JPH1096926A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH1096926A JPH1096926A JP25051596A JP25051596A JPH1096926A JP H1096926 A JPH1096926 A JP H1096926A JP 25051596 A JP25051596 A JP 25051596A JP 25051596 A JP25051596 A JP 25051596A JP H1096926 A JPH1096926 A JP H1096926A
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の電気光学的
な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置(LCD:
Liquid Crystal Display)に関し、特に、高開口率、広
視野角を達成した液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) for performing display utilizing the electro-optical anisotropy of liquid crystal.
In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device having a high aperture ratio and a wide viewing angle.
【0002】[0002]
【従来の技術】LCDは小型、薄型、低消費電力などの
利点があり、OA機器、AV機器などの分野で実用化が
進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄膜トラ
ンジスタ(以下、TFTと略す)を用いたアクティブマ
トリクス型は、原理的にデューティ比100%のスタテ
ィック駆動をマルチプレクス的に行うことができ、大画
面、高精細な動画ディスプレイに使用されている。2. Description of the Related Art LCDs have advantages such as small size, thin shape, and low power consumption, and are being put to practical use in fields such as OA equipment and AV equipment. In particular, an active matrix type using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element can perform static driving with a duty ratio of 100% in principle in a multiplex manner, and has a large screen and a high-definition moving image display. Used in
【0003】TFTは電界効果型トランジスタであり基
板上に行列状に配置され、液晶を誘電層とした画素容量
の一方を成す表示電極に接続されている。TFTはゲー
トラインにより同一行について一斉にオン/オフが制御
されるとともに、ドレインラインより画素信号電圧が供
給され、TFTがオフされた画素容量に対して行列的に
指定された表示用電圧が充電される。表示電極とTFT
は同一基板上に形成され、画素容量の他方を成す共通電
極は、液晶層を挟んで対向配置された別の基板上に全面
的に形成されている。即ち、液晶及び共通電極が表示電
極により区画されて表示画素を構成している。画素容量
に充電された電圧は、次にTFTがオンするまでの1フ
ィールド期間、TFTのオフ抵抗により絶縁的に保持さ
れる。液晶は電気光学的に異方性を有しており、画素容
量に印加された電圧に応じて光学特性が制御される。表
示画素ごとに透過光強度を制御することで、これらの明
暗が表示画像として視認される。The TFT is a field-effect transistor, is arranged in a matrix on a substrate, and is connected to a display electrode forming one of pixel capacitances using a liquid crystal as a dielectric layer. The TFTs are simultaneously turned on / off for the same row by a gate line, and a pixel signal voltage is supplied from a drain line, and a display voltage specified in a matrix is charged to a pixel capacitance with the TFT turned off. Is done. Display electrode and TFT
Are formed on the same substrate, and the common electrode that constitutes the other of the pixel capacitors is formed entirely on another substrate that is opposed to the liquid crystal layer. That is, the liquid crystal and the common electrode are partitioned by the display electrode to form a display pixel. The voltage charged in the pixel capacitance is insulated by the off resistance of the TFT for one field period until the next turn on of the TFT. The liquid crystal has electro-optical anisotropy, and the optical characteristics are controlled according to the voltage applied to the pixel capacitance. By controlling the transmitted light intensity for each display pixel, these light and dark areas are visually recognized as a display image.
【0004】液晶は、更に、両基板との接触界面に設け
られた配向膜により初期配向状態が弾力的に固定され
る。液晶として例えば正の誘電率異方性を有したネマチ
ック相を用い、配向ベクトルが両基板間で90°にねじ
られたツイストネマチック(TN)方式がある。通常、
両基板の外側には偏光板が設けられており、TN方式に
おいては、各偏光板の偏光軸は、それぞれの基板側の配
向方向に一致している。従って電圧無印加時には、一方
の偏光板を通過した直線偏光は、液晶のねじれ配向に沿
う形で、液晶層を旋回し、他方の偏光板より射出され、
表示は白として認識される。そして、画素容量に電圧を
印加して液晶層に電界を形成することにより、液晶はそ
の誘電率異方性のために、電界に対して平行になるよう
に配向を変化し、ねじれ配列が崩され、液晶層中で入射
直線偏光が旋回されなくなり、他方の偏光板より射出さ
れる光量が絞り込まれて表示は漸次的に黒になってい
く。このように、電圧無印加時に白を示し、電圧印加に
従って黒となる方式はノーマリ・ホワイト・モードと呼
ばれ、TNセルの主流になっている。[0004] The initial alignment state of the liquid crystal is elastically fixed by an alignment film provided at the interface between the two substrates. For example, there is a twisted nematic (TN) system in which a nematic phase having a positive dielectric anisotropy is used as a liquid crystal and an orientation vector is twisted at 90 ° between both substrates. Normal,
Polarizing plates are provided outside the two substrates, and in the TN method, the polarization axes of the respective polarizing plates coincide with the orientation directions of the respective substrates. Therefore, when no voltage is applied, the linearly polarized light that has passed through one of the polarizing plates rotates in the liquid crystal layer along the twisted orientation of the liquid crystal, and is emitted from the other polarizing plate.
The display is recognized as white. Then, by applying a voltage to the pixel capacitor to form an electric field in the liquid crystal layer, the liquid crystal changes its orientation so as to be parallel to the electric field due to its dielectric anisotropy, and the twist arrangement is broken. As a result, the incident linearly polarized light is no longer rotated in the liquid crystal layer, the amount of light emitted from the other polarizing plate is narrowed down, and the display gradually becomes black. As described above, a system in which white is displayed when no voltage is applied and becomes black in response to voltage application is called a normally white mode, and is a mainstream of TN cells.
【0005】また、液晶として負の誘電率異方性を有し
たネマチック相を用いたタイプとして、VAN(vertic
ally-aligned nematic)と呼ばれる配向膜に垂直配向膜
を用いたタイプがある。VAN型は、電圧制御複屈折
(ECB:electricallycontrolled birefringence)方
式の一つであり、液晶分子長軸と短軸との屈折率の差即
ち複屈折を利用して、透過率を制御するものである。V
AN型では、電圧印加時には、直交配置された偏光板の
一方を透過した入射直線偏光を液晶層において、複屈折
により楕円偏光とし、液晶層の電界強度に従ってリタデ
ーション量即ち液晶中の常光成分と異常光成分の位相速
度の差を制御することで、他方の偏光板より所望の透過
率を射出せしめる。この場合、電圧無印加状態から印加
電圧を上昇させることにより、表示は黒から白へと変化
していくので、ノーマリ・ブラック・モードとなる。A type using a nematic phase having a negative dielectric anisotropy as a liquid crystal is a VAN (vertic).
There is a type that uses a vertical alignment film as an alignment film called “ally-aligned nematic”. The VAN type is one of voltage controlled birefringence (ECB) systems, and controls transmittance by utilizing a difference in refractive index between a long axis and a short axis of liquid crystal molecules, that is, birefringence. . V
In the AN type, when a voltage is applied, incident linearly polarized light transmitted through one of the orthogonally arranged polarizing plates is converted into elliptically polarized light by birefringence in the liquid crystal layer. By controlling the difference between the phase velocities of the light components, a desired transmittance can be emitted from the other polarizing plate. In this case, the display changes from black to white by increasing the applied voltage from the voltage non-applied state, and the normally black mode is set.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、液晶表示
装置では、所定の電極が形成された一対の基板間に装填
された液晶に所望の電圧を印加することで、液晶層中で
の光の旋回あるいは複屈折を制御することにより目的の
透過率あるいは色相を得、表示画像を作成する。即ち、
液晶の配向を変化してリタデーション量を制御すること
で、TN方式においては透過光強度を調整できるととも
に、ECB方式においては波長に依存した分光強度を制
御して色相の分離も可能となる。リタデーション量は、
液晶分子の長軸と電界方向とのなす角度に依存してい
る。このため、電界強度を調節することで、電界と液晶
分子長軸との成す角度が1次的に制御されても、観察者
が視認する角度、即ち、視角に依存して、相対的にリタ
デーション量が変化し、視角が変化すると透過光強度あ
るいは色相も変化してしまい、いわゆる視角依存性の問
題となっていた。As described above, in a liquid crystal display device, by applying a desired voltage to a liquid crystal loaded between a pair of substrates on which predetermined electrodes are formed, the light in the liquid crystal layer is reduced. The desired transmittance or hue is obtained by controlling the rotation or birefringence of the image, and a display image is created. That is,
By controlling the amount of retardation by changing the orientation of the liquid crystal, the intensity of transmitted light can be adjusted in the TN method, and the hue can be separated by controlling the wavelength-dependent spectral intensity in the ECB method. The amount of retardation is
It depends on the angle between the long axis of the liquid crystal molecules and the direction of the electric field. Therefore, even if the angle between the electric field and the long axis of the liquid crystal molecules is primarily controlled by adjusting the electric field strength, the retardation is relatively dependent on the angle that the observer visually recognizes, that is, depending on the viewing angle. When the amount changes and the viewing angle changes, the transmitted light intensity or the hue also changes, which has been a problem of so-called viewing angle dependency.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、基板上に互いに交差して配置された複数の
ゲートライン及びドレインラインと、これら複数のゲー
トラインとドレインラインの交差部に形成された薄膜ト
ランジスタと、これらの薄膜トランジスタに接続された
液晶駆動用の表示電極と、液晶を挟んで対向配置された
別の基板上に設けられた液晶駆動用の共通電極とを有す
る液晶表示装置において、前記表示電極は、前記薄膜ト
ランジスタを覆う層間絶縁膜上に形成され、前記表示電
極の間の一部の領域には、表示電極と電気的に絶縁され
た配向制御電極が配置されるとともに、前記表示電極の
間の一部の領域に対応する前記共通電極中には、電極の
不在により形成された配向制御窓が設けられ、前記液晶
の配向を所定の方角に制御した構成である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and has a plurality of gate lines and drain lines arranged on a substrate so as to intersect each other, and an intersection of the plurality of gate lines and drain lines. A liquid crystal display comprising a thin film transistor formed in a portion, a liquid crystal driving display electrode connected to these thin film transistors, and a liquid crystal driving common electrode provided on another substrate opposed to and sandwiching the liquid crystal. In the device, the display electrode is formed on an interlayer insulating film that covers the thin film transistor, and an alignment control electrode that is electrically insulated from the display electrode is disposed in a partial region between the display electrodes. In the common electrode corresponding to a part of the region between the display electrodes, an alignment control window formed by the absence of the electrode is provided, and the alignment of the liquid crystal is controlled by a predetermined direction. Is a control and configuration to.
【0008】これにより、配向制御電極により表示電極
エッジにおいて斜め方向電界が生じるのが妨げられると
ともに、これに対応して設けられた配向制御窓により斜
め方向電界が形成される。そして、配向制御電極も配向
制御窓も設けられない辺に沿って生じる斜め方向電界と
の合同作用により、液晶は、その配向の方角が指定され
る。また、配向制御窓のみが設けられた辺に関しては、
斜め方向電界が発生せずに、方角が制御された液晶の配
向に影響を与えることはない。Thus, the oblique electric field is prevented from being generated at the display electrode edge by the alignment control electrode, and the oblique electric field is formed by the alignment control window provided correspondingly. The orientation of the liquid crystal is specified by the joint action with the oblique electric field generated along the side where neither the alignment control electrode nor the alignment control window is provided. Also, for the side provided with only the orientation control window,
The oblique electric field does not occur and does not affect the orientation of the liquid crystal whose direction is controlled.
【0009】特に、前記配向制御電極は前記層間絶縁膜
の下に配置されている構成である。これにより、表示電
極は薄膜トランジスタ上の領域にまで拡大され、開口率
が上昇する。特に、前記表示電極は、反射電極である。
これにより、液晶表示装置は、反射型として極めて高い
開口率が得られる。In particular, the orientation control electrode is arranged below the interlayer insulating film. As a result, the display electrode is enlarged to a region on the thin film transistor, and the aperture ratio is increased. In particular, the display electrode is a reflective electrode.
Thereby, the liquid crystal display device can obtain an extremely high aperture ratio as a reflection type.
【0010】特に、前記配向制御電極は前記表示電極の
1辺に沿って設けられ、前記配向制御窓は、前記表示電
極の、前記配向制御電極が設けられた辺と、それに隣接
する辺に沿って設けられている構成である。これによ
り、配向制御電極が設けられた辺に関して、配向制御電
極が表示電極に準じる影響を液晶に与えるために表示電
極にエッジに沿った斜め方向電界の発生が防がれるとと
もに、これに換わって配向制御窓のエッジに沿った斜め
方向電界が生じ、配向制御電極も配向制御窓も設けられ
ない辺に沿った斜め方向電界と同じ方向になる。また、
配向制御窓のみが設けられた2辺辺に関しては、表示電
極のエッジと配向制御窓のエッジが揃うので、表示電極
のエッジに沿って斜め方向電界が生じることが無くな
る。従って、結局、表示電極の相対向する2辺に関して
のみ、同様の斜め方向電界が発生するので、液晶の配向
は、その画素において均一な方角に制御を受けることに
なる。[0010] In particular, the alignment control electrode is provided along one side of the display electrode, and the alignment control window is provided along a side of the display electrode where the alignment control electrode is provided and a side adjacent thereto. This is the configuration provided. This prevents the generation of an oblique electric field along the edge of the display electrode in order to give the liquid crystal the same effect as the display electrode on the side where the alignment control electrode is provided. An oblique electric field is generated along the edge of the alignment control window, and is in the same direction as the oblique electric field along the side where neither the alignment control electrode nor the alignment control window is provided. Also,
With respect to the two sides provided with only the alignment control window, the edge of the display electrode and the edge of the alignment control window are aligned, so that an oblique electric field does not occur along the edge of the display electrode. Therefore, the same oblique electric field is generated only on the two opposite sides of the display electrode, so that the orientation of the liquid crystal is controlled in a uniform direction in the pixel.
【0011】特に、前記配向制御電極は、前記表示電極
の隣接する2列に関して共通に1本設けられ1列おきに
前記表示電極の左右交互の辺に沿って配置され、前記配
向制御窓は前記表示電極の隣接する2行に関して共通に
設けられている構成である。これにより、液晶の配向は
2列毎に左右対称な方角に制御されるので、1列毎にそ
の優先視角方向が左右方向に変わるので、これらの合成
光により、視野角の広い液晶表示装置が得られる。In particular, one alignment control electrode is provided in common with respect to two adjacent rows of the display electrodes, and is arranged along alternately left and right sides of the display electrode every other row. This is a configuration commonly provided for two adjacent rows of display electrodes. As a result, the orientation of the liquid crystal is controlled in a bilaterally symmetrical direction every two columns, so that the preferred viewing angle direction changes left and right for each column, and a liquid crystal display device having a wide viewing angle can be formed by the combined light. can get.
【0012】特に、前記配向制御電極と前記表示電極と
の実効電位差は、前記表示電極と前記共通電極との実効
電位差よりも小さい構成である。これにより、表示電極
の間で、配向制御電極が表示電極に準じる影響を液晶に
与えるため、表示電極のエッジに沿って斜め方向電界が
生じるのが防がれる。特に、最端行の前記表示電極は、
1辺を隣の列の前記表示電極と前記配向制御電極及び前
記配向制御窓を共通にし、他の辺を隣の行の前記表示電
極と前記配向制御窓を共通にする三角形状に設けられて
いる構成である。In particular, the effective potential difference between the alignment control electrode and the display electrode is smaller than the effective potential difference between the display electrode and the common electrode. Accordingly, the orientation control electrode exerts an effect similar to that of the display electrode on the liquid crystal between the display electrodes, thereby preventing an oblique electric field from being generated along the edge of the display electrode. In particular, the display electrodes in the end row are:
One side is provided in a triangular shape that shares the display electrode in the next column with the alignment control electrode and the alignment control window, and the other side shares the display electrode in the next row with the alignment control window. Configuration.
【0013】これにより、表示電極の長い斜辺におい
て、斜め方向電界による配向方向の十分な方角制御が行
われるので、表示画素群の中央部においてこれに連続し
て配向制御が良好に成される。As a result, sufficient orientation control of the alignment direction by the oblique electric field is performed on the long oblique side of the display electrode, so that the alignment control is satisfactorily performed continuously in the center of the display pixel group.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態にか
かる液晶表示装置の部分平面図である。図2はそのA−
A線に沿った断面図、図3はそのB−B線に沿った断面
図である。ここでは、VAN型を示している。基板(1
0)上には、Al、Ta、Mo、Cr、ITO(indium
tin oxide)等、低抵抗メタルにより形成されたドレイ
ンライン(11)とソース電極(12)が設けられてい
る。また、ドレインライン(11)と平行に配向制御電
極(13)が同じく低抵抗メタルにより形成されてい
る。配向制御電極(13)とドレインライン(11)及
びソース電極(12)と同じ材料で同一工程により形成
されてもよい。ドレインライン(11)と配向制御電極
(13)に交差する方向には、半導体層(14)、絶縁
層(15)及び低抵抗メタルからなるゲートライン(1
6)が同じ形状で形成され、一部、ドレインライン(1
1)とソース電極(12)にわたる領域に配されてTF
Tを構成している。これら、TFTとその電極配線を覆
ってSOG(spin on glass)、BPSG(boro-phosph
o silicate glass)等の平坦化絶縁膜(17)が全面的
に形成されている。この平坦化絶縁膜(17)上には、
Al等の低抵抗光反射材からなる表示電極(18)が形
成され、平坦化絶縁膜(17)中に開口されたコンタク
トホールを通してソース電極(12)に接続されてい
る。更に、表示電極(18)上には、液晶の初期配向を
制御するポリイミド等の配向膜(19)が形成されてい
る。FIG. 1 is a partial plan view of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the A-
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-B of FIG. Here, the VAN type is shown. Substrate (1
0), Al, Ta, Mo, Cr, ITO (indium
A drain line (11) and a source electrode (12) formed of a low-resistance metal such as tin oxide) are provided. An orientation control electrode (13) is also formed of a low-resistance metal in parallel with the drain line (11). The alignment control electrode (13), the drain line (11) and the source electrode (12) may be formed of the same material and in the same process. In a direction intersecting the drain line (11) and the orientation control electrode (13), a semiconductor layer (14), an insulating layer (15), and a gate line (1) made of a low-resistance metal are provided.
6) are formed in the same shape, and a part of the drain line (1) is formed.
1) and TF disposed in a region extending from the source electrode (12).
T. SOG (spin on glass) and BPSG (boro-phospho
o A flattening insulating film (17) such as silicate glass is entirely formed. On this planarizing insulating film (17),
A display electrode (18) made of a low-resistance light reflecting material such as Al is formed, and is connected to the source electrode (12) through a contact hole opened in the planarizing insulating film (17). Further, on the display electrode (18), an alignment film (19) made of polyimide or the like for controlling the initial alignment of the liquid crystal is formed.
【0015】この基板(10)に対向する位置には、間
に液晶(30)を挟んで別の基板(20)が固持され、
その対向面には、透明導電性のITOが全面的に形成さ
れて共通電極(21)とされている。共通電極(21)
中には、表示電極(18)の間隙に対応して電極不在部
が形成され、配向制御窓(22)となっている。共通電
極(21)上にも配向膜(23)が設けられている。At a position facing the substrate (10), another substrate (20) is fixed with a liquid crystal (30) interposed therebetween.
On the opposing surface, a transparent conductive ITO is formed over the entire surface to form a common electrode (21). Common electrode (21)
Inside, an electrode absent portion is formed corresponding to the gap between the display electrodes (18), and serves as an alignment control window (22). An alignment film (23) is also provided on the common electrode (21).
【0016】液晶(30)は、負の誘電率異方性を有す
るネマチック相であり、配向膜(19,23)との相互
作用により初期配向が基板(10,22)に対して垂直
方向になるように弾力的に固定されている。また、図示
は省いたが、両基板(10,20)の外側には、偏光軸
方向が互いに直交するように2枚の偏光板が配されてい
る。液晶(30)は、表示電極(18)と共通電極(2
1)に与えられた電圧によって形成された電界により配
向を変え、電界強度を大きくするに従って、液晶分子
(31)の長軸方向を電界に直角な方向に向ける。The liquid crystal (30) is a nematic phase having negative dielectric anisotropy, and its initial orientation is perpendicular to the substrate (10, 22) due to the interaction with the orientation films (19, 23). It is fixed elastically to be. Although not shown, two polarizing plates are arranged outside the substrates (10, 20) so that the polarization axes are orthogonal to each other. The liquid crystal (30) has a display electrode (18) and a common electrode (2).
The orientation of the liquid crystal molecules (31) is oriented in a direction perpendicular to the electric field as the orientation is changed by the electric field formed by the voltage applied in 1) and the electric field intensity is increased.
【0017】配向制御電極(13)は、ドレインライン
(11)と平行に、かつ、ドレインライン(11)の2
本毎に1本が配され、表示電極(18)の2列に共通し
て、それらの辺に沿って延在されている。また、配向制
御窓(22)は、配向制御電極(13)と同様、表示電
極(18)の2列に共通に延在されているとともに、全
行間にも設けられている。即ち、表示電極(18)は、
その1辺に関して、配向制御電極(18)と配向制御窓
(22)が平面的に接し、この辺と、それを挟む2辺に
関して、配向制御窓(22)のみが平面的に接した配置
になっている。そして、配向制御電極(13)と配向制
御窓(22)が接した辺は、表示電極(18)の1列お
きに左右交互となっている。The orientation control electrode (13) is in parallel with the drain line (11) and is connected to the drain line (11).
One line is provided for each line, and extends along those sides in common with the two rows of the display electrodes (18). The alignment control window (22) extends in common with the two columns of the display electrodes (18) as well as the alignment control electrode (13), and is also provided between all rows. That is, the display electrode (18)
With respect to the one side, the alignment control electrode (18) and the alignment control window (22) are in planar contact with each other, and only the alignment control window (22) is in planar contact with this side and two sides sandwiching this side. ing. The side where the alignment control electrode (13) and the alignment control window (22) are in contact is alternately left and right every other row of the display electrodes (18).
【0018】また、配向制御電極(13)には、表示電
極(18)に与えられる電圧と極性が同じ電圧が印加さ
れる。例えば、1ライン毎に、印加電圧の極性を反転す
るライン反転駆動では、ドレイン側のドライバーの原画
信号をサンプリングするアナログスイッチのオン/オフ
を制御するシフトレジスタの各段出力及びその反転出力
を1ライン毎に切り換え、当該ラインに関して表示電極
(18)に与えられる電圧と同極性の電圧を各配向制御
電極(13)に印加する。この際、シフトレジスタから
取り出された各段出力電圧は、レベルシフタ等を介する
ことで、最適な電圧値とすることが望ましい。また、シ
フトレジスタの出力段数と配向制御電極(13)の数が
異なるので、適当に数段おきに配向制御電極(13)に
接続する必要がある。これにより、配向制御電極(1
3)には、表示電極(18)と同極性で、かつ、表示電
極(18)との電位差が、表示電極(18)と共通電極
(21)との電位差よりも小さくなるような電圧が印加
される。A voltage having the same polarity as the voltage applied to the display electrode (18) is applied to the alignment control electrode (13). For example, in line inversion driving in which the polarity of an applied voltage is inverted for each line, the output of each stage of a shift register for controlling on / off of an analog switch for sampling an original image signal of a driver on the drain side and the inverted output thereof are set to one. Switching is performed for each line, and a voltage having the same polarity as the voltage applied to the display electrode (18) with respect to the line is applied to each alignment control electrode (13). At this time, it is desirable that the output voltage of each stage taken out of the shift register be an optimal voltage value via a level shifter or the like. Further, since the number of output stages of the shift register and the number of the orientation control electrodes (13) are different, it is necessary to connect to the orientation control electrode (13) every several stages appropriately. Thereby, the orientation control electrode (1)
To 3), a voltage having the same polarity as that of the display electrode (18) and having a potential difference between the display electrode (18) smaller than the potential difference between the display electrode (18) and the common electrode (21) is applied. Is done.
【0019】以上の構成の本液晶表示装置を駆動し、電
圧を印加すると、図2に示す如く、表示電極(18)
の、配向制御電極(13)と配向制御窓(22)が対応
した側の辺には、表示電極(18)の外側から内側へ、
共通電極(21)へ向かって斜めに傾けれた電界(3
2)が形成される。これは、表示電極(18)に印加さ
れる電圧と配向制御電圧(13)に印加される電圧が近
く、配向制御電極(13)が表示電極(18)に準じる
影響を液晶層(30)に及ぼし、基板(10)の表面近
辺では、等電位線の形状が比較的フラットになるととも
に、これに対応する基板(20)側では、配向制御窓
(22)が形成され、この近傍が無電界となっているた
めである。従って、電界(32)は、配向制御電極(1
3)から、配向制御窓(22)の両側の共通電極(2
1)へと向かって斜め方向に形成される。When the present liquid crystal display device having the above configuration is driven and a voltage is applied, as shown in FIG.
On the side of the side corresponding to the alignment control electrode (13) and the alignment control window (22), from the outside to the inside of the display electrode (18),
The electric field (3) inclined obliquely toward the common electrode (21)
2) is formed. This is because the voltage applied to the display electrode (18) and the voltage applied to the alignment control voltage (13) are close to each other, and the alignment control electrode (13) exerts an effect similar to that of the display electrode (18) on the liquid crystal layer (30). In the vicinity of the surface of the substrate (10), the shape of equipotential lines becomes relatively flat, and on the corresponding substrate (20) side, an orientation control window (22) is formed. It is because. Therefore, the electric field (32) is applied to the orientation control electrode (1).
From 3), the common electrodes (2) on both sides of the orientation control window (22)
It is formed diagonally toward 1).
【0020】一方で、表示電極(18)のこれに対向す
る側の辺では、表示電極(18)エッジにおいて、表示
電極(18)の内側から外側へ、共通電極(21)へ向
かって斜めに傾いた電界(32)が生じる。これら表示
電極(18)の対向する辺において生じる斜め方向電界
(32)は、図2に示すように、同じ方向に傾く。従っ
て、液晶分子(31)は、表示電極(18)の両辺で斜
め方向電界(32)に対して、その長軸の成す角度を最
短で大きくするように図の左から右へ向かって傾斜し、
液晶の連続体性により画素の全域で均一となる。On the other hand, on the side of the display electrode (18) opposed to the display electrode (18), at the display electrode (18) edge, from the inside to the outside of the display electrode (18), diagonally toward the common electrode (21). An inclined electric field (32) is created. The oblique electric fields (32) generated on the opposite sides of the display electrodes (18) are inclined in the same direction as shown in FIG. Therefore, the liquid crystal molecules (31) are inclined from left to right in the figure with respect to the oblique electric field (32) on both sides of the display electrode (18) so as to minimize the angle formed by the major axis. ,
Due to the continuity of the liquid crystal, it becomes uniform over the entire area of the pixel.
【0021】なお、表示電極(18)に印加される電圧
は、1ライン毎に極性が反転するため、これに合わせ
て、配向制御電極(13)に印加される電圧も極性が反
転し、前のラインで表示電極(18)に保持された電圧
と配向制御電極(13)の電圧の極性が逆になり、表示
電極(18)と配向制御電極(13)の電位差が大きく
なり、基板(10)側の等電位線がフラットから大きく
変形してしまう。しかし、配向制御電極(13)の配向
制御は、TFTのオン時、即ち、表示電極(18)の電
圧を印加する際に作用する。従って、TFTのオフ時の
電圧保持期間に、配向制御電極(13)の極性が変化し
ても、液晶分子(31)の傾斜方向が変化することはな
い。Since the polarity of the voltage applied to the display electrode (18) is inverted for each line, the polarity of the voltage applied to the alignment control electrode (13) is also inverted. The polarity of the voltage held by the display electrode (18) and the polarity of the voltage of the orientation control electrode (13) are reversed in the line, so that the potential difference between the display electrode (18) and the orientation control electrode (13) increases, and the substrate (10) The equipotential lines on the side of ()) are greatly deformed from flat. However, the orientation control of the orientation control electrode (13) acts when the TFT is turned on, that is, when the voltage of the display electrode (18) is applied. Therefore, even if the polarity of the alignment control electrode (13) changes during the voltage holding period when the TFT is off, the tilt direction of the liquid crystal molecules (31) does not change.
【0022】また、図3に示す如く、表示電極(18)
の行間には、配向制御窓(22)のみが設けられてい
る。このため、表示電極(18)のエッジにおいて、共
通電極(21)側へ向かって斜め方向の電界が生じると
いったことが無く、これらの辺においては、液晶分子
(31)は傾斜方向の制御を受けない。従って、図1の
矢印で示すように、液晶分子(31)の配向は左右方向
にのみ傾斜し、かつ、1列毎に、左方向と右方向が交互
になっている。即ち、2列1組で、左傾斜と右傾斜が左
右対称になっている。このため、左傾斜画素の優先視角
方向、右傾斜画素の優先視角方向との合成により、巨視
的には、優先視角方向が広がったようになり、広視野角
の液晶表示装置が得られる。As shown in FIG. 3, the display electrode (18)
Are provided only with the alignment control window (22). Therefore, an electric field does not occur in the oblique direction toward the common electrode (21) at the edge of the display electrode (18), and the liquid crystal molecules (31) are controlled in the oblique direction on these sides. Absent. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 1, the alignment of the liquid crystal molecules (31) is inclined only in the left-right direction, and the left direction and the right direction are alternately arranged for each column. That is, in one set of two rows, the left inclination and the right inclination are bilaterally symmetric. For this reason, by combining the priority viewing angle direction of the left tilt pixel and the priority viewing angle direction of the right tilt pixel, the priority viewing angle direction is macroscopically widened, and a liquid crystal display device with a wide viewing angle is obtained.
【0023】特に、本実施の形態では、図1に示す如
く、最端行の画素に関して、表示電極(18)の形状
を、1辺が左右に隣接する表示電極(18)と配向制御
電極(13)及び配向制御窓(22)を共通に接し、他
の1辺が上下に隣接する表示電極(18)と配向制御窓
(22)を共通に接するような三角形としている。これ
により、表示電極(18)の斜辺において、斜め方向電
界が生じ、より効果的な配向制御が行われる。従って、
画素群の中央部において、表示電極(18)間の離間距
離が小さく、特に、配向制御電極(13)が設けられた
辺に対向する辺において、斜め方向電界(32)により
十分な配向の制御を受けられない場合でも、最端行の画
素において、図1の矢印しめすように強力な配向制御が
行われ、液晶の連続体性との合併作用により、画素群に
中央部おいても良好な配向制御が行われる。In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the shape of the display electrode (18) for the pixel at the end row is changed to the display electrode (18) whose one side is adjacent to the left and right and the alignment control electrode ( 13) and the orientation control window (22) are in common, and the other side is a triangle so that the display electrode (18) vertically adjacent to and the orientation control window (22) are in common contact. Thereby, an oblique electric field is generated on the oblique side of the display electrode (18), and more effective alignment control is performed. Therefore,
In the central part of the pixel group, the separation distance between the display electrodes (18) is small, and in particular, on the side opposite to the side on which the alignment control electrode (13) is provided, sufficient orientation control is performed by the oblique electric field (32). Even in the case where the pixel group cannot be received, strong alignment control is performed at the pixels in the end row as shown by the arrow in FIG. Orientation control is performed.
【0024】本発明をTN方式に適用した場合、図1の
A−A線及びB−B線に沿った断面構造は各々図4及び
図5に示すようになる。液晶(40)は、正の誘電率異
方性を有するネマチック相であり、配向膜(19,2
3)は所定の方向へラビング処理を施した平行配向膜で
ある。液晶分子(41)は配向膜(19,23)との相
互作用により初期配向が基板(10,20)に対して平
行方向になるように弾力的に固定されている。配向膜
(19,23)のラビング方向は、図1の下方の太実線
矢印(50)及び太破線矢印(51)に示す方向にされ
ている。また、図示は省いたが、両基板(10,20)
の外側には、偏光軸方向が互いに直交するように2枚の
偏光板が配されている。液晶(40)は、表示電極(1
8)と共通電極(21)に与えられた電圧によって形成
された電界により配向を変え、電界強度を大きくするに
従って、液晶分子(41)の長軸方向を電界方向に向け
る。When the present invention is applied to the TN system, the sectional structures along the line AA and the line BB in FIG. 1 are as shown in FIGS. 4 and 5, respectively. The liquid crystal (40) is a nematic phase having a positive dielectric anisotropy, and has an alignment film (19, 2).
3) is a parallel alignment film which has been rubbed in a predetermined direction. The liquid crystal molecules (41) are elastically fixed by interaction with the alignment films (19, 23) such that the initial alignment is in a direction parallel to the substrates (10, 20). The rubbing direction of the alignment films (19, 23) is the direction shown by the thick solid line arrow (50) and the thick broken line arrow (51) below in FIG. Although not shown, both substrates (10, 20)
, Two polarizing plates are arranged so that the polarization axis directions are orthogonal to each other. The liquid crystal (40) has a display electrode (1).
8) and the electric field formed by the voltage applied to the common electrode (21), the orientation is changed, and as the electric field strength is increased, the major axis direction of the liquid crystal molecules (41) is directed to the electric field direction.
【0025】この構成の液晶表示装置を駆動し、表示電
極(18)と共通電極(21)との間に所望の電圧を印
加すると、図4に示すように、表示電極(18)の左右
両エッジでは、同じ方角に傾斜した斜め方向電界(3
2)が生じる。液晶分子(41)は、この斜め方向電界
(32)に沿って最短でその長軸方向を向けるように、
表示電極(18)に関して同一の方角に揃えて立ち上げ
られる。従って、液晶分子(41)が平行方向から立ち
上がって傾斜する向きは、図2に示すように、VAN型
において、液晶分子(31)が垂直方向から傾く方向と
は逆になる。また、図5に示すように、表示電極(1
8)の上下の辺では配向が傾く方角の制御を受けない。
即ち、図1において、液晶分子(41)の傾く方向は、
太矢印とは逆方向で、1列毎に左右交互にかわる。When the liquid crystal display device having this configuration is driven and a desired voltage is applied between the display electrode (18) and the common electrode (21), as shown in FIG. At the edge, the oblique electric field (3
2) occurs. The liquid crystal molecules (41) are directed along the oblique electric field (32) in the shortest axis direction at the shortest.
The display electrodes (18) are started up in the same direction. Therefore, the direction in which the liquid crystal molecules (41) rise from the parallel direction and tilt is opposite to the direction in which the liquid crystal molecules (31) tilt from the vertical direction in the VAN type, as shown in FIG. In addition, as shown in FIG.
In the upper and lower sides of 8), the direction in which the orientation is inclined is not controlled.
That is, in FIG. 1, the tilt direction of the liquid crystal molecules (41) is
In the direction opposite to the thick arrow, the right and left alternate alternately for each row.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、液晶配向
の方角制御を、画素毎に行ったことにより、優先視角方
向の異なる画素が巨視的に視認されて、これらの輝度及
びコントラスト比が平均化されるので、視角依存性が低
減し、視野角が広がる。また、各画素の全域で配向の方
角を均一に揃えて画素毎に配向方角を変えるので、画素
の小型化、高精細化に適するとともに、反射型のために
表示電極間の領域が小さくなり、かつ、配向の方角の異
なる境界が表示電極間領域に合わせられるので、配向分
割による有効表示領域の損失がなくされ、開口率が著し
く高められる。As is clear from the above description, by controlling the direction of the liquid crystal alignment for each pixel, pixels having different preferential viewing angles are macroscopically viewed, and their luminance and contrast ratio are averaged. Therefore, the viewing angle dependency is reduced and the viewing angle is widened. In addition, since the direction of orientation is uniformly aligned in the entire area of each pixel and the orientation is changed for each pixel, the pixel is suitable for miniaturization and high definition, and the area between display electrodes is reduced due to the reflection type, In addition, since the boundaries having different orientations are aligned with the region between the display electrodes, the loss of the effective display region due to the alignment division is eliminated, and the aperture ratio is significantly increased.
【図1】本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置の部
分平面図である。FIG. 1 is a partial plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】図1のB−B線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
【図4】図1のA−A線に沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図5】図1のB−B線に沿った断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
10 20 基板 11 ドレインライン 12 ソース電極 13 配向制御電極 14 半導体層 15 絶縁層 16 ゲートライン 17 平坦化絶縁膜 18 表示電極 19,23 配向膜 21 共通電極 22 配向制御窓 30,40 液晶層 31,41 液晶分子 32 電界 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 20 Substrate 11 Drain line 12 Source electrode 13 Alignment control electrode 14 Semiconductor layer 15 Insulating layer 16 Gate line 17 Planarization insulating film 18 Display electrode 19, 23 Alignment film 21 Common electrode 22 Alignment control window 30, 40 Liquid crystal layer 31, 41 Liquid crystal molecules 32 Electric field
Claims (7)
のゲートライン及びドレインラインと、これら複数のゲ
ートラインとドレインラインの交差部に形成された薄膜
トランジスタと、これらの薄膜トランジスタに接続され
た液晶駆動用の表示電極と、液晶を挟んで対向配置され
た別の基板上に設けられた液晶駆動用の共通電極とを有
する液晶表示装置において、 前記表示電極は、前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁
膜上に形成され、前記表示電極の間に対応する一部の領
域には、表示電極と電気的に絶縁された配向制御電極が
配置されるとともに、前記表示電極の間の一部の領域に
対応する前記共通電極中には、電極の不在により形成さ
れた配向制御窓が設けられ、前記液晶の配向を所定の方
角に制御したことを特徴とする液晶表示装置。A plurality of gate lines and a plurality of drain lines arranged on a substrate so as to intersect with each other; a thin film transistor formed at an intersection of the plurality of gate lines and the drain line; and a liquid crystal connected to the thin film transistors In a liquid crystal display device including a display electrode for driving and a common electrode for driving liquid crystal provided on another substrate opposed to the liquid crystal, the display electrode is formed on an interlayer insulating film covering the thin film transistor. And an alignment control electrode that is electrically insulated from the display electrode is disposed in a part of the region corresponding to between the display electrodes, and corresponds to a part of the region between the display electrodes. A liquid crystal display device, wherein an alignment control window formed by the absence of the electrode is provided in the common electrode, and the alignment of the liquid crystal is controlled in a predetermined direction.
に配置されていることを特徴とする請求項1記載の液晶
表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment control electrode is disposed below the interlayer insulating film.
特徴とする請求項1または請求項2記載の液晶表示装
置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the display electrode is a reflective electrode.
に沿って設けられ、前記配向制御窓は、前記表示電極
の、前記配向制御電極が設けられた辺と、それに隣接す
る辺に沿って設けられていることを特徴とする請求項1
から請求項3のいずれかに記載の液晶表示装置。4. The alignment control electrode is provided along one side of the display electrode, and the alignment control window is formed along a side of the display electrode where the alignment control electrode is provided and a side adjacent thereto. 2. The device according to claim 1, wherein
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3.
る2列に関して共通に1本設けられ1列おきに表示電極
の左右交互の辺に沿って配置され、前記配向制御窓は前
記表示電極の隣接する2行に関して共通に設けられてい
ることを特徴とする請求項4記載の液晶表示装置。5. The alignment control electrode is provided in common for two adjacent rows of display electrodes, and is arranged along alternately left and right sides of the display electrode every other row, and the alignment control window is provided with the display electrode. 5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal display device is provided in common for two adjacent rows.
効電位差は、前記表示電極と前記共通電極との実効電位
差よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項5
記載の液晶表示装置。6. The method according to claim 1, wherein an effective potential difference between the alignment control electrode and the display electrode is smaller than an effective potential difference between the display electrode and the common electrode.
The liquid crystal display device as described in the above.
の前記表示電極と前記配向制御電極及び前記配向制御窓
を共通にし、他の辺を隣の行の前記表示電極と前記配向
制御窓を共通にする三角形状に設けられていることを特
徴とする請求項5または請求項6記載の液晶表示装置。7. The display electrodes in the end row share one side with the display electrodes in the adjacent column, the alignment control electrode and the alignment control window, and the other side with the display electrodes in the adjacent row. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the liquid crystal display device is provided in a triangular shape having the common alignment control window.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25051596A JPH1096926A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25051596A JPH1096926A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1096926A true JPH1096926A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17209046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25051596A Pending JPH1096926A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1096926A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000003288A1 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-20 | Bengt Stebler | A liquid crystal device and a method for producing it |
JP2002531876A (en) * | 1998-11-27 | 2002-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Active matrix liquid crystal display |
JP2002333636A (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device, projection type display device using the same and electronic equipment |
KR100515546B1 (en) * | 2001-02-19 | 2005-09-20 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | Active-matrix liquid crystal display with line/column inversion drives, and electronic device therefor |
US7283196B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-10-16 | Ecsibeo Ab | Liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and a method for controlling a liquid crystal device |
CN104880867A (en) * | 2015-04-10 | 2015-09-02 | 友达光电股份有限公司 | Display panel |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP25051596A patent/JPH1096926A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000003288A1 (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-20 | Bengt Stebler | A liquid crystal device and a method for producing it |
US6549255B2 (en) | 1998-07-08 | 2003-04-15 | Ecsibeo Ab | Liquid crystal device and a method for producing it having directly controllable dynamic surface-director alignment layer |
JP2002531876A (en) * | 1998-11-27 | 2002-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Active matrix liquid crystal display |
KR100515546B1 (en) * | 2001-02-19 | 2005-09-20 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | Active-matrix liquid crystal display with line/column inversion drives, and electronic device therefor |
JP2002333636A (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-22 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device, projection type display device using the same and electronic equipment |
JP4560990B2 (en) * | 2001-05-07 | 2010-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid crystal device, projection display device using the same, and electronic device |
US7283196B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-10-16 | Ecsibeo Ab | Liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and a method for controlling a liquid crystal device |
US7295272B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-11-13 | Ecsibeo Ppf1 Ab | Liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and method for controlling a liquid crystal device |
CN104880867A (en) * | 2015-04-10 | 2015-09-02 | 友达光电股份有限公司 | Display panel |
US9746721B2 (en) | 2015-04-10 | 2017-08-29 | Au Optronics Corporation | Display panel comprising first and second sub-pixels on a first substrate corresponding respectively to first and second electrode patterns on a second substrate |
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