JPH0264525A - Ｔｎ型液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶テレビなどの液晶表示装置に用いられる
ＴＮ型液晶表示パネル間するものである。

従来の技術 液晶テレビなどの液晶動画表示装置においてはＴＮ動作
モード、ＴＦＴアレイなどのアクティブマトリクス駆動
方式が主流を占めている。

発明が解決しようとする課題 この液晶動画表示パネルの画質向上について、ここでは
二つの問題点を取り上げる。即ち、画面の輝度低下とフ
リッカ（３０Ｈｚ成分）である。

前者の輝度低下の原因の一つはリーク電流である。液晶
駆動に必要な所定の蓄積電荷がリークにより減少すると
液晶駆動の実効電圧が低下し、輝度が低下する。ここで
リークは直流リークと交流リーク（３０Ｈｚ）とがある
。従来は、液晶の電気絶縁抵抗率を大きくするなどによ
り直流リークの低減が試みられてきた。しかし、交流リ
ークについての原因は明かでなく、その対策は不十分で
あった。また、従来交流リークを少なくするのに効果的
な配向膜があったが、たとえその配向膜を用いたとして
も、アクティブ素子アレイ基板の表示電極部上の電気絶
縁構成と対向電極基板の表示電極部上の電気絶縁構成と
が異なっていたためにフリッカを抑制することはできな
かった。

後者の３０Ｈｚ成分フリッカの原因は所定外のバイアス
電圧が対向する電極間に発生し、その所定外バイアス電
圧に対応するオフセット電圧印加による初期調整が所定
外バイアス電圧の温度変化及び時間変化によりシフトす
ることによる。しかし、その所定外バイアス電圧の発生
原因は明かではなく、十分なフリッカ対策はなされてい
なかった。従来のフリッカ対策は液晶駆動法によってい
た。即ち、隣接画素間で駆動信号の極性を互いに反転さ
せる方法である。しかし、この方法では消費電力が大き
くなるという欠点がある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決したＴＮ型
液晶表示パネルを提供することを目的とする。

即ち、本発明は、アクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶
表示パネルにおいて、パネルの交流リーク及び直流リー
クを低減させることにより輝度低下を防止し、かつそれ
と同時に消費電力の増大を招くことなくフリッカを低減
させる、極めて実用的な対策を講じた液晶表示パネルを
提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明のアクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶表示パネ
ルは、アクティブ素子アレイ基板上及び対向電極基板上
の少なくとも表示透明電極部の表面に接して配向膜を設
け、かつ、上記プレイ基板側の配向膜と上記対向電極基
板側の配向膜とがその材質及び厚みにおいて同一である
ＴＮ型液晶表示パネルである。

また、本発明のアクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶表
示パネルは、アクティブ素子アレイ基板上及び対向電極
基板上の少なくとも表示電極部の表面に接して電気絶縁
膜を設け、更にその電気絶縁膜の表面に接して配向膜を
設け、かつ、上記アレイ基板側の電気絶縁膜と上記対向
電極基板側の電気絶縁膜とがその材質及び厚みにおいて
同一であり、かつ、上記アレイ基板側の配向膜と上記対
向電極基板側の配向膜とがその材質及び厚みにおいて同
一であるＴＮ型液晶表示パネルである。

作用 すでに述べたように、３０Ｈｚ成分フリッカの原因は所
定外のバイアス電圧が対向する電極間に発生し、その所
定外バイアス電圧に対応するオフセット電圧印加による
初期調整が所定外バイアス電圧の温度変化及Ｕｎ閏変化
によりシフトすることによる。その所定外バイアス電圧
の発生原因は、本発明の研究によれば、アクティブ素子
アレイ基板及び対向電極基板の表示透明電極部上に設け
た配向膜あるいは電気絶縁膜・配向膜の中に、あるいは
それらの界面近傍に所定外の電荷が蓄積し、しかも、ア
レイ基板側の所定外電荷蓄積量と対向電極基板側の所定
外電荷蓄積量とが異なることによって、対向する表示電
極間に所定外のバイアス電圧が発生することになる。し
たがって、アレイ基板側の所定外電荷蓄積量と対向電極
基板側の所定外電荷蓄積量とを同一にすることによって
所定外バイアス電圧の発生を無くすることができる。

上下基板間で配向膜あるいは電気絶縁膜・配向膜に蓄積
される所定外電荷量を同一にするためには、配向膜ある
いは電気絶縁膜・配向膜の材質及び厚みを同じにするこ
とが有効かつ必要である。この様にして、上下基板間（
対向する表示電極間）での所定外の電位差の発生を無く
することができ、基本的にフリッカ（３０Ｈｚ成分）を
無くすることができる。また、配向膜あるいは電気絶縁
膜・配向膜に蓄積される所定外電荷量の絶対値を小さく
することはフリッカ抑制に有効に作用する。そのために
は、配向膜あるいは電気絶縁膜の電荷保持力を下げる意
味でそれらの電気絶縁抵抗率を低くすることが望ましい
。しかし、この手法は次に述べる直流リークを防止する
観点からは望ましくない。

次に、輝度低下を防止するために、対向する表示電極間
の直流リーク電流及び交流リーク電流（３０Ｈｚ）を低
減させる必要がある。まず直流リーク電流を低減させる
には、対向表示電極間に存在する液晶層、配向膜、及び
電気絶縁膜のそれぞれの電気絶縁抵抗率を高くする必要
がある。しかし、実用液晶層の直流抵抗率は高々１０１
３Ωｃｍ程度であり、それ以上は期待できない。配向膜
の抵抗率も１０１４ΩＣｍ以上の高絶縁性が望ましいが
、液晶の配向性を制御する本来の役割の方が重要であり
、配向膜に高絶縁性が望めない場合には、１Ｑ１４Ωｃ
ｍ以上の高絶縁性の電気絶縁膜を設けることが有効であ
る。この様にして対向する表示電極間の直流リークを防
止し、表示に必要な所定の蓄積電荷の保持率を高め、輝
度低下を防止することができる。

次に、配向膜を電子供与性あるいは電子受容性の強い極
性基を含有しない高分子１膜にすることにより、対向す
る表示電極間の交流（例えば周波数３０Ｈｚ）リーク電
流を低減することができる。

本発明の研究によれば、交流リーク電流、即ち誘電損失
は液晶層と有機配向膜との界面近傍で発生することが判
明した。通常、液晶の誘電緩和現象は駆動周波数が数百
ＫＨｚ〜数十ＭＨｚで起こる。

しかし、配向膜近傍の液晶分子は配向膜表面との相互作
用により束縛を受けており、駆動周波数が百Ｈ２以下で
も誘電緩和を起こす。即ち、誘電損失が大きくなる。し
かも液晶分子が極性の強いシアノ基を末端にもつネマテ
ィック液晶である場合（実用混合液晶では例外なく含有
Ｕている）、また有機高分子配向膜の表面が電子供与性
あるいは電子受容性の強い極性基をもっている場合、液
晶分子と配向膜表面との相互作用は特に強くなり、低周
波での誘電損失（交流リーク電流）が顕著になる。した
がって、配向膜としての有機高分子の極性基を電子供与
性および電子受容性の弱いものにすることによって、交
流駆動周波数３０Ｈｚでのリーク電流を小さくすること
ができる。

実施例 以下に、本発明の詳細な説明する。

以下の実施例においてフリッカの程度を表わす量として
輝度変調度ｍｒを用いた。ここでｍｒ（フリッカ率）は
、透過光中の周波数ｆ　［Ｈｚ］成分の光量変動の振幅
を平均透過光強度で除した値として定義される。本実施
例では３０Ｈｚの信号周期でパネルを駆動した時の光量
変動の３０Ｈｚ成分をスペクトラム・アナライザを用い
て分離し、ｍ３ａを算出した。駆動電圧はパネルの光透
過率が５０％変化する電圧■５１１とした。５０℃での
フリッカ率ｍ　３１１は以下の方法で測定した。即ち、
全画素にＶｓｅの映像信号を人力し、２０℃でｍ　３　
［１が最小となる様にパネルのオフセット電圧を調整し
た。

調整したオフセットを固定してパネルの温度を５０℃に
上げて、５０℃でのｍ３１１を測定した。

また、直流リーク電流及び交流リーク電流は次の様にし
て測定した。ＴＰＴオフの状態でソース電極と対向電極
間に直流１ｖの電圧を加え、パネルの全絵素電極と対向
電極間に流れる電流を測定し、直流電流とした。同様に
ＴＰＴオフの状態でソース電極と対向電極間に±５■、
３０Ｈｚの矩形波を印加し、極性反転１０ｍ５ｅｃ後に
流れる電流を交流リーク電流とした。いずれの測定も２
０℃の温度で行なった。

実施例（１） アモルファスシリコンを用いたＴＦＴアレイ基板と、カ
ラーフィルタを登載し、その上にＩＴＯ透明電極を全面
に設けた対向電極基板とを用いて３型液晶テレビパネル
を試作した。ここで、ＴＦＴアレイ基板の表示電極部（
ＩＴＯ透明電極）及び対向電極基板の表示電極部（ＩＴ
Ｏ透明電極）にはそれらの電極に直接接して、市販のポ
リイミド配向膜（日本合成ゴム、ＪＩＢ）を設けた。そ
の厚みはアレイ基板側及び対向電極基板側のいずれにお
いても１００ＯＡとした。また、その電気絶縁抵抗率は
１０１６Ωｃｍであった。用いたネマティック混合液晶
はシアノフェニールシクロヘキサン系を３０重量％含有
するものであり、その直流抵抗率は１０”’ｃｍ（２０
℃、ＩＶ印加、１分間後の値）である。このパネル３台
についてフリッカ率及びリーク電流を測定した結果の平
均値を表」−に示す。

実施例（２） 実施例（１）と同様に、３型液晶テレビパネルを試作し
た。ここで、ＴＦＴアレイ基板の表示電極部（ＩＴＯ透
明電極）及び対向電極基板の表示電極部（ＩＴＯ透明電
極）のそれぞれに、それらの電極に直接接して、プラズ
マＣＶＤ法によりＳｉＮ、の電気絶縁膜（抵抗率３Ｘ１
０”０ｃｍ）を厚み３０００Ａとなるように設け、更に
その上に市販のポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＪＩ
Ｂ、　　抵抗率１０１６Ωｃｍ）を厚み８００Ａとなる
ように設けた。このパネル３台についてフリッカ率及び
リーク電流を測定した結果の平均値をＬＬに示す。

実施例（３） 実施例（１）と同様に、３型液晶テレビパネルを試作し
た。ここで、ＴＦＴアレイ基板の表示電極部（ＩＴＯ透
明電極）及び対向電極基板の表示電極部（ＩＴＯ透明電
極）のそれぞれに、それらの電極に直接接して、ＣＶＤ
法によりＳｉＯ２の電気絶縁膜（抵抗率ＩＱＩｓΩｃｍ
）を厚み５００Ａとなるように設け、更にその上に市販
のポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＪＩＢ、抵抗率１
０１６Ωｃｍ）を厚み５００Ａとなるように設けた。こ
のパネル３台についてフリッカ率及びリーク電流を測定
した結果の平均値を表」−に示す。

比較例 実施例（１）と同様に、３型液晶テレビパネルを試作し
た。ここで、ＴＦＴアレイ基板の表示電極部（ＩＴＯ透
明電極）にはその電極に直接接して、プラズマＣＶＤ法
によりＳ　ｔ　Ｎ　ｘの電気絶縁膜（抵抗率３Ｘ１０”
０ｃｍ）を厚み３０００Ａとなるように設け、更にその
上に市販のポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＪＩＢ、
抵抗率１０１６Ωｃｍ）を厚み１００ＯＡとなるように
設けた。一方、対向電極基板の表示電極部（ＩＴＯ透明
電極）にはその電極に直接接して、市販のポリイミド配
向膜（日本合成ゴム１ｌＪＩＢ、　　抵抗率１０１６Ω
ａｍ）を厚み１００ＯＡとなるように設けた。この比較
用パネル３台についてフリッカ率及びリーク電流を測定
した結果の平均値を表」−に示す。

（以下余白） ｔＬａ型液晶パネルのフリプル率とリーク電流裏１から
明かな様に、本発明の液晶パネルはいずれも、フリッカ
率が０．０２以下、リーク電流がｌμ八へ下であり、実
用上問題は無い。これに対し比較例の液晶パネルは、５
０℃でのフリッカ率が０．０２以上と大きく、実用上問
題がある。

発明の効果 本発明のアクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶表示パネ
ルは、対向する表示電極間に発生する所定性のバイアス
電圧を基本的に無くすることができ、消費電力が増加す
るフリッカ消去駆動法を用いることなく表示パネルのフ
リッカを低減させることができた。かつそれと同時に、
対向する表示電極間の交流リーク及び直流リークを低減
させることができ、表示パネルの輝度低下、輝度むらを
防止しすることができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶表示パネル
   において、アクティブ素子アレイ基板上及び対向電極基
   板上の少なくとも表示透明電極部の表面に接して配向膜
   が設けられ、かつ、上記アレイ基板側の配向膜と上記対
   向電極基板側の配向膜とがその材質及び厚みにおいて同
   一であることを特徴とするＴＮ型液晶表示パネル。
2. （２）アクティブマトリクス方式ＴＮ型液晶表示パネル
   において、アクティブ素子アレイ基板上及び対向電極基
   板上の少なくとも表示電極部の表面に接して電気絶縁膜
   が設けられ、更にその電気絶縁膜の表面に接して配向膜
   が設けられ且つ上記アレイ基板側の電気絶縁膜と上記対
   向電極基板側の電気絶縁膜とがその材質及び厚みにおい
   て同一であり且つ上記アレイ基板側の配向膜と上記対向
   電極基板側の配向膜とがその材質及び厚みにおいて同一
   であることを特徴とするＴＮ型液晶表示パネル。
3. （３）配向膜が電子供与性あるいは電子受容性の強い極
   性基を含有しない高分子薄膜であることを特徴とする請
   求項１又は２記載のＴＮ型液晶表示パネル。
4. （４）配向膜がシアノ基含有ネマティック液晶に対して
   弱い吸着力をもつことを特徴とする請求項１又は２記載
   のＴＮ型液晶表示パネル。
5. （５）電気絶縁膜が、電気絶縁抵抗率において１０＾１
   ＾４Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の
   ＴＮ型液晶表示パネル。
6. （６）電気絶縁膜が、前記配向膜との接着強度を増すよ
   うに表面処理されていることを特徴とする請求項２記載
   のＴＮ型液晶表示パネル。