JP2014077917A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element.
液晶表示素子は、透過型および反射型等があるが、例えば、透過型の場合、観察者の側に配置される透明な第1の基板と、この第1の基板に対向して観察者とは反対側に配置される透明な第2の基板とを有し、これら第1の基板と第2の基板との間に、液晶層を挟持して構成される。液晶層は、例えば、ネマチック相の液晶(以下、ネマチック液晶とも言う)等を用いて形成することができる。そして、第1の基板および/または第2の基板の液晶層側となる内面には、必要なパターニングがなされた、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)等の透明導電材料からなる電極を設けることができる。各基板上の電極上の液晶層と接する面には、液晶層において液晶の均一な初期配向を実現する液晶配向膜を設けることができる。液晶層を挟持する第1の基板と第2の基板の両方を挟んで、観察者の側とその反対側に一対の偏光板を配置することができる。このような構成を備えた液晶表示素子は、電極を用いて液晶層に印加される電界に応じて、液晶層の液晶が初期の配向状態から配向変化し、液晶層を透過する光の制御がなされる。 The liquid crystal display element includes a transmissive type and a reflective type. For example, in the case of a transmissive type, a transparent first substrate disposed on the viewer side, and an observer facing the first substrate. Has a transparent second substrate disposed on the opposite side, and a liquid crystal layer is sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal layer can be formed using, for example, nematic liquid crystal (hereinafter also referred to as nematic liquid crystal). Then, an electrode made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) with necessary patterning is provided on the inner surface on the liquid crystal layer side of the first substrate and / or the second substrate. be able to. A liquid crystal alignment film that realizes uniform initial alignment of the liquid crystal in the liquid crystal layer can be provided on the surface of the electrode on each substrate in contact with the liquid crystal layer. A pair of polarizing plates can be arranged on the viewer side and the opposite side with both the first substrate and the second substrate sandwiching the liquid crystal layer interposed therebetween. In the liquid crystal display device having such a configuration, the liquid crystal of the liquid crystal layer changes its orientation from the initial alignment state in accordance with the electric field applied to the liquid crystal layer using the electrode, and the light transmitted through the liquid crystal layer is controlled. Made.
液晶表示素子は、液晶層の液晶の初期の配向状態並びに電界を印加した時の動作等から、いくつかのモード(型)に分類される。例えば、電界の印加されない初期配向時の液晶層の液晶が、基板面に対して垂直または略垂直な、垂直配向をする液晶表示素子がある。このような液晶表示素子は、VA(Vertical Alignment)型の液晶表示素子と称されている。 Liquid crystal display elements are classified into several modes (types) based on the initial alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal layer and the operation when an electric field is applied. For example, there is a liquid crystal display element in which the liquid crystal of the liquid crystal layer in the initial alignment where no electric field is applied is vertically aligned or approximately perpendicular to the substrate surface. Such a liquid crystal display element is referred to as a VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display element.
VA型の液晶表示素子では、誘電異方性が負である液晶が液晶層の形成に用いられる。第1および第2の2枚の基板上には、液晶層を挟んで、通常はクロスニコルを構成するように一対の偏光板が配置される。第1および第2の基板の液晶層側となる内面にはそれぞれ電極が設けられる。そして、その電極を用いて液晶層に電圧を印加すると、液晶層の液晶の配向が変化し、液晶が形成される電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になろうとする(例えば、特許文献1参照。)。これにより、電圧を印加した部分では、初期の液晶の配向状態に比べ、液晶の屈折率異方性(Δn)と液晶層の厚み(d)との積(Δn・d)によって定まる光の透過特性が変化する。VA型の液晶表示素子では、電圧の印加部分で光の透過特性が変化する性質を利用して、所望とする表示が行われる。 In the VA liquid crystal display element, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used for forming a liquid crystal layer. A pair of polarizing plates is disposed on the first and second substrates so as to form a crossed Nicol, usually with a liquid crystal layer interposed therebetween. Electrodes are provided on the inner surfaces of the first and second substrates on the liquid crystal layer side. When a voltage is applied to the liquid crystal layer using the electrode, the orientation of the liquid crystal in the liquid crystal layer changes, and the orientation of the liquid crystal tends to be perpendicular to the electric field where the liquid crystal is formed, that is, the orientation of the liquid crystal is parallel to the substrate. (For example, refer to Patent Document 1). Thereby, in the portion where voltage is applied, light transmission determined by the product (Δn · d) of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the thickness (d) of the liquid crystal layer, compared to the initial alignment state of the liquid crystal. The characteristic changes. In the VA liquid crystal display element, a desired display is performed by utilizing the property that the light transmission characteristic changes in the voltage application portion.
VA型の液晶表示素子は、TN(Twisted Nematic)型の液晶表示素子やSTN(Super Twisted Nematic)型の液晶表示素子と比較すると、応答特性に優れ、高コントラストの表示を実現することができる(例えば、特許文献2参照。)。そして、VA型の液晶表示素子は、例えば、液晶テレビや携帯用情報機器の表示装置、さらには、自動車等車両のインストルメントパネル等のいわゆる車載用にも盛んに用いられている。
The VA liquid crystal display element has excellent response characteristics and can realize a high contrast display as compared with a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal display element or an STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal display element ( For example, see
このようなVA型の液晶表示素子は、上述したように、初期配向時の液晶層の液晶が、基板面に対して垂直または略垂直な垂直配向をする。しかし、液晶が完全に垂直配向することは好ましくない場合がある。電圧の印加されないときの液晶の配向が基板に対して完全に垂直である場合に、基板面に完全に垂直な方向の電圧が印加されると液晶が傾く方向を規定することができない。その結果、電圧印加時における液晶の配向が一様にならず表示品位が低下する。よって、VA型の液晶表示素子では、何らかの方法で、液晶層の液晶にプレチルト角を付与するようにするか、電極形状を工夫する等して、垂直に配向する液晶が電圧印加によって傾く方向を規定する必要がある。 In such a VA liquid crystal display element, as described above, the liquid crystal in the liquid crystal layer in the initial alignment is vertically aligned or substantially perpendicular to the substrate surface. However, it may not be desirable for the liquid crystal to be perfectly vertically aligned. When the orientation of the liquid crystal when no voltage is applied is completely perpendicular to the substrate, the direction in which the liquid crystal tilts cannot be defined when a voltage in a direction completely perpendicular to the substrate surface is applied. As a result, the orientation of the liquid crystal during voltage application is not uniform and the display quality is degraded. Therefore, in the VA liquid crystal display element, the direction in which the vertically aligned liquid crystal is tilted by applying a voltage by giving a pretilt angle to the liquid crystal in the liquid crystal layer or devising the electrode shape by some method is used. It is necessary to specify.
液晶層において液晶のプレチルト角を形成する方法としては、酸化珪素(SiO2)を基板に対して斜めに蒸着する斜め蒸着法等がある。また、より簡便な方法として、液晶層を挟持する基板それぞれの液晶層側の面に液晶配向膜を設け、その液晶配向膜に配向処理を施す方法がある。例えば、垂直配向性の液晶配向膜を用い、ラビング処理を施すことによって垂直配向する液晶にプレチルト角を付与することができる。そして、略垂直配向する液晶の配向方向、すなわち、液晶のプレチルト角の形成方向を規定することができる。 As a method for forming the pretilt angle of the liquid crystal in the liquid crystal layer, there is an oblique deposition method in which silicon oxide (SiO 2 ) is obliquely deposited with respect to the substrate. Further, as a simpler method, there is a method in which a liquid crystal alignment film is provided on the surface on the liquid crystal layer side of each substrate sandwiching the liquid crystal layer, and the liquid crystal alignment film is subjected to alignment treatment. For example, a pre-tilt angle can be given to the vertically aligned liquid crystal by using a vertical alignment liquid crystal alignment film and performing a rubbing treatment. Then, it is possible to define the alignment direction of the liquid crystal that is substantially vertically aligned, that is, the formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal.
液晶テレビや携帯用情報機器の表示装置等、高精細な表示が必要となる用途においては、画素を上下方向と左右方向のマトリクス状に配置して行うフルドット表示が求められる。VA型の液晶表示素子を用いてフルドット表示を行う場合、液晶表示素子を次のようにして構成することができる。すなわち、液晶表示素子は、横方向(左右方向)に伸びる短冊状に形成された複数の第1の電極を有する第1の基板と、第1の電極と直交する上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第2の電極を有する第2の基板と、第1の基板の第1の電極形成面と第2の基板の第2の電極形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有して構成することができる。 In applications that require high-definition display, such as liquid crystal televisions and display devices for portable information devices, full-dot display in which pixels are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions is required. When full-dot display is performed using a VA liquid crystal display element, the liquid crystal display element can be configured as follows. That is, the liquid crystal display element is formed in a strip shape extending in a vertical direction perpendicular to the first electrode, and a first substrate having a plurality of first electrodes formed in a strip shape extending in the horizontal direction (left-right direction). Sandwiched between the second substrate having the plurality of second electrodes formed, the first electrode formation surface of the first substrate and the second electrode formation surface of the second substrate, and in a predetermined direction between the electrodes And a liquid crystal layer in which the liquid crystal is substantially vertically aligned by forming a pretilt angle.
そして、上述の構造の液晶表示素子では、第1の電極と第2の電極の各重なり部分がそれぞれ画素を形成し、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。 In the liquid crystal display element having the above-described structure, each overlapping portion of the first electrode and the second electrode forms a pixel, enabling full dot display and enabling desired high-definition image display. .
しかしながら、上述した構造のVA型の液晶表示素子では、フルドット表示を行う場合、画素の周辺部分で液晶の配向乱れが生じることがあった。
上述の構造の液晶表示素子の場合、各画素は、第1の電極と第2の電極の重なり部分であって、第1の電極のエッジと第2の電極のエッジとにより囲まれた領域となる。
そのため、第1の電極のエッジまたは第2の電極のエッジに近い各画素の周辺部分は、それらエッジからの斜め電界の影響を受け、液晶の配向乱れを生じることがある。このような液晶の配向乱れは、表示を行う画素内にドメインを発生させ、それが表示のムラとなって、液晶表示素子の表示品位を低下させることがあった。
However, in the VA type liquid crystal display element having the above-described structure, when full dot display is performed, the alignment of the liquid crystal may be disturbed in the peripheral portion of the pixel.
In the case of the liquid crystal display element having the above structure, each pixel is an overlapping portion of the first electrode and the second electrode, and is an area surrounded by the edge of the first electrode and the edge of the second electrode. Become.
Therefore, the peripheral portion of each pixel close to the edge of the first electrode or the edge of the second electrode may be affected by an oblique electric field from the edge, and liquid crystal alignment may be disturbed. Such a disorder in the alignment of the liquid crystal may generate a domain in a pixel that performs display, which may cause unevenness of display and may deteriorate the display quality of the liquid crystal display element.
そのため、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子において、配向の乱れやドメイン発生による表示のムラを低減し、液晶表示素子の表示品位の低下を抑える技術が求められている。 Therefore, in a VA liquid crystal display element that performs full-dot display, there is a demand for a technique that reduces display unevenness due to disorder of alignment and occurrence of domains, and suppresses deterioration in display quality of the liquid crystal display element.
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、VA型の液晶表示素子において、画素内の液晶の配向乱れやドメインによる表示のムラを低減することである。そして、本発明の目的は、表示品位の低下を抑えた液晶表示素子を提供することである。 The present invention has been made in view of these points. That is, an object of the present invention is to reduce display irregularity due to disorder of alignment of liquid crystals in a pixel and domains in a VA liquid crystal display element. And the objective of this invention is providing the liquid crystal display element which suppressed the fall of the display quality.
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明は、第1の方向に伸びる短冊状の複数の第1の電極と、第1の電極と直交するように第2の方向に伸びる短冊状の複数の第2の電極と、
第1の電極と第2の電極とに挟持され、所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有し、
第1の電極と第2の電極の重なり部分である画素内に、第1の電極と第2の電極との間の電圧印加によってプレチルト角の形成方向に液晶が傾斜する第1の領域を有する液晶表示素子であって、
画素のエッジ近傍の、電圧印加によって第1の領域と異なる方向に液晶が傾斜する第2の領域に、第1の電極および第2の電極のうちの少なくとも一方に形成された小片の開口部を有することを特徴とする液晶表示素子に関する。
The present invention includes a plurality of strip-shaped first electrodes extending in a first direction, a plurality of strip-shaped second electrodes extending in a second direction so as to be orthogonal to the first electrode,
A liquid crystal layer that is sandwiched between the first electrode and the second electrode and forms a pretilt angle in a predetermined direction so that the liquid crystal is substantially vertically aligned;
In a pixel that is an overlapping portion of the first electrode and the second electrode, a first region in which the liquid crystal is inclined in the pretilt angle forming direction by applying a voltage between the first electrode and the second electrode is provided. A liquid crystal display element,
An opening of a small piece formed in at least one of the first electrode and the second electrode is formed in a second region where the liquid crystal is inclined in a direction different from the first region by voltage application near the edge of the pixel. The present invention relates to a liquid crystal display element.
本発明において、開口部は、第1の電極と第2の電極との間の電圧印加によって液晶が傾斜するのを妨げない大きさであることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the opening has a size that does not prevent the liquid crystal from being inclined by applying a voltage between the first electrode and the second electrode.
本発明において、開口部は、幅が3μm〜6μmの範囲内であり、形状が矩形または円形であることが好ましい。 In the present invention, the opening has a width in the range of 3 μm to 6 μm, and the shape is preferably rectangular or circular.
本発明において、開口部は複数が配置され、その開口部の配置間隔は、プレチルト角の形成方向で3μm〜20μmの範囲内であり、プレチルト角の形成方向と直交する方向で4μm〜20μmの範囲内であることが好ましい。 In the present invention, a plurality of openings are arranged, and the arrangement interval of the openings is in the range of 3 μm to 20 μm in the pretilt angle forming direction and in the range of 4 μm to 20 μm in the direction orthogonal to the pretilt angle forming direction. It is preferable to be within.
本発明において、液晶のプレチルト角の形成方向は、第1の方向および第2の方向のうちの一方と一致し、
開口部は、画素の、プレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、その画素の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍に配置されることが好ましい。
In the present invention, the formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal coincides with one of the first direction and the second direction,
The opening is preferably arranged in the vicinity of an edge located in a direction opposite to the direction in which the liquid crystal of the pixel is tilted, among edges located in a direction perpendicular to the pretilt angle forming direction of the pixel.
本発明において、液晶のプレチルト角の形成方向は、第1の方向および第2の方向のうちの一方と一致し、
開口部は、画素の、プレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジの近傍に配置されることが好ましい。
In the present invention, the formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal coincides with one of the first direction and the second direction,
The opening is preferably disposed in the vicinity of the edge of the pixel located in a direction parallel to the direction in which the pretilt angle is formed.
本発明によれば、表示品位の低下を抑えた液晶表示素子が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display element which suppressed the fall of display quality is provided.
上述したように、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子においては、画素に生じるドメインによって表示品位が低下することを抑える技術が求められている。
本発明者は、こうした要求に応えるべく、鋭意検討を行った。
As described above, in a VA liquid crystal display element that performs full-dot display, there is a demand for a technique that suppresses deterioration in display quality due to a domain generated in a pixel.
The present inventor has intensively studied to meet such a demand.
図1は、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a part of an electrode structure of a VA liquid crystal display element that performs full dot display.
従来知られた、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子1は、観察者側となる前面側に配置され、横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第1の電極であるコモン電極2を有する第1の基板(図示されない)と、第1の基板の背面側に配置され、コモン電極2と直交する上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第2の電極であるセグメント電極3を有する第2の基板(図示されない)とを有する。そして、液晶表示素子1は、第1の基板のコモン電極2形成面と第2の基板のセグメント電極3形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶(図示されない)が略垂直配向する液晶層(図示されない)を有して構成される。液晶層の液晶は、負の誘電異方性(Δε)を有する液晶である。
A conventionally known VA-type liquid
液晶表示素子1では、第1の基板上のコモン電極2と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置することが可能である。液晶配向膜は、図1の液晶表示素子1に設けられた状態で、例えば、図の上方から下方に向かって配向処理を施すことができる。同様に、液晶表示素子1では、第2の基板上のセグメント電極3と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置することができ、図の下方から上方に向かって配向処理を施すことができる。図1の液晶表示素子1では、このような液晶配向膜を設け、所望とする方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現することができる。
In the liquid
尚、図1では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極2側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極3側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
In FIG. 1, only the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film is indicated by an arrow, the solid line arrow pointing downward indicates the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film on the
そして、液晶表示素子1は、第1の基板のコモン電極2側と反対の側となる前面側にF偏光板(図示されない)が配置され、第2の基板のセグメント電極3側の反対側となる背面側にR偏光板(図示されない)が配置される。これら一対の偏光板は、上述の液晶層を挟持して、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配置される。また、液晶表示素子1において、R偏光板のさらに背面側には、バックライト(図示されない)を設けることが好ましい。
In the liquid
液晶表示素子1では、所定の線幅L1の複数のコモン電極2が、隣接するもの同士で所定の線間距離L2を有して離間するように配列され、同様に、所定の線幅L3の複数のセグメント電極3が、隣接するもの同士で所定の線間距離L4を有して離間するように配列されている。その結果、液晶表示素子1は、図1のように平面視した状態で、コモン電極2とセグメント電極3の各重なり部分がそれぞれ1つの画素4を構成する。そして、液晶表示素子1は、上下左右のマトリクス状に配置された画素4を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
In the liquid
このとき、液晶表示素子1の各画素4は、図1に示すように、2つのエッジを有するコモン電極2と2つのエッジを有するセグメント電極3とが重なる領域として形成される。したがって、コモン電極2とセグメント電極3との間にON(オン)電圧を印加して明表示を行うに際し(以下、単に、ON時とも言う。)、コモン電極2のエッジおよびセグメント電極3のエッジからの影響を受ける。すなわち、ON時の液晶の配向が、コモン電極2のエッジおよびセグメント電極3のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。
At this time, as shown in FIG. 1, each
図2は、図1の液晶表示素子の画素の左右方向の断面を模式的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section in the left-right direction of the pixel of the liquid crystal display element of FIG.
図2に示すように、画素4は、液晶層5を挟んで上層側となるコモン電極2と下層側となるセグメント電極3とが重畳する部分として形成される。その画素4において、その中央付近の領域では、上述した配向処理の効果によって、ON時に液晶6が図面(紙面)の奥側(裏側)に向かって配向するようになる。
As shown in FIG. 2, the
一方、液晶表示素子1の画素4の周辺部分では、ON時において、液晶6が上述したのと異なる配向をすることがある。それは、図2に示すように、液晶表示素子1の画素4を含む領域の左右方向の断面において、液晶層5を挟んで下層側に位置するセグメント電極3の幅が、上層側に位置するコモン電極2の幅より小さくなることに起因する。すなわち、その幅の違いにより、図2に示すように、セグメント電極3のエッジとコモン電極2との間に意図しない斜め電界7が形成されることになる。液晶層5の液晶6は、上述したように、負の誘電異方性を有している。そのため、画素4のセグメント電極3のエッジの近傍に位置し、そこから発生する斜め電界7の影響を受ける液晶6は、斜め電界7に対し、直交する方向に倒れて配向しようとする。
On the other hand, in the peripheral portion of the
その結果、液晶表示素子1の画素4の左右の端部近傍では、セグメント電極3のエッジによる斜め電界7の影響を受けて、ON時において、図面の左右方向と平行に配向するようになる。
尚、図2では、斜め電界7による液晶6の倒れる方向を、傾斜方向と表示して湾曲する矢印により示している。このことは、後述する図3においても同様である。
As a result, in the vicinity of the left and right end portions of the
In FIG. 2, the direction in which the
図3は、図1の液晶表示素子の画素の上下方向の断面を模式的に示す図である。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a vertical section of a pixel of the liquid crystal display element of FIG.
同様に、図3に示すように、液晶表示素子1の画素4を含む領域の上下方向の断面において、液晶層5を挟んで上層側に位置するコモン電極2の幅が、下層側に位置するセグメント電極3の幅より小さくなる。そのため、その幅の違いにより、図3に示すように、コモン電極2のエッジとセグメント電極3との間に意図しない斜め電界8が形成される。その結果、画素4のコモン電極2のエッジの近傍に位置し、そこから発生する斜め電界8の影響を受ける液晶6は、斜め電界8に対し、直交する方向に配向しようとする。すなわち、画素4の周辺部分において、図3の右側に位置する周辺部分では、コモン電極2のエッジによる斜め電界8の影響を受けて、ON時において、図3の右方向に傾斜する配向変化をして、電極面に水平に配向しようとする。
Similarly, as shown in FIG. 3, the width of the
また、このようなON時のコモン電極2のエッジの近傍での液晶6の配向変化は、上述した配向処理の効果による配向変化と同様のものとなる。すなわち、画素4の中央付近のプレチルト角の形成方向に倒れる配向変化と同様のものとなる。したがって、上述した画素4のコモン電極2のエッジの近傍において液晶6の配向乱れの発生はなく、液晶表示素子1において問題となることはない。その場合、問題となるのは、画素4の周辺分において、図3の左側に位置する端部近傍での液晶6の配向変化である。すなわち、画素4の周辺部分において、図3の左側端部の近傍では、コモン電極2のエッジによる斜め電界8の影響を受けて、ON時において、図3の左方向に傾斜する配向変化をして、電極面に水平に配向しようとする。このようなON時の液晶6の配向変化の方向は、上述した配向処理の効果による配向変化の方向と180°異なるものとなる。
In addition, the alignment change of the
尚、画素4において、図3の右側端部のコモン電極2のエッジは、コモン電極2上の液晶配向膜の配向処理がラビング手段によるラビング処理である場合の、ラビング手段の進入側(入口側)となる端部となる。そして、画素4の、液晶配向膜の配向処理の効果によってON時に液晶6が倒れる側の端部となる。一方、図3の画素4において、左側端部のコモン電極2のエッジは、そのラビング処理において、ラビング手段が出て行く出口側となる。そして、画素4の、液晶配向膜の配向処理の効果によってON時に液晶6が倒れる側とは反対側の端部となる。
In the
また、図3では、配向処理の方向を矢印で示しており、左側を向く実線の矢印がコモン電極2側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、右側を向く破線の矢印がセグメント電極3側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
In FIG. 3, the direction of the alignment process is indicated by an arrow, the solid line arrow pointing to the left side indicates the direction of the alignment process of the liquid crystal alignment film on the
図4は、液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view schematically showing the alignment state of the liquid crystal of the pixel of the liquid crystal display element.
以上のように、液晶表示素子1の画素4では、図2および図3のON時の斜め電界7、8(図4には図示されない。)の影響によって、ON時の液晶層5(図4中には図示されない。)の液晶6の配向方向が一様ではなく、多様な配向状態を含むことがある。図4は、液晶表示素子1のON時において、画素4内で生じることがある多様な液晶6の配向状態を模式的に説明している。図4では、矢印を用い、液晶6およびその傾斜方向を模式的に示している。
As described above, in the
尚、図4では、画素4の液晶配向膜(図示されない)の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印が、液晶層5を挟んで上層側となるコモン電極2(図4中、図示されない。)側の液晶配向膜の配向処理の方向を示す。そして、上方を向く破線の矢印が、液晶層5を挟んで下層側となるセグメント電極3(図4中、図示されない。)側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
In FIG. 4, only the direction of alignment treatment of the liquid crystal alignment film (not shown) of the
図4に示すように、ON時の液晶表示素子1の画素4では、その中央近傍の部分において、上述した配向処理の効果により、液晶6が図の上方に向かって配向する領域9が形成される。ON時に液晶6が配向処理の効果によって配向する領域9は、図3および図4のコモン電極2とセグメント電極3との間の電圧印加によってプレチルト角の形成方向に液晶6が傾斜する領域である。そして、液晶表示素子1の画素4において、ON時に、液晶6の配向状態が所望の状態を示す、正常な領域となる。
As shown in FIG. 4, in the
その一方で、図2の左右方向の断面図を用いて説明したように、画素4の左右の端部では、ON時において、液晶6は、セグメント電極3のエッジの影響によって、左右方向に配向するようになる。すなわち、画素4の左右の端部近傍には、上述の正常な領域9と比較して配向乱れが生じ、液晶6の配向方向が0°〜45°程度の大きさ、そしてさらに大きく、45°〜90°程度の大きさまでずれた異常領域10a、10bが形成される。形成された画素の左右の異常領域10a、10bは、ON時において透過率の低下や、また再び上昇する変化が生じる領域となり、液晶表示素子1の表示品位低下を引き起こす懸念がある。
On the other hand, as described with reference to the cross-sectional view in the left-right direction in FIG. 2, at the left and right ends of the
さらに、図3の上下方向の断面図を用いて説明したように、画素4の下方側の端部近傍では、ON時において、コモン電極2のエッジの影響によって、液晶6が、図4の下方に向かって配向変化するようになる。すなわち、上述した配向処理の効果によって、ON時に図4の上方に向かって液晶6が配向変化する上述の正常な領域9と比べて、配向変化の方向が180°異なるものとなる。したがって、画素4の下方側の端部では、上述の正常な領域9と比較して、大きな配向乱れが発生することになり、異常領域10cが形成される。この異常領域10cでは、正常な領域9と比べてON時の配向変化の方向が180°異なる部分でドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子1の画素4毎に形状が異なって一様ではなく、液晶表示素子1においてざらつき状の表示ムラとして観察される。その結果、画素4のドメインは、液晶表示素子1の表示品位を著しく低下させる原因となる。
Further, as described with reference to the vertical sectional view of FIG. 3, in the vicinity of the lower end portion of the
こうしたドメインの問題点に対し、従来から、それを改善するための方法が提案されている。 Conventionally, a method for improving the domain problem has been proposed.
例えば、特開2008−164983号公報には、電極の線間部分にスリットを配置し、スリットにより斜め電界に起因する配向乱れを低減して液晶の配向をより均一にさせることが提案されている。しかし、この方法では、スリットを電極中で設計通りの位置に正確に配置する必要があり、電極を有する基板の高精度での貼合せが必要となる。この貼合せがずれてしまうと、液晶層を挟持する電極間のずれによる意図しない斜め電界が発生してしまうためである。また、スリット幅もある程度大きさが必要となり、画素の開口率が低下して、液晶表示素子の輝度を低下させる懸念がある。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-164983 proposes that slits are arranged in the line-to-line portions of the electrodes, and the alignment disorder due to the oblique electric field is reduced by the slits to make the liquid crystal alignment more uniform. . However, in this method, it is necessary to accurately arrange the slits at the designed positions in the electrodes, and it is necessary to bond the substrates having the electrodes with high accuracy. This is because if the bonding is shifted, an unintended oblique electric field is generated due to the shift between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer. Further, the slit width needs to be large to some extent, and there is a concern that the aperture ratio of the pixel is lowered and the luminance of the liquid crystal display element is lowered.
また、特開2010−224233号公報には、電極のエッジ部分に三角形状の切り込みを配置し、斜め電界に起因するブラッククロス(ドメイン)を固定化して、各画素間で一様な形状とし、表示の不均一性を解消する方法が提案されている。しかし、この方法では、三角形状の切り込みの斜面の長さを50μm以上、好ましくは70μm以上に設定し、三角形状の切り込み間の直線部分を70μm以下、好ましくは40μm以下に設定する必要がある。さらに、三角形状の切り込みは2つ以上の配置が必要となる、そうした大きな切り込みを大きな配置間隔で画素の電極に設ける構造は、高精細表示の形成には不向きであり、また、画素の開口率を大きく低下させることになる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-224233 discloses that a triangular notch is arranged at an edge portion of an electrode, a black cross (domain) caused by an oblique electric field is fixed, and a uniform shape is obtained between pixels. A method for eliminating display non-uniformity has been proposed. However, in this method, it is necessary to set the length of the slope of the triangular cut to 50 μm or more, preferably 70 μm or more, and to set the straight line portion between the triangular cuts to 70 μm or less, preferably 40 μm or less. Further, two or more triangular incisions are required, and the structure in which such large incisions are provided in the pixel electrodes with a large arrangement interval is not suitable for forming a high-definition display, and the aperture ratio of the pixels Will be greatly reduced.
そこで、以上の検討結果も踏まえ、本発明者は、フルドット表示可能なVA型の液晶表示素子のドメインの問題の低減について検討し、本発明に至った。すなわち、本発明は、VA型であってフルドット表示の可能な電極構造を有する液晶表示素子において、画素内の、配向乱れが懸念される領域の電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について、より詳しく説明する。
Therefore, based on the above examination results, the present inventor has studied the reduction of the domain problem of the VA liquid crystal display element capable of full dot display, and has reached the present invention. That is, according to the present invention, in a liquid crystal display element of a VA type having an electrode structure capable of full dot display, an opening of a small piece serving as a hollow portion is formed in an electrode in a region where alignment disorder is feared in a pixel. It is assumed that display unevenness or the like due to orientation disturbance is difficult to detect.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
実施形態1.
本発明の第1実施形態の液晶表示素子は、VA型の液晶表示素子であり、フルドット表示方式の液晶表示素子である。
The liquid crystal display element of the first embodiment of the present invention is a VA liquid crystal display element, which is a full-dot display type liquid crystal display element.
図5は、本発明の第1実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
図5に示すように、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101は、観察者の側となる前面側に配置される透明な第1の基板102とこの第1の基板102に対向して観察者とは反対側となる背面側に配置される透明な第2の基板103との間に液晶層104を挟持してなる液晶パネル105を有して構成される。
As shown in FIG. 5, the liquid
液晶パネル105の液晶層104は、誘電異方性(Δε)が負であるネマチック液晶を用いて形成することができる。第1の基板102の液晶層104側の面には、例えば、ITO等の透明導電材料からなる、パターニングされた第1の電極であるコモン電極106が設けられている。同様に、第2の基板103の液晶層104側の面には、ITO等の透明導電材料からなる、パターニングされた第2の電極であるセグメント電極107が設けられている。コモン電極106とセグメント電極107の構造について後に詳述する。
The
液晶パネル105の第1の基板102上のコモン電極106と液晶層104との間および第2の基板103上のセグメント電極107と液晶層104との間にはそれぞれ、液晶層104の液晶(図示されない)の均一な垂直配向(初期配向)を実現する液晶配向膜(図示されない)が設けられている。そして、コモン電極106上の液晶配向膜およびセグメント電極107上の液晶配向膜は、それぞれ配向処理がなされ、配向処理の方向が互いに、後述する図6に示すように、逆向きとなるようにされている。尚、液晶配向膜の配向処理は、ラビング処理によって行われることが好ましい。
A liquid crystal (not shown) of the
液晶表示素子101は、液晶パネル105の第1の基板102の前面側にF偏光板108を配置して有し、第2の基板103の背面側にR偏光板109を配置して有する。
The liquid
また、図5に示すように、液晶表示素子101は、液晶パネル105の背面側であって、R偏光板109のさらに背面側に、バックライト110を配置して有する。
Further, as shown in FIG. 5, the liquid
図6は、本発明の第1実施形態の液晶表示素子における液晶配向膜の配向処理の方向と偏光板の吸収軸との関係を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film and the absorption axis of the polarizing plate in the liquid crystal display element of the first embodiment of the present invention.
液晶表示素子101は、F偏光板108とR偏光板109の一対の偏光板を用い、液晶パネル105の液晶層104(図6中には、図示されない。)を挟持するとともに、互いの吸収軸117、118が、85°〜95°の角度をなすように、好ましくは、直交してクロスニコル配置となるように配置する。
The liquid
そして、液晶表示素子101の液晶パネル105は、平面視の状態で、コモン電極106(図6中には、図示されない。)上の液晶配向膜の配向処理の方向が、液晶パネル105の長辺方向と垂直となるように、上方から下方に向かう方向となる。尚、図6中には、視認側の配向処理方向として実線の矢印で示される。また、セグメント電極107(図6中には、図示されない。)上の液晶配向膜の配向処理の方向が、液晶パネル105の長辺方向と垂直となるように、下方から上方に向かう方向となる。尚、図6中には、反視認側の配向処理方向として破線の矢印で示される。各液晶配向膜の配向処理の方向をこのように設定することで、上述したように、コモン電極106上の液晶配向膜と、セグメント電極107上の液晶配向膜とは、配向処理の方向が互いに逆方向となる。
The
そして、液晶表示素子101のF偏光板108とR偏光板109の配置は、クロスニコル配置となるようにした。すなわち、液晶表示パネル105の長辺方向を基準軸とし、視認側から見たときの基準軸からF偏光板108の吸収軸117までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45゜になるように設定し、R偏光板109の吸収軸118までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=135゜になるように設定した。このようなF偏光板108とR偏光板109の配置を行うことで、互いの吸収軸117、118が直交してクロスニコル配置となり、かつ、液晶パネル105の各液晶配向膜の配向処理の方向との間で45°の角度をなすようになる。その結果、液晶表示素子101は、コモン電極106とセグメント電極107との間の電圧印加により、液晶層104の液晶がプレチルト角の形成方向に倒れる配向変化をし、明るい明表示を形成することができる。尚、ここでは、F偏光板108とR偏光板109の吸収軸117、118が直交するようにしたが、それらの偏光軸が互いに直交するようにしてもよい。
The arrangement of the
そして、液晶表示素子101は、フルドット表示を可能とする。そのため、上述した液晶パネル105のコモン電極106とセグメント電極107とは、フルドット表示に好適な電極構造を有する。
次に、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101の電極構造およびその効果について、より詳しく説明する。
The liquid
Next, the electrode structure and effects of the liquid
図7は、本発明の第1実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。 FIG. 7 is a plan view schematically showing a part of the electrode structure of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
フルドット表示方式のVA型の液晶表示素子101は、上述したように、観察者側となる前面側に配置された第1の基板(図7中、図示されない。)と、第1の基板の背面側に配置された第2の基板(図示されない)とを有する。第1の基板の、第2の基板側の面には、第1の方向である横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第1の電極であるコモン電極106が設けられている。また、第2の基板の、第1の基板側の面には、コモン電極106と直交する第2の方向である上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第2の電極であるセグメント電極107が設けられている。そして、液晶表示素子101は、対向する、第1の基板のコモン電極106形成面と第2の基板のセグメント電極107形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶(図7中、図示されない。)が略垂直配向する液晶層(図7中、図示されない。)を有して構成される。
As described above, the full-dot display type VA liquid
液晶表示素子101では、上述したように、第1の基板上のコモン電極106と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置する。液晶配向膜は、図7の液晶表示素子101に設けられた状態で、上述したように、図の上方から下方に向かって配向処理が施されている。同様に、液晶表示素子101では、第2の基板上のセグメント電極107と液晶層との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置し、その液晶配向膜は図の下方から上方に向かって配向処理が施されている。図7の液晶表示素子101は、このような液晶配向膜を設けることで、所望とする図の上下方向と平行な方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現する。
In the liquid
液晶のプレチルト角は85°〜89.9°が好ましい。85°より小さい場合には、OFF(オフ)電圧印加時または電圧無印加時(以下、単に、OFF時と言う。)の暗い表示が明るくなってコントラスト比が低下してしまう。一方、89.9°より大きい場合、特に、90°となる場合、ON時に液晶の傾く方向の制御が困難となり、配向乱れやドメインを生じ、表示品位が低下してしまう。 The pretilt angle of the liquid crystal is preferably 85 ° to 89.9 °. When the angle is less than 85 °, a dark display when an OFF voltage is applied or when no voltage is applied (hereinafter simply referred to as OFF time) becomes bright and the contrast ratio decreases. On the other hand, when the angle is larger than 89.9 °, particularly when the angle is 90 °, it becomes difficult to control the direction in which the liquid crystal is tilted when the switch is turned on.
尚、図7では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極106側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極107側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
In FIG. 7, only the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film is indicated by an arrow, the solid line arrow pointing downward indicates the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film on the
液晶表示素子101では、所定の線幅L11の複数のコモン電極106が、隣接するもの同士で所定の線間距離L12を有して離間するようにストライプ状に配列される。同様に、所定の線幅L13の複数のセグメント電極107が、隣接するもの同士で所定の線間距離L14を有して離間するようにストライプ状に配列されている。その結果、液晶表示素子101は、図7のように平面視した状態で、コモン電極106とセグメント電極107の重なり部分がそれぞれ1つの画素114を構成する。そして、液晶表示素子101は、上下左右のマトリクス状に配置された画素114を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
In the liquid
このとき、液晶表示素子101の各画素114は、図7に示すように、2つのエッジを有するコモン電極106と2つのエッジを有するセグメント電極107との重なり領域として形成される。したがって、画素114では、ON時の明表示を行うに際し、コモン電極106のエッジおよびセグメント電極107のエッジからの影響を受ける。すなわち、画素114では、ON時の液晶の配向が、コモン電極106およびセグメント電極107のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。液晶表示素子101の各画素114において、この斜め電界の影響は、図2および図3を用いて説明した、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子1のものと同様となる。その結果、液晶表示素子101の画素114は、図4を用いて説明した画素4と同様の液晶の配向状態を示すことになる。
At this time, each
図8は、本発明の第1実施形態の液晶表示素子の画素の液晶の配向状態を模式的に示す平面図である。 FIG. 8 is a plan view schematically showing the alignment state of the liquid crystal of the pixel of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
すなわち、液晶表示素子101の画素114では、上述したON時の斜め電界の影響によって、液晶層(図8中には図示されない。)の液晶116の配向方向が一様ではなく、図4の場合と同様の、多様な配向状態を含むことがある。図8では、図4と同様、矢印を用い、液晶116およびその傾斜方向を模式的に示している。
That is, in the
尚、図8では、画素114の液晶配向膜(図示されない)の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極106(図8中、図示されない。)側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極107(図8中、図示されない。)側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
In FIG. 8, only the direction of alignment treatment of the liquid crystal alignment film (not shown) of the
図8に示すように、ON時の液晶表示素子101の画素114では、その中央近傍において、上述した配向処理の効果によって、液晶116が図の上方に向かって配向する領域119が形成される。ON時に液晶116が配向処理の効果によって配向する領域119は、図7のコモン電極106とセグメント電極107との間の電圧印加によって、プレチルト角の形成方向に液晶116が傾斜する領域であり、液晶表示素子101の画素114において所望される、液晶の配向状態が正常な正常領域となる。
As shown in FIG. 8, in the
その一方で、画素114の左右の端部のエッジは、液晶116のプレチルト角の形成方向と平行なセグメント電極107のエッジによって構成され、ON時において、セグメント電極107のエッジから斜め電界の影響を受ける。その結果、画素114の左右の、プレチルト角の形成方向と平行なエッジ近傍では、液晶116が左右方向に配向するようになる。すなわち、画素114の左右の周辺部には、上述の正常領域と比較して配向乱れが発生し、液晶116の配向方向が0°より大きく45°程度の大きさ、さらには45°より大きく90°程度の大きさまでずれた異常領域120a、120bが形成される。形成された画素114の左右の異常領域120a、120bは、ON時における透過率の低下や上昇等の大きな変動を引き起こす領域となり、液晶表示素子101の表示品位の低下を引き起こす懸念がある。
On the other hand, the edges of the left and right ends of the
さらに、画素114の下方側の端部のエッジは、プレチルト角の形成方向と垂直なコモン電極106のエッジによって構成され、ON時において、コモン電極106のエッジからの斜め電界の影響を受ける。その結果、画素114の下方の、プレチルト角の形成方向と垂直なエッジ近傍では、液晶116が、図の下方に向かって配向変化するようになる。すなわち、上述した配向処理の効果によって、ON時に図の上方に向かって液晶116が配向変化する正常領域と比べて、正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍の領域では、液晶116の配向変化の方向が180°異なるものとなる。したがって、画素114の下方のエッジ近傍では、上述の正常領域と比較して大きな配向乱れが発生することになり、異常領域120cが形成される。この異常領域120cでは、ON時において、上述の正常領域と比べて配向変化の方向が180°異なる部分にドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子101の画素114毎に形状が異なって一様ではない。液晶表示素子101においてこのドメインが視認可能である場合、ざらつき状の表示ムラとして観察される懸念がある。その場合、画素114のドメインは、液晶表示素子101の表示品位を著しく低下させる原因となる。
Further, the edge of the lower end portion of the
そのため、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101では、画素114内の、異常領域120a〜120cのように、配向乱れが懸念される領域に、コモン電極106および/またはセグメント電極107のくり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
For this reason, in the liquid
図9は、本発明の第1実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。 FIG. 9 is a diagram schematically showing an electrode structure of a pixel of the liquid crystal display element according to the first embodiment of the present invention.
図9に示すように、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101では、画素114内に電極の未形成の部分である小片の開口部121を配置する。この開口部121は、画素114を構成する電極部分にくり抜き部分として形成することができる。そして、開口部121は、画素114を構成するコモン電極106に形成することが可能であり、また、セグメント電極107に形成することが可能である。さらに、開口部121は、コモン電極106とセグメント電極107の両方に形成することも可能である。
As shown in FIG. 9, in the liquid
本発明の第1実施形態の液晶表示素子101において、画素114内の開口部121の配置領域としては、図9に示すように、配向処理方向、すなわち液晶(図示されない)のプレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、図の下方側のエッジ近傍の領域とすることが好ましい。この画素114の下方側のエッジ近傍は、実際には、画素114を構成するコモン電極106のエッジの近傍となる。開口部121は、この画素114の下方側の、液晶のプレチルト角の形成方向に垂直なエッジ近傍のコモン電極106および/またはセグメント電極107に設けられる。そして、この画素114の下方側のエッジ近傍の領域は、図8に示した異常領域120cの位置とほぼ一致する。すなわち、液晶表示素子101において、画素114の開口部121は、液晶のプレチルト角の形成方向と直交するエッジであって、上述した正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍にある、異常領域120cのコモン電極106および/またはセグメント電極107に設けられることになる。
In the liquid
本発明の第1実施形態の液晶表示素子101において、画素114の電極のくり抜き部分である開口部121は、コモン電極106とセグメント電極107との間の電圧印加によって液晶が傾斜するのを妨げない大きさであることが好ましい。
In the liquid
より具体的には、開口部121は、幅が3μm〜6μmの範囲内に設定されていることが好ましい。3μm未満である場合、後述する、画素114の透過率を低下させる効果が少なくなるためである。また、6μmよりも長いと、各開口部121により生じる斜め電界の影響が大きくなり、開口部121に起因した液晶の配向乱れが生じやすいからである。本発明の第1実施形態の液晶表示素子101においては、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部121が望ましい。
More specifically, the
また、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101において、開口部121の形状は、矩形または円形であることが好ましい。開口部121の形状は、多角形や楕円形であってもよいが、四角形以上の正多角形あるいは円形が好ましく、さらに、正方形がより好ましい。開口部121は、それぞれの幅が3μm〜6μmの範囲内であればよく、異なるサイズのものが含まれていても、異なる形状のものが含まれていてもよい。
In the liquid
そして、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101において、隣接する開口部121間の配置間隔は、上述したプレチルト角の形成方向となる配向処理の方向で、3μm〜20μmの範囲内であり、その配向処理と直交する方向で4μm〜20μmの範囲内に設定されることが好ましい。隣接する開口部121の配置間隔が配向処理方向で3μm未満である場合、または、配向処理と直交方向で4μm未満である場合、各開口部121により生じる斜め電界の影響が大きくなり、開口部121に起因する液晶の配向乱れを生じやすいからである。また、各開口部121の配置間隔が配向処理方向、または、配向処理と直交する方向で20μmより長いと、後述する、画素114の透過率を低下させる効果が小さくなるためである。
尚、複数の開口部121のそれぞれは、規則的に配列される必要はなく、上述した配置間隔の範囲内で、不規則に配置されてもよい。
And in the liquid
Each of the plurality of
以上のように、本発明の第1実施形態の液晶表示素子101は、画素114の下方側のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさないように、コモン電極106および/またはセグメント電極107をくり抜いて形成された小片の開口部121を配置して有する。画素114において、開口部121の形成部分は、ON時に明表示を形成せず、OFF時の暗い表示を維持する領域となる。そのため、液晶表示素子101は、開口部121の配置により、ON時において、各画素114の下方側端部近傍の明るさを低下させることができる。したがって、開口部121が配置された、下方側端部近傍の領域に、液晶の配向乱れやドメインが発生しても、それらによる輝度変化やざらつき状の表示ムラを観察されにくくし、表示品位の低下を抑えることができる。
As described above, the liquid
実施形態2.
本発明の第2実施形態の液晶表示素子は、VA型の液晶表示素子であり、フルドット表示方式の液晶表示素子である。
The liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention is a VA liquid crystal display element, which is a full dot display type liquid crystal display element.
本発明の第2実施形態の液晶表示素子は、各画素に設けられた開口部の配置構造に特徴を有し、それ以外の構造は、上述した本発明の第1実施形態の液晶表示素子101と同様の構造を有する。
The liquid crystal display element of the second embodiment of the present invention is characterized by the arrangement structure of the openings provided in each pixel, and the other structure is the liquid
図10は、本発明の第2実施形態の液晶表示素子の構成を模式的に説明する断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention.
すなわち、第2実施形態の液晶表示素子201は、図10に示すように、最背面側にあるバックライト110、R偏光板109、第2の基板103、セグメント電極207、液晶層104、コモン電極206、第1の基板102、および、最前面側にあるF偏光板108をこの順で配置して構成される。尚、第2の基板103、セグメント電極207、液晶層104、コモン電極206、第1の基板102は、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様に液晶パネル205を構成する。
That is, as shown in FIG. 10, the liquid
したがって、第2実施形態の液晶表示素子201について、第1実施形態の液晶表示素子101とは異なる、画素の電極の開口部の配置構造を中心に説明し、その他の基本となる構成の共通する構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明は省略するようにする。
Therefore, the liquid
図11は、本発明の第2実施形態の液晶表示素子の電極構造の一部を模式的に示す平面図である。 FIG. 11 is a plan view schematically showing a part of the electrode structure of the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention.
フルドット表示方式のVA型の液晶表示素子201は、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様、観察者側となる前面側に配置され、第1の方向である横方向に伸びる短冊状に形成された複数の第1の電極であるコモン電極206を有する第1の基板102(図11中、図示されない。)と、第1の基板102の背面側に配置され、コモン電極206と直交する第2の方向である上下方向に伸びる短冊状に形成された複数の第2の電極であるセグメント電極207を有する第2の基板103(図11中、図示されない。)とを有する。そして、液晶表示素子201は、第1の基板102のコモン電極206形成面と第2の基板103のセグメント電極207形成面とにより挟持され、それら電極間で所定方向にプレチルト角を形成して液晶(図11中、図示されない。)が略垂直配向する液晶層104(図11中、図示されない。)を有して構成される。
The VA-type liquid
すなわち、液晶表示素子201は、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様に、第1の基板上のコモン電極206と液晶層104との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置する。尚、液晶配向膜は図示されないが、図11の液晶表示素子201に設けられた状態で、上述した図7の第1実施形態と同様に、図の上方から下方に向かって配向処理が施されている。同様に、液晶表示素子201では、第2の基板上のセグメント電極207と液晶層104との間に垂直配向性の液晶配向膜(図示されない)を配置し、上述した図7の第1実施形態と同様、図の下方から上方に向かって配向処理が施されている。図11の液晶表示素子201は、このような配向処理の液晶配向膜を設けることで、図7の第1実施形態と同様の、上下方向と平行な方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する構造を実現する。
That is, the liquid
このとき、液晶のプレチルト角の好ましい設定範囲等は、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様である。
尚、図11では、液晶配向膜の配向処理の方向のみを矢印で示しており、下方を向く実線の矢印がコモン電極206側の液晶配向膜の配向処理の方向を示し、上方を向く破線の矢印がセグメント電極207側の液晶配向膜の配向処理の方向を示している。
At this time, the preferable setting range of the pretilt angle of the liquid crystal is the same as that of the liquid
In FIG. 11, only the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film is indicated by an arrow, the solid line arrow pointing downward indicates the direction of the alignment treatment of the liquid crystal alignment film on the
液晶表示素子201では、所定の線幅L21の複数のコモン電極206が、隣接するもの同士で所定の線間距離L22を有して離間するようにストライプ状に配列される。同様に、所定の線幅L23の複数のセグメント電極207が、隣接するもの同士で所定の線間距離L24を有して離間するようにストライプ状に配列されている。その結果、液晶表示素子201は、図11のように平面視した状態で、コモン電極206とセグメント電極207の重なり部分がそれぞれ1つの画素214を構成する。そして、液晶表示素子201は、上下左右のマトリクス状に配置された画素214を用いて、フルドット表示を可能とし、所望とする高精細な画像表示を可能とする。
In the liquid
このとき、液晶表示素子201の各画素214は、コモン電極206とセグメント電極207の重なり部分であり、図11に示すように、コモン電極206のエッジとセグメント電極207のエッジとにより囲まれた領域として形成される。したがって、画素214では、ON時の明表示を行うに際し、コモン電極206のエッジおよびセグメント電極207のエッジからの影響を受けることになる。すなわち、ON時の画素214の液晶の配向が、コモン電極206およびセグメント電極207のエッジからの斜め電界の影響を受けることになる。液晶表示素子201の各画素214において、この斜め電界の影響は、図2および図3を用いて説明した、フルドット表示を行うVA型の液晶表示素子1のものと同様となる。その結果、液晶表示素子201の画素214は、図4の画素4と同様の液晶の配向状態を示すことになる。
At this time, each
すなわち、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様、液晶表示素子201の画素214の左右の、液晶のプレチルト角の形成方向と平行なエッジ近傍には、ON時において、液晶の配向状態の異常な領域が形成される。この異常領域は、液晶表示素子101と同様、配向処理の効果によってプレチルト角の形成方向に液晶が傾斜する正常領域と比較して、液晶の配向方向が0°〜45°、さらには、45°〜90°程度までずれた領域となる。この左右の異常領域は、ON時における透過率の低下や上昇等の大きな変動を引き起こす領域となり、液晶表示素子201の表示品位の低下を引き起こす懸念がある。
That is, similar to the liquid
さらに、液晶表示素子201の画素214の下方側端部の、液晶のプレチルト角の形成方向と直交するエッジ近傍には、ON時において、上述した第1実施形態の液晶表示素子101と同様の、液晶の配向状態の異常な領域が形成される。この異常領域は、液晶表示素子101と同様、ON時に、画素214の液晶がプレチルト角の形成方向に配向する正常な領域と比べて、液晶の配向変化の方向が180°異なる、大きな配向乱れを生じさせる領域となる。
Further, near the edge perpendicular to the liquid crystal pretilt angle forming direction at the lower end of the
この画素214の下方側エッジ近傍の異常領域では、ON時において、上述の正常領域と比べて配向変化の方向が180°異なる部分にドメインが発生する。このドメインは、液晶表示素子201の画素214毎に形状が異なって一様ではない。液晶表示素子201においてこのドメインが視認可能である場合、ざらつき状の表示ムラとして観察される懸念がある。その場合、ドメインは、液晶表示素子201の表示品位を著しく低下させる原因となる。
In the abnormal region in the vicinity of the lower edge of the
そのため、本発明の第2実施形態の液晶表示素子201では、画素214内に小片の開口部を配置する。すなわち、上述した各異常領域の発生が懸念される、画素214の、液晶のプレチルトの形成方向と平行な左右のエッジ近傍、および、液晶のプレチルトの形成方向と垂直な下方側のエッジ近傍において、電極部分に、くり抜き部分となる小片の開口部を形成する。そして、液晶表示素子201は、画素214におけるそのような開口部の配置により、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとする。
For this reason, in the liquid
図12は、本発明の第2実施形態の液晶表示素子の画素の電極構造を模式的に示す図である。 FIG. 12 is a diagram schematically showing an electrode structure of a pixel of the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention.
図12に示すように、本発明の第2実施形態の液晶表示素子201では、画素214内に、電極の未形成の部分である小片の開口部221を配置する。この開口部221は、画素214を構成する電極部分にくり抜き部分として形成することができる。そして、開口部221は、画素214を構成するコモン電極206に形成することが可能であり、また、セグメント電極207に形成することが可能であり、それら両方に形成することも可能である。
As shown in FIG. 12, in the liquid
本発明の第2実施形態の液晶表示素子201において、画素214内の開口部221の配置領域としては、図12に示すように、配向処理方向、すなわち液晶(図示されない)のプレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、図の下方側のエッジ近傍の領域、および、液晶のプレチルト角の形成方向と平行な、左右のエッジ近傍の領域とすることが好ましい。
In the liquid
液晶表示素子201において、画素214の下方側のエッジ近傍は、実際には、画素214を構成するコモン電極206のエッジの近傍となる。その場合、開口部221は、この画素214の下方側の、液晶のプレチルト角の形成方向と垂直なエッジ近傍のコモン電極206および/またはセグメント電極207に設けられる。
また、画素214の左右のエッジ近傍は、実際には、画素214を構成するセグメント電極207のエッジの近傍となる。その場合、開口部221は、この画素214の左右の、液晶のプレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジ近傍のコモン電極206および/またはセグメント電極207に設けられる。
In the liquid
Further, the vicinity of the left and right edges of the
そして、この画素214の下方側のエッジ近傍は、図8に示した第1実施形態の液晶表示素子101の画素114と同様、上述したドメインの発生が懸念される異常領域の形成位置とほぼ一致する。
また、この画素214の左右のエッジ近傍は、図8に示した第1実施形態の液晶表示素子101の画素114と同様、上述した液晶の配向方向が正常な領域と0°〜90°ずれた異常領域の形成位置とほぼ一致する。
The vicinity of the edge on the lower side of the
Further, in the vicinity of the left and right edges of the
したがって、液晶表示素子201において、画素214の開口部221は、液晶のプレチルト角の形成方向と垂直なエッジのうちの、上述した正常領域の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍にある、異常領域に配置される。さらに、液晶表示素子201においては、液晶のプレチルト角の形成方向と平行なエッジの近傍にある、異常領域に配置される。より具体的には、それら異常領域のコモン電極206および/またはセグメント電極207に設けられることになる。
Therefore, in the liquid
本発明の第2実施形態の液晶表示素子201において、画素214の開口部221は、大きさ、形状、配置間隔等において、上述した図9の第1実施形態の液晶表示素子101の画素114の開口部121と同様とすることが好ましい。
In the liquid
以上のように、本発明の第2実施形態の液晶表示素子201は、画素214の下方側のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部221を設ける。そして、同様に、画素214の左右のエッジ近傍に、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部221を設ける。
As described above, in the liquid
画素214において、開口部221の形成部分は、ON時に明表示を形成せず、OFF時の暗い表示を維持する領域となる。そのため、液晶表示素子201は、開口部221の配置により、ON時において、各画素214の下方側端部近傍および左右の端部近傍の明るさを低下させることができる。したがって、開口部221が配置された、下方側端部近傍および左右の端部近傍の領域に、液晶の配向乱れやドメインが発生しても、それらによる輝度変化やざらつき状の表示ムラを観察されにくくすることができる。そして、液晶表示素子201は、表示品位の低下を抑えることができる。
In the
以下、実施例に基づいて本発明の実施形態をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例1.
本発明の第1実施例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のVA型の液晶表示素子であり、図5〜図9に示した本発明の第1実施形態の液晶表示素子101の例である。すなわち、第1実施例の液晶表示素子は、図9に示した電極構造を備える。そして、第1実施例の液晶表示素子は、画素の、液晶配向膜の配向処理の効果によってON時に液晶が倒れる側と反対の側に位置する端部の近傍の、ON時の配向乱れが懸念される領域において、電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとするように構成される。
Example 1.
The liquid crystal display element of the first embodiment of the present invention is a full-dot display type VA liquid crystal display element, and is an example of the liquid
本発明の第1実施例の液晶表示素子を製造するため、ITO膜付きの一対のガラス基板を準備した。準備したガラス基板の一方を用いてITO膜付きの第1の基板とし、公知の方法でパターニングを行った。そして、図7に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅(L11)は、350μmとし、線間距離(L12)は10μmとした。 In order to manufacture the liquid crystal display element of the first embodiment of the present invention, a pair of glass substrates with an ITO film was prepared. One of the prepared glass substrates was used as a first substrate with an ITO film, and patterning was performed by a known method. And the common side board | substrate which has the some common electrode formed in the strip shape extended in the horizontal direction similar to what was shown in FIG. 7 was manufactured. The width (L11) of each common electrode was 350 μm, and the distance between lines (L12) was 10 μm.
次いで、ガラス基板のもう一方をITO膜付きの第2の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された複数のセグメント電極を有するセグメント側基板を製造した。各セグメント電極の幅(L13)は、350μmとし、線間距離(L14)は10μmとした。このとき、図9に示したのと同様の画素の電極構造を実現するため、セグメント電極の所定の部分に、図9に示したのと同様の大きさ、形状および配置間隔で、電極のくり抜き部分である開口部を形成した。より具体的には、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部として、それぞれがほぼ同じ形状と大きさとなる、一辺の長さが5μmの正方形状の複数の開口部を、セグメント電極の画素形成部分の所定の領域に形成した。このとき、セグメント電極の複数の開口部は、後述する配向処理の方向に隣接する開口部同士の配置間隔を4μm、配向処理方向と直交する方向に隣接する開口部同士の間隔を5μmとした。 Subsequently, the other side of the glass substrate was used as a second substrate with an ITO film and patterned by a known method to produce a segment side substrate having a plurality of segment electrodes formed in a strip shape extending in the vertical direction. The width (L13) of each segment electrode was 350 μm, and the distance between lines (L14) was 10 μm. At this time, in order to realize the electrode structure of the pixel similar to that shown in FIG. 9, the electrode is cut out in a predetermined portion of the segment electrode with the same size, shape, and arrangement interval as shown in FIG. A partial opening was formed. More specifically, as a small-sized opening that does not adversely affect the alignment state of the liquid crystal, a plurality of square-shaped openings each having substantially the same shape and size, each having a side length of 5 μm, are formed on the segment electrode. It was formed in a predetermined region of the pixel formation portion. At this time, in the plurality of openings of the segment electrode, the arrangement interval between the openings adjacent in the direction of the alignment treatment described later is 4 μm, and the interval between the openings adjacent in the direction orthogonal to the alignment treatment direction is 5 μm.
次に、垂直性の液晶配向膜をコモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、両基板に対し、アンチパラレル(反平行)ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式のVA型の液晶パネルを製造した。液晶としては、誘電異方性(Δε)が−2.7のものを用いた。液晶パネルのリタデーション(Δn・d)は810nmに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、89.8°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が350μmの正方形状を有し、線間距離は10μmとなる。
Next, a vertical liquid crystal alignment film is formed on the electrode forming surfaces of both the common side substrate and the segment side substrate, and anti-parallel (anti-parallel) rubbing treatment is performed on both substrates, and the rubbing treated common Side substrates and segment side substrates were manufactured. Then, a VA type liquid crystal panel of a full dot display system was manufactured by sandwiching the liquid crystal using the common side substrate and the segment side substrate that had been subjected to the rubbing treatment. A liquid crystal having a dielectric anisotropy (Δε) of −2.7 was used. The retardation (Δn · d) of the liquid crystal panel was set to 810 nm. The pretilt angle of the liquid crystal of the liquid crystal panel was 89.8 °.
Each pixel of the manufactured liquid crystal panel has a square shape with one side of 350 μm, and the distance between the lines is 10 μm.
次に、製造された液晶パネルを、前面側のF偏光板と背面側のR偏光板の一対の偏光板で挟持してVAモードの液晶表示素子を製造した。F偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のVHC−128UL2SZ−K1を用い、R偏光板としては、株式会社ポラテクノ製の045R660N2−VH39L2S(Re=45nm、Rth=660nmの光学補償フィルム付偏光板)を用いた。 Next, the manufactured liquid crystal panel was sandwiched between a pair of polarizing plates of an F polarizing plate on the front side and an R polarizing plate on the back side to manufacture a VA mode liquid crystal display element. As the F polarizing plate, VHC-128UL2SZ-K1 manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used, and as the R polarizing plate, 045R660N2-VH39L2S (Re = 45 nm, polarizing plate with optical compensation film of Rth = 660 nm) manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used. Using.
このとき、長方形状の液晶パネルの長辺方向を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からF偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45°になるようにし、R偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=135°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と45°の角度をなすようになる。尚、F偏光板とR偏光板の各吸収軸が互いに直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。 At this time, when the long side direction of the rectangular liquid crystal panel is the reference axis, and the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the front side that is the viewing side to the absorption axis of the F polarizing plate is θ1, When θ1 = 45 ° and when the counterclockwise angle to the absorption axis of the R polarizing plate is θ2, θ2 = 135 °. With such a setting, an angle of 45 ° is formed with respect to the rubbing process direction of the common substrate and the segment substrate described above. Although the absorption axes of the F polarizing plate and the R polarizing plate are orthogonal to each other, the polarization axes may be orthogonal.
以上のように作製した第1実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比1/48で駆動させてフルドット表示をさせたところ、良好な視認性が得られた。すなわち、OFF時には良好な黒色表示が得られ、ON時には、明るい白色表示が得られた。
さらに、後述する比較例と比べて、第1実施例の液晶表示素子は、各画素の、ドメインの発生の懸念がある端部近傍の明るさを約30%低下させることができ、ドメインによるざらつき状の表示ムラは観察されにくくなり、表示品位の低下を抑えることができた。
When the liquid crystal display element according to the first embodiment manufactured as described above was used and was driven at a duty ratio of 1/48 for full dot display, good visibility was obtained. That is, a good black display was obtained when turned off, and a bright white display was obtained when turned on.
Furthermore, as compared with the comparative example described later, the liquid crystal display element of the first embodiment can reduce the brightness of each pixel near the end where there is a concern about the occurrence of the domain by about 30%. Display unevenness became difficult to observe, and deterioration of display quality could be suppressed.
比較例.
本発明の比較例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のVA型の液晶表示素子であり、図1〜図4に示した液晶表示素子1の例となる。すなわち、比較例の液晶表示素子は、図1に示した電極構造を備えるとともに、画素に、上述の第1実施例が有するような開口部は形成されていない。
Comparative example.
The liquid crystal display element of the comparative example of the present invention is a full-dot display type VA liquid crystal display element, which is an example of the liquid
比較例の液晶表示素子を製造するため、ITO膜付きの一対のガラス基板を準備した。準備したガラス基板の一方を用いてITO膜付きの第1の基板とし、公知の方法でパターニングを行った。そして、図1に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅(L1)は、350μmとし、線間距離(L2)は10μmとした。 In order to manufacture the liquid crystal display element of the comparative example, a pair of glass substrates with an ITO film was prepared. One of the prepared glass substrates was used as a first substrate with an ITO film, and patterning was performed by a known method. And the common side board | substrate which has the some common electrode formed in the strip shape extended in the horizontal direction similar to what was shown in FIG. 1 was manufactured. The width (L1) of each common electrode was 350 μm and the line-to-line distance (L2) was 10 μm.
次いで、ガラス基板のもう一方をITO膜付きの第2の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された複数のセグメント電極を有するセグメント側基板を製造した。各セグメント電極の幅(L3)は、350μmとし、線間距離(L4)は10μmとした。 Subsequently, the other side of the glass substrate was used as a second substrate with an ITO film and patterned by a known method to produce a segment side substrate having a plurality of segment electrodes formed in a strip shape extending in the vertical direction. The width (L3) of each segment electrode was 350 μm, and the distance between lines (L4) was 10 μm.
次に、垂直性の液晶配向膜をコモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、両基板に対し、アンチパラレル(反平行)ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式のVA型の液晶パネルを製造した。液晶としては、誘電異方性(Δε)が−2.7のものを用いた。液晶パネルのリタデーション(Δn・d)は810nmに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、89.8°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が350μmの正方形状を有し、線間距離は10μmとなる。
Next, a vertical liquid crystal alignment film is formed on the electrode forming surfaces of both the common side substrate and the segment side substrate, and anti-parallel (anti-parallel) rubbing treatment is performed on both substrates, and the rubbing treated common Side substrates and segment side substrates were manufactured. Then, a VA type liquid crystal panel of a full dot display system was manufactured by sandwiching the liquid crystal using the common side substrate and the segment side substrate that had been subjected to the rubbing treatment. A liquid crystal having a dielectric anisotropy (Δε) of −2.7 was used. The retardation (Δn · d) of the liquid crystal panel was set to 810 nm. The pretilt angle of the liquid crystal of the liquid crystal panel was 89.8 °.
Each pixel of the manufactured liquid crystal panel has a square shape with one side of 350 μm, and the distance between the lines is 10 μm.
次に、製造された液晶パネルを、前面側のF偏光板と背面側のR偏光板の一対の偏光板で挟持してVAモードの液晶表示素子を製造した。F偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のVHC−128UL2SZ−K1を用い、R偏光板としては、株式会社ポラテクノ製の045R660N2−VH39L2S(Re=45nm、Rth=660nmの光学補償フィルム付偏光板)を用いた。 Next, the manufactured liquid crystal panel was sandwiched between a pair of polarizing plates of an F polarizing plate on the front side and an R polarizing plate on the back side to manufacture a VA mode liquid crystal display element. As the F polarizing plate, VHC-128UL2SZ-K1 manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used, and as the R polarizing plate, 045R660N2-VH39L2S (Re = 45 nm, polarizing plate with optical compensation film of Rth = 660 nm) manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used. Using.
このとき、長方形状の液晶パネルの長辺方向を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からF偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45°になるようにし、R偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=135°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と45°の角度をなすようになる。 At this time, when the long side direction of the rectangular liquid crystal panel is the reference axis, and the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the front side that is the viewing side to the absorption axis of the F polarizing plate is θ1, When θ1 = 45 ° and when the counterclockwise angle to the absorption axis of the R polarizing plate is θ2, θ2 = 135 °. With such a setting, an angle of 45 ° is formed with respect to the rubbing process direction of the common substrate and the segment substrate described above.
以上のように作製した比較例の液晶表示素子を用い、デューティ比1/48で駆動させてフルドット表示をさせたところ、良好な視認性が得られた。すなわち、OFF時には良好な黒色表示が得られ、ON時には、明るい白色表示が得られた。
しかし、比較例の液晶表示素子は、画素に発生したドメインによるざらつき状の表示ムラが観察され、表示品位の著しい低下が見られた。
When the liquid crystal display element of the comparative example produced as described above was used and driven at a duty ratio of 1/48 to perform full dot display, good visibility was obtained. That is, a good black display was obtained when turned off, and a bright white display was obtained when turned on.
However, in the liquid crystal display element of the comparative example, rough display unevenness due to the domains generated in the pixels was observed, and the display quality was significantly reduced.
実施例2.
本発明の第2実施例の液晶表示素子は、フルドット表示方式のVA型の液晶表示素子であり、図10〜図12に示した本発明の第2実施形態の液晶表示素子201の例となる。すなわち、第2実施例の液晶表示素子は、図12に示した電極構造を備える。そして、第2実施例の液晶表示素子は、画素の、液晶配向膜の配向処理の効果によってON時に液晶が倒れる側と反対の側に位置する端部の近傍の電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置する。そしてさらに、画素の、液晶配向膜の配向処理の方向と平行となる端部の近傍にある、ON時の配向乱れが懸念される領域においても、電極に、くり抜き部分となる小片の開口部を配置する。このようにして、第2実施例の液晶表示素子は、各画素の3つの端部近傍に開口部を形成して配置し、配向乱れによる表示のムラ等を検知され難いものとするように構成される。
Example 2
The liquid crystal display element of the second embodiment of the present invention is a full-dot display type VA liquid crystal display element, and the liquid
本発明の第2実施例の液晶表示素子を製造するため、ITO膜付きの一対のガラス基板を準備した。準備したガラス基板の一方を用いてITO膜付きの第1の基板とし、公知の方法でパターニングを行った。そして、図11に示したのと同様の、横方向に伸びる短冊状に形成された複数のコモン電極を有するコモン側基板を製造した。各コモン電極の幅(L21)は、350μmとし、線間距離(L22)は10μmとした。 In order to manufacture the liquid crystal display element of the second embodiment of the present invention, a pair of glass substrates with an ITO film was prepared. One of the prepared glass substrates was used as a first substrate with an ITO film, and patterning was performed by a known method. And the common side board | substrate which has the some common electrode formed in the strip shape extended in the horizontal direction similar to what was shown in FIG. 11 was manufactured. The width (L21) of each common electrode was 350 μm and the line-to-line distance (L22) was 10 μm.
次いで、ガラス基板のもう一方をITO膜付きの第2の基板として用い、公知の方法でパターニングして、上下方向に伸びる短冊状に形成された複数のセグメント電極を有するセグメント側基板を製造した。各セグメント電極の幅(L23)は、350μmとし、線間距離(L24)は10μmとした。このとき、図12に示したのと同様の画素の電極構造を実現するため、セグメント電極の所定の部分に、図12に示したのと同様の大きさ、形状および配置間隔で、電極のくり抜き部分である開口部を形成した。より具体的には、液晶の配向状態に悪影響を及ぼさない小片の開口部として、それぞれがほぼ同じ形状と大きさとなる、一辺の長さが5μmの正方形状の複数の開口部を、セグメント電極の画素形成部分の所定の領域に形成した。このとき、セグメント電極の複数の開口部は、後述する配向処理の方向に隣接する開口部同士の配置間隔を4μm、配向処理方向と直交する方向に隣接する開口部同士の間隔を5μmとした。 Subsequently, the other side of the glass substrate was used as a second substrate with an ITO film and patterned by a known method to produce a segment side substrate having a plurality of segment electrodes formed in a strip shape extending in the vertical direction. The width (L23) of each segment electrode was 350 μm, and the distance between lines (L24) was 10 μm. At this time, in order to realize the electrode structure of the pixel similar to that shown in FIG. 12, a predetermined portion of the segment electrode is cut out with the same size, shape, and arrangement interval as shown in FIG. A partial opening was formed. More specifically, as a small-sized opening that does not adversely affect the alignment state of the liquid crystal, a plurality of square-shaped openings each having substantially the same shape and size, each having a side length of 5 μm, are formed on the segment electrode. It was formed in a predetermined region of the pixel formation portion. At this time, in the plurality of openings of the segment electrode, the arrangement interval between the openings adjacent in the direction of the alignment treatment described later is 4 μm, and the interval between the openings adjacent in the direction orthogonal to the alignment treatment direction is 5 μm.
次に、垂直性の液晶配向膜をコモン側基板とセグメント側基板の両方の電極形成面に成膜し、両基板に対し、アンチパラレル(反平行)ラビング処理を施して、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を製造した。そして、ラビング処理済みのコモン側基板とセグメント側基板を用い、液晶を挟持して、フルドット表示方式のVA型の液晶パネルを製造した。液晶としては、誘電異方性(Δε)が−2.7のものを用いた。液晶パネルのリタデーション(Δn・d)は810nmに設定した。液晶パネルの液晶のプレチルト角は、89.8°であった。
製造された液晶パネルの各画素は、一辺が350μmの正方形状を有し、線間距離は10μmとなる。
Next, a vertical liquid crystal alignment film is formed on the electrode forming surfaces of both the common side substrate and the segment side substrate, and anti-parallel (anti-parallel) rubbing treatment is performed on both substrates, and the rubbing treated common Side substrates and segment side substrates were manufactured. Then, a VA type liquid crystal panel of a full dot display system was manufactured by sandwiching the liquid crystal using the common side substrate and the segment side substrate that had been subjected to the rubbing treatment. A liquid crystal having a dielectric anisotropy (Δε) of −2.7 was used. The retardation (Δn · d) of the liquid crystal panel was set to 810 nm. The pretilt angle of the liquid crystal of the liquid crystal panel was 89.8 °.
Each pixel of the manufactured liquid crystal panel has a square shape with one side of 350 μm, and the distance between the lines is 10 μm.
次に、製造された液晶パネルを、前面側のF偏光板と背面側のR偏光板の一対の偏光板で挟持してVAモードの液晶表示素子を製造した。F偏光板としては、株式会社ポラテクノ製のVHC−128UL2SZ−K1を用い、R偏光板としては、株式会社ポラテクノ製の045R660N2−VH39L2S(Re=45nm、Rth=660nmの光学補償フィルム付偏光板)を用いた。 Next, the manufactured liquid crystal panel was sandwiched between a pair of polarizing plates of an F polarizing plate on the front side and an R polarizing plate on the back side to manufacture a VA mode liquid crystal display element. As the F polarizing plate, VHC-128UL2SZ-K1 manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used, and as the R polarizing plate, 045R660N2-VH39L2S (Re = 45 nm, polarizing plate with optical compensation film of Rth = 660 nm) manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used. Using.
このとき、長方形状の液晶パネルの長辺方向を基準軸として、視認側となる前面側から見たときの基準軸からF偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ1とした場合、θ1=45°になるようにし、R偏光板の吸収軸までの反時計回りの角度をθ2とした場合、θ2=135°になるようにした。このような設定をすることで、上述したコモン側基板およびセグメント側基板のラビング処理の方向と45°の角度をなすようになる。尚、F偏光板とR偏光板の各吸収軸が互いに直交するようにしたが、偏光軸が直交するようにしてもよい。 At this time, when the long side direction of the rectangular liquid crystal panel is the reference axis, and the counterclockwise angle from the reference axis when viewed from the front side that is the viewing side to the absorption axis of the F polarizing plate is θ1, When θ1 = 45 ° and when the counterclockwise angle to the absorption axis of the R polarizing plate is θ2, θ2 = 135 °. With such a setting, an angle of 45 ° is formed with respect to the rubbing process direction of the common substrate and the segment substrate described above. Although the absorption axes of the F polarizing plate and the R polarizing plate are orthogonal to each other, the polarization axes may be orthogonal.
以上のように作製した第2実施例の液晶表示素子を用い、デューティ比1/48で駆動させてフルドット表示をさせたところ、良好な視認性が得られた。すなわち、OFF時には良好な黒色表示が得られ、ON時には、明るい白色表示が得られた。
さらに、上述した比較例と比べて、第2実施例の液晶表示素子は、各画素の、ドメインの発生や配向乱れによる透過率変化の懸念がある、3つの端部近傍の明るさをそれぞれ約30%低下させることができた。その結果、第2実施例の液晶表示素子では、配向乱れによる透過率の大きな変化や、ドメインによるざらつき状の表示ムラは観察されにくくなり、表示品位の低下を抑えることができた。
When the liquid crystal display element according to the second embodiment manufactured as described above was used and was driven at a duty ratio of 1/48 for full dot display, good visibility was obtained. That is, a good black display was obtained when turned off, and a bright white display was obtained when turned on.
Furthermore, compared with the comparative example described above, the liquid crystal display element of the second example has brightness of each pixel near the three end portions where there is a concern about transmittance change due to domain generation or orientation disorder. It could be reduced by 30%. As a result, in the liquid crystal display element of the second example, it was difficult to observe a large change in transmittance due to alignment disorder and rough display unevenness due to domains, and a reduction in display quality could be suppressed.
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1、101、201 液晶表示素子
2、106、206 コモン電極
3、107、207 セグメント電極
4、114、214 画素
5、104 液晶層
6、116 液晶
7、8 斜め電界
9、119 領域
10a、10b、10c、120a、120b、120c 異常領域
102 第1の基板
103 第2の基板
105、205 液晶パネル
108 F偏光板
109 R偏光板
110 バックライト
117、118 吸収軸
121、221 開口部
1, 101, 201 Liquid
Claims (6)
前記第1の電極と前記第2の電極とに挟持され、所定方向にプレチルト角を形成して液晶が略垂直配向する液晶層とを有し、
前記第1の電極と前記第2の電極の重なり部分である画素内に、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電圧印加によって前記プレチルト角の形成方向に前記液晶が傾斜する第1の領域を有する液晶表示素子であって、
前記画素のエッジ近傍の、前記電圧印加によって前記第1の領域と異なる方向に前記液晶が傾斜する第2の領域に、前記第1の電極および前記第2の電極のうちの少なくとも一方に形成された小片の開口部を有することを特徴とする液晶表示素子。 A plurality of strip-shaped first electrodes extending in a first direction; a plurality of strip-shaped second electrodes extending in a second direction so as to be orthogonal to the first electrodes;
A liquid crystal layer that is sandwiched between the first electrode and the second electrode and forms a pretilt angle in a predetermined direction so that the liquid crystal is substantially vertically aligned;
The liquid crystal is tilted in the direction in which the pretilt angle is formed by applying a voltage between the first electrode and the second electrode in a pixel that is an overlapping portion of the first electrode and the second electrode. A liquid crystal display element having a first region,
Formed on at least one of the first electrode and the second electrode in a second region where the liquid crystal is inclined in a direction different from the first region by applying the voltage near the edge of the pixel. A liquid crystal display element having an opening of a small piece.
前記開口部は、前記画素の、前記プレチルト角の形成方向と直交する方向に位置するエッジのうちの、該画素の液晶が傾斜する方向と反対の方向にあるエッジの近傍に配置されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に液晶表示素子。 The formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal coincides with one of the first direction and the second direction,
The opening is disposed in the vicinity of an edge in a direction opposite to a direction in which the liquid crystal of the pixel is tilted, of edges located in a direction orthogonal to the formation direction of the pretilt angle of the pixel. 5. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a liquid crystal display element.
前記開口部は、前記画素の、前記プレチルト角の形成方向と平行な方向に位置するエッジの近傍に配置されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に液晶表示素子。 The formation direction of the pretilt angle of the liquid crystal coincides with one of the first direction and the second direction,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the opening is disposed in the vicinity of an edge of the pixel that is located in a direction parallel to a direction in which the pretilt angle is formed.
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