JPH09230348A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 追加の材料や製造工程を必要とせず、安価に
製造でき、かつ、非表示部とのコントラスト比が高く、
視認特性の優れた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 それぞれの表面に電極パターン３、４と
配向膜５、６が形成された２枚の絶縁性透明基板１、２
と、該２枚の絶縁性透明基板を一定間隙を介して対向さ
せ周囲で貼着するシール剤７と、該２枚の絶縁性透明基
板の一定間隙に設けられた液晶層８と、前記２枚の絶縁
性透明基板の外側にそれぞれ設けられた偏光板９、１０
とからなり、非表示部における前記液晶層が前記配向膜
と非接触になるように前記配向膜が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示部分と非表示部
分とのコントラストを向上させた液晶表示装置に関す
る。さらに詳しくは、ネガ表示で背景色を黒色（暗色）
にする場合でも非表示部を完全な黒色にして表示部との
コントラストを明瞭にした液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置の一般的な構造は、
図２に示される構造になっている。すなわち、図２にお
いて、絶縁性透明基板１、２の一表面に電極パターン
３、４がそれぞれ形成されると共に、それぞれの表面に
は全面に亘って液晶分子を配向させる配向膜２５、２６
がさらに設けられている。２枚の絶縁性透明基板１、２
は、図示しないスペーサにより一定の間隙を保持しなが
ら、その周囲でシール剤７により貼着されて、その間隙
に液晶材料が注入されることにより液晶層８が形成され
ている。さらに絶縁性透明基板１、２の外側にはぞれぞ
れ偏光板９、１０が設けられている。

【０００３】この構造で、たとえば捩れネマティック
（ＴＮ）液晶を用い、配向膜２５、２６のラビング方向
を直交させると共に、偏光板９、１０の吸収軸の方向を
それぞれ平行にすると、両透明基板１、２間に電圧が印
加されていない場合は、配向膜２５、２６のラビング方
向が直交しているため、一方の偏光板１０を透過した直
線偏光の偏光方向が９０°捩れ、吸収軸の方向が平行に
なるように設けられた他方の偏光板９を透過することが
できず遮断される。一方、両透明基板１、２間に電圧が
印加されると、その間の液晶分子は立ち上り、入射した
直線偏光の偏光方向は変らず、そのままもう一方の偏光
板９を透過する。こうして、電圧の印加により光の透
過、不透過を制御することができ、ネガ表示で所望の文
字や絵を表示することができる。

【０００４】たとえば図３に示されるような数字や文字
を表示する場合、数字や文字のエレメントとなる部分Ａ
は印加される電圧によりオンになったりオフになったり
し、点灯するエレメントにより所望の数字などが表示さ
れる（図３で斜線が施されているエレメントがオン、破
線のエレメントがオフを示す）が、図３のＢで示される
部分は常に表示されない非表示部となる。液晶表示装置
にはこのようないずれの文字や図形も表示されない非表
示部が存在する。

【０００５】前述のように、ＴＮ液晶を用い、液晶層を
挟んで電圧が印加されないと、その部分を透過する直線
偏光の偏光方向は９０°回転するため、吸収軸が平行に
なるように設けられたもう一方の偏光板により光が透過
しない。その結果、その部分（エレメントまたは画素）
は黒色（暗色）を呈する（２枚の偏光板の吸収軸の方向
の設定を、たとえば直交するように変えることにとり、
電圧の印加と光の透過の関係を逆にすることができ
る）。一方、画素のオンオフに関係しない非表示部にお
いては、ネガ表示の場合は電圧が印加されることがな
く、常に黒色を呈する。

【０００６】しかし、この非表示部において僅かの光が
漏洩し、表示部とのコントラストが低下し、ひいては視
認特性が低下する。すなわち、液晶層による直線偏光の
偏光方向の捩れは光の屈折率差および液晶層の厚さ（Δ
ｎ・ｄ）に関係し、一定の厚さの液晶層に対しては波長
によって捩れの角度が異なる。そのため、たとえば短い
波長の光は９０°の捩れにならず、その一部の光が偏光
板を経て透過し、その波長の光、たとえば青系の光が透
過して濃紺系の背景色を呈することがある。表示部のオ
ンオフ部分では頻繁にオンオフが変わるため、明暗の区
別が明確になり、それ程コントラストが問題になること
はないが、ネガ表示の場合の非表示部では、常に完全な
黒色でないと視認特性が低下する。

【０００７】この問題を解決するため、従来はネガ表示
の場合に、非表示部の透明基板または偏光板のいずれか
のフロント側またはリア側に黒色塗料などをスクリーン
印刷などにより塗布してブラックマトリクスを設けた
り、液晶材料として黒色の色素を混入したダイ入り液晶
を用いることによりコントラストを向上させている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非表示部にブ
ラックマトリクスを設けても、塗布する塗料の濃淡によ
り完全な黒色にすることができなかったり、ブラックマ
トリクスを設けることにより、材料および工数を多く要
し、コストアップの要因となっている。

【０００９】また、ダイ入り液晶材料を用いても、ブラ
ックマトリクスを設けるほど完全な黒色にすることがで
きないという問題がある。

【００１０】本発明は、このような問題を解決し、大幅
な追加の材料や追加の製造工程を必要とせず、安価に製
造でき、かつ、表示部と非表示部とのコントラストが大
きく、視認特性の優れた液晶表示装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、それぞれの表面に電極パターンと液晶分子を配向
させる配向膜が形成された２枚の絶縁性透明基板と、該
２枚の絶縁性透明基板を一定間隙を介して対向させ周囲
で貼着するシール剤と、該２枚の絶縁性透明基板の一定
間隙に設けられた液晶層と、前記２枚の絶縁性透明基板
の外側にそれぞれ設けられた偏光板とからなり、非表示
部における前記液晶層が前記配向膜と接触しないように
前記配向膜が設けられている。

【００１２】ここに非表示部とは、液晶パネルにおいて
画素のオンオフに拘らず常に表示されない領域を意味す
る。

【００１３】前記非表示部において、前記配向膜が除去
されておれば、液晶分子が配向膜の影響を全然受けない
ため、光が漏れ難くコントラストを向上させることがで
きる。ここに除去とは、配向膜が最初から設けられてい
ない場合も含む。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の液晶表示装置について説明をする。

【００１５】図１は本発明の液晶表示装置の要部の断面
説明図である。１、２はガラスやプラスチックなどから
なる絶縁性透明基板、３、４はそれぞれ絶縁性透明基板
１、２の一表面に設けられた電極パターンで、ＩＴＯや
酸化スズ、酸化インジウムなどの透明導電膜を全面に被
膜したのち、エッチングによるパターニングにより形成
される。５、６は電極パターンの上側だけに形成された
配向膜で、ポリイミドなどからなり、その表面には液晶
分子を配向させるためのラビング処理が施されている。

【００１６】この電極パターン３、４や配向膜５、６が
それぞれ対向するように、２枚の絶縁性透明基板１、２
が向かい合わされ、図示しないスペーサにより一定間隙
を保持して周囲でシール剤７により貼着されている。そ
の間隙には、たとえば捩れネマティック（ＴＮ）液晶が
注入され、液晶層８が形成されている。絶縁性透明基板
１、２の外側にはそれぞれ偏光板９、１０が、たとえば
その吸収軸が相互に直交するように設けられている。こ
の偏光板９、１０の一方のさらに外側で、液晶表示装置
の背面側には図示しないバックライトとしての光源が設
けられている。

【００１７】本発明では、前述のように、配向膜５、６
が絶縁性透明基板１、２の表面全面に設けられるのでは
なく、電極パターン３、４の表面にのみ設けられている
ことに特徴がある。すなわち、電極パターン３、４が形
成されていないところは常に電圧が印加されないため、
表示部のオンオフに拘らず、常に非表示部となる。した
がって、オンオフの必要がなく、液晶分子を規則的に配
列させる必要もない。そこで本発明では、この非表示部
には配向膜を設けないで、液晶分子の長軸の方向をラン
ダムにしておき、両方の偏光板９、１０の吸収軸の方向
を直交させておくことにより一方の偏光板１０を透過し
た直線偏光は液晶分子で乱反射して透過せず、たとえ透
過しても他方の偏光板９の吸収軸の方向は直線偏光の方
向と９０°ずれているため、偏光板９により完全に遮断
されて黒色を呈する。この光の遮断は、直線偏光の偏光
方向を回転させて遮断するものではないため、光の波長
や液晶層の厚さなどには関係なく、完全な黒色（暗色）
が得られる。

【００１８】電極パターン３、４の上のみに配向膜５、
６を設ける方法としては、たとえばつぎのように行う。
まず、通常の場合と同様にＩＴＯなどの導電性透明膜を
絶縁性透明基板１、２の表面全面に被膜してパターニン
グすることにより電極パターン３、４を形成する。つぎ
に、たとえばオフセット印刷、スクリーン印刷などによ
り、電極パターンの上のみにポリイミドなどからなる被
膜を設ける。その後、液晶分子を配向させるためのラビ
ング処理を行い、配向膜５、６とする。オフセット印刷
などにより電極パターン３、４の上のみに配向膜５、６
を設ける場合、電極パターン３、４と完全には位置合せ
をすることができないが、電極パターン３、４の形状を
０.１〜１μｍ程度大きく形成しておくことにより配向
膜３、４の形成には支障はなく、またこの程度の位置ず
れは表示特性にも影響しない。また、電極パターンを大
きくしないで少々の位置ずれがある場合でも、配向膜の
材料であるポリイミドなどは、硬化する前は液状である
ため、塗布して硬化させるのに問題は生じない。

【００１９】電極パターン３、４の上のみに配向膜５、
６を設ける他の方法としては、ポリイミドなどの被膜を
形成してもラビング処理が施されていなければ、液晶分
子を配向させる作用をしないため、全面にポリイミドな
どの被膜を形成し、電極パターン３、４の上のみにラビ
ング処理を施してもよい。

【００２０】さらに他の方法として、全面にポリイミド
などの被膜を形成した後、電極パターン３、４と同じパ
ターニングのマスクによりエッチングを施して電極パタ
ーン３、４上以外の被膜を除去することもできる。この
場合、電極パターン３、４を予め形成しないで、ＩＴＯ
などの電極用被膜を全面に形成したのち引き続き配向膜
５、６とするポリイミドなどの被膜を形成し、両被膜を
同時にパターニングすることもできる。この方法によれ
ば、同じマスクで同時にパターニングをすることができ
るため、特別の工数や設備を必要とすることなく、簡単
に表示部のみに配向膜５、６を形成することができる。

【００２１】さらに他の方法として、電極パターン３、
４は従来と同様に形成し、その上の全面に設けられたポ
リイミド膜などの配向膜用被膜の非表示部の上に、さら
に酸化ケイ素やチッ化ケイ素などの無機絶縁被膜を形成
してもよい。すなわち、無機絶縁被膜は液晶分子の配向
作用がないため、その下側にラビング処理がなされたポ
リイミド膜があっても配向膜として機能しない。このよ
うにすれば、無機絶縁被膜の形成とそのエッチングの工
程が増えるが、電極パターンの出っ張りによる凹凸を無
くすることができ、表面を平坦にしながら背景色を完全
に黒色にすることができる。

【００２２】本発明の液晶分子を配向させる配向膜は、
以上説明したように、電極パターンの上のみに設け、そ
れ以外のところには設けないようにしてもよいし、電極
パターンの上のみに配向性をもたせたり、電極パターン
上以外のところの配向膜上に無機絶縁膜などの非配向性
の膜を設けてもよい。要は、非表示部において、液晶分
子が、液晶分子を配向させる配向膜と直接接触していな
ければよい。また、この配向膜を液晶分子と接触させな
くする手段は、絶縁性透明基板の両側で行わなくても一
方のみに行っても効果がある。さらに、非表示部の全域
において行われていなくても、コントラストを向上させ
る効果はある。また、電極パターンの配線部などの非表
示部においても配向膜が除去されたり、液晶層と非接触
にされていることが望ましい。

【００２３】前述の例ではネガ表示の例で説明をした
が、偏光板の吸収軸の方向の関係と電圧の印加によるオ
ンオフの関係を逆にすれば同様の関係になり、ポジ表示
の場合にも本発明を適用できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、非表示部における液晶
層と液晶分子を配向させる配向膜とが接触しないように
配向膜が形成されているため、非表示部における液晶分
子は全然配向しない。その結果、黒色塗料を非表示部に
塗布するより、簡単な工程で、かつ、黒色塗料より確実
に光の漏れを防止することができ、コントラストを大幅
に向上させることができ、視認特性の優れた液晶表示装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の断面説明図である。

【図２】従来の液晶表示装置の断面説明図である。

【図３】液晶表示装置の表示部と非表示部の説明図であ
る。

【符号の説明】

１、２ 絶縁性透明基板 ３、４ 電極パターン ５、６ 配向膜 ７ シール剤 ８ 液晶層 ９、10 偏光板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの表面に電極パターンと液晶分
   子を配向させる配向膜が形成された２枚の絶縁性透明基
   板と、該２枚の絶縁性透明基板を一定間隙を介して対向
   させ周囲で貼着するシール剤と、該２枚の絶縁性透明基
   板の一定間隙に設けられた液晶層と、前記２枚の絶縁性
   透明基板の外側にそれぞれ設けられた偏光板とからな
   り、非表示部における前記液晶層が前記配向膜と接触し
   ないように前記配向膜が設けられてなる液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記非表示部において、前記配向膜が除
   去されてなる請求項１記載の液晶表示装置。