JP3329721B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JP3329721B2 JP3329721B2 JP2448098A JP2448098A JP3329721B2 JP 3329721 B2 JP3329721 B2 JP 3329721B2 JP 2448098 A JP2448098 A JP 2448098A JP 2448098 A JP2448098 A JP 2448098A JP 3329721 B2 JP3329721 B2 JP 3329721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- substrates
- crystal display
- display device
- pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にスメクティック液晶を用いた液晶表示装置に関
する。
り、特にスメクティック液晶を用いた液晶表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】フラットディスプレイパネルは、省スペ
ース化及び低消費電力化が可能であるため、広範囲に使
用されており、その中でも、液晶表示素子は最も有力視
されているものの1つである。
ース化及び低消費電力化が可能であるため、広範囲に使
用されており、その中でも、液晶表示素子は最も有力視
されているものの1つである。
【0003】液晶表示素子の表示方式としては、現在、
薄膜トランジスタ(TFT)を備え、捩れ構造を呈する
ネマティック液晶を用いたTFT−TN方式と、ネマチ
ック液晶を用い、その捩れ角をさらに増加させたSTN
方式とが主に用いられている。これら表示方式について
は、フルカラー表示が可能な20インチ程度のサイズの
液晶ディスプレイが実現されており、これは既に情報端
末用ディスプレイとして市販されている。
薄膜トランジスタ(TFT)を備え、捩れ構造を呈する
ネマティック液晶を用いたTFT−TN方式と、ネマチ
ック液晶を用い、その捩れ角をさらに増加させたSTN
方式とが主に用いられている。これら表示方式について
は、フルカラー表示が可能な20インチ程度のサイズの
液晶ディスプレイが実現されており、これは既に情報端
末用ディスプレイとして市販されている。
【0004】しかしながら、これら表示方式を用いたデ
ィスプレイの視野角は極端に狭い。TN方式のディスプ
レイは、STN方式のディスプレイに比べて、視野角に
関して有利である。しかしながら、フルカラー表示対応
とした場合、視野角が極めて狭くなるという問題を生ず
る。また、位相差フィルム等を利用して視野角を拡大す
る試みがなされているが、十分な視野角が得られるには
至っていない。
ィスプレイの視野角は極端に狭い。TN方式のディスプ
レイは、STN方式のディスプレイに比べて、視野角に
関して有利である。しかしながら、フルカラー表示対応
とした場合、視野角が極めて狭くなるという問題を生ず
る。また、位相差フィルム等を利用して視野角を拡大す
る試みがなされているが、十分な視野角が得られるには
至っていない。
【0005】応答速度に関しては、これらディスプレイ
のうち、STN方式のディスプレイにおいては、ワープ
ロや表計算等の限られた用途に対してさえも、十分な応
答速度が得られていない。一方、TFT−TN方式のデ
ィスプレイにおいては、ワープロや表計算等の限られた
用途に対してほぼ満足することができる性能が得られて
いる。しかしながら、さらなる大画面化或いは動画表示
対応とした場合、応答速度に関して困難が予想される。
のうち、STN方式のディスプレイにおいては、ワープ
ロや表計算等の限られた用途に対してさえも、十分な応
答速度が得られていない。一方、TFT−TN方式のデ
ィスプレイにおいては、ワープロや表計算等の限られた
用途に対してほぼ満足することができる性能が得られて
いる。しかしながら、さらなる大画面化或いは動画表示
対応とした場合、応答速度に関して困難が予想される。
【0006】このように、現在、広く用いられているこ
れら表示方式の液晶表示素子においては、視野角及び応
答速度に関して十分な性能が得られていない。ネマティ
ック液晶を用いずに、高い秩序性を有するスメクティッ
ク液晶、具体的にはカイラルスメクティックC相を呈す
る液晶材料を用いた表示方式が提案されている。このよ
うな表示方式の代表的なものとして、1980年にクラ
ーク及びラーガバル(N.A.Clark and S.T.Lagererwall,
Appl.Phys.Lett.,36,899(1980) )により発表された表
面安定化強誘電性液晶(surface stabilized ferroelec
tric liquid crystal: SSFLC)を挙げることができる。
れら表示方式の液晶表示素子においては、視野角及び応
答速度に関して十分な性能が得られていない。ネマティ
ック液晶を用いずに、高い秩序性を有するスメクティッ
ク液晶、具体的にはカイラルスメクティックC相を呈す
る液晶材料を用いた表示方式が提案されている。このよ
うな表示方式の代表的なものとして、1980年にクラ
ーク及びラーガバル(N.A.Clark and S.T.Lagererwall,
Appl.Phys.Lett.,36,899(1980) )により発表された表
面安定化強誘電性液晶(surface stabilized ferroelec
tric liquid crystal: SSFLC)を挙げることができる。
【0007】この表示方式においては、カイラルスメク
ティック相の螺旋構造は、配向膜と液晶材料との相互作
用により解かれ、その際に発生する自発分極と、外部か
らの電圧印加により形成される電場との相互作用を利用
して表示が行われる。この表示方式においては、自発分
極が基板面に垂直な方向を向いた2状態のみが安定であ
る。したがって、この表示方式を用いることにより、メ
モリ性を有し、TFT等の非線形能動素子を必要としな
い液晶表示素子を得ることができると強く期待された。
ティック相の螺旋構造は、配向膜と液晶材料との相互作
用により解かれ、その際に発生する自発分極と、外部か
らの電圧印加により形成される電場との相互作用を利用
して表示が行われる。この表示方式においては、自発分
極が基板面に垂直な方向を向いた2状態のみが安定であ
る。したがって、この表示方式を用いることにより、メ
モリ性を有し、TFT等の非線形能動素子を必要としな
い液晶表示素子を得ることができると強く期待された。
【0008】しかしながら、この表示方式によると、上
述のように2状態のみが安定化されるため、中間調の表
示は不可能である。中間調の表示は、この表示方式を用
いたディスプレイの今後の用途を考えた場合、必要不可
欠である。これに対し、幾つかの検討が為されている。
述のように2状態のみが安定化されるため、中間調の表
示は不可能である。中間調の表示は、この表示方式を用
いたディスプレイの今後の用途を考えた場合、必要不可
欠である。これに対し、幾つかの検討が為されている。
【0009】例えば、反強誘電性液晶相(SmCa相)
を用いた表示方式(A.D.L.Chandani, T.Hagiwara, T.Su
zuki, Y.Ouchi, H.Takazoe and A.Fukuda, Jpn.J.Appl.
Phys.,27L729(1988))を用いることにより、能動素子を
併用することなく中間調表示が可能であることが示され
ている(N.Yamamoto, N.Koshoubu, K.Mori, K.Nakamur
a, Y.Yamada, Ferroelectrics,1993,149,p295)。
を用いた表示方式(A.D.L.Chandani, T.Hagiwara, T.Su
zuki, Y.Ouchi, H.Takazoe and A.Fukuda, Jpn.J.Appl.
Phys.,27L729(1988))を用いることにより、能動素子を
併用することなく中間調表示が可能であることが示され
ている(N.Yamamoto, N.Koshoubu, K.Mori, K.Nakamur
a, Y.Yamada, Ferroelectrics,1993,149,p295)。
【0010】この表示方式によると、強誘電性液晶に関
して説明した2つの安定状態に加えて、電圧非印加時の
反強誘電性液晶構造をとることができる。したがって、
この表示方式を用いた場合、電圧の印加方向を逆転して
駆動することができ、焼付き等の発生を防止することが
できる。また、この表示方式は、電圧非印加時に光軸が
所定の位置に戻るため、中間調表示に適している。
して説明した2つの安定状態に加えて、電圧非印加時の
反強誘電性液晶構造をとることができる。したがって、
この表示方式を用いた場合、電圧の印加方向を逆転して
駆動することができ、焼付き等の発生を防止することが
できる。また、この表示方式は、電圧非印加時に光軸が
所定の位置に戻るため、中間調表示に適している。
【0011】また、近年、例えば、DHF(Distorted
Helical Ferroelectric Liquid Crystal)方式(J.Funf
schilling and M.Schadt, J.Appl.Phys.66(8),15)や、
TFLC(Twisted Ferroelectric Liquid Crystal)方
式(J.S.Patel, Appl.Phys.Lett.60(3),p280)のよう
に、能動素子を備えカイラルスメクティックC型液晶を
用いた表示方式が提案されている。これら表示方式のデ
ィスプレイは、能動素子を用いているため、上述した能
動素子を用いない方式のディスプレイに比べてコストが
高くなるという欠点を有している。
Helical Ferroelectric Liquid Crystal)方式(J.Funf
schilling and M.Schadt, J.Appl.Phys.66(8),15)や、
TFLC(Twisted Ferroelectric Liquid Crystal)方
式(J.S.Patel, Appl.Phys.Lett.60(3),p280)のよう
に、能動素子を備えカイラルスメクティックC型液晶を
用いた表示方式が提案されている。これら表示方式のデ
ィスプレイは、能動素子を用いているため、上述した能
動素子を用いない方式のディスプレイに比べてコストが
高くなるという欠点を有している。
【0012】しかしながら、DHFやTFLC等の表示
方式においては、印加電圧の強度変化に対する透過率の
変化が比較的なだらかである。また、ドメイン反転を伴
うスイッチングのために中間調表示が困難になるとい
う、従来の表面安定化強誘電性液晶において生じた問題
を生じることはない。したがって、これら表示方式は、
上述した能動素子を用いない方式に比べて、中間調表示
の信頼性に優れているのである。
方式においては、印加電圧の強度変化に対する透過率の
変化が比較的なだらかである。また、ドメイン反転を伴
うスイッチングのために中間調表示が困難になるとい
う、従来の表面安定化強誘電性液晶において生じた問題
を生じることはない。したがって、これら表示方式は、
上述した能動素子を用いない方式に比べて、中間調表示
の信頼性に優れているのである。
【0013】また、これら表示方式の液晶表示素子は低
電圧(0〜5V程度)での駆動が可能であるため、低消
費電力化を図ることができる。さらに、これら表示方式
は、機械的衝撃に対して比較的高い強度を有している。
すなわち、これら表示方式を用いた液晶表示素子は、表
面安定化強誘電性液晶のように機械的衝撃により配向破
壊を生ずるおそれが無い。
電圧(0〜5V程度)での駆動が可能であるため、低消
費電力化を図ることができる。さらに、これら表示方式
は、機械的衝撃に対して比較的高い強度を有している。
すなわち、これら表示方式を用いた液晶表示素子は、表
面安定化強誘電性液晶のように機械的衝撃により配向破
壊を生ずるおそれが無い。
【0014】また、ごく最近、本発明者らは、従来の反
強誘電性液晶とは異なり、ヒステリシスを示すことなく
低電圧駆動を可能とする反強誘電性液晶が存在し、この
反強誘電性液晶がTFTやTFD等の能動素子を用いた
液晶ディスプレイに特に適していることを見出してい
る。
強誘電性液晶とは異なり、ヒステリシスを示すことなく
低電圧駆動を可能とする反強誘電性液晶が存在し、この
反強誘電性液晶がTFTやTFD等の能動素子を用いた
液晶ディスプレイに特に適していることを見出してい
る。
【0015】上述したように、能動素子を備え、TFL
C、DHF、及びAFLC等のスメクチック液晶を用い
た液晶ディスプレイにおいては、高速応答が可能であり
広い視野角を得ることができる。したがって、この表示
方式を用いることにより、十分な表示性能で動画表示が
可能なディスプレイを実現することができると期待され
ている。
C、DHF、及びAFLC等のスメクチック液晶を用い
た液晶ディスプレイにおいては、高速応答が可能であり
広い視野角を得ることができる。したがって、この表示
方式を用いることにより、十分な表示性能で動画表示が
可能なディスプレイを実現することができると期待され
ている。
【0016】しかしながら、強誘電性液晶や反強誘電性
液晶等のスメクティック液晶を使用する液用表示素子に
おいては、基板に付与される応力により、スメクチック
液晶の層構造は容易に乱れを生じる。そのため、スメク
ティック液晶を使用する液用表示素子においては、液晶
層の欠陥が生じ易く、十分な表示性能が得られていな
い。
液晶等のスメクティック液晶を使用する液用表示素子に
おいては、基板に付与される応力により、スメクチック
液晶の層構造は容易に乱れを生じる。そのため、スメク
ティック液晶を使用する液用表示素子においては、液晶
層の欠陥が生じ易く、十分な表示性能が得られていな
い。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外部応力に
よる液晶配列の乱れを生じにくい液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
よる液晶配列の乱れを生じにくい液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、対向して設けられ、
それぞれの対向面に電極が形成された一対の基板、前記
一対の基板間に設けられ、前記一対の基板間の間隙を一
定に保持する複数の間隔維持手段、及び前記一対の基板
間に挟持され、層状構造を呈するスメクティック液晶材
料から実質的になる液晶層を具備し、前記スメクティッ
ク液晶材料は、その積層方向が基板面に平行となるよう
配向制御され、前記複数の間隔維持手段は、前記スメク
ティック液晶材料の積層方向に平行な第1の配列方向に
間隔d1 で配列し、前記第1の配列方向と直交する第2
の配列方向に前記間隔d1 より広い間隔d2 で配列する
ことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
決するためになされたものであり、対向して設けられ、
それぞれの対向面に電極が形成された一対の基板、前記
一対の基板間に設けられ、前記一対の基板間の間隙を一
定に保持する複数の間隔維持手段、及び前記一対の基板
間に挟持され、層状構造を呈するスメクティック液晶材
料から実質的になる液晶層を具備し、前記スメクティッ
ク液晶材料は、その積層方向が基板面に平行となるよう
配向制御され、前記複数の間隔維持手段は、前記スメク
ティック液晶材料の積層方向に平行な第1の配列方向に
間隔d1 で配列し、前記第1の配列方向と直交する第2
の配列方向に前記間隔d1 より広い間隔d2 で配列する
ことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【0019】上記液晶表示装置において好ましい態様を
以下に示す。 (1)上記間隔維持手段は、上記一対の基板の少なくと
も一方の対向面に形成された柱状の突起部であること。
以下に示す。 (1)上記間隔維持手段は、上記一対の基板の少なくと
も一方の対向面に形成された柱状の突起部であること。
【0020】(2)上記間隔d1 及びd2 は下記不等式
を満たす関係にあること。 d1 ≦2/3×d2 (3)上記スメクティック液晶材料は、室温においてカ
イラルスメクティックC相、カイラルスメクティックC
A相、或いはそれに類似した液晶相を呈すること。 (4)上記一対の基板のいずれか一方にカラーフィルタ
層を具備すること。
を満たす関係にあること。 d1 ≦2/3×d2 (3)上記スメクティック液晶材料は、室温においてカ
イラルスメクティックC相、カイラルスメクティックC
A相、或いはそれに類似した液晶相を呈すること。 (4)上記一対の基板のいずれか一方にカラーフィルタ
層を具備すること。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しながらより詳細に説明する。図1に、本発明の実施
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、一方の主面に電極4が形成され
た基板2、基板2と対向して設けられ、その対向面に電
極5が形成された基板3、基板2上に設けられ基板3を
支持する柱状の突起部6、基板2,3のそれぞれの対向
面に設けられた配向膜8,9、及び基板2,3間に設け
られた液晶層7を有している。
照しながらより詳細に説明する。図1に、本発明の実施
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、一方の主面に電極4が形成され
た基板2、基板2と対向して設けられ、その対向面に電
極5が形成された基板3、基板2上に設けられ基板3を
支持する柱状の突起部6、基板2,3のそれぞれの対向
面に設けられた配向膜8,9、及び基板2,3間に設け
られた液晶層7を有している。
【0022】上記液晶表示装置1において、基板2,3
にはガラス等の透明基板が用いられる。基板2には、電
極4や配向膜8の他に、TFTやMIM等の能動素子や
各種配線等を設けることができる。また、基板3には、
電極5や配向膜9の他に、カラーフィルタ層等を設ける
ことができる。
にはガラス等の透明基板が用いられる。基板2には、電
極4や配向膜8の他に、TFTやMIM等の能動素子や
各種配線等を設けることができる。また、基板3には、
電極5や配向膜9の他に、カラーフィルタ層等を設ける
ことができる。
【0023】これら、基板2,3上に形成される電極
4,5は、ITO等の透明導電性材料で構成され、配向
膜8,9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SiO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、基板2,3
には、それぞれ偏光板が設けられる。
4,5は、ITO等の透明導電性材料で構成され、配向
膜8,9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SiO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、基板2,3
には、それぞれ偏光板が設けられる。
【0024】液晶層7は、スメクティック液晶材料で構
成されている。スメクティック液晶分子は棒状分子であ
り、層状構造をなして配列している。液晶層7におい
て、これら液晶分子が形成する層は、それぞれ基板面に
垂直となるように、配向膜8,9により配向制御されて
いる。すなわち、液晶分子が形成する層の積層方向が基
板面に対して平行となるように配向制御されている。ま
た、この液晶分子が形成する層において、それぞれの液
晶分子は層内での並進により関係づけられる。
成されている。スメクティック液晶分子は棒状分子であ
り、層状構造をなして配列している。液晶層7におい
て、これら液晶分子が形成する層は、それぞれ基板面に
垂直となるように、配向膜8,9により配向制御されて
いる。すなわち、液晶分子が形成する層の積層方向が基
板面に対して平行となるように配向制御されている。ま
た、この液晶分子が形成する層において、それぞれの液
晶分子は層内での並進により関係づけられる。
【0025】液晶層7を構成する液晶材料としては、ス
メクチック液晶材料が用いられる。このスメクティック
液晶材料としては、例えば、強誘電性液晶、反強誘電性
液晶、DHF方式の液晶、及び閾値を持たない反強誘電
性液晶等を挙げることができる。
メクチック液晶材料が用いられる。このスメクティック
液晶材料としては、例えば、強誘電性液晶、反強誘電性
液晶、DHF方式の液晶、及び閾値を持たない反強誘電
性液晶等を挙げることができる。
【0026】上記液晶表示装置1において、基板2,3
間には、複数の柱状の突起部6が一定の間隔を隔てて配
列されている。これら突起部6は基板2,3間の間隙を
一定に保つスペーサとして用いられている。
間には、複数の柱状の突起部6が一定の間隔を隔てて配
列されている。これら突起部6は基板2,3間の間隙を
一定に保つスペーサとして用いられている。
【0027】図2に、本発明の実施形態に係る液晶表示
装置の液晶層を概略的に示す。なお、図2は、基板2近
傍の液晶層7を示す斜視図である。この図に示すよう
に、液晶分子10は、X方向に垂直な、Y方向及びZ方
向を含む面内で層を形成している。また、この液晶分子
10が形成する層は、X方向に積層している。突起部6
は、X方向に間隔d1 を隔てて配列され、Y方向には
間隔d2 を隔てて配列されている。
装置の液晶層を概略的に示す。なお、図2は、基板2近
傍の液晶層7を示す斜視図である。この図に示すよう
に、液晶分子10は、X方向に垂直な、Y方向及びZ方
向を含む面内で層を形成している。また、この液晶分子
10が形成する層は、X方向に積層している。突起部6
は、X方向に間隔d1 を隔てて配列され、Y方向には
間隔d2 を隔てて配列されている。
【0028】本発明者らは、これら間隔d1 およびd2
を様々に変えて液晶表示装置を作製し、間隔d1 及びd
2 と配向破壊との関係を調べたところ、間隔d2 を間隔
d1に比べて広く設定した場合に、配向破壊を良好に防
止できることを見出した。これは、応力を印加時の基板
3の形状と、スメクティック液晶材料の積層方向とに関
係していると考えられる。以下に、より詳細に説明す
る。
を様々に変えて液晶表示装置を作製し、間隔d1 及びd
2 と配向破壊との関係を調べたところ、間隔d2 を間隔
d1に比べて広く設定した場合に、配向破壊を良好に防
止できることを見出した。これは、応力を印加時の基板
3の形状と、スメクティック液晶材料の積層方向とに関
係していると考えられる。以下に、より詳細に説明す
る。
【0029】基板3を押圧すると、基板3は変形し、液
晶層7の一部に圧力が印加される。一般に、スメクティ
ック液晶材料を用いた液晶表示装置においては、このよ
うな圧力が局所的に印加されることにより、液晶分子の
配向が乱れる、いわゆる配向破壊と呼ばれる現象が生ず
る。この配向破壊は、液晶分子が形成する層の積層方向
(X方向)に力が印加された場合に生ずるものであっ
て、液晶分子が形成する層に平行な方向(Y及びZ方
向)に力が印加された場合は殆ど生じない。
晶層7の一部に圧力が印加される。一般に、スメクティ
ック液晶材料を用いた液晶表示装置においては、このよ
うな圧力が局所的に印加されることにより、液晶分子の
配向が乱れる、いわゆる配向破壊と呼ばれる現象が生ず
る。この配向破壊は、液晶分子が形成する層の積層方向
(X方向)に力が印加された場合に生ずるものであっ
て、液晶分子が形成する層に平行な方向(Y及びZ方
向)に力が印加された場合は殆ど生じない。
【0030】本発明の実施形態に係る液晶表示装置1に
おいて、突起部6は、間隔d2 が間隔d1 に比べて広く
なるように配列されている。このような突起部6の配列
により、押圧時に、基板3は適切な形状に変形する。こ
れにより、基板3の変形に伴って液晶層7に印加される
圧力が、液晶分子が形成する層に平行な方向(Y及びZ
方向)に分散され、液晶分子が形成する層の積層方向
(X方向)への分散が防止されていると考えられる。
おいて、突起部6は、間隔d2 が間隔d1 に比べて広く
なるように配列されている。このような突起部6の配列
により、押圧時に、基板3は適切な形状に変形する。こ
れにより、基板3の変形に伴って液晶層7に印加される
圧力が、液晶分子が形成する層に平行な方向(Y及びZ
方向)に分散され、液晶分子が形成する層の積層方向
(X方向)への分散が防止されていると考えられる。
【0031】上述のように、上記液晶表示装置1におい
ては、押圧時の基板3の形状を制御することにより配向
破壊が防止される。これは、間隔d2 を間隔d1 に比べ
て広く設定することにより可能となるが、d1 ≦2/3
×d2 であることが好ましい。間隔d1 及びd2 をこの
ような関係とした場合、より高精度に基板3の変形状態
を制御することができるため、より効果的に配向破壊を
防止することができる。
ては、押圧時の基板3の形状を制御することにより配向
破壊が防止される。これは、間隔d2 を間隔d1 に比べ
て広く設定することにより可能となるが、d1 ≦2/3
×d2 であることが好ましい。間隔d1 及びd2 をこの
ような関係とした場合、より高精度に基板3の変形状態
を制御することができるため、より効果的に配向破壊を
防止することができる。
【0032】また、間隔d2 は300μm以下であるこ
とが好ましく、間隔d1 は200μm以下であることが
好ましい。間隔d1 及び間隔d2 を狭めることにより基
板3の変形が低減され、特に、間隔d1 及び間隔d2 が
上記範囲内にある場合、より効果的に配向破壊を防止す
ることができる。
とが好ましく、間隔d1 は200μm以下であることが
好ましい。間隔d1 及び間隔d2 を狭めることにより基
板3の変形が低減され、特に、間隔d1 及び間隔d2 が
上記範囲内にある場合、より効果的に配向破壊を防止す
ることができる。
【0033】しかしながら、突起部6を連続的な隔壁と
して形成した場合、基板3に圧力が印加された際に、液
晶分子の移動が抑制されてしまう。そのため、基板3が
変形された場合、液晶層7には局所的に力が印加され、
配向破壊を生じてしまうのである。したがって、突起部
6は、液晶分子の移動を妨げないよう、柱状に形成され
ることが好ましい。また、連続的隔壁とする場合、配向
欠陥を多発する等の不都合を生ずる。
して形成した場合、基板3に圧力が印加された際に、液
晶分子の移動が抑制されてしまう。そのため、基板3が
変形された場合、液晶層7には局所的に力が印加され、
配向破壊を生じてしまうのである。したがって、突起部
6は、液晶分子の移動を妨げないよう、柱状に形成され
ることが好ましい。また、連続的隔壁とする場合、配向
欠陥を多発する等の不都合を生ずる。
【0034】以上説明した突起部6は、例えば、以下に
示すようにして形成することができる。すなわち、ま
ず、基板2上に、感光性樹脂をスピンコータ等を用いて
均一な膜厚で塗布する。次に、このようにして形成した
感光樹脂膜に、所定のパターンのマスクを用いて露光・
現像することにより、突起部6を所望のパターンで形成
することができる。
示すようにして形成することができる。すなわち、ま
ず、基板2上に、感光性樹脂をスピンコータ等を用いて
均一な膜厚で塗布する。次に、このようにして形成した
感光樹脂膜に、所定のパターンのマスクを用いて露光・
現像することにより、突起部6を所望のパターンで形成
することができる。
【0035】また、突起部6は、カラーフィルタのそれ
ぞれの色層を積層すること等により形成することができ
る。通常、3色(B、G、R)のカラーフィルタ層は、
相互に重ならないように基板3上に並設される。しかし
ながら、それぞれの色のカラーフィルタ層を部分的に重
なるように形成した場合、その位置に3層のカラーフィ
ルタ層が積層される。これを利用して突起部6を設ける
ことができるのである。
ぞれの色層を積層すること等により形成することができ
る。通常、3色(B、G、R)のカラーフィルタ層は、
相互に重ならないように基板3上に並設される。しかし
ながら、それぞれの色のカラーフィルタ層を部分的に重
なるように形成した場合、その位置に3層のカラーフィ
ルタ層が積層される。これを利用して突起部6を設ける
ことができるのである。
【0036】この突起部6は、通常、0.5〜5μm程
度の高さに形成される。また、突起部6は、非画素領域
に形成することが好ましい。図3に、本発明の実施形態
に係る液晶表示装置の正面図を示す。この図に示すよう
に、基板2上には複数の電極4が配列され、これら電極
4はそれぞれ画素領域を形成している。さらに、基板2
上の電極4以外の領域、すなわち非画素領域には、複数
の突起部6が配列されている。このように突起部6を非
画素領域に形成することにより、光の利用効率を向上さ
せることができる。
度の高さに形成される。また、突起部6は、非画素領域
に形成することが好ましい。図3に、本発明の実施形態
に係る液晶表示装置の正面図を示す。この図に示すよう
に、基板2上には複数の電極4が配列され、これら電極
4はそれぞれ画素領域を形成している。さらに、基板2
上の電極4以外の領域、すなわち非画素領域には、複数
の突起部6が配列されている。このように突起部6を非
画素領域に形成することにより、光の利用効率を向上さ
せることができる。
【0037】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 (実施例)図4に、本発明の実施例に係る液晶表示装置
の断面図を示す。この図に示す液晶表示装置20を、突
起部6の間隔d1 及び間隔d2 を下記表1に示すように
設定して、以下に示すようにして作製した。
の断面図を示す。この図に示す液晶表示装置20を、突
起部6の間隔d1 及び間隔d2 を下記表1に示すように
設定して、以下に示すようにして作製した。
【0038】液晶表示装置20を作製するに当り、ま
ず、ガラス板21上に、赤色の顔料を分散させたアクリ
ル系レジストを印刷し、所定のパターンで紫外光を露光
した。露光されたアクリル系レジスト膜を有機アルカリ
系現像液で現像することにより非露光部のレジストを除
去し、ガラス板21上に赤色のフィルタを形成した。
ず、ガラス板21上に、赤色の顔料を分散させたアクリ
ル系レジストを印刷し、所定のパターンで紫外光を露光
した。露光されたアクリル系レジスト膜を有機アルカリ
系現像液で現像することにより非露光部のレジストを除
去し、ガラス板21上に赤色のフィルタを形成した。
【0039】次に、赤色のフィルタと同様にして、緑色
及び青色のフィルタを順次形成し、さらにブラックマト
リクス23として黒色のアクリル樹脂膜を所定のパター
ンで形成することにより、ガラス基板21上にカラーフ
ィルタ22を形成した。なお、カラーフィルタ22の形
成に当り、それぞれのフィルタ層及びブラックマトリク
スは所定の位置で重なるように形成した。これにより、
突起部6が形成された。
及び青色のフィルタを順次形成し、さらにブラックマト
リクス23として黒色のアクリル樹脂膜を所定のパター
ンで形成することにより、ガラス基板21上にカラーフ
ィルタ22を形成した。なお、カラーフィルタ22の形
成に当り、それぞれのフィルタ層及びブラックマトリク
スは所定の位置で重なるように形成した。これにより、
突起部6が形成された。
【0040】次に、カラーフィルタ22及び突起部6が
形成されたガラス板21上にスパッタリングによりIT
O膜5を形成した。さらに、このITO膜上に、可溶性
ポリイミド(日本合成ゴム社製AL−1051)を印刷
した。これを、ホットプレートを用いて1分間加熱した
後、さらにN2 雰囲気及び180℃に制御されたオーブ
ン中で30分間加熱して溶媒を除去することにより、厚
さ200オングストロームの配向膜9を形成した。この
ようにして、ガラス板21上に、カラーフィルタ22、
ITO膜5、及び配向膜9が順次積層され、突起部6が
設けられた基板3を形成した。
形成されたガラス板21上にスパッタリングによりIT
O膜5を形成した。さらに、このITO膜上に、可溶性
ポリイミド(日本合成ゴム社製AL−1051)を印刷
した。これを、ホットプレートを用いて1分間加熱した
後、さらにN2 雰囲気及び180℃に制御されたオーブ
ン中で30分間加熱して溶媒を除去することにより、厚
さ200オングストロームの配向膜9を形成した。この
ようにして、ガラス板21上に、カラーフィルタ22、
ITO膜5、及び配向膜9が順次積層され、突起部6が
設けられた基板3を形成した。
【0041】また、一方で、TFT24が形成された基
板2上に、同様にして厚さ200オングストロームの配
向膜8を形成した。なお、基板2において、ガラス板2
5上にはゲート電極26が形成され、ゲート電極26及
びガラス板25上には、ゲート絶縁膜27が設けられて
いる。ゲート絶縁膜27上には、チャネル領域28及び
ITO膜4が形成されており、チャネル領域28上に
は、チャネル保護層29及びコンタクト層30,31が
形成されている。コンタクト層30,31上にはドレイ
ン電極32及びソース電極33がそれぞれ設けられてお
り、ソース電極33はITO膜4に電気的に接続されて
いる。さらに、チャネル保護層29、ドレイン電極32
及びソース電極33上には絶縁膜34が設けられてい
る。
板2上に、同様にして厚さ200オングストロームの配
向膜8を形成した。なお、基板2において、ガラス板2
5上にはゲート電極26が形成され、ゲート電極26及
びガラス板25上には、ゲート絶縁膜27が設けられて
いる。ゲート絶縁膜27上には、チャネル領域28及び
ITO膜4が形成されており、チャネル領域28上に
は、チャネル保護層29及びコンタクト層30,31が
形成されている。コンタクト層30,31上にはドレイ
ン電極32及びソース電極33がそれぞれ設けられてお
り、ソース電極33はITO膜4に電気的に接続されて
いる。さらに、チャネル保護層29、ドレイン電極32
及びソース電極33上には絶縁膜34が設けられてい
る。
【0042】これら基板2,3のそれぞれの配向膜8,
9にラビング処理を施した後、直径5μmのファイバー
を混合したエポキシ系シール剤を基板3の周縁部に塗布
し、基板2,3をそれぞれの配向膜8,9が対向するよ
うに配置した。これら基板2,3を正確に位置合わせ
し、押圧した状態で160℃に制御されたオーブン内で
2時間加熱した。これにより、シール剤が完全に硬化さ
れ、液晶セルが形成された。
9にラビング処理を施した後、直径5μmのファイバー
を混合したエポキシ系シール剤を基板3の周縁部に塗布
し、基板2,3をそれぞれの配向膜8,9が対向するよ
うに配置した。これら基板2,3を正確に位置合わせ
し、押圧した状態で160℃に制御されたオーブン内で
2時間加熱した。これにより、シール剤が完全に硬化さ
れ、液晶セルが形成された。
【0043】次に、上述のようにして形成した液晶セル
を真空チャンバ内に入れ、10-8Torrの真空状態を
形成し、液晶セルの注入口を液晶材料中に浸漬した。チ
ャンバ内を常圧とし、温度を100℃に維持しながら5
時間放置することにより、液晶セル中への液晶材料の注
入を完了した。なお、液晶材料としては、チッソ石油化
学社製の強誘電性液晶材料CS−1013(≦63℃で
Sc* 相、63〜70℃でSa相、70〜80℃でN*
相、≧80℃で液体となる)を用い、この液晶材料は等
方性液体状態で注入した。
を真空チャンバ内に入れ、10-8Torrの真空状態を
形成し、液晶セルの注入口を液晶材料中に浸漬した。チ
ャンバ内を常圧とし、温度を100℃に維持しながら5
時間放置することにより、液晶セル中への液晶材料の注
入を完了した。なお、液晶材料としては、チッソ石油化
学社製の強誘電性液晶材料CS−1013(≦63℃で
Sc* 相、63〜70℃でSa相、70〜80℃でN*
相、≧80℃で液体となる)を用い、この液晶材料は等
方性液体状態で注入した。
【0044】液晶材料を注入した後、液晶セルを封止
し、さらに、それぞれの基板2,3に偏光板(図示せ
ず)を貼り付けることにより、液晶表示装置20を作製
した。なお、基板2には、偏光方向がラビング方向と平
行となるように偏光板を貼り付け、基板3には、偏光方
向がラビング方向と垂直となるように偏光板を貼り付け
た。また、突起部6の配列パターンを変えて作製した液
晶表示装置20をそれぞれサンプル1〜11とした。
し、さらに、それぞれの基板2,3に偏光板(図示せ
ず)を貼り付けることにより、液晶表示装置20を作製
した。なお、基板2には、偏光方向がラビング方向と平
行となるように偏光板を貼り付け、基板3には、偏光方
向がラビング方向と垂直となるように偏光板を貼り付け
た。また、突起部6の配列パターンを変えて作製した液
晶表示装置20をそれぞれサンプル1〜11とした。
【0045】(比較例1)突起部6の間隔d1 及び間隔
d2 を下記表1に示すように設定したこと以外は上記実
施例と同様にして複数の液晶表示装置を作製した。な
お、このようにして作製したそれぞれの液晶表示装置を
比較用サンプル1〜8とした。
d2 を下記表1に示すように設定したこと以外は上記実
施例と同様にして複数の液晶表示装置を作製した。な
お、このようにして作製したそれぞれの液晶表示装置を
比較用サンプル1〜8とした。
【0046】(比較例2)突起部6を設けずに、粒径2
μmの球状スペーサを用いて基板2,3間の間隔を一定
に保ったこと以外は上記実施例と同様にして液晶表示装
置を作製した。なお、球状スペーサの散布密度を様々に
変えて液晶表示装置を作製し、それぞれを比較用サンプ
ル9〜12とした。
μmの球状スペーサを用いて基板2,3間の間隔を一定
に保ったこと以外は上記実施例と同様にして液晶表示装
置を作製した。なお、球状スペーサの散布密度を様々に
変えて液晶表示装置を作製し、それぞれを比較用サンプ
ル9〜12とした。
【0047】以上のようにして作製したサンプル1〜1
1及び比較用サンプル1〜12について、図5に示す装
置を用いて破壊荷重を測定した。図5は、本発明の実施
例に係る液晶表示装置の破壊荷重を測定するための破壊
荷重測定装置を示す側面図である。この図に示すよう
に、液晶表示装置20は、平坦な板上に配置され、基板
3には、破壊荷重測定装置40により、基板面に垂直な
方向に所定の荷重が付与される。この荷重を増加させつ
つ、液晶表示装置20の液晶層の配向状態を観察し、液
晶層の配向破壊が生じたときの荷重を求め、これを破壊
荷重とした。下記表1及び表2に、その結果を示す。
1及び比較用サンプル1〜12について、図5に示す装
置を用いて破壊荷重を測定した。図5は、本発明の実施
例に係る液晶表示装置の破壊荷重を測定するための破壊
荷重測定装置を示す側面図である。この図に示すよう
に、液晶表示装置20は、平坦な板上に配置され、基板
3には、破壊荷重測定装置40により、基板面に垂直な
方向に所定の荷重が付与される。この荷重を増加させつ
つ、液晶表示装置20の液晶層の配向状態を観察し、液
晶層の配向破壊が生じたときの荷重を求め、これを破壊
荷重とした。下記表1及び表2に、その結果を示す。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】上記表1において、間隔d1 は、基板3上
に配列された突起部6の、スメクティック液晶材料の積
層方向における間隔を示している。また、間隔d2 は、
基板3上に配列された突起部6の、スメクティック液晶
材料の積層方向に垂直な方向、すなわち層に沿った方向
における間隔を示している。
に配列された突起部6の、スメクティック液晶材料の積
層方向における間隔を示している。また、間隔d2 は、
基板3上に配列された突起部6の、スメクティック液晶
材料の積層方向に垂直な方向、すなわち層に沿った方向
における間隔を示している。
【0051】これら表1及び表2から明らかなように、
サンプル1〜11においては、球状スペーサを用いた比
較用サンプル9〜12に比べて非常に高い破壊荷重が得
られている。また、サンプル1〜11と比較用サンプル
1〜8とを比較すると、サンプル1〜11においては、
比較用サンプル1〜8の破壊荷重の2倍以上の破壊荷重
が得られている。これは、スメクティック液晶材料の積
層方向に合わせて、突起部6を適切な配列パターンで形
成することにより、配向破壊を効果的に防止することが
できることを示している。
サンプル1〜11においては、球状スペーサを用いた比
較用サンプル9〜12に比べて非常に高い破壊荷重が得
られている。また、サンプル1〜11と比較用サンプル
1〜8とを比較すると、サンプル1〜11においては、
比較用サンプル1〜8の破壊荷重の2倍以上の破壊荷重
が得られている。これは、スメクティック液晶材料の積
層方向に合わせて、突起部6を適切な配列パターンで形
成することにより、配向破壊を効果的に防止することが
できることを示している。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
スメクティック液晶材料の積層方向に合わせて、突起部
6が適切な配列パターンで形成されるため、外部応力に
よる液晶配列の乱れを生じにくい液晶表示装置が提供さ
れる。
スメクティック液晶材料の積層方向に合わせて、突起部
6が適切な配列パターンで形成されるため、外部応力に
よる液晶配列の乱れを生じにくい液晶表示装置が提供さ
れる。
【図1】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断
面図。
面図。
【図2】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の液晶層
を概略的に示す斜視図。
を概略的に示す斜視図。
【図3】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の基板を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図4】本発明の実施例に係る液晶表示装置を示す断面
図。
図。
【図5】本発明の実施例に係る液晶表示装置の破壊荷重
を測定するための破壊荷重測定装置を示す側面図。
を測定するための破壊荷重測定装置を示す側面図。
【符号の説明】 1,20…液晶表示装置 2,3…基板 4,5…電極 6…突起部 7…液晶層 8,9…配向膜 10…液晶分子 21,25…ガラス板 22…カラーフィルタ 23…ブラックマトリクス 24…TFT 26…ゲート電極 27…ゲート絶縁膜 28…チャネル領域 29…チャネル保護層 30,31…コンタクト層 32…ドレイン電極 33…ソース電極 34…絶縁膜 40…破壊荷重測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 剛史 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 審査官 河原 英雄 (56)参考文献 特開 昭63−220224(JP,A) 特開 平4−299311(JP,A) 特開 平4−340926(JP,A) 特開 昭64−18126(JP,A) 特開 昭55−88025(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1339 G02F 1/141
Claims (3)
- 【請求項1】 対向して設けられ、それぞれの対向面に
電極が形成された一対の基板、 前記一対の基板間に設けられ、前記一対の基板間の間隙
を一定に保持する複数の間隔維持手段、及び前記一対の
基板間に挟持され、層状構造を呈するスメクティック液
晶材料から実質的になる液晶層を具備し、 前記スメクティック液晶材料は、その積層方向が基板面
に平行となるよう配向制御され、 前記複数の間隔維持手段は、前記スメクティック液晶材
料の積層方向に平行な第1の配列方向に間隔d1 で配列
し、前記第1の配列方向とほぼ直交する第2の配列方向
に前記間隔d1 より広い間隔d2 で配列することを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記間隔維持手段は、前記一対の基板の
少なくとも一方の対向面に形成された柱状の突起部であ
ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記間隔d1 及びd2 は下記不等式を満
たす関係にあることを特徴とする請求項1または2に記
載の液晶表示装置。 d1 ≦2/3×d2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2448098A JP3329721B2 (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2448098A JP3329721B2 (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11223842A JPH11223842A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3329721B2 true JP3329721B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=12139354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2448098A Expired - Fee Related JP3329721B2 (ja) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329721B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103748508B (zh) * | 2011-08-26 | 2016-08-31 | 夏普株式会社 | 液晶显示面板和液晶显示装置 |
-
1998
- 1998-02-05 JP JP2448098A patent/JP3329721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11223842A (ja) | 1999-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2572537B2 (ja) | 液晶表示装置とその製造方法 | |
| US4682858A (en) | Liquid crystal device having reduced-pressure region in communication with ferroelectric liquid crystal | |
| US6344889B1 (en) | Liquid crystal display and method of manufacturing the same | |
| US5786879A (en) | Liquid crystal device with different pretilt in peripheral portion | |
| JP2001281667A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
| JP2000250045A (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
| JPH08201830A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH09197420A (ja) | 液晶素子 | |
| EP0740185A2 (en) | Liquid crystal device, image display apparatus and image forming apparatus | |
| JPS61252532A (ja) | 強誘電性スメクチック液晶電気光学装置の製造方法 | |
| US5754263A (en) | Liquid crystal display apparatus with silicon or silicon-germanium thin films cover spaces between electrodes | |
| KR100228521B1 (ko) | 강유전상 및/또는 반강유전상을 가진 액정을 이용한 액정표시소자 | |
| JPH03261914A (ja) | 液晶表示素子 | |
| US5847793A (en) | Liquid crystal display apparatus and fabrication process thereof | |
| JPH1195225A (ja) | 強誘電性液晶表示素子及びその製造方法 | |
| JP3329721B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP3529307B2 (ja) | 液晶表示素子およびその製造方法 | |
| JP2001108999A (ja) | 液晶素子 | |
| KR100477132B1 (ko) | 강유전성 액정 물질을 사용하는 액정 표시 장치의 제조 방법 | |
| JP2001255524A (ja) | 液晶表示素子 | |
| JP2945893B1 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2968157B2 (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法、並びに表示システム | |
| KR0161377B1 (ko) | 강유전성 액정표시소자 | |
| KR20020037478A (ko) | 강유전성 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| JPH04127124A (ja) | 階調表示可能な強誘電性液晶セル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080719 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |