JPH05241160A - アクティブマトリクス型液晶パネル - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶パネル

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JPH05241160A
JPH05241160A JP4532392A JP4532392A JPH05241160A JP H05241160 A JPH05241160 A JP H05241160A JP 4532392 A JP4532392 A JP 4532392A JP 4532392 A JP4532392 A JP 4532392A JP H05241160 A JPH05241160 A JP H05241160A
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浩史 久保田
Hirobumi Wakemoto
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアクティブマトリクス型液晶パネル
に関するもので、特に画素電極とゲ−ト線との間の電界
によって発生する画素内の逆チルトディスクリネ−ショ
ンラインを解消して良好な表示と高開口率が得られるア
クティブマトリクス型液晶パネルを提供することを目的
とする。 【構成】 アレイ側ラビング方向をゲ−ト線方向から少
なくとも1度以上、30度以内とし、横からの電界の影
響を軽減して、逆チルトディスクリネ−ションラインの
画素への侵入を防ぎ良好な表示と高開口率を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ等に
用いられるアクティブマトリクス型液晶パネルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルを用いた表示素子のなかで、
画素ごとにトランジスタを配置したアクティブマトリク
ス型液晶パネルを用いた表示素子は、薄型で低電力消費
に加えて高コントラストで高品位表示が可能であるなど
の優れた特徴を備えている。このため、将来はブラウン
管を用いたテレビ等に替わるものとして、近年盛んに開
発が進められている。
【0003】以下、従来のアクティブマトリクス型液晶
パネルの構造について簡単に説明する。 (図2)は、
アクティブマトリクス型液晶パネルの1画素の概略図で
ある。画素電極21の周囲を囲む形で、トランジスタ駆
動用配線22(以下ゲ−ト線と呼ぶ。)と画素電圧印加
用配線23(以下ソ−ス線と呼ぶ。)が存在する。トラ
ンジスタ24をゲ−ト線22からの信号でオン、オフす
ることで、ソ−ス線23の電圧を画素電極21に印加し
て表示を行なう。
【0004】(図3)は、アクティブマトリクス型液晶
パネルの1画素の断面図の一部である。これは、(図
2)の概略図においてソ−ス線に平行で、ゲ−ト線と直
交するラインに沿ったパネル断面の一部を表している。
【0005】31はガラス基板、32は画素電極、33
はゲ−ト線の断面、35はパシベ−ション膜、36は液
晶、37はポリイミド配向膜、38は対向電極、39は
対向基板、40はカラ−フィルタ、41と42は偏光板
である。
【0006】トランジスタをオンにしてソ−ス線の電位
を画素電極32に印加すると画素電極32と対向電極3
8の間の電圧が液晶36にかかり表示を行うことができ
る。
【0007】アクティブマトリクス型液晶パネルで良好
な表示を行うためには、液晶分子の均一な初期配向と基
板間の垂直電界に対して画素上の液晶が一様に応答する
ことが重要である。
【0008】(図3)からわかるように通常のアクティ
ブマトリクス型液晶パネルにおいては、ソ−ス線または
ゲ−ト線33が、画素電極32の近くに存在している。
またゲ−ト線33の電位は常に変化しているので、画素
電極32とゲ−ト線33との間で電位差が生じている。
このため画素内の液晶には、画素電極32と対向電極3
8間の電界に加えて、画素電極32とゲ−ト線33間の
電界が画素電極32に対して横方向から加わることにな
る。この後者の電界を、以後横電界と呼ぶ。
【0009】従来のアクティブマトリクス型ディスプレ
イでのラビング方向を(図4)に示した。これから解る
ように、画素電極側での液晶分子の配向方向は、ゲ−ト
線から45度方向である。このため横電界による画素内
の液晶分子の配列歪が大きくなり、逆チルトディスクリ
ネ−ションラインとして光抜け等の表示不良となる欠点
があった。
【0010】また、このような横電界の影響を軽減する
目的で、画素基板側の有機配向膜の配向処理を、ソ−ス
線にそって行なっているディスプレイが実用化されてい
る。
【0011】しかし、TNモ−ドで表示を行なう場合、
この方式では、横電界の影響を受けやすい基板から約2
ミクロン以内の領域において液晶分子がねじれ角を持っ
ており、横電界による配向歪がおこるのは避けられなか
った。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】画素面内でのこのよう
な逆チルトディスクリネ−ションラインの領域は表示に
使えないので、通常は画素のドメイン領域にマスクをし
て、ドメインが見えないようにしている。このために画
素開口率が低下し高輝度のパネルを得るのが困難であっ
た。
【0013】本発明は、上記したような横電界による画
素面内での逆チルトディスクリネ−ションラインの発生
を抑制し、良好な表示と高い画素開口率が得られるアク
ティブマトリクス型パネルを提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアクティブマトリクス型液晶パネルは、パ
ネル内で、時間的、及び空間的に電界強度が最大となる
位置での液晶分子のダイレクタをゲ−ト線と平行とする
ことを特徴とし、特に、画素基板側の配向膜の配向処理
方向(以下、アレイ側ラビング方向と呼ぶ。)をゲ−ト
線方向から少なくとも角度1度以上、30度以内とし、
対向基板上の配向膜のラビング方向をアレイ側ラビング
方向と直交、もしくはほぼ直交させるものである。
【0015】
【作用】以下、横電界による画素面内での逆チルトディ
スクリネ−ションライン発生の機構について、ゲ−ト線
と画素電極を例に説明する。
【0016】画素内の逆チルトディスクリネ−ションラ
インは、基本的には、ゲ−ト線と画素電極間の横電界に
よる液晶分子の配向歪を緩和する過程で発生すると考え
られる。横電界が弱いときは、画素電極のエッジ近辺の
液晶分子は、ノーマルチルト状態であるが、横電界が強
くなると液晶分子は、リバ−スチルト状態となる。この
ときリバ−スチルトとノ−マルチルトの境界で逆チルト
ディスクリネ−ションラインが発生する。アクティブマ
トリクス型パネルの駆動は、横電界強度が、強弱を繰り
返すような駆動である。そのため画素電極のエッジ近辺
の液晶分子は、横電界の強弱に伴いノ−マルチルトとリ
バ−スチルトを交互に繰り返す。
【0017】このときにできる逆チルトディスクリネ−
ションラインを緩和するように、画素上の液晶分子が再
配列する過程において逆チルトディスクリネ−ションラ
インが画素内に侵入する。これが画素面内での逆チルト
ディスクリネ−ションライン発生の機構であると考えら
れる。
【0018】逆チルトディスクリネ−ションラインが画
素内にできるのを防ぐには、液晶分子の配向方向を、横
電界に応答しにくい方向に設定する必要がある。
【0019】一般に液晶分子には、誘電率異方性が存在
する。このため異方性が正の液晶の場合、電界の方向に
沿って液晶分子のダイレクタが揃う。電界に対する液晶
分子の動きやすさは、電界の方向と液晶分子とのなす角
度に大きく依存する。
【0020】誘電率異方性が正の液晶は、液晶分子のダ
イレクタに垂直な電界に対しては応答しにくい。このた
め横電界の方向と液晶分子のダイレクタが垂直になるよ
うにすれば、横電界が存在しても液晶分子が応答しにく
く、逆チルトディスクリネ−ションラインの発生を抑え
ることができる。
【0021】上下基板で液晶分子が90度捻れた構造の
TNパネルでは、液晶分子には捻れ角が存在する。その
ため、横電界が存在するような全ての領域で、分子のダ
イレクタを横電界に対して垂直になるように液晶分子を
配置することは難しい。
【0022】そのため、横電界が存在するときに、パネ
ル内のどの領域で、液晶分子のダイレクタを横電界に対
して垂直とするかが重要であり上記構成により、横電界
の影響が緩和され、画素内の逆チルトディスクリネ−シ
ョンラインが解消されることとなる。
【0023】
【実施例】本発明は、パネル内で、時間的、及び空間的
に横電界の強度が最も強い位置で液晶分子のダイレクタ
をゲ−ト線に沿って並べることを特徴とする。
【0024】通常のパネル駆動では、横電界の強度が大
きいのは、画素上、2ミクロン以内程度の領域と考えら
れる。パネルギャップを5ミクロンとすれば、画素上、
2ミクロン以内で液晶分子のダイレクタをゲ−ト線に沿
って並べるには、アレイ側ラビング方向をソ−ス線の方
向から少なくとも1度以上、30度以内にとり、対向基
板のラビング方向をアレイ側ラビング方向と直交させれ
ば良い。
【0025】(図1)に本発明のアクティブマトリクス
型液晶パネルの実施例を示した。実施例は、直視型ディ
スプレイ対応のパネルについて述べるが、これは投射型
ディスプレイ対応のパネルについても同等である。
【0026】ガラス基板1上に、蒸着とエッチングの手
法を用いて、画素電極2、ゲ−ト線3等を作製した。さ
らにパシベ−ション膜4を蒸着した。対向基板5上に
は、カラ−フィルタ6と対向電極7をつけた。さらにパ
シベ−ション膜4と対向電極7上にポリイミド配向膜8
と9を印刷法でつけた。
【0027】上下基板のラビング方向は、パネル内の電
界強度の分布を考慮して決定する必要がある。パネル内
の電界強度の分布は、画素、ゲ−ト線等の電位、及びゲ
−ト線、画素電極等の3次元構造によって決定される。
【0028】上下基板のラビング方向を決定するため
に、パネルのラビング方向を変えて、実験を行なった。
通常のパネル駆動電圧では、TNパネルの場合、ゲ−ト
線から30°以内のラビング方向で逆チルトディスクリ
ネ−ションラインが抑制される角度が存在することが解
った。
【0029】このときの角度は、パネル駆動電圧、及び
パネル構成に関係している。ナイロン布を用いて、ポリ
イミド配向膜8と9にラビング処理を施した。ラビング
処理の方向は、アレイ側でゲ−ト線から角度18度の方
向とした。また対向基板側のラビング方向をアレイ側と
直交させた。ラビング方向は、パネルギャップを5ミク
ロンと設定したときに画素基板面から上部1ミクロンの
位置で液晶分子のダイレクタがゲ−ト線と平行になるよ
うにした。(図5)に本実施例のラビング方向を示し
た。尚、アレイ側ラビング方向は、上記18度以外に
も、少なくとも1度以上、30度以下の任意の角度をと
っても良い。
【0030】以下、通常の方法でパネルを作製した。ソ
−ス線よりプラス4Vの電圧を画素電極に印加し、その
のちゲ−ト線に12Vのパルス交流波形を加えて、パネ
ルをノ−マリホワイトモ−ドで観測したところ、従来、
画素中央に大きく現われていた逆チルトディスクリネ−
ションラインが画素電極エッジ近辺に現われており、画
素内は、良好な表示が得られた。また逆チルトディスク
リネ−ション領域が小さくなったことで画素開口率も従
来より高くすることができた。
【0031】
【発明の効果】本発明は、アクティブマトリクス型液晶
パネルで、アレイ側ラビング方向の角度を、ゲ−ト線方
向から少なくとも1度以上、30度以内とし、対向電極
側のラビング方向をアレイ側と直交、もしくはほぼ直交
させることを特徴とする。このとき横電界強度の大きい
領域で、液晶分子がゲ−ト線とほぼ平行に並ぶために、
横電界の影響が緩和される。そのため画素内の逆チルト
ディスクリネ−ションラインが解消され、良好なディス
プレイ表示と高い画素開口率が実現できる。
【0032】本発明には、通常のTNパネルのように、
上下基板のラビング方向が直交で、液晶分子のツイスト
角が90度の場合のみならず、ツイスト角が90度とほ
ぼ近い角度の場合も含むことは、勿論である。
【0033】さらに、配向膜としては、ポリイミドを用
いたが、TN配向処理が可能な有機配向膜は、殆ど許さ
れる。
【0034】また、実施例中のパシベ−ション膜は、な
くても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶
パネルの断面図である。
【図2】アクティブマトリクス型液晶パネルの1画素の
概略図である。
【図3】従来のアクティブマトリクス型液晶パネルの断
面図である。
【図4】従来のアクティブマトリクス形液晶パネルのラ
ビング方向を示す1画素の概略図である。
【図5】本発明の実施例のアクティブマトリクス型液晶
パネルのラビング方向を示す1画素の概略図である。
【符号の説明】
2 画素電極 3 ゲ−ト線 5 対向電極 8,9 ポリイミド配向膜 10 液晶

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の基板と第2の基板の間に液晶を有
    し、第1の基板上に少なくとも画素電極とトランジスタ
    駆動用配線と画素電位印加用配線と有機配向膜を有し、
    第2の基板上に少なくとも有機配向膜と電極を有するア
    クティブマトリクス型液晶パネルにおいて、前記有機配
    向膜に対する配向処理として、第1の基板と第2の基板
    の間で、パネル駆動に伴い、時間的、及び空間的に電界
    強度が最大となる位置において、液晶分子のダイレクタ
    が、トランジスタ駆動用配線と平行となる配向処理を行
    うことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶パネ
    ル。
  2. 【請求項2】 有機配向膜に対する配向処理として、第
    1の基板上の有機配向膜に対する配向処理方向が、トラ
    ンジスタ駆動用配線方向から少なくとも角度1度以上、
    30度以内であり、第2の基板上の配向膜に対する配向
    処理方向が、第1の基板上の有機配向膜に対する配向処
    理方向と直交すること、もしくは直交近傍であることを
    特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス型液晶
    パネル。
  3. 【請求項3】 有機配向膜が、ポリイミド化合物である
    ことを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス
    型液晶パネル。
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