JPH0743719A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH0743719A JPH0743719A JP5185388A JP18538893A JPH0743719A JP H0743719 A JPH0743719 A JP H0743719A JP 5185388 A JP5185388 A JP 5185388A JP 18538893 A JP18538893 A JP 18538893A JP H0743719 A JPH0743719 A JP H0743719A
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Abstract
表示装置の視野角特性を改善し、低コストで生産するこ
とができる液晶表示装置を提供する。 【構成】 配線基板32上の対向電極15に、1絵素に
ついて1箇所以上のスリット状開口部18が、その長辺
方向を基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と
垂直にして形成されている。また、配線基板32上の対
向電極15の1絵素を構成する矩形領域は、配線基板3
1上の絵素電極14の1絵素を構成する矩形領域より
も、基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と平
行な方向に任意の値大きく形成されている。よって、相
対向する電極部分が、基板上に投影した液晶分子の平均
的な配向方向と平行な方向にずれて、その間に斜め方向
の電界が発生する。液晶分子のプレチルト角を0°とし
た場合には、その斜め電界に平行な方向に液晶分子が立
ち上がる。相対向する電極部分のずれにより、1絵素内
で液晶分子の立ち上がり方向が異なる領域を形成するこ
とができる。
Description
ことができる液晶表示装置に関する。
の基板間(液晶セル)に液晶層が封入されてなり、液晶
層に含まれる液晶分子の配向を変化させることにより、
液晶セルの光学的屈折率を変化させて表示を得るもので
ある。
に、液晶分子を基板にほぼ平行に、かつ、一対の基板間
で約90°ねじれるように配向させたツイストネマティ
ック(TN)型液晶表示装置が主として用いられてい
る。TN型液晶表示装置においては、対向配設された一
対の基板に電極配線が形成されて、基板に垂直な方向に
電界が発生する。液晶層に電界が印加されると、液晶の
有する誘電異方性により液晶分子が電界方向に変移し
て、その配向状態が変化する。このことにより、液晶セ
ルの光学的屈折率変化が生じる。
るための配向方法としては、上記電極配線上にポリイミ
ド等の有機配向膜を形成し、これをナイロン等の布でこ
するラビング法が広く用いられている。
面図を示し、図11に図10のB−B’線断面図を示
す。一方の配線基板131は、ガラス基板111a、透
明電極114および配向膜116aを有する。また、他
方の配線基板132は、ガラス基板111b、透明電極
115および配向膜116bを有する。一方の配線基板
131と他方の配線基板132との間(液晶セル内)に
は液晶層133が設けられている。液晶セル内の液晶分
子133aは、基板131と132との間で約90°ね
じれるように配向させられている。また、基板131、
132に対してδのプレチルト角を有しており、透明電
極114および115間に電圧が印加された場合、液晶
分子133aはプレチルト角の方向に一様に立ち上が
る。両基板131、132の端部は樹脂(図示せず)等
により封止され、液晶層133を駆動する周辺回路など
が実装されている。走査線112および信号線113の
電気信号はTFT120を介して絵素電極114に与え
られ、液晶層を駆動させる。尚、上記図10は、アクテ
ィブマトリックス型の液晶表示装置であるが、アクティ
ブマトリックス型以外の液晶表示装置においても、走査
線、信号線およびTFT等以外は同様の構造とすること
ができる。
チドメインによるディスクリネイションの発生を防止す
るために、電界が印加された時に液晶分子が立ち上がる
方向が図11に示すようなプレチルト角として予め決め
られている。
立ち上がる方向が決まっているため、観測者が液晶表示
装置を見る時の角度によってコントラストが変化すると
いう現象が生じる。
加しない時に光が透過して白色表示が得られるノーマリ
ホワイトモードの液晶表示装置における電圧−透過率
(V−T)特性を示す。尚、以下の説明においては、図
11に示す液晶分子133aの傾きに対し、θ1側を正
視野角方向、θ2側を逆視野角方向とする。
な方向)から見ると、図12の実線L1に示すようなV
−T特性が得られる。即ち、印加電圧値が高くなるにつ
れて光の透過率が低下し、ある印加電圧値になると透過
率がほぼ零となって、それ以上印加電圧を高くしても透
過率はほぼ零のままである。
1側)に視角を傾けて行くと、図12の実線L2に示す
ようなV−T特性となる。即ち、印加電圧が高くなるに
つれて光の透過率が低下し、ある特定の電圧値になると
透過率が逆に上昇し、その後再び徐々に低下する。この
ため、視角を正視野角方向に傾けて行くと、特定の角度
で画像の白黒が反転する反転現象が生じる。つまり、特
定の角度における光の入射角度(視角)に対して液晶分
子の傾きが同じになり、液晶分子の屈折率の異方性が失
われる。このことにより光の旋光性が失われて、上記反
転現象が生じるのである。
側)では液晶分子の屈折率の変化が生じにくい。このた
め、逆視野角方向に視角を傾けて行くと、図12の実線
L3に示すようなV−T特性となり、光の透過率の変化
が起こり難くなるので、白黒のコントラストが著しく低
下する。
方向での反転現象や逆視野角方向でのコントラスト低下
は、観測者にとって大変障害になり、その液晶表示装置
の表示特性そのものを疑わせる結果となる。
視野角の部分と逆視野角の部分との両方を形成して、逆
視野角方向でのコントラストの低下を補うと共に正視野
角方向での反転現象を抑制する方法が検討されている。
配向膜のラビング処理を行う際に、フォトリソグラフィ
ーにより形成されたレジストパターンやマスク等を用い
て、1絵素内の複数の領域に異なった方向のラビング処
理を行う方法がある。このようにラビング方向を異なら
せることにより、1絵素内に正視野角の部分と逆視野角
の部分との両方が形成される。
機配向膜を形成することにより、異なったプレティルト
角を有する部分を形成し、一対の基板を、異なったプレ
ティルト角を有する部分同士が対向するように組み合わ
せる方法もある。
を形成する際に、1絵素内に無機配向膜を複数の方向に
斜め蒸着することにより、1絵素内に正視野角の部分と
逆視野角の部分との両方を形成する方法もある。
異なった方向にラビング処理を行う方法や異なった有機
配向膜を形成する法では、レジストパターンやマスクと
の接触の為に有機配向膜が汚染されて、液晶表示装置の
表示品位や信頼性の低下が起こるという問題があった。
また、液晶表示装置の製造工程が増えるので、生産コス
トが増加するという問題があった。
する方法では、大面積に配向膜を形成することが困難で
あり、低コストで液晶表示装置を生産することが困難で
あった。
めになされたものであり、表示品位や信頼性を低下させ
ることなく液晶表示装置の視野角特性を改善し、低コス
トで生産することができる液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
は、液晶層を間に挟んで対向配設される一対の配線基板
が、各々液晶層側に複数の電極を有し、両基板上の電極
が相対向する部分で絵素が形成されている液晶表示装置
において、少なくとも一方の基板上の電極に、1絵素に
ついて1箇所以上のスリット状開口部が、その長辺方向
を、基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と垂
直にして形成され、一方の基板上の電極の1絵素を構成
する領域が、他方の基板上の電極の1絵素を構成する領
域よりも、該配向方向と平行な方向に任意の値大きく形
成され、相対向する両電極部分が、該平均的な配向方向
と平行な2方向にずれた構造とされており、そのことに
より上記目的が達成される。
部が形成され、一方の基板上の開口部と他方の基板上の
開口部とは位置をずらし、前記配向方向と平行な方向に
沿って、一方の基板上における隣合う開口部の間と対向
する他方の基板部分に、該他方の基板の開口部が存在す
る状態で交互に形成されていてもよい。
配線基板の間隔以上であるのが望ましい。
んで対向配設される一対の配線基板が、各々液晶層側に
複数の電極を有し、両基板上の電極が相対向する部分で
絵素が形成されている液晶表示装置において、少なくと
も一方の基板上の電極に、1絵素について1箇所以上の
線状低誘電率絶縁膜が、その長辺方向を、基板上に投影
した液晶分子の平均的な配向方向と垂直にして形成さ
れ、一方の基板上の電極の1絵素を構成する領域が、他
方の基板上の電極の1絵素を構成する領域よりも、該配
向方向と平行な方向に任意の値大きく形成され、相対向
する両電極部分が、該平均的な配向方向と平行な2方向
にずれた構造とされており、そのことにより上記目的が
達成される。
線状低誘電率絶縁膜が形成され、一方の基板上の絶縁膜
と他方の基板上の絶縁膜とは位置をずらし、前記配向方
向と平行な方向に沿って、一方の基板上における隣合う
開口部の間と対向する他方の基板部分に、該他方の基板
の開口部が存在する状態で交互に形成されていてもよ
い。
の配線基板の間隔以上であるのが望ましい。
形状がテーパーを有していてもよい。
てもよい。
基板の内、少なくとも一方の基板上の電極に、1絵素に
ついて1箇所以上のスリット状開口部または線状低誘電
率絶縁膜が形成されている。そのスリット状開口部およ
び線状低誘電率絶縁膜の長辺方向は、基板上に投影した
液晶分子の平均的な配向方向と垂直にして形成されてお
り、また、一方の基板上の電極の1絵素を構成する領域
は、他方の基板上の電極の1絵素を構成する領域より
も、基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と平
行な方向に任意の値大きく形成されている。このことに
より、相対向する電極部分が、基板上に投影した液晶分
子の平均的な配向方向と平行な2方向にずれて、その間
に斜め方向の電界が発生する。液晶分子のプレチルト角
を0°とした場合には、その斜め電界に平行な方向に液
晶分子が立ち上がることになるので、液晶分子の立ち上
がりを容易に制御することができる。
内で液晶分子の立ち上がり方向が異なる領域を形成する
ことができるので、視野角特性を著しく改善することが
できる。
膜の幅は、狭すぎると液晶分子に斜め方向の電界成分が
印加されにくいので、上記一対の配線基板の間隔以上で
あるのが望ましい。
基板上の電極の上記領域を他方の電極の上記領域よりも
大きく形成する工程は、従来の電極パターニング工程と
同時に行うことができる。また、線状低誘電率絶縁膜の
形成工程は、配線基板間の短絡防止のために形成される
絶縁性保護膜の形成工程と同時に行うことができる。そ
の後の有機配向膜の形成およびラビング処理は、従来通
りの工程で行うことができるので、製造工程を増加する
ことがなく、また、有機配向膜の汚染等も生じない。
ながら説明する。尚、以下の実施例においては、本発明
をTN型アクティブマトリクス液晶表示装置に適用して
いる。
置の断面図を示す。この液晶表示装置は、複数の電極配
線が形成された配線基板31および配線基板32が対向
配設され、その間に液晶層33が封入されている。
す。この配線基板31は、ガラス等からなる絶縁性基板
11aの上に、走査線12および信号線13が相互に交
差して設けられている。走査線12と信号線13とで囲
まれた領域には、絵素電極14が設けられている。各領
域内の隅部には、スイッチング素子20が形成され、各
絵素電極14と、各絵素電極14に近接する1本の走査
線12および1本の信号線13とに、それぞれ電気的に
接続されている。上記スイッチング素子20としては任
意の構造のものを用いることができ、この実施例ではア
モルファスシリコン薄膜トランジスタ(以下TFTと称
する)20を用いた。
遮光する遮光膜(図示せず)と対向電極15とが形成さ
れている。
に、基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と垂
直な方向にスリット状開口部18が形成されている。こ
こで、平均的な配向方向とは、液晶層33の中央の液晶
分子の配向方向のことを言う。また、対向電極15の1
絵素を構成する矩形領域は、図2に示すように、絵素電
極14よりも、基板上に投影した液晶分子の平均的な配
向方向と平行な方向に大きく形成されている。この実施
例では、スリット状開口部18の幅を10μm程度に形
成した。この幅が狭すぎると、液晶分子に斜め方向の電
界成分が印加されにくいので、配線基板の間隔(5μm
程度)以上にするのが望ましい。上記スリット状開口部
18は、対向電極15のパターニングの際に同時に形成
される。上記配線基板31および32には、さらに、液
晶分子の配向状態を制御するための有機材料からなる配
向膜16a、16bが形成され、ラビング処理されてい
る。配線基板31、32は貼合わせられ、両基板の間
(液晶セル)に液晶が注入されて液晶層33となってお
り、液晶分子のプレチルト角は0°とされている。上記
基板31、32の端部(図示せず)は樹脂等により封止
され、周辺回路(図示せず)などが実装されて液晶表示
装置となっている。
5にスリット状開口部18が形成されているため、図2
に示すように、絵素電極14と対向電極15との間に斜
め電界が発生し、液晶分子の立ち上がり方向を矢印に示
すように制御することができる。1絵素内に液晶分子の
立ち上がり方向が反対である領域を形成することができ
るので、図9に示すようなV−T特性が得られ、液晶表
示装置の視野角特性を向上させることができる。
部18を対向電極15に形成したが、図3に示すよう
に、配線基板31上の絵素電極14のスリット状開口部
18(図3の実線)と配線基板32上の対向電極15の
スリット状開口部18(図3の破線)とを、基板上に投
影した液晶分子の平均的な配向方向と平行な方向に対し
て交互に形成してもよい。また、図4に示すように、対
向電極15に形成されるスリット状開口部18(図4の
破線)を、配線基板31上の絵素電極14の端部の1/
2の領域に対向するように形成してもよい。さらに、絵
素電極14にスリット状開口部18を形成する場合に
は、スリット状開口部18の一方の短辺が開放されてい
てもよく、その場合、絵素電極14は櫛形状または蛇腹
状の形状になる。
向乱れによるディスクリネィションラインが生じるおそ
れがあるので、これを隠蔽するためにその部分に遮光膜
を形成してもよい。その場合、配線基板32上に形成さ
れる遮光膜材料を用いてその遮光膜のパターニングと同
時に形成することができる。また、配線基板31上に形
成されるスイッチング素子20の不透明膜、例えばチタ
ン、タンタル又はアルミニウムなどの膜を用いてそのパ
ターニングの際に同時に形成してもよく、走査線12の
配線材料を用いて走査線12と同時にパターニングする
こともできる。図4に示したようなスリット状開口部1
8を形成する場合、液晶分子の立ち上がる方向が異なる
領域の境界部分で発生するディスクリネィションライン
についても、上記と同様に遮光膜を形成することにより
その発生を防ぐことができる。
スリット状開口部18は、いずれも同様の効果を奏する
ことができる。絵素の分割数が多いほど観察者の目には
自然に見えるが、液晶表示装置の開口率が低くなるの
で、絵素のサイズに応じて最も適切な分割数とするのが
望ましい。例えば、絵素のサイズが約70μm×230
μmの場合には、2分割〜4分割程度とするのが望まし
い。
基板32間の短絡を防止する為に、上記絵素電極14ま
たは対向電極15の内の少なくとも一方の上に絶縁性保
護膜(図示せず)を形成してもよい。この絶縁性保護膜
は、絵素部分の液晶分子に電界の直流成分が印加される
ことを防ぐために、少なくとも一部分を窓開き構造とす
るのが望ましい。また、配線基板32上に、さらにカラ
ーフィルター(図示せず)を設けてカラー表示を行うこ
ともできる。
置の断面図を示す。この液晶表示装置は、対向電極15
と液晶層33との間の任意の層間に、図1に破線で示す
ように、基板上に投影した液晶分子の平均的な配向方向
と垂直な方向に線状低誘電率絶縁膜17が形成されてい
る。また、対向電極15の1絵素を構成する矩形領域
は、図5に示すように、絵素電極14よりも、基板上に
投影した液晶分子の平均的な配向方向と平行な方向に大
きく形成されている。尚、この絶縁膜17の幅が狭すぎ
ると、液晶分子に斜め方向の電界成分が印加されにくい
ので、配線基板の間隔(5μm程度)以上にするのが望
ましい。上記絶縁膜17は、酸化ケイ素又は窒化ケイ素
等からなり、配線基板31と配線基板32間の短絡を防
止する為に形成される絶縁性保護膜(図示せず)と同時
に形成される。その他の構成は、実施例1と同様なもの
とすることができる。
5と液晶層33との間に線状低誘電率絶縁膜が形成され
ているので、その部分で液晶層33に印加される電界が
低くなる。よって、実施例1と同様に、その間に斜め電
界が発生し、液晶分子の立ち上がり方向を矢印に示すよ
うに制御することができる。実施例1と同様に、液晶分
子の立ち上がり方向を1絵素内で反対方向にすることが
できるので、液晶表示装置の視野角特性を向上させるこ
とができる。
17を対向電極15と液晶層33との間に形成したが、
図3に示すように、絵素電極14と液晶層33との間
(図3の実線)および対向電極15と液晶層33との間
(図3の破線)に、基板上に投影した液晶分子の平均的
な配向方向と平行な方向に対して交互に形成してもよ
い。また、図4に示すように、対向電極15と液晶層3
3との間に形成される絶縁膜17(図4の破線)を、配
線基板31上の絵素電極14の端部の1/2の領域に対
向するように形成してもよい。さらに、絶縁膜17は、
1絵素毎に独立した島状ではなく、2絵素以上に連続し
た構造に形成してもよい。また、図6に示すように、エ
ッジ部にテーパーを持たせた構造にすることにより、さ
らに液晶分子の立ち上がり方向を安定したものにするこ
とができる。
子の配向乱れによるディスクリネィションラインを隠蔽
するために、実施例1と同様に遮光膜を形成してもよ
い。
低誘電率絶縁膜17は、いずれも同様の効果を奏するこ
とができる。絵素の分割数が多いほど観察者の目には自
然に見えるが、液晶表示装置の開口率が低くなるので、
絵素のサイズに応じて最も適切な分割数とするのが望ま
しい。例えば、絵素のサイズが約70μm×230μm
の場合には、2分割〜4分割程度とするのが望ましい。
ー(図示せず)を設けてカラー表示を行うこともでき
る。
の基板上の電極に、上記実施例1に示したスリット状開
口部18および実施例2に示した低誘電率絶縁膜17の
両方を設けた構造とすることもできる。
ティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に適用した
が、デューティー駆動方式の液晶表示装置に適用するこ
ともできる。この場合、図7および図8に示すように、
一方の配線基板32に形成される電極15aにスリット
状開口部18aを形成することができる。尚、この図7
および8においては、配線基板31に形成される電極1
4aを実線で示し、配線基板32に形成される電極15
aを破線で示した。この図7、8に示される液晶表示装
置において、スリット状開口部18aの代わりに、低誘
電率絶縁膜を同様の形状に形成してもよい。
によれば、液晶分子の立ち上がり方向を複数の異なる方
向に容易に制御できるので、1絵素内に複数の視角方向
を形成することができる。その結果、液晶表示装置の視
野角依存性を抑制することができる。
よび電極と液晶層との間に低誘電率絶縁膜を形成する工
程は、従来の電極のパターニング工程および保護絶縁膜
の形成工程と同時に行うことができるので、良好な表示
品位および高い信頼性を有する液晶表示装置を低コスト
で製造することができる。
ス型液晶表示装置を示す平面図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
(V−T特性)を示すグラフである。
る。
(V−T特性)を示すグラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】 液晶層を間に挟んで対向配設される一対
の配線基板が、各々液晶層側に複数の電極を有し、両基
板上の電極が相対向する部分で絵素が形成されている液
晶表示装置において、 少なくとも一方の基板上の電極に、1絵素について1箇
所以上のスリット状開口部が、その長辺方向を、基板上
に投影した液晶分子の平均的な配向方向と垂直にして形
成され、一方の基板上の電極の1絵素を構成する領域
が、他方の基板上の電極の1絵素を構成する領域より
も、該配向方向と平行な方向に任意の値大きく形成さ
れ、相対向する両電極部分が、該平均的な配向方向と平
行な2方向にずれた構造とされている液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記両基板上の電極に前記スリット状開
口部が形成され、一方の基板上の開口部と他方の基板上
の開口部とは位置をずらし、前記配向方向と平行な方向
に沿って、一方の基板上における隣合う開口部の間と対
向する他方の基板部分に、該他方の基板の開口部が存在
する状態で交互に形成されている請求項1に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項3】 前記スリット状開口部の幅が、前記一対
の配線基板の間隔以上である請求項1または2に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項4】 液晶層を間に挟んで対向配設される一対
の配線基板が、各々液晶層側に複数の電極を有し、両基
板上の電極が相対向する部分で絵素が形成されている液
晶表示装置において、 少なくとも一方の基板上の電極に、1絵素について1箇
所以上の線状低誘電率絶縁膜が、その長辺方向を、基板
上に投影した液晶分子の平均的な配向方向と垂直にして
形成され、一方の基板上の電極の1絵素を構成する領域
が、他方の基板上の電極の1絵素を構成する領域より
も、該配向方向と平行な方向に任意の値大きく形成さ
れ、相対向する両電極部分が、該平均的な配向方向と平
行な2方向にずれた構造とされている液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記両基板上の電極と液晶層との間に前
記線状低誘電率絶縁膜が形成され、一方の基板上の絶縁
膜と他方の基板上の絶縁膜とは位置をずらし、前記配向
方向と平行な方向に沿って、一方の基板上における隣合
う開口部の間と対向する他方の基板部分に、該他方の基
板の開口部が存在する状態で交互に形成されている請求
項4に記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記線状低誘電率絶縁膜の幅が、前記一
対の配線基板の間隔以上である請求項4または5に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記線状低誘電率絶縁膜は、エッジ部分
の形状がテーパーを有している請求項4、5または6に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記液晶分子のブレチルト角が0°であ
る請求項1、2、3、4、5、6または7に記載の液晶
表示装置。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18538893A JP3164702B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 液晶表示装置 |
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