JP2009276435A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置に係り、白表示から黒表示までの広い輝度範囲にわたって、色度の変化が少ない高画質の画像を実現できる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a liquid crystal display device capable of realizing a high-quality image with little change in chromaticity over a wide luminance range from white display to black display.
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、TV等の大型表示装置から、携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等、色々な分野で用途が広がっている。 Since the liquid crystal display device is flat and lightweight, the application is expanding in various fields such as a large display device such as a TV, a mobile phone, and a DSC (Digital Still Camera).
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。 In a liquid crystal display device, there are a TFT substrate in which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and a counter substrate in which color filters are formed at locations corresponding to the pixel electrodes of the TFT substrate, facing the TFT substrate. The liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.
カラー画像は画素毎に赤、緑、青等の異なるカラーフィルタを対応させ、各色に対応する画素を透過する光をコントロールすることによって形成する。液晶層を通過する光は、液晶の屈折率異方性Δnと液晶層の厚さ、つまり、TFT基板と対向基板のギャップdの積Δn・dと、液晶層に印加される電圧によって制御される。 A color image is formed by associating different color filters such as red, green, and blue for each pixel, and controlling light transmitted through the pixel corresponding to each color. The light passing through the liquid crystal layer is controlled by the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal and the thickness of the liquid crystal layer, that is, the product Δn · d of the gap d between the TFT substrate and the counter substrate, and the voltage applied to the liquid crystal layer. The
ところで、Δn・dの最適値は、光の波長、すなわち、色毎に異なる。つまり、各色について、全て同じΔn・dとすると、各色毎に液晶の透過率特性が異なるために、白表示における色度と黒表示における色度が異なることになる。したがって、色毎に同じ電圧印加条件によって同様な透過率を実現しようとすると、各色毎にTFT基板と対向基板のギャップdを変化させるか、各色毎に、液晶分子の回転あるいはツイスト角を変化させる必要がある。 By the way, the optimum value of Δn · d differs for each wavelength of light, that is, for each color. In other words, assuming that Δn · d is the same for each color, the transmittance characteristics of the liquid crystal are different for each color, so the chromaticity for white display and the chromaticity for black display are different. Therefore, if the same transmittance is to be realized for each color under the same voltage application condition, the gap d between the TFT substrate and the counter substrate is changed for each color, or the rotation or twist angle of the liquid crystal molecules is changed for each color. There is a need.
「特許文献1」には、TN(Twisted Nematic)方式の液晶表示装置において、各色毎に、液晶の初期ツイスト角度を変化させることによって、白表示と黒表示において色度の変化が少ない液晶表示装置の構成が記載してある。
In “
液晶表示装置において、正確な色再現性を確保するには、各色毎にTFT基板と対向基板のギャップdを変化させるか、各色毎に、液晶分子の回転角あるいはツイスト角を変化させる必要がある。しかし、各色毎にTFT基板と対向基板のギャップdを変化させる構成は、対抗基板に形成されるカラーフィルタの厚さを色毎に変化させる必要があり、プロセスが煩雑になる。 In a liquid crystal display device, in order to ensure accurate color reproducibility, it is necessary to change the gap d between the TFT substrate and the counter substrate for each color, or change the rotation angle or twist angle of liquid crystal molecules for each color. . However, in the configuration in which the gap d between the TFT substrate and the counter substrate is changed for each color, the thickness of the color filter formed on the counter substrate needs to be changed for each color, and the process becomes complicated.
一方、「特許文献1」に記載の液晶表示装置においては、各色毎に、液晶のツイスト角を最適化して白表示と黒表示における色度の変化を防止している。これを実現するために「特許文献1」においては、配向膜を2層構造とし、第1層と第2層とで、配向軸の方向を変化させることによって異なる色に対して液晶に異なるツイスト角を設定している。
On the other hand, in the liquid crystal display device described in “
しかし、「特許文献1」の技術では、配向軸を画素毎に設定するために、2層の配向膜をフォトリスグラフィによってパターニングし、各配向膜毎にラビングを2回行う必要がある。したがって、プロセスが複雑となり、製造コストが上昇する。
However, in the technique of “
本発明の課題は、一層の配向膜によって、各色毎に配向軸を設定することによって、各色毎に最適な液晶の配向を行い、白表示と黒表示における色度の変化を抑制することである。 An object of the present invention is to perform an optimal liquid crystal alignment for each color by setting an alignment axis for each color by a single alignment film, and to suppress a change in chromaticity in white display and black display. .
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows.
(1)TFT基板と、対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して第1の色を表示する第1のカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して第2の色を表示する第2のカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して第3の色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記TFT基板にはTFT基板側液晶配向軸を有するTFT基板側配向膜が形成され、前記対向基板には、対向基板側液晶配向軸を有する対向基板側配向膜が形成され、前記TFT基板側液晶配向軸および前記対向基板側液晶配向軸は光配向によって設定されており、前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素のいずれかの画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは、前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素における他の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きとは特定角度を有していることを特徴とする液晶表示装置。 (1) A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate, wherein the TFT substrate includes a first pixel having a TFT and a pixel electrode. A second pixel having a TFT and a pixel electrode and a third pixel having a TFT and a pixel electrode are formed, and the first substrate displays a first color corresponding to the first pixel. A first color filter; a second color filter that displays a second color corresponding to the second pixel; and a third color that displays a third color corresponding to the third pixel. A filter is formed, a liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, a TFT substrate side alignment film having a TFT substrate side liquid crystal alignment axis is formed on the TFT substrate, Opposing group having substrate-side liquid crystal alignment axis A side alignment film is formed, and the TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis are set by photo alignment, and the first pixel, the second pixel, or the third pixel The orientation of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of any of the pixels is the same as that of the other pixels in the first pixel, the second pixel, or the third pixel. A liquid crystal display device having a specific angle with respect to the liquid crystal alignment axis of the counter substrate side or the liquid crystal alignment axis of the TFT substrate side.
(2)前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素における他の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは同じであることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (2) The direction of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the other pixels in the first pixel, the second pixel, or the third pixel is the same. The liquid crystal display device according to (1), which is characterized.
前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素のいずれかの画素の前記対向基板側液晶配向軸および前記TFT基板側液晶配向軸の向きは、前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3における画素の他の画素の前記対向基板側液晶配向軸および前記TFT基板側液晶配向軸の向きとは特定角度を有していることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 The orientations of the counter substrate side liquid crystal alignment axis and the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of any one of the first pixel, the second pixel, and the third pixel are the first pixel, The direction of the counter substrate side liquid crystal alignment axis and the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the second pixel or the other pixels of the third pixel has a specific angle. A liquid crystal display device according to 1).
(4)前記特定角度は1度以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の液晶表示装置。 (4) The liquid crystal display device according to (1) or (2), wherein the specific angle is 1 degree or less.
(5)前記液晶表示装置はIPS方式であることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (5) The liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal display device is an IPS system.
(6)前記液晶表示装置はTN方式であることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置。 (6) The liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal display device is a TN system.
(7)TFT基板と、対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して赤色を表示するカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して緑色を表示するカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して青色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記TFT基板にはTFT基板側液晶配向軸を有するTFT基板側配向膜が形成され、前記対向基板には、対向基板側液晶配向軸を有する対向基板側配向膜が形成され、前記TFT基板側液晶配向軸および前記対向基板側液晶配向軸は光配向によって設定されており、前記第1の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは、前記第2の画素または前記第3の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きとは特定角度を有していることを特徴とする液晶表示装置。
(7) A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate, wherein the TFT substrate includes a first pixel having a TFT and a pixel electrode. And a second pixel having a TFT and a pixel electrode, and a third pixel having a TFT and a pixel electrode, and a color filter for displaying red corresponding to the first pixel on the counter substrate, A color filter displaying green corresponding to the second pixel and a third color filter displaying blue corresponding to the third pixel are formed between the TFT substrate and the counter substrate. The TFT substrate is provided with a TFT substrate side alignment film having a TFT substrate side liquid crystal alignment axis, and the counter substrate is formed with a counter substrate side alignment film having a counter substrate side liquid crystal alignment axis. ,in front The TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis are set by photo-alignment, and the direction of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the first pixel is the first direction. 2. The liquid crystal display device according to
(8)前記第2の画素と前記第2の画素の、前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは同じであることを特徴とする(7)に記載の液晶表示装置。 (8) The liquid crystal display according to (7), wherein the second pixel and the second pixel have the same orientation of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis. apparatus.
(9)前記特定角度は1度以下であることを特徴とする(6)または(7)に記載の液晶表示装置。 (9) The liquid crystal display device according to (6) or (7), wherein the specific angle is 1 degree or less.
(10)TFT基板と、対向基板と、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して第1の色を表示する第1のカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して第2の色を表示する第2のカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して第3の色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記対向基板には前記TFT基板の前記第1の画素に対応して第1の配向制御用突起が形成され、前記第2の画素に対応して第2の配向制御用突起が形成され、前記第3の画素に対応して第3の配向制御用突起が形成され、
前記第1の配向制御用突起、第2の配向制御用突起、第3の配向制御用突起のいずれかは、前記第1の配向制御用突起、第2の配向制御用突起、第3の配向制御用突起のうちの他の突起よりも高さが高いことを特徴とする液晶表示装置。
(10) A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate, wherein the TFT substrate includes a first pixel having a TFT and a pixel electrode A second pixel having a TFT and a pixel electrode and a third pixel having a TFT and a pixel electrode are formed, and the first substrate displays a first color corresponding to the first pixel. A first color filter; a second color filter that displays a second color corresponding to the second pixel; and a third color that displays a third color corresponding to the third pixel. A filter is formed, a liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, and a first alignment control protrusion is formed on the counter substrate corresponding to the first pixel of the TFT substrate; For second orientation control corresponding to the second pixel Kiga is formed, the third orientation control projection in response to the third pixel is formed,
Any of the first alignment control protrusion, the second alignment control protrusion, and the third alignment control protrusion is the first alignment control protrusion, the second alignment control protrusion, or the third alignment. A liquid crystal display device having a height higher than other protrusions of the control protrusions.
(11)前記第1の配向制御用突起、第2の配向制御用突起、第3の配向制御用突起のうちの他の突起は高さが同じであることを特徴とする(10)に記載の液晶表示装置。 (11) The height of the other protrusions of the first alignment control protrusion, the second alignment control protrusion, and the third alignment control protrusion is the same. Liquid crystal display device.
(12)前記第1のカラーフィルタは赤フィルタであり、前記第2のカラーフィルタは緑フィルタであり、前記第3のカラーフィルタは青フィルタであることを特徴とする(10)に記載の液晶表示装置。 (12) The liquid crystal according to (10), wherein the first color filter is a red filter, the second color filter is a green filter, and the third color filter is a blue filter. Display device.
本発明によれば、IPS方式あるいはTN方式の液晶表示方式において、特定の色の画素のTFT基板側液晶配向軸あるいは対向基板側液晶配向軸と他の色の画素のTFT基板側液晶配向軸あるいは対向基板側液晶配向軸との間に特定角度を設定することによって、白表示と黒表示における色度のシフトを抑えることが出来るので、色再現性の良い液晶表示装置を実現することが出来る。 According to the present invention, in the IPS mode or TN mode liquid crystal display mode, the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of a pixel of a specific color or the counter substrate side liquid crystal alignment axis and the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of a pixel of another color or By setting a specific angle between the liquid crystal alignment axis on the counter substrate side, a shift in chromaticity in white display and black display can be suppressed, so that a liquid crystal display device with good color reproducibility can be realized.
本発明によれば、白表示と黒表示における色シフトを抑える構成を、TFT基板側配向膜、対向基板側配向膜とも一層の配向膜によって実現できるので、プロセスを複雑化させることなく、色再現性のよい液晶表示装置を実現することが出来る。 According to the present invention, a configuration that suppresses a color shift in white display and black display can be realized by a single alignment film on both the TFT substrate-side alignment film and the counter substrate-side alignment film, so that color reproduction can be achieved without complicating the process. A liquid crystal display device with good characteristics can be realized.
本発明によれば、VA方式の液晶表示装置において、特定の色の画素における配向制御用突起の高さを高くすることによって、白表示と黒表示における色度シフトを抑えることが出来、優れた色再現性を有するVA方式液晶表示装置を実現することが出来る。 According to the present invention, in the VA liquid crystal display device, by increasing the height of the alignment control protrusion in the pixel of a specific color, it is possible to suppress a chromaticity shift in white display and black display, which is excellent. A VA liquid crystal display device having color reproducibility can be realized.
以下、実施例にしたがって、本発明の内容を詳細に説明する。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail according to examples.
本実施例では、IPS方式の液晶表示装置について、本発明を適用した例について説明する。IPS方式は、TFT基板100あるいは対向基板200に平行な電界成分によって液晶を回転させることにより液晶層300を透過する光の量をコントロールするもので、優れた視野角特性を有している。
In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an IPS liquid crystal display device will be described. The IPS system controls the amount of light transmitted through the
図1はIPS方式の液晶表示装置の表示領域における構造を示す断面図である。IPS方式の液晶表示装置の電極構造は種々のものが提案され、実用化されている。図1の構造は、現在広く使用されている構造であって、簡単に言えば、平面ベタで形成された対向電極108の上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極110が形成されている。そして、画素電極110と対向電極108の間の電圧によって液晶分子301を回転させることによって画素毎に液晶層300の光の透過率を制御することにより画像を形成するものである。以下に図1の構造を詳しく説明する。なお、本発明は、図1の構成を例にとって説明するが、図1以外のIPSタイプの液晶表示装置にも適用することが出来る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure in a display region of an IPS liquid crystal display device. Various electrode structures of IPS liquid crystal display devices have been proposed and put into practical use. The structure shown in FIG. 1 is a structure that is widely used at present. To put it simply, a comb-
図1において、ガラスで形成されるTFT基板100の上に、ゲート電極101が形成されている。ゲート電極101は走査線と同層で形成されている。ゲート電極101はAlNd合金の上にMoCr合金が積層されている。
In FIG. 1, a
ゲート電極101を覆ってゲート絶縁膜102がSiNによって形成されている。ゲート絶縁膜102の上に、ゲート電極101と対向する位置に半導体層103がa−Si膜によって形成されている。a−Si膜はプラズマCVDによって形成される。a−Si膜はTFTのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでa−Si膜上にソース電極104とドレイン電極105が形成される。なお、a−Si膜とソース電極104あるいはドレイン電極105との間には図示しないn+Si層が形成される。半導体層とソース電極104あるいはドレイン電極105とのオーミックコンタクトを取るためである。
A
ソース電極104は映像信号線が兼用し、ドレイン電極105は画素電極110と接続される。ソース電極104もドレイン電極105も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極104あるいはドレイン電極105はMoCr合金で形成される。ソース電極104あるいはドレイン電極105の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、AlNd合金をMoCr合金でサンドイッチした電極構造が用いられる。
The
TFTを覆って無機パッシベーション膜106がSiNによって形成される。無機パッシベーション膜106はTFTの、特にチャネル部を不純物401から保護する。無機パッシベーション膜106の上には有機パッシベーション膜107が形成される。有機パッシベーション膜107はTFTの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは1μmから4μmである。
An
有機パッシベーション膜107には感光性のアクリル樹脂、シリコン樹脂、あるいはポリイミド樹脂等が使用される。有機パッシベーション膜107には、画素電極110とドレイン電極105が接続する部分にスルーホール111を形成する必要があるが、有機パッシベーション膜107は感光性なので、フォトレジストを用いずに、有機パッシベーション膜107自体を露光、現像して、スルーホール111を形成することが出来る。
A photosensitive acrylic resin, silicon resin, polyimide resin, or the like is used for the
有機パッシベーション膜107の上には対向電極108が形成される。対向電極108は透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)を表示領域全体にスパッタリングすることによって形成される。すなわち、対向電極108は面状に形成される。対向電極108を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極110とドレイン電極105を導通するためのスルーホール111部だけは対向電極108をエッチングによって除去する。
A
対向電極108を覆って上部絶縁膜109がSiNによって形成される。上部電極が形成された後、エッチングによってスルーホール111を形成する。この上部絶縁膜109をレジストにして無機パッシベーション膜106をエッチングしてスルーホール111を形成する。その後、上部絶縁膜109およびスルーホール111を覆って画素電極110となるITOを被着形成する。被着したITOをパターニングして画素電極110を形成する。画素電極110となるITOはスルーホール111にも被着される。スルーホール111において、TFTから延在してきたドレイン電極105と画素電極110が導通し、映像信号が画素電極110に供給されることになる。
An upper insulating
図2に画素電極110の1例を示す。画素電極110は、両端が閉じた櫛歯状の電極である。櫛歯と櫛歯の間にスリット112が形成されている。画素電極110の下方には、図2には図示しない平面状の対向電極が形成されている。画素電極110に映像信号が印加されると、スリット112を通して対向電極108との間に生ずる電気力線によって液晶分子301が回転する。これによって液晶層300を通過する光を制御して画像を形成する。
FIG. 2 shows an example of the
図1はこの様子を断面図として説明したものである。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極の間は図1に示すスリット112となっている。対向電極108には一定電圧が印加され、画素電極110には映像信号による電圧が印加される。画素電極110に電圧が印加されると図1に示すように、電気力線が発生して液晶分子301を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極110の上には液晶分子301を配向させるためのTFT基板側配向膜113が形成されている。図1において、TFT基板側配向膜113は一層である。本発明においては、緑画素と青画素におけるTFT基板側液晶配向軸の方向と、赤画素におけるTFT基板側液晶配向軸とははわずかに異なっている場合がある。
FIG. 1 illustrates this as a cross-sectional view. A
図1の例では、有機パッシベーション膜107の上に、面状に形成された対向電極108が配置され、上部絶縁膜109の上に櫛歯電極110が配置されている。しかしこれとは逆に、有機パッシベーション膜107の上に面状に形成された画素電極110を配置し、上部絶縁膜109の上に櫛歯状の対向電極108が配置される場合もある。
In the example of FIG. 1, a
図1において、液晶層300を挟んで対向基板200が設置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタ201が形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間には遮光膜202が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、遮光膜202はTFTの遮光膜としての役割を有し、TFTに光電流が流れることを防止している。
In FIG. 1, a
カラーフィルタ201および遮光膜202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。カラーフィルタ201および遮光膜202の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための対向基板側配向膜213が形成されている。図1において、対向基板側配向膜213は一層である。本発明においては、緑画素と青画素における対向基板側液晶配向軸の方向と、赤画素における対向基板側液晶配向軸とはわずかに異なっている場合がある。
An
図1はIPSであるから、対向電極108はTFT基板100側に形成されており、対向基板200側には形成されていない。このように、IPSでは、対向基板200の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板200の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層300に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板200の外側に表面導電膜210が形成される。表面導電膜210は、透明導電膜であるITOをスパッタリングすることによって形成される。
Since FIG. 1 shows IPS, the
以上のようにして形成される構成を液晶セルと称する。このような液晶セルのTFT基板100の下側に下偏光板150を貼り付け、対向基板200の上側に上偏光板250を貼り付けることによって液晶表示パネルが形成される。下偏光板偏光軸あるいは上偏光板偏光軸、または、TFT基板側配向膜113に形成されたTFT基板側液晶配向軸、あるいは、対向基板側配向膜213に形成された対抗基板側配向軸によって、ノーマリホワイトあるいはノーマリブラック等の表示モードが設定される。
The configuration formed as described above is referred to as a liquid crystal cell. The lower
本発明は、TFT基板側液晶配向軸と対向基板側液晶配向軸を色毎に変えることによって、白表示と黒表示における色度の変化を防止するものである。図3はIPS方式において、ノーマリブラックの表示モードにおける下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸の従来構成と本発明の構成を対比して記載したものである。図3における矢印が偏光軸あるいは配向軸を表している。 The present invention prevents changes in chromaticity in white display and black display by changing the TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis for each color. FIG. 3 contrasts the conventional configuration of the lower polarizing plate polarization axis, TFT substrate side liquid crystal alignment axis, counter substrate side liquid crystal alignment axis, and upper polarizing plate polarization axis in the normally black display mode with the configuration of the present invention. It is described. The arrow in FIG. 3 represents the polarization axis or the alignment axis.
図3において、下から、下偏光板150、TFT基板側配向膜113、対向基板側配向膜213、上偏光板250の順に配置されており、バックライトからの光はこの順で通過することになる。図3において、G、Bで示す緑画素と青画素における、下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸は同じである。図3における(a)は従来例における赤画素の下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸である。従来は、赤画素における、下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸も緑画素あるいは青画素と同じであった。
In FIG. 3, the lower
この場合、従来例においては、図4に示すような問題が生じていた。図4において、横軸は光の波長λであり、縦軸は、液晶セルの透過率TRである。図4は、黒表示における液晶表示パネルの透過率である。図4において、液晶の層厚dは4μmであり、屈折率異方性Δnは0.08である。 In this case, the conventional example has a problem as shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the wavelength λ of light, and the vertical axis represents the transmittance TR of the liquid crystal cell. FIG. 4 shows the transmittance of the liquid crystal display panel in black display. In FIG. 4, the layer thickness d of the liquid crystal is 4 μm, and the refractive index anisotropy Δn is 0.08.
図3の従来例では、偏光板の偏光軸、あるいは配向膜の配向軸が正確に矢印のような向きであれば、光は透過しない。しかし、実際には、配向膜における配向軸の形成誤差、偏光板の貼り付け誤差等によって図3に示す矢印の方向とは、0.1度程度の誤差が生ずる。例えば、TFT基板側液晶配向軸と対向基板側液晶配向軸とが逆方向に0.1度ずつずれたとすると、液晶層に0.2度のツイストが生ずる。このような、配向軸のずれによる光漏れは、図4の曲線Aで示すように、短い波長側で多く生ずる。したがって、黒表示側では青っぽい画面となる。一方、白表示側では、特定の色温度に設定しているので、白表示と黒表示とで色度が異なってしまう。これは正確な色再現性が出来ないことを意味する。 In the conventional example of FIG. 3, light is not transmitted if the polarization axis of the polarizing plate or the alignment axis of the alignment film is exactly as shown by the arrow. However, in reality, an error of about 0.1 degree occurs with respect to the direction of the arrow shown in FIG. 3 due to an alignment axis formation error in the alignment film, a polarizing plate attaching error, and the like. For example, if the TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis are shifted by 0.1 degrees in the opposite direction, a twist of 0.2 degrees is generated in the liquid crystal layer. Such light leakage due to misalignment of the alignment axis occurs frequently on the short wavelength side as shown by the curve A in FIG. Therefore, the screen is bluish on the black display side. On the other hand, since a specific color temperature is set on the white display side, the chromaticity differs between the white display and the black display. This means that accurate color reproducibility cannot be achieved.
図3に戻り、本発明では、緑画素と青画素における配向膜の配向軸方向は同一とし、赤画素の配向膜の配向軸は、TFT基板100側と対向基板200側とで、わずかな角度だけ、あらかじめ液晶にツイストを加えるような角度に設定しておく。図3における(B)は本発明において、TFT基板側液晶配向軸は緑画素、青画素、赤画素とも同じ配向軸方向としておく。一方、赤画素の対向基板側液晶配向軸は、緑画素あるいは青画素の対向基板側液晶配向軸に対してθ1だけ反時計方向にずらせておく。
Returning to FIG. 3, in the present invention, the alignment axes of the alignment films of the green pixel and the blue pixel are the same, and the alignment axes of the alignment film of the red pixel are a slight angle between the
そうすると、R画素においては、黒表示における光漏れは、短波長側よりも長波長側で多くなる。したがって、緑画素および青画素における短波長側での光漏れを赤画素で相殺することになり、黒表示付近における色度の変化を軽減することが出来る。図4における曲線Bは赤画素における対向基板側液晶配向軸を緑画素および青画素における対向基板側液晶配向軸に対して0.1度ずらした場合の例である。図4は、緑画素および青画素における黒表示における光漏れは曲線Bであるから、赤画素の光漏れと、緑画素および青画素の光漏れとがキャンセルすることを示している。 Then, in the R pixel, light leakage in black display is larger on the long wavelength side than on the short wavelength side. Therefore, light leakage on the short wavelength side in the green pixel and the blue pixel is canceled out by the red pixel, and a change in chromaticity near the black display can be reduced. A curve B in FIG. 4 is an example in which the counter substrate side liquid crystal alignment axis in the red pixel is shifted by 0.1 degree with respect to the counter substrate side liquid crystal alignment axis in the green pixel and the blue pixel. FIG. 4 shows that the light leakage in the black display in the green pixel and the blue pixel is the curve B, so that the light leakage in the red pixel and the light leakage in the green pixel and the blue pixel cancel each other.
図3における(C)は本発明において、赤画素のTFT基板側液晶配向軸は緑画素および青画素のTFT基板側液晶配向軸よりも時計回りにθ2ずらせておく。また、赤画素の対向基板側液晶配向軸は緑画素および青画素の対向基板側液晶配向軸よりも反時計回りにθ1ずらせておく。したがって、赤画素においては、液晶はθ1+θ2だけツイストを受けていることになる。この場合、赤における光漏れは、より長波長側にシフトすることになり、緑画素および青画素における光漏れによる色度の変化をより補正する方向となる。 (C) in FIG. 3 shows that in the present invention, the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the red pixel is shifted by θ2 clockwise from the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the green pixel and the blue pixel. Further, the counter substrate side liquid crystal alignment axis of the red pixel is shifted by θ1 counterclockwise from the counter substrate side liquid crystal alignment axis of the green pixel and blue pixel. Therefore, in the red pixel, the liquid crystal is twisted by θ1 + θ2. In this case, the light leakage in red shifts to the longer wavelength side, and is in the direction of more correcting the change in chromaticity due to the light leakage in the green pixel and the blue pixel.
TFT基板側液晶配向軸と対向基板側液晶配向軸の一方をずらすか、両方をずらすかは、色補正に程度によって決めればよい。しかし、θ1+θ2の大きさが大きくなると、光もれの絶対値が大きくなり、コントラストの低下をもたらすので、θ1、あるいはθ2は1度以下に抑えるのが良い。ここで、一方の基板の配向軸のみずらす場合は、θ1またはθ2がゼロになる。 Whether one of the TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis is shifted or both may be determined depending on the degree of color correction. However, as the magnitude of θ1 + θ2 increases, the absolute value of light leakage increases and causes a decrease in contrast. Therefore, it is preferable to suppress θ1 or θ2 to 1 degree or less. Here, when only the orientation axis of one substrate is shifted, θ1 or θ2 becomes zero.
図5は、本発明の効果を示す図である。図5において、横軸はCIE表色系における色度図でのx座標、縦軸はy座標である。液晶表示装置では、白表示の色温度を特定の値になるように各色の透過率を設定する。一方、黒表示は完全に光がストップされるのが理想であるが、液晶の透過率特性、あるいは、配向膜配向軸、偏光板偏光軸の設定誤差等によって若干の光漏れが生ずる。 FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents the x coordinate in the chromaticity diagram in the CIE color system, and the vertical axis represents the y coordinate. In the liquid crystal display device, the transmittance of each color is set so that the color temperature of white display becomes a specific value. On the other hand, in black display, it is ideal that light is completely stopped, but slight light leakage occurs due to the transmittance characteristics of the liquid crystal or the setting error of the alignment film alignment axis and polarizing plate polarization axis.
黒表示で漏れてくる光は、図3および図4で説明したように、青方向にシフトしている。すなわち、色度座標において、黒表示においては、白表示に比べてx座標およびy座標が小さくなる方向の光が漏れてくる。図5において、白表示の色度座標は白の菱形で示し、従来例における黒表示の色度座標を黒の菱形で示す。一方、本発明における黒表示の色度座標は黒丸で示す。 The light leaking in the black display is shifted in the blue direction as described with reference to FIGS. That is, in the chromaticity coordinates, light in a direction in which the x coordinate and the y coordinate are smaller in black display than in white display leaks. In FIG. 5, the chromaticity coordinates for white display are indicated by white rhombuses, and the chromaticity coordinates for black display in the conventional example are indicated by black rhombuses. On the other hand, the chromaticity coordinates for black display in the present invention are indicated by black circles.
本発明では、黒表示付近において、赤画素における低波長側の透過率を抑えているので、全体の黒表示としては、青方向へのシフトが抑えられ、白表示での色度に近づいている。したがって、本発明においては、広い輝度範囲において、色度の変化を抑えることが出来、画像の再現性が改善される。 In the present invention, since the transmittance on the low wavelength side in the red pixel is suppressed in the vicinity of the black display, the shift to the blue direction is suppressed as the entire black display, approaching the chromaticity in the white display. . Therefore, in the present invention, the change in chromaticity can be suppressed in a wide luminance range, and the reproducibility of the image is improved.
本発明の他の効果としては、黒表示における光の透過率を下げることが出来るので、画像のコントラストを上げることが出来るということである。図6にこの様子を示す。図6において、縦軸BTは波長λが570nm付近における黒表示での透過率であり、横軸におけるAは従来例の場合であり、Bは本発明の場合である。図6において、黒表示透過率は、従来例よりも本発明の方が低いことがわかる。 Another effect of the present invention is that the light transmittance in black display can be lowered, so that the contrast of the image can be raised. FIG. 6 shows this state. In FIG. 6, the vertical axis BT represents the transmittance for black display when the wavelength λ is around 570 nm, A on the horizontal axis represents the case of the conventional example, and B represents the case of the present invention. In FIG. 6, it can be seen that the black display transmittance is lower in the present invention than in the conventional example.
これは、図4に示すように、本発明においては、波長が570nm付近においては、赤画素における透過率が、緑画素および青画素よりも小さいからである。すなわち、従来例においては、赤画素、緑画素、青画素全て図4における曲線Aの透過率特性を示しているが、本発明では、赤画素に対して図4における曲線Bの透過率特性を持たせているので、画素全体の黒表示における透過率は低下する。したがって、本発明においては、従来例よりも高いコントラストを有する画像を得ることが出来る。 This is because, as shown in FIG. 4, in the present invention, the transmittance in the red pixel is smaller than that in the green pixel and the blue pixel in the vicinity of the wavelength of 570 nm. That is, in the conventional example, the red pixel, the green pixel, and the blue pixel all show the transmittance characteristics of the curve A in FIG. 4, but in the present invention, the transmittance characteristics of the curve B in FIG. Therefore, the transmittance in black display of the entire pixel is lowered. Therefore, in the present invention, an image having a higher contrast than the conventional example can be obtained.
本発明では、配向膜の配向軸を特定の値に設定することによって、以上のような特性を実現している。本発明においては、画素毎に配向軸の方向を制御しなければならない。以下に、本発明を実現するための、配向膜の配向軸の設定方法について説明する。 In the present invention, the above characteristics are realized by setting the alignment axis of the alignment film to a specific value. In the present invention, the direction of the alignment axis must be controlled for each pixel. Below, the setting method of the orientation axis | shaft of an oriented film for implement | achieving this invention is demonstrated.
配向膜の配向軸の設定には、従来は、ラビング方法が広く用いられてきた。ラビング方法は、配向膜の表面を布状のものによって特定方向に擦ることにより、配向軸の設定を行うものである。一方、他の配向軸の設定方法として光配向による方法がある。 Conventionally, a rubbing method has been widely used for setting an alignment axis of an alignment film. In the rubbing method, the alignment axis is set by rubbing the surface of the alignment film with a cloth-like material in a specific direction. On the other hand, another alignment axis setting method is a method based on photo-alignment.
図7は光配向の原理を示す模式図である。配向膜は高分子材料によって形成されるが、成膜された状態では、図7(a)に示すように、網目状の分子構造となっている。図7(a)に示すような構造に対して、例えば、横方向に偏光した紫外線を照射すると、図7(a)における縦方向の構造が破壊される。このとき照射する偏光された紫外線のエネルギーは例えば、6J/cm2である。このようにして形成された配向膜に対しては、液晶分子301は図7(b)に示すように配向する。このように、配向膜の配向軸の方向は照射する紫外線の偏光方向によって制御することが出来る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the principle of photo-alignment. The alignment film is formed of a polymer material, but when formed, the alignment film has a network-like molecular structure as shown in FIG. For example, when the structure shown in FIG. 7A is irradiated with UV light polarized in the horizontal direction, the structure in the vertical direction in FIG. 7A is destroyed. The energy of the polarized ultraviolet rays irradiated at this time is, for example, 6 J / cm 2 . With respect to the alignment film thus formed, the
一般的に、IPS方式においては、基板面との界面チルトが原理的に必要なく、界面チルト角が小さいほど視角特性が良い。特にチルト角を1度以下にすることにより、液晶表示装置の視角による色変化、明度変化を許容限度以下にすることが出来るため、効果的である。本発明の構成を実現するために、本実施例においては、配向膜の配向軸の設定に、光配向を用いる。 Generally, in the IPS system, the interface tilt with the substrate surface is not necessary in principle, and the smaller the interface tilt angle, the better the viewing angle characteristics. In particular, by setting the tilt angle to 1 degree or less, it is effective because the color change and the brightness change depending on the viewing angle of the liquid crystal display device can be made below the allowable limit. In order to realize the configuration of the present invention, in this embodiment, photo-alignment is used for setting the alignment axis of the alignment film.
図8に本発明の構成を実現するための、光配向のプロセスのフローを示す。配向膜はTFT基板100側、対向基板200側の両方に形成されるが、図8のプロセスはいずれの配向膜についても適用することは可能である。図8において、基板上にまず、配向膜材料をスピナーあるいはロッドコーティング等によって塗布する。その後、塗布した配向膜を焼成し、固化する。
FIG. 8 shows a flow of a photo-alignment process for realizing the configuration of the present invention. The alignment film is formed on both the
焼成した配向膜に対して、第1のマスクを用いて、まず、緑画素および青画素に対して特定方向に偏光した紫外線を用いて配向軸を設定する。その後、第2のマスクを用いて赤画素に対して、緑画素あるいは青画素とは、わずかに偏光軸の方向が異なるように、特定方向に偏光した紫外線を用いて配向軸の方向を設定する。 With respect to the fired alignment film, first, an alignment axis is set using ultraviolet light polarized in a specific direction with respect to the green pixel and the blue pixel, using the first mask. Thereafter, using the second mask, the direction of the orientation axis is set using ultraviolet light polarized in a specific direction so that the direction of the polarization axis is slightly different from that of the green pixel or the blue pixel with respect to the red pixel. .
緑画素および青画素の配向軸の方向と赤画素の配向軸の方向の差は1度以下である。このような配向軸の方向の設定は、紫外線を発生する光源は固定しておき、配向膜が形成された基板を回転させることによって行われる。 The difference between the orientation axes of the green and blue pixels and the orientation axis of the red pixels is 1 degree or less. Such a direction of the alignment axis is set by rotating a substrate on which an alignment film is formed while fixing a light source that generates ultraviolet rays.
以上説明したように、本発明によれば、光配向を用いることによって、一層の配向膜によって画素毎に配向軸の方向を設定することが出来る。 As described above, according to the present invention, by using photo-alignment, the direction of the alignment axis can be set for each pixel by a single alignment film.
実施例1では、IPS方式の液晶表示装置について本発明を適用した場合について説明した。本発明は、IPS方式のみでなく、TN方式の液晶表示装置についても適用することが出来る。TN方式は、液晶分子をTFT基板100に形成された画素電極110と、対向基板200に形成された画素電極110との間に形成される電界によって制御する。
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to an IPS liquid crystal display device has been described. The present invention can be applied not only to the IPS system but also to a TN liquid crystal display device. In the TN mode, liquid crystal molecules are controlled by an electric field formed between the
図9はTN方式の液晶表示装置の断面図である。図9において、TFT基板100側は、有機パッシベーション膜107の形成までは、図1と同じである。ただし、図9においては、図中に半導体層とドレイン電極あるいはソース電極との間にn+Si層1031を記載している。図9において、有機パッシベーション膜107の上には画素電極110が形成され、その上にTFT基板側配向膜113が形成されている。液晶はTFT基板側配向膜113に形成されたTFT基板側液晶配向軸によって配向している。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a TN liquid crystal display device. In FIG. 9, the
図9の対向基板200において、オーバーコート膜203までは、図1と同じ構成である。オーバーコート膜203に上には、平面ベタで形成された対向電極108がITOによって形成されている。対向電極108の上に対向基板側配向膜213が形成され、液晶は、対向基板側配向膜213に形成された対向基板側液晶配向軸によって配向する。TN方式においては、対抗基板の外側には表面導電膜は存在していない。対抗基板内の対向電極108が外部からの電界に対するシールドを兼ねるからである。
In the
液晶層300はホモジーニアスに配向しているが、TFT基板100側の画素電極110と対向基板200側の対向電極108との間の縦電界成分によって、液晶分子が縦方向に傾くことによって、液晶層300を透過する光が制御される。バックライトからの光は、下偏光板150によって特定方向に偏光され、液晶層300によって変調をうけた後、上偏光板250によって再び偏光(検光)され、視認される。
Although the
TN方式においても、赤画素、緑画素、青画素における透過光のΔnの値が異なるので、白表示と黒表示において、色度が異なるという問題は同様である。TN方式の液晶表示装置に対しても、TFT基板側液晶配向軸と対向基板側液晶配向軸を色毎に変えることによって、白表示と黒表示における色度の変化を防止する本発明を適用することが出来る。図10はTN方式において、ノーマリブラックの表示モードにおける下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸の従来構成と本発明の構成を対比して記載したものである。 Also in the TN system, the value of Δn of the transmitted light in the red pixel, the green pixel, and the blue pixel is different, so the problem that the chromaticity is different between white display and black display is the same. The present invention for preventing a change in chromaticity in white display and black display is also applied to a TN liquid crystal display device by changing the TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis for each color. I can do it. FIG. 10 compares the conventional configuration of the lower polarizing plate polarization axis, the TFT substrate side liquid crystal alignment axis, the counter substrate side liquid crystal alignment axis, and the upper polarizing plate polarization axis in the normally black display mode with the configuration of the present invention. It is described.
図10において、下から、下偏光板150、TFT基板側配向膜113、対向基板側配向膜213、上偏光板250の順に配置されており、バックライトからの光はこの順で通過することになる。TN方式においては、TFT基板側液晶配向軸と対向基板側液晶配向軸の方向は90度となっている。下偏光板偏光軸とTFT基板側液晶配向軸とは同じ向きであり、対向基板側液晶配向軸と上偏光板偏光軸とは同じ向きである。なお、この場合は、下偏光板150の偏光軸と上偏光板250の偏光軸が90度となっているので、ノーマリブラックの表示モードとなる。
In FIG. 10, the lower
図10において、G、Bで示す緑画素と青画素における、下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸は同じである。図10における(a)は従来例における赤画素の下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸である。従来は、赤画素における、下偏光板偏光軸、TFT基板側液晶配向軸、対向基板側液晶配向軸、上偏光板偏光軸も緑画素あるいは青画素と同じであった。 In FIG. 10, the lower polarizing plate polarization axis, the TFT substrate-side liquid crystal alignment axis, the counter substrate-side liquid crystal alignment axis, and the upper polarizing plate polarization axis are the same for the green and blue pixels indicated by G and B. (A) in FIG. 10 is a lower polarizing plate polarization axis, a TFT substrate side liquid crystal alignment axis, a counter substrate side liquid crystal alignment axis, and an upper polarizing plate polarization axis in a red pixel in the conventional example. Conventionally, the lower polarizing plate polarization axis, the TFT substrate side liquid crystal alignment axis, the counter substrate side liquid crystal alignment axis, and the upper polarizing plate polarization axis in the red pixel are the same as the green pixel or the blue pixel.
TN方式においても、従来は、図4に示すIPS方式の場合のように、配向膜の配向軸、偏光板の偏光軸等にばらつきが生ずると、黒表示側において、短波長側の光が漏れるという現象を生じていた。したがって、白表示と黒表示の色度が異なるという問題を生じていた。 Also in the TN system, conventionally, when variations occur in the alignment axis of the alignment film, the polarization axis of the polarizing plate, etc., as in the case of the IPS system shown in FIG. 4, light on the short wavelength side leaks on the black display side. That was the phenomenon. Therefore, there has been a problem that the chromaticity of the white display and the black display is different.
図10(b)における本発明では、緑画素と青画素における配向膜の配向軸方向は同一とし、赤画素のTFT基板側液晶配向軸だけθ1だけずらせておく。そうすると、液晶のツイスト角が赤画素においてのみ、90度からθ1だけずれたことになり、赤画素における光の透過特性が、緑画素、あるいは、青画素における光の透過特性とは異なることになる。 In the present invention in FIG. 10B, the alignment axis directions of the alignment films in the green pixel and the blue pixel are the same, and the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the red pixel is shifted by θ1. Then, the twist angle of the liquid crystal is shifted from 90 degrees by θ1 only in the red pixel, and the light transmission characteristic in the red pixel is different from the light transmission characteristic in the green pixel or the blue pixel. .
この透過特性の差を赤画素において、黒表示における光漏れが短波長側よりも長波長側で多くなるようにθ1を選ぶことによって、緑画素および青画素における短波長側での光漏れを赤画素で相殺することが出来る。これによって、黒表示付近における色度の変化を軽減することが出来る。 By selecting θ1 so that the difference in the transmission characteristics is larger in the red pixel than in the short wavelength side in the red pixel, the light leakage on the short wavelength side in the green pixel and the blue pixel is reduced in red. It can be canceled out with pixels. Thereby, a change in chromaticity near the black display can be reduced.
図10における(C)は本発明において、赤画素のTFT基板側液晶配向軸は緑画素および青画素のTFT基板側液晶配向軸に対してθ2ずらせておく。また、赤画素の対向基板側液晶配向軸は緑画素および青画素の対向基板側液晶配向軸に対してθ1ずらせておく。これによって、赤画素における黒表示付近の短波長側での光漏れを小さくし、黒表示付近での色度の変化を軽減することが出来る。 (C) in FIG. 10 shows that in the present invention, the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the red pixel is shifted by θ2 with respect to the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the green pixel and the blue pixel. The counter substrate side liquid crystal alignment axis of the red pixel is shifted by θ1 with respect to the counter substrate side liquid crystal alignment axis of the green pixel and the blue pixel. As a result, light leakage on the short wavelength side near the black display in the red pixel can be reduced, and the change in chromaticity near the black display can be reduced.
赤画素の黒表示における短波長側での光の漏れ量を少なくすることによって全体的にコントラストが向上することはIPS方式の場合と同様である。なお、TN方式においても、赤画素の緑画素あるいは青画素に対する、TFT基板側液晶配向軸あるいは対向基板側液晶配向軸のずらし量θ1あるいはθ2は1度以下とするのが良い。偏光軸のずらし角度を大きくしすぎるとコントラストが低下するからである。 As in the case of the IPS system, the overall contrast is improved by reducing the amount of light leakage on the short wavelength side in the black display of the red pixel. Even in the TN system, the shift amount θ1 or θ2 of the TFT substrate side liquid crystal alignment axis or the counter substrate side liquid crystal alignment axis with respect to the green pixel or the blue pixel of the red pixel is preferably set to 1 degree or less. This is because if the shift angle of the polarization axis is too large, the contrast is lowered.
以上のように、本発明によれば、TN方式の液晶表示装置においても、白表示と黒表示における色度の変化を軽減することができ、同時にコントラストの改善も行うことが出来る。 As described above, according to the present invention, even in a TN liquid crystal display device, a change in chromaticity between white display and black display can be reduced, and at the same time, contrast can be improved.
実施例1は本発明をIPS方式の液晶表示装置に、実施例2は本発明をTN方式の液晶表示装置に適用した例である。黒表示における色度が白表示における色度からずれる問題は、IPS方式あるいはTN方式に限らず、VA(Vertical Alignment)方式の液晶表示装置についても生ずる。 Example 1 is an example in which the present invention is applied to an IPS liquid crystal display device, and Example 2 is an example in which the present invention is applied to a TN liquid crystal display device. The problem that the chromaticity in the black display deviates from the chromaticity in the white display occurs not only in the IPS system or the TN system but also in a VA (Vertical Alignment) liquid crystal display device.
画素の色毎に液晶の配向状態を制御することによって、黒表示付近での透過光のスペクトルを制御して、黒表示付近における色度を白表示付近の色度に近づけるという本発明は、VA方式においても、適用することが出来る。ただし、画素毎の透過光の制御の仕方が異なる。 By controlling the alignment state of the liquid crystal for each pixel color, the present invention in which the spectrum of transmitted light near the black display is controlled to bring the chromaticity near the black display close to the chromaticity near the white display. The method can also be applied. However, the method of controlling transmitted light for each pixel is different.
VAにおいては、液晶分子の初期配向は基板に対して垂直方向であり、基板間に電圧を印加することにより、液晶分子が傾くことによって液晶層300を透過する光を制御する。電圧を印加するときに、液晶が傾く方向をあらかじめ決めておくために、対向基板200に配向制御用突起260を形成しておく。
In VA, the initial alignment of liquid crystal molecules is perpendicular to the substrate, and by applying a voltage between the substrates, the light transmitted through the
従来は、配向制御用突起260の形状は、赤画素、緑画素、青画素ともに同一であった。この場合、黒表示付近における光漏れは、短波長側がより多い。そうすると、色度は青方向にシフトし、白表示の時の色度と黒表示の時の色度とが異なることになる。
Conventionally, the shape of the
この問題を解決するために、本発明は、図11に示すように、対向基板200に形成された配向制御用突起260の形状を、画素毎に変化させることによって、液晶の初期配向を画素毎に変化させ、黒表示における色度を白表示における色度に近づけている。具体的には、赤画素の配向制御用突起260を高くすることによって、液晶の初期の配向角度を配向制御用突起260付近において、より傾けた状態としておく。
In order to solve this problem, the present invention changes the shape of the
図11(a)は緑画素および青画素における配向制御用突起260の形状および、初期の液晶の配向状態である。図11(b)は赤画素における配向制御用突起260の形状および初期の液晶の配向状態である。この状態は、黒表示の状態である。黒表示であっても光が漏れており、図11(a)に示す緑画素および青画素においては、短波長の光がより多く漏れている。なお、図11において、TFT基板100側のTFTや画素電極110、対向基板200側のカラーフィルタ201や対向電極108等は省略されている。
FIG. 11A shows the shape of the
図11において、図11(b)に示す赤画素のみ、配向制御用突起260付近における液晶分子の傾きが大きくなっている。このような配向状態とすることによって、赤画素における黒表示では、短波長側での光漏れを小さくし、光漏れを長波長側にシフトさせることが出来る。したがって、図11の構成によれば、緑画素および青画素の黒表示における短波長側にシフトした色度を赤画素における長波長側にシフトした色度によって相殺することが出来る。
In FIG. 11, only in the red pixels shown in FIG. 11B, the inclination of the liquid crystal molecules in the vicinity of the
このように、本実施例によれば、VA方式においても、白表示における色度と黒表示における色度の差を小さくすることが出来、画像の色再現性を向上させることが出来る。 Thus, according to this embodiment, even in the VA system, the difference between the chromaticity in the white display and the chromaticity in the black display can be reduced, and the color reproducibility of the image can be improved.
図11のような構成とするためには、対向基板200に形成された配向制御用突起260の高さを画素毎に変化させなければならない。図12および図13は、対向基板200に形成する配向制御用突起260の高さを画素毎に変化させるためのプロセスの例を示すものである。図12および図13は、緑画素および青画素の配向制御用突起260の高さを同じとし、赤画素の配向制御用突起260の高さのみ変える構成のためのプロセスである。
In order to obtain the configuration as shown in FIG. 11, the height of the
図12において、基板上に配向制御用突起260用の材料となる感光性樹脂をコーティングし、レベリングをおこなって均一な膜厚とする(COATING)。感光性の樹脂はレジストを使用しなくともパターニングが出来るという特徴を有する。樹脂はネガ型の感光性の樹脂である。ネガ型の感光性の樹脂は、光が当たった所が硬化し、現像されて残る。
In FIG. 12, a photosensitive resin as a material for the
図12において、まず、緑画素および青画素に対してマスクを用いて露光する(EXPOSURE G、B)。その後、マスクを交換して赤画素に対してマスクを用いて露光する(EXPOSURE R)。ネガ型感光性樹脂は光が当たった所が現像されて残るので、露光量が多いほど樹脂が多く残る。すなわち、配向制御用突起260の高さも高くなる。
In FIG. 12, first, green pixels and blue pixels are exposed using a mask (EXPOSURE G, B). After that, the mask is replaced and the red pixel is exposed using the mask (EXPOSURE R). Since the negative photosensitive resin is developed and remains where the light hits, the larger the exposure amount, the more resin remains. That is, the height of the
図12において、緑画素、あるいは、青画素に対する露光量よりも、赤画素に対する露光量を多くすることによって、赤画素に形成される配向制御用突起260の高さを大きくすることが出来る。その後、基板を焼成することによって、各画素に形成された配向制御用突起260を硬化する(BAKING)。
In FIG. 12, the height of the
図13は図11の構成を形成するための他のプロセスを示す。図13において、基板上に配向制御用突起260用の材料となる感光性樹脂をコーティングし、レベリングをおこなって均一な膜厚とすることは図12と同様である(COATING)。この場合の感光性樹脂もネガ型である。図12と異なるところは、赤画素、緑画素、青画素全てについて、マスクを用いて同時に露光することである(EXPOSURE R、G、B)。
FIG. 13 shows another process for forming the configuration of FIG. In FIG. 13, coating a photosensitive resin, which is a material for the
赤画素と、緑画素あるいは青画素との配向制御用突起260の高さに差を持たせるために、ハーフトーン露光の技術を用いる。すなわち、感光性の樹脂はネガ型であるから、赤画素の配向制御用突起260を緑画素あるいは青画素の配向制御用突起260よりも高くするためには、赤画素における露光量を緑画素あるいは青画素におけるより多くする必要がある。あるいは、緑画素あるいは青画素における露光量を赤画素における露光量よりも小さくする必要がある。
In order to make a difference in the height of the
図13においては、緑画素あるいは青画素におけるマスクの透過率を小さくすることによって、緑画素あるいは青画素における露光量を赤画素における露光量よりも小さくしている。マスクの透過率を小さくする方法としては、マスクに細いストライプ上のパターンを周期的に形成する等種々の手法がある。このようにして、配向制御用突起260が形成された基板を焼成することによって配向制御用突起260を硬化させる。
In FIG. 13, by reducing the transmittance of the mask in the green pixel or blue pixel, the exposure amount in the green pixel or blue pixel is made smaller than the exposure amount in the red pixel. As a method for reducing the transmittance of the mask, there are various methods such as periodically forming a pattern on a thin stripe on the mask. In this manner, the
図13のプロセスの利点は、一回の露光によって、異なる高さの配向制御用突起260を形成出来る点である。したがって、プロセスが短縮できるとともに、マスク合わせに伴う合わせ誤差等も発生しない。
The advantage of the process of FIG. 13 is that the
図12および図13においては、ネガ型の感光性樹脂を使用したが、ポジ型の感光性樹脂を使用することも出来る。以上説明したように、本実施例によれば、VA方式の液晶表示装置においても、白表示と黒表示における色度のシフトの問題を解決することが出来る。 In FIGS. 12 and 13, a negative photosensitive resin is used, but a positive photosensitive resin can also be used. As described above, according to the present embodiment, the chromaticity shift problem in white display and black display can be solved even in the VA liquid crystal display device.
実施例1および実施例2において、対向基板側液晶配向軸のみの配向軸を緑画素、青画素に対して赤画素で変えている例、および、対向基板側液晶配向軸とTFT基板側液晶配向軸の両方を緑画素、青画素に対して赤画素で変えている例を示したが、TFT基板側液晶配向軸のみの配向軸を緑画素、青画素に対して赤画素で変えても良い。 In Example 1 and Example 2, the alignment axis of only the counter substrate side liquid crystal alignment axis is changed between the green pixel and the blue pixel by the red pixel, and the counter substrate side liquid crystal alignment axis and the TFT substrate side liquid crystal alignment Although the example in which both axes are changed with green pixels and red pixels with respect to blue pixels has been shown, the alignment axis of only the TFT substrate side liquid crystal alignment axis may be changed with green pixels and blue pixels with red pixels. .
また、実施例1〜実施例3においては、黒表示における透過スペクトルを赤画素でのみ他の色の画素に対して変化させているが、必要に応じて、他の色の画素について変化させても良い。この場合は、実施例1〜実施例3で説明した、赤画素における黒表示時の透過光のスペクトルを変える手法を用いれば良い。 In the first to third embodiments, the transmission spectrum in the black display is changed with respect to the other color pixels only with the red pixels, but if necessary, the transmission spectrum is changed with respect to the other color pixels. Also good. In this case, the method of changing the spectrum of transmitted light at the time of black display in the red pixel described in the first to third embodiments may be used.
100…TFT基板、 101…ゲート電極、 102…ゲート絶縁膜、 103…半導体層、 104…ソース電極、 105…ドレイン電極、 106…無機パッシベーション膜、 107…有機パッシベーション膜、 108…対向電極、 109…上部絶縁膜、 110…画素電極、 111…スルーホール、 112…スリット、 113…TFT基板側配向膜、 150…下偏光板、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…遮光膜、 203…オーバーコート膜、 210…表面導電膜、 213…対向基板側配向膜、 250…上偏光板、 260…配向制御用突起、 300…液晶層、 301…液晶分子、 1131…n+Si層、 d…液晶層の厚さ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して第1の色を表示する第1のカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して第2の色を表示する第2のカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して第3の色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、
前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記TFT基板にはTFT基板側液晶配向軸を有するTFT基板側配向膜が形成され、前記対向基板には、対向基板側液晶配向軸を有する対向基板側配向膜が形成され、
前記TFT基板側液晶配向軸および前記対向基板側液晶配向軸は光配向によって設定されており、
前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素のいずれかの画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは、前記第1の画素、前記第2の画素、または、前記第3の画素における他の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きとは特定角度を有していることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate,
A first pixel having a TFT and a pixel electrode, a second pixel having a TFT and a pixel electrode, and a third pixel having a TFT and a pixel electrode are formed on the TFT substrate. A first color filter that displays a first color corresponding to the first pixel; a second color filter that displays a second color corresponding to the second pixel; and A third color filter for displaying a third color corresponding to the pixel is formed;
Liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, a TFT substrate side alignment film having a TFT substrate side liquid crystal alignment axis is formed on the TFT substrate, and the counter substrate side liquid crystal alignment axis is formed on the counter substrate. A counter substrate-side alignment film having
The TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis are set by photo-alignment,
The orientation of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of any one of the first pixel, the second pixel, or the third pixel is the first pixel, The liquid crystal characterized by having a specific angle with the direction of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the second pixel or another pixel in the third pixel. Display device.
前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して赤色を表示するカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して緑色を表示するカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して青色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、
前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記TFT基板にはTFT基板側液晶配向軸を有するTFT基板側配向膜が形成され、前記対向基板には、対向基板側液晶配向軸を有する対向基板側配向膜が形成され、
前記TFT基板側液晶配向軸および前記対向基板側液晶配向軸は光配向によって設定されており、
前記第1の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きは、前記第2の画素または前記第3の画素の前記対向基板側液晶配向軸あるいは前記TFT基板側液晶配向軸の向きとは特定角度を有していることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate,
A first pixel having a TFT and a pixel electrode, a second pixel having a TFT and a pixel electrode, and a third pixel having a TFT and a pixel electrode are formed on the TFT substrate. A color filter that displays red corresponding to the first pixel, a color filter that displays green corresponding to the second pixel, and a third that displays blue corresponding to the third pixel A color filter is formed,
Liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, a TFT substrate side alignment film having a TFT substrate side liquid crystal alignment axis is formed on the TFT substrate, and the counter substrate side liquid crystal alignment axis is formed on the counter substrate. A counter substrate-side alignment film having
The TFT substrate side liquid crystal alignment axis and the counter substrate side liquid crystal alignment axis are set by photo-alignment,
The direction of the counter substrate side liquid crystal alignment axis or the TFT substrate side liquid crystal alignment axis of the first pixel is the counter substrate side liquid crystal alignment axis of the second pixel or the third pixel or the TFT substrate side liquid crystal. A liquid crystal display device having a specific angle with respect to an orientation axis.
前記TFT基板には、TFTおよび画素電極を有する第1の画素と、TFTおよび画素電極を有する第2の画素と、TFTおよび画素電極を有する第3の画素が形成され、前記対向基板には、前記第1の画素に対応して第1の色を表示する第1のカラーフィルタと、前記第2の画素に対応して第2の色を表示する第2のカラーフィルタと、前記第3の画素に対応して第3の色を表示する第3のカラーフィルタが形成され、
前記TFT基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、前記対向基板には前記TFT基板の前記第1の画素に対応して第1の配向制御用突起が形成され、前記第2の画素に対応して第2の配向制御用突起が形成され、前記第3の画素に対応して第3の配向制御用突起が形成され、
前記第1の配向制御用突起、第2の配向制御用突起、第3の配向制御用突起のいずれかは、前記第1の配向制御用突起、第2の配向制御用突起、第3の配向制御用突起のうちの他の突起よりも高さが高いことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a TFT substrate, a counter substrate, and the TFT substrate and the counter substrate,
A first pixel having a TFT and a pixel electrode, a second pixel having a TFT and a pixel electrode, and a third pixel having a TFT and a pixel electrode are formed on the TFT substrate. A first color filter that displays a first color corresponding to the first pixel; a second color filter that displays a second color corresponding to the second pixel; and A third color filter for displaying a third color corresponding to the pixel is formed;
A liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, and a first alignment control protrusion is formed on the counter substrate corresponding to the first pixel of the TFT substrate. The second pixel A second alignment control protrusion is formed corresponding to the third pixel, and a third alignment control protrusion is formed corresponding to the third pixel.
Any of the first alignment control protrusion, the second alignment control protrusion, and the third alignment control protrusion is the first alignment control protrusion, the second alignment control protrusion, or the third alignment. A liquid crystal display device having a height higher than other protrusions of the control protrusions.
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WO2011089774A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | シャープ株式会社 | Liquid crystal panel and liquid crystal display device |
JP2014167640A (en) * | 2011-08-12 | 2014-09-11 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
US9830873B2 (en) | 2015-01-07 | 2017-11-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display including reactive mesogen alignment layer and a blue pixel with a decreased maximum gray level and driving method thereof |
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- 2008-05-13 JP JP2008125738A patent/JP2009276435A/en active Pending
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JP2014167640A (en) * | 2011-08-12 | 2014-09-11 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
US9830873B2 (en) | 2015-01-07 | 2017-11-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display including reactive mesogen alignment layer and a blue pixel with a decreased maximum gray level and driving method thereof |
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