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JP5281376B2 - Character type vertical alignment liquid crystal display device - Google Patents

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JP5281376B2 JP2008309532A JP2008309532A JP5281376B2 JP 5281376 B2 JP5281376 B2 JP 5281376B2 JP 2008309532 A JP2008309532 A JP 2008309532A JP 2008309532 A JP2008309532 A JP 2008309532A JP 5281376 B2 JP5281376 B2 JP 5281376B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: a dynamic misalignment (DMA) phenomenon visible as a black and low transmissivity region (black shadow region) in a vertical alignment mode liquid crystal layer of a white region when voltage is applied thereto cannot be inhibited in a character type vertical alignment mode liquid crystal display. <P>SOLUTION: Generation and propagation of the DMA phenomenon is prevented by providing a wall layer W having the same shape as the peripheral shape of a display pattern in a liquid crystal between glass substrates to a display pattern P constituted by a superposed pattern of a segment electrode and a common electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はキャラクタ型(セグメント型とも言う)垂直配向液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a character type (also referred to as segment type) vertical alignment liquid crystal display device.

一般に、キャラクタ型垂直配向液晶表示装置においては、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して垂直配向しているので黒表示が非常に良好であり、また、2つの偏光板間の垂直配向液晶層の一方もしくは両方に負の光学異方性を有する光学補償板を挿入することにより、視角特性が非常に良好である(参照:特許文献1)。   In general, in a character type vertically aligned liquid crystal display device, liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to a substrate when no voltage is applied, so that black display is very good, and a vertically aligned liquid crystal layer between two polarizing plates. By inserting an optical compensator having negative optical anisotropy into one or both of these, the viewing angle characteristics are very good (see Patent Document 1).

また、垂直配向液晶層には、配向層に対してラビング配向、紫外線配向等を施すことによるモノドメイン配向や、電極に対してスリットを設ける、基板上に突起を設ける等の処理によるマルチドメイン配向などが提案されている。なかでもモノドメイン配向処理は、電圧印加の有無に関らず、垂直配向液晶層における配向状態が一様になるように制御できる。   In addition, in the vertical alignment liquid crystal layer, mono-domain alignment by performing rubbing alignment, ultraviolet alignment, etc. on the alignment layer, and multi-domain alignment by processing such as providing slits on the electrodes and providing protrusions on the substrate. Etc. have been proposed. In particular, the monodomain alignment treatment can be controlled so that the alignment state in the vertically aligned liquid crystal layer is uniform regardless of whether a voltage is applied.

さらに、垂直配向液晶層の電圧印加時の配向欠陥を防止するために、プレチルト角が付与され、電圧無印加時においても、垂直配向液晶層の液晶分子が基板に対して垂直からわずかに傾斜するようにしてある。   Furthermore, a pretilt angle is provided to prevent alignment defects when a voltage is applied to the vertical alignment liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules in the vertical alignment liquid crystal layer are slightly tilted from the vertical with respect to the substrate even when no voltage is applied. It is like that.

薄膜トランジスタ(TFT)を用いないキャラクタ型垂直配向液晶表示装置の駆動方法として、マルチプレックス駆動法がある。一般的なマルチプレックス駆動法としては最適バイアス法が用いられており、駆動波形として、フレーム内反転駆動もしくは1ライン反転駆動波形(以下、A波形とする)、フレーム反転駆動波形(以下、B波形とする)、Nライン反転駆動波形(以下、C波形とする)等がある。現在は、消費電力が最も小さいB波形が広く用いられている。
特開2005−234254号公報
There is a multiplex driving method as a driving method of a character type vertical alignment liquid crystal display device that does not use a thin film transistor (TFT). As a general multiplex drive method, an optimum bias method is used. As a drive waveform, an in-frame inversion drive or 1-line inversion drive waveform (hereinafter referred to as A waveform), a frame inversion drive waveform (hereinafter referred to as B waveform). And N line inversion drive waveform (hereinafter referred to as C waveform). Currently, the B waveform with the lowest power consumption is widely used.
JP 2005-234254 A

しかしながら、上述の従来のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置においては、TNモード等の水平配向液晶表示装置に比較して液晶方位角の規制力が弱いので、何らかの外部要因で液晶方位角が設定方向からずれることによりリターデーションが部分的に変化し、この結果、電圧印加時の白い領域の垂直配向液晶層の中に黒い低透過率領域が“影状” 領域として視認されることがある。また、黒い影状領域は液晶表示装置の正面(法線方向)のみならず、視角を振ったときに“ざらつき状” 領域として視認されることがある。さらに、黒い影状領域は連続性を有し、隣接する領域までに到達して“むら状” 領域として視認されることがある。これらの影状領域、ざらつき状領域あるいはむら状領域として視認される現象はいわゆる動的配向不安定(DMA、dynamic miss alignment)現象と呼ばれ、表示均一性を低下させると共に、表示パターンの欠落となるという課題がある。   However, in the above-described conventional character type vertical alignment liquid crystal display device, the liquid crystal azimuth angle is controlled from the set direction due to some external factor because the regulation force of the liquid crystal azimuth angle is weaker than that of the horizontal alignment liquid crystal display device such as TN mode. The retardation partially changes due to the shift, and as a result, a black low transmittance region may be visually recognized as a “shadow” region in the vertically aligned liquid crystal layer in the white region when a voltage is applied. In addition, the black shaded area may be visually recognized not only as the front (normal direction) of the liquid crystal display device but also as a “roughened” area when the viewing angle is swung. Furthermore, the black shadow area has continuity and may reach an adjacent area and be visually recognized as a “uniform” area. The phenomenon that is visually recognized as the shadow region, the rough region, or the uneven region is called a so-called dynamic misalignment (DMA) phenomenon, which deteriorates display uniformity and causes a lack of display pattern. There is a problem of becoming.

上述のDMA現象の発生状態は種々の内部要因、たとえば、方位角方向の規制力に起因するプレチルト角及び液晶のフレームレスポンス現象で変化すると考えられる。   The state of occurrence of the above-described DMA phenomenon is considered to change due to various internal factors, for example, the pretilt angle and the frame response phenomenon of the liquid crystal caused by the azimuth angle regulation force.

外部要因としては、2つの電極層間つまりセグメント電極層とコモン電極層との間に発生する斜め電界がある。セグメント電極層のセグメント電極のエッジとコモン電極層のコモン電極の平坦部との間、コモン電極層のコモン電極のエッジとセグメント電極層のセグメント電極の平坦部との間には、斜め電界が発生し、特に、垂直配向液晶表示装置の場合、その影響は大きい。すなわち、垂直配向液晶表示装置におけるネガ型液晶は電界の電気力線に対して垂直方向に倒れるので、上述の斜め電界の電気力線に対しても垂直方向に倒れる。この結果、液晶ダイレクタが配向処理による液晶ダイレクタと異なる方向にあるとき、その境界部で黒い影状領域として視認される。   As an external factor, there is an oblique electric field generated between two electrode layers, that is, a segment electrode layer and a common electrode layer. An oblique electric field is generated between the edge of the segment electrode of the segment electrode layer and the flat portion of the common electrode of the common electrode layer, and between the edge of the common electrode of the common electrode layer and the flat portion of the segment electrode of the segment electrode layer In particular, the influence is large in the case of a vertically aligned liquid crystal display device. That is, since the negative liquid crystal in the vertically aligned liquid crystal display device is tilted in the vertical direction with respect to the electric lines of force of the electric field, it is also tilted in the vertical direction with respect to the electric lines of force of the oblique electric field. As a result, when the liquid crystal director is in a different direction from the liquid crystal director by the alignment treatment, it is visually recognized as a black shadow region at the boundary portion.

上述の影状領域は線状ではなく広い領域となる。影状領域が広い領域となるのは、基板面内方向(方位角方向)に対して液晶分子が動き易い状態と考えられる。この液晶分子が動き易い状態とは、プレチルト角が垂直に近い90°付近で方位角方向の配向規制力(アンカリング)が弱い状態、液晶の応答性が良い状態等である。前者のプレチルト角が垂直に近い90°付近とする高プレチルト化は、高デューティ駆動を行うときに広視野角特性のためのシャープネス向上のために必要である。また、後者の液晶の応答性が良い状態とは、液晶材料が低粘度材料であるとき、液晶層の厚さが小さいとき、動作温度が高いとき等である。いずれのときも、液晶分子はマルチプレックス駆動法のパルス波形によってプレチルト角で規制される方位角方向よりも斜め電界の方位角方向に倒れ易くなり、この結果、配向処理によって設定された方位角方向と異なる方向に斜め電界が発生した場所のある地点を基点として配向処理方向からずれた液晶ダイレクタを発現してしまう。液晶分子同士は相互に配向方向を揃える力が働き、また上述のように配向処理による規制力が弱い環境であるため、上記基点からその周囲に向かい、液晶ダイレクタがずれた領域が徐々に拡大することとなり、その結果、広い領域において、液晶ダイレクタが配向処理方向からずれてしまう。   The shadow area described above is not a line but a wide area. It is considered that the shadowed region becomes a wide region because the liquid crystal molecules easily move in the substrate in-plane direction (azimuth angle direction). The state where the liquid crystal molecules are easy to move includes a state where the pre-tilt angle is near 90 ° near the vertical and the orientation restriction force (anchoring) in the azimuth direction is weak, and the liquid crystal has good responsiveness. The high pretilt in which the former pretilt angle is approximately 90 ° close to the vertical is necessary for improving sharpness for wide viewing angle characteristics when high duty driving is performed. Further, the latter state in which the liquid crystal has good response is when the liquid crystal material is a low-viscosity material, when the thickness of the liquid crystal layer is small, when the operating temperature is high, and the like. In any case, the liquid crystal molecules are more likely to fall in the azimuth direction of the oblique electric field than the azimuth direction regulated by the pretilt angle by the pulse waveform of the multiplex driving method, and as a result, the azimuth direction set by the alignment process In other words, a liquid crystal director deviating from the alignment processing direction appears at a point where an oblique electric field is generated in a different direction. The liquid crystal molecules work to align each other in the alignment direction, and as described above, the environment where the regulation force due to the alignment treatment is weak, the area where the liquid crystal director is displaced gradually expands from the base point to the periphery. As a result, the liquid crystal director is displaced from the alignment processing direction in a wide region.

上述の影状領域の発生を防止する手法として、フレームレスポンス現象を抑制することが考えられる。すなわち、フレーム周波数を高くし、また、A波形、C波形あるいはマルチラインアドレッシング(MLA)波形を用いることにより、マルチプレックス駆動法によるパルス間隔を短くする高周波駆動法を行い、これにより、フレームレスポンス現象を抑制する。しかしながら、このような高周波駆動法は消費電力が大きくなり、かつ、電極層の抵抗成分によるクロストーク現象が大きくなるという問題が発生する。   As a technique for preventing the occurrence of the shadow area described above, it is conceivable to suppress the frame response phenomenon. In other words, the frame frequency is increased, and the high frequency driving method is used to shorten the pulse interval by the multiplex driving method by using the A waveform, C waveform, or multiplex line addressing (MLA) waveform. Suppress. However, such a high-frequency driving method has problems that power consumption increases and a crosstalk phenomenon due to the resistance component of the electrode layer increases.

従って、本発明の目的は、高周波駆動法を用いずにキャラクタ型垂直配向液晶表示装置のDMA現象を抑止することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress the DMA phenomenon of a character type vertical alignment liquid crystal display device without using a high frequency driving method.

上述の課題を解決するために、本発明に係るキャラクタ型垂直配向液晶表示装置は、第1、第2の基板と、第1の基板の内側に設けられた複数のセグメント電極を構成するセグメント電極層と、第2の基板の内側に設けられた複数のコモン電極を構成するコモン電極層と、各第1、第2の基板の内側にセグメント電極層及びコモン電極層を覆うように設けられ、少なくとも一方側が配向処理されている第1、第2の垂直配向膜層と、第1、第2の基板間に設けられ、配向処理されている第1、第2の垂直配向膜層の一方側によりプレチルト角を付与されたモノドメイン型垂直配向液晶層と、第1、第2の基板間に形成され、セグメント電極とコモン電極との重複パターンにより構成された表示パターンの周囲形状と同一形状であって高さがモノドメイン型垂直配向液晶層の厚さの1/2以上である壁層とを具備するものである。これにより、壁層は表示パターンの周囲における斜め電界によるDMA現象の発生を阻止する。 In order to solve the above-described problems, a character type vertical alignment liquid crystal display device according to the present invention includes a first electrode, a second substrate, and a segment electrode constituting a plurality of segment electrodes provided inside the first substrate. A layer, a common electrode layer constituting a plurality of common electrodes provided inside the second substrate, and a segment electrode layer and a common electrode layer provided to cover the segment electrode layer and the common electrode layer inside each of the first and second substrates, One side of the first and second vertical alignment film layers which are provided between the first and second substrates and the first and second substrates are aligned and processed at least on one side. by the mono-domain type vertically aligned liquid crystal layer the pretilt angle is imparted, the first, is formed between the second substrate, in peripheral shape and the same shape of the display pattern constituted by overlapping patterns of segment electrodes and the common electrode There is height Those having a wall layer is 1/2 or more of the thickness of the domain-type vertically aligned liquid crystal layer. As a result, the wall layer prevents the occurrence of the DMA phenomenon due to the oblique electric field around the display pattern.

さらに、表示パターンの周囲形状の縮小形状と同一形状の壁層を設け、液晶分子同士の相互配向能によりもたらされるDMA現象の伝播を阻止する。   Furthermore, a wall layer having the same shape as the reduced shape of the peripheral shape of the display pattern is provided to prevent propagation of the DMA phenomenon caused by the mutual alignment ability between the liquid crystal molecules.

すなわち、キャラクタ型垂直配向液晶表示装置においては、表示パターンが直線及び曲線で構成される複雑な形状を有するので、電極のエッジと他の電極の平坦部との間に発生する斜め電界とプレチルトによる液晶ダイレクタとの関係はドットマトリクス型垂直配向液晶表示装置に比較して単純でなく、つまり、DMA現象が発生し易い。他方、DMA現象は液晶が流体と結晶の性質を有することに関係している。このことから、発明者はDMA現象の発生を上述の壁層により阻止すると共に、あらゆる方向の液晶の分子同士の相互配向能による液晶方位角のずれの伝播を壁層によって阻止することによりDMA現象の伝播を阻止することを考案した。   That is, in the character type vertical alignment liquid crystal display device, since the display pattern has a complicated shape composed of straight lines and curves, it is caused by the oblique electric field and pretilt generated between the edge of the electrode and the flat portion of the other electrode. The relationship with the liquid crystal director is not simple compared to the dot matrix type vertical alignment liquid crystal display device, that is, the DMA phenomenon is likely to occur. On the other hand, the DMA phenomenon is related to the fact that liquid crystals have fluid and crystal properties. From this, the inventor blocked the occurrence of the DMA phenomenon by the above-mentioned wall layer, and also prevented the DMA phenomenon by propagating the deviation of the liquid crystal azimuth angle due to the mutual alignment ability of the liquid crystal molecules in all directions by the wall layer. Devised to prevent the propagation of

本発明によれば、壁層によりDMA現象の発生及び伝播が阻止され、この結果、DMA現象を抑止できる。また、高周波駆動が不要となった分、消費電力を低減できると共にクロストークを低減できる。高温度領域のDMA現象が抑制されるため駆動条件の動作マージンを広くすることができ、消費電力を低減することが可能になる。さらに、高プレチルト化も可能となった分、シャープネス向上すなわちコントラスト向上及び広視野角特性の向上も可能となる。 According to the present invention, the generation and propagation of the DMA phenomenon is prevented by the wall layer, and as a result, the DMA phenomenon can be suppressed. Further, since high frequency driving is not required, power consumption can be reduced and crosstalk can be reduced. Since the DMA phenomenon in the high temperature region is suppressed, the operating margin of the driving condition can be widened, and the power consumption can be reduced. Furthermore, since the high pretilt can be achieved, sharpness can be improved, that is, contrast and wide viewing angle characteristics can be improved.

図1は本発明に係るキャラクタ型垂直配向液晶表示装置のセグメント電極SEG1,SEG2,…,SEG13のレイアウト図、図2は同垂直配向液晶表示装置のコモン電極COM1,COM2,…,COM6のレイアウト図、図3は図1のセグメント電極SEG1,SEG2,…,SEG13と図2のコモン電極COM1,COM2,…,COM6との重複パターンで構成される表示パターンのレイアウト図である。   1 is a layout diagram of segment electrodes SEG1, SEG2,..., SEG13 of a character type vertical alignment liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 2 is a layout diagram of common electrodes COM1, COM2,. 3 is a layout diagram of a display pattern composed of overlapping patterns of the segment electrodes SEG1, SEG2,..., SEG13 of FIG. 1 and the common electrodes COM1, COM2,.

図3において、表示パターンPは線幅0.4mm(400μm)の小サイズ表示パターンP1及び線幅0.8mm(800μm)の大サイズ表示パターンP2より構成されている。   In FIG. 3, the display pattern P includes a small size display pattern P1 having a line width of 0.4 mm (400 μm) and a large size display pattern P2 having a line width of 0.8 mm (800 μm).

図3において、Wは本発明によって付加された壁層を示す。すなわち、壁層Wは各表示パターンP1,P2の周囲形状と同一形状をなしている。これにより、各表示パターンP1,P2近傍における斜め電界によるDMA現象の発生を阻止すると共に、DMA現象の伝播をも阻止する。   In FIG. 3, W denotes a wall layer added according to the present invention. That is, the wall layer W has the same shape as the surrounding shape of each display pattern P1, P2. This prevents the occurrence of the DMA phenomenon due to the oblique electric field in the vicinity of the display patterns P1 and P2, and also prevents the propagation of the DMA phenomenon.

図4は図1〜図3に示されるキャラクタ型垂直配向液晶表示装置の断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the character type vertical alignment liquid crystal display device shown in FIGS.

上側構造1は図1のセグメント電極SEG1,SEG2,…,SEG13を構成するセグメント電極層14を含み、下側構造2は図2のコモン電極COM1,COM2,…,COM6を構成するコモン電極層24及び図4の壁層Wを含み、上側構造1と下側構造2との間に垂直配向液晶層3が設けられている。   The upper structure 1 includes a segment electrode layer 14 constituting the segment electrodes SEG1, SEG2,..., SEG13 of FIG. 1, and the lower structure 2 is a common electrode layer 24 constituting the common electrodes COM1, COM2,. 4 and the vertical alignment liquid crystal layer 3 is provided between the upper structure 1 and the lower structure 2.

上側構造1は、偏光板11、光学補償板12、ガラス基板13、透明なセグメント電極層14、絶縁層15及び垂直配向膜層16よりなり、同様に、下側構造2は、偏光板21、光学補償板22、ガラス基板23、透明なコモン電極層24、壁層W、絶縁層25及び垂直配向膜層26よりなる。   The upper structure 1 includes a polarizing plate 11, an optical compensation plate 12, a glass substrate 13, a transparent segment electrode layer 14, an insulating layer 15 and a vertical alignment film layer 16. Similarly, the lower structure 2 includes a polarizing plate 21, The optical compensation plate 22, the glass substrate 23, the transparent common electrode layer 24, the wall layer W, the insulating layer 25, and the vertical alignment film layer 26 are included.

偏光板11、21はヨウ素系材料、染料系材料等により形成され、たとえばポラテクノ製SHC-13Uを用いる。偏光板11、21の交差角度は90°であり、電圧印加時の位相差変化が最も大きくなるように、垂直配向液晶層3の設定液晶ダイレクタに対して+45°、-45°のクロスニコルの組合せとなっている。尚、90°を数度ずらしてもよい。垂直配向液晶層3の液晶ダイレクタは表示パターンを正面から見たときに上側(12時方向)もしくは下側(6時方向)に設定されており、これにより、左右の視角特性がほぼ同等の広視野角の表示が得られる。   The polarizing plates 11 and 21 are made of an iodine-based material, a dye-based material, or the like, and for example, Polatechno SHC-13U is used. The crossing angle of the polarizing plates 11 and 21 is 90 °, and the crossed Nicols of + 45 ° and −45 ° with respect to the set liquid crystal director of the vertical alignment liquid crystal layer 3 so that the change in the phase difference when voltage is applied becomes the largest. It is a combination. Note that 90 ° may be shifted by several degrees. The liquid crystal director of the vertical alignment liquid crystal layer 3 is set to the upper side (12 o'clock direction) or the lower side (6 o'clock direction) when the display pattern is viewed from the front, so that the left and right viewing angle characteristics are almost equal. A viewing angle display is obtained.

光学補償板12、13はネガティブCプレートと呼ぶ1軸位相差板であり、面内リターデーション値ΔR=0nm、厚み方向リターデーション値ΔRth=220nmのCプレート1枚で構成されている。尚、Cプレートの代りに、Aプレート、2軸位相差板であるBプレートでもよい。 The optical compensation plates 12 and 13 are uniaxial retardation plates called negative C plates, and are composed of one C plate having an in-plane retardation value ΔR = 0 nm and a thickness direction retardation value ΔR th = 220 nm. In place of the C plate, an A plate or a B plate which is a biaxial retardation plate may be used.

セグメント電極層14及びコモン電極層24はインジウム錫酸化物(ITO)等によって形成されている。   The segment electrode layer 14 and the common electrode layer 24 are formed of indium tin oxide (ITO) or the like.

絶縁層15及び25は、セグメント電極層14とコモン電極層24とを絶縁するためのものである。液晶セル内の異物による電極間のショートを防ぐ効果がある。 The insulating layers 15 and 25 are for insulating the segment electrode layer 14 and the common electrode layer 24. The effect of preventing a short circuit between that by the foreign matter in the liquid crystal cell electrodes.

高分子垂直配向層16、26はポリイミド、無機膜等によって形成され、突起配向、ラビング処理、紫外線配向等によって配向制御される。たとえば、フレキソ版印刷で成膜し、その後、焼成し、ラビング処理によって89.5°あるいは89.9°のプレチルト角θpを付与する。この場合、下側の高分子垂直配向層26のプレチルト角の方向は12時方向(右を0度とした場合、反時計回りの90°の位置)、上側の高分子垂直配向層16のプレチルト角の方向は6時方向のアンチパラレル配向とする。



The polymer vertical alignment layers 16 and 26 are formed of polyimide, an inorganic film, or the like, and the alignment is controlled by protrusion alignment, rubbing treatment, ultraviolet alignment, or the like. For example, a film is formed by flexographic printing, then baked, and a pretilt angle θ p of 89.5 ° or 89.9 ° is given by rubbing. In this case, the direction of the pretilt angle of the lower polymer vertical alignment layer 26 is 12 o'clock (counterclockwise 90 ° when the right is 0 degree), and the pretilt angle of the upper polymer vertical alignment layer 16 is The corner direction is anti-parallel orientation at 6 o'clock.



垂直配向液晶層3は、モノドメイン型であって、Δεが負、たとえば、Δε=-2.6、光学異方性Δn=0.20のネガ型液晶である。垂直配向液晶層3の厚さTは2.0μmである。ツイスト構造をとるためのカイラル剤を添加することもできる。   The vertically aligned liquid crystal layer 3 is a monodomain type, and is a negative liquid crystal having a negative Δε, for example, a Δε = −2.6 and an optical anisotropy Δn = 0.20. The thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3 is 2.0 μm. A chiral agent for taking a twist structure can also be added.

壁層Wの線幅は10μm以上たとえば50μmであり、コモン電極層24及びガラス基板23上に設けられている。また、壁層Wの高さHは垂直配向液晶層3の厚さTの1/2つまり1μmである。尚、電極層14、24、絶縁層15、25、垂直配向膜層16、26の厚さは高さH、厚さTに比較して非常に小さい。   The line width of the wall layer W is 10 μm or more, for example, 50 μm, and is provided on the common electrode layer 24 and the glass substrate 23. The height H of the wall layer W is ½ of the thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3, that is, 1 μm. Note that the thicknesses of the electrode layers 14 and 24, the insulating layers 15 and 25, and the vertical alignment film layers 16 and 26 are very small compared to the height H and the thickness T.

壁層Wは透明性でも遮光性(ブラックマトリクス)でもよい。但し、視野角を振ったときのコントラストを維持するために遮光性の方が好ましい。たとえば、紫外線硬化型樹脂をスピンコータで1μm成膜後、仮焼成し、表示パターンの周囲形状と同一形状にフォトマスクを用いた紫外線露光し、現像液で現像処理するというフォトリソグラフィによってパターン化することによって形成できる。遮光性の場合には、紫外線硬化型樹脂に黒材料としてカーボンあるいは数色の顔料を含有させる。また、壁層Wはコモン電極COM1,COM2,…,COM6を構成するコモン電極層24上に直接形成されるので、隣接するコモン電極間のショートを防止するために壁層Wの材料には109Ωcm以上の絶縁性が要求される。従って、カーボンを含有させる場合には、絶縁性カーボンを用いる。但し、絶縁層25を構成する場合にはこの限りではない。尚、壁層Wを遮光性樹脂で形成する場合には、上述のごとく、線幅をできるだけ小さく(たとえば50μm)することにより開口率の低下を最小限とすることが好ましい。 The wall layer W may be transparent or light-shielding (black matrix). However, the light-shielding property is preferable in order to maintain the contrast when the viewing angle is changed. For example, patterning is performed by photolithography in which an ultraviolet curable resin is deposited 1 μm on a spin coater, temporarily baked, exposed to ultraviolet light using a photomask in the same shape as the surrounding shape of the display pattern, and developed with a developer. Can be formed. In the case of light shielding properties, carbon or several color pigments are contained in the ultraviolet curable resin as a black material. In addition, since the wall layer W is directly formed on the common electrode layer 24 constituting the common electrodes COM1, COM2,..., COM6, the material of the wall layer W is 10 in order to prevent a short circuit between adjacent common electrodes. 9 Ωcm or more insulation is required. Therefore, when carbon is contained, insulating carbon is used. However, this is not the case when the insulating layer 25 is formed. When the wall layer W is formed of a light-shielding resin, it is preferable to minimize the decrease in the aperture ratio by making the line width as small as possible (for example, 50 μm) as described above.

図5、図6は図4の壁層Wの実際の例を示し、つまり、図5の(A)は図4の上部構造1の下側から見たセグメント電極の例を示す光学顕微鏡写真であり、図5の(B)は下部構造2の上側から見たコモン電極及び壁層Wの例を示す光学顕微鏡写真である。また、図6の(A)は図4の上部構造1の下側から見たセグメント電極の例を示す光学顕微鏡写真であり、図6の(B)は下部構造2の上側から見たコモン電極及び壁層Wの例を示す光学顕微鏡写真である。   5 and 6 show an actual example of the wall layer W of FIG. 4, that is, FIG. 5A is an optical micrograph showing an example of the segment electrode viewed from the lower side of the upper structure 1 of FIG. FIG. 5B is an optical micrograph showing an example of the common electrode and the wall layer W viewed from above the lower structure 2. 6A is an optical micrograph showing an example of the segment electrode viewed from the lower side of the upper structure 1 in FIG. 4, and FIG. 6B is a common electrode viewed from the upper side of the lower structure 2. 2 is an optical micrograph showing an example of a wall layer W.

図4のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置(小サイズ表示パターンP1に相当)をフレーム反転駆動のB波形により1/64デューティ、1/9バイアスで駆動した実験結果を図7の(A)に示す。   FIG. 7A shows the experimental results of driving the character type vertical alignment liquid crystal display device of FIG. 4 (corresponding to the small size display pattern P1) with 1/64 duty and 1/9 bias by the B waveform of the frame inversion drive. .

図7の(A)に示すように、プレチルト角θp=89.5°の場合、450Hz以下では、壁層近傍に影状領域のDMA現象が視認され、また、420Hz以下では、DMA現象が壁層近傍から表示パターン全体へ伝播し、さらに、330 Hz以下では、DMA現象は隣の表示パターンへ伝播している。他方、480Hz以上では、影状領域のDMA現象は視認できず、表示パターンの良好な透過状態を示している。 As shown in FIG. 7A, when the pretilt angle θ p = 89.5 °, the DMA phenomenon in the shaded area is visually recognized in the vicinity of the wall layer at 450 Hz or less, and the DMA phenomenon is observed at 420 Hz or less. It propagates from the vicinity to the entire display pattern, and at 330 Hz or lower, the DMA phenomenon propagates to the adjacent display pattern. On the other hand, at 480 Hz or higher, the DMA phenomenon in the shadow area cannot be visually recognized, indicating a good transmission state of the display pattern.

また、図7の(B)の比較例に示すように、壁層Wが存在しない従来のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置を同一条件で駆動した場合は、570Hz以下では、表示パターンの近傍に影状領域のDMA現象が視認され、また、480Hz以下では、DMA現象が表示パターン全体へ伝播し、さらに、450Hz以下では、DMA現象は隣の表示パターンへ伝播している。他方、600Hz以上では、影状領域のDMA現象は視認できず、表示パターンの良好な透過状態を示している。   Further, as shown in the comparative example of FIG. 7B, when a conventional character-type vertical alignment liquid crystal display device having no wall layer W is driven under the same conditions, there is a shadow in the vicinity of the display pattern at 570 Hz or lower. The DMA phenomenon is visually recognized, and at 480 Hz or less, the DMA phenomenon propagates to the entire display pattern. At 450 Hz or less, the DMA phenomenon propagates to the adjacent display pattern. On the other hand, at 600 Hz or higher, the DMA phenomenon in the shadow area cannot be visually recognized, indicating a good transmission state of the display pattern.

このように、図7の(A)の場合の方が図7の(B)の場合よりも安定な配向状態をとる周波数が低いので、図4のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置の方が、壁層Wが存在しない同一型の従来のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置に比較して明白にDMA現象が抑制されていることが分かる。すなわち、壁層Wは少なくともセグメント電極もしくはコモン電極のエッジを含む表示パターンの周囲形状と同一形状となっているので、このセグメント電極もしくはコモン電極のエッジの斜め電界の影響を小さくでき、従って、DMA現象の発生を阻止できると共に、表示パターンの内部つまり表示パターン全体への伝播も阻止できる。   As described above, since the frequency in the case of FIG. 7A is lower than that in the case of FIG. 7B, the character type vertical alignment liquid crystal display device of FIG. It can be seen that the DMA phenomenon is clearly suppressed as compared with the same type of conventional character type vertical alignment liquid crystal display device in which the wall layer W does not exist. That is, since the wall layer W has the same shape as the peripheral shape of the display pattern including at least the edge of the segment electrode or common electrode, the influence of the oblique electric field on the edge of the segment electrode or common electrode can be reduced. The occurrence of the phenomenon can be prevented, and the propagation to the inside of the display pattern, that is, the entire display pattern can also be prevented.

尚、プレチルト角θp=89.5°において、垂直配向液晶層3の厚さTを4μm、壁層Wの高さHを2μm(=T/2)とした場合にも、同様に、DMA現象が抑制されていることが分かった。また、厚さTを4μm、壁層Wの高さを1μm(=T/4)とした場合には、DMA現象を抑制する効果は見られなかった。 Similarly, when the thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3 is 4 μm and the height H of the wall layer W is 2 μm (= T / 2) at the pretilt angle θ p = 89.5 °, the DMA phenomenon is similarly caused. It turns out that it is suppressed. Further, when the thickness T was 4 μm and the height of the wall layer W was 1 μm (= T / 4), the effect of suppressing the DMA phenomenon was not observed.

図7の(A)に示すように、壁層Wの高さHを垂直配向液晶層3の厚さTの1/2(H=T/2)としているが、以下に説明するごとく、DMA現象の抑制効果の観点から、H≧T/2であることが好ましい。   As shown in FIG. 7A, the height H of the wall layer W is set to 1/2 of the thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3 (H = T / 2). From the viewpoint of the effect of suppressing the phenomenon, it is preferable that H ≧ T / 2.

たとえば、壁層Wの高さHを0.7μmとし、垂直配向液晶層3の厚さT(=2μm)の0.35とすると、390Hzでも、影状領域のDMA現象が視認される。つまり、DMA現象の抑制効果がH=T/2の場合に比較して小さくなる。   For example, if the height H of the wall layer W is 0.7 μm and the thickness T (= 2 μm) of the vertical alignment liquid crystal layer 3 is 0.35, the DMA phenomenon in the shaded region is visible even at 390 Hz. That is, the effect of suppressing the DMA phenomenon is smaller than that in the case of H = T / 2.

また、壁層Wの高さHを1.2μmとし、垂直配向液晶層3の厚さT(=2μm)の0.60とすると、360Hz以下では、影状領域のDMA現象が視認されるが、他方、390Hz以上では、影状領域のDMA現象は視認できない。つまり、DMA現象の抑制効果がH=T/2の場合に比較して大きくなる。   Further, if the height H of the wall layer W is 1.2 μm and the thickness T (= 2 μm) of the vertically aligned liquid crystal layer 3 is 0.60, the DMA phenomenon in the shadow area is visually recognized at 360 Hz or lower, Above 390Hz, the DMA phenomenon in the shadow area is not visible. That is, the effect of suppressing the DMA phenomenon is larger than that in the case of H = T / 2.

尚、DMA現象の抑制効果の観点から、壁層Wの高さHの下限値はH≧T/2によって制限されるが、壁層Wの高さHを垂直配向液晶層3の厚さTにすることは好ましくない。つまり、液晶を真空注入法で充填する場合にはH=Tとすると、液晶の注入時に液晶が移動できず、液晶を注入できない。従って、液晶の注入の観点から、少なくともセル厚に対して10%程度の空間(壁高さとセル厚の隙間)が必要であり、この結果、壁層Wの高さHの上限値はH≦0.9Tによって制限する必要がある。一方、液晶を滴下法により充填する場合にはH=Tの条件は必ずしも無効な条件では無い。格子状壁層Wの繰返し間隔に対して滴下法による滴下間隔が充分に短い場合にはH=Tでも問題は生じない。しかし、滴下間隔が充分に短くない等の場合には滴下した液晶の平準化のために真空注入法と同等の壁高さとセル厚の隙間を必要とする。   From the viewpoint of the effect of suppressing the DMA phenomenon, the lower limit value of the height H of the wall layer W is limited by H ≧ T / 2, but the height H of the wall layer W is set to the thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3. It is not preferable to make it. That is, when filling the liquid crystal by the vacuum injection method, if H = T, the liquid crystal cannot move when the liquid crystal is injected, and the liquid crystal cannot be injected. Therefore, from the viewpoint of liquid crystal injection, a space of at least about 10% of the cell thickness (gap between the wall height and the cell thickness) is required. As a result, the upper limit value of the height H of the wall layer W is H ≦ It is necessary to limit by 0.9T. On the other hand, when the liquid crystal is filled by the dropping method, the condition of H = T is not necessarily an invalid condition. If the dropping interval by the dropping method is sufficiently shorter than the repeating interval of the lattice-like wall layer W, no problem arises even with H = T. However, when the dropping interval is not sufficiently short, a gap between the wall height and the cell thickness equivalent to the vacuum injection method is required to level the dropped liquid crystal.

図4のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置において、同一条件での図3の小サイズ表示パターンP1(線幅0.4mm)及び大サイズ表示パターンP2(線幅0.8mm)に対する駆動結果を図8の(A)、(B)に示す。すなわち、図8の(A)に示すように、壁層Wの内壁間隔0.4mm(400μm)では360Hz以上で影状領域のDMA現象は視認されず、良好な画像状態が得られる。他方、図8の(B)に示すように、壁層Wの内壁間隔0.8mm(800μm)では450Hz以上で影状領域のDMA現象は視認されず、良好な画像状態が得られる。従って、壁層Wの内壁間隔は好ましくは400μm以下である。     In the character type vertically aligned liquid crystal display device of FIG. 4, the driving results for the small size display pattern P1 (line width 0.4 mm) and the large size display pattern P2 (line width 0.8 mm) of FIG. Shown in A) and (B). That is, as shown in FIG. 8A, when the inner wall interval of the wall layer W is 0.4 mm (400 μm), the DMA phenomenon in the shadow area is not visually recognized at 360 Hz or higher, and a good image state is obtained. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the inner wall interval of the wall layer W is 0.8 mm (800 μm), the DMA phenomenon in the shadow area is not visually recognized at 450 Hz or higher, and a good image state is obtained. Therefore, the interval between the inner walls of the wall layer W is preferably 400 μm or less.

図3の大サイズ表示パターンP2(線幅0.8mm)に対しては、図9、図10に示すごとく、大サイズ表示パターンP2の周囲形状の縮小形状と同一の壁層Wrを付加する。これにより、壁層W、Wrの内壁間隔を0.4mm(400μm)とする。この結果、大サイズ表示パターンP2においても、オン時のパターン視認性に違和感がなくなる。 For the large size display pattern P2 (line width 0.8 mm) of FIG. 3, the same wall layer Wr as the reduced shape of the peripheral shape of the large size display pattern P2 is added as shown in FIGS. Thus, the wall layer is W, the inner wall distance W r between 0.4 mm (400 [mu] m). As a result, even in the large size display pattern P2, there is no sense of incongruity in the pattern visibility when turned on.

尚、図10は図9の大サイズ表示パターンP2部分の断面図を示す。   FIG. 10 is a sectional view of the large size display pattern P2 portion of FIG.

他方、壁層W、 Wrの領域では液晶の動きがないので、オン時の透過率が低下し、つまり、開口率が低下する。従って、壁層W、 Wrの内壁間隔が小さい程、表示パターンに占める壁層Wの面積が増加して開口率が低下する。開口率の低下を抑制するためには壁層Wの線幅は小さい方がよいが、壁層Wの形成のためのフォトリソグラフィを考慮すると、壁層Wの線幅の下限値は10μm程度である。 On the other hand, since there is no movement of the liquid crystal in the wall layers W and W r , the on-time transmittance is lowered, that is, the aperture ratio is lowered. Thus, the wall layer W, as an inner wall distance W r is small, the aperture ratio is reduced by increasing the area of the wall layer W occupying the display pattern. In order to suppress the decrease in the aperture ratio, the line width of the wall layer W should be small, but considering the photolithography for forming the wall layer W, the lower limit of the line width of the wall layer W is about 10 μm. is there.

図4及び図10において、壁層W、 Wrをコモン電極層24側に設けているが、たとえば、図11に示すごとく、壁層W’をセグメント電極層14側に設けても、DMA現象の抑制効果は変わらない。 4 and 10, the wall layers W and Wr are provided on the common electrode layer 24 side. However, for example, as shown in FIG. 11, even if the wall layer W ′ is provided on the segment electrode layer 14 side, the DMA phenomenon occurs. The inhibitory effect is not changed.

さらに、たとえば、図12に示すごとく、壁層Wをコモン電極層24側に設けると共に、壁層W’をセグメント電極層14側に設けても、2つの合計高さ(=H+H’)が垂直配向液晶層3の厚さTの1/2以上であれば、DMA現象の抑制効果は変わらない。尚、壁層をコモン電極層24側とセグメント電極層14側とに設けることにより各壁層の高さを小さくできるので、壁層の側面部分近傍で垂直配向膜層26、16がラビングされない部分が減少でき、この結果、壁層の表示パターン内の液晶ダイレクタへの影響を小さくできるという利点もある。また、壁層をコモン電極層側及びセグメント電極層側の両方に設けた場合には、一方側の壁層を透明材料、他方側の壁層をブラックマトリクス材料としてもよい。   Further, for example, as shown in FIG. 12, even if the wall layer W is provided on the common electrode layer 24 side and the wall layer W ′ is provided on the segment electrode layer 14 side, two total heights (= H + H ′) If the thickness is 1/2 or more of the thickness T of the vertical alignment liquid crystal layer 3, the effect of suppressing the DMA phenomenon does not change. In addition, since the height of each wall layer can be reduced by providing the wall layer on the common electrode layer 24 side and the segment electrode layer 14 side, the vertical alignment film layers 26 and 16 are not rubbed in the vicinity of the side surface portion of the wall layer. As a result, the influence on the liquid crystal director in the display pattern of the wall layer can be reduced. Further, when the wall layers are provided on both the common electrode layer side and the segment electrode layer side, the one side wall layer may be a transparent material and the other side wall layer may be a black matrix material.

また、本発明は透過型、反射型の単純マトリクス垂直配向液晶表示装置のいずれにも適用できる。尚、反射型の場合には、偏光板の一方の外側に反射層を設け、他方の偏光板から入射/出射を行う。   Further, the present invention can be applied to both transmissive and reflective simple matrix vertical alignment liquid crystal display devices. In the case of the reflective type, a reflective layer is provided on one outer side of the polarizing plate, and incidence / emission is performed from the other polarizing plate.

本発明に係るキャラクタ型垂直配向液晶表示装置のセグメント電極を示すレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram showing segment electrodes of a character type vertical alignment liquid crystal display device according to the present invention. 本発明に係るキャラクタ型垂直配向液晶表示装置のコモン電極を示すレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram illustrating a common electrode of a character type vertical alignment liquid crystal display device according to the present invention. 図1のセグメント電極及び図2のコモン電極の重複パターンである表示パターンを示すレイアウト図である。FIG. 3 is a layout diagram illustrating a display pattern that is an overlapping pattern of the segment electrode of FIG. 1 and the common electrode of FIG. 2. 図1〜図3に示されるキャラクタ型垂直配向液晶表示装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the character type vertical alignment liquid crystal display device shown in FIGS. 1 to 3. 図4の壁層の実際の一例を示す光学顕微鏡写真図であり、(A)は図4の上部構造のセグメント電極を示し、(B)は図4の下部構造のコモン電極及び壁層を示す。5A and 5B are optical micrographs showing an actual example of the wall layer of FIG. 4, where FIG. 5A shows the segment electrode of the upper structure of FIG. 4, and FIG. 5B shows the common electrode and wall layer of the lower structure of FIG. 4. . 図4の壁層の実際の他の例を示す光学顕微鏡写真図であり、(A)は図4の上部構造のセグメント電極を示し、(B)は図4の下部構造のコモン電極及び壁層を示す。FIG. 5 is an optical micrograph showing another example of the wall layer of FIG. 4, (A) shows the segment electrode of the upper structure of FIG. 4, and (B) is the common electrode and wall layer of the lower structure of FIG. 4. Indicates. 図4のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置を駆動した実験結果を示す光学顕微鏡写真図である。It is an optical microscope photograph figure which shows the experimental result which driven the character type | mold vertical alignment liquid crystal display device of FIG. 図4のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置を駆動した実験結果を示す光学顕微鏡写真図である。It is an optical microscope photograph figure which shows the experimental result which driven the character type | mold vertical alignment liquid crystal display device of FIG. 図3の変更例を示すレイアウト図である。It is a layout figure which shows the example of a change of FIG. 図1、図2及び図9に示されるキャラクタ型垂直配向液晶表示装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the character type vertical alignment liquid crystal display device shown in FIGS. 1, 2, and 9. 図4の変更例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a change of FIG. 図4の他の変更例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a change of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

SEG1,SEG2,…,SEG13:セグメント電極
COM1,COM2,…,COM6:コモン電極
P:表示パターン
P1:小サイズ表示パターン
P2:大サイズ表示パターン
W,Wr,W’:壁層
1:上側構造
2:下側構造
3:垂直配向液晶層
11:偏光板
12:光学補償板
13:ガラス基板
14:セグメント電極層
15:絶縁層
16:垂直配向膜層
21:偏光板
22:光学補償板
23:ガラス基板
24:コモン電極層
25:絶縁層
26:垂直配向膜層
SEG1, SEG2, ..., SEG13: Segment electrode
COM1, COM2, ..., COM6: Common electrode
P: Display pattern
P1: Small size display pattern
P2: Large size display pattern
W, W r , W ′: wall layer 1: upper structure 2: lower structure 3: vertical alignment liquid crystal layer 11: polarizing plate 12: optical compensator 13: glass substrate 14: segment electrode layer 15: insulating layer 16: vertical Alignment layer 21: Polarizing plate 22: Optical compensation plate 23: Glass substrate 24: Common electrode layer 25: Insulating layer 26: Vertical alignment layer

Claims (8)

第1、第2の基板と、
該第1の基板の内側に設けられた複数のセグメント電極を構成するセグメント電極層と、
前記第2の基板の内側に設けられた複数のコモン電極を構成するコモン電極層と、
前記各第1、第2の基板の内側に前記セグメント電極層及び前記コモン電極層を覆うように設けられ、少なくとも一方側が配向処理されている第1、第2の垂直配向膜層と、
前記第1、第2の基板間に設けられ、前記配向処理されている前記第1、第2の垂直配向膜層の一方側によりプレチルト角を付与されたモノドメイン型垂直配向液晶層と、
前記第1、第2の基板間に形成され、前記セグメント電極と前記コモン電極との重複パターンにより構成された表示パターンの周囲形状と同一形状であって高さが前記モノドメイン型垂直配向液晶層の厚さの1/2以上である壁層と
を具備するキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。
First and second substrates;
A segment electrode layer constituting a plurality of segment electrodes provided inside the first substrate;
A common electrode layer constituting a plurality of common electrodes provided inside the second substrate;
First and second vertical alignment film layers that are provided inside the first and second substrates so as to cover the segment electrode layer and the common electrode layer, and at least one side of which is subjected to alignment treatment;
A monodomain vertical alignment liquid crystal layer provided between the first and second substrates and provided with a pretilt angle by one side of the first and second vertical alignment film layers which are subjected to the alignment treatment ;
The monodomain vertical alignment liquid crystal layer that is formed between the first and second substrates and has the same shape as the surrounding shape of the display pattern constituted by the overlapping pattern of the segment electrode and the common electrode, and the height is the same. A character-type vertical alignment liquid crystal display device, comprising: a wall layer having a thickness equal to or greater than ½ of the thickness .
さらに、前記表示パターンの周囲形状の縮小形状と同一形状の壁層を具備する請求項1に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertically aligned liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a wall layer having the same shape as a reduced shape of the peripheral shape of the display pattern. 前記各壁層が前記第2の基板側に設けられた請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the wall layers is provided on the second substrate side. 前記各壁層が前記第1の基板側に設けられた請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the wall layers is provided on the first substrate side. 前記各壁層が前記第1、第2の基板側に対向して設けられ、前記高さに代えて、前記対向して設けられた壁層の合計高さが前記モノドメイン型垂直配向液晶層の厚さの1/2以上である請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。 Each of the wall layers is provided facing the first and second substrates, and the total height of the wall layers provided facing each other instead of the height is the monodomain vertical alignment liquid crystal layer. The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the character type vertical alignment liquid crystal display device is at least half of the thickness of the liquid crystal display. 前記各壁層の内壁間隔が400μm以下である請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1, wherein an interval between the inner walls of each of the wall layers is 400 μm or less. 前記各壁層の線幅が10μm以上である請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1, wherein a line width of each wall layer is 10 μm or more. 前記各壁層が紫外線硬化材料よりなる請求項1または2に記載のキャラクタ型垂直配向液晶表示装置。   The character type vertical alignment liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the wall layers is made of an ultraviolet curable material.
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