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技術 液晶表示装置

出願人 三星ディスプレイ株式會社
発明者 李成烈金有珍李鍾煥洪七善
出願日 2016年3月9日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-045798
公開日 2016年9月15日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2016-167069
状態 特許登録済
技術分野 液晶5(電極、アクティブマトリックス)
主要キーワード 縦基準線 光反応物質 基準電圧印加 平面板状 最大駆動電圧 幹部分 枝電極 ブラック部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月15日)のものです。
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図面 (15)

課題

枝電極周縁において発生する液晶分子不規則挙動を防ぐことにより、液晶表示装置透過率の低下を防ぐことのできる液晶表示装置を提供する。

解決手段

第1の基板の上に形成される第1の電極と、第1の電極の上に形成される絶縁膜と、絶縁膜の上に形成され、第1の電極と重なり合い、複数の枝電極を有する第2の電極と、第1の基板と対向する第2の基板と、第1、2の基板の間注入される液晶層と、を備え、複数の枝電極は、配向方向と第1の角度をなす幹部分及び配向方向と第2の角度をなす中央部分を有し、複数の枝電極のうち、最外郭枝電極の第2の中央部分と配向方向とがなす角度は第4の角度であり、第2の角度及び前記第4の角度は互いに異なる。

概要

背景

液晶表示装置(Liquid Crystal Display)は、現在最も幅広く用いられているフラットパネル表示装置の一つであり、電極電圧印加して液晶層液晶分子再配列させることにより透過される光の量を調節する表示装置である。

液晶表示装置は、薄型化し易いというメリットを有しているが、前面視認性に比べて側面視認性が悪いという欠点があるため、これを克服するための様々な方式の液晶配列及び駆動方法が開発されている。この種の広視野角を実現するための方法として、画素電極及び共通電極を1枚の基板に形成する液晶表示装置が注目されている。

このような液晶表示装置において、画素電極及び共通電極の2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は複数の切欠部を有し、複数の切欠部により限定される複数の枝電極を有する。

一方、液晶表示装置の外部から圧力などが加えられると、液晶分子の不規則挙動が発生し、このような液晶分子の不規則な挙動が電場生成電極の切欠部に沿って移動することがある。これを防ぐために、切欠部が縦基準線となす角度を種々に形成して、液晶分子の不規則な挙動が電場生成電極の切欠部に沿って移動することを防ぐことができる。しかしながら、切欠部が縦基準線となす角度が様々になるように切欠部を形成することにより、切欠部の位置及び角度に応じて電場により回転された液晶分子が初期配列状態に戻らないことがあり、このように回転された液晶分子が初期の配列状態に戻らないが故に、液晶分子の不規則な挙動が発生する。このような液晶分子の不規則な挙動は、特に、複数の枝電極のうち画素領域の周縁に配設される枝電極の周りにおいて頻繁に発生し、画素領域の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動が防ぎ難い。このような液晶分子の不規則な挙動は、液晶表示装置の透過率の低下につながる。

概要

枝電極の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことにより、液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことのできる液晶表示装置を提供する。 第1の基板の上に形成される第1の電極と、第1の電極の上に形成される絶縁膜と、絶縁膜の上に形成され、第1の電極と重なり合い、複数の枝電極を有する第2の電極と、第1の基板と対向する第2の基板と、第1、2の基板の間注入される液晶層と、を備え、複数の枝電極は、配向方向と第1の角度をなす幹部分及び配向方向と第2の角度をなす中央部分を有し、複数の枝電極のうち、最外郭枝電極の第2の中央部分と配向方向とがなす角度は第4の角度であり、第2の角度及び前記第4の角度は互いに異なる。

目的

本発明が解決しようとする技術的な課題は、2つの電場生成電極を1枚の基板の上に形成し、2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は切欠部を有するように形成する場合、枝電極の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことにより、液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことのできる液晶表示装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1の基板と、前記第1の基板の上に形成される第1の電極と、前記第1の電極の上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成されており、前記第1の電極と重なり合い、複数の枝電極を有する第2の電極と、 前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に注入される液晶層と、を備え、前記液晶層の液晶分子は、配向方向にプレチルトを有するように配向されており、前記複数の枝電極は、前記配向方向と第1の角度をなす幹部分及び前記配向方向と第2の角度をなす中央部分を有し、前記複数の枝電極の位置に応じて前記中央部分の前記第2の角度は互いに異なることを特徴とする液晶表示装置

請求項2

前記第1の基板の上に形成されるゲート線及びデータ線を更に備え、前記複数の枝電極のうち、前記データ線に隣り合って、前記データ線側に突出した最外郭枝電極の第1の中央部分と前記配向方向とがなす角度は第4の角度であり、前記第4の角度は、前記第2の角度よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。

請求項3

前記ゲート線が伸びている方向と前記第1の中央部分とがなす角度は、15°乃至30°であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。

請求項4

前記ゲート線が伸びている方向に沿った、前記最外郭枝電極の突出した前記第1の中央部分と幹部分との距離は、前記最外郭枝電極以外の前記複数の枝電極の前記中央部分と幹部分との距離よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。

請求項5

前記第1の中央部分と幹部分との距離は、前記最外郭枝電極以外の前記複数の枝電極の前記中央部分と幹部分との距離よりも1μm乃至2μm大きいことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。

請求項6

前記第2の角度は、前記第1の角度よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。

請求項7

前記複数の枝電極は、前記配向方向と第3の角度をなす周縁部分を更に備え、前記第3の角度は、前記第1の角度よりも大きいことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。

請求項8

前記第1の電極は平面板状を呈し、前記第1の電極の板状部分及び前記第2の電極の前記複数の枝電極は、重なり合うことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。

請求項9

前記第1の基板の上に形成されるゲート線及びデータ線を更に備え、前記複数の枝電極のうち、前記データ線に隣り合って、前記データ線側に突出した最外郭枝電極の前記中央部分と幹部分との第1の距離は、前記最外郭枝電極以外の前記複数の枝電極の前記中央部分と幹部分との第2の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。

請求項10

前記中央部分と幹部分との第1の距離は、前記中央部分と幹部分との第2の距離よりも1μm乃至2μm大きいことを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置係り、より詳しくは、枝電極周縁において発生する液晶分子不規則挙動を防ぐことにより、透過率の低下を防ぐ液晶表示装置に関する。

背景技術

0002

液晶表示装置(Liquid Crystal Display)は、現在最も幅広く用いられているフラットパネル表示装置の一つであり、電極電圧印加して液晶層の液晶分子を再配列させることにより透過される光の量を調節する表示装置である。

0003

液晶表示装置は、薄型化し易いというメリットを有しているが、前面視認性に比べて側面視認性が悪いという欠点があるため、これを克服するための様々な方式の液晶配列及び駆動方法が開発されている。この種の広視野角を実現するための方法として、画素電極及び共通電極を1枚の基板に形成する液晶表示装置が注目されている。

0004

このような液晶表示装置において、画素電極及び共通電極の2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は複数の切欠部を有し、複数の切欠部により限定される複数の枝電極を有する。

0005

一方、液晶表示装置の外部から圧力などが加えられると、液晶分子の不規則な挙動が発生し、このような液晶分子の不規則な挙動が電場生成電極の切欠部に沿って移動することがある。これを防ぐために、切欠部が縦基準線となす角度を種々に形成して、液晶分子の不規則な挙動が電場生成電極の切欠部に沿って移動することを防ぐことができる。しかしながら、切欠部が縦基準線となす角度が様々になるように切欠部を形成することにより、切欠部の位置及び角度に応じて電場により回転された液晶分子が初期配列状態に戻らないことがあり、このように回転された液晶分子が初期の配列状態に戻らないが故に、液晶分子の不規則な挙動が発生する。このような液晶分子の不規則な挙動は、特に、複数の枝電極のうち画素領域の周縁に配設される枝電極の周りにおいて頻繁に発生し、画素領域の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動が防ぎ難い。このような液晶分子の不規則な挙動は、液晶表示装置の透過率の低下につながる。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明が解決しようとする技術的な課題は、2つの電場生成電極を1枚の基板の上に形成し、2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は切欠部を有するように形成する場合、枝電極の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことにより、液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことのできる液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明の実施形態による液晶表示装置は、第1の基板と、前記第1の基板の上に形成される第1の電極と、前記第1の電極の上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜の上に形成されており、前記第1の電極と重なり合い、複数の枝電極を有する第2の電極と、前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に注入される液晶層と、を備え、前記液晶層の液晶分子は、配向方向にプレチルトを有するように配向されており、前記複数の枝電極は、前記配向方向と第1の角度をなす幹部分及び前記配向方向と第2の角度をなす中央部分を有し、前記複数の枝電極の位置に応じて前記中央部分の前記第2の角度は互いに異なる。

0008

前記第1の基板の上に形成されるゲート線及びデータ線を更に備え、
前記複数の枝電極のうち、前記データ線に隣り合って、前記データ線側に突出した最外郭枝電極の第1の中央部分と前記配向方向とがなす角度は第4の角度であり、好ましくは、前記第4の角度は、前記第2の角度よりも大きい。

0009

また、好ましくは、前記ゲート線が伸びている方向と前記第1の中央部分とがなす角度は、15°乃至30°である。

0010

更に、好ましくは、前記ゲート線が伸びている方向に沿った、前記最外郭枝電極の突出した前記第1の中央部分と幹部分との距離は、前記複数の枝電極の前記中央部分と幹部分との距離よりも大きく、
更にまた、好ましくは、前記第1の中央部分と幹部分との距離は、前記中央部分と幹部分との距離よりも1μm乃至2μm大きい。

0011

更にまた、好ましくは、前記第2の角度は、前記第1の角度よりも大きい。

0012

更にまた、好ましくは、前記複数の枝電極は、前記配向方向と第3の角度をなす周縁部分を更に備え、前記第3の角度は、前記第1の角度よりも大きい。

0013

更にまた、好ましくは、前記第1の電極は平面板状を呈し、前記第1の電極の板状部分及び前記第2の電極の前記複数の枝電極は、重なり合う。

0014

更に、前記第1の基板の上に形成されるゲート線及びデータ線を更に備え、
前記複数の枝電極のうち、前記データ線に隣り合って、前記データ線側に突出した最外郭枝電極の第1の中央部分と幹部分との距離は、前記複数の枝電極の前記中央部分と幹部分との距離よりも大きく、更にまた、好ましくは、前記第1の中央部分と幹部分との距離は、前記中央部分と幹部分との距離よりも1μm乃至2μm大きい。

発明の効果

0015

本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、2つの電場生成電極を1枚の基板の上に形成し、2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は切欠部を有するように形成する場合、枝電極の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことにより、液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
図1における液晶表示装置をII−II線に沿って切り取った断面図である。
図1における液晶表示装置の枝電極の形状を示す図である。
図1における液晶表示装置の一部を示す図である。
既存の液晶表示装置の枝電極の周りの液晶分子の挙動を示す図である。
本発明の実施形態による液晶表示装置の枝電極の周りの液晶分子の挙動を示す図である。
本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
図7における液晶表示装置をVII−VII線に沿って切り取った断面図である。
図7における液晶表示装置の枝電極の形状を示す図である。
図7における液晶表示装置の一部を示す図である。
本発明の一実験例による液晶表示装置の枝電極の形状を示す図である。
本発明の一実験例による液晶表示装置の枝電極の形状を示す図である。
本発明の一実験例による液晶表示装置の透過率の結果を示す図である。
本発明の一実験例による液晶表示装置の透過率の結果を示す図である。

実施例

0017

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、添付図面を参照しながら本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されるものではなく、他の形態に具現化可能である。ここで紹介される実施形態は、開示された内容を徹底且つ完全たるものにし、且つ、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。

0018

図中、様々な層及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されている。明細書全体に亘って同一又は類似の構成要素に対しては同じ図面符号を付する。また、層、膜、領域、板などの構成部分が他の構成部分の「上」にあるとした場合、それは、他の構成部分の「真上」にある場合だけではなく、これらの間に更に他の構成部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。

0019

まず、図1乃至図4を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図2は、図1に示す実施形態による液晶表示装置をII−II線に沿って切り取った断面図であり、図3は、図1における液晶表示装置の枝電極の形状を示す図であり、図4は、図1における液晶表示装置の一部を示す図である。

0020

まず、図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、相対向する下部表示板100及び上部表示板200と、これらの間に注入されている液晶層3と、を備える。以下では、一つの画素領域を例に取って説明する。

0021

下部表示板100について説明する。
透明ガラス製又はプラスチック製の絶縁基板110の上にゲート線121を有するゲート導電体が形成される。

0022

ゲート線121は、ゲート電極124及び他の層又は外部駆動回路との接続のための広い端部(図示せず)を備える。ゲート線121は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金など銀系金属、銅(Cu)や銅合金など銅系金属モリブデン(Mo)やモリブデン合金などモリブデン系金属クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタン(Ti)などにより製作される。しかしながら、ゲート線121は、物理的な性質が異なる少なくとも2つの導電膜を有する多重膜構造を有してもよい。

0023

ゲート線121の上には窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成される。ゲート絶縁膜140は、物理的な性質が異なる少なくとも2つの絶縁層を有する多層膜構造を有してもよい。

0024

ゲート絶縁膜140の上には、非晶質シリコン又は多結晶シリコンなどにより製作された半導体154が形成される。半導体154は、酸化物半導体である。

0025

半導体154の上には、オーミックコンタクト部材163、165が形成される。オーミックコンタクト部材163、165は、リンなどのn型不純物高濃度ドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質により製作されるか、或いは、シリサイドにより製作される。オーミックコンタクト部材163、165は、対をなして半導体154の上に配置される。半導体154が酸化物半導体である場合、オーミックコンタクト部材163、165は省略可能である。

0026

オーミックコンタクト部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173を有するデータ線171及びドレイン電極175を有するデータ導電体が形成される。

0027

データ線171は、他の層又は外部駆動回路との接続のための広い端部(図示せず)を備える。データ線171はデータ信号を送信し、主として縦方向に伸びてゲート線121と交差する。

0028

このとき、データ線171は、液晶表示装置の最大の透過率を得るために折れ曲がった形状を有する第1の折曲部を有し、折曲部は、画素領域の中間領域において接続されてV字状を呈する。画素領域の中間領域には、第1の折曲部と所定の角度をなすように折れ曲がった第2の折曲部を更に備える。

0029

ソース電極173はデータ線171の一部であり、データ線171と同じ線の上に配置される。ドレイン電極175は、ソース電極173と平行に伸びるように形成される。このため、ドレイン電極175は、データ線171の一部と平行である。

0030

ゲート電極124と、ソース電極173及びドレイン電極175は、半導体154とともに一つの薄膜トランジスター(thin−film−transistor:TFT)をなし、薄膜トランジスタチャンネルは、ソース電極173とドレイン電極175との間の半導体154に形成される。

0031

本発明の実施形態による液晶表示装置は、データ線171と同じ線の上に配設されるソース電極173及びデータ線171と平行に伸びているドレイン電極175を備えることにより、データ導電体が占める面積を広げなくても薄膜トランジスタの幅を広げることができ、これにより、液晶表示装置の開口率が増加される。

0032

データ線171及びドレイン電極175は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐火性金属又はこれらの合金により製作されることが好ましく、耐火性金属膜(図示せず)及び低抵抗導電膜(図示せず)を有する多重膜構造を有してもよい。多重膜構造の例としては、クロム又はモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜との二重膜、モリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜との三重膜が挙げられる。しかしながら、データ線171及びドレイン電極175は、これらに加えて、様々な金属又は導電体により製作される。

0033

データ導電体であるデータ線171、ソース電極173、ドレイン電極175と、ゲート絶縁膜140及び半導体154の露出された部分の上には、第1の保護膜180xが配置される。第1の保護膜180xは、有機絶縁物質又は無機絶縁物質などにより製作される。

0034

第1の保護膜180xの上には、第2の保護膜180yが配置される。第2の保護膜180yは、省略可能である。第2の保護膜180yは、カラーフィルタである。第2の保護膜180yがカラーフィルタである場合、第2の保護膜180yは、基本色のうちのいずれか一つを固有に表示し、基本色の例としては、赤色、緑色、青色などの三原色又は黄色、青緑色、紫紅色などが挙げられる。図示はしないが、カラーフィルタは、基本色に加えて、基本色の混合色又は白色を表示するカラーフィルタを更に備える。

0035

第2の保護膜180yの上には、共通電極270が形成される。共通電極270は面状であり、絶縁基板110の全面の上に分割のない単一板状に形成されており、ドレイン電極175の周りに対応する領域に配置される開口部273を有する。すなわち、共通電極270は画素領域の全面に形成されており、平面板状を呈する。

0036

隣の画素に配設される共通電極270は互いに接続されて、表示領域の外部から供給される所定の大きさの共通電圧が印加される。

0037

共通電極270の上には、第3の保護膜180zが配置される。第3の保護膜180zは、有機絶縁物質又は無機絶縁物質などにより製作される。

0038

第3の保護膜180zの上には、画素電極191が形成される。画素電極191は、データ線171の折曲部と略平行に折れ曲がっている。画素電極191は複数の第1の切欠部92を有し、複数の第1の切欠部92により限定される複数の第1の枝電極192を備える。

0039

図3を参照すると、画素電極191の枝電極192は、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と第1の角度θ1をなす幹部分MSと、縦基準線と第2の角度θ2をなす中央部分CSと、縦基準線と第3の角度θ3をなす周縁部分ESと、を備える。

0040

第2の角度θ2及び第3の角度θ3は、第1の角度θ1よりも大きい。

0041

図1及び図2に戻ると、第1の保護膜180xと、第2の保護膜180y及び第3の保護膜180zには、ドレイン電極175を露出させる第1のコンタクト孔185が形成される。画素電極191は、第1のコンタクト孔185を介してドレイン電極175と物理的・電気的に接続されて、ドレイン電極175から電圧が印加される。

0042

図示はしないが、画素電極191及び第3の保護膜180zの上には配向膜が塗布されており、配向膜は水平配向膜であり、所定の方向にラビングされる。しかしながら、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置によれば、配向膜は光反応物質を含んで光配向される。

0043

以下、上部表示板200について説明する。
透明ガラス製又はプラスチック製の絶縁基板210の上に遮光部材220が形成される。遮光部材220はブラックマトリックスとも呼ばれ、光漏れを防ぐ。

0044

また、基板210の上には複数のカラーフィルタ230が形成される。下部表示板100の第2の保護膜180yがカラーフィルタである場合、上部表示板200のカラーフィルタ230は省略可能である。なお、上部表示板200の遮光部材220は、また下部表示板100にも形成されてもよい。

0045

カラーフィルタ230及び遮光部材220の上にはオーバーコート250が形成される。オーバーコート250は(有機絶縁物により形成され、カラーフィルタ230が露出されることを防いで平坦面を提供する。オーバーコート250は省略可能である。
オーバーコート250の上には、配向膜が配置される。

0046

液晶層3は、正の誘電率異方性を有する液晶物質を含む。液晶層3の液晶分子は、その長軸方向が表示板100、200に平行に配列される。

0047

電場生成電極である画素電極191及び共通電極270が電場を生成することにより、2つの電極191、270の上に配設される液晶層3の液晶分子は電場の方向と平行な方向に回転する。このようにして決定された液晶分子の回転方向に応じて液晶層3を通過する光の偏光が変わる。

0048

以下、図3及び図4を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の枝電極の形状についてより具体的に説明する。

0049

まず、図3を参照すると、画素電極191の枝電極192は、概して、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)に対して第1の角度θ1をなす幹部分MSと、縦基準線に対して第2の角度θ2をなす中央部分CSと、縦基準線に対して第3の角度θ3をなす周縁部分ESと、を備える。
第2の角度θ2及び第3の角度θ3は、第1の角度θ1よりも大きい。

0050

図4を参照すると、画素電極191の枝電極192は、データ線171に隣り合って、データ線171側に突出される最外郭枝電極192aを備える。後述する全ての最外郭枝電極とは、データ線と最も隣り合ってデータ線側に突出した枝電極のことをいう。

0051

上述したように、本発明の実施形態による液晶表示装置の液晶分子は、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)に対して略平行な配向方向Rにプレチルトを有するように配向される。

0052

画素電極191の枝電極192の中央部分CSは配向方向Rと第2の角度θ2をなすが、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSは配向方向Rと第2の角度θ2よりも大きな第4の角度θ4をなす。より具体的に、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSは、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と45°以下の角度を有するように折れ曲がる。これに対し、画素電極191の最外郭枝電極192aを除く残りの枝電極192のうち中央部分CSは、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と45°以上の角度を有するように折れ曲がる。また、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSと最外郭枝電極192aの幹部分MSとの間の第1の距離aは、画素電極191の残りの枝電極192の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも大きい。このため、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSは、残りの枝電極192の中央部分CSよりも画素周縁に向かって更に多く突出される。より具体的に、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSと最外郭枝電極192aの幹部分MSとの間の第1の距離aは、画素電極191の残りの枝電極192の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも1μm乃至2μm長い。

0053

このように、ゲート線121が伸びている方向(x方向)を基準として、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分CSは、残りの枝電極192の中央部分CSよりも相対的に小さい角度を有するように折れ曲がっており、更に多く突出される。

0054

以下、図5及び図6を参照して、既存の液晶表示装置及び本発明の実施形態による液晶表示装置の液晶分子の挙動について説明する。図5及び図6は、液晶表示装置の枝電極の周りの液晶分子の挙動を示す図である。図5は、既存の液晶表示装置の枝電極の周りの液晶分子の挙動を示す図であり、図6は、本発明の実施形態による液晶表示装置の枝電極の周りの液晶分子の挙動を示す図である。

0055

まず、図5を参照すると、既存の液晶表示装置の画素電極191の枝電極192の中央部分と配向方向Rとがなす角度は、同様である。
液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に所定の大きさの電圧が印加されると、液晶分子は枝電極192の周縁と略垂直をなす方向に回転する。

0056

図5に示すように、最外郭枝電極192aの幹部分に隣り合って配置される第1の液晶分子31aは、画素領域の内部の枝電極192の幹部分に隣り合って配置される第2の液晶分子31bよりも配向方向Rから更に大きい角度を有するように回転する。画素領域の内部の枝電極192の幹部分に隣り合って配置される第2の液晶分子31bは、隣り合う枝電極192により電場の影響を受けるため、最外郭枝電極192aの幹部分に隣り合って配置される第1の液晶分子31aよりも回転する角度が減る。また、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合って配置される第3の液晶分子31cは、画素領域の内部の枝電極192の中央部分に隣り合って配置される第4の液晶分子31dよりも配向方向Rから更に大きい角度を有するように回転する。

0057

また、枝電極の中央部分CSは、枝電極の幹部分MSよりも配向方向Rと更に大きい角度をなすように形成されるため、第1の液晶分子31aは第3の液晶分子31cよりも更に大きい角度を有するように回転し、第2の液晶分子31bは第4の液晶分子31dよりも更に大きい角度を有するように回転する。したがって、配向方向Rを基準として、第1の液晶分子31aの回転角度が最も大きく、第2の液晶分子31bの回転角度は第1の液晶分子31aの回転角度よりも小さく、第3の液晶分子31cの回転角度よりも大きく、第4の液晶分子31dの回転角度が一番小さい。すなわち、第1の液晶分子31aと、第2の液晶分子31bと、第3の液晶分子31c及び第4の液晶分子31dの順に配向方向Rとなす角度が大きくなるように回転する。

0058

液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に印加された電圧がオフになると、液晶分子は再び配向方向Rに配列されるように回転する。

0059

このとき、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合って配置される第3の液晶分子31cが配向方向Rと最も大きい角度をなすように回転したため、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合って配置される第3の液晶分子31cが再び配向方向Rに配列されるように回転し難い。したがって、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合う領域において液晶分子の不規則な挙動が起こり、これにより液晶表示装置の透過率が低下する。

0060

図6を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、画素電極191の枝電極192のうち最外郭枝電極192aの中央部分は、画素領域の内部の枝電極192の中央部分よりも配向方向Rと更に大きい角度をなすように形成される。

0061

上述したように、液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に所定の大きさの電圧が印加されると、液晶分子は枝電極192の周縁と略垂直をなす方向に回転する。

0062

したがって、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合って配置される第3の液晶分子31cは、画素領域の内部の枝電極192の中央部分に隣り合って配置される第4の液晶分子31dよりも配向方向Rから更に小さい角度を有するように回転する。

0063

液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に印加された電圧がオフになると、液晶分子は再び配向方向Rに配列されるように回転し、このとき、最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合って配置される第3の液晶分子31cは、画素領域の内部の枝電極192の中央部分に隣り合って配置される第4の液晶分子31dよりも速く配向方向Rに回転する。

0064

これにより、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、既存の液晶表示装置の最外郭枝電極192aの中央部分に隣り合う領域において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことができ、液晶分子の不規則な挙動による液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことができる。

0065

以下、図7乃至図10を参照して、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置について説明する。図7は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図8は、図7における液晶表示装置をVII−VII線に沿って切り取った断面図であり、図9は、図7における液晶表示装置の枝電極の形状を示す図であり、図10は、図7における液晶表示装置の一部を示す図である。

0066

図7及び図8を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置は、図1及び図2に示す実施形態による液晶表示装置と略同様である。
本発明の実施形態による液晶表示装置は、相対向する下部表示板100及び上部表示板200と、これらの間に注入される液晶層3と、を備える。

0067

下部表示板100について説明する。
絶縁基板110の上にゲート線121を有するゲート導電体が形成される。
ゲート導電体121の上には、窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が形成される。
ゲート絶縁膜140の上には、半導体154が形成される。
半導体154の上には、オーミックコンタクト部材163、165が形成される。半導体154が酸化物半導体である場合、オーミックコンタクト部材163、165は省略可能である。

0068

オーミックコンタクト部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173を有するデータ線171及びドレイン電極175を有するデータ導電体が形成される。

0069

ドレイン電極175の真上には、画素電極191が形成される。画素電極191は、面状、すなわち、板状を有して一つの画素領域に配置される。

0070

データ導電体171、173、175と、ゲート絶縁膜140と、半導体154の露出された部分及び画素電極191の上には、保護膜180が配置される。しかしながら、本発明の他の実施形態による液晶表示装置においては、画素電極191とデータ線171との間に保護膜180が配置され、画素電極191は保護膜180に形成されたコンタクト孔(図示せず)を介してドレイン電極175と接続されてもよい。

0071

保護膜180の上には、共通電極270が形成される。共通電極270は互いに接続されて、表示領域の外部に配置される共通電圧印加部から基準電圧が印加される。

0072

共通電極270は、データ線171の折曲部と略平行な曲線縁を備え、隣の画素に配置される共通電極270は互いに接続される。

0073

共通電極270は複数の第2の切欠部71を有し、複数の第2の切欠部71により限定される複数の第2の電極271を備える。

0074

図9を参照すると、共通電極270の第2の切欠部71は、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と第1の角度θ1をなす幹部分と、縦基準線と第2の角度θ2をなす中央部分と、縦基準線と第3の角度θ3をなす周縁部分と、を備える。
第2の角度θ2及び第3の角度θ3は、第1の角度θ1よりも大きい。

0075

図示はしないが、共通電極270及び保護膜180の上には配向膜が塗布されており、配向膜は水平配向膜であり、所定の方向にラビングされる。しかしながら、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置によれば、配向膜は光反応物質を含んで光配向される。

0076

図7及び図8戻り、上部表示板200について説明する。
絶縁基板210の上に遮光部材220が形成される。また、基板210の上には複数のカラーフィルタ230が形成される。カラーフィルタ230が下部表示板100の上に配置される場合、遮光部材220もまた下部表示板100に配置される。
カラーフィルタ230及び遮光部材220の上には、オーバーコート250が形成される。オーバーコート250は省略可能である。

0077

オーバーコート250の上には、配向膜が配置される。液晶層3は、正の誘電率異方性を有する液晶物質を含む。液晶層3の液晶分子は、その長軸方向が表示板100、200に平行に配列される。

0078

画素電極191にはドレイン電極175からデータ電圧が印加され、共通電極270には、表示領域の外部に配置される基準電圧印加部から所定の大きさの基準電圧が印加される。

0079

電場生成電極である画素電極191及び共通電極270は、電場を生成することにより2つの電極191、270の上に配設される液晶層3の液晶分子は電場の方向と平行な方向に回転する。このようにして決定された液晶分子の回転方向に応じて液晶層3を通過する光の偏光が変わる。

0080

以下、図9及び図10を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の枝電極の形状についてより具体的に説明する。
まず、図9を参照すると、共通電極270の枝電極271は、概して、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と第1の角度θ1をなす幹部分MSと、縦基準線と第2の角度θ2をなす中央部分CSと、縦基準線と第3の角度θ3をなす周縁部分ESと、を備える。
第2の角度θ2及び第3の角度θ3は、第1の角度θ1よりも大きい。

0081

図10を参照すると、共通電極270の枝電極271は、データ線171に隣り合う最外郭枝電極271aを備える。

0082

上述したように、本発明の実施形態による液晶表示装置の液晶分子は、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と略平行な配向方向Rにプレチルトを有するように配向される。

0083

共通電極270の枝電極271の中央部分CSは配向方向Rと第2の角度θ2をなすが、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSは、配向方向Rと第2の角度θ2よりも更に大きい第4の角度θ4をなす。より具体的に、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSは、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と45°以下の角度を有するように折れ曲がる。これに対し、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aを除く残りの枝電極271の中央部分CSは、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と45°以上の角度を有するように折れ曲がる。

0084

また、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSと最外郭枝電極271aの幹部分MSとの間の第1の距離aは、共通電極270の残りの枝電極271の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも大きい。このため、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSは、残りの枝電極271の中央部分CSよりも画素周縁に向かって更に多く突出される。より具体的に、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSと最外郭枝電極271aの幹部分MSとの間の第1の距離aは、共通電極270の残りの枝電極271の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも1μm乃至2μm長い。

0085

このように、ゲート線121が伸びている方向(x方向)を基準として、共通電極270の枝電極271のうち最外郭枝電極271aの中央部分CSは、共通電極270の残りの枝電極271の中央部分CSよりも相対的に小さい角度を有するように折れ曲がっており、更に多く突出される。

0086

上述した実施形態による液晶表示装置と同様に、液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に所定の大きさの電圧が印加されると、液晶分子は枝電極271の周縁と略垂直をなす方向に回転する。

0087

したがって、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、最外郭枝電極271aの中央部分に隣り合って配置される液晶分子は、画素領域の内部の枝電極271の中央部分に隣り合って配置される液晶分子よりも配向方向Rから更に小さい角度を有するように回転する。

0088

液晶表示装置の画素電極191及び共通電極270に印加された電圧がオフになると、液晶分子は再び配向方向Rに配列されるように回転し、このとき、最外郭枝電極271aの中央部分に隣り合って配置される液晶分子は、画素領域の内部の枝電極271の中央部分に隣り合って配置される液晶分子よりも速く配向方向Rに回転する。

0089

これにより、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、既存の液晶表示装置の最外郭枝電極271aの中央部分に隣り合う領域において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことができ、液晶分子の不規則的挙動による液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことができる。

0090

以下、図11図12図13図14を参照して、本発明の一実験例について説明する。
図11及び図12は、本発明の一実験例による液晶表示装置の枝電極の形状を示す図である。図13は、本発明の一実験例による液晶表示装置の透過率の結果を示す図である。図14は、本発明の一実験例による液晶表示装置の透過率の結果を示す図である。

0091

本実験例においては、既存の液晶表示装置のように、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と枝電極の中央部分とが所定の角度をなすように形成した第1の場合と、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極が縦基準線となす角度と最外郭枝電極の中央部分と幹部分との間の距離を異ならせて形成した第2の場合と、に分けて枝電極を形成している。形成した枝電極の形状を図11及び図12に示す。図12は、第1の場合の枝電極の形状を示し、図11は、第2の場合の枝電極の形状を示す。

0092

このように枝電極を形成した後、画素電極及び共通電極に所定の大きさの電圧を印加して液晶層3に電場を生成した後、100msおきに液晶表示装置の電子顕微鏡写真を撮ってその結果を図13及び図14に示す。図13は、本実験例の第1の場合の結果を示し、図14は、本実験例の第2の場合の結果を示す。

0093

図13を参照すると、既存の液晶表示装置のように、ゲート線121が伸びている方向(x方向)と90°をなす縦基準線(y方向に伸びている基準線)と枝電極の中央部分とが所定の角度をなすように形成した第1の場合、時間が過ぎても画素領域の下部に表示品質の低下を示すブラック部分が残っていることが分かる。

0094

これに対し、図14を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極が縦基準線となす角度と最外郭枝電極の中央部分と幹部分との間の距離を異ならせて形成した第2の場合、500msが経過してから画素領域に表示品質の低下を示すブラック部分がなくなることが分かる。

0095

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、画素領域の中央部分において発生する液晶分子の不規則な挙動が次第になくなることが分かる。

0096

以下、表1を参照して、本発明の他の一実験例について説明する。本実験例においては、ゲート線が伸びている方向と最外郭枝電極の中央部分とがなす角度を変化させ、最外郭枝電極の中央部分の突出長さを変化させながら、最外郭枝電極の周りに配設された液晶分子の不規則な挙動が発生しない最大駆動電圧を測定した。本実験例においては、最外郭枝電極の中央部分CSと最外郭枝電極の幹部分MSとの間の第1の距離aと残りの枝電極の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bとの間の第1の差分aaが0μm、1μm、2μm及び3μmになるように形成した。また、最外郭枝電極を除く残りの枝電極の中央部分はゲート線が伸びている方向と45°をなすように形成し、最外郭枝電極の中央部分はゲート線が伸びている方向となす折れ角度bbが15°、30°、45°及び60°になるように形成した。各場合に対して、最外郭枝電極の周りに配設された液晶分子の不規則な挙動が発生しない最大駆動電圧を測定して、その結果をの下記表1に示す。

0097

一般に、液晶分子に加えられる駆動電圧の大きさが大きくなればなるほど液晶分子の回転角度は大きくなり、このため、初期配列方向に液晶分子が戻り難い。このため、液晶分子の不規則な挙動は、駆動電圧の大きさが大きいほど多く発生する。したがって、液晶分子の不規則な挙動を防ぐためには最大の駆動電圧の大きさは小さくならなければならず、最大の駆動電圧の大きさが小さくなれば、液晶表示装置の透過率が低下する。

0098

上記表1を参照すると、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極の中央部分CSと最外郭枝電極の幹部分MSとの間の第1の距離aが残りの枝電極の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも1μm乃至2μm大きい場合、すなわち、第1の差分aaが1μm及び2μmである場合、最外郭枝電極の周りに配設された液晶分子の不規則な挙動が発生しない最大の駆動電圧が4.0Vと相対的に大きいことが分かる。また、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極の中央部分とゲート線が伸びている方向とがなす角度が15°乃至30°である場合、すなわち、折れ角度bbが15°及び30°である場合、最外郭枝電極の周りに配設された液晶分子の不規則な挙動が発生しない最大の駆動電圧が4.0Vと相対的に大きいことが分かる。

0099

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極の中央部分CSと最外郭枝電極の幹部分MSとの間の第1の距離aが残りの枝電極の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも1μm乃至2μm大きく、最外郭枝電極の中央部分とゲート線が伸びている方向とがなす角度が15°乃至30°である場合、駆動電圧の大きさが大きくなっても最外郭枝電極の周りに配設された液晶分子の不規則な挙動が発生しないことが分かる。

0100

したがって、本発明の実施形態による液晶表示装置のように、最外郭枝電極の中央部分CSと最外郭枝電極の幹部分MSとの間の第1の距離aが残りの枝電極の中央部分CSと幹部分MSとの間の第2の距離bよりも1μm乃至2μm大きく、最外郭枝電極の中央部分とゲート線が伸びている方向とがなす角度が15°乃至30°である場合、大きい駆動電圧が使用可能であり、且つ、液晶表示装置の透過率が増加される。

0101

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、2つの電場生成電極を1枚の基板の上に形成し、2つの電場生成電極のうちの少なくとも一方は切欠部を有するように形成する場合、枝電極の周縁において発生する液晶分子の不規則な挙動を防ぐことにより、液晶表示装置の透過率の低下を防ぐことができる。

0102

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれらに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲において定義している基本概念を用いた当業者の色々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

0103

3液晶層
31a、31b、31c、31d液晶分子
71、92切欠部
100 下部表示板
110、210絶縁基板
121ゲート線
124ゲート電極
131基準電圧線
140ゲート絶縁膜
154半導体
163、165オーミックコンタクト部材
171データ線
173ソース電極
175ドレイン電極
180、180x、180y、180z 保護膜
185コンタクト孔
191画素電極
192、271枝電極
192a、271a 最外郭枝電極
200 上部表示板
220遮光部材
230カラーフィルタ
250オーバーコート
270共通電極
CS 切欠部の中央部分
ES切欠部の周縁部分
MS 切欠部の幹部分

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