JPH0815714A

JPH0815714A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0815714A
Application number: JP16752794A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Hioki; 利文日置
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で、広視野角の液晶表示素子を提
供することである。【構成】アクティブマトリクス型液晶表示素子の画素
電極３と対向電極７の少なくとも一方に開口３１を形成
し、電極３と７間に電圧を印加時の電界の向き及び強度
を各画素内で変化させ、液晶分子の配向状態を変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】表示素子においては、
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。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。即ち、視野角が狭いという問題がある。

【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。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。

【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、
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。

【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。即ち、各画素内に、
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。従って、液晶表示素子の視野角が広くなる。

【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。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
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。

【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
と、液晶セル１６を挟んで配置された一対の偏光板１
３、１４より形成される。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。

【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
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。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。

【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。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
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。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。

【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。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、
その間の液晶１１と、から形成される。透明基板１、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。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。

【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
間に封止されている。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。

【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。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。

【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。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。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。

【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。

【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。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。

【００１７】また、上記実施例においては、画素電極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。また、電極３、７の両方に開
口部を３１、７１を形成してもよい。

【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
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。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。

【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。

【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。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。このため、液晶表示素子の視野角が広くなる。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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【図４】液晶分子の配向状態を説明するための図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

１・・・透明基板、２・・・透明基板、３・・・画素電極、４・・・
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、５・・・ゲートライン、６・
・・データライン、７・・・対向電極、８・・・配向膜、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・・
・開口部、３３・・・液晶分子、７１・・・開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。