JP4634721B2 - LCD panel - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示パネルに関し、特に、基板上に遮光膜を有する液晶表示パネルに関する。 The present invention relates to a liquid crystal display panel, and more particularly to a liquid crystal display panel having a light shielding film on a substrate.
近年、液晶表示装置は、薄型、軽量であり、表示品質が良いことから、液晶TV、携帯型パソコン、携帯電話、携帯情報端末などの表示装置として急速に普及している。 2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been rapidly spread as display devices for liquid crystal TVs, portable personal computers, mobile phones, portable information terminals and the like because they are thin and lightweight and have good display quality.
液晶表示装置には、TFT(Thin Film Transistor)などのスイッチ素子を各画素に備えたアクティブマトリックス型、TN(Twisted Nematic)型やSTN(Super Twisted Nematic)型液晶等を用いた単純マトリックス型液晶表示装置がある。アクティブマトリックス型液晶表示装置は色彩、絵の動作速度、コントラストなど最も高品質の表示が可能であるが、透明基板上の各画素にTFTやダイオードなどのスイッチ素子を形成するために、工程が複雑になり製造コストが高くなる。 The liquid crystal display device is a simple matrix type liquid crystal display using an active matrix type, a TN (Twisted Nematic) type, a STN (Super Twisted Nematic) type liquid crystal, etc. each having a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor). There is a device. An active matrix liquid crystal display device can display the highest quality, such as color, picture operation speed, and contrast, but the process is complicated to form a switch element such as a TFT or diode on each pixel on a transparent substrate. This increases the manufacturing cost.
一方、単純マトリックス型液晶表示装置は、構造が簡単であるため製造コストは安い。また、単純マトリックス型液晶表示装置は、各画素に時分割で電圧を印加して駆動するため、走査電極数が増えるとコントラストが低下するが、STN型液晶表示装置では、デューティー比(走査電極の本数の逆数)を1/500程度まで可能とし、高精細な表示を可能にしている。 On the other hand, the simple matrix type liquid crystal display device has a simple structure, and thus the manufacturing cost is low. In addition, since the simple matrix liquid crystal display device is driven by applying a voltage to each pixel in a time-sharing manner, the contrast decreases as the number of scan electrodes increases. However, in the STN liquid crystal display device, the duty ratio (scan electrode The reciprocal of the number can be reduced to about 1/500, which enables high-definition display.
液晶表示装置は、一般に、表示用透明画素電極と配向膜等をそれぞれ積層した面が対向するように所定の間隙を隔てて2枚の透明ガラス基板を重ね合わせ、該両基板間の縁部に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに両基板の外側に偏光板を設置または貼り付けて成る液晶表示パネルと、液晶表示パネルの下に配置され、液晶表示パネルに光を供給するバックライトと、液晶表示パネルの外周部の外側に配置された駆動回路基板(プリント基板)と、これらの各部材を保持するモールド成形品である枠状体と、これらの各部材を収納し、液晶表示窓があけられた金属製フレーム等を含んで構成されている。 In general, a liquid crystal display device has two transparent glass substrates stacked with a predetermined gap so that the surfaces on which a transparent pixel electrode for display and an alignment film are laminated are opposed to each other, and the edge between the two substrates is overlapped. The substrates are bonded to each other with a sealing material provided in a frame shape, and the liquid crystal is sealed and sealed inside the sealing material between the substrates from the liquid crystal sealing port provided in a part of the sealing material. A liquid crystal display panel in which a polarizing plate is installed or pasted on, a backlight disposed under the liquid crystal display panel and supplying light to the liquid crystal display panel, and a drive circuit disposed outside the outer periphery of the liquid crystal display panel A substrate (printed circuit board), a frame-like body that is a molded product that holds each of these members, a metal frame that houses these members and has a liquid crystal display window, and the like are included. .
図6は、従来の液晶表示パネルの上面図である。この液晶表示パネル60は、白黒表示を行うSTN型液晶表示パネルであり、図に示すように、画素であるドット61がマトリックス状に形成され、ドット61の間には、格子状のブラックマスク62が形成されている。ブラックマスク62は、コントラストを向上するためのものであり、一般にブラックマトリックスとも呼ばれている。
FIG. 6 is a top view of a conventional liquid crystal display panel. This liquid
液晶表示パネル60は、例えば、白色表示及び黒色表示の両方の場合に、駆動電圧を印加する。観察者が視角方向から見て、白色の駆動電圧印加時は白色となり、黒色の駆動電圧印加時は黒色となる。しかしながら、黒色表示を行った場合に、視角方向に直交するブラックマスク近傍部63で、ドメインによる光漏れが発生し白く表示されるという問題がある。
The liquid
図7を用いて、このドメインが発生する原理を説明する。図7は、図6で示した従来の液晶表示パネル60におけるA−A’断面図である。液晶表示パネル60は、図に示すように、上部ガラス基板71、下部ガラス基板78、上部ガラス基板71と下部ガラス基板78との間に液晶層75を備えている。上部ガラス基板71の下面には、透明樹脂膜72、ストライプ状の透明電極73及び配向膜74が積層され、下部ガラス基板78の上面には、透明電極73と直交する方向に配列されたストライプ状の透明電極77及び配向膜76が積層されている。ここでは、透明電極73と透明電極77の交差する部分が、ドット61となる。
The principle that this domain occurs will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the conventional liquid
液晶分子75a、75b、75cは、液晶層75の中心付近における、液晶分子の並びを模式的に示している。尚、液晶層75の上部及び下部における液晶分子は、所定のツイスト角θで捩れているため、実際には、図に示す方向とは異なる方向となる。液晶分子75a及び75bは、所定のチルト角で傾いており、駆動電圧を印加すると、傾斜している方向(矢印の方向)に立ち上がる。
しかし、上部ガラス基板71に形成された透明樹脂膜72、透明電極73及び配向膜74が、ブラックマスク62の下部近傍において、平坦にならずに複数の凸部を形成し、この凸部により液晶分子の配向が異なることとなり、配向異常が生じる。よって、液晶分子75cが、所定のチルト角で傾かず、ほぼ水平となってしまい、駆動電圧を印加したときに、どの方向に立ち上がるか定まらず、ほかの液晶分子と反対の方向に立ち上がることもあるため、ブラックマスク近傍部63で、ドメインによる光漏れが発生してしまう。
However, the
尚、ブラックマトリックス間に透明樹脂膜を形成したカラー液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このように、従来の液晶表示パネルでは、視角方向と直交するブラックマスク近傍において、ドメインによる表示不良が発生するという問題点があった。 As described above, the conventional liquid crystal display panel has a problem that a display defect due to the domain occurs in the vicinity of the black mask orthogonal to the viewing angle direction.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ドメインによる表示不良の発生を抑制する液晶表示パネルを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display panel that suppresses the occurrence of display defects due to domains.
本発明にかかる液晶表示パネルは、第1の基板と、前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた液晶層と、複数の画素からなる表示領域と、前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に、前記液晶層の厚み方向の中心における液晶分子の長軸方向に対して−45°から+45°の方向のみに、前記表示領域の一端から他端へ延在し、相互に離間するように形成された複数の遮光部と、を備えるものである。これにより、ドメインによる表示不良の発生を抑制することができる。 A liquid crystal display panel according to the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, And a display region composed of a plurality of pixels and a surface of the first substrate facing the second substrate, from −45 ° to + 45 ° with respect to the major axis direction of the liquid crystal molecules at the center in the thickness direction of the liquid crystal layer. A plurality of light shielding portions extending from one end to the other end of the display region only in the direction of angle and formed so as to be separated from each other. Thereby, generation | occurrence | production of the display defect by a domain can be suppressed.
上述の液晶表示パネルにおいて、前記複数の遮光部の延在する方向は、前記液晶層の中心における液晶分子の長軸方向とほぼ平行な方向であることが好ましい。これにより、ドメインによる表示不良の発生をより効率よく抑制することができる。 In the liquid crystal display panel described above, it is preferable that the extending direction of the plurality of light shielding portions is a direction substantially parallel to a major axis direction of liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer. Thereby, generation | occurrence | production of the display defect by a domain can be suppressed more efficiently.
上述の液晶表示パネルにおいて、前記複数の遮光部は、前記画素間に位置するように形成されていてもよい。これにより、コントラストを向上することができる。 In the above-described liquid crystal display panel, the plurality of light shielding portions may be formed so as to be positioned between the pixels. Thereby, contrast can be improved.
上述の液晶表示パネルにおいて、前記複数の遮光部の間に形成された透明樹脂膜をさらに備え、前記透明樹脂膜は、前記遮光部近傍において凸部を有していてもよい。これにより、遮光膜を平坦化することができる。 The liquid crystal display panel described above may further include a transparent resin film formed between the plurality of light shielding parts, and the transparent resin film may have a convex part in the vicinity of the light shielding part. Thereby, the light shielding film can be planarized.
上述の液晶表示パネルは、単色表示のSTN型液晶表示パネルであってもよい。これにより、単色表示のSTN型液晶表示パネルの表示不良を防止することができる。 The above-described liquid crystal display panel may be an STN type liquid crystal display panel for monochromatic display. Thereby, it is possible to prevent display defects of the STN type liquid crystal display panel for monochrome display.
本発明にかかる液晶表示パネルは、第1の基板と、前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた液晶層と、前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に、前記液晶層の厚み方向の中心における液晶分子の長軸方向とほぼ平行な方向のみにストライプ状に延在し、感光性樹脂からなる複数の遮光膜と、前記複数の遮光膜の間及び上に形成され、前記遮光膜近傍において凸部を有する、感光性樹脂からなる平坦化膜と、を備えるものである。これにより、ドメインによる表示不良の発生を抑制することができる。 A liquid crystal display panel according to the present invention includes a first substrate, a second substrate facing the first substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, The photosensitive resin extends in a stripe shape only in a direction substantially parallel to the major axis direction of the liquid crystal molecules at the center in the thickness direction of the liquid crystal layer on the surface of the first substrate facing the second substrate. And a planarizing film made of a photosensitive resin, which is formed between and on the plurality of light shielding films and has a convex portion in the vicinity of the light shielding film. Thereby, generation | occurrence | production of the display defect by a domain can be suppressed.
本発明によれば、ドメインによる表示不良の発生を抑制する液晶表示パネルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display panel which suppresses generation | occurrence | production of the display defect by a domain can be provided.
まず、図1乃至図3を用いて、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルの構成について説明する。図1は液晶表示パネル10の上面図、図2は図1に示す液晶表示パネル10のA−A’断面図、図3は図1に示す液晶表示パネル10のB−B’断面図である。尚、本明細書において、液晶表示パネルの上面あるいは上部とは、液晶表示パネルの表示画面が視認される表示面側の面あるいは部分を示し、下面あるいは下部とは、表示する側と反対側のバックライト等の光源が配設される光源側の面あるいは部分を示す。
First, the configuration of the liquid crystal display panel used in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a top view of the liquid
図1に示すように、液晶表示パネル10は、画素であるドット11がマトリックス状に形成され、ブラックマスク12が、ドット11の間を、後述する視角方向とほぼ平行な方向に向かってストライプ状に形成されている。液晶表示パネル10において、複数のドット11の部分が表示領域となり、ドット11のない液晶表示パネル10の外周の部分が非表示領域となる。尚、図1は、液晶表示パネル10の上面を模式的に示しており、ドットの数は任意の数でもよい。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル10は、白黒表示を行うSTN型液晶表示パネルであり、例えば、ノーマリーブラックモードの場合、駆動電圧を印加すると透過率が向上して白色となり、オフ電圧を印加すると光を遮断して黒色となる。
The liquid
ブラックマスク12は、黒色の遮光膜であり、液晶表示パネルが光遮断となった時により黒く表示し、コントラストを向上する。ブラックマスク12は、例えば、カーボン等を含む感光性樹脂である。また、ブラックマスク12は、金属クロムでもよい。
The
本実施形態では、黒色表示を行っても、ブラックマスク12を視角方向にストライプ状に形成し、視角方向と垂直な方向にはブラックマスク12を形成しないことにより、ドメインによる光漏れを防止している。尚、視角方向から見て、最も遠方となるドット11の端部13には、ブラックマスク12が形成されるため、ドメインが発生し得る。このため、端部13を、非表示領域とすることが好ましい。
In the present embodiment, even when black display is performed, the
図2に示すように、液晶表示パネル10は、上部ガラス基板21、下部ガラス基板28、上部ガラス基板21と下部ガラス基板28との間に液晶層25を備えている。上部ガラス基板21の下面には、透明樹脂膜22、ストライプ状の透明電極23及び配向膜24が積層され、下部ガラス基板28の上面には、透明電極23と直交する方向に配列されたストライプ状の透明電極27及び配向膜26が積層されている。また、液晶層25内には、液晶層25の高さ(ギャップ)を均一に保つためのスペーサ(不図示)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the liquid
透明樹脂膜22は、主に、ブラックマスク12の間を平坦化するために設けられている。例えば、透明樹脂膜22は、無色透明の感光性樹脂であるが、有色透明であってもよい。
The
ここでは、透明電極23と透明電極27の交差する部分が、ドット11となる。液晶表示パネル10は、単純マトリックス駆動型であり、各ドット11に対応する透明電極23及び透明電極27に電圧を印加し、白色又は黒色を表示する。
Here, the intersection of the
液晶表示パネル10において、視角方向と平行な方向に、ブラックマスク12を形成していることから、A−A’断面には、ブラックマスク12が形成されない。このため、透明樹脂膜22、透明電極23及び配向膜24がほぼ平坦となり、配向膜の界面付近において、液晶分子25a、25b、25cが全て所定のチルト角で傾く。よって、電圧印加時に、全ての液晶分子が同じ方向に立ち上がり、ドメインによる光漏れが発生しない。尚、液晶層25の上部及び下部における液晶分子は、所定のツイスト角θで捩れているため、実際には、図に示す方向とは異なる方向となる。
In the liquid
また、図3に示すように、液晶表示パネル10における、視角方向と垂直な方向のB−B’断面には、ブラックマスク12が形成される。このため、ブラックマスク12の下部近傍において、透明樹脂膜22、透明電極23及び配向膜24が、凸部を形成する。しかし、視角方向は、後述するように、液晶層25の中心付近における液晶分子の長軸方向であるから、液晶分子25a、25b、25cは、視角方向と同じ方向に向いている。よって、液晶分子が配向異常にならず、ドメインは発生しない。
Further, as shown in FIG. 3, a
次に、図4を用いて、本発明にかかる液晶表示パネルのブラックマスクのストライプの方向について説明する。図4において、矢印41は液晶層25の上部における液晶分子の配向方向、矢印42は液晶層25の下部における液晶分子の配向方向を示している。液晶層25において、液晶分子は、矢印41の方向から矢印42の方向へと螺旋状に捩れる。STN型液晶表示パネルでは、このツイスト角θは180°〜270°である。視角方向は、液晶層25の中心における液晶分子の長軸方向(配向方向)であり、ツイスト角θの中心線43の方向となる。例えば、ツイスト角θが240°の場合、液晶層25の上部あるいは下部の配向方向から120°の方向となる。
Next, the direction of the black mask stripe of the liquid crystal display panel according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, an
本実施形態にかかるブラックマスク12のストライプは、視角方向に対して−45°から+45°の角度であり、視角方向とほぼ平行な方向であることが好ましい。ブラックマスク12のストライプが、視角方向とほぼ平行であれば、図3で示したように、液晶分子がブラックマスク12により配向異常となることを防止することができる。
The stripe of the
次に、図5を用いて、本発明にかかる液晶表示パネルの製造方法について説明する。まず、上部ガラス基板21の下面に、ストライプ状のブラックマスク12を形成する(図5(a))。例えば、カーボンやチタン等の黒色顔料を分散した感光性樹脂を、上部ガラス基板21の下面に、所定の膜厚(例えば、1μm)となるように塗布する。そして、ストライプ状のブラックマスクを形成するようにマスクを介して露光し、現像する。
Next, the manufacturing method of the liquid crystal display panel concerning this invention is demonstrated using FIG. First, the striped
次いで、上部ガラス基板21の下面に、透明樹脂膜22を塗布し(図5(b))、所定の形状となるように形成する(図5(c))。例えば、透明な感光性樹脂を、所定の膜厚となるように塗布する。このとき、ブラックマスク12の下部に凸部が形成される。そして、この凸部を取り除くように、上部ガラス基板21の上面側から露光し、現像する。このとき、ブラックマスク12の下部の感光性樹脂は露光されず微細な複数の凸部が形成される。この凸部の高さは、例えば、0.2μmである。
Next, a
次いで、透明樹脂膜22の表面に、透明電極23及び配向膜24を形成する(図5(d))。例えば、蒸着によりITO(Indium Tin Oxide)膜を形成する。そして、ポリイミド配向膜を印刷法により塗布し、焼成後、ラビングする。
Next, a
次いで、下部ガラス基板28を貼り合わせ、液晶層25を形成する(図5(e))。例えば、上部ガラス基板21又は下部ガラス基板28にシール材を塗布し、予備硬化後、スペーサを散布する。そして、上部ガラス基板21と下部ガラス基板28を貼り合わせ、シール材を完全に硬化させ、真空注入により液晶を充填し、封止する。その後、両基板に偏光板を貼り付け、駆動回路を接続し、バックライト等とともに配置され、液晶表示装置が完成する。
Next, the
以上のような構成により、ブラックマスクを視角方向とほぼ平行な方向にのみ、ストライプ状に形成することにより、ドメインによる光漏れを抑制し、表示不良の発生を低減することができる。 With the above configuration, the black mask is formed in a stripe shape only in a direction substantially parallel to the viewing angle direction, thereby suppressing light leakage due to the domain and reducing the occurrence of display defects.
尚、上述の例では、ブラックマスクを感光性樹脂としたが、これに限らず、ブラックマスクを金属クロムとして、透明樹脂膜を設けない構成としてもよい。例えば、クロムの膜厚は、0.1μmであり、上述と同様の効果を得ることができる。 In the above example, the black mask is a photosensitive resin. However, the present invention is not limited to this, and the black mask may be made of metal chromium and a transparent resin film may not be provided. For example, the film thickness of chromium is 0.1 μm, and the same effect as described above can be obtained.
本実施例では、本発明にかかる液晶表示装置と従来の液晶表示装置を製造し、コントラスト比を測定した。 In this example, a liquid crystal display device according to the present invention and a conventional liquid crystal display device were manufactured, and the contrast ratio was measured.
表1は、本実施例にかかる液晶表示装置の透過率とコントラスト比の測定結果を示している。表において、「ストライプ状ブラックマスク」は、図1に示した液晶表示パネル10を用いて測定、「格子状ブラックマスク」は、図6に示した液晶表示パネル60を用いて測定、「ブラックマスクなし」は、ブラックマスクを全く設けない液晶表示パネルを用いて測定した結果である。
Table 1 shows the measurement results of the transmittance and contrast ratio of the liquid crystal display device according to this example. In the table, “stripe black mask” is measured using the liquid
各液晶表示パネルにおける液晶のツイスト角θは、いずれも240°とし、「ストライプ状ブラックマスク」では、ブラックマスクを視角方向と平行に形成した。また、測定条件は、デューティー比を1/65、バイアス比を1/7、駆動周波数を85Hz、温度を25℃とし、正面方向から測定を行った。 The twist angle θ of the liquid crystal in each liquid crystal display panel was 240 °, and in the “striped black mask”, the black mask was formed parallel to the viewing angle direction. Measurement conditions were as follows: the duty ratio was 1/65, the bias ratio was 1/7, the drive frequency was 85 Hz, and the temperature was 25 ° C.
白色の透過率は、「ブラックマスクなし」が最も高いが、「ストライプ状ブラックマスク」でも、「ブラックマスクなし」に近い値となった。黒色の透過率は、「ストライプ状ブラックマスク」が最も低い値となった。ここで、「格子状ブラックマスク」は、もっと低い値となるはずであるが、ドメインによる光漏れが発生しているため、「ストライプ状ブラックマスク」に近い値となった。 The white transmittance was highest in “no black mask”, but the “striped black mask” was close to “no black mask”. The black transmittance was the lowest in the “striped black mask”. Here, the “lattice black mask” should have a lower value, but because of light leakage due to the domain, it was close to the “striped black mask”.
「ストライプ状ブラックマスク」は、白色では「ブラックマスクなし」と同様に高い透過率を示し、黒色では「格子状ブラックマスク」と同様に低い透過率を示しているため、最も高いコントラスト比を得ることができた。また、格子状ブラックマスクでは、ドメインが発生し、ストライプ状ブラックマスク及びブラックマスクなしでは、ドメインが発生しなかった。 “Striped black mask” has the same high contrast ratio as white without “black mask”, and black has the same low transmittance as “grid-like black mask”. I was able to. In addition, a domain was generated in the lattice-shaped black mask, and no domain was generated without the stripe-shaped black mask and the black mask.
10 液晶表示パネル
11 ドット
12 ブラックマスク
13 端部
21 上部ガラス基板
22 透明樹脂膜
23 透明電極
24 配向膜
25 液晶層
26 配向膜
27 透明電極
28 下部ガラス基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた液晶層と、
複数の画素からなる表示領域と、
前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に、前記液晶層の中心における液晶分子の長軸方向として表される視角方向に対して平行な方向のみに、前記表示領域の一端から他端へ延在し、相互に離間するように形成された複数の遮光部と、
を備える、液晶表示パネル。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
A display area composed of a plurality of pixels;
From one end of the display region to the surface of the first substrate facing the second substrate only in a direction parallel to the viewing angle direction expressed as the major axis direction of the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer. A plurality of light-shielding portions extending to the other end and formed to be separated from each other;
A liquid crystal display panel comprising:
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた液晶層と、
前記第1の基板の前記第2の基板と対向する面に、前記液晶層の中心における液晶分子の長軸方向として表される視角方向と平行な方向のみにストライプ状に延在し、感光性樹脂からなる複数の遮光膜と、
前記複数の遮光膜の間及び上に形成され、感光性樹脂からなる平坦化膜と、
を備える、液晶表示パネル。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
The surface of the first substrate facing the second substrate extends in a stripe shape only in a direction parallel to the viewing angle direction represented as the major axis direction of the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer, and is photosensitive. A plurality of light shielding films made of resin;
A planarizing film formed between and on the plurality of light shielding films and made of a photosensitive resin;
A liquid crystal display panel comprising:
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