JP3218836B2 - 液晶表示パネルとその製造方法 - Google Patents

液晶表示パネルとその製造方法

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JP3218836B2 JP1200094A JP1200094A JP3218836B2 JP 3218836 B2 JP3218836 B2 JP 3218836B2 JP 1200094 A JP1200094 A JP 1200094A JP 1200094 A JP1200094 A JP 1200094A JP 3218836 B2 JP3218836 B2 JP 3218836B2
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剛宗 間山
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示品質が良く、且つ、
低電圧駆動が可能な液晶表示パネルの製造方法に関す
る。
【0002】液晶表示パネルには単純マトリックス方式
をとるものとアクティブマトリックス方式をとるものと
があり、用途により使い分けられているが、アクティブ
マトリックス方式は薄膜トランジスタ(略称TFT)を
それぞれの画素に備えており、特定の画素を選択する時
に、そのTFTをONさせ、それ以外をOFFにしてお
くことから、走査線の数が多くてもクロストーク(Cros
s-talk) を抑制することができ、高いコントラスト比が
得られるため大面積表示に適している。
【0003】こゝで、表示に使用する液晶としてはネマ
ティック(Nematic )液晶を使用し、捩れネマティック
効果(Twisted Nematic Effect) を使用するTN表示が
主流となっている。
【0004】
【従来の技術】TN表示方式をとる液晶表示パネルは、
多数の画素とバスラインとがパターン形成されている第
1のガラス基板と、ITO(酸化インジウムと酸化錫と
の固溶体)よりなる共通電極を備えた第2のガラス基板
のパターン上にそれぞれ配向膜を膜形成して配向処理を
施した後に、第1の基板と第2の基板とを数μm の間隙
を隔てゝ対向せしめ、この間隙にTN結晶を封入し、透
過する光の振動方向が直交するように第1および第2の
ガラス基板の外側に隣接して偏光板を配置して液晶表示
パネルが形成されている。
【0005】こゝで、TN表示方式をとる液晶表示パネ
ル特にアクティブマトリックス方式をとる液晶表示パネ
ルはCRT(陰極線管)並みの表示特性が得られること
から、携帯テレビやパーソナルコンピュータなどへの表
示素子として使用されており、また、消費電力が少ない
ことから、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯
機器にも使用されているが、その際に極力消費電力を抑
えて電池による使用時間を延ばすために駆動電圧の一層
の低減が要望されている。
【0006】こゝで、駆動電圧を下げる方法としては、 液晶材料の誘電率異方性や弾性率などを変える。 ネマティック液晶へのカイラル液晶の添加量を減ら
して液晶のカイラルピッチを大きくし、電圧を印加した
場合の液晶分子の捩れをほどけ易くする。 などの方法が考えられ、現在までの方法が主として研
究されてきたが、この方法による低電圧化には自ずと限
界がある。
【0007】また、の方法は液晶分子の捩れ方向を規
定する力が低下することから、所定の捩れ方向とは逆向
きの方向に捩じれる領域(逆ツイスト領域)が発生して
表示むらを生じると云う問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示パネルは携帯
用テレビやノート型パーソナルコンピュータなど携帯用
機器への需要が増していることから、電池による使用時
間を延ばすために表示パネルの駆動電圧の一層の低下が
必要である。そこで、これを実現する新しい方法を実用
化することが課題である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題は液晶表示パ
ネルを形成する表示領域の外側にプレチルト角の大きな
領域を設け、この液晶表示パネルに液晶を注入し、液晶
の転移点以上の温度でアニール処理を行なった後、表示
領域の外側にあるプレチルト角の大きな領域から冷却す
ることを特徴として液晶表示パネルを形成することによ
り解決することができる。
【0010】
【作用】本発明は液晶表示パネルの低電圧駆動方法とし
て考えられている上記の方法を実用化するものであ
る。
【0011】すなわち、従来はネマティック液晶に添加
するカイラル液晶の量を減らすことにより電圧を印加し
た場合の液晶の捩れをほどけ易くし、これにより低電圧
駆動化を図っていたが、この場合は逆ツイスト領域が発
生して表示むらを生ずると云う問題があり、実用化でき
なかった。然し、本発明はこの逆ツイスト領域の発生を
表示領域の外側にプレチルト角の大きな領域を設けるこ
とにより抑制するものである。
【0012】すなわち、従来より配向膜のプレチルト角
を大きくすると、液晶分子の捩れ方向を決める力が強く
なり逆ツイスト領域の発生が抑制されることは知られて
いたが、表示領域のプレチルト角を大きくすると液晶表
示パネルの視角特性が悪くなると云う問題があった。
【0013】図2はこれを説明するT−V(透過率−印
加電圧)特性図であって、真正面から見たT−V特性1
に較べて視角をツイストネマティック液晶の反転方向30
゜にとった場合、液晶のプレチルト角が2゜の場合のT
−V特性2に較べ、プレチルト角が12゜の場合のT−V
特性3は遙かに劣り、また、輝度反転が激しくなってい
る。そのために表示領域ではプレチルト角を大きくする
ことはできない。
【0014】そこで、本発明は表示領域でのプレチルト
角は従来のまゝとし、表示領域の外側に高プレチルト角
の領域を設け、この領域の液晶の捩れ方向を先ず固定
し、この捩れ方向に倣って表示領域の液晶も一様に捩じ
れるようにするもので、その方法として液晶表示パネル
に液晶を注入して封口した後、ネマティック液晶の転移
温度以上の温度から冷却する際に高プレチルト角領域か
ら徐々に冷却を行い、捩れ方向を揃えるものである。
【0015】図3は液晶表示パネルの平面図あって、上
側のガラス基板5と下側のガラス基板6は数μm の間隙
を隔てゝ対向してあり、液晶注入口7を除いてシール剤
8で封止されており、中央部に表示領域9が設けられて
いるが、この表示領域9はシール剤8による封止領域の
全域に亙っているのではなく、上下左右に幾らかの余地
(表示領域外部)が存在している。そこで、本発明はこ
の一方(この図の場合は長手方向の端部)に高プレチル
ト角領域10を作り、液晶を注入してアニール処理が終わ
った後、この領域10から徐冷することにより液晶の捩れ
る方向を表示領域9に揃えるものである。
【0016】なお、実験によると高プレチルト角領域10
と低プレチルト角の表示領域9とが余り近接する場合は
高プレチルト角領域10に近い表示領域9もプレチルト角
が大きくなり、視角特性が低下するので1 mm 以上離す
必要があることが判った。
【0017】次に、表示パネル内に高プレチルト角領域
10を作る方法としては、配向膜の種類を変えるか、ラビ
ング条件を変えるかの何れかの方法をとることにより実
現することができる。
【0018】また、ネマティック液晶を所定の方向に捩
れさすのに添加するカイラル液晶のカイラルピッチは温
度上昇に従って長くなるのが通例であるが、捩れ方向を
規制する本発明の目的からは温度上昇に従ってカイラル
ピッチが短くなる性質のものを使用すると有利である。
【0019】
【実施例】
実施例1:(ラビング条件を変えて高プレチルト角領域
を形成した例) 厚さが1.1 mm のガラス基板二枚を用い、従来の方法で
図3に示すような画素数640 ×480,対角10.4インチのア
クティブ・マトリックス型の液晶表示パネルを形成し
た。こゝで、高プレチルト角領域10は表示領域9よりも
2 mm 離した位置に3 mm 幅に形成した。
【0020】こゝで、配向膜は厚さが約1000Åのポリイ
ミドを用いて形成されているが、この配向膜に対するラ
ビング回数を表示領域9は10回として2゜のプレチルト
角を実現し、また、高プレチルト角領域10は2回として
12゜のプレチルト角を実現した。なお、表示領域9をラ
ビングする際には高プレチルト角領域10はレジストで覆
った。
【0021】次に、液晶の充填が終わった液晶表示パネ
ルは液晶の転移温度より10℃高い温度で10分間のアニー
ル処理を行なった後、恒温槽から引き出す際にエアーを
一様に噴射して高プレチルト角領域のある方向から徐々
に冷却しながら引き出した。
【0022】このような方法でネマティック液晶に対す
るカイラル液晶の添加量を変えて常温でのカイラルピッ
チを100 〜400 μm に変えて液晶表示パネルを作り、カ
イラルピッチと画素500 個中での不良画素発生数との関
係と、ノーマリホワイト表示でコントラスト100 が得ら
れる電圧(Vsat )の関係を調べた。なお、使用したカ
イラル液晶は温度上昇とともにピッチが長くなる通常の
タイプである。
【0023】図1はカイラルピッチと不良画素数との関
係を示すものである。すなわち、表示パネル内にプレチ
ルト角2゜の表示領域のみを有する従来の構成のものと
本発明に係る高プレチルト角領域を有する実施例1につ
いて、ネマティック液晶に対するカイラル液晶の添加量
を変えてカイラルピッチを100 〜400 μm に変えて比較
すると、従来構成のものは実線12の傾向を示しており、
均一配向を実現して不良発生数を0とするには〜100 μ
m 以下のカイラルピッチが必要であるのに対し、白丸の
破線13で示す実施例1では〜200 μm までピッチを長大
化できることを示している。
【0024】また、ノーマリホワイト表示でコントラス
ト100 が得られる電圧(Vsat )は従来構成のもの(カ
イラルピッチ100 μm ) が3.5 Vであったのに対し、3.
2 V(カイラルピッチ200 μm ) に低減できることが判
った。 実施例2:(配向膜を変えて高プレチルト角領域を形成
した例) 変性度の異なるポリイミドを使用することにより高プレ
チルト角領域を形成した以外は実施例1と同様にして液
晶表示パネルを形成した。
【0025】こゝで、ラビング条件は押し込み量0.3 m
m , ラビング回数5回とし、これにより表示領域のプレ
チルト角は3°,高プレチルト角領域のプレチルト角は
13゜となった。そして、実施例1と同様にネマティック
液晶に対するカイラル液晶の添加量を変えてカイラルピ
ッチを100 〜400 μm に変えて不良発生数との関係を調
べた。その結果は実施例1と同様であってカイラルピッ
チが200 μm まで逆ツイスト領域の発生は見られずV
sat =3.2 Vを実現することができた。 実施例3:(カイラル液晶を変え、またラビング条件を
変えて高プレチルト角領域を形成した例) ネマティック液晶に添加するカイラル液晶として温度上
昇と共にカイラルピッチが短くなるものを使用した以外
は実施例1と同様にして液晶表示パネルを形成した。そ
してカイラルピッチを室温で100 〜400 μm に変えてカ
イラルピッチと画素500 個中での不良画素発生数との関
係と、ノーマリホワイト表示でコントラスト100 が得ら
れる電圧(Vsat )の関係を調べた。こゝで、室温でカ
イラルピッチ300 μm の液晶の転移温度( この材料の場
合75℃) でのカイラルピッチは〜130 μm と短い。
【0026】図1の一点破線14は実施例3の結果を示す
もので、カイラルピッチが300 μmまで逆ツイスト領域
の発生は見られずVsat =3.0 Vを実現することができ
た。
【0027】
【発明の効果】本は発明の実施により表示品質を損なわ
ずに低電圧駆動が可能となり、これにより液晶表示パネ
ルの用途拡大が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液晶表示パネルにおけるカイラルピッチと不
良画素数との関係図である。
【図2】 プレチルト角の視角特性を示すTーV特性図
である。
【図3】 液晶表示パネルの平面図である。
【符号の説明】
5,6 ガラス基板 9 表示領域 10 高プレチルト角領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−157821(JP,A) 特開 平3−105320(JP,A) 特開 平3−259215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 505

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TN表示方式をとる液晶表示パネルにお
    いて、 該液晶表示パネルを形成する表示領域の一辺の外側に内
    側よりもプレチルト角の大きな領域を設けたことを特徴
    とする液晶表示パネル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示パネルに液晶を
    注入し、該液晶の転移点以上の温度でアニール処理を行
    なった後、表示領域の外側にあるプレチルト角の大きな
    領域から冷却することを特徴とする液晶表示パネルの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記プレチルト角の大きな領域の形成が
    配向膜のラビング条件を変えるか或いは配向膜の種類を
    変えたことによることを特徴とする請求項2記載の液晶
    パネルの製造方法。
  4. 【請求項4】 TN液晶を構成するカイラル液晶として
    温度上昇と共にカイラルピッチが短くなる種類の液晶を
    使用することを特徴とする請求項2記載の液晶パネルの
    製造方法。
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