JP2011164212A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、各種分野に適用されている。 In recent years, flat display devices have been actively developed, and among them, liquid crystal display devices have been applied to various fields by taking advantage of features such as light weight, thinness, and low power consumption.
例えば、特許文献1によれば、単位画素に形成されるカウンタ電極及びこのカウンタ電極とともにフリンジフィールドを発生させて液晶分子を動作させる画素電極を備えた下部基板と、下部基板と液晶層の間に介在し所定のラビング軸を有する水平配向膜と、上部基板と液晶層との間に介在する垂直配向膜と、上部基板の外側面に配置され所定の偏光軸を有する偏光素子と、下部基板に配置され上部基板の上方から入射される光を反射させる反射手段と、を備えた反射型フリンジフィールド駆動モードの液晶表示装置が開示されている。
For example, according to
この発明の目的は、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with good display quality.
この発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に接続された第1電極と、前記第1電極から離間し且つ前記第1電極と並んで配置された第2電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板に対向した第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、前記第1基板の前記液晶層と接触する面に配置され、前記液晶分子を前記第1基板の法線方向と略平行な方向に配向させる第1配向膜と、前記第2基板の前記液晶層と接触する面に配置されラビング処理された第2配向膜と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
An insulating substrate, a switching element disposed above the insulating substrate, a first electrode electrically connected to the switching element, and spaced apart from the first electrode and disposed side by side with the first electrode A first substrate provided with a second electrode; a second substrate facing the first substrate; a liquid crystal layer including liquid crystal molecules held between the first substrate and the second substrate; A first alignment film disposed on a surface of the first substrate in contact with the liquid crystal layer and aligning the liquid crystal molecules in a direction substantially parallel to a normal direction of the first substrate; and the liquid crystal layer of the second substrate; There is provided a liquid crystal display device comprising: a second alignment film disposed on a contact surface and subjected to a rubbing process.
この発明によれば、表示品位の良好な液晶表示装置を提供できる。 According to the present invention, a liquid crystal display device with good display quality can be provided.
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮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。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to components that exhibit the same or similar functions, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、本実施形態における液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to the present embodiment.
すなわち、液晶表示装置1は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルLPN、液晶表示パネルLPNに接続された駆動ICチップ2及びフレキシブル配線基板3、液晶表示パネルLPNを照明するバックライト4などを備えている。
That is, the liquid
液晶表示パネルLPNは、アレイ基板(第1基板)ARと、アレイ基板ARに対向して配置された対向基板(第2基板)CTと、これらのアレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された図示しない液晶層と、を備えて構成されている。このような液晶表示パネルLPNは、画像を表示するアクティブエリアACTを備えている。このアクティブエリアACTは、m×n個のマトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている(但し、m及びnは正の整数)。 The liquid crystal display panel LPN is held between an array substrate (first substrate) AR, a counter substrate (second substrate) CT arranged to face the array substrate AR, and the array substrate AR and the counter substrate CT. And a liquid crystal layer (not shown). Such a liquid crystal display panel LPN includes an active area ACT for displaying an image. The active area ACT is composed of a plurality of pixels PX arranged in a matrix of m × n (where m and n are positive integers).
バックライト4は、図示した例では、アレイ基板ARの背面側に配置されている。このようなバックライト4としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード(LED)を利用したものや冷陰極管(CCFL)を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。
In the illustrated example, the
図2は、図1に示した液晶表示パネルLPNの構成及び等価回路を概略的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration and an equivalent circuit of the liquid crystal display panel LPN shown in FIG.
アレイ基板ARは、アクティブエリアACTにおいて、X方向に沿ってそれぞれ延出したn本のゲート配線G(G1〜Gn)及びn本の容量線C(C1〜Cn)、X方向に交差するY方向に沿ってそれぞれ延出したm本のソース配線S(S1〜Sm)、各画素PXにおいてゲート配線G及びソース配線Sと電気的に接続されたm×n個のスイッチング素子SW、各画素PXにおいてスイッチング素子SWに各々電気的に接続されたm×n個の画素電極(第1電極)PE、容量線Cの一部であり画素電極PEから離間したコモン電位の対向電極(第2電極)CEなどを備えている。保持容量Csは、容量線Cと画素電極PEとの間に形成される。液晶層LQは、画素電極PEと対向電極CEとの間に介在する。 In the active area ACT, the array substrate AR includes n gate wirings G (G1 to Gn) and n capacitance lines C (C1 to Cn) that extend along the X direction, and a Y direction that intersects the X direction. In each pixel PX, m source wirings S (S1 to Sm) extending along the line, and m × n switching elements SW electrically connected to the gate wiring G and the source wiring S in each pixel PX M × n pixel electrodes (first electrodes) PE each electrically connected to the switching element SW, a common potential counter electrode (second electrode) CE which is a part of the capacitor line C and is separated from the pixel electrode PE. Etc. The storage capacitor Cs is formed between the capacitor line C and the pixel electrode PE. The liquid crystal layer LQ is interposed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE.
各ゲート配線Gは、アクティブエリアACTの外側に引き出され、第1駆動回路GDに接続されている。各ソース配線Sは、アクティブエリアACTの外側に引き出され、第2駆動回路SDに接続されている。各容量線Cは、アクティブエリアACTの外側に引き出され、第3駆動回路CDに接続されている。これらの第1駆動回路GD、第2駆動回路SD、及び、第3駆動回路CDは、例えば、アレイ基板ARに形成され、駆動ICチップ2と接続されている。
Each gate line G is drawn outside the active area ACT and is connected to the first drive circuit GD. Each source line S is drawn outside the active area ACT and connected to the second drive circuit SD. Each capacitance line C is drawn outside the active area ACT and connected to the third drive circuit CD. The first drive circuit GD, the second drive circuit SD, and the third drive circuit CD are formed on, for example, the array substrate AR and connected to the
図示した例では、駆動ICチップ2は、液晶表示パネルLPNのアクティブエリアACTの外側において、アレイ基板ARの上に実装されている。なお、フレキシブル配線基板の図示は省略しており、アレイ基板ARには、フレキシブル配線基板を接続するための端子Tが形成されている。これらの端子Tは、各種配線を介して駆動ICチップ2に接続されている。
In the illustrated example, the
また、図示した例の液晶表示パネルLPNは、アレイ基板ARに画素電極PE及び対向電極CEを備え、これらの間に形成される横電界(すなわち、基板の主面にほぼ平行な電界)を主に利用して液晶層LQに含まれる液晶分子をスイッチングするIn−Plane Switching(IPS)モードを適用している。 Further, the liquid crystal display panel LPN of the illustrated example includes a pixel electrode PE and a counter electrode CE on the array substrate AR, and mainly uses a horizontal electric field (that is, an electric field substantially parallel to the main surface of the substrate) formed therebetween. In-Plane Switching (IPS) mode for switching liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer LQ is applied.
次に、本実施形態の液晶表示パネルLPNについて説明する。 Next, the liquid crystal display panel LPN of this embodiment will be described.
図3は、図2に示したアレイ基板ARにおける画素PXの構造を対向基板CTの側から見た概略平面図である。 FIG. 3 is a schematic plan view of the structure of the pixel PX in the array substrate AR shown in FIG. 2 as viewed from the counter substrate CT side.
ゲート配線GはX方向に延在している。ソース配線SはY方向に延在している。スイッチング素子SWは、ゲート配線Gとソース配線Sとの交差部近傍に配置され、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)によって構成されている。このスイッチング素子SWは、半導体層SCを備えている。この半導体層SCは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。 The gate wiring G extends in the X direction. The source line S extends in the Y direction. The switching element SW is disposed in the vicinity of the intersection of the gate line G and the source line S, and is configured by, for example, a thin film transistor (TFT). The switching element SW includes a semiconductor layer SC. The semiconductor layer SC can be formed of, for example, polysilicon or amorphous silicon, and is formed of polysilicon here.
スイッチング素子SWのゲート電極WGは、半導体層SCの直上に位置し、ゲート配線Gに電気的に接続されている(図示した例では、ゲート電極WGは、ゲート配線Gと一体的に形成されている)。スイッチング素子SWのソース電極WSは、ソース配線Sに電気的に接続されている(図示した例では、ソース電極WSは、ソース配線Sと一体的に形成されている)。スイッチング素子SWのドレイン電極WDは、画素電極PEに電気的に接続されている。 The gate electrode WG of the switching element SW is located immediately above the semiconductor layer SC and is electrically connected to the gate wiring G (in the illustrated example, the gate electrode WG is formed integrally with the gate wiring G. ) The source electrode WS of the switching element SW is electrically connected to the source line S (in the illustrated example, the source electrode WS is formed integrally with the source line S). The drain electrode WD of the switching element SW is electrically connected to the pixel electrode PE.
容量線Cは、X方向に延在している。すなわち、容量線Cは、各画素PXに配置されるとともにソース配線Sと交差し、X方向に隣接する各画素PXに共通である。この容量線Cは、各画素PXに対応して形成された対向電極CEを含んでいる。図示した例では、容量線Cは、Y方向に隣接する2つのゲート配線Gの間においてX方向に並んだ1行分の複数の画素PXに対して共通である。また、図示した例では、容量線Cは、各画素PXにおいて櫛歯状に形成された対向電極CEを含んでいる。ここでは、対向電極CEは、1画素につきY方向に延出した2本の櫛歯電極E1及びE2を含んでいる。 The capacitance line C extends in the X direction. That is, the capacitor line C is disposed in each pixel PX, intersects the source line S, and is common to each pixel PX adjacent in the X direction. The capacitance line C includes a counter electrode CE formed corresponding to each pixel PX. In the illustrated example, the capacitor line C is common to a plurality of pixels PX for one row arranged in the X direction between two gate lines G adjacent in the Y direction. In the illustrated example, the capacitance line C includes a counter electrode CE formed in a comb shape in each pixel PX. Here, the counter electrode CE includes two comb electrodes E1 and E2 extending in the Y direction per pixel.
各画素PXの画素電極PEは、容量線Cの上方に配置されている。画素電極PEの一部は、図示しない層間絶縁膜を介して容量線Cと対向し、保持容量Csを形成する。このような画素電極PEは、各々スイッチング素子SWのドレイン電極WDに接続されている。IPSモードを適用した本実施形態においては、Fringe Field Switching(FFS)モードとは異なり、画素電極PEは、アレイ基板ARの主面と平行なX−Y平面において、対向電極CEと略一定の間隔をおいて並んで配置されている。図示した例では、画素電極PEは、Y方向に延出した略Iの字型に形成されている。つまり、画素電極PEは、対向電極CEを構成する櫛歯電極E1及びE2と略平行に延出しており、これらの2本の櫛歯電極E1及びE2の中間に位置している。 The pixel electrode PE of each pixel PX is disposed above the capacitance line C. A part of the pixel electrode PE is opposed to the capacitor line C through an interlayer insulating film (not shown) to form a storage capacitor Cs. Such pixel electrodes PE are each connected to the drain electrode WD of the switching element SW. In the present embodiment to which the IPS mode is applied, unlike the fringe field switching (FFS) mode, the pixel electrode PE has a substantially constant distance from the counter electrode CE in the XY plane parallel to the main surface of the array substrate AR. They are arranged side by side. In the illustrated example, the pixel electrode PE is formed in a substantially I-shape extending in the Y direction. That is, the pixel electrode PE extends substantially in parallel with the comb-tooth electrodes E1 and E2 constituting the counter electrode CE, and is located between these two comb-tooth electrodes E1 and E2.
図4は、図3に示した画素PXをA−B線で切断した液晶表示パネルLPNの断面構造を概略的に示す図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display panel LPN obtained by cutting the pixel PX shown in FIG. 3 along the line AB.
すなわち、アレイ基板ARは、ガラス板などの光透過性を有する絶縁基板20を用いて形成されている。このアレイ基板ARは、絶縁基板20の内面(すなわち液晶層LQに対向する面)にスイッチング素子SWを備えている。ここに示したスイッチング素子SWは、トップゲート型の薄膜トランジスタである。半導体層SCは、絶縁基板20の上に配置されている。このような半導体層SCは、ゲート絶縁膜21によって覆われている。また、ゲート絶縁膜21は、絶縁基板20の上にも配置されている。
That is, the array substrate AR is formed by using an insulating
スイッチング素子SWのゲート電極WGは、ゲート絶縁膜21の上に配置され、半導体層SCの直上に位置している。このようなゲート電極WGは、第1層間絶縁膜22によって覆われている。また、第1層間絶縁膜22は、ゲート絶縁膜21の上にも配置されている。これらのゲート絶縁膜21及び第1層間絶縁膜22は、例えば窒化シリコン(SiN)などの無機系材料によって形成されている。
The gate electrode WG of the switching element SW is disposed on the
スイッチング素子SWのソース電極WS及びドレイン電極WDは、第1層間絶縁膜22の上に配置されている。これらのソース電極WS及びドレイン電極WDは、ゲート絶縁膜21及び第1層間絶縁膜22を貫通するコンタクトホールを介して半導体層SCにコンタクトしている。これらのゲート電極WG、ソース電極WS、及び、ドレイン電極WDは、例えば、モリブデン、アルミニウム、タングステン、チタンなどの導電材料によって形成されている。
The source electrode WS and the drain electrode WD of the switching element SW are disposed on the first
ソース電極WS及びドレイン電極WDは、有機絶縁膜23によって覆われている。また、この有機絶縁膜23は、第1層間絶縁膜22の上にも配置されている。この有機絶縁膜23は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの各種有機材料によって形成されている。
The source electrode WS and the drain electrode WD are covered with the organic insulating
容量線Cに含まれる対向電極CEは、有機絶縁膜23の上に配置されている。このような対向電極CEは、第2層間絶縁膜24によって覆われている。また、この第2層間絶縁膜24は、有機絶縁膜23の上にも配置されている。
The counter electrode CE included in the capacitor line C is disposed on the organic insulating
画素電極PEは、第2層間絶縁膜24の上に配置さている。つまり、画素電極PEと対向電極CEとは、第2層間絶縁膜24を挟んで異なる層に配置されている。画素電極PEは、対向電極CEとアレイ基板ARの法線方向Zに重なっているわけではなく、対向電極CEとX方向に並んで配置されている。
The pixel electrode PE is disposed on the second
この画素電極PEは、有機絶縁膜23及び第2層間絶縁膜24を貫通するコンタクトホールを介してドレイン電極WDに接続されている。容量線Cあるいは対向電極CEと、画素電極PEとは、ともに光透過性を有する導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などによって形成されている。画素電極PEは、第1配向膜25によって覆われている。この第1配向膜25は、アレイ基板ARの液晶層LQに接する面に配置されている。
The pixel electrode PE is connected to the drain electrode WD through a contact hole that penetrates the organic insulating
一方、対向基板CTは、ガラス板などの光透過性を有する絶縁基板30を用いて形成されている。この対向基板CTは、絶縁基板30の内面(すなわち液晶層LQに対向する面)に、各画素PXを区画するブラックマトリクス31及びカラーフィルタ32を備えている。
On the other hand, the counter substrate CT is formed using an insulating
ブラックマトリクス31は、絶縁基板30上において、アレイ基板ARに設けられたゲート配線Gやソース配線S、さらにはスイッチング素子SWなどの配線部に対向するように配置されている。このブラックマトリクス31は、例えば黒色に着色された樹脂材料やクロム(Cr)などの遮光性の金属材料によって形成されている。
The
カラーフィルタ32は、絶縁基板30の上に配置され、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった3原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料は赤色画素に対応して配置され、同様に、青色に着色された樹脂材料は青色画素に対応して配置され、緑色に着色された樹脂材料は緑色画素に対応して配置されている。
The
上述したような横電界を利用した液晶モードにおいては、対向基板CTの液晶層LQに接する面が平坦であることが望ましく、対向基板CTは、さらに、ブラックマトリクス31及びカラーフィルタ32の表面の凹凸を平坦化するオーバーコート層33を備えている。このようなオーバーコート層33は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの各種有機材料によって形成されている。図示した例では、オーバーコート層33は、ブラックマトリクス31及びカラーフィルタ32の上に配置されている。オーバーコート層33は、第2配向膜34によって覆われている。第2配向膜34は、対向基板CTの液晶層LQに接する面に配置されている。
In the liquid crystal mode using the lateral electric field as described above, it is desirable that the surface of the counter substrate CT that is in contact with the liquid crystal layer LQ is flat, and the counter substrate CT further includes irregularities on the surfaces of the
上述したようなアレイ基板ARと対向基板CTとは、第1配向膜25及び第2配向膜34が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ARと対向基板CTとの間には、図示しないスペーサ(例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサ)が配置され、これにより、所定のギャップが形成される。アレイ基板ARと対向基板CTとは、所定のギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。
The array substrate AR and the counter substrate CT as described above are arranged so that the
液晶層LQは、これらのアレイ基板ARの第1配向膜25と対向基板CTの第2配向膜34との間に形成されたギャップに封入されたP型の液晶組成物によって構成されている。
The liquid crystal layer LQ is composed of a P-type liquid crystal composition sealed in a gap formed between the
液晶表示パネルLPNの一方の外面、すなわちアレイ基板ARを構成する絶縁基板20の外面には、偏光板PL1が配置されている。また、液晶表示パネルLPNの他方の外面、すなわち対向基板CTを構成する絶縁基板30の外面には、偏光板PL2が配置されている。
A polarizing plate PL1 is disposed on one outer surface of the liquid crystal display panel LPN, that is, the outer surface of the insulating
アレイ基板ARと液晶層LQとの間に介在する第1配向膜25は、液晶層LQを構成する図示しない液晶分子をアレイ基板ARの法線方向Zに略平行な方向に配向させる垂直配向膜であり、ラビング処理が不要である。一方で、対向基板CTと液晶層LQとの間に介在する第2配向膜34は、ラビング処理され、図示しない液晶分子を対向基板CTの主面(X−Y平面と平行な面)と略平行な面内においてラビング方向に配向させる水平配向膜である。
The
図5は、対向基板CTの近傍に位置する液晶分子LMの配向状態を模式的に示す図である。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the alignment state of the liquid crystal molecules LM located in the vicinity of the counter substrate CT.
第2配向膜34のラビング方向RBは、X方向及びY方向のいずれにも非平行であり、例えば、ラビング方向RBとY方向とのなす角度は10°前後である。対向基板CTの近傍付近の液晶分子LMは、その長軸LがX−Y平面と略平行であり、かつラビング方向RBと略平行な方向を向くように配向している。なお、図示しないが、アレイ基板側の画素電極PE及び対向電極CEは、Y方向に延出している。
The rubbing direction RB of the
図6は、図5に示した第2配向膜34のラビング方向RBに沿った液晶表示パネルLPNの断面図である。なお、この図6においては、説明に必要な主要部のみを図示している。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel LPN along the rubbing direction RB of the
アレイ基板ARと液晶層LQとの間に介在する第1配向膜25は垂直配向膜であり、対向基板CTと液晶層LQとの間に介在する第2配向膜34は水平配向膜である。このため、液晶層LQに含まれる液晶分子LMは、ハイブリッド配向している。すなわち、アレイ基板ARの近傍に位置する液晶分子LM1は、法線方向Zに略平行な方向に配向(ホメオトロピック配向)し、対向基板CTの近傍に位置する液晶分子LM2は、ラビング方向RBに配向(ホモジニアス配向)している。また、アレイ基板ARと対向基板CTとの間では、液晶分子LMの配向状態が連続的に変化している。
The
本実施形態においては、ノーマリーブラックモードを実現するべく、アレイ基板ARの外面に配置された第1偏光板PL1の第1吸収軸A1は、対向基板CTの外面に配置された第2偏光板PL2の第2吸収軸A2と直交している。しかも、第2吸収軸A2は、第2配向膜34のラビング方向RBと略平行である。
In the present embodiment, in order to realize the normally black mode, the first absorption axis A1 of the first polarizing plate PL1 disposed on the outer surface of the array substrate AR is the second polarizing plate disposed on the outer surface of the counter substrate CT. It is orthogonal to the second absorption axis A2 of PL2. In addition, the second absorption axis A <b> 2 is substantially parallel to the rubbing direction RB of the
図7は、画素電極PEと対向電極CEとの間の電位差によって電界EFが形成された状態での液晶分子LMの配向状態を模式的に示す図である。この図7においては、液晶表示パネルLPNを対向基板側から見たときの液晶分子LMの配向状態を示している。 FIG. 7 is a diagram schematically showing the alignment state of the liquid crystal molecules LM in a state where the electric field EF is formed by the potential difference between the pixel electrode PE and the counter electrode CE. FIG. 7 shows the alignment state of the liquid crystal molecules LM when the liquid crystal display panel LPN is viewed from the counter substrate side.
すなわち、画素電極PEに対してコモン電位とは異なる電位が印加された際には、画素電極PEと対向電極CEとの間に電界EFが形成される。この電界EFは、X−Y平面と略平行であり、かつ、X方向に略平行な方向に沿って形成される。 That is, when a potential different from the common potential is applied to the pixel electrode PE, an electric field EF is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE. The electric field EF is formed along a direction substantially parallel to the XY plane and substantially parallel to the X direction.
このとき、アレイ基板近傍の液晶分子LM1は、その長軸Lが電界EFに対して略平行となるように配向している。つまり、液晶分子LM1は、X−Y平面と略平行であり、かつ、X方向と略平行な方向に配向している。 At this time, the liquid crystal molecules LM1 in the vicinity of the array substrate are aligned so that the long axis L is substantially parallel to the electric field EF. That is, the liquid crystal molecules LM1 are substantially parallel to the XY plane and aligned in a direction substantially parallel to the X direction.
また、対向基板近傍の液晶分子LM2は、アレイ基板近傍に形成された電界EFの影響が及びにくいため、電界が形成されていない状態と略同等の配向状態である。つまり、液晶分子LM2は、その長軸LがX−Y平面と略平行であり、かつラビング方向(Y方向に対して僅かに傾いた方向)RBと略平行な方向を向くように配向している。 Further, the liquid crystal molecules LM2 in the vicinity of the counter substrate are hardly affected by the electric field EF formed in the vicinity of the array substrate, and thus are in an alignment state substantially equivalent to a state in which no electric field is formed. That is, the liquid crystal molecules LM2 are aligned so that the major axis L is substantially parallel to the XY plane and faces the direction substantially parallel to the rubbing direction (direction slightly inclined with respect to the Y direction) RB. Yes.
また、アレイ基板ARと対向基板CTとの間では、液晶分子LMの配向状態が連続的に変化している。つまり、液晶分子LMは、アレイ基板ARと対向基板CTとの間でツイスト配向している。 In addition, the alignment state of the liquid crystal molecules LM continuously changes between the array substrate AR and the counter substrate CT. That is, the liquid crystal molecules LM are twisted between the array substrate AR and the counter substrate CT.
上述した構成の液晶表示装置においては、無電界時には、液晶分子LMは、アレイ基板近傍では略垂直に配向するとともに対向基板近傍ではラビング方向RBに略水平に配向し、アレイ基板と対向基板との間でハイブリッド配向している。このような状態では、バックライトからのバックライト光は、第1偏光板PL1を透過した後、液晶表示パネルLPNを透過し、第2偏光板PL2に吸収される(黒色表示)。 In the liquid crystal display device having the above-described configuration, when there is no electric field, the liquid crystal molecules LM are aligned substantially vertically in the vicinity of the array substrate, and are approximately horizontally aligned in the rubbing direction RB in the vicinity of the counter substrate. Hybrid orientation between them. In such a state, the backlight light from the backlight passes through the first polarizing plate PL1, then passes through the liquid crystal display panel LPN, and is absorbed by the second polarizing plate PL2 (black display).
一方、画素電極PEと対向電極CEとの間に電界が形成された場合には、アレイ基板近傍では電界方向に略水平に配向するとともに対向基板近傍ではラビング方向RBに略水平に配向し、アレイ基板と対向基板との間でツイスト配向している。液晶分子LMの配向方位がアレイ基板近傍において変化すると、液晶層LQを透過する光に対する変調率が変化する。このため、バックライトから出射され液晶表示パネルLPNを透過したバックライト光の一部は、第2偏光板PL2を透過する(白色表示)。つまり、液晶表示パネルLPNの透過率は、電界EFの大きさに依存して変化する。IPSモードでは、このようにして選択的にバックライト光を透過し、画像を表示する。 On the other hand, when an electric field is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, it is oriented substantially horizontally in the direction of the electric field in the vicinity of the array substrate, and is oriented substantially horizontally in the rubbing direction RB in the vicinity of the counter substrate. Twist orientation is performed between the substrate and the counter substrate. When the orientation direction of the liquid crystal molecules LM changes in the vicinity of the array substrate, the modulation factor for the light transmitted through the liquid crystal layer LQ changes. Therefore, part of the backlight light emitted from the backlight and transmitted through the liquid crystal display panel LPN is transmitted through the second polarizing plate PL2 (white display). That is, the transmittance of the liquid crystal display panel LPN changes depending on the magnitude of the electric field EF. In the IPS mode, the backlight is selectively transmitted in this way to display an image.
本実施形態の構成によれば、アレイ基板ARの液晶層LQと接触する面に配置された第1配向膜25に対するラビング処理が不要である。このため、ラビング処理に起因した不具合、例えば、ラビング部材が第1配向膜25を局所的に強く接触したことに起因したキズやスジ状のラビングムラの発生を防止することが可能となる。
According to the configuration of the present embodiment, the rubbing process for the
特に、アレイ基板ARは、交差するように配置されたソース配線Sやゲート配線Gなどの各種配線や、各画素PXに配置されたスイッチング素子SWや画素電極PE、対向電極CEなどを備えており、その液晶層LQと接触する側に凹凸が形成されやすい。第1配向膜25は、アレイ基板ARの凹凸に沿って配置されており、ラビング部材による均一なラビング処理を施すことが難しい。ノーマリーブラックモードでは、第1配向膜25にキズやラビングムラが形成された箇所は、黒色表示の際に輝線あるいは輝点となり、コントラストの低下を招く。
In particular, the array substrate AR includes various wirings such as source wirings S and gate wirings G arranged so as to intersect with each other, switching elements SW, pixel electrodes PE, counter electrodes CE, and the like arranged in each pixel PX. Unevenness is easily formed on the side in contact with the liquid crystal layer LQ. The
このため、第1配向膜25のラビング処理が不要である本実施形態によれば、ラビング処理に起因した不具合が解消されるため、輝線あるいは輝点によるコントラストの低下を防止することができ、良好な表示品位を得ることが可能となる。また、本実施形態によれば、製造歩留まりの改善を図ることが可能となる。
For this reason, according to the present embodiment, in which the rubbing process of the
なお、第2配向膜34は水平配向膜であり、ラビング処理を必要とするが、本実施形態においては、対向基板CTは、第2配向膜34の下地となるオーバーコート層33を備えている。つまり、第2配向膜34は、表面が平滑化されたオーバーコート層33の上に配置されているため、ラビング部材によるキズやラビングムラが発生しにくい。したがって、第2配向膜34でのラビング処理に起因した不具合の発生は抑制される。
The
次に、IPSモードを適用した本実施形態と、FFSモードを適用した比較例とで透過率を比較した。 Next, the transmittance was compared between the present embodiment to which the IPS mode was applied and the comparative example to which the FFS mode was applied.
なお、本実施形態及び比較例ともに、第1配向膜25として垂直配向膜を適用し、第2配向膜34として水平配向膜を適用した透過型の液晶表示パネルLPNを備え、第1偏光板PL1の第1吸収軸A1と第2偏光板PL2の第2吸収軸A2とが直交したノーマリーブラックモードである。
Note that both the present embodiment and the comparative example include a transmissive liquid crystal display panel LPN in which a vertical alignment film is applied as the
本実施形態の液晶表示パネルLPNは、上述したIPSモードの構成であり、有機絶縁膜23の上の対向電極CEと第2層間絶縁膜24の上の画素電極PEとが並んで配置された構成である。比較例の液晶表示パネルLPNは、図8に示すようなFFSモードの構成であり、有機絶縁膜23の上に配置された対向電極CEと、対向電極CEを覆う第2層間絶縁膜24の上に配置された画素電極PEとを備え、画素電極PEには対向電極CEの直上に位置するスリットSLが形成されている。なお、比較例の液晶表示パネルLPNについて、他の構成は図4に示した本実施形態と同一である。
The liquid crystal display panel LPN of this embodiment has the above-described IPS mode configuration, in which the counter electrode CE on the organic insulating
図9は、本実施形態と比較例とで画素電極PEにそれぞれ同一電圧を印加した際の透過率の比較結果を示す図である。なお、図の横軸は画素電極PEの印加電圧(V)であり、図の縦軸は透過率である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a comparison result of transmittance when the same voltage is applied to the pixel electrode PE in the present embodiment and the comparative example. The horizontal axis in the figure is the applied voltage (V) of the pixel electrode PE, and the vertical axis in the figure is the transmittance.
図示した通り、IPSモードを適用した本実施形態によれば、FFSモードを適用した比較例よりも高い最大透過率が得られ、しかも、比較例よりも大きな変調率が得られることが確認できた。 As shown in the figure, according to this embodiment to which the IPS mode is applied, it was confirmed that a maximum transmittance higher than that of the comparative example to which the FFS mode was applied was obtained, and that a larger modulation rate than that of the comparative example was obtained. .
画素電極PEと対向電極CEとの間に形成されるフリンジ電界で液晶分子をスイッチングする比較例においては、フリンジ電界の境界付近では、液晶分子のスイッチングに必要な電界が弱く、無変調の領域となるため、表示に寄与せず、透過率の低下を招く。つまり、比較例の構成では、変調率が大幅に低下してしまう。 In the comparative example in which the liquid crystal molecules are switched by the fringe electric field formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, the electric field necessary for switching the liquid crystal molecules is weak in the vicinity of the boundary of the fringe electric field. Therefore, it does not contribute to the display and causes a decrease in transmittance. That is, in the configuration of the comparative example, the modulation rate is significantly reduced.
一方、画素電極PEと対向電極CEとの間に形成される横電界で液晶分子をスイッチングする本実施形態においては、比較例よりも無変調の領域が少なく、透過率の低下が抑制できる。したがって、本実施形態の構成によれば、大きな変調率を得ることが可能となる。 On the other hand, in the present embodiment in which liquid crystal molecules are switched by a lateral electric field formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, there are fewer unmodulated regions than in the comparative example, and a decrease in transmittance can be suppressed. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, a large modulation rate can be obtained.
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment itself, In the stage of implementation, it can change and implement a component within the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…液晶表示装置
4…バックライト
LPN…液晶表示パネル AR…アレイ基板 CT…対向基板
LQ…液晶層 LM…液晶分子
ACT…アクティブエリア PX…画素
PE…画素電極 C…容量線 CE…対向電極
25…第1配向膜 34…第2配向膜
PL1…第1偏光板 PL2…第2偏光板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1基板に対向した第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、
前記第1基板の前記液晶層と接触する面に配置され、前記液晶分子を前記第1基板の法線方向と略平行な方向に配向させる第1配向膜と、
前記第2基板の前記液晶層と接触する面に配置されラビング処理された第2配向膜と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 An insulating substrate, a switching element disposed above the insulating substrate, a first electrode electrically connected to the switching element, and spaced apart from the first electrode and disposed side by side with the first electrode A first substrate comprising a second electrode;
A second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal layer comprising liquid crystal molecules held between the first substrate and the second substrate;
A first alignment film disposed on a surface of the first substrate in contact with the liquid crystal layer and aligning the liquid crystal molecules in a direction substantially parallel to a normal direction of the first substrate;
A second alignment film disposed on a surface of the second substrate that contacts the liquid crystal layer and subjected to a rubbing process;
A liquid crystal display device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010024574A JP2011164212A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010024574A JP2011164212A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011164212A true JP2011164212A (en) | 2011-08-25 |
Family
ID=44594994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010024574A Withdrawn JP2011164212A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011164212A (en) |
-
2010
- 2010-02-05 JP JP2010024574A patent/JP2011164212A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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