JP2009145385A - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶装置において、高品質な画像を表示し、且つ製造工程における加工を単純にする。
【解決手段】液晶装置(1)は、第1基板(10)と、第1基板に対向するように配置された第2基板(20)と、第1及び第2基板間に狭持され、電圧無印加時における配向状態が垂直配向であり、誘電異方性が正である液晶分子(50a)を含んでなる液晶層(50)と、第1基板上に画素毎に設けられ、画像信号に応じた電位が供給される画素電極(9a)と、第1基板上に、画素電極と対をなすように、画素毎に設けられ、共通電位が供給される第1共通電極(9b)とを備える。更に、第2基板上に、画素電極に対してよりも第1共通電極に対して近くなるように、画素毎に設けられ、共通電位が供給される第2共通電極(21)とを備える。
【選択図】図5In a liquid crystal device, a high-quality image is displayed and processing in a manufacturing process is simplified.
A liquid crystal device (1) is sandwiched between a first substrate (10), a second substrate (20) arranged to face the first substrate, and the first and second substrates, A liquid crystal layer (50) including liquid crystal molecules (50a) in which the alignment state when no voltage is applied is vertical alignment and the dielectric anisotropy is positive, and the image signal provided on the first substrate for each pixel. And a first common electrode (9b) provided for each pixel so as to be paired with the pixel electrode on the first substrate and supplied with a common potential. Is provided. Furthermore, a second common electrode (21) provided for each pixel and supplied with a common potential is provided on the second substrate so as to be closer to the first common electrode than to the pixel electrode.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、例えば液晶ライトバルブ、直視型の液晶表示装置等の液晶装置、及びこれを備えた液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a liquid crystal device such as a liquid crystal light valve and a direct-view type liquid crystal display device, and an electronic apparatus such as a liquid crystal projector including the liquid crystal device.
この種の液晶装置では、表示画像の品質の向上が図られる。例えば、特許文献1には、垂直配向マトリクス液晶表示装置において、画素間に配向制御電極を設け、これに他の全ての透明電極より高い又は低い実効電圧を印加し、且つ透明電極に電極不在により形成された配向制御窓を設け、液晶層中の電界を調整して液晶分子の配向を制御する技術が記載されている。これにより、ディスクリネーションの出現による表示品位の低下を防止すると共に、視角特性を向上するというものである。 In this type of liquid crystal device, the quality of the displayed image is improved. For example, in Patent Document 1, in a vertical alignment matrix liquid crystal display device, an alignment control electrode is provided between pixels, an effective voltage higher or lower than all other transparent electrodes is applied thereto, and the absence of an electrode in the transparent electrode. A technique is described in which the formed alignment control window is provided and the electric field in the liquid crystal layer is adjusted to control the alignment of liquid crystal molecules. This prevents display quality from being degraded due to the appearance of disclination and improves viewing angle characteristics.
また、特許文献2には、複数の画素間に渡って伸びたドレイン電極及びコモン電極、並びに、それらと同一方向に伸びたソース電極を有する薄膜トランジスタにより、液晶組成物に対して基板面に平行な電界(即ち「横電界」)を印加することによって、高コントラスト等が得られる技術が記載されている。 In Patent Document 2, a thin film transistor having a drain electrode and a common electrode extending between a plurality of pixels, and a source electrode extending in the same direction as the thin film transistor, the liquid crystal composition is parallel to the substrate surface. A technique is described in which high contrast and the like are obtained by applying an electric field (ie, a “lateral electric field”).
しかしながら上述の特許文献1に記載の技術によれば、製造工程における加工が複雑になる可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献2に記載の技術によれば、垂直配向(Vertical Alignment:VA)型の液晶に比べて、高コントラストを得難い可能性があるという技術的問題点がある。 However, according to the technique described in Patent Document 1 described above, there is a technical problem that processing in the manufacturing process may be complicated. Further, according to the technique described in Patent Document 2, there is a technical problem that it may be difficult to obtain a high contrast as compared with a vertical alignment (VA) type liquid crystal.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、高品質な画像を表示可能であり、且つ製造工程における加工が単純である液晶装置、及びこれを備えた電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides, for example, a liquid crystal device capable of displaying a high-quality image and simple in the manufacturing process, and an electronic apparatus including the same. Is an issue.
本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、第1基板と、該第1基板に対向するように配置された第2基板と、前記第1及び第2基板間に狭持され、電圧無印加時における配向状態が垂直配向であり、誘電異方性が正である液晶分子を含んでなる液晶層と、前記第1基板上に画素毎に設けられ、画像信号に応じた電位が供給される画素電極と、前記第1基板上に、前記画素電極と対をなすように、前記画素毎に設けられ、共通電位が供給される第1共通電極と、前記第2基板上に、前記画素電極に対してよりも前記第1共通電極に対して近くなるように、前記画素毎に設けられ、前記共通電位が供給される第2共通電極とを備える。 In order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention is sandwiched between a first substrate, a second substrate disposed so as to face the first substrate, and the first and second substrates, and voltage When no voltage is applied, the alignment state is vertical alignment, and a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy is provided for each pixel on the first substrate, and a potential corresponding to an image signal is supplied. A pixel electrode, a first common electrode provided for each of the pixels so as to form a pair with the pixel electrode on the first substrate, and a common potential supplied to the pixel electrode; A second common electrode provided for each of the pixels and supplied with the common potential so as to be closer to the first common electrode than to the pixel electrode.
本発明の液晶装置によれば、例えばガラス基板等からそれぞれなる第1及び第2基板間に、液晶層が狭持されている。第1基板は、典型的には、TFT(Thin Film Transistor)アレイ基板又は素子基板であり、第2基板は、典型的には、対向基板である。液晶層に含まれる、例えばネマティック液晶である液晶分子は、正の誘電異方性を有すると共に、電圧が印加されていない場合の配向状態が第1及び第2基板の各々の基板面に対して垂直になるように配向されている。このような配向は例えば、第1及び第2基板の各々上に設けられた垂直配向用の配向膜の間に、垂直配向用の液晶を挿入することにより実施可能となる。 According to the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal layer is sandwiched between the first and second substrates each made of, for example, a glass substrate. The first substrate is typically a TFT (Thin Film Transistor) array substrate or an element substrate, and the second substrate is typically a counter substrate. The liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer, for example, nematic liquid crystal, have positive dielectric anisotropy, and the alignment state when no voltage is applied to each of the substrate surfaces of the first and second substrates. Oriented to be vertical. Such alignment can be performed, for example, by inserting a liquid crystal for vertical alignment between alignment films for vertical alignment provided on each of the first and second substrates.
第1基板上には、画素毎に、例えばITO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極が設けられ、該画素電極と対をなすように例えばITO膜からなる第1共通電極が設けられる。即ち、画素電極及び第1共通電極は、互いに同一の基板上に設けられる。画素電極には、例えば画像信号供給回路から画像信号に応じた電位が例えばデータ線及び画素スイッチング素子を介して供給される。第1共通電極には、例えば電源回路から共通電位が例えば共通配線を介して供給される。ここで共通電位は、画像信号の内容によらずに少なくとも所定期間ずつ固定された電位であり、各画素について共通に供給される電位を意味する。共通電位は、例えば、接地電位或いはグランド電位の如く、時間軸に対して完全に一定電位に固定された固定電位であってもよいし、或いは、例えば画像信号に係る奇数フィールド期間で第1の固定電位に固定されると共に偶数フィールド期間で第2の固定電位に固定されるというように、時間軸に対して一定期間ずつ一定電位に固定された固定電位であってもよい。 On the first substrate, for each pixel, a pixel electrode made of, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) film is provided, and a first common electrode made of, for example, an ITO film is provided so as to make a pair with the pixel electrode. That is, the pixel electrode and the first common electrode are provided on the same substrate. For example, a potential corresponding to an image signal is supplied to the pixel electrode from, for example, an image signal supply circuit via a data line and a pixel switching element. For example, a common potential is supplied to the first common electrode from, for example, a power supply circuit via a common wiring. Here, the common potential is a potential that is fixed at least for a predetermined period regardless of the content of the image signal, and means a potential that is commonly supplied to each pixel. The common potential may be a fixed potential that is completely fixed at a constant potential with respect to the time axis, such as a ground potential or a ground potential, or may be a first potential in an odd field period related to an image signal, for example. The fixed potential may be fixed to a fixed potential by a fixed period with respect to the time axis, such as fixed to a fixed potential and fixed to the second fixed potential in the even field period.
第2基板上には、画素毎に、例えばITO膜からなる第2共通電極が設けられる。第2共通電極は、画素電極に対してよりも第1共通電極に対して近くなるように設けられる。即ち、第2共通電極は、画素電極と第1共通電極との間における第1共通電極寄りに、或いは、第2基板上で平面的に見て第1共通電極と重なるように、設けられる。言い換えれば、第2共通電極は、当該第2共通電極と第1共通電極との間の距離が、当該第2共通電極と画素電極との間の距離よりも短くなるように設けられる。第2共通電極には、第1共通電極と同様に、例えば電源回路から共通電位が例えば共通配線を介して供給される。 On the second substrate, a second common electrode made of, for example, an ITO film is provided for each pixel. The second common electrode is provided closer to the first common electrode than to the pixel electrode. That is, the second common electrode is provided near the first common electrode between the pixel electrode and the first common electrode, or so as to overlap the first common electrode when viewed in plan on the second substrate. In other words, the second common electrode is provided such that the distance between the second common electrode and the first common electrode is shorter than the distance between the second common electrode and the pixel electrode. Similar to the first common electrode, a common potential is supplied to the second common electrode from, for example, a power supply circuit through, for example, a common wiring.
本発明の液晶装置によれば、その動作時には、各画素において、液晶層には、画像信号に応じた、画素電極と第1及び第2共通電極との電位差に相当する印加電圧が印加されることにより、画像表示が行われる。ここで、画素電極及び第1共通電極は、いずれも第1基板上に形成されるため、画素電極及び第1共通電極間の電位差に起因して、基板面に対して並行方向(即ち、基板面に沿った方向)の電界、所謂「横電界」が生じる。また、第2共通電極は、画素電極に対してよりも第1共通電極に対して近くなるように設けられるため、画素電極及び第2共通電極間の電位差に起因して横電界が生じる。このように画素において横電界が発生した際、液晶層を構成する液晶分子は発生された横電界に沿うように、その方向が変化する。 According to the liquid crystal device of the present invention, during the operation, an applied voltage corresponding to the potential difference between the pixel electrode and the first and second common electrodes is applied to the liquid crystal layer in each pixel according to the image signal. As a result, image display is performed. Here, since both the pixel electrode and the first common electrode are formed on the first substrate, due to a potential difference between the pixel electrode and the first common electrode, a direction parallel to the substrate surface (that is, the substrate) An electric field in the direction along the plane), the so-called “lateral electric field”. Further, since the second common electrode is provided closer to the first common electrode than to the pixel electrode, a lateral electric field is generated due to a potential difference between the pixel electrode and the second common electrode. Thus, when a horizontal electric field is generated in a pixel, the direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer changes so as to follow the generated horizontal electric field.
本願発明者の研究によれば、一般に、VA型の液晶装置では、電圧を印加した際に、液晶装置における液晶分子が倒れる方向を制御するための凸部を基板に形成しなければならず、加工が複雑になる可能性がある。また、VA型の液晶装置に使用される負の誘電異方性を有する液晶分子は、その材料が限られており設計マージンが少ない。他方、IPS(In Plane Switching)型の液晶装置では、横電界を発生させれば済むものの、高コントラストを得るためには、偏光板等を配置することに高い精度が要求される。すると、偏光板等の配置によっては目標とするコントラストを得られなかったり、配置失敗によりコストが増大したりする可能性があることが判明している。 According to the inventor's research, in general, in a VA type liquid crystal device, when a voltage is applied, a convex portion for controlling the direction in which the liquid crystal molecules in the liquid crystal device are tilted must be formed on the substrate. Processing may be complicated. In addition, liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy used for VA liquid crystal devices are limited in material and have a small design margin. On the other hand, in an IPS (In Plane Switching) type liquid crystal device, it is sufficient to generate a lateral electric field, but in order to obtain a high contrast, a high accuracy is required for disposing a polarizing plate or the like. Then, it has been found that there is a possibility that the target contrast cannot be obtained depending on the arrangement of the polarizing plate or the like, or the cost may increase due to the arrangement failure.
しかるに本発明では、電圧無印加時における配向状態が垂直配向であり且つ誘電異方性が正である液晶分子の方向は、画素電極と第1及び第2共通電極と間に発生された横電界に沿うように、変化する(即ち、倒れる)。これにより、液晶分子が倒れる方向を制御するための凸部を基板に形成する必要がない。従って、当該液晶装置の製造工程における加工を単純にすることができる。更に、正の誘電異方性を有する液晶材料は、TN(Twisted Nematic)液晶等にも使用されていることから設計マージンが広い。従って、材料の選択及び/又は組み合わせによっては、既存のVA型液晶装置より応答速度を速くしたり、コストを低減したりすることができる。また、電圧無印加時における配向状態が垂直配向であるので高コントラストを得るために、IPS型液晶装置ほど偏光板等の配置に高い精度は要求されない。 However, in the present invention, the direction of the liquid crystal molecules in which the alignment state when no voltage is applied is vertical alignment and the dielectric anisotropy is positive is the horizontal electric field generated between the pixel electrode and the first and second common electrodes. To change along (i.e. fall). Thereby, it is not necessary to form a convex portion on the substrate for controlling the direction in which the liquid crystal molecules are tilted. Therefore, processing in the manufacturing process of the liquid crystal device can be simplified. Furthermore, since the liquid crystal material having positive dielectric anisotropy is also used for TN (Twisted Nematic) liquid crystal or the like, the design margin is wide. Therefore, depending on the selection and / or combination of materials, the response speed can be increased or the cost can be reduced as compared with the existing VA liquid crystal device. In addition, since the alignment state when no voltage is applied is vertical alignment, the IPS liquid crystal device is not required to have a higher accuracy in the arrangement of the polarizing plate or the like than the IPS liquid crystal device.
ここで、仮に、第2基板上に第2共通電極が設けられず、液晶層を構成する液晶分子の方向が、第1基板上に設けられた画素電極及び第1共通電極間の電位差に起因して生じる横電界に沿うように構成される場合には、各画素における画素電極と第1共通電極との中間付近における液晶分子に配向不良(即ち、ディスクリネーション)が生じてしまうおそれがある。より具体的には、この場合、各画素における画素電極と第1共通電極との中間付近における液晶分子のうち、画素電極側に倒れることで横電界に沿おうとする液晶分子と第1共通電極側に倒れることで横電界に沿おうとする液晶分子とが互いに倒れるのを妨げ合うことにより、液晶分子の配向不良が生じてしまうおそれがある。このような配向不良が生じる領域(即ちドメイン)では、例えば、液晶が光を透過させることができず、白色を表示することができない等の表示上の不具合が生じてしまう。 Here, if the second common electrode is not provided on the second substrate, the direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer is caused by the potential difference between the pixel electrode and the first common electrode provided on the first substrate. In such a case, the liquid crystal molecules in the vicinity of the middle between the pixel electrode and the first common electrode in each pixel may be misaligned (ie, disclination). . More specifically, in this case, out of the liquid crystal molecules in the vicinity of the middle between the pixel electrode and the first common electrode in each pixel, the liquid crystal molecules and the first common electrode side trying to follow the transverse electric field by falling to the pixel electrode side. If the liquid crystal molecules that fall along the horizontal electric field are prevented from collapsing with each other, the liquid crystal molecules may be poorly aligned. In a region (that is, a domain) where such an orientation failure occurs, display defects such as, for example, that the liquid crystal cannot transmit light and white cannot be displayed.
しかるに、本発明では特に、上述したように、第2基板上に第2共通電極が設けられる。よって、当該液晶装置の動作時に、画素電極及び第1共通電極間の電位差に起因して生じる横電界に加えて、画素電極及び第2共通電極間の電位差に起因して生じる横電界によって、液晶層を構成する液晶分子を、その方向が第1或いは第2基板の基板面に沿うように変化させることができる。従って、液晶層を構成する液晶分子が倒れる方向を、第1及び第2共通電極側に殆ど或いは完全に揃えることができ、各画素において液晶分子の配向不良が生じてしまうのを低減或いは防止できる。つまり、上述したようなディスクリネーションが発生するドメインを殆ど或いは完全に無くすことができ、表示上の不具合の発生を低減或いは防止できる。この結果、高品質な画像を表示することが可能となる。 However, in the present invention, in particular, as described above, the second common electrode is provided on the second substrate. Therefore, in the operation of the liquid crystal device, in addition to the lateral electric field generated due to the potential difference between the pixel electrode and the first common electrode, the liquid crystal device generates liquid crystal due to the lateral electric field generated due to the potential difference between the pixel electrode and the second common electrode. The liquid crystal molecules constituting the layer can be changed so that the direction thereof is along the substrate surface of the first or second substrate. Therefore, the direction in which the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are tilted can be almost or completely aligned on the first and second common electrode sides, and the occurrence of poor alignment of liquid crystal molecules in each pixel can be reduced or prevented. . That is, the domain where the above-described disclination occurs can be almost or completely eliminated, and the occurrence of display defects can be reduced or prevented. As a result, a high quality image can be displayed.
以上説明したように、本発明の液晶装置によれば、高品質な画像を表示可能であり、且つ製造工程における加工を単純にすることができる。 As described above, according to the liquid crystal device of the present invention, a high-quality image can be displayed, and processing in the manufacturing process can be simplified.
本発明の液晶装置の一態様では、前記画素電極は、前記第1基板上において、第1方向に延びるように形成され、前記第1共通電極は、前記第1基板上において、前記第1方向に沿って延びるように形成される。 In one aspect of the liquid crystal device of the present invention, the pixel electrode is formed on the first substrate so as to extend in the first direction, and the first common electrode is formed on the first substrate in the first direction. It is formed to extend along.
この態様によれば、画素電極は、第1基板上において、第1方向に延びるように形成されている。ここに、「第1方向」とは、典型的には、第1基板の基板面に沿った方向であって且つ第1基板の一辺に沿う方向である。第1共通電極は、第1基板上において、第1方向に沿って(例えば、平行に)延びるように形成されている。 According to this aspect, the pixel electrode is formed on the first substrate so as to extend in the first direction. Here, the “first direction” is typically a direction along the substrate surface of the first substrate and a direction along one side of the first substrate. The first common electrode is formed on the first substrate so as to extend along the first direction (for example, in parallel).
よって、画素電極と第1共通電極との間に、第1方向に交わる方向に沿った横電界を、第1方向において殆ど一様に発生させることができる。 Therefore, a lateral electric field along the direction intersecting the first direction can be generated almost uniformly in the first direction between the pixel electrode and the first common electrode.
尚、画素電極及び第1共通電極は、典型的には、第1基板上に夫々複数形成され、画素電極及び第1共通電極が相互に隣合うように所定の間隔で配置されている。 Note that a plurality of pixel electrodes and first common electrodes are typically formed on the first substrate, and the pixel electrodes and the first common electrodes are arranged at predetermined intervals so as to be adjacent to each other.
本発明の液晶装置の他の態様では、前記第2共通電極は、前記第1共通電極と同一の平面パターンを有する。 In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the second common electrode has the same planar pattern as the first common electrode.
この態様によれば、第2共通電極は、第2基板上で平面的に見て(即ち、第2基板の基板面上で平面的に見て、言い換えれば、第1基板上で平面的に見て)、第1共通電極と同一の平面パターンで形成される。即ち、例えば、画素電極が、第1基板上において、第1方向に延びるように形成され、第1共通電極が、第1基板上において、第1方向に沿って延びるように形成される場合には、第2共通電極は、第2基板上において、第1方向に沿って延びるように形成される。よって、液晶層を構成する液晶分子が倒れる方向を、より一層確実に、第1及び第2共通電極側に揃えることができ、各画素において液晶分子の配向不良が生じてしまうのをより一層確実に低減或いは防止できる。 According to this aspect, the second common electrode is planarly viewed on the second substrate (that is, planarly viewed on the substrate surface of the second substrate, in other words, planarly on the first substrate). (See) and formed in the same plane pattern as the first common electrode. That is, for example, when the pixel electrode is formed to extend in the first direction on the first substrate, and the first common electrode is formed to extend along the first direction on the first substrate. The second common electrode is formed on the second substrate so as to extend along the first direction. Therefore, the direction in which the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are tilted can be more reliably aligned with the first and second common electrodes, and it is even more reliable that defective alignment of the liquid crystal molecules will occur in each pixel. Can be reduced or prevented.
上述した第2共通電極が第1共通電極と同一の平面パターンを有する態様では、前記第2共通電極は、前記第2基板上で平面的に見て、前記第1共通電極と互いに重なるように形成されてもよい。 In the aspect in which the second common electrode has the same plane pattern as the first common electrode, the second common electrode overlaps the first common electrode when viewed in plan on the second substrate. It may be formed.
この場合には、液晶層を構成する液晶分子が倒れる方向を、より一層確実に、第1及び第2共通電極側に揃えることができ、各画素において液晶分子の配向不良が生じてしまうのをより一層確実に低減或いは防止できる。 In this case, the direction in which the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are tilted can be more reliably aligned with the first and second common electrodes, and the alignment failure of the liquid crystal molecules occurs in each pixel. It can be reduced or prevented more reliably.
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第1及び第2基板の各々上に、前記液晶分子を垂直配向させるための垂直配向膜を備える。 In another aspect of the electro-optical device of the present invention, a vertical alignment film for vertically aligning the liquid crystal molecules is provided on each of the first and second substrates.
この態様によれば、比較的容易にして液晶分子の電圧無印加時における配向状態を垂直配向とすることができる。尚、垂直配向膜は、例えば、無機材料を斜方蒸着することにより形成してもよいし、塗布型垂直配向膜であってもよい。 According to this aspect, the alignment state when no voltage is applied to the liquid crystal molecules can be made to be vertical alignment relatively easily. The vertical alignment film may be formed, for example, by oblique vapor deposition of an inorganic material, or a coating type vertical alignment film.
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置(但し、その各種態様を含む)を備える。 In order to solve the above problems, an electronic device of the present invention includes the above-described liquid crystal device of the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の液晶装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。 According to the electronic device of the present invention, since the liquid crystal device of the present invention described above is included, a projection display device, a television, a mobile phone, an electronic notebook, a word processor, capable of performing high-quality image display, Various electronic devices such as a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。 The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下で参照する各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る液晶装置について、図1から図6を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings referred to below, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member recognizable on the drawing.
<First Embodiment>
The liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
先ず、本実施形態に係る液晶装置を構成する液晶パネルについて、図1及び図2を参照して説明する。図1は、TFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側からみた平面図であり、図2は、図1のH−H’線断面図である。 First, a liquid crystal panel constituting the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a TFT array substrate as viewed from the counter substrate side together with the components formed thereon, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line H-H ′ of FIG. 1.
図1及び図2において、本実施形態の液晶パネル100では、TFTアレイ基板10及び対向基板20が対向配置されている。TFTアレイ基板10は、本発明に係る「第1基板」の一例であり、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板からなる。対向基板20は、本発明に係る「第2基板」の一例であり、例えば、石英基板、ガラス基板等の透明基板からなる。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素が設けられた領域に対応する画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。 1 and 2, in the liquid crystal panel 100 of the present embodiment, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are disposed to face each other. The TFT array substrate 10 is an example of the “first substrate” according to the present invention, and is made of a transparent substrate such as a quartz substrate, a glass substrate, or a silicon substrate. The counter substrate 20 is an example of a “second substrate” according to the present invention, and is made of a transparent substrate such as a quartz substrate or a glass substrate. A liquid crystal layer 50 is sealed between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are surrounded by an image display region 10a corresponding to a region where a plurality of pixels are provided. They are bonded to each other by a sealing material 52 provided in the sealing area located.
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材52に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域10a又は画像表示領域10aの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。 The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or an ultraviolet / heat combination type curable resin for bonding the two substrates, and is applied to the TFT array substrate 10 in the manufacturing process, and then irradiated with ultraviolet rays. And cured by heating or the like. In the sealing material 52, a gap material such as glass fiber or glass beads for dispersing the distance (ie, gap) between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 to a predetermined value is dispersed. Note that the gap material may be arranged in the image display region 10a or a peripheral region located around the image display region 10a in addition to or instead of the material mixed in the seal material 52.
図1において、シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。 In FIG. 1, a light-shielding frame light-shielding film 53 that defines the frame area of the image display region 10a is provided on the counter substrate 20 side in parallel with the inside of the seal region where the sealing material 52 is disposed. However, part or all of the frame light shielding film 53 may be provided as a built-in light shielding film on the TFT array substrate 10 side.
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。外部回路接続端子102は、液晶パネル100の外部に設けられた外部回路或いは外部電源を電気的に接続可能に構成されている。液晶装置の動作時には、外部回路或いは外部電源から外部回路接続端子102を介して画像信号に応じた電位VIDや共通電位LCCOM等の各種信号が液晶パネル100に設けられた電極や回路に供給される。 A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a region located outside the sealing region in which the sealing material 52 is disposed in the peripheral region. The external circuit connection terminal 102 is configured such that an external circuit provided outside the liquid crystal panel 100 or an external power source can be electrically connected. During operation of the liquid crystal device, various signals such as a potential VID and a common potential LCCOM corresponding to the image signal are supplied from an external circuit or an external power source to the electrodes and circuits provided in the liquid crystal panel 100 via the external circuit connection terminal 102. .
この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路7が額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿ったシール領域の内側に、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。 The sampling circuit 7 is provided so as to be covered with the frame light shielding film 53 on the inner side of the seal region along the one side. The scanning line driving circuit 104 is provided so as to be covered with the frame light-shielding film 53 inside the seal region along two sides adjacent to the one side.
TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、上下導通端子106等とを電気的に接続するための引回配線90が形成されている。 On the TFT array substrate 10, vertical conduction terminals 106 for connecting the two substrates with the vertical conduction material 107 are arranged in regions facing the four corner portions of the counter substrate 20. Thus, electrical conduction can be established between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. Further, a lead wiring 90 for electrically connecting the external circuit connection terminal 102 to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, the vertical conduction terminal 106, and the like is formed.
図2において、TFTアレイ基板10上には、駆動素子である画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図2では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ITO等の透明材料からなる電極9が、画素毎に所定のパターンで櫛歯状に形成されている。TFTアレイ基板10における液晶層50の面する側の表面、即ち電極9上には、垂直配向膜16が電極9を覆うように形成されている。 In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, a laminated structure in which pixel switching TFTs as drive elements, wiring lines such as scanning lines and data lines are formed is formed. Although the detailed structure of this laminated structure is not shown in FIG. 2, an electrode 9 made of a transparent material such as ITO is formed in a comb-like shape in a predetermined pattern for each pixel on the laminated structure. Has been. On the surface of the TFT array substrate 10 facing the liquid crystal layer 50, that is, on the electrode 9, a vertical alignment film 16 is formed so as to cover the electrode 9.
尚、図3を参照して後述するように、電極9は、画素電極9a及び共通電極9bから構成されている。液晶装置の動作時には、外部回路から外部回路接続端子102、引回配線90、データ線駆動回路101、サンプリング回路7、データ線、画素スイッチング用のTFT等を介して画像信号VIDに応じた電位が画素電極9aに供給され、外部電源から外部回路接続端子102、引回配線90等を介して共通電位LCCOMが共通電極9bに供給される。 As will be described later with reference to FIG. 3, the electrode 9 includes a pixel electrode 9a and a common electrode 9b. During the operation of the liquid crystal device, a potential corresponding to the image signal VID is supplied from the external circuit through the external circuit connection terminal 102, the lead wiring 90, the data line driving circuit 101, the sampling circuit 7, the data line, the pixel switching TFT, and the like. The common potential LCCOM is supplied to the pixel electrode 9a, and the common potential LCCOM is supplied to the common electrode 9b from the external power source through the external circuit connection terminal 102, the lead wiring 90, and the like.
対向基板20におけるTFTアレイ基板10との対向面上に、遮光膜23が形成されている。遮光膜23は、例えば対向基板20における対向面上で平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板20において、遮光膜23によって非開口領域が規定され、遮光膜23によって区切られた領域がバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。即ち、遮光膜23は、ブラックマスクとして機能する。尚、遮光膜23をストライプ状に形成し、該遮光膜23と、TFTアレイ基板10側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。 A light shielding film 23 is formed on the surface of the counter substrate 20 facing the TFT array substrate 10. For example, the light shielding film 23 is formed in a lattice shape when viewed in plan on the facing surface of the facing substrate 20. In the counter substrate 20, a non-opening area is defined by the light shielding film 23, and an area partitioned by the light shielding film 23 is an opening area through which light emitted from the backlight is transmitted. That is, the light shielding film 23 functions as a black mask. The light shielding film 23 may be formed in a stripe shape, and the non-opening region may be defined by the light shielding film 23 and various components such as data lines provided on the TFT array substrate 10 side.
遮光膜23上に、ITO等の透明材料からなる対向電極21が、共通電極9bと対向するように、共通電極9bと同一の所定のパターンで櫛歯状に形成されている。液晶装置の動作時には、外部電源から外部回路接続端子102、引回配線90、上下導通端子106及び上下導通材107等を介して共通電位LCCOMが対向電極21に供給される。尚、対向電極21は、本発明に係る「第2共通電極」の一例である。 On the light shielding film 23, the counter electrode 21 made of a transparent material such as ITO is formed in a comb-teeth shape with the same predetermined pattern as the common electrode 9b so as to face the common electrode 9b. During the operation of the liquid crystal device, the common potential LCCOM is supplied from the external power source to the counter electrode 21 through the external circuit connection terminal 102, the lead wiring 90, the vertical conduction terminal 106, the vertical conduction member 107, and the like. The counter electrode 21 is an example of the “second common electrode” according to the present invention.
対向基板20における液晶層50の面する側の表面、即ち対向電極21上には、垂直配向膜22が対向電極21を覆うように形成されている。 On the surface of the counter substrate 20 facing the liquid crystal layer 50, that is, on the counter electrode 21, a vertical alignment film 22 is formed so as to cover the counter electrode 21.
尚、画像表示領域10aにおいてカラー表示を行うために、対向基板20或いはTFTアレイ基板10における開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図2には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。 In order to perform color display in the image display region 10a, a color filter (not shown in FIG. 2) is formed in a region including a part of the opening region and the non-opening region in the counter substrate 20 or the TFT array substrate 10. It may be.
液晶層50は、誘電率異方性が正である液晶分子を含んで構成されており、一対の垂直配向膜16及び22によって、液晶分子は、その初期配向状態が垂直になるように配向される。 The liquid crystal layer 50 includes liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy, and the pair of vertical alignment films 16 and 22 align the liquid crystal molecules so that the initial alignment state is vertical. The
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104、サンプリング回路7等に加えて、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。 In addition to the data line driving circuit 101, the scanning line driving circuit 104, the sampling circuit 7, etc., a plurality of data lines are pre-set at a predetermined voltage level on the TFT array substrate 10 shown in FIGS. A precharge circuit that supplies a charge signal prior to an image signal, an inspection circuit for inspecting the quality, defects, and the like of the liquid crystal device during manufacture or at the time of shipment may be formed.
次に、本実施形態に係る液晶装置の構成について、図3を参照して説明する。図3は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す斜視図である。尚、以降の図においては、図1及び図2で示した、液晶パネル100の詳細な部材については適宜省略し、直接関連のある部材のみを示す。また、以降の図では、液晶パネル100における1画素分の構成を模式的に示している。 Next, the configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment. In the following drawings, detailed members of the liquid crystal panel 100 shown in FIGS. 1 and 2 are omitted as appropriate, and only directly related members are shown. In the following drawings, the configuration of one pixel in the liquid crystal panel 100 is schematically shown.
図3において、液晶装置1は、液晶パネル100と、光の入射方向に沿って液晶パネル100の両側の各々に配置された偏光板201及び202とを備えて構成されている。偏光板201における遅相軸201aと、偏光板202における遅相軸202aとは相互に直交している(即ち、クロスニコル状態である)。 In FIG. 3, the liquid crystal device 1 includes a liquid crystal panel 100 and polarizing plates 201 and 202 disposed on both sides of the liquid crystal panel 100 along the light incident direction. The slow axis 201a in the polarizing plate 201 and the slow axis 202a in the polarizing plate 202 are orthogonal to each other (that is, in a crossed Nicols state).
液晶パネル100は、TFTアレイ基板10と、対向基板20と、該TFTアレイ基板10及び対向基板20間に狭持され、初期配向状態が垂直配向であり、誘電異方性が正である液晶分子50aを含んでなる液晶層50(図2参照)と、TFTアレイ基板10上に配置される画素電極9a及び共通電極9bと、対向基板20上に配置される対向電極21とを備えている。 The liquid crystal panel 100 is a liquid crystal molecule that is sandwiched between the TFT array substrate 10, the counter substrate 20, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, has an initial alignment state of vertical alignment, and a positive dielectric anisotropy. A liquid crystal layer 50 including 50a (see FIG. 2), a pixel electrode 9a and a common electrode 9b disposed on the TFT array substrate 10, and a counter electrode 21 disposed on the counter substrate 20 are provided.
各画素では、画素電極9aは、TFTアレイ基板10上において、一の方向に延びるように形成されており、共通電極9bは、TFTアレイ基板10上において、一の方向に平行に延びるように形成されており、対向電極21は、対向基板20上において、共通電極9bと同一のパターンで(即ち、一の方向に平行に延びるように)且つ対向基板20上で平面的に見て(即ち、対向基板20の基板面の法線方向から見て)共通電極9bと重なるように形成されている。 In each pixel, the pixel electrode 9 a is formed to extend in one direction on the TFT array substrate 10, and the common electrode 9 b is formed to extend in parallel to one direction on the TFT array substrate 10. The counter electrode 21 has the same pattern as the common electrode 9b on the counter substrate 20 (that is, extends in parallel with one direction) and is viewed in plan on the counter substrate 20 (that is, It is formed so as to overlap the common electrode 9b (as viewed from the normal direction of the substrate surface of the counter substrate 20).
液晶装置1では、その動作時には、各画素において、液晶層50に、画素電極9aと共通電極9b及び対向電極21との電位差(即ち、画像信号VIDに応じた電位と共通電位LCCOMとの電位差)に相当する印加電圧が印加されることにより、画像表示が行われる。 In the liquid crystal device 1, during the operation, the potential difference between the pixel electrode 9a, the common electrode 9b, and the counter electrode 21 (that is, the potential difference between the potential corresponding to the image signal VID and the common potential LCCOM) is added to the liquid crystal layer 50 in each pixel. When an applied voltage corresponding to is applied, image display is performed.
次に、本実施形態に係る液晶装置の液晶層に電圧が印加された場合の液晶分子の動作について、図4及び図5を参照して説明する。図4は、電圧が印加されていない場合における、液晶層の液晶分子の状態を示す概念図であり、図5は、電圧が印加された場合における、液晶層の液晶分子の状態を示す概念図である。 Next, the operation of the liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the state of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer when no voltage is applied, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing the state of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer when a voltage is applied. It is.
図4に示すように、画素電極9aと共通電極9b及び対向電極21との間に電圧が印加されていない場合(言い換えれば、画素電極9aに供給される画像信号VIDに応じた電位と共通電極9a及び対向電極21に供給される共通電位LCCOMとが互いに同じ電位となる場合)、液晶分子50aは、TFTアレイ基板10及び対向基板20間において、その長軸方向が基板面に対し垂直になるように配向される(即ち、垂直配向される)。この場合、液晶装置1に照射された光は、液晶分子50aの影響を受けないので、偏光板201及び202によって遮光される(即ち、黒表示となる)。 As shown in FIG. 4, when no voltage is applied between the pixel electrode 9a, the common electrode 9b, and the counter electrode 21 (in other words, the potential corresponding to the image signal VID supplied to the pixel electrode 9a and the common electrode). 9a and the common potential LCCOM supplied to the counter electrode 21), the liquid crystal molecules 50a have a major axis direction perpendicular to the substrate surface between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. (I.e., vertically aligned). In this case, since the light irradiated to the liquid crystal device 1 is not affected by the liquid crystal molecules 50a, the light is blocked by the polarizing plates 201 and 202 (that is, black display is performed).
一方、図5に示すように、画素電極9aと共通電極9b及び対向電極21との間に電圧が印加されている場合(言い換えれば、画素電極9aに供給される画像信号VIDに応じた電位と共通電極9a及び対向電極21に供給される共通電位LCCOMとが互いに異なる電位となる場合)、液晶分子50aは、TFTアレイ基板10及び対向基板20間において、その長軸方向が基板面に沿うように配向される。この場合、液晶装置1に照射された光は、横に倒れたことによる液晶分子50aの複屈折の変化によって、その偏光状態が変化されて、液晶パネル100並びに偏光板201及び202を透過する(即ち、白表示となる)。尚、例えば、各画素の共通電極9b及び対向電極21に共通に供給される共通電位LCCOMは、接地電位であり、画素電極9aには、画像信号に応じた電位が一定期間毎に正又は負電位となるように供給される。 On the other hand, as shown in FIG. 5, when a voltage is applied between the pixel electrode 9a, the common electrode 9b, and the counter electrode 21 (in other words, the potential corresponding to the image signal VID supplied to the pixel electrode 9a) In the case where the common potential LCCOM supplied to the common electrode 9a and the counter electrode 21 is different from each other), the liquid crystal molecules 50a are arranged so that the major axis direction is along the substrate surface between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. Oriented. In this case, the light irradiated to the liquid crystal device 1 changes its polarization state due to a change in birefringence of the liquid crystal molecules 50a due to falling sideways, and passes through the liquid crystal panel 100 and the polarizing plates 201 and 202 ( That is, the display is white. For example, the common potential LCCOM supplied in common to the common electrode 9b and the counter electrode 21 of each pixel is a ground potential, and the potential corresponding to the image signal is positive or negative in the pixel electrode 9a every predetermined period. It is supplied so as to be at a potential.
尚、電圧が印加された場合、厳密には、液晶分子50aの長軸方向は、画素電極9a及び共通電極9b間に生じた電界と画素電極9a及び対向電極21間に生じた電界とに沿うように、変化する。このため、画素電極9a、共通電極9b及び対向電極21近傍では、液晶分子50aの変化(即ち、傾き)が小さくなり、光の透過率が低下するが、液晶パネル100に表示される画像に対する影響は小さいことが、本願発明者の研究により判明している。 Strictly speaking, when a voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules 50a follows the electric field generated between the pixel electrode 9a and the common electrode 9b and the electric field generated between the pixel electrode 9a and the counter electrode 21. To change. Therefore, in the vicinity of the pixel electrode 9a, the common electrode 9b, and the counter electrode 21, the change (that is, the inclination) of the liquid crystal molecules 50a is reduced and the light transmittance is reduced, but the influence on the image displayed on the liquid crystal panel 100 is reduced. Has been found to be small by research of the present inventors.
逆に、そのような光の透過率が低下する共通電極9b及び対向電極21の近傍については、図2を参照して上述した、ブラックマスクとして機能する遮光膜23によって隠すことができる。 Conversely, the vicinity of the common electrode 9b and the counter electrode 21 where the light transmittance is reduced can be hidden by the light shielding film 23 functioning as a black mask described above with reference to FIG.
次に、図5に加えて、図6に示す比較例を参照して、液晶層に電圧が印加された場合の液晶分子の動作について更に詳細に説明する。図6は、比較例における図5と同趣旨の模式図である。 Next, in addition to FIG. 5, the operation of liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer will be described in more detail with reference to a comparative example shown in FIG. FIG. 6 is a schematic diagram having the same concept as in FIG. 5 in the comparative example.
図6に比較例として示すように、仮に、対向基板20上に対向電極21が設けられず、液晶分子50aの長軸方向が、TFTアレイ基板10上に設けられた画素電極9a及び共通電極9a間の電位差に起因して生じる電界に沿うように構成される場合には、各画素における画素電極9aと共通電極9bとの中間付近における液晶分子(例えば、図6中、液晶分子50a1)に配向不良が生じてしまうおそれがある。 As shown in FIG. 6 as a comparative example, it is assumed that the counter electrode 21 is not provided on the counter substrate 20, and the major axis direction of the liquid crystal molecules 50a is the pixel electrode 9a and the common electrode 9a provided on the TFT array substrate 10. When configured so as to follow an electric field generated due to a potential difference between them, the liquid crystal molecules (for example, liquid crystal molecules 50a1 in FIG. 6) are aligned in the vicinity of the middle between the pixel electrode 9a and the common electrode 9b in each pixel. There is a risk of failure.
即ち、図6に示す比較例に係る液晶装置によれば、その動作時には、各画素における画素電極9aと共通電極9bとの中間付近における液晶分子50aのうち、画素電極9a側に倒れることで基板面に沿おうとする液晶分子50a2と共通電極9b側に倒れることで基板面に沿おうとする液晶分子50a1とが互いに倒れるのを妨げ合うことにより、液晶分子の配向不良(即ち、ディスクリネーション)が生じてしまうおそれがある。これにより、例えば、画像表示領域10a(図1参照)における、液晶分子50a1が倒れることにより白色表示となるべき領域が、液晶分子50a1が十分に倒れないために黒色表示となってしまうなどの表示上の不具合が発生してしまうおそれがある。 That is, according to the liquid crystal device according to the comparative example shown in FIG. 6, during the operation, the liquid crystal molecules 50 a in the vicinity of the middle between the pixel electrode 9 a and the common electrode 9 b in each pixel are tilted toward the pixel electrode 9 a side. The liquid crystal molecules 50a2 that are to be along the surface and the liquid crystal molecules 50a1 that are to be along the substrate surface by being tilted toward the common electrode 9b prevent the liquid crystal molecules 50a2 from being tilted to each other, thereby causing misalignment of liquid crystal molecules (that is, disclination). It may occur. Thereby, for example, in the image display area 10a (see FIG. 1), a region that should become white when the liquid crystal molecules 50a1 are tilted is displayed black because the liquid crystal molecules 50a1 are not tilted sufficiently. The above problems may occur.
しかるに、本実施形態では特に、図1から図5を参照して上述したように、対向基板20上に対向電極21が設けられている。 However, in the present embodiment, the counter electrode 21 is provided on the counter substrate 20 as described above with reference to FIGS. 1 to 5.
よって、図5において、本実施形態に係る液晶装置1によれば、その動作時には、画素電極9a及び共通電極9b間の電位差に起因して生じる電界に加えて、画素電極9a及び対向電極21間の電位差に起因して生じる電界によって、液晶分子50aを、その長軸方向が基板面に沿うように変化させる(即ち、倒す)ことができる。従って、液晶分子50aが倒れる方向を、共通電極9b及び対向電極21側に殆ど或いは完全に揃えることができ、各画素において液晶分子の配向不良が生じてしまうのを低減できる。即ち、例えば、各画素における画素電極9aと共通電極9bとの中間付近における液晶分子50a1及び50a2のいずれもが共通電極9b及び対向電極21側に倒れるようにすることができる。これにより、液晶分子の配向不良に起因する表示上の不具合の発生を低減できる。この結果、高品質な画像を表示することが可能となる。 Therefore, in FIG. 5, according to the liquid crystal device 1 according to the present embodiment, during the operation, in addition to the electric field generated due to the potential difference between the pixel electrode 9a and the common electrode 9b, between the pixel electrode 9a and the counter electrode 21. The liquid crystal molecules 50a can be changed (that is, tilted) so that the major axis direction is along the substrate surface by the electric field generated due to the potential difference. Therefore, the direction in which the liquid crystal molecules 50a are tilted can be almost or completely aligned with the common electrode 9b and the counter electrode 21 side, and the occurrence of poor alignment of liquid crystal molecules in each pixel can be reduced. That is, for example, all of the liquid crystal molecules 50a1 and 50a2 in the vicinity of the middle between the pixel electrode 9a and the common electrode 9b in each pixel can be inclined to the common electrode 9b and the counter electrode 21 side. Thereby, it is possible to reduce the occurrence of defects on display due to alignment failure of liquid crystal molecules. As a result, a high quality image can be displayed.
尚、本実施形態では、対向電極21が、対向基板20上において、共通電極9bと同一のパターンで且つ対向基板20上で平面的に見て共通電極9bと重なるように形成されるように構成したが、対向電極21が、共通電極9bと異なるパターンを有していても或いは共通電極9bと重なっていなくても、対向基板20上において、画素電極9aに対してよりも共通電極9bに対して近くなるように形成されるように構成すれば、本実施形態と概ね同様に、各画素において液晶分子50aの配向不良が生じてしまうのを低減できる。 In this embodiment, the counter electrode 21 is formed on the counter substrate 20 so as to have the same pattern as the common electrode 9b and to overlap the common electrode 9b when viewed in plan on the counter substrate 20. However, even if the counter electrode 21 has a pattern different from that of the common electrode 9b or does not overlap with the common electrode 9b, the counter electrode 20 has a pattern with respect to the common electrode 9b rather than the pixel electrode 9a. If the liquid crystal molecules 50a are formed so as to be close to each other, it is possible to reduce the occurrence of alignment failure of the liquid crystal molecules 50a in each pixel, as in the present embodiment.
また、本実施形態に係る液晶装置1によれば、液晶分子50aが倒れる方向を制御するための凸部をTFTアレイ基板10或いは対向基板20に形成する必要がない。従って、当該液晶装置の製造工程における加工を単純にすることができる。更に、液晶層50は、正の誘電異方性を有する液晶分子を含んで構成されているので、設計マージンが広い。従って、液晶材料の選択及び/又は組み合わせによっては、既存のVA型液晶装置より応答速度を速くしたり、コストを低減したりすることもできる。 Further, according to the liquid crystal device 1 according to the present embodiment, it is not necessary to form a convex portion for controlling the direction in which the liquid crystal molecules 50 a are tilted on the TFT array substrate 10 or the counter substrate 20. Therefore, processing in the manufacturing process of the liquid crystal device can be simplified. Furthermore, since the liquid crystal layer 50 includes liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy, the design margin is wide. Therefore, depending on the selection and / or combination of the liquid crystal materials, the response speed can be made faster than the existing VA liquid crystal device or the cost can be reduced.
以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置1によれば、高品質な画像を表示可能であり、且つ製造工程における加工を単純にすることができる。
<電子機器>
次に、上述した液晶装置を電子機器の一例であるプロジェクタに適用した場合について、図7を参照して説明する。上述した液晶装置は、プロジェクタのライトバルブとして用いられている。図7は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。
As described above, according to the liquid crystal device 1 according to the present embodiment, a high-quality image can be displayed, and processing in the manufacturing process can be simplified.
<Electronic equipment>
Next, a case where the above-described liquid crystal device is applied to a projector which is an example of an electronic apparatus will be described with reference to FIG. The liquid crystal device described above is used as a light valve of a projector. FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of the projector.
図7に示すように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。 As shown in FIG. 7, a projector 1100 includes a lamp unit 1102 made of a white light source such as a halogen lamp. The projection light emitted from the lamp unit 1102 is separated into three primary colors of RGB by four mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 arranged in the light guide 1104, and serves as a light valve corresponding to each primary color. The light enters the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G.
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。 The configurations of the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G are the same as those of the liquid crystal device described above, and are driven by R, G, and B primary color signals supplied from the image signal processing circuit. The light modulated by these liquid crystal panels enters the dichroic prism 1112 from three directions. In the dichroic prism 1112, R and B light is refracted at 90 degrees, while G light travels straight. Therefore, as a result of the synthesis of the images of the respective colors, a color image is projected onto the screen or the like via the projection lens 1114.
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。 Here, paying attention to the display images by the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G, the display image by the liquid crystal panel 1110G needs to be horizontally reversed with respect to the display images by the liquid crystal panels 1110R and 1110B.
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。 In addition, since light corresponding to each primary color of R, G, and B is incident on the liquid crystal panels 1110R, 1110B, and 1110G by the dichroic mirror 1108, it is not necessary to provide a color filter.
尚、図7を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。 In addition to the electronic device described with reference to FIG. 7, a mobile personal computer, a mobile phone, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook , Calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices with touch panels, and the like. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及び該液晶装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. An electronic device including the liquid crystal device is also included in the technical scope of the present invention.
1…液晶装置、9a…画素電極、9b…共通電極、10…TFTアレイ基板、20…対向基板、21…対向電極、50…液晶層、50a…液晶分子、100…液晶パネル、201、202…偏光板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal device, 9a ... Pixel electrode, 9b ... Common electrode, 10 ... TFT array substrate, 20 ... Counter substrate, 21 ... Counter electrode, 50 ... Liquid crystal layer, 50a ... Liquid crystal molecule, 100 ... Liquid crystal panel, 201, 202 ... Polarizer
Claims (6)
該第1基板に対向するように配置された第2基板と、
前記第1及び第2基板間に狭持され、電圧無印加時における配向状態が垂直配向であり、誘電異方性が正である液晶分子を含んでなる液晶層と、
前記第1基板上に画素毎に設けられ、画像信号に応じた電位が供給される画素電極と、
前記第1基板上に、前記画素電極と対をなすように、前記画素毎に設けられ、共通電位が供給される第1共通電極と、
前記第2基板上に、前記画素電極に対してよりも前記第1共通電極に対して近くなるように、前記画素毎に設けられ、前記共通電位が供給される第2共通電極と
を備えることを特徴とする液晶装置。 A first substrate;
A second substrate disposed to face the first substrate;
A liquid crystal layer comprising liquid crystal molecules sandwiched between the first and second substrates, the alignment state when no voltage is applied is vertical alignment, and the dielectric anisotropy is positive;
A pixel electrode provided for each pixel on the first substrate and supplied with a potential according to an image signal;
A first common electrode provided for each of the pixels so as to form a pair with the pixel electrode on the first substrate;
A second common electrode that is provided for each of the pixels so as to be closer to the first common electrode than to the pixel electrode on the second substrate. A liquid crystal device characterized by the above.
前記第1共通電極は、前記第1基板上において、前記第1方向に沿って延びるように形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 The pixel electrode is formed to extend in a first direction on the first substrate,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first common electrode is formed to extend along the first direction on the first substrate.
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