專利名稱：液晶面板和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶面板和液晶顯示裝置，更詳細(xì)地說，涉及對在未施加電壓時液晶分子在基板垂直方向上取向的垂直取向型的液晶單元施加橫向電場來控制光的透過的液晶面板和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置在各種顯示裝置中具有薄型、輕量且耗電小的優(yōu)點。因此，近年來替代CRT(陰極射線管)廣泛用于TV(電視機(jī))、監(jiān)視器、便攜式電話等移動設(shè)備等各個領(lǐng)域。
液晶顯示裝置的顯示方式，由使液晶在液晶單元內(nèi)怎樣排列來決定。作為液晶顯示裝置的顯示方式之一，以往已知MVA模式的液晶顯示裝置。MVA模式是如下方式在有源矩陣基板的像素電極設(shè)置狹縫，并且在對置基板的對置電極設(shè)置液晶分子取向控制用的突起(肋)，由此施加垂直方向的電場，一邊用肋和狹縫限制取向方向，一邊使液晶分子的取向方向配置在多個方向。
MVA模式的液晶顯示裝置，通過將施加電場時液晶分子傾倒的方向分割為多個來實現(xiàn)廣視野角。另外，MVA模式的液晶顯示裝置為垂直取向模式，因此與IPSan-Plain Switching:面內(nèi)開關(guān))模式等水平取向模式相比能夠得到高的對比度。但是，具有制造工序復(fù)雜的缺點。
因此，為了解決MVA模式的工藝課題，提案有如下顯示方式(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)在未施加電壓時液晶分子在基板垂直方向上取向的垂直取向型的液晶單元中使用梳齒電極，施加與基板面平行的電場(所謂橫向電場)。
在上述顯示方式中，在保持由垂直取向帶來的高對比度的同時，由橫向電場驅(qū)動， 由此規(guī)定液晶分子的取向方向。上述顯示方式不需要由像MVA那樣的突起物進(jìn)行的取向控制，因此像素結(jié)構(gòu)簡單，具有優(yōu)秀的視野角特性。
14日)
23日)
22日)
14日)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本公開專利公報“特開平10-186351號公報(
公開日1998年7月專利文獻(xiàn)2:日本公開專利公報“特開2002-23179號公報(
公開日2002年1月專利文獻(xiàn)3 日本公開專利公報“特開平10-133190號公報(
公開日1998年5月專利文獻(xiàn)4 日本公開專利公報“特開2000-193977號公報(
公開日:2000年7月發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
但是，如上所述使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板具有以下問題在從正面看該液晶顯示元件時，白的色感看起來帶黃色感。
本發(fā)明鑒于上述問題，提供正面的色感變化少的使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板和液晶顯示裝置。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的液晶面板，為了解決上述課題，其特征在于其為使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，上述液晶面板包括至少設(shè)置有第一電極和第二電極的第一基板；與上述第一基板相對配置的第二基板；和被夾持在上述第一基板與第二基板之間的液晶層，利用在設(shè)置于上述第一基板的電極間產(chǎn)生的橫向電場對上述液晶層進(jìn)行驅(qū)動，并且在未施加電場時，上述液晶層的液晶分子與上述第一基板和第二基板垂直地取向，在上述第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有第一絕緣層，該第一絕緣層在一個像素內(nèi)具有相對介電常數(shù)不同的至少兩個區(qū)域，使得在包括紅色、綠色、藍(lán)色三個子像素的一個像素內(nèi)，在產(chǎn)生上述橫向電場時形成等電位線的形狀不同的至少兩個區(qū)域，上述藍(lán)色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為3，綠色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為3 7，紅色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為4 7。
另外，本發(fā)明的液晶面板，為了解決上述課題，其特征在于其為使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，上述液晶面板包括至少設(shè)置有第一電極和第二電極的第一基板；與上述第一基板相對配置的第二基板；和被夾持在上述第一基板與第二基板之間的液晶層，利用在設(shè)置于上述第一基板的電極間產(chǎn)生的橫向電場對上述液晶層進(jìn)行驅(qū)動，并且在未施加電場時，上述液晶層的液晶分子與上述第一基板和第二基板垂直地取向， 在上述第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有絕緣層，各像素包括紅色、綠色、藍(lán)色三個子像素，藍(lán)色子像素的區(qū)域的上述絕緣層的相對介電常數(shù)為3，綠色子像素的區(qū)域的上述絕緣層的相對介電常數(shù)為3 7，紅色子像素的區(qū)域的上述絕緣層的相對介電常數(shù)為4 7。
根據(jù)上述各結(jié)構(gòu)，如上所述在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，在第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有絕緣層，藍(lán)色、綠色、紅色色各子像素的區(qū)域的上述絕緣層(第一絕緣層)具有上述相對介電常數(shù)，由此不發(fā)生灰度等級反轉(zhuǎn)，而且能夠使各子像素的VT(電壓-透過率)曲線的形狀近似。因此，根據(jù)上述各結(jié)構(gòu)，能夠提供上述液晶面板的正面的色感變化少的液晶面板。
另外，上述液晶面板，在一個像素內(nèi)具有至少兩個絕緣層(第一絕緣層)的相對介電常數(shù)不同的區(qū)域的情況下，在一個像素內(nèi)形成在產(chǎn)生上述橫向電場時等電位線的形狀不同的至少兩個區(qū)域。在這種情況下，由于在一個像素內(nèi)形成液晶分子的取向方向不同的至少兩個區(qū)域，所以能夠在一個像素內(nèi)形成具有不同的VT曲線的區(qū)域。其結(jié)果是，能夠使上述液晶面板多VT化，能夠改善上述液晶面板的視野角特性。具體而言，例如能夠降低從傾斜方向看時的泛白。
另外，根據(jù)上述的各結(jié)構(gòu)，能夠僅通過將絕緣層(第一絕緣層)的相對介電常數(shù)進(jìn)行局部變更而容易地實現(xiàn)多VT化。
因此，如上所述，在上述液晶面板在一個像素內(nèi)具有至少兩個絕緣層的相對介電常數(shù)不同的區(qū)域的情況下，能夠提供正面的色感變化少且視野角特性優(yōu)秀并且能夠以簡單的工序制造的液晶面板。
而且，上述液晶面板是使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，在這樣的液晶面板中，由于通過橫向電場的施加在單元內(nèi)形成弓形狀(彎曲狀)的液晶取向分布， 所以能夠得到基于彎曲取向的高速響應(yīng)性、由自補(bǔ)償型取向帶來的廣視野角、起因于垂直取向的高對比度。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于包括本發(fā)明的上述液晶面板。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過包括本發(fā)明的上述液晶面板，能夠提供上述液晶顯示裝置的液晶面板的正面的色感變化少的液晶顯示裝置。
發(fā)明效果
本發(fā)明的液晶面板和液晶顯示裝置，如上所述在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，在第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有絕緣層，藍(lán)色、綠色、 紅色各子像素的區(qū)域的上述絕緣層(第一絕緣層)具有上述相對介電常數(shù)，由此不發(fā)生灰度等級反轉(zhuǎn)，而且能夠使各子像素的VT(電壓-透過率)曲線的形狀近似。因此，根據(jù)上述各結(jié)構(gòu)，能夠提供上述液晶面板的正面的色感變化少的液晶面板。
另外，上述液晶面板，在一個像素內(nèi)具有至少兩個絕緣層(第一絕緣層)的相對介電常數(shù)不同的區(qū)域的情況下，在一個像素內(nèi)形成在產(chǎn)生上述橫向電場時等電位線的形狀不同的至少兩個區(qū)域。在這種情況下，由于在一個像素內(nèi)形成液晶分子的取向方向不同的至少兩個區(qū)域，所以能夠在一個像素內(nèi)形成具有不同的VT曲線的區(qū)域。其結(jié)果是，能夠使上述液晶面板多VT化，能夠改善上述液晶面板的視野角特性。
因此，如上所述，在上述液晶面板在一個像素內(nèi)具有至少兩個絕緣層的相對介電常數(shù)不同的區(qū)域的情況下，能夠提供正面的色感變化少且視野角特性優(yōu)秀并且能夠以簡單的工序制造的液晶面板。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示圖1所示的液晶面板的梳齒電極與等電位線的形狀不同的電場區(qū)域之間的關(guān)系的俯視圖。
圖3是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是表示比較所用的液晶面板的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是示意性地表示比較所用的其它液晶面板的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的液晶單元內(nèi)的電場分布和該液晶單元內(nèi)的液晶指向矢分布的圖。
圖7是表示圖4所示的液晶面板的液晶單元內(nèi)的電場分布和該液晶單元內(nèi)的液晶指向矢分布的圖。
圖8(a) (C)分別是表示施加了不同電場的情況的液晶分子的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖，(a)、(b)、(c)分別表示電壓OFF(不施加電壓)時、中間電壓 ON(施加中間電壓)時、和通常的電壓ON(施加通常的電壓)時的、液晶分子的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。
圖9(a) (C)是表示施加了中間電壓的情況的液晶分子的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖，(a)、(b)、(c)分別表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的第一電場區(qū)域、本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的第二電場區(qū)域、和比較例1中使用的液晶面板的電場區(qū)域的、中間電壓ON(施加中間電壓)時的液晶分子的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系的圖。
圖10是表示在本發(fā)明的實施方式1的液晶面板中，使用相對介電常數(shù)不同的兩種絕緣材料時的、各電場區(qū)域的正面方向的VT曲線以及將這些VT曲線合成而得的VT曲線的圖表。
圖11是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級的圖表。
圖12是表示圖4所示的液晶面板的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級的圖表。
圖13是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板中將絕緣材料的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變更時的VT曲線的圖表。
圖14是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級亮度比的圖表。
圖15是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的藍(lán)色子像素的將絕緣層的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變化時的VT曲線的圖表。
圖16是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的綠色子像素的將絕緣層的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變化時的VT曲線的圖表。
圖17是表示本發(fā)明的實施方式1的液晶面板的紅色子像素的將絕緣層的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變化時的VT曲線的圖表。
圖18是表示將正面方向上的RGB各色的VT曲線合成而得的白狀態(tài)的VT曲線的圖表。
圖19是表示各色子像素的將相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變更時的VT曲線的圖表。
圖20是表示將各色子像素的絕緣層的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變更時，對將相對介電常數(shù)設(shè)為3的藍(lán)色子像素，歸一化透過率(歸一化透過率)的VT曲線以同形狀升起的 VT曲線的圖表。
圖21是示意性地表示本發(fā)明的實施方式2的液晶面板的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖22是表示本發(fā)明的實施方式2的液晶面板的、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級亮度比的圖表。
圖23是表示本發(fā)明的實施方式3的液晶面板的、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級亮度比的圖表。
圖M是表示本發(fā)明的實施方式3的液晶面板的、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級亮度比的圖表。
圖25是表示使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖沈是表示圖25所示的使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板的、正面的各子像素的VT曲線。
圖27是表示圖25所示的液晶面板的、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級亮度比的圖表。
圖觀是表示專利文獻(xiàn)2記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖四是表示專利文獻(xiàn)3記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖30 (a)、(b)分別是表示專利文獻(xiàn)4記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖31是表示專利文獻(xiàn)4記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的其它的截面圖。
具體實施方式
本申請的發(fā)明者們，為了抑制使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板的正面的色感變化，首先進(jìn)行其原因的探明。
于是，首先，在對本發(fā)明進(jìn)行說明前，以下參照圖25對使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板300的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[液晶面板300]
圖25是表示使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板300的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖25所示，液晶面板300具有在基板60 (陣列基板)與基板70 (對置基板)之間夾持有液晶層50的結(jié)構(gòu)。
基板60具有在玻璃基板11上依次層疊有梳齒電極14 · 15、取向膜16的結(jié)構(gòu)。
梳齒電極14 · 15，以作為梳齒的齒的各梳齒電極14 · 15的分支電極14A(14A1、 14A2、……14Am，m為1以上的整數(shù))和分支電極15A(15A1、15A2、……15Αη，η為1以上的整數(shù))互相咬合的方式交替地配置。
上述梳齒電極14 ·15中的一個梳齒電極14 (第一電極)為共用電極，另一個梳齒電極I5 (第二電極)為像素電極。
另外，取向膜16是未施加電壓時使液晶層的液晶分子與基板面垂直地取向的所謂垂直取向膜。取向膜16在玻璃基板11上設(shè)置成覆蓋梳齒電極14 · 15。
另外，基板70具有在玻璃基板21上依次設(shè)置有R(紅)、G(綠)、Β(藍(lán))各色的彩色濾光片22和黑矩陣23、取向膜沈的結(jié)構(gòu)。
各像素6(即，1像素)包括R、G、B三個子像素6R*6G*6B(點)。如圖25所示， 在各子像素6R · 6G · 6B形成有使R、G、B各自的波長的光透過的R、G、B各色的彩色濾光片 22。
以下，對驗證所用的液晶面板300的制造方法進(jìn)行具體說明。
首先，如圖25所示，在玻璃基板11上以厚度=1000 A、電極寬度L = 4μπκ電極間隔S = 4 μ m形成包含ITO的梳齒電極14 · 15。
接著，在上述玻璃基板11上，以覆蓋上述梳齒電極14 · 15的方式，利用旋涂法涂敷JSR公司制造的取向膜涂料“JALS-204”(商品名，固體含量5wt. %, Y-丁內(nèi)酯溶液)。 之后，通過在200°C下進(jìn)行2小時燒制，形成在作為與液晶層50相對的面的表面設(shè)置有作為8垂直取向膜的取向膜16的基板60。
另一方面，在玻璃基板21上，用常用的方法形成厚1. 2 μ m的彩色濾光片22和黑矩陣23。進(jìn)一步，在此基礎(chǔ)上，用與取向膜16相同的材料，以相同的工藝，形成垂直取向膜作為取向膜26。由此，形成在玻璃基板21上依次設(shè)置有彩色濾光片22和黑矩陣23、取向膜26的基板70。另外，通過這樣的方式形成的取向膜16 · 26的干燥膜厚為IOOOA (= 0. 1 μ m)。
之后，作為間隔物，使直徑3. 25 μ m的樹脂玻璃粉“Micropearl SP20325，，(商品名，積水化學(xué)工業(yè)株式會社制造)分散在上述基板60 · 70中的一個基板上。另一方面，在與上述基板相對的另一個基板上，印刷密封樹脂“Mruct Bond XN-21S”(商品名，三井東壓化學(xué)工業(yè)株式會社制造)作為密封劑。
接著，將上述基板60 · 70貼合，在135°C下進(jìn)行1小時燒制。
之后，通過用真空注入法在上述基板60 -70間封入默克(Merck)株式會社制造的正型液晶材料(Δε =20，Δη = 0. 15)作為液晶材料，制作出在一對基板60 · 70間夾持有液晶層50的液晶單元301。
接著，在上述液晶單元301的表面和背面，使偏光板35 ·36以如下方式貼合偏光板35 · 36的透過軸正交，且梳齒電極14 · 15的各分支電極14Α · 15Α的延伸方向與偏光板 35· 36的透過軸成45°的角度。由此，制作出圖25所示的液晶面板300。
圖沈是表示圖25所示的使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板 300的、正面(極角0度)的各子像素6R*6G*6B的VT曲線。另外，圖沈中，橫軸表示施加電壓，縱軸表示將透過率歸一化后的歸一化透過率(透過率比)。
另外，將圖沈所示的各子像素6R · 6G · 6B的施加電壓與歸一化透過率的關(guān)系表示在表1中。
[表 1]
透過率BGROV1%0%0%1 V1 %0%0%2 V %0%0%施加 電壓3 V5 9%3 7 %3 0%4 V8 9%T 2%6 3%5 V9 1%8 9%8 3%6 V8 5%9 8%9 4%7 V8 0%1 0 0 %9 8%8 V7 3%1 0 0 %10 0 %
如圖沈所示，R(紅)色子像素6R和G(綠)色子像素6G能夠得到同形狀的VT曲線，但在B (藍(lán))色子像素6B中，VT曲線在比子像素6R · 6G低的電壓一側(cè)顯示最大值，之后，比子像素6R · 6G低。
因此，在上述液晶面板300中，B成分(藍(lán)色成分)變少，因此作為RGB三色合成的白的色感帶有黃色感。這就是使用橫向電場驅(qū)動方式的現(xiàn)有的垂直取向型的液晶面板300 的正面的色感變化的原因。
因此，為了使色感不隨著電壓的施加而變化，希望各色子像素6R · 6G · 6B的VT曲線的形狀為同形狀。
因此，本申請的發(fā)明者們，為了使各色子像素6R · 6G · 6B的VT曲線的形狀統(tǒng)一， 首先，嘗試使驅(qū)動像素內(nèi)的V-T特性局部地變化，具有不同的兩個以上的V-T特性(以下記作“多VT化”)。
液晶顯示裝置，在各種顯示裝置中具有薄型、輕量且耗電小的優(yōu)點，另一方面，具有視野角特性窄的課題。作為其主要原因，可以舉出液晶顯示裝置的顯示特性因視角而變化。
液晶顯示裝置通過對液晶層施加電場使液晶單元內(nèi)的液晶分子動作(旋轉(zhuǎn))來控制透過液晶單元的光量，從而進(jìn)行顯示。但是，液晶分子為棒狀，因此例如折射率的狀態(tài)在從正面方向看液晶顯示裝置的液晶面板的情況和從傾斜方向看時的情況下不同，因此， V(電壓)-τ(透過率)特性因視角不同而變化。
其結(jié)果是，例如產(chǎn)生以下問題發(fā)生從傾斜方向看時的泛白現(xiàn)象，在液晶面板上顯示的內(nèi)容不容易從傾斜方向看到。另外，所謂從傾斜方向看時的泛白現(xiàn)象，是指施加電壓時黑顯示的傾斜視角方向的透過率沒有充分小，顯示成為泛白的狀態(tài)的現(xiàn)象(亮度浮動)。
因而，近年來，為了解決這樣的問題，提案有如下幾個技術(shù)通過多VT化，將從正面看液晶面板時和從傾斜看時的V-T的偏移平均化，由此改善視野角特性(例如，參照專利文獻(xiàn)2 4)。
圖28是表示專利文獻(xiàn)2記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
如圖觀所示，專利文獻(xiàn)2記載的液晶顯示裝置，是如IPS模式那樣，通過對在未施加電場時液晶分子404在與基板面平行的方向上取向的水平取向型的液晶單元，施加在設(shè)置于一個基板401的驅(qū)動電極402 · 403(像素電極和共用電極)間產(chǎn)生的橫向電場，來進(jìn)行顯示的水平取向-橫向電場驅(qū)動型的液晶顯示裝置。
在這種水平取向-橫向電場驅(qū)動型的液晶顯示裝置中，在驅(qū)動電極402 -403設(shè)置彎曲部40 · 403a，如果以使這些驅(qū)動電極的形狀關(guān)于連結(jié)這些彎曲部40 · 403a的A-A 線線對稱的方式形成這些驅(qū)動電極而多VT化，則在由上述A-A線分割的這些驅(qū)動電極間的兩個區(qū)域，在各自不同的方向產(chǎn)生電場。
因此，在這種水平取向-橫向電場驅(qū)動型的液晶顯示裝置中如果在這些驅(qū)動電極如上所述設(shè)置彎曲部40 · 403a，則在白顯示狀態(tài)下從傾斜方向看時，在兩個區(qū)域發(fā)生不同顏色的著色，通過它們的互相補(bǔ)償來降低著色。
但是，在這種液晶顯示裝置中，需要形成驅(qū)動電極402 · 403以使像素區(qū)域的開口率保持得較大。因此，不能密集地形成兩電極，如果施加電壓小則電場變小，因此響應(yīng)花費(fèi)時間。
因此，在專利文獻(xiàn)2中，如圖觀所示，進(jìn)一步通過使驅(qū)動電極402的彎曲角度和驅(qū)動電極403的彎曲角度互相不同，使像素內(nèi)的驅(qū)動電極402 · 403間的電極間隔慢慢變化， 從而使像素內(nèi)的電極寬度與電極間隔之比慢慢變化。
由此，在專利文獻(xiàn)2中，實現(xiàn)從傾斜方向看時的著色的降低，另一方面，在電極間隔大的部分，當(dāng)施加大的電壓時電場強(qiáng)度變大，在電極間隔小的部分，用小的電壓施加大的電場，來改善中間灰度顯示的響應(yīng)的改善。
但是，在專利文獻(xiàn)2記載的方法中，如果角度差過大則像素內(nèi)的驅(qū)動電極所占面積變大，使開口率降低。因此，如專利文獻(xiàn)2那樣在驅(qū)動電極402 · 403設(shè)置彎曲部 402a · 403a來實現(xiàn)多VT化的方法，無論怎樣基于開口率的限制都大。
另外，圖四是表示專利文獻(xiàn)3記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖四所示，專利文獻(xiàn)3記載的液晶顯示裝置是水平取向-橫向電場驅(qū)動型的液晶顯示裝置，其具有水平取向型的液晶單元520，該液晶單元520中，一對基板501 · 511具有相互沿同一方向摩擦過的取向膜502 · 512，通過對該液晶單元520施加在設(shè)置于一個基板501的像素電極503與共用電極504之間產(chǎn)生的橫向電場來進(jìn)行顯示。
專利文獻(xiàn)3中公開了 如圖四所示，在上述另一個基板511設(shè)置透過波長相互不同的R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))各色的色層513 515，根據(jù)各色層513 515的透過波長使像素內(nèi)的單元厚度dR、dG、dB分別不同來實現(xiàn)多VT化，由此能夠得到不管從哪個方向看都完全沒有著色的液晶顯示裝置。
但是，專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)，如上所述需要根據(jù)各色層513 515的透過波長使像素內(nèi)的單元厚度dR、dG、dB變化。因此，具有單元厚度的設(shè)定受技術(shù)限制大，而且制造工藝復(fù)雜化的問題。
圖30(a)、(b)和圖31分別是表示專利文獻(xiàn)4記載的液晶顯示裝置的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
專利文獻(xiàn)4記載的液晶顯示裝置是縱電場驅(qū)動型(垂直取向-縱電場驅(qū)動型或水平取向-縱電場驅(qū)動型)的液晶顯示裝置，其如圖30(a)、(b)和圖31所示，在一對基板(未圖示)分別設(shè)置驅(qū)動電極601 · 602，通過對被夾持于上述一對基板間的液晶層603施加在上述驅(qū)動電極601 · 602間產(chǎn)生的縱電場來進(jìn)行顯示。
在圖30(a)所示的例子中，通過在一對基板中的一個基板的驅(qū)動電極601上設(shè)置絕緣層604來實現(xiàn)多VT化。另外，在圖30(b)所示的例子中，通過在設(shè)置于兩基板的驅(qū)動電極601 · 602上分別設(shè)置絕緣層604來實現(xiàn)多VT化。
根據(jù)專利文獻(xiàn)4，如圖30(a)、(b)和圖31所示，在使用縱電場驅(qū)動方式的液晶顯示裝置中，如果在至少一個驅(qū)動電極上，設(shè)置在施加有縱電場時使像素區(qū)域的電場方向不同的絕緣層604，則如圖30(a)、(b)中虛線所示，電力線因絕緣層604而相對于與驅(qū)動電極 601 · 602垂直的方向傾斜。
進(jìn)而，在圖31所示的例子中，在一個基板的驅(qū)動電極601上同樣地形成絕緣層 604，之后，對絕緣層604的一部分照射紫外線，使照射了紫外線的區(qū)域60 的相對介電常數(shù)比未照射紫外線的區(qū)域604b的相對介電常數(shù)小(ε >3)，由此來實現(xiàn)多VT化。另外， 在圖31所示的例子中，在絕緣層604和另一個驅(qū)動電極602上，分別設(shè)置有垂直取向膜605 · 606。
但是，圖30(a)、(b)所示的技術(shù)，是在垂直方向上驅(qū)動電場的VA方式中發(fā)揮效果的技術(shù)。
另一方面，關(guān)于圖31記載的技術(shù)，本申請的發(fā)明者們，使用如后述的圖25所示的垂直取向(VA)型的垂直電場型的液晶面板200，對其視野角特性進(jìn)行驗證，其結(jié)果是，不能充分改善視野角特性。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然對各種顯示方式的多VT化進(jìn)行了探討，但作為本發(fā)明的目的的、使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板和液晶顯示裝置的正面的色感變化的改善自不必說，從傾斜方向看時的泛白現(xiàn)象少，視野角特性優(yōu)秀且不需要設(shè)計特別的單元厚度變更和驅(qū)動電極，能夠用簡單的工序制造的液晶面板和液晶顯示裝置，至今尚未可知。
于是，本申請的發(fā)明者們，以提供正面的色感變化少的、使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板和液晶顯示裝置為第一目的，進(jìn)一步對在正面的色感變化降低的基礎(chǔ)上，從傾斜方向看時的泛白現(xiàn)象少，視野角特性優(yōu)秀且不需要設(shè)計特別的單元厚度變更和驅(qū)動電極，能夠用簡單的工序制造的液晶面板和液晶顯示裝置，進(jìn)行了銳意的探討。
S卩，液晶面板正面的色調(diào)的變黃，是因為各色的VT曲線不同，為了解決該問題，需要進(jìn)行多VT化。另外，對于從傾斜方向看時的泛白的改善，多VT化是有效的。
于是，本申請的發(fā)明者們進(jìn)行銳意探討后的結(jié)果，本申請的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，通過在一個像素內(nèi)設(shè)置包含相對介電常數(shù)不同的絕緣層的至少兩個區(qū)域，能夠形成從傾斜看時的泛白消失、能夠高速響應(yīng)且能夠用簡單的工序制造的液晶面板。
如上所述在專利文獻(xiàn)4中公開了 通過在絕緣層設(shè)置相對介電常數(shù)不同的區(qū)域， 能夠?qū)崿F(xiàn)VA型的液晶顯示裝置的多VT化。但是，在VA型的液晶顯示裝置中，無法期待由此得到充分的視野角特性的改善。
然而，本申請的發(fā)明者們進(jìn)一步進(jìn)行探討的結(jié)果，驚奇地得知在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，如果在至少一個基板設(shè)置絕緣層，并且將該絕緣層的相對介電常數(shù)局部地變更，在一個像素內(nèi)設(shè)置相對介電常數(shù)不同的至少兩個區(qū)域，則不僅能夠容易地實現(xiàn)多VT化，而且能夠充分改善從傾斜看時的泛白。
像這樣，在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，在一個像素內(nèi)設(shè)置包含相對介電常數(shù)不同的絕緣層的至少兩個區(qū)域，在液晶面板的與各絕緣層對應(yīng)的區(qū)域形成各自形狀不同的等電位線，由此局部地變更像素內(nèi)的電場條件，在像素內(nèi)形成具有不同的電壓-透過率曲線(以下記作“VT曲線”)的至少兩個電場區(qū)域。由此，能夠用簡單的工序改善從傾斜方向看時的泛白。
而且，使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，通過電場的施加而在單元內(nèi)形成弓形狀(彎曲狀)的液晶取向分布，所以能夠得到基于彎曲取向的高速響應(yīng)性、自補(bǔ)償型排列帶來的廣視野角、起因于垂直取向的高對比度。
但是，如上所述，僅進(jìn)行多VT化，無法解決色感變化的問題。
因此，本發(fā)明者們?yōu)榱烁纳圃撘壕姘逭娴纳{(diào)的變黃，進(jìn)一步進(jìn)行了銳意探討。
其結(jié)果是，本發(fā)明者們，發(fā)現(xiàn)通過以使各色的VT曲線的形狀近似的方式將各色子像素的絕緣層的相對介電常數(shù)進(jìn)行組合，能夠調(diào)整液晶面板正面的色感，從而完成本發(fā)明。
S卩，本申請的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，在一對基板中的至少一個基板設(shè)置絕緣層，并且將各色子像素的區(qū)域的絕緣層的相對介電常數(shù)設(shè)定在特定的范圍內(nèi)，由此能夠不產(chǎn)生灰度等級反轉(zhuǎn)且各子像素的VT曲線的形狀近似，其結(jié)果是，能夠提供正面的色感變化少的液晶面板。
另外，同時本申請的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在僅要解決色感變化的問題的情況下，上述液晶面板的絕緣層的ε為3時，并不一定需要具有各色子像素的絕緣層的ε不同的區(qū)域。
S卩，可知為了使色感不隨著電壓的施加而變化，只要不發(fā)生灰度等級反轉(zhuǎn)且各色子像素6R · 6G · 6Β的VT曲線的形狀盡可能近似(優(yōu)選為同形狀)即可。
另外，本申請的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板中，在包含具有各色的彩色濾光片層的多個子像素的一個像素內(nèi)，通過設(shè)置包含相對介電常數(shù)不同的絕緣層的至少兩個區(qū)域來設(shè)置等電位線的形狀不同的至少兩個電場區(qū)域而實現(xiàn)多VT化，并且通過以使各色的VT曲線近似的方式設(shè)定各色子像素的絕緣層的相對介電常數(shù)，能夠提供正面的色感變化少且視野角特性優(yōu)秀并且能夠用簡單的工序制造的液晶面板。
以下，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[實施方式1]
基于圖1 圖20對本發(fā)明的一個實施方式進(jìn)行說明如下。
首先，對本實施方式的液晶面板和液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖3是示意性地表示本實施方式的液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖3所示，本實施方式的液晶顯示裝置1具有液晶面板2(液晶顯示面板、液晶顯示元件)、驅(qū)動電路3和背光源4(照明裝置)。上述驅(qū)動電路3和背光源4的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同。因此，對它們的結(jié)構(gòu)省略說明。
圖1是示意性地表示上述液晶面板2的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。另外，圖 2是表示上述液晶面板2的梳齒電極與等電位線的形狀不同的電場區(qū)域之間的關(guān)系的俯視圖。
本實施方式的液晶面板2是使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板。
如圖1和圖3所示，本實施方式的液晶面板2具有液晶單元5和偏光板35 · 36， 根據(jù)需要具有相位差板37· 38。
上述液晶單元5具有互相相對地配置的一對基板10 · 20作為陣列基板和對置基板，具有在該一對基板10 · 20間夾持有液晶層50的結(jié)構(gòu)。
另外，上述一對基板10 · 20中的至少一個基板(即，至少觀察者側(cè)的基板)，具有玻璃基板等透明基板作為絕緣基板(液晶層保持部件、基底基板)。以下，在本實施方式中， 以分別使用玻璃基板作為絕緣基板的情況舉例進(jìn)行說明，但本實施方式并不限定于此。
作為上述基板10-20,能夠使用例如TFT (薄膜晶體管)基板等陣列基板或CF (彩色濾光片)基板等。
另外，在以下的說明中，以顯示面?zhèn)?觀察者側(cè))的基板為上側(cè)基板，以另一個基板為下側(cè)基板進(jìn)行說明，并且舉出使用陣列基板作為下側(cè)基板10，使用對置基板作為上側(cè)基板20的情況的例子進(jìn)行說明。但是，本實施方式并不限定于此。
在此，首先，對液晶單元5的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。首先，對基板10 (第一基板、陣列基板)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
基板10如上所述是陣列基板，例如具有未圖示的TFT作為開關(guān)元件。
如圖1所示，基板10具有例如在玻璃基板11上依次層疊有整面電極12 (第三電極)、絕緣層13(陣列側(cè)絕緣層)、梳齒電極14 · 15(第一電極和第二電極，參照圖2、和取向膜16的結(jié)構(gòu)。
上述整面電極12和梳齒電極14 · 15，是用于產(chǎn)生橫向電場的電極。
整面電極12是共用電極，在玻璃基板11上以覆蓋基板10的顯示區(qū)域(由密封劑包圍的區(qū)域)的方式在玻璃基板11的與基板20相對的面的大致整個面上形成整面狀(鋪滿狀)。
另外，絕緣層13以覆蓋整面電極12的方式在基板10的顯示區(qū)域整體形成整面狀。
形成在上述絕緣層13上的梳齒電極14· 15，是梳齒狀的電極，包括主干電極(主干線)和從主干電極延伸的分支電極14A · 15A(分支線)。
如圖1和圖2所示，這些梳齒電極14 ·15，以作為梳齒的齒的各梳齒電極14 ·15的分支電極14Α(14Α1、14Α2、……14Am，m為1以上的整數(shù))和分支電極15A(15A1、15A2、…… 15Αη, η為1以上的整數(shù))互相咬合的方式交替地配置。
另外，設(shè)置在一個像素內(nèi)的梳齒電極14 · 15的齒(分支電極14Α · 15Α)的個數(shù) (m、n)并未特別限定，可以由與像素間距的關(guān)系等決定。例如，在上述像素間距為ΙΟΟμπι， 梳齒電極14· 15的電極寬度L( S卩，作為電極線的各分支電極14Α· 15A的寬度)為4 μ m， 梳齒電極14 ·15間的電極間隔S( S卩，作為空間的各分支電極14A ·15Α間的距離)為4μ m 的情況下，能夠在一個像素內(nèi)將各梳齒電極14 · 15的分支電極14A · 15A各設(shè)置6根，共計 12根。
上述梳齒電極14 ·15中的一個梳齒電極14 (第一電極)是共用電極，與整面電極 12同電位(主要為0V)。另外，另一個梳齒電極15(第二電極)是像素電極，在未圖示的漏極電極，與信號線和TFT等開關(guān)元件連接，被施加與視頻信號相應(yīng)的信號。
另外，取向膜16是未施加電場時使液晶層的液晶分子與基板面垂直地取向的所謂垂直取向膜。另外，上述“垂直”，也包括“大致垂直”。取向膜16在玻璃基板11上設(shè)置成覆蓋梳齒電極14 · 15。
如上所述，基板10具有與使用共用電極和像素電極隔著絕緣層重疊配置的所謂 FFS(Fringe Field Switching 邊緣場開關(guān))模式的顯示方式的液晶面板的電極基板(陣列基板)的電極結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)。因此，以下將具有上述結(jié)構(gòu)的基板稱作“FFS結(jié)構(gòu)”的基板。
但是，本實施方式的液晶面板2，僅在基板10的電極結(jié)構(gòu)中采用上述的FFS結(jié)構(gòu)而已，與所謂的FFS模式的液晶面板不同。
FFS模式是在未施加電壓時，夾在一對基板間的液晶分子的長軸方向與基板面平行的平行(Homogeneous)取向。與之相對地，本實施方式的液晶面板2，在未施加電壓時，14示出夾在一對基板10 · 20間的液晶分子52的長軸方向與基板面垂直的垂直取向。因此， 本實施方式的液晶面板2的液晶分子52的動作與FFS模式中的液晶分子52的動作完全不同。
另外，如果設(shè)梳齒電極的電極寬度為L，電極間距離為S，單元間隙(cell gap，液晶層的厚度)為D，則在FFS模式下，通過使電極間隔S比電極寬度L、單元間隙D小，產(chǎn)生所謂的邊緣電場，由此進(jìn)行顯示。
然而，在本實施方式中，如后述的實施例所示，將電極間隔S設(shè)定得比單元間隙D 大。不過，在本發(fā)明中，液晶單元5整體的透過率與單元間隙D之間不一定相關(guān)。因此，單元間隙D并未特別限定。
接著，對基板20 (第二基板、CF基板)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
基板20具有在玻璃基板21上依次設(shè)置有R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))各色的彩色濾光片22和黑矩陣23、整面電極24 (第四電極)、絕緣層25 (CF側(cè)絕緣層)、取向膜沈的結(jié)構(gòu)。
各像素6(即1像素)包括R、G、B三個子像素6R.6G.6B(點)。如圖1所示，在各子像素6R · 6G · 6B形成有使R、G、B各自的波長的光透過的R、G、B各色的彩色濾光片 22。
另外，在圖1和圖2中，為了圖示和說明的方便，與梳齒電極14 ·15的相鄰的分支電極15Α · 14Α間對應(yīng)地設(shè)置有各子像素6R · 6G · 6Β。但是，如上所述，分支電極14Α · 15Α 的個數(shù)(m、n)，實際上例如由各梳齒電極14 · 15的電極寬度L和電極間隔S與像素間距的關(guān)系決定，在各子像素6R · 6G · 6B內(nèi)可以設(shè)置多個分支電極15A · 14A，這自不必說明。
另外，整面電極M是共用電極，以覆蓋彩色濾光片22和黑矩陣23的方式，在基板 20的顯示區(qū)域(即，未圖示的由密封劑包圍的區(qū)域)整體形成整面狀。
絕緣層25以覆蓋整面電極M的方式在基板20的顯示區(qū)域整體形成整面狀。絕緣層25在一個像素6內(nèi)具有包含相對介電常數(shù)(相對介電常數(shù))不同的絕緣層的至少兩個區(qū)域，作為保護(hù)涂層(平坦化層)起作用，另一方面，作為形成等電位線的形狀不同的至少兩個電場區(qū)域的多VT層起作用。
取向膜沈與取向膜16同樣，是所謂的垂直取向膜。取向膜沈以覆蓋上述絕緣層 25的方式整面狀地設(shè)置。
接著，對上述基板10 · 20的各層的材料及其形成方法進(jìn)行說明。
作為上述梳齒電極14 · 15和整面電極12 ·24，只要至少設(shè)置于觀察者側(cè)的基板的整面狀電極由透明的電極材料形成，并未特別限定。這些電極，例如可以包含ιτο(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)等透明電極材料，也可以包含鋁等金屬。另外，這些電極，可以由相互相同的電極材料形成，也可以由各自不同的電極材料形成。
形成(層疊)這些電極的方法并未特別限定，能夠使用濺射法、真空蒸鍍法、等離子體CVD法等現(xiàn)有公知的各種方法。另外，對這些電極中的梳齒電極14·15進(jìn)行圖案形成的方法也未特別限定，能夠使用光刻等公知的圖案形成方法。
這些電極的膜厚并未特別限定，優(yōu)選設(shè)定在100Α 2000Α的范圍內(nèi)。
另外，能夠使用丙烯酸類樹脂等有機(jī)絕緣材料、氮化硅(SiN)等無機(jī)絕緣材料等各種絕緣材料作為絕緣層13 · 25。
在本實施方式中，絕緣層13形成一層，即遍及絕緣層13的形成區(qū)域整體由相同的絕緣材料(一種絕緣材料)形成。
另一方面，在絕緣層25中，在一個像素6內(nèi)設(shè)置有包含相對介電常數(shù)不同的絕緣材料的至少兩個區(qū)域(即，至少兩種絕緣層)。
在各子像素6R · 6G · 6B中，可以形成包含具有各自不同的相對介電常數(shù)的絕緣材料的絕緣層25，也可以對構(gòu)成各像素6的這三個子像素6R -6G ·6Β中的任兩個子像素的絕緣層25，共用相對介電常數(shù)相同的絕緣材料(例如相同的絕緣材料)。因此，在一個像素區(qū)域6內(nèi)，作為絕緣層25，可以形成包含各自相對介電常數(shù)不同的絕緣材料的三種絕緣層，也可以形成兩種絕緣層。
圖1示出了如下例子作為一例如果將以梳齒電極14 ·15的各分支電極15Α ·14Α 的中央部為邊界的、與分支電極15Α1 · 14Α1間、分支電極14Α1 · 15Α2間、分支電極15Α2、 14Α2間對應(yīng)的、絕緣層25的各區(qū)域分別設(shè)為區(qū)域25Α · 25Β · 25C，則與子像素6R · 6G對應(yīng)的區(qū)域25Α · 25Β的相對介電常數(shù)相同，與子像素6Β對應(yīng)的區(qū)域25C的相對介電常數(shù)與其它不同。
因此，如圖1和圖2所示，如果將液晶面板2的、以梳齒電極14 ·15的各分支電極 15Α · 14Α的中央部為邊界的、與分支電極15Α1 · 14Α1間、分支電極14Α1 · 15Α2間、分支電極15Α2 ·14Α2間對應(yīng)的電場區(qū)域分別設(shè)為電場區(qū)域31 33，則與子像素6R *6G對應(yīng)的電場區(qū)域31 · 32和與子像素6B對應(yīng)的電場區(qū)域33，如圖1所示等電位線的形狀不同。
換言之，在圖1所示的例子中，在一個像素6內(nèi)設(shè)置有等電位線的形狀相互不同的、包含電場區(qū)域31 · 32的第一電場區(qū)域和包含電場區(qū)域33的第二電場區(qū)域兩個電場區(qū)域。
但是，圖1所示的例子僅是一個實施方式而已，也可以在上述液晶面板2，在一個像素6內(nèi)設(shè)置等電位線的形狀相互不同的三個電場區(qū)域。另外，第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域的組合，即等電位線的形狀相同的子像素和等電位線的形狀不同的子像素的組合，并未特別限定。
即，在區(qū)域25A 25C中相互相鄰的區(qū)域(即，相互相鄰的絕緣層形成區(qū)域)，如上所述，作為絕緣層25，可以形成包含具有各自不同的相對介電常數(shù)的絕緣材料的絕緣層，也可以在任兩個區(qū)域形成包含具有與另一個區(qū)域不同的相對介電常數(shù)的絕緣材料的絕緣層。
另外，在任一子像素6R · 6G · 6B內(nèi)，也可以設(shè)置至少兩個相對介電常數(shù)不同的區(qū)域。即，在上述液晶面板2中形成在一個像素6內(nèi)的電場區(qū)域的數(shù)量只要是2以上的多個就未作特別限定，能夠根據(jù)像素間距或形成作為一個像素6內(nèi)的梳齒電極14 · 15的齒的分支電極14A · 15A的個數(shù)適當(dāng)設(shè)定。
另外，上述絕緣層25的厚度，為了高效地使電場彎曲，例如優(yōu)選在Iym以上 5. 0 μ m以下的范圍內(nèi)，更加優(yōu)選在2. 3 μ m以上5. 0 μ m以下的范圍內(nèi)。
另外，出于高效地使電場彎曲的觀點，相鄰的第一電場區(qū)域的絕緣層25的相對介電常數(shù)(ε )與第二電場區(qū)域的絕緣層25的相對介電常數(shù)(ε )之差，優(yōu)選在2 4. 5的范圍內(nèi)。
另外，在絕緣層13 · 25，可以共用相同的絕緣材料，也可以使用相互不同的絕緣材料。
形成(層疊)這些絕緣層13 · 25的方法，并未特別限定，能夠根據(jù)使用的絕緣材料等適用濺射法、真空蒸鍍法、等離子體CVD、涂敷等現(xiàn)有公知的各種方法。另外，作為局部地改變絕緣層25的相對介電常數(shù)的方法，可以舉出如下方法例如在顯示區(qū)域整體呈整面狀形成絕緣層25所用的任一種絕緣材料之后，通過光刻去除該整面狀的絕緣層的一部分，在該去除了絕緣層的部分，形成包含相對介電常數(shù)不同的絕緣材料的絕緣層。另外，在這種情況下，之后在去除了絕緣層的部分形成的絕緣層，優(yōu)選以與去除的絕緣層膜厚相同的方式形成。另外，通過在呈整面狀形成的絕緣層25局部地進(jìn)行紫外線照射等，也能夠局部地變更絕緣層25的相對介電常數(shù)。像這樣，使上述絕緣層25的厚度無論相對介電常數(shù)為多少都是一定，由此不需要在像素6內(nèi)對多個単元厚度(液晶層50的厚度)進(jìn)行控制，制造變得容易。另外，在像素6內(nèi)設(shè)置液晶分子52的指向矢対稱的區(qū)域的情況下，如果像素6內(nèi)的上述単元厚度均勻，則上述指向矢的対稱性不容易崩潰，因此能夠進(jìn)ー步改善視野角特性。另外，取向膜16 · 26的材料和形成方法并未特別限定。上述取向膜16 · 26例如能夠通過在上述梳齒電極14 · 15或彩色濾光片22和黑矩陣23上涂敷具有垂直取向限制力的公知的取向膜材料而形成。上述液晶面板2的液晶単元5，通過未圖示的密封劑將上述基板10和基板20隔著未圖示的間隔物貼合，在兩基板10 · 20間的空隙封入包含液晶材料的介質(zhì)而形成。作為上述液晶材料，能夠使用液晶分子52的相對介電常數(shù)各向異性Δ ε為正的 P (正)型液晶材料、和液晶分子52的相對介電常數(shù)各向異性△ ε為負(fù)的η(負(fù))型液晶材料中的任ー種。作為上述ρ型液晶材料，具體而言可以舉出例如向列液晶材料。另外，作為上述η 型液晶材料，可以舉出例如香蕉(BANANA)型的液晶材料。另外，在本實施方式中，以使用ρ 型液晶材料作為上述液晶材料的情況為例進(jìn)行說明，但使用P型液晶材料的情況與使用η 型液晶材料的情況的不同點，僅在于彎曲取向的方向不同，本發(fā)明毫不被其限定。如圖1和圖3所示，液晶面板2通過在上述単元5貼合偏光板35 ·36，根據(jù)需要貼合相位差板37 · 38而形成。如圖1和圖3所示，偏光板35 · 36分別設(shè)置于基板10 · 20的與和液晶層50相對的面相反的ー側(cè)的面。另外，如圖3所示，例如在基板10 · 20與偏光板35 · 36之間，根據(jù)需要設(shè)置相位差板37 · 38。另外，相位差板37 · 38也可以僅在液晶面板2的一個面設(shè)置。 另外，在僅利用正面透過的光的顯示裝置的情況下，并不一定必須有相位差板37 · 38。偏光板35 · 36例如配置成偏光板35 · 36的透過軸互相正交，且分支電極 14Α · 15Β各自延伸的方向與偏光板35 · 36的透過軸成45°的角度。接著，參照圖1對上述液晶面板2的顯示方式(垂直取向橫向電場模式)進(jìn)行說明。如上所述，上述液晶面板2具有在基板10 -20的表面設(shè)置有垂直取向膜作為取向膜16 · 26的結(jié)構(gòu)。因此，在上述液晶面板2中，液晶分子52，在未施加電場吋，與基板面垂直地取向。
在上述液晶面板2中，通過在上述基板10的像素電極與共用電極之間提供電位差來進(jìn)行顯示。即，通過在上述ー對梳齒電極14 ·15間以及梳齒電極15與整面電極12之間提供電位差來進(jìn)行上述液晶面板2的顯示。通過該電位差，在梳齒電極14 ·15間以及梳齒電極15與整面電極12之間產(chǎn)生橫向電場，梳齒電極14 ·15間的電カ線呈半圓狀彎曲。液晶分子52根據(jù)液晶単元5內(nèi)的電場強(qiáng)度分布和來自界面的束縛カ排列。由此，在使用ρ型液晶材料的情況下，如圖1所示，液晶分子52在基板厚度方向上呈弓形彎曲排列。另外，在使用η型液晶材料的情況下，液晶分子52在基板面內(nèi)方向呈弓形彎曲排列。由此，在任何情況下，都對在與基板面垂直的方向上行進(jìn)的光示出雙折射性。像這樣，在上述液晶面板2中，利用在梳齒電極14 · 15間產(chǎn)生的橫向電場使液晶分子52旋轉(zhuǎn)，由此對透過液晶面板2的光量進(jìn)行控制來進(jìn)行顯示。液晶分子52通過施加電壓從垂直取向連續(xù)地變化為彎曲排列。其結(jié)果是，在通常的驅(qū)動中，液晶層50如圖1所示總是呈現(xiàn)彎曲排列，能夠在灰度等級間響應(yīng)實現(xiàn)高速響應(yīng)。另外，在本模式下，像這樣，通過在保持由垂直取向帶來的高對比度性的同時進(jìn)行橫向電場驅(qū)動，來規(guī)定液晶分子52的取向方位。因此，不需要像MVA模式那樣的由突起物帶來的取向控制，像素結(jié)構(gòu)簡單且具有優(yōu)秀的視野角特性。另外，如上所述在垂直取向模式下通過進(jìn)行橫向電場驅(qū)動，由電場的施加形成彎曲狀(弓形狀)的電場，在相鄰的梳齒電極14 · 15間，形成指向矢方位相互相差大致180 度的兩個疇，并且隨之能夠得到廣視野角特性。因此，上述液晶面板2具有能夠得到基于彎曲取向的高速響應(yīng)性、自補(bǔ)償型排列帶來的廣視野角、由垂直取向帶來的高對比度的優(yōu)點，并且具有構(gòu)造簡単，制造容易，能夠廉價地制造的優(yōu)點。而且，上述液晶面板2，如上所述通過具有FFS結(jié)構(gòu)，不僅驅(qū)動梳齒電極14 · 15間的液晶分子，而且驅(qū)動梳齒電極14 ·15上的液晶分子52。因此，與未設(shè)置整面電極12的情況相比，具有能夠增大開ロ率的優(yōu)點。接著，對上述液晶面板2的制造方法，以后述的驗證所使用的各樣品(液晶面板 (1) (3))的制造方法為例進(jìn)行具體說明，并且以下關(guān)于對上述液晶面板2的效果進(jìn)行驗證后的結(jié)果進(jìn)行說明。但是，以下說明的各構(gòu)成要素的具體的尺寸、材質(zhì)、制造方法等，僅是如上所述驗證所用的ー個條件，本發(fā)明的范圍并不應(yīng)由以下說明所限定解釋。另外，關(guān)于以下的制造方法，只要沒有特別言及，各樣品的制造條件是相同的。[液晶面板⑴ (3)]首先，如圖1所示，在玻璃基板11上通過濺射法以1000A厚度整個面地形成ιτο。 由此，形成覆蓋玻璃基板11的顯示區(qū)域整個面的整面電極12。接著，通過濺射法，以覆蓋上述整面電極12整個面的方式，利用旋涂法將ε =3.7 的丙烯酸類的絕緣材料(第一絕緣材料)以1 3 μ m厚度涂敷、制膜，由此形成各樣品各自厚度不同的絕緣層13作為陣列側(cè)絕緣層。接著，在上述絕緣層13上以厚度=1000 A、電極寬度L = 4 μ m、電極間隔S = 4 μ m 形成包含ITO的梳齒電極14 · 15，作為上層電極。接著，在上述絕緣層13上以覆蓋上述梳齒電極14 · 15的方式，用旋涂法涂敷JSR公司制造的取向膜涂料“ JALS-204”(商品名，固體含量5wt. %，Y-丁內(nèi)酯溶液)。之后， 在200°C下進(jìn)行2小時燒制，形成在作為與液晶層50相対的面的表面設(shè)置有作為垂直取向膜的取向膜16的基板10。另ー方面，在玻璃基板21上，用常用的方法形成厚1. 2μπι的彩色濾光片22和黑矩陣23。進(jìn)ー步在此基礎(chǔ)上，通過濺射法以1000Α厚度在整個面形成ιτο。由此，形成覆蓋玻璃基板21的顯示區(qū)域整個面的整面電極對。接著，為了在上述整面電極M上局部地形成相對介電常數(shù)不同的絕緣層25，首先，利用旋涂法將ε = 3. 7的丙烯酸類的上述絕緣材料(第一絕緣材料)以1 3 μ m厚度遍及整個面地涂敷、形成在上述整面電極M上。之后，為了形成相對介電常數(shù)不同的區(qū)域，通過光刻去除包含上述第一絕緣材料的材料的絕緣層的一部分，在該去除了絕緣層的部分，利用濺射法以與所去除的絕緣層膜厚相同的方式形成ε =6. 9的SiN(第二絕緣材料)。由此，作為CF側(cè)絕緣層，如上所述在 1像素內(nèi)具有相對介電常數(shù)不同的兩個區(qū)域，并且形成各樣品各自厚度不同的絕緣層25。接著，用與取向膜16相同的材料、相同的エ藝，在上述絕緣層25上形成垂直取向膜作為取向膜26，由此形成基板20。通過這樣的方式形成的取向膜16 · 26的干燥膜厚為 1000Α ( = 0. lym)。之后，作為間隔物，使直徑3. 25 μ m的樹脂玻璃粉“Micropearl SP20325” (商品名，積水化學(xué)エ業(yè)株式會社制造)分散在上述基板10 · 20中的ー個基板上。另ー方面，在與上述基板相対的另ー個基板上，印刷了密封樹脂“Mruct Bond XN-21S”(商品名，三井東壓化學(xué)エ業(yè)株式會社制造)作為密封劑。接著，將上述基板10 · 20貼合，在135°C下進(jìn)行1小時燒制。之后，通過在上述基板10 · 20間，用真空注入法封入默克株式會社制造的正型液晶材料(Δε = 20, Δη = 0. 15)，制作出在ー對基板10 · 20間夾持有液晶層50的液晶單兀5。接著，在上述液晶単元5的表面和背面，使偏光板35 · 36以如下方式貼合偏光板35 · 36的透過軸正交，且梳齒電極14 · 15的各分支電極14A · 15A的延伸方向與偏光板 35·36的透過軸成45°的角度。由此，作為圖1所示的液晶面板2(液晶顯示元件)，制作出液晶層13 · 25的厚度各自不同的液晶面板(1) (3)。接著，為了驗證上述液晶面板2的效果，以下與其制造方法一起對比較所用的液晶面板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，主要對與上述液晶面板2的不同點進(jìn)行說明。此外，對具有與上述液晶面板2 · 300的各構(gòu)成要素相同功能的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的編號，省略其說明。[液晶面板100]圖4是表示比較所用的液晶面板100的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖4所示的比較用的液晶面板100，替代基板20，具有未設(shè)置整面電極M和作為 CF側(cè)絕緣層的絕緣層25的基板70，在這一點上與圖1所示的液晶面板2不同?；?0除了未設(shè)置整面電極M和作為CF側(cè)絕緣層的絕緣層25以外，具有與圖 1所示的基板20相同的結(jié)構(gòu)。
以下對驗證所用的具有圖4所示結(jié)構(gòu)的液晶面板100的各樣品(液晶面板(A) (C))的制造方法進(jìn)行具體說明。另外，在以下的制造方法中，只要未特別言及，各樣品的制造條件相同。[液晶面板㈧ (C)]首先，以與液晶面板⑴ (3)的基板10的制造方法相同的材料、相同的エ藝，分別形成具有與液晶面板(1) (3)的基板10相同的結(jié)構(gòu)的基板10。另ー方面，除了未形成整面電極M和絕緣層25以外，以與液晶面板(1) (3)的基板20的制造方法相同的材料、相同的エ藝，形成各液晶面板(A) (C)所用的基板70。具體而言，在玻璃基板21上，以與液晶面板(1) (3)相同的材料、相同的エ藝， 形成彩色濾光片22和黑矩陣23。接著，在上述彩色濾光片22和黑矩陣23上，以與取向膜16相同的材料、相同的エ 藝，形成垂直取向膜作為取向膜26。由此，形成在玻璃基板21上依次設(shè)置有彩色濾光片22 和黑矩陣23、取向膜沈的基板70。另外，通過這樣的方式形成的取向膜16 · 26的干燥膜厚為1000A ( = 0. 1 μ m) 0之后，作為間隔物，使直徑3. 25 μ m的樹脂玻璃粉“Micropearl SP20325” (商品名，積水化學(xué)エ業(yè)株式會社制造)分散在上述基板10 · 70中的ー個基板上。另ー方面，在與上述基板相対的另ー個基板上，印刷密封樹脂“Mruct Bond XN-21S”(商品名，三井東壓化學(xué)エ業(yè)株式會社制造)作為密封劑。接著，將上述基板10 · 70貼合，在135°C下進(jìn)行1小時燒制。之后，通過在上述基板10 · 70間，用真空注入法封入默克株式會社制造的正型液晶材料(Δε = 20, Δη = 0. 15)，制作出在ー對基板10 · 70間夾持有液晶層50的液晶單元 101。接著，在上述液晶単元101的表面和背面，與液晶面板(1) (3)同樣地將偏光板 35 · 36貼合。由此，作為圖4所示的比較用的液晶面板100 (液晶顯示元件)，制作出絕緣層13的厚度各自不同的液晶面板㈧ (C)。接著，以下與其制造方法一起對比較所用的其它的液晶面板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，主要對與上述液晶面板2的不同點進(jìn)行說明。另外，具有與上述液晶面板2 · 100 · 300的各構(gòu)成要素相同的功能的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的編號，省略其說明。[液晶面板200]圖5是表示比較所用的液晶面板200的重要部位的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖5所示，液晶面板200是垂直取向(VA)型的垂直電場型的液晶面板，顯示方式與液晶面板2的顯示方式不同。如圖5所示，液晶面板200具有在基板210 (陣列基板)與基板220 (對置基板) 之間夾持有液晶層50的結(jié)構(gòu)?；?10具有在玻璃基板211上依次設(shè)置有包括整面電極的陣列電極212(像素電極)、絕緣層213、取向膜214的結(jié)構(gòu)?；?20具有在玻璃基板221上依次設(shè)置有彩色濾光片222和黑矩陣223、包含整面電極的對置電極224(共用電極)、取向膜225的結(jié)構(gòu)。
取向膜214 · 225是垂直取向膜，液晶層50的液晶分子52在未施加電壓吋，與各基板210 · 220垂直地取向。在絕緣層213中，在一個像素6內(nèi)設(shè)置有包含相對介電常數(shù)不同的絕緣材料的兩個區(qū)域。即，在上述液晶面板200中，在基板210側(cè)的陣列電極212上設(shè)置有相對介電常數(shù)局部不同的絕緣層213，其中，該基板210是陣列基板，該陣列電極212是整面電極。圖5示出如下例子作為一例與絕緣層213的子像素6R· 6G對應(yīng)的區(qū)域 213A · 213B的相對介電常數(shù)相同，與子像素6B對應(yīng)的區(qū)域213C的相對介電常數(shù)與其它不同。以下對驗證所用的具有圖5所示結(jié)構(gòu)的液晶面板200的各樣品(液晶面板(D) (E))的制造方法進(jìn)行具體說明。另外，在以下的制造方法中，只要未特別言及，各樣品的制造條件相同。[液晶面板(D) (E)]首先，如圖5所示，利用濺射法在玻璃基板211上以1000A厚度在整個面形成ΙΤ0。 由此，形成覆蓋玻璃基板211的顯示區(qū)域整個面的整面狀的陣列電極212。接著，為了在上述陣列電極212上形成相對介電常數(shù)局部不同的絕緣層213，首先，利用旋涂法在上述陣列電極212上以1 3μπι厚度在整個面涂敷、形成ε = 3. 7的丙烯酸類的上述絕緣材料(第一絕緣材料)。之后，為了形成相對介電常數(shù)不同的區(qū)域，通過光刻去除包含上述第一絕緣材料的絕緣層的一部分，在該去除絕緣層的部分，用濺射法以與所去除的絕緣層膜厚相同的方式形成相對介電常數(shù)ε =6. 9的SiN(第二絕緣材料)。由此，作為陣列側(cè)絕緣層，在各像素6內(nèi)具有相對介電常數(shù)不同的兩個區(qū)域，并且形成各樣品各自厚度不同的絕緣層213。接著，用與液晶面板(1) (3)的取向膜16相同的材料、相同的エ藝，在上述絕緣層213上形成垂直取向膜作為取向膜214。由此形成在玻璃基板211上依次設(shè)置有陣列電極212、絕緣層213、取向膜214的基板210。另ー方面，在玻璃基板221上，以與液晶面板(1) (3)相同的材料、相同的エ藝形成彩色濾光片222和黑矩陣223。進(jìn)ー步在此基礎(chǔ)上，利用濺射法以1000Α厚度在整個面形成ΙΤ0。由此，形成覆蓋玻璃基板221的顯示區(qū)域整個面的對置電極224。接著，在上述對置電極2 上，以與液晶面板(1) (3)的取向膜16相同的材料、 相同的エ藝形成垂直取向膜作為取向膜525。由此，形成在玻璃基板221上依次設(shè)置有彩色濾光片222和黑矩陣223、對置電極224、取向膜225的基板220。另外，通過這樣的方式形成的取向膜214 · 225的干燥膜厚為1000A ( = 0. 1 μ m)。之后，作為間隔物，使直徑3. 25 μ m的樹脂玻璃粉“Micropearl SP20325” (商品名，積水化學(xué)エ業(yè)株式會社制造)分散在上述基板210 · 220中的ー個基板上。另ー方面， 在與上述基板相対的另ー個基板上，印刷密封樹脂“Mruct Bond XN-21S”作為密封劑。接著，將上述基板210 · 220貼合，在135°C下進(jìn)行1小時燒制。之后，通過利用真空注入法在上述基板210 -220間封入默克株式會社制造的負(fù)型液晶材料(Δε = -3, Δη = 0. 1)作為液晶材料，制作出在ー對基板210 -220間夾持有液晶層50的液晶単元201。接著，在上述液晶単元201的表面和背面，與液晶面板(1) (3)同樣地將偏光板CN 102549489 A35 · 36貼合。由此，作為圖5所示的比較用的液晶面板200 (液晶顯示元件)，制作出絕緣層213的厚度各自不同的液晶面板⑶ (E)。接著，對上述液晶面板2的效果，對使用上述比較用的液晶面板100 · 200 · 300驗證后的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行以下說明。首先，在對正面的色感變化的改善進(jìn)行說明之前，對由多VT化帶來的液晶面板2 的視野角特性的改善效果進(jìn)行說明。[視野角特性]首先，通過將本實施方式的液晶面板2的視野角特性與液晶面板100進(jìn)行比較來進(jìn)行驗證，對驗證的結(jié)果進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，作為各電場區(qū)域的V-T特性，對各電場區(qū)域的與整體的平均的雙折射對應(yīng)的V-T特性(具體而言，白狀態(tài)的V-T特性)進(jìn)行論述，對不同顏色的V-T 特性在此不進(jìn)行驗證。關(guān)于不同顏色的V-T特性，在后述的對正面的色感變化的考察中進(jìn)行驗證。(等電位線的形狀)本實施方式的液晶面板2，如上所述，在一個像素6內(nèi)具有兩個等電位線的形狀不同的電場區(qū)域。因此，首先，通過模擬計算對基于上述各制造方法記載的材料物性值和單元結(jié)構(gòu)而制作的液晶面板2 · 100分別施加電壓時的液晶単元5 · 101內(nèi)的電場分布和該液晶単元 5 · 101內(nèi)的液晶指向矢分布，將其結(jié)果分別表示在圖6和圖7中。另外，上述模擬使用SYMTEC公司制造的“IXD-MASTER”。另外，在上述模擬中，電極寬度L = 4 μ m，電極間隔S = 6 μ m。在圖6所示例中，以梳齒電極14的各分支電極14A為中心，形成兩個電場的集合。 即，在液晶単元5中，在相互相鄰的第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域分別形成有電場的集合。 如圖6所示，第一電場區(qū)域的電場的集合與第二電場區(qū)域的電場的集合，相互不同。這意味著各電場區(qū)域的電場的集合的等電位線的形狀(彎曲方式)不同。如圖6所示，在第一電場和第二電場中的任ー電場區(qū)域中，這些電場區(qū)域的各電場的集合的等電位線，具有在各自的區(qū)域內(nèi)閉合的形狀。但是，根據(jù)各電場的形狀可知，第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域，閉合的等電位線的形狀不同。即，圖6中左側(cè)的電場區(qū)域(第一電場區(qū)域)的等電位線，具有與圖6中右側(cè)的電場區(qū)域(第二電場區(qū)域)的等電位線相比歪曲的形狀。具體而言，第一電場區(qū)域的等電位線與第二電場區(qū)域的等電位線相比，基板10附近的間隔變窄，另一方面，在基板20附近，間隔變寬。另外，由于如上所述第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中等電位線的形狀不同，所以第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中液晶分子52的取向方向(指向矢)不同。像這樣在各電場區(qū)域中液晶分子52的取向的方向不同，由此第一電場區(qū)域和第 ニ電場區(qū)域中VT特性(VT曲線)也不同。即，上述液晶面板2，被實施了所謂的多VT化。另ー方面，在使用比較用的液晶面板100的情況下，也如圖7所示，在液晶単元101 內(nèi)，以梳齒電極14的各分支電極14A為中心，形成有兩個電場的集合。但是，形成的兩個電場的集合為大致同形狀，與各電場的集合的等電位線的形狀大致相同。另外，各電場的集合的等電位線的形狀不論哪個都是打開的形狀。如圖7所示，在使用比較用的液晶面板100的情況下，各電場的集合的等電位線的彎曲方式相同。這意味著在比較用的液晶面板100中，以梳齒電極14 · 15的各分支電極 14A · 15A的中央部為邊界的、與各分支電極14A · 15A間對應(yīng)的各電場區(qū)域的液晶分子52 的取向方向(指向矢)相同。換言之，比較用的液晶面板100的各電場區(qū)域的VT特性(VT 曲線)相同，比較用的液晶面板100不具有等電位線的形狀與第一電場區(qū)域不同的第二電場區(qū)域。接著，依次對液晶分子52的指向矢的方向與雙折射的關(guān)系、液晶面板2的VT曲線、灰度等級亮度比進(jìn)行說明。(液晶分子52的指向矢的方向與雙折射的關(guān)系)圖8 (a)、圖8 (b)、圖8 (c)分別表示(a)電壓OFF (不施加電壓)吋、(b)中間電壓 ON(施加中間電壓)吋、(c)通常的電壓ON(施加通常的電壓)時的液晶分子52的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系。另外，各箭頭表示光的行進(jìn)方向，具體而言，分別表示正面方向的光(正面0度)、極角20度方向的光(20度)、極角60度方向的光(60度)。首先，對液晶分子52的傾斜與雙折射的關(guān)系進(jìn)行說明。如圖8(a) (c)所示，如果對棒狀的液晶分子52施加電場(例如，OFF—中間 -ON)，則液晶分子52的指向矢的方向發(fā)生變化。該變化時，特別是對液晶分子52施加中間電壓附近的電壓吋，特別是對傾斜方向(極角20度 60度)的光來說液晶分子52的長度方向的光路變長。雙折射是折射率差Δη與距離d之積。因此，在對液晶分子52施加中間電壓附近的電壓吋，液晶分子52的雙折射變大。此時，雙折射產(chǎn)生于上述傾斜方向，因此相對于液晶面板2的正面，透過率上升。因此，在中間電壓附近，液晶面板2的正面與傾斜方向的亮度
差變大。如上所述，雙折射因液晶分子52的指向矢的旋轉(zhuǎn)而變化，由此透過率變化。在本實施方式的液晶面板2中，如上所述，在第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中，等電位線的形狀不同，因此在第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中，液晶分子52的指向矢的方向不同。接著，以施加有中間電壓的情況為例，對液晶分子52的指向矢的方向與雙折射的關(guān)系進(jìn)行說明。(中間電壓)圖9(a)、圖9(b)、圖9(c)分別表示(a)液晶面板2的第一電場區(qū)域、(b)液晶面板2的第二電場區(qū)域、(c)液晶面板100的電場區(qū)域的、電源中間(中間電壓)0N(電源施加中間電壓)時的液晶分子52的指向矢的方向與光的行進(jìn)方向的關(guān)系。另外，在液晶面板 100中，如之前說明過的那樣，各電場區(qū)域的液晶分子的指向矢相同。雙折射在光線與液晶分子52的指向矢的短軸正交的情況下最小。在本實施方式的液晶面板2中，如圖9(a)所示，施加中間電壓時第一電場區(qū)域的由液晶分子52帶來的雙折射最小。與之相對地，在第二電場區(qū)域中，如圖9(b)所示，施加中間電壓時，產(chǎn)生比第一電場區(qū)域的由液晶分子52帶來的雙折射大的雙折射。另外，由第二電場區(qū)域的由液晶分子52產(chǎn)生的雙折射的大小，比在圖9(c)所示的液晶面板100產(chǎn)生的雙折射的值大。但是，在液晶面板2中，圖9(a)所示的在第一電場區(qū)域產(chǎn)生的雙折射與圖9 (b)所示的在第二電場區(qū)域產(chǎn)生的雙折射合成后的雙折射，成為整體的雙折射的平均。該整體的平均的雙折射，比圖9(c)所示的在液晶面板100發(fā)生的雙折射小。因此，如后所述，在本實施方式的液晶面板2中，與比較用的液晶面板100相比，傾斜方向的透過率的浮動變小。具體而言，本實施方式的與上述整體的平均的雙折射對應(yīng)的VT曲線如下。(液晶面板2的VT曲線)在第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中，如圖9(a)、(b)所示，在施加有相同電場的情況下，液晶分子52的指向矢的方向不同。這是因為，在第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中，絕緣層25的相對介電常數(shù)不同。在第一電場區(qū)域和第二電場區(qū)域中，如上所述液晶分子52的指向矢的方向不同， 因此VT取向不同。圖10表示在液晶面板2中，使用ε = 3和ε = 7的相對介電常數(shù)不同的兩種絕緣材料作為第一絕緣材料和第二絕緣材料時的、各電場區(qū)域(第一電場區(qū)域、第二電場區(qū)域)的正面方向上的VT曲線以及將這些VT曲線合成后的VT曲線(合成VT)。另外，圖10中，用細(xì)線的實線表示的曲線，是設(shè)置有ε =3的絕緣層25的第一電場區(qū)域的VT曲線，用粗線的實線表示的曲線，是設(shè)置有ε =7的絕緣層25的第二電場區(qū)域的VT曲線。另外，圖10中，用虛線表示的曲線，是將這些VT曲線合成后得到的VT曲線 (合成VT)。在本實施方式的液晶面板2中，基于該合成VT曲線設(shè)定各灰度等級電壓?；趫D 10所示的合成VT曲線，例如中間灰度的電壓(中間電壓)為4V，經(jīng)由ε =3的絕緣層25 和ε = 7的絕緣層25得到的透過率，分別為基準(zhǔn)的35%和60%。(灰度等級亮度比)接著，以下基于圖11和圖12對灰度等級亮度比進(jìn)行說明。圖11是表示本實施方式的液晶面板2的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級的圖。另外，圖12是表示液晶面板100的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級的圖。另外，圖11表示作為本實施方式的液晶面板2使用絕緣層13 · 25的厚度為3 μ m 且對絕緣層25使用ε = 3、ε = 7兩種絕緣材料，對絕緣層13使用ε = 3的絕緣材料的液晶面板時、相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級。另外，圖12表示作為液晶面板 100使用絕緣層13的厚度為3 μ m且在絕緣層13使用ε = 3的絕緣材料的液晶面板時的、 相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級。在此，所謂“灰度等級”，是指從其法線方向(方位角0度，極角0度)看液晶面板 2 · 100時的灰度等級。另外，所謂“傾斜方向的灰度等級”，是指在從偏光板35 · 36的吸收軸錯開45度的方位角(方位角45度)，從相對于液晶面板2 · 100的法線方向傾斜的方向看液晶面板2 · 100時的灰度等級。另外，圖11和圖12表示將作為自上述法線方向的傾斜角度的極角設(shè)為0度(正面(法線)方向)、20度、40度、60度的情況的灰度等級。具體而言，在圖11和圖12中，實線表示極角0度(正面)，虛線表示極角20度，點劃線表示極角40度，ニ點劃線表示極角 60度。另外，在圖11和圖12中，將灰度等級寬度設(shè)為256灰度等級表示。在上述液晶面板2中，在液晶単元5內(nèi)產(chǎn)生不同的兩種VT曲線。因此，圖11是在將上述液晶面板2的上述兩個電場區(qū)域的VT曲線合成的基礎(chǔ)上，按照各灰度等級電壓中的每ー個作為亮度比以灰度等級為指標(biāo)表示。S卩，圖11所示的液晶面板2的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級，能夠基于圖10所示的合成VT求得。另ー方面，圖12表示的比較用的液晶面板100的相對于正面灰度等級的傾斜方向的灰度等級，液晶面板100所得的VT曲線為ー種，因此不是基于合成VT，而是基于圖10所示的ε = 3的情況的ー種VT曲線求得對。如圖11和圖12所示，在液晶面板2 · 100中均是隨著極角變大，相對于正面的亮度比的浮動變大。但是，如果將圖11和圖12對比，則可知液晶面板2與液晶面板100相比，相對于正面的亮度比的浮動程度大幅降低。即，液晶面板2與液晶面板100相比，視角依賴性小。這是因為，在液晶面板2中，如上所述進(jìn)行了多VT化，與之相對地，在液晶面板100 中，雖然產(chǎn)生平行電場，但未進(jìn)行多VT化。S卩，在液晶面板100中，由于電場的控制僅在設(shè)置有梳齒電極14-15的基板10 (陣列基板)進(jìn)行，所以不能在一個像素6內(nèi)形成具有不同的VT特性的區(qū)域。因此，成為相對于正面的灰度等級亮度比的極角方向的亮度比浮動的狀態(tài)。與之相對地，在液晶面板2中，在一個像素6內(nèi)至少有兩個設(shè)置有相對介電常數(shù)不同的絕緣層25的區(qū)域。因此，在一個像素6內(nèi)，至少形成兩個具有不同的VT特性的區(qū)域。 即，由于進(jìn)行了多VT化，所以能夠降低相對于傾斜方向的亮度比的浮動的程度。另外，圖10表示如上所述在絕緣層25作為第一絕緣材料和第二絕緣材料使用ε =3、ε =7兩種絕緣材料，并且將絕緣層13· 25的厚度設(shè)為3μπι時的視野角特性。但是，本實施方式并不限定于此。(亮度浮動)接著，依次對用于降低相對于上述傾斜方向的亮度浮動(亮度比的浮動)的程度而優(yōu)選的絕緣材料的相對介電常數(shù)以及絕緣層厚度進(jìn)行說明。(相對介電常數(shù)差)圖13 —井表示通過模擬將在液晶面板2中絕緣層25所用的絕緣材料的相對介電常數(shù)進(jìn)行各種變更時的VT曲線。另外，在上述模擬中，使用了 SYMTEC公司制造的 “LCD-MASTER”。將上述液晶面板2用于TV(電視機(jī))等吋，在作為MPD (多像素驅(qū)動器)的情況下， 優(yōu)選不同的VT區(qū)域的VT差(Δν)在0. 8V以上，更優(yōu)選在1.0V以上。像這樣，通過在ー個像素6內(nèi)形成中間灰度電位相差0.8V以上的區(qū)域，能夠在上述各區(qū)域間，以對于改善視野角特性而言充分的程度，使液晶分子52的取向方向不同。其結(jié)果是，能夠更可靠地改善視野角特性。另外，所謂上述中間灰度，是指整個灰度等級范圍中的中央的灰度等級值。
另外，例如在將ー個絕緣材料的相對介電常數(shù)(相對介電常數(shù)O設(shè)為ε = 3程度的情況下，將另ー個絕緣材料的相對介電常數(shù)(相對介電常數(shù)O設(shè)為ε =7，通過使 Δ ε =4，能夠達(dá)成AV= 1.0。為此，例如，只要對ー個絕緣材料使用ε 3的丙烯酸類樹脂等，對另ー個絕緣材料使用ε 7的SiN等即可。另外，使用ε = 9的絕緣材料時的VT曲線和使用ε = 7的絕緣材料時的VT曲線，看不到大的差異。另外，在作為ー個絕緣材料使用不足ε =3的絕緣材料的情況下，如上所述與ー 個絕緣材料使用ε =3的絕緣材料的情況相比，容易使AV變大。但是，當(dāng)使ε的值變小吋，施加電壓會上升，因此消耗電カ増大。因而，在進(jìn)行多VT化吋，相鄰的絕緣層所用的絕緣材料的相對介電常數(shù)差(Δε) 優(yōu)選為2以上，更優(yōu)選為3以上。另外，在使用不足ε =3的絕緣材料作為ー個絕緣材料的情況下，如上所述與ー 個絕緣材料使用ε =3的絕緣材料的情況相比，容易使AV(VT差)變大，但當(dāng)使ε的值變小吋，施加電壓會上升，因此要考慮消耗電カ増大的情況。如上所述，可以認(rèn)為在進(jìn)行多VT化吋，優(yōu)選相對介電常數(shù)(相鄰設(shè)置的絕緣層所用的相對介電常數(shù)，Δ ε )為2以上，更優(yōu)選為3以上。(絕緣層厚度)接著，針對使用液晶面板⑴ ⑶·㈧ (F) · 300作為液晶面板 2 · 100 · 200 · 300對各液晶面板的絕緣層厚度進(jìn)行各種變更時的視野角水平進(jìn)行驗證。圖14表示在液晶面板2中令絕緣層13 ·25的厚度為2 μ m時的、正面(極角0度) 與傾斜方向(極角10度、20度、30度、40度、60度)的灰度等級亮度比。即，在上述灰度等級亮度比的測定中，使用液晶面板(2)作為液晶面板2。另外，在圖14中，與圖11同樣地令方位角為從偏光板35 · 36的吸收軸錯開45度的方向。另外，圖27表示圖25所示的液晶面板300的、正面(極角0度)與傾斜方向(極角10度、20度、30度、40度、60度)的灰度等級亮度比。另外，在圖27中，令方位角也為從偏光板35 · 36的吸收軸錯開45度的方向。另外，將上述液晶面板(1) (3) · (A) (F) · 300載到背光源，用ELDIM公司制造的“ Ez-contrast”(商品名)測定正面的電壓透過率變化和從偏光軸斜著錯開45度的方位的極角方向的電壓透過率變化，確認(rèn)相對于正面的曲線的傾斜視角的水平變化。通過這樣的方式，對液晶面板(1) (3) · (A) (F) · 100分別測定如圖14和圖 27兩箭頭所示正面灰度等級為1 時的正面(極角0度)與極角60度的灰度等級亮度比的差(視野角水平)，將其結(jié)果表示在表2中。另外，在液晶面板(1) (3)中，絕緣層25的使用不同的絕緣材料的各區(qū)域的厚度，如上所述都是相同厚度，此時的絕緣層13的厚度，設(shè)定為與絕緣層25相同的厚度。另外，在液晶面板(A) (F)中，絕緣層13 · 213的使用不同的絕緣材料的各區(qū)域的厚度，也如上所述都是相同厚度。另外，液晶層厚度都是3. 4μ m。[表 2]
2權(quán)利要求
1.一種液晶面板，其特征在于其為使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，所述液晶面板包括至少設(shè)置有第一電極和第二電極的第一基板；與所述第一基板相對配置的第二基板；和被夾持在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，利用在設(shè)置于所述第一基板的電極間產(chǎn)生的橫向電場對所述液晶層進(jìn)行驅(qū)動，并且在未施加電場時，所述液晶層的液晶分子與所述第一基板和第二基板垂直地取向，在所述第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有第一絕緣層，該第一絕緣層在一個像素內(nèi)具有相對介電常數(shù)不同的至少兩個區(qū)域，使得在包括紅色、綠色、藍(lán)色三個子像素的一個像素內(nèi)，在產(chǎn)生所述橫向電場時形成等電位線的形狀不同的至少兩個區(qū)域，所述藍(lán)色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為3，綠色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為3 7，紅色子像素的區(qū)域的第一絕緣層的相對介電常數(shù)為4 7。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于在所述第二基板還設(shè)置有電極，并且所述第一絕緣層形成在設(shè)置于所述第二基板的電極上。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶面板，其特征在于所述第一電極和第二電極是梳齒電極，在所述第一基板還設(shè)置有第三電極，所述第一電極和第二電極隔著相對介電常數(shù)為3的第二絕緣層設(shè)置于所述第三電極的上層。
4.如權(quán)利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于所述第一電極和第二電極是梳齒電極，在所述第一基板還設(shè)置有第三電極，所述第一電極和第二電極隔著所述第一絕緣層設(shè)置于所述第三電極的上層。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的液晶面板，其特征在于所述絕緣層的厚度，無論相對介電常數(shù)為多少都是一定的。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的液晶面板，其特征在于所述相對介電常數(shù)不同的絕緣層間的相對介電常數(shù)，相差2以上。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的液晶面板，其特征在于在顯示中間灰度時，施加到所述液晶分子的電位，在所述等電位線的形狀不同的區(qū)域間，相差0. 8V以上。
8.一種液晶面板，其特征在于其為使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，所述液晶面板包括至少設(shè)置有第一電極和第二電極的第一基板；與所述第一基板相對配置的第二基板；和被夾持在所述第一基板與第二基板之間的液晶層，利用在設(shè)置于所述第一基板的電極間產(chǎn)生的橫向電場對所述液晶層進(jìn)行驅(qū)動，并且在未施加電場時，所述液晶層的液晶分子與所述第一基板和第二基板垂直地取向，在所述第一基板和第二基板中的至少一個基板設(shè)置有絕緣層，各像素包括紅色、綠色、藍(lán)色三個子像素，藍(lán)色子像素的區(qū)域的所述絕緣層的相對介電常數(shù)為3，綠色子像素的區(qū)域的所述絕緣層的相對介電常數(shù)為3 7，紅色子像素的區(qū)域的所述絕緣層的相對介電常數(shù)為4 7。
9.一種液晶顯示裝置，其特征在于包括權(quán)利要求1至8中任一項所述的液晶面板。
全文摘要
提供正面的色感變化少的使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板和液晶顯示裝置。液晶面板(2)是通過用橫向電場驅(qū)動夾持在基板(10·20)間的液晶層(50)來進(jìn)行顯示的使用橫向電場驅(qū)動方式的垂直取向型的液晶面板，在基板(10)設(shè)置有絕緣層(25)，該絕緣層(25)在包括紅色、綠色、藍(lán)色三個子像素(6R·6G·6B)的像素(6)內(nèi)具有至少兩個相對介電常數(shù)不同的區(qū)域。液晶面板(2)的藍(lán)色子像素(6B)的區(qū)域的絕緣層(25)的相對介電常數(shù)為3，綠色子像素(6G)的區(qū)域的絕緣層(25)的相對介電常數(shù)為3～7，紅色子像素(6R)的區(qū)域的絕緣層(25)的相對介電常數(shù)為4～7。
文檔編號G02F1/1368GK102549489SQ201080042318
公開日2012年7月4日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者大竹忠, 村田充弘, 櫻井猛久, 石原將市, 神崎修一 申請人:夏普株式會社