JP2009093022A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示パネルを構成する一方の基板に画素電極及び対向電極を備えた構造の横電界駆動モードの液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a lateral electric field drive mode liquid crystal display device having a structure in which a pixel electrode and a counter electrode are provided on one substrate constituting a liquid crystal display panel.
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、IPS(In−Plane Switching)モードやFFS(fringe field Switching)モードなどの横電界(フリンジ電界も含む)を利用した構造が注目されている。(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)
このような横電界駆動モードの液晶表示装置は、アレイ基板において対向する画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界を形成して液晶分子をスイッチングする。また、アレイ基板及び対向基板のそれぞれの外面には、互いに偏向軸方向が直交するように配置された偏光板が配置されている。このような偏光板の配置により、例えば電圧無印加時に黒色画面を表示し、映像信号に対応した電圧を画素電極に印加することにより徐々に透過率(変調率)が増加して白色画面を表示する。このような液晶表示装置では、液晶分子が基板主面とほぼ平行な平面内で回転するため、透過光の入射方向に対して偏光状態が大きく影響しないので、視野角依存性は小さく、広い視野角特性を有するといった特徴がある。
Such a liquid crystal display device in a lateral electric field drive mode includes pixel electrodes and a counter electrode facing each other on the array substrate, and forms a lateral electric field substantially parallel to the main surface of the array substrate to switch liquid crystal molecules. Further, polarizing plates are arranged on the outer surfaces of the array substrate and the counter substrate so that the deflection axis directions are orthogonal to each other. With such a polarizing plate arrangement, for example, a black screen is displayed when no voltage is applied, and a white screen is displayed by gradually increasing the transmittance (modulation factor) by applying a voltage corresponding to the video signal to the pixel electrode. To do. In such a liquid crystal display device, since the liquid crystal molecules rotate in a plane substantially parallel to the main surface of the substrate, the polarization state does not greatly affect the incident direction of transmitted light, so the viewing angle dependency is small and a wide field of view. There is a feature of having angular characteristics.
このような横電界駆動モードの液晶表示装置では、ECBモードやTNモードの液晶表示装置と比較して透過率が低い。このため、透過率を改善するとともに、白色画面を表示したときの色味付きを抑制するセル設計が必要となる。 Such a horizontal electric field drive mode liquid crystal display device has lower transmittance than a liquid crystal display device of ECB mode or TN mode. For this reason, it is necessary to design a cell that improves the transmittance and suppresses coloring when a white screen is displayed.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、透過率を向上するとともに、表示品位の良好な画像を表示可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving the transmittance and displaying an image with good display quality.
この発明の第1の態様による液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を保持した構成の液晶表示装置であって、
異なる色を表示する第1色画素及び第2色画素を備えた表示エリアと、
前記第1色画素及び前記第2色画素にそれぞれ配置された画素電極と、
前記画素電極と同一基板上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極と、
前記液晶層と接触するように配置され、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を規制するようにラビング処理された配向膜と、を備え、
前記第1色画素は、前記第2色画素より短波長の色を表示する色画素であって、
前記第1色画素におけるセルギャップは、前記第2色画素におけるセルギャップよりも小さいことを特徴とする。
A liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention provides:
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer held between a pair of substrates,
A display area comprising first and second color pixels for displaying different colors;
Pixel electrodes respectively disposed on the first color pixel and the second color pixel;
A counter electrode disposed on the same substrate as the pixel electrode and facing the pixel electrode;
An alignment film disposed in contact with the liquid crystal layer and rubbed so as to regulate the alignment of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer,
The first color pixel is a color pixel that displays a color having a shorter wavelength than the second color pixel,
The cell gap in the first color pixel is smaller than the cell gap in the second color pixel.
この発明の第2の態様による液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を保持した構成の液晶表示装置であって、
赤、緑、及び青の各色画素を備えた表示エリアと、
前記色画素毎に配置された画素電極と、
前記画素電極と同一基板上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極と、
前記液晶層と接触するように配置され、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を規制するようにラビング処理された配向膜と、を備え、
前記青色画素におけるセルギャップは、前記緑色画素におけるセルギャップよりも小さいことを特徴とする。
A liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention provides:
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer held between a pair of substrates,
A display area with red, green and blue color pixels;
A pixel electrode disposed for each of the color pixels;
A counter electrode disposed on the same substrate as the pixel electrode and facing the pixel electrode;
An alignment film disposed in contact with the liquid crystal layer and rubbed so as to regulate the alignment of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer,
The cell gap in the blue pixel is smaller than the cell gap in the green pixel.
この発明によれば、透過率を向上するとともに、表示品位の良好な画像を表示可能な液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of improving the transmittance and displaying an image with good display quality.
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。ここでは、一方の基板に画素電極及び対向電極を備え、これらの間に形成される横電界を利用して液晶分子をスイッチングする液晶モードとして、FFSモードの液晶表示装置を例に説明する。 A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, an FFS mode liquid crystal display device will be described as an example of a liquid crystal mode in which a pixel electrode and a counter electrode are provided on one substrate and liquid crystal molecules are switched using a lateral electric field formed therebetween.
図1乃至図3に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、液晶表示パネルLPNを備えている。この液晶表示パネルLPNは、アレイ基板(第1基板)ARと、アレイ基板ARと互いに対向して配置された対向基板(第2基板)CTと、これらのアレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えて構成されている。このような液晶表示装置は、画像を表示する表示領域DSPを備えている。この表示領域DSPは、m×n個のマトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid crystal display device is an active matrix type liquid crystal display device and includes a liquid crystal display panel LPN. The liquid crystal display panel LPN includes an array substrate (first substrate) AR, a counter substrate (second substrate) CT disposed opposite to the array substrate AR, and a space between the array substrate AR and the counter substrate CT. And a liquid crystal layer LQ held in the liquid crystal layer LQ. Such a liquid crystal display device includes a display area DSP for displaying an image. The display area DSP is composed of a plurality of pixels PX arranged in an mxn matrix.
アレイ基板ARは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板20を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板ARは、表示領域DSPにおいて、画素毎に配置されたm×n個の画素電極EP、各画素PXの行方向Hにそれぞれ延在したn本の走査線Y(Y1〜Yn)、各画素PXの列方向Vにそれぞれ延在したm本の信号線X(X1〜Xm)、各画素PXにおいて走査線Yと信号線Xとの交差部を含む領域に配置されたm×n個のスイッチング素子W、画素電極EPと層間絶縁膜ILを介して対向配置された対向電極ETなどを備えている。
The array substrate AR is formed using an
アレイ基板ARは、さらに、表示領域DSPの周辺の駆動回路領域DCTにおいて、n本の走査線Yに接続された走査線ドライバYDを構成する少なくとも一部や、m本の信号線Xに接続された信号線ドライバXDを構成する少なくとも一部などを備えている。走査線ドライバYDは、コントローラCNTによる制御に基づいてn本の走査線Yに順次走査信号(駆動信号)を供給する。また、信号線ドライバXDは、コントローラCNTによる制御に基づいて各行のスイッチング素子Wが走査信号によってオンするタイミングでm本の信号線Xに映像信号(駆動信号)を供給する。これにより、各行の画素電極EPは、対応するスイッチング素子Wを介して供給される映像信号に応じた画素電位にそれぞれ設定される。 The array substrate AR is further connected to at least a part of the scanning line driver YD connected to the n scanning lines Y and to the m signal lines X in the driving circuit area DCT around the display area DSP. And at least a part of the signal line driver XD. The scanning line driver YD sequentially supplies scanning signals (driving signals) to the n scanning lines Y based on control by the controller CNT. Further, the signal line driver XD supplies video signals (drive signals) to the m signal lines X at the timing when the switching elements W in each row are turned on by the scanning signal based on the control by the controller CNT. Thereby, the pixel electrode EP of each row is set to a pixel potential corresponding to the video signal supplied via the corresponding switching element W.
各スイッチング素子Wは、例えば、薄膜トランジスタによって構成されている。スイッチング素子Wの半導体層SCは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能である。スイッチング素子Wのゲート電極WGは、走査線Yに接続されている(あるいは走査線Yと一体的に形成されている)。スイッチング素子Wのソース電極WSは、信号線Xに接続される(あるいは信号線Xと一体に形成される)とともに、半導体層SCのソース領域にコンタクトしている。スイッチング素子Wのドレイン電極WDは、コンタクトホールCHを介して画素電極EPに接続されるとともに、半導体層SCのドレイン領域にコンタクトしている。 Each switching element W is configured by, for example, a thin film transistor. The semiconductor layer SC of the switching element W can be formed of, for example, polysilicon or amorphous silicon. The gate electrode WG of the switching element W is connected to the scanning line Y (or formed integrally with the scanning line Y). The source electrode WS of the switching element W is connected to the signal line X (or formed integrally with the signal line X) and is in contact with the source region of the semiconductor layer SC. The drain electrode WD of the switching element W is connected to the pixel electrode EP through the contact hole CH and is in contact with the drain region of the semiconductor layer SC.
対向電極ETは、例えば各画素PXにおいて島状に配置され、コモン電位のコモン配線COMに電気的に接続されている。この対向電極ETは、層間絶縁膜ILによって覆われている。画素電極EPは、層間絶縁膜ILの上において対向電極ETと対向するように配置されている。この画素電極EPには、対向電極ETと対向する複数のスリットSLが設けられている。これらの画素電極EP及び対向電極ETは、例えばインジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。アレイ基板ARの液晶層LQに接触する面には、配向膜22が配置されている。
For example, the counter electrode ET is arranged in an island shape in each pixel PX, and is electrically connected to a common wiring COM having a common potential. The counter electrode ET is covered with an interlayer insulating film IL. The pixel electrode EP is disposed on the interlayer insulating film IL so as to face the counter electrode ET. The pixel electrode EP is provided with a plurality of slits SL facing the counter electrode ET. The pixel electrode EP and the counter electrode ET are formed of a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). An
一方、対向基板CTは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板30を用いて形成されている。特に、カラー表示タイプの液晶表示装置においては、図3に示したように、対向基板CTは、絶縁基板30の内面すなわち液晶層LQに対向する面に、各画素PXを区画するブラックマトリクス32、ブラックマトリクス32によって囲まれた各画素に配置されたカラーフィルタ層34などを備えている。また、対向基板CTは、さらに、外部電界の影響を緩和するためのシールド電極や、カラーフィルタ層34の表面の凹凸を平坦化するように比較的厚い膜厚で配置されたオーバコート層などを備えて構成してもよい。
On the other hand, the counter substrate CT is formed using an
ブラックマトリクス32は、絶縁基板30上において、アレイ基板ARに設けられた走査線Yや信号線X、さらにはスイッチング素子Wなどの配線部に対向するように配置されている。カラーフィルタ層34は、絶縁基板30上に配置され、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった3原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。赤色着色樹脂、青色着色樹脂、及び緑色着色樹脂は、それぞれ赤色画素、青色画素、及び緑色画素に対応して配置されている。対向基板CTの液晶層LQに接触する面には、配向膜36が配置されている。
The
このような対向基板CTと上述したようなアレイ基板ARとをそれぞれの配向膜22及び配向膜36が対向するように配置したとき、両者の間に配置された図示しないスペーサにより、所定のギャップが形成される。液晶層LQは、これらのアレイ基板ARの配向膜22と対向基板CTの配向膜36との間に形成されたギャップに封入された液晶分子LMを含む液晶組成物によって構成されている。
When such a counter substrate CT and the array substrate AR as described above are arranged so that the
液晶分子LMは、配向膜22及び配向膜36による規制力によって配向されている。すなわち、画素電極EPの電位と対向電極ETの電位との間に電位差が形成されていない(つまり、画素電極EPと対向電極ETとの間に電界が形成されていない)無電界時には、液晶分子LMは、その長軸Dが配向膜22及び配向膜36のラビング方向と平行な方位を向くように配向されている。
The liquid crystal molecules LM are aligned by the regulation force by the
また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルLPNの一方の外面(すなわちアレイ基板ARの液晶層LQと接する面とは反対の外面)に設けられた光学素子OD1を備え、また、液晶表示パネルLPNの他方の外面(すなわち対向基板CTの液晶層LQと接する面とは反対の外面)に設けられた光学素子OD2を備えている。これらの光学素子OD1及びOD2は、偏光板を含み、例えば、無電界時において、液晶表示パネルLPNの透過率が最低となる(つまり黒色画面を表示する)ノーマリーブラックモードを実現している。 The liquid crystal display device includes an optical element OD1 provided on one outer surface of the liquid crystal display panel LPN (that is, the outer surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the array substrate AR), and the liquid crystal display panel LPN. The optical element OD2 is provided on the other outer surface (that is, the outer surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the counter substrate CT). These optical elements OD1 and OD2 include a polarizing plate, for example, to realize a normally black mode in which the transmittance of the liquid crystal display panel LPN is lowest (that is, a black screen is displayed) when there is no electric field.
さらに、液晶表示装置は、液晶表示パネルLPNに対してアレイ基板AR側に配置されたバックライトユニットBLを有している。 Further, the liquid crystal display device includes a backlight unit BL disposed on the array substrate AR side with respect to the liquid crystal display panel LPN.
このような液晶表示装置において、図2に示すように、画素電極EPの電位と対向電極ETの電位との間に電位差が形成された場合(つまり、画素電極EPにコモン電位とは異なる電位の電圧が印加された電圧印加時)には、画素電極EPと対向電極ETとの間に電界Eが形成される。このとき、液晶分子LMは、その長軸Dがラビング方向から電界Eと平行な方位に配向するように駆動される。このように、液晶分子LMの長軸Dの方位がラビング方向から変化すると、液晶層LQを透過する光に対する変調率が変化する。このため、バックライトユニットBLから液晶表示パネルLPNを透過したバックライト光の一部は、第2光学素子OD2を透過し、白色画面を表示する。つまり、液晶表示パネルLPNの透過率(変調率)は、電界Eの大きさに依存して変化する。横電界を利用した液晶モードでは、このようにして選択的にバックライト光を透過し、画像を表示する。 In such a liquid crystal display device, as shown in FIG. 2, when a potential difference is formed between the potential of the pixel electrode EP and the potential of the counter electrode ET (that is, the pixel electrode EP has a potential different from the common potential). When a voltage is applied), an electric field E is formed between the pixel electrode EP and the counter electrode ET. At this time, the liquid crystal molecules LM are driven so that the major axis D is aligned in the direction parallel to the electric field E from the rubbing direction. As described above, when the orientation of the major axis D of the liquid crystal molecules LM changes from the rubbing direction, the modulation factor for the light transmitted through the liquid crystal layer LQ changes. For this reason, part of the backlight light transmitted from the backlight unit BL through the liquid crystal display panel LPN is transmitted through the second optical element OD2 and displays a white screen. That is, the transmittance (modulation factor) of the liquid crystal display panel LPN changes depending on the magnitude of the electric field E. In the liquid crystal mode using the horizontal electric field, the backlight is selectively transmitted in this way, and an image is displayed.
特に、この実施の形態においては、画素電極EPに形成されたスリットSLは、図2に示すように、概ね行方向Hに沿って延在しており、しかも、行方向Hに対して鋭角に交差するように形成されている。スリットSLの長軸Lは、ラビング方向(ここでは行方向Hと平行な方向)に対して5°〜10°程度の角度θをなすように傾いている。また、複数のスリットSLは、列方向Vに並んでいる。複数のスリットSLは、互いに平行に配置されている。 In particular, in this embodiment, the slit SL formed in the pixel electrode EP extends substantially along the row direction H and has an acute angle with respect to the row direction H as shown in FIG. It is formed to intersect. The major axis L of the slit SL is inclined so as to form an angle θ of about 5 ° to 10 ° with respect to the rubbing direction (here, a direction parallel to the row direction H). The plurality of slits SL are arranged in the column direction V. The plurality of slits SL are arranged in parallel to each other.
ところで、液晶表示装置においては、液晶層LQのリタデーションδに依存して液晶表示パネルLPNの透過率Tが変化する。すなわち、液晶層LQにおける屈折率異方性をΔnとし、液晶層LQの厚み(つまりセルギャップ)をdとしたとき、リタデーションδは、δ=Δn・dで与えられる。例えば、液晶表示装置の輝度に最も関係する緑色画素の波長550nmでの液晶表示パネルLPNの透過率Tは、図4に示すように、リタデーションδに依存して変化する。図4に示した例は、液晶層LQのΔnが0.1のときに相当しており、透過率Tは、セルギャップdに依存して変化していることがわかる。なお、このシミュレーションでは、スリットSLの長軸Lとラビング方向とのなす角度θは7°に設定した。 By the way, in the liquid crystal display device, the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN changes depending on the retardation δ of the liquid crystal layer LQ. That is, when the refractive index anisotropy in the liquid crystal layer LQ is Δn and the thickness of the liquid crystal layer LQ (that is, the cell gap) is d, the retardation δ is given by δ = Δn · d. For example, the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN at a wavelength of 550 nm of the green pixel most related to the luminance of the liquid crystal display device varies depending on the retardation δ as shown in FIG. The example shown in FIG. 4 corresponds to the case where Δn of the liquid crystal layer LQ is 0.1, and it can be seen that the transmittance T changes depending on the cell gap d. In this simulation, the angle θ formed by the long axis L of the slit SL and the rubbing direction was set to 7 °.
図4に示した結果から、波長550nmの光については、液晶層LQのリタデーションδを420nmに設定する(つまり、Δn=0.1の場合、セルギャップdを4.2μmに設定する)ことにより、液晶表示パネルLPNの透過率Tが最大(約84%)となることがわかる。 From the results shown in FIG. 4, for light with a wavelength of 550 nm, the retardation δ of the liquid crystal layer LQ is set to 420 nm (that is, when Δn = 0.1, the cell gap d is set to 4.2 μm). It can be seen that the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN is maximum (about 84%).
このような結果に基づき、波長550nmの光に対して最大透過率が得られるようにセルギャップdを設定すると、視感度の観点から最も明るい液晶表示パネルLPNが得られるが、他の色画素の波長、つまり青色画素の波長460nm及び赤色画素の波長620nmの光に対しては必ずしも最大透過率が得られるわけではない。このため、リタデーションδを420nmに設定した液晶表示パネルLPNにおいては、その透過率Tは、図5に示すように、波長に依存して変化する。 Based on such a result, when the cell gap d is set so that the maximum transmittance can be obtained with respect to light having a wavelength of 550 nm, the brightest liquid crystal display panel LPN can be obtained from the viewpoint of visual sensitivity. The maximum transmittance is not always obtained for light having a wavelength, that is, a blue pixel wavelength of 460 nm and a red pixel wavelength of 620 nm. For this reason, in the liquid crystal display panel LPN in which the retardation δ is set to 420 nm, the transmittance T varies depending on the wavelength as shown in FIG.
このようなセル設計(Δn=0.1、d=4.2μm、θ=7°)では、赤色波長(620nm)において、緑色波長(550nm)と略同等の透過率(約84%)が得られる一方で、青色波長(460nm)においては、緑色波長及び赤色波長に比較して極めて低い透過率(約75%)となる。このため、白色画面を表示した際に、黄色味〜赤味の方向に色度がシフトしてしまう。したがって、透過率を犠牲にすることなく表示品位の改善が望まれている。 With such a cell design (Δn = 0.1, d = 4.2 μm, θ = 7 °), a transmittance (about 84%) is obtained at the red wavelength (620 nm) which is substantially the same as the green wavelength (550 nm). On the other hand, at the blue wavelength (460 nm), the transmittance (about 75%) is extremely low compared to the green wavelength and the red wavelength. For this reason, when displaying a white screen, chromaticity will shift to the direction of yellowishness-redness. Therefore, improvement in display quality is desired without sacrificing transmittance.
そこで、発明者は、まず、各色画素について、リタデーションδに対する液晶表示パネルLPNの透過率Tの関係を検討した。なお、以下に説明するシミュレーションでは、スリットSLの長軸Lとラビング方向とのなす角度θは7°に設定し、また、Δnは一定値(0.1)とした。 Therefore, the inventor first examined the relationship of the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN to the retardation δ for each color pixel. In the simulation described below, the angle θ formed between the major axis L of the slit SL and the rubbing direction was set to 7 °, and Δn was set to a constant value (0.1).
青色画素の波長460nmでの液晶表示パネルLPNの透過率Tは、図6の「B」で示すように、リタデーションδに依存して変化する。すなわち、波長460nmの光については、リタデーションδを340nmより大きく、380nmより小さい範囲に設定することにより、比較的高い透過率を得られることがわかった。特に、リタデーションδを約360nmに設定する(つまり、Δn=0.1の場合、セルギャップdを3.6μmに設定する)ことにより、液晶表示パネルLPNの最大透過率(約81%)が得られることがわかった。 The transmittance T of the liquid crystal display panel LPN at the wavelength of 460 nm of the blue pixel changes depending on the retardation δ, as indicated by “B” in FIG. That is, for light with a wavelength of 460 nm, it was found that a relatively high transmittance can be obtained by setting the retardation δ to a range larger than 340 nm and smaller than 380 nm. In particular, the maximum transmittance (about 81%) of the liquid crystal display panel LPN is obtained by setting the retardation δ to about 360 nm (that is, when Δn = 0.1, the cell gap d is set to 3.6 μm). I found out that
緑色画素の波長550nmでの液晶表示パネルLPNの透過率Tは、図6の「G」で示すように、リタデーションδに依存して変化する。すなわち、波長550nmの光については、リタデーションδを400nmより大きく、440nmより小さい範囲に設定することにより、比較的高い透過率を得られることがわかった。特に、リタデーションδを約420nmに設定する(つまり、Δn=0.1の場合、セルギャップdを4.2μmに設定する)ことにより、液晶表示パネルLPNの最大透過率(約84%)が得られることがわかった。 The transmittance T of the liquid crystal display panel LPN at a wavelength of 550 nm of the green pixel changes depending on the retardation δ, as indicated by “G” in FIG. That is, for light with a wavelength of 550 nm, it was found that relatively high transmittance can be obtained by setting the retardation δ to a range larger than 400 nm and smaller than 440 nm. In particular, the maximum transmittance (about 84%) of the liquid crystal display panel LPN is obtained by setting the retardation δ to about 420 nm (that is, when Δn = 0.1, the cell gap d is set to 4.2 μm). I found out that
赤色画素の波長620nmでの液晶表示パネルLPNの透過率Tは、図6の「R」で示すように、リタデーションδに依存して変化する。すなわち、波長620nmの光については、リタデーションδを460nmより大きく、480nmより小さい範囲に設定することにより、比較的高い透過率を得られることがわかった。特に、リタデーションδを約470nmに設定する(つまり、Δn=0.1の場合、セルギャップdを4.7μmに設定する)ことにより、液晶表示パネルLPNの最大透過率(約86%)が得られることがわかった。しかしながら、先に説明したように、白色画面を表示した際に黄色味〜赤味の方向に色度がシフトしてしまうことに鑑みて、赤色画素については、緑色画素の透過率を大幅に上回らないことが望ましい。 The transmittance T of the liquid crystal display panel LPN at a wavelength of 620 nm of the red pixel changes depending on the retardation δ, as indicated by “R” in FIG. That is, for light with a wavelength of 620 nm, it was found that a relatively high transmittance can be obtained by setting the retardation δ to a range larger than 460 nm and smaller than 480 nm. In particular, the maximum transmittance (about 86%) of the liquid crystal display panel LPN is obtained by setting the retardation δ to about 470 nm (that is, when Δn = 0.1, the cell gap d is set to 4.7 μm). I found out that However, as described above, in view of the fact that the chromaticity shifts in the direction of yellow to red when a white screen is displayed, for red pixels, the transmittance of green pixels is significantly higher. Desirably not.
なお、ここで説明した各色画素についてのリタデーションδに対する液晶表示パネルLPNの透過率Tの関係は、一例であるが、Δnを他の一定値(0.1以外の値)としてセルギャップdを変数とした場合や、セルギャップdを一定値としてΔnを変数とした場合についても同様の傾向が確認され、最大透過率は若干変動するものの、比較的高い透過率Tを得るためのリタデーションδの範囲は略同一であった。また、なす角度θを4°、10°、15°にそれぞれ設定した場合についても、リタデーションδに対する液晶表示パネルLPNの透過率Tの関係は同様の傾向であることが確認された。つまり、図6は、一例であるものの、各色画素について高い透過率Tを得るためのリタデーションδの最適範囲を規定するためには十分なシミュレーション結果である。 The relationship of the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN with respect to the retardation δ for each color pixel described here is an example, but Δn is another constant value (a value other than 0.1), and the cell gap d is a variable. The same tendency is confirmed when the cell gap d is a constant value and Δn is a variable. Although the maximum transmittance varies slightly, the range of the retardation δ for obtaining a relatively high transmittance T Were almost identical. Further, it was confirmed that the relationship of the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN to the retardation δ has the same tendency when the angle θ formed is set to 4 °, 10 °, and 15 °, respectively. That is, although FIG. 6 is an example, the simulation result is sufficient to define the optimum range of the retardation δ for obtaining a high transmittance T for each color pixel.
図6に示した結果に基づくと、各色画素について液晶表示パネルLPNの透過率Tを比較すると、短波長の色を表示する色画素ほど小さいリタデーションδで最大透過率が得られることがわかる。また、各色画素について液晶表示パネルLPNの最大透過率を比較すると、短波長の色を表示する色画素ほど液晶表示パネルLPNの最大透過率が小さいことがわかる。 Based on the result shown in FIG. 6, when the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN is compared for each color pixel, it can be seen that the maximum transmittance is obtained with a smaller retardation δ for a color pixel that displays a short wavelength color. Further, when the maximum transmittance of the liquid crystal display panel LPN is compared for each color pixel, it can be seen that the maximum transmittance of the liquid crystal display panel LPN is smaller as the color pixel displays a short wavelength color.
このため、発明者は、透過率を犠牲にすることなく、白色画面を表示した際の色味付きを改善するためには、各色画素での透過率のバランスを考慮して最適なリタデーションδの条件を選択する必要があることを見出した。すなわち、図6に示した結果に基づき、短波長の色を表示する第1色画素(この実施の形態では青色画素)については、第1色画素より長波長の色を表示する第2色画素(この実施の形態では緑色画素)よりも小さなリタデーションδの条件を選択する(つまり、第1色画素と第2色画素とで液晶層LQは共通であるためΔnが同一であり、第1色画素については第2色画素よりもセルギャップdが小さい条件を選択する)。すなわち、第1色画素におけるセルギャップをd1とし、第2色画素におけるセルギャップをd2としたとき、d1<d2の関係を満たすようにセル設計する。 For this reason, the inventor considers the balance of the transmittance in each color pixel in order to improve the tint when displaying a white screen without sacrificing the transmittance. I found that it was necessary to select the conditions. That is, based on the result shown in FIG. 6, for the first color pixel that displays a short wavelength color (blue pixel in this embodiment), the second color pixel that displays a longer wavelength color than the first color pixel. A condition for retardation δ smaller than (a green pixel in this embodiment) is selected (that is, since the liquid crystal layer LQ is common to the first color pixel and the second color pixel, Δn is the same, and the first color For the pixel, a condition in which the cell gap d is smaller than that of the second color pixel is selected). That is, when the cell gap in the first color pixel is d1 and the cell gap in the second color pixel is d2, the cell design is performed so as to satisfy the relationship d1 <d2.
これにより、第1色画素における液晶表示パネルLPNの透過率Tを向上することが可能となる。また、短波長の光の透過率Tを向上することにより、白色画面を表示した際の黄色味〜赤味の方向への色度のシフトを抑制することが可能となる。 Thereby, the transmittance T of the liquid crystal display panel LPN in the first color pixel can be improved. In addition, by improving the transmittance T of short-wavelength light, it is possible to suppress a shift in chromaticity in the direction of yellow to red when a white screen is displayed.
特に、図6に示した結果に基づくと、青色画素と緑色画素とで液晶層LQは共通であるためΔnが同一であり、青色画素における液晶層LQのセルギャップをdbとし、緑色画素における液晶層LQのセルギャップをdgとしたとき、db<dgの関係を満たすようにセル設計することが望ましい。 In particular, based on the results shown in FIG. 6, since the liquid crystal layer LQ is common to the blue pixel and the green pixel, Δn is the same, the cell gap of the liquid crystal layer LQ in the blue pixel is db, and the liquid crystal in the green pixel is When the cell gap of the layer LQ is dg, it is desirable to design the cell so as to satisfy the relationship db <dg.
このとき、青色画素におけるリタデーションδb=Δn・db、及び、緑色画素におけるリタデーションδg=Δn・dgは、それぞれ、
340nm<δb<380nm、及び、400nm<δg<440nm
の範囲に設定されることが望ましい。換言すると、Δnは青色画素と緑色画素とで同一であるため、各色画素について、上記範囲のリタデーションが得られるようにセルギャップを設定することが望ましい。
At this time, the retardation δb = Δn · db in the blue pixel and the retardation δg = Δn · dg in the green pixel are respectively
340 nm <δb <380 nm and 400 nm <δg <440 nm
It is desirable to set the range. In other words, since Δn is the same for the blue pixel and the green pixel, it is desirable to set the cell gap for each color pixel so that the retardation in the above range is obtained.
このような範囲のリタデーションにそれぞれ設定された青色画素及び緑色画素によれば、ともに高い透過率T(略最大透過率)が得られる。このため、液晶表示パネルLPNの透過率を向上しつつ、白色画面の色味付きを抑制することが可能となる。 According to the blue pixel and the green pixel respectively set in such a range of retardation, a high transmittance T (substantially maximum transmittance) can be obtained. For this reason, it is possible to suppress the coloring of the white screen while improving the transmittance of the liquid crystal display panel LPN.
一方で、赤色画素については、先に説明したように、緑色画素の透過率を大幅に上回らないことが望ましい。図6に示した結果に基づき、緑色画素において略最大透過率が得られるときの条件、すなわちリタデーションδが約420nmのときに、赤色画素においても緑色画素と同等の透過率が得られることがわかっている。そして、赤色画素において、リタデーションδが420nm以下の場合には緑色画素よりも低い透過率となる。 On the other hand, as described above, it is desirable that the red pixel does not significantly exceed the transmittance of the green pixel. Based on the results shown in FIG. 6, it is understood that when the substantially maximum transmittance is obtained in the green pixel, that is, when the retardation δ is about 420 nm, the red pixel can obtain the same transmittance as that of the green pixel. ing. In the red pixel, when the retardation δ is 420 nm or less, the transmittance is lower than that of the green pixel.
このため、赤色画素においては、緑色画素におけるリタデーションδgと同等以下のリタデーションが得られるようにセルギャップを設定することが望ましい。すなわち、赤色画素における液晶層LQのセルギャップをdrとしたとき、dr≦dgの関係を満たすようにセル設計することが望ましい。 For this reason, in the red pixel, it is desirable to set the cell gap so that the retardation equal to or less than the retardation δg in the green pixel can be obtained. That is, it is desirable to design the cell so that the relationship dr ≦ dg is satisfied, where dr is the cell gap of the liquid crystal layer LQ in the red pixel.
上述した構成により、透過率を犠牲にすることなく、色味付きを抑制することが可能となり、表示品位の良好な画像を表示することが可能となる。 With the above-described configuration, it is possible to suppress the coloring without sacrificing the transmittance, and it is possible to display an image with good display quality.
《実施例》
図7に示すように、実施例に係る液晶表示パネルLPNは、青色画素PXB、緑色画素PXG、及び、赤色画素PXRを備えている。各色画素は、それぞれ、画素電極EP、画素電極EPと同一基板上に配置され層間絶縁膜ILを介して画素電極EPと対向する対向電極ETなどを備えて構成されている。画素電極EPは、スリットSLを有しており、スリットSLの長軸とラビング方向とのなす角度θは7°に設定されている。
"Example"
As shown in FIG. 7, the liquid crystal display panel LPN according to the embodiment includes a blue pixel PXB, a green pixel PXG, and a red pixel PXR. Each color pixel includes a pixel electrode EP, a counter electrode ET that is disposed on the same substrate as the pixel electrode EP, and is opposed to the pixel electrode EP via an interlayer insulating film IL. The pixel electrode EP has a slit SL, and an angle θ between the major axis of the slit SL and the rubbing direction is set to 7 °.
液晶層LQは、その屈折率異方性Δnが0.1となる材料によって形成されている。各色画素のセルギャップは、アレイ基板AR側の配向膜22と対向基板CT側の配向膜36との間の液晶層LQの厚みに相当する。
The liquid crystal layer LQ is formed of a material having a refractive index anisotropy Δn of 0.1. The cell gap of each color pixel corresponds to the thickness of the liquid crystal layer LQ between the
青色画素PXBのセルギャップdbは、3.6μmに設定されている。すなわち、青色画素PXBにおいてリタデーションδbは、360nmに設定されている。緑色画素PXGのセルギャップdgは、4.2μmに設定されている。すなわち、緑色画素PXGにおいてリタデーションδgは、420nmに設定されている。赤色画素PXRのセルギャップdrは、4.2μmに設定されている。すなわち、赤色画素PXRにおいてリタデーションδrは、420nmに設定されている。 The cell gap db of the blue pixel PXB is set to 3.6 μm. That is, in the blue pixel PXB, the retardation δb is set to 360 nm. The cell gap dg of the green pixel PXG is set to 4.2 μm. That is, in the green pixel PXG, the retardation δg is set to 420 nm. The cell gap dr of the red pixel PXR is set to 4.2 μm. That is, in the red pixel PXR, the retardation δr is set to 420 nm.
このようなセルギャップは、例えば色画素毎に配置されるカラーフィルタ層の厚みによって制御可能である。すなわち、青色画素PXBは青色着色樹脂34Bを備えており、同様に、緑色画素PXG及び赤色画素PXRはそれぞれ緑色着色樹脂34G及び赤色着色樹脂34Rを備えている。青色着色樹脂34Bは緑色着色樹脂34G及び赤色着色樹脂34Rよりも厚く形成されており、また、緑色着色樹脂34G及び赤色着色樹脂34Rは同等の厚みに形成されている。
Such a cell gap is controllable by the thickness of the color filter layer arrange | positioned for every color pixel, for example. That is, the blue pixel PXB includes a blue
このような実施例において、白色画面を表示したときには、図8に示すxy色度図において、x=0.3345、y=0.3414となり、基準となる白色の色度座標に近づけることができた。すなわち、白色画面の色味付きを抑制することができ、表示品位良好な画像を表示できることが確認された。 In such an embodiment, when a white screen is displayed, x = 0.3345 and y = 0.3414 in the xy chromaticity diagram shown in FIG. 8, which can be close to the reference white chromaticity coordinates. It was. That is, it was confirmed that it is possible to suppress the coloring of the white screen and display an image with good display quality.
《比較例》
比較例に係る液晶表示パネルでは、すべての色画素のセルギャップを4.2μmに設定した以外、図7に示した実施例と同一構成とした。このような比較例において、白色画面を表示したときには、図8に示すxy色度図において、x=0.3420、y=0.3480となり、実施例よりも白色画面の色味付きがあることが確認された。
《Comparative example》
The liquid crystal display panel according to the comparative example has the same configuration as that of the example shown in FIG. 7 except that the cell gaps of all the color pixels are set to 4.2 μm. In such a comparative example, when a white screen is displayed, in the xy chromaticity diagram shown in FIG. 8, x = 0.3420 and y = 0.3480, and the white screen is more colored than the embodiment. Was confirmed.
以上説明したように、この実施の形態の液晶表示装置によれば、透過率を向上することができ、表示品位の良好な画像、特に白色画面を表示する場合に輝度の高い画像を表示することが可能となる。 As described above, according to the liquid crystal display device of this embodiment, it is possible to improve the transmittance and display an image with high display quality, particularly a high luminance image when displaying a white screen. Is possible.
なお、この発明は、上記各実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited to each said embodiment itself, In the stage of the implementation, a component can be deform | transformed and embodied in the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
なお、実施例において、セルギャップの厚みをカラーフィルタ層の膜厚によって制御する例を説明したが、他の1以上の層の膜厚によって制御しても良い。また、実施例においては、対向基板側にカラーフィルタ層を配置した例を説明したが、アレイ基板側にカラーフィルタ層を配置しても良い。 In the embodiment, the example in which the thickness of the cell gap is controlled by the thickness of the color filter layer has been described. However, the thickness may be controlled by the thickness of one or more other layers. In the embodiment, the example in which the color filter layer is disposed on the counter substrate side has been described. However, the color filter layer may be disposed on the array substrate side.
LPN…液晶表示パネル
AR…アレイ基板
CT…対向基板
LQ…液晶層
PX…画素
EP…画素電極
ET…対向電極
COM…コモン配線
SL…スリット
34…カラーフィルタ層
LPN ... Liquid crystal display panel AR ... Array substrate CT ... Counter substrate LQ ... Liquid crystal layer PX ... Pixel EP ... Pixel electrode ET ... Counter electrode COM ... Common wiring SL ...
Claims (5)
異なる色を表示する第1色画素及び第2色画素を備えた表示エリアと、
前記第1色画素及び前記第2色画素にそれぞれ配置された画素電極と、
前記画素電極と同一基板上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極と、
前記液晶層と接触するように配置され、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を規制するようにラビング処理された配向膜と、を備え、
前記第1色画素は、前記第2色画素より短波長の色を表示する色画素であって、
前記第1色画素におけるセルギャップは、前記第2色画素におけるセルギャップよりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a liquid crystal layer held between a pair of substrates,
A display area comprising first and second color pixels for displaying different colors;
Pixel electrodes respectively disposed on the first color pixel and the second color pixel;
A counter electrode disposed on the same substrate as the pixel electrode and facing the pixel electrode;
An alignment film disposed in contact with the liquid crystal layer and rubbed so as to regulate the alignment of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer,
The first color pixel is a color pixel that displays a color having a shorter wavelength than the second color pixel,
The liquid crystal display device, wherein a cell gap in the first color pixel is smaller than a cell gap in the second color pixel.
前記対向電極は、前記画素電極と層間絶縁膜を介して対向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 pixel electrode has a slit formed to be inclined with respect to the rubbing direction of the alignment film,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the counter electrode is opposed to the pixel electrode through an interlayer insulating film.
赤、緑、及び青の各色画素を備えた表示エリアと、
前記色画素毎に配置された画素電極と、
前記画素電極と同一基板上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極と、
前記液晶層と接触するように配置され、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を規制するようにラビング処理された配向膜と、を備え、
前記青色画素におけるセルギャップは、前記緑色画素におけるセルギャップよりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a liquid crystal layer held between a pair of substrates,
A display area with red, green and blue color pixels;
A pixel electrode disposed for each of the color pixels;
A counter electrode disposed on the same substrate as the pixel electrode and facing the pixel electrode;
An alignment film disposed in contact with the liquid crystal layer and rubbed so as to regulate the alignment of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer,
A liquid crystal display device, wherein a cell gap in the blue pixel is smaller than a cell gap in the green pixel.
前記青色画素における前記液晶層のリタデーションδb=Δn・db、及び、前記緑色画素における前記液晶層のリタデーションδg=Δn・dgは、それぞれ、
340nm<δb<380nm、及び、400nm<δg<440nm
の範囲に設定されたことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 When the refractive index anisotropy in the liquid crystal layer is Δn, the cell gap in the blue pixel is db, and the cell gap in the green pixel is dg,
The retardation δb = Δn · db of the liquid crystal layer in the blue pixel and the retardation δg = Δn · dg of the liquid crystal layer in the green pixel are respectively
340 nm <δb <380 nm and 400 nm <δg <440 nm
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the liquid crystal display device is set within a range.
Priority Applications (1)
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CN105892190A (en) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Perpendicular orientation liquid crystal display panel and liquid crystal displayer |
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2007
- 2007-10-10 JP JP2007264893A patent/JP2009093022A/en active Pending
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