JP2008096839A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008096839A JP2008096839A JP2006280582A JP2006280582A JP2008096839A JP 2008096839 A JP2008096839 A JP 2008096839A JP 2006280582 A JP2006280582 A JP 2006280582A JP 2006280582 A JP2006280582 A JP 2006280582A JP 2008096839 A JP2008096839 A JP 2008096839A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- liquid crystal
- slit
- display device
- crystal display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
【課題】液晶表示装置においてディスクリネーションを抑制することである。
【解決手段】同一基板上に上部電極層と下部電極層とが形成された液晶表示装置において、上部電極層である画素電極のスリット61のエッジ部分においてディスクリネーションが生じる領域(D)71は、スリット61の長辺がラビング方向R−Rを基準にして、スリット61の長辺がなす角度αの方向を正方向として、ラビング方向R−Rに対するエッジ部分の接線方向のなす角度βが0°と−90°との間の領域である。この領域(D)71において、横方向電界を生じさせないためには、スリット61の形状はそのままにして、下部電極層である画素電極において、領域(D)71に対応する部分を除去する。
【選択図】図10
【解決手段】同一基板上に上部電極層と下部電極層とが形成された液晶表示装置において、上部電極層である画素電極のスリット61のエッジ部分においてディスクリネーションが生じる領域(D)71は、スリット61の長辺がラビング方向R−Rを基準にして、スリット61の長辺がなす角度αの方向を正方向として、ラビング方向R−Rに対するエッジ部分の接線方向のなす角度βが0°と−90°との間の領域である。この領域(D)71において、横方向電界を生じさせないためには、スリット61の形状はそのままにして、下部電極層である画素電極において、領域(D)71に対応する部分を除去する。
【選択図】図10
Description
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置に関する。
液晶表示装置の表示方式としては従来TN(Twisted Nematic)方式が広く用いられてきているが、この方式は表示原理上、視野角に制限がある。これを解決する方法として、同一基板上に画素電極と共通電極とを形成し、この画素電極と共通電極との間に電圧を印加し、基板にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に平行な面内で駆動する横電界方式が知られている。
横電界方式には、IPS(In Plane Switching)方式と、FFS((Fringe Field Switch)方式が知られている。IPS方式では、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とを組み合わせて配置される。FFS方式では、絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、上部電極層に電界を通す開口として例えばスリット等が形成される。
上部電極層に電界を通すための開口は、電極層薄膜をエッチングすることで形成されるが、例えば、開口を細長い溝形状とするときは、その長辺の端部であるエッジ部分は、その形成工程(露光、エッティング)の限界により、丸みを帯びてラウンド形状あるいは円弧状の形状となることが多い。下部電極層から、この開口を通って上部電極層に向かう電界は、この開口のパターンに沿って流れるので、エッジ部分では円弧状のパターンに沿って電界が形成されることになる。したがって、例えば、ラビング処理等によって液晶分子の初期配向を開口の長辺にほぼ平行とし、下部電極層から上部電極層に電界をかけて液晶分子を駆動すると、開口の長辺の直線部分では、初期配向の状態から長辺に垂直な方向に回転するが、開口のエッジ部分では、初期配向の状態から円弧状形状に垂直な方向に回転することになる。
エッジ部分の円弧状形状に沿って液晶分子が初期配置の状態から回転するとき、液晶分子の回転方向が逆転することが生じる。例えば、エッジ部分の円弧状形状を円形の一部と考え、ラビング処理方向を開口の長辺にほぼ平行として開口の長辺方向をX軸、長辺に垂直方向をY軸として、エッジ部分の円弧状形状が円形の第1象限に相当する形状のときは、液晶分子は、X軸方向から反時計周りに回転して円弧状形状に垂直となる。これに対し、エッジ部分の円弧状形状が円形の第4象限に相当する形状のときは、液晶分子は、X軸方向から時計周りに回転して円弧状形状に垂直となる。同様に、エッジ部分の円弧状形状が円形の第2象限に相当する形状のときは、液晶分子は、X軸方向から時計周りに回転して円弧状形状に垂直となり、エッジ部分の円弧状形状が円形の第3象限に相当する形状のときは、液晶分子は、X軸方向から反時計周りに回転して円弧状形状に垂直となる。
このように、電界を印加したときに、エッジ部分では、場所によって液晶分子の回転方向が異なることが生じる。この回転方向が場所によって異なる現象はディスクリネーションと呼ばれる。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子が所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらは、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれるが、単にこれをディスクリネーションということもある。
特許文献1には、同一基板上に形成された櫛歯状の画素電極と共通電極に電圧を印加し、基板面にほぼ平行な電界を発生させ液晶分子を基板面に平行な面内で駆動するIPS方式において、櫛歯電極の先端部分または根元近傍に発生する放射状の電界により、液晶分子が正常の回転と逆方向に回転する領域(リバースドメイン)を生じ、正常に回転する領域との境界において転傾欠陥(ディスクリネーション)が生じることを指摘している。ここでは、画素電極と共通電極とを重畳させて強電界を発生させる際、強電界の方向θSEと液晶の初期配向の方向θLCとの関係を、走査配線(ゲート配線)の方向を基準とし液晶の回転方向を正方向(時計方向回転)として、θLC<θSE≦θLC+π/2とすることで、液晶分子を初期配向方向に固定することなく正回転を誘発することができ、リバースドメインの発生とディスクリネーションの発生を抑制することが述べられている。
特許文献2には、FFS液晶表示装置において、上部基板のブラックマトリクスと下部基板の画素電極のエッジ部とが所定領域オーバーラップされこれらの両基板間に液晶が介在する構成の場合、ブラックマトリクスと画素電極との間の電気場干渉によって、画素電極のエッジ部の端部から中心部に行くにつれて液晶分子の捩れ角度がほぼ90度程度になって垂直方向に配置されるが、エッジ部が露光工程上の限界により曲線形状を有するので、ホワイト諧調のとき、ラビングの跡、すなわちディスクリネーション(転傾線)が発生することを指摘している。ここでは、画素電極のエッジ部を直線形状とし、画素電極に対し9〜12°の角度で曲げられた構造等が示され、これによって画素電極のエッジ部における液晶の復元力及び液晶の偏向力が増加される、と述べられている。
特許文献3には、ワイドビューアングルディスプレイとしてのFFSパターンにおいて、上層がクシ状画素電極、下層が平板状共電極の従来構造では、クシ状画素電極のコーナー部分の電場が比較的強く、容易に電荷残留を発生させていることを指摘している。ここでは、上層を柵状共電極、下層を平板状画素電極とする構造により、コーナー部分の比較的強い電場あるいは残留電荷発生の現象をなくす、と述べられている。
ディスクリネーションが生じ得るエッジ部分の多くは光透過領域の端部に配置されているので、ブラックマトリクス等を設けることで、ディスクリネーションを光透過領域の中にしないようにできるが、その場合は、開口率が低下する。
特許文献1はIPS方式において画素電極と共通電極とを重畳させる場合に生じるディスクリネーションを扱っており、特許文献2は上部基板のブラックマトリクスと下部基板の画素電極のエッジ部分との間におけるディスクリネーションを扱っており、いずれもFFS方式において同一基板上に絶縁層を挟んで上部電極層と下部電極層を配置し、上部電極層に電界を通す開口を形成する場合のディスクリネーションを扱っていない。また、特許文献3は、残留電荷の対処法について述べているがディスクリネーションの対処法については述べていない。
本発明の目的は、ディスクリネーションを抑制できる液晶表示装置を提供することである。
本発明に係る液晶表示装置は、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層に電界を通す開口部を形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記開口部はエッジ部分を有し、前記エッジ部分に対応して、前記下部電極層は電極不在部を有することを特徴とする。
また、液晶表示装置は、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記スリットはエッジ部分を有し、前記エッジ部分に対応して、前記下部電極層は電極不在部を有することを特徴とする。
また、前記電極不在部は、ラビング方向を基準にして時計回りを正方向の角度とし、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し正方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分との前記エッジ部分に対応した部分円弧を含み、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し負方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第1象限部分と第3象限部分との前記エッジ部分に対応した部分円弧を含むことが好ましい。
また、前記電極不在部は、ラビング方向を基準にして時計回りを正方向の角度とし、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し正方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応する領域を含み、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し負方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第1象限部分と第3象限部分に対応する領域を含むことが好ましい。
また、前記電極不在部は、隣接する前記スリットにおいて相互に向かい合う前記エッジ部分を共に含む領域に対応する部分であることが好ましい。
また、前記電極不在部は、隣接する前記スリットにおいて相互に向かい合う前記部分円弧を接続する領域に対応する部分であることが好ましい。
また、液晶表示装置は、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層に電界を通す開口部を形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記開口部はエッジ部分を有し、前記下部電極層は、前記電界を印加したときに、前記開口部の前記エッジ部分においてディスクリネーションラインを発生させる可能性のある部分が除去されている所定部分を含むことを特徴とする。
上記構成により、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層のうち、上部電極層に電界を通す開口部を形成して下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置において、下部電極層は、開口部のエッジ部分に対応して、電極不在部を有し、開口部のエッジ部分においてディスクリネーションラインを発生させる可能性のある部分が除去されている所定部分を含む。ディスクリネーションが発生する可能性のある部分は、経験的に、あるいは電界の解析によって予め想定できる。下部電極層においてこの部分に対応する電極不在部があり、所定部分を除去することで、ディスクリネーションが発生させる可能性のある部分に電界がかかることを抑制できる。したがって、ディスクリネーションの発生を抑制できる。
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、FFS方式の液晶表示装置で、赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C)の4色で構成される表示を行うものについて説明するが、もちろん、R,G,Bの3色構成であってもよく、端的に白黒表示を行うものであってもよい。また、上部電極層である共通電極に設けられる電界を通すための開口部として、細長い開口溝であるスリットについて説明するが、上部電極を櫛歯状あるいは柵状の形状に形成するものであってもよい。この場合、電界は、櫛歯状あるいは柵状の間の開口を通ることになり、開口部のエッジ部分は、櫛歯状形状あるいは柵状形状の先端部分となる。また、以下では、FFS方式の構成として、下部電極層を画素電極とし、上部電極層を共通電極として説明するが、これを逆の構成、すなわち、下部電極層を共通電極、上部電極層を画素電極としてもよい。また、以下のFFS方式では、共通電極を各画素ごとに分けて配置しているが、これを各画素ごとに分けない構成としてもよい。
図1から図4は、FFS方式の液晶表示装置30において、R、G,B,Cの4色構成で表示を行う場合の表示領域の4画素分についての平面構成を示す図で、図5は、その断面図である。ここでは、図1に画素電極形成の直前の平面構成が示され、以下、図1にさらに画素電極を形成したものを図2に、図2にさらに共通電極を形成したものを図3に示してある。ここでは、画素電極52が太い一点鎖線で図示され、共通電極60が太い実線で図示されている。この上に配向膜層が形成されて、アレイ基板が完成するが、図4には、アレイ基板に対向する対向基板に設けられるブラックマトリクスの配置が、図3に重ねて示されている。図5は、図3に示すA−A線に沿って、厚さ方向を誇張して示す断面図である。
最初に、図1から図3を用いて、液晶表示装置30の平面構成を説明し、次に図4の断面図を用いてその構造を説明する。
図1に示されるように、液晶表示装置30において、複数のドレイン配線46は、それぞれが直線状に延在し(図1の例では縦方向に延在)、その延在方向に交差する方向(ここでは直交する方向であり、図1の例では横方向)に複数のゲート配線40がそれぞれ配列される。複数のドレイン配線46と、複数のゲート配線40とによって区画される個々の領域が、画素配置領域46Bであり、図1では、R,G,B,Cの4色構成に対応して4つの画素配置領域46Bが示される。なお、カラー表現単位ごとに1ピクセルと数える場合は、ここで言う画素配置領域46Bは、サブピクセルに当ることになる。また、共通電極配線54も、ドレイン配線46の延在する方向に交差する方向(図1の例では横方向)に配置される。その配置は、各画素配置領域46Bを挟んで、ゲート配線40と反対側に置かれる。
ここでは、各ドレイン配線46の配列ピッチは複数のドレイン配線46全体において同じ場合を例示する。また、各ドレイン配線46の幅(ドレイン配線46の配列方向における寸法)も同じとする。また、図面ではドレイン配線46が直線状の場合を図示しているが、例えば局所的に蛇行部を有し全体として上記延在方向に延在していてもよい。また、画素配列としては、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等を形成してもよい。
ドレイン配線46とゲート配線40と共通電極配線54とで区画される画素配置領域46Bに画素TFT70がそれぞれ配置される。図1の例では、各画素TFT70について、半導体層36は略U字型に延在しており(図面では略U字型が上下反転して示されている)、その略U字型の2本の腕部を横切ってゲート配線40がドレイン配線46の配列方向に延在している。この構成では、画素TFT70のソース電極48は、ドレイン配線46に接続されるドレイン電極とともにゲート配線40に対して同じ側に位置している。これにより、画素TFT70では、ゲート配線40がソースとドレインとの間で半導体層36に2回交差する構成、換言すれば半導体層36のソースとドレインとの間にゲート電極が2個設けられた構成を有している。
このように、画素TFT70のドレインは直近のドレイン配線46に接続され、ソースは、図2で示されるように、ソース電極48を介して画素電極52に接続される。また、共通電極配線54には、共通電極中継用電極56が設けられ、これを介し、図3で示されるように、共通電極60に接続される。
図2は、画素電極52の様子を示す図である。画素電極52は各画素ごとに設けられ、その画素の画素TFT70のソースに接続される平板状の電極である。
図3は、共通電極60の様子を示す図である。図3の例では、共通電極60は各画素ごとに設けられるが、場合によっては、画素にまたがって配置されてもよい。共通電極60は、透明電極膜層に、開口部であるスリット61が設けられたものである。このスリット61は、画素電極52と共通電極との間に電圧を印加したときに、電気力線を通し、基板面に平行な横電界を発生させる機能を有する。
共通電極60の上には、配向膜が配置され、配向処理としてラビング処理が行われる。ラビング方向は、例えば、図3において、ゲート配線40に平行な方向に行うことができる。共通電極60のスリット61は、その長辺の延びる方向が、このラビング方向に対し僅かに傾いて形成される。例えば、角度で5°程度、ラビング方向に対し傾くように形成することができる。共通電極60の上に配向膜を形成し、ラビング処理を行うことで、アレイ基板が出来上がる。
なお、図4で示されるブラックマトリクス62は、例えばクロムと酸化クロムとの積層膜、不透明樹脂等で構成され、対向基板に設けられている。ブラックマトリクス62は、図2で説明した画素電極52について、隣接する画素電極52間に設けられ、図1で説明した各画素配置領域46Bに対応して、開口部Pを有して設けられている。開口部Pは、スリット61のエッジ部分、つまり短辺を一部重なるように形成されてもよい。つまり、ブラックマトリクス62は、図1で説明した各ドレイン配線46の幅より広く、それに重ねて、かつ沿って設けられもよい(なお、図4では各ドレイン配線が隠れて図示されていない)。ここで、開口部Pは画素の輪郭を規定している。なお、ドレイン配線46、ゲート配線40、ソース電極48、共通電極配線54、共通電極中継用電極56は、ブラックマトリクスと同等に遮光性があり、画素の開口部を規定することもできる。
次に、図5の断面図を用いて、FFS方式の液晶表示装置におけるアレイ基板32の構造を説明する。図5は、上記のように、図3のA−A線に沿った断面図で、1つの画素についての各要素が示されている。
アレイ基板32は、透光性基板34と、半導体層36と、ゲート絶縁膜38と、ゲート配線40と、層間絶縁膜44と、ドレイン配線46と、ソース電極48と、平坦化膜50と、画素電極52と、共通電極配線54と、共通電極中継用電極56と、FFS絶縁膜58と、共通電極60とを含んで構成される。
透光性基板34は、例えばガラスによって構成される。半導体層36は例えばポリシリコンによって構成され、透光性基板34上に配置されている。ゲート絶縁膜38は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、半導体層36を覆って透光性基板34上に配置されている。ゲート配線40は、例えばMo、Al等の金属で構成され、半導体層36に対向してゲート絶縁膜38上に配置され、ゲート絶縁膜38および半導体層36とともに画素TFT70を構成している。なお、ゲート配線40は走査線とも呼ばれる。
層間絶縁膜44は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、ゲート配線40を覆ってゲート絶縁膜38上に配置されている。層間絶縁膜44およびゲート絶縁膜38を貫いてコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールは半導体層36のうちで画素TFT70のソースおよびドレインにあたる位置に設けられている。ドレイン配線46は、例えばMo、Al、Ti等の金属で構成され、層間絶縁膜44上に配置されているとともに一方の上記コンタクトホールを介して半導体層36に接続している。なお、ドレイン配線は信号線とも呼ばれる。ソース電極48は、例えばドレイン配線46と同じ材料で構成され、層間絶縁膜44上に配置されているとともに他方の上記コンタクトホールを介して半導体層36に接続している。
ここでは、半導体層36において、ドレイン配線46が接続する部分を画素TFT70のドレインとし、ソース電極48を介して画素電極52が接続する部分を画素TFT70のソースとするが、ドレインとソースとを上記とは逆に呼ぶことも可能である。
平坦化膜50は、例えばアクリル等の絶縁性透明樹脂等で構成され、ドレイン配線46およびソース電極48を覆って層間絶縁膜44上に配置されている。平坦化膜50を貫いてソース電極48上にコンタクトホールが設けられている。
画素電極52は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料で構成され、平坦化膜50上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介してソース電極48に接触している。
共通電極配線54は、例えばゲート配線40と同じ透明導電材料で構成され、ゲート絶縁膜38上に配置され層間絶縁膜44に覆われている。層間絶縁膜44には共通電極配線54へ至るコンタクトホールが設けられている。共通電極中継用電極56は、例えばドレイン配線46と同じ材料で構成され、層間絶縁膜44上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して共通電極配線54に接触している。
FFS絶縁膜58は、例えば低温で形成された窒素シリコンで構成され、画素電極52を覆って平坦化膜50上に配置されている。平坦化膜50には共通電極中継用電極56へ至るコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールの側壁上にもFFS絶縁膜58が設けられている。
共通電極60は、例えばITO等の透明導電材料で構成され、FFS絶縁膜58上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して共通電極中継用電極56に接触している。共通電極60は、FFS絶縁膜58を介して画素電極52に対向して設けられ、画素電極52に対向する部分に複数のスリット61を有している。なお、共通電極60を各画素ごとに設けない構成の場合、抵抗等の問題がなければ、共通電極配線54は形成しなくてもよい。
共通電極60の上には、図示されていないが、配向膜層が配置される。配向膜層は、液晶分子を初期配向させる機能を有する膜で、例えばポリイミド等の有機膜に、ラビング処理を施して用いられる。
このように、同一基板である透光性基板34上に、絶縁層であるFFS絶縁膜58を介して上部電極層である共通電極60と下部電極層である画素電極52とを形成し、上部電極層である共通電極60にスリット61を形成して、下部電極層である画素電極52との間に電圧を印加し、基板面に平行な横電界を発生させて配向膜層を介して液晶分子を駆動することができる。
図6は、共通電極60と画素電極52との間にかかる電界Eの様子を模式的に説明する図である。ここでは、共通電極60に設けられるスリット61を通り、画素電極52に向かう電界Eが示されている。なお、電界の向きは、この逆、すなわち画素電極52からスリット61を通り共通電極60に向かう場合もある。
図7は、図3における1画素分を抜き出して示す図である。ここで再説すると、画素電極52は、画素TFT70のソース電極48に接続され、1画素分相当の平板状電極層である。共通電極60は、図示されていないがFFS絶縁膜を介し、画素電極52の上に配置され、共通電極中継用電極56を介して共通電極配線54に接続される電極層で、そこには細長い溝状のスリット61が複数設けられる。スリット61は、電界を通すための開口である。
図7では、スリット61が右上がりの傾き(反時計回り方向の傾斜)を有するものとして、すなわち、ゲート配線40の延びる方向に平行な方向からやや右上がりに傾いて示されている。この傾きは、液晶分子の初期配置を設定するため、共通電極60の上に配置される配向膜層における配向処理であるラビング処理の方向に対してやや傾けるものである。ここでは、ラビング処理の方向をゲート配線40の延びる方向に平行としてあるので、このように、ゲート配線40の延びる方向に対し僅かに傾いて示されている。したがって、スリット61の傾き方向は、図7と異なってもよく、例えば、ゲート配線40の延びる方向に平行な方向からやや右下がり(時計回り方向)に傾くものとしてもよい。また、傾き角度も、ラビング処理の方向に応じて変えることができる。例えば、ラビング処理の方向をゲート配線40の延びる方向に対し45°とする用途の場合には、スリット61の傾き角度も、ゲート配線40の延びる方向に対し、45°から僅かに傾いて形成される。
図8は、図7のC部の拡大図で、スリット61に対してかかる電界Eの向きと、その電界Eによって液晶分子Lが回転する様子を説明する図である。図8(a)は、スリット61が右上がりの場合で、図7のC部の拡大図そのままであるが、(b)には、スリット61が右下がりの場合が示されている。電界Eは、共通電極60の導体部分から、その導体部分に設けられた開口部であるスリット61を通って、FFS絶縁膜を介してその下部にある画素電極へ向かうので、スリット61の縁に対し、電界Eはほぼ直交する。すなわち、図8(a),(b)に示されるように、スリット61の縁においては、長辺に対し、直交する方向に電界Eがかかることになる。
スリット61の縁の部分における液晶分子Lは、電界Eがかかっていないときは、初期配置状態で、ほぼスリット61の縁に平行の向きに揃っている。ここで電界Eがかかると、その電界Eの方向に、液晶分子Lが回転する。すなわち図8(a),(b)に示されるように、スリット61の縁にほぼ垂直方向になるまで回転する。液晶分子Lの回転方向は、その誘電率異方性等によって定まるので、電界Eの方向が、スリット61の両側の縁において反対方向であっても、スリット61の両側の縁における液晶分子Lの回転方向は同じ方向になる。スリット61の縁の両側においても初期配置状態で揃えられているので、スリット61の縁の両側にかかる電界Eの方向が互いに反対方向であっても、図8(a),(b)に示されるように、液晶分子Lは初期配向状態の長軸方向が電界Eの方向となす角度が鋭角の方向に回転するので、スリット61の上側の縁で液晶分子Lが反時計方向に回転するならば、スリット61の下側の縁でも液晶分子Lは反時計方向に回転する。
図9は、スリット61の端部であるエッジ部分で、いわゆるディスクリネーションが生じる様子を模式的に説明する図である。ここでは、ラビング方向R−Rを紙面の左右方向にとり、スリット61がラビング方向R−Rに対し、右下がりに傾いている場合、すなわち図8(b)で説明した場合が図示されている。
スリット61は、共通電極を構成する透明導電材料膜に、例えば露光、エッチング技術によって開口されるものであるので、そのエッジ部分は、いくらか丸みを帯びて、図9に示すように、半円状に近い円弧形状となる。この円弧形状の部分においても、電界はスリット61の縁に直交してかかるので、電界の向きがこの円弧形状に沿って、180°変化することになる。例えば、図9において左上に示されるスリット61において電界がかけられると、図8で説明したように、そのスリット61の上側の長辺部分では、液晶分子Lは反時計方向に回転し、同様にスリット61の下側の長辺部分でも、液晶分子Lは反時計方向に回転する。ところが、半円の円弧形状の部分では、上側の4半円の円弧形状部分において液晶分子Lが反時計方向に回転するのに対し、下側の4半円の円弧形状においては、液晶分子Lが時計方向に回転してしまう。
このように、電界をかけて液晶分子Lを所望の方向に回転させようとするとき、スリット61の右側のエッジ部分においては、右下の4半円の円弧形状部分において、所望と反対の方向に液晶分子Lが回転すること、あるいは所望の方向に回転しないことが起こる。すなわち、電界を印加したときに、エッジ部分では、場所によって液晶分子の回転方向が異なることが生じる。このように回転方向が場所によって異なる現象がディスクリネーションである。回転方向が異なる境界部分においては、液晶分子Lが所望でない方向に回転し、あるいは回転できないために、透過率が低下し、目視で境界線が認識されることがあり、これらは、転傾線、あるいは転傾欠陥といわれるが、単にこれをディスクリネーションということもある。図9では、ディスクリネーションが生じる領域をDで示してある。
図9において、領域Dはどのような領域かを見ると、スリット61の縁において、液晶分子Lの初期配向方向が、ラビング方向R−Rと一致するところから、さらに時計方向回りに90°の角度をなすところまでの範囲である。図9のこの範囲においては、電界がかけられると、液晶分子Lが時計方向に回転して、エッジ部分の縁に直交するようになるが、これ以外の領域においては、液晶分子Lは反時計方向に回転して、スリット61の縁に直交する。
換言すれば、スリット61のエッジ部分においてディスクリネーションが生じる領域Dは、スリット61のエッジ部分の法線方向がラビング方向R−Rと一致するところから、さらに時計方向回りに90°の角度をなすところまでの範囲である。
図10は、スリット61のエッジ部分においてディスクリネーションが生じる領域(D)71を示す図である。このように、スリット61の長辺がラビング方向R−Rを基準にして、時計方向に+αの角度で傾斜しているとき、領域(D)71は、スリット61のエッジ部分の円弧状形状の右下部分と、左上部分に現れる。仮に、スリット61の長辺がラビング方向R−Rを基準にして、時計方向に−αの角度で傾斜しているとすると、領域(D)71は、スリット61のエッジ部分の円弧状形状の右上部分と、左下部分に現れる。なお、傾き角度αは、例えば、約3°から約15°程度とすることができる。
これを上記のように、スリット61の法線方向で示すとすれば、ラビング方向R−Rを基準にして、スリット61の長辺がなす角度の鋭角α方向を正方向として、スリット61のエッジ部分は、ラビング方向R−Rに対するエッジ部分の法線方向が、0°と+90°との間の領域である。図10には、角度の取り方の正方向を、+のマークの周りの回転矢印で示してある。この回転矢印の方向は、上記のように、ラビング方向R−Rを基準にして、スリット61の長辺がなす角度の鋭角α方向に取られている。
図10では、領域(D)71をスリット61の接線方向で示す場合が示されている。図10には、ラビング方向R−Rを基準にして、スリット61の長辺がなす角度αの方向を正方向として、ラビング方向R−Rに対するエッジ部分の接線方向のなす角度βが0°の線と、β=−90°の線が示されている。これから分かるように、領域(D)71は、ラビング方向R−Rに対するエッジ部分の接線方向がなす角度βが、0°と−90°との間の領域である。
また、別の観点から領域(D)71を特定することもできる。図10から分かるように、スリット61のエッジ部分が半円状の円弧形状とすると、ラビング方向R−Rを基準にして時計回りを正方向の角度とし、スリット61の長辺の延びる方向がラビング方向に対し時計回り方向の傾斜であるときは、円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応するエッジ部分の部分円弧のところが領域(D)71となる。仮に、スリット61の長辺の延びる方向がラビング方向R−Rに対し反時計回り方向の傾斜であるときは、円の第1象限部分と第3象限部分に対応するエッジ部分の部分円弧のところが領域(D)71となる。
上記のように、電界をかけたときの、スリット61の縁部における液晶分子Lの回転方向を分析することで、スリット61のエッジ部分においてディスクリネーションが生じる領域(D)71を、スリット61のエッジ部分の法線方向あるいは接線方向、あるいはエッジ部分の円弧形状の円形における象限位置を用いて、特定することができる。このような表現方法で特定された領域(D)71は、液晶表示装置において、ディスクリネーションが発生する領域として経験的に知られている領域と一致している。
この結果を用いて、液晶表示装置において、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。すなわち、上記のようにして特定された領域(D)71において、ディスクリネーションが発生する方向の電界を生じさせなければよい。そのためには、スリット61の形状はそのままにして、下部電極層である画素電極において、領域(D)71に対応する部分を除去すればよく、下部電極層が上部電極層の開口部のエッジ部分に対応した電極不在部を有していればよい。または、下部電極層である画素電極は、電界を印加したときに、スリット61のエッジ部分においてディスクリネーションラインを発生させる可能性のある部分が除去されている所定部分を含むようにすればよい。
図11から図14は、下部電極層である画素電極52において、領域(D)71に対応する部分を含む所定部分を除去する例を示す図である。これらの図では、共通電極のスリット61及び領域(D)71を破線で示し、画素電極52を斜線で示してある。下部電極層である画素電極52において斜線が付されていない部分が、上部電極層の開口部のエッジ部分に対応した下部電極層の電極不在部である。また、この部分は、ディスクリネーションを抑制するために除去された所定部分を含んでいる。
図11は、領域(D)71に対応する部分を含む円形領域90が、電極不在部である。ここで、円形領域90は、領域(D)71を四半円として、その円弧状の両端の点を通る円形領域とすることができる。また、この部分は、ディスクリネーションを抑制するために除去された所定部分を含んでいる。
図12は、領域(D)71に対応する部分を含む矩形領域92が、電極不在部である。矩形領域92は、スリット61のエッジ部の半円領域全体を内部に含む矩形領域として示されているが、これを縮小し、領域(D)71の四半円をちょうど内部に含む矩形領域としてもよい。また、この部分は、ディスクリネーションを抑制するために除去された所定部分を含んでいる。
図13は、隣接する2つのスリット61において、相互に向かい合う領域(D)71を接続する領域に対応する長円領域94が電極不在部である。長円領域94は、図11で説明した円形領域90を、隣接する2つのスリット61について、接続したものに相当する。また、この部分は、ディスクリネーションを抑制するために除去された所定部分を含んでいる。
図14は、隣接する複数のスリット61において、相互に向かい合うエッジ部分を共に含む幅広い帯状領域96が電極不在部である。また、この部分は、ディスクリネーションを抑制するために除去された所定部分を含んでいる。
このように、電界をかけたときにディスクリネーションが発生する可能性のある領域(D)71を、ラビング方向を基準にして時計回りを正方向の角度とし、スリットの長辺の延びる方向がラビング方向に対し正方向の角度の傾斜であるときは、スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応する前記エッジ部分の部分円弧とし、スリットの長辺の延びる方向がラビング方向に対し負方向の角度の傾斜であるときは、スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第1象限部分と第3象限部分に対応する前記エッジ部分の部分円弧と特定でき、この領域(D)71に対応する所定部分を、画素電極の電極不在部とし、除去することで、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。
30 液晶表示装置、32 アレイ基板、34 透光性基板、36 半導体層、38 ゲート絶縁膜、40 ゲート配線、44 層間絶縁膜、46 ドレイン配線、46B 画素配置領域、48 ソース電極、50 平坦化膜、52 画素電極、54 共通電極配線、56 共通電極中継用電極、58 FFS絶縁膜、60 共通電極、61 スリット、62 ブラックマトリクス、70 画素TFT、71 領域、90 円形領域、92 矩形領域、94 長円領域、96 帯状領域。
Claims (7)
- 同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層に電界を通す開口部を形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
前記開口部はエッジ部分を有し、
前記エッジ部分に対応して、前記下部電極層は電極不在部を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
前記スリットはエッジ部分を有し、
前記エッジ部分に対応して、前記下部電極層は電極不在部を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記電極不在部は、
ラビング方向を基準にして時計回りを正方向の角度とし、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し正方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分との前記エッジ部分に対応した部分円弧を含み、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し負方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第1象限部分と第3象限部分との前記エッジ部分に対応した部分円弧を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記電極不在部は、
ラビング方向を基準にして時計回りを正方向の角度とし、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し正方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第2象限部分と第4象限部分とに対応する領域を含み、前記スリットの長辺の延びる方向が前記ラビング方向に対し負方向の角度の傾斜であるときは、前記スリットの長辺の延びる方向をX軸としその垂直方向をY軸とした円形の第1象限部分と第3象限部分に対応する領域を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記電極不在部は、
隣接する前記スリットにおいて相互に向かい合う前記エッジ部分を共に含む領域に対応する部分であることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項3に記載の液晶表示装置であって、
前記電極不在部は、
隣接する前記スリットにおいて相互に向かい合う前記部分円弧を接続する領域に対応する部分であることを特徴とする液晶表示装置。 - 同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層に電界を通す開口部を形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
前記開口部はエッジ部分を有し、
前記下部電極層は、前記電界を印加したときに、前記開口部の前記エッジ部分においてディスクリネーションラインを発生させる可能性のある部分が除去されている所定部分を含むことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006280582A JP2008096839A (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006280582A JP2008096839A (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008096839A true JP2008096839A (ja) | 2008-04-24 |
Family
ID=39379730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006280582A Pending JP2008096839A (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008096839A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009223099A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
US8593605B2 (en) | 2011-02-24 | 2013-11-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US9804448B2 (en) | 2014-01-17 | 2017-10-31 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
WO2023178753A1 (zh) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板、阵列基板及其制造方法 |
-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006280582A patent/JP2008096839A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009223099A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
US8593605B2 (en) | 2011-02-24 | 2013-11-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US8854588B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US9804448B2 (en) | 2014-01-17 | 2017-10-31 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
WO2023178753A1 (zh) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板、阵列基板及其制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008096840A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP5061505B2 (ja) | 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置 | |
JP4238877B2 (ja) | Ffsモードの液晶表示パネル | |
JP4174428B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4600463B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4329828B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2009122595A (ja) | 液晶表示装置 | |
US7483106B2 (en) | In-plane switching liquid crystal display device | |
JP2008116484A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4159446B2 (ja) | Ips液晶表示素子の電極パターン | |
JP2934875B2 (ja) | マトリックス型液晶表示装置 | |
KR100380222B1 (ko) | 수평 전계 방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 | |
JP2009237233A (ja) | 液晶装置 | |
JP2008040291A (ja) | 横電界方式の液晶表示パネル | |
JP4407677B2 (ja) | 横電界方式の液晶表示パネル | |
JP4057309B2 (ja) | マルチドメイン垂直配向型液晶ディスプレイ | |
JP2008096839A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4455378B2 (ja) | Mva型液晶表示器 | |
JP2009069332A (ja) | 液晶表示パネル | |
JP2009169353A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2008065212A (ja) | 液晶表示パネル | |
JP4899872B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2003241196A (ja) | 垂直配向モードの液晶表示装置 | |
JP4935434B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2010002449A (ja) | 液晶表示パネル |