JPH10282506A

JPH10282506A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10282506A
Application number: JP8176997A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Wakemoto; 博文分元; Yoneji Takubo; 米治田窪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】大画面ＴＦＴ液晶パネルの製造時の液晶注入
工程で、その液晶注入のための所要時間を短縮化するこ
とができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネル内に封入される液晶が、
矩形形状をした画面の周辺を囲むシール１部分で走査配
線方向３に平行な２辺の内の一方の側に存在する注入口
２を通じて真空注入され、画面において信号配線方向４
に平行な短辺方向に沿って流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示のための
スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いた大画
面の液晶表示パネルを有する液晶表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用
いたアクティブマトリクス型液晶ディスプレイは、カム
コーダ用のディスプレイやノートパソコン用のディスプ
レイなど種々の分野へ利用されており、大きな市場を形
成してきている。とくに、最近、パソコンやワークステ
ーション用のモニターとしての応用展開が期待されてお
り、対角１３〜１４インチ以上の画面サイズの要求が高
まっている。

【０００３】ＴＦＴ液晶ディスプレイの表示モードとし
ては、現状では捻れネマチック（ＴＮ）モードが主流と
なっている。また、大画面表示用途には、特開平６−１
６０８７８号公報等に記載されている基板面に平行な電
界を印加し、基板面に平行に液晶分子を動かすインプレ
ーンスイッチング（ＩＰＳ）モードが、その非常に広い
視野角特性により、期待を集めている。

【０００４】ＴＦＴ液晶パネルの画面形状は、アスペク
ト比が４：３あるいは１６：９等であり、一般に横長の
形状をしている。ＴＦＴを形成したアレイ基板には、画
面の横方向に画素の選択信号を伝える走査配線が伸びて
おり、縦方向には画素の電圧レベルを制御するための信
号配線が伸びてマトリクスを形成している。

【０００５】ＴＦＴ液晶パネルの製造工程は、ＴＦＴを
形成したアレイ基板と、通常はカラーフィルタを形成し
た対向基板を、画素の周囲に形成したシール部分で、適
当な間隙をもって貼り合わせ、その後、シール部分に開
けた液晶注入口から、液晶を真空注入するのが一般的で
ある。

【０００６】従来、液晶注入口は、走査配線と直交する
辺の周辺シール部分に設けられている。これは、幅の狭
い方の辺に注入口を設けた方が、注入に用いる真空チャ
ンバー内でのスペース効率が良いためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の液晶表示装置の表示パネルでは、走査配線と
直交する辺の周辺シール部分に注入口を設けて注入する
場合、画面、すなわち液晶を注入すべき領域の長辺に沿
って液晶を注入することになるため、画面サイズが大き
くなると注入時間が長くかかるという問題点を有してい
た。

【０００８】さらに、従来のＴＮモードにおいては、視
角特性の点から、パネルの主視角方向を上または下方向
に設定するのが一般的であるため、上下基板間の中央部
の液晶のダイレクター方向が、液晶の注入方向、すなわ
ち注入時の流動方向とほぼ直交するため、液晶の粘性係
数異方性により、注入時間がさらに長くかかってしまう
という問題点も有していた。

【０００９】また、大画面用に期待されているＩＰＳモ
ードでは、従来のＴＮモードと比較して、一般に４μｍ
以下の狭いギャップが要求されるため、注入時間が非常
に長くなるという問題点がある。

【００１０】同時に、画面サイズが大きくなると、走査
配線が長くなるため、信号の遅延が起こり、信号波形が
鈍ってしまい、そのために、画素電極に書き込まれる電
圧が変動し、信号の給電側に近い部分と反対側では輝度
差ができ、画面の左右で輝度傾斜が発生したり、また、
液晶に直流電圧をかからなくするための補償電圧も、画
面内で異なることになり、表示パターンの焼き付きや表
示ムラが発生するという問題点も発生する。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、液晶注入時間を大幅に短縮することができるとと
もに、画像の表示品位を向上することができる液晶表示
装置を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液晶表示装置は、液晶を画面の短辺に沿
って注入し、且つ、ＩＰＳモードのパネルにおける液晶
注入時に、その流動方向と液晶ダイレクターの方位を略
一致させることを特徴とする。

【００１３】また、走査信号を両側から給電するので走
査信号の波形鈍りが抑制され、左右での輝度ムラやＤＣ
ストレスが原因となるパターン焼き付きや表示ムラを改
善することを特徴とする。

【００１４】以上により、液晶注入時間を大幅に短縮す
ることができるとともに、走査配線の両側からその電圧
信号を供給するため、画像の表示品位を向上することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の液晶表
示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該基
板間に挟持され配向した誘電率異方性と屈折率異方性と
を有する液晶組成物層と、偏光手段と、マトリクス状に
配置された複数の画素と、その画素ごとに備えられ画素
電極と、信号配線電極と、走査配線電極に接続された薄
膜トランジスタ素子と、共通電極と、前記画素に対応す
る液晶組成物層の光透過率または反射率を変化させる電
圧信号波形を前記薄膜トランジスタ素子に印加する手段
とを有し、矩形形状の画面をもつ液晶表示装置におい
て、前記基板間に液晶組成物を真空注入するための注入
口を、前記矩形形状の画面の周囲を囲むシール部の走査
配線に平行な２辺の内の一方の側に形成した構成とす
る。

【００１６】この構成によると、液晶を画面の短辺に沿
って注入する。請求項２に記載の液晶表示装置は、請求
項１に記載の画素電極と共通電極との間に基板面に略平
行な電界を発生させる手段を有し、液晶組成物への電界
無印加時に、基板間で前記液晶組成物が捻れ変形をとも
なわずに配向しており、かつ基板面に投影した液晶ダイ
レクターの配向方向を走査配線の方向との角度が６０度
以上かつ９０度以下となるようにした構成とする。

【００１７】この構成によると、ＩＰＳモードのパネル
における液晶注入時に、その流動方向と液晶ダイレクタ
ーの方位を略一致させる。請求項３に記載の液晶表示装
置は、請求項１に記載の走査配線へ加えられる電圧信号
波形を、走査配線と直交する２辺の両側から供給した構
成とする。

【００１８】この構成によると、走査信号を両側から給
電するので走査信号の波形鈍りが抑制され、左右での輝
度ムラやＤＣストレスが原因となるパターン焼き付きや
表示ムラを改善するとともに、どちらの走査配線引き出
し部にも注入口の設置を不要とする。

【００１９】以下、本発明の実施の形態を示す液晶表示
装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。（実施の形態１）画面の対角１４インチ、アスペクト比
４：３のノーマリーホワイトＴＮモードＴＦＴ液晶パネ
ルを作製した。解像度はＸＧＡ対応で縦７６８×横１０
２４ＲＧＢである。図１にこの表示パネルのシール形状
の模式図を示す。

【００２０】図１に示すとおり、注入口２は、走査配線
方向３と平行な辺の一方のシール部分１の２箇所に設け
た。注入口２の幅は１５ｍｍである。このパネルのラビ
ング方向は、図１に示すとおりであり、アレイ基板とカ
ラーフィルタ基板の基板間ギャップは４．８μｍであ
る。このパネルの製造工程において、液晶を真空注入す
る際に要した時間は、注入口を液晶注入溜めに浸してか
ら、液晶が完全に注入されるまで約２時間であった。な
お、用いた液晶の粘度は２３センチポアズ、屈折率異方
性Δｎは０．０９０であった。（比較例１）実施の形態１の液晶表示装置における表示
パネルとの比較例１として、図２に示すように、注入口
２を従来通り走査配線方向３と直交する辺、つまり図５
の信号配線１０２の方向４と平行する辺のシール部１に
設け、その他の構成を全く同様に形成した表示パネルの
場合は、注入に要した時間は約４時間であった。

【００２１】このように実施の形態１の液晶表示装置に
おける表示パネルにおいては、液晶注入に要する時間の
短縮が可能である。本発明において、液晶注入時間が短
縮できる理由は、ひとつには、液晶注入方向が、従来は
画面の長辺（走査配線方向３）に沿っていたのに対し
て、短辺方向（信号配線方向４）に沿っていることであ
る。もう一つは、上下基板間の中央部に存在する液晶分
子のダイレクター方向が、液晶注入時の流動方向と一致
するためである。

【００２２】液晶の粘度は異方性をもっており、流動方
向がダイレクター方向と一致する場合の粘性係数と直交
する場合の粘性係数が異なる。前者はＭｉｅｓｏｗｉｃ
ｚの粘性係数η₂ に相当し、後者は同じくη₃ に相当す
る。η₃ ／η₂ は、通常１．４〜１．９程度である。

【００２３】したがって、流動方向がダイレクター方向
と一致する場合の方が粘性が低く、注入に要する時間を
短縮することができる。なお、本実施の形態１の液晶表
示装置における表示パネルの注入口の数や幅，形状は、
本発明を実施するための一例であり、本発明の構成を限
定するものではない。（実施の形態２）画面の対角１５．２インチ、アスペク
ト比１６：９、解像度が縦７６８×横１３６４ＲＧＢの
ＩＰＳモードＴＦＴ液晶表示パネルを作製した。この表
示パネルの画素部のアレイ形状の平面模式図を図５に示
す。

【００２４】この表示パネルの画素部は、図５に示すよ
うに、信号配線１０２に平行に画素電極１０４と共通電
極となる対向電極１０３が形成されており、信号配線１
０２と画素電極１０４および走査配線１０１に接続され
た薄膜トランジスタ１０５が、信号配線１０２および走
査配線１０１を通じて印加される信号により駆動される
ことによって、画素電極１０４と対向電極１０３との間
で基板面にほぼ平行な電界が発生するようになってい
る。

【００２５】一般に、大型の液晶表示パネルにおいて
は、画素は縦長の形状をしているため、ＩＰＳモードの
ための画素電極１０４および対向電極１０３の配置とし
ては、それらの電極を、図５に示すように、信号配線１
０２の方向に引き伸ばす方が、開口率上有利である。ま
た、走査配線１０１、信号配線１０２は、いずれもアル
ミニウムで形成されている。

【００２６】液晶は電界無印加時には上下基板間で捻れ
を持たずに配向しており、この表示パネルのシール形状
の模式図を表す図３に示すように、そのダイレクター方
向５は、図５の走査配線１０１の配線方向３と８０度の
角度を成している。また、偏光板は、基板の上下に互い
の偏光軸を直交させ、かつ一方の偏光軸を液晶のダイレ
クター方向５と一致させて配置した。

【００２７】また図３に示すとおり、注入口２は、走査
配線方向３と平行な辺の一方のシール部分１の２箇所に
設けた。注入口２の幅は２０ｍｍである。このパネルの
アレイ基板とカラーフィルタ基板の基板間ギャップは
３．２μｍである。このパネルの製造工程において、液
晶を真空注入する際に要した時間は、注入口２を液晶注
入溜めに浸してから、液晶が完全に注入されるまで２時
間３０分であった。用いた液晶は、誘電率異方性が正
（ｐ型）のネマチック液晶であり、その粘度は１９セン
チポアズ、屈折率異方性Δｎは０．０８８であった。

【００２８】一方、ＩＰＳモードには誘電率異方性が負
のｎ型液晶も使用可能であるが、一般に粘度が高く、応
答速度が遅いという問題があり、ｐ型液晶の方が特性上
優れている。また、ｎ型液晶の場合は、電界無印加時の
液晶のダイレクター方向５を走査配線方向３と４５度以
下に設定する必要がある。したがって、ｎ型液晶の使用
は、液晶注入時の粘性が増大する方向でもあり、本発明
による注入時間短縮の効果が小さくなるため好ましくな
い。（比較例２）実施の形態２の液晶表示装置における表示
パネルとの比較例２として、図４に示すように、注入口
２を、従来通り走査配線方向３と直交する辺、つまり図
５の信号配線１０２の方向４と平行する辺のシール部１
に設け、その他の構成を全く同様に形成した表示パネル
の場合は、液晶注入に要した時間は６時間２０分であっ
た。

【００２９】本実施の形態２の液晶表示装置における表
示パネルに示すように、ＩＰＳモードＴＦＴ液晶表示パ
ネルにおいても、本発明は、液晶注入時間の短縮に大き
な効果を発揮する。とくに、ＩＰＳモードでは、パネル
透過率と応答時間の点から４μｍ以下の狭ギャップが要
求され、本発明による注入時間短縮の効果は非常に大き
く有益である。

【００３０】なお、本発明において、液晶ダイレクター
の方向５と走査配線１０１の方向３との成す角は、０度
から９０度の範囲で定義している。ＩＰＳモードにおい
ては、ｐ型液晶を用いる場合、駆動電圧と注入速度の観
点から、液晶ダイレクターの方向５と走査配線１０１の
方向３との成す角度は６０度以上が好ましい。（実施の形態３）実施の形態２の液晶表示装置用として
作製したＩＰＳモードＴＦＴ液晶表示パネルに、駆動用
ＩＣを走査配線引き出し部の両側に実装し、走査配線へ
の電圧信号供給を両側から行う液晶表示装置を作製し
た。（比較例３）実施の形態３の液晶表示装置における表示
パネルとの比較例３として、実施の形態２の液晶表示装
置における表示パネルとの比較例２で作製した液晶表示
パネルに、駆動用ＩＣを左側のみに実装し、走査配線へ
の信号供給を片側からのみから行う液晶表示装置を作製
した。

【００３１】いずれの場合も、信号配線への電圧信号供
給は、注入口を設けていない側の辺のみから行った。走
査電圧波形および信号電圧波形は特願平８−２７２６６
３号に示すとおりである。

【００３２】走査配線に片側のみから信号を供給した場
合には、画面の左端と右端での最適ＤＣ補償電圧の差は
０．７Ｖであったが、実施の形態３の液晶表示装置にお
ける表示パネルに示すように、走査配線引き出し部の両
側から給電した場合には、画面内で最適補償電圧はほと
んど差がなく一定であった。また、固定パターンを３時
間表示した後、画面全面を中間調表示に切り換えてみた
ところ、比較例３においてはパターンの焼き付きが確認
されたが、実施の形態３においてはパターンの焼き付き
は認識されなかった。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
液晶を画面の短辺に沿って注入することができる。

【００３４】そのため、液晶注入工程における注入作業
の所要時間を短縮することができる。請求項２の発明に
よれば、ＩＰＳモードのパネルにおける液晶注入時に、
その流動方向と液晶ダイレクターの方位を略一致させる
ことができる。

【００３５】そのため、液晶注入工程における注入作業
の所要時間を短縮することができる。請求項３の発明に
よれば、走査信号を両側から給電するので走査信号の波
形鈍りが抑制され、左右での輝度ムラやＤＣストレスが
原因となるパターン焼き付きや表示ムラを改善するとと
もに、どちらの走査配線引き出し部にも注入口の設置を
不要とすることができる。

【００３６】そのため、配線引き出し部が液晶注入作業
の障害となることを防止するとともに、注入作業中の基
板の割れや欠けを防止でき、さらに、実装部の汚染も抑
制することができる。

【００３７】以上の結果、液晶注入時間を大幅に短縮す
ることができ、とくに、狭ギャップが要求されるＩＰＳ
モード時において有効であるとともに、走査配線への電
圧信号供給を走査配線の両側から行うことと組み合わせ
て、画像の表示品位を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の液晶表示装置における
表示パネルの平面模式図

【図２】同実施の形態１との比較例１の表示パネルの平
面模式図

【図３】本発明の実施の形態２の液晶表示装置における
表示パネルの平面模式図

【図４】同実施の形態２との比較例２の表示パネルの平
面模式図

【図５】本発明の実施の形態２および実施の形態３の液
晶表示装置のパネル画素部の形状模式図

【符号の説明】

１シール２注入口３走査配線方向４信号配線方向５ダイレクター方向１０１走査配線１０２信号配線１０３共通電極１０４画素電極１０５薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該基板間に挟持され配向した誘電率異方性と屈折率異方
性とを有する液晶組成物層と、偏光手段と、マトリクス
状に配置された複数の画素と、その画素ごとに備えられ
画素電極と、信号配線電極と、走査配線電極に接続され
た薄膜トランジスタ素子と、共通電極と、前記画素に対
応する液晶組成物層の光透過率または反射率を変化させ
る電圧信号波形を前記薄膜トランジスタ素子に印加する
手段とを有し、矩形形状の画面をもつ液晶表示装置にお
いて、前記基板間に液晶組成物を真空注入するための注
入口を、前記矩形形状の画面の周囲を囲むシール部の走
査配線に平行な２辺の内の一方の側に形成した液晶表示
装置。
【請求項２】画素電極と共通電極との間に基板面に略
平行な電界を発生させる手段を有し、液晶組成物への電
界無印加時に、基板間で前記液晶組成物が捻れ変形をと
もなわずに配向しており、かつ基板面に投影した液晶ダ
イレクターの配向方向を走査配線の方向との角度が６０
度以上かつ９０度以下となるようにした請求項１に記載
の液晶表示装置。
【請求項３】走査配線へ加えられる電圧信号波形を、
走査配線と直交する２辺の両側から供給した請求項１に
記載の液晶表示装置。