JP2001255524A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JP2001255524A
JP2001255524A JP2000063871A JP2000063871A JP2001255524A JP 2001255524 A JP2001255524 A JP 2001255524A JP 2000063871 A JP2000063871 A JP 2000063871A JP 2000063871 A JP2000063871 A JP 2000063871A JP 2001255524 A JP2001255524 A JP 2001255524A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
crystal display
pixel
display device
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Application number
JP2000063871A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Kitsu
裕子 岐津
Hiroyuki Osada
洋之 長田
Yasushi Kawada
靖 川田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active matrix liquid crystal display element having fast response, with a wide viewing angle and with high display luminance. SOLUTION: In the liquid crystal display element, equipped with a pair of substrates (21, 22), an electrically continuous electrode (27) placed on the other substrate (22), a polarizing plate (24) placed on the one substrate (21) and the other polarizing plate (25) placed on the other substrate, the one electrode is provided with a line segment shaped slit (28) intersecting the edges perpendicularly opposed to each other of a number of the electrodes. The optical axis direction of the one polarizing plate forms an angle of about 45 deg. with the direction of the line segment shaped slit and the optic axis direction of the other polarizing plate forms an angle of about 90 deg. with the optic axis direction of the one polarizing plate.

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】本発明は液晶を用いた表示素
子に関し、特にオフィス用の情報機器等に用いるアクテ
ィブマトリクス駆動方式の液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix drive type liquid crystal display device used for office information equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報ディスプレイ用表示素子として、こ
れまでに多くの液晶表示素子が提案されている。従来よ
り、TN方式(Twisted Nematic)とSTN方式(Auper
Twisted Nematic;特開昭60−107020号参照)
を代表とするネマティック液晶を使用する液晶表示方式
が、広く用いられている。また、これら液晶表示方式
は、CRT(Cathode Ray Tube)利用ディスプレイと比
較して、薄型で消費電力が著しく少ない表示パネルを実
現できるという長所がある。特にTN方式は、TFT
(Thin Film Transistor)素子等を用いるアクティブマ
トリクス駆動方式との適合性に優れ、高精細、高表示性
能ディスプレイ向けに、広く用いられている。
2. Description of the Related Art Many liquid crystal display devices have been proposed as display devices for information displays. Conventionally, the TN method (Twisted Nematic) and the STN method (Auper
Twisted Nematic; see JP-A-60-107020)
A liquid crystal display system using a nematic liquid crystal as a representative is widely used. Further, these liquid crystal display systems have an advantage that a display panel which is thin and consumes significantly less power can be realized as compared with a display using a CRT (Cathode Ray Tube). In particular, the TN method uses a TFT
(Thin Film Transistor) It is excellent in compatibility with an active matrix driving method using an element or the like, and is widely used for high definition and high display performance displays.

【0003】しかし、明暗表示を実現する際に、平面的
に一様な液晶配列の縦横変化を利用するため、中間輝度
表示の場合に、斜めに起き上がった液晶配列の見え方
(すなわち、光学的性質)が観測方位により異なり、こ
れが原因で方位によって表示輝度、表色が変動する不具
合(表示視野角が狭い問題)が発生する。
However, in order to realize bright and dark display, the vertical and horizontal change of the liquid crystal array which is uniform in a plane is used. Therefore, in the case of the intermediate brightness display, the appearance of the liquid crystal array which is obliquely raised (that is, optically visible). The characteristics vary depending on the observation azimuth, which causes a problem (display narrow viewing angle) in which the display brightness and the color specification fluctuate depending on the azimuth.

【0004】表示視野角の広い液晶表示方式として、偏
光板を用いない表示方式、例えば、ゲスト・ホスト方式
(ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(J. A
ppl.Phys.)、45巻、4718〜4723頁(197
4年)参照)やPDLC方式(Polymer Dispersed Liqu
id Crysta1;特開昭61−83519号参照)等の技術
があるが、表示性能上の不具合として、明暗コントラス
ト比が低いという問題、さらにPDLC方式の場合は直
視透過率が低いという問題を有している。また、アクテ
ィブマトリクス駆動方式との組合せにおいては、ゲスト
・ホスト方式の場合は画素電位の保持特性が悪く、また
PDLC方式の場合は素子が高温かつ強烈な光照射状態
におかれる投射方式での利用に限定されるため、駆動素
子特性が不安定化しやすく、広く実用化されるには至っ
ていない。
As a liquid crystal display method having a wide display viewing angle, a display method using no polarizing plate, for example, a guest-host method (Journal of Applied Physics (J.A.
ppl.Phys.), 45, 4718-4723 (197
4 years)) and PDLC (Polymer Dispersed Liqu
id Crysta1; see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-83519). However, display performance is disadvantageous in that the contrast ratio is low, and in the case of the PDLC method, the direct-view transmittance is low. ing. In addition, in combination with the active matrix driving method, the guest / host method has poor pixel potential holding characteristics, and the PDLC method uses the element in a high temperature and intense light irradiation state in a projection method. Therefore, the characteristics of the driving element are likely to be unstable, and have not been put to practical use.

【0005】偏光板を用いながら表示視野角が広い別の
液晶表示方式として、強誘電性液晶材料や反強誘電性液
晶材料を用いる表示方式が知られている。しかし、これ
ら材料は巨大な自発分極を有するため、駆動時に供給す
べき電荷量が多く、また表示切替え時に移動する電荷量
も多いため、アクティブマトリクス駆動方式による安定
な画像表示が困難である。
As another liquid crystal display system using a polarizing plate and having a wide display viewing angle, a display system using a ferroelectric liquid crystal material or an antiferroelectric liquid crystal material is known. However, since these materials have a huge spontaneous polarization, the amount of charge to be supplied at the time of driving is large, and the amount of charge to be moved at the time of display switching is also large. Therefore, stable image display by the active matrix driving method is difficult.

【0006】偏光板を用いながら表示視野角が広く、ア
クティブマトリクス駆動方式にも適合する液晶表示方式
の一つとして、IPS方式(In-Plane Switching;アプ
ライド・フィジックス・レター(Appl. Phys. Let
t.)、22巻、165〜167頁(1973年)参照)
が考案されている。この方式は液晶配列の運動方向を概
略平面内に限定することで、表示視野角を広げる方式で
あるが、そのために櫛形電極を設置し、基板平面に平行
な駆動電場を発生させる必要がある。このため、画素有
効面積が狭い(開口率が低い)問題が発生する。
As one of the liquid crystal display systems which use a polarizing plate and have a wide display viewing angle and are compatible with an active matrix driving system, an IPS system (In-Plane Switching; Applied Physics Letter (Appl. Phys. Let)
t.), Volume 22, pages 165-167 (1973))
Has been devised. In this system, the display viewing angle is widened by restricting the direction of movement of the liquid crystal array within a substantially plane. For this purpose, a comb-shaped electrode must be provided to generate a driving electric field parallel to the plane of the substrate. For this reason, the problem that the pixel effective area is small (the aperture ratio is low) occurs.

【0007】別の液晶表示方式として、画素分割型VA
(Vertical Alignment)方式(ジャパニーズ・ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス(Jpn. J. App1.
phys.)、31巻、L1603〜L1605頁(199
2年)参照)が考案されている。
As another liquid crystal display system, a pixel division type VA is used.
(Vertical Alignment) method (Japanese Journal of Applied Physics (Jpn. J. App1.
phys.), volume 31, pages L1603 to L1605 (199).
2)) has been devised.

【0008】VA方式における動作原理は以下の通りで
ある。液晶材料には負の誘電異方性を有する材料を用い
る。液晶層は2枚の直交する偏光板の間に設置する。電
圧無印加時には、液晶配列は垂直配向状態をとる。光は
液晶層内で偏光状態を変えずに伝播し、出射時に遮断さ
れて暗表示を得る。垂直電場が印加されると、液晶は電
場とは垂直な方向を向こうとして、倒れた配列をとる。
光は液晶層内伝播中に偏光状態を変え、出射時に透過成
分が発生して明表示を得る。さらに、画素分割型VA方
式では、液晶配列の倒れる方位を複数設定し、その方位
へ液晶分子を誘導する手段を設けておくことで、どの観
測方位からも種々の倒れ方の配列が見えるようにし、液
晶層の光学的な性質を配列レベルで補償する。また、こ
の方式は、ネマティック液晶全般で弾性が相対的に低
い、捻れ変形を利用しないため、電圧オフ時の初期配列
への復帰が速く、高速表示が可能である。さらに、液晶
の初期配向操作としてラビング処理が必要無く、静電気
による素子劣化や基板汚染による電圧保持特性低下の懸
念がないため、アクティブマトリクス駆動方式に好適で
ある。
[0008] The operating principle of the VA system is as follows. As the liquid crystal material, a material having a negative dielectric anisotropy is used. The liquid crystal layer is provided between two orthogonal polarizing plates. When no voltage is applied, the liquid crystal array assumes a vertical alignment state. The light propagates in the liquid crystal layer without changing its polarization state, and is cut off at the time of emission to obtain a dark display. When a vertical electric field is applied, the liquid crystal is oriented in a direction perpendicular to the electric field and assumes a tilted arrangement.
The light changes its polarization state while propagating in the liquid crystal layer, and at the time of emission, a transmission component is generated to obtain a bright display. Further, in the pixel division type VA system, by setting a plurality of orientations at which the liquid crystal array falls and providing means for guiding the liquid crystal molecules to the orientation, various arrangements can be seen from any observation orientation. The optical properties of the liquid crystal layer are compensated at the alignment level. In addition, since this method does not use torsional deformation and relatively low elasticity of the entire nematic liquid crystal, it can quickly return to the initial alignment when the voltage is turned off, and can perform high-speed display. Further, a rubbing treatment is not required for the initial alignment operation of the liquid crystal, and there is no concern about deterioration of the element due to static electricity or reduction in voltage holding characteristics due to contamination of the substrate.

【0009】所定の方位へ液晶が倒れるように制御する
技術としては、画素内に配向方位の異なる配向層を設け
る方法(特開平03−150530号参照)、画素部の
上下界面に凹凸を設けてその斜面方向に液晶を誘導配列
させる方法(特開平05−173142号参照)、画素
部の上下電極にスリットを設けて電極端部での傾いた電
場で液晶を配列させる方法(特開平06−43461号
参照)、およびこれらの組合せ技術が開示されており、
製造容易性の面から後者二方法が実用化されている。
As a technique for controlling the liquid crystal to fall to a predetermined direction, a method of providing alignment layers having different alignment directions in a pixel (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-150530), a method of providing unevenness on upper and lower interfaces of a pixel portion. A method of inductively aligning liquid crystals in the direction of the slope (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-173142), and a method of providing slits in upper and lower electrodes of a pixel portion and aligning liquid crystals with an inclined electric field at an electrode end (Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-43461). No.), and a combination of these technologies is disclosed.
The latter two methods have been put to practical use from the viewpoint of ease of production.

【0010】配向領域分割手段としての、スリットと凹
凸の優劣に関しては、以下の関係がある。スリット方式
は電場による制御のため、界面での垂直配列の微妙な傾
きを用いる凹凸方式より確実に配向領域分割ができる
が、スリットを対向電極側に設ける必要があるため、一
様な対向電極を用いる場合に比べて電極の面抵抗が上昇
し、フリッカやクロストーク等の表示不具合が発生しや
すくなる。凹凸方式はその逆で、対向電極の抵抗は従来
通りだが、凹凸部で配向方向および配向力に分布が出や
すく、またその配向力は電極近傍の電場による配向力よ
り弱いので、前記二種類の配列乱れはスリット型より起
きやすくなる。
The relationship between the slits and the unevenness as the alignment region dividing means has the following relationship. Since the slit method is controlled by an electric field, it is possible to divide the alignment region more reliably than the concavo-convex method using the delicate inclination of the vertical arrangement at the interface.However, since the slit needs to be provided on the counter electrode side, a uniform counter electrode can be used. The sheet resistance of the electrode is increased as compared with the case where the electrode is used, and display defects such as flicker and crosstalk are more likely to occur. The concavo-convex method is the opposite, the resistance of the counter electrode is the same as before, but the distribution of the orientation direction and the orientation force is easy to appear in the concavo-convex portion, and the orientation force is weaker than the orientation force due to the electric field near the electrode. Alignment disorder is more likely to occur than in the slit type.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】画素分割型VA方式に
よる明状態での透過輝度は、直交偏光子に挟まれた平行
配列セルの透過輝度と同様の算出方法により求められ、
液晶配向方位と偏光子の光学軸方位が45°を成す条件
で輝度最高(最高透過率の理論限界値の25%)とな
る。このため、従来技術では、ほぼ均等な面積比で、直
交する偏光子の光学軸に対して45°を成す四方位に液
晶分子が倒れるよう制御することを目指している。
The transmission luminance in the bright state by the pixel division type VA method is obtained by the same calculation method as the transmission luminance of the parallel array cells sandwiched between the orthogonal polarizers.
The brightness becomes maximum (25% of the theoretical limit of the maximum transmittance) under the condition that the liquid crystal orientation direction and the optical axis direction of the polarizer make 45 °. For this reason, the prior art aims to control the liquid crystal molecules to fall in four directions forming 45 ° with respect to the optical axis of the orthogonal polarizer with a substantially uniform area ratio.

【0012】ところが、この方式をアクティブマトリク
ス駆動方式の各画素上にて実現しようとする場合、理想
とする、偏光子光学軸から45°を成す方位から外れた
配列が発生して、明状態の輝度が低下するという問題が
ある。この現象には、主に二種類の要因が影響してい
る。
However, when this system is to be realized on each pixel of the active matrix driving system, an array which deviates from an ideal azimuth of 45 ° from the optical axis of the polarizer is generated, and a bright state is obtained. There is a problem that the luminance is reduced. Two main factors affect this phenomenon.

【0013】第一の要因は、配列分割領域境界での配列
乱れである。電極スリット、または基板界面凹凸による
分割方式の場合、領域境界での液晶配列は相反する配向
制御の影響を受けて不安定化し、結果として、垂直配列
と、スリットや凹凸の稜線に沿って倒れた配列との準安
定状態、またはその両者が緩和して発生する放射状の平
面配列等、種々の平面方位を有する配列が発生する。こ
れら配列は明状態の画素上で暗線として認識され、分割
境界の総延長に応じて輝度を低下させる。特に、前記放
射状配列は、スリットや凹凸稜線の延長が長く、さらに
スリットの場合は幅が細いほど発生しやすくなる。その
ため、スリットや凹凸には、配列制御可能な設置密度の
下限があり、壊界総延長を短くすることは容易ではな
い。領域分割形状としては、画素に対して斜め線のスリ
ットや凹凸を設けると、縦横線状に設ける場合よりも総
延長が長くなり、不利である。
The first factor is an arrangement disorder at the boundary of the array division area. In the case of the division method using the electrode slits or the substrate interface irregularities, the liquid crystal alignment at the region boundary is destabilized due to the influence of the conflicting orientation control, and as a result, it has fallen along the vertical alignment and the ridgeline of the slits and irregularities. An array having various plane orientations, such as a metastable state with the array or a radial plane array generated when both are relaxed, is generated. These arrangements are recognized as dark lines on the pixels in the bright state, and reduce the luminance according to the total extension of the division boundary. In particular, in the radial arrangement, the extension of the slits and the ridges and depressions is longer, and in the case of the slits, the narrower the width, the more likely it is to generate. Therefore, slits and unevenness have a lower limit of the installation density at which the arrangement can be controlled, and it is not easy to shorten the total length of the destruction. As a region division shape, if a diagonal line slit or unevenness is provided for a pixel, the total extension becomes longer than a case where the pixel is provided in a vertical and horizontal line shape, which is disadvantageous.

【0014】第二の要因は、画素電極周辺部での配列の
歪みである。アクティブマトリクス駆動方式の各画素は
電気的に独立しており、その周囲または直下には、信号
線電極、ゲート線電極、隣接画素電極、さらに必要に応
じて補助容量電極等が設置されており、その各々は異な
る電位状態にある。そのため、画素電極端の各辺部で
は、近接した他電極との電位差に応じて、電極辺に沿
い、電極断面では傾斜した電場(Fringe Field)が発生
し、液晶分子はこの電場と垂直に配列しようとするた
め、結果として電極辺を垂直に横切って倒れた配列が発
生しやすくなる。そのため、偏光板の光学軸方位を画素
の辺方位に合わせ、液晶分子を斜め方向に倒す構成の画
素分割型VA方式では、画素周辺部が黒ずんで輝度が低
下する問題がある。現象としては軽微であるが同様の理
由により、偏光板の光学軸方位を斜め方位とし、液晶分
子を画素の辺方位に倒す構成の画素分割型VA方式で
は、画素角部が黒ずんで輝度が低下する問題がある。こ
の現象は、画素の電荷偏り防止のために隣接画素間で電
位極性(対向電極電位に対する画素電位の高低関係)を
反転させる、通常用いられる駆動法を適用すると、さら
に強調される。
[0014] The second factor is the distortion of the arrangement around the pixel electrode. Each pixel of the active matrix driving system is electrically independent, and a signal line electrode, a gate line electrode, an adjacent pixel electrode, and, if necessary, an auxiliary capacitance electrode and the like are provided around or immediately below the pixel, Each of them is in a different potential state. Therefore, in each side of the pixel electrode end, an electric field (Fringe Field) is generated along the electrode side and in the cross section of the electrode in accordance with the potential difference from the adjacent electrode, and the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to this electric field. As a result, an array that falls down vertically across the electrode side is likely to occur as a result. Therefore, in the pixel division VA system in which the optical axis direction of the polarizing plate is aligned with the side direction of the pixel and the liquid crystal molecules are tilted in an oblique direction, there is a problem that the periphery of the pixel is darkened and the luminance is reduced. Although the phenomenon is slight, for the same reason, in the pixel division type VA system in which the optical axis of the polarizing plate is inclined and the liquid crystal molecules are tilted to the side of the pixel, the pixel corners are darkened and the luminance is reduced. There is a problem to do. This phenomenon is further emphasized by applying a commonly used driving method of inverting the potential polarity (the relationship of the pixel potential with respect to the counter electrode potential) between adjacent pixels in order to prevent charge bias of the pixels.

【0015】この現象を抑制する目的で、配向制御電極
を周囲に設置する技術(特開平07−13164号参
照)が開示されているが、平面内に非画素領域を増やす
ので、明状態の輝度がその分低下するうえ、製造プロセ
スの複雑化とコスト上昇を招く。さらに、一般に液晶表
示素子の各画素の概略平面形状は、正方形ではなく、縦
長の長方形である。周囲の電位差がほぼ同じに制御可能
であっても、電極端で辺を横切って倒れる液晶配列は、
倒れる液晶の総量が多い長辺側でより発生しやすい傾向
がある。そのため、正方形画素内で分割領域面積を均等
にすることを目指している前記技術を一般アクティブマ
トリクス画素に適用しても、視野角特性が十分補償され
ない。
For the purpose of suppressing this phenomenon, a technique of disposing an orientation control electrode in the periphery (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-13164) has been disclosed. However, the manufacturing cost is increased, and the manufacturing process is complicated and the cost is increased. Further, generally, the general planar shape of each pixel of the liquid crystal display element is not a square but a vertically long rectangle. Even if the surrounding electric potential difference can be controlled to be almost the same, the liquid crystal alignment that falls across the side at the electrode end,
It tends to be more likely to occur on the long side where the total amount of falling liquid crystal is large. For this reason, even if the above-described technique aiming at equalizing the area of the divided region in a square pixel is applied to a general active matrix pixel, the viewing angle characteristics are not sufficiently compensated.

【0016】さらに、前記した第一の輝度低下要因を補
うために、駆動素子およびマトリクス状信号電極を画素
の直下に置き、画素開口率向上を図った構成(画素上置
き型)のアクティブマトリクス液晶表示素子では、前記
した第二の輝度低下現象が非常に強まるという問題が発
見された。図1に問題発現時の代表的現象を示す。図1
の横軸は隣接する画素間の電位差を白黒の二値レベル間
電位差で規格化した値であり、縦軸は最高値で規格化し
た白表示状態での素子透過光輝度である。対向電極に、
一画素につき一つの十字形のスリットを設けた素子の場
合、隣接間電位差が無い理想条件では十分な輝度が得ら
れるが、電位差が液晶のしきい電圧の1/4程度を越え
ると、輝度が急激に低下する。この結果は、仮に、焼き
付き等の表示不具合を無視して、対向電極電位に対する
画素電位極性を全画素同一とする駆動方式を採用したと
しても、隣接画素が白以外を表示すると白輝度が連動し
て低下することを意味している。この問題を回避するた
めの技術は知られていない。
Further, in order to compensate for the first cause of the decrease in luminance described above, a driving element and a matrix-like signal electrode are placed immediately below a pixel to improve a pixel aperture ratio (a pixel-mounted type) active matrix liquid crystal. In the display element, the problem that the above-described second luminance reduction phenomenon is greatly enhanced has been discovered. FIG. 1 shows typical phenomena when a problem occurs. FIG.
The horizontal axis represents the value obtained by standardizing the potential difference between adjacent pixels by the potential difference between the black and white binary levels, and the vertical axis represents the element transmitted light luminance in the white display state, normalized by the maximum value. For the counter electrode,
In the case of an element having one cross-shaped slit per pixel, sufficient luminance can be obtained under ideal conditions where there is no potential difference between adjacent pixels. However, when the potential difference exceeds about 1/4 of the threshold voltage of the liquid crystal, the luminance decreases. It drops sharply. This result indicates that even if a driving method in which the pixel potential polarity with respect to the counter electrode potential is the same for all pixels ignoring display defects such as burn-in and the like, if the adjacent pixels display anything other than white, the white luminance is linked. Means lower. Techniques for avoiding this problem are not known.

【0017】本発明の目的は、前記課題を解決し、高速
で視野角が広く高輝度なアクティブマトリクス駆動方式
の液晶表示素子を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an active matrix driving type liquid crystal display device having a high speed, a wide viewing angle and a high luminance.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、この発明の液晶表示素子は、以下のよ
うに構成されている。
In order to solve the above problems and achieve the object, a liquid crystal display device of the present invention is configured as follows.

【0019】本発明の液晶表示素子は、一対の基板(第
1の基板及び第2の基板)と、一方の基板上に設置され
た電気的に独立かつ格子状の多数の電極(画素電極)お
よびこれと一対一に対応する駆動素子と、他方の基板上
に設置された電気的に連続な一つの電極(対向電極)
と、前記一方の基板上に設置された一方の偏光板(第1
の偏光板)と、前記他方の基板上に設置された他方の偏
光板(第2の偏光板)とを具備し、前記多数の電極は互
いに隣接し、前記駆動素子は前記多数の電極より下層に
設置され、前記一つの電極は前記多数の電極の一対辺を
垂直に横切る線分形状のスリットを有し、前記一方の偏
光板はその光学軸方位が前記線分形状のスリット方位と
概略45°の角度を成し、前記他方の偏光板はその光学
軸方位が前記一方の偏光板の光学軸方位と概略90°の
角度を成すことを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention comprises a pair of substrates (a first substrate and a second substrate) and a plurality of electrically independent and grid-like electrodes (pixel electrodes) provided on one of the substrates. And a one-to-one drive element and one electrically continuous electrode (counter electrode) provided on the other substrate
And one polarizing plate (the first polarizing plate) provided on the one substrate.
And the other polarizer (second polarizer) provided on the other substrate, wherein the plurality of electrodes are adjacent to each other, and the driving element is a lower layer than the plurality of electrodes. And the one electrode has a line-shaped slit vertically crossing a pair of sides of the plurality of electrodes, and the one polarizing plate has an optical axis direction substantially equal to that of the line-shaped slit direction. And the optical axis direction of the other polarizing plate forms an angle of approximately 90 ° with the optical axis direction of the one polarizing plate.

【0020】本発明の液晶表示素子は、高速高視野角表
示が可能な画素分割型VA方式のうち、製造が容易で、
配向領域分割制御が安定に行えるという、電極スリット
利用方式の長所を活かしながら、対向電極の抵抗が高い
という、凹凸利用方式と比較した際の短所を、アクティ
ブマトリクス駆動方式の液晶表示素子に特有の現象を利
用して補うものである。
The liquid crystal display device of the present invention is easy to manufacture among the pixel division type VA systems capable of high-speed and high viewing angle display.
Taking advantage of the advantage of the electrode slit method that the alignment area division control can be performed stably, the disadvantage that the resistance of the counter electrode is high, compared to the unevenness method, is unique to the active matrix drive type liquid crystal display element. It compensates for this phenomenon.

【0021】すなわち、スリットにより規定する液晶分
子の倒れる方位と、アクティブマトリクス画素周辺で発
生する縦横方位の隣接電極間電場のうち、配列誘起性の
高い方の方位とを一致させることにより、画素上の分割
領域内部の配向均一性を向上させ、この配向方位を偏光
子の光学軸方位と45°の角度に設定することで、明表
示時に輝度最高条件を満たす配列成分を増やすことがで
きる。
That is, by aligning the direction in which the liquid crystal molecules fall down defined by the slit with the direction of the higher alignment-induced electric field of the vertical and horizontal inter-electrode electric fields generated around the active matrix pixel, By improving the uniformity of the orientation inside the divided region and setting the orientation at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the polarizer, it is possible to increase the arrangement components satisfying the maximum luminance condition in bright display.

【0022】前記配列誘起性の高い方の方位は、画素形
状と、画素周辺部での電位勾配の急峻度を考慮して決定
する。形状に関しては、前述の通り、一般には画素長辺
に沿ったスリット形状が望ましい。ただし、画素短辺に
(平面的あるいは積層方向で)近接して、大きな電位差
のある電極が存在する場合には、短辺に沿ったスリット
形状でもよい。
The direction having the higher alignment inducing property is determined in consideration of the pixel shape and the steepness of the potential gradient around the pixel. As for the shape, as described above, generally, a slit shape along the long side of the pixel is desirable. However, when there is an electrode having a large potential difference close to the pixel short side (in a plane or in the stacking direction), a slit shape along the short side may be used.

【0023】さらに、配向分割境界の総延長は、画素一
辺の長さに等しく、十字やX文字等のスリット形状を用
いる場合の半分以下に抑えることができる。従来技術で
は途中で乱れた配列が発生する可能性がある、幅が細
く、長い直線形状でも、画素周辺での電場により分割配
列を安定化しているため、安定な配向分割が実現でき、
境界での暗線面積を最小限に抑えることができる。ま
た、スリット形状が単純、かつ電極全体に対する面積比
が低いため、電極低抗の上昇も最低限にとどめることが
できる。
Further, the total length of the alignment division boundary is equal to the length of one side of the pixel, and can be suppressed to half or less of the case where a slit shape such as a cross or an X character is used. In the prior art, there is a possibility that a disordered arrangement may occur in the middle, even in a narrow and long linear shape, since the division arrangement is stabilized by an electric field around the pixel, stable alignment division can be realized,
The area of the dark line at the boundary can be minimized. Further, since the slit shape is simple and the area ratio with respect to the entire electrode is low, an increase in electrode resistance can be minimized.

【0024】本発明の構成では、液晶の倒れる方位は左
右二方位であり、従来技術のうち四方位に倒れる構成の
液晶表示素子より全方位での視野角特性は劣る。しか
し、ディスプレイとして使われる状況を想定すると、上
下方位は観測者が観測方位を調整しやすく、また一度見
え方を調整すれば、観測者が複数並んで観測しても、表
示特性の位置による依存性は少ない。これに対して、左
右方位では、観測者が複数並んだ際の表示特性に位置依
存性が出やすく、この方向での視野角特性制御がより重
要である。
In the structure of the present invention, the directions in which the liquid crystal falls are two directions in the left and right directions, and the viewing angle characteristics in all directions are inferior to those of the prior art liquid crystal display element having a structure falling in four directions. However, assuming that the display is used as a display, the vertical direction is easy for the observer to adjust the observation direction, and once the visibility is adjusted, the position of the display characteristics depends on the position even if multiple observers observe in a line. There is little sex. On the other hand, in the left-right azimuth, the display characteristics when a plurality of observers are arranged tend to be position-dependent, and the control of the viewing angle characteristics in this direction is more important.

【0025】本発明の液晶表示素子は、表示特性が重要
な左右方位の視野角特性が良好であり、かつ従来品より
高輝度である。さらに、上下方位の視野角特性も従来品
同等とする場合には、位相補償板を導入すればよい。位
相補償板の仕様および素子内での構成方法に関しては、
例えば、SID'98ダイジェスト、315頁(1998年)
記載の方法を用いることができる。
The liquid crystal display device of the present invention has good viewing angle characteristics in the left and right directions where display characteristics are important, and has higher brightness than conventional products. Furthermore, when the viewing angle characteristics in the vertical direction are to be equivalent to those of the conventional product, a phase compensator may be introduced. Regarding the specifications of the phase compensator and the configuration method in the element,
For example, SID'98 digest, 315 pages (1998)
The described method can be used.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】まず、実施例1につて説明する。図3は、
本発明の実施例に係る液晶表示素子の平面図である。図
2は、図3に示す液晶表示素子をA−A’線で切断した
様子を示す断面図である。
First, a first embodiment will be described. FIG.
1 is a plan view of a liquid crystal display device according to an example of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the liquid crystal display element shown in FIG. 3 is cut along line AA ′.

【0028】本発明の実施例に係る液晶表示素子は、相
互に対向した一対の透明基板21、22と、これらの間
に封入された負の誘電異方性を有する液晶層23と、こ
の液晶層23と両透明基板21、22との界面に設置さ
れた配向層(図示せず)と、透明基板21、22を挟ん
で配置された一対の偏光板24、25とにより構成され
ている。下側の透明基板21上には、多数の画素電極2
6が設置されている。上側の透明基板22上には一枚の
対向電極27が設置されている。対向電極27には画素
電極26と同一の平面周期でスリット28が設けられて
いる。
The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention comprises a pair of transparent substrates 21 and 22 facing each other, a liquid crystal layer 23 having a negative dielectric anisotropy sealed between them, and It is composed of an alignment layer (not shown) provided at the interface between the layer 23 and the transparent substrates 21 and 22 and a pair of polarizing plates 24 and 25 disposed with the transparent substrates 21 and 22 interposed therebetween. On the lower transparent substrate 21, a number of pixel electrodes 2
6 are installed. One counter electrode 27 is provided on the upper transparent substrate 22. The slit 28 is provided in the opposite electrode 27 at the same plane cycle as the pixel electrode 26.

【0029】下側の透明基板21には、一方向に延びる
複数本のゲート線電極31と、第一の絶縁層32を介し
て、前記一方向と直交する方向に延びる複数本の信号線
電極33とが形成されている。両者の交点付近の最下層
には、駆動素子34が形成されており、駆動素子34の
一方の端子34aと信号線電極33との交差部では、前
記第一の絶縁層32は除去されている。また、ゲート線
電極31と同じ高さに、補助容量電極35が形成されて
いる。これら全てを覆って、第二の絶縁層36が形成さ
れ、さらにその上に画素電極26が格子状に形成されて
いる。画素電極26と駆動素子34の他方の端子34b
は、補助電極37を介し、途中の層にある補助容量電極
35とは短絡しないように接続されている。なお、補助
容量に関しては、補助容量電極35と画素電極26との
重なり部と、補助容量電極とそれより下層の誘電体層お
よび半導体層からなる積層部との、二箇所で容量を形成
している。補助電極37は信号線電極33と同じ高さで
あり、画素電極26との重なり部の接続パッド37aの
第二の絶縁層36、および補助容量電極35との重なり
部の接続パッド37bの第一の絶縁層32は除去されて
いる。また、接続パッド37a及び接続パッド37bを
つなぐ線状部分は、スリット28の直下に配置される。
The lower transparent substrate 21 has a plurality of gate line electrodes 31 extending in one direction and a plurality of signal line electrodes extending in a direction orthogonal to the one direction via a first insulating layer 32. 33 are formed. A drive element 34 is formed in the lowermost layer near the intersection of the two, and the first insulating layer 32 is removed at the intersection between one terminal 34 a of the drive element 34 and the signal line electrode 33. . Further, an auxiliary capacitance electrode 35 is formed at the same height as the gate line electrode 31. A second insulating layer 36 is formed so as to cover all of them, and the pixel electrodes 26 are further formed thereon in a lattice shape. The other terminal 34b of the pixel electrode 26 and the driving element 34
Is connected via an auxiliary electrode 37 so as not to be short-circuited to an auxiliary capacitance electrode 35 in an intermediate layer. As for the auxiliary capacitance, a capacitance is formed at two places: an overlapping portion of the auxiliary capacitance electrode 35 and the pixel electrode 26, and a laminated portion composed of the auxiliary capacitance electrode and a lower dielectric layer and a semiconductor layer. I have. The auxiliary electrode 37 has the same height as the signal line electrode 33, and the second insulating layer 36 of the connection pad 37 a in the overlapping portion with the pixel electrode 26 and the first insulating pad 36 b in the overlapping portion with the auxiliary capacitance electrode 35. Of the insulating layer 32 is removed. A linear portion connecting the connection pad 37a and the connection pad 37b is disposed immediately below the slit 28.

【0030】なお、第二の絶縁層36には透明材料を用
いてもよいし、画素毎にRGB、CMY等の着色層と
し、カラーフィルタを構成させてもよい。透明材料を用
いてカラー表示素子を製造する場合は、上側の透明基板
22上にカラーフィルタを別途設置する。
Note that a transparent material may be used for the second insulating layer 36, or a color filter such as RGB or CMY may be used for each pixel to form a color filter. When a color display element is manufactured using a transparent material, a color filter is separately provided on the upper transparent substrate 22.

【0031】図3に示される、画素を縦に横切る破線パ
ターンは、上側の透明基板22上の対向電極27に設け
られたスリット28の平面形状を示す。また、図3に示
される、欄外の破線矢印は下側の偏光板24の光学軸方
位を、実線矢印は上側の偏光板25の光学軸方位を、点
線矢印はスリット28の方位をそれぞれ表す。つまり、
偏光板25は、スリット28の方位に対して略45度の
角度の光学軸方位を有し、偏光板24が、偏光板25の
光学軸方位に対して略90度の光学軸方位を有する。
A dashed pattern that vertically crosses the pixel shown in FIG. 3 indicates the planar shape of the slit 28 provided in the counter electrode 27 on the upper transparent substrate 22. 3, the dashed arrows outside the margin indicate the optical axis orientation of the lower polarizing plate 24, the solid arrows indicate the optical axis orientation of the upper polarizing plate 25, and the dotted arrow indicates the orientation of the slit 28. That is,
The polarizing plate 25 has an optical axis direction at an angle of approximately 45 degrees with respect to the direction of the slit 28, and the polarizing plate 24 has an optical axis direction at approximately 90 degrees with respect to the optical axis direction of the polarizing plate 25.

【0032】以下、本発明の実施例に係る液晶表示素子
の製造方法を説明する。0.7mm厚のガラス基板上
に、アモルファス・シリコンを50nm堆積した後、こ
れをパターニングし、さらにレーザアニール処理により
微結晶化した後、補助容量形成領域および駆動素子領域
の端子部にイオンドーピング処理を施した。シリコン酸
化物を150mm堆積した後、駆動素子端子部、および
画素電極との接続部の直上をエッチング除去した。モリ
ブデン−タングステン合金を250mm堆積し、これを
図4(a)に示す網かけ部の形状にパターニングして、
ゲート線電極31および補助容量電極35を形成した。
このとき、図4(a)に示す破線部に形成した駆動素子
34のチャネル部上に、ゲート線電極31が設置される
ようにした。駆動素子領域の一部にイオンドーピング処
理を施し、駆動素子34の端子部を完成した。シリコン
酸化物を650nm堆積した後、駆動素子端子部、およ
び画素電極26との接続部の直上をエッチング除去し
た。モリブデン、アルミニウム−ネオジミウム合金、モ
リブデンの順に連続して厚さ600mmの金属層を積層
し、これを図4(b)に示す網かけ部の形状にパターニ
ングして、信号線電極33および補助電極37を形成し
た。シリコン窒化物を450nm堆積した後、画素電極
26との接続部の直上をエッチング除去した。さらにア
クリル系の透明感光性樹脂CSP−S011(製品名、
富士フィルム、オーリン)を3μmの厚さに形成し、画
素電極26との接続部の直上をエッチング除去した。I
TO(インジウム・錫酸化物)を100nm堆積し、こ
れを図4(c)に示す形状にパターニングして、画素電
極26を形成した。感光性樹脂CSP−S011を4.
1μmの厚さに形成し、これを4画素につき1つの割合
で図5に示す綱かけ部の形状にパターニングして、柱状
のスペーサ51を形成した。最表面にRN−1204
(製品名、日産化学)による垂直配向膜を75nmの厚
さに形成した。
Hereinafter, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described. After depositing 50 nm of amorphous silicon on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, the amorphous silicon is patterned, then microcrystallized by laser annealing, and then ion doping is performed on the terminals of the auxiliary capacitance forming region and the driving device region. Was given. After 150 mm of silicon oxide was deposited, the drive element terminal portion and the portion immediately above the connection portion with the pixel electrode were removed by etching. A molybdenum-tungsten alloy is deposited in a thickness of 250 mm, and is patterned into a hatched shape shown in FIG.
The gate line electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 35 were formed.
At this time, the gate line electrode 31 was arranged on the channel portion of the drive element 34 formed at the broken line portion shown in FIG. An ion doping process was performed on a part of the driving element region to complete a terminal portion of the driving element. After 650 nm of silicon oxide was deposited, the drive element terminal portion and the portion immediately above the connection portion with the pixel electrode 26 were removed by etching. A molybdenum, an aluminum-neodymium alloy, and a molybdenum are successively laminated in the order of a 600-mm-thick metal layer, which is patterned into a hatched shape shown in FIG. Was formed. After depositing silicon nitride to a thickness of 450 nm, the portion immediately above the connection with the pixel electrode 26 was removed by etching. Further, an acrylic transparent photosensitive resin CSP-S011 (product name,
(Fuji film, Olin) was formed to a thickness of 3 μm, and the portion immediately above the connection with the pixel electrode 26 was removed by etching. I
100 nm of TO (indium tin oxide) was deposited, and this was patterned into a shape shown in FIG. 4C to form a pixel electrode 26. 3. photosensitive resin CSP-S011
This was formed to a thickness of 1 μm, and this was patterned at a rate of one for every four pixels into the shape of the rope portion shown in FIG. 5 to form a columnar spacer 51. RN-1204 on top
A vertical alignment film (product name, Nissan Chemical Industries, Ltd.) was formed to a thickness of 75 nm.

【0033】別の0.7mm厚のカラーフィルタ付きガ
ラス基板上に、IT0を100mm堆積した後、これを
図6の形状にパターニングして、スリット28を形成し
た。最表面にRN−1204による垂直配向膜を75m
mの厚さに形成した。
After another 100 mm of IT0 was deposited on another glass substrate with a color filter having a thickness of 0.7 mm, this was patterned into the shape shown in FIG. 6 to form a slit 28. 75 m vertical alignment film of RN-1204 on the outermost surface
m.

【0034】基板周囲に幅1mmの接着層を形成し、ス
リット28が図3に示す破線の位置に来るように両基板
を貼り合わせた後、負の誘電異方性を有する液晶材料M
LC−2039(製品名、メルク)を封入した。一対の
透明基板21、22の外側に一対の偏光板24、25
を、図3に示す欄外の光学軸配置となるよう貼り付け、
本発明の第一の実施例に係る液晶表示素子を作製した。
An adhesive layer having a width of 1 mm is formed around the substrate, and the substrates are bonded together such that the slit 28 is located at the position indicated by the broken line in FIG.
LC-2039 (product name, Merck) was enclosed. A pair of polarizing plates 24 and 25 are provided outside the pair of transparent substrates 21 and 22.
Is attached so that the optical axis arrangement on the margin shown in FIG.
A liquid crystal display device according to a first example of the present invention was manufactured.

【0035】本素子の性能を確認するため、比較例に示
す液晶表示素子を作製した。
In order to confirm the performance of this element, a liquid crystal display element shown in a comparative example was manufactured.

【0036】ここで、比較例1について説明する。下側
の駆動素子付き基板の作製方法は、実施例1と同様であ
る。上側基板としての、0.7mm厚のカラーフィルタ
付きガラス基板上に、ITOを100mm堆積した後、
これを図7に示す形状にパターニングして、スリット2
8を形成した。最表面にRN−1204による垂直配向
膜を70mmの厚さに形成した。以下、同様の工程によ
り、本発明の比較例1に係る液晶表示素子を作製した。
Here, Comparative Example 1 will be described. The method of manufacturing the lower substrate with the driving element is the same as that of the first embodiment. After depositing 100 mm of ITO on a 0.7 mm thick glass substrate with a color filter as an upper substrate,
This is patterned into the shape shown in FIG.
8 was formed. A vertical alignment film of RN-1204 was formed on the outermost surface to a thickness of 70 mm. Hereinafter, a liquid crystal display element according to Comparative Example 1 of the present invention was manufactured through the same steps.

【0037】続いて、比較例2について説明する。スリ
ット28のパターニング形状が図8に示す通りであるこ
とを除き、比較例1と同様の工程により、本発明の比較
例2に係る液晶表示素子を作製した。
Next, Comparative Example 2 will be described. A liquid crystal display device according to Comparative Example 2 of the present invention was manufactured by the same steps as in Comparative Example 1, except that the patterning shape of the slit 28 was as shown in FIG.

【0038】素子性能評価は、以下の要領で実施した。
ゲート線電極、奇数番目の信号線電極、偶数番目の信号
線電極、および対向電極に、図9に示すタイミングチャ
ートに従って電圧を印加し、隣接画素間で同一の信号電
位極性を保つ状態で、明暗のチェッカー模様を表示させ
た。なお、図9で示した波形は、1フィールド時間を1
/60秒として、4フィールド時間分、すなわち2画像
表示時間分に対応する。また、図9中には、ゲート線電
極については最初の3本のみを示した。残りのゲート線
電極でも選択パルス電圧(Vの状態)が順次現れる波
形である。奇数および偶数番目の信号線電極電位につい
ては、対向電極電位V(駆動素子特性によっては、V
と信号電位中央値との間に数十から数百mVの電圧差
を与える場合もあるが、図9では設定を省略している)
を基準に、明状態の画像信号振幅Vと、暗状態の画像
信号振幅Vとの電位状態を繰り返し、さらに電位極性
(対向電極電位に対する高低関係)を1フィールド時間
毎に反転する。なお、各フィールドの終了間際では次の
走査準備を行っており、両信号線電極電位は図示の通り
とは限らない。
The device performance evaluation was performed in the following manner.
A voltage is applied to the gate line electrode, the odd-numbered signal line electrode, the even-numbered signal line electrode, and the counter electrode in accordance with the timing chart shown in FIG. 9 to maintain the same signal potential polarity between adjacent pixels. The checker pattern was displayed. Note that the waveform shown in FIG.
/ 60 seconds corresponds to four field times, that is, two image display times. FIG. 9 shows only the first three gate line electrodes. The waveform of the selection pulse voltage (the state of VH ) appears sequentially also in the remaining gate line electrodes. For the odd and even signal line electrode potentials, the counter electrode potential V C (V
Although a voltage difference of several tens to several hundreds mV may be given between C and the signal potential median value, the setting is omitted in FIG. 9).
Based on the image signal amplitude V B of the bright state, repeating a potential state of the image signal amplitude V D of the dark state, further inversion potential polarity (high or low relationship with respect to the counter electrode potential) for each one field period. The next scan preparation is performed immediately before the end of each field, and the potentials of both signal line electrodes are not always as shown in the figure.

【0039】暗状態の画素信号振幅(V)を黒レベル
から白レベル(すなわち明状態、V )に変化させ、明
状態画素における透過輝度との関係をプロットした。そ
の結果を図10に示す。横軸は暗状態画素の信号振幅、
縦軸は規格化した透過輝度である。比較例1による傾向
は前記課題の説明の際に示したものと同一で、隣接画素
間の僅かな電位差発生によって表示不具合が発生した。
比較例2の場合は画素間電位差による輝度低下は抑制さ
れたが、最高輝度が低かった。本発明の実施例1に係る
液晶表示素子の場合は、画素間電位差による輝度低下も
見られず、輝度も高かった。
The pixel signal amplitude (VD) Black level
To the white level (ie, bright state, V B), Change
The relationship with the transmission luminance in the state pixel was plotted. So
FIG. 10 shows the results. The horizontal axis is the signal amplitude of the dark state pixel,
The vertical axis is the normalized transmission luminance. Trend according to Comparative Example 1
Are the same as those shown in the description of the above-described problem, and the adjacent pixels
A display defect occurred due to the generation of a slight potential difference therebetween.
In the case of Comparative Example 2, the decrease in luminance due to the potential difference between pixels is suppressed.
However, the maximum brightness was low. According to Embodiment 1 of the present invention
In the case of a liquid crystal display device, the luminance may also decrease due to the potential difference
It was not seen and the brightness was high.

【0040】続いて、実施例2について説明する。下側
の駆動素子付き基板の作製方法は、実施例1と同様であ
る。上側基板としての、0.7mm厚のカラーフィルタ
付きガラス基板上に、アルミニウムを500mm堆積し
た後、これを図11の網かけ線形状110に示すように
パターニングした。さらにITOを100mm堆積した
後、これを図11に示す網かけ部形状にパターニングし
て、スリット28を形成した。最表面にRN−1204
による垂直配向膜を70mmの厚さに形成した。以下、
実施例1と同様の工程により、本発明の実施例2に係る
液晶表示素子を作製した。
Next, a second embodiment will be described. The method of manufacturing the lower substrate with the driving element is the same as that of the first embodiment. After 500 mm of aluminum was deposited on a 0.7 mm-thick glass substrate with a color filter as an upper substrate, this was patterned as shown by a hatched line shape 110 in FIG. Further, after depositing 100 mm of ITO, this was patterned into a hatched portion shape shown in FIG. 11 to form a slit 28. RN-1204 on top
Was formed to a thickness of 70 mm. Less than,
A liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention was manufactured through the same steps as in Example 1.

【0041】実施例1と同様の評価を実施したところ、
測定誤差の範囲で同一の特性が得られた。さらに、上側
基板の電極抵抗を測定したところ、一様なITO電極を
形成した場合と同等の抵抗値が得られた。
When the same evaluation as in Example 1 was performed,
The same characteristics were obtained within the range of the measurement error. Furthermore, when the electrode resistance of the upper substrate was measured, a resistance value equivalent to that when a uniform ITO electrode was formed was obtained.

【0042】続いて、実施例3について説明する。下側
の駆動素子付き基板の作製方法は、柱状スペーサの形成
工程を省いた以外は、実施例1と同様である。上側のカ
ラーフィルタ付き基板の作製方法は、実施例1と同様で
ある。
Next, a third embodiment will be described. The method of manufacturing the lower substrate with the driving element is the same as that of Example 1 except that the step of forming the columnar spacer was omitted. The method of manufacturing the upper substrate with a color filter is the same as that of the first embodiment.

【0043】下側基板周囲に幅1mmの接着層を形成
し、上側基板上に直径4.0μmのミクロパール(製品
名、積水ファインケミカル)を100個/平方mmの密
度にて散布した後、上側基板上の電極スリットが図3に
示すの破線の位置に来るように、両基板を貼り合わせ
た。以下、実施例1と同様の工程により、本発明の実施
例3に係る液晶表示素子を作製した。
An adhesive layer having a width of 1 mm was formed around the lower substrate, and micropearls (product name, Sekisui Fine Chemical) having a diameter of 4.0 μm were sprayed on the upper substrate at a density of 100 / square mm. The two substrates were bonded together such that the electrode slit on the substrate was located at the position indicated by the broken line in FIG. Hereinafter, a liquid crystal display device according to Example 3 of the present invention was manufactured through the same steps as in Example 1.

【0044】実施例1と同様の評価を実施したところ、
最高輝度が約1%低下した以外は、実施例1と同様の特
性が得られた。
When the same evaluation as in Example 1 was performed,
The same characteristics as in Example 1 were obtained except that the maximum luminance was reduced by about 1%.

【0045】続いて、実施例4について説明する。下側
の駆動素子付き基板の作製方法は、シリコン窒化物層の
形成工程までは実施例1と同様である。ただし、駆動素
子34、ゲート線電極31および補助容量電極35は図
13(a)に示す形状に、信号線電極33および補助電
極37は図13(b)に示す形状に、それぞれ形成し
た。
Next, a fourth embodiment will be described. The method of manufacturing the lower substrate with the driving element is the same as that of Example 1 up to the step of forming the silicon nitride layer. However, the driving element 34, the gate line electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 35 were formed in the shape shown in FIG. 13A, and the signal line electrode 33 and the auxiliary electrode 37 were formed in the shape shown in FIG.

【0046】緑色顔料を混入した感光性樹脂CSP−S
011を3μmの厚さに形成し、これを図12(a)に
示すマスク透光部121の形状にパターニングした。な
お、図12中の破線は画素電極の形成予定形状であり、
マスク透光部121は画素横方向周期の3倍の周期で繰
り返し現れる。青色顔料を混入した感光性樹脂CSP−
S011を3μmの厚さに形成し、これを図12(c)
のマスク透光部121の形状にパターニングした。赤色
顔料を混入した感光性樹脂CSP−S011を3μmの
厚さに形成し、これを図12(c)のマスク透光部12
1の形状にパターニングした。
Photosensitive resin CSP-S mixed with green pigment
011 was formed to a thickness of 3 μm, and this was patterned into the shape of the mask light-transmitting portion 121 shown in FIG. Note that the broken line in FIG.
The mask light-transmitting portion 121 appears repeatedly at a cycle three times as large as the pixel horizontal direction cycle. Photosensitive resin CSP- containing blue pigment
S011 was formed to a thickness of 3 μm, and this was formed as shown in FIG.
In the shape of the mask light-transmitting portion 121. A photosensitive resin CSP-S011 mixed with a red pigment is formed to a thickness of 3 μm, and the photosensitive resin CSP-S011 is formed to a thickness of 3 μm.
1 was patterned.

【0047】ITOを100mm堆積した後、これを図
4(c)の形状にパターニングして、画素電極を形成し
た。感光性樹脂CSP−S011を4.1μmの厚さに
形成し、これを4画素につき1つの割合で図5に示す綱
かけ部の形状にパターニングして、柱状のスペーサ51
を形成した。最表面にRN−1204による垂直配向膜
を75mmの厚さに形成した。
After depositing 100 mm of ITO, this was patterned into the shape shown in FIG. 4C to form a pixel electrode. The photosensitive resin CSP-S011 is formed to a thickness of 4.1 μm, and the photosensitive resin CSP-S011 is patterned at a rate of one for every four pixels into the shape of a rope portion shown in FIG.
Was formed. A vertical alignment film of RN-1204 was formed on the outermost surface to a thickness of 75 mm.

【0048】別の0.7mm厚ガラス基板上に、ITO
を100nm堆積した後、これを図6の形状にパターニ
ングして、スリット28を形成した。最表面にRN−1
204による垂直配向膜を75nmの厚さに形成した。
以下、第一の実施例と同様の組合せ工程により、本発明
の実施例4に係る液晶表示素子を作製した。
On another 0.7 mm thick glass substrate, ITO
Was deposited to a thickness of 100 nm and then patterned into the shape shown in FIG. RN-1 on the outermost surface
A vertical alignment film 204 was formed to a thickness of 75 nm.
Hereinafter, a liquid crystal display element according to Example 4 of the present invention was manufactured by the same combination process as in the first example.

【0049】実施例1と同様の評価を実施したところ、
測定誤差の範囲で同一の特性が得られた。
When the same evaluation as in Example 1 was performed,
The same characteristics were obtained within the range of the measurement error.

【0050】ここで、上記説明した本発明の液晶表示素
子の作用効果等についてまとめる。
Here, the functions and effects of the liquid crystal display element of the present invention described above will be summarized.

【0051】上記説明した本発明の液晶表示素子は、画
素上置き型のアクティブマトリクス液晶表示素子に特有
の輝度低下要因を排するものである。上置き型画素の場
合、下層に設置された駆動素子と画素を電気的に接続す
る、補助電極が必要になるが、この電極には高導電性が
要求されるため、通常金属膜として形成されるので、こ
の直上領域は表示には使えない。さらに、駆動素子周辺
に発生する寄生容量を抑制するために、ゲート線電極は
直交する必要がある信号線電極以外の電極(画素電極や
補助容量電極等)から離して設置することが望ましい
が、その場合、前記補助電極には線状の引き回し部が発
生する可能性がある。本発明によれば、この線状の引き
回し部を、画素上に発生する配向領域境界の直下に設置
することで、補助電極追加による新たな非表示領域の発
生を回避できる。
The above-described liquid crystal display device of the present invention eliminates a factor of lowering of luminance which is peculiar to the active matrix liquid crystal display device of the pixel type. In the case of an overlaid type pixel, an auxiliary electrode is required to electrically connect the pixel to a driving element provided in a lower layer, but since this electrode requires high conductivity, it is usually formed as a metal film. Therefore, the area immediately above cannot be used for display. Furthermore, in order to suppress the parasitic capacitance generated around the driving element, it is desirable that the gate line electrode is disposed apart from electrodes (pixel electrodes, auxiliary capacitance electrodes, etc.) other than the signal line electrodes which need to be orthogonal, In that case, there is a possibility that a linear routing portion is generated in the auxiliary electrode. According to the present invention, by providing the linear routing portion directly below the alignment region boundary generated on the pixel, it is possible to avoid the generation of a new non-display region due to the addition of the auxiliary electrode.

【0052】さらに、本発明の液晶表示素子によれば、
対向電極の抵抗をさらに下げることができる。アクティ
ブマトリクス駆動方式の液晶表示素子には、駆動用の信
号電極や電圧保持特性を補助するための補助容量電極が
設置され、これらは通常金属膜として形成されるため、
この直上領域は表示には使えない。対向電極上で、この
非画素領域に対応する位置に、光透過性の電極材料より
導電性の高い金属等の材料を成膜することで、スリット
形成による電極抵抗上昇を回避できる。
Further, according to the liquid crystal display device of the present invention,
The resistance of the counter electrode can be further reduced. Active matrix driving type liquid crystal display elements are provided with driving signal electrodes and auxiliary capacitance electrodes for assisting voltage holding characteristics, and these are usually formed as metal films.
This area directly above cannot be used for display. By forming a material such as a metal having higher conductivity than the light-transmitting electrode material on a position corresponding to the non-pixel region on the counter electrode, an increase in electrode resistance due to slit formation can be avoided.

【0053】さらにまた、本発明の液晶表示素子によれ
ば、表示輝度をより高めることができる。光反応性樹脂
等を用いて、柱状スペーサを非画素部に選択的に形成で
き、従来の主流技術である、樹脂等による小球体を基板
上に散布する方法を用いると必ず発生する、新たな非表
示領域の発生が回避される。さらに、本発明の構成の場
合、柱状スペーサの各辺を近接画素と平行に設置し、初
期状態にて液晶の垂直配列を得るための配向膜を柱状ス
ペーサ形成後に成膜することで、柱状スペーサの各面か
ら基板に対して水平な配向規制力を発生させることがで
き、画素周辺部での配列均一性をさらに向上させること
ができる。
Further, according to the liquid crystal display device of the present invention, the display luminance can be further increased. A columnar spacer can be selectively formed in a non-pixel portion by using a photoreactive resin or the like, and a new mainstream technology, which always occurs when a method of spraying small spheres of a resin or the like on a substrate, is required. The occurrence of a non-display area is avoided. Furthermore, in the case of the configuration of the present invention, each side of the columnar spacer is set in parallel with the adjacent pixels, and an alignment film for obtaining a vertical alignment of liquid crystal is formed after the columnar spacer is formed in the initial state, whereby the columnar spacer is formed. Can generate a horizontal alignment regulating force with respect to the substrate from each surface, and can further improve the uniformity of arrangement at the periphery of the pixel.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、高速で視野角が広い画
素分割型VA方式を、画素面積が広く高輝度高精細化が
望める画素上置き型のアクティブマトリクス型の液晶表
示素子に適用可能となる。これにより、本発明によれ
ば、低コストで表示特性の優れた液晶表示素子を提供で
きる。
According to the present invention, the pixel division type VA system which is high speed and has a wide viewing angle can be applied to an active matrix type liquid crystal display device of a pixel mounted type which has a large pixel area and can be expected to have high luminance and high definition. Becomes Thus, according to the present invention, a liquid crystal display device having excellent display characteristics at low cost can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】画素上置き型のアクティブマトリクス液晶表示
素子に従来技術を適用した際の不具合を説明する素子特
性図。
FIG. 1 is an element characteristic diagram for explaining a problem when a conventional technique is applied to an active matrix liquid crystal display element on a pixel.

【図2】本発明の実施例に係る液晶表示素子における画
素部の断面構造図。
FIG. 2 is a sectional structural view of a pixel portion in the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例に係る液晶表示素子の平面構造
図。
FIG. 3 is a plan structural view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例に係る液晶表示素子の下側基板
構成層の平面形状図。
FIG. 4 is a plan view of a lower substrate constituting layer of the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に係る液晶表示素子のスペーサ
平面配電図。
FIG. 5 is a distribution plan view of a spacer of the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に係る液晶表示素子における対
向電極の平面形状図。
FIG. 6 is a plan view of a counter electrode in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の比較例に係る液晶表示素子における対
向電極の平面形状図。
FIG. 7 is a plan view of a counter electrode in a liquid crystal display element according to a comparative example of the present invention.

【図8】本発明の別の比較例に係る液晶表示素子におけ
る対向電極の平面形状図。
FIG. 8 is a plan view of a counter electrode in a liquid crystal display element according to another comparative example of the present invention.

【図9】本発明に係る液晶表示素子用の駆動波形のタイ
ミングチャート。
FIG. 9 is a timing chart of a driving waveform for a liquid crystal display element according to the present invention.

【図10】本発明に係る液晶表示素子の性能を説明する
表示特性図。
FIG. 10 is a display characteristic diagram illustrating the performance of the liquid crystal display element according to the present invention.

【図11】本発明に係る液晶表示素子における対向電極
の平面形状図。
FIG. 11 is a plan view of a counter electrode in the liquid crystal display element according to the present invention.

【図12】本発明の別の実施例に係る液晶表示素子の製
造に用いるマスク平面形状図。
FIG. 12 is a plan view of a mask used for manufacturing a liquid crystal display element according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の別の実施例に係る液晶表示素子の下
側基板構成層の平面形状図。
FIG. 13 is a plan view of a lower substrate constituting layer of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21、22…透明基板 23…液晶層 24、25…偏光板 26…画素電極 27…対向電極 28…スリット 31…ゲート線電極 32…第一の絶縁層 33…信号線電極 34…駆動素子 34a、34b…駆動素子の端子 35…補助容量電極 36…第二の絶縁層 37…補助電極 37a、37b…接続パッド 51…スペーサ 110…低抵抗部 120…遮光部 121…透光部 21, 22: transparent substrate 23: liquid crystal layer 24, 25: polarizing plate 26: pixel electrode 27: counter electrode 28: slit 31: gate line electrode 32: first insulating layer 33: signal line electrode 34: driving element 34a, 34b: Terminal of the drive element 35: Auxiliary capacitance electrode 36: Second insulating layer 37: Auxiliary electrode 37a, 37b: Connection pad 51: Spacer 110: Low resistance part 120: Light shielding part 121: Light transmitting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川田 靖 埼玉県深谷市幡羅町1丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 Fターム(参考) 2H089 LA10 QA14 RA05 RA06 RA10 TA02 TA09 TA15 2H091 FA08X FA08Z FD07 GA02 GA13 HA07 HA08 HA10 LA19 LA30 2H092 GA13 GA17 GA21 JA37 JB69 NA01 NA05 NA28 PA03 PA06 PA11 QA07 QA10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasushi Kawada 1-9-1-2 Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama F-term in the Toshiba Fukaya Plant (reference) 2H089 LA10 QA14 RA05 RA06 RA10 TA02 TA09 TA15 2H091 FA08X FA08Z FD07 GA02 GA13 HA07 HA08 HA10 LA19 LA30 2H092 GA13 GA17 GA21 JA37 JB69 NA01 NA05 NA28 PA03 PA06 PA11 QA07 QA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対向配置された一対の第1及び第2の偏光
板と、 これら一対の第1及び第2の偏光板の間に対向配置され
た一対の基板であって、前記第1の偏光板側に配置され
た第1の基板、及び前記第2の偏光板側に配置された第
2の基板と、 これら一対の第1及び第2の基板の間に対向配置された
一対の電極であって、前記第1の基板側に配置された多
数の電極から成る画素電極、及び前記第2の基板側に配
置された電気的に連続した単一の対向電極と、 前記画素電極と前記対向電極との間に保持された液晶分
子を含む液晶層とを備え、 前記対向電極が、前記画素電極の一対の辺を垂直に横切
る線分形状のスリットを有し、 前記第2の偏光板が、前記線分形状のスリットの方位に
対して略45度の角度の光学軸方位を有し、 前記第1の偏光板が、前記第2の偏光板の光学軸方位に
対して略90度の光学軸方位を有する、 ことを特徴とする液晶表示素子。
1. A pair of first and second polarizers disposed to face each other, and a pair of substrates disposed opposite each other between the pair of first and second polarizers, wherein the first polarizer is provided. A first substrate disposed on the side of the second polarizer, a second substrate disposed on the side of the second polarizing plate, and a pair of electrodes disposed opposite to each other between the pair of the first and second substrates. A pixel electrode comprising a large number of electrodes disposed on the first substrate side; a single electrically continuous counter electrode disposed on the second substrate side; and the pixel electrode and the counter electrode. And a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules held between the pixel electrode and the counter electrode has a line-shaped slit vertically crossing a pair of sides of the pixel electrode, the second polarizing plate, An optical axis azimuth at an angle of approximately 45 degrees with respect to the azimuth of the line-shaped slit; The liquid crystal display device light plate has an optical axis azimuth of approximately 90 degrees with respect to the optical axis azimuth of the second polarizer, characterized in that.
【請求項2】前記画素電極に含まれる多数の電極夫々に
対応した駆動素子と、 前記駆動素子から前記画素電極へ給電する補助電極とを
備え、 前記補助電極の一部が、前記スリットの直下に設置され
る、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
2. A driving element corresponding to each of a large number of electrodes included in the pixel electrode, and an auxiliary electrode for supplying power from the driving element to the pixel electrode, wherein a part of the auxiliary electrode is directly below the slit. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is installed in a liquid crystal display device.
【請求項3】前記対向電極は、異なる導電性を有する複
数の材料を含み、 前記対向電極のうち前記画素電極と対向しない領域は、
これら複数の材料の中で相対的に導電性が高い材料を含
む、 ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
3. The counter electrode includes a plurality of materials having different conductivity, and a region of the counter electrode that does not face the pixel electrode includes:
2. The liquid crystal display device according to claim 1, comprising a material having relatively high conductivity among the plurality of materials.
【請求項4】前記画素電極に隣接して配置された柱状樹
脂であって、前記液晶層の厚みを保持するためのスペー
サを備えたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a spacer, which is a columnar resin disposed adjacent to the pixel electrode and maintains a thickness of the liquid crystal layer.
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