase difference twice in the liquid crystal layer.
これに対して、上記構成の半透過型液晶表示装置の透過部に着目する。すると、当該透過部では、透過光は、1度液晶層内を通過する。つまり、当該入射光は、当該液晶層において1度、位相差が生じる。 On the other hand, attention is paid to the transmission part of the transflective liquid crystal display device having the above configuration. Then, in the transmissive part, the transmitted light passes through the liquid crystal layer once. That is, the incident light has a phase difference once in the liquid crystal layer.
以上から明らかなように、反射部における表示特性と、透過部における表示特性とは、異なる。 As is clear from the above, the display characteristics in the reflective portion and the display characteristics in the transmissive portion are different.
当該表示特性の相違の発生を抑制するために、反射部上の液晶層の厚さを、透過部上の液晶層の厚さよりも、薄くする必要がある。 In order to suppress the occurrence of the difference in display characteristics, it is necessary to make the thickness of the liquid crystal layer on the reflective portion thinner than the thickness of the liquid crystal layer on the transmissive portion.
上記のように、液晶層の厚さに差を設ける方法として、たとえば、画素電極より下層に存する有機絶縁膜の厚さに差を設ける方法がある。また、第二の基板上に段差を設ける方法もある。 As described above, as a method of providing a difference in the thickness of the liquid crystal layer, for example, there is a method of providing a difference in the thickness of the organic insulating film existing below the pixel electrode. There is also a method of providing a step on the second substrate.
なお、本実施の形態では、第二の基板上に、2ミクロンの段差を設けた。したがって、透過部上の液晶層の厚さは、4ミクロンとなっており、反射部上の液晶層の厚さは、2ミクロンとなっている。 In the present embodiment, a step of 2 microns is provided on the second substrate. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer on the transmission portion is 4 microns, and the thickness of the liquid crystal layer on the reflection portion is 2 microns.
図21において、上記以外の(本実施の形態で詳細に説明した以外の)構成は、図16を用いて説明した構成の内容と同様である。また、液晶層や第二の基板の構成において、上述した以外の構成は、実施の形態2で説明した構成と同様である。 In FIG. 21, configurations other than those described above (other than those described in detail in this embodiment) are the same as the configurations described with reference to FIG. In the configuration of the liquid crystal layer and the second substrate, configurations other than those described above are the same as those described in the second embodiment.
したがって、これら同様な構成については、ここでの説明は省略する。なお、上述の通り、画素電極58の構成は、実施の形態1で説明した構成である。また、図21において、補助容量電極53、コンタクトホール57等の図示は、省略している。
Therefore, description of these similar configurations is omitted here. As described above, the configuration of the
また、本実施の形態に係わる半透過型液晶表示装置においても、図18に示したように、液晶パネル60には、2つの光学フィルム61が貼り付けられている。そして、当該液晶パネル60と光源62とが、組み合わされている。
Also in the transflective liquid crystal display device according to the present embodiment, as shown in FIG. 18, two
なお、本実施の形態では、光学フィルム61として、図22に示すものを採用する。
In the present embodiment, the
第一の基板側に貼り付けられている光学フィルム61は、一枚の直線偏光板と二枚の位相差フィルムから成る積層構造を有している。ここで、位相差フィルムは、図22に示すように、面内位相差を有している。そして、一つの光学フィルムは全体として、円偏光板となっている。
The
また、第二の基板側に貼り付けられている光学フィルム61は、一枚の直線偏光板と三枚の位相差フィルムから成る積層構造を有している。ここで、二枚の位相差フィルムは、図22に示すように、面内位相差を有している。そして、1枚の位相差フィルムは、図22に示すように、厚さ方向の位相差を有している。
The
なお、図22において、透過軸、遅相軸などの方向は、液晶パネルの表示面の法線方向から見た方向である。また、当該表示面の右水平方向を0度とし、反時計回りに角度が増加する。また、位相差は、波長550nmの光を用いた場合の値である。 In FIG. 22, directions such as the transmission axis and the slow axis are directions seen from the normal direction of the display surface of the liquid crystal panel. Further, the right horizontal direction of the display surface is set to 0 degree, and the angle increases counterclockwise. The phase difference is a value when light having a wavelength of 550 nm is used.
本実施の形態では、一部の中実部には、反射膜が形成されている。したがって、半透過型液晶表示装置においても、外光の環境によらず、実施の形態1,2で説明した効果を奏することができる。
In the present embodiment, a reflective film is formed on some solid portions. Therefore, even in the transflective liquid crystal display device, the effects described in
なお、本実施の形態に係わる半透過型液晶表示装置において、各配線51,54等に所定の電圧を印加させた。そして、偏光顕微鏡を用いて、画素電極内の配向状態を観察した。当該観察の結果、各中実部では、図10に示すような、渦巻状配向が観察された。さらに、当該渦巻状配向の配向中心と中実部の中心とが、ほぼ一致していることも観察された。
In the transflective liquid crystal display device according to this embodiment, a predetermined voltage is applied to each of the
ここで、透過部の中実部は、透過光源を用いて観察した。また、反射型の中実部は、落射光源を用いて観察した。いずれの中実部においても、上記観察結果が得られた。 Here, the solid part of the transmission part was observed using a transmission light source. The solid part of the reflection type was observed using an incident light source. The above observation results were obtained in any solid part.
また、本実施の形態に係わる半透過型液晶表示装置の視野角特性(等コントラスト曲線)を観測した。当該観測は、光源点灯時と、光源を消灯し外光下とで、行った。両方の場合において、当該半透過型液晶表示装置は、対称性に優れた、非常に広い視野角が実現されていることが、観測できた。 In addition, viewing angle characteristics (isocontrast curves) of the transflective liquid crystal display device according to this embodiment were observed. The observation was performed when the light source was turned on and when the light source was turned off and under external light. In both cases, it was observed that the transflective liquid crystal display device realized a very wide viewing angle with excellent symmetry.
1 中実部、2 開口部、3 枝部、10 第一の基板、15 対向電極、20 第二の基板、30 液晶層、31液晶分子、51 ゲート配線、52 補助容量配線、53 補助容量電極、54 ソース配線、55 ソース電極、56 ドレイン電極、57 コンタクトホール、58 画素電極、60 液晶パネル、61 光学フィルム、62 光源、70 反射膜、AL 仮想線。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第一の基板と対向しており、対向電極が配設されている第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に形成されている、垂直配向型の液晶層とを、備えており、
前記画素電極は、
配列状に設けられた複数の中実部と、
前記中実部間において、前記中実部の外周部から延設された、枝部とを備えており、
前記枝部の延設方向に延びる仮想線は、前記中実部の中心を通らない、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate on which a pixel electrode is disposed;
A second substrate facing the first substrate and provided with a counter electrode;
A vertically aligned liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate,
The pixel electrode is
A plurality of solid parts arranged in an array;
The solid portion includes a branch portion extending from the outer peripheral portion of the solid portion,
The imaginary line extending in the extending direction of the branch part does not pass through the center of the solid part,
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記枝部は、
当該中実部のさらに外側に向かって、延設されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 In the solid part existing on the outermost side of the solid part provided in the array,
The branch is
It extends toward the outer side of the solid part,
The liquid crystal display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 In the predetermined number of the solid portions existing in one pixel region, the adjacent solid portions are connected to each other via the branch portions.
The liquid crystal display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 The formation position of the branch part in each of the adjacent solid parts connected via the branch part is a mirror-symmetrical position.
The liquid crystal display device according to claim 3.
当該2以上の前記枝部の各前記仮想線に対する前記中実部の中心位置は、各前記仮想線を前記中実部の内方向に見て、同じ側に存する、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The branch part formed in one of the solid parts is 2 or more,
The center position of the solid part with respect to each virtual line of the two or more branches is on the same side when the virtual line is viewed inward of the solid part,
The liquid crystal display device according to claim 1.
当該枝部は、
前記仮想線から前記中実部の中心までの距離が、略同一となるように、形成されている、
ことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 The branch portions formed in one solid portion are four,
The branch is
The distance from the virtual line to the center of the solid part is formed to be substantially the same,
The liquid crystal display device according to claim 5.
カイラリティの無い液晶材料から構成されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal layer is
Consists of liquid crystal material without chirality,
The liquid crystal display device according to claim 4.
ソース配線およびゲート配線がさらに、配設されており、
平面視において、前記枝部は、前記ソース配線および前記ゲート配線のどちらか一方と重複するように、配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The first substrate includes
A source wiring and a gate wiring are further provided,
In plan view, the branch portion is arranged so as to overlap with either the source wiring or the gate wiring.
The liquid crystal display device according to claim 1.
一部の中実部には、反射膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 Among the plurality of solid parts,
In some solid parts, a reflective film is formed,
The liquid crystal display device according to claim 1.
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