JPH08129181A

JPH08129181A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08129181A
Application number: JP26767494A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Mitsui; 精一三ッ井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【構成】対向面にそれぞれ電極６・１１を有する一対
の対向する基板４・１０間に、ゲストホスト効果を有す
る液晶層９が設けられるとともに、上記両基板４・１０
の対向面側にそれぞれ液晶分子９ｃを所定方向に配向さ
せる凸状パターン８・１３が形成され、これら一方の基
板４側の凸状パターン８および他方の基板１０側の凸状
パターン１３は、液晶分子９ｃが互いに直交する方向へ
配向するように上記液晶層９を２層化させるものであ
る。【効果】２枚のセルを重ねる必要がなく、また偏光板
を設ける必要がないので、斜めから見たときの表示特性
が良好であるとともに、高輝度、かつ高コントラストの
表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像表示、各種情報表
示、情報処理などに用いられる液晶表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサやラップトップ
型パソコン、ポケットテレビと称される携帯型テレビジ
ョン受信機などへの液晶表示装置の応用が急速に進展し
ている。従来より、液晶表示装置にはＴＮ（Ｔｗｉｓｔ
ｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ
ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードが用いられて
いる。

【０００３】上記ＴＮモードは、一組の偏光板の間に液
晶表示素子を配置し、この液晶表示素子の光学的性質、
すなわち電圧無印加時の旋光特性と、電圧印加時の偏光
解消特性とを利用して、モノクロ表示を行なうものであ
る。

【０００４】上記ＳＴＮモードは、ワードプロセッサ用
ディスプレイとして広く利用されている表示方式であ
り、上記ＴＮモードと類似の方式である。このＳＴＮモ
ードは、液晶分子の捩れ角が１８０〜２７０°に設定さ
れていること、および偏光板の設定角度を最適化するこ
とにより、電圧印加に伴う急激な分子配向変形を液晶表
示装置の複屈折変化に反映させることができ、鋭いしき
い値を有する電気光学特性が得られる。したがって、単
純マトリクス駆動に適する。一方、ＳＴＮモードは、液
晶の複屈折により表示の背景色に黄緑または濃紺の色付
きを呈するという問題点を有している。このため、表示
用ＳＴＮパネルに光学補償用パネルやポリカーボネイト
などの高分子で形成される位相差板を重ね合わせること
によって色補償を行い、白黒表示を行なう、いわゆるペ
ーパーホワイトＬＣＤ方式が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｔ
ＮモードおよびＳＴＮモードの液晶表示装置は、偏光板
を使用するために自然光の半分は表示に利用できず、表
示が暗くなるという問題点を有している。また表示を明
るくするためには、バックライトが必要であるため、消
費電力が極端に増加するという問題点を有している。こ
のような問題に対して、偏光板を用いず、自然光の全て
の光線を有効に利用しようとする表示モードが提案され
ている。この表示モードの例として偏光板を使用しない
２色性色素の吸収異方性を利用したＧＨ（Ｇｕｅｓｔ−
Ｈｏｓｔ）モードが知られている。このＧＨモードの中
で、光の利用効率が高く、明るくてコントラストが高い
ものは、図１３（ａ）および（ｂ）に示す２層型ＧＨモ
ードである。この２層型ＧＨモードは２層の液晶層（Ｎ
_P液晶とｐ型色素の混合）を、それぞれ液晶分子が互い
に直交するように配置させてある。したがって、入射し
た垂直方向の偏光成分Ｌ₁および水平方向の偏光成分Ｌ
₂は、オフ状態にて１層目か２層目で必ず吸収されるこ
とになるので、コントラスト比を高くすることができ
る。ところが、図１４に示すような装置では、斜め方向
から観察すると、中央のガラス基板の影響により表示に
ずれが生じる。また、２枚のセルを用いる必要があるた
めに製造工程が複雑になるという問題点を有している。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑みなされた
ものであって、斜めから見たときの表示特性を改善し、
良好な表示特性を有する液晶表示装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の液晶表示装置は、対向面にそれ
ぞれ電極を有する一対の対向する基板間に、ゲストホス
ト効果を有する液晶層が設けられるとともに、上記両基
板の対向面側にそれぞれ液晶分子を所定方向に配向させ
る凸状パターンが形成され、これら一方の基板側の凸状
パターンおよび他方の基板側の凸状パターンは、液晶分
子が互いに直交する方向へ配向するように上記液晶層を
２層化させるものであることを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明の液晶表示装置は、請求項
１に記載の液晶表示装置において、上記各々の基板にお
ける対向面側には、それぞれ液晶分子を水平配向させる
配向膜が形成されていることを特徴としている。

【０００９】請求項３の発明の液晶表示装置は、請求項
１又は２に記載の液晶表示装置において、上記凸状パタ
ーンは、液晶分子を上記凸状パターンの表面に対して平
行方向に配向させる材料からなり、かつ一方の基板と他
方の基板とで互いに直交する方向に設けられていること
を特徴としている。

【００１０】請求項４の発明の液晶表示装置は、請求項
１又は２に記載の液晶表示装置において、上記凸状パタ
ーンは、液晶分子を上記凸状パターンの表面に対して垂
直方向に配向させる材料からなり、かつ一方の基板と他
方の基板とで互いに直交する方向に設けられていること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１の構成によれば、凸状パターンは、例
えば請求項３に記載のように液晶分子を凸状パターンの
表面に対して平行に配向させる材料から形成されてい
る。したがって、液晶分子は、凸状パターンの表面に対
して平行に配向する。あるいは、凸状パターンは、例え
ば請求項４に記載のように液晶分子を凸状パターンの表
面に対して垂直に配向させる材料から形成されている。
したがって、液晶分子は、凸状パターンの表面に対して
垂直に配向する。また、それぞれの基板に形成された凸
状パターンは、液晶分子の配向方向が互いに直交するよ
うに配されている。したがって、互いに液晶分子が直交
して配向する２層の液晶層を同一液晶層に形成すること
ができる。

【００１２】これにより、２枚のセルを重ねる必要がな
く、また偏光板を設ける必要がないので、斜めから見た
ときの表示特性が良好であるとともに、高輝度、かつ高
コントラストの表示が可能な液晶表示装置を提供するこ
とができる。

【００１３】請求項２の構成によれば、上記各々の基板
における対向面側には、液晶分子を水平配向させる配向
膜材料により形成された配向膜が形成されていることに
より、凸状パターンによる配向規制力に加え、さらに配
向規制力を強化することができる。これにより、より安
定した配向状態を得ることができるので、さらに良好な
表示特性を得ることができる。

【００１４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例を図１ないし図４に基づ
いて説明すれば以下のとおりである。本実施例の液晶表
示装置は、図１に示す液晶表示パネル１、およびこれを
駆動する液晶ドライバ（図示せず）、駆動回路（図示せ
ず）を備えている。上記液晶表示パネル１は、一対の対
向する透光性基板４と透光性基板１０との間に２色性色
素９ｄを添加したゲストホスト液晶からなる液晶層９が
挟持されている。

【００１５】上記透光性基板４には、液晶層９側に薄膜
トランジスタ５および絵素電極６が形成されるととも
に、薄膜トランジスタ５を覆うように所定のピッチにて
凸状パターン８…が縞状に、かつ紙面に対して垂直方向
に形成されている。

【００１６】上記透光性基板１０には、液晶層９側に透
明電極１１が形成されるとともに、透明電極１１上に所
定のピッチにて凸状パターン１３…が縞状に、かつ紙面
の左右方向に対して平行に形成されている。

【００１７】したがって、上記の両凸状パターン８・１
３は、互いに直交する方向に設けられている。また、凸
状パターン８・１３は、液晶層９の液晶分子９ｃおよび
２色性色素９ｄに対して水平方向の配向規制力を有する
樹脂材料により形成されている。また、凸状パターン８
・１３は、それぞれの高さによって液晶層９の厚みをほ
ぼ二分するように所定の高さにて形成されている。

【００１８】以下に本実施例の液晶表示装置の具体的な
作製手順を示す。まず、例えばバリウム・ホウケイ酸ガ
ラス、ナトリウムガラス、石英ガラス又はプラスチック
からなる透光性基板４上に薄膜トランジスタ５、ＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ−ＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなる絵素電
極６を形成した後、図２に示すように、斜線部が凸にな
るように凸状パターン８…を形成する。

【００１９】上記凸状パターン８の材料としては、例え
ばアルミニウムやチタンなどの金属材料や、黒色顔料を
レジスト中に混入させた樹脂材料（以下、樹脂ＢＭ（Ｂ
ｌａｃｋＭａｔｒｉｘ）と称する）を用いることがで
きる。この樹脂ＢＭの具体的な例として、黒色顔料を含
んだネガ型レジストであるカラーモザイクＣＫ（富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー社製）を用いること
ができる。そして、例えばスピンコート法により膜厚が
約２.2５μｍになるように皮膜を形成する。

【００２０】その後、上記皮膜をオーブンにより９０℃
にて約１０min 仮焼成を行なった後、縞状になるように
パターニングを行い、さらに２００℃にて６０min 本焼
成を行うことにより凸状パターン８…を形成する。この
凸状パターン８…は、それぞれドレインバス１５に対し
て平行方向（同図において紙面の上下方向）に、かつド
レインバス１５に沿って絵素電極６・６間を覆うように
形成する。また、光照射による薄膜トランジスタ５の特
性劣化を防ぐために、薄膜トランジスタ５を覆うように
形成する。また、凸状パターン８は、例えば縞の幅を１
０μｍにて形成し、そのピッチを１００μｍにて形成す
る。

【００２１】次に、例えばバリウム・ホウケイ酸、ナト
リウムガラス、石英ガラス又はプラスチックなどからな
る透光性基板１０内面にＩＴＯからなる透明電極１１を
およそ１０００オングストロームの厚さにて形成した
後、上記の透光性基板４と同じ方法にて、図３に示すよ
うに、透明電極１１上に樹脂ＢＭからなる凸状パターン
１３を形成する。この凸状パターン１３は、図２に示し
た凸状パターン８に対して直交する方向（同図において
紙面の左右方向）に、例えば１０μｍ幅、１００μｍピ
ッチにて形成されている。

【００２２】上記のようにして作製した基板４と基板１
０とを、液晶層９の厚みが約４.5μｍになるように貼り
合わせてパネル化する。

【００２３】次に、上記パネル化したものに、例えばホ
ストである液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）に
ゲストとして２色性色素９ｄを混入した、液晶層９とな
るゲストホスト液晶を、例えば真空注入法により注入し
た後、これを封止することにより液晶表示パネル１を作
製することができる。

【００２４】さらに液晶ドライバ（図示せず）および駆
動回路（図示せず）を実装することにより液晶表示装置
が完成する。

【００２５】上記の構成において、凸状パターン８・１
３には、液晶層９に対して配向規制力を有する材料が使
用されている。この、上記配向規制力は、凸状パターン
８・１３の表面に対して平行方向に液晶層９の液晶分子
９ｃおよび２色性色素９ｄを配向させる。また、凸状パ
ターン８・１３のそれぞれの高さにより、液晶層９が２
層化された形に凸状パターン８・１３が形成されてい
る。したがって、液晶層９は、凸状パターン８・１３の
それぞれの側壁（基板４・１０と直交する面）に対して
平行に配向することになる。これにより、図４に示すよ
うに、基板４の隣同士の凸状パターン８・８により形成
される溝部の領域において、液晶分子９ｃおよび２色性
色素９ｄは、各凸状パターン８…の側壁に対し平行に配
向する。なお、凸状パターン８・１３の上面（それぞれ
基板４・１０と平行な面）は、フォトレジストの露光に
より変質して配向規制力が弱くなっているものとも考え
られる。また、基板１０の隣同士の凸状パターン１３・
１３により形成される溝部の領域では、液晶分子９ｃお
よび２色性色素９ｄは、各凸状パターン１３…の側壁に
対して平行に配向することになる。

【００２６】このようにして、図１に示すように、互い
に液晶分子９ｃおよび２色性色素９ｄが直交して配向す
る２層の液晶層９ａ・９ｂを同一液晶層９に持つゲスト
ホスト配向を得ることができる。

【００２７】これにより、本実施例の液晶表示装置は、
２枚のセルを貼り合わせた構造ではなく、１枚のセルか
らなっているので、製造に係わる工程および部材を簡略
化することができる。したがって、安価な液晶表示装置
として提供することができる。また、１枚のセルからな
っているので特別な駆動方法を必要としない。

【００２８】また、偏光板を用いることなく自然光を十
分利用することができ、バックライトが不要であること
から低消費電力にて表示が可能である。

【００２９】また、中央に仕切りのガラス基板などがな
いことにより、斜めから見たときの表示特性が良好であ
るとともに、高輝度、かつ高コントラストの表示が可能
な液晶表示装置を提供することができる。

【００３０】〔実施例２〕本発明の他の実施例について
図５ないし図７に基づいて説明すれば、以下のとおりで
ある。なお、上記実施例と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３１】本実施例の液晶表示パネル２１は、図５に
示すように、凸状パターン８…の下層に凸状パターン８
と同一方向の配向規制力を有する配向膜２３が形成さ
れ、凸状パターン１３の下層に凸状パターン１３と同一
方向の配向規制力を有する配向膜２２が形成されている
以外、実施例１と同様の構造である。

【００３２】上記配向膜２２・２３には、それぞれ配向
膜材料として、例えばオプトマーＡＬ４５５２（日本合
成ゴム社製）が使用されている。この配向膜材料は、液
晶分子９ｃおよび２色性色素９ｄを上記配向膜２２・２
３表面に対して、ほぼ平行配向する性質を有している。
また配向膜２２・２３は、膜厚が約７００オングストロ
ームになるように印刷法にて形成されている。

【００３３】上記の構成において、凸状パターン８・１
３には、ゲストホスト液晶からなる液晶層９の液晶分子
９ｃおよび２色性色素９ｄに対して配向規制力を有する
材料が使用されている。そして、上記配向規制力は、凸
状パターン８・１３の表面に対して平行方向に液晶層９
を配向させる。したがって、液晶層９の液晶分子９ｃお
よび２色性色素９ｄは、凸状パターン８・１３のそれぞ
れの側壁（基板４・１０と直交する面）に対して平行に
配向することになる。また、凸状パターン８・１３と同
一方向の配向規制力を有する配向膜２３・２２を設けた
ことにより、配向規制力が強化され、さらに安定した配
向状態を得ることができるので、一層良好な表示特性を
得ることができる。

【００３４】なお、一方の基板側に形成した配向膜２３
のラビング処理を図６に示すように、凸状パターン８…
に平行方向に施すとともに、他方の基板に形成した配向
膜２２のラビング処理を図７に示すように、凸状パター
ン１３…に平行方向に施すことにより、さらに安定した
配向状態を得ることが可能である。

【００３５】また、どちらか一方の基板にのみ配向膜を
形成する構造も可能である。

【００３６】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図８ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の
とおりである。なお、上記実施例と同一の機能を有する
部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３７】本実施例の液晶表示パネルは、実施例１の
図１に示した液晶表示パネル１と同じ構造であるが、液
晶分子および２色性色素の配向方向が実施例１とは異な
っている。すなわち、図８に示すように、液晶分子９ｅ
および２色性色素９ｆが凸状パターン２４・２５の側壁
に対して、それぞれ垂直方向に配向している。これは、
樹脂ＢＭとして、凸状パターン２４・２５の側壁に対し
て垂直方向の配向規制力を有する材料を使用しているこ
とによる。

【００３８】また、本実施例の液晶表示パネルの作製方
法は凸状パターン２４・２５を除くと実施例１と同じで
ある。したがって、作製方法の説明は凸状パターン２４
・２５の作製手順のみにとどめる。

【００３９】上記凸状パターン２４・２５は、以下の手
順にて作製する。まず、黒色顔料を含んだネガ型レジス
ト材料であるカラーモザイクＣＫ−２０００（富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー社製）に垂直配向剤で
あるＮ−Ｎ−ジメチル−ｎ−テトラデシルアミンを１０
重量％混入し、樹脂ＢＭを作製する。

【００４０】次に、スピンコート法を用いて、膜厚が約
２.2５μｍになるように上記樹脂ＢＭを基板４、基板１
０の内面にそれぞれ塗布する。

【００４１】その後、オーブンにより、例えば９０℃に
て１０min の仮焼成を行なった後、パターニングを行
う。パターニングにより、凸状パターン２４・２５を形
成した後、さらにオーブンにより、例えば２００℃にて
６０min の本焼成を行なう。

【００４２】このようにして形成した基板４の凸状パタ
ーン２４に対して、基板１０の凸状パターン２５が対向
するように、かつ液晶層の厚さが約５μｍになるよう
に、基板４と基板１０とを貼り合わせ、パネル化を行な
った後、さらに再配向を１１０℃にて３０min 行なう。

【００４３】次に、上記パネル化したものに、ゲストホ
スト液晶を注入する。このゲストホスト液晶は、例えば
ホストにＺＬＩ−４７９２（メルク社製）を用い、これ
にゲストとして２色性色素を混入している。

【００４４】上記の構成において、垂直配向剤を添加し
た液晶層９におけるゲストホスト液晶の液晶分子９ｅお
よび２色性色素９ｆは、凸状パターン２４・２５のそれ
ぞれの側壁（基板４・１０と直交する面）に対して垂直
に配向する。なお、凸状パターン２４・２５のそれぞれ
基板４・１０と平行な面は、フォトレジストの露光によ
り変質しているため配向規制力が弱くなっている。した
がって、図８に示すように、基板４の各凸状パターン２
４・２４により形成される溝部の領域では、液晶層の液
晶分子９ｅおよび２色性色素９ｆは、各凸状パターン２
４…の側壁に対し垂直に配向することになる。また、基
板１０の各凸状パターン２５・２５により形成される溝
部の領域において、液晶分子９ｅおよび２色性色素９ｆ
は、各凸状パターン２５…の側壁に対して垂直に配向す
ることになる。このようにして、互いに液晶分子９ｅお
よび２色性色素９ｆが直交して配向する２層の液晶層を
同一液晶層に形成することができる。

【００４５】したがって、中央に仕切りのガラス基板な
どがないことにより、斜めから見たときの表示特性が良
好であるとともに、高輝度、かつ高コントラストの表示
が可能な液晶表示装置を提供することができる。

【００４６】なお、基板４側の凸状パターン２４の下層
に配向膜を形成し、図９に示すように凸状パターン２４
に垂直方向にラビング処理を施すとともに、基板１０側
の凸状パターン２５の下層にも配向膜を形成し、図１０
に示すように、凸状パターン２５に対して垂直方向にラ
ビング処理を施すことにより、さらに安定した配向状態
を得ることができる。

【００４７】〔実施例４〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図１１に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、上記実施例と同一の機能を有する部材には、
同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００４８】本実施例の液晶表示装置を構成する反射型
カラー液晶表示パネル３０は、同図に示すように、互い
に対向して配置された透光性基板３１とカラーフィルタ
ー基板４１との間に２色性色素３７ｄを混入したゲスト
ホスト液晶からなる液晶層３７が挟持されている。

【００４９】上記透光性基板３１の内面には、アクティ
ブ素子として２端子素子であるＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉ
ｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）素子３２が形成され、
このＭＩＭ素子３２の周囲の一部を覆うように感光性樹
脂膜３３が形成されている。さらに感光性樹脂膜３３の
上には、反射金属膜３４が形成されている。そして、反
射金属膜３４を覆うように基板３１の全面にわたって配
向膜３５が形成されるとともに、この配向膜３５上のＭ
ＩＭ素子３２の上方に位置する部分には、液晶層３７の
液晶分子３７ｃおよび２色性色素３７ｄに対して水平方
向の配向規制力を有する樹脂ＢＭからなる縞状の凸状パ
ターン３６が紙面に対して直交する方向に形成されてい
る。

【００５０】上記カラーフィルター基板４１の内面に
は、透明電極４０、配向膜３９が順次形成されるととも
に、さらに配向膜３９の液晶層３７側表面には、紙面に
対して左右方向に樹脂ＢＭからなる縞状の凸状パターン
３８が形成されている。また、凸状パターン３８は、液
晶層３７の液晶分子３７ｃおよび２色性色素３７ｄに対
して水平方向の配向規制力を有している。

【００５１】上記ＭＩＭ素子３２には、例えばタンタル
−タンタルオキサイド−チタン構造の素子が用いられて
いる。また、電極としての上記反射金属膜３４は、例え
ばアルミニウム、ニッケル、クロム、金または銀などの
金属材料により形成されている。上記カラーフィルター
基板４１のフィルターとしては、例えばシアンとレッド
のものが使用されている。

【００５２】上記配向膜３５・３９の材料としては、例
えばオプトマーＡＬ４５５２（日本合成ゴム社製）が使
用されている。この配向膜材料は、液晶分子３７ｃを上
記配向膜３５・３９の表面に対して、ほぼ平行配向する
性質を有している。また、これら配向膜３５・３９は、
それぞれ膜厚が約７００オングストロームになるように
印刷法により形成されている。

【００５３】また、上記凸状パターン３６・３８には、
ネガ型レジスト材料であるカラーモザイクＣＫ−２００
０（富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製）が
用いられ、これら凸状パターン３６・３８の膜厚が約
２.5μｍに成るように、スピンコート法により形成され
ている。

【００５４】上記液晶層３７には、例えばホストとし
て、ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）が用いられ、これ
に２色性色素３７ｄが混入されている。

【００５５】上記の構成において、凸状パターン３６・
３８には、液晶層３７の液晶分子３７ｃおよび２色性色
素３７ｄに対して平行方向の配向規制力を有する材料が
使用されている。また、配向膜３５・３９には、その表
面に対して、液晶層３７の液晶分子３７ｃおよび２色性
色素３７ｄが平行配向する材料が使用されている。した
がって、液晶層３７の液晶分子３７ｃおよび２色性色素
３７ｄは、凸状パターン３６・３８のそれぞれの側壁
（基板３１・４１と直交する面）に対して平行に配向す
る。なお、凸状パターン３６・３８のそれぞれ基板３１
・４１に平行な面は、露光によって変質し、配向規制力
が弱くなっている。

【００５６】これにより、図１１に示すように、カラー
フィルター基板４１側の凸状パターン３８・３８により
形成される溝部にて各凸状パターン３８…の側壁に対し
て平行に液晶分子３７ｃおよび２色性色素３７ｄが配向
する液晶層３７ｂ、透光性基板３１側の凸状パターン３
６・３６により形成される溝部では各凸状パターン３６
…に対して平行に液晶分子３７ｃおよび２色性色素３７
ｄが配向する液晶層３７ａの２層からなる液晶層３７を
得ることができる。また、反射金属膜３４を形成した面
が液晶層３７の下部に位置していることにより、視差の
ない液晶表示装置を得ることが可能である。また、シア
ンとレッドのカラーフィルターを用いていることによ
り、シアン、レッド、白および黒の４色表示が可能であ
る。また、これらの中間調表示をすることが可能であ
る。

【００５７】以上のことから、視角特性が良好であると
ともに、高輝度、かつ高コントラストの表示が可能なカ
ラー液晶表示装置を提供することができる。

【００５８】なお、本実施例において、アクティブ素子
としてＭＩＭ素子３２を使用したが、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）、または２端子素子のバリスタなどを用いて
駆動することも可能である。

【００５９】また、本実施例において、透光性基板３１
を用いたが、反射型の液晶表示装置において、例えばシ
リコン樹脂などからなる不透明基板上にアクティブ素子
を形成する場合も同様の効果が得られる。その場合、回
路を基板上に集約することができるというメリットがあ
る。

【００６０】なお、上記実施例において、２色性色素を
液晶中に溶かし込んだゲストホスト液晶からなる液晶層
を例に挙げて説明したが、例えば可視光線の波長域で吸
収を示す２色性の液晶を用いることも可能である。この
場合、ゲスト色素を使う必要がない。

【００６１】また、上記実施例において、凸状パターン
をカラーモザイクＣＫ−２０００にて形成したが、これ
に限らず、液晶分子に対して配向規制力を持つ材料であ
れば使用することが可能である。このような材料とし
て、例えばアクリル、ポリイミド、ノボラック、ポリビ
ニルアルコール、ケイ皮酸エステル系又はアクリル酸エ
ステル系からなる群から選択された少なくとも１種の樹
脂を含む樹脂材料を用いることができる。

【００６２】また、凸状パターンの材料として、感光性
樹脂を用いることにより、凸状パターンをフォトリソグ
ラフィーにて精度良く形成することができる。

【００６３】また、上記実施例において、凸状パターン
を縞状に形成し、その幅およびピッチを画素サイズに合
わせて、それぞれ１０μｍおよび１００μｍに設定した
例を挙げて説明したが、本発明は、これらの寸法に限定
されるものではない。凸状パターンの幅およびピッチ
は、液晶表示パネルの開口率や液晶分子の配向性に関係
がある。例えば、同一幅であればピッチが大きい程、透
明電極を覆う部分の面積が小さくなるので、液晶表示パ
ネルの開口率は良くなる。一方、各凸状パターン間の中
央部付近に位置する液晶分子に対しては、及ぼす配向規
制力が小さくなるので、配向性は悪くなる。反対に、凸
状パターンのピッチが小さい場合、液晶分子の配向性は
良くなるが、液晶表示パネルの開口率は悪くなる。それ
ゆえ、凸状パターンのピッチは、１０〜３００μｍに設
定することが望ましい。

【００６４】また、上記実施例において、基板４側の凸
状パターン８をドレインバス１５に平行に、かつ縞状に
形成した例を挙げて説明したが、例えば基板４側の凸状
パターンをゲートバス１４に平行な縞状に形成し、基板
１０側の凸状パターンをゲートバス１４に垂直方向に形
成することも可能である。

【００６５】また、上下両基板に形成した凸状パターン
の高さにより、液晶層の厚みを規制することが可能であ
る。すなわち、上下両基板に形成した凸状パターンの上
面をそれぞれ当接させることにより液晶層の厚みを規制
することができる。したがって、スペーサにより液晶層
の厚みを規制する必要がない。

【００６６】また、上記実施例において、対向配置され
た２枚の基板にそれぞれ凸状パターンを縞状に形成する
とともに、両凸状パターンが直交するように配した例を
挙げて説明したが、本発明はこの凸状パターン形状に限
定されるものではない。例えば一方の基板側の凸状パタ
ーンを、縞状に形成するとともに、その表面に対して垂
直方向に液晶分子を配向させる材料にて形成する。そし
て、他方の基板側の凸状パターンを縞状に形成するとと
もに、その表面に対して平行方向に液晶分子を配向させ
る材料にて形成する。その後、両基板を凸状パターン同
士が平行になるように設けることよっても液晶層を上下
に２層化することが可能である。

【００６７】また、上記実施例において、凸状パターン
をそれぞれ縞状に形成した例を挙げて説明したが、本発
明はこの凸状パターン形状に限定されるものではない。
例えば、図１２（ａ）に示すように、一方の基板側の凸
状パターン５１を格子形状に形成するとともに、凸状パ
ターン５１の側壁（基板と直交する面）に対して垂直方
向に液晶分子５２を配向させる材料にて形成する。そし
て、図１２（ｂ）に示すように、他方の基板側の凸状パ
ターン５３を格子形状に形成するとともに、凸状パター
ン５３の側壁（基板と直交する面）に対して平行方向に
液晶分子５２を配向させる材料にて形成する。その後、
両基板を上記格子５１・５３が対向するように貼り合わ
せパネル化する。この場合、上下両基板に形成された凸
状パターン５２・５３は、それぞれ格子が向き合うこと
になる。

【００６８】上記の構成において、液晶分子５２は、一
方の基板上では、同図（ａ）に示すように、格子の各辺
の中央部付近にて、凸状パターンの側壁（基板と直交す
る面）に垂直に配向し、格子内の各角部付近では、縦方
向および横方向の配向規制力を受けるため、格子の対角
線に平行に配向する。また、他方の基板上では、同図
（ｂ）に示すように、格子の各辺の中央部付近にて、凸
状パターンの側壁（基板と直交する面）に平行に配向
し、格子の各角部付近では、縦方向および横方向の配向
規制力を受けるため、格子の対角線に垂直に配向する。
したがって、両基板の各格子の対向する各領域におい
て、液晶分子が互いに直交して配向する２層の液晶層を
形成することができる。また、各格子内の各領域におい
て異なる液晶分子の配向方向を有する液晶表示装置を製
造することが可能である。これにより、上下左右方向の
視角依存性がなく、高輝度、かつ高コントラストの表示
が可能な液晶表示装置を提供することができる。

【００６９】また、上記の実施例において、配向膜２２
・２３・３５・３９は、凸状パターン２４・２５・３６
・３８の下層側に形成したものとなっているが、これに
限定されることなく、凸状パターン２４・２５・３６・
３８の上層側に形成する構成としてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の液晶表
示装置は、対向面にそれぞれ電極を有する一対の対向す
る基板間に、ゲストホスト効果を有する液晶層が設けら
れるとともに、上記両基板の対向面側にそれぞれ液晶分
子を所定方向に配向させる凸状パターンが形成され、こ
れら一方の基板側の凸状パターンおよび他方の基板側の
凸状パターンは、液晶分子が互いに直交する方向へ配向
するように上記液晶層を２層化させるものである構成で
ある。

【００７１】それゆえ、例えば請求項３又は４に記載の
ように、液晶分子を凸状パターンの表面に対して平行又
は垂直に配向させる材料にて凸状パターンを形成し、こ
れら凸状パターンが対向する基板にて互いに直交するよ
うに配することにより、互いに液晶分子が直交して配向
する上下２層の液晶層を同一液晶層に形成することがで
きる。

【００７２】これにより、２枚のセルを重ねる必要がな
く、また偏光板を設ける必要がないので、斜めから見た
ときの表示特性が良好であるとともに、高輝度、かつ高
コントラストの表示が可能な液晶表示装置を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【００７３】また、請求項２の発明の液晶表示装置は、
請求項１の発明において、上記各々の基板には、上記凸
状パターンの下層に、それぞれ液晶分子を水平配向させ
る配向膜が形成されている構成である。

【００７４】これにより、請求項１の発明の効果に加
え、さらに配向規制力を強化することができる。したが
って、より安定した配向状態を得ることができるので、
一層良好な表示特性を得ることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置の液晶表示パ
ネルにおける要部を示す縦断面図である。

【図２】図１に示した液晶表示パネルにおける絵素電極
を形成した基板を示す説明図である。

【図３】図２に示した基板に対向する基板を示す説明図
である。

【図４】図１に示した液晶表示パネルにおける液晶分子
の配向方向を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例の液晶表示装置の液晶表示
パネルにおける要部を示す縦断面図である。

【図６】図５に示した液晶表示パネルにおける絵素電極
を形成した基板側の配向膜のラビング方向を示す説明図
である。

【図７】図６に示した基板に対向する側の基板に形成し
た配向膜のラビング方向を示す説明図である。

【図８】図５に示した液晶表示パネルにおける液晶分子
の配向方向を示す斜視図である。

【図９】図５に示した液晶表示パネルにおける絵素電極
を形成した基板に形成した配向膜の他のラビング方向を
示す説明図である。

【図１０】図９に示した基板に対向する側の基板に形成
した配向膜のラビング方向を示す説明図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例の液晶表示装置を
構成する反射型カラー液晶表示パネルの要部を示す縦断
面図である。

【図１２】同図（ａ）は、他の形状の凸状パターンの例
を示す説明図である。同図（ｂ）は、同図（ａ）の基板
に対向する側の基板に形成する凸状パターンの例を示す
説明図である。

【図１３】同図（ａ）は、従来の２層型ＧＨモードの液
晶表示装置のオフ状態を表す概念図、同図（ｂ）は、従
来の２層型ＧＨモードの液晶表示装置のオン状態を表す
概念図である。

【図１４】従来の２層型ＧＨモードの液晶表示装置を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１液晶表示パネル４透光性基板（基板）６絵素電極（電極）７配向膜８凸状パターン９液晶層９ａ液晶層９ｂ液晶層９ｃ液晶分子９ｄ２色性色素９ｅ液晶分子９ｆ２色性色素１０透光性基板（基板）１１透明電極（電極）１２配向膜１３凸状パターン２１液晶表示パネル３０反射型カラー液晶表示パネル３１透光性基板（基板）３４反射金属膜（電極）３５配向膜３６凸状パターン３７液晶層３７ａ液晶層３７ｂ液晶層３８凸状パターン３９配向膜４０透明電極（電極）４１カラーフィルター基板（基板）５１凸状パターン５３凸状パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向面にそれぞれ電極を有する一対の対向
する基板間に、ゲストホスト効果を有する液晶層が設け
られるとともに、上記両基板の対向面側にそれぞれ液晶
分子を所定方向に配向させる凸状パターンが形成され、
これら一方の基板側の凸状パターンおよび他方の基板側
の凸状パターンは、液晶分子が互いに直交する方向へ配
向するように上記液晶層を２層化させるものであること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記各々の基板における対向面側には、そ
れぞれ液晶分子を水平配向させる配向膜が形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記凸状パターンは、液晶分子を上記凸状
パターンの表面に対して平行方向に配向させる材料から
なり、かつ一方の基板と他方の基板とで互いに直交する
方向に設けられていることを特徴とする請求項１又は２
に記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記凸状パターンは、液晶分子を上記凸状
パターンの表面に対して垂直方向に配向させる材料から
なり、かつ一方の基板と他方の基板とで互いに直交する
方向に設けられていることを特徴とする請求項１又は２
に記載の液晶表示装置。