WO2012090839A1 - 液晶パネル、及び、液晶ディスプレイ - Google Patents

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村田 充弘
洋典 岩田
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal panel and a liquid crystal display. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal panel excellent in viewing angle characteristics and a liquid crystal display including the same.
  • the liquid crystal panel is configured by sandwiching a liquid crystal display element between a pair of glass substrates or the like.
  • Liquid crystal displays equipped with such liquid crystal panels are indispensable for daily life and business because they are used for mobile applications, various monitors, televisions, etc., taking advantage of their thin, lightweight, and low power consumption. It has become. In recent years, it has been widely used for applications such as projection display devices (projectors), electronic books, photo frames, IA (industrial equipment), and PC (personal computer) applications. In these applications, in order to change the optical characteristics of the liquid crystal layer, liquid crystal panels of various modes having different electrode arrangements and / or substrate designs have been studied.
  • a liquid crystal display for a projector a liquid crystal display including a plurality of liquid crystal panels in which at least one liquid crystal panel is used in a normally black mode and the remaining liquid crystal panels are used in a normally white mode is disclosed.
  • a normally black mode a normally black mode
  • the remaining liquid crystal panels are used in a normally white mode.
  • a liquid crystal display in which the initial alignment state of the liquid crystal molecules is vertical alignment that is, a vertical alignment (VA) mode liquid crystal display has room for improvement in terms of improving viewing angle characteristics (for example, ⁇ shift).
  • VA vertical alignment
  • the liquid crystal molecules are rod-shaped, when the liquid crystal display is observed from the front direction and the oblique direction, the polarization states of the light transmitted through the liquid crystal panel are different from each other. That is, the transmittance differs between the front direction and the oblique direction.
  • the voltage-transmittance curve hereinafter also referred to as a VT curve
  • VT curve changes between the front direction and the oblique direction
  • the oblique ⁇ curve rises with respect to the ⁇ curve in the front direction.
  • white floating is a phenomenon in which a display that should appear dark appears to be whitish when the viewing angle direction is tilted obliquely from the front in a state where a relatively dark display with low gradation is performed.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal panel and a liquid crystal display capable of improving viewing angle characteristics.
  • the inventors of the present invention have made various studies on a liquid crystal panel and a liquid crystal display that can improve viewing angle characteristics, and have focused on a vertical alignment type liquid crystal panel.
  • a plurality of linear portions arranged with a gap are formed on at least one of the two types of electrodes for driving the liquid crystal layer, and a distance D between the center lines of the plurality of linear portions, and a liquid crystal panel It has been found that by reducing the ratio D / d with respect to the cell thickness d, the ⁇ curve in the oblique direction can be made closer to the ⁇ curve in the front direction, and the above problem can be solved brilliantly. The invention has been reached.
  • a first aspect of the present invention includes a liquid crystal molecule sandwiched between a first substrate, a second substrate facing the first substrate, the first substrate, and the second substrate.
  • a vertical alignment type liquid crystal panel including a liquid crystal layer, wherein the first substrate includes a first electrode including a plurality of first linear portions arranged with a gap, and the first substrate, or The second substrate includes a second electrode, and the liquid crystal layer is driven by an electric field generated by at least the first electrode and the second electrode, and is between center lines of the plurality of first linear portions.
  • a liquid crystal panel satisfying D / d ⁇ 3 hereinafter, also referred to as a liquid crystal panel of the present invention).
  • the viewing angle characteristics may not be improved.
  • the configuration of the liquid crystal panel of the present invention is not particularly limited by other components as long as such components are essential.
  • the first electrode may have a portion other than the plurality of first linear portions, or may have only the plurality of first linear portions, but usually the first linear portion. It has other parts.
  • the preferable form in the liquid crystal panel of this invention is demonstrated in detail below.
  • the liquid crystal panel of the present invention may satisfy D / d ⁇ 3, but preferably satisfies D / d ⁇ 1, and more preferably satisfies D / d ⁇ 0.83.
  • D / d is 1 or less
  • D / d 0.83 or less, the ⁇ curve in the oblique direction can be almost superimposed on the ⁇ curve in the front direction.
  • the distance D is 2 or more.
  • the two or more distances D may be different from each other or the same.
  • a plurality of regions having different distances D can be formed in the liquid crystal layer, and VT curves can be made different between these regions. Therefore, the viewing angle characteristics can be improved more effectively.
  • the distance D can also be said to be the pitch P.
  • the liquid crystal molecules are preferably aligned symmetrically with respect to a certain plane (virtual plane) when a voltage is applied. Thereby, complementary alignment compensation can be obtained more effectively.
  • the said surface exists normally in the center between these linear parts, or on the said centerline of these linear parts.
  • suitable electrode structures in the liquid crystal panel of the present invention include the following structures (A) and (B). According to these structures, liquid crystal molecules can be easily orientated symmetrically with respect to a certain surface when a voltage is applied.
  • the first substrate includes the second electrode, and the second electrode includes a plurality of second linear portions arranged with a gap therebetween, and the first linear portion;
  • the second linear portions are alternately arranged.
  • the first substrate includes the second electrode, the first electrode, and an insulating layer provided between the second electrode, and the second electrode has a planar shape.
  • the second substrate has a planar third electrode, and the second electrode overlaps the gap.
  • Preferred forms of the structure (A) include the following forms (A-1) to (A-3).
  • the first electrode and the second electrode each include a comb shape.
  • the first linear portion and the second linear portion correspond to comb teeth.
  • an electric field can be formed with high density between the first electrode and the second electrode, and liquid crystal molecules can be controlled with high accuracy.
  • Form (A-2) the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive. According to this embodiment, in the structure (A), the alignment of the liquid crystal molecules can be more effectively tilted, so that the transmittance can be improved.
  • the liquid crystal panel of the present invention satisfies D / d> 1.5. According to this aspect, in the structure (A), it is possible to prevent the desired alignment of the liquid crystal molecules from being broken.
  • Preferred examples of the structure (B) include the following forms (B-1) and (B-2).
  • the first electrode includes a comb shape.
  • the first linear portion corresponds to a comb tooth.
  • an electric field can be formed with high density between the first electrode and the second electrode, and liquid crystal molecules can be controlled with high accuracy.
  • the comb-teeth shape refers to a shape in which a plurality of lines (comb teeth) protrude from one line, and the shape of each comb tooth is not limited to a straight line.
  • the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative. According to this embodiment, in the structure (B), the alignment of the liquid crystal molecules can be more effectively tilted, so that the transmittance can be improved.
  • the liquid crystal panel of the present invention may further include a circularly polarizing plate or may further include a linearly polarizing plate. According to the former, the transmittance can be improved. According to the latter, the viewing angle characteristics can be further improved. Note that a general liquid crystal panel including a circularly polarizing plate has room for improvement in viewing angle characteristics. On the other hand, according to the liquid crystal panel of the present invention, viewing angle characteristics can be improved. Therefore, when the liquid crystal panel of the present invention further includes a circularly polarizing plate, it is possible to achieve both a wide viewing angle and high transmittance.
  • the optical axis of the circularly polarizing plate is preferably orthogonal to or parallel to the plurality of first linear portions.
  • D / d is very small (for example, when D / d ⁇ 1)
  • the optical axis of the circularly polarizing plate is ⁇ compared to the configuration in which the optical axis is arranged obliquely with respect to the first linear portion.
  • the shift can be improved more effectively.
  • the term “perpendicular” does not necessarily mean that the angle formed between the optical axis and the first linear portion is 90 °, and may be substantially orthogonal. Specifically, it is preferable that the angle formed by both is 86 ° (more preferably 88 °) or more.
  • parallel does not necessarily mean that the angle formed by the optical axis and the first linear portion is 0 °, and may be substantially parallel. Specifically, it is preferable that the angle between the two is 4 ° (more preferably 2 °) or less.
  • the kind and structure of the said circularly-polarizing plate are not specifically limited,
  • area can be used.
  • it is a laminate of a ⁇ / 4 plate and a linear polarizing plate (linear polarizer), but a structure (for example, cholesteric liquid crystal) having a helical structure at an optical pitch may be used.
  • the kind and structure of the said linear polarizing plate are not specifically limited,
  • area can be used.
  • the liquid crystal panel of the present invention may be any of a transmissive type, a reflective type, and a transflective type.
  • the liquid crystal panel of the present invention preferably further includes a pair of circularly polarizing plates or a pair of linearly polarizing plates.
  • the 2nd side surface of this invention is a liquid crystal display provided with the liquid crystal panel of this invention.
  • liquid crystal panel and liquid crystal display which can improve a viewing angle characteristic are realizable.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating the liquid crystal display according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AB in FIG. 1 when no voltage is applied.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view when a voltage is applied along line AB in FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an arrangement relationship of optical axes in the liquid crystal panel of Embodiment 1.
  • the ⁇ shift of the liquid crystal panel of Comparative Example 1 with P / d 3.12 is shown.
  • Example 1 and Comparative Example 1 it is a graph which shows the relationship between P / d and the orientation stability of a liquid crystal.
  • the micrograph of the liquid crystal panel of Example 1 is shown.
  • 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal panel of Example 1 when a voltage is applied.
  • FIG. It is a plane schematic diagram which shows the model of the pixel used for simulation.
  • FIG. 14 is a schematic sectional view taken along line CD in FIG. 13.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an arrangement relationship of optical axes in a simulation according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement relationship of optical axes in a liquid crystal panel of Example 2.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a liquid crystal display according to Embodiment 2.
  • FIG. 28 is a schematic cross-sectional view taken along line EF in FIG. 27 when no voltage is applied.
  • FIG. 28 is a schematic cross-sectional view of the EF line in FIG. 27 when a voltage is applied.
  • it is a plane schematic diagram for demonstrating the orientation state at the time of the voltage application of a liquid crystal molecule.
  • the cell thickness d was measured using a cell gap inspection apparatus (RETS series) manufactured by Otsuka Electronics.
  • the 3 o'clock direction, 12 o'clock direction, 9 o'clock direction, and 6 o'clock direction when the liquid crystal panel is viewed from the front are respectively 0 ° azimuth, 90 ° azimuth, 180 ° azimuth, and 270 °. It is assumed that the direction passing through 3 o'clock and 9 o'clock is the left-right direction, and the direction passing through 12 o'clock and 6 o'clock is the vertical direction. Further, the front view means observation from the normal direction of the screen of the liquid crystal panel, and the front direction means the normal direction of the screen of the liquid crystal panel.
  • each picture element (sub-pixel) is mainly illustrated, but a plurality of pixels are matrixed in the display area (area for displaying an image) of the liquid crystal display of each embodiment. It is provided in the shape.
  • Each pixel is composed of a plurality of (usually three) picture elements.
  • the liquid crystal display of the present embodiment is a transmissive liquid crystal display in a TBA (Transverse Bend Alignment) mode.
  • the TBA mode is a kind of horizontal electric field method.
  • an image is displayed by controlling the alignment of liquid crystal molecules by applying a horizontal electric field to the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal display drives the liquid crystal panel 100, a backlight unit (not shown) provided behind the liquid crystal panel 100, the liquid crystal panel 100, and the backlight unit. And a control unit (not shown) for controlling.
  • the liquid crystal panel 100 includes an active matrix substrate (TFT array substrate) 1 (hereinafter also simply referred to as a substrate 1) corresponding to the first substrate, and a counter substrate 2 (referred to simply as the substrate 1) that corresponds to the second substrate and faces the substrate 1.
  • TFT array substrate active matrix substrate
  • the substrate 1 corresponding to the first substrate
  • a counter substrate 2 referred to simply as the substrate 1
  • the substrate 2 is also simply referred to as a substrate 2
  • a liquid crystal layer 3 sandwiched between them and a pair of polarizing plates 4 and 5 provided on the opposite side of the substrates 1 and 2 from the liquid crystal layer 3.
  • the substrate 1 is provided on the back side of the liquid crystal display, and the substrate 2 is provided on the viewer side.
  • the polarizing plates 4 and 5 are arranged in crossed Nicols.
  • the substrates 1 and 2 are bonded together by a sealing material (not shown) provided so as to surround the display area.
  • the substrates 1 and 2 are opposed to each other via a spacer (not shown) such as a columnar spacer.
  • a liquid crystal layer 3 is formed as an optical modulation layer by sealing a liquid crystal material in the gap between the substrates 1 and 2.
  • the active matrix substrate 1 includes a colorless and transparent insulating substrate 10 formed of a material such as glass or plastic. As shown in FIGS. 1 and 2, on the main surface of the insulating substrate 10 on the liquid crystal layer 3 side, a plurality of gate bus lines 12 (hereinafter also simply referred to as bus lines 12) parallel to each other and the gate bus lines 12.
  • bus lines 12 a plurality of gate bus lines 12
  • a plurality of source bus lines 11 (hereinafter also simply referred to as bus lines 11) orthogonal to the switching element, a thin film transistor (TFT) 14 provided in each pixel, and the first electrode,
  • a pixel electrode 20 (hereinafter also simply referred to as an electrode 20) provided on the pixel;
  • a plurality of counter electrodes 22 (hereinafter also simply referred to as electrodes 22) corresponding to the second electrode; and a vertical alignment film 19; Is formed.
  • An area partitioned by the bus lines 11 and 12 is approximately one picture element area.
  • the counter electrode 22 is provided in common among the plurality of picture elements adjacent to the direction in which the gate bus line 12 extends (hereinafter also referred to as the left and right picture elements).
  • the counter electrode 22 is an electrode (common electrode) for applying a common voltage to all the picture elements, and is connected to each other outside the display area. A voltage common to all picture elements (common voltage) is applied to the counter electrode 22.
  • the TFT 14 functions as a gate and includes a gate electrode that is a part of the gate bus line 12, a source electrode 11 a that functions as a source and is connected to the source bus line 11, and a drain electrode 13 that functions as a drain.
  • the TFT 14 includes a semiconductor layer 15 provided in the vicinity of the intersection of the bus lines 11 and 12 and formed in an island shape on the gate bus line 12.
  • the source bus line 11 is connected to a source driver (not shown) outside the display area.
  • the gate bus line 12 is connected to a gate driver (not shown) outside the display area, and also functions as a gate electrode of the TFT 14 in the display area.
  • a scanning signal is supplied to the gate bus line 12 in a pulsed manner from the gate driver at a predetermined timing, and the scanning signal is applied to each TFT 14 by a line sequential method.
  • the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 are a pair of comb electrodes.
  • the pixel electrode 20 includes a plurality of linear portions 21 corresponding to comb teeth and a linear portion (pattern portion) that connects the linear portions 21 to each other.
  • the counter electrode 22 includes a plurality of linear portions 23 corresponding to comb teeth and a linear portion (pattern portion) that connects the linear portions 23 to each other.
  • the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 are arranged so that the linear portions 21 and 23 are engaged with each other with a gap (interval) therebetween.
  • the linear portions 21 and 23 are alternately arranged and are parallel to each other.
  • the linear portions 21 and 23 are straight portions extending in the vertical direction in FIG. 1, but as long as a desired electric field can be generated by the pixel electrode 20 and the counter electrode 22, the shapes of the linear portions 21 and 23 are as follows. Other shapes (for example, V shape, broken line shape, or curved shape) may be used.
  • a first wiring layer, a gate insulating film (not shown) covering the first wiring layer, a semiconductor layer 15, a second wiring layer, An insulating layer (not shown) covering the two wiring layers, an electrode layer, and a vertical alignment film 19 are laminated in this order.
  • the gate bus line 12 is formed in the first wiring layer
  • the source bus line 11, the source electrode 11a, and the drain electrode 13 are formed in the second wiring layer
  • the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 are formed in the electrode layer. Is formed.
  • the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 are disposed on the same insulating layer.
  • the pixel electrode 20 is electrically connected to the drain electrode 13 of the TFT 14 through a contact hole 16 that penetrates the insulating layer.
  • the counter substrate 2 includes a colorless and transparent insulating substrate 40 formed of a material such as glass or plastic. On the main surface of the insulating substrate 40 on the liquid crystal layer 3 side, a color filter layer 41 and a vertical alignment film 42 are laminated in this order.
  • the liquid crystal layer 3 includes nematic liquid crystal molecules 6 having positive dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal molecules 6 exhibit homeotropic alignment when no voltage is applied (when an electric field is not generated by the electrodes 20 and 22 described above) due to the alignment regulating force of the vertical alignment films 19 and 42. It is oriented in a direction substantially perpendicular to the main surfaces of the substrates 1 and 2.
  • the pretilt angle of the liquid crystal layer 3 is 86 ° or more (preferably 88 ° or more) and 90 ° or less. If it is less than 86 °, the contrast may be lowered.
  • the liquid crystal panel 100 has a pair of polarizing plates 4 and 5 arranged in crossed Nicols and also has a vertically aligned liquid crystal layer 3, so that it is in a normally black mode.
  • the TFT 14 is turned on for a certain period by the input of the scanning signal, and an image signal is supplied to the pixel electrode 20 from the source bus line 11 at a predetermined timing while the TFT 14 is turned on. That is, a voltage corresponding to the image signal is applied to the pixel electrode 20.
  • a predetermined voltage (AC voltage or DC voltage, for example, 0 V) is applied to the counter electrode 22.
  • an electric field is generated from the pixel electrode 20 toward the counter electrode 22 between the pixel electrode 20 and the counter electrode 22.
  • This electric field is an electric field (arch-shaped lateral electric field) substantially parallel to the main surfaces of the substrates 1 and 2. Since the liquid crystal molecules 6 exhibit bend alignment due to the lateral electric field, the retardation of the liquid crystal layer 3 changes, and the transmittance of each picture element changes. As a result, an image is displayed.
  • the alignment state of the liquid crystal molecules 6 when a voltage is applied will be described in detail.
  • the lateral electric field is generated between the pixel electrode 20 and the counter electrode 22. Since the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules 6 is positive, the liquid crystal molecules 6 exhibit bend alignment along the electric lines of force of the transverse electric field.
  • the liquid crystal molecules 6 c near the center between the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 are always aligned vertically regardless of the magnitude of the voltage applied to the pixel electrode 20. This is because other liquid crystal molecules fall from both sides, more specifically from the pixel electrode 20 and the counter electrode 22. Therefore, the dark line 8 is always generated in the region where the liquid crystal molecules 6 c exist, regardless of the magnitude of the voltage applied to the pixel electrode 20.
  • liquid crystal molecules 6e on the linear portions 21 and 23 are hardly affected by the horizontal electric field, and are therefore always aligned vertically regardless of the magnitude of the voltage applied to the pixel electrode 20. Accordingly, the dark line 9 is always generated on the linear portions 21 and 23 regardless of the magnitude of the voltage applied to the pixel electrode 20.
  • the liquid crystal molecules 6 having a tilt angle of 0 to 90 ° exist in the region R1.
  • the liquid crystal molecules 6 are center lines 30 (actually surfaces (virtual surfaces) passing through the center between the linear portions 21 and 23 in the region R1 and parallel to the linear portions 21 and 13. Oriented symmetrically). That is, two domains are generated in the region R1.
  • FIG. 4 a description will be given of light rays incident on the liquid crystal panel 100 from a polar angle of 60 °.
  • the reason for selecting the polar angle of 60 ° is as shown in the following (1) to (4).
  • Light incident on the liquid crystal panel from a direction exceeding a polar angle of 60 ° is totally reflected on the surface of the liquid crystal panel, and therefore hardly affects display characteristics.
  • the light output distribution of the backlight is usually adjusted so that the ratio of the luminous flux amount in the range of polar angle 0 ° to polar angle 60 ° with respect to the total emitted light amount exceeds 90%. Has been.
  • a light ray (indicated by an arrow in FIG. 4) incident on the liquid crystal panel 100 from the polar angle of 60 ° is refracted on the surface of the polarizing plate 4 and then enters the liquid crystal layer 3.
  • the refraction angle at this time is approximately 35.3 ° (35.26 °).
  • the light rays incident on the liquid crystal layer 3 are refracted on the surface of the polarizing plate 5 when emitted to the air layer.
  • the refraction angle at this time is the same as the incident angle when entering the polarizing plate 4. In other words, the light rays that have entered the liquid crystal panel 100 from the polar angle of 60 ° are finally emitted to the air layer at a polar angle of 60 °.
  • this light beam only needs to pass through the region R1. More specifically, when a voltage is applied, liquid crystal molecules aligned symmetrically with respect to the center line 30 (actually a plane (virtual plane)) are present in the region R1. Therefore, if the light beam can pass through the region R1, the phase difference generated in the light beam and the phase difference generated in the light incident on the region R1 from the front direction are substantially the same. Therefore, the transmittance in the polar angle 60 ° direction can be brought close to the transmittance in the front direction.
  • the pitch P of the region R1 may be increased.
  • the relationship between the cell thickness d and the pitch P of the region R1, that is, the pitch P between the center lines of the linear portions 21 and 23, is important.
  • the effect of improving the oblique viewing angle can be obtained as the ratio P / d of the pitch P and the cell thickness d is smaller.
  • liquid crystal panel 100 and each member will be further described.
  • the width of the linear portions 21 and 23 is preferably as narrow as possible, but is preferably 3 ⁇ m (more preferably 2 ⁇ m) or more from the viewpoint of preventing occurrence of defects such as disconnection.
  • the widths of the linear portions 21 and 23 may be different from each other.
  • the width of the linear portion means the length of the linear portion in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the cell thickness d is about 2.8 to 5 ⁇ m (preferably 3 to 4 ⁇ m).
  • the product (panel retardation) of the cell thickness d and the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal material (value with respect to light of wavelength ⁇ ) preferably satisfies approximately ⁇ / 2.
  • 280 ⁇ d ⁇ n ⁇ 450 nm is preferably satisfied, and 280 ⁇ d ⁇ n ⁇ 340 nm is more preferable.
  • a conventionally well-known thing can be used suitably as a backlight unit and a control part.
  • the circularly polarizing plate 4 and 5 a pair of circularly polarizing plates or a pair of linearly polarizing plates can be used.
  • the circularly polarizing plate is an optical element that transmits one of right circularly polarized light and left circularly polarized light and absorbs or reflects the other.
  • One circularly polarizing plate has a first ⁇ / 4 plate (not shown) and a first linearly polarizing plate (not shown) stacked in this order from the substrate 1 side.
  • the angle formed by the optical axis (slow axis) of the first ⁇ / 4 plate and the absorption axis of the first linearly polarizing plate is set to about 45 °.
  • the other circularly polarizing plate has a second ⁇ / 4 plate (not shown) and a second linearly polarizing plate (not shown) stacked in this order from the substrate 2 side.
  • the angle formed by the optical axis (slow axis) of the second ⁇ / 4 plate and the absorption axis of the second linearly polarizing plate is set to about 45 °.
  • the optical axes (slow axis) of the first and second ⁇ / 4 plates are substantially orthogonal to each other.
  • the absorption axes of the first and second linearly polarizing plates are substantially orthogonal to each other.
  • the pair of linearly polarizing plates are arranged in crossed Nicols. That is, the absorption axes of the pair of linearly polarizing plates are substantially orthogonal to each other.
  • the absorption axes of the pair of linearly polarizing plates are set to approximately 45 ° azimuth and approximately 135 ° azimuth, respectively.
  • Each linearly polarizing plate includes a linearly polarizing element.
  • a linearly polarizing element a material obtained by adsorbing and orienting an anisotropic material such as an iodine complex having dichroism on a polyvinyl alcohol (PVA) film is typically mentioned.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • each linearly polarizing plate usually further includes a protective film such as a triacetyl cellulose (TAC) film laminated on both sides of the PVA film via an adhesive layer.
  • TAC triacetyl cellulose
  • An optical film such as a retardation plate may be provided between at least one of the substrate 1 and the polarizing plate 4 and between the substrate 2 and the polarizing plate 5 for the purpose of further improving the viewing angle characteristics.
  • the vertical alignment films 19 and 42 are formed without a break so as to cover at least the entire display region.
  • the vertical alignment films 19 and 42 can align the liquid crystal molecules 6 in the vicinity in a direction substantially perpendicular to the film surface.
  • the material of the vertical alignment films 19 and 42 is not particularly limited, and examples thereof include an alignment film material used in a conventional VA mode and a photo alignment film material used in a vertical alignment twisted nematic (VATN) mode. it can.
  • VATN vertical alignment twisted nematic
  • the vertical alignment films 19 and 42 may be organic alignment films formed using an organic material containing polyimide or the like, or inorganic alignment films formed using an inorganic material including silicon oxide or the like. Also good.
  • Examples of the method of forming the vertical alignment films 19 and 42 using the photo-alignment film material include a method of irradiating the photo-alignment film with ultraviolet rays from the vertical direction to develop a pretilt angle of about 90 °. .
  • the vertical alignment films 19 and 42 may be subjected to an alignment process such as a rubbing process or an ultraviolet irradiation, but it is preferable that the alignment process is not performed. It is more preferable to exhibit vertical alignment. Thereby, the alignment treatment process can be omitted, and the manufacturing process can be simplified.
  • a light-transmitting conductive material is preferable, and metal oxides such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are particularly preferable. Used.
  • conventionally known materials can be used as materials for members (for example, the bus lines 11 and 12, the semiconductor layer 15 and the like) provided on the substrate 1 other than these.
  • the color filter layer 41 includes a plurality of color layers (color filters) each provided corresponding to a picture element.
  • the color layer is used for color display, and is formed of a transparent organic insulating film such as an acrylic resin containing a pigment, and is mainly formed in the pixel region.
  • Each pixel is composed of, for example, three picture elements that output light of each color of R (red), G (green), and B (blue).
  • the kind and number of the color of the picture element which comprises each pixel are not specifically limited, It can set suitably. That is, each pixel may be composed of, for example, three colors of cyan, magenta, and yellow, or four or more (for example, four colors of R, G, B, and Y (yellow)). May be configured.
  • the color filter layer 41 may further include a black matrix (BM) layer that shields light between the pixels.
  • BM black matrix
  • the BM layer can be formed of an opaque metal film (for example, a chromium film) and / or an opaque organic film (for example, an acrylic resin containing carbon), and is formed in a region corresponding to a boundary region of adjacent picture elements.
  • An overcoat layer may be provided between the color filter layer 41 and the vertical alignment film 42. Thereby, the surface of the substrate 2 on the liquid crystal layer 3 side can be flattened. Note that a protrusion may be provided on the surface of the overcoat layer, and this protrusion may function as a columnar spacer. As a method for providing a protrusion on the overcoat layer, a photolithography method using a multi-tone photomask can be given.
  • Example 1 and Comparative Example 1 A plurality of liquid crystal panels according to Embodiment 1 were actually manufactured. Glass substrates were used as the insulating substrates 10 and 40.
  • the pixel electrode 20 and the counter electrode 22 were formed by patterning an ITO film (thickness 140 nm) formed on the entire surface of the insulating substrate 10 by a sputtering method using a photolithography method. No overcoat layer was formed on the insulating substrate 40.
  • a positive liquid crystal material ( ⁇ 8) manufactured by Merck Co., Ltd. was sealed between the insulating substrates 10 and 40 by a vacuum injection method.
  • the polarizing plates 4 and 5 circular polarizing plates in which a ⁇ / 4 plate and a linear polarizing plate were laminated in this order from the insulating substrate 10 and 40 side were used.
  • the absorption axis 4p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 4s of the ⁇ / 4 plate were set to 90 ° azimuth and 135 ° azimuth, respectively.
  • the absorption axis 5p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 5s of the ⁇ / 4 plate were set to 0 ° azimuth and 45 ° azimuth, respectively.
  • the domain axis 6a of the liquid crystal molecules 6 was set to 0 ° azimuth.
  • the domain axis indicates the orientation direction (tilt direction) of liquid crystal molecules when a voltage is applied. Therefore, the domain axis 6 a is orthogonal to the linear portions 21 and 23.
  • the width L of the comb teeth (linear portions 21 and 23), the interval S between the comb teeth, the pitch P of the region R1, the cell thickness d, and the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal material are: Settings were made as shown in Table 1 below.
  • FIGS. 6 to 9 show the results of measuring the ⁇ shift of the liquid crystal panels of Example 1 and Comparative Example 1.
  • Shows the ⁇ shift of the liquid crystal panel of Example 1 with P / d 2.50
  • the ⁇ shift indicates how much the ⁇ curve in the oblique direction has changed with respect to the ⁇ curve in the front direction.
  • FIGS. 6 to 9 the horizontal axis indicates the gradation, and the vertical axis indicates the normalized luminance ratio. Note that the normalized luminance ratio indicates the ratio of the luminance of each gradation to the luminance of the highest gradation (255 gradations).
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between P / d and liquid crystal alignment stability in Example 1 and Comparative Example 1.
  • the vertical axis in FIG. 10 represents the applied voltage when the alignment of the liquid crystal is disturbed, as shown in FIGS.
  • FIG. 12 it is considered that the liquid crystal molecules 6 are not symmetrical between the electrodes 20 and 22, and are oriented in a state of being biased to one of the electrodes. Therefore, as shown in FIG. 11, it is considered that the dark line 8 necessary for symmetrical liquid crystal alignment has disappeared.
  • the alignment state in which the dark line 8 is generated is an alignment state necessary for the present embodiment, but the symmetry of the liquid crystal molecules 6 is broken in the portion where the dark line 8 is lost.
  • P / d ⁇ 1.5 a voltage of 255 gradations could not be applied, and the ⁇ shift could not be evaluated.
  • 1.5 ⁇ P / d it is preferable to set 1.5 ⁇ P / d.
  • 1.5 ⁇ P / d ⁇ 3.0 is set from the viewpoint of stably obtaining a desired alignment state and improving the ⁇ shift.
  • the alignment auxiliary layer can be formed by using an alignment maintaining technique using a polymer, so-called PSA (Polymer Sustained Alignment) technique. Specifically, first, a composition in which a liquid crystal material is mixed with a polymerizable component such as a monomer or an oligomer is sealed between the substrates 1 and 2. Then, in a state where a predetermined voltage is applied to each electrode, the composition is heated and / or irradiated with light (for example, ultraviolet rays) to polymerize the polymerizable component. Thereby, the alignment auxiliary layer containing a polymer can be formed. Even when no voltage is applied, the liquid crystal molecules 6 have a predetermined pretilt angle, and the orientation direction of the liquid crystal molecules 6 is defined. The polymerization of the polymerizable component may be performed in a state where no voltage is applied.
  • PSA Polymer Sustained Alignment
  • the inventors performed a simulation on the pixel model according to the first embodiment in order to further confirm the effect of the present embodiment.
  • PRIME-3D manufactured by Shintech Co., Ltd. was used.
  • the pixel model for simulation includes a part of the configuration of the picture element shown in FIG. Specifically, as shown in FIGS. 13 and 14, a pair of substrates 60 and 70, a liquid crystal layer 80 sandwiched between the substrates 60 and 70, and a pair of circularly polarized light provided outside the pair of substrates. Plates 61 and 71 and a pixel electrode 62 and a counter electrode 63 formed on the substrate 60 were provided. Each of the pixel electrode 62 and the counter electrode 63 included only a linear portion.
  • the liquid crystal layer 80 is a vertical alignment type liquid crystal layer and includes liquid crystal molecules 81 having positive dielectric anisotropy.
  • the circularly polarizing plates 61 and 71 respectively included a ⁇ / 4 plate and a linearly polarizing plate laminated in this order from the substrates 60 and 70 side.
  • the absorption axis 61p of the linearly polarizing plate and the in-plane slow axis 61s of the ⁇ / 4 plate were set to 90 ° azimuth and 135 ° azimuth, respectively.
  • the absorption axis 71p of the linearly polarizing plate and the in-plane slow axis 71s of the ⁇ / 4 plate were set to 0 ° azimuth and 45 ° azimuth, respectively.
  • the domain axis 81a was set to 0 ° azimuth. Therefore, the domain axis 81 a is orthogonal to the linear portions of the pixel electrode 62 and the counter electrode 63.
  • the cell thickness d was fixed at 3.00 ⁇ m.
  • the optical axis in the panel was rotated by 45 ° as shown in FIG. 20, and the ⁇ shift was measured.
  • the absorption axis 4p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 4s of the ⁇ / 4 plate were set to 135 ° azimuth and 180 ° azimuth, respectively.
  • the absorption axis 5p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 5s of the ⁇ / 4 plate were set to 45 ° azimuth and 90 ° azimuth, respectively.
  • the domain axis 6a remains at 0 ° azimuth.
  • the absorption axis 4p of the polarizing plate 4 was set to 135 ° azimuth.
  • the absorption axis 5p of the polarizing plate 5 was set to 45 ° azimuth.
  • the domain axis 6a remains at 0 ° azimuth.
  • FIG. 25 shows the positional relationship of the optical axes of the polarizing plate of Sample 6.
  • the absorption axis 61p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 61s of the ⁇ / 4 plate were set to 135 ° and 180 °, respectively.
  • the absorption axis 71p of the linear polarizing plate and the in-plane slow axis 71s of the ⁇ / 4 plate were set to 45 ° azimuth and 90 ° azimuth, respectively.
  • the domain axis 81a remains at 0 ° azimuth.
  • Embodiment 2 Hereinafter, the liquid crystal display of Embodiment 2 will be described.
  • symbol is attached
  • the liquid crystal display of the present embodiment drives the liquid crystal panel 200, a backlight unit (not shown) provided behind the liquid crystal panel 200, the liquid crystal panel 200, and the backlight unit. And a control unit (not shown) for controlling.
  • the liquid crystal panel 200 includes an active matrix substrate (TFT array substrate) 201 (hereinafter also simply referred to as a substrate 201) corresponding to the first substrate, and a counter substrate 202 (referred to simply as the substrate 201) facing the substrate 201.
  • TFT array substrate active matrix substrate
  • a counter substrate 202 referred to simply as the substrate 201 facing the substrate 201.
  • a substrate 202 a liquid crystal layer 203 sandwiched between them, and a pair of polarizing plates 4 and 5 provided on the opposite side of the substrates 201 and 202 from the liquid crystal layer 203.
  • the substrate 201 is provided on the back side of the liquid crystal display, and the substrate 202 is provided on the viewer side.
  • the substrates 201 and 202 are bonded together by a sealing material (not shown) provided so as to surround the display area.
  • the substrates 201 and 202 are opposed to each other via a spacer (not shown) such as a columnar spacer.
  • a liquid crystal layer 203 is formed as an optical modulation layer by sealing a liquid crystal material in a gap between the substrates 201 and 202.
  • the active matrix substrate 201 includes the insulating substrate 10. As shown in FIGS. 27 and 28, on the main surface of the insulating substrate 10 on the liquid crystal layer 203 side, a plurality of gate bus lines 12, a plurality of source bus lines 11, a thin film transistor (TFT) 14, and the first A pixel electrode 220 (hereinafter, also simply referred to as an electrode 220) provided for each pixel corresponding to an electrode, and a lower layer electrode 222 (hereinafter referred to as a second electrode) that is provided in common to all the pixels.
  • the vertical alignment film 19 is also formed.
  • An image signal (voltage) is applied to the pixel electrode 220.
  • the lower layer electrode 222 is a common electrode, and a common voltage (common voltage) is applied to all picture elements.
  • the pixel electrode 220 is a comb electrode.
  • the pixel electrode 220 includes a plurality of linear portions 221 corresponding to comb teeth and a linear portion (pattern portion) that connects the linear portions 221 to each other.
  • the linear portions 221 are arranged in parallel to each other.
  • the linear portion 221 is a linear portion extending in the vertical direction in FIG. 27, but as long as a desired electric field (for example, a parabolic electric field) can be generated by the pixel electrode 220 and the lower layer electrode 222,
  • the shape of the linear portion 221 may be another shape (for example, a V shape, a broken line shape, or a curved shape).
  • the lower layer electrode 222 has a planar shape, and is formed without a break so as to cover at least the entire display region except for a region where a contact hole 216 described later is formed. Therefore, the lower layer electrode 222 overlaps (opposes) the gap between the linear portions 221.
  • the first insulating layer (not shown) covering the two wiring layers, the lower layer electrode 222, the second insulating layer 218, the pixel electrode 220, and the vertical alignment film 19 are stacked in this order.
  • the pixel electrode 220 is electrically connected to the drain electrode 13 of the TFT 14 through a contact hole 216 that penetrates the first insulating layer and the second insulating layer 218.
  • the counter substrate 202 includes an insulating substrate 40. On the main surface of the insulating substrate 40 on the liquid crystal layer 3 side, a color filter layer 41, a counter electrode 243 corresponding to the third electrode (hereinafter also simply referred to as an electrode 243), and a vertical alignment film 42 are provided. They are stacked in order.
  • the counter electrode 243 has a planar shape, and is formed without a break so as to cover at least the entire display region.
  • the counter electrode 243 is opposed to the pixel electrode 220.
  • the liquid crystal layer 203 includes nematic liquid crystal molecules 206 having negative dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal molecules 206 exhibit homeotropic alignment when no voltage is applied (when an electric field is not generated by the electrodes 220, 222, and 243) due to the alignment regulating force of the vertical alignment films 19 and 42.
  • the pretilt angle of the liquid crystal layer 203 is 86 ° or more (preferably 88 ° or more) and 90 ° or less. If it is less than 86 °, the contrast may be lowered.
  • the liquid crystal panel 200 has a pair of polarizing plates 4 and 5 arranged in crossed Nicols and has a vertical alignment type liquid crystal layer 203, so that it is in a normally black mode.
  • the TFT 14 is turned on for a certain period by the input of the scanning signal, and an image signal is supplied to the pixel electrode 220 from the source bus line 11 at a predetermined timing while the TFT 14 is turned on. That is, a voltage corresponding to the image signal is applied to the pixel electrode 220.
  • the counter electrode 222 is an electrode (common electrode) for applying a common voltage to all picture elements, and a predetermined voltage (AC voltage or DC voltage, for example, 0 V) is applied to the counter electrode 222.
  • a predetermined voltage AC voltage or DC voltage, for example, 0 V
  • the counter electrode 243 is also a common electrode, and a predetermined voltage (AC voltage or DC voltage, for example, 0 V) is applied thereto.
  • the pixel electrode 220 When an image signal (voltage) is applied to the pixel electrode 220 (hereinafter also referred to as voltage application), the pixel electrode 220 is directed to the counter electrodes 222 and 243 between the pixel electrode 220, the counter electrode 222, and the counter electrode 243. An electric field is generated. Since the liquid crystal molecules 206 are tilted by this electric field, the retardation of the liquid crystal layer 203 is changed, and the transmittance of each picture element is changed. As a result, an image is displayed.
  • an image signal voltage
  • the alignment state of the liquid crystal molecules 206 when a voltage is applied will be described in detail.
  • a voltage is applied to the pixel electrode 220
  • a parabolic electric field from the pixel electrode 220 to the counter electrode 222 and a vertical electric field from the pixel electrode 220 to the counter electrode 243 are generated. Since the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules 206 is negative, the liquid crystal molecules 206 try to align in a direction orthogonal to the electric field lines of the transverse electric field. As a result, as shown in FIGS. 29 and 30, the liquid crystal molecules 206 fall in a direction substantially parallel to the main surfaces of the substrates 201 and 202.
  • the liquid crystal molecules 206 c between the linear portions 221 are aligned in the longitudinal direction of the linear portions 221.
  • the liquid crystal molecules 206e on the linear portion 221 are oriented slightly inclined with respect to the longitudinal direction of the linear portion 221 in a state where the liquid crystal panel 200 is viewed in plan.
  • the tilt angle of the liquid crystal molecules 206e is smaller than that of the liquid crystal molecules 206c when the liquid crystal panel 200 is viewed in cross section.
  • the region R2 which is a region between the center lines of the linear portions 221 when a voltage is applied.
  • the region R2 there are liquid crystal molecules 6 having different tilt angles.
  • the liquid crystal molecules 206 are in a region R2 with respect to a center line passing through the center between the linear portions 221 (actually a surface (virtual surface) extending in a direction parallel to the linear portions 221). Orient symmetrically. That is, two domains are generated in the region R2.
  • complementary alignment compensation can be obtained based on the same principle as in the first embodiment.
  • the effect of improving the oblique viewing angle is obtained as the ratio P / d between the cell thickness d and the pitch P of the region R2, that is, the pitch P between the center lines of the linear portions 221 is smaller. And P / d ⁇ 3. Therefore, the viewing angle characteristics can be improved as compared with the conventional case.
  • liquid crystal panel 200 and each member will be further described.
  • the width of the linear portion 221 is preferably as narrow as possible, but is preferably 3 ⁇ m (more preferably 2 ⁇ m) or more from the viewpoint of preventing occurrence of defects such as disconnection.
  • the widths of the linear portions 221 may be different from each other.
  • the cell thickness d is about 2.8 to 4.5 ⁇ m (preferably 3.0 to 3.4 ⁇ m).
  • the product (panel retardation) of the cell thickness d and the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal material (value with respect to light of wavelength ⁇ ) preferably satisfies approximately ⁇ / 2.
  • 280 ⁇ d ⁇ n ⁇ 450 nm is preferably satisfied, and 280 ⁇ d ⁇ n ⁇ 340 nm is more preferable.
  • the second insulating layer 218 is formed of a transparent insulating material, and specifically, for example, an inorganic insulating film such as silicon oxide or silicon nitride, or an organic insulating film such as acrylic resin.
  • the film thickness of the second insulating layer 218 is about 0.1 to 3.2 ⁇ m.
  • an insulating film made of SiN and having a thickness of about 0.1 to 0.3 ⁇ m, or an insulating film made of acrylic resin and having a thickness of about 1 to 3.2 ⁇ m is preferable.
  • the second insulating layer 218 may be a stack of a plurality of layers. In this case, the materials of the plurality of layers may be different from each other.
  • a laminate of an inorganic insulating film and an organic insulating film may be used.
  • a light-transmitting conductive material is preferable, and metal oxides such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are particularly preferable.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide

Abstract

本発明は、視野角特性を向上することができる液晶パネル(100)及び液晶ディスプレイを提供する。本発明に係る液晶パネルは、第1基板(1)と、前記第1基板に対向する第2基板(2)と、前記第1基板、及び、前記第2基板の間に挟持され、液晶分子を含む液晶層(3)とを備える垂直配向型の液晶パネルであって、前記第1基板は、隙間をあけて並んだ複数の第1線状部分(21)を含む第1電極(20)を有し、前記第1基板、又は、前記第2基板は、第2(22)電極を有し、前記液晶層は、少なくとも前記第1電極、及び、前記第2電極によって生じる電界により駆動され、前記複数の第1線状部分の中心線の間の距離をDとし、前記液晶パネルのセル厚をdとすると、D/d<3を満たす液晶パネルである。

Description

液晶パネル、及び、液晶ディスプレイ
本発明は、液晶パネル、及び、液晶ディスプレイに関する。より詳しくは、視野角特性に優れた液晶パネルと、それを備える液晶ディスプレイとに関するものである。
液晶パネルは、一対のガラス基板等に液晶表示素子を挟持して構成される。そのような液晶パネルを備えた液晶ディスプレイは、薄型で軽量かつ低消費電力といった特長を活かして、モバイル用途、各種のモニター、テレビ等の用途に利用され、日常生活及びビジネスに欠かすことのできないものとなっている。近年においては、投射型表示装置(プロジェクタ)、電子ブック、フォトフレーム、IA(産業機器)、PC(パーソナルコンピュータ)用途等の用途に幅広く採用されている。これらの用途において、液晶層の光学特性を変化させるために、電極配置及び/又は基板設計が互いに異なる種々のモードの液晶パネルが検討されている。
例えば、プロジェクタ用の液晶ディスプレイとして、少なくとも一つの液晶パネルがノーマリブラックモードで使用され、残りの液晶パネルがノーマリホワイトモードで使用される複数の液晶パネルを備えた液晶ディスプレイが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005-321585号公報
しかしながら、液晶分子の初期配向状態が垂直配向である液晶ディスプレイ、すなわち垂直配向(VA)モードの液晶ディスプレイにおいては、視野角特性(例えば、γシフト)を改善するという点で工夫の余地がある。液晶分子は、棒状であるため、液晶ディスプレイを正面方向と斜め方向とから観察した場合、液晶パネルを透過した光の偏光状態が互いに異なる。すなわち、正面方向と斜め方向とで透過率が互いに異なる。その結果、正面方向と斜め方向とで電圧-透過率曲線(以下、VT曲線とも言う。)が変化し、正面方向のγカーブに対して斜め方向のγカーブが上昇する。すなわち、正面方向に対して斜め方向において輝度が大きくなる。したがって、斜め視角において白浮きが発生する。なお、白浮きとは、低階調の比較的暗い表示を行った状態で、視角方向を正面から斜めに倒したときに、暗く見えるはずの表示が白っぽく見えてしまう現象である。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、視野角特性を向上することができる液晶パネル、及び、液晶ディスプレイを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、視野角特性を向上することができる液晶パネル、及び、液晶ディスプレイについて種々検討したところ、垂直配向型の液晶パネルに着目した。そして、液晶層を駆動する2種類の電極の少なくとも一方に、隙間をあけて並んだ複数の線状部分を形成し、更に、複数の線状部分の中心線の間の距離Dと、液晶パネルのセル厚dとの比D/dを小さくすることにより、斜め方向のγカーブを正面方向のγカーブに近づけることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の第1の側面は、第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板、及び、前記第2基板の間に狭持され、液晶分子を含む液晶層とを備える垂直配向型の液晶パネルであって、前記第1基板は、隙間をあけて並んだ複数の第1線状部分を含む第1電極を有し、前記第1基板、又は、前記第2基板は、第2電極を有し、前記液晶層は、少なくとも前記第1電極、及び、前記第2電極によって生じる電界により駆動され、前記複数の第1線状部分の中心線の間の距離をDとし、前記液晶パネルのセル厚をdとすると、D/d<3を満たす液晶パネル(以下、本発明の液晶パネルとも言う。)である。
D/dが3以上であると、視野角特性が向上しないことがある。
本発明の液晶パネルの構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。前記第1電極は、前記複数の第1線状部分以外の部分を有してもよいし、前記複数の第1線状部分のみを有してもよいが、通常は、第1線状部分以外の部分を有する。
本発明の液晶パネルにおける好ましい形態について以下に詳しく説明する。
本発明の液晶パネルは、D/d<3を満たせばよいが、D/d≦1を満たすことが好ましく、D/d≦0.83を満たすことがより好ましい。D/dが1以下であると、γシフトを著しく改善することができる。より詳細に説明すると、D/dが1以下であると、斜め方向におけるγカーブを、0階調の輝度比と255階調の輝度比とを結ぶ直線、すなわちγ=1の直線よりも正面方向におけるγカーブ側に凹ますことができる。D/dが0.83以下であると、斜め方向におけるγカーブを正面方向におけるγカーブにほとんど重ねることができる。
前記複数の線状部分の数が3以上のとき、距離Dは、2以上存在することになる。この場合、2以上の距離Dは、互いに異なってもよいし、同じであってもよい。前者によれば、距離Dが互いに異なる複数の領域を液晶層内に形成でき、これらの領域の間でVT曲線を互いに異ならせることができる。そのため、視野角特性をより効果的に向上することができる。なお、後者の場合、前記距離Dは、ピッチPとも言える。
前記液晶分子は、電圧印加時、ある面(仮想的な面)に対して対称的に配向することが好ましい。これにより、相補的な配向補償をより効果的に得ることができる。なお、前記面は、通常、前記複数の線状部分の間の中央、又は、前記複数の線状部分の前記中心線上に存在する。
本発明の液晶パネルにおける好適な電極構造としては、下記構造(A)、(B)が挙げられる。これらの構造によれば、電圧印加時、液晶分子をある面に対して容易に対称的に配向することができる。
構造(A)において、前記第1基板は、前記第2電極を有し、前記第2電極は、隙間をあけて並んだ複数の第2線状部分を含み、前記第1線状部分と、前記第2線状部分とは、交互に配置される。
構造(B)において、前記第1基板は、前記第2電極と、前記第1電極、及び、前記第2電極の間に設けられた絶縁層とを有し、前記第2電極は、面状であり、前記第2基板は、面状の第3電極を有し、前記第2電極は、前記隙間に重畳する。
上記構造(A)における好ましい形態としては、下記形態(A-1)~(A-3)が挙げられる。
形態(A-1)において、前記第1電極、及び、前記第2電極は各々、櫛歯形状を含む。このとき、第1線状部分、及び、第2線状部分が櫛歯に相当する。この形態によれば、第1電極と第2電極との間に、電界を高密度に形成することができ、高精度に液晶分子を制御することが可能となる。
形態(A-2)において、前記液晶分子の誘電率異方性は、正である。この形態によれば、上記構造(A)において、液晶分子の配向をより効果的に傾かせることができるので、透過率を向上することができる。
形態(A-3)において、本発明の液晶パネルは、D/d>1.5を満たす。この形態によれば、上記構造(A)において、液晶分子の所望の配向が崩れてしまうのを抑制することができる。
上記構造(B)における好ましい形態としては、下記形態(B-1)、(B-2)が挙げられる。
形態(B-1)において、前記第1電極は、櫛歯形状を含む。このとき、第1線状部分が櫛歯に相当する。この形態によれば、第1電極と第2電極との間に、電界を高密度に形成することができ、高精度に液晶分子を制御することが可能となる。
なお、櫛歯形状とは、1本の線から複数の線(櫛歯)が突出している形状をいい、櫛歯1本1本の形状は、直線状である場合に限られない。
形態(B-2)において、前記液晶分子の誘電率異方性は、負である。この形態によれば、上記構造(B)において、液晶分子の配向をより効果的に傾かせることができるので、透過率を向上することができる。
本発明の液晶パネルは、円偏光板を更に備えていてもよいし、直線偏光板を更に備えていてもよい。前者によれば、透過率を向上することができる。後者によれば、視野角特性を更に向上することができる。なお、円偏光板を備える一般的な液晶パネルは、視野角特性に改善の余地がある。それに対して、本発明の液晶パネルによれば、視野角特性を向上することができる。したがって、本発明の液晶パネルが円偏光板を更に備える場合、広視野角と高透過率を両立することができる。
前記円偏光板の光学軸は、前記複数の第1線状部分と直交するか、又は、平行であることが好ましい。これにより、D/dが非常に小さい場合(例えば、D/d<1の場合)に、円偏光板の光学軸を第1線状部分に対して斜め方向に配置した形態に比べて、γシフトをより効果的に改善することができる。なお、直交とは、光学軸と第1線状部分とのなす角が必ずしも90°である必要はなく、実質的に直交であってもよい。具体的には、両者のなす角が、86°(より好適には88°)以上であることが好ましい。また、平行とは、光学軸と第1線状部分とのなす角が必ずしも0°である必要はなく、実質的に平行であってもよい。具体的には、両者のなす角が、4°(より好適には2°)以下であることが好ましい。
なお、前記円偏光板の種類及び構造は特に限定されず、例えば、ディスプレイ分野に用いられる通常の円偏光板を用いることができる。好適には、λ/4板と直線偏光板(直線偏光子)との積層体であるが、光学ピッチで螺旋構造を有する構造体(例えば、コレステリック液晶)を用いてもよい。
また、前記直線偏光板の種類及び構造は特に限定されず、例えば、ディスプレイ分野に用いられる通常の直線偏光板を用いることができる。
なお、本発明の液晶パネルは、透過型、反射型、及び、半透過型のいずれであってもよい。透過型、又は、半透過型の場合、本発明の液晶パネルは、一対の円偏光板、又は、一対の直線偏光板を更に備えることが好ましい。
本発明の第2の側面は、本発明の液晶パネルを備える液晶ディスプレイである。
本発明によれば、視野角特性を向上することができる液晶パネル及び液晶ディスプレイを実現することができる。
実施形態1の液晶ディスプレイを示す平面模式図である。 図1のA-B線における電圧無印加時の断面模式図である。 図1のA-B線における電圧印加時の断面模式図である。 実施形態1の液晶ディスプレイを示す断面模式図である。 実施例1の液晶パネルにおける光学軸の配置関係を示す模式図である。 P/d=1.62の実施例1の液晶パネルのγシフトを示す。 P/d=1.91の実施例1の液晶パネルのγシフトを示す。 P/d=2.50の実施例1の液晶パネルのγシフトを示す。 P/d=3.12の比較例1の液晶パネルのγシフトを示す。 実施例1及び比較例1において、P/dと、液晶の配向安定性との関係を示すグラフである。 実施例1の液晶パネルの顕微鏡写真を示す。 実施例1の液晶パネルの電圧印加時の断面模式図である。 シミュレーションに用いた画素のモデルを示す平面模式図である。 図13のC-D線における断面模式図である。 実施形態1に係るシミュレーションにおける光学軸の配置関係を示す模式図である。 実施形態1に係るサンプル1(P/d=0.66)のγシフトの計算結果である。 実施形態1に係るサンプル2(P/d=0.83)のγシフトの計算結果である。 実施形態1に係るサンプル3(P/d=1.00)のγシフトの計算結果である。 実施形態1に係るサンプル4(P/d=2.00)のγシフトの計算結果である。 実施例1の液晶パネルにおける光学軸の別の配置関係を示す模式図である。 P/d=1.62の実施例1の液晶パネルのγシフトを示す。 実施例2の液晶パネルにおける光学軸の配置関係を示す模式図である。 P/d=1.62の実施例2の液晶パネルのγシフトを示す。 実施形態1に係るサンプル5(P/d=0.87)のγシフトの計算結果である。 実施形態1に係るシミュレーションにおける光学軸の別の配置関係を示す模式図である。 実施形態1に係るサンプル6(P/d=0.87)のγシフトの計算結果である。 実施形態2の液晶ディスプレイを示す平面模式図である。 図27のE-F線における電圧無印加時の断面模式図である。 図27のE-F線における電圧印加時の断面模式図である。 実施形態2の液晶ディスプレイにおいて、液晶分子の電圧印加時の配向状態を説明するための平面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
本明細書において、セル厚dは、大塚電子社製のセルギャップ検査装置(RETS series)を用いて測定した。
なお、以下の各実施形態においては、液晶パネルを正面視したときの3時方向、12時方向、9時方向及び6時方向をそれぞれ、0°方位、90°方位、180°方位及び270°方位とし、3時及び9時を通る方向を左右方向とし、12時及び6時を通る方向を上下方向とする。また、正面視とは、液晶パネルの画面の法線方向から観察することを言い、正面方向とは、液晶パネルの画面の法線方向を言う。
また、以下の図では、主に1個の絵素(サブ画素)のみを図示しているが、各実施形態の液晶ディスプレイの表示領域(画像を表示する領域)には、複数の画素がマトリクス状に設けられている。各画素は、複数(通常、3個)の絵素からなる。
(実施形態1)
本実施形態の液晶ディスプレイは、TBA(Transverse Bend Alignment)モードの透過型の液晶ディスプレイである。TBAモードは、横電界方式の一種であり、横電界方式は、液晶層に対して横電界を作用させ、液晶分子の配向を制御することによって、画像表示を行う。
図2に示すように、本実施形態の液晶ディスプレイは、液晶パネル100と、液晶パネル100の後方に設けられたバックライトユニット(図示せず)と、液晶パネル100、及び、バックライトユニットを駆動、及び、制御する制御部(図示せず)とを備える。
液晶パネル100は、上記第1基板に相当するアクティブマトリクス基板(TFTアレイ基板)1(以下、単に基板1とも言う。)と、上記第2基板に相当し、基板1に対向する対向基板2(以下、単に基板2とも言う。)と、これらの間に狭持された液晶層3と、基板1、2の液晶層3とは反対側に設けられた一対の偏光板4、5とを有する。基板1は、液晶ディスプレイの背面側に設けられ、基板2は、観察者側に設けられる。偏光板4、5は、クロスニコルに配置されている。
基板1、2は、表示領域を取り囲むように設けられたシール材(図示せず)によって貼り合わされている。また、基板1、2は、柱状スペーサ等のスペーサ(図示せず)を介して互いに対向している。そして、基板1、2の間の空隙に液晶材料が封入されることにより、光学変調層として液晶層3が形成されている。
アクティブマトリクス基板1は、ガラス、プラスチック等の材料から形成される無色透明の絶縁基板10を含む。図1、2に示すように、絶縁基板10の液晶層3側の主面上には、互い平行な複数のゲートバスライン12(以下、単にバスライン12とも言う。)と、ゲートバスライン12に直交する複数のソースバスライン11(以下、単にバスライン11とも言う。)と、スイッチング素子であり、各絵素に設けられた薄膜トランジスタ(TFT)14と、上記第1電極に相当し、各絵素に設けられた画素電極20(以下、単に電極20とも言う。)と、上記第2電極に相当する複数の対向電極22(以下、単に電極22とも言う。)と、垂直配向膜19とが形成されている。バスライン11、12によって区画された領域が概ね1つの絵素領域となる。対向電極22は、複数の絵素の内でゲートバスライン12の伸びる方向に隣接する絵素(以下、左右方向の絵素とも言う。)に共通して設けられている。画素電極20には、画像信号(電圧)が印加される。対向電極22は、全絵素に共通の電圧を印加するための電極(共通電極)であり、表示領域外で互いに接続されている。対向電極22には、全絵素に共通の電圧(共通電圧)が印加される。
TFT14は、ゲートとして機能し、ゲートバスライン12の一部であるゲート電極と、ソースとして機能し、ソースバスライン11に接続されたソース電極11aと、ドレインとして機能するドレイン電極13とを有する。TFT14は、バスライン11、12の交差部近傍に設けられ、ゲートバスライン12上に島状に形成された半導体層15を含む。
ソースバスライン11は、表示領域外でソースドライバ(図示せず)に接続される。ゲートバスライン12は、表示領域外でゲートドライバ(図示せず)に接続され、表示領域内でTFT14のゲート電極としても機能する。また、ゲートバスライン12には、ゲートドライバから所定のタイミングで走査信号がパルス的に供給され、走査信号は、線順次方式により、各TFT14に印加される。
画素電極20及び対向電極22は、一対の櫛歯電極である。画素電極20は、櫛歯に相当する複数の線状部分21と、線状部分21同士を接続する線状部分(柄の部分)とを有する。対向電極22は、櫛歯に相当する複数の線状部分23と、線状部分23同士を接続する線状部分(柄の部分)とを有する。画素電極20及び対向電極22は、隙間(間隔)をあけて互いの線状部分21、23が噛み合うように配置されている。線状部分21、23は、交互に配置され、互いに平行である。線状部分21、23は、図1では上下方向に伸びる直線部分であるが、画素電極20及び対向電極22によって所望の電界を発生させることができる限り、線状部分21、23の形状は、他の形状(例えば、V字状、折れ線状又は曲線状)であってもよい。
基板1の断面構造に着目すると、絶縁基板10上には、第1配線層と、第1配線層を覆うゲート絶縁膜(図示せず)と、半導体層15と、第2配線層と、第2配線層を覆う絶縁層(図示せず)と、電極層と、垂直配向膜19とがこの順に積層されている。ゲートバスライン12は、第1配線層に形成され、ソースバスライン11、ソース電極11a、及び、ドレイン電極13は、第2配線層に形成され、画素電極20及び対向電極22は、電極層に形成されている。このように、画素電極20及び対向電極22は、同じ絶縁層上に配置されている。画素電極20は、絶縁層を貫通するコンタクトホール16を通してTFT14のドレイン電極13に電気的に接続されている。
対向基板2は、ガラス、プラスチック等の材料から形成される無色透明の絶縁基板40を含む。絶縁基板40の液晶層3側の主面上には、カラーフィルタ層41と、垂直配向膜42とがこの順に積層されている。
液晶層3は、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子6を含む。この液晶分子6は、垂直配向膜19、42の配向規制力により、電圧無印加時(上述の電極20、22による電界が生じていない時)に、ホメオトロピック配向を示し、液晶分子6は、基板1、2の主面に対して略垂直な方向に配向している。液晶層3のプレチルト角は、86°以上(好適には88°以上)、90°以下である。86°未満であると、コントラストが低下することがある。
液晶パネル100は、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板4、5を有するとともに、垂直配向型の液晶層3を有することから、ノーマリブラックモードとなる。
TFT14は、走査信号の入力により一定期間だけオン状態になり、画素電極20には、TFT14がオン状態の間、画像信号が所定のタイミングでソースバスライン11から供給される。すなわち、画素電極20には、画像信号に応じた電圧が印加される。
一方、対向電極22には、所定の電圧(AC電圧又はDC電圧、例えば、0V)が印加されている。
画素電極20に画像信号(電圧)を印加すると(以下、電圧印加時とも言う。)、画素電極20及び対向電極22の間に、画素電極20から対向電極22に向かって電界が発生する。この電界は、基板1、2の主面に対して略平行な電界(アーチ状の横電界)である。この横電界によって液晶分子6はベンド配向を示すため、液晶層3のリタデーションが変化し、各絵素の透過率が変化し、その結果、画像が表示される。
以下、電圧印加時の液晶分子6の配向状態について詳細に説明する。
図3に示すように、画素電極20に電圧を印加すると、画素電極20及び対向電極22の間に上記横電界が発生する。液晶分子6の誘電率異方性は正であるので、液晶分子6は、横電界の電気力線に沿うようにベンド配向を示す。
ただし、画素電極20及び対向電極22の間の中央付近の液晶分子6cは、画素電極20への印加電圧の大きさに関係なく常に垂直に配向する。これは、両側から、より詳細には画素電極20及び対向電極22の方から他の液晶分子が倒れてくるためである。そのため、液晶分子6cが存在する領域には、画素電極20への印加電圧の大きさに関係なく、暗線8が常に発生する。
また、線状部分21、23上の液晶分子6eは、横電界の影響をほとんど受けないので、画素電極20への印加電圧の大きさに関係なく常に垂直に配向する。したがって、線状部分21、23上には、画素電極20への印加電圧の大きさに関係なく、暗線9が常に発生する。
以上の結果、電圧印加時、線状部分21、23の中心線の間の領域である領域R1内に、規則的な配向分布が生じる。また、領域R1内には、チルト角が0~90°の液晶分子6が存在することになる。そして、液晶分子6は、領域R1内において、線状部分21、23の間の中央を通る中央線30(実際は面(仮想的な面)であり、線状部分21、13と平行な方向に伸びる。)に対して対称的に配向する。すなわち、領域R1内には、2つのドメインが生じることとなる。
そして、液晶分子6が対称的に配向している領域R1では、相補的な配向補償(自己補償)を得ることができる。以下、図4を用いて、その原理について説明する。
図4では、極角60°方向から液晶パネル100に入射した光線について説明する。極角60°を選択した理由は、下記(1)~(4)に示す通りである。(1)一般的に、極角60°方向において視野角特性が最も悪くなる。(2)液晶ディスプレイは、一般的に、極角0°~極角60°の範囲内において観察される可能性が高い。(3)極角60°を超える方向から液晶パネルに入射した光線は、液晶パネル表面で全反射するため、表示特性にほとんど影響しない。(4)上記(2)を考慮して、バックライトの出光分布は、通常、全出射光量に対する極角0°~極角60°の範囲における光束量の割合が、90%を超えるように調整されている。
なお、図4では、上側にバックライトがあるものとする。また、空気層の屈折率を1、偏光板4、5の屈折率を1.5とした場合を想定して説明する。
極角60°方向から液晶パネル100に入射した光線(図4中、矢印で示される)は、偏光板4表面で屈折し、そして、液晶層3に入射する。このときの屈折角は、略35.3°(35.26°)となる。液晶層3に入射した光線は、空気層に出射する際、偏光板5の表面で屈折する。このときの屈折角は、偏光板4に入射する際の入射角と同じ角度になる。すなわち極角60°方向から液晶パネル100に入射した光線は、最終的に、極角60°の角度で空気層に出射する。
この光線が液晶分子6の相補的な配向補償を乱さないためには、この光線が領域R1内を通過すればよい。より詳細に説明すると、電圧印加時、領域R1内には、中央線30(実際は面(仮想的な面))に対して対称的に配向した液晶分子が存在する。そのため、上記光線が領域R1内を通過することができれば、上記光線に発生する位相差と、正面方向から領域R1に入射した光に発生する位相差とが実質的に同じになる。したがって、極角60°方向における透過率を正面方向における透過率に近づけることができる。
また、セル厚dが大きくなっても、上記光線の経路は、相似形を保つ。そのため、セル厚dが大きくなると、領域R1のピッチPが大きくてもよい。
このように、相補的な配向補償を得るためには、領域R1のピッチP、すなわち、線状部分21、23の中心線の間のピッチPと、セル厚dとの関係が重要である。そして、ピッチPとセル厚dの比P/dが小さいほど斜め視野角の改善効果を得ることができる。
従来のTBAモードの液晶ディスプレイとしては、例えば、L/S=2.5μm/7.5μm、P/d=3のディスプレイが実用化されているが、このディスプレイでは、γシフト等の視野角特性に改善の余地があった。
それに対して、本実施形態では、P/d<3に設定されている。そのため、従来に比べて、視野角特性を向上することができる。
例えば、P/d<tan35.26≒0.7(好適には0.7)を満たせば、極角60°方向から液晶パネル100に入射した光は、領域R1内を通過することができるので、相補的な配向補償は原理的には乱れず、正面方向と斜め方向との間において透過率は変化しない。言い換えると、P/d<tan35.26≒0.7(好適には0.7)を満たせば、極角0°~極角60°の方向から液晶パネル100に入射する光を領域R1内の2つのドメインによって相互に完全に補償することができ、γシフトを特に改善することができる。
以下、液晶パネル100及び各部材について更に説明する。
線状部分21、23の幅は、できるだけ細いことが好ましいが、断線等の不良の発生を防止する観点からは、3μm(より好適には2μm)以上であることが好ましい。線状部分21、23の幅は互いに異なっていてもよい。
なお、本明細書において、線状部分の幅とは、長手方向に対して直交する方向における線状部分の長さを意味する。
セル厚dは、2.8~5μm(好適には3~4μm)程度である。セル厚dと、液晶材料の屈折率異方性Δn(波長λの光に対する値)との積(パネルリタデーション)が略λ/2を満たすことが好ましい。具体的には、280≦dΔn≦450nmを満たすことが好ましく、280≦dΔn≦340nmを満たすことがより好ましい。
バックライトユニット、及び、制御部としては、従来公知のものを適宜使用することができる。
円偏光板4、5としては、一対の円偏光板、又は、一対の直線偏光板を用いることができる。なお、円偏光板は、右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を透過し、他方を吸収又は反射する光学素子である。
円偏光板4、5として一対の円偏光板を用いた場合、一対の円偏光板は、互いにクロスニコルに配置される。一方の円偏光板は、基板1側からこの順に積層された第1のλ/4板(図示せず)と第1の直線偏光板(図示せず)とを有する。第1のλ/4板の光学軸(遅相軸)と、第1の直線偏光板の吸収軸とのなす角は、略45°に設定される。他方の円偏光板は、基板2側からこの順に積層された第2のλ/4板(図示せず)と第2の直線偏光板(図示せず)とを有する。第2のλ/4板の光学軸(遅相軸)と、第2の直線偏光板の吸収軸とのなす角は、略45°に設定される。第1及び第2のλ/4板の光学軸(遅相軸)は、互いに略直交する。第1及び第2の直線偏光板の吸収軸は、互いに略直交する。
円偏光板4、5として一対の直線偏光板を用いた場合、一対の直線偏光板は、互いにクロスニコルに配置されている。すなわち、一対の直線偏光板の吸収軸は、互いに略直交している。一対の直線偏光板の吸収軸はそれぞれ、略45°方位、及び、略135°方位に設定される。
なお、各直線偏光板は、直線偏光素子を含む。直線偏光素子としては、典型的にはポリビニルアルコール(PVA)フィルムに二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を吸着配向させたものが挙げられる。機械強度、及び、耐湿熱性を確保するために、各直線偏光板は、通常、PVAフィルムの両面に接着層を介してラミネートされた、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の保護フィルムを更に含む。
基板1及び偏光板4の間と、基板2及び偏光板5の間との少なくとも一方には、視野角特性の更なる向上を目的に、位相差板等の光学フィルムが設けられてもよい。
垂直配向膜19、42は、少なくとも全表示領域を覆うように切れ目なく形成されている。垂直配向膜19、42は、近傍の液晶分子6を膜表面に対して実質的に垂直方向に配向することができる。垂直配向膜19、42の材料としては特に限定されず、例えば、従来のVAモードに使用される配向膜材料、垂直配向捩れネマチック(VATN)モードに使用される光配向膜材料等を挙げることができる。垂直配向膜19、42は、ポリイミド等を含む有機材料を用いて形成された有機配向膜であってもよいし、シリコン酸化物等を含む無機材料を用いて形成された無機配向膜であってもよい。
なお、光配向膜材料を用いて垂直配向膜19、42を形成する方法としては、例えば、光配向膜に垂直方向から紫外線を照射して略90°のプレチルト角を発現させる方法等が挙げられる。このように、垂直配向膜19、42は、ラビング処理、紫外線照射等の配向処理が行われたものであってもよいが、配向処理が行われていないことが好ましく、成膜されるだけで垂直配向性を発現することがより好ましい。これにより、配向処理工程を省略でき、製造工程を簡略化できる。
画素電極20及び対向電極22の材料としては、透光性を有する導電性材料が好適であり、なかでもインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム酸化亜鉛物(IZO)等の金属酸化物が好適に用いられる。
なお、これら以外で基板1に設けられた部材(例えば、バスライン11、12、半導体層15等)の材料には、従来公知のものを使用することができる。
カラーフィルタ層41は、各々が絵素に対応して設けられた複数の色層(カラーフィルタ)を含む。色層は、カラー表示を行うために用いられるものであり、顔料を含有するアクリル樹脂等の透明な有機絶縁膜等から形成され、主として、絵素領域に形成されている。これにより、カラー表示が可能となる。各画素は、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個の絵素から構成される。なお、各画素を構成する絵素の色の種類及び数は特に限定されず、適宜設定することができる。すなわち、各画素は、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローの3色の絵素から構成されてもよいし、4色以上(例えば、R、G、B、Y(イエロー)の4色)の絵素から構成されてもよい。
カラーフィルタ層41は、各絵素間を遮光するブラックマトリクス(BM)層を更に含んでもよい。BM層は、不透明な金属膜(例えばクロム膜)、及び/又は、不透明な有機膜(例えば炭素を含有するアクリル樹脂)から形成でき、隣接する絵素の境界の領域に対応する領域に形成される。
カラーフィルタ層41及び垂直配向膜42の間には、オーバーコート層が設けられてもよい。これにより、基板2の液晶層3側の表面を平坦にすることができる。なお、オーバーコート層の表面に突起部を設け、この突起部を柱状スペーサとして機能させてもよい。オーバーコート層に突起部を設ける方法としては、多階調のフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法が挙げられる。
(実施例1及び比較例1)
実施形態1に係る複数の液晶パネルを実際に作製した。
絶縁基板10、40としてはガラス基板を用いた。画素電極20及び対向電極22は、絶縁基板10の全面にスパッタ法にて形成したITO膜(厚み140nm)を、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることによって形成した。絶縁基板40上にオーバーコート層は形成しなかった。絶縁基板10、40間にメルク社製のポジ型液晶材料(Δε=8)を真空注入法にて封入した。偏光板4、5としては、λ/4板及び直線偏光板が絶縁基板10、40側からこの順に積層された円偏光板を用いた。図5に示すように、偏光板4において、直線偏光板の吸収軸4p、及び、λ/4板の面内遅相軸4sはそれぞれ、90°方位、及び、135°方位に設定した。偏光板5において、直線偏光板の吸収軸5p、及び、λ/4板の面内遅相軸5sはそれぞれ、0°方位、及び、45°方位に設定した。液晶分子6のドメイン軸6aは、0°方位に設定した。なお、ドメイン軸とは、電圧印可時の液晶分子の配向方位(傾斜方位)を示す。したがって、ドメイン軸6aは、線状部分21、23に直交する。
各パネルにおいて、櫛歯(線状部分21、23)の幅Lと、櫛歯の間隔Sと、領域R1のピッチPと、セル厚dと、液晶材料の屈折率異方性Δnとは、下記表1に示すように設定した。なお、各パネルにおいて、液晶層3のリタデーション(Re=Δn・d)は、略一定になるように調整した。P/d=3.12又は3.68のパネルが比較例1であり、それ以外のパネルが実施例1である。また、各パネルは、単一の幅L及び間隔Sを有するので、ピッチP、幅L及び幅Sは、P=L+Sの関係を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
比較例1のパネルに対して、実施例1では、P/dを下げるとγシフトが改善する傾向が確認された。具体的に、図6~9に、実施例1及び比較例1の液晶パネルのγシフトを測定した結果を示す。図6は、P/d=1.62の実施例1の液晶パネルのγシフトを示し、図7は、P/d=1.91の実施例1の液晶パネルのγシフトを示し、図8は、P/d=2.50の実施例1の液晶パネルのγシフトを示し、図9は、P/d=3.12の比較例1の液晶パネルのγシフトを示す。なお、γシフトとは、正面方向におけるγカーブに対して、斜め方向におけるγカーブがどの程度変化したかを示す。
図6~9中、横軸は階調を、縦軸は規格化輝度比を示す。なお、規格化輝度比とは、最高階調(255階調)の輝度に対する各階調の輝度の比を示す。また、図6~9中の各プロットは、γ=2.2で補正を行っている。更に、図6~9には、正面方向と、45°方位又は225°方位かつ極角60°の方向と、0°方位又は180°方位かつ極角60°の方向とにおける結果を示す。図6~9に示すように、P/dを下げるとγシフトが改善することがわかった。
次に、各パネルについて、P/dと、液晶の配向安定性との関係について調べた結果を示す。図10は、実施例1及び比較例1において、P/dと、液晶の配向安定性との関係を示すグラフである。図10の縦軸は、図11、12に示すように、液晶の配向が乱れたときの印加電圧を表している。このとき、図12の右側に示すように、液晶分子6は、電極20、22間で対称性がなく、どちらかの電極に偏った状態で配向していると考えられる。そのため、図11に示すように、対称的な液晶配向に必要な暗線8が消失したと考えられる。
ピッチPが小さい、及び/又は、セル厚dが大きい場合、印加電圧が大きくなると液晶の配向が乱れてしまう。すなわち暗線8が発生する配向状態は、本実施形態に必要な配向状態であるが、暗線8の消失している部分は液晶分子6の対称性が崩れてしまっている。そして、P/d≦1.5の実施例では、255階調の電圧を印加することができず、γシフトを評価することができなかった。
したがって、本実施形態において所望の配向状態を安定的に得る観点からは、1.5<P/dに設定されることが好ましい。また、所望の配向状態を安定的に得るととも、γシフトを改善する観点からは、1.5<P/d<3.0に設定されることが好ましい。
ただし、垂直配向膜19、42上にそれぞれ、配向補助層を形成すると、液晶分子6の配向方向を固定することができるので、P/dが1.5未満であっても、所望の配向状態を安定的に得ることが可能である。
なお、配向補助層は、ポリマーを用いた配向維持技術、いわゆるPSA(Polymer Sustained Alignment)技術を利用して形成することができる。具体的には、まず、液晶材料にモノマー、オリゴマー等の重合性成分を混合した組成物を基板1、2間に封入する。そして、各電極に所定の電圧を印加した状態で、該組成物に熱を与えるか、及び/又は、光(例えば紫外線)を照射し、重合性成分を重合させる。これにより、ポリマーを含む配向補助層を形成することができる。そして、電圧無印加状態においても、液晶分子6は所定のプレチルト角を有し、液晶分子6の配向方位が規定される。なお、重合性成分の重合は、電圧無印可状態で行ってもよい。
上述のように、P/d≦1.5の実施例については、γシフトを評価することができなかった。そこで、本発明者らは、本実施形態の効果を更に確認するために実施形態1に係る画素モデルについてシミュレーションを行った。なお、シミュレーションにはシンテック社製のPRIME-3Dを用いた。
シミュレーション用の画素モデルは、図1で示した絵素の一部の構成を含む。具体的には、図13、14に示すように、一対の基板60、70と、基板60、70間に狭持された液晶層80と、一対の基板の外側に設けられた一対の円偏光板61、71と、基板60上に形成され画素電極62及び対向電極63とを備えていた。画素電極62及び対向電極63は各々、線状部分のみを含んでいた。液晶層80は、垂直配向型の液晶層であり、正の誘電率異方性を有する液晶分子81を含んでいた。円偏光板61、71はそれぞれ、基板60、70側からこの順に積層されたλ/4板及び直線偏光板を含んでいた。図15に示すように、円偏光板61において、直線偏光板の吸収軸61p、及び、λ/4板の面内遅相軸61sはそれぞれ、90°方位、及び、135°方位に設定した。円偏光板71において、直線偏光板の吸収軸71p、及び、λ/4板の面内遅相軸71sはそれぞれ、0°方位、及び、45°方位に設定した。ドメイン軸81aは、0°方位に設定した。したがって、ドメイン軸81aは、画素電極62及び対向電極63の各々の線状部分に直交する。セル厚dは、3.00μmに固定した。
P/dを0.66、0.83、1.00又は2.00に設定した4つのサンプル(サンプル1~4)について計算した。
図16~19に、その結果を示す。図16、17、18及び19は、それぞれ、実施形態1に係る、サンプル1(P/d=0.66)、サンプル2(P/d=0.83)、サンプル3(P/d=1.00)及びサンプル4(P/d=2.00)のγシフトの計算結果である。P/d=0.83以下になると、正面方向のγカーブに対して極角60°方向のγカーブがほとんどずれなくなることが確認され、上述の理論通りの結果となった。
次に、偏光板の種類が視野角特性(γシフト)にどのように影響するかを調べた結果について説明する。
P/d=1.62の実施例1の液晶パネルは、図5に示したように、ドメイン軸6aが吸収軸5pに沿っていた。そのγシフトは、図6に示した通りである。
ここで、該パネルにおける光学軸を図20に示すように45°だけ回転してγシフトを測定した。具体的には、偏光板4において、直線偏光板の吸収軸4p、及び、λ/4板の面内遅相軸4sはそれぞれ、135°方位、及び、180°方位に設定した。偏光板5において、直線偏光板の吸収軸5p、及び、λ/4板の面内遅相軸5sはそれぞれ、45°方位、及び、90°方位に設定した。ドメイン軸6aは、0°方位のままである。
その結果を図21に示す。図6、21を比較すると、P/d=1.62の実施例1の液晶パネルにおいて、偏光板の軸の方位はγシフトにほとんど影響しないことがわかった。
(実施例2)
偏光板4、5として、円偏光板の代わりに直線偏光板を用いたことを除いて、実施例1と同様にして、P/d=1.62の実施例2の液晶パネルを作製した。
図22に示すように、偏光板4(直線偏光板)の吸収軸4pは、135°方位に設定した。偏光板5(直線偏光板)の吸収軸5pは、45°方位に設定した。ドメイン軸6aは、0°方位のままである。
その結果を図23に示す。図6、21、23を比較すると、P/d=1.62の液晶パネルのγシフトはいずれも、同等であり、偏光板の軸の方位と、偏光板の種類とはいずれも、γシフトにほとんど影響しないことがわかった。
次に、P/dが小さい場合について説明する。
上述のシミュレーション用の画素モデルを用いて、P/d=0.87のサンプル5についてγシフトを算出した。なお、P/dを変更したこと除いて、サンプル5は、サンプル1~4と同じであり、サンプル5では、図15に示したように、ドメイン軸81aが吸収軸71pに沿っていた。図24にその結果を示す。
また、光学軸の方位が異なることを除いて、サンプル5と同じサンプル6のγシフトを計算した。図25に、サンプル6の偏光板の光学軸の配置関係を示す。偏光板61において、直線偏光板の吸収軸61p、及び、λ/4板の面内遅相軸61sはそれぞれ、135°方位、及び、180°方位に設定した。偏光板71において、直線偏光板の吸収軸71p、及び、λ/4板の面内遅相軸71sはそれぞれ、45°方位、及び、90°方位に設定した。ドメイン軸81aは、0°方位のままである。
その結果を図26に示す。図24、26を比較すると、P/dが小さくなると、偏光板の吸収軸と平行な方向又は直交する方向にドメイン軸を配置した方が、γシフトが良好であることがわかった。すなわち、吸収軸の方位から見た場合に液晶分子が隠れるように、偏光板を配置した方が斜め視野角の補償は乱れないことがわかった。
(実施形態2)
以下、実施形態2の液晶ディスプレイについて説明する。なお、本実施形態と、実施形態1とで同様の機能を発揮する部材については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。すなわち、説明を省略した部材の各種の形態は、本実施形態にも適用可能である。
図28に示すように、本実施形態の液晶ディスプレイは、液晶パネル200と、液晶パネル200の後方に設けられたバックライトユニット(図示せず)と、液晶パネル200、及び、バックライトユニットを駆動、及び、制御する制御部(図示せず)とを備える。
液晶パネル200は、上記第1基板に相当するアクティブマトリクス基板(TFTアレイ基板)201(以下、単に基板201とも言う。)と、上記第2基板に相当し、基板201に対向する対向基板202(以下、単に基板202とも言う。)と、これらの間に狭持された液晶層203と、基板201、202の液晶層203とは反対側に設けられた一対の偏光板4、5とを有する。基板201は、液晶ディスプレイの背面側に設けられ、基板202は、観察者側に設けられる。
基板201、202は、表示領域を取り囲むように設けられたシール材(図示せず)によって貼り合わされている。また、基板201、202は、柱状スペーサ等のスペーサ(図示せず)を介して対向している。そして、基板201、202の間の空隙に液晶材料が封入されることにより、光学変調層として液晶層203が形成されている。
アクティブマトリクス基板201は、絶縁基板10を含む。図27、28に示すように、絶縁基板10の液晶層203側の主面上には、複数のゲートバスライン12と、複数のソースバスライン11と、薄膜トランジスタ(TFT)14と、上記第1電極に相当し、各絵素に設けられた画素電極220(以下、単に電極220とも言う。)と、上記第2電極に相当し、全絵素に共通に設けられた下層電極222(以下、単に電極222とも言う。)と、垂直配向膜19とが形成されている。画素電極220には、画像信号(電圧)が印加される。下層電極222は、共通電極であり、全絵素に共通の電圧(共通電圧)が印加される。
画素電極220は、櫛歯電極である。画素電極220は、櫛歯に相当する複数の線状部分221と、線状部分221同士を接続する線状部分(柄の部分)とを有する。線状部分221は、互いに平行に配置される。このように、線状部分221は、図27では上下方向に伸びる直線部分であるが、画素電極220及び下層電極222によって所望の電界(例えば、放物線状の電界)を発生させることができる限り、線状部分221の形状は、他の形状(例えば、V字状、折れ線状又は曲線状)であってもよい。下層電極222は、面状であり、後述するコンタクトホール216が形成された領域を除いて、少なくとも全表示領域を覆うように切れ目なく形成されている。したがって、下層電極222は、線状部分221の間の隙間と重畳(対向)している。
基板201の断面構造に着目すると、絶縁基板10上には、第1配線層と、第1配線層を覆うゲート絶縁膜(図示せず)と、半導体層15と、第2配線層と、第2配線層を覆う第1絶縁層(図示せず)と、下層電極222と、第2絶縁層218と、画素電極220と、垂直配向膜19とがこの順に積層されている。画素電極220は、第1絶縁層、及び、第2絶縁層218を貫通するコンタクトホール216を通してTFT14のドレイン電極13に電気的に接続されている。
対向基板202は、絶縁基板40を含む。絶縁基板40の液晶層3側の主面上には、カラーフィルタ層41と、上記第3電極に相当する対向電極243(以下、単に電極243とも言う。)と、垂直配向膜42とがこの順に積層されている。対向電極243は、面状であり、少なくとも全表示領域を覆うように切れ目なく形成されている。また、対向電極243は、画素電極220に対向している。
液晶層203は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子206を含む。この液晶分子206は、垂直配向膜19、42の配向規制力により、電圧無印加時(上述の電極220、222、243による電界が生じていない時)に、ホメオトロピック配向を示し、液晶分子206は、基板201、202の主面に対して略垂直な方向に配向している。液晶層203のプレチルト角は、86°以上(好適には88°以上)、90°以下である。86°未満であると、コントラストが低下することがある。
液晶パネル200は、互いにクロスニコルに配置された一対の偏光板4、5を有するとともに、垂直配向型の液晶層203を有することから、ノーマリブラックモードとなる。
TFT14は、走査信号の入力により一定期間だけオン状態になり、画素電極220には、TFT14がオン状態の間、画像信号が所定のタイミングでソースバスライン11から供給される。すなわち、画素電極220には、画像信号に応じた電圧が印加される。
一方、対向電極222は、全絵素に共通の電圧を印加するための電極(共通電極)であり、対向電極222には、所定の電圧(AC電圧又はDC電圧、例えば、0V)が印加されている。対向電極243もまた、共通電極であり、所定の電圧(AC電圧又はDC電圧、例えば、0V)が印加されている。
画素電極220に画像信号(電圧)を印加すると(以下、電圧印加時とも言う。)、画素電極220、対向電極222及び対向電極243の間に、画素電極220から対向電極222、243に向かって電界が発生する。この電界によって液晶分子206は倒れるため、液晶層203のリタデーションが変化し、各絵素の透過率が変化し、その結果、画像が表示される。
以下、電圧印加時の液晶分子206の配向状態について詳細に説明する。
画素電極220に電圧を印加すると、画素電極220から対向電極222に向かう放物線状の電界と、画素電極220から対向電極243に向う垂直方向の電界とが発生する。液晶分子206の誘電率異方性は負であるので、横電界の電気力線と直交する方向に配向しようとする。その結果、図29、30に示すように、液晶分子206は、基板201、202の主面に対して略平行な方向に倒れる。線状部分221の間の液晶分子206cは、線状部分221の長手方向に配向している。他方、線状部分221上の液晶分子206eは、液晶パネル200を平面視した状態で、線状部分221の長手方向に対して若干傾斜して配向している。また、液晶パネル200を断面視した状態で、液晶分子206cに比べて、液晶分子206eのチルト角は小さくなる。
以上の結果、電圧印加時、線状部分221の中心線の間の領域である領域R2内に、規則的な配向分布が生じる。また、領域R2内には、チルト角が互いに異なる液晶分子6が存在することになる。そして、液晶分子206は、領域R2内において、線状部分221の間の中央を通る中央線(実際は面(仮想的な面)であり、線状部分221と平行な方向に伸びる)に対して対称的に配向する。すなわち、領域R2内には、2つのドメインが生じることとなる。このように、液晶分子206が対称的に配向している領域R2では、実施形態1と同様の原理により、相補的な配向補償を得ることができる。
また、本実施形態においても、領域R2のピッチP、すなわち、線状部分221の中心線の間のピッチPと、セル厚dとの比P/dが小さいほど斜め視野角の改善効果を得ることができ、P/d<3に設定されている。そのため、従来に比べて、視野角特性を向上することができる。
以下、液晶パネル200及び各部材について更に説明する。
線状部分221の幅は、できるだけ細いことが好ましいが、断線等の不良の発生を防止する観点からは、3μm(より好適には2μm)以上であることが好ましい。線状部分221の幅は互いに異なっていてもよい。
セル厚dは、2.8~4.5μm(好適には3.0~3.4μm)程度である。セル厚dと、液晶材料の屈折率異方性Δn(波長λの光に対する値)との積(パネルリタデーション)が略λ/2を満たすことが好ましい。具体的には、280≦dΔn≦450nmを満たすことが好ましく、280≦dΔn≦340nmを満たすことがより好ましい。
第2絶縁層218は、透明な絶縁材料から形成され、具体的には、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機絶縁膜、アクリル樹脂等の有機絶縁膜から形成される。第2絶縁層218の膜厚は、0.1~3.2μm程度である。第2絶縁層218としては、SiNから形成された膜厚0.1~0.3μm程度の絶縁膜、又は、アクリル樹脂から形成された膜厚1~3.2μm程度の絶縁膜が好適である。第2絶縁層218は、複数の層が積層されていてもよく、この場合、複数の層の材料は、互いに異なっていてもよい。例えば、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層体であってもよい。画素電極220及び対向電極222、243の材料としては、透光性を有する導電性材料が好適であり、なかでもインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム酸化亜鉛物(IZO)等の金属酸化物が好適に用いられる。
本願は、2010年12月28日に出願された日本国特許出願2010-293851号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
1、201:アクティブマトリクス基板
2、202:対向基板
3、203:液晶層
4、5:偏光板
4p、5p:吸収軸
4s、5s:面内遅相軸
6、6c、6e、206、206c、206e:液晶分子
6a:ドメイン軸
8、9:暗線
10、40:絶縁基板
11:ソースバスライン
11a:ソース電極
12:ゲートバスライン
13:ドレイン電極
14:TFT
15:半導体層
16、216:コンタクトホール
19、42:垂直配向膜
20、220:画素電極
21、23、221:線状部分
22、222、243:対向電極
41:カラーフィルタ層
100、200:液晶パネル
218:第2絶縁層
R1、R2:領域(相補的補償領域)
d:セル厚
P:ピッチ

Claims (13)

  1. 第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板、及び、前記第2基板の間に狭持され、液晶分子を含む液晶層とを備える垂直配向型の液晶パネルであって、
    前記第1基板は、隙間をあけて並んだ複数の第1線状部分を含む第1電極を有し、
    前記第1基板、又は、前記第2基板は、第2電極を有し、
    前記液晶層は、少なくとも前記第1電極、及び、前記第2電極によって生じる電界により駆動され、
    前記複数の第1線状部分の中心線の間の距離をDとし、前記液晶パネルのセル厚をdとすると、D/d<3を満たすことを特徴とする液晶パネル。
  2. 前記液晶分子は、電圧印加時、ある面に対して対称的に配向することを特徴とする請求項1記載の液晶パネル。
  3. 前記第1基板は、前記第2電極を有し、
    前記第2電極は、隙間をあけて並んだ複数の第2線状部分を含み、
    前記第1線状部分と、前記第2線状部分とは、交互に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶パネル。
  4. 前記第1電極、及び、前記第2電極は各々、櫛歯形状を含むことを特徴とする請求項3記載の液晶パネル。
  5. 前記液晶分子の誘電率異方性は、正であることを特徴とする請求項3又は4記載の液晶パネル。
  6. D/d>1.5を満たすことを特徴とする請求項3~5のいずれかに記載の液晶パネル。
  7. 前記第1基板は、前記第2電極と、前記第1電極、及び、前記第2電極の間に設けられた絶縁層とを有し、
    前記第2電極は、面状であり、
    前記第2基板は、面状の第3電極を有し、
    前記第2電極は、前記隙間に重畳することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶パネル。
  8. 前記第1電極は、櫛歯形状を含むことを特徴とする請求項7記載の液晶パネル。
  9. 前記液晶分子の誘電率異方性は、負であることを特徴とする請求項7又は8記載の液晶パネル。
  10. 前記液晶パネルは、円偏光板を更に備えることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の液晶パネル。
  11. 前記円偏光板の光学軸は、前記複数の第1線状部分と直交するか、又は、平行であることを特徴とする請求項10記載の液晶パネル。
  12. 前記液晶パネルは、直線偏光板を更に備えることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の液晶パネル。
  13. 請求項1~12のいずれかに記載の液晶パネルを備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017329A1 (ja) * 2012-07-23 2014-01-30 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2016152330A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 ソニー株式会社 液晶表示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014180525A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Merck Patent Gmbh Vorrichtung mit zwei flüssigkristallinen schaltschichten zur regulierung des optischen energie-durchtritts
WO2018012356A1 (ja) * 2016-07-12 2018-01-18 シャープ株式会社 液晶表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139198A1 (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2009301008A (ja) * 2008-05-12 2009-12-24 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示パネル及びその製造方法
WO2010137372A1 (ja) * 2009-05-27 2010-12-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2010137235A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 シャープ株式会社 液晶パネルおよびその製造方法並びに液晶表示装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007086205A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置
JP5278720B2 (ja) * 2006-03-27 2013-09-04 Nltテクノロジー株式会社 液晶パネル、液晶表示装置及び端末装置
CN101479656B (zh) * 2006-06-26 2012-01-11 夏普株式会社 显示装置
JP2011149967A (ja) * 2008-05-12 2011-08-04 Sharp Corp 液晶表示装置
US20110261295A1 (en) * 2008-09-17 2011-10-27 Kim Jae-Hoon Liquid crystal display and manufacturing method of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139198A1 (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2009301008A (ja) * 2008-05-12 2009-12-24 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示パネル及びその製造方法
WO2010137372A1 (ja) * 2009-05-27 2010-12-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2010137235A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 シャープ株式会社 液晶パネルおよびその製造方法並びに液晶表示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017329A1 (ja) * 2012-07-23 2014-01-30 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2016152330A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 ソニー株式会社 液晶表示装置
US10120242B2 (en) 2015-03-20 2018-11-06 Sony Corporation Liquid crystal display device
TWI692661B (zh) * 2015-03-20 2020-05-01 日商新力股份有限公司 液晶顯示裝置

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Publication number Publication date
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