JP2004077699A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
【課題】透過率の面内均一性に優れた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置1は、互いに対向した第1及び第2基板と、前記第1基板の前記第2基板との対向面に設けられた画素電極10と、前記第2基板の前記第1基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極10と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、前記画素電極10は、互いに離間し且つ互いに電気的に接続された複数のサブ画素電極10A〜10Cを備え、前記複数のサブ画素電極10A〜10Cのそれぞれは、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層10a〜10dを備え、それら互いに異なる長手方向が形成するパターンの形状は前記複数のサブ画素電極10A〜10C間で互いに等しく、前記パターンの方位は前記複数のサブ画素電極10A〜10C間で互いに異なっていることを特徴とする。
【選択図】 図2A liquid crystal display device having excellent in-plane uniformity of transmittance is provided.
A liquid crystal display device according to the present invention includes first and second substrates facing each other, a pixel electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a second substrate. A common electrode provided on a surface facing the first substrate, and a liquid crystal layer interposed between the pixel electrode 10 and the common electrode. The pixel electrodes 10 are separated from each other and electrically connected to each other. A plurality of sub-pixel electrodes 10A to 10C that are electrically connected to each other, and each of the plurality of sub-pixel electrodes 10A to 10C has a plurality of comb-shaped conductive layers that are different from each other in the longitudinal direction of the comb teeth and are electrically connected to each other. 10A to 10D, the shapes of the patterns formed by the different longitudinal directions are equal to each other between the plurality of sub-pixel electrodes 10A to 10C, and the orientation of the pattern is the plurality of sub-pixel electrodes 10A to 10C. In, characterized in that different from each other.
[Selection] Figure 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型であり且つ低消費電力であるなどの様々な特徴を有しており、ワープロ、ノート型パソコン、携帯電話、及びカーナビゲーションシステムなどのディスプレイとして広く使用されている。このような液晶表示装置では、現在、薄膜トランジスタ(以下、TFTという)などの能動素子をスイッチング素子として使用するとともにネマチック液晶を用いたTFT−TNモードを主に利用している。この表示モードを利用した液晶表示装置では、10インチ程度の画面サイズとフルカラー表示とが実現されており、そのような液晶表示装置は情報端末用ディスプレイなどとして利用されている。
【0003】
しかしながら、TNモードの液晶表示装置にフルカラー表示可能な構成を採用した場合、視野角が極めて狭くなるという問題を生じる。また、動画を表示した際に尾引き現象を生じ、動画表示品位が低いという問題がある。このような理由から、ネマチック液晶を用いた液晶表示装置の用途は制限されている。
【0004】
近年、液晶表示装置は、デスクトップコンピュータやワークステーションなどのモニタに加え、テレビなどへの応用が要求され始めている。上述したTNモードでは、そのような用途に要求される視野角特性と応答速度とを実現することができず、そのため、ネマチック液晶を用いたOCBモード、VAN(Vertical Aligned Nematic)モード、及びIPSモードや、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)モード及び反強誘電性液晶モードを採用することが検討されている。
【0005】
これら表示モードのうち、VANモードでは、従来のTN(Twisted Nematic)モードよりも速い応答速度を得ることができ、しかも、垂直配向のため静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割したマルチドメイン型VANモードは、視野角の補償設計が比較的容易なことから特に注目を集めている。
【0006】
ところで、液晶表示装置では、セルギャップの面内均一性が低いと、透過率の面内均一性が低下する。従来から、透過率に関して高い面内均一性を実現すべく、粒状スペーサや柱状スペーサなどを利用しているが、スペーサだけで透過率の面内均一性を高めるには限界がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、透過率の面内均一性に優れた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の側面によると、互いに対向した第1及び第2基板と、前記第1基板の前記第2基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第2基板の前記第1基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加した場合に、前記液晶層の前記画素電極と前記共通電極とに挟まれた領域である画素領域を面内方向で隣り合う複数のサブ画素領域へと分割するとともに、それぞれのサブ画素領域内に面内方向で隣り合う複数の縞状領域を形成する液晶表示装置であって、前記複数の縞状領域のそれぞれは、電界の強さが互いに異なる第1及び第2帯状領域を面内方向に交互に及び繰り返し配列してなり、前記複数のサブ画素領域のそれぞれにおいて、前記第1帯状領域の長手方向は前記複数の縞状領域の少なくとも2つの間で互いに異なり、それら互いに異なる長手方向が形成するパターンの形状は前記複数のサブ画素領域間で互いに等しく、前記パターンの方位は前記複数のサブ画素領域間で互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【0009】
本発明の第2の側面によると、互いに対向した第1及び第2基板と、前記第1基板の前記第2基板との対向面に設けられた画素電極と、前記第2基板の前記第1基板との対向面に設けられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に介在した液晶層とを具備し、前記画素電極は、互いに離間し且つ互いに電気的に接続された複数のサブ画素電極を備え、前記複数のサブ画素電極のそれぞれは、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層を備え、それら互いに異なる長手方向が形成するパターンの形状は前記複数のサブ画素電極間で互いに等しく、前記パターンの方位は前記複数のサブ画素電極間で互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0011】
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。図1に示す液晶表示装置1は、VAN型の液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基板(或いは、アレイ基板)2と対向基板3との間に液晶層4を挟持させた構造を有している。これらアクティブマトリクス基板2と対向基板3との間隔は図示しないスペーサによって一定に維持されている。また、この液晶表示装置1の両面には、偏光フィルム5が貼り付けられている。
【0012】
アクティブマトリクス基板2は、ガラス基板のような透明基板7を有している。透明基板7の一方の主面上には配線及びスイッチング素子8が形成されている。また、それらの上には、カラーフィルタ層9、画素電極10、及び配向膜11が順次形成されている。
【0013】
透明基板7上に形成する配線は、アルミニウム、モリブデン、及び銅などからなる走査線、信号線、及び補助容量線などである。また、スイッチング素子8は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタルなどをメタル層としたTFTであり、走査線及び信号線などの配線並びに画素電極10と接続されている。アクティブマトリクス基板2では、このような構成により、所望の画素電極10に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。
【0014】
カラーフィルタ層9は、青、緑、赤色の着色層9a〜9cで構成されている。カラーフィルタ層9には、コンタクトホールが設けられており、画素電極10は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子8と接続されている。着色層9a〜9cは、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。
【0015】
画素電極10は、ITOのような透明導電材料で構成され得る。画素電極10は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成することができる。
【0016】
画素電極10上に形成する配向膜11は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。なお、本実施形態では、この配向膜11には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。
【0017】
対向基板3は、ガラス基板のような透明基板15上に、共通電極16及び配向膜17を順次形成した構造を有している。これら共通電極16及び配向膜17は、アクティブマトリクス基板2に設けた画素電極10及び配向膜11と同様の材料で形成され得る。なお、本実施形態では、共通電極16は平坦な連続膜として形成されている。
【0018】
図2(a)は、図1に示す液晶表示装置1で利用可能な画素電極構造の一例を概略的に示す平面図である。また、図2(b)は、図2(a)に示す画素電極10の一部を拡大して示す平面図である。
【0019】
図2(a)に示す画素電極10は、3つのサブ画素電極10A〜10Cで構成されている。また、サブ画素電極10A〜10Cのそれぞれは、図2(b)に示すように、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された4つ櫛形導電層10a〜10dで構成されている。画素電極10を構成するそれぞれの櫛形導電層10a〜10dは、櫛歯部10−1とスリット部10−2とを交互に及び繰り返し配列した構造を有している。
【0020】
図1に示す液晶表示装置1では、このような構成を採用することにより、画素領域を、画素電極10を構成するサブ画素電極10A〜10Cに対応して3つのサブ画素領域に分割するとともに、それぞれのサブ画素領域を、櫛形導電層10a〜10dに対応して、液晶分子25のチルト方向が互いに異なる4つのドメインへと分割することができる。これについては、図3(a)〜(d)を参照しながら説明する。
【0021】
図3(a)〜(d)は、図1に示す液晶表示装置1に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図である。なお、図3(a),(c)は平面図であり、図3(b),(d)は図3(a),(c)に示す構造を図中下側から見た側面図である。また、図3(a)〜(d)では、簡略化のため、幾つかの構成要素を省略している。
【0022】
画素電極10と共通電極16との間に電圧を印加していない場合、配向膜11,17は、液晶層4を構成する液晶分子25,具体的には誘電率異方性が負の液晶分子,にそれらを垂直配向させるように作用する。そのため、液晶分子25は、それらの長軸が配向膜11の膜面に対してほぼ垂直となるように配向する。
【0023】
画素電極10と共通電極16との間に比較的低い第1電圧を印加すると、画素電極10に設けたスリット部10−2の上方には漏れ電界が生じる。そのため、そこでは、電気力線は図3(b)に示すように傾く。
【0024】
画素電極10と共通電極16との間に電圧を印加することによって生じる電界はその電気力線に垂直な方向に液晶分子25を配向させるように作用する。したがって、液晶分子25は、配向膜11,17及び電界からの作用によって、図3(a)に示すように配向しようとする。
【0025】
しかしながら、図3(a)に示す状態では、右側の液晶分子25の配向状態と左側の液晶分子25の配向状態とが干渉し合う。そのため、液晶分子25は、図中、上向きまたは下向きにチルト方向を変化させて、より安定な配向状態をとろうとする。
【0026】
ここで、図3(a)に示すように、櫛歯部10−1及びその近傍が、図中、上下方向に関して対称的な(或いは、等方的な)形状を有しているとする。この場合、液晶分子25が、矢印31で示すように上向きにチルト方向を変化させる確率と、矢印32で示すように下向きにチルト方向を変化させる確率とは等しくなる。
【0027】
これに対し、図3(c)に示すように、櫛歯部10−1及びその近傍が、図中、上下方向に関して非対称な(或いは、異方的な)形状を有している場合、画素電極10の両端部間で電気力線が非対称となり、同様に、スリット部10−2の両端部間でも電気力線が非対称になる。そのため、液晶分子25が矢印32で示す方向に配向した配向状態は、液晶分子25が矢印31で示す方向に配向した配向状態に比べてより安定となる。その結果、液晶分子25の平均的なチルト方向(ディレクタ)は、図3(c)に矢印32で示すように下向きとなる。
【0028】
画素電極10と共通電極16との間に印加する電圧を第1電圧よりも高い第2電圧にまで高めると、配向膜11,17が液晶分子25を垂直配向させようとする作用に対して、電界が液晶分子25をその電気力線に垂直な方向に配向させようとする作用がより大きくなる。したがって、液晶分子25は、水平配向に近づく方向にチルト角を変化させる。
【0029】
ここで、電極10,16間に印加する電圧を第2電圧とした場合でも、電極10,16間に印加する電圧を第1電圧とした場合と同様に、液晶分子25が矢印32で示す方向に配向した配向状態は、液晶分子25が矢印31で示す方向に配向した配向状態に比べてより安定である。そのため、電極10,16間に印加する電圧を第1及び第2電圧間で変化させた場合、液晶分子25のディレクタは櫛歯部10−1やスリット部10−2の配列方向に垂直な面内で変化することとなる。すなわち、電極10,16間に印加する電圧を第1及び第2電圧間で変化させた場合、液晶分子25は、その平均的なチルト方向を櫛歯部10−1やスリット部10−2の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させる。
【0030】
したがって、画素電極10を構成する4つの櫛形導電層10a〜10d間で櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向を異ならしめることにより、液晶分子25のチルト方向を図2に示すように維持したまま、そのチルト角を変化させることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板2に設けた構造のみで、1つの画素領域内に液晶分子25のチルト方向が互いに異なる4つのドメインを形成することができる。また、本実施形態では、液晶分子25の平均的なチルト方向を櫛歯部10−1やスリット部10−2の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させることができるため、より速い応答速度を実現することができるのに加え、配向不良が発生し難く、良好な配向分割が可能である。
【0031】
さて、本実施形態では、図2に示すように、櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向が形成するパターンの形状をサブ画素電極10A〜10C間で同一としている。なお、図2において、それら長手方向が形成するパターンは十字状に交差した一対の両矢印で示されている。また、本実施形態では、櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向が形成するパターンの方位をサブ画素電極10A〜10C間で異ならしめている。
【0032】
すなわち、図2の構造では、櫛形導電層10a,10dの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向に対して、櫛形導電層10b,10cの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向が為す角度は、サブ画素電極10A〜10C間で互いに等しい。また、図2の構造では、サブ画素電極10Aの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向は、サブ画素電極10Bの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向に対して時計回りに僅かに回転させた関係にあり、サブ画素電極10Cの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向は、サブ画素電極10Bの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向に対して反時計回りに僅かに回転させた関係にある。
【0033】
上記の通り、本実施形態に係る液晶表示装置1では、電極10,16間に印加する電圧を第1及び第2電圧間で変化させた場合に、液晶分子25は、その平均的なチルト方向を櫛歯部10−1やスリット部10−2の配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させる。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置1では、櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向が互いに異なるドメイン間では、第2電圧印加時における遅相軸も互いに異なる。そのため、例えば、サブ画素電極10Aの櫛形導電層10aに対応したドメインの遅相軸やサブ画素電極10Cの櫛形導電層10aに対応したドメインの遅相軸は、サブ画素電極10Cの櫛形導電層10aに対応したドメインの遅相軸に対し、それぞれ、時計回り及び反時計回りに僅かに回転させた関係にある。
【0034】
液晶表示装置1の個々のドメインの透過率は、第2電圧印加時にそのドメインが入射光と出射光との間に与える位相差に応じて変化し、この位相差は第2電圧印加時におけるドメインの遅相軸方向の屈折率n1とそれに垂直な方向の屈折率n2との差Δn=(n1−n2)とセルギャップdとの積Δn・dに比例する。また、或るドメインに直線偏光を入射させる場合を想定すると、そのドメインの透過率は、その遅相軸と入射する直線偏光の振動方向とが為す角度に応じて変化する。したがって、図2に示すような構造を採用すると、セルギャップdにバラツキを生じたとしても、サブ画素電極10A〜10Cに対応したサブ画素領域が補償し合うため、画素領域間で透過率が大きくばらつくことはない。これについては、図4を参照しながらより詳細に説明する。
【0035】
図4は、図1に示す液晶表示装置1に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に得られるセルギャップと透過率との関係の一例を示すグラフである。図中、横軸はセルギャップdを示し、縦軸は透過率Tを示している。また、曲線51A〜51Cはそれぞれサブ画素電極10A〜10Cに対応したドメインに関するデータを示し、曲線52は画素電極10に対応した画素領域に関するデータ,すなわち、曲線51A〜51Cで示すデータの平均値,を示している。
【0036】
サブ画素電極10A及び10Cの形状や方位をサブ画素電極10Bと等しくした場合、個々の画素領域において、透過率Tはセルギャップdに対して曲線51Bで示すように変化する。そのため、セルギャップdの変動に対する透過率Tの変動が大きい。例えば、図4に示すように、セルギャップdの設計値からのずれがΔdである場合、透過率Tの設計値からのずれはΔT2となる。
【0037】
図4に曲線51A〜51Cで示すように、サブ画素電極10Aに対応したドメインと、サブ画素電極10Bに対応したドメインと、サブ画素電極10Cに対応したドメインとでは、透過率Tが最大となるセルギャップdが互いに異なっている。そのため、曲線52で示すように、それらドメインを含んだ画素領域では、セルギャップdの変動に対する透過率Tの変動は小さい。例えば、図4に示すように、セルギャップdの設計値からのずれがΔdである場合、透過率Tの設計値からのずれはΔT1(<<ΔT2)に過ぎない。
【0038】
このように、本実施形態によると、セルギャップdの変動に応じた個々の画素領域の透過率Tの変動量を小さくすることができる。したがって、本実施形態によると、透過率Tの面内均一性を高めることが可能となる。
【0039】
上記の通り、本実施形態では、サブ画素電極10A〜10Cのそれぞれにおいて櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向が形成するパターンの方位を互いに異ならしめる。サブ画素電極10Aにおける上記パターンの方位は、サブ画素電極10Bにおける上記パターンの方位に対して時計回りに5°以上回転させた関係にあることが好ましい。また、サブ画素電極10Cにおける上記パターンの方位は、サブ画素電極10Bにおける上記パターンの方位に対して反時計回りに5°以上回転させた関係にあることが好ましい。これらの角度が小さい場合、通常、サブ画素電極10A〜10C間で上記パターンの方位を異ならしめる効果が顕著には現われない。
【0040】
また、サブ画素電極10Aにおける上記パターンの方位は、サブ画素電極10Bにおける上記パターンの方位に対して時計回りに40°以下回転させた関係にあることが好ましい。また、サブ画素電極10Cにおける上記パターンの方位は、サブ画素電極10Bにおける上記パターンの方位に対して反時計回りに40°以下回転させた関係にあることが好ましい。これらの角度が大きい場合、通常、画素電極10に対応した画素領域において、セルギャップdと透過率Tとの関係を図4に曲線52で示すように制御することが困難となる。
【0041】
本実施形態において、サブ画素電極10Bにおける上記パターンの方位に対してサブ画素電極10A,10Cにおける上記パターンの方位が為す角度は、青色の着色層9aに対応した画素電極10と、緑色の着色層9bに対応した画素電極10と、赤色の着色層9cに対応した画素電極10との少なくとも2つの間で互いに異なっていてもよい。青、緑、赤色は視感度が異なるため、それを考慮して上記角度を設定することができる。
【0042】
本実施形態では、上記の通り、画素領域内に平面波状の電界の強さの分布を形成するとともにその強さを変化させて液晶層4の光学特性を制御することにより表示を行う。このような制御を行う場合、液晶層4中の櫛歯部10−1上の部分には、スリット部10−2上の部分に比べてより強い電界が形成される。そのため、櫛歯部10−1上の部分では、スリット部10−2上の部分に比べて、液晶分子25はより大きく倒れる。すなわち、液晶層4の櫛歯部10−1上の部分とスリット部10−2上の部分とでは、液晶分子25の平均的なチルト角は互いに異なる。このようなチルト角の違いは、光学的な違いとして観察可能である。
【0043】
図5は、図1に示す液晶表示装置1に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に観察される透過率分布の一例を示す図である。なお、図5は、電極10,16間に第1電圧乃至第2電圧の範囲内の第3電圧を印加した場合に、サブ画素電極10Bに対応したサブ画素領域で観察される平面波状の透過率分布を示している。このように、本実施形態によると、図1乃至図3を参照して説明した特徴は、光学的特徴として観察することも可能である。
【0044】
図2や図3を参照して説明した構造では、櫛歯部10−1やスリット部10−2の幅を一定としたが、櫛歯部10−1やスリット部10−2の幅をそれらの長手方向に沿って変化させてもよい。
【0045】
図6は、図1に示す液晶表示装置1で利用可能な画素電極構造の他の例を概略的に示す平面図である。また、図7は、図1に示す液晶表示装置1に図6に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図である。なお、図6では、サブ画素電極10bを構成する4つの櫛形導電層10a〜10dのうち導電層10aのみが描かれており、図7では、図6に示す導電層10aの一部のみが描かれている。
【0046】
図6及び図7に示す構造では、櫛歯部10−1の幅はサブ画素電極10Bの中央部から周縁部に向けて連続的に減少し、スリット部10−2の幅はサブ画素電極10Bの中央部から周縁部に向けて連続的に増加している。このような構造によると、図7に示すように、櫛歯部10−1の上端における液晶配向及びスリット部10−2の下端における液晶配向に加え、櫛歯部10−1やスリット部10−2の両側端における液晶配向も、ディレクタの方向が矢印32で示す方向となるように作用する。したがって、図6及び図7に示す構造によると、透過率や応答速度をさらに向上させることができる。
【0047】
上記の説明では、画素電極10を櫛歯部10−1とスリット部10−2とを備えた櫛形導電層10a〜10dで構成することにより、各ドメイン内に、電界の強さが弱い領域と電界の強さが強い領域とを交互に及び周期的に配列した電界分布を生じさせた。このように櫛形導電層10a〜10dを利用した場合、比較的高い自由度で設計を行うことが可能である。しかしながら、そのような電界分布は他の方法で生じさせることもできる。
【0048】
例えば、スリット部10−2が設けられていない一般的な形状の画素電極10上に、スリット部10−2と同様のパターンで誘電体層を設けてもよい。この場合、誘電体層の材料がアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などのように液晶材料よりも誘電率が低いものであれば、誘電体層の上方に電界の強さがより弱い領域を形成することができる。したがって、スリット部10−2を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【0049】
また、スリット部10−2が設けられていない一般的な形状の画素電極10上に、透明絶縁体層を介して配線を設けてもよい。この配線は、例えば、信号線、ゲート線、補助容量配線などであり、スリット部10−2と同様のパターンで配列する。このような構造によると、配線の上方に電界の強さがより強い領域を形成することができる。したがって、この場合も、スリット部10−2を形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【0050】
なお、液晶表示装置1が透過型である場合、上述した誘電体層及び配線の材料は、透過率の観点から、透明な材料であることが好ましい。また、液晶表示装置1が反射型である場合、上述した誘電体層及び配線の材料として、透明な材料に加え、金属材料のように不透明な材料を用いてもよい。
【0051】
以上説明した実施形態において、液晶層4中の電界の強さがより強い領域の幅W1と電界の強さがより弱い領域の幅W2との和W12は20μm以下であることが好ましい。通常、和W12が20μm以下であれば、液晶分子の配向を上述したように制御することができ、十分な透過率を実現することができる。また、和W12は6μm以上であることが好ましい。一般に、和W12が6μm以上であれば、液晶層4中に電界の強さがより強い領域とより弱い領域とを生じさせるための構造を十分に高い精度で形成することができるのに加え、上述した液晶配向を安定に生じさせることができる。
【0052】
なお、和W12は、画素電極10の櫛歯部10−1の幅とスリット部10−2の幅との和、画素電極10上の誘電体層に挟まれた領域の幅と誘電体層の幅との和、画素電極10上に設けた配線の幅と配線に挟まれた領域の幅との和、第3電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅との和、第3電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅との和などとほぼ等しい。したがって、これら幅も20μm以下であること及び6μm以上であることが好ましい。
【0053】
本実施形態において、幅W1及び幅W2は、それぞれ、8μm以下であることが好ましい。また、幅W1及び幅W2は、それぞれ、4μm以上であることが好ましい。この範囲においては、応答速度及び透過率に関して実用上十分な性能を期待することができる。
【0054】
なお、幅W1と幅W2とは、画素電極10の櫛歯部10−1の幅とスリット部10−2の幅、画素電極10上の誘電体層に挟まれた領域の幅と誘電体層の幅、画素電極10上に設けた配線の幅と配線に挟まれた領域の幅、第3電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅、第3電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅などに対応している。したがって、これら幅も8μm以下であること及び4μm以上であることが好ましい。
【0055】
本実施形態において、液晶層4中の電界の強さがより強い領域の長さ及び電界の強さがより弱い領域の長さは、それぞれ、幅W1及び幅W2よりも長ければよいが、それらの和である幅W12に対して2倍以上であることが好ましい。この場合、より多くの液晶分子をそれら領域の長さ方向に配向させることができる。
【0056】
上記実施形態では、液晶層4中の電界の強さがより強い領域及びより弱い領域の双方を、図3(c)に示すように上下方向に関して非対称としたが、図3(a)に示すように上下方向に関して対称としてもよい。但し、前者の場合、応答速度などの点で有利である。
【0057】
本実施形態では、誘電率異方性が負のネマチック液晶を垂直配向させたVANモードを採用したが、誘電率異方性が正のネマチック液晶を用いることも可能である。特に、高いコントラストが望まれる場合は、VANモードを採用し且つノーマリブラックとすることにより、例えば、500:1以上の高いコントラストと高透過率設計による明るい画面設計とが可能である。
【0058】
本実施形態において、見掛け上、液晶の光学応答を速めるために、偏光フィルム5の光透過容易軸或いは光吸収軸と電界の強い領域と弱い領域との配列方向とが為す角度を45°から所定の角度θだけずらしてもよい。この角度θは、視野角などに応じて設定することもできるが、応答時間を短縮するには22.5°とすることが最も効果的である。
【0059】
本実施形態において、画素電極10を構成する櫛形導電層10a〜10dの形状に特に制限はなく、例えば、矩形や扇形とすることができる。また、本実施形態では、画素電極10またはサブ画素電極10A〜10Cのそれぞれを4つの櫛形導電層10a〜10dで構成したが、画素電極またはサブ画素電極10A〜10Cのそれぞれを構成する櫛形導電層の数は2以上であれば特に制限はない。
【0060】
本実施形態では、液晶層4に直線偏光を入射させたが、液晶層4に楕円偏光を入射させてもよい。この場合も、図4を参照して説明した効果を得ることができる。
【0061】
本実施形態では、第3電圧印加時に液晶層中に電界の強さがより強い領域とより弱い領域とを生じさせる構造を、アクティブマトリクス基板2のみに設けたが、アクティブマトリクス基板2及び対向基板3の双方に設けてもよい。但し、前者の場合、アクティブマトリクス基板2と対向基板3とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【0062】
また、本実施形態では、カラーフィルタ層9をアクティブマトリクス基板2に設けた構造(COA:color filter on array)を採用したが、カラーフィルタ層9は対向基板3に設けてもよい。但し、前者の場合、アクティブマトリクス基板2と対向基板3とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【0063】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例)
以下に説明する方法により図1に示す液晶表示装置1を作製した。なお、本例では、画素電極10に図2に示す構造を採用した。また、サブ画素電極10Aの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向がサブ画素電極10Bの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向に対して為す角度は+5°とし、サブ画素電極10Cの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向がサブ画素電極10Bの櫛歯部10−1やスリット部10−2の長手方向に対して為す角度は−5°とした。
【0064】
まず、通常のTFT形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板7上に、走査線や信号線等の配線並びにTFT8を形成した。次に、ガラス基板7のTFT8等を形成した面に、常法によりカラーフィルタ層9を形成した。
【0065】
次いで、ガラス基板7の透明絶縁膜9を形成した面に対し、所定のパターンのマスクを介してITOをスパッタリングした。その後、このITO膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてITO膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図6に示すように画素電極10を形成した。なお、ここでは、櫛歯部10−1の幅及びスリット部10−2の幅は何れも5μmとした。
【0066】
その後、ガラス基板7の画素電極10を形成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ70nmの配向膜11を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板2を作製した。
【0067】
次に、別途用意したガラス基板15の一方の主面上に、共通電極16として、スパッタリング法を用いてITO膜を形成した。続いて、この共通電極16の全面に、アクティブマトリクス基板2に関して説明したのと同様の方法により配向膜17を形成した。以上のようにして、対向基板3を作製した。
【0068】
次いで、アクティブマトリクス基板2と対向基板3の対向面周縁部とを、それらの配向膜11,17が形成された面が対向するように及び液晶材料を注入するための注入口が残されるように接着剤を介して貼り合わせることにより液晶セルを形成した。なお、この液晶セルのセルギャップは、アクティブマトリクス基板2と対向基板3との間にスペーサとして高さ4μmの樹脂を介在させることにより一定に維持した。また、それら基板2,3を貼り合わせる際、基板2,3の位置合わせはそれらの端面位置を揃えることにより行い、アライメントマークなどを利用する高精度な位置合わせは行わなかった。
【0069】
次いで、この空の液晶セル中に誘電率異方性が負である液晶材料を通常の方法により注入して液晶層4を形成した。その後、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、液晶セルの両面に偏光フィルム5を貼り付けることにより図1に示す液晶表示装置1を得た。
【0070】
次に、以上のようにして作製した液晶表示装置1を、画素電極10と共通電極16との間に所定の電圧を印加した状態で観察した。その結果、画素電極10の櫛歯部10−1とスリット部10−2とに対応した透過率分布が見られた。
【0071】
(比較例1)
図8は、比較例1に係る液晶表示装置で採用した構造を概略的に示す平面図である。本比較例では、画素電極10に図8に示す構造を採用したこと以外は上記実施例で説明したのと同様の方法により図1に示す液晶表示装置1を作製した。すなわち、本比較例では、サブ画素電極10A〜10Cの方位を互いに同一とした。
【0072】
この液晶表示装置1を、画素電極10と共通電極16との間に所定の電圧を印加した状態で観察したところ、画素電極10の櫛歯部10−1とスリット部10−2とに対応した透過率分布が見られた。
【0073】
(比較例2)
図9は、比較例2に係る液晶表示装置で採用した構造を概略的に示す平面図である。本比較例では、画素電極10に図9に示す構造を採用したこと以外は上記実施例で説明したのと同様の方法により図1に示す液晶表示装置1を作製した。すなわち、本比較例では、画素電極10をサブ画素電極10A〜10Cで構成せずに、4つの櫛形導電層10a〜10dで構成した。
【0074】
この液晶表示装置1を、画素電極10と共通電極16との間に所定の電圧を印加した状態で観察したところ、画素電極10の櫛歯部10−1とスリット部10−2とに対応した透過率分布が見られた。
次に、上記実施例並びに比較例1及び2に係る液晶表示装置1について、透過率及び応答速度を測定した。その結果を以下の表に示す。
【0075】
【表1】
【0076】
上記表に示すように、実施例に係る液晶表示装置1は、比較例1及び2に係る液晶表示装置1に比べ、透過率の面内均一性に優れていた。なお、実施例並びに比較例1及び2に係る液晶表示装置1の何れにおいても、ドメイン間の境界位置を設計通りに生じさせることができ、良好な配向分割均一性を実現することができた。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、1つの画素領域を複数のサブ画素領域で構成するとともに、それらサブ画素領域間で液晶分子のチルト方向を僅かに異ならしめることにより、セルギャップの変動に応じた個々の画素領域の透過率の変動量を小さくすることができる。そのため、本発明によると、透過率の面内均一性を高めることが可能となる。
すなわち、本発明によると、透過率の面内均一性に優れた液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図2】(a)は、図1に示す液晶表示装置で利用可能な画素電極構造の一例を概略的に示す平面図、(b)は(a)に示す画素電極の一部を拡大して示す平面図。
【図3】(a)〜(d)は、図1に示す液晶表示装置に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図。
【図4】図1に示す液晶表示装置に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に得られるセルギャップと透過率との関係の一例を示すグラフ。
【図5】図1に示す液晶表示装置に図2(a),(b)に示す構造を採用した場合に観察される透過率分布の一例を示す画像。
【図6】図1に示す液晶表示装置で利用可能な画素電極構造の他の例を概略的に示す平面図。
【図7】図1に示す液晶表示装置に図6に示す構造を採用した場合に生じる液晶分子の配向変化を概略的に示す図。
【図8】比較例1に係る液晶表示装置で採用した構造を概略的に示す平面図。
【図9】比較例2に係る液晶表示装置で採用した構造を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
1…液晶表示装置
2…アクティブマトリクス基板
3…対向基板
4…液晶層
7…透明基板
8…スイッチング素子
9…カラーフィルタ層
9a〜9c…着色層
10…画素電極
10A〜10C…サブ画素電極
10a〜10d…櫛形導電層
10−1…櫛歯部
10−2…スリット部
11…配向膜
15…透明基板
16…共通電極
17…配向膜
25…液晶分子
31,32…矢印[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices have various features such as thinness and low power consumption, and are widely used as displays for word processors, notebook computers, mobile phones, car navigation systems, and the like. In such a liquid crystal display device, at present, an active element such as a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) is used as a switching element, and a TFT-TN mode using a nematic liquid crystal is mainly used. In a liquid crystal display device using this display mode, a screen size of about 10 inches and full color display are realized, and such a liquid crystal display device is used as a display for an information terminal.
[0003]
However, when a configuration capable of full-color display is employed in a TN mode liquid crystal display device, there is a problem that the viewing angle becomes extremely narrow. Further, there is a problem that a trailing phenomenon occurs when a moving image is displayed, and the moving image display quality is low. For these reasons, the use of the liquid crystal display device using the nematic liquid crystal is limited.
[0004]
In recent years, liquid crystal display devices have begun to be applied to televisions in addition to monitors of desktop computers and workstations. In the TN mode described above, the viewing angle characteristics and the response speed required for such applications cannot be realized, and therefore, the OCB mode using a nematic liquid crystal, the VAN (Vertical Aligned Nematic) mode, and the IPS mode In addition, adoption of a surface stabilized ferroelectric liquid crystal (SMC) mode using a smectic liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal mode are being studied.
[0005]
Among these display modes, the VAN mode can provide a faster response speed than the conventional TN (Twisted Nematic) mode, and does not require a rubbing process for generating defects such as electrostatic breakdown due to vertical alignment. Above all, the multi-domain VAN mode in which each pixel region is divided into a plurality of domains in which tilt directions of liquid crystal molecules are different from each other has attracted particular attention because compensation design of a viewing angle is relatively easy.
[0006]
Meanwhile, in the liquid crystal display device, when the in-plane uniformity of the cell gap is low, the in-plane uniformity of the transmittance is reduced. Conventionally, granular spacers, columnar spacers, and the like have been used to achieve high in-plane transmittance uniformity, but there is a limit to improving the in-plane uniformity of transmittance using only spacers.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a liquid crystal display device having excellent in-plane uniformity of transmittance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a first and a second substrate facing each other, a pixel electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a first electrode of the second substrate are provided. A common electrode provided on the surface facing the substrate, and a liquid crystal layer interposed between the pixel electrode and the common electrode, wherein a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode. Dividing the pixel region of the liquid crystal layer between the pixel electrode and the common electrode into a plurality of sub-pixel regions adjacent to each other in the in-plane direction; A plurality of striped regions adjacent to each other, wherein each of the plurality of striped regions alternately extends in the in-plane direction with first and second strip-shaped regions having different electric field intensities. Repeatedly arranged, each of the plurality of sub-pixel regions Wherein the longitudinal direction of the first band-shaped region is different from at least two of the plurality of striped regions, and the shape of a pattern formed by the different longitudinal directions is equal to each other between the plurality of sub-pixel regions, A liquid crystal display device is provided, wherein the orientation of the pattern is different between the plurality of sub-pixel regions.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, a first and a second substrate facing each other, a pixel electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a first electrode of the second substrate are provided. A common electrode provided on a surface facing the substrate; and a liquid crystal layer interposed between the pixel electrode and the common electrode, wherein the pixel electrodes are separated from each other and electrically connected to each other. A plurality of sub-pixel electrodes, each of the plurality of sub-pixel electrodes includes a plurality of comb-shaped conductive layers having different comb teeth longitudinal directions and electrically connected to each other, and a pattern formed by the mutually different longitudinal directions. Is provided among the plurality of sub-pixel electrodes, and the orientation of the pattern is different between the plurality of sub-pixel electrodes.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0011]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 is a VAN type liquid crystal display device having a structure in which a
[0012]
The
[0013]
The wirings formed on the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The counter substrate 3 has a structure in which a
[0018]
FIG. 2A is a plan view schematically showing an example of a pixel electrode structure that can be used in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. FIG. 2B is an enlarged plan view showing a part of the
[0019]
The
[0020]
In the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, by adopting such a configuration, the pixel region is divided into three sub-pixel regions corresponding to the
[0021]
FIGS. 3A to 3D are diagrams schematically showing changes in the alignment of liquid crystal molecules that occur when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is employed in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. is there. 3 (a) and 3 (c) are plan views, and FIGS. 3 (b) and 3 (d) are side views of the structure shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c) as viewed from below. is there. 3A to 3D, some components are omitted for simplification.
[0022]
When no voltage is applied between the
[0023]
When a relatively low first voltage is applied between the
[0024]
An electric field generated by applying a voltage between the
[0025]
However, in the state shown in FIG. 3A, the alignment state of the right
[0026]
Here, as shown in FIG. 3A, it is assumed that the comb-tooth portion 10-1 and its vicinity have a symmetric (or isotropic) shape in the vertical direction in the figure. In this case, the probability of the
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the comb tooth 10-1 and its vicinity have an asymmetric (or anisotropic) shape in the vertical direction in the figure, the pixel The lines of electric force are asymmetric between both ends of the
[0028]
When the voltage applied between the
[0029]
Here, even when the voltage applied between the
[0030]
Therefore, the tilt direction of the
[0031]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the shape of the pattern formed by the longitudinal direction of the comb teeth 10-1 and the slits 10-2 is the same between the
[0032]
That is, in the structure of FIG. 2, the comb teeth 10-1 and the slits 10-1 of the comb-shaped
[0033]
As described above, in the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, when the voltage applied between the
[0034]
The transmittance of each domain of the liquid crystal display device 1 changes according to the phase difference that the domain gives between the incident light and the outgoing light when the second voltage is applied, and this phase difference changes when the domain is applied with the second voltage. Is proportional to the product Δn · d of the difference Δn = (n 1 −n 2 ) between the refractive index n 1 in the slow axis direction and the refractive index n 2 in the direction perpendicular to the slow axis direction and the cell gap d. Also, assuming that linearly polarized light is incident on a certain domain, the transmittance of that domain changes according to the angle between the slow axis and the vibration direction of the incident linearly polarized light. Therefore, when the structure as shown in FIG. 2 is employed, even if the cell gap d varies, the sub-pixel regions corresponding to the
[0035]
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the cell gap and the transmittance obtained when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is employed in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. In the figure, the horizontal axis shows the cell gap d, and the vertical axis shows the transmittance T. Curves 51A to 51C indicate data relating to domains corresponding to the
[0036]
When the shapes and orientations of the
[0037]
As shown by the
[0038]
As described above, according to the present embodiment, the amount of change in the transmittance T of each pixel region according to the change in the cell gap d can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, the in-plane uniformity of the transmittance T can be improved.
[0039]
As described above, in the present embodiment, in each of the
[0040]
It is preferable that the azimuth of the pattern on the
[0041]
In the present embodiment, the angle formed by the orientation of the pattern in the
[0042]
In the present embodiment, as described above, display is performed by forming the distribution of the intensity of the plane-wave electric field in the pixel region and controlling the optical characteristics of the
[0043]
FIG. 5 is a diagram showing an example of the transmittance distribution observed when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is adopted in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. FIG. 5 shows a plane wave transmission observed in the sub-pixel region corresponding to the
[0044]
In the structure described with reference to FIGS. 2 and 3, the width of the comb teeth 10-1 and the slit 10-2 is fixed, but the width of the comb teeth 10-1 and the slit 10-2 is May be changed along the longitudinal direction.
[0045]
FIG. 6 is a plan view schematically showing another example of the pixel electrode structure that can be used in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing a change in alignment of liquid crystal molecules that occurs when the structure shown in FIG. 6 is employed in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. In FIG. 6, only the
[0046]
In the structure shown in FIGS. 6 and 7, the width of the comb-tooth portion 10-1 continuously decreases from the center of the
[0047]
In the above description, by configuring the
[0048]
For example, a dielectric layer may be provided in a pattern similar to that of the slit 10-2 on the
[0049]
Further, a wiring may be provided via a transparent insulator layer on the
[0050]
When the liquid crystal display device 1 is of a transmission type, it is preferable that the above-mentioned materials of the dielectric layer and the wiring are transparent materials from the viewpoint of transmittance. In the case where the liquid crystal display device 1 is of a reflection type, an opaque material such as a metal material may be used as a material of the dielectric layer and the wiring in addition to a transparent material.
[0051]
In the embodiment described above, it is preferable sum W 12 of the width W 2 of the strength of the weaker region width W 1 and the electric field strength of the electric field in the
[0052]
Incidentally, the sum W 12, the width and the sum of the width of the slit portion 10-2, the width and the dielectric layer in a region sandwiched between the dielectric layer on the
[0053]
In the present embodiment, the width W 1 and the width W 2, respectively, is preferably 8μm or less. Further, it is preferable that each of the width W 1 and the width W 2 is 4 μm or more. In this range, practically sufficient performance can be expected in response speed and transmittance.
[0054]
Incidentally, the width W 1 and the width W 2 is the width of the width and the slit portion 10-2 of the comb-teeth portion 10-1 of the
[0055]
In the present embodiment, the length of the weaker region length and intensity of the electric field stronger region the intensity of the electric field in the
[0056]
In the above embodiment, both the region where the electric field strength is stronger and the region where the electric field strength is weaker in the
[0057]
In the present embodiment, the VAN mode in which nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is vertically aligned is employed. However, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy may be used. In particular, when a high contrast is desired, adopting the VAN mode and using normally black enables a high contrast of, for example, 500: 1 or more and a bright screen design by a high transmittance design.
[0058]
In the present embodiment, in order to apparently speed up the optical response of the liquid crystal, the angle between the light transmission easy axis or light absorption axis of the
[0059]
In the present embodiment, the shapes of the comb-shaped
[0060]
In the present embodiment, linearly polarized light is incident on the
[0061]
In the present embodiment, the structure for generating a region where the electric field strength is stronger and a region where the electric field strength is weaker in the liquid crystal layer when the third voltage is applied is provided only in the
[0062]
Further, in the present embodiment, a structure in which the
[0063]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
(Example)
The liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 was manufactured by the method described below. In this example, the structure shown in FIG. The angle formed by the longitudinal direction of the comb teeth 10-1 and the slit 10-2 of the
[0064]
First, film formation and patterning were repeated in the same manner as in a normal TFT forming process, and wirings such as scanning lines and signal lines and
[0065]
Next, ITO was sputtered on the surface of the
[0066]
Thereafter, a thermosetting resin was applied to the entire surface of the
[0067]
Next, an ITO film was formed as a
[0068]
Next, the
[0069]
Next, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy was injected into the empty liquid crystal cell by an ordinary method to form a
[0070]
Next, the liquid crystal display device 1 manufactured as described above was observed while a predetermined voltage was applied between the
[0071]
(Comparative Example 1)
FIG. 8 is a plan view schematically showing the structure employed in the liquid crystal display device according to Comparative Example 1. In this comparative example, the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 was manufactured by the same method as that described in the above embodiment, except that the structure shown in FIG. That is, in the present comparative example, the directions of the
[0072]
When the liquid crystal display device 1 was observed in a state where a predetermined voltage was applied between the
[0073]
(Comparative Example 2)
FIG. 9 is a plan view schematically showing a structure employed in the liquid crystal display device according to Comparative Example 2. In this comparative example, the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 was manufactured by the same method as that described in the above embodiment, except that the structure shown in FIG. 9 was employed for the
[0074]
When the liquid crystal display device 1 was observed in a state where a predetermined voltage was applied between the
Next, the transmittance and the response speed of the liquid crystal display devices 1 according to the example and the comparative examples 1 and 2 were measured. The results are shown in the table below.
[0075]
[Table 1]
[0076]
As shown in the above table, the liquid crystal display device 1 according to the example was superior to the liquid crystal display devices 1 according to comparative examples 1 and 2 in in-plane uniformity of transmittance. In each of the liquid crystal display devices 1 according to the example and the comparative examples 1 and 2, the boundary position between the domains could be generated as designed, and good alignment division uniformity could be realized.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, one pixel region is composed of a plurality of sub-pixel regions, and the tilt direction of liquid crystal molecules is slightly different between the sub-pixel regions, thereby responding to a change in the cell gap. In addition, the amount of change in the transmittance of each pixel region can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the in-plane uniformity of the transmittance.
That is, according to the present invention, a liquid crystal display device having excellent in-plane uniformity of transmittance is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
2A is a plan view schematically showing an example of a pixel electrode structure usable in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view of a part of the pixel electrode shown in FIG. FIG.
FIGS. 3A to 3D are diagrams schematically showing a change in alignment of liquid crystal molecules caused when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is adopted in the liquid crystal display device shown in FIG. .
4 is a graph showing an example of a relationship between a cell gap and transmittance obtained when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is adopted in the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 5 is an image showing an example of a transmittance distribution observed when the structure shown in FIGS. 2A and 2B is adopted in the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 6 is a plan view schematically showing another example of the pixel electrode structure that can be used in the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a change in alignment of liquid crystal molecules that occurs when the structure shown in FIG. 6 is employed in the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view schematically showing a structure employed in the liquid crystal display device according to Comparative Example 1.
FIG. 9 is a plan view schematically showing a structure employed in a liquid crystal display device according to Comparative Example 2.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid
Claims (5)
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加した場合に、前記液晶層の前記画素電極と前記共通電極とに挟まれた領域である画素領域を面内方向で隣り合う複数のサブ画素領域へと分割するとともに、それぞれのサブ画素領域内に面内方向で隣り合う複数の縞状領域を形成する液晶表示装置であって、
前記複数の縞状領域のそれぞれは、電界の強さが互いに異なる第1及び第2帯状領域を面内方向に交互に及び繰り返し配列してなり、
前記複数のサブ画素領域のそれぞれにおいて、前記第1帯状領域の長手方向は前記複数の縞状領域の少なくとも2つの間で互いに異なり、
それら互いに異なる長手方向が形成するパターンの形状は前記複数のサブ画素領域間で互いに等しく、
前記パターンの方位は前記複数のサブ画素領域間で互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置。First and second substrates facing each other, a pixel electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a common electrode provided on a surface of the second substrate facing the first substrate. An electrode, comprising a liquid crystal layer interposed between the pixel electrode and the common electrode,
When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, a plurality of sub-pixels adjacent in the in-plane direction to a pixel region of the liquid crystal layer that is a region sandwiched between the pixel electrode and the common electrode A liquid crystal display device that divides into a plurality of regions and forms a plurality of stripe-shaped regions adjacent in an in-plane direction in each sub-pixel region,
Each of the plurality of striped regions is configured by alternately and repeatedly arranging first and second band-shaped regions having different electric field strengths in an in-plane direction,
In each of the plurality of sub-pixel regions, a longitudinal direction of the first band-shaped region is different from at least two of the plurality of striped regions,
The shapes of the patterns formed by the different longitudinal directions are equal to each other among the plurality of sub-pixel regions,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the orientation of the pattern is different between the plurality of sub-pixel regions.
前記画素電極は、互いに離間し且つ互いに電気的に接続された複数のサブ画素電極を備え、
前記複数のサブ画素電極のそれぞれは、櫛歯の長手方向が互いに異なり且つ互いに電気的に接続された複数の櫛形導電層を備え、
それら互いに異なる長手方向が形成するパターンの形状は前記複数のサブ画素電極間で互いに等しく、
前記パターンの方位は前記複数のサブ画素電極間で互いに異なっていることを特徴とする液晶表示装置。First and second substrates facing each other, a pixel electrode provided on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a common electrode provided on a surface of the second substrate facing the first substrate. An electrode, comprising a liquid crystal layer interposed between the pixel electrode and the common electrode,
The pixel electrode includes a plurality of sub-pixel electrodes separated from each other and electrically connected to each other,
Each of the plurality of sub-pixel electrodes includes a plurality of comb-shaped conductive layers in which longitudinal directions of comb teeth are different from each other and are electrically connected to each other,
The shapes of the patterns formed by the different longitudinal directions are equal to each other between the plurality of sub-pixel electrodes,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the orientation of the pattern is different between the plurality of sub-pixel electrodes.
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- 2002-08-14 JP JP2002236499A patent/JP2004077699A/en active Pending
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