JP2000267109A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板間に自発分極を有する液晶が挟持された液
晶表示装置において、広視野角で配向破壊が起こりにく
い液晶配列を容易に形成する。 【解決手段】対向電極13を2つの入れ子状の櫛形電極
13a、13bで形成し、櫛形電極13a、13bの歯
の長手方向にラビング配向処理を行う。液晶材料がネマ
ティック相からカイラルスメクティックC相に相転移す
る際、画素電極5と一方の櫛形電極13aとの間にプラ
スの直流電圧を印加し、画素電極5ともう一方の櫛形電
極13bとの間にマイナスの直流電圧を印加する。この
方法により、基板面と水平にスメクティック層が折れ曲
がった液晶配列を容易に実現できる。
晶表示装置において、広視野角で配向破壊が起こりにく
い液晶配列を容易に形成する。 【解決手段】対向電極13を2つの入れ子状の櫛形電極
13a、13bで形成し、櫛形電極13a、13bの歯
の長手方向にラビング配向処理を行う。液晶材料がネマ
ティック相からカイラルスメクティックC相に相転移す
る際、画素電極5と一方の櫛形電極13aとの間にプラ
スの直流電圧を印加し、画素電極5ともう一方の櫛形電
極13bとの間にマイナスの直流電圧を印加する。この
方法により、基板面と水平にスメクティック層が折れ曲
がった液晶配列を容易に実現できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自発分極を有する液
晶材料を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関す
る。
晶材料を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は低消費電力・軽量・薄型
といった特徴があり、パソコンやカーナビゲーションな
どのモニターとして広く用いられている。しかし、CR
Tと比較すると、応答速度が遅い、視野角が狭いなどの
欠点がある。液晶表示装置が大型化・高精細化するにつ
れて、高速応答・広視野角の要求が高まってきている。
といった特徴があり、パソコンやカーナビゲーションな
どのモニターとして広く用いられている。しかし、CR
Tと比較すると、応答速度が遅い、視野角が狭いなどの
欠点がある。液晶表示装置が大型化・高精細化するにつ
れて、高速応答・広視野角の要求が高まってきている。
【0003】自発分極を有する液晶を用いた液晶表示装
置は、高速応答が実現可能な表示モードとして注目され
ている。自発分極は固有あるいは電場を印加することに
より誘起される。このような液晶材料の例として、強誘
電性液晶(SS−FLC(Surface stabilized ferroel
ectric liquid crystal )、単安定強誘電性液晶(Mono
stable ferroelectric liquid crystal )、DHF(De
formed helix ferroelectric liquid crystal )、ねじ
れFLC(Twisted ferroelectric liquid crystal)、
APD(alternating polarization domain )、高分子
安定化強誘電性液晶(polymer stabilized ferroelectr
ic liquid crystal ))、反強誘電性液晶(無閾値反強
誘電性液晶を含む)、電傾効果(electro-clinic effec
t )を示す液晶などが挙げられる。
置は、高速応答が実現可能な表示モードとして注目され
ている。自発分極は固有あるいは電場を印加することに
より誘起される。このような液晶材料の例として、強誘
電性液晶(SS−FLC(Surface stabilized ferroel
ectric liquid crystal )、単安定強誘電性液晶(Mono
stable ferroelectric liquid crystal )、DHF(De
formed helix ferroelectric liquid crystal )、ねじ
れFLC(Twisted ferroelectric liquid crystal)、
APD(alternating polarization domain )、高分子
安定化強誘電性液晶(polymer stabilized ferroelectr
ic liquid crystal ))、反強誘電性液晶(無閾値反強
誘電性液晶を含む)、電傾効果(electro-clinic effec
t )を示す液晶などが挙げられる。
【0004】上記の表示モードの動作原理は、クロスニ
コルの2枚の偏光板に挟まれた一軸性結晶とみなせる液
晶の光軸が面内で回転することで光を透過−遮断してい
る。このような表示モードでは斜め方向から液晶表示装
置を見ると、色変化などの不具合が生じる。この理由
は、液晶の光軸と平行方向から液晶表示装置を観察した
場合と、垂直方向から観察した場合とでは、見かけ上の
液晶の屈折率が異なるためである。
コルの2枚の偏光板に挟まれた一軸性結晶とみなせる液
晶の光軸が面内で回転することで光を透過−遮断してい
る。このような表示モードでは斜め方向から液晶表示装
置を見ると、色変化などの不具合が生じる。この理由
は、液晶の光軸と平行方向から液晶表示装置を観察した
場合と、垂直方向から観察した場合とでは、見かけ上の
液晶の屈折率が異なるためである。
【0005】この不具合を解決するために、特開平9−
120065号公報では配向方向が直交する2領域を形
成して、視野角を拡大する方法が提案されている。特開
平9−120065号公報に記載された液晶表示装置で
は、配向方向が直交する2領域の面積は、一般的に数十
μmから数百μm程度である画素サイズ程度と小さく、
この領域の配向処理方向を異ならしめるのに、マスクラ
ビング法が用いられている。マスクラビングは、ラビ
ング処理した配向膜上にフォトレジストを塗布、乾
燥、マスク露光、現像、焼成、ラビング処理、
フォトレジスト剥離、配向膜洗浄というステップで
行われる。このように、マスクラビングは工程が複雑で
製品コストが増大し、歩留まり低下の原因となる。
120065号公報では配向方向が直交する2領域を形
成して、視野角を拡大する方法が提案されている。特開
平9−120065号公報に記載された液晶表示装置で
は、配向方向が直交する2領域の面積は、一般的に数十
μmから数百μm程度である画素サイズ程度と小さく、
この領域の配向処理方向を異ならしめるのに、マスクラ
ビング法が用いられている。マスクラビングは、ラビ
ング処理した配向膜上にフォトレジストを塗布、乾
燥、マスク露光、現像、焼成、ラビング処理、
フォトレジスト剥離、配向膜洗浄というステップで
行われる。このように、マスクラビングは工程が複雑で
製品コストが増大し、歩留まり低下の原因となる。
【0006】なお、特開平9−120065号公報には
上下の基板の配向処理方向を直交させるだけで、前記の
2領域を形成する方法も示されている。この方法の工程
は簡便ではあるものの、カイラルスメクティックC相の
高温側にネマティック相を持つ液晶には適用できない。
なぜなら、このような相系列の液晶はスメクティックA
相を持たないため、上下の基板の配向処理方向を直交さ
せると液晶はツイスト配列となり、スメクティック層方
向が互いに異なる2領域を形成することができない。
上下の基板の配向処理方向を直交させるだけで、前記の
2領域を形成する方法も示されている。この方法の工程
は簡便ではあるものの、カイラルスメクティックC相の
高温側にネマティック相を持つ液晶には適用できない。
なぜなら、このような相系列の液晶はスメクティックA
相を持たないため、上下の基板の配向処理方向を直交さ
せると液晶はツイスト配列となり、スメクティック層方
向が互いに異なる2領域を形成することができない。
【0007】カイラルスメクティックC相の高温側にネ
マティック相を持つ液晶でスメクティック層方向が異な
る2領域を形成する方法は、例えば特開平10−221
718号公報に開示されている。この方法は、配向膜を
持つ液晶セル内に、液晶を加熱しながら充填し、液晶を
ネマティック相からスメクティックC相に冷却すること
により2領域を形成するものである。
マティック相を持つ液晶でスメクティック層方向が異な
る2領域を形成する方法は、例えば特開平10−221
718号公報に開示されている。この方法は、配向膜を
持つ液晶セル内に、液晶を加熱しながら充填し、液晶を
ネマティック相からスメクティックC相に冷却すること
により2領域を形成するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平10−
221718号公報に記載された方法を用いると、カイ
ラルスメクティックC相の高温側にネマティック相を持
つ液晶でスメクティック層方向が異なる2領域を形成す
ることができるものの、次のような問題があった。すな
わち、2領域を形成することはできるものの、この2領
域が形成される場所を制御することができず、場合によ
っては所望の視野角あるいは所望の中間調表示を得るこ
とができなくなってしまう。
221718号公報に記載された方法を用いると、カイ
ラルスメクティックC相の高温側にネマティック相を持
つ液晶でスメクティック層方向が異なる2領域を形成す
ることができるものの、次のような問題があった。すな
わち、2領域を形成することはできるものの、この2領
域が形成される場所を制御することができず、場合によ
っては所望の視野角あるいは所望の中間調表示を得るこ
とができなくなってしまう。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、視野角が広い液晶表示装置及び簡単な工程で
視野角が広い液晶表示装置を得ることができる液晶表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。
のであり、視野角が広い液晶表示装置及び簡単な工程で
視野角が広い液晶表示装置を得ることができる液晶表示
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】(手段)上記の目的を達
成するために本発明は請求項1の発明として、第1の基
板と、この第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に挟持されかつカイラルスメ
クティックC相の高温側にネマティック相を持つ自発分
極を有する液晶材料とを具備し、前記液晶材料がネマテ
ィック相からカイラルスメクティックC相に相転移する
際に、前記液晶材料に対して一極性の電圧を第1の領
域、前記一極性と反対極性の電圧を第2の領域に印加す
ることにより形成された、前記液晶材料のスメクティッ
ク層の方向が互いに異なる前記第1及び第2の領域を有
することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
成するために本発明は請求項1の発明として、第1の基
板と、この第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1及び第2の基板間に挟持されかつカイラルスメ
クティックC相の高温側にネマティック相を持つ自発分
極を有する液晶材料とを具備し、前記液晶材料がネマテ
ィック相からカイラルスメクティックC相に相転移する
際に、前記液晶材料に対して一極性の電圧を第1の領
域、前記一極性と反対極性の電圧を第2の領域に印加す
ることにより形成された、前記液晶材料のスメクティッ
ク層の方向が互いに異なる前記第1及び第2の領域を有
することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【0011】また請求項2の発明として、第1の基板
と、この第1の基板に対向配置された第2の基板と、前
記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形成され
た画素電極と、前記第2の基板の前記第1の基板と対向
する面に形成されかつ相補的に組み合わされた一対の櫛
形電極を有する対向電極と、前記第1及び第2の基板間
に挟持されかつカイラルスメクティックC相の高温側に
ネマティック相を持つ自発分極を有する液晶材料とを具
備し、一方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟まれた
第1の領域の前記液晶材料と、他方の前記櫛形電極と前
記画素電極とに挟まれた第2の領域の前記液晶材料が、
スメクティック層の方向が互いに異なることを特徴とす
る液晶表示装置を提供する。
と、この第1の基板に対向配置された第2の基板と、前
記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形成され
た画素電極と、前記第2の基板の前記第1の基板と対向
する面に形成されかつ相補的に組み合わされた一対の櫛
形電極を有する対向電極と、前記第1及び第2の基板間
に挟持されかつカイラルスメクティックC相の高温側に
ネマティック相を持つ自発分極を有する液晶材料とを具
備し、一方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟まれた
第1の領域の前記液晶材料と、他方の前記櫛形電極と前
記画素電極とに挟まれた第2の領域の前記液晶材料が、
スメクティック層の方向が互いに異なることを特徴とす
る液晶表示装置を提供する。
【0012】更に上記の目的を達成するために本発明は
請求項10の発明として、第1の基板と、この第1の基
板に対向配置された第2の基板と、前記第1及び第2の
基板間に挟持されかつカイラルスメクティックC相の高
温側にネマティック相を持つ自発分極を有する液晶材料
とを具備した液晶表示装置の製造方法であって、前記液
晶材料がネマティック相からカイラルスメクティックC
相に相転移する際に、前記液晶材料に対して一極性の電
圧を第1の領域、前記一極性と反対極性の電圧を第2の
領域に印加することにより、前記液晶材料のスメクティ
ック層の方向が互いに異なる前記第1及び第2の領域を
形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提
供する。
請求項10の発明として、第1の基板と、この第1の基
板に対向配置された第2の基板と、前記第1及び第2の
基板間に挟持されかつカイラルスメクティックC相の高
温側にネマティック相を持つ自発分極を有する液晶材料
とを具備した液晶表示装置の製造方法であって、前記液
晶材料がネマティック相からカイラルスメクティックC
相に相転移する際に、前記液晶材料に対して一極性の電
圧を第1の領域、前記一極性と反対極性の電圧を第2の
領域に印加することにより、前記液晶材料のスメクティ
ック層の方向が互いに異なる前記第1及び第2の領域を
形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提
供する。
【0013】本発明の液晶表示装置の製造方法において
は、前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形
成された画素電極と、前記第2の基板の前記第1の基板
と対向する面に形成されかつ相補的に組み合わされた一
対の櫛形電極を有する対向電極とを具備し、前記液晶材
料に対して、一方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟
まれた領域に一極性の電圧を印加して前記第1の領域
を、他方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟まれた領
域に前記一極性と反対極性の電圧を印加して前記第2の
領域を形成することが好ましい。
は、前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形
成された画素電極と、前記第2の基板の前記第1の基板
と対向する面に形成されかつ相補的に組み合わされた一
対の櫛形電極を有する対向電極とを具備し、前記液晶材
料に対して、一方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟
まれた領域に一極性の電圧を印加して前記第1の領域
を、他方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟まれた領
域に前記一極性と反対極性の電圧を印加して前記第2の
領域を形成することが好ましい。
【0014】ここで本発明の好ましい態様として以下の
態様が挙げられる。 (1) 第1及び第2の領域のスメクティック層の方向
がなす角度が115〜155°の範囲であること。 (2) 1つの画素内に第1及び第2の領域が存在し、
第1及び第2の領域の体積が概略等しいこと。 (3) 液晶材料のカイラルピッチをp、第1及び第2
の基板間の距離をdとしたとき、d<pであること。 (4) 液晶材料のチルト角が概略22.5°であるこ
と。 (5) 櫛形電極の歯の長手方向と電圧無印加時の液晶
材料の配向方向が概略平行であること。 (6) 櫛形電極の歯のピッチと画素電極のピッチが概
略半周期ずれていること。 (7) 櫛形電極の歯のピッチが500μm以下である
こと。 (8) 櫛形電極の歯の間隙部と対向するように第1の
基板に補助容量線が形成されていること。
態様が挙げられる。 (1) 第1及び第2の領域のスメクティック層の方向
がなす角度が115〜155°の範囲であること。 (2) 1つの画素内に第1及び第2の領域が存在し、
第1及び第2の領域の体積が概略等しいこと。 (3) 液晶材料のカイラルピッチをp、第1及び第2
の基板間の距離をdとしたとき、d<pであること。 (4) 液晶材料のチルト角が概略22.5°であるこ
と。 (5) 櫛形電極の歯の長手方向と電圧無印加時の液晶
材料の配向方向が概略平行であること。 (6) 櫛形電極の歯のピッチと画素電極のピッチが概
略半周期ずれていること。 (7) 櫛形電極の歯のピッチが500μm以下である
こと。 (8) 櫛形電極の歯の間隙部と対向するように第1の
基板に補助容量線が形成されていること。
【0015】(作用)本発明においては、液晶材料がネ
マティック相からカイラルネマティックC相に相転移す
る際に、液晶材料に対して一極性の電圧を第1の領域、
この一極性と反対極性の電圧を第2の領域に印加するこ
とにより、液晶材料のスメクティック層の方向が互いに
異なる第1及び第2の領域が形成される。互いに反対極
性の電圧を印加することによってスメクティック層の方
向が異なる2領域を形成するため、2領域が形成される
場所の制御が可能であり、所望の広い視野角を得ること
ができる。また、電圧の印加のみで2領域が形成される
場所の制御が可能なため、広い視野角を有する液晶表示
装置を簡単な工程で得ることができる。
マティック相からカイラルネマティックC相に相転移す
る際に、液晶材料に対して一極性の電圧を第1の領域、
この一極性と反対極性の電圧を第2の領域に印加するこ
とにより、液晶材料のスメクティック層の方向が互いに
異なる第1及び第2の領域が形成される。互いに反対極
性の電圧を印加することによってスメクティック層の方
向が異なる2領域を形成するため、2領域が形成される
場所の制御が可能であり、所望の広い視野角を得ること
ができる。また、電圧の印加のみで2領域が形成される
場所の制御が可能なため、広い視野角を有する液晶表示
装置を簡単な工程で得ることができる。
【0016】液晶材料に対して互いに反対極性を印加す
るための具体的な手段としては、例えば対向電極とし
て、第2の基板の第1の基板と対向する面に形成され、
相補的に組み合わされた一対の櫛形電極を用いる。この
櫛型電極の一方に液晶材料に対して一極性の電圧、他方
に反対極性の電圧を印加することで、一方の櫛型電極と
画素電極とに挟まれた領域を第1の領域、他方の櫛型電
極と画素電極とに挟まれた領域を第2の領域とすること
ができる。
るための具体的な手段としては、例えば対向電極とし
て、第2の基板の第1の基板と対向する面に形成され、
相補的に組み合わされた一対の櫛形電極を用いる。この
櫛型電極の一方に液晶材料に対して一極性の電圧、他方
に反対極性の電圧を印加することで、一方の櫛型電極と
画素電極とに挟まれた領域を第1の領域、他方の櫛型電
極と画素電極とに挟まれた領域を第2の領域とすること
ができる。
【0017】また自発分極を有する液晶材料はスメクテ
ィック層を有する。外力によりスメクティック層の層間
隔が変化すると、外力を取り除いても変化した層間隔は
復元することができない。そのため、一般的な自発分極
を有する液晶材料を用いた液晶表示装置の表示面を指で
押すと、配向破壊と呼ばれる表示不良が生じる。これに
対して本発明では、スメクティック層の方向が互いに異
なる2領域を形成するため、層を変形させる外力の伝播
を第1及び第2領域の境界で遮断でき、これにより配向
破壊を防止できる。
ィック層を有する。外力によりスメクティック層の層間
隔が変化すると、外力を取り除いても変化した層間隔は
復元することができない。そのため、一般的な自発分極
を有する液晶材料を用いた液晶表示装置の表示面を指で
押すと、配向破壊と呼ばれる表示不良が生じる。これに
対して本発明では、スメクティック層の方向が互いに異
なる2領域を形成するため、層を変形させる外力の伝播
を第1及び第2領域の境界で遮断でき、これにより配向
破壊を防止できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態に係る液晶表示装置の第2の基板の一部を示す平面
図、図2は液晶表示装置の電極の配置を示す一部平面
図、図3は図2の2点鎖線で切った断面図である。尚、
図4以降の図面に関しても図1〜図3と同様の部分には
図1〜3と同じ符号を付してあり、これらに関しては詳
細な説明を省略している。
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態に係る液晶表示装置の第2の基板の一部を示す平面
図、図2は液晶表示装置の電極の配置を示す一部平面
図、図3は図2の2点鎖線で切った断面図である。尚、
図4以降の図面に関しても図1〜図3と同様の部分には
図1〜3と同じ符号を付してあり、これらに関しては詳
細な説明を省略している。
【0019】図に示すように、液晶表示装置1には、相
対向する一対の基板2、3のうち、一方の第1の基板2
の内面にTFT(Thin film transistor)素子4、画素
電極5、ゲート線9、信号線10が設けられ、これらの
上に配向膜6aが設けられている。
対向する一対の基板2、3のうち、一方の第1の基板2
の内面にTFT(Thin film transistor)素子4、画素
電極5、ゲート線9、信号線10が設けられ、これらの
上に配向膜6aが設けられている。
【0020】他方の第2の基板3の内面には、図示せぬ
カラーフィルター、図示せぬブラックマトリックス、対
向電極13が設けられ、さらにこの対向電極13上に配
向膜6bが設けられている。
カラーフィルター、図示せぬブラックマトリックス、対
向電極13が設けられ、さらにこの対向電極13上に配
向膜6bが設けられている。
【0021】更に、第1の基板2に設けられたTFT素
子4及び画素電極5と、第2の基板3に設けられた対向
電極13との間に、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など
固有または電場を印加することにより誘起される自発分
極を有する液晶材料8が挟まれている。基板の周辺部に
はシール11が、非画素部分にはスペーサ12が第1及
び第2の基板2、3の間に形成されている。
子4及び画素電極5と、第2の基板3に設けられた対向
電極13との間に、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など
固有または電場を印加することにより誘起される自発分
極を有する液晶材料8が挟まれている。基板の周辺部に
はシール11が、非画素部分にはスペーサ12が第1及
び第2の基板2、3の間に形成されている。
【0022】また、これら第1、第2の基板2、3の外
側に、クロスニコルとした2枚の偏光板7が貼着されて
いる。ここで第1の基板2について説明する。TFT素
子4及び各電極の構造について以下に示す。
側に、クロスニコルとした2枚の偏光板7が貼着されて
いる。ここで第1の基板2について説明する。TFT素
子4及び各電極の構造について以下に示す。
【0023】図示せぬ補助容量線及びゲート線9は図示
せぬゲート絶縁膜によって覆われ、さらにゲート絶縁膜
上には図示せぬ半導体薄膜が形成されている。半導体薄
膜上には、チャネル形成時に半導体薄膜を保護するため
の図示せぬチャネル保護膜が形成されている。そして、
半導体薄膜及びチャネル保護膜上には、それぞれコンタ
クトホールを介して半導体薄膜のソース部及びドレイン
部に電気的に接続された図示せぬソース電極、及び信号
線10と一体のドレイン電極が配置されている。また、
ソース電極は画素電極5と電気的に接続されている。
せぬゲート絶縁膜によって覆われ、さらにゲート絶縁膜
上には図示せぬ半導体薄膜が形成されている。半導体薄
膜上には、チャネル形成時に半導体薄膜を保護するため
の図示せぬチャネル保護膜が形成されている。そして、
半導体薄膜及びチャネル保護膜上には、それぞれコンタ
クトホールを介して半導体薄膜のソース部及びドレイン
部に電気的に接続された図示せぬソース電極、及び信号
線10と一体のドレイン電極が配置されている。また、
ソース電極は画素電極5と電気的に接続されている。
【0024】尚、対向電極13とのショート防止のため
に、TFT素子4、画素電極5、ゲート線9、信号線1
0は絶縁膜によって覆われていてもよい。また、半導体
薄膜はアモルファスシリコンでもポリシリコンでもよ
い。ポリシリコンを用いたp−SiTFTは移動度が高
いため、自発分極を有する液晶材料8のスイッチングに
適している。
に、TFT素子4、画素電極5、ゲート線9、信号線1
0は絶縁膜によって覆われていてもよい。また、半導体
薄膜はアモルファスシリコンでもポリシリコンでもよ
い。ポリシリコンを用いたp−SiTFTは移動度が高
いため、自発分極を有する液晶材料8のスイッチングに
適している。
【0025】各画素をスイッチングできればTFT素子
でなく、TFD(Thin film diode)素子などを使用し
てもよい。次に、第2の基板3について説明する。
でなく、TFD(Thin film diode)素子などを使用し
てもよい。次に、第2の基板3について説明する。
【0026】図1に示すように、第2の基板3上には相
補的に組み合わされた2つの櫛形電極13a、13bを
用いた対向電極13がカラーフィルター上に形成されて
いる。櫛形電極の歯の部分14は表示エリアとなる。し
たがって、歯の部分14は透過型液晶表示装置の場合は
ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜、反射型
液晶表示装置の場合はアルミニウムなどの反射率の高い
金属膜で形成することが好ましい。歯と歯をつなぐ周辺
部15は、非表示エリアとなる。
補的に組み合わされた2つの櫛形電極13a、13bを
用いた対向電極13がカラーフィルター上に形成されて
いる。櫛形電極の歯の部分14は表示エリアとなる。し
たがって、歯の部分14は透過型液晶表示装置の場合は
ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜、反射型
液晶表示装置の場合はアルミニウムなどの反射率の高い
金属膜で形成することが好ましい。歯と歯をつなぐ周辺
部15は、非表示エリアとなる。
【0027】尚、カラーフィルターは第1の基板2側に
形成されていても構わない。第2の基板3側にカラーフ
ィルターを形成する場合には、対向電極13とカラーフ
ィルターとの間に平坦化膜を形成すると対向電極13が
平坦になるため、液晶材料8の配向性が向上し、また対
向電極13と第1の基板2とが短絡しにくくなる。対向
電極13と赤・緑・青のカラーフィルター各色を構成す
る材料との間の接着性には差があるため、カラーフィル
ター上の対向電極13をウエットエッチングで形成する
場合、エッチング速度に差が生じる。その結果、カラー
フィルターの色によって、対向電極13の幅が異なるこ
とがあり問題となる。平坦化膜を形成すれば、この問題
も解決することができる。
形成されていても構わない。第2の基板3側にカラーフ
ィルターを形成する場合には、対向電極13とカラーフ
ィルターとの間に平坦化膜を形成すると対向電極13が
平坦になるため、液晶材料8の配向性が向上し、また対
向電極13と第1の基板2とが短絡しにくくなる。対向
電極13と赤・緑・青のカラーフィルター各色を構成す
る材料との間の接着性には差があるため、カラーフィル
ター上の対向電極13をウエットエッチングで形成する
場合、エッチング速度に差が生じる。その結果、カラー
フィルターの色によって、対向電極13の幅が異なるこ
とがあり問題となる。平坦化膜を形成すれば、この問題
も解決することができる。
【0028】平坦化膜の材料としては、アクリル、ポリ
イミド、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ベ
ンゾシクロブテンポリマー、ポリアクリルニトリル、ポ
リシラン等の有機膜が好ましい。中でも、コストの点で
はアクリル、平坦性の点ではベンゾシクロブテンポリマ
ー、化学的安定性の点ではポリイミドが更に好ましい。
イミド、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ベ
ンゾシクロブテンポリマー、ポリアクリルニトリル、ポ
リシラン等の有機膜が好ましい。中でも、コストの点で
はアクリル、平坦性の点ではベンゾシクロブテンポリマ
ー、化学的安定性の点ではポリイミドが更に好ましい。
【0029】図2に示したように、第1の基板2と第2
の基板3は、一対の櫛形電極13a、13bが画素電極
5の面積の2分の1ずつと対向するように配置されてい
る。図2では画素を上下2分割し、櫛形電極13a、1
3bの歯の幅を画素電極の長手方向の長さの約2分の1
とした。図では、櫛型電極13a、13bが画素電極の
上下を2分割しているが、画素電極5の左右で分割して
もよい。また、1つの画素において、一方の櫛形電極1
3aと画素電極5が対向する面積と、もう一方の櫛形電
極13bと画素電極5が対向する面積が概略等しくなれ
ば、画素は何分割してもよい。
の基板3は、一対の櫛形電極13a、13bが画素電極
5の面積の2分の1ずつと対向するように配置されてい
る。図2では画素を上下2分割し、櫛形電極13a、1
3bの歯の幅を画素電極の長手方向の長さの約2分の1
とした。図では、櫛型電極13a、13bが画素電極の
上下を2分割しているが、画素電極5の左右で分割して
もよい。また、1つの画素において、一方の櫛形電極1
3aと画素電極5が対向する面積と、もう一方の櫛形電
極13bと画素電極5が対向する面積が概略等しくなれ
ば、画素は何分割してもよい。
【0030】ここで、図4及び図5に本発明の液晶表示
装置の電圧無印加時における液晶材料の配向状態を示
す。第1の基板と第2の基板の少なくとも一方に配向膜
が形成され、配向膜は櫛形電極13a、13bの歯の長
手方向と平行にラビングなどの配向処理がなされてい
る。液晶材料を等方相あるいはネマティック相まで加熱
し、次に液晶材料を冷却してネマティック相からカイラ
ルスメクティックC相に転移させる。このとき、一方の
櫛形電極13aと画素電極5が対向する部分、すなわち
第1の領域と、もう一方の櫛形電極13bと画素電極5
が対向する部分、すなわち第2の領域とに、互いに逆の
極性の電圧を印加する。
装置の電圧無印加時における液晶材料の配向状態を示
す。第1の基板と第2の基板の少なくとも一方に配向膜
が形成され、配向膜は櫛形電極13a、13bの歯の長
手方向と平行にラビングなどの配向処理がなされてい
る。液晶材料を等方相あるいはネマティック相まで加熱
し、次に液晶材料を冷却してネマティック相からカイラ
ルスメクティックC相に転移させる。このとき、一方の
櫛形電極13aと画素電極5が対向する部分、すなわち
第1の領域と、もう一方の櫛形電極13bと画素電極5
が対向する部分、すなわち第2の領域とに、互いに逆の
極性の電圧を印加する。
【0031】このようにしてカイラルスメクティックC
相を形成することで、第1の領域の液晶分子16aと第
2の領域の液晶分子16bが、互いに自発分極の向きが
逆になるように配向する。すなわち、第1の領域のスメ
クティック層17aと第2の領域のスメクティック層1
7bは、第1と第2の領域の境界部分で折れ曲がり、互
いの層方向のなす角は180°−2θ(θはチルト角)
となる。カイラルスメクティックC相に転移後、電圧を
切ってもスメクティック層17の構造は変化しない。
相を形成することで、第1の領域の液晶分子16aと第
2の領域の液晶分子16bが、互いに自発分極の向きが
逆になるように配向する。すなわち、第1の領域のスメ
クティック層17aと第2の領域のスメクティック層1
7bは、第1と第2の領域の境界部分で折れ曲がり、互
いの層方向のなす角は180°−2θ(θはチルト角)
となる。カイラルスメクティックC相に転移後、電圧を
切ってもスメクティック層17の構造は変化しない。
【0032】また、電圧無印加時には液晶分子のダイレ
クタ16(平均的な液晶分子の長軸方向)は、櫛形電極
13の歯の長手方向と概略平行に配向している。液晶分
子が上記のような配向となる理由を以下に示す。
クタ16(平均的な液晶分子の長軸方向)は、櫛形電極
13の歯の長手方向と概略平行に配向している。液晶分
子が上記のような配向となる理由を以下に示す。
【0033】J.S.Patelらの1986年のJournal of Ap
plied Physicsの59巻2355ページに記されている
ように、カイラルスメクティックC相の高温側にネマテ
ィック相をもつ液晶材料、つまりスメクティックA相を
もたない液晶材料は、次のような配向をとる。ネマティ
ック相では液晶分子は配向処理方向と平行に配向する。
この状態でセルを冷却すると、この配向を保ったままス
メクティック層が形成される。このとき自発分極の方向
は、紙面の上向きと下向きの2種類が存在するが、カイ
ラルスメクティックC相への相転移時に直流電圧を印加
することで、自発分極の向きを一方向に規定できる。こ
のとき、液晶材料の自発分極の符号と直流電圧の極性と
液晶材料の層構造とは図6のようになる。
plied Physicsの59巻2355ページに記されている
ように、カイラルスメクティックC相の高温側にネマテ
ィック相をもつ液晶材料、つまりスメクティックA相を
もたない液晶材料は、次のような配向をとる。ネマティ
ック相では液晶分子は配向処理方向と平行に配向する。
この状態でセルを冷却すると、この配向を保ったままス
メクティック層が形成される。このとき自発分極の方向
は、紙面の上向きと下向きの2種類が存在するが、カイ
ラルスメクティックC相への相転移時に直流電圧を印加
することで、自発分極の向きを一方向に規定できる。こ
のとき、液晶材料の自発分極の符号と直流電圧の極性と
液晶材料の層構造とは図6のようになる。
【0034】本発明ではJ.S.Patel らが示した上記の特
性を利用して液晶を配向させている。しかし、本発明で
は1つの画素内にスメクティック層方向の互いに異な
る2領域を形成している点、1つの画素内で互いに逆
極性の電圧を印加できるように、対向電極を相補的に組
み合わさった一対の櫛形電極で構成した点、櫛形電極
の歯の長手方向と電圧無印加時の液晶の配向方向を概略
平行とした点が異なっている。
性を利用して液晶を配向させている。しかし、本発明で
は1つの画素内にスメクティック層方向の互いに異な
る2領域を形成している点、1つの画素内で互いに逆
極性の電圧を印加できるように、対向電極を相補的に組
み合わさった一対の櫛形電極で構成した点、櫛形電極
の歯の長手方向と電圧無印加時の液晶の配向方向を概略
平行とした点が異なっている。
【0035】以下、〜の効果について記す。 J.S.Patel らが示したように、カイラルスメクティ
ックC相への相転移時に直流電圧を印加すると、液晶材
料の配向方向は図6のいずれか1つとなる。
ックC相への相転移時に直流電圧を印加すると、液晶材
料の配向方向は図6のいずれか1つとなる。
【0036】自発分極の符号が正の液晶材料を使用し、
プラス電圧を紙面の下から上に印加しながらカイラルス
メクティックC相を形成したとき、液晶分子は図7
(a)に示した配向となる。この図7(a)のような配
向を示す液晶セルに電圧を印加して駆動すると、図7
(b)に示すプラス電圧印加時には液晶分子はほとんど
スイッチングせず、図7(c)に示すマイナス電圧印加
時に液晶分子はスイッチングする。従って、このセルで
白を表示する場合にはマイナスの電圧を印加し続ける必
要があり、液晶材料中のイオン性不純物により焼き付き
不良が生じる。また、焼き付きを防ぐために交流で駆動
すると、プラス電圧印加時には黒表示、マイナス電圧印
加時には白表示となり、フリッカを生じる。
プラス電圧を紙面の下から上に印加しながらカイラルス
メクティックC相を形成したとき、液晶分子は図7
(a)に示した配向となる。この図7(a)のような配
向を示す液晶セルに電圧を印加して駆動すると、図7
(b)に示すプラス電圧印加時には液晶分子はほとんど
スイッチングせず、図7(c)に示すマイナス電圧印加
時に液晶分子はスイッチングする。従って、このセルで
白を表示する場合にはマイナスの電圧を印加し続ける必
要があり、液晶材料中のイオン性不純物により焼き付き
不良が生じる。また、焼き付きを防ぐために交流で駆動
すると、プラス電圧印加時には黒表示、マイナス電圧印
加時には白表示となり、フリッカを生じる。
【0037】尚、このセルの印加電圧−透過率特性は図
9に示すようになる。図9において、横軸は印加電圧、
縦軸は透過率である。これに対して、本発明のように1
つの画素内にスメクティック層方向の互いに異なる2領
域を形成した場合を図8の平面図に示す。
9に示すようになる。図9において、横軸は印加電圧、
縦軸は透過率である。これに対して、本発明のように1
つの画素内にスメクティック層方向の互いに異なる2領
域を形成した場合を図8の平面図に示す。
【0038】電圧無印加時には液晶分子が図8(a)に
示したような配向を示す。図8(b)に示すプラス電圧
印加時には、櫛形電極13bが形成された下半分の領域
が白表示となり、図8(c)に示すマイナス印加時に
は、櫛形電極13aが形成された上半分の領域が白表示
となる。上下領域の面積が概略等しい、換言すれば上半
分、下半分の領域に含まれる液晶材料の体積が概略等し
くなるため、プラス印加時とマイナス印加時で印加電圧
の絶対値が等しければ、輝度も概略等しくなる。ゆえ
に、フリッカは発生しない。
示したような配向を示す。図8(b)に示すプラス電圧
印加時には、櫛形電極13bが形成された下半分の領域
が白表示となり、図8(c)に示すマイナス印加時に
は、櫛形電極13aが形成された上半分の領域が白表示
となる。上下領域の面積が概略等しい、換言すれば上半
分、下半分の領域に含まれる液晶材料の体積が概略等し
くなるため、プラス印加時とマイナス印加時で印加電圧
の絶対値が等しければ、輝度も概略等しくなる。ゆえ
に、フリッカは発生しない。
【0039】なお概略とは、面積差及び輝度差が5%以
内であることを意味し、この場合実質的にフリッカが発
生しない。このセルの電圧−透過率特性を図10に示
す。図10において、横軸は印加電圧、縦軸は透過率で
ある。
内であることを意味し、この場合実質的にフリッカが発
生しない。このセルの電圧−透過率特性を図10に示
す。図10において、横軸は印加電圧、縦軸は透過率で
ある。
【0040】この図からわかるように、セルに印加する
電圧の大きさを変えることで階調表示が可能である。階
調は主として、電圧によって反転したドメインと反転し
ていないドメインの面積比によって表示される。
電圧の大きさを変えることで階調表示が可能である。階
調は主として、電圧によって反転したドメインと反転し
ていないドメインの面積比によって表示される。
【0041】尚、L.Komitov らの1996年のFerroele
ctricsの189巻199ページに開示されているhorizo
ntal chevronや国際学会FLC’97のProceeding、特
開平10−120065号公報に開示されているJ.Fuen
fschillingらのAPD(alternating polarization dom
ain )は、直流電圧を印加せずに自発的に2領域を形成
している。これらの方法では、2領域の各々が形成され
る場所を制御することができない。ゆえに、任意の1画
素中で2領域の面積を等しくすることが困難である。
ctricsの189巻199ページに開示されているhorizo
ntal chevronや国際学会FLC’97のProceeding、特
開平10−120065号公報に開示されているJ.Fuen
fschillingらのAPD(alternating polarization dom
ain )は、直流電圧を印加せずに自発的に2領域を形成
している。これらの方法では、2領域の各々が形成され
る場所を制御することができない。ゆえに、任意の1画
素中で2領域の面積を等しくすることが困難である。
【0042】 1つの画素に2つのTFT素子及び2
つの画素電極を設ければ、1つの画素に互いに逆極性の
直流電圧を印加できるようになる。しかし、1画素に2
つのTFTを形成すると、画素の開口率が低下し、白表
示時の輝度が低下してしまう。また、従来の1画素に1
TFT素子のときと比べて、TFT素子の数が2倍にな
るため、歩留まりが低下する。
つの画素電極を設ければ、1つの画素に互いに逆極性の
直流電圧を印加できるようになる。しかし、1画素に2
つのTFTを形成すると、画素の開口率が低下し、白表
示時の輝度が低下してしまう。また、従来の1画素に1
TFT素子のときと比べて、TFT素子の数が2倍にな
るため、歩留まりが低下する。
【0043】このような問題を回避するため、本発明で
は対向電極を相補的に組み合わせた一対の櫛形電極で形
成した。ITO等でできた対向電極を櫛形にするのは、
PEP法を用いれば極めて容易である。尚、ITOをス
トライプ状にパターンニングすることは、カラーSTN
(Super twisted nematic )型液晶表示装置でも行われ
ており歩留まりは高い。
は対向電極を相補的に組み合わせた一対の櫛形電極で形
成した。ITO等でできた対向電極を櫛形にするのは、
PEP法を用いれば極めて容易である。尚、ITOをス
トライプ状にパターンニングすることは、カラーSTN
(Super twisted nematic )型液晶表示装置でも行われ
ており歩留まりは高い。
【0044】一対の櫛形電極の歯の間隙部は液晶の電圧
がかからない非画素領域となるが、PEP法により間隙
部の幅を10μm以下にすることが可能である。そのた
め、開口率の低下は、1画素に2つのTFT素子を形成
するときと比べて、はるかに少ない。また、補助容量線
をこの間隙部と対向する部分に形成すれば、開口率の低
下を抑えることができる。通常、補助容量線の幅は20
〜40μmであり、間隙部の幅よりも太い。従って、こ
の場合は対向電極を櫛形にしたことによる開口率の低下
はない。
がかからない非画素領域となるが、PEP法により間隙
部の幅を10μm以下にすることが可能である。そのた
め、開口率の低下は、1画素に2つのTFT素子を形成
するときと比べて、はるかに少ない。また、補助容量線
をこの間隙部と対向する部分に形成すれば、開口率の低
下を抑えることができる。通常、補助容量線の幅は20
〜40μmであり、間隙部の幅よりも太い。従って、こ
の場合は対向電極を櫛形にしたことによる開口率の低下
はない。
【0045】尚、櫛形電極の厚さは80〜300nmの
範囲であることが好ましい。80nmより薄いと抵抗が
高くなってしまうため好ましくなく、また300nmを
超えてしまうと成膜に時間がかかり、また多重反射で色
がついてしまう等の理由で好ましくない。
範囲であることが好ましい。80nmより薄いと抵抗が
高くなってしまうため好ましくなく、また300nmを
超えてしまうと成膜に時間がかかり、また多重反射で色
がついてしまう等の理由で好ましくない。
【0046】更に、櫛形電極の周辺部の幅は、櫛形電極
としてITOのみを用いた場合には、0.5〜10mm
の範囲であることが好ましい。0.5mmより狭いと抵
抗が高くなってしまうため好ましくなく、また10mm
より広くなってしまうと液晶表示装置の面積が大きくな
ってしまうので好ましくない。
としてITOのみを用いた場合には、0.5〜10mm
の範囲であることが好ましい。0.5mmより狭いと抵
抗が高くなってしまうため好ましくなく、また10mm
より広くなってしまうと液晶表示装置の面積が大きくな
ってしまうので好ましくない。
【0047】また、ITOを用いた場合、ITOは比較
的抵抗率が高いので、配線による信号の遅延の影響を防
ぐために、周辺部は抵抗率の低いモリブデン、タングス
テン、アルミ、クロム、銅、ニッケル、タンタルなどの
金属膜で形成することが好ましい。この場合には、周辺
部の幅を0.5mmより狭くすることが可能となる。
的抵抗率が高いので、配線による信号の遅延の影響を防
ぐために、周辺部は抵抗率の低いモリブデン、タングス
テン、アルミ、クロム、銅、ニッケル、タンタルなどの
金属膜で形成することが好ましい。この場合には、周辺
部の幅を0.5mmより狭くすることが可能となる。
【0048】ここで「櫛形」という言葉に関して付言す
る。櫛形とは図1に示すような形状を指すものと解され
るのが通常であるが、本発明における「櫛形」とは図1
に示す形状には限定されず、図1とほぼ同等な機能を有
するもの全てを含むものである。
る。櫛形とは図1に示すような形状を指すものと解され
るのが通常であるが、本発明における「櫛形」とは図1
に示す形状には限定されず、図1とほぼ同等な機能を有
するもの全てを含むものである。
【0049】また、対向電極は櫛形とせず第2の基板全
面に形成し、代わりに画素電極を分割された2つの副画
素電極で構成しても良い。更に、対向電極を櫛形とはせ
ずに1つの画素で2つの電極に分割、画素電極も2つの
副画素電極に分割して、対向電極の対向する辺、副画素
電極の対向する辺に各々、柱状電極を接続するための突
起部を設けて、相対する側と反対側の対向電極、副画素
電極を各々柱状電極によって接続しても良い。
面に形成し、代わりに画素電極を分割された2つの副画
素電極で構成しても良い。更に、対向電極を櫛形とはせ
ずに1つの画素で2つの電極に分割、画素電極も2つの
副画素電極に分割して、対向電極の対向する辺、副画素
電極の対向する辺に各々、柱状電極を接続するための突
起部を設けて、相対する側と反対側の対向電極、副画素
電極を各々柱状電極によって接続しても良い。
【0050】 本発明者らが、液晶表示装置の信頼性
について液晶分子の配向方向との関係を検討した結果、
櫛形電極の歯の長手方向と、配向膜の配向処理方向と等
しい方向である電圧無印加時の液晶分子の配向方向が概
略平行の場合、最も信頼性が高いことがわかった。以下
その理由を説明する。
について液晶分子の配向方向との関係を検討した結果、
櫛形電極の歯の長手方向と、配向膜の配向処理方向と等
しい方向である電圧無印加時の液晶分子の配向方向が概
略平行の場合、最も信頼性が高いことがわかった。以下
その理由を説明する。
【0051】図11に櫛形電極13の歯の長手方向と電
圧無印加時の液晶分子16の配向方向を(a)平行、
(b)垂直、(c)45°とした場合の液晶分子配列を
示す。図中、18a、18bは液晶分子の配向処理方向
を示している。
圧無印加時の液晶分子16の配向方向を(a)平行、
(b)垂直、(c)45°とした場合の液晶分子配列を
示す。図中、18a、18bは液晶分子の配向処理方向
を示している。
【0052】(a)のように平行の場合、スメクティッ
ク層の間隔が常に等しいため、第1の領域と第2の領域
との境界部分で液晶分子の配向に乱れがなく、光抜けを
生じない。また、境界部分で液晶分子に歪みがかかって
いないため、このような液晶配列は安定であり、液晶表
示装置を長時間駆動しても、液晶配向の劣化が生じな
い。
ク層の間隔が常に等しいため、第1の領域と第2の領域
との境界部分で液晶分子の配向に乱れがなく、光抜けを
生じない。また、境界部分で液晶分子に歪みがかかって
いないため、このような液晶配列は安定であり、液晶表
示装置を長時間駆動しても、液晶配向の劣化が生じな
い。
【0053】(b)のように垂直の場合、境界部分で1
つの層の層間隔が狭くなるため、液晶の配向が乱れ、配
向欠陥となる。この欠陥は光漏れを生じ、コントラスト
を低下させる。また、この欠陥は液晶表示装置を長時間
駆動すると拡大するため、さらにコントラストが低下す
る。
つの層の層間隔が狭くなるため、液晶の配向が乱れ、配
向欠陥となる。この欠陥は光漏れを生じ、コントラスト
を低下させる。また、この欠陥は液晶表示装置を長時間
駆動すると拡大するため、さらにコントラストが低下す
る。
【0054】(c)のように、櫛形電極の歯の長手方向
と電圧無印加時の液晶の配向方向のなす角が45°の場
合、境界部で層の間隔が変化する。この場合も、境界部
分で液晶の配向が乱れるため光抜けを生じる。長時間駆
動すると、この配向欠陥は拡大する。櫛形電極の歯の長
手方向と電圧無印加時の液晶の配向方向のなす角が小さ
いほど、配向の乱れ、すなわちコントラストの低下が少
ない。
と電圧無印加時の液晶の配向方向のなす角が45°の場
合、境界部で層の間隔が変化する。この場合も、境界部
分で液晶の配向が乱れるため光抜けを生じる。長時間駆
動すると、この配向欠陥は拡大する。櫛形電極の歯の長
手方向と電圧無印加時の液晶の配向方向のなす角が小さ
いほど、配向の乱れ、すなわちコントラストの低下が少
ない。
【0055】尚、概略平行とは±10°、より好ましく
は±5°の誤差を含むものである。また、本発明者らが
鋭意研究した結果、本発明では以下の形態が好ましいこ
とがわかった。
は±5°の誤差を含むものである。また、本発明者らが
鋭意研究した結果、本発明では以下の形態が好ましいこ
とがわかった。
【0056】2つの櫛形電極を入れ子状、すなわち相補
的に組み合わせた形状とした場合、櫛形電極の歯の幅は
種々に選択することができる。櫛形電極の歯の幅を歯の
幅方向の画素電極の幅と等しく、櫛形電極の歯のピッチ
と画素電極のピッチを概略半周期ずらすと、櫛形電極の
歯の幅を最大にできる。歯の幅が広い方が、配線抵抗が
小さくなって印加電圧のなまりが低減し、また、印刷な
どの容易な方法で櫛形電極の形成が可能となる。
的に組み合わせた形状とした場合、櫛形電極の歯の幅は
種々に選択することができる。櫛形電極の歯の幅を歯の
幅方向の画素電極の幅と等しく、櫛形電極の歯のピッチ
と画素電極のピッチを概略半周期ずらすと、櫛形電極の
歯の幅を最大にできる。歯の幅が広い方が、配線抵抗が
小さくなって印加電圧のなまりが低減し、また、印刷な
どの容易な方法で櫛形電極の形成が可能となる。
【0057】尚、概略半周期とは1周期に対して±5%
の誤差を含むものである。図1に示した櫛形電極の歯の
ピッチは500μm以下が好ましい。電圧印加時は第1
の領域と第2の領域では液晶の配列、すなわち光透過率
が異なる。このピッチが500μmより大きい場合、第
1の領域と第2の領域が白と黒の帯、すなわちストライ
プに視認されてしまう。500μm以下では、人間の目
には第1の領域と第2の領域が混合して見えるので、こ
のような問題が生じない。
の誤差を含むものである。図1に示した櫛形電極の歯の
ピッチは500μm以下が好ましい。電圧印加時は第1
の領域と第2の領域では液晶の配列、すなわち光透過率
が異なる。このピッチが500μmより大きい場合、第
1の領域と第2の領域が白と黒の帯、すなわちストライ
プに視認されてしまう。500μm以下では、人間の目
には第1の領域と第2の領域が混合して見えるので、こ
のような問題が生じない。
【0058】また、第1の領域が光透過状態のとき、第
2の領域上でも第1の領域との境界部からは光が透過す
る。これは、光の回折によるもので、白表示時の輝度が
増加される。前記櫛形電極の歯の幅が細くなるにつれて
回折の効果は、増大する。櫛形電極の歯のピッチを16
0μm以下にすると、白表示時の輝度が飛躍的に増加す
る。従って、櫛形電極の歯のピッチは160μm以下
が、回折効果の点で好ましい。
2の領域上でも第1の領域との境界部からは光が透過す
る。これは、光の回折によるもので、白表示時の輝度が
増加される。前記櫛形電極の歯の幅が細くなるにつれて
回折の効果は、増大する。櫛形電極の歯のピッチを16
0μm以下にすると、白表示時の輝度が飛躍的に増加す
る。従って、櫛形電極の歯のピッチは160μm以下
が、回折効果の点で好ましい。
【0059】更に、歯の間隙部の幅は開口率の低下を抑
える観点から10μm以下が好ましいが、櫛形電極間の
ショートを防止するという観点からは5μm以上が好ま
しい。
える観点から10μm以下が好ましいが、櫛形電極間の
ショートを防止するという観点からは5μm以上が好ま
しい。
【0060】また、液晶材料のカイラルピッチをp、第
1及び第2の基板間の距離をdとすると、d<pである
ことが望ましい。d<pとすることで、液晶分子がツイ
スト構造になるのを防ぐことができる。液晶分子がツイ
スト構造になると、電圧無印加時の光抜けが増大し、液
晶表示装置のコントラストを低下させてしまう。
1及び第2の基板間の距離をdとすると、d<pである
ことが望ましい。d<pとすることで、液晶分子がツイ
スト構造になるのを防ぐことができる。液晶分子がツイ
スト構造になると、電圧無印加時の光抜けが増大し、液
晶表示装置のコントラストを低下させてしまう。
【0061】更に、液晶のチルト角が22.5°のと
き、電圧印加によって自発液晶を反転させたときの液晶
の光軸と、偏光板の透過軸となす角度が45°となり、
透過率が最大となる。したがって、高コントラストの液
晶表示装置を得るためには、前記液晶のチルト角が概略
22.5°であることが望ましい。
き、電圧印加によって自発液晶を反転させたときの液晶
の光軸と、偏光板の透過軸となす角度が45°となり、
透過率が最大となる。したがって、高コントラストの液
晶表示装置を得るためには、前記液晶のチルト角が概略
22.5°であることが望ましい。
【0062】尚、概略22.5°とは22.5°±5°
の誤差を含むものである。また、透過率を考えた場合、
チルト角の許容範囲は12.5〜32.5°となる。従
って第1及び第2の領域のスメクティック層の方向がな
す角度180°−2θ(θはチルト角)は115〜15
5°が好ましい。透過率はsin2 (4θ)で表される
ため、例えばチルト角12.5°の場合には透過率が約
59%であるが、チルト角を10°とすると約41%ま
で低下してしまい実用的な素子を得ることができなくな
ってしまう。
の誤差を含むものである。また、透過率を考えた場合、
チルト角の許容範囲は12.5〜32.5°となる。従
って第1及び第2の領域のスメクティック層の方向がな
す角度180°−2θ(θはチルト角)は115〜15
5°が好ましい。透過率はsin2 (4θ)で表される
ため、例えばチルト角12.5°の場合には透過率が約
59%であるが、チルト角を10°とすると約41%ま
で低下してしまい実用的な素子を得ることができなくな
ってしまう。
【0063】本発明におけるカイラルスメクティックC
相の高温側にネマティック相を持つ液晶材料としては、
例えば(+)−4−n−オクチロキシフェニル−4−
(2”−メチルブチル)ビフェニル−4’−カルボキシ
レート、ジフェニルピリミジン系液晶等を用いることが
できる。
相の高温側にネマティック相を持つ液晶材料としては、
例えば(+)−4−n−オクチロキシフェニル−4−
(2”−メチルブチル)ビフェニル−4’−カルボキシ
レート、ジフェニルピリミジン系液晶等を用いることが
できる。
【0064】本発明の液晶表示装置に用いる配向膜材料
としては、アクリル、ポリイミド、ナイロン、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ベンゾシクロブテンポリマー、
ポリアクリルニトリル、ポリシランなどの有機膜、及び
斜方蒸着した酸化シリコン等が使用可能である。特に、
ポリイミド、ポリアクリルニトリル、及びナイロンが成
膜の容易さや化学的安定性の点で優れている。
としては、アクリル、ポリイミド、ナイロン、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ベンゾシクロブテンポリマー、
ポリアクリルニトリル、ポリシランなどの有機膜、及び
斜方蒸着した酸化シリコン等が使用可能である。特に、
ポリイミド、ポリアクリルニトリル、及びナイロンが成
膜の容易さや化学的安定性の点で優れている。
【0065】配向膜にポリイミドを使用する場合、比較
的極性の低い、換言すれば比較的疎水性の強いポリイミ
ドが好ましい。この比較的極性が低いを物性値で表す
と、表面エネルギーの極性力成分γpが9dyn/cm
以下となる。
的極性の低い、換言すれば比較的疎水性の強いポリイミ
ドが好ましい。この比較的極性が低いを物性値で表す
と、表面エネルギーの極性力成分γpが9dyn/cm
以下となる。
【0066】比較的極性が低いポリイミドとしては、例
えばイミド化率が85%以上のポリイミド、フッ素原子
(CF3 基)を含んだポリイミド、ポリイミドの酸無水
物の部分にベンゼン環を有するポリイミド、ポリイミド
のジアミンの部分に酸素原子(エーテル結合)をもたな
いポリイミド、ポリイミドのジアミンの部分に−CH2
−という結合をもつポリイミド等が挙げられる。
えばイミド化率が85%以上のポリイミド、フッ素原子
(CF3 基)を含んだポリイミド、ポリイミドの酸無水
物の部分にベンゼン環を有するポリイミド、ポリイミド
のジアミンの部分に酸素原子(エーテル結合)をもたな
いポリイミド、ポリイミドのジアミンの部分に−CH2
−という結合をもつポリイミド等が挙げられる。
【0067】比較的極性の低いポリイミドが好ましい理
由を以下に示す。カイラルスメクティックC相が出現す
る際、液晶分子と配向膜との間の極性表面相互作用によ
り、液晶分子の自発分極の向きが基板の外側、あるいは
内側を向こうとする力が働く。外側か内側かは配向膜が
電子供与性か電子吸引性かによって決まる。この力と、
櫛形電極−画素電極間に印加した電圧が相反するとき、
例えば第1の基板界面で、極性表面相互作用により自発
分極の向きが外側を向こうとしているのに、直流電圧に
より自発分極の向きを内側に配向させたとき、液晶分子
の配向度の低下が生じる。これを防ぐには極性表面相互
作用を小さくすればよい。ポリイミド配向膜の極性が低
いほど、液晶との極性表面相互作用が小さいので、低極
性のポリイミドが本発明の液晶表示装置に適している。
由を以下に示す。カイラルスメクティックC相が出現す
る際、液晶分子と配向膜との間の極性表面相互作用によ
り、液晶分子の自発分極の向きが基板の外側、あるいは
内側を向こうとする力が働く。外側か内側かは配向膜が
電子供与性か電子吸引性かによって決まる。この力と、
櫛形電極−画素電極間に印加した電圧が相反するとき、
例えば第1の基板界面で、極性表面相互作用により自発
分極の向きが外側を向こうとしているのに、直流電圧に
より自発分極の向きを内側に配向させたとき、液晶分子
の配向度の低下が生じる。これを防ぐには極性表面相互
作用を小さくすればよい。ポリイミド配向膜の極性が低
いほど、液晶との極性表面相互作用が小さいので、低極
性のポリイミドが本発明の液晶表示装置に適している。
【0068】さらに、本発明に適した配向膜として、液
晶に4°以下の比較的低いプレチルト角を与える配向膜
材料及びラビング条件が好ましい。また、第1の基板と
第2の基板のラビング方向の関係は、反平行よりも平行
の方が好ましい。これらの理由は、低プレチルト角で平
行ラビングの方が、高プレチルト角で反平行ラビングの
ときよりも、基板面に対して垂直方向にスメクティック
層が折れ曲がった垂直シェブロン構造を作りにくくなる
ためである。液晶配列が垂直シェブロン構造になると、
ジグザグ欠陥からの光抜れによりコントラストが低下し
てしまう。
晶に4°以下の比較的低いプレチルト角を与える配向膜
材料及びラビング条件が好ましい。また、第1の基板と
第2の基板のラビング方向の関係は、反平行よりも平行
の方が好ましい。これらの理由は、低プレチルト角で平
行ラビングの方が、高プレチルト角で反平行ラビングの
ときよりも、基板面に対して垂直方向にスメクティック
層が折れ曲がった垂直シェブロン構造を作りにくくなる
ためである。液晶配列が垂直シェブロン構造になると、
ジグザグ欠陥からの光抜れによりコントラストが低下し
てしまう。
【0069】続いて、本発明の液晶表示装置の製造方法
について概略を説明する。第1の基板の一主面に画素電
極、TFT素子、ゲート線、信号線、補助容量線等を形
成し、これらの上に配向膜を形成する。
について概略を説明する。第1の基板の一主面に画素電
極、TFT素子、ゲート線、信号線、補助容量線等を形
成し、これらの上に配向膜を形成する。
【0070】一方、第2の基板の一主面に対向電極、カ
ラーフィルター、ブラックマトリックス等を形成し、さ
らに対向電極上に配向膜を形成する。必要に応じて配向
膜の上に平坦化膜を形成しても良い。対向電極を櫛形電
極とする場合には、例えばスパッタ法により透明導電膜
を形成した後に、PEPプロセスによりレジスト膜のパ
ターンを形成し、このパターンをマスクとして透明導電
膜をエッチングすることで櫛形電極を形成すれば良い。
ラーフィルター、ブラックマトリックス等を形成し、さ
らに対向電極上に配向膜を形成する。必要に応じて配向
膜の上に平坦化膜を形成しても良い。対向電極を櫛形電
極とする場合には、例えばスパッタ法により透明導電膜
を形成した後に、PEPプロセスによりレジスト膜のパ
ターンを形成し、このパターンをマスクとして透明導電
膜をエッチングすることで櫛形電極を形成すれば良い。
【0071】その後、形成された配向膜にラビングが必
要な場合には配向膜にラビング処理を行う。第1の基板
上にスペーサを散布、また第2の基板の周辺部分にシー
ル材を形成し、配向膜を形成した主面が対向するように
第1及び第2の基板を配置してセルとする。
要な場合には配向膜にラビング処理を行う。第1の基板
上にスペーサを散布、また第2の基板の周辺部分にシー
ル材を形成し、配向膜を形成した主面が対向するように
第1及び第2の基板を配置してセルとする。
【0072】このセルの第1及び第2の基板間に液晶材
料を加熱しながら注入を行う。この後、形成した電極の
周辺部に電圧を印加するための端子を接続し、液晶材料
に印加される電圧が互いに反対極性となる領域を有する
ようにセルに電圧を印加する。この電圧を印加しながら
セルを冷却して液晶材料にスメクティック層を形成す
る。これにより一極性の電圧が印加された領域が第1の
領域、反対極性の電圧が印加された領域が第2の領域と
なる。
料を加熱しながら注入を行う。この後、形成した電極の
周辺部に電圧を印加するための端子を接続し、液晶材料
に印加される電圧が互いに反対極性となる領域を有する
ようにセルに電圧を印加する。この電圧を印加しながら
セルを冷却して液晶材料にスメクティック層を形成す
る。これにより一極性の電圧が印加された領域が第1の
領域、反対極性の電圧が印加された領域が第2の領域と
なる。
【0073】電圧を印加する際には、一対の櫛形電極を
形成した場合、例えば画素電極の電位を0V等の一定の
電位に保ったまま、一方の櫛形電極にこの一定の電位よ
りも大きい電圧、他方の櫛形電極には一定の電位よりも
小さい電圧を印加すれば良い。対向電極を第2の基板全
面に形成して画素電極を2つに分割する場合には、例え
ば対向電極を一定の電位に保ったまま、一方の副画素電
極に一定の電位よりも大きい電圧、他方の副画素電極に
は一定の電位よりも小さい電圧を印加すれば良い。更
に、対向電極、画素電極を分割して柱状電極を設ける場
合には、例えば一方の副画素電極に、この副画素電極に
対向する方の対向電極に対して一定の電圧を印加するこ
とにより、この副画素電極に柱状電極で接続された対向
電極が同電位となるため、電圧を印加した一方の副画素
電極上と他方の副画素電極上とで液晶材料に印加される
電圧の極性が互いに反対極性となる。
形成した場合、例えば画素電極の電位を0V等の一定の
電位に保ったまま、一方の櫛形電極にこの一定の電位よ
りも大きい電圧、他方の櫛形電極には一定の電位よりも
小さい電圧を印加すれば良い。対向電極を第2の基板全
面に形成して画素電極を2つに分割する場合には、例え
ば対向電極を一定の電位に保ったまま、一方の副画素電
極に一定の電位よりも大きい電圧、他方の副画素電極に
は一定の電位よりも小さい電圧を印加すれば良い。更
に、対向電極、画素電極を分割して柱状電極を設ける場
合には、例えば一方の副画素電極に、この副画素電極に
対向する方の対向電極に対して一定の電圧を印加するこ
とにより、この副画素電極に柱状電極で接続された対向
電極が同電位となるため、電圧を印加した一方の副画素
電極上と他方の副画素電極上とで液晶材料に印加される
電圧の極性が互いに反対極性となる。
【0074】尚、第1及び第2の領域を形成するための
セルに印加する電圧として、典型的には直流電圧あるい
はオフセット電圧が考えられる。これらの電圧の大きさ
は、0.2〜10Vが良い。0.2V未満の場合、自発
分極の向きが一方向に揃わない場合があり、10Vより
大きい場合は、スメクティック層形成時に、液晶内に含
まれるイオン性不純物が配向膜表面に吸着し、焼き付き
不良を生じることがあるためである。
セルに印加する電圧として、典型的には直流電圧あるい
はオフセット電圧が考えられる。これらの電圧の大きさ
は、0.2〜10Vが良い。0.2V未満の場合、自発
分極の向きが一方向に揃わない場合があり、10Vより
大きい場合は、スメクティック層形成時に、液晶内に含
まれるイオン性不純物が配向膜表面に吸着し、焼き付き
不良を生じることがあるためである。
【0075】セルの外側に偏光板を設け、ドライバーI
Cなどの駆動回路を実装、バックライトなどを取り付け
て液晶表示装置が完成する。完成した液晶表示装置に第
1及び第2の領域がの双方が存在するか否かは、例えば
目で白黒の変化が確認できる程度の余り周波数の高くな
い所望の電圧を印加しながら、セルを顕微鏡等で見るこ
とにより確認することができる。
Cなどの駆動回路を実装、バックライトなどを取り付け
て液晶表示装置が完成する。完成した液晶表示装置に第
1及び第2の領域がの双方が存在するか否かは、例えば
目で白黒の変化が確認できる程度の余り周波数の高くな
い所望の電圧を印加しながら、セルを顕微鏡等で見るこ
とにより確認することができる。
【0076】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説
明する。 (実施例1)図12は本発明の第1の実施例に係る液晶
表示装置の一部平面図である。本実施例に係る液晶表示
装置の断面図は図3と同様であり、実施例8までは同様
の断面図となる。以下、製造工程に沿って説明をする。
明する。 (実施例1)図12は本発明の第1の実施例に係る液晶
表示装置の一部平面図である。本実施例に係る液晶表示
装置の断面図は図3と同様であり、実施例8までは同様
の断面図となる。以下、製造工程に沿って説明をする。
【0077】まず、第1の基板2に以下のようにしてT
FT素子4を形成した。第1の基板2としてのガラス基
板上にクロムを用いた補助容量線19及びゲート線9を
形成した。この補助容量線19及びゲート線9をクロム
酸化膜と酸化シリコン膜との積層構造を有する図示せぬ
絶縁膜によって覆い、さらにこの絶縁膜上にアモルファ
スシリコンからなる図示せぬ半導体薄膜のパターンを形
成した。この半導体薄膜上に窒化シリコンからなる図示
せぬチャネル保護膜を形成した。この半導体薄膜及びチ
ャネル保護膜に図示せぬコンタクトホールを設け、この
コンタクトホールを介して半導体薄膜のソース部及びド
レイン部に電気的に接続される図示せぬソース電極、及
び信号線10と一体のドレイン電極を形成した。さら
に、ソース電極と電気的に接続した画素電極5のパター
ンを形成した。これにより、第1の基板2上にTFT素
子4、画素電極5、ゲート線9、信号線10が形成され
る。
FT素子4を形成した。第1の基板2としてのガラス基
板上にクロムを用いた補助容量線19及びゲート線9を
形成した。この補助容量線19及びゲート線9をクロム
酸化膜と酸化シリコン膜との積層構造を有する図示せぬ
絶縁膜によって覆い、さらにこの絶縁膜上にアモルファ
スシリコンからなる図示せぬ半導体薄膜のパターンを形
成した。この半導体薄膜上に窒化シリコンからなる図示
せぬチャネル保護膜を形成した。この半導体薄膜及びチ
ャネル保護膜に図示せぬコンタクトホールを設け、この
コンタクトホールを介して半導体薄膜のソース部及びド
レイン部に電気的に接続される図示せぬソース電極、及
び信号線10と一体のドレイン電極を形成した。さら
に、ソース電極と電気的に接続した画素電極5のパター
ンを形成した。これにより、第1の基板2上にTFT素
子4、画素電極5、ゲート線9、信号線10が形成され
る。
【0078】対向電極13とのショートを防ぐために、
上記構成のTFT素子4、画素電極5、ゲート線9、信
号線10を厚さ100nmの図示せぬ酸化シリコン膜に
よって覆った。
上記構成のTFT素子4、画素電極5、ゲート線9、信
号線10を厚さ100nmの図示せぬ酸化シリコン膜に
よって覆った。
【0079】次に、第2の基板3に以下のようにして図
示せぬカラーフィルター及び対向電極13を形成した。
第2の基板3としてのガラス基板上にクロム膜をパター
ンニングすることで図示せぬブラックマトリックスを形
成した。この上にそれぞれ赤、緑、青の顔料を混入した
図示せぬ感光性アクリル樹脂のパターンを形成した。更
に透明のアクリル樹脂を塗布して図示せぬ平坦化膜とし
た。この平坦化膜上にITOの透明導電膜をスパッタ法
により形成した。ITO膜上にPEPプロセスでポジ型
レジストのパターンを形成し、ウェットエッチングでこ
のITO膜を櫛形にし、対向電極13を形成した。その
後、ポジ型レジストを剥離した。対向電極13である櫛
形電極13a、13bの歯の幅は145μm、一方の櫛
形電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13b歯との間
隙部の距離は5μmとした。
示せぬカラーフィルター及び対向電極13を形成した。
第2の基板3としてのガラス基板上にクロム膜をパター
ンニングすることで図示せぬブラックマトリックスを形
成した。この上にそれぞれ赤、緑、青の顔料を混入した
図示せぬ感光性アクリル樹脂のパターンを形成した。更
に透明のアクリル樹脂を塗布して図示せぬ平坦化膜とし
た。この平坦化膜上にITOの透明導電膜をスパッタ法
により形成した。ITO膜上にPEPプロセスでポジ型
レジストのパターンを形成し、ウェットエッチングでこ
のITO膜を櫛形にし、対向電極13を形成した。その
後、ポジ型レジストを剥離した。対向電極13である櫛
形電極13a、13bの歯の幅は145μm、一方の櫛
形電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13b歯との間
隙部の距離は5μmとした。
【0080】TFT素子4を形成した第1の基板2及び
カラーフィルターを形成した第2の基板3を洗浄後、こ
れらの基板の上に、オフセット印刷によってポリイミド
溶液(日産化学社製SE−5291、γp:6dyn/
cm)を塗布した。これを、ホットプレートを用いて9
0℃で1分間、さらに180℃で10分間焼成し、配向
膜6とした。
カラーフィルターを形成した第2の基板3を洗浄後、こ
れらの基板の上に、オフセット印刷によってポリイミド
溶液(日産化学社製SE−5291、γp:6dyn/
cm)を塗布した。これを、ホットプレートを用いて9
0℃で1分間、さらに180℃で10分間焼成し、配向
膜6とした。
【0081】次に、第1及び第2の基板2、3上の配向
膜6に、綿製の布を用いてラビング配向処理を施した。
第1の基板2のラビング方向18aはゲート線9と平
行、第2の基板3のラビング方向18bは櫛形電極13
a、13bの歯の長手方向と平行にした。ラビング布に
は綿製で毛先の直径が0.1〜10ミクロンのものを使
用した。ラビング条件は、ラビングローラーの回転数を
500rpm、基板移動速度を20mm/s、押し込み
量を0.7mm、ラビングの回数を1回とした。
膜6に、綿製の布を用いてラビング配向処理を施した。
第1の基板2のラビング方向18aはゲート線9と平
行、第2の基板3のラビング方向18bは櫛形電極13
a、13bの歯の長手方向と平行にした。ラビング布に
は綿製で毛先の直径が0.1〜10ミクロンのものを使
用した。ラビング条件は、ラビングローラーの回転数を
500rpm、基板移動速度を20mm/s、押し込み
量を0.7mm、ラビングの回数を1回とした。
【0082】ラビング後、配向膜6を中性の界面活性剤
を主成分とする水溶液で洗浄し、ラビング布から配向膜
6に付着した汚れを取り除いた。次に、第1の基板2の
配向膜6a上に酸化シリコン(SiO2 )製で直径2.
0μmのスペーサ粒子12を散布した。また、第2の基
板3の周辺部分にエポキシ製のシール材11をディスペ
ンサーを用いて印刷した。
を主成分とする水溶液で洗浄し、ラビング布から配向膜
6に付着した汚れを取り除いた。次に、第1の基板2の
配向膜6a上に酸化シリコン(SiO2 )製で直径2.
0μmのスペーサ粒子12を散布した。また、第2の基
板3の周辺部分にエポキシ製のシール材11をディスペ
ンサーを用いて印刷した。
【0083】この第1の基板2と第2の基板3を、配向
膜6を形成した面を内側にして対向させた。図12に示
したように、櫛形電極13a、13bの歯の長手方向と
ゲート線が平行に、かつ一方の櫛形電極13aと画素電
極5とが対向する部分の面積と、もう一方の櫛形電極1
3bと画素電極5とが対向する部分の面積が等しくなる
ように、第1の基板2と第2の基板3の位置を合せ、加
圧状態でシール材11を160℃に加熱して硬化させ、
液晶セルを形成した。なお、第1及び第2の基板2、3
のラビング方向は、互いに平行になるようにした。ま
た、補助容量線19は、櫛形電極13aの歯と櫛形電極
13bの歯との間隙部と対向するように配置した。
膜6を形成した面を内側にして対向させた。図12に示
したように、櫛形電極13a、13bの歯の長手方向と
ゲート線が平行に、かつ一方の櫛形電極13aと画素電
極5とが対向する部分の面積と、もう一方の櫛形電極1
3bと画素電極5とが対向する部分の面積が等しくなる
ように、第1の基板2と第2の基板3の位置を合せ、加
圧状態でシール材11を160℃に加熱して硬化させ、
液晶セルを形成した。なお、第1及び第2の基板2、3
のラビング方向は、互いに平行になるようにした。ま
た、補助容量線19は、櫛形電極13aの歯と櫛形電極
13bの歯との間隙部と対向するように配置した。
【0084】このセルを真空チャンバー内に入れてセル
内を真空にした後、注入口より強誘電性液晶材料8(チ
ッソ社製CS−2001、相系列:固体相→−30℃→
カイラルスメクティックC相→80℃→ネマティック相
→85℃→等方相、チルト角:22.5°、自発分極:
7nC/cm2 )を注入した。このとき、セルと液晶材
料8は100℃に加熱した。その後、注入口をエポキシ
系接着剤で封止した。
内を真空にした後、注入口より強誘電性液晶材料8(チ
ッソ社製CS−2001、相系列:固体相→−30℃→
カイラルスメクティックC相→80℃→ネマティック相
→85℃→等方相、チルト角:22.5°、自発分極:
7nC/cm2 )を注入した。このとき、セルと液晶材
料8は100℃に加熱した。その後、注入口をエポキシ
系接着剤で封止した。
【0085】次に、液晶材料8を注入したセルのゲート
線9、信号線10、補助容量線19、櫛形電極13a、
13bの周辺部に異方性導電膜を介して、電圧を印加す
るための端子を接続した。このセルをオーブン内で90
℃に加熱した。ゲート線9に+25Vを印加しTFT素
子4のゲートを常時ON状態とし、信号線10に0Vを
印加して画素電極5を0Vに保った。補助容量線19に
は0Vを印加した。一方の櫛形電極13aに+1V、も
う一方の櫛形電極13bに−1Vの直流電圧を印加し
た。これらの電圧を印加したまま、セルを90℃から2
5℃まで10℃/minの速度で冷却し、スメクティッ
ク層17を形成した。
線9、信号線10、補助容量線19、櫛形電極13a、
13bの周辺部に異方性導電膜を介して、電圧を印加す
るための端子を接続した。このセルをオーブン内で90
℃に加熱した。ゲート線9に+25Vを印加しTFT素
子4のゲートを常時ON状態とし、信号線10に0Vを
印加して画素電極5を0Vに保った。補助容量線19に
は0Vを印加した。一方の櫛形電極13aに+1V、も
う一方の櫛形電極13bに−1Vの直流電圧を印加し
た。これらの電圧を印加したまま、セルを90℃から2
5℃まで10℃/minの速度で冷却し、スメクティッ
ク層17を形成した。
【0086】このセルを偏光顕微鏡で観察した結果、液
晶の消光位から、画素電極5の上半分の第1の領域及び
下半分の第2の領域のスメクティック層17は図12に
示した通りになっていた。第1及び第2の領域のスメク
ティック層の方向のなす角は、135°であった。
晶の消光位から、画素電極5の上半分の第1の領域及び
下半分の第2の領域のスメクティック層17は図12に
示した通りになっていた。第1及び第2の領域のスメク
ティック層の方向のなす角は、135°であった。
【0087】このセルのギャップを測定したところ、
2.0μm であった。本実施例で使用した液晶のカイラ
ルピッチは4.0μmとセルギャップより長い。そのた
め、液晶はツイスト配列になっていなかった。
2.0μm であった。本実施例で使用した液晶のカイラ
ルピッチは4.0μmとセルギャップより長い。そのた
め、液晶はツイスト配列になっていなかった。
【0088】このセルの外側に一組の偏光板7を貼付し
た。なお、一方の偏光板7の透過軸はラビング方向と平
行、もう一方の偏光板7の透過軸はラビング方向と垂直
とした。この偏光板7を貼付したセルに、ドライバーI
Cなどの駆動回路を実装し、バックライトなどを取り付
けて本発明の液晶表示装置1を完成させた。なお、液晶
表示装置1で画像を表示する場合は、2つの櫛形電極1
3aと13bに同電位を与え、1つの対向電極として駆
動した。
た。なお、一方の偏光板7の透過軸はラビング方向と平
行、もう一方の偏光板7の透過軸はラビング方向と垂直
とした。この偏光板7を貼付したセルに、ドライバーI
Cなどの駆動回路を実装し、バックライトなどを取り付
けて本発明の液晶表示装置1を完成させた。なお、液晶
表示装置1で画像を表示する場合は、2つの櫛形電極1
3aと13bに同電位を与え、1つの対向電極として駆
動した。
【0089】この液晶表示装置は、基板の中央を3kg
/cm2 の力で押しても配向破壊による表示不良が見ら
れず、コントラスト10:1以上かつ階調反転の生じな
い領域で示される視野角が上下左右70°以上、正面の
コントラストが200:1で、50℃下1000時間で
の駆動試験後も配向劣化やコントラスト低下を生じなか
った。
/cm2 の力で押しても配向破壊による表示不良が見ら
れず、コントラスト10:1以上かつ階調反転の生じな
い領域で示される視野角が上下左右70°以上、正面の
コントラストが200:1で、50℃下1000時間で
の駆動試験後も配向劣化やコントラスト低下を生じなか
った。
【0090】(実施例2)図13は本発明の第2の実施
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図13では
補助容量線を省略して描いてある。
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図13では
補助容量線を省略して描いてある。
【0091】本実施例が実施例1の液晶表示装置と異な
る点は、櫛形電極13の歯の幅を290μm、一方の櫛
形電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯と間
隙部の距離を10μmとし、櫛形電極13の歯の幅を画
素電極5の幅と概ね等しくし、櫛形電極13の歯のピッ
チと画素電極5のピッチを半周期ずらし、ラビング方向
18を反転させた点である。
る点は、櫛形電極13の歯の幅を290μm、一方の櫛
形電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯と間
隙部の距離を10μmとし、櫛形電極13の歯の幅を画
素電極5の幅と概ね等しくし、櫛形電極13の歯のピッ
チと画素電極5のピッチを半周期ずらし、ラビング方向
18を反転させた点である。
【0092】本実施例でも実施例1の液晶表示装置と同
様の効果を得ることができた。 (実施例3)図14は本発明の第3の実施例に係る液晶
表示装置の一部平面図である。図14ではスメクティッ
ク層17を省略して描いてある。
様の効果を得ることができた。 (実施例3)図14は本発明の第3の実施例に係る液晶
表示装置の一部平面図である。図14ではスメクティッ
ク層17を省略して描いてある。
【0093】本実施例が実施例1の液晶表示装置と異な
る点は、櫛形電極13の歯の幅を70μm、一方の櫛形
電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯との間
隙部の距離を5μmとした点である。
る点は、櫛形電極13の歯の幅を70μm、一方の櫛形
電極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯との間
隙部の距離を5μmとした点である。
【0094】櫛形電極13の歯のピッチを150μmと
したことにより、白表示時の輝度が増加し、コントラス
トが300:1となった。その他の性能は、実施例1と
同様であった。
したことにより、白表示時の輝度が増加し、コントラス
トが300:1となった。その他の性能は、実施例1と
同様であった。
【0095】(実施例4)図15は本発明の第4の実施
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図15でも
スメクティック層17を省略して描いてある。
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図15でも
スメクティック層17を省略して描いてある。
【0096】本実施例が実施例1の液晶表示装置と異な
る点は、櫛形電極13の歯の長手方向を信号線1と平行
とし、櫛形電極13の歯の幅を45μm、一方の櫛形電
極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯との間隙
部の距離を5μmとし、ラビング方向18を信号線10
と平行とした点である。
る点は、櫛形電極13の歯の長手方向を信号線1と平行
とし、櫛形電極13の歯の幅を45μm、一方の櫛形電
極13aの歯ともう一方の櫛形電極13bの歯との間隙
部の距離を5μmとし、ラビング方向18を信号線10
と平行とした点である。
【0097】櫛形電極13の歯のピッチを100μmと
したことにより、白表示時の輝度が増加し、コントラス
トが350:1となった。その他の性能は、実施例1と
同様であった。
したことにより、白表示時の輝度が増加し、コントラス
トが350:1となった。その他の性能は、実施例1と
同様であった。
【0098】(実施例5)図16は本発明の第5の実施
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図16では
対向電極を省略して描いてある。
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。図16では
対向電極を省略して描いてある。
【0099】本実施例が実施例1の液晶表示装置と異な
る点は、対向電極を櫛形にせず基板全面に形成し、1つ
の画素を2つの副画素20a、20bで構成し、各々の
副画素20a、20bにTFT素子4及び画素電極5
a、5bを形成した点である。この場合、一方の副画素
20aと対向電極が対向する部分が第1の領域、もう一
方の副画素20bと対向電極が対向する部分が第2の領
域となる。なお、画素ピッチは300μmとした。
る点は、対向電極を櫛形にせず基板全面に形成し、1つ
の画素を2つの副画素20a、20bで構成し、各々の
副画素20a、20bにTFT素子4及び画素電極5
a、5bを形成した点である。この場合、一方の副画素
20aと対向電極が対向する部分が第1の領域、もう一
方の副画素20bと対向電極が対向する部分が第2の領
域となる。なお、画素ピッチは300μmとした。
【0100】スメクティック層の形成は、以下のように
行った。実施例1と同様にしてセルを作製し、液晶材料
8を注入した。これをオーブン内で90℃に加熱した。
ゲート線9に+25Vを印加しTFT素子4のゲートを
常時ON状態とした。一方の副画素20aに接続された
信号線10に−1Vを印加し、この副画素20aの画素
電極5aを−1Vに保った。もう一方の副画素20bに
接続された信号線10に+1Vを印加し、この副画素2
0bの画素電極5bを+1Vに保った。補助容量線19
及び対向電極には0Vを印加した。これらの電圧を印加
したまま、セルを90℃から25℃まで10℃/min
の速度で冷却し、スメクティック層17を形成した。
行った。実施例1と同様にしてセルを作製し、液晶材料
8を注入した。これをオーブン内で90℃に加熱した。
ゲート線9に+25Vを印加しTFT素子4のゲートを
常時ON状態とした。一方の副画素20aに接続された
信号線10に−1Vを印加し、この副画素20aの画素
電極5aを−1Vに保った。もう一方の副画素20bに
接続された信号線10に+1Vを印加し、この副画素2
0bの画素電極5bを+1Vに保った。補助容量線19
及び対向電極には0Vを印加した。これらの電圧を印加
したまま、セルを90℃から25℃まで10℃/min
の速度で冷却し、スメクティック層17を形成した。
【0101】実施例1と同様にして、偏光板7、駆動回
路、バックライト等を取り付け、液晶表示装置1を完成
させた。この液晶表示装置1は2通りの方法で駆動可能
である。1つは、2つの副画素20a、20bの副画素
電極5a、5bに同電位を与え、1つの画素として駆動
する方法、もう1つは、スメクティック層形成時に+1
Vを印加した副画素には0Vあるいはマイナスの電圧を
印加して画像を表示し、スメクティック層形成時に−1
Vを印加した副画素には0Vあるいはプラスの電圧を印
加して画像を表示する方法である。この方法では、第1
の領域と第2の領域を同時に白表示させることができ
る。
路、バックライト等を取り付け、液晶表示装置1を完成
させた。この液晶表示装置1は2通りの方法で駆動可能
である。1つは、2つの副画素20a、20bの副画素
電極5a、5bに同電位を与え、1つの画素として駆動
する方法、もう1つは、スメクティック層形成時に+1
Vを印加した副画素には0Vあるいはマイナスの電圧を
印加して画像を表示し、スメクティック層形成時に−1
Vを印加した副画素には0Vあるいはプラスの電圧を印
加して画像を表示する方法である。この方法では、第1
の領域と第2の領域を同時に白表示させることができ
る。
【0102】後者の方向で駆動した場合、白表示時の輝
度が実施例1の1.25倍に増加し、コントラストは2
50:1であった。前者の方法で駆動した場合には、コ
ントラストは150:1であった。また本実施例では、
対向電極を櫛形にパターニングする必要がなく、工程が
簡略化された。その他の性能は、実施例1と同様であっ
た。
度が実施例1の1.25倍に増加し、コントラストは2
50:1であった。前者の方法で駆動した場合には、コ
ントラストは150:1であった。また本実施例では、
対向電極を櫛形にパターニングする必要がなく、工程が
簡略化された。その他の性能は、実施例1と同様であっ
た。
【0103】尚、後者の方法で駆動する場合には、白表
示が続くと液晶材料8に直流がかかり、イオン性不純物
の吸着により焼き付き不良が生じることがある。これを
防ぐためには以下のような駆動を行えば良い。
示が続くと液晶材料8に直流がかかり、イオン性不純物
の吸着により焼き付き不良が生じることがある。これを
防ぐためには以下のような駆動を行えば良い。
【0104】図17に副画素電極5a、5bの電位と時
間との関係を示す。図において横軸は時間、縦軸は1つ
の副画素電極の電位を示している。尚、同時刻において
は副画素電極5a、5bの電位が互いに逆極性の関係と
なっている。
間との関係を示す。図において横軸は時間、縦軸は1つ
の副画素電極の電位を示している。尚、同時刻において
は副画素電極5a、5bの電位が互いに逆極性の関係と
なっている。
【0105】1つの副画素の電位は、T1で示した書き
込み期間で表示画像に対応した書き込み電圧Vinを印
加、続いてT2で示した保持期間で自発分極の反転やイ
オンの移動により若干低下して保持電圧Vholdとな
り、最後にT3で示したリセット期間でT1、T2と逆
特性のリセット電圧Vresetを印加の順に変動し、
このT1〜T3が1フレームとなる。T1+T2をt
1、T3をt2としたとき、|Vhold×t1|≦|
Vreset×t2|≦|Vin×t1|を満たすよう
にVresetを設定する。これによりt1及びt2の
2つの斜線部における電荷量がほぼ等しくなり、焼き付
き不良を防止することができる。
込み期間で表示画像に対応した書き込み電圧Vinを印
加、続いてT2で示した保持期間で自発分極の反転やイ
オンの移動により若干低下して保持電圧Vholdとな
り、最後にT3で示したリセット期間でT1、T2と逆
特性のリセット電圧Vresetを印加の順に変動し、
このT1〜T3が1フレームとなる。T1+T2をt
1、T3をt2としたとき、|Vhold×t1|≦|
Vreset×t2|≦|Vin×t1|を満たすよう
にVresetを設定する。これによりt1及びt2の
2つの斜線部における電荷量がほぼ等しくなり、焼き付
き不良を防止することができる。
【0106】ここで、1つの副画素の電圧−透過率特性
は図9のような形状を示すので、t2期間では黒表示と
なる。このため、画像がCRTのようなインパルス表示
となり、表示画像が高速に見えた。またt1とt2との
比を4:1とした場合、コントラストは200:1であ
った。
は図9のような形状を示すので、t2期間では黒表示と
なる。このため、画像がCRTのようなインパルス表示
となり、表示画像が高速に見えた。またt1とt2との
比を4:1とした場合、コントラストは200:1であ
った。
【0107】(実施例6)図18は本発明の第6の実施
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。本実施例が
実施例1の液晶表示装置と異なる点は、ラビング方向1
8をゲート線9に対して45°ずらした点である。
例に係る液晶表示装置の一部平面図である。本実施例が
実施例1の液晶表示装置と異なる点は、ラビング方向1
8をゲート線9に対して45°ずらした点である。
【0108】ラビング方向18をゲート線9に対して4
5°ずらしたことにより、一方の櫛形電極13aともう
一方の櫛形電極13bの境界部で、スメクティック層1
7の層間隔が一定でなくなり、液晶材料8の配向が乱れ
た。配向の乱れた領域の大部分は補助容量線19で隠さ
れているが、補助容量線19よりはみだした部分から光
漏れが生じた。そのため、黒表示時の輝度が増加し、コ
ントラストは150:1となった。その他の性能は、実
施例1と同様であった。
5°ずらしたことにより、一方の櫛形電極13aともう
一方の櫛形電極13bの境界部で、スメクティック層1
7の層間隔が一定でなくなり、液晶材料8の配向が乱れ
た。配向の乱れた領域の大部分は補助容量線19で隠さ
れているが、補助容量線19よりはみだした部分から光
漏れが生じた。そのため、黒表示時の輝度が増加し、コ
ントラストは150:1となった。その他の性能は、実
施例1と同様であった。
【0109】(実施例7)次に本発明の第7の実施例を
説明する。実施例1ではポリイミド配向膜をラビング処
理しているが、本実施例ではストライプパターンを形成
することによりネマティック相での液晶分子の配向方向
を決めている。それ以外は実施例1と同様である。
説明する。実施例1ではポリイミド配向膜をラビング処
理しているが、本実施例ではストライプパターンを形成
することによりネマティック相での液晶分子の配向方向
を決めている。それ以外は実施例1と同様である。
【0110】ストライプパターンの形成方法を以下に示
す。TFT素子を形成した第1の基板、及びカラーフィ
ルターを形成した第2の基板の上に、感光性ポリイミド
(富士ハント社製プロビミド408)をスピンコート
し、ホットプレートを用いて90℃で3分間、仮焼成
し、その後マスクを介して露光を行って、現像を行い、
さらにN2オーブン中で220℃、30分間、本焼成し
て、マイクログルーブを有する0.5μm幅のストライ
プパターンを形成した。
す。TFT素子を形成した第1の基板、及びカラーフィ
ルターを形成した第2の基板の上に、感光性ポリイミド
(富士ハント社製プロビミド408)をスピンコート
し、ホットプレートを用いて90℃で3分間、仮焼成
し、その後マスクを介して露光を行って、現像を行い、
さらにN2オーブン中で220℃、30分間、本焼成し
て、マイクログルーブを有する0.5μm幅のストライ
プパターンを形成した。
【0111】液晶分子のダイレクタはこのストライプと
ほぼ平行に配向した。つまり、配向処理方法はストライ
プ方向と等しいと言える。マイクログルーブでは液晶分
子のプレチルト角が0°となるため、良好な液晶配向性
を示した。また、本実施例の液晶表示装置の性能は実施
例1のものと同じであった。
ほぼ平行に配向した。つまり、配向処理方法はストライ
プ方向と等しいと言える。マイクログルーブでは液晶分
子のプレチルト角が0°となるため、良好な液晶配向性
を示した。また、本実施例の液晶表示装置の性能は実施
例1のものと同じであった。
【0112】(実施例8)続いて実施例8を説明する。
本実施例は、実施例1とはスメクティック層の形成時の
印加電圧が異なる。すなわち、実施例1と同様にセルを
作製した後、このセルをオーブン内で90℃に加熱し
た。ゲート線に+25Vを印加しTFT素子のゲートを
常時ON状態とし、信号線に0Vを印加して画素電極を
0Vに保った。補助容量線には0Vを印加した。一方の
櫛形電極13にオフセット+1Vを重畳した±3V、1
00kHzの交流電圧、もう一方の櫛形電極にオフセッ
ト−1Vを重畳した±3V、100kHzの交流電圧を
印加した。これらの電圧を印加したまま、セルを90℃
から25℃まで10℃/minの速度で冷却し、スメク
ティック層を形成した。
本実施例は、実施例1とはスメクティック層の形成時の
印加電圧が異なる。すなわち、実施例1と同様にセルを
作製した後、このセルをオーブン内で90℃に加熱し
た。ゲート線に+25Vを印加しTFT素子のゲートを
常時ON状態とし、信号線に0Vを印加して画素電極を
0Vに保った。補助容量線には0Vを印加した。一方の
櫛形電極13にオフセット+1Vを重畳した±3V、1
00kHzの交流電圧、もう一方の櫛形電極にオフセッ
ト−1Vを重畳した±3V、100kHzの交流電圧を
印加した。これらの電圧を印加したまま、セルを90℃
から25℃まで10℃/minの速度で冷却し、スメク
ティック層を形成した。
【0113】本実施例の液晶表示装置は、実施例1のも
のと同等の性能を示した。本実施例のように、スメクテ
ィック層形成時に、直流電圧ではなく、オフセット電圧
を重畳した交流電圧を印加してもよい。ただし、交流電
圧の周波数は液晶分子の応答速度よりも速い10kHz
以上とする必要がある。交流を重畳すると、液晶内に含
まれるイオン性不純物がスメクティック層形成時に配向
膜表面に吸着するのを防ぐことができる。このため、1
0V以上のオフセット電圧をスメクティック層形成時に
セルに印加しても焼き付き不良を生じることがなかっ
た。
のと同等の性能を示した。本実施例のように、スメクテ
ィック層形成時に、直流電圧ではなく、オフセット電圧
を重畳した交流電圧を印加してもよい。ただし、交流電
圧の周波数は液晶分子の応答速度よりも速い10kHz
以上とする必要がある。交流を重畳すると、液晶内に含
まれるイオン性不純物がスメクティック層形成時に配向
膜表面に吸着するのを防ぐことができる。このため、1
0V以上のオフセット電圧をスメクティック層形成時に
セルに印加しても焼き付き不良を生じることがなかっ
た。
【0114】(実施例9)図19に本発明の実施例9に
係る液晶表示装置の一部平面図、図20に概略斜視図を
示す。
係る液晶表示装置の一部平面図、図20に概略斜視図を
示す。
【0115】本実施例が実施例1と異なる点は、対向電
極13を櫛形電極とせずに1つの画素内で2つの電極1
3a、13bに分割し、画素電極5も2つの副画素電極
5a、5bに分割して、電極13aは画素間にまたがる
様に基板3全面に形成、また副画素電極5aと電極13
bとを導電性の柱状電極21a、副画素電極5bと電極
13aとを柱状電極21bで接続した点である。柱状電
極の接続のために副画素電極5a、5bの対向する辺、
電極13a、13bの対向する辺には突起部を設けてあ
る。
極13を櫛形電極とせずに1つの画素内で2つの電極1
3a、13bに分割し、画素電極5も2つの副画素電極
5a、5bに分割して、電極13aは画素間にまたがる
様に基板3全面に形成、また副画素電極5aと電極13
bとを導電性の柱状電極21a、副画素電極5bと電極
13aとを柱状電極21bで接続した点である。柱状電
極の接続のために副画素電極5a、5bの対向する辺、
電極13a、13bの対向する辺には突起部を設けてあ
る。
【0116】尚、図19においては簡略を図るために画
素電極5、対向電極13が重ならないように描いてある
が、実際には上面から見た場合、これらは重なってい
る。副画素電極5と対向電極13とが柱状電極21によ
ってクロスした形状で接続されているので、副画素5
a、5bの領域の液晶材料に互いに逆極性の電圧が印加
される。
素電極5、対向電極13が重ならないように描いてある
が、実際には上面から見た場合、これらは重なってい
る。副画素電極5と対向電極13とが柱状電極21によ
ってクロスした形状で接続されているので、副画素5
a、5bの領域の液晶材料に互いに逆極性の電圧が印加
される。
【0117】柱状電極21の高さは2μmで、第1及び
第2の基板2、3の間隔を制御するスペーサの役割も果
たしている。この柱状電極21の形成方法は次の通りで
ある。ポリイミド、シクロブテンポリマー、アクリル、
エポキシ等の感光性を有する有機化合物をフォトリソグ
ラフィープロセスで柱状にし、スパッタ等によって柱の
側面及び上面にアルミニウム、ニッケル、クロム、モリ
ブデン、タングステン、インジウム、スズ、銅等を用い
た金属膜、あるいはこれらの金属酸化膜を形成する。ま
た、銅等を用いてメッキにより形成しても良い。
第2の基板2、3の間隔を制御するスペーサの役割も果
たしている。この柱状電極21の形成方法は次の通りで
ある。ポリイミド、シクロブテンポリマー、アクリル、
エポキシ等の感光性を有する有機化合物をフォトリソグ
ラフィープロセスで柱状にし、スパッタ等によって柱の
側面及び上面にアルミニウム、ニッケル、クロム、モリ
ブデン、タングステン、インジウム、スズ、銅等を用い
た金属膜、あるいはこれらの金属酸化膜を形成する。ま
た、銅等を用いてメッキにより形成しても良い。
【0118】スメクティック層の形成は次のように行っ
た。実施例1と同様にしてセルを作製し、液晶材料を注
入した。これをオーブン内で90℃に加熱した。ゲート
線9に+25Vを印加しTFT素子4のゲートを常時O
N状態とした。信号線10に+1Vを印加し、補助容量
線及び対向電極13には0Vを印加した。これらの電圧
を印加したまま、セルを90℃から25℃まで10℃/
minの速度で冷却し、スメクティック層を形成した。
副画素電極5a、電極13aの間と副画素電極5b、電
極13bの間とでは液晶材料に印加される電圧の極性が
反対となるため、スメクティック層の方向は副画素電極
5a、5bの上で異なった方向となった。
た。実施例1と同様にしてセルを作製し、液晶材料を注
入した。これをオーブン内で90℃に加熱した。ゲート
線9に+25Vを印加しTFT素子4のゲートを常時O
N状態とした。信号線10に+1Vを印加し、補助容量
線及び対向電極13には0Vを印加した。これらの電圧
を印加したまま、セルを90℃から25℃まで10℃/
minの速度で冷却し、スメクティック層を形成した。
副画素電極5a、電極13aの間と副画素電極5b、電
極13bの間とでは液晶材料に印加される電圧の極性が
反対となるため、スメクティック層の方向は副画素電極
5a、5bの上で異なった方向となった。
【0119】実施例1と同様にして偏光板、駆動装置、
バックライト等を取り付け、液晶表示装置を完成させ
た。本実施例では実施例5の場合と同様な2通りの方法
で駆動が可能である。実施例5の後者の方法で駆動した
場合、白表示時の輝度が実施例1の1.25倍に増加
し、コントラストは250:1であった。実施例5の前
者の方法で駆動した場合には、コントラストは200:
1であった。更に実施例5と比較すると1つの画素に1
つのTFT素子4を形成するだけですむので、開口率が
高くなった。その他の性能は、実施例1と同様であっ
た。
バックライト等を取り付け、液晶表示装置を完成させ
た。本実施例では実施例5の場合と同様な2通りの方法
で駆動が可能である。実施例5の後者の方法で駆動した
場合、白表示時の輝度が実施例1の1.25倍に増加
し、コントラストは250:1であった。実施例5の前
者の方法で駆動した場合には、コントラストは200:
1であった。更に実施例5と比較すると1つの画素に1
つのTFT素子4を形成するだけですむので、開口率が
高くなった。その他の性能は、実施例1と同様であっ
た。
【0120】尚、後者の方法で駆動する場合には、白表
示が続くと実施例5と同様に焼き付き不良が生じること
があるが、これを防止するためには図17で示すのと同
様な駆動を行えば良い。
示が続くと実施例5と同様に焼き付き不良が生じること
があるが、これを防止するためには図17で示すのと同
様な駆動を行えば良い。
【0121】図17で示すのと同様な駆動を行った場
合、CRTのようなインパルス表示となり、表示画像が
高速に見えた。またt1とt2との比を4:1とした場
合、コントラストは200:1であった。
合、CRTのようなインパルス表示となり、表示画像が
高速に見えた。またt1とt2との比を4:1とした場
合、コントラストは200:1であった。
【0122】(実施例10)図21に本発明の実施例1
0に係る液晶表示装置の一部平面図を示す。本実施例が
実施例9の液晶表示装置と異なる点は、隣合う電極13
aを共通にして電極13aの画素ピッチ方向の幅を概略
2倍とした点である。電極13aを共通化するためゲー
ト線9の配置が実施例9とは異なっている。
0に係る液晶表示装置の一部平面図を示す。本実施例が
実施例9の液晶表示装置と異なる点は、隣合う電極13
aを共通にして電極13aの画素ピッチ方向の幅を概略
2倍とした点である。電極13aを共通化するためゲー
ト線9の配置が実施例9とは異なっている。
【0123】尚、図21においても図19と同様の簡略
化を図っている。電極13aの画素ピッチ方向の幅が概
略2倍となっているため、配線抵抗が低減した。本実施
例の液晶表示装置のその他の性能は実施例9のものと同
じであった。以上本発明の実施例を説明したが、本発明
は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨の範囲で種々の変形が可能である。
化を図っている。電極13aの画素ピッチ方向の幅が概
略2倍となっているため、配線抵抗が低減した。本実施
例の液晶表示装置のその他の性能は実施例9のものと同
じであった。以上本発明の実施例を説明したが、本発明
は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨の範囲で種々の変形が可能である。
【0124】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、視
野角が広い液晶表示装置及び簡単な工程で視野角が広い
液晶表示装置を得ることができる液晶表示装置の製造方
法を提供することが可能である。
野角が広い液晶表示装置及び簡単な工程で視野角が広い
液晶表示装置を得ることができる液晶表示装置の製造方
法を提供することが可能である。
【図1】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の一
部分である対向電極の構成を示す平面図。
部分である対向電極の構成を示す平面図。
【図2】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の電
極の構成を示す一部平面図。
極の構成を示す一部平面図。
【図3】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図4】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の電
極と液晶分子の配向状態との関係を示す平面図。
極と液晶分子の配向状態との関係を示す平面図。
【図5】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構
成と液晶分子の配向状態との関係を示す概略斜視図。
成と液晶分子の配向状態との関係を示す概略斜視図。
【図6】 相転移時の直流電圧の向きと液晶分子の配向
状態との関係を示す図。
状態との関係を示す図。
【図7】 従来の液晶表示装置のスイッチング挙動を示
す図。
す図。
【図8】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置のス
イッチング挙動を示す図。
イッチング挙動を示す図。
【図9】 従来の液晶表示装置の電圧−透過率特性を示
す図。
す図。
【図10】 本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の
電圧−透過率特性を示す図。
電圧−透過率特性を示す図。
【図11】 櫛形電極の歯の長手方向と液晶分子の配向
状態との関係を示す図。
状態との関係を示す図。
【図12】 本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図13】 本発明の第2の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図14】 本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図15】 本発明の第4の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図16】 本発明の第5の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図17】 副画素電極の電位と時間との関係を示す
図。
図。
【図18】 本発明の第6の実施例に係る液晶表示装置
の構成を示す一部平面図。
の構成を示す一部平面図。
【図19】 本発明の実施例9に係る液晶表示装置の構
成を示す一部平面図。
成を示す一部平面図。
【図20】 本発明の実施例9に係る液晶表示装置の構
成と液晶配列との関係を示す概略斜視図。
成と液晶配列との関係を示す概略斜視図。
【図21】 本発明の実施例10に係る液晶表示装置の
構成を示す一部平面図。
構成を示す一部平面図。
1…液晶表示装置 2…第1の基板 3…第2の基板 4…TFT素子 5…画素電極 6…配向膜 7…偏光板 8…液晶材料 9…ゲート線 10…信号線 11…シール材 12…スペーサ粒子 13…対向電極 13a、13b…(櫛形)電極 14…櫛形電極の歯の部分 15…櫛形電極の周辺部 16…液晶分子のダイレクタ 17…スメクティック層 18…配向処理方向(ラビング方向) 19…補助容量線 20…副画素 21…柱状電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 理恵子 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 山口 一 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 高頭 孝毅 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 Fターム(参考) 2H090 HA14 HC05 HC12 HC15 HC17 HC18 HD18 JB02 JD14 KA14 LA04 MA05 MA07 MA11 MA17 MB01 MB14 2H092 GA13 GA14 GA20 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB14 JB23 JB32 JB33 JB38 JB51 JB56 JB63 JB69 KA05 KA07 KA16 KA18 KB14 KB23 MA05 MA08 MA13 MA17 MA27 MA31 MA35 MA37 MA41 NA04 NA25 PA06 QA13 5C094 AA12 AA43 BA03 BA43 CA24 EA04 EA05 EA07 EB02 ED02 ED14
Claims (11)
- 【請求項1】 第1の基板と、 この第1の基板に対向配置された第2の基板と、 前記第1及び第2の基板間に挟持されかつカイラルスメ
クティックC相の高温側にネマティック相を持つ自発分
極を有する液晶材料とを具備し、 前記液晶材料がネマティック相からカイラルスメクティ
ックC相に相転移する際に、前記液晶材料に対して一極
性の電圧を第1の領域、前記一極性と反対極性の電圧を
第2の領域に印加することにより形成された、前記液晶
材料のスメクティック層の方向が互いに異なる前記第1
及び第2の領域を有することを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項2】 第1の基板と、 この第1の基板に対向配置された第2の基板と、 前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に形成さ
れた画素電極と、 前記第2の基板の前記第1の基板と対向する面に形成さ
れかつ相補的に組み合わされた一対の櫛形電極を有する
対向電極と、 前記第1及び第2の基板間に挟持されかつカイラルスメ
クティックC相の高温側にネマティック相を持つ自発分
極を有する液晶材料とを具備し、 一方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟まれた第1の
領域の前記液晶材料と、他方の前記櫛形電極と前記画素
電極とに挟まれた第2の領域の前記液晶材料が、スメク
ティック層の方向が互いに異なることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の領域のスメクティッ
ク層の方向がなす角度が115〜155°の範囲である
請求項1、2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 1つの画素内に前記第1及び第2の領域
が存在し、前記第1及び第2の領域の体積が概略等しい
請求項1、2記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記液晶材料のカイラルピッチをp、前
記第1及び第2の基板間の距離をdとしたとき、d<p
である請求項1、2記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記液晶材料のチルト角が概略22.5
°である請求項1、2記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記櫛形電極の歯の長手方向と電圧無印
加時の前記液晶材料の配向方向が概略平行である請求項
2記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記櫛形電極の歯のピッチと前記画素電
極のピッチが概略半周期ずれている請求項2記載の液晶
表示装置。 - 【請求項9】 前記櫛形電極の歯のピッチが500μm
以下である請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】 第1の基板と、この第1の基板に対向
配置された第2の基板と、前記第1及び第2の基板間に
挟持されかつカイラルスメクティックC相の高温側にネ
マティック相を持つ自発分極を有する液晶材料とを具備
した液晶表示装置の製造方法であって、 前記液晶材料がネマティック相からカイラルスメクティ
ックC相に相転移する際に、前記液晶材料に対して一極
性の電圧を第1の領域、前記一極性と反対極性の電圧を
第2の領域に印加することにより、前記液晶材料のスメ
クティック層の方向が互いに異なる前記第1及び第2の
領域を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。 - 【請求項11】 前記第1の基板の前記第2の基板と対
向する面に形成された画素電極と、前記第2の基板の前
記第1の基板と対向する面に形成されかつ相補的に組み
合わされた一対の櫛形電極を有する対向電極とを具備
し、 前記液晶材料に対して、一方の前記櫛形電極と前記画素
電極とに挟まれた領域に一極性の電圧を印加して前記第
1の領域を、他方の前記櫛形電極と前記画素電極とに挟
まれた領域に前記一極性と反対極性の電圧を印加して前
記第2の領域を形成する請求項10記載の液晶表示装置
の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07485099A JP3296426B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
US09/527,543 US6344889B1 (en) | 1999-03-19 | 2000-03-16 | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07485099A JP3296426B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000267109A true JP2000267109A (ja) | 2000-09-29 |
JP3296426B2 JP3296426B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=13559218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07485099A Expired - Fee Related JP3296426B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US6344889B1 (ja) |
JP (1) | JP3296426B2 (ja) |
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