JP2017097053A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】漏れ光を低減し、コントラストの向上が図れる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第1の基板と、第2の基板と、液晶層と、第1偏光板と、第2偏光板と、を含む液晶パネルを備える。液晶パネルは、複数の走査線と、複数の信号線と、複数の画素と、を備える。各画素は、2つのドメインと、蓄積容量部72と、を備える。蓄積容量部72は、第1容量電極73と、第2容量電極74と、絶縁膜と、を備える。第1偏光板の吸収軸と第2偏光板の吸収軸とは、互いに直交し、液晶のダイレクタの方向に対して略45°の角度をなす。走査線の延在方向に垂直な断面形状において、第1容量電極73の幅をW1とし、第2容量電極74の幅をW2とし、第1容量電極73のエッジ部の傾斜角をθ1とし、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角をθ2とすると、W1<W2、かつ、θ1>θ2である。
【選択図】図6
【解決手段】第1の基板と、第2の基板と、液晶層と、第1偏光板と、第2偏光板と、を含む液晶パネルを備える。液晶パネルは、複数の走査線と、複数の信号線と、複数の画素と、を備える。各画素は、2つのドメインと、蓄積容量部72と、を備える。蓄積容量部72は、第1容量電極73と、第2容量電極74と、絶縁膜と、を備える。第1偏光板の吸収軸と第2偏光板の吸収軸とは、互いに直交し、液晶のダイレクタの方向に対して略45°の角度をなす。走査線の延在方向に垂直な断面形状において、第1容量電極73の幅をW1とし、第2容量電極74の幅をW2とし、第1容量電極73のエッジ部の傾斜角をθ1とし、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角をθ2とすると、W1<W2、かつ、θ1>θ2である。
【選択図】図6
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。
スマートフォン等をはじめとする携帯型電子機器、もしくはテレビジョン、パーソナルコンピューター等のディスプレイとして、液晶表示装置が広く用いられている。昨今は特にディスプレイの高精細化に伴って、左右方向への広い視野角とコントラストが求められている。その点、1つの画素内に2つのドメインを有するVA(Vertically Alignment)モードの液晶表示装置では、左右方向への広い視野角を実現することができる。また、VAモードにおいては、黒表示時の光漏れを抑制できるため、高い正面コントラストを実現できる可能性がある。
以下、本明細書においては、1つの画素内に2つのドメインを有するVAモードを2D−VAモードと略記する。
以下、本明細書においては、1つの画素内に2つのドメインを有するVAモードを2D−VAモードと略記する。
例えば特許文献1には、配向分割構造をアレイ基板だけに設けたことによって高い透過率を実現した2D−VAモードの液晶表示装置が開示されている。しかしながら、実際の2D−VAモードの液晶表示装置では、光漏れの影響によってそれ程高いコントラストが実現できない、という問題があった。
特許文献2には、表示領域内に形成された信号線に起因する光漏れを解消する技術が開示されている。特許文献2の液晶表示装置では、信号線の下方に遮光パターンを設け、バックライトから射出された光を遮光パターンで遮断することにより、信号線への光の入射を抑制している。特許文献2には、遮光パターンの側壁の傾斜角度を信号線の側壁の傾斜角度よりも小さくすることによって、光漏れを効果的に低減できる、と記載されている。
特許文献2の技術では、バックライトから射出された光が遮光パターンに当たらずに信号線の側壁に直接入射した場合、光が正面方向に向けて反射され、視認側の偏光板から漏れ出た光によって正面コントラストが低下する、という問題がある。
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、漏れ光を低減することでコントラストの向上が図れる液晶表示装置を提供することを目的の一つとする。
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の液晶表示装置は、第1の垂直配向膜を有する第1の基板と、第2の垂直配向膜を有する第2の基板と、前記第1の垂直配向膜と前記第2の垂直配向膜との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第1偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された第2偏光板と、を含む液晶パネルを備える。前記液晶パネルは、第1金属層からなり、一方向に延在する複数の走査線と、絶縁層を介して前記第1金属層の上方に積層された第2金属層からなり、前記複数の走査線に交差する方向に延在する複数の信号線と、前記複数の走査線と前記複数の信号線とにより区画された複数の画素と、を備える。前記複数の画素の各々は、前記液晶層の液晶分子のダイレクタが所定の方向で互いに略逆の向きを向く2つのドメインと、蓄積容量部と、を備える。前記蓄積容量部は、前記第1金属層からなる第1容量電極と、前記第2金属層からなる第2容量電極と、前記第1容量電極と前記第2容量電極との間に介在する絶縁膜と、を備える。前記第1偏光板の吸収軸と前記第2偏光板の吸収軸とは、互いに直交するとともに、前記ダイレクタの方向に対して略45°の角度をなしている。前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記第1容量電極の幅をW1とし、前記第2容量電極の幅をW2とし、前記第1容量電極のエッジ部の傾斜角をθ1とし、前記第2容量電極のエッジ部の傾斜角をθ2としたとき、W1<W2、かつ、θ1>θ2である。
前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記第2容量電極のエッジ部の側面が凹状に湾曲していてもよい。
前記第2容量電極は、下層金属層と上層金属層とを含む積層構造を有し、前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記上層金属層の幅をW2tとし、前記下層金属層の幅をW2bとしたとき、W2t<W2b、かつ、W1<W2bであってもよい。
前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記第2容量電極の縁の少なくとも一部は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなす方向に延在していてもよい。
前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記蓄積容量部の延在方向は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなしていてもよい。
前記複数の画素の各々は、前記液晶層への印加電圧を個別に制御可能な第1の副画素と第2の副画素とを含んでいてもよい。
本発明の一つの態様の液晶表示装置は、前記液晶パネルの視認側に、前記液晶パネルから射出された光の配光方向を制御する光制御部材をさらに備えていてもよい。前記光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の第1の面に設けられた光拡散部と、前記第1の面のうち前記基材の法線方向から見て前記光拡散部と重ならない位置に設けられた遮光部と、前記基材の法線方向から見て前記遮光部と一部重なる位置に設けられ、前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率部と、を備え、前記光拡散部は、前記基材側に位置する光射出端面と、前記液晶パネル側に位置し、前記光射出端面よりも広い面積を有する光入射端面と、を有していてもよい。
前記液晶パネルの法線方向から見て、前記光拡散部もしくは前記遮光部は、長軸と短軸とを有する異方性の平面形状を有していてもよい。
前記遮光部の長軸と前記第2容量電極のエッジ部の延在方向とは略平行であってもよい。
前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記走査線および前記信号線の少なくとも一方の延在方向は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなしていてもよい。
本発明の一つの態様によれば、漏れ光を低減することでコントラストの向上が図れる液晶表示装置を提供することができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図16を用いて説明する。
本実施形態では、バックライトと透過型の液晶パネルとを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図16を用いて説明する。
本実施形態では、バックライトと透過型の液晶パネルとを備えた液晶表示装置の例を挙げて説明する。
なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
図1は、本実施形態の液晶表示装置1の断面図である。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、液晶パネル2と、バックライト8と、光制御部材9と、を備えている。液晶パネル2は、第1偏光板3と、第1位相差フィルム4と、液晶セル5と、第2位相差フィルム6と、第2偏光板7と、を備えている。図1では、液晶セル5を模式的に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
図1に示すように、本実施形態の液晶表示装置1は、液晶パネル2と、バックライト8と、光制御部材9と、を備えている。液晶パネル2は、第1偏光板3と、第1位相差フィルム4と、液晶セル5と、第2位相差フィルム6と、第2偏光板7と、を備えている。図1では、液晶セル5を模式的に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
観察者は、光制御部材9を介して液晶表示装置1の表示画像を見る。以下の説明では、光制御部材9が配置された側を視認側と称する。バックライト8が配置された側を背面側と称する。また、以下の説明において、x軸は、液晶表示装置1の画面の水平方向と定義する。y軸は、液晶表示装置1の画面の垂直方向と定義する。z軸は、液晶表示装置1の厚さ方向と定義する。さらに、画面の水平方向は、観察者が液晶表示装置1を正対して見たときの左右方向に対応する。画面の垂直方向は、観察者が液晶表示装置1を正対して見たときの上下方向に対応する。
本実施形態の液晶表示装置1においては、バックライト8から射出された光を液晶パネル2で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。液晶パネル2から射出された光が光制御部材9を透過すると、透過光の配光分布が光制御部材9に入射する前より広がった状態となり、拡散角度が広がった光が光制御部材9から射出される。
以下、液晶パネル2の具体的な構成について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本実施形態に適用可能な液晶パネルは透過型液晶パネルに限るものではない。本実施形態に適用可能な液晶パネル2は、例えば半透過型(透過・反射兼用型)液晶パネルであってもよい。
以下、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)をTFTと略記する。
ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本実施形態に適用可能な液晶パネルは透過型液晶パネルに限るものではない。本実施形態に適用可能な液晶パネル2は、例えば半透過型(透過・反射兼用型)液晶パネルであってもよい。
以下、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)をTFTと略記する。
図2は、液晶パネル2の縦断面図である。
図2に示すように、液晶セル5は、TFT基板10と、カラーフィルター基板12と、液晶層11と、を有している。TFT基板10は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板12は、TFT基板10に対向して配置されている。液晶層11は、TFT基板10とカラーフィルター基板12との間に挟持されている。
本実施形態のTFT基板10は、特許請求の範囲の第1の基板に対応する。本実施形態のカラーフィルター基板12は、特許請求の範囲の第2の基板に対応する。
図2に示すように、液晶セル5は、TFT基板10と、カラーフィルター基板12と、液晶層11と、を有している。TFT基板10は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルター基板12は、TFT基板10に対向して配置されている。液晶層11は、TFT基板10とカラーフィルター基板12との間に挟持されている。
本実施形態のTFT基板10は、特許請求の範囲の第1の基板に対応する。本実施形態のカラーフィルター基板12は、特許請求の範囲の第2の基板に対応する。
液晶層11は、TFT基板10と、カラーフィルター基板12と、枠状のシール部材(図示せず)と、により囲まれた空間内に封入されている。シール部材は、TFT基板10とカラーフィルター基板12とを互いに所定の間隔をおいて貼り合わせる。
本実施形態の液晶パネル2は、VA(Vertical Alignment, 垂直配向)モードで表示を行う。液晶層11には誘電率異方性が負の液晶が用いられる。TFT基板10とカラーフィルター基板12との間には、スペーサー13が配置されている。スペーサー13は球状あるいは柱状の部材である。スペーサー13は、TFT基板10とカラーフィルター基板12との間の間隔を一定に保持する。
TFT基板10を構成する透明基板14の液晶層11側の面には、ゲート電極16、半導体層15、ソース電極17、ドレイン電極18等を有するTFT19が形成されている。透明基板14としては、例えばガラス基板を用いることができる。TFT19は、液晶パネル2の複数の画素の各々に設けられ、当該画素をスイッチングするためのスイッチング素子として機能する。
透明基板14上には、第1金属層からなるゲート電極16が形成されている。第1金属層の具体的な材料としては、例えばW(タングステン)/TaN(窒化タンタル)の積層膜、Mo(モリブデン)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)/Ti(チタン)等が用いられる。
透明基板14の全面には、ゲート電極16を覆うようにゲート絶縁膜20が形成されている。ゲート絶縁膜20の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
ゲート絶縁膜20上には、ゲート電極16と対向するように半導体層15が形成されている。半導体層15は、例えばインジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)を含む4元混晶半導体材料で構成されている。半導体層15の材料としては、In−Ga−Zn−O系4元混晶半導体の他、CGS(Continuous Grain Silicon:連続粒界シリコン)、LPS(Low-temperature Poly-Silicon:低温多結晶シリコン)、α−Si(Amorphous Silicon:非結晶シリコン)等の半導体材料が用いられる。
半導体層15の上面に、コンタクト層28が形成されている。コンタクト層28は、半導体層15と同一の半導体材料にn型不純物が高濃度にドーピングされた材料から構成されている。半導体層15のうち、これら2つのコンタクト層28に挟まれた領域は膜厚が薄く形成されている。半導体層15の膜厚が薄い領域は、TFT19のチャネル領域として機能する。
コンタクト層28の上には、第2金属層からなるソース電極17およびドレイン電極18が形成されている。第2金属層の具体的な材料としては、上述の第1金属層と同様の導電性材料が用いられる。例示した導電性材料から選ばれるソース電極17およびドレイン電極18の材料とゲート電極16の材料は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
ゲート絶縁膜20の上には、半導体層15、コンタクト層28、ソース電極17およびドレイン電極18を覆うように絶縁層21が形成されている。絶縁層21の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜、もしくは有機絶縁性材料が用いられる。
絶縁層21上には、画素電極25が形成されている。絶縁層21には、後述する蓄積容量部72上にコンタクトホール26が絶縁層21を貫通して形成されている。画素電極25は、コンタクトホール26と後述する接続部75とを介してドレイン電極18に接続されている。画素電極25は、ドレイン電極18を中継用電極として半導体層15のドレイン領域に接続されている。画素電極25の材料としては、例えばITO(Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物)等の透明導電性材料が用いられる。また、ドレイン電極18のうち、容量線CLの上方まで延在した部分は第2容量電極74を構成し、絶縁層(ゲート絶縁膜20)を介して容量線CLとともに蓄積容量部72を構成する。
この構成により、走査線を通じて走査信号が供給され、TFT19がオン状態となったときに、信号線を通じてソース電極17に供給された画像信号が、半導体層15、ドレイン電極18を経て画素電極25に供給される。
画素電極25を覆うように、絶縁層21上の全面に第1の垂直配向膜27が形成されている。第1の垂直配向膜27は、液晶層11を構成する液晶分子を垂直配向させる配向規制力を有している。本実施形態では、光配向技術を用いて第1の垂直配向膜27に配向処理を施している。つまり、本実施形態では、第1の垂直配向膜27として光配向膜を用いている。
一方、カラーフィルター基板12を構成する透明基板29の液晶層11側の面には、ブラックマトリクス30、カラーフィルター31、平坦化層32、対向電極33、第2の垂直配向膜34が順次形成されている。
ブラックマトリクス30は、画素間領域において光を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス30は、例えば、Cr(クロム)やCr/酸化Crの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
カラーフィルター31には、1個の画素を構成する色の異なる副画素毎に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のいずれかの色素が含まれている。TFT基板10上の一つの画素電極25に対して、R,G,Bのいずれか一つのカラーフィルター31が対向して配置されている。なお、カラーフィルター31は、R、G、Bの3色以上の多色構成としてもよい。例えば、黄色(Y)を加えた4色構成としてもよいし、白色(W)を加えた4色構成としてもよいし、黄色(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)を加えた6色構成としてもよい。
上述したように、一つの色に対応する表示領域は、正確には「副画素」であるが、本明細書では、説明の便宜上、「画素」と称する。
上述したように、一つの色に対応する表示領域は、正確には「副画素」であるが、本明細書では、説明の便宜上、「画素」と称する。
平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルター31を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルター31によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。
平坦化層32上には対向電極33が形成されている。対向電極33の材料としては、画素電極25と同様の透明導電性材料が用いられる。
対向電極33上の全面に、第2の垂直配向膜34が形成されている。第2の垂直配向膜34は、液晶層11を構成する液晶分子を垂直配向させる配向規制力を有している。本実施形態では、光配向技術を用いて第2の垂直配向膜34に配向処理を施している。つまり、本実施形態では、第2の垂直配向膜34として光配向膜を用いている。
本実施形態では、光配向膜を用いた配向処理方式を用いて説明を行っているが、液晶の配向制御手法としては、UV硬化性モノマーを含んだ液晶を用いて液晶分子の配向方向を規制するPSA技術や、リブやスリットを用いた配向制御手法等を用いてもよい。
本実施形態では、光配向膜を用いた配向処理方式を用いて説明を行っているが、液晶の配向制御手法としては、UV硬化性モノマーを含んだ液晶を用いて液晶分子の配向方向を規制するPSA技術や、リブやスリットを用いた配向制御手法等を用いてもよい。
図1に戻り、照明装置であるバックライト8は、光源36と、導光体37と、を備えている。光源36は、導光体37の端面に配置されている。光源36として、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。本実施形態のバックライト8は、エッジライト型のバックライトであるが、直下型のバックライトを用いてもよい。
導光体37は、光源36から射出された光を液晶パネル2に導く機能を有する。導光体37の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料が用いられる。
光源36から導光体37の端面に入射した光は、導光体37の内部を全反射して伝播し、導光体37の上面(光射出面)から概ね均一な強度で射出される。本実施形態では図示はしないが、導光体37の上面には、散乱シートおよびプリズムシートが配置されており、導光体37の下面には、散乱シートが配置されている。導光体37の上面から射出された光は、散乱シートにより散乱した後、プリズムシートによって集光され、概ね平行化されて射出される。散乱シートとしては、白色PETを用いてもよい。プリズムシートとしては、例えば住友3M社製のBEFシート(商品名)を用いてもよい。
本実施形態において、バックライト8は指向性を有していなくてもよい。本実施形態のバックライト8としては、光の射出方向を制御して、指向性がある程度緩やかに設定されたバックライト(以下、通常バックライトと称することがある)を用いる。ただし、本実施形態において、バックライト8が指向性を有していても構わない。
バックライト8と液晶セル5との間には、第1偏光板3が設けられている。第1偏光板3は、液晶セル5に入射する光の偏光状態を制御する偏光子として機能する。液晶セル5と光制御部材9との間には、第2偏光板7が設けられている。第2偏光板7は、液晶セル5から射出された光の透過状態を制御する検光子として機能する。後述するように、第1偏光板3の吸収軸と第2偏光板7の吸収軸とは、互いにクロスニコルの配置となっている。
第1偏光板3と液晶セル5との間には、光の位相差を補償するための第1位相差フィルム4が設けられている。第2偏光板7と液晶セル5との間には、光の位相差を補償するための第2位相差フィルム6が設けられている。本実施形態の位相差フィルム(第1位相差フィルム4、第2位相差フィルム6)としては、例えばTACフィルムが用いられる。
図4は、液晶パネル2の等価回路図である。
図4に示すように、TFT基板10には、複数の画素PXがマトリクス状に配置されている。画素PXは、表示の基本単位である。TFT基板10には、複数の信号線S1〜S5が、互いに平行に延在するように設けられている。TFT基板10には、複数の走査線G1〜G4が、互いに平行に延在するように設けられている。複数の走査線G1〜G4は、複数の信号線S1〜S5と直交している。TFT基板10上には、複数の信号線S1〜S5と複数の走査線G1〜G4とが格子状に設けられている。
図4に示すように、TFT基板10には、複数の画素PXがマトリクス状に配置されている。画素PXは、表示の基本単位である。TFT基板10には、複数の信号線S1〜S5が、互いに平行に延在するように設けられている。TFT基板10には、複数の走査線G1〜G4が、互いに平行に延在するように設けられている。複数の走査線G1〜G4は、複数の信号線S1〜S5と直交している。TFT基板10上には、複数の信号線S1〜S5と複数の走査線G1〜G4とが格子状に設けられている。
隣り合う2本の信号線と隣り合う2本の走査線とによって区画された矩形状の領域が一つの画素PXとなる。信号線S1〜S5は、TFT19のソース電極に接続されている。走査線G1〜G4は、TFT19のゲート電極に接続されている。また、TFT基板10には、複数の容量線C1〜C4が、走査線G1〜G4と平行に延在するように形成されている。1つの画素PXには、TFT19、蓄積容量部72および液晶容量部82が設けられている。蓄積容量部72の構成は、後述する。液晶容量部82は、画素電極25と、対向電極33と、これらの間に挟持される液晶層11と、から構成される。
図5は、液晶パネル2の一つの画素PXの平面図である。
図5に示すように、TFT19は、走査線GLと信号線SLとが交差する複数の交差部のうち、1つの画素PXの左下に位置する交差部に設けられている。ゲート電極16は、走査線GLから張り出すように走査線GLと一体に設けられている。TFT基板10の法線方向から見て、半導体層15は、ゲート電極16と交差するように設けられている。ソース電極17は、ソース電極17の一部が半導体層15と重なるように設けられている。ドレイン電極18は、ドレイン電極18の一部が半導体層15と重なるように設けられている。
図5に示すように、TFT19は、走査線GLと信号線SLとが交差する複数の交差部のうち、1つの画素PXの左下に位置する交差部に設けられている。ゲート電極16は、走査線GLから張り出すように走査線GLと一体に設けられている。TFT基板10の法線方向から見て、半導体層15は、ゲート電極16と交差するように設けられている。ソース電極17は、ソース電極17の一部が半導体層15と重なるように設けられている。ドレイン電極18は、ドレイン電極18の一部が半導体層15と重なるように設けられている。
図5に示すように、画素PXの略中央には、走査線GLと略平行な方向に延びる容量線CLが設けられている。TFT基板10の法線方向から見て、第2容量電極74は、第2容量電極74の一部が容量線CLと重なるように設けられている。第2容量電極74は、容量線CLの延在方向に平行な方向に長手方向を有し、容量線CLの延在方向に垂直な方向に短手方向を有する矩形状である。容量線CLのうち、第2容量電極74と重なる領域を第1容量電極73と称する。第1容量電極73と第2容量電極74との重なり部分は、蓄積容量部72として機能する。
第2容量電極74とドレイン電極18とは、第2容量電極74およびドレイン電極18と一体に形成された接続部75を介して電気的に接続されている。接続部75は、走査線GLおよび信号線SLに対して傾いた方向に延びる線状の部分である。第2容量電極74上には、第2容量電極74およびドレイン電極18と画素電極25とを電気的に接続するコンタクトホール26が設けられている。図5では、図面を見やすくするため、画素電極25の輪郭の図示を省略する。
カラーフィルター基板12上のブラックマトリクス30は、TFT19、信号線SL、および走査線GLを覆うように格子状に設けられている。ただし、ブラックマトリクス30は、画素PXの中央部に位置する容量線CL、蓄積容量部72、および接続部75を覆っていない。
画素PXは、一つの画素PXを第1ドメイン50Aと第2ドメイン50Bの2つのドメインに分割したVA構造、いわゆる2D−VA構造を採用している。この例では、長方形の画素PXを短手方向に平行な直線で2分割し、2つのドメインとしている。画素PXに含まれる液晶分子51は、電圧を印加しない状態において略垂直に配向している。
図5では、液晶分子51を円錐状に記載している。円錐の頂点は、液晶分子51の背面側の端部を意味する。円錐の底面は、液晶分子51の視認側の端部を示している。本実施形態において、液晶分子51のダイレクタの方向は、液晶分子51の長軸方向と定義する。また、液晶分子51のダイレクタの向きは、液晶分子51の背面側の端部から視認側の端部へ向かう向きと定義する。液晶分子51のダイレクタを符号Dの矢印で示す。液晶分子51のダイレクタの方向は、画素の長辺方向と一致する。
第1ドメイン50Aと第2ドメイン50Bにおける液晶分子51のダイレクタの向きについては、完全に逆の向きを向いていなくてもよく、略逆の向きを向いていればよい。第1ドメイン50Aと第2ドメイン50Bにおける液晶分子51のダイレクタの方向は、例えば6°〜20°の角度をなしていてもよい。
図5の右側に示したように、第1偏光板の吸収軸P1と第2偏光板の吸収軸P2とは、互いに直交するとともに、ダイレクタの方向Dに対して略45°の角度をなしている。
図6は、図5のa−b線に沿う断面図であって、主に蓄積容量部72の断面構造を示している。
図6に示すように、蓄積容量部72は、第1金属層からなる第1容量電極73と、第2金属層からなる第2容量電極74と、第1容量電極73と第2容量電極74との間に介在するゲート絶縁膜20と、を備える。
図6に示すように、蓄積容量部72は、第1金属層からなる第1容量電極73と、第2金属層からなる第2容量電極74と、第1容量電極73と第2容量電極74との間に介在するゲート絶縁膜20と、を備える。
本明細書においては、各配線の延在方向もしくは電極の長手方向に直交する方向の寸法を、「各配線もしくは電極の幅」と称する。
走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、第1容量電極73の幅をW1とし、第2容量電極74の幅をW2とする。第1容量電極73のエッジ部の傾斜角をθ1とし、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角をθ2とする。
走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、第1容量電極73の幅をW1とし、第2容量電極74の幅をW2とする。第1容量電極73のエッジ部の傾斜角をθ1とし、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角をθ2とする。
図6に示すように、第1容量電極73の断面形状はテーパ状を呈し、第1容量電極73の側面73cは底面73bに対して傾斜している。そのため、第1容量電極73の幅は、第1容量電極73の厚さ方向の位置によって異なり、基材14側で太くなっている。ここで言う第1容量電極73の幅W1とは、第1容量電極73の最大幅のことであり、第1容量電極73の底面73bにおける幅である。また、ここで言う第1容量電極73のエッジ部の傾斜角θ1とは、第1容量電極73の底面73bと側面73cとがなす角度である。
第1容量電極73と同様に、第2容量電極74の断面形状はテーパ状を呈し、第2容量電極74の側面74cは底面74bに対して傾斜している。そのため、第2容量電極74の幅は、第2容量電極74の厚さ方向の位置によって異なり、基材14側で太くなっている。ここで言う第2容量電極74の幅W2とは、第2容量電極74の最大幅のことであり、第2容量電極74の底面74bにおける幅である。また、ここで言う第2容量電極74のエッジ部の傾斜角θ2とは、第2容量電極74の底面74bと側面74cとがなす角度である。
走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、蓄積容量部72を構成する第1容量電極73の幅W1は、第2容量電極74の幅W2よりも小さく、第1容量電極73のエッジ部の傾斜角θ1は、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角θ2よりも大きい。すなわち、W1<W2、かつ、θ1>θ2、である。
なお、第2容量電極74のエッジ部については、図7に示すように、第2容量電極74の下層に、第1容量電極73の段差に起因したゲート絶縁膜20の傾斜面が形成される場合がある。この場合、第1容量電極73の側面73cの下端からゲート絶縁膜20の傾斜面20cの下端までの距離をWslopeとすると、第2容量電極74はゲート絶縁膜20の傾斜面20cを覆うように形成されるため、W1+2×Wslope<W2、となる。
また、第2容量電極74のエッジ部の近傍に傾斜面20cを有する場合、図7に示すように、第2容量電極74の側面74cが平坦な傾斜面とならず、段差ができる場合がある。この場合、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角θ2は、最も外側に張り出す第2容量電極74の下端部と側面74cのうちの最も突出した凸部(この例では上端の凸部)とを通る仮想平面74dと底面74bとがなす角度、もしくは、第2容量電極74の最外の側面と底面とがなす角度、のいずれか大きい方と定義すればよい。
以下、図3(A)〜図3(E)を参照して、TFT19の製造方法を説明する。
最初に、図3(A)に示すように、透明基板14上に、公知の方法により第1金属層を成膜し、パターニングすることにより、ゲート電極16を形成する。これと同時に、図示しない走査線GL、および容量線CL(第1容量電極73)を形成する。
最初に、図3(A)に示すように、透明基板14上に、公知の方法により第1金属層を成膜し、パターニングすることにより、ゲート電極16を形成する。これと同時に、図示しない走査線GL、および容量線CL(第1容量電極73)を形成する。
次に、図3(B)に示すように、ゲート電極16、走査線GL、および容量線CLの上に、公知の方法により、例えばSiNxを含有するゲート絶縁膜20を形成する。
次に、ゲート絶縁膜20の上に、半導体膜94およびコンタクト膜95を公知の方法により形成する。
次に、コンタクト膜95の上に、公知の方法により第2金属層を成膜し、パターニングすることにより、後にソース電極17、信号線SL、ドレイン電極18、接続部75、および第2容量電極74となる導電膜91を形成する。
次に、コンタクト膜95の上に、公知の方法により第2金属層を成膜し、パターニングすることにより、後にソース電極17、信号線SL、ドレイン電極18、接続部75、および第2容量電極74となる導電膜91を形成する。
次に、導電膜91の上に、フォトレジスト層92を、1枚のフォトマスクを用いたハーフトーン露光により形成する。フォトレジスト層92の一部は、半導体膜94のソース領域およびドレイン領域となる領域と重なるように形成される。フォトレジスト層92の他の一部は、半導体膜94のチャネル領域となる領域と重なるように形成される。フォトレジスト層92のうち、チャネル領域と重なる部分は、ソース領域およびドレイン領域と重なる部分よりも薄く形成する。この技術によれば、厚さの異なる部分を有するフォトレジスト層92を1枚のフォトマスクで形成できるため、製造コストが削減される。
次に、図3(C)に示すように、導電膜91をウェットエッチングでパターニングすることにより、金属層93が形成される。この段階では、後でソース電極17になる側とドレイン電極18になる側とはまだ分離していない。
次に、ドライエッチングにより半導体膜94およびコンタクト膜95をパターニングし、半導体層15およびコンタクト層28を形成する。
次に、フォトレジスト層92をアッシングすることにより、チャネル領域と重なる部分を除去する。これに伴い、ソース領域およびドレイン領域と重なる部分の厚さは小さくなる。
次に、ドライエッチングにより半導体膜94およびコンタクト膜95をパターニングし、半導体層15およびコンタクト層28を形成する。
次に、フォトレジスト層92をアッシングすることにより、チャネル領域と重なる部分を除去する。これに伴い、ソース領域およびドレイン領域と重なる部分の厚さは小さくなる。
次に、図3(D)に示すように、金属層93のうち、TFT19の半導体層15のチャネル領域15cとなる領域と重なる部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、ソース電極17およびドレイン電極18が形成される。同時に、図示しない信号線SL、接続部75、および第2容量電極74が形成される。
次に、コンタクト層28のうち、TFT19の半導体層15のチャネル領域15cとなる領域と重なる部分と、TFT19の半導体層15のチャネル領域15cとなる領域の一部をドライエッチングによりパターニングする。その後、フォトレジスト層92を除去する。
次に、図3(E)に示すように、ソース電極17、ドレイン電極18、図示しない信号線SL、接続部75、および第2容量電極74の上に、例えばSiNxを含有する絶縁層21を公知の方法により形成する。
次に、ドレイン電極18と電気的に接続する画素電極25(不図示)を公知の方法により形成する。画素電極25は、例えばITO等の透明導電膜から形成されている。
次に、ドレイン電極18と電気的に接続する画素電極25(不図示)を公知の方法により形成する。画素電極25は、例えばITO等の透明導電膜から形成されている。
上記のTFT19の製造方法においては、ゲート電極16、容量線CL(第1容量電極73)等を構成する第1金属層は、パターニングされてゲート絶縁膜20に覆われた後はエッチングに晒されることがない。これに対して、ソース電極17、ドレイン電極18、第2容量電極74等を構成する第2金属層は、金属層93を分離してソース電極17およびドレイン電極18を形成する際のエッチング、半導体層15のチャネル領域15cを形成するためのエッチング等に晒される。第2電極層74と半導体層15のエッチング条件を組み合わせて制御することにより、第2金属層のエッジ部の断面形状を、第1金属層のエッジ部の断面形状に比べてなまらせ、第2金属層の側面の傾斜角を第1金属層の側面の傾斜角よりも小さくすることができる。このようにして、第2容量電極74の側面74cの傾斜角θ2が第1容量電極73の側面73cの傾斜角θ1よりも小さい蓄積容量部72を形成することができる。本発明者らが実際に加工を行った一例として、第1容量電極73の側面73cの傾斜角θ1は60°であり、第2容量電極74の側面74cの傾斜角θ2は43°であった。
以下、光制御部材9について詳細に説明する。
図8は、光制御部材9を視認側から見た斜視図である。図9は、光制御部材9の模式図である。図9において、左側上段は光制御部材9の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のA−A線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のB−B線に沿った断面図である。
図8は、光制御部材9を視認側から見た斜視図である。図9は、光制御部材9の模式図である。図9において、左側上段は光制御部材9の平面図である。左側下段は、左側上段の平面図のA−A線に沿った断面図である。右側上段は、左側上段の平面図のB−B線に沿った断面図である。
図8に示すように、光制御部材9は、基材39と、複数の遮光層40と、光拡散部41と、複数の中空部42と、を備えている。複数の遮光層40は、基材39の第1の面39a(視認側と反対側の面)に形成されている。光拡散部41は、基材39の第1の面39aのうち、遮光層40の形成領域以外の領域に形成されている。逆に言えば、遮光層40は、第1の面39aのうち、基材39の法線方向から見て光拡散部41と重ならない位置に設けられている。中空部42は、基材39の法線方向から見て遮光層40と一部重なる位置に設けられている。
すなわち、光制御部材9は、基材39の第1の面39aに形成された複数の遮光層40と、基材39の第1の面39aにおいて遮光層40の形成領域外の領域に形成された光拡散部41と、を有し、光拡散部41は遮光層40の形成領域以外の領域に連続して形成されている。言い換えると、光制御部材9は、基材39の第1の面39a上において点在した遮光層40と、基材39の一面上で空隙を連続して取り囲む光拡散部41と、を有する。また、光制御部材9は、遮光層40を光拡散部41の入射面に投影した箇所に開口部を有している。
図1に示すように、光制御部材9は、光拡散部41を第2偏光板7に向け、基材39を視認側に向けて第2偏光板7上に配置される。光制御部材9は、接着剤層43を介して第2偏光板7に固定される。
基材39には、例えばトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。基材39は、製造プロセスにおいて、後で遮光層40や光拡散部41の材料を塗布する際の下地となる。基材39は、製造プロセス中の熱処理工程における耐熱性と機械的強度とを備える必要がある。したがって、基材39には、樹脂製の基材の他、ガラス製の基材等を用いてもよい。ただし、基材39の厚さは耐熱性や機械的強度を損なわない程度に薄い方が好ましい。その理由は、基材39の厚さが厚くなる程、液晶表示装置全体の厚みを厚くする必要が生じるからである。また、基材39の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定で90%以上であることが好ましい。全光線透過率が90%以上であると、十分な透明性が得られる。本実施形態では、基材39に、例えば厚さが100μmの透明樹脂製基材を用いる。
複数の遮光層40は、基材39の第1の面39aの法線方向から見てランダムに配置されている。遮光層40は、一例として、ブラックレジスト、黒色インク等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。その他、Cr(クロム)やCr/酸化Crの多層膜等の金属膜を用いてもよい。
光拡散部41は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、光拡散部41の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定で90%以上が好ましい。全光線透過率が90%以上であると、十分な透明性が得られる。
図9に示すように、光拡散部41は、光射出端面41aと、光入射端面41bと、反射面41cと、を有する。光射出端面41aは、基材39に接する面である。光入射端面41bは、光射出端面41aと対向する面である。反射面41cは、光拡散部41のテーパ状の傾斜面である。反射面41cは、光入射端面41bから入射した光を反射する面である。光拡散部41において、光入射端面41bの面積は、光射出端面41aの面積よりも大きい。
光拡散部41は、光制御部材9において光の透過に寄与する部分である。図9の左下に示すように、光拡散部41に入射した光のうち、光L1は、反射面41cで反射されることなく光射出端面41aから射出される。光拡散部41に入射した光のうち、光L2は、光拡散部41の反射面41cで全反射しつつ、光拡散部41の内部に略閉じこめられた状態で導光し、光射出端面41aから射出される。
光制御部材9は、基材39が視認側に向くように配置される。そのため、光拡散部41の2つの対向面のうち、面積の小さい方の面が光射出端面41aとなる。一方、面積の大きい方の面が光入射端面41bとなる。
光拡散部41の反射面41cの傾斜角度(光入射端面41bと反射面41cとのなす角度θc)は、一例として80°±5°程度である。ただし、光拡散部41の反射面41cの傾斜角度θcは、光制御部材9から射出する際に、入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。本実施形態において、光拡散部41の反射面41cの傾斜角度は一定になっている。
光拡散部41の光入射端面41bから光射出端面41aまでの高さt1は、遮光層40の層厚t2よりも大きく設定されている。本実施形態の場合、遮光層40の層厚t2は、一例として150nm程度である。光拡散部41の光入射端面41bから光射出端面41aまでの高さt1は、一例として10〜20μm程度である。光拡散部41の反射面41cと遮光層40とにより囲まれた部分は、中空部42となっている。中空部42には、光拡散部41の屈折率よりも小さい屈折率を有する空気が存在している。
なお、基材39の屈折率と光拡散部41の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、以下による。例えば、基材39の屈折率と光拡散部41の屈折率とが大きく異なる場合を考える。この場合、光入射端面41bから入射した光が光拡散部41から射出する際に、光拡散部41と基材39との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の視野角が得られない、射出光の光量が減少する、等の不具合が生じる虞があるからである。
本実施形態の場合、中空部42(光拡散部の外部)には空気が存在している。そのため、光拡散部41を例えば透明アクリル樹脂で形成したとすると、光拡散部41の反射面41cは、透明アクリル樹脂と空気との界面となる。ここで、中空部42を他の低屈折率材料で充填しても良い。しかしながら、光拡散部41の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合が最大となる。
したがって、Snellの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部41の反射面41cで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
本実施形態の中空部42は、特許請求の範囲の低屈折率部に対応する。
したがって、Snellの法則より、本実施形態の構成においては臨界角が最も小さくなり、光拡散部41の反射面41cで光が全反射する入射角範囲が最も広くなる。その結果、光の損失がより抑えられ、高い輝度を得ることができる。
本実施形態の中空部42は、特許請求の範囲の低屈折率部に対応する。
本実施形態の光制御部材9は、図9の左上に示すように、複数の遮光層40が、基材39の第1の面39aに点在して設けられている。基材39の法線方向から見た遮光層40の平面形状は、細長い菱形である。すなわち、遮光層40は、長軸と短軸とを有する異方性形状を呈する。なお、遮光層40の平面形状は、長軸と短軸とを有する異方性形状を呈していればよく、菱形に代えて、例えば楕円形等の異方性形状を呈するものであってもよい。あるいは、遮光層40の一部に円形、楕円形、多角形、半円等の形状が混在されていてもよい。また、遮光層40の一部が重なって形成されていてもよい。
遮光層40の平面形状である菱形の短軸寸法B2に対する長軸寸法B1の比(B1/B2)は、例えば1以上かつ3以下である。遮光層40の長軸寸法B1は、例えば10〜20μmであり、遮光層40の短軸寸法B2は、例えば5〜10μmである。本実施形態の光制御部材9では、それぞれの遮光層40において、短軸寸法B2自体、長軸寸法B1自体は異なるものの、短軸寸法B2に対する長軸寸法B1の比は概ね等しい。基材39の第1の面39aの全面積に対する遮光層40の占有面積の割合は、例えば30%±10%である。
なお、85V型のスーパーハイビジョン対応ディスプレイは約103Pixel/Inch、60V型は約146Pixel/Inchとなる。カラーフィルターがR、G、Bの3色で構成されている場合、画素のサイズは、85V型の場合で約82μm×246μm、60V型の場合で58μm×174μmとなる。遮光層40のサイズが40μm以下であれば、目視でドットとして認識されることはない。しかしながら、多くの遮光層40が複数の画素にまたがって配置されていると、異なる画素から射出された光を混合することになるため、解像感の低下が生じる。よって、画素の幅に対して遮光層40の長軸方向の寸法は1/3〜1/2になっていることが望ましい。例えば60V型ハイビジョンの場合、遮光層40の長軸方向の寸法は、例えば19μm以下になっていることが望ましい。ただし、フォトリソグラフィー工程で中空部42を形成する場合、光拡散部41の厚さは遮光層40の幅の1.5倍以下であることが望ましいことが実験によって明らかになっている。その観点から、例えば遮光層40の長軸方向の寸法が16μmの場合、光拡散部41の厚さを24μm以下にすることが望ましい。
図9の左下、右上に示すように、遮光層40の下方に相当する部分は、四角錐台状の中空部42となる。光制御部材9は、複数の遮光層40に対応して複数の中空部42を有している。複数の中空部42以外の部分には、光拡散部41が一体に連なって設けられている。
遮光層40の平面形状をなす菱形の長軸方向は、概ねx軸方向に揃っている。以下、菱形の長軸方向を遮光層40の長軸方向と称することがある。遮光層40の平面形状をなす菱形の短軸方向は、概ねy軸方向に揃っている。以下、菱形の短軸方向を遮光層40の短軸方向と称することがある。光拡散部41の反射面41cは遮光層40の平面形状をなす菱形の各辺に対応することから、光拡散部41の反射面41cの向きを考えると、光拡散部41の反射面41cのうち、x軸方向およびy軸方向に平行な反射面41cの割合は極めて少なく、x軸方向およびy軸方向と角度をなす反射面41cが大半を占める。そのため、光の進行方向をxy平面上に射影して見ると、x軸方向から入射して反射面41cで反射した光Lxはy軸方向へ進行し、y軸方向から入射して反射面41cで反射した光Lyはx軸方向へ進行する割合が大きい。さらに後述するように、上記2種類の光を比べると、遮光層40の長軸と平行なx軸方向から短軸と平行なy軸方向へ向けて拡散される光Lxが大きい。
以下、本実施形態の液晶表示装置1の効果について説明する。以下、第1容量電極73と第2容量電極74とを合わせて、容量電極と称することがある。
図5に示すように、蓄積容量部72は画素PXの略中央に位置し、表示に寄与する領域であるため、画素開口率を確保する目的で、通常はブラックマトリクス30に覆われていない。そこで、従来の液晶表示装置においては、バックライトからの光が蓄積容量部を構成する容量電極の側面に入射すると、ブラックマトリクスで遮光されることなく、画面の正面方向に向けて反射され、漏れ出た光によって正面コントラストが低下する、という問題があった。
図5に示すように、蓄積容量部72は画素PXの略中央に位置し、表示に寄与する領域であるため、画素開口率を確保する目的で、通常はブラックマトリクス30に覆われていない。そこで、従来の液晶表示装置においては、バックライトからの光が蓄積容量部を構成する容量電極の側面に入射すると、ブラックマトリクスで遮光されることなく、画面の正面方向に向けて反射され、漏れ出た光によって正面コントラストが低下する、という問題があった。
漏れ光が生じる理由は、液晶パネル2に入射した光は、第1偏光板3の吸収軸P1と直交する方向(矢印P2)に一致する偏光方向を有しているが、この偏光方向は、容量電極の側面の延在方向と45°の角度をなす。この場合、光が容量電極の側面で反射すると、偏光方向が回転し、液晶パネル2の光射出側の第2偏光板7を透過する成分、すなわち、漏れ光となる成分が増加するからである。また、偏光方向の回転の度合いは、偏光方向と容量電極の側面の延在方向とのなす角度が45°の場合が最も大きいからである。
これに対して、本実施形態の液晶表示装置1の場合、上述したように、蓄積容量部72を構成する第1容量電極73の幅W1は、第2容量電極74の幅W2よりも小さく、第1容量電極73のエッジ部の傾斜角θ1は、第2容量電極74のエッジ部の傾斜角θ2よりも大きい。すなわち、W1<W2、かつ、θ1>θ2である。そのため、図10に示すように、バックライト8から射出された光のうち、第1容量電極73の側面73cで反射した光L1は、第2容量電極74の裏面74bでバックライト8に向けて反射される。また、第2容量電極74のエッジ部は第1容量電極73のエッジ部よりも角度が小さくなっているため、光L2で示すように、第2容量電極74の側面74cに当たる光は少ない。第2容量電極74の側面74cに当たらない光は、偏光状態が略維持された状態で第2偏光板7に入射するため、第2偏光板7で吸収され、漏れ光となることはない。
液晶パネル2に入射した光の最大傾斜角度、すなわち液晶パネル2の法線方向から約42°の光であっても第2容量電極74の側面74cに入射しないように、第2容量電極74の側面74cの傾斜角θ2は48°よりも小さいことが望ましい。ただし、傾斜角θ2が48°より大きくても、効果は得られる。
液晶パネル2に入射した光の最大傾斜角度、すなわち液晶パネル2の法線方向から約42°の光であっても第2容量電極74の側面74cに入射しないように、第2容量電極74の側面74cの傾斜角θ2は48°よりも小さいことが望ましい。ただし、傾斜角θ2が48°より大きくても、効果は得られる。
また、観察者が画面の正面方向から蓄積容量部72を見たとき、仮にW1>W2であったとすると、下層側の第1容量電極のエッジ部、上層側の第2容量電極のエッジ部の双方が見えることになる。一方、本実施形態のように、W1<W2であると、上層側の第2容量電極74のエッジ部しか視認されない。よって、W1<W2とすることにより、TFT基板10における外光の散乱を低減することができる。
これらの要因により、本実施形態の液晶表示装置1によれば、明るい環境下でのコントラストの低下を抑制することが可能となる。
これらの要因により、本実施形態の液晶表示装置1によれば、明るい環境下でのコントラストの低下を抑制することが可能となる。
以下、光制御部材9とVAモードの液晶パネル2を組み合わせた場合の効果について説明する。
図11は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図11に示すように、液晶表示装置1の画面の法線方向Eを基準とした観察者の視線方向Fのなす角度を極角θとする。x軸の正方向(0°方向)を基準とした観察者の視線方向Fを画面上に射影したときの線分Gの方向のなす角度を方位角φとする。
図11は、極角と方位角の定義を説明するための図である。
ここで、図11に示すように、液晶表示装置1の画面の法線方向Eを基準とした観察者の視線方向Fのなす角度を極角θとする。x軸の正方向(0°方向)を基準とした観察者の視線方向Fを画面上に射影したときの線分Gの方向のなす角度を方位角φとする。
図12は、液晶表示装置1の正面図である。
図12に示すように、液晶表示装置1の画面において、水平方向(x軸方向)を方位角φ:0°−180°方向とする。垂直方向(y軸方向)を方位角φ:90°−270°方向とする。本実施形態において、第1偏光板3の吸収軸P1は、方位角φ:45°−225°方向に配置され、第2偏光板7の吸収軸P2は、方位角φ:135°−315°方向に配置される。すなわち、第1偏光板3の吸収軸P1と第2偏光板7の吸収軸P2とは、液晶表示装置の外形の1辺と非平行である。
図12に示すように、液晶表示装置1の画面において、水平方向(x軸方向)を方位角φ:0°−180°方向とする。垂直方向(y軸方向)を方位角φ:90°−270°方向とする。本実施形態において、第1偏光板3の吸収軸P1は、方位角φ:45°−225°方向に配置され、第2偏光板7の吸収軸P2は、方位角φ:135°−315°方向に配置される。すなわち、第1偏光板3の吸収軸P1と第2偏光板7の吸収軸P2とは、液晶表示装置の外形の1辺と非平行である。
図13は、液晶表示装置1に含まれるVAモードの液晶を含む画素PXと、光制御部材9との配置関係を示す模式図である。実際には図1に示すように、画素PX上に光制御部材9が配置されるが、図示の都合上、図13では画素PXと光制御部材9とを並列して記載している。また、画素PXの右側には、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2を図示した。
上述したように、本実施形態における画素PXは、一つの画素PXを第1ドメイン50Aと第2ドメイン50Bの2つのドメインに分割したVA構造、いわゆる2D−VA構造を採用している。ここでは、長方形の画素を短手方向に平行な直線で2分割し、2つのドメインとしている。画素PXに含まれる液晶分子51は、電圧を印加しない状態において略垂直に配向している。
図13に示すように、第1ドメイン50Aに含まれる液晶分子51と第2ドメイン50Bに含まれる液晶分子51とは、方位角φ:90°−270°方向において、互いに180°異なる方向に傾いて配向している。具体的には、第1ドメイン50Aに含まれる液晶分子51は、方位角φ:90°における極角θが0°より大きくなるよう傾いている。第2ドメイン50Bに含まれる液晶分子51は、方位角φ:270°における極角θが0°より大きくなるよう傾いている。
このように液晶分子51を配向することにより、第1ドメイン50Aにおいて、電圧印加時の液晶層11の厚さ方向の中央部で、液晶分子51が方位角φ:90°で、かつ極角が90°に近づくように倒れる。第2ドメイン50Bにおいて、電圧印加時の液晶層11の厚さ方向の中央部では、液晶分子51が方位角φ:270°で、かつ極角が90°に近づくように倒れる。つまり、電圧印加時の液晶層11の厚さ方向の中央部では、第1ドメイン50Aに含まれる液晶分子51と第2ドメイン50Bに含まれる液晶分子51とは、方位角φ:90°−270°方向において、互いに180°異なる方向に倒れる。すなわち、電圧印加時の液晶層11の厚さ方向の中央部では、第1ドメイン50Aに含まれる液晶分子51と第2ドメイン50Bに含まれる液晶分子51とは、液晶表示装置1の表示領域の対角線の間の方向を向く。なお、第1の垂直配向膜27および第2の垂直配向膜34近傍の液晶分子51は、第1の垂直配向膜27および第2の垂直配向膜34によって配向が規制されているため、電圧印加時においても略垂直のままである。
光制御部材9を備えていない液晶表示装置の場合、液晶表示装置を方位角φ:0°−180°方向において極角θを変化させながら観察すると、一般的にガンマ特性の変化は比較的小さい。一方、方位角φ:90°−270°方向において極角θを変化させながら観察すると、極角θに依存してガンマ特性が大きく変化する。光制御部材9を備えていない液晶表示装置において、方位角φ:0°−180°方向における視野角特性と方位角φ:90°−270°方向における視野角特性とが異なるのは、液晶分子が方位角φ:90°−270°方向のみに倒れるよう配向していることに起因する。
方位角φ:0°−180°方向において観察者の視点の極角θを変化させた場合は、液晶分子の短軸方向に視点を動かすことになるため、液晶分子の複屈折差はそれほど大きくない。その一方、方位角φ:90°−270°方向において観察者の視点の極角θを変化させると、液晶分子の長軸方向に視点を動かすことになり、さらに、液晶分子が倒れる方向に沿って視点を動かすことになるため、液晶分子の複屈折差が大きい。
本実施形態では、図13に示すように、電圧印加時に液晶分子51が倒れる方向、すなわち液晶分子51のダイレクタの方向Dと光制御部材9の遮光層40の短軸方向とが、概ね一致するように光制御部材9が配置されている。液晶分子51のダイレクタの方向Dと第1偏光板3および第2偏光板7の吸収軸P1,P2は45°の角度をなすため、光制御部材9の遮光層40の短軸方向と第1偏光板3および第2偏光板7の吸収軸P1,P2とは45°の角度をなす。
言い換えると、基材39の法線方向から見て、遮光層40の平面形状である菱形は、第1偏光板3および第2偏光板7のうちの一方の偏光板の吸収軸P1,P2と45°未満の角度をなす直線部分を有している。本実施形態の場合、この直線部分は菱形の4辺に対応する。この場合、光の進行方向をxy平面上に射影して見ると、x軸方向から入射して反射面41cで反射した光Lxはy軸方向へ進行し、y軸方向から入射して反射面41cで反射した光Lyはx軸方向へ進行する割合が大きい。さらに、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光Lxの量と、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光Lyの量と、を比較すると、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光Lxの量が、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光Lyよりも多い。
この理由を以下、図14を用いて説明する。
この理由を以下、図14を用いて説明する。
図14(A)〜(F)は、各種の形状および配置を有する遮光層と光の反射の様子を示している。図14(A)〜(F)においては、光の進行方向を矢印で示しているが、この矢印は光の進行方向をxy平面上に射影して示したものであり、実際の光の進行方向はz軸方向の成分を有している。角度φ1〜φ6は、xy平面上に射影したときの光の入射方向と射出方向とのなす角度である。
例えばx軸方向から入射する光の方位角方向の進行方向を変えるためには、x軸に対して0°より大きく、90°より小さい角度をなす反射面があればよい。
最初に、図14(A)に示すように、正方形の一辺をx軸およびy軸に対して45°回転させた平面形状の遮光層140を考える。この場合、反射面141cは、x軸に対して45°の角度をなす。仮に反射面141cが遮光層140の形成面に対して垂直方向に図14(A)の紙面の奥側に向かって配置されていたとする。この場合、x軸の負側から正側に向けて反射面141cに入射した光L1は、反射面141cで反射してxy平面上で90°方向を変え、y軸に平行な方向に進行する。すなわち、xy平面上に射影した光L1の入射方向と射出方向とのなす角度φ1は90°である。
最初に、図14(A)に示すように、正方形の一辺をx軸およびy軸に対して45°回転させた平面形状の遮光層140を考える。この場合、反射面141cは、x軸に対して45°の角度をなす。仮に反射面141cが遮光層140の形成面に対して垂直方向に図14(A)の紙面の奥側に向かって配置されていたとする。この場合、x軸の負側から正側に向けて反射面141cに入射した光L1は、反射面141cで反射してxy平面上で90°方向を変え、y軸に平行な方向に進行する。すなわち、xy平面上に射影した光L1の入射方向と射出方向とのなす角度φ1は90°である。
ところが、本実施形態の光制御部材に即して考えると、反射面141cは、遮光層140に対して垂直方向に配置されているのではなく、図14(B)に示すように、紙面の奥側に向かって遮光層140の外形形状を示す実線の正方形の内側に示した破線の正方形(中空部の外形)に向けて斜めに傾斜している。この場合、角度φ2は90°よりも小さくなり、x軸の負側から正側に向けて反射面141cに入射した光L2は、反射面141cで反射した後、y軸に平行な方向には進まず、y軸に平行な方向よりもx軸の負側に傾いた方向に進む。
これに対して、図14(C)、(D)に示すように、本実施形態のように、菱形の遮光層40を長軸方向がx軸方向を向くように配置した場合を考える。この場合、図14(C)に示すように、反射面41cが遮光層40の形成面に対して垂直方向に配置されていると仮定すると、角度φ3は90°よりも大きく、x軸の負側から正側に向けて反射面41cに入射した光L3は、反射面41cで反射した後、y軸に平行な方向には進まず、y軸に平行な方向よりもx軸の正側に傾いた方向に進む。ところが、図14(D)に示すように、実際の反射面41cは、遮光層40の外形形状を示す実線の菱形の内側に示した破線の菱形(中空部の外形)に向けて斜めに傾斜している。これにより、角度φ4を90°にすることができ、x軸の負側から正側に向けて反射面141cに入射した光L4は、反射面141cで反射した後、y軸に平行な方向に進む。
比較例として、図14(E)、(F)に示すように、本実施形態と異なり、菱形の遮光層40を長軸方向がy軸方向を向くように配置した場合を考える。この場合、図14(E)に示すように、反射面41cが遮光層40の形成面に対して垂直方向に配置されていると仮定すると、角度φ5は90°よりも小さく、x軸の負側から正側に向けて反射面41cに入射した光L5は、反射面41cで反射した後、y軸に平行な方向には進まず、y軸に平行な方向よりもx軸の負側に傾いた方向に進む。ところが、図14(F)に示すように、実際の反射面41cは斜めに傾斜しているため、角度φ6は角度φ5よりもさらに小さくなり、x軸の負側から正側に向けて反射面141cに入射した光L6は、反射面141cで反射した後、y軸に平行な方向よりもx軸の負側に傾いた方向に進む。
以上述べたように、遮光層140の平面形状が正方形の場合、平面形状が菱形の遮光層40を長軸方向がx軸方向を向くように配置した場合、平面形状が菱形の遮光層40を長軸方向がy軸方向を向くように配置した場合、の3つのケースを比較したとき、x軸に平行な方向から反射面に入射してy軸に平行な方向に進む光の量は、平面形状が菱形の遮光層40を長軸方向がx軸方向を向くように配置した場合が最も多くなる。
このことから、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光の量と、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光の量と、を比較すると、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光の量が、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光よりも多いことになる。
このことから、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光の量と、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光の量と、を比較すると、x軸方向から入射してy軸方向に進行する光の量が、y軸方向から入射してx軸方向に進行する光よりも多いことになる。
言い換えると、本実施形態の場合、方位角φ:0°−180°方向から光制御部材9に入射した光は、菱形の遮光層40の平面形状に対応して配置される光拡散部41の反射面41cによって反射され、方位角φ:90°−270°方向へ射出される。その際、光拡散部41の傾斜角θcが90°よりも小さいことから(図9参照)、光の進行方向の極角θは、光制御部材9に入射する前よりも大きくなる方向へ変わる。上述したように、光制御部材9を用いなかったとすると、方位角φ:90°−270°方向とφ:0°−180°方向とでは視野角特性の差が大きい。この問題を改善するためには、光制御部材9を用いて、方位角φ:0°−180°方向に進む光を視野角特性の劣る方位角φ:90°−270°方向へ意図的に混合すればよい。これにより、方位ごとの視野角特性の差が緩和される。これにより、輝度変化のばらつきが平均化され、方位角φ:90°−270°方向における極角θに依存したガンマ特性の変化を改善することができる。
さらに、光制御部材9が液晶パネル2の視認側に貼合されているため、第2容量電極74のエッジ部の一部を菱形の遮光層40により遮光することができる。これにより、コントラストの低下をさらに抑制することができる。遮光層40の形状に異方性を持たせ、遮光層40の長軸を第2容量電極74の長手方向(容量線CLの延在方向)と平行にすることにより、遮光層40の被覆率が同じであったとしても、遮蔽効果を高めることができる。
図15は、本実施形態の液晶表示装置1の一つの画素PXの平面図である。
図16は、遮光層の長軸を容量電極の長手方向(容量線の延在方向)と垂直に配置した比較例の液晶表示装置の一つの画素の平面図である。これらの図面においては、模式的に一つの画素に対して5つの遮光層を配置している。
図16は、遮光層の長軸を容量電極の長手方向(容量線の延在方向)と垂直に配置した比較例の液晶表示装置の一つの画素の平面図である。これらの図面においては、模式的に一つの画素に対して5つの遮光層を配置している。
図15および図16に示すように、一つの画素PXにおいて、一つの画素PXの面積に対する遮光層40の被覆率(密度)が同じであったとする。図15および図16では、同じ大きさの5つの遮光層40を画素内に配置している。この場合、図15の本実施形態のように、遮光層40の長軸を第2容量電極74の長手方向と平行に配置した方が、図16の比較例のように、遮光層40の長軸を第2容量電極74の長手方向と垂直に配置するよりも、第2容量電極74のエッジ部のうち、遮光層40によって遮光される部分の割合が大きくなる。そのため、仮に漏れ光となるおそれのある光が生じたとしても、その光は光制御部材9の遮光層40で遮光され、コントラストを高めることができる。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図17を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の断面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図17は、第2実施形態の液晶パネルの断面図であり、第1実施形態の図6に対応する図面である。
図17において、図6と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第2実施形態について、図17を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の断面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図17は、第2実施形態の液晶パネルの断面図であり、第1実施形態の図6に対応する図面である。
図17において、図6と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
第1実施形態の蓄積容量部72においては、図6に示すように、第2容量電極74の側面74cは、平坦な傾斜面であった。これに対して、第2実施形態の蓄積容量部111においては、図17に示すように、第2容量電極112のエッジ部の側面112cは、凹状に湾曲した傾斜面である。この場合、第2容量電極112のエッジ部の傾斜角θ3は、最も外側に張り出している第2容量電極112の下端部と側面112cの上端の凸部とを通る仮想平面112dと底面112bとがなす角度と定義する。また、第2容量電極112の厚みをT2とし、第2容量電極112の下面112bの幅をW2bとし、第2容量電極112の上面112tの幅をW2tとし、第1容量電極73の幅をW1とする。
本実施形態の場合、上記のパラメーターの関係は、以下のようになる。
θ3=atan[T2/((Ws1−Ws2)×2)]
θ1>θ3
Ws1>Ws2
また、第1実施形態の図7のように、第2容量電極112の下地に傾斜面がある場合には、
W1+2×Wslope<Ws1
である。
θ3=atan[T2/((Ws1−Ws2)×2)]
θ1>θ3
Ws1>Ws2
また、第1実施形態の図7のように、第2容量電極112の下地に傾斜面がある場合には、
W1+2×Wslope<Ws1
である。
本実施形態の場合、製造プロセスにおいて、第2容量電極112を構成する第2金属層と第2金属層エッチング用のフォトレジストとの界面のエッチング耐性を若干低下させておくことが望ましい。このようにすると、第2金属層のエッチング時に第2金属層が厚さ方向にエッチングされるのと同時に、フォトレジストと第2金属層との界面に沿って横方向のエッチングが進み易くなる。これにより、第2容量電極112のエッジ部の側面112cの形状を凹状に湾曲させることができる。
第2実施形態においても、蓄積容量部の反射光による漏れ光が発生し、この漏れ光に起因するコントラストの低下を抑制できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態について、図18を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の断面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図18は、第3実施形態の液晶パネルの断面図であり、第1実施形態の図6に対応する図面である。
図18において、図6と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図18を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の断面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図18は、第3実施形態の液晶パネルの断面図であり、第1実施形態の図6に対応する図面である。
図18において、図6と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
第1実施形態の蓄積容量部72においては、図6に示すように、第2容量電極74は、単層の金属層で構成されていた。これに対して、第3実施形態の蓄積容量部121においては、図18に示すように、第2容量電極122は、下層金属層123と上層金属層124とを含む積層構造を有している。下層金属層123を構成する金属材料と、上層金属層124を構成する金属材料と、は異なることが望ましい。走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、上層金属層124の幅は下層金属層123の幅よりも小さい。すなわち、走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、上層金属層124の幅をW2tとし、下層金属層123の幅をW2bとすると、W2t<W2bである。
第2容量電極122のエッジ部の傾斜角θ3は、下層金属層123の端部と上層金属層124の上端の角部とを通る仮想平面122dと底面122bとがなす角度と定義する。走査線GLの延在方向に垂直な断面形状において、上層金属層124の厚みをT2tとし、下層金属層123の厚みをT2bとし、第1容量電極73の幅をW1、第1容量電極73の厚みをT1とする。
本実施形態の場合、上記のパラメーターの関係は、以下のようになる。
θ3=atan[(T2t+T2b)/((W2b−W2t)×2)]
T2b<T2u
T2b<T1
W1<W2b
θ1>θ3
また、第1実施形態の図7のように、第2容量電極122の下地に傾斜面がある場合には、
W1+2×Wslope<W2t
である。
θ3=atan[(T2t+T2b)/((W2b−W2t)×2)]
T2b<T2u
T2b<T1
W1<W2b
θ1>θ3
また、第1実施形態の図7のように、第2容量電極122の下地に傾斜面がある場合には、
W1+2×Wslope<W2t
である。
本実施形態の場合、下層金属層123と上層金属層124とでエッチング速度の異なる金属材料を選択し、下層金属層123のエッチング速度を相対的に遅く、上層金属層124のエッチング速度を相対的に速くすればよい。これにより、エッチング時のサイドエッチング効果により、上層金属層124がフォトレジストの下部まで抉られ、幅が細くなる。
第3実施形態においても、蓄積容量部の反射光による漏れ光が発生し、この漏れ光に起因するコントラストの低下を抑制できる、といった第1、第2実施形態と同様の効果が得られる。
[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態について、図19を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の平面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図19は、第4実施形態の液晶パネルの一つの画素の平面図であり、第1実施形態の図5に対応する図面である。
図19において、図5と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第4実施形態について、図19を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、蓄積容量部の平面構造が第1実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、蓄積容量部について説明する。
図19は、第4実施形態の液晶パネルの一つの画素の平面図であり、第1実施形態の図5に対応する図面である。
図19において、図5と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
第1実施形態の蓄積容量部72においては、図5に示すように、第2容量電極74の平面形状は矩形であり、第2容量電極74の縁は容量線CLと略平行に延在していた。これに対して、第4実施形態の蓄積容量部131においては、図19に示すように、第2容量電極132は、第2容量電極132の幅が直線的に増減を繰り返す形状を有し、第2容量電極132の縁は容量線CLと略45°をなす方向にジグザグ状に延在している。すなわち、第2容量電極132の縁は、第1偏光板3および第2偏光板7の吸収軸P1,P2と略平行もしくは略垂直に延在している部分を有している。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
第1実施形態で述べたように、光の偏光方向と第1容量電極73や第2容量電極132の側面の延在方向とのなす角度が45°の場合、偏光方向の回転の度合いは最も大きい。これに対し、本実施形態の場合、光の偏光方向と第2容量電極132の側面132cの延在方向とのなす角度が略平行もしくは略垂直であるため、第2容量電極132の側面132cで反射した光の偏光状態はほとんど変化しない。そのため、第2偏光板7からの光漏れを大きく低減することができる。
第4実施形態においても、蓄積容量部での反射光による漏れ光が発生し、この漏れ光に起因するコントラストの低下を抑制できる、といった第1〜第3実施形態と同様の効果が得られる。
[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態について、図20〜図23を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、液晶パネルの画素の構成が第1実施形態と異なる。本実施形態の液晶パネルは、いわゆるマルチピクセル駆動を採用した画素構成を有する。
したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、液晶パネルの画素について説明する。
以下、本発明の第5実施形態について、図20〜図23を用いて説明する。
本実施形態の液晶表示装置の基本構成は第1実施形態と同一であり、液晶パネルの画素の構成が第1実施形態と異なる。本実施形態の液晶パネルは、いわゆるマルチピクセル駆動を採用した画素構成を有する。
したがって、本実施形態では、液晶表示装置の基本構成の説明は省略し、液晶パネルの画素について説明する。
図20に、本実施形態の液晶表示装置200の電気的な構成を模式的に示す。
画素60は、液晶層への印加電圧を個別に制御可能な第1の副画素60aと第2の副画素60bとを有している。第1の副画素60aには、TFT66aおよび蓄積容量部72aが接続されている。第2の副画素60bには、TFT66bおよび蓄積容量部72bが接続されている。TFT66aおよびTFT66bのゲ−ト電極は、走査線62に接続されている。ソース電極は、共通の同一の信号線64に接続されている。
画素60は、液晶層への印加電圧を個別に制御可能な第1の副画素60aと第2の副画素60bとを有している。第1の副画素60aには、TFT66aおよび蓄積容量部72aが接続されている。第2の副画素60bには、TFT66bおよび蓄積容量部72bが接続されている。TFT66aおよびTFT66bのゲ−ト電極は、走査線62に接続されている。ソース電極は、共通の同一の信号線64に接続されている。
蓄積容量部72a、72bは、それぞれ容量線74aおよび容量線74bに接続されている。蓄積容量部72aおよび蓄積容量部72bは、副画素電極68aおよび副画素電極68bに電気的に接続された第2容量電極と、容量線74aおよび容量線74bに電気的に接続された第1容量電極(実際には容量線自体)と、これらの間に設けられた絶縁層(不図示)により形成されている。蓄積容量部72aおよび蓄積容量部72bの第1容量電極は互いに独立しており、それぞれ容量線74aおよび容量線74bから互いに異なる容量対向電圧が供給される。
第1の副画素60aは、さらに2つのドメイン61a、61bを有する。電圧印加時において、ドメイン61aに含まれる液晶分子51と、ドメイン61bに含まれる液晶分子51とは、互いに180°異なる方向に倒れる。同様に、第2の副画素60bは、さらに二つのドメイン61c、61dを有する。電圧印加時において、ドメイン61cに含まれる液晶分子51と、ドメイン61dに含まれる液晶分子51とは、互いに180°異なる方向に倒れる。
次に、液晶表示装置200の2つの副画素60aおよび60bの液晶層に互いに異なる実効電圧を印加することが出来る原理について図21を用いて説明する。
図21は、液晶表示装置200の一つの画素の等価回路を模式的に示す。電気的な等価回路において、それぞれの副画素60aおよび60bの液晶層を、液晶層63aおよび63bとして表している。また、副画素電極68aおよび68bと、液晶層63aおよび63bと、対向電極67(副画素60aおよび60bに対して共通)によって形成される液晶容量をそれぞれClca、Clcbとする。
図21は、液晶表示装置200の一つの画素の等価回路を模式的に示す。電気的な等価回路において、それぞれの副画素60aおよび60bの液晶層を、液晶層63aおよび63bとして表している。また、副画素電極68aおよび68bと、液晶層63aおよび63bと、対向電極67(副画素60aおよび60bに対して共通)によって形成される液晶容量をそれぞれClca、Clcbとする。
液晶容量ClcaおよびClcbの静電容量値は、同一の値CLC(V)とする。CLC(V)の値は、副画素60a、60bの液晶層に印加される実効電圧(V)に依存する。また、各副画素60aおよび60bの液晶容量にそれぞれ独立に接続されている蓄積容量部72aおよび72bを、Ccsa、Ccsbとし、これらの静電容量値は同一の値CCSとする。
副画素60aの蓄積容量部Ccsaの一方の電極は、副画素電極である。液晶容量Clcaの副画素電極68aと蓄積容量部Ccsaの副画素電極は、副画素60aを駆動するために設けたTFT66aのドレイン電極に接続されている。液晶容量Clcaの他方の電極は、対向電極である。蓄積容量部Ccsaの他方の電極は、容量線74aに接続されている。副画素60bの蓄積容量部Ccsbの一方の電極は、副画素電極である。液晶容量Clcbの副画素電極68bと蓄積容量部Ccsbの副画素電極は、副画素60bを駆動するために設けたTFT66bのドレイン電極に接続されている。液晶容量Clcbの他方の電極は、対向電極である。蓄積容量部Ccsbの他方の電極は、容量線74bに接続されている。TFT66aおよびTFT66bのゲート電極は、いずれも走査線62に接続されている。ソース電極は、いずれも信号線64に接続されている。
図22(a)〜(f)に、本実施形態の液晶表示装置200を駆動する際の各電圧のタイミングを模式的に示す。
図22(a)は、信号線の電圧波形Vsを示している。図22(b)は、容量線74aの電圧波形Vcsaを示している。図22(c)は、容量線74bの電圧波形Vcsbを示している。図22(d)は、走査線62の電圧波形Vgを示している。図22(e)は、副画素60aの画素電極68aの電圧波形Vlcaを示している。図22(f)は、副画素60bの画素電極68bの電圧波形Vlcbを示している。また、図中の破線は、対向電極の電圧波形COMMON(Vcom)を示している。
図22(a)は、信号線の電圧波形Vsを示している。図22(b)は、容量線74aの電圧波形Vcsaを示している。図22(c)は、容量線74bの電圧波形Vcsbを示している。図22(d)は、走査線62の電圧波形Vgを示している。図22(e)は、副画素60aの画素電極68aの電圧波形Vlcaを示している。図22(f)は、副画素60bの画素電極68bの電圧波形Vlcbを示している。また、図中の破線は、対向電極の電圧波形COMMON(Vcom)を示している。
以下、図22(a)〜(f)を用いて、図21の等価回路の動作を説明する。
時刻T1のとき、Vgの電圧がVgLからVgHに変化することにより、TFT66aとTFT66bが同時に導通状態(オン状態)となり、副画素60a、60bの副画素電極68a、68bに信号線64の電圧Vsが伝達され、副画素60a、60bに充電される。同様に、それぞれの副画素60a、60bの蓄積容量部Csa、Csbにも信号線64からの充電がなされる。
時刻T1のとき、Vgの電圧がVgLからVgHに変化することにより、TFT66aとTFT66bが同時に導通状態(オン状態)となり、副画素60a、60bの副画素電極68a、68bに信号線64の電圧Vsが伝達され、副画素60a、60bに充電される。同様に、それぞれの副画素60a、60bの蓄積容量部Csa、Csbにも信号線64からの充電がなされる。
時刻T2のとき、走査線62の電圧VgがVgHからVgLに変化することにより、TFT66aとTFT66bが同時に非導通状態(OFF状態)となり、副画素60a、60b、蓄積容量部Csa、Csbはすべて信号線64と電気的に絶縁される。なお、この直後、TFT66a、TFT66bの有する寄生容量等の影響による引き込み現象のために、それぞれの副画素電極の電圧Vlca、Vlcbは概ね同一の電圧Vdだけ低下し、以下の式で示される。
Vlca=Vs−Vd ・・・(1)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(2)
また、このとき、それぞれの容量線の電圧Vcsa、Vcsbは以下の式で示される。
Vcsa=Vcom−Vad ・・・(3)
Vcsb=Vcom+Vad ・・・(4)
Vlca=Vs−Vd ・・・(1)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(2)
また、このとき、それぞれの容量線の電圧Vcsa、Vcsbは以下の式で示される。
Vcsa=Vcom−Vad ・・・(3)
Vcsb=Vcom+Vad ・・・(4)
時刻T3で、蓄積容量部Csaに接続された容量線74aの電圧VcsaがVcom−VadからVcom+Vadに変化し、蓄積容量部Csbに接続された容量線74bの電圧VcsbがVcom+VadからVcom−Vadに2倍のVadだけ変化する。容量線74aおよび74bのこの電圧変化に伴い、それぞれの副画素電極の電圧Vlca、Vlcbは以下のように変化する。
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(5)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(6)
ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS)である。
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(5)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(6)
ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS)である。
時刻T4では、VcsaがVcom+VadからVcom−Vadへ、VcsbがVcom−VadからVcom+Vadへ、2倍のVadだけ変化し、Vlca、Vlcbもまた、式(7)、式(8)からそれぞれ式(9)、式(10)へと変化する。
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(7)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(8)
Vlca=Vs−Vd ・・・(9)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(10)
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(7)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(8)
Vlca=Vs−Vd ・・・(9)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(10)
時刻T5では、VcsaがVcom−VadからVcom+Vadへ、VcsbがVcom+VadからVcom−Vadへ、2倍のVadだけ変化し、Vlca、Vlcbもまた、式(11)、式(12)からそれぞれ式(13)、式(14)へと変化する。
Vlca=Vs−Vd ・・・(11)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(12)
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(13)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(14)
Vlca=Vs−Vd ・・・(11)
Vlcb=Vs−Vd ・・・(12)
Vlca=Vs−Vd+2×K×Vad ・・・(13)
Vlcb=Vs−Vd−2×K×Vad ・・・(14)
Vcsa、Vcsb、Vlca、Vlcbは、水平書き込み時間1Hの整数倍の間隔ごとに上記T4、T5における変化を交互に繰り返す。上記T4、T5の繰り返し間隔を1Hの1倍とするか、2倍とするか、3倍とするかあるいはそれ以上とするかは液晶表示装置の駆動方法(極性反転方法等)や表示状態(ちらつき、表示のざらつき感等)を鑑みて適宜設定すればよい。この繰り返しは、次に画素60が書き換えられるとき、すなわちT1に等価な時間になるまで継続される。したがって、それぞれの副画素電極の電圧Vlca、Vlcbの実効的な値は、以下のようになる。
Vlca=Vs−Vd+K×Vad ・・・(15)
Vlcb=Vs−Vd−K×Vad ・・・(16)
となる。
Vlca=Vs−Vd+K×Vad ・・・(15)
Vlcb=Vs−Vd−K×Vad ・・・(16)
となる。
よって、副画素60a、60bの液晶層13aおよび13bに印加される実効電圧V1、V2は、以下で示される。
V1=Vlca−Vcom ・・・(17)
V2=Vlcb−Vcom ・・・(18)
すなわち、実効電圧V1、V2は、以下のように書き換えられる。
V1=Vs−Vd+K×Vad−Vcom ・・・(19)
V2=Vs−Vd−K×Vad−Vcom ・・・(20)
V1=Vlca−Vcom ・・・(17)
V2=Vlcb−Vcom ・・・(18)
すなわち、実効電圧V1、V2は、以下のように書き換えられる。
V1=Vs−Vd+K×Vad−Vcom ・・・(19)
V2=Vs−Vd−K×Vad−Vcom ・・・(20)
したがって、副画素60aおよび60bのそれぞれの液晶層13aおよび13bに印加される実効電圧の差ΔV12(=V1−V2)は、
ΔV12=2×K×Vad(ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS))となり、互いに異なる電圧を印加することができる。
ΔV12=2×K×Vad(ただし、K=CCS/(CLC(V)+CCS))となり、互いに異なる電圧を印加することができる。
本実施形態において、上述のような構成の液晶表示装置200に、光制御部材9を組み合わせる。第1実施形態と同様に、電圧印加時に液晶分子51が倒れる方向と、光制御部材9の遮光層40の短軸の向きが概ね一致するように、光制御部材9が配置される。
光制御部材9に方位角φ:0°−180°方向から入射した光は、光制御部材9によって方位角φ:90°−270°方向へ優先的に混合される。その結果、方位角φ:90°−270°方向における極角θに依存したガンマ特性の変化が緩和される。それに加えて、マルチピクセル駆動の効果で、方位角φ:90°−180°において斜め方向から見た場合の色変化がさらに緩和される。
なお、本実施形態で用いたマルチピクセル駆動方法に限らず、その他のマルチピクセル駆動方法を本実施形態に適用することが可能である。例えば、特開2006−48055、特開2006−133577、特開2009−199067、国際公開公報2008/18552に記載されている画素構成を用いてもよい。
図23は、第5実施形態の液晶パネルの一つの画素の平面図であり、第1実施形態の図5に対応する図面である。
図23において、図5と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
図23において、図5と共通の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。
第5実施形態においては、副画素60aおよび副画素60bのそれぞれに、蓄積容量部72a,72bが設けられている。各蓄積容量部72a,72bの構成は、第1実施形態と同様である。すなわち、蓄積容量部72aおよび蓄積容量部72bにおいて、第1容量電極141の幅は、第2容量電極142の幅よりも小さく、第1容量電極141のエッジ部の傾斜角は、第2容量電極142のエッジ部の傾斜角よりも大きい。
第5実施形態においても、蓄積容量部の反射光による漏れ光が発生し、この漏れ光に起因するコントラストの低下を抑制できる、といった第1〜第4実施形態と同様の効果が得られる。
なお、上記第1〜第5実施形態においては、走査線GL、信号線SL、および容量線CLの各配線は直線状に延在し、これらの配線は全体として格子状に配置されていた。これに対し、以下の図24〜図28に示すように、走査線GL、信号線SL、および容量線CLの各配線は、画面の水平方向および垂直方向に沿って必ずしも直線状に延在していなくてもよい。ただし、蓄積容量部72の構成は、第1実施形態と同様である。すなわち、各蓄積容量部72において、第1容量電極の幅は、第2容量電極の幅よりも小さく、第1容量電極のエッジ部の傾斜角は、第2容量電極のエッジ部の傾斜角よりも大きい。
例えば図24に示すように、走査線GLを1つの画素PX毎に折り曲げた形状とし、画面の水平方向から傾け、走査線GLの全体形状をジグザグ状としてもよい。この例では、信号線SLの形状は直線状である。すなわち、この例では、液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、走査線GLの延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしている。
あるいは、図25に示すように、走査線GLに加えて、容量線CLを1つの画素PX毎に折り曲げた形状とし、画面の水平方向から傾け、容量線CLの全体形状をジグザグ状としてもよい。この例では、信号線SLの形状は直線状である。すなわち、この例では、液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、走査線GLの延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしており、かつ、蓄積容量部72の延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしている。
あるいは、図26に示すように、信号線SLを1つの画素PX毎に折り曲げた形状とし、画面の垂直方向から傾け、信号線SLの全体形状をジグザグ状としてもよい。この例では、走査線GLの形状は直線状である。すなわち、この例では、液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、信号線SLの延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしている。
あるいは、図27に示すように、信号線SLを1つの画素PXの中の1つのドメイン50A,50B毎に折り曲げた形状とし、画面の垂直方向から傾け、信号線SLの全体形状をジグザグ状としてもよい。この例では、走査線GLの形状は直線状である。すなわち、この例では、液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、信号線SLの延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしている。
あるいは、図28に示すように、信号線SLを1つの画素PXの中の1つのドメイン50A,50B毎に折り曲げた形状とし、画面の垂直方向から傾け、信号線SLの全体形状をジグザグ状としてもよい。さらに、1つの画素PXの中の2つのドメイン50A,50Bの面積を異ならせてもよい。この例では、走査線GLの形状は直線状である。すなわち、この例では、液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、信号線SLの延在方向は、第1偏光板3の吸収軸P1および第2偏光板7の吸収軸P2に対して45°以外の角度をなしている。
図24〜図28の例では、走査線GL、信号線SL、および容量線CL等の配線を画面の水平方向もしくは垂直方向から傾けたことにより、これら配線と第1偏光板3、第2偏光板7の吸収軸P1,P2とのなす角度が45°以外の角度をなしている。そのため、これら配線のエッジ部(側面)で反射した光の偏光状態は、それ程大きく変化することはない。これにより、漏れ光の発生を抑制し、コントラストの低下を抑制することができる。
[第6実施形態]
上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置は、各種電子機器に適用することができる。
以下、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を備えた電子機器について、図29〜図31を用いて説明する。
上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置は、各種電子機器に適用することができる。
以下、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を備えた電子機器について、図29〜図31を用いて説明する。
上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置は、例えば、図29に示す薄型テレビに適用できる。
図29に示す薄型テレビ250は、表示部251、スピーカ252、キャビネット253およびスタンド254等を備えている。
表示部251として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を薄型テレビ250の表示部251に適用することにより、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
図29に示す薄型テレビ250は、表示部251、スピーカ252、キャビネット253およびスタンド254等を備えている。
表示部251として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を薄型テレビ250の表示部251に適用することにより、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置は、例えば、図30に示すスマートフォン240に適用できる。
図30に示すスマートフォン240は、音声入力部241、音声出力部242、操作スイッチ244、表示部245、タッチパネル243および筐体246等を備えている。
表示部245として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置をスマートフォン240の表示部245に適用することによって、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
図30に示すスマートフォン240は、音声入力部241、音声出力部242、操作スイッチ244、表示部245、タッチパネル243および筐体246等を備えている。
表示部245として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置をスマートフォン240の表示部245に適用することによって、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置は、例えば、図31に示すノートパソコン270に適用できる。
図31に示すノートパソコン270は、表示部271、キーボード272、タッチパッド273、メインスイッチ274、カメラ275、記録媒体スロット276および筐体277等を備えている。
表示部271として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置をノートパソコン270の表示部271に適用することによって、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
図31に示すノートパソコン270は、表示部271、キーボード272、タッチパッド273、メインスイッチ274、カメラ275、記録媒体スロット276および筐体277等を備えている。
表示部271として、上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置を好適に適用できる。上述の第1実施形態〜第5実施形態の液晶表示装置をノートパソコン270の表示部271に適用することによって、視野角依存性の小さい映像を表示することができる。
なお、本発明のいくつかの態様における技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様における趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記実施形態では、光制御部材は、基材の一面に形成された複数の遮光層と、基材の一面に遮光層の形成領域外の領域に形成された光拡散部と、を有し、光拡散部が遮光層の形成領域以外の領域に連続して形成されていた。この構成に代えて、光制御部材は、基材の一面に形成された複数の光拡散部と、基材の一面に光拡散部の形成領域外の領域に形成された遮光層と、を有し、空隙からなる低屈折率部が光拡散部の形成領域以外の領域に連続して形成されていてもよい。
上記実施形態では、光制御部材は、基材の一面に形成された複数の遮光層と、基材の一面に遮光層の形成領域外の領域に形成された光拡散部と、を有し、光拡散部が遮光層の形成領域以外の領域に連続して形成されていた。この構成に代えて、光制御部材は、基材の一面に形成された複数の光拡散部と、基材の一面に光拡散部の形成領域外の領域に形成された遮光層と、を有し、空隙からなる低屈折率部が光拡散部の形成領域以外の領域に連続して形成されていてもよい。
また、上記実施形態における光制御部材の基材の視認側に、反射防止構造、偏光フィルター層、帯電防止層、防眩処理層、防汚処理層のうちの少なくとも一つが設けられた構成であってもよい。この構成によれば、基材の視認側に設ける層の種類に応じて、外光反射を低減する機能、塵埃や汚れの付着を防止する機能、傷を防止する機能等を付加することができ、視野角特性の経時劣化を防ぐことができる。
特に、反射防止構造の一例として、光制御部材の基材の視認側にアンチグレア層が設けられた構成であってもよい。アンチグレア層としては、例えば、光の干渉を用いて外光を打ち消す誘電体多層膜等が用いられる。
反射防止構造の他の例として、光制御部材の基材の視認側に、いわゆるモスアイ構造が設けられた構成であってもよい。本発明において、モスアイ構造は、以下の構造や形状を含むものとする。モスアイ構造は、周期が可視光の波長以下の凹凸形状であり、いわゆる“蛾の目(Moth-eye)”構成の原理を利用した形状や構造である。凹凸の周期は、可視光(λ=380nm〜780nm)の波長以下に制御されている。凹凸パターンを構成する凸部の2次元的な大きさは、10nm以上、500nm未満である。基材に入射する光に対する屈折率を凹凸の深さ方向に沿って入射媒体(空気)の屈折率から基材の屈折率まで連続的に変化させることによって反射を抑制する。
また、上記実施形態では、中空部の形状を四角錐台状としたが、その他の形状であってもよい。また、光拡散部の反射面の傾斜角度は、光軸を中心として必ずしも対称でなくても良い。上記実施形態のように、中空部もしくは光拡散部の形状を四角錐台状とした場合には、光拡散部の反射面の傾斜角度が光軸を中心として線対称となるため、光軸を中心として線対称的な角度分布が得られる。これに対して、表示装置の用途や使い方に応じて意図的に非対称な角度分布が要求される場合、例えば画面の上側だけ、あるいは右側だけに視野角を広げたい等の要求がある場合に、光拡散部の反射面の傾斜角度を非対称にしてもよい。
また、液晶表示装置内のドメインについては、2つのドメインの面積が異なっていてもよいし、液晶分子のダイレクタの方向は完全に180°異なっていなくてもよい。また、本発明は、画素内に少なくとも2つのドメインがある場合に適用されるものであり、3つ以上のドメインがあってもよい。その場合、視野角特性を改善したい方位角方向に合わせて、光制御部材の遮光層の短軸方向を配置すればよい。
また、上記実施形態においては、図32(A)に示すように、液晶パネル2の1個の画素PXが長方形状の赤(R)、緑(G)、青(B)の3個の副画素で構成され、これら3個の副画素が画面の垂直方向(矢印V方向)に長辺方向を向けて水平方向(矢印H方向)に配列されている例を示した。副画素の配置はこの例に限ることなく、例えば図32(B)に示すように、R,G,Bの3個の副画素が画面の水平方向(矢印H方向)に長辺方向を向けて垂直方向(矢印V方向)に配列されていてもよい。
また、図32(C)に示すように、液晶パネル2の1個の画素が長方形状の赤(R)、緑(G)、青(B)、黄(Y)の4個の副画素で構成され、これら4個の副画素が画面の垂直方向(矢印V方向)に長辺方向を向けて水平方向(矢印H方向)に配列されていてもよい。もしくは、図32(D)に示すように、R,G,B,Yの4個の副画素が画面の水平方向(矢印H方向)に長辺方向を向けて垂直方向(矢印V方向)に配列されていてもよい。もしくは、図32(E)に示すように、液晶パネルの1個の画素が正方形状のR,G,B,Yの4個の副画素で構成され、画面の水平方向と垂直方向とに2行2列に配置されていてもよい。
その他、液晶表示装置の各構成部材の材料、数、配置等に関する具体的な構成は上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。例えば上記実施形態では、液晶パネルの外側に偏光板や位相差板を配置する例を示したが、この構成に代えて、液晶パネルを構成する一対の基板の内側に偏光層や位相差層を形成してもよい。
本発明の個々の態様は、液晶表示装置に利用が可能である。
1,200…液晶表示装置、2…液晶パネル、3…第1偏光板、7…第2偏光板、9…光制御部材、10…TFT基板(第1の基板)、11…液晶層、12…カラーフィルター基板(第2の基板)、27…第1の垂直配向膜、34…第2の垂直配向膜、40…遮光層、41…光拡散部、41a…光射出端面、41b…光入射端面、50A…第1ドメイン、50B…第2ドメイン、51…液晶分子、72,72a,72b,111,121,131…蓄積容量部、73…第1容量電極、74,112,122,132…第2容量電極、123…下層金属層、124…上層金属層、GL…走査線、SL…信号線、CL…容量線、PX…画素。
Claims (10)
- 第1の垂直配向膜を有する第1の基板と、第2の垂直配向膜を有する第2の基板と、前記第1の垂直配向膜と前記第2の垂直配向膜との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された第1偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された第2偏光板と、を含む液晶パネルを備え、
前記液晶パネルは、第1金属層からなり、一方向に延在する複数の走査線と、絶縁層を介して前記第1金属層の上方に積層された第2金属層からなり、前記複数の走査線に交差する方向に延在する複数の信号線と、前記複数の走査線と前記複数の信号線とにより区画された複数の画素と、を備え、
前記複数の画素の各々は、前記液晶層の液晶分子のダイレクタが所定の方向で互いに略逆の向きを向く2つのドメインと、蓄積容量部と、を備え、
前記蓄積容量部は、前記第1金属層からなる第1容量電極と、前記第2金属層からなる第2容量電極と、前記第1容量電極と前記第2容量電極との間に介在する絶縁膜と、を備え、
前記第1偏光板の吸収軸と前記第2偏光板の吸収軸とが、互いに直交するとともに、前記ダイレクタの方向に対して略45°の角度をなし、
前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記第1容量電極の幅をW1とし、前記第2容量電極の幅をW2とし、前記第1容量電極のエッジ部の傾斜角をθ1とし、前記第2容量電極のエッジ部の傾斜角をθ2としたとき、
W1<W2、かつ、θ1>θ2である、液晶表示装置。 - 前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記第2容量電極のエッジ部の側面が凹状に湾曲している、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第2容量電極は、下層金属層と上層金属層とを含む積層構造を有し、
前記走査線の延在方向に垂直な断面形状において、前記上層金属層の幅をW2tとし、前記下層金属層の幅をW2bとしたとき、
W2t<W2b、かつ、W1<W2bである、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記第2容量電極の縁の少なくとも一部は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなす方向に延在している、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記蓄積容量部の延在方向は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなす、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記複数の画素の各々は、前記液晶層への印加電圧を個別に制御可能な第1の副画素と第2の副画素とを少なくとも含む、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルの視認側に、前記液晶パネルから射出された光の配光方向を制御する光制御部材を備え、
前記光制御部材は、光透過性を有する基材と、前記基材の第1の面に設けられた光拡散部と、前記第1の面のうち前記基材の法線方向から見て前記光拡散部と重ならない位置に設けられた遮光部と、前記基材の法線方向から見て前記遮光部と一部重なる位置に設けられ、前記光拡散部の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率部と、を備え、
前記光拡散部は、前記基材側に位置する光射出端面と、前記液晶パネル側に位置し、前記光射出端面よりも広い面積を有する光入射端面と、を有する、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルの法線方向から見て、前記光拡散部もしくは前記遮光部は、長軸と短軸とを有する異方性の平面形状を有する、請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記遮光部の長軸と前記第2容量電極のエッジ部の延在方向とが略平行である、請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルの法線方向から見た平面形状において、前記走査線および前記信号線の少なくとも一方の延在方向は、前記第1偏光板の吸収軸および前記第2偏光板の吸収軸に対して45°以外の角度をなす、請求項1に記載の液晶表示装置。
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CN111128014A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 三星显示有限公司 | 可折叠显示装置 |
WO2021212559A1 (zh) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Goa 阵列基板、显示装置及制备方法 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111128014A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 三星显示有限公司 | 可折叠显示装置 |
CN111128014B (zh) * | 2018-10-31 | 2023-09-26 | 三星显示有限公司 | 可折叠显示装置 |
CN109411411A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-01 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Goa阵列基板的制作方法及液晶显示器 |
US11398503B2 (en) | 2019-03-28 | 2022-07-26 | Panasonic Liquid Crystal Display Co., Ltd. | Display device |
WO2021212559A1 (zh) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Goa 阵列基板、显示装置及制备方法 |
US11742360B2 (en) | 2020-04-23 | 2023-08-29 | Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Gate driver on array (GOA) substrate, method for fabricating same, and display device comprising same |
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