JPH02309325A

JPH02309325A - 液晶電気光学装置

Info

Publication number: JPH02309325A
Application number: JP13250089A
Authority: JP
Inventors: Toshio Watanabe; 俊夫渡辺
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1990-12-25
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2805498B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔従来の技術〕従来、ＳＴＮ型と呼ばれる液晶電気光学装置がワープロ
などのディスプレイとしてがなり昔及している。このＳ
　Ｔ　Ｎ　（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｉｖｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａ
ｔｊｃ）型液晶電気光学装置は以前から時計、電卓等に
用いられてきたＴ　Ｎ　（Ｔｉｖｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａ
ｔｉｃ）型液晶電気光学装置に比較して、液晶のスイッ
チングに対する電圧のしきい値が明確であるため、従来
のＴＮ型液晶電気光学装置では用いることができなかっ
た比較的大型のディスプレイにも応用ができる。しかし
ながら、ＳＴＮ型液晶電気光学装置は表示の際に、液晶
自身の屈折率異方性により白−黒の表示ができず、イエ
ローモード、ブルーモードなどと呼ばれているように背
景が黄色や青色に着色されてしまう。そのため表示が見
にくくなり、この点においてさらなる向上が望まれてい
た。

ところがごく最近になって、液晶駆動用のセルと光学補
償用のセルとを重ねることにより、白−黒表示を可能に
した二層型ＳＴＮと呼ばれる液晶電気光学装置が作られ
るようになった。この二層型ＳＴＮは従来のＳＴＮ型液
晶電気光学装置と同様の構成からなる駆動用セルと、従
来のものにはなかった光学補償用セルとを有していて、
駆動用セルを通過して楕円偏光となった光が、光学補償
用セルを通過することによりほぼ直線偏光に戻されるこ
とによって、はぼ完全な白−黒表示を可能にしたもので
ある。

従来の二層型ＳＴＮを構成する２組のセルのうち、駆動
用セルにおいては当然のことながら液晶に電圧を印加す
る必要性から電極をセル内に有しているが、光学補償用
セルでは液晶に電圧を印加する必要性がないために電極
を有していない。そのため、例えば６４０　Ｘ　４００
画素のディスプレイを作製しようとすると液晶駆動用セ
ルを構成する一対の基板の表面に６４０本または４００
本もの多数の電極を作製しなければならない。そのため
、電極のバターニングが非常に困難になり、多量に生産
する際に隣り合う電極のショートなどの不良が発生し、
製造工程上の歩留まりが低下していた。

〔発明の構成〕

上記問題点を解決するために本発明は、複数の走査電極
を有する第１の基板と複数の制御電極を有する第２の基
板の間に液晶を介在せしめた第１のセルと、複数の走査
電極を有する第３の基板と１垣数の制御電極を有する第
４の基板の間に液晶を介在せしめた第２のセルを有する
二層型のＳＴＮ型液晶電気光学装置であって、一方のセ
ルの画素が他方のセルの画素でない部分に配置されてい
ることを特徴とする。

本発明において、「セル」とは、一対の基板が互いに貼
り合わされており、かつその基板の間に液晶を介在せし
めた構造のものをさす。

また、「画素」とは走査電極と制御電極との交差する部
分をさす。

本発明においては、第１のセルの画素を通過した光は第
２のセルの画素でない部分を通過することによって光学
的に補償され、白−黒表示が可能となる。また、第２の
セルの画素を通過する光は、第２のセルに入射する以前
に第１のセルの画素でない部分を通過することによって
先に光学的に補償され、その後筒２のセルを通過するこ
とによって白−黒表示を行うものである。

従って仮に６４０　Ｘ　４００画素のディスプレイを作
製しようとする時には第１のセル、第２のセルともに制
御電極が６４０本、走査電極が２００本、つまり６４０
×２００画素となるように作製し、第１、第２のセルの
制御電極が重なるように、かつ第１のセルの走査電極と
第２のセルの走査電極とが互いに重ならないように、つ
まり重ねたセルを正面から見たときに第１のセルの走査
電極と第２のセルの走査電極が互い違いになるように配
置してもよいし、両方のセルともに制御電極が３２０本
、走査電極が“・４００本、つまり３２０　Ｘ　４００
画素となるように作製し、第１、第２のセルの走査電極
が重なるように、かつ第１のセルの制御電極と第２のセ
ルの制御電極とが互いに重ならないように、つまり重ね
たセル：を正面から見たときに第１のセルの制御電極と
第２のセルの制御電極が互い違いになるように配置しで
６・１０×４００画素としても良い。或いは第１のセル
、第２のセルともに制御電極が３２０本、走査電極が２
００本、つまり３２０　Ｘ　２００画素になるように作
製した２つのセルを、第１のセルの画素が第２のセルの
画素でない部分に位置するようにセルを配置することに
よって６４０　Ｘ　４００画素とすることもできる。

本発明を用いることにより、例えば従来において画素の
大きさをその１辺が３１０μｍになるように、そしてか
つ画素間の巾が４０ａｍになるようにセルを作製しよう
とした時、パターニングの方法としてはフォトリソグラ
フィー法やレーザー光による切断などがあるが、微粒子
などの存在によって電極が切断されずに残ってしまい、
隣り合った電極がショートしてしまう不良が発生してし
まっていた。しかし、本発明の例によれば画素間の巾を
３５０μｍにすることができるので不良は激減する。

従って、セルを構成する一対の基板のうちの一方、或い
は両方の基板ともに電極の間隔を広くすることができる
ので電極のパターニング工程が非常に容易になり、隣り
合う電極のショート等の不良をなくすことができるもの
である。

さらに、電極の取り出し口においては、通常駆動回路と
接続するためのコネクタが装着されるが、これについて
も電極の間隔が広いために容易に接続が可能となる。ま
た１枚のセルに対し、電極の取り出し口は２辺でまかな
えるため、２枚のセルに対し４辺からの接続を行えば、
一方のセルにおけるコネクタと他方のセルのコネクタが
ぶつかることなくスムーズに接続ができる。

また、本発明によれば電極のバターニングが容易になる
ために、一定の大きさの基板に対し、画素数を増加させ
て作成することができる。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明による液晶電気光学装置の特に電極に
関しての平面図（拡大図）の例を示し、第２図に本発明
の液晶電気光学装置の断面図の例を示す。また、第３図
（ａ）、　（ｂ）には第２図を構成する２枚のセルそれ
ぞれの電極を示す。

第３図（ａ）、　（ｂ）に示すように各セルの縮方向の
電極間の巾は、従来のセルに比較して非常に大きくなっ
ている。これは一方のセルの電極間の部分に他方のセル
の電極部分が配置できるようにしたからである。

第１図、第３図において実線にて記載した部分が、第２
図におけるセル１の電極であり、第１図において破線で
記載した部分が、第２図におけるセル２の電極である。

今、画素３がＯｆｆ状態と仮定すると、光源５から出た
光は偏光板６を通過して直線偏光となり、セル１の画素
３を通過することによって楕円偏光となる。そして、セ
ル２を通過することによって光学的に補償され、直線偏
光に近い状態になり偏光板７に到達する。

また、画素４を通過する光については、偏光板６を通過
して直線偏光になった光が画素４を通過する前にセル１
を通過することによって楕円偏光となり、その後画素４
を通°過して直線偏光に近い状態となり、偏光板７に到
達する。この場合、光がセル１を通過して楕円偏光にな
ったことは、前に述べた画素３を通過する光について述
べたことを参考にして考えると１、セル２を通過したこ
とに相当する。つまり、光学的な補償を先に行うことに
相当する。

また、本発明の一例としては、一方のセルの電極間の巾
を他方のセルの電極の巾と同じにすることにより、アラ
イメントの作業は必要になるが、第１図の画素と画素の
間の部分８をなくすこともできる。従来から、画素と画
素の間の部分８は液晶のスイッチングが行われないため
、つまり０ｎ−Ｏｆｆの制御ができないためにコントラ
ス［・を低下させるうえに緻密な表示をするための妨げ
となっていて不要な部分であったが、従来においては、
隣り合う画素が同一のセル内に存在していたため、画素
と画素の間の部分８をなくすことは不可能なことであっ
た。しかしながら、本発明では隣り合う電極がそれぞれ
違うセルに属しているため、これが可能になったのであ
る。このため、０ｎ−Ｏｆｆの制御ができない部分が減
少し、コントラストを上昇させることができ、緻密な表
示を行うことが可能になった。

以下、本発明の実施例について説明する。

〔実施例１〕第１のソーダガラス基板上に、透明電極としてＩＴＯ薄
膜をＤＣスパッタ法を用いて形成した後、エキシマレー
ザ−を用いて、ＩＴＯｉｌ膜を切断することにより３２
０本の制御電極を作製する。ここで電極の巾は３１０μ
ｍ、電極間の巾は３５０μｍになるように制御電極を作
製した。

また第２のソーダガラス基板上に同様な方法でＩＴＯの
４００本の走査電極を作製する。ただし、走査電極の巾
は３１０μｍ、電極間の巾は４０μｍになるように作製
した。

そして、第１、第２の基板上にポリアミック酸の塗布を
オフセット印刷機を用いて行い、加熱してポリイミド薄
膜を得る。

そして両方の基板上のポリイミド薄膜に対し、綿布を用
いてラビング処理を行う。ただし、第１の基板と第２の
基板のラビング方向は２４０°の角度で交差するように
する。

そして一方の基板に６．５μｍ径の球状微粒子（スペー
サー）を散布して、他方の基板にエポキシ系のシール材
をスクリーン印刷し、基板を貼り合わせる。

その後、公知の真空注入法を用いて液晶を注入して第１
のＳＴＮ型液晶セルを作製する。だが、このままではセ
ルの中心部分がふくれてしまっているため、ここで再プ
レス工程を行った。つまり、過剰に注入された液晶をセ
ルの中から外に出すためにセルの内側に向かって圧力を
加えた。

そして第１のＳＴＮ型液晶セルとほぼ同様の工程を用い
て第２のＳＴＮ型液晶セルを作製した。

ここで、第２のＳＴＮ型液晶セルの第１のＳＴＮ型液晶
セルとの違いは、ラビング方向をかえたことと、液晶の
ツイスト方向が逆になっていることである。

そして、第１のセルと第２のセルの走査電極が完全に重
なるように、かつ第１のセルの制御電極の間に第２のセ
ルの制御電極が配置されるように位置合わせをしてセル
を重ね合わせて偏光板を第１、第２のセルに貼付し、そ
れぞれの電極と駆動回路とを接続することにより表示を
行った。

こうして、各セルが互いに他方のセルの光学補償を行う
白−黒表示を行うことができるものである。

〔実施例２〕第４図（ａ）、ら〕に示すように制御電極１１、走査電
極１２ともに電極の間を広く、そして画素の数を３２０
×２００画素に作製した２枚のセルを重ね合わせること
により６４０　Ｘ　４００画素分のＳＴＮ型液晶ディス
プレイを作製した。本実施例においては２枚のセルとも
に制御電極間の巾と走査電極間の巾を大きくとることが
できるので、バターニング時の歩留りの上昇が、特に大
きくなるものである。

〔実施例３］本実施例では、本発明の応用例として第５図（ａ）、（
ｂ）に示すような電極パターンを有する基板を貼り合わ
せて作製した第１のセルと、第６図（ａ）、（ｂ）に示
すような電極パターンを有する基板を貼り合わせて作製
した第２のセルを重ねて、液晶電気光学装置として用い
る場合について説明する。

まず作製方法であるが、今回基板２１，３１，４１．５
１としてソーダガラスを用いた。基板上にＤＣマグネト
ロンスパッタ法を用いてＩＴＯの薄膜を形成した後、フ
ォトリソグラフィー法によって第５図（ａ）、（ｂ）、
第６図（ａ）、（ｂ）に示すような電極パターンを形成
した。第５図（ａ）、第６図（ａ）に示す基板２１，４
１上には制御電極２２としてそれぞれ６４０本の電極を
、第５図（ｂ）、第６図（ｂ）の基板３１．５１上には
走査電極２３としてそれぞれ２００本の電極を作製した
。ただし走査電極２３は、セルを作製した時に画素とな
る部分については基板の上、或いは下半分のみに電極を
形成し、電極の取り出し部分のみ電極の間隔を広げて例
えばＦＰＣなどを用いて駆動回路との接続を行う際の工
程を容易にした。

次に、配向膜としてポリアミック酸を電極を有する基板
２１．３１，４１．５１上にオフセット印刷法を用いて
塗布した後、２８０’Ｃ加熱を２．５時間行い、ポリイ
ミド薄膜を得た。膜厚は約２００人であった。

そして、基板２１，３１．４１．５１に対し綿布を用い
てラビング処理をおこなった。そして第５図（ａ）、第
６図（ａ）に示す基板２１．４１上にスペーサーを散布
した。スペーサーとしては直径６．２μｍのＳｉＯ□の
微粒子を用いた。その後、第５図（ｂ）、第６図（ｂ）
に示す基板３１．５１上にスクリーン印刷によりシール
材の印刷を行った。そして第５図（ａ）、（ｂ）に示す
基板２１．３１を貼り合わせ、第６図（ａ）、（′ｂ）
に示す基板４１゜５１を貼り合わせた。そして、それぞ
れの基板間に液晶を注入した後、過剰に注入された液晶
をセル内から外に出すためにプレス工程を行った。そし
て、液晶の注入口を封止して２つのセルを完成した。

第５図（ａ）、（ｂ）に示す基板２１．３１を貼り合わ
せて得られたセルを第１のセル、第６図（ａ）、（ｂ）
に示す基板４１．５１を貼り合わせて得られたセルを第
２のセルとすると第１のセルはセルの下半分のみに画素
が存在して６４０　Ｘ　２００画素を有し、第２のセル
はセルの上半分にのみ画素が存在してやはり６４０Ｘ　
２００画素を有する。これを重ね合わせることにより６
４０　Ｘ　４００画素を作製できる。さらに、第７図に
示すように偏光板２５の吸収軸の方向を設定することで
ほぼ完全な白−黒表示をすることができた。

本実施例においては、実施例１、実施例２の場合と異な
り画素に相当する部分については電極間の巾を広く作製
することはできないが、電極の取り出し部については間
隔を広くすることができるのでコネクタの接続の際に位
置合わせが非常に容易になる。さらに隣り合う走査電極
が同一の基板上に存在するため、駆動法が実施例１．２
に比較して非常に容易になる。

また、本実施例におけるラビング処理の方向については
、第７図に示すように基板の短辺方向を０°として時計
回りを正の方向としたとき、光源側の基板から、３０°
、−３０”　、６０°、−６０°の方向にラビングを行
った。

以上、主に６４０　Ｘ　４００画素分のＳＴＮ型液晶電
気光学装置の場合について述べたが、本発明は液晶電気
光学装置の全く任意の画素数に対応できることは本発明
の技術思想から明らかである。

〔効果〕

以上述べたように、本発明を用いることによりセルを２
枚用いて白−黒表示を行うＳＴＮ型液晶電気光学装置の
電極の作製が非常に容易になり、隣り会う電極のショー
ト等の不良が大幅に減り、さらには、駆動回路との接続
が非常に容易になり工程上の歩留りが大幅に上昇するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶電気光学装置の電極に関しての概
略図の１例を示す。第２図は本発明の液晶電気光学装置の断面の概略図を示
す。第３図（ａ）、　（ｂ）、第４図（ａ）、　（ｂ）は本
発明に用いるそれぞれ２枚のセルを示す。第５図（ａ）、い）、第６図（ａ）、　（ｂ）は電極パ
ターンを示す。第７図はそれぞれの基板のラビング方向と偏光板の吸収
軸方向を示す。１．２・・・セル３．４・・・画素５・・・・・光源６．７．２５・・・・偏光板８・・・・・画素と画素の間の部分１１・・・・・制御電極１２・・・・・走査電極

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の走査電極を有する第１の基板と、複数の制御
電極を有する第２の基板の間に液晶を介在せしめた第１
のセルと、複数の走査電極を有する第３の基板と、複数
の制御電極を有する第４の基板の間に液晶を介在せしめ
た第２のセルとを有し、第１のセルと第２のセルとが重
ね合わせられた二層型の液晶電気光学装置であって、一
方のセルの画素は他方のセルの画素でない部分に配置さ
れていることを特徴とする液晶電気光学装置。２、複数の走査電極を有する第１の基板と、複数の制御
電極を有する第２の基板の間に液晶を介在せしめた第１
のセルと、複数の走査電極を有する第３の基板と、複数
の制御電極を有する第４の基板の間に液晶を介在せしめ
た第２のセルとを有し、第１のセルと第２のセルとが重
ね合わせられた二層型の液晶電気光学装置であって、第
１のセルの走査電極と第２のセルの走査電極とが重なら
ないように配置されていることを特徴とする液晶電気光
学装置。３、複数の走査電極を有する第１の基板と、複数の制御
電極を有する第２の基板の間に液晶を介在せしめた第１
のセルと、複数の走査電極を有する第３の基板と、複数
の制御電極を有する第４の基板の間に液晶を介在せしめ
た第２のセルとを有し、第１のセルと第２のセルとが重
ね合わせられた二層型の液晶電気光学装置であって、第
１のセルの制御電極と第２のセルの制御電極とが重なら
ないように配置されていることを特徴とする液晶電気光
学装置。