KR20090004714A

KR20090004714A - 액정 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20090004714A
Application number: KR1020080064385A
Authority: KR
Inventors: 나오끼 도미까와
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2009-01-12
Also published as: JP2009014950A; CN101339311A; US20090009704A1; US8081274B2; CN101339311B

Abstract

콘트라스트 변화량의, 편광판 투과축 각도의 어긋남 방향에 대한 의존성을 균일하게 근사시키는 것이 가능한 액정 장치 및 전자 기기를 제공한다. 액정 장치는, 대향하여 배치된 글래스 기판(11, 21)과, 글래스 기판(11) 상에 배치된 공통 전극(18) 및 화소 전극(16)과, 글래스 기판(11, 21) 사이에 배치되고, 글래스 기판(11)에 평행한 방향으로 배향한 액정 분자(51)를 갖는 액정층(50)과, 액정층(50)을 사이에 두고 배치된 한쌍의 편광판(53, 55)을 구비하고 있다. 액정 분자(51)는, 공통 전극(18)과 화소 전극(16) 사이의 전위차에 기인하여 생긴, 글래스 기판(11)에 평행한 성분을 갖는 전계에 의해 구동된다. 액정층(50)의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.66λ 이상 0.83λ 이하이다.

콘트라스트, 편광판, 투과축, 리타데이션, 액정 장치

Description

액정 장치 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은, 액정 장치 및 그 액정 장치를 탑재한 전자 기기에 관한 것이다.

액정 장치의 모드 중 하나에, 횡전계(기판에 평행한 전계)에 의해 액정 분자를 구동하는, FFS(Fringe Field Switching) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드라고 불리는 것이 있다. 이들 액정 장치에서는, 액정 분자를 기판에 대하여 평행하게 배향시킴과 함께, 기판을 사이에 두고 배치되는 한쌍의 편광판의 투과축을, 각각 러빙축(전압 비인가 시의 액정 분자의 배향 방향)에 대하여 평행, 직교로 함으로써, 노멀리 블랙 표시로 하는 것이 일반적이다. 이 때, 편광판의 투과축 각도가 최적 배치로부터 어긋나면, 그 어긋남이 커짐에 따라서 흑 표시 시의 광 누설이 커져, 콘트라스트가 저하하게 되는 것이 알려져 있다. 여기에서, 콘트라스트의 저하의 정도는, 최적 배치의 상태로부터 편광판의 투과축 각도가 정부 어느쪽의 방향으로 어긋났는지에 의존한다. 즉, 콘트라스트 변화가 완만한 방향으로 투과축이 어긋난 경우에는 콘트라스트의 저하가 적지만, 콘트라스트 변화가 급준한 방향으로 투과축이 어긋난 경우에는 콘트라스트가 현저하게 저하하게 된다.

콘트라스트 저하를 억제하기 위한 수단의 하나로서, 편광판의 접착 위치 정 밀도를 향상시키는 것이 알려져 있다. 특허 문헌 1에는, 편광판 및 액정 패널에 얼라인먼트 마크를 갖게 함으로써, 편광판의 접착 위치 정밀도의 향상을 도모하는 기술이 개시되어 있다.

[특허 문헌1] 일본 특개 2001-125092호 공보

그러나, 이러한 기술에 의해서도, 편광판의 투과축과 얼라인먼트 마크 위치와의 오차나, 편광판 접착 공정에서의 기계적인 오차는 완전하게는 해소되지 않는다. 이 때문에, 편광판의 투과축 각도의 어긋남에 기인하는 콘트라스트 저하도 완전하게는 해소되지 않고, 특히 콘트라스트 변화가 급준한 방향으로 어긋난 경우에는 콘트라스트가 현저하게 저하하게 된다. 따라서, 콘트라스트 변화량의, 상기 투과축 각도의 어긋남 방향에 대한 의존성을 균일하게 근사시키는 기술, 즉 상기 어긋남 방향에 의존하여 생기는 콘트라스트 변화의 완급을 시정하는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.

[적용예 1]

대향하여 배치된 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판의 상기 제2 기판에 대향하는 면에 배치된 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사 이에 배치되고, 상기 제1 기판에 평행한 방향으로 배향한 액정 분자를 갖는 액정층과, 상기 액정층을 사이에 두고 배치된 한쌍의 편광 소자를 구비하고, 상기 액정 분자는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 기인하여 생긴, 상기 제1 기판에 평행한 성분을 갖는 전계에 의해 구동되고, 상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.66λ 이상 0.83λ 이하인 액정 장치.

이러한 구성에 따르면, 액정 장치에의 입사광은, 한쪽의 편광 소자와 액정층을 투과한 단계에서, 액정 분자의 배향 방향과 평행 또는 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 가까워진다. 이 때문에, 다른 쪽의 편광 소자의 투과축 각도가 액정 분자의 배향 방향(또는 이에 직교하는 방향)을 중심으로 변동한 경우의, 액정 장치의 콘트라스트의 변화는, 상기 투과축 각도가 정부 어느 하나의 방향으로 변동했는지에 의존하기 어려워진다. 따라서, 편광 소자의 투과축 각도의 변동에 기인하는 액정 장치의 특성 변동을 저감할 수 있다. 여기에서, 액정층의 리타데이션은, 액정 분자의 굴절률 이방성 Δn과, 액정층의 두께 d와의 곱이다.

[적용예 2]

상기 액정 장치로서, 상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.70λ 이상 0.77λ 이하인 액정 장치.

이러한 구성에 따르면, 액정 장치에의 입사광은, 한쪽의 편광 소자와 액정층을 투과한 단계에서, 액정 분자의 배향 방향과 평행 또는 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 대략 일치한다. 이 때문에, 다른 쪽의 편광 소자의 투과축 각도가 액정 분자의 배향 방향(또는 이에 직교하는 방향)을 중심으로 변동한 경우의, 액정 장치의 콘트라스트의 변화는, 상기 투과축 각도가 정부 어느 하나의 방향으로 변동했는지에 거의 의존하지 않는다. 따라서, 편광 소자의 투과축 각도의 변동에 기인하는 액정 장치의 특성 변동을 저감할 수 있다.

[적용예 3]

상기 액정 장치로서, 상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.75λ인 액정 장치.

이러한 구성에 따르면, 액정 장치에의 입사광은, 한쪽의 편광 소자와 액정층을 투과한 단계에서, 액정 분자의 배향 방향과 평행 또는 수직한 장축을 갖는 타원 편광으로 된다. 이 때문에, 다른 쪽의 편광 소자의 투과축 각도가 액정 분자의 배향 방향(또는 이에 직교하는 방향)을 중심으로 변동한 경우의, 액정 장치의 콘트라스트의 변화는, 상기 투과축 각도가 정부 어느 하나의 방향으로 변동했는지에 의존하지 않는다. 따라서, 편광 소자의 투과축 각도의 변동에 기인하는 액정 장치의 특성 변동을 저감할 수 있다.

[적용예 4]

상기 액정 장치로서, 상기 제1 전극은, 상기 제1 기판과 상기 제2 전극 사이의 층에 형성되고, 상기 제2 전극에는, 복수의 슬릿이 형성되어 있는 액정 장치.

이러한 구성에 따르면, 편광 소자의 투과축 각도의 변동에 기인하는 특성 변동이 적은 FFS 모드의 액정 장치가 얻어진다.

[적용예 5]

상기 액정 장치로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 빗살 형상을 이루 는 부분을 가짐과 함께 동일한 층에 형성되어 있고, 상기 빗살 형상을 이루는 부분이 서로 엇갈리도록 대향하여 배치되어 있는 액정 장치.

이러한 구성에 따르면, 편광 소자의 투과축 각도의 변동에 기인하는 특성 변동이 적은 IPS 모드의 액정 장치가 얻어진다.

[적용예 6]

상기 액정 장치를 구비하는 전자 기기.

이러한 구성에 따르면, 액정 장치에 의한 표시에 대하여 특성 변동이 적은 전자 기기가 얻어진다.

이하, 도면을 참조하여, 액정 장치 및 전자 기기의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 각 도면에서는, 각 구성 요소를 도면 상에서 인식될 수 있을 정도의 크기로 하기 때문에, 각 구성 요소의 치수나 비율을 실제의 것과는 적절하게 서로 다르게 하고 있다.

[제1 실시 형태]

<A. 액정 장치의 구성>

도 1은, 액정 장치(1)의 모식도로서,(a)는 사시도,(b)는 (a) 중 A-A선에서의 단면도이다. 액정 장치(1)는, 틀 형상의 시일재(58)를 개재하여 대향하여 접합된 소자 기판(10) 및 대향 기판(20)을 갖고 있다. 소자 기판(10)에는, 제1 기판으로서의 글래스 기판(11)이 포함되어 있고, 대향 기판(20)에는, 제2 기판으로서의 글래스 기판(21)이 포함되어 있다. 소자 기판(10), 대향 기판(20), 시일재(58)에 의 해 둘러싸여진 공간에는, 액정 분자(51)(도 5)를 포함하는 액정층(50)이 배치되어 있다. 소자 기판(10)은, 대향 기판(20)보다 커서, 일부가 대향 기판(20)에 대하여 뻗어있는 상태에서 접합되어 있다. 이 뻗어있는 부위에는, 액정층(50)을 구동하기 위한 드라이버 IC(57)가 실장되어 있다. 또한, 액정 장치(1)는, 액정층(50)을 사이에 두고 대향하여 배치된 한쌍의 편광 소자로서의 편광판(53, 55)을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 소자 기판(10)의 외측에 편광판(53)이, 또한 대향 기판(20)의 외측에 편광판(55)이, 각각 접착되어 있다.

액정층(50)이 봉입된 영역에는, 표시에 기여하는 서브 화소(4R, 4G, 4B)(도 2)가 매트릭스 형상으로 다수 배치되어 있다. 이하에서는, 서브 화소(4R, 4G, 4B)의 집합으로 이루어지는 영역을 화소 영역(5)이라고도 부른다.

도 2는, 화소 영역(5)의 확대 평면도이다. 화소 영역(5)에는, 사각형의 서브 화소(4R, 4G, 4B)가 다수 배치되어 있다. 서브 화소(4R, 4G, 4B)는, 각각 적, 녹, 청의 어느 하나의 색의 표시에 기여한다. 이하에서는, 서브 화소(4R, 4G, 4B)에 대해서, 색을 구별하지 않은 경우에는, 간단히 서브 화소(4)라고도 부른다. 서브 화소(4R, 4G, 4B)에는, 각각 적, 녹, 청에 대응하는 컬러 필터(23)(도 5)가 배치되어 있다. 컬러 필터(23)는, 입사한 광의 특정한 파장 성분을 흡수함으로써 투과광을 소정의 색으로 할 수 있다. 인접하는 서브 화소(4) 사이에는, 컬러 필터(23)와 동일층에 형성된 차광층(22)이 배치되어 있다.

서브 화소(4)는, 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 임의의 열에 배치되는 서브 화소(4)의 색은 전부 동일하다. 바꾸어 말하면, 서브 화소(4)는, 대응하는 색이 스트라이프 형상으로 배열하도록 배치되어 있다. 또한, 행 방향으로 배열한 인접하는 3개의 서브 화소(4R, 4G, 4B)의 집합에 의해 화소(3)가 구성된다. 화소(3)는, 표시의 최소 단위(픽셀)로 된다. 액정 장치(1)는, 각 화소(3)에서, 서브 화소(4R, 4G, 4B)의 휘도 밸런스를 조절함으로써, 여러 가지의 색의 표시를 행할 수 있다.

도 3은, 화소 영역(5)을 구성하는 복수의 서브 화소(4)에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이다. 화소 영역(5)에서는, 복수의 주사선(12)과 복수의 데이터선(13)이 교차하도록 배선되고, 주사선(12)과 데이터선(13)과의 교차에 대응하여, TFT(Thin Film Transistor) 소자(30), 제2 전극으로서의 화소 전극(16)을 포함하는 서브 화소(4)가 형성되어 있다. 화소 전극(16)은, TFT 소자(30)의 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 서브 화소(4)에는, 제1 전극으로서의 공통 전극(18)이 배치되어 있다. 각 공통 전극(18)은, 공통선(18a)을 통하여 등전위로 유지되어 있다.

TFT 소자(30)는, 주사선(12)으로부터 공급되는 주사 신호 G1, G2, …, Gm에 포함되는 ON 신호에 의해 온으로 되고, 이 때 데이터선(13)에 공급된 화상 신호 S1, S2, …, Sn을 화소 전극(16)에 공급한다. 그리고, 화소 전극(16)과, 공통 전극(18) 사이의 전위차에 따른 전계가 액정층(50)에 걸리면, 액정층(50)의 배향 상태가 변화된다. 액정 장치(1)는, 소자 기판(10)측으로부터 입사한 광을, 액정층(50)의 배향 상태에 따른 편광 변환 기능과, 편광판(53, 55)의 편광 선택 기능에 의해 변조하여 대향 기판(20)측으로부터 취출함으로써 표시를 행하는 장치이다.

다음으로, 서브 화소(4)의 구성 요소를, 도 4 및 도 5를 이용하여 상세히 설명한다. 도 4는, 소자 기판(10) 중, 1개의 서브 화소(4)에 대응하는 부분을 추출하여 도시하는 평면도이다. 또한, 도 5는, 도 4 중 B-B선의 위치에서의 단면도이다. 이하의 설명에서 「상층」또는 「하층」은, 도 5에서 상대적으로 위 또는 아래에 형성된 층을 가리킨다.

도 4에 도시한 바와 같이, 각 서브 화소(4)에는, 주사선(12)과 데이터선(13)이 교차하도록 배치되어 있고, 이 교차에 대응하여 TFT 소자(30)가 형성되어 있다. 또한, TFT 소자(30)에는, 대략 직사각형의 화소 전극(16)이 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(16)에는, 다수의 평행한 슬릿(개구부)(16a)이 등간격으로 형성되어 있다. 슬릿(16a)은, 가늘고 긴 직사각형 또는 평행 사변형을 이루고 있고, 그 긴 변은, X축 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어 있다. 본 실시 형태에서는, 해당 각도는 5도로 되어 있다. 화소 전극(16)의 하층측에는, 공통 전극(18)이 형성되어 있다. 공통 전극(18)은, +Z방향으로부터 보아, 화소 전극(16)의 대략 전체면에 겹치는 위치에 형성되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(11) 중, 글래스 기판(21)에 대향하는 면 위에는, 반도체층(31)이 적층되어 있다. 반도체층(31)은, 예를 들면 폴리실리콘층으로 구성할 수 있고, 게이트 전극으로서의 주사선(12)으로부터의 전계에 의해 채널이 형성되는 채널 영역과, 이를 사이에 둔 소스 영역 및 드레인 영역을 갖고 구성된다. 또한, 리크 전류를 더 저감시키기 위하여, 반도체층(31)은, 소스 영역 및 드레인 영역의 일부에 저농도 영역을 형성한 LDD(Lightly Doped Drain) 구조로 하는 것이 바람직하다. 반도체층(31)과 글래스 기판(11) 사이에는, 또한 기초 절연막이나 차광층 등이 형성되어 있어도 된다.

반도체층(31)의 상층에는, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 게이트 절연막(42)을 사이에 두고, 티탄, 크롬, 텅스텐, 탄탈, 몰리브덴 등의 고융점 금속 또는 이들을 함유하는 합금 등으로 이루어지는 주사선(12)이 적층되어 있다. 반도체층(31), 게이트 절연막(42), 주사선(12) 등으로부터, TFT 소자(30)가 구성된다. 본 실시 형태의 반도체층(31)은, 글래스 기판(11)의 법선 방향(+Z 방향)으로부터 보아서 U자형을 이루고 있고, 주사선(12)은, 반도체층(31)의 U자를 가로지르는 방향으로 형성되어 있다. 따라서, TFT 소자(30)는, 주사선(12)과 반도체층(31)이 서로 다른 2개소에서 대향하는 더블 게이트 구조를 갖고 있다. 이에 의해, 불필요한 리크 전류를 저감할 수 있다. 또한, TFT 소자(30)는, 필요에 따라서 트리플 게이트 구조로 해도 되고, 싱글 게이트 구조로 해도 된다. 또한, TFT 소자(30)의 구성은 상기한 바와 같은 톱 게이트 구조에 한정되지 않고, 필요에 따라서 보텀 게이트 구조로 하거나, 아몰퍼스 실리콘을 이용하여 구성하거나 하는 것도 가능하다.

주사선(12)의 상층에는, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 층간 절연막(43)을 사이에 두고 데이터선(13)이 적층되어 있다. 데이터선(13)은, 알루미늄, 크롬, 텅스텐 등의 금속 또는 이들을 함유하는 합금 등으로 구성되어, 차광성을 갖는다. 데이터선(13)은, 도 4에 도시한 바와 같이 주사선(12)과 직교하도록 배치되고, 반도체층(31)의 U자의 한쪽의 선단에서 반도체층(31)과 전기적으로 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 데이터선(13)은, 게이트 절연막(42) 및 층간 절연막(43)을 관통 하여 형성된 컨택트 홀(34)을 통하여, 반도체층(31)의 소스 영역과 전기적으로 접속되어 있다.

데이터선(13)과 동일층에는, 데이터선(13)과 동일한 재료로 이루어지는 중계 전극(15)이 형성되어 있다. 중계 전극(15)은, 반도체층(31)의 U자의 다른 쪽의 선단에서, 게이트 절연막(42) 및 층간 절연막(43)을 관통하여 형성된 컨택트 홀(35)을 통하여 반도체층(31)의 드레인 영역과 전기적으로 접속되어 있다.

데이터선(13) 및 중계 전극(15)의 상층에는, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 층간 절연막(44)을 사이에 두고, 투광성을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 공통 전극(18)이 적층되어 있다.

공통 전극(18)의 상층에는, 절연층으로서의 층간 절연막(45)을 사이에 두고 ITO로 이루어지는 투광성을 갖는 화소 전극(16)이 형성되어 있다. 층간 절연막(45)은, 예를 들면 산화 실리콘에 의해 구성할 수 있다. 화소 전극(16)은, 서브 화소(4)마다에 독립하여 형성되어 있다. 화소 전극(16)은, 층간 절연막(44, 45)을 관통하여 형성된 컨택트 홀(36)을 통하여 중계 전극(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 화소 전극(16)은, 중계 전극(15)을 통하여 반도체층(31)의 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(16)에는, 상기한 바와 같이 다수의 슬릿(16a)이 형성되어 있다. 여기에서, 화소 전극(16), 공통 전극(18) 및 이들 사이에 끼워진 층간 절연막(45)은, 축적 용량으로서도 기능한다.

공통 전극(18)은 정전위로 유지되어 있는 한편, 화소 전극(16)에는 데이터선(13), TFT 소자(30)를 통하여 화상 신호가 기입되기 때문에, 공통 전극(18)과 화 소 전극(16) 사이에는, 화상 신호의 크기에 따른 구동 전압이 인가된다. 구동 전압은, 흑 표시에 대응하는 오프 전압과, 백 표시에 대응하는 온 전압 사이에서 설정된다. 이하에서는, 공통 전극(18)과 화소 전극(16) 사이에 오프 전압이 인가된 상태를 오프 상태, 온 전압이 인가된 상태를 온 상태라고도 부른다.

공통 전극(18) 상에는, 폴리이미드로 이루어지는 배향막(48)이 적층되어 있다. 배향막(48)은, 액정층(50)에 접하는 부재이며, 배향막(48)을 러빙함으로써, 액정층(50)의 액정 분자(51)를 그 러빙의 방향을 따라 배향시킬 수 있다. 본 실시 형태에서는, 배향막(48)은, 주사선(12)의 연장 방향으로 평행하고, 또한 X축(도 4)의 마이너스 방향을 향하여 러빙이 이루어져 있다. 소자 기판(10)은, 상기한 글래스 기판(11)으로부터 배향막(48)까지를 구성 요소로서 포함하고 있다.

한편, 글래스 기판(21) 중, 글래스 기판(11)에 대향하는 면 위에는, 컬러 필터(23), 배향막(28)이 이 순으로 적층되어 있다. 컬러 필터(23)가 형성되어 있는 층에는, 보다 상세하게는, 적, 녹, 청에 대응하는 3종의 컬러 필터(23)와, 이들 각 색의 컬러 필터(23) 사이에 배치된 차광층(22)(도 2)이 형성되어 있다. 배향막(28)은 폴리이미드로 이루어지고, 소자 기판(10)측의 배향막(48)과 마찬가지의 성질을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 배향막(28)은, 주사선(12)의 연장 방향으로 평행하며, 또한 X축(도 4)의 플러스 방향을 향하여 러빙이 이루어져 있다. 대향 기판(20)은, 상기한 글래스 기판(21)으로부터 배향막(28)까지를 구성 요소로서 포함하고 있다.

소자 기판(10)과 대향 기판(20) 사이의 영역, 즉 배향막(28)과 배향막(48)에 의해 끼워진 영역에는, 액정 분자(51)를 갖는 액정층(50)이 배치되어 있다. 액정 분자(51)의 굴절률 이방성 Δn은 0.10이며, 또한 본 실시 형태에서는 액정층(50)의 두께 d는 3.7㎛로 설정되어 있다. 따라서, 굴절률 이방성 Δn과 두께 d와의 곱에 의해 결정되는 액정층(50)의 리타데이션은, 0.37㎛이다.

소자 기판(10), 대향 기판(20)의 외측에는, 각각 편광판(53, 55)이 접착되어 있다. 편광판(53, 55)은, 투과축에 평행한 편광축을 갖는 직선 편광을 투과시키는 광학 소자이다. 편광판(53, 55)으로서는, 예를 들면 요오드를 흡착시킨 폴리비닐 알코올을 연신시켜 제조되는 흡수형 편광판을 이용할 수 있다. 상기 흡수형 편광판에서는, 연신 방향과 수직한 방향이 투과축으로 된다. 편광판(53, 55)으로서는, 흡수 편광판 외에도, 반사형 편광판, 와이어 그리드 편광 소자 등, 편광 선택 기능을 갖는 각종 소자를 이용할 수 있다.

편광판(53)의 하측에는, 백라이트 등의 광원(도시 대략)이 적절히 배치된다. 이 백라이트로부터의 광은, 편광 변환이나 변조를 받으면서 편광판(53), 소자 기판(10), 액정층(50), 대향 기판(20), 편광판(55)을 투과하여, 표시에 기여한다.

도 6은, 편광판(53, 55)의 투과축(53a, 55a), 배향막(48)의 러빙 방향(50a), 배향막(28)의 러빙 방향(50b)을 도시하는 모식도이다. 여기에서, 투과축(53a)은 도면의 Y축에 평행하게 되어 있고, 투과축(55a)은 도면의 X축에 평행하게 되어 있다. 따라서, 투과축(53a, 55a)은, 서로 직교하고 있다.

또한, 소자 기판(10)에 형성된 배향막(48)의 러빙 방향(50a)은 -X 방향이며, 대향 기판(20)에 형성된 배향막(28)의 러빙 방향(50b)은 +X 방향으로 되어 있다. 따라서, 러빙 방향(50a, 50b)은, 서로 평행하다. 또한, 러빙 방향(50a, 50b)은, 투과축(53a)에 대하여 직교함과 함께, 투과축(55a)에 대하여 평행하다.

액정층(50)의 액정 분자(51)는, 전압 비인가 시 또는 오프 상태에서는, 러빙 방향(50a, 50b)을 따라 배향한다. 러빙 방향(50a, 50b)은, 상기한 바와 같이 평행하고 또한 역방향이기 때문에, 액정층(50)은 소위 안티패러렐 배향으로 되어 있다. 액정층(50)의 액정 분자(51)는, 구동 전압의 크기(전계의 크기)에 상관없이, 글래스 기판(11)에 대하여 평행하게 배향한다.

이러한 구성, 즉 투과축(55a), 러빙 방향(50a, 50b)이 서로 평행하며, 또한 투과축(53a)이 이와 직교하는 구성을, 이하에서는 「최적 배치」라고도 부른다.

또한, 러빙 방향(50a, 50b)은, 편광판(53)의 투과축(53a)과 평행하고, 또한 편광판(55)의 투과축(55a)과 직교하는 구성으로 하여도 된다. 이 구성에 의해서도, 상기 실시 형태와 마찬가지의 광학적 작용에 의해 표시를 행할 수 있다.

<B. 액정 장치의 동작>

계속해서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 액정 장치(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5에 도시하는 공통 전극(18)과 화소 전극(16) 사이에 구동 전압이 인가되어, 전위차가 생기면, 화소 전극(16)의 상면으로부터 나와 슬릿(16a)을 통하여 공통 전극(18)의 상면에 이르는 전기력선을 갖는 전계가 생긴다. 이 때, 화소 전극(16)의 상부, 즉 액정층(50)이 배치된 층에서는, 글래스 기판(11)과 평행한 전계(횡전계)가 생긴다. 바꾸어 말하면, 상기 전계는, 글래스 기판(11)에 평행한 성분을 갖고 있다. 그리고, 이 횡전계의 방향은, 슬릿(16a)의 긴 변의 방향에 직교하는 방향이다. 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)는, 이 횡전계의 크기에 따라서, 글래스 기판(11)에 평행한 면 내에서 배향 방향을 바꾼다.

여기에서, 러빙 방향(50a, 50b)은 X축과 평행하고, 전압 비인가 시 또는 오프 상태에서는 액정 분자(51)는 X축을 따라 배향한다. 또한, 슬릿(16a)(도 4)의 장축 방향과 X축이 이루는 각은 약 5도이다. 따라서, 전압 비인가 시 또는 오프 상태의 액정 분자(51)는, 슬릿(16a)의 장축 방향에 대하여 약 5도의 각도를 이룬다. 따라서, 전압 비인가 시 또는 오프 상태에서의 액정 분자(51)의 배향 방향과, 온 상태 등에서 인가되는 횡전계의 방향(슬릿(16a)의 장축 방향에 직교하는 방향)이 이루는 각은 약 85도로 된다. 이와 같이 하면, 횡전계가 인가되었을 때의, 액정 분자(51)의 회전 방향을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 회전 방향의 불균일에 기인하는 도메인의 발생을 억제할 수 있다.

다음으로, 액정 장치(1)의 표시 원리에 대하여 도 6을 참조하면서 설명한다. 상기한 바와 같이, 오프 상태의 경우에는, 액정층(50)의 액정 분자(51)는, 도 6의 러빙 방향(50a, 50b)을 따라 배향한다. 이 때, 편광판(53)을 투과한 직선 편광은, 그 편광축이 액정 분자(51)의 배향 방향과 직교하기 때문에, 액정층(50)에 따라서는 위상차가 주어지지 않고 직선 편광인 그대로 액정층(50)을 투과하여, 편광판(55)에 의해 흡수된다. 따라서, 오프 상태에서는, 편광판(55)으로부터는 표시 광이 취출되지 않고, 흑 표시가 행해진다.

한편, 온 상태의 경우에는, 액정층(50)의 액정 분자(51)는, 횡전계에 의해 구동되고, 배향 방향이 러빙 방향(50a, 50b)으로부터 변화된다. 이 때, 편광 판(53)을 투과한 직선 편광은, 그 편광축이 액정 분자(51)의 배향 방향과는 직교하지 않기 때문에, 액정층(50)에 의해 위상차가 주어져, 편광 상태가 변화된다. 이 편광 상태의 변화량은, 액정층(50)의 리타데이션(본 실시 형태에서는 0.37㎛) 및 액정 분자(51)의 회전 각도에 의존한다. 액정층(50)을 투과하여 편광 상태의 변화를 받은 광은, 편광판(55)의 투과축(55a)에 평행한 성분을 갖고 편광판(55)에 입사하기 때문에, 일부 또는 전부가 편광판(55)을 투과하여, 관찰자에게 시인된다. 이와 같이 해서, 온 상태에서는 백 표시가 행해진다.

또한, 오프 전압과 온 전압의 중간의 전압이 인가되어 있는 경우(즉 온 상태와 오프 상태의 중간의 상태로 되어 있는 경우)에는, 액정 분자(51)의 배향 방향이, 그 전압의 크기에 따른 각도만큼 변화된다. 따라서, 액정층(50)에서 투과광이 받는 편광 상태의 변화의 양이 변한다. 따라서, 인가되는 전압의 크기에 따라서 편광판(55)을 투과하는 광량이 변화되어, 중간조 표시가 행해진다.

이러한 액정 모드는, FFS 모드라고 불린다. FFS 모드는, 항상 액정 분자가 글래스 기판(11)에 대략 평행하게 유지되기 때문에, 시각에 의한 리타데이션의 변화가 적어, 광 시야각의 표시를 행할 수 있다.

상기는, 편광판(53, 55)의 투과축(53a, 55a) 및 러빙 방향(50a, 50b)이 최적 배치로 되어 있는 경우의 작용이다. 실제로는, 편광판(53, 55)의 접착 정밀도 등에 기인하여, 투과축(53a, 55a)이 러빙 방향(50a, 50b)에 대하여 평행 또는 수직으로부터 어긋나게 되는 경우가 있다. 이하에서는, 이러한 경우에서의 광학적 작용과, 특히 표시의 콘트라스트에의 영향에 대하여 설명한다.

도 7은, 편광판(53)의 투과축(53a)의 방향과, 액정층(50)을 투과한 후의 광의 편광 상태와의 관계를 도시하는 도면이다. 도 7의 (a)∼(d) 중 아래 도면은, 편광판(53)의 투과축(53a)의 방향을 나타내고 있고, 위 도면은, 편광판(53) 및 액정층(50)을 투과한 후의 광의 편광 상태를 나타내고 있다. 또한, 여기서는 오프 상태를 상정하고, 액정 분자(51)는 X축에 평행하게 배향하고 있는 것으로 한다. 오프 상태(흑 표시)에 대하여 검토하는 것은, 표시의 콘트라스트에는, 흑 표시의 휘도가 특히 크게 영향을 주기 때문이다.

도 7의 (d)는, 최적 배치의 경우에 대응한다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 투과축(53a)을 Y축에 평행하게 배치한 경우에는, 편광판(53)을 투과한 직선 편광은 액정층(50)에 의해서는 위상차가 주어지지 않기 때문에, 액정층(50)을 투과한 후에도 동일한 직선 편광인 그대로이다. 따라서, 이 광은 X축에 평행한 투과축(55a)을 갖는 편광판(55)에 의해 흡수되고, 흑 표시의 휘도가 낮게 유지되는 결과, 높은 콘트라스트가 얻어진다.

이에 대하여, 도 7의 (a)∼(c)에서는, 투과축(53a)이 Y축과 비평행하게 되어 있고, 보다 상세하게는, 마이너스 방향(우 회전)의 각도로 어긋나 있다. 이는, 편광판(53)의 접착 공정에서의 접착 각도의 변동 등에 의해 생긴다. 이 때, 편광판(53)을 투과한 직선 편광은, 그 편광축이 액정 분자(51)와는 직교하지 않게 되기 때문에, 액정층(50)에 의해 위상차가 주어진다. 따라서, 액정층(50)을 투과한 후의 광은 타원 편광으로 된다. 이 때문에, 편광판(55)을 어떻게 두더라도, 편광판(55)의 투과축(55a)에 평행한 편광 성분이 존재하게 된다. 이 성분이 편광 판(55)을 투과함으로써, 흑 표시의 휘도가 올라, 콘트라스트가 저하한다. 콘트라스트의 저하를 가장 잘 방지할 수 있는 구성은, 편광판(55)의 투과축(55a)이 타원 편광의 타원의 장축에 대하여 수직으로 되는 구성이다.

여기에서, 상기 타원 편광의 타원의 장축 방향은, 액정층(50)의 리타데이션에 의해 결정된다. 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4(즉 0.75λ)보다 작은 경우에는, 상기 타원의 장축은, Y축에 대하여 플러스 방향(좌 회전)의 각도로 어긋난다(도 7의 (a)). 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4와 동등한 경우에는, 상기 타원의 장축은, Y축에 평행하게 된다(도 7의 (b)). 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4보다 큰 경우에는, 상기 타원의 장축은, Y축에 대하여 마이너스 방향의 각도로 어긋난다(도 7의 (c)). 여기에서, 상기에서의 λ는, 입사광의 파장을 나타낸다. 백색의 백라이트 광 등, 넓은 파장 영역을 갖는 광을 입사시키는 경우의 λ는, 예를 들면 최대 시감도를 나타내는 555㎚로 대표시킬 수 있다. 또는, 가시 광역 중에서 가장 강도가 높은 파장으로 대표시켜도 된다.

액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4보다 작은 경우(도 7의 (a))에는, 액정층(50)을 투과하는 타원 편광의 타원의 장축이 Y축으로부터 플러스 방향의 각도로 어긋난다. 따라서, 투과축(55a)이 X축으로부터 플러스 방향의 각도로 어긋나도록 편광판(55)을 배치하면, 투과축(55a)의 방향이 타원의 단축 방향에 접근한다. 이와 같이 구성하면, 편광판(55)을 투과하는 광량을 억제할 수 있어, 콘트라스트가 얻어지기 쉽다. 반대로, 투과축(55a)이 X축으로부터 마이너스 방향의 각도로 어긋나면, 편광판(55)을 투과하는 광이 증가하여 흑 표시의 휘도가 올라, 콘트라스트가 크게 저하한다. 이상으로부터, 편광판(53, 55)이 동일 방향(예를 들면 마이너스 방향)의 각도로 어긋나면 콘트라스트가 크게 저하하고, 서로 역방향의 각도(플러스 방향과 마이너스 방향)로 어긋나면 콘트라스트가 저하하기 어려워진다. 따라서, 예를 들면 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같은 경향을 갖는 콘트라스트 분포로 된다. 도 8의 (a)∼(e)는, 편광판(53)의 투과축(53a) 및 편광판(55)의 투과축(55a)이 최적 배치로부터 ±1도의 범위에서 어긋난 경우의 액정 장치(1)의 콘트라스트를 나타내는 그래프이다.

액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4와 동등한 경우(도 7의 (b))에는, 액정층(50)을 투과하는 타원 편광의 타원의 장축이 Y축에 일치한다. 따라서, 투과축(55a)이 X축과 평행하게 되도록 편광판(55)을 배치하면, 투과축(55a)의 방향이 타원의 단축 방향에 일치한다. 이와 같이 구성하면, 편광판(55)을 투과하는 광량을 억제할 수 있어, 콘트라스트가 얻어지기 쉽다. 또한, 투과축(55a)이 X축으로부터 플러스 또는 마이너스의 어느쪽의 방향의 각도로 어긋났다고 하여도, 콘트라스트가 떨어지는 쪽에는 차가 생기지 않는다. 따라서, 예를 들면 도 8의 (e)에 도시하는 바와 같은 등방적인 콘트라스트 분포로 된다.

액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4보다 큰 경우(도 7의 (c))에는, 액정층(50)을 투과하는 타원 편광의 타원의 장축이 Y축으로부터 마이너스 방향의 각도로 어긋난다. 따라서, 투과축(55a)이 X축으로부터 마이너스 방향의 각도로 어긋나도록 편광판(55)을 배치하면, 투과축(55a)의 방향이 타원의 단축 방향에 가깝게 된다. 이와 같이 구성하면, 편광판(55)을 투과하는 광량을 억제할 수 있어, 콘트라스트가 얻어지기 쉽다. 반대로, 투과축(55a)이 X축으로부터 플러스 방향의 각도로 어긋나면, 편광판(55)을 투과하는 광이 증가하여 흑 표시의 휘도가 올라, 콘트라스트가 크게 저하한다. 즉, 편광판(53, 55)이 서로 역방향의 각도로 어긋나면 콘트라스트가 크게 저하하고, 동일 방향의 각도로 어긋나면 콘트라스트가 저하하기 어려워진다. 따라서, 예를 들면 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같은 경향을 갖는 콘트라스트 분포로 된다.

이상과 같이, 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4와 서로 다른 경우에는, 편광판(53, 55)의 투과축(53a, 55a)의 각도가 동일 방향으로 어긋날지 역방향으로 어긋날지에 의해, 콘트라스트 변화의 감도가 서로 다르다. 감도가 높은 방향, 즉 콘트라스트 변화가 급준한 방향으로 투과축(53a, 55a)이 어긋난 경우에는, 콘트라스트가 크게 저하하기 때문에, 이를 회피하기 위해 편광판(53, 55)의 접착 공정에서 높은 기계 정밀도가 요구된다. 한편, 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4와 동등한 경우에는, 콘트라스트 변화량은, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 의존하지 않는다. 따라서, 편광판(53, 55)의 접착 각도가 어떻게 변동되어도 콘트라스트가 저하하기 어렵다고 할 수 있다. 또한, 액정층(50)의 리타데이션이 3λ/4와 서로 다른 경우에도, 리타데이션을 3λ/4에 가까이 함으로써, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 균일하게 근사시킬 수 있다. 즉, 상기 어긋남 방향에 의존하여 생기는 콘트라스트 변화의 완급을 시정할 수 있다.

상기한 바와 같이, 액정층(50)의 리타데이션은 3λ/4에 근사시키는 것이 바 람직하다. 본 실시 형태에서는, 액정층(50)의 리타데이션은 0.37㎛로 되어 있다. 이는, λ=555㎚로 한 경우의 0.66λ에 대략 상당한다. 이 때, 액정 장치(1)에의 입사광은, 편광판(53)과 액정층(50)을 투과한 단계에서, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 가까워진다. 이 때문에, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 낮게 억제할 수 있다. 본 실시 형태의 구성에서의, 투과축(53a, 55a)의 어긋남에 대한 콘트라스트 분포는, 도 8의 (a)와 같게 된다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에도, 최저 콘트라스트를 약 600으로 억제할 수 있었다.

또한, 일반적으로 FFS 모드의 액정 장치에서는, 높은 투과 효율을 얻는 것을 목적의 하나로 하여, 리타데이션을 0.65λ 또는 이보다 작은 값으로 하는 것이 많다. 그러나, 이러한 일반적인 구성에서는, 액정층의 리타데이션이 3λ/4(0.75λ)로부터 크게 서로 다르기 때문에, 편광판의 편광축 각도가 ±1도의 범위에서 어긋나면, 그 어긋남 방향에 의해서는 콘트라스트가 심하게 저하한다. 상기 각도 범위에서, 경우에 따라서는 콘트라스트가 300 이하로까지 저하하게 된다. 본 실시 형태는, 이를 회피하기 위해, 굳이 리타데이션을 0.66λ 또는 이보다 큰 값으로 설정 하는 것이다.

[제2 실시 형태]

계속해서, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)는, 제1 실시 형태로부터, 액정층(50)의 리타데이션을 변경한 것으로, 그 밖 의 점은 제1 실시 형태와 공통이다. 이하, 주로 변경점에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)의 굴절률 이방성 Δn은 0.10이며, 액정층(50)의 두께 d(도 5)는 4.6㎛로 설정되어 있다. 따라서, 굴절률 이방성 Δn과 두께 d와의 곱으로 결정되는 액정층(50)의 리타데이션은, 0.46㎛이다. 이는, λ=555㎚로 한 경우의 0.83λ에 대략 상당한다. 이 때, 액정 장치(1)에의 입사광은, 편광판(53)과 액정층(50)을 투과한 단계에서, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 가까워진다. 이 때문에, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 낮게 억제할 수 있다. 본 실시 형태의 구성에서의, 투과축(53a, 55a)의 어긋남에 대한 콘트라스트 분포는, 도 8의 (b)와 같게 된다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에도, 최저 콘트라스트를 약 600으로 억제할 수 있었다.

[제3 실시 형태]

계속해서, 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)는, 제1 실시 형태로부터, 액정층(50)의 리타데이션을 변경한 것이며, 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 공통이다.

본 실시 형태에서는, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)의 굴절률 이방성 Δn은 0.10이며, 액정층(50)의 두께 d(도 5)는 3.9㎛로 설정되어 있다. 따라서, 굴절률 이방성 Δn과 두께 d와의 곱으로 결정되는 액정층(50)의 리타데이션은, 0.39㎛이다. 이는, λ=555㎚로 한 경우의 0.70λ에 대략 상당한다. 이 때, 액정 장치(1)에의 입사광은, 편광판(53)과 액정층(50)을 투과한 단계에서, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 대략 일치한다. 이 때문에, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 제1 실시 형태보다 낮게 억제할 수 있다. 본 실시 형태의 구성에서의, 투과축(53a, 55a)의 어긋남에 대한 콘트라스트 분포는, 도 8의 (c)와 같게 된다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에도, 최저 콘트라스트를 약 700으로 억제할 수 있었다.

[제4 실시 형태]

계속해서, 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)는, 제1 실시 형태로부터, 액정층(50)의 리타데이션을 변경한 것이며, 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 공통이다.

본 실시 형태에서는, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)의 굴절률 이방성 Δn은 0.10이며, 액정층(50)의 두께 d(도 5)는 4.3㎛로 설정되어 있다. 따라서, 굴절률 이방성 Δn과 두께 d와의 곱으로 결정되는 액정층(50)의 리타데이션은, 0.43㎛이다. 이는, λ=555㎚로 한 경우의 0.77λ에 대략 상당한다. 이 때, 액정 장치(1)에의 입사광은, 편광판(53)과 액정층(50)을 투과한 단계에서, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 대략 일치한다. 이 때문에, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 제1 실시 형태보다 낮게 억제할 수 있다. 본 실시 형태의 구성에서의, 투과축(53a, 55a)의 어긋남에 대한 콘트라스트 분포는, 도 8의 (d)와 같게 된다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에도, 최저 콘트라스트를 약 700으로 억제할 수 있었다.

[제5 실시 형태]

계속해서, 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 액정 장치(1)는, 제1 실시 형태로부터, 액정층(50)의 리타데이션을 변경한 것이며, 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 공통이다.

본 실시 형태에서는, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)의 굴절률 이방성 Δn은 0.10이며, 액정층(50)의 두께 d(도 5)는 4.2㎛로 설정되어 있다. 따라서, 굴절률 이방성 Δn과 두께 d와의 곱으로 결정되는 액정층(50)의 리타데이션은, 0.42㎛이다. 이 리타데이션은, λ=555㎚로 한 경우의 0.75λ, 즉 3λ/4에 대략 상당한다. 이 때, 액정 장치(1)에의 입사광은, 편광판(53)과 액정층(50)을 투과한 단계에서, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광으로 된다. 이 때문에, 콘트라스트 변화량은, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 의존하지 않고, 각도의 어긋남에 대한 콘트라스트 분포는, 도 8의 (e)에 도시한 바와 같이, 등방적으로 된다. 따라서, 편광판(53, 55)의 접착 각도가 어떻게 변동되어도 콘트라스트가 저하하기 어렵다. 본 실시 형태의 구성에 따르면, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에도, 최저 콘트라스트를 778로 억제할 수 있었다.

[제6 실시 형태]

상기 실시 형태의 액정 장치(1)는, FFS 모드를 채용하고 있지만, 이에 한정 하는 취지는 아니고, 액정 분자(51)가 횡전계에 의해 구동되는 모드이면 어떤 모드이어도 된다. 본 실시 형태는, 이러한 모드 중 IPS 모드를 적용한 액정 장치(1)에 관한 것이다.

도 9는, IPS 모드를 적용한 액정 장치(1)의 소자 기판(10) 중, 1개의 서브 화소(4)에 대응하는 부분을 추출하여 도시하는 평면도이다. 또한, 도 10은, 도 9 중 C-C선의 위치에서의 단면도이다. 이하에서는, 도 4 및 도 5와 공통되는 구성 요소에 대해서는 설명을 생략한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제1 전극으로서의 공통 전극(18)과, TFT 소자(30)에 전기적으로 접속된 제2 전극으로서의 화소 전극(16)은, 모두 빗살 형상을 이루는 부분을 갖고, 그 빗살 형상을 이루는 부분이 서로 엇갈리도록 대향하여 배치되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(11) 중, 글래스 기판(21)에 대향하는 면 위에는, TFT 소자(30)가 형성되어 있다. TFT 소자(30)의 상층에는, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 층간 절연막(43)을 사이에 두고 데이터선(13)이 적층되어 있다.

데이터선(13)의 상층에는, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 층간 절연막(44)을 사이에 두고, 투광성을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 공통 전극(18) 및 화소 전극(16)이 적층되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 공통 전극(18)과 화소 전극(16)은 동일한 층에 형성되어 있다. 화소 전극(16)은, 게이트 절연막(42) 및 층간 절연막(43, 44)을 관통하여 형성된 컨택트 홀(37)을 통하여 TFT 소자(30)의 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 도 10의 단면에서는, 공통 전극(18)과 화소 전극(16)은, 전극의 빗 형상의 부분이 교대로 배치되어 있다.

공통 전극(18) 및 화소 전극(16) 위에는, 폴리이미드로 이루어지는 배향막(48)이 적층되어 있다. 소자 기판(10)은, 상기한 글래스 기판(11)으로부터 배향막(48)까지를 구성 요소로서 포함하고 있다.

또한, 대향 기판(20)의 구성, 배향막(28, 48)의 러빙 방향(50a, 50b), 편광판(53, 55)의 구성 및 투과축(53a, 55a)의 방향, 액정층(50)의 리타데이션 및 두께 d에 대해서는, 상기 실시 형태의 FFS 모드의 액정 장치(1)와 마찬가지이다.

상기 구성에서, 공통 전극(18)은 정전위로 유지되어 있는 한편, 화소 전극(16)에는 데이터선(13), TFT 소자(30)를 통하여 화상 신호가 기입되기 때문에, 공통 전극(18)과 화소 전극(16) 사이에는, 화상 신호의 크기에 따른 구동 전압이 인가된다. 구동 전압은, 흑 표시에 대응하는 오프 전압과, 백 표시에 대응하는 온 전압 사이에서 설정된다. 상기 구동 전압이 인가되고, 전위차가 생기면, 화소 전극(16)의 표면으로부터 나와 공통 전극(18)의 표면에 이르는 전기력선을 갖는 전계가 생긴다. 이 때, 공통 전극(18) 및 화소 전극(16)의 상부, 즉 액정층(50)이 배치된 층에서는, 글래스 기판(11)과 평행한 전계(횡전계)가 생긴다. 바꾸어 말하면, 상기 전계는, 글래스 기판(11)에 평행한 성분을 갖고 있다. 그리고, 이 횡전계의 방향은, 공통 전극(18) 및 화소 전극(16)의 빗살 형상 전극의 연장 방향에 직교하는 방향이다. 액정층(50)에 포함되는 액정 분자(51)는, 이 횡전계의 크기에 따라서, 글래스 기판(11)에 평행한 면 내에서 배향 방향을 바꾼다.

IPS 모드를 적용한 상기 구성의 액정 장치(1)는, FFS 모드와 마찬가지의 광학적 작용에 의해 표시를 행한다. 그리고, 액정층(50)의 리타데이션을 0.66λ 이상 0.83λ 이하로 하면, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 액정층(50)의 리타데이션을 0.70λ 이상 0.77λ 이하로 하면, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 더욱 낮게 억제할 수 있다. 또한, 액정층(50)의 리타데이션을 0.75λ, 즉 3λ/4로 하면, 콘트라스트 변화량을, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 의존하지 않도록 할 수 있다. 즉, 편광판(53, 55)의 접착 각도가 어떻게 변동되어도 콘트라스트가 저하하기 어려운 구성으로 된다.

[전자 기기]

이상으로 설명한 액정 장치(1)는, 예를 들면, 휴대 전화기 등의 전자 기기에 탑재하여 이용할 수 있다. 도 11은, 전자 기기로서의 휴대 전화기(100)의 사시도이다. 휴대 전화기(100)는, 표시부(110) 및 조작 버튼(120)을 갖고 있다. 표시부(110)는, 내부에 조립된 액정 장치(1)에 의해, 조작 버튼(120)에 입력한 내용이나 착신 정보를 비롯한 다양한 정보에 대해서, 콘트라스트가 높은, 고품위의 표시를 행할 수 있다.

또한, 액정 장치(1)는, 상기 휴대 전화기(100) 외에, 모바일 컴퓨터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 차량 탑재 기기, 오디오 기기 등의 각종 전자 기기에 이용할 수 있다. 또한, 프로젝터에 라이트 벌브로서 조립하여 이용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 대해서는, 다양한 변형을 가하는 것이 가능하다. 변형예로서는, 예를 들면 이하와 같은 것이 생각된다.

[변형예 1]

상기 제1 실시 형태, 제2 실시 형태는, 각각 액정층(50)의 리타데이션이 0.66λ, 0.83λ로 되는 구성이지만, 이에 한정하는 취지는 아니다. 액정층(50)의 리타데이션이 0.66λ 이상 0.83λ 이하의 범위에 있으면, 액정층(50)을 투과하는 광은, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 가까워진다. 이 때문에, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 낮게 억제할 수 있다. 이 때, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에, 최저 콘트라스트를 약 600 이상으로 억제할 수 있다.

[변형예 2]

상기 제3 실시 형태, 제4 실시 형태는, 각각 액정층(50)의 리타데이션이 0.70λ, 0.77λ로 되는 구성이지만, 이에 한정하는 취지는 아니다. 액정층(50)의 리타데이션이 0.70λ 이상 0.77λ 이하의 범위에 있으면, 액정층(50)을 투과하는 광은, 액정 분자(51)의 배향 방향과 수직한 장축을 갖는 타원 편광에 대략 일치한다. 이 때문에, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태와 마찬가지로, 투과축(53a, 55a)의 각도의 어긋남 방향에 대한 콘트라스트 변화의 의존성을 낮게 억제할 수 있다. 이 때, 투과축(53a, 55a)이 ±1도의 범위에서 변동된 경우에, 최저 콘트라스트를 약 700 이상으로 억제할 수 있다.

도 1은 액정 장치의 모식도로서, (a)는 사시도, (b)는 (a) 중 A-A선에서의 단면도.

도 2는 화소 영역의 확대 평면도.

도 3은 화소 영역을 구성하는 복수의 서브 화소에서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도.

도 4는 소자 기판 중, 1개의 서브 화소에 대응하는 부분을 추출하여 도시하는 평면도.

도 5는 도 4 중 B-B선의 위치에서의 단면도.

도 6은 편광판의 투과축 및 러빙 방향을 도시하는 모식도.

도 7은 편광판의 투과축의 방향과, 액정층을 투과한 후의 광의 편광 상태와의 관계를 도시하는 도면.

도 8의 (a) 내지 (e)는, 편광판의 투과축이 최적 배치로부터 ±1도의 범위에서 어긋난 경우의 액정 장치의 콘트라스트를 나타내는 그래프.

도 9는 IPS 모드를 적용한 액정 장치의 소자 기판 중, 1개의 서브 화소에 대응하는 부분을 추출하여 도시하는 평면도.

도 10은 도 9 중 C-C선의 위치에서의 단면도.

도 11은 전자 기기로서의 휴대 전화기의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액정 장치

4 : 서브 화소

5 : 화소 영역

10 : 소자 기판

11 : 제1 기판으로서의 글래스 기판

12 : 주사선

13 : 데이터선

16 : 제2 전극으로서의 화소 전극

16a : 슬릿

18 : 제1 전극으로서의 공통 전극

20 : 대향 기판

21 : 제2 기판으로서의 글래스 기판

23 : 컬러 필터

28, 48 : 배향막

30 : TFT 소자

50 : 액정층

50a, 50b : 러빙 방향

51 : 액정 분자

53, 55 : 편광판

53a, 55a : 투과축

100 : 전자 기기로서의 휴대 전화기

Claims

대향하여 배치된 제1 기판 및 제2 기판과,

상기 제1 기판의 상기 제2 기판에 대향하는 면에 배치된 제1 전극 및 제2 전극과,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판에 평행한 방향에 배향한 액정 분자를 갖는 액정층과,

상기 액정층을 사이에 두고 배치된 한쌍의 편광 소자

를 구비하고,

상기 액정 분자는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 기인하여 생긴, 상기 제1 기판에 평행한 성분을 갖는 전계에 의해 구동되고,

상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.66λ 이상 0.83λ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제1항에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.70λ 이상 0.77λ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제2항에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션은, 파장 λ가 555㎚인 광에 대하여 0.75λ인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 전극은, 상기 제1 기판과 상기 제2 전극 사이의 층에 형성되고,

상기 제2 전극에는, 복수의 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 빗살 형상을 이루는 부분을 가짐과 함께 동일한 층에 형성되어 있고, 상기 빗살 형상을 이루는 부분이 서로 엇갈리도록 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.