JP2972514B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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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
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- 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
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関するも
のである。特に、広視野でコントラストの良好な表示を
得ることの可能な液晶表示装置及びその液晶表示装置用
に関する。
のである。特に、広視野でコントラストの良好な表示を
得ることの可能な液晶表示装置及びその液晶表示装置用
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の広視野でコントラストの良好な表
示を得ることが可能な液晶表示装置として、特開昭６３
−１０６６２４号公報に示されているものがある。これ
を例にとって従来の技術を説明する。図１４にこの液晶
表示素子の平面図を示す。図１５にこの液晶表示素子の
断面図（図１４のＥ−Ｅ’線断面図）を示す。一方のガ
ラス基板２１上には画素単位の表示用電極１９、配向膜
９と、この透明電極１９を駆動する薄膜トランジスタ１
４とが形成されている。他方のガラス基板２２上には表
示用透明電極２０、配向膜１０が形成されている。配向
膜９、１０は、ポリイミドで形成されている。対向する
透明電極１９，２０間に形成される画素Ｂは、例えば縦
横２００μｍの正方形であり、マトリックス上に複数配
列されている。この画素Ｂを形成する表示用の透明電極
の中央部に、ポリイミドからなる帯状スペーサ２３が設
けられている。この結果、各画素Ｂは、帯状スペーサ２
３によって、領域ＩとIIに分割される。この分割された
領域ＩとIIは、模式的には図１６に示すように形成され
る。即ち、一方のガラス基板２１と対向する他方のガラ
ス基板２２にそれぞれ図１４に示す矢印方向にラビング
処理する。従来、領域Ｉに配向規制力を与える場合、領
域IIをレジストにて覆いラビング処理を施し、領域IIに
配向規制力を与える場合も同様に領域Ｉをレジストにて
覆いラビング処理を施していた。
示を得ることが可能な液晶表示装置として、特開昭６３
−１０６６２４号公報に示されているものがある。これ
を例にとって従来の技術を説明する。図１４にこの液晶
表示素子の平面図を示す。図１５にこの液晶表示素子の
断面図（図１４のＥ−Ｅ’線断面図）を示す。一方のガ
ラス基板２１上には画素単位の表示用電極１９、配向膜
９と、この透明電極１９を駆動する薄膜トランジスタ１
４とが形成されている。他方のガラス基板２２上には表
示用透明電極２０、配向膜１０が形成されている。配向
膜９、１０は、ポリイミドで形成されている。対向する
透明電極１９，２０間に形成される画素Ｂは、例えば縦
横２００μｍの正方形であり、マトリックス上に複数配
列されている。この画素Ｂを形成する表示用の透明電極
の中央部に、ポリイミドからなる帯状スペーサ２３が設
けられている。この結果、各画素Ｂは、帯状スペーサ２
３によって、領域ＩとIIに分割される。この分割された
領域ＩとIIは、模式的には図１６に示すように形成され
る。即ち、一方のガラス基板２１と対向する他方のガラ
ス基板２２にそれぞれ図１４に示す矢印方向にラビング
処理する。従来、領域Ｉに配向規制力を与える場合、領
域IIをレジストにて覆いラビング処理を施し、領域IIに
配向規制力を与える場合も同様に領域Ｉをレジストにて
覆いラビング処理を施していた。
【０００３】この従来例では、分割された各々の領域で
の液晶配向は螺旋型の捻れの向きは同じであるが基板表
面に対する角度が異なっている。基板表面に対する角度
の違いにより、電圧印加時には液晶分子の立ち上がる方
向が異なるため、光が基板に対する鉛直方向から傾いた
斜め方向より入射する場合に各々の領域が光学特性を補
償しあう。その結果、電圧印加時における視角依存性は
上下基板間の各画素内の配向の異なる領域同士で相殺さ
れ、視角依存性の少ない光学特性が得られる。特に、階
調表示時に視角を変化しても階調反転の現象が見られな
くなっている。
の液晶配向は螺旋型の捻れの向きは同じであるが基板表
面に対する角度が異なっている。基板表面に対する角度
の違いにより、電圧印加時には液晶分子の立ち上がる方
向が異なるため、光が基板に対する鉛直方向から傾いた
斜め方向より入射する場合に各々の領域が光学特性を補
償しあう。その結果、電圧印加時における視角依存性は
上下基板間の各画素内の配向の異なる領域同士で相殺さ
れ、視角依存性の少ない光学特性が得られる。特に、階
調表示時に視角を変化しても階調反転の現象が見られな
くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような液晶表示装
置の広視野な特性を実現するには各画素内に液晶の配向
方向が異なる領域が存在することが必須となる。従来の
液晶表示装置ではこの複数に分割された領域の作成方法
として、上記に示したように配向膜上にレジストを使用
した方法を用いている。しかしながら、このレジストを
使用した方法では、配向膜上にレジスト・現像液、剥離
液等を使用する。そのため、レジスト剥離後にもレジス
ト、現像液、剥離液等に起因したイオン等が配向膜上に
残っていた。この残留したイオンが表示時に移動し、液
晶物質の電荷保持特性を劣化させ表示の焼き付きなどの
現象を起こし表示特性に悪影響を及ぼしていた。更に、
配向膜の種類とレジスト等の種類の組み合わせによって
は配向膜がダメージを受けて配向規制力を持たなくなっ
てしまうことがあった。
置の広視野な特性を実現するには各画素内に液晶の配向
方向が異なる領域が存在することが必須となる。従来の
液晶表示装置ではこの複数に分割された領域の作成方法
として、上記に示したように配向膜上にレジストを使用
した方法を用いている。しかしながら、このレジストを
使用した方法では、配向膜上にレジスト・現像液、剥離
液等を使用する。そのため、レジスト剥離後にもレジス
ト、現像液、剥離液等に起因したイオン等が配向膜上に
残っていた。この残留したイオンが表示時に移動し、液
晶物質の電荷保持特性を劣化させ表示の焼き付きなどの
現象を起こし表示特性に悪影響を及ぼしていた。更に、
配向膜の種類とレジスト等の種類の組み合わせによって
は配向膜がダメージを受けて配向規制力を持たなくなっ
てしまうことがあった。
【０００５】そこで本発明では、レジストを用いずに、
若しくはレジストを用いた場合でもその影響が配向膜表
面に及ばないように、構造を工夫することにより分割さ
れた配向を実現し、広視野で高コントラストな液晶表示
装置を得ることを目的とする。本発明の他の目的は、配
向膜等を用いずに基板表面の構造のみで分割された配向
を実現し、広視野で高コントラストな液晶表示装置を得
ることを目的とする。
若しくはレジストを用いた場合でもその影響が配向膜表
面に及ばないように、構造を工夫することにより分割さ
れた配向を実現し、広視野で高コントラストな液晶表示
装置を得ることを目的とする。本発明の他の目的は、配
向膜等を用いずに基板表面の構造のみで分割された配向
を実現し、広視野で高コントラストな液晶表示装置を得
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明は、一対の支持
基板間に誘電異方性が負の液晶物質を挟持してなる液晶
表示装置において、支持基板上の一方若しくは両方の支
持基板上に互いに直交する行と列からなる複数の画素電
極が形成され画素電極上に、ラビング処理を行わずに画
素ピッチより細かい鋸歯状の凹凸構造面を有する配向膜
を有し、凹凸構造面は各画素の中央部が高く画素電極端
部に向かっ て低くなり、若しくは、各画素端部が高く画
素中央部に向かって低くなり、画素電極の行又は列のい
ずれかに平行となる第１の凹凸を有し、更に第１の凹凸
と直交する鋸歯状の連続した第２の凹凸を有する液晶表
示装置である。
基板間に誘電異方性が負の液晶物質を挟持してなる液晶
表示装置において、支持基板上の一方若しくは両方の支
持基板上に互いに直交する行と列からなる複数の画素電
極が形成され画素電極上に、ラビング処理を行わずに画
素ピッチより細かい鋸歯状の凹凸構造面を有する配向膜
を有し、凹凸構造面は各画素の中央部が高く画素電極端
部に向かっ て低くなり、若しくは、各画素端部が高く画
素中央部に向かって低くなり、画素電極の行又は列のい
ずれかに平行となる第１の凹凸を有し、更に第１の凹凸
と直交する鋸歯状の連続した第２の凹凸を有する液晶表
示装置である。
【０００７】 又、絶縁基板上に配置された複数の表示
単位構造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆動
する制御構造とを持つ液晶表示装置において、表示単位
構造は、絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を有
する電極構造と、電極構造の平坦な表面の上に形成され
た絶縁構造体であって、表示単位構造の互いに向かい合
う一組の端部の一方から、一組の端部の中間部分へ向か
って次第に厚さが変化する第1の絶縁構造体部分と、向
かい合う一組の端部の他方から、中間部分へ向かって次
第に厚さが変化する第２の絶縁構造体部分とを有する絶
縁構造体とを有し、第1の絶縁構造体部分及び第２の絶
縁構造体部分の双方の表面が液晶に及ぼす配向規制力が
実質的に同一である液晶表示装置である。
単位構造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆動
する制御構造とを持つ液晶表示装置において、表示単位
構造は、絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を有
する電極構造と、電極構造の平坦な表面の上に形成され
た絶縁構造体であって、表示単位構造の互いに向かい合
う一組の端部の一方から、一組の端部の中間部分へ向か
って次第に厚さが変化する第1の絶縁構造体部分と、向
かい合う一組の端部の他方から、中間部分へ向かって次
第に厚さが変化する第２の絶縁構造体部分とを有する絶
縁構造体とを有し、第1の絶縁構造体部分及び第２の絶
縁構造体部分の双方の表面が液晶に及ぼす配向規制力が
実質的に同一である液晶表示装置である。
【０００８】 更に、絶縁基板上に配置された複数の表
示単位構造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆
動する制御構造とを持つ液晶表示装置において、表示単
位構造は、絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を
有する電極構造と、電極構造の平坦な表面の上に形成さ
れた絶縁構造体であって、表示単位構造の互いに向かい
合う一組の端部の一方から、一組の端部の中間部分へ向
かって次第に厚さが変化する第1の絶縁構造体部分と、
向かい合う一組の端部の他方から、中間部分へ向かって
次第に厚さが変化する第２の絶縁構造体部分とを有する
絶縁構造体とを有し、第1の絶縁構造体部分及び第２の
絶縁構造体部分の表面状態はそれぞれ、該表面の上に配
置された前記液晶材に対し、該液晶材が該それぞれの表
面から略垂直に立ち上がるような配向規制力を及ぼすよ
うにした液晶表示装置である。
示単位構造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆
動する制御構造とを持つ液晶表示装置において、表示単
位構造は、絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を
有する電極構造と、電極構造の平坦な表面の上に形成さ
れた絶縁構造体であって、表示単位構造の互いに向かい
合う一組の端部の一方から、一組の端部の中間部分へ向
かって次第に厚さが変化する第1の絶縁構造体部分と、
向かい合う一組の端部の他方から、中間部分へ向かって
次第に厚さが変化する第２の絶縁構造体部分とを有する
絶縁構造体とを有し、第1の絶縁構造体部分及び第２の
絶縁構造体部分の表面状態はそれぞれ、該表面の上に配
置された前記液晶材に対し、該液晶材が該それぞれの表
面から略垂直に立ち上がるような配向規制力を及ぼすよ
うにした液晶表示装置である。
【０００９】
【作用】従来の液晶表示素子では、レジストを使用した
露光・現像工程と逆向きのラビング処理により電圧印加
時に各画素内に液晶の配向方向が異なる領域を発生させ
る。これに対し、図１に示すように、一方若しくは両方
の支持基板４上の各画素１１に、画素端部の一部若しく
は全部が薄く画素中央の分割境界部が厚い凸構造１、若
しくは、前記支持基板の一方の支持基板４上の各画素１
１に画素端部の一部若しくは全部が厚く画素中央の分割
境界部が薄い凹構造１のどちらか一方を有する。配向方
向が異なる領域の実現方法を図４から図６を参照して説
明する。図４に示すように一方の支持基板５上の各画素
に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の分割境
界部が厚い凸構造１若しくは画素端部の一部若しくは全
部が厚く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有する
か、若しくは、図５に示すように一方の支持基板上５の
各画素に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の
分割境界部が厚い凸構造１を有し、且つ、他の一方の支
持基板５上の各画素に画素端部の一部若しくは全部が厚
く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有するか、更
に若しくは、図６に示すように両方の支持基板５上の各
画素に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の分
割境界部が厚い凸構造１若しくは画素端部の一部若しく
は全部が厚く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有
する。支持基板間に狭持された液晶物質は、これらの基
板表面の構造により配向規制力に変化を受ける。
露光・現像工程と逆向きのラビング処理により電圧印加
時に各画素内に液晶の配向方向が異なる領域を発生させ
る。これに対し、図１に示すように、一方若しくは両方
の支持基板４上の各画素１１に、画素端部の一部若しく
は全部が薄く画素中央の分割境界部が厚い凸構造１、若
しくは、前記支持基板の一方の支持基板４上の各画素１
１に画素端部の一部若しくは全部が厚く画素中央の分割
境界部が薄い凹構造１のどちらか一方を有する。配向方
向が異なる領域の実現方法を図４から図６を参照して説
明する。図４に示すように一方の支持基板５上の各画素
に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の分割境
界部が厚い凸構造１若しくは画素端部の一部若しくは全
部が厚く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有する
か、若しくは、図５に示すように一方の支持基板上５の
各画素に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の
分割境界部が厚い凸構造１を有し、且つ、他の一方の支
持基板５上の各画素に画素端部の一部若しくは全部が厚
く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有するか、更
に若しくは、図６に示すように両方の支持基板５上の各
画素に画素端部の一部若しくは全部が薄く画素中央の分
割境界部が厚い凸構造１若しくは画素端部の一部若しく
は全部が厚く画素中央の分割境界部が薄い凹構造１を有
する。支持基板間に狭持された液晶物質は、これらの基
板表面の構造により配向規制力に変化を受ける。
【００１０】この変化の様子を、例えば図４の構造で、
特に構造面の切断面が二等辺三角形となるようにした場
合について説明する。液晶配向規制力を発生させる配向
膜等により、構造面の無い支持基板６上で液晶配向がＡ
度基板表面から立ち上がるとする。一方、構造面の二等
辺三角形状構造をＢ度の角度とする。この構造面を有す
る支持基板５上に液晶配向がＣ度基板表面から立ち上が
るような配向規制力を与えると、基板との界面で液晶配
向が有する角度は、図４の領域Ｉで（Ｂ＋Ｃ）度、領域
IIでは（Ｂ−Ｃ）度となる。Ａに比べて（Ｂ＋Ｃ）と
（Ｂ−Ｃ）の方が大きいと、電圧印加時に液晶配向は
（Ｂ＋Ｃ）若しくは（Ｂ−Ｃ）の角度で規定される方向
に立ち上がろうとする。この結果、液晶の配向方向が異
なる領域が各画素内に発生し、視角を傾けた時の視角特
性を画素内の各領域が互いに補い広視野な特性が得られ
る。このような作用が、図５や図６のような例でも液晶
配向の角度関係により容易に行われることは明白である
のでここでは省略する。
特に構造面の切断面が二等辺三角形となるようにした場
合について説明する。液晶配向規制力を発生させる配向
膜等により、構造面の無い支持基板６上で液晶配向がＡ
度基板表面から立ち上がるとする。一方、構造面の二等
辺三角形状構造をＢ度の角度とする。この構造面を有す
る支持基板５上に液晶配向がＣ度基板表面から立ち上が
るような配向規制力を与えると、基板との界面で液晶配
向が有する角度は、図４の領域Ｉで（Ｂ＋Ｃ）度、領域
IIでは（Ｂ−Ｃ）度となる。Ａに比べて（Ｂ＋Ｃ）と
（Ｂ−Ｃ）の方が大きいと、電圧印加時に液晶配向は
（Ｂ＋Ｃ）若しくは（Ｂ−Ｃ）の角度で規定される方向
に立ち上がろうとする。この結果、液晶の配向方向が異
なる領域が各画素内に発生し、視角を傾けた時の視角特
性を画素内の各領域が互いに補い広視野な特性が得られ
る。このような作用が、図５や図６のような例でも液晶
配向の角度関係により容易に行われることは明白である
のでここでは省略する。
【００１１】また、ここで示したような構造面の最大傾
斜線と配向規制力方向の角度が０°の場合のみならず、
０°以外の一定の角度を成す場合においてもこのような
作用が容易に行われることは明白である。
斜線と配向規制力方向の角度が０°の場合のみならず、
０°以外の一定の角度を成す場合においてもこのような
作用が容易に行われることは明白である。
【００１２】但し、次のことに留意する必要がある。一
方の支持基板のみ構造を与える図４の場合、構造面を与
えない基板６の配向規制力の角度Ａが低く０度に近い方
が作用が容易に行われる。これに対し、図５や図６の場
合、両面に構造を与えるため、特に一方の基板の領域Ｉ
の配向規制力の角度（Ｃ＋Ｂ）と、他方の基板の領域II
の配向規制力の角度（Ｄ＋Ａ）が他の２ヶ所の配向規制
力（Ｃ−Ｂ）、（Ｄ−Ａ）に比較して高い場合、特に配
向膜等の配向規制力の角度に大きくは依存しない。
方の支持基板のみ構造を与える図４の場合、構造面を与
えない基板６の配向規制力の角度Ａが低く０度に近い方
が作用が容易に行われる。これに対し、図５や図６の場
合、両面に構造を与えるため、特に一方の基板の領域Ｉ
の配向規制力の角度（Ｃ＋Ｂ）と、他方の基板の領域II
の配向規制力の角度（Ｄ＋Ａ）が他の２ヶ所の配向規制
力（Ｃ−Ｂ）、（Ｄ−Ａ）に比較して高い場合、特に配
向膜等の配向規制力の角度に大きくは依存しない。
【００１３】図２に示すように、一方若しくは両方の支
持基板４上の各画素１１に、鋸歯状の連続した凹凸構造
面２を有し、その凹凸構造面が画素中央部が高く画素端
部に向かって低くなるような構造単位から成るか、若し
くは、その凹凸構造面２が画素端部が高く画素中央部に
向かって低くなるような構造単位から成る。ここで留意
すべき点は、以下の点である。まず、このような鋸歯状
の構造面２は、個々の構造単位の大きさが小さくなるた
め、傾斜面の作成が容易となる点である。更に特に留意
すべき点は、このような鋸歯状の連続した凹凸面２は構
造面の設計によってはその構造自身が配向規制力を有す
るため、配向膜等を使用する必要が無くなる点である。
このような構造面については、実施例において述べる。
持基板４上の各画素１１に、鋸歯状の連続した凹凸構造
面２を有し、その凹凸構造面が画素中央部が高く画素端
部に向かって低くなるような構造単位から成るか、若し
くは、その凹凸構造面２が画素端部が高く画素中央部に
向かって低くなるような構造単位から成る。ここで留意
すべき点は、以下の点である。まず、このような鋸歯状
の構造面２は、個々の構造単位の大きさが小さくなるた
め、傾斜面の作成が容易となる点である。更に特に留意
すべき点は、このような鋸歯状の連続した凹凸面２は構
造面の設計によってはその構造自身が配向規制力を有す
るため、配向膜等を使用する必要が無くなる点である。
このような構造面については、実施例において述べる。
【００１４】製造方法は、図３に示すようなものであ
る。図３において（Ａ）のように電極付き支持基板４上
に熱可塑性のレジスト２８を塗布する。前記レジスト２
８上の一部領域を遮蔽し露光し、不要部のレジストを溶
解・除去する。その結果、（Ｂ）のように一部領域にレ
ジストが残る。このような基板を加熱することにより、
熱可塑性レジストは変形し、（Ｃ）に示すように加熱後
の熱可塑性レジスト２９が凹凸構造面を作成する。
る。図３において（Ａ）のように電極付き支持基板４上
に熱可塑性のレジスト２８を塗布する。前記レジスト２
８上の一部領域を遮蔽し露光し、不要部のレジストを溶
解・除去する。その結果、（Ｂ）のように一部領域にレ
ジストが残る。このような基板を加熱することにより、
熱可塑性レジストは変形し、（Ｃ）に示すように加熱後
の熱可塑性レジスト２９が凹凸構造面を作成する。
【００１５】
【実施例】本発明を図７から図１３を参照して説明す
る。図７は液晶表示装置を示す斜視図である。図８は薄
膜トランジスタアレイを示す模式図である。図９は液晶
表示装置の一単位画素部の組立斜視図である。この例に
おいては、能動素子としてアモルファスシリコンによる
薄膜トランジスタ１４を用い、一単位画素の大きさを縦
１５０μｍ、横１００μｍとした。走査電極線１５、信
号電極線１６は、スパッタ法で形成されたクロミウム
（Ｃｒ）を用い、線幅を１０μｍとした。ゲート絶縁膜
には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いた。画素電極１３
は透明電極であるＩＴＯ（酸化インジウム錫）を用い、
スパッタ法により形成した。このように薄膜トランジス
タ１４をアレイ状に形成したガラス基板を第一の基板１
７とした。また、対向側の第二の基板１８上には、ＩＴ
Ｏを用いた透明電極１９を形成し、更にカラーフィルタ
１２を染色法によりアレイ状に形成しその上面にシリカ
を用いた保護層を設けた。第一の基板１７上の構造面の
作製方法としては次のような方法によった。図１０に示
すように、第一の基板１７上に凸構造面の材料として第
一のポリイミド膜２４を厚さ約２μｍ塗布した。この第
一のポリイミド膜２４の上面に第一のポリイミド膜２４
と現像時のエッチングによる溶解速度が異なる第二のポ
リイミド膜２５を塗布した。この第二のポリイミド膜上
にレジストを使用して露光・現像・エッチングを行い、
図１０に示すような構造を得た。この基板上に更に第三
のポリイミド膜を塗布し、同様に露光・現像・エッチン
グを行った。この時レジスト端部よりエッチングが進
み、凸構造面が得られた。
る。図７は液晶表示装置を示す斜視図である。図８は薄
膜トランジスタアレイを示す模式図である。図９は液晶
表示装置の一単位画素部の組立斜視図である。この例に
おいては、能動素子としてアモルファスシリコンによる
薄膜トランジスタ１４を用い、一単位画素の大きさを縦
１５０μｍ、横１００μｍとした。走査電極線１５、信
号電極線１６は、スパッタ法で形成されたクロミウム
（Ｃｒ）を用い、線幅を１０μｍとした。ゲート絶縁膜
には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いた。画素電極１３
は透明電極であるＩＴＯ（酸化インジウム錫）を用い、
スパッタ法により形成した。このように薄膜トランジス
タ１４をアレイ状に形成したガラス基板を第一の基板１
７とした。また、対向側の第二の基板１８上には、ＩＴ
Ｏを用いた透明電極１９を形成し、更にカラーフィルタ
１２を染色法によりアレイ状に形成しその上面にシリカ
を用いた保護層を設けた。第一の基板１７上の構造面の
作製方法としては次のような方法によった。図１０に示
すように、第一の基板１７上に凸構造面の材料として第
一のポリイミド膜２４を厚さ約２μｍ塗布した。この第
一のポリイミド膜２４の上面に第一のポリイミド膜２４
と現像時のエッチングによる溶解速度が異なる第二のポ
リイミド膜２５を塗布した。この第二のポリイミド膜上
にレジストを使用して露光・現像・エッチングを行い、
図１０に示すような構造を得た。この基板上に更に第三
のポリイミド膜を塗布し、同様に露光・現像・エッチン
グを行った。この時レジスト端部よりエッチングが進
み、凸構造面が得られた。
【００１６】この構造面を有した第一の基板１７上にポ
リイミドによる配向膜９を塗布した。その配向膜９表面
に、凸構造面の境界と４５°の方向にラビング処理を施
した。第二の基板１８も第一の基板と同様に配向処理を
施したが、ラビングの方向は９０°捻じれた方向とし
た。この両基板をシリカ粒子によるスペーサを介して接
着剤で接着し、正の誘電異方性を有するネマティック液
晶を注入した。また、この液晶セルの両側にポリカーバ
ネイトを主材料とした偏光板２７を貼り付けた。この実
施例においては、電圧を印加すると一画素内部で画素中
心部を境界として配向が二分された。その結果、本実施
例の液晶表示装置は、従来の配向膜上にレジストを用い
た液晶表示装置と同様に広視野で高コントラストな特性
が得られた。また、本実施例による液晶表示装置の表示
ムラの発生率と従来のレジストを配向膜上に用いた液晶
表示装置での表示ムラの発生率を求めた所、表示ムラの
発生率が１．２％から０．１３％へと１割程度に減っ
た。この時の表示ムラは液晶表示装置２０パネルの平均
によった。このように配向膜上にレジストを用いないこ
とにより、液晶表示装置の信頼性の向上が図られた。
リイミドによる配向膜９を塗布した。その配向膜９表面
に、凸構造面の境界と４５°の方向にラビング処理を施
した。第二の基板１８も第一の基板と同様に配向処理を
施したが、ラビングの方向は９０°捻じれた方向とし
た。この両基板をシリカ粒子によるスペーサを介して接
着剤で接着し、正の誘電異方性を有するネマティック液
晶を注入した。また、この液晶セルの両側にポリカーバ
ネイトを主材料とした偏光板２７を貼り付けた。この実
施例においては、電圧を印加すると一画素内部で画素中
心部を境界として配向が二分された。その結果、本実施
例の液晶表示装置は、従来の配向膜上にレジストを用い
た液晶表示装置と同様に広視野で高コントラストな特性
が得られた。また、本実施例による液晶表示装置の表示
ムラの発生率と従来のレジストを配向膜上に用いた液晶
表示装置での表示ムラの発生率を求めた所、表示ムラの
発生率が１．２％から０．１３％へと１割程度に減っ
た。この時の表示ムラは液晶表示装置２０パネルの平均
によった。このように配向膜上にレジストを用いないこ
とにより、液晶表示装置の信頼性の向上が図られた。
【００１７】更に、構造面の作成法を変えた例を示す。
まず始めにガラス基板上に構造面のみを作成した基板を
用意した。この基板に対し、その構造を写し取った鋳型
を作成した。実際に使用する基板上にはエポキシ系樹脂
を用いた膜を塗布し、鋳型を押し付け固まるまで放置す
ることにより構造面を作成した。この構造面上にポリイ
ミドによる配向膜を塗布し、ラビング処理を施した。こ
の方法によっても画素中心部を境界として配向が一画素
内で二分された。この方法は、良好に作成された形状を
元の型として使用するため前述の方法に比べて構造面の
形状の再現性に優れていた。
まず始めにガラス基板上に構造面のみを作成した基板を
用意した。この基板に対し、その構造を写し取った鋳型
を作成した。実際に使用する基板上にはエポキシ系樹脂
を用いた膜を塗布し、鋳型を押し付け固まるまで放置す
ることにより構造面を作成した。この構造面上にポリイ
ミドによる配向膜を塗布し、ラビング処理を施した。こ
の方法によっても画素中心部を境界として配向が一画素
内で二分された。この方法は、良好に作成された形状を
元の型として使用するため前述の方法に比べて構造面の
形状の再現性に優れていた。
【００１８】更に、構造面の他の作成方法として、他の
製造方法を図３を参照して示す。まず始めに第１の発明
の第１の実施例と同様にしてガラス基板上に電極等を設
けた。この基板４上に熱可塑性レジスト２８を２μｍの
厚さで塗布した。次に、画素縦方向を二分する線を中心
として１００μｍ幅の横ストライプ状のマスクを用い、
画素中心部を遮蔽し露光した。次に、露光部のレジスト
を現像液により溶解・除去した。その結果、画素中心部
に幅１００μｍのレジストが残った。この残ったレジス
トを加熱して変形させることにより、画素縦幅即ち１５
０μｍ幅の凸構造面が画素内に得られた。
製造方法を図３を参照して示す。まず始めに第１の発明
の第１の実施例と同様にしてガラス基板上に電極等を設
けた。この基板４上に熱可塑性レジスト２８を２μｍの
厚さで塗布した。次に、画素縦方向を二分する線を中心
として１００μｍ幅の横ストライプ状のマスクを用い、
画素中心部を遮蔽し露光した。次に、露光部のレジスト
を現像液により溶解・除去した。その結果、画素中心部
に幅１００μｍのレジストが残った。この残ったレジス
トを加熱して変形させることにより、画素縦幅即ち１５
０μｍ幅の凸構造面が画素内に得られた。
【００１９】以上の説明では、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶を用い液晶配向が約９０°捻じれたＴＮ（ツ
イステッド・ネマティック）型の液晶配向としたが、こ
のような液晶配向に限るものではなく他の液晶配向に対
しても有効である。例えば、誘電異方性が負のネマティ
ック液晶を用い両基板上の配向膜が有する配向規制力の
角度が基板表面から約９０°立ち上がるような角度であ
るホメオトロピック型の液晶配向に対しても有効であ
る。このホメオトロッピク型の配向を用い一画素内の液
晶配向を２分割した液晶表示装置は容易に実現された。
しかし、ホメオトロピック配向に本発明を適用する場
合、次に示すような４分割等のより多数の分割が容易に
実現されたことを特記しておく。この第１の実施例にお
いては、図１１の一単位画素部の組立斜視図に示すよう
な構造面を用いた。この構造面では、視角方向の上下左
右にあたる４方向の電圧印加時の配向が全て分割された
液晶表示素子が得られた。その結果、その表示特性の視
角依存性は、上下方向のみならず全ての方向に平均化さ
れた特性となり、どの方向から観察しても良好な表示が
得られた。
ィック液晶を用い液晶配向が約９０°捻じれたＴＮ（ツ
イステッド・ネマティック）型の液晶配向としたが、こ
のような液晶配向に限るものではなく他の液晶配向に対
しても有効である。例えば、誘電異方性が負のネマティ
ック液晶を用い両基板上の配向膜が有する配向規制力の
角度が基板表面から約９０°立ち上がるような角度であ
るホメオトロピック型の液晶配向に対しても有効であ
る。このホメオトロッピク型の配向を用い一画素内の液
晶配向を２分割した液晶表示装置は容易に実現された。
しかし、ホメオトロピック配向に本発明を適用する場
合、次に示すような４分割等のより多数の分割が容易に
実現されたことを特記しておく。この第１の実施例にお
いては、図１１の一単位画素部の組立斜視図に示すよう
な構造面を用いた。この構造面では、視角方向の上下左
右にあたる４方向の電圧印加時の配向が全て分割された
液晶表示素子が得られた。その結果、その表示特性の視
角依存性は、上下方向のみならず全ての方向に平均化さ
れた特性となり、どの方向から観察しても良好な表示が
得られた。
【００２０】また、以上の説明では構造面の断面は二等
辺三角形状のものを用いたが、次のような形状のもので
も分割が可能であった。すなわち、円弧の一部を一辺と
するような二等辺三角形状のもの、三角形の底辺部の角
度が異なり、画素途中で構造がなくなるような形状等で
も配向が分割された。
辺三角形状のものを用いたが、次のような形状のもので
も分割が可能であった。すなわち、円弧の一部を一辺と
するような二等辺三角形状のもの、三角形の底辺部の角
度が異なり、画素途中で構造がなくなるような形状等で
も配向が分割された。
【００２１】次に図１２を参照して参考例について説明
する。本参考例では、構造面の構造を図に示すような鋸
歯状とした。この構造でも電圧印加時に配向が二分さ
れ、広視野で高コントラストな特性が得られた。また、
本実施例では構造面の個々の構造単位の大きさが第１の
発明の構造面より小さくなるために構造面作成のために
使用するポリイミドは、第一のポリイミドのみ若しくは
第一と第二のポリイミドの組み合わせで十分であった。
そのため、構造面が容易に作成された。
する。本参考例では、構造面の構造を図に示すような鋸
歯状とした。この構造でも電圧印加時に配向が二分さ
れ、広視野で高コントラストな特性が得られた。また、
本実施例では構造面の個々の構造単位の大きさが第１の
発明の構造面より小さくなるために構造面作成のために
使用するポリイミドは、第一のポリイミドのみ若しくは
第一と第二のポリイミドの組み合わせで十分であった。
そのため、構造面が容易に作成された。
【００２２】また、第２の実施例として、同様に鋳型に
より構造面を作成した例を示す。鋳型の作成方法はレー
ザーを使用したホログラフィック干渉法とイオンビーム
によるエッチングによった。また、構造面の形状は図１
３に示すような形状とした。図中、Ｆは０．６μｍ、Ｇ
は２μｍ、各構造単位の最も高い所であるＨの高さを
０．１μｍとした。この構造を用いた時、液晶はこの構
造に添って配向し、また、液晶が立ち上がる方向も構造
面の傾き方向に依存した。このため、液晶を配向させる
ための配向膜及びラビング処理が不必要となり、工程が
大幅に短縮された。ここでは、Ｆ、Ｇ、Ｈの値として上
記のものを用いたがこの値に限るものではなく、液晶が
配向し立ち上がる方向を規定出来るどのような条件でも
かまわない。
より構造面を作成した例を示す。鋳型の作成方法はレー
ザーを使用したホログラフィック干渉法とイオンビーム
によるエッチングによった。また、構造面の形状は図１
３に示すような形状とした。図中、Ｆは０．６μｍ、Ｇ
は２μｍ、各構造単位の最も高い所であるＨの高さを
０．１μｍとした。この構造を用いた時、液晶はこの構
造に添って配向し、また、液晶が立ち上がる方向も構造
面の傾き方向に依存した。このため、液晶を配向させる
ための配向膜及びラビング処理が不必要となり、工程が
大幅に短縮された。ここでは、Ｆ、Ｇ、Ｈの値として上
記のものを用いたがこの値に限るものではなく、液晶が
配向し立ち上がる方向を規定出来るどのような条件でも
かまわない。
【００２３】
【発明の効果】本発明を適用すれば、配向膜上にレジス
トを用いなくても基板上の構造のみで電圧印加時の液晶
配向を画素内で分割することが出来、広視野な液晶表示
装置を得ることが出来る。また、構造面の工夫により、
４分割等の多数の配向の分割や、配向膜や配向処理を用
いないで電圧印加時の液晶配向を分割した液晶表示装置
が得られる。
トを用いなくても基板上の構造のみで電圧印加時の液晶
配向を画素内で分割することが出来、広視野な液晶表示
装置を得ることが出来る。また、構造面の工夫により、
４分割等の多数の配向の分割や、配向膜や配向処理を用
いないで電圧印加時の液晶配向を分割した液晶表示装置
が得られる。
【図１】液晶表示装置の作用を説明するための斜視図で
ある。
ある。
【図２】液晶表示装置の作用を説明するための斜視図で
ある。
ある。
【図３】作用を説明するための液晶表示装置用基板の製
造方法の工程断面図である。
造方法の工程断面図である。
【図４】液晶表示装置の作用を説明するための第１の一
単位画素部の断面図である。
単位画素部の断面図である。
【図５】液晶表示装置の作用を説明するための第２の一
単位画素部の断面図である。
単位画素部の断面図である。
【図６】液晶表示装置の作用を説明するための第３の一
単位画素部の断面図である。
単位画素部の断面図である。
【図７】液晶表示装置を示す斜視図である。
【図８】薄膜トランジスタアレイを示す平面図である。
【図９】一単位画素部の組立斜視図である。
【図１０】構造面の作成法を示す工程断面図である。
【図１１】第１の実施例における一単位画素部の組立斜
視図である。
視図である。
【図１２】参考例における一単位画素部の組立斜視図で
ある。
ある。
【図１３】第２の実施例における構造面を示す斜視図で
ある。
ある。
【図１４】従来の広視野を目的として領域を分割した液
晶表示装置の平面図である。
晶表示装置の平面図である。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ’線に添って切断した断面図
である。
である。
【図１６】従来の領域を分割した液晶表示装置のラビン
グ方向の模式図である。
グ方向の模式図である。
１ 凸若しくは凹構造面 ２ 鋸歯状の構造面 ３ 液晶物質（液晶層） ４ 基板 ５ 構造面を有する基板 ６ 構造面を有しない基板 ７ 分割された領域１ ８ 分割された領域２ ９、１０ 配向膜 １１ 画素 １２ カラーフィルタ １３ 画素電極 １４ 薄膜トランジスタ １５ 走査電極線 １６ 信号電極線 １７ 第１の基板 １８ 第２の基板 １９及び２０ 透明電極 ２１及び２２ ガラス基板 ２３ 帯状スペーサ ２４ 第１のポリイミド膜 ２５ 第２のポリイミド膜 ２６ 第３のポリイミド膜 ２７ 偏光板 ２８ 熱可塑性レジスト ２９ 加熱後の熱可塑性レジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−205825（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232474（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−127028（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289398（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−652（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−94318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−192926（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−296721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−130718（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36656（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−197130（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】一対の支持基板間に誘電異方性が負の液晶
物質を挟持してなる液晶表示装置において、前記支持基
板上の一方若しくは両方の支持基板上に互いに直交する
行と列からなる複数の画素電極が形成され前記画素電極
上に、ラビング処理を行わずに前記画素ピッチより細か
い鋸歯状の凹凸構造面を有する配向膜を有し、前記凹凸
構造面は前記各画素の中央部が高く前記画素電極端部に
向かって低くなり、若しくは、前記各画素端部が高く画
素中央部に向かって低くなり、前記画素電極の行又は列
のいずれかに平行となる第１の凹凸を有し、更に前記第
１の凹凸と直交する前記鋸歯状の連続した第２の凹凸を
有することを特徴とするの液晶表示装置。 - 【請求項２】絶縁基板上に配置された複数の表示単位構
造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆動する制
御構造とを持つ液晶表示装置において、前記表示単位構
造は、前記絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を
有する電極構造と、前記電極構造の前記平坦な表面の上
に形成された絶縁構造体であって、前記表示単位構造の
互いに向かい合う一組の端部の一方から、前記一組の端
部の中間部分へ向かって次第に厚さが変化する第1の絶
縁構造体部分と、前記向かい合う一組の端部の他方か
ら、前記中間部分へ向かって次第に厚さが変化する第２
の絶縁構造体部分とを有する絶縁構造体とを有し、前記
第1の絶縁構造体部分及び前記第２の絶縁構造体部分の
双方の表面が前記液晶に及ぼす配向規制力が実質的に同
一である事を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】絶縁基板上に配置された複数の表示単位構
造を有し、該表示単位構造は液晶材とこれを駆動する制
御構造とを持つ液晶表示装置において、前記表示単位構
造は、前記絶縁基板上に形成され実質的に平坦な表面を
有する電極構造と、前記電極構造の前記平坦な表面の上
に形成された絶縁構造体であって、前記表示単位構造の
互いに向かい合う一組の端部の一方から、前記一組の端
部の中間部分へ向かって次第に厚さが変化する第1の絶
縁構造体部分と、前記向かい合う一組の端部の他方か
ら、前記中間部分へ向かって次第に厚さが変化する第２
の絶縁 構造体部分とを有する絶縁構造体とを有し、前記
第1の絶縁構造体部分及び前記第２の絶縁構造体部分の
表面状態はそれぞれ、該表面の上に配置された前記液晶
材に対し、該液晶材が該それぞれの表面から略垂直に立
ち上がるような配向規制力を及ぼす事を特徴とする液晶
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333997A JP2972514B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333997A JP2972514B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 液晶表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35998197A Division JP2982777B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199193A JPH07199193A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2972514B2 true JP2972514B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=18272344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5333997A Expired - Lifetime JP2972514B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972514B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101097341B (zh) * | 1997-06-12 | 2011-09-28 | 夏普株式会社 | 彩色滤光片基板 |
| EP2597134A3 (en) * | 2011-11-23 | 2017-08-09 | Samsung Display Co., Ltd. | Alignment layer, liquid crystal display device, and method for manufacturing the same |
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| KR970016684A (ko) * | 1995-09-29 | 1997-04-28 | 이데이 노부유끼 | 액정 디바이스 및 그 제조 방법 |
| JP3317637B2 (ja) * | 1996-07-30 | 2002-08-26 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置用基板およびその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置 |
| US6344883B2 (en) | 1996-12-20 | 2002-02-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
| JP4664384B2 (ja) * | 1997-02-27 | 2011-04-06 | シャープ株式会社 | 配向処理装置、配向処理方法、及び液晶表示装置の製造方法 |
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| US6704083B1 (en) | 1997-05-30 | 2004-03-09 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Liquid crystal display including polarizing plate having polarizing directions neither parallel nor perpendicular to average alignment direction of molecules |
| EP0884626B1 (en) | 1997-06-12 | 2008-01-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vertically-aligned (VA) liquid crystal display device |
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| KR100529560B1 (ko) * | 1998-04-10 | 2006-02-28 | 삼성전자주식회사 | 광시야각 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| KR100521265B1 (ko) * | 1998-04-10 | 2006-01-12 | 삼성전자주식회사 | 광시야각 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| JP3097656B2 (ja) | 1998-05-13 | 2000-10-10 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| KR100309918B1 (ko) | 1998-05-16 | 2001-12-17 | 윤종용 | 광시야각액정표시장치및그제조방법 |
| JP3957430B2 (ja) | 1998-09-18 | 2007-08-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| US6879364B1 (en) | 1998-09-18 | 2005-04-12 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Liquid crystal display apparatus having alignment control for brightness and response |
| CN100442125C (zh) * | 1998-09-18 | 2008-12-10 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
| KR20000040123A (ko) * | 1998-12-17 | 2000-07-05 | 김영환 | 액정 표시 장치 |
| JP4215905B2 (ja) | 1999-02-15 | 2009-01-28 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
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