JPH0895053A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH0895053A
JPH0895053A JP6256107A JP25610794A JPH0895053A JP H0895053 A JPH0895053 A JP H0895053A JP 6256107 A JP6256107 A JP 6256107A JP 25610794 A JP25610794 A JP 25610794A JP H0895053 A JPH0895053 A JP H0895053A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment
crystal display
display element
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP6256107A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Nakajima
靖 中島
Manabu Takei
学 武居
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0895053A publication Critical patent/JPH0895053A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G02F1/133757Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle with different alignment orientations

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラストの視野角依存性を軽減した液晶
素子を提供する。 【構成】 ガラス基板1、2の対向する面に配向膜6、
9をそれぞれ塗布し、この配向膜のそれぞれの対向面に
複数の配向方向の異なる配向溝を6A、6B/9A、9
Bを形成する。このため、液晶を基板間に封止した状態
で複数のドメインが形成され、コントラストの視野角依
存性の少ない液晶素子を実現することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子に関
し、さらに詳しくは、1画素内に複数の液晶配向ドメイ
ンを形成した液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、通常、一対のガラス基
板をシール材を介して対向配置し、各ガラス基板の対向
面には電極を夫々形成すると共に液晶分子の配向方向を
規制するための配向膜を被覆し、シール材の両基板に囲
まれた空間内に液晶を封入してなる。上述の配向膜に
は、ラビング等の配向処理が施され、近傍の液晶分子を
配向処理方向に沿って配向させる。この配向膜の配向処
理方向は、例えばTFT駆動式液晶表示素子では双方の
基板の各配向処理方向が90゜で交差する方向に設定さ
れ、これにより液晶分子が一方の基板から他方の基板に
向かって90゜に捩れるように並んだ配列状態となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したTFTなどが
形成された液晶素子の配向形態はモノドメインであり、
この液晶素子の電圧(V)と透過率(T)の関係は図3
のようになる。ここで、印加電圧がVth以下または同
図中の電圧Va以上ではTN型表示素子は視角依存性が
小さいが、VthとVaとの間の中間調をとる電圧では
視角依存性が大きくなり、特に上下方向でコントラスト
の低下や、色調反転などが起こり有効視野領域が非常に
狭いという問題があった。この発明が解決しようとする
課題は、視角依存性が小さくて視野角が広く、表示品位
の高い液晶素子を得るにはどのような手段を講じればよ
いかという点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、少なくとも一方が透明な一対の基板を対向配置
し、該一対の基板の各対向面に透明電極を夫々敷設し、
双方の透明電極が対向する区画に液晶を介在させて画素
を形成した液晶表示素子において、1個の前記画素内の
前記各基板の液晶と接触する各表面に互いに延在方向が
異なる複数の溝を形成したことをその解決手段としてい
る。また、請求項2記載の発明は、前記液晶表示素子が
各基板の透明電極上に液晶分子の配向方向を規制する配
向膜が夫々被着形成された液晶表示素子であり、液晶と
接触する前記配向膜表面に前記溝が形成されていること
を特徴としている。さらに、請求項3記載の発明は、前
記透明電極が液晶と接触し、前記溝が前記各基板の透明
電極表面に形成されていることを特徴としている。
【0005】
【作用】この発明においては、一つの画素内に液晶が複
数方向に配向できるよう液晶と接触する面に互いに延在
方向が異なる複数の溝を形成することにより、一つの画
素内に配向方位角の異なる複数のドメインを得ることが
可能となる。このため、コントラストの視角依存性が軽
減される。
【0006】
【実施例】以下、この発明に係る液晶表示素子の詳細を
図面に示す実施例に基づいて説明する。図1は本実施例
の液晶表示素子の構造の概略を示す斜視図であり、図2
は本実施例の液晶表示素子の断面図である。本実施例の
液晶表示素子は、一対の相対向するガラス基板1、2の
間に例えばTN型の液晶を封止してなる。ガラス基板1
の対向側内表面には、図2に示すように、周知の技術で
作成されるTFT(thin film transi
stor)3及びITO膜を一画素毎にパターン化した
ドット電極4等が設けられている。そして、TFT3や
ドット電極4が形成されたガラス基板1内表面には、例
えばSiNからなる絶縁膜5が堆積されている。さら
に、この絶縁膜5の上には、ポリイミドからなる配向膜
6が塗布されている。一方、ガラス基板2の対向側内表
面には、全面にITO膜7が形成され、このITO膜7
の上には絶縁膜8、配向膜9が順次積層されている。
【0007】そして、これらガラス基板1及び2は、配
向膜6と配向膜9との間が所定間隔となるように離間さ
せて対向配置されている。さらに、配向膜6と配向膜9
とには、一画素当たり二つの異なる配向ドメイン配向を
得るように、それぞれの配向膜表面に異なる方向の配向
溝を形成している。図1に示すように、配向膜6にあっ
ては、X−X方向に溝が延びる第1配向溝6A〜6Aの
群と、Y−Y方向に溝が延びる第2配向溝6B〜6Bの
群とが一画素内に形成されている。これらの群どうし
は、一画素の領域を約半分に区画した領域にそれぞれ形
成されている。このような配向溝を形成した配向膜6に
対向する配向膜9の対向内側表面には、第1配向溝6A
の群に対応する第1配向溝9Aが複数平行に形成される
と共に、第2配向溝6Bに対応する第2配向溝9Bが複
数平行に形成されている。そして、第1配向溝9Aは、
対向する第1配向溝6Aと90度のねじれをなすように
設定されている。また、第2配向溝9Bは、対向する第
2配向溝6Bと90度のねじれをなすように設定されて
いる。図1中一点鎖線は、対向する配向膜6及び9の間
に介在される液晶の分子のねじれ配列状態を説明してい
る。すなわち、図2に示すように、配向膜6及び9の間
に液晶10を介在させた場合、液晶分子11はそれぞれ
の配向溝近傍では配向溝に沿った方向に配向規制され、
配向溝から離れた位置に並ぶ液晶分子程対向する配向溝
に沿った方向になるように並んだ順に個々の液晶分子の
配向方向が徐々に変化してゆき、対向する配向溝の近傍
に至ってはこの配向溝の方向に一致した配向となる。こ
のように多数の液晶分子が一方の基板から他方の基板に
向かってねじれる様に並んだ状態に配列されているが、
配向膜6の第1配向溝6Aと配向膜9の第1配向溝9A
間のドメインと、第2配向溝6Bと第2配向溝9B間の
ドメインとでは、液晶配列のねじれの位相、つまり液晶
分子の配向状態が異なり、それぞれ異なる視野角特性を
持つ。このため、液晶素子としては、その両方の視野角
特性を兼ね備えたものとなり、コントラストの視角依存
性が軽減されて視野角が広がる。
【0008】次に、上記構造の配向溝の形成方法を説明
する。ガラス基板1にはTFT3、ドット電極4及び絶
縁膜5などを周知の方法で作成する。また、ガラス基板
2のITO膜7や絶縁膜8なども周知の方法で作成して
おく。そして、それぞれガラス基板をスピンコータ(図
示省略する)にセットし、回転数100〜500rpm
に回転し、ポリイミドをN,Nジメチルホルムアミド等
の溶媒に固形分濃度0%以上10%以下となるように溶
解したものを滴下してスピンコーティングする。そし
て、コーティング膜厚のレベリングを行った後、これを
焼成してイミド化処理を施す。その後、レジスト材を塗
布した後、露光用マスクを用いて露光光を照射し、現像
を行う。そして、これによってパターニングされたレジ
ストマスクをエッチングマスクとして用いてエッチング
を行って各配向溝を形成する。その後、レジスト剥離や
洗浄を行う。なお、このエッチングは、ドライエッチン
グ及びウェットエッチングのどちらを行っても配向溝を
形成することができる。ドライエッチングを行う場合
は、レジストを比較的厚めに塗布し、プラズマエッチン
グを行えばよい。また、ウェットエッチングの場合は、
レジスト膜を有機高分子系材料(インク)で印刷形成
し、ヒドラジンでエッチングを行い、キシレンを用いて
レジスト膜除去を行えばよい。なお、上記した配向溝の
形成方法はほんの一例であり、その他各種の方法を採用
することができる。このような方法により、数オングス
トローム〜数千オングストロームの膜厚の配向膜を得る
ことができる。
【0009】その後は、配向溝を形成したガラス基板
1、2どうしを、配向膜6と配向膜9どうしが対向し、
かつ第1配向溝6Aと第1配向溝9Aとが直交し、第2
配向溝6Bと第2配向溝9Bとが直交するように位置合
わせを行い、両基板の周縁部どうしの間にスペーサを介
在させ、シール材(接着剤)で張り合わせて液晶を封入
すればよい。このようにして形成された液晶表示素子に
おいては、各画素内に液晶分子の配向状態が互いに異な
る複数のミクロドメインが形成されている。このため、
視野角の広さ(視野角特性)を表す図4に示す折れ線図
(ビューイングコーン)から判るように、第1配向溝6
A、第1配向溝9Aで構成されるドメインと、第2配向
溝6B、第2配向溝9Bで構成されるドメインとが互い
の視野角の狭いところを補い合うため、液晶表示素子と
しては広い視野角を備えることができる。因みに、図4
において黒丸の折れ線で示すAは第1配向溝6A、9A
で形成される配向ドメインのみからなる液晶表示素子に
おけるコントラスト100の等コントラスト折れ線であ
り、黒三角の折れ線で示すBは第2配向溝6B、9Bで
形成されるドメインのみからなる液晶表示素子における
コントラスト100のの等コントラスト折れ線である。
この図から各液晶表示素子の互いの視野角の広いところ
と狭いところが異なっていることが判る。
【0010】以上、実施例について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、この発明の技術的範
囲内において各種の変形が可能である。例えば、上記実
施例では、配向膜6及び配向膜9に配向溝6A、6B/
9A、9Bを形成したが、図2に示すドット電極4とI
TO電極7とに直接配向溝を形成して、絶縁膜5、8と
配向膜6、9とを省略した構成としてもよい。なお、こ
の場合も、ITO膜の上にレジストマスクをパターニン
グしてドライエッチング又はウェットエッチングを用い
て配向溝を加工することができる。なお、上記実施例に
おいては、TN型の液晶の場合で説明したが、STN型
の液晶を用いた液晶素子に本発明を適用することも勿論
可能である。また、上記実施例では、配向溝を二つの方
向に設定したが、三つ以上は方向が異なる配向溝を備え
る構成としても勿論よい。
【0011】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、液晶表示素子の一画素において液晶が複数
の異なった状態に配向する構成としたことにより、一画
素内に視野角特性の異なる複数の配向ドメインを得るこ
とができるため、コントラストの視角依存性が軽減され
視野角の広い液晶表示素子を実現する効果を奏する。
【0012】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示素子の実施例を示す斜視
図。
【図2】本発明の実施例を示す断面図。
【図3】液晶表示素子の電圧(V)と透過率(T)との
関係を示すグラフ。
【図4】配向状態が1種類であるモノ配向ドメインの2
種類の液晶表示素子による等コントラスト折れ線を示す
グラフ。
【符号の説明】
1、2 ガラス基板 3 TFT 4 ドット電極 5 絶縁膜 6 配向膜 6A 第1配向溝 6B 第2配向溝 7 ITO膜 8 絶縁膜 9 配向膜 9A 第1配向溝 9B 第2配向溝 10 液晶 11 液晶分子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が透明な一対の基板を対
    向配置し、該一対の基板の各対向面に透明電極を夫々敷
    設し、双方の透明電極が対向する区画に液晶を介在させ
    て画素を形成した液晶表示素子において、 1個の前記画素内の前記各基板の液晶と接触する各表面
    に互いに延在方向が異なる複数の溝を形成したことを特
    徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記液晶表示素子が各基板の透明電極上
    に液晶分子の配向方向を規制する配向膜が夫々被着形成
    された液晶表示素子であり、液晶と接触する前記配向膜
    表面に前記溝が形成されている請求項1記載の液晶表示
    素子。
  3. 【請求項3】 前記透明電極が液晶と接触し、前記溝が
    前記各基板の透明電極表面に形成されている請求項1記
    載の液晶表示素子。
JP6256107A 1994-09-27 1994-09-27 液晶表示素子 Pending JPH0895053A (ja)

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JP6256107A JPH0895053A (ja) 1994-09-27 1994-09-27 液晶表示素子

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001059512A1 (fr) * 2000-02-10 2001-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ecran et procede d'excitation de l'ecran
KR100474131B1 (ko) * 1995-10-19 2005-06-08 롤리크 아게 광학부재및이의제조방법
JP2008197691A (ja) * 2008-05-23 2008-08-28 Sharp Corp 液晶表示装置

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KR100474131B1 (ko) * 1995-10-19 2005-06-08 롤리크 아게 광학부재및이의제조방법
WO2001059512A1 (fr) * 2000-02-10 2001-08-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ecran et procede d'excitation de l'ecran
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