JP4905011B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶装置、及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal device and an electronic apparatus.
液晶装置の一形態として、液晶層に基板面方向の電界を印加して液晶の配向制御を行う方式(以下、横電界方式と称する。)のものが知られており、液晶に電界を印加する電極の形態によりIPS(In-Plane Switching)方式、FFS(Fringe-Field Switching)方式等と呼ばれるものが知られている。 As one form of the liquid crystal device, there is known a method of controlling the alignment of liquid crystal by applying an electric field in the substrate surface direction to the liquid crystal layer (hereinafter referred to as a horizontal electric field method), and applying an electric field to the liquid crystal. There are known what is called an IPS (In-Plane Switching) system, an FFS (Fringe-Field Switching) system, etc., depending on the form of the electrodes.
これら横電界方式の液晶装置は、一般に画素電極と対向電極との間に電圧を印加し、発生した電界方向に液晶を配向させることで、光の透過、遮断を制御するものである。しかしながら、ソース線(画像信号線)が画素電極に隣接するようにして形成されているため、ソース線と画素電極との間に横電界が生じ、この横電界によって液晶の配向状態が乱される。この現象はエッジリバースと呼ばれるもので、液晶装置の視野角の低下やコントラストの低下といった問題を引き起こす。このようなエッジリバースを防止する方法として、例えばソース線と画素電極との間隔を広げることで横電界の発生を抑制することが考えられるが、開口率の低下といった新たな問題が発生してしまう。また、ソース線上に保護膜又は誘電体膜を設け、その上に電界遮蔽層を形成することでエッジリバースの防止を図った技術がある(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、上記特許文献に開示された技術は、電界遮蔽層を形成する製造プロセスが煩雑となるため、実用性が低いものであった。そこで、より高い開口率を得ることのできる液晶装置の提供が望まれている。 However, the technique disclosed in the above patent document has a low practicality because the manufacturing process for forming the electric field shielding layer becomes complicated. Therefore, it is desired to provide a liquid crystal device that can obtain a higher aperture ratio.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、より高い開口率が得られる、液晶装置、及び電子機器を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a liquid crystal device and an electronic apparatus that can obtain a higher aperture ratio.
本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第1基板と第2基板とを備えた液晶装置において、前記第1基板の前記液晶層側に、第1方向において互いに第1間隔離間し且つ前記第1方向と交差する第2方向に延在する2本のデータ線からそれぞれが成る第1及び第2データ線対と、前記第1方向に延在する第1及び第2走査線と、前記第2方向に延在する第1導通部と、前記第1導通部から枝分かれして前記第1方向に延在する複数の第1枝電極とを備えた第1画素電極と、前記第2方向に延在する第2導通部と、前記第2導通部から枝分かれして前記第1方向とは反対の方向に延在する複数の第2枝電極とを備えた第2画素電極と、前記第1及び第2画素電極との間に絶縁層を介して設けられた共通電極と、を有し、前記第1及び第2画素電極と前記共通電極との間に生じる電界によって前記液晶層が駆動され、前記第1及び第2画素電極は、前記第1及び第2データ線対と前記第1及び第2走査線とに囲まれた領域内において、前記第2画素電極が前記第1画素電極に対して前記第1方向側に位置し、かつ、前記複数の第1枝電極の端と前記複数の第2枝電極の端とが第2間隔離間するように配置され、前記第1間隔をaとし、前記第1及び第2導通部のそれぞれと前記第1及び第2データ線対のうち近い方のデータ線対との間隔をbとし、前記第2間隔をcとしたとき、次式、(a+c)/2 < bが成り立つ。 The liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal device including a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween . The liquid crystal device is first in the first direction on the liquid crystal layer side of the first substrate. First and second data line pairs each consisting of two data lines that are spaced apart and extend in a second direction that intersects the first direction, and first and second that extend in the first direction A first pixel electrode comprising: a scanning line; a first conductive portion extending in the second direction; and a plurality of first branch electrodes branched from the first conductive portion and extending in the first direction; A second pixel comprising: a second conducting portion extending in the second direction; and a plurality of second branch electrodes branched from the second conducting portion and extending in a direction opposite to the first direction. An electrode and a common electrode provided through an insulating layer between the first and second pixel electrodes, and the first electrode The liquid crystal layer is driven by an electric field generated between the second pixel electrode and the common electrode, and the first and second pixel electrodes are connected to the first and second data line pairs and the first and second scans. In a region surrounded by the line, the second pixel electrode is positioned on the first direction side with respect to the first pixel electrode, and ends of the plurality of first branch electrodes and the plurality of second electrodes. The ends of the branch electrodes are arranged so as to be spaced apart from each other by a second distance, the first distance is a, and the data of the first and second data line pairs and the closer of the first and second data line pairs. When the distance between the pair of lines is b and the second distance is c, the following equation (a + c) / 2 <b holds.
また、上記液晶装置においては、ライン反転駆動で動作されるのが好ましい。 The liquid crystal device is preferably operated by line inversion driving .
あるいは、上記液晶装置は、ドット反転駆動で動作されるようにしてもよい。 Alternatively, the liquid crystal device may be operated by dot inversion driving .
また、上記液晶装置においては、前記データ線対が、前記液晶層に比べて誘電率が高い誘電体膜で覆われてなるのが好ましい。 In the liquid crystal device, the data line pair is preferably covered with a dielectric film having a dielectric constant higher than that of the liquid crystal layer .
本発明の電子機器は、上記の液晶装置を備える。 The electronic device may obtain Bei the liquid crystal device.
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の液晶装置は、IPS(In Plane Switching)方式やFFS(Fringe Field Switching)方式等に代表される横電界方式の液晶装置であり、第1基板の液晶層側に設けられた第1電極と第2電極との間に発生する電界を前記平行配向の液晶層に作用させ、液晶層の配向状態を制御することで画像表示を行うようになっている。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The liquid crystal device of the present invention is a horizontal electric field type liquid crystal device typified by an IPS (In Plane Switching) method, an FFS (Fringe Field Switching) method, etc., and a first electrode provided on the liquid crystal layer side of the first substrate. An electric field generated between the liquid crystal layer and the second electrode is applied to the parallel alignment liquid crystal layer to control the alignment state of the liquid crystal layer to display an image.
本実施形態の液晶装置は、上記の横電界方式のうち、FFS(Fringe Field Switching)方式を採用した液晶装置である。また、本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出射する3個のサブ画素で1個の画素を構成するものとなっている。したがって、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と称し、一組(R,G,B)のサブ画素から構成される表示領域を「画素領域」と称する。 The liquid crystal device according to the present embodiment is a liquid crystal device that employs the FFS (Fringe Field Switching) method among the above-described lateral electric field methods. The liquid crystal device according to the present embodiment is a color liquid crystal device having a color filter on a substrate, and includes three sub-pixels that emit light of R (red), G (green), and B (blue). One pixel is constituted. Therefore, a display area which is a minimum unit constituting display is referred to as a “sub-pixel area”, and a display area including a set of (R, G, B) sub-pixels is referred to as a “pixel area”.
図1は液晶装置の平面構成図であり、図2は、本実施形態の液晶装置を構成するサブ画素領域の回路構成図である。図3は図1のA−A'線に沿う部分断面構成図であり、図4は図1における光学軸配置を示す図である。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。 FIG. 1 is a plan configuration diagram of a liquid crystal device, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a sub-pixel region constituting the liquid crystal device of the present embodiment. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing an optical axis arrangement in FIG. In each drawing, each layer and each member are displayed in different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
図1に示すように、液晶装置100は、2本のデータ線6aが所定の間隔aで配置されたデータ線対7と、該データ線対7に直交(交差)する走査線3aとが設けられている。そして、このデータ線対7と前記走査線3aに囲まれた領域(以下、区画領域とも称す)に、平面視略櫛歯状(熊手状)を成す画素電極(第1電極)9が走査線3aの延在方向に沿って2つ配置されており、これら画素電極9と対向配置された平面的に画素電極9(複数の帯状電極9c、該複数の帯状電極9cの間、及び道通部9a)を覆う形状の共通電極(第2電極)19とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
すなわち、本実施形態の液晶装置100は、データ線対7及び走査線3aで囲まれる区画領域内に2つのサブ画素領域が含まれた構成となっている。なお、上記の区画領域の端部の角部(或いは各区画領域の間隙)には、TFTアレイ基板10と対向基板20とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ(図示せず)が設けられている。なお、データ線対7、走査線3a、対向配置された各画素電極9間の隙間上を覆うようにして、図示しない遮光膜(ブラックマトリクス)が設けられており、これによって各サブ画素領域が区画され、サブ画素毎に表示が可能となっている。
That is, the
具体的に画素電極9は、X軸方向に延びる複数本の帯状電極(枝電極)9cと、これら複数の帯状電極9cにおける一方の端部(本実施形態では、データ線6a側)を接続し、各帯状電極9c間を電気的に接続させる、Y軸方向(データ線6aの延在方向)に延在した導通部9aとを有している。また、導通部9aの−Y側には、画素コンタクトホール45が設けられるコンタクト部9bが設けられている。すなわち、画素電極9は、帯状電極9cの他方の端部(以下の説明においては、開放端と称す)を開放させる櫛歯形状をなしている。そして、各画素電極9は開放端側を互いに対向させるように、データ線対7及び走査線3aに囲まれる区画領域内に配置されたものとなっている。なお、詳細については後述するものの、画素電極9及び該画素電極9に近接するデータ線6aの間隔は、エッジリバースによる視野角の低下やコントラストの低下といった不具合が生じない程度に設定されたものとなっている。
Specifically, the
共通電極19は、ITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電材料からなる平面ベタ状の導電膜である。なお、共通電極は、本実施形態のように透明導電材料からなる透明電極の他、例えば光反射性の金属材料からなる反射電極を一部に備えた構成を採用することで、本発明を半透過反射型の液晶装置に適用することもできる。この場合、前記透明電極が画素電極との間に電界を生じさせる共通電極を構成する一方、前記反射電極が反射層として機能し、反射表示の視認性を向上させることができる。
The
本実施形態に係る液晶装置100は、図1に示したように、データ線6a及び走査線3aに囲まれた区画領域に、走査線3aの延在方向に沿って2つの画素電極9が配置された構成となっており、画素電極9、データ線6a(データ線対7)が後述する関係を満たすように配置されたものとなっている。この構成により、エッジリバースを防止するとともに、従来の液晶装置に比べ、より高い開口率が得られるものとなっている。
As shown in FIG. 1, in the
ここで、本実施形態に係る液晶装置100の格別の作用効果を説明するため、従来の液晶装置の構造について説明する。従来の液晶装置は、図9に示すように走査線及びデータ線に囲まれた領域に1つの画素電極が配設されたものである。また、本実施形態の液晶装置100と同様の構成については、同一部材については同一符号を付して説明する。
Here, the structure of a conventional liquid crystal device will be described in order to explain the special effects of the
一般に液晶装置は、画素電極9とデータ線6aとが近づくと、データ線6aと画素電極9との電位差によって、くし歯(枝電極)の延在方向に垂直に生じる横電界とは異なる方向に横電界が生じるようになる。このような横電界により、液晶の配向状態が乱されてしまう(エッジリバース)。このようなエッジリバースが生じると、液晶装置の視野角の低下やコントラストの低下を招いてしまう。そのため、従来の液晶装置においては、上記エッジリバースの影響が小さくなるまで画素電極9とデータ線6aとの間隔を拡げる必要があった。
In general, in the liquid crystal device, when the
図9に示すように、従来の液晶装置における、データ線6aと画素電極との間隔をbとし、画素電極9の幅をdとし、データ線6aの幅をeとする。
従来の液晶装置の有効画素領域の幅は、(2b+d+e)で規定できる。また、画素幅が画素電極9の幅に対応することから、画素幅をdで規定できる。なお、画素幅dに対応する領域にて液晶層が配向され、画素表示が行われることから、画素幅に対する有効画素領域の幅の比、すなわち液晶装置の開口率A1を、d/(2b+d+e)で規定できる。
As shown in FIG. 9, in the conventional liquid crystal device, the distance between the
The width of the effective pixel area of the conventional liquid crystal device can be defined by (2b + d + e). Further, since the pixel width corresponds to the width of the
本実施形態に係る液晶装置100は、櫛歯状の画素電極9が開放端側を対向させるように区画領域内に配置されている。図1に示したように、本実施形態の液晶装置100においては、データ線対7をなす2本のデータ線6aが配置される間隔をa、画素電極9と該画素電極9に近接するデータ線6aとの間隔をb、データ線対7及び走査線3aに囲まれた区画領域に配置される画素電極の間隔をcと規定する。
In the
なお、データ線6aの幅e、画素電極9の幅dについては、従来の液晶装置(図9参照)と等しいものとなっている。ここで、液晶装置100の開口率について規定すると、上述したように、データ線6a及び走査線3aに囲まれた区画領域にサブ画素領域が2つ含まれたものとなっている。
The width e of the
液晶装置100においては、2つのサブ画素領域を含んだ有効画素領域の幅を(a+2b+c+2d+2e)と規定することができる。そして、区画領域(有効画素領域)は、2つのサブ画素領域を含んでいることから、画素幅が2つの画素電極9の幅に対応し、画素幅を2dで規定することができる。なお、液晶装置100では、画素幅2bに対応する領域において液晶層が配向されることで、画素表示が行われる。したがって、画素幅に対する有効画素領域の幅の比、すなわち液晶装置100の開口率A2を、2d/(a+2b+c+2d+2e)で規定できる。
In the
本実施形態の液晶装置100は、次式(1)を満たすように画素電極9、データ線6aが設けられている。
The
(a+c)/2 < b …(1) (A + c) / 2 <b (1)
上記式(1)は、液晶装置100の開口率A2と従来の液晶装置の開口率A1との差(A2−A1)が正(>0)となる条件を満たす不等式である。すなわち、本実施形態の液晶装置100は、従来に比べてより高い開口率が得られたものとなっている。
The above formula (1) is an inequality that satisfies the condition that the difference (A2−A1) between the aperture ratio A2 of the
ところで、区画領域内に配置される画素電極9間の間隔cを十分に大きく設定する必要がある。その理由としては、一般に隣接する画素電極間には異なる電圧が印加されるため、隣接する画素電極間に生じた電位差によって、液晶の配向が乱されてしまうからである。そのため、一般的には、画素電極9間の間隔cは、画素電極9と前記データ線6aとの間隔bと同等(b=c)に設定されるのが好ましい。
Incidentally, it is necessary to set the interval c between the
本液晶装置100は、平面視櫛歯形状の画素電極9が開放端側を対向させるように配置されるので、各帯状電極9c間を接続させる導電部9a側(開放端と反対側)を対向配置させる場合に比べ、対向する画素電極9間に形成される容量が低減されたものとなっている。よって、対向配置される画素電極の間隔を狭める、すなわち前記間隔cをより小さくでき、したがって、c<bの関係が満たされたものとなっている。
In the present
また、データ線対7をなす各データ線6aの間隔aは、a<bとするのが好ましい。この場合、電位差のある各データ線6aが接近することで電界が生じるおそれがあるものの、このデータ線対7は表示に寄与しない領域であることから、遮光膜(ブラックマトリクス)に覆われるので問題ない。したがって、a<bの関係を満たすことができる。
Further, it is preferable that the distance a between the
このように本実施形態に係る液晶装置100によれば、上記関係式(c<b,a<b)を満たしている。これら関係式の左辺及び右辺をそれぞれ足し合わせると、a+c<b+bとなり、上記式(1);(a+c)/2 < bが満たされる。
Thus, according to the
したがって、上述した式(1)を満たした状態に、画素電極9及びデータ線6aがTFTアレイ基板10上に設けられた液晶装置100は、エッジリバースの影響を抑えつつ、従来に比べ、より高い開口率を実現できる。
Therefore, the
また、本実施形態では、液晶装置100がライン反転駆動により動作されるようになっている。この構成によれば、対向配置されている画素電極9が、液晶装置100の駆動時にそれぞれ同じ極性となるので、これら画素電極9間における電界の発生が抑制されたものとなる。よって、画素電極9をより近接させた状態に形成でき、前記間隔cをさらに小さくすることができ、液晶装置100の開口率をより向上できる。
In the present embodiment, the
なお、液晶装置100をドット反転駆動により動作するようにしてもよい。この場合、ライン反転駆動に比べ、開口率は若干低下するものの、対向配置されている各画素電極9が、液晶装置100の駆動時に異なる極性となるので、データ線対7をなす各データ線6aを覆っている絶縁層(ゲート絶縁膜11、第1層間絶縁膜12)の表面に異なる極性に帯電する。よって、互いの極性が打ち消し合うことで、結果的にデータ線対7を覆う絶縁層の帯電が抑制され、絶縁層上に設けられた液晶層の焼きつきを防止できる。なお、液晶装置100の駆動方式はユーザーの要望に応じて適宜選択することができる。
The
前記データ線対7を構成する各データ線6aは、区画領域内に配置される画素電極9に接続されており、画像信号線を供給するようになっている。また、区画領域内には、共通電極19と接続された共通線3bが走査線3aと平行に延びて形成されている。共通線3bは、各区画領域(サブ画素領域)毎に設けられた各共通電極19と電気的に接続されている。そして、データ線6aと走査線3aとの交差部に対応してその近傍にTFT30が設けられている。TFT30は走査線3aの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層35と、半導体層35と一部平面的に重なって形成されたソース電極6b及びドレイン電極32を備えている。走査線3aは半導体層35と平面的に重なる位置でTFT30のゲート電極として機能する。
Each
TFT30のソース電極6bは、データ線6aから分岐されて半導体層35上に延びる平面視略L形に形成されており、ドレイン電極32は、−Y側に延びた位置で平面視略矩形状の容量電極31と電気的に接続されている。容量電極31上には、前記画素電極9のコンタクト部9bのうち−Y側の端縁部と平面的に重なって配置されている。
The
次に、液晶装置100の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成されるサブ画素領域の等価回路について説明する。各サブ画素領域には、図2に示すように、それぞれ画素電極9と、該画素電極9に電気的に接続されスイッチング制御するTFT30とが形成されており、データ線駆動回路101から延びた、前記データ線6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路101は、画像信号S1、S2、…、Snをデータ線6aを介して各画素に供給する。画像信号S1〜Snはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。
Next, an equivalent circuit of sub-pixel areas formed in a matrix that forms the image display area of the
また、TFT30のゲートには、走査線駆動回路102から延びる走査線3aが電気的に接続されており、走査線駆動回路102から所定のタイミングで走査線3aにパルス的に供給される走査信号G1、G2、…、Gmが、この順に線順次でTFT30のゲートに印加されるようになっている。画素電極9は、TFT30のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるTFT30が走査信号G1、G2、…、Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snが所定のタイミングで画素電極9に書き込まれるようになっている。なお、本実施形態の液晶装置100は、上述したようにライン反転駆動が行われている。
Further, the
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、画素電極9と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。
Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the
図3に示す断面構造をみると、液晶装置100は、互いに対向して配置されたTFTアレイ基板(第1基板)10と対向基板(第2基板)20との間に液晶層50を挟持した構成を備えており、液晶層50はTFTアレイ基板10と対向基板20とが対向する領域の縁端に沿って設けられたシール材(図示略)によって前記両基板10,20間に封止されている。TFTアレイ基板10の背面側(図示下面側)には、導光板91と反射板92とを具備したバックライト90が設けられている。
In the cross-sectional structure shown in FIG. 3, the
TFTアレイ基板10は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体10Aを基体としてなり、基板本体10Aの内面側(液晶層50側)には、走査線3a及び共通線3bが形成されており、走査線3a及び共通線3bを覆ってゲート絶縁膜11が形成されている。
The
ゲート絶縁膜11上に、アモルファスシリコンの半導体層35が形成されており、半導体層35に一部乗り上げるようにしてソース電極6bと、ドレイン電極32とが形成されている。半導体層35は、ゲート絶縁膜11を介して走査線3aと対向配置されており、当該対向領域で走査線3aがTFT30のゲート電極を構成するようになっている。
An amorphous
半導体層35、ソース電極6b、ドレイン電極32を覆って、第1層間絶縁膜12が形成されており、第1層間絶縁膜12とを覆って、ITO等の透明導電材料からなる共通電極19が形成されている。
A first
したがって、本実施形態の液晶装置100は、図2に示した各サブ画素領域内のうち、画素電極9を内包する平面領域と、共通電極19が形成された平面領域とが重なった平面領域が、バックライト90から入射して液晶層50を透過する光を変調して表示を行う画素表示領域となっている。
Therefore, in the
共通電極19を覆ってシリコン酸化物等からなる第2層間絶縁膜13が形成されている。第2層間絶縁膜13の液晶層側の表面にITO等の透明導電材料からなる画素電極9が形成されている。また、画素電極9、第2層間絶縁膜13を覆ってポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜18が形成されている。
A second
第1層間絶縁膜12及び第2層間絶縁膜13を貫通してドレイン電極32に達する画素コンタクトホール45が形成されており、この画素コンタクトホール45内に画素電極9のコンタクト部9bが一部埋設されることで、画素電極9とドレイン電極32とが電気的に接続されている。画素コンタクトホール45の形成領域に対応して共通電極19にも開口部が設けられており、この開口部を介して画素電極9とドレイン電極32とが電気的に接続されるとともに、共通電極19と画素電極9とが短絡しないような構成になっている。
A
一方、対向基板20は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体20Aを備えている。その基板本体10Aの内面側(液晶層50側)には、カラーフィルタ22が設けられており、カラーフィルタ22上にポリイミド等の配向膜28が積層されている。なおカラーフィルタ22上には、さらに透明樹脂材料等からなる平坦化膜を積層してもよく、これによって対向基板20表面を平坦化して液晶層50の厚さを均一化することができ、サブ画素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
On the other hand, the
本実施形態の場合、第1電極である共通電極19と第2電極である画素電極9とを離間している第2層間絶縁膜13の比誘電率ε=6、膜厚t=0.1μmである。液晶層50を構成する液晶として、比誘電率がそれぞれε⊥=4.0、ε//=15.3である正の異方性を持つものを使用した。
In this embodiment, the relative dielectric constant ε = 6 and the film thickness t = 0.1 μm of the second
また、基板本体10A、20Aの外面側には、それぞれ偏光板14,24が配設されている。偏光板14と基板本体10Aとの間、及び偏光板24と基板本体20Aとの間には、1枚又は複数枚の位相差板(光学補償板)を設けることができる。
Further,
次に、本実施形態の液晶装置100における各光学軸の配置例について図4を参照して説明する。
TFTアレイ基板10側の偏光板14の透過軸153と、対向基板20側の偏光板24の透過軸155とが互いに直交するように配置されており、前記透過軸153がX軸に対し平行であり、透過軸155がY軸に対し平行である向きに配置されている。また、配向膜18,28は、平面視で同一方向に(例えばラビング処理によって)初期的に配向が付与されており、その方向は、図4に示す初期配向方向151である。
Next, an arrangement example of each optical axis in the
The transmission axis 153 of the
ところで、初期配向状態の液晶分子に対して、横電界が垂直方向から加わっても液晶分子を回動させることができない。本実施形態では、上述したように帯状電極9cは図1中X軸(ラビング方向151)に交差する方向に延在している。よって、帯状電極9cの延在方向に対して垂直方向に作用する横電界EFtは、ラビング方向151に直交することがなく、したがって、液晶分子を横電界方向に確実に回動させることができる。
By the way, the liquid crystal molecules cannot be rotated even if a lateral electric field is applied to the liquid crystal molecules in the initial alignment state from the vertical direction. In the present embodiment, as described above, the
なお、初期配向方向151は、画素電極9と共通電極19との間に生じる横電界EFtの主方向と交差する方向(一致しない方向)であれば、図4に示した方向に限定されるものではない。
Note that the initial alignment direction 151 is limited to the direction shown in FIG. 4 as long as the initial alignment direction 151 intersects the main direction of the lateral electric field EFt generated between the
なお、対向配置された画素電極9に電位差が生じた場合には、帯状電極9cの先端部間に図1に示すX軸方向に漏れ電界が生じるようになる。この漏れ電界は上述したラビング方向(液晶の初期配向方向)151に一致しているので、液晶分子の配向を乱すことが無く、光漏れ等によるコントラストの低下といった不具合を防止することができる。
Note that when a potential difference is generated between the
上記構成を具備した液晶装置100は、画素電極9及びデータ線6aが、上記の式(1)を満たすようにTFTアレイ基板10上に設けられているので、走査線3a及びデータ線6aに囲まれた区画領域に画素電極が1つ配設される従来の液晶装置の構成に比べ、より開口率が向上されたものとなる。また、データ線6aと画素電極9との間隔bが、エッジリバースの影響を受けないように設定されており、本実施形態においても、エッジリバースに起因する視野角の低下やコントラストの低下といった不具合が防止されたものとなる。
In the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の液晶装置は、横電界方式のうちIPS(In Plane Switching)方式を採用した液晶装置である。図5は、本実施形態の液晶装置200の液晶装置の平面構成図であり、図6は図5のA−A'線に沿う部分断面構成図である。なお、上記第1の実施形態に係る液晶装置100と同様の構成部材については、同一の符号を付し詳細な説明については省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The liquid crystal device according to the present embodiment is a liquid crystal device that employs an IPS (In Plane Switching) method in a horizontal electric field method. FIG. 5 is a plan configuration diagram of the liquid crystal device of the
図5に示すように、液晶装置200は、2本のデータ線6aが所定の間隔で配置されたデータ線対7と、該データ線対7に交差する走査線3aとが設けられている。データ線対7と前記走査線3aに囲まれた領域に、平面視略櫛歯状(熊手状)を成す画素電極(第1電極)9が走査線3aの延在方向に沿って2つ配置されている。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態では、上記実施形態の液晶装置100と異なり、共通電極(第2電極)19が、TFTアレイ基板10の外周辺に沿って形成された、図示しない導通部分と、該導通部分から分岐された複数の帯状電極19cとを備えて構成されている。そして、前記各帯状電極19cは、平面視した状態で、櫛歯形状をなす画素電極9の各帯状電極9cの間を縫うようにして設けられている。
In the present embodiment, unlike the
また、図5に示したように、データ線対7をなす2本のデータ線が配置される間隔をaとし、画素電極9と該画素電極9に近接するデータ線6aとの間隔をbとし、データ線対7及び走査線3aに囲まれた区画領域に配置される画素電極9の間隔をcとしたとき、本実施形態に係る液晶装置100は、上記の式(1)を満たすようにして、TFTアレイ基板10上に画素電極9及びデータ線3aが形成されたものとなっている。
In addition, as shown in FIG. 5, the interval between the two data lines forming the
また、上記実施形態と同様に、平面視櫛歯形状の画素電極9の開放端側を対向させるように配置しているので、対向する画素電極9間に形成される容量を低減し、前記間隔cがより狭められたものとなっている(c<b)。これによって上記式(1)を確実に満たし、液晶装置200の開口率を向上させている。
Further, similarly to the above-described embodiment, since the open end sides of the
なお、本実施形態の液晶装置200についても、開口率を向上させる場合にはライン反転駆動させるのが好ましく、液晶層の焼きつきを防止する場合にはドット反転駆動させるのが好ましい。
Note that the
(断面構造)
次に、液晶装置200の断面構成につき、図6を用いて説明する。図6に示すように、液晶装置200は、上記液晶装置100と同様に、TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50を挟持した構成を備えたものである。
(Cross-section structure)
Next, a cross-sectional configuration of the
本実施形態では、上記実施形態と異なり、ゲート絶縁膜11上に共通電極19が形成されている。そして、TFT30、及び共通電極19を覆うように酸化シリコン等の透明絶縁材料からなる第1層間絶縁膜12が形成され、該第1層間絶縁膜12上に酸化シリコン等の透明絶縁材料からなる第2層間絶縁膜13が形成されている。
In the present embodiment, unlike the above embodiment, a
その第2層間絶縁膜13上に、ITO等の透明導電材料からなる前記画素電極9が形成されている。また第2層間絶縁膜13を貫通して、容量電極31に達するコンタクトホール45が形成されており、このコンタクトホール45内に画素電極9のコンタクト部9bが一部埋設されている。これにより、画素電極9と容量電極31とが電気的に接続されている。これらの画素電極9及び共通電極19を覆って、ポリイミド等の配向膜18が形成されている。
On the second
対向基板20側については、上記実施形態と同様の構成であるため、その説明を省略する。このようなTFTアレイ基板10と対向基板20との間に、液晶層50が挟持されている。液晶層50は、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって、基板10,20間に封止されている。
The
TFTアレイ基板10の外面側(液晶層50と反対側)には偏光板14が積層されており、対向基板20の外面側にも偏光板24が配設されている。またTFTアレイ基板10の背面側(図示下面側)には、バックライト90が設けられている。
A
本実施形態の液晶装置200における各光学軸の配置例は、上記実施形態と同様であることから詳細については省略する。
上述した液晶装置200の動作について説明する。非選択電圧印加時において、液晶層を構成する液晶分子は、ラビング方向151に沿って基板と水平に配向している。そして、画素電極9と共通電極19との間に選択電圧を印加すると、帯状電極9c、19cの延在方向に対して垂直方向に横電界EFtが作用し、その横電界方向に沿って液晶分子が再配向する。なお、配向膜のラビング方向151を、横電界方向と垂直以外の角度で交差する方向に設定しているので、全ての液晶分子を同一方向に回動させることができる。したがって、液晶装置200は、良好な明暗表示を行うことができる。
Since the arrangement example of each optical axis in the
The operation of the above-described
本実施形態に係る液晶装置200についても、上記実施形態と同様に、画素電極9及びデータ線6aが、上記の式(1)を満たすようにTFTアレイ基板10上に設けられているので、従来のIPS方式の液晶装置に比べ、より開口率が向上したものとなる。また、エッジリバースに起因する液晶装置の視野角の低下やコントラストの低下といった不具合が防止されたものとなる。
Also in the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、上記第1の実施形態で説明した液晶装置100において、前記データ線対7が、前記液晶層50に比べて誘電率が高い誘電体膜で覆われている。図7は、本実施形態に係る液晶装置300の平面構造図を示すものである。なお、上記第1の実施形態に係る液晶装置100と同様の構成については、同一の符号を付し詳細な説明については省略するものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the
図7に示すように、データ線対7を覆うように、例えばアクリル樹脂等からなる誘電体膜Mが設けられている。この構成により、誘電体膜Mがデータ線6aと画素電極9との間に生じた電界が吸収され、データ線6aと画素電極9との間に生じた電界に起因するエッジリバースの発生を抑制することで、開口率をより高めることができる。
なお、上記誘電体膜Mを、上述したIPS方式の液晶装置200に設けるようにしてもよい。これにより開口率の高いIPS方式の液晶装置を提供することができる。
As shown in FIG. 7, a dielectric film M made of acrylic resin or the like is provided so as to cover the
The dielectric film M may be provided in the IPS
(電子機器)
図8は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話(電子機器)1300は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。上記各実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができる。また、本発明の液晶装置は、プロジェクタの光変調手段(液晶ライトバルブ)として用いてもよい。いずれの電子機器においても、開口率が高く、高信頼性の表示部を実現することができる。
(Electronics)
FIG. 8 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the present invention. A cellular phone (electronic device) 1300 shown in this figure includes the liquid crystal device of the present invention as a small-
3a…走査線、6a…データ線、7…データ線対、10…TFTアレイ基板(第1基板)、20…対向基板(第2基板)、9…画素電極(第1電極)、9c…帯状電極(枝電極)、19…共通電極(第2電極)、50…液晶層、100,200,300…液晶装置、1300…携帯電話(電子機器)、M…誘電体膜 3a ... scanning line, 6a ... data line, 7 ... data line pair, 10 ... TFT array substrate (first substrate), 20 ... counter substrate (second substrate), 9 ... pixel electrode (first electrode), 9c ... band shape Electrode (branch electrode), 19 ... Common electrode (second electrode), 50 ... Liquid crystal layer, 100, 200, 300 ... Liquid crystal device, 1300 ... Mobile phone (electronic device), M ... Dielectric film
Claims (5)
前記第1基板の前記液晶層側に、 On the liquid crystal layer side of the first substrate,
第1方向において互いに第1間隔離間し且つ前記第1方向と交差する第2方向に延在する2本のデータ線からそれぞれが成る第1及び第2データ線対と、 A first and second data line pair each comprising two data lines extending in a second direction that is spaced apart from each other in the first direction and intersects the first direction;
前記第1方向に延在する第1及び第2走査線と、 First and second scan lines extending in the first direction;
前記第2方向に延在する第1導通部と、前記第1導通部から枝分かれして前記第1方向に延在する複数の第1枝電極とを備えた第1画素電極と、 A first pixel electrode comprising: a first conduction part extending in the second direction; and a plurality of first branch electrodes branched from the first conduction part and extending in the first direction;
前記第2方向に延在する第2導通部と、前記第2導通部から枝分かれして前記第1方向とは反対の方向に延在する複数の第2枝電極とを備えた第2画素電極と、 A second pixel electrode comprising: a second conductive portion extending in the second direction; and a plurality of second branch electrodes branched from the second conductive portion and extending in a direction opposite to the first direction. When,
前記第1及び第2画素電極との間に絶縁層を介して設けられた共通電極と、 A common electrode provided through an insulating layer between the first and second pixel electrodes;
を有し、 Have
前記第1及び第2画素電極と前記共通電極との間に生じる電界によって前記液晶層が駆動され、 The liquid crystal layer is driven by an electric field generated between the first and second pixel electrodes and the common electrode,
前記第1及び第2画素電極は、前記第1及び第2データ線対と前記第1及び第2走査線とに囲まれた領域内において、前記第2画素電極が前記第1画素電極に対して前記第1方向側に位置し、かつ、前記複数の第1枝電極の端と前記複数の第2枝電極の端とが第2間隔離間するように配置され、 The first and second pixel electrodes may be connected to the first pixel electrode in a region surrounded by the first and second data line pairs and the first and second scan lines. Are positioned on the first direction side, and the ends of the plurality of first branch electrodes and the ends of the plurality of second branch electrodes are spaced apart from each other by a second distance,
前記第1間隔をaとし、前記第1及び第2導通部のそれぞれと前記第1及び第2データ線対のうち近い方のデータ線対との間隔をbとし、前記第2間隔をcとしたとき、次式、 The first interval is a, the interval between each of the first and second conducting portions and the closest data line pair of the first and second data line pairs is b, and the second interval is c. When the following formula,
(a+c)/2 < b (A + c) / 2 <b
が成り立つ、液晶装置。 Is a liquid crystal device.
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