JPH0497319A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶を用いる液晶表示素子に関するも
のである。

〔従来の技術〕

テレビジョン画像等を表示する液晶表示素子として、強
誘電性液晶を用いたものがある。

第４図は強誘電性液晶を用いた従来の液晶表示素子の断
面図であり、図中Ａはこの液晶表示素子の画像表示領域
を示している。この液晶表示素子は、その画像表示領域
Ａに対応する部分に多数の透明な表示用電極３．４を形
成するとともにこの電極形成面上に配向処理絶縁膜５．
６を設けた一対の透明基板１．２を、前記画像表示領域
Ａを囲む枠状のシール材７を介して接着し、この両透明
基板１，２間のシール材７で囲まれた間隙に強誘電性液
晶ＬＣを封入したもので、両基板１．２の外面にはそれ
ぞれ偏光板８，９が配置されている。

なお、第４図に示した液晶表示素子は単純マトリックス
型のもので、一方の基板（図では下基板）１面の表示用
電極３はストライブ状の走査電極とされ、他方の基板（
図では上基板）２面の表示用電極４は前記走査電極３と
直交するストライプ状の信号電極とされており、この各
走査電極３の端子部３ａおよび各信号電極４の端子部（
図示せず）はそれぞれ、シール材７の外側に導出されて
基板１．２の縁部に配列されている。

この液晶表示素子は、強誘電性液晶ＬＣの配向のメモリ
性（配向状態の自己保持性）を利用して画像を表示する
もので、両基板１．２の表示用電極３，４間に液晶のし
きい値電界以上のＯＮ電界を印加すると、電界印加部分
の液晶が一方向に配向し、電界の印加を断った後もこの
配向状態を保つ。また、この状態で前記駆動電界に対し
て逆方向のＯＦＦ電界（液晶のしきい値電界以上の電界
）を印加すると、液晶が前の配向方向に対してほぼ４５
″回動した方向に配向し、電界の印加を断つた後もこの
配向状態を保つ。なお、開基板１，２面に形成した配向
処理絶縁膜５，６は互いに平行な方向に配向処理されて
おり、前記ＯＮ電界またはＯＦＦ電界の印加時における
液晶の配向方向は配向処理絶縁膜５．６によって規制さ
れる。また、前記偏光板８．９は、その偏光軸（透過軸
または吸収軸）を互いにほぼ直交させて配置されている
。

さらに、この偏光板８，９の偏光軸の方向は、ＯＮ電界
印加時の液晶配向方向が両偏光板８．９の偏光軸に対し
てそれぞれほぼ４５″の角度で交差し、ＯＦＦ電界印加
時の液晶配向方向が一方の偏光板８の偏光軸に対してほ
ぼ平行（他方の偏光板９の偏光軸に対してはほぼ直交）
になる方向に設定されており、したがってこの液晶表示
素子は、ＯＮ電界の印加により光を透過させ、ＯＦＦ電
界の印加により光を遮断する。なお、画像表示領域Ａと
シール材７との間の非表示領域（表示用電極３．４が対
向していない部分）Ｂは、画像表示領域Ａに表示される
画像の輪郭縁として見えるが、この非表示領域Ｂの液晶
ＬＣにはこれを配向させる電界が作用しないため、この
非表示領域Ｂの明暗は変化しない。

なお、第４図では単純マトリックス型の液晶表示素子を
示したが、テレビジョン画像等を表示する液晶表示素子
には、薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）によって画素電
極を選択するＴＰＴアクティブマトリックス型のものも
あり、このＴＰＴアクティブマトリックス型の液晶表示
素子では、一方の基板の画像表示領域に薄膜トランジス
タと画素電極とを縦横に配列形成し、他方の基板の画像
表示領域にその全域にわたる１枚電極状の対向電極を形
成している。また、第４図に示した液晶表示素子では、
開基板１，２面にそれぞれ配向処理絶縁膜５．６を設け
ているが、強誘電性液晶を用いる液晶表示素子には、一
方の基板面だけに配向処理絶縁膜を設けているものもあ
る。

ところで、この強誘電性液晶を用いる液晶表示素子にお
いては、液晶ＬＣの配向のメモリ性をよくするために、
側基板１，２間の間隙（セルギャップ）を１ｐ程度に小
さくすることが望まれており、また液晶のしきい値電界
を液晶層全域において等しくするために、両基板１．２
間の間隙を均一にすることが望まれている。

このため、従来の液晶表示素子では、第４図に示すよう
に、側基板１，２間（配向処理絶縁膜５゜６間）に粒状
スペーサまたは短く切断されたグラスファイバ等のスペ
ーサ１０を分散状態で挟持させるとともに、両基板１，
２を接着するシール材７中にもスペーサ１１を混入して
、両基板１．２間の間隙を前記スペーサ１０．１１で規
制している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の液晶表示素子では、基板１．
２面のシール材７によって接着される部分の高さが、表
示用電極３．４のシール材７の外側に導出される部分が
通っている箇所と他の箇所とで表示用電極３．４の厚さ
だけ異なっており、これに対してシール材７中に混入さ
れるスペーサ１１の径は均一であるから、シール材７中
のスペーサ１１によって規制される基板１，２面間の間
隙が表示用電極３，４の導出側と他の側とで異なって基
板１，２に歪みが生じ、そのために両基板１．２間の間
隙を均一にすることができないという問題をもっていた
。そして、強誘電性液晶のしきい値電界は、液晶層の層
厚（両基板１．２間の間隙）によって変化するため、両
基板１．２間の間隙が均一でない従来の液晶表示素子は
、液晶層の各部のしきい値電界にむらがあり、そのため
に表示画像に色むら等を生じていた。

しかも、上記従来の液晶表示素子では、基板１゜２面の
高さが、シール材７で囲まれた領域つまり表示用電極３
，４および配向処理絶縁膜５．６が形成されている領域
と、シール材７によって接着される部分とで異なるため
、シール材７中に混入するスペーサ１１として、側基板
１，２間のシール材７で囲まれた領域に挟持させるスペ
ーサ１０よりも表示用電極３，４および配向処理絶縁膜
５゜６の厚さだけ径の大きなものを使用としなければな
らず、したがって、２種類の径のスペーサ１０゜１１が
必要であった。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、側基板間の間隙を均
一にし、液晶層の各部のしきい値電界を一定にして色む
ら等のない高品質の画像を表示することができ、しかも
、側基板間のシール材で囲まれた領域に挟持させるスペ
ーサと、シール材中に混入するスペーサとに、同じスペ
ーサを使用できる、液晶表示素子を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、スペーサを混入した枠状のシール材を介して
接着された一対の透明基板の前記シール材で囲まれた領
域にそれぞれ端子部を前記シール材の外側に導出した透
明な表示用電極を形成し、かつ少なくとも一方の基板の
電極形成面上に配向処理絶縁膜を形成するとともに、前
記側基板間にこの側基板間の間隙を規制するスペーサを
挟持させ、前記側基板間の前記シール材で囲まれた間隙
に強誘電性液晶を封入した液晶表示素子において、前記
両基板の前記シール材で接着される部分に、前記表示用
電極の端子部導出領域を除いて前記表示用電極と同じ透
明導電膜からなる非表示電極を形成し、かつ少なくとも
一方の基板の電極形成面上に形成する前記配向処理絶縁
膜を、前記シール材で接着される部分にもその全周にわ
たって形成するとともに、前記シール材中に混入するス
ペーサを、前記側基板間のシール材で囲まれた領域に挟
持させるスペーサと同一径のスペーサとしたことを特徴
とするものである。

〔作用〕

すなわち、本発明は、両基板のシール材で接着される部
分のうち、表示用電極のシール材の外側に導出される部
分が通っている箇所以外の箇所にも、表示用電極と同じ
透明導電膜からなる非表示電極を形成し、さらに少なく
とも一方の基板の電極形成面上に形成する配向処理絶縁
膜を前記シール材で接着される部分にもその全周にわた
って形成することによって、側基板面のシール材によっ
て接着される部分の高さをその全周にわたって等しくす
るとともに、側基板面のシール材によって接着される部
分とシール材で囲まれた領域との高さも等しくシ、さら
にシール材中に混入するスペーサを、側基板間のシール
材で囲まれた領域に挟持させるスペーサと同一径のスペ
ーサとすることによって、側基板間の間隙を均一にした
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。

第１図は液晶表示素子の断面図、第２図はその一方の基
板面の電極パターン図、第３図は他方の基板面の電極パ
ターン図である。なお、第１図〜第３図において第４図
に示した従来の液晶表示素子と同じ構成の部分について
は、図に同符号を付し、重複する説明は省略する。

この実施例は、枠状のシール材７を介して接着された一
対の透明基板１，２の前記シール材７で囲まれた領域に
それぞれ端子部３ａ、４ａをシール材７の外側に導出し
た透明な表示用電極３．４を形成し、かつ両基板１，２
の電極形成面上に配向処理絶縁膜５．６を形成するとと
もに、両基板１．２間にこの側基板１，２間の間隙を規
制するスペーサ１０を挟持させ、側基板１．２間のシー
ル材７で囲まれた間隙に強誘電性液晶ＬＣを封入した液
晶表示素子において、前記側基板１，２のシール材７で
接着される部分に、前記表示用電極３．４の端子部導出
領域を除いて前記表示用電極３．４と同じ透明導電膜（
例えばＩＴＯ膜）からなる非表示電極１３．１４を形成
し、かつ側基板１．２の電極形成面上に形成する前記配
向処理絶縁膜５．６を、シール材７で接着される部分に
もその全周にわたって形成するとともに、前記シール材
７中に混入するスペーサ１０ａを、側基板１゜２間のシ
ール材７で囲まれた領域に挟持させるスペーサ１０と同
一径のスペーサとしたものである。

なお、前記配向処理絶縁膜５，６は、表示用電極３．４
を形成した表示領域Ａから、画像表示領域Ａとシール材
７との間の非表示領域および前記シール材７で接着され
る部分にわたって連続して形成されており、この配向処
理絶縁膜５，６には、従来の液晶表示素子と同様な配向
処理が施されている。また、側基板１．２の外面にはそ
れぞれ、偏光板８．９が、その偏光軸を従来の液晶表示
素子と同様な方向に合わせて配置されている。なお、こ
の実施例の液晶表示素子は単純マトリックス型のもので
、一方の基板（図では下基板）１面の表示用電極３はス
トライプ状の走査電極とされ、他方の基板（図では上基
板）２面の表示用電極４は前記走査電極３と直交するス
トライプ状の信号電極とされており、一方の基板１の各
走査電極３の端子部３ａはシール材７の外側に導出され
て基板１の一端縁部に配列され、他方の基板２の各信号
電極４の端子部４ａはシール材７の外側に導出されて基
板２の一側縁部に配列されている。

また、前記非表示電極１３．１４のうち、一方の基板１
例の非表示電極１３は、第２図に示すように、走査電極
３群の基板縁部導出側を除く３辺を囲む平面コ字形の電
極とされており、他方の基板２側の非表示電極１４は、
第３図に示すように、信号電極４群の基板縁部導出側を
除く３辺を囲む平面コ字形の電極とされている。また、
これら非表示電極１３．１４の両端は、それぞれシール
材７の外側に導出されており、この非表示電極１３．１
４の導出部はそれぞれ電界印加用の端子部１３ａ、　　
１４Ｂとされている。なお、一方の基板１側の非表示電
極１３の端子部１３ａは、各走査電極３の端子部３ａ群
の両側に導出され、他方の基板２側の非表示電極１４の
端子部１４ａは、各信号電極４の端子部４８群の両側に
導出されている。また、前記非表示電極１３．１４はそ
れぞれ、その外周縁がシール材７の外周面より僅かに内
側に位置し、内周縁がシール材７の内周面より内側に張
出す幅に形成されている。なお、この非表示電極１３．
１４のシール材７より内側への張出し幅は、非表示領域
Ｂの幅（走査電極３群の外周縁および信号電極４群の外
周縁とシール材７の内周面との間隔）より僅かに小さい
幅とされており、非表示電極１３と走査電極３群との間
隔および非表示電極１４と信号電極４群との間隔は、各
走査電極３の配列間隔および各信号電極４の配列間隔と
ほぼ同じ間隔となっている。

そして、前記一方の基板１の非表示電極１３と他方の基
板２の非表示電極１４とは、それぞれの２辺において互
いに対向しており、さらに一方の基板１の非表示電極１
３の他の１辺は、他方の基板２の信号電極４群のシール
材７の外側に導出される部分に対向し、他方の基板２の
非表示電極１４の他の１辺は、一方の基板１の走査電極
３群のシール材７の外側に導出される部分に対向してい
る。

すなわち、この実施例の液晶表示素子は、側基板１．２
のシール材で接着される部分のうち、表示用電極（走査
電極および信号電極）３．４のシール材７の外側に導出
される部分が通っている箇所以外の箇所にも、表示用電
極３，４と同じ透明導電膜からなる非表示電極１３．１
４を形成し、さらに側基板１．２の電極形成面上に形成
する配向処理絶縁膜５，６をシール材７で接着される部
分にもその全周にわたって形成することによって、側基
板１．２面のシール材７によって接着される部分の高さ
をその全周にわたって等しくするとともに、側基板１，
２面のシール材７によって接着される部分とシール材７
で囲まれた領域との高さも等しくし、さらにシール材７
中に混入するスペーサ１０ａを、側基板１，２間のシー
ル材７で囲まれた領域に挟持させるスペーサ１０と同一
径のスペーサとすることによって、側基板１，２間の間
隙を均一にしたものである。

この液晶表示素子によれば、側基板１，２間の間隙が均
一であるから、液晶層の各部のしきい値電界を一定にし
て色むら等のない高品質の画像を表示することができる
し、しかも、側基板１，２間のシール材７で囲まれた領
域に挟持させるスペーサ１０と、シール材７中に混入す
るスペーサ１０ａとに、同じスペーサを使用できるから
、使用するスペーサは１種類の径のものだけですむ。

また、第４図に示した従来の液晶表示素子は、画像表示
領域Ａとシール材７との間の非表示領域Ｂが、明部と暗
部とが不規則に混在したまだら模様の輪郭縁となって見
え、そのため、画像表示領域Ａに表示される画像の輪郭
がきれいに見えないという問題をもっていたが、上記実
施例の液晶表示素子では、前記非表示電極１３．１４を
非表示領域Ｂに張出させて形成しているため、非表示領
域Ｂを、まだら模様のない−様な輪郭縁として見えるよ
うにして、表示領域Ａに表示される画像の輪郭をきれい
に見せることができる。

すなわち、従来の液晶表示素子において非表示領域Ｂが
まだら模様の輪郭縁となって見えるのは、強誘電性液晶
の特性によるものであり、強誘電性液晶はその配向状態
に２つの安定状態があるため、これにそのしきい値電界
以上の電界を印加して一方向に配向させる前は様々な方
向を向いた状態になっている。そして、従来の液晶表示
素子では、画像表示領域Ａ内の液晶ＬＣは表示用電極３
．４間へのＯＮ電界およびＯＦＦ電界の印加により配向
状態を制御されるが、画像表示領域Ａとシール材７との
間の非表示領域Ｂの液晶ＬＣにはこれを配向させる電界
が作用しないため、この非表示領域Ｂの液晶ＬＣは様々
な方向を向いた状態のままである。したがって、非表示
領域Ｂには光透過率の高い部分（明部）と光透過率の低
い部分（暗部）とが不規則に混在しており、そのため、
この非表示領域Ｂが、まだら模様の輪郭縁となって見え
る。

これに対して、上記実施例の液晶表示素子では、非表示
電極１３．１４を、シール材７より内側の非表示領域Ｂ
に張出させて形成しているため、この非表示電極１３．
１４を利用して非表示領域Ｂの液晶ＬＣにも電界を印加
し、この非表示領域Ｂの液晶ＬＣも一方向に配向させる
ことができる。

なお、この実施例の液晶表示素子は、画像表示領域Ａお
よび非表示領域Ｂの液晶ＬＣを一方向に配向させてから
表示駆動されるもので、一方の基板１の走査電極３群お
よび非表示電極１３と、他方の基板２の信号電極４群お
よび非表示電極１４との間に液晶ＬＣのしきい値電界以
上の電界を印加すると、表示領域Ａおよび非表示領域Ｂ
の液晶ＬＣがその全域にわたって一方向に配向する。こ
のときの印加電界は、液晶表示素子を光透過状態にする
ＯＮ電界でも、液晶表示素子を光遮断状態にするＯＦＦ
電界でもよく、例えばＯＮ電界を印加すると、表示領域
Ａおよび非表示領域Ｂがその全域にわたって明状態（白
色状態）になり、ＯＦＦ電界を印加すると、表示領域Ａ
および非表示領域Ｂがその全域にわたって暗状態（黒色
状態）になる。この電界印加による液晶ＬＣの一方向へ
の配向は、液晶表示素子により画像を表示する表示装置
（例えばテレビジョン受像機等）の電源投入時に行なわ
れ、液晶表示素子に画像を表示させる表示駆動は、この
後、表示用電極である走査電極３と信号電極４との間に
のみ前記ＯＮ電界およびＯＦＦ電界を印加して行なわれ
る。この表示駆動中は、非表示電極１３．１４の電位を
、対向する電極（非表示電極１４．１４および走査電極
１３または信号電極４）との間に液晶ＬＣのしきい値電
界以上の電界がかからない電圧に保っておけばよく、こ
のようにしておけば、非表示領域Ｂの液晶ＬＣはその配
向のメモリ性により最初に印加された電界により配向し
た状態を維持するから、表示駆動中も、非表示領域Ｂは
その全域が明状態または暗状態を保つ。

このように、この実施例の液晶表示素子によれば、非表
示領域Ｂを、従来の液晶表示素子の非表示領域Ｂに生じ
ていたまだら模様のない−様な輪郭縁として見せること
ができ、したがって、表示画像の輪郭をきれいに見せる
ことができる。

なお、上記実施例では、側基板１．２の電極形成面上に
それぞれ配向処理絶縁膜５．６を形成しているが、この
配向処理絶縁膜は、側基板１，２のいずれか一方だけに
設けてもよい。また上記実施例では、非表示領域Ｂの液
晶ＬＣも一方向に配向させるために、非表示電極１３．
１４を非表示領域Ｂに張出させて形成しているが、この
非表示領域Ｂの幅が非常に小さければ、輪郭縁のまだら
模様はあまり目立たないし、また、液晶表示素子の光出
射側に表示領域Ａを囲むブラックマスクを設ければ、こ
のブラックマスクによって非表示領域Ｂを覆い隠すこと
ができるから、この場合は、前記非表示電極１３．１４
を必ずしも非表示領域Ｂに張出させて形成する必要はな
い。また、上記実施例の液晶表示素子は、単純マトリッ
クス型のものであるが、本発明は、ＴＰＴアクティブマ
トリックス型の液晶表示素子にも適用できるし、さらに
本発明は、赤、緑、青の三色のカラーフィルタを設けて
フルカラー画像を表示するカラー液晶表示素子にも適用
できる。

〔発明の効果〕

本発明の液晶表示素子は、側基板のシール材で接着され
る部分のうち、表示用電極のシール材の外側に導出され
る部分が通っている箇所以外の箇所にも、表示用電極と
同じ透明導電膜からなる非表示電極を形成し、さらに少
なくとも一方の基板の電極形成面上に形成する配向処理
絶縁膜を前記シール材で接着される部分にもその全周に
わたって形成することによって、両店板面のシール材に
よって接着される部分の高さをその全周にわたって等し
くするとともに、両店板面のシール材によって接着され
る部分とシール材で囲まれた領域との高さも等しくし、
さらにシール材中に混入するスペーサを、両基板間のシ
ール材で囲まれた領域に挟持させるスペーサと同一径の
スペーサとすることによって、両基板間の間隙を均一に
したものであから、液晶層の各部のしきい値電界を一定
にして色むら等のない高品質の画像を表示することがで
き、しかも、両基板間のシール材で囲まれた領域に挟持
させるスペーサと、シール材中に混入するスペーサとに
、同じスペーサを使用できるから、使用するスペーサは
１種類の径のものだけですむ。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示したもので、第
１図は液晶表示素子の断面図、第２図は一方の基板面の
電極パターン図、第３図は他方の基板面の電極パターン
図である。第４図は従来の液晶表示素子の断面図である
。 １．２・・・基板、３・・・走査電極（表示用電極）、
３ａ・・・端子部、４・・・信号電極（表示用電極）、
４ａ・・・端子部、５，６・・・配向処理絶縁膜、７・
・・シール材、ＬＣ・・・強誘電性液晶、８，９・・・
偏光板、１０．１０ａ・・・スペーサ、１３．１４・・
・非表示電極、Ａ・・・表示領域、Ｂ・・・非表示領域
。 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スペーサを混入した枠状のシール材を介して接着された
   一対の透明基板の前記シール材で囲まれた領域にそれぞ
   れ端子部を前記シール材の外側に導出した透明な表示用
   電極を形成し、かつ少なくとも一方の基板の電極形成面
   上に配向処理絶縁膜を形成するとともに、前記両基板間
   にこの両基板間の間隙を規制するスペーサを挟持させ、
   前記両基板間の前記シール材で囲まれた間隙に強誘電性
   液晶を封入した液晶表示素子において、 前記両基板の前記シール材で接着される部分に、前記表
   示用電極の端子部導出領域を除いて前記表示用電極と同
   じ透明導電膜からなる非表示電極を形成し、かつ少なく
   とも一方の基板の電極形成面上に形成する前記配向処理
   絶縁膜を、前記シール材で接着される部分にもその全周
   にわたって形成するとともに、前記シール材中に混入す
   るスペーサを、前記両基板間のシール材で囲まれた領域
   に挟持させるスペーサと同一径のスペーサとしたことを
   特徴とする液晶表示素子。