JP2007249202A

JP2007249202A - マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2007249202A
Application number: JP2007062169A
Authority: JP
Inventors: Cheming Hsu; ミン，スチェ; Mingfeng Hsieh; フェン，シエミン; Chihyung Hsieh; ユン，シエチー; Chienhong Chen; ホン，チェンチエン; Yingren Chen; レン，チェンイン
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2007-09-27
Also published as: TW200734731A; US20070216838A1

Abstract

【課題】配向欠陥のないマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、能動素子アレイ基板と、対向基板と、液晶層を備える。能動素子アレイ基板は、複数の画素ユニットを有し、各画素ユニットは能動素子および画素電極を有している。画素電極は、能動素子と電気的に接続されているとともに、複数の第１配向枝部が形成されている。第１配向枝部は、互いに対向するように配列されており、複数の第１の鋸歯状スリットを形成している。少なくとも一対の第１配向枝部は、他の対の第１配向枝部と形状が異なっている。対向基板は、共通電極層を有しており、液晶層は能動素子基板と対向基板との間に配置されている。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、液晶表示パネルに関する。特に、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルに関する。

表示装置の需要が増えており、すべての分野が表示装置の発展に寄与している。陰極線管（ＣＲＴ）表示装置は、画質の良さと技術の完成によって広く普及した。しかし、陰極線管は、環境問題に対する意識が高まるにつれて、軽量で、薄く、小型で、美しく、低電力消費であるという現在の市場傾向に適応できなくなっている。ＣＲＴ表示装置は、電力消費が大きく、輻射量が多く、サイズが大きいなどの不利な特徴によって、その魅力を損ねている。このため、高画質、低空間利用率、低電力消費、輻射が少ない又はないなど、優れた特性を有する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が、徐々にＣＲＴ表示装置の代わりとなってきている。

現在、液晶表示装置の性能として市場が求めるものには、高コントラスト比、階調反転がないこと、低カラーシフト、高輝度、広色域、高彩度、高速応答、高視野角などがある。現在のところ、高視野角という要件を満たすことのできる技術には、例えば、広視野角フィルムを用いたツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶、インプレインスイッチング（ＩＰＳ）液晶表示装置、フリンジフィールドスイッチング液晶表示装置、マルチドメイン垂直配向型（ＭＶＡ）薄膜トランジスタ液晶表示装置がある。

図１Ａは、従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの能動素子アレイ基板の概略図である。図１Ｂは、従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの対向基板の概略図である。分かりやすくするため、能動素子アレイ基板１０１および対向基板１０２の一部には番号を付与せず、画素電極１１０および共通電極層１２０を強調して示す。

図１Ａおよび図１Ｂに関して、従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、能動素子アレイ基板１０１と、対向基板１０２と、能動素子アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に挟まれた液晶層（図示せず）を備えている。能動素子アレイ基板１０１の画素電極１１０には、複数の主スリット１１２と、主スリット１１２から伸びる複数の微細スリット１１４が形成されている。微細スリット１１４の間に伸びる画素電極の部分を配向枝部といい、複数の配向枝部が互いに対向するように配列されている。共通電極層１２０もまた、複数の主スリット１２２と、主スリット１２２から伸びる複数の微細スリット１２４が形成されている。微細スリット１２４の間に伸びる共通電極層１２０の部分を配向枝部といい、複数の配向枝部が互いに対向するように配列されている。主スリット１１２、１２２および微細スリット１１４、１２４の近辺の電界方向は、画素の他の領域の電界方向とは異なることから、能動素子アレイ基板１０１と対向基板１０２の間に挟まれた液晶分子（図示せず）は多方向に配向する。異なる配向の領域が数箇所形成されることによって、液晶表示パネルの視野角が広げられている。

図１Ｃは、従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの概略図である。図１Ｃにおいて、従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル１００が画像を表示する際、主スリット１１２および微細スリット１１４の一部に近い液晶層の液晶分子は、十分な誘導力が加えられないことによって様々な方向に不揃いに配向され、これによってマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル１００が特異点Ｓを示すことがある。このような特異点Ｓの個数および発生位置は予測不可能である。別の画素領域では、このような特異点Ｓが異なる個数や位置で発生することもあり、これにより個々の画素領域の画質が異なってしまう。このような現象が、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル１００の画質に悪影響を及ぼしている。

本発明は、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルにおいて、上記した特異点が予測不可能であるという従来の欠点を克服するための技術を提供する。

本発明によって具現化されるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、複数の画素ユニットを有する能動素子アレイ基板と、共通電極層を有する対向基板と、能動素子アレイ基板と対向基板の間に位置する液晶層を備えている。画素ユニットは、能動素子と、能動素子と電気的に接続されている画素電極を有している。画素電極には、複数の第１配向枝部が互いに対向するように配列されている第１鋸歯状スリットが形成されている。そして、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部は、他の第１配向枝部と形状が異なっている。
このマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルでは、形状の異なる一対の第１配向枝部の間の位置で、液晶層の配向方向が特異的に変化する。その結果、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、その位置で特異点を表示する。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、他の第１配向枝部よりも長いことが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、他の第１配向枝部よりも短いことが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、他の第１配向枝部と長さと幅の比が異なることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、台形であることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、互いに異なる形状であることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部が、他の第１配向枝部と長さが異なることが好ましい。

本発明の一実施形態では、共通電極層に、複数の第２配向枝部が互いに対向するように配列されている第２鋸歯状スリットが形成されていることが好ましい。この場合、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と形状が異なることが好ましい。
このマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルでは、形状の異なる一対の第１配向枝部の間の位置で、液晶層の配向方向が特異的に変化する。その結果、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、その位置で特異点を表示する。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、他の第２配向枝部よりも長いことが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、他の第２配向枝部よりも短いことが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、他の第２配向枝部と長さと幅の比が異なることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、台形であることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、互いに異なっていることが好ましい。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、他の第２配向枝部と長さが異なることが好ましい。

本発明は、他のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルを提供する。このマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルは、複数の画素ユニットを有する能動素子アレイ基板と、共通電極層を有する共通電極層と、能動素子アレイ基板と対向基板の間に位置する液晶層を備えている。画素ユニットは、能動素子と、能動素子と電気的に接続されている画素電極を備えている。共通電極層は、画素電極に対応している。共通電極層には、複数の第２配向枝部が互いに対向するように配列されている第２鋸歯状スリットが形成されている。そして、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と形状が異なることを特徴とする。

本発明の一実施形態では、互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部が、互いに異なる形状であることが好ましい。

本発明によれば、画素電極及び／又は共通電極層において、少なくとも一対の配向枝部は他の配向枝部と形状が異なっている。このため、特異な形状をした配向枝部による特異な電界分布によって液晶分子の傾斜状態を特異に制御し、特異点を意図的に表示する。特異点の個数は、特異な形状とする配向枝部の対同士の距離によって調整することができる。つまり、特異点の個数または位置を効果的に制御することによって、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの画質を効果的に向上させることができる。

本発明に係る技術を、添付の図面と併せて、以下の好適な実施形態によってさらに詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態によるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの部分断面図を例示するものである。図２に示すように、このマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル２００は、能動素子アレイ基板２１０と、対向基板２２０と、液晶層２３０を備えている。液晶層２３０は、能動素子アレイ基板２１０と対向基板２２０の間に挟持されている。対向基板２２０は、一例であってこれに限るものではないが、カラーフィルタ基板を備えている。特に、液晶層２３０は、能動素子アレイ基板２１０の画素電極２１６と対向基板２２０の共通電極層２２２の間に位置している。

共通電極層２２２は、定電圧電源と電気的に接続されている。画素電極２１６と共通電極層２２２の電圧差は液晶層２３０に電界を発生させ、その発生させた電界によって液晶層２３０の液晶分子の配向状態を変化させる。能動素子アレイ基板２１０の画素電極２１６または対向基板２２０の共通電極層２２２のいずれかの形状に変化をつけることによって、電界分布を変化させることができる。本発明の一実施形態に係る能動素子アレイ基板２１０の画素電極２１６を以下に説明し、その後、本発明の一実施形態に係る対向基板２２０の共通電極層２２２を示す。

図３Ａは、本発明の実施形態によるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの能動素子アレイ基板２１０の概略図を例示するものである。図３Ａにおいて、能動素子アレイ基板２１０は、複数の画素ユニット２１２（図３Ａには一つのみ例示してある）を有している。各画素ユニット２１２は、能動素子２１４および画素電極２１６を備えている。例えば、能動素子２１４は薄膜トランジスタでもよく、その他のスイッチング素子でもよい。能動素子２１４は、走査線２４０およびデータ線２５０と電気的に接続されている。画素電極２１６は、能動素子２１４と電気的に接続されている。一般に、能動素子アレイ基板２１０には共通線２６０が設けられており、各画素領域に所望の画素ストレージキャパシタが形成されている。能動素子２１４に走査線２４０を介してオン信号が送り、能動素子２１４のスイッチ状態を制御することによって、画素電極２１６に充電するか否かを決定することができる。能動素子２１４がオンされた後、データ線２５０を通じて送られるデータ信号が能動素子２１４を介して画素電極２１６に書き込まれる。

図４Ａは、図３Ａに示した領域Ｒにおける画素電極の概略図を例示するものである。図３Ａおよび図４Ａにおいて、注目すべき点は、本実施形態の画素電極２１６が複数の第１配向枝部２１６ａ、２１６ｂを有していることである。複数の第１配向枝部２１６ａ、２１６ｂは、互いに対向するように配列されており、第１の鋸歯状スリットＪ１を形成している。そして、互いに対向する第１配向枝部２１６ｂの対のうち、少なくとも一対の第１配向枝部２１６ｂは、他の対の第１配向枝部２１６ａと形状が異なっている。本実施例ではその異形状である第１配向枝部２１６ｂの対が複数存在しており、異形状である第１配向枝部２１６ｂの対同士は所定の第１距離Ｄ１だけ離れて形成されている。異形状である第１配向枝部２１６ｂの長さは、他の第１配向枝部２１６ａの長さよりも短くなっている。異形状である第１配向枝部２１６ｂの位置、個数、形状は、種々の要件によって適宜変更可能であり、本実施形態の構成に限定されるものではない。

注目すべき点は、一部の第１配向枝部２１６ｂの形状が他の第１配向枝部２１６ａの形状と異なっていることにより、その異形状である第１配向枝部２１６ｂの対の間隙Ｇ２が他の第１配向枝部２１６ｂの対の間隙Ｇ１と異なることである。このため、異形状である第１配向枝部２１６ｂにおける電界分布は、他の領域の電界分布と異なることとなる。なお、異形状とする第１配向枝部２１６ｂは台形形状に形成することもでき、これによっても一部の第１配向枝部２１６ｂにおける電界分布を他の領域のものと異ならせることができる。

マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル２００が画像を表示する際、異形状である第１配向枝部２１６ｂによる電界分布は、他の領域のものと異なるようになる。それにより、この領域の液晶層２３０の液晶分子を所定の方向に効果的に導かれ、同一の方向に配向することから、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル２００が第１配向枝部２１６ｂと対応する位置に特異点Ｓを表示する。つまり、第１の配向枝部２１６ｂを配列することにより、特異点Ｓが発生する位置を効果的に制御することができる。

さらに、能動素子アレイ基板２１０と対向基板２２０の間の間隔（セルギャップ）は限られており、液晶層２３０の液晶分子が相互に作用を受けることから、第３の特異点Ｓが第１距離Ｄ１によって隔てた二つの特異点Ｓの間に容易に発生することはない。このため、同一個数の特異点Ｓが各画素領域で発生するため、マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル２００の画質が効果的に向上する。

他の第１配向枝部２１６ａに対して、異形状である一対の第１の配向枝部２１６ｂは、図４Ｂ〜図４Ｅに示すような種々の形状を有することもできる。図４Ｂに示すように、一部の第１配向枝部２１６ｃの長さを、他の第１配向枝部２１６ａの長さよりも長くすることができる。図４Ｃに示すように、一部の第１配向枝部２１６ｄの長さと幅の比を、他の第１配向枝部２１６ａと異ならせることもできる。図４Ｄに示すように、一部の第１配向枝部２１６ｅを、台形の形状とすることもできる。図４Ｅに示すように、互いに対向する一対の第１配向枝部２１６ｆのそれぞれを、互いに異なる形状とすることもできる。本発明の技術は、図４Ｅに示すように互いに対向する一対の第１配向枝部２１６ｆのそれぞれを異なる長さとするものに限られず、対向する一対の第１配向枝部２１６ｆのそれぞれを異なる形状で形成してもよい。

注目すべき点は、画素電極２１６に特殊な形状をした第１配向枝部２１６ｂを形成するほかに、対向基板２２０の共通電極層２２２にも特定の枝部を同時に形成できることである。図３Ｂは、本発明の実施形態による対向基板の概略図を例示するものである。図３Ｂに示すように、本実施形態の共通電極層２２２は、複数の第２配向枝部２２２ａ、２２２ｂを有しており、第２の配向枝部２２２ａ、２２２ｂは互いに対向して複数の第２の鋸歯状スリットＪ２を形成している。そして、互いに対向する第２配向枝部２２２ａ、２２２ｂの対のうち、少なくとも一対の第２配向枝部２２２ｂは、他の対の第２配向枝部２２２ａと形状が異なっている。本実施例ではその異形状である第２配向枝部２２２ｂの対が複数存在しており、異形状である第１配向枝部２２２ｂの対同士は所定の第２距離Ｄ２だけ離れて形成されている。異形状である第２配向枝部２２２ｂの長さは、他の第２配向枝部２２２ａよりも短くなっている。

異形状である第２配向枝部２２２ｂは、図４Ａ〜４Ｅに示すように、第１配向枝部２１６ｂ〜２１６ｆと同様の種々の形状に形成することができる。異形状である第２配向枝部２２２ｂは、他の第２配向枝部２２２ａよりも長くても短くてもよい。異形状である第２配向枝部２２２ｂは台形でもよく、他の形状を有してもよい。異形状である第２配向枝部２２２ｂの長さと幅の比が、他の第２配向枝部２２２ａの長さと幅の比と異なるように形成してもよい。あるいは、互いに対向する一対の第２の配向枝部２２２ｂのそれぞれを、互いに異なる形状に形成してもよい。

注目すべき点は、本発明によるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル２００では、特殊な形状をした第１配向枝部２１６ｂを能動素子アレイ基板２１０の画素電極２１６のみに形成してもよく、特殊な形状をした第２配向枝部２２２ｂを対向基板２２０の共通電極層２２２のみに形成してもよいことである。特殊な形状をした第１配向枝部２１６ｂを能動素子アレイ基板２１０の画素電極２１６に形成するとともに、特殊な形状をした第２配向枝部２２２ｂを対向基板２２０の共通電極層２２２に併せて形成することができるが、本実施形態はこれに限定することを意図するものではない。

上記のように、本発明に係るマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの能動素子アレイ基板の少なくとも一対の第１配向枝部の形状が、他の第１配向枝部の形状と異なっている。あるいは、異なる形状をした第２配向枝部を共通電極層に形成できる。特別な形状をした第１配向枝部または第２配向枝部における特別な電界分布によって、その領域の液晶分子を特別な方向に配向させることができ、特異点の位置および個数を意図的に発生させることによって、画質を向上させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの能動素子アレイ基板の概略図である。従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの対向基板の概略図である。従来のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの概略図である。本発明の一実施形態によるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの部分断面図を例示するものである。本発明の一実施形態によるマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルの能動素子アレイ基板の概略図を例示するものである。本発明の一実施形態による対向基板の概略図を例示するものである。図３Ａに示す領域Ｒにおける画素電極の概略図を例示するものである。第１配向枝部の他の形状を例示するものである。第１配向枝部の他の形状を例示するものである。第１配向枝部の他の形状を例示するものである。第１配向枝部の他の形状を例示するものである。

Claims

複数の画素ユニットを有する能動素子アレイ基板と、共通電極層を有する対向基板と、前記能動素子アレイ基板と前記対向基板の間に位置する液晶層を備えており、
前記画素ユニットは、能動素子と、前記能動素子に電気的に接続されている画素電極を備えており、
画素電極には、複数の第１配向枝部が互いに対向するように配列されている第１鋸歯状スリットが形成されており、
互いに対向する少なくとも一対の第１配向枝部は、他の第１配向枝部と形状が異なることを特徴とするマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第１配向枝部の間に位置する液晶層が、前記マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルに特異点を表示させることを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第１配向枝部は、他の第１配向枝部と長さが異なることを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第１配向枝部は、他の第１配向枝部と長さと幅の比が異なることを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第１配向枝部は、台形であることを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第１配向枝部は、互いに異なる形状であることを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記共通電極層には、複数の第２配向枝部が互いに対向するように配列されている第２鋸歯状スリットが形成されており、
互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と形状が異なることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
複数の画素ユニットを有する能動素子アレイ基板と、共通電極層を有する対向基板と、前記能動素子アレイ基板と前記対向基板の間に位置する液晶層を備えており、
前記画素ユニットは、能動素子と、前記能動素子と電気的に接続されている画素電極を備えており、
前記共通電極層には、複数の第２配向枝部が互いに対向するように配列されている第２鋸歯状スリットが形成されており、
互いに対向する少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と形状が異なることを特徴とするマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第２配向枝部の間に位置する液晶層が、前記マルチドメイン垂直配向型液晶表示パネルに特異点を表示させることを特徴とする請求項８に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と長さが異なることを特徴とする請求項８に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第２配向枝部は、他の第２配向枝部と長さと幅の比が異なることを特徴とする請求項８に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第２配向枝部は、台形であることを特徴する請求項８に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。
前記少なくとも一対の第２配向枝部は、互いに形状が異なることを特徴とする請求項８に記載のマルチドメイン垂直配向型液晶表示パネル。