JP2018077419A - In-plane field control type liquid crystal display device - Google Patents

In-plane field control type liquid crystal display device Download PDF

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Nobuhisa Iwamoto
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-plane field control type liquid crystal display device that provides a new display region.SOLUTION: The in-plane field control type liquid crystal display device includes: first and second substrates disposed opposing to each other; first and second stripe electrode groups parallel and alternately disposed and extending in one orientation on an opposing surface of the first substrate; third and fourth stripe electrode groups parallel and alternately disposed and extending in one orientation on an opposing surface of the second substrate; first and second ridge-like wiring parts connected to opposing ends of the first and second stripe electrode groups and cooperatively constituting first and second comb-like electrodes in an interdigital arrangement; third and fourth ridge-like wiring parts connected to opposing ends of the third and fourth strip electrode groups and cooperatively constituting third and fourth comb-like electrodes in an interdigital arrangement; a liquid crystal layer housed in a region between the first and second substrates; and first and second polarizers disposed outside the first and second substrates.SELECTED DRAWING: Figure 1-1

Description

本発明は、面内電界制御型液晶表示装置に関し、特に開口率を向上した面内電界制御型液晶表示装置に関する。   The present invention relates to an in-plane electric field control type liquid crystal display device, and more particularly to an in-plane electric field control type liquid crystal display device having an improved aperture ratio.

一般的な液晶表示装置は、液晶層を挟んで対向配置された一対の基板のそれぞれに電極が設けられており、それらの電極を用いて基板面に垂直な方向に電界を発生させて液晶層の液晶分子の配向状態を変化させることにより明暗表示を実現する。このような液晶表示装置では、電界印加時に液晶層の液晶分子が基板面に対して一定の方向に傾斜して配向するため、明暗表示に視角依存性を生じる。   In a general liquid crystal display device, an electrode is provided on each of a pair of substrates arranged opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and an electric field is generated in a direction perpendicular to the substrate surface by using these electrodes. Bright and dark display is realized by changing the alignment state of the liquid crystal molecules. In such a liquid crystal display device, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in a certain direction with respect to the substrate surface when an electric field is applied, so that viewing angle dependence occurs in bright and dark display.

視角依存性を低減し、良好な視角特性を実現し得る液晶表示装置もある。液晶層を挟んで対向配置される一対の基板の片側基板の対向面上に第1、第2のストライプ状電極(歯ないし指状部分とも呼ぶ)を交互に平行に配置する。第1、第2のストライプ状電極の一方の端部を共通の峰状配線部に接続して櫛歯状電極とし、2つの峰状配線部を外側に配置し、歯の部分を互に噛み合わせた(互いの指状部分を対向側の指状部分間に挿入した)インターデジタル配置とする。   There is also a liquid crystal display device that can reduce the viewing angle dependency and realize good viewing angle characteristics. First and second striped electrodes (also referred to as teeth or finger-like portions) are alternately arranged in parallel on the opposing surfaces of one side of a pair of substrates arranged opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. One end of the first and second stripe-shaped electrodes is connected to a common ridge-shaped wiring portion to form a comb-shaped electrode, and the two ridge-shaped wiring portions are arranged on the outside, and the tooth portions are bitten together. A combined interdigital arrangement (in which each finger-like portion is inserted between the opposite finger-like portions) is adopted.

第1、第2の櫛歯状電極間に電圧を印加して、電極間領域において基板面にほぼ水平な方向に電界を発生させる。液晶層の液晶分子の面内配向状態を面内方向の電界で変化させることにより明暗表示を実現する。このような液晶表示装置は、電界印加時に液晶層の液晶分子が基板面に水平な状態のままで配向変化でき、明暗表示に視角依存性を生じにくく、このため良好な視角特性を実現できる。このような液晶表示装置はインプレーンスイッチング(IPS:in-plane switching)モード液晶表示装置と呼ばれる。   A voltage is applied between the first and second comb electrodes to generate an electric field in a direction substantially horizontal to the substrate surface in the inter-electrode region. Bright and dark display is realized by changing the in-plane alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer by an electric field in the in-plane direction. Such a liquid crystal display device can change the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer while being horizontal with respect to the substrate surface when an electric field is applied, and is less likely to cause viewing angle dependence in bright and dark displays, thereby realizing good viewing angle characteristics. Such a liquid crystal display device is called an in-plane switching (IPS) mode liquid crystal display device.

図4Aは、IPSモード液晶表示装置の一方の基板の表面に形成された、簡略化した電極形状例を示す平面図である。2種類のストライプ状電極E1,E2が交互に平行に配置され、ストライプ状の電極間領域を画定する。2種類のストライプ状電極E1,E2に電圧を印加するため、ストライプ状電極E1,E2を互いに逆方向に延長し、延長した端部に接続部分となる峰状配線部W1,W2を接続して、櫛歯状電極としている。ストライプ状電極E1が峰状配線部W1で接続され、ストライプ状電極E2が峰状配線部W2で接続され、第1、第2の櫛歯状電極が形成され、ストライプ状電極E1とストライプ状電極E2とがインターデジタルに(交互に)配置されている。峰状配線部W1,W2間に電圧を印加すると、ストライプ状電極E1,E2間の電極間領域に電界が形成され、液晶分子の配向が制御される。電極幅、電極間領域幅を十分狭く設定し、視覚上、ストライプ状電極E1,E2が分布する領域で表示領域を構成する。   FIG. 4A is a plan view showing a simplified electrode shape example formed on the surface of one substrate of the IPS mode liquid crystal display device. Two types of stripe electrodes E1 and E2 are alternately arranged in parallel to define a stripe-shaped interelectrode region. In order to apply a voltage to the two types of striped electrodes E1 and E2, the striped electrodes E1 and E2 are extended in opposite directions to each other, and ridged wiring portions W1 and W2 serving as connection portions are connected to the extended ends. A comb-like electrode is used. The stripe-shaped electrode E1 is connected by the ridge-shaped wiring portion W1, the stripe-shaped electrode E2 is connected by the ridge-shaped wiring portion W2, and the first and second comb-shaped electrodes are formed. The stripe-shaped electrode E1 and the stripe-shaped electrode are formed. E2 is arranged in an interdigital manner (alternately). When a voltage is applied between the ridged wiring portions W1 and W2, an electric field is formed in the interelectrode region between the striped electrodes E1 and E2, and the alignment of liquid crystal molecules is controlled. The electrode width and the inter-electrode region width are set to be sufficiently narrow, and the display region is configured by the region where the striped electrodes E1 and E2 are distributed visually.

液晶表示装置として、表示面を多数のドットで構成するドットマトリックス表示型と、予め定められた文字、パターン等を表示するセグメント表示型がある。ドットマトリックス表示型IPSモード液晶表示装置においては、表示面内に例えば0.5mm平方以下のドットを多数マトリックス状に分布させ、各ドット内に均一化された櫛歯状電極を配置する。櫛歯状電極に含まれるストライプ状電極の長さは短いので、シート抵抗の比較的高い透明電極でも、細い電極幅を実現できる。セグメント表示型IPS液晶表示装置においては、表示するパターンに応じてストライプ状電極の長さが変化する。電極の長さが長くなることがあり、表示の均一性を保持するためには、電極の抵抗を低くすることが望まれる。   As a liquid crystal display device, there are a dot matrix display type in which a display surface is configured by a large number of dots and a segment display type in which a predetermined character, pattern, and the like are displayed. In a dot matrix display type IPS mode liquid crystal display device, a large number of dots of, for example, 0.5 mm square or less are distributed in a matrix on the display surface, and a uniform comb-like electrode is disposed in each dot. Since the length of the striped electrode included in the comb-like electrode is short, a thin electrode width can be realized even with a transparent electrode having a relatively high sheet resistance. In the segment display type IPS liquid crystal display device, the length of the striped electrode changes according to the pattern to be displayed. The length of the electrode may become long, and it is desirable to reduce the resistance of the electrode in order to maintain display uniformity.

電極を厚くすることによって抵抗値を下げる可能性もあるが、電極を厚くすると段差が増大し、表示品位を低下させてしまう可能性がある。表示均一性を確保する点から、電極の厚さは増大せず、幅を広くして抵抗値を下げることが望まれる。電極幅を広く設定して開口率を低下させる設計を余儀なくされることがある。   There is a possibility that the resistance value is lowered by increasing the thickness of the electrode. However, when the electrode is thickened, there is a possibility that the level difference is increased and the display quality is lowered. From the viewpoint of ensuring display uniformity, it is desirable to increase the width and lower the resistance value without increasing the thickness of the electrode. In some cases, the electrode width is set to be wide to reduce the aperture ratio.

図4Bは、数字8を表示できる7セグメント型表示素子の一部を示す具体的な電極構成を示す平面図である。下部の三角状領域には、平均的に縦方向に配置された2種類のストライプ状電極E1,E2が、横方向に交互に配置されて、表示領域を構成している。ストライプ状電極は、僅かに左右に屈曲しつつ、縦方向に延在している。屈曲の角度は、例えば約1度程度から5度程度の角度である。ストライプ状電極E1は上側に配置された峰状配線部W1に接続されている。他のストライプ状電極E2は、図面外の下方で峰状配線部(W2)に接続される。電極の抵抗を低くするため、例えば、電極幅、電極間領域幅は共に、5μm〜30μm程度に設定される。   FIG. 4B is a plan view showing a specific electrode configuration showing a part of a 7-segment display element capable of displaying the numeral 8. In the lower triangular area, two types of stripe-shaped electrodes E1 and E2 arranged on the average in the vertical direction are alternately arranged in the horizontal direction to form a display area. The stripe-like electrode extends in the vertical direction while slightly bending left and right. The angle of bending is, for example, an angle of about 1 to 5 degrees. The striped electrode E1 is connected to the ridge-shaped wiring portion W1 disposed on the upper side. The other striped electrode E2 is connected to the ridged wiring portion (W2) in the lower part outside the drawing. In order to reduce the resistance of the electrodes, for example, both the electrode width and the inter-electrode region width are set to about 5 μm to 30 μm.

IPSモード液晶表示装置において積極的表示領域は電極間領域であり、電極領域自体は非表示領域である。全面積中で、表示領域である電極間領域が占める比率を開口率と呼ぶ。明るい表示を実現するには、開口率を向上することが望ましい。電極間領域は十分な電界を形成するため、幅は制限される。電極の全長に均等な電圧を印加するためには、低抵抗の電極を形成することが望まれる。低抵抗の電極とするために電極幅を広くすると、全面積中の電極領域の面積が増大し、開口率が低くなる。   In the IPS mode liquid crystal display device, the active display area is an inter-electrode area, and the electrode area itself is a non-display area. The ratio occupied by the inter-electrode region which is the display region in the entire area is called the aperture ratio. In order to realize a bright display, it is desirable to improve the aperture ratio. Since the interelectrode region forms a sufficient electric field, the width is limited. In order to apply a uniform voltage to the entire length of the electrode, it is desired to form a low-resistance electrode. If the electrode width is increased in order to obtain a low-resistance electrode, the area of the electrode region in the total area increases and the aperture ratio decreases.

IPSモード液晶表示装置の機能面から必要とされる電極は、一方の基板の表面に形成された、2種類のストライプ状電極である。一対の基板の対向面には配向膜が形成され、所定の方向にラビング等の配向処理がされる。ラビング等の配向処理は、平行に配置されたストライプ状の電極方向と一定の関係でなされねばならない。一対の基板外側にはクロスニコル等の一対の偏光子が配置される。偏光子の透過軸方向はストライプ状の電極方向と一定の関係をなさねばならない。製造工程においてこのような要求を満たすためには、表示用の電極は形成しない基板上にも、アライナの機能を果たすよう何らかの電極が形成される。   The electrodes required from the functional aspect of the IPS mode liquid crystal display device are two types of striped electrodes formed on the surface of one substrate. An alignment film is formed on the opposing surfaces of the pair of substrates, and an alignment process such as rubbing is performed in a predetermined direction. The alignment treatment such as rubbing must be performed in a certain relationship with the direction of the striped electrodes arranged in parallel. A pair of polarizers such as crossed Nicols are disposed outside the pair of substrates. The transmission axis direction of the polarizer must have a certain relationship with the striped electrode direction. In order to satisfy such a requirement in the manufacturing process, some kind of electrode is formed so as to function as an aligner on a substrate on which a display electrode is not formed.

なお、液晶分子の配向方向を問題とせず、基板上に形成した平行電極間の電界により表示を制御する液晶表示装置を面内電界制御型液晶表示装置と呼ぶことにする。   Note that a liquid crystal display device that controls display by an electric field between parallel electrodes formed on a substrate without regard to the orientation direction of liquid crystal molecules is referred to as an in-plane electric field control type liquid crystal display device.

特開昭56−91277号(特公昭63−21907号)公報JP-A-56-91277 (Japanese Examined Patent Publication No. 63-21907) 特開2014−29382号公報JP 2014-29382 A

実施例の1つの目的は、新規な表示領域を提供する面内電界制御型液晶表示装置を提供することである。   One object of the embodiment is to provide an in-plane electric field control type liquid crystal display device that provides a new display area.

実施例の他の目的は、開口率を向上させた面内電界制御型液晶表示装置を提供ことである。   Another object of the embodiment is to provide an in-plane electric field control type liquid crystal display device having an improved aperture ratio.

実施例の更に他の目的は、新規な機能を有する面内電界制御型液晶表示領域を提供することである。   Still another object of the embodiment is to provide an in-plane electric field control type liquid crystal display region having a novel function.

実施例によれば、対向配置された第1、第2の基板と、第1の基板の対向面上に交互に平行配置され一方位に延在する第1、第2のストライプ状電極群と、第2の基板の対向面上に交互に平行配置され一方位に延在する第3、第4のストライプ状電極群と、第1、第2のストライプ状電極群の対向端部に接続され、共同してインターデジタル配置された第1、第2の櫛歯状電極を構成する第1、第2の峰状配線部と、第3、第4のストライプ状電極群の対向端部に接続され、共同してインターデジタル配置された第3、第4の櫛歯状電極を構成する第3、第4の峰状配線部と、第1、第2の基板間の領域に収容された液晶層と,第1、第2の基板の外側に配置された第1、第2の偏光子と、を含む面内電界制御型液晶表示装置が提供される。   According to the embodiment, the first and second substrates arranged opposite to each other, and the first and second striped electrode groups alternately arranged in parallel on the opposite surface of the first substrate and extending to one position, The third and fourth stripe electrode groups alternately arranged in parallel on the opposite surface of the second substrate and extending to one position are connected to the opposite ends of the first and second stripe electrode groups. , Connected to the opposing ends of the first and second ridge-like wiring portions and the third and fourth stripe-like electrode groups constituting the first and second comb-like electrodes jointly arranged in an interdigital manner Liquid crystal housed in a region between the first and second substrates and the third and fourth ridge-like wiring portions constituting the third and fourth comb-like electrodes jointly interdigitally arranged An in-plane electric field control type liquid crystal display device including a layer and first and second polarizers arranged outside the first and second substrates is provided.

第1の構成においては、基板上への射影において、第1、第2のストライプ状電極群の延在方向と、第3、第4のストライプ状電極群の延在方向とは平行に配置される。   In the first configuration, in the projection onto the substrate, the extending direction of the first and second striped electrode groups and the extending direction of the third and fourth striped electrode groups are arranged in parallel. The

第2の構成においては、基板上への射影において、第1、第2のストライプ状電極群の延在方向と、第3、第4のストライプ状電極群の延在方向とは交差するように配置される。   In the second configuration, in the projection onto the substrate, the extending direction of the first and second striped electrode groups intersects with the extending direction of the third and fourth striped electrode groups. Be placed.

第3、第4のストライプ状電極群の電極間領域は、電界を形成すると表示領域を構成できる。第1、第2のストライプ状電極群の電極領域内に、第3、第4のストライプ状電極群の電極間領域を配置すると、非表示領域であった領域内に表示領域を構成できる。   The inter-electrode regions of the third and fourth stripe electrode groups can form a display region when an electric field is formed. When the inter-electrode regions of the third and fourth stripe electrode groups are arranged in the electrode regions of the first and second stripe electrode groups, the display region can be configured in the non-display region.

、及び,as well as 図1Aは第1の実施例による面内電界制御型液晶表示装置の概略断面図、図1Bは下側基板1上の櫛歯状電極SW1、SW2および上側基板2上の櫛歯状電極SW3、SW4の概略的配置を示す平面図及び断面図、図1Cは第1、第2の櫛歯状電極のストライプ状電極E1,E2、及び第3、第4の櫛歯状電極のストライプ状電極E3,E4の相対的配置、及び電極間領域の和を示す平面図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of an in-plane electric field control type liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a comb-like electrode SW1, SW2 on the lower substrate 1 and a comb-like electrode SW3 on the upper substrate 2. FIG. 1C shows the stripe electrodes E1 and E2 of the first and second comb-like electrodes and the stripe electrode E3 of the third and fourth comb-like electrodes. , E4 and the sum of the inter-electrode regions. 図2A,2Bは、第1の実施例の変形例を示す電極の平面図である。2A and 2B are plan views of electrodes showing a modification of the first embodiment. 図3Aは第2の実施例による面内電界制御型液晶表示装置の下側基板上のストライプ状電極群、上側基板上のストライプ状電極群を重ねて示す平面図、図3Bは主に電極間領域に形成される電界方向を概略的に示す平面図、図3Cは垂直配向液晶分子を含む液晶層を概略的に示す断面図である。FIG. 3A is a plan view showing the stripe electrode group on the lower substrate and the stripe electrode group on the upper substrate in an in-plane electric field control type liquid crystal display device according to the second embodiment, and FIG. 3B is mainly between the electrodes. FIG. 3C is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal layer containing vertically aligned liquid crystal molecules. 図4Aは、従来技術によるIPSモード液晶表示装置の櫛歯状電極の形状を概略的に示す平面図、図4Bは7セグメント表示素子の一部の具体的電極形状を示す平面図である。4A is a plan view schematically showing the shape of a comb-like electrode of an IPS mode liquid crystal display device according to the prior art, and FIG. 4B is a plan view showing a specific electrode shape of a part of a 7-segment display element.

1、2 透明基板、 3,4 配向層、 5 シール、
6 液晶層、 8,9 偏光子、 W1,W2 峰状配線部、
E1,E2 (基板1上の)ストライプ状電極(櫛歯状電極の歯電極)、
E3,E4 (基板2上の)ストライプ状電極(櫛歯状電極の歯電極)、
B1,B2,B3,B4 櫛歯状電極の峰状配線部、
SW1,SW2,SW3,SW4 櫛歯状電極、
D1 基板1上の電極間領域、 D2 基板2上の電極間領域、
F1,F2 交差する電極群が電極間領域に形成する電界。
1, 2 transparent substrate, 3, 4 orientation layer, 5 seal,
6 liquid crystal layer, 8, 9 polarizer, W1, W2 ridged wiring section,
E1, E2 (on the substrate 1) stripe electrodes (tooth electrodes of comb-like electrodes),
E3, E4 (on the substrate 2) striped electrode (tooth electrode of comb-like electrode),
B1, B2, B3, B4 ridged wiring portions of comb-like electrodes,
SW1, SW2, SW3, SW4 comb-teeth electrodes,
D1 Interelectrode region on the substrate 1, D2 Interelectrode region on the substrate 2,
F1, F2 Electric field formed by the intersecting electrode group in the inter-electrode region.

図1A〜1Cを参照して、実施例1による面内電界制御型液晶表示装置を説明する。図1Aに示すように、対向配置された透明基板1,2の対向表面上には透明電極でストライプ状電極E1,E2,E3,E4が形成され、配向膜3,4が透明電極を覆って基板上に形成されている。表示面の周囲はシール5によって封じられ、液晶層6を収容している。液晶層6は、水平配向した液晶分子を含む。一対の基板1,2の外側には、偏光子対8,9が配置されている。   An in-plane electric field control type liquid crystal display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, stripe electrodes E1, E2, E3, and E4 are formed of transparent electrodes on the opposing surfaces of the transparent substrates 1 and 2 that are arranged to face each other, and the alignment films 3 and 4 cover the transparent electrodes. It is formed on a substrate. The periphery of the display surface is sealed with a seal 5 and accommodates a liquid crystal layer 6. The liquid crystal layer 6 includes horizontally aligned liquid crystal molecules. Polarizer pairs 8 and 9 are arranged outside the pair of substrates 1 and 2.

従来、製品としては一方の基板上にのみストライプ状電極が配置され、他方の基板上には電極が配置されていなかったが、プロセス中、他方の基板上にも電極が形成されていた。従って、他方の基板上にストライプ状電極を形成しても、全く新たなプロセスを追加するわけではない。   Conventionally, as a product, a striped electrode is disposed only on one substrate and no electrode is disposed on the other substrate, but an electrode is also formed on the other substrate during the process. Therefore, even if a striped electrode is formed on the other substrate, no new process is added.

図1Bは、上側基板上,および下側基板上の電極の概略的構成を示す平面図と断面図を組み合わせた図である。ストライプ状電極群E1,E2,E3,E4が峰状配線部B1,B2,B3,B4の配線で接続されて、櫛歯状電極SW1,SW2,SW3,SW4を形成している。下側基板1上では、櫛歯状電極SW1とSW2とがインターデジタル配置を構成し、ストライプ状電極E1,E2間に電界を形成できる。上側基板2上では、櫛歯状電極SW3とSW4とがインターデジタル配置を構成し、ストライプ状電極E3,E4間に電界を形成できる。図中の断面図は、例えば、電極E2,E4を接地し、電極E1,E3に正電圧を印加した時の電界を概略的に示す。これらの電界によって、液晶分子の配向が制御される。   FIG. 1B is a combination of a plan view and a cross-sectional view showing a schematic configuration of electrodes on the upper substrate and the lower substrate. The striped electrode groups E1, E2, E3, and E4 are connected by wiring of the ridge-shaped wiring portions B1, B2, B3, and B4 to form comb-shaped electrodes SW1, SW2, SW3, and SW4. On the lower substrate 1, the comb-like electrodes SW1 and SW2 form an interdigital arrangement, and an electric field can be formed between the striped electrodes E1 and E2. On the upper substrate 2, the comb-like electrodes SW3 and SW4 form an interdigital arrangement, and an electric field can be formed between the striped electrodes E3 and E4. The sectional view in the figure schematically shows an electric field when the electrodes E2 and E4 are grounded and a positive voltage is applied to the electrodes E1 and E3, for example. The alignment of liquid crystal molecules is controlled by these electric fields.

図1Cの上段部は、下側基板上の電極E1,E2の配置とそれらの間に形成される電極間領域D1の配置を示す平面図である。図1Cの中段部は、上側基板上の電極E3,E4の配置とそれらの間に形成される電極間領域D2の配置を示す平面図である。下側基板上の電極E1,E2は非表示領域を構成し、その間の電極間領域D1を表示領域とする。上側基板の電極E3,E4は、下側基板の電極間領域D1に重なるように配置され、下側基板の電極領域E1,E2に重なるように、電極間領域D2を画定する。   The upper part of FIG. 1C is a plan view showing the arrangement of the electrodes E1 and E2 on the lower substrate and the arrangement of the interelectrode region D1 formed therebetween. The middle part of FIG. 1C is a plan view showing the arrangement of the electrodes E3 and E4 on the upper substrate and the arrangement of the interelectrode region D2 formed therebetween. The electrodes E1 and E2 on the lower substrate constitute a non-display area, and the interelectrode area D1 therebetween is the display area. The electrodes E3 and E4 on the upper substrate are arranged so as to overlap with the interelectrode region D1 of the lower substrate, and the interelectrode region D2 is defined so as to overlap with the electrode regions E1 and E2 of the lower substrate.

上側基板の櫛歯状電極対SW3,SW4間に電圧を印加して、電極間領域D2を表示領域とすると、下側基板の非表示領域であった電極領域E1,E2に重なるように表示領域が形成される。   When a voltage is applied between the comb-like electrode pairs SW3 and SW4 on the upper substrate and the inter-electrode region D2 is set as a display region, the display region overlaps with the electrode regions E1 and E2 which were non-display regions on the lower substrate. Is formed.

図1Cの下段部は、下側基板の電極間領域D1と上側基板の電極間領域D2を合わせて示す平面図である。ストライプ状電極群E1,E2の側辺と、ストライプ状電極群E3,E4の側辺が一致した位置に配置されているため、電極間領域D2は、電極間領域D1の間隙を完全に埋めるように配置される。極めて高い開口率を提供することができる。   1C is a plan view showing the inter-electrode region D1 of the lower substrate and the inter-electrode region D2 of the upper substrate together. Since the sides of the striped electrode groups E1 and E2 and the sides of the striped electrode groups E3 and E4 are arranged to coincide with each other, the interelectrode region D2 can completely fill the gap between the interelectrode regions D1. Placed in. An extremely high aperture ratio can be provided.

図1A〜1Cに示した形態は、極めて高い開口率を提供可能であるが、上側基板のストライプ状電極の側辺の位置を下側基板のストライプ状電極の側辺の位置に高精度に合わせる必要がある。より精度の低い製造プロセスでも製造できる構成が望まれる場合もある。   1A to 1C can provide an extremely high aperture ratio, but the position of the side of the striped electrode on the upper substrate is adjusted to the position of the side of the striped electrode on the lower substrate with high accuracy. There is a need. There is a case where a configuration that can be manufactured even by a manufacturing process with lower accuracy is desired.

図2は、製造プロセスに要求される精度を緩和できる変形例を示す。図2Aは、例えば下側の基板上のストライプ状電極E1,E2と、上側の基板上のストライプ状電極E3,E4とが、端部で重複するパターンである。上側基板上のストライプ状電極E3,E4間の電極間領域は、下側基板のストライプ状電極E1,E2の電極領域内部に形成される。下側基板のストライプ状電極E1,E2の電極面積の内、上側基板のストライプ状電極E3,E4と重なる一部の領域は表示領域にできないが、上側基板の電極間領域D2と重なる下側基板の電極領域は表示領域にでき、開口率を向上できる。   FIG. 2 shows a modification in which the accuracy required for the manufacturing process can be relaxed. FIG. 2A shows a pattern in which, for example, the striped electrodes E1 and E2 on the lower substrate and the striped electrodes E3 and E4 on the upper substrate overlap at the ends. The inter-electrode region between the striped electrodes E3 and E4 on the upper substrate is formed inside the electrode region of the striped electrodes E1 and E2 on the lower substrate. Of the electrode area of the striped electrodes E1 and E2 on the lower substrate, a part of the region overlapping the stripe electrodes E3 and E4 on the upper substrate cannot be a display region, but the lower substrate overlapping the interelectrode region D2 on the upper substrate The electrode region can be used as a display region, and the aperture ratio can be improved.

図2Bは、下側の基板のストライプ状電極E1,E2と、上側の基板のストライプ状電極E3,E4とが、たがいに離隔しているパターンである。上側基板のストライプ状電極E3,E4の電極間領域が、下側基板のストライプ状電極E1,E2と、その両側の領域(下側基板の電極間領域の一部)を含んで形成されるパターンである。上下基板の電極領域とならない領域には、2種類の電界が形成される。表示面積の大部分は、安定な表示が可能である。開口率は向上できる。   FIG. 2B shows a pattern in which the striped electrodes E1 and E2 on the lower substrate and the striped electrodes E3 and E4 on the upper substrate are separated from each other. A pattern in which the inter-electrode region of the striped electrodes E3 and E4 on the upper substrate includes the striped electrodes E1 and E2 of the lower substrate and regions on both sides thereof (part of the inter-electrode region of the lower substrate). It is. Two types of electric fields are formed in regions that are not electrode regions of the upper and lower substrates. Most of the display area can be displayed stably. The aperture ratio can be improved.

液晶分子が水平配向し、液晶材料に誘電率異方性が負の液晶材料を用いる場合は、ストライプ状電極の延在方向に対して液晶分子の軸方向がほぼ直交するように配向する。ストライプ状電極間に電界が発生すると、液晶分子のダイポールが電界方向に沿い、液晶分子の軸方向はストライプ状電極の延在方向に沿うようになる。   When the liquid crystal molecules are horizontally aligned and a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used as the liquid crystal material, the liquid crystal molecules are aligned so that the axial direction of the liquid crystal molecules is substantially orthogonal to the extending direction of the striped electrode. When an electric field is generated between the stripe electrodes, the dipoles of the liquid crystal molecules are along the electric field direction, and the axial direction of the liquid crystal molecules is along the extending direction of the stripe electrodes.

液晶分子が水平配向し、液晶材料に誘電率異方性が正の液晶材料を用いる場合は、液晶分子の軸方向がストライプ状電極の延在方向に対してほぼ平行方向に配向するように設定する。ストライプ状電極間に電界が発生すると、液晶分子の軸方向が電界方向に沿い、ストライプ状電極の延在方向に直交する方向に沿うようになる。なお、誘電率異方性が正の液晶分子を基板表面に対して垂直配向させた液相層を用いることもできる。   When the liquid crystal molecules are aligned horizontally and the liquid crystal material uses a liquid crystal material with positive dielectric anisotropy, the axis direction of the liquid crystal molecules is set to be approximately parallel to the extending direction of the striped electrode To do. When an electric field is generated between the striped electrodes, the axial direction of the liquid crystal molecules is along the direction of the electric field and along the direction orthogonal to the extending direction of the striped electrodes. It is also possible to use a liquid phase layer in which liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are vertically aligned with respect to the substrate surface.

図3A,3B,3Cは、実施例2による面内電界制御型液晶表示装置を示す。例えば、誘電率異方性が正の液晶分子を用い、液晶分子を垂直配向させる配向膜を用いる。図3Aに示すように、下側基板上のストライプ状電極E1,E2は1方向(図中縦方向)に沿って互いに平行に配置され、上側基板上のストライプ状電極E3,E4は、電極E1,E2と交差する方向(図中横方向)に沿って、互いに平行に配置されている。なお、電極E1,E2と電極E3,E4の交差領域をCRとする。   3A, 3B, and 3C show the in-plane electric field control type liquid crystal display device according to the second embodiment. For example, liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy are used, and an alignment film that vertically aligns the liquid crystal molecules is used. As shown in FIG. 3A, the striped electrodes E1 and E2 on the lower substrate are arranged parallel to each other along one direction (vertical direction in the figure), and the striped electrodes E3 and E4 on the upper substrate are connected to the electrode E1. , E2 are arranged in parallel to each other along a direction intersecting with E2 (lateral direction in the figure). Note that the intersection region of the electrodes E1, E2 and the electrodes E3, E4 is CR.

図3Bに示すように、下側基板のストライプ状電極E1,E2間に電圧を印加すると、電極間領域D1に図中横方向の電界が生じ、表示領域を構成する。上側基板のストライプ状電極E3,E4間に電圧を印加すると、電極間領域D2に図中縦方向の電界が生じ表示領域を構成できる。1つの交差領域CR1に着目して考察すると、上下に隣接する上側基板の電極間領域D2には縦方向の電界、横方向に隣接する下側基板の電極間領域D1には横方向の電界が形成され、斜め方向に隣接する電極間領域D1,D2の交差領域には、縦横2方向の電界が形成される。液晶分子は相互作用しつつ配向する。交差領域CR1の周りに面内方向が変化する液晶分子の配向が形成される。   As shown in FIG. 3B, when a voltage is applied between the striped electrodes E1 and E2 of the lower substrate, an electric field in the horizontal direction in the drawing is generated in the interelectrode region D1, thereby constituting a display region. When a voltage is applied between the striped electrodes E3 and E4 of the upper substrate, an electric field in the vertical direction in the figure is generated in the interelectrode region D2, and a display region can be configured. Considering one crossing region CR1, a vertical electric field is present in the interelectrode region D2 of the upper substrate adjacent vertically, and a horizontal electric field is present in the interelectrode region D1 of the lower substrate adjacent in the horizontal direction. Electric fields in two vertical and horizontal directions are formed in the intersecting regions of the interelectrode regions D1 and D2 that are formed and are obliquely adjacent to each other. The liquid crystal molecules are aligned while interacting. An alignment of liquid crystal molecules whose in-plane direction changes is formed around the intersection region CR1.

図3Cに示すように、垂直配向された液晶層内の液晶分子に、面内方向が変化する電界を印加できる。電界成分に応じて、液晶分子の配向方向も変化することになる。上下の偏光子は、右回り、左回りの円偏光子とするのがより好ましい。   As shown in FIG. 3C, an electric field whose in-plane direction changes can be applied to the liquid crystal molecules in the vertically aligned liquid crystal layer. Depending on the electric field component, the alignment direction of the liquid crystal molecules also changes. The upper and lower polarizers are more preferably clockwise and counterclockwise circular polarizers.

なお、(E1−E2),(E3−E4)等で例示した対向するストライプ状電極群は、図4Bで示したように、全体としては1方位に延在するように配置されるが、局部的にわずかに延在方向の両側に屈曲させることがプロセスに要求される精度の観点から好ましい。   Note that the opposed striped electrode groups exemplified in (E1-E2), (E3-E4), etc. are arranged so as to extend in one direction as a whole as shown in FIG. 4B. From the viewpoint of accuracy required for the process, it is preferable to bend it slightly on both sides in the extending direction.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、上述の記載は制限的なものではない。種々の変更、追加、改良、組み合わせ等が可能であることは、当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the above description is not restrictive. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, improvements, combinations, and the like can be made.

Claims (10)

対向配置された第1、第2の基板と、
前記第1の基板の対向面上に交互に平行配置され一方位に延在する第1、第2のストライプ状電極群と、
前記第2の基板の対向面上に交互に平行配置され一方位に延在する第3、第4のストライプ状電極群と、
前記第1、第2のストライプ状電極群の対向端部に接続され、共同してインターデジタル配置された第1、第2の櫛歯状電極を構成する第1、第2の峰状配線部と、
前記第3、第4のストライプ状電極群の対向端部に接続され、共同してインターデジタル配置された第3、第4の櫛歯状電極を構成する第3、第4の峰状配線部と、
前記第1、第2の基板間の領域に収容された液晶層と,
前記第1、第2の基板の外側に配置された第1、第2の偏光子と、
を含む面内電界制御型液晶表示装置。
First and second substrates disposed opposite to each other;
First and second stripe-shaped electrode groups alternately arranged in parallel on the opposing surface of the first substrate and extending to one position;
Third and fourth striped electrode groups alternately arranged in parallel on the opposing surface of the second substrate and extending to one position;
First and second ridge wiring portions connected to opposing ends of the first and second stripe electrode groups and constituting first and second comb-like electrodes jointly interdigitally arranged When,
Third and fourth ridge wiring portions connected to opposite ends of the third and fourth striped electrode groups and constituting third and fourth comb-like electrodes jointly arranged in an interdigital manner When,
A liquid crystal layer housed in a region between the first and second substrates;
First and second polarizers disposed outside the first and second substrates;
In-plane electric field control type liquid crystal display device.
前記第1、第2のストライプ状電極群または/および、第3、第4のストライプ状電極群の少なくとも一方、または両方の組の電極エッジ部は前記ストライプ状電極の延在方向に対して屈曲している請求項1に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   At least one of the first and second striped electrode groups and / or the third and fourth striped electrode groups, or both sets of electrode edge portions are bent with respect to the extending direction of the striped electrodes. The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 1. 前記基板上への射影において、前記第1、第2のストライプ状電極群の延在方向と、前記第3、第4のストライプ状電極群の延在方向とは平行に配置された、請求項1または2に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   The projection direction onto the substrate is arranged such that the extending direction of the first and second stripe electrode groups and the extending direction of the third and fourth stripe electrode groups are arranged in parallel. 3. An in-plane electric field control type liquid crystal display device according to 1 or 2. 前記液晶層は、基板表面に対して水平配向された液晶分子を含む請求項3に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 3, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules horizontally aligned with respect to a substrate surface. 前記基板上への射影において、前記第3、第4のストライプ状電極群の中央部の電極間領域は、前記第1、第2のストライプ状電極群の両端を除く電極領域上に配置された部分を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   In the projection onto the substrate, the inter-electrode region at the center of the third and fourth striped electrode groups is disposed on the electrode region excluding both ends of the first and second striped electrode groups. The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 1, comprising a portion. 前記基板上への射影において、前記第3、第4のストライプ状電極群の中央部の電極側端の位置は前記第1、第2のストライプ状電極群の電極の側端の位置に重なる請求項5に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   In the projection onto the substrate, the position of the electrode side end of the central portion of the third and fourth stripe electrode groups overlaps the position of the electrode side edge of the first and second stripe electrode groups. Item 6. The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to Item 5. 前記基板上への射影において、前記第3、第4のストライプ状電極群の中央部の電極側端の位置は前記第1、第2のストライプ状電極群の電極の側端の位置から電極内部方向または電極外部方向に離隔している請求項5に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   In the projection onto the substrate, the position of the electrode side end at the center of the third and fourth stripe electrode groups is determined from the position of the electrode side edge of the first and second stripe electrode groups to the inside of the electrode. The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 5, wherein the in-plane electric field control type liquid crystal display device is separated in a direction of the direction of the electrode or outside the electrode. 前記基板上への射影において、前記第1、第2のストライプ状電極群の延在方向と、前記第3、第4のストライプ状電極群の延在方向とは交差するように配置された、請求項1または2に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   In the projection onto the substrate, the extending direction of the first and second striped electrode groups and the extending direction of the third and fourth striped electrode groups are arranged to intersect. The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 1. 前記液晶層は、基板表面に対して垂直配向した液晶分子を含む請求項8に記載の面内電界制御型液晶表示装置。   The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 8, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules vertically aligned with respect to a substrate surface. 前記第1、第2の偏光子は、互いに逆向きの円偏光子である請求項8または9に記載の面内電界制御型液晶表示装置。


The in-plane electric field control type liquid crystal display device according to claim 8, wherein the first and second polarizers are circular polarizers having opposite directions.


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