JP5450741B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、アレイ基板に画素電極を備え、対向基板に対向電極を備え、画素電極と対向電極との間に横電界を形成する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which a pixel electrode is provided on an array substrate, a counter electrode is provided on a counter substrate, and a lateral electric field is formed between the pixel electrode and the counter electrode.
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、IPS(In−Plane Switching)モードやFFS(Fringe Field Switching)モードなどの横電界(フリンジ電界も含む)を利用した構造が注目されている(例えば、特許文献1参照。)
このIPSやFFSモードなどの横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。また、アレイ基板及び対向基板のそれぞれの外面には、互いに偏光軸方向が直交するように配置された偏光板が配置されている。このような偏光板の配置により、例えば電圧無印加時に黒色画面を表示し、映像信号に対応した電圧を画素電極に印加することにより徐々に透過率(変調率)が増加して白色画面を表示する。このような液晶表示装置では、液晶分子が基板主面とほぼ平行な平面内で回転するため、透過光の入射方向に対して偏光状態が大きく影響しないので、視野角依存性は小さく、広い視野角特性を有するといった特徴がある。
2. Description of the Related Art In recent years, flat display devices have been actively developed. In particular, liquid crystal display devices have attracted particular attention because of their advantages such as light weight, thinness, and low power consumption. In particular, an active matrix liquid crystal display device in which a switching element is incorporated in each pixel has a structure using a lateral electric field (including a fringe electric field) such as an IPS (In-Plane Switching) mode or an FFS (Fringe Field Switching) mode. It is attracting attention (for example, see Patent Document 1).
This lateral electric field mode liquid crystal display device such as IPS or FFS mode includes a pixel electrode and a counter electrode formed on an array substrate, and switches liquid crystal molecules with a lateral electric field substantially parallel to the main surface of the array substrate. . In addition, polarizing plates are arranged on the outer surfaces of the array substrate and the counter substrate so that the polarization axis directions are orthogonal to each other. With such a polarizing plate arrangement, for example, a black screen is displayed when no voltage is applied, and a white screen is displayed by gradually increasing the transmittance (modulation factor) by applying a voltage corresponding to the video signal to the pixel electrode. To do. In such a liquid crystal display device, since the liquid crystal molecules rotate in a plane substantially parallel to the main surface of the substrate, the polarization state does not greatly affect the incident direction of transmitted light, so the viewing angle dependency is small and a wide field of view. There is a feature of having angular characteristics.
一方の基板に画素電極及び対向電極を備えた横電界モードの液晶表示装置においては、画素電極及び対向電極を別々の基板に備えたTN(Twisted Nematic)モードなどの縦電界モードの液晶表示装置の既存のプロセスを用いて形成することができない。このため、別々の製造ラインが必要、あるいは、製造ラインの組み替えが必要であり、製造コストの増大を招くおそれがある。 In a horizontal electric field mode liquid crystal display device having a pixel electrode and a counter electrode on one substrate, a vertical electric field mode liquid crystal display device such as a TN (Twisted Nematic) mode in which the pixel electrode and the counter electrode are provided on separate substrates is used. It cannot be formed using existing processes. For this reason, a separate production line is necessary, or a rearrangement of the production line is necessary, which may increase the production cost.
さらに、横電界モードの液晶表示装置において、画素電極上では、基板主面と平行な電界を形成することが難しく、縦電界モードの液晶表示装置と比較して透過率が低いといった問題がある。 Further, in the liquid crystal display device in the horizontal electric field mode, it is difficult to form an electric field parallel to the main surface of the substrate on the pixel electrode, and there is a problem that the transmittance is lower than that in the liquid crystal display device in the vertical electric field mode.
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造コストを抑制し、広い視野角特性を有しつつ透過率を向上し、表示品位の良好な画像を表示可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to suppress the manufacturing cost, improve the transmittance while having a wide viewing angle characteristic, and display an image with a good display quality. Another liquid crystal display device is provided.
本実施形態によれば、
行方向に沿って配置された補助容量線と、列方向に沿ってそれぞれ配置された第1信号線及び第2信号線と、前記第1信号線と前記第2信号線との間に配置され列方向に平行な帯状の第1主電極部及び前記補助容量線と対向する補助容量部を有する画素電極と、前記画素電極を覆う第1配向膜と、を備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置され複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極を覆う第2配向膜と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を備え、前記対向電極は、前記第1主電極部と交互に平行に配置された列方向に平行な帯状の第2主電極部を備え、前記補助容量部は、前記第1主電極部と接続された短辺と、前記短辺と向かい合う長辺と、前記短辺に繋がり前記長辺に向かうにしたがって前記第1信号線に接近する第1斜辺と、前記短辺に繋がり前記長辺に向かうにしたがって前記第2信号線に接近する第2斜辺と、を有することを特徴とする液晶表示装置が提供される。
According to this embodiment,
The storage capacitor line arranged along the row direction, the first signal line and the second signal line arranged along the column direction, and the first signal line and the second signal line, respectively. An array substrate including a pixel electrode having a strip-shaped first main electrode portion parallel to the column direction and an auxiliary capacitance portion facing the auxiliary capacitance line, and a first alignment film covering the pixel electrode, and the array substrate A counter substrate provided with a counter electrode that is disposed opposite to and common to a plurality of pixels, and a second alignment film that covers the counter electrode, and a liquid crystal layer held between the array substrate and the counter substrate, The counter electrode includes a strip-shaped second main electrode portion parallel to the column direction and arranged alternately in parallel with the first main electrode portion, and the auxiliary capacitance portion includes the first main electrode portion A connected short side, a long side facing the short side, connected to the short side and connected to the long side A liquid crystal display comprising: a first oblique side approaching the first signal line according to the direction; and a second oblique side connected to the short side and approaching the second signal line toward the long side. An apparatus is provided.
この発明によれば、コストの増加を抑制し、広い視野角特性を有しつつ透過率を向上し、表示品位の良好な画像を表示する液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that suppresses an increase in cost, improves the transmittance while having a wide viewing angle characteristic, and displays an image with good display quality.
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。 A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
ここでは、アレイ基板に画素電極を備え、対向基板に対向電極を備え、画素電極と対向電極との間に形成される横電界(すなわち、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な電界)を主に利用して液晶分子をスイッチングする液晶モードを例に説明する。 Here, a pixel electrode is provided on the array substrate, a counter electrode is provided on the counter substrate, and a lateral electric field (that is, an electric field substantially parallel to the main surface of the array substrate) formed between the pixel electrode and the counter electrode is generated. A liquid crystal mode in which liquid crystal molecules are switched using mainly will be described as an example.
図1、図2、及び図3に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、液晶表示パネルLPNを備えている。この液晶表示パネルLPNは、一対の基板、すなわち、アレイ基板ARと、アレイ基板ARと対向して配置された対向基板CTと、を備えている。さらに、液晶表示パネルLPNは、これらのアレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQを備えている。このような液晶表示装置は、画像を表示する表示エリアDSPを備えている。この表示エリアDSPは、m×n個のマトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the liquid crystal display device is an active matrix type liquid crystal display device, and includes a liquid crystal display panel LPN. The liquid crystal display panel LPN includes a pair of substrates, that is, an array substrate AR and a counter substrate CT arranged to face the array substrate AR. Further, the liquid crystal display panel LPN includes a liquid crystal layer LQ held between the array substrate AR and the counter substrate CT. Such a liquid crystal display device includes a display area DSP for displaying an image. The display area DSP is composed of a plurality of pixels PX arranged in an mxn matrix.
アレイ基板ARは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板10を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板ARは、表示エリアDSPにおいて、画素PX毎に配置されたm×n個の画素電極EP、各画素PXの行方向にそれぞれ延在したn本の走査線Y(Y1〜Yn)、各画素PXの列方向にそれぞれ延在したm本の信号線X(X1〜Xm)、各画素PXにおいて走査線Yと信号線Xとの交差部を含む領域に配置されたm×n個のスイッチング素子W、走査線Yと同様に行方向に沿って延出するようにそれぞれ配置され液晶容量CLCと並列に補助容量CSを構成するよう画素電極EPに容量結合する補助容量線AYなどを備えている。
The array substrate AR is formed using an
アレイ基板ARは、さらに、表示エリアDSPの周辺の駆動回路領域DCTにおいて、n本の走査線Yに接続された走査線ドライバYDを構成する少なくとも一部や、m本の信号線Xに接続された信号線ドライバXDを構成する少なくとも一部などを備えている。走査線ドライバYDは、コントローラCNTによる制御に基づいてn本の走査線Yに順次走査信号(駆動信号)を供給する。また、信号線ドライバXDは、コントローラCNTによる制御に基づいて各行のスイッチング素子Wが走査信号によってオンするタイミングでm本の信号線Xに映像信号(駆動信号)を供給する。これにより、各行の画素電極EPは、対応するスイッチング素子Wを介して供給される映像信号に応じた画素電位にそれぞれ設定される。 The array substrate AR is further connected to at least a part of the scanning line driver YD connected to the n scanning lines Y and the m signal lines X in the driving circuit region DCT around the display area DSP. And at least a part of the signal line driver XD. The scanning line driver YD sequentially supplies scanning signals (driving signals) to the n scanning lines Y based on control by the controller CNT. Further, the signal line driver XD supplies video signals (drive signals) to the m signal lines X at the timing when the switching elements W in each row are turned on by the scanning signal based on the control by the controller CNT. Thereby, the pixel electrode EP of each row is set to a pixel potential corresponding to the video signal supplied via the corresponding switching element W.
各スイッチング素子Wは、例えば、薄膜トランジスタによって構成されている。スイッチング素子Wの半導体層12は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能である。半導体層12は、チャネル領域12Cを挟んだ両側にそれぞれソース領域12S及びドレイン領域12Dを有している。この半導体層12は、ゲート絶縁膜14によって覆われている。
Each switching element W is configured by, for example, a thin film transistor. The
スイッチング素子Wのゲート電極WGは、走査線Yに接続され(あるいは走査線Yと一体的に形成され)、走査線Y及び補助容量線AYとともにゲート絶縁膜14上に配置されている。これらのゲート電極WG、走査線Y、及び補助容量線AYは、層間絶縁膜16によって覆われている。
The gate electrode WG of the switching element W is connected to the scanning line Y (or formed integrally with the scanning line Y), and is disposed on the
スイッチング素子Wのソース電極WS及びドレイン電極WDは、層間絶縁膜16上においてゲート電極WGの両側に配置されている。ソース電極WSは、信号線Xに接続される(あるいは信号線Xと一体に形成される)とともに、半導体層12のソース領域12Sにコンタクトしている。ドレイン電極WDは、画素電極EPに接続される(あるいは画素電極EPと一体に形成される)とともに、半導体層12のドレイン領域12Dにコンタクトしている。これらのソース電極WS、ドレイン電極WD、及び、信号線Xは、有機絶縁膜18によって覆われている。
The source electrode WS and the drain electrode WD of the switching element W are disposed on both sides of the gate electrode WG on the
画素電極EPは、有機絶縁膜18上に配置され、有機絶縁膜18に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極WDと電気的に接続されている。図3に示すように、画素電極EPは、第1主電極部EPaと補助容量部EPbとを有している。第1主電極部EPaは、帯状であり、列方向に平行に直線的に配置されている。ここでは、第1主電極部EPaは、各画素PXに1本であり、画素PXの中央、つまり隣接する信号線Xから略等距離の位置に配置されている。補助容量部EPbは、補助容量線AYと対向するように配置されている。
The pixel electrode EP is disposed on the organic insulating
画素電極EPを構成する第1主電極部EPa及び補助容量部EPbは、同一材料によって一体的に形成可能であり、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。第1主電極部EPaが光透過性を有する導電材料を用いて形成されることによって、第1主電極部EPa上でも光が透過し、透過率の向上が可能となる。 The first main electrode portion EPa and the auxiliary capacitance portion EPb constituting the pixel electrode EP can be integrally formed of the same material, for example, indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The light-transmitting conductive material can be used. By forming the first main electrode part EPa using a light-transmitting conductive material, light is transmitted through the first main electrode part EPa, and the transmittance can be improved.
すべての画素PXの画素電極EPは、第1配向膜20によって覆われている。
The pixel electrodes EP of all the pixels PX are covered with the
走査線Y及び補助容量線AYは、略平行に配置され、同一材料によって形成可能である。また、補助容量線AYは、層間絶縁膜16などの絶縁膜を介して画素電極EPと対向するとともに複数の画素電極EPを横切るように配置されている。信号線Xは、層間絶縁膜16を介して走査線Y及び補助容量線AYと略直交するように配置されている。これらの信号線、走査線Y、及び、補助容量線AYは、例えば、アルミニウム、モリブデン、タングステン、チタンなどの導電材料によって形成されている。
The scanning line Y and the auxiliary capacitance line AY are arranged substantially in parallel and can be formed of the same material. The auxiliary capacitance line AY is disposed so as to face the pixel electrode EP through an insulating film such as the
一方、対向基板CTは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板30を用いて形成されている。すなわち、この対向基板CTは、表示エリアDSPにおいて、複数の画素PXに共通の対向電極ETなどを備えている。この対向電極ETは、表示エリアDSPの外において、コモン電位が供給されるコモン配線COMと電気的に接続されている。
On the other hand, the counter substrate CT is formed using an insulating
図3に示すように、対向電極ETは、第2主電極部ETaを有している。第2主電極部ETaは、帯状であり、表示エリアDSP全体にわたって、列方向に平行に直線的に配置されている。ここでは、隣接する第2主電極部ETaは、1本の第1主電極部EPaを挟み、第1主電極部EPaから略等距離に配置されている。 As shown in FIG. 3, the counter electrode ET has a second main electrode portion ETa. The second main electrode portion ETa has a strip shape and is linearly arranged in parallel to the column direction over the entire display area DSP. Here, the adjacent second main electrode portions ETa are disposed at approximately the same distance from the first main electrode portion EPa with one first main electrode portion EPa interposed therebetween.
また、図3に示した例では、第2主電極部ETaは、信号線Xと対向するように配置されている。 In the example illustrated in FIG. 3, the second main electrode portion ETa is disposed so as to face the signal line X.
図4に示すように、第2主電極部ETaは、第1主電極部EPaとの間に横電界を形成するように第1主電極部EPaと交互に平行に配置されている。つまり、第2主電極部ETaは、第1主電極部EPaと対向しないように配置されている。このような第1主電極部EPa及び第2主電極部ETaは、櫛歯状をなしている。なお、図4には、説明に必要な主要部のみを図示している。 As shown in FIG. 4, the second main electrode portions ETa are alternately arranged in parallel with the first main electrode portions EPa so as to form a lateral electric field with the first main electrode portion EPa. That is, the second main electrode portion ETa is arranged so as not to face the first main electrode portion EPa. The first main electrode part EPa and the second main electrode part ETa have a comb shape. FIG. 4 shows only main parts necessary for the description.
対向電極ETを構成する第2主電極部ETaは、ITOなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。第2主電極部ETaが光透過性を有する導電材料を用いて形成されることによって、第2主電極部ETa上も光が透過し、透過率の向上が可能となる。 The second main electrode portion ETa constituting the counter electrode ET can be formed of a light-transmitting conductive material such as ITO. By forming the second main electrode portion ETa using a light-transmitting conductive material, light is transmitted also on the second main electrode portion ETa, and the transmittance can be improved.
この対向電極ETは、第2配向膜36によって覆われている。
The counter electrode ET is covered with the
カラー表示タイプの液晶表示装置は、各画素PXに対応して液晶表示パネルLPNの内面に設けられたカラーフィルタ層34を備えている。図2に示した例では、カラーフィルタ層34は、対向基板CTに設けられている。カラーフィルタ層34は、互いに異なる複数の色、例えば、赤色、青色、緑色といった3原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。赤色着色樹脂、青色着色樹脂、及び緑色着色樹脂は、それぞれ赤色画素、青色画素、及び緑色画素に対応して配置されている。
The color display type liquid crystal display device includes a
なお、図2に示したカラー表示タイプの液晶表示装置の例では、カラーフィルタ層34は、対向基板CT側に配置されているが、アレイ基板AR側に配置しても良い。
In the example of the color display type liquid crystal display device shown in FIG. 2, the
また、各画素PXは、ブラックマトリクス32によって区画されている。このブラックマトリクス32は、黒色着色樹脂などによって形成され、アレイ基板ARに設けられた走査線Yや信号線X、スイッチング素子Wなどの配線部に対向するように配置されている。カラー表示タイプの液晶表示装置においては、カラーフィルタ層34は、ブラックマトリクス32によって区画された領域にそれぞれ配置されている。
Each pixel PX is partitioned by the
対向基板CTは、さらに、外部電界の影響を緩和するためのシールド電極や、カラーフィルタ層34の表面の凹凸を平坦化するように比較的厚い膜厚で配置されたオーバコート層などを備えて構成してもよい。
The counter substrate CT further includes a shield electrode for reducing the influence of the external electric field, an overcoat layer disposed with a relatively thick film thickness so as to flatten the unevenness of the surface of the
このような対向基板CTと、上述したようなアレイ基板ARとをそれぞれの第1配向膜20及び第2配向膜36を対向するように配置したとき、両者の間に配置された図示しないスペーサにより、所定のギャップが形成される。液晶層LQは、これらのアレイ基板ARの第1配向膜20と対向基板CTの第2配向膜36との間のギャップに封入された液晶分子を含む液晶組成物によって構成されている。
When such a counter substrate CT and the array substrate AR as described above are arranged so that the
液晶層LQに含まれる液晶分子は、第1配向膜20及び第2配向膜36による規制力によって配向されている。すなわち、画素電極EPの電位と対向電極ETの電位との間に電位差が形成されていない(つまり、画素電極EPと対向電極との間に電界が形成されていない)無電界時には、液晶分子は、その長軸方向が配向膜20及び配向膜26のラビング方向と平行な方位に配向されている。ラビング方向Sは、図3に示すように、アレイ基板ARの主平面において、例えば、列方向と平行である。
The liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer LQ are aligned by the regulation force by the
また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルLPNの一方の外面(すなわちアレイ基板ARの液晶層LQと接する面とは反対の外面)に設けられた光学素子OD1を備え、また、液晶表示パネルLPNの他方の外面(すなわち対向基板CTの液晶層LQと接する面とは反対の外面)に設けられた光学素子OD2を備えている。これらの光学素子OD1及びOD2は、偏光板を含み、例えば、無電界時において、液晶表示パネルLPNの透過率が最低となる(つまり黒色画面を表示する)ノーマリーブラックモードを実現している。 The liquid crystal display device includes an optical element OD1 provided on one outer surface of the liquid crystal display panel LPN (that is, the outer surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the array substrate AR), and the liquid crystal display panel LPN. The optical element OD2 is provided on the other outer surface (that is, the outer surface opposite to the surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the counter substrate CT). These optical elements OD1 and OD2 include a polarizing plate, for example, to realize a normally black mode in which the transmittance of the liquid crystal display panel LPN is lowest (that is, a black screen is displayed) when there is no electric field.
さらに、液晶表示装置は、液晶表示パネルLPNに対してアレイ基板AR側に配置されたバックライトユニットBLを有している。 Further, the liquid crystal display device includes a backlight unit BL disposed on the array substrate AR side with respect to the liquid crystal display panel LPN.
このような液晶表示装置において、画素電極EPの電位と対向電極ETの電位との間に電位差が形成された場合(つまり、画素電極EPに対向電極ETとは異なる電位の電圧が印加された電圧印加時)には、画素電極EPの第1主電極部EPaと対向電極ETの第2主電極部ETaとの間に横電界E1が形成される。 In such a liquid crystal display device, when a potential difference is formed between the potential of the pixel electrode EP and the potential of the counter electrode ET (that is, a voltage in which a voltage having a potential different from that of the counter electrode ET is applied to the pixel electrode EP). At the time of application), a lateral electric field E1 is formed between the first main electrode part EPa of the pixel electrode EP and the second main electrode part ETa of the counter electrode ET.
ここでは、第1主電極部EPaと第2主電極部ETaとの間の距離Dは、基板間のギャップGと比較して十分に大きく設定され、例えば、距離Dが約10μm以上(望ましくは10〜15μm)であり、ギャップGが約4μmである。このため、第1主電極部EPaと第2主電極部ETaとの間には、概ね基板主面に平行な水平に近い横電界E1が形成される。 Here, the distance D between the first main electrode part EPa and the second main electrode part ETa is set sufficiently larger than the gap G between the substrates. For example, the distance D is about 10 μm or more (preferably 10 to 15 μm) and the gap G is about 4 μm. For this reason, between the first main electrode portion EPa and the second main electrode portion ETa, a horizontal electric field E1 that is substantially parallel to the main surface of the substrate and is substantially horizontal is formed.
このとき、液晶分子は、その長軸方向がラビング方向から横電界E1と平行な方位に配向するように駆動される。このように、液晶分子の長軸方向の方位がラビング方向から変化すると、液晶層LQを透過する光に対する変調率が変化する。これにより、変調率に応じて、選択的にバックライト光を透過し、画像が表示される。 At this time, the liquid crystal molecules are driven so that the major axis direction thereof is aligned in the direction parallel to the lateral electric field E1 from the rubbing direction. Thus, when the major axis direction of the liquid crystal molecules changes from the rubbing direction, the modulation factor for the light transmitted through the liquid crystal layer LQ changes. Accordingly, the backlight is selectively transmitted according to the modulation rate, and an image is displayed.
このようにして横電界を利用した液晶モードが実現される。 In this way, a liquid crystal mode using a lateral electric field is realized.
このような液晶表示装置において、画素電極EPは、アレイ基板ARに形成され、対向電極ETは、対向基板CTに形成されている。このため、画素電極EPをアレイ基板ARに形成する工程と対向電極ETを対向基板CTに形成する工程とを並行して行うことが可能である。つまり、このような液晶表示装置は、TNモードなどの縦電界モードの液晶表示装置の既存のプロセスを用いて形成することが可能である。このため、製造ラインを増設したり、大幅に組み替えたりする必要がなくなり、コストの増大を抑制することが可能となる。 In such a liquid crystal display device, the pixel electrode EP is formed on the array substrate AR, and the counter electrode ET is formed on the counter substrate CT. For this reason, the step of forming the pixel electrode EP on the array substrate AR and the step of forming the counter electrode ET on the counter substrate CT can be performed in parallel. That is, such a liquid crystal display device can be formed using an existing process of a liquid crystal display device in a vertical electric field mode such as a TN mode. For this reason, it is not necessary to increase the number of production lines or to greatly recombine, and it is possible to suppress an increase in cost.
さらに、このような液晶表示装置において、対向電極ETは、対向基板CTに形成されているため、上述したように、対向電極ETである第2主電極部ETaを信号線Xと対向するように配置することが可能である。 Further, in such a liquid crystal display device, since the counter electrode ET is formed on the counter substrate CT, as described above, the second main electrode portion ETa that is the counter electrode ET is opposed to the signal line X. It is possible to arrange.
同一基板上に画素電極及び対向電極を配置する従来の構成では、これらの画素電極及び対向電極は、隣接する信号線Xの内側に配置されることが多い。この場合、画素電極と対向電極との間の領域が主に表示に寄与する開口部となる。 In the conventional configuration in which the pixel electrode and the counter electrode are arranged on the same substrate, the pixel electrode and the counter electrode are often arranged inside the adjacent signal line X. In this case, an area between the pixel electrode and the counter electrode is an opening mainly contributing to display.
一方、上述したように、画素電極EP及び対向電極ETを別々の基板に配置した構成では、画素PXにおいて、対向電極ETの第2主電極部ETaを信号線Xと対向するように配置することが可能であり、この場合、信号線Xと第1主電極部EPaとの間の領域が開口部となる。つまり、従来の構成と比較して、開口部を拡大することが可能であり、透過率を向上することが可能となる。 On the other hand, as described above, in the configuration in which the pixel electrode EP and the counter electrode ET are disposed on separate substrates, the second main electrode portion ETa of the counter electrode ET is disposed to face the signal line X in the pixel PX. In this case, a region between the signal line X and the first main electrode part EPa is an opening. That is, the opening can be enlarged and the transmittance can be improved as compared with the conventional configuration.
また、第2主電極部ETaを信号線Xと対向するように配置することによって、従来の構成と比較して第1主電極部EPaと第2主電極部ETaとの間の距離を拡大することが可能となり、より水平に近い横電界E1を形成することが可能となる。このため、従来の構成より透過率を向上することが可能となる。すなわち、本実施の形態においては、従来の構成であるIPSモード等の利点である視野角依存性が小さく広い視野角特性は維持しつつ、更に、従来の構成と比較すると透過率を向上することが可能となる。 In addition, by disposing the second main electrode portion ETa so as to face the signal line X, the distance between the first main electrode portion EPa and the second main electrode portion ETa is increased as compared with the conventional configuration. This makes it possible to form a lateral electric field E1 that is closer to the horizontal. For this reason, it becomes possible to improve the transmittance | permeability from the conventional structure. In other words, in the present embodiment, the viewing angle dependency which is an advantage of the conventional configuration such as the IPS mode is small and the wide viewing angle characteristic is maintained, and the transmittance is further improved as compared with the conventional configuration. Is possible.
なお、アレイ基板ARと対向基板CTとの合わせずれが生じた際に、第1主電極部EPaを挟んだ両側の第2主電極部ETaとの距離に差が生じることがある。しかしながら、このような合わせずれは、全ての画素PXに共通に生じるため、画素PX間での電界分布に相違はなく、画像の表示に影響を及ぼさない。 When misalignment between the array substrate AR and the counter substrate CT occurs, there may be a difference in distance from the second main electrode portions ETa on both sides of the first main electrode portion EPa. However, since such misalignment occurs in common to all the pixels PX, there is no difference in the electric field distribution between the pixels PX, and the display of the image is not affected.
ところで、上述したように、画素電極EPは、第1主電極部EPaの他に補助容量部EPbを有している。この補助容量部EPbは、第1主電極部EPaの一端と電気的に接続されている。ここでは、補助容量部EPbは、図3に示すように、台形状に形成され、互いに平行な2辺のうちの短辺が画素電極EPの一端と接続されるように配置され、短辺と長辺とをつなぐ2つの斜辺は、列方向に平行な中心線に対して線対称である。また、補助容量部EPbは、これを挟む2本の信号線Xからそれぞれ等距離に配置されている。 Incidentally, as described above, the pixel electrode EP includes the auxiliary capacitor portion EPb in addition to the first main electrode portion EPa. The auxiliary capacitance part EPb is electrically connected to one end of the first main electrode part EPa. Here, as shown in FIG. 3, the auxiliary capacitance portion EPb is formed in a trapezoidal shape, and is arranged so that the short side of two sides parallel to each other is connected to one end of the pixel electrode EP. The two hypotenuses connecting the long sides are symmetric with respect to a center line parallel to the column direction. Further, the auxiliary capacitor portion EPb is arranged at an equal distance from each of the two signal lines X sandwiching the auxiliary capacitor portion EPb.
ここで、図5に第1比較例を示す。第1比較例においても、画素電極EPは、第1主電極部EPaの他に補助容量部EPbを有しており、補助容量部EPbは、第1主電極部EPaの一端と電気的に接続されている。第1比較例において、補助容量部EPbは、長方形状に形成され、これを挟む2本の信号線Xからそれぞれ等距離に配置されている。 Here, FIG. 5 shows a first comparative example. Also in the first comparative example, the pixel electrode EP has an auxiliary capacitance portion EPb in addition to the first main electrode portion EPa, and the auxiliary capacitance portion EPb is electrically connected to one end of the first main electrode portion EPa. Has been. In the first comparative example, the auxiliary capacitor portion EPb is formed in a rectangular shape, and is arranged at an equal distance from the two signal lines X sandwiching the auxiliary capacitor portion EPb.
図3に示した本実施の形態及び第1比較例では、電圧印加時において、第1主電極部EPaと第2主電極部ETaとの間に横電界E1が形成され、補助容量部EPbと第2主電極部ETaとの間に電界E2が形成される。つまり、画像の表示に必要な横電界E1の他に電界E2が形成される。 In the present embodiment and the first comparative example shown in FIG. 3, a horizontal electric field E1 is formed between the first main electrode part EPa and the second main electrode part ETa when a voltage is applied, and the auxiliary capacitor part EPb and An electric field E2 is formed between the second main electrode portion ETa. That is, the electric field E2 is formed in addition to the lateral electric field E1 necessary for image display.
ここで、本実施の形態において、電圧印加時の液晶分子の配向方向をシミュレーションした結果を図6に示し、第1比較例において、電圧印加時の液晶分子の配向方向を図7に示す。液晶分子は、領域A及び領域A’において、第1主電極部EPaと第2主電極部ETaとの間に形成された横電界E1と、補助容量部EPbと第2主電極部ETaとの間に形成された電界E2との影響を受け、白表示の配向方位とは異なる方位に配向する。このため、領域A及び領域A’では、透過率が低く、暗線となる。このような暗線が開口部に形成されると、透過率の低下を招くため、望ましくない。 Here, in this Embodiment, the result of having simulated the orientation direction of the liquid crystal molecule at the time of voltage application is shown in FIG. 6, and in the 1st comparative example, the orientation direction of the liquid crystal molecule at the time of voltage application is shown in FIG. In the region A and the region A ′, the liquid crystal molecules include a lateral electric field E1 formed between the first main electrode part EPa and the second main electrode part ETa, an auxiliary capacitance part EPb, and the second main electrode part ETa. Under the influence of the electric field E2 formed between them, the orientation is different from the orientation of white display. For this reason, the transmittance | permeability is low and becomes a dark line in the area | region A and area | region A '. If such a dark line is formed in the opening, the transmittance is lowered, which is not desirable.
本実施の形態によれば、台形状の補助容量部EPbを採用したことにより、横電界E1と電界E2との相互作用が緩和され、開口部に出現する暗線を低減することが可能となる。図6及び図7に示すように、領域A’より領域Aの方が、暗線が形成されている領域は小さい。つまり、本実施の形態のように、補助容量部EPbを台形状に形成することによって、透過率の向上が可能となる。発明者が行ったシミュレーションによれば、本実施の形態の透過率は、第1比較例よりも約4%アップすることが確認された。 According to the present embodiment, by adopting the trapezoidal auxiliary capacitance part EPb, the interaction between the horizontal electric field E1 and the electric field E2 is relaxed, and the dark line appearing in the opening can be reduced. As shown in FIGS. 6 and 7, the region A is smaller in the region A than the region A ′. That is, the transmittance can be improved by forming the auxiliary capacitor portion EPb in a trapezoidal shape as in the present embodiment. According to the simulation conducted by the inventor, it was confirmed that the transmittance of the present embodiment is about 4% higher than that of the first comparative example.
図8に本実施の形態の変形例を示す。変形例において、対向電極ETは、さらに、副電極部ETbを備えている。副電極部ETbは、補助容量部EPbとの間に縦電界を形成するように補助容量部EPbと対向するように配置されている。特に、図8に示した例では、副電極部ETbは、第1主電極部EPaと補助容量部EPbとの境界側に配置されている。 FIG. 8 shows a modification of the present embodiment. In the modification, the counter electrode ET further includes a sub electrode portion ETb. The sub-electrode portion ETb is disposed so as to face the auxiliary capacitance portion EPb so as to form a vertical electric field between it and the auxiliary capacitance portion EPb. In particular, in the example shown in FIG. 8, the sub-electrode portion ETb is disposed on the boundary side between the first main electrode portion EPa and the auxiliary capacitance portion EPb.
また、副電極部ETbは、第2主電極部ETaと交差するように行方向に配置され、第2主電極部ETaと電気的に接続されている。なお、ここに示した例では、第2主電極部ETaと副電極部ETbとは、同一材料により一体的に形成されている。 The sub electrode portion ETb is arranged in the row direction so as to intersect the second main electrode portion ETa, and is electrically connected to the second main electrode portion ETa. In the example shown here, the second main electrode portion ETa and the sub electrode portion ETb are integrally formed of the same material.
このような構成の変形例によれば、電圧印加時において、上述した横電界E1及び電界E2に加えて、さらに、補助容量部EPbと副電極部ETbとの間に縦電界E3が形成される。 According to the modified example having such a configuration, in addition to the lateral electric field E1 and the electric field E2 described above, a vertical electric field E3 is further formed between the auxiliary capacitance part EPb and the sub-electrode part ETb during voltage application. .
図3に示した本実施の形態及び図8に示した変形例において、電圧印加時の等電位面と液晶分子の配向方向との関係をシミュレーションした結果をそれぞれ図9及び図10に示す。 In this embodiment shown in FIG. 3 and the modification shown in FIG. 8, the results of simulating the relationship between the equipotential surface and the orientation direction of the liquid crystal molecules when a voltage is applied are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.
図9に示すように、領域Bにおいて、横電界E1及び電界E2の影響を受けて暗線を生ずる。 As shown in FIG. 9, in the region B, dark lines are generated under the influence of the lateral electric field E1 and the electric field E2.
一方、図10に示すように、変形例においては、液晶分子は、領域Cにおいて、横電界E1、電界E2、及び縦電界E3の影響を受ける。この領域Cでは、透過率が低く、暗線となる。 On the other hand, as shown in FIG. 10, in the modification, the liquid crystal molecules are affected by the horizontal electric field E1, the electric field E2, and the vertical electric field E3 in the region C. In this region C, the transmittance is low and a dark line is formed.
このとき、領域Cは、電界E2と縦電界E3との相互作用により、遮光部上に形成される。すなわち、領域Bは、開口部に形成されるため、画像の表示に寄与して透過率の低下を招くのに対して、領域Cは、遮光材料によって形成された補助容量線AY上に形成されるため、画像の表示に寄与しない。 At this time, the region C is formed on the light shielding portion by the interaction between the electric field E2 and the vertical electric field E3. That is, since the region B is formed in the opening, it contributes to image display and causes a decrease in transmittance, whereas the region C is formed on the auxiliary capacitance line AY formed of a light shielding material. Therefore, it does not contribute to image display.
つまり、暗線が遮光部上にシフトすることによって、透過率を向上することが可能となる。図8に示した変形例の透過率は、図6に示した本実施の形態と比較して約7%アップすることが確認された。 That is, the transmittance can be improved by shifting the dark line onto the light shielding portion. It has been confirmed that the transmittance of the modification shown in FIG. 8 is increased by about 7% compared to the present embodiment shown in FIG.
次に、変形例の効果を検証するために、変形例と比較する第2比較例を説明する。図11に示す第2比較例は、アレイ基板ARにおいて、一対の信号線Xの間に画素電極EP及び対向電極ETを備えており、横電界を利用した液晶モードとして構成された液晶表示装置である。 Next, in order to verify the effect of the modified example, a second comparative example to be compared with the modified example will be described. The second comparative example shown in FIG. 11 is a liquid crystal display device that is configured as a liquid crystal mode using a horizontal electric field, and includes a pixel electrode EP and a counter electrode ET between a pair of signal lines X in the array substrate AR. is there.
図8に示した変形例及び図11に示した第2比較例について、透過率を測定した。その結果を図12に示す。第2比較例において、最大電圧を印加した際(つまり白色画面を表示する際)の透過率を1.00としたとき、変形例において、同一電圧を印加した際の透過率は、1.15であった。 The transmittance was measured for the modified example shown in FIG. 8 and the second comparative example shown in FIG. The result is shown in FIG. In the second comparative example, when the transmittance when the maximum voltage is applied (that is, when displaying a white screen) is 1.00, in the modified example, the transmittance when the same voltage is applied is 1.15. Met.
以上説明したように、この実施の形態の液晶表示装置によれば、製造コストを抑制しつつ、視野角依存性は小さく広い視野角特性を有し透過率を向上することができ、表示品位の良好な画像を表示することが可能となる。 As described above, according to the liquid crystal display device of this embodiment, the manufacturing cost is suppressed, the viewing angle dependency is small, the viewing angle characteristic is small, the transmittance can be improved, and the display quality is improved. A good image can be displayed.
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment itself, In the stage of implementation, it can change and implement a component within the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
図3などに示した例では、各画素PXにおいて、画素電極EPは、1本の第1主電極部EPaを備えているが、画素電極EPは、複数の第1主電極部EPaを備えていても良い。図13に示した例では、各画素PXにおいて、画素電極EPは、2本の第1主電極部EPaを備えている。このような場合、第2主電極部ETaは、さらに、2本の第1主電極部ETaの間に配置されている。つまり、第1主電極部と第2主電極部とが交互に平行に配置され、櫛歯状をなしている。このとき、第1主電極部と第2主電極部との距離は、それぞれほぼ等しく設定されている。このような例においても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。 In the example shown in FIG. 3 and the like, in each pixel PX, the pixel electrode EP includes one first main electrode portion EPa, but the pixel electrode EP includes a plurality of first main electrode portions EPa. May be. In the example shown in FIG. 13, in each pixel PX, the pixel electrode EP includes two first main electrode portions EPa. In such a case, the second main electrode portion ETa is further disposed between the two first main electrode portions ETa. That is, the first main electrode portions and the second main electrode portions are alternately arranged in parallel to form a comb shape. At this time, the distance between the first main electrode portion and the second main electrode portion is set to be approximately equal. Even in such an example, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
図8に示した変形例では、台形状を有した補助容量部EPbを用いた液晶表示装置について説明した。副電極部ETbを配置した場合においては、補助容量部の形状は、特に問わず、例えば、長方形状を有している補助容量部EPbを用いた液晶表示装置においても、変形例と同様の効果が得られる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
In the modification shown in FIG. 8, the liquid crystal display device using the auxiliary capacitor part EPb having a trapezoidal shape has been described. In the case where the sub-electrode portion ETb is disposed, the shape of the auxiliary capacitance portion is not particularly limited, and for example, also in a liquid crystal display device using the auxiliary capacitance portion EPb having a rectangular shape, the same effect as in the modification example Is obtained.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
(1) 各画素に配置された画素電極を備えたアレイ基板と、
このアレイ基板に対向配置され複数の画素に共通の対向電極を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を備え、
前記画素電極は、帯状の第1主電極部を有し、
前記対向電極は、前記第1主電極部との間に横電界を形成するように前記第1主電極部と交互に平行に配置された帯状の第2主電極部を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
(1) an array substrate provided with pixel electrodes arranged in each pixel;
A counter substrate having a counter electrode arranged opposite to the array substrate and common to a plurality of pixels;
A liquid crystal layer held between the array substrate and the counter substrate,
The pixel electrode has a strip-shaped first main electrode portion,
The counter electrode includes a strip-shaped second main electrode portion arranged alternately in parallel with the first main electrode portion so as to form a transverse electric field between the counter electrode and the first main electrode portion. Liquid crystal display device.
(2) さらに、前記アレイ基板は、前記各画素の列方向に沿って配置された信号線を備え、
前記第2主電極部は、前記信号線と対向するように配置されたことを特徴とする(1)の液晶表示装置。
(2) Further, the array substrate includes a signal line arranged along a column direction of each pixel,
The liquid crystal display device according to (1), wherein the second main electrode portion is arranged to face the signal line.
(3) さらに、前記画素電極は、前記第1主電極部の一端と電気的に接続された台形状の補助容量部を備えたことを特徴とする(1)の液晶表示装置。 (3) The liquid crystal display device according to (1), wherein the pixel electrode further includes a trapezoidal auxiliary capacitance portion electrically connected to one end of the first main electrode portion.
(4) さらに、前記対向電極は、前記補助容量部との間に縦電界を形成するように前記補助容量部と対向するとともに前記第2主電極部と電気的に接続された副電極部を備えたことを特徴とする(3)の液晶表示装置。 (4) Further, the counter electrode includes a sub-electrode portion that is opposed to the auxiliary capacitor portion and electrically connected to the second main electrode portion so as to form a vertical electric field between the counter electrode and the auxiliary capacitor portion. A liquid crystal display device according to (3), comprising:
(5) 第1主電極部及び第2主電極部は、光透過性を有する導電材料によって形成されたことを特徴とする(1)の液晶表示装置。 (5) The liquid crystal display device according to (1), wherein the first main electrode portion and the second main electrode portion are formed of a light-transmitting conductive material.
(6) 前記画素電極は、少なくとも2つの前記第1主電極部を備えていることを特徴とする(1)の液晶表示装置。 (6) The liquid crystal display device according to (1), wherein the pixel electrode includes at least two first main electrode portions.
LPN…液晶表示パネル
AR…アレイ基板 CT…対向基板
LQ…液晶層 BL…バックライトユニット
PX…画素
Y…走査線 X…信号線 AY…補助容量線
W…スイッチング素子
EP…画素電極 ET…対向電極
ES…シールド電極 SH…遮光層
AP…開口部
20…第1配向膜 36…第2配向膜
32…ブラックマトリクス
34…カラーフィルタ層 38…絶縁層
40…液晶分子
LPN ... Liquid crystal display panel AR ... Array substrate CT ... Counter substrate LQ ... Liquid crystal layer BL ... Backlight unit PX ... Pixel Y ... Scanning line X ... Signal line AY ... Auxiliary capacitance line W ... Switching element EP ... Pixel electrode ET ... Counter electrode ES ... shield electrode SH ... light shielding layer AP ... opening 20 ...
Claims (5)
このアレイ基板に対向配置され複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極を覆う第2配向膜と、を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、を備え、
前記対向電極は、前記第1主電極部と交互に平行に配置された列方向に平行な帯状の第2主電極部を備え、
前記補助容量部は、前記第1主電極部と接続された短辺と、前記短辺と向かい合う長辺と、前記短辺に繋がり前記長辺に向かうにしたがって前記第1信号線に接近する第1斜辺と、前記短辺に繋がり前記長辺に向かうにしたがって前記第2信号線に接近する第2斜辺と、を有することを特徴とする液晶表示装置。 The storage capacitor line arranged along the row direction, the first signal line and the second signal line arranged along the column direction, and the first signal line and the second signal line, respectively. An array substrate comprising: a strip-shaped first main electrode portion parallel to the column direction; a pixel electrode having an auxiliary capacitance portion facing the auxiliary capacitance line; and a first alignment film covering the pixel electrode;
A counter substrate comprising a counter electrode disposed opposite to the array substrate and common to a plurality of pixels; and a second alignment film covering the counter electrode;
A liquid crystal layer held between the array substrate and the counter substrate,
The counter electrode includes a strip-shaped second main electrode portion parallel to the column direction and alternately arranged in parallel with the first main electrode portion,
The auxiliary capacitance unit includes a short side connected to the first main electrode unit, a long side facing the short side, a first side connected to the short side and approaching the first signal line toward the long side. A liquid crystal display device comprising: one oblique side; and a second oblique side that is connected to the short side and approaches the second signal line toward the long side.
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