JPH1020313A - Active matrix type liquid crystal display element - Google Patents
Active matrix type liquid crystal display elementInfo
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- JPH1020313A JPH1020313A JP17637896A JP17637896A JPH1020313A JP H1020313 A JPH1020313 A JP H1020313A JP 17637896 A JP17637896 A JP 17637896A JP 17637896 A JP17637896 A JP 17637896A JP H1020313 A JPH1020313 A JP H1020313A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、アクティブマト
リクス型液晶表示素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子は、薄型で軽量、かつ低消
費電力のディスプレイ素子であり、テレビやビデオなど
の画像表示装置や、ワープロ、パソコンなどのOA機器
に広く用いられている。液晶表示素子のなかでも、アレ
イ基板上に多数のスイッチング素子を配置したアクティ
ブマトリクス型液晶表示素子の大部分は、液晶の配向方
位がほぼ90捻れたツイストネマチック(TN)モード
を表示に用いており、高速応答や高精細が可能なディス
プレイとして開発が進んでいる。2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are thin, lightweight, and low power consumption display devices, and are widely used in image display devices such as televisions and videos and OA equipment such as word processors and personal computers. Among the liquid crystal display elements, most of the active matrix type liquid crystal display elements in which a number of switching elements are arranged on an array substrate use a twisted nematic (TN) mode in which the orientation direction of the liquid crystal is twisted almost 90. It is being developed as a display capable of high-speed response and high definition.
【0003】しかしながら、TNモードの液晶表示素子
は、液晶の旋光性を用いて表示しているために、パネル
を見る角度によって色調やコントラストが異なるという
大きな欠点がある。このため、良好な表示が得られる視
野角範囲は陰極線管(CRT)に比べてかなり狭く、C
RTと同等以上の表示性能を実現するには至っていな
い。[0003] However, the TN mode liquid crystal display element has a major drawback that the color tone and contrast differ depending on the angle at which the panel is viewed, since the display is performed using the optical rotation of the liquid crystal. For this reason, the viewing angle range in which a good display can be obtained is considerably narrower than that of a cathode ray tube (CRT).
Display performance equal to or higher than RT has not yet been realized.
【0004】一般に、アクティブマトリクス型液晶表示
素子では、電圧無印加の状態で白表示を行うノーマリー
ホワイトモード(以下、NWモード)と、電圧無印加で
黒表示を行うノーマリーブラックモード(以下、NBモ
ード)とがある。NBモードは、コントラストと階調表
示性能から規定される視角範囲は比較的広いが、表示特
性に波長依存性が強く、均一な色相表示に難点がある。
また、パネルギャップのわずかな違いで色調が大きく異
なるために、工法的に課題が多い。In general, in an active matrix type liquid crystal display device, a normally white mode (hereinafter, NW mode) in which white display is performed in a state where no voltage is applied, and a normally black mode (hereinafter, referred to as NW mode) in which black display is performed without application of a voltage. NB mode). The NB mode has a relatively wide viewing angle range defined by contrast and gradation display performance, but has a strong wavelength dependence in display characteristics and has difficulty in uniform hue display.
In addition, since the color tone is greatly different due to a slight difference in the panel gap, there are many problems in the construction method.
【0005】一方、NWモードは、パネルの両側に偏光
板を直交して配置し、電圧印加により黒表示を行うた
め、容易にコントラストを高くすることができる。ま
た、パネルギャップが多少違っても色相が大きく変わら
ないために工法的に優れている。しかし、視角範囲はN
Bモードよりもかなり狭い。これらの表示モードのう
ち、パネルのコントラストや色調の観点から近年はNW
モードの表示が広く用いられているが、視野角範囲が狭
いという本質的課題を有している。On the other hand, in the NW mode, a polarizing plate is arranged orthogonally on both sides of a panel, and a black display is performed by applying a voltage, so that the contrast can be easily increased. Further, even if the panel gap is slightly different, the hue does not largely change, so that the method is excellent in terms of construction method. However, the viewing angle range is N
It is much narrower than B mode. Among these display modes, in recent years, NW has been considered from the viewpoint of panel contrast and color tone.
Mode display is widely used, but has an essential problem of a narrow viewing angle range.
【0006】このようなNWモードのTN型液晶表示素
子の視野角を広げる手法として画素内に複数の異なる配
向領域を有する電極分割法や配向分割法が知られてい
る。電極分割法(例えば、A.Lien et.al., Society of
Information Display 93 digest P.269 )は、画素の対
向電極の一部に長方形の空孔部を設け、パネル内の電界
分布を歪ませることで画素に複数の領域を作成するもの
で、液晶の視野角方位を平均化することにより広い視角
を実現することができる。As a technique for widening the viewing angle of such a NW mode TN type liquid crystal display element, an electrode division method and an alignment division method having a plurality of different alignment regions in a pixel are known. Electrode splitting method (for example, A. Lien et.al., Society of
Information Display 93 digest P.269) is to create a plurality of areas in a pixel by disposing a rectangular hole in a part of the counter electrode of the pixel and distorting the electric field distribution in the panel. By averaging the angular azimuth, a wide viewing angle can be realized.
【0007】電極分割法には液晶層がホメオトロピック
配列をなすものと、ツイストネマチック(TN)配列を
なすものとがある。前者はラビングが不要であるという
長所を有しているものの、使用するn型液晶の開発が不
充分であることや、配向剤の信頼性に問題があることな
どのため、TN配列を用いた研究開発がより盛んであ
る。The electrode division method includes a method in which the liquid crystal layer forms a homeotropic arrangement and a method in which the liquid crystal layer forms a twisted nematic (TN) arrangement. The former has the advantage that rubbing is not required, but the TN alignment is used because the development of the n-type liquid crystal to be used is insufficient and there is a problem in the reliability of the alignment agent. R & D is more active.
【0008】一方、配向分割法は画素内にプレチルト角
あるいは配向方位の異なる領域を設けることで、複数の
異なる配向状態の領域を作製し、液晶の視角方位を平均
化することにより広視角を実現するものである。画素内
に複数の配向領域を得るためには、紫外線光によるマス
ク露光や、フォトリソグラフィーによるマスクラビン
グ、電界アシストなどの方法がある。On the other hand, in the orientation division method, a plurality of regions with different pre-tilt angles or orientations are provided in a pixel to produce a plurality of regions in different orientations, and a wide viewing angle is realized by averaging the viewing angles of the liquid crystal. Is what you do. In order to obtain a plurality of alignment regions in a pixel, there are methods such as mask exposure by ultraviolet light, mask rubbing by photolithography, and electric field assist.
【0009】近年、小型パネルにおいてもパネルの高精
細化がすすみ、これに伴い画素サイズは小さくなってき
ている。画素分割法により1つの画素を複数の配向領域
に分割する場合、1つの領域の面積も非常に小さくな
る。一方、配向分割法で画素内に複数の配向状態の領域
を設けた場合の視野角特性は、画素内を上下2分割した
場合では上下と左右のそれぞれの方向では対称となる
が、上下方向は左右方向に比べて狭くなり全方向で対称
とはならない。より対称性を上げる(視角依存性を小さ
くする)ためには、各画素内をより多くの配向方位の異
なる領域に分割することが好ましい。In recent years, the fineness of the panel has been improved even in a small panel, and accordingly, the pixel size has been reduced. When one pixel is divided into a plurality of alignment regions by the pixel division method, the area of one region is very small. On the other hand, the viewing angle characteristics when a plurality of alignment regions are provided in a pixel by the alignment division method are symmetric in the upper and lower directions and the left and right directions when the pixel is vertically divided into two, but the vertical direction is different. It is narrower than the left-right direction and is not symmetric in all directions. In order to further increase the symmetry (reduce the viewing angle dependency), it is preferable to divide each pixel into more regions having different orientations.
【0010】画素内の配向領域を分割する際に、従来例
えば、特開平5−173135号に記載されているよう
に行方向、列方向とも信号線を基準にして、画素を繰り
返し単位とした分割方法が一般的であった。Conventionally, when dividing an alignment region in a pixel, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-173135, a pixel is used as a repetition unit based on a signal line in both a row direction and a column direction. The method was common.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】信号線を基準に画素を
分割すると必然的に信号線上に配向方位あるいはプレチ
ルト角の異なる領域の境界がほぼ一致するように重な
る。しかしながら、アクティブマトリクス型液晶表示素
子の場合は信号線上、特にTFTの上では段差が大き
く、均一なラビング処理がされにくい部分であり、配向
状態が不安定になりやすい。この部分に配向状態の異な
る領域の境界があると各領域が安定に存在しにくくなる
という問題があった。When a pixel is divided on the basis of a signal line, the boundaries of regions having different orientations or pretilt angles inevitably overlap on the signal line. However, in the case of an active matrix type liquid crystal display element, a step is large on a signal line, particularly on a TFT, and it is difficult to perform a uniform rubbing treatment, and the alignment state tends to be unstable. If there is a boundary between regions having different orientations in this portion, there is a problem that each region is difficult to exist stably.
【0012】また、より視角依存性を小さくするために
1画素内の分割数を多くすると、1つの領域の面積が小
さくなる。異なるねじれ方向の領域が混在する場合、各
領域は配向状態を安定化するためにより大きく広がろう
とするため、プレチルト角が低い領域や、配向規制力の
小さい領域は、プレチルト角が高い領域、あるいは配向
規制力の大きい領域に浸食され易い。従って、画素サイ
ズが小さいと所望の分割配向が得られ難くなるという問
題があった。Further, when the number of divisions in one pixel is increased in order to further reduce the viewing angle dependence, the area of one region is reduced. When regions with different twist directions are mixed, each region tends to expand to stabilize the alignment state, so that the region with a low pretilt angle, the region with a small alignment regulating force, the region with a high pretilt angle, or It is easily eroded in a region having a large alignment regulating force. Therefore, when the pixel size is small, there is a problem that it is difficult to obtain a desired divided orientation.
【0013】したがって、この発明の目的は、このよう
な従来の問題点に鑑みて各画素内の各領域で所望通りの
配向状態を実現するとともに視野角特性の良好なアクテ
ィブマトリクス型液晶表示素子を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an active matrix type liquid crystal display device which realizes a desired alignment state in each region in each pixel and has good viewing angle characteristics in view of the conventional problems. To provide.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1記載のアクティ
ブマトリクス型液晶表示素子は、複数の画素にアクティ
ブ素子を有するアクティブマトリクス基板と、対向する
共通電極を有する基板間に液晶が封入されたアクティブ
マトリクス型液晶表示素子であって、少なくとも片方の
基板に液晶分子の配向方位あるいはプレチルト角の異な
る複数の領域を有し、この領域の境界がアクティブマト
リクス基板の行方向あるいは列方向のどちらか一方の信
号線と重ならないことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an active matrix type liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having an active element in a plurality of pixels and a substrate having an opposing common electrode. A matrix type liquid crystal display element, in which at least one of the substrates has a plurality of regions having different alignment directions or pretilt angles of liquid crystal molecules, and a boundary between these regions is either a row direction or a column direction of the active matrix substrate. It does not overlap with a signal line.
【0015】信号線付近は段差が大きく均一なラビング
処理がされにくい部分であり、配向状態が不安定になり
やすいが、上記のように液晶分子の配向方位あるいはプ
レチルト角の異なる複数の領域の境界がアクティブマト
リクス基板の信号線と重ならないので、境界は配向状態
のより安定した凹凸の無い画素内に存在できる。このた
め、各領域の配向も安定化されて、画素内に複数の配向
状態領域を有する広視野角パネルにおいて画面全体で均
一な分割配向が得られる。また、画面内で不均一な輝度
むらの生じない、安定した高画質な映像表示を得ること
ができる。The vicinity of the signal line is a portion where a large difference in level and uniform rubbing treatment is difficult to be performed, and the alignment state is likely to be unstable. However, as described above, the boundary between a plurality of regions having different alignment directions or pretilt angles of liquid crystal molecules. Does not overlap with the signal lines of the active matrix substrate, so that the boundary can exist in a more stable pixel without unevenness in the alignment state. For this reason, the orientation of each region is also stabilized, and a uniform divided orientation over the entire screen can be obtained in a wide viewing angle panel having a plurality of orientation state regions in a pixel. Further, it is possible to obtain a stable and high-quality image display without causing uneven brightness unevenness in the screen.
【0016】請求項2記載のアクティブマトリクス型液
晶表示素子は、複数の画素にアクティブ素子を有するア
クティブマトリクス基板と、対向する共通電極を有する
基板間に液晶が封入されたアクティブマトリクス液晶表
示素子であって、両基板にそれぞれ液晶分子の配向方位
あるいはプレチルト角の異なる複数の領域を有し、アク
ティブマトリクス基板の行方向と列方向の信号線の交点
を、前記両基板によって形成される複数の異なる配向領
域のうちの一つの配向領域内に包含したことを特徴とす
るものである。An active matrix type liquid crystal display element according to a second aspect is an active matrix type liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having active elements in a plurality of pixels and a substrate having a common electrode facing the active matrix substrate. Each of the two substrates has a plurality of regions having different alignment directions or pretilt angles of liquid crystal molecules, and the intersections of the signal lines in the row direction and the column direction of the active matrix substrate are aligned with a plurality of different alignments formed by the two substrates. It is characterized by being included in one of the orientation regions.
【0017】信号線の交点部分はより段差の大きいTF
Tもあるため、信号線付近よりさらに不均一な配向状態
となり易いが、上記のようにアクティブマトリクス基板
の行方向と列方向の信号線の交点を、複数の異なる配向
領域のうちの一つの配向領域内に包含したので、異なる
配向領域の境界が凹凸の無い画素内にある。このため、
境界付近の配向状態が安定となるため、各配向領域も安
定に存在することができ、請求項1と同様に画面全体で
均一な分割配向が得られ、画面内で不均一な輝度むらの
生じない、安定した高画質な映像表示を得ることができ
る。The intersection of the signal lines is a TF having a larger step.
Since there is also T, the alignment state is more likely to be non-uniform than in the vicinity of the signal line. However, as described above, the intersection of the signal line in the row direction and the column direction of the active matrix substrate is set to one of a plurality of different alignment regions. Since it is included in the region, the boundary between the different alignment regions is in the pixel without unevenness. For this reason,
Since the alignment state in the vicinity of the boundary is stable, each alignment region can also exist stably. As in the case of claim 1, uniform divided alignment is obtained over the entire screen, and uneven brightness unevenness occurs in the screen. No stable, high-quality video display can be obtained.
【0018】請求項3記載のアクティブマトリクス型液
晶表示素子は、請求項2において、一方の基板の液晶分
子の配向方位あるいはプレチルト角の異なる領域が行方
向の信号線を包含し、他方の基板の前記領域が列方向の
信号線を包含し、ねじれ方向の異なる4つの配向領域が
市松状に配置されたものである。このように、一方の基
板の液晶分子の配向方位あるいはプレチルト角の異なる
領域が行方向の信号線を包含し、他方の基板の前記領域
が列方向の信号線を包含し、ねじれ方向の異なる4つの
配向領域が市松状に配置されたので、この配向領域の境
界はほぼまっすぐに上下左右に伸びており、ほぼ全画素
において設計通りの配向状態となり、全画面に渡り均一
な配向分割パターンが得られる。また、各配向領域に信
号線の交点を包含み、領域サイズを大きくできるので、
液晶分子の配向がより安定な状態となる。According to a third aspect of the present invention, there is provided an active matrix type liquid crystal display element according to the second aspect, wherein the regions of one substrate having different orientation directions or pretilt angles of the liquid crystal molecules include the signal lines in the row direction, and the other substrate has the same structure. The region includes a signal line in a column direction, and four alignment regions having different twist directions are arranged in a checkered pattern. As described above, regions of one substrate having different orientation directions or pretilt angles of liquid crystal molecules include signal lines in the row direction, and regions of the other substrate include signal lines in the column direction, and four regions having different twist directions. Since the two alignment regions are arranged in a checkered pattern, the boundaries of the alignment regions extend almost straight up, down, left, and right, and the alignment state is as designed in almost all pixels, and a uniform alignment division pattern is obtained over the entire screen. Can be In addition, since the intersection of the signal lines is included in each alignment region, the region size can be increased,
The orientation of the liquid crystal molecules becomes more stable.
【0019】請求項4記載のアクティブマトリクス型液
晶表示素子は、複数の画素にアクティブ素子を有するア
クティブマトリクス基板と、対向する共通電極を有する
基板間に液晶が封入されたアクティブマトリクス型液晶
表示素子であって、両基板にそれぞれ液晶分子の配向方
位あるいはプレチルト角の異なる複数の領域をストライ
プ状に有し、アクティブマトリクス基板の行方向と列方
向の信号線の交点を、両基板によって形成される複数の
異なる配向領域のうちの一つの配向領域内に包含し、か
つこの配向領域が行方向あるいは列方向のどちらかの信
号線に略平行なストライプ状であることを特徴とするも
のである。An active matrix type liquid crystal display element according to a fourth aspect of the present invention is an active matrix type liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having active elements in a plurality of pixels and a substrate having a common electrode facing the active matrix substrate. The two substrates have a plurality of stripe-shaped regions each having a different orientation direction or pretilt angle of liquid crystal molecules, and an intersection of signal lines in a row direction and a column direction of an active matrix substrate is formed by the two substrates. In one of the different alignment regions, and the alignment region has a stripe shape substantially parallel to the signal line in either the row direction or the column direction.
【0020】このように、アクティブマトリクス基板の
行方向と列方向の信号線の交点を、複数の異なる配向領
域のうちの一つの配向領域内に包含したので、請求項2
と同様に異なる配向領域の境界が凹凸の無い画素内にあ
る。このため、境界付近の配向状態が安定となるため、
各配向領域も安定に存在することができる。また、配向
領域が行方向あるいは列方向のどちらかの信号線に略平
行なストライプ状であるので、信号線を挟む上下の画素
に同じ配向状態の領域を有し、配向状態が不安定になり
やすい部分で大きな領域を形成することができる。この
ため、両基板の境界が交差したタイプの液晶表示素子よ
り1つの領域の面積がさらに大きくできるため各領域が
非常に安定に存在し得る。As described above, the intersection of the signal lines in the row direction and the column direction of the active matrix substrate is included in one of a plurality of different alignment regions.
Similarly, the boundaries between different alignment regions are present in pixels without unevenness. For this reason, since the alignment state near the boundary becomes stable,
Each alignment region can also exist stably. In addition, since the alignment region has a stripe shape substantially parallel to the signal line in either the row direction or the column direction, the upper and lower pixels sandwiching the signal line have regions of the same alignment state, and the alignment state becomes unstable. A large area can be formed in the easy part. For this reason, the area of one region can be made larger than that of a liquid crystal display element of a type in which the boundary between the two substrates intersects, so that each region can exist very stably.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態のア
クティブマトリクス型液晶表示素子を図1ないし図6に
基づいて説明する。図1および図1のF−F断面である
図2に示すように、このアクティブマトリクス型液晶表
示素子は、複数の画素2にアクティブ素子である薄膜ト
ランジスタ(TFT)素子3を有するアクティブマトリ
クスアレイ基板1Bと、対向する共通電極11を有する
ガラス基板1A間に液晶が封入されている。アクティブ
マトリクスアレイ基板1Bにはプレチルト角の異なる複
数の領域が形成され、この領域の境界がアクティブマト
リクスアレイ基板1Bの行方向の信号線14に重ならな
いように構成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An active matrix type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1 and FIG. 2 which is a cross section taken along line FF of FIG. 1, this active matrix type liquid crystal display element has an active matrix array substrate 1B having a plurality of pixels 2 having a thin film transistor (TFT) element 3 as an active element. The liquid crystal is sealed between the glass substrate 1A having the common electrode 11 opposed thereto. A plurality of regions having different pretilt angles are formed on the active matrix array substrate 1B, and the boundaries of these regions are configured not to overlap the signal lines 14 in the row direction of the active matrix array substrate 1B.
【0022】つぎに、このアクティブマトリクス型液晶
表示素子の製造工程について説明する。まず、図2およ
び図3に示す透明な電極11の形成されたガラス基板1
Aに中程度のプレチルト角を示す配向膜12A(例え
ば、日本合成ゴム社製オプトマーAL5417)をオフ
セット印刷した。一方、図2および図4に示すマトリク
ス状に画素2が配列されており、各画素2に薄膜トラン
ジスタ(TFT)素子3が形成されているアクティブマ
トリクスアレイ基板1Bには、高プレチルト配向膜12
B(例えば日本合成ゴム社製オプトマーAL3046)
をオフセット印刷した。この印刷方法により、配向膜1
2A,12Bは全画面に均一に形成された。これら両基
板1A,1Bを190℃で1時間加熱し、配向膜12
A,12Bを硬化させた。その後、両基板1A,1Bを
レーヨン布により図3および図4に示す矢印のラビング
方向9,10にラビング処理を行った。Next, the manufacturing process of this active matrix type liquid crystal display device will be described. First, the glass substrate 1 on which the transparent electrode 11 shown in FIGS.
A was offset-printed on A with an alignment film 12A exhibiting a medium pretilt angle (for example, Optmer AL5417 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.). On the other hand, the pixels 2 are arranged in a matrix as shown in FIGS. 2 and 4, and a thin film transistor (TFT) element 3 is formed in each pixel 2 on an active matrix array substrate 1B.
B (for example, Optmer AL3046 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
Was offset printed. By this printing method, the alignment film 1
2A and 12B were uniformly formed on the entire screen. These substrates 1A and 1B are heated at 190 ° C. for one hour,
A and 12B were cured. Thereafter, rubbing treatment was performed on both substrates 1A and 1B with rayon cloth in rubbing directions 9 and 10 indicated by arrows shown in FIGS.
【0023】つぎに、高プレチルト配向膜12Bの形成
された基板1Bにポジ型のフォトレジスト(例えば東京
応化工業製OFPR−5000)をスピンコートにより
塗布し、ホットプレート上で90℃で10分間加熱する
ことにより硬化させた。このときのフォトレジストの膜
厚は1μmであった。つぎに、行方向の画素ピッチと同
じピッチ5で遮光部が形成されたストライプ状のフォト
マスクを用いて、基板1Bに紫外線を照射した。このと
きフォトマスクの配置方法は、遮光部が行方向の信号線
14を一行置きに挟んで各画素の上下半分ずつが遮光さ
れるようにした。Next, a positive photoresist (for example, OFPR-5000 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to the substrate 1B on which the high pretilt alignment film 12B is formed by spin coating, and heated on a hot plate at 90 ° C. for 10 minutes. To cure. At this time, the thickness of the photoresist was 1 μm. Next, the substrate 1B was irradiated with ultraviolet rays using a striped photomask in which light shielding portions were formed at the same pitch 5 as the pixel pitch in the row direction. At this time, the arrangement method of the photomask is such that the upper and lower halves of each pixel are shielded from light by the light-shielding portion sandwiching the signal lines 14 in the row direction every other row.
【0024】この基板1Bをアルカリ現像液(例えば、
東京応化工業製NMD−3)に1分間浸漬して揺動し、
露光部16のフォトレジストを溶解させた。その結果、
図5の斜線部で示すようなレジストパターンが形成され
た。その後、アセトンに浸漬して揺動し、非露光部17
のフォトレジスト8も除去した。この基板1Bとフォト
リソ処理をしていない基板1Aを、電極11側が向かい
合うように、かつ図1のように各基板1A,1Bのラビ
ング方向9,10が直交するように対向させ、スペーサ
を介して貼合わせた。このとき基板1Aと基板1Bのラ
ビング処理によって規制されるねじれの方向は左であ
る。このパネルに真空注入法にて右ねじれのカイラル材
(例えば、メルク社製R−811)を添加してカイラル
ピッチを80μmに調整した液晶材料(例えば、メルク
社製MLC−2019)を封入した。以上のようにして
作製された液晶パネルの両側に偏光板をクロスニコルと
なるように貼付け、ノーマリーホワイトモードの液晶表
示素子Aを得た。The substrate 1B is washed with an alkali developing solution (for example,
Immerse in NMD-3) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo for 1 minute and rock,
The photoresist in the exposed part 16 was dissolved. as a result,
A resist pattern as shown by the hatched portion in FIG. 5 was formed. Then, it is immersed in acetone and rocked, and the non-exposed portion 17
Of the photoresist 8 was also removed. The substrate 1B and the substrate 1A that has not been subjected to photolithography are opposed so that the electrodes 11 face each other and the rubbing directions 9 and 10 of the substrates 1A and 1B are orthogonal to each other as shown in FIG. Laminated. At this time, the direction of the twist regulated by the rubbing process of the substrate 1A and the substrate 1B is to the left. A liquid crystal material (for example, MLC-2019 manufactured by Merck) whose chiral pitch was adjusted to 80 μm by adding a right-twisted chiral material (for example, R-811 manufactured by Merck) to the panel by a vacuum injection method was sealed. Polarizing plates were stuck on both sides of the liquid crystal panel produced as described above so as to be in a crossed Nicols state, and a normally white mode liquid crystal display element A was obtained.
【0025】一方、前記液晶材料(MLC−2019)
と前記2種の配向膜12A,12Bを組み合わせた場合
のプレチルト角を知るために、それぞれの配向膜12
A,12Bでホモジニアスセルを作製し、クリスタルロ
ーテーション法による測定を行った。ホモジニアスセル
はそれぞれの配向膜12A,12Bを塗布硬化、ラビン
グ後、配向膜オプトマーAL3046については全面露
光と全面非露光で前記と同様にフォトリソ処理を行った
基板1Bを、ラビング方向がアンチパラレルでセル厚2
0μmとなるように貼り合わせた。このセルにカイラル
材を添加しない液晶材料(MLC−2019)を封入し
た。プレチルト角はオプトマーAL3046の非露光部
17で約6°、露光部16で約2°、AL5417では
約4°であった。高プレチルト配向膜オプトマーAL3
046の露光部16はフォトリソグラフィー工程の現像
処理時にアルカリ現像液と直接接触したためダメージを
受け、プレチルト角の低下が起こったと考えられる。On the other hand, the liquid crystal material (MLC-2019)
In order to know the pretilt angle when the two types of alignment films 12A and 12B are combined with each other,
A and 12B were used to prepare a homogeneous cell, and the measurement was performed by the crystal rotation method. The homogeneous cell is obtained by coating and curing each of the alignment films 12A and 12B, rubbing, and subjecting the alignment film Optmer AL3046 to a substrate 1B that has been subjected to photolithography in the same manner as described above with full exposure and full non-exposure. Thickness 2
The layers were bonded so as to have a thickness of 0 μm. A liquid crystal material (MLC-2019) containing no chiral material was sealed in this cell. The pretilt angle was about 6 ° in the non-exposed part 17 of Optmer AL3046, about 2 ° in the exposed part 16, and about 4 ° in AL5417. High pretilt alignment film Optmer AL3
It is conceivable that the exposed portion 16 of No. 046 was damaged due to direct contact with the alkali developing solution during the development processing in the photolithography process, and the pretilt angle was reduced.
【0026】図2に液晶表示素子Aの液晶分子の配向を
表す構造断面図(図1のF−F断面)を示す。配向膜1
2A,12B上のプレチルト角は、非露光部17では基
板1Aのプレチルト角θP(M)より基板1Bのプレチ
ルト角θP(H)の方が高く、逆に露光部16では基板
1Bのプレチルト角θP(L)より基板1Aのプレチル
ト角θP(M)の方が高くなる。この液晶表示素子A
は、ラビング処理によって規制されるねじれ方向(左)
と、封入されている液晶材料のねじれの方向(右)が逆
であり、カイラルピッチが80μmと比較的短いため、
全面が右ねじれのスプレイTN配向となる。その結果、
露光部16と非露光部17でミッドプレーンの液晶分子
13の傾きが逆転し、電界を印加した際にコントラスト
が最も高くなる方向(以下、主視角方向という)も露光
部16と非露光部17で逆向きとなる。各画素内で主視
角方向が上と下の両方の領域を有するこの液晶表示素子
Aに電圧を印加してコントラストの視野角特性を測定し
た結果、図6の様に上下対称な等コントラスト曲線が得
られた。図中のCR5は、白黒のコントラスト比が5、
CR10はコントラスト比が10であることを示す。FIG. 2 is a structural sectional view (sectional view taken along line FF of FIG. 1) showing the orientation of liquid crystal molecules of the liquid crystal display element A. Alignment film 1
The pretilt angle on the substrates 2A and 12B is higher in the non-exposed portion 17 than in the substrate 1A in the pre-tilt angle θP (H) of the substrate 1A, and conversely in the exposed portion 16 in the pre-tilt angle θP of the substrate 1B. The pretilt angle θP (M) of the substrate 1A is higher than (L). This liquid crystal display element A
Is the twist direction regulated by the rubbing process (left)
And the twisting direction (right) of the enclosed liquid crystal material is opposite, and the chiral pitch is relatively short, 80 μm.
The entire surface has a right-twisted spray TN orientation. as a result,
The direction in which the tilt of the liquid crystal molecules 13 of the midplane is reversed between the exposed portion 16 and the non-exposed portion 17 and the contrast becomes highest when an electric field is applied (hereinafter referred to as the principal viewing angle direction) is also changed between the exposed portion 16 and the non-exposed portion 17. In the opposite direction. As a result of applying a voltage to the liquid crystal display element A having both the upper and lower regions of the main viewing angle direction in each pixel and measuring the viewing angle characteristics of the contrast, a vertically symmetric equicontrast curve as shown in FIG. 6 was obtained. Was. CR5 in the figure has a black-and-white contrast ratio of 5,
CR10 indicates that the contrast ratio is 10.
【0027】この液晶表示素子Aの配向状態の異なる領
域の境界は殆ど凹凸の無い画素2内にあるため乱れるこ
となく直線上であり、図2における信号線14上の配向
も殆ど乱れることなく、また各領域の配向も非常に安定
であった。つぎに、比較例としてストライプパターンの
ピッチが2分の1のフォトマスクを用い、液晶表示素子
Aと同様の方法で液晶表示素子Bを作製した。液晶表示
素子Bは、信号線上に配向状態の異なる領域の境界があ
る。信号線付近は、特にラビング時に段差の陰になる部
分で処理が十分施されないなど、配向が不安定になりや
すい部分である。液晶表示素子Bでは、この部分に配向
状態の異なる領域の境界があり、この境界部分の配向が
乱れ、各領域の配向も不安定であった。Since the boundary between the regions of the liquid crystal display element A having different alignment states is within the pixel 2 having almost no irregularities, the boundary is straight without any disturbance, and the alignment on the signal line 14 in FIG. The orientation of each region was also very stable. Next, as a comparative example, a liquid crystal display element B was manufactured in the same manner as the liquid crystal display element A using a photomask having a stripe pattern pitch of 1/2. The liquid crystal display element B has boundaries of regions having different alignment states on the signal line. The vicinity of the signal line is a portion where the orientation tends to be unstable, for example, a portion where the step is shadowed during rubbing is not sufficiently processed. In the liquid crystal display element B, this portion had a boundary between regions having different alignment states, the alignment at the boundary portion was disturbed, and the alignment in each region was unstable.
【0028】なお、この実施の形態の説明では、配向分
割法を片側基板1Bのみパターニングを行いスプレイT
N配向を利用した例で説明したが、両基板1A,1Bと
も画素2内に各領域の境界がくるようにパターニング
し、マスクラビングを行い、ねじれ方向の異なるタイ
プ、あるいはねじれ方向が同一のスプレイTN配向タイ
プの配向分割パネルでも同様の効果が得られる。In the description of this embodiment, the orientation division method is performed by patterning only the one-side substrate 1B and spraying.
As described in the example using the N orientation, both the substrates 1A and 1B are patterned so that the boundaries of the respective regions come within the pixel 2, mask rubbing is performed, and a type having a different twist direction or a spray having the same twist direction is used. Similar effects can be obtained with a TN alignment type alignment division panel.
【0029】第2の実施の形態のアクティブマトリクス
型液晶表示素子を図7ないし図14に基づいて説明す
る。図13に示すように、このアクティブマトリクス型
液晶表示素子は、複数の画素22にアクティブ素子であ
る薄膜トランジスタ(TFT)素子23を有するアクテ
ィブマトリクスアレイ基板21Bと、対向する共通電極
を有するガラス基板21A間に液晶が封入されている。
両基板21A,21Bにはそれぞれ液晶分子の配向方位
の異なる複数の領域が形成され、一方の基板21Aの液
晶分子の配向方位の異なる領域が行方向の信号線34を
包含し、他方の基板21Bの前記領域が列方向の信号線
35を包含している。これにより、アクティブマトリク
ス基板21Bの行方向と列方向の信号線34,35の交
点を、両基板21A,21Bによって形成される複数の
異なる配向領域のうちの一つの配向領域内に包含する。An active matrix type liquid crystal display device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 13, this active matrix type liquid crystal display element includes an active matrix array substrate 21B having a plurality of pixels 22 having a thin film transistor (TFT) element 23 as an active element, and a glass substrate 21A having a common electrode opposed thereto. The liquid crystal is sealed in.
A plurality of regions having different orientations of liquid crystal molecules are formed on the two substrates 21A and 21B, respectively. A region of one substrate 21A having different orientations of liquid crystal molecules includes a signal line 34 in a row direction, and the other substrate 21B has a different orientation. Include the signal lines 35 in the column direction. Thus, the intersection of the signal lines 34 and 35 in the row direction and the column direction of the active matrix substrate 21B is included in one of a plurality of different alignment regions formed by the substrates 21A and 21B.
【0030】つぎに、このアクティブマトリクス型液晶
表示素子の製造工程について説明する。図7に示す透明
な電極の形成されたガラス基板21A、および図8に示
すマトリクス状に画素22が配列されており、各画素2
2に薄膜トランジスタ(TFT)素子23が形成されて
いるアクティブマトリクスアレイ基板21Bに配向膜
(例えば、日本合成ゴム社製オプトマーAL8534)
をオフセット印刷した。この印刷方法により、配向膜は
全画面に均一に形成された。これら両基板21A、21
Bを190℃で1時間加熱し、配向膜を硬化させた。そ
の後、両基板21A、21Bをレーヨン布により図7お
よび図8に示す矢印のラビング方向24にラビング処理
を行った。Next, the manufacturing process of the active matrix type liquid crystal display device will be described. Pixels 22 are arranged in a glass substrate 21A on which a transparent electrode is formed as shown in FIG. 7 and in a matrix as shown in FIG.
An alignment film (for example, Optmer AL8534 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is formed on an active matrix array substrate 21B having a thin film transistor (TFT) element 23 formed thereon.
Was offset printed. With this printing method, the alignment film was uniformly formed on the entire screen. These two substrates 21A, 21
B was heated at 190 ° C. for 1 hour to cure the alignment film. Thereafter, both substrates 21A and 21B were subjected to a rubbing treatment with a rayon cloth in a rubbing direction 24 shown by arrows in FIGS.
【0031】つぎに、両基板21A,21Bにポジ型の
フォトレジスト(例えば、OFPR−5000)をスピ
ンコートにより塗布し、ホットプレート上で90℃で1
0分間加熱することにより硬化させた。このときのフォ
トレジストの膜厚は1μmであった。つぎに、行方向の
画素ピッチと同じピッチ25(約300μm)で遮光部
が形成されたストライプ状の第1のフォトマスクを用い
て、ガラス基板21Aに紫外線を照射した。このとき第
1のフォトマスクを、図9に示すように遮光部が行方向
の信号線34を一行置きに挟んで、各画素22の上下半
分ずつが遮光されるように配置した。一方、列方向の画
素ピッチと同ピッチ26(約100μm)で遮光部が形
成されたストライプ状の第2のフォトマスクを用いて基
板21Bに紫外線を照射した。このとき、第2のフォト
マスクを遮光部が列方向の信号線35を1列置きに挟ん
で、各画素22の左右半分ずつが遮光される様に配置し
た。Next, a positive type photoresist (for example, OFPR-5000) is applied to both substrates 21A and 21B by spin coating, and is applied on a hot plate at 90 ° C. for 1 hour.
Cured by heating for 0 minutes. At this time, the thickness of the photoresist was 1 μm. Next, the glass substrate 21A was irradiated with ultraviolet rays by using a stripe-shaped first photomask in which a light-shielding portion was formed at the same pitch 25 (about 300 μm) as the pixel pitch in the row direction. At this time, the first photomask was arranged such that the upper and lower halves of each pixel 22 were shielded by the light-shielding portion with the signal lines 34 in the row direction interposed every other row as shown in FIG. On the other hand, the substrate 21B was irradiated with ultraviolet rays using a stripe-shaped second photomask on which a light-shielding portion was formed at the same pitch 26 (about 100 μm) as the pixel pitch in the column direction. At this time, the second photomask was arranged such that the right and left halves of each pixel 22 were shielded by the light-shielding portion with the signal lines 35 in the column direction interposed every other column.
【0032】その後、両基板21A,21Bを各々アル
カリ現像液(例えば、東京応化工業製NMD−3)に1
分間浸漬して揺動し、露光部のフォトレジストを溶解さ
せた。その結果、図9および図10の斜線部で示すよう
なレジストパターンが形成された。つぎに両基板21
A,21Bを各々フォトリソグラフィー工程前と逆のラ
ビング方向27にラビング処理を行った。そしてアセト
ンに浸漬して揺動し、非露光部のフォトレジスト28も
除去した。こうしてできた両基板21A,21Bのラビ
ングパターンは、図11および図12の様になる。Thereafter, each of the substrates 21A and 21B is placed in an alkali developing solution (for example, NMD-3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for one hour.
It was immersed for a minute and rocked to dissolve the photoresist in the exposed area. As a result, a resist pattern as shown by hatched portions in FIGS. 9 and 10 was formed. Next, both substrates 21
A and 21B were each subjected to a rubbing process in a rubbing direction 27 opposite to that before the photolithography step. Then, it was immersed in acetone and rocked to remove the photoresist 28 in the non-exposed area. The rubbing patterns of both substrates 21A and 21B thus formed are as shown in FIGS.
【0033】この両基板21A,21Bを、電極側が向
かい合うように、基板21A上でラビング方向の異なる
境界が、基板21Bの各画素の行方向の中心と一致する
ように対向させ、スペーサを介して貼合わせた。この結
果、パネルの各画素内における上下各基板のラビング方
向は図13の様になった。本図に示すように基板21A
のラビング方向24,27と基板21Bのラビング方向
24,27の組み合わせにより画素内に4つの異なる領
域が形成された。このパネルに真空注入法にて液晶材料
(例えば、メルク社製MLC−2019)を封入した。
この液晶パネルに封入されている液晶材料のN−I点よ
り十分高い温度110℃で1時間アニール処理を行った
後、急冷した。その結果、ねじれ方向の異なる細かいド
メインが各画素内に混在した。The two substrates 21A and 21B are opposed to each other so that the electrode side faces each other so that the boundary in the rubbing direction on the substrate 21A coincides with the center of each pixel of the substrate 21B in the row direction. Laminated. As a result, the rubbing directions of the upper and lower substrates in each pixel of the panel were as shown in FIG. As shown in FIG.
4 different regions were formed in the pixel by the combination of the rubbing directions 24 and 27 of the substrate 21B and the rubbing directions 24 and 27 of the substrate 21B. A liquid crystal material (for example, MLC-2019 manufactured by Merck) was sealed in this panel by a vacuum injection method.
After annealing at 110 ° C. for 1 hour at a temperature sufficiently higher than the NI point of the liquid crystal material enclosed in the liquid crystal panel, the liquid crystal material was rapidly cooled. As a result, fine domains having different twist directions were mixed in each pixel.
【0034】以上のようにして作製された液晶パネルの
両側にクロスニコルとなるように偏光板を貼り付け、ノ
ーマリーホワイトモードの液晶表示素子Cを得た。この
液晶表示素子Cに5Vの電圧を5分間印加した後、無印
加状態で顕微鏡下で観察した。その結果、ねじれ方向の
異なる領域が市松状に配置されていることが確認でき
た。更に2Vの電圧を印加した状態でパネルを傾けて観
察すると、各画素22内に主視角方向の違いにより4つ
の配向状態が存在することが確認された。この領域間の
境界はほぼまっすぐに上下左右に伸びており、ほぼ全画
素において設計通りの配向状態となり、全画面に渡り均
一な配向分割パターンが得られた。この液晶表示素子C
に電圧を印加してコントラストの視野角特性を測定した
結果、図14の様な等コントラスト曲線が得られた。ま
た、各方位の傾き角60°までの範囲において、白から
黒レベルまでの反転は起こらなかった。A polarizing plate was attached to both sides of the liquid crystal panel manufactured as described above so as to be in a crossed Nicols state, and a normally white mode liquid crystal display element C was obtained. After applying a voltage of 5 V to the liquid crystal display element C for 5 minutes, the liquid crystal display element C was observed under a microscope with no voltage applied. As a result, it was confirmed that regions having different twist directions were arranged in a checkered pattern. When the panel was tilted and observed while a voltage of 2 V was applied, it was confirmed that four alignment states existed in each pixel 22 due to the difference in the main viewing angle direction. The boundaries between the regions extend almost straight up, down, left, and right, and the alignment state is as designed in almost all pixels, and a uniform alignment division pattern is obtained over the entire screen. This liquid crystal display element C
As a result of applying a voltage to and measuring the viewing angle characteristics of the contrast, an isocontrast curve as shown in FIG. 14 was obtained. In addition, no reversal from white to black level occurred within the range of the inclination angle of each direction up to 60 °.
【0035】比較のために、行方向、列方向共に画素ピ
ッチに対して2分の1のピッチのフォトマスクを用い
て、液晶表示素子Cと同材料、同方法で液晶表示素子D
を作製した。液晶表示素子Dの各画素内における上下各
基板のラビング方向は図15の様になる。液晶表示素子
Dは、同一配向状態のひとつの領域の面積が液晶表示素
子Cに比べて4分の1となっている。液晶表示素子Dの
アニール処理直後の配向状態は液晶表示素子Cと殆ど差
がないものの、5Vの電圧印加では全画素の約70%し
か所望の分割配向が得られず、均一性を上げるために
は、より高い電圧が必要であった。所望の配向状態にな
っていない部分は斜め方向から見ると輝度が異なり、不
均一さが強調されて見える。この液晶表示素子Dに7V
の電圧印加しても全面に均一な配向分割パネルとはなら
なかった。For comparison, a liquid crystal display element D was formed using the same material and the same method as the liquid crystal display element C by using a photomask having a half pitch with respect to the pixel pitch in both the row and column directions.
Was prepared. The rubbing directions of the upper and lower substrates in each pixel of the liquid crystal display element D are as shown in FIG. In the liquid crystal display element D, the area of one region in the same alignment state is one fourth that of the liquid crystal display element C. Although the alignment state of the liquid crystal display element D immediately after the annealing treatment is almost the same as that of the liquid crystal display element C, a desired divided alignment can be obtained only by about 70% of all the pixels by applying a voltage of 5 V. Needed a higher voltage. When viewed from an oblique direction, the portions that are not in the desired alignment state have different brightness, and the unevenness appears to be emphasized. 7 V is applied to the liquid crystal display element D.
Did not result in a uniform orientation-divided panel over the entire surface.
【0036】一方、行方向および列方向の信号線付近は
その段差のためラビング処理が均一にされにくいが、こ
の信号線の交点部分はより段差の大きいTFTも有るた
め、信号線付近よりさらに不均一な配向状態となり易
い。液晶表示素子Cはこの交点部分を一つの領域内に含
むため、異なる配向領域の境界が凹凸の殆ど無い画素内
にあり、境界が行方向、列方向ともに信号線にほぼ一致
する液晶表示素子Dに比べて、境界付近の配向状態が安
定となるため、各領域も安定に存在することができる。
また、液晶分子の配向がより安定な状態となるために
は、より大きなモノドメインとなることにつながること
からも、領域サイズを大きくできる液晶表示素子Cは優
れている。On the other hand, the rubbing process is difficult to be uniform near the signal lines in the row and column directions due to the steps, but the intersections of the signal lines are more improper than those near the signal lines because some TFTs have larger steps. It tends to be in a uniform alignment state. Since the liquid crystal display element C includes this intersection portion in one area, the boundary between different alignment regions is in a pixel having almost no unevenness, and the boundary substantially coincides with the signal line in both the row and column directions. Since the alignment state in the vicinity of the boundary is more stable than in the case of the above, each region can also exist stably.
In addition, the liquid crystal display element C capable of increasing the region size is excellent because the orientation of the liquid crystal molecules becomes more stable, which leads to a larger monodomain.
【0037】ところで電圧印加のみによってねじれを逆
転させるには非常に高い電圧が必要であるため、所望の
配向を得るには、各領域に所望のねじれのドメインが含
まれていることが望ましい。確率の点からも1つの領域
を大きくできることはメリットがある。なお、この実施
の形態の説明では各基板21A,21Bとも信号線3
4,35に平行なストライプパターンとしたが、行方向
と列方向の信号線34,35の交点が1つの領域に含ま
れるようなパターンであれば、同様の効果が得られる。Since a very high voltage is required to reverse the twist only by applying a voltage, it is desirable that each region contains a desired twist domain in order to obtain a desired orientation. There is a merit that one area can be enlarged also in terms of probability. In the description of this embodiment, the signal lines 3 are used for both the substrates 21A and 21B.
Although the stripe pattern is parallel to the lines 4 and 35, the same effect can be obtained if the intersection of the signal lines 34 and 35 in the row and column directions is included in one region.
【0038】第3の実施の形態のアクティブマトリクス
型液晶表示素子を図16ないし図22に基づいて説明す
る。図22に示すように、このアクティブマトリクス型
液晶表示素子は、複数の画素22にアクティブ素子であ
る薄膜トランジスタ(TFT)素子43を有するアクテ
ィブマトリクスアレイ基板41Bと、対向する共通電極
を有するガラス基板41A間に液晶が封入されている。
両基板41A,41Bにはそれぞれ液晶分子の配向方位
の異なる複数の領域がストライプ状に形成されている。
また、アクティブマトリクス基板41Bの行方向と列方
向の信号線54,55の交点を、両基板41A,41B
によって形成される複数の異なる配向領域のうちの一つ
の配向領域内に包含し、かつこの配向領域が行方向の信
号線54に略平行なストライプ状になっている。An active matrix type liquid crystal display device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 22, this active matrix type liquid crystal display element includes an active matrix array substrate 41B having a plurality of pixels 22 having a thin film transistor (TFT) element 43 as an active element, and a glass substrate 41A having a common electrode opposed thereto. The liquid crystal is sealed in.
A plurality of regions having different orientations of liquid crystal molecules are formed in stripes on both substrates 41A and 41B.
In addition, the intersection of the signal lines 54 and 55 in the row and column directions of the active matrix substrate 41B is defined by the two substrates 41A and 41B.
In one of a plurality of different alignment regions formed by the above, and the alignment region has a stripe shape substantially parallel to the signal line 54 in the row direction.
【0039】つぎに、このアクティブマトリクス型液晶
表示素子の製造工程について説明する。第2の実施の形
態と同様に、図16ないし図21に示す工程でフォトリ
ソグラフィー処理を行う。図16および図17に示すよ
うに、配向膜(オプトマーAL−8534)を塗布硬化
後ラビング処理を行った基板41A,41Bにポジ型の
フォトレジスト(OFPR−5000)をスピンコート
により塗布し、ホットプレート上で90℃で10分間加
熱することにより硬化させた。つぎに、行方向の画素巾
の2分の1の巾45で遮光部が画素ピッチで形成された
ストライプ状の第3のフォトマスクを用いて、ガラス基
板41Aに紫外線を照射した。このとき第3のフォトマ
スクを、図18に示すように遮光部が行方向の画素巾の
中央部が遮光されるように配置した。一方、第2の実施
の形態において液晶表示素子Cを作製する際に用いた行
方向のピッチと同ピッチ46のストライプパターンの第
1のフォトマスクを用いて、基板41Bに紫外線を照射
した。このとき、第1のフォトマスクを遮光部が行方向
の信号線54を1列置きに挟んで、各画素の上下半分ず
つが遮光される様に配置した。Next, the manufacturing process of this active matrix type liquid crystal display device will be described. As in the second embodiment, photolithography is performed in the steps shown in FIGS. As shown in FIGS. 16 and 17, a positive photoresist (OFPR-5000) is applied by spin coating to substrates 41A and 41B which have been subjected to a rubbing treatment after applying and curing an alignment film (Optmer AL-8534), Cured by heating on a plate at 90 ° C. for 10 minutes. Next, the glass substrate 41A was irradiated with ultraviolet rays by using a third photomask in the form of stripes in which the light-shielding portions were formed at a pixel pitch with a width 45 that is half the pixel width in the row direction. At this time, the third photomask was arranged such that the light-shielding portion shielded the light at the center of the pixel width in the row direction as shown in FIG. On the other hand, the substrate 41B was irradiated with ultraviolet rays using a first photomask having a stripe pattern having the same pitch in the row direction as used in manufacturing the liquid crystal display element C in the second embodiment. At this time, the first photomask was arranged such that the upper and lower halves of each pixel were shielded from light by interposing the signal lines 54 in the row direction at every other column.
【0040】つぎに、第2の実施の形態と同様の現像処
理により、両基板41A,41Bに図18および図19
の斜線部で示すようなレジストパターンが形成された。
さらに、フォトリソグラフィー工程前と逆のラビング方
向47にラビング処理を行った後、非露光部のフォトレ
ジスト48を除去した結果、ラビングパターンは、図2
0および図21の様になる。Next, the same development processing as that of the second embodiment is applied to both substrates 41A and 41B as shown in FIGS.
A resist pattern as shown by the hatched portion was formed.
Further, after performing the rubbing process in the rubbing direction 47 opposite to that before the photolithography process, the photoresist 48 in the non-exposed portion was removed.
0 and FIG.
【0041】この両基板41A,41Bを、図22の様
に電極側が向かい合うように、基板41A上でラビング
方向の異なる各領域の中心がそれぞれ、基板41Bの各
画素の行方向の中心および信号線と一致するように対向
させ、スペーサを介して貼合わせた。図22に示すよう
に基板41Aのラビング方向44,47と基板41Bの
ラビング方向44,47の組み合わせにより画素内に4
つの異なる領域が形成された。このパネルに真空注入法
にて液晶材料(メルク社製MLC−2019)を封入し
た。この液晶パネルを封入されている液晶材料のN−I
点より十分高い温度110℃で1時間アニール処理を行
った後、急冷した。その結果、ねじれ方向の異なる細か
いドメインが各画素42内に混在した。The two substrates 41A and 41B are positioned such that the centers of the regions in the rubbing directions different from each other on the substrate 41A are aligned with the center of each pixel of the substrate 41B in the row direction and the signal line so that the electrode sides face each other as shown in FIG. And bonded together via a spacer. As shown in FIG. 22, four rubbing directions 44 and 47 of the substrate 41A and rubbing directions 44 and 47 of the substrate 41B are combined into four pixels.
Two different areas were formed. A liquid crystal material (MLC-2019 manufactured by Merck) was sealed in this panel by a vacuum injection method. The liquid crystal material NI that encapsulates this liquid crystal panel
After annealing for 1 hour at 110 ° C., which is sufficiently higher than the temperature, the substrate was rapidly cooled. As a result, fine domains having different twist directions were mixed in each pixel 42.
【0042】以上のようにして作製された液晶パネルの
両側にクロスニコルとなるように偏光板を貼り付け、ノ
ーマリーホワイトモードの液晶表示素子Eを得た。この
液晶表示素子Eに5Vの電圧を印加することにより、ほ
ぼ全画素において各画素42内の4つの異なる配向領域
においてそれぞれ所望の配向状態となり、全画面に渡り
均一な配向分割パターンが得られた。この液晶表示素子
Eに電圧を印加してコントラストの視野角特性を測定し
た結果、液晶表示素子Cと同様な等コントラスト曲線が
得られた。A polarizing plate was attached to both sides of the liquid crystal panel manufactured as described above so as to be in a crossed Nicols state, and a normally white mode liquid crystal display element E was obtained. By applying a voltage of 5 V to the liquid crystal display element E, almost all pixels were in desired alignment states in four different alignment regions in each pixel 42, and a uniform alignment division pattern was obtained over the entire screen. . As a result of applying a voltage to the liquid crystal display element E and measuring the viewing angle characteristics of the contrast, an equal contrast curve similar to that of the liquid crystal display element C was obtained.
【0043】液晶表示素子Eは行方向の信号線54を挟
む上下の画素42に同じ配向状態の領域を有し、配向状
態が不安定になりやすい部分で大きな領域を形成するこ
とができる。さらに両基板41A,41Bの境界が交差
したタイプの液晶表示素子Cより1つの領域の面積がさ
らに大きくできるため各領域が非常に安定に存在しう
る。The liquid crystal display element E has regions of the same alignment state in the upper and lower pixels 42 sandwiching the signal line 54 in the row direction, and a large region can be formed in a portion where the alignment state tends to be unstable. Further, since the area of one region can be made larger than that of the liquid crystal display element C in which the boundary between the two substrates 41A and 41B intersects, each region can exist very stably.
【0044】なお、この実施の形態では、各配向領域が
行方向に平行な場合で説明したが、列方向に平行でも同
様の効果が得られる。また、各基板に複数回のマスクラ
ビングを行い全領域のねじれ方向が同じで、配向方位が
異なるタイプの配向分割パネルでも良い。In this embodiment, the case where each alignment region is parallel to the row direction has been described. However, the same effect can be obtained if the alignment regions are parallel to the column direction. Further, an orientation division panel of a type in which each substrate is subjected to mask rubbing a plurality of times, the twist direction of the entire region is the same, and the orientation direction is different.
【0045】[0045]
【発明の効果】この発明の請求項1記載のアクティブマ
トリクス型液晶表示素子によれば、信号線付近は段差が
大きく均一なラビング処理がされにくい部分であり、配
向状態が不安定になりやすいが、上記のように液晶分子
の配向方位あるいはプレチルト角の異なる複数の領域の
境界がアクティブマトリクス基板の信号線と重ならない
ので、境界は配向状態のより安定した凹凸の無い画素内
に存在できる。このため、各領域の配向も安定化され
て、画素内に複数の配向状態領域を有する広視野角パネ
ルにおいて画面全体で均一な分割配向が得られる。ま
た、画面内で不均一な輝度むらの生じない、安定した高
画質な映像表示を得ることができる。According to the active matrix type liquid crystal display device of the first aspect of the present invention, the vicinity of the signal line is a portion where the step is large and it is difficult to perform a uniform rubbing treatment, and the alignment state tends to be unstable. As described above, since the boundaries of the plurality of regions having different orientation directions or pretilt angles of the liquid crystal molecules do not overlap with the signal lines of the active matrix substrate, the boundaries can be present in a more stable alignment state in a pixel without unevenness. For this reason, the orientation of each region is also stabilized, and a uniform divided orientation over the entire screen can be obtained in a wide viewing angle panel having a plurality of orientation state regions in a pixel. Further, it is possible to obtain a stable and high-quality image display without causing uneven brightness unevenness in the screen.
【0046】この発明の請求項2記載のアクティブマト
リクス型液晶表示素子によれば、信号線の交点部分はよ
り段差の大きいTFTもあるため、信号線付近よりさら
に不均一な配向状態となり易いが、上記のようにアクテ
ィブマトリクス基板の行方向と列方向の信号線の交点
を、複数の異なる配向領域のうちの一つの配向領域内に
包含したので、異なる配向領域の境界が凹凸の無い画素
内にある。このため、境界付近の配向状態が安定となる
ため、各配向領域も安定に存在することができ、請求項
1と同様に画面全体で均一な分割配向が得られ、画面内
で不均一な輝度むらの生じない、安定した高画質な映像
表示を得ることができる。According to the active matrix type liquid crystal display element of the second aspect of the present invention, since there is a TFT having a larger step at the intersection of the signal lines, the alignment state is more likely to be more non-uniform than near the signal lines. As described above, the intersection of the signal line in the row direction and the column direction of the active matrix substrate is included in one of the plurality of different alignment regions, so that the boundary between the different alignment regions is within a pixel having no unevenness. is there. For this reason, since the alignment state near the boundary becomes stable, each alignment region can also exist stably. As in the case of claim 1, a uniform divided alignment can be obtained over the entire screen, and uneven brightness can be obtained within the screen. It is possible to obtain a stable and high-quality image display without unevenness.
【0047】請求項3では、一方の基板の液晶分子の配
向方位あるいはプレチルト角の異なる領域が行方向の信
号線を包含し、他方の基板の前記領域が列方向の信号線
を包含し、ねじれ方向の異なる4つの配向領域が市松状
に配置されたので、この配向領域の境界はほぼまっすぐ
に上下左右に伸びており、ほぼ全画素において設計通り
の配向状態となり、全画面に渡り均一な配向分割パター
ンが得られる。また、各配向領域に信号線の交点を包含
み、領域サイズを大きくできるので、液晶分子の配向が
より安定な状態となる。According to a third aspect of the present invention, the regions of one substrate having different alignment directions or pretilt angles of the liquid crystal molecules include the signal lines in the row direction, and the regions of the other substrate include the signal lines in the column direction. Since the four alignment regions having different directions are arranged in a checkered pattern, the boundaries of the alignment regions extend almost straight up, down, left, and right, and the alignment state is as designed in almost all pixels, and uniform alignment is achieved over the entire screen. A division pattern is obtained. In addition, since each alignment region includes the intersection of the signal line and the size of the region can be increased, the alignment of the liquid crystal molecules becomes more stable.
【0048】この発明の請求項4記載のアクティブマト
リクス型液晶表示素子によれば、アクティブマトリクス
基板の行方向と列方向の信号線の交点を、複数の異なる
配向領域のうちの一つの配向領域内に包含したので、請
求項2と同様に異なる配向領域の境界が凹凸の無い画素
内にある。このため、境界付近の配向状態が安定となる
ため、各配向領域も安定に存在することができる。ま
た、配向領域が行方向あるいは列方向のどちらかの信号
線に略平行なストライプ状であるので、信号線を挟む上
下の画素に同じ配向状態の領域を有し、配向状態が不安
定になりやすい部分で大きな領域を形成することができ
る。このため、両基板の境界が交差したタイプの液晶表
示素子より1つの領域の面積がさらに大きくできるため
各領域が非常に安定に存在し得る。According to the active matrix type liquid crystal display element of the present invention, the intersection of the signal lines in the row direction and the column direction of the active matrix substrate is set within one of a plurality of different alignment regions. Therefore, the boundary of the different alignment regions is within the pixel without unevenness as in the second aspect. For this reason, since the alignment state near the boundary becomes stable, each alignment region can also exist stably. In addition, since the alignment region has a stripe shape substantially parallel to the signal line in either the row direction or the column direction, the upper and lower pixels sandwiching the signal line have regions of the same alignment state, and the alignment state becomes unstable. A large area can be formed in the easy part. For this reason, the area of one region can be made larger than that of a liquid crystal display element of a type in which the boundary between the two substrates intersects, so that each region can exist very stably.
【図1】この発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の
平面図である。FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2のF−F断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line FF of FIG. 2;
【図3】第1の実施の形態の液晶表示素子におけるガラ
ス基板のラビング処理の工程図である。FIG. 3 is a process chart of a rubbing process of a glass substrate in the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図4】第1の実施の形態の液晶表示素子におけるアク
ティブマトリクスアレイ基板のラビング処理の工程図で
ある。FIG. 4 is a process chart of a rubbing process of the active matrix array substrate in the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図5】第1の実施の形態の液晶表示素子におけるアク
ティブマトリクスアレイ基板のパターニングの工程図で
ある。FIG. 5 is a process chart of patterning the active matrix array substrate in the liquid crystal display device according to the first embodiment.
【図6】第1の実施の形態の液晶表示素子の視角特性図
である。FIG. 6 is a viewing angle characteristic diagram of the liquid crystal display element of the first embodiment.
【図7】この発明の第2の実施の形態の液晶表示素子に
おけるガラス基板のラビング処理の工程図である。FIG. 7 is a process chart of a rubbing process of a glass substrate in a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】第2の実施の形態の液晶表示素子におけるアク
ティブマトリクスアレイ基板のラビング処理の工程図で
ある。FIG. 8 is a process chart of a rubbing process on an active matrix array substrate in a liquid crystal display device according to a second embodiment.
【図9】第2の実施の形態の液晶表示素子におけるガラ
ス基板のパターニングの工程図である。FIG. 9 is a process chart of patterning a glass substrate in the liquid crystal display device according to the second embodiment.
【図10】第2の実施の形態の液晶表示素子におけるア
クティブマトリクスアレイ基板のパターニングの工程図
である。FIG. 10 is a process chart of patterning the active matrix array substrate in the liquid crystal display device according to the second embodiment.
【図11】第2の実施の形態の液晶表示素子におけるフ
ォトリソグラフィー工程後のガラス基板のラビング処理
の工程図である。FIG. 11 is a process diagram of a rubbing process on a glass substrate after a photolithography process in the liquid crystal display element of the second embodiment.
【図12】第2の実施の形態の液晶表示素子におけるパ
ターニング工程後のアクティブマトリクスアレイ基板の
ラビング処理の工程図である。FIG. 12 is a process chart of a rubbing process of an active matrix array substrate after a patterning process in the liquid crystal display element of the second embodiment.
【図13】第2の実施の形態の液晶表示素子の平面図で
ある。FIG. 13 is a plan view of a liquid crystal display device according to a second embodiment.
【図14】第2の実施の形態の液晶表示素子の視角特性
図である。FIG. 14 is a viewing angle characteristic diagram of the liquid crystal display element of the second embodiment.
【図15】比較例の液晶表示素子の平面図である。FIG. 15 is a plan view of a liquid crystal display device of a comparative example.
【図16】この発明の第3の実施の形態の液晶表示素子
におけるガラス基板のラビング処理の工程図である。FIG. 16 is a process chart of a rubbing treatment of a glass substrate in a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図17】第3の実施の形態の液晶表示素子におけるア
クティブマトリクスアレイ基板のラビング処理の工程図
である。FIG. 17 is a process chart of a rubbing process for an active matrix array substrate in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
【図18】第3の実施の形態の液晶表示素子におけるガ
ラス基板のパターニングの工程図である。FIG. 18 is a process chart of patterning a glass substrate in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
【図19】第3の実施の形態の液晶表示素子におけるア
クティブマトリクスアレイ基板のパターニングの工程図
である。FIG. 19 is a process chart of patterning the active matrix array substrate in the liquid crystal display device according to the third embodiment.
【図20】第3の実施の形態の液晶表示素子におけるパ
ターニング工程後のガラス基板のラビング処理の工程図
である。FIG. 20 is a process chart of a rubbing process on a glass substrate after a patterning process in the liquid crystal display element of the third embodiment.
【図21】第3の実施の形態の液晶表示素子におけるパ
ターニング工程後のアクティブマトリクスアレイ基板の
ラビング処理の工程図である。FIG. 21 is a process diagram of a rubbing process of an active matrix array substrate after a patterning process in a liquid crystal display device according to a third embodiment.
【図22】第3の実施の形態の液晶表示素子の平面図で
ある。FIG. 22 is a plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment.
1A,21A,41A ガラス基板 1B,21B,41B アクティブマトリクスアレイ基
板 2,22,42 画素 3,23,43 薄膜トランジスタ素子 24,44 フォトリソグラフィー工程前のラビング方
向 5,25,46 行方向のピッチ 8,28,48 フォトレジスト 9 ガラス基板のラビング方向 10 アクティブマトリクスアレイ基板のラビング方向 11 透明電極 12 配向膜 13 液晶分子 14,34,54 行方向の信号線 26 列方向のピッチ 27,47 パターニング後のラビング方向 35,55 列方向の信号線1A, 21A, 41A Glass substrate 1B, 21B, 41B Active matrix array substrate 2, 22, 42 Pixel 3, 23, 43 Thin film transistor element 24, 44 Rubbing direction before photolithography process 5, 25, 46 Pitch in row direction 8, 28, 48 Photoresist 9 Rubbing direction of glass substrate 10 Rubbing direction of active matrix array substrate 11 Transparent electrode 12 Alignment film 13 Liquid crystal molecule 14, 34, 54 Signal line in row direction 26 Pitch in column direction 27, 47 Rubbing after patterning Direction 35,55 Column direction signal line
Claims (4)
クティブマトリクス基板と、対向する共通電極を有する
基板間に液晶が封入されたアクティブマトリクス型液晶
表示素子であって、少なくとも片方の基板に液晶分子の
配向方位あるいはプレチルト角の異なる複数の領域を有
し、この領域の境界が前記アクティブマトリクス基板の
行方向あるいは列方向のどちらか一方の信号線と重なら
ないことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
素子。An active matrix type liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having active elements in a plurality of pixels and a substrate having a common electrode facing each other, wherein at least one of the substrates has liquid crystal molecules. An active matrix type liquid crystal display element comprising a plurality of regions having different orientations or pretilt angles, and a boundary between the regions does not overlap with either a signal line in a row direction or a column direction of the active matrix substrate. .
クティブマトリクス基板と、対向する共通電極を有する
基板間に液晶が封入されたアクティブマトリクス型液晶
表示素子であって、前記両基板にそれぞれ液晶分子の配
向方位あるいはプレチルト角の異なる複数の領域を有
し、前記アクティブマトリクス基板の行方向と列方向の
信号線の交点を、前記両基板によって形成される複数の
異なる配向領域のうちの一つの配向領域内に包含したこ
とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示素子。2. An active matrix type liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having an active element in a plurality of pixels and a substrate having a common electrode facing each other. It has a plurality of regions having different orientations or pretilt angles, and sets the intersection of the signal lines in the row direction and the column direction of the active matrix substrate to one of a plurality of different orientation regions formed by the two substrates. An active matrix type liquid crystal display device characterized by being included in a liquid crystal display.
はプレチルト角の異なる領域が行方向の信号線を包含
し、他方の基板の前記領域が列方向の信号線を包含し、
ねじれ方向の異なる4つ配向領域が市松状に配置された
請求項2記載のアクティブマトリクス型液晶表示素子。3. A region of one substrate having different orientation directions or pretilt angles of liquid crystal molecules includes a row-direction signal line, and the other substrate includes a column-direction signal line,
3. The active matrix liquid crystal display device according to claim 2, wherein four alignment regions having different twist directions are arranged in a checkered pattern.
クティブマトリクス基板と、対向する共通電極を有する
基板間に液晶が封入されたアクティブマトリクス型液晶
表示素子であって、前記両基板にそれぞれ液晶分子の配
向方位あるいはプレチルト角の異なる複数の領域をスト
ライプ状に有し、前記アクティブマトリクス基板の行方
向と列方向の信号線の交点を、前記両基板によって形成
される複数の異なる配向領域のうちの一つの配向領域内
に包含し、かつこの配向領域が前記行方向あるいは列方
向のどちらかの信号線に略平行なストライプ状であるこ
とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示素子。4. An active matrix type liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between an active matrix substrate having an active element in a plurality of pixels and a substrate having a common electrode facing each other. A plurality of regions having different orientations or pretilt angles are formed in a stripe shape, and an intersection of a signal line in a row direction and a column direction of the active matrix substrate is set to one of a plurality of different orientation regions formed by the two substrates. An active matrix type liquid crystal display device which is included in one alignment region and which has a stripe shape substantially parallel to the signal line in either the row direction or the column direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17637896A JPH1020313A (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Active matrix type liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17637896A JPH1020313A (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Active matrix type liquid crystal display element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1020313A true JPH1020313A (en) | 1998-01-23 |
Family
ID=16012597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17637896A Pending JPH1020313A (en) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | Active matrix type liquid crystal display element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1020313A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6856368B2 (en) | 2001-03-21 | 2005-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
JP2006309271A (en) * | 2006-08-03 | 2006-11-09 | Sharp Corp | Liquid crystal electro-optic device |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17637896A patent/JPH1020313A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6856368B2 (en) | 2001-03-21 | 2005-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
US7580101B2 (en) | 2001-03-21 | 2009-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device having 4-divided domains |
US8077279B2 (en) | 2001-03-21 | 2011-12-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
JP2006309271A (en) * | 2006-08-03 | 2006-11-09 | Sharp Corp | Liquid crystal electro-optic device |
JP4656526B2 (en) * | 2006-08-03 | 2011-03-23 | シャープ株式会社 | Liquid crystal electro-optical device |
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