JP2010256738A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置における液晶分子の配向制御技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling alignment of liquid crystal molecules in a liquid crystal display device.
液晶表示装置は、例えば民生用や車載用の各種電子機器における情報表示部として広く利用されている。このような液晶表示装置においては、用途に応じた良好な視角特性を獲得するために液晶分子の配向方位を適切に制御することが重要な要素技術の1つとなる。液晶分子の配向方位を制御する代表的な技術としては、ラビング法、光配向法などが知られている。ラビング法とは、基板表面にポリイミドなどの有機材料からなる配向膜を成膜した後に、この配向膜をラビング布によって機械的に擦る手法をいう(例えば特許文献1参照)。また、光配向法とは、基板表面にポリイミドなどの有機材料からなる配向膜を成膜した後に、この配向膜に対して基板法線より斜め方位から紫外線を照射する手法をいう(例えば特許文献2参照)。これらの手法によって基板上に形成された配向膜を用いることにより、液晶分子の配向方位をある1つの方位に制御できる。すなわち、モノドメイン配向を実現できる。 Liquid crystal display devices are widely used as information display units in, for example, various consumer and in-vehicle electronic devices. In such a liquid crystal display device, it is one of important elemental technologies to appropriately control the orientation direction of liquid crystal molecules in order to obtain a favorable viewing angle characteristic according to the application. As a typical technique for controlling the orientation direction of liquid crystal molecules, a rubbing method, a photo-alignment method, and the like are known. The rubbing method is a technique in which an alignment film made of an organic material such as polyimide is formed on the surface of a substrate, and then this alignment film is mechanically rubbed with a rubbing cloth (for example, see Patent Document 1). The photo-alignment method is a method in which an alignment film made of an organic material such as polyimide is formed on the substrate surface, and then the alignment film is irradiated with ultraviolet rays from an oblique direction with respect to the substrate normal (for example, Patent Documents). 2). By using an alignment film formed on the substrate by these methods, the alignment direction of the liquid crystal molecules can be controlled to one certain direction. That is, monodomain orientation can be realized.
ところで、液晶表示装置の用途等によっては、任意のサイズのモノドメイン配向を任意の位置に形成したい場合がある。これについては、上記したラビング法または光配向法を応用することで実現できる。具体的には、ラビング法を用いる場合であれば、基板上の配向膜のうち、ある配向ドメインに対応する領域をラビングする際には他の配向ドメインに対応する領域をフォトレジスト又はメタルマスクによって予め覆い、その領域がラビングされないようにする方法が知られている(例えば特許文献3)。また、光配向法を用いる場合であれば、基板上の配向膜のうち、ある配向ドメインに対応する領域に光を照射する際には他の配向ドメインに対応する領域をフォトマスクによって遮蔽することにより、その領域には光が照射されないようにする方法が知られている(特許文献4)。これらの方法によれば、例えばセグメント型の液晶表示装置において各セグメント表示部を単位として配向ドメインを任意に設定し、あるいはドットマトリクス型の液晶表示装置において1画素に2つの配向ドメインを設定するなど、自在に配向ドメインを制御することができる。 By the way, depending on the use of the liquid crystal display device and the like, there are cases where it is desired to form a monodomain alignment of an arbitrary size at an arbitrary position. This can be realized by applying the rubbing method or the photo-alignment method described above. Specifically, when the rubbing method is used, when rubbing a region corresponding to a certain alignment domain in the alignment film on the substrate, a region corresponding to another alignment domain is used with a photoresist or a metal mask. A method of covering in advance and preventing the region from being rubbed is known (for example, Patent Document 3). In the case of using the photo-alignment method, in the alignment film on the substrate, when irradiating the region corresponding to a certain alignment domain, the region corresponding to the other alignment domain is shielded with a photomask. Therefore, there is known a method for preventing the region from being irradiated with light (Patent Document 4). According to these methods, for example, in a segment type liquid crystal display device, an alignment domain is arbitrarily set with each segment display unit as a unit, or in a dot matrix type liquid crystal display device, two alignment domains are set for one pixel. The orientation domain can be freely controlled.
しかし、上記した従来の配向制御技術にはそれぞれ不都合な点がある。ラビング法を用いる場合には、配向膜を機械的に擦ることに起因し、筋状の配向むらが発生しやすい傾向がある。この傾向は垂直配向膜を用いる場合に特に顕著となる。このため、特定の表面自由エネルギーをもった配向膜を選択的に用いる必要が生じ、あるいはラビング処理の条件設定により高い精密性が必要となるなど製造上の自由度が狭まり、歩留まり低下の要因ともなる。また、光配向法を用いる場合には、この方法に適した特定の配向膜材料しか選べないことや、光の照射時間を長く要することによりタクトタイムが長くなることなどから実際の量産工程への適用が難しいという不都合がある。更に、ラビング法、光照射法のいずれを用いる場合においても、設定したい配向ドメインの数に応じて工程数が増加するという不都合がある。 However, each of the above conventional alignment control techniques has disadvantages. When the rubbing method is used, streak-like alignment unevenness tends to occur due to mechanical rubbing of the alignment film. This tendency is particularly noticeable when a vertical alignment film is used. For this reason, it becomes necessary to selectively use an alignment film having a specific surface free energy, or high precision is required due to the setting of the rubbing treatment conditions. Become. In addition, when using the photo-alignment method, only a specific alignment film material suitable for this method can be selected, and the tact time becomes longer due to the longer light irradiation time. There is an inconvenience that it is difficult to apply. Further, in the case of using either the rubbing method or the light irradiation method, there is a disadvantage that the number of steps increases according to the number of orientation domains to be set.
これに対して、ラビング法や光配向法を用いずに、電極形状の工夫によって配向ドメインを制御する技術も知られている。例えば、対向配置された2つの電極のそれぞれに矩形状の開口部を設け、一方の電極側の開口部と他方の電極の開口部とが互いに平面視において重ならずに交互に配置する技術が知られている(例えば特許文献5)。この従来技術においては、各電極の開口部付近において上下それぞれの基板面に直交しない電界(すなわち斜め電界)を発生させ、これにより液晶分子を傾斜配向させることにより、各開口部を境界として2つの配向ドメインが実現される。また、これと同様な効果を、基板上に設けた突起物による作用によって達成する従来技術も知られている(例えば特許文献6)。 On the other hand, a technique for controlling an alignment domain by devising an electrode shape without using a rubbing method or a photo-alignment method is also known. For example, there is a technique in which a rectangular opening is provided in each of two opposed electrodes, and the opening on one electrode side and the opening on the other electrode are alternately arranged without overlapping each other in plan view. Known (for example, Patent Document 5). In this prior art, an electric field that is not orthogonal to the upper and lower substrate surfaces (that is, an oblique electric field) is generated in the vicinity of the opening of each electrode, and thereby the liquid crystal molecules are tilted to align two openings with each opening as a boundary. An orientation domain is realized. In addition, a conventional technique that achieves the same effect by the action of a protrusion provided on a substrate is also known (for example, Patent Document 6).
しかし、電極形状の工夫による方法では、得られる配向ドメインの各々のサイズが非常に小さく、配向ドメインを大きくすることが難しい。また、隣接する配向ドメインの配向方位が180°異なる状態以外の状態を実現し難いという不都合もある。このため、基板表面への直接的な配向処理を行わず、かつ任意の位置に任意サイズのモノドメイン配向を実現可能とする新規な配向制御技術が望まれている。 However, in the method based on the electrode shape, the size of each obtained orientation domain is very small, and it is difficult to enlarge the orientation domain. Another disadvantage is that it is difficult to realize a state other than a state in which the alignment directions of adjacent alignment domains differ by 180 °. Therefore, there is a demand for a novel alignment control technique that does not perform direct alignment processing on the substrate surface and can realize monodomain alignment of an arbitrary size at an arbitrary position.
本発明に係る具体的態様は、基板表面への直接的な配向処理を行わなくとも任意の位置に任意サイズのモノドメイン配向を実現可能な液晶表示装置を提供することを目的の1つとする。 A specific aspect of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of realizing monodomain alignment of an arbitrary size at an arbitrary position without performing direct alignment processing on the substrate surface.
本発明にかかる一態様(便宜上「第1の態様」ともいう。)の液晶表示装置は、一面側に第1電極を有する第1基板と、一面側に第2電極を有し、当該第2電極と上記第1基板の上記第1電極とが向かい合うようにして上記第1基板と対向配置された第2基板と、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられた液晶層と、を含んで構成される。そして、上記第1電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第1開口部を有し、上記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第2開口部を有する。上記複数の第1開口部は、それぞれの第1辺の少なくとも一部が平面視において上記複数の第2開口部のいずれか1つ以上と重なり、かつ、上記第1辺と向かい合う第2辺が平面視において上記複数の第2開口部のいずれとも重ならずに上記第2電極と相対するように配置される。 A liquid crystal display device according to one aspect (also referred to as “first aspect” for convenience) according to the present invention has a first substrate having a first electrode on one surface side, a second electrode on one surface side, and the second electrode. A second substrate disposed opposite to the first substrate such that the electrode and the first electrode of the first substrate face each other; a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate; , Including. The first electrode has a plurality of first openings each having a rectangular shape, and the second electrode has a plurality of second openings each having a rectangular shape. In the plurality of first openings, at least a part of each first side overlaps any one or more of the plurality of second openings in a plan view, and a second side facing the first side has In plan view, they are arranged so as to face the second electrode without overlapping any of the plurality of second openings.
このような第1の態様の液晶表示装置によれば、各第1開口部の第1辺の付近及び第2辺の付近において発生する斜め電界のうち、第1辺の付近で発生する斜め電界のみを有効に機能させることができる。それにより、すべての第1開口部及び第2開口部において一方向だけ優先的に斜め電界を発生させ、この斜め電界に沿って液晶層の液晶分子を配向させることができる。したがって、基板表面への直接的な配向処理を行わなくとも、第1開口部及び第2開口部によって画定される領域(有効表示領域)にモノドメイン配向を実現できる。すなわち、第1開口部及び第2開口部の配置を適宜設定することにより、任意の位置に任意サイズのモノドメイン配向を実現することが可能となる。 According to such a liquid crystal display device of the first aspect, an oblique electric field generated in the vicinity of the first side among the oblique electric fields generated in the vicinity of the first side and in the vicinity of the second side of each first opening. Can only function effectively. Thereby, an oblique electric field can be preferentially generated in only one direction in all the first openings and the second openings, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer can be aligned along the oblique electric field. Accordingly, monodomain alignment can be realized in a region (effective display region) defined by the first opening and the second opening without performing direct alignment processing on the substrate surface. That is, by appropriately setting the arrangement of the first opening and the second opening, it is possible to realize monodomain alignment of an arbitrary size at an arbitrary position.
上記の液晶表示装置において、上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部のそれぞれは、例えば長方形状とし、各々の長手方向を略同一方向に揃えて配列することができる。 In the above-described liquid crystal display device, each of the plurality of first openings and the plurality of second openings can be, for example, rectangular, and can be arranged with their longitudinal directions aligned in substantially the same direction.
これにより、各第1開口部及び各第2開口部の各長手方向を揃える方向を適宜設定することでモノドメイン配向の配向方位を自在に設定することができる。 Thereby, the orientation direction of a monodomain orientation can be freely set by setting appropriately the direction which aligns each longitudinal direction of each 1st opening part and each 2nd opening part.
上記の液晶表示装置においては、上記複数の第1開口部と上記複数の第2開口部とが略同一形状であってもよい。また、各第1開口部と各第2開口部とが異なる形状であってもよい。例えば、複数の第1開口部の各々よりも複数の第2開口部の各々の長辺方向の長さが長くてもよい。 In the liquid crystal display device, the plurality of first openings and the plurality of second openings may have substantially the same shape. Further, the first openings and the second openings may have different shapes. For example, the length in the long side direction of each of the plurality of second openings may be longer than that of each of the plurality of first openings.
このように、各第1開口部及び各第2開口部の形状には自由度があるので、他の設計条件等に応じて柔軟に対応することが可能となる。 Thus, since the shape of each 1st opening part and each 2nd opening part has a freedom degree, it becomes possible to respond | correspond flexibly according to other design conditions.
上記の液晶表示装置においては、上記複数の第1開口部の各々が上記複数の第2開口部の各々に対して相対的に最良視認方位側に偏在して配置されることも好ましい。 In the above-described liquid crystal display device, it is also preferable that each of the plurality of first openings is arranged to be relatively unevenly distributed on the best viewing azimuth side with respect to each of the plurality of second openings.
それにより、最良視認方位としたい方位に応じてモノドメイン配向の配向方位を設定することができる。 Thereby, the orientation direction of monodomain orientation can be set according to the orientation desired to be the best viewing orientation.
上記の液晶表示装置においては、上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部の各々が周期的に配置されていることも好ましい。 In the liquid crystal display device described above, it is also preferable that each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is periodically arranged.
それにより、斜め電界をより均一に発生できることが期待される。 Thereby, it is expected that the oblique electric field can be generated more uniformly.
上記の液晶表示装置においては、上記複数の第1開口部のうち2つ以上に対して上記複数の第2開口部のうちの1つが相対して配置されるようにしてもよい。また、上記複数の第1開口部の各々に対して上記複数の第2開口部のうち2つ以上が相対して配置されるようにしてもよい。 In the liquid crystal display device described above, one of the plurality of second openings may be disposed to be opposed to two or more of the plurality of first openings. Further, two or more of the plurality of second openings may be arranged to be opposed to each of the plurality of first openings.
このように、各第1開口部及び各第2開口部の相対的な配置状態には自由度があるので、他の設計条件等に応じて柔軟に対応することが可能となる。 Thus, since there is a degree of freedom in the relative arrangement state of each first opening and each second opening, it is possible to flexibly cope with other design conditions and the like.
上記の液晶表示装置において、上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部の各々の短辺方位の長さは、5μm以上40μm以下であることが好ましく、7μm以上30μm以下であることがより好ましい。また、この場合における上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部の各々の長辺方位の長さは、上記短辺方位の長さよりも長く、かつ20μm以上300μm以下であることが好ましく、20μm以上200μm以下であることがより好ましい。 In the above liquid crystal display device, the length of the short side orientation of each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is preferably 5 μm to 40 μm, and preferably 7 μm to 30 μm. Is more preferable. In this case, the length of the long side orientation of each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is longer than the length of the short side orientation and is 20 μm or more and 300 μm or less. Preferably, it is 20 μm or more and 200 μm or less.
上記条件によれば、開口率を損なうことなく、良好な斜め電界を発生させてモノドメイン配向を実現することができる。 According to the above conditions, it is possible to realize monodomain alignment by generating a favorable oblique electric field without impairing the aperture ratio.
上記の液晶表示装置において、上記複数の第1開口部は、相互に隣接する2つの第1開口部のエッジ間距離が10μm以上100μm以下に配置され、上記複数の第2開口部は、相互に隣接する2つの第2開口部のエッジ間距離が10μm以上100μm以下に配置されることが好ましい。 In the above liquid crystal display device, the plurality of first openings are arranged such that a distance between edges of two adjacent first openings is 10 μm or more and 100 μm or less, and the plurality of second openings is mutually connected. It is preferable that the distance between the edges of two adjacent second openings is 10 μm or more and 100 μm or less.
上記条件によれば、液晶分子の配向状態をより安定化することができる。 According to the above conditions, the alignment state of the liquid crystal molecules can be further stabilized.
上記の液晶表示装置においては、例えば上記第1基板の他面側が表示面に設定される。この場合において、上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部は、各々の長辺方位を、上記表示面における略上下方位、略左右方位、又は上記上下方位から略45°±10°(より好ましくは略45°)傾いた方位のいずれかに合わせて配置されることが好ましい。 In the liquid crystal display device, for example, the other surface side of the first substrate is set as a display surface. In this case, each of the plurality of first openings and the plurality of second openings has a long side orientation of approximately 45 ° ± 10 from the substantially vertical orientation, the substantially horizontal orientation, or the vertical orientation on the display surface. It is preferable to arrange them according to any of the tilted directions (more preferably about 45 °).
これにより、表示を観察する際の視認方位や、偏光板の配置等の諸条件に応じてモノドメイン配向の配向方位を設定することができる。 Thereby, the orientation azimuth | direction of monodomain orientation can be set according to various conditions, such as visual recognition direction at the time of observing a display, and arrangement | positioning of a polarizing plate.
上記の液晶表示装置において、上記第1電極と上記第2電極の重なり合う有効表示領域内に複数の単位領域が設けられている場合には、これら複数の単位領域のそれぞれ毎に、上記複数の第1開口部及び上記複数の第2開口部の各々の長辺方位が異なることも好ましい。ここで、複数の単位領域の各々は、例えばセグメント表示部又はドットマトリクス表示部に対応する領域である。また、複数の単位領域の各々は、ドットマトリクス表示部における1画素を更に複数に分割した副画素の1つに対応する領域とすることもできる。 In the above liquid crystal display device, when a plurality of unit regions are provided in the effective display region where the first electrode and the second electrode overlap, the plurality of second regions are provided for each of the plurality of unit regions. It is also preferable that the long side orientation of each of the one opening and the plurality of second openings is different. Here, each of the plurality of unit regions is a region corresponding to, for example, a segment display unit or a dot matrix display unit. Each of the plurality of unit areas may be an area corresponding to one of the sub-pixels obtained by further dividing one pixel in the dot matrix display portion.
それにより、各単位領域のそれぞれについて個別にモノドメイン配向の配向方位を設定することができる。 Thereby, the orientation direction of monodomain orientation can be set individually for each unit region.
本発明に係る他の態様(便宜上「第2の態様」ともいう。)の液晶表示装置は、一面側に第1電極を有する第1基板と、一面側に第2電極を有し、当該第2電極と上記第1基板の上記第1電極とが向かい合うようにして上記第1基板と対向配置された第2基板と、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられた液晶層と、を含んで構成される。そして、上記第1電極は、各々が離間して設けられた複数の第1突起部を有し、上記第2電極は、各々が離間して設けられた複数の第2突起部を有し、上記複数の第1突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において上記複数の第2突起部のいずれか1つと重なるように配置される。 A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention (also referred to as a “second aspect” for convenience) includes a first substrate having a first electrode on one surface side, and a second electrode on the one surface side. A second substrate disposed opposite to the first substrate so that the two electrodes face the first electrode of the first substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate And comprising. The first electrode has a plurality of first protrusions that are spaced apart from each other, and the second electrode has a plurality of second protrusions that are spaced from each other, Each of the plurality of first protrusions is arranged so that at least a part thereof overlaps one of the plurality of second protrusions in plan view.
本発明に係る他の態様(便宜上「第3の態様」ともいう。)の液晶表示装置は、一面側に第1電極を有する第1基板と、一面側に第2電極を有し、当該第2電極と上記第1基板の上記第1電極とが向かい合うようにして上記第1基板と対向配置された第2基板と、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられた液晶層と、を含んで構成される。そして、上記第1電極は、各々が離間して設けられた複数の突起部を有し、上記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の開口部を有し、上記複数の突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において上記複数の開口部のいずれか1つと重なるように配置される。 A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention (also referred to as a “third aspect” for convenience) has a first substrate having a first electrode on one surface side, and a second electrode on one surface side. A second substrate disposed opposite to the first substrate so that the two electrodes face the first electrode of the first substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate And comprising. The first electrode has a plurality of protrusions provided separately from each other, and the second electrode has a plurality of openings provided in a rectangular shape, and the plurality of protrusions. Each of the parts is arranged so that at least a part thereof overlaps any one of the plurality of openings in plan view.
本発明に係る他の態様(便宜上「第4の態様」ともいう。)の液晶表示装置は、一面側に第1電極を有する第1基板と、一面側に第2電極を有し、当該第2電極と上記第1基板の上記第1電極とが向かい合うようにして上記第1基板と対向配置された第2基板と、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられた液晶層と、を含んで構成される。そして、上記第1電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第1開口部と、各々が離間して設けられた複数の第1突起部を有し、上記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第2開口部と、各々が離間して設けられた複数の第2突起部を有する。上記複数の第1突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において上記複数の第2開口部のいずれか1つと重なるように配置され、上記複数の第2突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において上記複数の第1開口部のいずれか1つと重なるように配置される。 A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention (also referred to as a “fourth aspect” for convenience) has a first substrate having a first electrode on one surface side, and a second electrode on one surface side. A second substrate disposed opposite to the first substrate so that the two electrodes face the first electrode of the first substrate, and a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate And comprising. The first electrode includes a plurality of first openings each provided in a rectangular shape, and a plurality of first protrusions provided separately from each other, and the second electrode includes A plurality of second openings provided in a rectangular shape and a plurality of second protrusions provided separately from each other. Each of the plurality of first protrusions is arranged so that at least a part thereof overlaps any one of the plurality of second openings in plan view, and each of the plurality of second protrusions is at least a part Is arranged so as to overlap with any one of the plurality of first openings in plan view.
以上のような第2〜第4の態様の各液晶表示装置、すなわち一方又は両方の開口部を突起部に置き換えた各態様の液晶表示装置によっても、上記した第1の態様の液晶表示装置と同様な効果が得られる。 Each of the liquid crystal display devices of the second to fourth aspects as described above, that is, the liquid crystal display device of each aspect in which one or both openings are replaced with protrusions, Similar effects can be obtained.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。図1に示す本実施形態の液晶表示装置1は、対向配置された第1基板11と第2基板15と、両基板の間に配置された液晶層14と、を備える。第1基板11の外側には第1偏光板21が配置され、第2基板15の外側には第2偏光板22が配置されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置1の構造を説明する。なお、液晶層14の周囲を封止するシール材等の部材については図示および説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal display device of the first embodiment. The liquid crystal display device 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 includes a first substrate 11 and a second substrate 15 that are arranged to face each other, and a liquid crystal layer 14 that is arranged between the two substrates. A first polarizing plate 21 is disposed outside the first substrate 11, and a second polarizing plate 22 is disposed outside the second substrate 15. Hereinafter, the structure of the liquid crystal display device 1 will be described in more detail. Note that illustration and description of members such as a sealing material for sealing the periphery of the liquid crystal layer 14 are omitted.
第1基板11は、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第2基板15は、第1基板11と同様に、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。図示のように、第1基板11と第2基板15とは、第1電極12と第2電極16とが対向するようにして、所定の間隙(例えば数μm)を設けて貼り合わされている。 The first substrate 11 is a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate. Similar to the first substrate 11, the second substrate 15 is a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate. As illustrated, the first substrate 11 and the second substrate 15 are bonded to each other with a predetermined gap (for example, several μm) so that the first electrode 12 and the second electrode 16 face each other.
第1電極12は、第1基板11の一面側に設けられている。第1電極12は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。この第1電極12は、各々が矩形状に設けられた複数の第1開口部(スリット)18を有する。各第1開口部18は、第1電極12を部分的に除去することによって形成されている。各第1開口部18の詳細についてはさらに後述する。 The first electrode 12 is provided on one surface side of the first substrate 11. The first electrode 12 is configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), for example. The first electrode 12 has a plurality of first openings (slits) 18 each having a rectangular shape. Each first opening 18 is formed by partially removing the first electrode 12. Details of each first opening 18 will be described later.
配向膜13は、第1基板11の一面側に、第1電極12を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜13として、液晶層14の初期状態(電圧無印加時)における配向状態を垂直配向状態に規制するもの(垂直配向膜)が用いられている。 The alignment film 13 is provided on one surface side of the first substrate 11 so as to cover the first electrode 12. In the present embodiment, as the alignment film 13, a film (vertical alignment film) that restricts the alignment state in the initial state (when no voltage is applied) of the liquid crystal layer 14 to the vertical alignment state is used.
第2電極16は、第2基板15の一面側に設けられている。第2電極16は、第1電極12と同様に、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明な導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。この第2電極16は、各々が矩形状に設けられた複数の第2開口部(スリット)19を有する。各第2開口部19は、第2電極16を部分的に除去することによって形成されている。各第2開口部19の詳細についてはさらに後述する。 The second electrode 16 is provided on one surface side of the second substrate 15. Similar to the first electrode 12, the second electrode 16 is configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), for example. The second electrode 16 has a plurality of second openings (slits) 19 each having a rectangular shape. Each second opening 19 is formed by partially removing the second electrode 16. Details of each second opening 19 will be described later.
配向膜17は、第2基板15の一面側に、第2電極16を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜17としても上述の配向膜13と同様に垂直配向膜が用いられている。 The alignment film 17 is provided on one surface side of the second substrate 15 so as to cover the second electrode 16. In the present embodiment, a vertical alignment film is used as the alignment film 17 in the same manner as the alignment film 13 described above.
液晶層14は、第1基板11の第1電極12と第2基板15の第2電極16との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負(Δε<0)の液晶材料を用いて液晶層14が構成されている。液晶層14に図示された太線20は、第1電極12と第2電極16を用いて液晶層14に電圧を印加した際における液晶分子の配向方位を模式的に示したものである。上記したように、電圧無印加時においては液晶分子の配向方位は第1基板11および第2基板15の各基板面に対して略垂直となる。そして、電圧印加時により、液晶分子の配向方位を電圧の大きさに応じた角度に制御できる。 The liquid crystal layer 14 is provided between the first electrode 12 of the first substrate 11 and the second electrode 16 of the second substrate 15. In the present embodiment, the liquid crystal layer 14 is configured using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε (Δε <0). A thick line 20 illustrated in the liquid crystal layer 14 schematically shows the orientation direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer 14 using the first electrode 12 and the second electrode 16. As described above, when no voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the substrate surfaces of the first substrate 11 and the second substrate 15. When the voltage is applied, the orientation direction of the liquid crystal molecules can be controlled to an angle corresponding to the magnitude of the voltage.
図2は、第1電極12に設けられた各第1開口部18および第2電極16に設けられた各第2開口部19の構造を平面的に示した模式図である。図2においては、第1基板11側から観察した場合の第1開口部18および第2開口部19のそれぞれが平面的に示されている。図中において、各第1開口部18が実線で示され、各第2開口部19が点線で示されている。以下に、この図2および上述の図1を参照しながら各開口部の詳細構造とそれらにより得られる作用について説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of each first opening 18 provided in the first electrode 12 and each second opening 19 provided in the second electrode 16 in a plan view. In FIG. 2, each of the first opening 18 and the second opening 19 when viewed from the first substrate 11 side is shown in a plan view. In the figure, each first opening 18 is indicated by a solid line, and each second opening 19 is indicated by a dotted line. Hereinafter, the detailed structure of each opening and the action obtained by them will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 1 described above.
図2に示すように、各第1開口部18は、一方向(図示のX方向)へ延びた長方形状に形成されており、図示のX方向およびY方向に規則的に配列されている。同様に、各第2開口部19は、一方向(図示のX方向)へ延びた長方形形状に形成されており、図示のX方向およびY方向に規則的に配列されている。すなわち、各第1開口部18および各第2開口部19は、各々の長手方位を略同一方向(図示のX方向)に揃えて配列されており、より詳細には互いの長辺がほぼ平行となるように配置されている。 As shown in FIG. 2, each first opening 18 is formed in a rectangular shape extending in one direction (X direction shown in the figure), and is regularly arranged in the X direction and Y direction shown in the figure. Similarly, each 2nd opening part 19 is formed in the rectangular shape extended in one direction (X direction of illustration), and is regularly arranged in the X direction and Y direction of illustration. That is, the first openings 18 and the second openings 19 are arranged with their longitudinal directions aligned in substantially the same direction (the X direction in the drawing), and more specifically, the long sides of each are substantially parallel. It is arranged to become.
図2に、各第1開口部および各第2開口部のサイズの一例を示す。本実施形態においては、各第1開口部18は、長辺の長さを120μm、短辺の長さを20μm、短辺方位において隣り合う第1開口部18の相互間距離(エッジ間距離)を60μm、長辺方位において隣り合う第1開口部18の相互間距離(エッジ間距離)を20μmとしている。これらの第1開口部18は、有効表示領域内において長辺方位(X方向)および短辺方位(Y方向)のそれぞれに対して周期的に連続配置されている。また、各第2開口部19についても各第1開口部18と同形状、同サイズに設定され、有効表示部内において長辺方位(X方向)および短辺方位(Y方向)のそれぞれに対して周期的に連続配置されている。 FIG. 2 shows an example of the size of each first opening and each second opening. In the present embodiment, each first opening 18 has a long side length of 120 μm, a short side length of 20 μm, and a mutual distance (inter-edge distance) between adjacent first openings 18 in the short side orientation. Is 60 μm, and the distance (inter-edge distance) between the first openings 18 adjacent in the long side direction is 20 μm. These first openings 18 are periodically and continuously arranged in the effective display area with respect to each of the long side orientation (X direction) and the short side orientation (Y direction). Each second opening 19 is also set to have the same shape and size as each first opening 18, and each of the long side orientation (X direction) and the short side orientation (Y direction) is set within the effective display portion. It is continuously arranged periodically.
また、図2に示すように本実施形態においては、各第1開口部18は、それぞれに対して第2開口部19のいずれか1つが対応付けられている。対応づけられた一対の第1開口部18および第2開口部19は、各々の一部分のみが相互に重畳するように、各々の短辺方位にずらして対向配置されている。より詳細には、各第1開口部18は、1つの長辺(第1辺)が1つの第2開口部19と平面視において重なり(すなわち内包され)、かつ第1辺と向かい合う他方の長辺(第2辺)がいずれの第2開口部19とも重ならないで第2電極16と対向する状態に配置されている(図1、図2参照)。このことは、各第2開口部19についてもいえる。すなわち、各第2開口部19に着目すれば、各第2開口部19は、1つの長辺が1つの第1開口部18と平面視において重なり、かつ第1辺と向かい合う他方の長辺がいずれの第1開口部18とも重ならないで第1電極12と対向する状態に配置されている。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, each first opening 18 is associated with any one of the second openings 19. The pair of first opening 18 and second opening 19 that are associated with each other are arranged to be opposed to each other in the short side direction so that only a part of each of them overlaps each other. More specifically, each first opening 18 has one long side (first side) overlapping with one second opening 19 in a plan view (that is, included), and the other length facing the first side. The side (second side) is disposed so as to face the second electrode 16 without overlapping any of the second openings 19 (see FIGS. 1 and 2). This is also true for each second opening 19. That is, when attention is paid to each second opening 19, each second opening 19 has one long side overlapping with one first opening 18 in plan view, and the other long side facing the first side. The first opening 18 is disposed so as not to overlap any of the first openings 18 so as to face the first electrode 12.
このような第1開口部18および第2開口部19の構造によれば、第1電極12および第2電極16を用いて液晶層14に電圧を印加したときに各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれのエッジ付近に発生する斜め電界を、2つの長辺のうちの一方である第1辺の付近においてだけ優先的に機能させることができる。それにより、全ての第1開口部18および第2開口部19において、図1において液晶層14内に点線で示したように、一方向だけに斜め電界を発生させ、液晶分子をある特定の方位にのみ傾斜配向させることができる。したがって、各第1開口部18及び各第2開口部19によって画定される領域のほぼ全面においてモノドメイン配向を実現することができる。 According to the structure of the first opening 18 and the second opening 19 as described above, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 14 using the first electrode 12 and the second electrode 16, each first opening 18 and each The oblique electric field generated in the vicinity of each edge of the second opening 19 can be preferentially functioned only in the vicinity of the first side which is one of the two long sides. Thereby, in all the first openings 18 and the second openings 19, an oblique electric field is generated only in one direction as shown by a dotted line in the liquid crystal layer 14 in FIG. Inclined orientation can only be achieved. Therefore, the monodomain alignment can be realized on almost the entire surface defined by each first opening 18 and each second opening 19.
次に、上記した第1の実施形態に係る液晶表示装置の一実施例について説明する。
実施例の液晶表示装置においては、第1基板11、第2基板15のそれぞれとして所定板厚のガラス基板を用いた。これらのガラス基板上に透明導電膜としてのITO膜を形成した後に、各ITO膜上にフォトレジスト(東京応化社製PMER)をロールコーターで塗布し、プリベークした。その後、このフォトレジストに対して、所望の表示パターンと上記した各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれに対応したフォトマスクを介して紫外線を照射した。次いで、紫外線照射後のフォトレジストをKOH水溶液によって現像し、さらにポストベークし、塩酸と硫酸の混合水溶液によりITO膜のエッチング処理を行い、最後にNaOH水溶液によってフォトレジストを剥離した。以上により、第1基板11の一面側にITO膜からなる第1電極12が形成され、第2基板15の一面側にITO膜からなる第2電極16が形成された。第1電極12に形成された各第1開口部18は上述した図2に示した形状およびサイズとした。同様に、第2電極16に形成された各第2開口部19も上述した図2に示した形状およびサイズとした。
次いで、第1基板11および第2基板15のそれぞれに対して、液状の垂直配向膜用材料(チッソ石油化学社製)をフレキソ印刷にて塗布し、適宜の温度で焼成することにより、各配向膜13、17を形成した。
次いで、一方の基板(例えば、第1基板11)に粒径が略2μmのプラスチック製スペーサーを散布し、他方の基板(例えば、第2基板15)にはその周縁に封止材(三井化学社製シール材)を塗布した後に、両基板を貼り合わせた。両基板を貼り合わせる際には、上記したように互いに対応づけられた一対の第1開口部18および第2開口部19については各々の一部分のみが相互に重畳するように、第1基板11と第2基板15との位置合わせを行った。より具体的には、本実施例では、各第1開口部18の1つの長辺(第1辺)が、対応する第2開口部19の1つの長辺(エッジ)から約2μm程度、第2開口部19の内側へ入り込んだ(内包された)状態とした。
次いで、第1基板11と第2基板15との間隙に、屈折率異方性Δn>0.2、誘電率異方性Δε<0の液晶材料(メルク社製)を真空注入法にて注入し、注入口を封止した後に、120℃で1時間焼成した。
最後に、第1基板11の外側に第1偏光板21を貼り付け、第2基板15の外側には第2偏光板22を貼り付けた。第1偏光板21および第2偏光板22は、それぞれの吸収軸が各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれの長辺方位に対して略45°となり、かつクロスニコル状態となるように配置された。最後に、外部取り出し電極部にリードフレーム(いずれも図示省略)を取り付けて液晶表示装置1を完成させた。
Next, an example of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described.
In the liquid crystal display device of the example, a glass substrate having a predetermined plate thickness was used as each of the first substrate 11 and the second substrate 15. After forming an ITO film as a transparent conductive film on these glass substrates, a photoresist (PMER manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on each ITO film with a roll coater and prebaked. Thereafter, the photoresist was irradiated with ultraviolet rays through a desired display pattern and a photomask corresponding to each of the first openings 18 and the second openings 19 described above. Next, the photoresist after ultraviolet irradiation was developed with a KOH aqueous solution, further post-baked, the ITO film was etched with a mixed aqueous solution of hydrochloric acid and sulfuric acid, and finally the photoresist was peeled off with a NaOH aqueous solution. As described above, the first electrode 12 made of an ITO film was formed on the one surface side of the first substrate 11, and the second electrode 16 made of the ITO film was formed on the one surface side of the second substrate 15. Each first opening 18 formed in the first electrode 12 has the shape and size shown in FIG. Similarly, each second opening 19 formed in the second electrode 16 has the shape and size shown in FIG.
Next, a liquid vertical alignment film material (manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) is applied to each of the first substrate 11 and the second substrate 15 by flexographic printing, and baked at an appropriate temperature. Films 13 and 17 were formed.
Next, a plastic spacer having a particle size of approximately 2 μm is spread on one substrate (for example, the first substrate 11), and a sealing material (Mitsui Chemicals, Inc.) is disposed on the periphery of the other substrate (for example, the second substrate 15). Both substrates were bonded together after applying the sealing material). When the two substrates are bonded together, the first substrate 11 and the first substrate 11 are arranged so that only a part of each of the pair of the first opening 18 and the second opening 19 overlapped with each other as described above. The alignment with the second substrate 15 was performed. More specifically, in this embodiment, one long side (first side) of each first opening 18 is about 2 μm from the one long side (edge) of the corresponding second opening 19, 2 It was set as the state which penetrated into the opening part 19 (it included).
Next, a liquid crystal material (made by Merck) having a refractive index anisotropy Δn> 0.2 and a dielectric anisotropy Δε <0 is injected into the gap between the first substrate 11 and the second substrate 15 by a vacuum injection method. Then, after sealing the injection port, it was baked at 120 ° C. for 1 hour.
Finally, the first polarizing plate 21 was attached to the outside of the first substrate 11, and the second polarizing plate 22 was attached to the outside of the second substrate 15. Each of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 has an absorption axis of approximately 45 ° with respect to the respective long side orientations of the first opening 18 and the second opening 19, and a crossed Nicol state. Arranged to be. Finally, a lead frame (both not shown) was attached to the external extraction electrode portion to complete the liquid crystal display device 1.
また、上記した実施例に対する比較例となる液晶表示装置も作製した。図3は、比較例の液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。また、図4は、比較例の液晶表示装置における各第1開口部および各第2開口部のそれぞれの配置について示す平面図である。実施例と比較例との相違点は、各第1開口部18および各第2開口部19の相互の位置関係が図3及び図4に示すように第1開口部18と第2開口部19とが平面視において重ならないように配置されている点である。より詳細には、比較例の液晶表示装置においては、隣接する2つの第2開口部19の中間に1つの第1開口部18が重なるようにされている。それ以外の構造については実施例1と比較例で共通に作製されているため、各構成要素については同一符号を付し、それぞれの詳細な説明を省略する。 In addition, a liquid crystal display device as a comparative example with respect to the above-described embodiment was also manufactured. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a liquid crystal display device of a comparative example. FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of each first opening and each second opening in the liquid crystal display device of the comparative example. The difference between the example and the comparative example is that the positional relationship between each first opening 18 and each second opening 19 is as shown in FIGS. 3 and 4, and the first opening 18 and the second opening 19. Are arranged so as not to overlap each other in plan view. More specifically, in the liquid crystal display device of the comparative example, one first opening 18 overlaps between two adjacent second openings 19. Since other structures are manufactured in common in the first embodiment and the comparative example, the same reference numerals are given to the respective constituent elements, and detailed descriptions thereof are omitted.
図5および図6は、上記した実施例の液晶表示装置における電圧印加時の配向組織写真を示す図である。なお、上側となる第1偏光板21は各第1開口部18の長辺方位に対して反時計回りに略45°の方位に吸収軸を設定して配置され、下側となる第2偏光板22は上側の第1偏光板21の吸収軸に対してクロスニコルとなるように吸収軸を設定して配置された。図5によれば、長辺方位に隣接する2つの第1開口部18の相互間および2つの第2開口部19の相互間に暗領域が観察され、さらに面内散布されたスペーサーおよびその周辺部で暗領域が観察されるが、それ以外では配向の不均一性は観察されない。このことから、規則的な配向状態が実現できていると推測される。 FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams showing alignment texture photographs at the time of voltage application in the liquid crystal display device of the above-described embodiment. The first polarizing plate 21 on the upper side is arranged with the absorption axis set in the direction of about 45 ° counterclockwise with respect to the long side direction of each first opening 18, and the second polarizing plate on the lower side. The plate 22 was arranged with the absorption axis set so as to be crossed Nicol with respect to the absorption axis of the upper first polarizing plate 21. According to FIG. 5, dark regions are observed between the two first openings 18 adjacent to each other in the long side direction and between the two second openings 19, and the spacers distributed in the plane and their surroundings are observed. A dark region is observed in the part, but non-uniformity of the alignment is not observed in other cases. From this, it is presumed that a regular alignment state is realized.
図6は、基本的には図5に示す配向組織写真と同様の条件で観察されたものであるが、各第1開口部18または各第2開口部19の短辺方位に関して基板面の法線方向より約10°斜めから観察された点が異なっている。図6に示すように、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれに対応する領域、および各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれの長辺方位における相互間領域以外の領域においては等しい透過率が得られていることが分かる。このことから、実施例の液晶表示装置ではその大部分(透過率が等しい部分)において液晶分子の配向方位が等しいモノドメイン配向が実現されていると考えられる。 FIG. 6 is basically observed under the same conditions as the orientation texture photograph shown in FIG. 5, but the method of the substrate surface with respect to the short side orientation of each first opening 18 or each second opening 19. It is different in that it is observed at an angle of about 10 ° from the line direction. As shown in FIG. 6, the regions corresponding to the respective first openings 18 and the second openings 19, and the mutual long sides of the first openings 18 and the second openings 19. It can be seen that equal transmittance is obtained in regions other than the region. From this, it is considered that in the liquid crystal display device of the example, the monodomain alignment in which the alignment direction of the liquid crystal molecules is equal is realized in the majority (the portion where the transmittance is equal).
図7および図8は、上記した比較例の液晶表示装置における電圧印加時の配向組織写真を示す図である。なお、第1偏光板21および第2偏光板22のそれぞれの吸収軸のセッティングは上記した実施例の場合と同様である。図7によれば、長辺方位に隣接する2つの第1開口部18の相互間および2つの第2開口部19の相互間にクロス状の暗領域が観察され、さらに面内散布されたスペーサーおよびその周辺部で暗領域が観察されるが、それ以外では配向の不均一性は観察されない。このことから、規則的な配向状態が実現できていると推測される。 7 and 8 are diagrams showing alignment texture photographs at the time of voltage application in the liquid crystal display device of the comparative example described above. The setting of the absorption axis of each of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 is the same as that in the above-described embodiment. According to FIG. 7, a cross-shaped dark region is observed between the two first openings 18 adjacent to each other in the long side direction and between the two second openings 19, and the spacers are further dispersed in the plane. In addition, dark regions are observed at the periphery thereof, but non-uniformity of alignment is not observed otherwise. From this, it is presumed that a regular alignment state is realized.
図8は、基本的には図7に示す配向組織写真と同様の条件で観察されたものであるが、各第1開口部18または各第2開口部19の短辺方位に関して基板面の法線方向より約10°斜めから観察された点が異なっている。図8に示すように、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれの短辺方位に関して、各第1開口部18および各第2開口部19を境にして各領域の透過率が異なっている状態が観察される。これは液晶分子の配向方位が180°異なっているためと考えられる。すなわち、2ドメイン配向が実現されていると考えられる。 FIG. 8 is basically observed under the same conditions as the orientation texture photograph shown in FIG. 7, but the method of the substrate surface with respect to the short side orientation of each first opening 18 or each second opening 19 is shown. It is different in that it is observed at an angle of about 10 ° from the line direction. As shown in FIG. 8, the transmittance of each region with respect to each short side orientation of each first opening 18 and each second opening 19 with each first opening 18 and each second opening 19 as a boundary. Different states are observed. This is presumably because the orientation directions of the liquid crystal molecules differ by 180 °. That is, it is considered that the two-domain orientation is realized.
図9は、実施例および比較例の各々の液晶表示装置の電圧印加時における視角特性の測定結果を示す図である。この視角特性の測定は大塚電子社製LCD5200にて行われた。具体的には、閾値電圧以上の駆動電圧を印加し、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれの短辺方位に対して観察角度を変化させた場合の透過率変化が測定された。なお、図2、図4で示した各図の上方向がプラスの観察角度、下方向がマイナスの観察角度に対応している。また、縦軸は正面観察時を1とした相対透過率で示されている。図9において、丸プロットは実施例の液晶表示装置の視角特定を示している。この視角特定により示されるように、実施例の液晶表示装置においては、上方位を最良視認方位とする上下非対称な透過率特性が得られており、先の配向組織観察の結果と総合すると、電圧印加時には各第1開口部18および各第2開口部19の領域等を除くほとんどの領域でモノドメイン配向が実現されていると考えられる。一方、図9において、三角プロットによって示された比較例の液晶表示装置の視角特性は、上下方位で対称的な透過率変化となっている。これは2ドメイン配向が得られていることを示すものである。 FIG. 9 is a diagram showing the measurement results of viewing angle characteristics of the liquid crystal display devices of the example and the comparative example when a voltage is applied. The measurement of the viewing angle characteristic was performed on an LCD 5200 manufactured by Otsuka Electronics. Specifically, the transmittance change is measured when a driving voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied and the observation angle is changed with respect to the respective short side orientations of the first openings 18 and the second openings 19. It was done. 2 and 4, the upper direction corresponds to a positive observation angle, and the lower direction corresponds to a negative observation angle. The vertical axis indicates the relative transmittance with the front observation taken as 1. In FIG. 9, the circle plot indicates the viewing angle of the liquid crystal display device of the example. As shown by this viewing angle specification, in the liquid crystal display device of the example, an up-down asymmetric transmittance characteristic with the upper direction as the best viewing direction is obtained. At the time of application, it is considered that monodomain orientation is realized in almost all regions except the regions of the first openings 18 and the second openings 19. On the other hand, in FIG. 9, the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device of the comparative example shown by the triangular plot is a transmittance change symmetrical in the vertical direction. This indicates that a two-domain orientation is obtained.
なお、本願発明者は上記した実施例以外にも、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれのサイズ、配置状態等について種々の条件を調べた。それらの結果を以下に説明する。 In addition to the above-described embodiments, the inventor of the present application examined various conditions regarding the size, arrangement state, etc. of each first opening 18 and each second opening 19. The results are described below.
まず、相対する第1開口部18と第2開口部19とをどの程度オーバーラップさせることができるかを検討した結果について説明する。これについては、相対する第1開口部18と第2開口部19とが完全に重ならない限りは、モノドメイン配向が得られることが分かった。すなわち、第1開口部18の1つの長辺(第1辺)のみが第2開口部19に内包される構造であれば、第1開口部18および第2開口部19の領域以外のほとんどの領域でモノドメイン配向を実現できることが分かった。 First, the result of examining how much the first opening 18 and the second opening 19 facing each other can be overlapped will be described. In this regard, it has been found that monodomain alignment can be obtained unless the first opening 18 and the second opening 19 facing each other completely overlap. That is, as long as only one long side (first side) of the first opening 18 is included in the second opening 19, most of the areas other than the regions of the first opening 18 and the second opening 19 are used. It was found that monodomain orientation can be realized in the region.
次に、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれのサイズおよび配置間隔についての検討結果を説明する。各第1開口部18および各第2開口部19の短辺長さは、液晶表示装置の開口率に関して重要な要素であるのので、これを考慮すると5μm以上40μm以下が好ましく、7μm以上30μm以下とするのが更に好ましい。各第1開口部18および各第2開口部19の長辺長さは、任意の表示パターンに対応するためには、20μm以上300μm以下が好ましく、20μm以上200μm以下とするのが更に好ましい。また、隣接する2つの第1開口部18の長辺方位における相互間距離は、上記した短辺長さ以下とすることが好ましい。隣接する2つの第2開口部19の長辺方位における相互間距離も同様である。また、隣接する2つの第1開口部18の短辺方位における相互間距離は、配向状態の安定性に大きく寄与する要素であるので、これを考慮すると10μm以上100μm以下が好ましく、20μm以上60μm以下とすることが更に好ましい。隣接する2つの第2開口部19の短辺方位における相互間距離も同様である。 Next, the examination result about each size and arrangement | positioning space | interval of each 1st opening part 18 and each 2nd opening part 19 is demonstrated. The short side length of each first opening 18 and each second opening 19 is an important factor with respect to the aperture ratio of the liquid crystal display device. Therefore, in consideration of this, it is preferably 5 μm or more and 40 μm or less, and preferably 7 μm or more and 30 μm or less. Is more preferable. The long side length of each first opening 18 and each second opening 19 is preferably 20 μm or more and 300 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 200 μm or less in order to correspond to an arbitrary display pattern. Moreover, it is preferable that the mutual distance in the long side direction of the two adjacent 1st opening parts 18 shall be below the above short side length. The same applies to the mutual distance in the long side direction of the two adjacent second openings 19. In addition, the distance between the two adjacent first openings 18 in the short side orientation is a factor that greatly contributes to the stability of the alignment state. Therefore, in consideration of this, the distance is preferably 10 μm or more and 100 μm or less, and 20 μm or more and 60 μm or less. More preferably. The same applies to the distance between the adjacent two second openings 19 in the short side direction.
次に、各第1開口部18および各第2開口部19の配置の他の態様について説明する。
例えば、図10に示すように、各第1開口部18が隣接する2つの第2開口部19に渡って相対するように各第1開口部18および各第2開口部19が配置されていてもよい。すなわち、本例では、各第1開口部18の1つの長辺(第1辺)の一部分が相対する第2開口部19のそれぞれと重なる状態に構成されている。
Next, another aspect of the arrangement of the first openings 18 and the second openings 19 will be described.
For example, as shown in FIG. 10, each first opening 18 and each second opening 19 are arranged so that each first opening 18 faces two adjacent second openings 19. Also good. That is, in this example, a part of one long side (first side) of each first opening 18 is configured to overlap with each of the opposing second openings 19.
また、各第1開口部18と各第2開口部19とが同一形状とされていなくてもよい。例えば、図11に示すように、各第1開口部18に比べて、各第2開口部19の長辺長さをより長く設定してもよい。図11に示す例では3つの第1開口部18に対して1つの第2開口部19が相対するように構成されている。 Moreover, each 1st opening part 18 and each 2nd opening part 19 do not need to be made into the same shape. For example, as shown in FIG. 11, the long side length of each second opening 19 may be set longer than each first opening 18. In the example shown in FIG. 11, one second opening 19 is configured to face three first openings 18.
また、図示を省略するが、各第1開口部18および各第2開口部19の短辺長さについても両者間で一致していなくてもよい。更に、各第1開口部18あるいは各第2開口部19は、必ずしも長方形状でなくてもよく、正方形状であってもよい。これらいずれの態様においても、各第1開口部18の長辺が2辺ともに相対する第2開口部19に内包される状態とならない限りにおいては、上記したようなモノドメイン配向が実現される。 Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the short side length of each 1st opening part 18 and each 2nd opening part 19 does not need to correspond between both. Furthermore, each 1st opening part 18 or each 2nd opening part 19 does not necessarily need to be rectangular shape, and may be square shape. In any of these aspects, the monodomain orientation as described above is realized as long as the long sides of each first opening 18 are not included in the second opening 19 facing both sides.
次いで、他の実施態様について説明する。上述した実施形態および実施例においては、第1電極側に設けられた第1開口部と第2電極側に設けられた第2開口部とを所定条件下において相対して配置することによってモノドメイン配向を実現していたが、第1開口部又は第2開口部の少なくとも一方を突起体(突起物)に置き換えても同様の効果が得られる。 Next, another embodiment will be described. In the above-described embodiments and examples, the monodomain is obtained by disposing the first opening provided on the first electrode side and the second opening provided on the second electrode side relative to each other under a predetermined condition. Although the orientation has been realized, the same effect can be obtained by replacing at least one of the first opening and the second opening with a protrusion (projection).
図12〜図14は、変形例の液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。なお、上記した実施形態にかかる液晶表示装置1と共通する要素については同一符号を用いており、それらについては説明を省略する。 12 to 14 are cross-sectional views schematically showing the structure of a liquid crystal display device according to a modification. In addition, the same code | symbol is used about the element which is common in the liquid crystal display device 1 concerning above-described embodiment, and description is abbreviate | omitted about them.
図12に示す液晶表示装置1aは、所定間隔(例えば一定間隔)で離間して配置された複数の第1突起部38を有する第1電極32と、同じく所定間隔(例えば一定間隔)で離間して配置された複数の第2突起部39を有する第2電極36と、を含んで構成されている。各第1突起部38は、例えば、第1基板11の一方面上に絶縁体等からなる突起物を予め設けておき、それらの突起物を覆うようにして第1電極32を形成することによって得られる。同様に、各第2突起部39は、例えば、第2基板12の一方面上に絶縁体等からなる突起物を予め設けておき、それらの突起物を覆うようにして第2電極36を形成することによって得られる。各第1突起部38及び各第2突起部39の高さは0.1μm〜5μm程度、底部の幅は20μm〜80μm程度が好ましい(以下に示す変形例においても同様)。また、各第1突起部38の相互間距離、各第2突起部39の相互間距離は、それぞれ20μm〜80μm程度が好ましい(以下に示す変形例においても同様)。 The liquid crystal display device 1a shown in FIG. 12 is also spaced apart from the first electrode 32 having a plurality of first protrusions 38 spaced apart at a predetermined interval (for example, a constant interval) at the same predetermined interval (for example, a constant interval). And a second electrode 36 having a plurality of second projecting portions 39 arranged in this manner. For example, each first protrusion 38 is provided with protrusions made of an insulator or the like on one surface of the first substrate 11 in advance, and the first electrode 32 is formed so as to cover the protrusions. can get. Similarly, for each of the second protrusions 39, for example, protrusions made of an insulator or the like are provided in advance on one surface of the second substrate 12, and the second electrode 36 is formed so as to cover the protrusions. It is obtained by doing. The height of each first protrusion 38 and each second protrusion 39 is preferably about 0.1 μm to 5 μm, and the width of the bottom is preferably about 20 μm to 80 μm (the same applies to the modifications shown below). In addition, the distance between the first protrusions 38 and the distance between the second protrusions 39 are each preferably about 20 μm to 80 μm (the same applies to the modifications shown below).
本変形例においては、第1突起部38の各々は、部分的に第2突起部39のいずれかと平面視において重なるように配置されている。別言すれば、各第1突起部38は、その少なくとも一部分が、相対する第2突起部39と図中の上下方向において重なるように配置されている。このような構成の液晶表示装置1aにおいても、電圧印加時におけるモノドメイン配向を実現することができる。なお、図12に示す例では、各第1突起部38および各第2突起部39の形状が断面三角形状となっているが、形状はこれに限定されず、他の形状(例えば断面台形状など)であってもよい(以下に示す変形例においても同様)。 In the present modification, each of the first protrusions 38 is disposed so as to partially overlap with one of the second protrusions 39 in plan view. In other words, each first protrusion 38 is arranged so that at least a portion thereof overlaps the opposing second protrusion 39 in the vertical direction in the figure. Also in the liquid crystal display device 1a having such a configuration, monodomain alignment at the time of voltage application can be realized. In the example shown in FIG. 12, the shape of each first protrusion 38 and each second protrusion 39 is triangular, but the shape is not limited to this, and other shapes (for example, a trapezoidal cross section) Etc.) (the same applies to the modifications shown below).
図13に示す例の液晶表示装置1bは、上記した液晶表示装置1と液晶表示装置1aとの中間的な構造を有する。具体的には、液晶表示装置1bは、所定間隔(例えば一定間隔)で配置された複数の突起部48を有する第1電極42と、同じく所定間隔(例えば一定間隔)で配置された複数の開口部49を有する第2電極46と、を含んで構成されている。各突起部48の構造は上記した第1突起部38と同様である。また、各開口部49の構造は上記した第2開口部19と同様である。本変形例においては、突起部48の各々は、部分的に開口部49のいずれかと平面視において重なるように配置されている。別言すれば、各突起部48は、その少なくとも一部分が、相対する開口部49と図中の上下方向において重なるように配置されている。このような構成の液晶表示装置1bにおいても、電圧印加時におけるモノドメイン配向を実現することができる。 The liquid crystal display device 1b of the example shown in FIG. 13 has an intermediate structure between the liquid crystal display device 1 and the liquid crystal display device 1a. Specifically, the liquid crystal display device 1b includes a first electrode 42 having a plurality of protrusions 48 arranged at a predetermined interval (for example, a constant interval), and a plurality of openings similarly arranged at a predetermined interval (for example, a constant interval). And a second electrode 46 having a portion 49. The structure of each protrusion 48 is the same as that of the first protrusion 38 described above. The structure of each opening 49 is the same as that of the second opening 19 described above. In the present modification, each of the protrusions 48 is disposed so as to partially overlap with any one of the openings 49 in plan view. In other words, each protrusion 48 is arranged so that at least a portion thereof overlaps the opening 49 facing each other in the vertical direction in the drawing. Also in the liquid crystal display device 1b having such a configuration, monodomain alignment at the time of voltage application can be realized.
図14に示す例の液晶表示装置1cは、上記した液晶表示装置1bの更なる変形実施例である。具体的には、液晶表示装置1cは、所定間隔(例えば一定間隔)で配置された複数の第1突起部58と所定間隔で配置された複数の第1開口部59とを有する第1電極52と、同じく所定間隔(例えば一定間隔)で配置された複数の第2突起部68と所定間隔で配置された複数の第2開口部69とを有する第2電極56と、を含んで構成されている。第1突起部58の構造は上記した第1突起部38と同様であり、第1開口部59の構造は上記した第1開口部18と同様である。第2突起部59の構造は上記した第2突起部39と同様であり、第2開口部59の構造は上記した第2開口部19と同様である。本変形例において、第1突起部58の各々は、部分的に第2開口部69のいずれかと平面視において重なるように配置されている。別言すれば、各第1突起部58は、その少なくとも一部分が、相対する第2開口部69と図中の上下方向において重なるように配置されている。同様に、第2突起部68の各々は、部分的に第1開口部59のいずれかと平面視において重なるように配置されている。別言すれば、各第2突起部68は、その少なくとも一部分が、相対する第1開口部59と図中の上下方向において重なるように配置されている。このような構成の液晶表示装置1cにおいても、電圧印加時におけるモノドメイン配向を実現することができる。 The liquid crystal display device 1c of the example shown in FIG. 14 is a further modified embodiment of the above-described liquid crystal display device 1b. Specifically, the liquid crystal display device 1c includes a first electrode 52 having a plurality of first protrusions 58 arranged at a predetermined interval (for example, a constant interval) and a plurality of first openings 59 arranged at a predetermined interval. And a second electrode 56 having a plurality of second protrusions 68 arranged at a predetermined interval (for example, a constant interval) and a plurality of second openings 69 arranged at a predetermined interval. Yes. The structure of the first protrusion 58 is the same as that of the first protrusion 38 described above, and the structure of the first opening 59 is the same as that of the first opening 18 described above. The structure of the second protrusion 59 is the same as that of the second protrusion 39 described above, and the structure of the second opening 59 is the same as that of the second opening 19 described above. In the present modification, each of the first protrusions 58 is disposed so as to partially overlap with one of the second openings 69 in plan view. In other words, each first protrusion 58 is arranged so that at least a part thereof overlaps the opposing second opening 69 in the vertical direction in the figure. Similarly, each of the second protrusions 68 is disposed so as to partially overlap one of the first openings 59 in plan view. In other words, each of the second protrusions 68 is arranged so that at least a part thereof overlaps the opposing first opening 59 in the vertical direction in the figure. Also in the liquid crystal display device 1c having such a configuration, monodomain alignment at the time of voltage application can be realized.
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態においては、電圧印加時において有効表示領域の全体でモノドメイン配向を実現し、ある一方位に最良視認方位を設定することが可能な液晶表示装置について説明した。しかし、液晶表示装置の用途によっては、複数の方位から表示を良好に観察できることが望まれる場合もある。そこで以下では、上記第1の実施形態にかかる技術を応用し、任意の単位領域ごとにモノドメイン配向とすることで全体としてマルチドメイン配向を実現した液晶表示装置を説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, a liquid crystal display device has been described in which monodomain alignment is realized over the entire effective display area when a voltage is applied, and the best viewing orientation can be set at a certain position. However, depending on the use of the liquid crystal display device, it may be desired that the display can be observed well from a plurality of directions. Therefore, hereinafter, a liquid crystal display device that realizes multi-domain alignment as a whole by applying the technique according to the first embodiment to monodomain alignment for each arbitrary unit region will be described.
(セグメントごとの配向制御)
例えば、各セグメント表示部を単位領域とし、各セグメントにおける液晶分子の配向方位を自在に設定することができる。以下にその詳細を説明する。
(Orientation control for each segment)
For example, each segment display unit can be a unit region, and the orientation direction of liquid crystal molecules in each segment can be freely set. Details will be described below.
図15は、セグメント型の液晶表示装置の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100aは、上側のセグメント表示部「LEFT」については図示のように正面から見て左方位から最良に観察され、下側のセグメント表示部「RIGHT」については図示のように正面から見て右方位から最良に観察される状態が実現されるように構成されている。具体的には、図15において図中に拡大図を示したように、各第1開口部11および各第2開口部19は、その長辺方位(長手方向)が液晶表示装置100aを正面から見て上下方向に一致するように配置されている。また、上側偏光板である第1偏光板21および下側偏光板である第2偏光板22の各吸収軸は、図示のように各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位に対して反時計回り/時計回りに略45°に配置されている。すなわち、各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位と第1偏光板21および第2偏光板22のそれぞれの吸収軸とが略45°の角度を有するように各々が配置されている。 FIG. 15 is a conceptual plan view schematically showing an example of a segment type liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 100a, the upper segment display section “LEFT” is best observed from the left side when viewed from the front as shown, and the lower segment display section “RIGHT” is viewed from the front as illustrated. It is configured so that the best viewing state from the right direction is realized. Specifically, as shown in an enlarged view in FIG. 15, each first opening 11 and each second opening 19 has a long side orientation (longitudinal direction) from the front of the liquid crystal display device 100a. They are arranged so as to coincide with the vertical direction when viewed. The absorption axes of the first polarizing plate 21 that is the upper polarizing plate and the second polarizing plate 22 that is the lower polarizing plate are the long sides of the first opening 18 and the second opening 19 as shown in the figure. It is arranged at approximately 45 ° counterclockwise / clockwise with respect to the bearing. That is, the long sides of each first opening 18 and each second opening 19 and the respective absorption axes of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are arranged so as to have an angle of about 45 °. Has been.
上記の液晶表示装置100aにおいて、上側のセグメント表示部「LEFT」では各第1開口部18が各第2開口部19に対して相対的に左側へずらして配置されている。すなわち、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である左側に偏在させている。これにより、電圧印加時における上側のセグメント表示部「LEFT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において右方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が左方位となる。同様に、下側のセグメント表示部「RIGHT」では、各第1開口部18が各第2開口部19に対して相対的に右側へずらして配置されている。すなわち、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である右側に偏在させている。これにより、電圧印加時における下側のセグメント表示部「RIGHT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において左方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が右方位となる。 In the above-described liquid crystal display device 100a, in the upper segment display portion “LEFT”, the first openings 18 are arranged to be shifted to the left relative to the second openings 19. That is, the first openings 18 are unevenly distributed on the left side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the upper segment display portion “LEFT” at the time of voltage application is the right orientation in most parts except the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the left orientation. Similarly, in the lower segment display part “RIGHT”, the first openings 18 are arranged so as to be shifted to the right relative to the second openings 19. That is, the first openings 18 are unevenly distributed to the right side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the lower segment display portion “RIGHT” at the time of voltage application is the left orientation in the majority except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the right orientation.
図16は、セグメント型の液晶表示装置の他の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100bは、図16において図中に示したように、上側偏光板である第1偏光板21の吸収軸が液晶表示装置100bを正面から見た左右方向に一致し、下側偏光板である第2偏光板22の吸収軸が上下方向に一致するように設定されている。このようなセッティングは、例えば、電圧無印加時における左右方位の光抜けを抑制したい場合や、観察者が偏光サングラスを装着していてもこの観察者が体感する表示輝度があまり暗くならないようにしたい場合などに適用される。 FIG. 16 is a conceptual plan view schematically showing another example of the segment type liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 100b, as shown in FIG. 16, the absorption axis of the first polarizing plate 21, which is the upper polarizing plate, coincides with the left-right direction when the liquid crystal display device 100b is viewed from the front. The absorption axis of the second polarizing plate 22 that is a plate is set to coincide with the vertical direction. For example, if you want to suppress light leakage in the left and right directions when no voltage is applied, or if the observer is wearing polarized sunglasses, the display brightness experienced by the observer should not be too dark. Applies to cases.
上記の液晶表示装置100bにおいても、上側のセグメント表示部「LEFT」では各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である左上側(45°方位)に偏在させている。これにより、電圧印加時における上側のセグメント表示部「LEFT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において右下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が左上方位(左上45°方位)となる。また、下側のセグメント表示部「RIGHT」では、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である右下側に偏在させている。これにより、電圧印加時における下側のセグメント表示部「RIGHT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において左上方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が右下方位(右下45°方位)となる。 Also in the liquid crystal display device 100b described above, in the upper segment display section “LEFT”, the first opening 18 is located on the upper left side (45 ° azimuth), which is the side where the first opening 18 is desired to be the best viewing direction. It is unevenly distributed. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the upper segment display portion “LEFT” at the time of voltage application is in the lower right most of the area except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the upper left orientation (upper left 45 ° azimuth). In the lower segment display section “RIGHT”, the first openings 18 are unevenly distributed to the lower right side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the lower segment display portion “RIGHT” at the time of voltage application is the upper left orientation in most portions except near each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the lower right position (right Lower 45 ° azimuth).
図17は、セグメント型の液晶表示装置の他の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100cは、図17において図中に示したように、上側偏光板である第1偏光板21の吸収軸が液晶表示装置100cを正面から見た左右方向に一致し、下側偏光板である第2偏光板22の吸収軸が上下方向に一致するように設定されている。すなわち、各偏光板の吸収軸の配置は上記した液晶表示装置100bの場合と同様である。このようなセッティングは、液晶表示装置100cを上方位(例えば20°程度)から観察する場合において、左上側(例えば左45°上側)からの観察時と右上側(例えば右45°上側)からの観察時のいずれでも、上側のセグメント表示部「LEFT」と下側のセグメント表示部「RIGHT」について観察者が体感する表示輝度に大きな差異を生じないようにしたい場合などに適している。 FIG. 17 is a conceptual plan view schematically showing another example of the segment type liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 100c, as shown in FIG. 17, the absorption axis of the first polarizing plate 21, which is the upper polarizing plate, coincides with the horizontal direction when the liquid crystal display device 100c is viewed from the front, and the lower polarization The absorption axis of the second polarizing plate 22 that is a plate is set to coincide with the vertical direction. That is, the arrangement of the absorption axis of each polarizing plate is the same as that of the liquid crystal display device 100b described above. Such a setting is obtained when observing the liquid crystal display device 100c from an upper direction (for example, about 20 °), when observing from the upper left side (for example, 45 ° upper side) and from the upper right side (for example, 45 ° upper side). It is suitable for the case where it is desired to prevent a large difference in display luminance perceived by the observer between the upper segment display section “LEFT” and the lower segment display section “RIGHT” at any time of observation.
上記の液晶表示装置100cにおいては、上側のセグメント表示部「LEFT」では各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である左上側(左上45°方位)に偏在させている。これにより、電圧印加時における上側のセグメント表示部「LEFT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において右下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が左上方位(左上45°方位)となる。また、下側のセグメント表示部「RIGHT」では、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である右上側(右上45°方位)に偏在させている。これにより、電圧印加時における下側のセグメント表示部「RIGHT」の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において左下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が右上方位(右上45°方位)となる。 In the above-described liquid crystal display device 100c, the upper segment display section “LEFT” has an upper left side (upper left 45 ° azimuth) that is the side where each first opening 18 is desired to be the best viewing direction with respect to each second opening 19. Is unevenly distributed. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the upper segment display portion “LEFT” at the time of voltage application is in the lower right most of the area except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the upper left orientation (upper left 45 ° azimuth). Further, in the lower segment display portion “RIGHT”, the first openings 18 are unevenly distributed on the upper right side (upper right 45 ° azimuth), which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. . As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the lower segment display portion “RIGHT” at the time of voltage application is in the lower left most of the area except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the upper right orientation (upper right 45 ° azimuth).
以上のように、各セグメント表示部を単位領域とし、各セグメント表示部単位で各第1開口部および各第2開口部の配置を設定することにより、各セグメント表示部における液晶分子の配向方位を自在に設定することができる。なお、光利用効率をより重視する観点からは、各第1開口部18および各第2開口部19は、各々の長辺方位が第1偏光板21および第2偏光板22の各々の吸収軸に対して45°±10°程度の範囲内に設定されることが好ましい。 As described above, by setting each segment display unit as a unit region and setting the arrangement of each first opening and each second opening in each segment display unit, the orientation direction of the liquid crystal molecules in each segment display unit is set. It can be set freely. From the viewpoint of placing more emphasis on light utilization efficiency, each first opening 18 and each second opening 19 has an absorption axis of each of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 in the long side direction. Is preferably set within a range of about 45 ° ± 10 °.
(表示エリアごとの配向制御)
各表示エリアを単位領域とし、各表示エリアにおける液晶分子の配向方位を自在に設定することもできる。以下その詳細を説明する。
(Orientation control for each display area)
Each display area can be a unit region, and the orientation direction of liquid crystal molecules in each display area can be set freely. The details will be described below.
図18は、複数の表示エリアを有する液晶表示装置の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100dは、正面から見て左側および右側のそれぞれにセグメント表示部を有し、中央にドットマトリクス表示部を有しており、例えばエアコン装置の表示部として使用されるものである。この液晶表示装置100dでは、左側のセグメント表示部については正面から見て左方位から最良に(より優先的に)観察され、右側のセグメント表示部については正面から見て右方位から最良に(より優先的に)観察され、中央のドットマトリクス表示部においては左右いずれの方位からも良好に観察され得る状態に構成されている。具体的には、図18において図中に拡大図を示したように、左右それぞれのセグメント表示部においては、各第1開口部18および各第2開口部19はその長辺方位(長手方向)が液晶表示装置100dを正面から見て上下方向に一致するように配置されている。また、中央のドットマトリクス表示部においては、各第1開口部18および各第2開口部19はその長辺方位(長手方向)が液晶表示装置100dを正面からみて左右方向に一致するように配置されている。また、上側偏光板である第1偏光板21および下側偏光板である第2偏光板22の各吸収軸は、図示のように各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位に対して反時計回り/時計回りに略45°に配置されている。すなわち、各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位と第1偏光板21および第2偏光板22のそれぞれの吸収軸とが略45°の角度を有するように各々が配置されている。 FIG. 18 is a conceptual plan view schematically showing an example of a liquid crystal display device having a plurality of display areas. The liquid crystal display device 100d has a segment display unit on each of the left and right sides when viewed from the front and a dot matrix display unit in the center, and is used as a display unit of an air conditioner, for example. In the liquid crystal display device 100d, the left segment display unit is best (more preferentially) observed from the left side when viewed from the front, and the right segment display unit is best (right from the right side) when viewed from the front. The center dot matrix display unit is configured so that it can be observed well from either the left or right direction. Specifically, as shown in the enlarged view in FIG. 18, in each of the left and right segment display portions, each first opening 18 and each second opening 19 has its long side orientation (longitudinal direction). Are arranged in the vertical direction when the liquid crystal display device 100d is viewed from the front. In the central dot matrix display section, the first openings 18 and the second openings 19 are arranged such that the long side orientations (longitudinal directions) coincide with the left and right directions when the liquid crystal display device 100d is viewed from the front. Has been. The absorption axes of the first polarizing plate 21 that is the upper polarizing plate and the second polarizing plate 22 that is the lower polarizing plate are the long sides of the first opening 18 and the second opening 19 as shown in the figure. It is arranged at approximately 45 ° counterclockwise / clockwise with respect to the bearing. That is, the long sides of each first opening 18 and each second opening 19 and the respective absorption axes of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are arranged so as to have an angle of about 45 °. Has been.
上記の液晶表示装置100dにおいて、左側のセグメント表示部では上側の各第1開口部18が下側の各第2開口部19に対して相対的に左側へずらして配置されている。すなわち、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である左側に偏在させている。これにより、電圧印加時における左側のセグメント表示部の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において右方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が左方位となる。同様に、右側のセグメント表示部では各第1開口部18が各第2開口部19に対して相対的に右側へずらして配置されている。すなわち、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である右側に偏在させている。これにより、電圧印加時における右側のセグメント表示部の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において左方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が右方位となる。また、中央のドットマトリクス表示部では各第1開口部18が各第2開口部19に対して相対的に上側へずらして配置されている。すなわち、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である上側に偏在させている。これにより、電圧印加時におけるドットマトリクス表示部の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が上方位となる。 In the liquid crystal display device 100d described above, in the left segment display section, the upper first openings 18 are arranged so as to be shifted to the left relative to the lower second openings 19. That is, the first openings 18 are unevenly distributed on the left side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the left segment display portion at the time of voltage application is the right orientation in most parts except the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the left orientation. Similarly, in the segment display portion on the right side, the first openings 18 are arranged so as to be shifted to the right relative to the second openings 19. That is, the first openings 18 are unevenly distributed to the right side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the right segment display portion at the time of voltage application is the left orientation in the majority except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the right orientation. Further, in the central dot matrix display portion, the first openings 18 are arranged so as to be shifted upward relative to the second openings 19. That is, the first openings 18 are unevenly distributed on the upper side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to the second openings 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the dot matrix display portion at the time of voltage application is in the lower position in most parts except for the vicinity of each opening, and the best viewing direction in this segment display portion is the upper direction.
図19は、複数の表示エリアを有する液晶表示装置の他の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100eは、基本的に上記した液晶表示装置100dと同様の構成を備えており、中央のドットマトリクス表示部の構成が異なっている。具体的には、図19において図中に拡大図を示したように、中央のドットマトリクス表示部においては、各第1開口部18および各第2開口部19はその長辺方位(長手方向)が液晶表示装置100eを正面からみて上下方向に一致するように配置されている。この液晶表示装置100eにおいては、中央のドットマトリクス表示部では各第1開口部18と各第2開口部19とが重なり合わない状態で図中の左右方位に沿って交互に配置されている。これにより、電圧印加時におけるドットマトリクス表示部は、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれを境にして短辺方位に対しての液晶分子の配向方位が180°異なる2ドメイン配向となる。左右それぞれのセグメント表示部においては上述したように液晶分子の配向方位はモノドメイン配向となっている。すなわち、本例の液晶表示装置100eによれば、モノドメイン配向と2ドメイン配向とを混在させることが可能となる。 FIG. 19 is a conceptual plan view schematically showing another example of a liquid crystal display device having a plurality of display areas. The liquid crystal display device 100e basically has the same configuration as the above-described liquid crystal display device 100d, and the configuration of the central dot matrix display section is different. Specifically, as shown in the enlarged view in FIG. 19, in the central dot matrix display portion, each first opening 18 and each second opening 19 has its long side orientation (longitudinal direction). Are arranged so as to coincide with the vertical direction when the liquid crystal display device 100e is viewed from the front. In the liquid crystal display device 100e, in the central dot matrix display portion, the first openings 18 and the second openings 19 are alternately arranged along the horizontal direction in the figure without overlapping each other. Thereby, the dot matrix display unit at the time of voltage application has two domains in which the orientation direction of the liquid crystal molecules is 180 ° different from the short side direction with each first opening 18 and each second opening 19 as a boundary. Orientation. In the left and right segment display portions, as described above, the orientation direction of the liquid crystal molecules is a monodomain orientation. That is, according to the liquid crystal display device 100e of this example, it is possible to mix monodomain alignment and two-domain alignment.
図20は、複数の表示エリアを有する液晶表示装置の他の一例を模式的に示した概念平面図である。この液晶表示装置100fは、上記した液晶表示装置100cと同様に、図20において図中に示したように、上側偏光板である第1偏光板21の吸収軸が液晶表示装置100fを正面から見た左右方向に一致し、下側偏光板である第2偏光板22の吸収軸が上下方向に一致するように設定されている。この液晶表示装置100fにおいては、左側のセグメント表示部では各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である左上側(45°方位)に偏在させている。これにより、電圧印加時における左側のセグメント表示部の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において右下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が左上方位(左上45°方位)となる。また、右側のセグメント表示部では、各第2開口部19に対して各第1開口部18を最良視認方位としたい側である右上側に偏在させている。これにより、電圧印加時における右側のセグメント表示部の液晶分子の配向方位は各開口部付近を除く大部分において左下方位となり、このセグメント表示部における最良視認方位が右上方位(右上45°方位)となる。また、中央のドットマトリクス表示部では各第1開口部18と各第2開口部19とが重なり合わない状態で交互に配置され、かつそれぞれの長辺方位が右斜め45°方位に沿って配置されている。これにより、電圧印加時におけるドットマトリクス表示部は、各第1開口部18および各第2開口部19のそれぞれを境にして短辺方位に対しての液晶分子の配向方位が180°異なる2ドメイン配向となる。すなわち、本例の液晶表示装置100fによってもモノドメイン配向と2ドメイン配向とを混在させることが可能となる。 FIG. 20 is a conceptual plan view schematically showing another example of a liquid crystal display device having a plurality of display areas. As in the liquid crystal display device 100c described above, the liquid crystal display device 100f has an absorption axis of the first polarizing plate 21 that is the upper polarizing plate as viewed from the front, as shown in FIG. The absorption axis of the second polarizing plate 22 that is the lower polarizing plate coincides with the vertical direction. In the liquid crystal display device 100f, in the left segment display section, each first opening 18 is unevenly distributed to the left upper side (45 ° azimuth), which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to each second opening 19. . As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the left segment display portion when a voltage is applied is in the lower right most of the area except for the vicinity of each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the upper left orientation (upper left 45 ° orientation). It becomes. Moreover, in the segment display part on the right side, each first opening 18 is unevenly distributed on the upper right side, which is the side where the best viewing orientation is desired, with respect to each second opening 19. As a result, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the right segment display portion when a voltage is applied is in the lower left position in most parts except near each opening, and the best viewing orientation in this segment display portion is the upper right orientation (upper right 45 ° orientation). Become. Further, in the central dot matrix display portion, the first openings 18 and the second openings 19 are alternately arranged in a non-overlapping manner, and the respective long side orientations are arranged along the 45 ° azimuth direction to the right. Has been. Thereby, the dot matrix display unit at the time of voltage application has two domains in which the orientation direction of the liquid crystal molecules is 180 ° different from the short side direction with each first opening 18 and each second opening 19 as a boundary. Orientation. That is, the liquid crystal display device 100f of this example can also mix the monodomain alignment and the two-domain alignment.
以上のように、各表示エリアを単位領域とし、各表示エリア単位で各第1開口部18および各第2開口部19の配置を設定することにより、各表示エリアにおける液晶分子の配向方位を自在に設定することができる。なお、光利用効率をより重視する観点からは、各第1開口部18および各第2開口部19は、各々の長辺方位が第1偏光板21および第2偏光板22の各々の吸収軸に対して45°±10°程度の範囲内に設定することが好ましい。また、図18〜図20に示した各例の液晶表示装置においては、液晶分子の配向方位を表示エリアごとに設定し、全体としては3つの方位に設定していたが、同様な方法により4つ以上の方位に設定することもできる。また、上記した実施形態においては、セグメント表示部をモノドメイン配向に制御していたが、同様の方法により、ドットマトリクス型の表示部において複数の画素部ごとに単位領域を設定し、それらの単位領域ごとにモノドメイン配向を実現することも可能である。 As described above, each display area is a unit region, and the arrangement of each first opening 18 and each second opening 19 is set for each display area, so that the orientation direction of liquid crystal molecules in each display area can be freely set. Can be set to From the viewpoint of placing more emphasis on light utilization efficiency, each first opening 18 and each second opening 19 has an absorption axis of each of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 in the long side direction. Is preferably set within a range of about 45 ° ± 10 °. Further, in the liquid crystal display devices of the examples shown in FIGS. 18 to 20, the orientation direction of the liquid crystal molecules is set for each display area and is set to three directions as a whole. It is possible to set more than one direction. In the above-described embodiment, the segment display unit is controlled to have a monodomain orientation. However, by a similar method, a unit region is set for each of a plurality of pixel units in a dot matrix type display unit, and the unit is set. It is also possible to realize monodomain orientation for each region.
(1画素内での配向制御)
ドットマトリクス型の液晶表示装置における各画素内を複数領域に分け、各々の領域において液晶分子の配向方位を自在に設定することもできる。以下にその詳細を説明する。
(Orientation control within one pixel)
Each pixel in the dot matrix type liquid crystal display device can be divided into a plurality of regions, and the orientation direction of the liquid crystal molecules can be freely set in each region. Details will be described below.
図21は、ドットマトリクス型の液晶表示装置における1画素内の各領域ごとに配向制御する場合の一例について模式的に示した概念平面図である。本実施形態において想定する液晶表示装置は、上側の第1電極12が図中上下方位に沿って短冊状に形成されたいわゆるセグメント電極であり、下側の第2電極16が図中左右方位に沿って短冊状に形成されたいわゆるコモン電極である場合を想定する。他の構成については上記した図1に示した液晶表示装置と同様である。この液晶表示装置においては、第1電極12と第2電極16との重なった矩形領域が1画素に相当しており、図21ではこの1画素分の構成が模式的に示されている。1画素のサイズは、例えば400μm角である。各第1開口部18および各第2開口部19はその長辺方位(長手方向)が正面からみて上下方向に一致するように配置されている。また、上側偏光板である第1偏光板21および下側偏光板である第2偏光板22の各吸収軸は、図示のように各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位に対して反時計回り/時計回りに略45°に配置されている。すなわち、各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位と第1偏光板および第2偏光板のそれぞれの吸収軸とが略45°の角度を有するように各々が配置されている。 FIG. 21 is a conceptual plan view schematically showing an example of the orientation control for each region in one pixel in the dot matrix type liquid crystal display device. The liquid crystal display device assumed in the present embodiment is a so-called segment electrode in which the upper first electrode 12 is formed in a strip shape along the vertical direction in the figure, and the lower second electrode 16 in the horizontal direction in the figure. Assume that the electrode is a so-called common electrode formed in a strip shape. Other configurations are the same as those of the liquid crystal display device shown in FIG. In this liquid crystal display device, a rectangular region where the first electrode 12 and the second electrode 16 overlap corresponds to one pixel, and FIG. 21 schematically shows the configuration for one pixel. The size of one pixel is, for example, 400 μm square. Each first opening 18 and each second opening 19 are arranged such that the long side orientation (longitudinal direction) coincides with the vertical direction when viewed from the front. The absorption axes of the first polarizing plate 21 that is the upper polarizing plate and the second polarizing plate 22 that is the lower polarizing plate are the long sides of the first opening 18 and the second opening 19 as shown in the figure. It is arranged at approximately 45 ° counterclockwise / clockwise with respect to the bearing. That is, each of the first openings 18 and the second openings 19 is arranged so that the long side orientation and the absorption axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate have an angle of about 45 °. Yes.
図21に示す1画素分の領域内では、図中上下方位における中央には第1開口部18のみが設けられており、この部分を液晶分子の配向方位を上下で180°異なる境界としている。この境界よりも上側においては第1開口部18が第2開口部19に対して相対的に上側へ偏在して重なり、この境界よりも下側においては第1開口部18が第2開口部19に対して相対的に下側へ偏在して重なっている。これにより、電圧印加時においては上述の境界よりも上半分と下半分のそれぞれにおいて、液晶分子が第1開口部18と第2開口部19の配置状態に応じた方向(図中矢印で概略的に示す)にモノドメイン配向となる。すなわち、1画素内においての2ドメイン配向が実現される。ここで、上記した比較例(図3、図4)を1画素分の領域に適用した場合を図22に示す。この比較例では、第1電極12側の各第1開口部19および第2電極16側の各第2開口部19のそれぞれを境界にして液晶分子の配向方位(図中矢印で概略的に示す)が180°異なるマルチドメイン配向となる。この比較例に比べ、図21に示した実施形態では、電圧印加時においてモノドメイン配向となる領域がより広い面積となる。 In the region corresponding to one pixel shown in FIG. 21, only the first opening 18 is provided at the center in the vertical direction in the drawing, and this portion is a boundary where the alignment direction of the liquid crystal molecules is different by 180 ° in the vertical direction. On the upper side of this boundary, the first opening 18 is unevenly distributed and overlaps relative to the second opening 19, and on the lower side of this boundary, the first opening 18 is the second opening 19. Are relatively unevenly distributed downward. As a result, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented in directions corresponding to the arrangement state of the first opening 18 and the second opening 19 in the upper half and the lower half of the above-described boundary (indicated schematically by arrows in the figure). Monodomain orientation). That is, a two-domain orientation within one pixel is realized. Here, FIG. 22 shows a case where the above-described comparative example (FIGS. 3 and 4) is applied to a region for one pixel. In this comparative example, the orientation directions of the liquid crystal molecules (schematically indicated by arrows in the figure) with each first opening 19 on the first electrode 12 side and each second opening 19 on the second electrode 16 side as a boundary. ) Are 180 ° different multi-domain orientations. Compared to this comparative example, in the embodiment shown in FIG. 21, the region that becomes the monodomain orientation when a voltage is applied has a wider area.
図23は、ドットマトリクス型の液晶表示装置における1画素内の各領域ごとに配向制御する場合の他の一例について模式的に示した概念平面図である。本実施形態において想定する液晶表示装置も基本的な構成は上記の図21に示した液晶表示装置と共通である。この例の液晶表示装置においては、1画素分の領域を4つに分割し、それぞれの領域についてモノドメイン配向を実現し、全体としては4ドメイン配向を実現している。具体的には、1画素内の左上側の領域および右下側の領域では各第1開口部18を各第2開口部に対して相対的に上側へ偏在させ、1画素内の右上側の領域および左下側の領域では各第1開口部18を各第2開口部に対して相対的に下側へ偏在させている。それにより、図中に矢印で概略的に示したように、1画素内の4つの領域で液晶分子の配向方位が異なる市松状の配向パターンが得られる。なお、本例では1画素内で液晶分子の配向方位を上下方向に設定する構成例を示したが、各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位を90°異ならせることにより、液晶分子の配向方位を左右方向に設定することも可能である。 FIG. 23 is a conceptual plan view schematically showing another example of orientation control for each region in one pixel in a dot matrix type liquid crystal display device. The basic configuration of the liquid crystal display device assumed in this embodiment is the same as that of the liquid crystal display device shown in FIG. In the liquid crystal display device of this example, the region for one pixel is divided into four, and monodomain alignment is realized for each region, and the 4-domain alignment is realized as a whole. Specifically, in the upper left area and lower right area in one pixel, each first opening 18 is unevenly distributed upward relative to each second opening, and the upper right area in one pixel is In the region and the lower left region, the first openings 18 are unevenly distributed downward relative to the second openings. Thereby, as schematically shown by arrows in the figure, checkered alignment patterns having different alignment directions of liquid crystal molecules in four regions in one pixel are obtained. In this example, the configuration example in which the orientation direction of the liquid crystal molecules is set in the vertical direction in one pixel is shown. However, the long side orientations of the first openings 18 and the second openings 19 are different by 90 °. Thus, the orientation direction of the liquid crystal molecules can be set in the left-right direction.
図24は、ドットマトリクス型の液晶表示装置における1画素内の各領域ごとに配向制御する場合の他の一例について模式的に示した概念平面図である。本実施形態において想定する液晶表示装置も基本的な構成は上記の図21に示した液晶表示装置と共通である。図24に示す液晶表示装置は、図21に示した液晶表示装置における各第1開口部18および各第2開口部19の長辺方位を時計回りに45°回転させた構成を備える。また、第1偏光板21および第2偏光板22の各吸収軸も時計回りに45°回転させた方位に設定されている。この液晶表示装置においては、1画素内の対角線を挟んだ右上側の領域と左下側の領域で液晶分子の配向方位が180°異なるように設定される。なお、図示を省略するが、図24に示す例と左右対称に各第1開口部18および各第2開口部19を配置することで、1画素内の対角線を挟んだ左上側の領域と右下側の領域で液晶分子の配向方位が180°異なるように設定することもできる。 FIG. 24 is a conceptual plan view schematically showing another example of the alignment control for each region in one pixel in the dot matrix type liquid crystal display device. The basic configuration of the liquid crystal display device assumed in this embodiment is the same as that of the liquid crystal display device shown in FIG. The liquid crystal display device shown in FIG. 24 has a configuration in which the long side orientations of the first openings 18 and the second openings 19 in the liquid crystal display device shown in FIG. In addition, the absorption axes of the first polarizing plate 21 and the second polarizing plate 22 are also set to orientations rotated 45 ° clockwise. In this liquid crystal display device, the orientation direction of liquid crystal molecules is set to be 180 ° different between the upper right region and the lower left region across the diagonal line in one pixel. Although not shown in the figure, by arranging the first openings 18 and the second openings 19 symmetrically with the example shown in FIG. 24, the upper left area and the right side across the diagonal line in one pixel It can also be set so that the orientation direction of the liquid crystal molecules differs by 180 ° in the lower region.
図25は、ドットマトリクス型の液晶表示装置における1画素内の各領域ごとに配向制御する場合の他の一例について模式的に示した概念平面図である。本実施形態において想定する液晶表示装置も基本的な構成は上記の図21に示した液晶表示装置と共通である。この例の液晶表示装置においては、1画素分の領域を上下2つに分割し、それぞれの領域についてモノドメイン配向を実現し、全体としては2ドメイン配向を実現している。具体的には、1画素内の上側の領域では各第1開口部18を各第2開口部19に対して相対的に右上側へ偏在させ、1画素内の下側の領域では各第1開口部18を各第2開口部19に対して相対的に右下側へ偏在させている。これにより、電圧印加時においては上述の境界よりも上半分と下半分のそれぞれにおいて、液晶分子が第1開口部18と第2開口部19の配置状態に応じた方位(図中矢印で概略的に示す)にモノドメイン配向となる。すなわち、1画素内において、上側と下側の液晶分子の配向方位が90°又は270°異なるような2ドメイン配向が実現される。この例においては、液晶分子の配向方位を180°変化させる境界となる画素の上下方位の中央には第1開口部18および各第2開口部19ともに設けられていない。もちろん、1画素を4つの配向方位に分割することも可能であることは明らかである。 FIG. 25 is a conceptual plan view schematically showing another example of the alignment control for each region in one pixel in the dot matrix type liquid crystal display device. The basic configuration of the liquid crystal display device assumed in this embodiment is the same as that of the liquid crystal display device shown in FIG. In the liquid crystal display device of this example, the area for one pixel is divided into two parts, upper and lower, and monodomain alignment is realized for each area, and two-domain alignment is realized as a whole. Specifically, in the upper region in one pixel, each first opening 18 is unevenly distributed to the upper right side relative to each second opening 19, and each first opening 18 in each lower region in one pixel. The openings 18 are unevenly distributed to the lower right side relative to the second openings 19. Thus, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented in directions corresponding to the arrangement state of the first opening 18 and the second opening 19 (indicated by arrows in the figure) in each of the upper half and the lower half of the boundary. Monodomain orientation). That is, in one pixel, two-domain alignment is realized in which the alignment directions of the upper and lower liquid crystal molecules are different by 90 ° or 270 °. In this example, neither the first opening 18 nor each second opening 19 is provided in the center of the vertical direction of the pixel that becomes a boundary for changing the orientation direction of the liquid crystal molecules by 180 °. Of course, it is obvious that one pixel can be divided into four orientation directions.
以上のように、各画素を単位領域とし、各画素を複数の領域(副画素)に分割してそれぞれにおける液晶分子の配向方位を任意に設定することができる。なお、上記した各例においては1画素内を最大で4つの領域に分割したがこの限りではなく、更に分割数を増やすことも可能である。また、いずれの例においても、光利用効率をより重視する観点からは、各第1開口部18および各第2開口部19は、各々の長辺方位が第1偏光板および第2偏光板の各々の吸収軸に対して45°±10°程度の範囲内に設定することが好ましい。 As described above, each pixel can be a unit region, and each pixel can be divided into a plurality of regions (sub-pixels), and the orientation direction of liquid crystal molecules in each region can be arbitrarily set. In each example described above, one pixel is divided into four regions at the maximum, but this is not restrictive, and the number of divisions can be further increased. In each example, from the viewpoint of placing more importance on light utilization efficiency, each first opening 18 and each second opening 19 has a longer side orientation of each of the first polarizing plate and the second polarizing plate. It is preferable to set within a range of about 45 ° ± 10 ° with respect to each absorption axis.
(1セグメント内での配向制御)
セグメント型の液晶表示装置における各セグメント内を複数領域に分け、各々の領域において液晶分子の配向方位を自在に設定することもできる。以下にその詳細を説明する。
(Orientation control within one segment)
Each segment in the segment type liquid crystal display device can be divided into a plurality of regions, and the orientation direction of the liquid crystal molecules can be freely set in each region. Details will be described below.
図26は、セグメント型の液晶表示装置における1セグメント内の各領域ごとに配向制御する場合の一例について模式的に示した概念平面図である。例えば、図26(A)に例示する7セグメントの表示パターンを有する液晶表示装置において、それぞれのセグメントで2つの配向方位のマルチドメイン配向を実現することを考える。なお、液晶表示装置の具体的な構成は上記した実施形態と同様であるものとする。この場合には、表示パターンの任意性を考慮して、図26(B)に示すような規則的な正方形(例えば200μm角)の配向ドメインを市松状に配置しておき、図26(A)に示したセグメント表示部の表示パターンを重ねたときに、両者が重なり合った部分の第1電極12および第2電極16(それぞれ図1等参照)に各第1開口部18および各第2開口部19を配置することにより、図26(C)に示すように、各セグメント内の複数の領域のそれぞれにおいてモノドメイン配向を実現し、全体としてマルチドメイン配向を実現することができる。 FIG. 26 is a conceptual plan view schematically showing an example of the orientation control for each region in one segment in the segment type liquid crystal display device. For example, in a liquid crystal display device having a 7-segment display pattern illustrated in FIG. 26A, it is considered that multi-domain alignment of two alignment directions is realized in each segment. The specific configuration of the liquid crystal display device is the same as that of the above-described embodiment. In this case, in consideration of arbitrary display patterns, regular square (eg, 200 μm square) orientation domains as shown in FIG. 26B are arranged in a checkered pattern, and FIG. When the display patterns of the segment display section shown in FIG. 5 are overlapped, the first opening 18 and the second opening are formed in the first electrode 12 and the second electrode 16 (see FIG. 1 and the like) of the overlapping portion. By arranging 19, as shown in FIG. 26C, monodomain alignment can be realized in each of a plurality of regions in each segment, and multidomain alignment can be realized as a whole.
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した説明においては、各第1開口部および各第2開口部として長方形状のものを例示していたが、各第1開口部および各第2開口部が正方形状であってもよい。また、第2の実施形態においては、第1電極側に設けられた第1開口部と第2電極側に設けられた第2開口部とを所定条件下において相対して配置する実施形態を用いた応用例を説明していたが、第1開口部又は第2開口部の少なくとも一方を突起体(突起物)に置き換えた実施形態を用いることも可能である。また、上述した説明においては、電圧無印加時における液晶層14内の液晶分子が垂直配向(プレティルト角が略90°)であり誘電率異方性が負である場合について採り上げていたが、液晶分子が水平配向(プレティルト角が略0°)であり誘電率異方性が正である場合についても本発明を適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, In the range of the summary of this invention, it can change and implement variously. For example, in the above description, each first opening and each second opening is illustrated as a rectangular shape, but each first opening and each second opening may be square. . In the second embodiment, an embodiment in which the first opening provided on the first electrode side and the second opening provided on the second electrode side are disposed relative to each other under a predetermined condition is used. However, it is also possible to use an embodiment in which at least one of the first opening and the second opening is replaced with a protrusion (projection). In the above description, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 14 when no voltage is applied are vertically aligned (pretilt angle is approximately 90 °) and the dielectric anisotropy is negative. The present invention can also be applied to the case where the molecules are horizontally oriented (the pretilt angle is approximately 0 °) and the dielectric anisotropy is positive.
1…液晶表示装置、11…第1基板、12…第1電極、13…配向膜、14…液晶層、15…第2基板、16…第2電極、17…配向膜、18…第1開口部、19…第2開口部、21…第1偏光板、22…第2偏光板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 11 ... 1st board | substrate, 12 ... 1st electrode, 13 ... Orientation film, 14 ... Liquid crystal layer, 15 ... 2nd board | substrate, 16 ... 2nd electrode, 17 ... Orientation film, 18 ... 1st opening Part, 19 ... second opening, 21 ... first polarizing plate, 22 ... second polarizing plate
Claims (17)
一面側に第2電極を有し、当該第2電極と前記第1基板の前記第1電極とが向かい合うようにして前記第1基板と対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
を含み、
前記第1電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第1開口部を有し、
前記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第2開口部を有し、
前記複数の第1開口部は、それぞれの第1辺の少なくとも一部が平面視において前記複数の第2開口部のいずれか1つ以上と重なり、かつ、前記第1辺と向かい合う第2辺が平面視において前記複数の第2開口部のいずれとも重ならずに前記第2電極と相対するように配置されている、液晶表示装置。 A first substrate having a first electrode on one side;
A second substrate having a second electrode on one side, the second substrate being disposed opposite to the first substrate so that the second electrode and the first electrode of the first substrate face each other;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
Including
The first electrode has a plurality of first openings each provided in a rectangular shape,
The second electrode has a plurality of second openings each provided in a rectangular shape,
In the plurality of first openings, at least a part of each first side overlaps any one or more of the plurality of second openings in a plan view, and a second side facing the first side has A liquid crystal display device arranged to face the second electrode without overlapping any of the plurality of second openings in a plan view.
前記複数の第1開口部及び前記複数の第2開口部の各々の長辺方位の長さは、前記短辺方位の長さよりも長く、かつ20μm以上300μm以下である、請求項2に記載の液晶表示装置。 The length of the short side orientation of each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is 5 μm or more and 40 μm or less,
The length of the long side direction of each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is longer than the length of the short side direction and is 20 μm or more and 300 μm or less. Liquid crystal display device.
前記複数の第1開口部及び前記複数の第2開口部は、各々の長辺方位を、前記表示面における略上下方位、略左右方位、又は前記上下方位から略45°±10°傾いた方位のいずれかに合わせて配置された、請求項2に記載の液晶表示装置。 The other surface side of the first substrate is set as a display surface,
The plurality of first openings and the plurality of second openings each have a long side azimuth of approximately vertical azimuth, substantially horizontal azimuth on the display surface, or azimuth inclined by approximately 45 ° ± 10 ° from the vertical azimuth. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device is arranged according to any one of the above.
前記複数の単位領域のそれぞれ毎に、前記複数の第1開口部及び前記複数の第2開口部の各々の長辺方位が異なる、請求項11に記載の液晶表示装置。 A plurality of unit areas are provided in an effective display area where the first electrode and the second electrode overlap,
The liquid crystal display device according to claim 11, wherein a long side orientation of each of the plurality of first openings and the plurality of second openings is different for each of the plurality of unit regions.
一面側に第2電極を有し、当該第2電極と前記第1基板の前記第1電極とが向かい合うようにして前記第1基板と対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
を含み、
前記第1電極は、各々が離間して設けられた複数の第1突起部を有し、
前記第2電極は、各々が離間して設けられた複数の第2突起部を有し、
前記複数の第1突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において前記複数の第2突起部のいずれか1つと重なるように配置された、液晶表示装置。 A first substrate having a first electrode on one side;
A second substrate having a second electrode on one side, the second substrate being disposed opposite to the first substrate so that the second electrode and the first electrode of the first substrate face each other;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
Including
The first electrode has a plurality of first protrusions that are spaced apart from each other,
The second electrode has a plurality of second protrusions provided separately from each other,
Each of the plurality of first protrusions is a liquid crystal display device arranged so that at least a part thereof overlaps any one of the plurality of second protrusions in plan view.
一面側に第2電極を有し、当該第2電極と前記第1基板の前記第1電極とが向かい合うようにして前記第1基板と対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
を含み、
前記第1電極は、各々が離間して設けられた複数の突起部を有し、
前記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の開口部を有し、
前記複数の突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において前記複数の開口部のいずれか1つと重なるように配置された、液晶表示装置。 A first substrate having a first electrode on one side;
A second substrate having a second electrode on one side, the second substrate being disposed opposite to the first substrate so that the second electrode and the first electrode of the first substrate face each other;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
Including
The first electrode has a plurality of protrusions provided separately from each other,
The second electrode has a plurality of openings each provided in a rectangular shape,
Each of the plurality of protrusions is a liquid crystal display device arranged so that at least a part thereof overlaps any one of the plurality of openings in plan view.
一面側に第2電極を有し、当該第2電極と前記第1基板の前記第1電極とが向かい合うようにして前記第1基板と対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
を含み、
前記第1電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第1開口部と、各々が離間して設けられた複数の第1突起部を有し、
前記第2電極は、各々が矩形状に設けられた複数の第2開口部と、各々が離間して設けられた複数の第2突起部を有し、
前記複数の第1突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において前記複数の第2開口部のいずれか1つと重なるように配置され、
前記複数の第2突起部のそれぞれは、少なくとも一部が平面視において前記複数の第1開口部のいずれか1つと重なるように配置された、液晶表示装置。 A first substrate having a first electrode on one side;
A second substrate having a second electrode on one side, the second substrate being disposed opposite to the first substrate so that the second electrode and the first electrode of the first substrate face each other;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
Including
The first electrode has a plurality of first openings each provided in a rectangular shape and a plurality of first protrusions provided separately from each other,
The second electrode has a plurality of second openings each provided in a rectangular shape, and a plurality of second protrusions provided separately from each other,
Each of the plurality of first protrusions is arranged so that at least a portion thereof overlaps any one of the plurality of second openings in plan view,
Each of the plurality of second protrusions is a liquid crystal display device arranged so that at least a part thereof overlaps any one of the plurality of first openings in plan view.
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