JPH10293307A - 液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直配向型のＴＮ型液晶表示パネルの改良に
関し、液晶表示パネルの電圧印加時にツイスト角、ツイ
スト方向、チルト方向にバラツキが生じ難く、液晶表示
パネルに表示むらが発生するのを簡単且つ容易に防止す
ることが可能であり、液晶材料の注入に長時間を要しな
いＶＡ−ＴＮ型の液晶表示パネルの提供を目的とする。 【解決手段】 互いに対向する一対の基板１，８の間に
負の誘電率異方性を有する液晶層５が挟持され、この液
晶層中の液晶分子が、電圧無印加時に少なくとも一方の
基板面に対して傾斜垂直配向し、電圧印加時に該液晶分
子が該基板面に倒れるように配向する液晶表示パネルに
おいて、表示光を制御する画素部と、表示光を制御しな
い非画素部とを有し、非画素部の液晶分子のプレチルト
角が、画素部の液晶分子のプレチルト角より小さいよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネルに係
り、特に垂直配向型のＴＮ型液晶表示パネル（以下、Ｖ
Ａ−ＴＮ型液晶表示パネルと略称する）の改良に関する
ものである。

【０００２】薄型軽量で消費電力が少ないことを特徴と
し、ＯＡ機器や液晶テレビなどに広く利用されている従
来のＴＮ型液晶表示パネルは、視角が狭く、ノーマリブ
ラックでの高コントラスト表示が困難なので、視角が広
く、ノーマリブラックでの高コントラスト表示が可能な
ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの開発が進められている
が、このＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルにおいてもプレチ
ルトが90度に近づくと、ツイスト角、ツイスト方向、チ
ルト方向のむらに起因する表示むらが生じるという欠点
がある。

【０００３】以上のような状況から、表示むらの発生を
防止することが可能なＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルが要
望されている。

【０００４】

【従来の技術】従来の液晶表示パネルを図４〜図６によ
り詳細に説明する。図４はＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネル
の電圧無印加時を示す図、図５は図４の液晶表示パネル
の電圧印加時を示す図、図６は従来の能動素子駆動ＴＮ
型液晶表示パネルの断面図である。

【０００５】従来の能動素子駆動ＴＮ型液晶表示パネル
の能動素子側基板の表面に形成されている画素電極とバ
スラインを横断する断面図である図６に示すように、従
来の能動素子駆動ＴＮ型液晶表示パネルは、能動素子側
基板21の表面には画素電極22とバスライン23が形成さ
れ、これらの画素電極22とバスライン23を被覆して配向
膜24が形成されている。

【０００６】この能動素子側基板21と対向する対向基板
28の表面には対向電極27とこの対向電極27を被覆する配
向膜26が形成されており、これらの配向膜24と配向膜26
の間に液晶25を挟持する構造を有している。

【０００７】このような構造の従来のＴＮ型液晶表示パ
ネルは、視角が狭く、ノーマリブラックでの高コントラ
スト表示が困難である。このＴＮ型液晶表示パネルに対
して、液晶材料としてΔεが負の液晶を用い、電圧無印
加時には図４に示すように基板21と基板22との間の液晶
20のプレチルト角が90度に近く (80〜90度) 、電圧印加
時には図５に示すように液晶20が水平方向に傾斜するよ
うに動作するＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルが開発され始
めている。 このようなＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルは
従来のＴＮ型液晶表示パネルに比して視角が広く、ノー
マリブラックでの高コントラスト表示が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した従来のＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルにおいては、
プレチルトが90度に近ければ近いほど電圧印加時に液晶
分子が傾き始める方向を１方向に統一するのが困難にな
り、ツイスト角、ツイスト方向、チルト方向にバラツキ
が生じるために、液晶表示パネルに表示むらが発生する
という課題があった。

【０００９】また、ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルにおい
ては液晶分子が略垂直に配向した状態で液晶材料を能動
素子側基板と対向基板との間に注入するので、横方向の
液晶粘度が大きいためと推定されるが、従来のＴＮ型液
晶表示パネルと比べると倍以上の時間が必要であるとい
う課題が経験的に得られている。

【００１０】本発明は以上のような状況から、液晶表示
パネルの電圧印加時にツイスト角、ツイスト方向、チル
ト方向にバラツキが生じ難く、液晶表示パネルに表示む
らが発生するのを簡単且つ容易に防止することが可能で
あり、液晶材料の注入に長時間を要しないＶＡ−ＴＮ型
の液晶表示パネルの提供を目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示パネル
は、請求項１に記載するように、互いに対向する一対の
基板の間に負の誘電率異方性を有する液晶層が挟持さ
れ、この液晶層中の液晶分子が、電圧無印加時に少なく
とも一方の基板面に対して傾斜垂直配向し、電圧印加時
にこの液晶分子がこの基板面に倒れるように配向する液
晶表示パネルにおいて、表示光を制御する画素部と、表
示光を制御しない非画素部とを有し、非画素部の液晶分
子のプレチルト角が、画素部の液晶分子のプレチルト角
より小さいように構成する。

【００１２】また、請求項２に記載するように、各画素
の液晶層への印加電圧が能動素子により制御される請求
項１に記載する液晶表示パネルにおいて、能動素子側基
板上の非画素部の液晶分子のプレチルト角が、この能動
素子側基板に対向する基板上の非画素部の液晶分子のプ
レチルト角より小さいように構成する。

【００１３】また、請求項３に記載するように、この画
素部とこの非画素部とからなる表示領域が垂直配向膜を
備え、この表示領域の外側にある非表示領域が水平配向
膜を備えているように構成する。

【００１４】即ち本発明の請求項１に記載する液晶表示
パネルにおいては、画素部の液晶分子のプレチルト角を
80〜90度に設定し、非画素部の液晶分子のプレチルト角
を画素部の液晶分子のプレチルト角よりも小さい80度以
下に設定されているので、電圧を印加した時には、先ず
画素部を取り囲む非画素部の液晶分子が傾斜し始め、こ
れに次いで画素部の周囲の部分の液晶分子が傾斜し、更
に画素部の中心部の液晶分子が傾斜するようになる。

【００１５】したがって、プレチルト角が小さく設定さ
れている非画素部の液晶分子が統一されたツイスト角で
統一されたツイスト方向に傾斜し始めるので、画素部の
プレチルト角もこれに追従して統一したツイスト角で統
一したツイスト方向にツイストするようになり、画素部
においても、ツイスト角、ツイスト方向、チルト方向の
バラツキがなくなり、表示むらの発生を防止することが
可能となる。

【００１６】また、非画素部の液晶分子のプレチルト角
が画素部の液晶分子のプレチルト角よりも小さいので、
駆動素子側基板と対向基板の間に液晶を注入する場合に
は、非画素部の表面の液晶の流れが円滑になるため、全
体としての液晶の注入時間を短縮することが可能とな
る。

【００１７】また、請求項２に記載する液晶表示パネル
においては、能動素子側基板上の非画素部の液晶分子の
プレチルト角が、この能動素子側基板に対向する対向基
板上の非画素部の液晶分子のプレチルト角より小さいの
で、画素電極−バスライン間の間隔が狭く、バスライン
の電位の影響を受け易い場合でも、請求項１の場合と同
様に、先ずプレチルト角が最小の能動素子側基板上の非
画素部の液晶分子が傾斜し始め、これに次いで対向基板
上の非画素部の液晶分子が傾斜し、更に能動素子側基板
上の画素部の周囲の部分から逐次中心部の液晶分子が傾
斜するようになり、能動素子側基板上の液晶分子の配向
に乱れが生じて表示不良が発生するのを防止することが
可能となる。

【００１８】また、請求項３に記載する液晶表示パネル
においては、複数の画素を持つこの液晶表示パネルは、
外隅の複数の画素に囲まれてなる表示領域と、この表示
領域の外側にある非表示領域とを有し、この表示領域
は、この画素部とこの非画素部とが垂直配向膜を備え、
この非表示領域は水平配向膜を備えており、構造が簡単
なので表示領域内の画素部と非画素部のラビング処理を
同時に行うことができるので、製造工程を簡略にするこ
とが可能となる。液晶分子は請求項１の場合と同様に、
この非表示領域の液晶分子のプレチルト角に追従して表
示領域内の画素部と非画素部の液晶分子が逐次傾斜する
ようになる。

【００１９】

【発明の実施形態】以下図１〜図３により本発明の実施
例について詳細に説明する。図１はＶＡ−ＴＮ型液晶表
示パネルの構成を示す断面図、図２はＶＡ−ＴＮ型液晶
表示パネルの模式平面図、図３はＴＦＴにより駆動する
ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの平面図である。

【００２０】画素数が 640×480 で、サイズが10.4イン
チの能動素子型ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルを製造する
本発明の第１の実施例では、液晶材料としてはΔε＝−
4.6のフッ素系液晶を使用し、配向膜としては日産化学
社製のSE-1211 を使用した。この配向膜は形成後ラビン
グしなければ略90度のプレチルト角を有し垂直配向とな
る配向膜である。

【００２１】この配向膜を形成した後、図３の画素電極
の領域には押し込み量 0.2mmで１回、画素電極以外の領
域には押し込み量 0.5mmで５回のラビング処理を行っ
た。このように領域によりラビング回数を異ならせるに
は、レジスト膜を用い、例えば画素電極の領域をラビン
グする際には画素電極以外の領域をレジスト膜で被覆し
て画素電極の領域のみをラビングし、画素電極以外の領
域をラビングする際には画素電極の領域をレジスト膜で
被覆して画素電極以外の領域のみをラビングした。

【００２２】上記のラビング条件でラビングを行うと、
画素電極の領域のプレチルト角は88度で、画素電極以外
の領域のプレチルト角は72度となる。本発明の効果を確
認するため、比較例として画素電極の領域のプレチルト
角も画素電極以外の領域のプレチルト角もともに88度と
均一にしたものを製造すると、電圧印加時に配向むらに
起因する表示むらが発生したのに対し、上記の第１の実
施例においては電圧印加時にも表示むらが発生しなかっ
た。

【００２３】また、真空引き後、液晶表示パネルの注入
口を液晶材料にディップしてから、液晶材料が液晶表示
パネル内に注入し終わるまでの液晶材料の注入に要する
時間も、上記のプレチルト角を均一にした比較例では約
15時間であるが、第１の実施例では約13時間になり、約
２時間短縮することが可能となった。

【００２４】第１の実施例においては図３に示す画素電
極−バスライン間の間隔が10μm であったが、開口率を
高めるために画素電極−バスライン間の間隔を３μm と
した第２の実施例で液晶表示パネルを製造した際には、
第１の実施例の条件でラビング処理を行うと、画素電極
−バスライン間の間隔が狭くなっているために、バスラ
インの電位の影響を受け易くなり、能動素子側基板上の
液晶分子の配向に乱れが生じて表示不良が発生した。

【００２５】そこで、押し込み量 0.5mmのラビング処理
を10回行って、能動素子側基板の画素電極以外の領域の
プレチルト角を63度とし、対向基板側の非画素部のプレ
チルト角を第１の実施例と同じ72度にすると良好な表示
を得ることが可能であった。

【００２６】この第２の実施例の液晶材料の注入時間は
約12時間で、第１の実施例よりも更に１時間短縮するこ
とが可能となった。第３の実施例においては第１の実施
例と同様なＴＦＴにより駆動するＶＡ−ＴＮ型液晶表示
パネルの画素電極の領域にはラビング処理を施さず、画
素電極以外の領域には押し込み量 0.6mmを15回行うラビ
ング処理を施してＴＦＴ液晶表示パネルを製造すると、
画素電極以外の領域のプレチルト角は51度になり、画素
電極の領域にはラビング処理を施していないにも関わら
ず、電圧印加時においても特に配向むらの無い良好な表
示を得ることが可能となった。

【００２７】この第３の実施例の液晶材料の注入時間は
約11.5時間で、第２の実施例よりも更に0.5 時間短縮す
ることが可能となった。第４の実施例においては、第１
の実施例と同様なＴＦＴ基板を使用し、図２に示す表示
領域内の画素部９及び非画素部10には配向膜として日産
化学社製のSE-1211 を用い、画素部９も非画素部10もと
もに押し込み量 0.5mmを２回行うラビング処理を施して
プレチルト角を84度にし、非表示領域11には水平配向
膜、例えば日本合成ゴム社製のAL1054を形成した液晶表
示パネルを製造した。

【００２８】この実施例では、画素部９、非画素部10の
ラビング処理が全面同時に行えるので、レジスト膜を用
いる必要がなく、液晶表示パネルの製造工程を簡略化す
ることができた。

【００２９】この結果、第４の実施例の液晶材料の注入
時間は約 9.5時間で、第３の実施例よりも更に２時間短
縮することが可能となった。第５の実施例においては、
液晶材料の注入時間をより短縮するために図２に示すよ
うな非表示領域11には水平配向膜、例えば日本合成ゴム
社製のAL1054を形成した。表示領域の画素部９の配向は
第３の実施例と同様にラビング処理を施さなかった。

【００３０】非表示領域の水平配向膜のラビング処理
は、画素部９の間の非画素部10と同時に行った。この結
果、第５の実施例の液晶材料の注入時間は約８時間で、
第４の実施例よりも更に 1.5時間短縮することが可能と
なった。

【００３１】上記の実施例においては能動素子としてＴ
ＦＴを用いる液晶表示パネルについて説明したが、能動
素子としてはＴＦＴに限定されるものではなく、ダイオ
ードマトリックスやＭＩＭ素子等を用いる液晶表示パネ
ルにも本発明を適用することは可能である。

【００３２】また、いうまでもなく本発明は能動素子を
用いない液晶表示パネルにも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な配向膜のラビング処理の相違によ
り、非画素部の液晶分子のプレチルト角を画素部の液晶
分子のプレチルト角より小さく設定する等、液晶分子の
プレチルト角の大きさを適切な値にし、電圧印加時に液
晶分子が傾き始める方向を１方向に統一し、液晶分子の
ツイスト角、ツイスト方向、チルト方向にバラツキが生
じないようにし、液晶表示パネルに表示むらが発生する
のを防止することができるので、ＶＡ−ＴＮ型液晶表示
パネルの良好な表示を得ることが可能となる利点があ
り、著しい特性向上の効果が期待できる液晶表示パネル
の提供が可能である。

【００３４】また、配向膜のラビング処理の相違によ
り、ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの対向する平行な２枚
の基板の間に液晶材料を注入するのに要する時間を短縮
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの構成を示す断
面図

【図２】 ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの模式平面図

【図３】 ＴＦＴにより駆動するＶＡ−ＴＮ型液晶表示
パネルの平面図

【図４】 ＶＡ−ＴＮ型液晶表示パネルの電圧無印加時
を示す図

【図５】 図４の液晶表示パネルの電圧印加時を示す図

【図６】 従来の能動素子駆動ＴＮ型液晶表示パネルの
断面図

【符号の説明】

１ 能動素子側基板 ２ 透明電極 ３ 配向膜 ４ スペーサ ５ 液晶 ６ 配向膜 ７ 透明電極 ８ 対向基板 ９ 画素部 10 非画素部 11 非表示領域 12 シール材部

フロントページの続き (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 仲西 洋平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する一対の基板の間に負の誘
   電率異方性を有する液晶層が挟持され、該液晶層中の液
   晶分子が、電圧無印加時に少なくとも一方の基板面に対
   して傾斜垂直配向し、電圧印加時に該液晶分子が該基板
   面に倒れるように配向する液晶表示パネルにおいて、 表示光を制御する画素部と、表示光を制御しない非画素
   部とを有し、 非画素部の液晶分子のプレチルト角が、画素部の液晶分
   子のプレチルト角より小さいことを特徴とする液晶表示
   パネル。
2. 【請求項２】 各画素の液晶層への印加電圧が能動素子
   により制御される液晶表示パネルにおいて、 能動素子側基板上の非画素部の液晶分子のプレチルト角
   が、該能動素子側基板に対向する基板上の非画素部の液
   晶分子のプレチルト角より小さい請求項１記載の液晶表
   示パネル。
3. 【請求項３】 前記画素部と前記非画素部とからなる表
   示領域が垂直配向膜を備え、 該表示領域の外側にある非表示領域が水平配向膜を備え
   ている請求項１記載の液晶表示パネル。