JP2003195333A - 二分域横電界方式液晶表示装置 - Google Patents
二分域横電界方式液晶表示装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素電極と共通電極の間に勾配電場を発生さ
せるＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイを提供する。 【解決手段】 複数の縦伸共通電極３６ａ，３６ｂ，３
６ｃが各画素領域４２中に形成されて、各共通電極は曲
線形状を有する。複数の縦伸画素電極３４ａ，３４ｂが
各画素領域中に形成されて、各画素電極は曲線形状を有
する。その画素電極が共通電極の間に設けられて、２本
の隣接する画素電極と共通電極がサブ画素領域を形成す
る。液晶分子３８Ｉ，３８ＩＩが、液晶分子の回転方向
により、少なくとも２個の単分域として定義される各サ
ブ画素領域中に位置する。各サブ画素領域中の２本の隣
接する画素電極と共通電極がお互いに平行でないため、
勾配横電界がその間に形成される。
せるＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイを提供する。 【解決手段】 複数の縦伸共通電極３６ａ，３６ｂ，３
６ｃが各画素領域４２中に形成されて、各共通電極は曲
線形状を有する。複数の縦伸画素電極３４ａ，３４ｂが
各画素領域中に形成されて、各画素電極は曲線形状を有
する。その画素電極が共通電極の間に設けられて、２本
の隣接する画素電極と共通電極がサブ画素領域を形成す
る。液晶分子３８Ｉ，３８ＩＩが、液晶分子の回転方向
により、少なくとも２個の単分域として定義される各サ
ブ画素領域中に位置する。各サブ画素領域中の２本の隣
接する画素電極と共通電極がお互いに平行でないため、
勾配横電界がその間に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二分域横電界方式
液晶表示装置（ＩＰＳ-ＬＣＤ）に関し、特に画素電極
と共通電極の間に勾配電場を発生させるＩＰＳ−ＬＣＤ
の電極アレイに関する。
液晶表示装置（ＩＰＳ-ＬＣＤ）に関し、特に画素電極
と共通電極の間に勾配電場を発生させるＩＰＳ−ＬＣＤ
の電極アレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】横電界方式液晶表示装置（ＩＰＳ-ＬＣ
Ｄ）は、従来のねじれネマティック（ＴＮ）ＬＣＤを改
善するために、広視野角表示技術において使用あるいは
提案がなされてきた。ＩＰＳ−ＬＣＤは下ガラス基板
（ＴＦＴ基板）上に形成された共通電極と画素電極を有
し、その間に横電界を発生させて、ＬＣ分子を電場にそ
って再配向させる。そのため、ＩＰＳ−ＬＣＤデバイス
は視野角、コントラスト比および発光効率を向上させる
ことができた。
Ｄ）は、従来のねじれネマティック（ＴＮ）ＬＣＤを改
善するために、広視野角表示技術において使用あるいは
提案がなされてきた。ＩＰＳ−ＬＣＤは下ガラス基板
（ＴＦＴ基板）上に形成された共通電極と画素電極を有
し、その間に横電界を発生させて、ＬＣ分子を電場にそ
って再配向させる。そのため、ＩＰＳ−ＬＣＤデバイス
は視野角、コントラスト比および発光効率を向上させる
ことができた。
【０００３】共通電極と画素電極の電極アレイにより、
ＩＰＳ−ＬＣＤは単一分域型と二分域（two-domain）型
に分類される。図１において、従来の単一分域ＩＰＳ−
ＬＣＤ１０の電極アレイの平面図を示す。２本の平行ゲ
ートライン２は、２本の平行データライン４と直交して
矩形状画素領域を定義し、その中にＴＦＴデバイス５、
櫛形状画素電極６および杉綾模様の共通電極８が形成さ
れる。共通電極８のセンターワイヤー８ａが画素領域の
中心に沿って横に伸び、共通電極８の骨８ｂが縦に伸び
てセンターワイヤー８ａを形成する。画素電極６の歯６
ａを骨８ｂの間に設ける。アウター電圧がＩＰＳ−ＬＣ
Ｄに印加されると、横電界が隣接する骨８ｂと歯６ａの
間に発生する。
ＩＰＳ−ＬＣＤは単一分域型と二分域（two-domain）型
に分類される。図１において、従来の単一分域ＩＰＳ−
ＬＣＤ１０の電極アレイの平面図を示す。２本の平行ゲ
ートライン２は、２本の平行データライン４と直交して
矩形状画素領域を定義し、その中にＴＦＴデバイス５、
櫛形状画素電極６および杉綾模様の共通電極８が形成さ
れる。共通電極８のセンターワイヤー８ａが画素領域の
中心に沿って横に伸び、共通電極８の骨８ｂが縦に伸び
てセンターワイヤー８ａを形成する。画素電極６の歯６
ａを骨８ｂの間に設ける。アウター電圧がＩＰＳ−ＬＣ
Ｄに印加されると、横電界が隣接する骨８ｂと歯６ａの
間に発生する。
【０００４】帯状歯６ａが帯状骨８ｂと平行なため、隣
接する骨８ｂと歯６ａの間に横電界が形成される。均一
電界とは、対応する平面空間の各点での電場の強さ（方
向を含む）の相違（あるいは勾配）がゼロであることを
示す。これは同時にＬＣ分子に均一な駆動状態を持たせ
るが、これにはより高い駆動電圧が必要となる。この問
題を解決するために、画素領域中の歯６ａと骨８ｂの数
を増加して、ＩＰＳ−ＬＣＤ１０の駆動電圧を下げて、
隣接する骨８ｂと歯６ａの距離を減少させる。しかしな
がら、歯６ａと骨８ｂの線幅は４ミクロンより小さくで
きないため、歯６ａと骨８ｂの数が増加するにつれて、
画素領域の開口率が低下することとなった。そのため、
上で述べた均一電場のアレイ設計を有する単一分域ＩＰ
Ｓ−ＬＣＤ１０では、高開口率と低駆動電圧の要求を同
時に達成することができなかった。
接する骨８ｂと歯６ａの間に横電界が形成される。均一
電界とは、対応する平面空間の各点での電場の強さ（方
向を含む）の相違（あるいは勾配）がゼロであることを
示す。これは同時にＬＣ分子に均一な駆動状態を持たせ
るが、これにはより高い駆動電圧が必要となる。この問
題を解決するために、画素領域中の歯６ａと骨８ｂの数
を増加して、ＩＰＳ−ＬＣＤ１０の駆動電圧を下げて、
隣接する骨８ｂと歯６ａの距離を減少させる。しかしな
がら、歯６ａと骨８ｂの線幅は４ミクロンより小さくで
きないため、歯６ａと骨８ｂの数が増加するにつれて、
画素領域の開口率が低下することとなった。そのため、
上で述べた均一電場のアレイ設計を有する単一分域ＩＰ
Ｓ−ＬＣＤ１０では、高開口率と低駆動電圧の要求を同
時に達成することができなかった。
【０００５】二分域型ＩＰＳ−ＬＣＤは、単一分域ＩＰ
Ｓ−ＬＣＤ１０の色ずれ問題を解決するために開発され
た。図２において、従来の二分域型ＩＰＳ−ＬＣＤ２０
の電極アレイの平面図を示す。２本の横伸ゲートライン
１２と２本の縦伸データライン１４は画素領域１１を定
義して、その中にＴＦＴデバイス１５、櫛形状画素電極
１６および杉綾模様の共通電極１８が形成される。画素
電極１６の歯１６ａと共通電極１８の骨１８ｂはそれぞ
れ山型形状を有して、山型の傾斜部分は隣接する電極と
平行である。アウター電圧がＩＰＳ−ＬＣＤ２０に印加
される時、センターワイヤー１８ａの２側面において電
場の方向が異なり、ＬＣ分子の一部分を反時計回りの方
向へ回転させて、ＬＣ分子のその他の部分を時計回りの
方向に回転させる。そのため、センターワイヤー１８ａ
は画素領域１１を上単分域領域１１ａおよび下単分域領
域１１ｂとして画定する。それぞれの単分域領域１１ａ
あるいは単分域領域１１ｂの中においては、歯１６ａの
傾斜部分が骨１８ｂの傾斜部分と平行であるため、その
間に均一な横電界を発生させることができる。しかし、
これにも高駆動電圧および低開口率の問題があった。
Ｓ−ＬＣＤ１０の色ずれ問題を解決するために開発され
た。図２において、従来の二分域型ＩＰＳ−ＬＣＤ２０
の電極アレイの平面図を示す。２本の横伸ゲートライン
１２と２本の縦伸データライン１４は画素領域１１を定
義して、その中にＴＦＴデバイス１５、櫛形状画素電極
１６および杉綾模様の共通電極１８が形成される。画素
電極１６の歯１６ａと共通電極１８の骨１８ｂはそれぞ
れ山型形状を有して、山型の傾斜部分は隣接する電極と
平行である。アウター電圧がＩＰＳ−ＬＣＤ２０に印加
される時、センターワイヤー１８ａの２側面において電
場の方向が異なり、ＬＣ分子の一部分を反時計回りの方
向へ回転させて、ＬＣ分子のその他の部分を時計回りの
方向に回転させる。そのため、センターワイヤー１８ａ
は画素領域１１を上単分域領域１１ａおよび下単分域領
域１１ｂとして画定する。それぞれの単分域領域１１ａ
あるいは単分域領域１１ｂの中においては、歯１６ａの
傾斜部分が骨１８ｂの傾斜部分と平行であるため、その
間に均一な横電界を発生させることができる。しかし、
これにも高駆動電圧および低開口率の問題があった。
【０００６】図３は、従来のマルチドメインＩＰＳ−Ｌ
ＣＤ３０における、均一電場中の液晶（ＬＣ）分子２８
の回転を示す平面図である。画素領域中において、３本
の画素電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃが、２本の隣接する
データライン２２間で、４本の共通電極２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ，２６ｄの間に設けられる。それぞれのデー
タライン２２、画素電極２４および共通電極２６は、２
個の「＜」形を縦に接続して形成した特定形状を有す
る。そして、配向膜を形成して画素領域を被覆し、矢印
Ａの方向へラビングする。バルブ電界を達成せずにアウ
ター電圧がマルチドメインＩＰＳ−ＬＣＤ３０へ印加さ
れる時、ＬＣ分子２８は矢印Ａの方向へ配向される。
ＣＤ３０における、均一電場中の液晶（ＬＣ）分子２８
の回転を示す平面図である。画素領域中において、３本
の画素電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃが、２本の隣接する
データライン２２間で、４本の共通電極２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ，２６ｄの間に設けられる。それぞれのデー
タライン２２、画素電極２４および共通電極２６は、２
個の「＜」形を縦に接続して形成した特定形状を有す
る。そして、配向膜を形成して画素領域を被覆し、矢印
Ａの方向へラビングする。バルブ電界を達成せずにアウ
ター電圧がマルチドメインＩＰＳ−ＬＣＤ３０へ印加さ
れる時、ＬＣ分子２８は矢印Ａの方向へ配向される。
【０００７】次に、画素電極２４ｂと共通電極２６ｂの
間の単分域領域を例として、「＜」形の先端に隣接した
第１ＬＣ分子２８Ｉと、「＜」形の先端から離れた第２
ＬＣ分子２８IIがどのように回転するかを述べる。アウ
ター電圧が印加されて、バルブ電界より大きい横電界が
発生する時、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２
８IIの軸が均一に回転して、それぞれＬＣ分子２８Ｉ’
およびＬＣ分子２８II’となる。印加する電圧の角度に
より決まる、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２
８IIの回転角度が同じであるため、回転したＬＣ分子２
８Ｉ’およびＬＣ分子２８II’は互いに平行となる。つ
まり、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２８IIは
同時に回転を始めて、回転を同時に停止するため同じ回
転角度を有するということである。第１ＬＣ分子２８Ｉ
と第２ＬＣ分子２８IIの間には、回転モーメントが発生
しないため、第１ＬＣ分子２８Ｉと第２ＬＣ分子２８II
の間には弾性歪みエネルギーが存在しない。そして、も
し印加される電圧がバルブ電界より小さい場合、単分域
領域中に位置する全てのＬＣ分子２８は、同じバルブ電
界を有するために回転しない。しかしながら、これにも
まだ高駆動電圧および低開口率の問題があった。
間の単分域領域を例として、「＜」形の先端に隣接した
第１ＬＣ分子２８Ｉと、「＜」形の先端から離れた第２
ＬＣ分子２８IIがどのように回転するかを述べる。アウ
ター電圧が印加されて、バルブ電界より大きい横電界が
発生する時、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２
８IIの軸が均一に回転して、それぞれＬＣ分子２８Ｉ’
およびＬＣ分子２８II’となる。印加する電圧の角度に
より決まる、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２
８IIの回転角度が同じであるため、回転したＬＣ分子２
８Ｉ’およびＬＣ分子２８II’は互いに平行となる。つ
まり、第１ＬＣ分子２８Ｉおよび第２ＬＣ分子２８IIは
同時に回転を始めて、回転を同時に停止するため同じ回
転角度を有するということである。第１ＬＣ分子２８Ｉ
と第２ＬＣ分子２８IIの間には、回転モーメントが発生
しないため、第１ＬＣ分子２８Ｉと第２ＬＣ分子２８II
の間には弾性歪みエネルギーが存在しない。そして、も
し印加される電圧がバルブ電界より小さい場合、単分域
領域中に位置する全てのＬＣ分子２８は、同じバルブ電
界を有するために回転しない。しかしながら、これにも
まだ高駆動電圧および低開口率の問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、開口率を低下させずに低い駆動電圧を有するＩＰＳ
−ＬＣＤを提供することである。本発明の第２の目的
は、単分域領域中に勾配電場を有するＩＰＳ−ＬＣＤを
提供することである。本発明の第３の目的は、ターンオ
ン時間を増加させるＩＰＳ−ＬＣＤを提供することであ
る。
は、開口率を低下させずに低い駆動電圧を有するＩＰＳ
−ＬＣＤを提供することである。本発明の第２の目的
は、単分域領域中に勾配電場を有するＩＰＳ−ＬＣＤを
提供することである。本発明の第３の目的は、ターンオ
ン時間を増加させるＩＰＳ−ＬＣＤを提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来の技術で発生してい
た問題を解決するために、本発明の一態様では、二分域
ＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイが提供される。ＩＰＳ−Ｌ
ＣＤにおいて、複数の共通電極が各画素領域中に形成さ
れる。各共通電極は曲線形状を有する。複数の画素電極
が各画素領域中に形成される。各画素電極は曲線形状を
有する。その画素電極が共通電極の間に設けられて、２
本の隣接する画素電極と共通電極がサブ画素領域を形成
する。液晶分子が、液晶分子の回転方向により、少なく
とも２個の単分域として定義される各サブ画素領域中に
位置する。各サブ画素領域中の２本の隣接する画素電極
と共通電極がお互いに平行でないため、勾配横電界がそ
の間に形成される。
た問題を解決するために、本発明の一態様では、二分域
ＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイが提供される。ＩＰＳ−Ｌ
ＣＤにおいて、複数の共通電極が各画素領域中に形成さ
れる。各共通電極は曲線形状を有する。複数の画素電極
が各画素領域中に形成される。各画素電極は曲線形状を
有する。その画素電極が共通電極の間に設けられて、２
本の隣接する画素電極と共通電極がサブ画素領域を形成
する。液晶分子が、液晶分子の回転方向により、少なく
とも２個の単分域として定義される各サブ画素領域中に
位置する。各サブ画素領域中の２本の隣接する画素電極
と共通電極がお互いに平行でないため、勾配横電界がそ
の間に形成される。
【００１０】横電界方式液晶表示装置はアクティブマト
リックス型であることが好ましい。共通電極の曲線は少
なくとも屈曲部を有することが好ましい。画素電極の曲
線は少なくとも屈曲部を有することが好ましい。共通電
極の曲線は２個のくさび形を縦に接続した形状であるこ
とが好ましい。画素電極の曲線は２個のくさび形を縦に
接続した形状であることが好ましい。データラインは少
なくとも屈曲部を有することが好ましい。液晶分子の配
向方向と前記横電界の回転角度が不均一であることが好
ましい。液晶分子が正の誘電率異方性材料である場合、
回転角度の係数は約８９度から６０度であることが好ま
しい。液晶分子が負の誘電率異方性材料である場合、回
転角度の係数は約１度から３度であることが好ましい。
リックス型であることが好ましい。共通電極の曲線は少
なくとも屈曲部を有することが好ましい。画素電極の曲
線は少なくとも屈曲部を有することが好ましい。共通電
極の曲線は２個のくさび形を縦に接続した形状であるこ
とが好ましい。画素電極の曲線は２個のくさび形を縦に
接続した形状であることが好ましい。データラインは少
なくとも屈曲部を有することが好ましい。液晶分子の配
向方向と前記横電界の回転角度が不均一であることが好
ましい。液晶分子が正の誘電率異方性材料である場合、
回転角度の係数は約８９度から６０度であることが好ま
しい。液晶分子が負の誘電率異方性材料である場合、回
転角度の係数は約１度から３度であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、「＜」形の先端近くの
線幅を増大させて、「＜」形の隣接する先端間の距離を
調整する、「＜」形を少なくとも有した特定形状を製作
するなどして、画素電極と共通電極の形状と幅を改良す
ることにより、画素電極と共通電極の間に勾配電場を発
生させる二分域ＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイを提供す
る。これは単分域中に、隣接する画素電極と共通電極の
間に比較的大きい距離と比較的小さい距離を形成して、
アウター電圧を印加すると勾配電場が発生する。この勾
配電場は、平面領域に対応する横電界の各点の強さ（方
向を含む）の相違がゼロであることを示す。そのため、
隣接する画素電極と共通電極の間の距離が小さい第１領
域上に、比較的大きい電場を発生させて、隣接する画素
電極と共通電極の間の距離が大きい第２領域上に比較的
小さい電場を発生させる。比較的大きい電場が発生する
第１領域上にバルブ電場の効果が定義されるために、印
加された電圧がバルブ電場より大きい場合、第１領域上
に位置する第１ＬＣ分子は回転を開始する。時間が経過
するにしたがい、第１ＬＣ分子の回転角度は増大して、
弾性歪みエネルギーを第１領域から遠く離れて位置する
隣接したＬＣ分子へ伝え、隣接するＬＣ分子を駆動して
回転させる。そして、ＬＣ分子の配向方向と横電界の間
の角度θは均一でない。ＬＣ分子が正の誘電率異方性材
料からなる時、角度θの係数は８９度〜６０度である。
ＬＣ分子が負の誘電率異方性材料からなる時、角度θの
係数は１度〜３度である。さらに、ＩＰＳ−ＬＣＤ中の
均一電界の従来設計と比較した場合、本発明中では第１
領域から遠く離れて位置するＬＣ分子がより効果が低い
バルブ電場を有する。そのため、本発明の二分域ＩＰＳ
−ＬＣＤは、開口率を低下させずに低い駆動電圧を得る
ことができる。
線幅を増大させて、「＜」形の隣接する先端間の距離を
調整する、「＜」形を少なくとも有した特定形状を製作
するなどして、画素電極と共通電極の形状と幅を改良す
ることにより、画素電極と共通電極の間に勾配電場を発
生させる二分域ＩＰＳ−ＬＣＤの電極アレイを提供す
る。これは単分域中に、隣接する画素電極と共通電極の
間に比較的大きい距離と比較的小さい距離を形成して、
アウター電圧を印加すると勾配電場が発生する。この勾
配電場は、平面領域に対応する横電界の各点の強さ（方
向を含む）の相違がゼロであることを示す。そのため、
隣接する画素電極と共通電極の間の距離が小さい第１領
域上に、比較的大きい電場を発生させて、隣接する画素
電極と共通電極の間の距離が大きい第２領域上に比較的
小さい電場を発生させる。比較的大きい電場が発生する
第１領域上にバルブ電場の効果が定義されるために、印
加された電圧がバルブ電場より大きい場合、第１領域上
に位置する第１ＬＣ分子は回転を開始する。時間が経過
するにしたがい、第１ＬＣ分子の回転角度は増大して、
弾性歪みエネルギーを第１領域から遠く離れて位置する
隣接したＬＣ分子へ伝え、隣接するＬＣ分子を駆動して
回転させる。そして、ＬＣ分子の配向方向と横電界の間
の角度θは均一でない。ＬＣ分子が正の誘電率異方性材
料からなる時、角度θの係数は８９度〜６０度である。
ＬＣ分子が負の誘電率異方性材料からなる時、角度θの
係数は１度〜３度である。さらに、ＩＰＳ−ＬＣＤ中の
均一電界の従来設計と比較した場合、本発明中では第１
領域から遠く離れて位置するＬＣ分子がより効果が低い
バルブ電場を有する。そのため、本発明の二分域ＩＰＳ
−ＬＣＤは、開口率を低下させずに低い駆動電圧を得る
ことができる。
【００１２】次に、２個の好適な電極アレイを示して、
画素電極と共通電極の形状がどのように改良されて、単
分域中の勾配電場が形成されるかを述べる。サブ画素領
域中の電極側壁上に曲線が何個製作されても、ある単分
域領域中の画素電極と共通電極の間の最小距離Ｗは、も
う一つの単分域領域中のそれと同じである。また、サブ
画素領域のある単分域領域中の最小距離Ｗは、隣接する
サブ画素領域の単分域領域中のそれと同じである。
画素電極と共通電極の形状がどのように改良されて、単
分域中の勾配電場が形成されるかを述べる。サブ画素領
域中の電極側壁上に曲線が何個製作されても、ある単分
域領域中の画素電極と共通電極の間の最小距離Ｗは、も
う一つの単分域領域中のそれと同じである。また、サブ
画素領域のある単分域領域中の最小距離Ｗは、隣接する
サブ画素領域の単分域領域中のそれと同じである。
【００１３】（第１実施形態）図４は、本発明の第１実
施形態における、二分域ＩＰＳ-ＬＣＤ４０の電極アレ
イを示す平面図である。２本の横伸ゲートライン３１と
２本の縦伸データライン３２が画素領域４２を定義し
て、その中にＴＦＴデバイス３３、２本の縦伸画素電極
３４ａ，３４ｂ、３本の縦伸共通電極３６ａ，３６ｂ、
３６ｃが形成される。画素電極３４ａ，３４ｂは共通電
極３６ａ，３６ｂ，３６ｃの間に形成される。それぞれ
のデータライン３２、画素電極３４ａ，３４ｂ、共通電
極３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、２個の「＜（くさび）」
形を縦に接続した曲線形状を有するのが好ましい。特
に、データライン３２、画素電極３４ａ，３４ｂ、共通
電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃの各々が、２つの端部と、
両端部間に少なくとも３つの屈曲部とを有する折れ曲が
り形状であることが好ましい。言い換えると、２つのく
さび形の端部を縦に連結することにより形成される屈曲
形であることが好ましい。
施形態における、二分域ＩＰＳ-ＬＣＤ４０の電極アレ
イを示す平面図である。２本の横伸ゲートライン３１と
２本の縦伸データライン３２が画素領域４２を定義し
て、その中にＴＦＴデバイス３３、２本の縦伸画素電極
３４ａ，３４ｂ、３本の縦伸共通電極３６ａ，３６ｂ、
３６ｃが形成される。画素電極３４ａ，３４ｂは共通電
極３６ａ，３６ｂ，３６ｃの間に形成される。それぞれ
のデータライン３２、画素電極３４ａ，３４ｂ、共通電
極３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、２個の「＜（くさび）」
形を縦に接続した曲線形状を有するのが好ましい。特
に、データライン３２、画素電極３４ａ，３４ｂ、共通
電極３６ａ，３６ｂ，３６ｃの各々が、２つの端部と、
両端部間に少なくとも３つの屈曲部とを有する折れ曲が
り形状であることが好ましい。言い換えると、２つのく
さび形の端部を縦に連結することにより形成される屈曲
形であることが好ましい。
【００１４】そして、配向膜を形成して画素領域４２を
被覆し、矢印Ａの方向へラビングする。アウター電圧が
ＩＰＳ-ＬＣＤ４０に印加される前、ＬＣ分子３８は矢
印Ａの方向に配向されている。データライン３２と共通
電極３６の間の光リーク領域は、カラーフィルター基板
上に形成されたブラックマトリックスにより被覆され
る。
被覆し、矢印Ａの方向へラビングする。アウター電圧が
ＩＰＳ-ＬＣＤ４０に印加される前、ＬＣ分子３８は矢
印Ａの方向に配向されている。データライン３２と共通
電極３６の間の光リーク領域は、カラーフィルター基板
上に形成されたブラックマトリックスにより被覆され
る。
【００１５】図３に示すように、従来の技術においては
共通電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃが同じ形状を有してい
たが、本発明においては３本の共通電極３６ａ，３６
ｂ，３６ｃが異なる形状を有する。第１共通電極３６ａ
は、共通電極２６ａの＜形状の窪みを広げて改良したも
のであるため、最小距離Ｗが第１共通電極３６ａの平坦
部と、＜形状の画素電極３４ａの先端の間に形成され
る。第２共通電極３６ｂは、共通電極２６ｂの＜形状の
窪みを広げて、共通電極２６ｂの＜形状の突起を広げて
改良する。そして最小距離Ｗが、＜形状の画素電極３４
ａの窪みと第２共通電極３６ｂの突起の間に形成され
る。また、最小距離Ｗが＜形状の画素電極３４ｂの突起
と、第２共通電極３６ｂの平坦部の間に形成される。第
３共通電極３６ｃは、共通電極２６ｃの＜形状の突起を
広げて改良されるため、最小距離Ｗが画素電極３４ｂの
窪みと第３共通電極３６ｃの突起の間に形成される。
共通電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃが同じ形状を有してい
たが、本発明においては３本の共通電極３６ａ，３６
ｂ，３６ｃが異なる形状を有する。第１共通電極３６ａ
は、共通電極２６ａの＜形状の窪みを広げて改良したも
のであるため、最小距離Ｗが第１共通電極３６ａの平坦
部と、＜形状の画素電極３４ａの先端の間に形成され
る。第２共通電極３６ｂは、共通電極２６ｂの＜形状の
窪みを広げて、共通電極２６ｂの＜形状の突起を広げて
改良する。そして最小距離Ｗが、＜形状の画素電極３４
ａの窪みと第２共通電極３６ｂの突起の間に形成され
る。また、最小距離Ｗが＜形状の画素電極３４ｂの突起
と、第２共通電極３６ｂの平坦部の間に形成される。第
３共通電極３６ｃは、共通電極２６ｃの＜形状の突起を
広げて改良されるため、最小距離Ｗが画素電極３４ｂの
窪みと第３共通電極３６ｃの突起の間に形成される。
【００１６】次に、画素電極３４ｂと第２共通電極３６
ｂの間の単分域領域を例として、最小距離Ｗが形成され
た第１領域中に位置する第１ＬＣ分子３８Iと、第１領
域から遠く離れた第２領域中に位置する第２ＬＣ分子３
８IIの回転を述べる。アウター電圧がＩＰＳ-ＬＣＤ４
０に印加された後、最大電場が＜形状の画素電極３４ｂ
の先端に発生して、最小電場が＜形状の画素電極３４ｂ
の上部あるいは下部に発生する。これにより勾配電場が
画素電極３４ｂと共通電極３６ｂの間に形成される。印
加する電圧を増大させて、バルブ電場より大きい電場が
発生する時、第１領域中の第１ＬＣ分子３８Iは回転を
開始するが、第２領域中のローカル電場が低いため、第
２ＬＣ分子３８IIは静止状態を維持する。駆動時間が長
くなるにしたがい、第１ＬＣ分子３８Iの回転角度θ1は
増大して、弾性歪みエネルギーを第２ＬＣ分子３８IIへ
伝える。その一方、弾性歪みエネルギーとローカル電場
の組み合わせが第２ＬＣ分子３８IIを駆動して回転させ
るが、第２ＬＣ分子３８IIの回転角度θ2は回転角度θ1
より小さい。
ｂの間の単分域領域を例として、最小距離Ｗが形成され
た第１領域中に位置する第１ＬＣ分子３８Iと、第１領
域から遠く離れた第２領域中に位置する第２ＬＣ分子３
８IIの回転を述べる。アウター電圧がＩＰＳ-ＬＣＤ４
０に印加された後、最大電場が＜形状の画素電極３４ｂ
の先端に発生して、最小電場が＜形状の画素電極３４ｂ
の上部あるいは下部に発生する。これにより勾配電場が
画素電極３４ｂと共通電極３６ｂの間に形成される。印
加する電圧を増大させて、バルブ電場より大きい電場が
発生する時、第１領域中の第１ＬＣ分子３８Iは回転を
開始するが、第２領域中のローカル電場が低いため、第
２ＬＣ分子３８IIは静止状態を維持する。駆動時間が長
くなるにしたがい、第１ＬＣ分子３８Iの回転角度θ1は
増大して、弾性歪みエネルギーを第２ＬＣ分子３８IIへ
伝える。その一方、弾性歪みエネルギーとローカル電場
の組み合わせが第２ＬＣ分子３８IIを駆動して回転させ
るが、第２ＬＣ分子３８IIの回転角度θ2は回転角度θ1
より小さい。
【００１７】単分域中の勾配電場が発生する状態におい
ては、第１ＬＣ分子３８Iおよび第２ＬＣ分子３８IIが
同時に回転を開始することがなく、同じ回転角度を有す
ることもない。回転モーメントが第１ＬＣ分子３８Iと
第２ＬＣ分子３８IIの間に発生して、弾性歪みエネルギ
ーを提供して、印加電圧が充分でなくとも第２ＬＣ分子
３８IIを回転させることができる。そのため、第２ＬＣ
分子３８IIのバルブ電場の効果は、均一電場中において
勾配電場より小さい。これにより、ＩＰＳ-ＬＣＤ４０
の開口率を下げずに低い駆動電圧を達成することができ
る。また、従来の駆動電圧がＩＰＳ-ＬＣＤ４０に印加
されると、ターンオン時間は従来のデバイスにおけるも
のよりも速くなる。
ては、第１ＬＣ分子３８Iおよび第２ＬＣ分子３８IIが
同時に回転を開始することがなく、同じ回転角度を有す
ることもない。回転モーメントが第１ＬＣ分子３８Iと
第２ＬＣ分子３８IIの間に発生して、弾性歪みエネルギ
ーを提供して、印加電圧が充分でなくとも第２ＬＣ分子
３８IIを回転させることができる。そのため、第２ＬＣ
分子３８IIのバルブ電場の効果は、均一電場中において
勾配電場より小さい。これにより、ＩＰＳ-ＬＣＤ４０
の開口率を下げずに低い駆動電圧を達成することができ
る。また、従来の駆動電圧がＩＰＳ-ＬＣＤ４０に印加
されると、ターンオン時間は従来のデバイスにおけるも
のよりも速くなる。
【００１８】（第２実施形態）図５は、本発明の第２実
施形態における、二分域ＩＰＳ−ＬＣＤ５０の電極アレ
イを示す平面図である。この第２実施形態は、第１実施
形態で述べられた第１画素電極３４ａと第２共通電極３
６ｂをさらに改良したものである。図４に示した第１実
施形態と較べると、第１画素電極３４ａは＜形状の窪み
が広げられて改良されてあり、第２共通電極３６ｂは＜
形状の突起上の広げられた部分を除去して改良されてあ
る。そのため、第１画素電極３４ａの平坦部と第２共通
電極３６ｂの先端の間に最小距離Ｗが形成される。
施形態における、二分域ＩＰＳ−ＬＣＤ５０の電極アレ
イを示す平面図である。この第２実施形態は、第１実施
形態で述べられた第１画素電極３４ａと第２共通電極３
６ｂをさらに改良したものである。図４に示した第１実
施形態と較べると、第１画素電極３４ａは＜形状の窪み
が広げられて改良されてあり、第２共通電極３６ｂは＜
形状の突起上の広げられた部分を除去して改良されてあ
る。そのため、第１画素電極３４ａの平坦部と第２共通
電極３６ｂの先端の間に最小距離Ｗが形成される。
【００１９】次に、図４に示した電極アレイに関し、三
層導電構造をＴＦＴ基板上に形成する３通りの製造方法
を説明する。第１の方法は、ＭｏＷからなる第１導電層
を利用して、ゲートラインと共通電極のパターンを形成
してから、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用
してデータラインと画素電極のパターンを形成する。
層導電構造をＴＦＴ基板上に形成する３通りの製造方法
を説明する。第１の方法は、ＭｏＷからなる第１導電層
を利用して、ゲートラインと共通電極のパターンを形成
してから、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用
してデータラインと画素電極のパターンを形成する。
【００２０】第２の方法は、ＭｏＷからなる第１導電層
を利用して、ゲートラインと共通電極のパターンを形成
してから、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用
してデータラインを形成し、最後にＩＴＯからなる第３
導電層を利用して画素電極のパターンを形成する。
を利用して、ゲートラインと共通電極のパターンを形成
してから、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用
してデータラインを形成し、最後にＩＴＯからなる第３
導電層を利用して画素電極のパターンを形成する。
【００２１】第３の方法は、ＭｏＷからなる第１導電層
を利用して、図３に示すダブル＜形状を有するゲートラ
インと共通電極のパターンを形成する。それから、Ｍｏ
／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用して、図３に示
すようなダブル＜形を有するデータラインと画素電極の
パターンを形成する。最後に、ＩＴＯからなる第３導電
層を利用して、図４に示すような共通電極と画素電極の
形状を完成させて、第３導電層を電気的に各パターン中
の第２導電層と接続する。
を利用して、図３に示すダブル＜形状を有するゲートラ
インと共通電極のパターンを形成する。それから、Ｍｏ
／Ａｌ／Ｍｏからなる第２導電層を利用して、図３に示
すようなダブル＜形を有するデータラインと画素電極の
パターンを形成する。最後に、ＩＴＯからなる第３導電
層を利用して、図４に示すような共通電極と画素電極の
形状を完成させて、第３導電層を電気的に各パターン中
の第２導電層と接続する。
【００２２】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
【００２３】
【発明の効果】上記の構成を有する本発明は、下記のよ
うな長所を有する。本発明は二分域横電界方式ＬＣＤを
提供することにより、開口率を低下させずに低い駆動電
圧を達成することができる。さらに、単分域領域中に勾
配電場を発生させることができる。
うな長所を有する。本発明は二分域横電界方式ＬＣＤを
提供することにより、開口率を低下させずに低い駆動電
圧を達成することができる。さらに、単分域領域中に勾
配電場を発生させることができる。
【図１】 従来の技術にかかる、単分域ＩＰＳ−ＬＣＤ
の電極アレイを示す平面図である。
の電極アレイを示す平面図である。
【図２】 従来の技術にかかる、二分域ＩＰＳ−ＬＣＤ
の電極アレイを示す平面図である。
の電極アレイを示す平面図である。
【図３】 従来の技術にかかる、マルチドメインＩＰＳ
−ＬＣＤの均一電界中における、ＬＣ分子の回転を示す
平面図である。
−ＬＣＤの均一電界中における、ＬＣ分子の回転を示す
平面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態にかかる、二分域ＩＰ
Ｓ−ＬＣＤの電極アレイを示す平面図である。
Ｓ−ＬＣＤの電極アレイを示す平面図である。
【図５】 本発明の第２実施形態にかかる、二分域ＩＰ
Ｓ−ＬＣＤの電極アレイを示す平面図である。
Ｓ−ＬＣＤの電極アレイを示す平面図である。
３１…横伸ゲートライン、３２…縦伸データライン、３
３…ＴＦＴデバイス、３４ａ…第１画素電極、３４ｂ…
第２画素電極、３６ａ…第１共通電極、３６ｂ…第２共
通電極、３６ｃ…第３共通電極、３８Ｉ…第１ＬＣ分
子、３８II…第２ＬＣ分子、４０…二分域ＩＰＳ-ＬＣ
Ｄ、４２…画素領域、５０…二分域ＩＰＳ−ＬＣＤ。
３…ＴＦＴデバイス、３４ａ…第１画素電極、３４ｂ…
第２画素電極、３６ａ…第１共通電極、３６ｂ…第２共
通電極、３６ｃ…第３共通電極、３８Ｉ…第１ＬＣ分
子、３８II…第２ＬＣ分子、４０…二分域ＩＰＳ-ＬＣ
Ｄ、４２…画素領域、５０…二分域ＩＰＳ−ＬＣＤ。
Claims (10)
- 【請求項１】 横電界方式液晶表示装置であって、 複数の横伸ゲートラインと縦伸データラインが、マトリ
ックス配列された複数の画素領域を定義することと、 複数の共通電極が各画素領域中に形成されて、各共通電
極が曲線形状であることと、 複数の画素電極が各画素領域中に形成されて、前記共通
電極の間に設けられて、前記各画素電極が曲線形状であ
り、前記した２本の隣接する画素電極と共通電極がサブ
画素領域を形成することと、 複数の液晶分子が、前記液晶分子の回転方向により、少
なくとも２つの単分域として定義される各サブ画素領域
中に位置することと、 各サブ画素領域中の前記した２本の隣接する画素電極と
共通電極が互いに平行でなく、勾配横電界がその間に形
成されるものであることとを含むことを特徴とする横電
界方式液晶表示装置。 - 【請求項２】 アクティブマトリックス型であることを
特徴とする請求項１記載の横電界方式液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記共通電極の前記曲線が、少なくとも
屈曲部を有することを特徴とする請求項１記載の横電界
方式液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記画素電極の前記曲線が、少なくとも
屈曲部を有することを特徴とする請求項１記載の横電界
方式液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記共通電極の前記曲線が、２個のくさ
び形を縦に接続した形状であることを特徴とする請求項
１記載の横電界方式液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記画素電極の前記曲線が、２個のくさ
び形を縦に接続した形状であることを特徴とする請求項
１記載の横電界方式液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記データラインが、少なくとも屈曲部
を有することを特徴とする請求項１記載の横電界方式液
晶表示装置。 - 【請求項８】 前記液晶分子の配向方向と前記横電界の
回転角度が不均一であることを特徴とする請求項１記載
の横電界方式液晶表示装置。 - 【請求項９】 前記液晶分子が、正の誘電率異方性材料
からなり、回転角度の係数が約８９度から６０度である
ことを特徴とする請求項８記載の横電界方式液晶表示装
置。 - 【請求項１０】 前記液晶分子が、負の誘電率異方性材
料からなり、回転角度の係数が約１度から３度であるこ
とを特徴とする請求項８記載の横電界方式液晶表示装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW090130794A TW554304B (en) | 2001-12-12 | 2001-12-12 | Two-domain In-plane switching mode LCD |
| TW90130794 | 2001-12-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003195333A true JP2003195333A (ja) | 2003-07-09 |
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Family
ID=21679927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002104731A Expired - Fee Related JP3822833B2 (ja) | 2001-12-12 | 2002-04-08 | 二分域横電界方式液晶表示装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3822833B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003877A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Nec Lcd Technologies Ltd | 液晶駆動電極、液晶表示装置およびその製造方法 |
| JP2012226283A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Japan Display Central Co Ltd | 液晶表示装置 |
| KR101331898B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2013-11-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 수평전계방식 액정표시장치 |
| KR101802998B1 (ko) * | 2010-08-12 | 2017-11-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100929675B1 (ko) * | 2003-03-24 | 2009-12-03 | 삼성전자주식회사 | 다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 기판 |
| KR100978254B1 (ko) * | 2003-06-30 | 2010-08-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 4화소구조 횡전계모드 액정표시소자 |
| JP4159446B2 (ja) * | 2003-10-24 | 2008-10-01 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | Ｉｐｓ液晶表示素子の電極パターン |
| KR100685927B1 (ko) * | 2003-12-02 | 2007-02-23 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 횡전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법 |
| KR101171180B1 (ko) * | 2005-07-15 | 2012-08-20 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
| JP4997624B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2012-08-08 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | 横電界型液晶表示装置 |
| US20130176523A1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-07-11 | Au Optronics Corporation | Pixel structure for liquid crystal display device |
| CN103901674B (zh) * | 2012-12-28 | 2017-06-16 | 钰瀚科技股份有限公司 | 横向电场型液晶显示器 |
| CN103941498B (zh) * | 2013-11-15 | 2016-12-14 | 上海中航光电子有限公司 | 一种tft阵列基板、显示面板和显示装置 |
| CN104932157B (zh) * | 2015-06-18 | 2018-07-17 | 武汉华星光电技术有限公司 | 一种阵列基板及液晶显示器 |
| CN105204216A (zh) * | 2015-10-29 | 2015-12-30 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Pdlc显示面板及其制作方法与液晶显示装置 |
| CN109426399B (zh) * | 2017-09-05 | 2022-03-01 | 瀚宇彩晶股份有限公司 | 触控显示装置 |
| CN109445246B (zh) * | 2019-01-02 | 2022-01-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种用于制作双畴电极的掩膜板、双畴电极及显示面板 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW454101B (en) * | 1995-10-04 | 2001-09-11 | Hitachi Ltd | In-plane field type liquid crystal display device comprising liquid crystal molecules with more than two different kinds of reorientation directions and its manufacturing method |
| KR100209531B1 (ko) * | 1996-06-22 | 1999-07-15 | 구자홍 | 액정표시장치 |
| KR100433596B1 (ko) * | 1999-10-21 | 2004-05-31 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 액정표시장치 |
-
2001
- 2001-12-12 TW TW090130794A patent/TW554304B/zh not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-04-08 JP JP2002104731A patent/JP3822833B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-18 US US10/245,389 patent/US6798484B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003877A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Nec Lcd Technologies Ltd | 液晶駆動電極、液晶表示装置およびその製造方法 |
| KR101331898B1 (ko) * | 2006-06-14 | 2013-11-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 수평전계방식 액정표시장치 |
| KR101802998B1 (ko) * | 2010-08-12 | 2017-11-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 |
| JP2012226283A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Japan Display Central Co Ltd | 液晶表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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