JP4127623B2

JP4127623B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4127623B2
Application number: JP2002135423A
Authority: JP
Inventors: 典弘吉田; 昭夫村山; 一之春原; 雄三久武; 靖川田; 剛史山口; 希佐子二ノ宮; 奈津子藤山
Original assignee: 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003330043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各画素領域が複数のドメインに分割される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力である等の様々な特徴を有しており、ＯＡ機器、情報端末、時計、およびテレビ等の様々な用途に応用されている。特に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレビやコンピュータなどのように多量の情報を表示するモニタとして用いられている。
【０００３】
近年、情報量の増加に伴い、画像の高精細化や表示速度の高速化に対する要求が高まっている。これら要求のうち画像の高精細化は、例えば、上述したＴＦＴを含むアレイ構造を微細化することによって実現されている。
【０００４】
一方、表示速度の高速化に関しては、従来の表示モードの代わりに、ネマチック液晶を用いたＯＣＢモード、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＨＡＮモード、およびπ配列モードや、スメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶モードおよび反強誘電性液晶モードを採用することが検討されている。
【０００５】
これら表示モードのうち、ＶＡＮモードでは、従来のＴＮ（Twisted Nematic）モードよりも速い応答速度を得ることができ、しかも、垂直配向のため静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチドメイン型ＶＡＮモード（以下、ＭＶＡモードという）は、視野角の補償設計が比較的容易なことから特に注目を集めている。
【０００６】
しかしながら、従来は、ＭＶＡモードを採用した液晶表示装置において、アレイ基板だけでなく、対向基板に対しても畝状の誘電突起を形成するかあるいは対向基板上の共通電極にスリットなどを設けていた。そのため、アレイ基板と対向基板との位置合わせを極めて高い精度で行わなければならず、その結果、コストの上昇や信頼性の低下を生じてしまう。
【０００７】
また、近年では、ＴＮモードの液晶表示装置の製造において、アレイ基板にカラーフィルタ層を形成する技術が実用化され始めている。この技術によると、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせてセルを形成する際に、カラーフィルタ層を構成する各色領域と画素電極とを位置合わせする必要がない。従って、このような技術をＭＶＡモードの液晶表示装置の製造にも適用することが望まれるが、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置では、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせてセルを形成する際に、畝状誘電突起やスリットのような構造体に対応してアレイ基板および対向基板間の位置合わせを行う必要がある。そのため、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置では、アレイ基板にカラーフィルタ層を形成したとしても、ＴＮモードの液晶表示装置で得られる利益を享受することはできなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＭＶＡモードを採用した場合であっても、アレイ基板および対向基板間の位置合わせにおいて高い精度を必要とせずに輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも１つの画素電極を含むアレイ基板と、画素電極に対向する共通電極を含む対向基板と、アレイ基板および対向基板間に挟持され、各基板に対して略垂直に配向される液晶分子を含み、液晶分子配列が画素電極および共通電極間の電圧により制御される液晶層とを備え、アレイ基板はさらに電圧の印加に伴って各基板に略平行な様々な方向のそれぞれにおいて交互に並べた複数の強電場域および複数の弱電場域のストライプからなる電場の揺らぎを画素電極および共通電極間の液晶層の画素領域に生成することにより液晶分子のチルト方向を制御して画素領域を液晶分子のチルト方向の異なる複数のドメインに分割するチルト制御部を含み、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の各々は少なくとも２つのドメイン間で異なる液晶表示装置が提供される。
【００１０】
この液晶表示装置では、チルト制御部が画素電極と一緒にアレイ基板側に設けられる。このようなチルト制御部は画素電極の欠落部、画素電極上の誘電体層、および画素電極上の配線のような構造体としてアレイ基板の製造プロセスに組み込むことができるため、このチルト制御部を対向基板側に配置する場合のように高い精度でアレイ基板および対向基板間の位置合せを行う必要がない。さらに、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の各々は少なくとも２つのドメイン間で異なる。これにより、画素領域を電圧−透過率特性の違う２以上の領域で構成して輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１はこの液晶表示装置１の外観を示し、図２は液晶表示装置の回路構造を概略的に示し、図３は液晶表示装置の部分的断面構造を示し、図４は液晶表示装置のアレイ基板の部分的断面構造をさらに詳細に示す。この液晶表示装置はＭＶＡモードで動作するもので、アレイ基板２、対向基板３、およびアレイ基板２と対向基板３との間に挟持される液晶層４を備える。アレイ基板２および対向基板３には、偏光板５が液晶層４とは反対側において貼り付けられる。液晶層４は誘電率異方性が負であるネマチック液晶を含む液晶材料からなり、アレイ基板２および対向基板３間において周辺シール材６により取り囲まれる。アレイ基板２および対向基板３はこの周辺シール材６によって貼り合わされることにより液晶層４と一体化する。アレイ基板２と対向基板３との間隔はスペーサＳＰによって一定に維持される。
【００１３】
アレイ基板２は、ガラス板等の光透過性絶縁基板７、マトリクス状に配置され各々液晶分子Ｌｑの配列を制御する電場を液晶層４に印加する複数の画素電極８、これら画素電極８の行に沿って配置される複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、各々対応行の画素電極８を横切るように配置される複数の補助容量線ＣＬ、これら画素電極８の列に沿って配置される複数の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、各々対応走査線Ｙおよび対応信号線Ｘの交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子９、複数の走査線Ｙを駆動する走査線駆動回路１０、および複数の信号線Ｘを駆動する信号線駆動回路１１を含む。複数の補助容量線ＣＬは共通電極駆動回路ＶCOMによって基準電位に設定される。
【００１４】
絶縁基板７はアンダーコート表面７Ａを有し、複数のスイッチング素子９、複数の画素電極８、並びに信号線Ｘ、走査線Ｙ、補助容量線ＣＬのような配線が絶縁してこのアンダーコート表面７Ａの上方において積層される。これらの配線はアルミニウム、モリブデン、および銅などからなる。複数の画素電極８はＩＴＯのような透明導電材料からなり、例えばスパッタリング法などにより透明導電材料の薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成される。この画素電極８は電圧無印加状態で液晶層４の液晶分子Ｌｑをアレイ基板２平面に対して略垂直に配向する垂直配向膜１２により覆われる。この垂直配向膜１２はポリイミドなどの透明樹脂の薄膜で構成され、ラビング処理せずに垂直配向性が付与されている。各スイッチング素子９はアンダーコート表面７Ａ上に形成されゲート絶縁膜１３により覆われる例えばアモルファスシリコンやポリシリコンの半導体層Ｍ、この半導体層Ｍ上にゲート絶縁膜１３を介して形成され層間絶縁膜１４で覆われるゲート電極９Ｇ、並びにゲート絶縁膜１３および層間絶縁膜１４に形成されるコンタクトホールを介して半導体層Ｍに接続されたソースおよびドレイン電極９Ｓ，９Ｄを持つ薄膜トランジスタである。スイッチング素子９の電極９Ｓ，９Ｄ，９Ｇはアルミニウム、モリブデン、クロム、銅、およびタンタル等の金属材料で構成される。ソース電極９Ｓは対応画素電極８に接続され、ドレイン電極９Ｄは対応信号線Ｘに接続され、ゲート電極９Ｇは対応走査線Ｙに接続される。スイッチング素子９および層間絶縁膜１４はカラーフィルタ層ＣＦで覆われ、画素電極８はこのカラーフィルタ層ＣＦ上に形成される。カラーフィルタ層ＣＦは各列の画素電極８に沿ったストライプとして形成される青色の着色層ＣＦ_Ｂ、緑色の着色層ＣＦ_Ｇ、および赤色の着色層ＣＦ_Ｒにより構成される。画素電極８はカラーフィルタＣＦに形成されるコンタクトホールＨを介してスイッチング素子８のソース電極９Ｓに接続される。補助容量線ＣＬはゲート電極９Ｇと一緒にゲート絶縁膜１３上に形成される。画素電極８はカラーフィルタ層ＣＦおよび層間絶縁膜１４に形成されるコンタクトホールＨを介してコンタクト電極ＣＥに接続される。このコンタクト電極ＣＥは補助容量線ＣＥに形成される開口を貫通してスイッチング素子８の半導体層Ｍと一緒に形成される半導体層Ｍ’にコンタクトする。補助容量線ＣＬは、コンタクト電極ＣＥ、半導体層Ｍ’、および画素電極８に容量結合して補助容量ＳＣを構成する。
【００１５】
対向基板３は、ガラス板等の光透過性絶縁基板１５、複数の画素電極８に対向するように絶縁基板１５上に形成される共通電極１６、およびこの共通電極１６を覆って形成され電圧無印加状態で液晶層４の液晶分子Ｌｑを対向基板３平面に対して略垂直に配向する垂直配向膜１２を含む。これら共通電極１６および配向膜１２は、画素電極８および配向膜１２と同様の材料からなる。ここで、共通電極１６は複数の画素電極８に対向した平坦な連続膜として形成され、アレイ基板２の補助容量線ＣＬと共に共通電極駆動回路ＶCOMにより基準電位に設定される。
【００１６】
上述の液晶表示装置では、アレイ基板２がさらに電圧印加に伴って各基板２，３に略平行な様々な方向のそれぞれにおいて強電場域および弱電場域を交互に並べた電場の揺らぎを画素電極８および共通電極１６間の液晶層４からなる画素領域に生成することにより液晶分子Ｌｑのチルト方向を制御して画素領域を液晶分子Ｌｑのチルト方向の異なる複数のドメインに分割するチルト制御部を含む。
【００１７】
図５はこのチルト制御部の基本構造を示す。チルト制御部は画素電極８に対して強電場域および弱電場域の異方性分布を規定するドメイン分割パターンを有し、このドメイン分割パターンは画素電極８の周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の強電場域に対して画素電極８の周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の弱電場域をそれぞれ隣接させるように画素電極８からの電場の強度を変化させる構造体を有する。ここでは、構造体が画素電極８の欠落部として形成される複数のスリットＳＬからなる。これらスリットＳＬは画素電極８に含まれる４つの区画８ａ〜８ｄの各々で例えば略平行に一定のピッチで並べられる。これらスリットＳＬは区画８ａおよび８ｄで一方向に伸び、区画８ｂおよび８ｃで一方向に交差する他方向に伸びている。これにより、画素領域は液晶分子Ｌｑのチルト方向が互いに異なる４つのドメインに分割される。ここで、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の各々は例えば区画８ａ，８ｃに対応する２つのドメインで５μｍに設定し区画８ｂ，８ｄに対応するドメインで７μｍに設定される。
【００１８】
ここで、図５に示す構造のチルト制御部による液晶分子Ｌｑの配向変化について概略的に説明する。図６の（ａ）および（ｃ）は液晶分子Ｌｑの配向状態をアレイ基板２および対向基板３の基板平面に平行な平面で示し、図６の（ｂ）および（ｄ）は液晶分子Ｌｑの配向状態を基板平面に垂直な断面で示す。尚、液晶分子Ｌｑの周辺構造は簡略化して示されている。
【００１９】
画素電極８および共通電極１６間に電圧を印加しない場合、配向膜１２は誘電率異方性が負の液晶分子Ｌｑを垂直配向させるように作用する。すなわち、液晶分子Ｌｑの長軸は配向膜１２の膜面に対してほぼ垂直になる。
【００２０】
画素電極８および共通電極１６間に比較的低い第１電圧を印加すると、画素電極８からの漏れ電場がスリットＳＬの近傍に生じ、これにより電気力線が図６（ｂ）に示すように傾く。
【００２１】
画素電極８および共通電極１６間の印加電圧は、電気力線に垂直な方向に液晶分子Ｌｑを配向させる電場を生成する。従って、液晶分子Ｌｑは、一対の配向膜１２および電場の作用によって、図６の（ａ）に示すように配向しようとする。
【００２２】
しかしながら、液晶分子Ｌｑの配向状態は図６の（ａ）に示すように一対のスリットＳＬ間で画素電極８の幅方向に隣接していることにより互いに干渉する。このため、液晶分子Ｌｑは、図６の（ａ）に示す矢印Ａ１の向きまたは矢印Ａ２の向きにチルト方向を変化させて、より安定な配向状態をとろうとする。
【００２３】
ここで、図６の（ａ）に示すように、スリットＳＬ間画素電極８上およびその近傍領域の液晶分子ＬｑがスリットＳＬに沿った方向において対称的な（あるいは、等方的な）配向状態であるとする。この場合、液晶分子Ｌｑのチルト方向が矢印Ａ１の向きに変化する確率と、矢印Ａ２の向きに変化する確率とが等しくなる。
【００２４】
これに対し、図６の（ｃ）に示すように、スリットＳＬ間画素電極８上およびその近傍の液晶分子ＬｑがこれらスリットＳＬに沿った方向において非対称な（あるいは、異方的な）配向状態である場合、スリットＳＬ間画素電極８の両端間で電気力線が非対称となり、同様に、スリットＳＬの両端間でも電気力線が非対称になる。そのため、液晶分子Ｌｑが矢印Ａ２の向きに配向した配向状態は、液晶分子Ｌｑが矢印Ａ１で示す向きに配向した配向状態に比べてより安定となる。その結果、液晶分子Ｌｑの平均的なチルト方向（ディレクタ）は、図６の（ｃ）に示す矢印Ａ２の向きとなる。
【００２５】
第１電圧よりも高い第２電圧を画素電極８および共通電極１６間に印加すると、一対の配向膜１２が液晶分子Ｌｑを垂直配向させようとする作用に対して、電場が液晶分子Ｌｑをその電気力線に垂直な方向に配向させようとする作用がより大きくなる。従って、液晶分子Ｌｑは、水平配向に近づくようにチルト角を変化させる。
【００２６】
ここで、第２電圧を画素電極８および共通電極１６間に印加した場合でも、第１電圧を画素電極８および共通電極１６間に印加した場合と同様に、液晶分子Ｌｑが矢印Ａ２の向きに配向した配向状態は、液晶分子Ｌｑが矢印Ａ１で示す向きに配向した配向状態に比べてより安定である。そのため、画素電極８および共通電極１６間の印加電圧を第１および第２電圧間で変化させた場合、液晶分子ＬｑのディレクタはスリットＳＬの配列方向に垂直な面内で変化することとなる。すなわち、画素電極８および共通電極１６間の印加電圧を第１および第２電圧間で変化させた場合、液晶分子Ｌｑは、その平均的なチルト方向をスリットＳＬの配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させる。
【００２７】
従って、画素電極８の区画８ａ〜８ｄ間で互いに異なる長手方向を持つように複数のスリットＳＬを形成することにより、液晶分子Ｌｑのチルト方向を図５に示すように維持したまま、そのチルト角を変化させることができる。すなわち、アレイ基板２に設けた構造体だけで、１つの画素領域内に液晶分子Ｌｑのチルト方向が互いに異なる４つのドメインを形成することができる。また、本実施形態では、液晶分子Ｌｑの平均的なチルト方向をスリットＳＬの配列方向に垂直な面内に維持したままチルト角を変化させることができるため、より速い応答速度を実現することができるのに加え、配向不良が発生し難く、良好な配向分割が可能である。
【００２８】
本実施形態では、このように、画素領域内に電場の揺らぎを形成すると共にこの電場の強さを変化させて液晶層４の光学特性を制御することにより表示を行う。ところで、上述したような制御を行う場合、液晶層４において画素電極８の近傍にスリットＳＬの近傍よりも強い電場が生成される。そのため、画素電極８の近傍では、スリットＳＬの近傍に比べて、液晶分子Ｌｑはより大きく倒れる。すなわち、液晶層４において画素電極８の近傍とスリットＳＬの近傍とでは、液晶分子Ｌｑの平均的なチルト角は互いに異なる。このようなチルト角の違いは、光学的な違いとして観察可能である。
【００２９】
上述したように、アレイ基板２は電圧の印加に伴って各基板２，３に略平行な様々な方向のそれぞれにおいて交互に並べた複数の強電場域および複数の弱電場域のストライプからなる電場の揺らぎを画素電極８および共通電極１６間の液晶層４の画素領域に生成することにより液晶分子Ｌｑのチルト方向を制御して画素領域を液晶分子のチルト方向の異なる複数のドメインに分割するチルト制御部を含む。この場合、ドメイン分割パターンは画素電極８の周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の強電場域に対して画素電極８の周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の弱電場域をそれぞれ隣接させるように画素電極８からの電場の強度を変化させる構造体を有する。図５に示す複数のスリットＳＬは画素電極８からの電場の強度を減衰させる構造体として利用される。これらスリットＳＬを利用した場合、比較的高い自由度で設計を行うことが可能である。さらに、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の各々は区画８ａ〜８ｄのうちの少なくとも２つに対応するドメイン間で異なる。これにより、画素領域を電圧−透過率特性の違う２以上の領域で構成して輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能となる。
【００３０】
ちなみに、電場の揺らぎはスリットＳＬ以外の構造体によっても生じさせることができる。これについては、図７を参照して説明する。
【００３１】
図７はチルト制御部の基本構造の他の変形例を概略的に示す。この変形例では、図７の（ａ）に示すように、複数の誘電体層２１が図５に示す複数のスリットＳＬの代わりにこれらスリットＳＬと同様のパターンで画素電極８上に形成される。この場合、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などのように誘電体層２１の誘電率が液晶材料の誘電率よりも低ければ、液晶層４において誘電体層２１の近傍に電場の強さがより弱い弱電場域を生成することができる。従って、複数のスリットＳＬを形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、図５に示す複数のスリットＳＬの代わりに、図７の（ｂ）に示すように、複数の配線２３が透明絶縁体層２２を介して画素電極８上に形成されてもよい。配線２３は、例えば、信号線、ゲート線、補助容量配線などであり、複数のスリットＳＬと同様のパターンで配列している。この場合、液晶層４において配線２３の近傍に電場の強さがより強い強電場域を生成することができる。従って、この場合も、複数のスリットＳＬを形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
尚、液晶表示装置１が透過型である場合、誘電体層２１および配線２３の材料は、透過率の観点から、透明な材料であることが好ましい。また、液晶表示装置１が反射型である場合、誘電体層２１および配線２３の材料として、透明な材料に加え、金属材料のように不透明な材料を用いてもよい。
【００３４】
上述のようなチルト制御部の基本構造では、液晶層４において強電場域の幅Ｗ₁と弱電場域の幅Ｗ₂との和Ｗ₁₂は２０μｍ以下であることが好ましい。通常、和Ｗ₁₂が２０μｍ以下であれば、液晶分子Ｌｑの配向を上述したように制御することができ、十分な透過率を実現することができる。また、和Ｗ₁₂は６μｍ以上であることが好ましい。一般に、和Ｗ₁₂が６μｍ以上であれば、液晶層４において強電場域と弱電場域とを生じさせる構造体を十分に高い精度で形成することができるのに加え、上述した液晶配向を安定に生じさせることができる。
【００３５】
尚、和Ｗ₁₂は、スリットＳＬ間の画素電極８の幅とスリットＳＬの幅との和、誘電体層２１間の画素電極８の幅と誘電体層２１の幅との和、画素電極８上に設けた配線２３の幅と配線２３間の画素電極８の幅との和、第３電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅との和、第３電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅との和などとほぼ等しい。従って、これら幅も２０μｍ以下であることおよび６μｍ以上であることが好ましい。
【００３６】
チルト制御部の基本構造において、幅Ｗ₁および幅Ｗ₂は、それぞれ、８μｍ以下であることが好ましい。また、幅Ｗ₁および幅Ｗ₂は、それぞれ、４μｍ以上であることが好ましい。この範囲においては、応答速度および透過率に関して実用上十分な性能を期待することができる。
【００３７】
尚、幅Ｗ₁と幅Ｗ₂とは、スリットＳＬ間の画素電極８の幅とスリットＳＬの幅、画素電極８上の誘電体層２１に挟まれた領域の幅と誘電体層２１の幅、画素電極８上に設けた配線２３の幅と配線２３間の画素電極８の幅、第３電圧印加時にチルト角がより大きな領域の幅とより小さな領域の幅、第３電圧印加時に透過率がより高い領域の幅とより低い領域の幅などに対応している。従って、これら幅も８μｍ以下で４μｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
チルト制御部の基本構造において、液晶層４において強電場域の長さおよび弱電場域の長さは、それぞれ、幅Ｗ₁および幅Ｗ₂よりも長ければよいが、それらの和である幅Ｗ₁₂に対して２倍以上であることが好ましい。この場合、より多くの液晶分子Ｌｑをそれら電場域の長さ方向に配向させることができる。
【００３９】
チルト制御部の基本構造は各画素電極８の全体的なアスペクト比によっては最適でない場合がある。例えばカラー表示を行う場合に、赤、緑、および青用の３画素を組み合わせてカラー画素を構成することになる。具体的には、アスペクト比１：１のカラー画素を得るために画素電極８のアスペクト比（幅Ｗ：長さＬ）が１：３に設定される。このような場合には、チルト制御部を図８の（ａ）に示すような構造にせずに、例えば図８の（ｂ）または（ｃ）に示すように画素電極８を例えば３個の副電極部８Ｓに区分しこれら副電極部８Ｓに対してそれぞれ強電場域および弱電場域の異方性分布を規定する３つドメイン分割パターンを有することが好ましい。これら副電極部８Ｓはブリッジ電極ＢＲにより相互接続される。各ドメイン分割パターンは対応副電極部８Ｓの周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の強電場域に対して対応副電極部８Ｓの周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の弱電場域をそれぞれ隣接させるように対応副電極部８Ｓからの電場の強さを変化させる構造体を含むことになる。この構造体は図８の（ｂ）において副電極部８Ｓの欠落部として形成される複数のスリットＳＬで構成され、図８の（ｃ）において副電極部８Ｓ上に形成される複数の誘電体層２１で構成される。
【００４０】
これらのドメイン分割パターンを利用すると、３個の副電極部８Ｓにそれぞれ対応した強電場域および弱電場域の異方性分布を独立に設定し、図８の（ａ）に示すような単一のドメイン分割パターンを用いる場合よりも適切にドメイン分割を行うことができる。ここでは、これらドメイン分割パターンが３個の副電極部８Ｓのうちの少なくとも２つに対する強電場域および弱電場域の異方性分布間に規則的な違いを持たせるように構成される。この場合、各ドメイン分割パターンは対応副電極部８Ｓの周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の強電場域に対して対応副電極部８Ｓの周縁側および中央側に両端を持つように伸びた複数の弱電場域をそれぞれ隣接させると共に強電場域の幅Ｗ₁と弱電場域の幅Ｗ₂との和Ｗ₁₂を６μｍから２０μｍの範囲に設定して対応副電極部８Ｓからの電場の強さを変化させるスリットＳＬのような構造体を含み、規則的な違いが強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂として設定される。これにより、電圧−透過率特性の違う２以上の領域で画素領域を構成でき、この結果として輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能となる。
【００４１】
本実施形態では、強電場域および弱電場域が図６の（ｃ）に示すようにスリットＳＬ間画素電極８の長手方向において非対称となるよう配向状態を得るように液晶層４に生成されるが、図６の（ａ）に示すようにスリットＳＬ間画素電極８の長手方向において対称な配向状態を得るようにしてもよい。但し、前者の方が応答速度などの点で有利である。本実施形態では、誘電率異方性が負のネマチック液晶を垂直配向させたＶＡＮモードを採用したが、誘電率異方性が正のネマチック液晶を用いることも可能である。特に、高いコントラストが望まれる場合は、ＶＡＮモードを採用し且つノーマリブラックとすることにより、例えば、４００：１以上の高いコントラストと高透過率設計による明るい画面設計とが可能である。
【００４２】
本実施形態において、見かけ上、液晶の光学応答を速めるために、偏光板５の光透過容易軸あるいは光吸収軸と強電場域と弱電場域との配列方向とが為す角度を４５゜から所定の角度θだけずらしてもよい。この角度θは、視野角などに応じて設定することもできるが、応答時間を短縮するには２２．５゜とすることが最も効果的である。
【００４３】
本実施形態では、第３電圧印加時に画素領域をドメイン分割するチルト制御部をアレイ基板２のみに設けたが、アレイ基板２および対向基板３の双方に設けてもよい。但し、前者の場合、アレイ基板２と対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【００４４】
また、本実施形態では、カラーフィルタ層ＣＦをアレイ基板２に設けた構造（ＣＯＡ：color filter on array）を採用したが、カラーフィルタ層ＣＦは対向基板３に設けてもよい。但し、前者の場合、アレイ基板２と対向基板３とを貼り合わせてセルを形成する際にアライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる。
【００４５】
以下、本発明の液晶表示装置の製造例について説明する。
（製造例１）
本製造例では、以下に説明する方法により液晶表示装置１を製造した。ここでは、画素電極８は図８の（ａ）に示す形状に形成した。
【００４６】
まず、通常の薄膜トランジスタ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス板である光透過性絶縁基板７の一主表面上に走査線Ｙおよび信号線等の配線並びにスイッチング素子８の薄膜トランジスタを形成した。次に、薄膜トランジスタを形成した絶縁基板７の表面側に常法により光透過性絶縁膜であるカラーフィルタ層ＣＦを形成した。
【００４７】
次いで、カラーフィルタ層ＣＦを形成した絶縁基板７の表面側に所定パターンのマスクを介してＩＴＯをスパッタリングした。その後、このＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてＩＴＯ膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図８の（ａ）に示すように画素電極８を形成した。尚、ここでは、スリットＳＬの幅およびスリットＳＬ間画素電極８の幅はいずれも５μｍとした。
【００４８】
その後、画素電極８を形成した絶縁基板７の表面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ７０ｎｍの配向膜１２を形成した。アレイ基板２は上述のようにして製作される。
【００４９】
次に、別途用意したガラス板からなる光透過性絶縁基板１５の一主表面上に、共通電極１６として、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、この共通電極１６の全面に、アレイ基板２に関して説明したのと同様の方法により配向膜１２を形成した。以上のようにして、対向基板３を製作した。
【００５０】
次いで、液晶材料を注入するための注入口を残してアレイ基板２と対向基板３の周縁部に周辺シール材６となる接着剤を塗布し、それぞれの配向膜１２を内側にしてアレイ基板２と対向基板３を貼り合わせることにより液晶注入空間（液晶セル）を形成した。尚、この液晶セルのセルギャップは、アレイ基板２に設けられ対向基板３に接触する長さ４μｍの柱状スペーサＳＰにより一定に維持した。また、アレイ基板２および対向基板３を貼り合わせる際、これらアレイ基板２および対向基板３間の位置合わせはそれらの端面を揃えることにより行い、アライメントマークなどを利用する高精度な位置合わせは行わなかった。
【００５１】
次いで、この液晶セル内に誘電率異方性が負である液晶材料を通常の方法により注入して液晶層４を形成した。次いで、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、液晶セルの両面に偏光板５を貼り付けることにより液晶表示装置１を得た。
【００５２】
尚、この液晶表示装置１は、例えば、画素電極８および共通電極１６間の印加電圧を約１Ｖから約５Ｖまでの間で変化させることにより駆動され得る。
【００５３】
次に、以上のようにして作製した液晶表示装置１を、画素電極８と共通電極１６との間に４Ｖの電圧を印加した状態で観察した。その結果、画素電極８の形状に対応した透過率分布が見られた。
【００５４】
（製造例２）
画素電極８を図８の（ｂ）に示す形状とし、スリットＳＬの幅およびスリットＳＬ間の画素電極８の幅をいずれも４μｍとしたこと以外は製造例１で説明したのと同様の方法により液晶表示装置１を製作した。尚、この液晶表示装置１は、例えば、画素電極８と共通電極１６との間に印加する電圧を約１Ｖと約４Ｖとの間で変化させることにより駆動され得る。
【００５５】
次に、以上のようにして作製した液晶表示装置１を、画素電極８と共通電極１６との間に３．５Ｖの電圧を印加した状態で観察した。その結果、画素電極８の形状に対応した透過率分布が見られた。
【００５６】
（製造例３）
図８の（ｃ）に示すように幅方向に並ぶ一対のスリットＳＬ’でそれぞれ分離される３個の副電極部８Ｓを持つ画素電極８を形成し、これら副電極部８Ｓ上に誘電体層２１を設けたこと以外は製造例１で説明したのと同様の方法により液晶表示装置１を製作した。尚、ここでは、誘電体層２１の幅は４μｍとし、誘電体層２１の厚さは液晶層４において誘電体層２１の近傍で電場の強さが十分に弱められるように１．４μｍとした。また、これらスリットＳＬ’は、誘電体層２１による配向制御効果を向上させるために設けられている。ここでは、一対のスリットＳＬ’が画素電極８の欠落部として形成され、これらスリットＳＬ間の画素電極８の一部をブリッジ電極ＢＲとして残す。
【００５７】
以上のようにして製造された液晶表示装置１は、例えば、画素電極８および共通電極１６間の印加電圧を約１Ｖから約４Ｖまでの間で変化させることにより駆動され得る。３．５Ｖの電圧を画素電極８および共通電極１６間に印加して液晶表示装置１を状態で観察すると、その結果として画素電極８の形状に対応した透過率分布が見られた。
【００５８】
次に、製造例１から製造例３に係る液晶表示装置１について、透過率および応答時間を測定した。その結果を以下の表に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
上記表から明らかなように、製造例１から製造例３に係る液晶表示装置１では、アレイ基板２および対向基板３を貼り合わせる際に高精度な位置合わせを行わなかったのにも拘らず、透過率が高く、配向分割均一性が良好であり、応答時間も短い。すなわち、製造例１から製造例３によると、アレイ基板２および対向基板３を高精度に位置合わせすることなくＭＶＡモードの液晶表示装置を製造することができた。
【００６１】
（製造例４）
また、図９に示すドメイン分割パターンＡ，Ｂ，Ｃが製造例１で詳述した処理で画素電極８の欠落部として形成された液晶表示装置を製造した。この場合、画素電極８は図８の（ｂ）と同様に３個の副電極８Ｓで構成されるが、ドメイン分割パターンＡ，Ｂ，Ｃはこれら副電極８Ｓに対する強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂を図１０に示す形式１，形式２，または形式３に設定する。このような液晶表示装置の視角依存性について、３個の副電極８Ｓの並ぶ方向を縦軸とし、これに直角な方向を横軸として同一のバックライトを用いて測定したところ、輝度の視角依存性が副電極８Ｓ毎の強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の違いに対応して決定されることが確認された。
【００６２】
図１１は観察者の視点を横軸に沿って左右に移動させた場合に得られる左右角度に対する視角依存性の結果を示し、図１２は観察者の視点を縦軸に沿って上下に移動させた場合の上下角度に対して得られた結果を示す。すなわち、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂をドメイン分割パターンＡ，Ｂ，Ｃにより５μｍ，５μｍ，５μｍという形式1に設定すると、輝度は正面で高いものの斜め方向で著しく低下する。次に、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂をドメイン分割パターンＡ，Ｂ，Ｃにより７μｍ，５μｍ，５μｍという形式２に設定すると、輝度が斜め方向で著しく低下しなくなる。さらに、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂をドメイン分割パターンＡ，Ｂ，Ｃにより７μｍ，７μｍ，５μｍという形式３に設定すると、輝度は斜め方向で著しく低下しないものの正面で低下する。従って、２種以上の強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂を１画素領域に設定することにより視角依存性のような輝度（または透過率）分布特性を制御することか可能である。尚、ここでは、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂が３個の副電極８Ｓの各々について得られる４つのドメイン内で共通となっているが、これらドメイン間で図５と同様に異なってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画素領域がアレイ基板のチルト制御部によりドメイン分割され、強電場域の幅Ｗ₁および弱電場域の幅Ｗ₂の各々が少なくとも２つのドメイン間で異なる。これにより、画素領域を電圧−透過率特性の違う２以上の領域で構成して輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能となる。従って、ＭＶＡモードを採用した場合であっても、アレイ基板および対向基板間の位置合わせにおいて高い精度を必要とせずに輝度（または透過率）分布特性を制御することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の回路構造を概略的に示す図である。
【図３】図２に示す液晶表示装置の部分的断面構造を示す図である。
【図４】図３に示すアレイ基板の部分的断面構造をさらに詳細に示す図である。
【図５】図２に示す液晶表示装置のチルト制御部の基本構造を示す平面図である。
【図６】図５に示す液晶分子の配向状態を基板平面に平行な平面および基板平面に垂直な断面において示す図である。
【図７】図５に示すチルト制御部の基本構造の他の変形例を概略的に示す断面図である。
【図８】図５に示すチルト制御部の基本構造を画素電極のアスペクト比に適合させた構成例を示す平面図である。
【図９】図８に示す３つの副電極に対する強電場域の幅および弱電場域の幅を所定形式に設定する３つのドメイン分割パターンを示す平面図である。
【図１０】図９に示す３つのドメイン分割パターンにより設定される幅の組み合わせを示す図である。
【図１１】図９に示す３つのドメイン分割パターンにより図１０に示す幅の組み合わせに設定した液晶表示装置において観察者の視点を横軸に沿って左右に移動させた場合に得られる左右角度に対する視角依存性の結果を示すグラフである。
【図１２】図９に示す３つのドメイン分割パターンにより図１０に示す幅の組み合わせに設定した液晶表示装置において観察者の視点を横軸に沿って左右に移動させた場合に得られる左右角度に対する視角依存性の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…アレイ基板
３…対向基板
４…液晶層
５…偏光板
７…光透過性絶縁基板
８…画素電極
８ａ〜８ｄ…区画
９…スイッチング素子
１２…配向膜
１５…光透過性絶縁基板
１６…共通電極
２１…誘電体層
２２…透明絶縁体層
２３…配線
ＳＬ…スリット
Ｌｑ…液晶分子
ＣＦ…カラーフィルタ層
ＣＦ_Ｂ，ＣＦ_Ｇ，ＣＦ_Ｒ…着色層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device in which each pixel region is divided into a plurality of domains.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device has various features such as thinness, light weight, and low power consumption, and is applied to various uses such as OA equipment, information terminals, watches, and televisions. In particular, a liquid crystal display device having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is used as a monitor for displaying a large amount of information, such as a portable television or a computer, because of its high responsiveness.
[0003]
In recent years, with an increase in the amount of information, there is an increasing demand for higher definition of images and higher display speed. Of these requirements, high definition of an image is realized, for example, by miniaturizing an array structure including the above-described TFT.
[0004]
On the other hand, regarding the increase in display speed, instead of the conventional display mode, OCB mode using nematic liquid crystal, VAN (Vertical Aligned Nematic) mode, HAN mode, π alignment mode, and interface stability using smectic liquid crystal It has been studied to adopt a type ferroelectric liquid crystal mode and an antiferroelectric liquid crystal mode.
[0005]
Among these display modes, the VAN mode can obtain a faster response speed than the conventional TN (Twisted Nematic) mode, and does not require a rubbing process that causes defects such as electrostatic breakdown due to vertical alignment. Among them, the multi-domain VAN mode (hereinafter referred to as MVA mode) is particularly attracting attention because the viewing angle compensation design is relatively easy.
[0006]
However, conventionally, in a liquid crystal display device adopting the MVA mode, a hook-shaped dielectric protrusion is formed not only on the array substrate but also on the counter substrate, or a slit or the like is provided in the common electrode on the counter substrate. . Therefore, the alignment between the array substrate and the counter substrate must be performed with extremely high accuracy. As a result, the cost increases and the reliability decreases.
[0007]
In recent years, a technique for forming a color filter layer on an array substrate has been put into practical use in the manufacture of a TN mode liquid crystal display device. According to this technology, when the cell is formed by bonding the array substrate and the counter substrate, it is not necessary to align each color region constituting the color filter layer and the pixel electrode. Therefore, it is desirable to apply such a technique to the manufacture of an MVA mode liquid crystal display device. In the conventional MVA mode liquid crystal display device, a cell is formed by bonding an array substrate and a counter substrate. In addition, it is necessary to perform alignment between the array substrate and the counter substrate corresponding to a structure such as a bowl-shaped dielectric protrusion or a slit. Therefore, in the conventional MVA mode liquid crystal display device, even if the color filter layer is formed on the array substrate, it is not possible to enjoy the benefits obtained by the TN mode liquid crystal display device.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and even when the MVA mode is adopted, the luminance (or transmittance) is not required in the alignment between the array substrate and the counter substrate without high accuracy. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of controlling distribution characteristics.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an array substrate including at least one pixel electrode, a counter substrate including a common electrode opposed to the pixel electrode, and the array substrate and the counter substrate are sandwiched and oriented substantially perpendicular to each substrate. A liquid crystal layer in which the liquid crystal molecular arrangement is controlled by a voltage between the pixel electrode and the common electrode, and the array substrate further includes a liquid crystal layer in each of various directions substantially parallel to each substrate as the voltage is applied. Pixels are controlled by controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules by generating fluctuations in the electric field consisting of multiple stripes of strong electric fields and multiple weak electric fields in the liquid crystal layer between the pixel electrode and the common electrode. Including a tilt control unit that divides the region into a plurality of domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules, and the width W of the strong electric field region ₁ And weak electric field width W ₂ Each is provided with a liquid crystal display device that differs between at least two domains.
[0010]
In this liquid crystal display device, the tilt control unit is provided on the array substrate side together with the pixel electrodes. Such a tilt control unit can be incorporated into the array substrate manufacturing process as a structure such as a pixel electrode missing portion, a dielectric layer on the pixel electrode, and a wiring on the pixel electrode. There is no need to perform alignment between the array substrate and the counter substrate with high accuracy as in the case of the arrangement on the counter substrate side. In addition, the width of the strong electric field W ₁ And weak electric field width W ₂ Each differ between at least two domains. Accordingly, it is possible to control the luminance (or transmittance) distribution characteristics by configuring the pixel region with two or more regions having different voltage-transmittance characteristics.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
1 shows the appearance of the liquid crystal display device 1, FIG. 2 schematically shows the circuit structure of the liquid crystal display device, FIG. 3 shows a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device, and FIG. 4 shows an array of the liquid crystal display device. The partial cross-sectional structure of the substrate is shown in more detail. This liquid crystal display device operates in the MVA mode, and includes an array substrate 2, a counter substrate 3, and a liquid crystal layer 4 sandwiched between the array substrate 2 and the counter substrate 3. A polarizing plate 5 is attached to the array substrate 2 and the counter substrate 3 on the side opposite to the liquid crystal layer 4. The liquid crystal layer 4 is made of a liquid crystal material containing nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, and is surrounded by a peripheral sealing material 6 between the array substrate 2 and the counter substrate 3. The array substrate 2 and the counter substrate 3 are integrated with the liquid crystal layer 4 by being bonded together by the peripheral sealing material 6. The distance between the array substrate 2 and the counter substrate 3 is kept constant by the spacer SP.
[0013]
The array substrate 2 includes a light-transmissive insulating substrate 7 such as a glass plate, a plurality of pixel electrodes 8 arranged in a matrix and applying an electric field for controlling the arrangement of the liquid crystal molecules Lq to the liquid crystal layer 4, and rows of these pixel electrodes 8. A plurality of scanning lines Y (Y1 to Ym) arranged along the line, a plurality of auxiliary capacitance lines CL arranged so as to cross the pixel electrodes 8 in the corresponding rows, and arranged along the columns of the pixel electrodes 8. A plurality of signal lines X (X1 to Xn), a plurality of switching elements 9 disposed in the vicinity of intersection positions of the corresponding scanning lines Y and the corresponding signal lines X, a scanning line driving circuit 10 for driving the plurality of scanning lines Y, and A signal line drive circuit 11 that drives the plurality of signal lines X is included. The plurality of auxiliary capacitance lines CL are set to the reference potential by the common electrode drive circuit VCOM.
[0014]
The insulating substrate 7 has an undercoat surface 7A, and a plurality of switching elements 9, a plurality of pixel electrodes 8, and wirings such as signal lines X, scanning lines Y, and auxiliary capacitance lines CL are insulated, and the undercoat surface 7A. It is laminated above. These wirings are made of aluminum, molybdenum, copper, or the like. The plurality of pixel electrodes 8 are made of a transparent conductive material such as ITO, and are formed by, for example, forming a thin film of a transparent conductive material by sputtering or the like and then patterning the thin film using a photolithography technique and an etching technique. . The pixel electrode 8 is covered with a vertical alignment film 12 that aligns the liquid crystal molecules Lq of the liquid crystal layer 4 substantially perpendicularly to the plane of the array substrate 2 in a state where no voltage is applied. The vertical alignment film 12 is made of a transparent resin thin film such as polyimide, and is provided with vertical alignment without rubbing. Each switching element 9 is formed on the undercoat surface 7A and covered with a gate insulating film 13, for example, an amorphous silicon or polysilicon semiconductor layer M, and an interlayer insulating film 14 formed on the semiconductor layer M via the gate insulating film 13. The thin film transistor has source and

drain electrodes

9S and 9D connected to the semiconductor layer M through contact holes formed in the gate electrode 9G and the gate insulating film 13 and the interlayer insulating film 14 covered with the gate electrode 9G. The

electrodes

9S, 9D, 9G of the switching element 9 are made of a metal material such as aluminum, molybdenum, chromium, copper, and tantalum. The source electrode 9S is connected to the corresponding pixel electrode 8, the drain electrode 9D is connected to the corresponding signal line X, and the gate electrode 9G is connected to the corresponding scanning line Y. The switching element 9 and the interlayer insulating film 14 are covered with the color filter layer CF, and the pixel electrode 8 is formed on the color filter layer CF. The color filter layer CF includes a blue colored layer CF_B, a green colored layer CF_G, and a red colored layer CF_R formed as stripes along the pixel electrodes 8 in each column. The pixel electrode 8 is connected to the source electrode 9S of the switching element 8 through a contact hole H formed in the color filter CF. The auxiliary capacitance line CL is formed on the gate insulating film 13 together with the gate electrode 9G. The pixel electrode 8 is connected to the contact electrode CE through a contact hole H formed in the color filter layer CF and the interlayer insulating film 14. The contact electrode CE passes through an opening formed in the storage capacitor line CE and contacts a semiconductor layer M ′ formed together with the semiconductor layer M of the switching element 8. The auxiliary capacitance line CL is capacitively coupled to the contact electrode CE, the semiconductor layer M ′, and the pixel electrode 8 to form an auxiliary capacitance SC.
[0015]
The counter substrate 3 is formed so as to cover the light transmissive insulating substrate 15 such as a glass plate, the common electrode 16 formed on the insulating substrate 15 so as to face the plurality of pixel electrodes 8, and the common electrode 16 without voltage. In this state, the liquid crystal layer 4 includes a vertical alignment film 12 that aligns the liquid crystal molecules Lq of the liquid crystal layer 4 substantially perpendicularly to the plane of the counter substrate 3. The common electrode 16 and the alignment film 12 are made of the same material as the pixel electrode 8 and the alignment film 12. Here, the common electrode 16 is formed as a flat continuous film facing the plurality of pixel electrodes 8 and is set to a reference potential by the common electrode driving circuit VCOM together with the auxiliary capacitance line CL of the array substrate 2.
[0016]
In the above-described liquid crystal display device, the array substrate 2 further applies pixel voltage fluctuations in which a strong electric field region and a weak electric field region are alternately arranged in each of various directions substantially parallel to the

substrates

2 and 3 when a voltage is applied. A tilt control unit for controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules Lq by generating the pixel region in the liquid crystal layer 4 between the common electrode 16 and the common electrode 16 to divide the pixel region into a plurality of domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules Lq. Including.
[0017]
FIG. 5 shows the basic structure of the tilt control unit. The tilt control unit has a domain division pattern that defines anisotropy distribution in the strong electric field region and the weak electric field region with respect to the pixel electrode 8, and this domain division pattern has both ends on the peripheral side and the central side of the pixel electrode 8. The intensity of the electric field from the pixel electrode 8 is changed so that the plurality of weak electric field regions extending so as to have both ends on the peripheral side and the center side of the pixel electrode 8 are adjacent to the plurality of strong electric field regions extending in this manner. The structure to be made is included. Here, the structure includes a plurality of slits SL formed as missing portions of the pixel electrode 8. These slits SL are arranged at a constant pitch, for example, approximately in parallel in each of the four sections 8 a to 8 d included in the pixel electrode 8. These slits SL extend in one direction in the

sections

8a and 8d, and extend in the other direction intersecting in one direction in the

sections

8b and 8c. Thereby, the pixel region is divided into four domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules Lq. Here, the width W of the strong electric field region ₁ And weak electric field width W ₂ Is set to 5 μm in the two domains corresponding to the

sections

8a and 8c, and is set to 7 μm in the domains corresponding to the

sections

8b and 8d.
[0018]
Here, the alignment change of the liquid crystal molecules Lq by the tilt control unit having the structure shown in FIG. 5 will be schematically described. 6A and 6C show the alignment state of the liquid crystal molecules Lq in a plane parallel to the substrate planes of the array substrate 2 and the counter substrate 3, and FIGS. 6B and 6D show the liquid crystal molecules Lq. The alignment state is shown by a cross section perpendicular to the substrate plane. The peripheral structure of the liquid crystal molecule Lq is shown in a simplified manner.
[0019]
When no voltage is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16, the alignment film 12 acts to vertically align the liquid crystal molecules Lq having a negative dielectric anisotropy. That is, the long axis of the liquid crystal molecules Lq is substantially perpendicular to the film surface of the alignment film 12.
[0020]
When a relatively low first voltage is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16, a leakage electric field from the pixel electrode 8 is generated in the vicinity of the slit SL, whereby the electric lines of force are tilted as shown in FIG. .
[0021]
The applied voltage between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 generates an electric field that aligns the liquid crystal molecules Lq in a direction perpendicular to the lines of electric force. Therefore, the liquid crystal molecules Lq try to align as shown in FIG. 6A by the action of the pair of alignment films 12 and the electric field.
[0022]
However, the alignment state of the liquid crystal molecules Lq interferes with each other by being adjacent in the width direction of the pixel electrode 8 between the pair of slits SL as shown in FIG. For this reason, the liquid crystal molecules Lq change the tilt direction in the direction of the arrow A1 or the direction of the arrow A2 shown in FIG.
[0023]
Here, as shown in FIG. 6A, the liquid crystal molecules Lq on the pixel electrode 8 between the slits SL and in the vicinity thereof are symmetrical (or isotropic) in the direction along the slit SL. Suppose that In this case, the probability that the tilt direction of the liquid crystal molecules Lq changes in the direction of the arrow A1 is equal to the probability that the liquid crystal molecules Lq change in the direction of the arrow A2.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 6C, the liquid crystal molecules Lq on and near the pixel electrode 8 between the slits SL are in an asymmetric (or anisotropic) orientation state in the direction along the slits SL. In this case, the lines of electric force are asymmetric between both ends of the pixel electrode 8 between the slits SL, and similarly, the lines of electric force are also asymmetric between both ends of the slit SL. Therefore, the alignment state in which the liquid crystal molecules Lq are aligned in the direction of the arrow A2 is more stable than the alignment state in which the liquid crystal molecules Lq are aligned in the direction indicated by the arrow A1. As a result, the average tilt direction (director) of the liquid crystal molecules Lq is the direction of the arrow A2 shown in FIG.
[0025]
When a second voltage higher than the first voltage is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16, the electric field causes the liquid crystal molecules Lq to move in response to the action of the pair of alignment films 12 to vertically align the liquid crystal molecules Lq. The action of trying to orient in the direction perpendicular to the electric field lines becomes larger. Therefore, the liquid crystal molecules Lq change the tilt angle so as to approach the horizontal alignment.
[0026]
Here, even when the second voltage is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16, as in the case where the first voltage is applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16, the liquid crystal molecules Lq are in the direction of the arrow A2. The aligned alignment state is more stable than the alignment state in which the liquid crystal molecules Lq are aligned in the direction indicated by the arrow A1. Therefore, when the applied voltage between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 is changed between the first and second voltages, the director of the liquid crystal molecules Lq changes in a plane perpendicular to the arrangement direction of the slits SL. That is, when the applied voltage between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 is changed between the first and second voltages, the liquid crystal molecules Lq have their average tilt direction in a plane perpendicular to the arrangement direction of the slits SL. The tilt angle is changed while maintaining.
[0027]
Therefore, by forming a plurality of slits SL so as to have different longitudinal directions between the sections 8a to 8d of the pixel electrode 8, the tilt angle of the liquid crystal molecules Lq is maintained while maintaining the tilt direction as shown in FIG. Can be changed. That is, four domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules Lq can be formed in one pixel region by using only the structure provided on the array substrate 2. In this embodiment, since the tilt angle can be changed while maintaining the average tilt direction of the liquid crystal molecules Lq in a plane perpendicular to the arrangement direction of the slits SL, a faster response speed can be realized. In addition, it is difficult to cause alignment failure and good alignment division is possible.
[0028]
In this embodiment, display is performed by controlling the optical characteristics of the liquid crystal layer 4 by changing the intensity of the electric field while forming the fluctuation of the electric field in the pixel region. By the way, when the above-described control is performed, an electric field stronger than that near the slit SL is generated near the pixel electrode 8 in the liquid crystal layer 4. Therefore, in the vicinity of the pixel electrode 8, the liquid crystal molecules Lq fall more largely than in the vicinity of the slit SL. That is, in the liquid crystal layer 4, the average tilt angle of the liquid crystal molecules Lq is different between the vicinity of the pixel electrode 8 and the vicinity of the slit SL. Such a difference in tilt angle can be observed as an optical difference.
[0029]
As described above, the array substrate 2 has an electric field composed of stripes of a plurality of strong electric field regions and a plurality of weak electric field regions alternately arranged in various directions substantially parallel to the

substrates

2 and 3 as a voltage is applied. Is generated in the pixel region of the liquid crystal layer 4 between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 to control the tilt direction of the liquid crystal molecules Lq and to divide the pixel region into a plurality of domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules. Includes a control unit. In this case, the domain division pattern has a plurality of extended regions having both ends on the peripheral and central sides of the pixel electrode 8 with respect to a plurality of strong electric field regions extending to have both ends on the peripheral and central sides of the pixel electrode 8. The structure has a structure that changes the intensity of the electric field from the pixel electrode 8 so that the weak electric field regions are adjacent to each other. The plurality of slits SL shown in FIG. 5 are used as a structure that attenuates the intensity of the electric field from the pixel electrode 8. When these slits SL are used, it is possible to design with a relatively high degree of freedom. In addition, the width of the strong electric field W ₁ And weak electric field width W ₂ Each differ between domains corresponding to at least two of the partitions 8a-8d. Accordingly, it is possible to control the luminance (or transmittance) distribution characteristics by configuring the pixel region with two or more regions having different voltage-transmittance characteristics.
[0030]
Incidentally, the fluctuation of the electric field can be caused by a structure other than the slit SL. This will be described with reference to FIG.
[0031]
FIG. 7 schematically shows another modification of the basic structure of the tilt control unit. In this modification, as shown in FIG. 7A, a plurality of dielectric layers 21 are formed on the pixel electrode 8 in the same pattern as the slits SL instead of the plurality of slits SL shown in FIG. . In this case, if the dielectric constant of the dielectric layer 21 is lower than the dielectric constant of the liquid crystal material, such as an acrylic resin, an epoxy resin, or a novolac resin, the electric field strength is increased in the vicinity of the dielectric layer 21 in the liquid crystal layer 4. It is possible to generate a weaker electric field region. Therefore, the same effect as when a plurality of slits SL are formed can be obtained.
[0032]
Further, instead of the plurality of slits SL shown in FIG. 5, a plurality of wirings 23 may be formed on the pixel electrode 8 via the transparent insulator layer 22 as shown in FIG. The wiring 23 is, for example, a signal line, a gate line, an auxiliary capacitance wiring, and the like, and is arranged in the same pattern as the plurality of slits SL. In this case, a strong electric field region having a stronger electric field can be generated in the vicinity of the wiring 23 in the liquid crystal layer 4. Accordingly, in this case as well, the same effect as when a plurality of slits SL are formed can be obtained.
[0033]
In addition, when the liquid crystal display device 1 is a transmissive | pervious type, it is preferable that the material of the dielectric material layer 21 and the wiring 23 is a transparent material from a viewpoint of the transmittance | permeability. Further, when the liquid crystal display device 1 is a reflection type, in addition to a transparent material, an opaque material such as a metal material may be used as the material for the dielectric layer 21 and the wiring 23.
[0034]
In the basic structure of the tilt control unit as described above, the width W of the strong electric field region in the liquid crystal layer 4. ₁ And weak electric field width W ₂ Sum W ₁₂ Is preferably 20 μm or less. Usually W ₁₂ Is 20 μm or less, the orientation of the liquid crystal molecules Lq can be controlled as described above, and a sufficient transmittance can be realized. Also, W ₁₂ Is preferably 6 μm or more. In general, sum W ₁₂ Is 6 μm or more, in addition to being able to form a structure that generates a strong electric field region and a weak electric field region in the liquid crystal layer 4 with sufficiently high accuracy, the liquid crystal alignment described above can be stably generated. it can.
[0035]
Japanese W ₁₂ Is the sum of the width of the pixel electrode 8 between the slits SL and the width of the slit SL, the sum of the width of the pixel electrode 8 between the dielectric layers 21 and the width of the dielectric layer 21, and the wiring provided on the pixel electrode 8 23 and the width of the pixel electrode 8 between the wirings 23, the sum of the width of the region with the larger tilt angle when the third voltage is applied and the width of the smaller region, and the transmittance is higher when the third voltage is applied. It is almost equal to the sum of the width of the region and the width of the lower region. Therefore, it is preferable that these widths are also 20 μm or less and 6 μm or more.
[0036]
In the basic structure of the tilt control unit, the width W ₁ And width W ₂ Is preferably 8 μm or less. Width W ₁ And width W ₂ Is preferably 4 μm or more. In this range, practically sufficient performance can be expected with respect to response speed and transmittance.
[0037]
Width W ₁ And width W ₂ Means the width of the pixel electrode 8 between the slits SL and the width of the slit SL, the width of the region sandwiched between the dielectric layers 21 on the pixel electrode 8 and the width of the dielectric layer 21, and the wiring provided on the pixel electrode 8 23, the width of the pixel electrode 8 between the wirings 23, the width of the region having a larger tilt angle when the third voltage is applied, the width of the smaller region, and the width of the region having a higher transmittance when the third voltage is applied. It corresponds to the width of the area. Accordingly, these widths are also preferably 8 μm or less and 4 μm or more.
[0038]
In the basic structure of the tilt control unit, the length of the strong electric field region and the length of the weak electric field region in the liquid crystal layer 4 are respectively the width W ₁ And width W ₂ Width W, which is the sum of them. ₁₂ It is preferable that it is 2 times or more. In this case, more liquid crystal molecules Lq can be aligned in the length direction of the electric field region.
[0039]
The basic structure of the tilt control unit may not be optimal depending on the overall aspect ratio of each pixel electrode 8. For example, when performing color display, a color pixel is formed by combining three pixels for red, green, and blue. Specifically, in order to obtain a color pixel having an aspect ratio of 1: 1, the aspect ratio (width W: length L) of the pixel electrode 8 is set to 1: 3. In such a case, the tilt control unit is not configured as shown in FIG. 8A, and the pixel electrode 8 is provided with, for example, three sub-pixels as shown in FIG. 8B or C. It is preferable to have three domain division patterns that are divided into electrode portions 8S and that define anisotropic distributions in the strong electric field region and the weak electric field region with respect to the sub electrode portions 8S, respectively. These sub electrode portions 8S are interconnected by a bridge electrode BR. Each domain division pattern extends to have both ends on the peripheral side and the central side of the corresponding sub-electrode part 8S with respect to a plurality of strong electric field regions extending so as to have both ends on the peripheral side and the central side of the corresponding sub-electrode part 8S. In addition, a structure that changes the strength of the electric field from the corresponding sub-electrode portion 8S so as to make the plurality of weak electric field regions adjacent to each other is included. This structure is composed of a plurality of slits SL formed as missing portions of the sub-electrode portion 8S in FIG. 8B, and a plurality of dielectrics formed on the sub-electrode portion 8S in FIG. 8C. It is composed of layer 21.
[0040]
When these domain division patterns are used, anisotropy distributions in the strong electric field region and the weak electric field region respectively corresponding to the three sub electrode portions 8S are set independently, and a single as shown in FIG. The domain division can be performed more appropriately than the case of using the domain division pattern. Here, these domain division patterns are configured to have a regular difference between the anisotropic distributions of the strong electric field region and the weak electric field region for at least two of the three sub electrode portions 8S. In this case, each domain division pattern has both ends on the peripheral side and the central side of the corresponding sub-electrode part 8S with respect to a plurality of strong electric field regions extending so as to have both ends on the peripheral side and the central side of the corresponding sub-electrode part 8S. The width W of the strong electric field area and the adjacent weak electric field areas ₁ And weak electric field width W ₂ Sum W ₁₂ Including a structure such as a slit SL that changes the intensity of the electric field from the corresponding sub-electrode part 8S by setting the range of 6 μm to 20 μm, and the regular difference is the width W of the strong electric field region. ₁ And weak electric field width W ₂ Set as As a result, the pixel region can be constituted by two or more regions having different voltage-transmittance characteristics, and as a result, the luminance (or transmittance) distribution characteristics can be controlled.
[0041]
In the present embodiment, the strong electric field region and the weak electric field region are generated in the liquid crystal layer 4 so as to obtain an alignment state so as to be asymmetric in the longitudinal direction of the pixel electrode 8 between the slits SL as shown in FIG. However, as shown in FIG. 6A, a symmetrical alignment state may be obtained in the longitudinal direction of the pixel electrode 8 between the slits SL. However, the former is more advantageous in terms of response speed. In the present embodiment, the VAN mode in which nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is vertically aligned is employed. However, nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy can also be used. In particular, when high contrast is desired, adopting the VAN mode and using normally black enables, for example, high contrast of 400: 1 or more and a bright screen design by high transmittance design.
[0042]
In this embodiment, in order to speed up the optical response of the liquid crystal, the angle formed by the light transmission easy axis or the light absorption axis of the polarizing plate 5 and the arrangement direction of the strong electric field region and the weak electric field region is predetermined from 45 °. The angle θ may be shifted. The angle θ can be set in accordance with the viewing angle or the like, but 22.5 ° is the most effective for shortening the response time.
[0043]
In the present embodiment, the tilt control unit that domain-divides the pixel region when the third voltage is applied is provided only on the array substrate 2, but may be provided on both the array substrate 2 and the counter substrate 3. However, in the former case, when the cell is formed by bonding the array substrate 2 and the counter substrate 3, high-precision alignment using an alignment mark or the like is not necessary.
[0044]
In this embodiment, a structure (COA: color filter on array) in which the color filter layer CF is provided on the array substrate 2 is employed. However, the color filter layer CF may be provided on the counter substrate 3. However, in the former case, when the cell is formed by bonding the array substrate 2 and the counter substrate 3, high-precision alignment using an alignment mark or the like is not necessary.
[0045]
Hereinafter, production examples of the liquid crystal display device of the present invention will be described.
(Production Example 1)
In this production example, the liquid crystal display device 1 was produced by the method described below. Here, the pixel electrode 8 is formed in the shape shown in FIG.
[0046]
First, film formation and patterning are repeated in the same manner as a normal thin film transistor forming process, and wirings such as scanning lines Y and signal lines and thin film transistors of the switching elements 8 are formed on one main surface of the light-transmissive insulating substrate 7 which is a glass plate. Formed. Next, a color filter layer CF, which is a light transmissive insulating film, was formed on the surface side of the insulating substrate 7 on which the thin film transistor was formed by a conventional method.
[0047]
Next, ITO was sputtered through a mask having a predetermined pattern on the surface side of the insulating substrate 7 on which the color filter layer CF was formed. Thereafter, a resist pattern was formed on the ITO film, and the exposed portion of the ITO film was etched using the resist pattern as a mask. As described above, the pixel electrode 8 was formed as shown in FIG. Here, the width of the slit SL and the width of the pixel electrode 8 between the slits SL are both 5 μm.
[0048]
Thereafter, a thermosetting resin was applied to the entire surface of the insulating substrate 7 on which the pixel electrodes 8 were formed, and this coating film was baked to form an alignment film 12 having a thickness of 70 nm showing vertical alignment. The array substrate 2 is manufactured as described above.
[0049]
Next, an ITO film was formed as a common electrode 16 on one main surface of the light-transmitting insulating substrate 15 made of a separately prepared glass plate by a sputtering method. Subsequently, the alignment film 12 was formed on the entire surface of the common electrode 16 by the same method as described for the array substrate 2. The counter substrate 3 was manufactured as described above.
[0050]
Next, an adhesive serving as a peripheral sealing material 6 is applied to the peripheral portions of the array substrate 2 and the counter substrate 3 while leaving an injection port for injecting the liquid crystal material, and the alignment substrate 12 faces the array substrate 2 with the respective alignment films 12 inside. A liquid crystal injection space (liquid crystal cell) was formed by bonding the counter substrate 3 together. The cell gap of the liquid crystal cell was kept constant by a columnar spacer SP having a length of 4 μm provided on the array substrate 2 and in contact with the counter substrate 3. In addition, when the array substrate 2 and the counter substrate 3 are bonded together, the alignment between the array substrate 2 and the counter substrate 3 is performed by aligning the end surfaces thereof, and high-precision alignment using an alignment mark or the like is not performed. It was.
[0051]
Next, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy was injected into the liquid crystal cell by a normal method to form the liquid crystal layer 4. Next, the liquid crystal injection port was sealed with an ultraviolet curable resin, and the polarizing plate 5 was attached to both surfaces of the liquid crystal cell, whereby the liquid crystal display device 1 was obtained.
[0052]
The liquid crystal display device 1 can be driven, for example, by changing the applied voltage between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 from about 1V to about 5V.
[0053]
Next, the liquid crystal display device 1 manufactured as described above was observed in a state where a voltage of 4 V was applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16. As a result, a transmittance distribution corresponding to the shape of the pixel electrode 8 was observed.
[0054]
(Production Example 2)
The pixel electrode 8 is shaped as shown in FIG. 8B, and the same method as described in Production Example 1 is used except that the width of the slit SL and the width of the pixel electrode 8 between the slits SL are both 4 μm. A liquid crystal display device 1 was produced. The liquid crystal display device 1 can be driven by changing the voltage applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 between about 1V and about 4V, for example.
[0055]
Next, the liquid crystal display device 1 manufactured as described above was observed in a state where a voltage of 3.5 V was applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16. As a result, a transmittance distribution corresponding to the shape of the pixel electrode 8 was observed.
[0056]
(Production Example 3)
As shown in FIG. 8C, pixel electrodes 8 having three sub-electrode portions 8S separated by a pair of slits SL ′ arranged in the width direction are formed, and a dielectric layer is formed on these sub-electrode portions 8S. The liquid crystal display device 1 was manufactured by the same method as described in Production Example 1 except that 21 was provided. Here, the width of the dielectric layer 21 is 4 μm, and the thickness of the dielectric layer 21 is 1.4 μm so that the electric field strength in the liquid crystal layer 4 is sufficiently reduced in the vicinity of the dielectric layer 21. . Further, these slits SL ′ are provided in order to improve the alignment control effect by the dielectric layer 21. Here, a pair of slits SL ′ is formed as a missing portion of the pixel electrode 8, and a part of the pixel electrode 8 between the slits SL is left as a bridge electrode BR.
[0057]
The liquid crystal display device 1 manufactured as described above can be driven, for example, by changing the applied voltage between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 from about 1V to about 4V. When a voltage of 3.5 V was applied between the pixel electrode 8 and the common electrode 16 and the liquid crystal display device 1 was observed in a state, a transmittance distribution corresponding to the shape of the pixel electrode 8 was found as a result.
[0058]
Next, the transmittance and response time of the liquid crystal display device 1 according to Production Example 1 to Production Example 3 were measured. The results are shown in the following table.
[0059]
[Table 1]

[0060]
As is clear from the above table, in the liquid crystal display device 1 according to Production Example 1 to Production Example 3, despite the fact that high-precision alignment was not performed when the array substrate 2 and the counter substrate 3 were bonded together, High transmittance, good alignment division uniformity, and short response time. That is, according to Manufacturing Example 1 to Manufacturing Example 3, an MVA mode liquid crystal display device could be manufactured without aligning the array substrate 2 and the counter substrate 3 with high accuracy.
[0061]
(Production Example 4)
Further, a liquid crystal display device in which the domain division patterns A, B, and C shown in FIG. 9 were formed as missing portions of the pixel electrode 8 by the process described in detail in Manufacturing Example 1 was manufactured. In this case, the pixel electrode 8 is composed of three sub-electrodes 8S as in FIG. 8B, but the domain division patterns A, B, and C have a strong electric field width W with respect to these sub-electrodes 8S. ₁ And weak electric field width W ₂ Is set to format 1, format 2, or format 3 shown in FIG. The viewing angle dependence of such a liquid crystal display device was measured using the same backlight with the direction along which the three sub-electrodes 8S are arranged as the vertical axis and the direction perpendicular thereto as the horizontal axis. The width W of the strong electric field for each sub-electrode 8S ₁ And weak electric field width W ₂ It was confirmed that the decision was made in response to the difference.
[0062]
FIG. 11 shows the result of the viewing angle dependence on the left-right angle obtained when the observer's viewpoint is moved left and right along the horizontal axis. FIG. 12 shows the result of moving the observer's viewpoint up and down along the vertical axis. The result obtained with respect to the vertical angle is shown. That is, the width W of the strong electric field region ₁ And weak electric field width W ₂ Is set to the format 1 of 5 μm, 5 μm, and 5 μm by the domain division patterns A, B, and C, the luminance is remarkably lowered in the oblique direction although it is high in the front. Next, the width W of the strong electric field ₁ And weak electric field width W ₂ Is set to Format 2 of 7 μm, 5 μm, and 5 μm by the domain division patterns A, B, and C, the luminance does not decrease significantly in the oblique direction. In addition, the width of the strong electric field W ₁ And weak electric field width W ₂ Is set to form 3 of 7 μm, 7 μm, and 5 μm by the domain division patterns A, B, and C, the luminance does not decrease significantly in the oblique direction but decreases in the front. Therefore, the width W of two or more strong electric field regions ₁ And weak electric field width W ₂ It is possible to control the luminance (or transmittance) distribution characteristics such as viewing angle dependency by setting to one pixel region. Here, the width W of the strong electric field region ₁ And weak electric field width W ₂ Are common in the four domains obtained for each of the three sub-electrodes 8S, but may differ between these domains as in FIG.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pixel region is divided into domains by the tilt control unit of the array substrate, and the width W of the strong electric field region is determined. ₁ And weak electric field width W ₂ Each differ between at least two domains. Accordingly, it is possible to control the luminance (or transmittance) distribution characteristics by configuring the pixel region with two or more regions having different voltage-transmittance characteristics. Therefore, even when the MVA mode is adopted, a liquid crystal display device capable of controlling luminance (or transmittance) distribution characteristics without requiring high accuracy in alignment between the array substrate and the counter substrate is provided. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing a circuit structure of the liquid crystal display device shown in FIG. 1. FIG.
3 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device shown in FIG.
4 is a view showing a partial cross-sectional structure of the array substrate shown in FIG. 3 in more detail. FIG.
5 is a plan view showing a basic structure of a tilt control unit of the liquid crystal display device shown in FIG. 2. FIG.
6 is a diagram showing the alignment state of the liquid crystal molecules shown in FIG. 5 in a plane parallel to the substrate plane and a cross section perpendicular to the substrate plane. FIG.
7 is a cross-sectional view schematically showing another modification of the basic structure of the tilt control unit shown in FIG. 5. FIG.
8 is a plan view showing a configuration example in which the basic structure of the tilt control unit shown in FIG. 5 is adapted to the aspect ratio of the pixel electrode.
9 is a plan view showing three domain division patterns for setting the width of the strong electric field region and the width of the weak electric field region for the three sub-electrodes shown in FIG. 8 in a predetermined format.
10 is a diagram showing combinations of widths set by the three domain division patterns shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a graph showing the left-right angle obtained when the observer's viewpoint is moved left and right along the horizontal axis in the liquid crystal display device set to the combination of widths shown in FIG. 10 by the three domain division patterns shown in FIG. It is a graph which shows the result of viewing angle dependence.
FIG. 12 is a graph showing the left and right angles obtained when the observer's viewpoint is moved left and right along the horizontal axis in the liquid crystal display device set to the combination of widths shown in FIG. 10 by the three domain division patterns shown in FIG. It is a graph which shows the result of viewing angle dependence.
[Explanation of symbols]
1. Liquid crystal display device
2 ... Array substrate
3 ... Counter substrate
4 ... Liquid crystal layer
5 ... Polarizing plate
7 ... Light transmissive insulating substrate
8 ... Pixel electrode
8a to 8d ... division
9. Switching element
12 ... Alignment film
15 ... Light transmissive insulating substrate
16 ... Common electrode
21 ... Dielectric layer
22 ... Transparent insulator layer
23 ... Wiring
SL ... Slit
Lq ... Liquid crystal molecules
CF: Color filter layer
CF_B, CF_G, CF_R ... colored layer

Claims

An array substrate including at least one pixel electrode, a counter substrate including a common electrode facing the pixel electrode, and liquid crystal molecules sandwiched between the array substrate and the counter substrate and aligned substantially perpendicular to each substrate Including a liquid crystal layer whose liquid crystal molecular arrangement is controlled by a voltage between the pixel electrode and the common electrode, and a structure that the pixel electrode has,
Here, the structure includes a plurality of stripes of strong electric field regions and a plurality of weak electric field regions alternately arranged in various directions substantially parallel to the respective substrates with the application of the voltage. By controlling the tilt direction of the liquid crystal molecules by generating in the pixel region of the liquid crystal layer between, and dividing the pixel region into a plurality of domains having different tilt directions of the liquid crystal molecules,
Each of the strong electric field width W ₁ and the weak electric field width W ₂ is different between at least two domains.

The structure is configured to divide the pixel electrode into a plurality of sub-electrode portions and divide each of a plurality of sub-pixel regions obtained corresponding to the sub-electrode portions into a plurality of domains, the liquid crystal display device according to claim 1 each of the width W ₂ of width W ₁ and a weak electric field zone, wherein the different between domains of at least two subpixel regions.

_2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the structure has a sum W ₁₂ of a width W ₁ of the strong electric field region and a width W ₂ of the weak electric field region set in a range of 6 μm to 20 μm.

The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the structure is disposed so that the plurality of strong electric field regions are connected to each other at one end.

The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the structure is arranged such that the plurality of weak electric field regions are connected to each other at one end.

The structure is arranged such that the plurality of strong electric field regions are connected to each other at one end, and the plurality of weak electric field regions are connected to each other at one end opposite to the one end of the plurality of strong electric field regions. The liquid crystal display device according to claim 3.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the structure is at least one of a missing portion of the pixel electrode, a dielectric layer on the pixel electrode, and a wiring on the pixel electrode.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer contains a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy.

The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a pair of vertical alignment films respectively covering the pixel electrode and the common electrode.