KR100733551B1

KR100733551B1 - 액정 표시 패널 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100733551B1
Application number: KR1020050044561A
Authority: KR
Inventors: 겐지 나까오; 신지 오가와; 나오야 구보따
Original assignee: 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2007-06-28
Also published as: US20060007378A1; CN1702503A; CN100555030C; TW200609580A; US7468771B2; TWI280438B; KR20060046195A

Abstract

OCB 모드의 액정 표시 패널(LCD)은 한쌍의 전극 기판(1, 2)과, 한쌍의 전극 기판(1, 2) 사이에 협지되고 액정 분자의 배향 상태가 표시 영역에서 이들 전극 기판(1, 2)으로부터 인가되는 구동 전압에 의해 제어되는 액정층(LQ)과, 액정층(LQ)에 인접하여 한쌍의 전극 기판(1, 2)에 배치되고 러빙 방향이 서로 평행한 한쌍의 배향막을 구비한다. 표시 영역에서 액정층(LQ)에 포함되는 불순물 이온 농도는 표시 영역의 외측에서 액정층(LQ)에 포함되는 불순물 이온 농도보다도 낮게 설정되어 있다.

OCB 모드, 러빙 방향, 네마틱 액정 재료

Description

액정 표시 패널 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 OCB 모드의 액정 표시 패널의 평면 구조를 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 패널의 회로 구조를 도시하는 도면.

도 3a∼도 3c는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 단면 구조 및 액정 분자 배향을 도시하는 도면.

도 4는 도 3a∼도 3c에 도시한 배향막에 대한 러빙 처리를 도시하는 도면.

도 5a∼도 5d는 OCB 모드의 액정 표시 패널에서 발생하는 문제에 대하여 설명하기 위한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 어레이 기판

2 : 대향 기판

3 : 시일 수지층

4 : 주입구

5 : 밀봉재

LQ : 액정층

RD1, RD2 : 러빙 방향

특허 문헌 1 : 일본 특개평 9-54325호 공보

본 발명은, OCB(optically compensated bend) 모드의 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 패널은, 퍼스널 컴퓨터, 카 내비게이션, 모니터 및 TV 등의 화면 표시용으로서 널리 이용되고 있다. 이들 액정 표시에 사용하는 액정 표시 모드로서는, 네마틱 액정을 이용한 TN 모드, STN 모드가 많이 사용되고 있다. 또한, 응답 속도가 빠르고 시야각이 넓은, 강유전체 액정 등을 이용한 액정 표시 모드도 알려져 있지만, 내 쇼크성, 온도 특성 등에 대하여 개선을 요한다. 이들에 대하여, 고속 응답성이 우수하고 시야각이 넓은 모드로서, 트위스트 배향 대신에, 액정 분자를 병렬 배향시킨 광학 보상형 즉 OCB 모드가, 영상 기기용으로서 주목받아, 활발히 개발이 행해지고 있다.

일반적으로, 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널은 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 액정층을 협지한 구조이다. 어레이 기판은, 예를 들면 대략 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 화소 전극, 복수의 화소 전극의 행을 따라 배치되는 복수의 주사 전극, 복수의 화소 전극의 열을 따라 배치되는 복수의 데이터 신호 전극, 복 수의 주사 전극 및 복수의 데이터 신호 전극의 교차 위치 근방에 배치되는 복수의 스위칭 소자를 갖는다. 각 스위칭 소자는 예를 들면 박막 트랜지스터(TFT)로 이루어지고, 1 주사 전극이 구동되었을 때에 도통하여 1 데이터 신호 전극의 전위를 1 화소 전극에 인가한다. 대향 기판에는, 대향 전극이 어레이 기판에 배치된 복수의 화소 전극에 대향하여 형성된다. 한쌍의 화소 전극 및 대향 전극은 액정층의 화소 영역과 함께 화소를 구성하고, 화소 전극 및 대향 전극 사이에 유지되는 구동 전압에 대응한 전계에 의해 화소 영역 내의 액정 분자 배열을 제어한다.

OCB 모드의 액정 표시 패널에서는, 전원 투입 이전에 액정 분자가 스프레이 배향으로 된다. 이 스프레이 배향은 액정 분자가 거의 움직이지 않는 상태로, 화소 전극 및 대향 전극 위에서 서로 평행하게 러빙된 배향막에 의해서 얻어진다. 이 액정 표시 패널의 표시 동작은, 전원 투입에 수반하여 전이 전압을 액정층에 인가하여 이 전이 전압에 대응한 비교적 강한 전계에 의해 액정 분자의 배향 상태를 스프레이 배향으로부터 벤드 배향으로 전이시키는 초기화 처리 후에 행해진다. 액정 분자의 배향 상태는 표시 동작 중 벤드 배향으로 유지되어, OCB 모드 특유의 고속 응답성이 우수하고, 시야각이 넓은 표시를 실현한다.

또한, 액정 분자의 배향 상태는, 스프레이 배향의 에너지와 벤드 배향의 에너지가 길항(拮抗)하는 레벨 이하의 전압 인가 상태나 전압 무인가 상태가 장기간 계속되는 경우에 다시 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이되게 된다. OCB 모드의 액정 표시 패널에서는, 이 역전이를 방지하기 위해 흑 삽입 구동의 방식이 취해지고 있다. 흑 삽입 구동에서는, 역전이 방지 전압 및 영상 신호에 대응 한 표시 전압이 프레임 주기로 교대로 구동 전압으로서 액정층에 인가되어, 벤드 배향을 유지한다. OCB 모드의 액정 표시 패널은 노멀 화이트 모드의 표시 패널로, 역전이 방지 전압이 흑 표시 전압에 상당하기 때문에, 흑 삽입 구동이라고 불린다. 또한, 표시 전압 및 역전이 방지 전압의 합계 인가 기간에 대한 역전이 방지 전압의 인가 기간의 비율이 흑 삽입율이라고 불린다.

액정 표시 패널의 제조에서는, 도 5a에 도시한 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)을 별도로 형성한 후, 러빙 처리가 어레이 기판(1)측의 배향막 및 대향 기판(2)측의 배향막에 대하여 행해지고, 또한 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)이 시일 수지층(3)을 통하여 접합된다. 시일 수지층(3)은 주입구(4)를 남겨서 액정 주입 공간을 둘러싸도록 도포되고, 주입구(4)는 드라이버용 회로 소자가 배치되는 어레이 기판(1)의 제1 변에 대향하는 제2 변의 근방에 형성된다. 각 배향막의 러빙 처리는 드라이버용 회로 소자를 정전 파괴하지 않도록 제2 변으로부터 제1 변을 향하는 동일 방향에서 행해진다. 도 5a에서, RD1은 어레이 기판(1)측의 배향막의 러빙 방향을 나타내고, RD2는 대향 기판(2)측의 배향막의 러빙 방향을 나타낸다. 액정 재료는 주입구(4)로부터 액정 주입 공간에 액정층 LQ로서 충전되고, 또한 주입구(4)가 밀봉재(5)에 의해 밀봉된다.

전술한 제조 공정에서는, 불순물 이온이 액정층 LQ에 혼입되는 것은 피할 수 없다. 구체적으로 설명하면, 밀봉재(5)가 가장 많이 불순물 이온을 액정층 LQ에 방출한다. 이 불순물 이온은 액정의 절연 저항을 저하시켜서 전압 유지율의 저하에 의한 표시 특성의 열화를 초래하는 것으로 된다. 또한, 구동 전압의 인가 시에 불순물 이온이 액정층 내에서 이동하고, 불순물 이온의 분포가 불균일해지면, 표시 얼룩 등의 표시 불량이 발생한다. 예를 들면, 특허 문헌 1은, 그와 같은 불순물 이온 분포의 불균일화를 방지하기 위해, 기판 위에 이온 트랩 전극을 형성하고 고전위 펄스를 한 방향으로 나열하는 복수의 전극에 순차적으로 인가하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 이 기술을 OCB 모드의 액정 표시 패널에서 발생하는 문제를 해소하기 위해 적용하는 것은 어렵다.

OCB 모드의 액정 표시 패널에서는, 액정 분자가 표시 동작을 위해 액정층 LQ 내에서 벤드 배향된다. 액정층 LQ에 낮은 전압이 인가된 백 표시 상태와, 액정층 LQ에 높은 전압이 인가된 흑 표시 상태 사이에서는, 액정 분자의 배향각이 크게 변화한다. 배향각의 변화는 액정 분자의 변위(drift)를 수반하기 때문에, 액정층 LQ 내에서 이 변위의 방향으로 액정 분자의 흐름(flow)이 발생한다. 이 흐름의 방향은, OCB 모드의 액정 표시 패널에서 액정 분자가 배향시키는 배향막의 러빙 방향과 일치한다. 불순물 이온이 도 5a에 도시된 러빙 방향 RD1, RD2로 이동하면, 주입구(4) 부근에서의 농도가 높은 불순물 이온 DF가, 도 5b에 도시한 바와 같이 액정층 LQ 내에 확산되고, 또한 흑 삽입 구동을 계속한 결과로서, 부분적인 전하 유지력의 저하에 의한 표시 얼룩이 발생한다. 이것은, 예를 들면 도 5c에 도시한 평가 패턴의 화상을 흑 삽입 구동을 하면서 표시시키는 동작을 계속적으로 행하고, 이 후 전체가 흑색인 패턴의 화상을 표시시킴으로써 검증할 수 있다. 이 경우, 전체가 흑색이 되지않고, 도 5d에 도시한 바와 같은 회색의 줄무늬가 부분적인 소부로서 관찰된다. 불순물 이온은 흑 삽입 구동을 행하는 동안에 도 5c에 도시한 백 표시 영 역으로부터 흑 표시 영역에 유입되어 농축된다. 회색의 줄무늬는 농축된 불순물 이온에 의한 전하 유지력의 저하, 즉 인가 전압의 손실에 의해서 발생한다.

OCB 모드의 액정 표시 패널에서 발생하는 소부의 문제를 전술한 문헌과 같이 고전위 펄스를 인가하는 것만으로 해소하는 것은 곤란하다.

본 발명은, 표시 동작에서 흑 삽입 구동을 행하였을 때에 불순물 이온에 기인하여 발생하는 표시 얼룩을 억제할 수 있는 OCB 모드의 액정 표시 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 한쌍의 전극 기판, 한쌍의 전극 기판 사이에 협지되며 액정 분자의 배향 상태가 표시 영역의 내측에서 이들 전극 기판으로부터 인가되는 구동 전압에 의해 제어되는 액정층, 이 액정층에 인접하여 한쌍의 전극 기판에 배치되며 러빙 방향이 서로 평행한 한쌍의 배향막을 표시 패널로서 일체적으로 형성하는 단계와, 액정 분자의 배향 상태가 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이하는 것을 방지하는 흑 삽입 구동용 흑 삽입율과는 독립적으로 설정되는 흑 삽입율로 주기적으로 변화하는 구동 전압을 액정층에 인가하여 러빙 방향을 따른 액정 분자의 플로우를 발생시키는 동작을 소정 기간에 걸쳐 계속시킴으로써 액정층에 포함되는 불순물 이온을 표시 영역의 외측으로 이동시키는 에이징 처리를 행하는 단계를 포함하는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 한쌍의 전극 기판과, 한쌍의 전극 기판 사이에 협지되며 액정 분자의 배향 상태가 표시 영역의 내측에서 이들 전극 기판으로부터 인 가되는 구동 전압에 의해 제어되는 액정층과, 이 액정층에 인접하여 한쌍의 전극 기판에 배치되며 러빙 방향이 서로 평행한 한쌍의 배향막을 구비하고, 표시 영역 내에 위치하는 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도가 표시 영역 외에 위치하는 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도보다도 낮게 설정되어 있는 OCB 모드의 액정 표시 패널이 제공된다.

이들 OCB 모드의 액정 표시 패널 및 그 제조 방법에서는, 제조 과정의 에이징 처리의 결과로서 표시 영역 내에 위치하는 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도가 표시 영역 외에 위치하는 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도보다도 낮게 설정됨으로써, 표시 동작에서 흑 삽입 구동을 행하였을 때에 표시 영역 내에서 농축되는 불순물 이온을 저감하고, 이 농축 불순물 이온에 기인한 표시 얼룩을 억제하는 것이 가능하다.

본 발명의 추가의 목적 및 이점은 이하의 상세한 설명에 제시될 것이며, 일부는 상세한 설명으로부터 자명하게 되거나 혹은 발명의 실시에 의해서 이해될 것이다. 본 발명의 목적 및 이점은 실시예 및 이후에 특별히 지적된 실시예의 결합에 의해 실현될 수 있다.

본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하며, 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 OCB 모드의 액정 표시 패널 LCD에 대하 여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 액정 표시 패널 LCD의 평면 구조를 나타내고, 도 2는 액정 표시 패널 LCD의 회로 구조를 나타내고, 도 3a∼도 3c는 액정 표시 패널 LCD의 단면 구조를 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널 LCD는 어레이 기판(1), 대향 기판(2), 및 이들 기판(1, 2) 사이에 유지되는 액정층 LQ를 구비한다. 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)은 각각 직사각형인 한쌍의 전극 기판으로, 이들 기판(1, 2) 사이의 간극에서 주입구(4)를 남겨 액정 주입 공간을 둘러싸도록 도포한 시일 수지층(3)을 통하여 접합되어 있다. 액정층 LQ는 예를 들면 네마틱 액정 재료를 주입구(4)로부터 액정 주입 공간에 충전하고, 주입구(4)를 밀봉재(5)에 의해 밀봉함으로써 얻어진다.

액정 표시 패널 LCD에서는, 표시 화면이 도 2에 도시한 복수의 화소(11)에 의해 구성된다. 어레이 기판(1)은 표시 화면에 대응한 표시 영역(10) 내에서 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 화소 전극(23), 이들 화소 전극(23)의 행을 따라 배치되는 복수의 주사 전극(12), 및 이들 화소 전극(23)의 열을 따라 배치되는 복수의 데이터 신호 전극(13), 복수의 주사 전극(12) 및 복수의 데이터 신호 전극(13)의 교차 위치 근방에 스위칭 소자로서 배치되는 복수의 박막 트랜지스터(TFT)(17), 일단에서 복수의 화소 전극(23)에 각각 접속되는 보조 용량(20), 복수의 주사 전극(12)에 접속되는 주사 회로(14) 및 복수의 데이터 신호 전극(13)에 접속되는 데이터 신호 회로(15)를 구비한다. 각 주사 전극(12)은 대응 행의 박막 트랜지스터(17)의 게이트에 접속되고, 각 데이터 신호 전극(13)은 대응 열의 박막 트랜지스터(17)의 드레인에 접속된다. 각 화소 전극(23)은 대응 박막 트랜지스터 (17)의 소스에 접속된다. 복수의 보조 용량(20)은 타단에서 공통 배선(16)에 접속된다. 여기서는, 각 박막 트랜지스터(17)가 n 채널 MOS 트랜지스터로서 형성되어 있다. 대향 기판(2)은 복수의 화소 전극(23)에 대향하는 대향 전극(27)을 구비한다. 각 화소(11)는 화소 전극(23), 대향 전극(27), 및 이들 전극(23, 27) 사이에 배치된 액정층 LQ의 일부를 포함하고, 화소 전극(23) 및 대향 전극(27) 사이의 전위차에 대응한 구동 전압을 유지하는 액정 용량을 구성한다. 보조 용량(20)은 이 구동 전압을 안정적으로 유지하기 위해 액정 용량에 대하여 병렬적으로 형성되어 있다.

주사 회로(14)는 도 1 및 도 2에 도시한 주사 방향(7)을 따라 복수의 주사 전극(12)에 순차적으로 1 수평 주사 기간씩 주사 신호를 출력하고, 데이터 신호 회로(15)는 각 주사 전극(12)이 주사 신호에 의해 구동되는 동안에 1행분의 영상 신호를 화소 전압으로 변환하여 이들 화소 전압을 복수의 데이터 신호 전극(13)에 출력한다. 이들 화소 전압은 주사 신호에 의해서 도통한 1 행분의 박막 트랜지스터(17)를 통하여 대응 행의 화소 전극(23)에 인가된다. 이 화소 전압은 대향 전극(27)에 설정되는 커먼 전압을 기준으로 하여 화소 전극(23)에 인가되는 전압으로, 예를 들면 1 프레임 기간 및 1 수평 주사 기간마다 커먼 전압에 대하여 극성 반전된다. 각 화소(11)의 투과율은 화소 전극(23) 및 대향 전극(27) 사이의 구동 전압에 대응하여 제어된다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 어레이 기판(1)에서는, 화소 전극(23)이 글래스 기판 등의 투명 절연 기판(22) 위에 형성되고, 배향막(24)에 의해 피복된다. 대향 기판(2)에서는, 대향 전극(27)이 글래스 기판 등의 투명 절연 기판(25)을 피복하는 컬러 필터층(26) 위에 형성되고, 배향막(28)에 의해 피복된다. 어레이 기판(2) 및 대향 기판(2)은 배향막(24, 28)이 액정층 LQ에 인접하도록 하여 접합되어 있다. 액정 표시 패널 LCD는 또한 한쌍의 광학 보상용 위상 차판(30), 한쌍의 편광판(31), 및 광원용 백 라이트(32)를 구비한다. 한쌍의 위상 차판(30)은 액정층 LQ와는 반대측에서 투명 절연 기판(22, 25)에 접착되고, 한쌍의 편광판(31)은 이들 한쌍의 위상 차판(30)에 접착된다. 광원용 백 라이트(32)는 어레이 기판(1)측의 편광판(31)에 인접하여 배치된다.

이 액정 표시 패널 LCD에서는, 배향막(24)과 배향막(28)이 서로 평행한 방향으로 러빙 처리된다. 도 1에서, RD1은 배향막(24)의 러빙 방향을 나타내고, RD2는 배향막(28)의 러빙 방향을 나타낸다. 이에 의해, 액정층 LQ의 액정 분자는 초기 상태로서 도 3a에 도시한 바와 같이 스프레이 배향된다. 이 초기 상태에서, 배향막(24, 28) 표면 부근의 액정층(29)의 액정 분자는, 배향막(24, 28)의 표면에 대하여 높은 프리틸트각(5°∼12°)을 갖는다.

전술한 러빙 처리는 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이 행해진다. 이 러빙 처리에서는, 다른 액정 표시 모드의 경우와 마찬가지로, 배향막 재료가 배향막(24, 28)으로서 도포된 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)이 준비된다. 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2) 각각은, 긴 변이 러빙 롤러(33)의 축에 평행한 방향으로 스테이지에 탑재되고, 이 스테이지와 함께 러빙 롤러(33)를 가로 질러 화살표 X의 방향으로 이동한다. 러빙 롤러(33)에는, 러빙 포(布)(34)가 휘감겨 있다. 러빙 포(34)는 배향막(28)에 접촉한 상태에서 러빙 롤러(33)와 함께 회전한다. 이에 의해, 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2) 각각은 러빙 롤러(33)의 회전 방향, 즉 러빙 롤러(33)의 회전축에 대하여 직교하는 화살표 Y의 방향으로 러빙된다.

이 액정 표시 패널 LCD에서는, 주사 회로(14) 및 데이터 신호 회로(15)가 전원 투입에 수반하여 모든 화소(11)에 표시 전압과는 상이한 전이 전압을 구동 전압으로서 인가하고, 액정 분자의 배향 상태를 스프레이 배향으로부터 도 3b 및 도 3c에 도시한 벤드 배향으로 전이시키는 초기화를 행하도록 구성되어 있다. 도 3b는 백 표시 전압의 인가 시에 얻어지는 벤드 배향을 나타내고, 도 3c는 흑 표시 전압의 인가 시에 얻어지는 벤드 배향을 나타낸다. 흑 삽입 구동을 채용하는 경우의 백 표시 전압은 제로 또는 제로에 가까운 작은 값으로, 백 라이트(32) 광을 높은 투과율로 투과하는 고휘도 상태로 화소(11)를 설정한다. 또한, 흑 삽입 구동을 채용하지 않은 경우의 백 표시 전압은, 벤드 배향하고 있는 액정 분자가 스프레이 배향으로 되돌아가지 않는 범위의 저전압(예를 들면, 1 내지 2볼트 전후)으로 설정된다. 한편 흑 표시 전압은 백 표시 전압보다도 큰 값으로, 백 라이트(32) 광을 낮은 투과율로 투과하는 저휘도 상태로 화소(11)를 설정한다. 각 화소(11)의 휘도는 화상을 표시하기 위해 이들 백 표시의 휘도 및 흑 표시의 휘도의 범위에서 변화한다.

주사 회로(14) 및 데이터 신호 회로(15)는 또한 액정 분자의 배향 상태가 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이하는 것을 방지하기 위해 초기화 후의 표시 동작에서 예를 들면 1 프레임 기간마다 소정의 흑 삽입율로 흑 표시 전압에 상당하는 역전이 방지 전압을 주사 방향(7)에서 행 단위로 순차적으로 전체 화소 (11)(액정층 LQ)에 인가하는 흑 삽입 구동을 행하도록 구성되어 있다.

액정 표시 패널 LCD의 제조에서는, 전술한 바와 같은 어레이 기판(1), 대향 기판(2), 액정층 LQ, 한쌍의 배향막(24, 28) 등을 표시 패널로서 일체적으로 형성하는 형성 처리를 행한 후, 백 표시 전압 및 흑 표시 전압을 각 프레임 기간에서 교대로 액정층 LQ에 인가하여 러빙 방향을 따른 액정 분자의 플로우를 발생시키는 동작을 소정 기간에 걸쳐 계속시킴으로써 러빙 방향을 따라 액정층 LQ에 포함되는 불순물 이온을 표시 영역(10)의 외측으로 이동시키는 에이징 처리가 행해진다. 에이징 처리용 흑 표시 전압 및 흑 삽입율은 액정 분자의 배향 상태가 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이하는 것을 방지하는 흑 삽입 구동용 흑 표시 전압 및 흑 삽입율과는 독립적으로 설정된다. 이 에이징 처리의 결과, 표시 영역(10) 내에 위치하는 액정층 LQ에 포함되는 불순물 이온 농도는 표시 영역(10) 외에 위치하는 액정층 LQ에 포함되는 불순물 이온 농도의 1/2 내지 1/5 정도의 낮은 값으로 설정된다.

도 1에 도시한 바와 같이 러빙 방향 RD, RD2가 표시 패널 LCD의 화면 최상부로부터 최하부를 향하는 주사 방향(7)에 일치하는 경우, 불순물 이온의 드리프트가 백 표시 전압 및 흑 표시 전압에 대응한 주기적인 구동 전압의 변화에 의해서 각 행의 화소(11)에 대하여 하향으로 발생하고, 또한 순차적으로 주사되는 후속 행의 화소(11)에서도 발생한다. 이에 의해, 불순물 이온이 화살표(8)의 방향으로 연속적으로 표시 영역(10)의 하단까지 이동하여, 전체적으로 효율적으로 표시 영역(10)의 외측에 배출된다. 따라서, 이 에이징 처리를 행함으로써, 액정 표시 패널에 화상을 표시할 때에 표시 영역(10) 내에서 흑 삽입 구동을 위해 불균일하게 농축되는 불순물 이온에 기인하는 표시 얼룩을 완화할 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이 러빙 방향 RD1, RD2와 주사 방향(7)을 전술된 바와 같이 일치시키면, 에이징 처리에서의 불순물 이온의 이동을 효과적으로 행하는 것이 가능하다. 양자가 서로 반대가 아니어도, 에이징 처리 조건을 적절하게 설정함으로써, 확실한 불순물 이온의 배출이 가능하다. 예를 들면, 에이징 처리용 흑 표시 전압은 흑 삽입 구동용 흑 표시 전압(=5V)보다도 약간 큰 6V로 설정되어 있다. 이와 같이 에이징 처리 전압을, 예를 들면 5 내지 6볼트의 설정으로 하는 것으로 큰 에이징 처리 효과를 얻을 수 있다.

또한, 에이징 처리용 흑 삽입율, 즉 백 표시 전압 및 흑 표시 전압의 합계 인가 기간(1 프레임 기간)에 대한 흑 표시 전압의 인가 기간의 비율을 크게 하면, 불순물 이온의 배출 효율이 향상하였다. 그러나, 에이징 처리에는 50∼80%라는 흑 삽입율의 최적값이 존재한다. 본 실시 형태에서는, 70%의 흑 삽입율을 에이징 처리에서 채용하여, 양호한 결과가 얻어졌다.

에이징 처리 온도는 높을수록 효과적으로 불순물 이온을 배출할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 에이징 처리 온도가 상온보다도 높은 60℃로 설정되어, 양호한 결과가 얻어졌다. 그러나, 처리 온도가 NI 온도를 초과하면, 양호한 결과를 얻을 수 없다. 또한, 편광판(31)은 에이징 처리 온도를 높게 함으로써 손상을 받기 때문에, 70℃가 에이징 처리 온도의 상한이다. 불순물 이온의 배출 효과는 40℃ 이상의 에이징 처리 온도로 얻어지는 것을 확인하였다.

에이징 처리 시간은 길수록 효과적으로 불순물 이온을 배출할 수 있다. 불순물 이온의 배출 효과는 에이징 처리를 1시간 이상으로 설정함으로써 얻어지지만, 12 시간을 넘어서 설정하면 포화된다. 따라서, 에이징 처리 시간은 1 시간∼12 시간의 범위로 설정되는 것이 적절하다. 단, 불순물 시간의 배출 효과와 에이징 처리 시간과의 관계를 생산 효율의 관점에서 고려하면, 에이징 처리 시간을 3 시간∼5 시간의 범위로 설정하는 것이 타당하다. 본 실시 형태에서는, 에이징 처리 시간이 3 시간으로 설정되어, 양호한 결과가 얻어졌다.

또한, 러빙 방향의 종단측에 위치하는 표시 영역(10)의 1변에 상측 또는 하측에서 인접하는 외부 영역에 더미 전극을 설치하여, 이 더미 전극에 백 표시 전압을 항상 인가함으로써, 표시 영역(10)의 종단부로부터 실질적으로 떨어진 위치까지 불순물 이온을 이송하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 과제의 설명에서는, 백과 흑의 경계에 선 소부로서 나타나는 표시 얼룩의 해소에 대하여 설명하였지만, 이것에 한하지 않고, 본 발명을 적용하여 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 어떤 경우에는, 열 확산의 효과에 의해, 흑 영역에 2㎜ 정도 침입한 개소에 표시 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 또한, 전술한 예에서는, 러빙 방향에의 흐름(플로우)에 대하여 설명하였지만, 역방향에의 플로우라도 불순물 이온이 드리프트하는 예도 있었다. 즉, 이온의 이동도의 차이에 따라, 어느쪽의 플로우로 드리프트하는 것인지가 결정된다. 어느 경우라도, 전술한 에이징 처리에 의해 불순물 이온을 배출하면, 표시 얼룩을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 주사 회로(14) 및 데이터 신호 회로(15)가 액정 표시 패널 LCD의 어레이 기판(1)에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터를 이용하여 구성되지만, 이들은 액정 표시 패널 LCD의 외부에 배치되는 집적 회로(IC)로 치환되어도 된다.

또한, 본 발명은 흑 삽입 구동을 하지 않는 OCB 모드의 액정 표시 패널에 적용하여도 된다. 이 경우에는, 에이징 처리에서 이용되는 백 표시 전압으로서 제로(V)로 하면, 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이되기 쉽기 때문에, 이 역전이를 방지하기 위해 1∼2볼트 정도의 저전압으로 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시예의 설명이 아니라 특허 청구 범위 내에 의해 정의되며, 또한 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것으로 의도되어야 한다.

본 발명에 따르면, 표시 동작에서 흑 삽입 구동을 행하였을 때에 불순물 이온에 기인하여 발생하는 표시 얼룩을 억제할 수 있는 OCB 모드의 액정 표시 패널 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

한쌍의 전극 기판, 상기 한쌍의 전극 기판 사이에 협지되며 액정 분자의 배향 상태가 표시 영역에서 이들 전극 기판으로부터 인가되는 구동 전압에 의해 제어되는 액정층, 및 상기 액정층에 인접하여 상기 한쌍의 전극 기판에 배치되며 러빙 방향이 서로 평행한 한쌍의 배향막을 표시 패널로서 일체적으로 형성하는 단계와,

액정 분자의 배향 상태가 벤드 배향으로부터 스프레이 배향으로 역전이하는 것을 방지하는 흑 삽입 구동용의 흑 삽입율과는 독립적으로 설정되는 흑 삽입율로 그 파형 패턴이 동일 주기로 반복되는 구동 전압을 액정층에 인가하여 상기 러빙 방향을 따른 액정 분자의 플로우를 발생시키는 동작을 소정 기간에 걸쳐 계속시킴으로써 액정층에 포함되는 불순물 이온을 표시 영역의 외측으로 이동시키는 에이징 처리를 행하는 단계

를 구비하는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 에이징 처리용 구동 전압은 각 프레임 기간에서 교대로 인가되는 흑 표시 전압 및 백 표시 전압인 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 에이징 처리용 흑 삽입율은 흑 삽입 구동용 흑 삽입율을 초과하는 값인 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 에이징 처리용 흑 삽입율은 50% 이상인 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 에이징 처리용 흑 삽입율은 50%∼80%인 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 에이징 처리용 흑 표시 전압은 상기 흑 삽입 구동용 흑 표시 전압보다도 크게 설정되는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 에이징 처리의 처리 온도는 상온보다도 높게 설정되는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 소정 기간은 1∼12 시간의 범위로 설정되는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 소정 기간은 3∼5 시간의 범위로 설정되는 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.
한쌍의 전극 기판과,

상기 한쌍의 전극 기판 사이에 협지되며 액정 분자의 배향 상태가 표시 영역에서 이들 전극 기판으로부터 인가되는 구동 전압에 의해 제어되는 액정층과,

상기 액정층에 인접하여 상기 한쌍의 전극 기판에 배치되며 러빙 방향이 서로 평행한 한쌍의 배향막과,

상기 한 쌍의 배향막의 러빙 방향과 일치하는 주사 방향으로 복수의 화소의 행을 순차적으로 선택하여 에이징 처리용 구동 전압을 인가하여, 상기 액정층에 포함되는 불순물 이온을 액정 분자의 플로우에 의해 상기 표시 영역의 외측으로 이동시켜서, 상기 표시 영역에서 상기 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도를 상기 표시 영역의 외측에서 상기 액정층에 포함되는 불순물 이온 농도보다도 낮게 설정하는 수단

을 구비하는 OCB 모드의 액정 표시 패널.
제10항에 있어서,

상기 러빙 방향의 종단측에서 표시 영역에 인접한 외부 영역에 배치되며 백 표시 전압이 항상 인가되는 더미 전극을 더 구비하는 OCB 모드의 액정 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 에이징 처리용의 구동전압은 프레임 기간에서 교대로 인가되는 고전압과 저전압을 조합하여 이루어지는 것인 OCB 모드의 액정 표시 패널의 제조 방법.