JP2002148624A - 液晶表示素子及びカラーフィルター及びそれらの製造方法 - Google Patents

液晶表示素子及びカラーフィルター及びそれらの製造方法

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JP2002148624A
JP2002148624A JP2000343266A JP2000343266A JP2002148624A JP 2002148624 A JP2002148624 A JP 2002148624A JP 2000343266 A JP2000343266 A JP 2000343266A JP 2000343266 A JP2000343266 A JP 2000343266A JP 2002148624 A JP2002148624 A JP 2002148624A
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liquid crystal
crystal display
shielding film
forming
color filter
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Kazuo Inoue
一生 井上
Katsuhiko Kumakawa
克彦 熊川
Kazuhiro Nishiyama
和廣 西山
Akio Takimoto
昭雄 滝本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は文字・画像表示やシャッタ−などに
使用される液晶表示素子及び液晶表示素子やプラズマア
ドレスディスプレイ、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ
などの表示素子に利用されるカラ−フィルタ−及びそれ
らの製造方法に関するもので、視野角が広く、コントラ
ストの良い表示素子を得ることを目的とする。 【解決手段】 ２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶
を挟持してなる液晶表示素子において、前記液晶表示素
子を駆動させる際に画素電極と対向電極以外の電界によ
り液晶分子を一定方向に傾斜させることにより視野角が
広く、コントラストの良い液晶表示素子を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は文字・画像表示やシ
ャッターなどに使用される液晶表示素子及び液晶表示素
子やプラズマアドレスディスプレイ、有機ＥＬ、プラズ
マディスプレイなどの表示素子に利用されるカラーフィ
ルター及びそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネルは薄型化、軽量化、低電圧駆
動可能などの長所により腕時計、電子卓上計算機、パー
ソナルコンピューター、パーソナルワードプロセッサー
などに利用されている。従来主として用いられているＴ
Ｎ（Twisted Nematic）型液晶パネルは上下基板に電極
を形成し、誘電率異方性が正の液晶を２枚の基板間で９
０°捩じれた状態で基板間に挟持し、基板に垂直な縦方
向の電界により液晶をスイッチングさせる方式である。
このＴＮ型液晶パネルは視野角が狭く、階調表示の反転
が生じてしまう。
【０００３】これに対して上下基板間に誘電率異方性が
負の液晶を挟持し、垂直配向膜などにより電界を印加し
ない状態では液晶分子を縦方向に整列させておき、電界
を印加した場合に液晶分子が横方向を向くモード（Vert
ical Alignment Mode：ＶＡモード）も開発されてい
る。このＶＡモードはＴＮ型液晶比べて広い視野角を得
ることができる。しかしこの方法でも液晶分子が一方向
に傾いた場合にその方向から液晶パネルを観察すると階
調表示の反転が生じてしまう。
【０００４】この問題を解決するために例えば特開２０
００−４７２１７では画素領域内に規則的に配置された
複数の開口部を有し、液晶分子が軸対称配向する複数の
サブ画素領域で形成される構成が開示されている（図１
４）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開２０
００−４７２１７に示す方法では画素領域内に開口部が
多数形成されているので、電圧印加時に液晶分子の方向
が異なることにより生じる多数の欠陥が画素内に残って
しまうためにコントラストが悪くなる。
【０００６】本発明は前記従来課題を考慮してなされた
ものであって、視野角が広くかつコントラストの高い液
晶表示素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、２枚の基板間に誘電率異方性が
負の液晶を挟持してなる液晶表示素子において、前記液
晶表示素子を駆動させる際に画素電極と対向電極以外の
電界により液晶分子を一定方向に傾斜させることを特徴
としている。
【０００８】前記構成にすることにより、画素電極上に
開口部を多数設ける必要がないので、視野角が広くかつ
コントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
【０００９】また請求項２の発明は、２枚の基板間に誘
電率異方性が負の液晶を挟持してなる液晶表示素子にお
いて、画素電極が形成されていない基板側に導電性遮光
膜が形成されており、前記液晶表示素子を駆動させる際
に前記導電性遮光膜と画素電極との間の電界により液晶
分子を一定方向に傾斜させることを特徴としている。
【００１０】前記構成にすることにより、画素電極上に
開口部を多数設ける必要がないので、視野角が広くかつ
コントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
【００１１】また請求項３の発明は、２枚の基板間に誘
電率異方性が負の液晶を挟持してなる液晶表示素子にお
いて、画素電極が形成されていない基板側に導電性遮光
膜と開口部を有する対向電極が形成されており、前記液
晶表示素子を駆動させる際に前記導電性遮光膜と画素電
極との間及び開口部を有する対向電極と画素電極との間
の電界により液晶分子を一定方向に傾斜させることを特
徴としている。
【００１２】前記構成にすることにより、画素電極上に
開口部を多数設ける必要がないので、視野角が広くかつ
コントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
また対向電極上に開口部が形成されていることにより、
請求項１及び２の発明よりコントラストはやや悪くなる
が、液晶分子のドメインを細かくすることができるの
で、画素内の液晶分子の応答を均一に制御できるので、
応答の速い液晶表示素子を得ることができる。
【００１３】また請求項４の発明は、２枚の基板間に誘
電率異方性が負の液晶を挟持してなる液晶表示素子にお
いて、画素電極が形成されていない基板側に遮光膜と対
向電極が形成されており、前記対向電極上の画素領域と
非画素領域との間に絶縁膜が形成されており、前記液晶
表示素子を駆動させる際に前記対向電極の非画素領域部
分と画素電極との間の電界により液晶分子を一定方向に
傾斜させることを特徴としている。
【００１４】前記構成にすることにより、画素電極上に
開口部を多数設ける必要がないので、視野角が広くかつ
コントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
【００１５】また請求項５の発明は、ガラス基板上に導
電性の遮光膜と着色層と画素電極より小さい透明電極が
画素領域に対応する箇所に選択的に形成されており、前
記導電性の遮光膜は前記透明電極の周辺に形成されてい
ることを特徴としている。
【００１６】前記構成のカラーフィルターを用いること
により、視野角が広くかつコントラストの高い液晶表示
素子を得ることができる。
【００１７】また請求項６の発明は、ガラス基板上に導
電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程と
画素電極より小さい透明電極を画素領域に対応する箇所
に選択的に形成する工程からなるカラーフィルターを製
造することを特徴としている。
【００１８】前記構成のカラーフィルターを用いること
により、視野角が広くかつコントラストの高い液晶表示
素子を得ることができる。
【００１９】また請求項７の発明は、ガラス基板上に導
電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程と
画素電極より小さい透明電極を画素領域に対応する箇所
に選択的に形成する工程と垂直配向膜を形成する工程か
らなるカラーフィルターと他方の基板を貼り合わせた
後、誘電率異方性が負の液晶を注入し、注入口を封口す
ることを特徴としている。
【００２０】前記製造方法により、視野角が広くかつコ
ントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
【００２１】また請求項８の発明は、ガラス基板上に導
電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程と
画素電極より小さい透明電極を画素領域に対応する箇所
に選択的に形成する工程と垂直配向膜を形成する工程か
らなるカラーフィルター上に誘電率異方性が負の液晶を
滴下した後、他方の基板と貼り合わせることを特徴とし
ている。
【００２２】前記製造方法により、視野角が広くかつコ
ントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。ま
た液晶パネル（空パネル）を真空に引く時間が少なくて
すむので大型基板でも作製が容易になる。また真空注入
では無駄になる液晶が多いが、本発明では液晶の量がパ
ネル内に封入される量程度ですむので、無駄になる液晶
がほとんどない。
【００２３】また請求項９の発明は、ガラス基板上に導
電性の遮光膜と着色層が形成されており、前記着色層の
上に透明電極が一面に形成されており、前記透明電極上
の画素領域と非画素領域との間に絶縁膜が形成されてい
ることを特徴としている。前記構成のカラーフィルター
を用いることにより、視野角が広くかつコントラストの
高い液晶表示素子を得ることができる。
【００２４】また請求項１０の発明は、ガラス基板上に
導電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程
と前記着色層の上に透明電極を一面に形成する工程と、
前記透明電極上の画素領域と非画素領域との間に絶縁膜
を形成する工程からなるカラーフィルターを製造するこ
とを特徴としている。前記構成のカラーフィルターを用
いることにより、視野角が広くかつコントラストの高い
液晶表示素子を得ることができる。
【００２５】また請求項１１の発明は、ガラス基板上に
導電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程
と前記着色層の上に透明電極を一面に形成する工程と、
前記透明電極上の画素領域と非画素領域との間に絶縁膜
を形成する工程からなるカラーフィルターと他方の基板
を貼り合わせた後、誘電率異方性が負の液晶を注入し、
注入口を封口することを特徴としている。
【００２６】前記製造方法により、視野角が広くかつコ
ントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。
【００２７】また請求項１２の発明は、ガラス基板上に
導電性の遮光膜を形成する工程と着色層を形成する工程
と前記着色層の上に透明電極を一面に形成する工程と、
前記透明電極上の画素領域と非画素領域との間に絶縁膜
を形成する工程からなるカラーフィルター上に誘電率異
方性が負の液晶を滴下した後、他方の基板と貼り合わせ
ることを特徴としている。
【００２８】前記製造方法により、視野角が広くかつコ
ントラストの高い液晶表示素子を得ることができる。ま
た液晶パネル（空パネル）を真空に引く時間が少なくて
すむので大型基板でも作製が容易になる。また真空注入
では無駄になる液晶が多いが、本発明では液晶の量がパ
ネル内に封入される量程度ですむので、無駄になる液晶
がほとんどない。
【００２９】また請求項１３の発明は前記画素電極に開
口部を有することを特徴としている。このように規制す
ることにより、コントラストはやや悪くなるが、液晶分
子のドメインを細かくすることができるので、画素内の
液晶分子の応答を均一に制御できるので、応答の速い液
晶表示素子を得ることができる。
【００３０】また請求項１４の発明は前記遮光膜の断面
形状が凸型であることを特徴としている。このように規
制することにより、斜め方向の電界がかかりやすくなる
ので、電圧印加時の分子の向きが揃いやすくなる。また
最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液晶分子である
ので、表示には関係しない。
【００３１】また請求項１５の発明は前記遮光膜の断面
形状が台形状であることを特徴としている。このように
規制することにより、斜め方向の電界がかかりやすくな
るので、電圧印加時の分子の向きが揃いやすくなる。ま
た最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液晶分子であ
るので、表示には関係しない。
【００３２】また請求項１６の発明は前記遮光膜の断面
形状が三角形状であることを特徴としている。このよう
に規制することにより、斜め方向の電界がかかりやすく
なるので、電圧印加時の分子の向きが揃いやすくなる。
また最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液晶分子で
あるので、表示には関係しない。
【００３３】また請求項１７の発明は前記台形状あるい
は三角形状のテーパー角が２０°以上９０°未満である
ことを特徴としている。このように規制することによ
り、電界がかかりやすくなるので応答の速い液晶表示素
子が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１、２に本発
明による液晶表示素子を示す。
【００３５】図１ａ）は本発明における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【００３６】図１ｂ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【００３７】図１ｃ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に示
す断面図である。
【００３８】図２ａ）は本発明におけるカラーフィルタ
ーの構造を示す上面図である。
【００３９】図２ｂ）は本発明におけるアレイ基板の構
造を示す上面図である。
【００４０】以下図１、２に示す液晶表示素子の実施例
を説明する。
【００４１】アレイ基板として、ガラス基板１上に金属
配線として映像信号線（ソース）１０と走査信号線（ゲ
ート）１１をマトリクス状に形成し、その交点に能動素
子（スイッチング素子）１２として半導体層（ＴＦＴ：
Thin Film Transistor）を形成する。前記能動素子に
接続するように画素電極１３を透明導電膜（ＩＴＯ：酸
化インジュームー酸化スズ）により形成する。
【００４２】次に対向基板としてガラス基板２上に導電
性の遮光膜７を形成する。導電性の遮光膜は導電性の金
属を樹脂中に混合して形成した。導電性の遮光膜は対向
基板側の電極と同電位になるように設定しておく。
【００４３】次にガラス基板２上に着色層３を形成す
る。着色層３の形成方法としては顔料を分散した感光性
レジストを基板上に塗布、露光、現像する（赤、青、緑
それぞれの色に合わせて着色層を形成するために前記工
程を３回繰り返す）。
【００４４】その後ガラス基板２上にオーバーコート４
としてＳｉＯ2を形成した後、透明導電膜（ＩＴＯ：酸
化インジュームー酸化スズ）よりなる対向電極５を画素
に対応する部分よりやや小さく選択的に形成した。
【００４５】その後ガラス基板１、２上に配向膜６とし
て垂直配向膜（ｎーオクタデシルトリエトキシシランの
０．３％イソプロピルアルコール溶液）を印刷法により
形成し、１００℃で１時間熱乾燥した。
【００４６】次にガラス基板２上の縁部にシール樹脂
（ストラクトボンドＸＮー２１ーＳ：三井東圧製）を印
刷する。
【００４７】シール樹脂中にはスペーサーとして５．０
μｍのガラスファイバー（日本電気硝子製）を混入して
いる。
【００４８】その後基板間隔を保持するために表示領域
内にスペーサーとして直径４．５μｍの樹脂球（エポス
ターＧＰーＨＣ：日本触媒株式会社製）を散布する。
【００４９】またアレイ基板１と対向基板２との導通を
とるために基板端に導電ペーストを塗布しておく。
【００５０】その後基板１及び対向基板２を貼り合わ
せ、１５０℃で２時間加熱することでシール樹脂を硬化
させる。
【００５１】以上のようにして作製した空パネルに液晶
（ＭＬＣー２０３８：メルク社製）を真空注入法（空パ
ネルを減圧した槽内に設置し、パネル内を真空にした
後、注入口を液晶に接触させ、槽内を常圧に戻すことに
より、液晶をパネル内に注入する方法）にて注入する。
【００５２】その後、液晶パネルの注入口に封口樹脂と
して光硬化性樹脂（ロックタイト３５２Ａ：日本ロック
タイト製）を注入口全体に塗布し、光を１０ｍＷ／ｃｍ
2で５分間照射して封口樹脂を硬化した。
【００５３】このようにして作製した液晶表示素子の上
下（ガラス基板の外側）に偏光板（ＮＰＦーＨＥＧ１４
２５ＤＵ：日東電工製）を貼付した。
【００５４】比較例１として図１５に示すように導電性
の遮光膜７を用いず、樹脂製の非導電性の遮光膜８を用
い、着色層の上全面に透明電極を形成した液晶表示素子
を作製した。
【００５５】また比較例２としてカラーフィルター基板
２側は比較例１と同様の条件で作製し、アレイ基板側を
図１４ｃ）に示すように開口部を多数形成した構成の液
晶表示素子を作製した。
【００５６】これらの液晶表示素子を比較すると比較例
１で作製した液晶表示素子は最初に電圧を印加した際に
液晶分子の方向が規定されないために配向が乱れてしま
い、非常に多数の液晶領域に分かれてしまい、そのため
に非常に多数の欠陥が生じてしまった。比較例１の液晶
表示素子のコントラストは５００であった。比較例２で
作製した液晶表示素子は電圧を印加した際には液晶分子
の方向は規定されるが、画素電極部に開口部が多数形成
されているために、多数の液晶領域に分かれてしまい、
そのために多数の欠陥が生じてしまった。比較例２の液
晶表示素子のコントラストは７００であった。それに対
して本発明は導電性の遮光膜と画素電極の間での電界に
より電圧印加時に液晶分子の方向を規定することがで
き、またそのために画素電極部に開口部を形成する必要
がないので、コントラストが１０００となり、高いコン
トラストを示す液晶表示素子を得ることができた。
【００５７】（実施の形態２）図３、４に本発明による
液晶表示素子を示す。
【００５８】図３ａ）は本発明における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【００５９】図３ｂ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【００６０】図３ｃ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に示
す断面図である。
【００６１】図４は本発明におけるカラーフィルターの
構造を示す上面図である。
【００６２】本発明では図３、４に示すように対向電極
に開口部１４を設けた。それ以外は実施の形態１と同様
の方法で表示素子を作製した。このようにすることによ
り実施の形態１よりは若干コントラストが低下するが、
画素内が均一に動作するようになり、応答の速い液晶素
子を得ることができる。本発明における液晶表示素子の
コントラストは９００であった。
【００６３】この方法でも遮光性の導電膜と画素電極と
の間の電界も利用しているので、比較例１よりも画素を
開口する箇所は少なくてすみ、コントラストの高い液晶
表示素子を得ることができる。
【００６４】（実施の形態３）図５に本発明による液晶
表示素子を示す。
【００６５】図５ａ）は本発明における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【００６６】図５ｂ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【００６７】図５ｃ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に示
す断面図である。
【００６８】以下図５に示す液晶表示素子の実施例を説
明する。
【００６９】アレイ基板として、ガラス基板１上に金属
配線として映像信号線（ソース）１０と走査信号線（ゲ
ート）１１をマトリクス状に形成し、その交点に能動素
子（スイッチング素子）１２として半導体層（ＴＦＴ：
Thin Film Transistor）を形成する。前記能動素子に
接続するように画素電極１３を透明導電膜（ＩＴＯ：酸
化インジュームー酸化スズ）により形成する。
【００７０】次に対向基板としてガラス基板２上に遮光
膜を形成する。
【００７１】次にガラス基板２上に着色層３を形成す
る。着色層３の形成方法としては顔料を分散した感光性
レジストを基板上に塗布、露光、現像する（赤、青、緑
それぞれの色に合わせて着色層を形成するために前記工
程を３回繰り返す）。
【００７２】その後ガラス基板２上にオーバーコート４
としてＳｉＯ2を形成した後、透明導電膜（ＩＴＯ：酸
化インジュームー酸化スズ）よりなる対向電極５を対向
基板全面に形成する。
【００７３】その後対向基板の画素領域と非画素領域の
間に絶縁膜１５を形成する。絶縁膜１５の形成方法とし
ては感光性アクリル樹脂（ＰＣ３３５：ＪＳＲ製）を基
板上にスピンコートにより塗布した後、８０℃で１分間
プリベークを行なった。その後所定のマスクを用いて３
００ｍｊ／ｃｍ2で露光を行なった。その後現像液ＣＤ
７０２ＡＤにて２５℃で１分間現像を行ない、流水で洗
浄後、２２０℃で１時間ポストベークを行ない、膜厚
０．５μｍの絶縁膜１５を形成した。
【００７４】その後ガラス基板１、２上に配向膜６とし
て垂直配向膜（ｎーオクタデシルトリエトキシシランの
０．３％イソプロピルアルコール溶液）を印刷法により
形成し、１００℃で１時間熱乾燥した。
【００７５】次にガラス基板２上の縁部にシール樹脂
（ストラクトボンドＸＮー２１ーＳ：三井東圧製）を印
刷する。
【００７６】シール樹脂中にはスペーサーとして５．０
μｍのガラスファイバー（日本電気硝子製）を混入して
いる。
【００７７】その後基板間隔を保持するために表示領域
内にスペーサーとして直径４．５μｍの樹脂球（エポス
ターＧＰーＨＣ：日本触媒株式会社製）を散布する。
【００７８】またアレイ基板１と対向基板２との導通を
とるために基板端に導電ペーストを塗布しておく。
【００７９】その後基板１及び対向基板２を貼り合わ
せ、１５０℃で２時間加熱することでシール樹脂を硬化
させる。
【００８０】以上のようにして作製した空パネルに液晶
（ＭＬＣー２０３８：メルク社製）を真空注入法（空パ
ネルを減圧した槽内に設置し、パネル内を真空にした
後、注入口を液晶に接触させ、槽内を常圧に戻すことに
より、液晶をパネル内に注入する方法）にて注入する。
【００８１】その後、液晶パネルの注入口に封口樹脂と
して光硬化性樹脂（ロックタイト３５２Ａ：日本ロック
タイト製）を注入口全体に塗布し、光を１０ｍＷ／ｃｍ
2で５分間照射して封口樹脂を硬化した。
【００８２】このようにして作製した液晶表示素子の上
下（ガラス基板の外側）に偏光板（ＮＰＦーＨＥＧ１４
２５ＤＵ：日東電工製）を貼付した。
【００８３】本発明の液晶表示素子では図５に示すよう
に、最初に電圧を印加した際に、対向電極の非画素部と
画素電極の間の電界により液晶分子の方向が規定される
のでコントラストの高い液晶表示素子を得ることができ
る。
【００８４】また特開平５ー２１６１においてパターニ
ングされた電極の間に非導電性の遮光膜を有する構成が
考案されているが、本発明は電極をパターニングする必
要はないので容易に作製できる。
【００８５】また本発明では絶縁膜１５の形成方法とし
て感光性樹脂を用いたが、絶縁性のあるものであれば他
のものでも可能である。
【００８６】（実施の形態４）図６、７に本発明による
液晶表示素子を示す。
【００８７】図６ａ）は本発明における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【００８８】図６ｂ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【００８９】図６ｃ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に示
す断面図である。
【００９０】図７は本発明におけるアレイ基板の構造を
示す上面図である。
【００９１】本発明では図６、７に示すように画素電極
側に開口部１４を設けた。
【００９２】それ以外は実施の形態１と同様の方法で表
示素子を作製した。このようにすることにより実施の形
態１よりは若干コントラストが低下するが、画素内が均
一に動作するようになり、応答の速い液晶素子を得るこ
とができる。本発明の液晶表示素子のコントラストは９
５０であった。
【００９３】またこの方法でも遮光性の導電膜と画素電
極との間の電界も利用しているので、比較例１よりも画
素を開口する箇所は少なくてすむので、コントラストの
高い液晶表示素子を得ることができる。
【００９４】また図８に示すようにカラーフィルター基
板２とアレイ基板１の両方に開口部１４を設けても良
い。
【００９５】（実施の形態５）図９に本発明による液晶
表示素子を示す。
【００９６】図９ａ）は本発明における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【００９７】図９ｂ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【００９８】図９ｃ）は本発明における液晶表示素子の
電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に示
す断面図である。
【００９９】本発明では図９に示すように対向基板側の
導電性遮光膜７の断面形状を凸型に形成した。それ以外
は実施の形態１と同様の方法で表示素子を作製した。こ
のようにすることにより、斜め方向の電界がかかりやす
くなるので、電圧印加時の分子の向きが揃いやすくな
る。また最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液晶分
子であるので、表示には関係しない。
【０１００】本発明では実施の形態１の遮光膜の形状を
凸型にしたが、実施の形態２〜４の遮光膜の形状を凸型
にしても良い。
【０１０１】（実施の形態６）図１０に本発明による液
晶表示素子を示す。
【０１０２】図１０ａ）は本発明における液晶表示素子
の電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【０１０３】図１０ｂ）は本発明における液晶表示素子
の電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【０１０４】図１０ｃ）は本発明における液晶表示素子
の電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に
示す断面図である。
【０１０５】本発明では図１０に示すように対向基板側
の導電性遮光膜７の断面形状を台形状に形成した。それ
以外は実施の形態１と同様の方法で表示素子を作製し
た。このようにすることにより、斜め方向の電界がかか
りやすくなるので、電圧印加時の分子の向きが揃いやす
くなる。また最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液
晶分子であるので、表示には関係しない。
【０１０６】本発明では実施の形態１の遮光膜の形状を
台形状にしたが、実施の形態２〜４の遮光膜の形状を台
形状にしても良い。
【０１０７】この台形の形状としては図１１に示すよう
に台形のテーパー角θが３０°以上９０°未満であるこ
とが好ましい。このテーパー角を３０°以上にすること
により導電性遮光膜と画素電極の間に斜め方向の電界が
かかりやすくなるので応答の速い液晶表示素子が得られ
る。
【０１０８】（実施の形態７）図１２に本発明による液
晶表示素子を示す。
【０１０９】図１２ａ）は本発明における液晶表示素子
の電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図である。
【０１１０】図１２ｂ）は本発明における液晶表示素子
の電圧印加直後の構造を模式的に示す断面図である。
【０１１１】図１２ｃ）は本発明における液晶表示素子
の電圧印加後一定時間が経過した場合の構造を模式的に
示す断面図である。
【０１１２】本発明では図１２に示すように対向基板に
導電性遮光膜７の断面形状を三角形状に形成した。それ
以外は実施の形態１と同様の方法で表示素子を作製し
た。このようにすることにより、斜め方向の電界がかか
りやすくなるので、電圧印加時の分子の向きが揃いやす
くなる。また最初に斜めを向く液晶分子は遮光膜上の液
晶分子であるので、表示には関係しない。
【０１１３】本発明では実施の形態１の遮光膜の形状を
三角形状にしたが、実施の形態２〜４の遮光膜の形状を
三形状にしても良い。
【０１１４】この三角形の形状としては図１３に示すよ
うに台形のテーパー角θが３０°以上９０°未満である
ことが好ましい。このテーパー角を３０°以上にするこ
とにより導電性遮光膜７と画素電極の間に斜め方向の電
界がかかりやすくなるので応答の速い液晶表示素子が得
られる。
【０１１５】（実施の形態８）実施の形態１ではカラー
フィルター基板とアレイ基板を貼り合わせた後に液晶を
注入したが、本発明ではカラーフィルター基板側に液晶
を滴下した後、アレイ基板を貼り合わせる。このように
することにより、液晶パネル（空パネル）を真空に引く
時間が少なくてすむので大型基板でも作製が容易にな
る。また液晶の量もパネル内に封入される量程度ですむ
ので、費用が少なくてすむ。本発明では実施の形態１の
液晶表示素子を例にとり示したが、実施の形態２、４〜
７の液晶表示素子の作製方法でも可能である。
【０１１６】（実施の形態９）実施の形態３ではカラー
フィルター基板とアレイ基板を貼り合わせた後に液晶を
注入したが、本発明ではカラーフィルター基板側に液晶
を滴下した後、アレイ基板を貼り合わせる。このように
することにより、液晶パネル（空パネル）を真空に引く
時間が少なくてすむので大型基板でも作製が容易にな
る。また真空注入では無駄になる液晶が多いが、本発明
では液晶の量がパネル内に封入される量程度ですむの
で、無駄になる液晶がほとんどない。
【０１１７】また本実施例では液晶として誘電率異方性
が負のＭＬＣー２０３８（メルク社製）を用いたが、誘
電率異方性が負の液晶であれば何でも良い。
【０１１８】また本実施例では両基板をガラス基板で形
成したが、一方あるいは両方の基板をフィルムやプラス
チックなどで形成しても良い。
【０１１９】また絶縁膜あるいは配向膜として着色され
たものを用いても良い。
【０１２０】また配向方法としてラビングなどを用い
て、あらかじめ液晶分子を若干傾けておいても良い。ま
たラビングを用いない配向（例えば光により配向させる
方法）でも可能である。
【０１２１】また本発明では能動素子として３端子素子
のＴＦＴを用いたが、２端子素子のＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ
ーＩｎｓｕｌａｔｏｒーＭｅｔａｌ）、ＺnＯバリスタ
やＳiＮxダイオード、ａーＳiダイオードなどでも良
く、また能動素子が形成されていないＴＮやＳＴＮなど
のパッシブ型のパネルでも良い。
【０１２２】また本発明では着色層の上にオーバーコー
トを形成し、その上に配向膜を形成したが、オーバーコ
ートはＳｉＯ2に限らず、どのような種類のものでも良
く、またオーバーコートを形成しなくても良い。
【０１２３】また本発明ではセル厚を保持するために樹
脂球を用いたが、感光性樹脂などで柱を形成することに
より、セル厚を保持しても良い。
【０１２４】またカラーフィルターの作製方法も顔料分
散法ではなく、染色法や印刷法やインクジェット法など
でも良い。また表示素子としてはカラーフィルターがな
くても可能である。
【０１２５】また本実施例では導電性の遮光膜は金属を
混合した樹脂を用いたが、樹脂を用いずにＣｒなどの金
属を用いて形成しても良い。
【０１２６】また本実施例では液晶表示素子を例にと
り、説明したが、プラズマディスプレイパネルや有機Ｅ
Ｌなどに利用されるカラーフィルターに適用することも
可能である。
【０１２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、２枚の基
板間に誘電率異方性が負の液晶を挟持してなる液晶表示
素子において、前記液晶表示素子を駆動させる際に画素
電極と対向電極以外の電界により液晶分子を一定方向に
傾斜させることにより、視野角が広く、コントラストの
高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】ａ）本実施の形態１における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態１における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態１における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図２】ａ）本実施の形態１におけるカラーフィルター
の構造を示す上面図 ｂ）本実施の形態１におけるアレイ基板の構造を示す上
面図
【図３】ａ）本実施の形態２における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態２における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態２における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図４】本実施の形態２におけるカラーフィルターの構
造を示す上面図
【図５】ａ）本実施の形態３における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態３における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態３における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図６】ａ）本実施の形態４における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態４における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態４における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図７】本実施の形態４におけるアレイ基板の構造を示
す上面図
【図８】ａ）本実施の形態４における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態４における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態４における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図９】ａ）本実施の形態５における液晶表示素子の電
圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態５における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態５における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図１０】ａ）本実施の形態６における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態６における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態６における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図１１】本実施の形態６における導電性遮光膜の形状
を示す模式図
【図１２】ａ）本実施の形態７における液晶表示素子の
電圧無印加時の構造を模式的に示す断面図 ｂ）本実施の形態７における液晶表示素子の電圧印加直
後の構造を模式的に示す断面図 ｃ）本実施の形態７における液晶表示素子の電圧印加後
一定時間が経過した場合の構造を模式的に示す断面図
【図１３】本実施の形態７における導電性遮光膜の形状
を示す模式図
【図１４】ａ）従来の液晶表示素子の電圧無印加時の構
造を模式的に示す断面図 ｂ）従来の液晶表示素子の電圧印加時の構造を模式的に
示す断面図 ｃ）従来の液晶表示素子の構造を示す上面図
【図１５】ａ）従来の液晶表示素子の電圧無印加時の構
造を模式的に示す断面図 ｂ）従来の液晶表示素子の電圧印加時の構造を模式的に
示す断面図
【符号の説明】
１，２ ガラス基板 ３ 着色層 ４ オーバーコート ５ 対向電極 ６ 配向膜 ７ 導電性遮光膜 ８ 非導電性遮光膜 ９ 液晶分子 １０ 映像信号線（ソース線） １１ 走査信号線（ゲート線） １２ 能動素子 １３ 画素電極 １４ 開口部 １５ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９ Ｇ０２Ｆ 1/137 ５０５ (72)発明者 西山 和廣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 滝本 昭雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA12 BA45 BA55 BB01 BB02 BB07 BB08 BB14 BB37 BB43 2H088 EA03 GA02 HA12 HA14 JA10 KA27 MA07 2H090 HB12Y HC06 HD14 JC17 KA04 LA15 MA01 MA07 MB14 2H091 FA02Y FA35Y FB08 FB13 FC10 FC26 FD04 FD24 HA18 LA15 LA17 5C094 AA06 AA12 BA27 BA31 BA43 EA04 EA07 EB02 ED02 ED15 JA09

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶
    を挟持してなる液晶表示素子において、前記液晶表示素
    子を駆動させる際に画素電極と対向電極以外の電界によ
    り液晶分子を一定方向に傾斜させることを特徴とする液
    晶表示素子。
  2. 【請求項２】 ２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶
    を挟持してなる液晶表示素子において、画素電極が形成
    されていない基板側に導電性遮光膜が形成されており、
    前記液晶表示素子を駆動させる際に前記導電性遮光膜と
    画素電極との間の電界により液晶分子を一定方向に傾斜
    させることを特徴とする液晶表示素子。
  3. 【請求項３】 ２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶
    を挟持してなる液晶表示素子において、画素電極が形成
    されていない基板側に導電性遮光膜と開口部を有する対
    向電極が形成されており、前記液晶表示素子を駆動させ
    る際に前記導電性遮光膜と画素電極との間及び開口部を
    有する対向電極と画素電極との間の電界により液晶分子
    を一定方向に傾斜させることを特徴とする液晶表示素
    子。
  4. 【請求項４】 ２枚の基板間に誘電率異方性が負の液晶
    を挟持してなる液晶表示素子において、画素電極が形成
    されていない基板側に遮光膜と対向電極が形成されてお
    り、前記対向電極上の画素領域と非画素領域との間に絶
    縁膜が形成されており、前記液晶表示素子を駆動させる
    際に前記対向電極の非画素領域部分と画素電極との間の
    電界により液晶分子を一定方向に傾斜させることを特徴
    とする液晶表示素子。
  5. 【請求項５】 ガラス基板上に導電性の遮光膜と着色層
    と画素電極より小さい透明電極が画素領域に対応する箇
    所に選択的に形成されており、前記導電性の遮光膜は前
    記透明電極の周辺に形成されているカラーフィルター。
  6. 【請求項６】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成す
    る工程と着色層を形成する工程と画素電極より小さい透
    明電極を画素領域に対応する箇所に選択的に形成する工
    程からなるカラーフィルターの製造方法。
  7. 【請求項７】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成す
    る工程と着色層を形成する工程と画素電極より小さい透
    明電極を画素領域に対応する箇所に選択的に形成する工
    程と垂直配向膜を形成する工程からなるカラーフィルタ
    ーと他方の基板を貼り合わせた後、誘電率異方性が負の
    液晶を注入し、注入口を封口することを特徴とする液晶
    表示素子。
  8. 【請求項８】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成す
    る工程と着色層を形成する工程と画素電極より小さい透
    明電極を画素領域に対応する箇所に選択的に形成する工
    程と垂直配向膜を形成する工程からなるカラーフィルタ
    ー上に誘電率異方性が負の液晶を滴下した後、他方の基
    板と貼り合わせることを特徴とする液晶表示素子。
  9. 【請求項９】 ガラス基板上に導電性の遮光膜と着色層
    が形成されており、前記着色層の上に透明電極が一面に
    形成されており、前記透明電極上の画素領域と非画素領
    域との間に絶縁膜が形成されているカラーフィルター。
  10. 【請求項１０】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成
    する工程と着色層を形成する工程と前記着色層の上に透
    明電極を一面に形成する工程と、前記透明電極上の画素
    領域と非画素領域との間に絶縁膜を形成する工程からな
    るカラーフィルターの製造方法。
  11. 【請求項１１】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成
    する工程と着色層を形成する工程と前記着色層の上に透
    明電極を一面に形成する工程と、前記透明電極上の画素
    領域と非画素領域との間に絶縁膜を形成する工程からな
    るカラーフィルターと他方の基板を貼り合わせた後、誘
    電率異方性が負の液晶を注入し、注入口を封口すること
    を特徴とする液晶表示素子。
  12. 【請求項１２】 ガラス基板上に導電性の遮光膜を形成
    する工程と着色層を形成する工程と前記着色層の上に透
    明電極を一面に形成する工程と、前記透明電極上の画素
    領域と非画素領域との間に絶縁膜を形成する工程からな
    るカラーフィルター上に誘電率異方性が負の液晶を滴下
    した後、他方の基板と貼り合わせることを特徴とする液
    晶表示素子。
  13. 【請求項１３】 前記画素電極に開口部を有することを
    特徴とする請求項１〜４、７、８、１１、１２のいずれ
    かに記載の液晶表示素子。
  14. 【請求項１４】 前記遮光膜の断面形状が凸型であるこ
    とを特徴とする請求項１〜４、７、８、１１、１２のい
    ずれかに記載の液晶表示素子。
  15. 【請求項１５】 前記遮光膜の断面形状が台形状である
    ことを特徴とする請求項１〜４、７、８、１１、１２の
    いずれかに記載の液晶表示素子。
  16. 【請求項１６】 前記遮光膜の断面形状が三角形状であ
    ることを特徴とする請求項１〜４、７、８、１１、１２
    のいずれかに記載の液晶表示素子。
  17. 【請求項１７】 前記台形状あるいは三角形状のテーパ
    ー角が２０°以上９０°未満であることを特徴とする請
    求項１４〜１６のいずれかに記載の液晶表示素子。
  18. 【請求項１８】 前記遮光膜の断面形状が凸型であるこ
    とを特徴とする請求項５または９に記載のカラーフィル
    ター。
  19. 【請求項１９】 前記遮光膜の断面形状が台形状である
    ことを特徴とする請求項５または９に記載のカラーフィ
    ルター。
  20. 【請求項２０】 前記遮光膜の断面形状が三角形状であ
    ることを特徴とする請求項５または９に記載のカラーフ
    ィルター。
  21. 【請求項２１】 前記遮光膜の断面形状が凸型であるこ
    とを特徴とする請求項６または１０に記載のカラーフィ
    ルターの製造方法。
  22. 【請求項２２】 前記遮光膜の断面形状が台形状である
    ことを特徴とする請求項６または１０に記載のカラーフ
    ィルターの製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記遮光膜の断面形状が三角形状であ
    ることを特徴とする請求項６または１０に記載のカラー
    フィルターの製造方法。
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