JPH06208111A

JPH06208111A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH06208111A
Application number: JP1973193A
Authority: JP
Inventors: Masao Ogawara; 雅夫大河原; Hiroshi Hoshino; 博史星野; Takeshi Fukui; 毅福井
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示素子において、高温雰囲気中に放置し
た場合に発生するＶ_thムラを防止する。【構成】一対の電極付き基板間に液晶層を挟持してなる
液晶表示素子において、少なくとも一方の基板は電極と
配向膜との間に絶縁膜を有してなり、該絶縁膜の体積抵
抗率が、１０⁷ 〜１０¹¹Ωｃｍである。特に、絶縁膜
は、導電性粒子を含む絶縁性の無機酸化物からなること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、いわゆるスーパーツイ
ステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや薄膜トランジス
ター駆動のツイステッドネマチックモード（ＴＮ）の開
発の進展により、例えば、ワープロやパソコンの表示部
品として必要欠くべからざるものになっている。

【０００３】従来、液晶表示パネルにおいては、環境湿
度の影響を受け、高湿度中に放置することにより、表示
部分にムラが発生する現象が認められている。この現象
は水分が介在することにより発生しやすいことが知ら
れ、表示パネルを乾燥状態におくと発生しにくいことが
知られている。

【０００４】水分による表示ムラには２種類あると考え
られる。すなわち、水分が端子にリード部に付着して短
時間で発生するムラと、シール材を通して長時間を経て
発生するムラの２種類である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】短時間で発生する表示
ムラを防止するために、完成した液晶表示装置の輸送の
ための袋などには乾燥剤を入れるなどの方法が行われて
いるが、これでは十分ではなく、袋から出した時に高湿
度であると数時間で表示ムラが発生してしまうという問
題点があった。また、長期で発生するムラに対しては、
シール材の外側に各種のポリマーが塗布されているが、
従来のものでは十分な効果があるとはいえない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、一対の電極付き基板間
に液晶層を挟持してなる液晶表示素子において、少なく
とも一方の基板は電極と配向膜との間に絶縁膜を有して
なり、該絶縁膜の体積抵抗率が、１０⁷ 〜１０¹¹Ωｃｍ
であることを特徴とする液晶表示素子、特に、絶縁膜
は、導電性粒子を含む絶縁性の無機酸化物からなること
を特徴とする前記液晶表示素子を提供するものである。

【０００７】ねじれネマチック型液晶表示素子において
は、電極の上に、絶縁膜を形成することが多い。絶縁膜
は、通常、いわゆるゾルゲル法で製造される無機酸化物
膜で、組成としてはシリカ、チタニア、ジルコニア、な
どの混合物である。絶縁膜は、それぞれに対応する、ア
ルコキシ金属化合物、オキシ酸金属塩の溶液をガラス基
板上に印刷し、焼成して形成される。

【０００８】従来は、これらの組成の体積抵抗率は短絡
防止のため、１０¹²Ωｃｍ以上で用いられていた。

【０００９】本発明では、絶縁膜は体積抵抗率を１０⁷
〜１０¹¹Ωｃｍとされるが、このために導電性の粒子を
添加することが好ましい。導電性の粒子としては、酸化
錫、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。
絶縁膜にこれらを加える方法としてはたとえば以下のよ
うな方法がある。つまり第１には、導電性粒子の前駆体
である低分子化合物、例えばオキシ酸塩を短絡防止成分
の溶液に加える方法、第２には、導電性微粒子を短絡防
止成分に分散させる方法である。

【００１０】絶縁膜の体積抵抗率としては被覆厚み等に
もよるが、１０⁷ 〜１０¹¹Ωｃｍ好ましくは、１０⁷ 〜
１０¹⁰Ωｃｍ程度とされるのがよい。また、絶縁膜の厚
みは、１０〜５００ｎｍ、望ましくは、４０〜１００ｎ
ｍであることが好ましい。比抵抗が低すぎる場合には電
流が増大して消費電流の増加あるいは駆動波形の歪みが
発生し、表示ムラの原因となる。また、線間の液晶にも
電圧がかかり半点灯の状態となってしまう（いわゆるに
じみ現象）が発生するおそれがある。また、比抵抗が高
すぎる場合には本発明の効果が十分に現れにくくなる。

【００１１】本発明は、表示モード、駆動形式にかかわ
ることなく、通常用いられる液晶表示素子一般に適用可
能であるが面内の電極の線間が、１００μｍ以下、特に
３０μｍ以下のマトリクス配置の液晶表示素子に適用す
ると効果が大きい。

【００１２】使用する液晶層は、従来のツイステッドネ
マチック液晶表示素子、スーパーツイステッド液晶表示
素子、その他の液晶表示素子の液晶層と同じ構成の液晶
層である。例えばスーパーツイステッド液晶表示素子の
場合、具体的には、ほぼ平行に配置された一対の透明電
極基板間に旋光性物質を含有した誘電異方性が正のネマ
チック液晶を挟持し、両電極間での液晶分子のねじれ角
を１６０〜３００°とされる。

【００１３】上記液晶層を挟持した液晶セルの基本構成
は以下のようになる。プラスチック、ガラス等の基板の
表面に、所望のパターンでパターニングされたＩＴＯ
（Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ ）、ＳｎＯ₂ 等の透明電極が設
けられて電極付きの基板とされる。電極層は、表示に対
応して電極群が対向したマトリクス配置しており、これ
により各ドット毎にオンオフを制御可能とされる。電極
層の形成方法としては、特にこれに限るものではない
が、層厚を均一にする見地からは、蒸着法、スパッタ法
等が好ましく用いられる。

【００１４】また、本発明においては、必要に応じて電
極の上もしくは下に、ＴＦＴ、ＭＩＭ、薄膜ダイオード
等の能動素子、位相差膜、偏光膜、反射膜、光導電膜等
が形成されていてもよい。

【００１５】この電極付き基板の表面には表面をラビン
グされたポリイミド、ポリアミド等の膜や、斜め蒸着さ
れたＳｉＯ等の膜からなる配向制御膜が形成される。表
示モードによっては垂直配向剤を塗布する必要のある場
合もある。上記の基板が２枚準備されて、前記した液晶
層を挟持するようにされる。

【００１６】なお、透明電極にＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ等の低
抵抗のリード電極を併設したり、カラーフィルターを電
極の上もしくは下に積層してもよい。

【００１７】この基板の両外側に一対の偏光板を配置す
る。この偏光板自体もセルを構成する基板の外側に配置
することが一般的であるが、性能が許せば、基板自体を
偏光板で構成したり、基板と電極との間に偏光層として
設けてもよい。

【００１８】また、カラーフィルターを併用することも
可能である。このカラーフィルターは、セル内面に形成
することにより、視角によるズレを生じなく、より精密
なカラー表示が可能となる。具体的には、電極の下側に
形成されてもよいし、電極の上側に形成されてもよい。
また、色を補正するためのカラーフィルターや、カラー
偏光板を併用したり、液晶中に色素を添加したり、ある
いは特定の波長分布を有する照明を用いたりしてもよ
い。

【００１９】このような構成の液晶セルの電極に電圧を
印加するための駆動手段を液晶セルに接続し、駆動を行
う。すなわち、基板端部に導出した接続端子部分に、異
方性導電ゴムを介したり、ヒートシール、異方性導電接
着剤を用いて、フレキシブル基板等からなる外部回路基
板を接続したり、ＴＡＢ基板を接続したりする。

【００２０】本発明では透過型でも反射型でも適用可能
であり、その応用範囲が広い。なお、透過型で使用する
場合には裏側に光源を配置する。もちろん、これにも導
光体、カラーフィルターを併用してもよい。さらに、透
過型で使用する場合、画素以外の背景部分を印刷等によ
る遮光膜で覆うこともできる。また、遮光膜を用いると
ともに、表示したくない部分に選択電圧を印加するよう
に、逆の駆動をすることもできる。

【００２１】本発明は、この外、本発明の効果を損なわ
ない範囲内で、通常の液晶表示素子で使用されている種
々の技術が適用可能である。

【００２２】

【作用】パネルの部分の等価回路の模式図を図１に示
す。湿度が上昇するとガラス基板上には吸着水が発生す
ることが知られており、この吸着水が電解質の作用をす
ることにより、隣り合う電極を電極とした電池が形成さ
れるものと考えられる。実際に発生する電圧をデジタル
ボルトメータで測定すると最大０．１Ｖ程度の直流電圧
が発生している部分があることが確認された。

【００２３】このように形成される電池には内部抵抗が
存在する。この抵抗値が高い場合には電流を流すと、電
圧降下により、実際に液晶部分にかかる電圧が低下する
ことになる。このような電池の内部抵抗は吸着した水分
の抵抗で主に決まり、吸着水の膜厚はせいぜい数１０ｎ
ｍ以下であることからすると、電池の内部抵抗はかなり
高くなっていることが予想される。

【００２４】本発明の構成によれば、電極端子間を比較
的導電率の高い絶縁膜で接続することになるので、電池
の内部抵抗を実質的に小さくすることになり、電池によ
って液晶部分に印加される電圧を減少させることができ
るものと考えられる。

【００２５】必要な電圧の減少率を測定したところ、発
生する電圧の大きさが０．０５Ｖ以下になればＶ_thムラ
が実用上発生しないことが認められた。液晶部分の等価
回路は正確には容量と抵抗の並列回路で表現できるが、
直流が印加される本発明で扱うような場合では抵抗部分
だけを考慮すればよい。液晶の直流抵抗は１０¹¹Ω程度
と高いため、必要な絶縁膜の抵抗を算出するために液晶
の抵抗はあまり考慮する必要はなく、電池により発生す
る電圧０．１Ｖを半減するために絶縁膜の持つ抵抗値は
ほぼ電池の内部抵抗と同等であればよいことになる。

【００２６】電池の内部抵抗は不明確であるが、絶縁膜
の抵抗は、電極の線間距離や、被覆厚み等によるもの
の、通常の液晶表示素子の構成では余り影響は大きくな
い。接続端子間の抵抗が通常の条件（３０μｍ幅の線間
で、絶縁膜厚さ５０ｎｍ程度）で、６×１０⁹ 〜６×１
０¹³Ω／ｃｍ程度、好ましくは、６×１０⁹ 〜６×１０
¹²Ω／ｃｍ程度でよいことが認められた。

【００２７】

【実施例】チタン、けい素のアルコキシドからなる絶縁
膜形成用の液であるＮＨＣ（商品名：日産化学工業社
製）にアンチモンドープした酸化錫微粒子Ｔ−１（商品
名：三菱マテリアル社製、粒径２０ｎｍ）を添加量を変
えて加え、ボールミルで分散させたのち、０．２μｍの
フィルターで濾過して、種々の絶縁膜用の液を調整し
た。

【００２８】ガラス基板上に面抵抗１５Ω程度のＩＴＯ
のストライプパターンを形成し（電極幅１５０μｍ、線
間幅３０μｍ）、この上に前記絶縁膜用の液を印刷し、
ＵＶ３０００ｍＪ照射後３００℃で焼成して製膜し、更
に、その上に、ポリイミドＬＱ１８００（商品名：日立
化成工業社製）を０．０６μｍの厚さになるように塗
布、焼成して膜形成した。

【００２９】絶縁膜の膜厚は、約５０ｎｍであり、この
体積抵抗率は表１に示したようになった。

【００３０】この基板を静電植毛のナイロン糸ラビング
布を用いてラビングした。このような基板を２枚用意し
た。１枚にはスペーサーを１００個／ｍｍ² 程度散布
し、他の１枚にはセルの周辺に注入孔をのこしてシール
材（商品名ストラクトボンド：三井東圧化学社製）を印
刷して形成した。

【００３１】両基板を熱圧着してセル形成した後、液晶
ＺＬＩ−２２９３（商品名：メルク社製）を封入して液
晶パネルを作製した。

【００３２】このようにして処理したパネルを異方性導
電ゴムで導電接続を取り駆動回路を組み立てた。このよ
うにして作製したモジュールを２０℃、９０％の高湿度
中に２４時間放置した後に点灯した場合の表示ムラの様
子を表１に示す。なお、表１のうちで、体積抵抗率２×
１０¹²Ωｃｍのものは、比較のために絶縁膜として、Ｎ
ＨＣのみを用いたものを組み立てたモジュールである。

【００３３】

【表１】

【００３４】これにより、例１においてはにじみ現象が
発生しているが、例２〜例５では発生は見られない。ま
た、体積抵抗率が１０¹¹Ωｃｍ以下で、表示ムラの改善
効果があることがわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の構成は、高温雰囲気中に放置し
た場合に発生するＶ_thムラを防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示素子の隣り合う２つの端子間の模式的
な等価回路図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極付き基板間に液晶層を挟持して
なる液晶表示素子において、少なくとも一方の基板は電
極と配向膜との間に絶縁膜を有してなり、該絶縁膜の体
積抵抗率が、１０⁷ 〜１０¹¹Ωｃｍであることを特徴と
する液晶表示素子。
【請求項２】絶縁膜は、導電性粒子を含む絶縁性の無機
酸化物からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示素子。