[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4477055B2 - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element Download PDF

Info

Publication number
JP4477055B2
JP4477055B2 JP2007308631A JP2007308631A JP4477055B2 JP 4477055 B2 JP4477055 B2 JP 4477055B2 JP 2007308631 A JP2007308631 A JP 2007308631A JP 2007308631 A JP2007308631 A JP 2007308631A JP 4477055 B2 JP4477055 B2 JP 4477055B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display
edge
display pattern
black mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007308631A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009133963A (en
Inventor
貴 杉山
正俊 堀井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2007308631A priority Critical patent/JP4477055B2/en
Priority to US12/237,997 priority patent/US8427619B2/en
Priority to CN201110219920.9A priority patent/CN102262323B/en
Priority to CN200810166004.1A priority patent/CN101446714B/en
Publication of JP2009133963A publication Critical patent/JP2009133963A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4477055B2 publication Critical patent/JP4477055B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本発明は、液晶表示素子に関し、特に、遮光膜を有する液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to a liquid crystal display element having a light shielding film.

7セグメントによる数字表示や特定の形状を有するマーク表示等を行うセグメント表示の液晶表示素子が用いられている。セグメント表示パターンの背景の全面に、遮光膜であるブラックマスクを形成する技術が、例えば特許文献1〜3に開示されている。なお、特許文献3には、ドットマトリクス表示の場合にも、ドット表示パターンの背景にブラックマスクを設けることが述べられている。   A segment display liquid crystal display element is used to perform numeric display by seven segments, mark display having a specific shape, and the like. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a technique for forming a black mask, which is a light shielding film, on the entire background of the segment display pattern. Patent Document 3 describes that a black mask is provided in the background of a dot display pattern even in the case of dot matrix display.

特許文献3に述べられているように、ブラックマスクの効果の1つは、表示パターンのエッジ付近に発生する斜め電界に起因する光抜けを抑制できることである。なお、この光抜けは、特に垂直配向型の液晶表示素子で生じやすい。   As described in Patent Document 3, one of the effects of the black mask is that light leakage due to an oblique electric field generated near the edge of the display pattern can be suppressed. This light leakage is likely to occur particularly in a vertical alignment type liquid crystal display element.

特開平5−281559号公報JP-A-5-281559 特開2000−250024号公報JP 2000-250024 JP 特開平5−2161号公報JP-A-5-2161

しかし、背景全面にブラックマスクを形成した場合、表示パターンを黒表示としても、表示パターンがうっすらと表示されているように見えてしまう現象(これを、ブラックマスクに起因するクロストークと呼ぶこととする)が起こる。   However, when a black mask is formed on the entire background, even if the display pattern is black, the display pattern appears to be displayed slightly (this is called crosstalk due to the black mask). Occur).

ブラックマスクに起因するクロストークは、ツイステッドネマチック(TN)、スーパーツイステッドネマチック(STN)、垂直配向(VA)等のいずれの表示モードを用いたとしても、表示パターンの透過率を、ブラックマスクの透過率に匹敵する低い透過率にはできないために起こる。なお、この透過率差は、視角を傾けた時に、さらに顕著になってしまう。   Crosstalk due to the black mask can be achieved by changing the transmittance of the display pattern regardless of the display mode such as twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), and vertical alignment (VA). This happens because the transmittance cannot be as low as the rate. Note that this difference in transmittance becomes more prominent when the viewing angle is tilted.

図8を参照して、ブラックマスクに起因するクロストークの模式的な例を説明する。図8は、3桁の7セグメント表示部の表示状態を示す概略平面図である。3桁の7セグメント表示部の背景は、全面にブラックマトリックスが形成され黒地であり、3桁の7セグメント表示部が、「321」という白表示をしている。7セグメント表示部のうち、黒表示となっているセグメント(斜線で示す)が、背景のブラックマスク形成領域に比べると高い透過率であり、うっすらと表示されているように見えてしまう。   A schematic example of crosstalk caused by the black mask will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic plan view showing a display state of a 3-digit 7-segment display unit. The background of the 3-digit 7-segment display section is a black background with a black matrix formed on the entire surface, and the 3-digit 7-segment display section displays white as “321”. Of the 7-segment display portion, the black-displayed segment (shown by diagonal lines) has a higher transmittance than the background black mask formation region and appears to be displayed slightly.

本発明の一目的は、ブラックマスクのような遮光膜に起因するクロストークの抑制が図られた液晶表示素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element in which crosstalk caused by a light shielding film such as a black mask is suppressed.

本発明の一観点によれば、第1の透明基板と、前記第1の透明基板に対向する第2の透明基板と、前記第1の透明基板の、前記第2の透明基板との対向面上に配置され、第1の平面形状を有する第1の透明電極と、前記第2の透明基板の、前記第1の透明基板との対向面上に配置され、第2の平面形状を有する第2の透明電極と、前記第1及び第2の透明基板の間に挟まれた液晶層と、表示面内で前記第1及び第2の透明電極の重なり部分として画定される表示パターンと、前記表示パターンのエッジに沿った帯状の遮光膜と、前記表示面内で前記第1及び前記第2の透明電極のいずれかのみが存在し、前記遮光膜に覆われずに前記液晶層を露出する背景と、前記表示面内で前記第1及び前記第2の透明電極のいずれも存在せず、前記遮光膜に覆われずに前記液晶層を露出する背景とを有し、前記遮光膜は、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから内側の領域及び外側の領域の双方に重なりを持ち、前記遮光膜が、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから内側の領域に重なる幅、または、前記遮光膜が、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから外側の領域に重なる幅が、5μm以上であり、前記表示面内で、前記遮光膜の全幅が50μm以下である液晶表示素子が提供される。 According to one aspect of the present invention, a first transparent substrate, a second transparent substrate that faces the first transparent substrate, and a surface of the first transparent substrate that faces the second transparent substrate. A first transparent electrode disposed on the first transparent electrode having a first planar shape and a second transparent substrate disposed on a surface facing the first transparent substrate and having a second planar shape. and second transparent electrode, the first and second transparent substrates a liquid crystal layer sandwiched between, and a display pattern defined as overlapping portions of the in the display surface and the first and second transparent electrodes, wherein Only one of the strip-shaped light shielding film along the edge of the display pattern and the first and second transparent electrodes exists in the display surface, and the liquid crystal layer is exposed without being covered by the light shielding film. None of the first and second transparent electrodes exist in the background and the display surface, and the light shielding film A background that exposes the liquid crystal layer without being covered, and the light shielding film overlaps both an inner region and an outer region from an edge of the display pattern in the display surface, and the light shielding film However, the width that overlaps the inner area from the edge of the display pattern in the display surface, or the width that the light shielding film overlaps the outer area from the edge of the display pattern in the display surface is 5 μm or more. In the display surface, a liquid crystal display element in which the total width of the light shielding film is 50 μm or less is provided.

表示パターンのエッジに沿った帯状の遮光膜を用いることにより、表示パターンの背景全面に遮光膜を形成する場合に比べて、背景と黒表示の表示パターンとの透過率差を低減させることができる。   By using a band-shaped light shielding film along the edge of the display pattern, the transmittance difference between the background and the black display pattern can be reduced as compared with the case where the light shielding film is formed on the entire background of the display pattern. .

まず、本発明の第1の実施例による液晶表示素子について説明する。図1は、第1の実施例の液晶表示素子の概略断面図である。下側透明基板2上に、セグメント電極3とブラックマスク4とが形成され、セグメント電極3とブラックマスク4とを覆って、下側配向膜5が形成されている。   First, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display element of the first embodiment. A segment electrode 3 and a black mask 4 are formed on the lower transparent substrate 2, and a lower alignment film 5 is formed so as to cover the segment electrode 3 and the black mask 4.

上側透明基板9上に、コモン電極8が形成され、コモン電極8を覆って、上側配向膜7が形成されている。上側及び下側配向膜7、5として、例えば、日産化学工業株式会社製の垂直配向膜SE−1211が用いられる。   A common electrode 8 is formed on the upper transparent substrate 9, and an upper alignment film 7 is formed so as to cover the common electrode 8. As the upper and lower alignment films 7 and 5, for example, a vertical alignment film SE-1211 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. is used.

レーヨン製のラビング布により、上側及び下側配向膜7、5をラビングすることにより、図2に示すように、ラビング方向Dに倒れ込むように、液晶分子Mにプレティルト角θを付与することができる。ここで、プレティルト角θは、配向膜下方の透明基板の法線方向からの傾きで定義している。   By rubbing the upper and lower alignment films 7 and 5 with a rayon-made rubbing cloth, a pretilt angle θ can be given to the liquid crystal molecules M so as to fall in the rubbing direction D as shown in FIG. . Here, the pretilt angle θ is defined by the inclination from the normal direction of the transparent substrate below the alignment film.

配向膜にラビングを施した上側透明基板9と下側透明基板2とを、ラビング方向がアンチパラレルとなるように配向膜同士対向させて、直径4μmのギャップコントロール材を介して重ね合わせ、シール材12で封止して、空セルを作製する。   The upper transparent substrate 9 and the lower transparent substrate 2 that have been rubbed on the alignment film are overlapped with each other through the gap control material having a diameter of 4 μm so that the alignment films face each other so that the rubbing direction is antiparallel. 12 to produce an empty cell.

空セルに、複屈折率Δnが0.09で、誘電率異方性が負の液晶材料を注入して液晶層6を形成することにより、液晶セル13を作製する。液晶材料として、例えばメルク株式会社製のものを用いることができる。誘電率異方性が負なので、電圧印加により液晶分子Mが垂直配向から倒れ込む。   A liquid crystal cell 13 is produced by injecting a liquid crystal layer 6 by injecting a liquid crystal material having a birefringence Δn of 0.09 and a negative dielectric anisotropy into an empty cell. As the liquid crystal material, for example, a product manufactured by Merck & Co., Inc. can be used. Since the dielectric anisotropy is negative, the liquid crystal molecules M fall down from the vertical alignment when a voltage is applied.

液晶セル13の下側及び上側に、それぞれ、下側偏光板1及び上側偏光板11が配置されている。下側偏光板1及び上側偏光板11は、相互にクロスニコル配置される。本実施例の液晶表示素子は、ノーマリーブラック表示を行う垂直配向型の液晶表示素子となる。下側偏光板1の下に、バックライト14が配置され、バックライト14が、下側偏光板1に光を入射させる。なお、明表示を白表示と呼び、暗表示を黒表示と呼ぶこととする。   The lower polarizing plate 1 and the upper polarizing plate 11 are disposed on the lower side and the upper side of the liquid crystal cell 13, respectively. The lower polarizing plate 1 and the upper polarizing plate 11 are arranged in crossed Nicols. The liquid crystal display element of this embodiment is a vertical alignment type liquid crystal display element that performs normally black display. A backlight 14 is disposed under the lower polarizing plate 1, and the backlight 14 causes light to enter the lower polarizing plate 1. The bright display is called white display and the dark display is called black display.

液晶セル20と上側偏光板11との間に、視角補償板として二軸プレート10が挿入されている。二軸プレート10は、面内リターデーションが50nmであり、厚さ方向(厚さ断面内)のリターデーションが220nmである。二軸プレート10の面内遅相軸が、近接する偏光板である上側偏光板10の吸収軸と直交するように配置されている。なお、視角補償板は、液晶セル20と下側偏光板1との間に配置することもできる。   A biaxial plate 10 is inserted as a viewing angle compensation plate between the liquid crystal cell 20 and the upper polarizing plate 11. The biaxial plate 10 has an in-plane retardation of 50 nm and a retardation in the thickness direction (thickness cross section) of 220 nm. The in-plane slow axis of the biaxial plate 10 is arranged so as to be orthogonal to the absorption axis of the upper polarizing plate 10 that is a neighboring polarizing plate. The viewing angle compensation plate can also be disposed between the liquid crystal cell 20 and the lower polarizing plate 1.

セグメント電極3及びコモン電極8は、例えばインジウムスズ酸化物(ITO)等の透明導電材料で形成される。表示面内で、セグメント電極3とコモン電極8との重なり部分が、表示パターンを画定する。所望の表示パターンの形状に対応して、セグメント電極3及びコモン電極8が、それぞれの平面形状で形成されている。図1に示した例では、表示面内で、コモン電極8がセグメント電極3を含み、セグメント電極3のエッジが表示パターンのエッジを画定する。制御装置15が、液晶表示素子を単純マトリクス駆動する。   The segment electrode 3 and the common electrode 8 are formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), for example. An overlapping portion of the segment electrode 3 and the common electrode 8 defines a display pattern within the display surface. Corresponding to the shape of the desired display pattern, the segment electrode 3 and the common electrode 8 are formed in respective planar shapes. In the example shown in FIG. 1, the common electrode 8 includes the segment electrode 3 in the display surface, and the edge of the segment electrode 3 defines the edge of the display pattern. The control device 15 drives the liquid crystal display element in a simple matrix.

ブラックマスク4が、表示面内で、表示パターンのエッジを覆うように(図1に示す例ではセグメント電極3のエッジを覆うように)形成されている。ブラックマスク4は、例えば、遮光性(例えば透過率2%以下)の樹脂や金属等の材料で形成され、バックライト14からの光を遮蔽する。なお、ブラックマスク4の上側の表面は、液晶表示素子の上方から入射する外光を反射しないことが好ましい。   The black mask 4 is formed on the display surface so as to cover the edge of the display pattern (in the example shown in FIG. 1, so as to cover the edge of the segment electrode 3). For example, the black mask 4 is formed of a material such as resin or metal having a light shielding property (for example, transmittance of 2% or less), and shields light from the backlight 14. In addition, it is preferable that the upper surface of the black mask 4 does not reflect external light incident from above the liquid crystal display element.

なお、図3(A)に示すように、ブラックマスク4を導電性材料で形成する場合は、セグメント電極3とブラックマスク4との間に、絶縁層50を形成する。   As shown in FIG. 3A, when the black mask 4 is formed of a conductive material, an insulating layer 50 is formed between the segment electrode 3 and the black mask 4.

なお、図3(B)に示すように、基板2上に、表示パターンのエッジを覆うようにブラックマスク4を形成し、ブラックマスク4の上に部分的に掛かるように、基板2上にセグメント電極3を形成することもできる。なお、ブラックマスク4同士の間に、ブラックマスク4と高さ(厚さ)を揃えた平坦化膜を形成し、ブラックマスク4と平坦化膜からなる層の上に、セグメント電極3を形成するようにして、セグメント電極3の平坦性を向上させることもできる。   As shown in FIG. 3B, a black mask 4 is formed on the substrate 2 so as to cover the edges of the display pattern, and segments are formed on the substrate 2 so as to partially cover the black mask 4. The electrode 3 can also be formed. A planarizing film having the same height (thickness) as the black mask 4 is formed between the black masks 4, and the segment electrode 3 is formed on the layer composed of the black mask 4 and the planarizing film. Thus, the flatness of the segment electrode 3 can be improved.

なお、図3(C)に示すように、ブラックマスク4は、セグメント電極3側でなく、コモン電極8側に配置しても、表示パターンのエッジを覆うようにできる。図3(C)に示す例では、表示面内で、セグメント電極3のエッジが画定する表示パターンのエッジEを覆うように、コモン電極8上にブラックマスク4Aが配置されている。   As shown in FIG. 3C, the black mask 4 can cover the edge of the display pattern even if it is arranged on the common electrode 8 side instead of the segment electrode 3 side. In the example shown in FIG. 3C, the black mask 4A is arranged on the common electrode 8 so as to cover the edge E of the display pattern defined by the edge of the segment electrode 3 in the display surface.

なお、セグメント電極3のエッジが表示パターンのエッジを画定する例を挙げているが、電極パターンの設計に応じて、コモン電極8のエッジが表示パターンのエッジを画定する場合もあるし、セグメント電極3及びコモン電極8の両方のエッジが一致するような場合には、両電極のエッジが表示パターンのエッジを画定する。   Although the example in which the edge of the segment electrode 3 defines the edge of the display pattern is given, the edge of the common electrode 8 may define the edge of the display pattern depending on the design of the electrode pattern. When the edges of both the third electrode 3 and the common electrode 8 are coincident, the edges of both electrodes define the edge of the display pattern.

なお、必要に応じて、表示パターンのエッジの、ある部分に対してはセグメント電極3側にブラックマスクを形成し、他の部分に対してはコモン電極8側にブラックマスクを形成することもできる。   If necessary, a black mask can be formed on the segment electrode 3 side for a certain part of the edge of the display pattern, and a black mask can be formed on the common electrode 8 side for the other part. .

なお、下側基板側にセグメント電極を形成し、上側電極側にコモン電極を形成した液晶セルの例を挙げているが、必要に応じて、上側基板側にセグメント電極を形成し、下側基板側にコモン電極を形成した液晶セルとすることもできる。   In addition, although the example of the liquid crystal cell which formed the segment electrode in the lower substrate side and formed the common electrode in the upper electrode side is given, the segment electrode is formed in the upper substrate side as needed, and the lower substrate A liquid crystal cell in which a common electrode is formed on the side can also be used.

なお、ブラックマスクの厚さに特に制限はないが、例えば3μm以上と非常に厚くする場合は、ブラックマスクのエッジに起因する液晶の配向乱れを抑制するために、例えば、エッジ形状をテーパー状にすることや、ブラックマスクを覆い表面を平坦化する平坦化層を設けること等が好ましいであろう。   The thickness of the black mask is not particularly limited. However, when the thickness is very large, for example, 3 μm or more, for example, the edge shape is tapered to suppress liquid crystal alignment disorder caused by the edge of the black mask. It may be preferable to provide a flattening layer that covers the black mask and flattens the surface.

図4を参照して、ブラックマスク4の配置についてさらに説明する。図4は、液晶表示素子の表示面の例を示す概略平面図である。表示面20内の、1桁の7セグメント表示部分を示す。7セグメント表示部が、7つのセグメント表示パターン21a〜21gから構成されている。セグメント表示パターン21a〜21gのエッジを覆うように、それぞれ、エッジに沿って帯状のブラックマスク22a〜22gが形成されている。ブラックマスク22a〜22gを斜線で示す。この例では、各ブラックマスク22a〜22gの幅が20μmである。   The arrangement of the black mask 4 will be further described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of the display surface of the liquid crystal display element. A one-digit 7-segment display portion in the display surface 20 is shown. The 7-segment display unit is composed of seven segment display patterns 21a to 21g. Band-shaped black masks 22a to 22g are formed along the edges so as to cover the edges of the segment display patterns 21a to 21g, respectively. The black masks 22a to 22g are indicated by oblique lines. In this example, the width of each black mask 22a-22g is 20 micrometers.

例えばブラックマスク22aが、その幅方向について、セグメント表示パターン21aのエッジから、セグメント表示パターン21aの内側の領域に10μm重なって形成されるとともに、セグメント表示パターン21aの外側の領域にも10μm重なって形成されている。他のブラックマスク22b〜22gについても、それぞれ、セグメント表示パターン22a〜21gのエッジから内側及び外側の領域に10μmずつ重なって形成されている。   For example, the black mask 22a is formed so as to overlap by 10 μm on the inner side of the segment display pattern 21a from the edge of the segment display pattern 21a in the width direction, and on the outer side of the segment display pattern 21a by 10 μm. Has been. The other black masks 22b to 22g are also formed so as to overlap by 10 μm from the edges of the segment display patterns 22a to 21g to the inner and outer regions, respectively.

図5は、このようなブラックマスクを形成した7セグメント表示部を3桁並べた表示部分の表示状態を示す概略平面図である。「背景技術」の欄で図8を参照して説明した表示状態の例を、第1の比較例と呼ぶこととする。本実施例の表示状態も、第1の比較例と同様に、黒地の背景で、3桁の7セグメント表示部が「321」という白表示をしている。   FIG. 5 is a schematic plan view showing a display state of a display portion in which seven-segment display portions on which such a black mask is formed are arranged in three digits. An example of the display state described with reference to FIG. 8 in the “background art” column will be referred to as a first comparative example. Similarly to the first comparative example, the display state of the present example is also a black background and a three-digit 7-segment display unit displaying white as “321”.

本実施例では、各セグメント表示パターンのエッジ付近にのみブラックマスク22が形成されている。それ以外の背景にはブラックマスクが形成されておらず、液晶層が露出する。背景の黒地(斜線で示す)の透過率は、ブラックマスクの透過率ではなく、液晶層の透過率となる。   In this embodiment, the black mask 22 is formed only near the edge of each segment display pattern. The black mask is not formed on the other background, and the liquid crystal layer is exposed. The transmittance of the black background (shown by diagonal lines) is not the transmittance of the black mask but the transmittance of the liquid crystal layer.

従って、黒表示となっているセグメント(斜線で示す)の透過率と、背景の透過率とがほぼ等しくなる。これにより、黒表示のセグメントがうっすらと表示されているように見えてしまう現象が、背景全面にブラックマスクを形成した第1の比較例に比べて抑制される。すなわち、ブラックマスクに起因するクロストークが抑制される。   Accordingly, the transmittance of the black display segment (shown by hatching) is substantially equal to the transmittance of the background. As a result, the phenomenon that the black display segment appears to be displayed slightly is suppressed as compared with the first comparative example in which the black mask is formed on the entire background. That is, crosstalk due to the black mask is suppressed.

なお、ブラックマスクに起因するクロストークを解消するために、透過率を黒表示のセグメント表示パターンと同程度にしたブラックマスクを、背景全面に形成する方法も考えられよう。しかし、表示パターンの透過率は、視角変化に応じて変わるので、表示パターンと背景との透過率差を、広い視角範囲で抑制することは難しい。   In order to eliminate the crosstalk caused by the black mask, a method may be considered in which a black mask having a transmittance similar to that of the segment display pattern for black display is formed on the entire background. However, since the transmittance of the display pattern changes according to the change in viewing angle, it is difficult to suppress the transmittance difference between the display pattern and the background in a wide viewing angle range.

本実施例では、セグメント表示パターンのエッジ付近にのみブラックマスクを形成し、それ以外の背景には、表示パターンと同様に液晶層が露出する。このため、背景全面にブラックマスクを形成する場合に比べて、表示パターン及び背景の透過率は、視角が変わっても同様に変化する。従って、表示パターンと背景との透過率差が、広い視角範囲で抑制される。   In this embodiment, a black mask is formed only near the edge of the segment display pattern, and the liquid crystal layer is exposed on the other backgrounds in the same manner as the display pattern. For this reason, as compared with the case where a black mask is formed on the entire background, the transmittance of the display pattern and the background changes in the same manner even if the viewing angle changes. Therefore, the transmittance difference between the display pattern and the background is suppressed in a wide viewing angle range.

垂直配向型液晶表示素子の黒表示部は、一般に、広い視角範囲で低い透過率を保てるので、本実施例の液晶表示素子は、広い視角範囲で、黒表示パターン及び背景の透過率を低く保ちつつ、黒表示パターンと背景との透過率差を抑えることができる。   Since the black display portion of the vertical alignment type liquid crystal display element can generally maintain a low transmittance over a wide viewing angle range, the liquid crystal display element of the present embodiment keeps the black display pattern and the background transmittance low over a wide viewing angle range. However, the difference in transmittance between the black display pattern and the background can be suppressed.

さらに、本実施例の液晶表示素子では、セグメント表示パターンのエッジ付近に形成されたブラックマスクにより、エッジ付近の光抜けが抑制される。   Furthermore, in the liquid crystal display element of the present embodiment, light omission near the edges is suppressed by the black mask formed near the edges of the segment display pattern.

第1の実施例の液晶表示素子からブラックマスクを省いた第2の比較例の液晶表示素子について考える。第2の比較例の液晶表示素子で生じるエッジ付近の光抜けについて説明する。ノーマリーブラック表示の液晶表示素子を単純マトリクス駆動して、表示パターンを黒表示とするとき、表示パターンには、白表示を行うオン電圧よりは低いオフ電圧が印加されている。   Consider a liquid crystal display element of a second comparative example in which the black mask is omitted from the liquid crystal display element of the first embodiment. Light leakage near the edge that occurs in the liquid crystal display element of the second comparative example will be described. When a normally black liquid crystal display element is driven in a simple matrix and a display pattern is displayed in black, an off voltage lower than an on voltage for performing white display is applied to the display pattern.

図6(C)は、オフ電圧印加時の電界の方向を示す第2の比較例の液晶表示素子の概略断面図である。破線が、セグメント電極3及びコモン電極8間の電界の方向を示す。コモン電極8は、表示面内でセグメント電極3を含むように広く、セグメント電極3とコモン電極8のエッジが一致していない。セグメント電極3のエッジ30が、表示パターンのエッジEを画定している。   FIG. 6C is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display element of the second comparative example showing the direction of the electric field when the off voltage is applied. A broken line indicates the direction of the electric field between the segment electrode 3 and the common electrode 8. The common electrode 8 is wide so as to include the segment electrode 3 in the display surface, and the edges of the segment electrode 3 and the common electrode 8 do not coincide with each other. An edge 30 of the segment electrode 3 defines an edge E of the display pattern.

表示面内で、セグメント電極3のエッジ30から充分に内側では、電界が基板(上側基板9または下側基板2)の法線方向と平行であるが、エッジ30の付近では、基板法線方向から傾いた斜め電界が生じている。   In the display surface, the electric field is parallel to the normal direction of the substrate (upper substrate 9 or lower substrate 2) sufficiently inside the edge 30 of the segment electrode 3, but in the vicinity of the edge 30, the normal direction of the substrate An oblique electric field tilted from is generated.

オフ電圧が印加された状態で、電界が基板法線方向に平行な領域では、液晶分子は初期の垂直配向のまま動かないが、エッジ30付近の領域31では、斜め電界の影響により、液晶分子が動いてしまう。これに起因して、エッジ30付近の領域31で、光抜けが生じる。   In a region where the off-voltage is applied, the liquid crystal molecules do not move in the initial vertical alignment in the region where the electric field is parallel to the normal direction of the substrate, but in the region 31 near the edge 30, the liquid crystal molecules are affected by the oblique electric field. Will move. As a result, light leakage occurs in the region 31 near the edge 30.

図7(C)は、ブラックマスクを形成しない第2の比較例の液晶表示素子の、黒表示時の写真である。表示パターンのエッジに沿って、光抜けが生じている。   FIG. 7C is a photograph at the time of black display of the liquid crystal display element of the second comparative example in which the black mask is not formed. Light leakage occurs along the edge of the display pattern.

図6(A)は、オフ電圧印加時の電界の方向を示す第1の実施例の液晶表示素子の概略断面図である。第2の比較例と同様に、セグメント電極3のエッジ30付近に斜め電界が生じている。ただし、第1の実施例では、表示面内で、エッジ30付近の光抜けが生じる領域31を覆うように、ブラックマスク4が形成されている。ブラックマスク4が無ければ光抜けする光が、ブラックマスク4により遮蔽される。   FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display element of the first embodiment showing the direction of the electric field when an off voltage is applied. Similar to the second comparative example, an oblique electric field is generated near the edge 30 of the segment electrode 3. However, in the first embodiment, the black mask 4 is formed so as to cover the region 31 where light leakage near the edge 30 occurs in the display surface. Without the black mask 4, the light that passes through is blocked by the black mask 4.

図7(A)は、表示パターンのエッジを覆うように、エッジに沿って帯状のブラックマスクを形成した第1の実施例の液晶表示素子の、黒表示時の写真である。ブラックマスクは、幅が20μmであり、表示パターンのエッジから表示パターンの内側及び外側の双方に10μmずつ重なって形成されている。表示パターンのエッジ付近の光抜けがほとんど観察されない。   FIG. 7A is a photograph at the time of black display of the liquid crystal display element of the first embodiment in which a band-shaped black mask is formed along the edge so as to cover the edge of the display pattern. The black mask has a width of 20 μm and is formed so as to overlap by 10 μm from the edge of the display pattern to both the inside and outside of the display pattern. Little light leakage near the edge of the display pattern is observed.

次に、第2の実施例による液晶表示素子について説明する。第1の実施例では、表示パターンのエッジから表示パターンの内側及び外側の双方に重なりを持つようにブラックマスクを形成したが、第2の実施例では、表示パターンのエッジに沿って、表示パターンの内側の領域のみに重なりを持つようにブラックマスクを形成する。   Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment will be described. In the first embodiment, the black mask is formed so as to overlap both the inside and outside of the display pattern from the edge of the display pattern. In the second embodiment, the display pattern is aligned along the edge of the display pattern. A black mask is formed so as to have an overlap only in the region inside.

図6(B)及び図7(B)は、それぞれ、第2の実施例の液晶表示素子の、オフ電圧印加時の電界の方向を示す概略断面図及び黒表示時の写真である。図6(B)に示すように、第2の実施例では、表示パターンのエッジ30から内側に、エッジ30を起点にしてブラックマスク4Bが形成されている。表示面内で、表示パターンのエッジEとブラックマスク4Bの端とが重なる(表示面内で、表示パターンのエッジEとブラックマスク4Bとが接する)。   FIG. 6B and FIG. 7B are a schematic cross-sectional view showing a direction of an electric field when an off voltage is applied and a photograph at the time of black display, respectively, of the liquid crystal display element of the second embodiment. As shown in FIG. 6B, in the second embodiment, a black mask 4B is formed on the inner side from the edge 30 of the display pattern with the edge 30 as a starting point. Within the display surface, the edge E of the display pattern and the end of the black mask 4B overlap (the edge E of the display pattern and the black mask 4B are in contact with each other within the display surface).

図7(B)の写真の例では、ブラックマスクの幅を10μmとしている。表示パターンの内側及び外側にブラックマスクを形成した第1の実施例に比べると、エッジに沿った光抜けがある程度観察される。ただし、ブラックマスクを形成しない第2の実施例に比べると、光抜けは大幅に改善されている。   In the example of the photograph in FIG. 7B, the width of the black mask is 10 μm. Compared with the first embodiment in which the black mask is formed inside and outside the display pattern, light leakage along the edge is observed to some extent. However, light leakage is greatly improved as compared with the second embodiment in which no black mask is formed.

なお、もしもエッジから表示パターンの内側のみに光抜けが生じているならば、第2の実施例の図7(B)の写真の例でも、第1の実施例の図7(A)の写真の例と同様に、光抜けがほとんど観察されないことになる。また、エッジから表示パターンの外側のみに光抜けが生じているならば、第2の実施例の図7(B)の写真の例でも、第2の比較例の図7(C)の写真の例と同様に、すべての光抜けが観察されることになる。   If light leakage occurs only from the edge to the inside of the display pattern, the photograph of FIG. 7A of the first embodiment is the same as the photograph of FIG. 7B of the second embodiment. As in the example, almost no light leakage is observed. Further, if light leakage occurs only from the edge to the outside of the display pattern, the example of the photograph of FIG. 7B of the second example also shows the photograph of FIG. 7C of the second comparative example. As with the example, all light leakage will be observed.

第2の実施例の図7(B)の写真の例で、第1の実施例の図7(A)の写真の例よりは光抜けが増え、第2の比較例の図7(C)の写真の例よりは光抜けが改善された結果から、光抜けは表示パターンのエッジから内側の領域及び外側の領域の両方に生じていると考えられる。   In the example of the photograph of FIG. 7B of the second embodiment, light leakage is increased as compared with the example of the photograph of FIG. 7A of the first embodiment, and FIG. 7C of the second comparative example. From the result that the light omission is improved as compared with the example of the photograph, it is considered that the light omission occurs in both the inner region and the outer region from the edge of the display pattern.

以上より、表示パターンのエッジから内側または外側の一方だけにブラックマスクを形成しても、エッジ付近の光抜けは有効に遮蔽されることがわかる。さらに、表示パターンのエッジから内側及び外側の両側にブラックマスクを形成すれば、光抜けはさらに有効に遮蔽される。   From the above, it can be seen that even if a black mask is formed only on the inner side or the outer side from the edge of the display pattern, light leakage near the edge is effectively shielded. Furthermore, if black masks are formed on both the inner side and the outer side from the edge of the display pattern, light leakage is more effectively shielded.

なお、表示パターンのエッジから内側または外側へのブラックマスクの重なりの幅を5μmとすると、幅10μmの場合ほどの遮光効果はなかったが、ブラックマスクなしの場合に比べれば明らかに光抜けが抑制された。従って、表示面内で、表示パターンのエッジから内側の領域または外側の領域へのブラックマスクの重なりの幅は、5μm以上とするのが好ましい。なお、表示パターンのエッジから内側または外側へのブラックマスクの重なりの幅を10μmより大きくしても、幅10μmの場合と同程度の遮光効果であった。   When the width of the black mask overlapped from the edge of the display pattern to the inside or outside is 5 μm, the light shielding effect was not as good as when the width was 10 μm, but light leakage was clearly suppressed compared to the case without the black mask. It was done. Therefore, it is preferable that the width of the overlap of the black mask from the edge of the display pattern to the inner region or the outer region in the display surface is 5 μm or more. Even if the width of the black mask overlapping from the edge of the display pattern to the inside or outside is larger than 10 μm, the light shielding effect is about the same as that of the width of 10 μm.

ブラックマスクの幅が広すぎると、ブラックマスク自身が視認されてしまうので好ましくない。様々な幅を検討したところ、表示面内のブラックマスクの全幅は、50μm以下が好ましいことがわかった。   If the width of the black mask is too wide, the black mask itself is visually recognized, which is not preferable. Examination of various widths revealed that the total width of the black mask in the display surface is preferably 50 μm or less.

以上説明したように、表示パターンのエッジに沿う帯状の遮光膜を用いることにより、例えば背景全面に遮光膜を形成する場合に比べて、黒表示の表示パターンの透過率と黒地の背景の透過率とが異なって見える現象を抑制することができる。   As described above, by using a strip-shaped light shielding film along the edge of the display pattern, for example, the transmittance of the black display pattern and the transmittance of the black background compared to the case where the light shielding film is formed on the entire background. Can be suppressed.

さらに、表示パターンのエッジに沿う帯状の遮光膜により、黒表示時の表示パターンのエッジ付近に生じる光抜けを遮蔽できる。遮光膜の幅を充分に細く(例えば20μm程度に)することにより、遮光膜自体が目視されないようにできる。   Furthermore, light leakage occurring near the edge of the display pattern during black display can be shielded by the band-shaped light shielding film along the edge of the display pattern. By making the width of the light shielding film sufficiently thin (for example, about 20 μm), the light shielding film itself can be prevented from being visually observed.

なお、垂直配向型液晶表示素子の実施例を説明したが、例えばTNやSTN等の水平配向型液晶表示素子等、他のタイプの液晶表示素子であっても、ノーマリーブラック表示で、単純マトリクス駆動のように、黒表示時に表示パターンに電圧を印加する液晶表示素子について、実施例の技術は有効である。   In addition, although the embodiment of the vertical alignment type liquid crystal display element has been described, even if it is a liquid crystal display element of another type such as a horizontal alignment type liquid crystal display element such as TN or STN, it is a normally black display and a simple matrix. The technique of the embodiment is effective for a liquid crystal display element that applies a voltage to a display pattern during black display, such as driving.

つまり、背景全面に形成された遮光膜に代えて、表示パターンのエッジに沿う帯状の遮光膜とすることにより、背景と黒表示パターンとの透過率差が低減する。また、表示パターンのエッジに沿う帯状の遮光膜により、黒表示パターンのエッジ付近の光抜けを遮蔽できる。なお、TNやSTN等でも、斜め電界によるエッジ付近の配向の乱れに起因して、光抜けが起こり得る。   That is, by replacing the light shielding film formed on the entire background with a band-shaped light shielding film along the edge of the display pattern, the transmittance difference between the background and the black display pattern is reduced. Further, light leakage near the edge of the black display pattern can be shielded by the band-shaped light shielding film along the edge of the display pattern. Note that even in TN, STN, or the like, light leakage may occur due to disorder in the alignment near the edge due to an oblique electric field.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

図1は、本発明の第1の実施例の液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、ラビング方向とプレティルト角との関係を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the rubbing direction and the pretilt angle. 図3(A)〜図3(C)は、ブラックマスクの配置方法の様々な例を示す概略断面図である。FIG. 3A to FIG. 3C are schematic cross-sectional views showing various examples of black mask arrangement methods. 図4は、第1の実施例の液晶表示素子のブラックマスク配置を示す概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a black mask arrangement of the liquid crystal display element of the first embodiment. 図5は、第1の実施例の液晶表示素子の表示状態を示す概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a display state of the liquid crystal display element of the first embodiment. 図6(A)〜図6(C)は、それぞれ、オフ電圧印加時の電界の方向を示す第1の実施例、第2の実施例、及び第2の比較例の液晶表示素子の概略断面図である。FIGS. 6A to 6C are schematic cross-sectional views of the liquid crystal display elements of the first example, the second example, and the second comparative example, respectively, showing the direction of the electric field when the off voltage is applied. FIG. 図7(A)〜図7(C)は、それぞれ、第1の実施例、第2の実施例、及び第2の比較例の液晶表示素子の黒表示時の写真である。FIGS. 7A to 7C are photographs at the time of black display of the liquid crystal display elements of the first example, the second example, and the second comparative example, respectively. 図8は、第1の比較例の液晶表示素子の表示状態を示す概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing a display state of the liquid crystal display element of the first comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 下側偏光板
2 下側透明基板
3 セグメント電極
4 ブラックマスク
5 下側配向膜
6 液晶層
7 上側配向膜
8 コモン電極
9 上側透明基板
10 二軸プレート
11 上側偏光板
12 シール材
13 液晶セル
14 バックライト
15 制御装置
20 表示面
21a〜21g セグメント表示パターン
22a〜22g、22 ブラックマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower polarizing plate 2 Lower transparent substrate 3 Segment electrode 4 Black mask 5 Lower alignment film 6 Liquid crystal layer 7 Upper alignment film 8 Common electrode 9 Upper transparent substrate 10 Biaxial plate 11 Upper polarizing plate 12 Sealing material 13 Liquid crystal cell 14 Backlight 15 Control device 20 Display surfaces 21a to 21g Segment display patterns 22a to 22g, 22 Black mask

Claims (2)

第1の透明基板と、
前記第1の透明基板に対向する第2の透明基板と、
前記第1の透明基板の、前記第2の透明基板との対向面上に配置され、第1の平面形状を有する第1の透明電極と、
前記第2の透明基板の、前記第1の透明基板との対向面上に配置され、第2の平面形状を有する第2の透明電極と、
前記第1及び第2の透明基板の間に挟まれた液晶層と、
表示面内で前記第1及び第2の透明電極の重なり部分として画定される表示パターンと、
前記表示パターンのエッジに沿った帯状の遮光膜と
前記表示面内で前記第1及び前記第2の透明電極のいずれかのみが存在し、前記遮光膜に覆われずに前記液晶層を露出する背景と、
前記表示面内で前記第1及び前記第2の透明電極のいずれも存在せず、前記遮光膜に覆われずに前記液晶層を露出する背景と
を有し、
前記遮光膜は、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから内側の領域及び外側の領域の双方に重なりを持ち、
前記遮光膜が、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから内側の領域に重なる幅、または、前記遮光膜が、前記表示面内で、前記表示パターンのエッジから外側の領域に重なる幅が、5μm以上であり、
前記表示面内で、前記遮光膜の全幅が50μm以下である液晶表示素子。
A first transparent substrate;
A second transparent substrate facing the first transparent substrate;
A first transparent electrode disposed on a surface of the first transparent substrate facing the second transparent substrate and having a first planar shape;
A second transparent electrode disposed on a surface of the second transparent substrate facing the first transparent substrate and having a second planar shape;
A liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates;
A display pattern defined as an overlapping portion of the first and second transparent electrodes in a display surface ;
A strip-shaped light shielding film along an edge of the display pattern ;
Only one of the first and second transparent electrodes is present in the display surface, and a background exposing the liquid crystal layer without being covered with the light shielding film;
None of the first and second transparent electrodes exists in the display surface, and has a background that exposes the liquid crystal layer without being covered with the light shielding film ,
The light shielding film has an overlap in both the inner region and the outer region from the edge of the display pattern in the display surface,
The light shielding film has a width that overlaps an inner region from the edge of the display pattern in the display surface, or a width that the light shielding film overlaps an outer region from the edge of the display pattern in the display surface. 5 μm or more,
A liquid crystal display element having a total width of 50 μm or less in the display surface.
前記液晶層に、誘電率異方性が負の液晶材料を含み、垂直配向型である請求項1に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal layer includes a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and is of a vertical alignment type.
JP2007308631A 2007-09-28 2007-11-29 Liquid crystal display element Expired - Fee Related JP4477055B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007308631A JP4477055B2 (en) 2007-11-29 2007-11-29 Liquid crystal display element
US12/237,997 US8427619B2 (en) 2007-09-28 2008-09-25 Liquid crystal display unit
CN201110219920.9A CN102262323B (en) 2007-09-28 2008-09-28 Liquid crystal display unit
CN200810166004.1A CN101446714B (en) 2007-09-28 2008-09-28 Liquid crystal display unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007308631A JP4477055B2 (en) 2007-11-29 2007-11-29 Liquid crystal display element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009133963A JP2009133963A (en) 2009-06-18
JP4477055B2 true JP4477055B2 (en) 2010-06-09

Family

ID=40865904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007308631A Expired - Fee Related JP4477055B2 (en) 2007-09-28 2007-11-29 Liquid crystal display element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4477055B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009133963A (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6567144B1 (en) Liquid crystal display having a wide viewing angle
US9069212B2 (en) Exposure apparatus, liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device
JP5513751B2 (en) LCD panel
KR100767770B1 (en) Common electrode substrate and liquid crystal display device having the same
EP2345927A1 (en) Liquid crystal display device
JP5096857B2 (en) Liquid crystal display element
US8599345B2 (en) Liquid crystal display device
US8564751B2 (en) Liquid crystal display device
KR100691082B1 (en) Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP4902345B2 (en) Liquid crystal display element
US20120293752A1 (en) Liquid crystal display device
US8427619B2 (en) Liquid crystal display unit
US8149370B2 (en) Liquid crystal display apparatus
KR100295077B1 (en) Liquid crystal display
JP2010128045A (en) Color filter and liquid crystal display device with the same
JP2015004808A (en) Liquid crystal display device
JP5213482B2 (en) Liquid crystal display element
JP4477055B2 (en) Liquid crystal display element
CN104238210B (en) Liquid crystal display cells
US8542335B2 (en) Liquid crystal display element
JP4930959B2 (en) Vertical alignment type ECB-LCD
JP2012113201A (en) Liquid crystal display device
KR100675928B1 (en) Fringe field swiching mode lcd
JP2713210B2 (en) Liquid crystal display
JP5432581B2 (en) Liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090910

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090915

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100309

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100310

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4477055

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees