JP3500779B2 - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子とその製造方法Info
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- JP3500779B2 JP3500779B2 JP16156095A JP16156095A JP3500779B2 JP 3500779 B2 JP3500779 B2 JP 3500779B2 JP 16156095 A JP16156095 A JP 16156095A JP 16156095 A JP16156095 A JP 16156095A JP 3500779 B2 JP3500779 B2 JP 3500779B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は広視野角の液晶表示素
子とその製造方法に関する。
子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、薄型軽量化が可能であ
り、種々の電子機器の表示装置として使用されている。
しかし、液晶表示素子は、ＣＲＴ等に比べて視野角が狭
く、中間調表示時の視角依存性が顕著であるという欠点
を有する。例えば、ＴＮ（ツイストネマティック）液晶
セルを一対の偏光板で挟んで構成されるＴＮ液晶表示素
子においては、白黒２値表示時には実用上十分な視野角
を有するものの、多階調表示時には視野角が小さい（狭
い）という欠点を有する。
り、種々の電子機器の表示装置として使用されている。
しかし、液晶表示素子は、ＣＲＴ等に比べて視野角が狭
く、中間調表示時の視角依存性が顕著であるという欠点
を有する。例えば、ＴＮ（ツイストネマティック）液晶
セルを一対の偏光板で挟んで構成されるＴＮ液晶表示素
子においては、白黒２値表示時には実用上十分な視野角
を有するものの、多階調表示時には視野角が小さい（狭
い）という欠点を有する。
【０００３】視野角を広くする手法として、ＴＦＴが形
成された基板上の各画素電極を複数の副画素電極に分割
し、副画素電極に対向する制御コンデンサ電極を配置す
ることにより、液晶容量と直列に電圧降下用の制御コン
デンサを接続する方法が提案されている。この方法で
は、副画素電極毎に液晶に印加する電圧を異ならせて、
異なった配向状態の領域を各画素領域内に形成すること
ができ、視野角を広くすることができる。
成された基板上の各画素電極を複数の副画素電極に分割
し、副画素電極に対向する制御コンデンサ電極を配置す
ることにより、液晶容量と直列に電圧降下用の制御コン
デンサを接続する方法が提案されている。この方法で
は、副画素電極毎に液晶に印加する電圧を異ならせて、
異なった配向状態の領域を各画素領域内に形成すること
ができ、視野角を広くすることができる。
【０００４】図８及び図９は、上記方法により形成した
通常画素（制御コンデンサを形成しない画素）と電圧降
下画素（制御コンデンサを形成した画素）との印加電圧
（Ｖ）と透過率（Ｔ）との関係を示す。図８は液晶表示
素子を真正面から見た場合のＶ−Ｔ特性を示し、図９は
液晶表示素子を下方向５０゜から見た場合のＶ−Ｔ特性
を示す。実線は通常画素のＶ−Ｔ特性を示し、破線は制
御容量を接続した電圧降下画素のＶ−Ｔ特性を示し、一
点鎖線は画素全体のＶ−Ｔ特性を示す。
通常画素（制御コンデンサを形成しない画素）と電圧降
下画素（制御コンデンサを形成した画素）との印加電圧
（Ｖ）と透過率（Ｔ）との関係を示す。図８は液晶表示
素子を真正面から見た場合のＶ−Ｔ特性を示し、図９は
液晶表示素子を下方向５０゜から見た場合のＶ−Ｔ特性
を示す。実線は通常画素のＶ−Ｔ特性を示し、破線は制
御容量を接続した電圧降下画素のＶ−Ｔ特性を示し、一
点鎖線は画素全体のＶ−Ｔ特性を示す。
【０００５】図８に示すように、正面から液晶表示素子
を見た場合、通常画素のＶ−Ｔ特性は、印加電圧Ｖが大
きくなるに従って透過率が減少する単調減少関数を示
し、制御容量を接続した電圧降下画素は通常画素の印加
電圧よりも高い電圧で同様の単調減少関数を示す。画素
を複数に分割した場合の表示特性は、分割画素の表示特
性の面積平均で定まり、通常画素のＶ−Ｔ特性と電圧降
下画素のＶ−Ｔ特性の中間の一点鎖線で示された単調減
少関数が１画素の表示特性となる。従って、液晶表示素
子を真正面から見た場合においては、階調の反転は起こ
らない。
を見た場合、通常画素のＶ−Ｔ特性は、印加電圧Ｖが大
きくなるに従って透過率が減少する単調減少関数を示
し、制御容量を接続した電圧降下画素は通常画素の印加
電圧よりも高い電圧で同様の単調減少関数を示す。画素
を複数に分割した場合の表示特性は、分割画素の表示特
性の面積平均で定まり、通常画素のＶ−Ｔ特性と電圧降
下画素のＶ−Ｔ特性の中間の一点鎖線で示された単調減
少関数が１画素の表示特性となる。従って、液晶表示素
子を真正面から見た場合においては、階調の反転は起こ
らない。
【０００６】また、図９に示すように、下方向５０゜か
ら液晶表示素子を見た場合、通常画素及び電圧降下画素
のＶ−Ｔ特性は印加電圧が１．５Ｖ以上の領域におい
て、透過率が上下に変動するバンプ特性を示している。
バンプ特性を示すということは、隣接する階調間で階調
が反転するということを意味する。しかし、通常画素と
電圧降下画素のＶ−Ｔ特性が平均化されるため、それぞ
れのバンプが打ち消され、各画素のＶ−Ｔ特性は一点鎖
線で示すように単調減少関数となり、階調の反転が防止
される。
ら液晶表示素子を見た場合、通常画素及び電圧降下画素
のＶ−Ｔ特性は印加電圧が１．５Ｖ以上の領域におい
て、透過率が上下に変動するバンプ特性を示している。
バンプ特性を示すということは、隣接する階調間で階調
が反転するということを意味する。しかし、通常画素と
電圧降下画素のＶ−Ｔ特性が平均化されるため、それぞ
れのバンプが打ち消され、各画素のＶ−Ｔ特性は一点鎖
線で示すように単調減少関数となり、階調の反転が防止
される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の制御コンデンサ
電極はＴＦＴを形成する過程で形成される。しかし、Ｔ
ＦＴの形成は複雑であり、制御コンデンサ電極を形成す
るための製造工程の増加はＴＦＴの欠陥を引き起こしや
すい。また、多数の画素電極を分割するため、画素電極
の欠陥も引き起こしやすい。このため、ＴＦＴ基板、ひ
いては液晶表示素子の歩留まりを低下させる。
電極はＴＦＴを形成する過程で形成される。しかし、Ｔ
ＦＴの形成は複雑であり、制御コンデンサ電極を形成す
るための製造工程の増加はＴＦＴの欠陥を引き起こしや
すい。また、多数の画素電極を分割するため、画素電極
の欠陥も引き起こしやすい。このため、ＴＦＴ基板、ひ
いては液晶表示素子の歩留まりを低下させる。
【０００８】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で、製造が容易な広視野角の液晶表示素
子とその製造方法を提供することを目的とする。
で、簡単な構成で、製造が容易な広視野角の液晶表示素
子とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる液晶表示素子は、各
画素領域に第１の電極が形成された第１の基板と、前記
第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板に対向
する面に各画素領域で前記第１の電極と対向した第２の
電極及び第３の電極が形成された第２の基板と、前記第
１と第２の基板間に封止され、前記第２の電極と前記第
１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の電極の間に
異なった電圧を印加した状態で硬化された樹脂が混在さ
れた液晶と、を備えることを特徴とする。
め、この発明の第１の観点にかかる液晶表示素子は、各
画素領域に第１の電極が形成された第１の基板と、前記
第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板に対向
する面に各画素領域で前記第１の電極と対向した第２の
電極及び第３の電極が形成された第２の基板と、前記第
１と第２の基板間に封止され、前記第２の電極と前記第
１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の電極の間に
異なった電圧を印加した状態で硬化された樹脂が混在さ
れた液晶と、を備えることを特徴とする。
【００１０】また、この発明の第２の観点にかかる液晶
表示素子は、各画素領域に第１の電極が形成された第１
の基板と、前記第１の基板に対向して配置され、前記第
１の基板に対向する面に各画素領域で前記第１の電極と
対向した第２の電極及び第３の電極が形成された第２の
基板と、前記第１と第２の基板間に封止され、前記第２
の電極と前記第１の電極の間の配向と前記第３の電極と
前記第１の電極の間の液晶分子の配向が異なった状態で
硬化された樹脂が混在された液晶と、を備えることを特
徴とする。
表示素子は、各画素領域に第１の電極が形成された第１
の基板と、前記第１の基板に対向して配置され、前記第
１の基板に対向する面に各画素領域で前記第１の電極と
対向した第２の電極及び第３の電極が形成された第２の
基板と、前記第１と第２の基板間に封止され、前記第２
の電極と前記第１の電極の間の配向と前記第３の電極と
前記第１の電極の間の液晶分子の配向が異なった状態で
硬化された樹脂が混在された液晶と、を備えることを特
徴とする。
【００１１】また、この発明の第３の観点にかかる液晶
表示素子の製造方法は、各画素領域に第１の電極が形成
された第１の基板と、前記第１の基板に対向する面に各
画素領域で前記第１の電極と対向した第２の電極及び第
３の電極が形成された第２の基板と、を対向して配置す
るステップと、未硬化の樹脂が添加された液晶を前記第
１と第２の基板間に封止するステップと、前記第２の電
極と前記第１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の
電極の間に異なった電圧を印加した状態で、前記樹脂を
硬化するステップと、を備えることを特徴とする。
表示素子の製造方法は、各画素領域に第１の電極が形成
された第１の基板と、前記第１の基板に対向する面に各
画素領域で前記第１の電極と対向した第２の電極及び第
３の電極が形成された第２の基板と、を対向して配置す
るステップと、未硬化の樹脂が添加された液晶を前記第
１と第２の基板間に封止するステップと、前記第２の電
極と前記第１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の
電極の間に異なった電圧を印加した状態で、前記樹脂を
硬化するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】この発明の第１の観点にかかる液晶表示素子に
よれば、前記第２の電極と前記第１の電極の間と前記第
３の電極と前記第１の電極の間に異なった電圧を印加し
た状態、即ち、前記第２の電極と前記第１の電極の間の
液晶のチルト角と前記第３の電極と前記第１の電極の間
の液晶のチルト角が異なった状態で硬化させた樹脂が液
晶に混在している。従って、前記第２の電極と前記第１
の電極の間の液晶と前記第３の電極と前記第１の電極の
間の液晶とでは液晶分子の初期配向状態、即ち、プレチ
ルト角が互いに異なる。従って、通常の駆動状態におい
て、前記第２の電極と前記第１の電極の間及び前記第３
の電極と前記第１の電極の間に同一の駆動電圧（表示階
調に対応する電圧）を印加した場合でも、液晶のチルト
角が異なるため、各画素領域内に配向状態の異なる領域
（ドメイン）が形成される。画素全体の特性としては、
これらのドメインの特性の面積平均となる。従って、画
素を分割しない場合に比較して視野角を広くすることが
できる。
よれば、前記第２の電極と前記第１の電極の間と前記第
３の電極と前記第１の電極の間に異なった電圧を印加し
た状態、即ち、前記第２の電極と前記第１の電極の間の
液晶のチルト角と前記第３の電極と前記第１の電極の間
の液晶のチルト角が異なった状態で硬化させた樹脂が液
晶に混在している。従って、前記第２の電極と前記第１
の電極の間の液晶と前記第３の電極と前記第１の電極の
間の液晶とでは液晶分子の初期配向状態、即ち、プレチ
ルト角が互いに異なる。従って、通常の駆動状態におい
て、前記第２の電極と前記第１の電極の間及び前記第３
の電極と前記第１の電極の間に同一の駆動電圧（表示階
調に対応する電圧）を印加した場合でも、液晶のチルト
角が異なるため、各画素領域内に配向状態の異なる領域
（ドメイン）が形成される。画素全体の特性としては、
これらのドメインの特性の面積平均となる。従って、画
素を分割しない場合に比較して視野角を広くすることが
できる。
【００１３】この発明の第２の観点にかかる液晶表示素
子によれば、前記第２の電極と前記第１の電極の間の液
晶の配向と前記第３の電極と前記第１の電極の間の液晶
の配向が異なった状態で硬化された樹脂が液晶に混在し
ている。従って、前記第２の電極と前記第１の電極の間
の液晶と前記第３の電極と前記第１の電極の間の液晶と
では初期配向状態が互いに異なる。従って、通常の駆動
状態において、前記第２の電極と前記第１の電極の間及
び前記第３の電極と前記第１の電極の間に同一の駆動電
圧を印加した場合でも、液晶の配向状態が異なり、各画
素領域内に配向状態の異なるドメインが形成される。従
って、画素を分割しない場合に比較して視野角を広くす
ることができる。
子によれば、前記第２の電極と前記第１の電極の間の液
晶の配向と前記第３の電極と前記第１の電極の間の液晶
の配向が異なった状態で硬化された樹脂が液晶に混在し
ている。従って、前記第２の電極と前記第１の電極の間
の液晶と前記第３の電極と前記第１の電極の間の液晶と
では初期配向状態が互いに異なる。従って、通常の駆動
状態において、前記第２の電極と前記第１の電極の間及
び前記第３の電極と前記第１の電極の間に同一の駆動電
圧を印加した場合でも、液晶の配向状態が異なり、各画
素領域内に配向状態の異なるドメインが形成される。従
って、画素を分割しない場合に比較して視野角を広くす
ることができる。
【００１４】また、この発明の第３の観点にかかる液晶
表示素子の製造方法によれば、前記第２の電極と前記第
１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の電極の間に
異なった電圧を印加した状態、即ち、前記第２の電極と
前記第１の電極の間の液晶のチルト角と前記第３の電極
と前記第１の電極の間の液晶のチルト角が異なった状態
で液晶に混在されている樹脂が硬化される。従って、液
晶の中に混在する前記樹脂により、液晶分子の初期配向
状態が規制され、異なったプレチルト角で配向する領域
が形成される。そのため、通常の駆動状態において、前
記第２の電極と前記第１の電極の間及び前記第３の電極
と前記第１の電極の間に同一の駆動電圧を印加した場合
でも、両領域は液晶のチルト角が異なる領域となる。従
って、画素を分割しない場合に比較して視野角を広くす
ることができる。
表示素子の製造方法によれば、前記第２の電極と前記第
１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の電極の間に
異なった電圧を印加した状態、即ち、前記第２の電極と
前記第１の電極の間の液晶のチルト角と前記第３の電極
と前記第１の電極の間の液晶のチルト角が異なった状態
で液晶に混在されている樹脂が硬化される。従って、液
晶の中に混在する前記樹脂により、液晶分子の初期配向
状態が規制され、異なったプレチルト角で配向する領域
が形成される。そのため、通常の駆動状態において、前
記第２の電極と前記第１の電極の間及び前記第３の電極
と前記第１の電極の間に同一の駆動電圧を印加した場合
でも、両領域は液晶のチルト角が異なる領域となる。従
って、画素を分割しない場合に比較して視野角を広くす
ることができる。
【００１５】前記液晶に対する前記硬化性樹脂の割合
は、１重量％乃至１０重量％程度が望ましい。前記樹脂
は光硬化性の樹脂等から構成されている。
は、１重量％乃至１０重量％程度が望ましい。前記樹脂
は光硬化性の樹脂等から構成されている。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を、ＴＦＴ液晶表
示素子を例に図面を参照して説明する。図１は本実施例
にかかるＴＦＴ液晶表示素子の断面構造を示し、図２は
ＴＦＴ基板の平面構造を示し、図３は対向基板の平面構
造を示す。
示素子を例に図面を参照して説明する。図１は本実施例
にかかるＴＦＴ液晶表示素子の断面構造を示し、図２は
ＴＦＴ基板の平面構造を示し、図３は対向基板の平面構
造を示す。
【００１７】図１に示すように、この液晶表示素子は、
液晶セル１６と液晶セル１６を挟んで配置された偏光板
１４、１５と、より構成される。液晶セル１６は、シー
ル材ＳＣにより接合された一対の透明基板１１、１２
と、一対の透明基板１１、１２間に封止された液晶１３
とより構成される。
液晶セル１６と液晶セル１６を挟んで配置された偏光板
１４、１５と、より構成される。液晶セル１６は、シー
ル材ＳＣにより接合された一対の透明基板１１、１２
と、一対の透明基板１１、１２間に封止された液晶１３
とより構成される。
【００１８】透明基板１１、１２はガラス基板等から構
成される。下側の透明基板（以下、ＴＦＴ基板）１１に
は、図１及び図２に示すように、スイッチング素子とし
てのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２１と画素電極２２が
マトリクス状に配置され、これらの上に配向膜２３が配
置されている。
成される。下側の透明基板（以下、ＴＦＴ基板）１１に
は、図１及び図２に示すように、スイッチング素子とし
てのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２１と画素電極２２が
マトリクス状に配置され、これらの上に配向膜２３が配
置されている。
【００１９】各ＴＦＴ２１のソース電極は対応する透明
電極（画素電極）２２に接続され、各行のＴＦＴ２１の
ゲート電極は対応するゲートラインＧＬに接続され、外
部のゲートドライバより、順次ゲートパルスが印加され
る。各列のＴＦＴ２１のドレイン電極は対応するデータ
ラインＤＬに接続され、外部のデータドライバより信号
電圧（書き込み電圧）が印加される。画素電極２２は、
ＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）等から形成され、
ゲートパルスが印加されてオンしたＴＦＴ２１を介して
信号電圧が印加される。
電極（画素電極）２２に接続され、各行のＴＦＴ２１の
ゲート電極は対応するゲートラインＧＬに接続され、外
部のゲートドライバより、順次ゲートパルスが印加され
る。各列のＴＦＴ２１のドレイン電極は対応するデータ
ラインＤＬに接続され、外部のデータドライバより信号
電圧（書き込み電圧）が印加される。画素電極２２は、
ＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）等から形成され、
ゲートパルスが印加されてオンしたＴＦＴ２１を介して
信号電圧が印加される。
【００２０】他方の透明基板（以下、対向基板）１２上
には図１及び図３に示すように、一方の透明電極（第１
対向電極）３１Ａと他方の透明電極（第２対向電極）３
１Ｂが形成されている。第１対向電極３１Ａと第２対向
電極３１Ｂとは、ＩＴＯ等から形成され、ストライプ状
の形状を有し、それぞれ複数の画素電極２２に対向して
配置されている。第１対向電極３１Ａは電極端子３７Ａ
に接続され、第２対向電極３１Ｂは電極端子３７Ｂに接
続されている。
には図１及び図３に示すように、一方の透明電極（第１
対向電極）３１Ａと他方の透明電極（第２対向電極）３
１Ｂが形成されている。第１対向電極３１Ａと第２対向
電極３１Ｂとは、ＩＴＯ等から形成され、ストライプ状
の形状を有し、それぞれ複数の画素電極２２に対向して
配置されている。第１対向電極３１Ａは電極端子３７Ａ
に接続され、第２対向電極３１Ｂは電極端子３７Ｂに接
続されている。
【００２１】図１に示すように、対向基板１２上のＴＦ
Ｔ２１と対向する部分及び画素電極２２間の部分と対向
する部分には、光遮蔽性のブラックマスク３２が配置さ
れている。第１対向電極３１Ａ及び第２対向電極３１Ｂ
上の各画素領域には、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各色の
カラーフィルタ３３（３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ）が配置
されている。カラーフィルタ３３（３３Ｒ、３３Ｇ、３
３Ｂ）の上には、基板全面に、オーバーコート層（保護
層）３４が配置されている。オーバーコート層３４は、
厚さ１μｍ程度のアクリル系樹脂、ＳｉＯ2等から構成
される。オーバーコート層３４の上には、ポリイミド等
からなる配向膜３６が形成されている。
Ｔ２１と対向する部分及び画素電極２２間の部分と対向
する部分には、光遮蔽性のブラックマスク３２が配置さ
れている。第１対向電極３１Ａ及び第２対向電極３１Ｂ
上の各画素領域には、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各色の
カラーフィルタ３３（３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ）が配置
されている。カラーフィルタ３３（３３Ｒ、３３Ｇ、３
３Ｂ）の上には、基板全面に、オーバーコート層（保護
層）３４が配置されている。オーバーコート層３４は、
厚さ１μｍ程度のアクリル系樹脂、ＳｉＯ2等から構成
される。オーバーコート層３４の上には、ポリイミド等
からなる配向膜３６が形成されている。
【００２２】図１で下側の配向膜２３には、図４の破線
で示す方向（０°の方向）にラビング等の配向処理が施
され、上側の配向膜３６には、図４の実線で示す方向
（９０°の方向）に配向処理が施されている。
で示す方向（０°の方向）にラビング等の配向処理が施
され、上側の配向膜３６には、図４の実線で示す方向
（９０°の方向）に配向処理が施されている。
【００２３】図４に示すように、下側（光入射側）の偏
光板１４は、その透過軸が下側の配向膜２３に施された
配向処理の方向に垂直（９０°）になるように設定さ
れ、上側（光出射側）の偏光板１５は、その透過軸が下
側の偏光板１４の透過軸に垂直となるように設定されて
いる。
光板１４は、その透過軸が下側の配向膜２３に施された
配向処理の方向に垂直（９０°）になるように設定さ
れ、上側（光出射側）の偏光板１５は、その透過軸が下
側の偏光板１４の透過軸に垂直となるように設定されて
いる。
【００２４】液晶１３はカイラル剤が添加されたネマテ
ィック液晶（ＴＮ液晶）から構成され、配向処理に従っ
て下基板１１から上基板１２に向けて時計回り方向に９
０°（０°〜−９０°）ツイストして配向している。さ
らに、この実施例の液晶１３は、１〜１０重量（ｗｔ）
％程度のＵＶ（紫外線）硬化性樹脂を含む。
ィック液晶（ＴＮ液晶）から構成され、配向処理に従っ
て下基板１１から上基板１２に向けて時計回り方向に９
０°（０°〜−９０°）ツイストして配向している。さ
らに、この実施例の液晶１３は、１〜１０重量（ｗｔ）
％程度のＵＶ（紫外線）硬化性樹脂を含む。
【００２５】ＵＶ硬化性樹脂は、第１対向電極３１Ａと
全ての画素電極２２との間に第１の電圧Ｖ1を印加し、
第２対向電極３１Ｂと全ての画素電極２２との間に第２
の電圧Ｖ2（Ｖ1＜Ｖ2）を印加した状態で、ＵＶを照射
して硬化されている。即ち、ＵＶ硬化性樹脂は、図５に
拡大して示すように、対向電極３１Ａが形成された領域
（分割画素Ａ１）の液晶分子のチルト角θ1が小さく、
対向電極３１Ｂが形成された領域（分割画素Ａ２）の液
晶分子のチルト角θ2が大きい状態で硬化されている。
硬化された樹脂により液晶分子の配向が規制され、印加
電圧を０Ｖにした後、即ち、液晶１３の初期配向状態で
は、分割画素Ａ１の液晶分子のプレチルト角は小さく、
分割画素Ａ２が形成された領域の液晶分子のプレチルト
角は大きくなる。
全ての画素電極２２との間に第１の電圧Ｖ1を印加し、
第２対向電極３１Ｂと全ての画素電極２２との間に第２
の電圧Ｖ2（Ｖ1＜Ｖ2）を印加した状態で、ＵＶを照射
して硬化されている。即ち、ＵＶ硬化性樹脂は、図５に
拡大して示すように、対向電極３１Ａが形成された領域
（分割画素Ａ１）の液晶分子のチルト角θ1が小さく、
対向電極３１Ｂが形成された領域（分割画素Ａ２）の液
晶分子のチルト角θ2が大きい状態で硬化されている。
硬化された樹脂により液晶分子の配向が規制され、印加
電圧を０Ｖにした後、即ち、液晶１３の初期配向状態で
は、分割画素Ａ１の液晶分子のプレチルト角は小さく、
分割画素Ａ２が形成された領域の液晶分子のプレチルト
角は大きくなる。
【００２６】このような液晶表示素子の通常の使用時に
は、第１対向電極３１Ａと第２対向電極３１Ｂには同一
のコモン電圧が印加され、画素電極２２にはデータライ
ンＤＬとオンしたＴＦＴ２１を介して、表示階調に対応
する信号電圧が印加される。このため、各画素（画素電
極２２と第１対向電極３１Ａ及び第２対向電極３１Ｂの
対向部分と、これらの間の液晶１３により形成される領
域）内の液晶１３には同一の駆動電圧（信号電圧とコモ
ン電圧の差）が印加される。しかし、第１の分割画素Ａ
1の液晶１３のプレチルト角（初期配向状態）と第２の
分割画素Ａ2の液晶１３のプレチルト角（初期配向状
態）が互いに異なるため、分割画素Ａ1とＡ2の液晶分子
の配向状態が異なる。この分割画素Ａ1とＡ2の特性が平
均化されるため、各画素の視野角が広くなる。
は、第１対向電極３１Ａと第２対向電極３１Ｂには同一
のコモン電圧が印加され、画素電極２２にはデータライ
ンＤＬとオンしたＴＦＴ２１を介して、表示階調に対応
する信号電圧が印加される。このため、各画素（画素電
極２２と第１対向電極３１Ａ及び第２対向電極３１Ｂの
対向部分と、これらの間の液晶１３により形成される領
域）内の液晶１３には同一の駆動電圧（信号電圧とコモ
ン電圧の差）が印加される。しかし、第１の分割画素Ａ
1の液晶１３のプレチルト角（初期配向状態）と第２の
分割画素Ａ2の液晶１３のプレチルト角（初期配向状
態）が互いに異なるため、分割画素Ａ1とＡ2の液晶分子
の配向状態が異なる。この分割画素Ａ1とＡ2の特性が平
均化されるため、各画素の視野角が広くなる。
【００２７】図６に液晶表示素子を正面から見た場合の
各分割画素のＹ−Ｖ特性の一例を、図７に液晶表示素子
を下方向５０°から見た場合の各分割画素のＹ−Ｖ特性
の一例を示す。図中の実線は５Ｖの電圧を印加した状態
でＵＶ硬化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透
過率Ｙを示し、一点鎖線は３Ｖの電圧を印加した状態で
ＵＶ硬化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透過
率Ｙを示し、破線は０Ｖの電圧を印加した状態でＵＶ硬
化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透過率Ｙを
示す。
各分割画素のＹ−Ｖ特性の一例を、図７に液晶表示素子
を下方向５０°から見た場合の各分割画素のＹ−Ｖ特性
の一例を示す。図中の実線は５Ｖの電圧を印加した状態
でＵＶ硬化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透
過率Ｙを示し、一点鎖線は３Ｖの電圧を印加した状態で
ＵＶ硬化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透過
率Ｙを示し、破線は０Ｖの電圧を印加した状態でＵＶ硬
化樹脂を硬化した画素の印加電圧Ｖに対する透過率Ｙを
示す。
【００２８】この図から明らかなように、ＵＶ硬化時の
電圧によりＹ−Ｖ曲線が大きく変化する。また、下方５
０°の方向から液晶表示素子を観察した場合には、個々
の分割画素のＹ−Ｖ曲線にはバンプが生ずる。しかし、
例えば、５Ｖを印加してＵＶ硬化樹脂を硬化した場合の
Ｙ−Ｖ曲線と０Ｖを印加してＵＶ硬化樹脂を硬化した場
合のＹ−Ｖ曲線とを平均化することにより、図７に二点
鎖線で示す単調減少関数が得られる。
電圧によりＹ−Ｖ曲線が大きく変化する。また、下方５
０°の方向から液晶表示素子を観察した場合には、個々
の分割画素のＹ−Ｖ曲線にはバンプが生ずる。しかし、
例えば、５Ｖを印加してＵＶ硬化樹脂を硬化した場合の
Ｙ−Ｖ曲線と０Ｖを印加してＵＶ硬化樹脂を硬化した場
合のＹ−Ｖ曲線とを平均化することにより、図７に二点
鎖線で示す単調減少関数が得られる。
【００２９】このように、液晶１３にＵＶ硬化性樹脂を
添加し、分割画素の液晶１３に異なった電圧を印加した
状態でＵＶを照射して、一方の分割画素の光学特性のバ
ンプ部分と他方の分割画素の光学特性のバンプ部分が相
殺するように、プレチルト角を調整することにより、視
野角を拡大することができる。
添加し、分割画素の液晶１３に異なった電圧を印加した
状態でＵＶを照射して、一方の分割画素の光学特性のバ
ンプ部分と他方の分割画素の光学特性のバンプ部分が相
殺するように、プレチルト角を調整することにより、視
野角を拡大することができる。
【００３０】なお、各分割画素のＹ−Ｖ特性は、液晶１
３及びＵＶ硬化性樹脂の材質、液晶１３の層厚、ＵＶ硬
化性樹脂の添加量、配向膜２３、３６の材質等に応じて
変化する。このため、液晶表示素子の仕様毎に、実験等
により、ＵＶ硬化性樹脂硬化時の液晶１３への印加電圧
の組み合わせの最適値を求め、ＵＶ硬化性時に液晶１３
にこれらの電圧を印加する。
３及びＵＶ硬化性樹脂の材質、液晶１３の層厚、ＵＶ硬
化性樹脂の添加量、配向膜２３、３６の材質等に応じて
変化する。このため、液晶表示素子の仕様毎に、実験等
により、ＵＶ硬化性樹脂硬化時の液晶１３への印加電圧
の組み合わせの最適値を求め、ＵＶ硬化性時に液晶１３
にこれらの電圧を印加する。
【００３１】このような構成の液晶表示素子は、まず、
電極２２、３１Ａ，３１Ｂ等を構成した一対の透明基板
１１、１２をシール材ＳＣを介して接合して液晶セル１
６を構成する。続いて、シール材ＳＣに形成した液晶注
入口（図示せず）より真空注入法等を用いて液晶セル１
６にＵＶ硬化性樹脂が添加された液晶１３を注入する。
液晶注入口をＵＶ硬化性樹脂等により封止する。続い
て、対向電極３１Ａと３１Ｂに各電圧を印加した状態
で、ゲートラインＧＬに順次ゲートパルスを印加しデー
タラインＤＬより所定の電圧を画素電極２２に印加す
る。全ての画素（液晶容量）に電圧の書き込みが終了す
ると、液晶セル１６にＵＶを所定時間照射し、ＵＶ硬化
性樹脂を硬化する。続いて、偏光板１４、１５を配置
し、電極３７Ａと３７Ｂを短絡して素子を完成する。
電極２２、３１Ａ，３１Ｂ等を構成した一対の透明基板
１１、１２をシール材ＳＣを介して接合して液晶セル１
６を構成する。続いて、シール材ＳＣに形成した液晶注
入口（図示せず）より真空注入法等を用いて液晶セル１
６にＵＶ硬化性樹脂が添加された液晶１３を注入する。
液晶注入口をＵＶ硬化性樹脂等により封止する。続い
て、対向電極３１Ａと３１Ｂに各電圧を印加した状態
で、ゲートラインＧＬに順次ゲートパルスを印加しデー
タラインＤＬより所定の電圧を画素電極２２に印加す
る。全ての画素（液晶容量）に電圧の書き込みが終了す
ると、液晶セル１６にＵＶを所定時間照射し、ＵＶ硬化
性樹脂を硬化する。続いて、偏光板１４、１５を配置
し、電極３７Ａと３７Ｂを短絡して素子を完成する。
【００３２】この発明は上記実施例に限定されず、種々
の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施例にお
いては、紫外線硬化性樹脂を液晶１３に添加したが、例
えば、熱硬化性樹脂を液晶１３に添加してもよい。この
場合、分割画素Ａ1の液晶１３と分割画素Ａ2の液晶１３
とに異なった電圧を印加した状態で、液晶セル１６を加
熱し、樹脂を硬化する。また、分割画素Ａ1と分割画素
Ａ2の面積は異なってもよい。この場合、各画素の光学
特性は分割画素Ａ1と分割画素Ａ2の光学特性の面積平均
により定まるため、面積平均後の光学特性が単調減少
（単調増加）関数となるように樹脂硬化時の印加電圧を
設定する。
の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施例にお
いては、紫外線硬化性樹脂を液晶１３に添加したが、例
えば、熱硬化性樹脂を液晶１３に添加してもよい。この
場合、分割画素Ａ1の液晶１３と分割画素Ａ2の液晶１３
とに異なった電圧を印加した状態で、液晶セル１６を加
熱し、樹脂を硬化する。また、分割画素Ａ1と分割画素
Ａ2の面積は異なってもよい。この場合、各画素の光学
特性は分割画素Ａ1と分割画素Ａ2の光学特性の面積平均
により定まるため、面積平均後の光学特性が単調減少
（単調増加）関数となるように樹脂硬化時の印加電圧を
設定する。
【００３３】また、適切な視野角を得るためのプレチル
ト角の組み合わせは、画素の表示色毎に異なる。従っ
て、表示色毎に画素電極２２に印加する信号電圧を異な
らせて、表示色毎に分割画素Ａ1のチルト角θ1と分割画
素Ａ2のチルト角θ2の組み合わせを異ならせた状態で、
ＵＶ硬化性樹脂を硬化させてもよい。また、画素の色毎
に対向電極を配置し、異なる色の画素毎に分割画素Ａ1
とＡ2の液晶１３に異なった電圧を印加した状態でＵＶ
硬化性樹脂を硬化するようにしてもよい。例えば、Ｒの
画素の分割画素Ａ1とＡ2の液晶１３にそれぞれ、０Ｖと
１Ｖを印加し、Ｇ，Ｂの画素の分割画素Ａ1とＡ2の液晶
１３にそれぞれ、０Ｖと２Ｖを印加した状態でＵＶ硬化
性樹脂を硬化するようにしてもよい。
ト角の組み合わせは、画素の表示色毎に異なる。従っ
て、表示色毎に画素電極２２に印加する信号電圧を異な
らせて、表示色毎に分割画素Ａ1のチルト角θ1と分割画
素Ａ2のチルト角θ2の組み合わせを異ならせた状態で、
ＵＶ硬化性樹脂を硬化させてもよい。また、画素の色毎
に対向電極を配置し、異なる色の画素毎に分割画素Ａ1
とＡ2の液晶１３に異なった電圧を印加した状態でＵＶ
硬化性樹脂を硬化するようにしてもよい。例えば、Ｒの
画素の分割画素Ａ1とＡ2の液晶１３にそれぞれ、０Ｖと
１Ｖを印加し、Ｇ，Ｂの画素の分割画素Ａ1とＡ2の液晶
１３にそれぞれ、０Ｖと２Ｖを印加した状態でＵＶ硬化
性樹脂を硬化するようにしてもよい。
【００３４】上記実施例においては、カラーフィルタを
用いたカラー液晶表示素子にこの発明を適用したが、白
黒階調表示の液晶表示素子にも同様に適用可能である。
このような構成とすることにより、視野角が広いモノク
ローム型のＴＮ液晶表示素子を得ることができる。
用いたカラー液晶表示素子にこの発明を適用したが、白
黒階調表示の液晶表示素子にも同様に適用可能である。
このような構成とすることにより、視野角が広いモノク
ローム型のＴＮ液晶表示素子を得ることができる。
【００３５】上記実施例においては、対向電極を２つの
電極で構成する例を示したが、対向電極を３つ以上の電
極で構成してもよい。
電極で構成する例を示したが、対向電極を３つ以上の電
極で構成してもよい。
【００３６】上下配向膜２３、３６に施す配向処理の方
向及び偏光板１４、１５の透過軸の配置は上記実施例に
限定されず、任意に変更可能である。例えば、光入射側
の偏光板１４の透過軸を下配向膜２３の配向処理と平行
としてもよい。また、光出射側の偏光板１５の透過軸を
下偏光板３６の透過軸と平行としてもよい。
向及び偏光板１４、１５の透過軸の配置は上記実施例に
限定されず、任意に変更可能である。例えば、光入射側
の偏光板１４の透過軸を下配向膜２３の配向処理と平行
としてもよい。また、光出射側の偏光板１５の透過軸を
下偏光板３６の透過軸と平行としてもよい。
【００３７】上記実施例においては、ＴＦＴ液晶表示素
子を例にこの発明を説明したが、この発明は、ＭＩＭを
アクティブ素子とする液晶表示素子にも適用可能であ
る。また、アクティブ素子を使用しないパッシブマトリ
クス方式の液晶表示素子にも適用可能である。
子を例にこの発明を説明したが、この発明は、ＭＩＭを
アクティブ素子とする液晶表示素子にも適用可能であ
る。また、アクティブ素子を使用しないパッシブマトリ
クス方式の液晶表示素子にも適用可能である。
【００３８】この発明は、ＴＮ（ツイストネマティッ
ク）液晶表示素子に限らず、ＳＴＮ液晶表示などにも同
様に適用可能である。また、透過型液晶表示素子に限ら
ず、反射膜を備えた反射型液晶表示素子にも適用可能で
ある。この場合、反射膜側の偏光板を省略してもよい。
ク）液晶表示素子に限らず、ＳＴＮ液晶表示などにも同
様に適用可能である。また、透過型液晶表示素子に限ら
ず、反射膜を備えた反射型液晶表示素子にも適用可能で
ある。この場合、反射膜側の偏光板を省略してもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液晶に硬化性樹脂を添加し、異なった電圧を印加し
た状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、各画素内
に特性の異なるドメインが形成され、広視野角の液晶表
示素子が実現できる。
ば、液晶に硬化性樹脂を添加し、異なった電圧を印加し
た状態で硬化性樹脂を硬化させることにより、各画素内
に特性の異なるドメインが形成され、広視野角の液晶表
示素子が実現できる。
【図１】この発明の一実施例にかかるカラーＴＮ型液晶
表示素子の構成を示す断面図である。
表示素子の構成を示す断面図である。
【図２】ＴＦＴ基板の構成を示す平面図である。
【図３】対向基板の電極の構成を示す平面図である。
【図４】配向処理の方向と液晶の配向方向を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】図１に示す液晶表示素子の１画素の構成を示す
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図６】液晶表示素子を正面から見た場合の分割画素の
Ｙ−Ｖ特性図である。
Ｙ−Ｖ特性図である。
【図７】液晶表示素子を下方向約５０゜から見た場合の
分割画素のＹ−Ｖ特性図である。
分割画素のＹ−Ｖ特性図である。
【図８】従来の液晶表示素子を真正面から見た場合のＶ
−Ｔ特性図である。
−Ｔ特性図である。
【図９】従来の液晶表示素子を下方向５０゜から見た場
合のＶ−Ｔ特性図である。
合のＶ−Ｔ特性図である。
１１・・・ＴＦＴ基板、１２・・・対向基板、１３・・・液晶、
１４・・・偏光板、１５・・・偏光板、１６・・・液晶セル、２
１・・・ＴＦＴ、２２・・・画素電極、２３・・・配向膜、３１
Ａ・・・第１対向電極、３１Ｂ・・・第２対向電極、３２・・・
ブラックマスク、３３・・・カラーフィルタ、３４・・・オー
バーコート層、３６・・・配向膜、３７Ａ・・・電極端子、３
７Ｂ・・・電極端子、ＳＣ・・・シール材、ＧＬ・・・ゲートラ
イン、ＤＬ・・・データライン、Ａ1・・・分割画素、Ａ2・・・
分割画素
１４・・・偏光板、１５・・・偏光板、１６・・・液晶セル、２
１・・・ＴＦＴ、２２・・・画素電極、２３・・・配向膜、３１
Ａ・・・第１対向電極、３１Ｂ・・・第２対向電極、３２・・・
ブラックマスク、３３・・・カラーフィルタ、３４・・・オー
バーコート層、３６・・・配向膜、３７Ａ・・・電極端子、３
７Ｂ・・・電極端子、ＳＣ・・・シール材、ＧＬ・・・ゲートラ
イン、ＤＬ・・・データライン、Ａ1・・・分割画素、Ａ2・・・
分割画素
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1343
G02F 1/1334
G02F 1/1337
Claims (6)
- 【請求項１】各画素領域に第１の電極が形成された第１
の基板と、 前記第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板に
対向する面に各画素領域で前記第１の電極と対向した第
２の電極及び第３の電極が形成された第２の基板と、 前記第１と第２の基板間に封止され、前記第２の電極と
前記第１の電極の間と前記第３の電極と前記第１の電極
の間に異なった電圧を印加した状態で硬化された樹脂が
混在された液晶と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】各画素領域に第１の電極が形成された第１
の基板と、 前記第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板に
対向する面に各画素領域で前記第１の電極と対向した第
２の電極及び第３の電極が形成された第２の基板と、 前記第１と第２の基板間に封止され、前記第２の電極と
前記第１の電極の間の配向と前記第３の電極と前記第１
の電極の間の液晶分子の配向が異なった状態で硬化され
た樹脂が混在された液晶と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項３】前記第２の電極と前記第３の電極に同一の
コモン電圧が印加され、前記第１の電極に信号電圧が印
加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶
表示素子。 - 【請求項４】前記液晶に対する硬化性の前記樹脂の割合
は、１重量％乃至１０重量％であることを特徴とする請
求項１、２又は３に記載の液晶表示素子。 - 【請求項５】前記樹脂は光硬化性の樹脂から構成されて
いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに
記載の液晶表示素子。 - 【請求項６】各画素領域に第１の電極が形成された第１
の基板と、前記第１の基板に対向する面に各画素領域で
前記第１の電極と対向した第２の電極及び第３の電極が
形成された第２の基板と、を対向して配置するステップ
と、 前記第１と第２の基板間に、未硬化の樹脂が添加された
液晶を封止するステップと、 前記第２の電極と前記第１の電極の間と前記第３の電極
と前記第１の電極の間に異なった電圧を印加した状態
で、前記樹脂を硬化するステップと、 を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16156095A JP3500779B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 液晶表示素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16156095A JP3500779B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 液晶表示素子とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334786A JPH08334786A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3500779B2 true JP3500779B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=15737437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16156095A Expired - Fee Related JP3500779B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 液晶表示素子とその製造方法 |
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| JP (1) | JP3500779B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9753345B2 (en) | 2012-08-22 | 2017-09-05 | Samsung Display Co., Ltd. | Mother substrate for display device, method for manufacturing the same, and method for manufacturing display device |
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| 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 |
| JP4849733B2 (ja) * | 2000-05-11 | 2012-01-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | アクティブマトリクス型の液晶表示装置の製造方法 |
| US6903787B2 (en) | 2002-02-20 | 2005-06-07 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Liquid crystal display device's substrate, liquid crystal display device including the same, and manufacturing method of the same |
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| TWI304496B (en) * | 2003-03-20 | 2008-12-21 | Sharp Kk | Liquid crystal display apparatus and manufacturing method therefor |
| JP2004301979A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Fujitsu Display Technologies Corp | 液晶表示装置 |
| KR101362162B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2014-02-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정 표시 패널 및 그 제조 방법 |
| JP4832464B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2011-12-07 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| KR101494316B1 (ko) * | 2008-07-14 | 2015-02-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시패널 및 이의 제조방법 |
| JP5250014B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2013-07-31 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置及びその駆動方法 |
| WO2013118779A1 (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示パネル |
| CN104298005B (zh) * | 2014-10-11 | 2017-02-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示面板的制作方法 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP16156095A patent/JP3500779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9753345B2 (en) | 2012-08-22 | 2017-09-05 | Samsung Display Co., Ltd. | Mother substrate for display device, method for manufacturing the same, and method for manufacturing display device |
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|---|---|
| JPH08334786A (ja) | 1996-12-17 |
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