JP2008256963A - Liquid crystal display element and its manufacturing method - Google Patents
Liquid crystal display element and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008256963A JP2008256963A JP2007099275A JP2007099275A JP2008256963A JP 2008256963 A JP2008256963 A JP 2008256963A JP 2007099275 A JP2007099275 A JP 2007099275A JP 2007099275 A JP2007099275 A JP 2007099275A JP 2008256963 A JP2008256963 A JP 2008256963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- substrate
- alignment film
- pixel
- pretilt angle
- 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
Abstract
Description
本発明は、画素電極と対向電極とに挟まれた複数の画素領域が液晶層に形成された液晶表示素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element in which a plurality of pixel regions sandwiched between a pixel electrode and a counter electrode are formed in a liquid crystal layer, and a method for manufacturing the same.
液晶表示素子を用いた液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を有するために、OA機器、情報端末、時計、テレビジョン受像機など、様々な分野に応用されている。特にスイッチング素子としてTFT素子を用いた液晶表示素子は、その応答性から携帯型テレビジョン受像機やコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モニタに用いられている。 Since a liquid crystal display device using a liquid crystal display element has features such as light weight, thinness, and low power consumption, it is applied to various fields such as an OA device, an information terminal, a clock, and a television receiver. In particular, a liquid crystal display element using a TFT element as a switching element is used for a display monitor for data including a lot of information such as a portable television receiver and a computer because of its responsiveness.
近年、情報量の増加や動画表示の増加に伴い高精細化や高速応答性が要求されてきている。 In recent years, with the increase in the amount of information and the increase in moving image display, high definition and high speed response have been demanded.
高精細化には、TFTアレイ構造の微細化により対応がなされており、高速応答性には、例えばネマチック液晶を用いたOCB方式、VAN方式、HAN方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(SSFLC)方式、あるいは反強誘電性液晶(AFLC)方式などが検討されている。 High definition is supported by miniaturization of the TFT array structure, and high-speed response is achieved by, for example, an OCB method using a nematic liquid crystal, a VAN method, a HAN method, a π arrangement method, an interface using a smectic liquid crystal. A stable ferroelectric liquid crystal (SSFLC) system, an antiferroelectric liquid crystal (AFLC) system, or the like has been studied.
特に、VAN型配向モードは、従来のツイストネマチック型(TN)モードより速い応答速度が得られることや、垂直配向処理の採用により静電気破壊など不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を削除できることから近年注目されている。 In particular, the VAN type alignment mode has a rubbing alignment process step that has a higher response speed than the conventional twisted nematic type (TN) mode and that has been concerned about the occurrence of defects such as electrostatic breakdown due to the use of the vertical alignment process. Recently, it has been attracting attention because it can be deleted.
さらに、このVAN型モードでは、視野角の補償設計が比較的容易なことから、各画素領域にそれぞれ複数のドメインを形成したマルチドメイン型VANモード(以下、MVAモードという)として広い視野角を実現することが可能である。 Furthermore, in this VAN type mode, since the viewing angle compensation design is relatively easy, a wide viewing angle is realized as a multi-domain type VAN mode (hereinafter referred to as MVA mode) in which a plurality of domains are formed in each pixel region. Is possible.
ここで、MVAモードにおいては、液晶分子の配向分割のための手段として、アレイ基板と対向基板との一方あるいは両方の上に畝状の構造体あるいはITO電極の欠落部(スリット)などを形成する方法が知られている。 Here, in the MVA mode, as a means for dividing the alignment of liquid crystal molecules, a saddle-like structure or a missing portion (slit) of the ITO electrode is formed on one or both of the array substrate and the counter substrate. The method is known.
この構成では、例えばアレイ基板上の画素電極にスリットが形成されているとともに、対向基板上の共通電極の表面には、構造体として突起が形成されている。そして、負の誘電異方性を示すネマチック液晶材料を用いることで、画素電極のスリットでは、電界離散効果により電界がスリットの外側に傾斜し、液晶分子がスリットの内側に傾斜し、対向基板側では突起の形状効果により、液晶分子が突起の外側に傾斜するため、液晶分子の傾斜方向が揃うように両基板を組み合わせることで良好な配向分割が可能となる。 In this configuration, for example, slits are formed in the pixel electrodes on the array substrate, and protrusions are formed as structures on the surface of the common electrode on the counter substrate. By using a nematic liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy, in the slit of the pixel electrode, the electric field is inclined to the outside of the slit due to the electric field discrete effect, and the liquid crystal molecules are inclined to the inside of the slit. Then, the liquid crystal molecules are inclined to the outside of the protrusion due to the shape effect of the protrusions, and therefore, it is possible to achieve good alignment division by combining both substrates so that the liquid crystal molecules are aligned in the tilt direction.
さらには、スリットのパターンと突起のパターンとに複数の異なる方向への異方性を持たせることで、液晶層を複数のドメインに分割することも可能であり、例えば画素電極のスリットと対向電極の突起とを各基板の端辺に対し所定の鋭角で、且つ互いに略90°異なる4方向への異方性を有するように形成したものもある(例えば、特許文献1参照。)。
近年の動画配信の拡大により、液晶表示素子への要求事項として、動画の応答特性が特に重要視されている。しかしながら、上記MVAモードは、TNモードと比較して液晶層の応答特性が良好であるものの、動画像を見るには特に中間調において不充分であるという問題がある。 With the recent expansion of moving picture distribution, moving picture response characteristics are particularly emphasized as a requirement for liquid crystal display elements. However, although the MVA mode has better response characteristics of the liquid crystal layer as compared with the TN mode, there is a problem that it is insufficient particularly in a halftone for viewing a moving image.
このような問題を改善するために、例えばテレビジョン受像機用の液晶表示素子には、フレーム前期において一時的に高い電圧を加えるオーバードライブ駆動などの対策が考えられるものの、この方法では消費電力の増加や駆動回路によるコストアップなどの問題が生じる。 In order to improve such a problem, for example, a liquid crystal display element for a television receiver can be considered as a measure such as overdrive driving in which a high voltage is temporarily applied in the first half of the frame. Problems such as increase and cost increase due to the drive circuit occur.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コストを抑制しつつ良好な表示品位と動画表示特性とを確保した液晶表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that secures good display quality and moving image display characteristics while suppressing costs, and a method for manufacturing the same.
本発明は、複数の画素電極を有する第1基板と、共通電極を有し前記第1基板に対向配置される第2基板と、これら第1基板と第2基板との間に介在され、複数の液晶分子を有し、負の誘電率異方性を有する液晶組成物により形成された液晶層とを具備し、この液晶層に前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた複数の画素領域が形成された液晶表示素子であって、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態での前記液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインを前記各画素領域に形成する構造体と、前記各ドメインに設けられ、このドメインの他の領域よりも前記液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域とを備えているものである。 The present invention includes a first substrate having a plurality of pixel electrodes, a second substrate having a common electrode and disposed opposite to the first substrate, and a plurality of the plurality of pixel electrodes interposed between the first substrate and the second substrate. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode. The liquid crystal layer includes a liquid crystal layer having a liquid crystal molecule and a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy. A plurality of domains in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other when a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode are formed in each pixel region. And a low pretilt angle region provided in each of the domains and having a pretilt angle of the liquid crystal molecules smaller than the other regions of the domain.
そして、画素領域に形成された複数のドメインのそれぞれに、他の領域よりも液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域を設ける。 Then, each of the plurality of domains formed in the pixel region is provided with a low pretilt angle region where the pretilt angle of the liquid crystal molecules is smaller than that of the other regions.
また、本発明は、複数の画素電極および第1配向膜を有する第1基板と、共通電極および第2配向膜を有し前記第1基板に対向配置される第2基板と、これら第1基板の第1配向膜と第2基板の第2配向膜との間に介在され、複数の液晶分子を有し、負の誘電率異方性を有する液晶組成物により形成された液晶層とを具備し、この液晶層に前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた複数の画素領域が形成されるとともに、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態で前記各画素領域を前記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構造体と、前記各ドメインに設けられ、このドメインの他の領域よりも前記液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、前記第1配向膜および前記第2配向膜に対して紫外光を照射することで前記低プレチルト角領域を形成するものである。 The present invention also provides a first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film, a second substrate having a common electrode and a second alignment film, and disposed opposite to the first substrate, and the first substrate. And a liquid crystal layer formed of a liquid crystal composition having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy interposed between the first alignment film and the second alignment film of the second substrate. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed in the liquid crystal layer, and each pixel is applied with a voltage applied between the pixel electrode and the common electrode. A structure that divides the region into a plurality of domains in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other; a low pretilt angle region that is provided in each of the domains and that has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain; A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising , Wherein by irradiating ultraviolet light to the first alignment film and the second alignment film and forms a low pretilt angle region.
そして、画素領域に形成された複数のドメインのそれぞれに、他の領域よりも液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域を、第1配向膜および第2配向膜に対して紫外光を照射することで設ける。 Then, each of the plurality of domains formed in the pixel region is irradiated with ultraviolet light to the first alignment film and the second alignment film in a low pretilt angle region in which the pretilt angle of the liquid crystal molecules is smaller than the other regions. It is provided.
さらに、本発明は、複数の画素電極および第1配向膜を有する第1基板と、共通電極および第2配向膜を有し前記第1基板に対向配置される第2基板と、これら第1基板の第1配向膜と第2基板の第2配向膜との間に介在され、複数の液晶分子を有し、負の誘電率異方性を有する液晶組成物により形成された液晶層とを具備し、この液晶層に前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた複数の画素領域が形成されるとともに、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態で前記各画素領域を前記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構造体と、前記各ドメインに設けられ、このドメインの他の領域よりも前記液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、前記第1配向膜および前記第2配向膜に対してイオンビームを照射することで前記低プレチルト角領域を形成するものである。 Furthermore, the present invention provides a first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film, a second substrate having a common electrode and a second alignment film and disposed opposite to the first substrate, and the first substrate. And a liquid crystal layer formed of a liquid crystal composition having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy interposed between the first alignment film and the second alignment film of the second substrate. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed in the liquid crystal layer, and each pixel is applied with a voltage applied between the pixel electrode and the common electrode. A structure that divides the region into a plurality of domains in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other; a low pretilt angle region that is provided in each of the domains and that has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain; For manufacturing a liquid crystal display device comprising There are, the and forms a low pretilt angle region by irradiating an ion beam with respect to the first alignment film and the second alignment layer.
そして、画素領域に形成された複数のドメインのそれぞれに、他の領域よりも液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域を、第1配向膜および第2配向膜に対してイオンビームを照射することで設ける。 Then, each of the plurality of domains formed in the pixel region is irradiated with an ion beam to the first alignment film and the second alignment film in a low pretilt angle region in which the pretilt angle of the liquid crystal molecules is smaller than in the other regions. It is provided.
また、本発明は、複数の画素電極および第1配向膜を有する第1基板と、共通電極および第2配向膜を有し前記第1基板に対向配置される第2基板と、これら第1基板の第1配向膜と第2基板の第2配向膜との間に介在され、複数の液晶分子を有し、負の誘電率異方性を有する液晶組成物により形成された液晶層とを具備し、この液晶層に前記画素電極と前記対向電極とに挟まれた複数の画素領域が形成されるとともに、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態で前記各画素領域を前記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構造体と、前記各ドメインに設けられ、このドメインの他の領域よりも前記液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、前記第1配向膜および前記第2配向膜に所定のラビングを施すことで前記低プレチルト角領域を形成するものである。 The present invention also provides a first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film, a second substrate having a common electrode and a second alignment film, and disposed opposite to the first substrate, and the first substrate. And a liquid crystal layer formed of a liquid crystal composition having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy interposed between the first alignment film and the second alignment film of the second substrate. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed in the liquid crystal layer, and each pixel is applied with a voltage applied between the pixel electrode and the common electrode. A structure that divides the region into a plurality of domains in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other; a low pretilt angle region that is provided in each of the domains and that has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain; A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising What is intended to form the low pretilt angle region by performing predetermined rubbing the first alignment film and the second alignment layer.
そして、画素領域に形成された複数のドメインのそれぞれに、他の領域よりも液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域を、第1配向膜および第2配向膜に対してラビングを施すことで設ける。 Then, each of the plurality of domains formed in the pixel region is rubbed with respect to the first alignment film and the second alignment film with a low pretilt angle region in which the pretilt angle of the liquid crystal molecules is smaller than the other regions. Provide.
本発明によれば、低プレチルト角領域により画素領域の各ドメインの液晶分子の応答特性を向上して、コストを抑制しつつ良好な表示品位と動画表示特性とを確保できる。 According to the present invention, it is possible to improve the response characteristics of the liquid crystal molecules in each domain of the pixel area by the low pretilt angle area, and to secure good display quality and moving image display characteristics while suppressing the cost.
また、本発明によれば、低プレチルト角領域を容易に得ることができる。 Further, according to the present invention, a low pretilt angle region can be easily obtained.
以下、本発明の一実施の形態の液晶表示素子の構成を図1ないし図4を参照して説明する。 Hereinafter, the configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3において、1は液晶表示素子としての液晶セルを示し、この液晶セル1に面状の白色光(単色光)を照射する面状光源装置としての図示しないバックライトとを組み合わせることで、このバックライトからの光を透過して利用する、いわゆる透過型の液晶表示装置が構成される。 In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a liquid crystal cell as a liquid crystal display element, and this liquid crystal cell 1 is combined with a backlight (not shown) as a planar light source device that irradiates planar white light (monochromatic light). A so-called transmissive liquid crystal display device that transmits and uses light from the backlight is configured.
液晶セル1は、マルチドメイン型VANモード(以下、MVAモードという)のアクティブマトリクス型TFT液晶表示ディスプレイであり、光変調層である液晶層4が、第1基板としてのアレイ基板5と、このアレイ基板5と対向配置される第2基板としての対向基板6との間に介在されている。そして、液晶セル1は、基板5,6間に、間隔を保持する間隔保持部材である柱状のスペーサ8が配設され、液晶層4の周囲を囲む熱硬化性樹脂などの接着層9により基板5,6が互いに貼り合わされて、複数の画素としての副画素Pをマトリクス状に備えた四角形状の表示領域を形成している。さらに、基板5,6の外側の主面には、偏光板11,12が貼り付けられている。そして、液晶セル1は、図示しない駆動回路により、例えば、インターレースされた画像を表示可能としている。
The liquid crystal cell 1 is a multi-domain VAN mode (hereinafter referred to as MVA mode) active matrix TFT liquid crystal display. A liquid crystal layer 4 serving as a light modulation layer includes an array substrate 5 as a first substrate and the array. It is interposed between a substrate 5 and a counter substrate 6 as a second substrate disposed to face the substrate 5. The liquid crystal cell 1 is provided with columnar spacers 8 that are interval holding members for holding intervals between the substrates 5 and 6, and the substrate is formed by an
液晶層4は、負の誘電率異方性を有する液晶組成物により構成されている。すなわち、この液晶層4の液晶分子LCは、基板5,6間に電圧を印加しない状態で、略垂直状となるものである。 The liquid crystal layer 4 is composed of a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy. That is, the liquid crystal molecules LC of the liquid crystal layer 4 are substantially vertical when no voltage is applied between the substrates 5 and 6.
アレイ基板5は、図1ないし図3に示すように、絶縁基板としてのガラス基板である透明基板15上に、複数の走査線16およびこの走査線16に対して平行な図示しない複数の補助容量線と、複数の信号線17とが格子状に配設され、走査線16と信号線17との交差位置に、スイッチング素子であるTFT18が設けられている。また、このTFT18の近傍には、このTFT18と電気的に接続される画素電極19が設けられている。さらに、これらTFT18および画素電極19を覆って透光性を有する絶縁性の保護膜21が設けられ、この保護膜21を覆って、第1配向膜としての垂直配向膜22が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the array substrate 5 includes a plurality of
各走査線16は、一端部が図示しない駆動手段である走査線駆動ICに電気的に接続されている。
Each
各補助容量線は、画素電極19との間に補助容量を形成するもので、例えば図1中の上下方向に走査線16と交互に設けられている。
Each auxiliary capacitance line forms an auxiliary capacitance between the
各信号線17は、走査線16に対して略直交するように形成され、一端部が図示しない駆動手段である信号線駆動ICに電気的に接続されている。
Each
各TFT18は、例えばチャネル保護型のもので、走査線16から延出されたゲート電極25上に、所定のゲート絶縁膜層26、半導体層27、コンタクト層である低抵抗半導体層28および所定のエッチング保護膜29が積層され、低抵抗半導体層28上には、この低抵抗半導体層28を介して電気的に接続されるドレイン電極31および島状のソース電極32がそれぞれ設けられている。このソース電極32は、画素電極19と電気的に接続されている。そして、これらTFT18は、走査線駆動ICから各走査線16を介してゲート電極25へと供給される走査信号によりオンオフされ、このオンオフのタイミングに同期して信号線駆動ICから信号線17を介してソース電極32へと供給される画素信号を、ドレイン電極31を介して画素電極19へと書き込むことで、画像を表示させるものである。
Each
画素電極19は、例えばITOなどの透明部材により形成され、副画素P毎に略四角形状に形成されているとともに、TFT18が位置する角部が切り欠き形成されている。また、隣接する画素電極19間には、スリットSがそれぞれ形成されている。
The
一方、対向基板6は、絶縁基板としてのガラス基板である透明基板35上に、例えばRGBの三原色に対応する着色層37r,37g,37bを備えたカラーフィルタ層37が形成されている。また、このカラーフィルタ層37上には、スペーサ8が、例えば着色層37r,37g,37bと同じ材料により、各副画素Pに対応する位置にそれぞれ形成されている。さらに、カラーフィルタ層37上には、例えばITOなどの透明部材により形成された電極としての透明電極である共通電極すなわち対向電極41が各副画素Pに対応する位置に形成されている。そして、対向電極41上には、構造体としての畝状の対向突起42が、例えば遮光性の材料などにより、各副画素Pに対応する位置にてアレイ基板5側へと突出して形成されている。また、カラーフィルタ層37の周縁部には、例えば対向突起42と同じ材料により、表示領域の周囲を囲む遮光領域である額縁43が形成されている。そして、副画素Pは、カラーフィルタ層37の着色層37r,37g,37bに対応する3つで1つの画素部を構成している。さらに、対向電極41上には、この対向電極41と対向突起42とを覆って、第2配向膜としての垂直配向膜45が形成されている。
On the other hand, the counter substrate 6 is formed with a
ここで、垂直配向膜45は、アレイ基板5側の垂直配向膜22とともに、液晶分子LCを配向するためのものであり、これら垂直配向膜22,45は、液晶分子LCを各基板5,6の主面と垂直に配向規制する図示しないユニットを内部に含むことで垂直配向規制力を強めている。
Here, the vertical alignment film 45 is for aligning the liquid crystal molecules LC together with the
対向突起42は、各画素電極19の幅方向(図1中の左右方向)の中心域に、長手方向(図1中の上下方向)に沿って直線状に形成されている。したがって、各副画素Pに対応する画素電極19と対向電極41とに挟まれた画素領域APにおいて、この対向突起42の両側に、アレイ基板5の画素電極19と対向基板6の対向電極41との間に電圧を印加した状態(以下、単に電圧印加状態という)での液晶分子LCの傾斜方向が異なる複数のドメインD1,D2が形成されている。さらに、各ドメインD1,D2の幅方向の中心域、すなわち、画素電極19の両側部と対向突起42との中間部には、アレイ基板5の画素電極19と対向基板6の対向電極41との間に電圧を印加しない状態(以下、単に電圧無印加状態という)での傾斜角度、すなわちプレチルト角がドメインD1,D2内の他の領域よりも小さい所定の角度である低プレチルト角領域47(図4)が所定の幅寸法の帯状に形成されている。したがって、各ドメインD1,D2は、低プレチルト角領域47の図1中の左右両側に、プレチルト角が略90°となる通常プレチルト角領域48,48が形成されている。
The opposing
低プレチルト角領域47は、例えば垂直配向膜22,45に対して紫外(UV)光を照射したり、所定のイオンビームを照射したりすることで各垂直配向膜22,45中のユニットを減少させて垂直配向規制力を低下させたり、各垂直配向膜22,45に所定のラビング処理を施してユニットを基板5,6と平行に近づけたりすることで形成され、例えば、液晶分子LCが20°程度の所定のプレチルト角となるように設定されている。
The low
なお、一般的に、MVAモードにおいては、電圧無印加状態で各基板5,6に対して液晶分子LCを略垂直に配向させることで黒表示を得るノーマリブラックモードが用いられているため、低プレチルト角領域47の幅寸法を大きくしすぎると、電圧無印加状態においても液晶分子LCが傾斜配向に近づいてバックライトからの光が漏れるおそれがあるので、この低プレチルト角領域47の幅寸法は、所望の応答特性が得られる最低限の寸法に設定することが好ましい。
In general, in the MVA mode, a normally black mode is used in which black display is obtained by aligning the liquid crystal molecules LC substantially vertically with respect to the respective substrates 5 and 6 in a state where no voltage is applied. If the width dimension of the low
スペーサ8は、カラーフィルタ層37中に位置する第1層51と、この第1層51上に位置する第2層52と、この第2層52上でアレイ基板5側に接触する第3層53とにより形成されている。
The spacer 8 includes a
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
上記液晶セル1では、コンピュータなどから送信され各ドライバICにより変換された画像信号が、走査信号によりオンされたTFT18の駆動により各画素電極19に書き込まれることで、この画像信号に応じて、各ドメインD1,D2の液晶分子LCの傾きが垂直状態〜傾斜状態と変化する。
In the liquid crystal cell 1, an image signal transmitted from a computer or the like and converted by each driver IC is written to each
すなわち、液晶分子LCは、対向突起42、および、画素電極19と対向電極41との間の電界離散効果によるスリットSの外側での電界の傾斜などの作用により、ドメインD1では図1中の右方向に、ドメインD2では図1中の左方向に、換言すれば、隣接するドメインD1,D2間で反対方向となるように傾斜する。
In other words, the liquid crystal molecule LC has the right side in FIG. 1 in the domain D1 due to the action of the opposing
このとき、電圧印加直後に対向突起42と画素電極19の両側縁部とにおいて液晶分子LCの応答が開始され、対向突起42と画素電極19の両側縁部との中間部に向けて伝播していく。
At this time, immediately after the voltage application, the response of the liquid crystal molecules LC is started at the opposing
このため、各ドメインD1,D2の通常プレチルト角領域48,48では、液晶分子LCが略垂直な状態から電圧の大きさに応じて傾斜状態となり、低プレチルト角領域47では、所定のプレチルト角で傾斜した状態から、電圧の大きさに応じて傾斜状態となる。
For this reason, in the normal
この結果、上記一実施の形態によれば、MVAモードの液晶セル1において、低プレチルト角領域47により、副画素Pに対応する画素領域APのドメインD1,D2での液晶分子LCの応答特性を向上でき、明るく良好な表示品位と、良好な動画像表示とを得ることができる。
As a result, according to the embodiment, in the MVA mode liquid crystal cell 1, the response characteristics of the liquid crystal molecules LC in the domains D1 and D2 of the pixel region AP corresponding to the subpixel P are obtained by the low
また、対向突起42を各ドメインD1,D2の中央部に設け、低プレチルト角領域47を、画素電極19の両側縁部との中間部に設けることで、対向突起42と画素電極19の両側縁部とで開始され対向突起42と画素電極19の両側縁部との中間部に向けて伝播するために最も応答が遅くなる中間部での液晶分子LCの応答特性を改善でき、良好な動画像表示が得られる。
In addition, the opposing
さらに、低プレチルト角領域47の幅寸法を、電圧無印加状態での液晶分子LCが傾斜配向に近づき過ぎないように設定することで、低プレチルト角領域47での光漏れを防止して、高コントラストを得ることができる。
Furthermore, by setting the width dimension of the low
そして、例えばオーバードライブ駆動により液晶層の応答特性を改善するなどの従来の場合では、消費電力の増加および駆動回路によるコストアップなどの問題があったのに対して、本実施の形態では、消費電力が増加したり、駆動回路を別途設けたりする必要がなく、コストを抑制できる。 In the conventional case, for example, in which the response characteristic of the liquid crystal layer is improved by overdrive driving, there are problems such as an increase in power consumption and an increase in cost due to the driving circuit. There is no need to increase power or to provide a separate drive circuit, and costs can be reduced.
また、低プレチルト角領域47は、紫外光やイオンビームを照射したり、所定のラビング処理を施したりすることで容易に形成でき、製造コストが必要以上に増加することもない。
In addition, the low
なお、上記一実施の形態は、本発明を限定するものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変更して用いることができることは言うまでもない。 In addition, it cannot be overemphasized that said one Embodiment does not limit this invention and can be used in various changes within the range of the summary of this invention.
次に、液晶表示装置の実施例1ないし3と比較例1および2とについて、コントラスト比、液晶層4の応答速度および表示品位を評価した。 Next, for Examples 1 to 3 of the liquid crystal display device and Comparative Examples 1 and 2, the contrast ratio, the response speed of the liquid crystal layer 4 and the display quality were evaluated.
実施例1は、前記実施の形態に示した構造であり、一般的なプロセスを用いた成膜とパターニングとの繰り返しによりTFT18および液晶セル1を形成した。
Example 1 has the structure shown in the above embodiment, and the
すなわち、アレイ基板5は、モリブデン(Mo)を例えば膜厚0.3μmでスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィにより走査線16、ゲート電極25および補助容量線を所定の形状にパターン形成し、その上に、例えば膜厚0.15μmの酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜層26を形成するとともに、半導体層27を例えばアモルファスシリコン(a−Si)などとし、エッチング保護膜29を例えばチッ化ケイ素などとした。
That is, the array substrate 5 is formed by sputtering molybdenum (Mo) with a film thickness of, for example, 0.3 μm, patterning the
その後、例えばITOを膜厚約0.1μmでスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィにより画素電極19を所定のパターンに形成し、さらに、アルミニウム(Al)を膜厚0.3μmでスパッタリングして成膜し、フォトリソグラフィにより、信号線17と、この信号線17から低抵抗半導体層28上に延出したドレイン電極31と、島状のソース電極32とを同時に形成し、TFT18を形成した。さらに、その上層の保護膜21を、例えばチッ化ケイ素などで形成した。
Then, for example, ITO is formed into a film with a thickness of about 0.1 μm by sputtering, the
一方、対向基板6は、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィにより、赤色の着色層37rと、例えば33×33μmのサイズの突起であるスペーサ8の第1層51とを同時に形成した。
On the other hand, the counter substrate 6 is coated with a photosensitive resist in which a red pigment is dispersed, and by photolithography, a red
同様にして、緑色の着色層37gと、例えば26×26μmのサイズの突起であるスペーサ8の第2層52とを同時に形成するとともに、青色の着色層37bと、例えば22×22μmのサイズの突起であるスペーサ8の第3層53とを同時に形成して、膜厚約1.5μmのカラーフィルタ層37と、スペーサ8とを形成した。
Similarly, the green
その後、例えばITOを膜厚約0.1μmでスパッタリングして対向電極41を形成し、さらに黒色樹脂レジストを用いて副画素Pの長辺と平行に畝状の対向突起42と額縁43とを所定の位置に同時にパターン形成した。
Thereafter, for example, ITO is sputtered to a film thickness of about 0.1 μm to form the counter electrode 41, and further, a black resin resist is used to form a hook-shaped
そして、このようにして形成したアレイ基板5と対向基板6とのそれぞれに、垂直配向膜22と垂直配向膜45とを、例えば70nmの厚みで塗布した後、フォトマスクを用いて対向突起42と画素電極19の側縁部との中間部に、例えば5μmの幅寸法で対向突起42と平行に5J/m2の紫外光を照射して液晶分子LCのプレチルト角を低下させた。別途、同条件で別途簡易的に作成した液晶セルによりプレチルト角を測定したところ、通常プレチルト角領域48に対応する処理なし状態でのプレチルト角は90°であったのに対して、低プレチルト角領域47に対応する処理後状態でのプレチルト角は、22°と低下していることを確認した。
Then, after the
さらに、例えばエポキシ系の熱硬化樹脂からなる接着剤を用いて接着層9によりアレイ基板5と対向基板6とを所定の位置で貼り合わせ、誘電率異方性が負の液晶組成物を、垂直配向膜22,45間に充填して液晶セル1を形成した後、液晶組成物の注入口を例えば紫外線硬化樹脂で封止した。なお、副画素Pのサイズは例えば40μm×120μmとし、対向突起42の幅寸法および隣接する副画素P,P間の画素電極19間のスリットSの幅寸法は、それぞれ例えば10μmで設計した。
Furthermore, for example, an
また、実施例2は、上記実施例1において、垂直配向膜22,45に対して、紫外光に代えてイオンビーム照射をすることで液晶分子LCのプレチルト角を低下させて低プレチルト角領域47を形成した。このとき、同条件で別途簡易的に作成した液晶セルによりプレチルト角を測定したところ、通常プレチルト角領域48に対応する処理なし状態でのプレチルト角は90°であったのに対して、低プレチルト角領域47に対応する処理後状態でのプレチルト角は、20°と低下していることを確認した。なお、この点を除いて、実施例2は実施例1と全く同様の設計およびプロセスで作成した。
Further, in the second embodiment, in the first embodiment, the pretilt angle of the liquid crystal molecules LC is lowered by irradiating the
さらに、実施例3は、上記実施例1において、垂直配向膜22,45に対して、紫外光に代えてラビング処理をすることで液晶分子LCのプレチルト角を低下させて低プレチルト角領域47を形成した。このとき、同条件で別途簡易的に作成した液晶セルによりプレチルト角を測定したところ、通常プレチルト角領域48に対応する処理なし状態でのプレチルト角は90°であったのに対して、低プレチルト角領域47に対応する処理後状態でのプレチルト角は、18°と低下していることを確認した。なお、この点を除いて、実施例3は実施例1と全く同様の設計およびプロセスで作成した。
Further, in Example 3, the low
一方、比較例1は、紫外光照射をしない以外は、上記実施例1と全く同様の設計およびプロセスで作成した。 On the other hand, Comparative Example 1 was prepared by the same design and process as Example 1 except that ultraviolet light was not irradiated.
また、比較例2は、低プレチルト角領域47の幅寸法を10μmとした以外は、上記実施例1と全く同様の設計およびプロセスで作成した。
Further, Comparative Example 2 was created by the same design and process as Example 1 except that the width dimension of the low
そして、上記実施例1ないし3と比較例1および2とを比較すると、実施例1において、図5に示すように、透過率10%から透過率90%への液晶層4の応答速度は8ms、実施例2において10ms、実施例3において9msであり、比較例1の22msに対して向上し、それぞれ良好な動画像表示を得ることができた。 Then, comparing Examples 1 to 3 with Comparative Examples 1 and 2, in Example 1, as shown in FIG. 5, the response speed of the liquid crystal layer 4 from the transmittance of 10% to the transmittance of 90% is 8 ms. In Example 2, it was 10 ms, and in Example 3, it was 9 ms, which was improved with respect to 22 ms in Comparative Example 1, and good moving image display could be obtained.
また、基板5,6間に0Vおよび5Vの電圧を印加した状態での輝度を測定してコントラスト比を計算したところ、実施例1では490、実施例2では500、実施例3では480と、比較例1の500と同等のコントラスト比が得られ、良好な表示品位が得られた。なお、比較例2においては、コントラスト比が260と大幅に低下した。各副画素Pを詳細に観察した結果、比較例2では、低プレチルト角領域47において光漏れが観察されたのに対して、実施例1ないし3では良好な配向状態が得られていることが確認できた。
Further, when the contrast ratio was calculated by measuring the luminance in a state where voltages of 0 V and 5 V were applied between the substrates 5 and 6, it was 490 in Example 1, 500 in Example 2, and 480 in Example 3. A contrast ratio equivalent to 500 of Comparative Example 1 was obtained, and good display quality was obtained. In Comparative Example 2, the contrast ratio was greatly reduced to 260. As a result of observing each subpixel P in detail, in Comparative Example 2, light leakage was observed in the low
1 液晶表示素子としての液晶セル
4 液晶層
5 第1基板としてのアレイ基板
6 第2基板としての対向基板
19 画素電極
22 第1配向膜としての垂直配向膜
41 共通電極としての対向電極
42 構造体としての対向突起
45 第2配向膜としての垂直配向膜
47 低プレチルト角領域
AP 画素領域
D1,D2 ドメイン
LC 液晶分子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal cell as a liquid crystal display element 4 Liquid crystal layer 5 Array substrate as 1st substrate 6 Opposite substrate as 2nd substrate
19 Pixel electrode
22 Vertical alignment film as the first alignment film
41 Counter electrode as common electrode
42 Opposite protrusions as structures
45 Vertical alignment film as second alignment film
47 Low pretilt angle region
AP pixel area
D1, D2 domain
LC liquid crystal molecules
Claims (5)
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加している状態での前記液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインを前記各画素領域に形成する構造体と、
前記各ドメインに設けられ、このドメインの他の領域よりも前記液晶分子のプレチルト角が小さい低プレチルト角領域とを備えている
ことを特徴とした液晶表示素子。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes; a second substrate having a common electrode and disposed opposite to the first substrate; and a plurality of liquid crystal molecules interposed between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal layer formed of a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy, and a plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed in the liquid crystal layer A liquid crystal display element,
A structure that forms a plurality of domains in each pixel region in which the tilt directions of the liquid crystal molecules are different from each other in a state where a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode;
A liquid crystal display element comprising: a low pretilt angle region provided in each of the domains, wherein the pretilt angle of the liquid crystal molecules is smaller than that of other regions of the domain.
前記低プレチルト角領域は、前記構造体と、前記画素電極の縁部との中間部に位置している
ことを特徴とした請求項1記載の液晶表示素子。 The structure is provided in a central portion of each pixel region,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the low pretilt angle region is located in an intermediate portion between the structure and an edge of the pixel electrode.
前記第1配向膜および前記第2配向膜に対して紫外光を照射することで前記低プレチルト角領域を形成する
ことを特徴とした液晶表示素子の製造方法。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film; a second substrate having a common electrode and a second alignment film and disposed opposite to the first substrate; and a first alignment film of these first substrates; A liquid crystal layer interposed between the second alignment film of the second substrate and having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed, and each pixel region is formed of the liquid crystal molecule in a state where a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode. A liquid crystal display device comprising: a structure that is divided into a plurality of domains having different tilt directions; and a low pretilt angle region that is provided in each domain and has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain A manufacturing method of
The method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the low pretilt angle region is formed by irradiating the first alignment film and the second alignment film with ultraviolet light.
前記第1配向膜および前記第2配向膜に対してイオンビームを照射することで前記低プレチルト角領域を形成する
ことを特徴とした液晶表示素子の製造方法。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film; a second substrate having a common electrode and a second alignment film and disposed opposite to the first substrate; and a first alignment film of these first substrates; A liquid crystal layer interposed between the second alignment film of the second substrate and having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed, and each pixel region is formed of the liquid crystal molecule in a state where a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode. A liquid crystal display device comprising: a structure that is divided into a plurality of domains having different tilt directions; and a low pretilt angle region that is provided in each domain and has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain A manufacturing method of
The method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the low pretilt angle region is formed by irradiating the first alignment film and the second alignment film with an ion beam.
前記第1配向膜および前記第2配向膜に所定のラビングを施すことで前記低プレチルト角領域を形成する
ことを特徴とした液晶表示素子の製造方法。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes and a first alignment film; a second substrate having a common electrode and a second alignment film and disposed opposite to the first substrate; and a first alignment film of these first substrates; A liquid crystal layer interposed between the second alignment film of the second substrate and having a plurality of liquid crystal molecules and having a negative dielectric anisotropy. A plurality of pixel regions sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode are formed, and each pixel region is formed of the liquid crystal molecule in a state where a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode. A liquid crystal display device comprising: a structure that is divided into a plurality of domains having different tilt directions; and a low pretilt angle region that is provided in each domain and has a smaller pretilt angle of the liquid crystal molecules than other regions of the domain A manufacturing method of
A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the low pretilt angle region is formed by performing predetermined rubbing on the first alignment film and the second alignment film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007099275A JP2008256963A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007099275A JP2008256963A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008256963A true JP2008256963A (en) | 2008-10-23 |
Family
ID=39980596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007099275A Pending JP2008256963A (en) | 2007-04-05 | 2007-04-05 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008256963A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012133184A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Japan Display Central Co Ltd | Liquid crystal display device |
-
2007
- 2007-04-05 JP JP2007099275A patent/JP2008256963A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012133184A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Japan Display Central Co Ltd | Liquid crystal display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5802319B2 (en) | Liquid crystal display | |
US8804085B2 (en) | Liquid crystal display | |
TWI447478B (en) | Electric field driving device, liquid crystal device and electronic apparatus | |
US9785017B2 (en) | Liquid crystal display | |
US8149361B2 (en) | Liquid crystal display | |
US20170068138A1 (en) | Liquid crystal display panel | |
US20070200990A1 (en) | Liquid crystal display device | |
WO2013137254A1 (en) | Liquid crystal display device | |
US20070040974A1 (en) | Liquid crystal display panel | |
JP2009145424A (en) | Liquid crystal display device | |
US20090009704A1 (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
JP2011158690A (en) | Liquid crystal display panel and electronic apparatus | |
US20150015817A1 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2009186822A (en) | Liquid crystal display panel and manufacturing method of liquid crystal display panel | |
US10025137B2 (en) | Liquid crystal display device having transmitting region and reflecting region | |
US10001680B2 (en) | Liquid crystal display device | |
US8907938B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2008256963A (en) | Liquid crystal display element and its manufacturing method | |
JP4636626B2 (en) | Liquid crystal display element | |
JP2009031437A (en) | Liquid crystal display panel | |
JP2015079205A (en) | Display device | |
JP4738096B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
JP2009031438A (en) | Liquid crystal display panel | |
WO2013150876A1 (en) | Liquid-crystal display apparatus | |
JP2016110062A (en) | Reflective liquid crystal display device |