JPH11242224A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH11242224A
JPH11242224A JP10347526A JP34752698A JPH11242224A JP H11242224 A JPH11242224 A JP H11242224A JP 10347526 A JP10347526 A JP 10347526A JP 34752698 A JP34752698 A JP 34752698A JP H11242224 A JPH11242224 A JP H11242224A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 応答速度を向上させたECB横電極駆動モー
ド液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 下部基板を有し、この下部基板の前面に
所定幅を有して形成される画素電極、下部基板の前面で
画素電極と所定距離をおいて離隔されて所定幅を有する
カウンタ電極、画素電極及び前記カウンタ電極が形成さ
れた結果物の上面に形成されて前記カウンタ電極の長さ
方向にラビング処理された第1垂直配向膜、下部基板の
前面に対向する前記下部基板の後面に配置された第1偏
光板、下部基板に対向する面を有する上部基板、上部基
板の前記対向面上に形成され、カウンタ電極の長さ方向
にラビング処理された第2垂直配向膜、第1及び前記第
2垂直配向膜間に配置されて電圧無印加時に全ての液晶
分子が前記下部基板面から単一で均一なチルト角を有す
る液晶層、下部基板の前記対向面に対向する上部基板の
後面に形成された第2偏光板を備える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はECB(electricall
y controlled birefringence mode)モード及び横電極モ
ードを採用した液晶表示素子の技術に関し、特にラビン
グのような配向膜の処理により、応答速度を向上させた
液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】TN(Twisted Nematic )モード液晶表
示素子の欠点である視野角が狭い、すなわち狭視野角の
問題を解決するために多くの研究が進められている。こ
のような研究成果の一として、垂直配向膜と負の誘電率
を有する液晶を利用した二重ECBモード液晶表示素子
の技術が、株式会社富士通(以下、富士通と略称)より
開示されている。この二重ECBモード液晶表示素子で
は、液晶分子が一定の方向に配列された2個のドメイン
を形成し、各ドメインは互いに対称的に配列されること
により広視野角を実現している。
【0003】ところで、富士通の開発にかかる二重EC
Bモード液晶表示素子において、二重ドメインを形成す
るためには、2番のマスクラビング又は光配向法を行わ
ねばならず、このために工程が複雑になり、また、前記
2番の工程は、垂直配向膜の下部に存在する素子を破壊
し、ひいては、実際的な量産ラインへの適用が難しいと
いう問題がある。
【0004】本出願人は、前記富士通の開発にかかる二
重ECBモード液晶表示素子の問題点を解決するため
に、下部基板に画素電極とカウンタ電極を配置して位相
補償膜を含んだECBモード液晶表示素子を提案し、1
997年5月30日付にて大韓民国特許庁に出願してい
る(大韓民国特許第97−22108号)。ところで、
画素電極とカウンタ電極が形成された下部基板の前面、
及び上部基板の前面に形成された垂直配向膜上に配列さ
れた液晶分子は、図2(a)に示すように、電圧無印加
時においては、両基板面(図示せず)と所定のチルト角を
形成する。このチルト角(θ)は、85゜乃至90゜で
あり、液晶層の各々の液晶分子は同一角をとることなく
85゜乃至90゜間でランダムに配向される。従って、
電源印加時や電源遮断時において、前記ランダムに配列
された各々の液晶分子の動きは、隣接した液晶分子との
衝突を引き起こすことになる。結果として、液晶表示素
子の応答速度が遅くなるという欠点を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みて創案されたものであり、その目的は、応答速度を
向上させたECB横電極駆動モード液晶表示素子を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明にかかる液晶表示素子は、下部基板、下部基板
の前面に形成される第1電極である画素電極、下部基板
の前面から画素電極と所定距離をおいて離隔される第2
電極であるカウンタ電極、画素電極及びカウンタ電極が
形成された結果物の上面に形成され、前記カウンタ電極
の長さ方向にラビング処理された第1垂直配向膜、下部
基板の前面に対向する前記下部基板の後面に配置された
第1偏光板、前記下部基板の前面に対向する面を有する
上部基板、前記上部基板の前記対向面上に形成され、前
記カウンタ電極の長さ方向にラビング処理された第2垂
直配向膜、前記第1及び前記第2垂直配向膜間に配置さ
れ、電圧無印加時全ての液晶分子が前記下部基板から単
一で均一なチルト角を有する液晶層、及び上部基板の前
記対向面に対向する前記上部基板の後面に形成された第
2偏光板を備える構成とする。
【0007】ここで、画素電極とカウンタ電極は、とも
に不透明金属あるいは透明導電性物質から構成される。
第1垂直配向膜のラビング方向は前記カウンタ電極から
前記上部基板側に0゜乃至30゜をなし、前記第2垂直
配向膜のラビング方向は前記上部基板から前記液晶層に
0゜乃至30゜をなし、前記単一で均一なチルト角は8
5゜乃至90゜である。また、液晶層の液晶は、正の誘
電異方性を有する場合や負の誘電異方性を有する場合が
ある。
【0008】液晶表示素子は、電源無印加時において、
光漏れを防止するためにカウンタ電極と前記第2偏光板
との間に形成された屈折異方性を等方性化するための位
相補償膜をさらに備える。
【0009】垂直配向膜上で液晶分子がともに単一で均
一なチルト角を有しながら配列されるように、垂直配向
膜をラビング処理することにより、電源の印加及び遮断
間に液晶分子相互の衝突が防止され、液晶表示素子の応
答速度が速くなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図1(a)及び図1(b)に示すように、下部
基板10の上部には、画素電極11と、この画素電極1
1から所定距離離隔したカウンタ電極12とが配置され
る。カウンタ電極12は、不透明金属材、例えばアルミ
ニウム、クロム等の物質、あるいは透明導電体、例えば
ITOから構成される。下部基板10にはゲートライ
ン、データライン及び薄膜トランジスタが形成される。
下部基板10に対向する上部基板15には多数のカラー
フィルタ(図示せず)とカラーフィルタ間に形成されるブ
ラックマトリクス(図示せず)とを備えている。両基板
間の液晶層14には正の誘電異方性を有するポジティブ
型液晶が注入されており、電圧無印加時に、これらの液
晶14Aの配列方向を垂直とするための垂直配向膜1
3、16が、画素電極11及びカウンタ電極が形成され
た下部基板10の上面及び上部基板15の上面に形成さ
れる。上部基板及び下部基板の後面の各々には、入射さ
れる光を偏向させるための偏光板17A、17Bが相互
にまた交叉に配置される。
【0011】従って、液晶分子は、電圧無印加時には、
基板面10、15に直交する方向に配列されるが、電圧
印加時には前記画素電極11とカウンタ電極12との間
で図1(b)に示すように配列される。両基板に直接接
触する液晶分子は垂直配向膜及び液晶分子間の力により
電圧無印加時の状態を維持する。楕円形電界の対称線
(両電極の中央部分)では、両電極から発生される電界に
より、液晶分子に加えた水平成分のトルクは相殺され、
垂直成分のトルクのみ残ることになり、対称線にある液
晶分子は電圧無印加時の状態を維持する。対称線を中心
にして両側に電界が対称されて液晶分子も対称されるの
で、別途のマスクラビング或いは光配向法を使用するこ
となく左右対称の二重ドメインを形成できる。
【0012】一方、前記のようなECBモード液晶表示
素子にロッド(rod)型の液晶分子を使用する場合には、
電圧無印加時にも液晶分子の複屈折及び偏光板の特性に
より偏光板の吸収軸及び光軸以外では光漏れが発生し
て、視野角を減少させる。これを解消するために、上部
基板15と偏光板17Aとの間に位相補償膜18を介在
させる。二重ドメインの形成及び位相補償膜18の機能
については本出願人の出願にかかる大韓民国出願番号第
97−22108号に詳細に記述されている。
【0013】この、本出願人の提案にかかる液晶表示素
子(大韓民国出願番号第97−22108号)において
は、垂直配向膜のラビング処理を行わなかったが、本発
明では、画素電極11とカウンタ電極12が形成された
下部基板10の上面に形成された垂直配向膜13が、カ
ウンタ電極の長さ方向から左又は右に0゜乃至30゜の
角度を有するようにラビング処理を行う。同様の方法
で、上部基板に形成された垂直配向膜16もラビング処
理を行う。そして、これら上下部基板の配向膜のラビン
グ方向は互いに平行でないようにラビング処理を行う。
したがって、電圧無印加時において、液晶層14の液晶
分子14Aはそれぞれ違うチルト角を有しながらランダ
ムに配列されず、一定のチルト角を有しながら配列され
る。
【0014】具体的に説明すると、前記第97−221
08号出願における液晶分子は、図2(a)に示したよ
うに下部基板(図示せず)面の垂直方向から所定のチル
ト角(θ)を有しながらランダムに配列されている。垂
直配向膜を使用したので、理想的な場合には全ての液晶
分子が下部基板に垂直に整列されるが、配向剤を基板に
塗布する過程中で、配向剤の均一さ、配向工程の条件ま
たは液晶表示素子製造の後続工程等により配向剤と液晶
分子との結合が影響を受け、液晶分子は所定範囲内でそ
れぞれ違うチルト角(θ)を有することになる。
【0015】液晶分子のチルト角が互いに異なる状態で
電源が印加されるので、電界の方向に沿って液晶分子が
配列される過程で、液晶分子は隣接する液晶分子と衝突
することになる。結果的に、液晶表示素子の応答速度
は、液晶分子が全て単一で一定のチルト角を有する場合
に比べて遅くなる。これに、液晶分子を、全て単一で一
定のチルト角を有するように、液晶分子が接する垂直配
向膜13、16の表面を処理する。表面処理方法とし
て、垂直配向膜13、16を、布を利用してラビングし
たり、光配向法を用いたりする。布を利用したラビング
法や光配向法は、この技術分野で一般的に使用されるも
のと同様である。これ以外の技術として、斜め蒸着法、
回転蒸着法、イオンビーム法等の多様な方法にて垂直配
向膜を表面処理することができる。表面処理された垂直
配向膜上に置かれる液晶分子は、下部基板面から約85
゜乃至90゜の単一なチルト角を有する。図2(b)で
は90゜のチルト角を有する液晶分子を示している。
【0016】下部基板にカウンタ電極と画素電極を形成
して二重ドメインを形成する液晶表示素子においては、
垂直配向膜を表面処理する前の応答時間は25.457
msecであったのに対し、表面処理した後の応答時間は1
7.366msecであり、垂直配向膜をラビングなどのよ
うに表面処理することにより、液晶表示素子の応答速度
が著しく向上することが分かる。
【0017】なお、本実施の形態では、カウンタ電極と
画素電極が下部基板に形成される横電極駆動モード液晶
表示素子を説明したが、上下部基板に画素電極とカウン
タ電極が形成され、垂直配向膜と正の誘電異方性を有す
る液晶を使用して二つ以上のドメインを形成する場合に
も、本発明の技術思想が適用でき、また、垂直配向膜と
負の誘電異方性を有する液晶を使用するLCDの場合に
も本発明の技術思想を適用することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明のように本発明にかかる液晶表
示素子の液晶分子は、電圧無印加時において、垂直配向
膜により正の誘電異方性を有する液晶と同様の形態で配
列される。すなわち、液晶分子は単一で一定のチルト角
を有するとともに電圧印加時において負の誘電異方性を
有する液晶分子は電界の方向に沿って整列されるが、こ
の場合、カウンタ電極及び画素電極間の中央部分を中心
にして左右対称的に配列される。従って、正の誘電異方
性を有する液晶を使用する液晶表示素子のような電圧遮
断/印加時おける液晶分子の衝突が抑制される結果、液
晶表示素子の応答速度が著しく向上する顕著な効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は、本発明にかかる横電極駆
動モードの液晶表示素子を説明する断面図である。
【図2】(a)は、本発明によって配向膜をラビング処
理する前の状態を示す断面図であり、(b)は、ラビン
グ処理された後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
10 下部基板 11 画素電極 12 カウンタ電極 13、16 ラビング処理された配向膜 14 液晶層 15 上部基板 14A、24A、24B 液晶分子 17A、17B 偏光板 18 位相補償膜 θ チルト角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 香 律 大韓民国 京畿道 利川市 夫鉢邑 牙美 里 山 1 48−1番地 現代社員アパー ト 109−102 (72)発明者 李 允 ▲ヒ▼ 大韓民国 ソウル市 金天區 禿山 3洞 993− 15

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1基板を有し、 前記第1基板前面に形成された第1電極、 前記第1基板前面で前記第1電極と所定距離をおいて離
    隔された第2電極、 前記第1及び第2電極が形成された結果物の上面に形成
    され、前記第2電極の長さ方向にラビング処理された第
    1垂直配向膜、 前記第1基板の前面に対向する前記第1基板の後面に配
    置された第1偏光板、 前記第1基板に対向する面を有する第2基板、 前記第2基板の前記対向面上に形成され、前記第2電極
    の長さ方向にラビング処理された第2垂直配向膜、 前記第1及び第2垂直配向膜間に配置され、電圧無印加
    時に全ての液晶分子が前記第1基板面から単一で均一な
    チルト角を有する液晶層、及び前記第2基板の前記対向
    面に対向する前記第2基板の後面に形成された第2偏光
    板を備えることを特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記第1垂直配向膜及び第2垂直配向膜
    のラビング方向は、前記第2電極の長さ方向から左又は
    右に0゜乃至30゜をなすことを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項3】 前記単一で均一な角が85゜乃至90゜
    であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素
    子。
  4. 【請求項4】 前記液晶層の前記液晶は正の誘電異方性
    を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素
    子。
  5. 【請求項5】 前記液晶層の前記液晶は正の誘電異方性
    を有することを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素
    子。
  6. 【請求項6】 前記液晶層の前記液晶は正の誘電異方性
    を有することを特徴とする請求項3に記載の液晶表示素
    子。
  7. 【請求項7】 前記液晶層の前記液晶は負の誘電異方性
    を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素
    子。
  8. 【請求項8】 前記第2電極及び前記第2偏光板間に形
    成された、液晶の屈折異方性を等方性化するための位相
    補償膜をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載
    の液晶表示素子。
  9. 【請求項9】 前記第2電極及び前記第2偏光板間に形
    成された、液晶の屈折異方性を等方性化するための位相
    補償膜をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載
    の液晶表示素子。
  10. 【請求項10】 前記第2電極及び前記第2偏光板間に
    形成された、液晶の屈折異方性を等方性化するための位
    相補償膜をさらに備えることを特徴とする請求項6に記
    載の液晶表示素子。
  11. 【請求項11】 前記第1及び第2電極のラビング処理
    はラビング布又は光配向法を使用することを特徴とする
    請求項1に記載の液晶表示素子。
  12. 【請求項12】 前記第1電極は画素電極で、前記第2
    電極はカウンタ電極であることを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示素子。
  13. 【請求項13】 前記第1電極及び前記第2電極は不透
    明金属から構成されることを特徴とする請求項1に記載
    の液晶表示素子。
  14. 【請求項14】 前記第1電極及び前記第2電極は透明
    な導電性物質で形成されることを特徴とする請求項1に
    記載の液晶表示素子。
  15. 【請求項15】 前記不透明金属はアルミニウムまたは
    クロムであることを特徴とする請求項13に記載の液晶
    表示素子。
  16. 【請求項16】 前記透明な導電性物質はITOである
    ことを特徴とする請求項14に記載の液晶表示素子。
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