JPH04276721A

JPH04276721A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH04276721A
Application number: JP6267391A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawaguchi; 英夫川口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1992-10-01

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単純マトリクス形液晶
表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、時計あるいはコンピューター
、ワードプロセッサーなどのディスプレーに使用されて
いる液晶表示素子は、その基本構造として、透明電極上
に配向膜を設けた二枚の透明電極基板が配向膜を内側に
して配置され、その間に液晶が封入される構造をとって
いるものが普通である。このような液晶表示素子の透明
電極は、一般に、基板上にストライプ状または格子状な
どの表示パターンの形で形成されており、また配向膜は
この透明電極及び露出した（表示パターン以外の）基板
の全面に塗布または蒸着により設けられている。この二
枚の透明電極基板はそれぞれ配向膜を内側にして配置し
、その間に液晶を封入することによりパネル形液晶ディ
スプレーなどの液晶表示素子が製造される。

【０００３】パネル形液晶ディスプレーの電極形状には
セグメント形とドットマトリクス形がある。セグメント
形は、電極が”日”型、”田”型、などの形状をなし、
数字や英字を表わすもの、多数の短冊から形成されグラ
フを表わすものなどがある。ドットマトリクス形には、
液晶層を挟むように二つの帯状（ストライプ状）電極群
を直交させ、その交差部（ドット）を表示要素（画素）
とし、任意の文字、図形、画像画像を表わす方式、また
一つの共通電極に対向し多数のドット電極を並べる方式
、さらには、多数の液晶素子をモザイク状に配列する方
式がある。

【０００４】上記ドットマトリクス形のディスプレーは
、さらに単純マトリクスディスプレーとアクティブマト
リクスディスプレーに分けられる。アクティブマトリク
スディスプレーは、ディスプレー装置の各画素にトラン
ジスタなどのアクティブ素子やスイッチ素子を設けたも
ので、装置は複雑となるが画素数を増やすことができ、
テレビジョン画像も容易に表示できるとの利点を有する
。単純マトリクスディスプレーは、上記のように画素数
を増やすことは難しいが、装置が簡単であり、高画質が
要求されない分野で広く用いられている。

【０００５】一般に、ドットマトリクス形の液晶ディス
プレーは、電極形状としては上記のように単純マトリク
ス形を採用している場合が多い（例、特開昭６３−１１
３４２０号公報、特開昭６４−６３９２７号公報）。図
５に、従来の単純マトリクス形の電極形状を示す。液晶
層を挟むように二つの帯状電極群（ストライプ状電極）
５２ａ、５２ｂが直交され、その交差部（ドット）が画
素５０として表示に使用される。

【０００６】上記のような単純マトリクス形の電極形状
において、一つの画素に例えば塵埃などの異物が付着し
て、上下の電極間でショートが発生した場合、上下それ
ぞれの帯状電極が共に使用できなくなり、表示画像の品
質が低下するとの問題がある。また、異物の付着箇所が
発見できたとしても、その画素のみ切断することは困難
であることから電極間のショートを防止することができ
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、塵
埃などの異物が付着した画素部分のみを容易に断線させ
ることができる帯状電極を有する液晶表示素子を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、前記目的は、基
板上に、帯状の透明電極が並列に設けられた透明電極基
板二枚を、それぞれの透明電極を内側に且つそれぞれの
透明電極を上下で互いに直交させることによりその交差
部分が画素を形成するように配置し、その間に液晶を封
入してなる液晶表示素子において、少なくとも一方の透
明電極基板の帯状の透明電極が、通電用の細線と、複数
の該画素と略同形の表示用透明電極とから構成され、該
複数の表示用透明電極は各々互いに分離された状態で該
細線に沿って配列され且つ各表示用透明電極は細線に接
続されていることを特徴とする単純マトリクス形液晶表
示素子示素子により達成することができる。

【０００９】本発明の液晶表示素子の好ましい態様は以
下の通りである。

【００１０】１）該表示用透明電極が、通電用の細線に
、微小接続領域で接続されている上記液晶表示素子。

【００１１】２）該表示用透明電極の形状が、略正方形
であることを特徴とする上記液晶表示素子。

【００１２】３）該通電用の細線の幅と、該表示用透明
電極の幅の比が、０．５：９９．５〜２５：７５の範囲
内にあることを特徴とする上記液晶表示素子。

【００１３】４）該透明電極上に、配向膜が形成されて
いることを特徴とする上記液晶表示素子。

【００１４】

【実施例】添付図面を参照しながら本発明の液晶表示素
子の構成について説明する。

【００１５】図１は、本発明の液晶表示素子の一例の断
面図である。

【００１６】透明基板１１ａ、１１ｂ上に、帯状の透明
電極１２ａ、１２ｂおよび配向膜１３ａ、１３ｂが、そ
れぞれこの順に積層され、二枚の透明電極基板を構成し
ている。二枚の透明電極基板はそれぞれ配向膜１３ａ、
１３ｂを向い合せるように配置され、その間に強誘電性
液晶１４が封入されている。透明電極１２ａ、１２ｂは
、それぞれ透明基板１１ａ上および１１ｂ上にストライ
プ状の表示パターンの形で形成されている。

【００１７】上記のように透明電極１２ａ、１２ｂは、
ストライプ状に形成されており、その際ストライプの形
が互いに直交するように形成されている。これによりマ
トリックス表示が可能となる。

【００１８】図２は、上記本発明の液晶表示素子の上側
基板（ａ）および下側基板（ｂ）の斜視図である。

【００１９】図２の上側基板（ａ）は、透明基板２１ａ
上に、帯状の透明電極２２ａが形成されている。図２の
下側基板（ｂ）は、透明基板２１ｂ上に、帯状の透明電
極２２ｂが形成されている。

【００２０】図３は、上記上側基板（ａ）と下側基板（
ｂ）が透明電極を内側にして配置された平面図である。

【００２１】透明基板２１ａ上の帯状の透明電極２２ａ
と透明基板２１ｂ上の帯状の透明電極２２ｂが直交して
配置されている。この二本の帯状の透明電極の交差部分
が画素２０であり、これが表示部分を形成する。本発明
は、帯状の透明電極が特定の形状を有しており、特にこ
の画素の部分が特定の形状を有している。

【００２２】図４は、本発明の帯状の透明電極の形状を
示す部分平面図である。

【００２３】（ａ）の帯状の透明電極は、通電用の細線
４１ａに、表示用の透明電極４３ａが微小な接続領域４
２ａで接続固定されている。通電用の細線４１ａは細い
直線導線で、電流を速く流すものであれば良く、通常透
明電極材料で作成される。表示用の透明電極４３ａは、
該画素と略同形のもので、一般に正方形が好ましい。微
小な接続領域４２ａは、透明電極４３ａに塵埃等が付着
した場合に切断する部分で、容易に切断できるようにで
きるだけ微小領域であることが好ましい。細い直線導線
である通電用の細線４２ａの幅と、該画素と略同形の表
示用透明電極４３ａの幅（長尺方向で）の比が、０．５
：９９．５〜２５：７５の範囲内にあることが好ましく
、さらに３：９７〜２０：８０の範囲内にあることが好
ましい。微小な接続領域４２ａ体積が、表示用透明電極
４３ａの１／１０〜１／１０００の範囲にあることが好
ましく、さらに５／１００〜１／１０００の範囲にある
ことが好ましい。なお且つ、微小な接続領域４２ａの面
積が、表示用透明電極４３ａの１／１０〜１／１０００
の範囲にあること、さらに５／１００〜１／１０００の
範囲にあることが特に好ましい。

【００２４】（ｂ）の帯状の透明電極は、通電用の細線
４１ｂに、表示用の透明電極４３ｂが微小な接続領域４
２ｂで接続固定されている。（ａ）の帯状の透明電極と
は、接続領域の位置のみ異なる。

【００２５】（ｃ）の帯状の透明電極は、通電用の細線
４１ｃに、表示用の透明電極４３ｃが微小な接続領域４
２ｃで接続固定されている。通電用の細線４１ｃおよび
微小な接続領域４２ｃは、電流を速く流すために金属（
Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ等）で作成されている。微小な接続領域４２ｃは、金属製のため抵抗が小さく一
般に表示特性が向上する。

【００２６】（ｄ）の帯状の透明電極は、通電用の細線
４１ｄに、表示用の透明電極４３ｄが微小な接続領域４
２ｄで接続固定されている。この場合は、接続領域４２
ｄは比較的面積が大きいので、透明電極４３ｄより厚さ
を薄くするなどして切断され易くなるよう設計すること
が好ましい。

【００２７】上記表示用の透明電極は、一画素当たりに
一つずつ設けられているが、二画素あるいは三画素当た
りに一つの表示用の透明電極、すなわち二画素あるいは
三画素当たりにそれと同程度の大きさの表示用透明電極
を設けても良い。また、本発明では、上記二枚の透明電
極基板が、共にこのような表示用透明電極を有する帯状
透明電極を有していても良いし、一方の基板のみ有して
いてもよい。

【００２８】上記表示用の透明電極（４１ａ、４１ｂ、
４１ｃ、４１ｄ）を接続領域の切断により断線させるに
は、例えば、通電チェックを行なうことにより塵埃が付
着した欠陥画素を検索し、見つけた画素部分をレーザー
で焼き切ることにより行うことができる。

【００２９】このように本発明の液晶表示素子は、一つ
の画素に例えば塵埃などの異物が付着した場合でもその
画素のみ断線できるので、上下の電極間でのショートの
発生防止が可能である。

【００３０】本発明の液晶表示素子は、図１に示したも
のだけでなく、スペーサーを使用したりなどの通常の液
晶表示素子について行なわれる態様が、すべて可能であ
る。特に、両配向膜間の間隙（すなわち液晶層の層厚）
を確保するためにスペーサーが使用されることは好まし
い。スペーサーとしては、ガラスファイバー、ガラス・
ビーズ、プラスチック・ビーズ、アルミナやシリカなど
の金属酸化物粒子が用いられる。スペーサーの粒径は、
用いられる液晶、配向膜材料、セルギャップの設定、ス
ペーサーとして用いる粒子などによって異なるが１．２
μｍから６μｍが一般的である。

【００３１】本発明の液晶表示素子は、例えば下記のよ
うにして製造することができる。

【００３２】本発明の透明基板としては、例えば平滑性
の良好なフロートガラスなどガラスの他、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリ
エステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスル
ホン、ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリ
アミノ酸エステル、芳香族ポリアミド等の耐熱樹脂、ポ
リスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル
酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のビニル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデ
ン等の含フッ素樹脂及びそれらの変性体等から形成され
たプラスチックフィルムを挙げることができる。

【００３３】上記基板上には、常法によりストライブ状
の表示パターンの透明電極が形成される。透明電極とし
ては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２　Ｏ３　）、酸
化スズ（ＳｎＯ２）およびＩＴＯ（インジウム・スズ・
オキサイド）等を挙げることができる。

【００３４】上記図４（ａ）、（ｂ）のようなパターン
の透明電極の形成は、基板に透明電極形成後、フォトレ
ジストを用いて所望の電極パターンを形成し（パターニ
ング）、エッチングすることにより行なうことができる
。

【００３５】上記図４（ｃ）のような金属配線も含むパ
ターンの電極形成は、基板に先に金属配線パターン形成
し、この上に透明電極を形成し、フォトレジストを用い
て所望の電極パターンを形成し、エッチングすることに
より行なうことができる。

【００３６】上記透明電極（及び基板）上には、一般に
、ＳｉＯ、ＳｉＯ２　、ＴｉＯ２　などからなる無機斜
方蒸着膜の配向膜、またはポリイミド、ポリアミド、ポ
リビニルアルコールなどの有機物からなる膜をラビング
して得られる配向膜が形成される。上記有機物の配向膜
は、例えば下記のようにして形成される。

【００３７】配向膜形成用塗布液を、たとえば、ポリア
ミック酸をピリジン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジ
オキサン、ＴＨＦ、グリコール誘導体などの適当な溶媒
に溶かした溶液を調製する。この塗布液には、前記成分
以外にも基板との接着を増したり、あるいは塗布液の粘
度を調整する目的などで、副成分として他の高分子重合
体や有機金属などが添加されていてもよい。

【００３８】上記配向膜形成用塗布液を、透明電極上お
よび露出した基板上に、スピンコーターなどによって塗
布し、次いで、塗布膜を８０〜１２０°Ｃで３０分程度
乾燥後、一般に２５０〜３５０°Ｃにて０．５〜３時間
加熱処理される。

【００３９】得られる配向膜の膜厚は、用いる液晶およ
び配向膜の種類により異なるが、一般に１０〜８００ｎ
ｍであり、好ましくは２０〜５０ｎｍである。

【００４０】透明電極基板（および保護層）上に設けら
れた配向膜は、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリロ
ニトリルのような合成繊維、綿、羊毛のような天然繊維
などでラビング処理される。

【００４１】上記のようにして製造された、透明基板、
透明電極および配向膜からなる透明電極基板二枚をそれ
ぞれの配向膜が内側になるようにして、間隙をあけて相
対させ、セルとする。この間隙の大きさ、すなわちセル
・ギャップは０．５μｍ〜６μｍ程度が一般的である。

【００４２】次ぎに、このセル内に下記の液晶を注入、
封止した後に徐冷して液晶表示素子を作成する。

【００４３】本発明に用いられる上記液晶は従来より知
られているものが使用できる。

【００４４】また、本発明で用いられる好ましい液晶は
、ＳＢＥモードで使用できるものや強誘電性液晶などで
ある。

【００４５】強誘電性を有する液晶は、具体的にはカイ
ラルスメクティクＣ相（ＳｍＣ＊　）、Ｈ相（ＳｍＨ＊
　）、Ｉ相（ＳｍＩ＊　）、Ｊ相（ＳｍＪ＊　）、Ｋ相
（ＳｍＫ＊　）、Ｇ相（ＳｍＧ＊　）またはＦ相（Ｓｍ
Ｆ＊　）を有する液晶である。たとえば、『高速液晶技
術』（シーエムシー発行）ｐ．　１２７〜１６１　に記
載されているような公知の強誘電性液晶がすべて、本発
明に使用することができる。

【００４６】また、具体的な液晶組成物としては、チッ
ソ（株）製のＣＳ−１０１８、ＣＳ−１０２３、ＣＳ−
１０２５、ＣＳ−１０２６、ロディック（株）製のＤＯ
Ｆ０００４、ＤＯＦ０００６、ＤＯＦ０００８、メルク
社製のＺＬＩ−４２３７−０００、ＺＬＩ−４２３７−
１００、ＺＬＩ−４６５４−１００ＺＬＩ−２２９３な
どを挙げることができる。これらの液晶の中には液晶に
溶解する二色性染料、減粘剤等を添加しても何ら支障は
ない。

【００４７】上記のようにして製造された、液晶表示素
子は、使用目的に応じて、セルの両方の基板上に、偏光
板を設けても良い。透明電極と配向膜の間には、絶縁層
、カラーフィルター、保護層などが設けられても良い。さらに、本発明の液晶表示素子は、使用目的に応じて反
射板、位相差板など、従来の液晶表示素子に設けられる
構成を設けることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、透明電極とし
て、通電用の細線に、該画素と略同形の表示用透明電極
が接続固定された形状の帯状電極を有している。このた
め、液晶素子の製造中に上記電極に塵埃などの異物が付
着した場合、その付着した画素部分のみを接続領域を切
断することにより容易に断線させることができるので、
異物の付着がもたらす製品への被害が最小限に抑えられ
る。従って、液晶素子の製造においては、異物の付着が
製品の致命的欠陥とならず、歩留りが向上する。特に、
通電用の細線と表示用透明電極との接続を、微小接続領
域にて接続した場合、欠陥画素の切断がさらに容易とな
るので、製造上極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の液晶表示素子の構成例を模式
的に示す断面図である。

【図２】図２は、本発明の液晶表示素子の上側基板（ａ
）および下側基板（ｂ）の斜視図である。

【図３】図３は、上記上側基板（ａ）と下側基板（ｂ）
が透明電極を内側にして配置された平面図である。

【図４】図４は、本発明の帯状の透明電極の形状を示す
平面図である。

【図５】図５は、従来の単純マトリクス形の帯状の透明
電極を示す平面図である。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、５１ａ、５１ｂ　　
透明基板１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、５２ａ、５２ｂ　　
帯状の透明電極１３ａ、１３ｂ　　配向膜１４　　液晶２０、５０　　画素４１ａ、４１ｂ、４１ｃ　　細線電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　基板上に、帯状の透明電極が並列に設
けられた透明電極基板二枚を、それぞれの透明電極を内
側に且つそれぞれの透明電極を上下で互いに直交させる
ことによりその交差部分が画素を形成するように配置し
、その間に液晶を封入してなる液晶表示素子において、
少なくとも一方の透明電極基板の帯状の透明電極が、通
電用の細線と、複数の該画素と略同形の表示用透明電極
とから構成され、該複数の表示用透明電極は各々互いに
分離された状態で該細線に沿って配列され且つ各表示用
透明電極は細線に接続されていることを特徴とする単純
マトリクス形液晶表示素子。
【請求項２】　　該表示用透明電極が、通電用の細線電
極に、微小接続領域で接続されている請求項１に記載の
単純マトリクス形液晶表示素子。