JP2000075302A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画素内に液晶分子の配向方向が異なる複
数の領域が形成された広視野角特性の液晶表示装置にお
いて、リークが生じ難く、スペーサーの形成工程を別途
行う必要がなく、押圧にも強い液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 表示画素内に電極の窓部５１を形成し、
表示画素外周部に絶縁体壁６０を形成して、液晶分子の
配向方向を制御する。絶縁体壁６０を液晶層と同じ厚み
で不連続に形成することにより、スペーサーとしても用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパーソナル
コンピューター、ワードプロセッサー等に用いられる液
晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、表示画素内
に液晶分子の配向方向が異なる複数の領域を設けて広視
野角化を図っ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】従来、視角特性を改善するために、表示
画素を分割して各領域で液晶分子の配向方向を異ならせ
た液晶表示装置が知られている（特開平７−３１１３８
３号公報）。

【０００３】以下、その従来の液晶表示装置について、
図２１及び図２２を参照しながら説明する。なお、図２
１は液晶表示装置の１画素分の断面図であり、図２２は
その平面図である。

【０００４】この液晶表示装置は、透明な電極２０、２
１を設けた一対の基板１０、１１が、負の誘電率異方性
を有するネマチック液晶からなる液晶層を挟んで対向配
置され、両電極の対向部で構成された表示画素がマトリ
クス状に配置されている。

【０００５】下側の基板１１には、電極２１の下部に配
向制御断層４１が設けられ、表示画素を囲む周縁部で電
極２１を隆起させている。この配向制御断層４１は、Ｓ
ｉＮ _XやＳｉＯ₂等を成膜してエッチングすることにより
形成される。その電極２１の上にはＳｉＯ₂の垂直蒸着
膜やポリイミド膜からなる配向膜３１が全面に形成さ
れ、配向制御断層４１により隆起された電極部分上の液
晶層と接触する表面が傾斜して配向制御傾斜部４０とな
っている。

【０００６】上側の基板１０には、表示画素の対角線に
沿って電極２０に電極不在部分である配向制御窓５０が
形成されている。この配向制御窓５０は、ＩＴＯ等の導
電膜を成膜後にエッチング等によって開口される。その
電極２０の上にはＳｉＯ₂の垂直蒸着膜やポリイミド膜
からなる配向膜３０が全面に形成されている。

【０００７】この液晶表示装置において、液晶分子１の
初期配向は、垂直配向膜３０、３１の接触表面に対して
垂直方向に制御されている。

【０００８】そして、液晶表示装置に電圧を印加する
と、下側電極２１の周縁部上の液晶層では、液晶分子１
は配向制御傾斜部４０の傾斜に従って異なる方向に傾け
られる。また、配向制御窓５０の下部の液晶層では、セ
ルギャップ方向に対して斜め方向に電界１５０が生じる
ため、液晶分子１が斜め方向の電界１５０に対して垂直
方向に向くように傾斜する。よって、配向制御傾斜部４
０と配向制御窓５０とで囲まれた部分の液晶層では、液
晶分子１が配向制御傾斜部４０と配向制御窓５０とによ
り同一の方向に傾けられる。

【０００９】これにより、図２２に示すように、配向制
御窓５０によって表示画素が４つの領域に分割され、各
領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて液晶分子が各々異なる方向
に傾けられる。その結果、各領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光学
特性が補償しあって視角依存性が低減される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の液晶表示装置においては、以下のような問題があっ
た。

【００１１】（１）下層に配向制御断層を設けて透明電
極を傾斜させることにより配向制御傾斜部を形成してい
るため、対向する電極間の距離が小さくなって、小さな
ゴミによってもリークが発生しやすくなる。

【００１２】（２）液晶表示装置では、一般に、一対の
ガラス基板の間隔（セルギャップ）を基板全面で一定に
保つためにスペーサーを設ける必要があるが、上記従来
技術では配向制御傾斜部の形成工程の他にスペーサーを
設ける工程が必要である。特に、配向制御傾斜部におい
て対向する電極間のリークが生じやすいので、配向制御
傾斜部とは別にスペーサーを設ける必要がある。

【００１３】（３）プラスチックビーズ等からなるスペ
ーサーを散布することにより設ける場合、ビーズの散布
量が多いとビーズの周囲で液晶分子の配向に乱れが生じ
て光漏れが生じ、ビーズの散布量が少ないとセルギャッ
プを均一に保つことができない。また、詳細な条件設定
をしてこれらの問題を解決できても、押圧に弱く、パネ
ルの表面に部分的に圧力が加わると表示に揺らぎが生じ
る。

【００１４】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、表示画素内に液晶分
子の配向方向が異なる複数の領域が形成された広視野角
特性の液晶表示装置において、リークが生じ難く、スペ
ーサーの形成工程を別途行う必要がなく、押圧にも強い
液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、各々電極を有する一対の基板の間に液晶層が設けら
れ、両電極の対向部である表示画素内に液晶分子の配向
方向が異なる複数の領域が設けられた液晶表示装置であ
って、少なくとも一方の基板上の電極が表示画素内に電
極が形成されていない窓部を有し、片方の基板の表示画
素外周部に絶縁体壁が設けられ、そのことにより上記目
的が達成される。

【００１６】前記絶縁体壁が前記液晶層と同じ厚みで、
かつ、各絶縁体壁が少なくとも１箇所で不連続に設けら
れていてもよい。

【００１７】前記絶縁体壁が表示画素外周部の少なくと
も２辺を半分以上覆うように設けられていてもよい。

【００１８】前記絶縁体壁の壁面が基板厚み方向に対し
て傾斜していてもよい。

【００１９】前記窓部の形状が十字型又はＸ字型であっ
てもよい。

【００２０】前記液晶層は負の誘電率異方性を有する液
晶材料からなり、前記一対の基板は、該液晶層と接触す
る表面に垂直配向膜を有していてもよい。

【００２１】前記液晶層は正の誘電率異方性を有する液
晶材料からなり、前記一対の基板は、該液晶層と接触す
る表面に水平配向膜を有していてもよい。

【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、各々
電極を有する一対の基板の間に液晶層が設けられ、両電
極の対向部である表示画素内に液晶分子の配向方向が異
なる複数の領域が設けられた液晶表示装置を製造する方
法であって、少なくとも一方の基板上に導電膜を設けて
パターニングすることにより、表示画素内に窓部を有す
る電極を形成する工程と、片方の基板上に絶縁膜を設け
てパターニングすることにより、表示画素外周部に絶縁
体壁を形成する工程とを含み、そのことにより上記目的
が達成される。

【００２３】前記窓部を有する電極と前記絶縁体壁とを
同一基板上に形成し、該電極の形成工程の後で該絶縁体
壁の形成工程を行ってもよい。

【００２４】以下に、本発明の作用について説明する。

【００２５】本発明にあっては、片方の基板の表示画素
外周部に設けられた絶縁体壁と、少なくとも一方の基板
上の表示画素内に設けられた電極の窓部（電極の不在部
分）とにより、液晶分子の配向方向（立ち上がり方向や
倒れる方向）を制御して、表示画素内を液晶分子の配向
方向が異なる複数の領域に分割する。

【００２６】配向を制御する絶縁体壁を表示画素の外周
部に設けているので、対向する電極間の距離が接近する
ことはなく、ゴミ等による対向電極間のリークは生じな
い。

【００２７】絶縁体壁を液晶層と同じ厚みに形成するこ
とにより、一対の基板の各々と絶縁体壁とが接するの
で、セルギャップを均一にするためのスペーサーの役割
を果たすことができる。よって、ビーズ等からなるスペ
ーサーを散布する工程を必要とせず、また、ビーズスペ
ーサーによって光漏れが生じることもない。

【００２８】このとき、絶縁体壁を連続的に形成して表
示領域内に絶縁体壁で囲まれる部分ができると、注入口
から液晶を注入する際に絶縁体壁で囲まれた部分が他の
部分から遮断されて液晶が注入されないことがある。よ
って、各絶縁体壁が、少なくとも１箇所で不連続になる
ように形成するのが好ましい。

【００２９】この絶縁体壁が形成される目的の１つは、
１つの表示画素内に液晶分子の配向方向が異なる領域を
複数形成することである。ここで、液晶分子の配向方向
が異なる各領域においては、光学特性が互いに補償され
て視角依存性が低減される。このため、各領域が均等に
分割されていないと、視角を倒したときの方向によって
明るさが異なり、表示品位が低下する。よって、各領域
を均等に分割して補償効果を高めるのが好ましく、例え
ば、後述する図５に示すように、絶縁体壁６０を表示画
素外周部の少なくとも２辺を半分以上覆うような長さに
設けるのが好ましい。

【００３０】この場合、スペーサーの役割も果たす絶縁
体壁が上下の基板と接する面積は、従来の適切な条件で
散布されたビーズが上下の基板と接する面積よりも明ら
かに広い。従って、押圧に対する強度も強く、パネルの
表面に部分的に圧力が加わった場合に起こる表示の揺ら
ぎも改善される。

【００３１】絶縁体壁の壁面を基板厚み方向に対して傾
斜させることにより、傾斜に従って液晶分子の配向方向
が傾くので、電圧印加時の液晶分子の立ち上がり方向や
倒れる方向を安定性良く制御することができる。

【００３２】さらに、電極の不在部である窓部の形状を
十字型又はＸ字型とすることにより、十字又はＸ字の各
ラインにより表示画素内を分割して配向方向が異なる４
つの領域を制御性良く形成することができる。

【００３３】負の誘電率異方性を有する液晶材料を用い
る場合、一対の基板の液晶層と接触する表面に垂直配向
膜を形成して電圧を印加しない初期状態で液晶分子を基
板に対してほぼ垂直方向に配向させる。そして、電圧を
印加すると、液晶分子の倒れる方向が絶縁体壁及び電極
の窓部で制御されて液晶分子の配向方向が異なる複数の
領域が形成される。

【００３４】正の誘電率異方性を有する液晶材料を用い
る場合、電圧を印加しない初期状態で液晶分子を基板に
対してほぼ平行方向に配向させる。このとき、一対の基
板の液晶層と接触する表面に水平配向膜を形成して配向
処理を施すことにより、ホモジニアス配向やＴＮ（ツイ
スティッドネマティック）配向等が得られる。そして、
電圧を印加すると、液晶分子の倒れる方向が絶縁体壁及
び電極の窓部で制御されて液晶分子の配向方向が異なる
複数の領域が形成される。

【００３５】電極の窓部は、基板上に導電膜を設けてパ
ターニングすることにより形成することができる。ま
た、絶縁体壁は、基板上に絶縁膜を設けてパターニング
することにより形成することができる。

【００３６】窓部を有する電極と壁状絶縁体とは、同一
の基板上に形成してもよく、別々の基板上に形成しても
よい。電極の窓部と絶縁体壁とを同一の基板上に形成す
る場合には、電極の形成工程の後で絶縁体壁の形成工程
を行うようにするのが好ましい。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００３８】本発明の液晶表示装置は、表示画素外周部
に絶縁体壁（配向制御壁）を設けると共に表示画素内に
電極の窓部（配向制御窓）を設けて、液晶分子の立ち上
がり方向や倒れる方向を制御し、表示画素内を液晶分子
の配向方向が異なる複数の領域に分割するものである。

【００３９】（液晶分子の初期配向が基板に対して垂直
方向である場合）負の誘電率異方性を有する液晶材料を
用いる場合、電圧を印加しない初期状態で液晶分子を基
板に対してほぼ垂直方向に配向させる。そして、電圧を
印加したときに液晶分子が倒れる方向を、配向制御壁の
傾斜面及び配向制御窓によって制御する。

【００４０】液晶分子を初期状態で基板に対して垂直方
向に配向させるためには、基板上の液晶分子が接する部
分に垂直配向膜をコートする。この垂直配向膜は、スピ
ンコート、印刷等の方法により基板上にコートされる。

【００４１】垂直配向膜としては、例えばＪＡＬＳ２０
４（日本合成ゴム社製）等が挙げられる。その他、Ｓｉ
Ｏ₂の垂直蒸着膜やポリイミド膜等を用いることもでき
る。これに限らず、（液晶の表面張力）＞（液晶層と接
する表面の臨界表面張力）の関係が成り立つ配向膜であ
れば、いずれも用いることができる。

【００４２】液晶層との接触表面をこのような垂直配向
膜でコートした場合、電圧を印加しない初期状態で液晶
分子が基板に対してほぼ垂直方向に配向する。そして、
電圧を印加したときに液晶分子が倒れる方向は、配向制
御壁の傾斜面及び配向制御窓によって制御される。

【００４３】負の誘電率異方性を有する液晶材料として
は、例えばＺＬＩ４７８８−０００（メルク社製）等が
上げられる。

【００４４】図１は本発明の一実施形態である液晶表示
装置の１画素分を示す断面図であり、図２はその平面図
である。

【００４５】この液晶表示装置は、透明な電極２２、２
３を設けた一対の基板１２、１３が、負の誘電率異方性
を有する液晶材料からなる液晶層を挟んで対向配置さ
れ、両電極の対向部で構成された表示画素１６０がマト
リクス状に配置されている。

【００４６】下側の基板１３には、表示画素１６０の外
周部に電極２３に沿ってセルギャップと同じ高さで絶縁
体壁（配向制御壁）６０がライン状に形成されている。
その上に全面に垂直配向膜３３が形成されている。

【００４７】上側の基板１２には、表示画素１６０内に
電極２２の不在部分である窓部（配向制御窓）５１がラ
イン状に形成されている。その上に全面に垂直配向膜３
２が形成されている。

【００４８】この液晶表示装置において、液晶層に電圧
を印加しない初期状態では液晶分子２ａが垂直配向膜３
２、３３との接触表面に対して垂直方向に配向するの
で、図１（ａ）に示すように、表示画素１６０内で液晶
分子２ａは基板に対してほぼ垂直方向に配向する。配向
制御壁６０部分では、液晶分子２ａは配向制御壁６０の
傾斜に従って基板に対して傾斜する。

【００４９】そして、液晶層に飽和電圧を印加すると、
図１（ｃ）に示すように、負の誘電率異方性を有する液
晶分子２ａは基板に対してほぼ平行方向に配向し、配向
制御壁６０部分でも、液晶分子２ａが基板に対してほぼ
平行に配向する。

【００５０】液晶層に中間調電圧を印加したときには、
液晶分子２ａは最短でエネルギー的に安定な状態になる
ように電界に対して傾斜する。よって、図１（ｂ）に示
すように、配向制御壁６０部分の液晶分子２ａは電圧無
印加時に傾斜している方向に傾斜する。一方、配向制御
窓５１には図に点線で示すような斜め方向の電界１５０
が生じるので、配向制御窓５１部分では液晶分子２ａが
電界の方向に対して垂直方向に傾く。

【００５１】これにより、図２に示す領域Ｅ内及び領域
Ｆ内では、配向制御壁６０部分と配向制御窓５１部分と
で液晶分子２ａの倒れる方向が揃う。そして、液晶は連
続体としての性質を有するため、配向制御壁６０と配向
制御窓５１とで挟まれた領域全体で倒れる方向が揃う。

【００５２】その結果、領域Ｅ、Ｆ内では液晶分子２ａ
の配向方向（倒れる方向）が同一方向に揃い、領域Ｅと
領域Ｆとでは液晶分子２ａの配向方向が逆になる。この
配向方向が異なる領域Ｅと領域Ｆは、視角を傾けたとき
に互いに視角特性を補い合うので、広視野角特性が得ら
れる。

【００５３】（液晶分子の初期配向が基板に対して平行
方向である場合）正の誘電率異方性を有する液晶材料を
用いる場合、電圧を印加しない初期状態で液晶分子を基
板に対してほぼ平行方向に配向させる。そして、電圧を
印加したときに液晶分子が倒れる方向を、配向制御壁の
傾斜面及び配向制御窓によって制御する。

【００５４】正の誘電率異方性を有する液晶材料として
は、例えばＺＬＩ４７９２（メルク社製）等が上げられ
る。

【００５５】液晶分子を初期状態で基板に対して平行方
向に配向させる場合、基板上の液晶分子が接する部分に
水平配向膜をコートして配向処理を施すことによりホモ
ジニアス配向やＴＮ配向等を得ることができる。この水
平配向膜は、スピンコート、印刷等の方法により基板上
にコートされる。

【００５６】水平配向膜としては、例えばＡＬ４５５２
（日本合成ゴム社製）やポリイミド膜等が挙げられる。
配向処理としては、例えばナイロン布等を用いたラビン
グ処理等が挙げられる。

【００５７】図３は本発明の一実施形態である液晶表示
装置の１画素分を示す断面図であり、図４はその平面図
である。

【００５８】この液晶表示装置は、透明な電極２２、２
３を設けた一対の基板１２、１３が、正の誘電率異方性
を有する液晶材料からなる液晶層を挟んで対向配置さ
れ、両電極の対向部で構成された表示画素１６０がマト
リクス状に配置されている。

【００５９】下側の基板１３には、表示画素の外周部に
電極２３に沿ってセルギャップと同じ高さで絶縁体壁
（配向制御壁）６０がライン状に形成されている。その
上に全面に水平配向膜３５が形成され、ナイロン布を用
いて配向制御壁６０に対して垂直方向にラビング処理が
施されている。

【００６０】上側の基板１２には、表示画素内に電極２
２の不在部分である窓部（配向制御窓）５１がライン状
に形成されている。その上に全面に水平配向膜３４が形
成され、ナイロン布を用いて配向制御壁６０に対して垂
直方向にラビング処理が施されている。

【００６１】この液晶表示装置において、液晶層に電圧
を印加しない初期状態では液晶分子２ｂが水平配向膜３
４、３５との接触表面に対して平行方向に配向するの
で、図３（ａ）に示すように、表示画素内で液晶分子２
ｂは基板に対してほぼ平行方向に配向する。配向制御壁
６０部分では、液晶分子２ｂは配向制御壁６０の傾斜に
従って基板に対して傾斜する。

【００６２】そして、液晶層に飽和電圧を印加すると、
図３（ｃ）に示すように、正の誘電率異方性を有する液
晶分子２ｂは基板に対してほぼ垂直方向に配向し、配向
制御壁６０部分でも、液晶分子２ｂが基板に対してほぼ
垂直方向に配向する。

【００６３】液晶層に中間調電圧を印加したときには、
液晶分子２ｂは最短でエネルギー的に安定な状態になる
ように電界に対して立ち上がる。よって、図３（ｂ）に
示すように、配向制御壁６０部分の液晶分子２ｂは電圧
無印加時に傾斜している方向に立ち上がる。一方、配向
制御窓５１には図に点線で示すような斜め方向の電界１
５０が生じるので、配向制御窓５１部分では液晶分子２
ｂが電界の方向に対して平行方向に立ち上がる。

【００６４】これにより、図４に示す領域Ｇ内及び領域
Ｈ内では、配向制御壁６０部分と配向制御窓５１部分と
で液晶分子２ｂの立ち上がり方向が揃う。そして、液晶
は連続体としての性質を有するため、配向制御壁６０と
配向制御窓５１とで挟まれた領域全体で立ち上がり方向
が揃う。

【００６５】その結果、領域Ｇ、Ｈ内では液晶分子２ｂ
の配向方向（立ち上がる方向）が同一方向に揃い、領域
Ｇと領域Ｈとでは液晶分子２ｂの配向方向が逆になる。
この配向方向が異なる領域Ｇと領域Ｈは、視角を傾けた
ときに互いに視角特性を補い合うので、広視野角特性が
得られる。

【００６６】（配向制御壁）配向制御壁（絶縁体壁）の
壁面は、セルギャップ方向に対して傾斜を有するように
する。その傾斜角度は、液晶分子の配向を制御すること
が可能であれば、何度であってもよい。

【００６７】初期状態で液晶分子が基板に対して垂直方
向に配向している場合には、電圧を印加すると液晶分子
が配向制御壁の傾きに従って傾斜する。また、初期状態
で液晶分子が基板に対して平行方向に配向している場合
には、電圧を印加すると液晶分子が配向制御壁の傾きに
従って立ち上がる。

【００６８】配向制御壁の形成位置は、液晶表示装置を
表示面から見たときに表示に影響を及ぼさない位置とす
る。よって、表示電極の外周部やＢＭ（ブラックマトリ
クス）によって隠される位置に形成するのが好ましい。

【００６９】配向制御壁の形状は、例えば図５に示すよ
うなものとすることができる。特に、配向制御壁の厚み
をセルギャップと同じにした場合には、連続せずに形成
するのが好ましい。液晶を注入口から注入する場合に、
シール材の内側で配向制御壁に囲まれて他の部分と完全
に空間的に遮断された部分が形成されると、その部分に
液晶が注入されずに表示ムラとなるからである。

【００７０】配向制御壁の底面の形状は、例えば図６に
示すようなものとすることができる。配向制御壁の底面
は、平行四辺形、長方形、楕円形等にすることができ、
直線や曲線にすることもできる。

【００７１】ＴＦＴ駆動を行う液晶表示装置の場合に
は、配向制御壁をＴＦＴ基板に形成してもよく、カラー
フィルター（ＣＦ）基板に形成してもよい。

【００７２】まず、ＴＦＴ基板側に設ける場合について
説明する。

【００７３】図７は本発明の一実施形態である液晶表示
装置のＴＦＴ基板における１画素分の平面図であり、図
８はそのＡ−Ａ’線部分の断面図である。なお、この図
７、図８及び以下の図９、図１０は、配向制御壁につい
て説明するためのものであり、電極の窓部は省略して示
している。

【００７４】このＴＦＴ基板は、ガラス等からなる基板
１４上に、ゲート配線７１及びソース配線８１が互いに
交差するように設けられている。両配線の交差部近傍に
はＴＦＴ１００が設けられ、両配線で区切られた領域に
表示電極１１０が設けられている。ＴＦＴ１００はゲー
ト配線７１の分岐部であるゲート電極７０の上に絶縁膜
１０１、１０２を間に介してａ−Ｓｉ層１０３が設けら
れ、その上に２つに分断されたＮ⁺−ａ−Ｓｉ層１０４
が設けられている。一方のＮ⁺−ａ−Ｓｉ層１０４の上
には表示電極１１０及びドレイン電極９０が設けられ、
他方のＮ⁺−ａ−Ｓｉ層１０４の上には２層構造のソー
ス電極８０がソース配線８１から分岐して設けられてい
る。そして、ＴＦＴ１００及びソース配線８１の上を覆
うように絶縁膜１０５が設けられている。

【００７５】このＴＦＴ基板において、表示電極１１０
が形成されている領域である表示画素の外周部に絶縁体
からなる配向制御壁（絶縁体壁）６０を形成し、その上
に液晶層と接する基板表面全体を覆うように配向膜３６
を形成する。

【００７６】次に、ＣＦ基板側に設ける場合について説
明する。

【００７７】図９は本発明の一実施形態である液晶表示
装置のＣＦ基板における１画素分の平面図であり、図１
０はそのＢ−Ｂ’線部分の断面図である。

【００７８】このＣＦ基板は、ガラス等からなる基板１
４上に各表示画素に対応してＣＦの各着色部１３０が設
けられ、表示画素の周囲にはＢＭ１２０が設けられてい
る。その上には共通電極１４０が設けられている。

【００７９】このＣＦ基板において、ＢＭによって隠さ
れている表示画素の外周部に配向制御壁（絶縁体壁）６
０を形成し、その上に液晶層と接する基板表面全体を覆
うように配向膜３６を形成する。

【００８０】配向制御壁として使用される絶縁体材料と
しては、例えば日本合成ゴム社製の樹脂ＪＡＳ１００等
を用いることができる。絶縁体材料は、透明でもよく、
着色していてもよい。着色している材料を用いる場合に
は、パネルの開口率を下げないために、ＣＦ基板上のＢ
Ｍで隠される位置に配向制御壁を設けることが望まし
い。

【００８１】配向制御壁６０は、図１１（ａ）に示すよ
うに電極２４を形成した基板１４上に、図１１（ｂ）に
示すように樹脂材料をコートした後、図１１（ｃ）に示
すように所定の形状のフォトマスクを用いて露光、現像
することにより図１１（ｄ）に示すように任意の形状に
形成することができる。或いは、印刷法により任意の形
状に形成することもできる。配向制御壁を所定の高さに
形成するためには、これらの方法を複数回繰り返しても
よい。

【００８２】配向制御壁６０の壁面を傾斜させる方法と
しては、図１１（ｄ）に示すように絶縁体壁をパターニ
ングした後、図１１（ｅ）に示すように加熱して熱ダレ
を起こさせる方法等が挙げられる。或いは、絶縁体壁を
パターニングした後、その表面を配向膜で覆って配向膜
表面に傾斜を設けることも可能である。

【００８３】（配向制御窓）電極の不在部である窓部
（配向制御窓）は、対向する一対の基板のうち、少なく
とも一方の基板の表示画素内に形成される。或いは両方
の基板に形成することもでき、特に、基板を貼り合わせ
た場合に上方から見たときの形成位置が一致するように
形成するのが望ましい。この場合、配向制御窓で挟まれ
た液晶分子には電圧が印加されないため、表示画素に電
圧を印加しても液晶分子は配向を変えず、初期配向状態
のままである。表示画素内に液晶分子の配向の異なる複
数の領域を形成する場合、このような配向制御窓を各領
域を分割するラインとすることができる。

【００８４】配向制御窓の形状は、１本のライン状或い
は複数本のラインを組み合わせたものにすることができ
る。例えば、直線や十字型、Ｘ字型等にすることができ
る。その形状は、液晶分子の配向を制御することが可能
であれば、どのような形状であってもよい。

【００８５】ラインの形状は、平行四辺形、長方形、楕
円形等にすることができ、直線や曲線にすることもでき
る。

【００８６】ＴＦＴ駆動を行う液晶表示装置の場合に
は、配向制御窓をＴＦＴ基板に形成してもよく、ＣＦ基
板に形成してもよい。ＴＦＴ基板側に形成する場合に
は、表示電極の一部が完全にＴＦＴから切り離されてし
まわないように配向制御窓を形成する。ＣＦ基板側に形
成する場合には、ＴＦＴ基板の表示電極と対向する電極
部分（表示画素内）に配向制御窓を形成する。このと
き、配向制御窓の一部がＣＦ基板のＢＭ上に位置しても
よい。

【００８７】この配向制御窓は、ＩＴＯ等の透明導電膜
の成膜後にエッチング等により導電膜を一部除去するこ
とにより形成することができる。

【００８８】（ＴＦＴ基板）ＴＦＴ駆動の液晶表示装置
は、ＴＦＴと表示電極とを設けたＴＦＴ基板と、ＣＦを
設けたＣＦ基板とを貼り合わせて作製される。ＴＦＴ基
板には、上述の図７及び図８に示したように、ゲート電
極７０、ゲート配線７１、ソース電極８０、ソース配線
８１、ＴＦＴ１００、表示電極１１０が形成される。

【００８９】ＴＦＴ基板の作製は、例えば以下のように
して行うことができる。

【００９０】まず、ガラス等からなる基板１４上に、ス
パッタリング法及びフォトリソグラフィ法によりＣｒや
Ｔａ等の金属膜からなるゲート電極７０及びゲート配線
７１を形成する。

【００９１】このゲート電極７０とゲート配線７１を覆
うように、陽極酸化法により１層目の絶縁膜１０１を形
成し、その上に基板全面にプラズマＣＶＤ法によりＳｉ
Ｎ_X等からなる２層目の絶縁膜１０２を形成する。

【００９２】ゲート電極７０上部の絶縁膜１０２上に
は、プラズマＣＶＤ法及びフォトリソグラフィ法によ
り、半導体層としてのａ−Ｓｉ層１０３及びＮ⁺−ａ−
Ｓｉ層１０４を形成する。

【００９３】その上層にスパッタリング法及びフォトリ
ソグラフィ法によりＭｏ／Ａｌ等からなるソース配線８
１、ソース電極８０及びドレイン電極９０を形成する。

【００９４】ＴＦＴ１００の最上層にはプラズマＣＶＤ
法とフォトリソグラフィによりＳｉＮ_X等からなる絶縁
膜１０５を形成する。

【００９５】Ｎ⁺−ａ−Ｓｉ層１０４のドレイン電極９
０側には、スパッタリング法及びフォトリソグラフィ法
によりＩＴＯ等からなる表示電極を形成する。電極の不
在部である窓部（配向制御窓）を形成する場合には、上
述のように導電膜の成膜後にエッチング除去することに
より形成する。

【００９６】そして、表示画素の外周部に上述のように
絶縁体壁（配向制御壁）６０を形成し、その上にスピン
コート法や印刷法により配向膜３６を形成する。

【００９７】（ＣＦ基板）ＣＦ基板には、上述の図９及
び図１０に示したように、着色層１３０、ＢＭ１２０、
共通電極１４０が形成される。

【００９８】ＣＦ基板の作製は、例えば以下のようにし
て行うことができる。

【００９９】まず、ガラス等からなる基板１４上に、表
示画素間を遮光するために、スパッタリング法及びフォ
トリソグラフィ法によりＣｒ等からなるＢＭ１２０を形
成する。

【０１００】その基板上に着色顔料を分散した感光性ア
クリル樹脂を塗布してマスク露光後、現像することによ
り所定の場所にカラーフィルタの各着色層１３０を形成
する。

【０１０１】その上にスパッタリング法等によりＩＴＯ
等からなる共通電極を形成する。電極の不在部である窓
部（配向制御窓）を形成する場合には、上述のように導
電膜の成膜後にエッチング除去することにより形成す
る。

【０１０２】そして、表示画素の外周部に上述のように
絶縁体壁（配向制御壁）６０を形成し、その上にスピン
コート法や印刷法により配向膜３６を形成する。

【０１０３】なお、本発明はＴＦＴ駆動のカラー液晶表
示装置に限定されるわけではなく、ＭＩＭ等の２端子素
子を用いたアクティブマトリクス駆動やマルチプレック
ス駆動の液晶表示装置であってもよく、表示領域の表示
電極がマトリクス状に配置された液晶表示装置であれば
いずれも本発明を適用可能である。

【０１０４】（基板材料）基板材料としては、ガラス基
板やプラスチック基板等の透明基板を使用することがで
きる。また、一対の基板として異なる材料からなる基板
を使用することもできる。

【０１０５】以下に、本発明のより詳しい実施形態につ
いて説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定さ
れるものではない。

【０１０６】（実施形態１）図１２は、実施形態１の液
晶表示装置の１画素分を示す平面図であり、図１３は図
１２のＣ−Ｃ’線による断面図である。この液晶表示装
置の構成について、作製工程を参照しながら説明する。

【０１０７】まず、公知の方法で透明基板１３上にゲー
ト電極７０、ゲート配線７１、ソース電極８０、ソース
配線８１、ＴＦＴ１００、表示電極１１０を有するＴＦ
Ｔ基板を作製し、透明基板１２上に着色層１３０、ＢＭ
１２０、共通電極１４０を有するＣＦ基板を作製した。

【０１０８】そして、ＴＦＴ基板の表示電極１１０と、
ＣＦ基板の共通電極１４０とをエッチングにより開口さ
せてＸ字型の配向制御窓５３、５２を形成した。これら
の配向制御窓５２、５３は、両基板を貼り合わせたとき
に重なる位置に設けた。

【０１０９】次に、ＴＦＴ基板の全面に絶縁性材料（Ｊ
ＡＳ１００：日本合成ゴム社製）をスピンコートし、マ
スク露光後、現像することによりパターニングした。そ
して、焼成して硬化することにより２μｍの厚みの配向
制御壁６１を形成した。

【０１１０】続いて、各々の基板の表面に垂直配向膜
（ＪＡＬＳ２０４：日本合成ゴム社製）３２、３３を印
刷法で形成した。

【０１１１】その後、ＣＦ基板の表示領域外にシールを
印刷し、ＴＦＴ基板と貼り合わせて焼成した。

【０１１２】得られたパネルに負の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶（ＺＬＩ４７８８−０００：メルク社
製）を注入した。

【０１１３】これにより、電圧を印加しない初期状態で
は、表示画素内の液晶分子が基板に対してほぼ垂直に配
向し、電圧印加時には基板に対してほぼ平行に配向す
る、ＥＣＢ方式の液晶パネルが得られた。

【０１１４】中間調電圧印加時には、表示画素内にＸ字
型の配向制御窓５２、５３を境として、液晶分子の配向
方向が異なる４つの領域が形成された。各領域では視角
が補償し合って、優れた視野角特性を実現することがで
きた。

【０１１５】（実施形態２）図１４は、実施形態２の液
晶表示装置の１画素分を示す平面図であり、図１５は図
１４のＤ−Ｄ’線による断面図である。この液晶表示装
置の構成について、作製工程を参照しながら説明する。

【０１１６】まず、公知の方法で透明基板１３上にゲー
ト電極７０、ゲート配線７１、ソース電極８０、ソース
配線８１、ＴＦＴ１００、表示電極１１０を有するＴＦ
Ｔ基板を作製し、透明基板１２上に着色層１３０、ＢＭ
１２０、共通電極１４０を有するＣＦ基板を作製した。

【０１１７】そして、ＴＦＴ基板の表示電極１１０をエ
ッチングにより開口させてライン状の配向制御窓５３を
形成した。

【０１１８】次に、ＣＦ基板の全面に絶縁性材料（ＪＡ
Ｓ１００：日本合成ゴム社製）をスピンコートし、マス
ク露光後、現像することによりパターニングした。そし
て、焼成して硬化することにより４．５μｍの厚みの配
向制御壁６２を形成した。

【０１１９】続いて、各々の基板の表面に垂直配向膜
（ＪＡＬＳ２０４：日本合成ゴム社製）３２、３３を印
刷法で形成した。

【０１２０】その後、ＣＦ基板の表示領域外にシールを
印刷し、ＴＦＴ基板と貼り合わせて焼成した。

【０１２１】得られたパネルに負の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶（ＺＬＩ４７８８−０００：メルク社
製）を注入した。

【０１２２】これにより、電圧を印加しない初期状態で
は、表示画素内の液晶分子が基板に対してほぼ垂直に配
向し、電圧印加時には基板に対してほぼ平行に配向す
る、ＥＣＢ方式の液晶パネルが得られた。

【０１２３】中間調電圧印加時には、表示画素内にライ
ン状の配向制御窓５３を境として、液晶分子の配向方向
が異なる２つの領域が形成された。各領域では視角が補
償し合って、優れた視野角特性を実現することができ
た。

【０１２４】（実施形態３）図１６は、実施形態３の液
晶表示装置の１画素分を示す平面図であり、図１７は図
１６のＥ−Ｅ’線による断面図である。この液晶表示装
置の構成について、作製工程を参照しながら説明する。

【０１２５】まず、公知の方法で透明基板１３上にゲー
ト電極７０、ゲート配線７１、ソース電極８０、ソース
配線８１、ＴＦＴ１００、表示電極１１０を有するＴＦ
Ｔ基板を作製し、透明基板１２上に着色層１３０、ＢＭ
１２０、共通電極１４０を有するＣＦ基板を作製した。

【０１２６】そして、ＣＦ基板の共通電極１４０におい
て、ＴＦＴ基板の表示電極１１０に対向する部分をエッ
チングにより開口させてライン状の配向制御窓５２を形
成した。

【０１２７】次に、ＴＦＴ基板の全面に絶縁性材料（Ｊ
ＡＳ１００：日本合成ゴム社製）をスピンコートし、マ
スク露光後、現像することによりパターニングした。そ
して、焼成して硬化することにより４．５μｍの厚みの
配向制御壁６３を形成した。

【０１２８】続いて、各々の基板の表面に水平配向膜
（ＡＬ４５５２：日本合成ゴム社製）３４、３５を印刷
法で形成した。この配向膜３４、３５の表面には、ナイ
ロン布を用いて配向制御壁に対して垂直方向に配向処理
を行った。

【０１２９】その後、ＣＦ基板の表示領域外にシールを
印刷し、ＴＦＴ基板と貼り合わせて焼成した。

【０１３０】得られたパネルに正の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶（ＺＬＩ４７９２：メルク社製）を注
入した。

【０１３１】これにより、電圧を印加しない初期状態で
は、表示画素内の液晶分子が基板に対してほぼ平行に配
向し、電圧印加時には基板に対してほぼ垂直に配向する
液晶パネルが得られた。

【０１３２】中間調電圧印加時には、表示画素内にライ
ン状の配向制御窓５２を境として、液晶分子の配向方向
が異なる２つの領域が形成された。各領域では視角が補
償し合って、優れた視野角特性を実現することができ
た。

【０１３３】（実施形態４）図１８は、実施形態４の液
晶表示装置の４画素分を示す平面図であり、図１９及び
図２０は図１８のＤ−Ｄ’線による断面図である。この
液晶表示装置の構成について、作製工程を参照しながら
説明する。

【０１３４】まず、公知の方法で透明基板１３上にゲー
ト電極７０、ゲート配線７１、ソース電極８０、ソース
配線８１、ＴＦＴ１００、表示電極１１０を有するＴＦ
Ｔ基板を作製し、透明基板１２上に着色層１３０、ＢＭ
１２０、共通電極１４０を有するＣＦ基板を作製した。

【０１３５】そして、ＴＦＴ基板の表示電極１１０をエ
ッチングにより開口させて十字型の配向制御窓５３を形
成した。

【０１３６】次に、ＣＦ基板の全面に絶縁性材料（ＪＡ
Ｓ１００：日本合成ゴム社製）をスピンコートし、マス
ク露光後、現像することによりパターニングした。そし
て、焼成して硬化することにより４．５μｍの厚みの配
向制御壁６２を形成した。

【０１３７】続いて、各々の基板の表面に垂直配向膜
（ＪＡＬＳ２０４：日本合成ゴム社製）３２、３３を印
刷法で形成した。

【０１３８】その後、ＣＦ基板の表示領域外にシールを
印刷し、ＴＦＴ基板と貼り合わせて焼成した。

【０１３９】得られたパネルに負の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶（ＺＬＩ４７８８−０００：メルク社
製）を注入した。

【０１４０】これにより、電圧を印加しない初期状態で
は、表示画素内の液晶分子が基板に対してほぼ垂直に配
向し、電圧印加時には基板に対してほぼ平行に配向す
る、ＥＣＢ方式の液晶パネルが得られた。

【０１４１】中間調電圧印加時には、表示画素内に十字
型の配向制御窓５３を境として、液晶分子の配向方向が
異なる４つの領域が形成された。各領域では視角が補償
し合って、優れた視野角特性を実現することができた。

【０１４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、片方の基板の表示画素外周部に設けられた絶縁体
壁と、少なくとも一方の基板上の表示画素内に設けられ
た電極の窓部とにより、表示画素内を液晶分子の配向方
向が異なる複数の領域に分割して、広視野角特性の液晶
表示装置を得ることができる。

【０１４３】配向を制御する絶縁体壁を表示画素の外周
部に設けているので、従来の液晶表示装置のように対向
する電極の一部が傾斜して距離が接近することはない。
よって、ゴミ等による対向電極間のリークが生じず、表
示品位の優れた液晶表示装置を実現することができる。

【０１４４】この絶縁体壁は、液晶層と同じ厚みに形成
することにより、一対の基板の各々と絶縁体壁とを接触
させることができる。よって、ビーズスペーサーの散布
等のようなセルギャップ保持手段を別途設ける必要な
く、製造工程を簡略化することができる。

【０１４５】各絶縁体壁を、少なくとも１箇所で不連続
になるように形成することにより、注入口から液晶を注
入する際に表示領域内で液晶が注入されない部分ができ
ず、製造歩留りを向上させることができる。

【０１４６】各絶縁体壁は、表示画素外周部の少なくと
も２辺を半分以上覆うような長さに設けると、１つの表
示画素内に液晶分子の配向方向の制御を充分行うことが
できる。

【０１４７】この絶縁体壁が上下の基板と接する面積
は、従来の適切な条件で散布されたビーズが上下の基板
と接する面積よりも明らかに広い。よって、押圧に対す
る強度も強く、パネルの表面に部分的に圧力が加わった
場合に起こる表示の揺らぎも改善されて、液晶表示装置
の用途を広げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置におい
て、液晶分子の初期配向が基板に対して垂直方向である
場合について、液晶分子の動作を示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示装置を示す平面図である。

【図３】本発明の一実施形態である液晶表示装置におい
て、液晶分子の初期配向が基板に対して平行方向である
場合について、液晶分子の動作を示す断面図である。

【図４】図２の液晶表示装置を示す平面図である。

【図５】本発明の液晶表示装置における、配向制御壁及
び配向制御窓の形状の例を示す平面図である。

【図６】本発明の液晶表示装置における、配向制御壁の
底面の形状の例を示す平面図である。

【図７】本発明の液晶表示装置において、配向制御壁を
ＴＦＴ基板に設けた場合を示す平面図である。

【図８】図７のＡ−Ａ’線部分の断面図である。

【図９】本発明の液晶表示装置において、配向制御壁を
ＣＦ基板に設けた場合を示す平面図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ’線部分の断面図である。

【図１１】本発明の液晶表示装置における、配向制御壁
の製造工程を示す断面図である。

【図１２】実施形態１の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ’線部分の断面図である。

【図１４】実施形態２の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ’線部分の断面図である。

【図１６】実施形態３の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１７】図１６のＥ−Ｅ’線部分の断面図である。

【図１８】実施形態４の液晶表示装置を示す平面図であ
る。

【図１９】図１８のＦ−Ｆ’線部分の断面図であり、液
晶表示装置の初期状態を示す図である。

【図２０】図１８のＦ−Ｆ’線部分の断面図であり、液
晶表示装置に飽和電圧を印加した場合を示す図である。

【図２１】従来の液晶表示装置を示す断面図である。

【図２２】従来の液晶表示装置を示す平面図である。

【符号の説明】

１、２ａ、２ｂ 液晶分子 １０、１１、１２、１３、１４ 基板 ２０、２１、２２、２３、２４ 電極 ５０、５１、５２、５３ 配向制御窓 ３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６ 配向膜 ４０ 配向制御傾斜部 ４１ 配向制御断層 ６０、６１、６２、６３ 配向制御壁 ７０ ゲート電極 ７１ ゲート配線 ８０ ソース電極 ８１ ソース配線 ９０ ドレイン電極 １００ ＴＦＴ １０１、１０２、１０５ 絶縁膜 １０３ ａ−Ｓｉ層 １０４ Ｎ⁺ａ−Ｓｉ層 １１０ 表示電極 １２０ ＢＭ １３０ ＣＦの各着色層 １４０ 共通電極 １５０ 電界 １６０ 表示画素 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ 表示画素内の配向の
異なる領域

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 LA04 LA11 NA09 NA14 QA12 QA15 RA07 TA09 TA12 TA13 2H090 HA15 HB08Y HC05 HC06 JC17 KA07 LA04 LA15 MA01 MA02 MA03 MB03 MB11 MB14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々電極を有する一対の基板の間に液晶
   層が設けられ、両電極の対向部である表示画素内に液晶
   分子の配向方向が異なる複数の領域が設けられた液晶表
   示装置であって、 少なくとも一方の基板上の電極が表示画素内に電極が形
   成されていない窓部を有し、片方の基板の表示画素外周
   部に絶縁体壁が設けられている液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記絶縁体壁が前記液晶層と同じ厚み
   で、かつ、各絶縁体壁が少なくとも１箇所で不連続に設
   けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁体壁が表示画素外周部の少なく
   とも２辺を半分以上覆うように設けられている請求項１
   又は請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記絶縁体壁の壁面が基板厚み方向に対
   して傾斜している請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記窓部の形状が十字型又はＸ字型であ
   る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】 前記液晶層は負の誘電率異方性を有する
   液晶材料からなり、前記一対の基板は、該液晶層と接触
   する表面に垂直配向膜を有する請求項１乃至請求項５の
   いずれかに記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記液晶層は正の誘電率異方性を有する
   液晶材料からなり、前記一対の基板は、該液晶層と接触
   する表面に水平配向膜を有する請求項１乃至請求項５の
   いずれかに記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 各々電極を有する一対の基板の間に液晶
   層が設けられ、両電極の対向部である表示画素内に液晶
   分子の配向方向が異なる複数の領域が設けられた液晶表
   示装置を製造する方法であって、 少なくとも一方の基板上に導電膜を設けてパターニング
   することにより、表示画素内に窓部を有する電極を形成
   する工程と、 片方の基板上に絶縁膜を設けてパターニングすることに
   より、表示画素外周部に絶縁体壁を形成する工程とを含
   む液晶表示装置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記窓部を有する電極と前記絶縁体壁と
   を同一基板上に形成し、該電極の形成工程の後で該絶縁
   体壁の形成工程を行う請求項７に記載の液晶表示装置の
   製造方法。