JP5292320B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はMVA(Multi-domain Vertical Alignment)モードの液晶表示装置に関し、特に電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定するポリマーが液晶層中に形成された液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules are tilted when a voltage is applied is formed in a liquid crystal layer.
一般的に、液晶表示装置は、2枚の基板の間に液晶を封入してなる液晶パネルと、液晶パネルの両側にそれぞれ配置された偏光板とにより構成されている。液晶パネルの一方の基板には画素毎に画素電極が形成されており、他方の基板には各画素共通のコモン電極が形成されている。画素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、電圧に応じて液晶分子の配向方向が変化し、その結果液晶パネル及びその両側の偏光板を透過する光の量が変化する。画素毎に印加電圧を制御することにより、液晶表示装置に所望の画像を表示することができる。 In general, a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between two substrates and polarizing plates disposed on both sides of the liquid crystal panel. A pixel electrode is formed for each pixel on one substrate of the liquid crystal panel, and a common electrode common to each pixel is formed on the other substrate. When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, the alignment direction of the liquid crystal molecules changes according to the voltage, and as a result, the amount of light transmitted through the liquid crystal panel and the polarizing plates on both sides thereof changes. A desired image can be displayed on the liquid crystal display device by controlling the applied voltage for each pixel.
従来から広く使用されているTN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置では、誘電率異方性が正の液晶を使用し、2枚の基板の間に液晶分子をツイスト配向させている。しかし、TNモードの液晶表示装置には視野角特性が十分でないという欠点がある。つまり、TNモードの液晶表示装置では、液晶パネルを斜め方向から見たときに色調やコントラストが著しく劣化し、極端な場合には明暗が反転してしまう。 In a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device that has been widely used, liquid crystal having positive dielectric anisotropy is used, and liquid crystal molecules are twisted between two substrates. However, the TN mode liquid crystal display device has a disadvantage that viewing angle characteristics are not sufficient. In other words, in the TN mode liquid crystal display device, when the liquid crystal panel is viewed from an oblique direction, the color tone and contrast are remarkably deteriorated, and in extreme cases, the light and dark are reversed.
視野角特性が優れた液晶表示装置として、IPS(In-Plane Switching)モードの液晶表示装置や、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)モードの液晶表示装置が知られている。IPSモードの液晶表示装置では、一方の基板上に線状の画素電極及びコモン電極が交互に並んで配置されており、これらの画素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、電圧に応じて基板面に平行な面内で液晶分子の向きが変化する。 As a liquid crystal display device with excellent viewing angle characteristics, an IPS (In-Plane Switching) mode liquid crystal display device and an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode liquid crystal display device are known. In the IPS mode liquid crystal display device, linear pixel electrodes and common electrodes are alternately arranged on one substrate, and when a voltage is applied between these pixel electrodes and the common electrode, the voltage depends on the voltage. The direction of the liquid crystal molecules changes in a plane parallel to the substrate surface.
しかし、IPSモードの液晶表示装置は、視野角特性は優れているものの、基板面に対し平行な方向に電圧を印加するので、画素電極及びコモン電極の上方の液晶分子の向きを制御することができない。そのため、IPSモードの液晶表示装置では、実質的な開口率が低く、強力なバックライトを使用しないと画面が暗くなってしまうという欠点がある。 However, although the IPS mode liquid crystal display device has excellent viewing angle characteristics, a voltage is applied in a direction parallel to the substrate surface, so that the orientation of the liquid crystal molecules above the pixel electrode and the common electrode can be controlled. Can not. Therefore, the IPS mode liquid crystal display device has a disadvantage that the substantial aperture ratio is low and the screen becomes dark unless a strong backlight is used.
MVAモードの液晶表示装置では、一方の基板の上に画素電極が形成されており、他方の基板の上にコモン電極が形成されている。また、一般的なMVAモードの液晶表示装置では、コモン電極の上に斜め方向に伸びる誘電体からなる土手状の突起物が形成されており、画素電極には突起物に並行するスリットが設けられている。 In the MVA mode liquid crystal display device, a pixel electrode is formed on one substrate, and a common electrode is formed on the other substrate. Further, in a general MVA mode liquid crystal display device, a bank-like protrusion made of a dielectric extending in an oblique direction is formed on a common electrode, and a slit parallel to the protrusion is provided on the pixel electrode. ing.
MVAモードの液晶表示装置では、電圧を印加していない状態では液晶分子が基板面に垂直な方向に配向しており、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分子は電圧に応じた角度で傾斜して配向する。このとき、画素電極に設けられたスリットや土手状の突起物により、1画素内に液晶分子の倒れる方向が相互に異なる複数の領域(ドメイン)が形成される。このように、1画素内に液晶分子の倒れる方向が相互に異なる複数の領域を形成することにより、良好な視野角特性を得ることができる。 In an MVA mode liquid crystal display device, liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the substrate surface when no voltage is applied. When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, the liquid crystal molecules are It is tilted and oriented at an appropriate angle. At this time, a plurality of regions (domains) in which the liquid crystal molecules fall in different directions are formed in one pixel by slits and bank-like projections provided in the pixel electrode. In this manner, by forming a plurality of regions in which the liquid crystal molecules are tilted in different directions in one pixel, good viewing angle characteristics can be obtained.
しかし、上述したMVAモードの液晶表示装置では、スリットや突起物により実質的な開口率が低下するため、IPSモードの液晶表示装置ほどではないものの、TNモードの液晶表示装置に比べて実質的な開口率が低く、強力なバックライトが必要である。そのため、この種のMVAモードの液晶表示装置は、低消費電力が要求されるノート型パソコンには殆ど採用されていない。 However, in the above-described MVA mode liquid crystal display device, the substantial aperture ratio is reduced due to the slits and protrusions. Therefore, although not as much as the IPS mode liquid crystal display device, the MVA mode liquid crystal display device is substantially different from the TN mode liquid crystal display device. An aperture ratio is low and a strong backlight is required. For this reason, this type of MVA mode liquid crystal display device is hardly employed in notebook personal computers that require low power consumption.
特開2003−149647号公報には、上記の欠点を解消すべく開発されたMVAモードの液晶表示装置が開示されている。図1は、そのMVAモードの液晶表示装置を示す平面図である。なお、図1では2画素分の領域を示している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-149647 discloses an MVA mode liquid crystal display device developed to eliminate the above-mentioned drawbacks. FIG. 1 is a plan view showing the MVA mode liquid crystal display device. Note that FIG. 1 shows a region for two pixels.
液晶パネルを構成する一方の基板の上には、水平方向(X軸方向)に伸びる複数のゲートバスライン11と、垂直方向(Y軸方向)に伸びる複数のデータバスライン12とが形成されている。これらのゲートバスライン11とデータバスライン12との間には絶縁膜(ゲート絶縁膜)が形成されており、ゲートバスライン11とデータバスライン12との間を電気的に分離している。これらのゲートバスライン11及びデータバスライン12により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域となる。
A plurality of
各画素領域には、TFT(薄膜トランジスタ)14と画素電極15とが形成されている。TFT14は、図1に示すように、ゲートバスライン11の一部をゲート電極としており、ゲート電極の上方にTFT14の活性層となる半導体膜(図示せず)が形成されている。また、この半導体膜のY軸方向の両側には、ドレイン電極14a及びソース電極14bが接続されている。TFT14のソース電極14bはデータバスライン12と電気的に接続され、ドレイン電極14aは画素電極15と電気的に接続されている。
In each pixel region, a TFT (Thin Film Transistor) 14 and a
なお、本願では、TFTの活性層となる半導体膜に接続された2つの電極のうち、データバスラインに接続される電極をソース電極と呼び、画素電極に接続される電極をドレイン電極と呼んでいる。 In the present application, of the two electrodes connected to the semiconductor film serving as the active layer of the TFT, the electrode connected to the data bus line is called a source electrode, and the electrode connected to the pixel electrode is called a drain electrode. Yes.
画素電極15は、例えばITO(Indium-Tin Oxide)等の透明導電体により形成されている。この画素電極15には、電圧印加時の液晶分子の配向方向が4方向となるように、スリット15aが形成されている。すなわち、画素電極15はX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として4つの領域に分割されている。第1の領域(右上の領域)にはX軸に対し45°の方向に伸びる複数のスリット15aが形成されており、第2の領域(左上の領域)にはX軸に対し135°の方向に伸びる複数のスリット15aが形成されており、第3の領域(左下の領域)にはX軸に対し225°の方向に伸びる複数のスリット15aが形成されており、第4の領域(右下の領域)にはX軸に対し315°の方向に伸びる複数のスリット15aが形成されている。この画素電極15の上には、ポリイミドからなる垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
The
他方の基板には、ブラックマトリクス、カラーフィルタ及びコモン電極が形成されている。ブラックマトリクスは、例えばCr(クロム)等の金属又は黒色樹脂からなり、ゲートバスライン11、データバスライン12及びTFT14に対向する位置に配置されている。カラーフィルタには赤色、緑色及び青色の3種類があり、各画素毎にいずれか1色のカラーフィルタが配置されている。コモン電極はITO等の透明導電体からなり、カラーフィルタの上に形成されている。このコモン電極の上には、ポリイミドからなる垂直配向膜が形成されている。
On the other substrate, a black matrix, a color filter, and a common electrode are formed. The black matrix is made of, for example, a metal such as Cr (chrome) or a black resin, and is disposed at a position facing the
これらの2枚の基板はスペーサ(図示せず)を挟んで相互に対向して配置されており、両者の間に誘電率異方性が負の液晶が封入されて液晶パネルを構成している。以下、液晶パネルを構成する2枚の基板のうち、TFTが形成された基板をTFT基板と呼び、TFT基板に対向して配置される基板を対向基板と呼ぶ。 These two substrates are arranged to face each other with a spacer (not shown) interposed therebetween, and a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sealed between them to constitute a liquid crystal panel. . Hereinafter, of the two substrates constituting the liquid crystal panel, the substrate on which the TFT is formed is referred to as a TFT substrate, and the substrate disposed to face the TFT substrate is referred to as a counter substrate.
図1に示すMVAモードの液晶表示装置では、画素電極15に電圧を印加していないときには液晶分子は基板面にほぼ垂直に配向する。そして、画素電極15に電圧を印加すると、図1中に模式的に示すように、液晶分子10はスリット15aの伸びる方向に傾斜し、1画素内に液晶分子の傾斜方向が相互に異なる4つの領域(ドメイン)が形成される。これにより、斜め方向への光の漏れが抑制され、良好な視野角特性が確保される。
In the MVA mode liquid crystal display device shown in FIG. 1, when no voltage is applied to the
ところで、図1に示すMVAモードの液晶表示装置において、画素電極15に電圧を印加した直後は、液晶分子10が内側(画素の中心に向う方向)に倒れるのか、外側(画素の外側に向う方向)に倒れるのかは決まっていない。初めにスリット15aの先端側(データバスライン12側)の液晶分子10の倒れる方向が画素電極15の端部の電界によって内側に決まり、その後液晶分子10の倒れる方向が画素の中央に向って伝播していく。このため、1画素内の全ての液晶分子10が所定の方向に倒れるまでに時間がかかり、応答時間が長くなるという欠点がある。
By the way, in the MVA mode liquid crystal display device shown in FIG. 1, immediately after the voltage is applied to the
前述の特開2003−149647号公報には、一対の基板間に重合成分(モノマー)を添加した液晶を封入し、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加して液晶を所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して重合成分を重合させて液晶層中にポリマーを形成することが記載されている。このようにして製造された液晶表示装置では、液晶層中のポリマーにより液晶分子の倒れる方向が決定されるので、画素電極とコモン電極との間に電圧を印加するのと同時に画素内の全ての液晶分子が所定の方向に倒れ初め、応答時間が著しく短縮される。 In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-149647, a liquid crystal added with a polymerization component (monomer) is sealed between a pair of substrates, and a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode so that the liquid crystal is directed in a predetermined direction. It is described that after the alignment, ultraviolet rays are irradiated to polymerize a polymerization component to form a polymer in a liquid crystal layer. In the liquid crystal display device thus manufactured, the direction in which the liquid crystal molecules are tilted is determined by the polymer in the liquid crystal layer, so that all of the pixels in the pixel are simultaneously applied with a voltage between the pixel electrode and the common electrode. The liquid crystal molecules start to fall in a predetermined direction, and the response time is remarkably shortened.
また、特開平11−95221号公報及び特開平8−36186号公報にも、液晶中に重合成分を添加することが記載されている。 JP-A-11-95221 and JP-A-8-36186 also describe the addition of a polymerization component to the liquid crystal.
一般的に、垂直配向(VA)モードの液晶表示装置では、正面から見たときの階調輝度特性が斜め方向から見たときの階調輝度特性と異なることが知られており、上述したMVAモードの液晶表示装置においても同様の欠点を有している。図2は、横軸に階調をとり、縦軸に透過率をとって、MVAモードの液晶表示装置における正面から見たときの階調輝度特性と方位角90°、極角60°の方向(斜め上側の方向)から見たときの階調輝度特性とを示す図である。なお、本願では、液晶パネルの中心を原点とし、視線を液晶パネルに投影してできる直線と液晶パネルのX軸とのなす角度を方位角と呼び、液晶パネルの法線と視線とのなす角度を極角と呼んでいる。また、図2では、黒から白までの間を256階調に分割している。各階調は画素電極に印加する電圧に対応しており、階調の値が大きいほど画素電極に印加される電圧が高くなる。更に、図2では、透過率を、白表示時の透過率(Twhite)を1としたときの相対値で示している。 Generally, in a vertical alignment (VA) mode liquid crystal display device, it is known that the gradation luminance characteristic when viewed from the front is different from the gradation luminance characteristic when viewed from an oblique direction. The mode liquid crystal display device has the same drawbacks. FIG. 2 shows gradation luminance characteristics and directions of 90 ° azimuth and 60 ° polar angle when viewed from the front in an MVA mode liquid crystal display device, with gradation on the horizontal axis and transmittance on the vertical axis. It is a figure which shows the gradation luminance characteristic when it sees from (the diagonally upper direction). In this application, the angle between the straight line formed by projecting the line of sight on the liquid crystal panel and the X axis of the liquid crystal panel is called the azimuth, and the angle formed between the normal line and the line of sight of the liquid crystal panel. Is called the polar angle. In FIG. 2, the area from black to white is divided into 256 gradations. Each gradation corresponds to a voltage applied to the pixel electrode, and the voltage applied to the pixel electrode increases as the gradation value increases. Furthermore, in FIG. 2, the transmittance is shown as a relative value when the transmittance (Twhite) during white display is 1.
図2からわかるように、従来のMVAモードの液晶表示装置では、正面から見たときの階調透過率特性と斜め方向から見たときの階調透過率特性とが大きく異なるので、正面から見たときには良好な表示品質を得ることができるものの、斜め方向から見たときには表示品質が劣化するという欠点がある。特に、図2からわかるように従来のMVAモードの液晶表示装置では、正面から見たときの階調透過率特性に比べて斜め方向から見たときの階調透過率特性が大きくうねっており、中間階調表示のときに輝度差が小さくなる。このため、斜め方向から見たときに、正面から見たときに比べて画像が白っぽく見える現象(Wash out)が発生し、表示品質が劣化する。また、液晶の屈折率異方性には波長依存性があるため、正面から見たときと斜め方向から見たときとで色が変わってしまうこともある。 As can be seen from FIG. 2, in the conventional MVA mode liquid crystal display device, the gradation transmittance characteristic when viewed from the front is greatly different from the gradation transmittance characteristic when viewed from the oblique direction. In this case, a good display quality can be obtained, but there is a drawback that the display quality deteriorates when viewed from an oblique direction. In particular, as can be seen from FIG. 2, in the conventional MVA mode liquid crystal display device, the gradation transmittance characteristic when viewed from an oblique direction is larger than the gradation transmittance characteristic when viewed from the front, The brightness difference is reduced during intermediate gradation display. For this reason, when viewed from an oblique direction, a phenomenon that the image looks whitish compared to when viewed from the front (wash out) occurs, and display quality deteriorates. In addition, since the refractive index anisotropy of the liquid crystal has a wavelength dependency, the color may change between when viewed from the front and when viewed from an oblique direction.
更に、図1に示すような画素電極15のスリット15aはフォトリソグラフィ法により形成するが、フォトレジスト膜の膜厚のばらつきやステッパ露光時のわずかな露光量の差(ショットむら)によりスリット幅のばらつきが発生する。これにより、画素の光学特性にばらつきが発生して表示むらの原因となり、例えばパネル全面に中間階調表示を行ったときにタイル状のパターンが見えることがある。
Furthermore, the
更にまた、実質的な開口率を向上し、消費電力をより一層低下させることが要望されている。更にまた、近年の液晶表示装置には、応答特性のより一層の向上が要望されている。 Furthermore, it is desired to improve the substantial aperture ratio and further reduce the power consumption. Furthermore, further improvement in response characteristics is desired for recent liquid crystal display devices.
以上から、本発明の目的は、実質的な開口率が高くてノート型パソコンに適用可能であるとともに、斜め方向から見たときも表示品質が良好なMVAモードの液晶表示装置を提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an MVA mode liquid crystal display device which has a high substantial aperture ratio and can be applied to a notebook personal computer, and has a good display quality when viewed from an oblique direction. is there.
本発明の他の目的は、実質的な開口率をより一層向上できるMVAモードの液晶表示装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an MVA mode liquid crystal display device capable of further improving the substantial aperture ratio.
本発明の更に他の目的は、実質的な開口率が高くてノート型パソコンに適用可能であるとともに、フォトリソグラフィ工程に起因する表示むらの発生を回避し、表示品質が良好なMVAモードの液晶表示装置を提供することである。 Still another object of the present invention is an MVA mode liquid crystal which has a high substantial aperture ratio and can be applied to a notebook personal computer, avoids display unevenness due to a photolithography process, and has a good display quality. It is to provide a display device.
本発明の更に他の目的は、実質的な開口率が高くてノート型パソコンに適用可能であるとともに、応答特性が良好なMVAモードの液晶表示装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide an MVA mode liquid crystal display device which has a high substantial aperture ratio and can be applied to a notebook personal computer and has a good response characteristic.
上記した課題は、相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、前記第1の基板は、第1の方向に伸びるゲートバスラインと、前記第1の方向と異なる第2の方向に伸びるデータバスラインと、画素毎に形成され、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに電気的に接続されたスイッチング素子と、前記画素毎に形成され、前記データバスラインに対して斜め方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される画素電極とを具備し、前記データバスラインに隣接する前記微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極部と対向しない部分に切り欠きを有することを特徴とする液晶表示装置により解決する。 The above-described problem is that the first and second substrates arranged opposite to each other, the liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates, and the liquid crystal A polymer that is formed by polymerizing the added polymerization component and determines a direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied, and the first substrate includes a gate bus line extending in a first direction, and the first substrate A data bus line extending in a second direction different from one direction, a switching element formed for each pixel and electrically connected to the gate bus line and the data bus line, formed for each pixel, A plurality of strip-like fine electrode portions extending obliquely with respect to the data bus line and a pixel electrode constituted by a connection electrode portion electrically connecting them to each other, and adjacent to the data bus line The tip of the fine electrode Having a notch in a portion not facing the adjacent fine electrode portion of the part be solved by a liquid crystal display device according to claim.
微細電極部とバスラインとの間の液晶分子は、微細電極部の伸びる方向と異なる方向に配向する。このため、微細電極部とバスラインとの間に暗部が発生し、実質的な開口率を低下させる原因となっている。微細電極部とバスラインとの間隔を小さくすることにより、暗部が発生する領域を小さくすることができて、実質的な開口率を向上させることができる。しかし、この場合は微細電極部とバスラインとの間の容量が大きくなり、クロストークによる表示品質の劣化を招く。 Liquid crystal molecules between the fine electrode portion and the bus line are aligned in a direction different from the direction in which the fine electrode portion extends. For this reason, a dark part occurs between the fine electrode part and the bus line, which causes a substantial decrease in the aperture ratio. By reducing the distance between the fine electrode portion and the bus line, the area where the dark portion is generated can be reduced, and the substantial aperture ratio can be improved. However, in this case, the capacity between the fine electrode portion and the bus line is increased, and display quality is deteriorated due to crosstalk.
ところで、微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極と対向しない部分は、液晶分子を所定の方向に配向させるのに寄与していない一方、バスラインとの間の寄生容量を増やす要因となっている。そこで、本発明においては、微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極と対向しない部分に切り欠きを設ける。これにより、クロストークの発生を抑制しつつ、実質的な開口率を向上させることができる。 By the way, the portion of the tip portion of the fine electrode portion that does not face the adjacent fine electrode does not contribute to aligning the liquid crystal molecules in a predetermined direction, while increasing the parasitic capacitance with the bus line. ing. Therefore, in the present invention, a notch is provided in a portion of the tip portion of the fine electrode portion that does not face the adjacent fine electrode. Thereby, the substantial aperture ratio can be improved while suppressing the occurrence of crosstalk.
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図3は本発明の第1の実施形態の液晶表示装置の平面図、図4は同じくその液晶表示装置の模式断面図である。なお、図3では、2画素分の領域を示している。
(First embodiment)
FIG. 3 is a plan view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device. FIG. 3 shows a region for two pixels.
液晶パネル100は、図4に示すように、TFT基板110と、対向基板130と、それらの間に封入された誘電率異方性が負の液晶からなる液晶層140とにより構成されている。この液晶パネル100の厚さ方向の両側には、それぞれ偏光板141a,141bが配置されている。液晶層140中には、液晶中に添加した重合成分(モノマー又はオリゴマー)を紫外線照射により重合させて形成したポリマーが含まれている。
As shown in FIG. 4, the
TFT基板110には、図3に示すように、水平方向(X軸方向)に伸びる複数のゲートバスライン112と、垂直方向(Y軸方向)に伸びる複数のデータバスライン117とが形成されている。これらのゲートバスライン112及びデータバスライン117により区画される矩形の領域がそれぞれ画素領域である。また、TFT基板110には、ゲートバスライン112と平行に配置されて画素領域の中央を横断する補助容量バスライン113が形成されている。本実施形態では、偏光板141a,141bのうちの一方はその吸収軸をゲートバスライン112に平行にして配置され、他方はその吸収軸をデータバスライン117に平行にして配置される。
As shown in FIG. 3, a plurality of
各画素領域毎に、TFT118と、3つの副画素電極121a〜121cと、制御電極119a,119cと、補助容量電極119bとが形成されている。副画素電極121a〜121cはITO等の透明導電体からなり、それぞれ電圧印加時の液晶分子の配向方向を規定するスリット122が設けられている。
For each pixel region, a
以下、図3の平面図及び図4の模式断面図を参照して、TFT基板110及び対向基板130の構造をより詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the
TFT基板110のベースとなるガラス基板111の上には、ゲートバスライン112及び補助容量バスライン113が形成されている。これらのゲートバスライン112及び補助容量バスライン113は、例えばAl(アルミニウム)−Ti(チタン)を積層してなる金属膜により形成される。
A
ゲートバスライン112及び補助容量バスライン113の上には、例えばSiO2又はSiN等からなる第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)114が形成されている。この第1の絶縁膜114の上の所定の領域には、TFT118の活性層となる半導体膜(例えば、アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜)115が形成されている。この半導体膜115の上には、SiN等からなるチャネル保護膜116が形成されており、このチャネル保護膜116の両側にはTFT118のドレイン電極118a及びソース電極118bが形成されている。
On the
また、第1の絶縁膜114の上には、TFT118のソース電極118bに接続されたデータバスライン117と、ドレイン電極118aに接続された制御電極119a,119cと、補助容量電極119bとが形成されている。図4に示すように、補助容量電極119bは第1の絶縁膜114を挟んで補助容量バスライン113に対向する位置に形成されている。補助容量バスライン113、補助容量電極119b及びそれらの間の第1の絶縁膜114により、補助容量が構成される。また、制御電極119a,119cは、Y軸に平行な画素領域の中心線に沿って形成されており、補助容量電極119bはX軸に平行な画素領域の中心線に沿って形成されている。
On the first insulating
これらのデータバスライン117、ドレイン電極118a、ソース電極118b、制御電極119a,119c及び補助容量電極119bは、例えばTi/Al/Tiを積層してなる金属膜により形成される。
The
これらのデータバスライン117、ドレイン電極118a、ソース電極118b、制御電極119a,119c及び補助容量電極119bの上には、例えばSiNからなる第2の絶縁膜120が形成されている。この第2の絶縁膜120の上には、3つの副画素電極121a〜121cが形成されている。図4に示すように、副画素電極121aは第2の絶縁膜120を介して制御電極119aと容量結合しており、副画素電極121cは第2の絶縁膜120を介して制御電極119cと容量結合している。また、副画素電極121bは、第2の絶縁膜120に設けられたコンタクトホール120aを介して補助容量電極119bと電気的に接続されている。
On the
図3に示すように、副画素電極121aは画素領域の上側に配置されており、Y軸に平行な中心線を境界として左右対称形の2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右側の領域にはX軸に対しほぼ45°方向に伸びる複数のスリット122が形成されており、左側の領域にはX軸に対しほぼ135°方向に伸びる複数のスリット122が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
副画素電極121bは画素領域の中央に配置されており、X軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線により4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されており、左上の第2の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されており、左下の第3の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されており、右下の第4の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されている。
The
副画素電極121cは画素領域の下側に配置されており、Y軸に平行な中心線を境界として左右対称形の2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、左側の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されており、右下の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット122が形成されている。各副画素電極121a〜121cのスリット122の幅は例えば3.5μmであり、スリット間の間隔(微細電極部の幅)は例えば6μmである。
The
なお、本願明細書では、画素電極又は副画素電極のうち、スリット間の帯状の導体部分を微細電極部と呼び、微細電極部の基端側を相互に電気的に接続する部分を接続電極部と呼んでいる。 In the specification of the present application, of the pixel electrode or the sub-pixel electrode, the band-like conductor portion between the slits is referred to as a fine electrode portion, and the portion that electrically connects the base ends of the fine electrode portion to each other is the connection electrode portion. It is called.
これらの副画素電極121a〜121cの上には、ポリイミド等からなる垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
A vertical alignment film (not shown) made of polyimide or the like is formed on these
一方、対向基板130のベースとなるガラス基板131の一方の面側(図4では下側)には、ブラックマトリクス(遮光膜)132と、カラーフィルタ133と、コモン電極134とが形成されている。
On the other hand, a black matrix (light-shielding film) 132, a
ブラックマトリクス132は、TFT基板110側のゲートバスライン112、データバスライン117及びTFT118に対向する位置に配置されている。カラーフィルタ133には、赤色、緑色及び青色の3種類があり、画素領域毎にいずれか1色のカラーフィルタが配置されている。隣接する赤色画素、緑色画素及び青色画素の3つの画素により1つのピクセルが構成され、種々の色の表示を可能としている。
The
コモン電極134はITO等の透明導電体により形成され、カラーフィルタ133の上(図4では下側)に配置されている。このコモン電極134の上(図4では下側)には、ポリイミド等の垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
The
このように構成された本実施形態の液晶表示装置において、データバスライン117に表示信号を印加し、ゲートバスライン112に所定の電圧(走査信号)を印加すると、TFT118がオンになって制御電極119a,119c及び補助容量電極119bに表示信号が伝達される。副画素電極121bはコンタクトホール120aを介して補助容量電極119bと接続されているため、副画素電極121bの電圧は表示信号の電圧と同じになる。
In the liquid crystal display device of this embodiment configured as described above, when a display signal is applied to the
一方、副画素電極121a,121cには、制御電極119a,119cとの間の容量値に応じた電圧が印加される。ここで、表示信号の電圧をVDとし、副画素電極121a,121cと対向電極との間の容量値をC1、副画素電極121a,121cと制御電極119a,119cとの間の容量値をC2とすると、副画素電極121a,121cに印加される電圧V1は、V1=VD・C2/(C1+C2)となる。
On the other hand, a voltage corresponding to the capacitance value between the
つまり、副画素電極121a,121cには、画素電極121bよりも低い電圧が印加され、1画素内に透過率−印加電圧特性(T−V特性)が異なる2つの領域が存在することになる。そして、各領域の透過率−印加電圧特性を合成したものが全体の透過率−印加電圧特性となる。このように、1画素内に透過率−印加電圧特性が異なる複数の領域を形成することにより、画面を斜めから見たときの表示品質の劣化が回避されることが知られている。
That is, a voltage lower than that of the
本実施形態では、副画素電極121b(すなわち、容量結合を介さずにTFTに接続された副画素電極:以下、直結画素電極という)が配置された領域における透過率−印加電圧特性のしきい値と、副画素電極121a,121c(容量結合を介してTFTに接続された副画素電極:以下、容量結合画素電極という)が配置された領域における透過率−印加電圧特性のしきい値との差が1Vとなるように各容量値C1,C2を設定する。また、本実施形態では、副画素電極121b(直結画素電極)が配置された領域の面積と、副画素電極121a,121c(容量結合画素電極)が配置された領域の面積との比を、4:6としている。これらの容量値C1,C2値及び面積比は、所望の階調輝度特性に応じて適宜設定すればよい。
In the present embodiment, the threshold value of the transmittance-applied voltage characteristic in the region where the
図5は、横軸に階調をとり、縦軸に透過率をとって、本実施形態の液晶表示装置(実施例)の正面から見たときの透過率−印加電圧特性と、斜め方向から見たときの透過率−印加電圧特性とを示す図である。なお、図5には、図1に示す構造の従来の液晶表示装置の斜め方向から見たときの透過率−印加電圧特性を示している。この図5からわかるように、本実施形態の液晶表示装置は、斜め方向から見たときの透過率−印加電圧特性のうねりが従来例の液晶表示装置に比べて小さい。このことから、本実施形態の液晶表示装置は、図1に示す従来例の液晶表示装置に比べて斜め方向から見たときの表示品質が改善されていることがわかる。 FIG. 5 shows the transmittance-applied voltage characteristics when viewed from the front of the liquid crystal display device of the present embodiment (Example), with the horizontal axis representing gradation and the vertical axis representing transmittance. It is a figure which shows the transmittance | permeability-applied voltage characteristic when it sees. FIG. 5 shows transmittance-applied voltage characteristics when the conventional liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 1 is viewed from an oblique direction. As can be seen from FIG. 5, the liquid crystal display device of this embodiment has a smaller swell of the transmittance-applied voltage characteristic when viewed in an oblique direction than the liquid crystal display device of the conventional example. From this, it can be seen that the liquid crystal display device of the present embodiment has improved display quality when viewed from an oblique direction as compared with the conventional liquid crystal display device shown in FIG.
なお、スリット122の伸びる方向が相互に異なる各領域の境界部分、すなわちX軸に平行な画素領域の中心線に沿った領域及びY軸に平行な画素領域の中心線に沿った領域では、電圧印加時に液晶分子がX軸又はY軸に平行な方向(すなわち、偏光板141a,141bの吸収軸と平行又は直交する方向)に配向するので、光が透過しない。本実施形態では、制御電極119a,119c及び補助容量電極119bを、この境界部分に設けているので、制御電極119a,119c及び補助容量電極119bを設けることによる開口率の低下を最小限にすることができる。
It should be noted that in the boundary portion of each region where the extending direction of the
以下、本実施形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment will be described.
まず、TFT基板110のベースとなるガラス基板111を用意する。そして、このガラス基板111の上に例えばAl(アルミニウム)/Ti(チタン)を積層してなる金属膜を形成し、この金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、ゲートバスライン112と、補助容量バスライン113とを形成する。この場合、例えばゲートバスライン112は、垂直方向に約300μmのピッチで形成する。
First, a
次に、ガラス基板111の上側全面に例えばSiO2又はSiN等の絶縁物からなる第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)114を形成する。そして、この第1の絶縁膜114の上の所定の領域に、TFT118の活性層となる半導体膜(アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜)115を形成する。
Next, a first insulating film (gate insulating film) 114 made of an insulator such as SiO 2 or SiN is formed on the entire upper surface of the
次に、ガラス基板111の上側全面にSiN膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりSiN膜をパターニングして、半導体膜115のチャネルとなる領域の上にチャネル保護膜116を形成する。
Next, a SiN film is formed on the entire upper surface of the
次に、ガラス基板111の上側全面に不純物を高濃度に導入した半導体膜からなるオーミックコンタクト層(図示せず)を形成する。その後、ガラス基板111の上に例えばTi/Al/Tiをこの順で積層してなる金属膜を形成し、この金属膜及びオーミックコンタクト層をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、データバスライン117、ドレイン電極118a、ソース電極118b、制御電極119a,119c及び補助容量電極119bを形成する。この場合、例えばデータバスライン117は、水平方向に約100μmのピッチで形成する。
Next, an ohmic contact layer (not shown) made of a semiconductor film into which impurities are introduced at a high concentration is formed on the entire upper surface of the
次に、ガラス基板111の上側全面に例えばSiO2又はSiN等の絶縁物からなる第2の絶縁膜120を形成する。そして、この第2の絶縁膜120に、補助容量電極119bに到達するコンタクトホール120aを形成する。
Next, a second
次に、ガラス基板111の上側全面にITOをスパッタリングして、ITO膜を形成する。このITO膜は、コンタクトホール120aを介して補助容量電極119bと電気的に接続される。その後、ITO膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、副画素電極121a〜121cを形成する。これらの副画素電極121a〜121cには、前述したように斜め方向に伸びるスリット122を形成する。
Next, ITO is sputtered on the entire upper surface of the
次いで、ガラス基板111の上側全面にポリイミドを塗布して配向膜を形成する。このようにして、TFT基板110が完成する。
Next, polyimide is applied to the entire upper surface of the
次に、対向基板130の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、対向基板130のベースとなるガラス基板131を用意する。そして、このガラス基板131の所定の領域上に、Cr(クロム)又は黒色樹脂によりブラックマトリクス132を形成する。このブラックマトリクス132は、例えばTFT基板110側のゲートバスライン112及びソースバスライン117に対向する位置に形成する。
First, a
次に、赤色感光性樹脂、緑色感光性樹脂及び青色感光性樹脂を使用して、ガラス基板131の上に赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ133を形成する。
Next, red, green, and
次いで、ガラス基板131の上側全面にITOをスパッタリングしてコモン電極134を形成した後、コモン電極134の上にポリイミドを塗布して配向膜を形成する。このようにして、対向基板130が完成する。
Next, ITO is sputtered on the entire upper surface of the
このようにして製造したTFT基板110と対向基板130とを相互に対向させて配置し、両者の間に誘電率異方性が負の液晶を封入して液晶パネル100とする。液晶には、予め重合成分として例えば光官能基を有する重合成分(ジアクリレート又はメタクリレート等)を、液晶に対し0.3wt%添加しておく。また、TFT基板110と対向基板130との間隔(セルギャップ)は例えば3.5〜4μmとする。
The
次いで、ゲートバスライン112に所定の信号を印加して各画素のTFT118をオン状態にし、更にデータバスライン117に所定の電圧を印加する。これにより、副画素電極121a〜121cとコモン電極134との間に電圧が印加され、画素内の液晶分子が所定の方向に配向する。液晶分子の配向が十分に安定した後、紫外線を照射して液晶中のモノマーを重合させる。このようにして液晶層中に形成されたポリマーにより、電圧印加時に液晶分子が倒れる方向が決定される。
Next, a predetermined signal is applied to the
その後、液晶パネル100の厚さ方向の両側にそれぞれ偏光板141a,141bを配置し、更に駆動回路及びバックライトを取り付ける。このようにして、本実施形態の液晶表示装置が完成する。
Thereafter,
(第2の実施形態)
図6は本発明の第2の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。なお、図6において、図3と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態においては、1つの画素領域内に、2つの副画素電極152a,152bが形成されている。副画素電極152a(直結画素電極)は画素領域内の上側の領域に配置されており、X軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線により4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、左上の第2の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、左下の第3の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、右下の第4の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されている。
In the present embodiment, two
副画素電極152b(容量結合画素電極)は、画素領域内の下側の領域に配置されている。副画素電極152bの面積は副画素電極152aよりも大きく、副画素電極152aと同様にX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線により4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右上の第1の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、左上の第2の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、左下の第3の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されており、右下の第4の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット153が形成されている。
The
副画素電極152a,152bの下方には、Y軸に平行な画素領域の中心線に沿って伸びる制御電極151aが形成されている。この制御電極151aはTFT118のドレイン電極と電気的に接続されている。
A
また、副画素電極152aの下方には、X軸に平行な副画素電極152aの中心線に沿って補助容量バスライン113及び補助容量電極151bが形成されている。補助容量バスライン113はゲートバスライン112と同じ層(レイヤー)に形成されている。また、補助容量電極151bは制御電極151aと同じ層に形成され、制御電極151aと接続されている。補助容量バスライン113と補助容量電極151bとの間には第1の絶縁膜(図4の絶縁膜114に相当)が形成されており、この第1の絶縁膜と補助容量バスライン113及び補助容量電極151bとにより補助容量を構成している。また、補助容量電極151bは、第2の絶縁膜(図4の絶縁膜120に相当)に形成されたコンタクトホール154を介して副画素電極152aと電気的に接続されている。
Further, below the
更に、副画素電極152bの下方には、X軸に平行な副画素電極152bの中心線に沿って制御電極151cが形成されている。この制御電極151cも制御電極151aと同じ層(レイヤー)に形成され、制御電極151aと電気的に接続されている。また、この制御電極151cは、第2の絶縁膜を介して副画素電極152bに容量結合している。
Further, a
対向基板の構造は第1の実施形態と基本的に同じであるので、ここでは説明を省略する。また、本実施形態においても、TFT基板と対向基板との間にはジアクリレート等の重合成分を添加した液晶を封入し、画素電極(副画素電極152a,152b)とコモン電極との間に電圧を印加して液晶分子を所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して重合成分を重合させ、液晶層中にポリマーを形成している。
Since the structure of the counter substrate is basically the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted here. Also in this embodiment, a liquid crystal to which a polymerization component such as diacrylate is added is sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and a voltage is applied between the pixel electrode (
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に1画素内に透過率−印加電圧特性が異なる2つの領域を設けているので、画面を斜め方向から見たときの表示品質の劣化が回避されるという効果を奏する。 Also in this embodiment, since two regions having different transmittance-applied voltage characteristics are provided in one pixel as in the first embodiment, deterioration in display quality when the screen is viewed from an oblique direction is avoided. The effect that it is done.
また、本実施形態では、X軸に平行な副画素電極152aの中心線に沿って補助容量バスライン113及び補助容量電極151bを形成している。この部分はドメインの境界となる部分であり、電圧印加時に液晶分子がX軸と平行な方向に倒れるので、仮に補助容量バスライン113及び補助容量電極151bがなくても、この部分では光は透過しない。従って、補助容量バスライン113及び補助容量電極151bを形成することによる透過率の低下が回避される。また、本実施形態においては、補助容量電極151bの長さ及び幅を調整することにより補助容量の容量値を調整することが可能であり、補助容量の容量値の設計自由度が高いという利点もある。
In the present embodiment, the auxiliary
これと同様に、X軸に平行な副画素電極152bの中心線に沿って制御電極151cを形成しているので、制御電極151cを形成することによる透過率の低下が回避される。また、制御電極151cの長さ及び幅を調整することにより、制御電極151a,151cと副画素電極152bとの間の結合容量値を調整することが可能であり、結合容量値の設計自由度が高いという利点もある。
Similarly, since the
(第3の実施形態)
図7は本発明の第3の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。図7において、図3と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. 7, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態においても、1つの画素領域内に2つの副画素電極162a,162bが形成されている。副画素電極162a(直結画素電極)は画素領域内の上側の領域に配置されており、X軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線により4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、左上の第2の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、左下の第3の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、右下の第4の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されている。
Also in this embodiment, two
副画素電極162b(容量結合画素電極)は画素領域内の下側の領域に配置されている。副画素電極162bの面積は副画素電極162aよりも大きく、副画素電極162aと同様にX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線により4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右上の第1の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、左上の第2の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、左下の第3の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されており、右下の第4の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びる複数のスリット163が形成されている。
The
副画素電極162a,162bの下方には、Y軸に平行な画素領域の中心線に沿って制御電極161aが形成されている。この制御電極161aは、TFT118のドレイン電極118aと電気的に接続されている。
A
また、副画素電極162aの下方には、X軸に平行な副画素電極162aの中心線に沿って補助容量バスライン113及び補助容量電極161bが形成されている。補助容量バスライン113はゲートバスライン112と同じ層に形成されている。また、補助容量電極161bは制御電極161aと同じ層に形成され、制御電極161aと電気的に接続されている。補助容量バスライン113と補助容量電極161bとの間には第1の絶縁膜(図4の絶縁膜114に相当)が形成されており、補助容量バスライン113、補助容量電極161b及びそれらの間の第1の絶縁膜により補助容量を構成している。補助容量電極161bは、第2の絶縁膜(図4の絶縁膜120に相当)に形成されたコンタクトホール164を介して副画素電極162aと電気的に接続されている。
In addition, below the
更に、副画素電極162bの端部の下方には制御電極161cが形成されている。この制御電極161cも制御電極161aと同じ層に形成され、制御電極161aと電気的に接続されている。この制御電極161cは、第2の絶縁膜を介して副画素電極162bに容量結合している。
Further, a
本実施形態においても、対向基板の構造は第1の実施形態と基本的に同じであるので、ここでは対向基板の説明を省略する。また、本実施形態においても、TFT基板と対向基板との間にはジアクリレート等の重合成分を添加した液晶を封入し、画素電極(副画素電極162a,162b)とコモン電極との間に電圧を印加して液晶分子を所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して重合成分を重合させている。
Also in this embodiment, since the structure of the counter substrate is basically the same as that of the first embodiment, the description of the counter substrate is omitted here. Also in this embodiment, a liquid crystal to which a polymerization component such as diacrylate is added is sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and a voltage is applied between the pixel electrode (
前述した第2の実施形態(図6参照)では、副画素電極152aと副画素電極152bとの間の液晶分子が電圧印加時にX軸に平行な方向に傾斜するので、副画素電極152aと副画素電極152bとの間に暗線が発生する。一方、本実施形態においては、2つの副画素電極162a,162bの間隙がその近傍のスリット163と同じ方向に延在しているので、副画素電極162a,162b間の液晶分子が電圧印加時にスリット163と同じ方向に傾斜する。これにより、副画素電極162a,162b間には暗線が発生せず、実質的な開口率が向上する。
In the second embodiment described above (see FIG. 6), the liquid crystal molecules between the
また、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に1画素内に透過率−印加電圧特性が異なる2つの領域を設けているので、画面を斜め方向から見たときの表示品質の劣化が回避されるという効果を奏する。 Also in this embodiment, two regions having different transmittance-applied voltage characteristics are provided in one pixel as in the first embodiment, so that the display quality deteriorates when the screen is viewed from an oblique direction. The effect is to be avoided.
(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
本実施形態においては、図8に示すように、データバスライン177が、X軸に対しほぼ45°又は315°の方向に屈曲したジグザグの形状に形成されている。但し、ゲートバスライン122は、第1〜第3の実施形態と同様に、X軸に平行に形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the
これらのゲートバスライン122及びデータバスライン177により区画される画素領域毎に、3つの副画素電極172a,172b,172cと、TFT118とが形成されている。本実施形態においても、TFT118はゲートバスライン122の一部をゲート電極としており、ゲートバスライン122を挟んでドレイン電極118b及びソース電極118aが相互に対向して配置されている。副画素電極172a〜172cの下方には、画素領域の中心線に沿って屈曲した形状の制御電極171が形成されている。この制御電極171は、第1の絶縁膜(図3の絶縁膜114に相当)上に形成されており、TFT118のドレイン電極118bと電気的に接続している。
Three
副画素電極172a(容量結合画素電極)は、その中心線により2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右側の領域にはX軸に対しほぼ315°の方向に伸びるスリット173が設けられており、左側の領域にはX軸に対しほぼ135°の方向に伸びるスリット173が設けられている。
The sub-pixel electrode 172a (capacitive coupling pixel electrode) is divided into two regions (domain control regions) by the center line. A
副画素電極172b(直結画素電極)は、画素領域の中央の屈曲した部分に配置されており、X軸に対しほぼ45°の方向に伸びるスリット173が形成された第1の領域と、X軸に対しほぼ135°の方向に伸びるスリット173が形成された第2の領域と、X軸に対しほぼ225°の方向に伸びるスリット173が形成された第3の領域と、X軸に対しほぼ315°の方向に伸びるスリット173が形成された第4の領域とに分割されている。この副画素電極172bは第2の絶縁膜(図3の絶縁膜120に相当)に設けられたコンタクトホール174を介して制御電極171に電気的に接続されている。
The
また、副画素電極172c(容量結合画素電極)は、その中心線により2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右側の領域にはX軸に対しほぼ45°の方向に伸びるスリット173が設けられており、左側の領域にはX軸に対しほぼ225°の方向に伸びるスリット173が設けられている。副画素電極172a,172cは、第2の絶縁膜を介して制御電極171と容量結合している。
The
本実施形態においても、対向基板の構造は第1の実施形態と基本的に同じであるので、ここでは対向基板の説明を省略する。また、本実施形態においても、TFT基板と対向基板との間にはジアクリレート等の重合成分を添加した液晶を封入し、画素電極(副画素電極172a〜172c)とコモン電極との間に電圧を印加して液晶分子を所定の方向に配向させた後、紫外線を照射して重合成分を重合させている。
Also in this embodiment, since the structure of the counter substrate is basically the same as that of the first embodiment, the description of the counter substrate is omitted here. Also in this embodiment, a liquid crystal added with a polymerization component such as diacrylate is sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and a voltage is applied between the pixel electrodes (
第1〜第3の実施形態では、副画素電極のスリットがX軸に対し45°、135°、225°及び315°の方向に伸びており、液晶分子はスリットと同じ方向に傾斜する。しかし、副画素電極の端部では電気力線が外側に向って発生するため、副画素電極とデータバスラインとの間の液晶分子はX軸に平行な方向に倒れる。一方、液晶パネルを挟む2枚の偏光板のうちの一方は吸収軸をX軸に平行に配置され、他方は吸収軸をY軸に平行に配置される。この場合、第1〜第3の実施形態の液晶表示装置では、副画素電極とデータバスラインとの間に暗部が発生し、実質的な開口率が低下してしまう。 In the first to third embodiments, the slit of the subpixel electrode extends in the directions of 45 °, 135 °, 225 °, and 315 ° with respect to the X axis, and the liquid crystal molecules are inclined in the same direction as the slit. However, since electric lines of force are generated outward at the end of the subpixel electrode, the liquid crystal molecules between the subpixel electrode and the data bus line are tilted in a direction parallel to the X axis. On the other hand, one of the two polarizing plates sandwiching the liquid crystal panel is arranged with the absorption axis parallel to the X axis, and the other is arranged with the absorption axis parallel to the Y axis. In this case, in the liquid crystal display devices of the first to third embodiments, a dark portion is generated between the subpixel electrode and the data bus line, and the substantial aperture ratio is reduced.
そこで、本実施形態においては、図8に示すように予めデータバスライン177をゲートバスライン122に対しほぼ45°又は315°の方向に延在させて、電圧印加時に副画素電極172a〜172cとデータバスライン177との間の液晶分子を偏光板の偏光軸に対し45°の方向に倒れるようにしている。従って、副画素電極172a〜172cとデータバスライン177との間に暗部が発生しなくなり、第1〜第3の実施形態に比べて実質的な開口率が向上し、より一層明るい表示が可能になるという効果を奏する。実際に本実施形態に係る液晶表示装置を製造してその透過率を調べたところ、図3に示す構造の液晶表示装置に比べて透過率が約5%向上した。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
本実施形態の液晶表示装置においても、1画素内に透過率−印加電圧特性が異なる複数の領域が形成されているため、画面を斜め方向から見たときの表示品質が向上するという効果が得られる。 Also in the liquid crystal display device of this embodiment, since a plurality of regions having different transmittance-applied voltage characteristics are formed in one pixel, an effect of improving display quality when the screen is viewed from an oblique direction is obtained. It is done.
(第5の実施形態)
図9は、本発明の第5の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。本実施形態が第4の実施形態と異なる点は副画素電極の形状が異なることにあり、その他の構造は第4の実施形態と同様であるので、図9において図8と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a plan view showing a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the fourth embodiment in that the shape of the subpixel electrode is different, and the other structure is the same as that of the fourth embodiment. A detailed description thereof is omitted with reference numerals.
図8に示す第4の実施形態の液晶表示装置では、副画素電極172a〜172cに多くのスリット173を形成している。これらのスリット173はフォトリソグラフィ法により形成される。すなわち、副画素電極172a〜172cとなるITO膜の上にフォトレジストを塗布し、その後ステッパ露光した後に現像処理を施し、残存したフォトレジスト膜をマスクとしてITO膜をエッチングすることにより形成される。しかし、スリット173は微細であるので、フォトレジスト膜の膜厚のばらつきやステッパ露光時のわずかな露光量の差(ショットむら)によりスリット幅のばらつきが発生し、それにより光学特性が影響されて表示品位が低下することが考えられる。
In the liquid crystal display device of the fourth embodiment shown in FIG. 8,
そこで、第5の実施形態では、副画素電極182a〜182c(第4の実施形態の副画素電極172a〜172cに対応)の端部及び屈曲部のみにスリット183を形成している。本実施形態の液晶表示装置は、液晶中に添加した重合成分(モノマー)を重合する際に、第4の実施形態の液晶表示装置に比べて電圧を印加してから液晶分子が所定の方向に配向するまでの時間が長くなる。しかしながら、実使用時には液晶層中のポリマーにより液晶分子の配向方向が決定されているので、第4の実施形態の液晶表示装置と同等の応答特性が得られる。
Therefore, in the fifth embodiment, the
(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態について説明する。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment of the present invention will be described below.
前述したように、図1に示す液晶表示装置では、フォトリソグラフィ工程に起因してスリット幅のばらつきが発生し、中間階調表示を行うとタイル状のパターンが見えることがある。本願発明者等は、このような問題を解消すべく種々実験・研究を行った。その結果、液晶層の厚さ(セルギャップ)をd、スリット間の導体部分(すなわち微細電極部)の幅をL、スリット幅をSとしたときに、下記(1)式を満足するようにd、L及びSの値を設定することにより、フォトリソグラフィ工程に起因する表示むらを防止できるとの知見を得た。 As described above, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the slit width varies due to the photolithography process, and a tile-shaped pattern may be seen when halftone display is performed. The inventors of the present application conducted various experiments and studies to solve such problems. As a result, when the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer is d, the width of the conductor portion (that is, the fine electrode portion) between the slits is L, and the slit width is S, the following equation (1) is satisfied. The inventors have found that by setting the values of d, L, and S, display unevenness due to the photolithography process can be prevented.
L+d−S≧4μm …(1)
例えば、液晶層の厚さdを4μmとし、微細電極部の幅Lを6μmとし、スリット幅Sを3.5μmとすればよい。
L + d−S ≧ 4 μm (1)
For example, the thickness d of the liquid crystal layer may be 4 μm, the width L of the fine electrode portion may be 6 μm, and the slit width S may be 3.5 μm.
実際に上記の条件で液晶表示装置を製造したところ、タイル状のパターンの発生を防止できることが確認された。しかしながら、白表示時の輝度が低下するという新たな問題が発生した。これは、以下の理由によるものと考えられる。 When a liquid crystal display device was actually manufactured under the above conditions, it was confirmed that generation of tile-shaped patterns could be prevented. However, there is a new problem that the luminance at the time of white display is lowered. This is considered to be due to the following reasons.
画素電極とコモン電極との間に電圧を印加すると、液晶分子(誘電率異方性が負の液晶分子)は、画素電極から発生する電気力線に直交する方向に倒れようとする。図10に示すように、微細電極部201の先端側(データバスライン202側)の液晶分子203は、電圧印加と同時に画素の中心に向って倒れる。また、スリット204及び微細電極部201の上では、互いに逆方向に倒れようとする液晶分子203がぶつかり合い、最終的には微細電極部201の先端部の液晶分子203の影響を受けて、これらの液晶分子203はスリット204の伸びる方向に倒れる。
When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, liquid crystal molecules (liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy) tend to fall in a direction perpendicular to the lines of electric force generated from the pixel electrodes. As shown in FIG. 10, the
しかし、微細電極部201の先端部とデータバスライン202との間の液晶分子203は電圧印加時にデータバスライン202に対しほぼ垂直な方向に倒れるので、この部分に暗部が発生する。微細電極部201の幅を広く(例えば6μm)すると、暗部となる領域が増えてしまうため、輝度が低下してしまう。
However, since the
暗部となる領域を小さくするためには、微細電極部201を伸ばして微細電極部201とデータバスライン202との間隔を小さくすることが考えられる。しかし、単に微細電極部201とデータバスライン202との間隔を小さくしただけでは、微細電極部201とデータバスライン202との間の寄生容量が大きくなり、クロストークが発生して表示品質の劣化を招いてしまう。すなわち、輝度の改善とクロストークの抑制とはトレードオフの関係にある。
In order to reduce the dark area, it is conceivable to extend the
本願発明者等は、図10に示す形状の画素電極を有する液晶表示装置における液晶分子の配向状態を詳細に観察した。その結果、微細電極部201の先端部のうち対向する微細電極部201がない部分(図10にAで示す部分)では、液晶分子203はデータバスライン202に対しほぼ垂直に倒れていることが判明した。この微細電極部203の先端部分は、データバスライン202に近いために寄生容量を大きくする要因となっている。
The inventors of the present application observed in detail the alignment state of liquid crystal molecules in a liquid crystal display device having a pixel electrode having the shape shown in FIG. As a result, the
そこで、本実施形態においては、図11に示すように、微細電極部215bとデータバスライン212との間隔を小さくするとともに、微細電極部215bの先端部であって液晶分子をスリット215aの方向に配向させるのに寄与していない部分、すなわち対向する微細電極部がない部分(図11中に円で囲んだ部分)に切り欠きを設けて、寄生容量の増加を回避する。これにより、白表示時の透過率が向上し省電力化が可能になるとともに、表示品質の劣化が回避される。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the distance between the
なお、図11において、211はゲートバスライン、212はデータバスライン、214はTFT、215は画素電極を示している。また、図11の拡大図中の一点鎖線は、従来のMVAモードの液晶表示装置における微細電極部の先端位置を示している。 In FIG. 11, 211 denotes a gate bus line, 212 denotes a data bus line, 214 denotes a TFT, and 215 denotes a pixel electrode. Also, the alternate long and short dash line in the enlarged view of FIG. 11 indicates the tip position of the fine electrode portion in the conventional MVA mode liquid crystal display device.
フォトリソグラフィ工程で先端が鋭角の微細電極部を形成することは極めて困難であり、通常は微細電極部の先端が丸みを帯びてしまう。しかも、フォトリソグラフィ工程におけるわずかな条件の変化により丸みの程度にばらつきが発生し、光学特性のばらつきの原因となる。このため、設計時において、微細電極部の先端形状を所定の曲率の円弧状又は多角形状としておくことが好ましい。 It is extremely difficult to form a fine electrode portion with a sharp tip at the photolithography process, and usually the tip of the fine electrode portion is rounded. Moreover, a slight change in conditions in the photolithography process causes variations in roundness, which causes variations in optical characteristics. For this reason, at the time of designing, it is preferable that the tip shape of the fine electrode portion is an arc shape or a polygonal shape with a predetermined curvature.
また、本願発明者等は、図10に示す形状の画素電極を有する液晶表示装置における液晶分子の配向状態を更に観察した結果、スリット204の基端部(図10にBで示す部分)の近傍では、液晶分子203が45°方向に倒れないため、白輝度が低下する要因となっていることが判明した。これは、以下の理由によると考えられる。
Further, the inventors of the present application further observed the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal display device having the pixel electrode having the shape shown in FIG. 10, and as a result, the vicinity of the base end portion (the portion indicated by B in FIG. 10) of the
画素電極の幹部(各微細電極部を相互に接続する部分:すなわち接続電極205)は、ゲートバスライン202に平行に形成されている。この接続電極205と微細電極部201とに挟まれた領域Bの液晶分子203は、接続電極205及び微細電極部201から発生する電気力線に直交する方向に倒れようとしてぶつかり合い、最終的には両者のつりあいがとれる方向、すなわち接続電極205と微細電極部201とのなす角を2等分する線の方向に倒れる。この方向は、スリット204の伸びる方向からずれているため、白表示時における透過率が低くなる。
The trunk portion of the pixel electrode (the portion connecting the fine electrode portions to each other: the connection electrode 205) is formed in parallel to the
そこで、本実施形態では、スリットの基端部の形状を、スリットの中心線に対し線対称となる形状とする。具体的には、例えば図12に示すように、スリット215aの基端側の形状を直方形としたり、図13に示すように二等辺三角形とする。これにより、スリット215aの基端部の液晶分子203がスリット215aの中心線の方向に倒れるようになり、輝度が向上する。
Therefore, in the present embodiment, the shape of the base end portion of the slit is a shape that is line symmetric with respect to the center line of the slit. Specifically, for example, as shown in FIG. 12, the shape of the base end side of the
以下、本実施形態の液晶表示装置を実際に製造し、その特性を調べた結果について、比較例と比較して説明する。なお、これらの実施例及び比較例の液晶表示装置において、対向基板の構造は第1の実施形態の液晶表示装置と同様である。また、TFT基板と対向基板との間には、ジアクリレートを添加した液晶(誘電率異方性が負の液晶)を封入し、その後画素電極とコモン電極との間に所定の電圧を印加した状態で紫外線を照射して、液晶層中にポリマーを形成している。また、液晶パネルの両側にはそれぞれ偏光板を配置している。 Hereinafter, the result of actually manufacturing the liquid crystal display device of this embodiment and examining the characteristics thereof will be described in comparison with a comparative example. In the liquid crystal display devices of these examples and comparative examples, the structure of the counter substrate is the same as that of the liquid crystal display device of the first embodiment. In addition, a liquid crystal added with diacrylate (liquid crystal with negative dielectric anisotropy) was sealed between the TFT substrate and the counter substrate, and then a predetermined voltage was applied between the pixel electrode and the common electrode. In this state, ultraviolet rays are irradiated to form a polymer in the liquid crystal layer. In addition, polarizing plates are arranged on both sides of the liquid crystal panel.
(比較例1)
図1に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この比較例1の液晶表示装置の液晶層の厚さdは3.8μm、微細電極部の幅Lは3μm、スリット幅Sは3.5μmである。L+d−Sの値は3.3μmとなり、前述の(1)式を満足していない。この比較例1の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンが観察された。
(Comparative Example 1)
A liquid crystal display device having a pixel electrode as shown in FIG. 1 was manufactured. The thickness d of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device of Comparative Example 1 is 3.8 μm, the width L of the fine electrode portion is 3 μm, and the slit width S is 3.5 μm. The value of L + d−S is 3.3 μm, which does not satisfy the above-described formula (1). When halftone display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Comparative Example 1, a tile-shaped pattern was observed.
(比較例2)
図1に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この比較例2の液晶表示装置の液晶層の厚さdは4μm、微細電極部の幅Lは3μm、スリット幅Sは3.5μmである。L+d−Sの値は3.5μmとなり、前述の(1)式を満足していない。この比較例2の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンが観察された。
(Comparative Example 2)
A liquid crystal display device having a pixel electrode as shown in FIG. 1 was manufactured. In the liquid crystal display device of Comparative Example 2, the thickness d of the liquid crystal layer is 4 μm, the width L of the fine electrode portion is 3 μm, and the slit width S is 3.5 μm. The value of L + d−S is 3.5 μm, which does not satisfy the above-described formula (1). When intermediate gradation display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Comparative Example 2, a tile-shaped pattern was observed.
(比較例3)
図1に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この比較例3の液晶表示装置の液晶層の厚さdは4μm、微細電極部の幅Lは6μm、スリット幅Sは3.5μmである。L+d−Sの値は6.5μmとなり、前述の(1)式を満足する。この比較例3の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンは観察されなかった。しかしながら、この液晶表示装置の白表示時の輝度を測定したところ、比較例2の液晶表示装置に比べて約10%低下していることが判明した。
(Comparative Example 3)
A liquid crystal display device having a pixel electrode as shown in FIG. 1 was manufactured. In the liquid crystal display device of Comparative Example 3, the thickness d of the liquid crystal layer is 4 μm, the width L of the fine electrode portion is 6 μm, and the slit width S is 3.5 μm. The value of L + d−S is 6.5 μm, which satisfies the above-described expression (1). When intermediate gradation display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Comparative Example 3, no tile-shaped pattern was observed. However, when the luminance of the liquid crystal display device during white display was measured, it was found that the liquid crystal display device was about 10% lower than the liquid crystal display device of Comparative Example 2.
(実施例1)
図11に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この実施例1の液晶表示装置の液晶層の厚さdは4μm、微細電極部の幅Lは6μm、スリット幅Sは3μmである。L+d−Sの値は7μmとなり、前述の(1)式を満足する。この実施例1の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンは観察されなかった。また、この液晶表示装置の白表示時の輝度を測定したところ、比較例3の液晶表示装置に比べて約7%向上していることが判明した。
Example 1
A liquid crystal display device having pixel electrodes as shown in FIG. 11 was manufactured. In the liquid crystal display device of Example 1, the thickness d of the liquid crystal layer is 4 μm, the width L of the fine electrode portion is 6 μm, and the slit width S is 3 μm. The value of L + d−S is 7 μm, which satisfies the above-described formula (1). When intermediate gradation display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Example 1, no tile-shaped pattern was observed. Further, when the luminance of this liquid crystal display device during white display was measured, it was found that the liquid crystal display device was improved by about 7% as compared with the liquid crystal display device of Comparative Example 3.
(実施例2)
図12に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この実施例2の液晶表示装置の液晶層の厚さdは4μm、微細電極部の幅Lは6μm、スリット幅Sは3μmである。L+d−Sの値は7μmとなり、前述の(1)式を満足する。この実施例2の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンは観察されなかった。また、この液晶表示装置の白表示時の輝度を測定したところ、比較例3の液晶表示装置に比べて約7.1%向上していることが判明した。
(Example 2)
A liquid crystal display device having pixel electrodes as shown in FIG. 12 was manufactured. The thickness d of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device of Example 2 is 4 μm, the width L of the fine electrode portion is 6 μm, and the slit width S is 3 μm. The value of L + d−S is 7 μm, which satisfies the above-described formula (1). When intermediate gradation display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Example 2, no tile-shaped pattern was observed. Further, when the luminance of the liquid crystal display device during white display was measured, it was found that the liquid crystal display device was improved by about 7.1% as compared with the liquid crystal display device of Comparative Example 3.
(実施例3)
図13に示すような画素電極を有する液晶表示装置を製造した。この実施例3の液晶表示装置の液晶層の厚さdは4μm、微細電極部の幅Lは6μm、スリット幅Sは3μmである。L+d−Sの値は7μmとなり、前述の(1)式を満足する。この実施例3の液晶表示装置の全面に中間階調の表示を行ったところ、タイル状のパターンは観察されなかった。また、この液晶表示装置の白表示時の輝度を測定したところ、比較例3の液晶表示装置に比べて約7.1%向上していることが判明した。
(Example 3)
A liquid crystal display device having a pixel electrode as shown in FIG. 13 was manufactured. The thickness d of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device of Example 3 is 4 μm, the width L of the fine electrode portion is 6 μm, and the slit width S is 3 μm. The value of L + d−S is 7 μm, which satisfies the above-described formula (1). When intermediate gradation display was performed on the entire surface of the liquid crystal display device of Example 3, no tile pattern was observed. Further, when the luminance of the liquid crystal display device during white display was measured, it was found that the liquid crystal display device was improved by about 7.1% as compared with the liquid crystal display device of Comparative Example 3.
これらの実施例1〜3と比較例1〜3との比較により、本実施形態の液晶表示装置が表示品質の向上に有効であるとともに、白表示時の透過率が高く省電力化に有効であることが確認された。 By comparing these Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the liquid crystal display device of this embodiment is effective in improving display quality, and has high transmittance during white display and effective in power saving. It was confirmed that there was.
(第7の実施形態)
以下、本発明の第7の実施形態について説明する。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment of the present invention will be described below.
第1の実施形態の液晶表示装置では、突起や幅広のスリットのような構造物がないために開口率を大きくすることができる。しかし、補助容量を画素容量に対し十分に大きくしないと、1フレーム期間(約16.7ms)内で液晶にかかる電圧が大きく低下し、透過強度がピーク手前で飽和してしまう。これは2段応答と呼ばれる現象であり、2段応答により透過強度が90%以下で飽和してしまうと、液晶の立ち上がりを急峻にしても液晶パネルの応答速度を短縮することはできない。そこで、本実施形態においては、開口率を維持したまま補助容量の容量値の増大を図り、上述の問題を解消する。以下、図14,図15を参照して具体的に説明する。 In the liquid crystal display device of the first embodiment, the aperture ratio can be increased because there are no structures such as protrusions and wide slits. However, if the auxiliary capacity is not sufficiently increased with respect to the pixel capacity, the voltage applied to the liquid crystal is greatly reduced within one frame period (about 16.7 ms), and the transmission intensity is saturated before the peak. This is a phenomenon called a two-stage response. If the transmission intensity is saturated at 90% or less due to the two-stage response, the response speed of the liquid crystal panel cannot be shortened even if the liquid crystal rises sharply. Therefore, in the present embodiment, the capacity value of the auxiliary capacitor is increased while maintaining the aperture ratio, and the above problem is solved. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 14 and 15.
図14は本発明の第7の実施形態の液晶表示装置の1画素を示す平面図、図15は図14のI−I線の位置における断面図である。なお、図14では偏光板の図示を省略している。 FIG. 14 is a plan view showing one pixel of a liquid crystal display device according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. In FIG. 14, the polarizing plate is not shown.
TFT基板310には、図14に示すように、水平方向(X軸方向)に伸びる複数のゲートバスライン312と、垂直方向(Y軸方向)に伸びる複数のデータバスライン317とが形成されている。これらのゲートバスライン312及びデータバスライン317により区画される矩形の画素領域の中央には、ゲートバスライン312に平行に補助容量バスライン313が形成されている。
As shown in FIG. 14, a plurality of
また、各画素領域毎に、補助容量下部電極313a,313c、TFT318、補助容量電極319b、制御電極319a,319c及び第1〜第3の副画素電極321a〜321cが形成されている。補助容量下部電極313a,313cは、Y軸に平行な画素領域の中心線に沿って形成されており、補助容量バスライン313と電気的に接続されている。
In addition, auxiliary capacitance
TFT318はゲートバスライン312の一部をゲート電極としており、ゲートバスライン312を挟んでドレイン電極318a及びソース電極318bが相互に対向して配置されている。
The
制御電極319a,319cは第1の絶縁膜314を挟んで補助容量下部電極313a,313cに対向する位置に形成されており、ドレイン電極318aと電気的に接続されている。また、補助容量電極319bは第1の絶縁膜314を挟んで補助容量バスライン313に対向する位置に形成されており、制御電極319a,319cと電気的に接続されている。補助容量バスライン313及び補助容量下部電極313a,313cと、補助容量電極319b及び制御電極319a,319cと、それらの間の第1の絶縁膜314とにより、補助容量が構成されている。
The
副画素電極321a〜321cはITO等の透明導電体により形成されており、第2の絶縁膜320の上にデータバスライン317に沿って配置されている。図14に示すように、副画素電極321a(容量結合画素電極)は画素領域の上側の領域に配置されており、Y軸に平行な中心線を境界として2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右側の領域にはX軸に対し45°の方向に伸びるスリット322が形成されており、左側の領域にはY軸に対し135°の方向に伸びるスリット322が形成されている。この副画素電極321aは、第2の絶縁膜320を介して制御電極319aに容量結合している。
The
副画素電極321b(直結画素電極)は、画素領域の中央に配置されており、X軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右上の領域にはX軸に対し45°の方向に伸びるスリット322が形成されており、左上の領域にはX軸に対し135°の方向に伸びるスリット322が形成されており、左下の領域にはX軸に対し225°の方向に伸びるスリット322が形成されており、右下の領域にはX軸に対し315°の方向に伸びるスリット322が形成されている。この副画素電極321bは、コンタクトホール320aを介して補助容量電極319bと電気的に接続されている。
The
副画素電極321c(容量結合画素電極)は、画素領域の下側の領域に配置されており、Y軸に平行な中心線を境界として2つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、右側の領域にはX軸に対し315°の方向に伸びるスリット322が形成されており、左側の領域にはX軸に対し225°の方向に伸びるスリット322が形成されている。この副画素電極319cは、第2の絶縁膜320を介して制御電極319cに容量結合している。
The
以下、図14の平面図及び図15の断面図を参照して、TFT基板310及び対向基板330の構造をより詳細に説明する。
Hereinafter, the structure of the
TFT基板310のベースとなるガラス基板311の上には、ゲートバスライン312、補助容量バスライン313及び補助容量下部電極313a,313cが形成されている。これらのゲートバスライン312、補助容量バスライン313及び補助容量下部電極313a,313cは、例えばAl−Tiを積層してなる金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより同時に形成される。
A
ゲートバスライン312、補助容量バスライン313及び補助容量下部電極313a,313cの上には、SiO2又はSiN等からなる第1の絶縁膜(ゲート絶縁膜)314が形成されている。この第1の絶縁膜314の所定の領域には、TFT318の活性層となる半導体膜(アモルファスシリコン又はポリシリコン膜)315が形成されている。この半導体膜315の上には、SiN等からなるチャネル保護膜316が形成されており、このチャネル保護膜316の両側にはTFT318のドレイン電極318a及びソース電極318bが形成されている。
A first insulating film (gate insulating film) 314 made of SiO 2 or SiN is formed on the
また、第1の絶縁膜314の上には、TFT318のソース電極318bに接続されたデータバスライン317と、ドレイン電極318aに接続された制御電極319a,319cと、補助容量電極319bとが形成されている。図15に示すように、補助容量電極319bは第1の絶縁膜314を挟んで補助容量バスライン313に対向する位置に形成されている。また、制御電極319aは、第1の絶縁膜314を挟んで補助容量下部電極313aに対向する位置に形成され、制御電極319cは第1の絶縁膜314を挟んで補助容量下部電極313cに対向する位置に形成されている。
In addition, on the first insulating
これらのデータバスライン317、ドレイン電極318a、ソース電極318b、制御電極319a,319c及び補助容量電極319bは、例えばTi/Al/Tiを積層してなる金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより同時に形成される。
The
データバスライン317、ドレイン電極318a、ソース電極318b、制御電極319a及び補助容量電極319bの上には、例えばSiNからなる第2の絶縁膜320が形成されている。この第2の絶縁膜320の上に、副画素電極321a〜321cが形成されている。前述したように、これらの副画素電極321a〜321cにはそれぞれX軸に対し斜め方向に伸びるスリット322が設けられている。本実施形態では、副画素電極321a〜321cに設けられた各スリット322の幅を3.5μm、スリット322間の導体部分(微細電極部)の幅を6μmとしている。
A second
副画素電極321aは第2の絶縁膜320を介して制御電極319aと容量結合しており、副画素電極321bは第2の絶縁膜320に形成されたコンタクトホール320aを介して補助容量電極319bと電気的に接続されており、副画素電極321cは第2の絶縁膜320を介して制御電極319cと容量結合している。
The
これらの制御電極319a〜319cの上には、ポリイミド等からなる垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
A vertical alignment film (not shown) made of polyimide or the like is formed on the
一方、対向基板330のベースとなるガラス基板331の上(図15では下側)には、ブラックマトリクス332と、カラーフィルタ333と、コモン電極334とが形成されている。
On the other hand, a
ブラックマトリクス332は例えばCr等の金属又は黒色樹脂からなり、TFT基板310側のゲートバスライン312、データバスライン317、補助容量バスライン313及びTFT318に対向する位置に配置されている。カラーフィルタ333には、赤色、緑色及び青色の3種類があり、画素領域毎にいずれか1色のカラーフィルタが配置されている。
The
コモン電極334はITO等の透明導電体からなり、カラーフィルタ333の上(図15では下側)に配置されている。このコモン電極334の上(図15では下側)には、ポリイミド等からなる垂直配向膜(図示せず)が形成されている。
The
TFT基板310と対向基板330との間には、これらの基板310,330間に封入された誘電率異方性が負の液晶からなる液晶層340が配置されている。液晶層340中には、電圧印加時における液晶分子の配向方向を決めるポリマーが形成されている。このポリマーは、副画素電極321a〜321cとコモン電極334との間に電圧を印加した状態で紫外線を照射することにより、液晶中に添加した重合成分(ジアクリレート等のモノマー)を重合させて形成されたものである。
Between the
なお、本実施形態では誘電率異方性が負の液晶を使用している。誘電率異方性が正の液晶を使用すると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対し平行に配向するため、重合成分を重合させる際に印加電圧を大きくすることができない。このため、液晶分子の配向方向をスリットの伸びる方向にすることが難しくなる。 In the present embodiment, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used. When a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used, liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate surface when no voltage is applied, so that the applied voltage cannot be increased when the polymerization components are polymerized. For this reason, it becomes difficult to make the alignment direction of the liquid crystal molecules the direction in which the slit extends.
本実施形態においては、液晶分子の配向方向が相互に異なるドメイン制御領域の境界部分、すなわち光が透過しない部分に補助容量下部電極313a,313cと制御電極319a,319cとを配置しているので、開口率を低下させることなく補助容量を大きくすることができる。逆に、補助容量下部電極313a,313cと制御電極319a,319cとにより構成される容量の分だけ補助容量バスライン313及び補助容量電極319bの幅を小さくしてもよく、この場合は補助容量の容量値を確保しつつ、開口率を上げることができる。
In the present embodiment, since the storage capacitor
図16は、横軸に画素容量比(補助容量と画素容量との比)をとり、縦軸に電圧比をとって、それらの関係を示す図である。但し、ここでは液晶層の厚さ(セルギャップ)を4μm、補助容量バスライン及び補助容量下部電極と補助容量電極及び制御電極との間の第1の絶縁膜の厚さを0.33μmとし、液晶の誘電率変化量Δεを−3.5、開口率を53%としている。また、電圧比は、白表示における書き込み電圧と液晶層に印加される電圧との比であり、白表示における書き込み電圧を1としている。 FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship between the horizontal axis representing the pixel capacitance ratio (ratio between auxiliary capacitance and pixel capacitance) and the vertical axis representing the voltage ratio. However, here, the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer is 4 μm, the thickness of the first insulating film between the auxiliary capacitance bus line and the auxiliary capacitance lower electrode, the auxiliary capacitance electrode and the control electrode is 0.33 μm, The amount of change in dielectric constant Δε of the liquid crystal is −3.5, and the aperture ratio is 53%. The voltage ratio is the ratio between the writing voltage in white display and the voltage applied to the liquid crystal layer, and the writing voltage in white display is 1.
この場合、図3に示す第1の実施形態の液晶表示装置の補助容量は、画素容量比で1.5となる。一方、本実施形態の液晶表示装置の補助容量は、画素容量比で2.5となる。画素容量比の差を液晶に印加される電圧比に換算すると、第1の実施形態の液晶表示装置では0.92となり、本実施形態の液晶表示装置では0.94となる。電圧比が透過強度が90%となる電圧比よりも小さくなると、液晶分子の立ち上がりが急峻でも液晶パネルの応答速度は速くならないことが判明している。透過強度が90%となる電圧は、液晶の光学特性だけではなく液晶分子の配向均一性も影響する。第1の実施形態及び本実施形態の液晶表示装置のいずれにおいても、透過強度が90%となる電圧比は0.93であった。これらのことから、本実施形態の液晶表示装置は、応答特性が良好であることがわかる。 In this case, the auxiliary capacitance of the liquid crystal display device of the first embodiment shown in FIG. 3 is 1.5 in terms of the pixel capacitance ratio. On the other hand, the auxiliary capacity of the liquid crystal display device of this embodiment is 2.5 in terms of the pixel capacity ratio. When the difference in the pixel capacitance ratio is converted into the voltage ratio applied to the liquid crystal, it is 0.92 in the liquid crystal display device of the first embodiment and 0.94 in the liquid crystal display device of the present embodiment. It has been found that when the voltage ratio is smaller than the voltage ratio at which the transmission intensity is 90%, the response speed of the liquid crystal panel does not increase even when the rise of the liquid crystal molecules is steep. The voltage at which the transmission intensity is 90% affects not only the optical characteristics of the liquid crystal but also the alignment uniformity of the liquid crystal molecules. In both the first embodiment and the liquid crystal display device of the present embodiment, the voltage ratio at which the transmission intensity was 90% was 0.93. From these, it can be seen that the liquid crystal display device of this embodiment has good response characteristics.
第1の実施形態の液晶表示装置及び本実施形態の液晶表示装置を実際に製造し、その応答速度を測定した。すなわち、透過強度10%から90%までの立ち上がり時間(τr)と90%から10%までの立ち下がり時間(τf)との和で規定される応答速度を測定した。その結果、第1の実施形態の液晶表示装置では応答速度が20msであったのに対し、本実施形態の液晶表示装置では応答速度が12msと短いことが確認できた。 The liquid crystal display device of the first embodiment and the liquid crystal display device of the present embodiment were actually manufactured, and the response speed was measured. That is, the response speed defined by the sum of the rise time (τr) from 10% to 90% and the fall time (τf) from 90% to 10% was measured. As a result, it was confirmed that the response speed of the liquid crystal display device of the first embodiment was 20 ms, whereas the response speed of the liquid crystal display device of the present embodiment was as short as 12 ms.
(第8の実施形態)
以下、本発明の第8の実施形態について説明する。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment of the present invention will be described below.
前述の第7の実施形態の液晶表示装置では、TFT318に直結された副画素電極321bと容量結合を介してTFT318に接続された副画素電極321a,321cとに異なる電圧を印加しているので、副画素電極321bと副画素電極321a,321cとの間に電位差が発生する。この電位差のために副画素電極321bと副画素電極321a,321cとの間の液晶分子の配向方向がスリット322の伸びる方向からずれてしまう。このような現象は方位角ぶれ(又は、φぶれ)と呼ばれる。方位角ぶれが発生すると局所的に液晶の複屈折性が低下して暗線が発生し、光透過率が低下する原因となる。
In the liquid crystal display device of the seventh embodiment, different voltages are applied to the
図17は、第7の実施形態の液晶表示装置における透過率特性及び配向特性を示す図である。図17中の2は補助容量下部電極(図14の補助容量下部電極313a,313cに対応)を示し、4は制御電極(図14の制御電極319a,319cに対応)を示し、1はTFTに直結された副画素電極(図14の副画素電極321bに対応)を示し、3は制御電極4に容量結合した副画素電極(図14の副画素電極321a,321cに対応)を示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating transmittance characteristics and alignment characteristics in the liquid crystal display device of the seventh embodiment. 17 in FIG. 17 indicates an auxiliary capacitor lower electrode (corresponding to the auxiliary capacitor
この図17に示すように、副画素電極1,3間に電位差が発生するため、液晶分子の配向方向がスリットの伸びる方向からずれてしまう現象(方位角ぶれ)が発生する。そして、方位角ぶれが発生した部分は液晶の複屈折性が低下して暗線となる。第7の実施形態の液晶表示装置では、図17中に9で示すように、副画素電極3の縁部の微細電極部(副画素電極1に最も近い微細電極部)の両側(図17右図中に破線で囲んだ部分)にそれぞれ暗線が発生する。
As shown in FIG. 17, since a potential difference is generated between the
そこで、本実施形態では、TFTに直結した副画素電極と容量結合を介してTFTに接続された副画素電極との間の暗線の発生を抑制し、実質的な開口率の向上を実現する。以下、図18を参照して具体的に説明する。 Therefore, in the present embodiment, the generation of dark lines between the subpixel electrode directly connected to the TFT and the subpixel electrode connected to the TFT through capacitive coupling is suppressed, thereby realizing a substantial improvement in the aperture ratio. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG.
図18は、本発明の第8の実施形態の液晶表示装置の1画素を示す平面図である。なお、図18において、図14と同一物には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。 FIG. 18 is a plan view showing one pixel of the liquid crystal display device according to the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 18, the same components as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.
本実施形態においては、TFT318に直結した副画素電極321bと、制御電極319a,319cに容量結合した副画素電極321a,321cとの間の領域の下方に、補助容量下部電極341及び制御電極345が配置されている。補助容量下部電極341はその近傍のスリット322と平行に形成されており、補助容量下部電極313a,313cに接続されている。また、制御電極345は第1の絶縁膜を介して補助容量下部電極341に対向する位置に形成されており、制御電極319a,319cに接続されている。
In the present embodiment, the auxiliary capacitance
上述したように、本実施形態の液晶表示装置では、副画素電極321bと副画素電極321a,321cとの間の領域の下方に、TFT318のドレイン電極318aと同電位になる制御電極345が形成されている。従って、副画素電極321bと副画素電極321a,321cとの間には横方向の電界が発生し、副画素電極321a,321cと制御電極345との間には斜め方向の電界が発生する。
As described above, in the liquid crystal display device of this embodiment, the
電界の強さ(電界密度)は電位差と電極間の距離とに比例するので、副画素電極321bと副画素電極321a,321cとの間の間隔が3.5μm(スリット322の幅と同じ)とし、制御電極345と副画素電極321a,321cとの間の絶縁膜の厚さを0.33μmとすると、横方向の電界が液晶分子に与える影響よりも斜め方向の電界が液晶分子に与える影響のほうが大きいことになる。このため、副画素電極321a,321cの端部の微細電極部の副画素電極321bの部分にしか暗線が発生しなくなり、実質的な開口率が向上する。
Since the electric field strength (electric field density) is proportional to the potential difference and the distance between the electrodes, the distance between the
図19は、本実施形態の液晶表示装置における透過率特性及び配向特性を示す図である。図19において、図17と同一物には同一符号を付している。この図19に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、副画素電極3の縁部の微細電極部の一方の側の部分(図19中に破線で囲んだ部分)にしか暗線が発生しない。この図19と図17との比較から、本実施形態の液晶表示装置が図17に示す液晶表示装置に比べて実質的な開口率が向上していることがわかる。
FIG. 19 is a diagram showing transmittance characteristics and orientation characteristics in the liquid crystal display device of the present embodiment. In FIG. 19, the same components as those in FIG. As shown in FIG. 19, in the liquid crystal display device of this embodiment, dark lines are generated only on one side of the fine electrode portion (the portion surrounded by a broken line in FIG. 19) at the edge of the
また、本実施形態においては、制御電極345の下方に補助容量下部電極341を形成しているので、第7の実施形態の液晶表示装置よりも補助容量が更に大きくなる。これにより、液晶パネルの応答時間がより一層短縮されるという利点がある。
In this embodiment, since the auxiliary capacitance
図20に示すように、制御電極345と補助容量下部電極341とにより構成される容量の分だけ補助容量バスライン313及び補助容量電極319bの幅を小さくしてもよい。これにより、実質的な開口率がより一層向上するという利点がある。
As shown in FIG. 20, the width of the auxiliary
画素容量比の差を液晶に印加される電圧比に換算すると、図18に示す液晶表示装置では電圧比が0.96となり、図20に示す液晶表示装置では電圧比が0.94となる。また、図18,図20に示す液晶表示装置を実際に製造し、それらの応答速度を測定した。その結果、図18に示す液晶表示装置の応答速度は10msであり、図20に示す液晶表示装置の応答速度は12msであった。 When the difference in pixel capacitance ratio is converted into a voltage ratio applied to the liquid crystal, the voltage ratio is 0.96 in the liquid crystal display device shown in FIG. 18, and the voltage ratio is 0.94 in the liquid crystal display device shown in FIG. Also, the liquid crystal display devices shown in FIGS. 18 and 20 were actually manufactured, and their response speeds were measured. As a result, the response speed of the liquid crystal display device shown in FIG. 18 was 10 ms, and the response speed of the liquid crystal display device shown in FIG. 20 was 12 ms.
(第9の実施形態)
図21は、本発明の第9の実施形態の液晶表示装置の1画素を示す平面図である。図21において、図18と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Ninth embodiment)
FIG. 21 is a plan view showing one pixel of the liquid crystal display device according to the ninth embodiment of the present invention. In FIG. 21, the same components as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態においては、副画素電極321b(直結画素電極)と副画素電極321a,321c(容量結合画素電極)との間に、副画素電極351a、351bが形成されている。これらの副画素電極351a、351bも、副画素電極321a〜321cと同様にITOにより形成されている。また、副画素電極351a、351bは、その近傍の副画素電極321a〜321cの微細電極部と同じ方向に伸びている。
In the present embodiment,
補助容量下部電極341及び制御電極345は、副画素電極351a、351bと副画素電極321a,321cとの間の領域に形成されている。そして、副画素電極351a、351bは、第2の絶縁膜を介して制御電極(制御電極319a,345、又は制御電極319c,345)に容量結合している。本実施形態では、副画素電極351と制御電極との間の容量が大きいため、副画素電極351a、351bには制御電極321a,321cよりも大きな電圧が印加される。すなわち、本実施形態においては、制御電極321b、制御電極351a、351b、制御電極321a,321cの順に印加電圧が小さくなる。
The auxiliary capacitance
上述の如く、本実施形態においては、隣接する副画素間の電位差が、副画素電極351がない場合に比べて小さくなる。これにより、方位角ぶれによる暗線の発生をより一層低減することができる。 As described above, in the present embodiment, the potential difference between adjacent subpixels is smaller than that in the case where the subpixel electrode 351 is not provided. Thereby, generation | occurrence | production of the dark line by an azimuth | direction blurring can be reduced further.
図22は、本実施形態の液晶表示装置における透過率特性を示す図である。図22において、図19と同一物には同一符号を付している。この図22と図19との比較から、本実施形態の液晶表示装置が図19に示す液晶表示装置に比べて実質的な開口率がより一層向上していることがわかる。 FIG. 22 is a diagram showing transmittance characteristics in the liquid crystal display device of the present embodiment. 22, the same components as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals. From comparison between FIG. 22 and FIG. 19, it can be seen that the substantial aperture ratio of the liquid crystal display device of this embodiment is further improved as compared with the liquid crystal display device shown in FIG.
画素容量比の差を液晶に印加される電圧比に換算すると、本実施形態の液晶表示装置では電圧比が0.94となる。また、本実施形態の液晶表示装置を実際に製造し応答速度を測定した結果、応答速度は12msであった。 When the difference in pixel capacitance ratio is converted into a voltage ratio applied to the liquid crystal, the voltage ratio is 0.94 in the liquid crystal display device of this embodiment. Moreover, as a result of actually manufacturing the liquid crystal display device of the present embodiment and measuring the response speed, the response speed was 12 ms.
(第10の実施形態)
以下、本発明の第10の実施形態について説明する。
(Tenth embodiment)
The tenth embodiment of the present invention will be described below.
前述したように、図1に示す液晶表示装置では、電圧印加時にスリットの基端部や先端部で液晶分子の配向の乱れが発生し、実質的な開口率が低下する原因となっている。そして、微細電極部をデータバスラインの近くまで伸ばすことにより、実質的な開口率を向上させることができる。 As described above, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, disorder of the alignment of liquid crystal molecules occurs at the base end portion and the tip end portion of the slit when a voltage is applied, which causes a substantial decrease in the aperture ratio. The substantial aperture ratio can be improved by extending the fine electrode portion to the vicinity of the data bus line.
図23(a),(b)及び図24(a),(b)は微細電極部とデータバスラインとの間隔が7μm又は5μmの液晶表示装置における電圧印加時の光の透過状態を示す図である。但し、図23(a),(b)はいずれもブラックマトリクス(BM)がないときの光の透過状態を示しており、図24(a),(b)はいずれもブラックマトリクス(BM)があるときの光の透過状態を示している。また、微細電極部の幅はいずれも6μmであり、スリット幅はいずれも3.5μmである。 FIGS. 23A, 23B, 24A, and 24B are diagrams showing light transmission states when a voltage is applied in a liquid crystal display device in which the distance between the fine electrode portion and the data bus line is 7 μm or 5 μm. It is. However, FIGS. 23A and 23B show the light transmission state when there is no black matrix (BM), and FIGS. 24A and 24B both show the black matrix (BM). The light transmission state at a certain time is shown. Further, the widths of the fine electrode portions are all 6 μm, and the slit widths are all 3.5 μm.
図23(a),(b)から、微細電極部の先端部分に液晶分子の乱れに起因する暗部が発生していることがわかる。そして、図23(a)と図23(b)との比較から、微細電極部とデータバスラインとの間隔を小さくすると、暗部の領域が小さくなることがわかる。実際の液晶表示装置では、図24(a),(b)に示したように、微細電極部とデータバスラインとの間はブラックマトリクスにより覆われる。図24(a),(b)の液晶表示装置の輝度を測定したところ、図24(a)の液晶表示装置の輝度は170cd/m2であり、図24(b)の液晶表示装置の輝度は181cd/m2であった。 23 (a) and 23 (b), it can be seen that a dark portion is generated at the tip portion of the fine electrode portion due to the disturbance of the liquid crystal molecules. From comparison between FIG. 23A and FIG. 23B, it can be seen that when the distance between the fine electrode portion and the data bus line is reduced, the dark area is reduced. In an actual liquid crystal display device, as shown in FIGS. 24A and 24B, the space between the fine electrode portion and the data bus line is covered with a black matrix. When the luminance of the liquid crystal display device in FIGS. 24A and 24B was measured, the luminance of the liquid crystal display device in FIG. 24A was 170 cd / m 2 , and the luminance of the liquid crystal display device in FIG. Was 181 cd / m 2 .
上述のように、微細電極部をデータバスラインの近くまで伸ばし、微細電極部とデータバスラインとの間をブラックマトリクスで覆うことにより、液晶表示装置の実質的な開口率を大きくし、輝度を向上させることができる。但し、微細電極部とデータバスラインとの間隔を更に小さくすると、クロストークによる表示品質の低下を招く。 As described above, by extending the fine electrode portion to the vicinity of the data bus line and covering the space between the fine electrode portion and the data bus line with a black matrix, the substantial aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the luminance is increased. Can be improved. However, if the distance between the fine electrode portion and the data bus line is further reduced, display quality is deteriorated due to crosstalk.
図25(a),(b)は、高速度カメラを使用して、液晶に電圧を印加してから配向が安定するまでの液晶表示装置の過渡特性を調べた結果を示す図である。但し、図25(a)は液晶パネルの両側に直線偏光板を配置した液晶表示装置の過渡特性を示しており、図25(b)は液晶パネルの両側に円偏光板(直線偏光板+1/4波長板)を配置した液晶表示装置の過渡特性を示している。また、微細電極部とデータバスラインとの間隔は7μm、微細電極部の幅は6μm、スリット幅は3.5μmとしている。通常の液晶表示装置では、16.7msを1フレームとしている。 FIGS. 25A and 25B are diagrams showing the results of examining the transient characteristics of the liquid crystal display device from when a voltage is applied to the liquid crystal until the alignment is stabilized using a high-speed camera. However, FIG. 25A shows the transient characteristics of the liquid crystal display device in which linear polarizing plates are arranged on both sides of the liquid crystal panel, and FIG. 25B shows circular polarizing plates (linear polarizing plates + 1 /) on both sides of the liquid crystal panel. The transient characteristic of the liquid crystal display device which has arrange | positioned 4 wavelength plate is shown. The distance between the fine electrode portion and the data bus line is 7 μm, the width of the fine electrode portion is 6 μm, and the slit width is 3.5 μm. In a normal liquid crystal display device, 16.7 ms is one frame.
これらの図25(a),(b)から、円偏光板を使用することで輝度及び応答速度を改善できることがわかる。しかしながら、円偏光板は直線偏光板に比べて高価であるため、液晶表示装置の用途によっては、円偏光板を使用できないこともある。図25(a)から、スリットの基端部及び先端部の液晶分子は、配向が安定するまで時間がかかっていることがわかる。 It can be seen from FIGS. 25A and 25B that the luminance and response speed can be improved by using a circularly polarizing plate. However, since the circularly polarizing plate is more expensive than the linearly polarizing plate, the circularly polarizing plate may not be used depending on the application of the liquid crystal display device. FIG. 25A shows that the liquid crystal molecules at the base end portion and the tip end portion of the slit take time until the alignment is stabilized.
そこで、本実施形態においては、画素電極のスリットの基端側及び先端側における液晶分子の配向を改善することにより、液晶表示装置の輝度及び応答特性を向上させる。以下に示す実施例1〜4により、本実施形態の液晶表示装置をより具体的に説明する。 Therefore, in this embodiment, the luminance and response characteristics of the liquid crystal display device are improved by improving the alignment of the liquid crystal molecules on the base end side and the front end side of the slit of the pixel electrode. The liquid crystal display device of the present embodiment will be described more specifically by Examples 1 to 4 shown below.
なお、以下の実施例において、スリットに替えて誘電体からなる膜をスリットと同じ形状に形成してもよい。誘電体膜によってもスリットと同様に液晶分子の配向方向を制御することができるので、同様の効果を得ることができる。 In the following embodiments, a film made of a dielectric may be formed in the same shape as the slit instead of the slit. The dielectric film can also control the alignment direction of the liquid crystal molecules in the same manner as the slit, so that the same effect can be obtained.
(実施例1)
図26は、第10の実施形態の実施例1に係る液晶表示装置の1画素を示す平面図である。
Example 1
FIG. 26 is a plan view showing one pixel of the liquid crystal display device according to Example 1 of the tenth embodiment.
TFT基板には、水平方向(X軸方向)の伸びるゲートバスライン412と、垂直方向(Y軸方向)に伸びるデータバスライン417とが形成されている。これらのゲートバスライン412及びデータバスライン417により区画される矩形の画素領域の中央には、ゲートバスライン412に平行に補助容量バスライン413が形成されている。
On the TFT substrate, a
また、各画素領域毎に、TFT418、制御電極419a、補助容量電極419c及び画素電極421が形成されている。
In addition, a
TFT418はゲートバスライン412の一部をゲート電極としており、ゲートバスライン412を挟んでドレイン電極418a及びソース電極418bが相互に対向して配置されている。制御電極419aは、TFT418のドレイン電極418aと電気的に接続されている。また、補助容量電極419cは、第1の絶縁膜を挟んで補助容量バスライン413に対向する位置に形成されており、制御電極419aを介してTFT418のドレイン電極418aに電気的に接続されている。
The
画素電極421はITO等の透明導電体により形成されており、X軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として液晶分子の配向方向が相互に異なる4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域には、X軸に対し45°方向に伸びるスリット422a、65°方向に伸びるスリット422b、及び45°方向に伸びるスリットと65°方向に伸びるスリットとを組み合わせてなるスリット422cが形成されている。また、左上の第2の領域には、X軸に対し135°方向に伸びるスリット422d、115°方向に伸びるスリット422e、及び135°方向に伸びるスリットと115°方向に伸びるスリットとを組み合わせてなるスリット422fが形成されている。更に、左下の第3の領域には、X軸に対し225°方向に伸びるスリット422g、245°方向に伸びるスリット422h、及び225°方向に伸びるスリットと245°方向に伸びるスリットとを組み合わせてなるスリット422iが形成されている。更にまた、右下の第4の領域には、X軸に対し315°方向に伸びるスリット422j、295°方向に伸びるスリット422k、及び315°方向に伸びるスリットと295°方向に伸びるスリットとを組み合わせてなるスリット422mとが形成されている。
The
画素電極421は、第2の絶縁膜に形成されたコンタクトホール420aを介して補助容量電極419cと電気的に接続されている。また、画素電極421の表面は、ポリイミド等からなる垂直配向膜に覆われている。
The
なお、図26中の一点鎖線は、対向基板に形成されるブラックマトリクスのエッジの位置を示している。また、本実施例1の液晶表示装置においても、対向基板の構造は第1の実施形態と基本的に同じであるので、ここではその説明を省略する。更に、本実施例1の液晶表示装置においても、TFT基板と対向基板との間には誘電率異方性が負の液晶からなる液晶層が配置されており、液晶層中には液晶に添加した重合成分(モノマー又はオリゴマー)を液晶に電圧を印加した状態で紫外線照射して重合させて形成されたポリマーが含まれている。このポリマーにより電圧印加時の液晶分子の配向方向が決定される。 26 indicates the position of the edge of the black matrix formed on the counter substrate. Also in the liquid crystal display device of Example 1, the structure of the counter substrate is basically the same as that of the first embodiment, and therefore, the description thereof is omitted here. Further, in the liquid crystal display device of Example 1, a liquid crystal layer made of a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is disposed between the TFT substrate and the counter substrate, and added to the liquid crystal in the liquid crystal layer. A polymer formed by polymerizing the polymerized component (monomer or oligomer) by irradiating with ultraviolet rays in a state where a voltage is applied to the liquid crystal is included. This polymer determines the alignment direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied.
図1に示すような液晶表示装置では、例えば第1の領域においてY軸に平行な画素電極の中心線に沿って配置された接続電極部近傍の液晶分子には、接続電極部から発生する電気力線により接続電極部に対し垂直な方向(0°の方向)に倒れようとする力が発生する。また、接続電極部近傍の液晶分子には、スリットにより、X軸に対し45°方向に倒れようとする力が加わる。その結果、接続電極部近傍の液晶分子は、それらの2つの力がつり合う方向に倒れる。すなわち、接続電極部近傍の液晶分子が倒れる方向は、X軸に対し45°よりも小さい方向となる。 In the liquid crystal display device as shown in FIG. 1, for example, liquid crystal molecules in the vicinity of the connection electrode portion arranged along the center line of the pixel electrode parallel to the Y axis in the first region are electrically generated from the connection electrode portion. A force that tends to fall in a direction perpendicular to the connection electrode portion (a direction of 0 °) is generated by the force line. In addition, a force is applied to the liquid crystal molecules in the vicinity of the connection electrode portion by the slit so as to tilt in the 45 ° direction with respect to the X axis. As a result, the liquid crystal molecules in the vicinity of the connection electrode portion fall in a direction in which these two forces are balanced. That is, the direction in which the liquid crystal molecules in the vicinity of the connection electrode part tilt is smaller than 45 ° with respect to the X axis.
一方、図26に示す本実施例1の液晶表示装置では、例えば第1の領域において接続電極部近傍のスリットの方向を45°よりも大きくしているので、接続電極部近傍の液晶分子をほぼ45°方向に倒すことができる。これにより、接続電極部近傍における暗部の発生が抑制され、透過率が向上する。また、接続電極部近傍の液晶分子の配向安定性が向上するので、応答特性が向上する。 On the other hand, in the liquid crystal display device of Example 1 shown in FIG. 26, for example, in the first region, the direction of the slit in the vicinity of the connection electrode portion is larger than 45 °. Can be tilted in the 45 ° direction. Thereby, generation | occurrence | production of the dark part in the connection electrode part vicinity is suppressed, and the transmittance | permeability improves. Moreover, since the alignment stability of the liquid crystal molecules in the vicinity of the connection electrode portion is improved, the response characteristics are improved.
(実施例2)
図27は、第10の実施形態の実施例2に係る液晶表示装置の1画素を示す平面図である。なお、実施例2の液晶表示装置が図26に示す実施例1の液晶表示装置と異なる点は、画素電極に設けられたスリットの形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に実施例1の液晶表示装置と同様であるので、図27において図26と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Example 2)
FIG. 27 is a plan view showing one pixel of a liquid crystal display device according to Example 2 of the tenth embodiment. The liquid crystal display device according to the second embodiment is different from the liquid crystal display device according to the first embodiment shown in FIG. 26 in that the shape of the slit provided in the pixel electrode is different. 27, the same components as those in FIG. 26 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
実施例2の液晶表示装置では、図27に示すように、画素電極441がX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されており、各領域にはそれぞれX軸に平行な方向に伸びるスリット442が設けられている。電圧印加時には、各領域の液晶分子はいずれもスリット442に沿って中心に向う方向に配向する。すなわち、電圧印加時には、右上及び右下の領域の液晶分子はX軸に対し180°方向に倒れ、左上及び左下の領域の液晶分子はX軸に対し0°方向に倒れる。
In the liquid crystal display device of Example 2, as shown in FIG. 27, the
本実施例2の液晶表示装置では、配向分割数が2となるため、配向分割数が4となる実施例1の液晶表示装置に比べて視野角特性が悪くなる。しかし、スリット442の先端側(データバスライン側)の液晶分子の倒れる方向がスリットの方向と一致するので、スリット442の先端側における配向不良が回避されるという利点がある。また、スリット442の先端側における液晶分子の配向安定性が向上する。
In the liquid crystal display device of the second embodiment, since the number of alignment divisions is 2, the viewing angle characteristics are worse than that of the liquid crystal display device of the first embodiment in which the alignment division number is 4. However, since the direction in which the liquid crystal molecules are tilted on the front end side (data bus line side) of the
(実施例3)
図28は、第10の実施形態の実施例3に係る液晶表示装置の1画素を示す平面図である。なお、実施例3の液晶表示装置が図26に示す実施例1の液晶表示装置と異なる点は、画素電極に設けられたスリットの形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に実施例1の液晶表示装置と同様であるので、図28において図26と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(Example 3)
FIG. 28 is a plan view showing one pixel of a liquid crystal display device according to Example 3 of the tenth embodiment. The liquid crystal display device of the third embodiment is different from the liquid crystal display device of the first embodiment shown in FIG. 26 in that the shape of the slit provided in the pixel electrode is different. 28, the same components as those in FIG. 26 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
実施例3の液晶表示装置においても、図28に示すように画素電極451がX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域には、X軸に対し45°方向に伸びるスリット452aと、25°方向に伸びるスリット452bが設けられている。また、左上の第2の領域には、X軸に対し135°方向に伸びるスリット452cと、155°方向に伸びるスリット452dが設けられている。更に、左下の第3の領域には、X軸に対し225°方向に伸びるスリット452eと、205°方向に伸びるスリット452fが設けられている。更にまた、右下の第4の領域には、X軸に対し315°方向に伸びるスリット452gと、335°方向に伸びるスリット452hが設けられている。
Also in the liquid crystal display device of Example 3, as shown in FIG. 28, the
本実施例3においても、画素電極451に設けられたスリットにより、1つの画素領域が液晶分子の配向方向が相互に異なる4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。そして、各領域には、それぞれX軸に対し45°、135°、225°又は315°方向に伸びるスリットと、25°、155°、205°又は335°方向に伸びるスリットとが設けられている。これにより、図1に示す液晶表示装置に比べて、スリットの先端側(データバスライン側)における暗部の発生を抑制することができる。
Also in the third embodiment, one pixel region is divided into four regions (domain control regions) in which the alignment directions of the liquid crystal molecules are different from each other by the slit provided in the
(実施例4)
図29は、第10の実施形態の実施例4に係る液晶表示装置の1画素を示す平面図である。なお、実施例4の液晶表示装置が図26に示す実施例1の液晶表示装置と異なる点は、画素電極に設けられたスリットの形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に実施例1の液晶表示装置と同様であるので、図29において図26と同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
Example 4
FIG. 29 is a plan view showing one pixel of a liquid crystal display device according to Example 4 of the tenth embodiment. The liquid crystal display device according to the fourth embodiment is different from the liquid crystal display device according to the first embodiment shown in FIG. 26 in that the shape of the slit provided in the pixel electrode is different. 29, the same components as those in FIG. 26 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例4の液晶表示装置においても、図29に示すように画素電極461がX軸に平行な中心線及びY軸に平行な中心線を境界として4つの領域(ドメイン制御領域)に分割されている。右上の第1の領域には、基端側(接続電極部側)がX軸に対し45°の方向に伸び、先端側(データバスライン側)がX軸に対し25°の方向に伸びるスリット462aが設けられている。また、左上の第2の領域には、基端側がX軸に対し135°の方向に伸び、先端側がX軸に対し155°の方向に伸びるスリット462bが設けられている。更に、左下の第3の領域には、基端側がX軸に対し225°の方向に伸び、先端側がX軸に対し205°の方向に伸びるスリット462cが設けられている。更にまた、右下の第4の領域には、基端側がX軸に対し315°の方向に伸び、先端側がX軸に対し335°の方向に伸びるスリット462dが設けられている。
Also in the liquid crystal display device according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 29, the pixel electrode 461 is divided into four regions (domain control regions) with a center line parallel to the X axis and a center line parallel to the Y axis as boundaries. ing. In the first area on the upper right, a slit whose base end side (connection electrode portion side) extends in a direction of 45 ° with respect to the X axis and whose distal end side (data bus line side) extends in a direction of 25 ° with respect to the X axis. 462a is provided. The upper left second region is provided with a
本実施例4においても、画素電極461に設けられたスリットにより、1つの画素領域が液晶分子の配向方向が相互に異なる4つの領域に分割されている。そして、各スリットの先端側がデータバスライン417に対し直角に近い角度で設けられているので、スリットの先端部における暗部の発生を抑制することができる。また、スリット先端部における液晶分子の配向安定性が向上する。更に、実施例4のようにデータバスライン側の微細電極部の幅を太くすることにより、ITO膜をパターニングする際のステッパ露光に起因する表示むらの発生が抑制されることが確認されている。
Also in the fourth embodiment, one pixel region is divided into four regions having different alignment directions of liquid crystal molecules by slits provided in the pixel electrode 461. And since the front end side of each slit is provided at an angle close to a right angle with respect to the
(第11の実施形態)
前述したように、1画素内にTFTと直結した副画素電極(直結画素電極)と容量結合を介してTFTに接続した副画素電極(容量結合画素電極)とを形成することにより、斜め方向から見たときの表示品質の劣化を抑制することができる。
(Eleventh embodiment)
As described above, by forming the subpixel electrode (directly connected pixel electrode) directly connected to the TFT and the subpixel electrode (capacitively coupled pixel electrode) connected to the TFT through capacitive coupling in one pixel, the diagonal direction is obtained. Deterioration of display quality when viewed can be suppressed.
図30は、横軸に白表示電圧をとり、縦軸に画素電極の全面積に対する直結画素電極の面積比率(直結画素電極比率)をとって、白表示電圧及び直結画素電極比率とガンマずれ量との関係を示す図である。この図30において、直結画素電極比率0%は容量結合画素電極のみであることを示し、直結画素電極比率100%は直結画素電極のみであることを示す。また、ガンマずれ量は、液晶パネルを正面から見たときのガンマ値と、極角60°(パネルの法線に対し60°の方向)の方向から見たときのガンマ値との差の平均値であり、ガンマずれ量が小さいほど斜め方向から見たときの表示品質がよいことを示している。 In FIG. 30, the white display voltage is taken on the horizontal axis, and the area ratio of the directly connected pixel electrode to the entire area of the pixel electrode (direct connected pixel electrode ratio) is taken on the vertical axis. It is a figure which shows the relationship. In FIG. 30, a directly connected pixel electrode ratio of 0% indicates that only a capacitively coupled pixel electrode is present, and a directly connected pixel electrode ratio of 100% indicates that only a directly connected pixel electrode is present. The gamma shift amount is the average of the difference between the gamma value when the liquid crystal panel is viewed from the front and the gamma value when viewed from the direction of a polar angle of 60 ° (in the direction of 60 ° with respect to the normal of the panel). This value indicates that the smaller the gamma shift amount, the better the display quality when viewed from an oblique direction.
図1に示す液晶表示装置(従来例)では、直結画素電極比率が100%であるので、図30から、白表示電圧が6Vであるとするとガンマずれ量が2となる。また、図30から、直結画素電極比率を10〜40%とし白表示電圧を4Vとすると、ガンマずれ量が1以下となり、斜め方向から見たときの表示品質が良好となることがわかる。但し、この場合は、白表示電圧が低いので画面が暗くなる。白表示電圧が6Vの場合、直結画素電極の面積比率を10〜70%とすると、明るい表示が可能になるとともに、ガンマずれ量が1.4以下となり、斜め方向から見たときにも比較的良好な表示品質を維持することができる。従って、直結画素電極の面積比率は10〜70%とすることが好ましい。 In the liquid crystal display device (conventional example) shown in FIG. 1, since the directly connected pixel electrode ratio is 100%, the gamma shift amount is 2 when the white display voltage is 6 V from FIG. In addition, it can be seen from FIG. 30 that when the directly connected pixel electrode ratio is 10 to 40% and the white display voltage is 4 V, the amount of gamma shift is 1 or less, and the display quality is good when viewed from an oblique direction. However, in this case, since the white display voltage is low, the screen becomes dark. When the white display voltage is 6 V, if the area ratio of the directly connected pixel electrode is 10 to 70%, bright display is possible and the gamma shift amount is 1.4 or less, which is relatively high when viewed from an oblique direction. Good display quality can be maintained. Therefore, the area ratio of the directly connected pixel electrode is preferably 10 to 70%.
図31は、本発明の第11の実施形態の液晶表示装置(その1)を示す平面図である。この液晶表示装置では、直結画素電極511bの微細電極部の幅L1を5μm、スリット幅S1を3.5μmとし、容量結合画素電極511a,511cの微細電極部の幅L2を4μm、スリット幅S2を3.5μmとし、直結画素電極511bの面積Mと容量結合画素電極511a,511cの面積Sとの比を、M:S=5:5としている。
FIG. 31 is a plan view showing a liquid crystal display device (part 1) according to an eleventh embodiment of the present invention. In this liquid crystal display device, the width L1 of the fine electrode portion of the directly
図32は、本発明の第11の実施形態の液晶表示装置(その2)を示す平面図である。この液晶表示装置では、直結画素電極511bの微細電極部の幅L1を6μm、スリット幅S1を3.5μmとし、容量結合画素電極511a,511cの微細電極部の幅L2を4μm、スリット幅S2を3.5μmとし、直結画素電極511bの面積Mと容量結合画素電極511a,511cの面積Sとの比を、M:S=5:5としている。
FIG. 32 is a plan view showing a liquid crystal display device (part 2) according to the eleventh embodiment of the present invention. In this liquid crystal display device, the width L1 of the fine electrode portion of the directly
図33は、本発明の第11の実施形態の液晶表示装置(その3)を示す平面図である。この液晶表示装置では、直結画素電極511bの微細電極部の幅L1を6μm、スリット幅S1を3.5μmとし、容量結合画素電極511a,511cの微細電極部の幅L2を4μm、スリット幅S2を3.5μmとし、直結画素電極511bの面積Mと容量結合画素電極511a,511cの面積Sとの比を、M:S=4:6としている。
FIG. 33 is a plan view showing a liquid crystal display device (part 3) according to the eleventh embodiment of the present invention. In this liquid crystal display device, the width L1 of the fine electrode portion of the directly
図34は、本発明の第11の実施形態の液晶表示装置(その4)を示す平面図である。この液晶表示装置では、直結画素電極511bの微細電極部の幅L1を6μm、スリット幅S1を3.5μmとし、容量結合画素電極511a,511cの微細電極部の幅L2を4μm、スリット幅S2を3.5μmとし、直結画素電極511bの面積Mと容量結合画素電極511a,511cの面積Sとの比を、M:S=3:7としている。
FIG. 34 is a plan view showing a liquid crystal display device (part 4) according to the eleventh embodiment of the present invention. In this liquid crystal display device, the width L1 of the fine electrode portion of the directly
微細電極部の幅を太くすると、ITO膜をパターニングする際のステッパ露光に起因する表示むらの発生を抑制することができるが、液晶分子に対する配向規制力が弱くなる。これらの図31〜図34に示すように、直結画素電極511bの微細電極部の幅を太くし、容量結合画素電極511a,511cの微細電極部の幅を細くすることにより、液晶分子に対する配向規制力を維持しつつ、ステッパ露光に起因する表示むらの発生を防止することができる。また、直結画素電極比率を10〜70%の範囲内とすることにより、ガンマずれ量が小さくなり、斜め方向から見たときの表示品質が向上する。
Increasing the width of the fine electrode portion can suppress the occurrence of display unevenness due to stepper exposure when patterning the ITO film, but weakens the alignment regulating force on the liquid crystal molecules. As shown in FIGS. 31 to 34, the width of the fine electrode portion of the direct
前述の第1の実施形態(図3参照)では、1画素内に直結画素電極と容量結合画素電極とを設けることにより、透過率−印加電圧(T−V特性)が相互に異なる複数の領域を形成した場合について説明したが、液晶中に添加した重合成分を重合させるときの条件(紫外線強度及び紫外線の波長等)を変えることによっても、1画素内に透過率−印加電圧特性が相互に異なる複数の領域を形成することができる。 In the first embodiment described above (see FIG. 3), a plurality of regions in which transmittance-applied voltage (TV characteristics) are different from each other by providing a directly connected pixel electrode and a capacitively coupled pixel electrode in one pixel. However, the transmittance-applied voltage characteristics in one pixel can also be changed within one pixel by changing the conditions (such as the ultraviolet intensity and the wavelength of the ultraviolet rays) when polymerizing the polymerization component added to the liquid crystal. A plurality of different regions can be formed.
また、液晶に添加した重合成分を重合させるときに、赤色(R)画素、緑色(G)画素及び青色(B)画素で電圧印加条件を変えて紫外線を照射してもよい。これにより、赤色(R)画素、緑色(G)画素及び青色(B)画素のガンマ特性を均一化することが可能になり、色ずれが極めて少ない液晶表示装置を実現できる。 In addition, when the polymerization component added to the liquid crystal is polymerized, ultraviolet light may be irradiated by changing the voltage application condition in the red (R) pixel, the green (G) pixel, and the blue (B) pixel. As a result, the gamma characteristics of the red (R) pixel, the green (G) pixel, and the blue (B) pixel can be made uniform, and a liquid crystal display device with extremely little color shift can be realized.
更に、1画素内にモノマーの重合条件が相互に異なる領域を設けたり、又は基板面の表面エネルギーが相互に異なる複数の領域を設けて、その後液晶に添加した重合成分を重合させてもよっても、1画素内に透過率−印加電圧特性が相互に異なる複数の領域を形成することができる。例えば、基板上に樹脂膜を部分的に形成することにより、液晶中に添加したモノマーが重合するときの条件や、基板面の表面エネルギーを変化させることができる。 Furthermore, a region where monomer polymerization conditions are different from each other within one pixel, or a plurality of regions where the surface energy of the substrate surface is different from each other may be provided, and then the polymerization component added to the liquid crystal may be polymerized. A plurality of regions having different transmittance-applied voltage characteristics can be formed in one pixel. For example, by partially forming a resin film on the substrate, the conditions when the monomer added to the liquid crystal is polymerized and the surface energy of the substrate surface can be changed.
また、1画素内に、微細電極部の幅及びスリット幅(ラインアンドスペース)が相互に異なる複数の領域を設けることによっても、1画素内に透過率−印加電圧特性が相互に異なる複数の領域を形成することができる。 In addition, a plurality of regions having different transmittance-applied voltage characteristics in one pixel can be obtained by providing a plurality of regions having different widths and slit widths (line and space) of the fine electrode portion in one pixel. Can be formed.
更に、上述した実施形態においてはいずれも液晶中に添加した重合成分を紫外線照射により重合させるものとしたが、熱処理により重合成分を重合させてもよく、紫外線照射処理と熱処理とを併用して重合成分を重合させてもよい。 Furthermore, in all of the above-described embodiments, the polymerization component added to the liquid crystal is polymerized by ultraviolet irradiation. However, the polymerization component may be polymerized by heat treatment, and polymerization is performed by using both ultraviolet irradiation treatment and heat treatment. The components may be polymerized.
また、上述した各実施形態において、液晶層のもつ光学異方性を補償するために、基板面(液晶パネル面)に平行な方向に遅相軸をもつ光学位相差フィルムを配置してもよい。 In each of the embodiments described above, an optical retardation film having a slow axis in a direction parallel to the substrate surface (liquid crystal panel surface) may be disposed in order to compensate for the optical anisotropy of the liquid crystal layer. .
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the present invention will be collectively described as supplementary notes.
(付記1)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される第1の副画素電極と、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される第2の副画素電極とが形成され、
前記第2の基板には前記第1及び第2の副画素電極に対向するコモン電極が形成され、
前記第1の副画素電極には前記スイッチング素子を介して第1の電圧が印加され、前記第2の副画素電極には前記第1の電圧よりも低い第2の電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary Note 1) First and second substrates disposed to face each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
The first substrate includes, for each pixel, a switching element, a first sub-pixel electrode configured by a plurality of strip-shaped fine electrode portions and connection electrode portions that electrically connect them to each other, and a plurality of A second sub-pixel electrode configured by a band-shaped fine electrode portion and a connection electrode portion that electrically connects them to each other;
A common electrode facing the first and second subpixel electrodes is formed on the second substrate,
A first voltage is applied to the first subpixel electrode via the switching element, and a second voltage lower than the first voltage is applied to the second subpixel electrode. A characteristic liquid crystal display device.
(付記2)前記第1の副画素電極は、前記スイッチング素子に直接接続されていることを特徴とする付記1に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 2) The liquid crystal display device according to
(付記3)前記第2の副画素電極は、容量結合を介して前記スイッチング素子に接続されていることを特徴とする付記1に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 3) The liquid crystal display device according to
(付記4)前記第1及び第2の副画素電極は、いずれも前記微細電極部の伸びる方向が相互に異なる複数の領域に区画されていることを特徴とする付記3に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 4) The liquid crystal display device according to
(付記5)前記容量結合を構成する電極が、前記第1及び第2の副画素電極の下方であって、前記複数の領域の境界に沿って配置されていることを特徴とする付記4に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 5) The
(付記6)更に、前記第1の副画素電極に電気的に接続されて補助容量を構成する補助容量電極を有し、前記補助容量電極が、前記複数の領域の境界に沿って配置されていることを特徴とする付記4に記載の液晶表示装置。
(Additional remark 6) Furthermore, it has the auxiliary capacity electrode which is electrically connected to the said 1st subpixel electrode, and comprises an auxiliary capacity, and the said auxiliary capacity electrode is arrange | positioned along the boundary of the said several area | region.
(付記7)更に、前記スイッチング素子をオン−オフする信号が供給されるゲートバスラインと、前記スイッチング素子に接続されて表示信号が供給されるデータバスラインと、前記液晶を封入した第1及び第2の基板を挟んで配置される第1及び第2の偏光板とを有することを特徴とする付記1に記載の液晶表示装置。
(Appendix 7) Further, a gate bus line to which a signal for turning on and off the switching element is supplied, a data bus line to be connected to the switching element and to which a display signal is supplied, and a first and a second encapsulating the liquid crystal The liquid crystal display device according to
(付記8)前記第1及び第2の副画素電極の微細電極部の伸びる方向が前記ゲートバスライン及び前記データバスラインのいずれにも交差する方向であり、前記第1及び第2の偏光板のうちの一方の偏光板の吸収軸が前記ゲートバスラインと平行であり、他方の偏光板の吸収軸が前記ゲートバスラインに直交する方向であることを特徴とする付記7に記載の液晶表示装置。
(Supplementary Note 8) The direction in which the fine electrode portions of the first and second subpixel electrodes extend is a direction intersecting both the gate bus line and the data bus line, and the first and second polarizing plates. The liquid crystal display according to
(付記9)前記データバスラインが、屈曲した形状であることを特徴とする付記7に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 9) The liquid crystal display device according to
(付記10)前記データバスラインの少なくとも一部が、前記微細電極部の伸びる方向に直交する方向に伸びていることを特徴とする付記9に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 10) The liquid crystal display device according to
(付記11)前記第1及び第2の副画素電極の端部及び屈曲部のみに、スリットが設けられていることを特徴とする付記10に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 11) The liquid crystal display device according to
(付記12)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される画素電極とが形成され、
前記微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極部と対向しない部分に切り欠きを有することを特徴とする液晶表示装置。
(Additional remark 12) The 1st and 2nd board | substrate arrange | positioned facing each other,
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
The first substrate is formed with a pixel electrode composed of a switching element, a plurality of strip-shaped fine electrode portions, and a connection electrode portion that electrically connects them to each other for each pixel,
A liquid crystal display device having a notch in a portion of the tip portion of the fine electrode portion that does not face an adjacent fine electrode portion.
(付記13)前記微細電極部の幅をL、微細電極間の間隔をS、液晶層の厚さをdとしたときに、L+d−S≧4μmを満足することを特徴とする付記12に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 13) The
(付記14)更に、前記スイッチング素子をオン−オフする信号が供給されるゲートバスラインと、前記スイッチング素子に接続されて表示信号が供給されるデータバスラインと、前記液晶を封入した第1及び第2の基板を挟んで配置される第1及び第2の偏光板とを有することを特徴とする付記12に記載の液晶表示装置。
(Supplementary Note 14) Further, a gate bus line to which a signal for turning on and off the switching element is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied connected to the switching element, and a first and a second encapsulating the liquid crystal Item 13. The liquid crystal display device according to
(付記15)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される画素電極とが形成され、
前記微細電極部の基端側の微細電極部間の領域の形状が、前記微細電極部間の領域の中心線に対し線対称となる形状であることを特徴とする液晶表示装置。
(Additional remark 15) The 1st and 2nd board | substrate arrange | positioned facing each other,
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
The first substrate is formed with a pixel electrode composed of a switching element, a plurality of strip-shaped fine electrode portions, and a connection electrode portion that electrically connects them to each other for each pixel,
The liquid crystal display device according to
(付記16)前記微細電極部の基端側の微細電極部間の領域の形状が、直方形であることを特徴とする付記15に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 16) The liquid crystal display device according to
(付記17)前記微細電極部の基端側の微細電極部間の領域の形状が、二等辺三角形であることを特徴とする付記15に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 17) The liquid crystal display device according to
(付記18)更に、前記スイッチング素子をオン−オフする信号が供給されるゲートバスラインと、前記スイッチング素子に接続されて表示信号が供給されるデータバスラインと、前記液晶を封入した第1及び第2の基板を挟んで配置される第1及び第2の偏光板とを有することを特徴とする付記15に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 18) Furthermore, a gate bus line to which a signal for turning on and off the switching element is supplied, a data bus line to which a display signal is supplied connected to the switching element, and a first and Item 16. The liquid crystal display device according to
(付記19)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される画素電極とが形成され、
前記微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極部と対向しない部分に切り欠きを有し、且つ前記微細電極部の基端側の微細電極部間の領域の形状が、前記微細電極部間の領域の中心線に対し線対称となる形状であることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary note 19) first and second substrates disposed opposite to each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
The first substrate is formed with a pixel electrode composed of a switching element, a plurality of strip-shaped fine electrode portions, and a connection electrode portion that electrically connects them to each other for each pixel,
A portion of the distal end portion of the fine electrode portion that is not opposed to the adjacent fine electrode portion has a notch, and the shape of the region between the fine electrode portions on the proximal end side of the fine electrode portion is between the fine electrode portions. A liquid crystal display device having a shape which is line-symmetric with respect to the center line of the region.
(付記20)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板上には、
一方向に伸びるゲートバスラインと、
前記ゲートバスラインに交差する方向に伸びるデータバスラインと、
前記ゲートバスラインに並行する補助容量バスラインと、
前記ゲートバスライン及び前記データバスラインにより区画される画素領域毎に形成されたスイッチング素子と、
複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数のドメイン制御領域を有し、前記第1のスイッチング素子に直結された第1の副画素電極と、
前記第1の副画素電極と同一の画素領域内に配置され、複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数のドメイン制御領域を有する第2の副画素電極と、
第1の絶縁膜を挟んで前記補助容量バスラインに対向する位置に配置された補助容量電極と、
前記スイッチング素子に接続され、前記第1及び第2の副画素電極のドメイン制御領域の境界部に対向する位置に配置されて、第2の絶縁膜を介して前記第2の副画素電極に容量結合する制御電極と、
前記補助容量バスラインに接続され、前記第1の絶縁膜を挟んで前記制御電極に対向する位置に配置された補助容量下部電極とを具備し、
前記第2の基板には前記第1及び第2の副画素電極に対向するコモン電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary note 20) first and second substrates disposed to face each other;
Liquid crystal sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
On the first substrate,
A gate bus line extending in one direction,
A data bus line extending in a direction crossing the gate bus line;
An auxiliary capacity bus line parallel to the gate bus line;
Switching elements formed for each pixel region partitioned by the gate bus line and the data bus line;
The first switching element includes a plurality of band-shaped fine electrode portions and connection electrode portions that electrically connect them to each other, and has a plurality of domain control regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other. A directly connected first subpixel electrode;
The liquid crystal molecules are arranged in the same pixel region as the first sub-pixel electrode, and are composed of a plurality of strip-shaped fine electrode portions and connection electrode portions that electrically connect them to each other, and the alignment directions of the liquid crystal molecules are mutually A second subpixel electrode having a plurality of different domain control regions;
An auxiliary capacitance electrode disposed at a position facing the auxiliary capacitance bus line across the first insulating film;
A capacitor is connected to the second subpixel electrode via a second insulating film, connected to the switching element, disposed at a position facing a boundary portion of the domain control region of the first and second subpixel electrodes. A control electrode to be coupled;
A storage capacitor lower electrode connected to the storage capacitor bus line and disposed at a position facing the control electrode across the first insulating film;
A liquid crystal display device, wherein a common electrode facing the first and second subpixel electrodes is formed on the second substrate.
(付記21)前記第1の副画素電極が、前記第2の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記補助容量電極に電気的に接続されていることを特徴とする付記20に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 21) The
(付記22)前記補助容量電極が、前記第1の副画素電極のドメイン制御領域の境界に対向する位置に配置されていることを特徴とする付記20に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 22) The liquid crystal display device according to
(付記23)前記第1及び第2副画素電極の間の領域に、前記補助容量下部電極に接続された第2の補助容量下部電極と、前記制御電極に接続され前記第1の絶縁膜を挟んで前記第2の補助容量下部電極に対向する第2の制御電極とを有することを特徴とする付記20に記載の液晶表示装置。
(Supplementary Note 23) In a region between the first and second subpixel electrodes, a second auxiliary capacitor lower electrode connected to the auxiliary capacitor lower electrode, and the first insulating film connected to the control electrode are provided. 21. The liquid crystal display device according to
(付記24)前記第1及び第2の副画素電極の間に前記制御電極と容量結合した第3の副画素電極が形成され、前記第2の補助容量下部電極及び前記第2の制御電極が前記第3の副画素電極と前記第1の副画素電極との間に配置されていることを特徴とする付記23に記載の液晶表示装置。 (Supplementary Note 24) A third subpixel electrode capacitively coupled to the control electrode is formed between the first and second subpixel electrodes, and the second auxiliary capacitance lower electrode and the second control electrode are 24. The liquid crystal display device according to appendix 23, wherein the liquid crystal display device is disposed between the third subpixel electrode and the first subpixel electrode.
(付記25)前記第3の副画素電極には、前記第1の副画素電極に印加される電圧よりも低く、前記第2の副画素電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加されることを特徴とする付記24に記載の液晶表示装置。
(Supplementary Note 25) A voltage lower than a voltage applied to the first subpixel electrode and higher than a voltage applied to the second subpixel electrode is applied to the third subpixel electrode. 25. A liquid crystal display device according to
(付記26)前記補助容量バスラインと前記制御電極とが、前記画素領域の中央で直交することを特徴とする付記20に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 26) The liquid crystal display device according to
(付記27)前記液晶が、電圧無印加時に基板面に対し垂直に配向することを特徴とする付記20に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 27) The liquid crystal display device according to
(付記28)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域に分割された画素電極とが形成され、
前記画素電極は各領域毎に形成された複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、前記微細電極部の画素縁部の幅が、画素中央側の幅よりも広いことを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary note 28) first and second substrates disposed to face each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
On the first substrate, for each pixel, a switching element and a pixel electrode divided into a plurality of regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other are formed,
The pixel electrode is composed of a plurality of band-shaped fine electrode portions formed for each region and a connection electrode portion for electrically connecting them, and the width of the pixel edge of the fine electrode portion is the center of the pixel. A liquid crystal display device characterized by being wider than the side width.
(付記29)前記画素電極の微細電極部が、ほぼ線対称又は点対称に配置されていることを特徴とする付記28に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 29) The liquid crystal display device according to supplementary note 28, wherein the fine electrode portions of the pixel electrode are arranged substantially line-symmetrically or point-symmetrically.
(付記30)前記重合成分の重合が、紫外線照射処理、熱処理又はそれらの複合処理により行われていることを特徴とする付記28に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 30) The liquid crystal display device according to supplementary note 28, wherein the polymerization of the polymerization component is performed by ultraviolet irradiation treatment, heat treatment, or a composite treatment thereof.
(付記31)前記液晶を封入した第1及び第2の基板の基板面に平行な方向に遅相軸をもつ光学位相差フィルムを有することを特徴とする付記28に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 31) The liquid crystal display device according to supplementary note 28, further comprising an optical retardation film having a slow axis in a direction parallel to the substrate surfaces of the first and second substrates enclosing the liquid crystal.
(付記32)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域に分割された画素電極とが形成され、
前記画素電極には前記領域毎にその伸びる方向が相互に異なる2以上の微細電極部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary Note 32) First and second substrates disposed opposite to each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
On the first substrate, for each pixel, a switching element and a pixel electrode divided into a plurality of regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other are formed,
2. The liquid crystal display device according to
(付記33)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域に分割された画素電極とが形成され、
前記画素電極は、データバスラインに直交する方向に伸びる複数の微細電極部により構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary note 33) first and second substrates disposed to face each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
On the first substrate, for each pixel, a switching element and a pixel electrode divided into a plurality of regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other are formed,
The liquid crystal display device, wherein the pixel electrode includes a plurality of fine electrode portions extending in a direction orthogonal to the data bus line.
(付記34)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域に分割された第1及び第2の副画素電極とが形成され、
前記第1の副画素電極は、各領域毎に所定の方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とより構成され、前記スイッチング素子に直結されており、
前記第2の副画素電極は、各領域毎に所定の方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、容量結合を介して前記スイッチング素子に接続されており、
前記第1の副画素電極の微細電極部の幅が前記第2の副画素電極の微細電極部の幅よりも広いことを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary Note 34) First and second substrates disposed opposite to each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
For each pixel, the first substrate is formed with a switching element and first and second subpixel electrodes divided into a plurality of regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other.
The first subpixel electrode is composed of a plurality of band-shaped fine electrode portions extending in a predetermined direction for each region and a connection electrode portion electrically connecting them, and is directly connected to the switching element. And
The second subpixel electrode includes a plurality of band-shaped fine electrode portions extending in a predetermined direction for each region and a connection electrode portion that electrically connects them to each other, and performs the switching via capacitive coupling. Connected to the element,
The liquid crystal display device, wherein the width of the fine electrode portion of the first subpixel electrode is wider than the width of the fine electrode portion of the second subpixel electrode.
(付記35)前記第1及び第2の副画素電極は、いずれも前記微細電極部が、ほぼ線対称又は点対称に配置されていることを特徴とする付記34に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 35) The liquid crystal display device according to supplementary note 34, wherein in each of the first and second subpixel electrodes, the fine electrode portions are arranged substantially line-symmetrically or point-symmetrically.
(付記36)前記重合成分の重合が、紫外線照射処理、熱処理又はそれらの複合処理により行われていることを特徴とする付記34に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 36) The liquid crystal display device according to supplementary note 34, wherein the polymerization of the polymerization component is performed by ultraviolet irradiation treatment, heat treatment, or a composite treatment thereof.
(付記37)前記液晶を封入した第1及び第2の基板の基板面に平行な方向に遅相軸をもつ光学位相差フィルムを有することを特徴とする付記34に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 37) The liquid crystal display device according to supplementary note 34, further comprising an optical retardation film having a slow axis in a direction parallel to the substrate surfaces of the first and second substrates enclosing the liquid crystal.
(付記38)相互に対向して配置された第1及び第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板には画素毎に、スイッチング素子と、液晶分子の配向方向が相互に異なる複数の領域に分割された第1及び第2の副画素電極とが形成され、
前記第1の副画素電極は、各領域毎に所定の方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、前記スイッチング素子に直結されており、
前記第2の副画素電極は、各領域毎に所定の方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成され、容量結合を介して前記スイッチング素子に接続されており、
前記第1の副画素電極と前記第2の副画素電極との総面積に対する前記第1の副画素電極の面積比率が10乃至70%であることを特徴とする液晶表示装置。
(Supplementary Note 38) First and second substrates disposed to face each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
For each pixel, the first substrate is formed with a switching element and first and second subpixel electrodes divided into a plurality of regions in which alignment directions of liquid crystal molecules are different from each other.
The first subpixel electrode is composed of a plurality of band-shaped fine electrode portions extending in a predetermined direction for each region and a connection electrode portion for electrically connecting them, and is directly connected to the switching element. And
The second subpixel electrode includes a plurality of band-shaped fine electrode portions extending in a predetermined direction for each region and a connection electrode portion that electrically connects them to each other, and performs the switching via capacitive coupling. Connected to the element,
The liquid crystal display device, wherein an area ratio of the first subpixel electrode to a total area of the first subpixel electrode and the second subpixel electrode is 10 to 70%.
(付記39)前記画素電極の微細電極部が、ほぼ線対称又は点対称に配置されていることを特徴とする付記38に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 39) The liquid crystal display device according to supplementary note 38, wherein the fine electrode portions of the pixel electrode are arranged substantially line-symmetrically or point-symmetrically.
(付記40)前記重合成分の重合が、紫外線照射処理、熱処理又はそれらの複合処理により行われていることを特徴とする付記38に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 40) The liquid crystal display device according to supplementary note 38, wherein the polymerization of the polymerization component is performed by ultraviolet irradiation treatment, heat treatment, or a composite treatment thereof.
(付記41)前記液晶を封入した第1及び第2の基板の基板面に平行な方向に遅相軸をもつ光学位相差フィルムを有することを特徴とする付記38に記載の液晶表示装置。 (Supplementary note 41) The liquid crystal display device according to supplementary note 38, further comprising an optical retardation film having a slow axis in a direction parallel to the substrate surfaces of the first and second substrates enclosing the liquid crystal.
(付記42)前記微細電極部間にスリットが設けられていることを特徴とする付記1,12,15,19,20,28,32,33,34及び38のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 42) The liquid crystal according to any one of
(付記43)前記微細電極部間に帯状の誘電体膜が形成されていることを特徴とする付記1,12,15,19,20,28,32,33,34及び38のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
(Supplementary note 43) Any one of
1,3,121a〜121c,152a,152b,162a,162b,172a〜172c,182a〜182c,321a〜321c,351a,351b…副画素電極、
2,313a,313c,341…補助容量下部電極、
4,119a,119c,151a,151c,161a,161c,171,313a,313c,319a,319c,345,419a…制御電極、
11,112,211,312,412…ゲートバスライン、
12,117,177,202,212,317,417…データバスライン、
14,118,214,318,418…TFT、
15,215,421,441,451,461…画素電極、
110,310…TFT基板、
111,131,311,331…ガラス基板、
113,313,413…補助容量バスライン、
114,120,314,320…絶縁膜、
115,315…半導体膜、
116,316…チャネル保護膜、
119b,151b,161b,313b、319b,419c…補助容量電極、
122,153,163,173,183,204,215a,322,422a〜422k.422m,422,452a〜452h,462a〜462d…スリット、
130,330…対向基板、
132,332…ブラックマトリクス、
133,333…カラーフィルタ、
134,334…コモン電極、
140,340…液晶層、
141a,141b…偏光板、
201,215b…微細電極部、
205…接続電極部、
511b…直結画素電極(副画素電極)、
511a,511c…容量結合画素電極(副画素電極)。
1, 3, 121a to 121c, 152a, 152b, 162a, 162b, 172a to 172c, 182a to 182c, 321a to 321c, 351a, 351b ... sub-pixel electrodes,
2, 313a, 313c, 341 ... auxiliary capacitor lower electrode,
4, 119a, 119c, 151a, 151c, 161a, 161c, 171, 313a, 313c, 319a, 319c, 345, 419a ... control electrodes,
11, 112, 211, 312, 412 ... gate bus lines,
12, 117, 177, 202, 212, 317, 417 ... data bus line,
14, 118, 214, 318, 418 ... TFT,
15, 215, 421, 441, 451, 461 ... pixel electrodes,
110, 310 ... TFT substrate,
111, 131, 311, 331 ... glass substrate,
113, 313, 413 ... auxiliary capacity bus line,
114, 120, 314, 320 ... insulating film,
115, 315 ... semiconductor film,
116, 316 ... channel protective film,
119b, 151b, 161b, 313b, 319b, 419c ... auxiliary capacitance electrode,
122,153,163,173,183,204,215a, 322,422a-422k. 422m, 422, 452a to 452h, 462a to 462d ... slits,
130, 330 ... counter substrate,
132,332 ... black matrix,
133,333 ... color filter,
134, 334 ... Common electrode,
140, 340 ... liquid crystal layer,
141a, 141b ... polarizing plates,
201, 215b ... fine electrode part,
205 ... Connection electrode part,
511b ... Directly connected pixel electrode (subpixel electrode),
511a, 511c... Capacitive coupling pixel electrodes (subpixel electrodes).
Claims (3)
前記第1及び第2の基板間に封入された誘電率異方性が負の液晶と、
前記液晶中に添加された重合成分を重合して形成され、電圧印加時に液晶分子の倒れる方向を決定する重合体とを有し、
前記第1の基板は、
第1の方向に伸びるゲートバスラインと、
前記第1の方向と異なる第2の方向に伸びるデータバスラインと、
画素毎に形成され、前記ゲートバスライン及び前記データバスラインに電気的に接続されたスイッチング素子と、
前記画素毎に形成され、前記データバスラインに対して斜め方向に伸びる複数の帯状の微細電極部とそれらを相互に電気的に接続する接続電極部とにより構成される画素電極とを具備し、
前記データバスラインに隣接する前記微細電極部の先端部のうち隣接する微細電極部と対向しない部分に切り欠きを有することを特徴とする液晶表示装置。 First and second substrates disposed opposite each other;
A liquid crystal having negative dielectric anisotropy sealed between the first and second substrates;
Formed by polymerizing polymerization components added to the liquid crystal, and having a polymer that determines the direction in which liquid crystal molecules fall when a voltage is applied,
The first substrate is
A gate bus line extending in a first direction;
A data bus line extending in a second direction different from the first direction;
A switching element formed for each pixel and electrically connected to the gate bus line and the data bus line;
A plurality of strip-shaped fine electrode portions that are formed for each pixel and extend obliquely with respect to the data bus line, and a pixel electrode that includes a connection electrode portion that electrically connects them to each other;
A liquid crystal display device having a notch in a portion of the tip portion of the fine electrode portion adjacent to the data bus line that does not face the adjacent fine electrode portion.
前記ゲートバスラインには前記スイッチング素子をオン−オフする信号が供給され、前記データバスラインには表示信号が供給されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a signal for turning on and off the switching element is supplied to the gate bus line, and a display signal is supplied to the data bus line.
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