JP2000231110A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
法において、光の透過効率、面内の輝度の均一性、視野
角特性を向上する。 【解決手段】 対向電極の開口部として4画素を単位と
して1つの共通開口部を設けると共に、各画素は必ずそ
の周辺部一カ所のみ共通開口部に対向し、しかも隣接す
る4 つの共通開口部は互いに直交する配置にする。(従
って、16画素が最小配列単位となる。)
Description
し、特に表示の改良に関する。
列するホメオトロピック型の液晶表示素子、特にそのな
かでも対向電極に開口部分を設け、電界を制御して表示
特性を改善する方法としては特開平3−259121
号、特開平6−301036号等で報告されている。
トリックス型液晶表示装置に関するものであり、図10
の(a)に示すように、TFT基板側の第1の電極1と
対向基板側の第2の電極3の交差部分、従って画素内の
表示部の電極に細長い開口部51を設けるというもので
ある。
部分に積極的に斜め電界を発生させ、この斜め電界によ
り図10の(b)に示すように、液晶分子7を均質かつ
一様な方向に配向させようとするものである。
ィブマトリックスタイプの液晶表示素子に関するもので
あり、本明細書ではわざわざは図示しないが、画素電極
に対向する位置の対向電極の中央部に、従って画素の表
示部内にほぼ正方形の開口部を設けて画素電極部分内に
表示の有無(ON、OFF)に関わらず電界が微弱ある
いはかからない領域をつくることにより、液晶分子が垂
直のまま傾かない領域を存在させる。そしてそれによ
り、画素内他の領域の液晶の分子の配列を改善し、これ
により配列の不揃いに基づく欠陥たるディスクリネーシ
ョンラインを固定し、画像のざらつき(表示画面が黒な
ら、黒い面のあちこちに小さな白い点が多数あり、この
ため見る者に画面がざらついている感じを与える現象)
をなくし、併せて1画素内で液晶分子を種々の方向(4
方向)に向かせて視野角特性を改善せんとするものであ
る。
の方法ではいずれも画素電極に相当する部分、すなわち
本来表示領域である部分の対向電極側に開口部が存在す
ることとなる。このため、この開口部分の中央部分や端
部等、液晶の傾く方向が異なる領域の境界部分や電界の
有無に関わらず傾かない部分で必ずディスクリネーショ
ンラインが発生する。前掲の特開平3−259121号
におけるこの様子を、図10の(C)に示す。本図10
の(C)においては、開口部51の両端部にディスクリ
ネーションライン9が発生している。
在するといった光の透過効率の著しい低下を招来する。
口部が存在するため、光の透過の抵抗の増加が生じ、更
には対向電極に開口部という電気を通さない部分が存在
するため接続端子部から遠い位置にある対向電極部分の
電圧の低下が大きく、ひいては表示面内の輝度のムラが
発生する原因ともなる。
ディスクリネーションラインを発生させて効率の低下を
引き起こすことがなく、面内の輝度ムラもなく、しかも
上下、左右の視野角の向上した液晶素子の実現が望まれ
ていた。
解決することを目的としてなされたものであり、対向電
極の開口に工夫を凝らしたものである。具体的には、以
下の構成としている。
と対向電極とが、長方形や正方形等四角形のそして微細
な(ここに「微細な」とは、液晶テレビジョン受像機、
ワードプロセッサー等の表示面に採用されているがごと
く、人の目には個々の液晶素子の白黒等(ON、OF
F)が見えないという意味であり、おおよそ500μm
(大型の場合)以下、特に100μm以下、望ましくは
30〜6μm程度をいう)画素が表示面上相直交する
X、Y方向(わざわざ斜めにしたりすれば別であるが、
表示面の左右、上下方向)に格子状に配列された態様と
なるよう配置された液晶表示装置において、端点(例え
ば左下隅点)より数えてX(右、あるいは上)方向i番
目、Y(上あるいは右)方向j番目の画素をp(i,
j)と定義した場合に、上記X方向、Y方向に直交する
Z方向(使用者が表示面を視る方向)から見た場合に画
素p(4m,4n) (すなわちi=4m,j=4nであ
る)と画素p(4m+1,4n)の間の少なくとも一部
分(画素間の端部には形成されない場合や画素間を少し
はみ出す場合を含む)及び画素p(4m,4n+1)と
画素p(4m+1,4n+1)の間の少なくとも一部分
のそれぞれの対向電極部分(配線、配置等の都合で、本
来存在する筈の対向電極が存在しない対向部分をも含
む)に共通に存在し(あるいは、Z方向投影面が重なる
ようになり)、その形状がY方向に長く、X方向の幅
が、画素p(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4
n+1)の距離よりも大きい長方形(含む、製造の都合
等で隅角部が多少丸みを帯びている等多少相違した形
状)の第1の開口と、同じく画素p(4m,4n+2)
と画素p(4m,4n+3)の間の少なくとも一部分及
び画素p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,
4n+3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電
極部分に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向
の幅が画素p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+
1,4n+3)の距離よりも大きい長方形の第2の開口
と、同じく画素p(4m+2,4n)と画素p(4m+
2,4n+1)の間の少なくとも一部分及び画素p(4
m+3,4n)と画素p(4m+3,4n+1)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4
m+2,4n)と画素p(4m+2,4n+1)の距離
よりも大きい長方形の第3の開口と、同じく画素p(4
m+2,4n+2)と画素p(4m+2,4n+3)の
間の少なくとも一部分及び画素p(4m+3,4n+
2)と画素p(4m+3,4n+3)の間の少なくとも
一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、その
形状がY方向に長くX方向の幅が画素p(4m+3,4
n+2)と画素p(4m+3,4n+3)の距離よりも
大きい長方形の第4の開口とを有していることを特徴と
している。
が、配置や製造の都合で有利な四角形、そして微細な画
素が表示面上相直交するX、Y方向に格子状に配列され
た態様となるよう配置された液晶表示装置において、以
下の作用がなされる。
基準点)より数えてX方向i番目、Y方向j番目の画素
をp(i,j)と定義した場合に、X方向、Y方向に直
交するZ方向から見て、画素p(4m,4n) (ここ
に、m,nは整数)と画素p(4m+1,4n)の間の
少なくとも一部分及び画素p(4m,4n+1)と画素
p(4m+1,4n+1)の間の少なくとも一部分のそ
れぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状がY方
向に長く、X方向の幅が、画素p(4m,4n+1)と
画素p(4m+1,4n+1)の距離よりも大きい長方
形(含む、製造の都合による四隅部の丸味等多少の相違
がある場合)の第1の開口が設けられている。
p(4m,4n+3)の間の少なくとも一部分及び画素
p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+
3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が
画素p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4
n+3)の距離よりも大きい長方形の第2の開口が設け
られている。
在する(投影が重なる)部分には、画素(電極)に対向
する電極はないこととなる。
p(4m+2,4n+1)の間の少なくとも一部分及び
画素p(4m+3,4n)と画素p(4m+3,4n+
1)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が
画素p(4m+2,4n)と画素p(4m+2,4n+
1)の距離よりも大きい長方形の第3の開口が設けられ
ている。
画素p(4m+2,4n+3)の間の少なくとも一部分
及び画素p(4m+3,4n+2)と画素p(4m+
3,4n+3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対
向電極部分に共通に存在し、その形状がY方向に長くX
方向の幅が画素p(4m+3,4n+2)と画素p(4
m+3,4n+3)の距離よりも大きい長方形の第4の
開口が設けられている。
画素を単位として合計4つの開口部が対向電極側に設け
られる。そして、各画素はその一端部においてのみ開口
部に対向する。この際、各開口部はX、Yいずれの方向
から見ても交互に直交して配列されている。しかも、相
並んだ2つの画素を1組として開口部に向かっている。
の配列の乱れがなく、しかも対向基板側電極の抵抗の増
加も問題ない。
と対向電極とが、四角形そして微細な画素が表示面の基
板上に相直交するX、Y方向に格子状に配列された態様
となる液晶表示装置において、端点より数えてX方向i
番目、Y方向j番目の画素をp(i,j)と定義した場
合に、X方向、Y方向に直交するZ方向から見て、画素
p(4m,4n) (ここに、m,nは整数)と画素p
(4m+1,4n)の間の少なくとも一部分及び画素p
(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の
間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通
に存在し、その形状がY方向に長く、X方向の幅が、画
素p(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4n+
1)の距離よりも大きい長方形の第1の開口と、同じく
画素p(4m,4n+2)と画素p(4m,4n+3)
の間の少なくとも一部分及び画素p(4m+1,4n+
2)と画素p(4m+1,4n+3)の間の少なくとも
一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、その
形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4m+1,4
n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の距離よりも
大きい長方形の第2の開口と、同じく画素p(4m+
2,4n+3)と画素p(4m+2,4n+4)の間の
少なくとも一部分及び画素p(4m+3,4n+3)と
画素p(4m+3,4n+4)の間の少なくとも一部分
のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状が
X方向に長くY方向の幅が画素p(4m+3,4n+
3)と画素p(4m+3,4n+4)の距離よりも大き
い長方形の第3の開口と、同じく画素p(4m+2,4
n+1)と画素p(4m+3,4n+1)の間の少なく
とも一部分及び画素p(4m+2,4n+2)と画素p
(4m+3,4n+2)の間の少なくとも一部分のそれ
ぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状がY方向
に長くX方向の幅が画素p(4m+2,4n+2)と画
素p(4m+3,4n+2)の距離よりも大きい長方形
の第4の開口とを有していることを特徴としている。
が、四角形(含む、製造や機能の発揮の都合での他所の
凹凸の存在等)そして微細な画素が表示面上相直交する
X、Y方向に碁盤状に配列された態様となる液晶表示装
置において、以下の作用がなされる。
目の画素をp(i,j)と定義した場合に、X方向、Y
方向に直交するZ方向から見て、画素p(4m,4n)
(ここに、m,nは整数)と画素p(4m+1,4n)
の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,4n+1)
と画素p(4m+1,4n+1)の間の少なくとも一部
分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状
がY方向に長く、X方向の幅が、画素p(4m,4n+
1)と画素p(4m+1,4n+1)の距離よりも大き
い長方形の第1の開口が設けられている。
p(4m,4n+3)の間の少なくとも一部分及び画素
p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+
3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が
画素p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4
n+3)の距離よりも大きい長方形の第2の開口が設け
られている。
画素p(4m+2,4n+4)の間の少なくとも一部分
及び画素p(4m+3,4n+3)と画素p(4m+
3,4n+4)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対
向電極部分に共通に存在し、その形状がX方向に長くY
方向の幅が画素p(4m+3,4n+3)と画素p(4
m+3,4n+4)の距離よりも大きい長方形の第3の
開口が設けられている。
画素p(4m+3,4n+1)の間の少なくとも一部分
及び画素p(4m+2,4n+2)と画素p(4m+
3,4n+2)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対
向電極部分に共通に存在し、その形状がY方向に長くX
方向の幅が画素p(4m+2,4n+2)と画素p(4
m+3,4n+2)の距離よりも大きい長方形の第4の
開口が設けられている。
端部の一列等はともかく、全体として、そして勿論事実
上、請求項1の発明と同じような作用、効果が得られ
る。
と対向電極とが、四角形そして微細な画素が表示面上相
直交するX、Y方向に格子状に配列された態様となる液
晶表示装置において、端点より数えてX方向i番目、Y
方向j番目の画素をp(i,j)と定義した場合に、X
方向、Y方向に直交するZ方向から見た画素p(4m,
4n) (ここに、m,nは整数)と画素p(4m+1,
4n)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,4n
+1)と画素p(4m+1,4n+1)の間の少なくと
も一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、そ
の形状がY方向に長く、X方向の幅が、画素p(4m,
4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の距離より
も大きい長方形の第1の開口と、同じく画素p(4m,
4n+2)と画素p(4m,4n+3)の間の少なくと
も一部分及び画素p(4m+1,4n+2)と画素p
(4m+1,4n+3)の間の少なくとも一部分のそれ
ぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状がX方向
に長くY方向の幅が画素p(4m+1,4n+2)と画
素p(4m+1,4n+3)の距離よりも大きい長方形
の第2の開口と、同じく画素p(4m+2,4n+1)
と画素p(4m+2,4n+2)の間の少なくとも一部
分及び画素p(4m+3,4n+1)と画素p(4m+
3,4n+2)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対
向電極部分に共通に存在し、その形状がX方向に長くY
方向の幅が画素p(4m+3,4n+1)と画素p(4
m+3,4n+2)の距離よりも大きい長方形の第3の
開口と、同じく画素p(4m+2,4n−1)と画素p
(4m+3,4n−1)の間の少なくとも一部分及び画
素p(4m+2,4n)と画素p(4m+3,4n)の
間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通
に存在し、その形状がY方向に長くX方向の幅が画素p
(4m+2,4n)と画素p(4m+3,4n)の距離
よりも大きい長方形の第4の開口とを有していることを
特徴としている。
が、四角形そして微細な画素が表示面上相直交するX、
Y方向と、格子状に配列された液晶表示装置において、
以下の作用がなされる。
目の画素をp(i,j)と定義した場合に、X方向、Y
方向に直交するZ方向から見て、画素p(4m,4n)
(ここに、m,nは整数)と画素p(4m+1,4n)
の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,4n+1)
と画素p(4m+1,4n+1)の間の少なくとも一部
分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在し、その形状
がY方向に長く、X方向の幅が、画素p(4m,4n+
1)と画素p(4m+1,4n+1)の距離よりも大き
い長方形の第1の開口が設けられている。
p(4m,4n+3)の間の少なくとも一部分及び画素
p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+
3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が
画素p(4m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4
n+3)の距離よりも大きい長方形の第2の開口が設け
られている。
画素p(4m+2,4n+2)の間の少なくとも一部分
及び画素p(4m+3,4n+1)と画素p(4m+
3,4n+2)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対
向電極部分に共通に存在し、その形状がX方向に長くY
方向の幅が画素p(4m+3,4n+1)と画素p(4
m+3,4n+2)の距離よりも大きい長方形の第3の
開口が設けられている。
画素p(4m+3,4n−1)の間の少なくとも一部分
及び画素p(4m+2,4n)と画素p(4m+3,4
n)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がY方向に長くX方向の幅が
画素p(4m+2,4n)と画素p(4m+3,4n)
の距離よりも大きい長方形の第4の開口が設けられてい
る。
用、効果が得られる。
微細な画素は、その平面形状が1対1ではない、好まし
くは1対3程度以下の長方形の長方形画素電極であり、
対向電極部分に存在する長方形の第1の開口、同第2の
開口、同第3の開口及び同第4の開口は、Z方向から見
た場合に、長方形の画素電極と重なる部分は、長辺方向
で重なるときは分子配列への影響が遠くまで及ばなくて
よいため、短辺方向で重なるときに比較して重なる部分
の幅が狭くなる重複部分辺長対応型開口であることを特
徴としている。
合等もあり、その平面形状が長方形の長方形画素電極で
ある。
の及ぶ範囲を考慮しており、ひいては、対向電極部分に
存在する長方形の第1の開口、同第2の開口、同第3の
開口及び同第4の開口は、Z方向から見た場合に、長方
形の画素電極と重なる部分は、画素の長辺方向で重なる
ときは短辺方向で重なるときに比較して重なる部分の幅
が狭くなる重複部分辺長対応型開口である。
微細な画素は、平面形状が正方形(勿論、製造、工作等
の都合で端部に丸味を有する等多少の相違がある場合を
含む)の正方形画素電極であることを特徴としている。
方形の正方形画素電極である。このため、画素は表示面
上碁盤状に並ぶこととなる。
微細な画素は、3原色(赤、緑、青若しくは、シアン、
マゼンタ、イエロー)用の画素が、いわゆるモザイク状
に配列された色彩表示用画素であることを特徴としてい
る。 上記構成により、以下の作用がなされる。
性がなくなり、良好な画像がえられる。
微細な画素、特に正方形の画素は、長方形の第1の開
口、同第2の開口、同第3の開口若しくは同第4の開口
の当該画素電極に対向して存在する部分の長辺方向に直
交して並んだ、3原色用の3つの長方形の小画素よりな
ることを特徴としている。
であり、このため長方形の第1の開口、同第2の開口、
同第3の開口若しくは同第4の開口の当該画素電極に対
向して存在する部分の長辺方向に直交して並んだ、3原
色用の3つの小画素よりなる。
開口は、その短い方の辺の幅が、開口の長い方の辺を介
して相対する2つの画素間距離よりも4ミクロン以上大
きい2ミクロンラップ開口であることを特徴としてい
る。
ミクロン幅で画素(電極)に対向する。このため、基板
(電極)間隔や画素の寸法にもよるが、分子の配列に及
ぼす効果も大きく、またドライエッチであれウエットエ
ッチであれその形成も容易である。
口、第2の開口、第3の開口若しくは第4の開口の少く
も一に換えて、(原則として全て)当該開口の2つの長
い方の辺を介して相対向する2つの画素若しくは小(サ
ブ)画素毎にその間の少なくとも一部分の対向電極部分
に共通に存在する小開口群を有していることを特徴とし
ている。
が、寸法の大きい第1の開口、第2の開口、第3の開口
若しくは第4の開口の少くも一に換えて、当該開口の2
つの長い方の辺を介して相対向する2つの画素若しくは
小画素毎にその間の少なくとも一部分の対向電極部分に
共通に存在する。
少なくなる。
極と対向電極とが、四角形(原則正方形)かつ微細な画
素が表示面上色彩(カラー)表示のためいわゆるデルタ
方式で配列された態様となる液晶表示装置において、表
示面の下端辺より上方へ数えて、右方向へ一列に並んだ
i番目の画素列をq(i)とし、奇数番目の画素列q
(2m+1)(ここに、mは整数。勿論0をも含む。)
の赤、緑、青色用のいずれかの画素と偶数番目の画素列
q(2m+2)赤、緑、青色用のいずれかの画素とから
なるそして相隣接した赤、緑、青色用各1個合計3個の
画素からなる色彩表示用画素群とし、更に、q(2m+
1)とq(2m+2)上に存在することとなる左端より
j番目の色彩表示用画素群をGq(j)と定義した場合
に、q(2m+1)上の2画素とq(2m+2)上の1
画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m+1)上の
相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+
2)上の1画素上、上記q(2m+1)上の2画素に面
した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極部分に共
通に存在する上向きの第1段T型開口と、q(2m+
1)上の1画素と上記q(2m+2)上の2画素とから
なる色彩表示用画素群のq(2m+2)上の相隣接する
2画素の間の少くも一部分及びq(2m+1)上の1画
素上、q(2m+2)上の2画素に面した少くも一部分
の対向部分若しくは対向電極部分に共通に存在する、そ
して開口としては第1段T型開口の左、右の隣に(上下
方向には多少ずれて)存在することとなる下向きの第1
段逆T型開口と、q(2m+3)上の2画素とq(2m
+4)上の1画素とからなる色彩表示用画素群のq(2
m+3)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及び
q(2m+4)上の1画素上、上記q(2m+3)上の
2画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電
極部分に共通に存在する上向きのそして第1段T型開口
と1画素左方にずれた位置に存在する第2段T型開口
と、q(2m+3)上の1画素とq(2m+4)上の2
画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m+4)上の
相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+
3)上の1画素上、上記q(2m+4)上の2画素に面
した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極部分に共
通に存在する、そして開口としては第2段T型開口の
左、右の隣に存在することとなる下向きの第2段逆T型
開口と、q(2m+5)上の2画素とq(2m+6)上
の1画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m+5)
上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m
+6)上の1画素上、上記q(2m+5)上の2画素に
面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極部分に
共通に存在する上向きのそして第2段T型開口と1画素
左方にずれた位置に存在する第3段T型開口と、q(2
m+5)上の1画素とq(2m+6)上の2画素とから
なる色彩表示用画素群のq(2m+6)上の相隣接する
2画素の間の少くも一部分及びq(2m+5)上の1画
素上、上記q(2m+6)上の2画素に面した少くも一
部分の対向部分若しくは対向電極部分に共通に存在す
る、そして開口としては第3段T型開口の左、右の隣に
存在することとなる下向きの第3段逆T型開口とを有し
ていることを特徴としている。
が、四角形かつ微細な画素が表示面上色彩表示のためい
わゆるデルタ方式で配列された態様となる液晶表示装置
において、下端辺より上方へ数えて、右方向へ一列に並
んだi番目の画素列をq(i)とし、奇数番目の画素列
q(2m+1)(ここに、mは整数)の赤、緑、青色用
のいずれかの画素と偶数番目の画素列q(2m+2)
赤、緑、青色用のいずれかの画素とからなるそして相隣
接した赤、緑、青色用各1個合計3個の画素からなる色
彩表示用画素群とし、更に、q(2m+1)とq(2m
+2)上に存在することとなる左端よりj番目の色彩表
示用画素群をGq(j)と定義した場合に以下の作用が
なされる。
2)上の1画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m
+1)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq
(2m+2)上の1画素上、上記q(2m+1)上の2
画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極
部分に共通に存在する上向きの第1段T型開口が、左右
(横)方向3画素置きに配列される。
+2)上の2画素とからなる色彩表示用画素群のq(2
m+2)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及び
q(2m+1)上の1画素上、q(2m+2)上の2画
素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極部
分に共通に存在する、そして開口としては第1段T型開
口の左、右の隣に存在することとなる下向きの第1段逆
T型開口が、同じく左右方向に3画素置きに配列され
る。
4)上の1画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m
+3)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq
(2m+4)上の1画素上、上記q(2m+3)上の2
画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極
部分に共通に存在する上向きのそして第1段T型開口と
1画素左方にずれた位置に存在する第2段T型開口が、
左右方向に3画素置きに配列される。
4)上の2画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m
+4)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq
(2m+3)上の1画素上、上記q(2m+4)上の2
画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極
部分に共通に存在する、そして開口としては第2段T型
開口の左、右の隣に存在することとなる下向きの第2段
逆T型開口が、左右方向3画素置きに配列される。
6)上の1画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m
+5)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq
(2m+6)上の1画素上、上記q(2m+5)上の2
画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極
部分に共通に存在する上向きのそして第2段T型開口と
1画素左方にずれた位置に存在する第3段T型開口が、
左右方向3画素置きに配列される。
6)上の2画素とからなる色彩表示用画素群のq(2m
+6)上の相隣接する2画素の間の少くも一部分及びq
(2m+5)上の1画素上、上記q(2m+6)上の2
画素に面した少くも一部分の対向部分若しくは対向電極
部分に共通に存在する、そして開口としては第3段T型
開口の左、右の隣に存在することとなる下向きの第3段
逆T型開口が左右方向3画素置きに配列される。
段、第2段及び第3段のT型開口と逆T型開口の少くも
一に換えて、当形開口の同一画素列の相隣接する画素間
に存在する縦線部を形成する縦方向小開口と、相隣接す
る画素間と同一画素群のこれら両画素に対向する画素間
に存在する横線部を形成する横方向小開口と、縦方向小
開口と横方向小開口とを区切る開口接断部とを有してい
ることを特徴としている。
T型開口の少くも一に換えて、電圧低下を極力防止する
ため、当該開口の同一画素列の相隣接する画素間に存在
する縦線部を形成する縦方向小開口と、相隣接する画素
間と同一画素群のこれら両画素に対向する画素間に存在
する横線部を形成する横方向小開口と、縦方向小開口と
横方向小開口とを区切る開口接断部とを有している。
段、第2段及び第3段のT型開口と逆T型開口若しくは
少くもこれらの一部に換えての前記縦方向小開口と横方
向小開口は、画素が配列された表示面に直交するZ方向
から見て、少くも2μm幅の共通部分を有する2ミクロ
ンラップ開口であることを特徴としている。
T型開口若しくは少くもこれらの一部に換えての前記縦
方向小開口と横方向小開口は、2ミクロンラップ開口で
あり、このため画素が配列された表示面に直交するZ方
向から見て、少くも2μm幅の共通部分を有する。これ
により、請求項7の発明と同様の作用、効果が得られ
る。
基づいて説明する。
素子の第1の実施の形態について説明する。
FT基板2とこれに対向するガラス基板4を有している
のは、従来のものと異ならない。
は、その液晶側表面に垂直配向性の配向膜をスピンコー
ト若しくは印刷により塗布し、更に適当な温度で熱処理
をしてある。
垂直配向性の配向膜をスピンコートもしくは印刷し、適
当な温度で熱処理してある。なおここに、対向電極とし
てITOを使用しているのは、光の透過性が高いだけで
なく、製造等し易く一般的であることによる。
ス基板は所定の隙間を設けて貼り合わせ、誘電率異方性
が負の液晶を注入し封口している。
TO電極には長方形の開口5が設けられている。
が、これは図2に示すように、必ず隣接する画素(電
極)1間に配置し、しかも4画素で共通の細長い開口部
を1つ有するものとしている。そしてこの際、基板に直
交する、そして使用者が表示面を見る(Z)方向から見
た場合に、各画素(の投影面)は必ずその一部が開口部
(の投影面)に対向する(重なる)が、この一方で1画
素に複数の開口部が対向することがないようにしてい
る。また、4×4画素構造6を最小単位として、隣り合
う4つの開口部はすべて、その長辺方向に存在する隣接
する開口部と直交するように配列している。つまり本図
に示すように、4×4画素構造を単位として繰り返しパ
ターンの配列となっている。
口部の同じライン上のすぐ隣に同じくX(Y)軸方向に
長軸を有する開口部を配置していないのは、そのように
すると開口部が隣接しすぎて狭い部分が生じ、その結果
抵抗の増加を引きおこすためである。
て、本発明の実施に際して好ましい低抵抗となる4×4
画素構造の開口部の配列方法は、後にも示すように他に
も存在する。
ることにより、図3に示すように各画素電極内11で
は、その周辺のうちの一辺のみの部分(勿論周辺部)で
斜め電界112が発生し、その電界に対して当該部の液
晶分子71がその長軸を電界方向に直交させようと傾く
ため、必ず液晶分子が一方向に配向した部分を有するこ
ととなる。
うちの一辺において、その画素の対向電極の開口部に向
かって液晶分子が倒れ、あるいは傾くこととなる部分を
有する。
倒れる方向を示したのが図2の矢印8である。
分子は、(白黒表示の場合特にそうであるが)2画素を
単位として同一方向に平行に並んで配向し、4×4画素
構造ではX、Y方向、そして表示時の上下左右(平面図
では、東西南北)の4方向に、液晶分子が同一方向に並
んだ画素の組が2つづつ存在する。つまり上下、左右の
4 方向に対して視野角特性が向上することとなる。
方向が異なるとその境界部分でディスクリネーションラ
インが発生するが、本発明においては、実際にはその境
界部分はすべて画素間のブラックマトリックス部分であ
り、本来黒表示の領域である。このため、透過性等の効
率の低下は一切生じない。
直交するようにしているため、開口部間の最短距離を最
も広くとることができ、精度のよいITOのパターンニ
ング技術を必要としないだけでなく、ITOの面内の抵
抗の増加を引き起こさず、抵抗の増加による、面内の輝
度ムラが発生しない。
ピッチが26ミクロン、画素周辺と開口間に生じる重な
る部分の幅(ギャップ)が2ミクロンであり、電極部分
にAlを蒸着した反射型のTFT基板を用い、52×1
0ミクロンのITOの開口部を図2に示す配列通りに並
べた対向電極を用いた液晶表示装置を製作した。この
際、誘電率異方性が負で複屈折率が0.08の液晶を用
い、セルギャップ(電極間隔)は2.0ミクロンとし
た。そして、プロジェクター用の反射光学セットにより
反射型プロジェクターとして評価試験を行なったとこ
ろ、効率80%、コントラスト(ONとOFFでの透過
率の比)1500:1が得られた。
ころ、表示画素部にはディスクリネーションラインは確
認できなかった。
を単位として一組の開口部を設けているのは同じである
が、先の第1の実施の形態と画素単位の形状と開口部の
配列が異なるものを、図4、図5に示す。
1の実施の形態がX方向、Y方向のいずれから見ても長
方形の開口部が交互に直交して配列されているのに対し
て、これを基準としてY方向側の+−(上下)いずれか
に1画素分ずらした構造としている。またこのため、4
×4画素の構造単位も正方形でなく、少し(1画素分)
ずれた形状61、62となっている。(従って、表示面
の上下、左右端の画素列等は必ずしも規則的ではな
い。)しかしながら、このように配列にすることによっ
ても、先の第1の実施の形態と同様の効果が得られた。
の第1の実施の形態の一画素(電極)が、色彩表示のた
め赤(R)、緑(G)、青(B)色用の長方形の小画素
(電極)各1個づつからなっているものである。
×4×4、合計48個の小画素が1組となって1組の画
素構造を形成する。
態における縦方向や横方向の開口を、長方形の短辺方向
が相向き合う2つの小画素毎に区切って形成した電極5
2を示したものであり、図6の(c)は、更に小画素毎
に開口を形成した電極53を示したものである。
るが、対向電極の開口部分を少なくして、それだけ電圧
抵抗をおさえている。
9μm×5〜3μm程度の小さな小画素間に応用しえる
ならばこの効果は大きなものとなるであろう。
の第1の実施の形態が、正方形の画素であるのに対し
て、図7の(a)に示すように、長辺と短辺の比が3対
2の長方形の画素(電極)の場合である。
部分は、画素の長辺方向54は本図の(b)に示すよう
に2μmとし、短辺の方向55は同じく(c)に示すよ
うに3μmとしている。
離れた部分に存在する液晶分子にも開口部の影響が及ぶ
ようにしている。
8の(a)の左側に示すように、色彩表示のため、赤、
緑、青用の各画素がいわゆるデルタに配列されている場
合である。
口を適切に配置することにより、合計36画素で各色の
配向性は消去される。これを本図8の(a)の右側に示
す。
成した場合であり、(c)は配線や対向電極形成の都合
や電圧低下防止等もあり、上下(縦)方向58と水平
(横)方向59とに分割して形成した場合である。
多少の狂いが生じるはずであるが、実際には何も問題が
なく、非常に優れた色彩表示となった。
9に示すように、色彩表示のため、赤、緑、青用の10
μm角程度の小さな各画素がいわゆるモザイクに配列さ
れている場合である。
画素で一組となるが、縦横の比が2対3とほぼブラウン
管や縦横の画素数の(比の)規格に近く、このため組の
配列に無理が生じない。また、画素の形状を正方形から
多少長方形気味にしての調整も可能である。ひいては
(個々の画素が小さい場合特にそうであるが)良好なカ
ラー表示となった。
方向ではなく、左上方向となっていても良いのは勿論で
ある。
き説明してきたが、本発明は何もこれらに限定されない
のは勿論である。すなわち、例えば以下のようにしても
よい。 1)液晶素子は透過型、反射型のどちらでもよく、ま
た、用途としては、モニター等の直視タイプ、プロジェ
クションタイプのいずれでもよい。 2)画素電極としては、ITO(インジウム、ティン、
オキサイド)等の透明電極、Al、Ag、誘電体ミラー
等の反射電極いずれでもよい。 3)開口部の大きさについては、短辺側は斜め電界の角
度が大きくなり配向性が向上するため2ミクロン以上と
するのが好ましいが、他との兼ね合いでそれ以下として
いる。 4)長方形の開口部は、その形成方法は不問である。
ば、開口部が本来の表示部にないのでディスク、ネーシ
ョンラインや画面のざらつきがなく、更に視野角特性が
良好かつ効率も優れた液晶表示装置を提供しうる。
の組立時の概念斜視図である。
と電極開口部の概念図である。
の液晶分子の開口部における様子を示す断面図である。
と電極開口部の概念図である。
と電極開口部の概念図である。
成の様子を示す図である。
成の様子を示す図である。
成の様子を示す図である。
成の様子を示す図である。
図である。 (b)従来技術の液晶素子の概念断面図である。 (C)従来技術の液晶素子の画素表示部の概念図であ
る。
構造 62 第3の実施の形態での、少しずれた4×4画素
構造 7 液晶分子 71 斜め電界部での液晶分子 8 液晶分子の傾れる配向方向を示す矢印 9 ディスクリネーションライン 11 画素電極(内) 112 各画素電極内での斜め電界部
Claims (12)
- 【請求項1】 画素電極と対向電極とが、四角形かつ微
細な画素が表示面上相直交するX、Y方向に格子状に配
列された態様となるよう配置された液晶表示装置におい
て、 端点より数えてX方向i番目、Y方向j番目の画
素をp(i,j)と定義した場合に、 X方向、Y方向に直交するZ方向から見て、画素p(4
m,4n) (ここに、m,nは整数)と画素p(4m+
1,4n)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,
4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の間の少な
くとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在
し、その形状がY方向に長く、X方向の幅が、画素p
(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の
距離よりも大きい長方形の第1の開口と、 同じく、画素p(4m,4n+2)と画素p(4m,4
n+3)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m+
1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4
m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の
距離よりも大きい長方形の第2の開口と、 同じく、画素p(4m+2,4n)と画素p(4m+
2,4n+1)の間の少なくとも一部分及び画素p(4
m+3,4n)と画素p(4m+3,4n+1)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4
m+2,4n)と画素p(4m+2,4n+1)の距離
よりも大きい長方形の第3の開口と、 同じく、画素p(4m+2,4n+2)と画素p(4m
+2,4n+3)の間の少なくとも一部分及び画素p
(4m+3,4n+2)と画素p(4m+3,4n+
3)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がY方向に長くX方向の幅が
画素p(4m+3,4n+2)と画素p(4m+3,4
n+3)の距離よりも大きい長方形の第4の開口とを有
していることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 画素電極と対向電極とが、四角形かつ微
細な画素が表示面上相直交するX、Y方向に格子状に配
列された態様となるよう配置された液晶表示装置におい
て、 端点より数えてX方向i番目、Y方向j番目の画
素をp(i,j)と定義した場合に、 X方向、Y方向に直交するZ方向から見て、画素p(4
m,4n) (ここに、m,nは整数)と画素p(4m+
1,4n)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,
4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の間の少な
くとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在
し、その形状がY方向に長く、X方向の幅が、画素p
(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の
距離よりも大きい長方形の第1の開口と、 同じく、画素p(4m,4n+2)と画素p(4m,4
n+3)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m+
1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4
m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の
距離よりも大きい長方形の第2の開口と、 同じく画素p(4m+2,4n+3)と画素p(4m+
2,4n+4)の間の少なくとも一部分及び画素p(4
m+3,4n+3)と画素p(4m+3,4n+4)の
間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通
に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p
(4m+3,4n+3)と画素p(4m+3,4n+
4)の距離よりも大きい長方形の第3の開口と、 同じく、画素p(4m+2,4n+1)と画素p(4m
+3,4n+1)の間の少なくとも一部分及び画素p
(4m+2,4n+2)と画素p(4m+3,4n+
2)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がY方向に長くX方向の幅が
画素p(4m+2,4n+2)と画素p(4m+3,4
n+2)の距離よりも大きい長方形の第4の開口とを有
していることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 画素電極と対向電極とが、四角形かつ微
細な画素が表示面上相直交するX、Y方向に格子状に配
列された態様となるよう配置された液晶表示装置におい
て、 端点より数えてX方向i番目、Y方向j番目の画
素をp(i,j)と定義した場合に、 X方向、Y方向を直交するZ方向から見て、画素p(4
m,4n) (ここに、m,nは整数)と画素p(4m+
1,4n)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m,
4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の間の少な
くとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存在
し、その形状がY方向に長く、X方向の幅が、画素p
(4m,4n+1)と画素p(4m+1,4n+1)の
距離よりも大きい長方形の第1の開口と、 同じく、画素p(4m,4n+2)と画素p(4m,4
n+3)の間の少なくとも一部分及び画素p(4m+
1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が画素p(4
m+1,4n+2)と画素p(4m+1,4n+3)の
距離よりも大きい長方形の第2の開口と、 同じく、画素p(4m+2,4n+1)と画素p(4m
+2,4n+2)の間の少なくとも一部分及び画素p
(4m+3,4n+1)と画素p(4m+3,4n+
2)の間の少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分
に共通に存在し、その形状がX方向に長くY方向の幅が
画素p(4m+3,4n+1)と画素p(4m+3,4
n+2)の距離よりも大きい長方形の第3の開口と、 同じく、画素p(4m+2,4n−1)と画素p(4m
+3,4n−1)の間の少なくとも一部分及び画素p
(4m+2,4n)と画素p(4m+3,4n)の間の
少なくとも一部分のそれぞれの対向電極部分に共通に存
在し、その形状がY方向に長くX方向の幅が画素p(4
m+2,4n)と画素p(4m+3,4n)の距離より
も大きい長方形の第4の開口とを有していることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項4】 上記四角形の微細な画素は、 平面形状が長方形の長方形画素電極であり、 前記対向電極部分に存在する長方形の第1の開口、同第
2の開口、同第3の開口及び同第4の開口は、 Z方向から見た場合に、上記長方形の画素電極と重なる
部分は、長辺方向で重なるときは短辺方向で重なるとき
に比較して重なる部分の幅が狭くなる重複部分辺長対応
型開口であることを特徴とする請求項1、請求項2若し
くは請求項3記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 上記四角形の微細な画素は、 平面形状が正方形の正方形画素電極であることを特徴と
する請求項1、請求項2若しくは請求項3記載の液晶表
示装置。 - 【請求項6】 上記四角形の微細な画素は、 3原色用の画素が、いわゆるモザイク状に配列された色
彩表示用画素であることを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3、請求項4若しくは請求項5記載の液晶表
示装置。 - 【請求項7】 上記四角形の微細な画素は、 前記長方形の第1の開口、同第2の開口、同第3の開口
若しくは同第4の開口の当該画素に対向して存在する部
分の長辺方向に直交して並んだ、3原色用の四角形の3
つの小画素よりなることを特徴とする請求項4若しくは
請求項5記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記長方形の開口は、 その短い方の辺の幅が、開口の長い方の辺を介して相対
する2つの画素間距離よりも4ミクロン以上大きい2ミ
クロンラップ開口であることを特徴とする請求項1、請
求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6若し
くは請求項7記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記第1の開口、前記第2の開口、前記
第3の開口若しくは前記第4の開口の少くも一に換え
て、 当該開口の2つの長い方の辺を介して相対向する2つの
画素若しくは小画素毎に、その間の少なくとも一部分の
対向電極部分に共通に存在する小開口群を有しているこ
とを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5、請求項6、請求項7若しくは請求項8記
載の液晶表示装置。 - 【請求項10】 画素電極と対向電極とが、四角形かつ
微細な画素が表示面上色彩表示のためいわゆるデルタ方
式で配列された態様となるよう配置された液晶表示装置
において、 下端辺より上方へ数えて、右方向へ一列に並んだi番目
の画素列をq(i)とし、奇数番目の画素列q(2m+
1)(ここに、mは整数)の赤、緑、青色用のいずれか
の画素と偶数番目の画素列q(2m+2)の赤、緑、青
色用のいずれかの画素とからなるそして相隣接した赤、
緑、青色用各1個合計3個の画素からなる画素群を色彩
表示用画素群とし、更に、q(2m+1)とq(2m+
2)上に存在することとなる左端よりj番目の色彩表示
用画素群をGq(j)と定義した場合に、 q(2m+1)上の2画素とq(2m+2)上の1画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+1)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+2)上
の1画素上、上記q(2m+1)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する上向きの第
1段T型開口と、 q(2m+1)上の1画素とq(2m+2)上の2画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+2)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+1)上
の1画素上、上記q(2m+2)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する、そして開
口としては前記第1段T型開口の左、右の隣に存在する
こととなる下向きの第1段逆T型開口と、 q(2m+3)上の2画素とq(2m+4)上の1画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+3)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+4)上
の1画素上、上記q(2m+3)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する上向きのそ
して前記第1段T型開口と1画素左方にずれた位置に存
在する第2段T型開口と、 q(2m+3)上の1画素とq(2m+4)上の2画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+4)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+3)上
の1画素上、上記q(2m+4)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する、そして開
口としては前記第2段T型開口の左、右の隣に存在する
こととなる下向きの第2段逆T型開口と、 q(2m+5)上の2画素とq(2m+6)上の1画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+5)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+6)上
の1画素上、上記q(2m+5)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する上向きのそ
して前記第2段T型開口と1画素左方にずれた位置に存
在する第3段T型開口と、 q(2m+5)上の1画素とq(2m+6)上の2画素
とからなる色彩表示用画素群のq(2m+6)上の相隣
接する2画素の間の少くも一部分及びq(2m+5)上
の1画素上、上記q(2m+6)上の2画素に面した少
くも一部分の対向電極部分に共通に存在する、そして開
口としては前記第3段T型開口の左、右の隣に存在する
こととなる下向きの第3段逆T型開口とを有しているこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項11】 前記第1段、第2段及び第3段のT型
開口と逆T型開口の少くも一に換えて、 当該開口の同一画素列の相隣接する画素間に存在する縦
線部を形成する縦方向小開口と、 上記相隣接する画素と同一色彩表示用画素群のこれら両
画素に対向する画素間に存在する横線部を形成する横方
向小開口と、 前記縦方向小開口と前記横方向小開口とを区切る開口接
断部とを有していることを特徴とする請求項10記載の
液晶表示素子。 - 【請求項12】 前記第1段、第2段及び第3段のT型
開口と逆T型開口若しくは少くもこれらの一部に換えて
の前記縦方向小開口と横方向小開口は、 画素が配列された表示面に直交するZ方向から見て、少
くも2μm幅の共通部分を有する2ミクロンラップ開口
であることを特徴とする請求項10若しくは請求項11
記載の液晶表示装置。
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