JP4201942B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device having excellent visual angle characteristics in which the driving voltage of the liquid crystal can be decreased and the responding speed can be improved. SOLUTION: The device has a pair of substrates 12, 14, liquid crystal 16, a plurality of stripe electrodes 22a, 22b for every one pixel and an alignment film 24 formed on one substrate 14, a transparent electrode 18 and an alignment film 20 formed all over the other substrate 14, and a dielectric layer 36 formed between the transparent electrode and the alignment film on the other substrate. The surface of the dielectric layer is formed into a curved face in such a manner that the normal line vector at a certain point of the surface is more nearly parallel to the electric line of force penetrating that point of the surface of the dielectric layer than for a dielectric layer having a flat face.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のストライプ状の電極を含む液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
TN型液晶表示装置は例えばパーソナルコンピュータの表示装置等として広く用いられている。しかし、TN型液晶表示装置は、画面を斜め方向に見るときにコントラストが低下し、あるいは表示の明暗が反転するという問題がある。従って、斜め視角方向でコントラストが低下することのない液晶表示装置が求められている。
【0003】
そこで、横電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、液晶が一対の基板の間に挟持され、一方の基板が櫛の歯状に配置された第1の電極と第2の電極とを有し、第1の電極と第2の電極との間に電圧を印加するようになっている。他方の基板は電極をもたない。第1の電極と第2の電極との間で基板面にほぼ平行な方向に横電界が形成され、液晶はこの横電界によって駆動される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがない。
【0004】
さらに、斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された複数のストライプ状の電極と、他方の基板に全面的に形成された透明電極とを備えている。この液晶表示装置では、ストライプ状の電極からベタの透明電極に向かって斜め方向に走る斜め電界が形成される。この液晶表示装置では、斜め視角方向でコントラストが低下することがなく、かつディスクリネーションが生じることがない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記斜め電界により液晶を駆動する液晶表示装置は、十分な白輝度を得るためにΔεの大きな液晶を使用するのが望ましい。しかし、Δεの大きい液晶は粘度が高く応答速度が遅く、比抵抗が低く、電圧保持率が低いなどの問題がある。そのため、液晶の駆動電圧をさらに低くすることができ、応答速度を向上することが求められる。
【0006】
本発明の目的は、視角特性に優れ、且つ、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することのできる液晶表示装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層の表面が平面のときよりも誘電体層の表面のその点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるように、該誘電体層の表面が曲面形状に形成されていることを特徴とするものである。透明電極は、一方の基板の複数の画素に共通して対向し、表示領域の実質的に全面を覆う。
【0008】
この構成によれば、電圧無印加時の液晶分子の配向が、電圧を印加したときにより円滑に所定の配向に移行することができるようになる。従って、液晶の駆動電圧を低下でき、応答速度を向上することができる。
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該一方の基板に該ストライプ状の電極を覆って設けられた絶縁体層とを備え、該絶縁体層は該ストライプ状の電極上に開口部を有し、該開口部の側壁はテーパになっていることを特徴とする。
【0009】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層のもつ比誘電率εと膜厚dとの間には、0.5<d/εの関係があることを特徴とする。
【0010】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層は、カラーフィルタ層と透明樹脂層とからなり、前記透明電極からこの順番で重ねられていることを特徴とする。
【0011】
さらに、他の局面によれば、本発明による液晶表示装置は、一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、該誘電体層が光学的に異方性を有することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1から図16は本発明の液晶表示装置の基本形体を示す図である。
図1は電圧無印加時の液晶表示装置10を示す断面図、図2は図1の液晶表示装置10の電圧印加時を示す断面図である。液晶表示装置10は、第1及び第2の対向する透明なガラス基板12、14と、第1及び第2の基板12、14の間に封入された液晶層16と、偏光子26、28を備える。
【0013】
第1の基板12は該第1の基板12を実質的に全面的に覆うように形成されたベタの透明電極18と垂直配向膜20とを有する。第2の基板14は複数の互いに平行に且つ交互に延びる第1及び第2のグループのストライプ状の電極22a、22bと垂直配向膜24とを有する。第1及び第2のグループのストライプ状の電極22a、22bは互いに異なった電圧を印加されるようになっている。実施例では、第1のグループのストライプ状の電極22aは交流のデータの電圧(例えば±5V)を印加され、第2のグループのストライプ状の電極22bはベタの透明電極18と同じ電圧を印加される。この場合、ベタの透明電極18はACのデータ電圧のほぼ中間の電圧(グランド)を印加される。
【0014】
図3は第2の基板14に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す。アクティブマトリクスは、ゲートバスライン30、データバスライン32、及びTFT34を有する。ゲートバスライン30とデータバスライン32とで囲まれる領域が1画素に相当する。第1のグループのストライプ状の電極22aはTFT34に接続され、データバスライン32のACのデータ電圧を受ける。第2のグループのストライプ状の電極22bはゲートバスライン30と平行なコモンバスライン40に接続される。ベタの透明電極18はITOやNESA等の実質的に透明になる材料で形成されるが、ストライプ状の電極22a、22bはゲートバスライン30又はデータバスライン32と同じメタルで形成される。
【0015】
図4は偏光子26、28の吸収軸26a、28aの関係を示す。吸収軸26a、28aはクロスニコルの関係で、すなわち互いに直交するように配置される。吸収軸26a、28aは図3に示されるゲートバスライン30、データバスライン32、及びストライプ状の電極22に対して45度の角度をなすように配置される。
【0016】
さらに、誘電体層(絶縁体層)36がベタの透明電極18と垂直配向膜20との間に配置されている。ベタの透明電極18は第1の基板12の内面に設けられ、誘電体層36はベタの透明電極18の上に設けられる。基本的には、誘電体層36はベタの透明電極18と液晶層16との間に設けられる。好ましくは、誘電体層36が光硬化樹脂、熱硬化樹脂、ポジ型又はネガ型のレジスト、ポリアミック酸、その他の有機樹脂(例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等)、SiO、SiO2 、SiNのグループの1つからなる。
【0017】
この構成においては、図1に示されるように、電圧を印加していないときには、液晶分子は基板面に対してほぼ垂直に配向する。図2に示されるように、電圧が印加されると、第1のグループのストライプ状の電極22aの各々からベタの透明電極18へ向かう電界(電気力線)が形成される。多くの電界(電気力線)は矢印FO で示されるように第1のグループのストライプ状の電極22aの各々からベタの透明電極18へ向かって斜めに走る。従って、正の誘電率異方性を有する液晶分子は、電圧印加時には斜め電界FO に平行に配向する。
【0018】
さらに、第1のグループのストライプ状の電極22aの各々から第2のグループのストライプ状の電極22bの各々へ向かって横電界FT が形成される。この横電界FT は第1のグループの各ストライプ状の電極22aからベタの透明電極18へ向かう斜め電界FO の形成を助ける作用をする。すなわち、斜め電界FO は第1のストライプ状の電極22aからの横方向の距離が大きくなるにつれて急激に弱くなるが、横電界の助けで、斜め電界FO はストライプ状の電極22aからの距離が大きくなってもあまり弱くならない。
【0019】
液晶分子は斜め電界FO に平行になるように配向し、基板面に対して斜め方向に傾くようになり、複屈折が生じて、入射光の偏光状態を変化させる。従って、ほとんどの液晶分子が斜め電界に沿ってスムーズに配向し、ディスクリネーションのない表示を実現することができる。
そして、誘電体層36がベタの透明電極18と液晶層16との間に設けられると、斜め電界FO の形成がさらに助けられ、良好な表示を実現することができる。誘電体層36の効果を図5及び図6を参照して説明する。
【0020】
図5及び図6は誘電体層36の作用を説明する図である。図5は誘電体層36がない場合の電界の形成を示す図であり、図6は誘電体層36がある場合の電界の形成を示す図である。図5及び図6においては、第1のストライプ状の電極22aのまわりに形成される等電位線が示されている。図5においては、電界が第1のグループのストライプ状の電極22aの各々の近傍に集中しすぎてしまい、等電位線が液晶層16内に留まっている。従って、液晶層16内においては透明電極18の法線方向に向かう電界の作用が強く、斜め電界は法線方向の成分が強いものになり、十分に斜めにならない。従って、液晶は十分に複屈折性を発揮しない。
【0021】
図6においては、等電位線が液晶層16から誘電体層36へ広がり、液晶層16内での電界の集中を緩和している。従って、液晶層16内においては透明電極18の法線方向に向かう電界の作用が弱くなる。そのため、斜め電界は法線方向の成分が弱いものになり、十分に斜めになる。従って、液晶分子は十分に横に倒れる。
【0022】
図7は第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを覆う絶縁体層50a、50bを設けた例を示す図である。この例では、絶縁体層50aは、第2のグループのストライプ状の電極22bを覆い、第1のグループのストライプ状の電極22aは絶縁体層50aの上に形成され、且つ絶縁体層50bで覆われる。配向膜24は絶縁体層50bの上に設けられている。図7の絶縁体層50a、50bは例えばSiNによりTFTの形成工程の間に設けられることができる。
【0023】
絶縁体層50a、50bのない液晶表示装置では、第1のグループのストライプ状の電極22aと第2のグループのストライプ状の電極22bとの間に直流電圧成分が長くかかると、画面の焼きつきが生じる可能性がある。しかし、図7の液晶表示装置では、絶縁体層50a、50bを設けることによって、直流電圧成分によって生じる画面の焼きつきを防止することができる。
【0024】
しかし、絶縁体層50a、50bが第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを覆っていると、液晶の駆動電圧が高くなる。
図8は、絶縁体層50a、50bを設けた後で、絶縁体層50a、50bの一部を局部的に除去している。すなわち、第1のグループのストライプ状の電極22aの上及び周辺の絶縁体層50bの部分がドライエッチングにより除去されている。従って、第1のグループのストライプ状の電極22aと全面ベタの透明電極18との間で形成される斜め電界が絶縁体層50によって邪魔されなくなり、液晶の駆動電圧が低下するのを防止することができる。
【0025】
絶縁体層50を設けた後で、第1のグループのストライプ状の電極22aの周辺の絶縁体層50の部分及び第2のグループのストライプ状の電極22bの周辺の絶縁体層50の部分をともに除去するのも有効である。
図9は少なくとも1つの位相差フィルム42を加えた液晶表示装置10を示す図である。少なくとも1つの位相差フィルム42は一対の偏光子26、28の間のあらゆる位置に設けられることができる。
【0026】
この実施例における位相差フィルム42は、位相差フィルム42の主屈折率nx 、ny 、nz のうち、フィルム面方向の屈折率をnx 、ny (隣接する偏光子の吸収軸に直交する方向の屈折率をnx 、平行な方向の屈折率をny )、フィルム法線方向の屈折率をnz としたとき、
x ≧nz 、ny ≧nz (ただし、nx =ny =nz を除く)(1)
の関係が成り立つ性質を備えているものとする。屈折率nx 、ny の間に例えばnx >ny の関係が成り立つとき、x方向を遅相軸と言う。ここで、位相差フィルム42の厚さをdとしたとき、RxZ=(nx −nz )d、RYZ=(nY −nz )dと定義する。
【0027】
図10は位相差フィルム42のない液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線46は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト10となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線46から、TN型液晶表示装置の視角特性よりも広い視角で良好なコントラストが得られることが分かる。この等コントラスト曲線46では、45度、135度、225度、315度の方位でコントラスト10となる視角は、38度である。
【0028】
図11は図9の液晶表示装置の視角特性を示す図である。曲線48は液晶パネルをあらゆる方位で見たときのコントラスト10となる等コントラスト曲線である。この等コントラスト曲線48では、45度、135度、225度、315度の方位でコントラスト10となる視角は、約70度である。従って、位相差フィルム42を挿入することによって良好な視角特性を得ることができる。
【0029】
まず、図9の構成において、1枚の位相差フィルム42を挿入し、RxZ、RYZをさまざまに変化させて視角特性を調べた。RxZ、RYZを変化させて、45度の方位においてコントラストが10となる視角を求めた。
図12はコントラストが10となる等視角曲線を示す図である。視角が70度、60度、50度、40度になる曲線がRxZ−RYZ座標にプロットされている。図23のストライプ状の電極22a、22bを有する液晶表示装置では、四方向の視角特性は同じであるので、135度、225度、315度の方位でも同様の結果が得られる。
【0030】
上記したように、図10において、45度の方位でコントラストが10になる視角は38度である。従って、図12においてコントラストが10になる視角が38度以上となる範囲では、位相差フィルム42を追加した効果がある、ということになる。
図12においてコントラストが10になる視角が38度以上となるのは、RxZ、RYZについて下記の条件が満たされるときである。
【0031】
YZ≧RxZ−230nm
YZ≦RxZ+130nm
YZ≦−RxZ+1060nm
これらの条件を書き換えると、以下のようになる。
−130nm≦(nx −ny )d≦230nm
((nx +ny )/2−nz )d≦530nm
ここで、 R=(nx −ny )d、Rt = ((nx +ny )/2−nz )dとすると、位相差フィルム42の満たすべき条件は、
−130nm≦R≦230nm (2)
t ≦530nm
になる。
【0032】
液晶パネルのΔndLC(dLCは液晶層の厚さ)を変化させて同様にR、Rt の最適条件を求めた結果、Rの最適条件は液晶パネルのΔndLCに依らずに常に、
−130nm≦R≦230nm (2)
であることが分かった。
一方、Rt の最適条件は液晶パネルのΔndLCに依存する。ΔndLCとRt の最適条件の上限との関係を調べたところ、図13に示す関係が得られた。液晶パネルのΔndLC=RLCとすると、Rt の最適条件の上限は1.6×RLCの関係がある。従って、Rt はこの上限よりも下の範囲にあればよい。すなわち、
t ≦1.6×RLC
である。
【0033】
以上は、一対の偏光子26、28の間に1枚の位相差フィルム42を挿入した場合の考察である。この考察は、一対の偏光子26、28の間に複数の位相差フィルムを挿入した場合にも拡張される。例えば、偏光子26、28がPVCフィルムとTACフィルムとを積層した構造のものである場合には、内側のTACフィルムが本願の式(1)で定義した位相差フィルムの作用をする。従って、それらの位相差フィルムと位相差フィルム42とを加えると、3枚の位相差フィルムが一対の偏光子26、28の間に挿入されていることになる。
【0034】
そこで、N枚の位相差フィルムが一対の偏光子26、28の間に挿入されている場合について、上記と同様にして検討した。N個の位相差フィルムのRをR1 、R2 、・・・RN とし、Rt をRt1、Rt2、・・・RtNとすると、最適条件は以下の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
−130nm≦R1 ≦230nm (2)

−130nm≦RN ≦230nm
t1+Rt2+・・・RtN≦1.6×RLC (3)
以上は、コントラストが10になる視角が38度以上となる条件についてであった。これをさらに拡大して、コントラストが10になる視角が50度以上となる条件について検討すると、下記の関係が同時に満たされるときであることが分かった。
【0035】
x ≧nz 、ny ≧nz (ただし、nx =ny =nz を除く)(1)
−50nm≦R1 ≦150nm (4)

−50nm≦RN ≦150nm
t1+Rt2+・・・RtN≦1.3×RLC (5)
図11は、3枚の位相差フィルムを含む構成において、ΔndLC=RLC=330nm、R=(nx −ny )d=50nm、Rt =200nmとしたときの等コントラスト曲線を示している。位相差フィルム42は日本合成ゴム製のARTONフィルム(R=50nm、Rt =200nm)を用い、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と直交となるように配置した。
【0036】
図14は図3の電極の変形例(1画素分)を示す平面図である。図15は図14の第1のストライプ状の電極22aを示す平面図である。図16は図14の第2のストライプ状の電極22bを示す平面図である。この画素の特徴は他の実施例にも適用可能である。図7に示されるように、第1のストライプ状の電極22aと第2のストライプ状の電極22bとは、絶縁体層50aを介して重ねられている。
【0037】
図14の液晶表示装置10では、一方の基板14が、ゲートバスライン30と、データバスライン32と、TFT34とを含むアクティブマトリクスを有する。さらに、コモンバスライン40がある。ゲートバスライン30とデータバスライン32とで囲まれた概略矩形状の画素52内には、第1及び第2のグループのストライプ状の電極22a、22bが設けられている。第1のグループのストライプ状の電極22aは第1の接続電極22cによってTFT34に接続されている。第2のグループのストライプ状の電極22bは第2の接続電極22dによってコモンバスライン40に接続されている。
【0038】
図14及び図15において、第1のグループのストライプ状の複数の電極22aは、互いに平行な第1のサブグループの直線部分(図14及び図15の水平な中央線よりも上の要素)と、互いに平行で該第1のサブグループの直線部分に対して角度をなした第2のサブグループの直線部分(図14及び図15の水平な中央線よりも下の要素)を含む。全ての直線部分はデータバスライン32に対して2度から88°の角度をなす。好ましくは、全ての直線部分はデータバスライン32に対して45度の角度をなす。
【0039】
第1のサブグループの直線部分と第2のサブグループの直線部分とは互いに90度をなすように配置されている。つまり、第1のグループのストライプ状の電極22aは直角の屈曲部を有する。第1のサブグループの直線部分は図14及び図15の水平な中央線に関して第2のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第1のサブグループの直線部分は第2のサブグループの直線部分と点対称に配置されることもできる。第1及び第2のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【0040】
図14及び図16において、第2のグループのストライプ状の複数の電極22bは、互いに平行な第3のサブグループの直線部分(図14及び図16の水平な中央線よりも上の要素)と、互いに平行で該第3のサブグループの直線部分に対して角度をなした第4のサブグループの直線部分(図14及び図16の水平な中央線よりも下の要素)を含む。第3のサブグループの直線部分と第4のサブグループの直線部分とは互いに90度をなすように配置されている。第3のサブグループの直線部分は図14及び図16の水平な中央線に関して第4のサブグループの直線部分と線対称に配置される。第3及び第4のサブグループの直線部分の幾つかは概ね矩形形状の画素の一方の長辺から対向する長辺へ折れ曲がりなくまっすぐに延びる。
【0041】
一画素内において、第1の接続電極22cは画素52の周辺部(画素52を規定するゲートバスライン30とデータバスライン32のわずかに内寄りの領域)に設けられ、第1のグループのストライプ状の電極22aを一緒に接続し、そして、第2の接続電極22dが画素52の周辺部に設けられ、第2のグループのストライプ状の電極22bを一緒に接続する。第1の接続電極22cは第2の接続電極22dと絶縁体層50aを介して少なくとも部分的にオーバーラップしている。
【0042】
図14に示されるように、第2の接続電極22dの幅は第1の接続電極22cの幅よりも大きく、第1の接続電極22cは第2の接続電極22dの内方エッジに載るように位置し、短絡を防止するために第1の接続電極22cがゲートバスライン30及びデータバスライン32から少しでも離れるようになっている。
第1の接続電極22cは第1のグループのストライプ状の電極22aの第1及び第2の直線部分の端部を一緒に接続する接続電極部分22cp、22cqを含む。接続電極部分22cpは画素52の周辺部においてゲートバスライン30と平行に延び、該第1及び第2の直線部分の端部同志を接続する。接続電極部分22cqは画素52の周辺部においてデータバスライン32と平行に断片的に延び、第1のグループのストライプ状の電極22aの第1及び第2の直線部分のうちの少なくとも2つの直線部分の端部同志を接続する。
【0043】
特に、接続電極部分22cqが画素52の周辺部においてデータバスライン32と平行に設けられる構成により、例えば画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分をなくすことができる。画素の中央を長手方向に延びる接続電極部分は画素の開口率をかなり低下させるが、画素52の周辺部に接続電極部分22cqを設けることによって画素の開口率を改善することができる。
【0044】
接続電極部分22cqをゲートバスライン30と平行に断片的に設けることにより、ゲートバスライン30の近くにある接続電極部分22cqの量を少なくし、接続電極部分22cqとゲートバスライン30との短絡の可能性を低減する。第1の接続電極22cはさらに画素52の水平な中央線に沿って断片的に設けられた接続電極部分22crを有する。この接続電極部分22crは特に必要ではないが、接続電極部分22crは第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bの屈曲部において液晶の配向が乱れてディストリネーションが生じるのを防止することができる。
【0045】
第1のグループのストライプ状の電極22aの1つの直線部分の端部(図15にaで示される)が画素の短辺の角に位置し、もう1つの直線部分の端部(図51にbで示される)が画素のもう1つの短辺の角に位置している。端部aを有する直線部分から、その他のほとんどの直線部分及び第1の接続電極の接続電極部分22cqを通って、端部bを有するもう1つの直線部分へいたる実質的に連続的なシリーズの電気経路が形成されている。つまり、第1の接続電極の接続電極部分22cqは第1のグループのストライプ状の電極22aの電気的な接続を達成するのに必要な最小の部分にのみ設けられる。
【0046】
第2の接続電極22dは第2のグループのストライプ状の電極22bの第3及び第4の直線部分の端部を一緒に接続するために画素52の周辺部においてゲートバスライン30と平行に延びる接続電極部分22dpと、画素52の周辺部においてデータバスライン32と平行に延びる接続電極部分22dqとを有する。第2の接続電極22dはさらに画素の水平な中央線に沿って配置された補助容量電極として作用する接続電極部分22drを有する。接続電極部分22drは第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bの屈曲部において液晶の配向が乱れてディスクリネーションが生じるのを防止することもできる。接続電極部分22drはなくてもよい。第2の接続電極22dはさらに複数の点において隣接の画素の同様の接続電極と接続するための外方突起22dsを有する。これらの外方突起22dsは図14のコモンバスライン40の一部である。つまり、1画素の第2の接続電極22dは複数のコモンバスライン40により隣接の画素の第2の接続電極に接続される。
【0047】
以下図17から図26を参照して本発明の一実施例を説明する。
図17及び図18は図1及び図2に相当する図であり、液晶分子の配向をより詳細に示している。図19(A)、(B)は誘電体層36の表面の近傍の部分を示す図である。
図17から図19(B)に示される液晶表示装置10において、カラーフィルタ基板12はその全面を覆う透明電極18と誘電体層36を有し、TFT基板14は第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを有する。第1ストライプ状の電極22aはTFT34に接続され、データ電圧を受ける。第2のストライプ状の電極22bはコモンバスライン40に接続され、コモン電圧を受ける。誘電体層36の表面は平坦であり、基板の表面に対して実質的に平行である。さらに、液晶層16は正の誘電率異方性を有し、垂直配向膜20、24、及び偏光板26、28が配置されている。偏光板26、28は透過軸が互いに直交するように、両基板12、14の外側に貼り付けられている。絶縁体層は一括して50で示した。
【0048】
液晶分子は電圧無印加時(図17、図19(A))に基板12、14に対して垂直に配向し、光が液晶パネルを透過しない。電圧印加時(図18、図19(B))には、液晶分子が第1ストライプ状の電極22aと透明電極18との間に形成される斜め電界F0 に沿って配向し、基板12、14に対して斜めになり、液晶16の複屈折効果により光が液晶パネルを透過する。すなわち、誘電体層36の表面が平坦であると、電圧無印加時には図19(A)に示されるように全ての液晶分子は誘電体層36の表面に対して垂直に配向する。電圧印加時には図19(B)に示されるように液晶分子は斜め電界F0 に沿って配向し、基板12、14の表面に対して斜めに配向する。液晶分子が基板12、14の表面に対して斜めに配向する際、垂直配向膜20の配向規制力があるために、液晶分子が図19(A)の状態から図19(B)の状態に移行するのに時間がかかる。すなわち、液晶の駆動の応答性が低く、駆動電圧を高くしなければならない。
【0049】
図20(A)から図22は図17から図19(B)を参照して説明した問題点を解決する本発明の実施例を示す図である。図20(A)から図22においては、誘電体層36の表面が曲面に形成されている。垂直配向膜20も誘電体層36の表面と同様に曲面に形成される。誘電体層36の表面の曲面形状は、誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層36の表面が平面のときよりも誘電体層36の表面の同じ点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるようになっている。すなわち、誘電体層36の表面が、誘電体層36の表面の法線ベクトルが電気力線に平行に近づく方向に傾くようにする。図20(A)は電圧無印加時の液晶分子の配列を示している。液晶分子は電圧無印加時に誘電体層36の表面に対して垂直に配向、基板12、14の表面に対して斜めに配向する。このように、誘電体層36の付近の液晶分子をあらかじめ倒しておくことで、図20(B)のように電圧を印加したときに、液晶分子全体が倒れやすくなり、よって液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度が高速になる。
【0050】
すなわち、液晶分子を図20(A)の状態から図20(B)の状態へ傾けた場合の方が、液晶分子を図19(A)の状態から図19(B)の状態へ傾ける場合よりも、液晶分子の配列の変化量が小さく、かつ、配向の規制力の影響が小さいため、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【0051】
次に、図21において、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bの間隙に対応する誘電体層36の表面の部分(例えば36x)が傾斜していると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対して幾らか斜めになり、光が漏れ、コントラストが低下する問題がある。
そこで、図23のように、誘電体層36の表面の第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bに対応する部分36a、36bのみを湾曲させ、誘電体層36の表面の第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bの間隙に対応する部分36xを基板面と平行にする。こうすれば、表示に影響するストライプ状の電極の間隙に位置する液晶分子は電圧無印加時に垂直に配向しているため、上記した光漏れは発生しない。
【0052】
一方、コモン電圧を受ける第2のストライプ状の電極22bに対応する誘電体層36の表面の部分36bは突起状に突出させ、データ電圧を受ける第1のストライプ状の電極22aに対応する誘電体層36の表面の部分36aは溝状に窪ませる。従って、第1のストライプ状の電極22aに対向する誘電体層36の部分36aが最も薄く、第2のストライプ状の電極22bに対向する誘電体層36の部分36bが最も厚くなっている。また、突起状の部分36b及び溝状の部分36aの両側はスロープになっている。スロープの部分を含めた突起状の部分36bの幅は第2のストライプ状の電極22bの幅と同じかそれよりも狭く、スロープの部分を含めた溝状の部分36aの幅は第1のストライプ状の電極22aと同じかそれよりも狭い。従って、この場合には、誘電体層36の表面を湾曲させる領域は、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22b上のみである。
【0053】
アクティブマトリクス駆動の場合、ゲートバスライン30にはパルス状に選択電圧が印加され、パルス状の電圧が印加されていないときには通常マイナス数ボルトの電圧がかかっている。このため、ゲートバスライン30と、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22b(第1及び第2の接続電極22c、22d、コモンバスライン40)間に大きな電界が生じる(図24)。そのため、ゲートバスライン30と第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bとの間に十分な距離をとったり、遮蔽電極が必要であったりし、開口率が低下する問題かある。
【0054】
図24はゲートバスライン30と第2のストライプ状の電極22bとの間に生じる電界により液晶の配向が乱れることを説明するための図である。図24において、領域RA、RBが液晶の配向が乱れる領域である。
図25は誘電体層36の表面を湾曲させることにより図24に示した液晶の配向を防止する例を示す図である。誘電体層36の表面は、ゲートバスライン30と第2のストライプ状の電極22bとの間に発生する電界と、誘電体層36の上の配向膜20による配向規制力を釣り合わせ、誘電体層36付近の液晶分子(領域RCの液晶分子)を基板と垂直に配向させる。この場合、ゲートバスライン30に対応する誘電体36の部分の厚さをL1 とし、第2のストライプ状の電極22bに対応する誘電体36の部分の厚さをL2 とすると、領域RCにおいては、L1 >L2 となるように誘電体層36の表面を湾曲させている。
【0055】
第2のストライプ状の電極22bにはほぼ一定のコモン電圧が印加されるため、ゲートバスライン30の電圧とコモン電圧によって作られる電界と配向規制力を釣り合わせればよい。第1のストライプ状の電極22aについては、第1のストライプ状の電極22aにはAC電圧が印加されるので、そのほぼ中間の電圧であるコモン電圧とほぼ同じ電圧が印加されていると想定して、電界と配向規制力を釣り合わせる。その結果、ゲートバスラインとストライプ状の電極との距離を狭めること、及び遮蔽電極の幅を小さくすることが可能になり、開口率を向上することができる。
【0056】
図26は、誘電体層36の表面を曲面にすることによりレンズとしての効果が付加的に得られることを示す図である。図26の誘電体層36は凹レンズ状になる。よって、誘電体層36はレンズとしての機能をもち、第2のストライプ状の電極22bに向かおうとする光を第1及び第2のストライプ状の電極22a、22b間の間隙の開口部に集光して、実質的な開口率を高くすることができる。このとき、光は誘電体層36の設けられた基板側からその基板にほぼ垂直に照射する。
【0057】
図23の例の15型XGA液晶表示装置を次のようにして製作した。一方の基板12の透明電極18の上に誘電体層36を形成し、フォトリソ工程で第1のストライプ状の電極22aに対応する誘電体層36の部分36aを溝状に形成し、熱硬化させた後、さらにもう一層樹脂を重ねて塗布し、フォトリソ工程で第2のストライプ状の電極22bに対応する誘電体層36の部分36bを突起状に形成し、熱硬化させた。樹脂はNN700(JSR)を使用した。熱を加えることで、突起状の部分36bあるいは溝状の部分36aの角が丸くなり、スロープが生じる。垂直配向膜JALS204(JSR)を塗布した。もう一方の基板14を形成した後、両基板12、14を貼り合わせ、液晶はZLI4535(メルクジャパン)を注入した。また、上記と同様な条件で誘電体層36の表面が平坦である液晶パネルを形成した。両液晶表示装置を比較したところ、コントラストを低下させることなく、同じ駆動電圧で白輝度が15%上昇し、応答速度が1割向上した。
【0058】
図27から図29は他の実施例を示す図である。
図27は図14と類似したアクティブマトリクスを示している。このアクティブマトリクスを有する液晶表示装置は、図7を参照して説明したように、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22b、及び第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを覆う絶縁体層50a、50bを有する。
【0059】
図28は図27の第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを有する基板14を示し、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bを覆う絶縁体層50a、50bが示されている。
絶縁体層50a、50bは第2のストライプ状の電極22b上に開口部50hを有し、この開口部50hの側壁は順テーパになっている。つまり、開口部50hはTFT基板14側からカラーフィル基板12側(図示せず)に向かって広がるように形成されている。開口部50hの輪郭は図27にも示されている。また、カラーフィルタ基板12は図1に示された全面ベタの透明電極18を有する。
【0060】
図28において、上記したように、電圧を印加すると、第1のストライプ状の電極22aから透明電極18へ向かって斜め電界F0 が形成され、液晶分子は斜め電界F0 に平行になるように配向する。第1のストライプ状の電極22aと第2のストライプ状の電極22bとの間に形成される横電界は斜め電界F0 による液晶の配向を助けるように作用する。しかし、第2のストライプ状の電極22bの近くの電界は必ずしも斜め電界F0 と一致するものではなく、液晶分子は斜め電界F0 に沿った液晶の配向とは異なる配向をする。しかし、開口部50hのテーパー壁50iに隣接する液晶分子は、その壁面に垂直に配向し、その配向方向は斜め電界F0 に沿った液晶の配向と一致する。従って、液晶分子の配向が改善される。
【0061】
図29は図28の絶縁体層50a、50bの開口部の変形例を示す図である。開口部50hが第2のストライプ状の電極22b上で絶縁体層50a、50bに形成され、そして、開口部50jが第1のストライプ状の電極22a上で絶縁体層50a、50bに形成されている。これらの開口部50h、50jの端部はそれぞれ第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bよりも狭くなっていて、これらの電極に隠されるようになっている。図28に示したように開口部50hのテーパー壁50iに隣接する液晶分子は電圧無印加時にその壁面に垂直に配向するので、電圧無印加時にはその部分で液晶の配向が乱れて光漏れの原因となる。図29に示されるように、開口部50h、50jの端部をそれぞれの電極上に配置することにより、開口端部による液晶の配向の乱れを遮光することができ、コントラストが向上する。
【0062】
図30から図34はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板12は透明電極18と配向膜20との間に誘電体層36を有する。
図30においては、基板12の表面に透明電極18を形成し、透明電極18の上に(R、G、B成分を含む)カラーフィルタ層38を形成し、カラーフィルタ層38の上に透明樹脂層36xを形成し、透明樹脂層36xの上に配向膜20を形成している。誘電体層36はカラーフィルタ層38と透明樹脂層36xとからなる。
【0063】
図31においては、基板12の表面にカラーフィルタ層38を形成し、カラーフィルタ層38の上に透明電極18を形成し、透明電極18の上に透明樹脂層36xを形成し、透明樹脂層36xの上に配向膜20を形成している。誘電体層36は透明樹脂層36xからなる。
図32においては、基板12の表面に透明電極18を形成し、透明電極18の上にカラーフィルタ層38を形成し、カラーフィルタ層38の上に配向膜20を形成している。誘電体層36はカラーフィルタ層38からなる。さらに、基板12にはブラックマトリクスが適切に設けられる。
【0064】
このような誘電体層36を形成する場合、厚さ(d)と比誘電率(ε)との比(d/ε)の値が適切でないと、ディスプレイとして十分な輝度が得られない。また、誘電体層36が透明樹脂層36xからなる図31の構成の場合には、液晶パネルを作製し、表示させた際、画面の焼きつきが発生することがある。
誘電体層36がカラーフィルタ層38からなる図32の構成の場合には、画面の焼きつきの問題はないが、液晶層16とカラーフィルタ層38との間には、薄い配向膜20しかないため、カラーフィルタ層38による液晶層16の汚染により、液晶パネルの電圧保持率が低下する問題がある。
【0065】
カラーフィルタの比誘電率(ε)は、透明樹脂の場合と比べて高めの数値をもつ。例えば、透明樹脂のもつ比誘電率がおよそ3〜3.3であるのに対して、カラーフィルタの比誘電率は3.5〜4である。透明電極18は誘電体層36の下にあるので、透明電極18から液晶に印加される電圧は誘電体層36の影響を受ける。誘電体層36の比誘電率が異なる場合、液晶に印加される電圧を同じにするためには、誘電体層36の膜厚を変える必要がある。例えば、比誘電率の値が高い場合には、それに応じて膜厚を増加すればよい。具体的には、誘電体層1のもつ比誘電率ε1と膜厚d1、誘電体層2のもつ比誘電率ε2と膜厚d2とした場合、液晶層にかかる電圧が同じになるためには、(d1/ε1)=(d2/ε2)の関係があることが必要である。
【0066】
実際に多くの樹脂について検討を行った結果、表示輝度は、誘電体層36の比誘電率と膜厚に関係することが分かった。
図33は、誘電体層36の比誘電率をε(単位f)、膜厚をd(μm)とした膜厚dを比誘電率εで割った値(d/ε、単位はf/μm)をx軸とし、10Vを印加したときの透過率をy軸とした場合の関係を示す。
【0067】
輝度(透過率)はd/εの値が0.7f/μmの付近にピークを迎える。d/εの値が0.7f/μmを越えると、輝度は若干低下する。d/εの値が0.7f/μm以下の場合、輝度はd/εの値の低下とともに低下する。このため、d/εの値は0.5f/μm以上であるのが好ましい。d/εの値が0.7f/μm以上では、誘電体層自身の透過率が低下してしまうこともあり、輝度は低下に転じてしまう。このため、d/εの値は大きくなりすぎないことも重要で、d/εの値は0.9f/μm以下であるのが好ましい。
【0068】
誘電体層36の画面の焼きつきは抵抗率に関係する。誘電体層36の抵抗率が低いほど、画面の焼きつきの程度が小さくなる傾向がある。誘電体層36の厚さが厚くなると、抵抗率が高くなり、画面の焼きつきの程度が大きくなる。
誘電体層36が透明樹脂層36xからなる構成の場合、輝度を満足するためには、ある程度の厚さが必要になる。すると、抵抗率が高くなって焼きつきが生じやすい。逆に、誘電体層36がカラーフィルタ層38からなる構成の場合、従来の典型的な厚さのカラーフィルタ層38では、輝度が十分になるとは言えない。しかし、抵抗率はそれほど高くなく、画面の焼きつきが生じない。
【0069】
従って、図30に示されるように、誘電体層36がカラーフィルタ層38と透明樹脂層36xとからなる構成にすると、上記問題点を同時に解決することができる。この場合、透明樹脂層36xはカラーフィルタ層38よりも薄くするのが好ましい。この場合の誘電体層36の厚さが、誘電体層36がカラーフィルタ層38単一層の場合の誘電体層36の厚さよりも厚くなり、十分な輝度を確保するのに適した厚さになる。そして、この場合の誘電体層36の抵抗率が、誘電体層36が透明樹脂層36x単一層の場合の誘電体層36の抵抗率よりも低くなり、画面の焼きつきが生じなくなる。また、カラーフィルタ層38の外側に緻密度の高い透明樹脂層36xがあるので、カラーフィルタ層38による液晶汚染がなくなり、電圧保持率が低下する問題も解決される。
【0070】
誘電体層36がカラーフィルタ層38と透明樹脂層36xとからなる構成の場合には、上記単一層の場合と同様に、厚さと比誘電率は以下の関係を満たすのが好ましい。
カラーフィルタ層38は比誘電率ε1と膜厚d1をもち、透明樹脂層36xは比誘電率ε2と膜厚d2とをもつとしたとき、0.5<(d1/ε1)+(d2/ε2)の関係がある。好ましくは、0.5<(d1/ε1)+(d2/ε2)<0.9の関係がある。
【0071】
図34は、カラーフィルタ層38の厚さは2μmとしたときの、誘電体層36の透明樹脂層36xの厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。画面の焼きつきは、液晶パネルにDC3Vを印加した前後の輝度の差の二乗和(ST )であらわした。透明樹脂層36xの厚さが大きいほど、画面の焼きつきの程度は大きくなることが分かる。これは、誘電体層36内で透明樹脂層36xの占める割合が大きくなり、透明樹脂層36xの下にある、抵抗の低いカラーフィルタ層38の効果が少なくなってしまい、電荷が溜まりやすくなるためと思われる。すなわち、誘電体層36として利用されるカラーフィルタ層38と透明樹脂層36xのうち、比誘電率が高く、抵抗率も高いカラーフィルタ層38が占める割合を大きくしないと、焼きつき防止の効果は上がらない。カラーフィルタ層38の上に形成する透明樹脂層36xの膜厚は、可能な限り薄くすることが望ましい。
【0072】
下の表1は、図30から図32の本発明を用いた場合の面焼きつきの程度と電圧保持率について示す。

Figure 0004201942
カラーフィルタ基板の製造に際して、ガラス基板12の上にCr薄膜を形成し、これをエッチングすることによりブラックマトリクスとする(図示せず)。従来のカラーフィルタ基板では、この上にカラーフィルタ層を形成するが、本発明では、この段階で、ITOなどの透明電極18をスパッタリング法により形成する。カラーフィルタ層38はRGB毎にフォトリソプロセスにて透明電極18上に形成する。膜厚は凡そ2.0μmとする。カラーフィルタ層38の比誘電率は4に近いものである。次にカラーフィルタ層38上に透明樹脂層36xを設ける。この場合、透明電極樹脂層36xは、TFT基板側のトランスファー電極(図示せず)と、カラーフィルタ基板側の透明電極18とを接続するためにスルーホールを形成するため、パターニング可能であることが望ましい。ここでは、ε=3.3の比誘電率をもつポジ型レジストの透明樹脂を、RGBのカラーフィルタ層の上に、凡そ膜厚0.2μmで形成する。透明樹脂塗布後、マスクを介して、スルーホールを形成したい部分に紫外線を照射し、現像液(例えばTMAH水溶液)で現像を行う。
【0073】
透明樹脂は、通常の透明レジスト(例えばシプレイS1808等)を形成した後に、フォトブリーチング工程により、色抜きを行って使用してもよい。次に、透明樹脂上に垂直配向膜を塗布する。
一方のTFT基板には、ゲートバスライン、データバスライン、及びTFTを含むアクティブマトリクスと、第1及び第2のストライプ状の電極22a、22bと、垂直配向膜とを形成する。
【0074】
このようにして形成された液晶パネルは、カラーフィルタ層38と透明樹脂層36xを合わせたd/εの値が約0.6となり、図33におけるピークに近い状態になり、輝度向上の効果がある。また、この条件での面焼きつきもなく、高い電圧保持率を維持することができる。
図35はさらに他の実施例を説明する図である。この実施例においては、カラーフィルタ基板12は透明電極18と配向膜20との間に誘電体層36yを有する。誘電体層36yは、光学的に異方性を有するものである。つまり、図9の構成においては、誘電体層36(図9には示されず)とは別に位相差フィルム42が設けられているが、図35の構成においては、誘電体層36yは誘電体層36としての機能と位相差フィルム42の機能とを合わせもつものである。従って、位相差フィルム42に関しての上記説明は誘電体層36yにもあてはまる。式(1)〜(5)及び図10〜13も誘電体層36yに適用される。ここでは、繰り返しの説明はしない。
【0075】
誘電体層36yは、光重合基を導入した高分子液晶やディスコティック液晶などで形成されることができる。図36は、誘電体層36yとして使用可能なディスコティック液晶の例を示す図である。例えば、誘電体層36yの形成において、ガラス基板12上に透明電極18を形成し、透明電極18上に誘電体層を配向させるための配向層(例えばJSR製のAL3046)を形成する。この配向層の上に溶剤と混合したディスコティック液晶を塗布し、ホットプレート上で溶剤を揮発させた後、紫外線を照射して硬化させ、誘電体層36yを形成する。加熱によって硬化させてもよい。さらに、誘電体層36yの上に垂直配向膜20を形成する。この実施例によれば、視角特性に優れた液晶表示装置を簡単に製造することができる。
【0076】
比誘電率εと膜厚dとの間には、0.5<d/ε<0.9の関係がある。
透明樹脂層の厚さはカラーフィルタ層の厚さよりも薄い。
配向層の上に主誘電体層を塗布して配向させ、光照射又は加熱により硬化させてある。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶の駆動電圧を低下でき、液晶分子の応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電圧無印加時の本発明の液晶表示装置の基本形態を示す断面図である。
【図2】電圧印加時の図1の液晶表示装置を示す断面図である。
【図3】一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図4】図1の偏光子の吸収軸の関係を示す図である。
【図5】誘電体層がない場合の電界の形成を示す図である。
【図6】誘電体層がある場合の電界の形成を示す図である。
【図7】ストライプ状の電極を覆う絶縁体層を含む例を示す図である。
【図8】絶縁体層に開口部を設けた例を示す図である。
【図9】位相差フィルムを含む例を示す図である。
【図10】位相差フィルムのない液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図11】位相差フィルムのある液晶表示装置の視角特性を示す図である。
【図12】RXZ−RYZ座標上でコントラストが10となる等視角曲線を示す図である。
【図13】RLC−Rt の関係を示す図である。
【図14】図3の変形例として一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す図である。
【図15】図14の第1のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図16】図14の第2のストライプ状の電極を示す平面図である。
【図17】図1と類似した液晶表示装置を示す断面図である。
【図18】図2と類似した液晶表示装置を示す図である。
【図19】図17及び図18の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図20】図21及び図22の液晶表示装置の誘電体層の表面の近傍の部分を示す図である。
【図21】電圧無印加時の本発明の一実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図22】電圧印加時の図21の液晶表示装置を示す図である。
【図23】図21の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図24】ゲートバスラインと第1のストライプ状の電極との間に生じる電界により液晶の配向が乱されることを説明するための液晶表示装置を示す図である。
【図25】図21の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図26】図21の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図27】他の実施例の一方の基板に形成されるアクティブマトリクスの一部を示す平面図である。
【図28】図27のストライプ状の電極を有する基板を示す断面図である。
【図29】図28の基板の変形例を示す図である。
【図30】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図31】図31の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図32】図31の液晶表示装置の変形例を示す図である。
【図33】d/εと透過率との関係を示す図である。
【図34】カラーフィルタ層の厚さが2μmのときの、誘電体層の透明樹脂層の厚さと画面の焼きつきとの関係を示す図である。
【図35】本発明の他の実施例の液晶表示装置を示す図である。
【図36】図35の誘電体層として使用可能なディスコティック液晶を示す図である。
【符号の説明】
12…基板
14…基板
16…液晶層
18…透明電極
20…配向膜
22a、22b…ストライプ状の電極
24…配向膜
36…誘電体層
36x…透明樹脂層
36y…誘電体層
38…カラーフィルタ
50…絶縁体層
50h…開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device including a plurality of striped electrodes.
[0002]
[Prior art]
The TN type liquid crystal display device is widely used as a display device of a personal computer, for example. However, the TN liquid crystal display device has a problem that the contrast is lowered when the screen is viewed in an oblique direction, or the brightness of the display is reversed. Accordingly, there is a need for a liquid crystal display device in which contrast does not decrease in the oblique viewing angle direction.
[0003]
Therefore, a liquid crystal display device that drives liquid crystal by a lateral electric field has been proposed. In this liquid crystal display device, a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and one substrate has a first electrode and a second electrode arranged in a comb-teeth shape. A voltage is applied between the electrodes. The other substrate does not have electrodes. A lateral electric field is formed between the first electrode and the second electrode in a direction substantially parallel to the substrate surface, and the liquid crystal is driven by this lateral electric field. In this liquid crystal display device, the contrast does not decrease in the oblique viewing angle direction.
[0004]
Furthermore, a liquid crystal display device that drives liquid crystal by an oblique electric field has been proposed. This liquid crystal display device includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of striped electrodes formed on one substrate, and a transparent formed entirely on the other substrate. And an electrode. In this liquid crystal display device, an oblique electric field is formed which runs in an oblique direction from a striped electrode toward a solid transparent electrode. In this liquid crystal display device, contrast does not decrease in the oblique viewing angle direction, and disclination does not occur.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The liquid crystal display device that drives the liquid crystal by the oblique electric field preferably uses a liquid crystal having a large Δε in order to obtain sufficient white luminance. However, the liquid crystal having a large Δε has problems such as high viscosity and slow response speed, low specific resistance, and low voltage holding ratio. Therefore, it is required to further reduce the driving voltage of the liquid crystal and improve the response speed.
[0006]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that has excellent viewing angle characteristics, can reduce the driving voltage of liquid crystal, and can improve response speed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe-shaped electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other. A transparent electrode and an alignment film formed on the substrate so as to substantially entirely cover the other substrate; and a dielectric layer provided on the other substrate between the transparent electrode and the alignment film. The normal vector at a point on the surface of the dielectric layer is more parallel to the electric field lines penetrating the point on the surface of the dielectric layer than when the surface of the dielectric layer is planar. The surface of the dielectric layer is formed in a curved shape. The transparent electrode is commonly opposed to a plurality of pixels on one substrate and covers substantially the entire display area.
[0008]
According to this configuration, the alignment of the liquid crystal molecules when no voltage is applied can be more smoothly shifted to a predetermined alignment when a voltage is applied. Accordingly, the driving voltage of the liquid crystal can be reduced and the response speed can be improved.
Furthermore, according to another aspect, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a plurality of stripes per pixel formed on one substrate. Electrodes and an alignment film, a transparent electrode and an alignment film formed on the other substrate so as to cover the other substrate substantially entirely, and the one substrate covering the striped electrode. The insulating layer has an opening on the striped electrode, and the side wall of the opening is tapered.
[0009]
Furthermore, according to another aspect, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a plurality of stripes per pixel formed on one substrate. Between the transparent electrode and the alignment film on the other substrate, and the transparent electrode and the alignment film formed on the other substrate so as to cover the other substrate substantially entirely. The dielectric layer is provided, and there is a relationship of 0.5 <d / ε between the relative dielectric constant ε and the film thickness d of the dielectric layer.
[0010]
Furthermore, according to another aspect, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a plurality of stripes per pixel formed on one substrate. Between the transparent electrode and the alignment film on the other substrate, and the transparent electrode and the alignment film formed on the other substrate so as to cover the other substrate substantially entirely. Provided with a dielectric layer, and the dielectric layer is composed of a color filter layer and a transparent resin layer, and is overlapped in this order from the transparent electrode.
[0011]
Furthermore, according to another aspect, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a plurality of stripes per pixel formed on one substrate. Between the transparent electrode and the alignment film on the other substrate, and the transparent electrode and the alignment film formed on the other substrate so as to cover the other substrate substantially entirely. The dielectric layer is provided, and the dielectric layer has optical anisotropy.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 16 are views showing a basic form of the liquid crystal display device of the present invention.
1 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 10 when no voltage is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device 10 shown in FIG. The liquid crystal display device 10 includes first and second opposing transparent glass substrates 12 and 14, a liquid crystal layer 16 sealed between the first and second substrates 12 and 14, and polarizers 26 and 28. Prepare.
[0013]
The first substrate 12 includes a solid transparent electrode 18 and a vertical alignment film 20 that are formed so as to cover substantially the entire surface of the first substrate 12. The second substrate 14 includes a plurality of first and second groups of striped electrodes 22 a and 22 b and a vertical alignment film 24 that extend alternately and parallel to each other. Different voltages are applied to the striped electrodes 22a, 22b of the first and second groups. In the embodiment, the first group of striped electrodes 22a is applied with an AC data voltage (for example, ± 5V), and the second group of striped electrodes 22b is applied with the same voltage as the solid transparent electrode 18. Is done. In this case, the solid transparent electrode 18 is applied with a voltage (ground) substantially in the middle of the AC data voltage.
[0014]
FIG. 3 shows a part of the active matrix formed on the second substrate 14. The active matrix has a gate bus line 30, a data bus line 32, and a TFT 34. A region surrounded by the gate bus line 30 and the data bus line 32 corresponds to one pixel. The first group of striped electrodes 22 a is connected to the TFT 34 and receives the AC data voltage of the data bus line 32. The second group of striped electrodes 22 b is connected to a common bus line 40 parallel to the gate bus line 30. The solid transparent electrode 18 is made of a substantially transparent material such as ITO or NESA, but the striped electrodes 22a and 22b are made of the same metal as the gate bus line 30 or the data bus line 32.
[0015]
FIG. 4 shows the relationship between the absorption axes 26 a and 28 a of the polarizers 26 and 28. The absorption shafts 26a and 28a are arranged in a crossed Nicols relationship, that is, orthogonal to each other. The absorption axes 26a and 28a are arranged at an angle of 45 degrees with respect to the gate bus line 30, the data bus line 32, and the striped electrode 22 shown in FIG.
[0016]
Further, a dielectric layer (insulator layer) 36 is disposed between the solid transparent electrode 18 and the vertical alignment film 20. The solid transparent electrode 18 is provided on the inner surface of the first substrate 12, and the dielectric layer 36 is provided on the solid transparent electrode 18. Basically, the dielectric layer 36 is provided between the solid transparent electrode 18 and the liquid crystal layer 16. Preferably, the dielectric layer 36 is a photo-curing resin, thermosetting resin, positive or negative resist, polyamic acid, other organic resin (eg, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, etc.), SiO, SiO2, Consisting of one of the SiN groups.
[0017]
In this configuration, as shown in FIG. 1, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface. As shown in FIG. 2, when a voltage is applied, an electric field (lines of electric force) from each of the first group of striped electrodes 22a toward the solid transparent electrode 18 is formed. Many electric fields (field lines) are indicated by arrows FOAs shown in FIG. 1, the first electrode 20a runs diagonally from each of the first group of striped electrodes 22a toward the solid transparent electrode 18. Accordingly, the liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy can be applied to the oblique electric field F when a voltage is applied.OOriented parallel to
[0018]
Further, a lateral electric field F is generated from each of the first group of striped electrodes 22a toward each of the second group of striped electrodes 22b.TIs formed. This transverse electric field FTIs an oblique electric field F directed from each stripe-shaped electrode 22a of the first group to the solid transparent electrode 18.OIt acts to help the formation of. That is, the oblique electric field FODecreases rapidly as the lateral distance from the first stripe-shaped electrode 22a increases, but with the help of the lateral electric field, the oblique electric field FODoes not become so weak as the distance from the striped electrode 22a increases.
[0019]
Liquid crystal molecules have an oblique electric field FOIn parallel to the substrate surface and tilted in an oblique direction with respect to the substrate surface, birefringence occurs, and the polarization state of incident light is changed. Therefore, most liquid crystal molecules are smoothly aligned along an oblique electric field, and a display without disclination can be realized.
When the dielectric layer 36 is provided between the solid transparent electrode 18 and the liquid crystal layer 16, the oblique electric field FOCan be further helped to achieve a good display. The effect of the dielectric layer 36 will be described with reference to FIGS.
[0020]
5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the dielectric layer 36. FIG. FIG. 5 is a diagram showing the formation of an electric field when there is no dielectric layer 36, and FIG. 6 is a diagram showing the formation of an electric field when there is a dielectric layer 36. 5 and 6 show equipotential lines formed around the first striped electrode 22a. In FIG. 5, the electric field is too concentrated in the vicinity of each of the first group of striped electrodes 22 a, and the equipotential lines remain in the liquid crystal layer 16. Therefore, the action of the electric field in the normal direction of the transparent electrode 18 is strong in the liquid crystal layer 16, and the oblique electric field has a strong component in the normal direction and is not sufficiently inclined. Accordingly, the liquid crystal does not exhibit sufficient birefringence.
[0021]
In FIG. 6, equipotential lines extend from the liquid crystal layer 16 to the dielectric layer 36 to alleviate the concentration of the electric field in the liquid crystal layer 16. Therefore, the action of the electric field in the normal direction of the transparent electrode 18 is weakened in the liquid crystal layer 16. Therefore, the oblique electric field has a weak component in the normal direction and is sufficiently oblique. Accordingly, the liquid crystal molecules are sufficiently tilted sideways.
[0022]
FIG. 7 is a diagram showing an example in which insulator layers 50a and 50b are provided to cover the first and second striped electrodes 22a and 22b. In this example, the insulator layer 50a covers the second group of striped electrodes 22b, and the first group of striped electrodes 22a is formed on the insulator layer 50a. Covered. The alignment film 24 is provided on the insulator layer 50b. The insulator layers 50a and 50b in FIG. 7 can be provided during the TFT forming process by using, for example, SiN.
[0023]
In the liquid crystal display device without the insulator layers 50a and 50b, if a DC voltage component is applied between the stripe electrode 22a of the first group and the stripe electrode 22b of the second group, the screen burns. May occur. However, in the liquid crystal display device of FIG. 7, by providing the insulator layers 50a and 50b, it is possible to prevent image burn-in caused by a DC voltage component.
[0024]
However, when the insulator layers 50a and 50b cover the first and second striped electrodes 22a and 22b, the driving voltage of the liquid crystal becomes high.
In FIG. 8, after the insulator layers 50a and 50b are provided, some of the insulator layers 50a and 50b are locally removed. That is, the insulating layer 50b on and around the first group of striped electrodes 22a is removed by dry etching. Accordingly, the oblique electric field formed between the first group of stripe-shaped electrodes 22a and the entire transparent electrode 18 is not obstructed by the insulator layer 50, and the liquid crystal driving voltage is prevented from being lowered. Can do.
[0025]
After providing the insulator layer 50, a portion of the insulator layer 50 around the first group of stripe electrodes 22a and a portion of the insulator layer 50 around the second group of stripe electrodes 22b are formed. It is also effective to remove both.
FIG. 9 is a diagram showing the liquid crystal display device 10 to which at least one retardation film 42 is added. The at least one retardation film 42 can be provided at any position between the pair of polarizers 26 and 28.
[0026]
The retardation film 42 in this example is the main refractive index n of the retardation film 42.x, Ny, NzOf these, the refractive index in the film surface direction is nx, Ny(The refractive index in the direction perpendicular to the absorption axis of the adjacent polarizer is nx, The refractive index in the parallel direction is ny), The refractive index in the film normal direction is nzWhen
nx≧ nz, Ny≧ nz(However, nx= Ny= Nz(Excluding) (1)
It is assumed that the relationship is established. Refractive index nx, NyFor example nx> NyWhen this relationship holds, the x direction is called the slow axis. Here, when the thickness of the retardation film 42 is d, RxZ= (Nx-NzD, RYZ= (NY-Nz) D.
[0027]
FIG. 10 is a diagram showing viewing angle characteristics of a liquid crystal display device without the retardation film 42. A curve 46 is an isocontrast curve that gives a contrast of 10 when the liquid crystal panel is viewed in all directions. From the isocontrast curve 46, it can be seen that a good contrast can be obtained with a wider viewing angle than the viewing angle characteristic of the TN liquid crystal display device. In the isocontrast curve 46, the viewing angle at which the contrast becomes 10 in the directions of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees is 38 degrees.
[0028]
FIG. 11 is a diagram showing viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of FIG. A curve 48 is an isocontrast curve that gives a contrast of 10 when the liquid crystal panel is viewed in all directions. In the isocontrast curve 48, the viewing angle at which the contrast is 10 in the directions of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees is about 70 degrees. Therefore, good viewing angle characteristics can be obtained by inserting the retardation film 42.
[0029]
First, in the configuration of FIG. 9, one retardation film 42 is inserted, and RxZ, RYZThe viewing angle characteristics were investigated with various changes. RxZ, RYZWas changed to obtain a viewing angle at which the contrast was 10 in a 45-degree azimuth.
FIG. 12 is a diagram showing an isometric angle curve with a contrast of 10. FIG. Curves with viewing angles of 70, 60, 50, and 40 degrees are RxZ-RYZPlotted in coordinates. In the liquid crystal display device having the striped electrodes 22a and 22b in FIG. 23, the viewing angle characteristics in the four directions are the same, and the same result can be obtained even in the orientations of 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees.
[0030]
As described above, in FIG. 10, the viewing angle at which the contrast is 10 in the azimuth of 45 degrees is 38 degrees. Accordingly, in the range where the viewing angle at which the contrast is 10 in FIG. 12 is 38 degrees or more, the effect of adding the retardation film 42 is obtained.
In FIG. 12, the viewing angle at which the contrast is 10 is 38 degrees or more.xZ, RYZWhen the following conditions are satisfied.
[0031]
RYZ≧ RxZ-230nm
RYZ≦ RxZ+130 nm
RYZ≤ -RxZ+ 1060nm
When these conditions are rewritten, it becomes as follows.
−130 nm ≦ (nx-Ny) D ≦ 230nm
((Nx+ Ny) / 2-nz) D ≦ 530nm
Where R = (nx-NyD, Rt= ((Nx+ Ny) / 2-nz) If d, the conditions that the retardation film 42 should satisfy are:
−130 nm ≦ R ≦ 230 nm (2)
Rt≦ 530nm
become.
[0032]
Δnd of liquid crystal panelLC(DLCIs changed by changing the thickness of the liquid crystal layer).tAs a result of obtaining the optimum condition of R, the optimum condition of R is Δnd of the liquid crystal panel.LCAlways,
−130 nm ≦ R ≦ 230 nm (2)
It turns out that.
On the other hand, RtIs the optimal condition for liquid crystal panel ΔndLCDepends on. ΔndLCAnd RtWhen the relationship with the upper limit of the optimum condition was examined, the relationship shown in FIG. 13 was obtained. Δnd of liquid crystal panelLC= RLCThen RtThe upper limit of the optimum condition is 1.6 x RLCThere is a relationship. Therefore, RtShould be in a range below this upper limit. That is,
Rt≦ 1.6 × RLC
It is.
[0033]
The above is a consideration when one retardation film 42 is inserted between the pair of polarizers 26 and 28. This consideration is also extended when a plurality of retardation films are inserted between the pair of polarizers 26 and 28. For example, when the polarizers 26 and 28 have a structure in which a PVC film and a TAC film are laminated, the inner TAC film functions as a retardation film defined by the formula (1) of the present application. Therefore, when the retardation film and the retardation film 42 are added, three retardation films are inserted between the pair of polarizers 26 and 28.
[0034]
Therefore, the case where N retardation films were inserted between the pair of polarizers 26 and 28 was examined in the same manner as described above. R of R retardation films is R1, R2・ ・ ・ ・ ・ ・ RNAnd RtRt1, Rt2・ ・ ・ ・ ・ ・ RtNThen, it turned out that the optimal condition is when the following relations are satisfied simultaneously.
−130 nm ≦ R1≦ 230nm (2)
...
−130 nm ≦ RN≦ 230nm
Rt1+ Rt2+ ... RtN≦ 1.6 × RLC              (3)
The above is the condition for the viewing angle at which the contrast is 10 to be 38 degrees or more. When this was further expanded and the conditions under which the viewing angle at which the contrast becomes 10 were 50 degrees or more were examined, it was found that the following relationship was satisfied simultaneously.
[0035]
nx≧ nz, Ny≧ nz(However, nx= Ny= Nz(Excluding) (1)
−50 nm ≦ R1≦ 150nm (4)
...
−50 nm ≦ RN≦ 150nm
Rt1+ Rt2+ ... RtN≦ 1.3 × RLC              (5)
FIG. 11 shows a structure including three retardation films, ΔndLC= RLC= 330 nm, R = (nx-NyD = 50 nm, RtShows an iso-contrast curve when = 200 nm. The retardation film 42 is a Japanese synthetic rubber ARTON film (R = 50 nm, Rt= 200 nm), and the slow axis was arranged to be orthogonal to the absorption axis of the adjacent polarizer.
[0036]
FIG. 14 is a plan view showing a modification (for one pixel) of the electrode of FIG. FIG. 15 is a plan view showing the first striped electrode 22a of FIG. FIG. 16 is a plan view showing the second striped electrode 22b of FIG. This pixel feature can be applied to other embodiments. As shown in FIG. 7, the first stripe-shaped electrode 22a and the second stripe-shaped electrode 22b are overlapped with each other through the insulator layer 50a.
[0037]
In the liquid crystal display device 10 of FIG. 14, one substrate 14 has an active matrix including gate bus lines 30, data bus lines 32, and TFTs 34. Furthermore, there is a common bus line 40. In a substantially rectangular pixel 52 surrounded by the gate bus line 30 and the data bus line 32, first and second groups of striped electrodes 22a and 22b are provided. The striped electrodes 22a of the first group are connected to the TFTs 34 by the first connection electrodes 22c. The striped electrodes 22b of the second group are connected to the common bus line 40 by the second connection electrodes 22d.
[0038]
14 and 15, the plurality of striped electrodes 22a of the first group are parallel to each other in the first sub-group straight line portion (element above the horizontal center line in FIGS. 14 and 15). , And a second sub-group linear portion parallel to each other and angled with respect to the first sub-group linear portion (element below the horizontal center line in FIGS. 14 and 15). All straight portions are at an angle of 2 ° to 88 ° with respect to the data bus line 32. Preferably, all straight portions are at an angle of 45 degrees with respect to the data bus line 32.
[0039]
The straight portion of the first subgroup and the straight portion of the second subgroup are arranged so as to form 90 degrees with each other. That is, the striped electrodes 22a of the first group have right-angled bent portions. The straight portion of the first subgroup is arranged symmetrically with the straight portion of the second subgroup with respect to the horizontal center line of FIGS. The straight portion of the first subgroup can also be arranged point-symmetrically with the straight portion of the second subgroup. Some of the straight portions of the first and second subgroups extend straight without bending from one long side of the generally rectangular pixel to the opposite long side.
[0040]
14 and 16, a plurality of striped electrodes 22b of the second group are formed by straight portions of the third subgroup parallel to each other (elements above the horizontal center line in FIGS. 14 and 16). , Including a straight portion of the fourth subgroup parallel to each other and angled with respect to the straight portion of the third subgroup (elements below the horizontal center line of FIGS. 14 and 16). The straight portion of the third subgroup and the straight portion of the fourth subgroup are arranged so as to form 90 degrees with each other. The straight portion of the third subgroup is arranged symmetrically with the straight portion of the fourth subgroup with respect to the horizontal center line of FIGS. Some of the straight portions of the third and fourth subgroups extend straight without bending from one long side of the generally rectangular pixel to the opposite long side.
[0041]
In one pixel, the first connection electrode 22c is provided in the peripheral portion of the pixel 52 (a region slightly inward of the gate bus line 30 and the data bus line 32 defining the pixel 52), and the stripe of the first group. The electrodes 22a are connected together, and a second connection electrode 22d is provided at the periphery of the pixel 52 to connect the striped electrodes 22b of the second group together. The first connection electrode 22c overlaps at least partially with the second connection electrode 22d via the insulator layer 50a.
[0042]
As shown in FIG. 14, the width of the second connection electrode 22d is larger than the width of the first connection electrode 22c, and the first connection electrode 22c is placed on the inner edge of the second connection electrode 22d. The first connection electrode 22c is located at a distance from the gate bus line 30 and the data bus line 32 in order to prevent the short circuit.
The first connection electrode 22c includes connection electrode portions 22cp and 22cq that connect the ends of the first and second straight portions of the first group of striped electrodes 22a together. The connection electrode portion 22cp extends in parallel with the gate bus line 30 at the periphery of the pixel 52, and connects the ends of the first and second straight line portions. The connection electrode portion 22cq extends in a fragmentary manner in parallel with the data bus line 32 in the peripheral portion of the pixel 52, and at least two straight portions of the first and second straight portions of the stripe-like electrodes 22a of the first group. Connect the end comrades.
[0043]
In particular, the connection electrode portion 22cq is provided in the peripheral portion of the pixel 52 in parallel with the data bus line 32. For example, the connection electrode portion extending in the longitudinal direction at the center of the pixel can be eliminated. The connection electrode portion extending in the longitudinal direction in the center of the pixel considerably lowers the aperture ratio of the pixel. However, by providing the connection electrode portion 22cq in the peripheral portion of the pixel 52, the aperture ratio of the pixel can be improved.
[0044]
By providing the connection electrode portion 22cq in a piecewise manner in parallel with the gate bus line 30, the amount of the connection electrode portion 22cq near the gate bus line 30 is reduced, and the connection electrode portion 22cq and the gate bus line 30 are short-circuited. Reduce the possibility. The first connection electrode 22 c further includes a connection electrode portion 22 cr provided in a fragmentary manner along the horizontal center line of the pixel 52. The connection electrode portion 22cr is not particularly necessary, but the connection electrode portion 22cr prevents the liquid crystal alignment from being disturbed at the bent portions of the first and second striped electrodes 22a and 22b, thereby causing a dispersion. it can.
[0045]
The end of one straight line portion of the first group of striped electrodes 22a (indicated by a in FIG. 15) is located at the corner of the short side of the pixel, and the end of the other straight line portion (shown in FIG. 51). (shown as b) is located at the corner of the other short side of the pixel. A substantially continuous series from a straight portion having end a to most other straight portions and the connection electrode portion 22cq of the first connection electrode to another straight portion having end b. An electrical path is formed. That is, the connection electrode portion 22cq of the first connection electrode is provided only in the minimum portion necessary to achieve electrical connection of the first group of striped electrodes 22a.
[0046]
The second connection electrode 22d extends in parallel with the gate bus line 30 at the periphery of the pixel 52 to connect together the ends of the third and fourth straight portions of the second group of striped electrodes 22b. A connection electrode portion 22dp and a connection electrode portion 22dq extending in parallel with the data bus line 32 in the peripheral portion of the pixel 52 are provided. The second connection electrode 22d further includes a connection electrode portion 22dr that functions as an auxiliary capacitance electrode disposed along the horizontal center line of the pixel. The connection electrode portion 22dr can also prevent the occurrence of disclination due to disorder of the alignment of the liquid crystal at the bent portions of the first and second striped electrodes 22a and 22b. The connection electrode portion 22dr may be omitted. The second connection electrode 22d further has outward projections 22ds for connecting to similar connection electrodes of adjacent pixels at a plurality of points. These outward projections 22ds are a part of the common bus line 40 of FIG. That is, the second connection electrode 22d of one pixel is connected to the second connection electrode of the adjacent pixel by the plurality of common bus lines 40.
[0047]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIGS. 17 and 18 correspond to FIGS. 1 and 2 and show the alignment of liquid crystal molecules in more detail. FIGS. 19A and 19B are views showing a portion in the vicinity of the surface of the dielectric layer 36.
In the liquid crystal display device 10 shown in FIGS. 17 to 19B, the color filter substrate 12 has a transparent electrode 18 and a dielectric layer 36 covering the entire surface, and the TFT substrate 14 has first and second stripe shapes. Electrodes 22a and 22b. The first stripe electrode 22a is connected to the TFT 34 and receives a data voltage. The second striped electrode 22b is connected to the common bus line 40 and receives a common voltage. The surface of the dielectric layer 36 is flat and substantially parallel to the surface of the substrate. Further, the liquid crystal layer 16 has positive dielectric anisotropy, and the vertical alignment films 20 and 24 and the polarizing plates 26 and 28 are disposed. The polarizing plates 26 and 28 are affixed to the outside of both the substrates 12 and 14 so that the transmission axes are orthogonal to each other. The insulator layer is collectively indicated by 50.
[0048]
The liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the substrates 12 and 14 when no voltage is applied (FIGS. 17 and 19A), and light does not pass through the liquid crystal panel. When a voltage is applied (FIGS. 18 and 19B), an oblique electric field F in which liquid crystal molecules are formed between the first stripe-shaped electrode 22a and the transparent electrode 18 is applied.0The light is transmitted through the liquid crystal panel due to the birefringence effect of the liquid crystal 16. That is, if the surface of the dielectric layer 36 is flat, all liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the surface of the dielectric layer 36 as shown in FIG. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules are subjected to an oblique electric field F as shown in FIG.0, And obliquely with respect to the surfaces of the substrates 12 and 14. When the liquid crystal molecules are aligned obliquely with respect to the surfaces of the substrates 12 and 14, the liquid crystal molecules change from the state of FIG. 19A to the state of FIG. 19B because of the alignment regulating force of the vertical alignment film 20. It takes time to migrate. That is, the drive response of the liquid crystal is low and the drive voltage must be increased.
[0049]
FIGS. 20A to 22 are diagrams showing an embodiment of the present invention that solves the problems described with reference to FIGS. 17 to 19B. 20A to 22, the surface of the dielectric layer 36 is formed in a curved surface. The vertical alignment film 20 is also formed in a curved surface like the surface of the dielectric layer 36. The curved surface shape of the surface of the dielectric layer 36 is such that the normal vector at a certain point on the surface of the dielectric layer penetrates the same point on the surface of the dielectric layer 36 than when the surface of the dielectric layer 36 is flat. It is close to parallel to the line. That is, the surface of the dielectric layer 36 is inclined in a direction in which the normal vector of the surface of the dielectric layer 36 approaches parallel to the lines of electric force. FIG. 20A shows the arrangement of liquid crystal molecules when no voltage is applied. The liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the surface of the dielectric layer 36 and are obliquely aligned to the surfaces of the substrates 12 and 14 when no voltage is applied. Thus, by preliminarily tilting the liquid crystal molecules in the vicinity of the dielectric layer 36, when the voltage is applied as shown in FIG. 20B, the entire liquid crystal molecules are easily tilted, and thus the driving voltage of the liquid crystal is reduced. The response speed of liquid crystal molecules becomes high.
[0050]
That is, when the liquid crystal molecules are tilted from the state of FIG. 20A to the state of FIG. 20B, the liquid crystal molecules are tilted from the state of FIG. 19A to the state of FIG. 19B. However, since the amount of change in the alignment of the liquid crystal molecules is small and the influence of the alignment regulating force is small, the driving voltage of the liquid crystal can be lowered and the response speed of the liquid crystal molecules can be improved.
[0051]
Next, in FIG. 21, when the surface portion (for example, 36x) of the dielectric layer 36 corresponding to the gap between the first and second striped electrodes 22a and 22b is inclined, liquid crystal molecules are displayed when no voltage is applied. Is somewhat inclined with respect to the substrate surface, and there is a problem that light leaks and the contrast is lowered.
Therefore, as shown in FIG. 23, only the portions 36a and 36b corresponding to the first and second stripe-shaped electrodes 22a and 22b on the surface of the dielectric layer 36 are curved, and the first and second portions on the surface of the dielectric layer 36 are curved. A portion 36x corresponding to the gap between the second striped electrodes 22a and 22b is made parallel to the substrate surface. By doing so, the liquid crystal molecules positioned in the gap between the striped electrodes that affect the display are aligned vertically when no voltage is applied, and thus the above-described light leakage does not occur.
[0052]
On the other hand, a portion 36b on the surface of the dielectric layer 36 corresponding to the second stripe-shaped electrode 22b that receives the common voltage protrudes in a protruding shape, and the dielectric corresponding to the first stripe-shaped electrode 22a that receives the data voltage. The surface portion 36a of the layer 36 is recessed in a groove shape. Therefore, the portion 36a of the dielectric layer 36 facing the first stripe-shaped electrode 22a is the thinnest, and the portion 36b of the dielectric layer 36 facing the second stripe-shaped electrode 22b is the thickest. Further, both sides of the protruding portion 36b and the groove-like portion 36a are slopes. The width of the protruding portion 36b including the slope portion is the same as or narrower than the width of the second stripe-shaped electrode 22b, and the width of the groove-shaped portion 36a including the slope portion is the first stripe. Is the same as or narrower than the electrode 22a. Therefore, in this case, the region where the surface of the dielectric layer 36 is curved is only on the first and second striped electrodes 22a and 22b.
[0053]
In the case of active matrix driving, a selection voltage is applied to the gate bus line 30 in a pulsed manner, and a voltage of minus several volts is normally applied when no pulsed voltage is applied. Therefore, a large electric field is generated between the gate bus line 30 and the first and second striped electrodes 22a and 22b (the first and second connection electrodes 22c and 22d and the common bus line 40) (FIG. 24). . Therefore, there is a problem that a sufficient distance is taken between the gate bus line 30 and the first and second striped electrodes 22a and 22b, a shielding electrode is required, and the aperture ratio is lowered.
[0054]
FIG. 24 is a diagram for explaining that the alignment of the liquid crystal is disturbed by the electric field generated between the gate bus line 30 and the second stripe electrode 22b. In FIG. 24, regions RA and RB are regions where the alignment of the liquid crystal is disturbed.
FIG. 25 is a diagram showing an example of preventing the alignment of the liquid crystal shown in FIG. 24 by curving the surface of the dielectric layer 36. The surface of the dielectric layer 36 balances the electric field generated between the gate bus line 30 and the second stripe-shaped electrode 22b with the alignment regulating force by the alignment film 20 on the dielectric layer 36. The liquid crystal molecules in the vicinity of the layer 36 (liquid crystal molecules in the region RC) are aligned perpendicular to the substrate. In this case, the thickness of the portion of the dielectric 36 corresponding to the gate bus line 30 is set to L.1And the thickness of the portion of the dielectric 36 corresponding to the second striped electrode 22b is L2Then, in region RC, L1> L2The surface of the dielectric layer 36 is curved so that
[0055]
Since a substantially constant common voltage is applied to the second striped electrode 22b, the voltage of the gate bus line 30 and the electric field generated by the common voltage may be balanced with the alignment regulating force. As for the first stripe-shaped electrode 22a, since an AC voltage is applied to the first stripe-shaped electrode 22a, it is assumed that a voltage substantially the same as the common voltage, which is an almost intermediate voltage, is applied. Balance the electric field and the orientation regulating force. As a result, the distance between the gate bus line and the striped electrode can be reduced, and the width of the shielding electrode can be reduced, so that the aperture ratio can be improved.
[0056]
FIG. 26 is a diagram showing that a lens effect can be additionally obtained by making the surface of the dielectric layer 36 a curved surface. The dielectric layer 36 in FIG. 26 has a concave lens shape. Therefore, the dielectric layer 36 has a function as a lens, and collects light directed toward the second stripe-shaped electrode 22b in the opening of the gap between the first and second stripe-shaped electrodes 22a and 22b. By shining, the substantial aperture ratio can be increased. At this time, the light is irradiated almost perpendicularly to the substrate from the substrate side on which the dielectric layer 36 is provided.
[0057]
A 15-inch XGA liquid crystal display device of the example of FIG. 23 was manufactured as follows. A dielectric layer 36 is formed on the transparent electrode 18 of one substrate 12, and a portion 36a of the dielectric layer 36 corresponding to the first stripe-shaped electrode 22a is formed in a groove shape by a photolithography process, and is thermally cured. After that, a further layer of resin was applied, and a portion 36b of the dielectric layer 36 corresponding to the second stripe-shaped electrode 22b was formed in a projection shape by a photolithography process and thermally cured. The resin used was NN700 (JSR). By applying heat, the corners of the protrusion-like part 36b or the groove-like part 36a are rounded to generate a slope. A vertical alignment film JALS204 (JSR) was applied. After forming the other board | substrate 14, both board | substrates 12 and 14 were bonded together and the liquid crystal inject | poured ZLI4535 (Merck Japan). In addition, a liquid crystal panel having a flat surface of the dielectric layer 36 was formed under the same conditions as described above. When both liquid crystal display devices were compared, the white brightness increased by 15% and the response speed improved by 10% at the same drive voltage without lowering the contrast.
[0058]
27 to 29 are diagrams showing another embodiment.
FIG. 27 shows an active matrix similar to FIG. As described with reference to FIG. 7, the liquid crystal display device having the active matrix includes the first and second striped electrodes 22a and 22b and the first and second striped electrodes 22a and 22b. Covering insulator layers 50a and 50b are provided.
[0059]
FIG. 28 shows the substrate 14 having the first and second striped electrodes 22a and 22b of FIG. 27, and the insulator layers 50a and 50b covering the first and second striped electrodes 22a and 22b are shown. ing.
The insulator layers 50a and 50b have an opening 50h on the second stripe-shaped electrode 22b, and the side wall of the opening 50h is forward tapered. That is, the opening 50h is formed so as to expand from the TFT substrate 14 side toward the color fill substrate 12 side (not shown). The contour of the opening 50h is also shown in FIG. Further, the color filter substrate 12 has a solid electrode 18 as shown in FIG.
[0060]
In FIG. 28, as described above, when a voltage is applied, an oblique electric field F is applied from the first stripe-shaped electrode 22 a toward the transparent electrode 18.0Is formed, and the liquid crystal molecules have an oblique electric field F0To be parallel to The lateral electric field formed between the first stripe-shaped electrode 22a and the second stripe-shaped electrode 22b is an oblique electric field F.0It acts to help the alignment of the liquid crystal. However, the electric field near the second striped electrode 22b is not necessarily the oblique electric field F.0The liquid crystal molecules are not in agreement with the oblique electric field F.0The orientation of the liquid crystal is different from that of the liquid crystal. However, the liquid crystal molecules adjacent to the tapered wall 50i of the opening 50h are aligned perpendicular to the wall surface, and the alignment direction is an oblique electric field F.0This coincides with the alignment of the liquid crystal along the line. Therefore, the alignment of the liquid crystal molecules is improved.
[0061]
FIG. 29 is a view showing a modification of the openings of the insulator layers 50a and 50b in FIG. An opening 50h is formed in the insulator layers 50a and 50b on the second stripe electrode 22b, and an opening 50j is formed in the insulator layers 50a and 50b on the first stripe electrode 22a. Yes. The ends of these openings 50h and 50j are narrower than the first and second striped electrodes 22a and 22b, respectively, and are hidden by these electrodes. As shown in FIG. 28, the liquid crystal molecules adjacent to the tapered wall 50i of the opening 50h are aligned perpendicularly to the wall surface when no voltage is applied. Therefore, when no voltage is applied, the alignment of the liquid crystal is disturbed at that portion, causing light leakage. It becomes. As shown in FIG. 29, by arranging the end portions of the openings 50h and 50j on the respective electrodes, it is possible to shield the disorder of the alignment of the liquid crystal due to the end portions of the openings and to improve the contrast.
[0062]
30 to 34 are diagrams for explaining still another embodiment. In this embodiment, the color filter substrate 12 has a dielectric layer 36 between the transparent electrode 18 and the alignment film 20.
In FIG. 30, the transparent electrode 18 is formed on the surface of the substrate 12, the color filter layer 38 (including R, G, and B components) is formed on the transparent electrode 18, and the transparent resin is formed on the color filter layer 38. The layer 36x is formed, and the alignment film 20 is formed on the transparent resin layer 36x. The dielectric layer 36 includes a color filter layer 38 and a transparent resin layer 36x.
[0063]
In FIG. 31, the color filter layer 38 is formed on the surface of the substrate 12, the transparent electrode 18 is formed on the color filter layer 38, the transparent resin layer 36x is formed on the transparent electrode 18, and the transparent resin layer 36x. An alignment film 20 is formed on the substrate. The dielectric layer 36 is made of a transparent resin layer 36x.
In FIG. 32, the transparent electrode 18 is formed on the surface of the substrate 12, the color filter layer 38 is formed on the transparent electrode 18, and the alignment film 20 is formed on the color filter layer 38. The dielectric layer 36 is composed of a color filter layer 38. Furthermore, the substrate 12 is appropriately provided with a black matrix.
[0064]
When such a dielectric layer 36 is formed, sufficient brightness as a display cannot be obtained unless the value of the ratio (d / ε) between the thickness (d) and the relative dielectric constant (ε) is appropriate. In the case of the configuration shown in FIG. 31 in which the dielectric layer 36 is formed of the transparent resin layer 36x, screen burn-in may occur when a liquid crystal panel is manufactured and displayed.
In the case of the configuration of FIG. 32 in which the dielectric layer 36 is formed of the color filter layer 38, there is no problem of screen burn-in, but there is only a thin alignment film 20 between the liquid crystal layer 16 and the color filter layer 38. There is a problem that the voltage holding ratio of the liquid crystal panel is lowered due to contamination of the liquid crystal layer 16 by the color filter layer 38.
[0065]
The relative permittivity (ε) of the color filter has a higher value than that of the transparent resin. For example, the relative permittivity of the transparent resin is about 3 to 3.3, whereas the relative permittivity of the color filter is 3.5 to 4. Since the transparent electrode 18 is under the dielectric layer 36, the voltage applied to the liquid crystal from the transparent electrode 18 is affected by the dielectric layer 36. When the dielectric constants of the dielectric layer 36 are different, it is necessary to change the film thickness of the dielectric layer 36 in order to make the voltage applied to the liquid crystal the same. For example, when the relative dielectric constant is high, the film thickness may be increased accordingly. Specifically, when the relative dielectric constant ε1 and film thickness d1 of the dielectric layer 1 and the relative dielectric constant ε2 and film thickness d2 of the dielectric layer 2, the voltage applied to the liquid crystal layer is the same. , (D1 / ε1) = (d2 / ε2).
[0066]
As a result of actually examining many resins, it was found that the display luminance is related to the relative dielectric constant and film thickness of the dielectric layer 36.
FIG. 33 shows a value obtained by dividing the film thickness d by the relative dielectric constant ε, where the relative dielectric constant of the dielectric layer 36 is ε (unit f) and the film thickness is d (μm) (d / ε, unit is f / μm). ) Is the x-axis, and the relationship when the transmittance when 10 V is applied is the y-axis is shown.
[0067]
Luminance (transmittance) peaks when the value of d / ε is around 0.7 f / μm. When the value of d / ε exceeds 0.7 f / μm, the luminance slightly decreases. When the value of d / ε is 0.7 f / μm or less, the luminance decreases as the value of d / ε decreases. For this reason, it is preferable that the value of d / ε is 0.5 f / μm or more. When the value of d / ε is 0.7 f / μm or more, the transmittance of the dielectric layer itself may be lowered, and the luminance will be lowered. For this reason, it is important that the value of d / ε does not become too large, and the value of d / ε is preferably 0.9 f / μm or less.
[0068]
The screen burn-in of the dielectric layer 36 is related to the resistivity. The lower the resistivity of the dielectric layer 36, the smaller the degree of screen burn-in. As the thickness of the dielectric layer 36 increases, the resistivity increases and the degree of screen burn-in increases.
In the case where the dielectric layer 36 is composed of the transparent resin layer 36x, a certain thickness is required to satisfy the luminance. As a result, the resistivity becomes high and seizure tends to occur. On the other hand, when the dielectric layer 36 is composed of the color filter layer 38, it cannot be said that the conventional color filter layer 38 having a typical thickness has sufficient luminance. However, the resistivity is not so high and screen burn-in does not occur.
[0069]
Therefore, as shown in FIG. 30, when the dielectric layer 36 includes the color filter layer 38 and the transparent resin layer 36x, the above problems can be solved at the same time. In this case, the transparent resin layer 36x is preferably thinner than the color filter layer 38. In this case, the thickness of the dielectric layer 36 is thicker than the thickness of the dielectric layer 36 when the dielectric layer 36 is a single color filter layer 38, and the thickness is suitable for ensuring sufficient luminance. Become. In this case, the resistivity of the dielectric layer 36 is lower than the resistivity of the dielectric layer 36 when the dielectric layer 36 is a single transparent resin layer 36x, and screen burn-in does not occur. In addition, since the transparent resin layer 36x having a high density is provided outside the color filter layer 38, liquid crystal contamination by the color filter layer 38 is eliminated, and the problem that the voltage holding ratio is reduced is solved.
[0070]
When the dielectric layer 36 is composed of the color filter layer 38 and the transparent resin layer 36x, it is preferable that the thickness and the relative dielectric constant satisfy the following relationship as in the case of the single layer.
When the color filter layer 38 has a relative dielectric constant ε1 and a film thickness d1, and the transparent resin layer 36x has a relative dielectric constant ε2 and a film thickness d2, 0.5 <(d1 / ε1) + (d2 / ε2). ) Preferably, there is a relationship of 0.5 <(d1 / ε1) + (d2 / ε2) <0.9.
[0071]
FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the thickness of the transparent resin layer 36x of the dielectric layer 36 and the screen burn-in when the thickness of the color filter layer 38 is 2 μm. Screen burn-in is the sum of squares of the difference in brightness before and after applying 3V DC to the liquid crystal panel (ST) It can be seen that the greater the thickness of the transparent resin layer 36x, the greater the degree of image sticking. This is because the proportion of the transparent resin layer 36x in the dielectric layer 36 increases, the effect of the color filter layer 38 having a low resistance below the transparent resin layer 36x is reduced, and charges are easily accumulated. I think that the. That is, if the ratio of the color filter layer 38 used as the dielectric layer 36 and the transparent resin layer 36x to the color filter layer 38 having a high relative dielectric constant and a high resistivity is not increased, the effect of preventing burn-in can be obtained. Does not rise. The film thickness of the transparent resin layer 36x formed on the color filter layer 38 is desirably as thin as possible.
[0072]
Table 1 below shows the degree of surface burn-in and the voltage holding ratio when the present invention of FIGS. 30 to 32 is used.
Figure 0004201942
In manufacturing the color filter substrate, a Cr thin film is formed on the glass substrate 12, and this is etched to form a black matrix (not shown). In a conventional color filter substrate, a color filter layer is formed thereon. In the present invention, at this stage, a transparent electrode 18 such as ITO is formed by sputtering. The color filter layer 38 is formed on the transparent electrode 18 by photolithography process for each of RGB. The film thickness is about 2.0 μm. The relative dielectric constant of the color filter layer 38 is close to 4. Next, a transparent resin layer 36 x is provided on the color filter layer 38. In this case, the transparent electrode resin layer 36x can be patterned because a through hole is formed to connect the transfer electrode (not shown) on the TFT substrate side and the transparent electrode 18 on the color filter substrate side. desirable. Here, a positive resist transparent resin having a relative dielectric constant of ε = 3.3 is formed on the RGB color filter layer with a film thickness of about 0.2 μm. After applying the transparent resin, the portion where the through hole is to be formed is irradiated with ultraviolet rays through a mask, and development is performed with a developer (eg, TMAH aqueous solution).
[0073]
The transparent resin may be used after forming a normal transparent resist (for example, Shipley S1808) and then performing color removal by a photo bleaching process. Next, a vertical alignment film is applied on the transparent resin.
On one TFT substrate, an active matrix including gate bus lines, data bus lines, and TFTs, first and second stripe-shaped electrodes 22a and 22b, and a vertical alignment film are formed.
[0074]
The liquid crystal panel thus formed has a d / ε value of about 0.6, which is a combination of the color filter layer 38 and the transparent resin layer 36x, and is in a state close to the peak in FIG. is there. Further, there is no surface burn-in under these conditions, and a high voltage holding ratio can be maintained.
FIG. 35 is a diagram for explaining still another embodiment. In this embodiment, the color filter substrate 12 has a dielectric layer 36 y between the transparent electrode 18 and the alignment film 20. The dielectric layer 36y is optically anisotropic. That is, in the configuration of FIG. 9, the retardation film 42 is provided separately from the dielectric layer 36 (not shown in FIG. 9), but in the configuration of FIG. 35, the dielectric layer 36y is a dielectric layer. The function as 36 and the function of the retardation film 42 are combined. Therefore, the above description regarding the retardation film 42 also applies to the dielectric layer 36y. Expressions (1) to (5) and FIGS. 10 to 13 are also applied to the dielectric layer 36y. A repetitive description will not be given here.
[0075]
The dielectric layer 36y can be formed of a polymer liquid crystal or a discotic liquid crystal into which a photopolymerization group is introduced. FIG. 36 is a diagram illustrating an example of a discotic liquid crystal that can be used as the dielectric layer 36y. For example, in the formation of the dielectric layer 36y, the transparent electrode 18 is formed on the glass substrate 12, and an alignment layer (for example, AL3046 made by JSR) for aligning the dielectric layer is formed on the transparent electrode 18. A discotic liquid crystal mixed with a solvent is applied on the alignment layer, the solvent is volatilized on a hot plate, and then cured by irradiating with ultraviolet rays to form a dielectric layer 36y. It may be cured by heating. Further, the vertical alignment film 20 is formed on the dielectric layer 36y. According to this embodiment, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics can be easily manufactured.
[0076]
There is a relationship of 0.5 <d / ε <0.9 between the relative dielectric constant ε and the film thickness d.
The transparent resin layer is thinner than the color filter layer.
A main dielectric layer is applied on the alignment layer, aligned, and cured by light irradiation or heating.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the driving voltage of the liquid crystal can be lowered and the response speed of the liquid crystal molecules can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a basic form of a liquid crystal display device of the present invention when no voltage is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of FIG. 1 when a voltage is applied.
FIG. 3 is a plan view showing a part of an active matrix formed on one substrate.
4 is a diagram showing the relationship of absorption axes of the polarizer of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating the formation of an electric field in the absence of a dielectric layer.
FIG. 6 is a diagram showing the formation of an electric field when there is a dielectric layer.
FIG. 7 is a diagram showing an example including an insulator layer covering a striped electrode.
FIG. 8 is a diagram showing an example in which an opening is provided in an insulator layer.
FIG. 9 is a diagram showing an example including a retardation film.
FIG. 10 is a diagram showing viewing angle characteristics of a liquid crystal display device without a retardation film.
FIG. 11 is a diagram showing viewing angle characteristics of a liquid crystal display device having a retardation film.
FIG. 12 RXZ-RYZIt is a figure which shows the isometric angle curve in which contrast becomes 10 on a coordinate.
FIG. 13 RLC-RtIt is a figure which shows the relationship.
14 is a view showing a part of an active matrix formed on one substrate as a modification of FIG. 3; FIG.
15 is a plan view showing a first stripe-shaped electrode of FIG. 14; FIG.
16 is a plan view showing a second stripe-shaped electrode of FIG. 14; FIG.
17 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device similar to FIG.
18 is a diagram showing a liquid crystal display device similar to FIG.
19 is a view showing a portion in the vicinity of the surface of a dielectric layer of the liquid crystal display device of FIGS. 17 and 18. FIG.
20 is a diagram showing a portion in the vicinity of the surface of a dielectric layer of the liquid crystal display device of FIGS. 21 and 22. FIG.
FIG. 21 is a diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention when no voltage is applied.
22 is a diagram showing the liquid crystal display device of FIG. 21 when a voltage is applied.
FIG. 23 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device of FIG.
FIG. 24 is a diagram showing a liquid crystal display device for explaining that the alignment of liquid crystal is disturbed by an electric field generated between a gate bus line and a first stripe electrode.
25 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device of FIG.
FIG. 26 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device of FIG.
FIG. 27 is a plan view showing a part of an active matrix formed on one substrate of another embodiment.
28 is a cross-sectional view showing a substrate having the striped electrode of FIG. 27. FIG.
FIG. 29 is a view showing a modification of the substrate of FIG.
FIG. 30 is a diagram showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device of FIG.
32 is a diagram showing a modification of the liquid crystal display device of FIG.
FIG. 33 is a diagram showing a relationship between d / ε and transmittance.
FIG. 34 is a diagram showing the relationship between the thickness of the transparent resin layer of the dielectric layer and the screen burn-in when the thickness of the color filter layer is 2 μm.
FIG. 35 is a diagram showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
36 is a diagram showing a discotic liquid crystal that can be used as the dielectric layer of FIG. 35. FIG.
[Explanation of symbols]
12 ... Board
14 ... Board
16 ... Liquid crystal layer
18 ... Transparent electrode
20 ... Alignment film
22a, 22b ... Striped electrodes
24 ... Alignment film
36 ... Dielectric layer
36x ... Transparent resin layer
36y ... dielectric layer
38 ... Color filter
50. Insulator layer
50h ... opening

Claims (6)

一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
誘電体層の表面のある点における法線ベクトルが、誘電体層の表面が平面のときよりも誘電体層の表面のその点を突き抜ける電気力線に対して平行に近くなるように、該誘電体層の表面が曲面形状に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other substrate substantially on the other substrate A transparent electrode and an alignment film formed to cover the entire surface, and a dielectric layer provided on the other substrate between the transparent electrode and the alignment film,
The dielectric vector is such that the normal vector at a point on the surface of the dielectric layer is more parallel to the electric field lines penetrating through that point on the surface of the dielectric layer than when the surface of the dielectric layer is planar. A liquid crystal display device characterized in that the surface of the body layer is formed in a curved shape.
一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該一方の基板に該ストライプ状の電極を覆って設けられた絶縁体層とを備え、
該絶縁体層は該ストライプ状の電極上に開口部を有し、該開口部の側壁はテーパになっていることを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other substrate substantially on the other substrate A transparent electrode and an alignment film formed so as to cover the entire surface, and an insulator layer provided on the one substrate to cover the stripe-shaped electrode,
The liquid crystal display device, wherein the insulating layer has an opening on the striped electrode, and the side wall of the opening is tapered.
一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層のもつ比誘電率εと膜厚dとの間には、0.5<d/εの関係があることを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other substrate substantially on the other substrate A transparent electrode and an alignment film formed to cover the entire surface, and a dielectric layer provided on the other substrate between the transparent electrode and the alignment film,
A liquid crystal display device characterized in that there is a relationship of 0.5 <d / ε between a relative dielectric constant ε and a film thickness d of the dielectric layer.
一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層は、カラーフィルタ層と透明樹脂層とからなり、前記透明電極からこの順番で重ねられていることを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other substrate substantially on the other substrate A transparent electrode and an alignment film formed to cover the entire surface, and a dielectric layer provided on the other substrate between the transparent electrode and the alignment film,
The dielectric layer includes a color filter layer and a transparent resin layer, and is laminated in this order from the transparent electrode.
一対の基板と、該一対の基板の間に封入されている液晶と、一方の基板に形成された1画素当たり複数のストライプ状の電極及び配向膜と、他方の基板に該他方の基板を実質的に全面的に覆うように形成された透明電極及び配向膜と、該他方の基板に該透明電極と配向膜との間に設けられた誘電体層とを備え、
該誘電体層が光学的に異方性を有することを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, a plurality of stripe electrodes and alignment films per pixel formed on one substrate, and the other substrate substantially on the other substrate A transparent electrode and an alignment film formed to cover the entire surface, and a dielectric layer provided on the other substrate between the transparent electrode and the alignment film,
A liquid crystal display device, wherein the dielectric layer is optically anisotropic.
該誘電体層は、主誘電体層と、主誘電体層を配向させるための配向層とからなることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the dielectric layer includes a main dielectric layer and an alignment layer for aligning the main dielectric layer.
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JP4037690B2 (en) * 2002-05-31 2008-01-23 シャープ株式会社 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP2006284969A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Dainippon Printing Co Ltd Base material for display, with high voltage holding rate, and with retardation controlling function attached thereto
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JP5100309B2 (en) * 2007-10-25 2012-12-19 株式会社ジャパンディスプレイウェスト Manufacturing method of liquid crystal device
CN102187270A (en) 2008-10-14 2011-09-14 夏普株式会社 Liquid crystal display device
CN102449545A (en) * 2009-05-28 2012-05-09 夏普株式会社 Liquid crystal display device
US20120120363A1 (en) * 2009-07-28 2012-05-17 Shoichi Ishihara Liquid crystal display element
BR112012001907A2 (en) * 2009-07-31 2016-03-15 Sharp Kk liquid crystal panel and liquid crystal display device
WO2011052257A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 シャープ株式会社 Liquid crystal display element
RU2509326C1 (en) * 2010-01-14 2014-03-10 Шарп Кабусики Кайся Liquid crystal display device
WO2012067062A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 シャープ株式会社 Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
CN102654694B (en) * 2011-09-06 2014-03-26 京东方科技集团股份有限公司 Liquid crystal display panel and liquid crystal display
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