JPH05232474A

JPH05232474A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH05232474A
Application number: JP3333692A
Authority: JP
Inventors: 憲一 ▲高▼取; Kenichi Takatori
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2888017B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の領域に分割し広視野な表示を得る液晶
表示素子において、光漏れ、光抜けを防ぐ。【構成】１画素内に配向方向が異なる領域３，４を設
ける。その領域の境界部を画素１中に設けた保持容量線
２上に位置させる。これにより境界に発生するディスク
リネーション部が遮光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数の領域に分割し隣合う領域同
士で異なる方向に配向規制力を与えることにより広視野
角を実現する液晶表示素子として、例えば、特開昭６３
−１０６６２４号公報に示されているものがある。ここ
ではこれを例にとって説明する。図８にこの液晶表示素
子の平面図を示す。図９にこの液晶表示素子の断面図
（図７のＣ−Ｃ′線断面図）を示す。更に、ラビング方
向の模式図を図１０に示す。一方のガラス基板２３上に
は画素単位の表示用透明電極２５、配向膜７と、この透
明電極９−１を駆動する薄膜トランジスタ１３とが形成
されている。他方のガラス基板２２上には表示用透明電
極２４，配向膜７が形成されている。配向膜７は、ポリ
イミドで形成されている。対向する透明電極２４，２５
間に形成される画素Ｂは、例えば縦横２００μｍの正方
形であり、マトリックス状に複数配列されている。この
画素Ｂを形成する表示用の透明電極の中央部に、ポリイ
ミドからなる帯状スペーサ２１が設けられている。この
結果、各画素Ｂは、帯状スペーサ２１によって、領域Ｉ
とＩＩに分割される。この分割された領域ＩとＩＩは、
模式的には図１０に示すように形成される。即ち、一方
のガラス基板２３と対向する他方のガラス基板２２にそ
れぞれ上記した領域分割を行う。このガラス基板２３，
２２の液晶面の配向膜はそれぞれ図１０に示す矢印方向
にラビング処理する。

【０００３】この従来例以前の液晶表示素子、例えば、
液晶の配向が上下基板間で９０°螺旋形に捻れたＴＮ
（ツイステッドネマティック）形液晶表示素子において
は、表示素子の基板鉛直方向から視角方向が傾くと表示
の視角依存性が現れていた。この従来例では、分割され
た各々の領域での液晶配向は螺旋型の捻れの向きは同じ
であるが基板表面に対する角度が異なっている。基板表
面に対する角度の違いにより、電圧印加時には液晶分子
の立ち上がる方向が異なるため、光が基板に対する鉛直
方向から傾いた斜め方向より入射する場合に各々の領域
が光学特性を補償し合う。その結果、電圧印加時におけ
る視角依存性は上下両基板間の配向の異なる領域同士で
相殺され、視角依存性の少ない光学特性が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例ではポリイミドにより厚さ１０μｍの帯状スペ
ーサを設けているため次のような問題が発生していた。
ポリイミドによるスペーサ形成は、大きさの精度が得ら
れにくいため、液晶表示素子の厚さや表示領域面積が変
化し、表示の均一性が得られなかった。また、ポリイミ
ドによるスペーサの壁面において数μｍの領域で液晶の
配向の乱れが生じるため、表示の均一性が得られないと
同時に、十分な光学的な補償効果が得られないという問
題点を抱えていた。更に、二枚の偏光子を互いに垂直に
した場合にはポリイミドによるスペーサ部は光を透過せ
ず、偏光子を平行にした場合には光を透過し、その透過
光はポリイミドの光学特性により着色してしまう。そこ
で、遮光部と同様に扱うことができず、素子の光学的な
設計上支障を来していた。

【０００５】更に、この問題を解決するために、従来の
構造の液晶表示素子において帯状スペーサを用いない構
造で製造した場合、電圧を印加することにより、領域境
界部に光の透過率の乱れが数μｍの幅で発生するという
問題があった。これは、液晶の基板表面での配向方向が
各々の領域で異なることに起因する。つまり、電圧印加
により液晶分子が立ち上がった時に、各々の領域間に液
晶配向の不連続なディスクリネーションと呼ばれる部分
が発生するためである。このため、この構造においても
このディスクリネーションの領域が光透過率を乱し、白
と黒のコントラストを低くしていた。

【０００６】本発明の目的は、視角依存性の無い高域な
視角特性を持つ液晶表示素子を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、広視野で、且つ、良
好なコントラストを持つ液晶表示素子を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２枚の支持基
板中に液晶物質を挟持してある液晶表示素子において、
１画素内に液晶の配向方向が異なる領域を複数持ち、且
つ、その領域間の境界部が画素を複数に分割するような
保持容量線上に位置することを特徴とする。

【０００９】

【作用】図１に本発明の液晶表示素子の平面図を、図２
に図１のＡ−Ａ′線に沿って切断した断面図を示す。本
発明の液晶表示素子においては、２枚の支持基板５間に
液晶物質６を挟持させ、一つの画素１内に液晶の配向方
向が異なる領域を保持容量線２を境界として複数設け
る。その結果、図２の領域３，領域４における液晶の配
向は図３（（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図）に模式的
に示したようになる。ここで、領域（Ｉ）３と領域（Ｉ
Ｉ）４の液晶配向は捻れの向きは同じであるが、基板表
面での配向方向が異なっている。このような液晶の配向
方向により、従来例と同様に視角に対する依存性の少な
い液晶表示素子が得られる。

【００１０】なお図２，図３において、７は配向膜、８
は対向電極、１１は画素電極、１２は絶縁膜、２０は配
向分割線を示している。

【００１１】更に、保持容量線２上に領域の分割部を位
置させる構造により、液晶の配向が不連続となったディ
スクリネーションと呼ばれる部分は保持容量線２の中心
に発生する。ここで保持容量とは、アクティブマトリク
ス形液晶表示素子において電圧の保持特性を改善するた
めに付加される容量のことである。この保持容量線を可
視光を透過しない材料、つまり、クロムやアルミニウム
などの種々の金属材料で設けることにより、ディスクリ
ネーションによる光透過率の乱れが発生した領域間部分
は実際の表示において観察者の目に入らない。また、そ
のように設けられた保持容量線は、表示上他の遮光部と
同様のものとなるため、光学的な設計上特に留意する必
要はない。

【００１２】

【実施例】次に図４から図７を参照して本発明の実施例
について説明する。図４，図５は本発明の第１の実施例
を示す平面図と断面図である。この実施例においては、
能動素子とアモルファスシリコンによる薄膜トランジス
タ１３を用いた。図４に示すように一単位画素の大きさ
は縦１００μｍ・横１４０μｍとした。走査電極線１
０、信号電極線１４、および、保持容量線２は、スパッ
タ法により形成されたクロミウム（Ｃｒ）を用い、太さ
は１０μｍとした。ゲート絶縁膜には窒化シリコン（Ｓ
ｉＮｘ）を用いた。画素電極１１は透明電極であるＩＴ
Ｏ（酸化インジウム錫）を用い、スパッタ法により形成
した。また、保持容量９はＩＴＯをスパッタ法により形
成し、フォトリソ工程により縦８２μｍ（画素電極縦幅
４μｍより大きい）・横５０μｍの大きさに形成した。
このように薄膜トランジスタをアレイ状に形成したガラ
ス基板を第一の支持基板１６とした。また、対向側の第
二の支持基板１５上には、カラーフィルタ１７を染色法
によりアレイ状に形成しその上面にシリカを用いた保護
層１８を設け、更にＩＴＯを用いた透明電極８を形成し
た。

【００１３】この第一の支持基板上にポリイミドによる
配向膜７を塗布した。その配向膜表面にポジ形レジスト
を塗布し、ストライプ状のマスクを用い、その隣合う画
素同士の保持容量線２の中心線間をマスクする領域と露
光する領域に分けた。露光部のレジストを現像した後、
ラビング処理を施した。更に、もう一度レジストを塗布
し、前回とマスクする領域を反転し、露光し現像するこ
とによりラビング未処理領域の配向膜表面のレジストを
除去し、その表面に前回のラビング処理方向と１８０°
異なった方向にラビング処理を施す。第二の支持基板も
第一の支持基板と同様に配向処理を施したが、ラビング
の方向は９０°捻れた方向とした。この両基板をシリカ
粒子によるスペーサを介して接着剤で接着し、図５のよ
うにネマティック液晶１９を注入した。

【００１４】この実施例においては、図５に示すよう
に、一画素内部で保持容量線上を境界として配向が二分
された。本発明による液晶表示素子と従来のＴＮ形液晶
表示素子との階調表示時の方位角２２５°方向での透過
率の視角依存性の測定結果を図６と図１１に示す。これ
ら測定結果を比較すると明らかなように、階調表示時に
おいても視角依存性の無い広域な視角特性が得られる。

【００１５】更に、図７に第２の実施例として、走査電
極線により保持容量の役目をさせた液晶表示素子に本発
明を適用した例を示す。図７の実施例においては、一単
位画素の大きさは第１の実施例と同様に縦１００μｍ・
横１４０μｍとした。走査電極線１０、および、信号電
極線１４はスパッタ法で形成したクロミウムを用い太さ
は１０μｍとした。また、画素電極１１はＩＴＯ（酸化
インジウム錫）をスパッタ法により形成し、フォトリソ
工程により縦６６μｍ・横１３０μｍに形成した。走査
電極線１０は画素中心に位置するように設けた。このよ
うな構成にした薄膜トランジスタアレイ付きのガラス基
板を第一の支持基板とした。また、第二の支持基板は第
１の実施例と同様の工程で制作した。配向を分割する領
域の境界を走査電極中心に位置させ、第１の実施例と同
様にラビング処理、露光工程、ラビング処理を行い、配
向規制力の異なった領域を持つような基板とした。その
基板をスペーサを介して接着剤で接着し、ネマティック
液晶を注入した。保持容量線を別に設ける必要がなくな
るため、構造が簡略化され、製造の歩止まりが上がっ
た。また、電圧印加時に領域間に発生するディスクリネ
ーションによる光透過率の不均一な領域を走査電極線１
０が覆うため、光透過率の乱れた領域は観察者の目に入
らず、良好なコントラストを持つ広視野な液晶表示素子
が得られた。

【００１６】

【発明の効果】本発明を適用するならば電圧の印加の強
弱により液晶の配向方向を変化させても画素内で光学的
に補償し合うために、白黒表示のみならず、階調表示時
においても視角依存性の無い広域な視角特性を持つ液晶
表示素子を得ることができる。また、領域間に発生する
ディスクリネーションによる光透過率の乱れた領域は保
持容量線により遮光されるため観察者の目に入らない。
その結果、広視野で、且つ、良好なコントラストを持つ
液晶表示素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿って切断した断面図であ
る。

【図３】本発明の液晶表示素子の一例を模式的に示す平
面図と断面図である。

【図４】本発明による液晶表示素子の第１の実施例を示
す平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ′線に沿って切断した断面図であ
る。

【図６】本発明による液晶表示素子の階調表示時の方位
角２２５°方向での透過率の視野角依存性の測定結果を
表す図である。

【図７】本発明による液晶表示素子の第２の実施例を示
す平面図である。

【図８】従来の広視野を目的として領域を分割した液晶
表示素子の平面図である。

【図９】図９のＣ−Ｃ′線に沿って切断した断面図であ
る。

【図１０】従来の領域を分割した液晶表示素子のラビン
グ方向の模式図である。

【図１１】領域を分割しない液晶表示素子の方位角２２
５°方向での透過率の視角依存性を表す図である。

【符号の説明】

１画素２保持容量線３，４分割された領域５支持基板６液晶物質７配向膜９保持容量１０走査電極１３薄膜トランジスタ１４信号電極線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の支持基板中に液晶物質を挟持してあ
る液晶表示素子において、１画素内に液晶の配向方向が
異なる領域を複数持ち、且つ、その領域間の境界部が画
素を複数に分割するような保持容量線上に位置すること
を特徴とするアクティブマトリクス形液晶表示素子。