JPH1130784A - The liquid crystal display device - Google Patents

The liquid crystal display device

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JPH1130784A
JPH1130784A JP18643097A JP18643097A JPH1130784A JP H1130784 A JPH1130784 A JP H1130784A JP 18643097 A JP18643097 A JP 18643097A JP 18643097 A JP18643097 A JP 18643097A JP H1130784 A JPH1130784 A JP H1130784A
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Kazuyuki Funahata
Krausman Hagen
Katsumi Kondo
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夕香 内海
益幸 太田
一行 舟幡
介和 荒谷
克己 近藤
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid crystal display device of a multidomain horizontal electrical field method with a high opening ratio by providing the electrode with a structure bent on the substrate surface and making the number of that bent a specific range in one picture element. SOLUTION: The common electrode 2 and the pixel electrode 9 are each bent, with the number of that bent specified to be three to eleven within one pixel. In addition, the side adjacent to the image signal electrode 8 is linearly formed in the common electrode 2. The rubbing direction 21 for orienting liquid crystal on the boundary and the angle formed by the electrodes 2, 9, i.e., the bent angle θ are identical in all electrodes, with the angle θ set at 15 degrees. With the number of the bent specified to be three or more, a substantial opening ratio can be obtained even if the pixel is quadrisected. Further, with the number of the bent specified eleven or more, the opening ratio becomes 30% or below. Consequently, by prescribing the number of the bent to be three to eleven, the opening ratio can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係り、基板面にほぼ平行な方向に電界を印加して液晶を駆動する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to relates to a liquid crystal display device, a liquid crystal display device for driving a liquid crystal by applying an electric field in a direction substantially parallel to the substrate surface.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の液晶表示装置においては、液晶層を駆動する電極は2枚の基板上にそれぞれ形成され、対向配置された透明電極を用いていた。 In a conventional liquid crystal display device, electrodes for driving the liquid crystal layer are formed respectively on the two substrates, it has used oppositely disposed transparent electrodes. これは液晶に印加する電界の方向を基板面にほぼ垂直な方向とすることで動作するツイステッドネマチック表示方式に代表される。 This is typified by twisted nematic display system that operates by a direction substantially perpendicular to the direction of the electric field applied to the liquid crystal to the substrate surface.

【0003】一方、液晶に印加する電界の方向を基板面にほぼ平行にする方式として櫛歯電極対を用いた方式が、例えば、特公昭63−21907号、USP4,3 On the other hand, a method using a comb electrode pairs in the direction of the electric field applied to the liquid crystal as a method for substantially parallel to the substrate surface, for example, JP-B-63-21907, USP4,3
45,249号、WO91/10936号、特開平6− No. 45,249, No. WO91 / 10936, JP-A-6-
222397号および特開平6−160878号等により提案されている。 It proposed by equality and JP-A-6-160878 222,397.

【0004】この場合には電極は必ずしも透明である必要は無く、導電性の高い不透明な金属電極が用いられる。 [0004] In this case the electrodes are not necessarily transparent, highly conductive opaque metal electrode is used. この液晶に印加する電界の方向を基板面にほぼ平行な方向とする表示方式(以下、横電界方式と云う)について、折れ曲がった電極を用いてマルチドメインを形成し、表示面に対し斜め方向から見た場合の色調変化や階調反転をなくす方法については、S. The direction of the electric field applied to the liquid crystal display method according to a direction substantially parallel to the substrate surface (hereinafter, referred to as horizontal electric field method) for the multi-domain is formed using a bent electrode, an oblique direction to the display surface for information on how to eliminate the change in color tone and gradation inversion when viewed, S. Aratani et al. Aratani et al.
Jpn. Jpn. J. J. Appl. Appl. Phys. Phys. 36(1A/B)L27−2 36 (1A / B) L27-2
9(1997)に記載されている。 It is described in 9 (1997).

【0005】しかしながら、このような折れ曲がった電極を用いた場合の高開口率を得る方法については言及されていない。 However, no mention about how to obtain a high aperture ratio in the case of using such a bent electrode.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように折れ曲がった電極を用いて単純に画素を形成すると、画素そのものが折れ曲がった構造になる。 When forming a simple pixel using an electrode which is bent as described above [0005], resulting in the structure bent pixel itself. そのために、直線を表示した場合に、微小な画素の折れ曲がりが見えて、表示品質を低下させると云う問題がある。 Therefore, in the case of displaying a straight line, bending of minute pixels is visible, there is a problem that the lowering display quality.

【0007】そこで、画素は長方形のままとし、電極のみ折れ曲がったものを使用して、マルチドメインを形成することを考えた。 [0007] Therefore, the pixel is left of the rectangle, using those bent only electrodes was considered to form a multi-domain. 実際にそのように設計すると、画素の左右両端にある直線上の映像信号電極の間に、折れ曲がった共通電極および画素電極を配置することになる。 In fact so designed, during the picture signal electrode on a line to the left and right ends of the pixel, thus placing the common electrode and the pixel electrode is bent.
その場合、遮光しなければならない映像信号電極と隣接する共通電極(あるいは画素電極)の間の領域が増えるので、開口率が大幅に低下してしまうと云う問題が生じた。 In that case, since the area between the common electrode (or pixel electrode) and an adjacent video signal electrode must be light shielding increases, and refers problem occurred aperture ratio is greatly reduced.

【0008】本発明の目的は、上記のこうした課題を解決し、高開口率のマルチドメイン横電界方式の液晶表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve these problems described above, it is to provide a liquid crystal display device of multi-domain IPS mode a high aperture ratio.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】長方形の画素で電極のみ折れ曲がったものを用いた場合、開口率を低下させる要因として、下記の3点が挙げられる。 Means for Solving the Problems The case of using a bent rectangular pixel electrode only, as a factor to lower the aperture ratio, include the following three points.

【0010】 映像信号電極とそれに隣接する電極との間に挟まれた領域が広くなる。 [0010] region sandwiched between the video signal electrode and the electrode adjacent thereto is widened.

【0011】 映像信号電極に隣接する電極の幅が広い。 [0011] The width of the electrode adjacent to the picture signal electrode is wide.

【0012】 電極の折れ曲がった個所に生ずるディスクリネーション(液晶が動かない領域)により光が透過しない部分が生ずる。 [0012] portion light is not transmitted by disclination occurring bent point (area where the liquid crystal does not move) of the electrode occurs.

【0013】上記を解決する本発明の要旨は次のとおりである。 [0013] subject matter of the present invention to solve the above is as follows.

【0014】(1) 一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、 [0014] (1) a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, at least one of said substrate includes a plurality of electrodes for applying an electric field substantially parallel to the liquid crystal layer to the substrate,
該電極の少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜または電極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置において、前記電極が基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、その折れ曲がりの数が1画素内で3〜11であることを特徴とする液晶表示装置。 A protective film for protecting the at least one of the electrodes, the liquid crystal display device having an alignment film formed on the protective layer or on the electrode has a structure in which the electrode is bent on the substrate surface, and bending the the liquid crystal display device wherein the number of is 3 to 11 in one pixel.

【0015】(2) 直線状に形成され映像信号電極と、該映像信号電極に最も隣合う前記折れ曲がった電極は、映像信号電極側のみが直線状になるよう形成されている前記の液晶表示装置。 [0015] (2) and linearly formed image signal electrodes, most adjacent the bent electrode video signal electrode, the liquid crystal display device in which only the video signal electrode side is formed to be straight .

【0016】(3) 前記折れ曲がった電極は、その折れ曲がり部において、その角度が異なる部分を2つ以上設け段階的に折れ曲がっている電極を備えた前記の液晶表示装置。 [0016] (3) the bent electrode at its bent portion, the liquid crystal display device provided with an electrode the angle is bent different parts into two or more provided stepwise.

【0017】前記の領域を低減すには折れ曲がった電極の曲げる数を増やすことが有効である。 [0017] It is effective to increase the number of bending of bent electrodes to reduce to the region. 電極の折れ曲げ角度が同じ場合折り曲げの数を増やすと、直線状の映像信号電極との間の領域が小さくなる。 When bending the bending angle of the electrodes increase the number of bending when the same region between the linear video signal electrode is reduced.

【0018】実際には折れ曲がり数が3個以上になると急激に前記の領域が小さくなり高開口率が得られる。 [0018] In practice, the number of bends is 3 or more rapidly the area becomes smaller high aperture ratio is obtained.
しかし、逆に折れ曲がり数が多くなると前記のディスクリネーションによる光の透過しない領域が増え、開口率が低下してしまう。 However, the region number of bends in the reverse many becomes not transmit the light by disclination increases, the aperture ratio decreases.

【0019】開口率の下限は、ISO9243で定められており30%以上でないといけないとされている。 The lower limit of the aperture ratio, there is a dont not more than 30% is defined by ISO9243. 上記規格を満足するには折れ曲がり数は3〜11がよい。 Number bent To satisfy the above standard good 3-11.

【0020】映像信号電極と最も隣合う折れ曲がった電極の映像信号電極側を直線状に形成(図1(a))すると、映像信号電極8との間の光が漏れる領域(図1 [0020] forming a video signal electrode side of the image signal electrode and the most adjacent bent electrodes linearly (FIG. 1 (a)) Then, a region where the light between the image signal electrode 8 is leaking (Fig. 1
(b))をさらに小さくできる。 Can be further reduced (b)). この領域が小さくなればその部分を遮光するブラックマトリクスの大きさを小さくでき、実質的に開口率を大きくすることができる。 The smaller this area can reduce the size of the black matrix which shields the part, it is possible to increase the substantial aperture ratio.

【0021】一画素内の両端の電極の折り曲げを2段階(図6のθ 1とθ 2 )以上にする。 [0021] To fold the two steps at both ends of the electrode in one pixel (the theta 1 of FIG. 6 theta 2) or more. 特に、前記の映像信号電極8に隣接する電極ではその幅を小さくできる。 In particular, the electrode adjacent to the video signal electrodes 8 can be reduced in width. これにより開口率を大きくすることができる。 Thereby the aperture ratio is increased.

【0022】また、輝度を上げるためには開口率を上げるだけでなく、下記により全体の光透過率を大きくして、輝度向上を図ることができる。 Further, in order to increase the brightness is not only increasing the aperture ratio by increasing the total light transmittance by the following, it is possible to brightness enhancement.

【0023】(4) 青,緑,赤の画素を有し、前記青の画素におけるピーク透過率波長が450〜500n [0023] (4) blue, green, has a red pixel, peak transmission wavelength in the pixel of the blue 450~500n
m、緑の画素におけるピーク透過率波長が540〜56 m, the peak transmission wavelength in the green pixel 540-56
0nm、赤の画素におけるピーク透過率波長が540〜 0 nm, the peak transmission wavelength in the red pixel 540~
600nmとなるよう液晶層の厚さが形成され、各画素の電極は基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、その折れ曲がりの数が1画素内で3〜11で、前記青の画素における電極の折れ曲がり角度は、前記緑の画素の電極の折れ曲がり角度よりも小さくなるよう形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 Is formed the thickness of the liquid crystal layer so as to be 600 nm, the electrodes of each pixel has a bent structure on the substrate surface, and, at 3 to 11 numbers in one pixel of the bending, the pixel of the blue bending angle of the electrode, a liquid crystal display device characterized by being formed to be smaller than the bending angle of the green pixel electrode.

【0024】横電界方式はいわゆる複屈折モードを用いているためその透過率Tは、一般に〔1〕式で表すことができる。 The plane switching its transmittance T due to the use of so-called birefringence mode can be represented by the general [1] expression.

【0025】 [0025]

【数1】 T=T 0・sin 2 2φ・sin 2 〔(π・d・Δn)/λ〕 …〔1〕 ここで、T 0は係数で、主として液晶パネルに使用される偏光板の透過率で決まる数値、φは液晶層の実効的な光軸と偏光透過軸のなす角度、dは液晶層の厚さ、Δn [Number 1] T = T 0 · sin 2 2φ · sin 2 [(π · d · Δn) / λ ] ... [1] where, T 0 is a factor, mainly transmission of the polarizing plate used in a liquid crystal panel numerical determined by rate, phi is effective optical axis and the angle of the polarization transmission axis of the liquid crystal layer, d is the liquid crystal layer thickness, [Delta] n
は液晶の屈折率異方性、λは光の波長を表す。 The refractive index anisotropy of the liquid crystal, lambda represents the wavelength of light.

【0026】〔1〕式から分かるように、d・Δn/λ [0026] [1] As can be seen from the equation, d · Δn / λ
が1/2の整数倍になると透過率が最も大きくなる。 There transmittance is maximized and an integral multiple of 1/2. 通常この値が概ね1/2となるように設定して十分な透過率を得るようにする。 Usually so as to obtain a sufficient transmittance set to this value is approximately 1/2. しかしながら、通常用いられる青、緑、赤の画素を用いた液晶表示装置では、それぞれの画素を最終的に透過する光の波長が異なる。 However, blue normally used, green, in the liquid crystal display device using the red pixel, the wavelength of light that ultimately transmitting each pixel is different. 従って、 Therefore,
d・Δn/λ≒1/2になるdは、各画素で異なってしまう。 d · Δn / λ ≒ d becomes 1/2 becomes different at each pixel. そのため、青、緑、赤のそれぞれの画素の光の透過率を最大にするためには、それぞれの画素の液晶層の厚さdを変える必要がある。 Therefore, blue, green, in order to maximize the transmittance of light of each pixel of red, it is necessary to change the thickness d of the liquid crystal layer of each pixel. しかし、横電界方式の場合、液晶層の厚さdを変えると駆動電圧がそれぞれ変わってしまう。 However, if the transverse electric field mode, a drive voltage changing the thickness d of the liquid crystal layer would change, respectively.

【0027】横電界方式の液晶表示装置のしきい値電圧Ecは〔2〕式で表される。 The threshold voltage Ec of the liquid crystal display device of IPS mode is expressed by (2) expression.

【0028】 [0028]

【数2】 Ec=π/d・√〔K 2 /(ε 0・Δε)〕 …〔2〕 ここで、dは液晶層の厚さ、K 2は液晶のツイストの弾性定数、ε 0は真空の誘電率、Δεは液晶の誘電率の異方性を示す。 [Number 2] Ec = π / d · √ [K 2 / (ε 0 · Δε ) ] ... [2] where, d is the thickness of the liquid crystal layer, K 2 is the elastic constant of the liquid crystal of twist, epsilon 0 is vacuum dielectric constant, [Delta] [epsilon] represents a dielectric anisotropy of the liquid crystal.

【0029】上記〔2〕式から分かるように、液晶層の厚さdが小さくなるとしきい値電圧は大きくなり、いわゆる駆動電圧が大きくなる。 [0029] As can be seen from the above (2) type, the thickness d decreases as the threshold voltage of the liquid crystal layer is increased, so the driving voltage increases. 従って、各色の画素の透過率をそれぞれ最大にしようと液晶層の厚さdを変えると、それぞれの画素の駆動電圧が変化してしまうと云う問題が生じる。 Thus, attempts to the transmittance of each color pixel to the maximum, respectively changing the thickness d of the liquid crystal layer, the problem of the driving voltage of each pixel is referred to as varies arises.

【0030】折れ曲がった電極を用いたマルチドメイン横電界方式の場合には、折れ曲がり角度をそれぞれ変えることにより駆動電圧を変えることができるため、この問題を解決することができる。 [0030] In the case of a multi-domain IPS mode using bent electrodes, it is possible to change the driving voltage by changing the bending angles, can solve this problem. 即ち、液晶層の厚さが小さい画素では折れ曲がり角度を小さくし、液晶層の厚さが大きい画素では折れ曲がり角度を大きくすることにより、それぞれの画素の駆動電圧を等しくできる。 That is, to reduce the angle bending in the pixel thickness is small of the liquid crystal layer, by increasing the bending angle in the pixel is large thickness of the liquid crystal layer can be equal to the driving voltage of each pixel.

【0031】 [0031]

【発明の実施の形態】 〔実施例 1〕図1は本発明の電極を形成した液晶表示素子の単位画素の模式図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Example 1 Figure 1 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display element formed of the electrode of the present invention. また、図2は図1の液晶表示素子の模式断面図である。 Also, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of FIG.

【0032】ガラス基板1上にAlからなる共通電極2 The common electrode 2 made of Al on a glass substrate 1
および走査信号電極3が形成され、さらにその表面はアルミナ膜4で被覆されている。 And the scan signal electrode 3 is formed, and further the surface thereof coated with alumina film 4. また、それらの電極の上にSiNからなるゲート絶縁膜5が形成され、さらにその上に非晶質Si(a−Si)膜6、n型a−Si膜7、Al/Crからなる映像信号電極8および画素電極9からなるTFT(Thin Film Transistor)が形成されている。 Further, the gate insulating film 5 made of SiN over those electrodes is formed, and further amorphous Si (a-Si) thereon film 6, n-type a-Si film 7, a video signal consisting of Al / Cr TFT made of the electrode 8 and the pixel electrode 9 (Thin Film Transistor) is formed.

【0033】さらにその上層には、SiNからなる保護膜10が形成され、さらにその上層には配向膜11が形成されている。 [0033] More thereon, a protective film 10 made of SiN is formed, and is further formed an alignment film 11 thereon.

【0034】共通電極2は走査信号電極3と平行に配置されている。 The common electrode 2 is disposed parallel to the scanning signal electrodes 3. また、画素の開口部25は、共通電極2および画素電極9によって4分割されている。 The opening 25 of the pixel is divided into four by the common electrode 2 and the pixel electrode 9. また、画素電極9は共通電極2と一部重なり合い、保持容量を形成している。 Further, the pixel electrode 9 overlaps a portion common electrode 2, to form a storage capacitor. 画素ピッチは横方向が100μm、縦方向が300μmであり、開口部の大きさは77μm×235 Pixel pitch laterally 100 [mu] m, the vertical direction is 300 [mu] m, the size of the opening is 77 m × 235
μmである。 It is μm.

【0035】また、開口部25内の電極の幅はいずれも6μmである。 Further, both the width of the electrode in the opening 25 is 6 [mu] m. 開口部25の大きさは、共通電極2と映像信号電極8の間の光漏れが、上下基板の合わせ位置が左右に5.5μmずれても、正面から見えないよう決定した。 Size of the opening 25, light leakage between the common electrode 2 and the video signal electrodes 8, alignment of the upper and lower substrates be shifted 5.5μm on the left and right, it was determined to be not visible from the front.

【0036】本実施例の特徴は、図1に示すように共通電極2および画素電極9がそれぞれ折れ曲がっており、 The feature of this embodiment, the common electrode 2 and the pixel electrodes 9 as shown in FIG. 1 are bent respectively,
折れ曲がり数が5である。 The number of bends is 5. また、共通電極2の映像信号電極8に隣接する側は直線状に形成されている。 Further, the side adjacent to the image signal electrode 8 of the common electrode 2 are formed linearly. 界面での液晶を配向させるためのラビング方向21と、電極2,9とがなす角度、即ち、折れ曲がり角θはいずれの電極においても等しく、本実施例ではその角θは15度とした。 The rubbing direction 21 to align the liquid crystal at the interface, the angle between the electrodes 2,9, i.e., equally in bending corner θ is any of the electrodes, the angular θ was 15 degrees in the present embodiment.

【0037】また、折れ曲がり数(開口部内の折れ曲がり部の数)を3以上にすると、画素が4分割でもかなりの開口率を得ることができる。 Further, when the number of bending (the number of bent portions of the opening) to 3 or more, it is possible to pixels to obtain a substantial aperture ratio in 4 divided. 図1のように折れ曲がり数5の場合は、その開口率は32.5%である。 For bending the number 5 as shown in FIG. 1, the aperture ratio is 32.5%.

【0038】折れ曲がり角θで折れ曲がり数が1であると映像信号電極8に隣接する共通電極2が非常に大きくなり、開口率が著しく小さくなることが図1から容易に推測できよう。 The bending speed bends at bend θ common electrode 2 becomes very large, which is adjacent to the video signal electrodes 8 If it is 1, the aperture ratio can be made extremely small it could easily inferred from FIG. この場合の開口率は20.5%である、 Aperture ratio in this case is 20.5%,
このように折れ曲がり数を3以上とすることにより、開口率を向上することができる。 With such a number of bends 3 or more, it is possible to improve the aperture ratio.

【0039】なお、折れ曲がり数は奇数の方が望ましい。 [0039] It should be noted that the number of bent is towards the odd number is desirable. 電極を図1のように折り曲げることによるマルチドメインの形成は、横電界方式の色調変化低減を目的としている。 Formation of multi-domain by folding the electrode as shown in FIG. 1 is intended color change reduction in transverse electric field mode. 電極を折り曲げることにより、液晶の向きが反対称的なドメインをそれぞれ同数形成し、それぞれの色調変化を補償し合うことになり色調変化を低減する。 By bending the electrodes, the liquid crystal orientation are each the same number form a antisymmetric domain, to reduce the color change will be mutually compensate for each color change. 折れ曲がり数が偶数の場合には、液晶の向きが反対称的なドメインの数が同数とならないため、マルチドメイン形成による色調変化の低減効果が小さくなってしまう。 If the number of bending is even, since the liquid crystal orientation is not the number of antisymmetric domain is the same number, the effect of reducing color change caused by the multi-domain formation is reduced. 従って、折れ曲がり数は奇数である方が望ましい。 Therefore, the number of bends is more desirable an odd number.

【0040】実際の折れ曲がり角θは、開口率の点からは小さいことが望ましいが、あまり小さいとディスクリネーションが発生する。 [0040] The actual bending angle θ, but it is desirable that small from the viewpoint of the aperture ratio, disclination occurs too small. また、折れ曲がり角θが小さいと応答速度が急激に遅くなる。 In addition, the response speed is rapidly slow the broken corner θ is small. 従って、2〜30度、望ましくは5〜30度の範囲がよい。 Therefore, 2 to 30 °, preferably it is from 5 to 30 degrees.

【0041】〔実施例 2〕図3は本発明の電極を形成した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 [0041] Example 2 FIG. 3 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of another embodiment of forming the electrode of the present invention. 本実施例では共通電極2の映像信号電極8に隣接する側が直線ではなく、他の電極と同様に折れ曲がっている以外は実施例1と同様である。 Side is not a straight line adjacent to the video signal electrodes 8 of the common electrode 2 in the present embodiment, except that is bent in the same manner as the other electrode is the same as in Example 1.

【0042】実施例1と同様に開口部25の大きさは、 [0042] The size of the openings 25 in the same manner as in Example 1,
56μm×235μmとなる。 A 56μm × 235μm. この場合の開口率は2 Aperture ratio in this case is 2
5.4%となり、実施例1の場合に比べて小さい。 It becomes 5.4%, smaller than that of Example 1. この場合、図1のように共通電極2の映像信号電極8に隣接する側を直線状に形成すると開口率を大きくすることができる。 In this case, it is possible to increase the aperture ratio to form linearly a side adjacent to the image signal electrode 8 of the common electrode 2 as shown in FIG.

【0043】図4は、折れ曲がり数と開口率の関係を示した図である。 [0043] Figure 4 is a diagram showing the relationship between the bending number and the aperture ratio. 画素サイズ等は実施例1と同等であり、 Pixel size, etc. is equivalent to Example 1,
開口部の大きさが77μm×235μmであり、開口部内の電極の幅は全て6μmとした。 The size of the openings is 77 m × 235 [mu] m, the width of the electrode in the opening were all 6 [mu] m.

【0044】既述のように映像信号電極8と共通電極2 [0044] common with the video signal electrode 8 as described above electrode 2
の間の領域の大きさは、折れ曲がり数に対して逆比例し小さくなる。 The size of the area between the inverse proportional smaller relative number bends. 従って、折れ曲がり数が1から5まででは折れ曲がり数の増加に伴い、相対透過率が急激に上昇する。 Therefore, the number of bends is with an increase in the number of bends in the 1 to 5, relative transmittance increases rapidly. しかし、折れ曲がり部に発生するディスクリネーションによる透過率の低下は、折れ曲がり数に比例して大きくなるので、図4のように折れ曲がり数が6を越えると、逆に相対透過率が低下し、11以上になると開口率が30%以下になる。 However, the decrease in transmittance due to disclination generated in the bent portion, increases in proportion to the number of bends, the number of bends as shown in FIG. 4 exceeds 6, the relative transmittance decreases conversely, 11 the aperture ratio is below 30% becomes more than. 従って、折れ曲がり数としては3 Therefore, as is the number of bends 3
〜11が望ましい。 To 11 it is desirable.

【0045】〔実施例 3〕図5は本発明の電極を形成した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 [0045] [Embodiment 3] FIG. 5 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of another embodiment of forming the electrode of the present invention. 本実施例の特徴は共通電極2同志の連結部分が、図1,3のように画素の下端ではなく、画素中央にある点にある。 Wherein the connecting portion of the common electrode 2 comrades of this embodiment, rather than the lower end of the pixel as shown in FIGS. 1 and 3, there is a certain point in the center of the pixel.

【0046】この場合、中央の電極折れ曲がり部に発生するディスクリネーションを共通電極で遮光できる。 [0046] In this case, it can be shielded disclination generated in the center of the electrode bent portion in the common electrode. 従って、共通電極2同志の連結部分が画素の下端にある場合と比較して、高開口率が得られる。 Thus, connecting portion of the common electrode 2 each other is compared with the case where the bottom of the pixel, a high aperture ratio is obtained.

【0047】実施例1と同様な画素サイズの構成した場合には、本実施例での開口率は33.5%となり、実施例1より開口率を約1%向上することができる。 [0047] When configured similar pixel size as in Example 1, the aperture ratio in this embodiment becomes 33.5%, it can be increased by about 1% aperture ratio than that of Example 1.

【0048】〔実施例 4〕図6は本発明の電極を形成した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 [0048] Example 4 FIG. 6 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of another embodiment of forming the electrode of the present invention. 本実施例の特徴は映像信号電極8に隣接する共通電極2の折れ曲がり部の折れ曲がり角を2種(θ 1とθ 2 Two breakage corner of the bent portion of the common electrode 2 feature of this embodiment is adjacent to the image signal electrode 8 (theta 1 and theta 2)
設けたことである。 Provided is that it was.

【0049】こうすることにより、折れ曲がり角がθ 2 [0049] By doing so, broken corner is θ 2
だけの場合と比較して、電極の幅を小さくすることができ、これによって開口率を大きくすることができる。 As compared with the case of only, it is possible to reduce the width of the electrode, whereby it is possible to increase the aperture ratio.

【0050】本実施例ではθ 2が15度で、θ 1が3度とした。 [0050] 2 theta in the present embodiment by 15 °, theta 1 is 3 degrees. また、θ 1の部分とθ 2の部分の電極の長さの比を1:1とした。 Further, the ratio of the length of theta 1 portion and theta 2 of the portion of the electrode was 1: 1. その他は実施例1と同様である。 Others are the same as in Example 1. この場合、開口率は37.2%となり、実施例1の場合と比較して大幅に向上することができる。 In this case, the aperture ratio becomes 37.2%, it can be greatly improved as compared with the case of Example 1.

【0051】〔実施例 5〕図7は本発明の電極を形成した他の実施例の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 [0051] Example 5 FIG. 7 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of another embodiment of forming the electrode of the present invention. また、図8はその液晶表示装置の模式断面図である。 Further, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device. 本実施例の特徴は画素電極9を途中からITOにし、保護膜10の上画素電極9とITO画素電極22を配置したことである。 The feature of this embodiment is that the ITO in the middle of the pixel electrode 9 was arranged pixel electrodes 9 and the ITO pixel electrode 22 on the passivation film 10.

【0052】電極間に横方向の電界を印加した際、画素電極8の上にも多少横方向の電界が発生する。 [0052] When an electric field is applied in the lateral direction between the electrodes, the electric field somewhat lateral direction on the pixel electrode 8 is generated. 従って、 Therefore,
該電極上の液晶も開口部と同様に上記電界によって駆動される。 Electric best LCD are driven similarly to the opening by the electric field. 画素電極9を途中からITOにしたことで電極上の液晶の駆動回転による光の透過を利用でき、全体の光透過率を上げ高輝度化を実現できる。 Available transmission of light by the liquid crystal driving rotation on the electrode by which the ITO pixel electrode 9 in the middle, can realize high luminance increasing the overall light transmittance.

【0053】〔実施例 6〕図9に本発明の電極を有する液晶表示素子の基板の模式正面図および模式断面図である。 [0053] is a schematic front view and schematic cross-sectional view of the substrate of the liquid crystal display device having the electrode of the present invention to Example 6 FIG. 本実施例の特徴は、画素Bの液晶層の厚さを画素Gおよび画素Rの厚さより薄くし、画素Bの電極の折れ曲がり角θを画素G,Bの折れ曲がり角より小さくしたことである。 The feature of this embodiment is that thinner than the thickness of the thickness of the pixel G and the pixel R of the liquid crystal layer of the pixel B, and less than bending angle of the bending angle θ of the pixel G, B of the electrode of the pixel B. 実際には既述のように、各画素を透過する光の波長に合わせて各画素の透過率が最大になるようにするには、このように液晶層の厚さを制御する必要が出てくる。 In fact, as already described, the transmittance of each pixel in accordance with the wavelength of the light transmitted through each pixel is set to be a maximum, thus it is necessary to be controlled thickness of the liquid crystal layer come.

【0054】本実施例では、画素Bのリターデーションを240nm、画素G,Rのリターデーションを280 [0054] In this embodiment, 240 nm retardation of the pixel B, pixel G, the retardation R 280
nmとした。 It was nm. 前記〔2〕式からも分かるように、液晶層の厚さが薄くなったことにより、画素Bの駆動電圧は画素G,Rの駆動電圧より高くなる。 As can be seen from the above [2] wherein by the thickness of the liquid crystal layer is thinned, the driving voltage of the pixel B becomes higher than the driving voltage of the pixel G, R. そこで図9のように画素Bの電極の折れ曲がり角θを小さくして、駆動電圧が低くする。 Therefore to reduce the bending angle θ of the pixel B electrodes as shown in FIG. 9, the drive voltage is low. このように各画素の駆動電圧を同じにすることができる。 Thus the driving voltage of each pixel can be the same.

【0055】折れ曲がり角θは、直線状の電極を用いた際の電極とラビング方向とのなす角度(ラビング角度) [0055] The bending corner theta, the angle between the electrode and the rubbing direction when using the linear electrode (rubbing angle)
に対応する。 Corresponding to. ラビング角度を小さくすると横電界方式でのしきい値電圧と最大透過率を示す電圧とがそれぞれ小さくなる。 It is smaller respectively voltage indicative of the threshold voltage and the maximum transmittance in the horizontal electric field method Decreasing the rubbing angle. 従って、ラビング角度を小さくすると駆動電圧が小さくなる。 Accordingly, the driving voltage is reduced by decreasing the rubbing angle.

【0056】この現象を利用すると、本実施例のように各画素の光透過率を最大にでき、かつ、各画素の駆動電圧を等しくできる。 [0056] Using this phenomenon, the light transmittance of each pixel as in this embodiment can be up to, and can be equal to the driving voltage of each pixel. 本実施例では画素Bの折れ曲がり角を8度とし、画素G,Rの折れ曲がり角をそれぞれ15 And 8 degrees corner fold of the pixel B in the present embodiment, a pixel G, the R bending a corner respectively 15
度とした。 It was the degree. これにより、いずれの画素の駆動電圧も、ほぼ同じにすることができた。 Accordingly, the driving voltage of any pixel was also able to substantially the same. このように各画素の駆動電圧を同じにしたまゝで、各画素の透過率を最大にできるため、液晶表示装置の高輝度化を図ることができる。 Thus the driving voltage of each pixel the same Nishitama ゝ, the transmittance of each pixel for can be maximized, it is possible to increase the brightness of the liquid crystal display device.

【0057】〔実施例 7〕図10は本発明の液晶表示装置の全体構成図である。 [0057] Example 7 FIG. 10 is an overall configuration diagram of a liquid crystal display device of the present invention.

【0058】実施例1の液晶表示素子のTFT基板上に垂直走査回路17、映像信号駆動回路18、共通電極駆動回路19を接続し、電源回路およびコントローラ20 [0058] The liquid crystal display vertical scanning circuit 17 to TFT substrate of the device of Example 1, the video signal driving circuit 18 connects the common electrode driving circuit 19, a power supply circuit and a controller 20
から走査信号電圧、映像信号電圧、タイミング信号を供給し、アクティブマトリクス駆動する。 Scanning signal voltage from the supplies the video signal voltage, timing signal, for active matrix driving.

【0059】実施例1の液晶表示素子では、上下基板のラビング方向はほぼ平行である。 [0059] In the liquid crystal display device of Example 1, the rubbing direction of the upper and lower substrates are generally parallel. また、図1のラビング方向21と平行な透過軸を有する偏光板と、垂直な透過軸を有する偏光板をそれぞれ基板の外側に張り付けて使用する。 Also, for use affixed to the outside of each substrate a polarizing plate having a polarizing plate, a vertical transmission shaft having a transmission axis parallel to the rubbing direction 21 of FIG. 1. このように配置することによってノーマリクローズ特性を得ることができる。 It can be obtained normally closed characteristics by this arrangement.

【0060】以上のような構成とすることにより、高輝度で斜め方向の色調変化および階調反転のない横電界方式の液晶表示装置を提供できる。 [0060] With above-described configuration, it is possible to provide a liquid crystal display device of IPS mode without diagonal color change and the gradation reversal at high luminance.

【0061】 [0061]

【発明の効果】本発明によれば、高輝度で視野角が著しく広く、かつ、斜め方向の色調変化および階調反転のない液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, significantly wide viewing angle high brightness, and can provide a liquid crystal display device having no diagonal color tone change and gray scale inversion.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の電極を形成した実施例1の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 1 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of Example 1 in which the electrode was formed of the present invention.

【図2】図1の液晶表示素子の模式断面図である。 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of FIG.

【図3】本発明の電極を形成した実施例2の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 3 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of Example 2 in which the electrode was formed of the present invention.

【図4】本発明の電極の折れ曲がり数と開口率の関係を示した図である。 4 is a diagram showing the relationship between the number and the aperture ratio bending of the electrode of the present invention.

【図5】本発明の電極を形成した実施例3の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 5 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of Example 3 formed the electrode of the present invention.

【図6】本発明の電極を形成した実施例4の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 6 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of Example 4 having electrodes formed of the present invention.

【図7】本発明の電極を形成した実施例5の液晶表示素子の単位画素の模式図である。 7 is a schematic view of a unit pixel of the liquid crystal display device of Example 5 having electrodes formed of the present invention.

【図8】図7の液晶表示素子の模式断面図である。 8 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device of FIG.

【図9】本発明の電極を有する実施例6の液晶表示素子の模式正面図および模式断面図である。 9 is a schematic front view and schematic sectional view of a liquid crystal display device of Example 6 having the electrode of the present invention.

【図10】本発明の液晶表示素子を用いた液晶表示装置の全体構成図である。 It is an overall configuration diagram of a liquid crystal display device using a liquid crystal display device of the present invention; FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…ガラス基板、2…共通電極、3…走査信号電極、4 1 ... glass substrate, 2 ... common electrode, 3 ... scanning signal electrodes, 4
…アルミナ膜、5…ゲート絶縁膜、6…非晶質Si(a ... alumina film, 5 ... gate insulating film, 6 ... amorphous Si (a
−Si)膜、7…n型a−Si膜、8…映像信号電極、 -Si) film, 7 ... n-type a-Si film, 8 ... video signal electrode,
9…画素電極、10…保護膜、11…配向膜、12…液晶層、13…対向ガラス基板、14…ブラックマトリックス、15…カラーフィルタ、16…カラーフィルタ用保護膜、17…垂直走査回路、18…映像信号駆動回路、19…共通電極駆動回路、20…電源回路およびコントローラ、21…ラビング方向、22…ITO画素電極、23…表示領域、24…電極、25…開口部。 9 ... pixel electrode, 10 ... protective film, 11 ... orientation film, 12 ... liquid crystal layer, 13 ... counter glass substrate, 14 ... black matrix 15 ... color filter, 16 ... protective film for a color filter, 17 ... vertical scanning circuit, 18 ... video signal driving circuit, 19 ... common electrode driving circuit, 20 ... power supply circuit and the controller, 21 ... rubbing direction, 22 ... ITO pixel electrode, 23 ... display area, 24 ... electrode, 25 ... opening.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 益幸 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 舟幡 一行 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Ota Ekiko Mobara City, Chiba Prefecture Hayano 3300 address Hitachi Seisakusho electronic device business unit (72) inventor Katsumi Kondo Hitachi City, Ibaraki Prefecture Omika-cho, seven chome No. 1 shares company Hitachi, Ltd. Hitachi the laboratory (72) inventor FuneHata line Hitachi City, Ibaraki Prefecture Omika-cho, seven chome No. 1 Co., Ltd. Hitachi, Ltd. Hitachi within the Institute

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、該電極の少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜または電極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置において、 前記電極が基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、 And 1. A pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, at least one of said substrate includes a plurality of electrodes for applying an electric field substantially parallel to the liquid crystal layer to the substrate, the electrode at least a protective film one protecting, in a liquid crystal display device having an alignment film formed on the protective layer or on the electrode has a structure in which the electrode is bent on the substrate surface, and the,
    その折れ曲がりの数が1画素内で3〜11であることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device wherein the number of the bending is 3 to 11 in one pixel.
  2. 【請求項2】 直線状に形成され映像信号電極と、該映像信号電極に最も隣合う前記折れ曲がった電極は、映像信号電極側のみが直線状になるよう形成されている請求項1に記載の液晶表示装置。 2. A linearly formed image signal electrodes, most adjacent the bent electrode video signal electrodes, according to claim 1 in which only the video signal electrode side is formed to be straight The liquid crystal display device.
  3. 【請求項3】 前記折れ曲がった電極は、その折れ曲がり部において、その角度が異なる部分を2つ以上設け段階的に折れ曲がっている電極を備えた請求項1に記載の液晶表示装置。 Wherein the bent electrode at its bent portion, a liquid crystal display device according to claim 1 comprising an electrode the angle is bent stepwise provided two or more different parts.
  4. 【請求項4】 一対の基板と、該基板間に挟持された液晶層を有し、前記基板の少なくとも一方には、基板にほぼ平行な電界を液晶層に印加する複数の電極と、該電極の少なくとも一つを保護する保護膜と、該保護膜または電極上に形成された配向膜を有する液晶表示装置において、 青,緑,赤の画素を有し、前記青の画素におけるピーク透過率波長が450〜500nm、緑の画素におけるピーク透過率波長が540〜560nm、赤の画素におけるピーク透過率波長が540〜600nmとなるよう液晶層の厚さが形成され、各画素の電極は基板面上で折れ曲がった構造を有し、かつ、その折れ曲がりの数が1画素内で3〜11で、前記青の画素における電極の折れ曲がり角度は、前記緑の画素の電極の折れ曲がり角度よりも小さくなる 4. A pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, at least one of said substrate includes a plurality of electrodes for applying an electric field substantially parallel to the liquid crystal layer to the substrate, the electrode at least a protective film one protecting, in a liquid crystal display device having an alignment film formed on the protective layer or on the electrode, blue, green, has a red pixel, peak transmission wavelength in the pixel of the blue but 450 to 500 nm, peak transmission wavelength 540~560nm at the green pixel, the thickness of the liquid crystal layer so that the peak transmission wavelength in the red pixel is 540~600nm is formed, the electrodes of each pixel on the substrate surface It has a bent structure, and, at 3 to 11 numbers in one pixel of the bending, bending angle of the electrode in the pixel of the blue is smaller than the bending angle of the green pixel electrode う形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device characterized by being earthenware pots formed.
  5. 【請求項5】 液晶層の厚さと液晶の屈折率異方性の積で表わされるリターデーションが、青の画素では450 5. The retardation represented by thickness and product of the refractive index anisotropy of the liquid crystal of the liquid crystal layer, 450 is a blue pixel
    〜500nmの概ね1/2、緑の画素では540〜56 Roughly half of the ~500nm, is a green pixel 540-56
    0nmの概ね1/2、赤の画素では540〜600nm Roughly 1/2, 540~600nm in the red of the pixels of the 0nm
    の概ね1/2となるよう構成されている請求項4に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 4, which is configured substantially 1/2 become as.
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