JP2002311456A - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子とその製造方法Info
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Abstract
逆転移を防止し、このような不具合の少ない表示品位を
有する液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 視認領域54の外側に非視認領域を設
け、この非視認領域に逆転移防止用の電極53あるい
は、TFT素子等を配置し、その領域をベンド配向状態
に保つ。
Description
し、特に、OCB型液晶表示素子におけるスプレイ−ベ
ンド転移における未転移画素の抑制、完全転移後のベン
ド−スプレイ転移(以降、逆転移と略)の抑制におけ
る、画質の高品位化が容易な液晶表示素子に関する。
した表示装置についての原理や構造や製造方法は、広く
一般的に知られている周知技術である。
術についても同様であり、このため、これらについての
詳細な説明は省略し、本発明に直接関係の深い技術につ
いてのみ説明する。
は二枚の相対向する基板、電極間に液晶が存在するこ
と、リア側の基板内面、あるいはフロント側の基板のど
ちらか一方に、カラーフィルタあるいはTFT素子を有
すること、基板の断面は直方形になること等は周知事項
である。
板の断面に横斜線を入れること等は、かえって図が煩雑
となり、更にはかえって発明の要部の位置がわかり難く
なったりするため、図で上下対象の部分であるのを示す
等の他は原則として省略する。
分の表示等も、図がかえって煩雑となるため原則として
省略する。
薄型で軽量、かつ低消費電力のディスプレイ{画(映)
像表示}装置である。このためテレビやビデオなどの画
像表示装置やモニター、ワープロ、パーソナルコンピュ
ーターなどの事務(OA)機器のみならず、携帯電話あ
るいは携帯端末の表示部にも広く用いられている。
ば、ネマチィック液晶を用いたツイストネマチック(T
N)モードの液晶表示素子が実用化されているが、これ
は応答速度が遅く、また視野角が狭い等の欠点を有して
いる。
電性液晶(FLC)、あるいは反強誘電性液晶(AFL
C)等もあるが、現時点では耐ショック性、温度特性等
に大きな欠点があり、広く実用化されるまでには至って
いない。
を使用した表示モードは、偏光板を必要とせず、高輝度
表示が可能であるが、本質的に位相差板による視角制御
が出来ない上に、現時点では応答特性に課題を有してお
り、このためTNモードの液晶に対する優位性は少な
い。
携帯電話、モバイルの用途分野では、情報処理速度が飛
躍的に向上し、市場的に動画表示機能を要求されつつあ
る。
ードとして光学補償ベンド(OCB)モードが提案され
ている。
いて説明する。
基板である。2と7は、同じく相対向する透明電極であ
る。3と6は、同じく配向膜である。そしてこの配向膜
3・6間に液晶層4が存在する。13と16は、同じく
偏光板である。17と18は、同じく位相補償板であ
る。
向する二枚の基板1・8間の液晶分子は、視角方向であ
るフロントガラス側は基板に沿って平行に、リア側につ
いても同様な配向処理をしているため、フロントガラス
側及びリア側共には基板に沿って平行な配向を取ってい
る。
圧印加することにより、液晶層中央部の液晶ダイレクタ
を垂直方向に転移させる必要があり、所定の転移電圧を
印加し、所謂スプレイ配向からベンド配向に転移させた
後、実際に使用出来る状態になる。
技術であり、このため、これ以上の一般的な説明は省略
する。
Bモードの液晶表示素子は、前述した通り、所定の電圧
を印加することにより、液晶層中央部の液晶ダイレクタ
を垂直方向に転移させる、所謂スプレイ配向からベンド
配向に転移させる必要がある。
Bモード液晶表示素子では、表示部と、パネル周辺のブ
ラックマスク(BM)枠等の非表示部の電極構成が異な
り、BM部分では、通常の表示部分の様にベンドの転移
状態を維持させる機能が無く、スプレイ状態への逆転移
を引き起こし易い。言い換えればBM枠近傍の表示画素
の外側部位では、転移電圧が殆ど印加されず、常にスプ
レイ状態になっている。そのため、実使用状態において
もベンド転移部位はスプレイ状態に影響を受けやすく、
ベンド状態からスプレイ状態に逆転移し易いと言うこと
である。
(パネル外周部、広い意味では、表示画素部分のBMを
も含める)に未転移部分が残存し、表示品位を著しく低
下させるため好ましくない。
せず、また完全転移後においても逆転移しない、高品位
な画質を達成出来る技術の開発が望まれていた。
鑑みなされたものである。
・TFD等のアクティブマトリックス液晶表示素子にお
いて、表示画素部分と外周BM部分では電極構成が異な
ること、その結果、転移後の外周BM部近傍の表示画素
では、あたかも画素欠点の状態を呈する逆転移が非常に
発生し易いことが、重要なことを発明したことに基づく
ものである。
には、実際使用者側からは見えない表示画素、あるいは
表示画素では無くとも逆転移を防止出来る様な電極を配
置し、その結果、逆転移が発生し難い構造を有する液晶
表示素子としている。
の間に液晶を挟み、視認領域の周囲に非視認領域が設け
られている。
られていることが好ましい。
視認画素の外周に設けられた非視認画素と、非視認画素
からの光を遮蔽するマスクからなることが好ましい。
ベンド配向を有するOCBモード型液晶であり得る。
が印加されることが好ましい。より具体的には、画像表
示時にベンド転移状態を保持する電圧が電極に常に印加
されることが好ましい。これに代えて、画像表示時にベ
ンド転移状態を保持する電圧が電極に断続的に印加され
るようにしてもよい。また、画像表示時にベンド転移状
態を保持する電圧が電極に印加されないようにしてもよ
い。
り大きいことが好ましい。具体的には、非視認画素の縦
方向の長さは、視認画素の縦方向の長さよりも大きいこ
とが好ましい。また、非視認画素の横方向の長さも、視
認画素の横方向の長さよりも大きいことが好ましい。
長さのいずれもが、それぞれ視認画素の縦方向の長さお
よび横方向の長さよりも大きいことが好ましい。
電圧を印加し得る。
である場合には、非視認画素が常に黒色表示になってい
ることが好ましい。
である場合には、非視認画素が常に白色表示になってい
ることが好ましい。
基づいて説明する。
(すなわち、視認領域)の外側に非視認領域を設けた概
念図である。
である。この基板には、マトリックス状に表示画素54
が設けられており、その最外周の画素がマスク53によ
って遮蔽されている。言い換えれば、マスク53によっ
て遮蔽されていない表示画素54により視認領域が構成
され、最外周の画素からの光を遮蔽するマスク53によ
って非視認領域が構成されている。52は、このような
非視認領域における画素のエッジである。このような最
外周の画素からの光を遮蔽するマスク53としては、一
対の基板のいずれか一方と液晶層との間に設けられた遮
光性の樹脂、および一対の基板の外側に設けられた略長
方形の枠が挙げられる。遮光性を高めるという観点か
ら、このマスクは黒色であることが好ましい。なお、以
下、このようなブラックマスクを「BM」と記載するこ
とにする。また、基板と液晶層との間にBMが設けられ
る場合には、カラーフィルター上に設けられることが好
ましい。
おいては、通常の使用前に、表示画素部に数V〜数十V
のAC、あるいはDCを印加し、スプレイ配向状態から
ベンド配向状態へ転移させる。
と、通常視認する表示領域は数秒程度でスプレイ配向状
態からベンド配向状態に転移し、使用可能な状態にな
る。
表示画素領域では、BM部位のスプレイ配向状態と接し
ており、実表示状態下での低電圧側の白表示により、非
常にスプレイ配向状態に変化し易い。但し、表示画素全
面がスプレイ状態に逆転移する訳ではないものの、表示
画素のエッジが逆転移の影響を受け、光抜け、輝点等の
表示不具合が発生し易くなる。
外に偽表示画素あるいは転移電極を配置し、ベンド状態
を維持する駆動を行った場合は、実際の表示画素外の電
極領域は逆転移の影響を受けるものの、実使用上の表示
画素領域まで逆転移の影響を受けることはなく、表示不
具合は発生しない。
向状態とベンド配向状態の界面を実使用領域外に形成す
る構成であることを特徴としている。
する。
表示素子の第1実施例の断面構成を概念的に示したもの
であり、本実験に用いたテストセルである。
子と同じ部品(部材、構成)については、同一の符号を
付してある。なお、5はスペーサーである。
あるが、複数のスイッチング素子及び表示画素電極が上
面に形成された、7インチVGAクラスの第一の基板2
と、該表示画素電極に対向する対向電極が上面に形成さ
れ、カラーフィルターが付与された第二の基板7の各々
内面に日産化学工業(株)製配向膜塗料RN−768
(固形成分6%)を塗布し、200℃の恒温層中で1時
間硬化させて配向膜、6を形成した。
基板2と基板7の組み合わせ後のラビング方位が同一方
向、同一方位になる様にラビング処理をし、(株)日本
触媒製スペーサー及びストラクトボンドXN−21−S
(三井東圧化学(株)製シール樹脂の商品名)を用いて
基板間隔が6.5μmになる様に貼り合わせ、本実施例
の液晶セルを作製した。但し、TFTアレイ側の設計上
の表示容量は、縦横共に各々2ラインずつ増やし、64
2×482ドットとしている。対向基板のカラーフィル
ター基板のBMとの組み合わせ後、実際の表示容量が6
40×480ドットになる様に設計されている。即ち、
BMで左右上下の表示画素1ラインずつが隠される構成
になっている。
435を真空注入法にて上記液晶セル内に注入し、封止
樹脂LPD−165(日本ロックタイト(株)製UV硬
化型樹脂製)を用いて封止した。
外部回路接続用のフレキシブル基板を実装した。
偏光軸が配向膜のラビング処理方向と45°の角度をな
し、かつ、偏光板に貼合するフィルム位相差板を任意の
角度で配置し、OCB型TFT液晶表示素子を作製し
た。このテストセルをAとする。因みに、上記の偏光板
構成は、前掲の「次世代液晶ディスプレイ技術」の図
1、2にも記載されている周知技術であり、また煩雑と
なる等のため、本図内では示していない。
と同じ構造かつ製造方法ではあるが、TFTアレイ側の
設計上の表示容量が、縦横共に640×480ドットで
ある通常の基板を用いてOCB型TFT液晶表示素子を
作製した。(図2)このテストセルをR1とする。
作成に使用したカラーフィルター基板は同一のものであ
る。
のDC電圧を印加し、市松模様表示で連続表示を行い、
連続点灯部分の表示異常を観察した。
の表示上の目視観察結果を示す。
は点灯1時間後で市松表示の白表示部に逆転移が発生
し、光抜けに似た表示不具合を示したのに対し、実施例
1では24時間後においても逆転移による表示不具合は
発生しなかった。また、比較例R1の逆転移部分の大き
さは、15時間以上の連続駆動では大きさに変化は無か
った。
のBM内側エッジ部位と表示画素外周部が境界となって
いるため、BM部のスプレイ配向状態が表示画素内のベ
ンド配向状態に影響を及ぼし、且つ白表示はベンド配向
状態の中でも最も電圧が低い電位で、輝度を確保するた
めに逆転移電圧近傍に設定するため、長時間使用中に実
表示部のベンド配向状態が徐々にスプレイ配向状態へ逆
転移したものと考えられる。これに対し、実施例では、
BM下に配置した画素部において恐らく逆転移が発生し
ているものと考えられるが、比較例R1の逆転移の状況
が1画素を越えないため、結果として実使用状態での表
示不具合発生の抑制に効果を発揮しているものと考えら
れる。
電極を配置するテストセルAと同様の構成で、実際のT
FT素子を配置せずに単純な電極を配置してテストセル
を作成した。
ルBに実施例1と同様の転移電圧を印加してベンド配向
状態にした後、転移電圧回路を切って実表示を行った。
実施例1と同様の観察方法による結果を(表2)に示
す。
どの効果はないものの、表示異常の発生を15時間まで
延命させることが出来た。
ベンド配向状態の領域が存在するため、このベンド配向
領域が徐々にスプレイ配向に逆転移し、実表示領域に到
達したものと思われる。転移電圧をベンド配向保持電圧
(数V程度)に維持できれば実施例1と同様の結果が期
待できるが、実使用状態に影響を及ぼすため、好ましく
ない。断続的に転移電圧をかけることが出来る場合に
は、逆転移を完全に防止することが出来る。
用い、スプレイ−ベンド転移後、表示領域の最外周部を
常に黒表示状態(ノーマリーホワイト)にして実表示を
行った。このテストセルをCとする。実施例1と同様の
観察を行い、その結果を(表3)に示す。
同等の表示信頼性を達成することが出来た。
は、黒表示は駆動上、最も高い電圧であり、この近傍に
スプレイ配向状態が存在しても逆転移の影響を受けない
ものと考えられる。実使用上では、表示領域の際外周部
を常に黒表示にすることは不可能ではないが、表示容量
を左右上下各1ラインずつ割り当てられれば、非常に有
効な方法である。
施例に基づいて説明して来たが、本発明は何も以上の実
施例に限定されないのは勿論である。
晶表示装置としては、OCB型であれば、反射型あるい
は透過型を問わず、どのようなモードの液晶表示素子で
も構わない。また、OCB型でなくても、表示領域のエ
ッジ部分に異常が発生する場合には、本発明のように、
視認領域の周囲に非視認領域を設けることを他のモード
に対しても適用することができる。
樹脂、ラビング時の影響を受け、概ね外周部にスプレイ
−ベンド転移し難い部分が存在する。従って表示外周部
より外側にベンド転移確保のための電極を配置すること
は、これらの不安定要因による未転移のみならず、逆転
移防止にも効果的である。
の表示画素を黒電圧に設定すれば、逆転移防止に顕著な
効果が認められる。即ち、最外周の黒表示はBMに隠し
ても、隠さなくても良い。またゲートやソースドライバ
ーの出力数に応じてBM下に配置したり、表示画素最外
周に配置しても良い。基本的には、ベンド配向状態で最
も高電圧表示である黒表示にしておくということであ
る。また、何も黒表示に拘ることは無く、逆転移を防止
しうる電圧であればどの電位の条件でも良い。
取り付けられる枠である場合には、非視認領域を形成す
る各画素の全領域が遮蔽されていることが望ましいが、
光を確実に遮蔽できる限りは、1画素の一部分のみを覆
うようなマスクであっても良い。
ば、特にOCB型液晶表示素子の表示領域近傍に逆転移
防止用の電極あるいはTFT素子等の実画素を配置すれ
ば、液晶表示素子の表示外周部に発生し易いベンド−ス
プレイ逆転移を完全に防止することが出来る。
ール際のギャップムラやシール樹脂の影響による配向異
常等により発生した表示不具合をも防止出来、表示品位
と信頼性の改善と共に、歩留まりを大幅に改善すること
が出来る。よって地球環境にやさしいデバイスを提供す
ることが出来る。
たテストセルの平面構成を概念的に示す図
たテストセルの平面構成を概念的に示す図
たテストセルの断面構成を概念的に示す図
Claims (15)
- 【請求項1】 一対の基板の間に液晶を挟み、視認領域
の周囲に非視認領域が設けられている液晶表示素子。 - 【請求項2】 前記非視認領域に前記液晶を駆動する電
極が設けられている、請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 前記非視認領域が、視認領域の周端に位
置する視認画素の外周に設けられた非視認画素と、前記
非視認画素からの光を遮蔽するマスクからなる、請求項
1または2に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 前記液晶がスプレイ−ベンド配向を有す
るOCBモード型液晶である、請求項2または3のいず
れかに記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 スプレイ−ベンド転移時に前記電極に転
移電圧が印加される、請求項4に記載の液晶表示素子。 - 【請求項6】 画像表示時にベンド転移状態を保持する
電圧が前記電極に常に印加される、請求項4に記載の液
晶表示素子。 - 【請求項7】 画像表示時にベンド転移状態を保持する
電圧が前記電極に断続的に印加される、請求項4に記載
の液晶表示素子。 - 【請求項8】 画像表示時にベンド転移状態を保持する
電圧が前記電極に印加されない、請求項4に記載の液晶
表示素子。 - 【請求項9】 前記非視認画素の表面積が前記視認画素
の表面積より大きい、請求項2から8までのいずれかに
記載の液晶表示素子。 - 【請求項10】 前記非視認画素の縦方向の長さが、前
記視認画素の縦方向の長さよりも大きい、請求項9に記
載の液晶表示素子。 - 【請求項11】 前記非視認画素の横方向の長さが、前
記視認画素の横方向の長さよりも大きい、請求項9に記
載の液晶表示素子。 - 【請求項12】 前記非視認画素の縦方向の長さおよび
横方向の長さのいずれもが、それぞれ前記視認画素の縦
方向の長さおよび横方向の長さよりも大きい、請求項9
に記載の液晶表示素子。 - 【請求項13】 前記非視認画素に最大電圧が印加され
ている、請求項2から12までのいずれかに記載の液晶
表示素子。 - 【請求項14】 ノーマリーホワイト型液晶表示素子で
あって、前記非視認画素が常に黒色表示になっている、
請求項2から13までに記載の液晶表示素子。 - 【請求項15】 ノーマリーブラック型液晶表示素子で
あって、前記非視認画素が常に白色表示になっている、
請求項2から13までに記載の液晶表示素子。
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- 2001-04-16 JP JP2001116563A patent/JP4248160B2/ja not_active Expired - Fee Related
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