JP2007102164A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在された液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is interposed between an array substrate and a counter substrate.
従来、この種の液晶表示装置は、液晶素子を用いており、軽量、薄型および低消費電力などの特徴を有することから、OA(Office Automation)機器や、情報端末装置、時計、テレビジョンなどの様々な分野に用いられている。特に、液晶表示装置の中で、薄膜トランジスタ(TFT)素子を用いた液晶表示装置は、TFT素子が応答性に優れている点から、携帯電話器や、テレビジョン、コンピュータなどの多くの表示装置として用いられている。 Conventionally, this type of liquid crystal display device uses liquid crystal elements and has features such as light weight, thinness, and low power consumption. Therefore, such as OA (Office Automation) equipment, information terminal devices, watches, televisions, etc. It is used in various fields. In particular, among liquid crystal display devices, liquid crystal display devices using thin film transistor (TFT) elements are excellent in responsiveness, so that many display devices such as mobile phones, televisions, computers, etc. It is used.
近年、情報端末装置の小型軽量化に伴い、高精細で視野角の広い表示装置が要求されている。そして、この高精細化には、TFT素子が設けられているアレイ基板の構造の微細化によって対応がなされている。一方、視野角については、ネマチック液晶を用いたOCB(Optically Compensated Bend)方式や、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)方式、IPS(In-Plane Switching:横電界)方式を用いた広視野角な液晶モードを有する表示装置が提案されている。 In recent years, with the reduction in size and weight of information terminal devices, display devices with high definition and a wide viewing angle are required. This high definition is dealt with by miniaturizing the structure of the array substrate on which the TFT elements are provided. On the other hand, the viewing angle is a wide viewing angle liquid crystal using an OCB (Optically Compensated Bend) method using nematic liquid crystal, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) method, or an IPS (In-Plane Switching) method. A display device having a mode has been proposed.
さらに近年では、屋外での使用頻度が高まっていることから、光の透過によって表示が可能な透過表示方式に加え、部分的に反射する光によって表示が可能な反射表示方式を備えた半透過表示が可能な液晶モードを有する半透過型液晶表示方式が実用化されている。そして、これら広視野角な液晶モードと、半透過表示が可能な液晶モードとを組み合わせることによって、視野角が広く屋外での視認性に優れた高性能な液晶表示装置への要求が高まっている。 Furthermore, in recent years, since the frequency of use outdoors has increased, in addition to a transmissive display method capable of displaying by transmitting light, a transflective display having a reflective display method capable of displaying by partially reflecting light is also available. A transflective liquid crystal display system having a liquid crystal mode capable of realizing the above has been put into practical use. By combining these wide viewing angle liquid crystal modes and transflective liquid crystal modes, there is an increasing demand for high performance liquid crystal display devices with wide viewing angles and excellent outdoor visibility. .
特に、透過表示と反射表示とのそれぞれが可能な半透過型の液晶表示装置では、透過表示が可能な透過領域と、反射表示が可能な反射領域との液晶層の厚さを独立に制御する必要がある。一般的に、アレイ基板と、このアレイ基板に対向して配設される対向基板との間の液晶層に電圧を印加するための反射領域に対向する部分の対向電極下に凸状の突出部を設けて、この反射領域での液晶層の厚さを制御しているため、この突出部を形成するためのプロセスが増えてしまう。 In particular, in a transflective liquid crystal display device capable of both transmissive display and reflective display, the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region capable of transmissive display and the reflective region capable of reflective display is independently controlled. There is a need. In general, a projecting protruding portion under a counter electrode in a portion facing a reflective region for applying a voltage to a liquid crystal layer between the array substrate and a counter substrate disposed opposite to the array substrate Since the thickness of the liquid crystal layer in this reflective region is controlled, the number of processes for forming this protrusion increases.
そこで、レジスト材料などの誘電体構造物で配向分割するMVA方式の液晶表示装置では、配向分割用の誘電体層を用いて反射領域にも誘電体層を形成し、電圧降下によって液晶層のリタデーションを制御することによって、見掛け上の反射領域での液晶層の厚さを小さくした構成が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述したMVA方式の液晶表示装置では、このMVA方式固有の配向制御用の凸状の誘電体層と、反射領域での液晶層の厚みを調整するための凸状の誘電体層とのそれぞれを、アレイ基板の画素電極の上下に独立して形成する必要がある。したがって、この液晶表示装置を製造するためのプロセス数あるいはマスク数の増加や膜厚制御などの管理項目が増えてしまうので、画素内の液晶配向安定性の向上が容易ではなく、表示むらなどの欠陥の回避が容易ではないから、表示品位の向上が容易でないという問題を有している。 However, in the above-described MVA liquid crystal display device, a convex dielectric layer for alignment control unique to the MVA system and a convex dielectric layer for adjusting the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region are provided. Each of them needs to be formed independently above and below the pixel electrodes of the array substrate. Therefore, the number of processes or the number of masks for manufacturing the liquid crystal display device and the management items such as the film thickness control increase, so it is not easy to improve the liquid crystal alignment stability in the pixel, and display unevenness, etc. Since it is not easy to avoid defects, there is a problem that it is not easy to improve display quality.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、表示品位の良い液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device with good display quality.
本発明は、透光性基板、この透光性基板の一主面上にマトリクス状に設けられた複数の画素、これら複数の画素に設けられ光の反射にて視認可能な反射領域、およびこれら反射領域を挟んだ前記反射領域の両側に設けられ光の透過にて視認可能な透過領域を備えたアレイ基板と、このアレイ基板の透光性基板の一主面に対向して配設された透光性基板、およびこの透光性基板上の前記アレイ基板の一主面に対向する側の一主面に前記複数の画素の透過領域および反射領域のそれぞれの少なくとも一部に対向して設けられた絶縁層を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層とを具備したものである。 The present invention relates to a light-transmitting substrate, a plurality of pixels provided in a matrix on one main surface of the light-transmitting substrate, a reflection region that is provided in the plurality of pixels and is visible by reflection of light, and these An array substrate provided on both sides of the reflection region across the reflection region and provided with a transmission region that can be visually recognized by light transmission, and disposed opposite to one main surface of the light-transmitting substrate of the array substrate A translucent substrate, and a main surface of the array substrate on the translucent substrate opposite to the main surface of the array substrate, are provided to face at least a part of each of the transmission region and the reflection region of the plurality of pixels. A counter substrate provided with the insulating layer, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate.
そして、アレイ基板の透光性基板の一主面上にマトリクス状に設けられた複数の画素それぞれの反射領域を挟んだ反射領域の両側に透過領域をそれぞれ設けるとともに、対向基板の透光性基板のアレイ基板の一主面に対向する側の一側面に、複数の画素の透過領域および反射領域のそれぞれの少なくとも一部に対向させて絶縁層を設けた。 Then, a transmissive region is provided on both sides of the reflective region across the reflective region of each of the plurality of pixels provided in a matrix on one main surface of the light transmissive substrate of the array substrate, and the light transmissive substrate of the counter substrate An insulating layer was provided on one side of the array substrate opposite to one main surface of the array substrate so as to face at least a part of each of the transmission region and the reflection region of the plurality of pixels.
本発明によれば、反射領域の絶縁層にて制御される液晶層の動きが、この反射領域の両側に位置する透過領域によって対称となるから、複数の画素それぞれでの配向安定性を向上できるとともに、配向揺らぎによる表示むらや視角の対称性を確保できるので、表示品位を向上できる。 According to the present invention, since the movement of the liquid crystal layer controlled by the insulating layer in the reflective region is symmetric by the transmissive regions located on both sides of the reflective region, the alignment stability in each of the plurality of pixels can be improved. At the same time, display unevenness due to orientation fluctuations and symmetry of viewing angle can be secured, so that display quality can be improved.
以下、本発明の液晶表示装置の第1の実施の形態の構成を図1ないし図3を参照して説明する。 The configuration of the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1ないし図3において、1は液晶表示装置としての液晶セルで、この液晶セル1は、反射表示部と透過表示部とを有する広視野の半透過型の液晶表示素子である。また、この液晶セル1は、MVA(Multi-domain Vertical Alignment:マルチドメイン垂直配向)方式と呼ばれる広視野角モードを用いた垂直配向型の液晶モードを有する表示装置である。
1 to 3,
そして、この液晶セル1は、略矩形平板状のアレイ基板2を備えている。このアレイ基板2は、略透明な矩形平板状のガラス基板3を有している。このガラス基板3は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明基板としての透光性基板である。そして、このガラス基板3の一主面である表面上には、複数の画素5がマトリクス状に設けられて配置されている。これら複数の画素5のそれぞれは、ガラス基板3の縦方向に沿った長尺状である平面視細長矩形状に形成されている。さらに、これら複数の画素5のそれぞれには、画素電極6、蓄積容量としての画素補助容量である図示しない補助容量および薄膜トランジスタ(TFT)7のそれぞれが1画素構成素子として1つずつ配置されている。
The
また、このガラス基板3上には、第1の配線としての複数の走査線11が、このガラス基板3の幅方向に沿って配設されている。これら走査線11は、導電性膜にて構成されたゲート電極配線であって、ガラス基板3の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。さらに、このガラス基板3上には、第2の配線としての複数の信号線12が、このガラス基板3の縦方向に沿って配設されている。これら信号線12は、導電性膜にて構成された電極配線としての画像信号配線であって、ガラス基板3の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。そして、これら走査線11および信号線12は、導電性膜をスパッタ法などで成膜した後にパターニングして作成されている。
On the
さらに、これら走査線11および信号線12は、ガラス基板3上に直交して交差して格子状に配線されている。そして、これら走査線11および信号線12にて囲まれた矩形状の各領域に画素5がそれぞれ設けられている。さらに、これら走査線11および信号線12の各交点に対応して、画素電極6、補助容量および薄膜トランジスタ7のそれぞれが各画素5毎に設けられている。
Further, the
また、ガラス基板3上の走査線11間には、これら走査線11の長手方向に沿った複数の金属電極である容量線としての補助容量(Cs)線13が、このガラス基板3の幅方向に沿って配設されている。これら補助容量線13は、走査線11間のガラス基板3の縦方向に沿った略中央部に、これら走査線11に対して平行に離間されて設けられている。さらに、これら補助容量線13は、各画素5内に設けられている補助容量に電気的に接続されている。また、この補助容量線13は、各画素5内に設けられている画素電極6の一部を構成している。さらに、この補助容量線13の一主面である表面には、この補助容量線13の表面へと入射した光を反射させる反射面14が形成されている。
Further, between the
そして、各画素5の画素電極6は、複数の走査線11および信号線12にて仕切られた矩形状の領域内に設けられている。そして、これら画素電極6の補助容量線13の両側部には、この補助容量線13に連続して透明電極15がそれぞれ積層されて設けられている。これら透明電極15は、例えば透明なITO(Indium Tin Oxide)にて構成された透過画素電極であり、各画素5内の補助容量線13の両側である信号線12間の領域をそれぞれ覆っている。したがって、これら透明電極15は、各画素5内の補助容量線13を挟んだ両側部に設けられており、この補助容量線13と同じ層に積層されている。
The
ここで、各画素5内の補助容量線13が積層された領域が、光の反射にて視認可能である反射方式の表示が可能な反射領域としての反射表示領域21となる。また、これら各画素5内の透明電極15が積層された領域が、光の透過にて視認可能である透過方式の表示が可能な透過領域としての透過表示領域22となる。したがって、各画素5内には、これら各画素5内の画素電極6の長手方向の中央部に反射表示領域21が、これら各画素5の幅方向の全体に亘って矩形平板状に配置されて設けられている。また、これら反射表示領域21および透過表示領域22は、画素電極6の透明電極15および補助容量線13が面一であることから、これら反射表示領域21および透過表示領域22でのセルギャップ23,24が等しく形成されている。
In here, the region where the
さらに、これら各画素5内には、反射表示領域21の画素電極6の長手方向に沿った両側部に透過表示領域22が、これら各画素5の幅方向の全体に亘って矩形平板状に配置されて設けられている。このため、これら画素5内には、反射表示領域21の両側に透過表示領域22が対称的、すなわち線対称に設けられている。さらに、これら反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれは、これら反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれに印加される電圧と輝度特性との関係、すなわち印加電圧−輝度特性が略一致するように等しく形成されている。
Further, in each of these
そして、各画素電極6を含んだガラス基板3上には、例えばポリイミドの配向処理にて形成された配向膜28が積層されている。この配向膜28は、画素電極6を覆うガラス基板3の表面上に配向手段が施されて構成されている。また、この配向膜28は、垂直配向膜を、例えば70nm以上90nm以下の膜厚で塗布して形成された配向処理層である。そして、この配向膜28は、一定の方向に配向処理され、各画素5内の画素電極6、薄膜トランジスタ7、走査線11、信号線12および補助容量線13のそれぞれを覆っている。
On the
一方、アレイ基板2に対向してコモン基板としての矩形平板状の対向基板31が配設されている。この対向基板31は、略透明な矩形平板状のガラス基板32を備えている。このガラス基板32は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明な透明基板としての透光性基板である。そして、このガラス基板32のアレイ基板2に対向した側の一主面である表面には、ITOにて構成されたコモン電極としての共通電極である対向電極34が積層されている。
On the other hand, a rectangular flat plate-
そして、この対向電極34上には、この対向電極34の表面より突出した凸状の凸構造である絶縁層35が積層されて配置されている。この絶縁層35は、絶縁性の構造体であって、感光性のアクリルレジストにて構成されている。さらに、この絶縁層35は、例えば1.5μm±0.2μm程度の膜厚に形成されている。また、この絶縁層35は、対向基板31をアレイ基板2に対向させた際に、このアレイ基板2の各画素5内の画素電極6の反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれの少なくとも一部に対向するように略格子状に設けられている。そして、この絶縁層35は、対向基板31をアレイ基板2に対向させた際に、アレイ基板2の補助容量線13に対向する複数の凸状の第1の絶縁層36を備えている。
On the
具体的に、この第1の絶縁層36は、アレイ基板2の各画素5内の反射表示領域21に対向して設けられている反射部凸構造としての反射領域絶縁層である。すなわち、この第1の絶縁層36は、アレイ基板2の反射表示領域21に重なる位置に設けられており、対向基板31のガラス基板32の横方向に沿って配設されている。よって、この第1の絶縁層36は、アレイ基板2の各画素5内に位置する補助容量線13の一部に等しい平面視矩形状に形成されている。さらに、この第1の絶縁層36は、MVA配向制御用に付与されて略一定の膜厚に形成されている。
Specifically, the first insulating
また、この第1の絶縁層36は、アレイ基板2上の補助容量線13の長手方向に沿った長手方向を有するとともに、この補助容量線13の幅寸法に等しい幅寸法を有している。そして、この第1の絶縁層36は、アレイ基板2の各画素5の幅寸法に等しい長手寸法を有する平面視細長矩形状に形成されている。さらに、この第1の絶縁層36は、この第1の絶縁層36の周縁部である周辺部のエッジ形状が、絶縁層35の長手方向の中心に対して対称となるように配置されている。
The first insulating
ここで、アレイ基板2の各画素5の画素電極6の周縁部である周辺部のエッジ形状もまた、絶縁層35の長手方向の中心に対して対称となるように配置されている。ここで、第1の絶縁層36としては、既存のアレイ基板2の製造プロセスで処理が可能なレジスト材料などが用いられて構成されている。特に、この第1の絶縁層36としては、MVA用の配向制御用の第2の絶縁層37に用いられる材料を用いることが好ましい。
Here, the edge shape of the peripheral portion which is the peripheral portion of the
さらに、対向電極34上には、対向基板31のガラス基板32の縦方向に沿って配設された複数の凸状の第2の絶縁層37が積層されて設けられている。この第2の絶縁層37は、アレイ基板2の各画素5内の透過表示領域22に対向して設けられている透過部凸構造としての透過領域絶縁層である。この第2の絶縁層37は、第1の絶縁層36と同じ層に設けられており、この第1の絶縁層36と等しい同一材料および同一工程、すなわち同一のプロセスにて同時に形成されている。
Further, a plurality of convex second insulating
すなわち、この第2の絶縁層37は、第1の絶縁層36の両側に設けられている。そして、この第2の絶縁層37は、対向基板31をアレイ基板2に対向させた際に、このアレイ基板2の透過表示領域22に対向して重なる位置に設けられている。よって、この第2の絶縁層37は、アレイ基板2の信号線12間の幅方向の中央部に位置するように、このアレイ基板2の縦方向に沿って形成されている。
That is, the second insulating
したがって、この第2の絶縁層37は、アレイ基板2の信号線12間の幅寸法と等しいピッチで対向基板31の対向電極34上に積層されている。また、この第2の絶縁層37は、第1の絶縁層36の長手方向に直交する長手方向を有しており、アレイ基板2の信号線12の幅寸法より若干大きな幅寸法に形成されている。
Therefore, the second insulating
そして、これら第1の絶縁層36および第2の絶縁層37にて構成された絶縁層35および対向電極34を含むガラス基板32上には、例えばポリイミドの配向処理にて形成された配向膜38が積層されている。この配向膜38は、絶縁層35および対向電極34を覆うガラス基板32の表面に配向手段が施されて構成されている。また、この配向膜38は、垂直配向膜を、例えば70nm以上90nm以下の膜厚で塗布して形成された配向処理層である。そして、この配向膜38は、一定の方向に配向処理されており、ガラス基板32上の対向電極34および絶縁層35のそれぞれを覆っている。
On the
さらに、この配向膜38とアレイ基板2の配向膜28とは、これら配向膜28,38間に基板間隙材としての図示しないスペーサを介して所定の間隙、例えば3.5μm±0.3μmとなるように図示しないシール材によって、液晶注入空間である液晶封止領域Aが形成されるように対向して配設されて貼り合わされている。そして、この液晶封止領域Aには、液晶組成物としての液晶分子41が注入されて封止されて光変調層としての液晶層42が形成されている。よって、この液晶層42は、アレイ基板2の配向膜28と対向基板31の配向膜38との間に挟持されて保持されている。ここで、アレイ基板2の各画素5の反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれに対向している液晶層42は、これら各画素5の反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれに対向している対向電極34を介して電圧が印加される。
Further, the
また、この液晶層42の液晶分子41としては、例えば導電異方性が負(Nn)の液晶材料が用いられている。したがって、液晶セル1としては、液晶分子41を垂直に配向した垂直配向型の液晶モードが設けられている。さらに、この液晶セル1のアレイ基板2および対向基板31それぞれのガラス基板3,32の他主面である裏面には、矩形平板状の光学フィルタである1/4波長板43,44がそれぞれ積層されて貼り付けられている。さらに、これら1/4波長板43,44上には、1/2波長板である直線偏光板45,46がそれぞれ積層されて貼り付けられている。
As the
ここで、これら直線偏光板45,46としては、アレイ基板2の各画素5内の反射表示領域21で効果的に電気−光学スイッチングできるように、一般的に円偏光板と呼ばれる偏光素子が用いられている。そして、この円偏光板としては、直線偏光素子に1/4波長板を組み合わせた構造や、1/4波長板と1/2波長板とを積層させて波長による光の透過率変換を抑制させた構成などを用いることができる。さらに、これら直線偏光板45,46には、視野角をより広くする観点から、負の位相差を有する光学素子を加えることもできる。
Here, as these linearly
この結果、液晶セル1は、各画素5の薄膜トランジスタ7をスイッチングして画素電極6に映像用信号を印加して液晶層42中の液晶分子41の配向を制御することによって、これら各画素5内の画素電極6の反射表示領域21にて反射される光と、これら画素電極6の透過表示領域22を透過する光とのそれぞれを変調することで、所定の画像を視認可能にさせる。
As a result, the
次に、上記第1の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described.
まず、画素電極6がマトリクス状に配置されたアレイ基板2を作成する。
First, the
さらに、このアレイ基板2の画素電極6と対向する位置となるように、感光性アクリルレジストを用いて対向基板31の対向電極34上に絶縁層35を形成する。
Further, an insulating
このとき、このアレイ基板2上の画素電極6中の、この画素電極6に対向する対向基板31の第1の絶縁層36と向かい合う領域を、光を反射する金属電極にて形成して補助容量線13とする。また、このアレイ基板2上の画素電極6中の、対向基板31の第2の絶縁層37に向かい合う領域を、光を透過する透明電極15にて形成する。
At this time, in the
さらに、これらアレイ基板2および対向基板31それぞれの液晶層42と接する面に垂直配向膜をそれぞれ塗布して配向膜28,38を形成する。
Further,
次いで、これらアレイ基板2と対向基板31との間隙を確保しつつスペーサを介してシール材にて貼り合わせる。
Next, the
この後、これらアレイ基板2と対向基板31との間の液晶封止領域Aに、液晶分子41を充填してから封止して液晶層42を形成する。
Thereafter, the liquid crystal sealing region A between the
さらに、これらアレイ基板2および対向基板31それぞれの裏面に1/4波長板43,44および直線偏光板45,46のそれぞれを配置して、反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれを有する半透過型の液晶セル1を形成する。
Further, the quarter-
この結果、この液晶セル1の直線偏光板45,46から円偏光板を取り除いた直線偏光状態の特性を確認したところ、図4に示すように、この液晶セル1のほぼ上下方向で対称な形状のCR(Computed Radiography:コンピュータX線画像法)視野角を確認でき、ざらつきなどの表示むらの無い品位であることを確認できた。
As a result, when the characteristics of the linearly polarized state obtained by removing the circularly polarizing plate from the linearly
これに対し、図7ないし図9に示す第1の比較例のように、アレイ基板2の画素電極6の長手方向の一端部に補助容量線13を配線し、この補助容量線13に対向するように絶縁層35の長手方向の一端部に第1の絶縁層36を形成した液晶セル1の場合には、この液晶セル1の直線偏光板45,46から円偏光板を取り除いた直線偏光状態の特性を確認したところ、図10に示すように、この液晶セル1の上下方向で非対称な形状のCR視野角が確認でき、ざらつきなどの表示むらが発生していることを確認できた。
On the other hand, as in the first comparative example shown in FIGS. 7 to 9, the
ここで、アレイ基板2の反射表示領域21に対して透過表示領域22が画素5の長手方向の一端または他端のみに配置された従来の液晶セル1では、この液晶セル1の反射表示領域21に対向する第1の絶縁層36と画素電極6の周縁部にて制御される液晶分子41の動きが画素5内において非対称となり、配向揺らぎに伴うむらや視野角の非対称性などの問題が生じやすかった。
Here, in the conventional
そこで、上記第1の実施の形態の液晶セル1では、上述のように、アレイ基板2の各画素5内の画素電極6の反射表示領域21を挟んだ両側に透過表示領域22をそれぞれ配置させるとともに、アレイ基板2の各画素5内の反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれに対向する第1の絶縁層36および第2の絶縁層37を有する絶縁層35を対向基板31の対向電極34上に形成させた。
Therefore, in the
この結果、第1の絶縁層36の両側に第2の絶縁層37がそれぞれ存在するため、第1の絶縁層36と各画素5内の画素電極6の周縁部にて制御される液晶分子41の動きが、反射表示領域21の両側に配置された透過表示領域22で反射表示領域21を中心として対称的になる。したがって、これら複数の画素5それぞれでの液晶配向安定性を向上できるとともに、液晶層42中の液晶分子41の配向揺らぎによる表示むらなどの欠陥を回避できるから、視野角の非対称性を回避できる。このため、液晶セル1の各画素5それぞれでの視野角の対称性を確保でき、この液晶セル1の画質全般の特性を向上できる。よって、この液晶セル1の表示品位を向上できるので、広い視野角を有する半透過型の液晶セル1を容易に提供できる。
As a result, since the second insulating
さらに、液晶セル1の液晶表示モードとしては、誘電異方性が負の液晶分子41を垂直に配向した垂直配向型の液晶表示方式が用いられ、特にMVA方式である広視野角モードが採用されている。したがって、MVA方式を用いた垂直配向型の液晶表示モードを有する液晶セル1とすることによって、従来から実用化されているTN(Twist Nematic:ツイストネマティック)方式やIPS方式などに代表される水平配向型の液晶セル1の製造工程、すなわち製造プロセス中のラビング処理を不要にできる。したがって、この液晶セル1を製造する際のラビング処理工程でのごみの発生や、ラビングむらなどの不良を回避できるので、この液晶セル1の生産性を向上できるから、視野角特性の優れた半透過型の液晶セル1を歩留まり良く製造できる。
Further, as the liquid crystal display mode of the
また、MVA方式は、液晶層42中の液晶分子41の傾斜方向を、対向基板31の対向電極34上に形成した絶縁層35や、この対向電極34の切り欠き部である外周縁(fringe-field:フリンジフィールド)で制御している。したがって、上述のように対向基板31の第1の絶縁層36の両側に第2の絶縁層37をそれぞれ形成したことにより、アレイ基板2の各画素5内の透明電極15と対向する第2の絶縁層37によって液晶分子41の傾斜方向を制御できる。このとき、感光性レジストを用いたパターンにて第2の絶縁層37を構成することによって、アレイ基板2の各画素5内の透過表示領域22に対向している部分の液晶分子41の傾斜方向を任意の方向に制御できる。
Further, in the MVA method, the inclination direction of the
さらに、従来はアレイ基板2の反射表示領域21での液晶層42の厚さを対向基板31上の絶縁層にて制御していた。ところが、この場合にはMVAモード固有の配向制御用の絶縁層と反射表示用の液晶層42の厚さ制御用の絶縁層とを、対向電極34の上下に独立して作製する必要がある。したがって、液晶セル1を製造する際のプロセス数およびマスク数が増加してしまい、これら絶縁層の膜厚制御などの管理項目が増えるので、歩留まりを低下させる原因となりやすかった。
Further, conventionally, the thickness of the
これに対し、上記第1の実施の形態の液晶セル1の反射表示領域21では、透過表示領域22のMVA配向制御用に付与した第2の絶縁層37と同じ層に、同一材料で同一工程にて第1の絶縁層36を形成する構成とした。この結果、液晶セル1を製造する際のプロセス数およびマスク数の増加といったコストアップや、液晶層42の厚さを制動良く制御するための第1の絶縁層36および第2の絶縁層37の膜厚制御などの管理項目を、従来のMVA方式の液晶セル1と同程度まで減少できる。
In contrast, in the
また、液晶セル1の各画素5の反射表示領域21に対向する第1の絶縁層36は、この液晶セル1のアレイ基板2の各画素電極6の周縁部による液晶分子41の動きに整合させることが重要である。このため、これら画素電極6の周縁部と第1の絶縁層36の周縁部との形状が、絶縁層35の長手方向の中心に対して対称的に配置させると良い。すなわち、この第1の絶縁層36を絶縁層35の長手方向の中心に設けることが最も好ましい配置状態となる。ただし、実用上においては、第1の絶縁層36の両側に第2の絶縁層37が配置されていれば良い。
Further, the first insulating
さらに、この第1の絶縁層36を形成するための材料としては、既存のアレイ基板2の製造プロセスで処理が可能な感光性レジスト材料などを用いることができる。特に、この第1の絶縁層36の材料としてMVA方式用の配向制御用材料を用いることが、配向制御性および反射表示領域21での電圧降下による電圧−温度(V−T)特性制御の点から好ましい。また、この第1の絶縁層36は、略膜厚が一定で、各画素5の画素電極6内の補助容量線13と同じ形状であれば良いが、液晶セル1の色再現性を反射表示領域21および透過表示領域22のそれぞれにおいて精度良く一致させる必要がある場合には、これら反射表示領域21および透過表示領域22それぞれでの印加電圧−輝度特性を±100mV以内で一致させることが好ましい。
Further, as a material for forming the first insulating
したがって、従来は液晶層42の厚みの1パラメータだけで制御していた反射表示領域21の液晶電気光学特性を、第1のパラメータとして対向基板31の対向電極34上に設けた絶縁層35による電圧降下と、第2のパラメータとして絶縁層35によって制御される液晶層42の厚さと、第3のパラメータとして絶縁層35のパターンによって制御される液晶分子41の傾斜方向との3パラメータで制御できる。
Accordingly, the liquid crystal electro-optic characteristic of the
なお、上記第1の実施の形態では、対向基板31の対向電極34上の第1の絶縁層36を略膜厚の等しい平坦な平面視矩形状に形成したが、図5および図6に示す第2の実施の形態のように、この第1の絶縁層36を平面視で凹凸状に形成することもできる。そして、この第1の絶縁層36は、平面視略矩形状に形成されており、この第1の絶縁層36には、細長溝状の溝部51が複数形成されている。これら溝部51は、液晶層42に印加される電圧と液晶分子41の傾斜方向を制御する目的に設けられており、例えば8μm±2μmのピッチで凹凸構造に形成されている。具体的に、これら溝部51は、第1の絶縁層36の幅方向の中央部から、この第1の絶縁層36の長手方向に沿って形成された第1の溝部52を有している。また、これら溝部51は、第1の絶縁層36の長手方向の中央部から、この第1の絶縁層36の幅方向に沿って形成された第2の溝部53を有している。
In the first embodiment, the first insulating
さらに、これら溝部51は、第1の溝部52および第2の溝部53にて、例えば4分の1に仕切られた第1の絶縁層36の各領域を、これら第1の溝部52および第2の溝部53それぞれの端部をつなぐ対角線に沿って平行に離間されて形成された第3の溝部54を備えている。これら第3の溝部54は、第1の溝部52および第2の溝部53それぞれの長手方向に対して約45度の角度に傾斜した方向に沿った長手方向を有している。さらに、これら第3の溝部54は、これら第3の溝部54が設けられている第1の絶縁層36内の領域から第1の溝部52を介して隣接する領域の一部に跨がって形成されている。すなわち、これら第3の溝部54は、第1の溝部52に交差して形成されている。
Further, these
また、アレイ基板2および対向基板31それぞれの裏面の1/4波長板43,44と直線偏光板45,46との間には、1/2波長板56,57がそれぞれ積層されて設けられている。この結果、この液晶セル1の直線偏光板45,46から円偏光板を取り除いた直線偏光状態の特性を確認したところ、上記第1の実施の形態の場合と同様に、この液晶セル1のほぼ上下方向で対称な形状のCR視野角を確認でき、ざらつきなどの表示むらの無い品位であることを確認できたので、上記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
In addition, half-
これに対し、図11および図12に示す第2の比較例のように、アレイ基板2の画素電極6の長手方向の一端部に補助容量線13を配線し、この補助容量線13に対向するように絶縁層35の長手方向の一端部に凹凸状の第1の絶縁層36を形成した液晶セル1の場合には、この液晶セル1の直線偏光板45,46から円偏光板を取り除いた直線偏光状態の特性を確認したところ、上記第1の比較例の場合と同様に、この液晶セル1の上下方向で非対称な形状のCR視野角が確認でき、ざらつきなどの表示むらが発生していることを確認できた。
On the other hand, as in the second comparative example shown in FIGS. 11 and 12, the
さらに、液晶層42の反射表示領域21に対向する部分に印加される電圧を所望の値にするために、従来は絶縁層35を対向基板31側に埋め込むなどして調整していたが、上述した第2の実施の形態の液晶セル1のように、第1の絶縁層36に溝部51を設けて微細な凹凸状にして、この第1の絶縁層36の見掛け上の厚さを制御するとともに、液晶分子41の極角である傾斜方向と、これら液晶分子41の方位角である面内方向とのそれぞれを同時に制御できる。ここで、この第1の絶縁層36の溝部51としては、配向均一性を向上する観点から、例えば3μm以上15μm以下の微細な周期に形成することが好ましいが、液晶層42に印加される電圧の調整や透過率、画質などのバランスの観点から、これら溝部51の周期をより広くしたり狭くしたりすることもできる。
Furthermore, in order to set the voltage applied to the portion of the
なお、上記各実施の形態では、各画素5内の画素電極6を薄膜トランジスタ7にて制御する構成としたが、例えば薄膜ダイオード(Thin Film Diode:TFD)などの薄膜トランジスタ7以外のスイッチング素子で画素電極6を制御する構成とすることもできる。さらに、アクティブマトリクス型の液晶セル1以外の、単純マトリクス型の液晶セル1であっても、対応させて用いることができる。
In each of the above embodiments, the
1 液晶表示装置としての液晶セル
2 アレイ基板
3 透光性基板としてのガラス基板
5 画素
13 容量線としての補助容量線
21 反射領域としての反射表示領域
22 透過領域としての透過表示領域
31 対向基板
32 透光性基板としてのガラス基板
35 絶縁層
42 液晶層
DESCRIPTION OF
13 Auxiliary capacity line as capacity line
21 Reflective display area as reflective area
22 Transparent display area as transparent area
31 Counter substrate
32 Glass substrate as translucent substrate
35 Insulation layer
42 Liquid crystal layer
Claims (6)
このアレイ基板の透光性基板の一主面に対向して配設された透光性基板、およびこの透光性基板上の前記アレイ基板の一主面に対向する側の一主面に前記複数の画素の透過領域および反射領域のそれぞれの少なくとも一部に対向して設けられた絶縁層を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層と
を具備したことを特徴とした液晶表示装置。 Translucent substrate, a plurality of pixels provided in a matrix on one main surface of the translucent substrate, a reflective region provided in the plurality of pixels and visible by light reflection, and sandwiching these reflective regions An array substrate provided with a transmissive region provided on both sides of the reflective region and visible by light transmission;
The translucent substrate disposed opposite to the one main surface of the translucent substrate of the array substrate, and the one main surface of the array substrate on the side facing the one main surface of the array substrate A counter substrate including an insulating layer provided to face at least a part of each of the transmission region and the reflection region of the plurality of pixels;
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the counter substrate.
ことを特徴とした請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the insulating layer is formed in an uneven shape.
反射領域は、前記画素の長手方向の中央部に設けられ、
透過領域は、前記長手方向に沿った前記反射領域の両側に設けられている
ことを特徴とした請求項1または2記載の液晶表示装置。 Each of the plurality of pixels is provided in a long shape,
The reflective region is provided in the center in the longitudinal direction of the pixel,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the transmissive region is provided on both sides of the reflective region along the longitudinal direction.
ことを特徴とした請求項1ないし3いずれか記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflection region and the transmission region are formed such that a voltage applied to the reflection region and the transmission region is equal to a luminance.
絶縁層は、前記容量線に対向する位置に設けられている
ことを特徴とした請求項1ないし4いずれか記載の液晶表示装置。 The array substrate includes a capacitance line provided on one main surface of the translucent substrate,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the insulating layer is provided at a position facing the capacitor line.
ことを特徴とした請求項1ないし5いずれか記載の液晶表示装置。 6. The insulating layer according to claim 1, wherein a portion of the insulating layer facing the reflective region and a portion facing the transmitting region are provided in the same material and in the same process. Liquid crystal display device.
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