JP2990043B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在使用されている液晶表示素子は、上
下２枚で一対をなす電極基板の表面でネマチック液晶分
子の配列方向を９０度に捻った構造のツイスト・ネマチ
ック（以下、ＴＮと略す）モードを利用したもの、上下
電極基板の間でネマチック分子の配列方向を１８０度〜
３００度に捻り、複屈折効果を利用したスーパーツイス
ト・ネマチック（以下、ＳＴＮと略す）モードを利用し
たもの、また、強誘電性液晶を用いたものなどが存在す
るが、これらの素子は液晶を配列するために、電極基板
上に配向膜を形成し、この配向膜を布等でラビング（一
方向にこする）することにより液晶がラビングした方向
に配列する性質を利用している。2. Description of the Related Art Currently used liquid crystal display elements are twisted nematic (hereinafter abbreviated as TN) having a structure in which the arrangement direction of nematic liquid crystal molecules is twisted at 90 degrees on the surface of a pair of upper and lower electrode substrates. ) Using the mode, the arrangement direction of nematic molecules between the upper and lower electrode substrates is 180 degrees or more.
Twisted to 300 degrees, a super twist nematic (hereinafter abbreviated as STN) mode using a birefringence effect, a device using a ferroelectric liquid crystal, and the like exist. For the alignment, an alignment film is formed on an electrode substrate, and the alignment film is rubbed (rubbed in one direction) with a cloth or the like to utilize the property that the liquid crystal is aligned in the rubbed direction.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】現在、ワープロ、パソ
コンなどの機種にはＳＴＮモードが主流を占めている
が、ＳＴＮモードを利用して画面に表示パターンを表示
すると、印加電圧が完全なＡＣ電圧であっても長時間連
続駆動すると焼き付きが発生し、表示品位が低下すると
いう問題がある。なお、ＳＴＮモードにおけるこのよう
な焼き付け現象は、基板表面での液晶分子のチルト方向
および電圧印加に伴う液晶分子の立ち上がり方向と液晶
層中の不純物イオンの移動との相関性によると考えられ
るが、詳細は不明である。At present, the STN mode is predominant in models such as word processors and personal computers. However, when a display pattern is displayed on a screen using the STN mode, the applied voltage is a perfect AC voltage. However, there is a problem that image burn-in occurs when driving continuously for a long period of time, and display quality deteriorates. Note that such a burning phenomenon in the STN mode is considered to be due to the correlation between the tilt direction of the liquid crystal molecules on the substrate surface and the rising direction of the liquid crystal molecules due to the application of a voltage and the movement of impurity ions in the liquid crystal layer. Details are unknown.

【０００４】したがって、この発明の目的は、長時間連
続駆動しても焼き付けを発生し難く、表示品位の向上を
図ることができる液晶表示素子を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a liquid crystal display device in which printing is hardly generated even when the device is driven continuously for a long time and display quality can be improved.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
は、コモン側およびセグメント側透明電極が各々形成さ
れた一対の基板のそれぞれの対向する面に一対の配向膜
を形成し、ラビングによる配向処理を配向膜に施した一
対の基板間に液晶を挟持してなる液晶表示素子であっ
て、一対の配向膜のラビングのツイスト角が２１０度〜
２７０度で、かつコモン側の配向膜のラビング方向がコ
モン側電極に平行な線に対し、略平行を除く±３０度の
間に設定され、セグメント側の配向膜のラビング方向が
セグメント側電極に平行な線に対し、略平行を除く±３
０の間に設定されたことを特徴とするものである。According to the liquid crystal display device of the present invention, a pair of alignment films are provided on opposite surfaces of a pair of substrates on which common side and segment side transparent electrodes are respectively formed.
Was formed and the alignment film was subjected to an alignment treatment by rubbing.
A liquid crystal display element in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, wherein a rubbing twist angle of a pair of alignment films is 210 degrees or more.
At 270 degrees, the rubbing direction of the alignment film on the common side is set to ± 30 degrees except substantially parallel to a line parallel to the common-side electrode, and the rubbing direction of the alignment film on the segment side is set to the segment-side electrode. ± 3 except for parallel lines
It is characterized by being set between 0.

【０００６】[0006]

【作用】この発明の構成によれば、一対の配向膜のラビ
ングのツイスト角が２１０度〜２７０度で、かつラビン
グ方向をそれぞれ所定の角度、すなわちコモン側の配向
膜のラビング方向をコモン側電極に平行な線に対し、略
平行を除く±３０度の間、セグメント側の配向膜のラビ
ング方向をセグメント側電極に平行な線に対し、略平行
を除く±３０の間に設定されているので、長時間連続駆
動しても焼き付けが生じ難く、高い表示品位を実現でき
る。According to the structure of the present invention, the twist angle of the rubbing of the pair of alignment films is 210 degrees to 270 degrees, and the rubbing direction is a predetermined angle, that is, the rubbing direction of the alignment film on the common side is changed to the common side electrode. a line parallel to the relative, substantially
The rubbing direction of the alignment film on the segment side is approximately parallel to the line parallel to the segment side electrode during ± 30 degrees except for the parallel direction.
Is set to ± 30 excluding, and therefore, even if driven continuously for a long time, printing hardly occurs, and high display quality can be realized.

【０００７】[0007]

【実施例】この発明の一実施例の液晶表示素子を図１お
よび図２に基づいて説明する。図１は、この実施例の液
晶表示素子の断面図である。ガラス基板１１の上面に
は、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）や酸化スズ等
で形成された透明電極１２が形成される。透明電極１２
の一方はコモン側電極１２ａ、他方はセグメント側電極
１２ｂである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of the liquid crystal display device of this embodiment. On the upper surface of the glass substrate 11, a transparent electrode 12 made of ITO (indium oxide-tin oxide), tin oxide or the like is formed. Transparent electrode 12
One is a common side electrode 12a and the other is a segment side electrode 12b.

【０００８】また、この電極１２の下に基板１１からの
アルカリの溶出の防止の目的の絶縁膜、カラーフィルタ
ー、カラーフィルタオーバーコート等のアンダーコート
膜を形成していてもよく、さらに電極１２の上に絶縁
膜、カラーフィルタ膜などのオーバーコート膜を形成し
てもよく、またＴＦＴ、非線形抵抗素子などの能動素子
を形成していてもよい。これらの電極１２、アンダーコ
ート、その他のセル内の構成は従来の液晶表示素子の構
成と同様のものが使用可能である。An undercoat film such as an insulating film, a color filter, a color filter overcoat or the like for preventing elution of alkali from the substrate 11 may be formed under the electrode 12. An overcoat film such as an insulating film and a color filter film may be formed thereon, or an active element such as a TFT and a non-linear resistance element may be formed. The same structure as that of the conventional liquid crystal display element can be used for these electrodes 12, the undercoat, and other structures in the cell.

【０００９】上記のように透明電極１２を形成した基板
１１上にポリイミド液晶配向膜１３を印刷により塗布
し、ホットプレート上で加熱乾燥した後、１８０〜３０
０℃ホットプレートまたはオーブンで加熱処理を行う。
この配向膜１３が形成された２枚の基板１１，１１の塗
布面をそれぞれ所定の強さでラビングする。そして、一
方の基板１１にスペーサー兼シール樹脂１４を施し、液
晶セルを組み立て、液晶１５を封入する。封入後、等方
性液体温度まで加熱し、徐冷することによって液晶表示
素子を得る。透明電極１２は図示されていない電圧印加
手段が接続され、電極間に所定の電圧を印加することに
より液晶表示素子が作動する。A polyimide liquid crystal alignment film 13 is applied by printing on the substrate 11 on which the transparent electrode 12 is formed as described above, and dried by heating on a hot plate.
Perform heat treatment on a 0 ° C hot plate or oven.
The coated surfaces of the two substrates 11, 11 on which the alignment film 13 is formed are rubbed with a predetermined strength. Then, a spacer / seal resin 14 is applied to one of the substrates 11, a liquid crystal cell is assembled, and a liquid crystal 15 is sealed. After the encapsulation, the mixture is heated to the temperature of the isotropic liquid and cooled slowly to obtain a liquid crystal display device. A voltage applying means (not shown) is connected to the transparent electrode 12, and a liquid crystal display element operates by applying a predetermined voltage between the electrodes.

【００１０】ここで、ラビングのツイスト角を１８０度
〜３００度として上記のように構成された比較例につい
て説明する。すなわち、上記のように構成されたＳＴＮ
セル内に液晶１５を封入してなる液晶表示パネルにブロ
ックパターンを表示するため、波形発生装置により６０
Ｈｚ、2.0 〜2.5 Ｖの矩形波を印加した。３０分の連続
通電後、パネル全面を同条件で点灯させたところ、ブロ
ックパターンの表示部と非表示部の境界の４辺、もしく
は対向する２辺に、周囲の点灯部の輝度と比較し明るい
部分と暗い部分が発生することが判明した。この明部と
暗部は必ず対向する辺に発生し、対向する辺がともに明
部もしくは暗部になることは決してない。この現象につ
き詳細に検討した結果、明部および暗部の発生箇所は、
上下基板１１のそれぞれの電極１２の方向と配向膜１３
のラビング方向とのなす角度に大きく依存していること
が判明した。以下、その結果について説明する。Here, a description will be given of a comparative example configured as described above with a rubbing twist angle of 180 to 300 degrees. That is, the STN configured as described above
In order to display a block pattern on a liquid crystal display panel in which a liquid crystal 15 is sealed in a cell, 60
Hz, a square wave of 2.0 to 2.5 V was applied. After 30 minutes of continuous energization, when the entire panel was lit under the same conditions, four sides of the boundary between the display part and the non-display part of the block pattern, or two opposite sides, were brighter than the luminance of the surrounding lit parts. It has been found that dark and dark areas occur. The bright part and the dark part always occur on the opposite side, and the opposite side never becomes a bright part or a dark part. As a result of studying this phenomenon in detail, the locations where bright and dark areas
Direction of each electrode 12 of upper and lower substrates 11 and alignment film 13
It has been found that the angle largely depends on the angle between the rubbing direction and the rubbing direction. Hereinafter, the results will be described.

【００１１】図２ないし図５は、ラビング方向が異なる
液晶表示パネルにつきブロックパターンを表示するため
斜線部２０のみを±2.3 Ｖ／６０Ｈｚの矩形波で３０分
間連続通電した後、パネル全面を同条件で点灯させた場
合に、ブロックパターンの境界部に発生する焼き付けの
明部Ａおよび暗部Ｂの位置を示したものである。図２は
実施例、図３ないし図５は比較例である。１８はコモン
側電極１２ａに平行な線、１９はセグメント側電極１２
ｂに平行な線を示す。FIG. 2 to FIG. 5 show that, in order to display a block pattern for a liquid crystal display panel having a different rubbing direction, only the hatched portion 20 is continuously energized with a rectangular wave of ± 2.3 V / 60 Hz for 30 minutes, and then the entire panel is subjected to the same conditions. 4 shows the positions of the light portion A and the dark portion B of the printing which occur at the boundary of the block pattern when the light is turned on. FIG. 2 shows an example, and FIGS. 3 to 5 show comparative examples. 18 is a line parallel to the common side electrode 12a, 19 is a segment side electrode 12
Shows a line parallel to b.

【００１２】図２の実施例では、コモン側のラビング方
向２５はコモン側電極１２ａに平行な線１８に対し３０
度、セグメント側のラヒング方向２６はセグメント側電
極１２ｂに平行な線１９に対し０度の角度をなしてい
る。矢印２７はツイスト角を示し、この場合のツイスト
角２７は２４０度である。この場合には、ブロックパタ
ーンの４辺いずれにも焼き付けが発生しにくいことが判
明した。In the embodiment shown in FIG. 2, the rubbing direction 25 on the common side is set at 30 with respect to the line 18 parallel to the common side electrode 12a.
The lugging direction 26 on the segment side is at an angle of 0 degrees to the line 19 parallel to the segment side electrode 12b. The arrow 27 indicates the twist angle, and in this case, the twist angle 27 is 240 degrees. In this case, it was found that printing was hardly generated on any of the four sides of the block pattern.

【００１３】これに対して図３では、コモン側のラビン
グ方向１６はコモン側電極１２ａに平行な線１８に対し
６０度、セグメント側のラビング方向１７はセグメント
側電極１２ｂに平行な線１９に対し３０度の角度をなし
ている。このときのツイスト角２７は２４０度である。
この場合には、２辺に焼き付けが発生した。図４では、
コモン側のラビング方向２１およびセグメント側のラビ
ング方向２２は図３におけるラビング方向１６，１７と
逆方向になっている。したがって、ツイスト角２７は図
３と同様２４０度である。この場合には、図３と比較し
焼き付け発生箇所は同一であるが、明部Ａと暗部Ｂが逆
転することが判明した。In FIG. 3, the rubbing direction 16 on the common side is 60 degrees with respect to the line 18 parallel to the common side electrode 12a, and the rubbing direction 17 on the segment side is relative to the line 19 parallel to the segment side electrode 12b. The angle is 30 degrees. At this time, the twist angle 27 is 240 degrees.
In this case, burning occurred on two sides. In FIG.
The rubbing direction 21 on the common side and the rubbing direction 22 on the segment side are opposite to the rubbing directions 16 and 17 in FIG. Therefore, the twist angle 27 is 240 degrees as in FIG. In this case, it is found that the burn-in place is the same as in FIG. 3, but the bright part A and the dark part B are reversed.

【００１４】図５では、コモン側のラビング方向２３は
コモン側電極１２ａに平行な線１８に対し１１０度、セ
グメント側のラビング方向２４はセグメント側電極１２
ｂに平行な線１９に対し８０度の角度をなしている。こ
のときのツイスト角２７は２４０度である。この場合に
は、図２および図３と異なりブロックパターンの４辺に
焼き付けが発生することが判明した。なお、この角度を
維持してラビング方向を逆にしたときには明部Ａと暗部
Ｂが逆転することも確認した。In FIG. 5, the rubbing direction 23 on the common side is 110 degrees with respect to the line 18 parallel to the common side electrode 12a, and the rubbing direction 24 on the segment side is
It forms an angle of 80 degrees with the line 19 parallel to b. At this time, the twist angle 27 is 240 degrees. In this case, it has been found that, unlike FIGS. 2 and 3, burning occurs on four sides of the block pattern. It was also confirmed that when the rubbing direction was reversed while maintaining this angle, the bright part A and the dark part B were reversed.

【００１５】また、図２の実施例と同様の効果は、コモ
ン側のラビング方向がコモン側の電極１２ａ方向に平行
な線１８に対し、略平行を除く±３０度の間に設定さ
れ、また、セグメント側のラビング方向がセグメント側
の電極１２ｂ方向の平行な線１９に対し、略平行を除く
±３０度の間に設定され、かつ、ラビングのツイスト角
が２１０度から２７０度の間に設定された液晶表示素子
に共通に確認された。The same effect as that of the embodiment shown in FIG. 2 is obtained by setting the rubbing direction on the common side to ± 30 degrees with respect to the line 18 parallel to the direction of the electrode 12a on the common side, except for substantially parallel. The rubbing direction on the segment side is set to ± 30 degrees except for a substantially parallel line 19 parallel to the direction of the electrode 12b on the segment side, and the rubbing twist angle is set between 210 degrees and 270 degrees. It was confirmed in common for the liquid crystal display devices.

【００１６】したがって、図２の実施例に限定されず、
一対の配向膜１３，１３のラビングのツイスト角２７が
２１０度〜２７０度で、かつコモン側のラビング方向を
コモン側電極１２ａに平行な線１８に対し、略平行を除
く±３０度の間、セグメント側のラビング方向をセグメ
ント側電極１２ｂに平行な線１９に対し、略平行を除く
±３０度の間に設定すればよい。Therefore, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
The rubbing twist angle 27 of the pair of alignment films 13 and 13 is 210 degrees to 270 degrees, and the rubbing direction on the common side is substantially parallel to the line 18 parallel to the common-side electrode 12a.
Ku between ± 30 degrees relative to a line 19 parallel to the rubbing direction on the segment side electrode 12b of the segment side, may be set between 30 ° ± excluding substantially parallel.

【００１７】[0017]

【発明の効果】この発明の液晶表示素子によれば、一対
の配向膜のラビングのツイスト角が２１０度〜２７０度
で、かつラビング方向をそれぞれ所定の角度、すなわち
コモン側の配向膜のラビング方向をコモン側電極に平行
な線に対し、略平行を除く±３０度の間、セグメント側
の配向膜のラビング方向をセグメント側電極に平行な線
に対し、略平行を除く±３０の間に設定されているの
で、長時間連続駆動しても焼き付けが生じ難く、高い表
示品位を実現できる。According to the liquid crystal display element of the present invention, the twist angle of the rubbing of the pair of alignment films is 210 degrees to 270 degrees, and the rubbing directions are respectively predetermined angles, that is, the rubbing directions of the alignment films on the common side. to a line parallel to the common side electrode configuration, substantially between 30 ° ± excluding parallel, the rubbing direction of the segment side with respect to a line parallel to the segment side electrode, between ± 30 except substantially parallel Have been
Thus, even if the device is driven continuously for a long time, the image is hardly burned, and high display quality can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の一実施例の液晶表示素子の概略構成
を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention.

【図２】ラビング方向に対して焼き付けが発生しない実
施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment in which burning does not occur in a rubbing direction.

【図３】ラビング方向に対して焼き付けの発生箇所を示
す比較例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a comparative example showing locations where burning occurs in the rubbing direction.

【図４】ラビング方向に対して焼き付けの発生箇所を示
す別の比較例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of another comparative example showing a place where burning occurs in a rubbing direction.

【図５】ラビング方向に対して焼き付けの発生箇所を示
すさらに別の比較例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of still another comparative example showing a place where burning occurs in the rubbing direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ ガラス基板 １２ 透明電極 １２ａ コモン側電極 １２ｂ セグメント側電極 １３ 配向膜 １４ スペーサー兼シール樹脂 １５ 液晶 １６ コモン側のラビング方向 １７ セグメント側のラビング方向 １８ コモン側電極に平行な線 １９ セグメント側電極に平行な線 ２０ ブロックパターン表示部 ２１ コモン側のラビング方向 ２２ セグメント側のラビング方向 ２３ コモン側のラビング方向 ２４ セグメント側のラビング方向 ２５ コモン側のラビング方向 ２６ セグメント側のラビング方向 ２７ ツイスト角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Glass substrate 12 Transparent electrode 12a Common side electrode 12b Segment side electrode 13 Alignment film 14 Spacer and seal resin 15 Liquid crystal 16 Common side rubbing direction 17 Segment side rubbing direction 18 Line parallel to common side electrode 19 Parallel to segment side electrode Line 20 Block pattern display 21 Common-side rubbing direction 22 Segment-side rubbing direction 23 Common-side rubbing direction 24 Segment-side rubbing direction 25 Common-side rubbing direction 26 Segment-side rubbing direction 27 Twist angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−306818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−24318（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/133 500 G02F 1/1337 - 1/1337 530 G02F 1/1343 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-306818 (JP, A) JP-A-62-136623 (JP, A) JP-A-56-24318 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. ⁶ , DB name) G02F 1/133 500 G02F 1/1337-1/1337 530 G02F 1/1343

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 コモン側およびセグメント側透明電極が
各々形成された一対の基板のそれぞれの対向する面に一
対の配向膜を形成し、ラビングによる配向処理を前記配
向膜に施した前記一対の基板間に液晶を挟持してなる液
晶表示素子であって、前記一対の配向膜のラビングのツ
イスト角が２１０度〜２７０度で、かつコモン側の前記
配向膜のラビング方向がコモン側電極に平行な線に対
し、略平行を除く±３０度の間に設定され、セグメント
側の前記配向膜のラビング方向がセグメント側電極に平
行な線に対し、略平行を除く±３０の間に設定されたこ
とを特徴とする液晶表示素子。[Claim 1] An on each of opposing surfaces of the pair of substrates common side and the segment side transparent electrode formed respectively
A pair of alignment films are formed, and alignment treatment by rubbing is performed as described above.
A liquid crystal display device comprising a pair of substrates provided with a liquid crystal sandwiched between said pair of substrates , wherein said pair of alignment films has a rubbing twist angle of 210 to 270 degrees, and said common film has a twist angle of 210 to 270 degrees. The rubbing direction is set to ± 30 degrees except for a line parallel to the common-side electrode, and the rubbing direction of the alignment film on the segment side is substantially parallel to a line parallel to the segment-side electrode. A liquid crystal display element characterized by being set between ± 30.