JP5511640B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、マルチプレックス駆動される垂直配向型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a multiplex-driven vertical alignment type liquid crystal display device.
液晶表示装置は、例えば民生用や車載用の各種電子機器における情報表示部として広く利用されている。一般的な液晶表示装置は、数μm程度の間隙を設けて対向配置させた2枚の基板間に液晶材料からなる液晶層を配置して構成されている。このような液晶表示装置の1つとして垂直配向型の液晶表示装置が知られている(例えば特開2005−234254号公報)。垂直配向型の液晶表示装置は、2枚の基板間に配置される液晶層の内部における液晶分子を各基板の表面に対してほぼ垂直に配向させた垂直配向モード(以下「VAモード」という)の液晶セルと、この液晶セルの外側にそれぞれ設けられる偏光板と、を主たる構成として備える。各偏光板はクロスニコル配置とされることが多い。このようにすると、液晶表示装置の電圧無印加時における透過率が非常に低くなるので、高いコントラストを比較的簡単に実現することが可能となる。 Liquid crystal display devices are widely used as information display units in, for example, various consumer and in-vehicle electronic devices. A general liquid crystal display device is configured by disposing a liquid crystal layer made of a liquid crystal material between two substrates arranged to face each other with a gap of about several μm. As one of such liquid crystal display devices, a vertical alignment type liquid crystal display device is known (for example, JP-A-2005-234254). A vertical alignment type liquid crystal display device is a vertical alignment mode (hereinafter referred to as “VA mode”) in which liquid crystal molecules in a liquid crystal layer disposed between two substrates are aligned substantially perpendicular to the surface of each substrate. And a polarizing plate provided outside the liquid crystal cell as main components. Each polarizing plate is often in a crossed Nicol arrangement. In this way, since the transmittance of the liquid crystal display device when no voltage is applied becomes very low, a high contrast can be realized relatively easily.
マルチプレックス駆動により液晶表示装置の画像表示を実現する場合には、各々が短冊状(ストライプ状)の電極を有する基板同士を、それぞれの電極の延在方向がほぼ直交するようにして対向配置し、一方基板の電極と他方基板の電極とが交差する領域のそれぞれを画素とする。このとき、各画素の形状は略矩形となる。また、各基板の表面にはラビング処理等の配向処理が施される。各基板の表面に対する配向処理の方向は、例えば相反する方向に設定される(アンチパラレル配向)。それにより、基板間に設けられる液晶層の層厚方向における略中央での電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に定まる。例えば、各基板への配向処理の方向を液晶表示装置の正面から見て6時方向、12時方向とした場合には、液晶層の略中央における液晶分子の配向方向が6時方向に定まる。このとき、液晶層の略中央における液晶層の配向方向に対して一方基板の電極の延在方向は略平行になり、他方基板の電極の延在方向は略直交する。 When realizing image display of a liquid crystal display device by multiplex driving, substrates each having strip-shaped (stripe) electrodes are arranged facing each other so that the extending directions of the respective electrodes are substantially orthogonal to each other. Each of the regions where the electrode on one substrate and the electrode on the other substrate intersect is defined as a pixel. At this time, the shape of each pixel is substantially rectangular. Further, the surface of each substrate is subjected to an alignment process such as a rubbing process. The direction of the alignment treatment with respect to the surface of each substrate is set to, for example, opposite directions (anti-parallel alignment). As a result, the alignment direction of the liquid crystal molecules is determined in one direction when no voltage is applied at substantially the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer provided between the substrates. For example, when the direction of alignment treatment on each substrate is 6 o'clock and 12 o'clock as viewed from the front of the liquid crystal display device, the alignment direction of the liquid crystal molecules at the approximate center of the liquid crystal layer is determined to be 6 o'clock. At this time, the extending direction of the electrode on one substrate is substantially parallel to the alignment direction of the liquid crystal layer at the approximate center of the liquid crystal layer, and the extending direction of the electrode on the other substrate is substantially orthogonal.
上記のVAモードの液晶表示装置において、各基板の外側に、略クロスニコル配置された一対の偏光板を配置した場合を考える。一方の偏光板はその吸収軸が一方基板に施された配向処理の方向に対して略45°の角度で配置されているものとする。負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて液晶層を形成し、各基板の電極間に閾値電圧より大きい電圧を印加したときには、液晶層内の液晶分子の大部分は配向処理の方向に従って水平配向方向に傾斜する。この液晶表示装置を観察すると、6時方向からは明表示状態が良好に観察され、逆に12時方向からは明表示が観察されない状態となる。このときの6時方向は最良視認方向(最良視認方位)と呼ばれ、12時方向は反視認方向(反視認方位)と呼ばれる。 In the above VA mode liquid crystal display device, a case is considered in which a pair of polarizing plates arranged substantially in crossed Nicols are arranged outside each substrate. One polarizing plate has its absorption axis disposed at an angle of approximately 45 ° with respect to the direction of the alignment treatment applied to the one substrate. When a liquid crystal layer is formed using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and a voltage higher than the threshold voltage is applied between the electrodes of each substrate, most of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are oriented in the alignment process. In the horizontal alignment direction. When this liquid crystal display device is observed, the bright display state is observed well from the 6 o'clock direction, and conversely, the bright display is not observed from the 12 o'clock direction. The 6 o'clock direction at this time is called the best viewing direction (best viewing direction), and the 12 o'clock direction is called the anti-viewing direction (anti-viewing direction).
上記のVAモードの液晶表示装置において、正面観察時に明表示状態とした状態で反視認方向から観察した場合には、画素内はほぼ暗状態に観察されるが、矩形である画素の4辺の画素エッジのうちの1辺の近傍では光抜けが生じる。この光抜けは、発生状態に規則性がなく各画素で異なっており、外観上の表示品位を著しく低下させる。 In the VA mode liquid crystal display device, when viewed from the opposite viewing direction in a bright display state when viewed from the front, the inside of the pixel is observed in a dark state, but the four sides of the rectangular pixel are observed. Light leakage occurs in the vicinity of one side of the pixel edge. This light omission is not regular in the state of occurrence and is different for each pixel, and the display quality in appearance is remarkably deteriorated.
また、上記のVAモードの液晶表示装置においては、マルチプレックス駆動時に正面観察時の明表示状態としたときに各画素内に暗領域が発生し、表示品位が低下する場合がある。この現象はフレーム周波数を減少させることにより顕著に表れることから、これを除去するためには駆動周波数をより高く設定する必要がある。しかし、駆動周波数を上昇させると電極間のインピーダンスが増加することから消費電流が増加し、駆動装置の負荷が増加するとともに、電極上における電位差も顕在化し、表示品位が低下する。具体的には、いわゆるクロストークが発生しやすくなる。 Further, in the VA mode liquid crystal display device, when a bright display state in front view is obtained during multiplex driving, a dark region may be generated in each pixel, and display quality may be deteriorated. Since this phenomenon appears conspicuously by reducing the frame frequency, it is necessary to set the drive frequency higher in order to eliminate this phenomenon. However, when the drive frequency is raised, the impedance between the electrodes increases, so that the current consumption increases, the load on the drive device increases, and the potential difference on the electrodes becomes obvious, resulting in a reduction in display quality. Specifically, so-called crosstalk is likely to occur.
本発明に係る具体的態様は、マルチプレックス駆動により動作する垂直配向型の液晶表示装置において、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化して表示品位を向上させるとともに、正面観察時の表示均一性を出来るだけ低いフレーム周波数で実現することを目的の1つとする。 In a specific aspect of the present invention, in a vertical alignment type liquid crystal display device that operates by multiplex driving, the light omission near the edge of each pixel when observed from the opposite viewing direction is homogenized to improve display quality. One of the purposes is to realize display uniformity at the time of front observation with a frame frequency as low as possible.
上述した課題を解決するにあたって本願発明者は鋭意検討した結果、各画素の画素エッジと配向処理の方向がなるべく直交しないようにすることで、各画素に発生する暗領域の形状をより均一化し、表示品位を向上できるという知見を得た。また、このような画素構造において更に画素エッジと配向処理の方向とがなるべく平行にもならないようにすることでフレーム周波数を低下させる効果が得られるという知見も得た。そして、当該知見に基づいて本願発明者は以下の発明を創作するに至った。 As a result of diligent examination by the inventors of the present invention in solving the above-described problems, the shape of the dark region generated in each pixel is made more uniform by preventing the pixel edge of each pixel and the direction of orientation processing from being orthogonal as much as possible. The knowledge that display quality can be improved was acquired. In addition, in such a pixel structure, it has also been found that the effect of lowering the frame frequency can be obtained by making the pixel edge and the direction of the alignment treatment as parallel as possible. And based on the said knowledge, this inventor came to create the following invention.
本発明に係る一態様の液晶表示装置は、(a)対向配置された第1基板及び第2基板と、(b)前記第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、(c)前記第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、(d)前記第1基板の一面と前記第2基板の一面の相互間に設けられた略垂直配向の液晶層を含み、(e)前記第1電極と前記第2電極との交差する領域において画素が構成され、(f)前記第1基板と前記第2基板の少なくとも一方には、一方向に配向処理が施され、(g)前記第1電極の各画素エッジは、各々が第2方向と斜交し、かつ異なる2つの方向に向く複数の第1線分が接続された折れ線状の形状を有し、(h)前記第2電極の各画素エッジは、各々が第1方向と斜交し、かつ異なる2つの方向に向く複数の第2線分が接続された折れ線状の形状を有し、(i)前記画素は、前記複数の第1線分のうちの2つの第1線分と前記複数の第2線分のうちの2つの第2線分によって画素エッジが画定され、前記第2電極の前記複数の第2線分は、各々、前記第2方向を基準にして0°より大きく15°以下の角度をなしている、液晶表示装置である。ここでいう「斜交する」とは、直交以外の角度で斜めに交わることをいう。 A liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes (a) a first substrate and a second substrate which are disposed to face each other, and (b) provided on one surface of the first substrate, and extending in a first direction. A first electrode; (c) a second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction; and (d) a surface of the first substrate and the first electrode. And (e) a pixel is formed in a region where the first electrode and the second electrode intersect, and (f) the first substrate. wherein the least one of the second substrate, alignment treatment in one direction is performed, (g) each pixel edges of the first electrode, each interlinked second direction and oblique or one different two directions with countercurrent Ward has a plurality of first line segment Re folding connected linear shape, (h) each pixel edge of the second electrode, each first way And oblique to, or One has different two directions folding toward ku plurality of second line segments are connected in Re linear shape, (i) the pixel of the plurality of first segments A pixel edge is defined by two of the first line segments and two of the plurality of second line segments, and each of the plurality of second line segments of the second electrode includes the second line segment. the two directions with respect that not make 15 ° angle of less than greater than 0 °, a liquid crystal display device. Here, “obliquely intersect” means that they intersect obliquely at an angle other than orthogonal.
かかる構成によれば、配向処理の方向に対して斜交する線分を含んで画素エッジが画定されるため、反視認方向から観察したときの各画素のエッジ付近における光抜けを均質化して表示品位を向上させることが可能となる。 According to such a configuration, since the pixel edge is defined including the line segment oblique to the direction of the alignment processing, the light omission near the edge of each pixel when viewed from the opposite viewing direction is displayed in a uniform manner. It becomes possible to improve the quality .
また、画素エッジをすべて第1方向とも第2方向とも斜交する状態とすることで、正面観察時の表示均一性が得られるフレーム周波数を低下させる効果が得られる。 In addition, by setting the pixel edges to be obliquely crossed in both the first direction and the second direction, it is possible to obtain an effect of reducing the frame frequency at which display uniformity can be obtained during front observation.
好ましくは、前記第1電極の前記複数の第1線分は、各々、前記第1方向を基準にして0°より大きく15°以下の角度をなしている。 Preferably, each of the plurality of first line segments of the first electrode forms an angle of greater than 0 ° and less than or equal to 15 ° with respect to the first direction.
また、第1電極は、一方側と他方側の各々の前記画素エッジが等しい形状であることも好ましい。それにより、複数の第1電極を配列する場合における面積効率を高めることが可能となる。 Moreover, it is also preferable that the said 1st electrode is the shape where each said pixel edge of one side and the other side is equal. Thereby, it is possible to increase the area efficiency when arranging a plurality of first electrodes.
また、第2電極は、一方側と他方側の各々の前記画素エッジが等しい形状であることも好ましい。それにより、複数の第1電極を配列する場合における面積効率を高めることが可能となる。 Moreover, it is also preferable that the second electrode has a shape in which the pixel edges on one side and the other side are the same. Thereby, it is possible to increase the area efficiency when arranging a plurality of first electrodes.
本願発明者は、垂直配向型の液晶表示装置をマルチプレックス駆動する場合において各画素の画素エッジ付近における光抜けが発生する要因について検討した。図9は、短冊状電極同士を交差させて得られる矩形状の1つの画素内における電圧印加時の液晶層の略中央における液晶分子の配向方向(配向分布)を模式的に示した平面図である。なお、図9の上方向が液晶表示装置における12時方向、左右方向がそれぞれ9時方向、3時方向、下方向が6時方向に対応しており、下方向が最良視認方向であるとする。図9に示す画素は、短冊状電極111と短冊状電極112を交差させて形成されている。短冊状電極111は図示しない第1基板に設けられており、短冊状電極112は図示しない第2基板に設けられている。第1基板に施された配向処理の方向113は6時方向、第2基板に施された配向処理の方向114は12時方向である。反視認方向である12時方向の画素エッジ付近においては電圧無印加時における配向方向と斜め電界の発生により規定される配向方向とが180°異なるため、この近辺で液晶分子の配向方向121の回転が発生する。一方、左右方向の各画素エッジ付近においても斜め電界が電圧無印加時における配向方向と90°異なることから配向方向121の回転が生じている。クロスニコル配置とした偏光板の各吸収軸は電圧無印加時の配向方向に対してそれぞれ略45°に配置されているとすると、これに平行な領域は電圧を印加しても明表示とはならないことが予想される。また、左右、上の3辺の各画素エッジ付近において電圧印加時に配向方向121が異なる領域が生じていることから、この液晶表示装置は電圧印加時においてはマルチドメイン配向を呈している。したがって、各画素エッジ付近においては最良視認方向が異なり、特に反視認方向である12時方向から観察した際に光抜けが生じている領域と視認される。
The inventor of the present application has studied the cause of light leakage near the pixel edge of each pixel when the vertically aligned liquid crystal display device is multiplex driven. FIG. 9 is a plan view schematically showing the alignment direction (alignment distribution) of liquid crystal molecules at the approximate center of the liquid crystal layer when a voltage is applied in one rectangular pixel obtained by crossing strip electrodes. is there. 9 corresponds to the 12 o'clock direction, the horizontal direction corresponds to the 9 o'clock direction, the 3 o'clock direction, and the lower direction corresponds to the 6 o'clock direction, respectively, and the lower direction is the best viewing direction. . The pixel shown in FIG. 9 is formed by crossing the
図10は、実際に作製した従来例の液晶表示装置の電圧印加時における画素の偏光顕微鏡観察像を示す図である。液晶表示装置は1画素が0.43mm角、短冊状電極の電極間隔が30μmである。1つの画素内を観察するとクロス状の暗領域が観察されることがわかる。上記の通り、電圧印加時に画素エッジ付近の斜め電界の影響により液晶分子の配向方向の回転が生じたため、この暗領域近辺では偏光板の吸収軸に平行な方向または直交する方向に近い配向方向となっていると考えられる。特に、液晶層の略中央における液晶分子の配向方向の回転角度が大きい12時方向の画素エッジ付近では暗領域が画素エッジから画素内に大きく入り込んでいる様子が見られる。また、この画素エッジ付近に暗領域のクロス点が観察される。このクロス点は液晶分子が電圧印加にも関わらず略垂直な配向に保持されているディスクリネーションであると考えられる。各画素を観察するとこのクロス点が1個の場合や3個の場合などがあり、クロス点の発生状況は不規則である。さらに、クロス状の暗領域の形状は画素によってその形状が全く異なる。この暗領域の形状が均一でないとマルチドメイン配向における各ドメインの面積比に差が生じてしまい、視角特性に差が生じるものと考えられる。すなわち、このことが反視認方向における表示不均一性を発生させる要因であると考えられる。 FIG. 10 is a diagram showing a polarization microscope observation image of a pixel when a voltage is applied to a liquid crystal display device of a conventional example actually manufactured. In the liquid crystal display device, one pixel is 0.43 mm square, and the electrode interval between the strip electrodes is 30 μm. Observing the inside of one pixel shows that a cross-shaped dark region is observed. As described above, the rotation of the alignment direction of the liquid crystal molecules occurred due to the influence of the oblique electric field in the vicinity of the pixel edge during voltage application.Therefore, the alignment direction near the direction parallel to or perpendicular to the absorption axis of the polarizing plate is near this dark region. It is thought that it has become. In particular, in the vicinity of the pixel edge in the 12 o'clock direction where the rotation angle of the alignment direction of the liquid crystal molecules is large at the approximate center of the liquid crystal layer, it can be seen that the dark region has entered the pixel from the pixel edge. Further, a cross point in the dark region is observed near the pixel edge. This cross point is considered to be a disclination in which the liquid crystal molecules are held in a substantially vertical orientation despite the application of voltage. When each pixel is observed, there are cases where there are one or three cross points, and the occurrence of the cross points is irregular. Further, the shape of the cross-shaped dark region is completely different depending on the pixel. If the shape of the dark region is not uniform, a difference occurs in the area ratio of each domain in the multi-domain alignment, which is considered to cause a difference in viewing angle characteristics. That is, this is considered to be a factor that causes display non-uniformity in the anti-viewing direction.
そこで、図10の観察像をさらに詳細に検討すると、各画素において暗領域の形状が不規則な状態となっているのは12時方向の画素エッジ付近がほとんどを占めることがわかった。この領域では短冊状電極112の電極エッジと各配向処理の方向113、114が略直交している。一方で、同じく暗領域が生じる9時方向、3時方向の各画素エッジ付近では暗領域が各画素において規則的に発生している。この領域では、短冊状電極111の電極エッジと各配向処理の方向113、114が略平行になっている。これらのことから、画素エッジと配向処理の方向が直交した箇所をより少なくすることで、各画素に発生する暗領域の形状を均一化し、表示品位を向上できると考えられる。
Therefore, when the observation image in FIG. 10 was examined in more detail, it was found that the dark region in each pixel had an irregular shape mostly in the vicinity of the pixel edge in the 12 o'clock direction. In this region, the electrode edge of the strip-shaped
上記のような知見に基づく本願発明の実施の形態について以下に説明する。 An embodiment of the present invention based on the above knowledge will be described below.
図1は、一実施形態の液晶表示装置の構造を示す模式的な断面図である。図1に示す本実施形態の液晶表示装置は、対向配置された第1基板1と第2基板2と、両基板の間に配置された液晶層3と、を主に備える。第1基板1の外側には第1偏光板4が配置され、第2基板2の外側には第2偏光板5が配置されている。第1基板1と第1偏光板4の間には第1視角補償板6が配置され、第2基板2と第2偏光板5の間には第2視角補償板7が配置されている。液晶層3の周囲はシール材によって封止されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置の構造を説明する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to an embodiment. The liquid crystal display device according to the present embodiment shown in FIG. 1 mainly includes a
第1基板1および第2基板2は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第1基板1と第2基板2との相互間には、スペーサー(粒状体)が分散して配置されている。これらのスペーサーにより、第1基板1と第2基板2との間隙が所定距離(本実施形態では約4.3μm程度)に保たれる。
The
液晶層3は、第1基板1の第1電極11と第2基板2の第2電極12との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負(Δε<0)の液晶材料(ネマティック液晶材料)を用いて液晶層3が構成されている。液晶層3に図示された太線は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向を模式的に示したものである。図示のように、本実施形態の液晶表示装置においては、液晶層3の液晶分子の配向状態がモノドメイン配向に規制されている。本実施形態における液晶層3のプレティルト角は概ね89.9°に設定されている。また、液晶層3のリタデーションは略1100nmである。
The
第1偏光板4および第2偏光板5は、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている(クロスニコル配置)。また、第1偏光板4および第2偏光板5は、各々の吸収軸が第1基板1に施された配向処理の方向14、第2基板に施された配向処理の方向13のいずれとも略45°の角度をなすように配置されている。これにより、各偏光板4、5の吸収軸は、各配向処理の方向13、14によって定義される液晶層3の略中央における液晶層の配向方向に対して略45°の角度をなすことになる。
The 1st polarizing plate 4 and the 2nd
配向膜8は、第1基板1の一面側に、第1電極11を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜9は、第2基板2の一面側に、第2電極12を覆うようにして設けられている。各配向膜8、9にはラビング処理等の配向処理が施されている。配向膜8に施された配向処理の方向14は図示の通りであり、第1電極11の延在方向(第1方向)とほぼ一致している。また、配向膜9に施された配向処理の方向13は図示の通りであり、第2電極12の延在方向(第2方向)とほぼ直交している。本実施形態においては、配向膜8および配向膜9として液晶層3の初期状態(電圧無印加時)における配向状態を垂直配向状態に規制するもの(垂直配向膜)が用いられている。より詳細には、各配向膜8、9としては、液晶層3の液晶分子に対して90°に極めて近い角度のプレティルト角を付与し得るものが用いられる。なお、配向処理はいずれか一方の配向膜にのみ行われてもよい。
The
第1電極11は、第1基板1の一面上に設けられている。また、第2電極12は、第2基板2の一面上に設けられている。本実施形態においては、それぞれ特定方向に延在する複数の第1電極11と複数の第2電極12とが各々の延在方向を略直交させて対向配置されている。各第1電極11および各第2電極12は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。本実施形態の液晶表示装置は、第1電極11と第2電極12とが平面視において重なる箇所のそれぞれが画素となる。
The
本実施形態では、各電極の電極エッジを折線状の形状とすることにより、表示品位の向上とフレーム周波数の低減を両立している。以下に、いくつかの具体的な構造を例示する。 In the present embodiment, the electrode edge of each electrode has a polygonal line shape, thereby improving both display quality and reducing the frame frequency. Below, some specific structures are illustrated.
図2は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図2では図中の上下方向に延在する各第1電極11を点線で示している(以降においても同様)。図2(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。各第2電極12は、一方の電極エッジと他方の電極エッジで屈曲する方向が互い違いになっており、両電極エッジの屈曲点が近づいたり離れたりを繰り返している。そして、図2(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの屈曲点(頂点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの屈曲点(頂点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略六角形となる。以下では、この図2に示す電極構造を「タイプaの電極構造」と称する場合もある。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of an electrode structure. In FIG. 2, each
図2において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と各配向処理の方向13、14の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプaの電極構造における各画素は、上下方向において隣接する画素同士が異なる形状となり、左右方向に隣接する画素同士が同じ形状となる。
In FIG. 2, when the angle formed between the electrode edge of the
図3は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図3(a)に示すように、図中の左右方向に延在する各第2電極12の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第1電極11の電極幅とほぼ等しく設定されている。そして、図3(b)に示すように、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。両電極エッジの屈曲点は互いに近接したり離れたりを繰り返している。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される略逆V字状の六角形となる。なお、各画素の形状は略V字状の六角形となってもよい。以下では、この図3に示す電極構造を「タイプbの電極構造」と称する場合もある。
FIG. 3 is a schematic plan view showing another example of the electrode structure. As shown in FIG. 3A, the electrode edge of each
図3において第2電極12の電極エッジと水平方向(図中の左右方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と各配向処理の方向13、14の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプbの電極構造における各画素は、上下方向並びに左右方向のいずれにおいても隣接する画素同士が同じ形状となる。
In FIG. 3, when the angle formed between the electrode edge of the
図4は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。図4(a)に示すように、図中の上下方向に延在する各第1電極11の電極エッジは鋸歯状に形成されており、鋸歯の1ピッチが各第2電極12の電極幅とほぼ等しく設定されている。各第2電極12は、上記したタイプaと同様の電極構造を有する。そして、図4(b)に示すように、各第1電極11は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第2電極12の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第2電極12の電極間部分と重なる状態で配置されている。同様に、各第2電極12は、鋸歯の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の略中央部と重なり、他の1つの頂角部分(屈曲点)が第1電極11の電極間部分と重なる状態で配置されている。各第1電極11と各第2電極12の交差する領域がそれぞれ1つの画素となるので、1画素の形状は第1電極11の電極エッジによる2辺と第2電極12の電極エッジによる2辺によって画定される六角形となる。なお、各画素の形状は略V字状の六角形となってもよい。以下では、この図4に示す電極構造を「タイプcの電極構造」と称する場合もある。
FIG. 4 is a schematic plan view showing another example of the electrode structure. As shown in FIG. 4A, the electrode edge of each
図4において第1電極11の電極エッジと垂直方向(図中の上下方向)とのなす角度をθと定義すると、この角度θは0°より大きく15°以下に設定される。このようにすることで、各画素の上下の2辺と各配向処理の方向13、14の方向とが直交しない構造を実現することができる。タイプcの電極構造における各画素は、上下方向並びに左右方向のいずれにおいても隣接する画素同士が同じ形状となる。なお、各第2電極12は上記したタイプbと同様の電極構造を有してもよい。
In FIG. 4, when the angle formed between the electrode edge of the
次に、上記したタイプa〜cの各画素構造を有する液晶表示装置を実際に作製し、その配向組織観察および外観観察を行った結果について説明する。実際に作製された液晶表示装置において、各電極構造のタイプにおける具体的な数値条件は以下の通りである。いずれのタイプにおいても各第1電極11および各第2電極12の隣接する電極間距離はそれぞれ0.03mmとして開口部面積が低下しないように工夫した。また、第1電極11、第2電極12ともに屈曲点間距離は0.215mmとし、θは5°、10°、15°に設定した。配向処理の方向、液晶層3の略中央における液晶分子の配向方向、各偏光板の配置状態については上記した通りである。
Next, the results of actually manufacturing a liquid crystal display device having each of the above-described pixel structures of types a to c and performing the alignment structure observation and appearance observation will be described. In the actually manufactured liquid crystal display device, specific numerical conditions in each electrode structure type are as follows. In any type, the distance between adjacent electrodes of each
図5は、タイプaの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図5(a)はθ=5°、図5(b)はθ=10°、図5(c)はθ=15°の観察像である。いずれの配向組織においても従来例(図10参照)による液晶表示装置と比較して画素エッジにおける暗領域の分布形状の均一性が向上していることがわかる。しかし、θ=5°の配向組織においては屈曲点付近に存在するディスクリネーションの位置の均一性が十分ではない。一方、θ=10°、θ=15°の各配向組織においては、θの増加に従って暗領域の均一性が改善される傾向が観察された。 FIG. 5 is a diagram showing an alignment structure observation image when a voltage is applied to a liquid crystal display device having a type a electrode structure. Specifically, FIG. 5A is an observation image of θ = 5 °, FIG. 5B is an observation image of θ = 10 °, and FIG. 5C is an observation image of θ = 15 °. It can be seen that in any orientation structure, the uniformity of the distribution shape of the dark region at the pixel edge is improved as compared with the liquid crystal display device according to the conventional example (see FIG. 10). However, in the orientation structure of θ = 5 °, the uniformity of the position of the disclination existing near the bending point is not sufficient. On the other hand, in each oriented structure of θ = 10 ° and θ = 15 °, a tendency was observed that the uniformity of the dark region was improved as θ increased.
図6は、タイプbの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図6(a)はθ=5°、図6(b)はθ=10°、図6(c)はθ=15°の観察像である。こちらのタイプbの電極構造を有する液晶表示装置も上記したタイプaの場合と同様の傾向が観察された。 FIG. 6 is a diagram showing an alignment texture observation image when a voltage is applied to a liquid crystal display device having a type b electrode structure. Specifically, FIG. 6A is an observation image of θ = 5 °, FIG. 6B is an observation image of θ = 10 °, and FIG. 6C is an observation image of θ = 15 °. The same tendency as in the case of the type a was also observed in the liquid crystal display device having the type b electrode structure.
次に、上記のタイプa、タイプbの各電極構造を有する液晶表示装置並びに従来例の液晶表示装置のそれぞれについて、明表示時の表示均一性の駆動周波数依存性についての評価結果を説明する。駆動条件は、1/64デューティ、1/9バイアス、フレーム反転波形のマルチプレックス駆動とし、ほぼ最大コントラストが得られる明表示駆動電圧を用い、表示不均一性が観察されるフレーム周波数の下限値を外観観察から評価した。 Next, for each of the liquid crystal display device having each of the type a and type b electrode structures and the conventional liquid crystal display device, the evaluation results on the drive frequency dependence of display uniformity during bright display will be described. The drive conditions are 1/64 duty, 1/9 bias, frame-reversed waveform multiplex drive, a bright display drive voltage that can obtain almost maximum contrast, and the lower limit of the frame frequency at which display non-uniformity is observed. It evaluated from appearance observation.
その結果、フレーム周波数の下限値は、従来例の液晶表示装置では105Hzであるのに対して、上記のタイプaの電極構造を有する液晶表示装置では、θを5°、10°、15°に設定した際のフレーム周波数が110Hz、130Hz、130Hzと変化した。一方、反視認方向から観察したときの表示均一性は、θが大きくなるに従って改善されることが明らかになった。また、上記のタイプbの電極構造を有する液晶表示装置では、θを5°、10°、15°に設定した際のフレーム周波数が120Hz、135Hz、150Hzと変化した。反視認方向から観察したときの表示均一性については、θが大きくなるに従って改善されることが明らかになった。以上のことから、タイプa、bともに、θが大きくなるに従って反視認方向から観察したときの表示均一性は改善するが正面観察時に表示均一性が得られるフレーム周波数は上昇する傾向が観察された。 As a result, the lower limit value of the frame frequency is 105 Hz in the conventional liquid crystal display device, whereas in the liquid crystal display device having the type a electrode structure, θ is 5 °, 10 °, and 15 °. The frame frequency at the time of setting changed to 110 Hz, 130 Hz, and 130 Hz. On the other hand, it became clear that the display uniformity when observed from the opposite viewing direction is improved as θ increases. In the liquid crystal display device having the type b electrode structure, the frame frequency when θ was set to 5 °, 10 °, and 15 ° was changed to 120 Hz, 135 Hz, and 150 Hz. It has been clarified that the display uniformity when observed from the opposite viewing direction is improved as θ is increased. From the above, for both types a and b, as the θ increases, the display uniformity when observed from the anti-viewing direction is improved, but the frame frequency at which display uniformity is obtained during frontal observation tends to increase. .
図7は、第1電極としてタイプcの電極構造を有し、第2電極としてタイプaの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図7(a)はθ=5°、図7(b)はθ=10°、図7(c)はθ=15°の観察像である。いずれの配向組織においても画素エッジにおける暗領域は、第2電極12に関しては上記した図5に示した配向組織とほぼ同等であり、θ=5°以外においては比較的均一に分布していることがわかる。第1電極11についても暗領域の分布の均一性は良好であった。反視認方向からの外観観察における表示均一性は上記のタイプa、タイプbの各液晶表示装置よりもさらに改善され、従来例の液晶表示装置よりも改善されていた。この液晶表示装置の正面観察時における表示均一性の駆動周波数依存性について、上記と同様の条件で評価した。その結果、θ=5°、10°、15°に対してそれぞれ95Hz、100Hz、90Hzであり、θに対する依存性は観察されなかった。また、従来例の液晶表示装置や上記のタイプa、bの各液晶表示装置よりもフレーム周波数の下限値がより低下することがわかった。
FIG. 7 is a diagram showing an alignment texture observation image when a voltage is applied to a liquid crystal display device having a type-c electrode structure as the first electrode and a type-a electrode structure as the second electrode. Specifically, FIG. 7A is an observation image of θ = 5 °, FIG. 7B is an observation image of θ = 10 °, and FIG. 7C is an observation image of θ = 15 °. In any orientation structure, the dark region at the pixel edge is substantially equivalent to the orientation structure shown in FIG. 5 with respect to the
図8は、第1電極としてタイプcの電極構造を有し、第2電極としてタイプbの電極構造を有する液晶表示装置の電圧印加時の配向組織観察像を示す図である。詳細には、図8(a)はθ=10°、図8(b)はθ=15°の観察像である。第2電極12の電極エッジ付近に観察される暗領域は従来例の液晶表示装置よりも均一性が高く、タイプaと同様な傾向が観察される。一方、第1電極11の電極エッジにおいても暗領域の均一性が十分に得られていることがわかった。反視認方向からの外観観察における表示均一性は上記図6で示したタイプbの電極構造を有する液晶表示装置と同様であり、従来例の液晶表示装置に比較して改善されていることが確認できた。また、この液晶表示装置の正面観察時における表示均一性の駆動周波数依存性について上記と同様な条件で評価したところ、θ=10°、15°でいずれもフレーム周波数の下限値は100Hzであり、従来例の液晶表示装置や上記のタイプa、bの各液晶表示装置よりもフレーム周波数の下限値がより低下することがわかった。
FIG. 8 is a diagram showing an alignment texture observation image when a voltage is applied to a liquid crystal display device having a type-c electrode structure as the first electrode and a type-b electrode structure as the second electrode. Specifically, FIG. 8A is an observation image of θ = 10 °, and FIG. 8B is an observation image of θ = 15 °. The dark region observed in the vicinity of the electrode edge of the
これらの結果から、フレーム周波数の下限値を低下させる効果として、第1電極側と第2電極側の双方に屈曲性を有する電極構造を採用することが有効であると判断できる。この場合におけるθの値は5°以上が好ましい。一方、さらに反視認方向からの表示均一性を向上させるにはθを10°以上15°以下に設定することが好ましいと考えられる。 From these results, it can be judged that it is effective to employ an electrode structure having flexibility on both the first electrode side and the second electrode side as an effect of lowering the lower limit value of the frame frequency. In this case, the value of θ is preferably 5 ° or more. On the other hand, it is considered that θ is preferably set to 10 ° or more and 15 ° or less in order to further improve the display uniformity from the opposite viewing direction.
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態においては第1電極、第2電極のそれぞれの両側の電極エッジが同じ形状とされていたが、異なる形状としてもよい。 In addition, this invention is not limited to the content of embodiment mentioned above, In the range of the summary of this invention, it can change and implement variously. For example, in the above-described embodiment, the electrode edges on both sides of each of the first electrode and the second electrode have the same shape, but may have different shapes.
1…第1基板 2…第2基板 3…液晶層 4…第1偏光板 5…第2偏光板 6…第1視角補償板 7…第2視角補償板 8、9…配向膜 11…第1電極 12…第2電極 13、14…配向処理の方向
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1基板の一面に設けられており、第1方向に延在する第1電極と、
前記第2基板の一面に設けられており、第1方向と交差する第2方向に延在する第2電極と、
前記第1基板の一面と前記第2基板の一面の相互間に設けられた略垂直配向の液晶層を含み、
前記第1電極と前記第2電極との交差する領域において画素が構成され、
前記第1基板と前記第2基板の少なくとも一方には前記第1方向に平行な方向に配向処理が施され、
前記第1電極の各画素エッジは、各々が第2方向と斜交し、かつ異なる2つの方向に向く複数の第1線分が接続された折れ線状の形状を有し、
前記第2電極の各画素エッジは、各々が第1方向と斜交し、かつ異なる2つの方向に向く複数の第2線分が接続された折れ線状の形状を有し、
前記画素は、前記複数の第1線分のうちの2つの第1線分と前記複数の第2線分のうちの2つの第2線分によって画素エッジが画定され、前記第2電極の前記複数の第2線分は、各々、前記第2方向を基準にして0°より大きく15°以下の角度をなしている、
液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A first electrode provided on one surface of the first substrate and extending in a first direction;
A second electrode provided on one surface of the second substrate and extending in a second direction intersecting the first direction;
A substantially vertically aligned liquid crystal layer provided between one surface of the first substrate and one surface of the second substrate;
A pixel is formed in a region where the first electrode and the second electrode intersect,
At least one of the first substrate and the second substrate is subjected to an alignment process in a direction parallel to the first direction,
Each pixel edge of the first electrode, each interlinked second direction and oblique or One folding of the different two directions toward ku plurality of first line segments are connected Re has a linear shape,
Each pixel edge of the second electrode are each interlinked first direction and oblique or One folding of the different two directions toward ku plurality of second line segments are connected Re has a linear shape,
The pixel is the pixel edges by two second line segments of the plurality of two first line segments and the plurality of second segments of the first line segment is defined, said second electrode a plurality of second line segments, respectively, that have no a 15 ° angle of less than greater than to 0 ° relative to the second direction,
Liquid crystal display device.
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