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KR100232690B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR100232690B1
KR100232690B1 KR1019960056886A KR19960056886A KR100232690B1 KR 100232690 B1 KR100232690 B1 KR 100232690B1 KR 1019960056886 A KR1019960056886 A KR 1019960056886A KR 19960056886 A KR19960056886 A KR 19960056886A KR 100232690 B1 KR100232690 B1 KR 100232690B1
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KR
South Korea
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liquid crystal
electrode
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electrodes
display device
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노부유끼 이또
마사미 기도
Original Assignee
마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
스켈튼 스테픈 리차드
더 시크리터리 오브 스테이트 포 디펜스 인 허 브리태닉 마제스티스 거번먼트 오브 디 유나이티드 킹덤 오브 그레이트 브리튼 앤드 노던 아일랜드
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Publication date
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Abstract

액정 표시 장치는, 소정 범위에서의 개수가 주사 전극보다 많은 신호 전극을 갖는 전극 기판의 배향막에, 신호 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고 있다. 한편, 주사 전극을 갖는 전극 기판의 배향막에 주사 전극의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직으로 일축 배향 처리가 실시되고 있다.
또, 양 배향막에 실시되는 일축 배향 처리의 방향은 평행하다. 이에 의해, 전극에 의한 단차로 스멕틱층의 성장이 방해받는 횟수가 적어지기 때문에, 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 결함이 없는 균일한 배향 상태를 실현하고, 균일하고 높은 콘트라스트의 표시 특성을 얻을 수 있다.

Description

액정 표시 장치
제1(a)도는 본 발명의 제1실시예에 관한 액정 표시 장치의 요부의 구조를 나타내는 단면도.
제1(b)도는 상기 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제2도는 제1(a)도의 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조와 지그재그 결함과의 관계를 나타내는 평면도.
제3도는 본 발명의 제1실시예의 변형예 1에 관한 액정 표지 장치의 전극 구조를 나타내는 평면도.
제4(a)도는 본 발명의 제1실시예의 변형예 2에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제4(b)도는 제4(a)도의 평면도의 A-A′선을 따라 절취한 단면도.
제5(a)도는 상기 변형예 2에 관한 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제5(b)도는 제5(a)도의 평면도의 B-B′선을 따라 절취한 단면도.
제6(a)도는 본 발명의 제1실시예의 변형예 3에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제6(b)도는 제6(a)도의 평면도 C-C′선을 따라 절취한 단면도.
제7(a)도는 본 발명의 제1실시예의 변형예 3에 관한 다른 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제7(b)도는 제7(a)도의 평면도 D-D′선을 따라 절취한 단면도.
제8(a)도는 본 발명의 제1실시예의 변형예 3에 관한 또 다른 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제8(b)도는 제8(a)도의 평면도 E-E′선을 따라 절취한 단면도.
제9도는 제8(a)도의 전극을 갖는 액정 표시 장치보다 더 스페이서가 많이 설치된 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제10(a)도는 본 발명의 제2실시예에 관한 액정 표시 장치의 요부의 구조를 나타내는 단면도.
제10(b)도는 제10(a)도의 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제11도는 제10(a)도의 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조와 지그재그 결함과의 관계를 나타내는 평면도.
제12도는 본 발명의 제2실시예의 변형예 1에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제13(a)도는 본 발명의 제2실시예의 변형예 2에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제13(b)도는 제13(a)도의 평면도 F-F′선을 따라 절취한 단면도.
제14(a)도는 제13(a)도의 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제14(b)도는 제14(a)도의 평면도 G-G′선을 따라 절취한 단면도.
제15(a)도는 본 발명의 제3실시예에 관한 액정 표시 장치의 요부의 구조를 나타내는 사시도.
제15(b)도는 제15(a)도의 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제16도는 제15(a)도의 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조와 지그재그 결함과의 관계를 나타내는 평면도.
제17(a)도는 본 발명의 제3실시예의 변형예 1에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제17(b)도는 제17(a)도의 평면도 H-H′선을 따라 절취한 단면도.
제18(a)도는 제17(a)도의 전극을 갖는 액정 표시 장치와 러빙 방향을 다르게 한 액정 표지 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제18(b)도는 제18(a)도의 평면도 I-I′선을 따라 절취한 단면도.
제19(a)도는 본 발명의 제3실시예의 변형예 2에 관한 액정 표시 장치에서의 전극의 구조를 나타내는 평면도.
제19(b)도는 제19(a)도의 평면도 J-J′선을 따라 절취한 단면도.
제20(a)도는 스멕틱 C상의 액정 분자의 배열을 모식적으로 나타낸 사시도.
제20(b)도는 제20(a)도의 액정 분자의 배열을 층면의 법선 방향에서 본 정면도.
제21(a)도는 강유전성 액정의 헬리컬 피치보다 짧은 갭으로 대향하는 셀에서의 분자의 나선 구조가 풀려진 상태를 나타내는 사시도.
제21(b)도는 상기 셀에서 액정 분자의 장축과 자발 분극의 방향이 동일하게 일치한 상태를 나타내는 사시도.
제21(c)도는 액정 분자의 배향이 제21(b)도의 상태와 다른 상태로 전환된 상태를 나타낸 사시도.
제22도는 각 스멕틱층의 새브론 구조를 나타내는 정면도.
제23(a)도는 표시면상에 나타낸 지그재그 결함을 나타내는 설명도.
제23도(b)도는 지그재그 결함을 생기게 하는 새브론 구조를 나타내는 정면도.
제23(c)도는 지그재그 결함의 발생부 부근의 액정 분자의 배향 상태를 모식적으로 나타낸 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1·2 : 글래스 기판 3 : 신호 전극
4·6 : 절연막 5 : 주사 전극
7·8 : 배향막 9 : 액정
10 : 봉지제 11·12 : 편광판
13·14 : 전극 기판 15·16 : 스페이서
17 : 마이크로 칼라 필터 18 : 차광부재
19 : 오버 코팅층
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 강유전성 액정을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 배향 결함이 없도록 한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 장치는, 네마틱 액정을 이용한 것이 주류가 되고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치로서는, TN(Twisted Nematic)형 액정 표시 장치 및 TN형을 개량한 STN(Super-Twisted Nematic)형 액정 표시 장치를 들 수 있다.
TN형 액정 표시 장치에서는, 광투과률의 전압에 의존하는 임계 특성이 충분히 가파르지 않기 때문에, 구동 방식의 멀티플렉스화가 진행함에 따라서 구동 마진이 좁아지게 되고, 충분한 콘트라스트가 성취되지 않게 된다고 하는 결점이 있다.
또, STN형 액정 표시 장치에서는, 액정 분자가 큰 트위스트 각도로 배향됨으로써, 상기와 같은 결점을 개선할 수 있다. 그러나, STN형 액정 표시 장치는 대용량 표시에 이용되게 되면, 콘트라스트나 응답 속도가 저하하게 되는 결점이 있다.
따라서, 이와 같은 결점을 개선하기 위해서, 키럴 스멕틱 C 액정, 즉 강유전성 액정을 이용한 액정 표시 장치가, “Applied Physics Letters” 36, (1980) p.899에서, N.A.Clark과 S.T.Lagerwall에 의해서 제안되고 있다. 이 액정 표시 장치에서는, 액정 분자의 유전 이방성을 이용한 네마틱 액정을 구동하는 액정 표시 장치와 달리, 강유전성 액정의 자발 분극의 극성과 전계의 극성을 정합시키는 회전력을 이용하고 있다.
강유전성 액정은 제20(a)도 및 제20(b)도에서 나타낸 바와 같이, 벌크(bulIk) 상태에서는 액정 분자(101)의 장축이 스멕틱층의 경계를 형성하는 층면(102)에 수직인 법선 z에 대하여 일정 각도θ 경사지고, 또 그 경사 방위가 층간에서 법선 z를 따라 일정 각도ø씩 회전하도록 분자 배열이 헬리컬 피치에 걸쳐 형성되어 있다. 또, 각 액정 분자(101…)는 장축과 법선 z중 어디에도 직교하는 방향으로 자발 분극(103)을 가지고 있다.
이와 같은 강유전성 액정은 제21(a)도에서 나타낸 바와 같이, 편광판이 접합된 2개의 전극 기판이 헬리컬 피치보다 얇은 갭으로 대향하여 배치되어 이루어진 셀(104)에 주입되면, 상기 나선 구조가 풀린다. 따라서, 액정 분자(101)가 법선 z에 대하여 틸트각 +θ 경사져 안정된 영역과, 액정 분자(101)가 역방향으로 틸트각 -θ 경사져 안정된 영역이 혼재하여 두 개의 안정된 상태가 형성된다.
이와 같은 강유전성 액정에 액정 분자(101)의 장측과 한 쪽의 편광판의 편장축(105)을 일치시킨 상태에서 전계를 인가함으로써, 제21(b)도에서 나타낸 바와 같이 액정 분자(101)의 장축과 자발 분극(103)의 방향이 동일하게 일치한다. 이 때, 부(負)의 전계를 인가하면 복굴절 효과가 생기지 않기 때문에, 입사광은 복굴절되지 않는다. 이 상태로부터, 제21(c)도에서 나타낸 바와 같이, 인가하는 전계의 극성을 전환함으로써, 액정 분자(101)의 배향이 일정 상태로부터 다른 상태로 전환되는 스위칭 동작이 행해진다.
이에 의해, 셀(104)내의 강유전성 액정에서는 입사광이 복굴절한다. 따라서, 두 개의 편광자로 셀(104)을 사이에 끼워 광의 투과를 제어하여, 암(dark) 상태(제21(b)도)와 명(bright) 상태(제21(c)도)를 얻을 수 있다.
또, 전계의 인가를 정지하여도, 액정 분자(101)의 배향이 계면의 배향 규제력에 의해 전계 인가시의 상태로 유지된다. 이것은, 강유전성 액정의 메모리성으로서의 특징이 되고 있다. 게다가, 스위칭은 전계가 자발 분극(103)에 직접 작용하기 때문에, 네마틱 액정 표지 장치의 1/1000 이하의 시간으로 고속으로 응답할 수 있고 이에 의해 고속 표시가 가능하게 된다.
강유전성 액정은, 상기와 같은 방안정성, 메모리성 및 고속 응답성뿐만이 아니라, 광시야각 등의 유용한 특징을 가지고 있다. 따라서, 최근에는, 고정밀하고 대용량의 액정 표시 장치로의 강유전성 액정의 응용이 잘 행해지고 있다.
그러나, 상기와 같은 강유전성 액정에도 많은 문제가 있다. 우선, 강유전성을 나타내는 키럴 스멕틱 C상의 액정은 통상의 네마틱 액정에 비해 분자 환경의 대칭성이 낮고 또한 결정성이 높기 때문에, 동일하게 배향시키는 것이 곤란하고, 이에 의해 균일한 표시를 얻는 것이 곤란하다.
강유전성 액정의 연구의 초기에는, 스멕틱 C상이 기판에 수직으로 배열된 북셀프형(bookshelf type)으로 불리는 층구조를 이룬다고 생각되고 있었다. 그러나, 종래의 러빙 등에 의한 일축 배향법을 이용하여 제작된 셀에 있어서는, 스멕틱 현상이나 광학 특성이 예상되고 있던 것과 크게 다르고 제안되어 있던 분자 배향 모델과는 전혀 다른 스위칭 동작을 행하고 있던 것으로 판단되고 있다.
그 큰 요인으로서, 제22도에서 나타낸 바와 같이, 기판(106·106)간에 형성되는 각 스멕틱층(107…)이 세브론(chevron)이라고 불리는 중간부에서 굴곡된 구조를 이루는 것이, X선을 이용한 소각 산란법에 의해 이미 해석되고 있다. 이 구조는 액정 및 기판(106)의 계면에서의 프리틸트각과 스멕틱층(107)의 굴곡 방향과의 관계로부터, 제23(b)도 및 제23(c)도에서 나타낸 바와 같이, C1 상태와 C2 상태로 분류된다. 또, 상기 구조는 대향하는 기판(106·106)간에서 액정 분자가 동일하게 배향되어 있는 균일 배향과 액정 분자가 비틀어져 배향되어 있는 트위스트 배향으로도 분류된다.
균일 배향은 분자가 거의 일축으로 배향되어 있기 때문에, 편광축이 서로 직교하는 2개의 편광판에 의해 소광위(extinction positions)가 나타나지만, 트위스트 배향에서는 비틀린 분자에 의해 선광(rotary polarization)이 생기기 때문에 소광위가 나타나지 않는다. 따라서, 강유전성 액정의 배향 상태로서는, C1U(C1-Uniform), C2U(C2-Uniform), C1T(C1-Twisted), C2T(C2-Twisted) 4 종류가 존재한다(“LIQUID CRYSTALS” 1993, Vol. 15, No. 5, p.669-p.687 참조).
이들 배향중, C2U 배향은 고 콘트라스트가 얻어지는 등의 이유로 표시 장치에 적용하고 있다(“Ferroelectrics” 1193, Vol. 149, pp. 183-192 및 “JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS” VOL.33, pp.1972-1976, No. 4A, APRIL, 1994 참조).
상기와 같은 새브론 구조에서는, 제23(a)도에서 나타낸 바와 같이, 스멕틱층(107…)의 경사 방향이 다른 장소에서 소위 지그재그 결함이 나타난다. 이 지그재그 결함은 러빙 방향을 향하여 발생하는 곡선상의 헤어핀(hairpin) 결함과, 러빙 방향과 역 방향을 향하여 발생하는 예각상의 라이트닝(tightening) 결함으로 분류된다.
균일한 표시 특성을 얻기 위해서는, 이와 같은 결함의 존재가 문제가 되는 것은 물론, 결함을 사이에 둔 양측의 배향 상태에서 광학 특성이 크게 다르게 된다.
그 때문에, 지그재그 결함이 발생하지 않도록, 스멕틱층의 굴곡 방향을 균일하게 제어하는 것이 중요하다(“LIQUID CRYSTALS” 참조).
균일한 배향과 트위스트 배향이 혼재하는 상태는, 콘트라스트의 저하나 표시에 플리커링이 생기기 때문에, 표시 장치에 있어서는 바람직하지 않다. 균일 배향 및 트위스트 배향은 액정의 자발적인 비틀림력, 액정과 배향막과의 분자간 상호 작용, 극성 에너지 등에 지배된다고 생각되고 있다. 이 때문에, 양 배향이 혼재하는 것의 영향은, 액정 재료와 배향막 재료의 조합을 조정함으로써 제어된다.
한편, C1 상태 및 C2 상태의 안정성은, 액정의 층 경사각 및 틸트각과 배향막의 프리틸트각 θP(제23(b)도)과의 관계 등의 기하학적인 효과에 의해 지배된다고 생각되고 있다. 이 때문에, 종래에는 상기 각도의 관계를 제어하는 것이 제안되고 있지만(“Ferroelectrics” 1991, Vol.114, pp.3-26 참조), 그 제어가 불완전하기 때문에, 실제로는 유효한 해결책이 되고 있지 않다.
그 원인으로서는, 스멕틱층(107)의 경사 방향이, 액정의 틸트각 및 층경사각과 프리틸트각과의 관계만이 아니고, 특개평 1-179915호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 기판간에 설치되는 스페이서와 같은 이물질의 원인으로 돌발적으로 반전하는 것을 들 수 있다. 이 경우에는, 스페이서가 핵이 되어 지그재그 결함이 발생하는 것으로 생각된다.
또, 키럴 스멕틱 C 액정은 결정성이 높게 유동하기 어려운 성질을 갖고 있기때문에, 기계적인 충격을 받으면 스멕틱층 구조를 파손하여 버린다. 따라서, 키럴 스멕틱 C액정은, 일단 네마틱상을 나타내는 온도 이상의 온도로 가열하지 않으면 원래의 배향 상태로 되돌아오지 않는다고 하는 문제를 갖고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 충격을 완화하는 방법을 채용할 필요가 있다.
예를 들면, 특공평 2-17007호 공보에서는, 감광성 폴리이미드 등을 사용하여 원통상이나 띠상의 돌기체를 셀내에 설치하는 것을 제안하고 있다. 또, 특개소 63-l16126호 공보에서는, 접착성을 갖는 스페이서에 의해 대향하는 기판을 강고하게 접착하는 것을 제안하고 있다. 이에 의하면, 충격을 받아도 돌기체나 스페이서에 의해 기판이 벤딩(bending)되지 않기 때문에, 충격이 액정에 전달되지 않는다. 그러나, 이들의 구조에서는 스페이서 끼리의 간격이 좁으면, 액정의 주입성이 손상되고, 일부의 화소에 액정이 주입되지 않게 될 우려가 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명의 목적은 결함이 없는 균일한 배향 상태를 실현하고, 균일하고 높은 콘트라스트의 특성으로 표시를 행할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 액정의 주입성을 양호하게 유지하는 한편, 기계적 충격에 대해서도 분자 배향이 흐트러지지 않는 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제1액정 표시 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서,
절연성이며 투광성인 기판, 이 기판상에 스트라이프 형상으로 배열되는 복수의 전극 및 이들 전극을 피복하는 배향막을 가지며, 각각의 전극이 교차하도록 대향하여 배치되는 투광성의 한 쌍의 전극 기판과,
상기 전극 기판 간에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고,
상기 양쪽 전극 기판중 소정 범위에서의 전극수가 많은 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고,
다른 측의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직으로 일축 배향 처리가 실시되고,
상기 양쪽 전극 기판은 각각의 배향 방향이 상호 평행 또는 거의 평행하게 되도록 배치되어 있다.
상기 구성에 있어서, 양쪽 전극 기판상에는 전극 부분과 인접하는 전극 끼리의 사이에 나타나는 기판 부분이 존재한다. 전극 부분과 기판 부분에서는, 도전체와 절연체로서 대전 상태가 다르고, 또한 표면 에너지의 극성 성분 및 비극성 성분도 다르다. 이 때문에, 각각의 부분이 배향막을 거쳐 강유전성 액정에 부여하는 영향도 다르다. 이와 같은 배향막 하지(下地)의 차이는 스멕틱층의 성장을 방해하는 요인이 된다.
이에 대하여, 상기 구조에서는, 배향 방향이 소정 범위에서의 개수가 많은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 통일되어 있다. 이에 의해, 강유전성 액정에서 배향막의 하지의 상태의 차이가 적은 방향을 따라 스멕틱층이 성장한다.
따라서, 스멕틱층의 성장이 방해받기 어렵게 되어, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 그 결과, 균일하고 높은 콘트라스트의 표시 특성을 얻을 수 있다.
상기 제1액정 표시 장치에서, 바람직하게는, 상기 양쪽 전극 기판간의 간격을 유지함과 함께 상기 양전극 기판을 접합하는 간격 유지제로서, 소정 범위에서의 전극수가 많은 쪽의 전극 기판의 인접하는 전극 간에, 전극의 길이 방향과 평행하게 또한 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하고 있다.
이와 같이, 간격 유지체가 배향 방향을 따라 스트라이프 형상으로 배열되어 있기 때문에, 스멕틱층의 성장이 간격 유지체에 의해 방해받는 일은 없다. 그 때문에, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 게다가, 간격 유지체가 양쪽 전극 기판을 접합하기 때문에, 기계적 충격에 의해 배향이 흐트러지는 일이 없다. 따라서, 내충격성이 높아, 안정된 표시 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 제2액정 표시 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서,
절연성이며 투광성인 기판, 이 기판상에 스트라이프 형상으로 배열되는 복수의 전극 및 이들 전극을 피복하는 배향막을 가지며, 각각의 전극이 교차하도록 대향하여 배치되는 투광성의 한 쌍의 전극 기판과,
상기 전극 기판간에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고,
상기 양쪽 전극 기판중 가장 폭이 좁은 전극을 갖는 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고, 다른 측의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직으로 일축 배향 처리가 실시되고,
상기 양쪽 전극 기판은 각각의 배향 방향이 상호 평행 또는 거의 평행하게 되도록 배치되어 있다.
상기 구성에서는, 배향 방향이 가장 폭이 좁은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행 방향으로 통일되어 있다. 이에 의해, 강유전성 액정에서, 배향막의 하지의 상태의 차이가 적은 방향을 따라서 스멕틱층이 성장한다. 따라서, 스멕틱층의 성장이 방해받기 어렵게 되어, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 그 결과, 균일하고 높은 콘트라스트의 표시 특성을 얻을 수 있다.
상기 제2액정 표시 장치에서, 바람직하게는, 상기 양쪽 전극 기판간의 간격을 유지함과 동시에 상기 양쪽 전극 기판을 접합하는 간격 유지체로서, 가장 폭이 좁은 전극을 갖는 측의 전극 기판의 인접하는 전극간에, 전극의 길이 방향과 평행하게 또한 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하고 있다.
이와 같이, 간격 유지체가 배열 방향을 따라 스트라이프 형상으로 배열되어 있기 때문에, 스멕틱층의 성장이 간격 유지체에 의해서 방해받는 일은 없다. 따라서, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 게다가, 간격 유지체가 양쪽 전극 기판을 접합하기 때문에, 기계적 충격에 의해 배향이 흐트러지는 일은 없다. 따라서, 내충격성이 높아, 안정된 표시 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 제3액정 표시 장치는 상기 목적을 달성하기 위해서,
절연성이며 투광성인 기판, 이 기판상에 매트릭스상으로 배열되는 복수의 화소 전극 및 이들 화소 전극을 피복하는 배향막을 갖는 화소 전극 기판과,
절연성이며 투광성인 기판, 이 기판상에 설치되는 대향 전극 및 이 대향 기판을 피복하는 배향막을 갖고, 대향 전극과 상기 화소 전극이 대향하도록 상기 화소 전극 기판과 대향하여 배치되는 대향 전극 기판과,
상기 화소 전극 기판과 상기 대향 전극 기판과의 사이에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고,
상기 화소 전극 기판은 상기 화소 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고,
상기 대향 전극 기판은 상기 화소 전극 기판에 실시되는 일축 배향 처리와 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고 있다.
상기 구성에서는, 양쪽 전극 기판의 배향 방향이 화소 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행한 방향으로 통일되어 있다. 이에 의해, 강유전성 액정에서, 배향막의 하지의 상태의 차이가 작은 방향을 따라 스멕틱층이 성장한다. 따라서, 스멕틱층의 성장이 방해받기 어려워, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 그 결과, 균일하고 높은 콘트라스트의 표시 특성을 얻을 수 있다.
상기 제3액정 표시 장치에서는, 바람직하게는, 상기 화소 전극 기판과 상기 대향 전극 기판과의 사이의 간격을 유지함과 동시에 그 양쪽 전극 기판을 접합하는 간격 유지체로서, 인접하는 상기 화소 전극 간에, 상기 화소 전극의 길이 방향과 평행하게 또한 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하고 있다.
이와 같이, 간격 유지체가 배향 방향을 따라 스트라이프 형상으로 배열되어 있기 때문에, 스멕틱층의 성장이 간격 유지체에 의해 방해받는 일은 없다. 따라서, 지그재그 결함의 발생이 없는 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다. 게다가, 간격 유지체가 양쪽 전극 기판을 접합하기 때문에, 기계적 충격에 의해 배향이 흐트러지는 일은 없다. 따라서, 내충격성이 높아, 안정된 표시 특성을 얻을 수 있다.
또, 간격 유지체를 갖는 상기 제1 내지 제3중 어느 액정 표시 장치에 있어서도, 바람직하게는, 상기 전극 또는 상기 화소 전극은, 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되고, 상기 간격 유지체는 인접하는 1화소분의 표시 영역의 경계에 배치되어 있다. 이 구성에서는, 상기 전극 또는 상기 화소 전극이 1화소분의 표시 영역에서 다음과 같이 칼라 표시 또는 공간 분할 계조 표시에 적합한 구조가 된다.
예를 들면, 상기 구성이, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치된 칼라 필터를 더욱 포함하고, 1화소분의 표시 영역에서의 상기 전극 또는 상기 화소 전극이 동일한 표시 영역에서의 상기 칼라 필터 각각에 대응하게 하면, 칼라 표시가 가능한 액정 표시 장치에서도, 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.
또, 상기 구성에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라서 설치되어 있으면, 공간 분할 계조 표시가 가능한 액정 표시 장치에 있어서도, 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.
더구나, 상기 구성에서는, 간격 유지체가 인접하는 1화소분의 표시 영역의 경계에 배치됨으로써, 간격 유지체끼리의 간격이 어느 정도 넓게 확보된다. 그 때문에, 강유전성 액정의 주입이 용이하게 되고, 각 화소에 단시간에 충분히 강유전성 액정이 주입된다. 또, 1화소분의 표시 영역이 간격 유지체에 의해 분할되지 않기 때문에, 화소 내에서의 표시 특성이 간격 유지체의 영향을 받지 않는다. 따라서, 본 액정 표시 장치를 채용하면, 액정의 주입 불균일을 방지하여, 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 이점은 이하에서 나타낸 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명에서 명백하게 될 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
[실시예 1]
본 발명의 제1실시예에 대해서 제1도 내지 제9도에 기초하여 설명하면 이하와 같다.
본 실시예에 관한 액정 표시 장치는 제1(a)도에서 나타낸 바와 같은 액정 패널을 구비하고 있다. 이 액정 패널은 상호 대향하는 2개의 글래스 기판(1·2)을 갖고 있다. 또, 투광성 또한 절연성을 가지고 있으면, 글래스 기판(1·2) 대신에 폴리메탈 메타크릴레이트 등의 수지로 이루어진 기판을 이용하여도 좋다.
글래스 기판(1)의 표면에는 예를 들면 인듐 주석 산화물(170)로 이루어진 복수의 투명한 신호 전극(3…)이 상호 평행하게 형성되어 있다. 그 위에는, 예를 들면 SiO2로 이루어진 투명한 절연막(4)이 적층된다. 한편, 글래스 기판(2)상에는 신호 전극(3…)과 동일한 재료로 이루어진 복수의 투명한 주사 전극(5…)이 신호 전극(3…)과 직교하도록 상호 평행하게 배치되어 있다. 그 위에는, 절연막(4)과 동일한 재료로 이루어진 투명한 절연막(6)이 적층되어 있다.
절연막(4·6)위에는, 러빙 처리 등의 일축 배향 처리가 실시된 배향막(7·8)이 각각 형성되어 있다. 배향막(7·8)은 폴리이미드막, 나일론막, 폴리비닐막 등의 유기 고분자막이나 SiO2경사 증착막이 이용된다.
글래스 기판(1)에 있어서, 신호 전극(3…)이 형성되는 측과 반대측의 면에는 편광판(11)이 설치되어 있다. 한편, 글래스 기판(2)에 있어서는 주사 전극(5…)이 형성되는 측과 반대측의 면에는 편광판(12)이 설치되어 있다. 이들 편광판(11·12)은 편광축이 상호 직교하도록 배치되어 있다.
상기와 같이, 글래스 기판(1), 신호 전극(3…), 절연막(4), 배향막(7) 및 편광판(11)에 의해 전극 기판(13)이 형성된다. 한편, 글래스 기판(2), 주사 전극(5…), 절연막(6), 배향막(8) 및 편광판(12)에 의해 전극 기판(14)이 형성된다.
액정(강유전성 액정)(9)은 봉지제(10)에 의해 접합된 전극 기판(13·14)간에 형성된 공간 내에 충전되어 있다.
제1(b)도에서 나타낸 바와 같이, 신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…)이 교차하여 형성되는 장방형 영역이 본 액정 표시 장치에서의 화소가 되고 있다. 또, 스트라이프 형상의 주사 전극(5…) 및 신호 전극(3…)은 각각 균일한 폭(D1·D2)으로 형성되어 있고, 주사 전극(5…)이 신호 전극(3…)보다 넓은 폭(D1>D2)으로 되어 있다. 부가하여, 신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…)은 함께 동일한 두께로 형성되어 있다.
인접하는 주사 전극(5·5)의 간격 및 인접하는 신호 전극(3·3)의 간격은 모두 동일하게 설정되어 있다. 통상, 인접하는 전극간의 간격(이하, 전극 스페이스라 칭함)은, 표시 장치의 개구률(표시에 기여하는 전극 부분의 비율)이 최대가 되도록 설정된다. 실질적으로는, 전극 스페이스는 노광, 현상, 에칭이라고 하는 전극 페터닝 공정의 한계에 의해 결정된다. 이 때문에, 표시 장치 내에서는, 전극 스페이스가 일정하게 설정되는 것이 일반적이다.
신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…)의 수는 본 액정 표시 장치에서 1개의 주사 전극(5)상의 화소수와 하나의 신호 전극(3)상의 화소수가 동일하게 되도록 설정되어 있다. 따라서, 하나의 신호 전극(3)과 하나의 주사 전극(5)이 교차하는 영역이 하나의 화소를 형성하는 구성에서는, 신호 전극(3…) 및 주사 전극(5…)의 수는 동일하게 된다. 또, 후술하는 변형예의 액정 표시 장치와 같이, 하나의 화소를 구성하는 신호 전극(3)이 복수개로 분할되는 구성에서는, 신호 전극(3)이 주사 전극(5)보다 많게 된다.
전극 기판(13)에 있어서는, 배향막(7)에 대하여, 신호 전극(3…)의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행한 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 한편, 전극 기판(14)에 있어서는, 배향막(8)에 대하여 주사 전극(5…)의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직인 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 또, 전극 기판(13·14)은 배향막((7·8)에 실시된 러빙 처리가 평행하게 되도록 접합되어 있다.
본 액정 표시 장치에 있어서는, 소정 범위에서의 전극수가 많은 전극 기판에 대하여, 그 전극의 길이 방향과 평행(거의 평행)하게 러빙 처리가 실시된다. 따라서, 주사 전극(5)의 폭D1이 신호 전극(3)의 폭D2보다 좁으면(D1<D2), 배향막(7·8)에 대한 러빙 처리의 방향은 상기 경우와 반대가 된다.
상기와 같이 구성되는 본 액정 표시 장치에서는, 신호 전극(3)을 따라 러빙 처리가 실시됨으로써, 전극에 의한 기판상의 단차의 수가 적은 방향으로 스멕틱층이 성장한다. 이에 의해, 결함이 발생하기 쉬운 단차의 영향을 적게 할 수 있고, 전극 기판(13·14)의 전면에 걸쳐 C2U 배향을 얻을 수 있다.
이것에 대해, 제2도에서 나타낸 액정 표시 장치에서는, 전극 기판(13)에 있어서, 배향막(7)에 대하여, 신호 전극(3…)의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직인 방향으로 러빙 처리를 실시하고, 전극 기판(14)에 있어서 배향막(8)에 대하여 주사 전극(5…)의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행인 방향으로 러빙 처리를 실시하고 있다. 이와 같은 경우, 즉 러빙 방향을 주사 전극(5…)의 길이 방향과 평행하게 한 경우, C2U 배향이나 C1T배향이 혼재함으로써, 지그재그 결함이 인접하는 신호 전극(3·3)의 사이로부터 러빙 방향을 따라 연장되게 발생한다.
일반적으로, 강유전성 액정은 고온측으로부터 등방상, 네마틱상, 스멕틱 A상을 거쳐 강유전상인 스멕틱 C상으로 상전이 한다. 스멕틱 A상으로부터 스멕틱 C상으로의 전이에서는, 먼저 C1배향이 나타나고, 계속하여 약간 저온이 되면 C2배향이 나타난다(“JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS” VOL.30, No.10B, OCTOBER, 1991, pp. L1823-L1825 참조).
C2배향은 C1배향으로부터 변화하면서 액정 패널 내에 성장한다. 이 때, C1배향으로부터의 C2배향의 성장이 실온까지의 상전이에 있어서 액정 패널의 전면에서 완료하면, 지그재그 결함이 없는 균일한 배향이 성취된다. 그러나, C2배향이 성장을 완료하지 않은 중에 C1배향이 남으면, 얻어진 배향에는 지그재그 결함이 생겨 버린다.
이와 같이, 결정성이 높은 스멕틱 C상에서의 C2배향의 성장은 일종의 결정 성장이라고 생각할 수 있다. 성장의 방향은, 일축 배향 방향인 러빙 방향과 일치하고 있다. 종래, 문제가 되고 있던 스페이서 등의 이물질에 의한 지그재그 결함은, 이물질에 의해 C2 배향의 성장이 방해되는 것이 원인이 되어 돌발적으로 발생하는 것이라고 생각할 수 있다.
스트라이프 형상의 전극을 갖는 전극 기판에서는, 전극과 전극 스페이서와의 사이에 전극의 두께의 단차가 있고, 그 단차를 구조적인 이물질이라고 생각할 수 있다. 한편, 이와 같은 전극 기판에서는, 배향막(7·8) 및 절연막(4·6)의 하지가 ITO(전극)과 글래스(글래스 기판)에서 다르게 된다고 하는 차이가 있다. ITO와 글래스에서는 표면 에너지의 극성 성분 및 비극성 성분이 다르다. 또한, 현저하게는, ITO가 도전성 재료인 반면, 글래스는 절연성 재료이기 때문에, 표면에서의 대전의 상태가 크게 다르다. 그러므로, 상기와 같은 하지의 상태가 수백Å라고 하는 얇은 배향막(7·8)을 거쳐, 액정(9)과의 분가간력에 영향을 미친다고 생각된다.
본원 출원인은, 특원평 7-96819호에서, 1화소내에서 셀 갭을 변화시켜 계조표시를 행하는 구성을 창안하고 있다. 이 구성에서는, 1화소내에서 한쪽의 기판상의 전극의 두께를 전극의 길이 방향과 수직인 방향을 따라 다르게 함으로써, 계조표시를 행하도록 되어 있다. 또, 이 구성에서는, 러빙 처리는 전극의 두께가 다른 방향과 수직인 방향, 즉 전극의 길이 방향과 평행한 방향으로 실시된다.
한편, 상기 두께가 다른 전극과 대향하는 다른 측의 기관상의 전극은 균일한 두께로 형성되어 있고, 양쪽 기판의 전극은 직교하도록 배치되어 있다. 따라서, 러빙 처리는 단순히 구조적으로 큰 이물질인 두꺼운 전극에 의한 영향을 경감시키는 방향으로 이루어져 있을 뿐이고, 전술한 분자간의 상호 작용에 의한 영향에 관여하도록 실시되고는 있지 않다.
이에 대하여, 본 액정 표시 장치에서는, 양쪽 전극(3·5)의 두께가 동일하고, 또 글래스 기판(1·2)상에서의 양쪽 전극(3·5)의 두께도 동일하기 때문에, 러빙 처리가 상기 분자간의 상호 작용에 의한 영향을 경감시키는 방향으로 이루어져 있는 것은 명확하다.
여기에서, 제2도의 구성에서는, 제1(b)도의 구성에 비해 보다 많은 전극 스페이스를 횡단하는 방향으로 러빙이 실시되기 때문에, C2배향의 성장이 방해받기 쉽다.
따라서, 동일한 구조를 이루는 액정 표시 장치에 있어서는, 러빙 방향이 단차의 수가 적은 쪽의 전극을 횡단하는 방향인 것에 의해, 균일한 C2U배향을 용이하게 얻을 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시 장치에서는, 소정 범위내에서의 개수가 많은 쪽의 전극(신호 전극 3)측의 배향막(7)에 그 전극의 길이 방향과 평행한 방향으로 러빙 처리를 실시함으로써, 배향 결함이 없는 균일한 C2U배향을 얻을 수가 있다. 따라서, 본 액정 표시 장치는 균일하고 높은 콘트라스트로 표시를 행할 수 있다.
[변형예 1]
다음에, 본 실시예의 제1변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치에서는, 제3도에서 나타낸 바와 같이, 신호 전극(3)이 두 개의 분할 전극(이하, 전극이라고 칭함)(3a·3b)로 구성되어 있고, 전극(3a)이 전극(3b)보다 넓은 폭으로 형성되어 있다. 또한, 각 1개의 전극(3a·3b)와 하나의 주사 전극(5)이 교차하는 영역에 의해, 하나의 화소가 형성된다. 이와 같은 구성에서는, 1화소로의 전압의 인가가 4종류의 조합으로 행해지기 때문에, 계조 표시가 가능하게 된다.
상기와 같이 구성되는 액정 표시 장치를 주사 전극(5) 및 전극(3a·3b)의 폭, 배향막(7·8) 및 액정(9)의 재료를 여러가지로 변경하여 실제로 제작했다.
이 액정 표시 장치의 제작시에는, 주사 전극(5)의 폭을 200∼500㎛의 범위로 설정하고, 전극(3a)의 폭을 100∼300㎛의 범위로 설정하고, 전극(3b)의 폭을 50∼150㎛의 범위로 설정하고, 어느 조합에 있어서도 주사 전극(5)의 폭이 가장 넓게 되도록 하였다.
또, SiO2를 사용하여 절연막(4·6)을 형성하고, 미국 특허 제 5,523,128호 공보에 개시되어 있는 재료를 이용하여 배향막(7·8)을 형성했다. 이 배향막(7·8)은 구체적으로는 아민 성분으로서의 2, 2 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐] 프로판과, 카르복실산 성분으로서의 1, 2, 4, 5-벤젠테트라카르복실산 이무수물을 각각 주원료로서 축합 형성한 폴리이미드막으로 이루어져 있다. 이 폴리이미드막은 다음과 같이 하여 얻어진다.
우선, 상기 아민 성분과, 상기 카르본 성분과, 1-아미마노-4-트리메톡시실릴벤젠을 8 : 7 : 1.8의 몰비로 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 혼합하고, 15℃에서 5시간 중합함으로써 폴리아미드산 10%의 NMP 용액을 얻는다. 이 NMP 용액을 스핀 코팅법에 의해 절연막(4·6)상에 도포하고, 100℃에서 5분간 가소성(假燒成)하고, 또한 200℃에서 1시간 소성함으로써, 500Å 정도로 폴리이미드막을 형성한다. 폴리이미드막의 제작 공정에 있어서는, 상기 소성 온도를 300℃로 하여도 좋고, 상기 몰비를 5 : 4 : 1.8, 4 : 3 : 0.9, 60 : 59 : 1.8 또는 1 : 1 : 0으로 하여도 좋다.
배향막(7·8)에 대한 러빙 처리는 신호 전극(3)의 길이 방향에 평행한 방향으로 행한다. 또, 액정(9)의 재료로서, 메르크사의 강유전성 액정SCE-8 및 특개평 8-101370호 공보에 개시된 강유전성 액정 조성물을 사용했다. 이 강유전성 액정 조성물은 상기 특개평 8-101370호 공보의 실시예에 기재된 조성물이고, 예를 들면, 표 1에서 나타낸 17종류의 화합물 및 표 2에서 나타낸 2종류의 광학 활성 화합물중 몇개인가가 표 3 및 표 4의 조성비로 조합되어 얻어진 조성물이다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
이와 같이 하여, 제작된 모든 액정 표시 장치에 대하여 러빙 롤러의 회전수, 스테이지의 이동 속도, 러빙 롤러의 압입량, 러빙 횟수 등의 러빙 조건을 조정함으로써, 표시 영역의 전체에서 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다.
또, 여기에서의 러빙 조건은, 이하에서 나타낸 바와 같다. 괄호내에 는, 보다 상세한 범위를 나타낸다.
롤라 회전수 : 50∼10000rpm(200∼2000rpm)
스테이지 이동 속도 : 5∼100mm/sec(10∼50mm/sec)
압입량 : 0.1∼3.0mm(1.0∼2.0mm)
러빙 횟수 : 1∼30회(3∼7회)
이 변형예의 비교예로서, 동일한 구성으로 러빙 방향을 주사 전극(5)의 길이 방향과 평행하게 한 액정 표시 장치를 제작하였다. 이 액정 표시 장치에 있어서는, 상기와 같이 러빙 조건을 조정했음에 관계없이, 대부분의 경우, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
[변형예 2]
계속하여, 본 실시예의 다른 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치는, 제4(a)도 및 제4(b)도에서 나타낸 바와 같이, 제1(b)도의 전극 구조와 동일한 전극 구조를 포함하고 있고, 또한 스페이서(15…)를 구비하고 있다. 이 스페이서(15…)는 감광성 폴리이미드로 이루어지고, 신호 전극(3…)의 사이의 각 전극 스페이스에 신호 전극(3…)과 평행, 즉 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 또, 스페이서(15…)는 글래스 기판(1·2) 및 주사 전극(5…)에 접착되어 있어, 간격 유지체로서 기능하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 변형예에서는, 스페이서(15…)와 평행한 방향으로 러빙 처리가 행해진다. 이와 같은 변형예에 있어서는, 상기 러빙 조건을 조정함으로써, 균일한 C2U 배향을 얻는 것이 대체로 용이하였다.
이 변형예에 대하여, 제5(a)도 및 제5(b)도에서 나타낸 바와 같이, 스페이서(15…)와 동일한 재료로 이루어진 스페이서(16…)가 주사 전극(5…)의 각 전극 스페이스에 설치되고, 또 러빙 방향이 스페이서(16…)와 평행한 방향인 액정 표시 장치를 비교예로서 제작했다. 이 액정 표시 장치에서는, 러빙 조건을 조정했음에도 관계 없이, 대부분의 경우 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수가 없었다.
또, 제4(b)도 및 제5(b)도에서는, 상기 절연막(4·6), 배향막(7·8) 등을 생략하고 있고, 후술하는 제6(b)도 내지 제8(b)도에서도 동일하게 생략하고 있다.
또, 본 변형예에서는, 스페이서(15…)에 의해서 기계적 충격에 의한 배향 상태의 혼란없이 배향 상태가 유지된다.
특공평 2-17007호 공보에서는, 스트라이프 형상의 전극간에 평행하게 띠형상 돌기체가 설치되고, 이것과 평행한 방향으로 러빙 처리를 행하는 구성이 개시되어 있다. 그러나, 이 구성에서는, 본 실시예와 같이 폭이 설정된 대향하는 2종류의 전극과의 배치 관계가 특정되어 있지 않다.
여기서, 변형예 1의 액정 표시 장치와 동일한 구성으로, 스페이서(15…)를 갖는 액정 표시 장치를 실제로 제작했다. 이 액정 표시 장치의 제작에 있어서는, 다음의 순서로 두께 1.5㎛의 스페이서(15…)를 형성했다. 먼저, 감광성 아크릴 수지(일본 합성 고무사제-제품 번호 JNPC)를 스핀 코팅 법으로 1.5㎛의 두께로 형성하고, 80℃에서 3분간 소성한다. 계속하여, 포토마스크를 이용하여 노광 및 현상하고, 다시 200℃에서 60분간 소성을 행한다.
이와 같이 제작한 모든 액정 표시 장치에 있어서, 러빙 조건을 조정함으로써, 표시 영역의 전체에서 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다. 또, 각 액정 표시 장치에 낙하, 손가락에 의한 압압 등에 의한 충격을 가하여도 배향이 흐트러지는 일은 없었다.
이 변형예의 비교예로서 동일한 구성으로 스페이서(15…)의 형성 방향 및 러빙 방향을 주사 전극(5)의 길이 방향과 평행하게 한 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에 있어서는, 내충격성에 대해서 상기 구성과 거의 동일한 성능을 얻을 수 있었지만, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
[변형예 3]
다음에, 본 실시예의 또 다른 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치는 제6(a)도 및 제6(b)도에서 나타낸 바와 같이, 글래스 기판(2)상에 1화소 단위로 3원색의 R, G, B에 대응하는 마이크로 칼라 필터(17…)가 형성되어 있다. 인접하는 마이크로 칼라 필터(17·17)의 사이에는 차광부재(블랙 매트릭스)(18…)가 형성되어 있다. 상기 마이크로 칼라 필터(17…)는 오버 코팅층(19)으로 피복되어 있고, 오버 코팅층(19)상에 주사 전극(5…)이 형성되어 있다.
글래스 기판(1)상에 형성되는 신호 전극(3)은 1화소분에서 R, G, B의 각 마이크로 칼라 필터(17…)에 대응하도록 3개의 분할 전극(이하, 전극이라고 칭함)(3c·3d·3e)으로 구성되어 있다. 스페이서(15…)는 1화소 마다의 전극 스페이스에 설치되어 있다. 또, 전극 스페이서(15…)는 복수 화소 마다 설치되어 있어도 된다.
단순 매트릭스 방식의 칼라 액정 표시 장치에서는, 통상, 오버 코팅층이 아크릴이나 폴리이미드와 같은 유기 재료로 이루어지기 때문에, 그 위에 정밀한 ITO 투명 전극을 에칭 등의 방법에 의해 형성하는 것이 곤란하다. 이것은 ITO의 유기 재료로의 밀착성이 ITO의 글래스 기판으로의 밀착성보다 열화하기 때문이다. 따라서, 상기 구성에서는, 폭이 넓은 주사 전극(5…)이 오버 코팅층(19)상에 형성되어 있음으로써, 그 영향을 경감시킬 수 있다.
게다가, 상기 구성에서는, 제7(a)도 및 제7(b)도에서 나타낸 바와 같이, 공간 분할 계조 표시를 위해서, 신호 전극(3)이 각각 2분할된 전극(3c·3c)과, 전극(3d·3d)와, 전극(3e·3e)으로 이루어져 있어도 좋다. 이 구성에서, 스페이서(15…)는 R, G, B마다의 각 전극 스페이스에 형성되어 있다. 또, 스페이서(15…)는 제8(a)도 및 제8(b)도에서 나타낸 바와 같이, 1화소 마다 설치되어 있어도 된다.
제7(a)도 및 제7(b)도에서 나타낸 구성과 같이, 스페이서(15…)의 수를 많게 하면, 내충격성을 높이는 데에는 적합하다. 그러나, 인접하는 스페이서(15·15)끼리의 간격이 좁아질수록 액정의 주입 시간이 길어지기 때문에, 경우에 따라서는 액정이 주입되지 않는 화소가 남아 있을 우려가 있다. 이와 같은 문제에 대해서는, 제8(a)도 및 제8(b)도에서 나타낸 구성과 같이, 스페이서(15·15) 끼리의 간격을 어느 정도 넓게 확보하면 된다. 주입을 양호하게 행하기 위한 스페이서(15·15)끼리의 간격은, 10㎛이상 필요하고, 바람직하게는 100㎛ 이상이면 좋다.
스페이서(15·15) 끼리의 간격은 상기와 같이 내충격성과 액정의 주입 공정을 고려하여 결정되지만, 칼라 필터 또는 화소중 어느 것을 분할하는 것에 관계 없이, 본 변형예에 관한 액정 표시 장치에서는 1화소로서 기능하는 전극을 최소 단위로 하여 1화소마다 또는 복수 화소마다 스페이서(15…)를 설치하는 것이 바람직하다.
1화소를 최소 단위로 하여 스페이서(15…)에 의해 1화소 또는 복수 화소가 분리되는 구조에서는, 화소 내의 부분은 스페이서(15…)에 의한 스위칭 임계치 등의 영향을 동일하게 할 수 있다. 이에 대하여, 1화소가 스페이서(15)에 의해 분리되는 구성에서는, 양 화소내에서 특성이 미세하게 다르게 될 우려가 있고, 이에 의해 칼라 표시나 계조 표시에 악영항이 미치게 된다.
여기에서, 제8(a)도 및 제8(b)도에서 나타낸 구성의 액정 표시 장치를 실제로 제작했다. 제작시에는, 변형예 1에서의 순서와 동일하게 하여 스페이서(15…)를 형성했다. 또, 액정 재료 등은 변형예 1과 동일한 것을 사용했다.
이와 같이 제작한 모든 액정 표시 장치에 대해서, 표시 영역 전체에 균일한 C2U 배향을 얻을 수 있었다. 또, 각 액정 표시 장치에 충격을 가하여도, 배향이 분산하는 일은 없었다. 게다가, 액정 재료를 주입할 때에는, 모든 화소에 충분히 액정을 주입할 수 있었다.
상기 액정 표시 장치에 대하여, 제9도에서 나타낸 바와 같이, 신호 전극(3…)에 대한 모든 전극 스페이스에 스페이서(15…)를 갖는 이외는 제8(a)도 및 제8(b)도에서 나타낸 액정 표시 장치와 동일한 구성의 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에서는, 액정 재료를 주입할 때에, 액정이 주입되지 않는 화소가 남았다.
또, 후술하는 제2실시예에 있어서도, 분할된 신호 전극(5…)을 갖고, 또한 스페이서(15…)가 설치되는 액정 표시 장치를 제작했지만, 본 변형예의 액정 표시 장치와 거의 동일한 결과가 얻어졌다.
[실시예 2]
본 발명의 제2실시예에 대하여 제10도 내지 제14도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 상기 제1실시예에서의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 본 실시예에서의 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 부기하여 그 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 관한 액정 표시 장치는, 제10(a)도에서 나타낸 바와 같이, 전극 구조를 제하고, 상기 실시예 1과 동일하게 구성되어 있다. 본 액정 표시 장치에서는, 글래스 기판(1)상에 신호 전극(2…)이 스트라이프 형상으로 설치되는 한편, 글래스 기판(2)상에 주사 전극(22…)이 스트라이프 형상으로 설치되어 있다. 신호 전극(21…) 및 주사 전극(22…)은 상호 교차하도록 배치되어 있다.
제10(b)도에서 나타낸 바와 같이, 신호 전극(21…) 및 주사 전극(22…)이 교차하여 형성되는 장방형의 영역이 본 액정 표시 장치에서의 화소로 되어 있다.
또, 주사 전극(22…)은 균일한 폭 D3으로 형성되고, 신호 전극(21…)은 도면중 좌측으로부터 우측에 걸쳐서 순차적으로 폭이 좁아지게 되도록 형성되어 있다.
신호 전극(21)의 가장 넓은 폭과 가장 좁은 폭은 각각 D4·D5이고, D5<D3<D4이 되도록 전극폭이 설정되어 있다.
신호 전극(21…) 및 주사 전극(22…)은 함께 동일한 두께로 형성되어 있다. 또, 인접하는 신호 전극(21·21)의 간격 및 인접하는 주사 전극(22·22)의 간격이 모두 동일하게 설정되어 있다.
신호 전극(21…) 및 주사 전극(22…)은 본 액정 표시 장치에서 1개의 신호 전극(21)상의 화소수와 1개의 주사 전극(22)상의 화소수가 동일하게 되도록 개수가 설정되어 있다. 따라서, 1개의 신호 전극(21)과 1개의 주사 전극(22)이 교차하는 영역이 하나의 화소를 형성하는 구성에서는, 신호 전극(21…) 및 주사 전극(22…)의 개수는 동일하게 된다. 따라서, 후술하는 변형예의 액정 표시 장치와 같이 하나의 화소를 구성하는 신호 전극(21…)과 주사 전극(22…)이 동일 개수로 분할되는 구성에서도 신호 전극(21…)과 주사 전극(22…)은 동일 개수가 된다.
전극 기판(13′)에 있어서는, 배향막(7)에 대하여, 신호 전극(21…)의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행한 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 한편, 전극 기판(14′)에 있어서는, 배향막(8)에 대하여 주사 전극(22…)의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직인 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 또, 전극 기판(13′, 14′)은 배향막(7·8)에서 실시된 러빙 처리가 평행하게 되도록 접합되어 있다.
본 액정 표시 장치에 있어서는, 가장 폭이 좁은 전극을 갖는 전극 기판에 대하여, 그 전극의 길이 방향과 평행(거의 평행)하게 러빙 처리가 실시된다. 따라서, 주사 전극(22…)이 가장 폭이 좁은 전극을 포함하고 있으면, 배향막(7·8)에 대한 러빙 처리의 방향이 상기 경우와 반대가 된다.
상기와 같이 구성되는 본 액정 표시 장치에서는, 신호 전극(21…)을 따라 러빙 처리가 실시됨으로써, 전극에 의한 기판상의 단차의 수가 적은 방향으로 스멕틱층이 성장한다. 이에 의해 결함이 발생하기 쉬운 단차의 영향을 적게 할 수 있고, 전극 기판(13′·14′)의 전면에 걸쳐 C2U 배향을 얻을 수 있다.
이에 대하여, 제11도에서 나타낸 바와 같이, 러빙 방향을 주사 전극(22…)의 길이 방향과 평행하게 한 경우, C2U 배향이나 C1T 배향이 혼재하게 함으로써, 지그재그 결함이 인접하는 신호 전극(21·21)의 사이로부터 러빙 방향을 따라 연장되게 발생한다. 이 지그재그 결함은 특히 전극의 폭이 좁은 영역에 집중하여 발생하고 있다.
이와 같은 러빙 방향에 의한 배향 상태의 차이는 현미경에 의한 관찰로부터 다음과 같이 설명할 수 있다.
C2 배향의 성장 과정에서 단차 또는 전극 스페이스에 의해 C2 배향의 성장이 방해받지 않아도, 그것에 계속되는 전극 부분에서는 새롭게 C2 배향이 성장된다.
이 때문에, 성장 방향에 대한 전극 폭이 넓으면, 발생한 지그재그 결함이 전극 부분으로부터 성장한 C2배향에 둘러싸여 소실된다. 그러나, 성장 방향에 대한 전극폭이 좁으면, 발생한 지그재그 결함이 전극 부분으로부터 성장한 C2 배향으로 둘러싸이기전에, 다음의 단차 또는 전극 스페이스에 의해 C2의 성장이 방해받는다.
따라서, 액정 표시 장치에 있어서는, 폭이 좁은 전극에 대하여 C2 배향이 방해받지 않도록 러빙 방향을 정하는 것이 바람직하다.
[변형예 1]
계속하여, 본 실시에의 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 따른 액정 표시 장치에서는, 제12도에서 나타낸 바와 같이, 신호 전극(21)이 두 개의 전극(21a·21b)으로 분할되어 있고, 주사 전극(22)이 두 개의 전극(22a·22b)으로 분할되어 있다. 전극(21a)은 전극(21b)보다 넓은 폭으로 형성되고, 전극(22a)은 전극(22b)보다 넓은 폭으로 형성되어 있다. 게다가, 전극(21a)은 전 전극중 가장 넓고, 전극(21b)은 전 전극중 가장 좁게 되어 있다. 또, 각 1개의 전극(21a·21b)과 각 하나의 전극(22a·22b)이 교차하는 영역에 의해 하나의 화소가 형성된다. 이와 같은 구성에서는, 1화소로의 전압의 인가가 16 종류의 조합으로 행해지기 때문에, 계조 표시가 가능하게 된다.
상기와 같이 구성되는 액정 표시 장치를, 전극(21a·21b) 및 전극(22a·22b)의 폭, 배향막(7·8) 및 액정(9)의 재료를 각각 변경하여 실제로 제작했다.
이 액정 표시 장치의 제작시에는, 전극(21a·21b)의 폭을 각각 300∼500㎛, 50∼100㎛의 범위로 설정하고, 전극(22a·21b)의 폭을 각각 200∼400㎛, 100∼200㎛의 범위로 설정하고, 어느 조합에 의해서도 전술한 전극폭의 순서가 되도록 했다.
또, SiO2을 사용하여 절연막(4·6)을 형성하고, 미국 특허 제 5,523,128호 공보에 개시되어 있는 재료를 사용하여 배향막(7·8)을 형성했다. 배향막(7·8)에 대한 러빙 처리는 신호 전극(21)의 길이 방향에 평행한 방향으로 행했다. 또, 액정(9)의 재료로서, 메르크사제의 강유전성 액정 SCE-8 및 특개평 8-101370호 공보에 개시된 강유전성 액정 조성물을 사용했다.
이와 같이 하여 제작한 모든 액정 표시 장치에 대해서, 러빙 롤러의 회전수, 스테이지의 이동 속도, 러빙의 압입량, 러빙 횟수 등의 러빙 조건을 조정함으로써, 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다.
상기 액정 표시 장치의 비교예로서, 동일 구성으로 러빙 방향을 주사 전극(22)의 길이 방향과 평행하게 한 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에 있어서는, 상기와 같이 러빙 조건을 조정했음에도 불구하고, 대부분의 경우, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수가 없었다.
이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시 장치에서는, 가장 폭이 좁은 전극(신호 전극(21))측의 배향막(7)에 그 전극의 길이 방향과 평행한 방향으로 러빙 처리를 실시함으로써, 배향 결함이 없는 균일한 C2U 배향을 얻을 수 있다. 그러므로, 본 액정 표시 장치는 균일하고 높은 콘트라스트로 표시를 행할 수 있다.
또, 본 액정 표시 장치에서는, 스페이서 및 칼라 필터를 구비하는 경우, 주사 전극(22) 방향의 단면이 제7(b)도 또는 제8(b)도에서 나타낸 바와 같은 구조가 된다.
[변형예 2]
계속하여, 본 실시예의 다른 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치는 제13(a)(b)도에서 나타낸 바와 같이, 제10(b)도의 전극 구조와 동일한 전극 구조를 포함하고 있고, 또한 스페이서(15…)를 구비하고 있다. 이 스페이서(15…)는 제1실시예의 변형예 2의 구성과 동일하게, 신호 전극(21…)의 전극 스페이스에 신호 전극(21…)과 평행, 즉 스트라이프 형상으로 배치되어 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 변형예에서는, 스페이서(15…)와 평행한 방향으로 러빙 처리가 행해진다. 이와 같은 변형예에서, 상기 러빙 조건을 조정함으로써, 균일한 C2U배향을 성취하는 것이 대체로 용이하였다.
이 변형예에 대하여, 제14(a)도 및 제14(b)도에서 나타낸 바와 같이, 스페이서(16…)가 주사 전극(22…)의 전극 스페이스에 설치되고, 또 러빙 방향이 스페이서(16…)와 평행한 방향인 비교예의 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에서는, 러빙 조건을 조정했음에도 불구하고, 대부분의 경우, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
또, 제13(b)도 및 제14(b)도에 있어서는, 상기 절연막(4·6), 배향막(7·8) 등을 생략하고 있다.
또, 본 변형예에서는, 스페이서(15…)에 의해, 기계적 충격에 의한 배향 상태의 흐트러짐이 없다.
여기에서, 변형예 1의 액정 표시 장치와 동일한 구성으로, 스페이서(15…)를 갖는 애정 표시 장치를 실제로 제작했다. 이 액정 표시 장치의 제작에 있어서는, 제1실시예의 변형예 2에서의 순서와 동일하게 하여 두께 1.5㎛의 스페이서(15…)를 형성했다. 그리고, 그 액정 표시 장치에 대하여 동일하게 내충격 시험을 행했다.
이와 같이 제작된 모든 액정 표시 장치에 있어서, 러빙 조건을 조정함으로써, 표시 영역 전체에서 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다. 또, 각 액정 표시 장치에 충격을 가하여도 배향이 흐트러지는 일은 없었다.
이 변형예의 비교예로서, 동일한 구성으로 스페이서(16…)의 형성 방향 및 러빙 방향을 주사 전극(22)의 길이 방향과 평행하게 한 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에 있어서는, 내충격성에 있어서는, 상기 구성과 거의 동일 성능을 얻을 수 있었지만, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
[실시예 3]
본 발명의 제3실시예에 대하여 제15도 내지 제19도에 기초하여 설명하면 이하와 같다. 또, 상기 제1실시예에서의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 본 실시예에서의 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부기하여 그 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 관한 액정 표시 장치는 제15(a)도에서 나타낸 바와 같이, 상호 대향하는 2개의 글래스 기판(1·2)을 구비하고 있다.
글래스 기판(1)의 표면에는 예를 들면 A1으로 이루어진 게이트선(31…)이 상호 평행하게 형성되고, 그 게이트선(11)상에 도시하지 않은 절연막을 거쳐 예를 들면 A1으로 이루어진 소스선(32…)이 상호 평행하게 형성되어 있다. 게이트선(31…) 및 소스선(32…)은 상호 교차하도록 배치되어 있다. 또, 인접하는 게이트선(31·31)과 인접하는 소스선(32·32)으로 둘러싸인 영역에서는, 화소 전극(33)이 배치되어 있다. 화소 전극(33…)은 글래스 기판(1) 전체에 걸쳐 매트릭스상으로 배치되어 있다.
화소 전극(33…)은 인접하는 3개로 1화소의 표시를 행하도록 구성되어 있고, 각각이 R·G·B의 색의 표시를 담당하도록 되어 있다. 제15(b)도에서 나타낸 바와 같이, 1화소가 거의 정방형을 이루고 있기 때문에, 화소 전극(33…) 각각은 소스선(32…)을 따라 길어지는 장방형을 이루고 있다. 또, 화소 전극(33…)의 단변과 장변은 각각 게이트선(31)과 소스선(32)에 평행하게 되도록 형성되어 있다.
게이트선(31…)과 소스선(32…)의 각 교차부 근방에는, TFT(박막 트랜지스터)(34…)가 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(34)는 게이트가 게이트선(31)에 접속되고, 소스가 소스선(34)에 접속되고, 드레인이 화소 전극(33)에 접속되어 있다.
상기 게이트선(31…), 소스선(32…), 화소 전극(33…) 및 TFT(34…)는 도시하지 않은 투명한 절연막 및 배향막(7)에 의해 피복되어 있다. 또, 글래스 기판(1)의 게이트선(31…) 등이 형성된 면과 반대측 면에는 편광판(11)이 형성되어 있다.
한편, 글래스 기판(2)의 표면에는, 공통 전극(35)이 형성되어 있고, 이 공통 전극(35)은 배향막(8)에 의해 피복되어 있다. 또, 글래스 기판(2)의 공통 전극(35…) 등이 형성된 면과 반대측 면에는, 편광판(12)이 형성되어 있다.
상기와 같이, 글래스 기판(1), 게이트선(31…) 등에 의해 전극 기판(36)이 형성된다. 한편, 글래스 기판(2), 공통 전극(35) 등에 의해 전극 기판(37)이 형성된다. 또, 액정(강유전성 액정)(9)은 도시하지 않은 봉지제에 의해 접합된 전극 기판(36·37) 사이에 형성되는 공간내에 충전되어 있다.
전극 기판(36)에서는, 배향막(7)에 대하여 제15(b)도에서 나타낸 바와 같이, 화소 전극(33…)의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행한 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 한편, 전극 기판(37)에서는, 배향막(8)에 대하여, 일축 방향으로 러빙 처리가 실시된다. 또, 전극 기판(36·37)은 배향막(7·8)에 실시된 러빙 처리가 평행하게 되도록 접합되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 액정 표시 장치에서는, 화소 전극(33…)의 길이 방향을 따라 러빙 처리가 실시됨으로써, 전극에 의한 기판상의 단차의 수가 적은 방향으로 스멕틱층이 성장한다. 이에 의해 결함이 발생하기 쉬운 단차의 영향을 적게 할 수 있고, 전면에 걸쳐 C2U 배향을 얻을 수 있다.
이에 대하여, 제16도에서 나타낸 바와 같이, 러빙 방향을 화소 전극(33…)의 가로 방향과 평행하게 한 경우, C2U 배향이나 C1T배향이 혼재함으로써, 지그재그 결함이 소스선(32…)과 화소 전극(33…)과의 사이로부터 러빙 방향을 따라 연장되도록 발생한다.
본 실시예에 관한 액정 표시 장치를, 화소 전극(33)의 장변 및 단변, 배향막(7·8) 및 액정(9)의 재료를 각각 변경하여 실제로 제작했다.
이 액정 표시 장치의 제작시에는, 화소 전극(33)의 장변과 단변을 각각 200∼500㎛, 50∼300㎛의 범위로 설정한다. 또, 절연막, 배향막(7·8) 및 액정(9)에 대해서는, 제1실시예의 변형예 1에서 설명한 액정 표시 장치와 동일한 재료를 이용했다.
이와 같이 하여 제작한 모든 액정 표시 장치에 대해서, 러빙 조건을 조정함으로써, 표시 영역의 전체에서 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다.
상기 액정 표시 장치에 대하여, 동일한 구성으로 러빙 방향을 화소 전극(33)의 가로 벙향과 평행하게 한 액정 표시 장치를 제작했다. 이 액정 표시 장치에 있어서는 러빙 조건의 조정에도 불구하고 대부분의 경우 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시 장치에서는, 배향막(7·8)에 화소 전극(33)의 길이 방향과 평행한 방향으로 러빙 처리를 실시함으로써, 배향 결함이 없는 균일한 C2U 배향을 얻을 수 있다. 그러므로, 본 액정 표시 장치는 균일하고 높은 콘트라스트로 표시를 행할 수 있다.
[변형예 1]
여기에서, 본 실시예의 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치는 제17(a)도 및 제17(b)도에서 나타낸 바와 같이, 제15(b)도의 전극 구조와 동일한 전극 구조를 포함하고 있고, 또한 스페이서(15…)를 구비하고 있다. 이 스페이서(15…)는 소스선(32…)상의 각 전극 스페이스에 화소 전극(33…)의 길이 방향과 평행, 즉 스트라이프 형상으로 배치되어 있다.
상기와 같이 구성되는 액정 표시 장치를 실제로 제작했다. 이 액정 표시 장치의 제작에 있어서는, 상기와 같이 화소 전극(33)의 장변과 단변을 각각 200∼500㎛, 50∼300㎛의 범위로 설정하고, 또한 제1실시예에서의 변형예 2에서의 순서와 동일하게 하여 두께 1.5㎛의 스페이서(15…)를 형성했다. 그리고, 그 액정 표시 장치에 대하여, 동일하게 내충격 시험을 행했다.
이와 같이 제작한 모든 액정 표시 장치에 대하여, 러빙 조건을 조정함으로써, 표시 영역 전체에 균일한 C2U 배향을 용이하게 얻을 수 있었다. 또, 각 액정 표시 장치에 충격을 가하여도 배향이 흐트러지는 일은 없었다.
상기 액정 표시 장치에 대하여, 제18(a)도 및 제18(b)도에서 나타낸 바와 같이, 스페이서(15…)와 동일 재료로 이루어진 스페이서(16…)가 게이트선(13…)상의 각 전극 스페이스에 화소 전극(33…)의 가로 방향과 평행하게 배치되고, 또 러빙 방향이 그 가로 방향과 평행한 방향인 액정 표시 장치를 비교예로서 제작했다. 이 액정 표시 장치에 있어서는, 충분한 내충격성을 얻을 수 있었지만, 러빙 조건을 조정했음에도 불구하고, 지그재그 결함이 많이 발생하여, 균일한 C2U 배향을 얻을 수 없었다.
또, 제17(a)도 및 제17(b)도 및 제18(a)도 및 제18(b)도에서는, 화소 전극(33)과 스페이서(15·16)과의 배치 관계를 나타내는 편의상, 배향막(7·8) 등을 생략하여 두고, 후술의 제19(a)도 및 제19(b)도에 대해서도 동일하게 생략하고 있다. 또, 제17(a)도 및 제17(b)도, 제18(a)도 및 제18(b)도 및 제19(a)도 및 제19(b)도에 있어서는, 간략화를 위해서, TFT(34…)의 도시를 생략하고 있다.
[변형예 2]
이어서, 본 실시예의 다른 변형예에 대하여 설명하기로 한다.
본 변형예에 관한 액정 표시 장치는 제19(a)도 및 제19(b)도에서 나타낸바와 같이, 글래스 기판(2)상에 차광 부재(18…)가 교대로 결합된 마이크로 칼라 필터(17…)가 형성되어 있다. 상기 마이크로 칼라 필터(17…)는 오버 코팅층(19)으로 피복되어 있고, 오버 코팅층(19)상에 공통 전극(35)이 형성되어 있다.
글래스 기판(1)상에 형성되는 화소 전극(33…)은, 1화소분에서 R, G, B의 각 마이크로 칼라 필터(17…)에 대응하도록 배치되어 있다. 스페이서(15…)는 화소 전극(33)의 길이 방향을 따른 1화소 마다의 전극 스페이서에 설치되어 있다. 또, 전극 스페이서(15…)는 복수 화소 마다 설치되어 있어도 된다. 또한, 러빙 처리는 상기 변형예 1와 동일한 방향으로 행해진다.
이와 같이 구성되는 액정 표시 장치를 실제로 제작했지만, 표시 영역 전체에서 균일한 C2U 배향을 얻을 수 있었다. 또, 각 액정 표시 장치에 충격을 가하여도, 배향이 흐트러지는 일은 없었다. 또한, 스페이서(15…)의 간격이 1화소 단위로 설정되어 있기 때문에, 액정 재료를 주입할 때에, 모든 화소에 충분한 액정 재료가 주입된다.
또, 도시하지는 않았지만, 공간 분할 계조를 행하는 경우, 제1실시예의 변형예 3과 같이, R, G, B에 대응하는 화소 전극이 각각 분할된다.
또한, 본 실시예에서는, 스위칭 소자로서 TFT(34)를 이용한 액정 표시 장치에 대하여 설명했지만, 이에 한하지 않고, 화소 전극과 이에 대향하는 전극을 갖는 구조이면, 예를 들어 MIM(Metal Insulator Metal) 소자를 이용한 액정 표시 장치이어도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 화소 전극(33…)이 평행하게 배치된 구성에 대해서 설명했지만, 화소 전극(33…)의 배열은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, R, G, B에 대응하는 화소 전극(33……삼각 형상으로 배치된다. 소위 델타 배열의 구성이라도 된다.
발명의 상세한 설명란에 기재된 구체적인 실시 양태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로서, 이와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석해야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기술되는 특허 청구 사항의 범위내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (21)

  1. 액정 표시 장치에 있어서, 절연성이며 투광성인 기판, 상기 기판 상에 스트라이프 형상으로 배열되는 복수의 전극 및 상기 전극을 피복하는 배향막을 가지며, 각각의 전극이 교차하도록 대향하여 배치되는 투광성의 한 쌍의 전극 기판과, 상기 전극 기판 간에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고, 상기 양쪽 전극 기판중 소정 범위에서의 전극수가 많은 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고, 다른 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직으로 일축 배향 처리가 실시되고, 상기 양쪽 전극 기판은 각각의 배향 방향이 상호 평행 또는 거의 평행하게 되도록 배치되어 있는 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양쪽 전극 기판 간의 간격을 유지함과 함께 상기 양쪽 전극 기판을 접합하는 간격 유지체로서, 소정 범위에서의 전극수가 많은 측의 전극 기판의 인접하는 전극 간에 전극의 길이 방향과 평행하게 또한 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전극은 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되고, 상기 간격 유지체는 인접하는 1화소분의 표시 영역의 경계에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 1화소분의 표시 영역에서의 상기 전극은 동일 표시 영역에서의 상기 칼라 필터의 각각에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제2항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 상기 전극은 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되고, 동일한 표시 영역에서의 상기 칼라 필터의 각각에 대응하고, 상기 간격 유지체는 인접하는 모두 상기 칼라 필터 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 액정 표시 장치에 있어서, 절연성이며 투광성인 기판, 상기 기판 상에 스트라이프 형상으로 배열되는 복수의 전극 및 상기 전극을 피복하는 배향막을 가지며, 각각의 전극이 교차하도록 대향하여 배치되는 투광성의 한 쌍의 전극 기판과, 상기 전극 기판간에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고, 상기 양쪽 전극 기판중 가장 폭이 좁은 전극을 갖는 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고, 다른 쪽의 전극 기판은 전극의 길이 방향과 수직 또는 거의 수직으로 일축 배향 처리가 실시되고, 상기 양쪽 전극 기판은 각각의 배향 방향이 상호 평행 또는 거의 평행하게 되도록 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 양쪽 전극 기판간의 간격을 유지함과 함께 상기 양쪽 전극 기판을 접합하는 간격 유지체로서, 가장 폭이 좁은 전극을 갖는 쪽의 전극 기판의 인접하는 전극간에 전극의 길이 방향과 평행하게 또는 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전극은 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되고, 상기 간격 유지체는 인접하는 1화소분의 표시 영역의 경계에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 1화소분의 표시 영역에서의 상기 전극은, 동일한 표시 영역에서의 상기 칼라 필터의 각각에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서, 1화소분의 표지 영역내의 상기 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제9항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 상기 전극은 1화소분의 표지 영역에 복수개 설치되며 동일한 표시 영역에서의 상기 칼라 필터 각각에 대응하고, 상기 간격 유지체는 인접하는 모두 상기 칼라 필터의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 액정 표시 장치에 있어서, 절연성이며 투광성인 기판, 상기 기판 상에 매트릭스상으로 배열되는 복수의 화소 전극 및 상기 화소 전극을 피복하는 배향막을 갖는 화소 전극 기판과, 절연성이며 투광성인 기판, 상기 기판 상에 설치되는 대향 전극 및 상기 대향 기판을 피복하는 배향막을 갖고, 상기 대향 전극과 상기 화소 전극이 대향하도록 상기 화소 전극 기판과 대향하여 배치되는 대향 전극 기판과, 상기 화소 전극 기판과 상기 대향 전극 기판과의 사이에 봉입되는 강유전성 액정을 포함하고, 상기 화소 전극 기판은 상기 화소 전극의 길이 방향과 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고, 상기 대향 전극 기판은 상기 화소 전극 기판에 실시되는 일축 배향 처리와 평행 또는 거의 평행하게 일축 배향 처리가 실시되고 있는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 화소 전극 기판과 상기 대향 전극 기판 간의 간격을 유지함과 함께 상기 양쪽 전극 기판을 접합하는 간격 유지체로서, 인접하는 상기 화소 전극간에 상기 화소 전극의 길이 방향과 평행하게 또한 스트라이프 형상으로 배열되어 있는 간격 유지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 화소 전극은 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되고,상기 간격 유지체는 인접하는 1화소분의 표시 영역의 경계에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 1화소분의 표시 영역에서의 상기 화소 전극은, 동일한 표시 영역에서의 상기 칼라 필터 각각에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 화소 전극은 공간 분할 계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서, 1화소분의 표시 영역당 복수개 설치되는 칼라 필터를 더 포함하고, 상기 전극은 1화소분의 표시 영역에 복수개 설치되며, 동일 표시 영역에서의 상기 칼라 필터 각각에 대응하고, 상기 간격 유지체는 인접하는 모두 상기 칼라 필터 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서, 1화소분의 표시 영역내의 상기 전극은, 공간 분할계조 표시를 위한 분할수에 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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