JP2008203676A - Liquid crystal display - Google Patents

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Tatsuya Yada
竜也 矢田
Manabu Watabe
学 渡部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain satisfactory display quality of a liquid crystal display wherein a pixel electrode and a common electrode are layered via an insulating film. <P>SOLUTION: The liquid crystal display 10 includes a plurality of pixels 20. Each pixel 20 has: the pixel electrode 160 and the common electrode 140 which are provided on one substrate of a pair of substrates and layered via the insulating film; an alignment layer disposed on an liquid crystal layer side of the pixel electrode 160 and the common electrode 140; and a circuit capacitance connected to a liquid crystal capacitance via the liquid crystal layer between the pixel electrode 160 and the common electrode 140. Either one of the pixel electrode 160 and the common electrode 140 is constituted of a comb-teeth-shaped electrode having a slit part nearly parallel to a rubbing direction of the alignment layer disposed on the liquid crystal layer side. As for the circuit capacitance, capacitance values are different between the pixel 20 whose alignment layer is rubbed from an opened end side toward a closed end side of the slit part, and the pixel 20 whose alignment layer is rubbed from the closed end part toward the opened end part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に画素電極と共通電極とが絶縁膜を介して積層された構成を有する液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having a configuration in which a pixel electrode and a common electrode are stacked via an insulating film.

FFS(Fringe Field Switching)方式の液晶表示装置では、液晶の配向を制御する画素電極と共通電極との両方が同じ基板に設けられており、この2つの電極は絶縁膜を介して積層されている。当該電極のうちで上側の電極すなわち液晶層側の電極にはスリット部が設けられている。スリット部の長手方向(長辺方向)と略平行にラビング処理がなされ、上記電極間の電圧がオフ電圧の場合、液晶分子はスリット部の長手方向と略平行に配向する(初期配向状態)。オフ電圧よりも高い電圧を上記電極間に印加した場合、当該電極間にはスリット部を通って電界が生じる。この電界はスリット部の長辺に対して垂直な方向に発生し、液晶分子は当該電界方向に沿うように基板に平行な面内で回転する。液晶分子の回転角を制御することによって、透過光量が制御される。   In an FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display device, both a pixel electrode for controlling the alignment of liquid crystal and a common electrode are provided on the same substrate, and these two electrodes are laminated via an insulating film. . Among the electrodes, the upper electrode, that is, the electrode on the liquid crystal layer side is provided with a slit portion. When the rubbing process is performed substantially parallel to the longitudinal direction (long side direction) of the slit portion and the voltage between the electrodes is an off-voltage, the liquid crystal molecules are aligned substantially parallel to the longitudinal direction of the slit portion (initial alignment state). When a voltage higher than the off voltage is applied between the electrodes, an electric field is generated between the electrodes through the slit portion. This electric field is generated in a direction perpendicular to the long side of the slit portion, and the liquid crystal molecules rotate in a plane parallel to the substrate so as to follow the electric field direction. The amount of transmitted light is controlled by controlling the rotation angle of the liquid crystal molecules.

特開平11−202356号公報JP-A-11-202356 特開2003−57670号公報JP 2003-57670 A

スリット部が設けられる上電極の形状として、くし歯形状がある。   As the shape of the upper electrode provided with the slit portion, there is a comb shape.

種々の評価により、くし歯状電極の場合、スリット部の開放端側から閉鎖端側へ向かってラビングされた画素と、スリット部の閉鎖端側から開放端側へ向かってラビングされた画素とは、配向膜のラビング状態が異なり、液晶分子の傾斜方向が異なることが分かった。   According to various evaluations, in the case of a comb-like electrode, a pixel rubbed from the open end side of the slit part toward the closed end side and a pixel rubbed from the closed end side of the slit part toward the open end side are It was found that the rubbing state of the alignment film was different and the tilt direction of the liquid crystal molecules was different.

液晶分子の配向状態が異なると、透過効率に相違が生じるので、上記2種類の画素に輝度差が生じる。また、液晶分子の配向状態が異なると、液晶容量に相違が生じるので、共通電極の最適電位に相違が生じ、これによっても輝度差が生じる。その結果、表示品位が低下してしまう。   If the alignment state of the liquid crystal molecules is different, a difference in transmission efficiency occurs, so that a difference in luminance occurs between the two types of pixels. In addition, when the alignment state of the liquid crystal molecules is different, a difference occurs in the liquid crystal capacitance, resulting in a difference in the optimum potential of the common electrode, which also causes a luminance difference. As a result, display quality is degraded.

また、例えば長時間通電によって直流成分が蓄積して焼付きが発生する場合があるが、液晶分子の配向状態が異なると焼付きの発生程度に相違が生じる。このため、例えば上記2種類の画素が表示ラインごとに交互に配置された構成では、隣接する表示ラインで焼付き差が生じて表示品位が低下してしまう。   In addition, for example, a direct current component may accumulate due to energization for a long time, and image sticking may occur. For this reason, for example, in the configuration in which the two types of pixels are alternately arranged for each display line, a seizure difference occurs between adjacent display lines, and the display quality is deteriorated.

本発明の目的は、画素電極と共通電極とが絶縁膜を介して積層された構成を有する液晶表示装置であって良好な表示品位を得ることが可能な液晶表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a configuration in which a pixel electrode and a common electrode are stacked with an insulating film interposed therebetween and capable of obtaining good display quality.

本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示装置であって、複数の画素を備え、各画素は、前記一対の基板の一方の基板に設けられ、絶縁膜を介して積層された画素電極と共通電極と、前記画素電極および前記共通電極よりも液晶層側に配置された配向膜と、前記画素電極と前記共通電極との間の液晶層を介した液晶容量に接続された回路容量と、を有し、前記画素電極と前記共通電極とのいずれかは、前記液晶層側に配置され前記配向膜のラビング方向と略平行なスリット部を有するくし歯状電極で構成され、前記回路容量は、前記スリット部の開放端側から閉鎖端側へ向けて前記配向膜がラビングされた前記画素と、前記閉鎖端側から前記開放端側へ向けてラビングされた前記画素とで、互いに容量値が異なることを特徴とする。上記構成によれば、スリット部の開放端側からラビングされた画素と閉鎖端側からラビングされた画素との液晶容量の相違を、回路容量で補償することが可能である。このため、上記2種類の画素で画素電極の電位を補償することができる。したがって、輝度差や焼付けの発生程度の差を抑制して、良好な表示品位が得られる。   A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, and includes a plurality of pixels, and each pixel is provided on one of the pair of substrates and is insulated. A pixel electrode and a common electrode stacked via a film, an alignment film disposed closer to the liquid crystal layer than the pixel electrode and the common electrode, and a liquid crystal layer between the pixel electrode and the common electrode A circuit capacitor connected to a liquid crystal capacitor, and one of the pixel electrode and the common electrode is a comb tooth having a slit portion disposed on the liquid crystal layer side and substantially parallel to the rubbing direction of the alignment film The circuit capacitor is rubbed from the closed end side to the open end side with the pixel having the alignment film rubbed from the open end side to the closed end side of the slit portion. The capacitance values of the pixels Characterized by different things. According to the above configuration, it is possible to compensate for the difference in liquid crystal capacitance between the pixel rubbed from the open end side of the slit portion and the pixel rubbed from the closed end side by the circuit capacitance. For this reason, the potential of the pixel electrode can be compensated with the two types of pixels. Therefore, a good display quality can be obtained by suppressing a difference in luminance and the degree of occurrence of image sticking.

また、前記回路容量は、前記回路容量は、前記画素電極と前記絶縁膜と前記共通電極との積層構造によって形成された保持容量を含み、前記保持容量は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに容量値が異なることが好ましい。上記構成によれば、回路容量の容量値を調整することができる。   The circuit capacitor includes a storage capacitor formed by a stacked structure of the pixel electrode, the insulating film, and the common electrode, and the storage capacitor has a different capacitance value of the circuit capacitor. It is preferable that the capacitance values of the pixels are different from each other. According to the above configuration, the capacitance value of the circuit capacitance can be adjusted.

また、前記くし歯状電極は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに面積が異なることが好ましい。上記構成によれば、回路容量の容量値を調整することができる。   In addition, it is preferable that the comb-like electrodes have different areas in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitance. According to the above configuration, the capacitance value of the circuit capacitance can be adjusted.

また、前記回路容量は、前記画素電極と配線との間にスイッチング素子を介して形成された容量を含み、前記スイッチング素子を介した前記容量は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに容量値が異なることが好ましい。上記構成によれば、回路容量の容量値を調整することができる。   The circuit capacitance includes a capacitance formed between the pixel electrode and the wiring via a switching element, and the capacitance via the switching element is equal to each other in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitance. The capacitance values are preferably different. According to the above configuration, the capacitance value of the circuit capacitance can be adjusted.

また、前記スイッチング素子は、前記回路容量の容量値の異なる前記画素で、互いに素子サイズが異なることが好ましい。上記構成によれば、回路容量の容量値を調整することができる。   In addition, it is preferable that the switching elements have different element sizes in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitors. According to the above configuration, the capacitance value of the circuit capacitance can be adjusted.

また、前記一対の基板の他方の基板に、前記画素電極に対向して開口部が設けられた遮光膜をさらに備え、前記遮光膜の前記開口部は、前記回路容量の容量値の異なる前記画素で互いに面積が異なることが好ましい。上記構成によれば、スリット部の開放端側からラビングされた画素と閉鎖端側からラビングされた画素との輝度差を抑制可能である。したがって、良好な表示品位が得られる。   In addition, the other substrate of the pair of substrates further includes a light shielding film provided with an opening facing the pixel electrode, and the opening of the light shielding film has a different capacitance value of the circuit capacitance. It is preferable that the areas are different from each other. According to the above configuration, it is possible to suppress a luminance difference between a pixel rubbed from the open end side of the slit portion and a pixel rubbed from the closed end side. Therefore, good display quality can be obtained.

図1に本発明の実施の形態に係る液晶表示装置10の表示領域の一部についての断面図を示す。また、図2および図3に液晶表示装置10の表示領域の一部についての平面図を示す。図1は図2および図3中の1−1線における断面図に相当し、図3は図2中の一点鎖線で囲んだ部分3の拡大図に相当する。図2および図3では図1中に図示した要素の一部を省略している。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of a display area of a liquid crystal display device 10 according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are plan views of a part of the display area of the liquid crystal display device 10. FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line 1-1 in FIGS. 2 and 3, and FIG. 3 corresponds to an enlarged view of a portion 3 surrounded by a one-dot chain line in FIG. 2 and 3, some of the elements shown in FIG. 1 are omitted.

液晶表示装置10は、対向配置された2枚の支持基板110,210と、当該2枚の支持基板110,210間に挟持された液晶層300とを含んでいる。支持基板110,210は、例えばガラス板等の透光性基板で構成可能である。液晶層300の厚さは、セルギャップに対応し、例えば2〜4μmである。   The liquid crystal display device 10 includes two support substrates 110 and 210 disposed to face each other, and a liquid crystal layer 300 sandwiched between the two support substrates 110 and 210. The support substrates 110 and 210 can be composed of a light-transmitting substrate such as a glass plate. The thickness of the liquid crystal layer 300 corresponds to the cell gap and is, for example, 2 to 4 μm.

液晶表示装置10は、支持基板110の液晶層300側に、ゲートライン120と、データライン122と、スイッチング素子124と、絶縁膜130と、共通電極140と、絶縁膜150と、画素電極160と、配向膜170とを含んでいる。   The liquid crystal display device 10 includes a gate line 120, a data line 122, a switching element 124, an insulating film 130, a common electrode 140, an insulating film 150, and a pixel electrode 160 on the support substrate 110 on the liquid crystal layer 300 side. , And an alignment film 170.

ここでは、画素20がデルタ配列されている場合、換言すれば各画素20にそれぞれ設けられた画素電極160がデルタ配列されている場合を例示する。なお、図面の煩雑化を避けるため、図2では4個の画素20について太い破線で例示し、図3では2つの画素電極160のみ図示している。デルタ配列の場合、画素20は、表示画面における各行では等ピッチで配列され、隣接する行で互いに半ピッチずれている。なお、画素20を表示画面における各列で等ピッチに配列し隣接する列で互いに半ピッチずらすことによって、デルタ配列を構成することも可能である。   Here, a case where the pixels 20 are arranged in a delta manner, in other words, a case where the pixel electrodes 160 provided in each pixel 20 are arranged in a delta manner is illustrated. In order to avoid complication of the drawing, FIG. 2 illustrates four pixels 20 with thick broken lines, and FIG. 3 illustrates only two pixel electrodes 160. In the case of the delta arrangement, the pixels 20 are arranged at an equal pitch in each row on the display screen, and are shifted from each other by a half pitch in adjacent rows. It is also possible to form a delta arrangement by arranging the pixels 20 at an equal pitch in each column on the display screen and shifting the pixels 20 by a half pitch between adjacent columns.

ゲートライン120はそれぞれ、隣接する画素電極160の間を通って行方向に延伸している。データライン122はそれぞれ、隣接する画素電極160の間を通って列方向に延伸している。画素電極160がデルタ配列されているので、ゲートライン120は行方向に直線状に延伸し、データライン122は局所的に屈曲を繰り返しながら全体として列方向に延伸している。ゲートライン120とデータライン122とは互いに平面視上、交差しているが、ゲートライン120とデータライン122とは絶縁膜130によって互いに絶縁されている。   Each of the gate lines 120 extends in the row direction through between adjacent pixel electrodes 160. Each data line 122 extends in the column direction passing between adjacent pixel electrodes 160. Since the pixel electrodes 160 are arranged in a delta arrangement, the gate line 120 extends linearly in the row direction, and the data line 122 extends in the column direction as a whole while locally bending. Although the gate line 120 and the data line 122 intersect each other in plan view, the gate line 120 and the data line 122 are insulated from each other by the insulating film 130.

画素電極160と近接のデータライン122との間にはスイッチング素子124が接続されている。ここではスイッチング素子124としてMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを例示するが、例えばダイオード等を用いることも可能である。トランジスタ124は半導体層124aを有しており、半導体層124aに形成されたドレイン領域およびソース領域がデータライン122および画素電極160にそれぞれ接続されている。なお、ドレイン領域とソース領域とを逆に形成することも可能である。半導体層124aは、不図示のゲート絶縁膜を介してゲートライン120と積層され、ゲートライン120と交差している。ゲートライン120のうちで半導体層124aと交差する部分がトランジスタ124のゲート電極を構成している。これにより、画素電極160には、データライン122からトランジスタ124を介して、その画素電極160に対応する画素20の表示データ電位が供給される。なお、各ゲートライン120には複数の画素電極160が接続されており、また、各データライン122には複数の画素電極160が接続されている。   A switching element 124 is connected between the pixel electrode 160 and the adjacent data line 122. Although a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor is illustrated here as the switching element 124, for example, a diode or the like can be used. The transistor 124 includes a semiconductor layer 124a, and a drain region and a source region formed in the semiconductor layer 124a are connected to the data line 122 and the pixel electrode 160, respectively. Note that the drain region and the source region can be formed in reverse. The semiconductor layer 124 a is stacked with the gate line 120 via a gate insulating film (not shown), and intersects the gate line 120. A portion of the gate line 120 that intersects the semiconductor layer 124 a constitutes the gate electrode of the transistor 124. Accordingly, the display data potential of the pixel 20 corresponding to the pixel electrode 160 is supplied from the data line 122 to the pixel electrode 160 via the transistor 124. A plurality of pixel electrodes 160 are connected to each gate line 120, and a plurality of pixel electrodes 160 are connected to each data line 122.

図3では、半導体層124aがU字型をしており、当該U字型の2本の腕部を横切ってゲートライン120が延伸している場合を例示している。この場合、トランジスタ124は、直列接続された2つのトランジスタで構成される。   FIG. 3 illustrates a case where the semiconductor layer 124a is U-shaped, and the gate line 120 extends across the two U-shaped arms. In this case, the transistor 124 includes two transistors connected in series.

共通電極140は、絶縁膜130上に配置されている。共通電極140は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電膜で構成可能である。共通電極140によって各画素20に共通の電位が供給される。ここでは、共通電極140が、全ての画素20にわたって配置された導電膜で構成される場合を例示するが、例えば、共通電極140を画素20ごとに分割し、これら複数の分割電極を配線で接続してもよい。また、例えば、全画素20を複数のグループに分け、当該グループごとに共通電極140を分割配置することも可能である。   The common electrode 140 is disposed on the insulating film 130. The common electrode 140 can be composed of a light-transmitting conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide). A common potential is supplied to each pixel 20 by the common electrode 140. Here, the case where the common electrode 140 is formed of a conductive film disposed over all the pixels 20 is illustrated, but for example, the common electrode 140 is divided for each pixel 20 and the plurality of divided electrodes are connected by wiring. May be. Further, for example, all the pixels 20 can be divided into a plurality of groups, and the common electrode 140 can be divided and arranged for each group.

画素電極160は、絶縁膜150を介して共通電極140上に積層されている。画素電極160は、例えばITO等の透光性導電膜で構成可能である。   The pixel electrode 160 is stacked on the common electrode 140 with the insulating film 150 interposed therebetween. The pixel electrode 160 can be composed of a light-transmitting conductive film such as ITO.

画素電極160は、1本の幹部(または背部)161と、複数の枝部(または歯部)162とを含んでいる。枝部162は、スリット部(または溝部)163を挟んで配列されており、スリット部163とともにライン・アンド・スペースのパターンを構成している。なお、枝部162とスリット部163の数は図示の例示に限られるものではない。複数の枝部162は、一端において、幹部161で繋がれている。すなわち、画素電極160は、くし歯形状をしている。なお、枝部162の幅は例えば2.5〜3.5μmであり、枝部162間の間隔すなわちスリット部163の幅は例えば4.0〜5.0μmである。なお、画素電極160の輪郭線の角部(コーナー部)は、角張っていてもよいし、丸まった形状でもよい。   The pixel electrode 160 includes one trunk portion (or back portion) 161 and a plurality of branch portions (or tooth portions) 162. The branch parts 162 are arranged with the slit part (or groove part) 163 interposed therebetween, and constitute a line-and-space pattern together with the slit part 163. In addition, the number of the branch parts 162 and the slit parts 163 is not restricted to the illustration of illustration. The plurality of branch portions 162 are connected by a trunk portion 161 at one end. That is, the pixel electrode 160 has a comb-tooth shape. In addition, the width of the branch part 162 is 2.5-3.5 micrometers, for example, and the space | interval between the branch parts 162, ie, the width | variety of the slit part 163, is 4.0-5.0 micrometers, for example. Note that the corner (corner portion) of the contour line of the pixel electrode 160 may be square or rounded.

ここでは、枝部162およびスリット部163がゲートライン120と平行に延伸する場合を例示する。なお、説明のため、この形態を図2および図3に図示した態様に合わせて「横スリット型」と呼ぶことにする。   Here, the case where the branch part 162 and the slit part 163 extend | stretch in parallel with the gate line 120 is illustrated. For the sake of explanation, this embodiment will be referred to as a “lateral slit type” in accordance with the embodiment shown in FIGS.

画素電極160は、各行ではスリット部163の開放端を同じ側に向けて配置され、かつ、隣接する行ではスリット部163の開放端を互いに逆向きにして配置されている。この配列形態によれば、画素開口率を行ごとに同一のデザインにするうえでレイアウトが効率が高い。   The pixel electrode 160 is arranged in each row with the open end of the slit portion 163 facing the same side, and in the adjacent row, the open end of the slit portion 163 is arranged in the opposite direction. According to this arrangement form, the layout is highly efficient in making the pixel aperture ratio the same design for each row.

共通電極140は画素電極160のスリット部163だけでなく幹部161および枝部162にも対向しており、両電極140,160は絶縁膜150を介して保持容量を構成している。   The common electrode 140 faces not only the slit portion 163 of the pixel electrode 160 but also the trunk portion 161 and the branch portion 162, and both electrodes 140 and 160 constitute a storage capacitor via the insulating film 150.

配向膜170は、画素電極160を覆って積層されている。配向膜170の液晶層300に接する表面は、枝部162およびスリット部163の長手方向に略平行に、例えば当該長手方向に対して約5°〜10°傾いた方向にラビングされている。図2等にはラビング方向Rの一例を矢印によって模式的に図示している。   The alignment film 170 is laminated so as to cover the pixel electrode 160. The surface of the alignment film 170 in contact with the liquid crystal layer 300 is rubbed substantially in parallel with the longitudinal directions of the branch portions 162 and the slit portions 163, for example, in a direction inclined about 5 ° to 10 ° with respect to the longitudinal direction. An example of the rubbing direction R is schematically shown by arrows in FIG.

液晶表示装置10は、支持基板110の液晶層300とは反対側に不図示の偏光板を含んでいる。   The liquid crystal display device 10 includes a polarizing plate (not shown) on the opposite side of the support substrate 110 from the liquid crystal layer 300.

液晶表示装置10は、支持基板210の液晶層300側に、遮光膜220と、カラーフィルタ230とを含んでいる。遮光膜220は、例えば黒色顔料を含有した各種樹脂で構成可能である。遮光膜220には画素20ごとに、画素電極160に対向して開口部220aが形成されている。各開口部220aには、その画素20の表示色に応じた色相のカラーフィルタ230が配置されている。図1では遮光膜220およびカラーフィルタ230が支持基板210上に配置されている場合を例示している。   The liquid crystal display device 10 includes a light shielding film 220 and a color filter 230 on the liquid crystal layer 300 side of the support substrate 210. The light shielding film 220 can be composed of various resins containing a black pigment, for example. An opening 220 a is formed in the light shielding film 220 so as to face the pixel electrode 160 for each pixel 20. A color filter 230 having a hue corresponding to the display color of the pixel 20 is disposed in each opening 220a. FIG. 1 illustrates a case where the light shielding film 220 and the color filter 230 are disposed on the support substrate 210.

液晶表示装置10は、カラーフィルタ230を覆って積層された不図示のオーバーコート層と配向膜240とを含んでいる。配向膜240の液晶層300に接する表面は所定方向にラビングされている。また、液晶表示装置10は、支持基板210の液晶層300とは反対側に不図示の偏光板を含んでいる。   The liquid crystal display device 10 includes an overcoat layer (not shown) and an alignment film 240 that are stacked to cover the color filter 230. The surface of the alignment film 240 that contacts the liquid crystal layer 300 is rubbed in a predetermined direction. The liquid crystal display device 10 includes a polarizing plate (not shown) on the opposite side of the support substrate 210 from the liquid crystal layer 300.

共通電極140と画素電極160との間の電圧がオフ電圧の場合、電極140,160付近の液晶分子は、ラビング方向Rに配向している(初期配向状態)。オフ電圧よりも高い電圧を電極140,160間に印加すると、電極140,160間にスリット部163を通って電界が発生する。この電界に沿うように、液晶分子は支持基板110に平行な平面内で回転する。すなわち、液晶(分子)が駆動される。液晶分子の回転角を制御することによって、透過光量が制御される。共通電極140と画素電極160とは、各画素20において電極対を構成し、上記電界を各画素20において発生する。   When the voltage between the common electrode 140 and the pixel electrode 160 is an off voltage, the liquid crystal molecules near the electrodes 140 and 160 are aligned in the rubbing direction R (initial alignment state). When a voltage higher than the off voltage is applied between the electrodes 140 and 160, an electric field is generated between the electrodes 140 and 160 through the slit portion 163. The liquid crystal molecules rotate in a plane parallel to the support substrate 110 along the electric field. That is, the liquid crystal (molecule) is driven. The amount of transmitted light is controlled by controlling the rotation angle of the liquid crystal molecules. The common electrode 140 and the pixel electrode 160 form an electrode pair in each pixel 20, and the electric field is generated in each pixel 20.

なお、例えば上記2つの配向膜170,240のラビング方向と上記2つの偏光板の偏光軸方向との関係によって、液晶表示装置10をノーマリ・ブラック(Normaly Black)型とノーマリ・ホワイト(Normaly White)型とのいずれにも設計可能である。ここでは、液晶表示装置10がノーマリ・ブラック型の場合を例示する。   For example, depending on the relationship between the rubbing direction of the two alignment films 170 and 240 and the polarization axis direction of the two polarizing plates, the liquid crystal display device 10 is normally black type and normally white type. It can be designed with either type. Here, the case where the liquid crystal display device 10 is a normally black type is illustrated.

上記では画素20がデルタ配列されている場合を例示したが(図2参照)、画素20をストライプ配列等の他配列にすることも可能である。   Although the case where the pixels 20 are delta-arranged has been illustrated above (see FIG. 2), the pixels 20 can be arranged in other arrangements such as a stripe arrangement.

種々の評価により、スリット部163の開放端側から閉鎖端側(換言すれば幹部161側)へ向かってラビングされた画素20と、スリット部163の閉鎖端側から開放端側へ向かってラビングされた画素20とは、配向膜170のラビング状態が異なり、液晶分子の傾斜方向が異なることが分かった。   By various evaluations, the pixel 20 rubbed from the open end side of the slit portion 163 toward the closed end side (in other words, the trunk portion 161 side), and the rubbing from the closed end side of the slit portion 163 toward the open end side. It was found that the rubbing state of the alignment film 170 is different from that of the pixel 20 and the tilt direction of the liquid crystal molecules is different.

液晶分子の配向状態が異なると、透過効率に相違が生じ、上記2種類の画素20に輝度差が生じる。すなわち、スリット部163の開放端側からラビングされた画素20の方が、輝度が低いことが分かった。このため、液晶表示装置10では、輝度の高い画素20における遮光膜220の開口部220aの面積を小さく設定し、両画素20の輝度差を抑制している。   When the alignment state of the liquid crystal molecules is different, the transmission efficiency is different, and a luminance difference is generated between the two types of pixels 20. That is, it was found that the luminance of the pixel 20 rubbed from the open end side of the slit portion 163 is lower. For this reason, in the liquid crystal display device 10, the area of the opening 220 a of the light shielding film 220 in the pixel 20 with high luminance is set small, and the luminance difference between the pixels 20 is suppressed.

また、液晶分子の配向状態が異なると、上記2種類の画素20では、画素電極160と共通電極140との間に液晶層300を介して形成された液晶容量CLCに容量値の相違が生じる。液晶容量CLCの相違も、上記2種類の画素20での輝度差を招く。この点を、以下に説明する。 Further, when the alignment states of the liquid crystal molecules are different, in the two types of pixels 20, a difference in capacitance value occurs in the liquid crystal capacitance C LC formed through the liquid crystal layer 300 between the pixel electrode 160 and the common electrode 140. . A difference in the liquid crystal capacitance C LC also causes a luminance difference between the two types of pixels 20. This point will be described below.

図4に画素20の等価回路図を示し、図5に画素20の駆動波形図の一例を示す。なお、図3の構成ではトランジスタ124は直列接続された2つのトランジスタで構成されるが、図4ではトランジスタ124を1つのトランジスタで図示している。   FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the pixel 20, and FIG. 5 shows an example of a drive waveform diagram of the pixel 20. 3, the transistor 124 includes two transistors connected in series. In FIG. 4, the transistor 124 is illustrated as one transistor.

図4に示すように、画素20には、液晶容量CLCの他に、液晶容量CLCに接続された回路容量Cを含んでいる。ここでは、回路容量Cが、保持容量Cと、トランジスタ124による容量CTRとを含む場合を例示する。保持容量Cは、画素電極160と共通電極140との間に絶縁膜150を介して形成される。容量CTRは、画素電極160とゲートライン120との間にトランジスタ124を介して形成される寄生容量である。液晶容量CLCと保持容量Cと容量CTRとは画素電極160を介して互いに接続されている。 As shown in FIG. 4, the pixel 20 includes a circuit capacitor C connected to the liquid crystal capacitor C LC in addition to the liquid crystal capacitor C LC . Here, the circuit capacitance C, illustrates the case of including a storage capacitor C S, a capacitor C TR by the transistor 124. The storage capacitor CS is formed between the pixel electrode 160 and the common electrode 140 via the insulating film 150. The capacitor CTR is a parasitic capacitor formed between the pixel electrode 160 and the gate line 120 via the transistor 124. The liquid crystal capacitor CLC , the holding capacitor CS and the capacitor CTR are connected to each other through the pixel electrode 160.

図5には、ゲートライン120の電位Vと、データライン122の電位Vと、共通電極140の電位VCOMと、画素電極160の電位Vとの変化を図示している。図5中の電位Vはデータライン122の電位Vの中心電位である。 5 shows, the potential V G of the gate line 120, the potential V D of the data lines 122, the potential V COM of the common electrode 140, illustrates the variation of the potential V P of the pixel electrode 160. The potential V C in FIG. 5 is the center potential of the potential V D of the data line 122.

ゲートライン120の電位Vの変化によってトランジスタ124がオン状態になると、画素電極160の電位Vはデータライン122の電位Vに等しくなる。その後、トランジスタ124がオフ状態になると、データライン122から書き込まれた信号は、液晶容量CLCおよび保持容量Cによって保持される。また、トランジスタ124がオフ状態になると、容量CLC,C,CTRの容量カップリングによって、画素電極160の電位Vは電圧ΔVだけシフトする。 When the transistor 124 by a change in the potential V G of the gate line 120 are turned on, potential V P of the pixel electrode 160 is equal to the potential V D of the data line 122. After that, when the transistor 124 is turned off, the signal written from the data line 122 is held by the liquid crystal capacitor C LC and the holding capacitor C S. Further, the transistor 124 is turned off, the capacitance C LC, C S, the capacitive coupling C TR, potential V P of the pixel electrode 160 is shifted by a voltage [Delta] V.

この電圧シフトは、データライン122の電位Vの極性に関係なく、画素電極160の電位Vを電圧ΔVだけ低下させる。このため、一般に、共通電極140の電位VCOMは、データライン122の電位Vの中心電位Vに対して電圧ΔVだけ小さく設定される。 The voltage shift, regardless of the polarity of the potential V D of the data line 122, to lower the potential V P of the pixel electrode 160 by a voltage [Delta] V. For this reason, generally, the potential V COM of the common electrode 140 is set to be smaller by the voltage ΔV than the central potential V C of the potential V D of the data line 122.

シフト電圧ΔVの大きさは、ゲートライン120の電位Vの振幅をΔVとして、
ΔV=ΔV×{CTR/(CLC+C+CTR)} ・・・(1)
で表される。
The magnitude of the shift voltage [Delta] V is the amplitude of the electric potential V G of the gate line 120 as a [Delta] V G,
ΔV = ΔV G × {C TR / (C LC + C S + C TR)} ··· (1)
It is represented by

ここで、上記のように液晶容量CLCの容量値が異なると、シフト電圧ΔVの大きさは異なる。このため、上記2種類の画素20で、共通電極140の電位VCOMの設定すべき値が異なってしまう。この場合、一方の種類の画素20に合わせて電位VCOMを設定すると、上記2種類の画素20で輝度差が生じる。 Here, when the capacitance value of the liquid crystal capacitor CLC is different as described above, the magnitude of the shift voltage ΔV is different. For this reason, the value to be set for the potential V COM of the common electrode 140 differs between the two types of pixels 20. In this case, if the potential V COM is set in accordance with one type of pixel 20, a difference in luminance occurs between the two types of pixels 20.

このため、液晶表示装置10では、保持容量Cの容量値とトランジスタ124による容量CTRの容量値との一方または両方を調整することによって、換言すれば回路容量Cの容量値を調整することによって、液晶容量CLCの容量値の相違を補償している。これにより、画素電極160の電位Vを補償し、上記2種類の画素20で輝度差を抑制している。 Therefore, in the liquid crystal display device 10, by adjusting one or both of the capacitance of the capacitor C TR by capacitance and transistor 124 of the storage capacitor C S, by adjusting the capacitance value of the circuit capacitance C in other words by, to compensate the difference in the capacitance value of the liquid crystal capacitance C LC. Accordingly, to compensate for the potential V P of the pixel electrode 160, thereby suppressing the brightness difference in the above two kinds of pixels 20.

種々の評価によれば、スリット部163の開放端側からラビングされた画素20の方が、液晶容量CLCの容量値が低いことが分かった。 According to various evaluations, it was found that the pixel 20 rubbed from the open end side of the slit portion 163 has a lower capacitance value of the liquid crystal capacitance CLC .

このため、例えば、液晶容量CLCの容量値が高い方の画素20の保持容量Cの容量値を、液晶容量CLCの容量値の差分だけ低減することによって、シフト電圧ΔVの大きさを同等にすることができる(式(1)参照)。保持容量Cの容量値の低減は、例えば画素電極160の面積を低減することによって可能である。電極面積低減は例えば、図6の平面図に示すように幹部161の角部を削除することによって可能である。また、図7の平面図に示すように、幹部161と最も外側の2本の枝部162との幅を狭くすることによっても、電極面積を低減可能である。なお、図7中の一点鎖線は、幅を狭くする前の輪郭、すなわちもう一方の種類の画素20の画素電極160の輪郭を示している。 Thus, for example, the capacitance value of the storage capacitor C S of the liquid crystal capacitance C LC of the capacitance value higher pixel 20, by reducing only difference in the capacitance value of the liquid crystal capacitance C LC, the magnitude of the shift voltage ΔV It can be made equivalent (refer to formula (1)). Reduction of the capacitance value of the storage capacitor C S is, for example possible by reducing the area of the pixel electrode 160. The electrode area can be reduced, for example, by deleting the corners of the trunk 161 as shown in the plan view of FIG. Further, as shown in the plan view of FIG. 7, the electrode area can also be reduced by narrowing the widths of the trunk portion 161 and the two outermost branch portions 162. 7 indicates the contour before the width is reduced, that is, the contour of the pixel electrode 160 of the pixel 20 of the other type.

図7では幹部161と最も外側の2本の枝部162との全てを幅狭にする場合を例示しているが、保持容量Cの低減量に応じて上記3部分161,162,162の一部のみを幅狭にしてもよい。ここで、最も外側を除く他の枝部162の幅を調整することも可能である。しかし、一般に、枝部162およびスリット部163の各幅は配向制御上、換言すれば透過効率上、最適化が図られるので、最も外側の2本の枝部162を調整する方が調整容易である。 Is exemplified a case where the narrow all the 7 in stem 161 and the outermost of the two branches 162, of the three parts 161,162,162 in accordance with the reduction amount of the storage capacitor C S Only a part may be narrowed. Here, it is also possible to adjust the width of the other branch part 162 except the outermost side. However, in general, the widths of the branch part 162 and the slit part 163 can be optimized in terms of orientation control, in other words, transmission efficiency. Therefore, it is easier to adjust the outermost two branch parts 162. is there.

なお、図6および図7におけるくし歯形状の向きは例示である。すなわち、図6および図7は、図示した向きの画素電極160を有する画素20と、上記の液晶容量CLCの高い方の画素20とが、一致することを示すものではない。 In addition, the direction of the comb-tooth shape in FIG. 6 and FIG. 7 is an example. That is, FIGS. 6 and 7 do not indicate that the pixel 20 having the pixel electrode 160 in the illustrated direction matches the pixel 20 having the higher liquid crystal capacitance CLC .

同様に、トランジスタ124による容量CTRの容量値を調整することによって、液晶容量CLCの差分を補償してシフト電圧ΔVの大きさを同等にすることも可能である(式(1)参照)。容量CTRの容量値の調整はトランジスタ124の素子サイズを調整することによって、例えば半導体層124aの幅を調整してゲートライン120との交差部分(すなわちゲート電極)の面積を調整することによって可能である。 Similarly, by adjusting the capacitance value of the capacitor C TR by the transistor 124, it is also possible to compensate for the difference between the liquid crystal capacitance C LC to the magnitude of the shift voltage ΔV equal (see equation (1)) . By the adjustment of the capacitance value of the capacitor C TR for adjusting the element size of the transistor 124, possible by adjusting the area of the intersection (i.e., the gate electrode) of the gate line 120 to adjust the width of, for example, a semiconductor layer 124a It is.

また、例えば、上記2種類の画素20の両方についてシフト電圧ΔV自体を小さくすることによって、上記2種類の画素20に生じる電圧ΔVの差を縮小することができる。シフト電圧ΔVの削減は、例えばトランジスタ124による容量CTRの容量値を低減することによって可能である(式(1)参照)。 Further, for example, by reducing the shift voltage ΔV itself for both of the two types of pixels 20, the difference between the voltages ΔV generated in the two types of pixels 20 can be reduced. Reduction of the shift voltage ΔV is for example possible by reducing the capacitance value of the capacitor C TR by the transistor 124 (see equation (1)).

ここで、上記2種類の画素20で画素電極160の電位Vが補償されることによって、液晶層300に印加される電圧が上記2種類の画素20で同等になる。このため、焼付きの発生程度の差も抑制される。したがって、例えば焼付きの強弱が行単位で交互に観察され表示品位が低下することが抑制される。 Here, by potential V P of the pixel electrode 160 is compensated by the two pixels 20, the voltage applied to the liquid crystal layer 300 is equal in the above two kinds of pixels 20. For this reason, the difference in the degree of occurrence of seizure is also suppressed. Therefore, for example, the strength of image sticking is observed alternately in line units, and the display quality is suppressed from deteriorating.

上記のように、液晶表示装置10によれば、スリット部163の開放端側からラビングされた画素20と閉鎖端側からラビングされた画素20との輝度差、焼付きの程度差を抑制して、良好な表示品位を得ることができる。なお、遮光膜220の開口部220aの面積調整と、画素電極160の電位Vの補償とは、それぞれ行うことも可能であるが、両方を組み合わせることによって効率的に輝度差を抑制することができる。 As described above, according to the liquid crystal display device 10, the luminance difference and the degree of image sticking between the pixel 20 rubbed from the open end side of the slit portion 163 and the pixel 20 rubbed from the closed end side are suppressed. Good display quality can be obtained. Incidentally, the area adjustment of the opening 220a of the light shielding film 220, the compensation of potential V P of the pixel electrode 160, it is also possible to carry out each be effectively suppressed luminance difference by combining both it can.

上記では画素電極160が横スリット型の場合を例示した。これに対して、枝部162およびスリット部163をデータライン122に平行に延伸させることも可能である。なお、この形態を「縦スリット型」と呼ぶことにする。縦スリット型においても、画素電極160を覆う配向膜170は、枝部162およびスリット部163の長手方向に略平行にラビング処理される。このため、縦スリット型の画素電極160は、例えば、各列ではスリット部163の開放端を同じ側に向けて配置され、かつ、隣接する列ではスリット部163の開放端を互いに逆向きにして配置される。   The case where the pixel electrode 160 is a horizontal slit type has been illustrated above. On the other hand, the branch part 162 and the slit part 163 can be extended parallel to the data line 122. This form is referred to as a “longitudinal slit type”. Even in the vertical slit type, the alignment film 170 covering the pixel electrode 160 is rubbed substantially parallel to the longitudinal direction of the branch part 162 and the slit part 163. For this reason, for example, the vertical slit pixel electrodes 160 are arranged with the open ends of the slit portions 163 facing the same side in each row, and the open ends of the slit portions 163 are opposite to each other in adjacent rows. Be placed.

また、枝部162およびスリット部163をゲートライン120またはデータライン122に対して傾いた方向に延伸させることも可能である。この場合、その傾斜角が小さいとき、例えば10°以下のときは、実質的に縦スリット型または横スリット型と同一視することが可能である。   In addition, the branch part 162 and the slit part 163 can be extended in a direction inclined with respect to the gate line 120 or the data line 122. In this case, when the inclination angle is small, for example, 10 ° or less, it can be substantially regarded as the vertical slit type or the horizontal slit type.

また、上記では画素電極160が共通電極140よりも液晶層300側に配置された場合すなわち画素電極160が上電極となる場合を例示したが、共通電極140を上電極にすることも可能である。この場合、共通電極140がくし歯形状に構成される。   Further, in the above description, the case where the pixel electrode 160 is disposed on the liquid crystal layer 300 side with respect to the common electrode 140, that is, the case where the pixel electrode 160 is the upper electrode is illustrated, but the common electrode 140 may be the upper electrode. . In this case, the common electrode 140 is configured in a comb shape.

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の画素の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a pixel of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を説明するための駆動波形図である。It is a drive waveform diagram for demonstrating the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のくし歯状電極の一例の平面図である。It is a top view of an example of the comb-like electrode of the liquid crystal display device concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のくし歯状電極の他の一例の平面図である。It is a top view of other examples of the comb-like electrode of the liquid crystal display concerning an embodiment of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 液晶表示装置、20 画素、110,210 基板、124 スイッチング素子、140 共通電極、150 絶縁膜、160 画素電極、163 スリット部、170 配向膜、220 遮光膜、220a 開口部、300 液晶層、C 回路容量、CLC 液晶容量、C 保持容量、CTR 容量、R ラビング方向。 10 liquid crystal display device, 20 pixels, 110, 210 substrate, 124 switching element, 140 common electrode, 150 insulating film, 160 pixel electrode, 163 slit part, 170 alignment film, 220 light shielding film, 220a opening, 300 liquid crystal layer, C Circuit capacity, C LC liquid crystal capacity, CS holding capacity, CTR capacity, R rubbing direction.

Claims (6)

一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示装置であって、
複数の画素を備え、
各画素は、
前記一対の基板の一方の基板に設けられ、絶縁膜を介して積層された画素電極と共通電極と、
前記画素電極および前記共通電極よりも液晶層側に配置された配向膜と、
前記画素電極と前記共通電極との間の液晶層を介した液晶容量に接続された回路容量と、
を有し、
前記画素電極と前記共通電極とのいずれかは、前記液晶層側に配置され前記配向膜のラビング方向と略平行なスリット部を有するくし歯状電極で構成され、
前記回路容量は、前記スリット部の開放端側から閉鎖端側へ向けて前記配向膜がラビングされた前記画素と、前記閉鎖端側から前記開放端側へ向けてラビングされた前記画素とで、互いに容量値が異なることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates,
With multiple pixels,
Each pixel is
A pixel electrode and a common electrode provided on one of the pair of substrates and stacked via an insulating film;
An alignment film disposed closer to the liquid crystal layer than the pixel electrode and the common electrode;
A circuit capacitor connected to a liquid crystal capacitor through a liquid crystal layer between the pixel electrode and the common electrode;
Have
Either the pixel electrode or the common electrode is a comb-like electrode that is disposed on the liquid crystal layer side and has a slit portion substantially parallel to the rubbing direction of the alignment film,
The circuit capacitance includes the pixel in which the alignment film is rubbed from the open end side to the closed end side of the slit portion, and the pixel that is rubbed from the closed end side to the open end side. A liquid crystal display device having different capacitance values.
請求項1に記載の液晶表示装置であって、
前記回路容量は、前記画素電極と前記絶縁膜と前記共通電極との積層構造によって形成された保持容量を含み、
前記保持容量は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに容量値が異なることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1,
The circuit capacitor includes a storage capacitor formed by a stacked structure of the pixel electrode, the insulating film, and the common electrode,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the storage capacitors have different capacitance values from each other in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitance.
請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記くし歯状電極は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに面積が異なることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the interdigital electrodes have different areas in the pixels having different circuit capacitance values.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記回路容量は、前記画素電極と配線との間にスイッチング素子を介して形成された容量を含み、
前記スイッチング素子を介した前記容量は、前記回路容量の容量値が異なる前記画素で互いに容量値が異なることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The circuit capacitance includes a capacitance formed through a switching element between the pixel electrode and the wiring,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the capacitance through the switching element has different capacitance values in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitance.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記スイッチング素子は、前記回路容量の容量値の異なる前記画素で、互いに素子サイズが異なることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the switching elements have different element sizes in the pixels having different circuit capacitance values.
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記一対の基板の他方の基板に、前記画素電極に対向して開口部が設けられた遮光膜をさらに備え、
前記遮光膜の前記開口部は、前記回路容量の容量値の異なる前記画素で互いに面積が異なることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5,
A light-shielding film provided with an opening facing the pixel electrode on the other of the pair of substrates;
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the openings of the light shielding film have different areas in the pixels having different capacitance values of the circuit capacitance.
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