JPH0815714A - The liquid crystal display element - Google Patents

The liquid crystal display element

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JPH0815714A
JPH0815714A JP16752794A JP16752794A JPH0815714A JP H0815714 A JPH0815714 A JP H0815714A JP 16752794 A JP16752794 A JP 16752794A JP 16752794 A JP16752794 A JP 16752794A JP H0815714 A JPH0815714 A JP H0815714A
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liquid crystal
substrate
formed
electrodes
crystal display
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JP16752794A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshifumi Hioki
利文 日置
Original Assignee
Casio Comput Co Ltd
カシオ計算機株式会社
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Abstract

PURPOSE:To obtain a liquid crystal display element of a wide visual angle with simple constitution by providing at least either of the electrodes formed on one substrate or on another substrate with apertures from which conductors are removed. CONSTITUTION:This liquid crystal display element has the one substrate 1 formed with the electrodes 3 consisting of the conductors, the other substrate 2 formed with the electrodes 3 consisting of the conductors facing the electrodes 3 of the one substrate 1 and liquid crystals 11 sealed between both substrates 1 and 2. The apertures from which the conductors are removed are formed on at least either of the electrodes 3 formed on the one substrate 1 or the electrodes 7 formed on the other substrate 2. The electric fields between the electrodes 3, 7 facing each other are made non-parallel by these apertures and the orientation states of the liquid crystal molecules in the respective pixels are not made uniform and vary in the respective parts when voltage is impressed between the electrodes 3, 7 facing each other. Namely, the plural domains varying in the orientation states of the liquid crystal molecules are formed within the respective pixels, by which 1 visual field angle of the liquid crystal display element is widened.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子に関し、特に、広視野角の液晶表示素子に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, relates to a liquid crystal display element of the wide viewing angle.

【0002】 [0002]

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示素子は、画素電極と画素電極に接続されたアクティブ素子がマトリクス状に複数配列された一方の基板と、画素電極に対向する対向電極が形成された他方の基板と、両基板を接合するシール材と、両基板とシール材の間に封入された液晶と、より形成される。 BACKGROUND OF THE INVENTION Active matrix liquid crystal display device, active elements connected to the pixel electrode and the pixel electrode and one of the substrate which is arrayed in a matrix, the other opposing electrode opposed to the pixel electrodes are formed a substrate, a sealing material for bonding both substrates, a liquid crystal sealed between the substrates and the sealant are more formed. この液晶表示素子は、アクティブ素子をオンさせて画素電極に電圧を印加し、画素電極と対向電極とその間の液晶により形成される画素内の液晶分子を印加電圧に応じて配向させて、任意の表示を得るものである。 The liquid crystal display device, a voltage is applied to the pixel electrode by turning on the active element, by orienting in response to an applied voltage of the liquid crystal molecules in the pixels formed by the liquid crystal therebetween and pixel electrode and the counter electrode, any it is intended to obtain a display.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】表示素子においては、 In the display element The object of the invention is to solve the above-
見る方向に関わらず、表示画像のコントラストや色が一定であることが望ましい。 Regardless of the direction of viewing, contrast or color of the display image is desirably constant. しかし、液晶表示素子の場合には、液晶分子の配向状態の変化に基づく光学的変化を偏光板により検出して表示するものであるため、見る位置に応じて、視線に対する液晶分子の向きが相対的に変化し、表示画像のコントラストや表示色が変化するという問題がある。 However, in the case of the liquid crystal display device, since liquid crystal molecules is for displaying detected by polarizing plate optical change based on a change in the orientation of, depending on the viewing position, the orientation of liquid crystal molecules to gaze relative to change, there is a problem that contrast or display color of the display image changes. 即ち、視野角が狭いという問題がある。 In other words, there is a problem that the viewing angle is narrow.

【0004】この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、しかも、広視野角の液晶表示素子を提供することを目的とする。 [0004] In the present invention has been made in view of the above circumstances, a simple structure, yet, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device of wide viewing angle. この発明は上記実状に鑑みてなされたもので、視野角が広いアクティブマトリクス型液晶表示素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, an object of the viewing angle to provide a wide active matrix type liquid crystal display device.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明の液晶表示素子は、導電体からなる電極が形成された一方の基板と、前記一方の基板の電極に対向する導電体からなる電極が形成された他方の基板と、前記一方と他方の基板の間に封入された液晶と、を備え、 Means for Solving the Problems] To achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention, the one substrate to electrodes of conductor formed, a conductor opposed to the electrodes of one substrate It provided comprising the other substrate formed with electrodes, and a liquid crystal sealed between the one and the other substrate,
前記一方の基板に形成された電極と前記他方の基板に形成された電極の少なくとも一方に導電体が除去された開口部が形成されている、ことを特徴とする。 It said opening including a conductive material is removed to at least one of the one substrate to formed electrode and the other substrate formed electrode is formed, characterized in that.

【0006】 [0006]

【作用】上記構成とすることにより、この発明にかかる液晶表示素子によれば、対向する電極間に電圧を印加した場合、開口部のために、対向する電極間の電界(電気力線)は非平行となり、また、電界の強度も場所毎に異なった値となり、各画素内の液晶分子の配向状態は一様とならず、各部位で異なっている。 [Action] By the above-described configuration, according to the liquid crystal display device according to the present invention, when a voltage is applied between the opposed electrodes, because of the opening, an electric field between opposing electrodes (electric force lines) is becomes non-parallel, also, the strength of the electric field becomes a different value for each location, orientation of the liquid crystal molecules in each pixel does not become uniform, is different at each site. 即ち、各画素内に、 In other words, in each pixel,
液晶分子の配向状態が異なるドメイン(領域)が複数形成される。 Orientation state of the liquid crystal molecules are different domains (region) is formed with a plurality. 従って、液晶表示素子の視野角が広くなる。 Accordingly, the viewing angle of the liquid crystal display device is widened.

【0007】 [0007]

【実施例】以下、この発明の実施例にかかる広視野角の液晶表示素子を図面を参照して詳細に説明する。 EXAMPLES The following detailed description of the liquid crystal display device with a wide viewing angle according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. 図1はこの実施例の液晶表示素子の断面図、図2は画素電極と薄膜トランジスタを形成した基板の平面図、図3は図2 Figure 1 is a sectional view of a liquid crystal display device of this embodiment, FIG. 2 is a plan view of the substrate provided with the pixel electrode and the thin film transistor, Figure 3 Figure 2
の構成の1画素分の拡大斜視図、図4は液晶分子の配向状態を説明するための概念図である。 Enlarged perspective view of one pixel configuration of FIG. 4 is a conceptual diagram for illustrating an alignment state of liquid crystal molecules.

【0008】この液晶表示素子はアクティブマトリクス方式のものであり、図1に示すように、液晶セル16 [0008] The liquid crystal display device is of active matrix type, as shown in FIG. 1, the liquid crystal cell 16
と、液晶セル16を挟んで配置された一対の偏光板1 When a pair disposed to sandwich the liquid crystal cell 16 polarizing plate 1
3、14より形成される。 3, 14 is formed from. 液晶セル16は、ガラス等からなる透明基板1と、透明基板1に対向して配置された透明基板2と、透明基板1、2をその周縁部で接合するシール材10と、透明基板1、2とシール材10で形成される空間に封止された液晶11と、より形成される。 The liquid crystal cell 16 includes a transparent substrate 1 made of glass or the like, a transparent substrate 2 disposed opposite to the transparent substrate 1, the sealant 10 to bond the transparent substrate 2 at its peripheral portion, the transparent substrate 1, a liquid crystal 11 sealed in the space formed by 2 and the sealing material 10 is more formed.

【0009】図1において下側の透明基板1には、図2、図3に示すように、透明な画素電極3と画素電極3 [0009] The transparent substrate 1 of the lower side in FIG. 1, FIG. 2, as shown in FIG. 3, a transparent pixel electrode 3 and the pixel electrode 3
に接続されたTFT(薄膜トランジスタ)4とがマトリクス状に配列されている。 Connected TFT and (thin film transistor) 4 is arranged in a matrix. 画素電極3は、例えば、一辺が100〜400nmのほぼ方形状のITO等の透明導電材料等から構成され、その中央部に前記透明導電材料が除去された直径50〜200nm程度のほぼ円形の開口部(孔)31が形成されている。 Pixel electrodes 3, for example, one side is composed of a transparent conductive material such as ITO or the like of the generally square shape of 100 to 400 nm, substantially circular opening having a diameter of about 50~200nm that the transparent conductive material has been removed in its central part part (hole) 31 is formed.

【0010】画素電極3の行間にゲートライン5が配線され、画素電極3の列間にデータライン6が配線されている。 [0010] is wired gate line 5 between the rows of pixel electrodes 3 and the data lines 6 are wired between the rows of pixel electrodes 3. 各TFT4のゲート電極は対応するゲートライン5に接続され、ドレイン電極は対応するデータライン6 The gate electrode of each TFT4 is connected to the corresponding gate line 5, the data line 6 to the drain electrode corresponding
に接続され、ソース電極は対応する画素電極3に接続されている。 It is connected to the source electrode is connected to the corresponding pixel electrode 3. ゲートライン5は行ドライバ21に接続され、データライン6は列ドライバ22に接続されている。 Is connected to the gate line 5 row driver 21, the data line 6 is connected to the column driver 22.

【0011】図1において、上側の透明基板2には、画素電極3と対向し、一定の基準電圧V0が印加されている透明な対向電極7が形成されている。 [0011] In FIG. 1, on the upper side of the transparent substrate 2, opposite to the pixel electrode 3, a constant reference voltage V0 transparent is applied opposing electrode 7 is formed. 各画素は、画素電極3と、対向電極7の画素電極3に対向する部分と、 Each pixel includes a pixel electrode 3, a portion which is opposed to the pixel electrode 3 of the counter electrode 7,
その間の液晶11と、から形成される。 The liquid crystal 11 therebetween, are formed from. 透明基板1、2 Transparent substrates 1 and 2
の電極形成面には、それぞれ、配向膜8、9が形成されている。 The electrode formation surface, respectively, the orientation films 8 and 9 are formed. 配向膜8、9は、例えば、ポリイミド等の有機高分子化合物から形成され、その対向面にはラビング等の配向処理が施されている。 Alignment films 8 and 9 is formed, for example, an organic polymer compound such as polyimide, the alignment process such as rubbing is subjected to the opposing faces thereof.

【0012】液晶11はカイラル液晶が添加されたネマティック液晶等から構成され、配向膜8、9の配向処理に従って、所定角度ツイストした状態で透明基板1、2 [0012] The liquid crystal 11 is composed of a nematic liquid crystal or the like chiral liquid crystal is added, according to alignment treatment of the alignment films 8 and 9, the transparent substrate 1 in a state in which a predetermined angle twist
間に封止されている。 It is sealed in between. 透明基板1と2の間隔(より正確には、配向膜8、9の間隔=液晶層厚d)は、ギャップ材12により一定値に保持される。 Transparent substrate 1 and the second spacing (more precisely, the interval = liquid crystal layer thickness d of the alignment films 8 and 9) is held at a constant value by the gap material 12.

【0013】このような構成の液晶表示素子の画素電極3と対向電極7間に電圧を印加すると、図4に模式的に示すように、液晶分子33は印加電圧の大きさに従って、そのダイレクタが透明基板1、2の主面に垂直となるように配列する。 [0013] When a voltage is applied between the pixel electrode 3 and the counter electrode 7 of the liquid crystal display device having such a configuration, as shown schematically in FIG. 4, the liquid crystal molecules 33 in accordance with the magnitude of the applied voltage, its director arranged so as to be perpendicular to the main surface of the transparent substrates 1 and 2. しかし、画素電極3に形成された開口部31のため、各画素内の電界は図4に破線で例示するように平行にならず、しかも、開口部31の中央部に向かうほど液晶分子33に印加される電圧が小さくなり、液晶分子33が垂直配向しにくくなる。 However, since the opening 31 formed in the pixel electrode 3, the electric field in each pixel does not become parallel as illustrated by the broken line in FIG. 4, moreover, the liquid crystal molecules 33 as it goes to the center of the opening 31 the applied voltage is reduced, the liquid crystal molecules 33 are less likely to vertically aligned.

【0014】このため、図4に示すように、画素内の位置に応じて液晶分子の配向状態が異なり、各画素内にダイレクタの向きが異なる液晶分子33が混在することとなる。 [0014] Therefore, as shown in FIG. 4, different orientation of the liquid crystal molecules in accordance with the position of the pixel, so that the orientation of the director in each pixel the liquid crystal molecules 33 different coexist. 即ち、配向状態が異なるドメイン(微小領域)が各画素内に形成される。 That is, the orientation state different domains (minute region) is formed in each pixel. 従って、見る方向が変化しても、視線に対する液晶分子33の向きが一様に変化することがなくなり、視野角が広くなる。 Therefore, even if the viewing direction changes, the orientation of the liquid crystal molecules 33 is eliminated to vary uniformly, a wide viewing angle is obtained with respect to the line of sight.

【0015】開口部31を有する画素電極3は、例えば、透明導電膜をスパッタリング等により形成し、これをパターニングして画素電極3を形成する際に、開口部31も同時にエッチングすることにより形成できる。 The pixel electrode 3 having an opening 31, for example, a transparent conductive film formed by sputtering or the like, which when forming the pixel electrode 3 is patterned, can be formed by opening 31 is also etched simultaneously .

【0016】また、開口部31の形状は、円形に限定されず、図5に例示するように、多角形(三角形、五角形、六角形・・・)、楕円形等でもよい。 Further, the shape of the opening 31 is not limited to a circle, as illustrated in FIG. 5, a polygon (triangle, pentagon, hexagon, ...), may be elliptical or the like. また、図6に示すように、1つの画素電極3に複数の開口部31を形成してもよい。 Further, as shown in FIG. 6 may be formed a plurality of openings 31 to one pixel electrode 3.

【0017】また、上記実施例においては、画素電極3 Further, in the above embodiment, the pixel electrode 3
に開口部(孔)31を形成したが、例えば、図7に示すように、対向電極7の画素電極3に対向する部分に開口部71を形成してもよい。 A has formed the openings (holes) 31, for example, as shown in FIG. 7, it may be formed an opening 71 in a portion opposed to the pixel electrode 3 of the counter electrode 7. また、電極3、7の両方に開口部を31、71を形成してもよい。 Further, an opening in both of the electrodes 3,7 may be formed 31, 71.

【0018】また、この発明は種々の液晶表示素子に適用可能であり、例えば、液晶を90°〜180°の範囲でツイスト配向させたTN型或いは液晶を180°〜2 Further, the invention is applicable to various liquid crystal display devices, for example, TN type or liquid crystals 180 ° to 2 in which the liquid crystal is twisted in a range of 90 ° to 180 °
70°の範囲でツイスト配向させたSTN型の液晶表示素子、液晶をツイスト配向させて、その複屈折効果により色を表示するツイストネマティック型の複屈折制御方式のカラー液晶表示素子、液晶をホモジニアス配向、スプレイ配向、ベンド配向等させたモノクローム或いはカラー液晶表示素子、各画素電極の上に赤・緑・青のカラーフィルタを配置してカラー表示を行うカラー液晶表示素子等に適用可能である。 70 ° The liquid crystal display device of the STN type were twisted in the range of the liquid crystal was allowed to twist alignment, color liquid crystal display device of the twisted nematic type birefringence control method of displaying a color by its birefringence effect, homogeneous alignment liquid crystal splay alignment, bend alignment, etc. are not monochromatic or color liquid crystal display device is applicable to red, green and blue color filters arranged color liquid crystal display device or the like for color display on each pixel electrode. また、使用する液晶の種類もネマティック液晶に限定されない。 The type of liquid crystal used is not limited to nematic liquid crystal.

【0019】さらに、上記実施例においては、TFTをアクティブ素子として用いたTFT液晶表示素子にこの発明を適用した例を示したが、この発明は、MIMをアクティブ素子として用いた液晶表示素子、単純マトリクスタイプの液晶表示素子等にも適用可能である。 Furthermore, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a TFT liquid crystal display device using a TFT as an active element, the invention relates to a liquid crystal display device using the MIM as active elements, simple to a liquid crystal display element or the like of the matrix type can be applied.

【0020】以上説明したように、この発明の実施例にかかる液晶表示素子においては、互いに対向する電極の少なくとも一方に開口部31を形成したので、各画素内で液晶分子に印加される電界の向き及び強度が均一にならない。 [0020] As described above, in the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, since an opening 31 on at least one of the electrodes facing each other, of the electric field applied to the liquid crystal molecules in each pixel direction and intensity is not uniform. このため、液晶分子の配向状態も一様にならず、配向状態が異なったドメインが各画素内に形成される。 Therefore, the alignment state of the liquid crystal molecules also not uniform, alignment state different domains are formed in each pixel. このため、液晶表示素子の視野角が広くなる。 For this reason, the viewing angle of the liquid crystal display element is widened. また、開口部31は、透明導電膜をパターニングして画素電極3或いは対向電極7を形成する工程において形成可能なので、開口部31形成のための付加的な工程が必要なく、その製造が容易である。 The opening 31, so that can be formed in the process of forming the pixel electrode 3 or the counter electrode 7 by patterning the transparent conductive film, an additional step for the opening 31 formed is not required, easy manufacturing is there.

【0021】 [0021]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、簡単な構成で視野角の広い液晶表示素子を得ることができる。 As described in the foregoing, according to the present invention, it is possible to obtain a wide liquid crystal display device having viewing angle with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の一実施例にかかる液晶表示素子の断面図である。 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】画素電極と薄膜トランジスタを形成した基板の平面図である。 2 is a plan view of the substrate formed with the pixel electrode and the thin film transistor.

【図3】画素電極の構成を説明するための拡大斜視図である。 3 is an enlarged perspective view for explaining the structure of a pixel electrode.

【図4】液晶分子の配向状態を説明するための図である。 4 is a diagram for illustrating an alignment state of liquid crystal molecules.

【図5】画素電極に形成された開口部の変形例を示す図である。 5 is a diagram showing a modification of the opening formed on the pixel electrode.

【図6】画素電極に形成された開口部の変形例を示す図である。 6 is a diagram showing a modification of the opening formed on the pixel electrode.

【図7】対向電極に開口部を形成した例を説明するための図である。 7 is a diagram for explaining an example of forming an opening in the opposing electrode.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・透明基板、2・・・透明基板、3・・・画素電極、4・・・ 1 ... transparent substrate, 2 ... transparent substrate, 3 ... pixel electrode, 4 ...
TFT(薄膜トランジスタ)、5・・・ゲートライン、6・ TFT (thin film transistor), 5 ... gate line, 6-
・・データライン、7・・・対向電極、8・・・配向膜、9・・・ ... data line, 7 ... counter electrode, 8 ... the orientation film, 9 ...
配向膜、10・・・シール材、11・・・液晶、12・・・ギャップ材、13・・・偏光板、14・・・偏光板、16・・・液晶セル、21・・・行ドライバ、22・・・列ドライバ、31・・ The alignment layer, 10 ... sealing member, 11 ... liquid crystal, 12 ... gap material, 13 ... polarizing plate 14 ... polarizing plate, 16 ... liquid crystal cell, 21 ... row driver , 22 ... train driver, 31 ...
・開口部、33・・・液晶分子、71・・・開口部 · Opening, 33 ... liquid crystal molecules, 71 ... opening

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】導電体からなる電極が形成された一方の基板と、 前記一方の基板の電極に対向する導電体からなる電極が形成された他方の基板と、 前記一方と他方の基板の間に封入された液晶と、を備え、 前記一方の基板に形成された電極と前記他方の基板に形成された電極の少なくとも一方に導電体が除去された開口部が形成されている、 ことを特徴とする液晶表示素子。 And 1. A conductive one substrate on which electrodes are formed comprising a body, and the other substrate electrode made of a conductor is formed facing the electrodes of one substrate, between the one and the other substrate characterized and a liquid crystal sealed, the opening of the conductor has been removed in at least one of the one substrate to formed electrode and the other substrate formed electrode is formed, it the the liquid crystal display element to be.
  2. 【請求項2】開口部を有する画素電極と画素電極に接続されたアクティブ素子がマトリクス状に複数配列された一方の基板と、 前記画素電極に対向する対向電極が形成された他方の基板と、 前記一方と他方の基板の間に封入された液晶と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子。 2. A one substrate which active elements connected to the pixel electrode and the pixel electrodes are arrayed in a matrix having an opening, and the other substrate to the counter electrode is formed opposite to the pixel electrode, a liquid crystal display device comprising: a, a liquid crystal sealed between the one and the other substrate.
  3. 【請求項3】画素電極と画素電極に接続されたアクティブ素子がマトリクス状に複数配列された一方の基板と、 前記画素電極に対向する位置に開口部が形成された対向電極が形成された他方の基板と、 前記一方と他方の基板の間に封入された液晶と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子。 3. A one substrate which active elements connected to the pixel electrode and the pixel electrodes are arrayed in a matrix, the counter electrode having an opening formed at a position facing the pixel electrodes are formed other a liquid crystal display device and the substrate, characterized in that it comprises a liquid crystal sealed between the one and the other substrate.
  4. 【請求項4】各画素は、各前記画素電極と、前記対向電極の前記画素電極に対向する部分と、その間に配置された液晶と、から構成され、 前記液晶の分子は前記画素内で異なった配向状態にある複数の領域を含むことを特徴とする請求項2又は3記載の液晶表示素子。 Wherein each pixel includes a respective said pixel electrodes, and the portion opposed to the pixel electrode of the opposing electrode, is composed of a liquid crystal disposed therebetween, the molecules of the liquid crystal different within the pixel the liquid crystal display device according to claim 2 or 3, wherein the including a plurality of regions of the alignment state.
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