JP2002156635A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- 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
- G02F1/13—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 based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示装置のコントラストと応答速度の両
立を図る。 【解決手段】 表示電極の長辺４２と、配向制御窓５０
の直線部分５１の距離ｄを短くすると、液晶の応答速度
が速くなる。一方、配向制御窓５０を大きくする（距離
ｄを短くすることに相当する）と液晶のコントラストが
小さくなり好ましくない。前記距離ｄが、２５μｍ〜３
０μｍ以下になると、応答速度向上の効果が少なくな
る。したがって、距離ｄを２５μｍ〜３０μｍにするこ
とが好ましい。また配向制御窓５０はその幅を７μｍ程
度とすることがより好ましい。
立を図る。 【解決手段】 表示電極の長辺４２と、配向制御窓５０
の直線部分５１の距離ｄを短くすると、液晶の応答速度
が速くなる。一方、配向制御窓５０を大きくする（距離
ｄを短くすることに相当する）と液晶のコントラストが
小さくなり好ましくない。前記距離ｄが、２５μｍ〜３
０μｍ以下になると、応答速度向上の効果が少なくな
る。したがって、距離ｄを２５μｍ〜３０μｍにするこ
とが好ましい。また配向制御窓５０はその幅を７μｍ程
度とすることがより好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の電気光学的
な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置（ＬＣＤ：
Liquid Crystal Display）に関し、特に、その電極の構
造に関する。
な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置（ＬＣＤ：
Liquid Crystal Display）に関し、特に、その電極の構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤは、小型、薄型、低消費電力等の
利点がありＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が進
んでいる。特に、スイッチング素子として、薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマト
リクス型ＬＣＤは、原理的にデューティー比１００％の
スタティック駆動をマルチプレクス的に行うことがで
き、大画面、高精細な動画ディスプレイに使用されてい
る。
利点がありＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実用化が進
んでいる。特に、スイッチング素子として、薄膜トラン
ジスタ（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクティブマト
リクス型ＬＣＤは、原理的にデューティー比１００％の
スタティック駆動をマルチプレクス的に行うことがで
き、大画面、高精細な動画ディスプレイに使用されてい
る。
【０００３】液晶層は、複数の画素に共通の共通電極と
ＴＦＴに駆動される表示電極とに挟まれている。表示電
極の形成領域は、一つの画素の領域に対応する。一つの
画素または一つの画素の色領域に対応して、共通電極に
はスリットが形成されている。このスリットは配向制御
窓と呼ばれ、液晶分子の傾倒方向を一定とする機能を有
している。配向制御窓の形状は、例えば、直線状のスリ
ットと、この直線状スリットの両端に枝分かれするよう
に結合されたＶ字状のスリットとを有する形状などがあ
る。
ＴＦＴに駆動される表示電極とに挟まれている。表示電
極の形成領域は、一つの画素の領域に対応する。一つの
画素または一つの画素の色領域に対応して、共通電極に
はスリットが形成されている。このスリットは配向制御
窓と呼ばれ、液晶分子の傾倒方向を一定とする機能を有
している。配向制御窓の形状は、例えば、直線状のスリ
ットと、この直線状スリットの両端に枝分かれするよう
に結合されたＶ字状のスリットとを有する形状などがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の配向制御窓の形
状や、表示電極に対する配置などは、開口率、応答速度
などを考慮した上で、決定する必要がある。
状や、表示電極に対する配置などは、開口率、応答速度
などを考慮した上で、決定する必要がある。
【０００５】本発明は、配向制御窓と表示電極の配置を
適正化することを目的とする。
適正化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる液晶表示装置は、配向制御窓と表
示電極の表示平面上の距離または間隔を、最も長いとこ
ろでも、２５μｍ〜３０μｍとしている。
めに、本発明にかかる液晶表示装置は、配向制御窓と表
示電極の表示平面上の距離または間隔を、最も長いとこ
ろでも、２５μｍ〜３０μｍとしている。
【０００６】前記の間隔が３０μｍ以上では、この間隔
が短いほど応答速度が早くなる傾向があるが、３０μｍ
以下、特に２５μｍより短くしても、応答速度はほとん
ど変化しないことが確認された。一方で、前記間隔が小
さくなることは、１画素あたりの表示可能面積の減少に
つながり、この面積の減少は、開口率やコントラストの
低下を招きやすい。したがって、前記間隔を３０μｍ以
下で、なるべく３０μｍに近い値とすることが好まし
い。
が短いほど応答速度が早くなる傾向があるが、３０μｍ
以下、特に２５μｍより短くしても、応答速度はほとん
ど変化しないことが確認された。一方で、前記間隔が小
さくなることは、１画素あたりの表示可能面積の減少に
つながり、この面積の減少は、開口率やコントラストの
低下を招きやすい。したがって、前記間隔を３０μｍ以
下で、なるべく３０μｍに近い値とすることが好まし
い。
【０００７】また前記配向制御窓の幅は約７μｍとする
ことで、配向分割機能を十分に発揮しつつ、画素表示面
積の減少を防ぐことができる。
ことで、配向分割機能を十分に発揮しつつ、画素表示面
積の減少を防ぐことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１およ
び図２は、本実施形態の液晶表示装置の一部の構造、特
に１画素分を詳細に示す図である。図１は、液晶表示装
置を構成する一対の基板のうち、ＴＦＴの形成された第
１基板側の概略平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に
沿った位置における液晶表示装置の断面図である。ガラ
スなどの絶縁性の基板１０の上に、Ｃｒ，Ｔａ，Ｍｏな
どの金属からなるゲート電極１１が形成され、これを覆
ってＳｉＮｘ、ＳｉＯ2の一方または双方などからなる
ゲート絶縁膜１２が形成されている。ゲート絶縁膜１２
の上には、ゲート電極１１をまたぐようにパターニング
された多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層１３が形成されて
おり、この上にゲート電極１１と同様の形状にパターニ
ングされたＳｉＯ2などの注入ストッパ１４を利用し
て、Ｐ，Ａｓなどの不純物を低濃度に含有した（Ｎ−）
低濃度（ＬＤ：Lightly doped）領域ＬＤ、その外側に
同じ不純物を高濃度に含有した（Ｎ＋）ソース領域Ｓお
よびドレイン領域Ｄが形成されている。注入ストッパ１
４の直下は、実質的に不純物が含有されない真性層であ
り、チャンネル領域ＣＨとなっている。これらの領域を
有するｐ−Ｓｉ層１３を覆って、ＳｉＮｘなどからなる
層間絶縁膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５の上
には、Ａｌ，Ｍｏなどからなるソース電極１６およびド
レイン電極１７が形成され、各層間絶縁膜１５に開けら
れたコンタクトホールを介して、ソース領域Ｓおよびド
レイン領域Ｄに接続されている。
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１およ
び図２は、本実施形態の液晶表示装置の一部の構造、特
に１画素分を詳細に示す図である。図１は、液晶表示装
置を構成する一対の基板のうち、ＴＦＴの形成された第
１基板側の概略平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に
沿った位置における液晶表示装置の断面図である。ガラ
スなどの絶縁性の基板１０の上に、Ｃｒ，Ｔａ，Ｍｏな
どの金属からなるゲート電極１１が形成され、これを覆
ってＳｉＮｘ、ＳｉＯ2の一方または双方などからなる
ゲート絶縁膜１２が形成されている。ゲート絶縁膜１２
の上には、ゲート電極１１をまたぐようにパターニング
された多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）層１３が形成されて
おり、この上にゲート電極１１と同様の形状にパターニ
ングされたＳｉＯ2などの注入ストッパ１４を利用し
て、Ｐ，Ａｓなどの不純物を低濃度に含有した（Ｎ−）
低濃度（ＬＤ：Lightly doped）領域ＬＤ、その外側に
同じ不純物を高濃度に含有した（Ｎ＋）ソース領域Ｓお
よびドレイン領域Ｄが形成されている。注入ストッパ１
４の直下は、実質的に不純物が含有されない真性層であ
り、チャンネル領域ＣＨとなっている。これらの領域を
有するｐ−Ｓｉ層１３を覆って、ＳｉＮｘなどからなる
層間絶縁膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５の上
には、Ａｌ，Ｍｏなどからなるソース電極１６およびド
レイン電極１７が形成され、各層間絶縁膜１５に開けら
れたコンタクトホールを介して、ソース領域Ｓおよびド
レイン領域Ｄに接続されている。
【０００９】以上のような構成により得られるＴＦＴの
全面を覆うように、ＳＯＧ（SPIN ON GLASS）、ＢＰＳ
Ｇ（BORO-PHOSPHO SILICATE GLASS）、アクリル樹脂な
どの平坦化絶縁膜１８が形成されている。この平坦化絶
縁膜１８上にはＩＴＯ（indiumtin oxide）などの透明
導電膜からなる液晶駆動用の表示電極１９が形成され、
平坦化絶縁膜１８に開けられたコンタクトホールを介し
てソース電極１６に接続されている。
全面を覆うように、ＳＯＧ（SPIN ON GLASS）、ＢＰＳ
Ｇ（BORO-PHOSPHO SILICATE GLASS）、アクリル樹脂な
どの平坦化絶縁膜１８が形成されている。この平坦化絶
縁膜１８上にはＩＴＯ（indiumtin oxide）などの透明
導電膜からなる液晶駆動用の表示電極１９が形成され、
平坦化絶縁膜１８に開けられたコンタクトホールを介し
てソース電極１６に接続されている。
【００１０】以上の構成を全て覆うように、ポリイミド
などの高分子膜からなる垂直配向膜２０が形成されてい
る。なお、本実施形態において、垂直配向膜２０はラビ
ングレスタイプの膜を採用している。一方、液晶層を挟
んで基板１０に対向する位置には、基板１０と対をな
す、ガラスなどからなる第２ガラス基板３０が配置さ
れ、このガラス基板３０上には、ＩＴＯにより表示部全
面に形成された共通電極３１が設けられている。共通電
極３１上には、第１基板１０側の配向膜２０と同じくポ
リイミドなどの配向膜３３が形成されている。
などの高分子膜からなる垂直配向膜２０が形成されてい
る。なお、本実施形態において、垂直配向膜２０はラビ
ングレスタイプの膜を採用している。一方、液晶層を挟
んで基板１０に対向する位置には、基板１０と対をな
す、ガラスなどからなる第２ガラス基板３０が配置さ
れ、このガラス基板３０上には、ＩＴＯにより表示部全
面に形成された共通電極３１が設けられている。共通電
極３１上には、第１基板１０側の配向膜２０と同じくポ
リイミドなどの配向膜３３が形成されている。
【００１１】共通電極３１には、この電極の厚さを貫通
するスリットとして、配向制御窓５０が形成されてい
る。図１に破線で示すように、配向制御窓５０の平面形
状は、直線状のスリットである直線部分５１の両端に、
Ｖ字状のスリットであるＶ字状部分５２を結合した形と
なっている。直線状のスリットの両端が、それぞれ二股
に分かれ、分かれた部分がＶ字形状を形成していると言
い換えてもよい。配向制御窓の直線部分５１は、長方形
の表示電極１９の長辺４２と略平行に、また短辺４３方
向のほぼ中央に配置されている。Ｖ字状部分５２の先端
は、共通電極３１の、表示電極１９の長方形の頂点に対
向する位置にまで延びている。
するスリットとして、配向制御窓５０が形成されてい
る。図１に破線で示すように、配向制御窓５０の平面形
状は、直線状のスリットである直線部分５１の両端に、
Ｖ字状のスリットであるＶ字状部分５２を結合した形と
なっている。直線状のスリットの両端が、それぞれ二股
に分かれ、分かれた部分がＶ字形状を形成していると言
い換えてもよい。配向制御窓の直線部分５１は、長方形
の表示電極１９の長辺４２と略平行に、また短辺４３方
向のほぼ中央に配置されている。Ｖ字状部分５２の先端
は、共通電極３１の、表示電極１９の長方形の頂点に対
向する位置にまで延びている。
【００１２】図２に示すように、配向制御窓５０の直下
においては、対向電極が存在しないので液晶分子４１を
傾斜させるほどの電界が発生せず、液晶分子４１は、初
期配向状態を維持し、電極１９，３１に対し、ほぼ垂直
方向に配向する。一方、配向制御窓５０の縁において
は、図２に破線で示すような向き、すなわち配向制御窓
５０の両側の共通電極から電極が存在しない部分（配向
制御窓５０）の直下部分に、互いに近づくように、その
後表示電極に向けて平行になる向きに電界が形成され
る。ここで、本実施形態において、液晶分子４１は負の
誘電異方性を備えているから、電界が発生すると配向制
御窓５０の近傍の液晶分子４１は、その長軸が電界に直
交するように、つまり、図２に示すように配向制御窓５
０近傍の液晶分子がハの字状に位置するように配向制御
される。また、表示電極１９の縁においても同様に、表
示電極１９の間隙部分に向けて斜めに電界が形成される
ので、図２において逆ハの字状に配向制御される。そし
て、液晶の連続性によって、共通電極３１や表示電極１
９の縁付近の液晶分子４１の傾斜が内部の液晶まで伝達
される。よって、液晶分子４１の制御された配向方向
は、画素内で配向制御窓５０を境として図１の矢印で示
すように複数の方向（ここでは４方向）となる。
においては、対向電極が存在しないので液晶分子４１を
傾斜させるほどの電界が発生せず、液晶分子４１は、初
期配向状態を維持し、電極１９，３１に対し、ほぼ垂直
方向に配向する。一方、配向制御窓５０の縁において
は、図２に破線で示すような向き、すなわち配向制御窓
５０の両側の共通電極から電極が存在しない部分（配向
制御窓５０）の直下部分に、互いに近づくように、その
後表示電極に向けて平行になる向きに電界が形成され
る。ここで、本実施形態において、液晶分子４１は負の
誘電異方性を備えているから、電界が発生すると配向制
御窓５０の近傍の液晶分子４１は、その長軸が電界に直
交するように、つまり、図２に示すように配向制御窓５
０近傍の液晶分子がハの字状に位置するように配向制御
される。また、表示電極１９の縁においても同様に、表
示電極１９の間隙部分に向けて斜めに電界が形成される
ので、図２において逆ハの字状に配向制御される。そし
て、液晶の連続性によって、共通電極３１や表示電極１
９の縁付近の液晶分子４１の傾斜が内部の液晶まで伝達
される。よって、液晶分子４１の制御された配向方向
は、画素内で配向制御窓５０を境として図１の矢印で示
すように複数の方向（ここでは４方向）となる。
【００１３】本表示装置の表示平面またはこれに平行な
平面、すなわち表示電極１９または共通電極３１が配置
されている平面に平行な平面上の、表示電極１９と配向
制御窓５０の正射影について考える。表示電極１９の射
影の長辺４２と、配向制御窓直線部分５１の射影の縁と
の間隔ｄは、液晶の応答速度に影響する。液晶分子４１
は、電界がかけられたとき、電界の強さに応じて長軸が
電界に直交するように平面の法線方向から傾くが、傾く
方角は、電界強度によって決定されるものではない。そ
して、本実施形態において、その傾く方角は、前述した
配向制御窓５０の縁および表示電極１９の縁付近に発生
する斜めの電界による液晶分子４１の傾斜方角により決
定される。すなわち、前記の縁付近の液晶分子４１が、
斜めの電界によって所定方角に傾斜すると、この傾斜が
電極の内側部分に伝播（でんぱ）する。したがって、こ
の伝播距離が短い方が、液晶の応答速度が速いと考えら
れる。つまり、液晶分子４１が倒れたとき、その長軸を
結んでいった線の長さが短い方が好ましい。
平面、すなわち表示電極１９または共通電極３１が配置
されている平面に平行な平面上の、表示電極１９と配向
制御窓５０の正射影について考える。表示電極１９の射
影の長辺４２と、配向制御窓直線部分５１の射影の縁と
の間隔ｄは、液晶の応答速度に影響する。液晶分子４１
は、電界がかけられたとき、電界の強さに応じて長軸が
電界に直交するように平面の法線方向から傾くが、傾く
方角は、電界強度によって決定されるものではない。そ
して、本実施形態において、その傾く方角は、前述した
配向制御窓５０の縁および表示電極１９の縁付近に発生
する斜めの電界による液晶分子４１の傾斜方角により決
定される。すなわち、前記の縁付近の液晶分子４１が、
斜めの電界によって所定方角に傾斜すると、この傾斜が
電極の内側部分に伝播（でんぱ）する。したがって、こ
の伝播距離が短い方が、液晶の応答速度が速いと考えら
れる。つまり、液晶分子４１が倒れたとき、その長軸を
結んでいった線の長さが短い方が好ましい。
【００１４】図３は、間隔ｄと、応答速度の関係を示し
ている。破線で示すグラフは、表示電極１９と共通電極
３１との間隙、すなわちセルギャップが３．３〜３．４
μｍの場合であり、実線で示すグラフは、セルギャップ
が３．５〜３．６μｍの場合である。一般的傾向とし
て、液晶の応答速度は、液晶表示装置のセルギャップが
小さいほど速くなる特性を有し、図３においてもセルギ
ャップ３．５〜３．６μｍにおける液晶の応答速度より
も、３．３〜３．４μｍにおける液晶の応答速度が速
い。しかし、図３から明らかなように、本実施形態の垂
直配向型液晶表示装置においては、このような一般的傾
向だけでなく、いずれのセルギャップにおいても、間隙
ｄが短くなると応答速度が速まる傾向を示し、さらに、
その傾向は間隔ｄが３０μｍ以下では弱まり、２５μｍ
より短くしても応答速度の改善はほとんど望めないこと
が分かる。なお、図３の特性は、液晶としてネガタイプ
フッ素系液晶を用い、その特性は、粘度：１５０ｍＰａ
・ｓｅｃ、光学異方性：Δｎ＝０．０９１、誘電異方
性：Δε＝−３．８、ＮＩ点（液晶が液体に変化する温
度）：８２℃である。もちろん、本実施形態において採
用可能な液晶として、上記特性を備えた液晶だけに限ら
れるものではないが、少なくとも同程度の特性又は同種
類の傾向を示す液晶において、図３に示すような窓と表
示電極辺との間隙ｄと、液晶応答速度との関係が成り立
つ。セルギャップが３．５〜３．６μｍの場合では、間
隔ｄが３０μｍ以下の領域では、応答速度の短縮が鈍
く、２５μｍ以下ではほとんど変化しないことが分か
る。また、セルギャップが３．３〜３．４μｍの場合で
は、間隔ｄが３０μｍ以下で、応答速度の短縮効果が鈍
り、２５μｍ以下での効果はわずかであることが分か
る。
ている。破線で示すグラフは、表示電極１９と共通電極
３１との間隙、すなわちセルギャップが３．３〜３．４
μｍの場合であり、実線で示すグラフは、セルギャップ
が３．５〜３．６μｍの場合である。一般的傾向とし
て、液晶の応答速度は、液晶表示装置のセルギャップが
小さいほど速くなる特性を有し、図３においてもセルギ
ャップ３．５〜３．６μｍにおける液晶の応答速度より
も、３．３〜３．４μｍにおける液晶の応答速度が速
い。しかし、図３から明らかなように、本実施形態の垂
直配向型液晶表示装置においては、このような一般的傾
向だけでなく、いずれのセルギャップにおいても、間隙
ｄが短くなると応答速度が速まる傾向を示し、さらに、
その傾向は間隔ｄが３０μｍ以下では弱まり、２５μｍ
より短くしても応答速度の改善はほとんど望めないこと
が分かる。なお、図３の特性は、液晶としてネガタイプ
フッ素系液晶を用い、その特性は、粘度：１５０ｍＰａ
・ｓｅｃ、光学異方性：Δｎ＝０．０９１、誘電異方
性：Δε＝−３．８、ＮＩ点（液晶が液体に変化する温
度）：８２℃である。もちろん、本実施形態において採
用可能な液晶として、上記特性を備えた液晶だけに限ら
れるものではないが、少なくとも同程度の特性又は同種
類の傾向を示す液晶において、図３に示すような窓と表
示電極辺との間隙ｄと、液晶応答速度との関係が成り立
つ。セルギャップが３．５〜３．６μｍの場合では、間
隔ｄが３０μｍ以下の領域では、応答速度の短縮が鈍
く、２５μｍ以下ではほとんど変化しないことが分か
る。また、セルギャップが３．３〜３．４μｍの場合で
は、間隔ｄが３０μｍ以下で、応答速度の短縮効果が鈍
り、２５μｍ以下での効果はわずかであることが分か
る。
【００１５】一方、液晶分子の向きを制御可能な領域、
すなわち表示電極１９から配向制御窓５０を除いた部分
の面積は実質的な画素表示面積にほぼ等しいため、この
面積は大きい方が好ましく、よって、この面からは間隔
ｄは長い方が好ましい。したがって、間隔ｄは、応答速
度の短縮効果が期待できない範囲において、なるべく長
くすることがよいことが理解される。そこで、本実施形
態においては、間隔ｄを２５μｍ〜３０μｍとした。
すなわち表示電極１９から配向制御窓５０を除いた部分
の面積は実質的な画素表示面積にほぼ等しいため、この
面積は大きい方が好ましく、よって、この面からは間隔
ｄは長い方が好ましい。したがって、間隔ｄは、応答速
度の短縮効果が期待できない範囲において、なるべく長
くすることがよいことが理解される。そこで、本実施形
態においては、間隔ｄを２５μｍ〜３０μｍとした。
【００１６】ここで、配向制御窓５０の幅は７μｍ程度
とすることが好適である。上述のように配向制御窓５０
は共通電極３１が図１の点線のようなパターンに開口さ
れて形成されたもので、窓直下では液晶にほとんど電界
がかからないから、窓領域は非表示領域となるため、窓
５０の幅を７μｍより狭めると画素表示面積が増加する
が、配向分割機能を十分に発揮することができなくな
る。反対に、７μｍより大きくしても、配向分割機能は
ほとんど変化しない一方で画素表示面積が減少してしま
う為である。
とすることが好適である。上述のように配向制御窓５０
は共通電極３１が図１の点線のようなパターンに開口さ
れて形成されたもので、窓直下では液晶にほとんど電界
がかからないから、窓領域は非表示領域となるため、窓
５０の幅を７μｍより狭めると画素表示面積が増加する
が、配向分割機能を十分に発揮することができなくな
る。反対に、７μｍより大きくしても、配向分割機能は
ほとんど変化しない一方で画素表示面積が減少してしま
う為である。
【００１７】図４には、配向制御窓の形状が異なる場合
の例が示されている。表示電極１１９は略長方形であ
り、この長方形の長辺にほぼ平行に、かつ短辺のほぼ中
心に略長方形のスリットとして幅が略７μｍの配向制御
窓１５０が位置している。この配向制御窓１５０の縁
と、表示電極１１９の長辺の間隔ｄが、２５μｍ〜３０
μｍになっている。また、長方形の表示電極の短辺に平
行に配向制御窓を設けることも可能である。この場合
は、短辺どうしの間隔を２５μｍ〜３０μｍとする。
の例が示されている。表示電極１１９は略長方形であ
り、この長方形の長辺にほぼ平行に、かつ短辺のほぼ中
心に略長方形のスリットとして幅が略７μｍの配向制御
窓１５０が位置している。この配向制御窓１５０の縁
と、表示電極１１９の長辺の間隔ｄが、２５μｍ〜３０
μｍになっている。また、長方形の表示電極の短辺に平
行に配向制御窓を設けることも可能である。この場合
は、短辺どうしの間隔を２５μｍ〜３０μｍとする。
【００１８】図５には、配向制御窓と表示電極の配置の
他の例が示されている。表示電極２１９は、長方形に切
り込みを入れたようなスリット２６０により、３つの部
分に区画され、この区画された部分ごとに配向制御窓２
５０が設けられている。一つの配向制御窓２５０の形状
は、図１に示される配向制御窓５０と同様に、一つの直
線部分の両端が二股に分かれた形状をしている。そし
て、表示電極２１９の縁、すなわち表示電極の外形の一
辺２４２およびスリット２６０の縁と、配向制御窓２５
０の直線部分の縁の間隔ｄが、２５μｍ〜３０μｍとな
っている。また、窓２５０の幅は７μｍ程度のスリット
２６０の幅も７μｍ程度である。このスリット２６０
は、表示電極２１９に形成されたものであるが、窓２５
０と同様な配向分割機能を有しており、スリット２６０
を境に液晶の傾く方角を約１８０°に制御している。
他の例が示されている。表示電極２１９は、長方形に切
り込みを入れたようなスリット２６０により、３つの部
分に区画され、この区画された部分ごとに配向制御窓２
５０が設けられている。一つの配向制御窓２５０の形状
は、図１に示される配向制御窓５０と同様に、一つの直
線部分の両端が二股に分かれた形状をしている。そし
て、表示電極２１９の縁、すなわち表示電極の外形の一
辺２４２およびスリット２６０の縁と、配向制御窓２５
０の直線部分の縁の間隔ｄが、２５μｍ〜３０μｍとな
っている。また、窓２５０の幅は７μｍ程度のスリット
２６０の幅も７μｍ程度である。このスリット２６０
は、表示電極２１９に形成されたものであるが、窓２５
０と同様な配向分割機能を有しており、スリット２６０
を境に液晶の傾く方角を約１８０°に制御している。
【００１９】このように１画素の表示電極にスリットを
設け、１画素当たり配向制御窓を複数設けることによ
り、より幅Ｗｐの広い画素にも対応可能となる。間隔ｄ
を２５μｍ〜３０μｍ、スリットの幅Ｗｓを７μｍとす
れば、図５のように１画素の表示電極を３つに分割した
場合、１８５μｍ〜２１５μｍの画素の幅Ｗｐに対応す
ることができる。また、図１または図４に示すように、
１画素の表示電極を分割しない場合、５７μｍ〜６７μ
ｍの画素幅Ｗｐに対応することができる。さらに、１画
素の表示電極を二つに分割することによって、Ｗｐ１２
１μｍ〜１４１μｍに対応することができる。
設け、１画素当たり配向制御窓を複数設けることによ
り、より幅Ｗｐの広い画素にも対応可能となる。間隔ｄ
を２５μｍ〜３０μｍ、スリットの幅Ｗｓを７μｍとす
れば、図５のように１画素の表示電極を３つに分割した
場合、１８５μｍ〜２１５μｍの画素の幅Ｗｐに対応す
ることができる。また、図１または図４に示すように、
１画素の表示電極を分割しない場合、５７μｍ〜６７μ
ｍの画素幅Ｗｐに対応することができる。さらに、１画
素の表示電極を二つに分割することによって、Ｗｐ１２
１μｍ〜１４１μｍに対応することができる。
【００２０】このように画素幅Ｗｐの大きな画素につい
ても、本発明によれば、画素内で配向方向を確実に分割
でき、高速応答が可能で、かつ開口率を向上することが
でき、画素サイズの大きな例えば大型ＬＣＤなどに適用
することで、優れた表示品質の大型ＬＣＤを実現でき
る。
ても、本発明によれば、画素内で配向方向を確実に分割
でき、高速応答が可能で、かつ開口率を向上することが
でき、画素サイズの大きな例えば大型ＬＣＤなどに適用
することで、優れた表示品質の大型ＬＣＤを実現でき
る。
【００２１】また、以上の中間となる値の幅Ｗｐを有す
る画素に対しては、図６および図７に示すような電極の
構成を採ることができる。図６は１画素の表示電極３１
９と、共通電極３３１に設けられた配向制御窓３５０
ａ，３５０ｂを示す平面図、図７は表示電極３１９と共
通電極３３１に直交する面の断面図である。表示電極３
１９は、配向制御窓３５０ａ，３５０ｂに略平行な、ス
リット３６０により二つの部分３１９ａ，３１９ｂに分
割されている。部分３１９ｂの幅Ｗｐ２は部分３１９ａ
の幅Ｗｐ１の略半分であり、面積も同様にほぼ半分とな
っている。
る画素に対しては、図６および図７に示すような電極の
構成を採ることができる。図６は１画素の表示電極３１
９と、共通電極３３１に設けられた配向制御窓３５０
ａ，３５０ｂを示す平面図、図７は表示電極３１９と共
通電極３３１に直交する面の断面図である。表示電極３
１９は、配向制御窓３５０ａ，３５０ｂに略平行な、ス
リット３６０により二つの部分３１９ａ，３１９ｂに分
割されている。部分３１９ｂの幅Ｗｐ２は部分３１９ａ
の幅Ｗｐ１の略半分であり、面積も同様にほぼ半分とな
っている。
【００２２】共通電極の、部分３１９ａの幅Ｗｐ１方向
の中央付近に対応する位置に配向制御窓３５０ａが設け
られている。配向制御窓３５０ａの縁と、表示電極の部
分３１９ａの配向制御窓に略平行な２辺との距離ｄは、
前述の例と同様２５μｍ〜３０μｍとなっている。ま
た、表示電極のもう一方の部分３１９ｂに対して、配向
制御窓３５０ｂは、表示電極３１９の外形、すなわち画
素の外形となる辺３４２と対向する位置に設けられてい
る。そして、配向制御窓３５０ｂの縁とスリット３６０
の縁との間隔ｄも２５μｍ〜３０μｍとなっている。
の中央付近に対応する位置に配向制御窓３５０ａが設け
られている。配向制御窓３５０ａの縁と、表示電極の部
分３１９ａの配向制御窓に略平行な２辺との距離ｄは、
前述の例と同様２５μｍ〜３０μｍとなっている。ま
た、表示電極のもう一方の部分３１９ｂに対して、配向
制御窓３５０ｂは、表示電極３１９の外形、すなわち画
素の外形となる辺３４２と対向する位置に設けられてい
る。そして、配向制御窓３５０ｂの縁とスリット３６０
の縁との間隔ｄも２５μｍ〜３０μｍとなっている。
【００２３】図７の断面図に破線で示すように電界が形
成され、また図示するように、配向制御窓３５０ａとス
リット３６０で分けられた３つの部分それぞれにおいて
液晶分子４１の配向方向がそろう。このような構成にお
いて、間隔ｄを２５μｍ〜３０μｍ、スリットおよび配
向制御窓の幅を７μｍとすれば、画素幅Ｗｐを９３μｍ
〜１０８μｍとすることができ、より多様な画素幅に対
応することができるようになる。このような構成を採っ
てもなお実現できない画素幅（例えば６８μｍ〜９２μ
ｍ）については、やや開口率を低下させるが、スリッ
ト、配向制御窓の幅ｗを拡大して対応することができ
る。
成され、また図示するように、配向制御窓３５０ａとス
リット３６０で分けられた３つの部分それぞれにおいて
液晶分子４１の配向方向がそろう。このような構成にお
いて、間隔ｄを２５μｍ〜３０μｍ、スリットおよび配
向制御窓の幅を７μｍとすれば、画素幅Ｗｐを９３μｍ
〜１０８μｍとすることができ、より多様な画素幅に対
応することができるようになる。このような構成を採っ
てもなお実現できない画素幅（例えば６８μｍ〜９２μ
ｍ）については、やや開口率を低下させるが、スリッ
ト、配向制御窓の幅ｗを拡大して対応することができ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、液晶分子の向きの制御
可能な領域が大きく、すなわち画素のコントラストが大
きく、応答速度の速い液晶表示装置を提供することがで
きる。
可能な領域が大きく、すなわち画素のコントラストが大
きく、応答速度の速い液晶表示装置を提供することがで
きる。
【図１】 液晶表示装置の１画素の構造を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 配向制御窓直線部分の縁と表示電極長辺との
表示平面上の距離ｄと、応答速度の関係を示す図であ
る。
表示平面上の距離ｄと、応答速度の関係を示す図であ
る。
【図４】 配向制御窓の形状の他の例を示す図である。
【図５】 表示電極の形状の他の例と、これに対応した
配向制御窓の配置の例を示す図である。
配向制御窓の配置の例を示す図である。
【図６】 表示電極の形状のさらに他の例と、これに対
応した配向制御窓の配置の例を示す図である。
応した配向制御窓の配置の例を示す図である。
【図７】 図６に示す表示電極を用いた液晶表示装置の
断面図である。
断面図である。
１９ 表示電極、３１ 共通電極（対向電極）、４０
液晶、４１ 液晶分子、４２ （表示電極の）長辺、５
０ 配向制御窓、５１ （配向制御窓の）直線部分、５
２ （配向制御窓の）Ｖ字状部分。
液晶、４１ 液晶分子、４２ （表示電極の）長辺、５
０ 配向制御窓、５１ （配向制御窓の）直線部分、５
２ （配向制御窓の）Ｖ字状部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井 雅志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 JB02 LA04 MA01 MA15 MB01 2H092 GA13 GA15 GA26 GA29 GA33 JA24 JA34 JA37 JA41 JA46 KB24 NA05 NA25 PA01
Claims (7)
- 【請求項１】 複数形成された表示電極と対向電極との
間に垂直配向された液晶分子を有する液晶層が設けら
れ、電界により上記液晶分子の配向を制御する垂直配向
方式の液晶表示装置であって、 前記対向電極は、当該電極に所定の形状の穴をあけて形
成した配向制御窓を有し、 前記表示電極の縁と、前記配向制御窓の縁との表示平面
上への正射影どうしの間隔が、最大で２５μｍ〜３０μ
ｍである、液晶表示装置。 - 【請求項２】 複数形成された表示電極と対向電極との
間に垂直配向された液晶分子を有する液晶層が設けら
れ、電界により上記液晶分子の配向を制御する垂直配向
方式の液晶表示装置であって、 前記対向電極は、該対向電極に穴をあけて形成した配向
制御窓を有し、該配向制御窓は前記表示電極の一辺に略
平行な略直線状の部分を有し、 前記表示電極の、前記配向制御窓の直線状部分に略平行
な辺と、前記配向制御窓の直線状部分の縁との表示平面
上への正射影どうしの距離が、２５μｍ〜３０μｍであ
る、液晶表示装置。 - 【請求項３】 複数形成された表示電極と対向電極との
間に垂直配向された液晶分子を有する液晶層が設けら
れ、電界により上記液晶分子の配向を制御する垂直配向
方式の液晶表示装置であって、 前記対向電極は、直線部分と、直線部分の両端に枝分か
れするように結合されたＶ字状部分とを有する配向制御
窓を有し、 前記表示電極の、前記配向制御窓の直線部分に略平行な
辺と、前記配向制御窓の直線部分の縁との表示平面上へ
の正射影どうしの距離が、２５μｍ〜３０μｍである、
液晶表示装置。 - 【請求項４】 複数形成された表示電極と対向電極との
間に垂直配向された液晶分子を有する液晶層が設けら
れ、電界により上記液晶分子の配向を制御する垂直配向
方式の液晶表示装置であって、 前記表示電極は、直線状の切り込みにより複数の部分に
分割されており、 前記対向電極は、該対向電極に穴をあけて形成した配向
制御窓を有し、該配向制御窓は、前記切り込みと略平行
な直線状の部分を有し、 前記表示電極の切り込み部分と、この切り込み部分に略
平行な配向制御窓の直線部分の縁との表示平面上への正
射影どうしの間隔が、２５μｍ〜３０μｍである、液晶
表示装置。 - 【請求項５】 複数形成された表示電極と対向電極との
間に垂直配向された液晶分子を有する液晶層が設けら
れ、電界により上記液晶分子の配向を制御する垂直配向
方式の液晶表示装置であって、 前記表示電極は、直線状の切り込みにより複数の部分に
分割され、前記分割された部分のうちの端に位置する端
部分の面積は、他の部分の面積より小さく、 前記対向電極は、前記表示電極の分割された部分に対応
して、前記切り込みと略平行な直線状の部分を有する形
状の開口部である配向制御窓を有し、 前記分割された表示電極の端部分の縁であって、かつ画
素の縁である辺は、前記配向制御窓の一つに重畳し、当
該部分の他の縁と前記配向制御窓の直線部分の縁との前
記表示平面上への正射影どうしの間隔が、２５μｍ〜３
０μｍであり、 他の表示電極の部分に関して、当該部分の前記切り込み
に平行な２辺と、この切り込み部分に略平行な配向制御
窓の直線部分の縁との表示平面上への正射影どうしの間
隔が、２５μｍ〜３０μｍである、液晶表示装置。 - 【請求項６】 請求項１から４に記載された液晶表示装
置であって、 液晶の、駆動状態と定常状態のときの誘電率の差が約−
３．８である、液晶表示装置。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一つに記載の
液晶表示装置であって、前記配向制御窓の幅は約７μｍ
である液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269198A JP4854152B2 (ja) | 2000-09-05 | 2001-09-05 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000268142 | 2000-09-05 | ||
| JP2000268142 | 2000-09-05 | ||
| JP2000-268142 | 2000-09-05 | ||
| JP2001269198A JP4854152B2 (ja) | 2000-09-05 | 2001-09-05 | 液晶表示装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010254075A Division JP5300823B2 (ja) | 2000-09-05 | 2010-11-12 | 液晶表示装置 |
| JP2011099497A Division JP5372063B2 (ja) | 2000-09-05 | 2011-04-27 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002156635A true JP2002156635A (ja) | 2002-05-31 |
| JP4854152B2 JP4854152B2 (ja) | 2012-01-18 |
Family
ID=26599242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001269198A Expired - Lifetime JP4854152B2 (ja) | 2000-09-05 | 2001-09-05 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4854152B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006003830A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Nec Lcd Technologies Ltd | 液晶表示装置 |
| JP2006184335A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JP2007293292A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示素子 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0643461A (ja) * | 1992-04-30 | 1994-02-18 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 液晶表示装置 |
| JPH08179381A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPH10153802A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-06-09 | Fujitsu Ltd | 液晶表示装置 |
| JPH1152381A (ja) * | 1997-07-29 | 1999-02-26 | Tokuo Koma | 液晶表示装置 |
| JPH11109391A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
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| JPH11352524A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パラレル配向液晶表示素子 |
| JP2000162599A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
2001
- 2001-09-05 JP JP2001269198A patent/JP4854152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (10)
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| JPH11352524A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パラレル配向液晶表示素子 |
| JP2000162599A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
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| JP2006184335A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JP4639797B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-02-23 | カシオ計算機株式会社 | 液晶表示素子 |
| JP2007293292A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示素子 |
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|---|---|
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