JPH068934U - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶中の不純物イオンを配向膜の膜面の全体
にほぼ均一に吸着させてその浮遊量を減少させ、これに
より電圧保持率を高くするとともに、配向膜の膜面に対
する局部的な不純物イオンの吸着を防止して表示の焼付
き現象の発生を抑えることができる液晶表示素子を提供
する。 【構成】 互いに対向した一対の透明基板１，２を有
し、これら透明基板１，２の内面に、それぞれ透明な表
示用電極５，６およびこれら表示用電極５，６を覆う配
向膜７，８が形成され、かつ前記透明基板１，２の間に
液晶４が封入された液晶表示素子において、前記配向膜
７，８に、多数の多孔質粒子１０をほぼ均一に分散して
設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は液晶を介して画像を表示する液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に液晶表示素子は、互いに対向して配置した一対の透明基板を有し、これ ら透明基板の内面に、それぞれ透明な表示用の電極およびこれら電極を覆う配向 膜が形成され、かつ透明基板の間に液晶が封入されている。

【０００３】 このような液晶表示素子は、現在、ＴＮ型またはＳＴＮ型のものが主流である が、各種ＯＡ機器やテレビジョン受像機等に用いられるマトリックス液晶表示素 子は、大画面化、高時分割駆動化、および高コントラスト化等が要求されるため 、ＴＮ型の液晶表示素子としてはアクティブマトリックス方式が採用されている 。また、ＳＴＮ型の液晶表示素子は単純マトリックス方式であるが、このＳＴＮ 型液晶表示素子では、高時分割駆動したときのコントラストを向上させるために 、液晶のツイスト角を大きくしてしきい値特性を急峻にし、印加電圧の変化に対 する光透過率の変化を急峻にしている。

【０００４】 しかし、上記アクティブマトリックス方式のＴＮ型液晶表示素子は、液晶層を はさんで対向する一対の基板の一方に画素電極とその能動素子（薄膜トランジス タ等）とを配列したものであるため、前記能動素子が基板上に突出しており、し たがってその上に形成された配向膜の膜面に段差が生じて、液晶分子のツイスト 配向状態が不安定になる。なお、アクティブマトリックス液晶表示素子には、配 向膜面のラビング処理時に発生する静電気による能動素子の絶縁破壊を防ぐため に、能動素子を形成した基板上の配向膜を非ラビング膜としているものもあり、 この液晶表示素子では、さらに液晶分子の配向状態が不安定になる。

【０００５】 また、ＳＴＮ型の液晶表示素子は、単純マトリックス方式でよいため、配向膜 面に段差が生じることはないが、このＳＴＮ型液晶表示素子では、上述したよう に、液晶のツイスト角を大きくしているため、液晶分子のツイスト配向状態が不 安定になる。

【０００６】 このため、上記アクティブマトリックス方式のＴＮ型液晶表示素子や、ＳＴＮ 型の液晶表示素子では、液晶分子のプレチルト角を大きくし、液晶分子のツイス ト配向状態を安定化させている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のように液晶分子のプレチルト角を大きくしているＴＮ型 の液晶表示素子では電圧保持率が低く表示にちらつきが生じるという問題があり 、またＳＴＮ型の液晶表示素子では、一般に“焼付き”と呼ばれる表示むらが発 生するという問題がある。

【０００８】 これは、液晶中の不純物イオンの影響によるものである。液晶表示素子内に封 入された液晶中には、不純物イオンがほぼ均一に分布しているが、液晶分子を大 きなプレチルト角で配向させる配向膜は、その表面エネルギーが小さく、不純物 イオンの吸着力が弱いため、プレチルト角の大きな配向膜を用いた液晶表示素子 では、大部分の不純物イオンが液晶中に浮遊状態で分布している。

【０００９】 ＴＮ型の液晶表示素子ではこの液晶中の不純物イオンが移動するために電圧保 持率が低下し、またＳＴＮ型の液晶表示素子では、この液晶中の不純物イオンが 、液晶表示素子を表示駆動したときに、電界を印加した画素部の配向膜面に局部 的に吸着してしまう。

【００１０】 このような不純物イオンの吸着は、特に液晶表示素子を高温（45〜50℃）で表 示駆動したときに発生しており、高温下で長時間同じ画像を表示させておくと、 その局部箇所に吸着した不純物イオンが吸着状態のままとなってしまうため、こ の部分の電気光学特性が変化して、表示の焼付き現象が発生する。

【００１１】 本考案はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、 液晶中の不純物イオンを配向膜の膜面の全体にほぼ均一に吸着させてその浮遊量 を減少させ、これにより電圧保持率を高くするとともに、配向膜の膜面に対する 局部的な不純物イオンの吸着を防止して表示の焼付き現象の発生を抑えることが できる液晶表示素子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案はこのような目的を達成するために、互いに対向した一対の透明基板を 有し、これら透明基板の内面に、それぞれ透明な表示用電極およびこれら表示用 電極を覆う配向膜が形成され、かつ前記透明基板の間に液晶が封入された液晶表 示素子において、前記配向膜に、多数の多孔質粒子をほぼ均一に分散して一体的 に設けるようにしたものである。

【００１３】

【作用】

このような構成においては、配向膜の膜面の全体の実質的な表面積が多孔質粒 子により大幅に拡張される。このため液晶表示素子内に封入された液晶中の不純 物イオンが多孔質粒子に吸着して配向膜の膜面の上に保持される。

【００１４】 したがって液晶中にはほとんど不純物イオンが浮遊しなくなる。このため電圧 保持率が高くなり、また液晶表示素子を表示駆動したときに、電界を印加した画 素部における配向膜の膜面に局部的に不純物イオンが吸着するというようなこと がなく、したがって表示の焼付き現象の発生を抑えることができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１６】 図１および図２に、本考案を単純マトリックス型の液晶表示素子に適用した第 １の実施例を示す。図１は液晶表示素子の断面図であり、ガラス等からなる一対 の透明基板１，２が互いに対向して配置し、これら透明基板１，２がシール材３ を介して互いに接着され、透明基板１，２の内面とシール材３とで囲まれた領域 内にネマティク液晶４が封入されている。そして透明基板１，２の内面には、酸 化インジウム等の透明な導電膜で形成された表示用電極５，６およびこれら表示 用電極５，６を覆うポリイミド等の配向膜７，８がそれぞれ設けられている。

【００１７】 一方の透明基板１に形成された表示用電極５は、他方の透明基板２に形成され た表示電極６に対して直角に配置し、その一方の表示用電極５と他方の表示用電 極とが上下に交差して対向する部分が画素部となる。また前記配向膜７，８は、 液晶分子のプレチルト角を大きくして液晶分子のツイスト配向状態を安定化させ るために、表面エネルギーの小さい高分子膜で形成されている。

【００１８】 なお、一方の透明基板１と表示用電極５との間にカラーフィルタ層が形成され 、さらに各透明基板１，２と各配向膜７，８との間に絶縁膜層が形成されている ものであってもよい。 前記配向膜７，８の膜面の上には、多数の多孔質粒子１０がその膜面の全域に ほぼ均一に分散するよう設けられている。

【００１９】 この多孔質粒子１０は、例えばアルミナ（高純度アルミナ）、シリカゲル、シ リカ−アルミナ、活性炭等で、その多孔質により極めて大きな表面積を有するも のであり、前記各物質の表面積を示すと次の表１の通りである。

【００２０】

【表１】

【００２１】 一般に配向膜７，８の膜厚Ｄは0.1 μｍ程度であるが、多孔質粒子１０の粒径 ｄは、ｄ≦Ｄ( 0.1 μｍ）であることが好ましく、本実施例においてはコロイド 次元の粉砕物により多孔質粒子１０の粒径を 0.1〜0.01μｍとしてあり、このよ うな多孔質粒子１０は次のような方法により配向膜７，８の膜面上に付着させて 固定することが可能である。 (ａ) 配向膜７，８の表面にラビング処理を施した後に、そのラビング処理に伴 う摩擦帯電現象を利用して付着させる。

【００２２】 (ｂ) 多孔質粒子１０を揮発性溶媒中に分散させ、この溶媒をラビング処理を施 した配向膜７，８の表面に塗布あるいは湿式散布し、これを乾燥させて多孔質粒 子１０を配向膜７，８の膜面に付着させる。

【００２３】 (ｃ) ポリイミド等の配向剤の溶液を、透明基板１，２の上に印刷法あるいはス ピンコート法により塗布して配向膜７，８を形成した後に、この配向膜７，８の 表面に多孔質粒子１０を乾式散布して付着させ、こののち配向膜７，８を焼成し 、その表面をラビング処理する。

【００２４】 このように大きな表面積を有する多孔質粒子１０が配向膜７，８の膜面の全域 にほぼ均一に分散することにより、配向膜７，８の膜面の全体の実質的な表面積 が多孔質粒子１０により大幅に拡張される。

【００２５】 このため液晶表示素子内に封入された液晶４中の不純物イオンが多孔質粒子１ ０を介して配向膜７，８の膜面の全域にほぼ均一に吸着して配向膜７，８の膜面 に保持され、したがって液晶４中にはほとんど不純物イオンが浮遊しなくなる。 このため液晶表示素子を表示駆動したときに、電界を印加した画素部における配 向膜７，８の膜面に局部的に不純物イオンが吸着するというようなことがなく、 したがって表示の焼付き現象の発生を抑えることができる。

【００２６】 次に、図３に示す第２の実施例について説明する。この第２の実施例において は、配向膜７，８の各部にほぼ均一に多孔質粒子１０が分散して配置しているが 、これら多孔質粒子１０の粒径が比較的大きく、配向膜７，８の膜厚Ｄとほぼ同 じ寸法となっている。そして多孔質粒子１０のほぼ全体が配向膜７，８の膜中に 埋まり、その外表面の一部が配向膜７，８の膜面の上に露出するように設けられ ている。

【００２７】 この実施例の場合は、ポリイミド等の配向剤の溶液中に多孔質粒子１０を分散 させ、この溶液を透明基板１，２の上に印刷法あるいはスピンコート法により塗 布して配向膜７，８を形成し、この配向膜７，８を焼成する方法により配向膜７ ，８に対して多孔質粒子１０を設けることができる。 図４は第３の実施例を示し、この第３の実施例においては、多孔質粒子１０の 粒径が配向膜７，８の膜厚Ｄのほぼ 1/2の寸法となっている。

【００２８】 このような第２および第３の実施例においても、前記第１の実施例と同様に、 配向膜７，８の膜面の全体の実質的な表面積が多孔質粒子１０により大幅に拡張 され、したがって液晶４中の不純物イオンが多孔質粒子１０を介して配向膜７， ８の膜面の全域にほぼ均一に吸着し、これにより不純物イオンの浮遊がなくなり 、配向膜７，８の膜面に対する局部的な不純物イオンの吸着を防止して表示の焼 付き現象を抑えることができる。

【００２９】 なお、本考案は上述した単純マトリックス型の液晶表示素子に限ることなく、 アクティブマトリックス型の液晶表示素子にも適用することができる。この場合 も、前述した実施例と同様に、不純物イオンが多孔質粒子に吸着されるため、液 晶中に浮遊する不純物イオンの量が極めて少なくなって電圧保持率が高くなる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、液晶中の不純物イオンを多孔質粒子を介 して配向膜の膜面の全体にほぼ均一に吸着させてその浮遊を防止でき、したがっ て電圧保持率が高くなり、また配向膜の膜面に対する局部的な不純物イオンの吸 着を防止して表示の焼付き現象の発生を抑えることができるという効果を奏する 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す液晶表示素子の断
面図。

【図２】その液晶表示素子の一部を拡大して示す断面
図。

【図３】本考案の第２の実施例を示す液晶表示素子の一
部の断面図。

【図４】本考案の第３の実施例を示す液晶表示素子の一
部の断面図。

【符号の説明】

１，２…透明基板 ４…液晶 ５，６…表示用電極 ７，８…配向膜 １０…多孔質粒子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向した一対の透明基板を有し、こ
   れら透明基板の内面に、それぞれ透明な表示用電極およ
   びこれら表示用電極を覆う配向膜が形成され、かつ前記
   透明基板の間に液晶が封入された液晶表示素子におい
   て、 前記配向膜に、多数の多孔質粒子をほぼ均一に分散して
   設けたこと特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】多孔質粒子は配向膜の膜面に付着している
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】多孔質粒子は配向膜の膜中に設けられ、そ
   の外表面の一部が配向膜の膜面に露出していることを特
   徴とする請求項１記載の液晶表示素子。