JPH06118403A - マトリクス液晶パネル - Google Patents

マトリクス液晶パネル

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JPH06118403A
JPH06118403A JP27056992A JP27056992A JPH06118403A JP H06118403 A JPH06118403 A JP H06118403A JP 27056992 A JP27056992 A JP 27056992A JP 27056992 A JP27056992 A JP 27056992A JP H06118403 A JPH06118403 A JP H06118403A
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JP
Japan
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liquid crystal
film
volt
voltage
crystal panel
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Application number
JP27056992A
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English (en)
Inventor
Satoru Yazawa
悟 矢澤
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】上下基板電極間のショートの低減及び残像解消
を低コストで実現する為。 【構成】分極特性(ヒステリシス幅が0.3ボルト以
下)の優れた液晶材料と配向膜の系で、配向膜は、鉛筆
硬度がH以上で且つその厚さは1500Å以上あり、配
向膜以外の絶縁膜を電極上に形成しない構造を有する。 【効果】上下基板の電極間ショート不良の無い、且つ残
像の少ない液晶パネルを低コストで実現するいう効果を
生じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス液晶パネル
の歩留り向上、焼き付き、残像対策に係り、特に上下シ
ョート不良の低減と、パネルに印加される直流を原因と
したマトリクス液晶パネルの残像低減に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのディス
プレイ等に、大容量のマトリクス液晶パネルが使われ始
めている。これらの液晶パネルをアドレス方式により分
類すると、単純マトリクス方式、アクティブマトリクス
方式、光アドレス方式、熱アドレス方式等に分けられ
る。以上の中でアクティブマトリクス方式は、高画質で
大容量のディスプレイとして市場に出回るようになって
きた。アクティブマトリクス液晶パネルの代表的なもの
は、アモルファスシリコンやポリシリコンを使用したT
FT液晶パネルである。また製造工程がTFTに比べて
簡単なMIM液晶パネルの製造も行われるようになって
きた。一方単純マトリクス方式では、STN、FTNの
様にツイストを大きくすることにより表示容量の拡大が
可能となり大量に市場に送りだしている。しかし乍この
様にディスプレイが高分解能、高コントラストになる
と”焼き付き”とか”残像”と呼ばれる不良現象が目立
ち易くなって表示品質上の大きな問題となってきてい
る。この残像の原因は、MIMパネルに於て生じる特殊
な残像を除いて、TFTやSTN、FTNでは液晶材料
と配向膜材料、電極上に形成される誘電体薄膜材料、に
関係した界面分極にあると考えられる。MIMパネルの
残像は、これと全く同種な残像も存在するが、これ以外
に駆動している間にMIM素子の電流−電圧特性が変化
してしまう為に生じる別種の残像も存在する。本発明に
おいてはマトリクス液晶パネルの界面分極を原因とした
残像の対策構造について説明を進める。
【0003】図2は、従来のMIM液晶パネルの構造を
示す断面図である。MIM素子21を形成した基板22
(基板は、MIM素子との密着性を向上させるためにガ
ラス基板上にタンタル酸化膜を形成する場合もある。)
の表面には画素透明電極23が形成されており更にその
上には配向膜24が形成されている。一方対向基板25
側は透明電極26の上にカラーフィルター層27が形成
され更にその上に配向膜28が形成されている。カラー
フィルター層27は、透明電極26の上に積層されてい
るが、このカラーフィルター層27は有機誘電体薄膜で
形成されるため、液晶パネルを駆動することにより次第
にチャージアップし、残像が出現してしまう。又カラー
フィルター層は、色の純度をあげるため1μm(100
00Å)程度の厚さが必要であり、この厚さのためパネ
ルのコントラストが出にくいという欠点も有していた。
図3は以上のような構造の欠点を鑑みてカラーフィルタ
ー上に透明電極を形成した従来のMIM液晶パネルの断
面図である。MIM素子21の形成されている基板22
の構造は図2と全く同じであるが対向基板31の構造は
異なっている。カラーフィルター32の上には中間膜3
3が形成され、更にその上には透明導電膜34、配向膜
35が形成されている。配向膜24、35は500Å〜
1000Åの厚さに作られており、パネル内に導電性の
ゴミ36があると上下基板の電極間でショートして線欠
陥や点欠陥となり歩留りが著しく低下してしまった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4は、上下ショート
を防止するために対向基板の構造を更に改良した従来の
MIM液晶パネルの構造を示す断面図である。カラーフ
ィルター41の上に中間膜42が形成され更にその上に
は透明導電膜43、上下ショート防止用絶縁膜44、配
向膜45が形成される。この様な構造を有するMIM液
晶パネルは上下ショート不良は殆ど生じないし、コント
ラストも得られ易いが、残像がひどく発生する。図5、
図6は、テストパネルで電圧ー容量のヒステリシスカー
ブを測定した結果を示すグラフである。図5は、透明電
極を形成した基板の上に500Å〜1000Åの配向膜
を形成し、その後ラビング、組立、圧着した後液晶を封
入したテストセルのヒステリシスカーブを示した図であ
る。図6は、透明電極を形成した基板の上に片方の基板
だけ図4で用いた2000Å〜4000Åの上下ショー
ト防止用絶縁膜を形成し、その後500Å〜1000Å
の配向膜を形成し、更にその後ラビング、組立、圧着し
た後、液晶を封入したテストセルのヒステリシスカーブ
を示した物である。図5に比べると図6は、明らかにヒ
ステリシスの幅が広くなっており、界面分極すなわち残
像が生じ易い事が分かる。これは絶縁膜の比抵抗や比誘
電率が液晶や配向膜と大幅に異なっているために各材料
の境界に電荷が溜って分極が生じたり、配向膜や絶縁膜
の表面に出ている極性の強い官能基が液晶中の不純物や
極性の強い分子を吸着して分極が生じていると考えられ
る。図4の様に異種の絶縁膜を塗布する場合は、液晶
層、絶縁膜、配向膜の比抵抗や比誘電率を大幅に異なら
ないようにするばかりでなく、各々の表面の極性の弱い
材料を選択し(配向膜は薄いのでその下に有る絶縁膜の
極性基も関係がある。)、且つその塗れ性、密着性が互
いに良いものが理想と言えるわけであるがこれだけの条
件を満足する材料系を探すことは非常に難しかった。
【0005】そこで本発明では、比較的硬度の大きな
(鉛筆硬度でH以上の)配向膜を厚く(1500Å以
上)形成することにより上下基板の電極間ショートを防
止し、又配向膜と液晶材料の種類を選定し、且つ配向膜
以外に電極上に絶縁膜を形成しない事で、残像の発生を
押え、工程を増やさずコストを抑えて歩留り向上及び残
像対策を構じる事にその目的がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解
決するために本発明のマトリクス液晶パネルは次のよう
な特徴を有する。
【0007】液晶駆動用の電極を有する一対の基板に
より液晶層を挟持してなる液晶パネルの少なくとも一方
の基板上の該液晶駆動電極の表面には1500Å(オン
グストローム)以上の有機膜を有し、且つ該有機膜は配
向膜として用いられていることを特徴とする。
【0008】記載のマトリクス液晶パネルにおい
て、前記一対の基板上の液晶駆動電極の表面には該有機
膜か膜厚1500Å未満の配向膜、以外の絶縁薄膜が形
成されていないことを特徴とする。
【0009】記載の液晶パネルにおいて、前記有機
膜の膜硬度は鉛筆硬度でH以上の硬度を有することを特
徴とする。
【0010】記載の液晶パネルにおいて、前記有機
膜又は膜厚1500Å未満の配向膜と液晶材料とにより
構成されたテストパネルにて測定される電圧ー容量のヒ
ステリシス幅は、下記の測定条件で0.3ボルト以下で
あることを特徴とする。
【0011】DC電圧を階段的に0.1ボルトステップ
で0ボルトから10ボルト、10ボルトから−10ボル
ト、−10ボルトから10ボルトへと0.1ボルト/秒
のスピードで変化させる。各ステップで実効値0.1ボ
ルトの正弦波を前記DC電圧に重畳して印加し、パネル
の容量を測定し、横軸−電圧、縦軸−容量のグラフにプ
ロットする。グラフ上の容量の最大値(100%)と最
小値(0%)の値から10%の容量値を計算し、この容
量値を横切るDC電圧(これを以降V10と呼ぶ)の値を
求める。(V10の値は全部で5点有るがその中で最初の
0ボルトから10ボルトに上昇させるときのV10の値は
除く。)この様にして求められたV10の中で電圧を下降
させるときと上昇させるときのV10の値の差の平均値を
ヒステリシス幅と定義する。
【0012】但し測定の際の電極寸法は1cm2、ギャッ
プは5μm程度とする。
【0013】
【実施例】以下実施例に基づいて本発明の説明を行う。
【0014】図1は、MIM素子基板側の有機膜として
厚さ2000Åのポリイミド12を用い、対向基板側の
電極上には、700Åのポリイミド13を用いた本発明
のマトリクス液晶パネルの断面図である。使用している
液晶材料11はフッソ系の液晶で、使用しているポリイ
ミド12、13は両方の基板14、15ともその極性が
非常に小さい材料により構成されており、テストセルを
用いた分極測定の結果ではヒステリシス幅は0.01ボ
ルト以下と非常に小さく、残像は生じにくい。実際MI
Mパネルでヒステリシス幅と残像時間の対応を取ると1
0分焼付けに対し0.7ボルトのヒステリシス幅のパネ
ルでは30分以上残像が残り、0.05ボルトのヒステ
リシス幅を有するMIMパネルでは30秒で残像が消え
る。更に0.005ボルトのヒステリシス幅のMIMパ
ネルでは残像は確認されなかった。実際に使用する場合
ヒステリシス幅は少なくとも0.3ボルト以下でなけれ
ば残像が目立ってしまう。また本発明に用いられている
ポリイミドの硬度は鉛筆硬度でH以上なので硬く、ラビ
ングにより傷ついたり、導電性のゴミ16を上下基板間
に挟んだ場合でも電極18、19の間でショートを起こ
したり、MIM素子17と他の電極の間でショートする
可能性は少ない。導電性ゴミはスパッタ時のゴミや金属
パターンの付いたガラス基板の割れたもの、剥がれた電
極材料等があるが、配向膜の硬度がHB以下と柔らか
く、膜厚が1000Å以下では上下ショート不良が頻繁
に発生してしまう。
【0015】図7は、MIM素子基板側電極及び対向側
のカラーフィルター電極上にそれぞれ有機膜として厚さ
2000Åのポリイミドを用いた本発明のマトリクス液
晶パネルの断面図である。図1と同様、使用している液
晶材料11はフッソ系の液晶で、使用しているポリイミ
ド71、72は両方の基板14、73ともその極性が非
常に小さい材料により構成されており、テストセルを用
いた分極測定の結果ではヒステリシス幅は0.01ボル
ト以下と非常に小さく、残像は生じにくい。図1と比較
して膜厚が厚いポリイミドが両基板上に積層されている
ため、導電性のゴミを上下基板間に挟んだ場合には、図
1より一段と電極間ショートを起こしにくい構造となっ
ている。
【0016】この様に電極上に形成する有機膜としては
ポリイミドがその代表的なものであるが、純粋なポリイ
ミド膜ばかりでなくイミド化する前のポリアミック酸を
少量含んでいるポリイミド膜でも良い。またポリイミド
の骨格としては、脂環式の物でも良いし、芳香族の物で
も良い。又ポリイミド以外のポリパラバン樹脂等の有機
膜でも良い。
【0017】
【発明の効果】上述した如く本発明によれば、液晶を配
向させる配向膜の種類と液晶材料及び配向膜の膜厚を規
定することにより上下基板電極ショート不良の無い、且
つ残像の少ない液晶パネルを実現することが可能となり
その効果は絶大である。尚本発明はMIM液晶パネルを
中心に説明したがTFT液晶パネルやSTN、FTN等
の単純マトリクスのパネルにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のマトリクス液晶パネルの断面図であ
る。
【図2】 従来のMIM液晶パネルの構造を示す断面図
である。
【図3】 図2と別の例の従来のMIM液晶パネルの断
面図である。
【図4】 図2、図3と異なる従来のMIM液晶パネル
の構造を示す断面図である。
【図5】 透明電極を形成した基板の上に500Å〜1
000Åの配向膜を形成し、その後ラビング、組立、圧
着した後液晶を封入したテストセルのヒステリシスカー
ブを示した図である。
【図6】 透明電極を形成した基板の上に片方の基板だ
け図4で用いた2000Å〜4000Åの上下ショート
防止用絶縁膜を形成し、その後500Å〜1000Åの
配向膜を形成し、更にその後ラビング、組立、圧着した
後、液晶を封入したテストセルのヒステリシスカーブを
示した図である。
【図7】 図1とは別の本発明のマトリクス液晶パネル
の断面図である。
【符号の説明】
11・・・フッ素系液晶 12・・・硬度H以上厚さ2000Åのポリイミド 71・・・硬度H以上厚さ2000Åのポリイミド 72・・・硬度H以上厚さ2000Åのポリイミド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶駆動用の電極を有する一対の基板によ
    り液晶層を挟持してなる液晶パネルの少なくとも一方の
    基板上の該液晶駆動電極の表面には1500Å(オング
    ストローム)以上の有機膜を有し、且つ該有機膜は配向
    膜として用いられていることを特徴とするマトリクス液
    晶パネル。
  2. 【請求項2】前記一対の基板上の液晶駆動電極の表面に
    は該有機膜か膜厚1500Å未満の配向膜、以外の絶縁
    薄膜が形成されていないことを特徴とする請求項1記載
    のマトリクス液晶パネル。
  3. 【請求項3】前記有機膜の膜硬度は鉛筆硬度でH以上の
    硬度を有することを特徴とする請求項2記載のマトリク
    ス液晶パネル。
  4. 【請求項4】前記有機膜又は膜厚1500Å未満の配向
    膜と液晶材料とにより構成されたテストパネルにて測定
    される電圧ー容量のヒステリシス幅は、下記の測定条件
    で0.3ボルト以下であることを特徴とする請求項2記
    載のマトリクス液晶パネル。DC電圧を階段的に0.1
    ボルトステップで0ボルトから10ボルト、10ボルト
    から−10ボルト、−10ボルトから10ボルトへと
    0.1ボルト/秒のスピードで変化させる。各ステップ
    で実効値0.1ボルトの正弦波を前記DC電圧に重畳し
    て印加し、パネルの容量を測定し、横軸−電圧、縦軸−
    容量のグラフにプロットする。グラフ上の容量の最大値
    (100%)と最小値(0%)の値から10%の容量値
    を計算し、この容量値を横切るDC電圧(これを以降V
    10と呼ぶ)の値を求める。(V10の値は全部で5点有る
    がその中で最初の0ボルトから10ボルトに上昇させる
    ときのV10の値は除く。)この様にして求められたV10
    の中で電圧を下降させるときと上昇させるときのV10
    値の差の平均値をヒステリシス幅と定義する。但し測定
    の際の電極寸法は1cm2、ギャップは5μm程度とす
    る。
JP27056992A 1992-10-08 1992-10-08 マトリクス液晶パネル Pending JPH06118403A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1220013A2 (en) * 2000-12-28 2002-07-03 Optrex Corporation Liquid crystal optic element and test method for its surface hardness

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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