JP2856188B2 - Active matrix liquid crystal display panel - Google Patents

Active matrix liquid crystal display panel

Info

Publication number
JP2856188B2
JP2856188B2 JP9034817A JP3481797A JP2856188B2 JP 2856188 B2 JP2856188 B2 JP 2856188B2 JP 9034817 A JP9034817 A JP 9034817A JP 3481797 A JP3481797 A JP 3481797A JP 2856188 B2 JP2856188 B2 JP 2856188B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display panel
crystal display
active matrix
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP9034817A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10232392A (en
Inventor
真一 西田
照晃 鈴木
成嘉 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP9034817A priority Critical patent/JP2856188B2/en
Publication of JPH10232392A publication Critical patent/JPH10232392A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2856188B2 publication Critical patent/JP2856188B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display panel which can be easily manufactured, has a wide view angle and a high speed response, and causes hard to generate gradation reversal. SOLUTION: A picture element electrode 3 is formed on one glass substrate 6, and a counter electrode 2 is formed on the other glass substrate 6. A liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy in provided between both substrates 6. The counter electrode 2 and the picture electrode 3 are not regularly located but alternately located. A polarizing light boards 4 and 10 are arranged outside of both substrates 2, an optical compensation layer 5 having a negative single axis refractive index anisotropy is inserted between the polarizing plate 4 and the glass substrate 6, and the anisotropy axis is vertical to the substrate 2. When an electric field is diagonally impressed between both electrodes 2 and 3, the liquid crystal molecules in the sections A, B fall in the opposite directions, and white is displayed with a wide field of view. When no voltage is impressed, retardation by the liquid crystal is compensated by the optical compensation layer 5 and stable black is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板で液晶を
挟んだ構造のアクティブマトリクス液晶表示パネルに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix liquid crystal display panel having a structure in which a liquid crystal is sandwiched between transparent substrates.

【0002】[0002]

【従来の技術】画素のスイッチング素子(能動素子)と
して薄膜電界効果型トランジスタ(以下「TFT」と記
す)を用いるアクティブマトリクス液晶表示パネルは高
品位の画質が得られるため、携帯型コンピュータの表示
デバイスあるいは最近では省スペースのデスクトップコ
ンピュータのモニターなどとして幅広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art An active matrix liquid crystal display panel using a thin film field effect transistor (hereinafter, referred to as "TFT") as a switching element (active element) of a pixel can provide high-quality image quality. Or recently, it has been widely used as a monitor for a space-saving desktop computer.

【0003】従来一般的であったツイステッドネマティ
ックモード(以下「TN」と記す)の液晶表示パネル
は、正の誘電率異方性を有する液晶を用い、両基板間で
液晶分子が90度ねじれるように配向処理が施されてい
る。そして、電界印加時に液晶分子が液晶層面から3次
元的に立ち上がり、ねじれを解消して両基板に垂直にな
ることによって透過光を制御するものである。
A liquid crystal display panel of a twisted nematic mode (hereinafter referred to as "TN"), which has been generally used in the past, uses a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy so that liquid crystal molecules are twisted by 90 degrees between both substrates. Is subjected to an orientation treatment. Then, when an electric field is applied, the liquid crystal molecules rise three-dimensionally from the liquid crystal layer surface, cancel the twist and become perpendicular to both substrates, thereby controlling transmitted light.

【0004】また、近年、液晶表示のさらなる高画質化
を目的として、視野角特性を向上させるために、横方向
電界を利用したいわゆるインプレインスイッチングモー
ド(以下「IPS」と記す)と呼ばれる方式を採用した
アクティブマトリクス液晶表示パネルが提案されてい
る。その一例が、1995年10月16日〜18日開催
の「アジアディスプレイ’95」にて発表され、その予
稿集に記載の論文「Principles and Characteristics o
f Electro-Optical Behaviour with In-Plane Switchin
g Mode」に開示されている。この液晶表示パネルは、図
11に示すように、正の誘電率異方性を有する液晶層を
一対の基板30のうちの一方に、互いに平行な線状の画
素電極31および対向電極32が形成され、他方の基板
には電極が形成されない構成である。そして、両基板の
それぞれの外側に偏光板33が配設され、両偏光板30
の偏光軸34、35は互いに直交している。すなわち、
両偏光板30はクロスニコルの位置関係にある。画素電
極31と対向電極32との間に電圧が印加されて、液晶
層面内に平行な横方向電界が生じることにより、液晶分
子36のダイレクタの向きが変化し、これによって透過
光が制御されるものである。
In recent years, a so-called in-plane switching mode (hereinafter referred to as “IPS”) using a lateral electric field has been proposed to improve the viewing angle characteristics in order to further improve the image quality of a liquid crystal display. An adopted active matrix liquid crystal display panel has been proposed. An example of this was announced at “Asia Display '95” held October 16-18, 1995, and the paper “Principles and Characteristics
f Electro-Optical Behavior with In-Plane Switchin
g Mode ". In this liquid crystal display panel, as shown in FIG. 11, a liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy is formed on one of a pair of substrates 30 by forming a linear pixel electrode 31 and a counter electrode 32 parallel to each other. In this configuration, no electrode is formed on the other substrate. A polarizing plate 33 is provided outside each of the two substrates, and both polarizing plates 30 are provided.
Are orthogonal to each other. That is,
Both polarizing plates 30 are in a crossed Nicols positional relationship. When a voltage is applied between the pixel electrode 31 and the counter electrode 32 to generate a parallel horizontal electric field in the liquid crystal layer plane, the direction of the director of the liquid crystal molecules 36 is changed, thereby controlling the transmitted light. Things.

【0005】さらに、液晶を垂直配向させた構成の液晶
表示パネルも提案されている。その一例は、図12に示
すように、一対の基板38間に負の誘電率異方性を有す
る液晶層37が形成されたものである。そして、両基板
38の内面にそれぞれ形成された透明電極39、40間
に、基板38に垂直な電界46が印加されて、液晶分子
41が倒れ、透過光が制御される。なお、透明電極3
9、40の内側には配向膜42がそれぞれ形成され、電
圧無印加状態で液晶が基板面に垂直になるように配向さ
れている。また、基板38の外側にはそれぞれ偏光板4
3が配設されている。
Further, a liquid crystal display panel having a configuration in which liquid crystals are vertically aligned has been proposed. In one example, as shown in FIG. 12, a liquid crystal layer 37 having a negative dielectric anisotropy is formed between a pair of substrates 38. Then, an electric field 46 perpendicular to the substrate 38 is applied between the transparent electrodes 39 and 40 formed on the inner surfaces of both substrates 38, respectively, so that the liquid crystal molecules 41 are tilted and transmitted light is controlled. The transparent electrode 3
Alignment films 42 are formed inside 9 and 40, respectively, and the liquid crystal is aligned so as to be perpendicular to the substrate surface in the state where no voltage is applied. The polarizers 4 are provided on the outside of the substrate 38, respectively.
3 are provided.

【0006】また、特開昭56−88179号公報には
他の例が開示されている。これは、互いに平行な直線状
の対向電極と画素電極とが別々の基板に形成され、両電
極が対向位置になく互い違いになるように配置されてい
る。そして、基板に平行でも垂直でもない斜め方向の電
界が印加される。
Another example is disclosed in JP-A-56-88179. In this configuration, a linear counter electrode and a pixel electrode that are parallel to each other are formed on separate substrates, and the two electrodes are arranged so as not to be at the opposing positions but to be staggered. Then, an electric field in an oblique direction that is neither parallel nor perpendicular to the substrate is applied.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記4種類の従来のア
クティブマトリクス液晶表示方式には、それぞれに固有
の以下のような問題点が存在する。
The above four types of conventional active matrix liquid crystal display systems have the following problems which are unique to each of them.

【0008】TN方式の液晶表示パネルの場合には、液
晶分子が液晶層面から3次元的に立ち上がるので、立ち
上がった液晶分子のダイレクタに平行な方向から見たと
きと、液晶層の法線方向から見たときとで、見え方が変
わってくる。そして、液晶表示パネルを斜め方向から見
た場合に、印加電圧と透過率との関係が大きく異なって
しまうという問題がある。具体的には、電圧−透過率特
性を図13に例示するように、TN方式の液晶表示パネ
ルを正面から見た場合には、印加電圧が2Vくらいから
は電圧が高くなるにつれて透過率が低くなる単調な減少
曲線となっているのに対して、斜めから見た場合には、
印加電圧の増大に伴って透過率が一旦低下し電圧2Vく
らいで透過率が0になった後、電圧が高くなるにつれて
再び透過率が高くなり、電圧が3Vを越えるあたりから
透過率が低くなるというように、極値をもった複雑な曲
線となる。したがって、正面から見た場合の電圧−透過
率特性に基づいて駆動電圧を設定すると、斜め方向から
見た場合に、白表示部が黒くつぶれたり、黒表示部が白
っぽくなるなど、階調反転が生じるおそれがある。結
局、通常はTN方式の液晶表示パネルの左右40度、上
15度、下5度くらいの視野角の範囲でのみ表示が正し
く視認され、使用可能である。もちろん、液晶表示パネ
ルの設置方法によって上下左右の方向は変更可能であ
る。
In the case of the TN mode liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules rise three-dimensionally from the surface of the liquid crystal layer. Therefore, when viewed from the direction parallel to the director of the raised liquid crystal molecules, and from the normal direction of the liquid crystal layer. The appearance changes when you look at it. Then, when the liquid crystal display panel is viewed from an oblique direction, there is a problem that the relationship between the applied voltage and the transmittance greatly differs. Specifically, as shown in FIG. 13, the voltage-transmittance characteristics of a TN mode liquid crystal display panel viewed from the front show that the transmittance becomes lower as the applied voltage increases from about 2V. While it is a monotonous decreasing curve, when viewed obliquely,
The transmittance temporarily decreases with an increase in the applied voltage, becomes zero at a voltage of about 2 V, then increases again as the voltage increases, and decreases when the voltage exceeds 3 V. Thus, it becomes a complicated curve with extreme values. Therefore, when the drive voltage is set based on the voltage-transmittance characteristic when viewed from the front, when the display is viewed from an oblique direction, the grayscale inversion occurs such that the white display portion becomes black or the black display portion becomes whitish. May occur. As a result, the display is normally visually recognized and usable only within a viewing angle range of about 40 degrees left, right, 15 degrees, and 5 degrees below the TN mode liquid crystal display panel. Of course, the up, down, left, and right directions can be changed depending on the method of installing the liquid crystal display panel.

【0009】これに対し、図11に示すIPS方式の場
合は、液晶分子36が液晶層面にほぼ平行な向きにのみ
(2次元的に)動くので、TN方式に比べて、広い視角
から見てほぼ同様な画像を得ることができるという利点
がある。具体的には、上下左右40度くらいの視野角の
範囲で使用可能である。しかしながら、IPS方式は主
として液晶のツイスト変形を利用して透過光の制御を行
っており、このツイスト変形は他の変形モード(ベンド
変形やスプレイ変形など)と比較して応答速度がかなり
遅く、動画を表示させた場合の画像があまり良好ではな
いという問題点がある。
On the other hand, in the case of the IPS mode shown in FIG. 11, the liquid crystal molecules 36 move only in the direction substantially parallel to the liquid crystal layer surface (two-dimensionally). There is an advantage that almost similar images can be obtained. Specifically, it can be used in a range of a viewing angle of about 40 degrees up, down, left, and right. However, the IPS method mainly uses the twist deformation of the liquid crystal to control transmitted light, and this twist deformation has a considerably slower response speed than other deformation modes (bend deformation, splay deformation, etc.), There is a problem that the image when is displayed is not very good.

【0010】そして、図12に示す負の誘電率異方性を
有する液晶を垂直配向させた構成は、液晶の倒れてくる
方向から斜めに、つまり倒れた液晶分子41のダイレク
タと平行な方向から見ると、白表示と黒表示とが逆転す
るいわゆる階調反転が生じるおそれがある。これを防ぐ
ために、液晶分子41が倒れる方向を均一にはせず、液
晶分子がある一方向に倒れる区画44と、違う方向(前
記一方向と対称な方向など)に倒れる区画45とに分割
された液晶表示パネルがある。しかし、このように分割
するためには配向分割等の特殊な工程が必要であり、製
造工程の増加および複雑化を招いていた。また、基板面
に対し垂直に配向された液晶に、基板面に対し垂直な電
界46を加えることにより倒す構成とするためには、負
の誘電率異方性を有する液晶を使用する必要があるが、
負の誘電率異方性を有する液晶材料は限られており、信
頼性や使用温度範囲などの条件を満たす適当な液晶材料
は少なく、材料選択の自由度が低いという問題があっ
た。
The structure in which the liquid crystal having negative dielectric anisotropy shown in FIG. 12 is vertically aligned is oblique from the direction in which the liquid crystal falls, that is, from the direction parallel to the director of the liquid crystal molecules 41 that fall. When viewed, there is a possibility that so-called gradation inversion in which white display and black display are reversed may occur. In order to prevent this, the direction in which the liquid crystal molecules 41 fall is not made uniform, and is divided into a section 44 in which the liquid crystal molecules fall in one direction and a section 45 in which the liquid crystal molecules fall in a different direction (a direction symmetric to the one direction, etc.). There is a liquid crystal display panel. However, such a division requires a special process such as orientation division, which has resulted in an increase in the number of manufacturing steps and an increase in complexity. Further, in order to defeat the liquid crystal oriented perpendicular to the substrate surface by applying an electric field 46 perpendicular to the substrate surface, it is necessary to use a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy. But,
Liquid crystal materials having negative dielectric anisotropy are limited, and there are few suitable liquid crystal materials satisfying conditions such as reliability and operating temperature range, and there is a problem that the degree of freedom in material selection is low.

【0011】特開昭56−88179号公報に開示され
た構成は、図13の構成の問題点を解消しており、電界
を印加しないとき、液晶分子は基板に対して垂直なの
で、光学的異方軸の向きはすべて基板に垂直であり、垂
直入射光に対する透過率はほぼ0で、黒表示が行われ
る。しかし、斜め方向からの入射光に関しては、入射側
偏光板を通過した光が、液晶層中で楕円偏光になり、出
射側偏光板で吸収しきれずに白っぽい表示となってしま
う。このように、液晶層におけるリターデーションのた
め階調反転が生じるという問題があった。
The configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-88179 solves the problem of the configuration shown in FIG. 13. When no electric field is applied, the liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate. The directions of the axes are all perpendicular to the substrate, the transmittance for vertically incident light is almost 0, and black display is performed. However, with respect to the incident light from the oblique direction, the light passing through the incident-side polarizing plate becomes elliptically polarized in the liquid crystal layer, and cannot be absorbed by the emitting-side polarizing plate, resulting in a whitish display. Thus, there is a problem that gradation inversion occurs due to retardation in the liquid crystal layer.

【0012】以上の通り、従来のアクティブマトリクス
液晶表示パネルは、視野角の問題、応答速度の問題、製
造工程の問題、液晶材料の問題、階調反転の問題など、
各表示方式それぞれに固有の問題点を有している。
As described above, the conventional active matrix liquid crystal display panel has problems of viewing angle, response speed, manufacturing process, liquid crystal material, gradation inversion, and the like.
Each display method has its own problems.

【0013】そこで本発明の目的は、広い視野角を有
し、応答速度が速く、簡単なプロセスにより製造でき、
階調反転を生じにくいアクティブマトリクス液晶表示パ
ネルを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a wide viewing angle, a high response speed, and a simple process.
An object of the present invention is to provide an active matrix liquid crystal display panel in which gradation inversion hardly occurs.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一対の透明絶縁性基板のうちのいずれか
一方に、互いに交差して格子状をなすように配設された
複数の走査線および複数の信号線と、走査線と信号線の
各交点近傍にそれぞれ設けられた複数の能動素子と、能
動素子に接続された複数の平行な線状の画素電極とが設
けられており、他方の透明絶縁性基板に、各画素電極に
対応して配設され画素電極との間に電圧が印加される複
数の平行な線状の対向電極が設けられており、両透明絶
縁性基板間には液晶層が設けられており、両透明絶縁性
基板の外側にはそれぞれ偏光板が配設されているアクテ
ィブマトリクス液晶表示パネルにおいて、画素電極と対
向電極とは、互いに対向する位置を避けて、互い違いに
なるように配置されており、液晶層は、正の誘電率異方
性を有し、画素電極と対向電極との間の電圧が0のとき
に液晶分子のダイレクタが透明絶縁性基板に対し実質的
に垂直となるように配向されており、少なくとも一方の
透明絶縁性基板と偏光板との間に、負の一軸屈折率異方
性を有する光学補償層が配設され、光学補償層の異方軸
の向きが前記透明絶縁性基板に実質的に垂直であること
を特徴とする。このような構成とすることによって、液
晶表示パネルを、電圧印加時に液晶分子が異なった方向
に倒れる複数の区画に分割することが容易に可能であ
り、しかも、光学補償層により液晶層通過時のリターデ
ーションの影響をキャンセルすることができる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a plurality of transparent insulating substrates provided on one of a pair of transparent insulating substrates so as to intersect each other and form a lattice. Scanning lines and a plurality of signal lines, a plurality of active elements provided near each intersection of the scanning lines and the signal lines, and a plurality of parallel linear pixel electrodes connected to the active elements. The other transparent insulating substrate is provided with a plurality of parallel linear opposing electrodes provided corresponding to each pixel electrode and applied with a voltage between the pixel electrode and the transparent insulating substrate. In an active matrix liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is provided between the substrates and a polarizing plate is provided outside each of the transparent insulating substrates, the pixel electrode and the counter electrode face each other. Avoid and arrange to be staggered The liquid crystal layer has a positive dielectric anisotropy, and the director of the liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the transparent insulating substrate when the voltage between the pixel electrode and the counter electrode is zero. The optical compensation layer having a negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between at least one transparent insulating substrate and the polarizing plate, and the direction of the anisotropic axis of the optical compensation layer is It is substantially perpendicular to the transparent insulating substrate. With such a configuration, the liquid crystal display panel can be easily divided into a plurality of sections in which liquid crystal molecules fall in different directions when a voltage is applied. The effect of retardation can be canceled.

【0015】光学補償層が、多層構造であり、一軸屈折
率異方性を有する層が複数重ね合わされて実質的に負の
一軸屈折率異方性を有する構成とすることもできる。
The optical compensation layer may have a multilayer structure, and a plurality of layers having a uniaxial refractive index anisotropy may be superposed to have a substantially negative uniaxial refractive index anisotropy.

【0016】両偏光板の偏光軸が互いに直交し、画素電
極および対向電極の長手方向となす角度がそれぞれ45
度である構成とすることもできる。
The polarization axes of both polarizers are orthogonal to each other, and the angles formed by the longitudinal directions of the pixel electrode and the counter electrode are each 45 degrees.
It is also possible to adopt a configuration having a certain degree.

【0017】また、対向電極が形成された前記透明絶縁
性基板にカラーフィルターが設けられ、かつ対向電極と
ブラックマトリクスとが同一層で形成されている構成と
することもできる。
Further, a configuration may be employed in which a color filter is provided on the transparent insulating substrate on which the counter electrode is formed, and the counter electrode and the black matrix are formed in the same layer.

【0018】そして、対向電極およびブラックマトリク
スが、カラーフィルターよりも液晶層側に位置する構成
とすることが好ましい。
Preferably, the counter electrode and the black matrix are located closer to the liquid crystal layer than the color filters.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明のアクティブマトリクス液
晶表示パネルの第1の実施形態の断面図、図2は、簡略
化して主要部のみを示した平面図である。まず、アクテ
ィブマトリクス基板X(本実施例では入射側)について
説明する。ガラス基板(透明絶縁性基板)6上に、走査
線14が形成され、その上を覆うようにゲート絶縁膜9
が形成されている。さらにその上に、能動素子である薄
膜トランジスタ(以下「TFT」という)の一部をなす
島状非晶質シリコン13と、画素を構成する画素電極3
と、信号線1とが形成されており、各画素電極3および
信号線1は互いに平行である。そして、保護絶縁膜8お
よび配向膜11が積層形成されている。TFTのソース
電極は画素電極3に、ドレイン電極は信号線1に接続さ
れ、走査線14がTFTのゲート電極となっている。そ
して、隣接する2本の走査線14のうちTFTを駆動し
ない方の走査線と画素電極3とがオーバーラップする部
分が、蓄積容量12となっている。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the active matrix liquid crystal display panel of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing only a main part in a simplified manner. First, the active matrix substrate X (incident side in this embodiment) will be described. A scanning line 14 is formed on a glass substrate (transparent insulating substrate) 6, and a gate insulating film 9 is formed so as to cover the scanning line 14.
Are formed. Furthermore, an island-shaped amorphous silicon 13 forming a part of a thin film transistor (hereinafter, referred to as a “TFT”) as an active element, and a pixel electrode 3 forming a pixel are further provided thereon.
And the signal line 1 are formed, and each pixel electrode 3 and the signal line 1 are parallel to each other. Then, a protective insulating film 8 and an alignment film 11 are formed by lamination. The source electrode of the TFT is connected to the pixel electrode 3, the drain electrode is connected to the signal line 1, and the scanning line 14 is the gate electrode of the TFT. Then, a portion of the two adjacent scanning lines 14 where the scanning line that does not drive the TFT overlaps the pixel electrode 3 is the storage capacitor 12.

【0021】カラーフィルター基板Y(本実施形態では
出射側)は、ガラス基板(透明絶縁性基板)6の一方の
面に、カラーフィルターをなす色層18が設けられ、そ
の上に、画素電極3と平行な線状の対向電極2と、格子
状のブラックマトリクス15とが形成されている。対向
電極2には、ブラックマトリクス15を介して外部より
一定の電位が供給される。そして、さらにその上に、ア
クティブマトリクス基板側と同じ配向膜20が設けられ
ている。なお、製造方法の詳細については後述する。
On the color filter substrate Y (in the present embodiment, the emission side), a color layer 18 forming a color filter is provided on one surface of a glass substrate (transparent insulating substrate) 6, and the pixel electrode 3 is formed thereon. And a grid-like black matrix 15 are formed. A constant potential is externally supplied to the counter electrode 2 via the black matrix 15. Further, the same alignment film 20 as that on the active matrix substrate side is further provided thereon. The details of the manufacturing method will be described later.

【0022】このアクティブマトリクス基板Xとカラー
フィルター基板Yとは互いに配向膜同士が対向するよう
に配置され、両基板の配向膜11、20間には液晶層7
が設けられている。液晶材料は正の誘電率異方性を有
し、両配向膜11、20により基板に対して実質的に垂
直に配向されている。
The active matrix substrate X and the color filter substrate Y are arranged so that the alignment films face each other, and the liquid crystal layer 7 is provided between the alignment films 11 and 20 of both substrates.
Is provided. The liquid crystal material has a positive dielectric anisotropy and is aligned substantially perpendicular to the substrate by both alignment films 11 and 20.

【0023】対向電極2と画素電極3とは正対する位置
にはなく、互い違いになるようにそれぞれ配置されてい
る。両ガラス基板6の外側には偏光板4、10が配設さ
れ、偏光板の偏光軸方向16、17は、互いに直交する
とともに画素電極3の長手方向に対して45度をなす方
向に設定してある。出射側偏光板4とガラス基板6との
間には、負の一軸屈折率異方性を有する光学補償層5が
挿入されている。光学補償層5の屈折率異方軸は基板に
垂直な方向である。
The opposing electrode 2 and the pixel electrode 3 are not at positions facing each other, but are arranged alternately. Polarizing plates 4 and 10 are provided outside the two glass substrates 6, and the polarizing axis directions 16 and 17 of the polarizing plates are set to be perpendicular to each other and at 45 ° to the longitudinal direction of the pixel electrode 3. It is. An optical compensation layer 5 having a negative uniaxial refractive index anisotropy is inserted between the emission side polarizing plate 4 and the glass substrate 6. The refractive index anisotropic axis of the optical compensation layer 5 is a direction perpendicular to the substrate.

【0024】次に、この構成からなるアクティブマトリ
クス液晶表示パネルの表示動作について、図3を参照し
て説明する。なお、簡略化のためカラーフィルター(色
層)18などは図示省略している。
Next, the display operation of the active matrix liquid crystal display panel having this configuration will be described with reference to FIG. In addition, a color filter (color layer) 18 and the like are not shown for simplification.

【0025】電界を印加せず画素電極3と対向電極2と
の間の電位差が0の場合、図3(a)のように、正の誘
電率異方性を有する液晶分子19は初期配向状態のまま
基板に対して垂直に配向した状態にある。したがって、
光学的異方軸の向きはすべて基板に垂直で、垂直入射光
に対する透過率はほぼ0に等しく、黒表示が実現され
る。
When no electric field is applied and the potential difference between the pixel electrode 3 and the counter electrode 2 is 0, the liquid crystal molecules 19 having a positive dielectric anisotropy are in the initial alignment state as shown in FIG. As it is, it is oriented vertically to the substrate. Therefore,
The directions of the optically anisotropic axes are all perpendicular to the substrate, and the transmittance for vertically incident light is almost equal to 0, and black display is realized.

【0026】斜め方向からの入射光、特に、偏光板の偏
光軸を基準として方位角45度をなす方向からの入射に
対しては、入射側偏光板10を通過した後の直線偏光
が、液晶層通過時のリターデーションの影響で楕円偏光
になり、光学補償層がない場合、出射側偏光板4で吸収
しきれずにかなり透過率が大きくなって、白っぽい表示
となってしまう。そこで、本実施形態では、負の一軸屈
折率異方性を有する光学補償層5をカラーフィルター側
のガラス基板6と偏光板4との間に配設してある。この
光学補償層5が、液晶層通過時のリターデーションによ
りゆがめられた偏光面を補償し、入射側偏光板10通過
直後の偏光状態(直線偏光)に近づける。これによっ
て、光学補償層5通過後の光が出射側偏光板4でかなり
吸収され、透過率が小さく黒表示が行われる。つまり、
広い視角範囲で安定した黒レベルを得ることができる。
For incident light from an oblique direction, particularly incident light from a direction forming an azimuth angle of 45 degrees with respect to the polarization axis of the polarizing plate, the linearly polarized light after passing through the incident-side polarizing plate 10 becomes a liquid crystal. When the light passes through the layer, it becomes elliptically polarized light due to the influence of retardation. If there is no optical compensation layer, the light cannot be absorbed by the exit-side polarizing plate 4 and the transmittance becomes considerably large, resulting in a whitish display. Therefore, in the present embodiment, the optical compensation layer 5 having negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between the glass substrate 6 on the color filter side and the polarizing plate 4. The optical compensation layer 5 compensates for the polarization plane distorted by the retardation when passing through the liquid crystal layer, and approaches the polarization state (linearly polarized light) immediately after passing through the incident-side polarizing plate 10. As a result, the light after passing through the optical compensation layer 5 is considerably absorbed by the exit-side polarizing plate 4, and the transmittance is small and black display is performed. That is,
A stable black level can be obtained in a wide viewing angle range.

【0027】次に、この液晶表示パネルに電界を印加し
て白表示を行う場合について説明する。本実施形態で
は、対向電極2と画素電極3とが互いに対向する位置に
設けられているのではなく、互い違いにずらした位置に
配設されている。そのため、相異なる基板上に交互に形
成した画素電極3と対向電極2との間に電界を印加する
と、図3(b)に示されるように、各電極を中心とした
楕円状の等電位線で表わされる電位分布となり、この電
界の向き23は、液晶層に対し垂直ではなく斜め向きに
なる。液晶分子19には、電界となす角を小さくする方
向に倒れようとするトルクが働く。そして電界の傾き
は、対向電極2と画素電極3との位置関係により2種類
の方向に分かれる。
Next, a case where white display is performed by applying an electric field to the liquid crystal display panel will be described. In the present embodiment, the counter electrode 2 and the pixel electrode 3 are not provided at positions facing each other, but are provided at positions shifted alternately. Therefore, when an electric field is applied between the pixel electrode 3 and the counter electrode 2 which are alternately formed on different substrates, as shown in FIG. 3B, elliptical equipotential lines centering on each electrode are obtained. And the direction 23 of the electric field is not perpendicular to the liquid crystal layer but oblique. A torque acts on the liquid crystal molecules 19 in such a manner that the liquid crystal molecules 19 tilt in a direction to reduce the angle formed with the electric field. The inclination of the electric field is divided into two directions depending on the positional relationship between the counter electrode 2 and the pixel electrode 3.

【0028】例えば、対向電極2から画素電極3へ向か
う電界が印加される場合、図3(b)に示すように、対
向電極2から画素電極3aに向かっても画素電極3bに
も向かっても電界が生じる。したがって、図3(b)に
て説明すると、左から、左下がりの向き、右下がりの向
きというように交互に異なる向きの斜めの電界が生じ
る。すなわち、対向電極2と画素電極3とによって区切
られる区画ごとに(区画Aと区画Bとで)、電界の向き
23が交互に異なっている。そこで、前記トルクを受け
て液晶分子19が倒れる方向は、各区画ごとに左右交互
になる。従来は配向分割等の特殊な処理を施すことによ
って液晶分子の倒れる方向の異なる区画を形成していた
が、本発明によると、対向電極および画素電極の位置
が、相異なる基板上に交互になるように設けるだけで、
特殊な処理を必要とせず簡単に、液晶分子の倒れる方向
の異なる区画を形成できる。
For example, when an electric field is applied from the opposing electrode 2 to the pixel electrode 3, as shown in FIG. 3B, the electric field is applied from the opposing electrode 2 to the pixel electrode 3a and to the pixel electrode 3b. An electric field is generated. Therefore, as described with reference to FIG. 3B, oblique electric fields having different directions are generated alternately from left to right, such as downward leftward and downward rightward. That is, the direction 23 of the electric field is alternately different for each section (the section A and the section B) divided by the counter electrode 2 and the pixel electrode 3. Therefore, the direction in which the liquid crystal molecules 19 fall under the torque is alternately left and right in each section. Conventionally, by performing a special treatment such as alignment division, sections having different directions in which liquid crystal molecules fall are formed. However, according to the present invention, the positions of the counter electrode and the pixel electrode alternate on different substrates. Just provide
Sections having different directions in which liquid crystal molecules fall can be easily formed without requiring special treatment.

【0029】このように、液晶分子19が倒れることに
より、偏光板と45度をなす方向(電極の長手方向に垂
直な方向)にリターデーションが発生するので、透過率
が上昇し、白表示が得られる。前述の通り、本実施形態
では区画Aと区画Bで液晶分子19の倒れる方向が異な
る。正面から見た場合は区画Aと区画Bとで同じ効果を
与えるが、斜めから見た場合はこの2区画A、Bが補償
しあうので、図の左右どちらから見ても同じように白表
示が見られる。従って、中間調を含む白表示を斜めから
見た場合でも、広い視角特性を得ることができる。
As described above, when the liquid crystal molecules 19 are tilted, retardation occurs in a direction at an angle of 45 degrees with the polarizing plate (a direction perpendicular to the longitudinal direction of the electrode). can get. As described above, in the present embodiment, the direction in which the liquid crystal molecules 19 fall between the section A and the section B is different. When viewed from the front, the same effect is obtained in the section A and the section B. However, when viewed from an oblique direction, the two sections A and B compensate each other. Can be seen. Therefore, a wide viewing angle characteristic can be obtained even when a white display including a halftone is viewed obliquely.

【0030】液晶分子19は電界によって発生したトル
クによりべンド変形およびスプレイ変形を生じる。ベン
ド変形およびスプレイ変形はツイスト変形に比ベてかな
り応答速度が速いので、従来の横方向電界によるツイス
ト変形を用いた方法(IPS方式)に比ベて、応答速度
が格段に速くなる。
The liquid crystal molecules 19 undergo bend deformation and splay deformation due to the torque generated by the electric field. The response speed of the bend deformation and the splay deformation is considerably higher than that of the twist deformation, so that the response speed is much faster than the conventional method (IPS system) using the twist deformation by the lateral electric field.

【0031】図4は、以上のようにして作成したアクテ
ィブマトリクス液晶表示パネルの各画素における印加電
圧と透過率の関係を示すグラフである。0〜8Vの範囲
で特に良好な特性を示すことがわかる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the transmittance in each pixel of the active matrix liquid crystal display panel prepared as described above. It can be seen that particularly good characteristics are exhibited in the range of 0 to 8 V.

【0032】図5は、図2の走査線14の長手方向を基
準として方位角90度の方向で基板を斜めに見た場合
の、基板法線からの傾き角と透過率との関係をプロット
したグラフである。また、図6は、方位角0度の方向で
基板を斜めに見た場合の、傾き角と透過率との関係をプ
ロットしたグラフである。
FIG. 5 is a plot of the relationship between the inclination angle from the substrate normal and the transmittance when the substrate is viewed obliquely at an azimuth of 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the scanning line 14 in FIG. It is the graph which did. FIG. 6 is a graph plotting the relationship between the inclination angle and the transmittance when the substrate is viewed obliquely in the direction of the azimuth angle of 0 °.

【0033】方位角90度方向から見た場合、広い視角
範囲で良好な表示特性が得られる。また、方位角0度方
向でも黒レベルは安定しており、白レベルとの間のコン
トラストは広い視角範囲で5:1以上が保たれる。
When viewed from the azimuth angle of 90 degrees, good display characteristics can be obtained in a wide viewing angle range. Further, the black level is stable even in the azimuth direction of 0 °, and the contrast with the white level is maintained at 5: 1 or more in a wide viewing angle range.

【0034】以上のように、負の屈折率異方性を有する
光学補償層5と領域Aおよび領域Bの間の補償効果の結
果、広い視野角特性が得られた。
As described above, as a result of the compensation effect between the optical compensation layer 5 having a negative refractive index anisotropy and the regions A and B, a wide viewing angle characteristic was obtained.

【0035】また、応答速度も、横方向電界を用いて広
い視角特性を得るIPS方式と比較すると2倍以上で、
動画を表示させた場合にも、良好な画像が得られた。具
体的には、電界を印加してから液晶分子が移動し電界印
加を停止して液晶分子が元の位置に復帰するまでの時間
が、通常の条件下で従来のIPS方式液晶表示パネルは
60ms程度の時間を要していたのに、本実施形態の液
晶表示パネルは25ms程度の時間で済む。
The response speed is more than twice that of the IPS system which obtains a wide viewing angle characteristic by using a lateral electric field.
Good images were also obtained when displaying moving images. Specifically, the time from when the electric field is applied to when the liquid crystal molecules move to stop the application of the electric field and when the liquid crystal molecules return to the original position is 60 ms under a normal condition in the conventional IPS mode liquid crystal display panel. Although about time was required, the liquid crystal display panel of this embodiment requires only about 25 ms.

【0036】このような本実施形態の液晶表示パネルの
製造方法の一例について、以下に詳細に説明する。
An example of the method for manufacturing the liquid crystal display panel of the present embodiment will be described in detail below.

【0037】まず、最初にアクティブマトリクス基板X
の製造方法について述ベる。
First, the active matrix substrate X
The manufacturing method of the above will be described.

【0038】ガラス基板(透明絶縁性基板)6上に、走
査線14となる金属層としてCr膜が150nm積層さ
れ、パターニングされる。さらにゲート絶縁膜9として
窒化シリコン膜が400nmの厚さに、ノンドープ非晶
質シリコン膜が350nmの厚さに、n型非晶質シリコ
ン膜が30nmの厚さに、それぞれ順番に積層される。
その後に、n型非晶質シリコン層とノンドープ非晶質シ
リコン層とがパターン形成されて島状非晶質シリコン1
3が形成される。そして、信号線1および画素電極3と
なる金属層として、Cr膜が150nm積層され、パタ
ーニングされる。さらに、保護絶縁膜8が形成され、周
辺端子部において、保護絶縁膜8およびゲート絶縁膜9
が除去されて、TFTが完成する。
On a glass substrate (transparent insulating substrate) 6, a 150 nm Cr film is laminated as a metal layer serving as the scanning line 14 and patterned. Further, a silicon nitride film having a thickness of 400 nm, a non-doped amorphous silicon film having a thickness of 350 nm, and an n-type amorphous silicon film having a thickness of 30 nm are sequentially laminated as the gate insulating film 9.
Thereafter, an n-type amorphous silicon layer and a non-doped amorphous silicon layer are patterned to form the island-shaped amorphous silicon 1.
3 is formed. Then, a 150 nm Cr film is laminated and patterned as a metal layer to be the signal line 1 and the pixel electrode 3. Further, a protective insulating film 8 is formed, and in the peripheral terminal portion, the protective insulating film 8 and the gate insulating film 9 are formed.
Is removed to complete the TFT.

【0039】次に、カラーフィルター基板Yの製造方法
について述ベる。
Next, a method of manufacturing the color filter substrate Y will be described.

【0040】まず、ガラス基板(透明絶縁性基板)6上
にカラーフィルタ(色層)18が形成される。色層18
の形成工程は以下の通りである。赤色顔料を含む感光性
ポリマーが基板上に形成され、フォトリソグラフィ技術
で赤色フィルタ形成領域以外が除去されて、赤色フィル
タが形成される。次に、同様な工程を施すことによっ
て、緑色フィルタ、青色フィルタが順次形成される。さ
らに、ブラックマトリクス15および対向電極2となる
金属層として、Cr膜が150nmの厚さに積層され、
パターニングされる。Cr層の下に反射防止のための酸
化クロム層を形成してもよい。なお、画素電極3および
対向電極2の幅は5μm、各電極間の間隔は10μmで
ある。
First, a color filter (color layer) 18 is formed on a glass substrate (transparent insulating substrate) 6. Color layer 18
Is formed as follows. A photosensitive polymer containing a red pigment is formed on the substrate, and a portion other than the red filter forming region is removed by a photolithography technique to form a red filter. Next, by performing similar steps, a green filter and a blue filter are sequentially formed. Further, a Cr film is laminated to a thickness of 150 nm as a metal layer serving as the black matrix 15 and the counter electrode 2,
It is patterned. A chromium oxide layer for preventing reflection may be formed below the Cr layer. Note that the width of the pixel electrode 3 and the counter electrode 2 is 5 μm, and the interval between the electrodes is 10 μm.

【0041】以上のようにして作製したアクティブマト
リクス基板Xとカラーフィルター基板Yとには、配向膜
11、26がそれぞれ塗布される。両配向膜11、26
は、初期配向状態において液晶分子が基板に対して垂直
に立つように、垂直配向が施される。そして両配向膜1
1、26が対向するように両基板が配置され、外周部が
シール材(図示せず)で互いに固定された後、両配向膜
間の間隙に正の誘電率異方性を有する液晶材料が注入さ
れ封止されることにより液晶層7が設けられる。注入し
た液晶の常光に対する屈折率はnO=1.476、屈折
率異方性は△n=0.077で、セルギャップは5.5
μmである。
The alignment films 11 and 26 are respectively applied to the active matrix substrate X and the color filter substrate Y manufactured as described above. Both alignment films 11, 26
Is vertically aligned so that the liquid crystal molecules stand perpendicular to the substrate in the initial alignment state. And both alignment films 1
After the substrates are arranged so that the substrates 1 and 26 face each other and the outer peripheral portions are fixed to each other with a sealing material (not shown), a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is provided in a gap between the alignment films. The liquid crystal layer 7 is provided by being injected and sealed. The refractive index of the injected liquid crystal with respect to ordinary light is n O = 1.476, the refractive index anisotropy is Δn = 0.077, and the cell gap is 5.5.
μm.

【0042】また、図示しないが、表示領域外におい
て、ブラックマトリクス15および対向電極2に接続さ
れた電極がアクティブマトリクス基板側の端子と接続さ
れ、電位を供給するためのトランスファーが銀ペースト
を用いて構成されている。
Although not shown, the electrodes connected to the black matrix 15 and the counter electrode 2 are connected to the terminals on the active matrix substrate side outside the display area, and the transfer for supplying the potential is performed using silver paste. It is configured.

【0043】さらに、光学補償層5であるプラスチック
製のフィルムが、カラーフィルター側のガラス基板6の
外側に貼付される。光学補償層5は、負の一軸屈折率異
方性を有するもので、異方軸は基板に垂直になるように
した。光学補償層の屈折率異方性△nFと層厚dFとの積
△nF・dFは、165nmとした。
Further, a plastic film as the optical compensation layer 5 is attached to the outside of the glass substrate 6 on the color filter side. The optical compensation layer 5 has a negative uniaxial refractive index anisotropy, and the anisotropic axis is perpendicular to the substrate. Product △ n F · d F of the refractive index anisotropy △ n F and the layer thickness d F of the optical compensation layer was 165 nm.

【0044】このアクティブマトリクス基板Xとカラー
フィルター基板Yとを挟む形で、2枚の偏光板4、10
が貼付される。偏光軸の方向16、17は互いに直交
し、それぞれ画素電極3と45度をなす方向に設定され
ている(図2参照)。
Two polarizing plates 4, 10 are sandwiched between the active matrix substrate X and the color filter substrate Y.
Is affixed. The directions 16 and 17 of the polarization axes are orthogonal to each other, and are set to directions that make 45 degrees with the pixel electrode 3 (see FIG. 2).

【0045】以上のようにして製造したアクティブマト
リクス液晶表示パネルは、光学補償層により広い視角範
囲において良好な表示特性が得られ、しかも、液晶の駆
動分割がスムーズで、かつ高速な応答を得ることができ
た。
In the active matrix liquid crystal display panel manufactured as described above, good display characteristics can be obtained in a wide viewing angle range by the optical compensation layer, and the liquid crystal drive division can be smoothly performed and a high-speed response can be obtained. Was completed.

【0046】本実施形態では、カラーフィルター(色
層)18よりも液晶層7側に対向電極2が設けられてい
るため、カラーフィルター18の誘電率の作用で液晶層
7にかかる電圧が実質的に低下することを防ぐととも
に、カラーフィルター18中の不純物による液晶層7の
汚染等の悪影響が防止される。
In this embodiment, since the counter electrode 2 is provided on the liquid crystal layer 7 side of the color filter (color layer) 18, the voltage applied to the liquid crystal layer 7 is substantially reduced by the effect of the dielectric constant of the color filter 18. Of the liquid crystal layer 7 due to impurities in the color filter 18 and the like.

【0047】なお、電界を印加していないときに液晶分
子が基板面に対し完全に垂直にすることが困難な場合
は、液晶が基板法線方向に対してわずかに傾くように配
向しておく。具体的には、画素電極3および対向電極2
の長手方向とガラス基板6の法線とを含む平面内で傾く
ように配向する。あらかじめこのように配向しておく
と、傾く方向がばらつかないため、液晶の配向状態およ
び動作を安定させることができる。
When it is difficult to make the liquid crystal molecules completely perpendicular to the substrate surface when no electric field is applied, the liquid crystal is oriented so as to be slightly inclined with respect to the normal direction of the substrate. . Specifically, the pixel electrode 3 and the counter electrode 2
In the plane including the longitudinal direction of the glass substrate 6 and the normal line of the glass substrate 6. When the liquid crystal molecules are aligned in this way, the tilt direction does not vary, so that the alignment state and operation of the liquid crystal can be stabilized.

【0048】なお、図示しないが、光学補償層5を多層
構造とし、例えば正の一軸屈折率異方性を有する層を複
数重ね合わせて、積層状態において実質的に負の一軸屈
折率異方性を有する構成とすることもできる。このこと
について説明すると、正の一軸屈折率異方性を有する層
の屈折率楕円体は基板面と平行な面内で楕円形をなす形
状であるが、長手方向の向きがずれた状態で楕円体が複
数重なると、基板面の上方から見て実質的に円に近い形
状となり、基板面と平行な面内で円形をなす負の一軸屈
折率異方性の屈折率楕円体と同様なはたらきをすること
ができる。なお、本実施形態の構成では、正の一軸屈折
率異方性を有する液晶層7と負の一軸屈折率異方性を有
する光学補償層5とが重なることによって、両者の屈折
率楕円体の組合せが実質的に球に近い形状となり、屈折
率異方性の効果はどの方向から見ても打ち消される。そ
のため、本実施形態の構成により光学的補償が行われ、
黒表示部が白っぽくなる階調反転が防止できる。
Although not shown, the optical compensation layer 5 has a multilayer structure, and for example, a plurality of layers having a positive uniaxial refractive index anisotropy are superimposed to form a substantially negative uniaxial refractive index anisotropy in a laminated state. May be provided. To explain this, the refractive index ellipsoid of the layer having a positive uniaxial refractive index anisotropy has an elliptical shape in a plane parallel to the substrate surface, but has an elliptical shape with its longitudinal direction shifted. When a plurality of bodies overlap, the shape becomes substantially close to a circle when viewed from above the substrate surface, and works in the same way as a negative uniaxial refractive index anisotropic refractive index ellipsoid that forms a circle in a plane parallel to the substrate surface. Can be. In the configuration of the present embodiment, the liquid crystal layer 7 having a positive uniaxial refractive index anisotropy and the optical compensation layer 5 having a negative uniaxial refractive index anisotropy overlap each other to form a refractive index ellipsoid of both. The combination has a substantially spherical shape, and the effect of the refractive index anisotropy is negated in any direction. Therefore, optical compensation is performed by the configuration of the present embodiment,
It is possible to prevent gradation inversion in which the black display portion becomes whitish.

【0049】次に、本発明の第2の実施形態について、
図面を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0050】図7は、本発明の第2の実施形態のアクテ
ィブマトリクスを示す平面図である。各層の構造および
製造方法は、図1、2に示す第1の実施形態とほとんど
同じである。第1の実施形態と同様に、液晶層7は基板
に垂直に配向され、負の一軸屈折率異方性を有する光学
補償層5が配設され、その異方軸の向きが基板と垂直で
ある。偏光板の偏光軸の方向16、17は互いに直向
し、かつ信号線1、走査線2のそれぞれに対して45度
をなす。また、用いた液晶およびその配向状態および光
学補償層も前述の第1の実施形態と同様にした。
FIG. 7 is a plan view showing an active matrix according to the second embodiment of the present invention. The structure and manufacturing method of each layer are almost the same as those of the first embodiment shown in FIGS. As in the first embodiment, the liquid crystal layer 7 is oriented perpendicular to the substrate, and the optical compensation layer 5 having a negative uniaxial refractive index anisotropy is provided. The direction of the anisotropic axis is perpendicular to the substrate. is there. The directions 16 and 17 of the polarization axes of the polarizers are perpendicular to each other and form 45 degrees with respect to each of the signal line 1 and the scanning line 2. The used liquid crystal, its alignment state, and the optical compensation layer were the same as in the first embodiment.

【0051】本実施形態では、画素電極21の長手方向
が信号線1と平行である区画A、Bと、信号線1と垂直
である区画C、Dとが設けられ、これに対応して、カラ
ーフィルター基板Y上の対向電極22も、信号線1に平
行なものと垂直なものとが設けられている。
In the present embodiment, sections A and B in which the longitudinal direction of the pixel electrode 21 is parallel to the signal line 1 and sections C and D in which the pixel electrode 21 is perpendicular to the signal line 1 are provided. The counter electrode 22 on the color filter substrate Y is also provided with one that is parallel to the signal line 1 and one that is perpendicular to the signal line 1.

【0052】第1の実施の形態の場合と同様、電圧無印
加状態では、液晶は垂直配向が保たれ、負の屈折率異方
性を有する光学補償層5の効果で、広い視角範囲で、安
定した黒表示が得られる。画素電極21と対向電極22
との間に電位差を印加すると、液晶分子は、図3(b)
と同様に、画素電極21に垂直な方向に倒れていく。こ
れにより、偏光板と45度をなす方向にリターデーショ
ンが発生するので、透過率が上昇し、白表示が得られ
る。
As in the case of the first embodiment, in the state where no voltage is applied, the liquid crystal is maintained in a vertical alignment, and the optical compensation layer 5 having a negative refractive index anisotropy has a wide viewing angle range. A stable black display is obtained. Pixel electrode 21 and counter electrode 22
When a potential difference is applied between the liquid crystal molecules and the liquid crystal molecules shown in FIG.
As in the case of, it falls in the direction perpendicular to the pixel electrode 21. As a result, retardation occurs in a direction at an angle of 45 degrees with the polarizing plate, so that the transmittance increases and a white display is obtained.

【0053】本実施形態の場合、液晶分子は、区画Aと
区画Bとでは信号線1に垂直で互いに反対の方向に倒
れ、区画Cと区画Dとでは信号線1に平行で互いに反対
の方向に倒れる。こうして、1画素内に、それぞれ倒れ
る方向が異なる区画A〜Dの4種類の異なるドメイン
(領域)が形成される。これらの4種類のドメインは互
いに補償しあって、視角特性がさらに良好になる。
In the case of this embodiment, the liquid crystal molecules in the sections A and B are perpendicular to the signal line 1 and fall in opposite directions to each other, and in the sections C and D, the liquid crystal molecules are parallel to the signal line 1 and opposite to each other. To fall. Thus, four types of different domains (regions) of sections A to D having different falling directions are formed in one pixel. These four types of domains compensate each other, and the viewing angle characteristics are further improved.

【0054】この時、区画A〜Dの各々の区画におい
て、画素電極と対向電極との間隔および各区画の面積は
任意に設定することができるが、より視角特性を良好に
するためには、電極間隔および面積をできるだけ等しく
することが望ましい。ここでは、画素電極の幅を5μ
m、電極間隔を10μmとし、A〜Dの各々の区画の面
積の和はすべて等しくなるようにした。
At this time, in each of the sections A to D, the distance between the pixel electrode and the counter electrode and the area of each section can be arbitrarily set. It is desirable to make the electrode spacing and area as equal as possible. Here, the width of the pixel electrode is 5 μm.
m, the electrode interval was 10 μm, and the sum of the areas of the sections A to D was all equal.

【0055】電圧印加時の液晶分子のダイレクタのひず
みは、第1の実施の形態とほぼ同じで、スプレイ変形と
べンド変形によるものであり、高速の応答が得られる。
The distortion of the director of the liquid crystal molecules when a voltage is applied is almost the same as in the first embodiment, and is due to the splay deformation and the bend deformation, and a high-speed response is obtained.

【0056】以上のようにして作成したアクティブマト
リクス液晶表示パネルの各画素における印加電圧と透過
率の関係は、図6とほぼ同じであり、0〜8Vの範囲で
良好な特性を示す。
The relationship between the applied voltage and the transmittance in each pixel of the active matrix liquid crystal display panel prepared as described above is almost the same as in FIG. 6, and shows good characteristics in the range of 0 to 8V.

【0057】さらに、図1の走査線14の長手方向を基
準として方位角90度の方向で、基板を斜めに見た場合
について、基板法線からの傾き角と透過率との関係をプ
ロットしたグラフが、図8である。方位角0度方向で基
板を斜めに見た場合も、方位角90度方向から見た場合
とほぼ同様な視角特性となる。第1の実施形態に基づく
実施例と比較すると、本実施形態はより広い視角範囲で
非常に良好な表示特性が得られる。これは、第1の実施
形態の場合、A,Bの2種類の区画の補償効果であった
のに対し、第2の実施形態の場合、A〜Dの4種類の区
画が補償しあった効果である。
Further, the relationship between the inclination angle from the substrate normal and the transmittance was plotted when the substrate was viewed obliquely in the direction at an azimuth of 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the scanning line 14 in FIG. The graph is shown in FIG. When the substrate is viewed obliquely at the azimuth angle of 0 °, the viewing angle characteristics are almost the same as when the substrate is viewed at the azimuth angle of 90 °. Compared with the example based on the first embodiment, the present embodiment can obtain very good display characteristics in a wider viewing angle range. This is the compensation effect of the two types of sections A and B in the first embodiment, whereas the four types of sections A to D compensated in the second embodiment. The effect is.

【0058】また、応答速度も、第1の実施形態の場合
と同様に、横方向電界を用いて広い視角特性を得るIP
S方式と比較すると2倍以上で、動画を表示させた場合
にも、良好な画像が得られた。
Also, as in the case of the first embodiment, the response speed is such that a wide viewing angle characteristic is obtained by using a lateral electric field.
As compared with the S method, the image was twice or more, and a good image was obtained even when a moving image was displayed.

【0059】以上、2つの実施形態は、光学補償層が出
射側偏光板4とガラス基板6との間に挟まれる構成であ
るが、図9のように、屈折率異方軸の向きがガラス基板
6に垂直な光学補償層25が、入射側偏光板10とガラ
ス基板6との間に挟まれる構成とすることも可能であ
り、前記2つの実施形態とほとんど同様の効果を得るこ
とができる。
As described above, in the two embodiments, the optical compensation layer is sandwiched between the output side polarizing plate 4 and the glass substrate 6, but as shown in FIG. The optical compensation layer 25 perpendicular to the substrate 6 can be configured to be sandwiched between the incident side polarizing plate 10 and the glass substrate 6, and almost the same effects as those of the two embodiments can be obtained. .

【0060】また、図10のように、異方軸の向きがガ
ラス基板6に垂直な光学補償層26、27が、出射側偏
光板4とガラス基板6との間および入射側偏光板10と
ガラス基板6との間の両方にそれぞれ設けられる構成と
することも可能である。
As shown in FIG. 10, the optical compensation layers 26 and 27 whose anisotropic axes are perpendicular to the glass substrate 6 are provided between the exit-side polarizing plate 4 and the glass substrate 6 and between the exit-side polarizing plate 10 and the entrance-side polarizing plate 10. It is also possible to adopt a configuration provided on both sides of the glass substrate 6.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下記の
ような効果がある。
As described above, the present invention has the following effects.

【0062】1)請求項1の発明は、アクティブマトリ
クス液晶表示パネルにおいて、製造工程をあまり複雑に
することなく、正の誘電率異方性を有する液晶を用い
て、高速で広視野角の液晶表示パネルが実現でき、しか
も黒表示部が白っぽく見える階調反転現象を抑制するこ
とができる。
1) An active matrix liquid crystal display panel according to a first aspect of the present invention uses a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy at a high speed and a wide viewing angle without significantly complicating the manufacturing process. A display panel can be realized, and furthermore, a grayscale inversion phenomenon in which a black display portion looks whitish can be suppressed.

【0063】2)請求項3の発明は、白表示時の光利用
効率を最大にすることができる。
2) According to the third aspect of the invention, the light use efficiency at the time of white display can be maximized.

【0064】3)請求項4の発明は、製造工程を簡略化
することができる。
3) According to the fourth aspect of the invention, the manufacturing process can be simplified.

【0065】4)請求項5の発明は、カラーフィルター
による電圧降下が防げ液晶層に印加する電界を有効に形
成することができる。
4) According to the fifth aspect of the invention, the voltage drop due to the color filter can be prevented, and the electric field applied to the liquid crystal layer can be effectively formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態の要部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of the first embodiment.

【図3】第1の実施形態の動作を説明する断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an operation of the first embodiment.

【図4】第1の実施形態における印加電圧と透過率との
関係図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an applied voltage and transmittance according to the first embodiment.

【図5】第1の実施形態における方位角90度のときの
傾き角と透過率との関係図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an inclination angle and a transmittance at an azimuth angle of 90 degrees in the first embodiment.

【図6】第1の実施形態における方位角0度のときの傾
き角と透過率との関係図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the inclination angle and the transmittance when the azimuth angle is 0 degrees in the first embodiment.

【図7】第2の実施形態の要部の平面図である。FIG. 7 is a plan view of a main part of the second embodiment.

【図8】第2の実施形態における方位角90度のときの
傾き角と透過率との関係図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a tilt angle and a transmittance at an azimuth angle of 90 degrees in the second embodiment.

【図9】本発明の第3の実施形態の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施形態の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】従来のIPS方式の液晶表示パネルの斜視図
である。
FIG. 11 is a perspective view of a conventional IPS type liquid crystal display panel.

【図12】従来の垂直配向の液晶表示パネルの断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional vertically aligned liquid crystal display panel.

【図13】従来のTN方式の液晶表示パネルにおける電
圧と透過率との関係図である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between voltage and transmittance in a conventional TN mode liquid crystal display panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号線 2、22 対向電極 3、3a、3b、21 画素電極 4、10 偏光板 5、25、26、27 光学補償層 6 ガラス基板(透明絶縁性基板) 7 液晶層 8 保護絶縁膜 9 ゲート絶縁膜 11、20 配向膜 12 蓄積容量 13 島状非晶質シリコン 14 走査線 15 ブラックマトリクス 16、17 偏光軸の方向 18 カラーフィルター(色層) 19 液晶分子 23 電界の向き DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal line 2, 22 Counter electrode 3, 3a, 3b, 21 Pixel electrode 4, 10 Polarizer 5, 25, 26, 27 Optical compensation layer 6 Glass substrate (transparent insulating substrate) 7 Liquid crystal layer 8 Protective insulating film 9 Gate Insulating film 11, 20 Alignment film 12 Storage capacitor 13 Island-shaped amorphous silicon 14 Scan line 15 Black matrix 16, 17 Polarization axis direction 18 Color filter (color layer) 19 Liquid crystal molecule 23 Direction of electric field

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1335 510 G02F 1/136 500──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/1335 510 G02F 1/136 500

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一対の透明絶縁性基板のうちのいずれか
一方に、互いに交差して格子状をなすように配設された
複数の走査線および複数の信号線と、前記走査線と前記
信号線の各交点近傍にそれぞれ設けられた複数の能動素
子と、前記能動素子に接続された複数の平行な線状の画
素電極とが設けられており、他方の前記透明絶縁性基板
に、前記各画素電極に対応して配設され前記画素電極と
の間に電圧が印加される複数の平行な線状の対向電極が
設けられており、前記両透明絶縁性基板間には液晶層が
設けられており、前記両透明絶縁性基板の外側にはそれ
ぞれ偏光板が配設されているアクティブマトリクス液晶
表示パネルにおいて、 前記画素電極と前記対向電極とは、互いに対向する位置
を避けて、互い違いになるように配置されており、前記
液晶層は、正の誘電率異方性を有し、前記画素電極と前
記対向電極との間の電圧が0のときに液晶分子のダイレ
クタが前記透明絶縁性基板に対し実質的に垂直となるよ
うに配向されており、少なくとも一方の前記透明絶縁性
基板と前記偏光板との間に、負の一軸屈折率異方性を有
する光学補償層が配設され、前記光学補償層の異方軸の
向きが前記透明絶縁性基板に実質的に垂直であることを
特徴とするアクティブマトリクス液晶表示パネル。
1. A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines, which are arranged on one of a pair of transparent insulating substrates so as to cross each other to form a grid, and the scanning lines and the signals A plurality of active elements provided in the vicinity of each intersection of the lines, and a plurality of parallel linear pixel electrodes connected to the active elements are provided, and the other transparent insulating substrate includes A plurality of parallel linear opposing electrodes are provided corresponding to the pixel electrodes and a voltage is applied between the pixel electrodes, and a liquid crystal layer is provided between the two transparent insulating substrates. In an active matrix liquid crystal display panel in which a polarizing plate is disposed outside each of the transparent insulating substrates, the pixel electrode and the counter electrode alternate with each other avoiding a position facing each other. Are arranged as follows, The liquid crystal layer has a positive dielectric anisotropy, and the director of liquid crystal molecules is substantially perpendicular to the transparent insulating substrate when the voltage between the pixel electrode and the counter electrode is 0. An optical compensation layer having a negative uniaxial refractive index anisotropy is disposed between at least one of the transparent insulating substrate and the polarizing plate, and the optical compensation layer is anisotropically oriented. An active matrix liquid crystal display panel, wherein the direction of the axis is substantially perpendicular to the transparent insulating substrate.
【請求項2】 前記光学補償層が、多層構造であり、一
軸屈折率異方性を有する層が複数重ね合わせられて実質
的に負の一軸屈折率異方性を有するものである請求項1
に記載のアクティブマトリクス液晶表示パネル。
2. The optical compensation layer according to claim 1, wherein the optical compensation layer has a multilayer structure, and a plurality of layers having a uniaxial refractive index anisotropy are superposed to have a substantially negative uniaxial refractive index anisotropy.
4. The active matrix liquid crystal display panel according to 1.
【請求項3】 前記両偏光板の偏光軸が、互いに直交
し、前記画素電極および前記対向電極の長手方向となす
角度がそれぞれ45度である請求項1または2に記載の
アクティブマトリクス液晶表示パネル。
3. The active matrix liquid crystal display panel according to claim 1, wherein the polarization axes of the two polarizing plates are orthogonal to each other, and an angle between each of the pixel electrodes and the opposite electrode is 45 degrees. .
【請求項4】 前記対向電極が形成された前記透明絶縁
性基板には、カラーフィルターが設けられ、かつ前記対
向電極と前記ブラックマトリクスとが同一層で形成され
ている請求項1〜3のいずれか1項に記載のアクティブ
マトリクス液晶表示パネル。
4. The color filter according to claim 1, wherein the transparent insulating substrate on which the counter electrode is formed is provided with a color filter, and the counter electrode and the black matrix are formed in the same layer. 2. The active matrix liquid crystal display panel according to claim 1.
【請求項5】 前記対向電極および前記ブラックマトリ
クスが、前記カラーフィルターよりも前記液晶層側に位
置する請求項4に記載のアクティブマトリクス液晶表示
パネル。
5. The active matrix liquid crystal display panel according to claim 4, wherein said counter electrode and said black matrix are located closer to said liquid crystal layer than said color filters.
JP9034817A 1997-02-19 1997-02-19 Active matrix liquid crystal display panel Expired - Fee Related JP2856188B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9034817A JP2856188B2 (en) 1997-02-19 1997-02-19 Active matrix liquid crystal display panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9034817A JP2856188B2 (en) 1997-02-19 1997-02-19 Active matrix liquid crystal display panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10232392A JPH10232392A (en) 1998-09-02
JP2856188B2 true JP2856188B2 (en) 1999-02-10

Family

ID=12424767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9034817A Expired - Fee Related JP2856188B2 (en) 1997-02-19 1997-02-19 Active matrix liquid crystal display panel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2856188B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2991995B2 (en) 1997-07-14 1999-12-20 三菱電機株式会社 Liquid crystal display
KR100381868B1 (en) 2000-11-29 2003-05-01 삼성전자주식회사 a liquid crystal display and a substrate for the same
JP5663436B2 (en) 2011-08-26 2015-02-04 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
JP5906043B2 (en) * 2011-09-01 2016-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
US9250486B2 (en) 2011-09-08 2016-02-02 Japan Display Inc. Liquid crystal display device
JP5816496B2 (en) * 2011-09-08 2015-11-18 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
JP5851175B2 (en) * 2011-09-27 2016-02-03 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
JP5740278B2 (en) 2011-10-11 2015-06-24 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
US9019439B2 (en) 2011-10-14 2015-04-28 Japan Display Inc. Liquid crystal display device
JP5712105B2 (en) * 2011-10-14 2015-05-07 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display
JP5771501B2 (en) * 2011-10-17 2015-09-02 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10232392A (en) 1998-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3022463B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
US7405785B2 (en) Transverse electric field active matrix liquid crystal display panel having particular optical compensation layer
JP2907137B2 (en) Liquid crystal display
JP2950288B2 (en) Active matrix liquid crystal display
JP3031317B2 (en) Active matrix liquid crystal display
JPH052166A (en) Liquid crystal display device
JP2007163722A (en) Liquid crystal device, its manufacturing method, optical retardation plate and electronic device
JP2828073B2 (en) Active matrix liquid crystal display
JP2856188B2 (en) Active matrix liquid crystal display panel
JP4541129B2 (en) Liquid crystal display
JP3144474B2 (en) Active matrix liquid crystal display panel
JP4390595B2 (en) Liquid crystal display
JP3356273B2 (en) Liquid crystal display
JP3549177B2 (en) Liquid crystal display
JP2002214613A (en) Liquid crystal display
JP3776844B2 (en) Liquid crystal display
JP3175972B2 (en) Liquid crystal display
WO2012090838A1 (en) Liquid-crystal panel and liquid-crystal display
JP4777795B2 (en) Liquid crystal display element
JP4586481B2 (en) Transflective LCD panel
JP3207374B2 (en) Liquid crystal display device
JP3989575B2 (en) LCD panel
US7369197B2 (en) Polarizer, panel for a liquid crystal display, and liquid crystal display, including a scattering layer
JP4438377B2 (en) Liquid crystal display device and electronic device
JP3922014B2 (en) Liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071127

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081127

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081127

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091127

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091127

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101127

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111127

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111127

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121127

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131127

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131127

Year of fee payment: 15

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131127

Year of fee payment: 15

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees