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JP2013117700A - Liquid crystal display device - Google Patents

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JP2013117700A
JP2013117700A JP2011266284A JP2011266284A JP2013117700A JP 2013117700 A JP2013117700 A JP 2013117700A JP 2011266284 A JP2011266284 A JP 2011266284A JP 2011266284 A JP2011266284 A JP 2011266284A JP 2013117700 A JP2013117700 A JP 2013117700A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment
domain
display device
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011266284A
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Japanese (ja)
Inventor
Kan Okazaki
敢 岡崎
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lateral electric field mode liquid crystal display device with high display quality.SOLUTION: A liquid crystal display device comprises: a first substrate and a second substrate having a liquid crystal layer interposed therebetween; a first polarizer; a first electrode and a second electrode provided for the first substrate; and a first alignment film regulating the alignment direction of a liquid crystal molecule when no voltage is applied. The first alignment film includes a first alignment region where the liquid crystal molecule is aligned in a first direction and a second alignment region where the liquid crystal molecule is aligned in a second direction. The first direction and the second direction are different from the polarization axis direction of the first polarizer. When voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the liquid crystal molecule in a first domain and the liquid crystal molecule in a second domain rotate in directions opposite to each other and the longitudinal direction of the liquid crystal molecule in the first domain and the longitudinal direction of the liquid crystal molecule in the second domain become parallel to the polarization axis direction of the first polarizer during the rotation.

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に横電界モードの液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a horizontal electric field mode liquid crystal display device.

液晶表示装置は用途の拡大とともに、高性能化が進んでいる。特に、広視野角特性を有するMVA(Multi−domain Vertical Alignment)やIPS(In Plane Switching)などの表示モードが開発され、更なる改良が進んでいる。   The performance of liquid crystal display devices is increasing with the expansion of applications. In particular, display modes such as MVA (Multi-domain Vertical Alignment) and IPS (In Plane Switching) having wide viewing angle characteristics have been developed, and further improvements are being made.

近年では、IPSモードを発展させたFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶表示装置も開発されている。これらの表示モードでは、液晶層を挟む基板のうちの片側の基板に設けられた電極を用いて面内方向(または斜め方向)に電界を発生させ、この電界により液晶分子を基板面内で回転させることで表示が行われる。IPSモードおよびFFSモードは、横電界モード(横方向電界方式)とも呼ばれる表示モードである。   In recent years, a liquid crystal display device in an FFS (Fringe Field Switching) mode, which is an extension of the IPS mode, has also been developed. In these display modes, an electric field is generated in the in-plane direction (or oblique direction) using an electrode provided on one of the substrates sandwiching the liquid crystal layer, and the liquid crystal molecules are rotated in the substrate plane by this electric field. The display is performed. The IPS mode and the FFS mode are display modes that are also called horizontal electric field modes (lateral electric field methods).

特許文献1には、横電界モードの液晶表示装置において、液晶層の外側に配置された偏光板の偏光軸の方向を、液晶分子の初期配向方向とずらすように配置する技術が記載されている。このような構成では、0Vを超える電圧が印加されたときに液晶層の透過率を最小にすることができる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 describes a technique of arranging a polarization axis direction of a polarizing plate arranged outside a liquid crystal layer so as to be shifted from an initial alignment direction of liquid crystal molecules in a horizontal electric field mode liquid crystal display device. . In such a configuration, the transmittance of the liquid crystal layer can be minimized when a voltage exceeding 0 V is applied.

これにより、例えば0Vの電圧供給が安定しないような場合にも、0V超の電圧を印加することで、安定して黒表示を行うことができる。したがって、コントラスト比を高く維持することができ、表示品位を向上させることができる。   Thereby, for example, even when the voltage supply of 0V is not stable, a black display can be stably performed by applying a voltage exceeding 0V. Therefore, the contrast ratio can be kept high, and the display quality can be improved.

特開2007−93665号公報JP 2007-93665 A 国際公開第2009/157207号International Publication No. 2009/157207

Japanese Journal of Applied Physics Vol.41(2002) pp. 2944-2948Japanese Journal of Applied Physics Vol.41 (2002) pp. 2944-2948

特許文献1に記載の液晶表示装置では、画素電極を構成する複数の細長い電極部分が、一方向にのみ延びるように形成されている。また、液晶分子の初期(電圧無印加時)配向方向は、画素内のいずれの領域においても同一の方向である。液晶層の配向方向を規定するために用いられている配向膜には、一方向へのラビング処理が施されており、ラビング処理によって得られた配向規制力により、偏光軸とずれた方向に液晶分子が配向されている。   In the liquid crystal display device described in Patent Document 1, a plurality of elongated electrode portions constituting the pixel electrode are formed to extend only in one direction. Further, the initial alignment direction (when no voltage is applied) of the liquid crystal molecules is the same in any region in the pixel. The alignment film used to define the alignment direction of the liquid crystal layer is rubbed in one direction, and the liquid crystal is displaced in the direction deviated from the polarization axis by the alignment regulating force obtained by the rubbing process. The molecules are oriented.

このような構成は、単一の液晶ドメインで画素が構成されている、いわゆるシングルドメインの液晶表示装置では実現することがそれほど困難ではない。ラビング方向によって決まる初期配向方向に対して、偏光軸方向をずらすように偏光板を配置することは、比較的容易だからである。シングルドメインの液晶表示装置では、液晶分子が同一方向に回転するため、低電圧印加時に透過率が最小となる状態を各画素において実現できる。しかし、特許文献1の液晶表示装置は、シングルドメイン構成であるので、特に斜め方向から見たときに、色変位が生じやすいという問題が生じる。   Such a configuration is not so difficult to realize in a so-called single domain liquid crystal display device in which pixels are configured by a single liquid crystal domain. This is because it is relatively easy to dispose the polarizing plate so that the polarization axis direction is shifted with respect to the initial alignment direction determined by the rubbing direction. In a single domain liquid crystal display device, since liquid crystal molecules rotate in the same direction, a state in which the transmittance is minimized when a low voltage is applied can be realized in each pixel. However, since the liquid crystal display device of Patent Document 1 has a single domain configuration, there is a problem that color displacement is likely to occur particularly when viewed from an oblique direction.

一方で、斜め方向から見たときの色変位を抑制するために、ドメインによって画素電極の延びる方向を異ならせることでデュアルドメインを構成する液晶表示装置が知られている(例えば、非特許文献1)。デュアルドメインの液晶表示装置は、各ドメインで、電圧印加時の液晶分子の回転方向や配向状態が異なるように構成されている。このことによって、視角に依存して表示品位が劣化することが抑制される。   On the other hand, in order to suppress color displacement when viewed from an oblique direction, there is known a liquid crystal display device that forms a dual domain by changing the extending direction of the pixel electrode depending on the domain (for example, Non-Patent Document 1). ). The dual-domain liquid crystal display device is configured so that the rotation direction and alignment state of liquid crystal molecules when a voltage is applied are different in each domain. This suppresses deterioration of display quality depending on the viewing angle.

ただし、従来のデュアルドメインの液晶表示装置では、ラビング方向によって規定される初期配向方向と、偏光板の偏光軸の方向とが、互いに一致するように構成されていた。このため、適切な黒表示を行うために、常に0Vを供給するように駆動する必要がある。しかし、駆動方式によっては安定して0Vを供給することが容易ではない場合もあった。この場合、安定して黒表示を行うことができないので、高いコントラスト比を実現することが容易ではなくなる。   However, in the conventional dual domain liquid crystal display device, the initial alignment direction defined by the rubbing direction and the polarization axis direction of the polarizing plate are configured to coincide with each other. For this reason, in order to perform an appropriate black display, it is necessary to drive to always supply 0V. However, it may not be easy to stably supply 0 V depending on the driving method. In this case, since black display cannot be stably performed, it is not easy to realize a high contrast ratio.

また、モバイル機器等の用途で、ゲートライン反転駆動方式で動作させるときに、0Vを供給するために信号電圧と共通電圧とを同電圧に制御すると、信号の振幅を小さくできなくなる。このことで、消費電力を低く抑えにくいという課題もあった。   Further, when the signal voltage and the common voltage are controlled to be the same voltage in order to supply 0 V when operating in the gate line inversion driving method for a mobile device or the like, the signal amplitude cannot be reduced. For this reason, there is a problem that it is difficult to keep power consumption low.

なお、デュアルドメインの液晶表示装置は、通常、2つのドメインで液晶分子の回転方向が異なるように設計されている。このため、特許文献1に記載されている方法を用いて、液晶分子の初期配向方向に対して偏光軸方向をずらそうとした場合、ドメインによっては、0V超の電圧を印加したとしても黒表示が安定しなくなるおそれがあった。特許文献1では、ラビングによって配向方向を1方向に設定しているが、この場合、一方のドメインで液晶回転方向とは逆方向にオフセット角を有するように液晶分子を配向させると、他方のドメインでは液晶回転方向と逆方向にオフセット角を有するように配向させることができなくなるからである。   Note that a dual-domain liquid crystal display device is usually designed so that the rotation directions of liquid crystal molecules are different in the two domains. For this reason, when trying to shift the polarization axis direction with respect to the initial alignment direction of the liquid crystal molecules using the method described in Patent Document 1, depending on the domain, even if a voltage exceeding 0 V is applied, black display is performed. May become unstable. In Patent Document 1, the alignment direction is set to one direction by rubbing. In this case, when the liquid crystal molecules are aligned so that one domain has an offset angle opposite to the liquid crystal rotation direction, the other domain is aligned. This is because the alignment cannot be performed so as to have an offset angle in the direction opposite to the liquid crystal rotation direction.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の液晶ドメインを有する横電界モードの液晶表示装置において、表示品位を向上させることをその目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve display quality in a horizontal electric field mode liquid crystal display device having a plurality of liquid crystal domains.

本発明の実施形態の液晶表示装置は、液晶層と、前記液晶層を挟むようにして対向配置された第1および第2基板と、前記第1および第2基板にそれぞれ配置された第1および第2偏光素子と、前記第1基板の液晶層側に配置された第1電極および第2電極と、前記第1基板および第2基板の少なくとも一方の液晶層側に配置された第1配向膜であって、電圧無印加時における液晶分子の配向方向を規制する第1配向膜とを備える横電界モードの液晶表示装置であって、前記第1配向膜は、前記液晶分子を第1配向方向に配向させる第1配向領域と、前記第1配向領域に隣接し前記液晶分子を前記第1配向方向とは異なる第2配向方向に配向させる第2配向領域とを有し、前記第1配向方向および前記第2配向方向は、いずれも、前記第1偏光素子の偏光軸方向とは異なる方向であり、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加された時に、前記第1配向領域に対応する第1ドメインの液晶分子と前記第2配向領域に対応する第2ドメインの液晶分子とは互いに逆向きに回転し、かつ、前記第1ドメインの液晶分子の長軸方向および前記第2ドメインの液晶分子の長軸方向のいずれもが、回転中に前記第1偏光素子の偏光軸方向と平行になる。   A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes a liquid crystal layer, first and second substrates disposed to face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and first and second substrates disposed on the first and second substrates, respectively. A polarizing element; a first electrode and a second electrode disposed on the liquid crystal layer side of the first substrate; and a first alignment film disposed on at least one liquid crystal layer side of the first substrate and the second substrate. And a first electric field mode liquid crystal display device that regulates an alignment direction of liquid crystal molecules when no voltage is applied, wherein the first alignment film aligns the liquid crystal molecules in the first alignment direction. And a second alignment region that is adjacent to the first alignment region and aligns the liquid crystal molecules in a second alignment direction different from the first alignment direction, the first alignment direction and the Any of the second orientation directions is the first bias. A direction different from the polarization axis direction of the element, and when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the liquid crystal molecules in the first domain corresponding to the first alignment region and the second The liquid crystal molecules in the second domain corresponding to the alignment region rotate in directions opposite to each other, and both the major axis direction of the liquid crystal molecules in the first domain and the major axis direction of the liquid crystal molecules in the second domain are During the rotation, it becomes parallel to the polarization axis direction of the first polarizing element.

ある実施形態において、前記第1電極は、細長い形状を有する複数の第1電極部分を備え、前記第1電極部分の延びる方向は、前記第1ドメインと前記第2ドメインとで異なっており、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加された時、前記第1ドメインと前記第2ドメインとで発生する電界の向きが互いに異なる。   In one embodiment, the first electrode includes a plurality of first electrode portions having an elongated shape, and the extending directions of the first electrode portions are different between the first domain and the second domain, When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the directions of the electric fields generated in the first domain and the second domain are different from each other.

ある実施形態において、前記第1ドメインと前記第2ドメインとは、1つの画素に含まれており、前記第1電極は、前記第1ドメインと前記第2ドメインとの境界で屈折する複数の「く」の字型電極部分を有する。   In one embodiment, the first domain and the second domain are included in one pixel, and the first electrode is refracted at a boundary between the first domain and the second domain. It has a "" -shaped electrode part.

ある実施形態において、前記第1電極部分の延びる方向は、前記偏光軸方向に対して、第1のオフセット角度を有しており、かつ、前記第1および第2配向方向は、前記偏光軸方向に対して、第2のオフセット角度を有しており、前記第1のオフセット角度の大きさよりも前記第2のオフセット角度の大きさの方が小さい。   In one embodiment, the extending direction of the first electrode portion has a first offset angle with respect to the polarization axis direction, and the first and second alignment directions are the polarization axis direction. On the other hand, it has a second offset angle, and the magnitude of the second offset angle is smaller than the magnitude of the first offset angle.

ある実施形態において、前記第1配向膜は光配向膜であり、前記光配向膜に対して照射された偏光の偏光方向によって前記第1および第2配向方向が決定されている。   In one embodiment, the first alignment film is a photo-alignment film, and the first and second alignment directions are determined by a polarization direction of polarized light applied to the photo-alignment film.

ある実施形態において、液晶表示装置は、前記第1偏光素子の、前記液晶層とは反対側に設けられたバックライトユニットをさらに有し、前記第1偏光素子の前記偏光軸は吸収軸である。   In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a backlight unit provided on the opposite side of the first polarizing element from the liquid crystal layer, and the polarization axis of the first polarizing element is an absorption axis. .

ある実施形態において、前記液晶層は誘電異方性が正の液晶材料からなる。   In one embodiment, the liquid crystal layer is made of a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy.

ある実施形態において、上記の液晶表示装置は、前記液晶層を挟んで前記第1配向膜と対向するように配置された第2配向膜をさらに有し、前記第2配向膜は、前記第1配向膜の前記第1配向方向と平行な方向に液晶分子を配向させる第3配向領域と、前記第2の配向方向と平行な方向に液晶分子を配向させる第4配向領域とを有し、前記第1配向膜の第1配向領域および第2配向領域と、前記第2配向膜の第3配向領域および第4配向領域とは、互いに対向するようにそれぞれ配置されている。   In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a second alignment film disposed so as to face the first alignment film with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the second alignment film includes the first alignment film. A third alignment region for aligning liquid crystal molecules in a direction parallel to the first alignment direction of the alignment film, and a fourth alignment region for aligning liquid crystal molecules in a direction parallel to the second alignment direction, The first alignment region and the second alignment region of the first alignment film and the third alignment region and the fourth alignment region of the second alignment film are respectively arranged so as to face each other.

ある実施形態において、上記の液晶表示装置は、前記液晶層を挟んで前記第1配向膜と対向するように配置された第2配向膜をさらに有し、前記第2配向膜は、前記偏光素子の前記偏光軸方向に平行な第3配向方向に液晶分子を配向させる。   In one embodiment, the liquid crystal display device further includes a second alignment film disposed so as to face the first alignment film with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the second alignment film includes the polarizing element. The liquid crystal molecules are aligned in a third alignment direction parallel to the polarization axis direction.

ある実施形態において、前記第1および第2配向方向は、前記偏光軸方向に対して、0°超〜2°以下の角度をなす。   In one embodiment, the first and second alignment directions form an angle of greater than 0 ° to 2 ° with respect to the polarization axis direction.

ある実施形態において、上記の液晶表示装置は、ゲートライン反転駆動方式で動作し、黒表示時には0V超の電圧が前記液晶層に印加される。   In one embodiment, the liquid crystal display device operates in a gate line inversion driving method, and a voltage exceeding 0 V is applied to the liquid crystal layer during black display.

ある実施形態において、前記第1ドメインと、前記第2ドメインとは、隣接する2つの画素のそれぞれに対応して形成されている。   In one embodiment, the first domain and the second domain are formed corresponding to two adjacent pixels, respectively.

本発明の実施形態によれば、横電界モードの液晶表示装置において、省消費電力を図りながら、表示品位を向上させることができる。   According to the embodiment of the present invention, in a horizontal electric field mode liquid crystal display device, display quality can be improved while saving power consumption.

本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の1画素領域を示す平面図である。It is a top view which shows 1 pixel area | region of the liquid crystal display device concerning embodiment of this invention. 図1のA−A’線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the A-A 'line of FIG. (a)〜(c)は、本発明の実施形態の液晶表示装置の動作を説明するための平面図である。(A)-(c) is a top view for demonstrating operation | movement of the liquid crystal display device of embodiment of this invention. (a)〜(c)は、比較例の液晶表示装置の動作を説明するための平面図である。(A)-(c) is a top view for demonstrating operation | movement of the liquid crystal display device of a comparative example. 液晶分子の初期配向方向と、偏光軸方向と、画素電極方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the initial orientation direction of a liquid crystal molecule, a polarization axis direction, and a pixel electrode direction. (a)は本発明の実施形態の液晶表示装置の回路図であり、(b)および(c)はそれぞれ、黒表示時、白表示時における駆動信号を示す図である。(A) is a circuit diagram of the liquid crystal display device of embodiment of this invention, (b) And (c) is a figure which shows the drive signal at the time of black display and white display, respectively. 実施形態の光配向膜の作製工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparation process of the photo-alignment film of embodiment. (a)は光配向膜の偏光方向を示す図であり、(b)は偏光方向と吸収軸との関係等を示す図である。(A) is a figure which shows the polarization direction of a photo-alignment film, (b) is a figure which shows the relationship etc. between a polarization direction and an absorption axis. (a)は、対向基板側に設けられた光配向膜において配向方向がオフセットされている様子を示す図であり、(b)は、オフセット角度を0°、1°、2°、3°、4°にそれぞれ設定したときの印加電圧と透過率との関係を示す図である。(A) is a figure which shows a mode that the orientation direction is offset in the photo-alignment film | membrane provided in the counter substrate side, (b) is an offset angle 0 degree, 1 degree, 2 degrees, 3 degrees, It is a figure which shows the relationship between the applied voltage when each set to 4 degrees, and the transmittance | permeability. (a)は、TFT基板側に設けられた光配向膜において配向方向がオフセットされている様子を示す図であり、(b)は、オフセット角度を0°、1°、2°、3°、4°にそれぞれ設定したときの印加電圧と透過率との関係を示す図である。(A) is a figure which shows a mode that the orientation direction is offset in the photo-alignment film | membrane provided in the TFT substrate side, (b) is an offset angle 0 degree, 1 degree, 2 degrees, 3 degrees, It is a figure which shows the relationship between the applied voltage when each set to 4 degrees, and the transmittance | permeability. (a)は、TFT基板側と対向基板側とに設けられた光配向膜のそれぞれにおいて配向方向がオフセットされている様子を示す図であり、(b)は、オフセット角度を0°、1°、2°、3°、4°にそれぞれ設定したときの印加電圧と透過率との関係を示す図である。(A) is a figure which shows a mode that the orientation direction is offset in each of the photo-alignment film | membrane provided in the TFT substrate side and the opposing substrate side, (b) is an offset angle 0 degree, 1 degree. It is a figure which shows the relationship between the applied voltage when set to 2 degrees, 3 degrees, and 4 degrees, respectively, and the transmittance | permeability. (a)〜(c)は、本発明の別の実施形態の液晶表示装置の動作を説明するための平面図であり、(d)〜(f)は比較例の液晶表示装置の動作を説明するための平面図である。(A)-(c) is a top view for demonstrating operation | movement of the liquid crystal display device of another embodiment of this invention, (d)-(f) demonstrates operation | movement of the liquid crystal display device of a comparative example. It is a top view for doing. 図12(a)〜(c)に示す形態の液晶表示装置における、液晶分子の初期配向方向と、偏光軸方向と、画素電極方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the initial orientation direction of a liquid crystal molecule | numerator, a polarization axis direction, and a pixel electrode direction in the liquid crystal display device of the form shown to Fig.12 (a)-(c). 本発明の別の実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device of another embodiment of this invention. (a)および(b)は、本発明のさらに別の実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device of another embodiment of this invention. (a)および(b)は、本発明のさらに別の実施形態の液晶表示装置の構成を示す図である(A) And (b) is a figure which shows the structure of the liquid crystal display device of another embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1および図2は、本発明の実施形態による液晶表示装置の1画素に対応する部分を拡大して示す。図1は、液晶表示装置が備えるTFT基板50の1画素領域を示す平面図であり、図2は、図1のA−A’線に沿った断面図である。   1 and 2 are enlarged views of a portion corresponding to one pixel of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing one pixel region of a TFT substrate 50 included in the liquid crystal display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1.

図2に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、互いに対向配置されたTFT基板50および対向基板60と、これらの間に保持された液晶層70とを有しており、FFSモードで動作する。液晶層70には、正の誘電異方性を有する液晶材料が含まれており、TFT基板50に設けられた1組の電極(後述する共通電極16と画素電極18)に所定の電圧が印加されたときに、電界の向きに揃うように基板面内で液晶分子が回転することで表示が行われる。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal display device according to the present embodiment includes a TFT substrate 50 and a counter substrate 60 that are arranged to face each other, and a liquid crystal layer 70 that is held between them. Operate. The liquid crystal layer 70 includes a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy, and a predetermined voltage is applied to a pair of electrodes (a common electrode 16 and a pixel electrode 18 described later) provided on the TFT substrate 50. Then, the display is performed by rotating the liquid crystal molecules in the substrate plane so as to align with the direction of the electric field.

また、TFT基板50と対向基板60とのそれぞれにおいて、液晶層70と反対側には、裏側偏光板29および表側偏光板39がそれぞれ配置されている。本実施形態の液晶表示装置では、裏側偏光板29の吸収軸と表側偏光板39の吸収軸とが(あるいは、それぞれの透過軸同士が)互いに直交するようにクロスニコルに配置されている。本実施形態の液晶表示装置は、電圧無印加時に黒状態となるノーマリブラックモードの液晶表示装置である。   In each of the TFT substrate 50 and the counter substrate 60, a back side polarizing plate 29 and a front side polarizing plate 39 are disposed on the opposite side of the liquid crystal layer 70. In the liquid crystal display device of this embodiment, the absorption axis of the back-side polarizing plate 29 and the absorption axis of the front-side polarizing plate 39 (or the transmission axes thereof) are arranged in crossed Nicols so as to be orthogonal to each other. The liquid crystal display device of the present embodiment is a normally black mode liquid crystal display device that is in a black state when no voltage is applied.

裏側偏光板29の外側には、LEDや冷陰極線管などを用いて構成されたバックライトユニット(図示せず)が設けられており、バックライトユニットからの光を液晶層70で変調することで表示が行われる。   A backlight unit (not shown) configured using an LED, a cold cathode ray tube, or the like is provided outside the back-side polarizing plate 29, and light from the backlight unit is modulated by the liquid crystal layer 70. Display is performed.

図1および図2に示すように、TFT基板50は、ガラス等からなる透明基板10と、透明基板10上に設けられたゲートバスライン2、ソースバスライン4、これらの交差部近傍に設けられたTFT6とを有している。TFT6は、ゲートバスライン2に接続されたゲート電極12と、ソースバスライン4に接続されたソース電極14と、ソース電極14と間隔を開けて対向するように設けられたドレイン電極15と、ソース電極14およびドレイン電極15に接続された典型的には島状の半導体層(図示せず)とによって構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the TFT substrate 50 is provided in the vicinity of a transparent substrate 10 made of glass or the like, a gate bus line 2 provided on the transparent substrate 10, a source bus line 4, and an intersection thereof. TFT 6. The TFT 6 includes a gate electrode 12 connected to the gate bus line 2, a source electrode 14 connected to the source bus line 4, a drain electrode 15 provided to face the source electrode 14 at an interval, a source Typically, it is configured by an island-shaped semiconductor layer (not shown) connected to the electrode 14 and the drain electrode 15.

ゲート電極12と、ソース電極14およびドレイン電極15とは、介在するゲート絶縁膜20によって電気的に絶縁されており、ゲート電極12にオン電圧が印加されたときに、ソース電極14とドレイン電極15とが半導体層(チャネル)を介して導通する。   The gate electrode 12, the source electrode 14, and the drain electrode 15 are electrically insulated by an intervening gate insulating film 20, and when an on-voltage is applied to the gate electrode 12, the source electrode 14 and the drain electrode 15. Are conducted through the semiconductor layer (channel).

TFT6やソースバスライン4などは、SiNx等からなる第1保護膜(絶縁膜)21によって全体的に覆われている。また、第1保護膜21上には、有機層間絶縁膜24が設けられており、表面が平坦化されるとともに、不要な静電容量の形成が防止されている。 The TFT 6, the source bus line 4, etc. are entirely covered with a first protective film (insulating film) 21 made of SiN x or the like. An organic interlayer insulating film 24 is provided on the first protective film 21 to flatten the surface and prevent formation of unnecessary capacitance.

隣接する2本のゲートバスライン2と、隣接する2本のソースバスライン4とによって囲まれた領域において、画素PXが規定されている。図2に示すように、画素PXには、有機層間絶縁膜24上において画素PXの全体に渡って形成された共通電極16と、第2保護膜(絶縁膜)22を挟んで共通電極16の上に形成された画素電極18とが設けられている。さらに、画素電極18上には光配向膜28が液晶層70と接するように設けられており、光配向膜28によって電圧無印加時の液晶分子LCの配向方向が規制される。   A pixel PX is defined in a region surrounded by two adjacent gate bus lines 2 and two adjacent source bus lines 4. As shown in FIG. 2, in the pixel PX, the common electrode 16 formed over the entire organic interlayer insulating film 24 over the entire pixel PX and the second protective film (insulating film) 22 sandwich the common electrode 16. A pixel electrode 18 formed thereon is provided. Further, a photo-alignment film 28 is provided on the pixel electrode 18 so as to be in contact with the liquid crystal layer 70, and the alignment direction of the liquid crystal molecules LC when no voltage is applied is regulated by the photo-alignment film 28.

また、画素PXは、図1における上下方向(y軸方向)に沿って隣接して配置された第1ドメインP1と第2ドメインP2とを含んでおり、いわゆるデュアルドメイン構成を有している。本実施形態において、第1ドメインP1と第2ドメインP2とは、水平方向(x軸方向)に延びる画素中心線を軸として対称的に配置されている。   Further, the pixel PX includes a first domain P1 and a second domain P2 that are adjacently disposed along the vertical direction (y-axis direction) in FIG. 1, and has a so-called dual domain configuration. In the present embodiment, the first domain P1 and the second domain P2 are symmetrically arranged with the pixel center line extending in the horizontal direction (x-axis direction) as an axis.

画素PXに対して設けられた画素電極18は、複数の「く」の字型の電極部分、すなわち、複数の屈曲した細長い電極部分(あるいは複数の屈曲スリット)を有している。この「く」の字型電極部分は、第1の方向D3に延びる細長部分(第1細長部分)181と、第1の方向D3とは異なる方向D4に延びる細長部分(第2細長部分)182とから構成される。第1ドメインP1では、複数の第1細長部分181が第1の方向D3(電極方向D3と呼ぶ場合がある)に沿って平行に配列され、第2ドメインP2では、複数の第2細長部分182が第2の方向D4(電極方向D4と呼ぶ場合がある)に沿って平行に配列されている。   The pixel electrode 18 provided for the pixel PX has a plurality of “<”-shaped electrode portions, that is, a plurality of bent elongated electrode portions (or a plurality of bent slits). This "<"-shaped electrode portion includes an elongated portion (first elongated portion) 181 extending in the first direction D3 and an elongated portion (second elongated portion) 182 extending in a direction D4 different from the first direction D3. It consists of. In the first domain P1, a plurality of first elongated portions 181 are arranged in parallel along a first direction D3 (sometimes referred to as an electrode direction D3), and in the second domain P2, a plurality of second elongated portions 182 are arranged. Are arranged in parallel along the second direction D4 (sometimes referred to as the electrode direction D4).

第1細長部分181と第2細長部分182とを含む画素電極18は、図示しないコンタクトホールにおいてTFT6のドレイン電極15と電気的に接続されている。画素電極18には、TFT6のオン期間中にソースバスライン4からの信号電圧が印加される。また、共通電極16には、所定の回路構成により画素電極18とは独立して共通電圧が印加される。共通電極16が、画素電極18やTFT6と絶縁されていることは言うまでもない。   The pixel electrode 18 including the first elongated portion 181 and the second elongated portion 182 is electrically connected to the drain electrode 15 of the TFT 6 through a contact hole (not shown). A signal voltage from the source bus line 4 is applied to the pixel electrode 18 while the TFT 6 is on. A common voltage is applied to the common electrode 16 independently of the pixel electrode 18 with a predetermined circuit configuration. Needless to say, the common electrode 16 is insulated from the pixel electrode 18 and the TFT 6.

本実施形態において、共通電極16および画素電極18は、ITOなどの透明導電性材料を用いて形成されており、これらはTFT基板50の背面側に配置されたバックライトユニット(図示せず)からの光を透過させることができる。また、第2保護膜22を挟んで共通電極16と画素電極18とが互いに対面する部分において、液晶容量Clcと並列に接続された蓄積容量(補助容量)Csが形成されている。   In the present embodiment, the common electrode 16 and the pixel electrode 18 are formed using a transparent conductive material such as ITO, and these are from a backlight unit (not shown) disposed on the back side of the TFT substrate 50. Can be transmitted. In addition, a storage capacitor (auxiliary capacitor) Cs connected in parallel with the liquid crystal capacitor Clc is formed in a portion where the common electrode 16 and the pixel electrode 18 face each other across the second protective film 22.

このように構成されたTFT基板50において、画素電極18と共通電極16とに印加される電圧に応じて、第1ドメインP1と第2ドメインP2とでは、異なる方向に電界が発生する。第1ドメインP1では、第1細長部分181に略直交する方向の面内成分を有する電界E1が発生し、第2ドメインP2では、第2細長部分182に略直交する方向の面内成分を有する電界E2が発生する。正の誘電異方性を有する液晶材料を用いる場合、液晶分子は、発生した電界の方向にその長軸方向が揃うように面内回転する。   In the TFT substrate 50 configured as described above, electric fields are generated in different directions in the first domain P1 and the second domain P2 in accordance with the voltages applied to the pixel electrode 18 and the common electrode 16. In the first domain P1, an electric field E1 having an in-plane component in a direction substantially orthogonal to the first elongated portion 181 is generated, and in the second domain P2, an in-plane component in a direction substantially orthogonal to the second elongated portion 182 is generated. An electric field E2 is generated. When a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy is used, the liquid crystal molecules rotate in-plane so that the major axis direction is aligned with the direction of the generated electric field.

また、光配向膜28は、第1ドメインP1および第2ドメインP2のそれぞれに対応して、互いに異なる方向(図1に示す第1配向方向D1および第2配向方向D2)に液晶分子を配向させる第1配向領域A1と第2配向領域A2とを有している。第1配向方向D1および第2配向方向D2は、y軸方向に沿って延びる裏側偏光板29の吸収軸(吸収軸方向)AX1(図5参照)に対して、例えば0°超2°以下の大きさのオフセット角度を有する方向に設定されている。   The photo-alignment film 28 aligns liquid crystal molecules in different directions (first alignment direction D1 and second alignment direction D2 shown in FIG. 1) corresponding to each of the first domain P1 and the second domain P2. The first alignment region A1 and the second alignment region A2 are provided. The first alignment direction D1 and the second alignment direction D2 are, for example, more than 0 ° and 2 ° or less with respect to the absorption axis (absorption axis direction) AX1 (see FIG. 5) of the back-side polarizing plate 29 extending along the y-axis direction. It is set in a direction having a magnitude offset angle.

より具体的には、第1配向方向D1は、吸収軸方向(y軸方向)と、第1細長部分181の延びる方向D3との間の方向に設定されている。第2配向方向D2は、吸収軸方向(y軸方向)と、第2細長部分182の延びる方向D4との間の方向に設定される。第1配向方向D1および第2配向方向D2は、いずれも吸収軸方向とは異なる方向であり、また、電極方向D3、D4とも異なる方向である。   More specifically, the first alignment direction D1 is set to a direction between the absorption axis direction (y-axis direction) and the direction D3 in which the first elongated portion 181 extends. The second alignment direction D2 is set to a direction between the absorption axis direction (y-axis direction) and the direction D4 in which the second elongated portion 182 extends. The first alignment direction D1 and the second alignment direction D2 are both directions different from the absorption axis direction, and are also different from the electrode directions D3 and D4.

なお、本明細書において、「光配向膜」とは、光(例えば偏光紫外線)の照射によって配向規制力が付与される配向膜を意味する。特許文献2には、光配向膜を備える液晶表示装置が記載されており、例えば、ポリイミドの主鎖と、光反応性官能基としてシンナメート基を含む側鎖とを有する高分子からなる配向膜に光を照射することによって光配向膜を形成することが記載されている。   In the present specification, the “photo-alignment film” means an alignment film to which an alignment regulating force is imparted by irradiation with light (for example, polarized ultraviolet rays). Patent Document 2 describes a liquid crystal display device provided with a photo-alignment film. For example, an alignment film made of a polymer having a main chain of polyimide and a side chain containing a cinnamate group as a photoreactive functional group is disclosed. It describes that a photo-alignment film is formed by irradiating light.

他方、対向基板60は、ガラス等からなる透明基板30と、透明基板30上に設けられたブラックマトリクス32と、赤、緑、青色のカラーフィルタ33R、33G、33Bとを有しており、フルカラー表示に対応している。透明基板30の液晶層70の側には、有機平坦化膜34を介して、光配向膜38が液晶層70と接するように設けられている。また、透明基板30の外側(液晶層側とは反対側)には、帯電を防止するための、ITO等からなる透明導電膜36が設けられている。   On the other hand, the counter substrate 60 includes a transparent substrate 30 made of glass or the like, a black matrix 32 provided on the transparent substrate 30, and red, green, and blue color filters 33R, 33G, and 33B. It corresponds to the display. On the liquid crystal layer 70 side of the transparent substrate 30, a photo-alignment film 38 is provided so as to be in contact with the liquid crystal layer 70 with the organic planarizing film 34 interposed therebetween. A transparent conductive film 36 made of ITO or the like is provided outside the transparent substrate 30 (on the side opposite to the liquid crystal layer side) to prevent charging.

本実施形態では、透明基板30に設けられた光配向膜38は、TFT基板50側に設けられた光配向膜28と同様に、第1ドメインP1と第2ドメインP2とに対応するように配置された第1配向領域および第2配向領域を有している。これらの配向領域での配向方向は、TFT基板50側の光配向膜28と同様になるように設定されている。   In the present embodiment, the photo-alignment film 38 provided on the transparent substrate 30 is disposed so as to correspond to the first domain P1 and the second domain P2, similarly to the photo-alignment film 28 provided on the TFT substrate 50 side. The first alignment region and the second alignment region are formed. The alignment direction in these alignment regions is set to be the same as that of the photo-alignment film 28 on the TFT substrate 50 side.

ただし、後述するように、液晶層70を挟んで対向配置された一対の光配向膜28、38のうちの一方は、複数の配向領域を有さず、全面にわたって単一の配向方向(典型的には偏光板の吸収軸と平行な方向)を有する配向膜であっても良い。また、単一の配向方向を有する配向膜は、ラビング処理を用いて配向規制力を付与することで容易に作製することができる。   However, as will be described later, one of the pair of photo-alignment films 28 and 38 disposed opposite to each other with the liquid crystal layer 70 interposed therebetween does not have a plurality of alignment regions and has a single alignment direction (typical) May be an alignment film having a direction parallel to the absorption axis of the polarizing plate. An alignment film having a single alignment direction can be easily produced by applying an alignment regulating force using a rubbing process.

以下、上述のように構成されたデュアルドメインを有するFFSモードの液晶表示装置の動作を、比較例の液晶表示装置の動作とともに説明する。   Hereinafter, the operation of the FFS mode liquid crystal display device having the dual domain configured as described above will be described together with the operation of the liquid crystal display device of the comparative example.

図3(a)〜(c)は、実施形態の液晶表示装置における、電圧無印加時、低電圧印加時(例えば、0V超1V以下)、高電圧印加時(例えば1V超)の状態を示す。また、図4(a)〜(c)は、比較例の液晶表示装置の電圧無印加時、低電圧印加時、高電圧印加時の状態を示す。なお、図の分かり易さのために、画素の中央に沿って延びる屈曲細長電極部分は、図3(a)〜(c)および図4(a)〜(c)では省略している。   3A to 3C show states of the liquid crystal display device according to the embodiment when no voltage is applied, when a low voltage is applied (for example, more than 0 V and not more than 1 V), and when a high voltage is applied (for example, more than 1 V). . 4A to 4C show states of the comparative liquid crystal display device when no voltage is applied, when a low voltage is applied, and when a high voltage is applied. For easy understanding of the drawing, the bent elongated electrode portion extending along the center of the pixel is omitted in FIGS. 3 (a) to 3 (c) and FIGS. 4 (a) to 4 (c).

図3(a)に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、第1ドメインP1と第2ドメインP2とで、裏側偏光板29の吸収軸AX1に対してそれぞれ正および負(ここでは、時計回りの角度を正とする)のオフセット角度を持つように第1配向方向D1および第2配向方向D2がそれぞれ設定されている。   As shown in FIG. 3A, in the liquid crystal display device of this embodiment, the first domain P1 and the second domain P2 are positive and negative with respect to the absorption axis AX1 of the back-side polarizing plate 29 (here, The first orientation direction D1 and the second orientation direction D2 are respectively set so as to have an offset angle (with a clockwise angle being positive).

図5は、配向方向D1、D2と、裏側偏光板29の吸収軸(または表側偏光板39の透過軸)AX1および表側偏光板39の吸収軸(または裏側偏光板29の透過軸)AX2と、第1および第2細長電極部分(あるいは画素電極におけるスリット)の方向D3、D4との関係を示す。なお、図の分かり易さのために、画素中央を延びる屈曲細長電極部分は、図5でも図示していない。   FIG. 5 shows the orientation directions D1 and D2, the absorption axis of the back-side polarizing plate 29 (or the transmission axis of the front-side polarizing plate 39) AX1, and the absorption axis of the front-side polarizing plate 39 (or the transmission axis of the back-side polarizing plate 29) AX2. The relationship with the direction D3, D4 of the 1st and 2nd elongate electrode part (or slit in a pixel electrode) is shown. For easy understanding of the drawing, the bent elongated electrode portion extending in the center of the pixel is not shown in FIG.

本実施形態では、第1ドメインP1における第1細長部分181の延びる方向D3は、裏側偏光板29の吸収軸AX1から約7°傾いた方向に(すなわち、オフセット角度β=7°を有するように)設定されている。また、吸収軸AX1に対する液晶配向方向D1のオフセット角度αは約1°に設定されている。   In the present embodiment, the extending direction D3 of the first elongated portion 181 in the first domain P1 is in a direction inclined by about 7 ° from the absorption axis AX1 of the back-side polarizing plate 29 (that is, has an offset angle β = 7 °). ) Is set. The offset angle α of the liquid crystal alignment direction D1 with respect to the absorption axis AX1 is set to about 1 °.

また、第2ドメインP2における第2細長部分182の延びる方向D4は、裏側偏光板29の吸収軸AX1から約−7°傾いた方向に(すなわち、オフセット角度β=−7°を有するように)設定されている。また、吸収軸AX1に対する液晶配向方向D2のオフセット角度αは約−1°に設定されている。   Further, the extending direction D4 of the second elongated portion 182 in the second domain P2 is in a direction inclined by about −7 ° from the absorption axis AX1 of the back-side polarizing plate 29 (that is, has an offset angle β = −7 °). Is set. The offset angle α of the liquid crystal alignment direction D2 with respect to the absorption axis AX1 is set to about −1 °.

電圧印加時には、第1ドメインP1では、第1細長部分181の方向D3に対して略垂直な方向に面内成分を持つ電界E1が発生する。電界E1は、実際には、画素電極18と共通電極16との間で、基板垂直方向の成分をも有する斜め電界として発生する。また、第2ドメインP1では、第2細長部分182の方向D4に対して略垂直な方向に面内成分を持つ電界E2が発生する。電界E2は、実際には、画素電極18と共通電極16との間で、基板垂直方向の成分をも有する斜め電界として発生する。   When a voltage is applied, an electric field E1 having an in-plane component in a direction substantially perpendicular to the direction D3 of the first elongated portion 181 is generated in the first domain P1. The electric field E1 is actually generated as an oblique electric field having a component in the substrate vertical direction between the pixel electrode 18 and the common electrode 16. In the second domain P1, an electric field E2 having an in-plane component in a direction substantially perpendicular to the direction D4 of the second elongated portion 182 is generated. The electric field E2 is actually generated as an oblique electric field having a component in the substrate vertical direction between the pixel electrode 18 and the common electrode 16.

図5に示す関係を有している時、第1ドメインP1の液晶分子LCは、電圧印加時に生じる電界E1によって反時計回りに回転する。また、第2ドメインP2の液晶分子LCは、電圧印加時に生じる電界E2によって時計回りに回転する。つまり、第1ドメインP1と第2ドメインP2とでは、電圧印加時の液晶分子の回転方向が逆である。   When the relationship shown in FIG. 5 is satisfied, the liquid crystal molecules LC in the first domain P1 are rotated counterclockwise by the electric field E1 generated when a voltage is applied. Further, the liquid crystal molecules LC of the second domain P2 are rotated clockwise by the electric field E2 generated when a voltage is applied. That is, in the first domain P1 and the second domain P2, the rotation direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied is reversed.

このように、第1ドメインP1と第2ドメインP2とで、電圧印加時の液晶分子の回転方向は逆であるが、いずれのドメインP1、P2においても、第1配向方向D1および第2配向方向D2は、吸収軸AX1に対して、電圧印加時の液晶分子の回転方向とは逆の方向に角度オフセットを有するように設定されている。   As described above, the first domain P1 and the second domain P2 have opposite rotation directions of the liquid crystal molecules when a voltage is applied. In any of the domains P1 and P2, the first alignment direction D1 and the second alignment direction are the same. D2 is set so as to have an angular offset with respect to the absorption axis AX1 in a direction opposite to the rotation direction of the liquid crystal molecules during voltage application.

再び図3(a)〜(c)および図4(a)〜(c)を参照する。図3(a)に示すように、本実施形態では、電圧無印加時(または0V印加時)に、第1ドメインP1および第2ドメインP2の液晶分子LCの長軸方向(すなわち、第1および第2配向領域の各配向方向D1、D2)が、吸収軸(以下、偏光軸と呼ぶ場合がある)AX1からわずかに傾いている。一方で、図4(a)に示すように、比較例の液晶表示装置では、電圧無印加時において、第1ドメインP1および第2ドメインP2の双方の液晶分子LCの長軸方向(すなわち、典型的には1方向へのラビング処理によって得られる単一の配向方向D0)と吸収軸AX1の方向とが平行である。   Reference is again made to FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C. As shown in FIG. 3A, in this embodiment, when no voltage is applied (or when 0 V is applied), the major axis directions of the liquid crystal molecules LC of the first domain P1 and the second domain P2 (that is, the first and second domains) Each alignment direction D1, D2) of the second alignment region is slightly inclined from the absorption axis (hereinafter sometimes referred to as a polarization axis) AX1. On the other hand, as shown in FIG. 4A, in the liquid crystal display device of the comparative example, the liquid crystal molecules LC in both the first domain P1 and the second domain P2 in the major axis direction (that is, typical) when no voltage is applied. Specifically, the single orientation direction D0) obtained by rubbing in one direction is parallel to the direction of the absorption axis AX1.

次に、図3(b)に示すように、低い電圧が画素電極18と共通電極16との間に印加されたとき、実施形態の液晶表示装置では、第1ドメインP1および第2ドメインP2の両方で、液晶分子LCの長軸方向D1’、D2’が偏光軸AX1と平行になる。一方で、図4(b)に示すように、比較例の液晶表示装置では、第1ドメインP1および第2ドメインP2の液晶分子の長軸方向は偏光軸AX1とは平行ではなくなる。   Next, as shown in FIG. 3B, when a low voltage is applied between the pixel electrode 18 and the common electrode 16, in the liquid crystal display device of the embodiment, the first domain P1 and the second domain P2 In both cases, the major axis directions D1 ′ and D2 ′ of the liquid crystal molecules LC are parallel to the polarization axis AX1. On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the liquid crystal display device of the comparative example, the major axis directions of the liquid crystal molecules in the first domain P1 and the second domain P2 are not parallel to the polarization axis AX1.

次に、図3(c)に示すように、白表示時などの高い電圧が画素電極18と共通電極16との間に印加されたとき、実施形態の液晶表示装置では、第1ドメインP1および第2ドメインP2の両方で、液晶分子LCの長軸方向D1’、D2’が、偏光軸AX1を超えて回転し、電界E1、E2の方向により近付く。また、図4(c)に示すように、比較例の液晶表示装置でも、第1ドメインP1および第2ドメインP2の液晶分子の長軸方向が電界E1、E2の方向により近付く。   Next, as shown in FIG. 3C, when a high voltage is applied between the pixel electrode 18 and the common electrode 16 when white display or the like is performed, in the liquid crystal display device of the embodiment, the first domain P1 and In both the second domains P2, the major axis directions D1 ′ and D2 ′ of the liquid crystal molecules LC rotate beyond the polarization axis AX1 and approach the directions of the electric fields E1 and E2. As shown in FIG. 4C, in the liquid crystal display device of the comparative example, the major axis directions of the liquid crystal molecules in the first domain P1 and the second domain P2 are closer to the directions of the electric fields E1 and E2.

以上に説明したように、本実施形態の液晶表示装置では、比較例の液晶表示装置とは異なり、電圧無印加時ではなく、0V超の所定の低電圧が印加されたときに、第1ドメインP1と第2ドメインP2との両方において、液晶分子LCの長軸方向D1’、D2’と偏光板の偏光軸AX1とが平行な状態になり、液晶層の透過率が最小になる。すなわち、初期配向時ではなく、電圧印加時において各ドメインP1、P2で液晶分子LCが回転中に透過率が最低になり、この透過率が最低のときに黒表示を行うことができる。   As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, unlike the liquid crystal display device of the comparative example, the first domain is applied when a predetermined low voltage exceeding 0 V is applied, not when no voltage is applied. In both P1 and the second domain P2, the major axis directions D1 ′ and D2 ′ of the liquid crystal molecules LC and the polarization axis AX1 of the polarizing plate are in parallel, and the transmittance of the liquid crystal layer is minimized. That is, the transmittance becomes the lowest while the liquid crystal molecules LC are rotating in the domains P1 and P2 at the time of voltage application, not at the initial alignment, and black display can be performed when this transmittance is the lowest.

本実施形態の液晶表示装置では、例えば、以下に説明するゲートライン反転駆動方式で液晶表示装置を動作する場合に、低消費電力化と、好適な黒表示の実現(コントラスト比)とを両立させることができる。   In the liquid crystal display device of this embodiment, for example, when the liquid crystal display device is operated by the gate line inversion driving method described below, both low power consumption and suitable black display (contrast ratio) are achieved. be able to.

図6(a)は、本実施形態における1画素に対応する回路構成を模式的に示し、図6(b)および(c)は、ゲートライン反転駆動における駆動信号(ゲート電圧Vg、データ信号電圧Vd、共通電圧Vcom)などを示す。   6A schematically shows a circuit configuration corresponding to one pixel in this embodiment, and FIGS. 6B and 6C show driving signals (gate voltage Vg, data signal voltage) in gate line inversion driving. Vd, common voltage Vcom) and the like.

「ゲートライン反転駆動方式」は、隣接するゲートライン(または画素行)毎に各画素に印加されるデータ信号電圧の極性を反転させる駆動方式である。また、1フレーム毎にも極性は反転される。このようにして、直流駆動を避けることで、液晶の焼きつきなどを防止し、液晶表示装置の劣化を抑制することができる。   The “gate line inversion driving method” is a driving method in which the polarity of the data signal voltage applied to each pixel is inverted for each adjacent gate line (or pixel row). The polarity is also inverted every frame. In this manner, by avoiding direct current drive, it is possible to prevent liquid crystal burn-in and the like and suppress deterioration of the liquid crystal display device.

また、図6(b)に、FFSモードでの黒表示(黒電圧)、或いは低階調(低電圧)時の各電圧のタイミングチャートを示す。液晶印加電圧VLCは、データ信号電圧(交流=ソース信号)VdACと、共通電極に印加される共通電圧VcomAC(交流)との間で小さい電圧差を同位相で形成し、液晶印加電圧としている。   FIG. 6B shows a timing chart of each voltage in black display (black voltage) or low gradation (low voltage) in the FFS mode. The liquid crystal applied voltage VLC forms a small voltage difference between the data signal voltage (AC = source signal) VdAC and the common voltage VcomAC (AC) applied to the common electrode in the same phase, and is used as the liquid crystal applied voltage.

更に、図6(c)に、白表示(高電圧)の際の各電圧のタイミングチャートを示す。白表示時は高電圧差が必要となるため、データ信号電圧VdACと共通電圧VcomACとの間で半位相ずらし高電圧差を形成し、所望の大きさの電圧VLCを画素に対して印加する。このようにして、データ信号電圧VdACの振幅を小さくすることによって消費電力を抑制することができる。このため、特に、モバイル用途などの低消費電力化が強く望まれる用途では、データ信号電圧および共通電圧を極性反転させて駆動することがある。   Further, FIG. 6C shows a timing chart of each voltage in white display (high voltage). Since a high voltage difference is required at the time of white display, a high voltage difference is formed by shifting a half phase between the data signal voltage VdAC and the common voltage VcomAC, and a voltage VLC having a desired magnitude is applied to the pixel. In this way, power consumption can be suppressed by reducing the amplitude of the data signal voltage VdAC. For this reason, especially in applications where low power consumption is strongly desired, such as mobile applications, the data signal voltage and the common voltage may be driven with the polarity reversed.

図6(b)に示すように、ゲートライン反転駆動方式では、黒表示においても、信号電圧(および共通電圧)の極性は、例えばゲートライン毎に異なっている。ただし、ノーマリブラックの液晶表示装置において、黒表示のときには、液晶層に印加される電圧(すなわち、信号電圧と共通電圧との差電圧)が0V近くに設定される。   As shown in FIG. 6B, in the gate line inversion driving method, the polarity of the signal voltage (and the common voltage) is different for each gate line even in black display. However, in the normally black liquid crystal display device, the voltage applied to the liquid crystal layer (that is, the difference voltage between the signal voltage and the common voltage) is set to close to 0 V during black display.

低消費電力化を実現するために、黒表示時においても、データ信号電圧または共通電圧の大きさのいずれかを、他方よりも小さくすることが考えられる。図6(b)には、共通電圧VcomACがデータ信号電圧VdACよりも0.3〜0.5V程度小さく設定されている場合が示されている。このようにして、黒表示時に、画素電極と共通電極とのそれぞれに印加する電圧の大きさを異ならせることによって、さらに消費電力を低下させることができる。しかし、この駆動方式では、黒表示時にも、差電圧である0.3〜0.5Vの低電圧VLCが液晶層には印加されることになる。   In order to realize low power consumption, it is conceivable to make either the data signal voltage or the common voltage smaller than the other even during black display. FIG. 6B shows a case where the common voltage VcomAC is set to be about 0.3 to 0.5 V lower than the data signal voltage VdAC. In this way, the power consumption can be further reduced by making the magnitudes of the voltages applied to the pixel electrode and the common electrode different during black display. However, in this driving method, a low voltage VLC of 0.3 to 0.5 V, which is a differential voltage, is applied to the liquid crystal layer even during black display.

従来のデュアルドメインFFSモードの液晶表示装置では、0V印加時に液晶ドメインの透過率が最小となるように、液晶の配向方向(配向膜のラビング方向)と、偏光板の吸収軸方向とが平行に配置されていた。そのため、上述のような0.3〜0.5V程度の低電圧を印加したときには、透過率が最小の状態ではなくなる。したがって、消費電力を抑制しながら、理想的な黒表示を実現することでコントラスト比を向上させることは困難であり、これらはトレードオフの関係にあった。   In a conventional dual domain FFS mode liquid crystal display device, the alignment direction of the liquid crystal (the rubbing direction of the alignment film) and the absorption axis direction of the polarizing plate are parallel so that the transmittance of the liquid crystal domain is minimized when 0 V is applied. Had been placed. Therefore, when a low voltage of about 0.3 to 0.5 V as described above is applied, the transmittance is not in a minimum state. Therefore, it is difficult to improve the contrast ratio by realizing an ideal black display while suppressing power consumption, and these have a trade-off relationship.

これに対して、本実施形態の液晶表示装置の駆動に、上記のゲートライン反転駆動を用いた場合には、液晶層に低電圧を印加することで消費電力の低減を図りながら、黒表示を透過率が最小となる状態で行うことができる。また、デュアルドメイン構成において、いずれのドメインでも上述の効果が得られるので、低消費電力、高コントラスト比の実現に加え、斜め方向から観察したときの色変位を抑制することができ、表示品位を向上させることができる。   On the other hand, when the above-described gate line inversion driving is used for driving the liquid crystal display device of this embodiment, black display is performed while reducing power consumption by applying a low voltage to the liquid crystal layer. This can be done in a state where the transmittance is minimized. In addition, in the dual domain configuration, the above-described effects can be obtained in any domain. In addition to realizing low power consumption and a high contrast ratio, color displacement when observed from an oblique direction can be suppressed, and display quality can be improved. Can be improved.

なお、図6(b)および(c)には、実際に液晶層70に印加される電圧VLC’(1フレーム期間中において所定画素に対して印加される実効電圧)も示されている。この電圧VLC’は、TFTのオフ切り替え時に発生するフィードスルー電圧(引き込み電圧)ΔVdの影響を受ける。フィードスルー電圧ΔVdの大きさは、図6(a)に示すゲート−ドレイン間の寄生容量Cgdの大きさに応じて決定される。したがって、実際に黒表示時に付与するデータ信号電圧および共通電圧の大きさは、この寄生容量Cgdの大きさも考慮した上で、電圧保持期間中に所定の低電圧が液晶層に印加されるように適切に選択されることが好ましい。   6B and 6C also show a voltage VLC ′ (effective voltage applied to a predetermined pixel during one frame period) actually applied to the liquid crystal layer 70. This voltage VLC 'is affected by a feedthrough voltage (pull-in voltage) ΔVd generated when the TFT is switched off. The magnitude of the feedthrough voltage ΔVd is determined according to the magnitude of the gate-drain parasitic capacitance Cgd shown in FIG. Accordingly, the magnitude of the data signal voltage and the common voltage that are actually applied during black display is such that a predetermined low voltage is applied to the liquid crystal layer during the voltage holding period in consideration of the magnitude of the parasitic capacitance Cgd. It is preferable to select appropriately.

また、液晶表示モードで最も普及しているTN(ツイスティドネマティック:ノーマリーホワイト)モードでは、白表示(低電圧部)を0.3〜1.0V近傍にて駆動するのが一般的である。TNモード用駆動ドライバーは幅広く流通しており低コストであるため、TN用ドライバーをFFSモードに使用することで低コスト化、部品共通化が図れる。従って、FFSモード(ノーマリーブラックモード)の黒電圧を0Vではなく0.3V〜1.0Vに設定することでコストメリットが得られるという利点もある。   In the TN (twisted nematic: normally white) mode, which is most popular in the liquid crystal display mode, it is common to drive white display (low voltage portion) in the vicinity of 0.3 to 1.0 V. . Since TN mode drive drivers are widely distributed and low in cost, by using the TN driver for the FFS mode, it is possible to reduce costs and to make parts common. Therefore, there is an advantage that a cost merit can be obtained by setting the black voltage in the FFS mode (normally black mode) to 0.3V to 1.0V instead of 0V.

以下、本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described.

TFT基板50のうちの光配向膜28を除く部分は、従来と同様に公知の方法で作製することができる。また、対向基板60についても、配向膜38を除いては、従来と同様に公知の方法で作製することができる。このため、光配向膜28、38以外の構成要素の製造工程については、ここでは説明を省略する。   The portion of the TFT substrate 50 excluding the photo-alignment film 28 can be produced by a known method as in the conventional case. Further, the counter substrate 60 can be manufactured by a known method as in the prior art except for the alignment film 38. For this reason, the description of the manufacturing process of components other than the photo-alignment films 28 and 38 is omitted here.

なお、TFT基板50のゲート絶縁膜20、第1保護膜21、および第2保護膜22は、厚さ0.2μm〜0.5μmのSiNx膜から形成されていて良く、また、ゲートバスライン2やソースバスライン4などは、厚さ0.4μmのTiN/Al/TiNの積層金属膜で構成されていてよい。有機層間絶縁膜24は、厚さ2.5μmのアクリル系材料から形成され得る。また、画素電極18および共通電極16は厚さ0.1μmのITOから形成され得る。 Note that the gate insulating film 20, the first protective film 21, and the second protective film 22 of the TFT substrate 50 may be formed of a SiN x film having a thickness of 0.2 μm to 0.5 μm, and a gate bus line. 2 and the source bus line 4 may be formed of a TiN / Al / TiN laminated metal film having a thickness of 0.4 μm. The organic interlayer insulating film 24 can be formed of an acrylic material having a thickness of 2.5 μm. Further, the pixel electrode 18 and the common electrode 16 can be formed of ITO having a thickness of 0.1 μm.

画素電極18は、各ドメインP1、P2において平行に延びる複数の第1および第2細長部分181、182を含むが、その幅は例えば約0.1μmに設定される。また、細長部分181、182の間隔(またはスリットの幅)は、例えば約4.0μmに設定され得る。また、対向基板60のブラックマトリクス32は、厚さ1.6μmの黒色樹脂から形成され得、各色のカラーフィルタ33R、33G、33Bの厚さは1.5μmに設定される。また、有機平坦化膜34は、厚さ2.0μmのアクリル系材料から形成され、帯電防止用の透明導電膜36は、厚さ20nmのITO膜から形成されてよい。透明導電膜36は、液晶注入工程後にスパッタ法によって形成されてよい。   The pixel electrode 18 includes a plurality of first and second elongated portions 181 and 182 extending in parallel in each of the domains P1 and P2, and the width thereof is set to, for example, about 0.1 μm. Further, the interval between the elongated portions 181 and 182 (or the width of the slit) can be set to, for example, about 4.0 μm. Further, the black matrix 32 of the counter substrate 60 can be formed of a black resin having a thickness of 1.6 μm, and the thickness of each color filter 33R, 33G, 33B is set to 1.5 μm. The organic planarization film 34 may be formed from an acrylic material having a thickness of 2.0 μm, and the transparent conductive film 36 for preventing charging may be formed from an ITO film having a thickness of 20 nm. The transparent conductive film 36 may be formed by a sputtering method after the liquid crystal injection process.

以下、光配向膜28、38の作製工程を説明する。本実施形態では、光配向膜28、38において、画素毎に2つのドメインP1、P2が設けられており、これらのドメインP1、P2に対応するように、配向方向が異なる第1配向領域および第2配向領域が形成されている。このような配向膜は、例えば、以下のようにして作製される。   Hereinafter, the manufacturing process of the photo-alignment films 28 and 38 will be described. In the present embodiment, in the photo-alignment films 28 and 38, two domains P1 and P2 are provided for each pixel, and the first alignment region and the first alignment region having different alignment directions so as to correspond to the domains P1 and P2 are provided. Two orientation regions are formed. Such an alignment film is produced as follows, for example.

まず、光配向膜の材料をスピンコート法などによってTFT基板の表面に塗布し、焼成することで、例えば0.06〜0.08μmの厚さを有する透明の樹脂膜を得る。より具体的には、光配向膜材料(例えば、アクリル系カルコン配向膜)を、γブチロラクトン中に固形分濃度が凡そ3.0wt%となるように混ぜ、これを、スピンコータに設置されたTFT/対向基板上に、膜厚が60nm〜80nmになるようにスピンコータの回転数を調節して(例えば、1500〜2500rpm)塗布し、その後、ホットプレート上で基板をプリベーク(例えば80℃で1分間)およびポストベーク(例えば180℃で1時間)する焼成処理を行う。   First, a material for the photo-alignment film is applied to the surface of the TFT substrate by a spin coat method or the like and baked to obtain a transparent resin film having a thickness of 0.06 to 0.08 μm, for example. More specifically, a photo-alignment film material (for example, an acrylic chalcone alignment film) is mixed in γ-butyrolactone so that the solid content concentration is about 3.0 wt%, and this is mixed with TFT / TFT installed in a spin coater. A counter coater is applied by adjusting the rotation speed of the spin coater so that the film thickness becomes 60 nm to 80 nm (for example, 1500 to 2500 rpm), and then the substrate is pre-baked on a hot plate (for example, at 80 ° C. for 1 minute). Then, a baking treatment is performed by post-baking (for example, at 180 ° C. for 1 hour).

その後、図7に示すように、所定の方向に複数の平行スリット48Sを有するマスク48を介して、光配向膜材料に対して、偏光方向L1を有する直線偏光紫外線(偏光UV)を照射し、光配向膜を形成する。より具体的には、UV光源LSと基板(配向膜28)との間に、幅約7μmのスリット48sを有するマスク48を配置し、照射エネルギー1.5J/cm2に設定して偏光UVを照射することで実施される。このとき、UV光源LSおよびスリットマスク48を用いて、例えば、35μm/secの速度で基板を所定方向DSに沿ってスキャンすることで、配向処理を配向膜全体に対して行うことができる。なお、本実施形態では、UV偏光の照射方向(偏光方向L1)に対して垂直な方向に液晶配向性を発現する光配向膜を用いている。 Thereafter, as shown in FIG. 7, the photo-alignment film material is irradiated with linearly polarized ultraviolet light (polarized UV) having a polarization direction L1 through a mask 48 having a plurality of parallel slits 48S in a predetermined direction. A photo-alignment film is formed. More specifically, a mask 48 having a slit 48 s having a width of about 7 μm is disposed between the UV light source LS and the substrate (alignment film 28), and the irradiation energy is set to 1.5 J / cm 2 and the polarized UV is emitted. It is carried out by irradiation. At this time, by using the UV light source LS and the slit mask 48, for example, by scanning the substrate along the predetermined direction DS at a speed of 35 μm / sec, the alignment process can be performed on the entire alignment film. In this embodiment, a photo-alignment film that exhibits liquid crystal alignment in a direction perpendicular to the irradiation direction of UV-polarized light (polarization direction L1) is used.

このとき、第1配向領域(第1ドメインP1)に対して紫外線を照射するとともに、第2配向領域(第2ドメインP2)には紫外線を照射しないようにすることによって、第1配向領域において選択的に第1の配向方向(偏光方向L1に垂直な方向)を持つ配向規制力を付与することができる。   At this time, the first alignment region (first domain P1) is irradiated with ultraviolet rays, and the second alignment region (second domain P2) is not irradiated with ultraviolet rays, so that the first alignment region is selected. In particular, it is possible to apply an alignment regulating force having a first alignment direction (a direction perpendicular to the polarization direction L1).

次に、マスク48と配向膜との角度を微調整するなどして、第2配向領域に、第1配向領域とは異なる偏光方向を有する紫外線を照射する。これにより、第1配向領域と第2配向領域とで異なる配向方向を有する光配向膜が形成される。   Next, the second alignment region is irradiated with ultraviolet rays having a polarization direction different from that of the first alignment region by finely adjusting the angle between the mask 48 and the alignment film. Thereby, a photo-alignment film having different alignment directions in the first alignment region and the second alignment region is formed.

図8(a)および(b)は、裏側偏光板29の吸収軸AX1と、UV偏光方向L1や電極方向D3との関係を示す。なお、図8(b)は、第1ドメインP1(または第1配向領域)における関係のみを示している。上述のように、UV偏光方向L1に垂直な方向に配向方向D1が規定されるが、この方向D1は、裏側偏光板29の吸収軸AX1に対してオフセット角度α(第2オフセット角度と呼ぶことがある)を有する方向である。また、この第2オフセット角度αは、画素電極の細長電極部(またはスリット)の延びる方向D3が偏光軸AX1に対して有するオフセット角度β(第1オフセット角度と呼ぶことがある)より小さい。   8A and 8B show the relationship between the absorption axis AX1 of the back-side polarizing plate 29 and the UV polarization direction L1 and the electrode direction D3. Note that FIG. 8B shows only the relationship in the first domain P1 (or the first alignment region). As described above, the alignment direction D1 is defined in a direction perpendicular to the UV polarization direction L1, and this direction D1 is referred to as an offset angle α (referred to as a second offset angle) with respect to the absorption axis AX1 of the back-side polarizing plate 29. Direction). In addition, the second offset angle α is smaller than the offset angle β (sometimes referred to as a first offset angle) that the extending direction D3 of the elongated electrode portion (or slit) of the pixel electrode has with respect to the polarization axis AX1.

光配向膜を利用すれば、スリットを有するマスクなどを用いて照射する紫外線の偏光方向を制御することで、ドメインごとに配向方向を変えることが比較的容易に実現できるため有利である。このようにして形成された配向膜を用いれば、デュアルドメイン構成において、所定の低電圧印加時に、両ドメインの液晶分子の長軸方向を偏光軸と平行な状態にすることができる。   The use of the photo-alignment film is advantageous because it is relatively easy to change the orientation direction for each domain by controlling the polarization direction of the ultraviolet rays irradiated using a mask having a slit or the like. By using the alignment film formed in this way, in a dual domain configuration, the major axis direction of the liquid crystal molecules in both domains can be made parallel to the polarization axis when a predetermined low voltage is applied.

ただし、ドメインごとに配向方向の異なる配向膜を得るために、必ずしも光配向膜を用いなくても良い。例えば、第2ドメインをレジストで覆った状態で第1の方向にラビング処理することで第1配向領域を形成し、その後、第2ドメインのレジストを剥離してから第1配向領域をレジストで覆い、第2ドメインを露出させた状態で第2の方向にラビング処理することによって、第2配向領域を形成するようにしても良い。   However, in order to obtain an alignment film having a different alignment direction for each domain, the photo-alignment film is not necessarily used. For example, a first alignment region is formed by rubbing in the first direction with the second domain covered with a resist, and then the first alignment region is covered with the resist after the resist of the second domain is removed. The second alignment region may be formed by rubbing in the second direction with the second domain exposed.

TFT基板50および対向基板60を作製した後、液晶材料をこれら基板間に封止することで液晶パネルが作製されるが、これらのパネル作製工程も、公知の方法で行うことができる。以下、具体例を説明すると、まず、対向基板60において1パネルに対応する領域の周辺部に、ディスペンサーを用いてシール材を塗布する。シール材としては、熱硬化性樹脂を用いることができる。   After the TFT substrate 50 and the counter substrate 60 are manufactured, a liquid crystal panel is manufactured by sealing a liquid crystal material between the substrates. These panel manufacturing steps can also be performed by a known method. Hereinafter, a specific example will be described. First, a sealing material is applied to a peripheral portion of a region corresponding to one panel in the counter substrate 60 using a dispenser. As the sealing material, a thermosetting resin can be used.

シール材を塗布後、プリベーク工程(例えば80℃で5分間)を行う。また、TFT基板50に所望径(本実施例では3.3μm)の球状スペーサを乾式散布する。その後、TFT基板50と対向基板60とを貼り合わせ、真空プレス工程または剛体プレス工程を行った後にポストベーク工程(例えば180℃で60分間)を行う。   After applying the sealing material, a pre-baking step (for example, at 80 ° C. for 5 minutes) is performed. Further, spherical spacers having a desired diameter (3.3 μm in this embodiment) are dry-sprayed on the TFT substrate 50. Thereafter, the TFT substrate 50 and the counter substrate 60 are bonded together, and after performing a vacuum pressing process or a rigid pressing process, a post-baking process (for example, at 180 ° C. for 60 minutes) is performed.

また、通常は、1枚の大型マザーガラス上に、複数の液晶パネルが形成されるため、対向基板60とTFT基板50とを貼り合わせた後に、各パネルに分断する工程が行われる。   In addition, since a plurality of liquid crystal panels are usually formed on a single large mother glass, after the counter substrate 60 and the TFT substrate 50 are bonded together, a process of dividing into each panel is performed.

各パネルでは、スペーサによって間隔が維持された状態で、基板間に空隙が形成されており、この空セルに対して液晶材料を注入する。液晶注入工程は、液晶材を注入皿に適量入れ、真空チャンバー内に空セルと一緒にセッティングし、真空引き(例えば60分間)の後、ディップ注入(例えば60分間)することで行われる。液晶が注入されたセルをチャンバーから取り出した後、注入口に付着した液晶を清掃する。また、注入口にUV硬化樹脂を塗布し、UV照射によりこれを硬化することで注入口を封止し、液晶パネルが完成する。   In each panel, a gap is formed between the substrates in a state where the distance is maintained by the spacer, and a liquid crystal material is injected into the empty cell. The liquid crystal injection process is performed by putting an appropriate amount of liquid crystal material into an injection pan, setting it together with an empty cell in a vacuum chamber, and evacuating (for example, 60 minutes), followed by dip injection (for example, 60 minutes). After the cell into which the liquid crystal is injected is taken out of the chamber, the liquid crystal attached to the injection port is cleaned. Also, a UV curable resin is applied to the injection port, and this is cured by UV irradiation to seal the injection port, thereby completing the liquid crystal panel.

このようにして作製される液晶パネルにおいて、例えば、複屈折Δn=0.10、誘電異方性Δε=7.0に設定され、セル厚d=3.3μmに設定され、また、リタデーションdΔn=330nmに設定される。   In the liquid crystal panel thus manufactured, for example, birefringence Δn = 0.10, dielectric anisotropy Δε = 7.0, cell thickness d = 3.3 μm, and retardation dΔn = Set to 330 nm.

以下、「く」の字型電極部分を含む画素電極を有するデュアルドメイン液晶表示装置において、ドメイン毎に初期配向方向を変えつつ、各初期配向方向を偏光板の偏光軸からずらした場合における、印加電圧と、液晶層の透過率との関係をシミュレーション結果に基づいて説明する。なお、以下に示すシミュレーション結果は、一般に市販されている液晶配向シミュレータを用いることで得られたものである。   Hereinafter, in a dual domain liquid crystal display device having a pixel electrode including a “<”-shaped electrode portion, application is performed when each initial alignment direction is shifted from the polarization axis of the polarizing plate while changing the initial alignment direction for each domain. The relationship between the voltage and the transmittance of the liquid crystal layer will be described based on the simulation result. The simulation results shown below were obtained by using a commercially available liquid crystal alignment simulator.

図9〜図11は、TFT基板50側の光配向膜28と、対向基板側の光配向膜38とにおいて、いずれか一方あるいは両方の光配向膜の配向方向を偏光軸に対して、1°刻みで0°から4°までずらしたときのそれぞれの液晶層への印加電圧の大きさと透過率との関係を示す。なお、画素電極の細長電極部分は偏光軸に対して7°ずれているものとする。   9 to 11 show that the alignment direction of one or both of the photo-alignment films 28 on the TFT substrate 50 side and the photo-alignment film 38 on the counter substrate side is 1 ° with respect to the polarization axis. The relationship between the magnitude of the voltage applied to each liquid crystal layer and the transmittance when shifted from 0 ° to 4 ° in increments is shown. It is assumed that the elongated electrode portion of the pixel electrode is shifted by 7 ° with respect to the polarization axis.

図9(a)および(b)には、対向基板側の光配向膜38のみにおいて、配向方向D1と偏光軸AX1とをずらした場合を示す。図からわかるように、オフセット角度αが0°(すなわち、配向方向と偏光軸方向とが平行)のときには、従来と同様に、0V印加時(あるいは電圧無印加時)において、透過率が最小となり、印加電圧が増加すると、透過率も上昇する。これに対して、オフセット角度αを1°以上に設定したときには、0V超の電圧が印加されたときに透過率が最小となることがわかる。下記表1に、オフセット角度(第2オフセット角度α)と、それに対応して得られたコントラスト比と、透過率最小を達成するとき(黒表示時)の電圧Vtmin[V]を示す。ここでは、高コントラスト比(ここでは500以上)を実現するためには、オフセット角度αを1°以下に設定することが好ましいという結果が得られた。ただし、電圧Vtminが0Vよりも大きければ、黒表示を0V超の大きさの電圧によって行うことができ、これにより、特に、ゲートバスライン反転駆動で動作させるときには、消費電力を低下させるという効果が得られる。したがって、本発明において、オフセット角度は1°以下に限定されるものではない。   9A and 9B show a case where the alignment direction D1 and the polarization axis AX1 are shifted only in the photo-alignment film 38 on the counter substrate side. As can be seen from the figure, when the offset angle α is 0 ° (that is, the alignment direction and the polarization axis direction are parallel), the transmittance is minimized when 0 V is applied (or when no voltage is applied), as in the prior art. As the applied voltage increases, the transmittance also increases. On the other hand, when the offset angle α is set to 1 ° or more, it can be seen that the transmittance is minimized when a voltage exceeding 0 V is applied. Table 1 below shows the offset angle (second offset angle α), the corresponding contrast ratio, and the voltage Vtmin [V] when the minimum transmittance is achieved (when black is displayed). In this case, in order to realize a high contrast ratio (here, 500 or more), it is preferable to set the offset angle α to 1 ° or less. However, if the voltage Vtmin is greater than 0V, black display can be performed with a voltage greater than 0V, and this has the effect of reducing power consumption, particularly when operating with gate bus line inversion drive. can get. Therefore, in the present invention, the offset angle is not limited to 1 ° or less.

なお、下記の第2オフセット角度αは、偏光軸に対する細長電極部分のオフセット角度(第1オフセット角度)=7°よりもいずれも小さい。そのため、偏光軸に近付く方向の回転方向(第1ドメインでは反時計回り)において、電界方向と初期配向方向とが形成する角度は、90°よりも小さくなる。これにより、液晶分子の回転方向は、偏光軸に近付く方向の回転方向に、すなわち、偏光軸と平行になる状態を経て回転するように、制御される。その結果、第1ドメインでは反時計回りに回転し、第2ドメインでは時計回りに回転する。   The following second offset angle α is smaller than the offset angle of the elongated electrode portion with respect to the polarization axis (first offset angle) = 7 °. Therefore, the angle formed by the electric field direction and the initial alignment direction is smaller than 90 ° in the rotation direction (counterclockwise in the first domain) in the direction approaching the polarization axis. Thereby, the rotation direction of the liquid crystal molecules is controlled so as to rotate in the rotation direction approaching the polarization axis, that is, through a state parallel to the polarization axis. As a result, the first domain rotates counterclockwise and the second domain rotates clockwise.

Figure 2013117700
Figure 2013117700

図10(a)および(b)には、TFT基板側の光配向膜28のみにおいて、配向方向D1と偏光軸AX1とをずらした場合を示す。図からわかるように、オフセット角度αが0°(すなわち、配向方向と偏光軸方向とが平行)のときには、従来と同様に、0V印加時(あるいは電圧無印加時)において、透過率が最小となり、印加電圧が増加すると、透過率も上昇する。これに対して、オフセット角度を1°以上に設定したときには、0V超の電圧が印加されたときに透過率が最小となることがわかる。下記表2に、オフセット角度と、それに対応して得られたコントラスト比と、透過率最小を達成するとき(黒表示時)の電圧Vtmin[V]との結果を示す。ここでは、高コントラスト比(ここでは500以上)を実現するためには、オフセット角度を2°以下に設定することが好ましいという結果が得られた。   10A and 10B show a case where the alignment direction D1 and the polarization axis AX1 are shifted only in the photo-alignment film 28 on the TFT substrate side. As can be seen from the figure, when the offset angle α is 0 ° (that is, the alignment direction and the polarization axis direction are parallel), the transmittance is minimized when 0 V is applied (or when no voltage is applied), as in the prior art. As the applied voltage increases, the transmittance also increases. On the other hand, when the offset angle is set to 1 ° or more, it can be seen that the transmittance is minimized when a voltage exceeding 0 V is applied. Table 2 below shows the results of the offset angle, the corresponding contrast ratio, and the voltage Vtmin [V] when the minimum transmittance is achieved (when black is displayed). In this case, in order to realize a high contrast ratio (here, 500 or more), it is preferable to set the offset angle to 2 ° or less.

Figure 2013117700
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図11(a)および(b)には、TFT基板側の光配向膜28と、対向基板側の光配向膜38との両方において、配向方向D1と偏光軸AX1とをずらした場合を示す。図からわかるように、オフセット角度αが0°(すなわち、配向方向と偏光軸方向とが平行)のときには、従来と同様に、0V印加時(あるいは電圧無印加時)において、透過率が最小となり、印加電圧が増加すると、透過率も上昇する。これに対して、オフセット角度を1°以上に設定したときには、0V超の電圧が印加されたときに透過率が最小となることがわかる。下記表3に、オフセット角度と、それに対応して得られたコントラスト比と、透過率最小を達成するとき(黒表示時)の電圧Vtmin[V]との結果を示す。ここでは、高コントラスト比(ここでは500以上)を実現するためには、オフセット角度を1°以下に設定することが好ましいという結果が得られた。   11A and 11B show a case where the alignment direction D1 and the polarization axis AX1 are shifted in both the photo-alignment film 28 on the TFT substrate side and the photo-alignment film 38 on the counter substrate side. As can be seen from the figure, when the offset angle α is 0 ° (that is, the alignment direction and the polarization axis direction are parallel), the transmittance is minimized when 0 V is applied (or when no voltage is applied), as in the prior art. As the applied voltage increases, the transmittance also increases. On the other hand, when the offset angle is set to 1 ° or more, it can be seen that the transmittance is minimized when a voltage exceeding 0 V is applied. Table 3 below shows the results of the offset angle, the contrast ratio obtained correspondingly, and the voltage Vtmin [V] when the minimum transmittance is achieved (when black is displayed). In this case, in order to realize a high contrast ratio (here, 500 or more), it is preferable to set the offset angle to 1 ° or less.

Figure 2013117700
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以上のように、TFT基板側の光配向膜28と、対向基板側の光配向膜38とのうちの少なくともいずれか一方において、配向方向が偏光軸に対してオフセット角を有していれば、低電圧印加時に、透過率を最小とするとともに、高いコントラスト比が得られることがわかった。   As described above, in at least one of the photo-alignment film 28 on the TFT substrate side and the photo-alignment film 38 on the counter substrate side, if the alignment direction has an offset angle with respect to the polarization axis, It was found that when a low voltage was applied, the transmittance was minimized and a high contrast ratio was obtained.

なお、以上には、画素電極の細長部分(またはスリット)の延びる方向D3が、偏光軸AX1に対して7°ずれている場合について説明したが、このずれ角(オフセット角度β)は7°である必要はない。オフセット角度βは、3°〜10°であることが好ましい。   In the above description, the case in which the extending direction D3 of the elongated portion (or slit) of the pixel electrode is deviated by 7 ° with respect to the polarization axis AX1, but this deviation angle (offset angle β) is 7 °. There is no need. The offset angle β is preferably 3 ° to 10 °.

図12(a)〜(f)は、画素電極の形状が異なる別の実施形態のデュアルドメインタイプの液晶表示装置を、比較例の液晶表示装置とともに示す。図12(a)〜(c)は、本実施形態の液晶表示装置を示し、図12(d)〜(f)は、比較例の液晶表示装置を示す。また、図13は、本実施形態の液晶表示装置における、電極方向、偏光軸方向、および配向方向の関係をより詳細に示している。   FIGS. 12A to 12F show a dual domain type liquid crystal display device according to another embodiment having different pixel electrode shapes, together with a liquid crystal display device of a comparative example. 12A to 12C show the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIGS. 12D to 12F show the liquid crystal display device of the comparative example. FIG. 13 shows the relationship between the electrode direction, the polarization axis direction, and the alignment direction in more detail in the liquid crystal display device of this embodiment.

図13からわかるように、本実施形態では、図3などに示した形態とは異なり、「く」の字型の電極部分ではなく、各ドメインで細長電極部分281、282の延びる方向D3、D4が異なる「ハ」の字型の電極部分を有している。このような電極構造は、各ドメインにおいて複数の平行な細長電極部分を傾斜方向を変えて設けることで形成しても良いし、両ドメインを覆う1つの矩形状電極に、両ドメインで方向が異なる複数の平行スリットを設けることで形成しても良い。   As can be seen from FIG. 13, in the present embodiment, unlike the configuration shown in FIG. 3 and the like, the extending directions D3 and D4 of the elongated electrode portions 281 and 282 are not in the “<”-shaped electrode portion but in each domain. Have different “C” -shaped electrode portions. Such an electrode structure may be formed by providing a plurality of parallel elongated electrode portions in each domain by changing the inclination direction, or a single rectangular electrode covering both domains has different directions in both domains. You may form by providing a some parallel slit.

本実施形態においても、配向膜(好適には光配向膜)において、第1ドメインP1に対して第1配向領域が設けられ、第2ドメインP2に対して第2配向領域が設けられている。第1配向領域では、電圧無印加時に液晶分子を第1配向方向D1に配向させ、また、第2配向領域では、電圧無印加時に液晶分子を第2配向方向D2に配向させる。第1および第2配向方向D1、D2は、互いに対して異なる方向であって、かつ、偏光板の偏光軸方向AX1とも異なる方向である。   Also in the present embodiment, in the alignment film (preferably a photo-alignment film), the first alignment region is provided for the first domain P1, and the second alignment region is provided for the second domain P2. In the first alignment region, liquid crystal molecules are aligned in the first alignment direction D1 when no voltage is applied, and in the second alignment region, liquid crystal molecules are aligned in the second alignment direction D2 when no voltage is applied. The first and second alignment directions D1 and D2 are directions different from each other and different from the polarization axis direction AX1 of the polarizing plate.

本実施形態では、図面の水平方向に延びる偏光軸(裏側偏光板29の吸収軸)AX1に対して、第1ドメインP1では反時計回りに第2オフセット角度αだけずれるように第1配向方向D1が規定されており、第2ドメインでは時計回りに第2オフセット角度αだけずれるように第2配向方向D2が規定されている。また、偏光軸AX1に対して細長電極部分281および282が延びる方向D3、D4が為す角(第1のオフセット角度)βよりも、第2のオフセット角度αは小さい。したがって、電圧印加時に、第1ドメインP1では、液晶分子LCは時計回りに回転し、回転中に偏光軸AX1と平行になる状態をとる。また、電圧印加時に、第2ドメインP2では、液晶分子LCは反時計回りに回転し、回転中に偏光軸AX1と平行になる状態をとる。すなわち、電圧印加時には、第1ドメインP1と第2ドメインP2とで液晶分子LCは逆方向に回転するとともに、いずれの液晶分子LCも回転中に偏光軸AX1と平行な状態になる。   In the present embodiment, the first alignment direction D1 is shifted by the second offset angle α counterclockwise in the first domain P1 with respect to the polarization axis (absorption axis of the back polarizing plate 29) AX1 extending in the horizontal direction of the drawing. In the second domain, the second orientation direction D2 is defined so as to be shifted clockwise by the second offset angle α. Also, the second offset angle α is smaller than the angle (first offset angle) β formed by the directions D3 and D4 in which the elongated electrode portions 281 and 282 extend with respect to the polarization axis AX1. Therefore, when a voltage is applied, in the first domain P1, the liquid crystal molecules LC rotate clockwise and become parallel to the polarization axis AX1 during the rotation. In addition, when a voltage is applied, in the second domain P2, the liquid crystal molecules LC rotate counterclockwise and become parallel to the polarization axis AX1 during the rotation. That is, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules LC rotate in the opposite directions in the first domain P1 and the second domain P2, and all the liquid crystal molecules LC are parallel to the polarization axis AX1 during the rotation.

図12(a)〜(c)は、本実施形態による、電圧無印加時(0V印加時)、低電圧印加時、高電圧印加時の状態をそれぞれ示し、図12(d)〜(f)は、比較例の液晶表示装置の電圧無印加時、低電圧印加時、高電圧印加時の状態をそれぞれ示す。   FIGS. 12A to 12C show states when no voltage is applied (when 0 V is applied), when a low voltage is applied, and when a high voltage is applied, respectively, according to the present embodiment. These show states of the liquid crystal display device of the comparative example when no voltage is applied, when a low voltage is applied, and when a high voltage is applied.

図12(a)〜(c)からわかるように、本実施形態の液晶表示装置では、電圧無印加時に、各ドメインP1、P2で異なる方向D1、D2に配向された液晶分子の長軸方向が偏光軸AX1とずれているが、低電圧印加時に、液晶分子の長軸方向が偏光軸AX1と平行になり、透過率が最小となる。さらに、高電圧を印加すると、より電界E1、E2の方向(細長電極部分281、281に垂直な方向)に近付くように液晶分子LCが回転し、白表示が行われる。   As can be seen from FIGS. 12A to 12C, in the liquid crystal display device of this embodiment, when no voltage is applied, the major axis directions of the liquid crystal molecules aligned in different directions D1 and D2 in the domains P1 and P2 are different. Although shifted from the polarization axis AX1, when a low voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules becomes parallel to the polarization axis AX1, and the transmittance is minimized. Further, when a high voltage is applied, the liquid crystal molecules LC rotate so as to approach the directions of the electric fields E1 and E2 (directions perpendicular to the elongated electrode portions 281 and 281), and white display is performed.

他方、図12(d)〜(f)からわかるように、比較例の液晶表示装置では、電圧無印加時に、液晶分子の長軸方向が偏光軸AX1と平行であり、透過率が最小となるが、低電圧印加時には、液晶分子の長軸方向が偏光軸AX1と非平行となることにより、透過率が最小の状態とはならない。さらに、高電圧を印加すると、より電界方向(電極部分281、281に垂直な方向)に近付くように液晶分子が回転し、白表示が行われる点は、本実施形態と同様である。   On the other hand, as can be seen from FIGS. 12D to 12F, in the liquid crystal display device of the comparative example, when no voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules is parallel to the polarization axis AX1, and the transmittance is minimized. However, when a low voltage is applied, the long axis direction of the liquid crystal molecules is not parallel to the polarization axis AX1, so that the transmittance is not minimized. Furthermore, when a high voltage is applied, the liquid crystal molecules rotate so as to approach the electric field direction (direction perpendicular to the electrode portions 281 and 281), and the white display is performed as in the present embodiment.

このように、「ハ」の字型の画素電極部分を有する形態においても、本実施形態の液晶表示装置では、デュアルドメインのそれぞれにおいて、低電圧印加時に透過率最小とすることができるので、特に、ゲートライン反転駆動方式を利用して液晶表示装置を駆動する場合に、低消費電力化と、コントラスト比の向上とを両立させることが可能である。これに対して、比較例の装置では、透過率最小の状態を取るために0Vを印加する必要があるため、消費電力を低減することが困難であり、また、黒表示を安定して行えないおそれがある。   As described above, even in the form having the “C” -shaped pixel electrode portion, the liquid crystal display device of this embodiment can minimize the transmittance when applying a low voltage in each of the dual domains. When the liquid crystal display device is driven using the gate line inversion driving method, it is possible to achieve both reduction in power consumption and improvement in contrast ratio. On the other hand, in the apparatus of the comparative example, it is necessary to apply 0 V in order to take the state of minimum transmittance. Therefore, it is difficult to reduce power consumption, and black display cannot be stably performed. There is a fear.

「ハ」の字型の画素電極を利用する場合であっても、細長部分(あるいはスリット)の延びる方向と偏光板の偏光軸方向とが為す角(第1オフセット角度β)よりも、初期配向方向と偏光軸方向とが為す角(第2オフセット角度α)が小さいことが好ましい。第2オフセット角度αの好適な範囲は1°〜2°である。また、細長部分の延びる方向D3、D4が、偏光軸AX1に対して為す角度(第1オフセット角度β)は、好適には、3°〜10°である。   Even when a “C” -shaped pixel electrode is used, the initial orientation is larger than the angle (first offset angle β) formed by the direction in which the elongated portion (or slit) extends and the polarization axis direction of the polarizing plate. The angle formed by the direction and the polarization axis direction (second offset angle α) is preferably small. A preferable range of the second offset angle α is 1 ° to 2 °. In addition, the angle (first offset angle β) that the elongated directions D3 and D4 make with respect to the polarization axis AX1 is preferably 3 ° to 10 °.

また、本実施形態においても、光配向膜を用いて、照射する偏光UVの向きを変えることで第1ドメインP1と第2ドメインP2とで異なる配向方向に設定することができる。また、図9から図11を用いて説明したように、偏光軸に対してオフセット角を持つ配向方向を有する配向膜は、TFT基板50および対向基板60のうちの少なくとも一方に設けられていればよい。   Also in the present embodiment, it is possible to set different orientation directions in the first domain P1 and the second domain P2 by changing the direction of the polarized UV light to be irradiated using the photo-alignment film. Further, as described with reference to FIGS. 9 to 11, if the alignment film having an alignment direction having an offset angle with respect to the polarization axis is provided on at least one of the TFT substrate 50 and the counter substrate 60. Good.

以上、本発明の実施形態を説明したが、その他の種々の改変が可能なことは言うまでもない。例えば、図14に示すように、図2に示した形態とは異なり、ソースバスライン4a(およびソース電極14、ドレイン電極15)を、共通電極16aと同層に設けるようにしてTFT基板52を構成してもよい。また、図15に示すように、ソースバスライン4bを、共通電極16bよりも上層(共通電極16bと画素電極18との間の層)でゲートバスライン2と同層に形成するようにTFT基板54を構成しても良い。なお、図14および図15において、図2に示す液晶表示装置と同様の構成要素については同一の参照符号を付すとともに説明を省略する。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that other various modifications are possible. For example, as shown in FIG. 14, unlike the configuration shown in FIG. 2, the TFT substrate 52 is formed by providing the source bus line 4a (and the source electrode 14 and the drain electrode 15) in the same layer as the common electrode 16a. It may be configured. Further, as shown in FIG. 15, the TFT substrate is formed so that the source bus line 4b is formed in the same layer as the gate bus line 2 above the common electrode 16b (a layer between the common electrode 16b and the pixel electrode 18). 54 may be configured. In FIG. 14 and FIG. 15, the same components as those of the liquid crystal display device shown in FIG.

また、上記には、1画素に対して2つのドメイン(および2つの配向領域)が形成されるデュアルドメイン型の液晶表示装置について説明したが、隣接する2画素で2つのドメインが形成される形態であってもよい。この場合、ある画素内では、偏光軸に対して所定のオフセット角を有する第1配向方向に液晶分子が配向されて1つのドメインが形成され、また、隣の画素では、第1配向方向とは異なり、かつ、偏光軸に対して所定のオフセット角を有する第2配向方向に液晶分子が配向されて1つのドメインが形成される。このような構成においても、隣接する画素同士で、電圧印加時に、液晶分子が逆回転するとともに、0V超の電圧を印加したときに各画素(ドメイン)で透過率を最小とすることができる。なお、互いに異なる配向方向(ドメイン)を持つ2画素は、縦方向に並んでいても良いし、横方向に並んでいても良い。   In the above description, the dual domain type liquid crystal display device in which two domains (and two alignment regions) are formed for one pixel has been described. However, two domains are formed by two adjacent pixels. It may be. In this case, in one pixel, liquid crystal molecules are aligned in a first alignment direction having a predetermined offset angle with respect to the polarization axis to form one domain, and in the adjacent pixel, the first alignment direction is Differently, the liquid crystal molecules are aligned in a second alignment direction having a predetermined offset angle with respect to the polarization axis to form one domain. Even in such a configuration, when a voltage is applied between adjacent pixels, the liquid crystal molecules rotate reversely, and when a voltage exceeding 0 V is applied, the transmittance of each pixel (domain) can be minimized. Two pixels having different alignment directions (domains) may be arranged in the vertical direction or in the horizontal direction.

さらに、上記には、正の誘電異方性を有するポジ型の液晶材料を用いる形態を説明したが、負の誘電異方性を有するネガ型の液晶材料を用いてもよい。この場合にも、偏光軸に対する電極の方向と配向方向とをドメイン毎に適切に設定することで、各ドメインで液晶分子を逆回転させながら、低電圧印加時に透過率が最小となる表示を行わせることができる。   Further, in the above description, a mode in which a positive type liquid crystal material having positive dielectric anisotropy is used has been described. However, a negative type liquid crystal material having negative dielectric anisotropy may be used. Also in this case, by appropriately setting the direction of the electrode and the orientation direction with respect to the polarization axis for each domain, a display that minimizes the transmittance when a low voltage is applied is performed while rotating the liquid crystal molecules in each domain in the reverse direction. Can be made.

図16(a)および(b)は、ネガ型の液晶材料を用いた場合における、「く」の字型電極構造への適用形態および「ハ」の字型電極構造への適用形態をそれぞれ示している。図16(a)および(b)に示すように、ネガ型の液晶材料を用いる場合であっても、各ドメインP1、P2における0V印加時の液晶配向方向D1、D2は、裏側偏光板29の吸収軸AX1に対して、液晶回転方向とは逆方向にそれぞれ所定のオフセット角度を有するように配置されている。このような構成により、各ドメインP1、P2において、低電圧印加時に、液晶分子LCの長軸方向が吸収軸AX1と平行になり、透過率を最小にすることができる。   FIGS. 16 (a) and 16 (b) respectively show an application form to a "<"-shaped electrode structure and an application form to a "<"-shaped electrode structure when a negative type liquid crystal material is used. ing. As shown in FIGS. 16A and 16B, even when a negative liquid crystal material is used, the liquid crystal alignment directions D1 and D2 when 0 V is applied in the domains P1 and P2 are With respect to the absorption axis AX1, they are arranged so as to have a predetermined offset angle in the direction opposite to the liquid crystal rotation direction. With such a configuration, in each of the domains P1 and P2, when a low voltage is applied, the major axis direction of the liquid crystal molecules LC is parallel to the absorption axis AX1, and the transmittance can be minimized.

また、上記には、液晶分子の配向方向と、裏側(バックライト側)偏光板29の吸収軸AX1とがオフセット角度を有して略平行に配置される形態を説明しているが、このような形態に限られない。本発明の他の実施形態において、液晶分子の配向方向は、裏側偏光板29の透過軸に対してオフセット角度を有して略平行に配置されていても良い。この場合にも、表側偏光板39の透過軸が裏側偏光板29の透過軸と直交するように配置される。なお、本明細書において、「偏光軸」は、吸収軸または透過軸のいずれであっても良く、本発明の実施形態において、液晶分子の配向方向は、裏側(または表側)偏光板の偏光軸(すなわち、吸収軸または透過軸のいずれか)に対してオフセット角度を有している。液晶分子の配向方向や、偏光板の吸収軸(または透過軸)の方向は、表示モードや画素電極形状等に応じて適宜選択される。   In the above description, the liquid crystal molecule orientation direction and the absorption axis AX1 of the back side (backlight side) polarizing plate 29 are arranged substantially in parallel with an offset angle. It is not limited to any form. In another embodiment of the present invention, the alignment direction of the liquid crystal molecules may be arranged substantially in parallel with an offset angle with respect to the transmission axis of the back-side polarizing plate 29. Also in this case, the transmission axis of the front side polarizing plate 39 is arranged so as to be orthogonal to the transmission axis of the back side polarizing plate 29. In the present specification, the “polarization axis” may be either the absorption axis or the transmission axis. In the embodiment of the present invention, the alignment direction of the liquid crystal molecules is the polarization axis of the back side (or front side) polarizing plate. (Ie, either the absorption axis or the transmission axis) with an offset angle. The alignment direction of the liquid crystal molecules and the direction of the absorption axis (or transmission axis) of the polarizing plate are appropriately selected according to the display mode, the pixel electrode shape, and the like.

また、本発明を、画素電極と共通電極とを同層に設けるようにして構成されるデュアルドメインのIPSモードの液晶表示装置に適用することもできる。   Further, the present invention can also be applied to a dual domain IPS mode liquid crystal display device in which a pixel electrode and a common electrode are provided in the same layer.

本発明は、モバイル機器用やTV用の液晶表示装置として広く用いられる。   The present invention is widely used as a liquid crystal display device for mobile devices and TVs.

2 ゲートバスライン
4 ソースバスライン
6 TFT
10、30 ガラス基板
12 ゲート電極
14 ソース電極
15 ドレイン電極
16 共通電極
18 画素電極
28、38 光配向膜
29、39 偏光板
50 TFT基板
60 対向基板
70 液晶層
D1 第1配向方向
D2 第2配向方向
D3、D4 画素電極方向
AX1 裏側偏光板の吸収軸(偏光軸)
AX2 表側偏光板の吸収軸(偏光軸)
2 Gate bus line 4 Source bus line 6 TFT
10, 30 Glass substrate 12 Gate electrode 14 Source electrode 15 Drain electrode 16 Common electrode 18 Pixel electrode 28, 38 Photo-alignment film 29, 39 Polarizing plate 50 TFT substrate 60 Counter substrate 70 Liquid crystal layer D1 First alignment direction D2 Second alignment direction D3, D4 Pixel electrode direction AX1 Absorption axis (polarization axis) of back side polarizing plate
AX2 Absorption axis of the front-side polarizing plate (polarization axis)

Claims (12)

液晶層と、前記液晶層を挟むようにして対向配置された第1および第2基板と、前記第1および第2基板にそれぞれ配置された第1および第2偏光素子と、前記第1基板の液晶層側に配置された第1電極および第2電極と、前記第1基板および第2基板の少なくとも一方の液晶層側に配置された第1配向膜であって、電圧無印加時における液晶分子の配向方向を規制する第1配向膜とを備える横電界モードの液晶表示装置であって、
前記第1配向膜は、前記液晶分子を第1配向方向に配向させる第1配向領域と、前記第1配向領域に隣接し前記液晶分子を前記第1配向方向とは異なる第2配向方向に配向させる第2配向領域とを有し、
前記第1配向方向および前記第2配向方向は、いずれも、前記第1偏光素子の偏光軸方向とは異なる方向であり、
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加された時に、前記第1配向領域に対応する第1ドメインの液晶分子と前記第2配向領域に対応する第2ドメインの液晶分子とは互いに逆向きに回転し、かつ、前記第1ドメインの液晶分子の長軸方向および前記第2ドメインの液晶分子の長軸方向のいずれもが、回転中に前記第1偏光素子の偏光軸方向と平行になる液晶表示装置。
A liquid crystal layer; first and second substrates opposed to each other with the liquid crystal layer sandwiched therebetween; first and second polarizing elements respectively disposed on the first and second substrates; and a liquid crystal layer of the first substrate The first and second electrodes disposed on the side, and the first alignment film disposed on at least one liquid crystal layer side of the first substrate and the second substrate, wherein the liquid crystal molecules are aligned when no voltage is applied. A horizontal electric field mode liquid crystal display device comprising a first alignment film for regulating a direction,
The first alignment film includes a first alignment region for aligning the liquid crystal molecules in a first alignment direction, and an alignment of the liquid crystal molecules adjacent to the first alignment region in a second alignment direction different from the first alignment direction. A second alignment region to be
The first alignment direction and the second alignment direction are both directions different from the polarization axis direction of the first polarizing element,
When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, liquid crystal molecules in a first domain corresponding to the first alignment region and liquid crystal molecules in a second domain corresponding to the second alignment region Are rotated in opposite directions, and the major axis direction of the liquid crystal molecules in the first domain and the major axis direction of the liquid crystal molecules in the second domain are both in the direction of the polarization axis of the first polarizing element during the rotation. Liquid crystal display device parallel to
前記第1電極は細長い形状を有する複数の第1電極部分を備え、前記第1電極部分の延びる方向は、前記第1ドメインと前記第2ドメインとで異なっており、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加された時、前記第1ドメインと前記第2ドメインとで発生する電界の向きが互いに異なる請求項1に記載の液晶表示装置。   The first electrode includes a plurality of first electrode portions having an elongated shape, and the extending directions of the first electrode portions are different between the first domain and the second domain, and the first electrode and the first electrode The liquid crystal display device according to claim 1, wherein when a voltage is applied between two electrodes, directions of electric fields generated in the first domain and the second domain are different from each other. 前記第1ドメインと前記第2ドメインとは、1つの画素に含まれており、前記第1電極は、前記第1ドメインと前記第2ドメインとの境界で屈折する複数の「く」の字型電極部分を有する請求項2に記載の液晶表示装置。   The first domain and the second domain are included in one pixel, and the first electrode has a plurality of “<” shapes that are refracted at a boundary between the first domain and the second domain. The liquid crystal display device according to claim 2, further comprising an electrode portion. 前記第1電極部分の延びる方向は、前記偏光軸方向に対して、第1のオフセット角度を有しており、かつ、前記第1および第2配向方向は、前記偏光軸方向に対して、第2のオフセット角度を有しており、前記第1のオフセット角度の大きさよりも前記第2のオフセット角度の大きさの方が小さい請求項2または3に記載の液晶表示装置。   The extending direction of the first electrode portion has a first offset angle with respect to the polarization axis direction, and the first and second alignment directions are first with respect to the polarization axis direction. 4. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device has an offset angle of 2, and the magnitude of the second offset angle is smaller than the magnitude of the first offset angle. 前記第1配向膜は光配向膜であり、前記光配向膜に対して照射された偏光の偏光方向によって前記第1および第2配向方向が決定されている請求項1から4のいずれかに記載の液晶表示装置。   5. The first alignment film according to claim 1, wherein the first alignment film is a photo-alignment film, and the first and second alignment directions are determined according to a polarization direction of polarized light applied to the photo-alignment film. Liquid crystal display device. 前記第1偏光素子の、前記液晶層とは反対側に設けられたバックライトユニットをさらに有し、
前記第1偏光素子の前記偏光軸は吸収軸である請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
A backlight unit provided on the opposite side of the first polarizing element from the liquid crystal layer;
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarization axis of the first polarizing element is an absorption axis.
前記液晶層は、誘電異方性が正である液晶材料からなる請求項1から6のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is made of a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy. 前記液晶層を挟んで前記第1配向膜と対向するように配置された第2配向膜をさらに有し、前記第2配向膜は、前記第1配向膜の前記第1配向方向と平行な方向に液晶分子を配向させる第3配向領域と、前記第2配向方向と平行な方向に液晶分子を配向させる第4配向領域とを有し、前記第1配向膜の第1配向領域および第2配向領域と、前記第2配向膜の第3配向領域および第4配向領域とは、互いに対向するようにそれぞれ配置されている請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal layer further includes a second alignment film disposed so as to face the first alignment film, and the second alignment film is parallel to the first alignment direction of the first alignment film. A third alignment region for aligning liquid crystal molecules and a fourth alignment region for aligning liquid crystal molecules in a direction parallel to the second alignment direction, and the first alignment region and the second alignment of the first alignment film. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the region and the third alignment region and the fourth alignment region of the second alignment film are arranged to face each other. 前記液晶層を挟んで前記第1配向膜と対向するように配置された第2配向膜をさらに有し、前記第2配向膜は、前記偏光素子の前記偏光軸方向に平行な第3配向方向に液晶分子を配向させる請求項1から7のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal layer further includes a second alignment film disposed so as to face the first alignment film, and the second alignment film has a third alignment direction parallel to the polarization axis direction of the polarizing element. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein liquid crystal molecules are aligned. 前記第1および第2配向方向は、前記偏光軸方向に対して、0°超〜2°以下の角度をなす請求項1から9のいずれかに記載の液晶表示装置。   10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first and second alignment directions form an angle of greater than 0 ° to 2 ° with respect to the polarization axis direction. ゲートライン反転駆動方式で動作し、かつ、黒表示時には0V超の電圧が前記液晶層に印加される請求項1から10のいずれかに記載の液晶表示装置。   11. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device operates in a gate line inversion driving system and a voltage exceeding 0 V is applied to the liquid crystal layer during black display. 前記第1ドメインと、前記第2ドメインとは、隣接する2つの画素のそれぞれに対応して形成されている請求項1から11のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first domain and the second domain are formed corresponding to two adjacent pixels, respectively.
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