JPH1138444A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造後に表示性能を制御することが可能な強誘
電性或いは反強誘電性液晶表示装置を提供すること。 【解決手段】本発明の強誘電性或いは反強誘電性液晶表
示装置１は、１つの画素にそれぞれ独立に駆動される２
つの画素電極９、１０が設けられ、配向膜２２、２３の
電気容量が画素電極９、１０上でそれぞれ異なるため、
駆動する画素電極９、１０を適宜選択することにより、
表示性能を制御することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、強誘電性液晶材料或いは反強誘電性液晶材料
等の大きな自発分極を有するスメクチック液晶材料を用
いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶材料及び反強誘電性液晶材
料は、大きな自発分極を有するスメクチック液晶材料で
ある。このような液晶材料を用いた液晶表示装置は、表
面安定化表示モードで駆動されることにより、速い応答
速度及び広い視野角を得ることができるため、次世代の
液晶表示装置として期待されており、アクティブマトリ
クスを用いて駆動することによる動画表示が試みられて
いる。

【０００３】しかしながら、これら大きな自発分極を有
する液晶材料は、数十〜数千という非常に高い誘電率を
有しているため、ネマチック液晶材料を用いた液晶表示
装置では問題とならなかった配向膜の厚さのばらつき等
が、装置の表示性能に大きく影響することが判明した。
以下に、その理由を説明する。

【０００４】液晶表示装置は、基板上に形成された画素
電極、画素電極と対向して設けられた対向電極、及び画
素電極と対向電極との間に設けられた液晶層とを有して
いる。このような液晶表示装置の画素電極と対向電極と
の間に所定の電圧を印加すると、印加電圧に応じた電場
が液晶層に形成される。

【０００５】しかしながら、一般に、液晶表示装置には
画素電極及び対向電極の表面に配向膜や絶縁膜等が設け
られているため、電極間に印加された電圧は、液晶層だ
けに印加されるわけではなく、配向膜や絶縁膜のように
画素電極と対向電極との間に設けられた全ての部材に分
圧されてしまう。そのため、配向膜や絶縁膜のような部
材の厚さのばらつきが、液晶層に形成される電場に影響
してコントラストのばらつきを生じさせるのである。

【０００６】また、電極間に設けられた配向膜や絶縁膜
は、液晶層と直列に接続されたコンデンサとして作用す
ると考えられる。このコンデンサの容量のばらつきは、
フレーム毎に液晶材料の配向を反転させて液晶表示装置
を駆動する場合（以下、交流駆動という）にはコントラ
ストに影響を与え、液晶材料の配向を反転させずに複数
のフレームにわたり書き込みを行って駆動する場合（以
下、直流駆動という）には応答速度とコントラストとに
影響を与える。

【０００７】上述の配向膜や絶縁膜等の厚さのばらつき
は、ネマチック液晶材料を用いた液晶表示装置において
は、配向膜や絶縁膜の厚さが液晶層の厚さの１／５０程
度と少なく、ネマチック液晶材料と、配向膜に用いられ
る有機高分子材料や絶縁膜に用いられる無機酸化物材料
とがほぼ同じオーダーの誘電率を有しているため、表示
性能に殆ど影響を与えない。

【０００８】しかしながら、誘電率の大きなスメクチッ
ク液晶材料を用いた強誘電性または反強誘電性液晶表示
装置においては、配向膜や絶縁膜等の厚さの僅かなばら
つきが素子の表示性能に大きな影響を与えるのである。

【０００９】このような表示性能への影響は、均一な厚
さの配向膜等が形成された基板のみを用いることにより
低減することができるが、歩留まりが低下して製造コス
トが上昇するという問題を生じる。また、配向膜等を、
均一な厚さでかつ高い歩留まりで形成することは非常に
困難である。したがって、不均一な厚さの配向膜や絶縁
膜が形成された場合でも、製造後に表示性能を制御する
ことが可能な強誘電性液晶表示装置が求められている。

【００１０】また、直流駆動の場合は、強誘電性または
反強誘電性液晶表示装置の応答速度及びコントラスト
は、配向膜の厚さを変えることにより制御することがで
きる。しかしながら、応答速度とコントラストとはトレ
ードオフの関係にあるため、速い応答速度と高いコント
ラストとを同時に得ることは困難である。

【００１１】したがって、直流駆動の強誘電性或いは反
強誘電性液晶表示装置の製造において、動画表示仕様と
する場合と、モニター仕様とする場合とでは、それぞれ
配向膜や絶縁膜の厚さを変える必要がある。すなわち、
速い応答速度が求められる動画表示仕様では、配向膜や
絶縁膜を厚く形成し、高速な応答は必要とされないが高
いコントラストが求められるモニター仕様では、配向膜
や絶縁膜を薄く形成する必要があるのである。

【００１２】しかしながら、このように、それぞれの仕
様に応じて強誘電性或いは反強誘電性液晶表示装置を製
造すると、その使用目的はモニター用もしくは動画表示
用のどちらかに絞られてしまう。したがって、同一のパ
ネルで、製造後に表示性能を制御することにより、モニ
ター用としても動画表示用としても使用可能な強誘電性
或いは反強誘電性液晶時装置が求められている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造後に表
示性能を制御することが可能な強誘電性或いは反強誘電
性液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、 ａ） 第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチ
ング素子と信号電極線を共有する第２のスイッチング素
子と、前記第１のスイッチング素子のソース電極に電気
的に接続された第１の画素電極と、前記第１の画素電極
と並置して設けられ、前記第２のスイッチング素子のソ
ース電極に電気的に接続された第２の画素電極とを有す
る第１の基板、 ｂ） 前記第１の基板の第１及び第２の画素電極が形成
された面に対向して配置され、その対向面に対向電極を
有する第２の基板、 ｃ） 前記第１の基板と第２の基板との間に設けられ、
強誘電性或いは反強誘電性液晶材料を含む液晶層、及び ｄ） 前記第１及び第２の画素電極と前記対向電極との
間に設けられ、前記第１の画素電極−対向電極間の領域
と、前記第２の画素電極−対向電極間の領域とで、異な
る電気容量を有する誘電層を具備することを特徴とする
液晶表示装置を提供する。

【００１５】また、本発明は、 ａ） スイッチング素子と、前記スイッチング素子のソ
ース電極に電気的に接続された画素電極とを有する第１
の基板、 ｂ） 対向電極と、前記対向電極上に設けられた絶縁層
と、前記絶縁層上の所定の位置に設けられた導電層とを
具備し、前記第１の基板の画素電極が形成された面と対
向して配置された第２の基板、 ｃ） 前記第１の基板と第２の基板との間に設けられ、
強誘電性或いは反強誘電性液晶材料を含む液晶層、 ｄ） 前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方
に、前記液晶層と接して設けられた配向膜、及び ｅ） 前記スイッチング素子と前記導電層との間に設け
られた光遮断部を具備し、前記導電層は、前記第１の基
板の画素電極及びスイッチング素子に対応して設けら
れ、前記対向電極及び導電層のスイッチング素子に対応
する部分へのレーザー光の照射により、前記対向電極と
導電層とが電気的に接続されることを特徴とする液晶表
示装置を提供する。本発明は、上記液晶表示装置におい
て、前記光遮断部がブラックマトリクスであることを特
徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の液晶表示装置について説明する。図１に、本発明の第
１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図を示す。図１
において、液晶表示装置１は、第１の基板であるアレイ
基板２、アレイ基板２と対向して配置された第２の基板
である対向基板３、及びアレイ基板２と対向基板３との
間に設けられた液晶層４により構成されている。

【００１７】アレイ基板２では、基板５の対向基板３と
の対向面に、第１及び第２のスイッチング素子（図示せ
ず）が設けられているとともに、これら第１及び第２の
スイッチング素子のそれぞれのソース電極と電気的に接
続された第１及び第２の画素電極９、１０が形成され、
これらによってアレイ基板２が構成されている。

【００１８】対向基板３では、透明基板１５のアレイ基
板２との対向面に、ブラックマトリクス１６及びカラー
フィルタ層１７、透明な対向電極１９、及び透明な絶縁
層１８が順次設けられている。

【００１９】液晶層４は、強誘電性液晶材料もしくは反
強誘電性液晶材料２０で構成されており、アレイ基板２
と対向基板３との間には、両者の間隔を一定に保つため
のスペーサ２１が介在している。

【００２０】また、アレイ基板２と対向基板３の対向面
の裏面には、偏光板１１及び偏光板１４がそれぞれ設け
られている。アレイ基板２及び対向基板３のそれぞれの
対向面には、第１の画素電極９上と第２の画素電極１０
上とで厚さの異なる配向膜２２、２３が、それぞれ誘電
層として形成されている。なお、ここで誘電層とは、画
素電極９、１０と対向電極１８との間に設けられる、金
属等の導電体や液晶材料２０を除く、配向膜２２、２３
や絶縁膜１９等の誘電性を有する層である。

【００２１】上記強誘電性液晶表示装置のアレイ基板２
について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２
及び図３は、それぞれアレイ基板２の上面図及び等価回
路図である。図２において、基板５上には、第１のスイ
ッチング素子６、第１のスイッチング素子６と信号電極
線８を共有する第２のスイッチング素子７、第１のスイ
ッチング素子６のソース電極と電気的に接続された第１
の画素電極９、及び第２のスイッチング素子７のソース
電極と電気的に接続された第２の画素電極１０が設けら
れている。

【００２２】第１及び第２のスイッチング素子６、７
は、それぞれ独立に駆動されるゲート電極線１２、１３
を有しており、第１の画素電極９と第２の画素電極１０
とは独立してスイッチングされる。

【００２３】このように、本発明の第１の態様に係る液
晶表示装置においては、画素電極９、１０で１つの画素
が構成され、配向膜２２、２３の厚さが画素電極９、１
０上でそれぞれ異なるため、画素電極９、１０を独立に
スイッチングすることにより、異なる表示性能を得るこ
とができる。

【００２４】すなわち、画素電極９のみをスイッチング
する場合、配向膜２２、２３の画素電極９上の領域が薄
く形成されているため、モニター表示に適した高いコン
トラストを得ることができる。また、画素電極１０のみ
をスイッチングする場合、配向膜２２、２３の画素電極
９上の領域が厚く形成されているため、動画表示に適し
た高速応答性を得ることができる。

【００２５】なお、画素電極９と画素電極１０を、連動
させてスイッチングする場合、モニター等での表示に適
した高いコントラストを得ることができるだけでなく、
光の利用効率を向上させることができる。

【００２６】このように、本発明の第１の実施形態に係
る液晶表示装置によると、装置を製造した後に駆動方法
を制御することにより、装置の表示性能を制御すること
が可能となる。

【００２７】以上、配向膜２２、２３の両方の厚さを、
画素電極９上と画素電極１０上とで変える場合について
説明したが、配向膜２２、２３のいずれか一方の厚さを
変えてもよい。また、画素電極９、１０と対向電極１９
との間に、配向膜２２、２３以外の誘電層を設け、その
誘電層の厚さを変えても装置の表示性能を制御すること
ができる。さらに、この誘電層を、画素電極９−対向電
極１９間の領域と、画素電極１０−対向電極１９間の領
域とで、比誘電率の異なる材料で構成しても同様の効果
を得ることができる。

【００２８】誘電層の電気容量は、同じ電気容量を有す
るポリイミド膜の膜厚に換算した場合に、画素電極９−
対向電極１９間の領域と画素電極１０−対向電極１９間
の領域とで、１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度異なることが好
ましく、３０ｎｍ〜５０ｎｍｎｍ程度異なることがより
好ましい。誘電層の電気容量にこのような差を形成する
と、それぞれの駆動方法で駆動することにより、高いコ
ントラスト及び速い応答速度を得ることができる。

【００２９】次に、本発明の第２の実施形態に係る液晶
表示装置について、図４を参照しながら説明する。図４
において、液晶表示装置３１は、第１の基板であるアレ
イ基板３２、アレイ基板３２と対向して配置された第２
の基板である対向基板３３、及びアレイ基板３２と対向
基板３３との間に設けられた液晶層３４により構成され
ている。

【００３０】アレイ基板３２では、基板５の対向基板３
３との対向面に、スイッチング素子３５が設けられてい
るとともに、このスイッチング素子３５のソース電極と
電気的に接続された画素電極３６が形成されている。こ
のスイッチング素子３５上には、ブラックマトリクス３
７が形成されており、ブラックマトリクス３７と画素電
極３６の上には配向膜３８が設けられている。すなわ
ち、アレイ基板３２は、ブラックマトリクス（ＢＭ）オ
ンアレイ構造を有している。

【００３１】液晶層３４は、強誘電性液晶材料もしくは
反強誘電性液晶材料２０で構成されており、アレイ基板
３２と対向基板３３との間には、両者の間隔を一定に保
つためのスペーサ２１が介在している。

【００３２】対向基板３３では、透明基板１５のアレイ
基板３２との対向面に、カラーフィルタ層１７、対向電
極１９、絶縁層３９、所定のパターンでパターニングさ
れた導電層４１、絶縁層４０、及び配向膜４２が順次設
けられている。

【００３３】なお、これらアレイ基板３２及び対向基板
３３のそれぞれの対向面の裏面には、偏光板１１及び偏
光板１４がそれぞれ設けられている。製造直後の液晶表
示装置３１は、参照番号４３に示すように、対向電極１
９と導電層４１とが近接して配置されていながらも電気
的に絶縁されている。したがって、参照番号４３に示す
ような状態では、導電層４１は対向電極として機能して
いない。

【００３４】しかしながら、この液晶表示装置３１の対
向電極１９及び導電層４１にＹＡＧレーザー等のレーザ
ー光を、基板１５側から照射すると、参照番号４４に示
すように対向電極１９と導電層４１とが電気的に接続さ
れ、導電層４１が対向電極として機能するようになる。

【００３５】したがって、所定の位置にレーザー光を照
射することにより、画素電極３６と対向電極との間に位
置する配向膜及び絶縁膜の電気容量が変化するため、レ
ーザー光照射前に比べて、絶縁膜や配向膜の厚さを薄く
したのと同様の効果を得ることができるのである。

【００３６】以上、対向電極１９上に、絶縁層３９を介
して導電層４１を１層積層した場合について説明した
が、対向電極１９上に、複数の導電層を絶縁層を介して
積層した構成としてもよい。このように複数の導電層を
積層すると、照射するレーザー光の強度を適宜制御する
ことにより、多段階的に配向膜及び絶縁膜の電気容量を
制御することができる。

【００３７】また、複数の導電層を積層する場合に、そ
れぞれの導電層を部分的にずらして積層すると、レーザ
ー光の照射位置を制御することにより所望の導電層を対
向電極１９に電気的に接続することができる。

【００３８】また、参照番号４３に示す位置の対向電極
１９、導電層４１、及び絶縁層３９のみを選択的に溶融
するために、参照番号４３に示す位置において、対向電
極１９、導電層４１、及び絶縁層３９の少なくとも１つ
を、比較的低融点の光吸収性材料で構成することが好ま
しい。装置をこのような構成とすると、対向電極１９と
導電層４１とを効率的に導通させることができ、配向膜
４２や絶縁層４０等が溶融されるのを防ぐことができ
る。

【００３９】また、セルギャップを狭くした場合に対向
電極１９と画素電極３６との電気的短絡を防止するため
に、絶縁層４０を厚さが１００ｎｍ以上となるように形
成することが好ましい。

【００４０】なお、このようなレーザー光の照射は、ア
レイ基板３２に形成されたスイッチング素子３５を損傷
するおそれがあるが、本発明の第２の実施形態に係る強
誘電性液晶表示装置においては、スイッチング素子３５
上にブラックマトリクス３７等の光遮断部が設けられて
いるため、レーザー光はこの光遮断部に吸収または反射
され、スイッチング素子３５を損傷するおそれがない。

【００４１】この光遮断部は、必ずしもスイッチング素
子３５上に設ける必要はない。光遮断部は、透明基板１
５側から入射するレーザー光が、対向電極１９及び導電
層４１に到達するように、及びスイッチング素子３５に
到達しないように配置される。したがって、光遮断部
を、例えば、導電層４１と絶縁層４０との間に、レーザ
ー光のスイッチング素子３５への到達を防止するように
配置してもよい。

【００４２】また、光遮断部は、レーザー光を遮断する
ものであれば特に制限はなく、光反射性の材料や光吸収
性の材料で構成されるが、光吸収性の材料を用いるこ
と、特にブラックマトリクスであることが好ましい。こ
のように光遮断部をブラックマトリクスとすると、良好
な表示性能を得ることができ、さらに装置の構成を単純
にすることができる。

【００４３】上述の液晶表示装置３１は、配向膜や絶縁
膜を厚く形成した動画表示仕様、或いは、製造後にレー
ザー光を照射することにより配向膜や絶縁膜の厚さを実
質的に薄くして、モニター仕様とすることができる。ま
た、上述の強誘電性液晶表示装置３１は、表示面内で表
示性能のばらつきがある場合には、所定の位置に選択的
にレーザー光を照射することにより、面内での表示性能
を均一化することができる。

【００４４】以上説明した本発明の第１及び第２の実施
形態に係る液晶表示装置では、アレイ基板にはガラス等
の透明基板が用いられ、この基板上に、ゲート電極線、
信号電極線、及びＴＦＴ等で構成されるスイッチング素
子、及び配向膜等が形成される。

【００４５】対向基板には、ガラス等の透明基板が用い
られ、必要に応じてその表面にカラーフィルタ層が形成
される。これらアレイ基板及び対向基板上に形成される
画素電極、対向電極、導電層は、ＩＴＯ等の透明導電性
材料で構成され、配向膜は、ポリイミド、ポリアミド、
ポリビニルアルコール、ポリイミドアミド、及びＳｉＮ
等の一般的な配向膜に用いられる材料で構成される。ま
た、絶縁膜は、ＳｉＯ₂ 等の透明な絶縁性の無機材料や
Ｔａ₂ Ｏ₅ 等で構成され、アレイ基板及び対向基板に
は、それぞれ偏光板が設けられる。また、液晶層を構成
する液晶材料としては、強誘電性液晶材料や反強誘電性
液晶材料等の大きな自発分極を有するスメクチック液晶
材料が用いられる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、これら実施例は、本発明の理解を容易にする目的で
記載されるものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲
内で種々変更するすることができる。

【００４７】（実施例１）図１に示す反強誘電性液晶表
示装置を、以下に示すようにして作製した。まず、図２
に示す、透明ガラス基板５上に２系統のスイッチング素
子６、７、及びＩＴＯからなる画素電極９、１０が形成
されたアレイ基板２を用い、画素電極９、１０上に、日
本合成ゴム社製の可溶性ポリイミドＡを２０ｎｍの厚さ
に印刷し、焼成した。

【００４８】次に、ポリイミド膜が形成されたアレイ基
板２の全面にフェノール樹脂系ポジ型レジストを塗布
し、このレジスト膜に、中心波長４３６ｎｍのＵＶ光を
用いて画素電極９に対応するパターンで露光した。露光
されたレジストを、東京応化社製の現像液ＮＭＤ−３を
用いて除去して、画素電極９上のポリイミド膜を露出さ
せ、この露出されたポリイミド膜をエッチングにより除
去した。

【００４９】さらに、残留するレジスト膜を、東京応化
社製のレジスト剥離液ハクリ−１０４を用いて除去し、
アレイ基板２の画素電極９、１０が形成された面の全面
に４０ｎｍの厚さでポリイミドＡを塗布し、焼成した。
以上のようにして、画素電極９上での厚さが４０ｎｍ、
画素電極１０上での厚さが６０ｎｍの配向膜２２を形成
した。

【００５０】次に、ガラス基板１５上に、カラーフィル
タ１７、ブラックマトリクス１６、絶縁膜１８、及び対
向電極１９が形成された対向基板３についても、アレイ
基板２と同様にして配向膜２３を形成した。

【００５１】以上のようにして作製したアレイ基板２及
び対向基板３のそれぞれの配向膜２２、２３にラビング
処理を施し、セルギャップが２μｍとなるようにして液
晶セルを作製した。この液晶セルに、自発分極が２５０
ｎＣ／ｃｍ² 、応答速度が７０μｓ、飽和電圧が１．５
Ｖ／μｍの三井石油社製の無しきい値型反強誘電性液晶
材料Ｂを注入し、液晶セルを封止した。この液晶セルの
両面に偏光板１１、１４を設けて反強誘電性液晶表示装
置１を作製した。

【００５２】なお、スイッチング素子６、７が形成され
たアレイ基板２としては、最大印加電圧±５Ｖ、画素数
６４０×４８０のＶＧＡを使用した。以上のようにして
作製した反強誘電性液晶表示装置１について、ゲート電
極線１３にのみ走査信号を入力して直流駆動したとこ
ろ、応答速度が６０ｍｓ、コントラスト比が２０と、動
画表示に適した高速応答性を得ることができた。また、
ゲート電極線１２、１３に同時に走査信号を入力して擬
似直流駆動したところ、応答速度が９０ｍｓ、コントラ
スト比が８０と、モニター等の表示に適した高コントラ
ストを得ることができた。

【００５３】（比較例１）配向膜の厚さを均一に形成
し、各画素に１つの画素電極を用いたこと以外は実施例
１と同様にして、図６に示す反強誘電性液晶表示装置１
０１を作製した。

【００５４】すなわち、ガラス基板５上に、面積が画素
電極９と画素電極１０との和に等しい画素電極１０９が
形成され、さらにこの画素電極１０９をスイッチングす
るスイッチング素子（図示せず）が形成されたアレイ基
板１０２を用い、このアレイ基板１０２上に均一な厚さ
でポリイミドからなる配向膜１０３を形成した。また、
対向基板３の表面にも均一な厚さでポリイミドからなる
配向膜１０４を形成して、反強誘電性液晶表示装置１０
１を作製した。

【００５５】なお、配向膜１０３、１０４の厚さをそれ
ぞれ０〜１００ｎｍの範囲で変えて装置を作製し、それ
ぞれの装置について実施例１と同様にして応答速度及び
コントラスト比を測定した。その結果を図７に示す。

【００５６】図７において、横軸は一方の基板に設けら
れた配向膜の膜厚を示し、縦軸は応答速度及びコントラ
スト比を示している。また、曲線１３０はコントラスト
比についてのデータを示しており、曲線１３１は応答速
度についてのデータを示している。なお、絶縁膜が設け
られた場合は、比誘電率からポリイミド膜厚に換算する
ことにより、同一のグラフにプロットされる。

【００５７】このグラフから明らかなように、実施例１
で作製した反強誘電性液晶表示装置１は、比較例１で作
製した反強誘電性液晶表示装置の配向膜の膜厚を４０ｎ
ｍとした場合及び６０ｎｍとした場合に相当する表示性
能を、駆動方法を変えることにより得ることができる。

【００５８】（実施例２）配向膜２２及び２３を以下に
示すようにして形成したこと以外は、実施例１と同様に
して反強誘電性液晶表示装置を作製した。

【００５９】まず、実施例１と同様にして、アレイ基板
２上に４０μｍの厚さのポリイミド膜を形成し、その上
に所定のパターンのレジスト膜を形成した。次に、この
レジスト膜が形成されたアレイ基板２の全面に、２０μ
ｍの厚さのポリイミド膜を形成し、レジストとともにレ
ジスト膜上のポリイミド膜を除去した。

【００６０】このようにして、画素電極９上での厚さが
４０ｎｍ、画素電極１０上での厚さが６０ｎｍの配向膜
２２を形成した。また、対向基板３についても同様にし
て配向膜２３を形成して、反強誘電性液晶表示装置１を
作製した。

【００６１】以上のようにして作製した反強誘電性液晶
表示装置１について、応答速度及びコントラスト比を測
定したところ、実施例１で作製した装置と同様の値が得
られた。

【００６２】（実施例３）以下に示すようにして、画素
電極９、１０、及び対向電極１９上にＳｉＯ₂ からなる
絶縁層が設けられ、これら絶縁層の上に配向膜２２、２
３が形成された反強誘電性液晶表示装置を作製した。

【００６３】まず、実施例１で用いたのと同様のアレイ
基板５の画素電極９、１０が形成された面の全面に、Ｃ
ＶＤ成膜装置を用いて、ＳｉＯ₂ からなる厚さ３４ｎｍ
の絶縁層を形成した。なお、この絶縁層は、厚さ２０ｎ
ｍのポリイミド配向膜に相当する電気容量を有してい
る。

【００６４】次に、アレイ基板２上に形成された絶縁層
全面に、上述のようにしてレジストパターンを形成し、
露出した絶縁層を弗酸でエッチングして除去した。残留
するレジスト膜を除去した後、４０ｎｍの厚さでポリイ
ミド膜を形成した。

【００６５】以上のようにして、画素電極９上に厚さ４
０ｎｍのポリイミド膜を、画素電極１０上に厚さ７４ｎ
ｍのＳｉＯ₂ −ポリイミド複合膜を形成した。なお、こ
の複合膜は、６０ｎｍの厚さのポリイミド膜に相当する
電気容量を有している。

【００６６】対向基板３についても同様にして、ポリイ
ミド膜及びＳｉＯ₂ −ポリイミド複合膜を形成し、反強
誘電性液晶表示装置１を作製した。このようにして作製
した反強誘電性液晶表示装置について、応答速度及びコ
ントラスト比を測定したところ、実施例１で作製した装
置と同様の値が得られた。

【００６７】（実施例４）配向膜２２、２３を以下に示
すようにして形成したこと以外は、実施例１と同様にし
て反強誘電性液晶表示装置１を作製した。

【００６８】まず、実施例１で用いたのと同様のアレイ
基板２の画素電極９、１０上に、２０ｎｍの厚さで日本
合成ゴム社製の感光性ポリイミドＣを全面に印刷した。
次に、強度３８０ｍＪ／ｃｍ² 、極大波長３６５ｎｍの
平行光を、露光用マスクを介して照射して、画素電極１
０上に形成された感光性ポリイミド膜のみを選択的に露
光した。この感光性ポリイミド膜に、1 ．５ｋｇ／ｃｍ
³ の窒素ガス雰囲気下で、９ｍＬ／ｍｉｎの流量で現像
液を２４０秒間噴霧し、続いて現像液とリンス液との混
合液、及びリンス液をそれぞれ１０秒間づつ噴霧した。
さらに、窒素ガスを吹き付けながら２０秒間スピンドラ
イを行い、アレイ基板２の表面を乾燥させた。

【００６９】このようにして画素電極１０上のみに厚さ
２０ｎｍのポリイミド膜を形成した後、基板全面に４０
ｎｍの厚さで可溶性ポリイミドＡを塗布して、画素電極
９上に厚さ４０ｎｍのポリイミド膜を、画素電極１０上
に厚さ６０ｎｍのポリイミド膜を形成した。なお、可溶
性ポリイミドＡから形成されたポリイミド膜と、感光性
ポリイミドＣから形成されたポリイミド膜とは、ほぼ同
じ比誘電率を有していた。

【００７０】対向基板３についても同様にして、ポリイ
ミド膜を形成し、反強誘電性液晶表示装置１を作製し
た。このようにして作製した反強誘電性液晶表示装置に
ついて、応答速度及びコントラスト比を測定したとこ
ろ、実施例１で作製した装置と同様の値が得られた。

【００７１】（実施例５）図４に示す反強誘電性液晶表
示装置を、以下に示すようにして作製した。まず、透明
ガラス基板５上にスイッチング素子３５、及びＩＴＯか
らなる画素電極３６、及びスイッチング素子３５上にブ
ラックマトリクス３７を形成した。次に、この透明ガラ
ス基板５の画素電極３６が形成された面に、ポリイミド
Ａを塗布して４０ｎｍの厚さのポリイミド膜を成膜し
た。さらに、このポリイミド膜の表面にラビング処理を
施すことにより配向膜３８を形成して、ＢＭオンアレイ
構造のアレイ基板３２を形成した。

【００７２】次に、カラーフィルタ層１７が形成された
ガラス基板１５上に、対向電極１９として厚さ１５０ｎ
ｍのＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜上に絶縁層３９と
して８．５ｎｍの厚さでＳｉＯ₂ 膜を形成した。このＳ
ｉＯ₂ 膜上に、導電層４１として厚さ１５０ｎｍのＩＴ
Ｏ膜を画素電極３６に対応するパターンで形成し、この
ＩＴＯ膜上に絶縁層４０として厚さ１７ｎｍのＳｉＯ₂
膜を形成した。さらに、このＳｉＯ₂ 膜上に、ポリイミ
ドからなる厚さ３０ｎｍの配向膜４２を形成することに
より、対向基板３３を形成した。

【００７３】以上のようにして形成したアレイ基板３２
及び対向基板３３を用いたこと以外は実施例１と同様に
して、反強誘電性液晶表示装置３１を形成した。なお、
絶縁層３９として形成した厚さ８．５ｎｍのＳｉＯ₂ 膜
は、厚さ５ｎｍのポリイミド膜に相当する電気容量を有
している。

【００７４】上述のようにして形成した反強誘電性液晶
表示装置３１について点燈試験を行った。その結果、配
向膜３８、４２の膜厚のばらつきのために、表示面内で
応答速度及びコントラストのばらつきが観測された。

【００７５】図５に、反強誘電性液晶表示装置３１の上
面図を示す。この図で、参照番号５２、５３は、それぞ
れ信号電極線及びゲート電極線を示し、参照番号５０
は、表示性能の均一な画素を示し、参照番号５１は、表
示性能の不均一な画素を示している。なお、参照番号４
３で示す位置には、ＴＦＴ等が形成されている。

【００７６】この図から明らかなように、表示性能の不
均一な画素５１は、表示面の隅に多くみられた。また、
画素５０に対する画素５１の表示性能のばらつきを、図
７に示すグラフから、配向膜３８、４２の膜厚のばらつ
きに換算したところ、画素５０に対して画素５１では、
それぞれの配向膜で２. ５ｎｍ程度厚く形成されている
ことが判明した。

【００７７】次に、表示性能の不均一な画素５１につい
て、参照番号４３で示す位置に、強誘電性液晶表示装置
３１の対向基板３３側からＹＡＧレーザー光を照射し
た。その結果、図４に示す対向電極１９、導電層４１、
及び絶縁層３９が位置４３で溶融し、参照番号４４に示
すように対向電極１９と導電層４１とが電気的に接続さ
れた。したがって、画素５１の表示性能のばらつきが補
正され、表示面内での表示性能の均一な反強誘電性液晶
表示装置を得ることができた。

【００７８】以上、実施例１〜５では、直流駆動した場
合について説明したが、実施例５の反強誘電性液晶表示
装置については交流駆動した場合でも同様の効果を得る
ことができる。また、上記実施例１〜５では、反強誘電
性液晶を用いた場合について説明したが、強誘電性液晶
を用いても同様の効果を得ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
１つの画素にそれぞれ独立に駆動される２つの画素電極
が設けられ、配向膜等の誘電層の電気容量がそれぞれの
画素電極上で異なるため、駆動する画素単位を適宜選択
することにより、表示性能を制御することが可能な強誘
電性或いは反強誘電性液晶表示装置が提供されるまた、
本発明によると、対向電極上に、各画素ごとにパターニ
ングされた導電層が絶縁層を介して設けられ、スイッチ
ング素子と導電層との間に光遮断部が設けられるため、
表示面側から所定の位置にレーザー光を照射することに
より対向電極と導電層とを電気的に接続して表示性能を
制御することが可能な強誘電性或いは反強誘電性液晶表
示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
断面図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置に
用いられるアレイ基板の上面図。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置に
用いられるアレイ基板の等価回路図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
断面図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
上面図。

【図６】従来の反液晶表示装置の断面図。

【図７】従来の反強誘電性液晶表示装置における配向膜
の膜厚に対する応答速度及びコントラスト比の変化を示
すグラフ。

【符号の説明】

１、３１、１０１…液晶表示装置 ２、３２、１０２…アレイ基板 ３、３３…対向基板 ４、３４…液晶層 ５…基板 ６、７、３５…スイッチング素子 ８、５２…信号電極線 ９、１０、１０９…画素電極 １１、１４…偏光板 １２、１３、５３、１０５…ゲート電極線 １５…透明基板 １６、３７…ブラックマトリクス １７…カラーフィルタ層 １８、３９、４０…絶縁層 １９…対向電極 ２０…強誘電性或いは反強誘電性液晶材料 ２１…スペーサ ２２、２３、３８、４２、１０３、１０４…配向膜 ４１…導電層 ４３、４４…位置 ５０、５１…画素 １３０、１３１…曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 剛 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 長田 洋之 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 高頭 孝毅 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 奥村 治彦 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ） 第１のスイッチング素子と、 前記第１のスイッチング素子と信号電極線を共有する第
   ２のスイッチング素子と、 前記第１のスイッチング素子のソース電極に電気的に接
   続された第１の画素電極と、 前記第１の画素電極と並置して設けられ、前記第２のス
   イッチング素子のソース電極に電気的に接続された第２
   の画素電極とを有する第１の基板、 ｂ） 前記第１の基板の第１及び第２の画素電極が形成
   された面に対向して配置され、その対向面に対向電極を
   有する第２の基板、 ｃ） 前記第１の基板と第２の基板との間に設けられ、
   強誘電性或いは反強誘電性液晶材料を含む液晶層、及び ｄ） 前記第１及び第２の画素電極と前記対向電極との
   間に設けられ、前記第１の画素電極−対向電極間の領域
   と、前記第２の画素電極−対向電極間の領域とで、異な
   る電気容量を有する誘電層を具備することを特徴とする
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】ａ） スイッチング素子と、 前記スイッチング素子のソース電極に電気的に接続され
   た画素電極とを有する第１の基板、 ｂ） 対向電極と、 前記対向電極上に設けられた絶縁層と、 前記絶縁層上の所定の位置に設けられた導電層とを具備
   し、前記第１の基板の画素電極が形成された面と対向し
   て配置された第２の基板、 ｃ） 前記第１の基板と第２の基板との間に設けられ、
   強誘電性或いは反強誘電性液晶材料を含む液晶層、 ｄ） 前記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方
   に、前記液晶層と接して設けられた配向膜、及び ｅ） 前記スイッチング素子と前記導電層との間に設け
   られた光遮断部を具備し、 前記導電層は、前記第１の基板の画素電極及びスイッチ
   ング素子に対応して設けられ、前記対向電極及び導電層
   のスイッチング素子に対応する部分へのレーザー光の照
   射により、前記対向電極と導電層とが電気的に接続され
   ることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記光遮断部がブラックマトリクスであ
   ることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。