JPH08179344A

JPH08179344A - 液晶表示素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08179344A
Application number: JP32183394A
Authority: JP
Inventors: Riyouta Mizusako; 亮太水迫
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電極を分割して各分割電極にそれぞれ異なる電
圧値の駆動信号を供給することなく、液晶に印加する電
界の強さを各画素部内において部分的に変えて視野角を
改善することができる、広視野角でかつ駆動の容易な液
晶表示素子を提供する。【構成】一方の基板２の電極７ａの上に、各画素部にそ
れぞれ部分的に対応させて、比抵抗と誘電率の少なくと
も一方が配向膜とは異なる感光性有機物で形成された電
界調整層１３を設け、その上に配向膜９を設けて、両基
板１，２の電極３，７ａ間のインピーダンスを、電界調
整層１３を設けた領域Ｄ2 と、電界調整層がない領域Ｄ
1 とで異ならせ、液晶１０に前記インピーダンスの差に
応じた異なる強さの電界が印加されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子および
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子としては、一般に、ＴＮ
（ツイステッド・ネマティック）モード、またはＳＴＮ
（スーパー・ツイステッド・ネマティック）モードのも
のが利用されている。

【０００３】上記ＴＮモードおよびＳＴＮモードの液晶
表示素子は、透明電極と水平配向膜とを設けた一対の透
明基板間に誘電異方性が正のネマティック液晶を封入
し、この液晶の分子を両基板間においてツイスト配向さ
せたもので、両基板間における液晶分子のツイスト角
は、ＴＮモードではほぼ９０°、ＳＴＮモードでは１８
０〜２７０°とされている。

【０００４】図５は従来の液晶表示素子の一部分の断面
図であり、図６はその電界印加時の液晶分子配向状態を
示している。この液晶表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）をアクティブ素子とするアクティブマトリック
ス型のものであり、図において上側の基板（以下、表側
基板という）１の内面には、行方向および列方向に配列
された複数の画素電極３と、これら画素電極３にそれぞ
れ対応する複数のＴＦＴ４とが設けられ、図において下
側の基板（以下、裏側基板という）２の内面には、全て
の画素電極３に対向する１枚膜状の対向電極７が設けら
れている。

【０００５】なお、表側基板１の内面には、一般にブラ
ックマトリックスと呼ばれている、各画素電極３，３間
の間隙に対応する格子状パターンの遮光膜５がＣr （ク
ロム）等の金属膜によって形成されており、上記画素電
極３およびＴＦＴ４は、前記遮光膜５を覆う透明な絶縁
膜６の上に設けられている。

【０００６】また、図では上記ＴＦＴ４を簡略化して示
しているが、このＴＦＴ４は、上記絶縁膜６の上に形成
されたゲート電極と、このゲート電極を覆うゲート絶縁
膜と、このゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向さ
せて形成されたｉ型半導体膜と、このｉ型半導体膜の両
側部の上にｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極
およびドレイン電極とからなっている。

【０００７】さらに、図では省略しているが、表側基板
１には、各行のＴＦＴ４にゲート信号を供給するゲート
ラインと、各列のＴＦＴ４にデータ信号を供給するデー
タラインとが設けられている。

【０００８】上記ゲートラインは、上記絶縁膜６の上に
配線されており、上記ＴＦＴ４のゲート電極は前記ゲー
トラインに一体に形成されている。また、ＴＦＴ４のゲ
ート絶縁膜（透明膜）は、基板１のほぼ全面にわたって
形成されており、上記データラインは、前記ゲート絶縁
膜の上に配線されてＴＦＴ４のドレイン電極に接続さ
れ、画素電極３はゲート絶縁膜の上に形成されてＴＦＴ
４のソース電極に接続されている。なお、この画素電極
３と、裏側基板２に設けられた対向電極７は、ＩＴＯ等
からなる透明導電膜で形成されている。

【０００９】また、両基板１，２の電極形成面上にはそ
れぞれ水平配向膜８，９が設けられている。この配向膜
８，９は、ポリイミド系配向材等の水平配向材で形成さ
れており、その膜面にはラビングによる配向処理が施さ
れている。これら配向膜８，９の配向処理方向（ラビン
グ方向）は互いに所定角度（ＴＮモードではほぼ９０
°、ＳＴＮモードでは１８０〜２７０°）ずれている。

【００１０】そして、両基板１，２は、その電極形成面
を互いに対向させた状態で図示しない枠状のシール材を
介して接合されており、この両基板１，２間の間隙に、
誘電異方性が正のネマティック液晶１０が挟持されてい
る。

【００１１】このネマティック液晶１０には、左旋性ま
たは右旋性の光学活性物質（例えばカイラル液晶）が添
加されており、この液晶１０の分子１０ａは、両基板
１，２側においてその配向膜８，９面に対しあるプレチ
ルト角をもってその配向処理方向に配向され、両基板
１，２間においてツイスト配向している。

【００１２】なお、図５では、両基板１，２側での液晶
分子１０ａのプレチルト状態を分かりやすくするため
に、全ての液晶分子１０ａを紙面に沿う方向に分子長軸
が向いている状態で示したが、液晶分子１０ａは、基板
１，２面に対してプレチルトした状態で左回りまたは右
回りにツイスト配向している。

【００１３】上記液晶表示素子は、その両面（両基板
１，２の外面）に配置された一対の偏光板１１，１２と
の組合わせにより光の透過を制御して画像を表示するも
ので、液晶表示素子への入射光は、一方の偏光板、例え
ば裏面側の偏光板１２により直線偏光されて液晶層に入
射し、この液晶層を透過する過程で複屈折作用を受け、
その光のうち、表面側の偏光板１１を透過する偏光成分
の光がこの偏光板１１を透過して出射する。

【００１４】そして、液晶層の液晶分子１０ａは、電極
３，７間に印加される電圧に応じて図６に示すように立
上り配向するが、液晶分子１０ａの配向状態が変化する
と、それに応じて液晶層での光の複屈折作用が変化する
ため、電極３，７間への印加電圧を制御して液晶分子１
０ａの配向状態を変化させることにより、各画素部Ｄの
光の透過を制御して画像を表示することができる。

【００１５】なお、上記液晶表示素子には、バックライ
トからの光を利用して表示する透過型のものと、外光
（自然光または室内照明光）を利用して表示する反射型
のものとがあり、反射型の液晶表示素子は、その裏面
（いずれか一方の基板の偏光板の外面）に反射板を配置
した構成とされている。

【００１６】ところで、ＴＮモードやＳＴＮモードのよ
うな液晶分子をツイスト配向させている液晶表示素子
は、視野角が狭いという問題をもっている。これは、液
晶表示素子のΔｎ・ｄ（液晶の屈折率異方性Δｎと液晶
層厚Ｄとの積）のが視角（表示の観察角）によって見か
け上変化するためであり、したがって、電極３，７間へ
の印加電圧が同じであっても、つまり基板１，２面に対
する液晶分子１０ａの立上がり角が同じであっても、光
の透過率は視角によって異なるから、上記液晶表示素子
の電圧−透過率特性には視角依存性がある。

【００１７】そして、この視角依存性は、電極３，７間
への印加電圧が、液晶１０のしきい値電圧Ｖth以下、あ
るいは液晶分子１０ａが基板１，２面に対してほぼ垂直
に近い状態まで立上がり配向する電圧Ｖa 以上であると
きは比較的小さいが、ＶthとＶa の間の値の電圧では視
角依存性が大きくなるため、明るさに階調をもたせた階
調表示を行なわせると、中間調の表示の明るさが視角に
よって大きく変化し、極端なコントラスト低下や階調の
反転等を生じてしまう。

【００１８】このため、従来の液晶表示素子は、その表
示を良好な品位の画像として観察できる視角の範囲が限
られ、したがって視野角が狭いという問題をもってい
る。そこで従来から、上記液晶表示素子の視野角を改善
する手段として、配向制御方式と、電圧制御方式とが提
案されている。

【００１９】上記配向制御方式は、液晶表示素子の一方
または両方の基板に液晶分子を部分的に異なるプレチル
ト角で配向させる配向処理を施すことにより、液晶分子
の初期配向状態を画素部の各部において異ならせておい
て、電極間に電圧を印加したときの液晶分子の立上がり
角を、画素部の各部において異ならせるようにしたもの
である。

【００２０】また、上記電圧制御方式は、液晶表示素子
の一方の基板の電極を各画素部ごとに複数の電極に分割
し、これら各分割電極と他方の基板の電極との間にそれ
ぞれ異なる電圧値の駆動電圧を印加することにより、液
晶に印加する電界の強さを部分的に変えて、液晶分子の
立上がり角を画素部の各部において異ならせるようにし
たものである。

【００２１】すなわち、上記配向制御方式および電圧制
御方式は、液晶分子の立上がり配向状態を部分的に変え
ることによって、視角による見かけ上のΔｎ・ｄの変化
を画素部の各部において異ならせたものであり、このよ
うにすれば、視角が変化しても画素部全体での平均的な
Δｎ・ｄの値はあまり変化しないから、電圧−透過率特
性の視角依存性が軽減されて、視野角が広くなる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記配向制御
方式は、液晶表示素子の基板に液晶分子を部分的に異な
るプレチルト角で配向させるための配向処理が困難であ
り、したがって、実用化が難しいという問題をもってい
る。

【００２３】一方、上記電圧制御方式では、配向処理が
通常の処理でよく、また分割電極も現在のフォトリソグ
ラフィ技術で形成できるため、実用化が十分可能であ
る。しかしながら、この電圧制御方式では、各分割電極
にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を供給しなければな
らないため、液晶表示素子の駆動制御が複雑になってし
まう。

【００２４】この発明の目的は、従来考えられている電
圧制御方式のように電極を分割してその各分割電極にそ
れぞれ異なる電圧値の駆動信号を供給することなく、液
晶分子の立上り配向状態を各画素部内において部分的に
異ならせて視野角を改善することができる、広視野角で
かつ表示駆動が簡単な液晶表示素子を提供するととも
に、あわせてその製造方法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
は、少なくとも一方の基板の電極の上に、各画素部にそ
れぞれ部分的に対応させて、感光性有機物で形成された
電界調整層を設け、その上に配向膜を設けたことを特徴
とするものである。

【００２６】この発明の液晶表示素子において、前記電
界調整層は、その比抵抗と誘電率の少なくとも一方が配
向膜と異なっているまた、この発明の液晶表示素子の製
造方法は、少なくとも一方の基板の電極上に設ける前記
電界調整層を、感光性有機物を塗布し、その有機物膜を
所定パターンに露光および現像処理して形成することを
特徴とするものである。

【００２７】

【作用】この発明の液晶表示素子においては、少なくと
も一方の基板の電極の上に、各画素部にそれぞれ部分的
に対応させて感光性有機物で形成された電界調整層を設
け、その上に配向膜を設けているため、各画素部の電極
間のインピーダンスが、電界調整層のある領域と、前記
電界調整層がない領域とで異なっており、したがって、
電極間に印加される電圧が画素部の全域において同じで
あっても、電界調整層のある領域の液晶と、電界調整層
がない領域の液晶とには、前記インピーダンスの差に応
じた異なる強さの電界が印加され、これらの領域の液晶
分子が異なる立上がり状態に配向する。

【００２８】このため、この液晶表示素子によれば、従
来考えられている電圧制御方式のように電極を分割して
その各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を供
給することなく、液晶分子の立上り配向状態を各画素部
内において部分的に異ならせて視野角を改善し、広い視
野角が得ることができる。

【００２９】そして、この液晶表示素子は、前記電圧制
御方式のように各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆
動信号を供給する必要がないため、その表示駆動を簡単
に行なうことができる。

【００３０】また、この発明の液晶表示素子の製造方法
は、前記電界調整層を、感光性有機物を塗布してその有
機物膜を所定パターンに露光および現像処理して形成す
るものであるから、電界調整層を少ない工程数で容易に
かつ高精度に形成することができる。

【００３１】

【実施例】以下、この発明をＴＦＴをアクティブ素子と
するアクティブマトリックス型の液晶表示素子に適用し
た一実施例を図１〜図３を参照して説明する。まず、液
晶表示素子の構成を説明すると、図１は液晶表示素子の
一部分の断面図であり、図２はその電界印加時の液晶分
子配向状態を示している。なお、図１および図２におい
て、図５および図６に示した従来の液晶表示素子に対応
するものには同符号を付し、従来の液晶表示素子と同一
のものについてはその説明を省略する。

【００３２】この実施例の液晶表示素子は反射型のもの
であり、その表側基板（図において上側の基板）１の内
面には、遮光膜（ブラックマトリックス）５と、この遮
光膜５を覆う透明な絶縁膜６と、画素電極３およびＴＦ
Ｔ４と、配向膜８とが設けられている。なお、前記表側
基板１は、図５および図６に示した従来の液晶表示素子
の表側基板１と同じ構成のものである。

【００３３】一方、裏側基板（図において下側の基板）
２の内面には、表側基板１に設けた全ての画素電極３に
対向する１枚膜状の対向電極７ａが設けられるととも
に、その上に配向膜９が設けられている。

【００３４】そして、この実施例では、前記対向電極７
ａを、Ａl （アルミニウム）またはＡl 系合金等からな
る光反射率の高い金属膜で形成し、この対向電極７ａに
反射膜を兼ねさせている。

【００３５】さらに、この液晶表示素子では、上記裏側
基板２の内面に設けた対向電極７ａの上に、各画素部Ｄ
にそれぞれ部分的に対応させて、透明な有機物膜からな
る電界調整層１３を設け、その上に配向膜９を設けてい
る。なお、前記画素部Ｄは、１つ１つの画素電極３に対
応する領域であり、この画素部Ｄの面積は遮光膜５によ
って規制されている。

【００３６】上記電界調整層１３は、その上の配向膜
（例えばポリイミド系配向膜）９とは比抵抗と誘電率の
少なくとも一方が異なる感光性有機物、例えば、硬化状
態での比抵抗と誘電率の両方が前記配向膜５より大きい
アクリル系の感光性樹脂によって形成されている。

【００３７】なお、この実施例では、各画素部Ｄをそれ
ぞれ図において左右にほぼ二等分した２つの領域Ｄ1 ，
Ｄ2 に分け、その一方の領域Ｄ2 の全体に対応させて電
界調整層１３を設けている。

【００３８】そして、上記表側基板１と裏側基板２は、
その電極形成面を互いに対向させた状態で図示しない枠
状のシール材を介して接合されており、この両基板１，
２間の間隙に、左旋性または右旋性の光学活性物質（例
えばカイラル液晶）を添加した誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶１０が挟持されている。

【００３９】なお、図１では、両基板１，２側での液晶
分子１０ａのプレチルト状態を分かりやすくするため
に、全ての液晶分子１０ａを紙面に沿う方向に分子長軸
が向いている状態で示したが、液晶分子１０ａは、基板
１，２面に対しプレチルトした状態で左回りまたは右回
りにツイスト配向している。

【００４０】また、この液晶表示素子では、その表側基
板１の外面だけに１枚の偏光板１１を配置して、この偏
光板１１に、液晶表示素子への入射光（外光）を直線偏
光させるための偏光子と、液晶層を通った光のうちの所
定の偏光成分の光を透過させるための検光子との両方の
機能をもたせている。

【００４１】次に、上記液晶表示素子の製造方法を説明
すると、この液晶表示素子は、表側基板１に、遮光膜５
と、それを覆う透明な絶縁膜６と、ＴＦＴ４および図示
しないゲートラインとデータラインと、画素電極３と、
配向膜８とを形成し、裏側基板２に、対向電極７ａと、
電界調整層１３と、配向膜９とを形成した後、前記表側
基板１と裏側基板２とを接合し、その間に液晶９を挟持
させて製造する。

【００４２】なお、この製造方法において、表側基板１
への遮光膜５、絶縁膜６、ＴＦＴ４およびゲート，デー
タライン、画素電極３、配向膜８の形成は、一般に知ら
れている方法で行なうから、その説明は省略する。

【００４３】一方、裏側基板２に設ける対向電極７ａ
は、基板２の上にＡl またはＡl 系合金等からなる金属
膜をスッパタ装置等により成膜し、この金属膜をフォト
リソグラフィ法によりパターニングして形成し、この対
向電極７ａの上に設ける電界調整層１３は、次のように
して形成する。

【００４４】図３は上記電界調整層１３の形成工程を示
しており、（ａ）は感光性有機物膜の露光処理状態の断
面図、（ｂ）はおよび電界調整層１３を形成した状態の
断面図である。

【００４５】まず、上記裏側基板２の上に形成されてい
る対向電極７ａの上にその全体にわたって、ネガ型の感
光性有機物の溶液、例えば上述したアクリル系感光性樹
脂の溶液を、ローラコート法、転写法、スピンコート法
等によって均一厚さに塗布し、その塗膜を乾燥させて、
図３の（ａ）のように、所望の膜厚（例えば２μｍ程
度）の感光性有機物膜１３ａを形成する。

【００４６】次に、図３の（ａ）に示したように、前記
感光性有機物膜１３ａを、露光マスク２０を介して所定
のパターン、つまり、図１および図２に示した各画素部
Ｄの一方の領域Ｄ2 に対応するパターンに露光処理し、
この感光性有機物膜１３ａの露光部分を硬化させる。

【００４７】この後は、前記有機物膜１３ａを現像処理
してその非露光部分を除去し、洗浄後、対向電極７ａ上
に残された有機物膜１３ａを焼成して、図３の（ｂ）に
示した電界調整層１３を形成する。なお、ここでは、対
向電極７ａ上に残された有機物膜１３ａを焼成している
が、この有機物膜１３ａの光による硬化状態が充分であ
れば、その焼成は省略してもよい。

【００４８】そして、裏側基板２の対向電極７ａの上に
上記電界調整層１３を形成した後は、その上に配向膜９
を一般に知られている方法で形成し、その後、表側基板
１と裏側基板２とをその電極形成面を互いに対向させて
図示しない枠状のシール材を介して接合し、この両基板
１，２間に液晶９を挟持させて液晶表示素子を完成す
る。

【００４９】なお、液晶９は、両基板１，２を前記シー
ル材を介して接合した後に真空注入法によって基板１，
２間に充填してもよいし、両基板１，２を接合する前に
いずれかの基板上に適量供給しておいて、基板１，２の
接合により両基板１，２間に挟持させてもよい。

【００５０】この実施例の液晶表示素子は、その表面側
から入射する外光を裏側基板２の内面において反射膜を
兼ねる対向電極７ａにより反射させて表示するものであ
り、液晶表示素子にその表面側から入射する外光は、表
側基板１の外面に配置されている偏光板１１により直線
偏光されて液晶層に入射する。そして、この入射した光
は、液晶層を透過する過程でそのΔｎ・ｄの値に応じた
複屈折作用を受けるとともに、裏側基板２の内面におい
て対向電極７ａで反射されて再び液晶層を透過し、その
光のうち、前記偏光板１１を透過する偏光成分の光がこ
の偏光板１１を透過して出射する。

【００５１】なお、この液晶表示素子においては、光が
液晶層を往復する過程で二度の複屈折作用を受けるが、
液晶分子１０ａのツイスト角を適当に選んでおけば、電
極３，７ａ間への印加電圧を制御して液晶分子１０ａの
配向状態を変化させることにより、両基板の外面にそれ
ぞれ偏光板をその透過軸を互いに平行にして配置してい
る通常の液晶表示素子と同様な表示を得ることができ
る。

【００５２】そして、この液晶表示素子においては、そ
の下基板２側の対向電極７ａの上に、各画素部Ｄにそれ
ぞれ部分的に対応させて感光性有機物で形成された電界
調整層１３を設け、その上に配向膜９を設けているた
め、各画素部Ｄの電極３，７ａ間のインピーダンスが、
電界調整層１３のある領域Ｄ2 と、前記電界調整層１３
がない領域Ｄ1 とで異なっており、したがって、電極
３，７ａ間に印加される電圧が画素部Ｄの全域において
同じであっても、電界調整層１３のある領域Ｄ2 の液晶
と、電界調整層１３がない領域Ｄ1 の液晶とには、前記
インピーダンスの差に応じた異なる強さの電界が印加さ
れる。

【００５３】上記電極３，７ａ間のインピーダンスは、
電界調整層１３がない領域Ｄ1 では両基板１，２の配向
膜８，９とその間の液晶１０とのトータルのインピーダ
ンス、電界調整層１３を設けた領域Ｄ2 では、配向膜
８，９とその間の液晶１０および電界調整層１３とのト
ータルのインピーダンスであり、この実施例では、電界
調整層１３を比抵抗と誘電率との両方が配向膜９より大
きいアクリル系の感光性樹脂によって形成しているた
め、電界調整層１３を設けている領域Ｄ2 の電極間イン
ピーダンスが、電界調整層１３がない領域Ｄ1 のインピ
ーダンスより大きくなっている。

【００５４】したがって、同じ画素部Ｄ内でも、電界調
整層１３がない領域Ｄ1 における液晶１０への印加電界
の強さＶ1 と、電界調整層１３のある領域Ｄ2 における
液晶１０への印加電界の強さＶ2 とは、Ｖ1 ＞Ｖ2 とな
る。

【００５５】また、液晶分子１０ａは印加電界の強さに
応じた立上り角で立上り配向するため、電極３，７ａ間
に電界を印加したときの液晶分子１０ａの立上り角（基
板１，２面に対する角度）は、図２のように、画素部Ｄ
のうちの電界調整層１３がない領域Ｄ1 では大きく、電
界調整層１０のある領域Ｄ2 では小さい。

【００５６】すなわち、上記液晶表示素子においては、
電極３，７ａ間に印加される電圧が画素部Ｄの全域にお
いて同じであっても、電界調整層１３のある領域Ｄ2 の
液晶１０と、電界調整層１３がない領域Ｄ2 の液晶とに
は、前記インピーダンスの差に応じた異なる強さの電界
が印加され、これらの領域の液晶分子１０ａが異なる立
上がり状態に配向する。

【００５７】このため、上記液晶表示素子は、電極３，
７ａ間に電圧を印加したときの液晶分子１０ａの立上り
配向状態が画素部Ｄの各領域Ｄ1 ，Ｄ2 において異な
り、したがって、視角による見かけ上のΔｎ・ｄの値の
変化、つまり電圧−透過率特性の視角依存性が各領域Ｄ
1 ，Ｄ2 で異なる。

【００５８】そして、上記液晶表示素子は、１つの画素
部Ｄ内に、電圧−透過率特性の視角依存性が異なる２つ
の領域Ｄ1 ，Ｄ2 が存在するため、画素部全体での見か
け上の視角依存性が軽減され、したがって、階調表示に
おける中間調の表示の際にも広い視野角が得られる。

【００５９】なお、液晶表示素子の画素の大きさ（面
積）は、通常の観察距離からは人間の目では１つ１つの
画素を認識することができない極く小さい大きさであ
り、例えばパーソナルコンピュータ等のＯＡ機器用のも
のでも画素幅が１００μｍ〜２００μｍ程度であるた
め、各領域Ｄ1 ，Ｄ2 は人間の目の分解能では認識でき
ず、したがって、画素は、各領域Ｄ1 ，Ｄ2 の出射光の
強度を平均した明るさの画素として認識される。

【００６０】このように、上記液晶表示素子によれば、
従来考えられている電圧制御方式のように電極を分割し
てその各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を
供給することなく、液晶分子１０ａの立上り配向状態を
各画素部Ｄ内において部分的に異ならせて視野角を改善
し、広い視野角が得ることができる。

【００６１】なお、この実施例では、上記電界調整層１
３をアクリル系感光性樹脂で形成しているが、このアク
リル系感光性樹脂で形成された電界調整層１３は、その
厚さが２μｍ程度であれば光の透過率はほぼ１００％に
近いから、電界調整層１３を設けても表示画像の画質が
悪くなることはない。

【００６２】そして、上記液晶表示素子は、一方の基板
２の電極７ａの上に、比抵抗と誘電率が配向膜９とは異
なる電界調整層１３を部分的に設けることにより、各画
素部Ｄの電極３，７ａ間のインピーダンスを部分的に異
ならせて、液晶１０に前記インピーダンスの差に応じた
異なる強さの電界が印加されるようにしたものであるか
ら、従来考えられている電圧制御方式のように電極を分
割して各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を
供給しなくても、液晶１０に印加する電界の強さを部分
的に変えて視野角を改善することができ、したがって、
前記電圧制御方式のように各分割電極にそれぞれ異なる
電圧値の駆動信号を供給する必要がないため、表示駆動
を簡単に行なうことができる。

【００６３】しかも、上記液晶表示素子では、裏側基板
２の内面に設けた対向電極７ａの上に、各画素部Ｄにそ
れぞれ部分的に対応させて電界調整層１３を設け、その
上に配向膜９を設けているため、裏側基板２側の配向膜
９の膜面を図１のような電界調整層１３上の部分が盛り
上がった凹凸のある面として、各画素部Ｄの液晶層厚ｄ
1 ，ｄ2 に差をもたせることができ、したがって、領域
Ｄ1 の初期のΔｎ・ｄ（Δｎ・ｄ1 ）の値と、領域Ｄ2
の初期のΔｎ・ｄ（Δｎ・ｄ2 ）の値とを異ならせて、
画素部全体での視角依存性をより効果的に軽減すること
ができる。

【００６４】また、上記液晶表示素子は、裏側基板２の
内面に設ける対向電極７ａをＡl またはＡl 系合金等の
金属膜で形成してこの対向電極７ａに反射膜を兼ねさせ
るとともに、表側基板１の外面だけに１枚の偏光板１１
を配置して、この偏光板１１に偏光子と検光子との両方
の機能をもたせたものであるため、表裏両面にそれぞれ
偏光板を配置している液晶表示素子に比べて偏光板によ
る光吸収が少なく、したがって、光のロスを少なくして
表示をより明るくすることができる。

【００６５】さらに、上記液晶表示素子は、上記電界調
整層１３を、アクリル系感光性樹脂等の感光性有機物で
形成しているため、この電界調整層１３を、上述した製
造方法のように、感光性有機物を塗布し、その有機物膜
を所定パターンに露光および現像処理することによって
形成することができ、したがって、前記電界調整層１３
を、少ない工程数で容易に、かつ高精度に形成すること
ができる。

【００６６】すなわち、上記電界調整層１３は、例えば
Ｓi Ｏ₂ （酸化硅素）を主成分とする透明絶縁物によっ
ても形成することができ、その形成方法としては、(1)
Ｓi Ｏ₂ を主成分とする液状物質を電極上に部分的に印
刷し、その印刷膜を焼成して電界調整層を形成する方
法、(2) Ｓi Ｏ₂ を主成分とする液状物質をスプレーガ
ン等により噴霧してその液滴を電極上に付着させ、この
付着物を焼成して電界調整層を形成する方法、(1) Ｓi
Ｏ₂ を主成分とする絶縁物膜をプラズマＣＶＤ装置等に
よって電極上に成膜し、その膜をフォトリソグラフィ法
によりパターニングして電界調整層を形成する方法、が
考えられる。

【００６７】しかし、上記 (1)の方法は、電界調整層の
形成工程は少ないが、極く小さい画素面積内の限られた
領域に上記液状物質を印刷することは非常に高度な印刷
技術を必要とするため、電界調整層を容易に形成できる
とはいえない。

【００６８】(2)の方法は、電界調整層を少ない工程数
でしかも容易に形成できるが、電極上に付着する液滴の
大きさの制御が難しく、またその付着箇所も一定しない
ため、所望の面積および形状の電界調整層を精度よく形
成することができない。

【００６９】(3)の方法は、絶縁物膜の成膜にプラズマ
ＣＶＤ装置等を必要とするだけでなく、そのパターニン
グを、前記絶縁物膜の上にフォトレジストを塗布して乾
燥し、そのフォトレジスト膜を露光および現像処理して
エッチングマスクを形成した後、前記絶縁物膜をエッチ
ングする方法で行なわなければならず、したがって、電
界調整層の形成工程数が多いし、また、フォトレジスト
膜の露光および現像処理によって形成されるエッチング
マスクの寸法精度は高いが、前記絶縁物膜をエッチング
する際のサイドエッチング量の制御が難しいため、形成
された電界調整層の寸法精度にもある程度の誤差があ
る。

【００７０】この点、上記液晶表示素子は、電界調整層
１３を感光性有機物で形成しているため、感光性有機物
を塗布して所定パターンに露光および現像処理すること
により、少ない工程数で容易に電界調整層１３を形成す
ることができるし、また５０μｍ四方程度の極く小さい
大きさまで電界調整層１３を高い寸法精度で形成するこ
とができるため、画素幅が１００μｍ〜２００μｍ程度
の画素面積内の限られた領域に電界調整層１３を形成す
るのに有利である。

【００７１】しかも、上記実施例の液晶表示素子は、裏
側基板２の内面に設ける対向電極７ａをＡl またはＡl
系合金等の金属膜で形成してこの対向電極７ａに反射膜
を兼ねさせたものであるため、その上に設ける電界調整
層１３を上記 (3)の方法で形成すると、Ｓi Ｏ₂ を主成
分とする絶縁物膜のエッチング時に対向電極７がエッチ
ングされてダメージを受けるが、電界調整層１３を感光
性有機物で形成すれば、その形成時に対向電極７にダメ
ージを与えることはない。

【００７２】なお、上記実施例では、裏側基板２側に電
界調整層１３を設けているが、この電界調整層１３は、
表側基板１の画素電極３の上に設けてもよいし、両方の
基板１，２の電極３，７ａの上にそれぞれ設けてもよ
い。

【００７３】また、上記実施例では、表側基板１に画素
電極３とＴＦＴ４を設け、裏側基板２に対向電極７ａを
設けているが、これと逆に、裏側基板に画素電極とＴＦ
Ｔを設け、表側基板に対向電極を設けてもよく、その場
合は対向電極をＩＴＯ等からなる透明電極とし、画素電
極を金属膜で形成してこの画素電極に反射膜を兼ねさせ
ればよい。

【００７４】さらに、上記実施例の液晶表示素子は、裏
側基板２側の電極７ａに反射膜を兼ねさせて、表側基板
１の外面だけに１枚の偏光板１１を配置したものである
が、この発明は、両基板に設ける電極をそれぞれ透明電
極とし、両基板の外面にそれぞれ偏光板を配置した液晶
表示素子にも適用できるし、また反射型に限らず、透過
型の液晶表示素子にも適用することができる。

【００７５】図４はこの発明の他の実施例を示す液晶表
示素子の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示
素子は、多色カラー画像を表示する透過型のアクティブ
マトリックス液晶表示素子である。

【００７６】この液晶表示素子は、表側基板１の内面
に、遮光膜（ブラックマトリックス）５と、複数の色の
カラーフィルタ、例えば赤色フィルタ１４Ｒと緑色フィ
ルタ１４Ｒと青色フィルタ１４Ｂとを設け、これらカラ
ーフィルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを覆う透明な保護膜
１５の上に形成した透明な対向電極７ｂの上に、各画素
部にそれぞれ部分的に対応させて感光性有機物で形成さ
れた電界調整層１３を設けてその上に配向膜９を設ける
とともに、裏側基板２の内面に、透明な画素電極３およ
びＴＦＴ４と配向膜８とを設けたものであり、この液晶
表示素子では、両基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１
１，１２を配置している。

【００７７】なお、この実施例の液晶表示素子は、表側
基板１に遮光膜５とカラーフィルタ１４Ｒ，１４Ｇ，１
４Ｂと対向電極７ｂおよび電界調整層１３を設け、裏側
基板２に画素電極３とＴＦＴ４を設けたものであるが、
基本的な構成は図１に示した実施例の液晶表示素子と同
じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略
する。

【００７８】また、図１および図４に示した実施例で
は、各画素部Ｄをそれぞれ左右にほぼ二等分した２つの
領域Ｄ1 ，Ｄ2 に分け、その一方の領域Ｄ2 に対応させ
て電界調整層１３を設けているが、これに限らず、例え
ば画素部を上下および左右にそれぞれほぼ二等分した４
つの領域に分け、そのうちの２つの領域に対応させて電
界調整層を設けてもよい。

【００７９】さらに、上記実施例では、電界調整層１３
を設けた基板側の配向膜９の膜面を、電界調整層１３上
の部分が盛り上がった凹凸のある面としているが、この
配向膜９は、その膜面がほぼ平坦になるように形成して
もよく、その場合でも、電界調整層１３を、比抵抗と誘
電率の少なくとも一方が配向膜９より大きい感光性有機
物で形成すれば、各画素部の電極間のインピーダンス
を、電界調整層１３のある領域と、前記電界調整層１３
がない領域とで異ならせて、広い視野角を得ることがで
きる。

【００８０】また、上記実施例の液晶表示素子は、ＴＦ
Ｔをアクティブ素子とするアクティブマトリックス型の
ものであるが、この発明は、ＭＩＭ等の２端子の非線形
抵抗素子をアクティブ素子とするアクティブマトリック
ス液晶表示素子や、単純マトリックス型の液晶表示素子
にも、また単純マトリックス型の液晶表示素子にも、さ
らにはセグメント表示型の液晶表示素子にも適用でき
る。

【００８１】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、少なくとも
一方の基板の電極の上に、各画素部にそれぞれ部分的に
対応させて、感光性有機物で形成された電界調整層を設
け、その上に配向膜を設けたものであるから、従来考え
られている電圧制御方式のように電極を分割してその各
分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を供給する
ことなく、液晶分子の立上り配向状態を各画素部内にお
いて部分的に異ならせて視野角を改善し、広い視野角が
得ることができるし、また、前記電圧制御方式のように
各分割電極にそれぞれ異なる電圧値の駆動信号を供給す
る必要がないため、その表示駆動を簡単に行なうことが
できる。

【００８２】また、この発明の液晶表示素子の製造方法
は、前記電界調整層を、感光性有機物を塗布してその有
機物膜を所定パターンに露光および現像処理して形成す
るものであるから、電界調整層を少ない工程数で容易に
かつ高精度に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示素子の一部
分の断面図。

【図２】同じく電界印加状態における液晶分子配向状態
を示す図。

【図３】電界調整層１３の形成工程を示す、感光性有機
物膜の露光処理状態の断面図および電界調整層を形成し
た状態の断面図。

【図４】この発明の他の実施例を示す液晶表示素子の一
部分の断面図。

【図５】従来の液晶表示素子の一部分の断面図。

【図６】従来の液晶表示素子の電界印加状態における液
晶分子配向状態を示す図。

【符号の説明】１，２…基板３…画素電極４…ＴＦＴ５…遮光膜６…絶縁膜７ａ…対向電極（反射膜を兼ねる電極）７ｂ…対向電極（透明電極）８，９…配向膜１０…液晶１０ａ…液晶分子１１，１２…偏光板１３…電界調整層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…カラーフィルタ１５…保護膜Ｄ…画素部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極と配向膜とを設けた一対の基板間に液
晶を挟持してなり、かつ前記液晶の分子を両基板間にお
いてツイスト配向させた液晶表示素子において、少なくとも一方の基板の電極の上に、各画素部にそれぞ
れ部分的に対応させて、感光性有機物で形成された電界
調整層を設け、その上に前記配向膜を設けたことを特徴
とする液晶表示素子。
【請求項２】電界調整層は、その比抵抗と誘電率の少な
くとも一方が配向膜と異なっていることを特徴とする請
求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法
であって、少なくとも一方の基板の電極上に設ける電界
調整層を、感光性有機物を塗布し、その有機物膜を所定
パターンに露光および現像処理して形成することを特徴
とする液晶表示素子の製造方法。