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JP3367902B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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JP3367902B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP3367902B2
JP3367902B2 JP21013498A JP21013498A JP3367902B2 JP 3367902 B2 JP3367902 B2 JP 3367902B2 JP 21013498 A JP21013498 A JP 21013498A JP 21013498 A JP21013498 A JP 21013498A JP 3367902 B2 JP3367902 B2 JP 3367902B2
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substrate
electrode
display device
crystal display
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伸和 長江
睦 中島
誠 塩見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to obtain a device which has a broad visual field angle and does not give rise to a residual phenomenon by regulating sub- picture element regions with sub-electrode regions having apertures on at least either of the angles and sides of a polygonal shape. SOLUTION: The picture electrodes 24 of the liquid crystal display device 100 have the plural apertures 24a. These apertures regulate the sub-electrode regions 50 having the apertures 24a on the angles or sides of the polygonal shape and act to axisymmetrically align the liquid crystal molecules 40a in the sub-picture element regions regulated by the sub-electrode regions 50. When voltage is applied to a liquid crystal layer 40, the liquid crystal molecules 40a having negative dielectric anisotropy are so align that the major axes of the molecules are made perpendicular to electric lines E of force. The electric lines E of force on the peripheries of the apertures 24a incline to the surfaces of the substrate 21 and the substrate 31 and the liquid crystal molecules 40a on the peripheries of the apertures 24a are so aligned as to fall radially around the apertures 24a. Consequently, the liquid crystal molecules 40a in the sub- picture element regions 60 are axisymmetrically aligned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ、ワ
ードプロセッサ、車載ナビゲーションなどのモニターや
テレビなどに利用される液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device used for a monitor such as a computer, a word processor, an in-vehicle navigation and a television.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示装置として、TN(Twis
ted Nematic)型の液晶表示装置が広く用いられている。
このTN型液晶表示装置の液晶層は、上下2枚の配向膜
のラビング方向を変え、電圧無印加の状態において液晶
分子がねじれた状態(ツイスト配向)にしている。TN
モードの液晶表示装置には、表示品位の視角依存性が大
きく、しかも階調の反転現象が現れるという問題が発生
する。
2. Description of the Related Art Currently, TN (Twis
Ted Nematic) type liquid crystal display devices are widely used.
In the liquid crystal layer of this TN type liquid crystal display device, the rubbing directions of the upper and lower two alignment films are changed so that the liquid crystal molecules are twisted (twist alignment) when no voltage is applied. TN
In the liquid crystal display device of the mode, there is a problem that the display quality largely depends on the viewing angle and that the gradation inversion phenomenon appears.

【0003】このような問題を解決するために、負の誘
電異方性を有する液晶材料と垂直配向膜を用いた方式
(垂直配向モード)が提案されている。垂直配向モード
は、電圧無印加状態において黒表示を行う。負の屈折率
異方性を持つ位相差板などを用いて、電圧無印加状態の
垂直配向した液晶層による複屈折をおおよそ補償するこ
とによって、きわめて広い視角方向で良好な黒表示を得
ることができる。従って、広い視角方向において高いコ
ントラストを持つ表示が可能になる。しかしながら、垂
直配向モードでは、電圧印加状態において液晶分子の傾
いた方向と同じ方向から観察すると、階調の反転現象が
発生するという問題がある。
In order to solve such a problem, a method using a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment film (vertical alignment mode) has been proposed. In the vertical alignment mode, black display is performed when no voltage is applied. It is possible to obtain a good black display in an extremely wide viewing angle direction by roughly compensating for the birefringence due to the vertically aligned liquid crystal layer in the absence of voltage application by using a retardation plate having negative refractive index anisotropy. it can. Therefore, display with high contrast in a wide viewing angle direction is possible. However, in the vertical alignment mode, there is a problem that a gradation inversion phenomenon occurs when observed from the same direction as the tilted direction of the liquid crystal molecules in a voltage applied state.

【0004】特開平6−31036号公報は、対向電
極の絵素電極に対向する領域の中央部に1つの開口部を
設ける構成を開示している。これにより、絵素電極と対
向電極間で電極面に垂直に発生していた電界を斜めにす
ることができるため、垂直配向モードにおいて、電圧印
加時に液晶分子が軸対称状に倒れることになり、一方向
にしか倒れなかったときよりも視角依存性が平均化さ
れ、全方位にわたって極めて良い視角特性を得ることが
できる。
[0004] JP-A 6-3 0 1036 No. discloses a configuration in which one opening in the central portion of the region facing the pixel electrode of the opposing electrode. As a result, the electric field generated perpendicularly to the electrode surface between the pixel electrode and the counter electrode can be inclined, so that in the vertical alignment mode, the liquid crystal molecules fall axially symmetrically when a voltage is applied, The viewing angle dependence is more averaged than when tilting in only one direction, and extremely good viewing angle characteristics can be obtained in all directions.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、特開平6−31036号公報の構成では、斜め電
界を絵素内全域に均一に発生させることが難しく、その
結果、液晶分子の電圧に対する応答が遅れる領域が絵素
内に発生し、残像現象が現れるという問題が生じる。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, the above-described, in JP-A-6-3 0 1036 of JP-configuration, it is difficult to generate uniform an oblique electric field to the pixel in the whole area, so that the voltage of the liquid crystal molecules There is a problem that a region in which the response to is delayed is generated in the pixel and an afterimage phenomenon appears.

【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、広視角特性を有し、残像現象が発生し
ない液晶表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic and causing no afterimage phenomenon.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第1基板と、第2基板と、該第1基板と該第2基板
との間に挟持された液晶層とを有し、該第1基板と該第
2基板とは、それぞれ該液晶層側に、第1電極と第2電
極とを有し、該第1電極と、該第2電極と、該第1およ
び第2電極によって電圧が印加される該液晶層の領域と
が、表示の単位となる絵素領域を規定し、該絵素領域は
該液晶層の液晶分子が軸対称配向する複数のサブ絵素領
域を有する、液晶表示装置であって、該第1電極および
該第2電極の少なくとも一方は、該絵素領域内に、規則
的に配置された複数の開口部を有し、該サブ絵素領域
は、多角形の角および辺の少なくとも一方に該開口部を
有するサブ電極領域で規定され、そのことによって上記
目的が達成される。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, The first substrate and the second substrate each have a first electrode and a second electrode on the liquid crystal layer side, and the first electrode, the second electrode, and the first and second electrodes. And a region of the liquid crystal layer to which a voltage is applied define a pixel region that is a display unit, and the pixel region has a plurality of sub-pixel regions in which liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are oriented in axial symmetry. In the liquid crystal display device, at least one of the first electrode and the second electrode has a plurality of openings regularly arranged in the pixel region, and the sub-pixel region is It is defined by a sub-electrode region having the opening in at least one of the corners and sides of the polygon, thereby achieving the above object.

【0008】前記第1電極は、マトリクス状に配置され
た複数の絵素電極を含み、該複数の絵素電極のそれぞれ
は、スイッチング素子を介して、走査線および信号線に
接続され、前記第2電極は、該複数の絵素電極に対向す
る対向電極であって、該複数の絵素電極のそれぞれが、
前記少なくとも1つのサブ電極領域を有する構成として
もよい。
The first electrode includes a plurality of picture element electrodes arranged in a matrix, and each of the plurality of picture element electrodes is connected to a scanning line and a signal line via a switching element. The two electrodes are counter electrodes facing the plurality of picture element electrodes, and each of the plurality of picture element electrodes is
It may be configured to have the at least one sub-electrode region.

【0009】前記複数のサブ絵素領域を規定する前記サ
ブ電極領域は、前記多角形が合同であり、且つ、該多角
形の辺を共有する複数のサブ電極領域を含む構成として
もよい。
The sub-electrode regions defining the plurality of sub-picture element regions may have a configuration in which the polygons are congruent and the sub-electrode regions share the sides of the polygons.

【0010】前記多角形は回転対称性を有し、前記液晶
層の液晶分子は、該多角形の回転対称軸に対して軸対称
状に配向することが好ましい。
It is preferable that the polygon has rotational symmetry and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are oriented in axial symmetry with respect to the rotational symmetry axis of the polygon.

【0011】前記第1電極および前記第2電極の少なく
とも一方は、前記絵素領域に、規則的に配置された凹部
を有する構成としてもよい。
At least one of the first electrode and the second electrode may have recesses that are regularly arranged in the pixel region.

【0012】前記第1及び第2基板の少なくとも一方
は、前記液晶層の厚さを制御する柱状の突起を有しても
よい。
At least one of the first and second substrates may have a columnar protrusion that controls the thickness of the liquid crystal layer.

【0013】前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液
晶材料で形成されており、且つ電圧無印加状態におい
て、該液晶材料の液晶分子は、前記第1基板及び第2基
板に概ね垂直に配向する構成としてもよい。
The liquid crystal layer is formed of a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and liquid crystal molecules of the liquid crystal material are substantially perpendicular to the first substrate and the second substrate when no voltage is applied. It may be configured to orient.

【0014】前記第1基板および第2基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の負の屈折率異
方性を有する一軸性位相差板を更に有する構成としても
よい。
Further, a pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate are further provided, and at least one negative refractive index is provided between the first substrate and the second substrate and the pair of polarizing plates. The configuration may further include a uniaxial retardation plate having anisotropy.

【0015】前記第1基板および第2基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の正の屈折率異
方性を有する一軸性位相差板を更に有する構成としても
よい。
A pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate are further provided, and at least one positive refractive index is provided between the first and second substrates and the pair of polarizing plates. The configuration may further include a uniaxial retardation plate having anisotropy.

【0016】前記第1基板および第2基板を挟持する一
対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板と該
一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の二軸性位相差
板を有する構成としてもよい。
Further, a pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate are further provided, and at least one biaxial position is provided between the first and second substrates and the pair of polarizing plates. It may be configured to have a phase difference plate.

【0017】前記液晶層はカイラル剤を含み、該液晶層
の液晶分子は該液晶層の厚さのおおむね4倍の螺旋ピッ
チを有してもよい。
The liquid crystal layer may contain a chiral agent, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer may have a helical pitch that is approximately four times the thickness of the liquid crystal layer.

【0018】以下、作用について説明する。The operation will be described below.

【0019】本発明の液晶表示装置において、液晶層に
電圧を印加する電極は、表示の単位となる絵素領域に開
口部(電極が無い領域)を有する。開口部から電界が発
生しないので、開口部周辺の電界は、電極面の法線方向
から傾いた斜め電界となる。例えば、負の誘電異方性を
有する液晶分子は電界に対して、分子の長軸を垂直に配
向するので、開口部周辺の液晶分子は、斜め電界によっ
て放射状(軸対称状)に配向する。その結果、液晶分子
の屈折率異方性に起因する視角依存性は、方位角方向に
おいては、平均化される。
In the liquid crystal display device of the present invention, the electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer has an opening (a region having no electrode) in a pixel region which is a display unit. Since no electric field is generated from the opening, the electric field around the opening is an oblique electric field inclined from the direction normal to the electrode surface. For example, liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy are oriented with their long axes perpendicular to the electric field, so that the liquid crystal molecules around the openings are oriented radially (axially symmetric) by the oblique electric field. As a result, the viewing angle dependence due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules is averaged in the azimuth direction.

【0020】多角形の角および辺の少なくとも一方に開
口部を有するサブ電極領域を形成することによって、液
晶分子が軸対称状に配向するサブ絵素領域を絵素領域内
に複数安定に形成することができる。複数の合同な多角
形でサブ絵素領域を規定すると、サブ絵素領域の配置の
対称性が向上するので、視角特性の均一性が向上する。
さらに、多角形が回転対称性を有することによって、視
角特性がさらに均一化される。
By forming a sub-electrode area having an opening at at least one of a corner and a side of a polygon, a plurality of sub-picture element areas in which liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned are stably formed in the picture element area. be able to. If the sub-picture element regions are defined by a plurality of congruent polygons, the symmetry of the arrangement of the sub-picture element regions is improved, and the uniformity of the viewing angle characteristics is improved.
Further, the polygonal shape has rotational symmetry, so that the viewing angle characteristics are further uniformized.

【0021】絵素領域内の電極に凹部を形成すると、凹
部上の液晶分子は、凹部の表面に形成された垂直配向膜
の表面に対して垂直に配向するので、凹部の中心軸に向
かって軸対称状に傾く。隣接する開口部の間の中央にこ
の凹部を形成すると、軸対称配向の中心軸が凹部の中心
に形成される。従って、凹部を設けることにより、軸対
称配向の中心軸の位置を固定・安定化することができ
る。
When a recess is formed in the electrode in the pixel region, the liquid crystal molecules on the recess are aligned perpendicularly to the surface of the vertical alignment film formed on the surface of the recess, so that the liquid crystal molecules on the recess face toward the central axis of the recess. Axisymmetrically inclined. When this recess is formed in the center between the adjacent openings, the central axis of the axisymmetric orientation is formed at the center of the recess. Therefore, by providing the concave portion, the position of the central axis of the axially symmetrical orientation can be fixed and stabilized.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】透過型のアクティブマトリクス型
液晶表示装置を例に、本発明の実施形態を以下に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below by taking a transmissive active matrix type liquid crystal display device as an example.

【0023】(実施形態1)実施形態1による液晶表示
装置100の1絵素領域の断面図を模式的に図1に示
す。液晶表示装置100は、アクティブマトリクス基板
20と対向基板(カラーフィルタ基板)30とに挟持さ
れた液晶層40を有する。アクティブマトリクス基板2
0は、透明な基板21の液晶層40側表面に、絶縁膜2
2、絵素電極24、配向膜26をこの順で有する。絵素
電極24に電圧を印加するために基板21に形成されて
いるアクティブ素子(典型的にはTFT)や配線は簡単
のために省略する。対向基板(カラーフィルタ基板)3
0は、透明な基板31の液晶層40側表面に、カラーフ
ィルタ層32、対向電極34、配向膜36をこの順に有
する。この例では、配向膜26及び36は垂直配向膜で
あり、液晶層40は負の誘電異方性を有する液晶材料で
形成されている。
(Embodiment 1) A cross-sectional view of one picture element region of a liquid crystal display device 100 according to Embodiment 1 is schematically shown in FIG. The liquid crystal display device 100 has a liquid crystal layer 40 sandwiched between an active matrix substrate 20 and a counter substrate (color filter substrate) 30. Active matrix substrate 2
0 is the insulating film 2 on the surface of the transparent substrate 21 on the liquid crystal layer 40 side.
2. The pixel electrode 24 and the alignment film 26 are provided in this order. The active elements (typically TFTs) and wirings formed on the substrate 21 for applying a voltage to the pixel electrodes 24 are omitted for simplicity. Counter substrate (color filter substrate) 3
0 has a color filter layer 32, a counter electrode 34, and an alignment film 36 in this order on the surface of the transparent substrate 31 on the liquid crystal layer 40 side. In this example, the alignment films 26 and 36 are vertical alignment films, and the liquid crystal layer 40 is formed of a liquid crystal material having negative dielectric anisotropy.

【0024】液晶表示装置100の絵素電極24は、複
数の開口部(電極が無い部分)24aを有する。後に詳
述するように、複数の開口部24aは、多角形の角また
は辺に開口部24aを有するサブ電極領域50を規定
し、サブ電極領域50で規定されるサブ絵素領域60内
の液晶分子40aを軸対称状に配向させるように作用す
る。
The pixel electrode 24 of the liquid crystal display device 100 has a plurality of openings (portions without electrodes) 24a. As will be described later in detail, the plurality of openings 24a define the sub-electrode area 50 having the openings 24a at the corners or sides of the polygon, and the liquid crystal in the sub-picture element area 60 defined by the sub-electrode area 50. It acts to orient the molecules 40a in an axially symmetrical manner.

【0025】図1(a)に示すように、液晶層40に電
圧が印加されていない状態においては、液晶分子40a
は、垂直配向膜26及び36による配向規制力によっ
て、垂直配向膜26及び36の表面に対して垂直に配向
する。図1(b)に示すように、液晶層40に電圧を印
加した状態においては、負の誘電異方性を有する液晶分
子40aは、分子長軸が電気力線Eに対して垂直になる
ように配向する。開口部24aの周辺における電気力線
Eは、基板21及び基板31の表面に対して傾くので、
開口部24aの周辺の液晶分子40aは、開口部24a
を中心に放射状に倒れるように配向する。その結果、サ
ブ絵素領域60内の液晶分子40aは、軸対称状に配向
する。
As shown in FIG. 1 (a), when no voltage is applied to the liquid crystal layer 40, the liquid crystal molecules 40a
Are aligned vertically with respect to the surfaces of the vertical alignment films 26 and 36 by the alignment control force of the vertical alignment films 26 and 36. As shown in FIG. 1B, in the state where a voltage is applied to the liquid crystal layer 40, the liquid crystal molecules 40 a having negative dielectric anisotropy are arranged such that the long axes of the molecules are perpendicular to the lines of electric force E. Orient to. The lines of electric force E around the opening 24a are inclined with respect to the surfaces of the substrate 21 and the substrate 31,
The liquid crystal molecules 40a around the opening 24a are
It is oriented so as to fall radially around the center. As a result, the liquid crystal molecules 40a in the sub picture element region 60 are aligned in an axially symmetrical manner.

【0026】図2に、本発明の液晶表示装置100に用
いられるアクティブマトリクス基板20の1絵素に対応
する領域の上面図を示す。先に示した図1は、液晶表示
装置を図2のI−I’線に沿った断面から見た図に相当
する。
FIG. 2 shows a top view of a region corresponding to one picture element of the active matrix substrate 20 used in the liquid crystal display device 100 of the present invention. FIG. 1 described above corresponds to a view of the liquid crystal display device as seen from a cross section taken along the line II ′ of FIG. 2.

【0027】アクティブマトリクス基板20は、絵素電
極24に印加する電圧を制御するTFT70と、TFT
70のゲートに走査信号を供給するゲート配線(走査
線)72と、TFT70のソースにデータ信号を供給す
るソース線(信号線)74と、絵素電極24と同電位と
なる補助容量共通配線76とを有している。この例で
は、補助容量に補助容量共通配線76を用いて形成する
いわゆるCs On Common構造を例示しているが、ゲート配
線を用いて補助容量を形成するCs On Gate構造を用いて
もよいし、補助容量を省略してもよい。
The active matrix substrate 20 includes a TFT 70 for controlling a voltage applied to the pixel electrode 24 and a TFT.
A gate wiring (scanning line) 72 that supplies a scanning signal to the gate of 70, a source line (signal line) 74 that supplies a data signal to the source of the TFT 70, and an auxiliary capacitance common wiring 76 that has the same potential as the pixel electrode 24. And have. In this example, a so-called Cs On Common structure in which the auxiliary capacitance common wiring 76 is used for the auxiliary capacitance is illustrated, but a Cs On Gate structure in which the auxiliary capacitance is formed using the gate wiring may be used, The auxiliary capacity may be omitted.

【0028】絵素電極24は、複数の開口部24aを有
する。複数の開口部24aは、その開口部が角に位置す
るサブ電極領域50a、50b、50cを規定する。サ
ブ電極領域は、最も近い開口部24aの中心同士を結ん
だ線によって形成される多角形で規定することができ、
この例におけるサブ電極領域は、3つの四角形である。
サブ電極領域50cの図中の左下角の開口部は、絵素電
極24の外形がサブ電極領域50c内で欠けていること
によって形成されている。サブ電極領域50aと50c
とは、互いに合同な正方形(中心に4回回転軸を有す
る)であり、サブ絵素電極領域50bは長方形(中心に
2回回転軸を有する)である。サブ絵素電極領域50b
の長方形は、サブ電極領域50aおよび50cとそれぞ
れ一辺を共有している。
The pixel electrode 24 has a plurality of openings 24a. The plurality of openings 24a define sub-electrode regions 50a, 50b, 50c where the openings are located at the corners. The sub-electrode region can be defined by a polygon formed by a line connecting the centers of the closest openings 24a,
The sub-electrode area in this example is three squares.
The opening at the lower left corner of the sub electrode region 50c in the figure is formed by the outer shape of the pixel electrode 24 being cut off in the sub electrode region 50c. Sub electrode regions 50a and 50c
Are squares that are congruent to each other (having a rotation axis of 4 times in the center), and the sub-picture element electrode region 50b is a rectangle (having a rotation axis of 2 times in the center). Sub picture element electrode region 50b
Each of the rectangles shares one side with the sub-electrode regions 50a and 50c.

【0029】本実施形態の液晶表示装置100は、例え
ば、以下のようにして製造することができる。アクティ
ブマトリクス基板を作製する公知のプロセスにおける、
絵素電極をパターニングする工程において、図2に示し
た開口部24aが形成されるようなパターンを用いるこ
とによって、従来のプロセスの工程数を増加させること
なく、本実施形態で用いられるアクティブマトリクス基
板20を形成することができる。他の工程は、公知のプ
ロセスを用いることができる。対向基板30も公知の方
法を用いて作製できる。絵素電極24および対向電極3
4は、厚さ約50nmのITO(インジウム錫酸化物)
の膜で形成した。
The liquid crystal display device 100 of this embodiment can be manufactured, for example, as follows. In the known process of making an active matrix substrate,
In the step of patterning the pixel electrodes, by using the pattern in which the openings 24a shown in FIG. 2 are formed, the active matrix substrate used in this embodiment can be used without increasing the number of steps in the conventional process. 20 can be formed. Known processes can be used for the other steps. The counter substrate 30 can also be manufactured using a known method. Picture element electrode 24 and counter electrode 3
4 is ITO (indium tin oxide) with a thickness of about 50 nm
It was formed of the film.

【0030】得られたアクティブマトリクス基板20と
対向基板30とに、ポリイミド系の垂直配向膜26及び
36(例えば、JALS-204:日本合成ゴム社製)を印刷法
により塗布した。垂直配向膜26及び36としては、上
記以外にオクタデシルエトキシシランやレシチン等垂直
配向性を有している材料を広く用いることができる。次
にアクティブマトリクス基板20に直径約4.5μmの
プラスチックビーズを散布した。対向基板30には表示
領域周辺にスクリーン印刷によりガラス繊維が混入した
エポキシ樹脂からなるシール部を形成した。これら両基
板20及び30を貼り合わせ、熱硬化させた。アクティ
ブマトリクス基板20と対向基板30との間隙には真空
含浸法を用いて負の誘電異方性を持つ液晶材料(Δε=
−4.0、Δn=0.08)を注入した。このようにし
て、液晶表示装置100を得た。本実施形態では、絵素
電極24に開口部24aを形成した例を示したが、開口
部を対向電極に形成してもよい。いずれの場合において
も、表示の単位となる絵素領域内の電極に複数の開口部
を形成すればよい。特に、絵素電極24に開口部24a
を形成すると、導電膜をパターニングして絵素電極24
を形成する工程において、同時に開口部24aを形成で
きるので、工程数の増加がないという利点が有る。
Polyimide vertical alignment films 26 and 36 (for example, JALS-204: manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) were applied to the obtained active matrix substrate 20 and counter substrate 30 by a printing method. As the vertical alignment films 26 and 36, materials having vertical alignment such as octadecylethoxysilane and lecithin can be widely used other than the above. Next, plastic beads having a diameter of about 4.5 μm were dispersed on the active matrix substrate 20. On the counter substrate 30, a seal portion made of epoxy resin mixed with glass fiber was formed around the display area by screen printing. Both of the substrates 20 and 30 were attached and heat-cured. A liquid crystal material (Δε =) having a negative dielectric anisotropy is formed in the gap between the active matrix substrate 20 and the counter substrate 30 by using a vacuum impregnation method.
-4.0, Δn = 0.08) was injected. Thus, the liquid crystal display device 100 was obtained. In the present embodiment, the example in which the opening 24a is formed in the pixel electrode 24 is shown, but the opening may be formed in the counter electrode. In any case, a plurality of openings may be formed in the electrode in the picture element area which is a display unit. In particular, the opening 24a is formed in the pixel electrode 24.
Then, the conductive film is patterned to form the pixel electrode 24.
Since the opening 24a can be formed at the same time in the step of forming the, the number of steps is not increased.

【0031】図3に、液晶表示装置100に中間調電圧
を印加した状態で、1絵素領域100aを直交ニコル下
で偏光顕微鏡観察を行った結果を示す。絵素領域100
aは、サブ絵素領域60a、60bおよび60cを有す
る。サブ絵素領域60a、60bおよび60cは、それ
ぞれ、図2のサブ電極領域50a、50bおよび50c
によって規定されている。TFT70、ゲート線72、
ソース線74など光を透過しない材料で形成されている
部分(またはブラックマトリクスが形成されている部
分)および開口部24aは黒く観察されている(補助容
量共通配線76は透明電極で形成されている)。この例
では、絵素領域の長辺方向のピッチは約300μmで、
短辺方向のピッチは約100μm、開口部24aの直径
は約10μmである。
FIG. 3 shows the results of observing one picture element region 100a under a crossed Nicols with a polarization microscope in a state where a halftone voltage is applied to the liquid crystal display device 100. Picture element area 100
a has sub-picture element regions 60a, 60b and 60c. The sub-pixel regions 60a, 60b and 60c are respectively the sub-electrode regions 50a, 50b and 50c of FIG.
Stipulated by TFT 70, gate line 72,
A portion formed of a material that does not transmit light (or a portion where a black matrix is formed) such as the source line 74 and the opening 24a are observed to be black (the auxiliary capacitance common wiring 76 is formed of a transparent electrode). ). In this example, the pitch in the long side direction of the pixel area is about 300 μm,
The pitch in the short side direction is about 100 μm, and the diameter of the opening 24a is about 10 μm.

【0032】図3から明らかなように、サブ絵素領域6
0a、60bおよび60c内には、十字の消光模様が観
察されており、液晶分子が軸対称状に配向していること
が分かる。正方形のサブ電極領域50aおよび50cで
規定されているサブ絵素領域60aおよび60c内で
は、4回回転軸を有する消光模様が、長方形のサブ電極
領域50bで規定されているサブ絵素領域60b内で
は、2回回転軸を有する消光模様が観察されている。ま
た、サブ絵素領域60a、60bおよび60cの周辺部
においても、それぞれのサブ絵素領域内と同様の形状の
消光模様が形成されており、サブ絵素領域の周辺におい
ても、液晶分子が軸対称配向していることが分かる。す
なわち、開口部24aによって生じた斜め電界によって
倒された液晶分子の配向が、絵素領域の周辺に位置する
液晶分子にも伝わり、サブ絵素領域の周辺においても、
開口部24aを中心にほぼ放射状に配向していることが
分かる。
As is apparent from FIG. 3, the sub-pixel area 6
A cross extinction pattern is observed in 0a, 60b, and 60c, which shows that the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry. In the sub-picture element areas 60a and 60c defined by the square sub-electrode areas 50a and 50c, the extinction pattern having the four-time rotation axis is displayed in the sub-picture element area 60b defined by the rectangular sub-electrode area 50b. In, a quenching pattern having a two-fold rotation axis is observed. Further, the extinction pattern having the same shape as that in each sub-picture element region is formed also in the peripheral portions of the sub-picture element regions 60a, 60b, and 60c, and the liquid crystal molecules are aligned in the periphery of the sub-picture element region. It can be seen that they are symmetrically oriented. That is, the orientation of the liquid crystal molecules tilted by the oblique electric field generated by the opening 24a is also transmitted to the liquid crystal molecules located in the periphery of the pixel region, and even in the periphery of the sub-pixel region,
It can be seen that the openings 24a are oriented substantially radially.

【0033】上述したように、本実施形態によると、絵
素領域全体に亘り、液晶分子が軸対称配向した領域を形
成することができる。従って、この液晶表示装置の表示
特性は、視角方向の方位角に依存せず、広視野角特性を
有する。電圧無印加時においては、液晶分子がすべて基
板面に垂直に立っており、良好な黒表示を示した。ま
た、立ち上がり応答時間は、約20msecで、良好な
白表示を得ることができた。中間調表示においても、軸
対称配向は乱れずに形成され、応答速度も十分速く、残
像現象は見られなかった。得られた軸対称配向は、極め
て安定であり、繰り返し動作試験においても配向不良は
発生しなかった。
As described above, according to this embodiment, it is possible to form the region in which the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry over the entire pixel region. Therefore, the display characteristics of this liquid crystal display device have wide viewing angle characteristics without depending on the azimuth angle in the viewing angle direction. When no voltage was applied, all liquid crystal molecules stood perpendicular to the substrate surface, and a good black display was shown. Further, the rising response time was about 20 msec, and good white display could be obtained. Even in the halftone display, the axisymmetric orientation was formed without being disturbed, the response speed was sufficiently fast, and the afterimage phenomenon was not observed. The obtained axisymmetric orientation was extremely stable, and no orientation failure occurred in the repeated operation test.

【0034】上記の例では、四角形のサブ電極領域50
a、50b、50cを形成したが、サブ電極領域の形状
はこれらに限られない。角および辺の少なくとも一方に
開口部を有する多角形であればよい。3角形であっても
よいが、視角の方位角依存性を均一化するためには、四
角形以上が好ましい。また、長方形よりも正方形の方
が、回転対称性が高いので、視角特性の均一化の効果が
優れる。四角形のサブ電極領域50を有する絵素電極2
4の他の例を図4(a)から(c)に示す。さらに、五
角形以上の多角形のサブ電極領域50を含む絵素電極2
4の例を図5(a)から(c)に示す。例えば、図5
(a)に示したように、六角形の角に開口部24aを配
置しても良いし、図5(b)に示したように六角形の中
心に更に開口部24aを形成してもよい。図5(b)の
絵素電極24を用いた場合には、液晶分子が軸対称配向
するサブ絵素領域は、三角形となる。また、図5(c)
に示したように、長方形の開口部24aを八角形の辺に
配置してもよい。開口部24aの形状は、円や長方形に
限られず、任意の形状であってよい。サブ絵素領域は回
転対称性の高い多角形(限りなく円に近い)であること
が好ましいので、正多角形であることが好ましい。ま
た、複数のサブ絵素領域の配置も回転対称性を有するこ
とが好ましいので、互いに合同な正多角形を規則的に配
置することが好ましい。
In the above example, the rectangular sub-electrode region 50
Although a, 50b, and 50c are formed, the shape of the sub electrode region is not limited to these. A polygon having an opening in at least one of a corner and a side may be used. Although it may be a triangle, a rectangle or more is preferable in order to make the azimuth angle dependence of the viewing angle uniform. Further, since the square has a higher rotational symmetry than the rectangle, the effect of making the viewing angle characteristics uniform is excellent. A pixel electrode 2 having a rectangular sub-electrode region 50
Another example of No. 4 is shown in FIGS. Further, the pixel electrode 2 including the polygonal sub-electrode regions 50 of pentagon or more
4 is shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). For example, in FIG.
As shown in (a), the openings 24a may be arranged at the corners of the hexagon, or as shown in FIG. 5 (b), the openings 24a may be further formed at the center of the hexagon. . When the picture element electrode 24 of FIG. 5B is used, the sub picture element region in which the liquid crystal molecules are oriented in axial symmetry becomes a triangle. In addition, FIG.
As shown in, the rectangular opening 24a may be arranged on the side of the octagon. The shape of the opening 24a is not limited to a circle or a rectangle, and may be any shape. Since the sub-picture element region is preferably a polygon having high rotational symmetry (closest to a circle), it is preferably a regular polygon. Since it is preferable that the plurality of sub-picture element regions are also arranged to have rotational symmetry, it is preferable to regularly arrange congruent regular polygons.

【0035】サブ絵素領域60の大きさは、約20μm
〜約50μm角程度であれば、均一な軸対称を安定に形
成することができる。また、開口部24aの大きさは、
円形の場合、直径約5μm〜約20μmであることが好
ましい。開口部24aを多数形成すると絵素開口率が低
下するので、表示装置の用途に応じた視角特性と表示輝
度とのバランスを考慮して、開口部24aの配置(サブ
電極領域の形状)および数を適宜設定すればよい。
The size of the sub picture element region 60 is about 20 μm.
A uniform axial symmetry can be stably formed in the range of about 50 μm square. The size of the opening 24a is
In the case of a circular shape, the diameter is preferably about 5 μm to about 20 μm. Since the pixel aperture ratio decreases when a large number of openings 24a are formed, the arrangement (shape of the sub-electrode regions) and the number of the openings 24a are considered in consideration of the balance between the viewing angle characteristics and the display brightness according to the application of the display device. Should be set appropriately.

【0036】(実施形態2)実施形態2では、電極に開
口部を設けると共に、さらに凹部を設けた構成について
説明する。実施形態2の液晶表示装置に用いられるアク
ティブマトリクス基板80の1絵素に対応する領域の上
面図を図6に示す。アクティブマトリクス基板80は、
図2に示したアクティブマトリクス基板20の絵素電極
24の液晶層側の表面に、さらに凹部24bを有する。
その他の構成は、アクティブマトリクス基板20と同じ
であり、図2と同じ参照符号で示し、その説明を省略す
る。この例では、凹部24bは絵素電極24に形成され
ているが、対向電極の絵素領域内に形成してもよい。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, a structure in which an opening is provided in the electrode and a recess is further provided will be described. FIG. 6 shows a top view of a region corresponding to one picture element of the active matrix substrate 80 used in the liquid crystal display device of the second embodiment. The active matrix substrate 80 is
The surface of the active matrix substrate 20 shown in FIG. 2 on the liquid crystal layer side of the pixel electrode 24 further has a recess 24b.
The other structure is the same as that of the active matrix substrate 20, and is indicated by the same reference numeral as that of FIG. 2 and its description is omitted. In this example, the recess 24b is formed in the pixel electrode 24, but it may be formed in the pixel region of the counter electrode.

【0037】図7に図6のVII-VII’線に沿った断面図
を示す。基板21上に形成された絶縁膜22に凹部が形
成されており、この絶縁膜22上に絵素電極24を形成
することにより、凹部24bを有する絵素電極24が形
成されている。凹部24bの深さは約5μmで、直径は
約10μmである。直径約10μmの開口部24aが実
施形態1と同様に形成されている。この絵素電極24上
に垂直配向膜26が形成されている。
FIG. 7 shows a sectional view taken along the line VII-VII 'of FIG. A recess is formed in the insulating film 22 formed on the substrate 21, and the pixel electrode 24 having the recess 24b is formed by forming the pixel electrode 24 on the insulating film 22. The recess 24b has a depth of about 5 μm and a diameter of about 10 μm. An opening 24a having a diameter of about 10 μm is formed as in the first embodiment. A vertical alignment film 26 is formed on the pixel electrode 24.

【0038】凹部24b上の液晶分子40aは、凹部2
4bの表面に形成された垂直配向膜26の表面に対して
垂直に配向するので、凹部24bの中心軸(図7中の破
線)に向かって軸対称状に傾く。この方向は、液晶分子
40aが開口部24aの周辺に発生する斜め電界によっ
て傾く方向(開口部24aの中心から外向き)とは逆で
ある。従って、隣接する2つの開口部24aの中間の位
置に凹部24bを形成すると、開口部24aの周辺に発
生する斜め電界によって形成される液晶分子40aの軸
対称配向を安定化させることができる。すなわち、サブ
絵素領域60内の液晶分子40は、凹部24bの中心軸
を中心に安定な軸対称配向をとる。さらに、サブ電極領
域50aの周辺部の対称的な位置に凹部24bを設ける
ことによって、絵素領域の周辺部の液晶分子40aの軸
対称配向を安定化(対称軸の位置を固定)することがで
きる。すなわち、凹部24bは、開口部24aと協同し
て、サブ絵素領域を規定する。従って、凹部24bの配
置は、開口部24aと合同な多角形を形成するように配
置されることが好ましい。凹部24bの形状は円に限ら
れず、任意の形状であってよい。
The liquid crystal molecules 40a on the recess 24b are
Since it is oriented perpendicularly to the surface of the vertical alignment film 26 formed on the surface of 4b, it is inclined symmetrically with respect to the central axis of the recess 24b (broken line in FIG. 7). This direction is opposite to the direction in which the liquid crystal molecules 40a are inclined by the oblique electric field generated around the opening 24a (outward from the center of the opening 24a). Therefore, when the recess 24b is formed in the intermediate position between the two adjacent openings 24a, the axially symmetrical alignment of the liquid crystal molecules 40a formed by the oblique electric field generated around the openings 24a can be stabilized. That is, the liquid crystal molecules 40 in the sub picture element region 60 have a stable axisymmetric orientation around the central axis of the recess 24b. Furthermore, by providing the recesses 24b at symmetrical positions in the peripheral portion of the sub-electrode region 50a, it is possible to stabilize the axially symmetrical alignment of the liquid crystal molecules 40a in the peripheral portion of the pixel region (fix the position of the symmetrical axis). it can. That is, the recess 24b cooperates with the opening 24a to define the sub-picture element region. Therefore, it is preferable that the recess 24b is arranged so as to form a polygon that is congruent with the opening 24a. The shape of the recess 24b is not limited to a circle and may be any shape.

【0039】実施形態2の液晶表示装置は、基本的に実
施形態1と同様の方法で形成することができる。アクテ
ィブマトリクス基板80の凹部24bは、例えば、スパ
ッタ法を用いて、厚さ約10μmのシリコン酸化膜を形
成し、凹部24bに対応する開口部を有するマスクパタ
ーンを用いてエッチングすることによって形成すること
ができる。凹部24bの形状・大きさや深さは、マスク
の開口部の形状・大きさや絶縁膜22の厚さとエッチン
グ量で調節することができる。凹部24bの大きさは、
開口部24aと同様、円形の場合には直径約5μm〜約
20μmであることが好ましい。
The liquid crystal display device of the second embodiment can be basically formed by the same method as that of the first embodiment. The recess 24b of the active matrix substrate 80 is formed, for example, by forming a silicon oxide film having a thickness of about 10 μm by using a sputtering method and etching it using a mask pattern having an opening corresponding to the recess 24b. You can The shape, size and depth of the recess 24b can be adjusted by the shape and size of the opening of the mask, the thickness of the insulating film 22 and the etching amount. The size of the recess 24b is
Similar to the opening 24a, in the case of a circular shape, the diameter is preferably about 5 μm to about 20 μm.

【0040】図8に、実施形態2の液晶表示装置に中間
調電圧を印加した状態で、1絵素領域100bを直交ニ
コル下で偏光顕微鏡観察を行った結果を示す。実施形態
1の液晶表示装置100の1絵素領域100aと同様
に、絵素領域100bは、サブ絵素領域60a、60b
および60cを有する。サブ絵素領域60a、60bお
よび60cは、それぞれ、図6のサブ電極領域50a、
50bおよび50cによって規定されており、軸対称配
向の中心軸は、凹部24bに位置に形成されている。T
FT70、ゲート線72、ソース線74、補助容量共通
配線76など光を透過しない材料で形成されている部分
(またはブラックマトリクスが形成されている部分)お
よび開口部24aは黒く観察されている。この例では、
補助容量共通配線76が金属電極で形成されている。絵
素領域の長辺方向のピッチは約300μmで、短辺方向
のピッチは約100μm、開口部24aの直径は約10
μmである。
FIG. 8 shows the result of observing one picture element region 100b under a crossed Nicols in a state in which a halftone voltage was applied to the liquid crystal display device of Embodiment 2 under a polarizing microscope. Similar to the one picture element area 100a of the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, the picture element area 100b is divided into sub picture element areas 60a and 60b.
And 60c. The sub-pixel regions 60a, 60b, and 60c are respectively the sub-electrode regions 50a and 50a of FIG.
The central axis of the axisymmetric orientation defined by 50b and 50c is formed at the position of the recess 24b. T
A portion (or a portion where a black matrix is formed) made of a material that does not transmit light such as the FT 70, the gate line 72, the source line 74, and the auxiliary capacitance common wiring 76 and the opening 24a are observed to be black. In this example,
The auxiliary capacitance common line 76 is formed of a metal electrode. The pitch in the long side direction of the picture element region is about 300 μm, the pitch in the short side direction is about 100 μm, and the diameter of the opening 24a is about 10 μm.
μm.

【0041】本実施形態においても、実施形態1と同様
に、絵素領域全体に亘り、液晶分子が軸対称配向した領
域を形成することができるとともに、軸対称配向の軸を
凹部24bによって制御・安定化することができる。従
って、実施形態2の液晶表示装置の表示特性は、実施形
態1の液晶表示装置100と同様に、広視野角特性を有
するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見られ
なかった。得られた軸対称配向は、極めて安定であり、
繰り返し動作試験においても配向不良は発生しなかっ
た。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, it is possible to form a region in which liquid crystal molecules are axially symmetrically aligned over the entire pixel region, and the axis of axially symmetrical alignment is controlled by the recess 24b. Can be stabilized. Therefore, the display characteristics of the liquid crystal display device of the second embodiment have wide viewing angle characteristics similarly to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, the response speed is sufficiently fast, and the afterimage phenomenon was not observed. The obtained axisymmetric orientation is extremely stable,
Alignment failure did not occur in the repeated operation test.

【0042】上記の例では、四角形のサブ電極領域50
a、50b、50cを形成したが、サブ電極領域の形状
はこれらに限られない。図4(a)から(c)に示した
開口部24aを有する絵素電極24に対して、それぞ
れ、図9(a)から(c)に示したように凹部24bを
形成しても良い。また、図5(a)から(c)に示した
開口部24aを有する絵素電極24に対して、それぞれ
図10(a)から(c)に示したように凹部24bを形
成してもよい。凹部24bは、軸対称配向の中心軸を固
定・安定化するように作用するので、隣接する開口部2
4aの中央の位置に形成することが好ましく、開口部2
4aが形成する多角形と合同な多角形を形成するように
配置することが好ましい。また、サブ絵素領域60の周
辺部に形成される凹部24bも、サブ絵素領域60内に
形成される凹部24bと合同な多角形を形成するように
配置されるのが好ましい。
In the above example, the rectangular sub electrode region 50 is formed.
Although a, 50b, and 50c are formed, the shape of the sub electrode region is not limited to these. Recesses 24b may be formed in the pixel electrodes 24 having the openings 24a shown in FIGS. 4A to 4C, as shown in FIGS. 9A to 9C, respectively. Further, the pixel electrode 24 having the opening 24a shown in FIGS. 5A to 5C may be formed with the recess 24b as shown in FIGS. 10A to 10C, respectively. . The recess 24b acts so as to fix / stabilize the central axis of the axisymmetric orientation, and therefore the adjacent opening 2
4a is preferably formed at the center of the opening 4a.
It is preferable to arrange so as to form a polygon congruent with the polygon formed by 4a. Further, it is preferable that the recess 24b formed in the peripheral portion of the sub picture element region 60 is also arranged so as to form a polygon that is congruent with the recess 24b formed in the sub picture element region 60.

【0043】このような、凹部24bを形成することに
より、サブ絵素領域60の大きさが約50μm〜約10
0μm角程度であれば、均一な軸対称を安定に形成する
ことができる。また、凹部24bの大きさ、形状および
数は、開口部24aの大きさ、形状および数とともに、
表示装置の用途に応じた視角特性と表示輝度とのバラン
スを考慮して、適宜設定すればよい。
By forming such a concave portion 24b, the size of the sub picture element region 60 is about 50 μm to about 10 μm.
If it is about 0 μm square, uniform axial symmetry can be stably formed. The size, shape, and number of the recesses 24b are the same as the size, shape, and number of the openings 24a.
It may be set as appropriate in consideration of the balance between the viewing angle characteristics and the display brightness according to the application of the display device.

【0044】(実施形態3)上記の実施形態1及び2で
は、液晶層40の厚さを制御するスペーサとして、プラ
スチックビーズを用い、アクティブマトリクス基板上に
散布した。図11に示したように、プラスチックビーズ
92が絵素領域100c内に存在すると、絵素領域10
0c内の複数の軸対称配向の一部が乱れる場合がある。
このプラスチックビーズによる配向の乱れを防止するた
めに、実施形態3においては、高分子からなる柱状の突
起をフォトリソグラフィ技術を用いて、表示に影響しな
い領域に形成する。
(Embodiment 3) In the above Embodiments 1 and 2, plastic beads were used as spacers for controlling the thickness of the liquid crystal layer 40, and dispersed on the active matrix substrate. As shown in FIG. 11, when the plastic beads 92 exist in the pixel area 100c, the pixel area 10c
Some of the plurality of axially symmetric orientations within 0c may be disturbed.
In order to prevent the disorder of the orientation due to the plastic beads, in the third embodiment, a columnar protrusion made of a polymer is formed in a region that does not affect the display by using the photolithography technique.

【0045】実施形態1と同様に、アクティブマトリク
ス基板20を形成した後、光硬化性樹脂(例えば、OM
R83:東京応化社製)を4μm程度塗布した。絵素領
域周辺の配線上に直径約20μmの柱状突起94が残る
ように、この光硬化性樹脂の膜を露光・現像し、図12
(a)に示した高分子からなる柱状の突起94を形成し
た。また、図12(b)に示したように、補助容量共通
電極76を金属材料等の光を透過しない材料で形成して
いる場合には、補助容量共通電極76上に柱状突起94
を形成してもよい。
Similar to the first embodiment, after forming the active matrix substrate 20, a photo-curable resin (for example, OM) is used.
R83: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was applied to about 4 μm. The photo-curable resin film is exposed and developed so that the columnar protrusions 94 having a diameter of about 20 μm remain on the wiring around the picture element region.
The columnar protrusions 94 made of the polymer shown in (a) were formed. Further, as shown in FIG. 12B, when the auxiliary capacitance common electrode 76 is formed of a material such as a metal material that does not transmit light, the columnar protrusion 94 is formed on the auxiliary capacitance common electrode 76.
May be formed.

【0046】この後、実施形態1と同様にして、液晶表
示装置を形成した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域100dを偏光顕微鏡で観察
した結果、図13に示したように、それぞれの開口部2
4aに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域10
0d内には複数の軸対称配向が形成されていることが確
認された。実施形態3の液晶表示装置の表示特性は、実
施形態1の液晶表示装置100と同様に、広視野角特性
を有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見
られなかった。さらに、プラスチックビーズを散布して
いないため、それが絵素内にあった場合の軸対称配向の
乱れは、全く見られなかった。加えて、液晶層の厚さの
面内均一性も向上し、表示品位が向上した。
After that, a liquid crystal display device was formed in the same manner as in the first embodiment. As a result of observing the pixel region 100d with a polarizing microscope in a state where a halftone voltage was applied to the obtained liquid crystal display device, as shown in FIG.
4a, the liquid crystal molecules fall radially, and the pixel region 10
It was confirmed that a plurality of axially symmetric orientations were formed in 0d. Similar to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, the liquid crystal display device of the third embodiment has a wide viewing angle characteristic, a sufficiently fast response speed, and no afterimage phenomenon was observed. Furthermore, since the plastic beads were not sprayed, no disturbance of the axisymmetric orientation when they were in the picture element was observed. In addition, the in-plane uniformity of the thickness of the liquid crystal layer was improved, and the display quality was improved.

【0047】(実施形態4)上記の実施形態1〜3にお
いては、液晶層40の材料として、負の誘電異方性を有
するネマティック液晶材料を用いた。本実施形態におい
ては、上記の液晶材料にカイラル剤(例えば、S81
1:メルク社製)を添加した。液晶層40におけるカイ
ラルピッチが、約18μmになるようにカイラル剤を添
加した。なお、カイラル剤をツイスト角90°、すなわ
ちセル厚のおおむね4倍のピッチになるように添加する
のは、以下の理由による。まず、電界印加時に90°ツ
イスト構造とすることによって、従来のTNモードの液
晶表示装置と同様に、光の利用効率および白表示の色バ
ランスを最適化することできる。カイラル剤の添加量が
少なすぎると、電界印加時のツイスト配向が不安定にな
ることがあり、カイラル剤の添加量が多すぎると、電圧
無印加時の垂直配向が不安定化する場合がある。
(Embodiment 4) In the above Embodiments 1 to 3, a nematic liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy was used as the material of the liquid crystal layer 40. In the present embodiment, a chiral agent (for example, S81) is added to the above liquid crystal material.
1: manufactured by Merck) was added. A chiral agent was added so that the chiral pitch in the liquid crystal layer 40 was about 18 μm. The reason for adding the chiral agent so that the twist angle is 90 °, that is, the pitch is approximately four times the cell thickness, is as follows. First, by adopting a 90 ° twist structure when an electric field is applied, it is possible to optimize the light utilization efficiency and the white display color balance as in the conventional TN mode liquid crystal display device. If the added amount of the chiral agent is too small, the twist alignment when the electric field is applied may become unstable, and if the added amount of the chiral agent is too large, the vertical alignment may become unstable when no voltage is applied. .

【0048】上述したように液晶材料にカイラル剤を添
加したことを除いて、実施形態1と同様にして、液晶表
示装置を作製した。得られた液晶表示装置に中間調電圧
を印加した状態で絵素領域100eを偏光顕微鏡で観察
すると、図14に示したように、それぞれの開口部24
aに対応して液晶分子が放射状に倒れ、絵素領域100
e内には複数の軸対称配向が形成されていることが確認
された。実施形態4の液晶表示装置の表示特性は、実施
形態1の液晶表示装置100と同様に、広視野角特性を
有するとともに、応答速度も十分速く、残像現象は見ら
れなかった。さらに、カイラル剤を添加していない液晶
層を用いた実施形態1の液晶表示装置100に比べ、暗
視野部分が減り、液晶表示装置としての明るさが向上し
た。本実施形態によると、絵素電極24に多数の開口部
24aを形成した場合や、大きい開口部24aを形成し
た場合に生じる液晶表示装置の透過率の低下を改善する
ことができる。
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Embodiment 1 except that the chiral agent was added to the liquid crystal material as described above. When the picture element region 100e is observed with a polarization microscope in a state where a halftone voltage is applied to the obtained liquid crystal display device, as shown in FIG.
Liquid crystal molecules fall radially corresponding to a, and the pixel region 100
It was confirmed that a plurality of axisymmetric orientations were formed in e. The display characteristics of the liquid crystal display device of the fourth embodiment have wide viewing angle characteristics similarly to the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, the response speed is sufficiently fast, and the afterimage phenomenon was not observed. Further, as compared with the liquid crystal display device 100 of the first embodiment using the liquid crystal layer to which the chiral agent is not added, the dark field portion is reduced and the brightness of the liquid crystal display device is improved. According to the present embodiment, it is possible to improve the decrease in the transmittance of the liquid crystal display device when a large number of openings 24a are formed in the pixel electrode 24 or when large openings 24a are formed.

【0049】(実施形態5)本実施形態5においては、
上述の実施形態1〜4の液晶表示装置に適切な位相差板
を組み合わせることにより、さらに視野角を拡大した例
を説明する。
(Fifth Embodiment) In the fifth embodiment,
An example will be described in which the viewing angle is further expanded by combining the liquid crystal display devices of Embodiments 1 to 4 described above with an appropriate retardation plate.

【0050】液晶表示装置100に設けた一対の偏光板
102aおよび102bの内、バックライト側の偏光板
102bの吸収軸方向をx軸、表示面内で吸収軸方向に
垂直な方向をy軸、表示面法線方向をz軸とする。
Of the pair of polarizing plates 102a and 102b provided in the liquid crystal display device 100, the absorption axis direction of the polarizing plate 102b on the backlight side is the x axis, and the direction perpendicular to the absorption axis direction on the display surface is the y axis. The direction normal to the display surface is the z axis.

【0051】図15(a)及び(b)に示したように、
位相差板の屈折率を(nx,ny,nz)としたとき、
nx=ny>nzの関係を有する位相差板を偏光板と液
晶表示装置100のガラス基板との間に設けた。
As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b),
When the refractive index of the retardation plate is (nx, ny, nz),
A retardation plate having a relationship of nx = ny> nz was provided between the polarizing plate and the glass substrate of the liquid crystal display device 100.

【0052】図15(a)に示したように、1枚の位相
差板104aを偏光板102aと液晶表示装置100の
基板との間に設ける場合には、位相差板104aのリタ
デーション=フィルム厚(dp)×{(nx+ny)/
2−nz}を液晶層のリタデーション=液晶層の厚さ×
(ne−no)のおおよそ1/2〜3/2になるように
設定することによって、視角特性が改善された。1枚の
位相差板を偏光板102bと液晶表示装置100との間
に設けた場合も同様の効果が得られた。
As shown in FIG. 15A, when one retardation plate 104a is provided between the polarizing plate 102a and the substrate of the liquid crystal display device 100, the retardation of the retardation plate 104a = film thickness. (Dp) × {(nx + ny) /
2-nz} is the retardation of the liquid crystal layer = thickness of the liquid crystal layer ×
The viewing angle characteristics were improved by setting the value to be approximately 1/2 to 3/2 of (ne-no). Similar effects were obtained when one retardation plate was provided between the polarizing plate 102b and the liquid crystal display device 100.

【0053】図15(b)に示したように、偏光板10
2aと102bとのガラス基板との間に、それぞれ位相
差板104aと104bとを設ける場合には、それぞれ
の位相差板104a及び104bのリタデーションを合
計で、液晶層のリタデーションのおおよそ1/2〜3/
2になるように設定することによって、視角特性が改善
された。
As shown in FIG. 15B, the polarizing plate 10
When the retardation plates 104a and 104b are provided between the glass substrates 2a and 102b, respectively, the retardations of the respective retardation plates 104a and 104b are summed up to about 1/2 of the retardation of the liquid crystal layer. 3 /
By setting the value to be 2, the viewing angle characteristic was improved.

【0054】図15(a)及び(b)に示した位相差板
104a及び104bを設けた液晶表示装置の効果を図
16を参照して説明する。液晶層のリタデーションが3
60nm(液晶層の厚さ4.5μm、ne=1.55、
no=1.47)に対して、種々のリタデーションを有
する位相差板104a及び104bを用いた場合の黒表
示状態における透過率の視角依存性を図16(a)に示
す。図16(a)中の横軸θは、偏光軸と45°方向に
おける視角(表示面法線となす角)を示し、縦軸は透過
率(空気の透過率を1として規格化した値)を示す。図
16(a)の視角θが60°における透過率の値をリタ
デーションに対してプロットした結果を図18(b)に
示す。
The effect of the liquid crystal display device provided with the retardation films 104a and 104b shown in FIGS. 15A and 15B will be described with reference to FIG. The retardation of the liquid crystal layer is 3
60 nm (liquid crystal layer thickness 4.5 μm, ne = 1.55,
FIG. 16A shows the viewing angle dependence of the transmittance in the black display state when the phase difference plates 104a and 104b having various retardations are used for the case of no = 1.47). The horizontal axis θ in FIG. 16A indicates the viewing angle (angle formed with the normal to the display surface) in the 45 ° direction with the polarization axis, and the vertical axis indicates the transmittance (value normalized with the transmittance of air being 1). Indicates. FIG. 18B shows the result of plotting the transmittance values at the viewing angle θ of 60 ° in FIG. 16A against the retardation.

【0055】図16(a)からわかるように、位相差板
104a及び104bを設けない(0nm)場合、偏光
軸と45°方向において視角を倒す(θが大きくなる)
と、透過率が上昇し(光漏れが発生し)良好な黒表示が
得られない。位相差板104a(及び/又は104b)
を設け、そのリタデーション(dp×(nx+ny)/
2−nz)を適切な値に設定することによって、図16
(b)に示したように、透過率を減少させることができ
る。特に、位相差板のリタデーションが約180nm
(液晶層のリタデーションの1/2)〜約540nm
(液晶層のリタデーションの3/2)の範囲にあると、
θが60°における透過率の上昇を位相差板を設けない
場合の半分以下に低下することができる。
As can be seen from FIG. 16A, when the phase difference plates 104a and 104b are not provided (0 nm), the viewing angle is tilted in the 45 ° direction with the polarization axis (θ becomes large).
As a result, the transmittance increases (light leakage occurs) and good black display cannot be obtained. Retardation plate 104a (and / or 104b)
And its retardation (dp × (nx + ny) /
2−nz) to the appropriate value in FIG.
As shown in (b), the transmittance can be reduced. In particular, the retardation of the retardation plate is about 180 nm
(1/2 of retardation of liquid crystal layer) to about 540 nm
Within the range of (3/2 of the retardation of the liquid crystal layer),
The increase in the transmittance when θ is 60 ° can be reduced to less than half that in the case where the retardation plate is not provided.

【0056】上述したように、位相差板が無い場合に
は、電圧無印加時の黒表示において、正面(表示面の法
線方向)から観察した場合の黒表示は良好であるが、斜
めの視角(法線方向から傾いた方向)では、液晶層の位
相差の発生のため、光漏れが生じ、良好な黒表示ができ
ない(黒浮き)。上記の位相差板は、斜めの視角の液晶
層の位相差を補償するので、広い視角において良好な黒
表示を与えることができる。つまり広い視角において高
いコントラストの表示が可能となった。さらに、図17
(a)及び(b)に示したように、nx>ny=nzの
関係を有する位相差板106a及び/又は106bを偏
光板102a及び/又は102bとガラス基板との間に
設けた。位相差板106a及び106bのリタデーショ
ン{dp×(nx−(ny+nz)/2}を合計で液晶
層のリタデーション値の約1/10〜約7/10の値に
設定することによって、良好な表示特性が得られた。こ
の位相差板を設けることによって、偏光板の吸収軸と4
5°をなす方位角方向から見たときの黒表示を良好にす
る効果があった。
As described above, in the case where there is no retardation plate, in the black display when no voltage is applied, the black display is good when observed from the front (the direction normal to the display surface), but the oblique display At the viewing angle (direction tilted from the normal direction), due to the phase difference of the liquid crystal layer, light leakage occurs and good black display cannot be performed (black floating). Since the above retardation plate compensates for the retardation of the liquid crystal layer at an oblique viewing angle, it is possible to provide a good black display in a wide viewing angle. That is, it is possible to display a high contrast in a wide viewing angle. Furthermore, FIG.
As shown in (a) and (b), retardation plates 106a and / or 106b having a relationship of nx> ny = nz were provided between the polarizing plates 102a and / or 102b and the glass substrate. By setting the retardation {dp × (nx− (ny + nz) / 2} of the retardation plates 106a and 106b to a value of about 1/10 to about 7/10 of the retardation value of the liquid crystal layer in total, good display characteristics can be obtained. By providing this retardation plate, the absorption axis of the polarizing plate and the
The effect was to improve the black display when viewed from the azimuth angle of 5 °.

【0057】図17(a)及び(b)に示した位相差板
106aおよび106bを設けた液晶表示装置の効果を
図18を参照して説明する。液晶層のリタデーションが
360nm(液晶層の厚さ4.5μm、ne=1.5
5、no=1.47)に対して、偏光軸方向のリタデー
ション(dp×(nx−(ny+nz)/2)が異なる
位相差板106a及び106bを用いた場合の黒表示状
態における透過率の視角依存性を図18(a)に示す。
なお、位相差板のnz軸方向のリタデーション(dp×
(nx+ny)/2−nz)は250nmに固定とし
た。図18(a)中の横軸θは、偏光軸と45°方向に
おける視角(表示面法線となす角)を示し、縦軸は透過
率(空気の透過率を1として規格化した値)を示す。図
18(a)の視角θが60°における透過率の値をリタ
デーションに対してプロットした結果を図18(b)に
示す。
The effect of the liquid crystal display device provided with the retardation films 106a and 106b shown in FIGS. 17A and 17B will be described with reference to FIG. The retardation of the liquid crystal layer is 360 nm (the thickness of the liquid crystal layer is 4.5 μm, ne = 1.5).
5, no = 1.47), the viewing angle of the transmittance in the black display state when the retardation plates 106a and 106b having different retardations (dp × (nx− (ny + nz) / 2) in the polarization axis direction are used. The dependence is shown in FIG.
In addition, the retardation (dp ×
(Nx + ny) / 2-nz) was fixed at 250 nm. The horizontal axis θ in FIG. 18A indicates the viewing angle (angle formed with the normal to the display surface) in the 45 ° direction with respect to the polarization axis, and the vertical axis indicates the transmittance (value normalized by setting the transmittance of air to 1). Indicates. FIG. 18B shows the result of plotting the transmittance value at the viewing angle θ of 60 ° in FIG. 18A against the retardation.

【0058】図18(a)からわかるように、位相差板
106a及び106bを設けない(0nm)場合、偏光
軸と45°方向において視角を倒す(θが大きくなる)
と、透過率が上昇し(光漏れが発生し)良好な黒表示が
得られない。位相差板106a(及び/又は106b)
を設け、そのリタデーション(dp×(nx−(ny+
nz)/2)を適切な値に設定することによって、図1
8(b)に示したように、透過率を減少させることがで
きる。特に、位相差板のリタデーションが約36nm
(液晶層のリタデーションの1/10)〜約252nm
(液晶層のリタデーションの7/10)の範囲にある
と、透過率はおおよそ0.03を下回るので、θが60
°における透過率の上昇を位相差板を設けないよりも低
下させることができる。
As can be seen from FIG. 18A, when the phase difference plates 106a and 106b are not provided (0 nm), the viewing angle is tilted in the 45 ° direction with the polarization axis (θ becomes large).
As a result, the transmittance increases (light leakage occurs) and good black display cannot be obtained. Retardation plate 106a (and / or 106b)
And its retardation (dp × (nx− (ny +
By setting nz) / 2) to an appropriate value,
As shown in FIG. 8 (b), the transmittance can be reduced. Especially, the retardation of the retardation plate is about 36 nm.
(1/10 of retardation of liquid crystal layer) to about 252 nm
In the range of (7/10 of the retardation of the liquid crystal layer), the transmittance is less than about 0.03, so that θ is 60.
The increase in the transmittance at ° can be made lower than that without the retardation plate.

【0059】上述の2種類の位相差板104aと104
b及び106aと106bは、図19(a)に示した様
に、組み合わせて用いてもよい。図19(a)に示した
例に限られず、2種類の位相差板を任意の組み合わせで
用いることができる。さらに、図19(b)及び(c)
に示した様に、2種類の位相差板を組み合わせたときと
ほぼ等価な屈折率異方性を有する2軸性位相差板110
a及び/又110bを用いても同様な視野角性能を得る
ことができた。2枚の一軸性位相差板に代えて1枚の2
軸性位相差板を用いることによって、製造プロセスを削
減できる。
The above-mentioned two types of phase difference plates 104a and 104
b and 106a and 106b may be used in combination as shown in FIG. Not limited to the example shown in FIG. 19A, two types of retardation plates can be used in an arbitrary combination. Further, FIGS. 19 (b) and 19 (c).
As shown in FIG. 2, a biaxial retardation plate 110 having a refractive index anisotropy almost equivalent to that when two types of retardation plates are combined is used.
Similar viewing angle performance could be obtained using a and / or 110b. Instead of two uniaxial retardation plates, one 2
The manufacturing process can be reduced by using the axial retardation plate.

【0060】上述の実施形態では、垂直配向モードの液
晶層を用いた例について説明したが、本発明はこれに限
らず水平配向モード(TNモードやSTNモード等)に
おいても同様な効果が得られる。また、上記の実施形態
においては、透過型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限られ
ず、反射型液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装
置に広く適用できる。
In the above-described embodiment, the example using the liquid crystal layer in the vertical alignment mode has been described, but the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained in the horizontal alignment mode (TN mode, STN mode, etc.). . Further, although the present invention has been described in the above embodiment by taking a transmissive active matrix liquid crystal display device as an example, the present invention is not limited to this, and is widely applied to a reflective liquid crystal display device and a simple matrix liquid crystal display device. Applicable.

【0061】[0061]

【発明の効果】上述したように、本発明によると、広視
角特性を有し、残像現象が発生しない液晶表示装置が提
供される。本発明の液晶表示装置は、絵素領域毎に複数
の軸対称配向を均一にかつ安定に形成しているので、表
示品位に優れた広視野角、高速応答を有する。また、本
発明の液晶表示装置は、従来の製造方法にプロセスを増
加することなく製造できるので、コストの上昇も無い。
As described above, according to the present invention, there is provided a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic and causing no afterimage phenomenon. Since the liquid crystal display device of the present invention uniformly and stably forms a plurality of axially symmetric orientations for each pixel region, it has a wide viewing angle with excellent display quality and a high-speed response. Further, the liquid crystal display device of the present invention can be manufactured without increasing the number of processes in the conventional manufacturing method, so that the cost does not increase.

【0062】本発明の液晶表示装置は、コンピュータ、
ワードプロセッサや車載ナビゲーションなどのモニター
やテレビ用の液晶表示装置に好適に利用される。
The liquid crystal display device of the present invention is a computer,
It is preferably used for monitors such as word processors and in-vehicle navigations, and liquid crystal display devices for televisions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による液晶表示装置の1絵素領域の断面
図を模式的に示す図である。(a)は電圧無印加状態、
(b)は中間調電圧印加状態をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional view of one picture element region of a liquid crystal display device according to the present invention. (A) is a state in which no voltage is applied,
(B) shows a halftone voltage application state, respectively.

【図2】本発明による液晶表示装置に用いられるアクテ
ィブマトリクス基板の1絵素に対応する領域の上面図で
ある。
FIG. 2 is a top view of a region corresponding to one picture element of an active matrix substrate used in the liquid crystal display device according to the present invention.

【図3】実施形態1の液晶表示装置に中間調電圧を印加
した状態で、1絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of observing one picture element region with a polarization microscope under a crossed Nicols in a state where a halftone voltage is applied to the liquid crystal display device of the first embodiment.

【図4】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極の
他の例を示す上面図である。
FIG. 4 is a top view showing another example of the pixel electrode used in the liquid crystal display device of the present invention.

【図5】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極の
他の例を示す上面図である。
FIG. 5 is a top view showing another example of the pixel electrode used in the liquid crystal display device of the present invention.

【図6】本発明による液晶表示装置に用いられるアクテ
ィブマトリクス基板の1絵素に対応する領域の上面図で
ある。
FIG. 6 is a top view of a region corresponding to one picture element of the active matrix substrate used in the liquid crystal display device according to the present invention.

【図7】図6のVII-VII’線に沿ったアクティブマトリ
クス基板の断面図である。
7 is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along line VII-VII ′ of FIG.

【図8】実施形態2の液晶表示装置に中間調電圧を印加
した状態で、1絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡観
察を行った結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a result of observing one picture element region with a polarization microscope under a crossed Nicols in a state where a halftone voltage is applied to the liquid crystal display device of the second embodiment.

【図9】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極の
他の例を示す上面図である。
FIG. 9 is a top view showing another example of the pixel electrode used in the liquid crystal display device of the present invention.

【図10】本発明の液晶表示装置に用いられる絵素電極
の他の例を示す上面図である。
FIG. 10 is a top view showing another example of the pixel electrode used in the liquid crystal display device of the present invention.

【図11】プラスチックビーズによる絵素領域内の軸対
称配向の乱れを示す、1絵素領域を直交ニコル下で偏光
顕微鏡観察を行った結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a result of observing one pixel region under a crossed Nicols with a polarization microscope, which shows disorder of axially symmetric orientation in the pixel region due to plastic beads.

【図12】高分子からなる柱状突起を有するアクティブ
マトリクス基板の上面図である。(a)はゲート配線上
に柱状突起が形成された例を、(b)は補助容量共通配
線上に柱状突起が形成された例をそれぞれ示す。
FIG. 12 is a top view of an active matrix substrate having columnar protrusions made of a polymer. (A) shows an example in which columnar protrusions are formed on the gate wiring, and (b) shows an example in which columnar protrusions are formed on the auxiliary capacitance common wiring.

【図13】実施形態3の液晶表示装置に中間調電圧を印
加した状態で、1絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a result of observing one picture element region with a polarization microscope under a crossed Nicols in a state where a halftone voltage is applied to the liquid crystal display device of the third embodiment.

【図14】実施形態4の液晶表示装置に中間調電圧を印
加した状態で、1絵素領域を直交ニコル下で偏光顕微鏡
観察を行った結果を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a result of observing one picture element region under a crossed Nicols with a polarization microscope in a state in which a halftone voltage is applied to the liquid crystal display device of Embodiment 4.

【図15】実施形態5の液晶表示装置の構成を模式的に
示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of Embodiment 5.

【図16】(a)は、実施形態5の位相差板104a及
び104bを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。(b)は、
(a)の視角θが60°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
FIG. 16A is a graph showing the viewing angle dependence of the transmittance in the black display state of the liquid crystal display device having the retardation films 104a and 104b of the fifth embodiment. (B) is
It is a graph which shows the relationship of the transmittance | permeability and the retardation of a phase difference plate in the case where the viewing angle (theta) of (a) is 60 degrees.

【図17】実施形態5の他の液晶表示装置の構成を模式
的に示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another liquid crystal display device of the fifth embodiment.

【図18】(a)は、実施形態5の位相差板106a及
び106bを有する液晶表示装置の黒表示状態における
透過率の視角依存性を示すグラフである。(b)は、
(a)の視角θが60°における透過率と位相差板のリ
タデーションとの関係を示すグラフである。
FIG. 18A is a graph showing the viewing angle dependence of the transmittance in the black display state of the liquid crystal display device having the retardation films 106a and 106b of the fifth embodiment. (B) is
It is a graph which shows the relationship of the transmittance | permeability and the retardation of a phase difference plate in the case where the viewing angle (theta) of (a) is 60 degrees.

【図19】実施形態5の他の液晶表示装置の構成を模式
的に示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another liquid crystal display device of Embodiment 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20、80 アクティブマトリクス基板 21、31 基板 22 絶縁膜 24 絵素電極 24a 開口部 24b 凹部 26、36 配向膜 30 対向基板(カラーフィルタ基板) 32 カラーフィルタ層 34 対向電極 40 液晶層 40a 液晶分子 50、50a、50b、50c サブ電極領域 60、60a、60b、60c サブ絵素領域 70 TFT 72 ゲート配線 74 ソース配線 76 補助容量共通配線 92 プラスチックビーズ 94 柱状突起 100 液晶表示装置 100a、100b、100c、100d、100e
絵素領域
20, 80 Active matrix substrate 21, 31 Substrate 22 Insulating film 24 Picture element electrode 24a Opening 24b Recesses 26, 36 Alignment film 30 Counter substrate (color filter substrate) 32 Color filter layer 34 Counter electrode 40 Liquid crystal layer 40a Liquid crystal molecule 50, 50a, 50b, 50c Sub electrode region 60, 60a, 60b, 60c Sub picture element region 70 TFT 72 Gate wiring 74 Source wiring 76 Storage capacitor common wiring 92 Plastic beads 94 Columnar protrusion 100 Liquid crystal display devices 100a, 100b, 100c, 100d, 100e
Pixel area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩見 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−142619(JP,A) 特開 平6−301036(JP,A) 特開 平7−311383(JP,A) 特開 平4−139402(JP,A) 特開 平3−209440(JP,A) 特開 平9−22025(JP,A) 特開 平6−43461(JP,A) 特開 平1−291215(JP,A) 特開 昭64−42631(JP,A) 特開 平10−90708(JP,A) 特開 平10−142591(JP,A) 特開 平6−294692(JP,A) 特開 平3−103822(JP,A) 特開 平8−190101(JP,A) 特開 平9−146096(JP,A) 特開 平9−318960(JP,A) 特開 平7−294935(JP,A) 特開 平10−161129(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1337 G02F 1/1362 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Shiomi 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) Reference JP 10-142619 (JP, A) JP 6- 301036 (JP, A) JP 7-3111383 (JP, A) JP 4-139402 (JP, A) JP 3-209440 (JP, A) JP 9-22025 (JP, A) JP-A-6-43461 (JP, A) JP-A-1-291215 (JP, A) JP-A-64-42631 (JP, A) JP-A-10-90708 (JP, A) JP-A-10-142591 (JP, A) JP-A-6-294692 (JP, A) JP-A-3-103822 (JP, A) JP-A-8-190101 (JP, A) JP-A-9-146096 (JP, A) Kaihei 9-318960 (JP, A) JP 7-294935 (JP, A) JP 10-161129 (JP, ) (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G02F 1/1343 G02F 1/1337 G02F 1/1362

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1基板と、第2基板と、該第1基板と
該第2基板との間に挟持された液晶層とを有し、 該第1基板と該第2基板とは、それぞれ該液晶層側に、
第1電極と第2電極とを有し、 該第1電極と、該第2電極と、該第1および第2電極に
よって電圧が印加される該液晶層の領域とが、表示の単
位となる絵素領域を規定し、 該絵素領域は該液晶層の液晶分子が軸対称配向する複数
のサブ絵素領域を有する、液晶表示装置であって、 該第1電極および該第2電極の少なくとも一方は、該絵
素領域内に、規則的に配置された複数の開口部を有し、
該サブ絵素領域は、多角形の角および辺の少なくとも一
方に該開口部を有するサブ電極領域で規定される、液晶
表示装置。
1. A first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, wherein the first substrate and the second substrate are: On the liquid crystal layer side,
A first electrode, a second electrode, the first electrode, the second electrode, and a region of the liquid crystal layer to which a voltage is applied by the first and second electrodes serve as a display unit. A liquid crystal display device, which defines a picture element region, wherein the picture element region has a plurality of sub-picture element regions in which liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are oriented in axial symmetry, at least the first electrode and the second electrode. One has a plurality of openings regularly arranged in the pixel region,
The liquid crystal display device, wherein the sub picture element region is defined by a sub electrode region having the opening at least at one of a corner and a side of a polygon.
【請求項2】 前記第1電極は、マトリクス状に配置さ
れた複数の絵素電極を含み、該複数の絵素電極のそれぞ
れは、スイッチング素子を介して、走査線および信号線
に接続され、前記第2電極は、該複数の絵素電極に対向
する対向電極であって、 該複数の絵素電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの
サブ電極領域を有する請求項1に記載の液晶表示装置。
2. The first electrode includes a plurality of picture element electrodes arranged in a matrix, and each of the plurality of picture element electrodes is connected to a scanning line and a signal line via a switching element, The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the second electrode is a counter electrode facing the plurality of picture element electrodes, and each of the plurality of picture element electrodes has the at least one sub-electrode region.
【請求項3】 前記複数のサブ絵素領域を規定する前記
サブ電極領域は、前記多角形が合同であり、且つ、該多
角形の辺を共有する複数のサブ電極領域を含む、請求項
2に記載の液晶表示装置。
3. The sub-electrode regions defining the plurality of sub-picture element regions include a plurality of sub-electrode regions in which the polygons are congruent and which share the sides of the polygons. The liquid crystal display device according to item 1.
【請求項4】 前記多角形は回転対称性を有し、前記液
晶層の液晶分子は、該多角形の回転対称軸に対して軸対
称状に配向する、請求項3に記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the polygon has rotational symmetry, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are oriented in axial symmetry with respect to the rotational symmetry axis of the polygon. .
【請求項5】 前記第1電極および前記第2電極の少な
くとも一方は、前記絵素領域に、規則的に配置された凹
部を有する、請求項1記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the first electrode and the second electrode has recesses regularly arranged in the pixel region.
【請求項6】 前記第1及び第2基板の少なくとも一方
は、前記液晶層の厚さを制御する柱状の突起を有する、
請求項1記載の液晶表示装置。
6. At least one of the first and second substrates has a columnar protrusion that controls the thickness of the liquid crystal layer,
The liquid crystal display device according to claim 1.
【請求項7】 前記液晶層は、負の誘電異方性を有する
液晶材料で形成されており、且つ電圧無印加状態におい
て、該液晶材料の液晶分子は、前記第1基板及び第2基
板に概ね垂直に配向する、請求項1記載の液晶表示装
置。
7. The liquid crystal layer is formed of a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and in a state in which no voltage is applied, liquid crystal molecules of the liquid crystal material are formed on the first substrate and the second substrate. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is aligned substantially vertically.
【請求項8】 前記第1基板および第2基板を挟持する
一対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板と
該一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の負の屈折率
異方性を有する一軸性位相差板を更に有する、請求項1
記載の液晶表示装置。
8. A pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate is further provided, and at least one negative plate is provided between the pair of polarizing plates of the first substrate and the second substrate. The uniaxial retardation plate having a refractive index anisotropy is further included.
The described liquid crystal display device.
【請求項9】 前記第1基板および第2基板を挟持する
一対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板と
該一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の正の屈折率
異方性を有する一軸性位相差板を更に有する、請求項1
記載の液晶表示装置。
9. A pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate are further provided, and at least one positive plate is provided between the pair of polarizing plates of the first substrate and the second substrate. The uniaxial retardation plate having a refractive index anisotropy is further included.
The described liquid crystal display device.
【請求項10】 前記第1基板および第2基板を挟持す
る一対の偏光板を更に有し、該第1基板および第2基板
と該一対の偏光板との間に、少なくとも1枚の二軸性位
相差板を有する、請求項1記載の液晶表示装置。
10. A pair of polarizing plates sandwiching the first substrate and the second substrate is further provided, and at least one biaxial plate is provided between the pair of polarizing plates of the first substrate and the second substrate. The liquid crystal display device according to claim 1, comprising a retardation film.
【請求項11】 前記液晶層はカイラル剤を含み、該液
晶層の液晶分子は該液晶層の厚さのおおむね4倍の螺旋
ピッチを有する、請求項1の液晶表示装置。
11. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer contains a chiral agent, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a helical pitch that is approximately four times the thickness of the liquid crystal layer.
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