JP2005189476A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特にディスクリネーションが抑制され、表示品質の良好なMVA(Multi-domain Vertically Aligned)方式の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an MVA (Multi-domain Vertically Aligned) type liquid crystal display device in which disclination is suppressed and display quality is good.
一般に液晶表示装置には薄型軽量、低消費電力という特徴があり、特に、TFT(Thin Film Transistor)型の液晶表示装置は携帯端末から大型テレビに至るまで幅広く利用されている。この液晶表示装置として以前からツイストネマティック(TN)方式液晶表示装置がよく使用されており、表示装置として高い性能、品質を維持している。 In general, liquid crystal display devices are characterized by thinness, light weight and low power consumption. In particular, TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display devices are widely used from portable terminals to large-sized televisions. As this liquid crystal display device, a twisted nematic (TN) type liquid crystal display device has been often used for a long time, and maintains high performance and quality as a display device.
TN方式液晶表示装置の構成を図3を用いて説明すると、このTN方式液晶表示装置50は、図3(a)に示すように、画素電極51が形成された基板52と、共通電極53が形成された基板54を対向するように配置し、この一対の基板間に液晶を封入することにより液晶層を形成している。両基板52、54上の配向膜56、57にはラビング等によって配向処理が行われ、その配向方向は対向する基板の配向方向と90度異なる(クロスニコル配置)ように設定されている。液晶分子55はこの配向方向に規制されてその方向に水平配列し、基板52、54間では水平方向に90度捻れて配列する。
The configuration of the TN mode liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3A, the TN mode liquid
各基板52、54の外側には偏光板58、59が基板に対向して配置されるが、ノーマリブラックモードのときは両偏光板58、59の透過軸が同一方向になるように配置され、ノーマリホワイトモードのときには両偏光板58、59の透過軸が90度をなすように配置される。一方の偏光板を通過した透過光は直線偏光となって液晶層を通過するが、このとき液晶分子55が90度捻れて配列しているので透過光は旋廻して偏光方向が90度捻れる。このときノーマリブラックモードでは一方の液晶層を通過した透過光は他方の偏光板を通過できないので暗表示になるが、ノーマリホワイトモードのときは液晶層を通過した透過光は他方の偏光板を通過できるので明表示となる。通常よく使用されているのは後者のノーマリホワイトモードのTN方式液晶表示装置である。
次に、電極51及び53間に電界を印加すると、図3(b)に示すように、液晶分子55が垂直方向に立ち上がり、捻れがとれる。ただし、配向膜56、57の表面では配向規制力の方が強いため、液晶分子55の配向方向は配向膜56、57に沿ったままとなる。このような状態では、液晶分子55は通過する光に対しては等方的であるため、液晶層に入射された直線偏光の偏光方向の回転は生じない。したがって、ノーマリホワイトモードのTN方式液晶表示装置では、上の偏光板59を通過した直線偏光は下の偏光板58を通過できず、暗状態となる。この後、再び電界を印加しない状態にすると、配向規制力により図3(a)の状態となり、表示は明状態に戻る。
Next, when an electric field is applied between the
このTN方式液晶表示装置の製造技術は近年において格段の進歩を遂げ、正面でのコントラスト・色再現性などはCRTを凌駕するまでに至っている。しかし、TN方式液晶表示装置は視角依存性が大きく、視野角が狭いという大きな欠点があった。 The manufacturing technology of this TN liquid crystal display device has made remarkable progress in recent years, and the contrast and color reproducibility in the front have surpassed those of CRT. However, the TN liquid crystal display device has a great disadvantage that the viewing angle dependency is large and the viewing angle is narrow.
そこで、広視野角を保ちながら応答が早い方式のものとして、VA(vertically aligned)方式の液晶表示装置が開発された。この方式の液晶表示装置60は、図4に示したように、一対の基板62、64間に誘電率異方性が負の液晶が封入され、一方の基板62には画素電極61が、他方の基板64には共通電極63が配置されている。両基板62、64上の配向膜66、67には共に垂直配向処理が施され、電極61、63に電界を印加しないときは、図4(a)に示したように、液晶分子65は垂直に配列している。両基板62、64の外側には偏光板68、69がクロスニコル配置されている。そして両電極61、63間に電界を印加していないときは基板間の液晶分子65が垂直に配列しているので、一方の偏光板を通過した直線偏光の透過光がそのまま液晶層を通過して他方の偏光板によって遮られ、暗状態すなわち黒表示となる。また両電極61、63間に電界を印加したときは、図4(b)に示したように、基板間の液晶分子65が水平に配列するので、一方の偏光板を通過した直線偏光の透過光は液晶層を通過するときに液晶分子の複屈折性により楕円偏光の通過光になり、他方の偏光板を通過し、明状態すなわち白表示となる。
Therefore, a VA (vertically aligned) liquid crystal display device has been developed as a method that has a fast response while maintaining a wide viewing angle. In this type of liquid
このVA方式の液晶表示装置は、電極61、63間に電界を印加しないときに全ての液晶分子65は配向膜66、67上に垂直に立った状態で整列するが、電界を印加したときは、各液晶分子65が水平方向に倒れる向きを制御できないために、そのままでは液晶分子65はそれぞれランダムな方向に倒れて水平に配列するので、表示ムラが目立ってしまい、各画素周辺部でも液晶分子の配向が乱れてディスクリネーションが発生するという問題点が存在していた。 In this VA mode liquid crystal display device, when no electric field is applied between the electrodes 61 and 63, all the liquid crystal molecules 65 are aligned in a state of standing vertically on the alignment films 66 and 67. Since the direction in which the liquid crystal molecules 65 are tilted in the horizontal direction cannot be controlled, the liquid crystal molecules 65 are tilted in a random direction and are horizontally aligned as they are, and display unevenness is conspicuous. There is a problem that the orientation of the film is disturbed and disclination occurs.
電極間に電界を印加したときに垂直に立っていた液晶分子が倒れる方向を規制して均一な表示状態となすには、電極間に電界を印加しないときに、液晶分子が完全に垂直とはならずに垂直軸からわずかな角度だけ傾いて立っているようになすと共に、その傾き方向の分布状態も各画素ごとにほぼ同等となす必要がある。 To regulate the direction in which the liquid crystal molecules standing vertically when an electric field is applied between the electrodes is tilted to achieve a uniform display state, the liquid crystal molecules are completely vertical when no electric field is applied between the electrodes. Instead, it is necessary to stand at a slight angle with respect to the vertical axis, and the distribution state in the tilt direction must be substantially equal for each pixel.
このVA型液晶表示装置の視野角を更に改善するために、画素内に突起や溝を設けて一画素内に複数のドメインを形成するMVA(Multi-domain vertically aligned)方式が提案されている。(特許文献1、2参照)
この従来のMVA方式の液晶表示装置の画素構成を図5及び図6を用いて説明する。なお図5は従来のMVA方式の液晶表示装置70の画素の平面図であり、図6は図5のA−A’線に沿った断面図である。
In order to further improve the viewing angle of this VA liquid crystal display device, an MVA (Multi-domain vertically aligned) method is proposed in which a plurality of domains are formed in one pixel by providing protrusions and grooves in the pixel. (See Patent Documents 1 and 2)
The pixel configuration of this conventional MVA liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. 5 is a plan view of a pixel of a conventional MVA liquid
ガラス基板等の透明な第一基板71上には、ゲート絶縁膜71’を介して、走査線72と信号線73がマトリクス状に配線されている。走査線72と信号線73で囲まれる領域が一画素に相当し、この領域内に画素電極74が配置され、走査線72と信号線73の交差部には画素電極74と接続するスイッチング素子であるTFT75が形成される。画素電極74の一部分は絶縁膜71”を介在させて隣接する走査線72と重なっており、この部分が保持容量として作用する。画素電極74には後述するスリット76が複数形成されている。画素電極74を覆う配向膜77には、垂直配向処理が施されている。
On a transparent
ガラス基板等の透明な第二基板78上には、各画素を区切るようにブラックマトリックス79が形成され、各画素に対応してカラーフィルタ80が積層されている。カラーフィルタ80は各画素に対応して赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のうち何れか一色のカラーフィルタ80が配置されている。カラーフィルタ80上には例えばITOなどの透明電極81が積層され、透明電極81上には所定パターンの突起82が形成され、透明電極81及び突起82を垂直配向処理が施された配向膜83で覆っている。
A
両基板71、78間には誘電率異方性が負の液晶層84が介在する。そして画素電極74と透明電極81の間に電界が生じないときは液晶分子84’が配向膜77、83に規制されて垂直配列し、画素電極74と透明電極81の間に電界が発生したときは液晶分子84’が水平方向に傾斜する。このとき液晶分子84’はスリット76や突起82に規制されて所定の方向に傾斜し、一画素内に複数のドメインを形成することができる。なお、図6は画素電極74と透明電極81の間に電界が発生し、液晶分子84‘が傾斜した状態を模式的に示している。
A
第一基板71の外側には第一偏光板85が、第二基板78の外側には第二偏光板86がそれぞれ配置され、第一偏光板85と第二偏光板86は互いの透過軸が直交するように設定されている。両偏光板85、86の向きはその透過軸と傾斜したときの液晶分子84’の向きとの関係により設定されるが、偏光板85、86の透過軸と液晶分子84’の傾斜方向との関係については後述するため、ここでは便宜上、第一偏光板85の透過軸が走査線72の延在方向と一致し、第二偏光板86の透過軸が信号線73の延在方向と一致するように設定する。
A first polarizing
そして画素電極74と透明電極81の間に電界が生じないときは液晶分子84’が垂直配列するため、第一偏光板85を通過した直線偏光の透過光が液晶層84を直線偏光のまま通過して第二偏光板86で遮断され、黒表示になる。また画素電極74に所定の電圧が印加されて画素電極74と透明電極81の間に電界が発生したとき、液晶分子84’が水平方向に傾斜するため、第一偏光板85を通過した直線偏光の透過光が液晶層84で楕円偏光になり第二偏光板86を通過して、白表示になる。
When no electric field is generated between the
次に、スリット76と突起82の形状について説明する。スリット76は画素電極74の一部分をフォトリソグラフィー法等によって取除いて形成され、突起82は例えばアクリル樹脂等からなるレジストをフォトリソグラフィー法によって所定パターンにして形成される。
Next, the shapes of the
突起82は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第二基板78の垂直方向から見たときに信号線73に対して45°の方向に延在している。一画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起82aが90°屈曲して再び隣接する画素まで延在し、他方の隣接する画素から伸びる突起82bは直角に屈曲した突起82aの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置している。
The
スリット76は、平面的に見ると複数の突起82の中間にそれぞれ位置するように形成され、この例では、図5に示すように、各画素電極74に3個のスリット76が形成されている。突起82aと突起82bの間にそれぞれスリット76aが形成され、突起82aと画素電極74のエッジ部との間にスリット76bが形成されている。スリット76aはその中心線が隣接する突起82と平行であり、信号線73に対して45°方向になっている。このスリット76aの中心線がスリット76aの延在方向に相当する。また、スリット76bについても同様に、その延在方向は隣接する突起82aと平行である。なおスリット76bに隣接する突起82aは延在方向が画素内で直角に屈曲しているので、スリット76bの延在方向も屈曲している。
The
液晶分子84’は、突起82及びスリット76に対して90°方向に傾斜し、突起82やスリット76を境にして逆方向に傾斜する。一対のガラス基板の外側にはクロスニコル配置の一対の偏光板が配置され、偏光板の透過軸と突起82の方向との成す角度が45°になるように設定し、偏光板の法線方向から見たときに傾斜した液晶分子と偏光板の透過軸との成す角度が45°になるようにしている。傾斜した液晶分子と偏光板の透過軸との角度が45°になるとき、最も効率よく偏光板から透過光を得ることができる。
The
このMVA方式の液晶表示装置では、配向膜のラビング処理が不要で、しかも線状の構造物の配置により配向分割を達成することができるという利点がある。従って、このMVA方式の液晶表示装置は、広い視野角と高いコントラストを得ることが可能となる。また、ラビングを行う必要がないので、液晶表示装置の製造が簡単であり、ラビング時の配向膜の削りかす等による汚染がなく、液晶表示装置の信頼性が向上する。 This MVA liquid crystal display device has an advantage that alignment film is not required to be rubbed and alignment division can be achieved by arrangement of linear structures. Therefore, this MVA liquid crystal display device can obtain a wide viewing angle and high contrast. Further, since it is not necessary to perform rubbing, the manufacture of the liquid crystal display device is simple, and there is no contamination due to shaving of the alignment film during rubbing, and the reliability of the liquid crystal display device is improved.
しかしながら、従来のMVA方式の液晶表示装置では、実際の液晶分子の傾斜状態が理想的な状態になっていないために、最適な表示状態が得られなかった。特に画素電極74の周辺部分では、液晶分子84’が傾斜するときに突起82やスリット76だけでなく画素電極74のエッジ部の影響も受けるため、表示ムラ等が発生しやすい。
However, in the conventional MVA-type liquid crystal display device, the actual display state of the liquid crystal molecules is not ideal, and thus an optimal display state cannot be obtained. In particular, in the peripheral portion of the
図7に液晶分子の傾斜状態を模式的に示す。画素電極74内の矢印は液晶分子の傾斜方向を示し、その矢印の向きは、液晶分子が傾斜したときに、突起82を有するガラス基板に近い側の端部から画素電極74を有するガラス基板に近い側の端部への向きを示している。
FIG. 7 schematically shows the tilted state of the liquid crystal molecules. The arrow in the
液晶分子84’は突起82やスリット76に対して約90°方向に傾斜するように規制され、その向きはスリット76や突起82を境界としてその両側の輪郭部分で互いに逆方向になり、隣接する突起82とスリット76の互いに向かい合う輪郭部分では同一方向になっている。画素電極74のエッジ部では液晶分子が90°方向に傾斜するように影響し、またエッジ部がスリット76や突起82に対して平行でないため、液晶分子84’の傾斜状態に悪影響を及ぼす。このエッジ部による影響はエッジ部付近のスリット76と突起82の配置位置関係により大きく差がある。例えば図7の領域A1ではスリット76や突起82付近の矢印の向きとエッジ部付近の矢印の向きとが約45°程度ずれているが、領域A2ではスリット76や突起82付近の矢印の向きとエッジ部付近の矢印の向きが約135°程度ずれており、領域A2の方が液晶分子の傾斜状態が大きく乱れる。そのため領域A1より領域A2の方に表示ムラが発生しやすい。
The
このように、従来のMVA方式の液晶表示装置では、各画素の一方のプレチルト方向の端部周辺部で画素電極74のエッジ部の存在により液晶分子84’の配向が乱れてしまい、その周辺部分でディスクリネーションが生じてしまうという問題点が存在していた。
As described above, in the conventional MVA type liquid crystal display device, the alignment of the
このMVA方式の液晶表示装置に特有の問題(配向不良領域の発生)を解決するために、下記特許文献2には新たな構造が提案されている。以下、下記特許文献2に開示されているMVA方式の液晶表示装置90について図8及び図9を用いて説明するが、図5及び図6に記載のMVA方式の液晶表示装置70と同一の構成部分には同一の参照符号を付与することとして、その部分の詳細な説明は省略する。なお図8は下記特許文献2に開示されているMVA方式の液晶表示装置の画素の平面図であり、また、図9は図8のA−A’線に沿った断面図であり、図9(a)は電界を印加する前、図9(b)は電界を印加した後の状態を示す。
In order to solve the problem peculiar to this MVA type liquid crystal display device (occurrence of misalignment region), a new structure is proposed in Patent Document 2 below. Hereinafter, an MVA liquid
図8及び図9に示したようなMVA方式の液晶表示装置90が図5及び図6に記載のMVA方式の液晶表示装置70と相違している点は、液晶分子の配向を制御するための突起82に、有効画素範囲外に補助突起89を設けた点であり、その他の構成は図6及び図7に記載のMVA方式の液晶表示装置70の構成と実質的に同一である。係るMVA方式の液晶表示装置90によれば、画素電極74のエッジ部分や隣接する画素からの電界による液晶分子84’への影響が低減され、一応有効にディスクリネーションの生成を抑制することができるものである。
しかしながら、このような構成のMVA方式の液晶表示装置90においては、露光工程における露光用のレンズの中心分と周辺部とで露光の出来具合に多少の差ができてしまう。したがってガラス基板上に形成される各構成部材の出来にも多少のばらつきが生じてしまうため、突起位置のばらつきや突起の形状のばらつき等が発生してしまう。また基板同士の貼り合せずれも製造上発生してしまう。そしてこれらにより画素電極74と補助突起89の位置関係に製造上どうしてもずれが生じてしまい、補助突起89の効果にも各場所によってばらつきが発生し、結果輝度ムラの発生が生じてしまう。
However, in the MVA type liquid
また、液晶表示装置においてはセルギャップを形成するために球状スペーサが散布されるが、この球状スペーサが補助突起89上に乗るとこの部分ではセルギャップが特に大きくなってしまう、という問題点が存在していた。
Further, in the liquid crystal display device, spherical spacers are scattered to form a cell gap. However, when the spherical spacers are placed on the
そこで、本発明者等は、上述のMVA方式の液晶表示装置90の問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、この問題点は補助突起89の存在により生じたものであるからこの補助突起89を削除することとし、なおかつこの補助突起89を設けた場合と同等の作用を行わせることができる構成を探求したところ、画素電極74のエッジ部分に溝を設ければ上述の問題点を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
Therefore, as a result of various studies to solve the problems of the above-described MVA liquid
すなわち、本発明は、補助突起を設けなくても、ディスクリネーションの生成が少なく、また表示ムラも少なく、表示品質の良好なMVA方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。 That is, it is an object of the present invention to provide an MVA liquid crystal display device with good display quality with little generation of disclination and less display unevenness without providing auxiliary projections.
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、本願の請求項1に記載の液晶表示装置の発明は、ほぼ直交する信号線及び走査線により区画される位置において絶縁膜上に設けられた画素電極をマトリクス状に配置した第一基板と、前記第一基板と対向して配置され透明電極を形成した第二基板と、前記第二基板に形成されると共に前記第二基板の垂直方向から観察したときに前記画素電極のエッジ部に対して斜め方向に交差する帯状の突起と、前記画素電極に形成されると共に前記第一基板の垂直方向から観察したときに隣接する前記突起に対して平行に配置されたスリットと、前記両基板上に積層された垂直配向処理を施した配向膜と、前記両基板間に扶持した誘電率異方性が負の液晶層とを有し、前記液晶層に電界を印加しないときは液晶分子が垂直配列し、前記液晶層に電界を印加したときは前記スリット及び前記突起によって規制される方向に液晶分子が傾斜して配列する液晶表示装置において、前記第一基板及び前記第二基板の垂直方向から観察したときに、前記画素電極のエッジ部と前記突起とが交差する位置と前記スリットとの間に位置し、かつ、前記スリットの延在方向と前記画素電極のエッジ部とのなす角が90°以下の部分であって前記画素電極のエッジ部に沿った位置において、前記絶縁膜に溝を設けたことを特徴とする。 The above object of the present invention can be achieved by the following configurations. That is, the invention of the liquid crystal display device according to claim 1 of the present application includes a first substrate in which pixel electrodes provided on an insulating film are arranged in a matrix at positions partitioned by substantially orthogonal signal lines and scanning lines. A second substrate disposed opposite to the first substrate to form a transparent electrode; and an edge portion of the pixel electrode formed on the second substrate and observed from a vertical direction of the second substrate. Strip-shaped protrusions that intersect in an oblique direction, slits that are formed in the pixel electrode and are arranged parallel to the adjacent protrusions when viewed from the vertical direction of the first substrate, and on both the substrates And a liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy sandwiched between the two substrates, and when no electric field is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are vertical. Arranged on the liquid crystal layer In a liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are inclined and arranged in a direction regulated by the slit and the protrusion when a field is applied, the pixel is observed when observed from the vertical direction of the first substrate and the second substrate. The electrode is located between the position where the edge of the electrode and the protrusion intersect with the slit, and the angle between the extending direction of the slit and the edge of the pixel electrode is 90 ° or less. A groove is provided in the insulating film at a position along the edge portion of the pixel electrode.
また、本願の請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の液晶表示装置において、前記スリットの延在方向と前記画素電極のエッジ部とが約45°で交差することを特徴とする。 The invention according to claim 2 of the present application is characterized in that, in the liquid crystal display device according to claim 1, the extending direction of the slit and the edge portion of the pixel electrode intersect at about 45 °. To do.
また、本願の請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は2に記載の液晶表示装置において、前記溝の側壁の傾斜角は、画素電極のエッジ部側の傾斜角を前記信号線側の傾斜角よりも小さくしたことを特徴とする。 Further, according to a third aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the first or second aspect, the inclination angle of the side wall of the groove is equal to the inclination angle on the edge portion side of the pixel electrode. It is characterized by being smaller than the inclination angle.
更に、本願の請求項4に係る発明は、前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、前記画素電極は、前記絶縁膜に設けられた溝の側壁側に延在するように設けたことを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 4 of the present application is the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pixel electrode extends to a side wall side of a groove provided in the insulating film. It is characterized by being provided.
本願発明は上記の構成を備えることにより、以下のような優れた効果を奏する。すなわち、本願の請求項1に係る液晶表示装置によれば、画素電極のエッジ部近傍の液晶分子の傾きすなわちチルト角が安定するから、これらの液晶分子の配向方向に乱れは生じ難くなる。したがって、請求項1に記載の液晶表示装置によれば、画素周辺部のディスクリネーションが減り、加えて、補助突起を設ける必要がないから、従来例のような段差のばらつき、突起を形成する位置のばらつき、突起の形状のばらつき等の位置ずれにより生じる輝度ムラが発生することがなくなり、更に、従来例のような補助突起とスペーサに基づく問題点も生じないから、高品質な表示が可能なMVA方式の液晶表示装置が得られる
また、本願の請求項2に係る液晶表示装置によれば、基板の法線方向から観察したときの画素内における実際の液晶分子の傾斜方向と偏光板の透過軸に対して45°方向である理想的な傾斜角との差が小さくなるので、表示ムラが減少する。
By providing the above-described configuration, the present invention has the following excellent effects. That is, according to the liquid crystal display device according to claim 1 of the present application, since the tilt, that is, the tilt angle of the liquid crystal molecules in the vicinity of the edge portion of the pixel electrode is stabilized, the alignment direction of these liquid crystal molecules is less likely to occur. Therefore, according to the liquid crystal display device of the first aspect, the disclination in the peripheral portion of the pixel is reduced, and in addition, it is not necessary to provide the auxiliary projection, so that the step variation and the projection are formed as in the conventional example. Luminance unevenness caused by misalignment such as position variation and protrusion shape variation is eliminated, and there is no problem based on auxiliary protrusions and spacers as in the conventional example, so high quality display is possible. In addition, according to the liquid crystal display device according to claim 2 of the present application, the tilt direction of the actual liquid crystal molecules in the pixel and the polarizing plate when observed from the normal direction of the substrate. Since the difference from the ideal inclination angle that is 45 ° with respect to the transmission axis is reduced, display unevenness is reduced.
また、本願の請求項3に係る液晶表示装置によれば、画素電極のエッジ部近傍の液晶分子の配向方向を垂直に近い所望のチルト角度を与えることができるようになり、画素周辺部のディスクリネーションの生成が抑制される。 Further, according to the liquid crystal display device according to claim 3 of the present application, it becomes possible to give a desired tilt angle close to vertical to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the edge portion of the pixel electrode. Generation of associations is suppressed.
更に、本願の請求項1に係る液晶表示装置によれば、電界印加時に溝内の液晶分子にも電界を印加することができるようになるので、溝内ないしは溝近傍の液晶分子を正確に配向させることができるようになり、より画素周辺部のディスクリネーションが減り、輝度ムラが少なく、表示品質の良好な液晶表示装置が得られる。 Furthermore, according to the liquid crystal display device according to claim 1 of the present application, since an electric field can be applied to the liquid crystal molecules in the groove when the electric field is applied, the liquid crystal molecules in the groove or in the vicinity of the groove are accurately aligned. As a result, the disclination at the periphery of the pixel is reduced, the luminance unevenness is small, and a liquid crystal display device with good display quality can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図1及び図2に基づいて詳細に説明するが、図5及び図6に記載のMVA方式の液晶表示装置70と同一の構成部分には同一の参照符号を付与することとして、その部分の詳細な説明は省略する。なお、図1は、本発明のMVA方式の液晶表示装置10の画素の平面図であり、また、図2は図1のA−A’線に沿った断面図であり、図2(a)は電界を印加する前、図2(b)は電界を印加した後の状態を示す。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and the same components as those of the MVA liquid
このMVA方式の液晶表示装置10は、ガラス基板等の透明な第一基板71上は、ゲート絶縁膜71’を介して走査線72と信号線73がマトリクス状に配線されており、また、ガラス基板等の透明な第二基板78上には、各画素を区切るようにブラックマトリックス79が形成され、各画素に対応してカラーフィルタ80が積層されている。カラーフィルタ80は各画素に対応して赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のうち何れか一色のカラーフィルタ80が配置されている。カラーフィルタ80上には透明電極81が積層され、この透明電極81上には所定パターンの突起82が形成され、更に透明電極81及び突起82は垂直配向処理が施された配向膜83で覆われている。また、画素電極74にはスリット76が形成されている。
In the MVA liquid
突起82は複数の画素にまたがってジグザグ状に形成され、その直線部分は第二基板78の垂直方向から見たときに信号線73に対して45°の方向に延在している。一画素の略中央部分では一方の隣接する画素から伸びる突起82aが90°屈曲して再び隣接する画素へ向かって延在している。また他方の隣接する画素から伸びる突起82bは直角に屈曲した突起82aの直線部分と平行に配置され、画素の隅部付近に位置すると共に走査線72上において90°屈曲して延在している。つまり突起82は信号線73に沿って形成される画素列二つ分のエリア内において、略走査線72上と画素の略中部分の2箇所において延在方向を90°変化させながら信号線73の方向に沿って形成されている。
The
スリット76は、複数の突起82の中間にそれぞれ位置するように形成され、この実施例では各画素電極74に3個のスリット76が形成されている。突起82aと突起82bの間にそれぞれスリット76aが形成され、突起82aと画素電極74のエッジ部との間にスリット76bが形成されている。スリット76aはその中心線が隣接する突起82と平行であり、信号線73に対して45°方向に位置している。このスリット76aの中心線がスリット76aの延在方向に相当する。また、スリット76bについても同様に、その延在方向は隣接する突起82aと平行である。なおスリット76bに隣接する突起82aは延在方向が画素内で直角に屈曲しているので、スリット76bの延在方向も屈曲している。またスリット76は画素電極74を完全に分断するものではなく、あくまでも画素電極74の領域内に形成されているので、画素電極74の一部が電気的に浮島状態となることはない。
The
このような突起82とスリット76によって、各画素における液晶分子84'の配向方向が相反する4つの方向に規制されるため、略全方向において視野角の改善がなされている。なお突起82とスリット76の形状は全方向における視野角の改善を目的としてなされ、画素電極74のエッジに対し斜め方向から交わるような方向で形成されているものであれば、この形状に限定されるものではない。例えば突起82を信号線73に沿って形成される画素列三つ分のエリア内において、信号線73の方向に沿ってジグザグ状に形成されていてもよい。また突起82は隣接する画素まで延在していなくとも、一画素ごとに独立する形状であってもよい。
The
本発明のMVA方式の液晶表示装置10が、補助突起を有していない図5及び図6に記載のMVA方式の液晶表示装置70と構成が相違している点は、突起82が信号線73と交差する部位に対応する画素電極74部分に、第一基板71に達するまで、スリット76に向かう方向に画素電極のエッジに沿って溝99が設けられている点である。この溝99は、前記図8及び図9に記載の補助突起89を有するMVA方式の液晶表示装置90における補助突起89に対応する位置に設けられていることになる。
The MVA type liquid
このような構成であると、画素電極74及び透明電極81の間に電圧を印加していないときは、従来のように垂直配向処理が施された第一基板71における配向膜83上の液晶分子84’は略垂直方向に配向すると共に、溝99付近の液晶分子84’は溝の斜面の影響によって第一基板71面に対して僅かに傾斜した配向となる(図2(a))。
With such a configuration, when no voltage is applied between the
一方、画素電極74及び透明電極81の間に電圧を印加すると、溝99付近以外の液晶分子84’は従来と同様、突起89やスリット76による配向規制力により一定の方向に配向する。このとき溝99付近の液晶分子84’は従来であると画素電極74のエッジ付近での電界による規制力が働き画素電極74の内側に向かって傾斜し、スリット76による規制力による液晶分子84’の傾きとが対峙してしまい配向に乱れが生じてしまうが、溝99を設けておくことにより、溝99の傾斜により画素電極74の外側、つまり隣接する信号線73側に傾斜する物理的な規制力が働き、画素電極74の内側への傾斜が抑えられる。つまり電界による規制力が物理的な規制力により相殺される。したがって溝99付近における液晶分子84’の画素電極74の内側への傾斜が抑えられ、スリット76による規制力による液晶分子84’の傾きとの対峙がなくなるので、この部分での配向の乱れが非常に生じ難くなる。このため、従来必要としていた補助突起も別段設ける必要性もなくなる。
On the other hand, when a voltage is applied between the
なお、実施例では溝99を画素電極74の下層に形成されたゲート絶縁膜71’及び絶縁膜71”をエッチングして形成しているが、絶縁膜71”の部分だけに形成してもよい。また溝99の側壁の傾斜角は液晶分子84’の画素電極74側への傾斜が抑えられるよう液晶分子の性質や画素電極74の材質等を考慮して決定すればよいが、画素電極74のエッジ側の傾斜角を信号線73側の傾斜角よりも小さくすることで、電圧を印加していないときの液晶分子84’の配向を安定させるながら、信号線73と溝99の底面との距離を近づけることができる。また溝99の側壁側にも図2(b)のように画素電極74を延在させておくことで液晶分子84’の配向をより安定させることができる。
In the embodiment, the
本発明のMVA方式の液晶表示装置10によれば、画素周辺部のディスクリネーションが減り、加えて、補助突起を設ける必要がないから、従来例のような段差のばらつき、突起を形成する位置のばらつき、突起の形状のばらつき等により生じる位置ずれに基づく輝度ムラが発生することがなくなり、更に、従来例のような補助突起とスペーサに基づく問題点も生じないから、高品質な表示が可能なMVA方式の液晶表示装置が得られる。
According to the MVA-type liquid
71 第一基板
72 走査線
73 信号線
74 画素電極
76 スリット
77、83 配向膜
78 第二基板
81 透明電極
82 突起
84 液晶層
84’ 液晶分子
85、86 偏光板
89 補助突起
99 溝
71
Claims (4)
前記第一基板及び前記第二基板の垂直方向から観察したときに、前記画素電極のエッジ部と前記突起とが交差する位置と前記スリットとの間に位置し、かつ、前記スリットの延在方向と前記画素電極のエッジ部とのなす角が90°以下の部分であって前記画素電極のエッジ部に沿った位置において、前記絶縁膜に溝を設けたことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate in which pixel electrodes provided on an insulating film are arranged in a matrix at positions partitioned by substantially orthogonal signal lines and scanning lines, and a first substrate in which a transparent electrode is formed opposite to the first substrate. Formed on the pixel electrode, two substrate, and a band-shaped protrusion formed on the second substrate and obliquely intersecting the edge portion of the pixel electrode when observed from the vertical direction of the second substrate. And slits arranged in parallel to the adjacent projections when observed from the vertical direction of the first substrate, alignment films subjected to a vertical alignment process laminated on both the substrates, and both the substrates A liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy sandwiched therebetween, and when no electric field is applied to the liquid crystal layer, liquid crystal molecules are vertically aligned, and when an electric field is applied to the liquid crystal layer, the slit and the The rule by the protrusion In the liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are aligned to be inclined in a direction that is,
When observed from the vertical direction of the first substrate and the second substrate, the edge portion of the pixel electrode and the protrusion are positioned between the slit and the slit, and the extending direction of the slit And a groove formed in the insulating film at a position along the edge of the pixel electrode at an angle of 90 ° or less between the edge of the pixel electrode and the edge of the pixel electrode.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode is provided so as to extend to a side wall side of a groove provided in the insulating film.
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