JPH09211458A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH09211458A JPH09211458A JP1869096A JP1869096A JPH09211458A JP H09211458 A JPH09211458 A JP H09211458A JP 1869096 A JP1869096 A JP 1869096A JP 1869096 A JP1869096 A JP 1869096A JP H09211458 A JPH09211458 A JP H09211458A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配向欠陥が発生する従来の配向分割型の液晶
表示素子において、その配向欠陥を抑制し、視角特性が
良好な優れた表示品位の液晶表示素子を提供することを
目的とする。 【解決手段】 配向領域の一部分に、プレチルト角が周
囲に比べて高い領域が形成された液晶表示素子によれ
ば、電圧印加時にスプレイTN配向状態から通常TN配
向状態への転移が容易になり、配向欠陥のない、視角特
性の良好な優れた表示品位の液晶表示素子を得ることが
できる。
表示素子において、その配向欠陥を抑制し、視角特性が
良好な優れた表示品位の液晶表示素子を提供することを
目的とする。 【解決手段】 配向領域の一部分に、プレチルト角が周
囲に比べて高い領域が形成された液晶表示素子によれ
ば、電圧印加時にスプレイTN配向状態から通常TN配
向状態への転移が容易になり、配向欠陥のない、視角特
性の良好な優れた表示品位の液晶表示素子を得ることが
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、特
に優れた視角特性を有する配向分割型の液晶表示素子に
関する。
に優れた視角特性を有する配向分割型の液晶表示素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型液晶表示
装置は目ざましい進歩を遂げ、CRT(陰極線管)と同等
の高表示品位となり、薄型軽量、低消費電力などの特徴
を有することからCRTに代わる表示装置として、ノー
ト型パソコン、小型TVなどに積極的に応用されてい
る。
装置は目ざましい進歩を遂げ、CRT(陰極線管)と同等
の高表示品位となり、薄型軽量、低消費電力などの特徴
を有することからCRTに代わる表示装置として、ノー
ト型パソコン、小型TVなどに積極的に応用されてい
る。
【0003】このようなアクティブマトリクス型液晶表
示素子において、広く用いられているのが、TN(Twis
ted Nematic)方式のNW(Normally White)モードであ
る。TN方式とは、基板間で液晶分子が90゜ねじれた構
成をもつ液晶パネルを2枚の偏光板ではさんだものであ
る。また、2枚の偏光板の偏光軸方向が、互いに直行
し、一方の偏光子の偏光軸が、一方の基板に接している
液晶分子の長軸方向と平行あるいは垂直になるように貼
り合わせているモードがNWモードである。このTN方
式のNWモードの場合、電圧無印加、またはあるしきい
電圧付近の低電圧において白表示、それより高い電圧に
おいて黒表示となる。このTN方式の液晶表示素子で
は、基板間に電圧を印加することにより、液晶分子はね
じれ構造をほどきながら電界方向に配向しようとする
が、このときの液晶分子の配向状態によりパネルを通過
してくる光の偏光状態が変化し、光の透過率が調節され
る。ところで、液晶分子の配向状態が同じでも、液晶パ
ネルに入射してくる光の入射方向によって光の偏光状態
が変化するため、あらゆる入射方向に対して光の透過率
は異なってくる。すなわち、液晶パネルは視角依存性を
もつ。この視角依存性は次のような特徴を持っている。
NWモードの場合、電圧を印加して液晶分子が基板面に
対して完全に垂直に立ち上がれば、基板に垂直な方向か
ら見て、真の黒となるはずである。これは、液晶分子
は、分子の長軸方向が光の進行方向に平行な時には、光
学的な位相差は生じず、光は偏光成分を変化することな
く液晶層を通過するためである。実際には電圧をある程
度印加しても、基板界面付近の液晶分子は、基板との相
互作用が強く立ち上がりにくい。また、液晶層中心部の
液晶分子も完全には立ち上がらないので、基板に垂直な
方向に進行する光に対して、光学的な位相差はなくなら
ず、真の黒とはならない。一方、このような配向状態で
は、液晶層中心部の長軸方向にほぼ等しい進行方向の光
の方が、基板に垂直な方向に進行する光より光学的な位
相差が小さくなる。従って、基板に対して垂直より数
度、上下いずれかの方向に傾けて光を入射させた方が黒
が沈み込み、コントラスト比の良好な表示が得られる。
ところがこの時、この入射角度と基板法線に対して対称
な角度から入射した光は急激に黒が沈み込まなくなる。
従って実際の液晶パネルは、基板法線を中心として画面
の上下方向に対して、その視角特性は著しく非対称にな
ってしまっている。
示素子において、広く用いられているのが、TN(Twis
ted Nematic)方式のNW(Normally White)モードであ
る。TN方式とは、基板間で液晶分子が90゜ねじれた構
成をもつ液晶パネルを2枚の偏光板ではさんだものであ
る。また、2枚の偏光板の偏光軸方向が、互いに直行
し、一方の偏光子の偏光軸が、一方の基板に接している
液晶分子の長軸方向と平行あるいは垂直になるように貼
り合わせているモードがNWモードである。このTN方
式のNWモードの場合、電圧無印加、またはあるしきい
電圧付近の低電圧において白表示、それより高い電圧に
おいて黒表示となる。このTN方式の液晶表示素子で
は、基板間に電圧を印加することにより、液晶分子はね
じれ構造をほどきながら電界方向に配向しようとする
が、このときの液晶分子の配向状態によりパネルを通過
してくる光の偏光状態が変化し、光の透過率が調節され
る。ところで、液晶分子の配向状態が同じでも、液晶パ
ネルに入射してくる光の入射方向によって光の偏光状態
が変化するため、あらゆる入射方向に対して光の透過率
は異なってくる。すなわち、液晶パネルは視角依存性を
もつ。この視角依存性は次のような特徴を持っている。
NWモードの場合、電圧を印加して液晶分子が基板面に
対して完全に垂直に立ち上がれば、基板に垂直な方向か
ら見て、真の黒となるはずである。これは、液晶分子
は、分子の長軸方向が光の進行方向に平行な時には、光
学的な位相差は生じず、光は偏光成分を変化することな
く液晶層を通過するためである。実際には電圧をある程
度印加しても、基板界面付近の液晶分子は、基板との相
互作用が強く立ち上がりにくい。また、液晶層中心部の
液晶分子も完全には立ち上がらないので、基板に垂直な
方向に進行する光に対して、光学的な位相差はなくなら
ず、真の黒とはならない。一方、このような配向状態で
は、液晶層中心部の長軸方向にほぼ等しい進行方向の光
の方が、基板に垂直な方向に進行する光より光学的な位
相差が小さくなる。従って、基板に対して垂直より数
度、上下いずれかの方向に傾けて光を入射させた方が黒
が沈み込み、コントラスト比の良好な表示が得られる。
ところがこの時、この入射角度と基板法線に対して対称
な角度から入射した光は急激に黒が沈み込まなくなる。
従って実際の液晶パネルは、基板法線を中心として画面
の上下方向に対して、その視角特性は著しく非対称にな
ってしまっている。
【0004】このため近年、アクティブマトリクス型液
晶表示素子では視野角の拡大を図る技術の開発が盛んに
行われている。例えば、TN型液晶表示素子の画素を2
つの配向状態が異なる領域(ドメイン)を分割して視野角
の拡大を図る方式(特開平5−188374号公報)が
提案されている。この方式は、画素を2分割し、電圧印
加時の液晶層中心部の液晶分子の傾斜方向を2種類存在
させ、視角による複屈折の差を互いに補償することによ
り視野角に拡大を図るものである。
晶表示素子では視野角の拡大を図る技術の開発が盛んに
行われている。例えば、TN型液晶表示素子の画素を2
つの配向状態が異なる領域(ドメイン)を分割して視野角
の拡大を図る方式(特開平5−188374号公報)が
提案されている。この方式は、画素を2分割し、電圧印
加時の液晶層中心部の液晶分子の傾斜方向を2種類存在
させ、視角による複屈折の差を互いに補償することによ
り視野角に拡大を図るものである。
【0005】特開平5−173135は視角方向が互い
に90゜異なる4種類のTN配向領域を形成することに
より、上下左右方向の視角特性を完全に補償する方法を
提案している。
に90゜異なる4種類のTN配向領域を形成することに
より、上下左右方向の視角特性を完全に補償する方法を
提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの実験によれば、上記公開公報に記載された方法で
形成した液晶表示素子において、液晶の配向はパターニ
ングされた基板表面の配向処理方向によって完全には制
御されず、配向欠陥が発生した。このような配向状態で
は視角特性を完全に補償することができず、観察方向に
よって表示欠陥として認識され、ディスプレイとしての
表示品位を低下させる。
者らの実験によれば、上記公開公報に記載された方法で
形成した液晶表示素子において、液晶の配向はパターニ
ングされた基板表面の配向処理方向によって完全には制
御されず、配向欠陥が発生した。このような配向状態で
は視角特性を完全に補償することができず、観察方向に
よって表示欠陥として認識され、ディスプレイとしての
表示品位を低下させる。
【0007】液晶の配向は配向処理によって決められる
プレチルト角に大きく依存する。上下基板のプレチルト
により、液晶がTN配向する場合に左右どちらかのねじ
れ方向をとると、一方のねじれ方向では通常TN配向と
なり、もう一方のねじれ方向ではスプレイ配向歪みをも
つスプレイTN配向となる。スプレイTN配向は通常T
N配向に比べて、歪みをもっているためにエネルギーが
高く、不安定である。上下基板間に電界を加えることに
より液晶が立ち上がると、通常TN配向とスプレイTN
配向のエネルギー差は更に大きくなり、当初スプレイT
N配向状態であった領域で通常TN配向への転移が起こ
る。通常TN配向とスプレイTN配向のエネルギー差は
プレチルト角が大きいほど、また電界が強くて液晶の立
ち上がり方が大きいほど、大きくなる。
プレチルト角に大きく依存する。上下基板のプレチルト
により、液晶がTN配向する場合に左右どちらかのねじ
れ方向をとると、一方のねじれ方向では通常TN配向と
なり、もう一方のねじれ方向ではスプレイ配向歪みをも
つスプレイTN配向となる。スプレイTN配向は通常T
N配向に比べて、歪みをもっているためにエネルギーが
高く、不安定である。上下基板間に電界を加えることに
より液晶が立ち上がると、通常TN配向とスプレイTN
配向のエネルギー差は更に大きくなり、当初スプレイT
N配向状態であった領域で通常TN配向への転移が起こ
る。通常TN配向とスプレイTN配向のエネルギー差は
プレチルト角が大きいほど、また電界が強くて液晶の立
ち上がり方が大きいほど、大きくなる。
【0008】したがって、プレチルト角を高くするほ
ど、所望の配向が得られやすいが、実際の液晶表示素子
において、プレチルト角をあまり高くしすぎると、プレ
チルトのバラツキによる表示ムラの発生、コントラスト
比や視角特性等の表示品位の劣化等の問題が生じる。
ど、所望の配向が得られやすいが、実際の液晶表示素子
において、プレチルト角をあまり高くしすぎると、プレ
チルトのバラツキによる表示ムラの発生、コントラスト
比や視角特性等の表示品位の劣化等の問題が生じる。
【0009】そのために、パターニングされた基板表面
の配向処理方向によって液晶の配向状態を完全に制御す
るためには、新たな手段の発明が必要である。
の配向処理方向によって液晶の配向状態を完全に制御す
るためには、新たな手段の発明が必要である。
【0010】そこで、本発明は、上記のような課題を考
慮し、配向欠陥がほとんどなく、上下左右方向で対称な
視角特性を有し、視角特性の優れた、高表示品位の液晶
表示素子を提供することを目的とする。
慮し、配向欠陥がほとんどなく、上下左右方向で対称な
視角特性を有し、視角特性の優れた、高表示品位の液晶
表示素子を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明は、複数の画素に対する第1の電極が形
成された第1の基板と、前記第1の電極に対応する第2
の電極が形成された第2の基板と、前記第1及び第2の
基板間に挟持される液晶と、前記第1の基板の一部及び
/又は前記第2の基板の一部に形成され、前記液晶の各
分子がスプレイTN配向から通常TN配向に転移する際
のその転移を促進するための核発生部とを備えたことを
特徴とする液晶表示素子である。
るための本発明は、複数の画素に対する第1の電極が形
成された第1の基板と、前記第1の電極に対応する第2
の電極が形成された第2の基板と、前記第1及び第2の
基板間に挟持される液晶と、前記第1の基板の一部及び
/又は前記第2の基板の一部に形成され、前記液晶の各
分子がスプレイTN配向から通常TN配向に転移する際
のその転移を促進するための核発生部とを備えたことを
特徴とする液晶表示素子である。
【0012】なお、前記第1及び第2の基板は、それぞ
れラビング処理された配向膜を有しており、前記第1の
基板側における液晶の各分子の配向方位と前記第2の基
板側における液晶の各分子の配向方位は互いに異なり、
前記液晶により形成される層は、自発的なねじれ構造を
もたず、前記複数の画素の各々は、複数の液晶配向領域
を有するとしてもよい。
れラビング処理された配向膜を有しており、前記第1の
基板側における液晶の各分子の配向方位と前記第2の基
板側における液晶の各分子の配向方位は互いに異なり、
前記液晶により形成される層は、自発的なねじれ構造を
もたず、前記複数の画素の各々は、複数の液晶配向領域
を有するとしてもよい。
【0013】また、前記複数の画素の各々は、4つの液
晶配向領域を有し、前記4つの液晶配向領域の内の2つ
の液晶配向領域である一部は、それぞれ、前記液晶によ
り形成される層の中央部における各分子のチルト方向に
より定まる視角方向が互いに異なる左ねじれの領域であ
り、前記4つの液晶配向領域から前記一部を除いた2つ
の液晶配向領域である残部は、それぞれ、前記視角方向
が互いに異なる右ねじれの領域であり、前記4つの液晶
配向領域は、それぞれ、前記視角方向が互いに異なる領
域であるとしてもよい。
晶配向領域を有し、前記4つの液晶配向領域の内の2つ
の液晶配向領域である一部は、それぞれ、前記液晶によ
り形成される層の中央部における各分子のチルト方向に
より定まる視角方向が互いに異なる左ねじれの領域であ
り、前記4つの液晶配向領域から前記一部を除いた2つ
の液晶配向領域である残部は、それぞれ、前記視角方向
が互いに異なる右ねじれの領域であり、前記4つの液晶
配向領域は、それぞれ、前記視角方向が互いに異なる領
域であるとしてもよい。
【0014】また、前記第1の基板側における液晶の各
分子の配向方位と前記第2の基板側における液晶の各分
子の配向方位は互いに実質上90゜異なり、前記一部
は、それぞれ、前記視角方向が互いに実質上180゜異
なる左ねじれの領域であり、前記残部は、それぞれ、前
記視角方向が互いに実質上180゜異なる右ねじれの領
域であり、前記4つの液晶配向領域は、それぞれ、前記
視角方向が互いに実質上90゜異なる領域であるとして
もよい。
分子の配向方位と前記第2の基板側における液晶の各分
子の配向方位は互いに実質上90゜異なり、前記一部
は、それぞれ、前記視角方向が互いに実質上180゜異
なる左ねじれの領域であり、前記残部は、それぞれ、前
記視角方向が互いに実質上180゜異なる右ねじれの領
域であり、前記4つの液晶配向領域は、それぞれ、前記
視角方向が互いに実質上90゜異なる領域であるとして
もよい。
【0015】また、前記核発生部におけるラビング処理
された配向膜のプレチルト角は、前記第1の基板の一部
及び/又は前記第2の基板の一部に対する残部における
ラビング処理された配向膜のプレチルト角よりも大きい
としてもよい。
された配向膜のプレチルト角は、前記第1の基板の一部
及び/又は前記第2の基板の一部に対する残部における
ラビング処理された配向膜のプレチルト角よりも大きい
としてもよい。
【0016】また、前記残部はフラットであり、前記核
発生部は表面が傾斜した領域であるとしてもよい。
発生部は表面が傾斜した領域であるとしてもよい。
【0017】また、前記核発生部の配向膜の材質は、前
記第1の基板の一部及び/又は前記第2の基板の一部に
対する残部の配向膜の材質と異なり、ラビング処理によ
り、前記残部の配向膜のプレチルト角よりも大きいプレ
チルト角をなす材質であるとしてもよい。
記第1の基板の一部及び/又は前記第2の基板の一部に
対する残部の配向膜の材質と異なり、ラビング処理によ
り、前記残部の配向膜のプレチルト角よりも大きいプレ
チルト角をなす材質であるとしてもよい。
【0018】また、前記複数の画素の各々が有する4つ
の液晶配向領域の内、少なくとも1つの液晶配向領域に
前記核発生部が形成されているとしてもよい。
の液晶配向領域の内、少なくとも1つの液晶配向領域に
前記核発生部が形成されているとしてもよい。
【0019】さらに、前記第1の基板とは上基板であ
り、前記第1の電極とは共通電極であり、前記第2の基
板とは下基板であり、前記第2の電極とは画素電極であ
り、前記核発生部は、前記画素電極が遮光層で覆われて
いる領域に形成されているとしてもよい。
り、前記第1の電極とは共通電極であり、前記第2の基
板とは下基板であり、前記第2の電極とは画素電極であ
り、前記核発生部は、前記画素電極が遮光層で覆われて
いる領域に形成されているとしてもよい。
【0020】また、前記4つの液晶配向領域の各々にお
ける前記液晶のプレチルト角は、少なくとも3゜以上で
あることとしてもよい。
ける前記液晶のプレチルト角は、少なくとも3゜以上で
あることとしてもよい。
【0021】また、前記4つの液晶配向領域の各々の配
向処理は、ラビングにより処理されているとしてもよ
い。
向処理は、ラビングにより処理されているとしてもよ
い。
【0022】さらに、前記複数の画素の各々に能動素子
が設けられたとしてもよい。
が設けられたとしてもよい。
【0023】以下、本発明の作用の例について説明す
る。
る。
【0024】所望の液晶の配向状態を得るためには、通
常TN配向とスプレイTN配向のエネルギー差を大きく
すると同時に、当初存在するスプレイTN配向から通常
TN配向へ転移する核を確実に、効率よく発生させる必
要がある。より安定な通常TN配向の核が発生すると、
核は成長して領域全体を所望の均一配向へ転移させるこ
とができる。本発明では、そのための核発生部を備える
ことにより、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パタ
ーン通りに形成された、配向欠陥のほとんどない液晶表
示素子を得ることができる。
常TN配向とスプレイTN配向のエネルギー差を大きく
すると同時に、当初存在するスプレイTN配向から通常
TN配向へ転移する核を確実に、効率よく発生させる必
要がある。より安定な通常TN配向の核が発生すると、
核は成長して領域全体を所望の均一配向へ転移させるこ
とができる。本発明では、そのための核発生部を備える
ことにより、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パタ
ーン通りに形成された、配向欠陥のほとんどない液晶表
示素子を得ることができる。
【0025】周囲に比べてプレチルト角が高い領域を画
素内に部分的に形成することで、この部分の液晶配向が
スプレイTN配向であった場合に、液晶の歪みエネルギ
ーが周囲よりも大きくなり、通常TN配向への転移の核
となる。この部分で発生した通常TNの核は成長して領
域全体を所望の配向状態に転移させることができる。
素内に部分的に形成することで、この部分の液晶配向が
スプレイTN配向であった場合に、液晶の歪みエネルギ
ーが周囲よりも大きくなり、通常TN配向への転移の核
となる。この部分で発生した通常TNの核は成長して領
域全体を所望の配向状態に転移させることができる。
【0026】傾斜した面をラビングした際のプレチルト
角について図面を参照しながら説明する。図5に示すよ
うな方向に傾斜した面を図の矢印方向にラビングした場
合、(a)の傾斜面の液晶分子のプレチルト角は(b)
のフラットな面のプレチルト角に比べて傾斜効果により
見かけ上高くなる。これにより傾斜面では通常TNの核
が発生しやすくなる。
角について図面を参照しながら説明する。図5に示すよ
うな方向に傾斜した面を図の矢印方向にラビングした場
合、(a)の傾斜面の液晶分子のプレチルト角は(b)
のフラットな面のプレチルト角に比べて傾斜効果により
見かけ上高くなる。これにより傾斜面では通常TNの核
が発生しやすくなる。
【0027】もちろん、このような傾斜面は上下どちら
側の基板に形成しても同様の効果が得られる。
側の基板に形成しても同様の効果が得られる。
【0028】更に、液晶のプレチルト角は全ての領域で
3゜以上に設定することにより、通常TN配向とスプレ
イTN配向のエネルギー差が大きくなり、発生した通常
TN配向の核が領域全体に成長しやすくなる。
3゜以上に設定することにより、通常TN配向とスプレ
イTN配向のエネルギー差が大きくなり、発生した通常
TN配向の核が領域全体に成長しやすくなる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明する。
【0030】その前にまず、本発明の液晶表示素子を製
造するための一般的な配向パターニング処理工程につい
て、それを模式的に示した図6を参照しながら説明す
る。基板上に配向膜を形成し、その形成された配向膜に
ラビング処理を施すことにより第1のラビング処理を行
なう。
造するための一般的な配向パターニング処理工程につい
て、それを模式的に示した図6を参照しながら説明す
る。基板上に配向膜を形成し、その形成された配向膜に
ラビング処理を施すことにより第1のラビング処理を行
なう。
【0031】次に、そのラビング処理が施された配向膜
上にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いて、
その塗布されたフォトレジストの左半分をパターン露光
し、そのパターン露光された左半分のフォトレジストを
除去して、その除去により再度露出した配向膜に、第1
のラビング処理とは逆向きのラビング処理を施すことに
より第2のラビング処理を行なう。
上にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いて、
その塗布されたフォトレジストの左半分をパターン露光
し、そのパターン露光された左半分のフォトレジストを
除去して、その除去により再度露出した配向膜に、第1
のラビング処理とは逆向きのラビング処理を施すことに
より第2のラビング処理を行なう。
【0032】これにより、レジストが部分的に除去され
た領域では液晶が第2のラビング方向に並ぶ。最終的に
レジストを完全に除去すると、基板上にプレチルト角が
逆向きの2領域がフォトマスクのパターンに対応して形
成されることになる。他方の基板も同様に処理して、上
下基板の配向処理パターンを適当に組み合わせることに
より視角方向が互いに90゜ずつ異なる4つの液晶配向
状態が規定される。ラビング方向に対応して、プレチル
トによって規定される液晶の配向状態は、例えば図7に
示すようになる。
た領域では液晶が第2のラビング方向に並ぶ。最終的に
レジストを完全に除去すると、基板上にプレチルト角が
逆向きの2領域がフォトマスクのパターンに対応して形
成されることになる。他方の基板も同様に処理して、上
下基板の配向処理パターンを適当に組み合わせることに
より視角方向が互いに90゜ずつ異なる4つの液晶配向
状態が規定される。ラビング方向に対応して、プレチル
トによって規定される液晶の配向状態は、例えば図7に
示すようになる。
【0033】本発明に用いる配向膜材料としては、安定
性に優れたポリイミドのラビング膜が特に好ましいが、
配向パターニング処理はラビング処理法に限定するもの
ではなく、斜方蒸着法や偏光UV光照射などによっても
行うことができる。 (第1の実施の形態)以下本発明の第1の実施の形態に
ついて、図面を参照にしながら説明する。
性に優れたポリイミドのラビング膜が特に好ましいが、
配向パターニング処理はラビング処理法に限定するもの
ではなく、斜方蒸着法や偏光UV光照射などによっても
行うことができる。 (第1の実施の形態)以下本発明の第1の実施の形態に
ついて、図面を参照にしながら説明する。
【0034】図1と2は、それぞれ本発明の第1の実施
の形態による液晶表示素子の1画素部の平面図及び斜視
図である。実際のパネルは、対角26cmの縦640
(*RGBトリオ)*横480の画素で構成されてい
る。上基板1上には、クロムからなるブラックマトリク
ス遮光層2とカラーフィルタ3、ITOの共通電極4を
形成している。遮光層2は開口部以外をすべて覆ってい
る。下基板5上には、酸化インジウム錫(ITO)の画
素電極6及び、画素電極6を駆動する薄膜トランジスタ
9が形成してある。そして、下基板のITOの画素電極
6上に、鋸歯形状のチッ化シリコン膜SiNx7を部分
的に形成してある。
の形態による液晶表示素子の1画素部の平面図及び斜視
図である。実際のパネルは、対角26cmの縦640
(*RGBトリオ)*横480の画素で構成されてい
る。上基板1上には、クロムからなるブラックマトリク
ス遮光層2とカラーフィルタ3、ITOの共通電極4を
形成している。遮光層2は開口部以外をすべて覆ってい
る。下基板5上には、酸化インジウム錫(ITO)の画
素電極6及び、画素電極6を駆動する薄膜トランジスタ
9が形成してある。そして、下基板のITOの画素電極
6上に、鋸歯形状のチッ化シリコン膜SiNx7を部分
的に形成してある。
【0035】それぞれの基板上に可溶性のポリイミドか
らなる配向膜を塗布した後、前記のように図6に示す配
向パターニング処理を行なった。図2において、チッ化
シリコン膜SiNx7上のラビング処理された配向膜の
プレチルト角(θ+θa)は、その残部のラビング処理
された配向膜のプレチルト角(θ)よりも大きい。
らなる配向膜を塗布した後、前記のように図6に示す配
向パターニング処理を行なった。図2において、チッ化
シリコン膜SiNx7上のラビング処理された配向膜の
プレチルト角(θ+θa)は、その残部のラビング処理
された配向膜のプレチルト角(θ)よりも大きい。
【0036】次に片方の基板にエポキシ系接着剤をスク
リーン印刷することでシール部を形成した後、直径5μ
mの球形スペーサを均一に散布した。
リーン印刷することでシール部を形成した後、直径5μ
mの球形スペーサを均一に散布した。
【0037】次に、図7に示すように、図1における1
画素内に4つの配向領域A、B、C、Dが形成されるよ
うに、2枚の基板を貼り合わせた。各領域のラビング処
理方向は、下基板5のラビング方向を点線矢印で、上基
板1のラビング方向を実線矢印で示した。その後、約1
kg/cm2の圧力で均一に加圧したまま150℃で1時間加
熱硬化して空セルを作製した。
画素内に4つの配向領域A、B、C、Dが形成されるよ
うに、2枚の基板を貼り合わせた。各領域のラビング処
理方向は、下基板5のラビング方向を点線矢印で、上基
板1のラビング方向を実線矢印で示した。その後、約1
kg/cm2の圧力で均一に加圧したまま150℃で1時間加
熱硬化して空セルを作製した。
【0038】次に、カイラル剤を添加していないフッ素
系ネマティック液晶を、真空注入法により、上記空セル
に注入した。注入完了後エポキシ系封口剤で注入口を封
口した。
系ネマティック液晶を、真空注入法により、上記空セル
に注入した。注入完了後エポキシ系封口剤で注入口を封
口した。
【0039】このようにして作製した液晶表示素子を液
晶の等方相転移温度以上の温度で1時間アニール処理
後、室温まで冷却した。この状態では、液晶はプレチル
トで規定される所望の配向状態を完全にはとっていなか
った。つまり、部分的にスプレイTN配向の領域が存在
しており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パター
ン通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数
存在した。
晶の等方相転移温度以上の温度で1時間アニール処理
後、室温まで冷却した。この状態では、液晶はプレチル
トで規定される所望の配向状態を完全にはとっていなか
った。つまり、部分的にスプレイTN配向の領域が存在
しており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パター
ン通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数
存在した。
【0040】尚、液晶のプレチルトを調べるために、同
様の配向パターニング処理をしたプレチルト評価用セル
を作製した。その結果、ここで用いた配向膜と液晶の組
み合わせで得られるプレチルト角は約3゜であることが
わかった。
様の配向パターニング処理をしたプレチルト評価用セル
を作製した。その結果、ここで用いた配向膜と液晶の組
み合わせで得られるプレチルト角は約3゜であることが
わかった。
【0041】この液晶表示素子の上下基板間に5Vの電
圧を加えると、当初存在していたスプレイTN配向領域
が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域A、B、
C、Dが分割パターン通りに形成された。スプレイTN
配向と通常TN配向の状態を表わす模式図を図8に示
す。
圧を加えると、当初存在していたスプレイTN配向領域
が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域A、B、
C、Dが分割パターン通りに形成された。スプレイTN
配向と通常TN配向の状態を表わす模式図を図8に示
す。
【0042】偏光顕微鏡下で電圧印加時の配向変化の様
子を観察したところ、ITOの画素電極6上に鋸歯状に
形成したチッ化シリコン膜SiNX7の領域から効果的
に通常TN配向に転移し、それが画素全体に広がってい
く過程が観察された。5Vの電圧を1分間加えた後に配
向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんどなく、分割
パターン通りの均一配向が得られた。
子を観察したところ、ITOの画素電極6上に鋸歯状に
形成したチッ化シリコン膜SiNX7の領域から効果的
に通常TN配向に転移し、それが画素全体に広がってい
く過程が観察された。5Vの電圧を1分間加えた後に配
向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんどなく、分割
パターン通りの均一配向が得られた。
【0043】このようにして作製した液晶表示素子の視
角特性を評価したところ、図9に示すように上下左右対
称で、非常に視角の広い良好な特性が得られた。更に配
向欠陥がほとんどないことから、どの視角方向から見て
も表示ムラが観察されず、非常に高い表示品位が得られ
た。
角特性を評価したところ、図9に示すように上下左右対
称で、非常に視角の広い良好な特性が得られた。更に配
向欠陥がほとんどないことから、どの視角方向から見て
も表示ムラが観察されず、非常に高い表示品位が得られ
た。
【0044】なお、本実施の形態では、下基板のITO
の画素電極6上の一部分に鋸歯形状のチッ化シリコン膜
SiNX7を部分的に形成したが、上基板1の共通電極
4上、または両方の基板に形成しても同様の効果が得ら
れる。 (比較例1)ITOの画素電極6上に鋸歯形状のチッ化
シリコン膜SiNX7を形成しないことを除いては、第
1の実施の形態と同様にして液晶表示素子を作製した。
アニール後の液晶配向状態は、第1の実施の形態と同様
にスプレイTN配向している領域がところどころ存在し
ており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パターン
通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数存
在した。
の画素電極6上の一部分に鋸歯形状のチッ化シリコン膜
SiNX7を部分的に形成したが、上基板1の共通電極
4上、または両方の基板に形成しても同様の効果が得ら
れる。 (比較例1)ITOの画素電極6上に鋸歯形状のチッ化
シリコン膜SiNX7を形成しないことを除いては、第
1の実施の形態と同様にして液晶表示素子を作製した。
アニール後の液晶配向状態は、第1の実施の形態と同様
にスプレイTN配向している領域がところどころ存在し
ており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パターン
通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数存
在した。
【0045】この液晶表示素子の上下基板間に5Vの電
圧を1分間印加した後、配向状態を調べたところ、スプ
レイTN配向領域が多数残存していた。 (第2の実施の形態)以下、本発明の第2の実施の形態
について、図面を参照にしながら説明する。
圧を1分間印加した後、配向状態を調べたところ、スプ
レイTN配向領域が多数残存していた。 (第2の実施の形態)以下、本発明の第2の実施の形態
について、図面を参照にしながら説明する。
【0046】図3と4は、それぞれ本発明の第2の実施
の形態による液晶表示素子の1画素部の平面図及び斜視
図である。実際のパネルは、対角26cmの縦640
(*RGBトリオ)*横480の画素で構成されてい
る。上基板1上には、クロムからなるブラックマトリク
ス遮光層2とカラーフィルタ3、ITOの共通電極4を
形成している。遮光層2は開口部以外をすべて覆ってい
る。下基板5上には、酸化インジウム錫(ITO)の画
素電極6及び、画素電極6を駆動する薄膜トランジスタ
9が形成してある。
の形態による液晶表示素子の1画素部の平面図及び斜視
図である。実際のパネルは、対角26cmの縦640
(*RGBトリオ)*横480の画素で構成されてい
る。上基板1上には、クロムからなるブラックマトリク
ス遮光層2とカラーフィルタ3、ITOの共通電極4を
形成している。遮光層2は開口部以外をすべて覆ってい
る。下基板5上には、酸化インジウム錫(ITO)の画
素電極6及び、画素電極6を駆動する薄膜トランジスタ
9が形成してある。
【0047】それぞれの基板上に可溶性のポリイミドか
らなる第1の配向膜10、11を塗布した。
らなる第1の配向膜10、11を塗布した。
【0048】次に、ラビング処理を施さない場合には、
液晶が垂直配向する垂直配向性ポリイミドからなる第2
の配向膜12を、印刷により図4に示すように下基板5
の一部分にのみ塗布した。その後、前記のように図6に
示す配向パターニング処理を行なった。ここで、図4に
おいて、第2の配向膜12上のラビング処理された配向
膜のプレチルト角(θ2)は、その残部のラビング処理
された配向膜のプレチルト角(θ1)よりも大きい。こ
の差は配向膜の材質の違いにより生じる。
液晶が垂直配向する垂直配向性ポリイミドからなる第2
の配向膜12を、印刷により図4に示すように下基板5
の一部分にのみ塗布した。その後、前記のように図6に
示す配向パターニング処理を行なった。ここで、図4に
おいて、第2の配向膜12上のラビング処理された配向
膜のプレチルト角(θ2)は、その残部のラビング処理
された配向膜のプレチルト角(θ1)よりも大きい。こ
の差は配向膜の材質の違いにより生じる。
【0049】次に片方の基板にエポキシ系接着剤をスク
リーン印刷することでシール部を形成した後、5μmの
球形スペーサを均一に散布した。
リーン印刷することでシール部を形成した後、5μmの
球形スペーサを均一に散布した。
【0050】次に、図7に示すように、図3における1
画素内に4つの配向領域A、B、C、Dが形成されるよ
うに、2枚の基板を貼り合わせた。各領域のラビング処
理方向は、下基板5のラビング方向を点線矢印で、上基
板1のラビング方向を実線矢印で示した。その後、約1
kg/cm2の圧力で均一に加圧したまま150℃で1時間加
熱硬化して空セルを作製した。
画素内に4つの配向領域A、B、C、Dが形成されるよ
うに、2枚の基板を貼り合わせた。各領域のラビング処
理方向は、下基板5のラビング方向を点線矢印で、上基
板1のラビング方向を実線矢印で示した。その後、約1
kg/cm2の圧力で均一に加圧したまま150℃で1時間加
熱硬化して空セルを作製した。
【0051】次に、カイラル剤を添加していないフッ素
系ネマティック液晶を、真空注入法により、上記空セル
に注入した。注入完了後エポキシ系封口剤で注入口を封
口した。
系ネマティック液晶を、真空注入法により、上記空セル
に注入した。注入完了後エポキシ系封口剤で注入口を封
口した。
【0052】このようにして作製した液晶表示素子を液
晶の等方相転移温度以上の温度で1時間アニール処理
後、室温まで冷却した。この状態では、液晶はプレチル
トで規定される所望の配向状態を完全にはとっていなか
った。つまり、部分的にスプレイTN配向の領域が存在
しており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パター
ン通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数
存在した。
晶の等方相転移温度以上の温度で1時間アニール処理
後、室温まで冷却した。この状態では、液晶はプレチル
トで規定される所望の配向状態を完全にはとっていなか
った。つまり、部分的にスプレイTN配向の領域が存在
しており、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パター
ン通りに形成されずに配向欠陥となっている画素が多数
存在した。
【0053】尚、第2の配向膜を塗布した部分の液晶の
プレチルトを調べるために、同様の配向パターニング処
理をしたプレチルト評価用セルを作製した。その結果、
ここで用いた第2の配向膜と液晶の組み合わせで得られ
るプレチルト角は約20゜であることがわかった。
プレチルトを調べるために、同様の配向パターニング処
理をしたプレチルト評価用セルを作製した。その結果、
ここで用いた第2の配向膜と液晶の組み合わせで得られ
るプレチルト角は約20゜であることがわかった。
【0054】この液晶表示素子の上下基板間に5Vの電
圧を加えると、当初存在していたスプレイTN配向領域
が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域A、B、
C、Dが分割パターン通りに形成された。
圧を加えると、当初存在していたスプレイTN配向領域
が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域A、B、
C、Dが分割パターン通りに形成された。
【0055】偏光顕微鏡下で電圧印加時の配向変化の様
子を観察したところ、第2の配向膜12を塗布した領域
から効果的に通常TN配向に転移し、それが画素全体に
広がっていく過程が観察された。5Vの電圧を1分間加
えた後に配向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんど
なく、分割パターン通りの均一配向が得られた。
子を観察したところ、第2の配向膜12を塗布した領域
から効果的に通常TN配向に転移し、それが画素全体に
広がっていく過程が観察された。5Vの電圧を1分間加
えた後に配向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんど
なく、分割パターン通りの均一配向が得られた。
【0056】このようにして作製した液晶表示素子の視
角特性を評価したところ、第1の実施の形態による液晶
表示素子と同様に図9に示すように上下左右対称で、非
常に視角の広い良好な特性が得られた。更に配向欠陥が
ほとんどないことから、どの視角方向から見ても表示ム
ラが観察されず、非常に高い表示品位が得られた。
角特性を評価したところ、第1の実施の形態による液晶
表示素子と同様に図9に示すように上下左右対称で、非
常に視角の広い良好な特性が得られた。更に配向欠陥が
ほとんどないことから、どの視角方向から見ても表示ム
ラが観察されず、非常に高い表示品位が得られた。
【0057】なお、本実施の形態では、下基板5のIT
Oの画素電極6上の一部分に第2の配向膜12を塗布し
たが、上基板1の共通電極4上、または両方の基板に形
成しても同様の効果が得られる。
Oの画素電極6上の一部分に第2の配向膜12を塗布し
たが、上基板1の共通電極4上、または両方の基板に形
成しても同様の効果が得られる。
【0058】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の液晶表示素子では、スプレイTN配向から通常TN配
向への転移の核発生部を設けること、より具体的には各
配向領域の一部分にプレチルト角が周囲より高い領域を
形成することで、視角方向が90゜異なる4つの配向領
域を画素内に均一に形成することができる。これによっ
て、配向欠陥がほとんどなく、上下左右方向で対称な視
角特性を有し、視角特性の優れた、高表示品位の液晶表
示素子を得ることができる。
の液晶表示素子では、スプレイTN配向から通常TN配
向への転移の核発生部を設けること、より具体的には各
配向領域の一部分にプレチルト角が周囲より高い領域を
形成することで、視角方向が90゜異なる4つの配向領
域を画素内に均一に形成することができる。これによっ
て、配向欠陥がほとんどなく、上下左右方向で対称な視
角特性を有し、視角特性の優れた、高表示品位の液晶表
示素子を得ることができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態における液晶表示素
子の1画素部の平面図
子の1画素部の平面図
【図2】本発明の第1の実施の形態における液晶表示素
子の1画素部の斜視図
子の1画素部の斜視図
【図3】本発明の第2の実施の形態における液晶表示素
子の1画素部の平面図
子の1画素部の平面図
【図4】本発明の第2の実施の形態における液晶表示素
子の1画素部の斜視図
子の1画素部の斜視図
【図5】傾斜面をラビングした際のプレチルト角を説明
するための模式図
するための模式図
【図6】本発明の液晶表示素子を製造するための一例と
しての配向パターニング処理工程を表わす模式図
しての配向パターニング処理工程を表わす模式図
【図7】本発明の液晶表示素子の1画素の配向状態の一
例を示す模式図
例を示す模式図
【図8】通常TN配向とスプレイTN配向の状態を表わ
す模式図
す模式図
【図9】本発明の液晶表示素子の視角特性図
1 上基板 2 遮光層 3 カラーフィルタ 4 共通電極 5 下基板 6 画素電極 7 チッ化シリコン膜 8 液晶分子 9 薄膜トランジスタ 10 第1の配向膜 11 第1の配向膜 12 第2の配向膜
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の画素に対する第1の電極が形成さ
れた第1の基板と、 前記第1の電極に対応する第2の電極が形成された第2
の基板と、 前記第1及び第2の基板間に挟持される液晶と、 前記第1の基板の一部及び/又は前記第2の基板の一部
に形成され、前記液晶の各分子がスプレイTN配向から
通常TN配向に転移する際のその転移を促進するための
核発生部とを備えたことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項2】 前記第1及び第2の基板は、それぞれラ
ビング処理された配向膜を有しており、 前記第1の基板側における液晶の各分子の配向方位と前
記第2の基板側における液晶の各分子の配向方位は互い
に異なり、 前記液晶により形成される層は、自発的なねじれ構造を
もたず、 前記複数の画素の各々は、複数の液晶配向領域を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 前記複数の画素の各々は、4つの液晶配
向領域を有し、 前記4つの液晶配向領域の内の2つの液晶配向領域であ
る一部は、それぞれ、前記液晶により形成される層の中
央部における各分子のチルト方向により定まる視角方向
が互いに異なる左ねじれの領域であり、 前記4つの液晶配向領域から前記一部を除いた2つの液
晶配向領域である残部は、それぞれ、前記視角方向が互
いに異なる右ねじれの領域であり、 前記4つの液晶配向領域は、それぞれ、前記視角方向が
互いに異なる領域であることを特徴とする請求項2に記
載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 前記第1の基板側における液晶の各分子
の配向方位と前記第2の基板側における液晶の各分子の
配向方位は互いに実質上90゜異なり、 前記一部は、それぞれ、前記視角方向が互いに実質上1
80゜異なる左ねじれの領域であり、 前記残部は、それぞれ、前記視角方向が互いに実質上1
80゜異なる右ねじれの領域であり、 前記4つの液晶配向領域は、それぞれ、前記視角方向が
互いに実質上90゜異なる領域であることを特徴とする
請求項3に記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 前記核発生部におけるラビング処理され
た配向膜のプレチルト角は、前記第1の基板の一部及び
/又は前記第2の基板の一部に対する残部におけるラビ
ング処理された配向膜のプレチルト角よりも大きいこと
を特徴とする請求項4に記載の液晶表示素子。 - 【請求項6】 前記残部はフラットであり、前記核発生
部は表面が傾斜した領域であることを特徴とする請求項
5に記載の液晶表示素子。 - 【請求項7】 前記核発生部の配向膜の材質は、前記第
1の基板の一部及び/又は前記第2の基板の一部に対す
る残部の配向膜の材質と異なり、ラビング処理により、
前記残部の配向膜のプレチルト角よりも大きいプレチル
ト角をなす材質であることを特徴とする請求項4に記載
の液晶表示素子。 - 【請求項8】 前記複数の画素の各々が有する4つの液
晶配向領域の内、少なくとも1つの液晶配向領域に前記
核発生部が形成されていることを特徴とする請求項4に
記載の液晶表示素子。 - 【請求項9】 前記第1の基板とは上基板であり、 前記第1の電極とは共通電極であり、 前記第2の基板とは下基板であり、 前記第2の電極とは画素電極であり、 前記核発生部は、前記画素電極が遮光層で覆われている
領域に形成されていることを特徴とする請求項1から5
のいずれかに記載の液晶表示素子。 - 【請求項10】 前記4つの液晶配向領域の各々におけ
る前記液晶のプレチルト角は、少なくとも3゜以上であ
ることを特徴とする請求項4から7のいずれかに記載の
液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1869096A JPH09211458A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1869096A JPH09211458A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09211458A true JPH09211458A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11978624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1869096A Pending JPH09211458A (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09211458A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100359353B1 (ko) * | 1998-05-13 | 2002-11-01 | 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR100446322B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-08-30 | 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. | 스플레이 배향으로부터 벤드 배향으로의 전이 핵 영역을가진 ocb 형 액정 디스플레이 |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP1869096A patent/JPH09211458A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100359353B1 (ko) * | 1998-05-13 | 2002-11-01 | 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR100446322B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-08-30 | 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. | 스플레이 배향으로부터 벤드 배향으로의 전이 핵 영역을가진 ocb 형 액정 디스플레이 |
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