JPH09269508A - 液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
の劣化を抑える。 【解決手段】 IPS(インプレインスイッチング)方
式液晶表示素子では、2枚の透明基板11,12が液晶
層14を挟んで近接対向して配され、透明基板12の内
面に画素電極15及び対向電極16が各画素に対応して
形成される。この発明では、それらの電極は透明層40
の上に遮光層41を重ねるかまたは遮光層41の両側に
透明層40が並べられ、遮光層41の幅が電極幅の25
〜75%の範囲に選定される。遮光層として例えばクロ
ムまたは酸化クロム、透明層としてITOが用いられ
る。
Description
レイン・スイッチング)方式の液晶表示素子(パッシブ
型及びアクティブ型)に関し、特に白輝度の低下と、コ
ントラスト及び視角特性の劣化の防止に関する。
う)は軽量・薄型・低消費電力などの特性を生かし、各
種情報機器端末やビデオ機器などに使用されている。こ
れらのLCDはTN(ツイスト・ネマチック)やSTN
(スーパー・ツイスト・ネマチック)形に代表されるL
CDが大部分であった。しかしこの従来のLCDは実用
化されているが、視野角が比較的狭いという問題があっ
た。
ッチング(IPS:In−Plane−Switchi
ng)方式のLCDの提案がなされている(例えば文献
JAPAN DISPLAY ’92−547〜550
R.Kiefer他、“P2−30 In−Plan
e Switching of Nematic Li
quid Crystals”)。このIPS方式のL
CDは走査電極と信号電極が櫛歯状に形成された基板
と、電極が形成されていない基板との間に液晶が封入さ
れた構造をしている。
透明基板11,12の周囲がシール材13で封止固定さ
れ、これら基板11,12、シール材13によって形成
された空間内にn形液晶(誘電率異方性が負の液晶)1
4が封入される。一方の基板12の内面に、図4Aに示
すような一対の櫛歯状の画素電極15と対向電極16と
が互いに噛みあった状態で形成され、他方の基板11に
は電極は形成されていない。基板11,12の各内面に
配向膜17,18がそれぞれ形成され、これら配向膜1
7,18はそれぞれ、電極15,16の各歯の長手方向
と直交する方向に配向処理がなされている。その配向方
向をそれぞれ印19,20で示す。従って液晶14の液
晶分子14aの長軸は電極15,16の各歯の長手方向
と直角な方向で、かつ基板11,12とそれぞれ平行に
配向されている。基板11,12の外面にそれぞれ偏光
板21,22が形成され、一方の偏光板21の偏光方向
23は配向方向19と同一とされているが、他方の偏光
板22の偏光方向24は配向方向20、偏光方向23と
直交する方向とされている。また、液晶は電極15,1
6の各歯の長手方向と平行な方向で、かつ基板11,1
2とそれぞれ平行に配向されたp形液晶(誘電率異方性
が正の液晶)でもよい。
加しない状態では、このLCDに入射された光はその入
射側の偏光板例えば21により直線偏光とされ、その偏
光方向と液晶分子14aの長軸方向とが一致しているか
ら、偏光方向を変えられることなく液晶14を透過する
ため、出射側の偏光板22に達した光の偏向方向はその
偏光板22の偏向方向と直交し、遮断される。
と、これら電極15,16の間の電界により液晶分子1
4aの長軸方向が、図4Bに示すように電極の歯の長手
方向と平行する方向に曲げられる。よって基板11側か
ら入射され、偏光板21により直線偏光とされた光は液
晶14を透過中に液晶14の複屈折により楕円偏光に変
化し、偏光板22を透過する。
は、例えば図4Aに示した一対の電極15,16を、各
画素対応に設け、その各一対の電極の一方を走査電極と
し、他方を信号電極とする。即ち従来の単純マトリクス
(XYマトリックス)方式と同様の表示方法である。こ
の他図5に示すように各画素に対応して電極15,16
と共にスイッチング素子としてTFT(薄膜トランジス
タ)33を形成し、列状のソースバス35を信号電極、
行状のゲートバス36を走査電極として各画素を選択的
に表示する現行のTFTアクティブマトリクス方式と同
様の表示方法もある。また、TFTのような三端子スイ
ッチング素子以外にダイオードやバリスタ等の二端子ス
イッチング素子を用いる場合もある。
に、基板11,12間の真中における基板11,12と
平行な面に対し、対称構造になっているため、視野角が
広いと云われ、前記英文の文献において、電子計算機に
よるシミュレーションの結果は従来のTNやSTN形の
LCDよりも視角依存性が小さいことが示されている。
化クロムなどを用いた遮光層で形成した場合には、透明
基板12上に画素電極15と対向電極16とが各画素に
対応して形成されているため、両電極間の表示領域(1
画面分の合計)の画面全体に対する割合、つまり開口率
が従来のIPS方式でない普通のLCD(対向電極が透
明基板11の内面に形成されている)に比べて可なり小
さいので、白輝度が低くなる問題があった。
5及び対向電極16の幅及び両電極の間隔をいずれも1
0μmとした実験モデルでは、黒輝度は0.5cd/m
2 と低く問題ないが、白輝度が84cd/m2 と低い値
を示している。 (2)一方、両電極をITOなどの透明層で形成した場
合には、開口率は上述と変らないが、両電極を光が透過
するので白輝度が高くなる。しかし黒輝度も同時に高く
なり、コントラストが低下する問題があった。即ち、図
2のCに示すように、上記と同じ寸法で両電極を形成し
たモデルでは、白輝度が110cd/m 2 、黒輝度が
1.0cd/m2 と両者共高い値を示し、これらの比で
与えられるコントラストは110となり、Bの場合のコ
ントラスト168に比べて可なり低いことが分る。
光の透過率が高いため、偏光板特性(2枚の偏光板の軸
角度を直交させる構造では、画面の斜め方向から見た場
合光ぬけが起こる性質がある)の影響を受け易くなり、
この結果視角特性が劣化する問題があった。 (3)この発明は、従来の電極に遮光層のみを用いる場
合のような白輝度の低下や、透明層のみを用いる場合の
ようなコントラスト及び視角特性の劣化のないLCDを
提供することを目的としている。
接対向して配され、その一方の透明基板の内面に画素電
極及び対向電極が各画素に対応して形成されているIP
S(イン・プレイン・スイッチング)方式液晶表示素子
に関する。請求項1の発明では特に、画素電極及び対向
電極が、透明層の上に遮光層を重ねた二層構造とされ、
その遮光層の幅が透明層の幅の25〜75%の範囲に選
定される。
対向電極は、幅方向の中心部に遮光層が、その両端に透
明層がそれぞれ形成され、その遮光層の幅の合計が電極
幅(全体の幅)の25〜75%の範囲に選定される。
施の形態を説明する。ただし図1には図3、図4と対応
する部分に同じ符号を付け、重複説明を省略する。請求
項1の発明では、画素電極15及び対向電極16が、透
明層40の上に遮光層41を重ねた二層構造とされ、そ
の遮光層41の幅が電極幅(この場合は透明層の幅に等
しい)の25〜75%の範囲に選定される。
輝度、黒輝度及びコントラストがBの従来の遮光層のみ
の場合とCの従来の透明層のみの場合のほぼ中間の値と
なるので、遮光層のみの場合の白輝度の低下や透明層の
みの場合のコントラスト及び視角特性の劣化が抑えられ
る。図2Aは遮光層41の幅を5μm、透明層40の幅
及び両層の間隔を共に10μmとしている。遮光層41
の幅を電極幅の25%以下にすると遮光層41を併用し
た効果が小さくなりすぎ、また75%以上にすると透明
層40を併用した効果が小さくなりすぎ、いずれの場合
も中間の特性が得られなくなる。
40を設け(図1C)、遮光層41の幅を電極幅の25
〜75%に選定することによって、前記図1A,Bの二
層構造の場合とほぼ同じ特性が得られる。前記いずれの
場合も、透明層40にITOを、遮光層41にクロムま
たは酸化クロムを用いれば、これらの材料は安価に得ら
れるので、画素電極及び対向電極を経済的に形成するこ
とができる。
電極及び対向電極は、透明層40と遮光層41を用いそ
れぞれが電極幅全体の25〜75%の範囲に選定されて
いるので、白輝度及びコントラストは従来の遮光層のみ
の場合と、透明層のみの場合との中間の値となる。よっ
て、従来の遮光層のみの場合の白輝度の低下及び透明層
のみの場合のコントラストや視角特性の劣化(斜め方向
の光ぬけ)が防止される。
クライトの低消費電力化にも効果がある。
はAの画素電極15及び対向電極16の1画素分の形状
の一例を示す平面図、CはAの画素電極15及び対向電
極16の他の構造を示す断面図。
スト特性の一例を従来例と比較して示した図。
Aは要部の分解斜視図、Bは断面図。
一例を示す平面図、Bは図3Bの電極15,16間に電
界を印加した状態を示す断面図。
スLCDである場合に、透明基板12の内面に形成され
た電極15,16を含むTFTアレイの要部の平面図、
BはAのa−a′断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 2枚の基板が液晶層を挟んで近接対向し
て配され、その一方の基板の内面に画素電極及び対向電
極が各画素に対応して形成されているIPS(イン・プ
レイン・スイッチング)方式の液晶表示素子において、 前記画素電極及び対向電極が、透明層の上に遮光層を重
ねた二層構造とされ、その遮光層の幅が透明層の幅の2
5〜75%の範囲に選定されていることを特徴とする液
晶表示素子。 - 【請求項2】 2枚の透明基板が液晶層を挟んで近接対
向して配され、その一方の透明基板の内面に各画素に対
応して画素電極及び対向電極が形成されているIPS
(イン・プレイン・スイッチング)方式の液晶表示素子
において、 前記画素電極及び対向電極は、幅方向の中心部に遮光層
が、その両端に透明層がそれぞれ形成され、その遮光層
の幅が電極幅(全体の幅)の25〜75%の範囲に選定
されていることを特徴とする液晶表示素子。
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|---|---|---|---|
| JP7728096A JP3712774B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 液晶表示素子 |
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