JPH09222604A - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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- JPH09222604A JPH09222604A JP8030173A JP3017396A JPH09222604A JP H09222604 A JPH09222604 A JP H09222604A JP 8030173 A JP8030173 A JP 8030173A JP 3017396 A JP3017396 A JP 3017396A JP H09222604 A JPH09222604 A JP H09222604A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶表示パネルにおいて、パターニングされ
た基板表面の配向処理方向によって、液晶の配向状態を
完全に配向欠陥なく決定するために、新たな手段を開発
する。 【解決手段】 液晶層が自発的な捻れ構造をもたない液
晶表示パネルにおいて、スプレイTN配向から通常TN
配向への転移を促進する核発生手段31を備えた。
た基板表面の配向処理方向によって、液晶の配向状態を
完全に配向欠陥なく決定するために、新たな手段を開発
する。 【解決手段】 液晶層が自発的な捻れ構造をもたない液
晶表示パネルにおいて、スプレイTN配向から通常TN
配向への転移を促進する核発生手段31を備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネルに関
し、特にネマチック液晶を用いることで優れた視角特性
をもつ液晶表示パネルに関する。
し、特にネマチック液晶を用いることで優れた視角特性
をもつ液晶表示パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】ネマチック液晶を用いた表示素子は、液
晶分子の配向によっていくつかのモードがある。もっと
も普及しているのは捻れネマチック(TN)モードであ
り、その他に、ホメオトロピック(垂直)配向や、ホモ
ジニアス(水平)配向の複屈折モードやゲストホストモ
ード等がある。TNモードは、特に、一方の基板の画素
電極ごとに能動素子を設けたアクティブマトリクス液晶
表示パネルにおいて、主流となっている。
晶分子の配向によっていくつかのモードがある。もっと
も普及しているのは捻れネマチック(TN)モードであ
り、その他に、ホメオトロピック(垂直)配向や、ホモ
ジニアス(水平)配向の複屈折モードやゲストホストモ
ード等がある。TNモードは、特に、一方の基板の画素
電極ごとに能動素子を設けたアクティブマトリクス液晶
表示パネルにおいて、主流となっている。
【0003】TN液晶は、誘電異方性が正の液晶を、水
平配向処理した電極付き基板の間に挟んで、90度捻っ
た状態を安定状態とする。このとき液晶の配向に沿って
偏波面が90度回転し、液晶層を挟んで配置した偏光子
と検光子の透過軸を直交させていると白表示となる。電
圧印加により液晶分子が立つと、入射偏光はそのまま液
晶層を進むので、検光子により吸収されて黒表示とな
る。以下、このノーマリホワイトTNモードについて述
べるが、偏光子と検光子を平行に配置したノーマリブラ
ックTNモードにおいても、技術的に同様のものについ
ては適用されることは言うまでもない。
平配向処理した電極付き基板の間に挟んで、90度捻っ
た状態を安定状態とする。このとき液晶の配向に沿って
偏波面が90度回転し、液晶層を挟んで配置した偏光子
と検光子の透過軸を直交させていると白表示となる。電
圧印加により液晶分子が立つと、入射偏光はそのまま液
晶層を進むので、検光子により吸収されて黒表示とな
る。以下、このノーマリホワイトTNモードについて述
べるが、偏光子と検光子を平行に配置したノーマリブラ
ックTNモードにおいても、技術的に同様のものについ
ては適用されることは言うまでもない。
【0004】水平配向処理は、通常、ポリイミドをラビ
ングすることにより達成されるが、このとき、ラビング
方向に対応して数度程度の液晶のプレチルトが生じる。
TN液晶の捻れ方向は、この上下基板でのプレチルト方
向により基本的に決まる。つまり、液晶層がスプレイ歪
みを伴わないように配向することで捻れ方向が決定され
る。さらに、逆捻れ配向を防止し、捻れ方向を均一に揃
えるために、上下基板でのプレチルト方向と符合させ
て、液晶中に微量のカイラル物質(光学活性物質)を添
加して捻れ方向を決めている。液晶は、一方の基板界面
近傍から反対側の基板界面近傍まで、ほぼ一様なプレチ
ルトをもって配向する。
ングすることにより達成されるが、このとき、ラビング
方向に対応して数度程度の液晶のプレチルトが生じる。
TN液晶の捻れ方向は、この上下基板でのプレチルト方
向により基本的に決まる。つまり、液晶層がスプレイ歪
みを伴わないように配向することで捻れ方向が決定され
る。さらに、逆捻れ配向を防止し、捻れ方向を均一に揃
えるために、上下基板でのプレチルト方向と符合させ
て、液晶中に微量のカイラル物質(光学活性物質)を添
加して捻れ方向を決めている。液晶は、一方の基板界面
近傍から反対側の基板界面近傍まで、ほぼ一様なプレチ
ルトをもって配向する。
【0005】上下基板間に電圧を印加すると、まず液晶
層中央部の液晶分子が初期に与えられたプレチルト方向
に立ち上がり、液晶層全体がそれに追従する。したがっ
て、液晶の立ち上がる向きはパネル全体で同一であり、
パネルを観察する方向によって液晶層の屈折率変化の仕
方が違うため、視角方向によって光透過率が大きく変わ
る。このため、視角方向によってコントラストの大幅な
低下や色変化、階調反転などが発生し、視角特性に非常
に問題がある。特にノーマリホワイトモードでは、液晶
層中央部の液晶分子の立ち上がり方向(視角方向)から
観察する場合とその逆の方向(反視角方向)から観察す
る場合とで、視角特性が大きく異なる。正面から視角方
向側では階調反転現象が激しく、また反視角方向側では
コントラスト低下が著しく白浮きが発生する。通常、視
角方向は上下方向に設定されるため、TNモードでは上
下方向で視角特性が非対称となる。
層中央部の液晶分子が初期に与えられたプレチルト方向
に立ち上がり、液晶層全体がそれに追従する。したがっ
て、液晶の立ち上がる向きはパネル全体で同一であり、
パネルを観察する方向によって液晶層の屈折率変化の仕
方が違うため、視角方向によって光透過率が大きく変わ
る。このため、視角方向によってコントラストの大幅な
低下や色変化、階調反転などが発生し、視角特性に非常
に問題がある。特にノーマリホワイトモードでは、液晶
層中央部の液晶分子の立ち上がり方向(視角方向)から
観察する場合とその逆の方向(反視角方向)から観察す
る場合とで、視角特性が大きく異なる。正面から視角方
向側では階調反転現象が激しく、また反視角方向側では
コントラスト低下が著しく白浮きが発生する。通常、視
角方向は上下方向に設定されるため、TNモードでは上
下方向で視角特性が非対称となる。
【0006】このようなTNモードの視角特性を改善す
るために、多くの方法が提案されている。例えば、信学
技報EDI92−82(1992−12)35や信学技
報EDI92−112(1993−02)35に記載さ
れているように、上下基板界面のプレチルト角が異なる
微小領域を形成し、視角方向が異なる2領域を形成する
ことによって、視角特性を補償する方法がある。この方
法によれば、上下方向の視角特性が対称となり、階調反
転現象は抑制される。しかし、上下方向のコントラスト
低下(白浮き)現象が、かなり問題となる。また、配向
が異なる境界部分に発生するディスクリネーションによ
る光抜けも問題である。
るために、多くの方法が提案されている。例えば、信学
技報EDI92−82(1992−12)35や信学技
報EDI92−112(1993−02)35に記載さ
れているように、上下基板界面のプレチルト角が異なる
微小領域を形成し、視角方向が異なる2領域を形成する
ことによって、視角特性を補償する方法がある。この方
法によれば、上下方向の視角特性が対称となり、階調反
転現象は抑制される。しかし、上下方向のコントラスト
低下(白浮き)現象が、かなり問題となる。また、配向
が異なる境界部分に発生するディスクリネーションによ
る光抜けも問題である。
【0007】あるいは、SID 89 DIGEST,
148やSID 91 DIGEST,555に記載さ
れているように、画素電極を分割して、主画素部と副画
素部で液晶に加わる電圧を変化させることによって、視
角方向の階調反転現象を防止する方法もあるが、この方
法では上下方向の視角特性の非対称性が残り、駆動電圧
の増大も問題となる。
148やSID 91 DIGEST,555に記載さ
れているように、画素電極を分割して、主画素部と副画
素部で液晶に加わる電圧を変化させることによって、視
角方向の階調反転現象を防止する方法もあるが、この方
法では上下方向の視角特性の非対称性が残り、駆動電圧
の増大も問題となる。
【0008】特開平5−173135号公報は、視角方
向が互いに90゜異なる4種類のTN配向領域を形成す
ることにより、上下左右方向の視角特性を完全に補償す
る方法を提案している。
向が互いに90゜異なる4種類のTN配向領域を形成す
ることにより、上下左右方向の視角特性を完全に補償す
る方法を提案している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの実験によれば、上記特開平5−173135号公
報に記載された方法で形成した液晶パネルにおいては、
液晶配向はパターニングされた基板表面の配向処理方向
によって完全には決定されず、配向欠陥が発生した。こ
のような欠陥を有する配向状態では、視角特性を完全に
補償することができず、観察方向によって表示欠陥とし
て認識され、ディスプレイとしての表示品位を低下させ
ることになる。
者らの実験によれば、上記特開平5−173135号公
報に記載された方法で形成した液晶パネルにおいては、
液晶配向はパターニングされた基板表面の配向処理方向
によって完全には決定されず、配向欠陥が発生した。こ
のような欠陥を有する配向状態では、視角特性を完全に
補償することができず、観察方向によって表示欠陥とし
て認識され、ディスプレイとしての表示品位を低下させ
ることになる。
【0010】パターニングされた基板表面の配向処理方
向によって液晶配向を決定するための力は、液晶が配向
処理により決められたプレチルトによる。上下基板のプ
レチルトにより、液晶がTN配向する場合に左右どちら
のかの捻れ方向をとると、一方の捻れ方向では通常TN
配向となり、他方の捻れ方向ではスプレイ配向歪みをも
つスプレイTN配向となる。スプレイTN配向は、通常
TN配向に比べて歪みをもっているためにエネルギーが
高く、不安定である。上下基板間に電界を加えることに
より液晶が立ち上がると、通常TN配向とスプレイTN
配向とのエネルギー差は更に大きくなり、当初スプレイ
TN配向状態であった領域が通常TN配向へ転移する現
象が起こる。通常TN配向とスプレイTN配向のエネル
ギー差は、プレチルトが大きいほど、また電界が強くて
液晶の立ち上がり方が大きいほど、大きくなる。
向によって液晶配向を決定するための力は、液晶が配向
処理により決められたプレチルトによる。上下基板のプ
レチルトにより、液晶がTN配向する場合に左右どちら
のかの捻れ方向をとると、一方の捻れ方向では通常TN
配向となり、他方の捻れ方向ではスプレイ配向歪みをも
つスプレイTN配向となる。スプレイTN配向は、通常
TN配向に比べて歪みをもっているためにエネルギーが
高く、不安定である。上下基板間に電界を加えることに
より液晶が立ち上がると、通常TN配向とスプレイTN
配向とのエネルギー差は更に大きくなり、当初スプレイ
TN配向状態であった領域が通常TN配向へ転移する現
象が起こる。通常TN配向とスプレイTN配向のエネル
ギー差は、プレチルトが大きいほど、また電界が強くて
液晶の立ち上がり方が大きいほど、大きくなる。
【0011】したがって、プレチルトを高くし、また電
界強度を強めるほど、所望の配向が得られやすい。しか
し、実際の液晶表示パネルでは、あまり高いプレチルト
を実現することは、プロセス的にも、またプレチルトば
らつきによる表示ムラや視角特性の劣化の点でも困難で
ある。あまり高い電圧を加えることも、駆動の制約上か
ら、困難である。また、アクティブマトリクスパネルに
おいては、配線からの電界や段差形状の影響によって、
配向の制御が更に困難になるという問題がある。そのた
めに、所望の配向が得られない領域がパネル内に発生
し、表示欠陥となる。
界強度を強めるほど、所望の配向が得られやすい。しか
し、実際の液晶表示パネルでは、あまり高いプレチルト
を実現することは、プロセス的にも、またプレチルトば
らつきによる表示ムラや視角特性の劣化の点でも困難で
ある。あまり高い電圧を加えることも、駆動の制約上か
ら、困難である。また、アクティブマトリクスパネルに
おいては、配線からの電界や段差形状の影響によって、
配向の制御が更に困難になるという問題がある。そのた
めに、所望の配向が得られない領域がパネル内に発生
し、表示欠陥となる。
【0012】したがって、パターニングされた基板表面
の配向処理方向によって、液晶の配向状態を完全に配向
欠陥なく決定するためには、新たな手段の開発が必要で
あるという課題が存在する。
の配向処理方向によって、液晶の配向状態を完全に配向
欠陥なく決定するためには、新たな手段の開発が必要で
あるという課題が存在する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の液晶表示パネルは、液晶層が自発的な捻れ
構造をもたない液晶表示パネルにおいて、スプレイTN
配向から通常TN配向への転移を促進する核発生手段を
備えたものである。
めに本発明の液晶表示パネルは、液晶層が自発的な捻れ
構造をもたない液晶表示パネルにおいて、スプレイTN
配向から通常TN配向への転移を促進する核発生手段を
備えたものである。
【0014】このような構成において、液晶の配向方位
を所望のとおりに決定するためには、通常TN配向とス
プレイTN配向とのエネルギー差を大きくし、かつ同時
に、当初存在するスプレイTN配向領域が通常TN配向
へ転移する核を、確実にしかも効率よく発生させる必要
がある。より安定な通常TN配向の核が発生すると、そ
の核が成長して領域全体を所望の均一配向へ転移させる
ことができる。したがって本発明では、そのための核発
生手段を備えることにより、所望の配向の液晶表示パネ
ルを欠陥少なく得ることが可能になる。
を所望のとおりに決定するためには、通常TN配向とス
プレイTN配向とのエネルギー差を大きくし、かつ同時
に、当初存在するスプレイTN配向領域が通常TN配向
へ転移する核を、確実にしかも効率よく発生させる必要
がある。より安定な通常TN配向の核が発生すると、そ
の核が成長して領域全体を所望の均一配向へ転移させる
ことができる。したがって本発明では、そのための核発
生手段を備えることにより、所望の配向の液晶表示パネ
ルを欠陥少なく得ることが可能になる。
【0015】より具体的には、本発明の液晶表示パネル
は、上下の基板の内表面に、それぞれ液晶層に電界を加
えるための電極が形成され、上下の基板間で液晶の配向
方位が互いに約90゜異なるように構成された捻れネマ
チック液晶表示パネルであって、上下の基板間に挟まれ
た液晶層の捻れ方向が基板表面の配向処理方向によって
決定されるように構成され、かつ、画素内に、液晶層の
中央部の液晶ダイレクターのチルト方向によって定まる
視角方向が互いに約180゜異なった左捻れの第1の液
晶配向領域と第2の液晶配向領域とを有するとともに、
前記視角方向が互いに約180゜異なった右捻れの第3
の液晶配向領域と第4の液晶配向領域とを有し、また、
第1の液晶配向領域と第3の液晶配向領域および第4の
液晶配向領域との視角方向が互いに約90゜異なり、か
つ第2の液晶配向領域と第3の液晶配向領域および第4
の液晶配向領域との視角方向が互いに約90゜異なり、
さらに、液晶層が自発的な捻れ構造をもたないように構
成されるとともに、スプレイTN配向から通常TN配向
への転移を促進する核発生手段を備えている。
は、上下の基板の内表面に、それぞれ液晶層に電界を加
えるための電極が形成され、上下の基板間で液晶の配向
方位が互いに約90゜異なるように構成された捻れネマ
チック液晶表示パネルであって、上下の基板間に挟まれ
た液晶層の捻れ方向が基板表面の配向処理方向によって
決定されるように構成され、かつ、画素内に、液晶層の
中央部の液晶ダイレクターのチルト方向によって定まる
視角方向が互いに約180゜異なった左捻れの第1の液
晶配向領域と第2の液晶配向領域とを有するとともに、
前記視角方向が互いに約180゜異なった右捻れの第3
の液晶配向領域と第4の液晶配向領域とを有し、また、
第1の液晶配向領域と第3の液晶配向領域および第4の
液晶配向領域との視角方向が互いに約90゜異なり、か
つ第2の液晶配向領域と第3の液晶配向領域および第4
の液晶配向領域との視角方向が互いに約90゜異なり、
さらに、液晶層が自発的な捻れ構造をもたないように構
成されるとともに、スプレイTN配向から通常TN配向
への転移を促進する核発生手段を備えている。
【0016】さらに具体的には、本発明の液晶表示パネ
ルは、核発生手段が、画素内の他の領域に比べて上下の
基板方向へ向かう縦電界が強い部分的な領域を形成可能
である。このように構成すると、この部分の液晶配向が
スプレイTN配向であった場合に、液晶の歪みエネルギ
ーが周囲よりも大きくなり、この部分には、通常TN配
向への転移の核が発生する。この発生した核は、成長し
て領域全体を所望の配向状態に転移させることができ
る。
ルは、核発生手段が、画素内の他の領域に比べて上下の
基板方向へ向かう縦電界が強い部分的な領域を形成可能
である。このように構成すると、この部分の液晶配向が
スプレイTN配向であった場合に、液晶の歪みエネルギ
ーが周囲よりも大きくなり、この部分には、通常TN配
向への転移の核が発生する。この発生した核は、成長し
て領域全体を所望の配向状態に転移させることができ
る。
【0017】より具体的には、液晶層が正の誘電異方性
を有するとともに、核発生手段が液晶よりも誘電率の大
きな材質で形成された凸部であるように構成することが
できる。このように構成すると、凸部の近傍の液晶層に
加わる電界の強度が他の部分よりも強くなり、通常TN
配向のための核が発生しやすくなる。
を有するとともに、核発生手段が液晶よりも誘電率の大
きな材質で形成された凸部であるように構成することが
できる。このように構成すると、凸部の近傍の液晶層に
加わる電界の強度が他の部分よりも強くなり、通常TN
配向のための核が発生しやすくなる。
【0018】また本発明によれば、核発生手段が導電性
の凸部であり、この導電性の凸部が基板の内面に形成さ
れた電極と導通しているように構成することができる。
このように構成することによっても、凸部の近傍の液晶
層に加わる電界の強度が他の部分よりも強くなり、通常
TN配向のための核が発生しやすくなる。
の凸部であり、この導電性の凸部が基板の内面に形成さ
れた電極と導通しているように構成することができる。
このように構成することによっても、凸部の近傍の液晶
層に加わる電界の強度が他の部分よりも強くなり、通常
TN配向のための核が発生しやすくなる。
【0019】本発明にもとづく凸部を上下どちら側の基
板に形成しても、同様な効果が得られる。液晶のプレチ
ルト角は、全ての領域で3゜以上に設定するのが好適で
ある。このように構成することで、通常TN配向とスプ
レイTN配向とのエネルギー差が大きくなり、発生した
通常TN配向の核が領域全体に成長しやすくなる。
板に形成しても、同様な効果が得られる。液晶のプレチ
ルト角は、全ての領域で3゜以上に設定するのが好適で
ある。このように構成することで、通常TN配向とスプ
レイTN配向とのエネルギー差が大きくなり、発生した
通常TN配向の核が領域全体に成長しやすくなる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に述べ
る。図5は、本発明の液晶表示パネルを製造するための
一般的な配向パターニング処理工程を模式的に示したも
のである。まず、(a)に示す基板41上に(b)に示す
ように配向膜42を形成し、(c)に示す第1のラビング
により第1の配向処理を行う。次に(d)に示すように
フォトレジスト43を塗布し、(e)に示すようにフォト
マスク44を用いてパターン露光し、(f)に示すように
現像処理により部分的にレジストを除去して、(g)に
示すように第1のラビング方向と逆向きに第2のラビン
グ配向処理を行う。これにより、レジスト43が部分的に
除去された領域では液晶が第2のラビング方向に並ぶ。
(h)に示すように最終的にレジストを完全に除去する
と、基板上41に、プレチルトが逆向きの2領域がフォト
マスクのパターンに対応して形成されることになる。
る。図5は、本発明の液晶表示パネルを製造するための
一般的な配向パターニング処理工程を模式的に示したも
のである。まず、(a)に示す基板41上に(b)に示す
ように配向膜42を形成し、(c)に示す第1のラビング
により第1の配向処理を行う。次に(d)に示すように
フォトレジスト43を塗布し、(e)に示すようにフォト
マスク44を用いてパターン露光し、(f)に示すように
現像処理により部分的にレジストを除去して、(g)に
示すように第1のラビング方向と逆向きに第2のラビン
グ配向処理を行う。これにより、レジスト43が部分的に
除去された領域では液晶が第2のラビング方向に並ぶ。
(h)に示すように最終的にレジストを完全に除去する
と、基板上41に、プレチルトが逆向きの2領域がフォト
マスクのパターンに対応して形成されることになる。
【0021】他方の基板も同様に処理して、上下の基板
の配向処理パターンを適当に組み合わせることにより、
視角方向が互いに90°ずつ異なる4つの液晶配向状態
が規定される。ラビング方向に対応してプレチルトによ
り規定される液晶の配向状態は、たとえば図6に示すよ
うになる。
の配向処理パターンを適当に組み合わせることにより、
視角方向が互いに90°ずつ異なる4つの液晶配向状態
が規定される。ラビング方向に対応してプレチルトによ
り規定される液晶の配向状態は、たとえば図6に示すよ
うになる。
【0022】本発明に用いる配向膜材料としては、安定
性にすぐれたポリイミドのラビング膜がとくに好まし
い。しかし配向パターニング処理はラビング処理法に限
定するものではなく、斜方蒸着法や偏光UV光照射など
によっても行うことが可能である。 (実施例1)図1および図2は、本発明の実施例1の液
晶表示パネルの1画素の平面図および断面図である。実
際のパネルは、対角26cmの縦640(XRGBトリ
オ)×横480の画素で構成されている。図2は図1に
おける一点鎖線22に沿った断面図である。図示のよう
に、下基板1には、酸化インジウム錫(ITO)の画素
電極2と、この画素電極2を駆動する薄膜トランジスタ
ーとを形成した。上基板20には、クロムからなるブラ
ックマトリクス遮光層4と、カラーフィルター5と、I
TOの共通電極7とを形成した。遮光層4は、開口部以
外をすべて覆った構成とした。そして、下基板1のIT
O画素電極2上には、核発生手段として、液晶よりも誘
電率が大きい酸化タンタルからなる高さ1ミクロンの凸
部31を形成した。
性にすぐれたポリイミドのラビング膜がとくに好まし
い。しかし配向パターニング処理はラビング処理法に限
定するものではなく、斜方蒸着法や偏光UV光照射など
によっても行うことが可能である。 (実施例1)図1および図2は、本発明の実施例1の液
晶表示パネルの1画素の平面図および断面図である。実
際のパネルは、対角26cmの縦640(XRGBトリ
オ)×横480の画素で構成されている。図2は図1に
おける一点鎖線22に沿った断面図である。図示のよう
に、下基板1には、酸化インジウム錫(ITO)の画素
電極2と、この画素電極2を駆動する薄膜トランジスタ
ーとを形成した。上基板20には、クロムからなるブラ
ックマトリクス遮光層4と、カラーフィルター5と、I
TOの共通電極7とを形成した。遮光層4は、開口部以
外をすべて覆った構成とした。そして、下基板1のIT
O画素電極2上には、核発生手段として、液晶よりも誘
電率が大きい酸化タンタルからなる高さ1ミクロンの凸
部31を形成した。
【0023】それぞれの電極2、7上には可溶性のポリ
イミドからなる配向膜15を塗布し、前記のように図5
に示す配向パターニング処理工程を施して、1つの画素
を図1に示す4つの配向領域A、B、C、Dに分割形成
した。各領域のラビング処理方向は、下基板1のラビン
グ方向を破線矢印Xで、上基板20のラビング方向を実
線矢印Yで示す。
イミドからなる配向膜15を塗布し、前記のように図5
に示す配向パターニング処理工程を施して、1つの画素
を図1に示す4つの配向領域A、B、C、Dに分割形成
した。各領域のラビング処理方向は、下基板1のラビン
グ方向を破線矢印Xで、上基板20のラビング方向を実
線矢印Yで示す。
【0024】次に直径5ミクロンの球形スペーサを散布
して、セル厚約5ミクロンの空セルを組み立てた。そし
て、カイラル剤を添加していない屈折率異方性Δn=
0.09、誘電異方性Δε=5のフッ素系ネマチック液
晶14を注入し、液晶の等方相転移温度以上の温度で1
時間アニール処理し、その後に室温に冷却した。この状
態では、液晶14はプレチルトで規定される所望の配向
状態を完全にはとっていなかった。つまり、部分的にス
プレイTN配向の領域が存在しており、4つの配向領域
A、B、C、Dが分割パターン通りに形成されず、配向
欠陥となっている画素が多数存在した。
して、セル厚約5ミクロンの空セルを組み立てた。そし
て、カイラル剤を添加していない屈折率異方性Δn=
0.09、誘電異方性Δε=5のフッ素系ネマチック液
晶14を注入し、液晶の等方相転移温度以上の温度で1
時間アニール処理し、その後に室温に冷却した。この状
態では、液晶14はプレチルトで規定される所望の配向
状態を完全にはとっていなかった。つまり、部分的にス
プレイTN配向の領域が存在しており、4つの配向領域
A、B、C、Dが分割パターン通りに形成されず、配向
欠陥となっている画素が多数存在した。
【0025】尚、液晶のプレチルトを調べるために、同
様の配向パターニング処理をしたプレチルト評価用セル
を作製した。その測定結果より、ここで用いた配向膜と
液晶との組み合わせで得られるプレチルト角は約3°で
あった。
様の配向パターニング処理をしたプレチルト評価用セル
を作製した。その測定結果より、ここで用いた配向膜と
液晶との組み合わせで得られるプレチルト角は約3°で
あった。
【0026】この液晶表示パネルの上下基板1、20間
に5Vの電圧を加えると、当初存在していたスプレイT
N配向領域が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域
A、B、C、Dが分割パターン通りに形成された。スプ
レイTN配向と通常TN配向の状態をあらわす模式図を
図7に示す。
に5Vの電圧を加えると、当初存在していたスプレイT
N配向領域が通常TN配向へと転移し、4つの配向領域
A、B、C、Dが分割パターン通りに形成された。スプ
レイTN配向と通常TN配向の状態をあらわす模式図を
図7に示す。
【0027】偏光顕微鏡で電圧印可時の配向転移の様子
を観察すると、電極1上に形成した酸化タンタルの凸部
31から効果的に通常TN配向の核が発生し、成長して
いく過程が観察された。5Vの電圧を1分間加えた後に
配向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんどなく、分
割パターン通りの均一配向が得られた。
を観察すると、電極1上に形成した酸化タンタルの凸部
31から効果的に通常TN配向の核が発生し、成長して
いく過程が観察された。5Vの電圧を1分間加えた後に
配向状態を調べたところ、配向欠陥はほとんどなく、分
割パターン通りの均一配向が得られた。
【0028】偏光板をラビング処理方向と偏光軸が一致
するようにノーマリホワイトモードに貼り合わせて視角
特性を評価すると、図8のコントラスト曲線および図9
の上下左右方向の輝度変化曲線に示すように、上下左右
対称で、非常に広い良好な特性が得られた。配向欠陥が
ほとんどないことから、どの視角方向からみても表示ム
ラは認められず、高品位の表示が得られた。
するようにノーマリホワイトモードに貼り合わせて視角
特性を評価すると、図8のコントラスト曲線および図9
の上下左右方向の輝度変化曲線に示すように、上下左右
対称で、非常に広い良好な特性が得られた。配向欠陥が
ほとんどないことから、どの視角方向からみても表示ム
ラは認められず、高品位の表示が得られた。
【0029】なお、本実施例では凸部31の材質に酸化
タンタルを用いたが、この凸部31の材料としては、液
晶14の長軸方向の誘電率(通常、比誘電率が8前後)
よりも大きな誘電率をもつものであればよい。その場合
は、酸化タンタルと同様に凸部31上の液晶層に加わる
電界強度が周囲よりも強くなり、通常TN配向への転移
が促進されることになる。
タンタルを用いたが、この凸部31の材料としては、液
晶14の長軸方向の誘電率(通常、比誘電率が8前後)
よりも大きな誘電率をもつものであればよい。その場合
は、酸化タンタルと同様に凸部31上の液晶層に加わる
電界強度が周囲よりも強くなり、通常TN配向への転移
が促進されることになる。
【0030】また本実施例では液晶14よりも誘電率の
大きな材料からなる凸部31を下基板1の画素電極2上
に形成したが、上基板20の共通電極7上に形成した場
合や、また両方の基板1、20に形成した場合にも、同
様な効果が得られる。 (比較例1)酸化タンタルでできた凸部を設けなかった
以外は実施例1と同様にして、液晶表示パネルを作製し
た。アニール後の液晶配向状態は、実施例1と同様に、
部分的にスプレイTN配向の領域が存在しており、4つ
の配向領域A、B、C、Dが分割パターン通りに形成さ
れず、配向欠陥となっている画素が多数存在した。
大きな材料からなる凸部31を下基板1の画素電極2上
に形成したが、上基板20の共通電極7上に形成した場
合や、また両方の基板1、20に形成した場合にも、同
様な効果が得られる。 (比較例1)酸化タンタルでできた凸部を設けなかった
以外は実施例1と同様にして、液晶表示パネルを作製し
た。アニール後の液晶配向状態は、実施例1と同様に、
部分的にスプレイTN配向の領域が存在しており、4つ
の配向領域A、B、C、Dが分割パターン通りに形成さ
れず、配向欠陥となっている画素が多数存在した。
【0031】この液晶表示パネルの上下基板間に5Vの
電圧を加え、1分後に配向状態を調べたところ、スプレ
イTN配向領域が多数残存していた。無作為に約100
0画素をサンプリングして調べたところ、配向欠陥が存
在する画素は約2割に達した。 (実施例2)図3および図4は、本発明の実施例2の液
晶表示パネルの1画素の平面図および断面図である。図
4は図3における一点鎖線部23に沿った断面図であ
る。この実施例2の液晶表示パネルの画素において、下
基板1のITO画素電極2上には、核発生手段として、
実施例1の酸化タンタルの凸部31に代えて、アルミニ
ウムからなる高さ1ミクロンの凸部32を形成した。I
TO画素電極2とアルミニウムの凸部32とは、互いに
導通させた。これ以外は実施例1と同様として、1つの
画素を4つの配向領域A、B、C、Dに分割形成した。
図3において、各領域のラビング処理方向は、図1と同
様に、下基板1のラビング方向を点線矢印Xで、上基板
20のラビング方向を実線矢印Yで示す。
電圧を加え、1分後に配向状態を調べたところ、スプレ
イTN配向領域が多数残存していた。無作為に約100
0画素をサンプリングして調べたところ、配向欠陥が存
在する画素は約2割に達した。 (実施例2)図3および図4は、本発明の実施例2の液
晶表示パネルの1画素の平面図および断面図である。図
4は図3における一点鎖線部23に沿った断面図であ
る。この実施例2の液晶表示パネルの画素において、下
基板1のITO画素電極2上には、核発生手段として、
実施例1の酸化タンタルの凸部31に代えて、アルミニ
ウムからなる高さ1ミクロンの凸部32を形成した。I
TO画素電極2とアルミニウムの凸部32とは、互いに
導通させた。これ以外は実施例1と同様として、1つの
画素を4つの配向領域A、B、C、Dに分割形成した。
図3において、各領域のラビング処理方向は、図1と同
様に、下基板1のラビング方向を点線矢印Xで、上基板
20のラビング方向を実線矢印Yで示す。
【0032】次に実施例1と同様に直径5ミクロンの球
形スペーサを散布して、セル厚約5ミクロンの空セルを
組み立てた。そして、カイラル剤を添加していない屈折
率異方性Δn=0.09、誘電異方性Δε=4のフッ素
系ネマチック液晶を注入し、液晶の等方相転移温度以上
の温度で1時間アニール処理し、その後に室温に冷却し
た。この状態では、実施例1の場合と同様に、液晶はプ
レチルトで規定される所望の配向状態を完全にはとって
おらず、部分的にスプレイTN配向の領域が存在してお
り、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パターン通り
に形成されず、配向欠陥となっている画素が多数存在し
た。
形スペーサを散布して、セル厚約5ミクロンの空セルを
組み立てた。そして、カイラル剤を添加していない屈折
率異方性Δn=0.09、誘電異方性Δε=4のフッ素
系ネマチック液晶を注入し、液晶の等方相転移温度以上
の温度で1時間アニール処理し、その後に室温に冷却し
た。この状態では、実施例1の場合と同様に、液晶はプ
レチルトで規定される所望の配向状態を完全にはとって
おらず、部分的にスプレイTN配向の領域が存在してお
り、4つの配向領域A、B、C、Dが分割パターン通り
に形成されず、配向欠陥となっている画素が多数存在し
た。
【0033】実施例1の場合と同様に液晶のプレチルト
を調べたところ、ここで用いた配向膜と液晶の組み合わ
せで得られるプレチルト角は約5°であった。この液晶
表示パネルの上下基板1、20間に5Vの電圧を加える
と、当初存在していたスプレイTN配向領域が通常TN
配向へと転移し、4つの配向領域A、B、C、Dが分割
パターン通りに形成された。偏光顕微鏡で電圧印可時の
配向転移の様子を観察すると、電極上に形成したアルミ
ニウムの凸部32から効果的に通常TN配向の核が発生
し、成長していく過程が観察された。5Vの電圧を1分
間加えた後に配向状態を調べたところ、配向欠陥はほと
んどなく、分割パターン通りの均一配向が得られた。
を調べたところ、ここで用いた配向膜と液晶の組み合わ
せで得られるプレチルト角は約5°であった。この液晶
表示パネルの上下基板1、20間に5Vの電圧を加える
と、当初存在していたスプレイTN配向領域が通常TN
配向へと転移し、4つの配向領域A、B、C、Dが分割
パターン通りに形成された。偏光顕微鏡で電圧印可時の
配向転移の様子を観察すると、電極上に形成したアルミ
ニウムの凸部32から効果的に通常TN配向の核が発生
し、成長していく過程が観察された。5Vの電圧を1分
間加えた後に配向状態を調べたところ、配向欠陥はほと
んどなく、分割パターン通りの均一配向が得られた。
【0034】なお、本実施例では凸部32にアルミニウ
ムを用いたが、アルミニウムに限らず、導電性の材料で
あって画素電極2と導通していれば、アルミニウムの場
合と同様に凸部32上の液晶層に加わる電界強度が周囲
よりも強くなり、通常TN配向への転移が促進されるこ
とになる。また、本実施例の場合も、凸部32を上基板
20の共通電極7上に形成できるし、また両方の基板
1、20に形成することもできる。
ムを用いたが、アルミニウムに限らず、導電性の材料で
あって画素電極2と導通していれば、アルミニウムの場
合と同様に凸部32上の液晶層に加わる電界強度が周囲
よりも強くなり、通常TN配向への転移が促進されるこ
とになる。また、本実施例の場合も、凸部32を上基板
20の共通電極7上に形成できるし、また両方の基板
1、20に形成することもできる。
【0035】次に、実施例1および2の構成の液晶表示
パネルにおいて、電圧印可により4つの配向領域A、
B、C、Dが配向分割パターン通りに得られるかどうか
を、液晶のプレチルト角を変化させたうえで検討した。
その結果、プレチルト角が高いほど、電圧印可による分
割パターン形成は、低い電圧で、しかも短時間で行える
ことがわかった。しかし、プレチルト角が2°以下の場
合は、スプレイTN配向から通常TN配向への転移が完
全には起こらず、配向欠陥が残存した。このことから、
液晶のプレチルト角は3°程度は必要であることがわか
った。
パネルにおいて、電圧印可により4つの配向領域A、
B、C、Dが配向分割パターン通りに得られるかどうか
を、液晶のプレチルト角を変化させたうえで検討した。
その結果、プレチルト角が高いほど、電圧印可による分
割パターン形成は、低い電圧で、しかも短時間で行える
ことがわかった。しかし、プレチルト角が2°以下の場
合は、スプレイTN配向から通常TN配向への転移が完
全には起こらず、配向欠陥が残存した。このことから、
液晶のプレチルト角は3°程度は必要であることがわか
った。
【0036】なお、本発明によれば、スプレイTN配向
から通常TN配向への転移を促す核発生手段は、各画素
の各配向領域にそれぞれ対応させて形成するのが好まし
い。また電界印加による配向転移を確実に発生させるた
めには、各配向領域に複数個設けることも好ましい。
から通常TN配向への転移を促す核発生手段は、各画素
の各配向領域にそれぞれ対応させて形成するのが好まし
い。また電界印加による配向転移を確実に発生させるた
めには、各配向領域に複数個設けることも好ましい。
【0037】また、上記の実施例ではアクティブマトリ
クス型の液晶パネルの例を示したが、本発明は、上下基
板がストライプ電極からなる単純マトリスクの場合にも
適用することができる。
クス型の液晶パネルの例を示したが、本発明は、上下基
板がストライプ電極からなる単純マトリスクの場合にも
適用することができる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スプレイ
TN配向から通常TN配向への転移の核発生手段を設け
たため、より具体的には、上下の基板の方向へ向かう縦
電界の強い部分を形成したため、視角方向が90°ずつ
異なる4つの液晶配向領域を画素内に均一に形成するこ
とができる。これによって、配向欠陥がほとんどなく、
上下左右方向で対称な視角特性を有し、視角特性の優れ
た、高品位な液晶表示パネルを得ることができる。
TN配向から通常TN配向への転移の核発生手段を設け
たため、より具体的には、上下の基板の方向へ向かう縦
電界の強い部分を形成したため、視角方向が90°ずつ
異なる4つの液晶配向領域を画素内に均一に形成するこ
とができる。これによって、配向欠陥がほとんどなく、
上下左右方向で対称な視角特性を有し、視角特性の優れ
た、高品位な液晶表示パネルを得ることができる。
【図1】本発明の実施例1の液晶表示パネルの平面図で
ある。
ある。
【図2】図1における一点鎖線22に沿った断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の実施例2の液晶表示パネルの平面図で
ある。
ある。
【図4】図3における一点鎖線23に沿った断面図であ
る。
る。
【図5】本発明の液晶表示パネルの製造工程における配
向パターニング処理工程の一例の模式図である。
向パターニング処理工程の一例の模式図である。
【図6】本発明の液晶表示パネルにおける1つの画素の
配向状態の一例を示す模式図である。
配向状態の一例を示す模式図である。
【図7】本発明にもとづく通常TN配向とスプレイTN
配向の状態をあらわす模式図である。
配向の状態をあらわす模式図である。
【図8】本発明の液晶表示パネルの視角特性をあらわす
図である。
図である。
【図9】本発明の液晶表示パネルの視角特性をあらわす
図である。
図である。
1 下基板 2 画素電極 7 共通電極 31 液晶よりも高誘電率の材質からなる凸部 32 導電性の材質からなる凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 塚根 みどり 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項1】 液晶層が自発的な捻れ構造をもたない液
晶表示パネルであって、スプレイTN配向から通常TN
配向への転移を促進する核発生手段を備えたことを特徴
とする液晶表示パネル。 - 【請求項2】 上下の基板の内表面に、それぞれ液晶層
に電界を加えるための電極が形成され、上下の基板間で
液晶の配向方位が互いに約90゜異なるように構成され
た捻れネマチック液晶表示パネルであって、上下の基板
間に挟まれた液晶層の捻れ方向が基板表面の配向処理方
向によって決定されるように構成され、かつ、画素内
に、液晶層の中央部の液晶ダイレクターのチルト方向に
よって定まる視角方向が互いに約180゜異なった左捻
れの第1の液晶配向領域(A)と第2の液晶配向領域
(B)とを有するとともに、前記視角方向が互いに約1
80゜異なった右捻れの第3の液晶配向領域(C)と第
4の液晶配向領域(D)とを有し、また、第1の液晶配
向領域(A)と第3の液晶配向領域(C)および第4の
液晶配向領域(D)との視角方向が互いに約90゜異な
り、かつ第2の液晶配向領域(B)と第3の液晶配向領
域(C)および第4の液晶配向領域(D)との視角方向
が互いに約90゜異なり、さらに、液晶層が自発的な捻
れ構造をもたないように構成されるとともに、スプレイ
TN配向から通常TN配向への転移を促進する核発生手
段を備えていることを特徴とする液晶表示パネル。 - 【請求項3】 核発生手段は、画素内の他の領域に比べ
て上下の基板方向へ向かう縦電界が強い部分的な領域を
形成可能であることを特徴とする請求項1または2記載
の液晶表示パネル。 - 【請求項4】 液晶層が正の誘電異方性を有するととも
に、核発生手段が液晶よりも誘電率の大きな材質で形成
された凸部であることを特徴とする請求項3記載の液晶
表示パネル。 - 【請求項5】 核発生手段が導電性の凸部であり、この
導電性の凸部が基板の内面に形成された電極と導通して
いることを特徴とする請求項3記載の液晶表示パネル。 - 【請求項6】 第1、第2、第3、第4のすべての領域
のそれぞれに、少なくとも1つ以上の核発生手段を有す
ることを特徴とする請求項2から5までのいずれか1項
記載の液晶表示パネル。 - 【請求項7】 液晶のプレチルト角が少なくとも3°以
上であることを特徴とする請求項1から6までのいずれ
か1項記載の液晶表示パネル。 - 【請求項8】 配向処理がラビングによって行われてい
ることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項
記載の液晶表示パネル。 - 【請求項9】 各画素ごとに能動素子を設けたアクティ
ブマトリクスパネルであることを特徴とする請求項1か
ら8までのいずれか1項記載の液晶表示パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030173A JPH09222604A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 液晶表示パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8030173A JPH09222604A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 液晶表示パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222604A true JPH09222604A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12296369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8030173A Pending JPH09222604A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 液晶表示パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09222604A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446322B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-08-30 | 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. | 스플레이 배향으로부터 벤드 배향으로의 전이 핵 영역을가진 ocb 형 액정 디스플레이 |
| KR100552293B1 (ko) * | 1998-08-21 | 2006-05-09 | 삼성전자주식회사 | 광시야각 액정 표시 장치 |
| KR100595297B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2006-07-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 멀티 도메인 액정표시소자 및 그 제조방법 |
| KR100612994B1 (ko) * | 2000-05-12 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 및 그에 사용되는 기판 |
| WO2008078438A1 (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶パネル、液晶表示装置、およびテレビジョン装置 |
| JP2008175839A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Tohoku Univ | 液晶表示装置 |
| WO2011155272A1 (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置の製造方法、及び、液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030173A patent/JPH09222604A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100552293B1 (ko) * | 1998-08-21 | 2006-05-09 | 삼성전자주식회사 | 광시야각 액정 표시 장치 |
| KR100612994B1 (ko) * | 2000-05-12 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 및 그에 사용되는 기판 |
| KR100595297B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2006-07-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 멀티 도메인 액정표시소자 및 그 제조방법 |
| KR100446322B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-08-30 | 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. | 스플레이 배향으로부터 벤드 배향으로의 전이 핵 영역을가진 ocb 형 액정 디스플레이 |
| WO2008078438A1 (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶パネル、液晶表示装置、およびテレビジョン装置 |
| JPWO2008078438A1 (ja) * | 2006-12-26 | 2010-04-15 | シャープ株式会社 | 液晶パネル、液晶表示装置、およびテレビジョン装置 |
| US8253903B2 (en) | 2006-12-26 | 2012-08-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal panel, liquid crystal display device, and television device |
| JP2008175839A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Tohoku Univ | 液晶表示装置 |
| WO2011155272A1 (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置の製造方法、及び、液晶表示装置 |
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