JP3382117B2 - 反強誘電性液晶表示素子 - Google Patents
反強誘電性液晶表示素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反強誘電性液晶表
示素子に関するものである。 【0002】 【従来の技術】反強誘電性液晶のように大きな自発分極
を有する液晶材料は、表面安定化表示モードにおいて高
速応答性、広視野角といった特徴を示すことから、次世
代の液晶表示素子の材料として期待されている。特に近
年では、それぞれの画素にアクティブ素子を設け駆動す
るアクティブマトリクス型表示素子として動画表示も多
く試みられている。液晶表示素子として用いられる場
合、反強誘電性液晶はスメクチック相の温度範囲で使用
される。スメクチック相では、液晶分子は基板間に挟持
されることで層法線方向が基板と平行な層構造を形成す
る。これに対して現在TFT液晶表示素子に多く用いら
れるネマチック液晶は、液晶分子が基板の厚み方向に所
定の角度ねじれて配列している構造であり、層構造は示
さない。層構造を示すスメクチック液晶は、ネマチック
液晶と比較してより高い秩序性を持つので、この秩序性
を崩さず乱れのない配向状態を得るためには、より高度
な配向制御技術が必要になる。例えばスメクチック液晶
は、アクティブマトリクスアレイ基板やカラーフィルタ
基板といった凹凸のある基板間に挟持した場合、平坦な
基板を使用した場合と同様のラビング配向処理を施して
も、その配向が大きく乱されてしまう。ネマチック液晶
ではこのような現象はない。 【0003】この配向の乱れを解消するために、一般に
液晶を注入後電場を印加しながら熱処理を施すことが知
られているが、上記のスメクチック液晶の配向の乱れを
解消するには至っていない。 【0004】また、スメクチック液晶のように大きな自
発分極を有する液晶材料は、一般にスメクチックC 相を
形成するが、より高温側にスメクチックA 相を示すこと
が多い。熱処理を施して、等方相から徐冷しつつ液晶材
料を配向制御する場合、スメクチックA 相からスメクチ
ックC 相への温度変化の課程で層間隔が変化するため、
形成されるスメクチックC 相の層の方向が配向膜の配向
処理方向と垂直にならず、層法線方向が配向処理方向か
ら一定角度傾く現象が生じる。この時に液晶表示素子の
一対のガラス基板のラビング方向が平行であると、基板
間に狭持された反強誘電性液晶材料の配向が大きく乱さ
れてしまうのである。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑みてなされたもので、大きな自発分極を持つ反強誘電
性液晶材料の配向の乱れを無くし、かつ一軸制御された
配向を実現することで、高い表示性能を持つ反強誘電性
液晶表示素子を提供することを目的とする。 【0006】 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、色毎に高さの
違う複数の色部が周期的に並んでいるカラーフィルタ基
板と、前記カラーフィルタ基板に対向して配置され、画
素電極及びこの各々の画素電極に対応してアクティブ素
子が複数設けられたアレイ基板と、前記複数の色部上に
形成された第1の配向膜と、前記画素電極上に形成され
た第2の配向膜と、前記第1及び第2の配向膜が対向配
置され、この第1及び第2の配向膜間に形成された反強
誘電性液晶とを具備し、前記第1の配向膜は、前記高さ
の異なる複数の色部の高さが順に増加する方向へ配向処
理され、前記第2の配向膜は、前記第1の配向膜の配向
処理方向と所定の角度をもって配向処理されていること
を特徴とする反強誘電性液晶表示素子を提供する。 【0008】 【発明の実施の形態】我々は一対の基板のラビング方向
を、互いに所定の角度ずらすことで乱れのないスメクチ
ックの層が形成できることを実験的に確認している。ず
らす角度については、使用する反強誘電性液晶材料によ
って一義的に決まる。また我々の研究の結果、配向乱れ
のないスメクチック相を形成するためには、TFTやカ
ラーフィルタの形成された凹凸のある基板上の配向膜を
ラビングする方向には、基板によって最適な方向がある
ことも分かった。図1に、本発明の反強誘電性液晶表示
素子の断面図を示す。ガラスやプラスチックの基板1上
にゲート電極2、ゲート絶縁膜3、を介して形成された
半導体膜4が形成されている。この半導体膜4上には信
号線端子5と画素電極端子6が形成され、これらによっ
てTFTが構成されている。このTFTの画素電極端子
6には画素電極7(ITO :Indium Tin Oxide)が接続さ
れている。さらに、これらTFT、画素電極7上には配
向膜8が形成されている。対向する基板10の上には、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タが形成され、対向電極16(ITO)と配向膜17が
全面に形成されている。TFTアレイ基板1とカラーフ
ィルタ基板10はスペーサ12を介して対向配置され、
これらの間には反強誘電性液晶11が挟持されている。
TFT基板1とカラーフィルタ基板10には、それぞれ
クロスニコル状態に配置された偏光子13、14が配置
されている。ここでスペーサ12はセルギャップを一定
に保つために基板上に分散されたスペーサーボールであ
るが、柱状のスペーサーでも構わない。ただし、スペー
サーボール密度は、100個/mm2以下であることが
好ましい。セルギャップは1.5μm以上2.5μm以
下と非常に狭いため、上下基板上に設けられた電極間で
のリークを防ぐために、配向膜8、17の下に別途無機
材料からなる絶縁膜を設けることは有用である。本発明
で、TFTアレイ基板やカラーフィルタ基板など凹凸の
ある基板上の配向処理は、凹凸の程度や頻度の少ない方
向に行うことが必要である。図2は、TFTアレイ基板
1の膜面からみた図である。基板長辺方向に平行にゲー
ト線21が等間隔に形成され、基板短辺方向に平行に信
号線22が等間隔に形成されている。ゲート線21、信
号線22に囲まれた部分には、画素電極23が形成され
ている。この画素電極23は基板短辺方向が長手方向、
基板長辺方向が短手方向の形状をしている。ここで、T
FTは逆スタガ構造を採用しており、ゲート線21と信
号線22のクロス部分では信号線22が前面に配線され
ている。図2(b)は、図2(a)の略図である。本発
明では、図中24の方向にラビング等の配向処理を施
す。大きい誘電異方性を有する反強誘電性液晶を良好に
配向させるためには、強いラビング処理が望ましい。し
かしながら、凹凸のある基板上に形成されたポリイミド
配向膜を強く擦るとポリイミド膜が剥れるという問題が
ある。これに対して本発明では、ラビングを画素電極の
長手方向であり、かつ、最も凸である信号線22に沿っ
て行っているので、強く擦っても配向膜が剥れることが
ない。図2(c)はTFTがスタガ構造をとっている場
合の略図で、クロス部分ではゲート線21が手前にきて
いる。この場合は、凹凸の頻度の少ない25と程度の少
ない26のいずれかの方向にラビングを行うことが好ま
しい。これ以降の図においては信号線を太線、ゲート線
を2本線と、簡略化した形で示す。図3はTFTアレイ
基板31と対向基板32のラビング方向のずれを説明す
る図である。両基板は膜面を内側に向けて配置されてお
り、矢印は膜面の配向処理方向を示す。前述したよう
に、逆スタガ構造を採用しているTFTアレイ基板31
は、画素電極の長手方向、矢印33の方向にラビング処
理される。また対向基板32は矢印33の方向とは所定
の角度2Θずれた矢印34の方向にラビングされる。こ
のときTFTアレイ基板31と対向基板32間に挟持さ
れる反強誘電性液晶は、TFTアレイ基板31のラビン
グ方向33と対向基板32のラビング方向34の中間、
すなわち基板短辺方向に対して角Θずれた方向に層法線
方向を向けた層を形成して配向する。カラーフィルタに
おいてもその凹凸によって、良好なラビング方向があ
る。カラーフィルタ基板45は、それぞれの色によって
その高さが違うが、図4(a)に一例を示す。レッド4
1とブルー42は0.1μmの差があり、ブルー42と
グリーン43は0.1μmの差がある。さらにレッド4
1はグリーン43より0.2μm高い。44はブラック
マトリックスである。このように大きな段差が生じてい
るカラーフィルタ基板45のラビング方向は、異なる色
部を横切らない方向、もしくは矢印46に示した順に高
さが増加する方向が好ましい。カラーフィルタの色部の
配列は複数あるが、ここでは代表的な3つの例を挙げ
る。いずれもカラーフィルタ基板11の膜面から見た図
であり、それぞれ図4(b)ストライプ配列、図4
(c)デルタ配列、図4(d)モザイク配列と呼ばれて
いる。ストライプ配列図4(b)の場合は、異なる色部
を横切らない方向として、ストライプに沿った方向に配
向処理することが好ましい。または順に高さが増加する
方向として、矢印47で示す方向、すなわちストライプ
に対して左方向は180°全ての方向で好ましい。すな
わち順に高さが増加するグリーン43、ブルー42、レ
ッド41の方向にラビング処理することが好ましい。デ
ルタ配列図4(c)では矢印48、49、50の方向
が、順に高さが増加するグリーン43、ブルー42、レ
ッド41の方向である。モザイク配列図4(d)では矢
印51、52の方向が順に高さが増加するグリーン4
3、ブルー42、レッド41の方向である。このように
順に色部の高さが増加する方向にラビングすることで、
ポリイミド配向膜の剥離を防ぐことができる。図5はカ
ラーフィルター基板54とTFT基板53のラビング方
向のずれを説明する図である。両基板は膜面を内側に向
けて配置されており、矢印は膜面の配向処理方向を示
す。前述したように、カラーフィルター基板54はスト
ライプ配列の色部と平行方向、矢印56の方向にラビン
グ処理される。またTFT基板53は矢印56の方向と
は所定の角度2Θずれた矢印55の方向にラビングされ
る。このときカラーフィルタ基板54とTFT基板53
間に挟持される反強誘電性液晶は、カラーフィルタ基板
54のラビング方向56とTFTアレイ基板53のラビ
ング方向55の中間、すなわち基板短辺方向に対して角
Θずれた方向に層法線方向を向けた層を形成して配向す
る。カラーフィルタ基板、TFTアレイ基板の両方に凹
凸がある場合は、より凹凸の程度、または頻度の大きい
方の基板について、前述と同様に配向処理することが望
ましいが、画素部が凸部になっているカラーフィルタ側
を優先してラビング方向を決定することが多い。図6は
図3のラビング方法で作成したセルに、反強誘電性液晶
を注入したときの構造をカラーフィルター側から見たと
きの図である。図3のようにTFT基板61のラビング
方向をセル短辺方向、矢印61の方向にラビング処理
し、カラーフィルタ基板のラビング方向を、矢印61か
ら角2Θずれた方向62にラビング処理した場合、反強
誘電性液晶は図6に示すような層を形成して配向する。
層の法線方向は矢印61からΘずれた方向にそろう。 【0009】封止後に電場を印加しながら熱処理を施す
と、液晶の体積が微妙に変化して、シール部分から反強
誘電性液晶の層に沿って液晶未注入部分が成長すること
がある。この欠陥の侵入をできるだけ防ぐためには、層
が図7(a)に示すように注入口71を層72ができる
だけ短いほうに設けることが好ましい。図7(b)のよ
うに層75が長く伸びているほうに注入口74を設ける
と、前述の欠陥がセル76の表示部分にまで進入してし
まい表示特性上好ましくない。この欠陥は、図7(c)
に示すように注入口と平行に液晶層を形成した場合に最
も効果的に抑制される。よって、凹凸を考慮しても若干
の自由度があるカラーフィルタ側のラビングの方向を、
注入後の層構造と注入口が平行になるように考慮するこ
とで、欠陥の入り込みを最小限に抑えることが可能であ
る。 【0010】このように強誘電性液晶や反強誘電性液晶
などの大きな自発分極を有する液晶材料を一様に配向さ
せるためには、両基板の配向処理方向をずらす必要があ
る。本発明は、凹凸のある一方の基板について最適な方
向にラビングを行い、他方の基板について液晶材料より
一義的に決定される角度をもってラビングすることによ
って、高い表示性能を持つ液晶表示素子を供給すること
が可能である。 【0011】以下、本発明の大きな自発分極を有する液
晶材料とTFT アレイを具備したセルを使用した液晶表示
素子の配向処理の実施例を示す。なお、これら実験例
は、本発明の理解を容易にする目的で記載されるもので
あり、本発明の主旨を変えない範囲で種々変更して行う
ことができる。 【0012】(実施例1)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)が形成された逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)が形成された対向基板10
を準備する。これらの基板双方に、絶縁膜と配向膜を兼
ねたポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成
ゴム(株))8、17を厚さ65nmで印刷により成膜
する。これらをオーブンで焼成した後、図9に示す方
向、すなわち、逆スタガ構造のTFTアレイ基板93と
カラーフィルタ基板94の双方について、基板短辺方向
からともに時計方向に8°ずらした方向91、92にラ
ビングを行う。ラビング強度は、ラビングローラーの押
し込み量を0.5mmとする。我々の研究の結果反強誘
電性液晶を良好に層構造に配向させるためには、ラビン
グローラーの押し込み量が0.4mm以上0.7以下で
あればいいことが分かった。0.3mm以下であると、
反強誘電性液晶は線状或いは扇状の構造となり、良好な
表示特性が得られない。また0.7mmよりも大きくな
ると、ポリイミド配向膜が剥れてしまい反強誘電性液晶
を配向できなくなってしまう。本実施例ではラビングロ
ーラーの押し込み量を0.5mmとしたが、ラビング後
に膜面を顕微鏡で観察したところ、TFTアレイ基板9
3では配線近傍のポリイミド配向膜17が若干はがれて
はいたものの画素領域には至っておらず、カラーフィル
タ基板94ではポリイミド配向膜8のはがれは全く認め
られなかった。これは図4(a)(b)に示すように色
部の低い順(グリーン43→ブルー42→レッド41)
に周期的に繰り返している方向にラビング処理している
ためである(図9)。このようにラビング処理した両基
板に、張り合わせのためのエポキシ接着剤を所定の位置
に付与する。次に基板面に直径2μmの樹脂製のスペー
サーボール12を密度100個/mm2 になるように散
布し、画素部分と電極部分が重なるように基板を合わせ
て接着し液晶セルを形成する。次に反強誘電性液晶材料
11として、AFLC液晶材料MLC−0076(三井
石油化学社製)を準備し、真空容器に前述の液晶セルを
置き、真空下で液晶セルの加熱温度を液晶材料11の融
点である100℃以上に設定したあと、液晶11で注入
口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによって
液晶材料11を液晶セル内に充填する。液晶が充填され
た液晶セルを電場を印加しながら熱処理を施したとこ
ろ、液晶が一方向に揃った層構造が得られ、良好な配向
状態であることが確認された。この結果、コントラスト
は100と、飛躍的に向上した。 【0013】(実施例2)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなる平坦化された
カラーフィルタと対向電極16(ITO)を具備した対
向する対向基板10を準備する。次にこれら双方の基板
に絶縁膜と配向膜を兼ねたポリイミド(オプトマーAL
−1051:日本合成ゴム(株))8、17を厚さ65
nm印刷により成膜した。これら配向膜が形成された基
板をオーブンで焼成した後、図10に示した方向、すな
わち、TFT基板103に関しては基板短辺方向に平行
な方向101に、平坦化カラーフィルタ基板104に関
しては、これから時計回りに16°ずらした方向102
にラビングを行う。このとき、ラビング強度はラビング
ローラーの押し込み量を0.7mmとしたが、ラビング
後に膜面を顕微鏡で観察したところ、ポリイミド配向膜
8、17がはがれる様子は全く認められなかった。カラ
ーフィルター側の基板は予め色部の凹凸を埋め込んで平
坦化処理を施したものを使用したので、ポリイミド配向
膜の剥れは見られなかった。次にこれら配向処理した両
基板に張り合わせのためのエポキシ接着剤を所定の位置
に付与する。基板面に直径2μmの樹脂製のスペーサー
ボール12を密度100個/mm2 になるように散布
し、画素部分と電極部分が重なるように基板を合わせて
接着し液晶セルを形成する。次に反強誘電液晶材料11
として、AFLC液晶材料MLC−0076(三井石油
化学社製)を準備し、真空容器に前述の液晶セルを置
き、真空下で液晶セルの加熱温度を液晶材料11の融点
である100℃以上に設定したあと、液晶11で注入口
を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによって液
晶材料11を液晶セル内に充填する。この液晶が充填さ
れた液晶セルに電場を印加しながら熱処理を施したとこ
ろ、一方向に揃った層構造が得られ、良好な配向状態で
あることが確認された。この結果、コントラストは10
0と、飛躍的に向上した。 【0014】(比較例1)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)を具備した対向基板10を
準備する。これら双方の基板に絶縁膜と配向膜を兼ねた
ポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成ゴム
(株))8、17を厚さ65nm印刷により成膜した。
これら配向膜が形成された基板をオーブンで焼成した
後、図8に示した方向、すなわち、逆スタガ構造のTF
Tアレイ基板83とカラーフィルタ基板84の双方につ
いて、基板短辺方向からともに時計方向に8°ずらした
方向81、82にラビングを行った。ラビングの強さは
ラビングローラーの押し込み量を0.7mmとした。こ
の比較例では、カラーフィルタの色部が高い順に周期的
に並んでいる方向にラビングしたものである。すなわち
図4(a)(b)で、レッド41→ブルー42→グリー
ン43となる方向にラビング処理をした。ラビング後に
膜面を顕微鏡で観察したところ、TFTアレイ基板83
では配線近傍のポリイミド配向膜17が若干はがれては
いたものの画素領域には至っていなかったが、カラーフ
ィルタ基板82では画素領域にいたるまで広くはがれて
いる様子が観察された。 【0015】(比較例2)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)を具備した対向基板10を
準備する。これら双方の基板に、絶縁膜と配向膜を兼ね
たポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成ゴ
ム(株))8、17を厚さ65nm印刷により成膜す
る。これら配向膜が形成された基板をオーブンで焼成し
た後、図8に示した方向、すなわち、逆スタガ構造のT
FTアレイ基板83とカラーフィルタ基板84の双方に
ついて、基板短辺方向からともに時計方向に8°ずらし
た方向81、82にラビングを行った。このとき、ラビ
ングローラーの押し込み量を0. 7mmから0. 5mm
に減らすことで、(比較例1)より弱いラビングを行っ
た。ラビング後に膜面を顕微鏡で観察したところ、ポリ
イミド配向膜8、17のはがれは認められなかった。次
に配向処理された両基板に張り合わせのためのエポキシ
接着剤を所定の位置に付与する。基板面に直径2μmの
樹脂製のスペーサーボール12を密度100個/mm2
になるように散布し、画素部分と電極部分が重なるよう
に基板を合わせて接着し液晶セルを形成する。次に反強
誘電性液晶材料11として、AFLC液晶材料MLC−
0076(三井石油化学社製)を準備し、真空容器に前
述の液晶セルを置き、真空下で液晶セルの加熱温度を液
晶材料11の融点である100℃以上に設定したあと、
液晶11で注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻
すことによって液晶材料11を液晶セル内に充填した。
ところが、この液晶セルに電場を印加しながら熱処理を
施したものの、層構造は得られず、配向規制力が不十分
な場合に観察される扇状組織が観察された。この結果、
コントラストは〜2と、著しく低い値となった。この比
較例では配向膜が剥れないよう配向処理を弱く施したも
のの、配向処理が弱いと十分に反強誘電性液晶を配向す
るにはいたっていないことが分かった。ところで、強誘
電性液晶や反強誘電性液晶のように大きな自発分極を有
するスメスチック液晶は、注入時間を充分にとらないと
一様な配向が難しく、ひどい場合は層に平行なすじ状の
欠陥が生じるという問題がある。そこで図11に示すよ
うにセル横手方向に複数の注入口111を設けることに
よって、液晶供給能力を上げることができ、供給不足か
ら生じるすじ状の欠陥を防ぐことができる。また注入時
間の短縮を同時に図ることが可能となる。すじ状の欠陥
は注入速度と関係があり、より低速での注入によってす
じ欠陥を抑えることができる。よって、前述の方法でも
すじ欠陥が消えなかった場合には、図11に示したよう
にラビング方向と注入方向が逆になるように注入口を設
けることは効果的である。また形成される層の法線方向
を基板短手方向に平行にすることで、配向破壊を防ぐこ
とができる。すなわち基板長手方向には大きな応力がか
かるのでこの方向に層の法線方向がそろうと、層に沿っ
て配向の亀裂が生じてしまう。従って基板長手方向に層
がそろう方向に配向することで、液晶に応力がかかりに
くくできる。さらに図12(a)に示すように、基板長
手方向に液晶層がそろう方向、すなわち基板短手方向に
液晶層の法線がそろうように配向させることで、横方向
の視野角を広くすることができる。これは液晶が121
のように配向するので、視野角に劣る方向が表示画面の
上のほうになるので、結果として横方向の視野が広がる
のである。これに対して図12(b)に示すように液晶
層がそろう方向が基板短手方向だと、122のように液
晶分子が横方向に配向してしまうので、視野角に劣る方
向が、表示画面横になる。この結果として横方向の視野
は狭くなる。このことからも液晶層は基板長手方向に揃
うようにすることが好ましい。 【0016】 【発明の効果】以上説明した如く、強誘電性液晶や反強
誘電性液晶のように大きな自発分極を持つ液晶材料の配
向を良好に行うことができ、表示特性の向上を図ること
が可能となる。
示素子に関するものである。 【0002】 【従来の技術】反強誘電性液晶のように大きな自発分極
を有する液晶材料は、表面安定化表示モードにおいて高
速応答性、広視野角といった特徴を示すことから、次世
代の液晶表示素子の材料として期待されている。特に近
年では、それぞれの画素にアクティブ素子を設け駆動す
るアクティブマトリクス型表示素子として動画表示も多
く試みられている。液晶表示素子として用いられる場
合、反強誘電性液晶はスメクチック相の温度範囲で使用
される。スメクチック相では、液晶分子は基板間に挟持
されることで層法線方向が基板と平行な層構造を形成す
る。これに対して現在TFT液晶表示素子に多く用いら
れるネマチック液晶は、液晶分子が基板の厚み方向に所
定の角度ねじれて配列している構造であり、層構造は示
さない。層構造を示すスメクチック液晶は、ネマチック
液晶と比較してより高い秩序性を持つので、この秩序性
を崩さず乱れのない配向状態を得るためには、より高度
な配向制御技術が必要になる。例えばスメクチック液晶
は、アクティブマトリクスアレイ基板やカラーフィルタ
基板といった凹凸のある基板間に挟持した場合、平坦な
基板を使用した場合と同様のラビング配向処理を施して
も、その配向が大きく乱されてしまう。ネマチック液晶
ではこのような現象はない。 【0003】この配向の乱れを解消するために、一般に
液晶を注入後電場を印加しながら熱処理を施すことが知
られているが、上記のスメクチック液晶の配向の乱れを
解消するには至っていない。 【0004】また、スメクチック液晶のように大きな自
発分極を有する液晶材料は、一般にスメクチックC 相を
形成するが、より高温側にスメクチックA 相を示すこと
が多い。熱処理を施して、等方相から徐冷しつつ液晶材
料を配向制御する場合、スメクチックA 相からスメクチ
ックC 相への温度変化の課程で層間隔が変化するため、
形成されるスメクチックC 相の層の方向が配向膜の配向
処理方向と垂直にならず、層法線方向が配向処理方向か
ら一定角度傾く現象が生じる。この時に液晶表示素子の
一対のガラス基板のラビング方向が平行であると、基板
間に狭持された反強誘電性液晶材料の配向が大きく乱さ
れてしまうのである。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑みてなされたもので、大きな自発分極を持つ反強誘電
性液晶材料の配向の乱れを無くし、かつ一軸制御された
配向を実現することで、高い表示性能を持つ反強誘電性
液晶表示素子を提供することを目的とする。 【0006】 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、色毎に高さの
違う複数の色部が周期的に並んでいるカラーフィルタ基
板と、前記カラーフィルタ基板に対向して配置され、画
素電極及びこの各々の画素電極に対応してアクティブ素
子が複数設けられたアレイ基板と、前記複数の色部上に
形成された第1の配向膜と、前記画素電極上に形成され
た第2の配向膜と、前記第1及び第2の配向膜が対向配
置され、この第1及び第2の配向膜間に形成された反強
誘電性液晶とを具備し、前記第1の配向膜は、前記高さ
の異なる複数の色部の高さが順に増加する方向へ配向処
理され、前記第2の配向膜は、前記第1の配向膜の配向
処理方向と所定の角度をもって配向処理されていること
を特徴とする反強誘電性液晶表示素子を提供する。 【0008】 【発明の実施の形態】我々は一対の基板のラビング方向
を、互いに所定の角度ずらすことで乱れのないスメクチ
ックの層が形成できることを実験的に確認している。ず
らす角度については、使用する反強誘電性液晶材料によ
って一義的に決まる。また我々の研究の結果、配向乱れ
のないスメクチック相を形成するためには、TFTやカ
ラーフィルタの形成された凹凸のある基板上の配向膜を
ラビングする方向には、基板によって最適な方向がある
ことも分かった。図1に、本発明の反強誘電性液晶表示
素子の断面図を示す。ガラスやプラスチックの基板1上
にゲート電極2、ゲート絶縁膜3、を介して形成された
半導体膜4が形成されている。この半導体膜4上には信
号線端子5と画素電極端子6が形成され、これらによっ
てTFTが構成されている。このTFTの画素電極端子
6には画素電極7(ITO :Indium Tin Oxide)が接続さ
れている。さらに、これらTFT、画素電極7上には配
向膜8が形成されている。対向する基板10の上には、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タが形成され、対向電極16(ITO)と配向膜17が
全面に形成されている。TFTアレイ基板1とカラーフ
ィルタ基板10はスペーサ12を介して対向配置され、
これらの間には反強誘電性液晶11が挟持されている。
TFT基板1とカラーフィルタ基板10には、それぞれ
クロスニコル状態に配置された偏光子13、14が配置
されている。ここでスペーサ12はセルギャップを一定
に保つために基板上に分散されたスペーサーボールであ
るが、柱状のスペーサーでも構わない。ただし、スペー
サーボール密度は、100個/mm2以下であることが
好ましい。セルギャップは1.5μm以上2.5μm以
下と非常に狭いため、上下基板上に設けられた電極間で
のリークを防ぐために、配向膜8、17の下に別途無機
材料からなる絶縁膜を設けることは有用である。本発明
で、TFTアレイ基板やカラーフィルタ基板など凹凸の
ある基板上の配向処理は、凹凸の程度や頻度の少ない方
向に行うことが必要である。図2は、TFTアレイ基板
1の膜面からみた図である。基板長辺方向に平行にゲー
ト線21が等間隔に形成され、基板短辺方向に平行に信
号線22が等間隔に形成されている。ゲート線21、信
号線22に囲まれた部分には、画素電極23が形成され
ている。この画素電極23は基板短辺方向が長手方向、
基板長辺方向が短手方向の形状をしている。ここで、T
FTは逆スタガ構造を採用しており、ゲート線21と信
号線22のクロス部分では信号線22が前面に配線され
ている。図2(b)は、図2(a)の略図である。本発
明では、図中24の方向にラビング等の配向処理を施
す。大きい誘電異方性を有する反強誘電性液晶を良好に
配向させるためには、強いラビング処理が望ましい。し
かしながら、凹凸のある基板上に形成されたポリイミド
配向膜を強く擦るとポリイミド膜が剥れるという問題が
ある。これに対して本発明では、ラビングを画素電極の
長手方向であり、かつ、最も凸である信号線22に沿っ
て行っているので、強く擦っても配向膜が剥れることが
ない。図2(c)はTFTがスタガ構造をとっている場
合の略図で、クロス部分ではゲート線21が手前にきて
いる。この場合は、凹凸の頻度の少ない25と程度の少
ない26のいずれかの方向にラビングを行うことが好ま
しい。これ以降の図においては信号線を太線、ゲート線
を2本線と、簡略化した形で示す。図3はTFTアレイ
基板31と対向基板32のラビング方向のずれを説明す
る図である。両基板は膜面を内側に向けて配置されてお
り、矢印は膜面の配向処理方向を示す。前述したよう
に、逆スタガ構造を採用しているTFTアレイ基板31
は、画素電極の長手方向、矢印33の方向にラビング処
理される。また対向基板32は矢印33の方向とは所定
の角度2Θずれた矢印34の方向にラビングされる。こ
のときTFTアレイ基板31と対向基板32間に挟持さ
れる反強誘電性液晶は、TFTアレイ基板31のラビン
グ方向33と対向基板32のラビング方向34の中間、
すなわち基板短辺方向に対して角Θずれた方向に層法線
方向を向けた層を形成して配向する。カラーフィルタに
おいてもその凹凸によって、良好なラビング方向があ
る。カラーフィルタ基板45は、それぞれの色によって
その高さが違うが、図4(a)に一例を示す。レッド4
1とブルー42は0.1μmの差があり、ブルー42と
グリーン43は0.1μmの差がある。さらにレッド4
1はグリーン43より0.2μm高い。44はブラック
マトリックスである。このように大きな段差が生じてい
るカラーフィルタ基板45のラビング方向は、異なる色
部を横切らない方向、もしくは矢印46に示した順に高
さが増加する方向が好ましい。カラーフィルタの色部の
配列は複数あるが、ここでは代表的な3つの例を挙げ
る。いずれもカラーフィルタ基板11の膜面から見た図
であり、それぞれ図4(b)ストライプ配列、図4
(c)デルタ配列、図4(d)モザイク配列と呼ばれて
いる。ストライプ配列図4(b)の場合は、異なる色部
を横切らない方向として、ストライプに沿った方向に配
向処理することが好ましい。または順に高さが増加する
方向として、矢印47で示す方向、すなわちストライプ
に対して左方向は180°全ての方向で好ましい。すな
わち順に高さが増加するグリーン43、ブルー42、レ
ッド41の方向にラビング処理することが好ましい。デ
ルタ配列図4(c)では矢印48、49、50の方向
が、順に高さが増加するグリーン43、ブルー42、レ
ッド41の方向である。モザイク配列図4(d)では矢
印51、52の方向が順に高さが増加するグリーン4
3、ブルー42、レッド41の方向である。このように
順に色部の高さが増加する方向にラビングすることで、
ポリイミド配向膜の剥離を防ぐことができる。図5はカ
ラーフィルター基板54とTFT基板53のラビング方
向のずれを説明する図である。両基板は膜面を内側に向
けて配置されており、矢印は膜面の配向処理方向を示
す。前述したように、カラーフィルター基板54はスト
ライプ配列の色部と平行方向、矢印56の方向にラビン
グ処理される。またTFT基板53は矢印56の方向と
は所定の角度2Θずれた矢印55の方向にラビングされ
る。このときカラーフィルタ基板54とTFT基板53
間に挟持される反強誘電性液晶は、カラーフィルタ基板
54のラビング方向56とTFTアレイ基板53のラビ
ング方向55の中間、すなわち基板短辺方向に対して角
Θずれた方向に層法線方向を向けた層を形成して配向す
る。カラーフィルタ基板、TFTアレイ基板の両方に凹
凸がある場合は、より凹凸の程度、または頻度の大きい
方の基板について、前述と同様に配向処理することが望
ましいが、画素部が凸部になっているカラーフィルタ側
を優先してラビング方向を決定することが多い。図6は
図3のラビング方法で作成したセルに、反強誘電性液晶
を注入したときの構造をカラーフィルター側から見たと
きの図である。図3のようにTFT基板61のラビング
方向をセル短辺方向、矢印61の方向にラビング処理
し、カラーフィルタ基板のラビング方向を、矢印61か
ら角2Θずれた方向62にラビング処理した場合、反強
誘電性液晶は図6に示すような層を形成して配向する。
層の法線方向は矢印61からΘずれた方向にそろう。 【0009】封止後に電場を印加しながら熱処理を施す
と、液晶の体積が微妙に変化して、シール部分から反強
誘電性液晶の層に沿って液晶未注入部分が成長すること
がある。この欠陥の侵入をできるだけ防ぐためには、層
が図7(a)に示すように注入口71を層72ができる
だけ短いほうに設けることが好ましい。図7(b)のよ
うに層75が長く伸びているほうに注入口74を設ける
と、前述の欠陥がセル76の表示部分にまで進入してし
まい表示特性上好ましくない。この欠陥は、図7(c)
に示すように注入口と平行に液晶層を形成した場合に最
も効果的に抑制される。よって、凹凸を考慮しても若干
の自由度があるカラーフィルタ側のラビングの方向を、
注入後の層構造と注入口が平行になるように考慮するこ
とで、欠陥の入り込みを最小限に抑えることが可能であ
る。 【0010】このように強誘電性液晶や反強誘電性液晶
などの大きな自発分極を有する液晶材料を一様に配向さ
せるためには、両基板の配向処理方向をずらす必要があ
る。本発明は、凹凸のある一方の基板について最適な方
向にラビングを行い、他方の基板について液晶材料より
一義的に決定される角度をもってラビングすることによ
って、高い表示性能を持つ液晶表示素子を供給すること
が可能である。 【0011】以下、本発明の大きな自発分極を有する液
晶材料とTFT アレイを具備したセルを使用した液晶表示
素子の配向処理の実施例を示す。なお、これら実験例
は、本発明の理解を容易にする目的で記載されるもので
あり、本発明の主旨を変えない範囲で種々変更して行う
ことができる。 【0012】(実施例1)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)が形成された逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)が形成された対向基板10
を準備する。これらの基板双方に、絶縁膜と配向膜を兼
ねたポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成
ゴム(株))8、17を厚さ65nmで印刷により成膜
する。これらをオーブンで焼成した後、図9に示す方
向、すなわち、逆スタガ構造のTFTアレイ基板93と
カラーフィルタ基板94の双方について、基板短辺方向
からともに時計方向に8°ずらした方向91、92にラ
ビングを行う。ラビング強度は、ラビングローラーの押
し込み量を0.5mmとする。我々の研究の結果反強誘
電性液晶を良好に層構造に配向させるためには、ラビン
グローラーの押し込み量が0.4mm以上0.7以下で
あればいいことが分かった。0.3mm以下であると、
反強誘電性液晶は線状或いは扇状の構造となり、良好な
表示特性が得られない。また0.7mmよりも大きくな
ると、ポリイミド配向膜が剥れてしまい反強誘電性液晶
を配向できなくなってしまう。本実施例ではラビングロ
ーラーの押し込み量を0.5mmとしたが、ラビング後
に膜面を顕微鏡で観察したところ、TFTアレイ基板9
3では配線近傍のポリイミド配向膜17が若干はがれて
はいたものの画素領域には至っておらず、カラーフィル
タ基板94ではポリイミド配向膜8のはがれは全く認め
られなかった。これは図4(a)(b)に示すように色
部の低い順(グリーン43→ブルー42→レッド41)
に周期的に繰り返している方向にラビング処理している
ためである(図9)。このようにラビング処理した両基
板に、張り合わせのためのエポキシ接着剤を所定の位置
に付与する。次に基板面に直径2μmの樹脂製のスペー
サーボール12を密度100個/mm2 になるように散
布し、画素部分と電極部分が重なるように基板を合わせ
て接着し液晶セルを形成する。次に反強誘電性液晶材料
11として、AFLC液晶材料MLC−0076(三井
石油化学社製)を準備し、真空容器に前述の液晶セルを
置き、真空下で液晶セルの加熱温度を液晶材料11の融
点である100℃以上に設定したあと、液晶11で注入
口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによって
液晶材料11を液晶セル内に充填する。液晶が充填され
た液晶セルを電場を印加しながら熱処理を施したとこ
ろ、液晶が一方向に揃った層構造が得られ、良好な配向
状態であることが確認された。この結果、コントラスト
は100と、飛躍的に向上した。 【0013】(実施例2)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなる平坦化された
カラーフィルタと対向電極16(ITO)を具備した対
向する対向基板10を準備する。次にこれら双方の基板
に絶縁膜と配向膜を兼ねたポリイミド(オプトマーAL
−1051:日本合成ゴム(株))8、17を厚さ65
nm印刷により成膜した。これら配向膜が形成された基
板をオーブンで焼成した後、図10に示した方向、すな
わち、TFT基板103に関しては基板短辺方向に平行
な方向101に、平坦化カラーフィルタ基板104に関
しては、これから時計回りに16°ずらした方向102
にラビングを行う。このとき、ラビング強度はラビング
ローラーの押し込み量を0.7mmとしたが、ラビング
後に膜面を顕微鏡で観察したところ、ポリイミド配向膜
8、17がはがれる様子は全く認められなかった。カラ
ーフィルター側の基板は予め色部の凹凸を埋め込んで平
坦化処理を施したものを使用したので、ポリイミド配向
膜の剥れは見られなかった。次にこれら配向処理した両
基板に張り合わせのためのエポキシ接着剤を所定の位置
に付与する。基板面に直径2μmの樹脂製のスペーサー
ボール12を密度100個/mm2 になるように散布
し、画素部分と電極部分が重なるように基板を合わせて
接着し液晶セルを形成する。次に反強誘電液晶材料11
として、AFLC液晶材料MLC−0076(三井石油
化学社製)を準備し、真空容器に前述の液晶セルを置
き、真空下で液晶セルの加熱温度を液晶材料11の融点
である100℃以上に設定したあと、液晶11で注入口
を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによって液
晶材料11を液晶セル内に充填する。この液晶が充填さ
れた液晶セルに電場を印加しながら熱処理を施したとこ
ろ、一方向に揃った層構造が得られ、良好な配向状態で
あることが確認された。この結果、コントラストは10
0と、飛躍的に向上した。 【0014】(比較例1)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)を具備した対向基板10を
準備する。これら双方の基板に絶縁膜と配向膜を兼ねた
ポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成ゴム
(株))8、17を厚さ65nm印刷により成膜した。
これら配向膜が形成された基板をオーブンで焼成した
後、図8に示した方向、すなわち、逆スタガ構造のTF
Tアレイ基板83とカラーフィルタ基板84の双方につ
いて、基板短辺方向からともに時計方向に8°ずらした
方向81、82にラビングを行った。ラビングの強さは
ラビングローラーの押し込み量を0.7mmとした。こ
の比較例では、カラーフィルタの色部が高い順に周期的
に並んでいる方向にラビングしたものである。すなわち
図4(a)(b)で、レッド41→ブルー42→グリー
ン43となる方向にラビング処理をした。ラビング後に
膜面を顕微鏡で観察したところ、TFTアレイ基板83
では配線近傍のポリイミド配向膜17が若干はがれては
いたものの画素領域には至っていなかったが、カラーフ
ィルタ基板82では画素領域にいたるまで広くはがれて
いる様子が観察された。 【0015】(比較例2)図1に示した表示素子を以下
の方法で作製した。ゲート電極2、酸化シリコン膜等を
用いた絶縁膜3、を介して形成したアモルファスシリコ
ン等による半導体膜4に接するふたつの端子5と6で構
成したTFTと画素電極7(ITO:Indium Tin Oxid
e)を具備した逆スタガ構造のTFTアレイ基板1と、
色部9とブラックマトリクス15からなるカラーフィル
タと対向電極16(ITO)を具備した対向基板10を
準備する。これら双方の基板に、絶縁膜と配向膜を兼ね
たポリイミド(オプトマーAL−1051:日本合成ゴ
ム(株))8、17を厚さ65nm印刷により成膜す
る。これら配向膜が形成された基板をオーブンで焼成し
た後、図8に示した方向、すなわち、逆スタガ構造のT
FTアレイ基板83とカラーフィルタ基板84の双方に
ついて、基板短辺方向からともに時計方向に8°ずらし
た方向81、82にラビングを行った。このとき、ラビ
ングローラーの押し込み量を0. 7mmから0. 5mm
に減らすことで、(比較例1)より弱いラビングを行っ
た。ラビング後に膜面を顕微鏡で観察したところ、ポリ
イミド配向膜8、17のはがれは認められなかった。次
に配向処理された両基板に張り合わせのためのエポキシ
接着剤を所定の位置に付与する。基板面に直径2μmの
樹脂製のスペーサーボール12を密度100個/mm2
になるように散布し、画素部分と電極部分が重なるよう
に基板を合わせて接着し液晶セルを形成する。次に反強
誘電性液晶材料11として、AFLC液晶材料MLC−
0076(三井石油化学社製)を準備し、真空容器に前
述の液晶セルを置き、真空下で液晶セルの加熱温度を液
晶材料11の融点である100℃以上に設定したあと、
液晶11で注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻
すことによって液晶材料11を液晶セル内に充填した。
ところが、この液晶セルに電場を印加しながら熱処理を
施したものの、層構造は得られず、配向規制力が不十分
な場合に観察される扇状組織が観察された。この結果、
コントラストは〜2と、著しく低い値となった。この比
較例では配向膜が剥れないよう配向処理を弱く施したも
のの、配向処理が弱いと十分に反強誘電性液晶を配向す
るにはいたっていないことが分かった。ところで、強誘
電性液晶や反強誘電性液晶のように大きな自発分極を有
するスメスチック液晶は、注入時間を充分にとらないと
一様な配向が難しく、ひどい場合は層に平行なすじ状の
欠陥が生じるという問題がある。そこで図11に示すよ
うにセル横手方向に複数の注入口111を設けることに
よって、液晶供給能力を上げることができ、供給不足か
ら生じるすじ状の欠陥を防ぐことができる。また注入時
間の短縮を同時に図ることが可能となる。すじ状の欠陥
は注入速度と関係があり、より低速での注入によってす
じ欠陥を抑えることができる。よって、前述の方法でも
すじ欠陥が消えなかった場合には、図11に示したよう
にラビング方向と注入方向が逆になるように注入口を設
けることは効果的である。また形成される層の法線方向
を基板短手方向に平行にすることで、配向破壊を防ぐこ
とができる。すなわち基板長手方向には大きな応力がか
かるのでこの方向に層の法線方向がそろうと、層に沿っ
て配向の亀裂が生じてしまう。従って基板長手方向に層
がそろう方向に配向することで、液晶に応力がかかりに
くくできる。さらに図12(a)に示すように、基板長
手方向に液晶層がそろう方向、すなわち基板短手方向に
液晶層の法線がそろうように配向させることで、横方向
の視野角を広くすることができる。これは液晶が121
のように配向するので、視野角に劣る方向が表示画面の
上のほうになるので、結果として横方向の視野が広がる
のである。これに対して図12(b)に示すように液晶
層がそろう方向が基板短手方向だと、122のように液
晶分子が横方向に配向してしまうので、視野角に劣る方
向が、表示画面横になる。この結果として横方向の視野
は狭くなる。このことからも液晶層は基板長手方向に揃
うようにすることが好ましい。 【0016】 【発明の効果】以上説明した如く、強誘電性液晶や反強
誘電性液晶のように大きな自発分極を持つ液晶材料の配
向を良好に行うことができ、表示特性の向上を図ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】TFTアレイとカラーフィルタを具備した液晶
表示素子のセル断面図 【図2】本発明のTFTアレイを具備した基板の平面図
(a)と、簡略図と好ましいラビング方向(b)(c) 【図3】本発明のTFTアレイを具備した基板の配線方
向と対向基板の配向方向を示した模式図 【図4】本発明のカラーフィルタを具備した基板の断面
図(a)、ストライプ配列を示す平面図(b)、デルタ
配列を示す平面図(c)、モザイク配列を示す平面図
(d) 【図5】本発明のカラーフィルタを具備した基板の配向
方向と、平坦なTFT基板の配向方向を示した模試図 【図6】図3に示すラビング方法で作製した液晶セルの
層構造をカラーフィルタ側からみたときの模式図 【図7】層構造と注入口の位置関係の模式図 【図8】比較例によるTFTアレイ基板と、対向電極を
設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図9】本発明によるTFTアレイ基板と、対向電極を
設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図10】本発明によるTFTアレイ基板と、対向電極
を設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図11】注入工程を考慮した本発明の液晶セルの模式
図 【図12】層構造と分子の運動を示す液晶セルの模式図 【符号の説明】 1、10…ガラス、プラスチック等の基板 2…ゲート電極 3…絶縁膜 4…半導体膜 5、6…端子 7…画素電極(ITO :Indium Tin Oxide) 8、17…配向膜を兼ねた絶縁層 9…カラーフィルタの色部 11…反強誘電性液晶材料 12…スペーサーボール 13、14…偏光板 15…ブラックマトリクス 16…対向電極(ITO ) 21…ゲート線 22…信号線 23…画素電極 24、25、26…ラビング方向 31…逆スタガ構造TFT基板 32…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 33…ラビング方向 34…ラビング方向(裏から見た図) 41…色部(赤) 42…色部(青) 43…色部(緑) 44…ブラックマトリクス 45…ガラス、もしくはプラスチック基板 46、47、48、49、50、51、52…本特許で
提案するラビング方向 53…TFTアレイ基板(裏から見た図) 54…カラーフィルタ基板 55…ラビング方向(裏から見た図) 56…ラビング方向 61…ラビング方向 62…ラビング方向(裏から見た図) 71、74、77…注入口 72、75、78…スメクチック層 73、76、79…セル 81…ラビング方向 82…ラビング方向(裏から見た図) 83…TFTアレイ基板 84…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 91…ラビング方向 92…ラビング方向(裏から見た図) 93…TFTアレイ基板 94…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 101…ラビング方向 102…ラビング方向(裏から見た図) 103…TFTアレイ基板 104…平坦化カラーフィルタ基板(裏から見た図) 111…注入口 112…スメクチック層 113…カラーフィルタ基板側からみたセル 114…TFTアレイ基板のラビング方向 115…カラーフィルタ基板のラビング方向(裏から見
た図) 121、122…液晶分子の光学的一軸異方性の運動 123、124…スメクチック層
表示素子のセル断面図 【図2】本発明のTFTアレイを具備した基板の平面図
(a)と、簡略図と好ましいラビング方向(b)(c) 【図3】本発明のTFTアレイを具備した基板の配線方
向と対向基板の配向方向を示した模式図 【図4】本発明のカラーフィルタを具備した基板の断面
図(a)、ストライプ配列を示す平面図(b)、デルタ
配列を示す平面図(c)、モザイク配列を示す平面図
(d) 【図5】本発明のカラーフィルタを具備した基板の配向
方向と、平坦なTFT基板の配向方向を示した模試図 【図6】図3に示すラビング方法で作製した液晶セルの
層構造をカラーフィルタ側からみたときの模式図 【図7】層構造と注入口の位置関係の模式図 【図8】比較例によるTFTアレイ基板と、対向電極を
設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図9】本発明によるTFTアレイ基板と、対向電極を
設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図10】本発明によるTFTアレイ基板と、対向電極
を設けたカラーフィルタ基板の各ラビング方向の模式図 【図11】注入工程を考慮した本発明の液晶セルの模式
図 【図12】層構造と分子の運動を示す液晶セルの模式図 【符号の説明】 1、10…ガラス、プラスチック等の基板 2…ゲート電極 3…絶縁膜 4…半導体膜 5、6…端子 7…画素電極(ITO :Indium Tin Oxide) 8、17…配向膜を兼ねた絶縁層 9…カラーフィルタの色部 11…反強誘電性液晶材料 12…スペーサーボール 13、14…偏光板 15…ブラックマトリクス 16…対向電極(ITO ) 21…ゲート線 22…信号線 23…画素電極 24、25、26…ラビング方向 31…逆スタガ構造TFT基板 32…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 33…ラビング方向 34…ラビング方向(裏から見た図) 41…色部(赤) 42…色部(青) 43…色部(緑) 44…ブラックマトリクス 45…ガラス、もしくはプラスチック基板 46、47、48、49、50、51、52…本特許で
提案するラビング方向 53…TFTアレイ基板(裏から見た図) 54…カラーフィルタ基板 55…ラビング方向(裏から見た図) 56…ラビング方向 61…ラビング方向 62…ラビング方向(裏から見た図) 71、74、77…注入口 72、75、78…スメクチック層 73、76、79…セル 81…ラビング方向 82…ラビング方向(裏から見た図) 83…TFTアレイ基板 84…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 91…ラビング方向 92…ラビング方向(裏から見た図) 93…TFTアレイ基板 94…カラーフィルタ基板(裏から見た図) 101…ラビング方向 102…ラビング方向(裏から見た図) 103…TFTアレイ基板 104…平坦化カラーフィルタ基板(裏から見た図) 111…注入口 112…スメクチック層 113…カラーフィルタ基板側からみたセル 114…TFTアレイ基板のラビング方向 115…カラーフィルタ基板のラビング方向(裏から見
た図) 121、122…液晶分子の光学的一軸異方性の運動 123、124…スメクチック層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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
(56)参考文献 特開 平9−15658(JP,A)
特開 平8−146423(JP,A)
特開 平1−306818(JP,A)
特開 昭62−136623(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G02F 1/1337 510
G02F 1/1335 505
G02F 1/141
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】色毎に高さの違う複数の色部が周期的に並
んでいるカラーフィルタ基板と、 前記カラーフィルタ基板に対向して配置され、画素電極
及びこの各々の画素電極に対応してアクティブ素子が複
数設けられたアレイ基板と、 前記複数の色部上に形成された第1の配向膜と、 前記画素電極上に形成された第2の配向膜と、 前記第1及び第2の配向膜が対向配置され、この第1及
び第2の配向膜間に形成された反強誘電性液晶とを具備
し、 前記第1の配向膜は、前記高さの異なる複数の色部の高
さが順に増加する方向へ配向処理され、 前記第2の配向膜は、前記第1の配向膜の配向処理方向
と所定の角度をもって配向処理されていることを特徴と
する反強誘電性液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06564597A JP3382117B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 反強誘電性液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06564597A JP3382117B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 反強誘電性液晶表示素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10260409A JPH10260409A (ja) | 1998-09-29 |
JP3382117B2 true JP3382117B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=13292964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06564597A Expired - Fee Related JP3382117B2 (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 反強誘電性液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3382117B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5169896B2 (ja) * | 2009-02-16 | 2013-03-27 | 凸版印刷株式会社 | 薄膜トランジスタ及び画像表示装置 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP06564597A patent/JP3382117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10260409A (ja) | 1998-09-29 |
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