JP2616463C - - Google Patents

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JP2616463C
JP2616463C JP2616463C JP 2616463 C JP2616463 C JP 2616463C JP 2616463 C JP2616463 C JP 2616463C
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liquid crystal
alignment film
alignment
region
regions
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、視角依存性を改善して広範囲な視角を持つ透過
型液晶表示装置に関する。 【0002】 【従来の技術】図5は従来の薄膜トランジスタ(TFT)アクティブマトリクス
液晶表示装置の液晶パネル部の構成を示すものであって、(a)は各配向膜のラビ
ング状態を模式的に示す図であり、(b)はこの液晶パネルの構成を示す断面図で
ある。この液晶パネルは、大別すると、カラーフィルタ基板とTFT基板とこれ
ら基板 の間に挟持されたTN(ツイステッドネマチック)液晶層56とによって構成さ
れている。カラーフィルタ基板は、ガラス基板51a上に、カラーフィルタ52
、共通電極53、配向膜54aを順次積層した構成であり、TFT基板は、ガラ
ス基板51b上に、画素電極55、配向膜54bを順次積層した構成である。T
N液晶層56は両方の配向膜54a,54bに接している。そして、ガラス基板
51a,51bの裏面には、それぞれ、偏光板57a,57bが取り付けられてい
る。なお実際には、カラーフィルタ基板にはブラックマトリクス等が、またTF
T基板には薄膜トランジスタ等が形成されているが、簡単のためにここでは省略
している。 【0003】カラーフィルタ基板上の配向膜54aとTFT基板上の配向膜54
bは、それぞれ、図5(a)において示される矢印方向にラビングされている。す
なわち、配向膜54aは、点線で示されるように右上方向に、配向膜54bは、
実線で示されるように右下方向に、それぞれ一方向にラビングされており、二つ
のラビング方向はほぼ直交している。これにより、これら配向膜54a,54b
によってはさまれているTN液晶層56は、90°ねじられることになる。 【0004】各電極に電圧が印加されていない状態においてこの透過型液晶表示
装置では、図示下方から入射した光は、TFT基板側の偏光板57bにより、配
向膜54bのラビング方向と平行な直線偏光とされ、TN液晶層56を通過する
ことにより90°旋光した後、ガラスフィルタ基板側の偏光板57aに入射する
。偏光板57aの偏光方向が配向膜54aのラビング方向と一致しているとき(
ノーマリーホワイトモード)には、光が透過して白表示となり、また偏光板57
aの偏光方向が配向膜54aのラビング方向と直交しているとき(ノーマリーブ
ラックモード)には、光が遮断されるので黒表示となる。 【0005】このように構成された液晶パネルを観察する場合、液晶パネルの正
面から観察すれば、上述したような原理に基づく本来の表示内容を視認すること
ができる。しかし、液晶パネルの表面の法線からずれた方向から観察した場合に
は、液晶の複屈折性により、正面から観察した場合とは異なった表示内容が観察
される。例えば、各配向膜54a,54bがそれぞれ図5(a)に示すような方向に
ラビングされている場合であれば、法線から上30°の方向から観察すると、表 示が全体に白方向に移動して中間調となって黒が白っぼい表示になってしまい(
いわゆる白抜け)、一方、下30°の方向から観察すると、表示が全体に黒方向
に移動するとともに階調逆転が起こる。このように従来の液晶表示装置では、本
来の表示内容が視認できる角度範囲、すなわち視野角が狭いという問題点がある
。 【0006】液晶表示装置の視野角の狭さを改善しようとする提案が、いくつか
なされている。例えば特開昭54−5754号公報には、液晶パネルの微小単位
領域の各々に、液晶分子のツイスト方向が相違する2つの液晶配向区分を形成し
、視角依存性を低減する技術が開示されている。 【0007】また、特公昭58−43723号公報には、1対の電極板間に液晶
を挟み込んだTN液晶表示装置において、少なくとも一方の、好ましくは両方の
電極板に、逆向きの配向性能を微小ピッチでスリット状に付与することにより、
視野角を広くする技術が開示されている。配向性能は研磨法、斜め蒸着法等によ
って電極板表面に付与される。研磨方向は電極板の相互間で互いに直交しており
、その研磨方向の組み合わせは図6(a)〜(d)にそれぞれ示されるように、4通り
ある。図6において、点線の矢印は表示装置の前面側からみて手前側の電極板で
の研磨方向を示し、実線の矢印は奥側の電極板での研磨方向を示している。特公
昭58−43723号公報に記載の技術は、図6(a)〜(d)に示されるような研磨
方向の組み合わせによって良好な表示が得られる範囲が異なることを利用し、こ
れらを組み合わせて視角依存のない広視角な表示を得ようとするものである。逆
向きの配向性能のピッチは、ほぼ等しくしており、両者の面積比は2:3から3
:2の範囲、好ましくは9:11から11:9の範囲内がよいとしている。 【0008】同様に特開昭63−106624号公報には、画素に対応する配向
膜に、配向方向が逆となった領域を複数形成して、視野角を大きくする技術が開
示されている。 【0009】さらに、特開平5−173136号公報には、画素に対応する配向
膜に互いに逆の配向方向となった領域を形成し、かつ、その画素に対応する配向
膜を液晶のうける閾値電圧が異なる2つの領域にさらに分割することにより、視
野角を大きくする技術が開示されている。具体的には、画素に対応する微小な単 位領域について、図7に示すように、A,B領域で配向処理を変え、X,Y領域で
閾値電圧が相違するようにする。図7においては、配向膜85,87は、その配
向方向を示す矢印で表示されている。液晶に対する閾値電圧が異なるようにする
ために、Y領域には誘電体層88が設けられる。図8(a),(b)は、それぞれ、X
領域、Y領域でのこの液晶パネルの断面図である。X領域、Y領域とも、図示下
側の基板81には電極84と配向膜85が順次積層されている。図示上側の基板
82では、X領域においては電極86と配向膜87とが順次積層され、Y領域に
おいては、電極86と配向膜87の間に誘電体層88が設けられている。液晶8
3は、両方の配向膜85,87の間に封止されている。 【0010】図9は、単一方向に配向した液晶の視角特性(印加電圧Vに対する
透過率Tの関係)を示しており、一点鎖線Cは真正面からみた場合の特性、破線
L,Uはそれぞれ角度40°の斜め下方及び斜め上方からみた場合の特性である
。そして、実線Iは、破線Lと破線Uを平均した特性である。特開平5−173
136号公報に開示された液晶表示装置では、画素内に配向方向が異なる領域を
設けることにより、斜め視野の比較的明るくなってしまう特性(破線L)とすぐ
に黒になってしまう特性(破線U)とを平均化させて実線Iで表わされる特性と
し、真正面からみた特性(一点鎖線C)に近づけてるとともに、平均化による特
性(実線I)において階調表示を行なう上で変化の区別がつかなくなる部分Ia
を、X領域とY領域の閾値電圧を変えることによって緩和し、より真正面からの
特性に近づけている。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】上述の特公昭58−43723号公報に開示さ
れた技術では、配向性能をほぼ等しい面積で逆向きにして白抜けと階調逆転を補
い合い、平均化している。面積分割の片方は占有率40〜60%となっており、
この程度の占有率であれば上下の非対称性はそれほどなく、ほぼ平均化できる。
その結果、階調逆転の発生しない領域は全体的に広がる。しかしながら、ノート
パソコンなどのOA機器に液晶パネルを使用する場合、視野角が液晶パネルの表
面に対して特に上下方向に非対称に広がっていることが望ましい。OA機器に液
晶パネルを使用する場合、使用時にはこの液晶パネルはほぼ垂直か少し斜めの状 態となるが、このような状態において下方側から液晶パネルをのぞき込むことは
まずあり得ないのに対し、上方側からのぞき込むことはしばしばある。特公昭5
8−43723号公報に開示された技術の場合、視野がそれほど広くなくてもよ
い下方向に視角が広がり、視野が広くあってほしい上方向において階調逆転が発
生してしまう問題点がある。 【0012】特開平5−173136号公報に開示された技術では、誘電体層を
設ける必要があるので工程数が増えるという間題点とともに、ある特定の視角方
向、例えば下方向には視角が広がらなくてよい場合には不必要なこととなるとい
う問題点がある。 【0013】本発明の目的は、特定方向、例えば上方向での視野逆転を極力小さ
くすることができる透過型液晶表示装置を提供することにある。 【0014】 【課題を解決するための手段】本発明の第1の透過型液晶表示装置は、アクティ
ブマトリクス基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記
アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板の間に注入されたTN液晶と、
前記各基板にそれぞれ付加された偏光板とを有する透過型液晶表示装置において
、一画素に対応する領域ごとに、該領域が分割されて、表示装置の表示面法線方
向に対して上下方向に配置するとともに前記TN液晶の配向方向が異なる2つの
配向領域が形成され、前記両配向領域の面積の比が3:7から2:8の範囲内に
ある。 【0015】本発明の第2の透過型液晶表示装置は、偏光板が付加され第1の配
向膜を有するアクティブマトリクス基板と、偏光板が付加され第2の配向膜とカ
ラーフィルタを有するカラーフィルタ基板と、前記アクティブマトリクス基板と
カラーフィルタ基板の間に注入されたTN液晶とを有する透過型液晶表示装置に
おいて、前記配向膜のうちの一方が一様なラビング方向を有する一方向配向膜で
あり、前記配向膜のうちの他方が、ラビング方向が異なる2つの配向領域を一画
素に対応する範囲ごとにそれぞれ有する分割配向膜であり、前記2つの配向領域
が、前記一画素に対応する領域内において表示装置の表示面法線方向に対して上
下方向に配置し、前記分割配向膜において前記両配向領域の面積の比が3:7か ら2:8の範囲内にある。この場合、分割配向膜において両配向領域間でラビン
グ方向が相互に正反対であり、一方向配向膜のラビング方向が両配向領域のラビ
ング方向のそれぞれに対してほぼ直角になっているようにしたり、また、TN液
晶のプレチルト角が一方向配向膜側よりも分割配向膜側で大きいようにすること
ができる。 【0016】 【作用】一画素に対応する範囲内に配向方向が異なる2つの配向領域を共存させ
た液晶表示装置において、分割配向膜での配向領域の比が2:8から3:7の範
囲内にあるようにすることにより、所望の方向を含めて視野角を拡大することが
可能となる。 【0017】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照しで説明する。図1(a)は
本発明の一実施例の液晶パネルにおける分割配向膜の一画素に対応する領域での
分割状態を説明する図、図1(b)は分割配向膜と一方向配向膜のラビング状態を
説明する図、図2は本実施例の液晶パネルの構成を示す断面図である。 【0018】この液晶パネルは、略長方形上であって、R(赤),G(緑),B(青)の
各色に対応する画素を有してカラー表示が可能なものであり、ノートパソコンな
どのOA機器に好ましく使用されるものである。以下の説明においては、この液
晶パネルはほぼ直立した状態で使用されるものとし、液晶パネルに対する「上」
,「下」,「左」,「右」の用語はこの使用状態での上下左右方向に対応付けられ
て使用する。 【0019】この液晶パネルは、図2に示されるように、一方向配向膜24aが
形成されたカラーフィルタ基板と、分割配向膜24bが形成されたTFT基板と
の間に、TN液晶層26をはさみ込んだ構成となっている。カラーフィルタ基板
は、ガラス基板21a上に、カラーフィルタ22、共通電極23、一方向配向膜
24aを順次形成したものであり、また、TFT基板は、ガラス基板21b上に
、画素電極25と分割配向膜24bを順次形成したものである。そして、各ガラ
ス基板21a,21bの裏面には偏光板27a,27bが取り付けられている。な
お実際には、カラーフィルタ基板にはブラックマトリクス等が、またTFT基板
に は薄膜トランジスタ等が形成されているが、簡単のために、これらはここでは省
略されている。 【0020】分割配向膜24bでは、図1(a)に示すように、一画素分の領域ご
とに、それぞれ、ラビング方向が相互に逆になっている2つの領域(領域Aと領
域B)に分けられており、領域Aと領域Bの面積比は、2:8〜3:7の間で選
択されている。各画素において、領域Aは液晶パネルの使用状態における上側に
配置され、領域Bは下側に配置されている。また、一方向配向膜24aでのラビ
ング方向と分割配向膜24bでのラビング方向の関係が、図1(b)に示されてい
る。一方向配向膜24aのラビング方向は、点線矢印で示すように、全画素に共
通に右上方向である。一方、分割配向膜24bのラビング方向は、実線矢印で示
すように、各画素ごとにその一画素内で右下方向(領域B)と左上方向(領域A
)に切り換えられている。一方向配向膜24aのこのラビング方向は、分割配向
膜24bの領域Aと領域Bのいずれにおけるラビング方向に対しても、ほぼ直角
となっている。なお、各配向膜24a,24bとの界面におけるTN液晶層26
の液晶分子のチルト角が、一方向配向膜24a側よりも分割配向膜24b側で大
きくなるように、各配向膜24a,24bのラビングがなされている。 【0021】本実施例では、ストライプ型の画素配列構造を前提としている。こ
こで、ストライプ型とは、R,G,Bの各色のフィルタが縦方向に直線上に形成さ
れたものであり、そして一画素は横方向に直線的に並んだR,G,Bの3色を含む
ものである。この3色を含む画素は、図1(b)に示されるように、縦方向及び横
方向に直線状に並んで配列されている。 【0022】このように各配向膜がラビングされた場合の一画素内の領域Aと領
域Bにおける液晶分子のねじれ状態が、それぞれ図3(a),(b)に示されている。
領域Aと領域Bとでは分割配向膜24bのラビング方向が180°異なっている
ため、それぞれの領域におけるチルト方向が異なってくる。ここで、一方向配向
膜24aでの液晶分子のプレチルト角の方が、分割配向膜24bのそれより小さ
く設定されており、一般に液晶の配向は高プレチルト角側の配向方向で規定され
るので、液晶分子は分割配向膜24bのラビング状態によって配向される。その
結果、一方向配向膜24aにおける液晶のプレチルト角は、領域Aと領域Bとで
逆 方向となった状態で安定する。 【0023】次に、OA機器用に使用する場合において、分割配向膜24bにお
ける領域Aと領域Bとの面積比(a:b)を2:8〜3:7とすべきことの理由
を説明する。図4(a)〜(f)は、それぞれ、階調をパラメータとして視角と輝度と
の関係を示した階調特性曲線図である。このうち図4(a)は、従来の液晶パネル
[図5(a),(b)参照]、すなわち配向膜で配向方向による領域分割を行なわない
場合を示し、図4(b)〜(f)は、それぞれ、分割配向膜における各配向方向の領域
の面積比a:bが、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5である場合に対応
する。ここでは、視角0°(真正面から観察した場合に相当)においてのγ値を
2.2として表わした8階調で表示が行なわれるものとする。図において、各曲
線はそれぞれ8階調のうちのいずれかの階調を表わしており、視角0°のところ
で最も下の曲線が0番目の階調を表わし、以下順に、1番目の階調、2番目の階
調であって、最も上の曲線が7番目の階調を示している。もし、特性曲線相互が
交わっていれば、そこで階調逆転が起こっていることになる。 【0024】従来の液晶パネルの場合[図4(a)]、階調逆転が起こらない視角
範囲が狭く、特に下方向では、10°近傍から階調逆転が起きている。見た目で
も、下方向にはすぐに黒くなり、不快感を与える。 【0025】ところで、ノートパソコン等のOA機器で使用する液晶パネルの場
合には、「発明が解決しようとする課題」の欄でも述べたように、下方向にはそ
れほど視野がなくてもよい。下方向には、30°以上の角度で階調逆転が起きて
いても許容できる。図4(b)〜(f)を参照すると、a:b=1:9では下30°未
満で階調逆転が起きておりOA機器用としての使用に適さないが、a:b=2:
8では下30°において階調逆転が起きていない。これらの図から明らかなよう
に、全体に対する領域Aの面積の割合を0.2以上とすることによって、下方向
の視野に対する不快感を感じることなく、液晶パネルを使用することが可能とな
る。 【0026】次に、上方向の視野について検討する。上述した特開平5−173
136号公報では、領域Aと領域Bの面積を等しくした上で、各画素の領域の一
部に誘電体層を設けることにより、階調の区別がつくようにしている。領域Aと
領域Bの面積を等しくした場合に、そのままでは階調の区別がつかなくなるのは
、 図4(f)においてIbで表わされる部分、すなわち視角が上下40°の場合である
。OA機器用としての使用を考えた場合には、上40°(図示点線)で階調の区
別がつくことが望ましい。図4(b)〜(f)を参照すると、上40°で階調の区別が
つくためには、全体に対する領域Aの面積比が0.4以下であれば十分であるこ
とが分かる。さらに余裕をもって、上50°(図示一点鎖線)で見た場合に、全
階調の半分より多くの階調性がとれていれば満足のいく階調が得られると仮定す
る。面積比a:bが4:6の場合[図4(e)参照]には、4番目の階調以上で階
調逆転が起きており、全階調の半分より多くの階調性がとれていることにはなら
ない。一方、領域Aの面積の全体に対する比が0.3以下であれば、全階調の半
分より多くの階調性がとれている。以上の考察により、領域Aの面積比が0.3
以下の場合に、OA用として用いた場合に上方向で満足のいく階調が得られる。
したがって、一画素内の分割配向膜24bにおける領域Aと領域Bとの面積比(
a:b)を2:8〜3:7とすべきことが分かる。 【0027】以上、本発明の実施例として、OA機器に好ましく使用される液晶
パネルを説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を逸脱しない範囲において各種の変更が可能である。例えば、壁掛け型
ディスプレイなどのように、下方向に広い視野が要求され上方向には視野がそれ
ほど広くなくてよい場合には、領域Aと領域Bの面積比を上述とは逆にすればよ
い。また、上述の実施例では、TFT基板側の配向膜を分割配向膜として一画素
内でラビング方向を変えていたが、逆にTFT基板側の配向膜を一方向配向膜と
し、カラーフィルタ側の配向膜を分割配向膜としてもよい。また、カラー表示の
ための画素配列構造はストライプ型に限定されるものではなく、デルタ型やモザ
イク型等の様々な配列構造に適用できる。 【0028】 【発明の効果】以上説明したように本発明は、一画素に対応する範囲内に配向方
向が異なる2つの配向領域を共存させ、かつこの配向領域の面積の比が2:8か
ら3:7の範囲内にあるようにすることにより、所望の方向を含めて視野角を拡
大しかつ良好な階調特性を得ることが可能にあるという効果がある。例えば、O
A機器に使用する場合であれば、下方向への視野を必要な範囲で拡げるともに、 上方向で発生する階調逆転を極力少なくすることが可能となり、実際の使用環境
に即して良好な表示を行なうことが可能になる。また、誘電体層などを設けるこ
となく、階調性にすぐれた表示が可能にあるという効果がある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission type liquid crystal display device having a wide viewing angle with improved viewing angle dependency. 2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a structure of a liquid crystal panel of a conventional thin film transistor (TFT) active matrix liquid crystal display device, and FIG. 5A schematically shows a rubbing state of each alignment film. FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a configuration of the liquid crystal panel. This liquid crystal panel is roughly divided into a color filter substrate, a TFT substrate, and a TN (twisted nematic) liquid crystal layer 56 sandwiched between these substrates. The color filter substrate has a color filter 52 on a glass substrate 51a.
, A common electrode 53, and an alignment film 54a are sequentially stacked. The TFT substrate has a configuration in which a pixel electrode 55 and an alignment film 54b are sequentially stacked on a glass substrate 51b. T
The N liquid crystal layer 56 is in contact with both alignment films 54a and 54b. Then, polarizing plates 57a and 57b are attached to the back surfaces of the glass substrates 51a and 51b, respectively. Actually, the color filter substrate is provided with a black matrix, etc.
Although a thin film transistor or the like is formed on the T substrate, it is omitted here for simplicity. An alignment film 54a on a color filter substrate and an alignment film 54 on a TFT substrate
b is rubbed in the direction of the arrow shown in FIG. That is, the alignment film 54a has an upper right direction as indicated by a dotted line, and the alignment film 54b has
As shown by the solid line, rubbing is performed in one direction in the lower right direction, and the two rubbing directions are substantially orthogonal. Thereby, these alignment films 54a, 54b
The TN liquid crystal layer 56 sandwiched between them is twisted by 90 °. In the transmission type liquid crystal display device in the state where no voltage is applied to each electrode, light incident from below in the drawing is converted into linearly polarized light parallel to the rubbing direction of the alignment film 54b by the polarizing plate 57b on the TFT substrate side. After passing through the TN liquid crystal layer 56, the light is rotated by 90 °, and then enters the polarizing plate 57a on the glass filter substrate side. When the polarization direction of the polarizing plate 57a matches the rubbing direction of the alignment film 54a (
In a normally white mode, light is transmitted to form a white display, and a polarizing plate 57 is used.
When the polarization direction of “a” is orthogonal to the rubbing direction of the alignment film 54a (normally black mode), light is cut off, and black display is performed. [0005] When observing the liquid crystal panel configured as described above, the original display content based on the above-described principle can be visually recognized by observing from the front of the liquid crystal panel. However, when observed from a direction deviated from the normal line of the surface of the liquid crystal panel, display contents different from those observed from the front are observed due to the birefringence of the liquid crystal. For example, if each of the alignment films 54a and 54b is rubbed in a direction as shown in FIG. 5A, when viewed from a direction 30 ° above the normal, the display moves in a white direction as a whole. And it becomes a halftone, and black becomes whitish display (
On the other hand, when observed from the lower 30 ° direction, the display moves in the black direction as a whole, and the gradation is reversed. As described above, the conventional liquid crystal display device has a problem that the angle range in which the original display content can be visually recognized, that is, the viewing angle is narrow. Several proposals have been made to improve the narrow viewing angle of a liquid crystal display device. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-5754 discloses a technique in which two liquid crystal alignment sections having different twist directions of liquid crystal molecules are formed in each minute unit area of a liquid crystal panel to reduce the viewing angle dependency. I have. Further, Japanese Patent Publication No. 58-43723 discloses a TN liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode plates. By applying slits at a minute pitch,
A technique for widening the viewing angle has been disclosed. The orientation performance is provided to the electrode plate surface by a polishing method, an oblique evaporation method, or the like. The polishing directions are orthogonal to each other between the electrode plates, and there are four combinations of the polishing directions as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d). In FIG. 6, a dotted arrow indicates a polishing direction on the front electrode plate as viewed from the front side of the display device, and a solid arrow indicates a polishing direction on the rear electrode plate. The technique described in Japanese Patent Publication No. 58-43723 utilizes the fact that the range in which a good display can be obtained varies depending on the combination of polishing directions as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d). It is intended to obtain a display with a wide viewing angle that does not depend on the viewing angle. The pitch of the reverse orientation performance is almost equal, and the area ratio between the two is 3: 2 to 3
: 2, preferably in the range of 9:11 to 11: 9. [0008] Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-106624 discloses a technique in which a plurality of regions having reversed orientations are formed in an orientation film corresponding to a pixel to increase the viewing angle. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-173136 discloses that an alignment film corresponding to a pixel is formed with regions having directions opposite to each other, and a threshold voltage at which the alignment film corresponding to the pixel is exposed to liquid crystal. A technique has been disclosed in which the viewing angle is increased by further dividing the image into two different areas. Specifically, as shown in FIG. 7, the alignment process is changed in the A and B regions for the minute unit region corresponding to the pixel so that the threshold voltages are different in the X and Y regions. In FIG. 7, the alignment films 85 and 87 are indicated by arrows indicating their alignment directions. In order to make the threshold voltage for the liquid crystal different, a dielectric layer 88 is provided in the Y region. FIGS. 8A and 8B respectively show X
It is sectional drawing of this liquid crystal panel in an area | region and Y area | region. In both the X region and the Y region, an electrode 84 and an alignment film 85 are sequentially laminated on the substrate 81 on the lower side in the figure. In the substrate 82 on the upper side of the figure, an electrode 86 and an alignment film 87 are sequentially laminated in the X region, and a dielectric layer 88 is provided between the electrode 86 and the alignment film 87 in the Y region. Liquid crystal 8
3 is sealed between both alignment films 85 and 87. FIG. 9 shows the viewing angle characteristics (relationship of the transmittance T with respect to the applied voltage V) of the liquid crystal aligned in a single direction. The dashed line C indicates the characteristics when viewed from the front, and the broken lines L and U indicate the characteristics. This is a characteristic when viewed from obliquely below and obliquely above at an angle of 40 °. The solid line I is a characteristic obtained by averaging the broken line L and the broken line U. JP-A-5-173
In the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Publication No. 136, by providing regions having different alignment directions in the pixel, the characteristic of oblique viewing becomes relatively bright (broken line L) and the characteristic of becoming black immediately (broken line). U) are averaged to obtain a characteristic represented by a solid line I, which is close to the characteristic (dash-dot line C) as viewed from the front, and the characteristic of the averaging (solid line I) is used to distinguish changes in gradation display. Ia
Is reduced by changing the threshold voltages of the X region and the Y region, thereby bringing the characteristics closer to the front. According to the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-43723, the alignment performance is reversed in substantially the same area to compensate for white spots and gradation inversion, and average the results. ing. One of the area divisions has an occupancy of 40 to 60%,
With this degree of occupancy, there is not much vertical asymmetry, and the averaging can be performed approximately.
As a result, a region where the gradation inversion does not occur is widened as a whole. However, when a liquid crystal panel is used in an OA device such as a notebook personal computer, it is desirable that the viewing angle be spread asymmetrically, particularly in the vertical direction, with respect to the surface of the liquid crystal panel. When a liquid crystal panel is used in an OA device, the liquid crystal panel is almost vertically or slightly inclined at the time of use. In such a state, it is almost impossible to look into the liquid crystal panel from the lower side. Often peeping from the side. Tokunosho 5
In the case of the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43723, there is a problem that a viewing angle is widened in a downward direction where a visual field is not so wide, and a grayscale inversion occurs in an upward direction where a wide visual field is desired. In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-173136, it is necessary to provide a dielectric layer, so that the number of steps is increased, and the viewing angle is widened in a specific viewing angle direction, for example, downward. If there is no need, there is a problem that it becomes unnecessary. An object of the present invention is to provide a transmissive liquid crystal display device capable of minimizing visual field inversion in a specific direction, for example, an upward direction. According to a first transmission type liquid crystal display device of the present invention, there is provided an active matrix substrate, a color filter substrate having a color filter formed thereon, and an active matrix substrate and a color filter substrate. TN liquid crystal injected between them,
In a transmission type liquid crystal display device having a polarizing plate added to each of the substrates, the region is divided for each region corresponding to one pixel, and the region is divided in a vertical direction with respect to a display surface normal direction of the display device. In addition, two alignment regions having different alignment directions of the TN liquid crystal are formed and the ratio of the areas of the two alignment regions is in the range of 3: 7 to 2: 8. A second transmission type liquid crystal display device according to the present invention comprises an active matrix substrate having a polarizing plate and a first alignment film, and a color filter having a polarizing plate and a second alignment film and a color filter. In a transmission type liquid crystal display device having a substrate and a TN liquid crystal injected between the active matrix substrate and the color filter substrate, one of the alignment films is a unidirectional alignment film having a uniform rubbing direction. The other of the alignment films is a divided alignment film having two alignment regions having different rubbing directions for each range corresponding to one pixel, and the two alignment regions are in a region corresponding to the one pixel. In the vertical direction with respect to the normal direction of the display surface of the display device, the ratio of the areas of the two alignment regions in the divided alignment film is in the range of 3: 7 to 2: 8. That. In this case, the rubbing directions of the two alignment regions in the divided alignment film are opposite to each other, and the rubbing direction of the unidirectional alignment film is substantially perpendicular to each of the rubbing directions of the two alignment regions. Further, the pretilt angle of the TN liquid crystal can be set to be larger on the divided alignment film side than on the unidirectional alignment film side. In a liquid crystal display device in which two alignment regions having different alignment directions coexist within a range corresponding to one pixel, the ratio of the alignment regions in the divided alignment film is in the range of 2: 8 to 3: 7. By setting the angle within the range, the viewing angle including the desired direction can be expanded. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram illustrating a division state in a region corresponding to one pixel of a division alignment film in a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating the division alignment film and the unidirectional alignment film. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal panel of the present embodiment. This liquid crystal panel has a substantially rectangular shape and has pixels corresponding to R (red), G (green), and B (blue), and is capable of color display. Etc. are preferably used for OA equipment. In the following description, it is assumed that the liquid crystal panel is used in an almost upright state,
The terms ",""down,""left," and "right" are used in the up, down, left, and right directions in this use state. In this liquid crystal panel, as shown in FIG. 2, a TN liquid crystal layer 26 is provided between a color filter substrate on which a unidirectional alignment film 24a is formed and a TFT substrate on which a split alignment film 24b is formed. It has a sandwiched configuration. The color filter substrate is formed by sequentially forming a color filter 22, a common electrode 23, and a unidirectional alignment film 24a on a glass substrate 21a. The films 24b are sequentially formed. Then, polarizing plates 27a and 27b are attached to the back surfaces of the glass substrates 21a and 21b. Actually, a black matrix or the like is formed on the color filter substrate, and a thin film transistor or the like is formed on the TFT substrate, but these are omitted here for simplicity. In the divided alignment film 24b, as shown in FIG. 1 (a), two regions (regions A and B) whose rubbing directions are opposite to each other for each region of one pixel. The area ratio between the region A and the region B is selected from 2: 8 to 3: 7. In each pixel, the area A is arranged on the upper side in the use state of the liquid crystal panel, and the area B is arranged on the lower side. FIG. 1B shows the relationship between the rubbing direction in the unidirectional alignment film 24a and the rubbing direction in the split alignment film 24b. The rubbing direction of the unidirectional alignment film 24a is the upper right direction common to all pixels, as indicated by the dotted arrow. On the other hand, as shown by solid arrows, the rubbing direction of the divided alignment film 24b is, for each pixel, a lower right direction (region B) and an upper left direction (region A) within one pixel.
). The rubbing direction of the unidirectional alignment film 24a is substantially perpendicular to the rubbing directions in both the region A and the region B of the divided alignment film 24b. The TN liquid crystal layer 26 at the interface with each alignment film 24a, 24b
Each of the alignment films 24a and 24b is rubbed such that the tilt angle of the liquid crystal molecules is larger on the divided alignment film 24b side than on the unidirectional alignment film 24a side. In this embodiment, it is assumed that a stripe type pixel array structure is used. Here, the stripe type is one in which filters of each color of R, G, and B are formed on a straight line in the vertical direction, and one pixel is composed of three pixels of R, G, and B linearly arranged in the horizontal direction. Includes color. As shown in FIG. 1B, the pixels including these three colors are arranged in a straight line in the vertical and horizontal directions. FIGS. 3A and 3B show the twisted state of the liquid crystal molecules in the regions A and B in one pixel when each alignment film is rubbed as described above.
Since the rubbing directions of the divided alignment films 24b differ by 180 ° between the region A and the region B, the tilt directions in the respective regions differ. Here, the pretilt angle of the liquid crystal molecules in the unidirectional alignment film 24a is set smaller than that of the split alignment film 24b, and the alignment of the liquid crystal is generally defined by the alignment direction on the high pretilt angle side. The liquid crystal molecules are aligned by the rubbing state of the divided alignment film 24b. As a result, the pretilt angle of the liquid crystal in the unidirectional alignment film 24a is stabilized in a state where the directions of the regions A and B are opposite to each other. Next, the reason why the area ratio (a: b) between the region A and the region B in the divided alignment film 24b should be 2: 8 to 3: 7 when used for OA equipment will be described. I do. FIGS. 4A to 4F are tone characteristic curve diagrams each showing the relationship between the viewing angle and the luminance using the tone as a parameter. 4 (a) shows a conventional liquid crystal panel [see FIGS. 5 (a) and 5 (b)], that is, a case where the alignment film does not divide a region according to the alignment direction, and FIGS. ) Respectively correspond to the case where the area ratio a: b of the region in each alignment direction in the divided alignment film is 1: 9, 2: 8, 3: 7, 4: 6, 5: 5. Here, it is assumed that the display is performed in eight gradations in which the γ value at a viewing angle of 0 ° (corresponding to the case of viewing from the front) is 2.2. In the figure, each curve represents any one of the eight gradations, the lowest curve represents the 0th gradation at a viewing angle of 0 °, and the first gradation, In the second gradation, the uppermost curve indicates the seventh gradation. If the characteristic curves intersect with each other, it means that gradation inversion has occurred there. In the case of the conventional liquid crystal panel [FIG. 4 (a)], the viewing angle range where the gradation inversion does not occur is narrow, and particularly in the downward direction, the gradation inversion occurs from around 10 °. Even in appearance, it immediately turns black in the downward direction, causing discomfort. By the way, in the case of a liquid crystal panel used in OA equipment such as a notebook personal computer, as described in the section of "Problems to be Solved by the Invention", it is not necessary to have such a large visual field in the downward direction. In the downward direction, even if the gradation inversion occurs at an angle of 30 ° or more, it is acceptable. Referring to FIGS. 4B to 4F, when a: b = 1: 9, gradation inversion occurs below 30 ° and is not suitable for use in OA equipment, but a: b = 2:
In No. 8, no gradation inversion occurs at the lower 30 °. As is clear from these figures, by setting the ratio of the area of the region A to the whole to be 0.2 or more, it becomes possible to use the liquid crystal panel without feeling uncomfortable in the downward visual field. Next, the upward visual field will be examined. JP-A-5-173 mentioned above
In Japanese Patent No. 136, the area of the area A is made equal to the area of the area B, and a part of the area of each pixel is provided with a dielectric layer so that gradation can be distinguished. When the areas of the region A and the region B are equal to each other, the gradation cannot be distinguished as it is in a portion represented by Ib in FIG. In consideration of use for OA equipment, it is desirable that gradation can be distinguished at an upper angle of 40 ° (dotted line in the figure). Referring to FIGS. 4B to 4F, it is understood that the area ratio of the region A to the entire region is not more than 0.4 so that the gradation can be distinguished at the upper 40 degrees. Further, it is assumed that a satisfactory gradation can be obtained if more than half of all gradations can be obtained when viewed from above 50 ° (dashed line in the drawing). In the case where the area ratio a: b is 4: 6 (see FIG. 4E), the grayscale inversion occurs at the fourth grayscale or higher, and more than half of all grayscales can be obtained. It does not mean that. On the other hand, if the ratio of the area of the region A to the whole area is 0.3 or less, more than half of all the gradations can be obtained. From the above consideration, the area ratio of the region A is 0.3.
In the following cases, satisfactory gradation is obtained in the upward direction when used for OA.
Therefore, the area ratio between the region A and the region B in the divided alignment film 24b in one pixel (
It can be seen that a: b) should be 2: 8-3: 7. As described above, the liquid crystal panel preferably used for OA equipment has been described as an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is not limited to the scope of the present invention. Various changes are possible. For example, when a wide field of view is required in the downward direction and the field of view need not be so large in the upward direction as in a wall-mounted display, the area ratio between the region A and the region B may be reversed from the above. . In the above-described embodiment, the rubbing direction is changed in one pixel by using the alignment film on the TFT substrate side as a divided alignment film, but the alignment film on the TFT substrate side is changed to a unidirectional alignment film on the color filter side. The alignment film may be a divided alignment film. Further, the pixel array structure for color display is not limited to the stripe type, but can be applied to various array structures such as a delta type and a mosaic type. As described above, according to the present invention, two alignment regions having different alignment directions coexist within a range corresponding to one pixel, and the ratio of the areas of the alignment regions is from 2: 8. By setting the ratio within the range of 3: 7, there is an effect that it is possible to enlarge the viewing angle including a desired direction and obtain good gradation characteristics. For example, O
In the case of use in A equipment, it is possible to widen the field of view in the downward direction within the required range, and to minimize the inversion of grayscale that occurs in the upward direction as much as possible. Display can be performed. In addition, there is an effect that a display excellent in gradation can be performed without providing a dielectric layer or the like.

【図面の簡単な説明】 【図1】(a)は本発明の一実施例の液晶パネルにおける分割配向膜の一画素に対
応する領域での分割状態を説明する図、(b)は分割配向膜と一方向配向膜のラビ
ング状態を説明する図である。 【図2】本発明の一実施例の液晶パネルの構成を示す断面図である。 【図3】(a),(b)は、それぞれ、分割配向膜でのラビング方向と液晶分子のねじ
れ方との関係を説明する図である。 【図4】液晶パネルにおける視角と輝度との関係を示す階調特性曲線図であって
、(a)は従来の液晶パネルの場合の図、(b)〜(f)は分割配向膜での面積比をそれ
ぞれ変化させた場合の図である。 【図5】従来の典型的な液晶パネルの構成を示す図であって、(a)は各配向膜の
ラビング状態を模式的に示す図、(b)はこの液晶パネルの断面図である。 【図6】(a)〜(d)は、それぞれ、配向膜の研磨方向を説明する図である。 【図7】画素に対応する配向膜が配向方向と閾値電圧とで分割された従来の液晶
パネルを説明する図である。 【図8】図7の液晶パネルの構造を示す断面図であって、(a),(b)はそれぞれX
領域、Y領域での断面図である。 【図9】液晶パネルの透過率と電圧との関係を示す特性図である。 【符号の説明】 21a,21b,51a,51b ガラス基板 22,52 カラーフィルタ 23,53 共通電極 24a 一方向配向膜 24b 分割配向膜 25,55 画素電極 26,56 TN液晶層 27a,27b,57a,57b 偏光板 54a,54b,85,87 配向膜 81,82 基板 83 液晶 84,86 電極 88 誘電体層
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a view for explaining a division state in a region corresponding to one pixel of a division alignment film in a liquid crystal panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a rubbing state between a film and a unidirectional alignment film. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal panel according to one embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating the relationship between a rubbing direction in a divided alignment film and how liquid crystal molecules are twisted. 4A and 4B are gradation characteristic curve diagrams showing a relationship between a viewing angle and luminance in a liquid crystal panel, wherein FIG. 4A is a diagram of a conventional liquid crystal panel, and FIGS. It is a figure at the time of changing each area ratio. 5A and 5B are diagrams illustrating a configuration of a conventional typical liquid crystal panel, in which FIG. 5A is a diagram schematically illustrating a rubbing state of each alignment film, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the liquid crystal panel. FIGS. 6A to 6D are diagrams illustrating a polishing direction of an alignment film. FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional liquid crystal panel in which an alignment film corresponding to a pixel is divided by an alignment direction and a threshold voltage. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal panel of FIG. 7, wherein (a) and (b) show X
It is sectional drawing in an area | region and a Y area. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a transmittance of the liquid crystal panel and a voltage. [Description of Signs] 21a, 21b, 51a, 51b Glass substrate 22, 52 Color filter 23, 53 Common electrode 24a Unidirectional alignment film 24b Divided alignment film 25, 55 Pixel electrode 26, 56 TN liquid crystal layers 27a, 27b, 57a, 57b Polarizing plates 54a, 54b, 85, 87 Alignment films 81, 82 Substrate 83 Liquid crystal 84, 86 Electrodes 88 Dielectric layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項】 偏光板が付加され第1の配向膜を有するアクティブマトリクス基
板と、偏光板が付加され第2の配向膜とカラーフィルタを有するカラーフィルタ
基板と、前記アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板の間に注入された
TN液晶とを有する透過型液晶表示装置において、 前記配向膜のうちの一方が、一様なラビング方向を有する一方向配向膜であり、 前記配向膜のうちの他方が、ラビング方向が異なる2つの配向領域を一画素に対
応する領域ごとにそれぞれ有する分割配向膜であり、 前記2つの配向領域が、前記一画素に対応する領域内において表示装置の表示面
法線方向に対して上下方向に配置し、 前記分割配向膜において前記両配向領域の面積の比が3:7から2:8の範囲内
にあることを特徴とする透過型液晶表示装置。 【請求項】 前記分割配向膜において前記両配向領域間でラビング方向が相互
に正反対であり、前記一方向配向膜のラビング方向が前記両配向領域のラビング
方向のそれぞれに対してほぼ直角になっている、請求項に記載の透過型液晶表
示装置。 【請求項】 前記TN液晶のプレチルト角が、前記一方向配向膜側よりも前記
分割配向膜側で大きい請求項1または2に記載の透過型液晶表示装置。
Claims: 1. An active matrix substrate having a first alignment film to which a polarizing plate is added, a color filter substrate having a second alignment film to which a polarizing plate is added, and a color filter; In a transmission type liquid crystal display device having a TN liquid crystal injected between a matrix substrate and a color filter substrate, one of the alignment films is a unidirectional alignment film having a uniform rubbing direction, and The other is a divided alignment film having two alignment regions having different rubbing directions for each region corresponding to one pixel, wherein the two alignment regions are arranged in a region corresponding to the one pixel. It is arranged vertically with respect to the normal direction of the display surface, and the split alignment film is characterized in that the ratio of the areas of the two alignment regions is in the range of 3: 7 to 2: 8. Transmission type liquid crystal display device. 2. The rubbing directions of the two alignment regions in the divided alignment film are opposite to each other, and the rubbing direction of the one-directional alignment film is substantially perpendicular to each of the rubbing directions of the two alignment regions. The transmissive liquid crystal display device according to claim 1 , wherein: Wherein the pretilt angle of the TN liquid crystal, a transmissive liquid crystal display device according to claim 1 or 2 larger than the one direction alignment film side by the split alignment film side.

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