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JP4095256B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents
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JP4095256B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device excellent in the display quality which can suppress display failure and disclination. SOLUTION: In the liquid crystal device, an inorganic alignment film 36 consisting of at least one kind of columnar structural material arranged as tilted in a specified direction is formed by an oblique vapor deposition method on the outermost surface in the liquid crystal layer 50 side of an active matrix substrate 10. An organic alignment film 42 consisting of aligning polymers and having the surface subjected to rubbing treatment is formed on the outermost surface of the counter substrate 20. The inorganic alignment film 36 and the organic alignment film 42 are preferably subjected to the aligning treatment to produce the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置及び電子機器に係り、特に、表示不良やディスクリネーションを抑制することができ、表示品質に優れたアクティブマトリクス型液晶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
スイッチング素子としてTFT(Thin-Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置は、走査線、データ線、画素電極、TFT素子等が形成されたアクティブマトリクス基板(素子基板)と、共通電極が形成された対向基板とが、シール材を介して一定の間隙をもって対向配置され、この間隙の間に液晶層を挟持して構成されている。
【0003】
より詳細には、アクティブマトリクス基板の液晶層側表面において、多数のデータ線及び多数の走査線が互いに交差するように格子状に設けられ、各データ線と各走査線の交差点の近傍にはTFT素子が形成され、各TFT素子を介して画素電極が接続されている。そして、各画素電極及び各画素電極を囲むように配設されたデータ線、走査線、TFT素子等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に、表示を行うことが可能な構造になっている。
【0004】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板の液晶層側最表面には、それぞれ、電圧無印加時において液晶層内の液晶分子を所定の配向状態とするための配向膜が形成されている。従来、配向膜としては、ポリイミド等の配向性高分子からなり、表面にラビング処理(布等を用いて一定方向にラビングする処理)が施された有機配向膜が広く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクティブマトリクス基板においては、一般に、データ線、走査線、TFT素子等が形成される領域では画素電極が形成される領域に比較して形成される層が多く、その結果、データ線、走査線、TFT素子等が形成される画素周縁部が、画素電極が形成される画素中央部よりも高くなり、アクティブマトリクス基板表面において、画素周縁部と画素中央部との間に段差が形成されやすい。
【0006】
特に、近年、液晶装置においては各画素の寸法を縮小して高精細化を図っているため、配向膜をラビング処理する際に、ラビング用の布等が段差近傍部分に接触せず、配向膜の全面に渡ってラビング処理を施すことが難しくなっている。
【0007】
段差近傍部分である画素周縁部と画素中央部との境界部分において、配向膜のラビング処理が不十分であると、その部分が配向膜欠陥となり、電圧無印加時において、その近傍の液晶分子が配向膜によって充分に規制されず、種々の要因に応じて不安定な配向をとる配向不良の状態になる。その結果、電圧印加時に、画素周縁部と画素中央部との境界部分においてリバースチルトドメイン(液晶分子の立ち上がる方向が異なる領域)などが発生し、光漏れ等の表示不良が発生することがあった。
【0008】
ところで、アクティブマトリクス型液晶装置の駆動方式の一つとして、液晶に印加する画像信号をフレーム毎に正負反転させる、いわゆるフレーム反転駆動が知られている。フレーム反転駆動を採用すると、液晶材料の寿命が長くなるという利点を有するが、隣接する画素間のクロストークなどに起因してフリッカ(画像のちらつき)が発生し、表示品質を低下させることがある。そこで、フリッカ対策のため、画像信号の極性を隣接する走査線毎に反転させるライン反転駆動や、隣接するデータ線毎に反転させるコラム反転駆動が広く用いられている。
【0009】
しかしながら、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合には、隣接する画素に対して異なる極性の画像信号が供給されるため、アクティブマトリクス基板上の画素電極と対向基板上の共通電極との間で発生し、液晶の駆動に直接寄与する縦電界に加えて、アクティブマトリクス基板上の隣接する画素電極間に横電界が発生し、この横電界の作用により、画素周縁部では液晶分子の配向が乱され、ディスクリネーションが発生し、光漏れ等の表示不良が発生することがあった。
【0010】
以上の問題は、TFT素子を用いた液晶装置に限った問題ではなく、TFD(Thin-Film Diode)素子を用いた液晶装置等、アクティブマトリクス型液晶装置であれば、いかなる構造の液晶装置においても同様に生じる問題である。
【0011】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配向膜欠陥に起因する表示不良、あるいはライン反転駆動やコラム反転駆動を採用したときの電圧印加時において、隣接する第1電極群と第2の電極群との間に発生する横電界に起因するディスクリネーションを抑制することができ、表示品質に優れた液晶装置、及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するべく検討を行った結果、以下の本発明の液晶装置を発明した。
本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置されたアクティブマトリクス基板と対向基板とを具備する液晶装置において、前記アクティブマトリクス基板の前記液晶層側表面には、特定の方向に傾斜して配列された少なくとも1種類の柱状構造物からなる無機配向膜が形成され、前記対向基板の前記液晶層側表面には、配向性高分子からなる有機配向膜が形成されていることを特徴とする。
【0013】
なお、特定の方向に傾斜して配列された少なくとも1種類の柱状構造物からなる無機配向膜は、斜方蒸着法を用いて形成することができる。ここで、斜方蒸着法とは、被蒸着基板を固定して被蒸着基板表面に対して傾斜した方向から無機材料を蒸着することにより、被蒸着基板表面に、蒸着方向に傾斜して配列された多数の柱状構造物を形成することができる方法である。なお、無機配向膜においては、柱状構造物の傾斜方向や傾斜角等を制御することにより、所望の配向膜(所望の配向方向やプレチルト角)を得ることができ、これによって液晶分子の配向を規制することができる。
【0014】
このように無機配向膜は有機配向膜と異なり、配向膜を形成する際にラビング処理が不要であるため、配向膜を形成する下地に多数の段差があったとしても、有機配向膜を形成する場合に比較して欠陥の少ない配向膜を形成することができる。したがって、表面に段差の形成されやすいアクティブマトリクス基板側に無機配向膜を形成する構成を採用することにより、配向膜欠陥に起因する表示不良を抑制することができる。
【0015】
ただし、1段階の斜方蒸着により無機配向膜を形成する場合には、下地に形成された段差の高さや蒸着方向等の関係から、段差の影になり、無機材料を十分に蒸着できない箇所が生じ、配向膜欠陥が形成される恐れがある。
したがって、アクティブマトリクス基板を平面的に見て、複数の方向から斜方蒸着を行い、無機配向膜を形成することが好ましい。すなわち、前記無機配向膜が、前記アクティブマトリクス基板を平面的に見て、傾斜方向の異なる複数種類の柱状構造物からなることが好ましい。このような構成とすることにより、下地に形成された段差の高さや蒸着方向等に関係なく、欠陥のない無機配向膜を形成することができ、配向膜欠陥に起因する表示不良を抑制し、表示品質に優れた液晶装置を提供することができる。
【0016】
また、斜方蒸着法を用いて形成する無機配向膜は有機配向膜に比較して、生産コストや生産効率の点で劣っているが、本発明では表面に段差が形成されにくい対向基板側には従来と同様の有機配向膜を形成する構成としているので、両方の基板に無機配向膜を形成する場合に比較して生産コストを低く抑えることができるとともに、生産効率の低下を抑えることができる。
【0017】
また、以上の本発明の液晶装置を、前記アクティブマトリクス基板が、同極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第1電極群と、該第1電極群に隣接し、前記第1電極群とは異なる極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第2電極群とを有するとともに、前記液晶層が正の誘電率異方性を有する液晶からなることを特徴とする液晶装置、すなわち、駆動方式としてライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した液晶装置に適用した場合には、さらなる効果を得ることができる。
【0018】
すなわち、上記本発明の液晶装置を、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した液晶装置に適用した場合には、配向膜欠陥に起因する表示不良の他、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合の電圧印加時において、隣接する第1電極群と第2の電極群との間に発生する横電界に起因するディスクリネーションについても抑制することができる。
【0019】
より詳細には、アクティブマトリクス基板側に斜方蒸着法により無機配向膜を形成する場合には、プレチルト角の大きい配向膜を安定して形成することができ、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角を大きくすることができる。
そして、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角を大きくすることができる結果、電圧無印加時における液晶分子の長軸方向を、電圧印加時に発生する縦電界(アクティブマトリクス基板上の画素電極と対向基板上の共通電極との間で発生し、液晶の駆動に直接寄与する電界)の方向に近づけることができる。したがって、電圧印加時において、隣接する第1電極群と第2電極群との間に横電界が発生したとしても、縦電界に沿うように配列を変更する液晶分子の配向変換をより滑らかに進行させることができる。
【0020】
このように、本発明によれば、アクティブマトリクス基板側の配向膜を無機配向膜により構成することにより、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角を大きくすることができるので、電圧印加時における横電界に起因するディスクリネーションを抑制し、表示品質の優れた液晶装置を提供することができる。
【0021】
なお、駆動方式としてライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合の電圧印加時における横電界に起因するディスクリネーションの問題にのみ着目した場合には、第1電極群及び第2電極群に画像信号を供給していない状態において、液晶層を構成する液晶分子のうち、アクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角が、対向基板側の液晶分子のプレチルト角よりも大きいことを特徴とする液晶装置によって解決することができると言える。
【0022】
ここで、第1電極群及び第2電極群に画像信号を供給していない状態におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角は3〜30°であることが好ましい。アクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角が30°を超えると、白表示時の光の透過率が低下して表示が暗くなるため、好ましくない。
【0023】
また、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用する場合には、前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の液晶分子が、その長軸方向と前記第1電極群、前記第2電極群各々の複数の電極の配列方向とが略平行になるように配列されていることが好ましい。
【0024】
本発明者は、上記構成を採用することにより、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合の電圧印加時における横電界の影響を一層抑制することができることを見出した。以下、この理由を、図13(a)を用いて簡単に説明する。図13(a)はアクティブマトリクス基板の液晶層側表面を拡大して模式的に示す図である。なお、図13(a)においては、第1電極群の各電極を符号100a、第2電極群の各電極を符号100bで示し、第1電極群の各電極100a、第2電極群の各電極100bに各々極性が正(+)、負(−)の電位を印加する場合について図示している。
【0025】
図13(a)に示すように、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合には、電圧印加時において、第1電極群の各電極100aと、第1電極群に隣接する第2電極群の各電極100bとの間に横電界ELが発生する。すなわち、第1電極群、第2電極群の電極100a、100bの配列方向X(図示左右方向)に対して略垂直方向に横電界ELが発生する。
【0026】
電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子の配向方向が、電圧印加時に発生する横電界ELの方向に対して略平行である場合には、電圧印加時において、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に、紙面に対して垂直な方向に発生する縦電界よりも横電界ELの影響が大きくなり、縦電界に沿うように配列を変更する液晶分子の配向変換が阻害される恐れがある。
【0027】
これに対して、上記構成とした場合、すなわち、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子を、その長軸方向と第1電極群、第2電極群の電極の配列方向Xとが略平行になるように配列した場合には、図13(a)に示すように、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子の配向方向Raと、電圧印加時に発生する横電界ELの方向とが略90°ずれるため、横電界ELの影響を抑制することができ、横電界ELに起因するディスクリネーションを抑制することができる。
【0028】
なお、図13(a)においては、電圧無印加時における対向基板側の液晶分子の配向方向をRbで示している。また、図13(a)においては、表示モードとしてTN(Twisted Nematic)モードを採用した場合、すなわち、液晶のツイスト角が90°である場合について図示しているが、本発明はいかなる表示モードの液晶装置にも適用可能である。
【0029】
また、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用する場合には、前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の液晶分子が、その長軸方向と前記第1電極群、前記第2電極群各々の複数の電極の配列方向とが交差するように配列されているともに、前記液晶層を構成する液晶分子が、その長軸方向の一端側が前記アクティブマトリクス基板側から前記対向基板側に向けて平面視して前記第1電極群の形成領域と前記第2電極群の形成領域とに跨るようにねじれて配列されている構成を採用することによっても、横電界の影響を一層抑制することができる。
【0030】
この理由を図13(a)と同様の図13(b)を用いて簡単に説明する。なお、図13(a)と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。また、図13(b)においても表示モードとしてTNモードを採用した場合を例として説明するが、本発明はいかなる表示モードの液晶装置にも適用可能である。
上記構成を採用した場合には、図13(b)に示すように、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子の配向方向Raが第1電極群、第2電極群の電極100a、100bの配列方向Xに対して交差する方向に設定される。また、TNモードでは、電圧無印加時における対向基板側の液晶分子の配向方向Rbは配向方向Raと90°ずれた方向に設定される。
【0031】
さらに、電圧無印加時において、液晶層を構成する液晶分子が、その長軸方向の一端側がアクティブマトリクス基板側から対向基板側に向けて平面視して第1電極群の形成領域と第2電極群の形成領域とに跨るようにねじれて配列される。具体的には、例えば、図13(b)に示すように、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板側の液晶分子の配向方向Raの先端側(矢印の先端側)が第1電極群側であれば、対向基板側の液晶分子の配向方向Rbの先端側(矢印の先端側)が第1電極群側になるように、液晶層内の液晶分子がねじれて配列される。
【0032】
このような構成を採用した場合には、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板側の液晶分子の配向方向Raを、電圧印加時に発生する横電界ELの方向に対して略垂直方向とした図13(a)に示した構成に比較して、配向方向Raが電圧印加時に発生する横電界ELの方向に近く、アクティブマトリクス基板側の液晶分子のみを見れば、横電界ELの影響が相対的に大きくなっている。しかしながら、図13(b)に示す構成とした場合には、液晶層の厚さ方向の中間では、図13(a)に示した構成と同様に、電圧無印加時における液晶分子の配向方向と、電圧印加時に発生する横電界ELの方向が略垂直になる領域が必ず存在する。したがって、この領域の液晶分子については、横電界ELの影響を受けにくくなり、横電界ELに起因するディスクリネーションの発生を抑制することができる。
【0033】
ただし、横電界ELはアクティブマトリクス基板側で強く発生するため、図13(b)に示す構成は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向と、電圧印加時に発生する横電界ELの方向が略垂直になる領域が、横電界ELが強く発生する領域に存在する場合に特に有効である。
【0034】
以上説明したように、本発明によれば、配向膜欠陥に起因する表示不良と、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合の電圧印加時における横電界に起因するディスクリネーションのうちいずれか若しくは双方を抑制することができ、表示品質に優れた液晶装置を提供することができる。なお、本明細書において、「電圧無印加時」、「電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意味しているものとする。
また、以上の本発明の液晶装置を備えることにより、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態の液晶装置の構造について詳述する。
本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてTFT素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置であり、特に、後述する配向膜の構造が特徴的なものとなっている。また、本実施形態では、表示モードとしてTNモードを採用した場合を例として説明する。
【0036】
以下、図1〜図4に基づいて、本実施形態の液晶装置の構造について説明する。図1は液晶装置の表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図、図2はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)の相隣接する複数の画素群の平面図、図3は図2のA−A’線断面図、図4は図2のB−B’線断面図である。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【0037】
本実施形態の液晶装置において、図1に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と当該画素電極9を制御するためのスイッチング素子であるTFT素子30がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6a同士に対してグループ毎に供給される。また、走査線3aがTFT素子30のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。画素電極9はTFT素子30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子30を一定期間だけオンすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
【0038】
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。
【0039】
本実施形態の液晶装置の場合、図2に示すように、TFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)上に、マトリクス状に複数の透明な画素電極9(点線部9Aにより輪郭を示す)が設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。本実施形態において、各画素電極9及び各画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、容量線3b等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【0040】
データ線6aは、例えばポリシリコン膜からなる半導体層1aのうち、後述のソース領域にコンタクトホール5を介して電気的に接続されており、画素電極9は、半導体層1aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール8を介して電気的に接続されている。また、半導体層1aのうち、後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。なお、半導体層1aはポリシリコンに限るものでなく、例えば単結晶シリコンを張り合わせたりして形成してもよい。
【0041】
容量線3bは、走査線3aに沿って略直線状に延びる本線部(すなわち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中上向き)に突出した突出部(すなわち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。そして、図2中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜11aが設けられている。
【0042】
より具体的には、第1遮光膜11aは、夫々、画素部において半導体層1aのチャネル領域を含むTFT素子30をTFTアレイ基板の側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線3bの本線部に対向して走査線3aに沿って直線状に延びる本線部と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って隣接する後段側(すなわち、図中下向き)に突出した突出部とを有する。第1遮光膜11aの各段(画素行)における下向きの突出部の先端は、データ線6a下において次段における容量線3bの上向きの突出部の先端と重なっている。この重なった箇所には、第1遮光膜11aと容量線3bとを相互に電気的に接続するコンタクトホール13が設けられている。すなわち、本実施形態では、第1遮光膜11aは、コンタクトホール13により前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続されている。
【0043】
次に、断面構造を見ると、図3に示すように、本実施形態の液晶装置は、一対の透明基板を有しており、その一方の基板をなすTFTアレイ基板10と、これに対向配置された他方の基板をなす対向基板20とを備えている。ここで、TFTアレイ基板10は例えば石英基板やハードガラスにより構成され、対向基板20は例えばガラス基板や石英基板により構成されている。TFTアレイ基板10には、例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電膜からなる画素電極9が設けられ、TFTアレイ基板10上の各画素電極9に隣接する位置に、各画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子30が設けられている。
【0044】
画素スイッチング用TFT素子30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁する絶縁薄膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0045】
また、上記走査線3a上、絶縁薄膜2上を含むTFTアレイ基板10上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が各々形成された第2層間絶縁膜4が形成されている。つまり、データ線6aは、第2層間絶縁膜4を貫通するコンタクトホール5を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。さらに、データ線6a上及び第2層間絶縁膜4上には、高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が形成された第3層間絶縁膜7が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域1eは、第2層間絶縁膜4及び第3層間絶縁膜7を貫通するコンタクトホール8を介して画素電極9に電気的に接続されている。
【0046】
また、本実施形態では、図3、図4に示すように、ゲート絶縁膜となる絶縁薄膜2を走査線3aの一部からなるゲート電極に対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体層1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、さらにこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されている。
【0047】
また図3に示すように、TFTアレイ基板10表面の各画素スイッチング用TFT素子30に対応する位置には、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及び低濃度ソース、ドレイン領域(LDD領域)1b、1cへの戻り光の入射を防ぐための第1遮光膜11aが設けられている。また、第1遮光膜11aと複数の画素スイッチング用TFT素子30との間には、第1層間絶縁膜12が設けられている。第1層間絶縁膜12は、画素スイッチング用TFT素子30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するために設けられるものである。
【0048】
また、図2及び図3に示したように、TFTアレイ基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。また、第1遮光膜11aは、前述のように直線状に延びる本線部から突出した突出部にコンタクトホール13が開孔されている。
【0049】
他方、対向基板20には、TFTアレイ基板10上のデータ線6a、走査線3a、画素スイッチング用TFT素子30の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に第2遮光膜23が設けられている。さらに、第2遮光膜23上を含む対向基板20上には、そのほぼ全面にわたって共通電極21が設けられている。共通電極21もTFTアレイ基板10の画素電極9と同様、ITO等の透明導電膜から形成されている。そして、第2遮光膜23の存在により、対向基板20の側からの入射光が画素スイッチング用TFT素子30の半導体層1aのチャネル領域1a’や低濃度ソース領域領域1b、低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止する構造になっている。
【0050】
本実施形態において、TFTアレイ基板10の最表面(画素電極9上及び画素電極9が形成されていない領域の第3層間絶縁膜7上)には、斜方蒸着法を用い、酸化シリコン等の無機材料を蒸着することにより形成され、特定の方向に傾斜して配列された少なくとも1種類の柱状構造物からなる無機配向膜36が形成されている。一方、対向基板20の最表面(共通電極21上)には、ポリイミド等の配向性高分子からなり、表面にラビング処理(布等を用いて一定方向にラビングする処理)が施された有機配向膜42が形成されている。また、TFTアレイ基板10と対向基板20との間(配向膜36、42間)には、誘電率異方性が正の液晶からなる液晶層50が挟持されている。
【0051】
図3に示すように、アクティブマトリクス基板10上には多数の層が形成され、無機配向膜36は、表面に多数の段差を有する画素電極9及び第3層間絶縁膜7上に形成されている。特に、無機配向膜36を形成する下地(画素電極9及び第3層間絶縁膜7)表面において、データ線6a、走査線3a、容量線3b、画素スイッチング用TFT素子30、第1遮光膜11a等が形成された領域である画素周縁部81は、これらが形成されていない画素中央部82(画素電極9が形成された領域であって、容量線3b等が形成された領域を除く領域)よりも形成される層が多く、画素周縁部81と画素中央部82との間には大きな段差80が形成されている。
【0052】
この段差80の高さは例えば、200〜1000nm程度となっており、無機配向膜36の膜厚(例えば、5〜50nm)に対して無視できないものとなっている。また、近年、液晶装置の高精細化に伴って、画素ピッチを小さくして画素数を増加することが要求されており、アクティブマトリクス基板10上に形成される段差80の画素部を占める割合は増加する傾向にある。
【0053】
このように段差の多いアクティブマトリクス基板10側に、有機配向膜を形成する場合には、配向膜をラビング処理する際に、ラビング用の布等が段差80近傍部分に接触せず、配向膜の全面に渡ってラビング処理を施すことが難しく、その結果、配向膜欠陥が生じ、表示不良が発生する恐れがある。
【0054】
しかしながら、本実施形態では、段差の多いアクティブマトリクス基板10側には、ラビング処理が不要であるため、有機配向膜に比較して段差80の影響を受けずに成膜することが可能な無機配向膜36を形成する構成を採用しているので、欠陥の少ない配向膜36を形成することができ、配向膜欠陥に起因する表示不良を抑制することができる。
【0055】
ただし、1段階の斜方蒸着により無機配向膜36を形成する場合には、下地に形成された段差の高さや蒸着方向等の関係から、段差の影となり、無機材料を十分に蒸着できない箇所が生じ、配向膜欠陥が形成される恐れがある。
したがって、アクティブマトリクス基板20を平面的に見て、複数の方向から斜方蒸着を行い、無機配向膜36を形成することが好ましく、このように無機配向膜36を形成することにより、下地に形成された段差の高さや蒸着方向等に関係なく、欠陥のない配向膜36を形成することができ、配向膜欠陥に起因する電圧無印加時のディスクリネーションを抑制することができる。
【0056】
ここで、2段階の斜方蒸着により無機配向膜36を形成する場合を例として、複数段階の斜方蒸着により無機配向膜36を形成する方法について具体的に説明する。例えば、図7に示すように、1回目の斜方蒸着を蒸着角度(TFTアレイ基板10表面とのなす角度)θ1の蒸着方向SAから行い、2回目の斜方蒸着を、アクティブマトリクス基板10を平面的に見て1回目の蒸着方向SAと角度φ離れ、蒸着角度θ2の蒸着方向SBから行うことにより、1回目の斜方蒸着では段差の影となり、無機材料が十分に蒸着されなかった箇所に対して、2回目の斜方蒸着で無機材料を十分に蒸着することができる。ここで、1回目の蒸着角度θ1よりも2回目の蒸着角度θ2を大きく設定することが好ましい。
【0057】
なお、2回目の斜方蒸着では、1回目の斜方蒸着で十分に蒸着されなかった段差の近傍領域や、1回目の斜方蒸着で十分に蒸着された領域に対して蒸着が行われるが、2回目の蒸着方向によっては新たに段差の影となる部分が生じることもある。したがって、2段階の斜方蒸着により形成される無機配向膜36は、1回目の斜方蒸着により生成された柱状構造物のみが存在する部分、2回目の斜方蒸着により生成された柱状構造物のみが存在する部分、1回目の斜方蒸着と2回目の斜方蒸着により生成された2種類の柱状構造物が混在する部分とからなり、アクティブマトリクス基板10を平面的に見て、傾斜方向の異なる複数種類の柱状構造物が混在した状態になる。
【0058】
これに対して、対向基板20上には、アクティブマトリクス基板10に比較して形成される層が少なく、対向基板20と有機配向膜42との間には、第2遮光膜23と共通電極21が形成されているにすぎない。したがって、有機配向膜42は表面に段差の少ない下地(共通電極21)上に形成されている。このように、対向基板20側には段差が少ないため、有機配向膜を形成しても、その全面に渡って良好にラビング処理を施すことができ、欠陥のない配向膜42を形成することができる。また、有機配向膜は無機配向膜に比較して生産コストが低く、生産効率に優れるため、両方の基板に無機配向膜を形成する場合に比較して生産コストを低く抑えることができるとともに、生産効率の低下を抑えることができ、好適である。
【0059】
次に、無機配向膜36と有機配向膜42の配向処理について説明する。
本実施形態の液晶装置の場合、TNモードの表示モードを実現するため、各基板上の無機配向膜36、有機配向膜42には各々の配向方向が90°ねじれた関係となるように配向処理が施されている。すなわち、図2に示すように、TFT素子アレイ基板10上の無機配向膜36には走査線3aの延在方向に沿って図中左から右に向かう方向(実線の矢印Raで示す方向)が配向方向となるように、また、対向基板20上の有機配向膜42にはデータ線6aの延在方向に沿って図中下から上に向かう方向(破線の矢印Rbで示す方向)が配向方向となるような配向処理がそれぞれ施されている。
【0060】
さらに、本実施形態では、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子のプレチルト角が、対向基板20側の液晶分子のプレチルト角よりも大きくなるように、すなわち、無機配向膜36のプレチルト角が、有機配向膜42のプレチルト角よりも大きくなるように配向処理が施されている。具体的には、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子のプレチルト角を3〜30°とすることが好ましく、対向基板20側の液晶分子のプレチルト角をこれよりも小さく、例えば1〜3°とすることが好ましい。なお、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子のプレチルト角が30°を超えると、白表示時の光の透過率が低下して表示が暗くなるため、好ましくない。
【0061】
なお、本明細書において、無機配向膜36が複数の配向方向やプレチルト角を有する場合には、無機配向膜36の「配向方向」、「プレチルト角」は、それぞれ「平均的な配向方向」、「平均的なプレチルト角」を意味しているものとする。
【0062】
有機配向膜42では、有機配向膜42を形成する際のラビング方向等を制御することにより、その配向方向及びプレチルト角を制御することができる。
これに対して、無機配向膜36では、無機配向膜36を形成する際の無機材料の蒸着方向等を制御することにより、その表面形状を制御することができ、所望の配向方向及びプレチルト角を得ることができる。そして、斜方蒸着法により無機配向膜を形成する場合には、配向性高分子からなる有機配向膜を形成する場合に比較して、プレチルト角の高い配向膜を安定して得ることができる。
【0063】
なお、1段階の斜方蒸着により無機配向膜36を形成する場合には、無機配向膜36の配向方向及びプレチルト角は、生成される柱状構造物の大きさやピッチ等にもよるが、例えば、生成される柱状構造物の傾斜方向と傾斜角に相当する。
これに対して、複数段階の斜方蒸着により無機配向膜36を形成する場合には、得られる無機配向膜36は複数種類の柱状構造物が混在した状態になるため、無機配向膜36の配向方向及びプレチルト角は分布を有するが、一般に、2回目以降の斜方蒸着による柱状構造物は、1回目の斜方蒸着による柱状構造物の間隙を埋めるように形成されるため、無機配向膜36全体の平均的な配向方向及びプレチルト角は、1回目の斜方蒸着で形成される柱状構造物の表面形状によってほぼ規定される。
【0064】
このように、本実施形態では、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子のプレチルト角が、対向基板20側の液晶分子のプレチルト角よりも大きくなるように、無機配向膜36、有機配向膜42に各々配向処理を施す構成を採用しているので、駆動方式としてライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合に、電圧印加時に、液晶の駆動に直接寄与する縦電界の他にアクティブマトリクス基板10側に発生する横電界に起因するディスクリネーションを抑制する効果を有する。
【0065】
なお、ライン反転駆動は画像信号の極性を隣接する走査線3a毎に反転させて駆動を行う駆動方式であるのに対し、コラム反転駆動は画像信号の極性を隣接するデータ線6a毎に反転させて駆動を行う方式であり、両者はほぼ類似した駆動方式であるため、以下、ライン反転駆動を採用した場合を例として説明する。
【0066】
上述したように、ライン反転駆動は画像信号の極性を隣接する走査線3a毎に反転させて駆動を行う方式である。以下、1本の走査線3aに沿う方向(図2中の横方向)に隣接する複数の画素電極9を第1電極群とし、これら複数の画素電極9の各々とデータ線6aに沿う方向(図2中の縦方向)に隣接し、1本の走査線3aに沿う方向(図2中の横方向)に隣接する複数の画素電極9を第2電極群として説明する。
【0067】
ライン反転駆動を採用した場合には、任意の1フレームで第1電極群に極性が正(+)の画像信号が供給されたときには第2電極群に極性が負(−)の画像信号が供給され、次のフレームで極性が反転し、第1電極群に極性が負(−)の画像信号が供給されたときには第2電極群に極性が正(+)の画像信号が供給されるというように、第1電極群と第2電極群に、個々の画素電極9で見れば、図2中の縦方向に並ぶ2つの画素電極9に異なる極性の画像信号が供給されて、駆動が行われる。
【0068】
図8に基づいて、ライン反転駆動を採用した場合に、電圧印加時において液晶層内50内に発生する電界について説明する。図8は、本実施形態の液晶装置の概略断面図であって、各画素電極9と共通電極21にそれぞれ電圧が印加されたときに発生する電界の様子を模式的に示したものである。なお、図8において、左側の画素電極9、右側の画素電極9が、各々第1電極群、第2電極群に属しているものとし、各々符号9a、9bで示している。そして、第1電極群の画素電極9aに正の電位、第2電極群の画素電極9bに負の電位、共通電極21にはグランド電位が印加されたものとして説明する。
【0069】
図8に示すように各電極に電位を印加した場合、第1電極群の画素電極9aの中央部では画素電極9aから共通電極21に向かう縦電界EVが発生し、第2電極群の画素電極9bの中央部では共通電極21から画素電極9bに向かう縦電界EVが発生する。これら縦電界EVは、液晶の駆動に直接寄与する電界である。
【0070】
一方、アクティブマトリクス基板10上において、第1電極群の画素電極9aと、これに隣接する第2電極群の画素電極9bとには極性の異なる電位が印加されているため、第1電極群の画素電極9aから第2電極群の画素電極9bに向かう横電界ELが発生する。この横電界ELは液晶を駆動させるために発生されるものではなく、自然に発生してしまうものである。
【0071】
本実施形態では、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子のプレチルト角が対向基板20側の液晶分子のプレチルト角よりも大きくなるように構成されているので、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子の長軸方向を、電圧印加時に発生する縦電界EV(液晶の駆動に直接寄与する電界)の方向に近づけることができる。したがって、電圧印加時において、隣接する第1電極群の画素電極9aと第2電極群の画素電極9bとの間に横電界ELが発生したとしても、縦電界EVに沿うように配列を変更する液晶分子の配向変換をより滑らかに進行させることができ、電圧印加時における横電界ELに起因するディスクリネーションを抑制することができる。
【0072】
さらに、本実施形態では、電圧無印加時において、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子が、その長軸方向と第1電極群、第2電極群の画素電極9a、9bの配列方向とが略平行になるように配列されていることが好ましい。
すなわち、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子の配向方向Raと、第1電極群、第2電極群の画素電極9a、9bの配列方向との関係を、例えば図13(a)に示したような関係とすることが好ましい。このような関係とすることによって、「課題を解決するための手段」の項で述べた通り、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子の配向方向Raと、電圧印加時に発生する横電界ELの方向とが略90°ずれるため、横電界ELの影響を抑制することができ、横電界ELに起因するディスクリネーションを一層抑制することができる。
【0073】
また、本実施形態において、電圧無印加時に、アクティブマトリクス基板10側の液晶分子が、その長軸方向と第1電極群、第2電極群の画素電極9a、9bの配列方向とが交差するように配列されているとともに、液晶層50を構成する液晶分子が、その長軸方向の一端側がアクティブマトリクス基板10側から対向基板20側に向けて平面視して第1電極群の形成領域と第2電極群の形成領域とに跨るようにねじれて配列されている構成としてもよい。
【0074】
すなわち、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子の配向方向Raと、第1電極群、第2電極群の電極9a、9bの配列方向との関係を、例えば図13(b)に示したような関係としてもよい。このような関係とした場合においても、「課題を解決するための手段」の項で述べた通り、液晶層50の厚さ方向の中間では、電圧無印加時における液晶分子の配向方向と、電圧印加時に発生する横電界ELの方向が略垂直になる領域が必ず存在するため、この領域の液晶分子については、横電界ELの影響を受けにくくなり、横電界ELに起因するディスクリネーションの発生を抑制することができる。
【0075】
なお、本実施形態では表示モードとしてTNモードを採用した場合を例として説明したが、本発明は液晶のツイスト角が90°のTNモードに限定されるものではなく、いかなる表示モードの液晶装置にも適用可能である。
したがって、電圧無印加時におけるアクティブマトリクス基板10側の液晶分子の配向方向Raと、対向基板20側の液晶分子の配向方向Rbと、第1電極群、第2電極群の画素電極9a、9bの配列方向との関係は、図13(a)、(b)に示したような関係以外に種々のパターンが考えられることは言うまでもない。
【0076】
また、本実施形態では駆動方式としてライン反転駆動を採用した例を示したが、コラム反転駆動を採用する場合にも適用することが可能である。その場合も、ライン反転駆動の場合の説明における横電界の方向、配向方向などを90°回転させて考えれば全く同様の作用となり、同様の効果を得ることができる。
【0077】
また、本実施形態では、アクティブマトリクス基板10の無機配向膜36の下地表面に多数の段差が形成されている場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無機配向膜36の下地表面を平坦化し、この上に無機配向膜36を形成する構成を採用してもよい。この場合には、無機配向膜36を形成する際に、1段階の斜方蒸着で欠陥のない無機配向膜36を形成することができ、好適である。
【0078】
以下、無機配向膜36の下地を平坦化する手段について例を挙げて説明する。
例えば図5に示すように、アクティブマトリクス基板10表面にエッチングを施し、データ線6a、容量線3b等を形成する画素周縁部81に予め所定の深さの溝10aを掘っておき、その中にデータ線6a、容量線3b等を埋め込むようにして形成すると、無機配向膜36の下地(画素電極9及び第3層間絶縁膜7)の表面をほぼ平坦化することができる。
【0079】
あるいは図6に示すように、データ線6a、容量線3b等を覆う第3層間絶縁膜7を一旦厚く形成した後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて第3層間絶縁膜7の表面を研磨して平坦化してから画素電極9を形成することにより、無機配向膜36の下地(画素電極9及び第3層間絶縁膜7)の表面をほぼ平坦化することができる。
【0080】
また、最終的に図6と同様な構造を形成するための他の方法として、第3層間絶縁膜7をBPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)で形成した後、熱処理でBPSG膜をリフローさせることにより第3層間絶縁膜7の表面を平坦化してもよい。あるいは、もともと流動性の高いSOG(Spin On Glass)などの膜で第3層間絶縁膜7を形成すれば、平坦性の高い表面が得られる。なお、層間絶縁膜による平坦化処理は第3層間絶縁膜7に限ったものではなく、第2層間絶縁膜4で平坦化してもよいし、複数の層間絶縁膜で平坦化してもよいことは言うまでもない。
【0081】
また、本実施形態では、TFT素子を用いた液晶装置についてのみ説明したが、TFD素子を用いた液晶装置等、いかなる構造のアクティブマトリクス型液晶装置にも適用可能である。
【0082】
以上説明したように、本実施形態の液晶装置によれば、配向膜欠陥に起因する表示不良と、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用したときの電圧印加時において、隣接する第1電極群と第2の電極群との間に発生する横電界に起因するディスクリネーションの双方について抑制することができ、表示品質の優れたアクティブマトリクス型液晶装置を提供することができる。
【0083】
[電子機器]
以下、上記の液晶装置を用いた電子機器の一例として、投射型表示装置について説明する。
図9は、3つの液晶ライトバルブを用いた、いわゆる3板式の投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。ここでは上記実施形態の液晶装置を液晶ライトバルブとして用いている。図中、符号510は光源、513,514はダイクロイックミラー、515,516,517は反射ミラー、518,519,520はリレーレンズ、522,523,524は液晶ライトバルブ、525はクロスダイクロイックプリズム、526は投射レンズ系を示す。
【0084】
光源510は、メタルハライド等のランプ511とランプ511の光を反射するリフレクタ512とから構成されている。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー513は、光源510からの白色光のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ522に入射される。
【0085】
一方、ダイクロイックミラー513で反射された色光のうち、緑色光は、緑色光反射のダイクロイックミラー514によって反射され、緑色用液晶ライトバルブ523に入射される。一方、青色光は、第2のダイクロイックミラー514も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ518、リレーレンズ519、出射レンズ520を含むリレーレンズ系からなる導光手段521が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶ライトバルブ524に入射される。
【0086】
各ライトバルブにより変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ系526によってスクリーン527上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【0087】
この投射型液晶表示装置によれば、上記実施形態の液晶装置を液晶ライトバルブとして備えたことで表示品質の高い画像を得ることができる。
【0088】
以下、電子機器の他の例を説明する。
図10は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図10において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
図11は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図11において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【0089】
図12は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図12において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【0090】
図10〜図12に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を備えているので、表示品質に優れた画像を得ることができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば図2や図3を用いて説明した液晶装置の具体的な構成はほんの一例に過ぎず、その他、種々の構成を有する液晶装置に本発明を適用することができる。
【0091】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、アクティブマトリクス基板側と対向基板側に異なる構造の配向膜を形成することにより、配向膜欠陥に起因する表示不良と、ライン反転駆動やコラム反転駆動を採用したときの電圧印加時において、隣接する第1電極群と第2の電極群との間に発生する横電界に起因するディスクリネーションのうちいずれか若しくは双方を抑制することができ、表示品質の優れた液晶装置及びこれを備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の液晶装置の表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。
【図2】 同、複数の画素の平面図である。
【図3】 図2のA−A’線に沿う断面図である。
【図4】 図2のB−B’線に沿う断面図である。
【図5】 断面構造の他の例を示す図4に相当する断面図である。
【図6】 断面構造のさらに他の例を示す図4に相当する断面図である。
【図7】 複数段階の斜方蒸着により無機配向膜を形成する際の蒸着方向を説明するための図である。
【図8】 駆動方式としてライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合に、電圧印加時に発生する電界の様子を模式的に示した図である。
【図9】 上記液晶装置を備えた投射型表示装置の一例を示す図である。
【図10】 上記液晶装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図11】 同、電子機器の他の例を示す図である。
【図12】 同、電子機器のさらに他の例を示す図である。
【図13】 駆動方式としてライン反転駆動やコラム反転駆動を採用した場合に、電圧無印加時における液晶分子の配向方向と、電圧印加時に発生する横電界との関係を示す図である。
【符号の説明】
3a 走査線
3b 容量線
6a データ線
9 画素電極
9a、100a 第1電極群の画素電極
9b、100b 第2電極群の画素電極
10 TFTアレイ基板(アクティブマトリクス基板)
20 対向基板
21 共通電極
30 画素スイッチング用TFT素子
36 無機配向膜
42 有機配向膜
50 液晶層
70 蓄積容量
80 段差
81 画素周縁部
82 画素中央部
Ra アクティブマトリクス基板側の配向方向
Rb 対向基板側の配向方向
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device and an electronic apparatus, and more particularly to an active matrix liquid crystal device that can suppress display defects and disclination and has excellent display quality.
[0002]
[Prior art]
An active matrix type liquid crystal device using a TFT (Thin-Film Transistor) element as a switching element has an active matrix substrate (element substrate) on which scanning lines, data lines, pixel electrodes, TFT elements, etc. are formed, and a common electrode. The counter substrate is arranged so as to be opposed to the counter substrate with a certain gap through a sealing material, and a liquid crystal layer is sandwiched between the gaps.
[0003]
More specifically, on the surface of the active matrix substrate on the liquid crystal layer side, a large number of data lines and a large number of scanning lines are provided in a grid pattern so as to intersect each other. Elements are formed, and pixel electrodes are connected through the respective TFT elements. Each pixel electrode and a region where a data line, a scanning line, a TFT element and the like arranged so as to surround each pixel electrode are pixels, and display is performed for each pixel arranged in a matrix. It is a possible structure.
[0004]
In addition, alignment films for bringing liquid crystal molecules in the liquid crystal layer into a predetermined alignment state when no voltage is applied are formed on the outermost surfaces of the active matrix substrate and the counter substrate on the liquid crystal layer side. Conventionally, as the alignment film, an organic alignment film made of an alignment polymer such as polyimide and whose surface is rubbed (rubbed in a certain direction using a cloth or the like) has been widely used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an active matrix substrate, in general, in a region where a data line, a scanning line, a TFT element, etc. are formed, there are many layers formed as compared with a region where a pixel electrode is formed. The pixel periphery where lines, TFT elements, etc. are formed is higher than the pixel center where the pixel electrode is formed, and a step is easily formed between the pixel periphery and the pixel center on the active matrix substrate surface. .
[0006]
In particular, in recent years, since the size of each pixel is reduced in a liquid crystal device to achieve high definition, when the alignment film is rubbed, the rubbing cloth or the like does not contact the vicinity of the step, and the alignment film It is difficult to perform rubbing over the entire surface.
[0007]
If the rubbing treatment of the alignment film is insufficient at the boundary between the pixel peripheral edge and the pixel center, which is the vicinity of the step, that portion becomes an alignment film defect. It is not sufficiently regulated by the alignment film, resulting in an alignment failure state that takes an unstable alignment depending on various factors. As a result, when a voltage is applied, a reverse tilt domain (a region in which the rising direction of liquid crystal molecules is different) or the like occurs at the boundary between the pixel peripheral portion and the pixel central portion, and display defects such as light leakage may occur. .
[0008]
By the way, as one of the driving methods of the active matrix liquid crystal device, so-called frame inversion driving is known in which an image signal applied to the liquid crystal is inverted in every frame. Adopting frame inversion driving has the advantage of extending the life of the liquid crystal material, but flickering (image flickering) may occur due to crosstalk between adjacent pixels, which may degrade display quality. . In order to prevent flicker, line inversion driving for inverting the polarity of an image signal for each adjacent scanning line and column inversion driving for inverting for each adjacent data line are widely used.
[0009]
However, when line inversion driving or column inversion driving is employed, image signals having different polarities are supplied to adjacent pixels, so that the pixel electrode on the active matrix substrate and the common electrode on the counter substrate are not connected. In addition to the vertical electric field that directly contributes to driving the liquid crystal, a horizontal electric field is generated between adjacent pixel electrodes on the active matrix substrate. Disturbed, disclination occurs, and display defects such as light leakage may occur.
[0010]
The above problem is not limited to a liquid crystal device using a TFT element, and any active matrix liquid crystal device such as a liquid crystal device using a TFD (Thin-Film Diode) element may be used in a liquid crystal device having any structure. It is a problem that also occurs.
[0011]
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the adjacent first electrode group at the time of voltage application when a display defect due to an alignment film defect or line inversion driving or column inversion driving is adopted. An object of the present invention is to provide a liquid crystal device that can suppress disclination caused by a lateral electric field generated between the first electrode group and the second electrode group, and has excellent display quality, and an electronic device including the liquid crystal device. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studies to solve the above problems, the present inventors have invented the following liquid crystal device of the present invention.
The liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal device comprising an active matrix substrate and a counter substrate which are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the liquid crystal layer side surface of the active matrix substrate is inclined in a specific direction. An inorganic alignment film made of at least one columnar structure arranged in an array is formed, and an organic alignment film made of an alignment polymer is formed on the liquid crystal layer side surface of the counter substrate. To do.
[0013]
In addition, the inorganic alignment film which consists of at least 1 type of columnar structure arranged in inclination in the specific direction can be formed using an oblique vapor deposition method. Here, the oblique vapor deposition method means that the deposition target substrate is fixed and the inorganic material is deposited from the direction inclined with respect to the deposition target substrate surface, thereby being arranged on the deposition target substrate surface with an inclination in the deposition direction. This is a method capable of forming a large number of columnar structures. In addition, in an inorganic alignment film, a desired alignment film (desired alignment direction or pretilt angle) can be obtained by controlling the tilt direction and tilt angle of the columnar structure, thereby adjusting the alignment of liquid crystal molecules. Can be regulated.
[0014]
In this way, unlike the organic alignment film, the inorganic alignment film does not require a rubbing process when forming the alignment film, so the organic alignment film is formed even if there are many steps on the base for forming the alignment film. An alignment film with fewer defects can be formed compared to the case. Therefore, by adopting a configuration in which the inorganic alignment film is formed on the active matrix substrate side where a step is likely to be formed on the surface, display defects caused by alignment film defects can be suppressed.
[0015]
However, when an inorganic alignment film is formed by one-step oblique vapor deposition, there are places where the inorganic material cannot be sufficiently deposited due to the shadow of the step due to the height of the step formed on the base, the deposition direction, etc. This may cause alignment film defects.
Therefore, it is preferable to form the inorganic alignment film by performing oblique vapor deposition from a plurality of directions when the active matrix substrate is viewed in plan. That is, it is preferable that the inorganic alignment film is composed of a plurality of types of columnar structures having different inclination directions when the active matrix substrate is viewed in plan. By adopting such a configuration, it is possible to form a defect-free inorganic alignment film regardless of the height of the step formed on the base, the vapor deposition direction, etc., suppressing display defects due to alignment film defects, A liquid crystal device with excellent display quality can be provided.
[0016]
In addition, the inorganic alignment film formed by using the oblique deposition method is inferior in terms of production cost and production efficiency as compared with the organic alignment film. Has the same structure as the conventional organic alignment film, so that the production cost can be reduced and the decrease in production efficiency can be suppressed as compared with the case where the inorganic alignment film is formed on both substrates. .
[0017]
In the liquid crystal device of the present invention described above, the active matrix substrate is adjacent to the first electrode group including a first electrode group including a plurality of electrodes arranged in one direction to which image signals having the same polarity are supplied. And a second electrode group composed of a plurality of electrodes arranged in one direction to which an image signal having a polarity different from that of the first electrode group is supplied, and the liquid crystal layer has a positive dielectric anisotropy. When applied to a liquid crystal device characterized by comprising liquid crystal, that is, a liquid crystal device adopting line inversion driving or column inversion driving as a driving method, further effects can be obtained.
[0018]
That is, when the liquid crystal device of the present invention is applied to a liquid crystal device employing line inversion driving or column inversion driving, line inversion driving or column inversion driving is adopted in addition to display defects due to alignment film defects. When voltage is applied, disclination caused by a lateral electric field generated between the adjacent first electrode group and the second electrode group can also be suppressed.
[0019]
More specifically, when forming an inorganic alignment film on the active matrix substrate side by oblique vapor deposition, an alignment film having a large pretilt angle can be stably formed, and the active matrix substrate side when no voltage is applied The pretilt angle of the liquid crystal molecules can be increased.
As a result, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied can be increased. As a result, the longitudinal direction of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is represented by a vertical electric field (on the active matrix substrate) Generated between the pixel electrode and the common electrode on the counter substrate, and can be brought closer to the direction of the electric field directly contributing to the driving of the liquid crystal. Therefore, even when a horizontal electric field is generated between the adjacent first electrode group and the second electrode group during voltage application, the orientation conversion of the liquid crystal molecules that change the alignment along the vertical electric field proceeds more smoothly. Can be made.
[0020]
Thus, according to the present invention, by configuring the alignment film on the active matrix substrate side with the inorganic alignment film, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied can be increased. It is possible to provide a liquid crystal device with excellent display quality by suppressing disclination caused by a lateral electric field when a voltage is applied.
[0021]
When attention is paid only to the problem of disclination caused by a lateral electric field at the time of voltage application when line inversion driving or column inversion driving is adopted as a driving method, an image is displayed on the first electrode group and the second electrode group. A liquid crystal device in which a pretilt angle of liquid crystal molecules on the active matrix substrate side is larger than a pretilt angle of liquid crystal molecules on the counter substrate side among liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer in a state where no signal is supplied It can be said that it can be solved by.
[0022]
Here, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side in a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group is preferably 3 to 30 °. If the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side exceeds 30 °, the light transmittance during white display decreases and the display becomes dark, which is not preferable.
[0023]
Further, when line inversion driving or column inversion driving is adopted, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer in the state in which no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group, The liquid crystal molecules on the active matrix substrate side are preferably arranged so that the major axis direction thereof is substantially parallel to the arrangement direction of the plurality of electrodes in each of the first electrode group and the second electrode group.
[0024]
The present inventor has found that by adopting the above configuration, the influence of the lateral electric field at the time of voltage application when line inversion driving or column inversion driving is adopted can be further suppressed. Hereinafter, the reason will be briefly described with reference to FIG. FIG. 13A is a diagram schematically showing an enlarged surface of the active matrix substrate on the liquid crystal layer side. In FIG. 13A, each electrode of the first electrode group is denoted by reference numeral 100a, each electrode of the second electrode group is denoted by reference numeral 100b, each electrode 100a of the first electrode group, and each electrode of the second electrode group. A case where positive (+) and negative (-) potentials are applied to 100b is illustrated.
[0025]
As shown in FIG. 13A, when line inversion driving or column inversion driving is employed, each electrode 100a of the first electrode group and the second electrode group adjacent to the first electrode group when voltage is applied. The transverse electric field E between each electrode 100b L Occurs. That is, the lateral electric field E is substantially perpendicular to the arrangement direction X (left-right direction in the drawing) of the electrodes 100a and 100b of the first electrode group and the second electrode group. L Occurs.
[0026]
The alignment direction of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied is the lateral electric field E generated when the voltage is applied. L When the voltage is applied, the horizontal electric field E is higher than the vertical electric field generated between the active matrix substrate and the counter substrate in the direction perpendicular to the paper surface. L There is a possibility that the orientation change of the liquid crystal molecules that change the alignment along the vertical electric field may be hindered.
[0027]
On the other hand, in the case of the above configuration, that is, the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied, the major axis direction and the arrangement direction X of the electrodes of the first electrode group and the second electrode group are approximately. When arranged in parallel, as shown in FIG. 13A, the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied, and the lateral electric field E generated when the voltage is applied. L Is shifted by approximately 90 ° from the direction of the horizontal electric field E. L The lateral electric field E can be suppressed. L Disclination caused by the can be suppressed.
[0028]
In FIG. 13A, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the counter substrate side when no voltage is applied is indicated by Rb. FIG. 13A shows a case where a TN (Twisted Nematic) mode is adopted as the display mode, that is, a case where the twist angle of the liquid crystal is 90 °. However, the present invention is not limited to any display mode. It can also be applied to a liquid crystal device.
[0029]
Further, when line inversion driving or column inversion driving is adopted, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer in the state in which no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group, The liquid crystal molecules on the active matrix substrate side are arranged so that the major axis direction thereof intersects the arrangement direction of the plurality of electrodes of each of the first electrode group and the second electrode group, and constitutes the liquid crystal layer The one end side in the major axis direction of the liquid crystal molecules to be extended straddles the formation region of the first electrode group and the formation region of the second electrode group in a plan view from the active matrix substrate side to the counter substrate side. The influence of the transverse electric field can be further suppressed by adopting a configuration in which the wires are twisted and arranged.
[0030]
The reason for this will be briefly described with reference to FIG. 13 (b) similar to FIG. 13 (a). In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component as Fig.13 (a), and description is abbreviate | omitted. In FIG. 13B, the case where the TN mode is adopted as the display mode will be described as an example. However, the present invention can be applied to any display mode liquid crystal device.
When the above configuration is adopted, as shown in FIG. 13B, the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied is the electrodes 100a and 100b of the first electrode group and the second electrode group. Is set in a direction crossing the array direction X. In the TN mode, the alignment direction Rb of the liquid crystal molecules on the counter substrate side when no voltage is applied is set to a direction shifted by 90 ° from the alignment direction Ra.
[0031]
Further, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are arranged such that one end side in the major axis direction is viewed from the active matrix substrate side toward the counter substrate side in plan view and the first electrode group forming region and the second electrode They are twisted and arranged so as to straddle the formation region of the group. Specifically, for example, as shown in FIG. 13B, when no voltage is applied, the tip side (tip side of the arrow) of the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side is the first electrode group side. If present, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are twisted and arranged so that the front end side (the front end side of the arrow) of the alignment direction Rb of the liquid crystal molecules on the counter substrate side is the first electrode group side.
[0032]
When such a configuration is adopted, the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side when no voltage is applied is set to a horizontal electric field E generated when the voltage is applied. L Compared to the configuration shown in FIG. 13A in which the direction is substantially perpendicular to the direction of the horizontal direction E, the orientation direction Ra is a lateral electric field E generated when voltage is applied. L If only the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side are seen, the lateral electric field E L The effect of is relatively large. However, in the case of the configuration shown in FIG. 13B, in the middle of the thickness direction of the liquid crystal layer, the orientation direction of the liquid crystal molecules when no voltage is applied, as in the configuration shown in FIG. Lateral electric field E generated when voltage is applied L There is always a region where the direction of is substantially vertical. Therefore, for the liquid crystal molecules in this region, the transverse electric field E L The horizontal electric field E L It is possible to suppress the occurrence of disclination due to the above.
[0033]
However, the transverse electric field E L Is strongly generated on the active matrix substrate side, the configuration shown in FIG. 13B has the orientation direction of the liquid crystal molecules when no voltage is applied and the transverse electric field E generated when the voltage is applied. L The region in which the direction of is substantially vertical is the transverse electric field E L This is particularly effective in the case where there is a strong occurrence of.
[0034]
As described above, according to the present invention, any one of a display defect due to an alignment film defect and a disclination due to a horizontal electric field at the time of voltage application when line inversion driving or column inversion driving is adopted. Alternatively, both can be suppressed, and a liquid crystal device with excellent display quality can be provided. In this specification, “when no voltage is applied” and “when voltage is applied” are respectively “when the applied voltage to the liquid crystal layer is lower than the threshold voltage of the liquid crystal” and “applied voltage to the liquid crystal layer”. Means that “is greater than or equal to the threshold voltage of the liquid crystal”.
In addition, by providing the above-described liquid crystal device of the present invention, an electronic apparatus having excellent display quality can be provided.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the structure of the liquid crystal device according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
The liquid crystal device of this embodiment is an active matrix type liquid crystal device using a TFT element as a switching element, and particularly has a characteristic alignment film structure to be described later. In this embodiment, a case where the TN mode is adopted as the display mode will be described as an example.
[0036]
Hereinafter, the structure of the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix constituting a display area of a liquid crystal device, and FIG. 2 is a TFT array in which data lines, scanning lines, pixel electrodes and the like are formed. 3 is a plan view of a plurality of adjacent pixel groups of the substrate (active matrix substrate), FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. In addition, in each figure, in order to make each layer and each member the size which can be recognized on drawing, the scale is varied for every layer and each member.
[0037]
In the liquid crystal device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix that constitutes an image display region are pixel electrodes 9 and switching elements for controlling the pixel electrodes 9. Each TFT element 30 is formed, and a data line 6 a to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT element 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a are supplied line-sequentially in this order, or are supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. In addition, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT element 30, and scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulse-sequential manner at predetermined timing. The The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT element 30, and the image signal S1, S2,..., Sn supplied from the data line 6a is turned on by turning on the TFT element 30 as a switching element for a certain period. Is written at a predetermined timing.
[0038]
A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 9 is held for a certain period with the common electrode described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode.
[0039]
In the case of the liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of transparent pixel electrodes 9 (outlined by dotted line portions 9A) are provided in a matrix on a TFT array substrate (active matrix substrate). A data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitor line 3b are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9, respectively. In the present embodiment, each pixel electrode 9 and the area where the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, etc. are arranged so as to surround each pixel electrode 9 are pixels, and are arranged in a matrix. The display can be displayed for each pixel.
[0040]
The data line 6a is electrically connected to a source region, which will be described later, of the semiconductor layer 1a made of, for example, a polysilicon film via a contact hole 5, and the pixel electrode 9 is a drain, which will be described later, of the semiconductor layer 1a. The region is electrically connected through a contact hole 8. In addition, the scanning line 3a is disposed so as to face a channel region (a region with a diagonal line rising to the left in the figure), which will be described later, of the semiconductor layer 1a. The scanning line 3a serves as a gate electrode at a portion facing the channel region. Function. The semiconductor layer 1a is not limited to polysilicon, and may be formed by bonding single crystal silicon, for example.
[0041]
The capacitance line 3b is formed from a main line portion (that is, a first region formed along the scanning line 3a in plan view) extending substantially linearly along the scanning line 3a and a location intersecting the data line 6a. And a protruding portion (that is, a second region extending along the data line 6 a when viewed in a plan view) protruding toward the previous stage (upward in the drawing) along the data line 6 a. In FIG. 2, a plurality of first light shielding films 11 a are provided in a region indicated by a diagonal line rising to the right.
[0042]
More specifically, the first light-shielding film 11a is provided at a position covering the TFT element 30 including the channel region of the semiconductor layer 1a in the pixel portion when viewed from the TFT array substrate side. The main line portion that extends in a straight line along the scanning line 3a opposite to the main line portion 3b, and protrudes from the position intersecting the data line 6a to the succeeding stage side (that is, downward in the figure) along the data line 6a. And a protrusion. The tip of the downward protruding portion in each stage (pixel row) of the first light shielding film 11a overlaps the tip of the upward protruding portion of the capacitor line 3b in the next stage under the data line 6a. A contact hole 13 for electrically connecting the first light-shielding film 11a and the capacitor line 3b to each other is provided at the overlapping portion. In other words, in the present embodiment, the first light shielding film 11a is electrically connected to the upstream or downstream capacitor line 3b through the contact hole 13.
[0043]
Next, looking at the cross-sectional structure, as shown in FIG. 3, the liquid crystal device of the present embodiment has a pair of transparent substrates, a TFT array substrate 10 forming one of the substrates, and an opposing arrangement thereto. And the counter substrate 20 forming the other substrate. Here, the TFT array substrate 10 is made of, for example, a quartz substrate or hard glass, and the counter substrate 20 is made of, for example, a glass substrate or quartz substrate. The TFT array substrate 10 is provided with pixel electrodes 9 made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO), and adjacent to each pixel electrode 9 on the TFT array substrate 10. A pixel switching TFT element 30 for switching control of each pixel electrode 9 is provided at a position where the pixel electrode 9 is to be operated.
[0044]
The pixel switching TFT element 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a scanning line 3a, a channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, and the scanning line 3a. Insulating thin film 2 that insulates semiconductor layer 1a, data line 6a, low concentration source region 1b and low concentration drain region 1c of semiconductor layer 1a, high concentration source region 1d and high concentration drain region 1e of semiconductor layer 1a Yes.
[0045]
Further, on the TFT array substrate 10 including the scanning line 3a and the insulating thin film 2, a contact hole 5 leading to the high concentration source region 1d and a contact hole 8 leading to the high concentration drain region 1e are respectively formed. A two-layer insulating film 4 is formed. That is, the data line 6 a is electrically connected to the high concentration source region 1 d through the contact hole 5 that penetrates the second interlayer insulating film 4. Further, on the data line 6a and the second interlayer insulating film 4, a third interlayer insulating film 7 in which a contact hole 8 leading to the high concentration drain region 1e is formed is formed. That is, the high concentration drain region 1 e is electrically connected to the pixel electrode 9 through the contact hole 8 that penetrates the second interlayer insulating film 4 and the third interlayer insulating film 7.
[0046]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the insulating thin film 2 serving as a gate insulating film is extended from a position facing the gate electrode formed as a part of the scanning line 3a and used as a dielectric film. The storage capacitor 70 is configured by extending the semiconductor layer 1a to form the first storage capacitor electrode 1f and further forming a part of the capacitor line 3b opposite to the second storage capacitor electrode.
[0047]
As shown in FIG. 3, at least the channel region 1a ′ of the semiconductor layer 1a and the low concentration source / drain region (LDD region) 1b, at positions corresponding to the pixel switching TFT elements 30 on the surface of the TFT array substrate 10, A first light-shielding film 11a is provided to prevent the return light from entering 1c. A first interlayer insulating film 12 is provided between the first light shielding film 11 a and the plurality of pixel switching TFT elements 30. The first interlayer insulating film 12 is provided to electrically insulate the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT element 30 from the first light shielding film 11a.
[0048]
As shown in FIGS. 2 and 3, in addition to providing the first light shielding film 11a on the TFT array substrate 10, the first light shielding film 11a is connected to the capacitor line 3b at the preceding stage or the subsequent stage through the contact hole 13. It is comprised so that it may electrically connect to. Further, in the first light shielding film 11a, the contact hole 13 is opened at the protruding portion protruding from the main line portion extending linearly as described above.
[0049]
On the other hand, the opposing substrate 20 has a second light-shielding region in the region opposite to the formation region of the data line 6a, the scanning line 3a, and the pixel switching TFT element 30 on the TFT array substrate 10, that is, in the region other than the opening region of each pixel portion. A film 23 is provided. Further, the common electrode 21 is provided over the entire surface of the counter substrate 20 including the second light shielding film 23. Similar to the pixel electrode 9 of the TFT array substrate 10, the common electrode 21 is also formed of a transparent conductive film such as ITO. Due to the presence of the second light-shielding film 23, incident light from the counter substrate 20 side enters the channel region 1a ′, the low-concentration source region 1b, and the low-concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a of the pixel switching TFT element 30. It has a structure that prevents intrusion.
[0050]
In this embodiment, an oblique deposition method is used for the outermost surface of the TFT array substrate 10 (on the pixel electrode 9 and on the third interlayer insulating film 7 in the region where the pixel electrode 9 is not formed). An inorganic alignment film 36 is formed which is formed by vapor-depositing an inorganic material and is made of at least one columnar structure arranged in a specific direction with an inclination. On the other hand, the outermost surface (on the common electrode 21) of the counter substrate 20 is made of an alignment polymer such as polyimide, and the surface is subjected to rubbing treatment (treatment using a cloth or the like for rubbing in a certain direction). A film 42 is formed. A liquid crystal layer 50 made of a liquid crystal having positive dielectric anisotropy is sandwiched between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 (between the alignment films 36 and 42).
[0051]
As shown in FIG. 3, a number of layers are formed on the active matrix substrate 10, and the inorganic alignment film 36 is formed on the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7 having a number of steps on the surface. . In particular, on the surface of the base (the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7) on which the inorganic alignment film 36 is formed, the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, the pixel switching TFT element 30, the first light shielding film 11a, etc. The pixel peripheral portion 81, which is a region where is formed, is from the pixel central portion 82 where these are not formed (the region where the pixel electrode 9 is formed, excluding the region where the capacitor line 3b and the like are formed). There are also many layers formed, and a large step 80 is formed between the pixel peripheral portion 81 and the pixel central portion 82.
[0052]
The height of the step 80 is, for example, about 200 to 1000 nm, and cannot be ignored with respect to the thickness of the inorganic alignment film 36 (for example, 5 to 50 nm). In recent years, with the increase in the definition of liquid crystal devices, it has been required to reduce the pixel pitch and increase the number of pixels, and the ratio of the step 80 formed on the active matrix substrate 10 to the pixel portion is as follows. It tends to increase.
[0053]
When an organic alignment film is formed on the active matrix substrate 10 side having many steps as described above, when rubbing the alignment film, the rubbing cloth or the like does not come into contact with the vicinity of the step 80, and the alignment film It is difficult to perform the rubbing process over the entire surface. As a result, an alignment film defect may occur, which may cause a display defect.
[0054]
However, in this embodiment, since there is no need for rubbing treatment on the active matrix substrate 10 side with many steps, an inorganic alignment that can be formed without being affected by the step 80 compared to the organic alignment film. Since the structure for forming the film 36 is employed, the alignment film 36 with few defects can be formed, and display defects due to the alignment film defects can be suppressed.
[0055]
However, in the case where the inorganic alignment film 36 is formed by one-step oblique vapor deposition, there is a portion where the inorganic material cannot be sufficiently deposited due to the shadow of the step due to the height of the step formed on the base or the deposition direction. This may cause alignment film defects.
Therefore, it is preferable to perform oblique vapor deposition from a plurality of directions to form the inorganic alignment film 36 in a plan view of the active matrix substrate 20, and to form the inorganic alignment film 36 on the base by forming the inorganic alignment film 36 in this way. Regardless of the height of the step, the deposition direction, and the like, the alignment film 36 having no defect can be formed, and disclination when no voltage is applied due to the alignment film defect can be suppressed.
[0056]
Here, a method for forming the inorganic alignment film 36 by a plurality of stages of oblique vapor deposition will be specifically described by taking as an example the case of forming the inorganic alignment film 36 by two stages of oblique vapor deposition. For example, as shown in FIG. 7, the first oblique deposition is performed in a deposition direction S with a deposition angle (angle formed with the surface of the TFT array substrate 10) θ1. A The second oblique deposition is performed in the first deposition direction S when the active matrix substrate 10 is viewed in plan view. A Deposition direction S with an angle φ apart from the deposition angle θ2. B By performing from the above, it becomes a shadow of a step in the first oblique vapor deposition, and the inorganic material can be sufficiently vapor deposited by the second oblique vapor deposition on the portion where the inorganic material is not sufficiently vapor deposited. Here, it is preferable to set the second deposition angle θ2 larger than the first deposition angle θ1.
[0057]
In the second oblique deposition, the deposition is performed on a region near a step that is not sufficiently deposited by the first oblique deposition or a region that is sufficiently deposited by the first oblique deposition. Depending on the second deposition direction, a part that becomes a shadow of a step may be newly generated. Therefore, the inorganic alignment film 36 formed by the two-stage oblique deposition is a portion where only the columnar structure generated by the first oblique deposition exists, and the columnar structure generated by the second oblique deposition. In which the two types of columnar structures produced by the first oblique deposition and the second oblique deposition are mixed, and the direction of the inclination is viewed in plan view of the active matrix substrate 10. A plurality of types of columnar structures with different values are mixed.
[0058]
In contrast, the counter substrate 20 has fewer layers formed than the active matrix substrate 10, and the second light shielding film 23 and the common electrode 21 are disposed between the counter substrate 20 and the organic alignment film 42. Is only formed. Therefore, the organic alignment film 42 is formed on the base (common electrode 21) with few steps on the surface. Thus, since there are few steps on the counter substrate 20 side, even if an organic alignment film is formed, it can be satisfactorily rubbed over the entire surface, and the alignment film 42 without defects can be formed. it can. In addition, since organic alignment films have lower production costs and superior production efficiency compared to inorganic alignment films, production costs can be kept lower than when inorganic alignment films are formed on both substrates. A decrease in efficiency can be suppressed, which is preferable.
[0059]
Next, an alignment process for the inorganic alignment film 36 and the organic alignment film 42 will be described.
In the case of the liquid crystal device of the present embodiment, in order to realize the TN mode display mode, the alignment process is performed so that the alignment directions of the inorganic alignment film 36 and the organic alignment film 42 on each substrate are twisted by 90 °. Is given. That is, as shown in FIG. 2, the inorganic alignment film 36 on the TFT element array substrate 10 has a direction from the left to the right in the drawing along the extending direction of the scanning line 3a (the direction indicated by the solid arrow Ra). The alignment direction is such that the organic alignment film 42 on the counter substrate 20 has a direction from the bottom to the top in the figure along the extending direction of the data line 6a (the direction indicated by the broken arrow Rb). Each of the orientation treatments is performed.
[0060]
Further, in this embodiment, when no voltage is applied, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side is larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20 side, that is, the inorganic alignment film 36 The alignment treatment is performed so that the pretilt angle is larger than the pretilt angle of the organic alignment film 42. Specifically, when no voltage is applied, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side is preferably 3 to 30 °, and the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20 side is smaller than this, for example, It is preferable to set it as 1-3 degree. Note that it is not preferable that the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side when no voltage is applied exceeds 30 °, because the light transmittance during white display decreases and the display becomes dark.
[0061]
In this specification, when the inorganic alignment film 36 has a plurality of alignment directions and pretilt angles, the “alignment direction” and “pretilt angle” of the inorganic alignment film 36 are “average alignment direction”, It means “average pretilt angle”.
[0062]
In the organic alignment film 42, the alignment direction and the pretilt angle can be controlled by controlling the rubbing direction and the like when forming the organic alignment film 42.
On the other hand, in the inorganic alignment film 36, the surface shape can be controlled by controlling the vapor deposition direction of the inorganic material when forming the inorganic alignment film 36, and the desired alignment direction and pretilt angle can be set. Obtainable. When the inorganic alignment film is formed by the oblique deposition method, an alignment film having a high pretilt angle can be stably obtained as compared with the case of forming the organic alignment film made of the alignment polymer.
[0063]
In the case where the inorganic alignment film 36 is formed by one-step oblique deposition, the alignment direction and the pretilt angle of the inorganic alignment film 36 depend on the size and pitch of the columnar structure to be generated. This corresponds to the inclination direction and the inclination angle of the generated columnar structure.
On the other hand, when the inorganic alignment film 36 is formed by oblique deposition in a plurality of stages, the obtained inorganic alignment film 36 is in a state where a plurality of types of columnar structures are mixed, so that the alignment of the inorganic alignment film 36 is performed. Although the direction and the pretilt angle have a distribution, in general, the columnar structures formed by the second and subsequent oblique depositions are formed so as to fill the gaps between the columnar structures formed by the first oblique deposition. The overall average orientation direction and pretilt angle are substantially defined by the surface shape of the columnar structure formed by the first oblique deposition.
[0064]
Thus, in this embodiment, the inorganic alignment film 36, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side is larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20 side when no voltage is applied. Since the organic alignment film 42 is subjected to an alignment process, when line inversion driving or column inversion driving is employed as a driving method, in addition to the vertical electric field that directly contributes to driving of the liquid crystal when voltage is applied. This has the effect of suppressing disclination caused by a lateral electric field generated on the active matrix substrate 10 side.
[0065]
The line inversion driving is a driving method in which the polarity of the image signal is inverted for each adjacent scanning line 3a, while the column inversion driving inverts the polarity of the image signal for each adjacent data line 6a. In the following, an example in which line inversion driving is employed will be described.
[0066]
As described above, line inversion driving is a system in which the polarity of an image signal is inverted for each adjacent scanning line 3a. Hereinafter, a plurality of pixel electrodes 9 adjacent in a direction along one scanning line 3a (lateral direction in FIG. 2) are defined as a first electrode group, and each of the plurality of pixel electrodes 9 and a direction along the data line 6a ( A plurality of pixel electrodes 9 that are adjacent to each other in the vertical direction in FIG. 2 and adjacent to the direction along one scanning line 3a (lateral direction in FIG. 2) will be described as a second electrode group.
[0067]
When line inversion driving is employed, when an image signal having a positive polarity (+) is supplied to the first electrode group in an arbitrary frame, an image signal having a negative polarity (−) is supplied to the second electrode group. Then, the polarity is inverted in the next frame, and when a negative (−) image signal is supplied to the first electrode group, a positive (+) image signal is supplied to the second electrode group. In addition, when viewed from the individual pixel electrodes 9 in the first electrode group and the second electrode group, image signals having different polarities are supplied to the two pixel electrodes 9 arranged in the vertical direction in FIG. .
[0068]
Based on FIG. 8, an electric field generated in the liquid crystal layer 50 when a voltage is applied when line inversion driving is employed will be described. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device of the present embodiment, and schematically shows the state of an electric field generated when a voltage is applied to each pixel electrode 9 and common electrode 21. In FIG. 8, it is assumed that the left pixel electrode 9 and the right pixel electrode 9 belong to the first electrode group and the second electrode group, respectively, and are denoted by reference numerals 9a and 9b, respectively. In the following description, it is assumed that a positive potential is applied to the pixel electrode 9a of the first electrode group, a negative potential is applied to the pixel electrode 9b of the second electrode group, and a ground potential is applied to the common electrode 21.
[0069]
As shown in FIG. 8, when a potential is applied to each electrode, a vertical electric field E directed from the pixel electrode 9a to the common electrode 21 at the center of the pixel electrode 9a of the first electrode group. V Occurs in the central portion of the pixel electrode 9b of the second electrode group, and the vertical electric field E from the common electrode 21 toward the pixel electrode 9b. V Occurs. These vertical electric fields E V Is an electric field that directly contributes to driving of the liquid crystal.
[0070]
On the other hand, on the active matrix substrate 10, since different potentials are applied to the pixel electrode 9a of the first electrode group and the pixel electrode 9b of the second electrode group adjacent thereto, A lateral electric field E from the pixel electrode 9a toward the pixel electrode 9b of the second electrode group L Occurs. This transverse electric field E L Is not generated to drive the liquid crystal, but naturally occurs.
[0071]
In the present embodiment, when the voltage is not applied, the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side is configured to be larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20 side. Longitudinal direction of liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side is defined as a vertical electric field E generated when voltage is applied. V It is possible to approach the direction of (electric field that directly contributes to driving of the liquid crystal). Accordingly, when a voltage is applied, a lateral electric field E is generated between the pixel electrode 9a of the adjacent first electrode group and the pixel electrode 9b of the second electrode group. L Even when the vertical electric field E V The orientation change of the liquid crystal molecules that change the alignment along the horizontal direction can proceed more smoothly, and the lateral electric field E during voltage application can be increased. L Disclination caused by the can be suppressed.
[0072]
Furthermore, in this embodiment, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side are substantially parallel to the major axis direction and the arrangement direction of the pixel electrodes 9a and 9b of the first electrode group and the second electrode group. It is preferable that they are arranged so that
That is, the relationship between the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side when no voltage is applied and the arrangement direction of the pixel electrodes 9a and 9b of the first electrode group and the second electrode group is shown in FIG. It is preferable that the relationship shown in FIG. With this relationship, as described in the section “Means for Solving the Problems”, the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side when no voltage is applied and the horizontal direction generated when the voltage is applied. Electric field E L Is shifted by approximately 90 ° from the direction of the horizontal electric field E. L The lateral electric field E can be suppressed. L The disclination caused by this can be further suppressed.
[0073]
Further, in the present embodiment, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side are such that the major axis direction and the arrangement direction of the pixel electrodes 9a and 9b of the first electrode group and the second electrode group intersect. The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 50 are arranged such that one end side in the major axis direction is planarly viewed from the active matrix substrate 10 side to the counter substrate 20 side and the first electrode group forming region and the first It is good also as a structure arrange | positioned twisting so that the formation area of 2 electrode groups may be straddled.
[0074]
That is, the relationship between the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side when no voltage is applied and the arrangement direction of the electrodes 9a and 9b of the first electrode group and the second electrode group is shown in FIG. The relationship shown may be used. Even in such a relationship, as described in the section “Means for Solving the Problems”, in the middle of the thickness direction of the liquid crystal layer 50, the alignment direction of the liquid crystal molecules and the voltage when no voltage is applied. Lateral electric field E generated during application L Since there is always a region in which the direction of is substantially vertical, the liquid crystal molecules in this region are L The horizontal electric field E L It is possible to suppress the occurrence of disclination due to the above.
[0075]
In the present embodiment, the case where the TN mode is adopted as the display mode has been described as an example. However, the present invention is not limited to the TN mode in which the twist angle of the liquid crystal is 90 °. Is also applicable.
Accordingly, the alignment direction Ra of the liquid crystal molecules on the active matrix substrate 10 side when no voltage is applied, the alignment direction Rb of the liquid crystal molecules on the counter substrate 20 side, and the pixel electrodes 9a and 9b of the first electrode group and the second electrode group. It goes without saying that various patterns other than the relationships shown in FIGS. 13A and 13B can be considered as the relationship with the arrangement direction.
[0076]
In this embodiment, an example in which line inversion driving is adopted as the driving method has been described. However, the present invention can also be applied to the case in which column inversion driving is adopted. Also in this case, if the direction of the horizontal electric field, the orientation direction, etc. in the description of the case of line inversion driving are considered to be rotated by 90 °, the same operation can be obtained, and the same effect can be obtained.
[0077]
In the present embodiment, only the case where many steps are formed on the base surface of the inorganic alignment film 36 of the active matrix substrate 10 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the inorganic alignment film A configuration may be employed in which the underlying surface of 36 is flattened and the inorganic alignment film 36 is formed thereon. In this case, when the inorganic alignment film 36 is formed, the inorganic alignment film 36 having no defect can be formed by one-step oblique deposition, which is preferable.
[0078]
Hereinafter, the means for flattening the base of the inorganic alignment film 36 will be described with an example.
For example, as shown in FIG. 5, the surface of the active matrix substrate 10 is etched, and a groove 10a having a predetermined depth is dug in advance in the pixel peripheral portion 81 for forming the data line 6a, the capacitor line 3b, and the like. If the data line 6a, the capacitor line 3b and the like are formed so as to be embedded, the surface of the base (the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7) of the inorganic alignment film 36 can be substantially flattened.
[0079]
Alternatively, as shown in FIG. 6, a third interlayer insulating film 7 covering the data line 6a, the capacitor line 3b, etc. is once formed thick, and then the surface of the third interlayer insulating film 7 is formed using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. By forming the pixel electrode 9 after polishing and flattening, the surface of the base (the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7) of the inorganic alignment film 36 can be substantially flattened.
[0080]
As another method for finally forming a structure similar to that shown in FIG. 6, the third interlayer insulating film 7 is formed of BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass), and then the BPSG film is reflowed by heat treatment. The surface of the three interlayer insulating film 7 may be planarized. Or if the 3rd interlayer insulation film 7 is originally formed with films | membranes, such as SOG (Spin On Glass) with high fluidity, the surface with high flatness will be obtained. Note that the planarization process using the interlayer insulating film is not limited to the third interlayer insulating film 7, and the planarization may be performed using the second interlayer insulating film 4 or a plurality of interlayer insulating films. Needless to say.
[0081]
In this embodiment, only the liquid crystal device using the TFT element has been described, but the present invention can be applied to an active matrix liquid crystal device having any structure such as a liquid crystal device using a TFD element.
[0082]
As described above, according to the liquid crystal device of the present embodiment, the display defect due to the alignment film defect and the adjacent first electrode group at the time of voltage application when line inversion driving or column inversion driving is adopted. Both the disclination caused by the transverse electric field generated between the second electrode group can be suppressed, and an active matrix liquid crystal device with excellent display quality can be provided.
[0083]
[Electronics]
Hereinafter, a projection display device will be described as an example of an electronic apparatus using the liquid crystal device.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an example of a so-called three-plate type projection liquid crystal display device using three liquid crystal light valves. Here, the liquid crystal device of the above embodiment is used as a liquid crystal light valve. In the figure, reference numeral 510 is a light source, 513 and 514 are dichroic mirrors, 515, 516 and 517 are reflection mirrors, 518, 519 and 520 are relay lenses, 522, 523 and 524 are liquid crystal light valves, 525 is a cross dichroic prism, and 526 Indicates a projection lens system.
[0084]
The light source 510 includes a lamp 511 such as a metal halide and a reflector 512 that reflects light from the lamp 511. The blue light / green light reflecting dichroic mirror 513 transmits red light of white light from the light source 510 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 517 and is incident on the red light liquid crystal light valve 522.
[0085]
On the other hand, among the color lights reflected by the dichroic mirror 513, green light is reflected by the dichroic mirror 514 that reflects green light and enters the green liquid crystal light valve 523. On the other hand, the blue light also passes through the second dichroic mirror 514. For blue light, in order to compensate for the difference in optical path length from green light and red light, a light guide means 521 comprising a relay lens system including an incident lens 518, a relay lens 519, and an exit lens 520 is provided. Through this, the blue light is incident on the liquid crystal light valve 524 for blue light.
[0086]
The three color lights modulated by the respective light valves enter the cross dichroic prism 525. In this prism, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on the screen 527 by the projection lens system 526 which is a projection optical system, and the image is enlarged and displayed.
[0087]
According to this projection type liquid crystal display device, an image with high display quality can be obtained by providing the liquid crystal device of the above embodiment as a liquid crystal light valve.
[0088]
Hereinafter, other examples of the electronic device will be described.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10, reference numeral 1000 denotes a mobile phone body, and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic apparatus. In FIG. 11, reference numeral 1100 denotes a watch body, and reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0089]
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 12, reference numeral 1200 denotes an information processing apparatus, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device.
[0090]
Since the electronic apparatus shown in FIGS. 10 to 12 includes a liquid crystal display unit using the liquid crystal device of the above embodiment, an image with excellent display quality can be obtained.
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the specific configuration of the liquid crystal device described with reference to FIGS. 2 and 3 is merely an example, and the present invention can be applied to other liquid crystal devices having various configurations.
[0091]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by forming alignment films having different structures on the active matrix substrate side and the counter substrate side, display defects caused by alignment film defects, line inversion driving, and column Either or both of disclinations caused by a lateral electric field generated between the adjacent first electrode group and the second electrode group can be suppressed during voltage application when employing inversion driving. A liquid crystal device with excellent display quality and an electronic device including the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix constituting a display region of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixels.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing another example of the cross-sectional structure.
6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing still another example of the cross-sectional structure.
FIG. 7 is a view for explaining a vapor deposition direction when forming an inorganic alignment film by a plurality of stages of oblique vapor deposition.
FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of an electric field generated when a voltage is applied when line inversion driving or column inversion driving is adopted as a driving method.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a projection display device including the liquid crystal device.
FIG. 10 illustrates an example of an electronic device including the liquid crystal device.
FIG. 11 is a diagram showing another example of the electronic device.
FIG. 12 is a diagram showing still another example of the electronic device.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the orientation direction of liquid crystal molecules when no voltage is applied and a lateral electric field generated when a voltage is applied when line inversion driving or column inversion driving is adopted as a driving method.
[Explanation of symbols]
3a Scan line
3b capacitance line
6a Data line
9 Pixel electrode
9a, 100a Pixel electrode of first electrode group
9b, 100b Pixel electrode of second electrode group
10 TFT array substrate (active matrix substrate)
20 Counter substrate
21 Common electrode
30 TFT element for pixel switching
36 Inorganic alignment film
42 Organic alignment film
50 Liquid crystal layer
70 storage capacity
80 steps
81 Pixel edge
82 pixel center
Ra Orientation direction on the active matrix substrate side
Rb Orientation direction on opposite substrate

Claims (5)

液晶層を挟持して対向配置されたアクティブマトリクス基板と対向基板とを具備する液晶装置において、
前記アクティブマトリクス基板の前記液晶層側表面には、特定の方向に傾斜して配列された少なくとも1種類の柱状構造物からなる無機配向膜が形成され、前記対向基板の前記液晶層側表面には、配向性高分子からなる有機配向膜が形成され、
前記アクティブマトリクス基板は、同極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第1電極群と、該第1電極群に隣接し、前記第1電極群とは異なる極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第2電極群とを有し、
前記液晶層は、誘電率異方性が正の液晶からなり、
前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、
前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の前記無機配向膜による液晶分子のプレチルト角が、前記対向基板側の前記有機配向膜による液晶分子のプレチルト角よりも大きく、
前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の液晶分子が、その長軸方向と前記第1電極群、前記第2電極群各々の複数の電極の配列方向とが略平行になるように配列されていることを特徴とする液晶装置。
In a liquid crystal device comprising an active matrix substrate and a counter substrate that are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween,
The liquid crystal layer side surface of the active matrix substrate is formed with an inorganic alignment film made of at least one kind of columnar structure that is inclined in a specific direction, and the liquid crystal layer side surface of the counter substrate is formed. An organic alignment film made of an alignment polymer is formed,
The active matrix substrate includes a first electrode group composed of a plurality of electrodes arranged in one direction to which image signals of the same polarity are supplied, and a polarity different from that of the first electrode group adjacent to the first electrode group A second electrode group consisting of a plurality of electrodes arranged in one direction to which the image signal is supplied,
The liquid crystal layer is made of a liquid crystal having positive dielectric anisotropy,
In a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group,
Among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, the pretilt angle of the liquid crystal molecules by the inorganic alignment film on the active matrix substrate side is larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules by the organic alignment film on the counter substrate side,
In a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group, among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side are arranged in the major axis direction and the first direction. A liquid crystal device, characterized in that one electrode group and the second electrode group are arranged so that the arrangement directions of a plurality of electrodes are substantially parallel to each other.
液晶層を挟持して対向配置されたアクティブマトリクス基板と対向基板とを具備する液晶装置において、
前記アクティブマトリクス基板の前記液晶層側表面には、特定の方向に傾斜して配列された少なくとも1種類の柱状構造物からなる無機配向膜が形成され、前記対向基板の前記液晶層側表面には、配向性高分子からなる有機配向膜が形成され、
前記アクティブマトリクス基板は、同極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第1電極群と、該第1電極群に隣接し、前記第1電極群とは異なる極性の画像信号が供給される一方向に配置された複数の電極からなる第2電極群とを有し、
前記液晶層は、誘電率異方性が正の液晶からなり、
前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、
前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の前記無機配向膜による液晶分子のプレチルト角が、前記対向基板側の前記有機配向膜による液晶分子のプレチルト角よりも大きく、
前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、前記液晶層を構成する液晶分子のうち、前記アクティブマトリクス基板側の液晶分子が、その長軸方向と前記第1電極群、前記第2電極群各々の複数の電極の配列方向とが交差するように配列されているとともに、前記液晶層を構成する液晶分子が、その長軸方向の一端側が前記アクティブマトリクス基板側から前記対向基板側に向けて平面視して前記第1電極群の形成領域と前記第2電極群の形成領域とに跨るようにねじれて配列されていることを特徴とする液晶装置。
In a liquid crystal device comprising an active matrix substrate and a counter substrate that are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween,
The liquid crystal layer side surface of the active matrix substrate is formed with an inorganic alignment film made of at least one kind of columnar structure that is inclined in a specific direction, and the liquid crystal layer side surface of the counter substrate is formed. An organic alignment film made of an alignment polymer is formed,
The active matrix substrate includes a first electrode group composed of a plurality of electrodes arranged in one direction to which image signals of the same polarity are supplied, and a polarity different from that of the first electrode group adjacent to the first electrode group A second electrode group consisting of a plurality of electrodes arranged in one direction to which the image signal is supplied,
The liquid crystal layer is made of a liquid crystal having positive dielectric anisotropy,
In a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group,
Among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, the pretilt angle of the liquid crystal molecules by the inorganic alignment film on the active matrix substrate side is larger than the pretilt angle of the liquid crystal molecules by the organic alignment film on the counter substrate side,
In a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group, among the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules on the active matrix substrate side are arranged in the major axis direction and the first direction. The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are arranged so that the arrangement direction of the plurality of electrodes of each of the one electrode group and the second electrode group intersects, and one end side in the major axis direction of the active matrix substrate A liquid crystal device, wherein the liquid crystal device is arranged to be twisted so as to straddle the formation region of the first electrode group and the formation region of the second electrode group in plan view from the side toward the counter substrate side.
前記無機配向膜が、前記アクティブマトリクス基板を平面的に見て、傾斜方向の異なる複数種類の柱状構造物からなることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。  3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the inorganic alignment film is composed of a plurality of types of columnar structures having different inclination directions when the active matrix substrate is viewed in plan. 前記第1電極群及び前記第2電極群に画像信号を供給していない状態において、
前記アクティブマトリクス基板側の液晶分子のプレチルト角が3〜30°であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の液晶装置。
In a state where no image signal is supplied to the first electrode group and the second electrode group,
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a pretilt angle of liquid crystal molecules on the active matrix substrate side is 3 to 30 degrees.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。  An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 4.
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