JP4349961B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、携帯情報端末(例えばPDA)、携帯電話、車載用液晶ディスプレイ、デジタルカメラ、パソコン、アミューズメント機器、テレビなどに好適に用いられる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device suitably used for a personal digital assistant (for example, PDA), a mobile phone, an in-vehicle liquid crystal display, a digital camera, a personal computer, an amusement device, a television, and the like.
情報インフラは日々進歩し、携帯電話、PDA、デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載用ナビゲーション等の機器は人々の生活に深く浸透し、この大部分に液晶表示装置が採用されている。これらの液晶表示装置は本体の扱う情報量の増加に伴い、より多くの情報を表示することが望まれ、高コントラスト、広視野角、高輝度、多色、高精細化への市場の要求が高まっている。 Information infrastructure advances day by day, and devices such as mobile phones, PDAs, digital cameras, video cameras, and in-vehicle navigation systems penetrate deeply into people's lives, and most of them employ liquid crystal display devices. These liquid crystal display devices are expected to display more information as the amount of information handled by the main body increases, and there is a market demand for high contrast, wide viewing angle, high brightness, multiple colors, and high definition. It is growing.
高コントラスト化および広視野角化を実現できる表示モードとして、垂直配向型液晶層を利用した垂直配向モードが注目されている。垂直配向型液晶層は、一般に、垂直配向膜と誘電異方性が負の液晶材料とを用いて形成される。 As a display mode capable of realizing a high contrast and a wide viewing angle, a vertical alignment mode using a vertical alignment type liquid crystal layer has attracted attention. The vertical alignment type liquid crystal layer is generally formed using a vertical alignment film and a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy.
例えば、特許文献1には、画素電極に液晶層を介して対向する対向電極に設けた開口部の周辺に斜め電界を発生させ、開口部内で垂直配向状態にある液晶分子を中心に周りの液晶分子を傾斜配向させることによって、視角特性が改善された液晶表示装置が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載されている構成では、画素内の全領域に斜め電界を形成することが難しく、その結果、電圧に対する液晶分子の応答が遅れる領域が画素内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。
However, in the configuration described in
特許文献2には、スリット電極(開口パターン)を画素電極と対向側の共通電極との両側に設けると共に、両電極のうち少なくとも一方はスリット電極を形成する領域に段差を配置することで、開口パターンを利用して電界傾斜を4方向に均一に分散させて広視野角化を実現する技術を開示している。
In
一方、特許文献3には、画素内に規則的に複数の凸部を設けることによって、凸部を中心に出現する傾斜状放射配向の液晶ドメインの配向状態を安定化する技術が開示されている。また、この文献には、凸部による配向規制力とともに、電極に設けた開口部による斜め電界を利用して液晶分子の配向を規制することによって、表示特性を改善できることを開示している。
On the other hand,
一方、近年、屋外または屋内のいずれにおいても高品位な表示が可能な液晶表示装置が提案されている(例えば特許文献4および特許文献5)。この液晶表示装置は、半透過型液晶表示装置と呼ばれ、画素内に反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを有している。
On the other hand, in recent years, liquid crystal display devices capable of high-quality display both outdoors and indoors have been proposed (for example,
現在市販されている半透過型液晶表示装置は、ECBモードやTNモードなどが利用されてが、上記特許文献3には、透過型液晶表示装置だけでなく、半透過型液晶表示装置に適用した構成も開示されている。また、特許文献6には、垂直配向型液晶層の半透過型液晶表示装置において、透過領域の液晶層の厚さを反射領域の液晶層の厚さの2倍にするために設ける絶縁層に形成した凹部によって液晶の配向(多軸配向)を制御する技術が開示されている。凹部は例えば正八角形に形成され、液晶層を介して凹部に対向する位置に突起(凸部)またはスリット(電極開口部)が形成された構成が開示されている(例えば、特許文献6の図4および図16参照)。
The transflective liquid crystal display devices currently on the market use the ECB mode, the TN mode, and the like. However, the above-mentioned
さらに、特許文献7は、垂直配向型液晶表示装置にドット反転駆動することによって、表示のざらつきを抑制し、高いコントラスト比で広い視野角特性を実現する技術を開示している。特許文献7では、所定の画素ピッチでドット反転駆動を行うことにより、隣接する画素電極端部に発生する電界の歪みを利用して液晶分子の配向方向を規定している。また、電界による作用を十分に発揮させるためには画素電極ピッチが液晶層の厚さ以上で、20μm以下の範囲であることが好ましいと記載されている。さらに、画素電極の中央部に開口部を設けることによって、液晶分子の放射状配向の中心部が開口部に確実に固定され、配向をより安定化できると記載されている。
特許文献3に開示されている技術は、画素内に凸部を設けて複数の液晶ドメインを形成し(すなわち、画素分割し)、液晶分子に対する配向規制力を強めているが、本発明者の検討によると、十分な配向規制力を得るためには、画素内部に規則的に配置した凸部の配向制御構造を形成することが必要であり、製造工程が複雑になるという課題がある。また、画素内に凸部の配向規制構造を設けることで凸部の周辺から光漏れが発生するためにコントラスト比が低下する、あるいは、これを防止するための遮光部を設けると実効開口率が低下することもある。さらに、特に、対向基板へ配向規制構造を設ける場合には、基板のアライメントマージンの影響を受けるので、軸対称配向ドメインの軸中心ずれに伴うざらつきの問題や実効開口率の低下および/またはコントラスト比の低下はさらに顕著になる。
The technique disclosed in
また、特許文献6に開示されて技術では、多軸配向を制御するために設けられる凹部と反対側に凸部または電極開口部を配置することが必要となり、上記従来技術と同様の問題が発生する。
Further, in the technique disclosed in
一方、特許文献7は、ドット反転駆動することによって隣接する画素電極間に生成される横電界(斜め電界の基板面内成分)を利用して、液晶分子が傾斜する方向を規定しているので、特許文献7の図9に示されている画素電極の4隅の液晶分子の配向方向を見ればわかるように、画素電極の角部付近においては、横電界の方向が互いに異なる(ほぼ直交する)。その結果、画素の角部付近において液晶分子の配向が不連続となり、ディスクリネーション(配向欠陥)が生じやすくなるという問題がある。また、配向状態の安定性が電極の形状に左右されるとともに、電界が低い中間調表示状態において十分な配向規制力を得られないことがある。
On the other hand,
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画素内に少なくとも1つの軸対称配向ドメインを有する液晶表示装置において、中間調表示状態においても、良好な軸対称配向ドメインが形成され、表示品位の優れた広視野角液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having at least one axially symmetric alignment domain in a pixel, and an excellent axially symmetric alignment domain even in a halftone display state. Is to provide a wide viewing angle liquid crystal display device with excellent display quality.
本発明の液晶表示装置は、第1基板と、前記第1基板に対向するように設けられた第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層とを有し、前記第1基板は、行方向に延びる複数の走査信号線と、列方向に延びる複数のデータ信号線と、前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を介して前記複数のデータ信号線に接続された複数の第1電極とを有し、前記第2基板は、前記液晶層を介して前記複数の第1電極に対向する第2電極を有し、それぞれが、前記複数の第1電極のそれぞれと、前記第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、行および列を有するマトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有する液晶表示装置であって、前記複数のスイッチング素子の内、前記複数の走査信号線の内の任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本に隣接する一対の行に属する第1電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有し、前記複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、前記第2電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第1電極を有する第1画素と、負の極性の電圧が供給される前記第1電極を有する第2画素とが交互に配列されて構成されており、それぞれの画素において、前記第1電極および前記第2電極のうち少なくとも一方は、所定の位置に形成された少なくとも1つの開口部を有し、前記液晶層に少なくとも所定の電圧を印加した時に、軸対称配向を呈する少なくとも1つの液晶ドメインを形成し、前記少なくとも1つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも1つの開口部内またはその近傍に形成されることを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention includes a first substrate, a second substrate provided so as to face the first substrate, and a vertical alignment type provided between the first substrate and the second substrate. The first substrate is connected to the plurality of scanning signal lines extending in the row direction, the plurality of data signal lines extending in the column direction, the plurality of scanning signal lines, and the plurality of data signal lines. And a plurality of first electrodes connected to the plurality of data signal lines via the plurality of switching elements, and the second substrate includes the plurality of switching elements via the liquid crystal layer. Each of the plurality of first electrodes, the second electrode, and the liquid crystal provided between the first electrode and the second electrode. Multiple layers arranged in a matrix having rows and columns And a switching element connected to an arbitrary one of the plurality of scanning signal lines among the plurality of switching elements. , Alternately having a switching element connected to one of the first electrodes belonging to a pair of rows adjacent to the arbitrary one and a switching element connected to the other, wherein any row of the plurality of pixels is In a certain vertical scanning period, the first pixel having the first electrode to which a positive polarity voltage is supplied using the potential of the second electrode as a reference potential, and the first electrode to which a negative polarity voltage is supplied And the second pixel having at least one of the first electrode and the second electrode has at least one opening formed at a predetermined position in each pixel. And forming at least one liquid crystal domain exhibiting axially symmetric alignment when at least a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, wherein a central axis of the axially symmetric alignment of the at least one liquid crystal domain is within the at least one opening or It is formed in the vicinity thereof.
ある実施形態において、前記第1基板は、前記遮光領域内の前記液晶層側に、規則的に配列された壁構造体をさらに有する。 In one embodiment, the first substrate further has a wall structure regularly arranged on the liquid crystal layer side in the light shielding region.
ある実施形態において、前記複数の画素の任意の列は、ある垂直走査期間において、前記第2電極の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される前記第1電極を有する第1画素と、負の極性の電圧が供給される前記第1電極を有する第2画素とが交互に配列されて構成されている。 In one embodiment, an arbitrary column of the plurality of pixels includes a first pixel having the first electrode to which a positive polarity voltage is supplied using the potential of the second electrode as a reference potential in a certain vertical scanning period. The second pixels having the first electrode to which a negative polarity voltage is supplied are alternately arranged.
ある実施形態において、前記複数の画素のそれぞれの前記第1電極に供給される電圧の極性は、垂直走査期間毎に反転される。 In one embodiment, the polarity of the voltage supplied to the first electrode of each of the plurality of pixels is inverted every vertical scanning period.
ある実施形態において、前記第1電極は、画素内の所定の位置に形成された少なくとも1つの第1開口部を有し、前記第2電極は、画素内の所定の位置に形成された少なくとも1つの第2開口部を有し、かつ、前記少なくとも1つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも1つの第1開口部および前記少なくとも1つの第2開口部の内の少なくとも1つの開口部内またはその近傍に形成される。 In one embodiment, the first electrode has at least one first opening formed at a predetermined position in the pixel, and the second electrode is at least one formed at a predetermined position in the pixel. And at least one of the at least one first opening and the at least one second opening has a central axis of axial symmetry of the at least one liquid crystal domain. Or it is formed in the vicinity.
ある実施形態において、前記少なくとも1つの第1開口部と前記少なくとも1つの第2開口部は、前記液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されている。 In one embodiment, the at least one first opening and the at least one second opening are arranged at a position where at least a part thereof overlaps with the liquid crystal layer.
ある実施形態において、前記第1電極は、少なくとも1つの切欠き部を有する。 In one embodiment, the first electrode has at least one notch.
ある実施形態において、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有し、前記遮光領域に前記液晶層の厚さを規定する支持体が設けられている。 In one embodiment, a light-shielding region is provided in the gap between the plurality of pixels, and a support that defines the thickness of the liquid crystal layer is provided in the light-shielding region.
ある実施形態において、前記第1電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記透過領域内の前記液晶層の厚さdtと、前記反射領域内の前記液晶層の厚さdrとが、0.3dt<dr<0.7dtの関係を満足する。 In one embodiment, the first electrode includes a transparent electrode that defines a transmissive region and a reflective electrode that defines a reflective region, the thickness dt of the liquid crystal layer in the transmissive region, and the first electrode in the reflective region. The thickness dr of the liquid crystal layer satisfies the relationship of 0.3 dt <dr <0.7 dt.
ある実施形態において、前記第1電極は、透過領域を規定する透明電極と反射領域を規定する反射電極とを含み、前記少なくも1つの液晶ドメインは、前記透過領域に形成された液晶ドメインを含み、前記第1電極は少なくとも1つの第1開口部を有し、前記第2電極は少なくとも1つの第2開口部を有し、前記少なくとも1つの第1開口部および第2開口部は、前記透過領域に形成された前記液晶ドメインの中心軸に対応する開口部を含み、前記第1電極は、前記開口部を中心に点対称に配置された複数の切欠き部を有する。 In one embodiment, the first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region and a reflective electrode defining a reflective region, and the at least one liquid crystal domain includes a liquid crystal domain formed in the transmissive region. The first electrode has at least one first opening, the second electrode has at least one second opening, and the at least one first opening and second opening have the transmission characteristics. The first electrode includes a plurality of notches arranged symmetrically with respect to the opening, the opening corresponding to the central axis of the liquid crystal domain formed in the region.
ある実施形態において、前記第2基板の前記反射領域に選択的に透明誘電体層が設けられている。 In one embodiment, a transparent dielectric layer is selectively provided in the reflective region of the second substrate.
ある実施形態において、前記透明誘電体層は、光を散乱する機能を有する。 In one embodiment, the transparent dielectric layer has a function of scattering light.
ある実施形態において、前記第2基板に設けられたカラーフィルタ層をさらに有し、前記反射領域の前記カラーフィルタ層の光学濃度が前記透過領域の前記カラーフィルタ層よりも小さい。 In one embodiment, the light emitting device further includes a color filter layer provided on the second substrate, and an optical density of the color filter layer in the reflection region is smaller than that of the color filter layer in the transmission region.
ある実施形態において、前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板を有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの2軸性光学異方性媒体層をさらに有する。 In one embodiment, the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizing plates have a pair of polarizing plates disposed so as to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween. And at least one biaxial optically anisotropic medium layer.
ある実施形態において、前記第1基板および前記第2基板を介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有し、前記第1基板および/または前記第2基板と前記一対の偏光板との間に少なくとも1つの1軸性光学異方性媒体層をさらに有する。 In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a pair of polarizing plates disposed so as to face each other with the first substrate and the second substrate interposed therebetween, and the first substrate and / or the second substrate and the pair of polarizations It further has at least one uniaxial optically anisotropic medium layer between the plates.
本発明の液晶表示装置における複数の画素の任意の行は、ある垂直走査期間において、第2電極(例えば対向電極)の電位を基準電位として正の極性の電圧が供給される第1電極(例えば画素電極)を有する第1画素と、負の極性の電圧が供給される第1電極を有する第2画素とが交互に配列されているので、第1画素と第2画素との間に急峻な傾斜電界が生成され、この傾斜電界によって軸対称配向ドメインが形成される。 An arbitrary row of a plurality of pixels in the liquid crystal display device of the present invention includes a first electrode (for example, a positive polarity voltage supplied with a potential of a second electrode (for example, a counter electrode) as a reference potential in a certain vertical scanning period. Since the first pixel having the pixel electrode) and the second pixel having the first electrode to which the negative polarity voltage is supplied are alternately arranged, a steep gap is formed between the first pixel and the second pixel. A gradient electric field is generated, and this gradient electric field forms an axially symmetric alignment domain.
また、本発明の液晶表示装置では、第1電極(例えば画素電極)および/または第2電極(例えば対向電極)に設けた開口部の周辺に形成される斜め電界が、軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用するとともに、隣接する画素間に形成される急峻な斜め電界と協同して、軸対称配向ドメインの配向を安定化する。さらに、画素内に複数の軸対称配向ドメインを形成する場合には、第1電極に切欠き部を設ければ、切欠き部の近傍に生成される斜め電界の影響によって、液晶分子が倒れる方向が規定され、軸対称配向ドメインがさらに安定化される。 In the liquid crystal display device of the present invention, the oblique electric field formed around the opening provided in the first electrode (for example, the pixel electrode) and / or the second electrode (for example, the counter electrode) is In addition, the alignment of the axially symmetric alignment domain is stabilized in cooperation with a steep oblique electric field formed between adjacent pixels. Further, when a plurality of axially symmetric alignment domains are formed in a pixel, if a notch is provided in the first electrode, the liquid crystal molecules are tilted by the influence of an oblique electric field generated in the vicinity of the notch. And the axially symmetric orientation domain is further stabilized.
また、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸の一端が第1開口部内またはその近傍に固定され、他端が第2開口部内またはその近傍に固定されるにように第1開口部および第2開口部(開口部の対)を配置すると、軸対称配向の中心軸がさらに安定に固定される。さらに、第1開口部と第2開口部(一対の開口部)が液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なるように配置すると、開口部による実効開口率の低下を抑制することができる。このとき、第1開口部と第2開口部との作用によって1つの中心軸を固定・安定化するので、それぞれの開口部(第1開口部または第2開口部)が発現すべき作用は、1つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよい。すなわち、第1開口部および第2開口部の大きさ(例えば円形の開口部の直径)を小さくできるので、実効開口率の低下をさらに抑制することができる。第1開口部および第2開口部の大きさは互いに等しくて良いし異なっても良い。第1開口部および第2開口部は、軸対称配向の中心軸の位置を固定して安定化させるために設けられるので、その大きさは比較的小さく、実効開口率の低下は小さい。また第1基板と第2基板とを貼り合わせる際のアライメントずれの影響を受け難い。 Also, the first opening and the second opening are arranged such that one end of the central axis of the axially symmetric orientation of the liquid crystal domain is fixed in or near the first opening, and the other end is fixed in or near the second opening. When the portion (a pair of openings) is arranged, the central axis of the axially symmetric orientation is more stably fixed. Furthermore, when the first opening and the second opening (a pair of openings) are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other via the liquid crystal layer, it is possible to suppress a decrease in the effective aperture ratio due to the openings. At this time, since one central axis is fixed and stabilized by the action of the first opening and the second opening, the action that each opening (the first opening or the second opening) should express is It may be smaller than the case where the central axis is fixed and stabilized with one opening. That is, since the size of the first opening and the second opening (for example, the diameter of the circular opening) can be reduced, it is possible to further suppress the decrease in the effective aperture ratio. The size of the first opening and the second opening may be the same or different. Since the first opening and the second opening are provided to fix and stabilize the position of the central axis of the axially symmetric orientation, the size thereof is relatively small and the decrease in the effective aperture ratio is small. Moreover, it is hard to receive the influence of the misalignment at the time of bonding a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate.
軸対称配向液晶ドメインの中心軸に対応する位置に開口部を設けることによって、中心軸の位置が固定・安定化されるので、液晶表示パネル内の全面に亘って、軸対称配向液晶ドメインの中心軸が一定の位置に配置される結果、表示の均一性が向上する。例えば中間調表示を斜めから観察したときのざらつき感が低減される。また、軸対称配向が安定化される結果、中間調表示における応答時間を短くできるという効果も得られる。さらに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れ(押圧による残像ということがある)が正常な配向に回復する時間を短くすることもできる。 By providing an opening at a position corresponding to the central axis of the axially symmetric alignment liquid crystal domain, the position of the central axis is fixed and stabilized, so that the center of the axially symmetric alignment liquid crystal domain extends over the entire surface of the liquid crystal display panel. As a result of the axis being arranged at a fixed position, the display uniformity is improved. For example, the feeling of roughness when the halftone display is observed obliquely is reduced. In addition, as a result of stabilizing the axially symmetric orientation, the response time in halftone display can be shortened. Furthermore, it is possible to shorten the time required for the alignment disorder (which may be referred to as an afterimage caused by pressing) generated when the liquid crystal display panel is pressed to recover normal alignment.
さらに、第1基板の遮光領域内の液晶層側に壁構造体を設けた構成を採用すると、壁構造体の傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時(電界発生時)に傾斜する方向が規定され、軸対称配向ドメインがさらに安定に形成される。互いに隣接する画素の第1電極に極性が反対の電圧を印加することによって生成される斜め電界と、隣接する画素間に設けられた壁構造体の斜面による配向規制および壁構造体による電界のひずみ効果が作用することによって、軸対称配向ドメインの配向を安定する。壁構造体の斜面による配向規制効果は電界に有無に拘らず作用するとともに、壁構造体によって電界がひずむ効果が得られるので、中間調表示状態においても軸対称配向を安定化することができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。 Furthermore, when a configuration in which a wall structure is provided on the liquid crystal layer side in the light-shielding region of the first substrate, the direction in which the liquid crystal molecules tilt when a voltage is applied (when an electric field is generated) is defined by the tilted surface effect of the wall structure. Thus, the axially symmetric orientation domain is formed more stably. An oblique electric field generated by applying voltages of opposite polarities to the first electrodes of pixels adjacent to each other, orientation regulation due to the slope of the wall structure provided between adjacent pixels, and distortion of the electric field due to the wall structure The effect acts to stabilize the orientation of the axially symmetric orientation domain. The orientation regulation effect due to the slope of the wall structure acts regardless of the presence or absence of the electric field, and since the effect of the electric field is distorted by the wall structure, the axially symmetric orientation can be stabilized even in the halftone display state, It is possible to further shorten the time required for the alignment disorder generated when the liquid crystal display panel is pressed to recover to normal alignment.
さらに、本発明の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する第1電極の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。すなわち、スイッチング素子(および/またはスイッチン素子を介して接続された画素電極)が任意の走査信号線に対して上下交互に千鳥状に配置されている。従って、従来の1ライン反転駆動(1H反転駆動)を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、第2電極(対向電極)を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することが可能となる(1Hドット反転駆動)。 Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, the switching element connected to any one scanning signal line is connected to one of the first electrodes belonging to a pair of rows adjacent to the scanning signal line. The switching element and the switching element connected to the other are alternately provided. That is, switching elements (and / or pixel electrodes connected via switching elements) are alternately arranged in a staggered manner with respect to an arbitrary scanning signal line. Therefore, by performing the conventional one-line inversion driving (1H inversion driving), as a result, the liquid crystal layers of the pixels adjacent in the row direction and the column direction are opposite in polarity with respect to the second electrode (counter electrode). A display signal can be applied (1H dot inversion drive).
なお、垂直走査期間とは、典型的にはフレーム期間であり、フレームを複数のフィールドに分割した場合には個々のフィールド期間に対応する。また、以下、第1電極に印加する電圧の極性を制御する駆動方法を「反転駆動」と称し、行内で逆極性の画素が隣接する場合を列反転、列内で逆極性の画素が隣接する場合を行反転、行および列のいずれにおいても逆極性の画素が隣接する場合をドット反転ということにする。 The vertical scanning period is typically a frame period, and corresponds to each field period when the frame is divided into a plurality of fields. Hereinafter, the driving method for controlling the polarity of the voltage applied to the first electrode is referred to as “inverted driving”. When a pixel having a reverse polarity is adjacent in a row, column inversion is performed, and a pixel having a reverse polarity is adjacent in a column. The case is called row inversion, and the case where pixels of opposite polarity are adjacent to each other in both row and column is called dot inversion.
半透過型液晶表示装置に適用する場合、液晶層の厚さを制御するための透明誘電体層を第2基板側に設ける構成を採用すると、第1基板側に段差を設けて透過領域と反射領域とを分割する従来の半透過型液晶表示装置に比べて透過表示時の表示に寄与しない無効領域を低減することが可能となり、透過表示時の明るさが改善できる。また、反射領域の明るさを改善するために設ける拡散反射板は第1基板の反射領域上に形成することも可能であるばかりでなく、第2基板の透明誘電体層上に光散乱層(光拡散層)を形成することもできる。この場合には反射電極の表面に凹凸等を形成する必要を無くすことが可能である。 When applied to a transflective liquid crystal display device, if a configuration is adopted in which a transparent dielectric layer for controlling the thickness of the liquid crystal layer is provided on the second substrate side, a step is provided on the first substrate side to provide a transmission region and a reflective region. Compared to the conventional transflective liquid crystal display device that divides the area, it is possible to reduce the ineffective area that does not contribute to the display during the transmissive display, and the brightness during the transmissive display can be improved. In addition, the diffuse reflector provided to improve the brightness of the reflection region can be formed on the reflection region of the first substrate, and a light scattering layer (on the transparent dielectric layer of the second substrate). A light diffusion layer) can also be formed. In this case, it is possible to eliminate the need to form irregularities on the surface of the reflective electrode.
以下に、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を具体的に説明する。 The configuration of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(透過型液晶表示装置)
まず、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置100の構成を図1を参照しながら説明する。図1(a)および(b)は、透過型液晶表示装置100の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、図1(a)は、平面図であり、図1(b)は図1(a)中の1B−1B’線に沿った断面図である。図1(a)は、平面図であり、図1(b)は図1(a)中の1B−1B’線に沿った断面図である。また、図1(c)は、他の透過型液晶表示装置100’の1つの画素の構成を模式的に示す断面図である。
(Transmission type liquid crystal display)
First, the configuration of a transmissive liquid
ここでは、1画素を2分割(N=2)した例を示すが、画素ピッチに応じて分割数(=N)は3以上に設定でき、この場合には第2基板側の分割領域の略中心部に設ける開口部の数(=n)も画素分割数(=N)と同一にすることが好ましい。なお、分割数(=N)が多くなると、実効開口率は低下する傾向にあるので、高精細な表示パネルに適用する場合は、分割数(=N)を小さくすることが好ましい。また、画素を分割しない(N=1と表現することもある。)場合にも本発明を適用することができる。また分割された領域を「サブ画素」ということもある。サブ画素には典型的には1つの液晶ドメインが形成される。 Here, an example in which one pixel is divided into two (N = 2) is shown, but the number of divisions (= N) can be set to 3 or more in accordance with the pixel pitch. In this case, the division area on the second substrate side is an abbreviation. The number of openings (= n) provided in the center is preferably the same as the number of pixel divisions (= N). Note that as the number of divisions (= N) increases, the effective aperture ratio tends to decrease. Therefore, when applied to a high-definition display panel, it is preferable to reduce the number of divisions (= N). Also, the present invention can be applied to a case where the pixel is not divided (may be expressed as N = 1). The divided area is sometimes referred to as “sub-pixel”. A sub-pixel typically has one liquid crystal domain.
図1(a)および(b)に示す液晶表示装置100は、透明基板(例えばガラス基板)110aと、透明基板110aに対向するように設けられた透明基板110bと、透明基板110aと110bとの間に設けられた垂直配向型の液晶層120とを有する。基板110aおよび110b上の液晶層120に接する面には垂直配向膜(不図示)が設けられており、電圧無印加時には、液晶層120の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層120は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。
A liquid
液晶表示装置100は、透明基板110a上に形成された画素電極111と、透明基板110aに対向するように設けられた透明基板110b上に形成された対向電極131とを有し、画素電極111と対向電極131との間に設けられた液晶層120とが画素を規定する。ここでは、画素電極111および対向電極131のいずれも透明導電層(例えばITO層)で形成されている。なお、典型的には、透明基板110bの液晶層120側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ130(複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層130ということもある。)と、隣接するカラーフィルタ130の間に設けられるブラックマトリクス(遮光層)132とが形成され、これらの上に対向電極131が形成されるが、対向電極131上(液晶層120側)にカラーフィルタ層130やブラックマトリクス132を形成しても良い。
The liquid
分割数(=N)が2の図1に示した液晶表示装置100においては、透明基板110a上の画素電極111の周囲の遮光領域上に後述する壁構造体115が形成されている。また、画素電極111は、画素内の所定の位置に分割数に応じた数(図1では、n=2)の第1開口部114aを有している。画素電極111は、さらに、所定の位置に4つの切欠き部113を有している。一方、対向側の透明基板110b上の対向電極131は、所定の位置に分割数に応じた数(図1では、n=2)の第2開口部114bを有している。
In the liquid
ここでは、第1開口部114aと第2開口部114bは液晶層120を介して互いに空間的に重なるような位置関係に配置されている。また、第1開口部114aおよび第2開口部114b(互いに対向する一対の開口部を開口部114ということがある。)は同じ大きさ(直径)を有しており、図1(a)においては互いに重なっている。
Here, the
この液晶層120に所定の電圧を印加すると、それぞれが軸対称配向を呈する2つ(分割数Nと同数)の液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、第1開口部114aおよび第2開口部114b内またはこれらの近傍に形成される。一対の開口部114は軸対称配向ドメインの中心軸の位置を固定するように作用するとともに、軸対称配向を安定化するように作用する。ここで例示するように、第1開口部114aと第2開口部114bとが液晶層を介して互いに重なるように配置すると、一対の開口部114による実効開口率の低下を抑制することができる。第1開口部と第2開口部との作用によって1つの中心軸を固定・安定化するので、第1開口部114aまたは第2開口部114bが発現すべき作用は、1つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよいので、第1開口部114aおよび第2開口部114bの直径を小さくでき、その結果、実効開口率の低下を抑制することができる。
When a predetermined voltage is applied to the
本実施形態の液晶表示装置は、後に詳細に説明するように、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極131に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される(ドット反転駆動)。このように、ドット反転駆動を採用することで隣接画素間に発生する斜め電界による配向安定化効果を略矩形の画素の四辺について得られる。従って、隣接する画素の間に急峻な斜め電界が形成され、軸対称配向を形成するように作用する。 As will be described in detail later, the liquid crystal display device of the present embodiment is adjacent to each other in each column and row within each vertical scanning period with respect to pixels arranged in a matrix having rows and columns. The voltage applied to the pixel electrode of the pixel to be applied is applied so as to have a reverse polarity with respect to the voltage applied to the counter electrode 131 (dot inversion driving). As described above, by adopting the dot inversion driving, the alignment stabilization effect by the oblique electric field generated between the adjacent pixels can be obtained for the four sides of the substantially rectangular pixel. Accordingly, a steep oblique electric field is formed between adjacent pixels, and acts to form an axially symmetric orientation.
さらに、本実施形態の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極111の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の1ライン反転駆動(1H反転駆動)を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極131を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる(1Hドット反転駆動)。
Furthermore, in the liquid crystal display device of this embodiment, the switching element connected to any one scanning signal line is connected to one of the
また、本実施形態の液晶表示装置は、上述したように開口部114内またはその近傍に軸対称配向の中心が固定・安定化される。これは、この開口部114によって形成される斜め電界の作用によって、開口部114を中心にその周辺の液晶分子が連続的な配向(軸対称配向)が形成されるためであり、この開口部114(少なくとも第1開口部114aおよび第2開口部114bの一方)の作用によって、特許文献7の図9に示されているような角部において不連続な配向が形成されることが抑制・防止される。また、開口部114の作用によって、電界が低い中間調表示状態においも十分に安定な軸対称配向を得ることができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間を短くすることができる。
Further, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the center of the axially symmetric orientation is fixed and stabilized in or near the
画素電極111および対向電極131の所定の位置に設ける第1開口部114aおよび第2開口部114bの形状は、軸対称配向ドメイン内の液晶分子の配向の連続性を得るためには、例示したように円形であるこが好ましいがこれに限られない。また、第1開口部114aおよび第2開口部114bの形状が異なっても良い。ただし、全方位的にほぼ等しい配向規制力を発揮させるためには、4角形以上の多角形であることが好ましく、正多角形であることが好ましい。
The shapes of the
ここでは画素電極111および対向電極131の両方に開口部を設けた例を示したが、いずれか一方に開口部を設けても軸対称配向の中心軸を固定する効果が得られる。また、ここでは、画素電極111および対向電極131の両方に開口部を設ける場合において、同じ大きさの第1開口部114aと第2開口部114bとを互いに重なるように配置した構成を例示したが、第1開口部114aおよび第2開口部114bの構成および配置はこれに限られない。第1開口部114aと第2開口部114bは互いに重なら無くとも、それぞれが軸対称配向を固定・安定化する効果は得られる。但し、第1開口部114aによって、液晶ドメインの軸対称配向の中心軸の一端を固定し、第2開口部114bによって他端を固定するように配置すれば、軸対称配向の中心軸をさらに安定に固定することができる。さらに、第1開口部114aと第2開口部114bとが液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なるように配置すると、開口部114による実効開口率の低下を抑制することができる。このとき、第1開口部と第2開口部との作用によって1つの中心軸を固定・安定化するので、第1開口部114aまたは第2開口部114bが発現すべき作用は、1つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよく、ここで例示したように、同じ大きさの第1開口部114aと第2開口部114bとを互いに重なるように配置することによって、実効開口率の低下を最小限にすることができる。
Here, an example is shown in which openings are provided in both the
さらに、液晶表示装置100は、隣接する画素の間に遮光領域を有し、この遮光領域内の透明基板110a上に壁構造体115を有している。ここで、遮光領域とは、透明基板110a上の画素電極111の周辺領域に形成される、例えばTFTやゲート信号配線、ソース信号配線、または、透明基板110b上に形成されるブラックマトリクスによって遮光される領域であり、この領域は表示に寄与しない。従って、遮光領域に形成された壁構造体115は表示に悪影響を及ぼすことが無い。
Further, the liquid
壁構造体115はその傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時(電界発生時)に傾斜する方向を規定するように作用する。壁構造体115の傾斜した側面による配向規制力は、電圧無印加時にも作用し、液晶分子を傾斜させる。また、画素の間に形成される電界は、隣接する画素の間に存在する壁構造体115によってゆがめられ、壁構造体115の壁面で液晶分子が傾斜する方向を規定するように作用する。
The
壁構造体115を設けると、隣接する画素の間に形成される急峻な斜め電界および開口部114の周囲に形成される斜め電界による配向規制力に加えて、壁構造体115による配向規制力が協同的に作用し、軸対称配向がさらに安定に形成される。壁構造体115の壁面効果を併せて利用することで、斜め電界による配向規制力が小さい中間調表示状態における軸対称配向の安定性がさらに向上するとともに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。
When the
ここで例示した壁構造体115は、画素を包囲するように連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体115は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体を複数の壁(壁部)で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。
The
さらに、画素電極111に設けられる切欠き部113は、軸対称配向ドメインの境界付近に設けられ、液晶分子が電界によって倒れる方向を規定するので、軸対称配向ドメインをさらに安定に形成するように作用する。ここで例示するように壁構造体115と組み合わせて用いると、開口部114および切欠き部113の周辺に形成される斜め電界と壁構造体115によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように2つの軸対称配向が安定に形成される。また、ここでは、切欠き部113は、画素(ここでは全体が透過領域)に形成される液晶ドメインの中心軸に対応する開口部(ここでは図1中の右側の開口部)114を中心に点対称に配置された4つの切欠き部113を含んでいる。
Furthermore, the
上述のような切欠き部113を設けることによって、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向が規定され、2つの液晶ドメインが形成される。なお、図1中、画素電極111の左側に切欠き部を設けていない理由は、図示した画素電極111の左側に位置する画素電極(不図示)の右端に設けた切欠き部によって同様の作用が得られるので、画素の実効開口率を低下する切欠き部を画素電極111の左端では省略している。さらに、ここでは、壁構造体115による配向規制力も得られるので、画素電極111の左端に切欠き部を設けなくとも、切欠き部を設けた場合と同様に安定した液晶ドメインが形成されるのに加え、実効開口率が向上するという効果が得られる。
By providing the
液晶表示装置100では、4つの切欠き部113を形成したが、切欠き部は、隣接する液晶ドメインの間に少なくとも1つ設ければよく、例えば、ここでは、画素の中央部に細長い切欠き部を設けて、他を省略しても良い。
In the liquid
軸対称配向ドメイン内の液晶分子が電界によって倒れる方向を規定するように作用する切欠き部113の形状は、隣接する軸対称配向に対してほぼ等しい配向規制力を発揮するように設定され、例えば4角形が好ましい。なお、切欠き部は省略することもできる。
The shape of the
液晶層120の厚さ(セルギャップともいう)を規定するための支持体133を遮光領域(ここではブラックマトリクス132によって規定される領域)に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体133は、透明基板110aおよび110bのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体115上に設ける場合に限られない。壁構造体115上に支持体133を形成する場合は、壁構造体115の高さと支持体133の高さとの和が液晶層120の厚さとなるように設定される。壁構造体115が形成されていない領域に支持体133を設ける場合には、支持体133の高さが液晶層120の厚さとなるように設定される。支持体133は、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ工程で形成することができる。
It is preferable that the
この液晶表示装置100においては、ドット反転駆動を行うことにより隣接する画素に形成される斜め電界の作用により、軸対称配向が形成され、2つの軸対称配向液晶ドメインの中心軸は、画素電極111および対向電極131の長手方向の中央部に設けた2対の開口部114内またはその近傍に固定・安定化される。さらに、壁構造体115の壁面で歪んだ電界および壁構造体の壁面効果により主に隣接する2つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向を規定し、一対の切欠き部による斜め電界の作用で隣接する2つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる方向が規定され、これらが協同的に作用し、中間調表示状態においても、液晶ドメインの軸対称配向を安定化する。
In this liquid
画素電極111および対向電極131の軸対称配向液晶ドメインの中心軸に対応する位置に開口部114を設けることによって、中心軸の位置が固定・安定化されるので、液晶表示パネル内の全面に亘って、軸対称配向液晶ドメインの中心軸が一定の位置に配置される結果、表示の均一性が向上する。また、軸対称配向が安定化される結果、中間調表示における応答時間を短くできるという効果も得られる。さらに、液晶表示パネルの押圧による残像を低減する(回復する時間を短くする)こともできる。壁構造体115を設けることによって軸対称配向がさらに安定化されるので、特に、押圧による残像を低減したい用途においては、壁構造体を設けることが好ましい。
By providing the
なお、透明基板110aの液晶層120側には、例えばTFTなどのアクティブ素子およびTFTに接続されたゲート配線およびソース配線などの回路要素(いずれも不図示)が設けられる。また、透明基板110aと、透明基板110a上に形成された回路要素および上述した画素電極111、壁構造体115、支持体133(支持体はアクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板のどちらに形成しても構わない)および配向膜などをまとめてアクティブマトリクス基板ということがある。一方、透明基板110bと透明基板110b上に形成されたカラーフィルタ層130、ブラックマトリクス132、対向電極131および配向膜などをまとめて対向基板またはカラーフィルタ基板ということがある。
Note that, on the
図1(c)に示す液晶表示装置100’は、壁構造体を有しない点において図1(a)および(b)に示した液晶表示装置100と異なっている。図1(c)において、液晶表示装置100と共通の構成要素は図1(b)と同じ参照符号で示す。
A liquid
液晶表示装置100’は、液晶表示装置100と同様に、ドット反転駆動されることによって形成される隣接画素間に急峻な斜め電界と、画素電極111および対向電極131に設けられた開口部114の周辺に形成される斜め電界とによって、開口部114(第1開口部114aおよび第2開口部114bの少なくとも一方)内またはその近傍に中心軸が固定・安定化された2つの軸対称配向ドメインが安定に形成される。また、画素電極111に設けられた切欠き部113が液晶ドメインの境界付近の液晶分子の配向方向を規制するので、2つの液晶ドメインの軸対称配向がさらに安定化される。
Similarly to the liquid
また、液晶表示装置100’は、液晶表示装置100と同様に、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極111の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の1H反転駆動を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極131を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる(1Hドット反転駆動)。
Further, like the liquid
なお、上記の説明では省略したが、液晶表示装置100および100’は、透明基板110aおよび110bを介して互いに対向するように配置された一対の偏光板をさらに有する。一対の偏光板は典型的には透過軸が互いに直交するように配置される。さらに、後述するように、2軸性光学異方性媒体層または1軸性光学異方性媒体層を設けても良い。
Although omitted in the above description, the liquid
(半透過型液晶表示装置)
次に、図2を参照しながら、本発明による実施形態の半透過型液晶表示装置200の構成を説明する。
(Transflective liquid crystal display device)
Next, the configuration of the transflective liquid
図2は、本発明による実施形態の透過型液晶表示装置200の1つの画素の構成を模式的に示す図であり、図2(a)は、平面図であり、図2(b)は図2(a)中の2B−2B’線に沿った断面図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of one pixel of the transmissive liquid
ここでは、1画素を3分割(N=3、透過領域が2分割、反射領域が1分割)した例を示すが、画素ピッチに応じて分割数(=N)は少なくとも2つ以上(透過領域が最低1分割、反射領域が最低1分割)に設定できる。対向基板(第2基板)側の分割領域(軸対称配向ドメインが形成される領域)の略中心に設ける開口部の数(=n)も画素分割数(=N)と同一にすることが好ましい。但し、例えば後述するように、対向基板の反射領域の液晶層側に選択的に透明誘電体層を設ける場合には、対向電極(第2電極)の反射領域には開口部を設けなくても良い。また、分割数(=N)が多くなると、実効開口率は低下する傾向にあるので、高精細な表示パネルに適用する場合は、分割数(=N)を小さくすることが好ましい。 Here, an example is shown in which one pixel is divided into three (N = 3, the transmission region is divided into two, and the reflection region is divided into one), but the number of divisions (= N) is at least two (transmission region) according to the pixel pitch. Is at least one division, and the reflection area is at least one division). The number of openings (= n) provided at substantially the center of the divided region (region where the axially symmetric alignment domain is formed) on the counter substrate (second substrate) side is also preferably made the same as the number of divided pixels (= N). . However, as will be described later, for example, when a transparent dielectric layer is selectively provided on the liquid crystal layer side of the reflective region of the counter substrate, an opening is not provided in the reflective region of the counter electrode (second electrode). good. Further, as the number of divisions (= N) increases, the effective aperture ratio tends to decrease. Therefore, when applied to a high-definition display panel, it is preferable to reduce the number of divisions (= N).
液晶表示装置200は、透明基板(例えばガラス基板)210aと、透明基板210aに対向するように設けられた透明基板210bと、透明基板210aと210bとの間に設けられた垂直配向型の液晶層220とを有する。両方の基板210aおよび210b上の液晶層220に接する面には垂直配向膜(不図示)が設けられており、電圧無印加時には、液晶層220の液晶分子は、垂直配向膜の表面に対して略垂直に配向している。液晶層220は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料を含み、必要に応じて、カイラル剤を更に含む。
The liquid
液晶表示装置200は、透明基板210a上に形成された画素電極211と、透明基板210b上に形成された対向電極231とを有し、画素電極211と対向電極231との間に設けられた液晶層220とが画素を規定する。透明基板210a上には、後述するようにTFTなどの回路要素が形成されている。透明基板210aおよびこの上に形成された構成要素をまとめてアクティブマトリクス基板210aということがある。
The liquid
また、典型的には、透明基板210bの液晶層220側には、画素に対応して設けられるカラーフィルタ230(複数のカラーフィルタをまとめて全体をカラーフィルタ層230ということもある。)と、隣接するカラーフィルタ230の間に設けられるブラックマトリクス(遮光層)232とが形成され、これらの上に対向電極231が形成されるが、対向電極231上(液晶層220側)にカラーフィルタ層230やブラックマトリクス232を形成しても良い。透明基板210bおよびこの上に形成された構成要素をまとめて対向基板(カラーフィルタ基板)基板210bということがある。
Further, typically, a color filter 230 (corresponding to a plurality of color filters may be collectively referred to as the color filter layer 230) provided corresponding to the pixel on the
画素電極211は、透明導電層(例えばITO層)から形成された透明電極211aと、金属層(例えば、Al層、Alを含む合金層、およびこれらのいずれかを含む積層膜)から形成された反射電極211bとを有する。その結果、画素は、透明電極211aによって規定される透明領域Aと、反射電極211bによって規定される反射領域Bとを含む。透明領域Aは透過モードで表示を行い、反射領域Bは反射モードで表示を行う。
The
画素分割数(=N)が3(透過領域が2分割、反射領域が1分割)の図2に示した液晶表示装置200においては、画素電極211の周囲の遮光領域上に後述する壁構造体215が形成されている。また、画素電極211は、画素内の所定の位置に分割数に応じた数(図2では、n=3)の第1開口部214aを有している。画素電極211は、さらに、所定の位置に4つの切欠き部213を有している。一方、対向側の透明基板210b上の対向電極231は、透過領域の分割数に応じた2つの第2開口部114bを有している。
In the liquid
この液晶層に所定の電圧を印加すると、それぞれが軸対称配向を呈する3つ(分割数Nと同数)の液晶ドメインが形成され、これら液晶ドメインのそれぞれの軸対称配向の中心軸は、第1開口部214aおよび第2開口部114b内またはその近傍に形成される。画素電極211および対向電極231の所定の位置に設けられた開口部214aおよび214bは軸対称配向の中心軸の位置を固定するように作用するとともに、軸対称配向を安定化するように作用する。ここで例示するように、透過領域において、第1開口部214aと第2開口部214bとが液晶層を介して互いに重なるように配置すると、一対の開口部214による実効開口率の低下を抑制することができる。第1開口部と第2開口部との作用によって1つの中心軸を固定・安定化するので、第1開口部114aまたは第2開口部114bが発現すべき作用は、1つの開口部で中心軸を固定・安定化する場合よりも小さくてよいので、第1開口部214aおよび第2開口部214bの直径を小さくでき、その結果、実効開口率の低下を抑制することができる。
When a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer, three liquid crystal domains each having an axially symmetric alignment (the same number as the division number N) are formed, and the central axis of each of the liquid crystal domains is the first axis. It is formed in or near the
本実施形態の液晶表示装置は、後に詳細に説明するように、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極231に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される(ドット反転駆動)。このように、ドット反転駆動を採用することで隣接画素間に発生する斜め電界による配向安定化効果を略矩形の画素の四辺について得られる。従って、隣接する画素の間に急峻な斜め電界が形成され、軸対称配向を安定化するように作用する。 As will be described in detail later, the liquid crystal display device of the present embodiment is adjacent to each other in each column and row within each vertical scanning period with respect to pixels arranged in a matrix having rows and columns. The voltage applied to the pixel electrode of the pixel to be applied is applied so as to have a reverse polarity with respect to the voltage applied to the counter electrode 231 (dot inversion driving). As described above, by adopting the dot inversion driving, the alignment stabilization effect by the oblique electric field generated between the adjacent pixels can be obtained for the four sides of the substantially rectangular pixel. Accordingly, a steep oblique electric field is formed between adjacent pixels, and acts to stabilize the axially symmetric orientation.
さらに、本実施形態の液晶表示装置においては、任意の一本の走査信号線に接続されたスイッチング素子は、当該走査信号線に隣接する一対の行に属する画素電極211の内の一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子を交互に有している。従って、従来の1ライン反転駆動(1H反転駆動)を行うことによって、結果的に、行方向および列方向に隣接する画素の液晶層に、対向電極231を基準として互いに逆極性の表示信号を印加することができる(1Hドット反転駆動)。
Furthermore, in the liquid crystal display device of this embodiment, the switching element connected to any one scanning signal line is connected to one of the
また、本実施形態の液晶表示装置は、上述したように開口部214内またはその近傍に軸対称配向の中心が固定・安定化される。これは、この開口部214によって形成される斜め電界の作用によって、開口部214を中心にその周辺の液晶分子が連続的な配向(軸対称配向)が形成されるためであり、この開口部214(少なくとも第1開口部214aおよび第2開口部214bの一方)の作用によって、特許文献7の図9に示されているような角部において不連続な配向が形成されることが抑制・防止される。また、開口部214の作用によって、電界が低い中間調表示状態においも十分に安定な軸対称配向を得ることができ、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間を短くすることができる。
In the liquid crystal display device of this embodiment, as described above, the center of the axially symmetric orientation is fixed and stabilized in the
さらに、液晶表示装置200は、隣接する画素の間に遮光領域を有し、この遮光領域の透明基板210a上に壁構造体215を有している。遮光領域は表示に寄与しないので、遮光領域に形成された壁構造体215は表示に悪影響を及ぼすことが無い。
Further, the liquid
壁構造体215はその傾斜面効果で液晶分子が電圧印加時(電界発生時)に傾斜する方向を規定するように作用する。壁構造体215の傾斜した側面による配向規制力は、電圧無印加時にも作用し、液晶分子を傾斜させる。また、画素の間に形成される電界は、隣接する画素の間に存在する壁構造体215によってゆがめられ、壁構造体215の壁面で液晶分子が傾斜する方向を規定するように作用する。
The
壁構造体215を設けると、隣接する画素の間に形成される急峻な斜め電界および開口部214の周囲に形成される斜め電界による配向規制力に加えて、壁構造体215による配向規制力が協同的に作用し、軸対称配向がさらに安定に形成される。壁構造体215の壁面効果を併せて利用することで、斜め電界による配向規制力が小さい中間調表示状態における軸対称配向の安定性がさらに向上するとともに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れが正常な配向に回復する時間をさらに短くすることができる。
When the
ここで例示した壁構造体215は、画素を包囲するように連続した壁として設けられているが、これに限らず複数の壁に分断されていても良い。この壁構造体215は液晶ドメインの画素の外延近傍に形成される境界を規定するように作用するので、ある程度の長さを有することが好ましい。例えば、壁構造体215を複数の壁で構成した場合、個々の壁の長さは、隣接する壁の間の長さよりも長いことが好ましい。
The
さらに、必要に応じて配置する切欠き部213は軸対称配向ドメインの境界付近に設けられ、液晶分子が電界によって倒れる方向を規定し、軸対称配向ドメインを形成するように作用する。切欠き部213の周辺には、開口部214aおよび214bと同様に、画素電極211と対向電極213との間に印加される電圧によって、斜め電界が形成され、この斜め電界と壁構造体215によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように軸対称配向が形成される。
Further, the
また、ここでは、切欠き部213は、画素の透過領域に形成される液晶ドメインの中心軸に対応する開口部(ここでは図2(a)中の右側の開口部)214aを中心に点対称に配置された4つの切欠き部213を含んでいる。こここで例示するように壁構造体215と組み合わせて用いると、開口部214および切欠き部213の周辺に形成される斜め電界と壁構造体215によって歪んで形成される壁面での電界の作用で液晶分子が傾斜する方向が規定される結果、上述のように3つの軸対称配向が安定に形成される。壁構造体215や開口部214や切欠き部213の配置およびこれらの好ましい形状については、上述した透過型液晶表示装置100の場合と同様である。図2には、透過領域Aに2つの液晶ドメインを形成し、反射領域Bに1つの液晶ドメインを形成する例を示したが、これに限定されない。なお、個々の液晶ドメインは略正方形の形状にすることが、視野角特性および配向の安定性の観点から好ましい。
In addition, here, the
液晶層220の厚さ(セルギャップともいう。)を規定するための支持体233を遮光領域(ここではブラックマトリクス232によって規定される領域)に形成すれば、表示品位を低下させることが無いので好ましい。支持体233は、透明基板210aおよび210bのどちらに形成しても良く、例示したように、遮光領域に設けられた壁構造体215上に設ける場合に限られない。壁構造体215上に支持体233を形成する場合は、壁構造体215の高さと支持体233の高さとの和が液晶層220の厚さとなるように設定される。壁構造体215が形成されていない領域に支持体233を設ける場合には、支持体233の高さが液晶層220の厚さとなるように設定される。
If the
この液晶表示装置200においては、画素電極211および対向電極231に所定の電圧(閾値電圧以上の電圧)を印加すると、透過領域Aに2つの軸対称配向液晶ドメインと、反射領域Bに1つの軸対称配向ドメインが形成される。壁構造体215の壁面で歪んだ電界および壁構造体の壁面効果により主に隣接する3つの液晶ドメイン内(透過領域2つ、反射領域1つ)の液晶分子が電界で倒れる方向を規定し、4つの切欠き部による斜め電界作用で隣接する3つの液晶ドメイン内の液晶分子が電界で倒れる配向規制力が協同的に作用し、液晶ドメインの軸対称配向が安定化される。さらに透過領域Aに形成される2つの軸対称配向液晶ドメインの中心軸は、それぞれ一対の開口部214(互いに対向する214aおよび214b)内または近傍に固定され、安定化される。反射領域Bに形成される1つの軸対称液晶ドメインの中心軸は、開口部214aによって安定化される。
In this liquid
ここでは、壁構造体215を有する半透過型液晶表示装置200の好ましい構成の例を説明したが、図1(c)に示した透過型液晶表示装置100’と同様に、壁構造体215を省略してもよい。但し、壁構造体215を設けることによって軸対称配向がさらに安定化されるので、特に、押圧による残像を低減したい用途においては、壁構造体を設けることが好ましいことは上述の通りである。
Here, an example of a preferable configuration of the transflective liquid
次に、透過モードの表示と反射モードの表示の両方を行うことができる半透過型液晶表示装置200に特有の好ましい構成を説明する。
Next, a preferable configuration unique to the transflective liquid
透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層220を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層220を2回通過する。したがって、図2(b)に模式的に示したように、透過領域Aの液晶層220の厚さdtを反射領域Bの液晶層220の厚さdrの約2倍に設定することが好ましい。このように設定することによって、両表示モードの光に対して液晶層220が与えるリタデーションを略等しくすることができる。dt=0.5drが最も好ましいが、0.3dt<dr<0.7dtの範囲内にあれば両方の表示モードで良好な表示を実現できる。勿論、用途によっては、dt=drであってもよい。
In the transmission mode display, the light used for display passes through the
液晶表示装置200においては、反射領域Bの液晶層220の厚さを透過領域Aの液晶層の厚さよりも小さくするために、ガラス基板210bの反射領域Bにのみ透明誘電体層234を設けている。透明誘電体層234は、例示したように、対向電極231の下側(液晶層と反対側)に設けることが好ましい。このような構成を採用すると、反射電極211bの下に絶縁膜などを用いて段差を設ける必要がないので、アクティブマトリクス基板210aの製造を簡略化できるという利点が得られる。さらに、液晶層220の厚さを調整するための段差を設けるための絶縁膜上に反射電極211bを設けると、絶縁膜の斜面(テーパ部)を覆う反射電極によって透過表示に用いられる光が遮られる、あるいは、絶縁膜の斜面に形成された反射電極で反射される光は、内部反射を繰り返すので、反射表示にも有効に利用されない、という問題が発生するが、上記構成を採用するとこれらの問題の発生が抑制され、光の利用効率を改善することができる。
In the liquid
さらに、この透明誘電体層234に光を散乱する機能(拡散反射機能)を有するものを用いると、反射電極211bに拡散反射機能を付与しなくても、良好なペーパーホワイトに近い白表示を実現できる。透明誘電体層234に光散乱能を付与しなくても、反射電極211bの表面に凹凸形状を付与することによって、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することもできるが、凹凸の形状によっては軸対称配向の中心軸の位置が安定し無い場合がある。これに対し、光散乱能を有する透明誘電体層234と平坦な表面を有する反射電極211bとを用いれば、反射電極211bに形成する開口部214aによって中心軸の位置をより確実に安定化できるという利点が得られる。勿論、対向電極231の反射領域Bに開口部214bを設けることによって軸対称配向の中心軸をさらに安定化できる。なお、反射電極211bに拡散反射機能を付与するために、その表面に凹凸を形成する場合、凹凸形状は干渉色が発生しないように連続した波状とすることが好ましく、軸対称配向の中心軸を安定化できるように設定することが好ましい。
Furthermore, if the
また、透過モードでは表示に用いられる光はカラーフィルタ層230を一回通過するだけであるのに対し、反射モードの表示では、表示に用いられる光はカラーフィルタ層230を2回通過する。従って、カラーフィルタ層230として、透過領域Aおよび反射領域Bに同じ光学濃度のカラーフィルタ層を用いると、反射モードにおける色純度および/または輝度が低下することがある。この問題の発生を抑制するために、反射領域のカラーフィルタ層の光学濃度を透過領域のカラーフィルタ層よりも小さくすることが好ましい。なお、ここでいう光学濃度は、カラーフィルタ層を特徴付ける特性値であり、カラーフィルタ層の厚さを小さくすれば、光学濃度を小さくできる。あるいは、カラーフィルタ層の厚さをそのままで、例えば添加する色素の濃度を低下させて、光学濃度を小さくすることもできる。このように透過領域Aと反射領域Bとで異なるカラーフィルタの色層を形成することは表示の色再現性を向上させる目的から極めて効果が大きい。
In the transmissive mode, light used for display passes through the
次に、図3および図4を参照しながら、半透過型液晶表示装置に好適に用いられるアクティブマトリクス基板の構造の一例を説明する。図3はアクティブマトリクス基板の部分拡大図であり、図4は、図3中のX−X’線に沿った断面図である。図3および図4に示したアクティブマトリクス基板は、透過領域Aに1つの液晶ドメインを形成する構成を有している点(すなわち、開口部214aおよび切欠き部213の数が少ない点)において、図2に示したアクティブマトリクス基板211aと異なるが、他の構成は同じであってよい。
Next, an example of the structure of an active matrix substrate that is preferably used in a transflective liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. 3 is a partially enlarged view of the active matrix substrate, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. 3. The active matrix substrate shown in FIGS. 3 and 4 has a configuration in which one liquid crystal domain is formed in the transmissive region A (that is, the number of
図3および図4に示すアクティブマトリクス基板は、例えばガラス基板からなる透明基板1を有し、透明基板1上には、ゲート信号線2およびソース信号線3が互いに直交するように設けられている。これらの信号配線2および3の交差部の近傍にTFT4を設けられており、TFT4のドレイン電極5は画素電極6に接続されている。
The active matrix substrate shown in FIGS. 3 and 4 includes a
画素電極6は、ITOなどの透明導電層から形成された透明電極7と、Alなどから形成された反射電極8とを有し、透明電極7が透過領域Aを規定し、反射電極8が反射領域Bを規定する。画素電極6の所定の領域には、上述したように軸対称配向ドメインの配向を制御するために切欠き部14および軸対称配向ドメインの軸位置固定を行うための第1の開口部214が設けられている。さらに軸対称配向ドメインの配向状態を規定するために画素外の非表示領域の信号線(遮光領域)の部分には画素領域を囲む壁構造体(不図示)が形成される。
The
画素電極6は次段のゲート信号線上にゲート絶縁膜9を介して重畳させており、補助容量が形成されている。また、TFT4はゲート信号線2から分岐したゲート電極10の上部にゲート絶縁膜9、半導体層12、チャネル保護層13およびn+−Si層11(ソース・ドレイン電極)が積層された構造を有している。
The
なお、ここではボトムゲート型のTFTの構成例を示したが、これに限られず、トップゲート型のTFTを用いることもできる。 Note that although a configuration example of a bottom-gate TFT is shown here, the present invention is not limited to this, and a top-gate TFT can also be used.
上述したように、図2に示した構成を有する液晶表示装置200は液晶表示装置100と同様に、ドット反転駆動を行うことにより隣接する画素に形成される斜め電界の作用および開口部214の周囲に形成される斜め電界の作用により、軸対称配向が安定に形成される。さらに、画素電極および対向電極の略中央部に設けた各々1対の開口部214は画素内の軸対称状配向ドメインの中心軸を固定・安定化するので、中間調表示状態において斜めから表示を見た場合のざらつき感を低減するなどの効果を得ることができる。更に、遮光領域に設けられた壁構造体215および切欠き部213によって、中間調表示状態においても、安定した軸対称配向ドメインが形成される。
As described above, the liquid
さらに、透明誘体層234および/またはカラーフィルタ層230を上述のように構成することによって、透過モードおよび反射モードでの表示の明るさや色純度を向上することができる。
Furthermore, by configuring the
(配向安定化駆動方法)
上述した実施形態の液晶表示装置は、行および列を有するマトリクス状に配置された画素に対して、各垂直走査期間内に、列および行のいずれにおいても、互いに隣接する画素の画素電極に印加される電圧が、対向電極に印加される電圧を基準として逆極性となるように印加される(ドット反転駆動)。ここでは、ドット反転駆動を行うことによって、得られる配向安定化効果を詳細に説明する。
(Orientation stabilization drive method)
In the liquid crystal display device of the above-described embodiment, the pixels arranged in a matrix having rows and columns are applied to the pixel electrodes of adjacent pixels in each column and row within each vertical scanning period. The applied voltage is applied so as to have a reverse polarity with respect to the voltage applied to the counter electrode (dot inversion driving). Here, the effect of stabilizing the alignment obtained by performing dot inversion driving will be described in detail.
図5に本発明による実施形態の液晶表示装置300の駆動回路および画素配置を模式的に示す。この液晶表示装置300は、上述の液晶表示装置100または200と同じ構成の表示領域を有している。
FIG. 5 schematically shows a drive circuit and pixel arrangement of the liquid
液晶表示装置300は、TFT型液晶表示装置であり、列方向に延びる互いに平行な複数のデータ信号線(ソース信号線)301と行方向に延びる互いに平行な複数の走査信号線(ゲート信号線)302を有し、それぞれ、ソース信号駆動回路303およびゲート信号駆動回路304に接続されている。液晶表示装置300は、画素毎に少なくとも1つのTFT305を有し、TFT305のゲート電極が走査信号線302に接続されており、ソース電極にデータ信号線301が接続されている。TFT305のドレイン電極は画素電極306に接続されており、ゲート電極に所定の電圧(走査信号電圧)が印加されたときにTFT305がON状態となり、画素電極306がデータ信号線と電気的に接続され、所定のデータ信号電圧が画素電極306に供給される。画素電極306に対向する対向電極(不図示:典型的には複数の画素電極に対向する)には、所定の共通電圧が供給される。対向電極に供給される共通電圧と、画素電極306に供給されるデータ信号電圧との差がそれぞれの画素の液晶層に印加される。
The liquid
ここで、任意の一本の走査信号線302に接続されたTFT305は、当該走査線302に隣接する一対の行に属する画素電極306の一方(例えば上の行に属する画素電極306)に接続されたTFT305と他方(例えば下の行に属する画素電極306)に接続されたTFT305を交互に有するように配列されている。言い換えると、複数のデータ信号線301のうち、例えば、奇数番目のデータ信号線301に接続されたTFT306は走査信号線302の上側に配置されており(上の行の画素電極306に接続されており)、偶数番目のデータ信号線301に接続されたTFT305は走査信号線302の下側に配置されている(下の行の画素電極306に接続されている)。すなわち、ある走査信号線302に接続されたTFT305(および画素電極306)をデータ信号線301毎に上下方向に交互に千鳥状に配列している。
Here, the
上述のような千鳥状配列のパネル構成に対して従来の1ライン反転駆動を行うことによって、画素電極306に供給される電圧を対向電極に供給される電圧を基準として、行方向および列方向に隣接する画素間で逆極性として、フレーム毎に切り替える。すなわち、ソース信号線駆動回路303およびゲート信号線駆動回路304は従来の1ライン反転駆動を行うだけで、結果的にドット反転駆動を実現することができる。
By performing the conventional one-line inversion driving for the above-described staggered panel configuration, the voltage supplied to the
本実施形態では、1フレーム期間内に、マトリクス状に配置されて形成された任意の第1の画素と、当該第1の画素に隣接する同一行の第2の画素とに対して、対向電極を基準として互いに逆極性の電圧を印加するとともに、任意のn行目の走査線に接続された第1の画素と、当該第1の画素と同一列のデータ信号線に接続されたn+1行目(またはn−1行目)の走査信号線に接続された第3の画素に対しても、対向電極を基準として互いに逆極性の電圧を印加する(ドット反転駆動)。さらに、フレーム毎に全ての画素に印加される電圧の極性を反転させる(フレーム反転駆動)。例えば、図6に本実施形態の液晶表示装置300のあるフレーム期間における画素に印加されている電圧の極性パターンの一例を示す。図6示した次のフレームでは、全ての画素について、プラスとマイナスが逆転する。
In the present embodiment, a counter electrode is provided for an arbitrary first pixel that is arranged in a matrix and a second pixel in the same row adjacent to the first pixel within one frame period. Are applied with voltages having opposite polarities, and the first pixel connected to the scanning line of any n-th row and the n + 1-th row connected to the data signal line in the same column as the first pixel Voltages having opposite polarities are also applied to the third pixels connected to the (or (n−1) th) scanning signal line with reference to the counter electrode (dot inversion driving). Further, the polarity of the voltage applied to all the pixels is inverted every frame (frame inversion driving). For example, FIG. 6 shows an example of the polarity pattern of the voltage applied to the pixels in a certain frame period of the liquid
図7(a)から(c)に液晶層に電圧を印加した際の等電位線の挙動と液晶配向ダイレクタのシミュレーション結果を示す。ここで、液晶層の駆動電圧は4Vと設定して、電界による等電位線の引き込み効果を確認するため、隣接する画素電極間の間隙の幅が3μmの場合と9μmの場合とのを比較する。また、従来のパネル構成に対して従来のライン反転駆動を行った場合などのように隣接画素電極間では同極性の電圧が印加された場合と、対向電極を基準にして隣接画素間で正負の極性を逆極性として印加された場合(本実施形態)について示す。 FIGS. 7A to 7C show the behavior of equipotential lines when a voltage is applied to the liquid crystal layer and the simulation results of the liquid crystal alignment director. Here, the driving voltage of the liquid crystal layer is set to 4 V, and in order to confirm the effect of pulling equipotential lines by the electric field, the case where the width of the gap between adjacent pixel electrodes is 3 μm is compared with the case where it is 9 μm. . In addition, when a voltage having the same polarity is applied between adjacent pixel electrodes as in the case of performing conventional line inversion driving with respect to a conventional panel configuration, and between positive and negative between adjacent pixels based on the counter electrode A case where the polarity is applied as the reverse polarity (this embodiment) will be described.
図7(a)は、本発明による実施形態の駆動方法で、隣接画素電極に逆極性の電圧を印加した場合(電極間の間隙3μm)、(b)従来の駆動方法で、隣接画素間で同極性の電圧を印加した場合(電極間隙3μm)、(c)従来の駆動方法で隣接画素間で同極性の電圧を印加した場合(電極間隙9μm)のシミュレーション結果である。
FIG. 7A shows a driving method according to an embodiment of the present invention when a voltage having a reverse polarity is applied to adjacent pixel electrodes (
隣接画素間で逆極性の電圧を印加した場合には画素の境界で急峻な電位勾配が発生してより効果的に等電位線が引き込まれることが分かる。例えば、本実施形態の駆動方法では従来の隣接画素間で同極性で、かつ、電極間隙9μmの場合よりもより効果的に等電位線が引き込まれて、液晶分子が電界によって斜めに配向することがわかる。さらに、本実施形態の駆動方法では、電極間隙3μmの場合でも効果的に液晶分子が電界によって配向制御されていることがわかる。 It can be seen that when a reverse polarity voltage is applied between adjacent pixels, a steep potential gradient is generated at the boundary of the pixels, and the equipotential lines are drawn more effectively. For example, in the driving method of this embodiment, equipotential lines are drawn more effectively than the conventional case of the same polarity between adjacent pixels and an electrode gap of 9 μm, and the liquid crystal molecules are obliquely aligned by the electric field. I understand. Furthermore, it can be seen that in the driving method of the present embodiment, the alignment of liquid crystal molecules is effectively controlled by an electric field even when the electrode gap is 3 μm.
以上のように、任意の走査信号線302に接続されたTFT305(および画素電極306)をデータ信号線301毎に上下方向に交互に千鳥状に配列した構成を有するパネルに対して従来の1ライン反転駆動を行い、行方向および列方向のいずれにおいても隣接する画素に印加する電圧の極性を対向電極に対して1フレーム毎に逆極性で印加することで、画素間で大きな電位勾配を形成させることが可能となり、この電位勾配を利用した配向規制力により、垂直配向型液晶層に形成される軸対称配向をより安定化することができる。
As described above, one conventional line for a panel having a configuration in which TFTs 305 (and pixel electrodes 306) connected to an arbitrary
また、この配向安定化に適した駆動方法は液晶パネルのフリッカの低減にも極めて有効である。 In addition, the driving method suitable for stabilizing the alignment is extremely effective for reducing the flicker of the liquid crystal panel.
すなわち、一般的なアクティブ型液晶パネルでは、画素毎に設けたTFT素子などのスイッチング素子の特性が十分でないためにソース信号駆動回路(列方向)303から出力されるデータ信号の正負が対称であっても、液晶層の透過率は正負のデータ電圧に対して完全に対称とならず、1フレーム毎に液晶層への印加電圧の正負極性を反転させる駆動方式(1フレーム反転駆動)では液晶パネルのフリッカが目立つことがある。 That is, in a general active liquid crystal panel, since the characteristics of a switching element such as a TFT element provided for each pixel are not sufficient, the sign of the data signal output from the source signal drive circuit (column direction) 303 is symmetric. However, the transmittance of the liquid crystal layer is not completely symmetric with respect to the positive and negative data voltages, and in the driving method (one frame inversion driving) that inverts the positive / negative polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer every frame. Flicker may be noticeable.
このようなフリッカ低減対策として、1水平走査線毎に正負極性を反転させ、かつ、1フレーム周期毎に正負極性を反転させる駆動方式(1H反転駆動)などが知られており、他にも画素を形成する液晶層への印加電圧の正負極性を1走査信号線毎かつ1データ線毎に反転させ、1フレーム周期毎にも反転させる駆動方式(ドット反転駆動)などが行われている。フリッカ抑制の効果は、本実施形態と同様のドット反転駆動で最も低減できるという特徴を有しているが、ドット反転駆動の場合には、同一の走査線上の画素電極に正あるいは負の極性の電圧が印加されるためにソース信号線駆動回路のIC耐圧を高く設定しなければならないという課題も指摘されている。これに対し、本実施形態では、任意の走査信号線に接続されたスイッチング素子(および画素電極)をデータ信号線毎に上下方向に交互に千鳥状に配列した構成を有するパネルに対して従来の1ライン反転駆動を行うことによって、結果的に、ドット反転駆動を実現できるので、従来のドット反転駆動のように高いIC耐圧が要求されることがない。 As such a flicker reduction measure, a driving method (1H inversion driving) in which the positive / negative polarity is inverted every horizontal scanning line and the positive / negative polarity is inverted every frame period is known. A driving method (dot inversion driving) or the like in which the positive / negative polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer forming the pixel is inverted for each scanning signal line and for each data line is performed. The effect of suppressing flicker has the feature that it can be reduced most by the dot inversion drive similar to this embodiment. However, in the case of dot inversion drive, the pixel electrode on the same scanning line has a positive or negative polarity. It has also been pointed out that the IC withstand voltage of the source signal line driver circuit must be set high in order to apply a voltage. In contrast, in the present embodiment, a conventional panel having a configuration in which switching elements (and pixel electrodes) connected to arbitrary scanning signal lines are alternately arranged in a vertical direction for each data signal line is used. By performing one-line inversion driving, dot inversion driving can be realized as a result, so that a high IC breakdown voltage is not required unlike conventional dot inversion driving.
なお、本発明の実施形態の液晶表示装置において、壁構造体をさらに設けると、壁構造体による配向規制力をも利用して軸対称配向を安定化できるので、特に、十分な電界が得られない中間調においても、軸対称配向を安定化することが可能で、中間調での表示品位を改善することができる。さらに、液晶表示パネルが押圧された際に生じる配向乱れ(押圧による残像ということがある)が正常な配向に回復する時間を短くすることもできる。 In addition, in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, when a wall structure is further provided, the axially symmetric alignment can be stabilized by utilizing the alignment regulating force by the wall structure, so that a sufficient electric field can be obtained. It is possible to stabilize the axially symmetric orientation even in the case where there is no halftone, and the display quality in the halftone can be improved. Furthermore, it is possible to shorten the time required for the alignment disorder (which may be referred to as an afterimage caused by pressing) generated when the liquid crystal display panel is pressed to recover normal alignment.
〔動作原理〕
次に図8を参照しながら、垂直配向型液晶層を有する本発明の実施形態の液晶表示装置が優れた広視野角特性を有する理由を説明する。
〔Operating principle〕
Next, the reason why the liquid crystal display device of the embodiment of the present invention having the vertical alignment type liquid crystal layer has excellent wide viewing angle characteristics will be described with reference to FIG.
図8は、アクティブマトリクス基板側に設けた壁構造体15および開口部14aと、カラーフィルタ基板側に設けた開口部14bによる配向規制力の作用を説明するための図であり、図6(a)は電圧無印加時、図8(b)は電圧印加時の液晶分子の配向状態を模式的に示している。図8(b)に示した状態は中間調を表示している状態である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the action of the alignment regulating force by the
図8(a)および(b)に示した液晶表示装置は、透明基板1上に、絶縁膜16、所定の位置に開口部14aを有する画素電極6、壁構造体15を形成し、配向膜12をこの順に配置している。他方の透明基板17上には、カラーフィルタ層18と所定の位置に開口部14bを有する対向電極19および配向膜32がこの順で形成されている。両基板間に設けられた液晶層20は、負の誘電異方性を有する液晶分子21を含む。
In the liquid crystal display device shown in FIGS. 8A and 8B, an insulating
図8(a)に示すように、電圧無印加時には、液晶分子21は垂直配向膜22および32の配向規制力により基板表面に対して略垂直に配向する。
As shown in FIG. 8A, when no voltage is applied, the
一方、電圧印加時には、図8(b)に示すように、誘電異方性が負の液晶分子21は分子長軸が電気力線に対して垂直になろうとするので、一対の開口部14aおよび14bの周辺に形成される斜め電界および壁構造体15の側面(壁面)の電界歪みや配向規制力によって、液晶分子21が倒れる方向が規定されることになる。従って、例えば、開口部14aおよび14bを中心とする軸対称状に配向することになる。この軸対称配向ドメイン内では液晶ダイレクタは全方位(基板面内の方位)に配向しているため、視野角特性が優れる。
On the other hand, when a voltage is applied, as shown in FIG. 8B, the
ここでは、開口部14aおよび14bの周りに形成される斜め電界の作用や壁構造体15での配向規制力について説明したが、画素電極6のエッジ部に形成される切欠き部の近傍においても同様に斜め電界が形成され、液晶分子21が電界によって傾く方向が規定される。特に、上述したドット反転駆動を行うことによって、隣接する画素電極間に生成される斜め電界が液晶分子の軸対称配向を安定に形成するように作用する。また、壁構造体15を省略しても、ドット反転駆動を行うことによって得られる急峻な斜め電界の作用および開口部14aおよび14bの周りに形成される斜め電界の作用によって軸対称配向を安定に形成することができる。
Here, the action of the oblique electric field formed around the
次に、本発明での液晶表示装置の構成に関して説明する。 Next, the configuration of the liquid crystal display device according to the present invention will be described.
図9に示す液晶表示装置は、バックライトと、半透過型液晶パネル50と、半透過型液晶パネル50を介して互いに対向するように設けられた一対の偏光板40および43と、偏光板40および43と液晶パネル50との間に設けられた1/4波長板41および44と、1/4波長板41および44と液晶パネル50との間に設けられた光学異方性が負の位相差板42および45とを有している。液晶パネル50は、透明基板(アクティブマトリクス基板)1と透明基板(対向基板)17との間に垂直配向型液晶層20とを有している。液晶パネル50として、ここでは、図2に示した液晶表示装置200と同様の構成を有するものを用いる。
The liquid crystal display device shown in FIG. 9 includes a backlight, a transflective liquid crystal panel 50, a pair of
図9に示した液晶表示装置の表示動作を以下に簡単に説明する。 The display operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 9 will be briefly described below.
反射モード表示については、上側からの入射光は偏光板43を通り、直線偏光となる。この直線偏光は、偏光板43の透過軸と1/4波長板44との遅相軸とが45°になるように1/4波長板44に入射すると円偏光となり、基板17上に形成したカラーフィルタ層(不図示)を透過する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板45を用いている。
For the reflection mode display, incident light from above passes through the
電圧無印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているために入射光は位相差がほぼ0で透過し、下側の基板1に形成した反射電極により反射される。反射された円偏光は再び液晶層20中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板45を円偏光で通り、1/4波長板44を経て、最初に入射して偏光板43を透過した際の偏光方向と直交する偏光方向の直線偏光に変換されて偏光板43に到達するために、光は偏光板43を透過できず黒表示となる。
When no voltage is applied, since the liquid crystal molecules in the
一方、電圧印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くため、入射した円偏光は液晶層20の複屈折により楕円偏光となり、下側の基板1に形成した反射電極により反射される。反射された光は液晶層20で偏光状態がさらに崩され、再び液晶層20中を通過してカラーフィルタ層を通り、再度、光学異方性が負の位相差板45を通り、1/4波長板44に楕円偏光として入射するため、偏光板43に到達するときに全ての光が入射時の偏光方向と直交した直線偏光とはならず、一部の光が偏光板43を透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板43を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。
On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules in the
また、透過モードの表示については、上下2枚の偏光板43および偏光板40は各々その透過軸が直交するように配置されており、光源から出射された光は偏光板40で直線偏光となり、この直線偏光は、偏光板40の透過軸と1/4波長板41との遅相軸が45°になるように1/4波長板41に入射すると円偏光になり光学異方性が負の位相差板42を経て下側の基板1の透過領域Aに入射する。なお、ここでは法線方向から入射する光に対して位相差を与えない位相差板42を用いている。
Regarding the display of the transmission mode, the two upper and lower
電圧無印加時には、液晶層20中の液晶分子は基板面に略垂直に配向しているため、入射光は位相差がほぼ0で透過し、下側の基板1に円偏光の状態で入射し、円偏光の状態で液晶層20および上側の基板17を経て上側の光学異方性が負の位相差板45を透過して1/4波長板44に到る。ここで、下側の1/4波長板41と上側の1/4波長板44の遅相軸が90°交差して配置することで、上側の1/4波長板44からは偏光板40での直線偏光と直交した直線偏光となり、偏光板43で吸収されて黒表示となる。
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the
一方、電圧印加時には、液晶層20中の液晶分子21は基板面に垂直な方向から水平方向に傾くために液晶表示装置への入射した円偏光は液晶層20の複屈折により楕円偏光となり、上側のCF基板16や上側の光学異方性が負の位相差板45および1/4波長板44を楕円偏光として偏光板43に到るために入射時の偏光成分と直交した直線偏光にはならず、偏光板43を通して光が透過する。特に、印加電圧を調節することで液晶分子の傾く方向が制御できて、反射光が偏光板43を透過できる光量が変調され、階調表示が可能となる。
On the other hand, when a voltage is applied, since the
光学異方性が負の位相差板は液晶分子が垂直配向状態での視野角を変化させた場合の位相差の変化量を最小に抑え、広視野角側での黒浮きを抑える。また、光学異方性が負の位相差板と1/4波長板を一体化させた2軸性位相差板を用いても良い。 A retardation plate having a negative optical anisotropy minimizes the amount of change in retardation when the viewing angle is changed in a vertically aligned state of liquid crystal molecules, and suppresses black floating on the wide viewing angle side. Further, a biaxial retardation plate in which a retardation plate having negative optical anisotropy and a quarter wavelength plate are integrated may be used.
本発明のように電圧無印加時に黒表示を行い、電圧印加時に白表示となるノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合、液晶表示装置(パネル)の上下に一対の1/4波長板を設けることによって、偏光板に起因する消光模様を解消させて明るさを改善することも可能となる。また、上下の偏光板の透過軸を互いに直交して配置してノーマリーブラックモードを軸対称配向ドメインで行った場合には、原理的にはクロスニコルに配置した一対の偏光板と同程度の黒表示を実現できることから、極めて高いコントラスト比を実現できると共に、全方位的な配向に導かれた広い視野角特性が達成できる。 When a normally black mode in which black display is performed when no voltage is applied and white display is performed when a voltage is applied as in the present invention is performed in an axially symmetric alignment domain, a pair of quarter wavelengths are formed above and below the liquid crystal display device (panel). By providing the plate, it is possible to improve the brightness by eliminating the extinction pattern caused by the polarizing plate. In addition, when the normally black mode is performed in the axially symmetric alignment domain by arranging the transmission axes of the upper and lower polarizing plates orthogonally to each other, in principle, the same degree as that of a pair of polarizing plates arranged in crossed Nicols. Since a black display can be realized, an extremely high contrast ratio can be realized, and a wide viewing angle characteristic led to an omnidirectional orientation can be achieved.
また、本発明で規定した透過領域の液晶層厚dtと反射領域の液晶層厚drの関係については、図10に透過領域と反射領域の電圧−反射率(透過率)の液晶厚の依存性に示すように、0.3dt<dr<0.7dtの条件を満足することが好ましく、0.4dt<dr<0.6dtの範囲であることがより好ましい。下限値よりも低い反射領域の液晶層厚では最大反射率の50%以下となり、十分な反射率が得られなくなる。一方、上限値よりも反射領域の液晶層厚drが大きい場合には電圧−反射率特性において透過表示時とは異なる駆動電圧で反射率が最大となる極大値が存在すると共に透過表示での最適な白表示電圧では相対反射率が低下する傾向が大きく、最大反射率の50%以下となるために十分な反射率が得られなくなる。しかしながら、反射領域Bでは液晶層の光路長が透過領域の2倍となることから、透過領域Aと同一の設計をする場合には、液晶材料の光学的な複屈折異方性(Δn)とパネルのセル厚設計が極めて重要となる。 Further, regarding the relationship between the liquid crystal layer thickness dt of the transmission region and the liquid crystal layer thickness dr of the reflection region defined in the present invention, FIG. 10 shows the dependence of the voltage-reflectance (transmittance) of the transmission region and the reflection region on the liquid crystal thickness. As shown, it is preferable to satisfy the condition of 0.3 dt <dr <0.7 dt, and it is more preferable that the range is 0.4 dt <dr <0.6 dt. If the thickness of the liquid crystal layer in the reflection region lower than the lower limit value is 50% or less of the maximum reflectance, sufficient reflectance cannot be obtained. On the other hand, when the thickness dr of the liquid crystal layer in the reflective region is larger than the upper limit value, there is a maximum value in which the reflectance becomes maximum at a driving voltage different from that in transmissive display in the voltage-reflectance characteristics and the optimum in transmissive display. When the white display voltage is high, the relative reflectance tends to decrease, and the reflectance is 50% or less of the maximum reflectance, so that a sufficient reflectance cannot be obtained. However, in the reflection region B, the optical path length of the liquid crystal layer is twice that of the transmission region. Therefore, when the same design as the transmission region A is used, the optical birefringence anisotropy (Δn) of the liquid crystal material is Panel cell thickness design is extremely important.
本発明による実施形態による半透過型液晶表示装置の具体的な特性を以下に例示する。 Specific characteristics of the transflective liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be exemplified below.
ここでは、図9に示した構成を有する液晶表示装置を作製した。液晶セル50には、図2に示した液晶表示装置200と同様の構成の液晶セルを用いた。
Here, a liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 9 was manufactured. As the liquid crystal cell 50, a liquid crystal cell having the same configuration as that of the liquid
TFT基板側の画素電極には、透過領域および反射領域の各々の所定の位置に直径5μmの開口部(第1開口部)を形成するとともに、画素の周囲の信号線上などの遮光部上に壁構造体を配置した。さらに、対向基板側の対向電極には、透過領域部および反射領域部の各々の所定の位置には直径5μmの軸対称配向ドメインの軸中心固定用の開口部(第2開口部)を配置した。なお、これら一対の第1および第2の開口部は液晶層を介して空間的に互いに重なるような位置関係とした。ここでは、切欠き部幅を3μm、隣接画素電極間の間隙を5μmとした。また、カラーフィルタ基板では透明誘電体層234に光散乱能を有しないものを用い、反射電極211bの下層部に表面に凹凸状の連続形状を施した樹脂層を形成して、反射表示時の拡散反射特性を調整した。
In the pixel electrode on the TFT substrate side, an opening (first opening) having a diameter of 5 μm is formed at a predetermined position in each of the transmission region and the reflection region, and a wall is formed on a light shielding portion such as a signal line around the pixel. A structure was placed. Further, an opening (second opening) for fixing the axial center of the axially symmetric orientation domain having a diameter of 5 μm is arranged at a predetermined position of each of the transmission region portion and the reflection region portion on the counter electrode on the counter substrate side. . The pair of first and second openings are positioned so as to overlap each other spatially with the liquid crystal layer interposed therebetween. Here, the notch width was 3 μm, and the gap between adjacent pixel electrodes was 5 μm. In addition, a color filter substrate having a
公知の配向膜材料を用いて、公知の方法で垂直配向膜を形成した。ラビン処理は行っていない。液晶材料としては、誘電率異方性が負の液晶材料(Δn;0.1、Δε;−4.5)を用いた。ここでは、透過領域の液晶層厚dtを4μm、反射領域の液晶層厚drを2.2μm(dr=0.55dt)とした。 A vertical alignment film was formed by a known method using a known alignment film material. Labin treatment is not performed. As the liquid crystal material, a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy (Δn; 0.1, Δε; −4.5) was used. Here, the liquid crystal layer thickness dt in the transmission region is 4 μm, and the liquid crystal layer thickness dr in the reflection region is 2.2 μm (dr = 0.55 dt).
本実施例の液晶表示装置の構成は、上から順に偏光板(観察側)、1/4波長板(位相差板1)、光学異方性が負の位相差板(位相差板2(NR板))、液晶層(上側;カラーフィルタ基板、下側;アクティブマトリクス基板)、光学異方性が負の位相差板(位相差板3(NR板))、1/4波長板(位相差板4)、偏光板(バックライト側)の積層構造とした。なお、液晶層の上下の1/4波長板(位相差板1と位相差板4)では互いの遅相軸を直交させ、各々の位相差を140nmとする。光学異方性が負の位相差板(位相差板2と位相差板3)は各々の位相差を135nmとした。また、2枚の偏光板(観察側、バックライト側)では、透過軸を直交させて配置した。
The configuration of the liquid crystal display device of this example is composed of a polarizing plate (observation side), a quarter-wave plate (retardation plate 1), and a retardation plate with negative optical anisotropy (retardation plate 2 (NR) from the top. Plate)), liquid crystal layer (upper side: color filter substrate, lower side: active matrix substrate), retardation plate with negative optical anisotropy (retardation plate 3 (NR plate)), 1/4 wavelength plate (retardation) A laminated structure of a plate 4) and a polarizing plate (backlight side) was adopted. In the upper and lower quarter-wave plates (the
液晶表示装置に駆動信号を印加(液晶層に4V印加)して表示特性を評価した。特に、ここでは、上述したようにスイッチング素子を各データ信号線毎に上下方向に交互に千鳥状に配列させた構成をとり、1Hライン反転を行うことで液晶層に対して擬似的にドット反転と同様の駆動信号を印加し、対向電極を基準にして隣接画素間に+4Vおよび−4Vの信号を1フレーム内で印加し、次の1フレームでは極性反転を駆動にて液晶パネルの表示特性を評価した。 A display signal was evaluated by applying a drive signal to the liquid crystal display device (applying 4V to the liquid crystal layer). In particular, here, as described above, the switching elements are alternately arranged in a staggered manner in the vertical direction for each data signal line, and pseudo-dot inversion is performed on the liquid crystal layer by performing 1H line inversion. Apply the same drive signal as above, apply + 4V and -4V signals between adjacent pixels with reference to the counter electrode in one frame, and drive the polarity inversion in the next one frame to improve the display characteristics of the liquid crystal panel evaluated.
透過表示での視角−コントラストの特性結果を図11に示す。透過表示での視野角特性はほぼ、全方位的で対称な特性を示し、CR>10の領域は±80°と良好であり、透過コントラストも正面で300:1以上と高いものであった。また、隣接画素間に同極性の駆動信号を印加する従来のライン反転などの駆動方法を適用する場合に比べて、隣接画素電極間隙を狭くできたことから、従来比で15%程度の透過率改善効果が確認された。 A viewing angle-contrast characteristic result in the transmissive display is shown in FIG. The viewing angle characteristics in the transmissive display are almost omnidirectional and symmetric, the CR> 10 region is as good as ± 80 °, and the transmissive contrast is as high as 300: 1 or more in the front. In addition, the gap between adjacent pixel electrodes can be made narrower than in the case of applying a conventional driving method such as line inversion, in which a driving signal having the same polarity is applied between adjacent pixels. The improvement effect was confirmed.
一方、反射表示の特性は、分光測色計(ミノルタ社製CM2002)で評価し、標準拡散板を基準にして反射率約9.5%(開口率100%換算値)、反射表示のコントラスト値は25であり、従来の液晶表示装置に比べて高いコントラストを示し良好であった。
On the other hand, the characteristics of the reflective display are evaluated with a spectrocolorimeter (CM 2002 manufactured by Minolta), the reflectance is about 9.5% (converted value of the
さらに、中間調(8階調分割時での階調レベル2)のグレースケールでの斜め方向からのざらつきの評価では、全くざらつき感は感じられなかった。
Further, in the evaluation of the roughness from the diagonal direction in the gray scale of the halftone (
加えて、上下基板に一対の電極開口部を設けた場合の液晶表示装置での中間調応答時間(8階調分割時での階調レベル3から階調レベル5の変化に要する時間;m秒)は、35m秒であり、本発明の液晶パネル構成をとることで応答時間の改善効果が大きいことが確認できた。さらに、電圧4V印加(白表示)時に指先でパネル面を押した際の配向復元力については押圧部での残像がほとんど見られなかった。
In addition, the halftone response time in the liquid crystal display device when a pair of electrode openings are provided on the upper and lower substrates (time required for the change from
本発明の液晶パネルを隣接画素間への印加電圧を同極性とした従来の1Hライン反転駆動方法で駆動させた場合、隣接画素電極間の間隙を3μmとした場合には、図7(b)でも示したように液晶分子の配向制御が十分に行えずに、液晶領域内でディスクリネーションが発生する現象が確認された。この場合にはさらに、表示コントラストや応答速度も十分でなく、表示品位の低下が顕著であった。 When the liquid crystal panel of the present invention is driven by the conventional 1H line inversion driving method in which the applied voltage between adjacent pixels has the same polarity, when the gap between adjacent pixel electrodes is 3 μm, FIG. However, as shown, the phenomenon of disclination occurring in the liquid crystal region was observed without sufficient alignment control of the liquid crystal molecules. In this case, the display contrast and the response speed are not sufficient, and the display quality is significantly deteriorated.
上述したように、本発明による液晶表示装置は、優れた表示品位の液晶表示装置を比較的簡単な構成で実現できる。本発明は、透過型液晶表示装置および半透過型(透過・反射両用)型液晶表示装置に好適に適用される。特に、半透過型液晶表示装置は、携帯電話などのモバイル機器の表示装置として好適に利用される。 As described above, the liquid crystal display device according to the present invention can realize a liquid crystal display device with excellent display quality with a relatively simple configuration. The present invention is suitably applied to a transmissive liquid crystal display device and a transflective (transmission / reflection) liquid crystal display device. In particular, the transflective liquid crystal display device is suitably used as a display device for mobile devices such as mobile phones.
1 TFT(アクティブマトリクス)基板
2 ゲート信号線
3 ソース信号線
4 TFT
5 ドレイン電極
6 画素電極
7 透明電極
8 反射電極
9 ゲート絶縁膜
10 ゲート電極
11 ソース・ドレイン電極(n+−Si層)
12 半導体層
13 チャンネル保護層
14 開口構造
15 開口部
16 絶縁膜
17 透明基板(対向(CF)基板)
18 カラーフィルタ層
19 対向電極
20 液晶層
21 液晶分子
22、32 配向膜
50 液晶パネル
40、43 偏光板
41、44 1/4波長版
42、45 光学異方性が負の位相差板(NR板)
100、100’ 透過型液晶表示装置
110a アクティブマトリクス基板
110b 対向基板(カラーフィルタ基板)
111 画素電極
113 切欠き部
114 開口部
115 壁構造体
130 カラーフィルタ層
131 対向電極
133 支持体
200 半透過型液晶表示装置
210a アクティブマトリクス基板
210b 対向基板(カラーフィルタ基板)
211 画素電極
213 切欠き部
214 開口部
215 壁構造体
230 カラーフィルタ層
231 対向電極
232 透明誘電体層(反射部段差)
233 支持体
300 液晶表示装置
301 データ信号線(ソース信号線)
302 走査信号線(ゲート信号線)
303 ソース信号線駆動回路
304 ゲート信号線駆動回路
305 スイッチング素子
306 画素電極
1 TFT (active matrix)
5
12
18
100, 100 'Transmission type liquid
111
233
302 Scanning signal line (gate signal line)
303 Source signal line drive circuit 304 Gate signal
Claims (14)
前記第1基板は、行方向に延びる複数の走査信号線と、列方向に延びる複数のデータ信号線と、前記複数の走査信号線および前記複数のデータ信号線に接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を介して前記複数のデータ信号線に接続された複数の第1電極とを有し、
前記第2基板は、前記液晶層を介して前記複数の第1電極に対向する第2電極を有し、
それぞれが、前記複数の第1電極のそれぞれと、前記第2電極と、前記第1電極と前記第2電極の間に設けられた前記液晶層とを含む、行および列を有するマトリクス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の間隙に遮光領域を有する液晶表示装置であって、
前記第1電極は画素内の所定の位置に形成された少なくとも1つの第1開口部を有し、前記第2電極は画素内の所定の位置に形成された少なくとも1つの第2開口部を有し、かつ、少なくとも前記液晶層に所定の電圧を印加した時に形成される少なくとも1つの液晶ドメインの軸対称配向の中心軸は前記少なくとも1つの第1開口部および前記少なくとも1つの第2開口部の内の少なくとも1つの開口部内またはその近傍に形成され、
前記少なくとも1つの第1開口部と前記少なくとも1つの第2開口部は、前記液晶層を介して互いに少なくとも一部が重なる位置に配置されている、液晶表示装置。 A first substrate, a second substrate provided to face the first substrate, and a vertical alignment type liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate,
The first substrate includes a plurality of scanning signal lines extending in a row direction, a plurality of data signal lines extending in a column direction, and a plurality of switching elements connected to the plurality of scanning signal lines and the plurality of data signal lines. A plurality of first electrodes connected to the plurality of data signal lines via the plurality of switching elements,
The second substrate has a second electrode facing the plurality of first electrodes through the liquid crystal layer,
Each of the plurality of first electrodes, the second electrode, and the liquid crystal layer provided between the first electrode and the second electrode are arranged in a matrix having rows and columns. A plurality of pixels, and a liquid crystal display device having a light-shielding region in a gap between the plurality of pixels ,
The first electrode has at least one first opening formed at a predetermined position in the pixel, and the second electrode has at least one second opening formed at a predetermined position in the pixel. In addition, the central axis of the axially symmetric orientation of at least one liquid crystal domain formed when a predetermined voltage is applied to at least the liquid crystal layer is the at least one first opening and the at least one second opening. Formed in or near at least one opening in
The liquid crystal display device , wherein the at least one first opening and the at least one second opening are arranged at a position where at least a part thereof overlaps with the liquid crystal layer .
前記第1電極は、前記開口部を中心に点対称に配置された複数の切欠き部を有する、請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。 The first electrode includes a transparent electrode defining a transmissive region and a reflective electrode defining a reflective region, and the at least one liquid crystal domain includes a liquid crystal domain formed in the transmissive region. Has at least one first opening, the second electrode has at least one second opening, and the at least one first opening and the second opening are formed in the transmission region. Including an opening corresponding to the central axis of the liquid crystal domain;
The first electrode has a plurality of cutout portions arranged in point symmetry about the opening, the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7.
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