JPH09311324A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置Info
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- JPH09311324A JPH09311324A JP12585896A JP12585896A JPH09311324A JP H09311324 A JPH09311324 A JP H09311324A JP 12585896 A JP12585896 A JP 12585896A JP 12585896 A JP12585896 A JP 12585896A JP H09311324 A JPH09311324 A JP H09311324A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
- G02F1/133519—Overcoatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
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- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】広視野角と静電気による液晶の配向乱れのない
高画質とを両立したアクティブマトリクス型液晶表示装
置を得る。 【解決手段】マトリクス状の画素を形成する電極群、ア
クティブ素子からなる所定の駆動手段を有し、電界が基
板に平行に印加される所定の構造を有し、カラーフィル
ター２３を保護するオーバーコート膜２４、あるいは、
カラーフィルターの色素を担持する高分子層の比抵抗を
１０8Ω・cm〜１０12Ω・cmにする。
高画質とを両立したアクティブマトリクス型液晶表示装
置を得る。 【解決手段】マトリクス状の画素を形成する電極群、ア
クティブ素子からなる所定の駆動手段を有し、電界が基
板に平行に印加される所定の構造を有し、カラーフィル
ター２３を保護するオーバーコート膜２４、あるいは、
カラーフィルターの色素を担持する高分子層の比抵抗を
１０8Ω・cm〜１０12Ω・cmにする。
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に係り、特に、基板に対して平行な
電界を印加て広視野角を得ることができると共に、高画
質を得ることのできるアクティブマトリクス型液晶表示
装置に関する。
クス型液晶表示装置に係り、特に、基板に対して平行な
電界を印加て広視野角を得ることができると共に、高画
質を得ることのできるアクティブマトリクス型液晶表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶に印加する電界の方向を基板に対し
てほぼ平行な方向にする方式（以下、横電界方式とい
う）を用いる液晶表示装置として、１枚の基板上に設け
た櫛歯状の電極を用いる方式が、例えば、特公昭６３−
２１９０７号公報、米国特許明細書第４３４５２４９号
等により提案されて知られている。この表示装置は、電
極として透明な電極を使用する必要はなく、導電性が高
く不透明な金属電極を用いることができる。そして、電
極は、片側の基板にのみ形成されればよく、もう一方の
基板上には必ずしも電極を必要としない。
てほぼ平行な方向にする方式（以下、横電界方式とい
う）を用いる液晶表示装置として、１枚の基板上に設け
た櫛歯状の電極を用いる方式が、例えば、特公昭６３−
２１９０７号公報、米国特許明細書第４３４５２４９号
等により提案されて知られている。この表示装置は、電
極として透明な電極を使用する必要はなく、導電性が高
く不透明な金属電極を用いることができる。そして、電
極は、片側の基板にのみ形成されればよく、もう一方の
基板上には必ずしも電極を必要としない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、絶縁体は、静
電気を蓄積するという性質を有している。そして、液晶
は、電界によってその液晶分子の配向を変化させるとい
う特性を有し絶縁体である。このため、液晶には、その
周辺に静電気が存在すると、その静電気が誘導されて蓄
積される。
電気を蓄積するという性質を有している。そして、液晶
は、電界によってその液晶分子の配向を変化させるとい
う特性を有し絶縁体である。このため、液晶には、その
周辺に静電気が存在すると、その静電気が誘導されて蓄
積される。
【０００４】このため、前述した従来技術による横電界
方式の液晶表示装置は、静電気が蓄積された場合、静電
気により液晶分子の配向に乱れが生じて高画質化を図る
ことが困難であるという問題点を有している。
方式の液晶表示装置は、静電気が蓄積された場合、静電
気により液晶分子の配向に乱れが生じて高画質化を図る
ことが困難であるという問題点を有している。
【０００５】すなわち、横電界方式の液晶表示装置は、
片方の基板にのみ電極群を配置し、もう一方の基板には
導電体を全く配置しない構成となっており、２枚の基板
に透明電極である導電体が形成されている構成となって
いるツイステッドネマチック方式の液晶表示装置に比
べ、基板に形成される導電体が少ないため静電気が蓄積
されやすく、蓄積された静電気により液晶分子の配向が
乱され画質の品位が損なわれるという問題点を有してい
る。
片方の基板にのみ電極群を配置し、もう一方の基板には
導電体を全く配置しない構成となっており、２枚の基板
に透明電極である導電体が形成されている構成となって
いるツイステッドネマチック方式の液晶表示装置に比
べ、基板に形成される導電体が少ないため静電気が蓄積
されやすく、蓄積された静電気により液晶分子の配向が
乱され画質の品位が損なわれるという問題点を有してい
る。
【０００６】また、横電界方式の液晶表示装置は、指な
どを表示画面に触れることにより発生する静電気によっ
ても液晶分子の配向が乱れ、正常な表示がしばらく行わ
れないという問題点を有している。
どを表示画面に触れることにより発生する静電気によっ
ても液晶分子の配向が乱れ、正常な表示がしばらく行わ
れないという問題点を有している。
【０００７】このような問題点を解決するために、電極
群を付設した基板の対向基板に、ツイステッドネマチッ
ク方式で用いられる通常の構成により透明電極を付設す
ることも行われるが、この場合、基板に平行な適正な横
電界を印加することができないという問題点が生じてし
まう。すなわち、この場合、横電界方式の液晶表示装置
は、表示を行うための適正な横電界の印加と、静電気に
伴う液晶分子の配向乱れをなくすこととを両立させるこ
とができず、やはり、高画質を得ることができないとい
う問題点を有している。
群を付設した基板の対向基板に、ツイステッドネマチッ
ク方式で用いられる通常の構成により透明電極を付設す
ることも行われるが、この場合、基板に平行な適正な横
電界を印加することができないという問題点が生じてし
まう。すなわち、この場合、横電界方式の液晶表示装置
は、表示を行うための適正な横電界の印加と、静電気に
伴う液晶分子の配向乱れをなくすこととを両立させるこ
とができず、やはり、高画質を得ることができないとい
う問題点を有している。
【０００８】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、適正な横電界を印加して広視野角を得るこ
とと、静電気による液晶分子の配向乱れを発生させずに
高画質を得ることとを両立させることのできる横電界方
式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供するこ
とにある。
点を解決し、適正な横電界を印加して広視野角を得るこ
とと、静電気による液晶分子の配向乱れを発生させずに
高画質を得ることとを両立させることのできる横電界方
式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、アクティブ素子とこの素子を駆動する電極とにより
形成された表示画素が多数形成された第１の透明基板
と、この第１の透明基板と対向して配置される第２の透
明基板との間に液晶層を挟持し、液晶層に対し実質的に
前記基板と平行な横方向電界が印加されて制御されるア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、前記対向
する透明基板の少なくとも一方に、比抵抗が１０8Ω・c
m〜１０12Ω・cmの材料で形成された導電膜を備えるこ
とにより達成される。
は、アクティブ素子とこの素子を駆動する電極とにより
形成された表示画素が多数形成された第１の透明基板
と、この第１の透明基板と対向して配置される第２の透
明基板との間に液晶層を挟持し、液晶層に対し実質的に
前記基板と平行な横方向電界が印加されて制御されるア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、前記対向
する透明基板の少なくとも一方に、比抵抗が１０8Ω・c
m〜１０12Ω・cmの材料で形成された導電膜を備えるこ
とにより達成される。
【００１０】また、前記目的は、前記第２の透明基板上
に、カラーフィルターとこのカラーフィルターを保護す
るオーバーコート膜とを形成し、このオーバーコート膜
を前記導電膜とし、あるいは、カラーフィルターを構成
する色素の色素の担持体を前記導電膜とすることにより
達成される。
に、カラーフィルターとこのカラーフィルターを保護す
るオーバーコート膜とを形成し、このオーバーコート膜
を前記導電膜とし、あるいは、カラーフィルターを構成
する色素の色素の担持体を前記導電膜とすることにより
達成される。
【００１１】さらに、前記目的は、数１０Åの極薄い透
明導電膜を基板上またはカラーフィルター上に形成し、
その上に、絶縁膜としてのカラーフィルターあるいはオ
ーバーコート膜を形成することにより達成される。
明導電膜を基板上またはカラーフィルター上に形成し、
その上に、絶縁膜としてのカラーフィルターあるいはオ
ーバーコート膜を形成することにより達成される。
【００１２】本発明は、カラーフィルターの本来絶縁物
により形成されるオーバーコート膜あるいはカラーフィ
ルターを構成する色素を担持する高分子層の抵抗を電界
に影響を与えない範囲で小さくすることにより、横方向
に印加される表示制御のための電界に影響を与えること
なく、液晶内に静電気が蓄積されないようにすることが
できる。そして、本発明は、これにより、適正な横電界
を印加して広視野角の画像を得ることができ、かつ、静
電気による液晶分子の配向乱れを発生させずに高画質を
得ることができる。
により形成されるオーバーコート膜あるいはカラーフィ
ルターを構成する色素を担持する高分子層の抵抗を電界
に影響を与えない範囲で小さくすることにより、横方向
に印加される表示制御のための電界に影響を与えること
なく、液晶内に静電気が蓄積されないようにすることが
できる。そして、本発明は、これにより、適正な横電界
を印加して広視野角の画像を得ることができ、かつ、静
電気による液晶分子の配向乱れを発生させずに高画質を
得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の実施形態を図面により詳細に
説明する。まず、図１〜図５を参照して本発明が適用さ
れる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の構成を説明する。
トリクス型液晶表示装置の実施形態を図面により詳細に
説明する。まず、図１〜図５を参照して本発明が適用さ
れる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の構成を説明する。
【００１４】図１は本発明にが適用されるアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の構造を説明する図、図２はア
クティブ素子と駆動回路部との概念を示す図、図３は単
位画素内の電極構造の一例を示す図、図４はラビング方
向、偏光板の軸方向の定義を説明する図、図５は横電界
方式における液晶分子の動作を説明する図である。図１
〜図５において、１は共通電極（コモン電極）、２はゲ
ート絶縁膜、３は映像信号電極（ドレイン電極）、４は
画素電極（ソース電極）、５、５’は配向膜、６は液晶
分子、７、７’は基板、８は偏光板、９は電界、１０は
ラビング方向、１１は偏光板透過軸方向、１２は走査電
極、１３はａ−シリコン、１４は薄膜トランジスタ、１
６は蓄積容量、１７はコントロール回路、１８は走査電
極駆動用回路、１９は信号電極駆動用回路、２０は共通
電極駆動用回路、２１はアクティブマトリクス型液晶表
示素子、２２はブラックマトリクス、２３はカラーフィ
ルター、２４はオーバーコート膜である。
トリクス型液晶表示装置の構造を説明する図、図２はア
クティブ素子と駆動回路部との概念を示す図、図３は単
位画素内の電極構造の一例を示す図、図４はラビング方
向、偏光板の軸方向の定義を説明する図、図５は横電界
方式における液晶分子の動作を説明する図である。図１
〜図５において、１は共通電極（コモン電極）、２はゲ
ート絶縁膜、３は映像信号電極（ドレイン電極）、４は
画素電極（ソース電極）、５、５’は配向膜、６は液晶
分子、７、７’は基板、８は偏光板、９は電界、１０は
ラビング方向、１１は偏光板透過軸方向、１２は走査電
極、１３はａ−シリコン、１４は薄膜トランジスタ、１
６は蓄積容量、１７はコントロール回路、１８は走査電
極駆動用回路、１９は信号電極駆動用回路、２０は共通
電極駆動用回路、２１はアクティブマトリクス型液晶表
示素子、２２はブラックマトリクス、２３はカラーフィ
ルター、２４はオーバーコート膜である。
【００１５】本発明が適用される液晶表示装置は、図１
（ａ）の分解斜視図、図１（ｂ）の断面図に示すよう
に、厚みが１．１ｍｍで表面を研磨した透明基板である
ガラス基板を２枚用い、これらの基板７、７’の間に液
晶を挟んで構成されている。そして、２枚の基板のうち
一方の基板７の上には、薄膜トランジスタ１４が形成さ
れ、その上の最表面に絶縁膜である窒化シリコン膜が形
成され、さらにその上に配向膜５が塗布されている。配
向膜５としては、例えば、ポリイミドを採用し、その表
面に液晶を配向させるためのラビング処理が施されてい
る。また、もう一方の基板７’には、ブラックマトリク
ス２２ａ、２２ｂを有するカラーフィルター２３が形成
され、その最表面に配向膜５’としてポリイミドが塗布
され、前述と同様のラビング処理が施される。
（ａ）の分解斜視図、図１（ｂ）の断面図に示すよう
に、厚みが１．１ｍｍで表面を研磨した透明基板である
ガラス基板を２枚用い、これらの基板７、７’の間に液
晶を挟んで構成されている。そして、２枚の基板のうち
一方の基板７の上には、薄膜トランジスタ１４が形成さ
れ、その上の最表面に絶縁膜である窒化シリコン膜が形
成され、さらにその上に配向膜５が塗布されている。配
向膜５としては、例えば、ポリイミドを採用し、その表
面に液晶を配向させるためのラビング処理が施されてい
る。また、もう一方の基板７’には、ブラックマトリク
ス２２ａ、２２ｂを有するカラーフィルター２３が形成
され、その最表面に配向膜５’としてポリイミドが塗布
され、前述と同様のラビング処理が施される。
【００１６】基板７上に形成される薄膜トランジスタ１
４により構成されるアクティブマトリクス型液晶表示素
子２１は、図２に示すように、多数の薄膜トランジスタ
１４が多数マトリクス状に配置され、各トランジスタ１
４が１つの画素を形成するように構成される。そして、
これらの薄膜トランジスタ１４は、コントロール回路１
７の制御の下に、走査電極駆動回路１８、手段電極駆動
回路１８により駆動制御されると共に、共通電極駆動回
路２０により駆動制御される。
４により構成されるアクティブマトリクス型液晶表示素
子２１は、図２に示すように、多数の薄膜トランジスタ
１４が多数マトリクス状に配置され、各トランジスタ１
４が１つの画素を形成するように構成される。そして、
これらの薄膜トランジスタ１４は、コントロール回路１
７の制御の下に、走査電極駆動回路１８、手段電極駆動
回路１８により駆動制御されると共に、共通電極駆動回
路２０により駆動制御される。
【００１７】次に、薄膜トランジスタ及び各種電極の構
造を図３を参照して説明する。図３には、基板面に垂直
な方向から見た正面図と、正面図のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’
における側断面図とが示されている。
造を図３を参照して説明する。図３には、基板面に垂直
な方向から見た正面図と、正面図のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’
における側断面図とが示されている。
【００１８】図３において、薄膜トランジスタ１４は、
画素電極（ソース電極）４、信号電極（ドレイン電極）
３、走査電極（ゲート電極）１２、及び、アモルファス
シリコン１３から構成される。共通電極１及び走査電極
１２と、信号電極３及び画素電極４とは、異なる層に形
成された金属層がパターン化して構成されている。容量
素子１６は、２本の共通電極１の間を結合する領域にお
いて画素電極４と共通電極１とにより絶縁保護膜２を挟
む構造により形成されている。
画素電極（ソース電極）４、信号電極（ドレイン電極）
３、走査電極（ゲート電極）１２、及び、アモルファス
シリコン１３から構成される。共通電極１及び走査電極
１２と、信号電極３及び画素電極４とは、異なる層に形
成された金属層がパターン化して構成されている。容量
素子１６は、２本の共通電極１の間を結合する領域にお
いて画素電極４と共通電極１とにより絶縁保護膜２を挟
む構造により形成されている。
【００１９】画素電極４は、３本の共通電極１の間に配
置されている。画素ピッチは、横方向（すなわち、信号
電極配線３相互間）が１００μｍ、縦方向（すなわち、
走査電極配線１２相互間）が３００μｍである。前述の
各電極の幅は、走査電極１２、信号電極３、共通電極１
の複数画素間にまたがる配線部〔走査電極に平行（図３
の横方向）に延びた部分〕が広めに設定され、線欠陥を
回避するようにしている。幅は、それぞれ１０μｍ、８
μｍ、８μｍである。
置されている。画素ピッチは、横方向（すなわち、信号
電極配線３相互間）が１００μｍ、縦方向（すなわち、
走査電極配線１２相互間）が３００μｍである。前述の
各電極の幅は、走査電極１２、信号電極３、共通電極１
の複数画素間にまたがる配線部〔走査電極に平行（図３
の横方向）に延びた部分〕が広めに設定され、線欠陥を
回避するようにしている。幅は、それぞれ１０μｍ、８
μｍ、８μｍである。
【００２０】一方、１画素単位で独立に形成した画素電
極、及び、共通電極の信号電極の配線は、長手方向に伸
びた部分の幅が若干狭く形成されており、それぞれ、５
μｍ、６μｍである。これらの電極の幅を狭くしたこと
により、異物等の混入により断線する可能性が高まる
が、この場合１画素の部分的欠落ですみ線欠陥には至る
ことはない。信号電極３と共通電極１２との間には、絶
縁膜を介して２μｍの間隙が設けられる。画素数は、６
４０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）本の信号配線電極と４８０本の
配線電極とにより、６４０×３×４８０個とした。
極、及び、共通電極の信号電極の配線は、長手方向に伸
びた部分の幅が若干狭く形成されており、それぞれ、５
μｍ、６μｍである。これらの電極の幅を狭くしたこと
により、異物等の混入により断線する可能性が高まる
が、この場合１画素の部分的欠落ですみ線欠陥には至る
ことはない。信号電極３と共通電極１２との間には、絶
縁膜を介して２μｍの間隙が設けられる。画素数は、６
４０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）本の信号配線電極と４８０本の
配線電極とにより、６４０×３×４８０個とした。
【００２１】前述したようなアクティブマトリクス型液
晶表示素子２１が形成される基板７と、ブラックマトリ
クス付カラーフィルター２３が形成された基板７’の液
晶との界面を形成する配向膜５、５’上のラビング方向
は互いにほぼ平行で、かつ、図４に示すように、印加電
界方向とのなす角度を７５度（φLC1＝φLC2＝７５°）
とした。これらの基板７、７’間に誘電率異方性Δεが
正でその値が７．３であり、屈折率異方性Δｎが０．０
７４（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチック液晶組成物を
挟んで液晶パネルが構成されている。この場合、ギャッ
プｄは、球形のポリマビーズを基板間に分散して挾持
し、液晶を封入した状態で４．０μｍとした。よって、
Δｎ・ｄは０．２９６μｍである。
晶表示素子２１が形成される基板７と、ブラックマトリ
クス付カラーフィルター２３が形成された基板７’の液
晶との界面を形成する配向膜５、５’上のラビング方向
は互いにほぼ平行で、かつ、図４に示すように、印加電
界方向とのなす角度を７５度（φLC1＝φLC2＝７５°）
とした。これらの基板７、７’間に誘電率異方性Δεが
正でその値が７．３であり、屈折率異方性Δｎが０．０
７４（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチック液晶組成物を
挟んで液晶パネルが構成されている。この場合、ギャッ
プｄは、球形のポリマビーズを基板間に分散して挾持
し、液晶を封入した状態で４．０μｍとした。よって、
Δｎ・ｄは０．２９６μｍである。
【００２２】前述の構成を有する液晶パネルは、２枚の
偏光板〔例えば、日東電工社製Ｇ１２２０ＤＵ〕８によ
り挾まれて液晶表示装置を構成する。そして、一方の偏
光板の偏光透過軸は、φP1＝７５°に設定され、他方の
偏光板の偏光透過軸は、前述の偏光板のそれに直交する
φP2＝−１５°に設定されている。
偏光板〔例えば、日東電工社製Ｇ１２２０ＤＵ〕８によ
り挾まれて液晶表示装置を構成する。そして、一方の偏
光板の偏光透過軸は、φP1＝７５°に設定され、他方の
偏光板の偏光透過軸は、前述の偏光板のそれに直交する
φP2＝−１５°に設定されている。
【００２３】前述のように構成される液晶表示装置は、
低電圧（ＶOFF）で暗状態、高電圧（ＶON）で明状態を
とるノーマリクローズ特性を採用して制御した場合、そ
の液晶分子６は、図５に示すように配向されて明状態、
暗状態を生成する。すなわち、暗状態の場合、図５
（ａ）、図５（ｃ）に示すように、液晶分子６は、ラビ
ング方向に並ぶように配向される。この液晶分子の配向
方向と２枚の偏光板との作用により、表示装置は暗状態
に制御される。また、明状態の場合、図５（ｂ）、図５
（ｄ）に示すように、液晶分子６は、印加された電界よ
りラビング軸から一定の角度だけ回転した方向に配向さ
れる。これにより、表示装置は、明状態に制御される。
低電圧（ＶOFF）で暗状態、高電圧（ＶON）で明状態を
とるノーマリクローズ特性を採用して制御した場合、そ
の液晶分子６は、図５に示すように配向されて明状態、
暗状態を生成する。すなわち、暗状態の場合、図５
（ａ）、図５（ｃ）に示すように、液晶分子６は、ラビ
ング方向に並ぶように配向される。この液晶分子の配向
方向と２枚の偏光板との作用により、表示装置は暗状態
に制御される。また、明状態の場合、図５（ｂ）、図５
（ｄ）に示すように、液晶分子６は、印加された電界よ
りラビング軸から一定の角度だけ回転した方向に配向さ
れる。これにより、表示装置は、明状態に制御される。
【００２４】本発明の一実施形態は、前述したように構
成されるアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、電極群を付設していない基板７’に形成されるブラ
ックマトリクス付きカラーフィルター２３の上にオーバ
ーコート膜を形成し、その上に配向膜と液晶層を形成て
構成される。そして、カラーフィルター２３のオーバー
コート膜あるいはカラーフィルター２３を構成する色素
の担持体である高分子層の抵抗を、横方向に加えられる
電界に影響を与えない範囲で小さくすることにより静電
気の蓄積を防止するものである。
成されるアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、電極群を付設していない基板７’に形成されるブラ
ックマトリクス付きカラーフィルター２３の上にオーバ
ーコート膜を形成し、その上に配向膜と液晶層を形成て
構成される。そして、カラーフィルター２３のオーバー
コート膜あるいはカラーフィルター２３を構成する色素
の担持体である高分子層の抵抗を、横方向に加えられる
電界に影響を与えない範囲で小さくすることにより静電
気の蓄積を防止するものである。
【００２５】静電気の蓄積をなくすためには、前述のオ
ーバーコート膜、カラーフィルターを構成する高分子層
の比抵抗が小さい方が有利であるが、液晶に供給される
電界に影響を与えないためにはある下限値が存在する。
本発明者等は、この下限値を鋭意検討した結果、比抵抗
が１０8Ω・cmであることが判った。すなわち、比抵抗
が１０8Ω・cm以下の絶縁体は、絶縁体と言えども電界
を吸収することが実験的に判った。
ーバーコート膜、カラーフィルターを構成する高分子層
の比抵抗が小さい方が有利であるが、液晶に供給される
電界に影響を与えないためにはある下限値が存在する。
本発明者等は、この下限値を鋭意検討した結果、比抵抗
が１０8Ω・cmであることが判った。すなわち、比抵抗
が１０8Ω・cm以下の絶縁体は、絶縁体と言えども電界
を吸収することが実験的に判った。
【００２６】図６は対向基板に形成した膜材料の比抵抗
が液晶に印加される電界に与える影響を説明する図であ
る。図６（ａ）は櫛歯電極付き基板の対向基板に比抵抗
が既知である材料を用いて導電膜を形成し、図６（ｂ）
に示すように、その導電膜の影響を受ける櫛歯電極部分
のスポットｂと影響を受けない櫛歯電極部分スポットａ
とにおける駆動電圧の差を調べた実験結果を示すもので
ある。
が液晶に印加される電界に与える影響を説明する図であ
る。図６（ａ）は櫛歯電極付き基板の対向基板に比抵抗
が既知である材料を用いて導電膜を形成し、図６（ｂ）
に示すように、その導電膜の影響を受ける櫛歯電極部分
のスポットｂと影響を受けない櫛歯電極部分スポットａ
とにおける駆動電圧の差を調べた実験結果を示すもので
ある。
【００２７】この結果、図６（ａ）に示すように、櫛歯
電極付き基板の対向基板に形成された導電膜の材料の比
抵抗が１０8Ω・cmより小さい場合、スポットｂにおけ
る駆動電圧がスポットａにおける駆動電圧に比較して上
昇することが判った。すなわち、この導電膜の比抵抗が
１０8Ω・cmより小さい場合、この導電膜は、絶縁体で
あっても電界を吸収し、表示制御のために印加される電
界を乱してしまうことが判った。
電極付き基板の対向基板に形成された導電膜の材料の比
抵抗が１０8Ω・cmより小さい場合、スポットｂにおけ
る駆動電圧がスポットａにおける駆動電圧に比較して上
昇することが判った。すなわち、この導電膜の比抵抗が
１０8Ω・cmより小さい場合、この導電膜は、絶縁体で
あっても電界を吸収し、表示制御のために印加される電
界を乱してしまうことが判った。
【００２８】しかし、前述した導電膜の比抵抗が１０8
Ω・cmより大きい場合、電界を乱すようなことがなく、
しかも、液晶内に静電気を保持することを防止すること
ができることが判った。そして、表示制御のために印加
される電界を乱すことなく、液晶内に静電気を保持させ
ないための前述した導電膜の比抵抗は、１０8Ω・cmよ
り大きく、１０12Ω・cmより小さい値が最適であること
が判った。
Ω・cmより大きい場合、電界を乱すようなことがなく、
しかも、液晶内に静電気を保持することを防止すること
ができることが判った。そして、表示制御のために印加
される電界を乱すことなく、液晶内に静電気を保持させ
ないための前述した導電膜の比抵抗は、１０8Ω・cmよ
り大きく、１０12Ω・cmより小さい値が最適であること
が判った。
【００２９】カラーフィルターのオーバーコート膜、カ
ラーフィルターの色素を担持する高分子層の抵抗を変え
るには、それらの高分子に導電性の微粒子を分散させれ
ばよく、導電性の微粒子として、例えば、インジュウム
−ティン−オキサイド、酸化インジュウム、酸化スズ、
酸化亜鉛、カドミウム−ティン−オキサイドなどの微粒
子を使用することができる。但し、これらの化合物に限
定される必要はない。
ラーフィルターの色素を担持する高分子層の抵抗を変え
るには、それらの高分子に導電性の微粒子を分散させれ
ばよく、導電性の微粒子として、例えば、インジュウム
−ティン−オキサイド、酸化インジュウム、酸化スズ、
酸化亜鉛、カドミウム−ティン−オキサイドなどの微粒
子を使用することができる。但し、これらの化合物に限
定される必要はない。
【００３０】本発明は、前述したような本発明者等の知
見に基づいてなされたものであり、以下、本発明の実施
形態を説明する。
見に基づいてなされたものであり、以下、本発明の実施
形態を説明する。
【００３１】図７は本発明の第１の実施形態を説明する
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図７には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図７には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
【００３２】ブラックマトリクス２２は、カーボンと有
機顔料とを混合した材料を用いて形成され、ブラックマ
トリクス２２の電極基板に対する配置は、図３に破線の
窓として示してある。カラーフィルター２３は、色素を
担持する高分子となる感光性樹脂に顔料を分散させ、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、それぞれコーティング、パ
ターニング露光、現像によりマトリクス状に形成され
る。そして、カラーフィルター２３のオーバーコート膜
２４としてエポキシ系高分子を塗布形成する。その際、
オーバーコート膜２４には、インジュ−ム−ティン−オ
キサイドの微粒子を混在させた。その比抵抗は、１．５
×１０8Ω・cmであった。
機顔料とを混合した材料を用いて形成され、ブラックマ
トリクス２２の電極基板に対する配置は、図３に破線の
窓として示してある。カラーフィルター２３は、色素を
担持する高分子となる感光性樹脂に顔料を分散させ、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、それぞれコーティング、パ
ターニング露光、現像によりマトリクス状に形成され
る。そして、カラーフィルター２３のオーバーコート膜
２４としてエポキシ系高分子を塗布形成する。その際、
オーバーコート膜２４には、インジュ−ム−ティン−オ
キサイドの微粒子を混在させた。その比抵抗は、１．５
×１０8Ω・cmであった。
【００３３】前述したような構造を持ったブラックマト
リクス付きカラーフィルターを形成した基板を使用して
得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、上下
左右６０度以上においてコントラスト１０以上を維持し
つつ階調反転が生じない広視野角で、指で表示画面を擦
っても静電気による液晶分子の大きな配向乱れが生じる
ことなく、高画質の表示を行うことができた。
リクス付きカラーフィルターを形成した基板を使用して
得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、上下
左右６０度以上においてコントラスト１０以上を維持し
つつ階調反転が生じない広視野角で、指で表示画面を擦
っても静電気による液晶分子の大きな配向乱れが生じる
ことなく、高画質の表示を行うことができた。
【００３４】前述では、オーバーコート膜２４として、
インジュ−ム−ティン−オキサイドの微粒子を混在させ
たエポキシ系高分子を塗布形成するとしたが、オーバー
コート膜２４として、例えば、酸化亜鉛の微粒子を混在
させたアクリル系高分子を塗布形成するようにしてもよ
い。この場合、その比抵抗は、２．２×１０8Ω・cmで
あった。この場合にも、前述の場合と同様な効果を得る
ことができた。
インジュ−ム−ティン−オキサイドの微粒子を混在させ
たエポキシ系高分子を塗布形成するとしたが、オーバー
コート膜２４として、例えば、酸化亜鉛の微粒子を混在
させたアクリル系高分子を塗布形成するようにしてもよ
い。この場合、その比抵抗は、２．２×１０8Ω・cmで
あった。この場合にも、前述の場合と同様な効果を得る
ことができた。
【００３５】図８は本発明の第２の実施形態を説明する
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図８には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図８には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
【００３６】図８に示す第２の実施形態は、酸化スズに
よる１０Å程度の極薄い透明導電膜２５をガラス基板
７’上に形成し、その後、図７により説明したと同様の
カラーフィルター２３とオーバーコート膜２４とを形成
して構成したものである。なお、この場合、オーバーコ
ート膜２４は、導電性を持つ必要はなく絶縁膜とされ
る。また、透明導電膜２５は、厚過ぎると液晶表示装置
の駆動用電界に悪影響を与えてしまうので、１０Å程度
とするのが最適である。このような構造を持つ基板を使
用して得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいても、前述の場合と同様な効果を得ることができ
る。
よる１０Å程度の極薄い透明導電膜２５をガラス基板
７’上に形成し、その後、図７により説明したと同様の
カラーフィルター２３とオーバーコート膜２４とを形成
して構成したものである。なお、この場合、オーバーコ
ート膜２４は、導電性を持つ必要はなく絶縁膜とされ
る。また、透明導電膜２５は、厚過ぎると液晶表示装置
の駆動用電界に悪影響を与えてしまうので、１０Å程度
とするのが最適である。このような構造を持つ基板を使
用して得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいても、前述の場合と同様な効果を得ることができ
る。
【００３７】前述までに説明した本発明の実施形態は、
カラーフィルター２３の上に形成されるオーバーコート
膜２４に導電性を持たせたもの、あるいは、カラーフィ
ルター２３と基板７’との間に極薄い透明導電膜２５を
設けたものとしたが、本発明は、カラーフィルタ２３の
色素を担持する高分子材料に導電性を持たせるようにし
てもよい。
カラーフィルター２３の上に形成されるオーバーコート
膜２４に導電性を持たせたもの、あるいは、カラーフィ
ルター２３と基板７’との間に極薄い透明導電膜２５を
設けたものとしたが、本発明は、カラーフィルタ２３の
色素を担持する高分子材料に導電性を持たせるようにし
てもよい。
【００３８】すなわち、この場合、感光性樹脂にインジ
ュ−ム−ティン−オキサイドの微粒子を混合したものを
使用してブラックマトリクス付きカラーフィルター２３
を形成し、その上に、オーバーコート膜２５としてエポ
キシ系高分子を塗布して、カラーフィルター側の基板を
作成し、この基板を使用してアクティブマトリクス型液
晶表示装置を作成する。この場合、感光性樹脂の比抵抗
は、１．７×１０8Ω・cmであった。この場合にも、前
述の場合と同様な効果を得ることができた。
ュ−ム−ティン−オキサイドの微粒子を混合したものを
使用してブラックマトリクス付きカラーフィルター２３
を形成し、その上に、オーバーコート膜２５としてエポ
キシ系高分子を塗布して、カラーフィルター側の基板を
作成し、この基板を使用してアクティブマトリクス型液
晶表示装置を作成する。この場合、感光性樹脂の比抵抗
は、１．７×１０8Ω・cmであった。この場合にも、前
述の場合と同様な効果を得ることができた。
【００３９】図９は本発明の第３の実施形態を説明する
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図９には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
図であり、ブラックマトリクス付きカラーフィルターが
形成された側の基板構造を示す図である。図９には、基
板面に垂直な方向から見た正面図と正面図のＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’における側断面図が示されている。
【００４０】図９に示す第３の実施形態は、図８により
説明した実施形態における極薄い透明導電膜２５を、カ
ラーフィルター２３と基板７’との間ではなく、カラー
フィルター２３とオーバーコート膜２４との間に設ける
ようにしたものである。この場合にも、極薄い透明導電
膜２５は、１０Å程度の酸化スズ薄膜により形成した。
この場合にも、前述の場合と同様な効果を得ることがで
きた。
説明した実施形態における極薄い透明導電膜２５を、カ
ラーフィルター２３と基板７’との間ではなく、カラー
フィルター２３とオーバーコート膜２４との間に設ける
ようにしたものである。この場合にも、極薄い透明導電
膜２５は、１０Å程度の酸化スズ薄膜により形成した。
この場合にも、前述の場合と同様な効果を得ることがで
きた。
【００４１】前述した本発明の各実施形態は、駆動電極
を有する基板と、カラーフィルターを有する基板とによ
り液晶表示装置を構成したとして説明したが、本発明
は、カラーフィルターをアクティブ素子を形成した基板
と同じ基板に形成して構成してもよい。但し、この場
合、対向する基板に比抵抗が１０8Ω・cm程度の導電
膜、あるいは、数１０Å程度の極薄い透明導電膜と絶縁
膜とを形成する構造が必要である。
を有する基板と、カラーフィルターを有する基板とによ
り液晶表示装置を構成したとして説明したが、本発明
は、カラーフィルターをアクティブ素子を形成した基板
と同じ基板に形成して構成してもよい。但し、この場
合、対向する基板に比抵抗が１０8Ω・cm程度の導電
膜、あるいは、数１０Å程度の極薄い透明導電膜と絶縁
膜とを形成する構造が必要である。
【００４２】なお、前述した各実施形態で説明した液晶
組成物、液晶化合物は一部の具体例であり、記述したも
のに限定されるものではない。また、表示装置の画素構
造、構成についても実施例で記載したものに限定される
ものではない。
組成物、液晶化合物は一部の具体例であり、記述したも
のに限定されるものではない。また、表示装置の画素構
造、構成についても実施例で記載したものに限定される
ものではない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、横
電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、上下左右６０度以上においてコントラスト１０以上
を維持しつつ階調反転が生じない広視野角で、指で表示
画面を擦る等により生じる静電気による液晶分子の大き
な配向乱れが生じることなく、高画質の表示を行うこと
ができる。
電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、上下左右６０度以上においてコントラスト１０以上
を維持しつつ階調反転が生じない広視野角で、指で表示
画面を擦る等により生じる静電気による液晶分子の大き
な配向乱れが生じることなく、高画質の表示を行うこと
ができる。
【図１】本発明にが適用されるアクティブマトリクス型
液晶表示装置の構造を説明する図である。
液晶表示装置の構造を説明する図である。
【図２】アクティブ素子と駆動回路部との概念を示す図
である。
である。
【図３】単位画素内の電極構造の一例を示す図である。
【図４】ラビング方向、偏光板の軸方向の定義を説明す
る図である。
る図である。
【図５】横電界方式における液晶分子の動作を説明する
図である。
図である。
【図６】対向基板に形成した膜材料の比抵抗が液晶に印
加される電界に与える影響を説明する図である。
加される電界に与える影響を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を説明する、ブラック
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を説明する、ブラック
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態を説明する、ブラック
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
マトリクス付きカラーフィルターが形成された側の基板
構造を示す図である。
１ 共通電極（コモン電極） ２ ゲート絶縁膜 ３ 映像信号電極（ドレイン電極） ４ 画素電極（ソース電極） ５ 配向膜 ６ 液晶分子 ７ 基板 ８ 偏光板 １２ 走査電極 １３ ａ−シリコン １４ 薄膜トランジスタ １７ コントロール回路 １８ 走査電極駆動用回路 １９ 信号電極駆動用回路 ２０ 共通電極駆動用回路 ２１ アクティブマトリクス型液晶表示素子 ２２ ブラックマトリクス ２３ カラーフィルター ２４ オーバーコート膜 ２５ 極薄い透明導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 荒谷 介和 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 アクティブ素子とこの素子を駆動する電
極とにより形成された表示画素が多数形成された第１の
透明基板と、この第１の透明基板と対向して配置される
第２の透明基板との間に液晶層を挟持し、液晶層に対し
実質的に前記基板と平行な横方向電界が印加されて制御
されるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記対向する透明基板の少なくとも一方に、比抵抗が１
０8Ω・cm〜１０12Ω・cmの材料で形成された導電膜を
備えたことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置。 - 【請求項２】 前記第２の透明基板上に、カラーフィル
ターとこのカラーフィルターを保護するオーバーコート
膜とが形成され、このオーバーコート膜を前記導電膜と
したことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記カラーフィルターを保護するオーバ
ーコート膜中に導電性の微粒子を含有させたことを特徴
とする請求項２記載のアクティブマトリクス型液晶表示
装置。 - 【請求項４】 アクティブ素子とこの素子を駆動する電
極とにより形成された表示画素が多数形成された第１の
透明基板と、この第１の透明基板と対向して配置される
第２の透明基板との間に液晶層を挟持し、液晶層に対し
実質的に前記基板と平行な横方向電界が印加されて制御
されるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記第２の透明基板上に、カラーフィルターとこのカラ
ーフィルターを保護するオーバーコート膜とが形成さ
れ、前記カラーフィルターを構成する色素の担持体の比
抵抗を１０8Ω・cm〜１０12Ω・cmとしたことを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記カラーフィルターを構成する色素の
担持体中に導電性の微粒子を含有させたことを特徴とす
る請求項４記載のアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項６】 カラーフィルターとこのカラーフィルタ
ーを保護するオーバーコート膜とが形成され、さらにオ
ーバーコート膜の上に、アクティブ素子とこの素子を駆
動する電極とにより形成された表示画素が多数形成され
た第１の透明基板と、この第１の透明基板と対向して配
置される第２の透明基板との間に液晶層を挟持し、液晶
層に対し実質的に前記基板と平行な横方向電界が印加さ
れて制御されるアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいて、前記第２の透明基板に、比抵抗が１０8Ω・cm
〜１０12Ω・cmの材料で形成された導電性膜を備えたこ
とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項７】 アクティブ素子とこの素子を駆動する電
極とにより形成された表示画素が多数形成された第１の
透明基板と、この第１の透明基板と対向して配置される
第２の透明基板との間に液晶層を挟持し、液晶層に対し
実質的に前記基板と平行な横方向電界が印加されて制御
されるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記対向する透明基板の少なくとも一方に、極薄い透明
導電膜と絶縁膜と備えたことを特徴とするアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12585896A JPH09311324A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12585896A JPH09311324A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311324A true JPH09311324A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14920692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12585896A Pending JPH09311324A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09311324A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10133205A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶表示装置 |
| JP2003075819A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Toppan Printing Co Ltd | Ｉｐｓモード液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いたｉｐｓモード液晶表示装置 |
| KR100417012B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2004-02-05 | 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. | 횡전계 방식 칼라 액정 디스플레이 패널 |
| US6710834B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-03-23 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | IPS type color LCD panel having uniformly dispersed spacer particles |
| KR100679521B1 (ko) * | 2000-02-18 | 2007-02-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치 제조방법 |
| JP2009186885A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Seiko Instruments Inc | 液晶表示装置 |
| JP2012093622A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタ及びそれを用いたカラー液晶表示装置 |
| US9778499B2 (en) | 2016-01-07 | 2017-10-03 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP12585896A patent/JPH09311324A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9778499B2 (en) | 2016-01-07 | 2017-10-03 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
| US9983425B2 (en) | 2016-01-07 | 2018-05-29 | Japan Display Inc. | Display device |
| US10203532B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-02-12 | Japan Display Inc. | Device having a liquid crystal layer provided between substrates |
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