(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタが設けられた第１のガラス基板と、対向電極が設けられた第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と第２のガラス基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を注入するための注入口とを有し、駆動開始後に前記液晶層がベント配向となる液晶表示装置であって、駆動開始時に、前記注入口側より前記対向電極に電圧が供給されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
ガラス基板上に２次元的に薄膜トランジスタが形成されたアレー基板と、カラーフィルター及び対向電極が形成されたカラーフィルター基板と、前記アレー基板とカラーフィルター基板との間に注入口から充填された光学補償ベンド（ＯＣＢ）モード液晶と、前記アレー基板とカラーフィルター基板とを電気的に導通する導電接着部とを有する液晶表示装置であって、
前記導電接着部は注入口側と反対側とが非対称になるよう配置され、かつ前記導電接着部の密度が前記注入口側のほうが高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記導電接着部が前記液晶注入口に隣接して配置されている請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記導電接着部が前記液晶注入口を挟む位置に配置されている請求項２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
動作開始時において、対向電極に１〜１０Ｈｚの交流パルス電圧が印加される請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
動作開始時において、液晶注入口に近い部分のＯＣＢモード液晶に交流パルス電圧が印加される請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置を有する画像表示応用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素電極に充放電させる機能を持たせた薄膜トランジスタで構成され、対向側に電極を有し、画素電極と、前記対向電極間に液晶材料を封じ込め、前記電極間に電圧を印加することによって液晶の配列を駆動させる構造を有する液晶表示装置（「ＴＦＴ液晶表示装置」ともいう）に関する。さらに詳しくは、光学補償ベンド配向（Optically Compensated Bend、略してＯＣＢ）モード液晶を用いたＴＦＴ液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は、薄型かつ軽量さらに低消費電力という特徴で、地球環境にやさしいディスプレイとして、オフィスオートメーション（ＯＡ）用、オーディオ  ビジュアル（ＡＶ）用に限らずあらゆる分野で使用されてきている。特に薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置は、階調表示に優れ、また応答速度が早いことから、動画対応カラーディスプレイとして従来のブラウン管（以降略してＣＲＴ）に迫る性能を実現し広く実用化され普及しはじめている。
【０００３】
そうした中で、ＴＦＴ液晶表示装置はさらに大型化され、従来のノート型パソコンの表示装置のみならず、デスクトップ型の大型モニター表示装置として使用されたり、薄型の省スペースになる、テレビなど（例えば壁掛けテレビ）にも応用され、広く使用されつつある。
【０００４】
しかしながらこのような用途領域では、従来のＴＦＴ液晶表示装置ではあまり問題にならなかった問題が顕在化してきている。
【０００５】
その一つは、従来からも言われてきている液晶表示装置の問題である表示品質の視角依存性である。具体的に言えば、見る視角によって（斜め左右あるいは上下からの視角での）コントラストが低下したり、ある視角では白黒反転状に見えることである。
【０００６】
もう一つは、ＣＲＴに比べ応答スピードがまだ遅い点である。応答スピードはＴＦＴ液晶表示装置でかなり改善され、通常の動画表示にはさほど問題は無くなったのであるが、変化の激しいスピード感のある動画の場合、画像に尾が引くような感じ（酔った感じ）を感じさせられ一般テレビへの応用には問題になっている。
【０００７】
これらの問題については種々の提案がなされ実用されているものもある。例えば、視角の点については、光学補償位相差フィルムを貼り付けたり、液晶の配列を従来のツイストネマチックモード（略してＴＮ）液晶を用いたものから、基板に平行な水平方向へ配列を制御するインプレンスイッチングモード（ＩＰＳと称する）のもの、基板に垂直方向に配列し、電極方向に制御する垂直配向モード（ＶＡと略す）などが市場に出回り始めている。しかしながらこれらのモードはいずれも電極そのものが光透過の遮蔽になったり、液晶配向不安定部になったりし、光透過率の低下を招く構造を有し、総合的な特性を得るためには一長一短がある。
【０００８】
また応答スピードも液晶セルギャップを小さくする、液晶材料そのものを高速応答しやすいものへの開発も行われているが、これについてはドラスティックな改善までには至っていないのが現状である。
【０００９】
また、前者の問題を解決するには、後者が犠牲になるなど上記で述べたようにすべての特性を両立させる解決法になっていない。
【００１０】
こうした中で、光学補償ベンド配向（ＯＣＢ）モード液晶が提案されている。この液晶の駆動原理については専門書（例えば：内田編著「次世代液晶ディスプレ技術」工業調査会、山口ら(Y．Yamaguchi et al.)のエスアイディーシンポジウムダイジェスト(SID Symp.Digest,ｐ277(1993))、シーエル．クオら(C-L.Kuo et al.) のエスアイディーシンポジウムダイジェスト(SID Symp.Digest,ｐ927(1994)）で提案されている。これらの提案は、セル内での液晶配向がベンドしていることによって、視角依存性を補償し且つ応答スピードも向上させうるものである。このモードは、上記の二点すなわち広視野角、高速応答スピードについて一挙に改善するとともに、前記のＩＰＳおよびＶＡのもう一つの問題であった透過率すなわち光開口率についてもデメリットを有さない液晶駆動方式である。
【００１１】
しかしながら、このＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置には、いくつかの問題があり、いまだ製品レベルにはいたっていない。その理由は、ＯＣＢ液晶には原理的に次のような特性を持っている。図５はＯＣＢ液晶を電極の形成されたガラス基板と偏光子フィルムで挟んだ構造にし、電極間に電圧を印加した時の光透過率を示すものであるが、図５に示すように、ある電圧（Ｖｃｒ）以下の場合、「逆転移スプレイ配向領域」となり、光を透過しない、すなわちベンド配向されていない状態になることがわかる。すなわちＯＣＢ液晶表示装置の場合、液晶駆動電圧はＶｃｒ以上で駆動させねばならないことになる。図５で言えば、黒表示は電圧Ｖｂ、白表示はＶｗを液晶に、すなわち画素電極と対向側電極に印加することが必要になる。ところが、液晶印加電圧がＶｃｒ以下の場合のＯＣＢ液晶はベンド配向をせず、スプレー配向になっていることも解かってきた。さらにスプレー配向になっている液晶状態をベンド配向にさせるには単にＶｃｒ以上の電圧を印加しただけでは、容易にならない（時間がかかる）ことも判明してきた。
【００１２】
すなわち、このＯＣＢ液晶表示装置を駆動させるには、まずスイッチをＯＮさせて画素液晶に電圧印加して時間を立ってからようやく表示させることができるのである。
【００１３】
以上説明したとおり、前記ＯＣＢ液晶を使った液晶表示装置の最大の問題は、最初の駆動までの時間を要する点にある。
【００１４】
上記問題を具体的にさらに詳しく説明するために、まず従来のＴＦＴ液晶表示装置にＯＣＢ液晶を用いた構成を図３（ａ）（ｂ）に示す。この液晶表示装置の基本構成は、ガラス基板１上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層２と、対向側との電気接続する為の導電配線層３と、カラーフィルター側のガラス基板４と、カラーフィルター層５と、カラーフィルター層上に形成された対向側電極となる透明電極層６と、ＴＦＴガラス基板１とカラーフィルターガラス基板４を接着すると共に液晶封入する為のシール剤接着層７と、対向電極に電気供給する為の導電性接着剤１３、１３'と、ＯＣＢ液晶層９と、液晶封入後液晶を封入し、漏洩させないための封口接着剤１０と、液晶を駆動させる為のドライバー集積回路１１、１１'、１１"からなる。１２は液晶注入口である
このように従来の構成では、対向電極には平面的にできるだけ均一に電界を印加させるために、導電接着部１３、１３'は図３（ａ）に示すように対角のコーナ部また４角に、または周囲全域に均等になるように配列させる。
【００１５】
前記したＯＣＢ液晶を初期駆動時にベンド配向をさせるために、例えば図４のような駆動を行っている。図４は図３の液晶表示装置の初期配向化の駆動の一例の等価回路図である。すなわち画素部ゲート線２１には＋電圧例えば１５Ｖを印加し、画素部信号線２２には０〜１５Ｖくらいの一定のＤＣ電圧を印加し、したがって画素電極には常にこの信号線ＤＣ電圧が印加されている状態にして、対向電極側２５に±１５Ｖの交流パルス電圧を数秒〜１０秒程度印加する。２３は画素部スイチング用薄膜トランジスタ、２４は画素電極、２６は液晶部である。
【００１６】
このようにした場合、ＯＣＢ液晶は対向電極のパルス電圧によって例えばピーク時には＋３０Ｖの電圧印加が繰り返され常温で数秒〜１０秒程度でベンド配向される。
【００１７】
しかしながら、低温になると例えば−１０℃程度になると液晶分子の熱運動が遅くなり、数秒〜１０秒以内ですべての部分で均一にベンド配向化することは困難になってくる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したとおり、従来のＯＣＢモード液晶表示装置においては、駆動初期の液晶のベンド配向化するのに時間が必要である。とりわけ低温での動作のときに顕著に表れ実用上問題になっている。特にこの駆動初期のベンド配向化を阻害するものとしては種々の要因があることが判明しつつあるが完全なメカニズムは未だ解明されていないのが現状である。
【００１９】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、画面全体への均一な表示品質を確保し、画質の視角依存性課題、高速応答性課題を解決し、初期駆動時においての面内配向不均一によるいびつな画質現象も解消するＴＦＴ液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、薄膜トランジスタが設けられた第１のガラス基板と、対向電極が設けられた第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板と第２のガラス基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を注入するための注入口とを有し、駆動開始後に前記液晶層がベント配向となる液晶表示装置であって、駆動開始時に、前記注入口側より前記対向電極に電圧が供給されることを特徴とする。
【００２１】
また本発明のＴＦＴ液晶表示装置は、ガラス基板上に２次元的に薄膜トランジスタが形成されたアレー基板と、カラーフィルター及び対向電極が形成されたカラーフィルター基板と、前記アレー基板とカラーフィルター基板との間に注入口から充填された光学補償ベンド（ＯＣＢ）モード液晶と、前記アレー基板とカラーフィルター基板とを電気的に導通する導電接着部とを有する液晶表示装置であって、前記導電接着部は注入口側と反対側とが非対称になるよう配置され、かつ前記導電接着部の密度が前記注入口側のほうが高いことを特徴とする。
【００２２】
前記装置においては、導電接着部が前記液晶注入口に隣接して配置されていることが好ましい。
【００２３】
また前記装置においては、導電接着部が前記液晶注入口を挟む位置に配置されていることが好ましい。
【００２４】
また前記装置においては、動作開始時においてＯＣＢモード液晶の初期配向性を形成させるために、対向電極に１〜１０Ｈｚの交流パルス電圧が印加されることが好ましい。
【００２５】
また前記装置においては、動作開始時において、液晶注入口に近い部分のＯＣＢモード液晶に交流パルス電圧が印加され、ベンド配向を促進することが好ましい。
【００２６】
次に本発明の画像表示応用装置は、前記のいずれかの薄膜トランジスタ液晶表示装置を有することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは鋭意検討した結果、液晶に不純物成分が入るとベンド配向化しにくいことが解かってきた。例えば、前記従来例（図３）で説明すると、液晶注入する注入口１２付近ではベンド配向化がしにくく最後まで残ることが解かっている。その原因として封口に用いる封口接着剤１０が硬化するまでの間に液晶に若干浸透し、液晶に不純物として混入することによることが判明した。この封口剤を極力液晶内に浸透させずに硬化させることは、従来液晶表示装置の製造過程においてもかなり工夫されているのであるが、ＯＣＢ液晶のベンド配向化はそれをもってしても影響を受けるほどの微少な不純物に敏感であることが判明した。
【００２８】
一方、駆動初期に高電圧交流印加を行うとベンド配向しやすくなることも、図４の例の駆動により解かってきている。さらに交流電圧の印加は、出来るだけ立ち上がりの急峻な波形すなわち急峻なパルス上であるほどベンド配向がしやすことも判明した。
【００２９】
本発明は、ＯＣＢ液晶表示装置の初期駆動時における液晶注入口付近のベンド配向時間を早め、画面全体への均一な表示品質を確保する。これによって従来の液晶表示装置での課題であった、画質の視角依存性課題、高速応答性課題を一挙に解決すると共に、初期駆動時においての面内配向不均一によるいびつな画質現象も解消する画期的な液晶表示装置を提供する。すなわち、本発明にかかるＯＣＢモードＴＦＴ液晶表示装置において、対向電極への電気供給を注入口付近より行うことによって、注入口付近の対向電圧を電圧低下することなく供給でき、且つ電圧の立ちあがりを急峻にでき、ベンド配向化の時間を他の画面部分より早めることによって、不純物による配向化時間の延長を逆に短縮し、面内均一になるようにする。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態を説明するためのＯＣＢモードＴＦＴ液晶表示装置の一実施例を示すものである。すなわち、ガラス基板１と、ガラス基板１上に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層２と、対向側との電気接続するための導電配線層３と、カラーフィルター側のガラス基板４と、カラーフィルター層５と、カラーフィルター層上に形成された対向側電極となる透明電極層６と、ＴＦＴガラス基板とカラーフィルターガラス基板を接着すると共に、液晶封入する為のシール剤接着層７と、対向電極に電気供給するための導電性接着剤８，８'と、ＯＣＢ液晶層９と、液晶封入後液晶を封入し漏洩させないための封口接着剤１０と、液晶を駆動させる為のドライバー集積回路１１，１１'，１１"で構成される。
【００３２】
このように本発明の実施例における液晶表示装置の構成では、対向電極への電圧供給させる導電接着部８，８'は、注入口１２付近でかつ注入口１２を挟む位置に配置されている。
【００３３】
本実施例の場合の具体的な製造方法を詳述する。ガラス基板１に通常の半導体プロセスによって、薄膜トランジスタ群２を平面的に形成する。そのときに電気的配線として例えばアルミニウム、モリブデン、クロムなどの金属材料またはＩＴＯ（酸化インジウムースズ合金）などの導電性材料にて薄膜配線３を形成する。一方、ガラス基板４に顔料分散法などによるカラーフィルター層５を形成した上に、透明電極となる例えばＩＴＯ（酸化インジュウムースズ合金）などの電極６をスパッター法あるいは蒸着法によって形成する。これらのＴＦＴ基板とカラーフィルター基板のどちらか一方にシール剤７を印刷塗布する。このシール部７は基板が接着されても一部が開口するべく注入口１２のように印刷しておく。さらにカラーフィルター側の電極部の一部とＴＦＴ配線側に導電性接着剤８，８'を塗布しておく。この導電性接着剤８，８'は開口部１２の周囲に配置する。導電性接着部８，８'は配列面積の制約からできるだけ少ない複数個に分けて配列するのが通常であるが、特に基板全域の周辺に対して開口部側に配置されるよう、すなわち開口部側とその反対側に対して非対称に配列されるようにすることが本発明のポイントである。このシール剤、導電性接着剤の塗布後、両基板を接着する。貼り合わされた基板を真空状態にして基板間部を真空または減圧に引き、その後ＯＣＢモード液晶のポットにシール開口部１２を浸漬させて液晶を吸い取るようにする通常真空注入法と呼ばれている方法にてＯＣＢモード液晶９を充填する。この後、エポキシ系接着剤を開口部１２に塗布し硬化して封止部１０を形成する。
【００３４】
形成した液晶表示素子の対向側電極に図４と同様な初期化パルス交流駆動を印加した場合の実際の各場所の波形を図２（ｂ）に示す。対向側透明電極６はある程度電気抵抗を有する為に、対向電極に印加される電圧は、画面全体の中では注入口付近（図２（ａ）の位置Ａ）がもっとも強く、かつ早いすなわち急峻に印加されることになり、導電接着部からの遠ざかるにしたがって波形が鈍り、ピーク電圧も低下する方向になる（図２（ａ）の位置Ｂ，Ｃ，Ｄ）。
【００３５】
以上説明したような構成を持ったＯＣＢモードＴＦＴ液晶表示装置の作用・機能を下記に説明する。
【００３６】
前記したような対向側電極への電気印加部が封口部付近にある場合、駆動初期に液晶をベンド配向化するときの交流電圧印加を行うと、封口部に最も立ちあがりの早い且つ、透明電極抵抗による電圧降下も少ない高い電圧が印加されるようになり、封口部の接着剤からの不純物が混入されている開口部近くにおいても他の部分と同様な時間内でベンド配向される。
【００３７】
すなわち本発明によるＯＣＢモードＴＦＴ液晶表示装置においては、駆動初期のベンド配向化が面内均一にできるとともに、ＯＣＢモード液晶の特徴である視角依存性の無い表示性能を得ると共に、高速応答性を持った高速動画対応、さらには光透過率に犠牲が生じない、すなわち明るい映像表示が得られる液晶表示装置が提供できる。
【００３８】
本発明の液晶表示装置は、表示素子それ自体としても有用であり、さらにテレビ、パソコンモニター、ビデオディスプレーなどの画像表示応用装置にも有用である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、駆動初期のベンド配向化が面内均一にできるとともに、ＯＣＢモード液晶の特徴である視角依存性の無い表示性能を得ることができ、高速応答性を持った高速動画対応、さらには光透過率に犠牲が生じない、すなわち明るい映像表示が得られる液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例のＯＣＢモード薄膜トランジスタ液晶表示装置の平面構成図、（ｂ）は同Ｉ−Ｉ断面図
【図２】（ａ）は本発明の一実施例のＯＣＢモード薄膜トランジスタ液晶表示装置における初期化駆動でのパルス波形の測定場所を示す図、（ｂ）は同部分依存性を示す図
【図３】（ａ）は従来のＯＣＢモード薄膜トランジスタ液晶表示装置の平面構成図、（ｂ）は同II−II断面図
【図４】従来のＯＣＢモード薄膜トランジスタ液晶表示装置の初期化駆動法の一例での等価回路図による説明図
【図５】ＯＣＢモード液晶セルの印加電圧透過率特性図
【符号の説明】
１，４  ガラス基板
２  薄膜トランジスタ層
３  導電性配線層
５  カラーフィルター層
６  対向側透明電極
７  シール剤接着層
８，８'，１３，１３' 導電性接着剤
９  ＯＣＢ液晶
１０  封口接着剤
１１，１１'，１１" ドライバー集積回路
１２  液晶注入用シール開口部
２１  画素部ゲート電極配線
２２  画素部信号配線
２３  画素部スイチング用薄膜トランジスタ
２４  画素電極
２５  対向側電極
２６  液晶部                                             
【図１】
0003539721.tif 000002
【図２】
0003539721.tif 000003
【図３】
0003539721.tif 000004
【図４】
0003539721.tif 000005
【図５】
0003539721.tif 000006