JP2010152389A

JP2010152389A - マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2010152389A
Application number: JP2010041937A
Authority: JP
Inventors: Lee Seok-Lyul; 錫烈李
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-07-08
Also published as: JP2006126775A; JP4511409B2; US7626666B2; TW200613799A; TWI284217B; US20060087608A1

Abstract

【課題】マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置の輝度分布を均一にする。
【解決手段】マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は、複数の突起物３と第１電極を具えた第１基板と、複数の画素電極４と第１スリット５及び第２スリット６を具えた第２基板と、該第１基板と該第２基板の間に位置する液晶層とを包含する。該第１電極は第１基板の表面に位置し、突起物３は第１電極の一部表面に位置する。画素電極４は第２基板の表面に位置し、第１スリット５は画素電極４の間に位置し、且つ第１スリット５と突起物３の第２基板における投影は不交錯であり、第２スリット６は第１スリット５の辺縁に位置し、第２スリット６の延伸方向と突起物３の第２基板における投影は相互に交錯する。
【選択図】図４

Description

本発明は液晶ディスプレイ装置に係り、特にマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置に関する。

現在液晶ディスプレイの発展目標はいずれも大型、高輝度、高コントラスト、広視角、及び高いカラー飽和度に向けて発展し、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置（Ｍｕｌｔｉ−ＤｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ；ＭＶＡ）は現在、液晶ディスプレイ装置の視角問題を解決する主流の対策とされている。ＭＶＡ型の液晶ディスプレイ装置中、ディスプレイエリアはマルチドメインに区分されて液晶が相互補償の方式で配列され、これにより異なる視角にあって同じ位相差値を見ることができるようになり、グレーレベル反転の現象の発生がなくなり、またコントラストが高められ応答時間が短縮される。

周知のＭＶＡ液晶ディスプレイ装置の側面図と平面図が図１、２に示される。そのうち、第１電極１１は第１基板１の表面に位置し、第１電極１１の表面に複数の突起物３（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）が設けられている。画素電極４は第２基板２の表面に位置し、画素電極４の間に複数の第１スリット５が設けられて画素ユニットを隔離し、同一ドメインの液晶分子７の傾斜角度はいずれも等しい。また周知のＭＶＡ液晶ディスプレイ装置は同一グレーレベル状態の時、その傾斜角度がいずれも等しい。しかし、液晶ディスプレイ装置は液晶自身の光の屈折特性により異なるグレーレベルを表示するため、人の目の視線と液晶自身の夾角が変換する時、光強度が不一致であるように感じられる。これにより、周知のＭＶＡ液晶ディスプレイ装置（図１参照）は異なる視角から観ると、人の目の視線と液晶長軸の夾角がいずれも異なり、目にする輝度も不一致となる。特に微観状態下にあって、ＭＶＡ液晶ディスプレイ装置の画素電極の突起物の近隣の二つの隣り合う表示区域において、この二つの隣接区域の液晶分子傾斜の角度は通電時に異なるため、人の目で観察すると、人の目の視線と液晶長軸の夾角がいずれも異なり、目にする二つの近隣区域の輝度が不一致となる。人の眼には、突起物の二つの近隣区域の輝度が不均一に見える。このような効果が全てのパネル表示区域に広がる時、パネルの輝度不均一が形成され、表示の品質が低下し、これにより改善の必要がある。

請求項１の発明は、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、
複数の突起物と第１電極を具えた第１基板であって、該第１電極が該第１基板の表面に位置し、該突起物が該第１電極の一部表面に位置する、上記第１基板と、
複数の画素電極と複数の第１スリット及び複数の第２スリットを具えた第２基板であって、該画素電極が該第２基板の表面に位置し、該第１スリットが隣り合う画素電極の間に位置し、該第１スリットと該突起物の第２基板における投影が不交錯であり、該第１スリットの互いに対向する二つのエッジにそれぞれ該第２スリットが接続され、且つ第２スリットの延伸方向と該突起物の第２基板における投影が交錯する、上記第２基板と、
該第１基板と該第２基板の間に位置する液晶層と、
を包含し、
同一画素電極内のこれら第２スリット間の間距中、少なくとも二つの間距が異なることを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第１スリットの互いに対向する二つのエッジに接続されたこれら第２スリットが相互に対称であることを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、これら第２スリット間の間距が該画素電極の同一側の両端より中間に向けて漸減することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。
請求項４の発明は、請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、これら第２スリットの間距が画素電極の同一側両端より中間に向けて漸増することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。
請求項５の発明は、請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第１基板がカラーフィルタを更に具え、且つ該カラーフィルタが第１基板の表面に位置することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。
請求項６の発明は、請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第２基板が複数の走査線、複数の信号線、及び複数のスイッチ素子を更に包含することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置としている。

周知の液晶ディスプレイ装置の透光度は液晶分子の傾斜角の形成する全体平均屈折率に関係するが、本発明の第２スリット６を設置の後、突起物の隣接区域の全体平均液晶分子傾斜角は略同じとなり、ゆえに液晶分子傾斜角の形成する全体平均屈折率は略同じとなり、ゆえに突起物の隣接区域の透光度がほぼ同じとなり、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布が改善され、液晶ディスプレイ装置の輝度の均一化の機能が達成される。

周知のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置の側面図である。周知のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置の平面図である。本発明の液晶ディスプレイ装置の異なる視角下での輝度とグレーレベルの関係図である。本発明の第１実施例の液晶ディスプレイ装置の側面図である。本発明の第１実施例の液晶ディスプレイ装置の平面図である。本発明の第２実施例の液晶ディスプレイ装置の側面図である。本発明の第２実施例の液晶ディスプレイ装置の平面図である。本発明のスリットを形成するマスクパターンの補償構造表示図である。

本発明は一種のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置を提供し、それは、複数の突起物と第１電極を具えた第１基板と、複数の画素電極と第１スリット及び第２スリットを具えた第２基板と、該第１基板と該第２基板の間に位置する液晶層とを包含する。該第１電極は第１基板の表面に位置し、突起物は第１電極の一部表面に位置する。画素電極は第２基板の表面に位置し、第１スリットは画素電極の間に位置し、且つ第１スリットと突起物の第２基板における投影は不交錯であり、第２スリットは第１スリットのエッジに接続され、第２スリットの延伸方向と突起物の第２基板における投影は相互に交錯する。

本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は、その使用する基板が任意の透明基板とされるが、好ましくはガラス基板とされる。本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は、その画素電極が任意の透明電極材料とされるが、好ましくはＩＴＯ或いはＩＺＯとされる。本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は第１基板の表面に更にカラーフィルタを設置可能である。本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は選択的に機能性装置を更に設置してその機能を増加或いは改善でき、好ましくは第２基板上に走査線、信号線、及びスイッチ素子が設けられる。前述の本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置のスイッチ素子は薄膜トランジスタとされるのがよい。本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は好ましくは画素電極表面に選択的に垂直配向層が設けられる。本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は並びに好ましくは第２基板の表面に選択的にゲート絶縁層或いは鈍化層が設けられてその線間の絶縁性が改善される。

このほか、本発明の第２スリットの延伸方向と該突起物の投影の交叉の角度範囲は任意の角度とされるが、好ましくは８０°から１１０°の間とされ、最も好ましくは垂直とされる。本発明の第１スリットと突起物の第２基板における投影は相互に交錯せず、好ましくは相互に平行とされる。本発明の第２スリット間距分布に制限はないが、好ましくは少なくとも三つの第２スリット間の間距が異なるものとされ、更に好ましくは第２スリット間の間距が画素電極の同一側の両端より中間に向けて漸減或いは漸増するものとされる。画素電極間の第２スリットの配列密度の改変により、電圧提供時に異なる電場が発生し、これにより液晶分子が異なる回転角度を発生する。ゆえに本発明の液晶ディスプレイ装置は異なる第２スリット付近の液晶分子が同一グレーレベルにあって異なる傾斜角を有し、これにより本発明の液晶分子の同一画素内の同一突起物に隣接区域における傾斜角度が異なるものとなるが、ただし第２スリットが規則性分布を呈するため、液晶分子の傾斜角度の規則性分布を呈する。周知の液晶ディスプレイ装置の透光度は液晶分子傾斜角度が形成する全体平均屈折率と関係し、本発明に記載の第２スリットの設置の後、突起物の隣接区域の全体平均液晶分子傾斜角が略同じとなり、ゆえに液晶分子傾斜角の形成する全体平均屈折率が略同じとなり、ゆえに突起物の隣接区域の透光度はほぼ同じとなり、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布が改善され、液晶ディスプレイ装置の輝度均一化の機能が達成される。本発明の液晶ディスプレイ装置は広視角を達成するほか、同一グレーレベルで異なる視角で観た時にいずれも同じ輝度を得られる。

図４及び図５は本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置の第１実施例の態様を示す。このマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置は第１基板１、第２基板２、及びネガ型液晶分子７を具えている。図４、５中には、第１電極１１、複数の突起物３、画素電極４、第１スリット５、及び第２スリット６が示されている。そのうち、第１電極１１は第１基板１の表面に位置し、第１基板１の表面に複数の突起物３がある。第２基板２の表面に位置する画素電極４は突起物３に平行な複数の第１スリット５を具え、該第１スリット５は画素電極４の区画に用いられる。第２スリット６は第１スリット５のエッジに接続され、その延伸方向と突起物３の第２基板２における投影は垂直である。本実施例のネガ型液晶分子は第１基板１と第２基板２の間に位置する。図５は図４のＡ−Ｂ線断面図である。そのうち、第２スリット６は異なる間距（Ｗ）を具え、間距（Ｗ）は画素電極４の同一側両端より中間に向けて漸増する。薄膜トランジスタ６０が電圧をこの液晶ディスプレイ装置に印加する時、その電場は第２スリット６の間距（Ｗ）が大きいほど、液晶分子の傾斜角が小さくなる。この設計の効果は前述の実施例と近似であり、第２スリット６の分布が規則性分布を成すため、液晶分子の傾斜角も規則性分布を呈する。周知の液晶ディスプレイ装置の透光度は液晶分子の傾斜角の形成する全体平均屈折率に関係するが、本発明の第２スリット６を設置の後、突起物の隣接区域の全体平均液晶分子傾斜角は略同じとなり、ゆえに液晶分子傾斜角の形成する全体平均屈折率は略同じとなり、ゆえに突起物の隣接区域の透光度がほぼ同じとなり、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布が改善され、液晶ディスプレイ装置の輝度の均一化の機能が達成される。即ち液晶分子の傾斜角が画素電極の同一側両端より中間に向けて漸減し（図５）、均一な液晶夾角の平均値が得られ、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布を改善する。

図６及び図７は本発明のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置の第４実施例の態様を示す。図７は図６のＡ−Ｂ線断面図である。そのうち、第２スリット６は異なる間距（Ｗ）を具え、間距（Ｗ）は画素電極４の同一側両端より中間に向けて漸減する。その他の装置は図６の実施例と同じである。薄膜トランジスタ６０が電圧をこの液晶ディスプレイ装置に印加する時、その電場は第２スリット６の間距（Ｗ）が大きいほど、液晶分子の傾斜角が小さくなる。この設計の効果は前述の実施例と近似であり、第２スリット６の分布が規則性分布を成すため、液晶分子の傾斜角も規則性分布を呈する。周知の液晶ディスプレイ装置の透光度は液晶分子の傾斜角の形成する全体平均屈折率に関係するが、本発明の第２スリット６を設置の後、突起物の隣接区域の全体平均液晶分子傾斜角は略同じとなり、ゆえに液晶分子傾斜角の形成する全体平均屈折率は略同じとなり、ゆえに突起物の隣接区域の透光度がほぼ同じとなり、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布が改善され、液晶ディスプレイ装置の輝度の均一化の機能が達成される。即ち液晶分子の傾斜角が画素電極の同一側両端より中間に向けて漸増し（図７）、均一な液晶夾角の平均値が得られ、ゆえに液晶ディスプレイ装置の輝度分布を改善する。

このほか、本発明の第２スリット６は整った曲げ角を得るため、リソグラフィーエッチングで形成される時、スリットを形成するマスクパターンは補償構造を有するものとされ、好ましくは図８に示されるようなものとされ、スリットの曲げ角が突出する長方形の補償構造を具備するものとされる。

１第１基板２第２基板３突起物
４画素電極５第１スリット６第２スリット
７液晶分子１１第１電極１２カラーフィルタ
２１ゲート絶縁層２２鈍化層６０薄膜トランジスタ
６１ゲート線６２走査線６３垂直配向層

Claims

マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、
複数の突起物と第１電極を具えた第１基板であって、該第１電極が該第１基板の表面に位置し、該突起物が該第１電極の一部表面に位置する、上記第１基板と、
複数の画素電極と複数の第１スリット及び複数の第２スリットを具えた第２基板であって、該画素電極が該第２基板の表面に位置し、該第１スリットが隣り合う画素電極の間に位置し、該第１スリットと該突起物の第２基板における投影が不交錯であり、該第１スリットの互いに対向する二つのエッジにそれぞれ該第２スリットが接続され、且つ第２スリットの延伸方向と該突起物の第２基板における投影が交錯する、上記第２基板と、
該第１基板と該第２基板の間に位置する液晶層と、
を包含し、
同一画素電極内のこれら第２スリット間の間距中、少なくとも二つの間距が異なることを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。
請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第１スリットの互いに対向する二つのエッジに接続されたこれら第２スリットが相互に対称であることを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。
請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、これら第２スリット間の間距が該画素電極の同一側の両端より中間に向けて漸減することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。
請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、これら第２スリットの間距が画素電極の同一側両端より中間に向けて漸増することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。
請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第１基板がカラーフィルタを更に具え、且つ該カラーフィルタが第１基板の表面に位置することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。
請求項１記載のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置において、該第２基板が複数の走査線、複数の信号線、及び複数のスイッチ素子を更に包含することを特徴とする、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ装置。