DE112013006347T5 - Liquid crystal display device with electrodes with elongated openings - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Flüssigkeitskristalldisplay-(LCD-)Vorrichtung geschaffen, die ein erstes Substrat aufweist, das mit einer ersten Elektrode versehen ist, sowie ein zweites Substrat, das mit einer zweiten Elektrode versehen ist, und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen den beiden Substraten angeordnet ist. Die LCD-Vorrichtung weist wenigstens einen Pixelbereich auf, der wenigstens eine Displayeinheit besitzt. In der Displayeinheit ist die erste Elektrode oder die zweite Elektrode mit mehreren länglichen Öffnungen versehen, die parallel liegen und eine nach der anderen von der Mitte der Displayeinheit aus, längs wenigstens vier unterschiedlichen Richtung außerhalb angeordnet sind. Die Mehrzahl der länglichen Öffnungen bildet durchgehende oder unterbrochene Ränder rund um den Umfang der ersten oder zweiten Elektrode. Die ununterbrochenen oder unterbrochenen Ränder der ersten Elektrode können fluchtend ausgerichtet sein oder sich mehr oder weniger nach außen erstrecken als die ununterbrochenen oder unterbrochenen Ränder der zweiten Elektrode, und zwar von der Mitte der Displayeinheit aus.There is provided a liquid crystal display (LCD) device having a first substrate provided with a first electrode and a second substrate provided with a second electrode and a liquid crystal layer disposed between the two substrates , The LCD device has at least one pixel area that has at least one display unit. In the display unit, the first electrode or the second electrode is provided with a plurality of elongated openings which are parallel and arranged one after the other from the center of the display unit along at least four different directions outside. The plurality of elongate openings form continuous or discontinuous edges around the periphery of the first or second electrode. The continuous or discontinuous edges of the first electrode may be aligned or more or less outwardly extending than the continuous or discontinuous edges of the second electrode from the center of the display unit.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Erfindungsgebiet1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristalldisplay-(LCD-)Vorrichtung und insbesondere eine LCD-Vorrichtung mit verbesserter hoher Transparenz und hohem Kontrast.The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) device, and more particularly to an LCD device having improved high transparency and high contrast.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art
Eine LCD-Vorrichtung steuert die Lichttransparenz durch Benutzung der Eigenschaft, daß Flüssigkristall-(LC-)Moleküle verschiedene Lichtpolarisation oder Beugungseffekte unter unterschiedlichen Ausrichtungen, um dadurch Bilder zu erzeugen, aufweisen. Eine getwistete nematische (TN) LCD-Vorrichtung hat gute Lichtübertragung, jedoch einen extrem schmalen Sichtwinkel, beeinflußt durch den Aufbau und die optische Eigenschaft der LC-Moleküle.An LCD device controls the light transparency by utilizing the property that liquid crystal (LC) molecules have different light polarization or diffraction effects under different orientations to thereby form images. A twisted nematic (TN) LCD device has good light transmission, but an extremely narrow viewing angle, influenced by the structure and optical property of the LC molecules.
Um die Übertragungs- und Sichtwinkelprobleme zu lösen, wurde ein getwistetes, senkrechtes Ausrichtmodell vorgeschlagen, um dadurch die hohe Übertragung und den weiten Sichtwinkel zu schaffen. Da jedoch die LC-Moleküle in Art einer senkrechten Ausrichtung ausgerichtet werden, sobald die LC-Moleküle mit einer niedrigen Spannung beaufschlagt werden und die LCD-Vorrichtung unter einem geneigtem Betrachtungswinkel betrachtet werden, tritt ein Grauwert-Inversionsproblem auf, das das Problem der Farbverschiebung unter einem schrägen Betrachtungswinkel verursacht und eine normale Präsentation der Bilder der LCD-Vorrichtung beeinflußt.In order to solve the transmission and viewing angle problems, a twisted vertical alignment model has been proposed to provide high transmission and wide viewing angle. However, since the LC molecules are aligned in the manner of perpendicular alignment, as soon as the LC molecules are applied with a low voltage and the LCD device is viewed at a tilted viewing angle, a gray-scale inversion problem occurs which undermines the problem of color shift caused an oblique viewing angle and affects a normal presentation of the images of the LCD device.
Um dieses Problem zu lösen, werden in demselben Pixel zwei oder mehrere Ausricht-Domains gebildet, um dadurch eine senkrechte Vieldomain-Ausricht-(MVA-)LCD-Vorrichtung zu schaffen und damit das Grauwert-Inversionsproblem zu beseitigen und die Betrachtungswinkel zu vergrößern. In der Praxis heißt das, daß drei spezielle Verfahren geschaffen werden. Bei dem ersten Verfahren wird ein Pixel auf eine Vielzahl von Displaybereichen aufgeteilt, und jeder Displaybereich bildet mit Hilfe einer kapazitiven Kupplung eine andere Spannung, wodurch eine Ausrichtwirkung der vielen Displaybereiche geschaffen wird. Bei dem zweiten Verfahren wird ein Pixel in mehrere Displaybereiche unterteilt, und zwei dünne Filmtransistoren dienen dazu, jeden Displaybereich mit einer anderen Spannung zu versorgen, wodurch das Grauwert-Inversionsproblem gelöst wird. Bei dem dritten Verfahren wird das Pixel in zwei oder mehr Displaybereiche aufgeteilt, und ein Teil der Elektrode des Displaybereiches wird mit einem elektronischen Sperrmaterial bedeckt, wodurch die Ausrichtwirkung vieler Displaybereiche erzeugt wird.To solve this problem, two or more alignment domains are formed in the same pixel to thereby provide a Vertical Domain Home Alignment (MVA) LCD device, thereby eliminating the gray level inversion problem and increasing the viewing angles. In practice this means that three special procedures are created. In the first method, one pixel is divided into a plurality of display areas, and each display area forms a different voltage by means of a capacitive coupling, thereby providing an aligning effect of the multiple display areas. In the second method, a pixel is divided into a plurality of display areas, and two thin film transistors serve to supply each display area with a different voltage, thereby solving the gray scale inversion problem. In the third method, the pixel is divided into two or more display areas, and a part of the electrode of the display area is covered with an electronic barrier material, thereby producing the alignment effect of many display areas.
Jedoch sind die Verfahren zur Lösung des Grauwert-Inversionsproblems beim Stand der Technik mit komplizierten LCD-Verfahrenprozessen verbunden. Im Hinblick auf dieses Faktum ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren mit verbesserter hoher Übertragung und hohem Kontrastverhältnis zu schaffen, so daß die LCD-Vorrichtung optimale Bilder liefern kann.However, the techniques for solving the greyscale inversion problem in the prior art are associated with complicated LCD process processes. In view of this fact, therefore, it is an object of the present invention to provide a simple method with improved high transmission and high contrast ratio so that the LCD device can provide optimum images.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um eine LCD-Vorrichtung mit hoher Übertragung und hohem Kontrastverhältnis zu schaffen. Demzufolge weist die LCD-Vorrichtung ein erstes Substrat, ein zweites Substrat, eine LC-Schicht, eine erste Ausrichtschicht und eine zweite Ausrichtschicht auf.The present invention has been made to provide a high-transmission, high-contrast-ratio LCD device. As a result, the LCD device has a first substrate, a second substrate, an LC layer, a first alignment layer, and a second alignment layer.
Die LCD-Vorrichtung hat wenigstens einen Pixelbereich. Jeder Pixelbereich hat wenigstens eine Displayeinheit. In jeder Displayeinheit sind das erste Substrat mit einer ersten Elektrode und das zweite Substrat mit einer zweiten Elektrode versehen. Die erste Elektrode in jeder Displayeinheit ist mit mehreren länglichen Öffnungen versehen, die parallel entlang von wenigstens vier unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind und eine nach der anderen allmählich weiter von der Mitte der Displayeinheit entfernt liegen.The LCD device has at least one pixel area. Each pixel area has at least one display unit. In each display unit, the first substrate is provided with a first electrode and the second substrate with a second electrode. The first electrode in each display unit is provided with a plurality of elongate openings arranged in parallel along at least four different directions and one after the other gradually farther from the center of the display unit.
Die länglichen Öffnungen, die in derselben Richtung angeordnet sind, verlaufen parallel, und die Länge in Längsrichtung der länglichen Öffnung vergrößert sich, je weiter die Lage der länglichen Öffnung von der Mitte der Displayeinheit entfernt ist. Vorzugsweise ist in jeder diagonalen Richtung der Displayeinheit eine Reihe langgestreckter Öffnungen mit allmählich steigender Länge in der Displayeinheit angeordnet.The elongated openings arranged in the same direction are parallel, and the length in the longitudinal direction of the elongated opening increases as the position of the elongated opening is removed from the center of the display unit. Preferably, in each diagonal direction of the display unit, a series of elongate apertures of gradually increasing length are arranged in the display unit.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist jede Displayeinheit des weiteren in jeder der vier unterschiedlichen Richtungen mehrere äußere langgestreckte Öffnungen auf, die außerhalb derjenigen langgestreckten Öffnungen liegen, welche einer zunehmenden Länge in Längsrichtung in derselben Richtung entsprechen, jedoch bei abnehmender Längsrichtungslänge, so daß die äußeren länglichen Öffnungen in die Displayeinheit passen. Jede der äußeren länglichen Öffnungen mit abnehmender Länge kann ein Ende aufweisen, das offen ist.In accordance with one aspect of the present invention, each display unit further includes in each of the four different directions, a plurality of outer elongate openings located outside those elongate openings corresponding to an increasing longitudinal length in the same direction, but decreasing in the longitudinal direction length elongated openings in the display unit fit. Each of the outer elongated openings of decreasing length may have an end that is open.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weist die zweite Elektrode in jeder Displayeinheit eines Pixelbereiches auch ein Elektrodenmuster auf, das gleich der ersten Elektrode ist. Mehrere längliche Öffnungen sind in der zweiten Elektrode parallel zu den mehreren länglichen Öffnungen der ersten Elektrode angeordnet. According to another feature of the present invention, the second electrode in each display unit of a pixel region also has an electrode pattern that is the same as the first electrode. A plurality of elongate openings are disposed in the second electrode parallel to the plurality of elongated openings of the first electrode.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Mittenbereich der ersten Elektrode oder der zweiten Elektrode mit einem geätzten Elektrodenmuster versehen. Die mehreren länglichen Öffnungen sind außerhalb des geätzten Elektrodenmusters angeordnet.According to another feature of the present invention, the center region of the first electrode or the second electrode is provided with an etched electrode pattern. The plurality of elongate openings are disposed outside of the etched electrode pattern.
Gemäß noch einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind auf den ersten und zweiten Elektroden rund um den Umfang der Displayeinheit durch die länglichen Öffnungen mit offenen Enden durchgehende Ränder ausgebildet, und durchgehende Ränder oder unterbrochene Ränder können auf der ersten und der zweiten Elektrode rund um den Umfang der Displayeinheit durch die länglichen Öffnungen mit offenen Enden gebildet werden. Vorzugsweise wechseln die durchgehenden Ränder und die unterbrochenen Ränder rund um den Umfang der ersten oder zweiten Elektrode einander ab.According to still another feature of the present invention, continuous edges are formed on the first and second electrodes around the periphery of the display unit through the elongated openings having open ends, and solid edges or discontinuous edges may be formed on the first and second electrodes around the circumference the display unit are formed by the elongated openings with open ends. Preferably, the continuous edges and the discontinuous edges alternate around the circumference of the first or second electrode.
In der vorliegenden Erfindung weist jeder durchgehende oder unterbrochene Rand der ersten Elektrode einen entsprechenden durchgehenden oder unterbrochenen Rand auf der zweiten Elektrode auf. Einige der durchgehenden oder unterbrochenen Ränder der ersten Elektrode können mit den entsprechenden durchgehenden oder unterbrochenen Rändern der zweiten Elektrode ausgerichtet sein, und einige können sich mehr oder weniger von der Mitte der Displayeinheit aus nach außen erstrecken als die entsprechenden durchgehenden oder unterbrochenen Ränder der zweiten Elektrode.In the present invention, each continuous or discontinuous edge of the first electrode has a corresponding continuous or discontinuous edge on the second electrode. Some of the solid or discontinuous edges of the first electrode may be aligned with the corresponding continuous or broken edges of the second electrode, and some may extend more or less outwardly from the center of the display unit than the corresponding continuous or broken edges of the second electrode.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind ein oder zwei durchgehende Elektrodenmuster auf der ersten Elektrode oder zweiten Elektrode ausgebildet, und zwar in jenem Bereich, wo die ersten länglichen Öffnungen in zwei unterschiedlichen Richtungen laufen, die sich nahe dem durchgehenden oder unterbrochenen Rand treffen. Das durchgehende Elektrodenmuster kann durch ein geätztes Elektrodenmuster ersetzt werden.In accordance with another feature of the present invention, one or two continuous electrode patterns are formed on the first electrode or second electrode, in the region where the first elongated openings pass in two different directions that meet near the continuous or discontinuous edge. The continuous electrode pattern can be replaced by an etched electrode pattern.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird für die auf diesem Gebiet tätigen Fachleute durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen zeigen:The present invention will be understood by those skilled in the art by reading the following detailed description of its preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDetailed Description of the Preferred Embodiment
Die beigefügten Zeichnungen dienen zum weiteren Verständnis der Erfindung und sind Bestandteil der Beschreibung, bilden also einen Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnung zeigt Ausführungsformen der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung.The accompanying drawings serve to further understand the invention and are part of the description, therefore, form a part of this description. The drawing shows embodiments of the invention and together with the description serves to explain the principles of the invention.
Unter Bezug auf die
Die länglichen Öffnungen
Gemäß der Erfindung sind die Winkel, die durch die vier Längsrichtungen der länglichen Öffnungen
Die LC-Schicht
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die vielen geschlossenen, langgestreckten Öffnungen
Bei der vorliegenden Erfindung kann die zweite Elektrode in jeder Displayeinheit des Pixelbereiches auch dasselbe Elektrodenmuster aufweisen, das mehrere geschlossene, längliche Öffnungen und nicht geschlossene, längliche Öffnungen besitzt wie diejenigen in der ersten Elektrode. Der Mittenbereich der zweiten Elektrode kann auch ein zentriertes Elektrodenmuster aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, daß die geschlossenen, länglichen Öffnungen und die nicht geschlossenen länglichen Öffnungen parallel verlaufen. Das zentrierte Elektrodenmuster ist im Mittenbereich entweder der zweiten Elektrode oder der ersten Elektrode ausgebildet, nicht aber in beiden. Wie bei den in den
Wie in
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Elektrodenmuster der ersten und zweiten Elektroden einige Variationen aufweisen. Beispielsweise haben bei einigen Ausführungsformen die ersten und zweiten Elektroden im wesentlichen identische Muster, wobei jeder nicht unterbrochene Rand der ersten Elektrode einem nicht unterbrochenen Rand der zweiten Elektrode entspricht, jedoch kann sich ein Rand der beiden entsprechenden durchgehenden Ränder weiter nach außen erstrecken als der andere. Bei anderen Beispielen können alle langgestreckten Öffnungen auf der zweiten Elektrode geschlossene Öffnungen sein und nur durchgehende Ränder sind rund um den Umfang der zweiten Elektrode ausgebildet.According to the present embodiment, the electrode patterns of the first and second electrodes may have some variations. For example, in some embodiments, the first and second electrodes have substantially identical patterns, with each uninterrupted edge of the first electrode corresponding to an uninterrupted edge of the second electrode, but one edge of the two may correspond continuous edges extend to the outside than the other. In other examples, all of the elongated openings on the second electrode may be closed openings, and only continuous edges are formed around the periphery of the second electrode.
Vorzugsweise wechseln sich die ausgerichteten, unterbrochenen Ränder und die nicht ausgerichteten, unterbrochenen Ränder abwechselnd rund um die Displayeinheit einander ab, und die durchgehenden Ränder der ersten Elektrode erstrecken sich weiter nach außen als die der zweiten Elektrode, und zwar um etwa 2–12 μm. Darüber hinaus sollte jeder durchgehende Rand, der sich weiter nach außen erstreckt, vorzugsweise ein abgeschrägtes Ende haben, und zwar gegen den benachbarten unterbrochenen Rand abgeschrägt, wobei der Abschrägungswinkel zwischen 30° und 60° liegen soll. Die bevorzugte Größe des Abschrägungswinkels beträgt 45°.Preferably, the aligned, discontinuous, and discontinuous, discontinuous edges alternate alternately around the display unit, and the continuous edges of the first electrode extend farther outward than those of the second electrode, by about 2-12 microns. In addition, each continuous edge that extends farther outward should preferably have a bevelled end, and beveled against the adjacent discontinuous edge, with the taper angle between 30 ° and 60 °. The preferred size of the bevel angle is 45 °.
Wie in
Die unterbrochenen Ränder der ersten Elektrode erstrecken sich weniger nach außen als die entsprechenden durchgehenden, nicht unterbrochenen Ränder der zweiten Elektrode, jedoch erstrecken sich die durchgehenden Ränder der ersten Elektrode weiter nach außen als die entsprechenden durchgehenden Ränder der zweiten Elektrode. Wie aus
Auf der zweiten Elektrode erstreckt sich jeder durchgehende Rand mehr nach außen und ist mit einem Ende versehen, das in Richtung auf den benachbarten durchgehenden Rand, der sich weniger nach außen erstreckt, abgeschrägt ist. Die beiden nicht fluchtend ausgerichteten durchgehenden Ränder bilden einen Winkel zwischen 30° und 60°. Die bevorzugte Größe des Winkels beträgt 45°.On the second electrode, each continuous edge extends more outwardly and is provided with one end which is chamfered towards the adjacent continuous edge which extends less outwardly. The two non-aligned continuous edges form an angle between 30 ° and 60 °. The preferred size of the angle is 45 °.
Die
Die unterbrochenen Ränder, die von den laufenden Enden der nicht geschlossenen, länglichen Öffnungen der ersten Elektrode gebildet werden, erstrecken sich weniger nach außen als die entsprechenden durchgehenden Ränder der zweiten Elektrode, jedoch erstrecken sich die durchgehenden Ränder der ersten Elektrode weiter nach außen als die entsprechenden durchgehenden Ränder der zweiten Elektrode. Wie in
Bei der in
Auf der zweiten Elektrode ist ebenfalls in dem Bereich in der Nähe jedes nicht unterbrochenen Randes ein nicht unterbrochenes Elektrodenmuster ausgebildet, das sich weniger nach außen zu erstrecken beginnt. Das nicht unterbrochene oder durchgehende Elektrodenmuster hat zwei lotrechte Seiten, von denen die eine Seite mit dem durchgehenden Rand, der sich mehr nach außen erstreckt, fluchtend ausgerichtet ist, während die andere Seite mit den geschlossenen, länglichen Öffnungen des benachbarten Bereiches verbunden ist, dessen nicht unterbrochener Rand sich weniger nach außen erstreckt. Wenigstens eine Seite des nicht unterbrochenen Elektrodenmusters verläuft lotrecht zu der Längsrichtung der geschlossenen, länglichen Öffnungen.Also on the second electrode, in the area near each uninterrupted edge, there is formed an uninterrupted electrode pattern which starts to extend less outward. The uninterrupted or continuous electrode pattern has two perpendicular sides, one side of which is aligned with the continuous edge extending more outwardly, while the other side is connected to the closed, elongate openings of the adjacent area interrupted edge extends less to the outside. At least one side of the uninterrupted electrode pattern is perpendicular to the longitudinal direction of the closed, elongated openings.
Wie in
Wie in
Für das durchgehende Elektrodenmuster, das in der Nähe der Stelle ausgebildet ist, wo sich die zweite Elektrode weiter nach außen erstreckt als die erste Elektrode, ist der Bereich des ununterbrochenen Elektrodenmusters, der sich von der geschlossenen länglichen Öffnung auf der ersten Elektrode erstreckt, größer als der entsprechende Bereich des ununterbrochenen Elektrodenmusters auf der zweiten Elektrode.For the continuous electrode pattern formed near the place where the second electrode extends farther outward than the first electrode, the area of the continuous electrode pattern extending from the closed elongated opening on the first electrode is larger than the corresponding area of the uninterrupted electrode pattern on the second electrode.
Für das ununterbrochene Elektrodenmuster, das in der Nähe der Stelle ausgebildet ist, wo sich die erste Elektrode weiter nach außen erstreckt als die zweite Elektrode, ist der Bereich des ununterbrochenen Elektrodenmusters, der sich von der geschlossenen länglichen Öffnung auf der zweiten Elektrode erstreckt, größer als der entsprechende Bereich des ununterbrochenen Elektrodenmusters auf der ersten Elektrode.For the continuous electrode pattern formed near the place where the first electrode extends farther outward than the second electrode, the area of the continuous electrode pattern extending from the closed elongated opening on the second electrode is larger than the corresponding area of the uninterrupted electrode pattern on the first electrode.
Die
Die
Zwei ununterbrochene Elektrodenmuster sind in dem Randbereich ausgebildet, wo die geschlossenen, länglichen Öffnungen in zwei lotrechten Richtungen verlaufen und sich treffen. Die beiden ununterbrochenen Elektrodenmuster sind in dem Bereich ausgebildet, wo sich der Rand weniger nach außen erstreckt, sowie in dem Bereich, wo sich der Rand mehr nach außen erstreckt. Die
Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann, daß eine Vielfalt von Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that a variety of modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims becomes.
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