JPH11231344A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH11231344A
JPH11231344A JP10035916A JP3591698A JPH11231344A JP H11231344 A JPH11231344 A JP H11231344A JP 10035916 A JP10035916 A JP 10035916A JP 3591698 A JP3591698 A JP 3591698A JP H11231344 A JPH11231344 A JP H11231344A
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JP
Japan
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common electrode
liquid crystal
substrate
array substrate
electrode
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JP10035916A
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Inventor
Tomihisa Sunada
富久 砂田
Toshiya Inada
利弥 稲田
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Philips Components Kobe KK
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Hosiden and Philips Display Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＰＳモードのＬＣＤの応答速度と透過率を
改善する。 【解決手段】 画素電極と共通電極とが基板内面に対向
して形成されているアレイ基板が、対向基板と貼り合わ
され、それら両基板間に液晶が封入されている横電界モ
ード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子において、前記対
向基板の内面に共通電極が前記アレイ基板の共通電極と
対向して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は横電界モード或い
はＩＰＳ（in-plane-switching) モードとよばれる液晶
表示素子（以下ＬＣＤと言う）に関し、特に透過率と応
答速度を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＰＳモードのＬＣＤは、液晶をスイッ
チングさせるのに横方向の電界を使うことが特徴であ
る。従来、学会発表などで知られている第１の構成は、
図６に示すようにアレイ基板１のみに画素電極２と共通
電極３を形成し、対向基板５には電極が形成されない。
両基板の間にネマチック液晶４が封入されている。矢印
６は、液晶を駆動する電界の電気力線である。
【０００３】ＩＰＳモードのＬＣＤの第２の構成では、
図７に示すようにアレイ基板１に画素電極２を、対向基
板５に共通電極３をそれぞれ形成する。電界強度は、画
素電極２と共通電極３を結ぶ最短距離において最も強く
なり、離れるに従って弱くなる。一般にネマティック液
晶４は電界が強い方が速く動かされるため、応答速度は
電界の弱い部分によって決まる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 従来のＩＰＳモー
ドのＬＣＤは各画素の液晶分子を動かす電界強度が、画
素電極２と共通電極３を結ぶ最短距離から離れるにつれ
て弱くなり、応答速度が遅くなる。そのため、ＩＰＳモ
ードのＬＣＤは応答速度が従来の縦電極モードのＬＣＤ
より遅くなる問題があった。 従来のＩＰＳモードのＬＣＤはその構造上開口率が
従来の縦電界モードのＬＣＤより悪く、透過率が低い問
題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明
は、画素電極と共通電極とが基板内面に対向して形成さ
れているアレイ基板が、対向基板と貼り合わされ、それ
ら両基板間に液晶が封入されている横電界モード（ＩＰ
Ｓモード）の液晶表示素子に関する。請求項１では特
に、対向基板の内面に共通電極がアレイ基板の共通電極
と対向して形成される。 （２）請求項２の発明は、前記（１）において、対向基
板に形成される共通電極は、その両側縁が前記アレイ基
板の共通電極の両側縁の内側になるように、電極幅がア
レイ基板の共通電極の幅より狭く形成される。 （３）請求項３の発明は、前記（１）において、対向基
板に形成される共通電極は、ブラックマトリクスと同じ
材料で形成される。 （４）請求項４の発明は、前記（１）において、対向基
板に画素電極がアレイ基板の画素電極と対向して形成さ
れる。 （５）請求項５の発明は、前記（４）において、対向基
板に形成された画素電極は、導電性スペーサによってア
レイ基板の画素電極と電気的に接続される。 （６）請求項６の発明は、画素電極と共通電極とが基板
内面に対向して形成されているアレイ基板が、対向基板
と貼り合わされ、それら両基板間に液晶が封入されてい
る横電界モード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子におい
て、アレイ基板の画素電極または共通電極の膜厚が、セ
ル厚の５０〜１００％とされる。 （７）請求項７の発明は、画素電極と共通電極とが基板
内面に対向して形成されているアレイ基板が、対向基板
と貼り合わされ、それら両基板間に液晶が封入されてい
る横電界モード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子におい
て、アレイ基板の画素電極または共通電極の膜厚がセル
厚に等しくされ、スペーサを兼ねている。 （８）請求項８の発明は、画素電極と共通電極とが基板
内面に対向して形成されているアレイ基板が、対向基板
と貼り合わされ、それら両基板間に液晶が封入されてい
る液晶表示素子において、前記対向基板の内面に共通電
極が透明材料を用いて各画素の表示領域を覆うように形
成され、横電界モードと縦電界モードが併用されてい
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明では、各画素の電界強度
が弱くなる部分を少なくして、応答速度を改善してい
る。以下にその実施例を挙げて説明する。 （実施例１）図１に示すように対向基板５の内面に共通
電極３’をアレイ基板１の共通電極３と対向して設ける
（請求項１）。この共通電極３’はアレイ基板１の共通
電極３と電気的に接続される。アレイ基板１と対向基板
５とが多少ずれて貼り合わされる場合もあるので、その
ときに共通電極３の両側縁が、共通電極３の両側縁から
はみ出すと開口率が低下するので、共通電極３の両側縁
の内側になるようにその電極幅を共通電極３のそれより
多少小さくしておくのが望ましい（請求項２）。
【０００７】共通電極３’はブラックマトリクス（図示
せず）を形成するとき、同じ材料で同時に形成するのが
望ましい（請求項３）。 （実施例２）図２に示すように対向基板５にアレイ基板
１と同じ配置で画素電極２’および共通電極３’を形成
する（請求項４）。矢印６は、液晶を駆動する電界の電
気力線である。対向基板５上の共通電極３’は、ブラッ
クマトリクス（図示せず）と同時に形成し、アレイ基板
１の共通電極３’と電気的に接続する。対向基板５上の
画素電極２’に信号を印加する方法は、以下の２種類の
方法がある。 （イ）画素電極２’をフロートにしておき、アレイ基板
１の画素電極２と対向させておくだけで、容量結合によ
り画素電極２の電位に従って動作する。つまり、容量Ｃ
により、対向基板上の画素電極がアレイ基板の画素電極
電位に引っぱられる。 （ロ）スペーサとして導電性のスペーサを使用すること
で、アレイ基板の画素電極と接続する（請求項５）。 （実施例３）図３に示すようにアレイ基板１にのみ画素
電極２および共通電極３を形成する従来と同じ構造であ
るが、各電極の膜厚Ｄａ，Ｄｂはセル厚Ｄｃに対して５
０〜１００％の厚みを持つようにする（請求項６と関連
する）。また、各電極の膜厚Ｄａ，Ｄｂがセル厚Ｄｃに
等しい場合、各電極２，３はセル厚Ｄｃを決めるスペー
サの役目を果たすことができる（請求項７と関連す
る）。 （実施例４）実施例３（図３）の構造において、画素電
極２および共通電極３のいずれか片方の膜厚が、セル厚
Ｄｃに対して５０〜１００％の厚みを持つようにする
（請求項６と関連する）。図４では共通電極３の膜厚Ｄ
ｂを５０〜１００％としている。また、画素電極２また
は共通電極３の片方の膜厚が１００％の厚みを持つ場
合、その電極はセル厚Ｄｃを決めるスペーサの役目を果
たすことができる（請求項７と関連する）。 （実施例５）対向基板５に、共通電極３’をＩＴＯのよ
うな透明材料を用いて各画素の表示領域を覆うように形
成する。この場合、画素電極２から縦方向に発生する電
界が対向基板５との界面の液晶を動かすことになるの
で、他の実施例と同様の効果が得られる。この場合は横
電界モードと縦電界モードが併用される（請求項８）。
【０００８】
【発明の効果】この発明のＬＣＤの構造では、次のよう
な効果が得られる。 従来の構造では、電極から離れた基板界面付近の液
晶を動かす電界が弱くなり、応答速度が遅くなるので、
それを改善するため高い駆動電圧が必要であった。しか
し、この発明の構造では、この部分の液晶の近くに電極
を配置するため、電界が従来のように弱くならない。従
って低い駆動電圧でも液晶全体に十分な電界を与えるこ
とができ、応答速度が速くなる。駆動電圧を下げること
ができるので消費電力も下がる。 において、駆動電圧を下げる代わりに、画素電極
２と共通電極３間のギャップを広げることも可能であ
る。この場合、開口率がよくなるのでパネルの透過率を
向上できる。また、バックライトの輝度を下げることで
消費電力を下げることができる。 電界の弱い部分の液晶は十分に捩じられない。この
部分の液晶が十分に捩じられるまで印加電圧を上げる
と、電界の強い部分の液晶は捩じれすぎることで透過率
を下げてしまう可能性が高い。なお、ＩＰＳモードで
は、液晶の捩じれ角４５°の時に透過率が最大となる。
この発明のＬＣＤの構造は、電界分布を改善できる点で
液晶の捩じれ角を均一に近づけられる。結果として、透
過率を改善できる。 請求項７の構造では、スペーサを設ける必要がなく
なる。従って、工程数の減少とスペーサからの光漏れに
よる光学特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施例を示す原理的な断面
図。
【図２】請求項４の発明の実施例を示す原理的な断面
図。
【図３】請求項６の発明の実施例を示す原理的な断面
図。
【図４】請求項６の発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】請求項８の発明の実施例を示す原理的な断面
図。
【図６】従来のＩＰＳモードのＬＣＤの一例を示す原理
的な断面図。
【図７】従来のＩＰＳモードのＬＣＤの他の例を示す原
理的な断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画素電極と共通電極とが基板内面に対向
    して形成されているアレイ基板が、対向基板と貼り合わ
    され、それら両基板間に液晶が封入されている横電界モ
    ード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子において、 前記対向基板の内面に共通電極が前記アレイ基板の共通
    電極と対向して形成されていることを特徴とする液晶表
    示素子。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記対向基板に形成
    される共通電極は、その両側縁が前記アレイ基板の共通
    電極の両側縁の内側になるように、電極幅がアレイ基板
    の共通電極の幅より狭く形成されていることを特徴とす
    る液晶表示素子。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記対向基板に形成
    される共通電極は、ブラックマトリクスと同じ材料で形
    成されていることを特徴とする液晶表示素子。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記対向基板に画素
    電極が前記アレイ基板の画素電極と対向して形成されて
    いることを特徴とする液晶表示素子。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記対向基板に形成
    された画素電極は、導電性スペーサによって前記アレイ
    基板の画素電極と電気的に接続されていることを特徴と
    する液晶表示素子。
  6. 【請求項６】 画素電極と共通電極とが基板内面に対向
    して形成されているアレイ基板が、対向基板と貼り合わ
    され、それら両基板間に液晶が封入されている横電界モ
    ード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子において、 前記アレイ基板の画素電極または共通電極の膜厚が、セ
    ル厚の５０〜１００％であることを特徴とする液晶表示
    素子。
  7. 【請求項７】 画素電極と共通電極とが基板内面に対向
    して形成されているアレイ基板が、対向基板と貼り合わ
    され、それら両基板間に液晶が封入されている横電界モ
    ード（ＩＰＳモード）の液晶表示素子において、 前記アレイ基板の画素電極または共通電極の膜厚がセル
    厚に等しくされ、スペーサを兼ねていることを特徴とす
    る液晶表示素子。
  8. 【請求項８】 画素電極と共通電極とが基板内面に対向
    して形成されているアレイ基板が、対向基板と貼り合わ
    され、それら両基板間に液晶が封入されている液晶表示
    素子において、 前記対向基板の内面に共通電極が透明材料を用いて各画
    素の表示領域を覆うように形成され、横電界モードと縦
    電界モードが併用されていることを特徴とする液晶表示
    素子。
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