JP2015004808A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光配向膜を用いた液晶表示装置に関し、高精細で高コントラストかつ高開口率の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device using a photo-alignment film, and relates to a liquid crystal display device with high definition, high contrast, and high aperture ratio.
液晶表示装置においては、広視野角を実現するなどのために、ＩＰＳ( In-Plane Switching )方式やＦＦＳ( Fringe Field Switching )方式などの横電界方式の液晶表示装置が開発されている。横電界方式では、液晶分子を水平に配向させた状態において、基板と平行な方向の電界を印加して液晶分子を水平面内で回転させることで、バックライトの光量を制御して画像を表示する。 In the liquid crystal display device, in order to realize a wide viewing angle, a horizontal electric field type liquid crystal display device such as an IPS (In-Plane Switching) method or an FFS (Fridge Field Switching) method has been developed. In the horizontal electric field method, an image is displayed by controlling the amount of light of the backlight by applying an electric field in a direction parallel to the substrate and rotating the liquid crystal molecules in a horizontal plane in a state where the liquid crystal molecules are aligned horizontally. .
また、液晶表示素子において、液晶配向膜に配向機能を付与するための処理方法として、光配向法が提案されている。光配向法は、ポリイミドなどの高分子膜に直線偏光された紫外線光（偏光ＵＶ光）等を照射することにより、偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させて、高分子膜の分子の並びに異方性を発生させて液晶配向能を付与するものである。 In liquid crystal display elements, a photo-alignment method has been proposed as a treatment method for imparting an alignment function to a liquid crystal alignment film. In the photo-alignment method, a polymer film such as polyimide is irradiated with linearly polarized ultraviolet light (polarized UV light) or the like to selectively react the polymer chains in the polarization direction, thereby In addition, anisotropy is generated and liquid crystal alignment ability is imparted.
横電界方式の液晶表示装置に光配向法を適用する場合、カラーフィルタ基板またはＴＦＴ（ＴＦＴ： Thin Film Transistor ）基板の一方に設ける柱状スペーサ（ＳＯＣ： Spacer On Color filter )の側面の傾斜が４５度以下で緩やかであれば、柱状スペーサの周辺の液晶配向は良好である。しかし、高精細かつ高開口率化を図るために柱状スペーサを設置する遮光ブラックマトリクスの幅を狭めると、柱状スペーサの径が細くなるとともに、柱状スペーサの傾斜角度が急峻になる。そのため、柱状スペーサの周りの液晶配向が乱れ、高コントラスト化と高開口率化の両立が困難となる。 When the photo-alignment method is applied to a horizontal electric field type liquid crystal display device, the inclination of the side surface of a columnar spacer (SOC: Spacer On Color filter) provided on one of a color filter substrate or a TFT (TFT: Thin Film Transistor) substrate is 45 degrees. If it is moderate below, the liquid crystal alignment around the columnar spacer is good. However, when the width of the light-shielding black matrix on which the columnar spacers are installed in order to increase the definition and the aperture ratio is reduced, the diameter of the columnar spacers is reduced and the inclination angle of the columnar spacers is steep. Therefore, the liquid crystal alignment around the columnar spacer is disturbed, and it is difficult to achieve both high contrast and high aperture ratio.
光配向膜を用いた液晶表示装置として、特許文献１には、スペーサの端部が、傾斜角度４５度以下またはアスペクト（縦／横）比が１以下の順テーパの傾斜面を有するものである横電界方式の液晶表示装置が開示されている。 As a liquid crystal display device using a photo-alignment film, Patent Document 1 discloses that an end portion of a spacer has a forward tapered inclined surface with an inclination angle of 45 degrees or less or an aspect (vertical / horizontal) ratio of 1 or less. A horizontal electric field type liquid crystal display device is disclosed.
また、光配向膜を用いるものではないが、特許文献２には、横電界駆動方式の液晶表示素子において、マトリックス状に配置された複数の電極配線の各交差点に設けられる柱状の絶縁膜（柱状スペーサ）の断面形状がラビング方向に平行な側面を有して形成されること、が開示されている（要約参照）。 Further, although a photo-alignment film is not used, Patent Document 2 discloses a columnar insulating film (columnar shape) provided at each intersection of a plurality of electrode wirings arranged in a matrix in a liquid crystal display element of a lateral electric field driving method. It is disclosed that the cross-sectional shape of the (spacer) is formed with side surfaces parallel to the rubbing direction (see the summary).
特許文献１には、光配向膜を用いた横電界方式の液晶表示装置が記載されているが、スペーサの端部が傾斜角度４５度以下であり、高精細で対応が求められる急峻な傾斜に対応できず、高開口率化を図ることはできない。特許文献２記載の発明は、配向膜の形成にラビングを用いるもので、光配向の記載はない。 Patent Document 1 describes a liquid crystal display device of a horizontal electric field type using a photo-alignment film, but the end of the spacer has an inclination angle of 45 degrees or less, and has a steep inclination that requires high definition and correspondence. It is not possible to cope with this, and a high aperture ratio cannot be achieved. The invention described in Patent Document 2 uses rubbing to form an alignment film, and does not describe optical alignment.
従来、液晶表示装置において、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間隔を所定の間隔に保つ柱状スペーサＳＯＣとしては、円柱状あるいは四角柱状のスペーサが用いられていた。この配置で光配向処理を行うと、ＳＯＣの傾斜が４５度以下で緩やかであれば液晶配向は良好であるが、ＳＯＣの傾斜角度が急峻になると、ＳＯＣ周りの液晶配向が乱れ、柱状スペーサの周辺で光漏れが発生する。 Conventionally, in a liquid crystal display device, a columnar spacer or a square columnar spacer has been used as the columnar spacer SOC that keeps the distance between the TFT substrate and the color filter substrate at a predetermined interval. When the photo-alignment treatment is performed in this arrangement, the liquid crystal alignment is good if the SOC tilt is 45 degrees or less and is gentle, but if the SOC tilt angle is steep, the liquid crystal alignment around the SOC is disturbed, and the column spacers Light leaks around.
図３を用いて、この様子を説明する。図３は円柱状のＳＯＣを用いたもので、（ａ）はＳＯＣ周りの平面図、（ｂ）はＳＯＣ周りの断面図を示す。図において、１０は柱状スペーサＳＯＣ、２１は横方向の遮光ブラックマトリクス、２２は縦方向の遮光ブラックマトリクスを示す。遮光ブラックマトリクスは、例えばカラーフィルタ基板上に、走査信号線および映像信号線に沿って配置されている。横電界方式の液晶表示装置では、電極の伸びる方向に対して液晶分子４０をある一定の角度（バイアス角度：５〜１５度）をもって初期配向させるため、液晶の初期配向方向５０を電極の伸びる方向（遮光ブラックマトリクス２２の方向）に対して一定の角度傾けている。そのため、通常、照射する光の偏光軸も電極（遮光ブラックマトリクス２１の方向）に対して一定の角度傾けている。そして、図３の（ａ）（ｂ）に示すように、照射する光の偏光軸が柱状スペーサ１０の傾斜面に対して垂直または平行からずれるため、柱状スペーサ１０の周辺の平坦な配向膜３０の表面の領域に直接照射された光の偏光軸と反射により再照射された光の偏光軸が異なってしまう。（完全なｐ偏光、ｓ偏光と異なるため、反射光の偏光軸がずれてしまう。）このため、配向膜３０の表面の領域に２軸の液晶配向能が付与されてしまい、液晶分子４０の配向不良が生じる。そして、図３（ａ）に示すように、照射する光の偏光軸が柱状スペーサ１０の傾斜面に対して垂直または平行からずれる場所に光漏れ領域６０ができる。
This will be described with reference to FIG. 3A and 3B show a case where a cylindrical SOC is used. FIG. 3A is a plan view around the SOC, and FIG. 3B is a cross-sectional view around the SOC. In the figure, 10 indicates a columnar spacer SOC, 21 indicates a light blocking black matrix in the horizontal direction, and 22 indicates a light blocking black matrix in the vertical direction. The light-shielding black matrix is disposed on the color filter substrate along the scanning signal lines and the video signal lines, for example. In the horizontal electric field type liquid crystal display device, the
柱状スペーサ１０周辺での光漏れによるコントラストの低下を防ぐため、光漏れ領域６０を遮光ブラックマトリクス２１，２２で遮光する。しかし、ブラックマトリクスで遮光することにより高コントラストを保持できても、その分、開口率が低下し、高開口率と高コントラストとの両立は困難である。
In order to prevent a decrease in contrast due to light leakage around the
本発明は、柱状スペーサ周辺での光漏れを防止し、高精細で高コントラストかつ高開口率の液晶表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that prevents light leakage around a columnar spacer and has high definition, high contrast, and a high aperture ratio.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載した構成を採用する。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
本発明の体表的な一例を挙げれば、画素電極と共通電極を有するＴＦＴ基板と、カラーフィルタを有するカラーフィルタ基板とを、柱状スペーサを介在させて対向し、両基板間に液晶層を設けた横電界方式の液晶表示装置において、走査信号線および映像信号線に沿って遮光ブラックマトリクスが設けられており、前記基板上に形成される液晶配向膜が光配向膜からなり、前記柱状スペーサの傾斜部の傾斜角が４５度以上９０度未満であり、前記柱状スペーサの傾斜部上の配向膜表面の接線と基板表面との交点から最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離が、両基板間の液晶セルギャップ間隔以下であることを特徴とするものである。 For example, a TFT substrate having a pixel electrode and a common electrode and a color filter substrate having a color filter are opposed to each other with a column spacer interposed therebetween, and a liquid crystal layer is provided between the substrates. In the horizontal electric field type liquid crystal display device, a light-shielding black matrix is provided along the scanning signal lines and the video signal lines, the liquid crystal alignment film formed on the substrate is made of a photo-alignment film, and the columnar spacers The inclination angle of the inclined portion is 45 degrees or more and less than 90 degrees, and the distance from the intersection between the tangent of the alignment film surface on the inclined portion of the columnar spacer and the substrate surface to the nearest light-shielding black matrix end is between the two substrates The liquid crystal cell gap interval is less than or equal to.
本発明によれば、柱状スペーサ周辺での光漏れを防止し、高精細で高コントラストかつ高開口率の液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device with high definition, high contrast, and high aperture ratio that prevents light leakage around the columnar spacer.
本発明の実施の形態を説明する前に、従来の液晶表示装置について説明する。 Prior to describing embodiments of the present invention, a conventional liquid crystal display device will be described.
図７は、液晶表示装置の概略構成の一例を示す図である。液晶表示装置は、液晶表示パネル１０１、第１の駆動回路１０２、第２の駆動回路１０３、制御回路１０４、およびバックライト１０５を有する。液晶表示パネル１０１は、複数本の走査信号線ＧＬ（ゲート線）および複数本の映像信号線ＤＬ（ドレイン線）を有し、映像信号線ＤＬは第１の駆動回路１０２に接続しており、走査信号線ＧＬは第２の駆動回路１０３に接続している。液晶表示パネル１０１の表示領域ＤＡは、多数の画素の集合で構成されており、表示領域ＤＡにおいて１つの画素が占有する領域は、たとえば、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬとで囲まれる領域に相当する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a liquid
液晶表示パネル１０１は、ＴＦＴ基板と対向基板（カラーフィルタ基板）の表面に配向膜を形成し、それら配向膜の間に液晶層ＬＣ（液晶材料）を配置した構造になっている。また、液晶層ＬＣが密封された空間に、それぞれの画素における液晶層ＬＣの厚さ（セルギャップ）を均一化するための柱状スペーサが複数設けられている。この複数の柱状スペーサは、たとえば、カラーフィルタ基板に設けられている。
The liquid
図８に、ＦＦＳ方式の液晶表示パネルの概略構成の一例を示す。ＴＦＴ基板２００は、ガラス基板２０１などの絶縁基板の表面に、共通電極ＣＴ、走査信号線ＧＬ、および共通化配線ＣＬと、それらを覆う第１の絶縁層２０２が形成されている。第１の絶縁層２０２の上には、図示していないが、ＴＦＴ素子の半導体層、映像信号線ＤＬ、およびソース電極２０７と、それらを覆う第２の絶縁層２０４が形成されている。このとき、映像信号線ＤＬの一部分およびソース電極２０７の一部分は、それぞれ、半導体層に乗り上げており、当該半導体層に乗り上げた部分がＴＦＴ素子のドレイン電極およびソース電極として機能する。第２の絶縁層２０４の上に画素電極ＰＸと、画素電極ＰＸを覆う配向膜２０６が形成されている。画素電極ＰＸは、第２の絶縁層２０４を貫通するコンタクトホールを介してソース電極２０７と接続している。このとき、ガラス基板２０１の表面に形成された共通電極ＣＴは、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬで囲まれた領域（開口領域）に平板状に形成されており、当該平板状の共通電極ＣＴの上に、複数のスリットを有する画素電極ＰＸが積層されている。またこのとき、走査信号線ＧＬの延在方向に並んだ画素の共通電極ＣＴは、共通化配線ＣＬによって共通化されている。
FIG. 8 shows an example of a schematic configuration of an FFS liquid crystal display panel. In the
一方、カラーフィルタ基板３００は、ガラス基板３０１などの絶縁基板の表面に、ブラックマトリクス３０２およびカラーフィルタ３０３と、それらを覆うオーバーコート層３０４が形成されている。ブラックマトリクス３０２は、たとえば、表示領域ＤＡに画素単位の開口領域を設けるための格子状の遮光膜である。オーバーコート層３０４の上には、複数の柱状スペーサ３０６および配向膜３０５が形成されている。柱状スペーサ３０６は、たとえば、頂上部が平坦な円錐台形であり、ＴＦＴ基板２００の走査信号線ＧＬのうちの、ＴＦＴ素子が配置されている部分および映像信号線ＤＬと交差している部分を除く部分と重なる位置に形成されている。また、配向膜３０５は、たとえば、ポリイミド系樹脂で形成されており、液晶配向能を付与するための処理が施されている。なお、図において、２０９，３０９は、偏光板である。
On the other hand, in the
このような液晶表示装置において、従来、円柱状などの柱状スペーサが用いられていた。そして、配向膜３０５として光配向膜を用い、光配向処理を行うと、柱状スペーサ３０６の周辺で光漏れが発生し、コントラストが低下してしまう。ブラックマトリクス３０２の領域を広げて光漏れ領域を遮光することによりコントラストを保持することができるが、その分、開口率が低下するという問題がある。
In such a liquid crystal display device, a columnar spacer such as a columnar shape has been conventionally used. If a photo-alignment film is used as the
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same names and reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
図１は本発明の実施の形態を示す図であり、図１（ａ）は柱状スペーサ付近の平面図を、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線の断面図を示す。 1A and 1B are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view in the vicinity of a columnar spacer, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-B in FIG. Show.
図１（ａ）において、横方向ブラックマトリクス２１と縦方向ブラックマトリクス２２との交差点上に四角柱状の柱状スペーサ１０が設けられている。液晶の初期配向方向５０は、電極の伸びる方向（遮光ブラックマトリクス２２の方向）に対して一定の角度傾けられている。そして、基板面に平行な柱状スペーサ１０の断面形状において、柱状スペーサは液晶配向方向５０に平行または垂直な端面と端部の曲率を持つ部分を備えており、端部の曲率を持つ部分、特に、液晶の初期配向方向５０に対する角度φが４５度付近の領域において、液晶配向方向が正常の配向方向とは異なり、光漏れ領域６０を生じる。
In FIG. 1A, a square columnar
本発明は、光漏れ領域６０を遮光するブラックマトリクスの幅を規定することにより、高コントラスト化および高開口率化を図るものである。
The present invention is intended to increase the contrast and increase the aperture ratio by defining the width of the black matrix that blocks the
柱状スペーサ１０の端部から最も近い遮光ブラックマトリクス端部は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線上でみることができる。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線の断面図を示す。距離Ｄは、柱状スペーサ１０の傾斜部上の配向膜３０表面の接線と、基板表面との交点から遮光ブラックマトリクス２１の端部までの距離である。なお、図（ｂ）において、７２はカラーフィルタ層、７４は透明絶縁膜である。
The end of the light-shielding black matrix closest to the end of the
図２に、液晶セルのギャップ間隔Ｈに対する光漏れ幅Ｘの相対値Ｘ／Ｈと、柱状スペーサ上の光配向膜の傾斜角θとの関係を示す。柱状スペーサ上の光配向膜の傾斜角とは、柱状スペーサ自体の傾斜角ではなく、柱状スペーサに塗布形成される光配向膜の傾斜面から基板表面へ外挿したときのなす角度θで定義される。 FIG. 2 shows the relationship between the relative value X / H of the light leakage width X with respect to the gap interval H of the liquid crystal cell and the inclination angle θ of the photo-alignment film on the columnar spacer. The tilt angle of the photo-alignment film on the columnar spacer is not defined by the tilt angle of the columnar spacer itself, but by the angle θ formed when extrapolated from the tilted surface of the photo-alignment film formed on the columnar spacer to the substrate surface. The
図２から、傾斜角度θが６０度付近で光漏れが見え始め、θが増加するにつれて、光漏れ幅が増加していく。そして、傾斜角７０度でＸ／Ｈが約０．４、傾斜角８０度でＸ／Ｈが約０．７、傾斜角９０度でＸ／Ｈが０．９である。 From FIG. 2, light leakage begins to appear when the inclination angle θ is around 60 degrees, and the light leakage width increases as θ increases. X / H is about 0.4 at an inclination angle of 70 degrees, X / H is about 0.7 at an inclination angle of 80 degrees, and X / H is 0.9 at an inclination angle of 90 degrees.
したがって、柱状スペーサの傾斜部上の光配向膜の接線と、平坦な基板表面との交点から最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離Ｄを、セルギャップ間隔Ｈ以下とすることで、高いコントラストおよび高い開口率を得ることができる。また、柱状スペーサの傾斜角を７０度以下にすることで、上記の遮光ブラックマトリクス端までの距離Ｄをセルギャップ間隔Ｈの１／２以下にできる。このため、遮光ブラックマトリクスの幅をさらに狭めることができ、光漏れの無い高コントラストで、透過率の高い高精細な液晶表示装置を実現できる。また、柱状スペーサの傾斜角が７０度から９０度未満の場合は、上記の遮光ブラックマトリクス端までの距離Ｄを、セルギャップ間隔Ｈの１／２以上、セルギャップ間隔Ｈ以下とすればよい。 Therefore, by setting the distance D from the intersection between the tangent of the photo-alignment film on the inclined portion of the columnar spacer and the flat substrate surface to the closest light-shielding black matrix edge to a cell gap interval H or less, high contrast and A high aperture ratio can be obtained. Further, by setting the inclination angle of the columnar spacer to 70 degrees or less, the distance D to the end of the light-shielding black matrix can be reduced to ½ or less of the cell gap interval H. For this reason, the width of the light-shielding black matrix can be further reduced, and a high-definition liquid crystal display device with high contrast and high transmittance without light leakage can be realized. When the inclination angle of the columnar spacer is 70 degrees to less than 90 degrees, the distance D to the end of the light-shielding black matrix may be set to 1/2 or more of the cell gap interval H and not more than the cell gap interval H.
図４は、本発明の実施例１の液晶表示装置の構造を説明する図であり、（ａ）はカラーフィルタ基板に設けた柱状スペーサＳＯＣ付近の平面図、（ｂ）は点線Ａ−Ｂで示される、柱状スペーサ付近の断面図である。 4A and 4B are diagrams for explaining the structure of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view in the vicinity of the columnar spacer SOC provided on the color filter substrate, and FIG. 4B is a dotted line AB. It is sectional drawing of columnar spacer vicinity shown.
図４（ａ）において、カラーフィルタ基板には、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２が配置されるとともに、横方向ブラックマトリクス２１と縦方向ブラックマトリクス２２が交差する位置に円柱状スペーサ１０が配置されている。なお、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２は、それぞれＴＦＴ基板に設けられる走査信号線および映像信号線に沿うように配置される。例えばＩＰＳ方式の液晶表示装置では、液晶分子を均一に回転させるために、矢印５０で示すように、電極の伸びる方向（縦方向ブラックマトリクス２２の方向）に対して液晶分子を一定のバイアス角度をもって初期配向させる必要がある。そのため、光照射の偏光方向も電極に垂直の方向（横方向ブラックマトリクス２１の方向）に対して一定の角度だけ傾けている。
4A, the horizontal
図４（ｂ）に示すように、傾斜角度θが、４５度以上、９０度未満の円柱状スペーサ１０の上には、光配向膜３０が塗布形成されている。柱状スペーサの下底端は、柱状スペーサ１０の断面において傾斜部上の配向膜３０表面の接線と平坦な基板表面の交点とし、交点から最も近いブラックマトリクスＢＭ２１の端部までの距離をＤとする。本実施例では、柱状スペーサが形成されている領域の最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離Ｄを、セルギャップ間隔Ｈ以下とする。
As shown in FIG. 4B, the photo-
例えば、円柱状スペーサの傾斜角度が約６５度であり、柱状スペーサの傾斜部の配向膜表面の傾斜の接線と平坦な基板表面との交点から、最も近い遮光ＢＭの端部までの距離Ｄは３．５μｍである。液晶のセルギャップ間隔Ｈが４．０μｍの場合、スペーサ近傍の光漏れ領域が遮光領域から漏れ出すことがなく、高いコントラスト比１２００：１を実現できた。 For example, the inclination angle of the columnar spacer is about 65 degrees, and the distance D from the intersection of the inclination tangent of the alignment film surface of the inclined portion of the columnar spacer and the flat substrate surface to the end of the nearest light shielding BM is 3.5 μm. When the cell gap interval H of the liquid crystal is 4.0 μm, the light leakage area near the spacer does not leak from the light shielding area, and a high contrast ratio of 1200: 1 can be realized.
図５は、本発明の実施例２の液晶表示装置の構造を説明する図であり、（ａ）は、１画素の平面図、およびこれを拡大した、カラーフィルタ基板に設けた柱状スペーサＳＯＣ付近の平面図、（ｂ）は点線Ａ−Ｂで示される、柱状スペーサ付近の断面図である。本実施例は、図５（ａ）の全体図に示すように、１画素内で２分割され視野角補償を行う液晶表示装置に適用したものである。 FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view of one pixel and an enlarged view of the vicinity of the columnar spacer SOC provided on the color filter substrate. FIG. 6B is a cross-sectional view in the vicinity of a columnar spacer indicated by a dotted line AB. As shown in the overall view of FIG. 5A, this embodiment is applied to a liquid crystal display device that is divided into two in one pixel and performs viewing angle compensation.
図５（ａ）において、カラーフィルタ基板には、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２が配置されるとともに、横方向ブラックマトリクス２１と縦方向ブラックマトリクス２２が交差する位置に柱状スペーサ１０が配置されている。本実施例において、柱状スペーサは、基板面に平行な面において、直線的な部分は液晶の初期配向方向に平行な面を有し、四隅のＲ部分が大きく湾曲している。また、そのＲ部分は、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２の重なり領域に配置されている。なお、１画素内で２分割され視野角補償を行う本実施例においては、液晶の初期配向方向５０は、横方向ブラックマトリクス２１の方向である。
In FIG. 5A, a horizontal
図５（ｂ）に示すように、傾斜角度θが、４５度以上、９０度未満の柱状スペーサ１０の上には、光配向膜３０が塗布形成されている。柱状スペーサ１０の下底端から最も近いブラックマトリクス２１の端部までの距離をＤとする。本実施例では、柱状スペーサが形成されている領域の最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離Ｄが、セルギャップ間隔Ｈ以下である。
As shown in FIG. 5B, the photo-
例えば、柱状スペーサの傾斜角度が約８０度であり、柱状スペーサの下底端と平坦な基板表面との交点から、最も近い遮光ブラックマトリクスの端部までの距離Ｄは３．７μｍである。液晶のセルギャップが３．８μｍの場合、スペーサ近傍の光漏れ領域が遮光領域から漏れ出すことがなく、高いコントラスト比１０００：１を実現できた。 For example, the inclination angle of the columnar spacer is about 80 degrees, and the distance D from the intersection between the lower bottom end of the columnar spacer and the flat substrate surface to the end of the nearest light-shielding black matrix is 3.7 μm. When the cell gap of the liquid crystal is 3.8 μm, the light leakage area near the spacer does not leak from the light shielding area, and a high contrast ratio of 1000: 1 can be realized.
図６は、本発明の実施例３の液晶表示装置の構造を説明する図であり、（ａ）は、上下に隣接する２画素の平面図、（ｂ）はこれを拡大した、カラーフィルタ基板に設けた柱状スペーサＳＯＣ付近の平面図である。本実施例は、図６（ａ）の全体図に示すように、上下２画素で視野角補償を行う液晶表示装置に適用したものである。 6A and 6B are diagrams for explaining the structure of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a plan view of two adjacent pixels above and below, and FIG. 6B is an enlarged view of a color filter substrate. It is a top view of the columnar spacer SOC vicinity provided in FIG. As shown in the overall view of FIG. 6A, this embodiment is applied to a liquid crystal display device that performs viewing angle compensation with two upper and lower pixels.
図６（ａ）に示すように、上下の２画素は、液晶の初期配向方向５０に対して互いに反対方向に傾斜しており、視野角補償を行うように構成されている。
As shown in FIG. 6A, the upper and lower two pixels are inclined in directions opposite to each other with respect to the
図６（ｂ）において、カラーフィルタ基板には、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２が配置されている。そして、横方向ブラックマトリクス２１上に、隣り合う、横方向ブラックマトリクス２１と縦方向ブラックマトリクス２２が交差する位置に跨って、柱状スペーサ１０が配置されている。本実施例において、柱状スペーサは、基板面に平行な面において、直線的な部分は液晶の初期配向方向５０に垂直な面を有し、四隅のＲ部分が湾曲している。また、図中点線で囲まれたそのＲ部分は、横方向ブラックマトリクス２１および縦方向ブラックマトリクス２２の重なり領域に配置されている。なお、上下２画素で視野角補償を行う本実施例においては、液晶の初期配向方向５０は、縦方向ブラックマトリクス２２の方向である。
In FIG. 6B, a horizontal
柱状スペーサ１０の上には、光配向膜が塗布形成されている。柱状スペーサの断面において、傾斜角度約７０度の柱状スペーサの下底端と平坦な基板表面との交点から最も近いブラックマトリクスＢＭの端部までの距離をＤとする。
On the
液晶のセルギャップ３．５μｍの場合、距離Ｄが３．０μｍ、２．０μｍ、１．０μｍの何れの場合でも、四隅のＲ部分で発生する配向方向の異なる配向異常の領域がブラックマトリクス遮光領域内に限定され、柱状スペーサ近傍の光漏れ領域から漏れ出すことがなく、高いコントラスト比１５００：１を実現できた。 When the cell gap of the liquid crystal is 3.5 μm, the alignment abnormal regions having different alignment directions generated at the four corners R are black matrix light-shielding regions regardless of the distance D being 3.0 μm, 2.0 μm, or 1.0 μm. The high contrast ratio of 1500: 1 was realized without leaking from the light leakage region near the columnar spacer.
図９は、ラビング配向処理を行った比較例の液晶表示装置の構造を説明する図である。直交する横方向ブラックマトリクス２１と縦方向ブラックマトリクス２２の交差部に円柱状スペーサ１０が設けられている。円柱状スペーサの上にはラビング配向膜が塗布形成され、ラビング方向にラビング配向処理を行った。
FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of a liquid crystal display device of a comparative example in which a rubbing alignment process is performed.
この比較例において、円柱状スペーサの傾斜角度は約５５度であり、この柱状スペーサの傾斜部上の配向膜表面の傾斜の接線と、平坦な基板表面との交点から、最も近い遮光ブラックマトリクスの端部までの距離Ｄは３．０μｍである。そして、液晶セルのセルギャップ間隔Ｈは４．０μｍである。このように作成した液晶セルのコントラスト比は６００：１であった。黒表示の液晶セルを顕微鏡を用いて観察すると、柱状スペーサを配置した遮光ブラックマトリクスの交差部分に光漏れが見られ、スペーサ近傍の液晶の初期配向乱れに起因する光漏れであることが分かる。 In this comparative example, the inclination angle of the columnar spacer is about 55 degrees. From the intersection of the inclination tangent of the alignment film surface on the inclined portion of the columnar spacer and the flat substrate surface, The distance D to the end is 3.0 μm. The cell gap interval H of the liquid crystal cell is 4.0 μm. The contrast ratio of the liquid crystal cell thus prepared was 600: 1. When the black display liquid crystal cell is observed with a microscope, light leakage is observed at the intersection of the light-shielding black matrix in which the columnar spacers are arranged, and it is understood that the light leakage is caused by the initial alignment disorder of the liquid crystal near the spacer.
そこで、柱状スペーサ近傍の光漏れを隠すように遮光ブラックマトリクス幅を広げ、それ以外は同じ仕様で液晶セルを作成した。この液晶セルのコントラスト比は、１０００：１を示した。したがって、ラビング配向処理を行った比較例１において、距離Ｄが３．０μｍの遮光ブラックマトリクス幅では、コントラスト比が低下していることが確認できた。 Therefore, the light blocking black matrix width was widened so as to hide the light leakage in the vicinity of the columnar spacers, and liquid crystal cells were made with the same specifications except for that. The contrast ratio of this liquid crystal cell was 1000: 1. Therefore, in Comparative Example 1 in which the rubbing alignment treatment was performed, it was confirmed that the contrast ratio was lowered at the light-shielding black matrix width where the distance D was 3.0 μm.
１０ 柱状スペーサ
２１ 横方向ブラックマトリクス
２２ 縦方向ブラックマトリクス
３０ 配向膜
４０ 液晶分子
５０ 液晶の初期配向方向
６０ 光漏れ領域
７２ カラーフィルタ
７４ 透明絶縁層
10
Claims (9)
走査信号線および／または映像信号線に沿って遮光ブラックマトリクスが設けられており、
前記基板上に形成される液晶配向膜が光配向膜からなり、
前記柱状スペーサの傾斜部の傾斜角が４５度以上９０度未満であり、
前記柱状スペーサの傾斜部上の配向膜表面の接線と基板表面との交点から最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離が、両基板間の液晶セルギャップ間隔以下であることを特徴とする液晶表示装置。 In a horizontal electric field type liquid crystal display device in which a TFT substrate having a pixel electrode and a common electrode and a color filter substrate having a color filter are opposed to each other with a columnar spacer interposed, and a liquid crystal layer is provided between both substrates.
A light-shielding black matrix is provided along the scanning signal line and / or the video signal line,
The liquid crystal alignment film formed on the substrate comprises a photo-alignment film,
The inclination angle of the inclined portion of the columnar spacer is 45 degrees or more and less than 90 degrees,
The distance from the intersection of the tangent of the alignment film surface on the inclined portion of the columnar spacer and the substrate surface to the closest light-shielding black matrix edge is less than or equal to the liquid crystal cell gap interval between the substrates. apparatus.
前記基板の一方に形成される柱状スペーサは、柱状スペーサ傾斜部上の配向膜表面の傾斜面から基板表面へ外挿したときのなす角度が４５度以上８０度以下であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The columnar spacer formed on one side of the substrate has an angle of 45 to 80 degrees when extrapolated from the inclined surface of the alignment film surface on the inclined portion of the columnar spacer to the substrate surface. Display device.
前記基板の一方に形成される柱状スペーサは、柱状スペーサ傾斜部上の配向膜表面の傾斜面から基板表面へ外挿したときのなす角度が４５度以上７０度以下であり、
遮光ブラックマトリクス領域に形成されている、前記柱状スペーサの傾斜部上の配向膜表面の接線と基板表面との交点から最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離が、両基板間の液晶セルギャップ間隔の１／２以下であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The columnar spacer formed on one side of the substrate has an angle formed by extrapolating from the inclined surface of the alignment film surface on the columnar spacer inclined portion to the substrate surface of 45 degrees or more and 70 degrees or less,
The distance from the intersection of the surface of the alignment film on the inclined portion of the columnar spacer formed on the inclined portion of the columnar spacer and the substrate surface to the end of the light-shielding black matrix is the liquid crystal cell gap gap between the substrates. A liquid crystal display device characterized in that it is 1/2 or less of the above.
前記基板の一方に形成される柱状スペーサは、柱状スペーサ傾斜部上の配向膜表面の傾斜面から基板表面へ外挿したときのなす角度が７０度以上８０度以下であり、
遮光ブラックマトリクス領域に形成されている、前記柱状スペーサの傾斜部上の配向膜表面の接線と基板表面との交点から最も近い遮光ブラックマトリクス端部までの距離が、両基板間の液晶セルギャップ間隔の１／２以上、１以下であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The columnar spacer formed on one side of the substrate has an angle formed by extrapolating from the inclined surface of the alignment film surface on the inclined portion of the columnar spacer to the substrate surface is not less than 70 degrees and not more than 80 degrees,
The distance from the intersection of the surface of the alignment film on the inclined portion of the columnar spacer formed on the inclined portion of the columnar spacer and the substrate surface to the end of the light-shielding black matrix is the liquid crystal cell gap gap between the substrates. A liquid crystal display device characterized in that it is 1/2 or more and 1 or less.
前記柱状スペーサは、円柱状スペーサであり、ほぼ直交する遮光ブラックマトリクスの重なり領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4,
The columnar spacer is a columnar spacer, and is disposed in an overlapping region of light blocking black matrices that are substantially orthogonal to each other.
前記柱状スペーサが、基板面に平行な断面形状において、画素領域の液晶配向方向に平行および／または垂直な端面と端部に曲率を持つ部分を有することを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4,
The liquid crystal display device, wherein the columnar spacer has, in a cross-sectional shape parallel to the substrate surface, an end surface parallel to and / or perpendicular to the liquid crystal alignment direction of the pixel region and a portion having a curvature at the end.
前記柱状スペーサの、端部に曲率を持つ部分がほぼ直交する遮光ブラックマトリクスの重なり領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 6.
A liquid crystal display device, wherein a portion of the columnar spacer having a curvature at an end portion is disposed in an overlapping region of light-shielding black matrices that are substantially orthogonal to each other.
画素領域が１画素内で２分割され視野角補償を行う構成であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
A liquid crystal display device characterized in that a pixel region is divided into two within one pixel and performs viewing angle compensation.
上下２画素で視野角補償する画素構成であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
A liquid crystal display device having a pixel configuration in which a viewing angle is compensated by two upper and lower pixels.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN108873460A (en) * | 2018-07-18 | 2018-11-23 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Liquid crystal display panel |
| CN110147012A (en) * | 2019-05-05 | 2019-08-20 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Colored filter substrate and liquid crystal display device |
| US10921669B2 (en) | 2019-01-18 | 2021-02-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and active matrix substrate |
| CN112670329A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel and electronic device |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108873460A (en) * | 2018-07-18 | 2018-11-23 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Liquid crystal display panel |
| WO2020015121A1 (en) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Liquid crystal panel |
| US11022850B2 (en) | 2018-07-18 | 2021-06-01 | Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Liquid crystal panel |
| US10921669B2 (en) | 2019-01-18 | 2021-02-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and active matrix substrate |
| CN110147012A (en) * | 2019-05-05 | 2019-08-20 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Colored filter substrate and liquid crystal display device |
| CN112670329A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel and electronic device |
| CN112670329B (en) * | 2020-12-23 | 2023-10-31 | 厦门天马微电子有限公司 | Display panel and electronic device |
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