WO2015060001A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015060001A1
WO2015060001A1 PCT/JP2014/072283 JP2014072283W WO2015060001A1 WO 2015060001 A1 WO2015060001 A1 WO 2015060001A1 JP 2014072283 W JP2014072283 W JP 2014072283W WO 2015060001 A1 WO2015060001 A1 WO 2015060001A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
pretilt
photo
display device
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/072283
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
久保木 剣
岡崎 敢
雄祐 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to US15/030,672 priority Critical patent/US9897860B2/en
Priority to CN201480057863.0A priority patent/CN105705988A/zh
Publication of WO2015060001A1 publication Critical patent/WO2015060001A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134336Matrix
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133531Polarisers characterised by the arrangement of polariser or analyser axes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133541Circular polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133742Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G02F1/133761Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle with different pretilt angles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13712Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering the liquid crystal having negative dielectric anisotropy
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Definitions

  • FIG. 1 It is a figure which shows typically the liquid crystal domain formed when only the alignment control force of the 1st photo-alignment film 12 and the 2nd photo-alignment film 22 is considered.
  • (A) And (b) is a figure which shows typically the pixel 901 of the liquid crystal display device 900 of a reference example.
  • (A)-(d) is a figure for demonstrating the result of having performed the orientation simulation in order to verify the orientation state of the liquid crystal molecule at the time of voltage application about the liquid crystal display device 1000 of 4D-RTN mode.
  • (A)-(d) is a figure for demonstrating the result of having performed the orientation simulation in order to verify the orientation state of the liquid crystal molecule at the time of voltage application about the liquid crystal display device 900 of a reference example.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 1, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 2, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 3, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 4, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 5, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the reference example 6, and an optical simulation.
  • (A)-(e) is a figure for demonstrating the result of the orientation simulation about the comparative example 1, and an optical simulation.
  • (A), (b), and (c) are the figures which show the orientation distribution in the pixel in the comparative example 1, the reference example 6, and the reference example 2, respectively.
  • (A) and (b) show the relationship between the gradation and the luminance (standardized luminance) in Reference Example 7 and Comparative Example 2, respectively, when observed from the front direction, when viewed from the 60 ° oblique direction, and up and down. It is a graph shown about an oblique 60 degree direction.
  • An active matrix substrate (also referred to as “TFT substrate”) 10 includes a pixel electrode 11 provided in each of a plurality of pixels, and a first photo-alignment film 12 provided between the pixel electrode 11 and the liquid crystal layer 30. .
  • the pixel electrode 11 and the first photo-alignment film 12 are supported by an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate) 10a.
  • the active matrix substrate includes a thin film transistor (TFT) electrically connected to the pixel electrode 11, a scanning wiring (gate bus line) for supplying a scanning signal to the TFT, and a display signal to the TFT.
  • the liquid crystal display device 100 further includes a pair of linearly polarizing plates 18 and 28 facing each other with at least the liquid crystal layer 30 interposed therebetween.
  • the linearly polarizing plates 18 and 28 are arranged so that their transmission axes are substantially orthogonal to each other. That is, the linearly polarizing plates 18 and 28 are arranged in crossed Nicols.
  • a pair of circularly polarizing plates may be provided. That is, the light incident on the liquid crystal layer 30 may be linearly polarized light or circularly polarized light.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment is obtained by performing a process of attaching the pair of linearly polarizing plates 18 and 28 to the outside of the active matrix substrate 10 and the counter substrate 20.
  • liquid crystal display device 100 of this embodiment when only the alignment regulating force of the first photo-alignment film 12 and the second photo-alignment film 22 is considered, only two liquid crystal domains are applied when a voltage is applied. In fact, four liquid crystal domains A, B, C and D are formed, which provides sufficiently high viewing angle characteristics. In particular, when the screen resolution is 200 ppi or more, as will be described in detail later, viewing angle characteristics substantially equivalent to those of a general 4D-RTN mode can be obtained.
  • the liquid crystal display device 900 of the reference example is also subjected to the photo-alignment process as described with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c). Also in the liquid crystal display device 900 of this reference example, four liquid crystal domains A, B, C, and D are formed, and high viewing angle characteristics are obtained.
  • FIG. 13B shows the lower right portion of the pixel 901 in an enlarged manner.
  • the alignment regulating force A2 due to the first photo-alignment film 12 and the second photo-alignment film 22 competes with the alignment regulating forces B2 and B3 due to the oblique electric field, and as a result, the liquid crystal molecules 31 are tilted upward (direction C2). .
  • the “outer edge” of the pixel electrode 11 is a portion where the conductive layer of the pixel electrode 11 exists (hereinafter also referred to as “conductive layer portion”). , And is defined by both notches (portions where no conductive layer is present) 11a1 and 11a2 (that is, not the outer edges of only portions where the conductive layer is present). In the configuration illustrated in FIG. 15, the outer edge of the pixel electrode 11 has a substantially rectangular shape.
  • FIGS. 19 to 32 is a diagram showing a simulation result of transmittance when a linearly polarizing plate arranged so that the transmission axes are substantially orthogonal to each other is used as the polarizing plate.
  • C in FIGS. 19 to 32 is a diagram showing the orientation distribution in the pixel. The calculation conditions for the orientation simulation are as shown in Table 3 below.
  • the four liquid crystal domains A, B, C, and D are formed as in the liquid crystal display device 900 of the reference example, and thereby a sufficiently high viewing angle. Characteristics are obtained.
  • the results of performing orientation simulation and optical simulation at various screen resolutions (pixel pitch) will be described.
  • the liquid crystal molecules are in the lower left direction (approximately 225 ° direction), the lower right direction (approximately 315 ° direction), the upper right direction (approximately 45 ° direction), and the upper left direction (approximately Four regions oriented in the direction of 135 ° occupy most of the pixels.
  • the region where the liquid crystal molecules are oriented in the downward direction (approximately 270 ° direction) and the upward direction (approximately 90 ° direction) is present on the upper left side and the lower right side of the pixel, small.
  • liquid crystal display device 900 of the reference example particularly when a circularly polarizing plate is used as the polarizing plate, as can be seen from FIG. Can do.
  • the first photo-alignment film 12 and the second photo-alignment film 22 are divided into two vertically in each pixel 1, and the first
  • the first pretilt direction PD1, the second pretilt direction PD2, the third pretilt direction PD3, and the fourth pretilt direction PD4 are all substantially parallel to the left-right direction of the display surface is illustrated, but the orientation division mode is limited to the illustrated example. Not.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

 液晶表示装置(100)の第1光配向膜(12)は、互いに反平行なプレチルト方向(PD1、PD2)を規定する第1および第2プレチルト領域(12a、12b)を有し、第2光配向膜(22)は、互いに反平行なプレチルト方向(PD3、PD4)を規定する第3および第4プレチルト領域(22a、22b)を有する。表示面法線方向から見たとき、第1および第2プレチルト領域の境界(BD1)全体と、第3および第4プレチルト領域の境界(BD2)全体とが重なっている。画素電極(11)は、その外縁のうちの特定のエッジ部(11e1、11e2)の少なくとも一部を切欠くように形成された第1および第2切欠き部(11a1、11a2)を有する。

Description

液晶表示装置
 本発明は、液晶表示装置に関し、特に、垂直配向型の液晶層を備え、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定される液晶表示装置に関する。
 近年、液晶表示装置の表示特性が改善され、テレビジョン受像機などへの利用が進んでいる。液晶表示装置の視野角特性は向上したもののさらなる改善が望まれている。特に、垂直配向型の液晶層を用いた液晶表示装置(VAモードの液晶表示装置と呼ばれることもある。)の視野角特性を改善する要求は強い。
 現在、テレビ等の大型表示装置に用いられているVAモードの液晶表示装置には、視野角特性を改善するために、1つの画素に複数の液晶ドメインを形成する配向分割構造が採用されている。配向分割構造を形成する方法としては、MVAモードが主流である。MVAモードは、例えば特許文献1に開示されている。
 MVAモードでは、垂直配向型液晶層を挟んで対向する一対の基板のそれぞれの液晶層側に配向規制構造を設けることによって、各画素内に配向方向(チルト方向)が異なる複数の液晶ドメイン(典型的には配向方向は4種類)が形成される。配向規制構造としては、電極に設けたスリット(開口部)や、リブ(突起構造)が用いられ、液晶層の両側から配向規制力が発揮される。
 しかしながら、スリットやリブを用いると、従来のTNモードのように配向膜によってプレチルト方向を規定した場合と異なり、スリットやリブが線状であることから、液晶分子に対する配向規制力が画素内で不均一となるため、応答速度に分布が生じるという問題がある。また、スリットやリブを設けた領域の光透過率が低下するので、表示輝度が低下するという問題もある。
 上述の問題を回避するためには、VAモードの液晶表示装置についても、配向膜でプレチルト方向を規定することによって配向分割構造を形成することが好ましい。そのようにして配向分割構造が形成されたVAモードの液晶表示装置を、本願出願人は、特許文献2に提案している。
 特許文献2に開示されている液晶表示装置では、配向膜でプレチルト方向を規定することによって、4分割配向構造が形成される。つまり、液晶層に電圧が印加されたときに、1つの画素内に4つの液晶ドメインが形成される。このような4分割配向構造を、単に4D構造と呼ぶこともある。
 また、特許文献2に開示されている液晶表示装置では、液晶層を介して対向する一対の配向膜のうちの一方の配向膜によって規定されるプレチルト方向と、他方の配向膜によって規定されるプレチルト方向とは互いに略90°異なっている。そのため、電圧印加時には、液晶分子はツイスト配向をとる。このように、プレチルト方向(配向処理方向)が互いに直交するように設けられた一対の垂直配向膜を用いることによって液晶分子がツイスト配向をとるVAモードは、VATN(Vertical Alignment Twisted Nematic)モードあるいはRTN(Reverse Twisted Nematic)モードと呼ばれることもある。既に説明したように、特許文献2の液晶表示装置では4D構造が形成されることから、本願出願人は、特許文献2の液晶表示装置の表示モードを4D-RTNモードと呼んでいる。
 液晶分子のプレチルト方向を配向膜に規定させる具体的な方法としては、特許文献2に記載されているように、光配向処理を行う方法が有望視されている。光配向処理は、非接触で処理できるので、ラビング処理のように摩擦による静電気の発生が無く、歩留まりを向上させることができる。光配向処理が施された配向膜(光配向膜)を用いたVATNモードの液晶表示装置は、特許文献3にも開示されている。
特開平11-242225号公報 国際公開第2006/132369号 国際公開第2006/121220号
 しかしながら、近年では、液晶表示装置の高精細化が進んでおり、本願発明者の検討によれば、光配向膜を用いたVATNモードを高精細な液晶表示装置に採用すると、表示(特に動画表示)に不具合が発生し得ることがわかった。具体的には、中小型用途の高精細な画素設計において、液晶分子の配向状態の安定性や、応答速度などが不十分になり得ることがわかった。
 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるVAモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置を提供することにある。
 本発明の実施形態における液晶表示装置は、互いに対向するように配置された第1基板および第2基板と、前記第1基板および前記第2基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、前記第1基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第1光配向膜とを有し、前記第2基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第2光配向膜とを有し、前記第1光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第1プレチルト方向を規定する第1プレチルト領域と、前記第1プレチルト方向に反平行な第2プレチルト方向を規定する第2プレチルト領域とを有し、前記第2光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第3プレチルト方向を規定する第3プレチルト領域と、前記第3プレチルト方向に反平行な第4プレチルト方向を規定する第4プレチルト領域とを有し、表示面法線方向から見たとき、前記第1光配向膜の前記第1プレチルト領域および前記第2プレチルト領域の境界全体と、前記第2光配向膜の前記第3プレチルト領域および前記第4プレチルト領域の境界全体とが重なっており、前記画素電極の外縁は、第1エッジ部および第2エッジ部を含み、前記第1エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第1プレチルト方向とは反対の方向であり、前記第2エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第2プレチルト方向とは反対の方向であり、前記画素電極は、前記第1エッジ部の少なくとも一部を切欠くように形成された第1切欠き部と、前記第2エッジ部の少なくとも一部を切欠くように形成された第2切欠き部とを有する。
 ある実施形態において、前記第1切欠き部は、前記画素電極の前記第1エッジ部に近接する角を切欠くような直角三角形状であり、前記第2切欠き部は、前記画素電極の前記第2エッジ部に近接する角を切欠くような直角三角形状である。
 ある実施形態において、前記第1切欠き部、前記第2切欠き部および前記画素電極の、前記第1プレチルト方向および前記第2プレチルト方向に直交する方向に沿った長さをそれぞれa1、a2およびbとしたとき、前記第1切欠き部の長さa1、前記第2切欠き部の長さa2および前記画素電極の長さbは、a1/b≧0.25およびa2/b≧0.25の関係を満足する。
 ある実施形態において、前記第1切欠き部の長さa1、前記第2切欠き部の長さa2および前記画素電極の長さbは、a1/b≦0.5およびa2/b≦0.5の関係を満足する。
 ある実施形態において、前記第1切欠き部の斜辺と前記第1エッジ部とがなす角φ1、および、前記第2切欠き部の斜辺と前記第2エッジ部とがなす角φ2は、φ1≧1°およびφ2≧1°の関係を満足する。
 ある実施形態において、表示面法線方向から見たとき、前記第1光配向膜の前記第1プレチルト領域と前記第2光配向膜の前記第3プレチルト領域とが重なっており、前記第1光配向膜の前記第2プレチルト領域と前記第2光配向膜の前記第4プレチルト領域とが重なっており、前記第3プレチルト方向は、前記第1プレチルト方向に反平行であり、前記第4プレチルト方向は、前記第2プレチルト方向に反平行である。
 ある実施形態において、前記画素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたとき、前記複数の画素のそれぞれ内において前記液晶層に4つの液晶ドメインが形成され、前記4つの液晶ドメインのそれぞれに含まれる前記液晶分子の配向方向を代表する4つのディレクタの方位は互いに異なる。
 ある実施形態において、上述した構成を有する液晶表示装置は、前記液晶層を介して互いに対向し、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置された一対の直線偏光板をさらに備え、前記一対の直線偏光板の前記透過軸は、前記第1プレチルト方向と略45°の角をなす。
 ある実施形態において、上述した構成を有する液晶表示装置は、前記液晶層を介して互いに対向する一対の円偏光板をさらに備える。
 ある実施形態において、前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。
 ある実施形態において、表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチは42μm以下である。
 ある実施形態において、画面解像度は200ppi以上である。
 本発明の実施形態によると、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるVAモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置が提供される。
本発明の実施形態における液晶表示装置100を模式的に示す断面図である。 一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置1000における画素1001の配向分割構造を示す図である。 (a)、(b)および(c)は、図2に示した画素1001の配向分割構造を得るための方法を説明するための図である。 液晶表示装置100における画素1の配向分割構造を示す図である。 (a)、(b)および(c)は、図4に示した画素1の配向分割構造を得るための方法を説明するための図である。 第1光配向膜12および第2光配向膜22の配向規制力のみを考慮した場合に形成される液晶ドメインを模式的に示す図である。 (a)および(b)は、参考例の液晶表示装置900の画素901を模式的に示す図である。 (a)~(d)は、4D-RTNモードの液晶表示装置1000について、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明するための図である。 (a)~(d)は、参考例の液晶表示装置900について、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明するための図である。 参考例の液晶表示装置900の画素901において4つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 (a)および(b)は、参考例の液晶表示装置900の画素901において4つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 (a)および(b)は、参考例の液晶表示装置900の画素901において4つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 (a)および(b)は、参考例の液晶表示装置900の画素901において4つの液晶ドメインが形成される理由を説明するための図である。 参考例の液晶表示装置900の画素901において、ディスクリネーションが発生する理由を説明するための図である。 液晶表示装置100の画素1を模式的に示す平面図である。 液晶表示装置100の画素1において、ディスクリネーションの発生が抑制される理由を説明するための図である。 (a)および(b)は、液晶表示装置100の画素1において、ディスクリネーションの発生が抑制される理由を説明するための図である。 液晶表示装置100の画素1を模式的に示す平面図である。 切欠き角度が0°で切欠き割合が0であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が1°で切欠き割合が0.25であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が1°で切欠き割合が0.50であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が2°で切欠き割合が0.10であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が2°で切欠き割合が0.25であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が2°で切欠き割合が0.50であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が5°で切欠き割合が0.10であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が5°で切欠き割合が0.25であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が15°で切欠き割合が0.05であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が15°で切欠き割合が0.10であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が30°で切欠き割合が0.05であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が30°で切欠き割合が0.10であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が45°で切欠き割合が0.05であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き角度が45°で切欠き割合が0.10であるときの配向シミュレーションの結果を説明するための図である。 切欠き割合が0.25であるときの、液晶表示装置100の画素1を模式的に示す平面図である。 (a)~(e)は、参考例1についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、参考例2についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、参考例3についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、参考例4についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、参考例5についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、参考例6についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)~(e)は、比較例1についての配向シミュレーションおよび光学シミュレーションの結果を説明するための図である。 (a)、(b)および(c)は、それぞれ比較例1、参考例6および参考例2における画素内の配向分布を示す図である。 (a)および(b)は、それぞれ参考例7および比較例2における階調と輝度(規格化輝度)との関係を、正面方向からの観察時、左右斜め60°方向からの観察時および上下斜め60°方向について示すグラフである。 (a)および(b)は、CPAモードの液晶表示装置800の1つの画素を模式的に示す断面図および平面図であり、(c)は、液晶表示装置800の液晶層830に白電圧を印加したときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。 (a)、(b)および(c)は、光の回折現象による不良チルト領域NGRの形成を検証した結果を説明するための図である。 光の回折現象による不良チルト領域NGRの形成を検証した結果を説明するための図である。 強調領域、中間領域および相殺領域のそれぞれについて、プレチルト角の方向Y(図45中の左右方向)に沿った位置プロファイルを示すグラフである。 (a)および(b)は、参考例7として試作した2つの液晶表示装置900について、画素901内でのプレチルト角の分布を示すグラフである。 参考例7の1つの画素901に対応する光学顕微鏡像である。
 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
 図1に、本実施形態における液晶表示装置100を示す。図1は、液晶表示装置100を模式的に示す断面図である。
 液晶表示装置100は、図1に示すように、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板(第1基板)10および対向基板(第2基板)20と、アクティブマトリクス基板10および対向基板20の間に設けられた液晶層30とを備える。液晶表示装置100は、さらに、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。典型的には、複数の画素は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含み、赤画素、緑画素および青画素の3つの画素によって1つのカラー表示画素が構成される。
 アクティブマトリクス基板(「TFT基板」とも呼ばれる)10は、複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極11と、画素電極11および液晶層30の間に設けられた第1光配向膜12とを有する。画素電極11および第1光配向膜12は、絶縁性を有する透明基板(例えばガラス基板)10aによって支持されている。また、ここでは図示していないが、アクティブマトリクス基板は、画素電極11に電気的に接続された薄膜トランジスタ(TFT)や、TFTに走査信号を供給する走査配線(ゲートバスライン)、TFTに表示信号を供給する信号配線(ソースバスライン)などを有する。
 対向基板(「カラーフィルタ基板」とも呼ばれる。)20は、画素電極11に対向する対向電極21と、対向電極21および液晶層30の間に設けられた第2光配向膜22とを有する。対向電極21および第2光配向膜22は、絶縁性を有する透明基板(例えばガラス基板)20aによって支持されている。また、ここでは図示していないが、対向基板20は、カラーフィルタ層を有する。典型的には、カラーフィルタ層は、赤画素に対応して設けられた赤カラーフィルタ、緑画素に対応して設けられた緑カラーフィルタおよび青画素に対応して設けられた青カラーフィルタを含む。
 液晶層30は、負の誘電異方性を有する液晶分子31を含む、垂直配向型の液晶層である。液晶層30に電圧が印加されていない状態において、液晶分子31は、図1に示されているように、基板面に対して略垂直に配向している。
 液晶表示装置100は、さらに、少なくとも液晶層30を介して互いに対向する一対の直線偏光板18および28を備える。直線偏光板18および28は、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置されている。つまり、直線偏光板18および28は、クロスニコルに配置されている。なお、一対の直線偏光板18および28に代えて、一対の円偏光板を設けてもよい。つまり、液晶層30に入射する光は、直線偏光であってもよいし、円偏光であってもよい。
 第1光配向膜12および第2光配向膜22のそれぞれは、光配向処理が施された垂直配向膜であり、液晶分子31のプレチルト方向を規定する。第1光配向膜12は、各画素内において、互いに異なるプレチルト方向を規定する2つの領域を有する。同様に、第2光配向膜22は、各画素内において、互いに異なるプレチルト方向を規定する2つの領域を有する。
 以下、本実施形態の液晶表示装置100において第1光配向膜12および第2光配向膜22によって形成される配向分割構造を説明するが、それに先立ち、特許文献2や特許文献3に開示されているような4D-RTNモードにおける配向分割構造を説明する。
 図2に、一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置1000における画素1001の配向分割構造を示す。液晶層に電圧が印加されている状態において、画素1001には、図2に示すように、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成される。4つの液晶ドメインA、B、CおよびDは、2行2列のマトリクス状に配置されている。なお、図2には、画素1001に設けられている画素電極1011も示されている。
 液晶ドメインA、B、CおよびDのディレクタt1、t2、t3およびt4の方位は、任意の2つの方向の差が90°の整数倍に略等しい4つの方位である。ディレクタt1、t2、t3およびt4は、各液晶ドメインに含まれる液晶分子の配向方向を代表するものであり、4D-RTNモードでは、液晶層に電圧が印加されたときの液晶層の層面内および厚さ方向における中央付近の液晶分子のチルト方向である。各液晶ドメインは、ディレクタの方位(上述したチルト方向)に特徴付けられ、このディレクタの方位が各ドメインの視角依存性に支配的な影響を与える。
 なお、ここで、液晶層を介して互いに対向する一対の偏光板は、透過軸(偏光軸)が互いに直交するように配置されており、より具体的には、一方の透過軸が表示面の水平方向に平行で、他方の透過軸が表示面の垂直方向に平行となるように配置されている。
 表示面における水平方向の方位角(3時方向)を0°とすると、液晶ドメインAのディレクタt1の方位は略225°方向、液晶ドメインBのディレクタt2の方位は略315°方向、液晶ドメインCのディレクタt3の方位は略45°方向、液晶ドメインDのディレクタt4の方位は略135°方向である。つまり、液晶ドメインA、B、CおよびDは、それぞれのディレクタの方位が、隣接する液晶ドメイン間で略90°異なるように配置されている。
 ここで、図3(a)、(b)および(c)を参照しながら、図2に示した画素1001の配向分割構造を得るための配向分割方法を説明する。図3(a)は、アクティブマトリクス基板に設けられている光配向膜によって規定されるプレチルト方向PD1およびPD2を示し、図3(b)は、対向基板に設けられている光配向膜によって規定されるプレチルト方向PD3およびPD4を示している。また、図3(c)は、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた後に液晶層に電圧を印加したときのチルト方向(ディレクタ)を示している。
 アクティブマトリクス基板側の領域(1つの画素1001に対応する領域)は、図3(a)に示すように、左右に2分割されており、それぞれの領域(左側領域と右側領域)の光配向膜(垂直配向膜)が互いに反平行なプレチルト方向PD1およびPD2を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって光配向処理が行われている。
 一方、対向基板側の領域(1つの画素領域1001に対応する領域)は、図3(b)に示すように、上下に2分割されており、それぞれの領域(上側領域と下側領域)の光配向膜(垂直配向膜)が互いに反平行なプレチルト方向PD3およびPD4を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって光配向処理が行われている。
 図3(a)および(b)に示したように光配向処理がなされたアクティブマトリクス基板および対向基板を貼り合わせることによって、図3(c)に示すように配向分割された画素1001を形成することができる。図3(a)、(b)および(c)からわかるように、液晶ドメインA~Dのそれぞれについて、アクティブマトリクス基板の光配向膜によって規定されるプレチルト方向と、対向基板の光配向膜によって規定されるプレチルト方向とは互いに略90°異なっており、これら2つのプレチルト方向の中間の方向にチルト方向(各液晶ドメインのディレクタの方位)が規定される。
 既に説明したように、画素1001のような(つまり一般的な4D-RTNモードの)配向分割構造を高精細な液晶表示装置に採用すると、表示(特に動画表示)に不具合が発生することがある。以下、この理由を説明する。
 4D-RTNモードの配向分割構造を形成する場合、アクティブマトリクス側の光配向膜および対向基板側の光配向膜のそれぞれについて、2回ずつ露光工程を実行する必要がある。1回目の露光工程と、2回目の露光工程とで、紫外線の照射は異なる方向から行われる。フォトマスクを用いた走査露光により上述した露光工程を行う場合、光の回折現象により、露光の継ぎ目(規定するプレチルト方向が異なる2つの領域の境界)の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない領域(以下では「不良チルト領域」と呼ぶ。)となる。なお、本願明細書では、「プレチルト角」は、電圧無印加時において液晶分子31の長軸が基板面法線方向に対してなす角を指す。
 具体的には、アクティブマトリクス基板側の光配向膜では、図3(a)に示すように、左側領域と右側領域との境界BD1の周辺が不良チルト領域NGR1となる。また、対向基板側の光配向膜では、図3(b)に示すように、上側領域と下側領域との境界BD2と周辺が不良チルト領域NGR2となる。そのため、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせると、各画素1001において、垂直方向に延びる部分(不良チルト領域NGR1に対応)と水平方向に延びる部分(不良チルト領域NGR2に対応)とを含む、十字形状の不良チルト領域NGRが形成される。
 中小型用途の高精細な画素設計では、画素ピッチが小さいので、画素1001全体に占める不良プレチルト領域の割合が大きくなる。そのため、画素1001全体での平均的なプレチルト角が小さくなってしまい、そのことによって、液晶分子の配向状態が不安定になったり、応答速度が低下したり(つまり応答時間が長くなったり)する。
 続いて、本実施形態の液晶表示装置100における画素の配向分割構造を説明する。図4に、液晶表示装置100における画素1の配向分割構造を示す。
 画素電極11と対向電極21との間に電圧が印加されたとき、各画素1内において、図4に示すように、液晶層30に4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成される。これら4つの液晶ドメインA、B、CおよびDのそれぞれに含まれる液晶分子31の配向方向を代表する4つのディレクタt1、t2、t3およびt4の方位は、互いに異なる。
 表示面における水平方向の方位角(3時方向)を0°とすると、液晶ドメインAのディレクタt1の方位は略270°方向、液晶ドメインBのディレクタt2の方位は略0°方向、液晶ドメインCのディレクタt3の方位は略90°方向、液晶ドメインDのディレクタt4の方位は略180°方向である。つまり、液晶ドメインA、B、CおよびDの4つのディレクタの方位のうちの任意の2つの方位の差は、90°の整数倍に略等しい。
 一対の直線偏光板18および28の透過軸(偏光軸)P1およびP2は、液晶ドメインA、B、CおよびDのディレクタt1、t2、t3およびt4の方位と略45°の角をなす。また、後の説明からもわかるように、一対の直線偏光板18および28の透過軸P1およびP2は、第1光配向膜12および第2光配向膜22によって規定されるプレチルト方向とも略45°の角をなす。
 なお、図4には、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDの画素1内に占める面積が互いに等しい場合を例示しているが、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDの面積は互いに等しくなくてもよい。ただし、視野角特性の均一さの観点からは、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDの面積の差がなるべく小さいことが好ましく、具体的には、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDの内の最大の液晶ドメインの面積と最小の液晶ドメインの面積との差が、最大の面積の50%以下であることが好ましい。図4に示す例は、視野角特性上最も好ましい(つまり理想的な)4分割構造の例である。
 また、図4に示されているように、本実施形態の液晶表示装置100における画素電極11は、複数の切欠き部(第1切欠き部および第2切欠き部)11a1および11a2を有する。
 続いて、図5(a)、(b)および(c)を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置100の画素1の配向分割構造を得るための配向分割方法を説明する。図5(a)は、アクティブマトリクス基板10に設けられている第1光配向膜12によって規定されるプレチルト方向PD1およびPD2を示し、図5(b)は、対向基板20に設けられている第2光配向膜22によって規定されるプレチルト方向PD3およびPD4を示している。また、図5(c)は、アクティブマトリクス基板10と対向基板20とを貼り合わせた後に液晶層30に電圧を印加したときのチルト方向(ディレクタ)を示している。
 第1光配向膜12は、各画素1内において、図5(a)に示すように、第1プレチルト方向PD1を規定する第1プレチルト領域12aと、第1プレチルト方向PD1に反平行な第2プレチルト方向PD2を規定する第2プレチルト領域12bとを有する。具体的には、第1光配向膜12の1つの画素1に対応する領域は、上下に2分割されており、それぞれの領域(第1プレチルト領域および第2プレチルト領域)12a、12bが互いに反平行なプレチルト方向(第1プレチルト方向および第2プレチルト方向)PD1およびPD2を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、光配向処理は、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって行われている。
 一方、第2光配向膜22は、各画素1内において、図5(b)に示すように、第3プレチルト方向PD3を規定する第3プレチルト領域22aと、第3プレチルト方向PD3に反平行な第4プレチルト方向PD4を規定する第4プレチルト領域22bとを有する。具体的には、第2光配向膜22の1つの画素1に対応する領域は、上下に2分割されており、それぞれの領域(第3プレチルト領域および第4プレチルト領域)22a、22bが互いに反平行なプレチルト方向(第3プレチルト方向および第4プレチルト方向)PD3およびPD4を規定するように光配向処理が行われている。ここでは、光配向処理は、矢印で示した方向から紫外線を斜め照射することによって行われている。なお、アクティブマトリクス基板10および対向基板20を貼り合わせた状態において、表示面法線方向から見たとき、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aは、第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aに重なり(対向し)、第2光配向膜22の第4プレチルト領域22bは第1光配向膜12の第2プレチルト領域12bに重なる(対向する)。また、アクティブマトリクス基板10および対向基板20を貼り合わせた状態において、第3プレチルト方向PD3は、第1プレチルト方向PD1に反平行であり、第4プレチルト方向PD4は、第2プレチルト方向PD2に反平行である。
 図5(a)および(b)に示したように光配向処理がなされたアクティブマトリクス基板10および対向基板20を貼り合わせることによって、図5(c)に示すように配向分割された画素1を形成することができる。なお、図5(a)および(b)に示したように光配向処理がなされた第1光配向膜12および第2光配向膜22の配向規制力のみを考慮した場合、電圧印加時には、図6に示す画素1’のように、2つの液晶ドメインのみが形成されるようにも思われる。しかしながら、後述する理由から、実際には、図5(c)に示したように、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成される。
 第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aと第2プレチルト領域12bとの境界BD1の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない不良チルト領域NGR1となり得る(図5(a)参照)。また、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aと第4プレチルト領域22bとの境界BD2の周辺は、十分なプレチルト角を付与できない不良チルト領域NGR2となり得る。しかしながら、本実施形態における液晶表示装置100では、図5(c)に示すように、表示面法線方向から見たとき、第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aおよび第2プレチルト領域12bの境界BD1全体と、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aおよび第4プレチルト領域22bの境界BD2全体とが重なっている。そのため、第1光配向膜12側の不良チルト領域NGR1と、第2光配向膜22側の不良チルト領域NGR2とが重なることになり、図5(c)に示すように、画素1全体では、水平方向にのみ延びる不良チルトNGRが形成される。
 従って、本実施形態における液晶表示装置100の画素1では、図3(c)に示した画素1001に比べ、不良チルト領域NGRの面積を小さくすることができる。そのため、画素1全体での平均的なプレチルト角の低下(不良チルト領域NGRに起因する)を抑制できるので、液晶分子31の配向状態を十分に安定化させ、また、十分な応答速度を実現することができる。
 ここで、本実施形態における液晶表示装置100の製造方法を説明する。
 まず、第1光配向膜12を有するアクティブマトリクス基板10を用意する。この工程は、一般的な4D-RTNモード用のアクティブマトリクス基板を作製する手法と同様の手法により実行され得る。ただし、画素電極11を形成する際、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2が形成されるように、導電膜のパターニングが行われる。
 次に、第1光配向膜12の、複数の画素1のそれぞれに対応する領域内に、第1プレチルト方向PD1を規定する第1プレチルト領域12aと、第1プレチルト方向PD1に反平行な第2プレチルト方向PD2を規定する第2プレチルト領域12bとを光配向処理によって形成する。この工程は、例えば、第1光配向膜12の第2プレチルト領域12bとなる部分がフォトマスクによって遮光された状態で、第1プレチルト領域12aとなる部分に光を照射する工程と、その後に、第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aがフォトマスクによって遮光された状態で、第2プレチルト領域12bとなる部分に光を照射する工程とを含む。なお、第1プレチルト領域12aとなる部分に光照射を行うのよりも前に、第2プレチルト領域12bとなる部分に光照射を行ってもよいことは言うまでもない。
 一方、アクティブマトリクス基板10とは別途に、第2光配向膜22を有する対向基板20を用意する。この工程は、一般的な4D-RTNモード用の対向基板を作製する手法と同様の手法により実行され得る。
 次に、第2光配向膜22の、複数の画素1のそれぞれに対応する領域内に、第3プレチルト方向PD3を規定する第3プレチルト領域22aと、第3プレチルト方向PD3に反平行な第4プレチルト方向PD4を規定する第4プレチルト領域22bとを光配向処理によって形成する。この工程は、例えば、第2光配向膜22の第4プレチルト領域22bとなる部分がフォトマスクによって遮光された状態で、第3プレチルト領域22aとなる部分に光を照射する工程と、その後に、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aがフォトマスクによって遮光された状態で、第4プレチルト領域22bとなる部分に光を照射する工程とを含む。なお、第3プレチルト領域22aとなる部分に光照射を行うのよりも前に、第4プレチルト領域22bとなる部分に光照射を行ってもよいことは言うまでもない。
 その後、第1光配向膜12に第1プレチルト領域12aおよび第2プレチルト領域12bが形成されたアクティブマトリクス基板10と、第2光配向膜22に第3プレチルト領域22aおよび第4プレチルト領域22bが形成された対向基板20とを貼り合わせる。
 続いて、アクティブマトリクス基板10と対向基板20との間に例えば真空注入法を用いて液晶材料を注入することにより、液晶層30を形成する。なお、滴下法により(つまり貼り合わせ前に一方の基板上に液晶材料を付与しておくことにより)液晶層30を形成してもよいことは言うまでもない。
 第1光配向膜12に光配向処理を行う工程および第2光配向膜22に光配向処理を行う工程は、アクティブマトリクス基板10と対向基板20とを貼り合わせたときに、表示面法線方向から見て、第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aおよび第2プレチルト領域12bの境界BD1全体と、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aおよび第4プレチルト領域22bの境界BD2全体とが重なるように実行される。
 なお、アクティブマトリクス基板10と対向基板20とを貼り合わせる工程の後に、液晶層30に加熱処理を含む再配向処理を施す工程を行ってもよい。この再配向処理により、液晶材料の注入時に発生する配向の乱れ(流動配向)をなくすことができる。
 その後、一対の直線偏光板18および28をアクティブマトリクス基板10および対向基板20の外側に貼り付ける工程等を行うことにより、本実施形態の液晶表示装置100が得られる。
 なお、既に説明したように、本実施形態の液晶表示装置100では、第1光配向膜12および第2光配向膜22の配向規制力のみを考慮した場合、電圧印加時には、2つの液晶ドメインのみが形成されるはずであるにも関わらず、実際には、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成され、そのことによって十分に高い視野角特性が得られる。特に、画面解像度が200ppi以上であると、後に詳述するように、一般的な4D-RTNモードとほぼ同等の視野角特性が得られる。
 また、本実施形態の液晶表示装置100では、画素電極11の特定の領域に切欠き部(図4などに示されている第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2)が形成されていることによって、図7(a)に示す参考例の液晶表示装置900のように、画素901に設けられている画素電極11にそのような切欠き部が形成されていない場合に比べ、表示品位をさらに向上させることができる。図7(a)に示す参考例の液晶表示装置900は、画素電極11に切欠き部が形成されていない点を除いて、本実施形態の液晶表示装置100と同じ構成を有する。つまり、参考例の液晶表示装置900についても、図5(a)~(c)を参照しながら説明したように光配向処理が行われている。この参考例の液晶表示装置900においても、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成され、高い視野角特性が得られる。
 しかしながら、本願発明者が詳細な検討を行ったところ、参考例の液晶表示装置900では、図7(b)に示すように、画素電極11の外縁近傍の特定の領域(図中の領域R1およびR2)において、ディスクリネーション(配向欠陥)が発生し、そのことによって表示にざらつきが発生するおそれがあることがわかった。なお、ディスクリネーションがどの画素においてもほぼ同じ領域に発生するのであれば、顕著なざらつきとしては視認されないとも考えられるが、その場合でもディスクリネーションの発生は輝度の低下を招いてしまう。そのため、ディスクリネーションの発生自体を抑制することが好ましい。
 ここで、図8および図9を参照しながら、一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置1000および参考例の液晶表示装置900のそれぞれについて、電圧印加時の液晶分子の配向状態を検証するために配向シミュレーションを行った結果を説明する。図8(a)~(d)は、4D-RTNモードの液晶表示装置1000についての図であり、図9(a)~(d)は、参考例の液晶表示装置900についての図である。図8(a)および図9(a)は、計算用のマスク図であり、アクティブマトリクス基板側の光配向膜によって規定されるプレチルト方向PD1およびPD2と、対向基板側の光配向膜によって規定されるプレチルト方向PD3およびPD4とが併せて示されている。図8(b)および図9(b)は、偏光板として透過軸P1およびP2が略直交するように配置された直線偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図8(c)および図9(c)は、偏光板として円偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図8(d)および図9(d)は、画素内の配向分布を示す図であり、各液晶ドメインにおけるおおまかな液晶分子の配向方向(ディレクタの方位といってもよい)が矢印で併せて示されている。なお、配向シミュレーションに際しての計算条件は、下記表1に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図8(a)および図9(a)からわかるように、4D-RTNモードの液晶表示装置1000と、参考例の液晶表示装置900とで、画素電極等の形状はほぼ同じである。
 円偏光板を用いる場合、図8(c)および図9(c)に示すように、4D-RTNモードの液晶表示装置1000および参考例の液晶表示装置900のいずれについても、画素の中央に小さな暗点が存在するものの、画素の他の領域では高い輝度が得られている。
 直線偏光板を用いる場合、4D-RTNモードの液晶表示装置1000では、図8(b)に示すように、4D-RTNモードに特徴的な卍形状の暗線が発生する。一方、参考例の液晶表示装置900では、図9(b)に示すように、4D-RTNモードの液晶表示装置1000における暗線とは発生箇所がやや異なるものの、ほぼ同じ形状の暗線が発生する。従って、参考例の液晶表示装置900についても、4D構造が形成されていると考えられる。
 また、図8(d)および図9(d)からわかるように、4D-RTNモードの液晶表示装置1000および参考例の液晶表示装置900のいずれについても、おおまかには4つの方向に液晶分子が配向していることが確認された。
 続いて、図10を参照しながら、参考例の液晶表示装置900の画素901において4つの液晶ドメインが形成される理由を説明する。
 図10に示すように、参考例の液晶表示装置900では、画素電極11の外縁は、第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2を含む。第1エッジ部11e1は、液晶ドメインAに近接しており、第2エッジ部11e2は、液晶ドメインCに近接している。
 第1エッジ部11e1に直交し画素電極11の内側に向かう方向e1は、第1プレチルト方向PD1とは反対の方向である。また、第2エッジ部11e2に直交し画素電極11の内側に向かう方向e2は、第2プレチルト方向PD2とは反対の方向である。
 画素電極11の外縁が上述したような第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2を含んでいることにより、電圧印加時に4つの液晶ドメインが形成される。以下、図11および図12を参照しながら、この理由をより詳細に説明する。
 図11(a)は、1つの画素901を示す平面図であり、図11(a)には、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力が実線の矢印A1、A2で示されている。また、図11(b)は、図11(a)中の11B-11B’線に沿った断面図であり、電圧無印加時における液晶分子31の配向状態が示されている。図11(b)からわかるように、電圧無印加時には、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1、A2によって、液晶分子31は所定の方向に所定の角度(プレチルト角)θでプレチルトしている。例えば画素901の上側では、液晶分子31は、基板面法線方向に対して左側にチルトしている。
 図12(a)は、1つの画素901を示す平面図であり、図12(a)には、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1、A2だけでなく、画素電極11の外縁近傍に生成される斜め電界による配向規制力が破線の矢印B1、B2、B3、B4で示されている。また、図12(b)は、図12(a)中の12B-12B’線に沿った断面図であり、電圧印加時における液晶分子31の配向状態(ただし第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1、A2は考慮されていない)が示されている。図12(b)からわかるように、電圧印加時には、負の誘電異方性を有する液晶分子31は、電気力線Eに垂直になるように配向する。そのため、画素電極11の外縁近傍では、画素電極11の内側に向けて液晶分子31を倒すような配向規制力(図12(a)中に示す配向規制力B1、B2、B3、B4)が存在する。
 そのため、画素901の一部(ここでは画素901の左上部分と右下部分であり、図12(a)中に示す領域R1およびR2)では、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力の方向(第1プレチルト方向PD1および第2プレチルト方向PD2と一致する方向である)と、斜め電界による配向規制力の方向(画素電極11のエッジ部に直交し画素電極11の内側に向かう方向である)とが反対となる。
 図13(a)は、画素901の左上部分を拡大して示している。この部分では、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1と、斜め電界による配向規制力B1およびB4とが競合する結果、液晶分子31は下側(方向C1)に倒れる。
 また、図13(b)は、画素901の右下部分を拡大して示している。この部分では、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A2と、斜め電界による配向規制力B2およびB3とが競合する結果、液晶分子31は上側(方向C2)に倒れる。
 上述したメカニズムにより、第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2に近接する液晶ドメインAおよびCでは、電圧印加時に、液晶分子31は、表示面垂直方向(略270°方向および略90°方向)に配向する。そのため、画素1内には、ディレクタの方位が互いに異なる4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成される。
 このように、参考例の液晶表示装置900では、電圧印加時に各画素901内において実際には4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成されるので、十分に高い視野角特性が得られる。しかしながら、参考例の液晶表示装置900では、画素電極11の外縁近傍の特定の領域(図12(a)中の領域R1およびR2)において、ディスクリネーションが発生することがある。ディスクリネーションが発生する理由は、以下のように推察される。
 画素901の左上部分(第1エッジ部11e1近傍)では、既に説明したように、液晶分子31には、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1と、斜め電界による2種類の(右方向および下方向の)配向規制力B1およびB4とが作用する。第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1と、斜め電界による2種類の配向規制力B1およびB4のうちの一方(右方向の配向規制力)B1とは、互いに反対方向であるので、残りの配向規制力(斜め電界による下方向の配向規制力)B4が支配的となり、液晶分子31は下側に倒れると考えられる。ところが、この支配的となる配向規制力B4が小さい(十分には大きくない)場合、領域R1全体の液晶分子31を一様に下側に倒すことは困難であると考えられる。そのため、図14に示すように、第1エッジ部11e1近傍の領域R1内で、液晶分子31は下側または上側にランダムに配向してしまい、その結果、ディスクリネーションが発生することがある。
 また、画素901の右下部分(第2エッジ部11e2近傍)では、既に説明したように、液晶分子31には、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A2と、斜め電界による2種類の(上方向および左方向の)配向規制力B2およびB3とが作用する。第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A2と、斜め電界による2種類の配向規制力B2およびB3のうちの一方(左方向の配向規制力)B3とは、互いに反対方向であるので、残りの配向規制力(斜め電界による上方向の配向規制力)B2が支配的となり、液晶分子31は上側に倒れると考えられる。ところが、この支配的となる配向規制力B2が小さい(十分には大きくない)場合、領域R2全体の液晶分子31を一様に上側に倒すことは困難であると考えられる。そのため、図14に示すように、第2エッジ部11e2近傍の領域R2内で、液晶分子31は上側または下側にランダムに配向してしまい、その結果、ディスクリネーションが発生することがある。
 上述したように、参考例の液晶表示装置900では、画素電極11の第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2近傍の領域R1およびR2において、ディスクリネーションが発生することがある。これに対し、本実施形態の液晶表示装置100では、画素電極11の特定の領域に切欠き部(図4などに示されている第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2)が形成されていることによって、上述したようなディスクリネーションの発生が抑制される。以下、この理由を説明する。
 図15に示すように、本実施形態の液晶表示装置100では、画素電極11の外縁は、第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2を含む。第1エッジ部11e1は、液晶ドメインAに近接しており、第2エッジ部11e2は、液晶ドメインCに近接している。
 第1エッジ部11e1に直交し画素電極11の内側に向かう方向e1は、第1プレチルト方向PD1とは反対の方向である。また、第2エッジ部11e2に直交し画素電極11の内側に向かう方向e2は、第2プレチルト方向PD2とは反対の方向である。
 画素電極11の外縁が上述したような第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2を含んでいることにより、参考例の液晶表示装置900について説明したのと同様のメカニズムにより、本実施形態の液晶表示装置100においても、電圧印加時に4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成され、十分に高い視野角特性が得られる。
 また、本実施形態の液晶表示装置100の画素電極11は、第1エッジ部11e1の少なくとも一部を切欠くように形成された第1切欠き部11a1と、第2エッジ部11e2の少なくとも一部を切欠くように形成された第2切欠き部11a2とを有する。第1切欠き部11a1は、画素電極11の第1エッジ部11e1に近接する角11c1を切欠くような直角三角形状である。また、第2切欠き部11a2は、画素電極11の第2エッジ部11e2に近接する角を切欠くような直角三角形状である。
 なお、図15からも明らかなように、本願明細書において、画素電極11の「外縁」は、画素電極11の導電層が存在する部分(以下では「導電層部分」と呼ぶこともある)と、切欠き部(導電層が存在しない部分)11a1、11a2の両方によって規定される(つまり導電層が存在する部分のみの外縁ではない)。図15に例示している構成では、画素電極11の外縁は、略矩形状である。
 ここで、図16を参照しながら、上述したような第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2が形成されていることによって、ディスクリネーションの発生が抑制される理由を説明する。
 第1切欠き部11a1が形成されていることにより、第1エッジ部11e1近傍において画素電極11の導電層部分のエッジは、表示面の上下方向(垂直方向)に対して傾斜することになる。そのため、図16に示すように、第1エッジ部11e1近傍における斜め電界による配向規制力B1は、表示面の上下方向(垂直方向)に対して傾斜した方向となる。
 この配向規制力B1は、図17(a)に示すように、水平方向成分B1Hと、垂直方向成分B1Vとに分解することができる。配向規制力B1の水平方向成分B1Hと、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A1とは、互いに反対方向であるので、相殺するように作用する。これに対し、配向規制力B1の垂直方向成分B1Vは、この領域R1における支配的な配向規制力である配向規制力B4と同じ方向であるので、液晶分子31を下側に倒す配向規制力を強めるように作用する。従って、第1エッジ部11e1近傍の領域R1全体の液晶分子31を一様に下側に倒すことが可能となり、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。
 また、第2切欠き部11a2が形成されていることにより、第2エッジ部11e2近傍において画素電極11の導電層部分のエッジは、表示面の上下方向(垂直方向)に対して傾斜することになる。そのため、図16に示すように、第2エッジ部11e2近傍における斜め電界による配向規制力B3は、表示面の上下方向(垂直方向)に対して傾斜した方向となる。
 この配向規制力B3は、図17(b)に示すように、水平方向成分B3Hと、垂直方向成分B3Vとに分解することができる。配向規制力B3の水平方向成分B3Hと、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力A2とは、互いに反対方向であるので、相殺するように作用する。これに対し、配向規制力B3の垂直方向成分B3Vは、この領域R2における支配的な配向規制力である配向規制力B2と同じ方向であるので、液晶分子31を上側に倒す配向規制力を強めるように作用する。従って、第2エッジ部11e2近傍の領域R2全体の液晶分子31を一様に上側に倒すことが可能となり、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。
 続いて、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2を有する画素電極11の好ましい構成を説明する。
 図18に示すように、第1切欠き部11a1、第2切欠き部11a2および画素電極11の、第1プレチルト方向PD1および第2プレチルト方向PD2に直交する方向(第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2に平行な方向)に沿った長さをそれぞれa1、a2およびbとしたとき、第1切欠き部11a1の長さa1、第2切欠き部11a2の長さa2および画素電極11の長さbは、下記式(1)および(2)の関係を満足することが好ましい。つまり、第1切欠き部11a1の長さa1および第2切欠き部11a2の長さa2は、それぞれ画素電極11の長さbの25%以上(1/4以上)であることが好ましい。
 a1/b≧0.25   ・・・(1)
 a2/b≧0.25   ・・・(2)
 式(1)および(2)が満足されることにより、ディスクリネーションの発生をより確実に抑制することができる。このことを検証した結果を後に詳述する。なお、以下では、式(1)および(2)のそれぞれの左辺(「a1/b」、「a2/b」)を、「切欠き割合」と呼ぶこともある。
 既に説明したことからもわかるように、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2は、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力の方向と、斜め電界による配向規制力の方向とが反対となる領域近傍のエッジ部(第1エッジ部11e1および第2エッジ部11e2)を切欠くように形成されていればよく、第1光配向膜12および第2光配向膜22による配向規制力の方向と、斜め電界による配向規制力の方向とが同じとなる領域近傍のエッジ部(図16中のエッジ部11e3および11e4)を切欠く必要はない。これらのエッジ部11e3および11e4を切欠いても、液晶分子31の配向の観点からは問題はない(新たにディスクリネーションが発生するようなことはない)。しかしながら、画素電極11の外縁において切欠かれた領域の割合が大きくなることは、液晶層30に直接電界が印加されない領域を増やすことになりかねないので、表示輝度が低下することがある。そのため、明るい表示を実現する観点からは、第1切欠き部11a1の長さa1、第2切欠き部11a2の長さa2および画素電極11の長さbは、下記式(3)および(4)の関係を満足することが好ましい。つまり、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2についての切欠き割合(a1/bおよびa2/b)は、それぞれ0.5以下であることが好ましい。言い換えると、第1切欠き部11a1の長さa1および第2切欠き部11a2の長さa2は、それぞれ画素電極11の長さbの50%以下(1/2以下)であることが好ましい。
 a1/b≦0.5   ・・・(3)
 a2/b≦0.5   ・・・(4)
 また、図18に示すように、第1切欠き部11a1の斜辺と第1エッジ部11e1とがなす角をφ1、第2切欠き部11a2の斜辺と第2エッジ部11e2とがなす角をφ2としたとき、これらの角(以下では「切欠き角度」と呼ぶことがある)φ1およびφ2は、下記式(5)および(6)の関係を満足することが好ましい。
 φ1≧1°   ・・・(5)
 φ2≧1°   ・・・(6)
 なお、切欠き角度φ1およびφ2が1°未満(φ1<1°、φ2<1°)であっても、理論的には、ディスクリネーションの発生を抑制する効果が得られると考えられる。ただし、切欠き角度φ1およびφ2が1°未満となるような第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2を導電膜のパターニングにより実際に形成するのは困難であることがある(切欠き角度φ1およびφ2が実質的には0°となってしまうことがある)。
 ここで、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2の切欠き割合および切欠き角度を変化させて配向シミュレーションを行い、ディスクリネーション(配向欠陥)の発生の有無を検証した結果を説明する。下記表2および図19~図32に、シミュレーション結果を示す。表2中、「×」はディスクリネーションの発生が顕著であったことを示し、「△」は顕著ではないもののディスクリネーションが発生したことを示し、「○」はディスクリネーションが発生しなかったことを示す。また、表2中の「●」は、計算を行ってはいないものの、ディスクリネーションが明らかに発生しないと考えられること(「○」が付されている例よりもエッジ部を大きく切り欠くため)を示す。図19~図32中の(a)は、計算用のマスク図である。図19~図32中の(b)は、偏光板として透過軸が略直交するように配置された直線偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図19~図32中の(c)は、画素内の配向分布を示す図である。なお、配向シミュレーションに際しての計算条件は、下記表3に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2および図19からわかるように、画素電極11に第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2が形成されていない場合(切欠き割合が0の場合)、ディスクリネーションの発生が顕著であった。また、表2、図22、図25および図27~図32からわかるように、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2の切欠き割合が(0を超えるものの)0.10以下であると、顕著ではないもののディスクリネーションが発生した。これに対し、表2、図20、図21、図23、図24および図26からわかるように、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2の切欠き割合が0.25以上であると、ディスクリネーションは発生しなかった。
 このように、第1切欠き部11a1および第2切欠き部11a2の切欠き割合が0.25以上であることにより、ディスクリネーションの発生をより確実に抑制することができる。図33を参照しながら、その理由を説明する。
 図33は、切欠き割合(a1/b、a2/b)が0.25である場合を示している。この場合、第1エッジ部11e1近傍には、液晶分子31の配向方向が一様には定まらない領域R1aと、液晶分子31の配向方向が一様に定まる領域R1bとがほぼ同じ大きさで存在していると考えることができる。このとき、前者の領域R1aは、後者の領域R1bの影響を受け、前者の領域R1aにおいても、液晶分子31の配向方向が一様に定まるようになり、結局、第1エッジ部11e1全体の近傍において液晶分子31の配向方向が一様に定まると考えられる。なお、後者の領域R1bが前者の領域R1aの影響を受けるという考え方もあり得るが、液晶層30は基本的にはディスクリネーションがない状態の方がエネルギー的に安定であるので、切欠き割合が0.25である場合には、配向方向は一様に定まると考えられる。
 同様に、第2エッジ部11e2近傍には、液晶分子31の配向方向が一様には定まらない領域R2aと、液晶分子31の配向方向が一様に定まる領域R2bとがほぼ同じ大きさで存在していると考えることができる。このとき、前者の領域R2aは、後者の領域R2bの影響を受け、前者の領域R2aにおいても、液晶分子31の配向方向が一様に定まるようになり、結局、第2エッジ部11e2全体の近傍において液晶分子31の配向方向が一様に定まると考えられる。
 これに対し、切欠き割合が0.25未満になると、液晶分子31の配向に対する領域R1a、R2aの影響が、領域R1b、R2bの影響よりも強くなることがあり、配向方向が一様に定まりにくくなると考えられる。表2に示された結果は、上記の推察とよく整合している。
 なお、上記の説明からもわかるように、第1切欠き部11a1の切欠き割合が0.25以上である(a1/b≧0.25)ということは、第1切欠き部11a1の長さa1が、第1エッジ部11e1の長さの半分以上であることを意味している。また、同様に、第2切欠き部11a2の切欠き割合が0.25以上である(a2/b≧0.25)ということは、第2切欠き部11a2の長さa2が、第2エッジ部11e2の長さの半分以上であることを意味している。
 既に説明したように、本実施形態の液晶表示装置100では、参考例の液晶表示装置900と同様に、4つの液晶ドメインA、B、CおよびDが形成され、そのことによって十分に高い視野角特性が得られる。ここで、参考例の液晶表示装置900の視野角特性を検証するために、様々な画面解像度(画素ピッチ)で配向シミュレーションおよび光学シミュレーションを行った結果を説明する。
 シミュレーションは、参考例1~6として6つの画面解像度について行った。また、比較例1として、一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置1000についてもシミュレーションを行った。参考例1~6および比較例1の画面解像度および画素ピッチ(画素サイズ)は、下記表4に示す通りである。また、シミュレーションに際しては、液晶材料を屈折率異方性Δn=0.1199のネマチック液晶材料とし、液晶層の厚さ(セル厚)を3.1μmとする条件で行った。さらに、隣接する画素電極同士の間隔は6μmとし、プレチルト角は2.4°とした。また、画素の中央部分に、光配向膜に対して重複して露光が行われる領域(露光重複領域)が幅20μmで形成されるものとし、露光重複領域の中心におけるプレチルト角は0°とした。白電圧(最高階調電圧)は、実際に試作した4.18型パネルの実測値に基づいて3.9Vに設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 図34~図40を参照しながら、参考例1~6および比較例1についてのシミュレーション結果を説明する。図34は参考例1に対応し、図35は参考例2に対応し、図36は参考例3に対応している。また、図37は参考例4に対応し、図38は参考例5に対応し、図39は参考例6に対応し、図40は比較例1に対応している。
 図34~図40中の(a)は、計算用のマスク図である。図34~図40中の(b)は、偏光板として円偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図34~図40中の(c)は、偏光板として透過軸が略直交するように配置された直線偏光板が用いられるときの透過率のシミュレーション結果を示す図である。図34~図40中の(d)は、画素内の配向分布を示す図であり、各液晶ドメインにおけるおおまかな液晶分子の配向方向(ディレクタの方位といってもよい)が矢印で併せて示されている。図34~図40中の(e)は、階調と輝度(白表示状態における輝度を1として規格化された輝度)との関係を、正面方向からの観察時、右斜め60°方向(右方向に視角を60°倒した方向)、上斜め60°方向(上方向に視角を60°倒した方向)について示すグラフであり、斜め方向からの観察時に正面方向からの観察時に比べてγ特性(輝度の階調依存性)がどれだけシフトするかを表している。以下の説明では、特に、図34~図40中の(e)に注目されたい。
 図40からわかるように、比較例1(一般的な4D-RTNモード)では、画面解像度が比較的低い(96ppi、画素ピッチは88.5μm×265.5μm)にもかかわらず、右斜め60°方向からの観察時と上斜め60°方向からの観察時とで、ほぼすべての階調について輝度の差がほとんどない。これは、良好な視野角特性が得られていること、つまり、斜め方向からの観察時のγ特性のシフト(γシフト)の方位角依存性が小さいことを示している。
 これに対し、図39からわかるように、比較例1と画面解像度が同じである参考例6では、右斜め60°方向からの観察時と上斜め60°方向からの観察時とでの輝度の差が、比較例1に比べると大きい。
 また、図34~図39からわかるように、参考例1~6では、画面解像度が高くなるほど(画素ピッチが小さくなるほど)、右斜め60°方向からの観察時と上斜め60°方向からの観察時とでの輝度の差が小さくなる傾向がある。そして、画面精細度が200ppi以上(参考例1~4)になると、γシフトの方位角依存性が十分に小さくなり、十分に高い視野角特性が得られることがわかる。
 なお、参考例6は、参考例5よりも画面解像度が低いにも関わらず、右斜め60°方向からの観察時と上斜め60°方向からの観察時とでの輝度の差が実施例5よりも小さいが、これは、参考例6については、画素内を部分的に遮光したパターンで計算したためであると考えられる。
 続いて、図41(a)、(b)および(c)を参照しながら、画面解像度が高くなるほど高い視野角特性が得られる理由を説明する。図41(a)、(b)および(c)は、それぞれ比較例1、参考例6および参考例2についての画素内の配向分布を示す図であり、図40(d)、図39(d)および図35(d)を拡大したものである。
 比較例1では、図41(a)からわかるように、液晶分子が左下方向(略225°方向)、右下方向(略315°方向)、右上方向(略45°方向)、左上方向(略135°方向)に配向している4つの領域が画素の大部分を占めている。液晶分子が下方向(略270°方向)および上方向(略90°方向)に配向している領域が画素の左上側および右下側に存在しているものの、それらが画素内に占める割合は小さい。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ4方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が左下方向、右下方向、右上方向、左上方向に配向している4つの領域が光学特性に関して支配的である。
 一方、参考例6では、図41(b)からわかるように、液晶分子が左方向(略180°方向)、右方向(略0°方向)に配向している2つの領域が画素の大部分を占めている。液晶分子が下方向(略270°方向)および上方向(略90°方向)に配向している領域が画素の左上側および右下側に存在しているものの、それらが画素内に占める割合は小さい。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ2方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が左方向、右方向に配向している2つの領域が光学特性に関して支配的である。
 これに対し、参考例2では、図41(c)からわかるように、液晶分子が下方向、上方向に配向している領域の画素内で占める割合が、参考例6においてよりも高くなる。そのため、画素内では液晶分子はおおよそ4方向に配向しているとみなすことができ、液晶分子が下方向、右方向、上方向、左方向に配向している4つの領域(4つの液晶ドメインA、B、CおよびD)が光学特性に関して支配的となる。
 上述したように、画面解像度が高くなるほど(つまり画素ピッチが小さくなるほど)、4つの液晶ドメインの面積差が小さくなり、視野角特性が向上する。本願発明者の検討によれば、画面解像度が200ppi以上である(表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチが42μm以下である)ことにより、面積が最大の液晶ドメインと面積が最少の液晶ドメインとの差をある程度小さく(具体的には50%以下)とすることができ、一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置と遜色のない、十分に高い視野角特性が得られることがわかった。なお、ここでは、参考例の液晶表示装置900についての検証結果を説明したが、本実施形態の液晶表示装置100についても、同様のことがいえる。つまり、本実施形態の液晶表示装置100についても、画面解像度が200ppi以上である(表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチが42μm以下である)ことにより、一般的な4D-RTNモードの液晶表示装置と遜色のない、十分に高い視野角特性が得られる。
 続いて、参考例7として画面解像度が217ppiの液晶表示装置900を実際に試作し、各種特性を測定した結果を説明する。また、比較例2として画面解像度が217ppiの4D-RTNモードの液晶表示装置1000を試作するとともに、比較例3として画面解像度が217ppiのCPA(Continuous Pinwheel Alignment)モードの液晶表示装置を試作し、これらについて各種特性を測定した結果も併せて説明する。なお、CPAモードは、VAモードの一種であり、例えば特開2003-43525号公報や特開2002-202511号公報に開示されている。
 参考例7、比較例2および比較例3について、透過率および応答速度を測定した結果を下記表5に示す。応答速度としては、25℃において表示階調を0階調から32階調に変化させたときの立上り応答時間Trおよび32階調から0階調に変化させたときの立下り応答時間Tdを示している。また、表5には、参考例7および比較例2について、再配向処理工程における加熱処理の温度と、プレチルト角(平均プレチルト角)も示されている。なお、参考例7としては、加熱処理温度の異なる2つの液晶表示装置900を試作した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表5からわかるように、比較例2(4D-RTNモード)では、比較例3(CPAモード)に比べ、立上り応答時間Trが長く、2倍以上である。これは、既に説明したように不良チルト領域が画素内で占める割合が高くなることによって、平均的なプレチルト角が小さくなってしまっていることに起因していると考えられる。
 これに対し、参考例7では、比較例3とほぼ同等の立上り応答時間が実現されている。これは、既に説明したように平均的なプレチルト角の低下が抑制されることが理由であると考えられる。
 また、参考例7では、比較例3よりも高い透過率が実現されている。CPAモードでは、対向基板側に、軸対称配向の中心を固定して配向を安定化させるための配向規制手段(誘電体から形成される突起や対向電極に形成される開口部)が設けられることが多く、この配向規制手段が透過率の低下の原因となる。これに対し、参考例の液晶表示装置900は、そのような配向規制手段を必要としないので、高い透過率を実現することができる。本実施形態の液晶表示装置100についても同様に、優れた応答特性と高い透過率とを実現することができる。
 図42(a)および(b)に、参考例7および比較例2における階調と輝度(規格化輝度)との関係を、正面方向からの観察時、左右斜め60°方向からの観察時および上下斜め60°方向からの観察時について示す。図42(a)および(b)からわかるように、参考例7では、比較例2と同様に、γシフトの方位角依存性が小さく、十分に高い視野角特性が得られた。なお、ここでは図示しないが、比較例3でも、比較例2と同様の高い視野角特性が得られた。
 また、上記表5において、参考例7として試作した2つの液晶表示装置900の比較からわかるように、再配向処理工程における加熱処理の温度が低い方が、平均的なプレチルト角をより大きくすることができる。具体的には、加熱処理を110℃以下で行うことが好ましい。ただし、液晶材料のネマチック相-等方相転移温度をTNIとしたとき、TNI+10℃未満の温度では、再配向処理の効果が十分に得られないことがあるので、加熱処理は、TNI+10℃以上であることが好ましい。
 なお、加熱処理の温度が低い方が平均的なプレチルト角を大きくすることができる理由は、以下のように考えられる。
 光配向膜によってプレチルト角が付与される(プレチルト方向が規定される)のは、光配向膜(典型的にはポリイミド系材料から形成される)に紫外線が照射された際に、光官能基の光反応によって側鎖が紫外線の入射側に向くからと考えられている。しかし、この反応は熱に対して可逆であるので、再配向処理工程における加熱処理を高温で長時間行うと元の(光配向処理を行う前の)プレチルト角(0°:基板面を基準にした場合には90°)に戻っていく。そのため、より低い温度で加熱処理を行うことが好ましいと考えられる。
 ここで、図43(a)および(b)を参照しながら、比較例3として言及したCPAモードの基本構造を説明する。図43(a)および(b)は、CPAモードの液晶表示装置800の1つの画素を模式的に示す断面図および平面図である。
 液晶表示装置800は、互いに対向するように配置されたアクティブマトリクス基板810および対向基板820と、これらの間に設けられた垂直配向型の液晶層830とを備える。
 アクティブマトリクス基板810は、各画素に設けられた画素電極811と、画素電極811および液晶層830の間に設けられた垂直配向膜812とを有する。画素電極811および垂直配向膜812は、透明基板810aによって支持されている。
 対向基板820は、画素電極811に対向する対向電極821と、対向電極821および液晶層830の間に設けられた垂直配向膜822とを有する。対向電極821および垂直配向膜822は、透明基板820aによって支持されている。対向電極821は、画素電極811の略中央に対向する領域に形成された開口部821aを有する。
 液晶層830に電圧が印加されると、画素電極811の外縁近傍に生成される斜め電界の配向規制力と、対向電極821の開口部821a近傍に生成される斜め電界の配向規制力とによって、図43(a)および(b)に示すように、液晶分子831が軸対称配向する。
 対向電極821の開口部821aは、軸対称配向の中心を固定し、配向を安定化させるように作用する。このように作用する配向規制手段として、対向電極821の開口部821aに代えて、誘電体から形成された突起(リベットと呼ばれることもある)を用いることもできる。ただし、配向規制手段近傍の液晶分子831は、電圧印加時に倒れにくい傾向があるので、そのことに起因して輝度が低下する。図43(c)に、液晶表示装置800(偏光板として円偏光板を備える)の液晶層830に白電圧を印加したときの透過率のシミュレーション結果を示す。図43(c)からわかるように、対向電極821の開口部821aに対応する領域は暗くなっており、輝度が低下している。
 このような輝度の低下を抑制するために、配向規制手段自体のサイズ(対向電極821に形成された開口部821aの場合、一般的には直径10μm程度である)を小さくすることが考えられる。しかしながら、配向規制手段のサイズを小さくすると、配向規制力の不足によって配向状態を十分に安定化させることができなくなる可能性がある。また、微細な配向規制手段を形成するために高解像度のステッパ装置などの新たな設備を導入する必要もある。
 そのため、配向規制手段のサイズはある程度以下には小さくできないので、高精細化に伴って画素ピッチが小さくなると、中心固定のための配向規制手段の画素全体に占める割合が増加することになる。CPAモードは、現在、中小型の液晶表示装置に採用されていることが多いが、上述した理由から、CPAモードの液晶表示装置では、高精細化に伴って画素ピッチが小さくなると、輝度が低下してしまう。
 これに対し、参考例の液晶表示装置900では、特に偏光板として円偏光板を用いた場合、図8(c)などからもわかるように、輝度のロスが少なく、高い透過率を実現することができる。本実施形態の液晶表示装置100についても同様である。
 既に説明したように、参考例の液晶表示装置900や、本実施形態における液晶表示装置100において応答速度が向上するのは、不良チルト領域NGRの面積が、4D-RTNモードの液晶表示装置に比べて小さくなるからであると考えられる。以下、本願発明者が、光の回折現象によって不良チルト領域NGRが実際に形成されるのかどうか、また、形成されるのであればどの程度の幅の不良プレチルト領域NGRが形成されるのかを検証した結果を説明する。
 まず、図44(a)に示すように、光配向膜712が形成された基板710を用意し、この基板710の光配向膜712に、矢印で示す方向から紫外線を照射した。
 次に、図44(b)に示すように、遮光部715がストライプ状に配列されたフォトマスクによって光配向膜712の一部の領域が遮光された状態で、矢印で示す方向(図44(a)に示した方向とは反対方向)から紫外線を照射した。
 上述したように2回露光を行うことにより、光配向膜712には、図44(c)に示すように、1回だけ紫外線が照射された領域(第1領域)712aと、2回紫外線が照射された領域(第2領域)712bとが形成された。第1領域712aは、1回目の露光工程における紫外線照射により、大きいプレチルト角(具体的には2.5°)を付与し得る領域となった。これに対し、第2領域712bは、互いに反対方向から紫外線照射が行われる2回の露光工程のうちの2回目の露光工程における紫外線照射の影響をより強く受け、小さいプレチルト角(具体的には-0.5°)を付与し得る領域となった。
 このようにして光配向膜712に2種類の領域712aおよび712bが形成された基板710を2枚用意し、図45に示すように、それらを所定の角度だけずらして(ここでは2°)貼り合わせた。貼り合わせによって得られたパネルの断面(図示している破線に沿った断面)に着目すると、第1領域712a同士が対向する領域および第2領域712b同士が対向する領域で構成される断面(「強調領域」と呼ぶ)と、第1領域712aと第2領域712bとが対向する領域のみで構成される断面(「相殺領域」と呼ぶ)と、それらが混在する断面(「中間領域」と呼ぶ)とが存在している。
 図46に、強調領域、中間領域および相殺領域のそれぞれについて、プレチルト角の方向Y(図45中の左右方向)に沿った位置プロファイルを示す。ここで、光の回折の影響を確認するため、強調領域におけるプレチルト角に注目する。図46には、フォトマスクの遮光部・透光部の位置も示されている。なお、フォトマスクなしで全面露光を一回だけ行った場合のプレチルト角は2.55°である。
 図46からわかるように、フォトマスクの遮光部と透光部との境界を中心とした幅20~40μm程度の領域では、プレチルト角が2.5°から-0.5°に変化している。このことからわかるように、光の回折現象によってプレチルト角が低下する領域が実際に存在している。そのため、参考例の液晶表示装置900や本実施形態における液晶表示装置100のように、第1光配向膜12の第1プレチルト領域12aおよび第2プレチルト領域12bの境界BD1全体と、第2光配向膜22の第3プレチルト領域22aおよび第4プレチルト領域22bの境界BD2全体とを重ねて不良チルト領域NGRの面積を小さくすることにより、画素全体での平均的なプレチルト角の低下を抑制することができる。
 続いて、参考例7(画面解像度217ppi、画素ピッチ39μm×117μm)として試作した2つの液晶表示装置900について、画素901内のプレチルト角の分布を測定した結果を説明する。図47(a)および(b)は、それぞれ、再配向処理工程における加熱処理の温度が110℃の場合と130℃の場合(時間はいずれも40分である)について、画素901内での位置とプレチルト角との関係を示すグラフである。なお、図47(a)および(b)のグラフの縦軸は、基板面に対するチルト角である。プレチルト角の測定は、図48中に示す方向Yに沿って行った。図48は、1つの画素901に対応する光学顕微鏡像である。
 図47(a)および(b)から、プレチルト領域間の境界を中心とした幅20μm程度の領域は十分なプレチルト角を付与できない領域(不良チルト領域)になってしまっているものの、それ以外の領域は十分に大きなプレチルト角を実現できていることがわかる。
 また、図47(a)と図47(b)との比較から、再配向処理工程における加熱処理の温度が低い方が、より大きなプレチルト角を実現できることがわかる。
 なお、本実施形態の説明では、図5(a)および(b)に示したように、第1光配向膜12および第2光配向膜22が各画素1内で上下に2分割され、第1プレチルト方向PD1、第2プレチルト方向PD2、第3プレチルト方向PD3および第4プレチルト方向PD4がいずれも表示面の左右方向に略平行な場合を例示したが、配向分割の態様は例示したものに限定されない。例えば各画素が横長の形状を有している場合(画素の表示面左右方向に沿った長さが、表示面上下方向に沿った長さよりも大きい場合)には、第1光配向膜12および第2光配向膜22を各画素1内で左右に2分割し、第1プレチルト方向PD1、第2プレチルト方向PD2、第3プレチルト方向PD3および第4プレチルト方向PD4を表示面の上下方向に略平行としてもよい。
 また、本実施形態では、1つのカラー表示画素が3つの画素から構成され、1つの画素の縦横比(アスペクト比)が3:1の構成を例示したが、1つのカラー表示画素を構成する画素数や画素の縦横比はここで例示したものに限定されない。
 本発明の実施形態によると、光配向膜によって液晶分子のプレチルト方向が規定されるVAモードの液晶表示装置であって、高精細化に適した液晶表示装置が提供される。
 1  画素
 10  アクティブマトリクス基板
 11  画素電極
 11a1  第1切欠き部
 11a2  第2切欠き部
 11e1  第1エッジ部
 11e2  第2エッジ部
 12  第1光配向膜
 12a  第1プレチルト領域
 12b  第2プレチルト領域
 18、28  偏光板(直線偏光板)
 20  対向基板
 21  対向電極
 22  第2光配向膜
 22a  第3プレチルト領域
 22b  第4プレチルト領域
 30  液晶層
 31  液晶分子
 100  液晶表示装置
 e1  第1エッジ部に直交し画素電極の内側に向かう方向
 e2  第2エッジ部に直交し画素電極の内側に向かう方向
 A、B、C、D  液晶ドメイン
 BD1  第1プレチルト領域および第2プレチルト領域の境界
 BD2  第3プレチルト領域および第4プレチルト領域の境界
 NGR、NGR1、NGR2  不良チルト領域
 PD1  第1プレチルト方向
 PD2  第2プレチルト方向
 PD3  第3プレチルト方向
 PD4  第4プレチルト方向
 P1、P2  直線偏光板の透過軸

Claims (12)

  1.  互いに対向するように配置された第1基板および第2基板と、
     前記第1基板および前記第2基板の間に設けられた垂直配向型の液晶層とを備え、
     マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
     前記第1基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極および前記液晶層の間に設けられた第1光配向膜とを有し、
     前記第2基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極および前記液晶層の間に設けられた第2光配向膜とを有し、
     前記第1光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第1プレチルト方向を規定する第1プレチルト領域と、前記第1プレチルト方向に反平行な第2プレチルト方向を規定する第2プレチルト領域とを有し、
     前記第2光配向膜は、前記複数の画素のそれぞれ内において、第3プレチルト方向を規定する第3プレチルト領域と、前記第3プレチルト方向に反平行な第4プレチルト方向を規定する第4プレチルト領域とを有し、
     表示面法線方向から見たとき、前記第1光配向膜の前記第1プレチルト領域および前記第2プレチルト領域の境界全体と、前記第2光配向膜の前記第3プレチルト領域および前記第4プレチルト領域の境界全体とが重なっており、
     前記画素電極の外縁は、第1エッジ部および第2エッジ部を含み、
     前記第1エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第1プレチルト方向とは反対の方向であり、
     前記第2エッジ部に直交し前記画素電極の内側に向かう方向は、前記第2プレチルト方向とは反対の方向であり、
     前記画素電極は、前記第1エッジ部の少なくとも一部を切欠くように形成された第1切欠き部と、前記第2エッジ部の少なくとも一部を切欠くように形成された第2切欠き部とを有する液晶表示装置。
  2.  前記第1切欠き部は、前記画素電極の前記第1エッジ部に近接する角を切欠くような直角三角形状であり、
     前記第2切欠き部は、前記画素電極の前記第2エッジ部に近接する角を切欠くような直角三角形状である請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記第1切欠き部、前記第2切欠き部および前記画素電極の、前記第1プレチルト方向および前記第2プレチルト方向に直交する方向に沿った長さをそれぞれa1、a2およびbとしたとき、
     前記第1切欠き部の長さa1、前記第2切欠き部の長さa2および前記画素電極の長さbは、a1/b≧0.25およびa2/b≧0.25の関係を満足する請求項2に記載の液晶表示装置。
  4.  前記第1切欠き部の長さa1、前記第2切欠き部の長さa2および前記画素電極の長さbは、a1/b≦0.5およびa2/b≦0.5の関係を満足する請求項3に記載の液晶表示装置。
  5.  前記第1切欠き部の斜辺と前記第1エッジ部とがなす角φ1、および、前記第2切欠き部の斜辺と前記第2エッジ部とがなす角φ2は、φ1≧1°およびφ2≧1°の関係を満足する請求項2から4のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6.  表示面法線方向から見たとき、前記第1光配向膜の前記第1プレチルト領域と前記第2光配向膜の前記第3プレチルト領域とが重なっており、前記第1光配向膜の前記第2プレチルト領域と前記第2光配向膜の前記第4プレチルト領域とが重なっており、
     前記第3プレチルト方向は、前記第1プレチルト方向に反平行であり、前記第4プレチルト方向は、前記第2プレチルト方向に反平行である請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7.  前記画素電極と前記対向電極との間に電圧が印加されたとき、前記複数の画素のそれぞれ内において前記液晶層に4つの液晶ドメインが形成され、
     前記4つの液晶ドメインのそれぞれに含まれる前記液晶分子の配向方向を代表する4つのディレクタの方位は互いに異なる請求項1から6のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8.  前記液晶層を介して互いに対向し、それぞれの透過軸が互いに略直交するように配置された一対の直線偏光板をさらに備え、
     前記一対の直線偏光板の前記透過軸は、前記第1プレチルト方向と略45°の角をなす請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。
  9.  前記液晶層を介して互いに対向する一対の円偏光板をさらに備える請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。
  10.  前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む請求項1から9のいずれかに記載の液晶表示装置。
  11.  表示面水平方向に沿った画素ピッチおよび表示面垂直方向に沿った画素ピッチのうちの短い方の画素ピッチが42μm以下である請求項1から10のいずれかに記載の液晶表示装置。
  12.  画面解像度が200ppi以上である請求項1から11のいずれかに記載の液晶表示装置。
PCT/JP2014/072283 2013-10-21 2014-08-26 液晶表示装置 Ceased WO2015060001A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/030,672 US9897860B2 (en) 2013-10-21 2014-08-26 Liquid crystal display device
CN201480057863.0A CN105705988A (zh) 2013-10-21 2014-08-26 液晶显示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013218371 2013-10-21
JP2013-218371 2013-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015060001A1 true WO2015060001A1 (ja) 2015-04-30

Family

ID=52992608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/072283 Ceased WO2015060001A1 (ja) 2013-10-21 2014-08-26 液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9897860B2 (ja)
CN (1) CN105705988A (ja)
WO (1) WO2015060001A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203565A1 (ja) * 2013-06-20 2014-12-24 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
CN104777671B (zh) * 2015-03-31 2018-09-25 深超光电(深圳)有限公司 液晶显示面板及其制造方法
CN106547153A (zh) * 2016-12-07 2017-03-29 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板及液晶显示装置
WO2018216086A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 堺ディスプレイプロダクト株式会社 表示パネルおよび表示装置
JP2019060964A (ja) * 2017-09-25 2019-04-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2020054069A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 堺ディスプレイプロダクト株式会社 液晶表示パネルおよびその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009130908A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011227505A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW589504B (en) 1997-06-12 2004-06-01 Sharp Kk Liquid crystal display device
JP3601786B2 (ja) 2000-08-11 2004-12-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3601788B2 (ja) 2000-10-31 2004-12-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP4027164B2 (ja) * 2002-06-21 2007-12-26 株式会社日立製作所 表示装置
JP2005352483A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置及びその駆動方法
KR20060047359A (ko) * 2004-06-09 2006-05-18 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
JP4666398B2 (ja) 2005-05-13 2011-04-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
US7995177B2 (en) 2005-06-09 2011-08-09 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
WO2011161921A1 (ja) * 2010-06-23 2011-12-29 シャープ株式会社 液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009130908A1 (ja) * 2008-04-25 2009-10-29 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2011227505A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105705988A (zh) 2016-06-22
US9897860B2 (en) 2018-02-20
US20160266442A1 (en) 2016-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102116964B (zh) 液晶显示装置
US8525965B2 (en) Liquid crystal display panel with unit pixels having slits in pixel electrode and photo alignment layers
CN102346335B (zh) 有多域单位像素的液晶显示面板及用于制造其的光学掩模
CN103135293B (zh) 横向电场液晶显示装置及其制造方法
US8189152B2 (en) Production method of liquid crystal display device and liquid crystal display device
JP5379124B2 (ja) 液晶表示装置
US20120229739A1 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method therefor
JPWO2007086474A1 (ja) 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置
WO2015060001A1 (ja) 液晶表示装置
WO2013054828A1 (ja) 液晶表示装置
US20120120346A1 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing same
JPWO2014034471A1 (ja) 液晶表示装置
US10969630B2 (en) Liquid crystal display device
Bae et al. 51‐1: Novel Pixel Structure for 8K QUHD LCD Panel with the Enhanced Optical Performances
WO2012093621A1 (ja) 液晶表示装置
WO2014203565A1 (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
JP6086403B2 (ja) 横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14856114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15030672

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14856114

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1