JP4341820B2

JP4341820B2 - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP4341820B2
Application number: JP2003307782A
Authority: JP
Inventors: 光男菅原
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2005077726A

Description

本発明は液晶表示素子に関し、さらに詳しく言えば、パネル面内のギャップを均一化する技術に関するものである。

液晶表示素子を設計するうえで重要な事項のひとつとしてパネル面内のギャップ制御がある。すなわち、液晶表示素子は一対の透明電極基板を周辺シール材を介して圧着し、その周辺シール材にて囲まれたパネル面内に例えばＴＮ液晶を封入することにより作製されるが、パネル面内のギャップが均一でないと部分的に液晶のリターデーションΔｎ×ｄ（Δｎ；液晶の屈折率異方性，ｄ；液晶の厚み）が変化し表示に悪影響がでる。

ドットマトリクス表示の場合、パネル面内には、表示電極としてのセグメント電極とコモン電極とが直交状に配線された表示部と、その表示電極の引き回し配線を形成するための表示に寄与しない非表示部とが含まれており、通常、非表示部は表示部の周りに配置されるが、ギャップ制御は表示部のみでなく非表示部も含めて行われる。その一例を図４により説明する。

図４は表示部Ａと非表示部Ｂとの境界部分を拡大して示す模式図で、紙面手前側に位置する例えば観察面側の透明電極基板に形成されているパターンを実線で示し、裏面側（反観察面側）の透明電極基板に形成されているパターンを鎖線で示している。

この例によると、表示部Ａ内において、観察面側透明電極基板にコモン電極１０がＸ軸方向（水平方向）に沿って配線されており、裏面側透明電極基板にセグメント電極２０がＹ軸方向（垂直方向）に沿って配線されている。観察面側透明電極基板の非表示部Ｂにはコモン電極１０の引き回し配線１１が形成され、また、裏面側透明電極基板の非表示部Ｂにはセグメント電極２０の引き回し配線２１が形成されている。

コモン電極１０とセグメント電極２０の交点部分が画素となるが、この例ではＲ，Ｇ，Ｂのカラートリオを含む図示しないカラーフィルタに対応させるため、最小表示画素を横と縦の比が約１：３（例えば６０×１８０μｍ）のサブ画素ＳＰとしている。

非表示部Ｂの引き回し配線１１，２１はコモン電極１０，セグメント電極２０と同じくＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）材により形成されるが、引き回し配線１１，２１は非表示部Ｂの全範囲にわたって形成されることはほとんどなく、引き回し配線が形成されていない部分（これを「無配線部分」という）が存在する。

表示部Ａ内にはその全範囲にわたってサブ画素ＳＰが規則的に配置されているのに対して、非表示部Ｂに無配線部分が存在するとパネル面内のギャップが均一でなくなる。そこで、従来においては、非表示部Ｂに無配線部分にＩＴＯ材よりなるダミー電極３０を形成するようにしている。図５にダミー電極３０のいくつかを抜き出して拡大して示す。

ダミー電極３０は、引き回し配線１１，２１が対向的に形成されている以外の部分、すなわち一方の基板側のみに引き回し配線が形成され、それと対向する部分および両基板ともに引き回し配線が形成されていない部分に設けられるが、表示部Ａ内と同じ状況を作り出すため、その大きさと形状および配列を上記サブ画素ＳＰとほぼ同一として形成される。

すなわち、ダミー電極３０は横辺と縦辺の比が約１：３の長方形に形成され、配置間隔も上記サブ画素ＳＰと同一としている。このようにして、表示部Ａと非表示部Ｂの全体をとおしてギャップの均一化を図るようにしているが、ダミー電極３０に帯電した静電気の放電による問題がある。

ダミー電極３０への帯電は例えば配向膜のラビング工程や偏光板の貼り付け工程などで多く発生する。この従来例におけるダミー電極３０は長方形状であるため、その角部に電荷が集中しやすく隣接するダミー電極３０との間で放電が起きやすい。この放電により配向膜が破壊されると表示性能に少なからぬ悪影響がでる。

特に問題なのは表示部Ａと非表示部Ｂとの境界部分でダミー電極３０と隣接するサブ画素ＳＰとの間で発生する放電で、この放電により配向膜が破壊されると、それが表示異常として直接的に現れる。なお、ダミー電極３０の角部からの放電を防止する方法のひとつとして、その角部に例えば曲率１０μｍ程度の丸みを付けることも行われているが、このようにしても角部以外の部分からの放電が認められており十分な対策とは言えない。

したがって、本発明の課題は、非表示部にギャップ制御用のダミー電極を有する液晶表示素子において、ダミー電極に帯電された電荷が隣接する電極との間で放電を起こさないようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、周辺シール材を介して互いに圧着される一対の透明電極基板を備え、上記周辺シール材にて囲まれたパネル面内にセグメント電極とコモン電極とを有する表示部と、上記各電極の引き回し配線が形成された表示に寄与しない非表示部とが含まれ、上記非表示部の引き回し配線が形成されていない部分に上記各電極とほぼ同厚のダミー電極が所定の配列をもって互いに接することなく多数形成されている液晶表示素子において、上記ダミー電極の形状が円形であることを特徴としている。

本発明によれば、上記ダミー電極が円形であるため帯電された電荷が局部的に集中することがなく、隣接する電極との間での放電が生じにくくなる。本発明において、円形の概念には真円形はもとより楕円形も含まれる。要するに、ダミー電極の外形線が連続した曲線でつながっている円形パターンであれば本発明に含まれる。

また、上記表示部と上記非表示部のギャップ制御を同一条件とするうえで、上記ダミー電極は、長方形状である最小表示画素の横辺と同じ径の大きさで互いに接することなく縦辺内に納まるような個数であることが好ましい。また、上記表示部内の最小表示画素が横辺と縦辺の比が約１：３の長方形状である場合には、上記円形ダミー電極は上記最小表示画素の横辺と同じ径の大きさで互いに接することなく３個含まれることが好ましい。

上記表示部と上記非表示部のギャップ制御を同一条件とする上で、本発明にはさらに好ましい態様として、上記円形ダミー電極を行方向および列方向に沿って規則的に配置するとともに、隣接する４個の上記円形ダミー電極で囲まれる領域の中心部にその各々に対して等距離となる径を有する小円形のダミー電極を配置する態様が含まれる。

本発明によれば、非表示部にギャップ制御用のダミー電極を有する液晶表示素子において、ダミー電極の外形（輪郭）を円形としたことにより、ダミー電極に帯電された電荷が局部的に集中することがなく、したがって、隣接する電極との間での放電をほぼ完全になくすことができる。

次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は先に説明した図４と同様の表示部Ａと非表示部Ｂとの境界部分を拡大して示す模式図で、紙面手前側に位置する例えば観察面側の透明電極基板に形成されているパターンを実線で示し、裏面側（反観察面側）の透明電極基板に形成されているパターンを鎖線で示している。なお、上記従来例と同一もしくは同一と見なされる部分には同じ参照符号を用いる。図２は図１中のダミー電極を抜き出して示す拡大図である。

本発明による液晶表示素子の表示形態はドットマトリクス表示であり、表示部Ａ内において、観察面側透明電極基板には例えばコモン電極１０がＸ軸方向（水平方向）に沿って配線されており、裏面側透明電極基板にはセグメント電極２０がＹ軸方向（垂直方向）に沿って配線されている。観察面側透明電極基板の非表示部Ｂにはコモン電極１０の引き回し配線１１が形成され、また、裏面側透明電極基板の非表示部Ｂにはセグメント電極２０の引き回し配線２１が形成されている。

コモン電極１０とセグメント電極２０の交点部分が画素であり、この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラートリオを含む図示しないカラーフィルタに対応させるため、最小表示画素を横と縦の比が約１：３（例えば６０×１８０μｍ）のサブ画素ＳＰとしている。

非表示部Ｂの引き回し配線１１，２１はコモン電極１０，セグメント電極２０と同じくＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）材により形成され、非表示部Ｂの引き回し配線が形成されていない無配線部分には、表示部Ａ内のギャップとの均一化を図るため、ＩＴＯ材よりなるダミー電極が形成されるが、本発明ではダミー電極の形状を円形としている。

一例として、図２に図１から抜き出した本発明におけるダミー電極の一部を拡大して示す。これによると、ダミー電極には大きさの異なる２種類のダミー電極、すなわち大径の円形パターンとして形成された第１ダミー電極３０ａと、小径の円形パターンとして形成された第２ダミー電極３０ｂとが含まれている。

第１ダミー電極３０ａの大きさは、長方形状であるサブ画素ＳＰの横辺と同じ径の大きさでその縦辺内に納まるような個数で形成されていることが好ましい。例えば、上記サブ画素ＳＰと同じ横辺と縦辺の比が約１：３とした場合、第１ダミー電極３０ａの大きさはサブ画素ＳＰの横辺と同じ径の大きさとし、互いに接することなく３個が入る大きさであることが好ましい。これによれば、第１ダミー電極３０ａが円形であり帯電された電荷が局部的に集中することがないため、隣接する電極との間での放電をほぼ完全になくすことができる。

ちなみに、上記従来例での長方形状のダミー電極３０の場合、放電による配向膜異常の発生率が５０〜９０％であったが、本発明の場合、円形パターンとしたことにより放電による配向膜異常の発生率を０％にまで改善することができた。

また、上記サブ画素ＳＰと同じ面積内に３個の第１ダミー電極３０ａが配置されるため、表示部Ａと非表示部Ｂのギャップとのバランスがとられるが、図２に示すように小円形の第２ダミー電極３０ｂを第１ダミー電極３０ａの間に配置することにより、表示部Ａと非表示部Ｂのギャップをより均一化することができる。

なお、第２ダミー電極３０ｂは図３に示す仮想四角形の各頂点に配置された隣接する４個の第１ダミー電極３０ａの中央に設けられるが、その場合、第２ダミー電極３０ｂは第１ダミー電極３０ａの各々に対して等距離となる位置に配置されることが好ましい。これとは別に、第２ダミー電極３０ｂは楕円形であってもよい。

本発明によれば、非表示部にギャップ制御用のダミー電極を有する液晶表示素子において、ダミー電極での放電による配向膜異常の発生がほとんどないとともに、表示部と非表示部の全範囲にわたって面内ギャップがほぼ均一である液晶表示素子を実現することができる。

本発明による液晶表示素子の表示部と非表示部との境界部分の構成を示す模式図。図１中のダミー電極を示す拡大図。図２中の第２ダミー電極の配置位置を示す模式図。従来の液晶表示素子の表示部と非表示部との境界部分の構成を示す模式図。図３中のダミー電極を示す拡大図。

符号の説明

１０コモン電極
１１コモン電極の引き回し配線
２０セグメント電極
２１セグメント電極の引き回し配線
３０ａ第１ダミー電極
３０ｂ第２ダミー電極
Ａ表示部
Ｂ非表示部
ＳＰサブ画素

Claims

周辺シール材を介して互いに圧着される一対の透明電極基板を備え、上記周辺シール材にて囲まれたパネル面内にセグメント電極とコモン電極とを有する表示部と、上記各電極の引き回し配線が形成された表示に寄与しない非表示部とが含まれ、上記非表示部の引き回し配線が形成されていない部分に上記各電極とほぼ同厚のダミー電極が所定の配列をもって互いに接することなく多数形成されている液晶表示素子において、上記ダミー電極の形状が円形であることを特徴とする液晶表示素子。
上記表示部内の最小表示画素は長方形状であり、上記円形ダミー電極は上記最小表示画素の横辺と同じ径の大きさで互いに接することなく縦辺内に納まるような個数で形成されている請求項１に記載の液晶表示素子。
上記表示部内の最小表示画素は横辺と縦辺の比が約１：３の長方形状であり、上記円形ダミー電極は上記最小表示画素の横辺と同じ径の大きさで互いに接することなく３個含まれる請求項１に記載の液晶表示素子。
上記円形ダミー電極は行方向および列方向に沿って規則的に配置されており、隣接する４個の上記円形ダミー電極で囲まれる領域の中心部にはその各々に対して等距離となる径を有する小円形のダミー電極が配置されている請求項１，２または３に記載の液晶表示素子。