JP2005128171A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
JP2005128171A
JP2005128171A JP2003362342A JP2003362342A JP2005128171A JP 2005128171 A JP2005128171 A JP 2005128171A JP 2003362342 A JP2003362342 A JP 2003362342A JP 2003362342 A JP2003362342 A JP 2003362342A JP 2005128171 A JP2005128171 A JP 2005128171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
dichroic dye
crystal cell
display device
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.)
Pending
Application number
JP2003362342A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Nishiyama
和廣 西山
Mitsutaka Okita
光隆 沖田
Daiichi Suzuki
大一 鈴木
Morisuke Araki
盛右 新木
Hirobumi Wakemoto
博文 分元
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.)
Japan Display Central Inc
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology 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 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd filed Critical Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Priority to JP2003362342A priority Critical patent/JP2005128171A/en
Publication of JP2005128171A publication Critical patent/JP2005128171A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To resolve bluing effect when black is displayed in an OCB liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device has: a liquid crystal cell 110 provided with a bend aligned liquid crystal layer 140 interposed between a counter substrate 130 and an array substrate 120 wherein filters with respective colors of red, green and blue, are equipped on one of the substrates; retardation plates 200a, 200b, 210a and 210b disposed at least on one side of the liquid crystal cell; two sheets of polarizing plates 220a and 220b disposed with the liquid crystal cell and the retardation plates interposed in between; and a dichroic pigment element 400 disposed on an optical path L of light passing through the liquid crystal cell, the retardation plates and the polarizing plates and absorbing blue light at a specified angle of view. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、広視野角と高速応答の実現が可能なOCB(Optically Compensated Birefringence)技術を用いた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device using an OCB (Optically Compensated Birefringence) technique capable of realizing a wide viewing angle and a high-speed response.

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして、各種用途に適用されている。   Liquid crystal display devices have been applied to various uses by taking advantage of light weight, thinness, and low power consumption.

現在、市場で広く利用されているツイステッド・ネマチック(TN)型液晶表示装置は、光学的に正の屈折率異方性を有する液晶材料が、基板間に略90°捩れ配列されて構成され、その捩れ配列の制御により入射光の旋光性を調節している。このTN型液晶表示装置は、比較的、容易に製造できるものの、その視野角は狭く、また応答速度が遅いため、特にTV画像等の動画表示には不向きであった。   Currently, a twisted nematic (TN) type liquid crystal display device widely used in the market is composed of a liquid crystal material having an optically positive refractive index anisotropy arranged approximately 90 ° between substrates, The optical rotation of incident light is adjusted by controlling the twisted arrangement. Although this TN liquid crystal display device can be manufactured relatively easily, its viewing angle is narrow and its response speed is slow, so that it is not particularly suitable for displaying moving images such as TV images.

一方、視野角及び応答速度を改善するものとしてOCB型液晶表示装置が注目されている。OCB型液晶表示装置は、基板間にベンド配列が可能な液晶材料が封入されてなるもので、TN型液晶表示装置に比して応答速度は一桁改善され、更に液晶材料の配列状態から光学的に自己補償されるため視野角が広いと言う利点がある。そして、このようなOCB型液晶表示装置を用いて画像表示を行う場合、複屈折性を制御し偏光板との組合せによって、例えば高電圧印加状態で光を遮断(黒表示)し、低電圧印加状態で光を透過(白表示)させることが考えられる。   On the other hand, an OCB type liquid crystal display device has attracted attention as an improvement in viewing angle and response speed. The OCB type liquid crystal display device is formed by sealing a liquid crystal material capable of bend alignment between substrates, and the response speed is improved by an order of magnitude compared to the TN type liquid crystal display device. Since this is self-compensated, there is an advantage that the viewing angle is wide. When an image is displayed using such an OCB type liquid crystal display device, light is blocked (black display) in a high voltage application state by controlling birefringence and combining with a polarizing plate, for example. It is conceivable to transmit light (display white) in a state.

しかしながら、黒表示状態では、液晶分子は高電圧印加により電界方向に沿って配列(基板に対して法線方向に配列)するが、基板近傍の液晶分子は配向膜との相互作用で法線方向に配列されず、光は所定方向に位相差の影響を受ける。このため、基板法線方向から観察した場合、黒表示時の透過率を十分に低減させることができず、コントラストの低下を招く。そこで、例えば一軸性の位相差板を組み合せることで、黒表示時の液晶層の位相差を補償し、透過率を十分に低減させることが知られている。また、斜め方向からの観察に対しても十分に黒表示、あるいは階調特性を補償する手法として、例えば特許文献1に開示されるように、ハイブリッド配列した光学負の位相差板を組み合せることも知られている。
特開平10-197862号公報
However, in the black display state, the liquid crystal molecules are aligned along the electric field direction by applying a high voltage (aligned in the normal direction to the substrate), but the liquid crystal molecules near the substrate are in the normal direction due to the interaction with the alignment film. The light is influenced by the phase difference in a predetermined direction. For this reason, when observed from the normal direction of the substrate, the transmittance during black display cannot be sufficiently reduced, leading to a decrease in contrast. Thus, for example, it is known to combine the uniaxial retardation plate to compensate for the retardation of the liquid crystal layer during black display and to sufficiently reduce the transmittance. In addition, as a method of sufficiently compensating for black display or gradation characteristics even when observed from an oblique direction, a hybrid array of optical negative retardation plates is combined as disclosed in Patent Document 1, for example. Is also known.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-197862

ところで、カラー液晶表示装置は自然光や演色性の高いバックライト等の入射光を反射または透過させて各色フィルタを通して表示するものであり、全光波長領域にわたる光を各フィルタの波長通過帯域で選択している。   By the way, a color liquid crystal display device reflects or transmits incident light such as natural light or a backlight having high color rendering properties and displays it through each color filter, and selects light over the entire light wavelength region in the wavelength pass band of each filter. ing.

TN型液晶表示装置では表示に旋光性を用いるため、基板間で光が内部反射しても表示に与える影響はほとんどない。しかし、OCB液晶表示装置にあっては、内部反射の回数によって液晶層を通過する入射光が受けるリタデーションと位相差板のリタデーションとがずれ、これにより画像の色味のバランスが崩れるという問題が生じる。更に、内部反射する反射光も波長分散を持つため、色味のバランスの崩れはより一層大きくなってしまう。この色味はどの波長光でも生じるが、とくに青紫−青−青緑で認識される青色に対する青フィルタの分担する波長範囲が他の色に比べて広く、青色フィルタ特性は広い通過帯域を有していることから、黒表示時に画像が青味を帯びるおそれがある。     Since the TN liquid crystal display device uses optical rotation for display, even if light is internally reflected between the substrates, there is almost no influence on the display. However, in the OCB liquid crystal display device, the retardation received by the incident light passing through the liquid crystal layer and the retardation of the retardation plate are shifted due to the number of internal reflections, thereby causing a problem that the color balance of the image is lost. . Furthermore, since the internally reflected reflected light also has wavelength dispersion, the color balance is further disrupted. This color tone can be generated at any wavelength of light, but the wavelength range shared by the blue filter for blue, which is recognized as blue-violet-blue-blue-green, is wider than other colors, and the blue filter characteristics have a wide passband. Therefore, there is a possibility that the image is bluish when displaying black.

この発明は、高い応答速度と共に、色味のバランスに優れた液晶表示装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a high response speed and an excellent color balance.

本発明は、液晶セルを通過する光成分のうち、青色成分を吸収するフィルタ手段を設け、青色フィルタから漏れる不要な光を減衰することにより、色バランスを調節する。   The present invention provides filter means for absorbing the blue component of the light components that pass through the liquid crystal cell, and adjusts the color balance by attenuating unnecessary light leaking from the blue filter.

本発明は、液晶セルが制御する光の通路にフィルタ手段として2色性色素素子を配置する。代表的な2色性色素素子は液晶セル面に垂直な方向に選択された所定の波長光の透過率が最大となり、垂直方向から傾斜するにしたがって透過率を低減するすなわち吸収を高める素子であり、斜方向への不要な光漏れを防止する。   In the present invention, a dichroic dye element is disposed as a filter means in the light path controlled by the liquid crystal cell. A typical dichroic dye element is an element that maximizes the transmittance of light of a predetermined wavelength selected in the direction perpendicular to the liquid crystal cell surface, and reduces the transmittance as it is tilted from the vertical direction, that is, increases the absorption. Prevents unwanted light leakage in the oblique direction.

本発明によれば、それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される2枚の偏光板と、
前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光の通路上に配置され可視光の透過率に異方性のある配列をした2色性色素を含み、前記液晶セル面に垂直な方向で所定の波長光の透過率が選択的に最大となる2色性色素素子と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置を得るものである。
According to the present invention, an array substrate and a counter substrate each having an electrode, the electrodes facing each other, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates and arranged in a bend, and a red provided on one of the substrates A liquid crystal cell comprising green, blue and blue color filters,
A phase difference plate disposed on at least one of the liquid crystal cells;
Two polarizing plates disposed across the liquid crystal cell and the retardation plate,
A dichroic dye disposed on a path of light passing through the liquid crystal cell, the retardation plate and the polarizing plate and having an arrangement with anisotropic visible light transmittance, and perpendicular to the liquid crystal cell surface; A dichroic dye element that selectively maximizes the transmittance of light of a predetermined wavelength in the direction;
A liquid crystal display device characterized by comprising:

ここに、前記所定の波長光が300nm〜500nmの範囲の光であることが好ましい。すなわち青色光側の斜め方向の光を抑制する。   Here, the predetermined wavelength light is preferably light in a range of 300 nm to 500 nm. That is, the light in the oblique direction on the blue light side is suppressed.

さらに、前記2色性色素素子が2枚の基板とこれらの基板間に挟持された液晶と2色性色素の混合物層とからなることを特徴とする。   Further, the dichroic dye element comprises two substrates, a liquid crystal sandwiched between these substrates, and a mixture layer of the dichroic dye.

2色性色素素子をゲストホスト液晶構造として、特定波長光領域の斜め方向の選択吸収を均一に効率よく行うものである。   Using a dichroic dye element as a guest-host liquid crystal structure, selective absorption in an oblique direction of a specific wavelength light region is uniformly and efficiently performed.

ここに、前記2色性色素素子の前記2枚の基板はそれぞれ前記混合物層に電圧が印加可能な電極を有し、この電圧印加により前記2色性色素の配列が変化することが好ましい。   Here, it is preferable that the two substrates of the dichroic dye element each have an electrode to which a voltage can be applied to the mixture layer, and the arrangement of the dichroic dye is changed by applying the voltage.

さらに、前記電極に前記液晶セルの表示画像に応じて2色性色素の配列を変化させる制御回路が接続されてなることか好ましい。   Furthermore, it is preferable that a control circuit for changing the arrangement of dichroic dyes according to the display image of the liquid crystal cell is connected to the electrode.

また、前記2色性色素素子が可視光の透過率に異方性のある配列をした2色性色素層を含み前記光通路上の偏光板と前記液晶セルとの間に配置され、前記2色性色素の遷移双極子モーメントと前記偏光板の吸収軸がほぼ平行に配置されている液晶表示装置を得るものである。   In addition, the dichroic dye element includes a dichroic dye layer having an anisotropic arrangement in visible light transmittance, and is disposed between the polarizing plate on the light path and the liquid crystal cell. A liquid crystal display device in which the transition dipole moment of the chromatic dye and the absorption axis of the polarizing plate are arranged substantially in parallel is obtained.

さらに、前記所定の波長光が青色光である液晶表示装置を得るものである。   Furthermore, a liquid crystal display device in which the predetermined wavelength light is blue light is obtained.

本発明は液晶セルを通過する光の通路上に、2色性色素素子を配置して、特定視野角の青色成分の透過を選択的に抑止するので、青色光の光漏れを防ぎ、黒表示時に生じる画像の青味を解消することができる。   In the present invention, a dichroic dye element is arranged on the light path passing through the liquid crystal cell to selectively inhibit transmission of a blue component at a specific viewing angle, thus preventing light leakage of blue light and black display. The blueness of the image that sometimes occurs can be eliminated.

以下、本発明の一実施形態の液晶表示装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本実施形態のOCBモード方式による液晶表示装置の概略構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to the OCB mode system of the present embodiment.

この液晶表示装置1は、アスペクト比16:9、対角22型であって、光透過型のアクティブマトリクスタイプの液晶パネル100と、複数本の管状光源310(図10参照)が並置配列されて構成され液晶パネル背面に配置されるバックライト300と、液晶パネル100とバックライト300間に配置された2色性色素素子400と、液晶パネル100内の液晶セル110に内蔵され走査線Yjに走査信号Vgを供給する走査線駆動回路Ydr1,Ydr2(図3参照)と、信号線Xi(図3参照)に信号電圧Vsigを供給するTCP(Tape Carrier Package)から構成される信号線駆動回路500と、対向電極Ecom(図2参照)に対向電極電圧Vcomを供給する共通電極駆動回路700と、走査線駆動回路Ydr1,Ydr2、信号線駆動回路500及び共通電極駆動回路700を制御する制御回路900とを備え、液晶パネル100がバックライト300と額縁状のベゼル1000とに挟持されて構成されている。   This liquid crystal display device 1 has an aspect ratio of 16: 9 and a diagonal type of 22. The light-transmitting active matrix type liquid crystal panel 100 and a plurality of tubular light sources 310 (see FIG. 10) are juxtaposed. A backlight 300 configured and disposed on the back of the liquid crystal panel, a dichroic dye element 400 disposed between the liquid crystal panel 100 and the backlight 300, and a liquid crystal cell 110 in the liquid crystal panel 100, which is built in the scanning line Yj A signal line driving circuit 500 configured by scanning line driving circuits Ydr1 and Ydr2 (see FIG. 3) for supplying the signal Vg and TCP (Tape Carrier Package) for supplying the signal voltage Vsig to the signal line Xi (see FIG. 3); A common electrode drive circuit 700 for supplying the common electrode voltage Vcom to the common electrode Ecom (see FIG. 2), a scanning line drive circuit Ydr1, Ydr2, a signal line drive circuit 500, and a control circuit 900 for controlling the common electrode drive circuit 700; LCD panel 100 with backlight 300 And a bezel 1000 having a frame shape.

液晶パネル100は、図2に示すように、液晶セル110と、出射光側の前面ハイブリッド位相差板200a、前面2軸位相差板210a、前面偏光板220a、後面ハイブリッド位相差板200b、後面2軸位相差板210b、入射光側の後面偏光板220bから構成されている。なお、前面ハイブリッド位相差板200a、前面2軸位相差板210a及び前面偏光板220aは一体的に構成され、同様に後面ハイブリッド位相差板200b、後面2軸位相差板210b及び後面偏光板220bも一体的に構成され、液晶セル110の主表面にそれぞれ貼り付けられている。
液晶セル110は、表示用画素電極をもつアレイ基板120、このアレイ基板の表示用画素電極に対向電極を対向させて配置された対向基板130、及びアレイ基板120と対向基板130との間にそれぞれ配向膜151、153を介して挟持された液晶層140とから構成されている。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 100 includes a liquid crystal cell 110, a front hybrid phase difference plate 200a on the outgoing light side, a front biaxial phase difference plate 210a, a front polarizing plate 220a, a rear hybrid phase difference plate 200b, and a rear surface 2. It comprises an axial phase difference plate 210b and a rear polarizing plate 220b on the incident light side. The front hybrid phase difference plate 200a, the front biaxial phase difference plate 210a and the front polarization plate 220a are integrally formed. Similarly, the rear hybrid phase difference plate 200b, the rear biaxial phase difference plate 210b and the rear polarization plate 220b are also formed. The liquid crystal cells 110 are integrally formed and attached to the main surface.
The liquid crystal cell 110 includes an array substrate 120 having display pixel electrodes, a counter substrate 130 disposed so that the counter electrode is opposed to the display pixel electrodes of the array substrate, and the array substrate 120 and the counter substrate 130, respectively. The liquid crystal layer 140 is sandwiched between alignment films 151 and 153.

<アレイ基板の構成>
アレイ基板120について、図2乃至図7を参照して説明する。
アレイ基板120は、透明なガラス基板GLS1上に、複数本のアルミニウム(Al)から構成される信号線Xiと複数本のモリブデン・タングステン合金(MoW)から構成される走査線Yjとが酸化シリコン(SiO2)膜からなる層間絶縁膜INS2を介してマトリクス状に配置されている。また、走査線Yjと並行して走査線Yjと同一工程で作成される補助容量線Cjが配置されている。
信号線Xiと走査線Yjとの交点近傍には、多結晶シリコン(p-Si)膜を活性層としたトップゲート構造の薄膜トランジスタTFT上にパッシベーション膜INS3を介して透明電極としてITO(Indium Tin Oxide)からなる表示用画素電極Dpixが配置されている。より詳しくは、このTFTは、オフリーク電流を低減するためにダブルゲート構造に構成され、P型のソース・ドレイン領域p-Si(s),p-Si(d)、チャネル領域p-Si(c1),p-Si(c2)、チャネル領域p-Si(c1),p-Si(c2)間に配置される接続領域p-Si(i)をp-Si膜中に含み、ドレイン領域p-Si(d)はコンタクトホールCH1を介して信号線Xiに接続され、ソース領域p-Si(s)はコンタクトホールCH2を介してAlからなるソース配線EXTによって引き回され、コンタクトホールCH3を介して表示用画素電極Dpixに接続されている。
p-Si膜上には、TEOSからなるゲート絶縁膜INS1が配置され、この上に走査線Yjから延在した第1ゲート電極G1が配置され、また走査線Yjの一部が第2のゲート電極G2として配線されている。そして、第1ゲート電極G1が第1チャネル領域p-Si(c1)に対応し、第2ゲート電極G2が第2チャネル領域p-Si(c2)に対応している。
また、このTFTのソース領域p-Si(s)はソース領域延在部p-Si(se)(図5および図6(a))を含み、補助容量線Cjから伸び補助容量線Cjと同一工程で作成されるMoWからなる第1補助容量電極EC1上に層間絶縁膜INS2を介して配置される第2補助容量電極EC2にコンタクトホールCH4を介して電気的に接続している。この第2補助容量電極EC2は信号線Xiと同一工程で作成されるAlから構成されている。更に、この第2補助容量電極EC2上にパッシベーション膜INS3を介して表示用画素電極Dpixと同一工程で作成される相転移用画素電極Tpixが配置され、この相転移用画素電極TpixはコンタクトホールCH5を介して第2補助容量電極EC2と電気的に接続している。
このような構成により、第1補助容量電極EC1と第2補助容量電極EC2との間で保持容量Cs(図3)が形成され、この保持容量Cs上に相転移用画素電極Tpixが配置されるため、開口率を損なうことなく効果的に大きな保持容量Csを確保することが可能となる。
更に、この実施形態では、表示用画素電極Dpixと相転移用画素電極Tpixとは走査線Yjを跨いで配置され、TFTのソース領域p-Si(s)から独立したソース領域延在部p-Si(se)により接続されるため、仮に保持容量Csに短絡等があったとしても、ソース領域延在部p-Si(se)をレーザ照射等の手段で電気的に切り離すことで、容易に救済することができる。
また、補助容量線Cj上で隣接する次水平ラインの表示用画素電極Dpixと相転移用画素電極Tpixとは、対向する端辺が互いに噛合う櫛歯状に構成されている。これは、表示用画素電極Dpixと相転移用画素電極Tpixとの間に捩れた横方向電界を印加する事により均一にベンドの核形成をすることが可能となり、初期のスプレイ配列状態から均一にベンド配列状態に導くことが可能とするものである。この櫛歯ピッチは、例えば50μmよりも小さくすることにより低電圧で均一な配列に導くことを可能にする。
ところで、図3に示すように、走査線Yjの両端は、それぞれガラス基板GLS1上に一体的に構成された走査線駆動回路Ydr1,Ydr2に電気的に接続されている。そして、走査線駆動回路Ydr1,Ydr2には、それぞれ垂直走査クロック信号YCK、垂直スタート信号YSTが入力される。補助容量線Cjは、それぞれ両端で接続配線Ccsに接続され、接続配線Ccsを介して補助容量電圧Vcsが入力される。信号線Xiは、選択スイッチSELを介して信号入力線xk(k=i/2)に接続されている。詳しくは、信号線Xiは奇数信号線Xi(i=1,3,5,・・・)と偶数信号線線Xi(i=2,4,6,・・・)とに区分され、隣接する一対の奇数信号線Xi,Xi+2が選択スイッチSEL1,SEL3を介して同一の信号入力線xkに接続され、隣接する一対の偶数信号線Xi+1,Xi+3が選択スイッチSEL2,SEL4を介して同一の信号入力線xk+1に接続されている。そして、奇数信号線対の一方に接続される選択スイッチSEL1と偶数信号線対の一方に接続される選択スイッチSEL4とが第1選択信号Vsel1で選択され、奇数信号線対の他方に接続される選択スイッチSEL3と偶数信号線対の他方に接続される選択スイッチSEL2とが第2選択信号Vsel2で選択されるよう配線されている。
<Configuration of array substrate>
The array substrate 120 will be described with reference to FIGS.
The array substrate 120 includes a silicon oxide (a signal line Xi composed of a plurality of aluminum (Al) and a scanning line Yj composed of a plurality of molybdenum-tungsten alloys (MoW) on a transparent glass substrate GLS1. They are arranged in a matrix via an interlayer insulating film INS2 made of a (SiO2) film. In addition, an auxiliary capacitance line Cj created in the same process as the scanning line Yj is arranged in parallel with the scanning line Yj.
In the vicinity of the intersection of the signal line Xi and the scanning line Yj, an ITO (Indium Tin Oxide) is formed as a transparent electrode through a passivation film INS3 on a top gate thin film transistor TFT having a polycrystalline silicon (p-Si) film as an active layer. The display pixel electrode Dpix is formed. More specifically, this TFT is configured in a double gate structure in order to reduce off-leakage current, and includes p-type source / drain regions p-Si (s), p-Si (d), channel region p-Si (c1 ), P-Si (c2), the channel region p-Si (c1), and the p-Si (c2) connecting region p-Si (i) is included in the p-Si film, and the drain region p- Si (d) is connected to the signal line Xi through the contact hole CH1, and the source region p-Si (s) is routed by the source wiring EXT made of Al through the contact hole CH2, and through the contact hole CH3. It is connected to the display pixel electrode Dpix.
A gate insulating film INS1 made of TEOS is disposed on the p-Si film, a first gate electrode G1 extending from the scanning line Yj is disposed thereon, and a part of the scanning line Yj is a second gate. Wired as electrode G2. The first gate electrode G1 corresponds to the first channel region p-Si (c1), and the second gate electrode G2 corresponds to the second channel region p-Si (c2).
Further, the source region p-Si (s) of this TFT includes the source region extension portion p-Si (se) (FIGS. 5 and 6A) and extends from the auxiliary capacitance line Cj and is identical to the auxiliary capacitance line Cj. The first auxiliary capacitance electrode EC1 made of MoW formed in the process is electrically connected to the second auxiliary capacitance electrode EC2 disposed via the interlayer insulating film INS2 via the contact hole CH4. The second auxiliary capacitance electrode EC2 is made of Al formed in the same process as the signal line Xi. Further, a phase change pixel electrode Tpix formed in the same process as the display pixel electrode Dpix is disposed on the second auxiliary capacitance electrode EC2 via the passivation film INS3, and the phase change pixel electrode Tpix is formed in the contact hole CH5. Is electrically connected to the second auxiliary capacitance electrode EC2.
With such a configuration, the storage capacitor Cs (FIG. 3) is formed between the first storage capacitor electrode EC1 and the second storage capacitor electrode EC2, and the phase change pixel electrode Tpix is disposed on the storage capacitor Cs. Therefore, it is possible to effectively secure a large storage capacity Cs without impairing the aperture ratio.
Further, in this embodiment, the display pixel electrode Dpix and the phase transition pixel electrode Tpix are arranged across the scanning line Yj, and the source region extension portion p− independent of the TFT source region p-Si (s). Since it is connected by Si (se), even if there is a short circuit etc. in the storage capacitor Cs, it is easy to electrically disconnect the source region extension part p-Si (se) by means such as laser irradiation. Can be rescued.
In addition, the display pixel electrode Dpix and the phase transition pixel electrode Tpix of the next horizontal line adjacent on the storage capacitor line Cj are configured in a comb-teeth shape in which opposite ends are engaged with each other. By applying a twisted lateral electric field between the display pixel electrode Dpix and the phase transition pixel electrode Tpix, it becomes possible to uniformly nucleate the bend, which is uniform from the initial spray arrangement state. It is possible to lead to a bend arrangement state. The comb tooth pitch can be led to a uniform arrangement at a low voltage by making it smaller than 50 μm, for example.
Incidentally, as shown in FIG. 3, both ends of the scanning line Yj are electrically connected to scanning line driving circuits Ydr1 and Ydr2 integrally formed on the glass substrate GLS1, respectively. The vertical scanning clock signal YCK and the vertical start signal YST are input to the scanning line driving circuits Ydr1 and Ydr2, respectively. The auxiliary capacitance line Cj is connected to the connection wiring Ccs at both ends, and the auxiliary capacitance voltage Vcs is input through the connection wiring Ccs. The signal line Xi is connected to the signal input line xk (k = i / 2) via the selection switch SEL. Specifically, the signal line Xi is divided into an odd signal line Xi (i = 1, 3, 5,...) And an even signal line Xi (i = 2, 4, 6,. A pair of odd signal lines Xi and Xi + 2 are connected to the same signal input line xk via selection switches SEL1 and SEL3, and a pair of adjacent even signal lines Xi + 1 and Xi + 3 are connected to selection switches SEL2 and SEL4. To the same signal input line xk + 1. The selection switch SEL1 connected to one of the odd signal line pairs and the selection switch SEL4 connected to one of the even signal line pairs are selected by the first selection signal Vsel1 and connected to the other of the odd signal line pairs. The selection switch SEL3 and the selection switch SEL2 connected to the other of the even signal line pair are wired so as to be selected by the second selection signal Vsel2.

例えば、図7(a)に示すように、一水平走査期間(1H)の前半で信号線X1に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して正極性(+)の信号電圧Vsig1が、信号線X4に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して負極性(−)の信号電圧Vsig4が書き込まれる。そして、一水平走査期間(1H)の後半で信号線X2に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して負極性(−)の信号電圧Vsig2が、信号線X3に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して正極性(+)の信号電圧Vsig3が書き込まれる。また、図7(b)に示すように、次フレームの一水平走査期間(1H)の前半で信号線X1に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して負極性(−)の信号電圧Vsig1が、信号線X4に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して正極性(+)の信号電圧Vsig4が書き込まれる。そして、一水平走査期間(1H)の後半で信号線X2に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して正極性(+)の信号電圧Vsig2が、信号線X3に対応する表示画素電極Dpixに対向電極電圧Vcomに対して負極性(−)の信号電圧Vsig3が書き込まれる。   For example, as shown in FIG. 7A, the signal voltage Vsig1 having a positive polarity (+) with respect to the counter electrode voltage Vcom is applied to the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X1 in the first half of one horizontal scanning period (1H). The negative (−) signal voltage Vsig4 with respect to the counter electrode voltage Vcom is written to the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X4. Then, in the latter half of one horizontal scanning period (1H), the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X2 has a negative (−) signal voltage Vsig2 with respect to the counter electrode voltage Vcom, and the display pixel electrode corresponding to the signal line X3. A signal voltage Vsig3 having a positive polarity (+) with respect to the counter electrode voltage Vcom is written in Dpix. Further, as shown in FIG. 7B, a negative (−) signal with respect to the counter electrode voltage Vcom is applied to the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X1 in the first half of one horizontal scanning period (1H) of the next frame. The voltage Vsig1 is written into the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X4 as a positive (+) signal voltage Vsig4 with respect to the counter electrode voltage Vcom. Then, in the second half of one horizontal scanning period (1H), the display pixel electrode Dpix corresponding to the signal line X2 has a positive (+) signal voltage Vsig2 with respect to the counter electrode voltage Vcom, and the display pixel electrode corresponding to the signal line X3. A negative (−) signal voltage Vsig3 is written in Dpix with respect to the counter electrode voltage Vcom.

このようにして、フレーム反転駆動及びドット反転駆動が行われ、これにより不所望な直流電圧の印加の防止と共に、フリッカの発生が効果的に防止される。更に、信号線駆動回路500と液晶パネル100との接続数は、信号線Xiの本数iに対してi/2に軽減されるため、接続工程が大幅に軽減されると共に、接続個所数が少ない事により製造歩留りの改善、耐衝撃性の向上等が達成される。また、高精細化に伴う接続ピッチ限界を広げることができ、例えば80μm以下の高精彩化も達成できる。
ところで、上記実施形態では、一水平走査期間(1H)内に、ある信号入力線xkから入力される信号電圧Vsigを一つ置きの2本の信号線Xi,Xi+2にシリアルに振り分けるものとしたが、3本の信号線、あるいは4本の信号線に振り分けることも可能であり、このようにすることで接続数を更に低減することができる。しかしながら、この振り分け数を増大させる事は、各書き込み時間を短縮する事になるため、TFTの能力等に応じて適宜設計する必要がある。
<対向基板の構成>
対向基板130は、ガラス基板GLS2上に不所望な漏れ光を阻止するマトリクス状の遮光膜BM、カラー表示のために各表示画素電極Dpixに対応して設けられた赤R、緑G、青B各色のカラーフィルタCF(R),CF(G),CF(B)およびITOからなる透明な対向電極Ecomが設けられて構成されている。ここに図示しないがCF(G)、CF(B)はCF(R)に順次隣接して配列される。
In this way, frame inversion driving and dot inversion driving are performed, thereby preventing the application of an undesired DC voltage and effectively preventing the occurrence of flicker. Furthermore, the number of connections between the signal line driving circuit 500 and the liquid crystal panel 100 is reduced to i / 2 with respect to the number i of the signal lines Xi, so the connection process is greatly reduced and the number of connection points is small. As a result, improvement in manufacturing yield, improvement in impact resistance, and the like are achieved. In addition, the connection pitch limit associated with higher definition can be expanded, and for example, high definition of 80 μm or less can be achieved.
In the above embodiment, the signal voltage Vsig input from a certain signal input line xk is serially distributed to every other two signal lines Xi and Xi + 2 within one horizontal scanning period (1H). However, it is also possible to distribute to three signal lines or four signal lines, and by doing so, the number of connections can be further reduced. However, increasing the number of distributions shortens each writing time, so it is necessary to design appropriately according to the capability of the TFT.
<Configuration of counter substrate>
The counter substrate 130 is a matrix-shaped light-shielding film BM that blocks unwanted leakage light on the glass substrate GLS2, and red R, green G, and blue B provided corresponding to each display pixel electrode Dpix for color display. A transparent counter electrode Ecom made of each color filter CF (R), CF (G), CF (B) and ITO is provided. Although not shown here, CF (G) and CF (B) are sequentially arranged adjacent to CF (R).

また、図示しないが、対向電極Ecom上には樹脂性の柱スペーサが配置され、これによりアレイ基板110との間隙を維持するよう、複数画素に対して1つの割合で規則的に配置されている。アレイ基板上のスペーサ対応位置は図4に示す信号線の幅広エリアXaである。   Although not shown, resinous column spacers are arranged on the counter electrode Ecom, and are regularly arranged at a ratio of one to a plurality of pixels so as to maintain a gap with the array substrate 110. . The spacer corresponding position on the array substrate is the wide area Xa of the signal line shown in FIG.

<液晶パネルの構成>
次に、この液晶パネル100の構成について更に詳細に説明する。
図2に示すように、各アレイ及び対向基板120,130のそれぞれの主面に配置される配向膜151,153はラビング方向Ra、Rb(図8、図9参照)が基板120,130で画面上下方向に、互いに略並行方向にかつ同方向になるようにラビング処理が施されている。そして、プレチルト角(θ)はほぼ10°に設定されている。そして、これらの両基板120,130間に液晶層140が挟持されている。液晶層140には、表示画素電極Dpixと対向電極Ecomに所定の電圧が印加された状態で、その液晶分子がベンド配列になる誘電率異方性が正のp形ネマティック液晶が用いられる。
<Configuration of LCD panel>
Next, the configuration of the liquid crystal panel 100 will be described in more detail.
As shown in FIG. 2, the alignment films 151 and 153 arranged on the respective main surfaces of the arrays and the counter substrates 120 and 130 are substantially in the rubbing direction Ra and Rb (see FIGS. 8 and 9) in the vertical direction of the screen. The rubbing process is performed in the parallel direction and in the same direction. The pretilt angle (θ) is set to approximately 10 °. A liquid crystal layer 140 is sandwiched between the two substrates 120 and 130. As the liquid crystal layer 140, a p-type nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy in which liquid crystal molecules are bend-aligned in a state where a predetermined voltage is applied to the display pixel electrode Dpix and the counter electrode Ecom is used.

ところで、図9(a)に示すように、表示画素電極Dpixと対向電極Ecom間に電圧が無印加の状態では液晶層140の液晶分子140aはスプレイ配列状態をとる。このため、電源投入時に、表示画素電極Dpixと対向電極Ecomとの間に数十V程度の高電圧を印加することでベンド配列状態に移行させる。この相転移を確実に行うため、高電圧印加に際し、隣接する水平画素ライン毎に逆極性の電圧を順次書き込むことにより、隣接する表示画素電極Dpixと相転移用画素電極Tpixとの間に横方向のねじれ電位差を与えることで核形成を行い、この核を中心に相転移を行う。このような動作を略1秒間程度行う事によりスプレイ配列状態からベンド配列状態に移行させ、更に表示画素電極Dpixと対向電極Ecomとの間の電位差を同電位とすることで不所望な履歴を一度消去する。
このようにしてベンド配列状態とした後、動作中は図9(b)のように液晶分子140aにベンド配列状態が維持される低いオフ電圧Voff以上の電圧が印加される。このオフ電圧とこれよりも高い電圧のオン電圧Vonと間で電圧を変化させることにより、同図(b)から(c)の間で配列状態を変化させ、液晶層140のリタデーション値をλ/2変化させ透過率を制御する。
By the way, as shown in FIG. 9A, the liquid crystal molecules 140a of the liquid crystal layer 140 are in a splay alignment state when no voltage is applied between the display pixel electrode Dpix and the counter electrode Ecom. For this reason, when the power is turned on, a high voltage of about several tens of volts is applied between the display pixel electrode Dpix and the counter electrode Ecom to shift to the bend arrangement state. In order to reliably perform this phase transition, when applying a high voltage, a reverse polarity voltage is sequentially written for each adjacent horizontal pixel line, so that a horizontal direction is applied between the adjacent display pixel electrode Dpix and the phase transition pixel electrode Tpix. Nucleation is performed by giving a torsional potential difference of, and phase transition is performed around this nucleus. By performing such an operation for about 1 second, the splay arrangement state is shifted to the bend arrangement state, and the potential difference between the display pixel electrode Dpix and the counter electrode Ecom is made the same potential to once create an undesired history. to erase.
After making the bend alignment state in this way, during operation, a voltage equal to or higher than the low off voltage Voff at which the bend alignment state is maintained is applied to the liquid crystal molecules 140a as shown in FIG. 9B. By changing the voltage between the off-voltage and the on-voltage Von higher than this, the alignment state is changed between (b) to (c) in the figure, and the retardation value of the liquid crystal layer 140 is changed to λ / 2 Change the transmittance to control.

このような動作を達成するために、図8に示すように、オン電圧Voff印加時に黒表示となるように一対の偏光板220a,220bの吸収軸Aa,Abを互いに直交させ、ラビング方向Ra,Rbとπ/4ずらした配列とする。
また、アレイ基板120及び対向基板130の外表面と偏光板220a,220bとの間に貼り付けられる前面ハイブリッド位相差板200aと後面ハイブリッド位相差板200bは、オン電圧時(黒表示時)の液晶層140のリタデーション値RLCon例えば80nmを補償するもので、更に黒表示時の正面及び斜め方向からの不所望な光漏れを防止するものである。即ち、このハイブリッド位相差板200a,200bを構成するディスコティック液晶は、屈折率nxとnyとが等しく、光軸方向の屈折率nzがnx,nyよりも小さい光学負の材料であって、図2および図8に示すように分子光軸Doptが液晶層140の液晶分子140aの光軸の傾斜方向とはそれぞれ逆方向に傾斜し、その傾斜角が膜厚方向に徐々に変化して構成されるものであって、リタデーション値RDはそれぞれ‐40nmで構成されている。従って、黒表示時の液晶層140のリタデーションRLConが80nmであることから、黒表示時の位相差は相殺され、これにより不所望な光漏れが防止される。
更にハイブリッド位相差板200a,200bと偏光板220a,220bとの間には、2軸位相差板210a,210bがそれぞれ配置されている。この2軸位相差板210a,210bは、斜め方向における液晶層140の旋光性に起因した光漏れを防止するものであって、それぞれ偏光板220a,220bの吸収軸Aa,Abに遅相軸Adを一致させている。従って、偏光板220a,220bとの組合せによって正面方向からの位相差はほぼ零にすることができ、実質的に斜め方向の波長分散のみを選択的に改善することができる。
In order to achieve such an operation, as shown in FIG. 8, the absorption axes Aa and Ab of the pair of polarizing plates 220a and 220b are orthogonal to each other so as to display black when the on-voltage Voff is applied, and the rubbing directions Ra, The arrangement is shifted from Rb by π / 4.
Further, the front hybrid phase difference plate 200a and the rear hybrid phase difference plate 200b attached between the outer surfaces of the array substrate 120 and the counter substrate 130 and the polarizing plates 220a and 220b are liquid crystal at the time of on-voltage (when black is displayed). It compensates for the retardation value RLCon of the layer 140, for example, 80 nm, and further prevents unwanted light leakage from the front and oblique directions during black display. That is, the discotic liquid crystal constituting the hybrid phase difference plates 200a and 200b is an optically negative material in which the refractive indexes nx and ny are equal and the refractive index nz in the optical axis direction is smaller than nx and ny. As shown in FIGS. 2 and 8, the molecular optical axis Dopt is inclined in the opposite direction to the inclination direction of the optical axis of the liquid crystal molecules 140a of the liquid crystal layer 140, and the inclination angle is gradually changed in the film thickness direction. Each of the retardation values RD is -40 nm. Accordingly, since the retardation RLCon of the liquid crystal layer 140 at the time of black display is 80 nm, the phase difference at the time of black display is canceled, thereby preventing undesired light leakage.
Further, biaxial retardation plates 210a and 210b are disposed between the hybrid retardation plates 200a and 200b and the polarizing plates 220a and 220b, respectively. The biaxial retardation plates 210a and 210b prevent light leakage due to the optical rotation of the liquid crystal layer 140 in an oblique direction. The biaxial retardation plates 210a and 210b are respectively connected to the absorption axes Aa and Ab of the polarizing plates 220a and 220b. Are matched. Therefore, the phase difference from the front direction can be made substantially zero by the combination with the polarizing plates 220a and 220b, and only the wavelength dispersion in the oblique direction can be selectively improved.

<バックライトの構成>
背面の偏光板220bに面して配置されるバックライト300について図10を参照して説明する。
<Backlight configuration>
The backlight 300 disposed facing the back polarizing plate 220b will be described with reference to FIG.

このバックライト300は、例えば同図(a)に示すように並置配列された複数本の管状光源310と、この管状光源310からの光を効率よく前面に出射すると共に管状光源310を収納する樹脂製のリフレクタ320と、偏光板220b(図2参照)と管状光源310との間に配置される光学シートととを備えて構成されている。   The backlight 300 includes, for example, a plurality of tubular light sources 310 arranged side by side as shown in FIG. 5A, and a resin that efficiently emits light from the tubular light sources 310 to the front surface and accommodates the tubular light sources 310. A reflector 320 made of light, and an optical sheet disposed between the polarizing plate 220b (see FIG. 2) and the tubular light source 310 are configured.

光学シートは、例えば輝度均一性を確保するための旭化成社製TDX等の拡散板340、管状光源310から出射される光源光を集光する複数のプリズム列が配列された例えば3M社製BEFIII等のプリズムシート350,360から構成される。   The optical sheet is, for example, a diffuser plate 340 such as TDX manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. for ensuring luminance uniformity, a BEFIII manufactured by 3M, for example, in which a plurality of prism rows that condense light source light emitted from the tubular light source 310 are arranged, and the like. Prism sheet 350,360.

管状光源310としては、3波長冷陰極蛍光管を代表とする高演色性ランプで構成され、一例として図11の曲線Aに示すような発光スペクトルを有しており、610nmにピークのある赤色光領域、540nmにピークをもつ緑色光領域、435nmにピークをもつ青色光領域を有している。ランプの放電ガスにキセノンガスを用いた場合の147nm紫外線に励起される発光蛍光体として、赤色用にY:Eu蛍光体、緑色用にLaPO:Ce,Tb蛍光体、青用にBAM螢光体が使用されるが、他の蛍光体が用いられることも多く、高演色性を得るための発光スペクトルとしては大差がない。 The tubular light source 310 is composed of a high color rendering lamp typified by a three-wavelength cold cathode fluorescent tube. As an example, the tubular light source 310 has a light emission spectrum as shown by a curve A in FIG. The region has a green light region having a peak at 540 nm and a blue light region having a peak at 435 nm. As a light emitting phosphor excited by 147 nm ultraviolet rays when xenon gas is used as a discharge gas of a lamp, Y 2 O 3 : Eu phosphor for red, LaPO 4 : Ce, Tb phosphor for green, and blue Although a BAM phosphor is used, other phosphors are often used, and there is no great difference in the emission spectrum for obtaining high color rendering properties.

同図(b)は本実施形態の変形例で、バックライトとしてサイドライト型の面光源を用いた場合であって、アクリル樹脂等からなる導光板370、導光板370の側面に配置される管状光源310、管状光源310からの光源光を効率よく導光板370に導くリフレクタ380、この上に配置される拡散板340、更にこの上に配置されるプリズムシート350,360とから構成されている。このような構成としても、上記と同様の効果を達成することができる。
液晶セル110の各カラーフィルタCF(R),CF(G),CF(B)はこれらの光波長を分担する通過特性を有し、赤フィルタCF(R)は580nm以上、緑フィルタCF(G)は580〜510nm、青フィルタCF(B)は550〜400nmを通過特性としている。青フィルタCF(B)のもつ通過帯域は広く、すなわち青フィルタCF(B)の通過領域に、ランプの発光スペクトルの435nmの鋭いピーク、450nmの低い幅広のピークおよび490nmの低い鋭いピークが含まれる。
FIG. 4B shows a modification of the present embodiment, in which a side light type surface light source is used as a backlight, and a light guide plate 370 made of acrylic resin or the like, and a tubular tube disposed on the side surface of the light guide plate 370. The light source 310, the reflector 380 that efficiently guides the light source light from the tubular light source 310 to the light guide plate 370, the diffuser plate 340 disposed thereon, and the prism sheets 350 and 360 disposed thereon. Even with such a configuration, the same effects as described above can be achieved.
Each color filter CF (R), CF (G), CF (B) of the liquid crystal cell 110 has a transmission characteristic that shares these light wavelengths, the red filter CF (R) is 580 nm or more, and the green filter CF (G ) Has a transmission characteristic of 580 to 510 nm, and the blue filter CF (B) has a transmission characteristic of 550 to 400 nm. The blue filter CF (B) has a wide passband, that is, the pass region of the blue filter CF (B) contains a sharp peak at 435 nm, a broad peak at 450 nm, and a low sharp peak at 490 nm in the emission spectrum of the lamp. .

<2色性色素素子の構成>
図2に示すように2色性色素素子400は、互いに電極411,421を間隙を置いて対向させた2枚の電極付き透明基板410,420で、2色性色素431と液晶432の混合物層430を挟持したゲストホスト液晶構造の2色性色素液晶セルである。各電極411,421には電圧回路440が接続されて、電極間に電圧が印加される。
<Configuration of dichroic dye element>
As shown in FIG. 2, the dichroic dye element 400 is composed of two transparent substrates 410, 420 with electrodes 411, 421 facing each other with a gap therebetween, and a mixture layer of the dichroic dye 431 and the liquid crystal 432. This is a dichroic dye liquid crystal cell having a guest-host liquid crystal structure with 430 sandwiched therebetween. A voltage circuit 440 is connected to each of the electrodes 411 and 421, and a voltage is applied between the electrodes.

液晶432が基板面に対して垂直方向に配列されると、2色性色素431も同様の垂直配列となり、素子を垂直方向に透過する光に対しては吸収しない。一方、素子を基板面垂直方向に対して斜め方向に透過する光に対しては2色性色素431により吸収される。吸収の程度は2色性色素の配列に依存し、垂直配列の場合、基板面に垂直な方向で吸収がもっとも少なく、透過率最大となる。本実施形態においては、2色性色素として赤、緑色光を透過し青色光を吸収する黄色色素を用い、青色光をその基板の透過方向に応じて選択的に吸収する。   When the liquid crystal 432 is arranged in a direction perpendicular to the substrate surface, the dichroic dye 431 is also arranged in the same manner, and does not absorb light transmitted through the element in the vertical direction. On the other hand, light transmitted through the element in an oblique direction with respect to the direction perpendicular to the substrate surface is absorbed by the dichroic dye 431. The degree of absorption depends on the arrangement of the dichroic dyes. In the vertical arrangement, the absorption is the smallest in the direction perpendicular to the substrate surface, and the transmittance is maximum. In the present embodiment, a yellow dye that transmits red and green light and absorbs blue light is used as the dichroic dye, and blue light is selectively absorbed according to the transmission direction of the substrate.

さらに、各電極411,421に接続された電圧回路440から電圧が印加されると、混合物層430の配列方向が変化する。色素を基板面に垂直な方向から傾斜する方向に配列を変化させると、特定の方向の吸収率が増大するので、印加電圧を制御することによって表示画面上で或る方向の青色光漏れを選択的に抑制することが可能になる。   Furthermore, when a voltage is applied from the voltage circuit 440 connected to the electrodes 411 and 421, the arrangement direction of the mixture layer 430 changes. By changing the arrangement of the dye from the direction perpendicular to the substrate surface to the direction inclined, the absorption rate in a specific direction increases, so by selecting the blue light leakage in a certain direction on the display screen by controlling the applied voltage Can be suppressed.

また表示画像に応じて電圧制御すると、画面の青味防止を効果的に行うことができる。黒表示の多い画面では、わずかな青味も目に付くために、このような画面に対して2色性色素素子の作用を高めることで青味のない画像を得ることができる。   Further, when the voltage is controlled according to the display image, the blueness of the screen can be effectively prevented. On a screen with many black displays, even a slight bluish color is noticeable. Therefore, an image without a bluish color can be obtained by enhancing the action of the dichroic dye element on such a screen.

この素子は次のように製造する。まずITO膜で電極を形成した2枚のガラス基板を用意し、これらの電極上に垂直配向膜を塗布し、200℃で1時間硬化する。その後レーヨン布で配向膜表面をラビング処理する。2枚のガラス基板を配向膜同士が互いに対向し内側にくるように約5.0μmの隙間を設け接着剤で周辺を封着し固定する。その後、垂直配向液晶と2色性色素(C.I.Direct Yellow 12)を100:1の重量比率で混合したものを真空注入し、封止して2色性色素液晶セルを得る。   This element is manufactured as follows. First, two glass substrates having electrodes formed of ITO films are prepared, a vertical alignment film is applied on these electrodes, and cured at 200 ° C. for 1 hour. Thereafter, the surface of the alignment film is rubbed with a rayon cloth. A gap of about 5.0 μm is provided between the two glass substrates so that the alignment films face each other and come inside, and the periphery is sealed and fixed with an adhesive. Thereafter, a mixture of vertically aligned liquid crystal and dichroic dye (C.I.Direct Yellow 12) in a weight ratio of 100: 1 is vacuum-injected and sealed to obtain a dichroic dye liquid crystal cell.

<表示動作>
図8に示すように管状光源310から出射される光は光通路L上の2色性色素素子400を経て偏光板220bを透過する。ここで、偏光板220bの吸収軸Aa,Abと直交する透過軸を通過した偏光光のみが出射され、2色性色素素子400、後面2軸位相差板210b及び後面ハイブリッド位相差板200bを経て液晶セル110に入射される。
<Display operation>
As shown in FIG. 8, the light emitted from the tubular light source 310 passes through the polarizing plate 220b through the dichroic dye element 400 on the light path L. Here, only polarized light that has passed through transmission axes orthogonal to the absorption axes Aa and Ab of the polarizing plate 220b is emitted and passes through the dichroic dye element 400, the rear biaxial retardation plate 210b, and the rear hybrid retardation plate 200b. The light enters the liquid crystal cell 110.

法線方向におけるオン電圧時の液晶層140と全位相差板の合計のリタデーションは略零なので、偏光光はそのまま通過し、前面側の偏光板220aに至る。偏光板220a,220bはクロスニコル配置であるから、偏光光は前面偏光板220aにより吸収され遮断され黒表示が得られる。   Since the total retardation of the liquid crystal layer 140 and all the retardation plates at the on-voltage in the normal direction is substantially zero, the polarized light passes through as it is and reaches the polarizing plate 220a on the front side. Since the polarizing plates 220a and 220b have a crossed Nicols arrangement, the polarized light is absorbed and blocked by the front polarizing plate 220a to obtain a black display.

オン電圧とオフ電圧間の電圧印加状態に応じ液晶層140のリタデーションが変化し全位相差板のリタデーションとの差が変化するため、前面2軸位相差板210aから出射される入射光は楕円偏光となって前面偏光板220aに達し、偏光状態に対応して光が透過する。このように印加電圧可変することにより、諧調表示が可能になる。   Since the retardation of the liquid crystal layer 140 changes depending on the voltage application state between the on-voltage and the off-voltage, and the difference from the retardation of all the retardation plates changes, the incident light emitted from the front biaxial retardation plate 210a is elliptically polarized. Thus, the light reaches the front polarizing plate 220a, and light is transmitted corresponding to the polarization state. By varying the applied voltage in this way, gradation display is possible.

ここで青色光に着目すると、管状光源310から出射された光は2色性色素素子400を通過するので、この素子によりバックライト側の入射光側偏光板220bに至る光のうち300−500nmの範囲にある青色光の一部が通過方向に対応して選択的に吸収される。すなわち液晶セルに垂直な方向に対して無色、この方向から傾斜した方向に対して黄色フィルタとして機能するので、傾斜した方向の青色光の光漏れを阻止することが可能になる。   Focusing on the blue light, the light emitted from the tubular light source 310 passes through the dichroic dye element 400, so that 300-500 nm of the light reaching the incident light side polarizing plate 220b on the backlight side by this element. A part of the blue light in the range is selectively absorbed corresponding to the passing direction. That is, since it functions as a yellow filter in a direction that is colorless with respect to the direction perpendicular to the liquid crystal cell and that is inclined from this direction, it is possible to prevent light leakage of blue light in the inclined direction.

上記のように2色性色素素子400をバックライト300とバックライト側の偏光板220b間に配置したときに、例えば2色性色素素子がない場合の画面右視野60°でu’v’座標系で(u’v’)=(0.185,0.300)であった色度が、挿入したことにより(u’v’)=(0.200,0.400)になった。   When the dichroic dye element 400 is disposed between the backlight 300 and the polarizing plate 220b on the backlight side as described above, for example, the u′v ′ coordinate at 60 ° on the screen right field when there is no dichroic dye element. The chromaticity which was (u′v ′) = (0.185, 0.300) in the system became (u′v ′) = (0.200, 0.400) by insertion.

(実施形態2)
本実施形態は2色性色素素子として2色性色素フィルム450を用いたものである。なお、図8と同符号の部分は同様部分を示し、説明を省略する。2色性色素フィルム450は2色性色素451の遷移双極子モーメントの軸452を1軸方向453に均一に配列しており、バックライト300側すなわち入射光側の偏光板220bと液晶セル110との間に配置する。実際には偏光板220bと2軸位相差板210bの間に挿入する。遷移双極子モーメントの軸452は偏光板220bの吸収軸Abとほぼ平行にされる。本実施形態では2色性色素に黄色色素を用いる。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a dichroic dye film 450 is used as a dichroic dye element. 8 denote the same parts, and a description thereof will be omitted. The dichroic dye film 450 has the transition dipole moment axes 452 of the dichroic dye 451 arranged uniformly in the uniaxial direction 453, and the polarizing plate 220b on the backlight 300 side, that is, the incident light side, the liquid crystal cell 110, and the like. Place between. Actually, it is inserted between the polarizing plate 220b and the biaxial retardation plate 210b. The axis 452 of the transition dipole moment is made substantially parallel to the absorption axis Ab of the polarizing plate 220b. In this embodiment, a yellow dye is used as the dichroic dye.

2色性色素フィルム450は特定の波長光に対して偏光効果を生じる偏光板であり、黄色色素を用いる場合、遷移双極子モーメントの軸452方向の振動光に対して青色光を吸収し、原理的にはこれと直交する透過軸の振動光成分を吸収しない。しかし2色性色素フィルムの偏光度は任意に選択したものを得ることができ、吸収軸からわずかにずれた振動光に対しても吸収作用を持たせることは容易である。このため、偏光板220bの吸収軸に2色性色素フィルム450の遷移双極子モーメント軸452を平行配列しても、偏光板の吸収軸からわずかにずれた偏光成分に対しても青色光を吸収する。なお、偏光度の高い2色性色素フィルムを用いる場合には、遷移双極子モーメント軸を入射光側の偏光板の吸収軸Abからわずかな角度だけずらせるのがよい。最大5°の範囲に設定すれば液晶セル垂直方向の視認性に影響することはない。この場合、視野の中で光漏れによる青味の程度が大きい極角にあわせてずれの角度を調整すればよい。ここに上記した遷移双極子モーメントの軸452と偏光板220bの吸収軸Abとをほぼ平行するとは、最大5°の範囲のずれを含むものである。   The dichroic dye film 450 is a polarizing plate that produces a polarizing effect for light of a specific wavelength. When a yellow dye is used, it absorbs blue light with respect to vibration light in the direction of the axis 452 of the transition dipole moment. Specifically, the vibration light component of the transmission axis orthogonal to this is not absorbed. However, the polarization degree of the dichroic dye film can be arbitrarily selected, and it is easy to have an absorbing action even for vibration light slightly deviated from the absorption axis. Therefore, even if the transition dipole moment axis 452 of the dichroic dye film 450 is arranged in parallel with the absorption axis of the polarizing plate 220b, blue light is absorbed even for a polarized component slightly deviated from the absorption axis of the polarizing plate. To do. When a dichroic dye film having a high degree of polarization is used, it is preferable to shift the transition dipole moment axis by a slight angle from the absorption axis Ab of the polarizing plate on the incident light side. If the range is set to a maximum of 5 °, the visibility in the vertical direction of the liquid crystal cell is not affected. In this case, the angle of deviation may be adjusted according to the polar angle where the degree of bluishness due to light leakage is large in the field of view. Here, the fact that the axis 452 of the transition dipole moment and the absorption axis Ab of the polarizing plate 220b are substantially parallel to each other includes a shift in the range of 5 ° at the maximum.

2色性色素フィルムは次のようにして製造することができる。2色性色素(C.I.Direct Yellow 12)の1gを、水1Lに溶解した染色浴で、PVAフィルムを5分間染色した。続いて染色したフィルムを一定方向に4倍に延伸し、5%硼酸水溶液中に3分浸漬した。これを室温下、風乾燥した。保護フィルムとして、延伸、乾燥したPVAフィルムに両面よりトリアセチルセルローズ(TAC)を貼り合わせ、2色性色素フィルムとした。   The dichroic dye film can be produced as follows. The PVA film was dyed for 5 minutes in a dyeing bath in which 1 g of dichroic dye (C.I.Direct Yellow 12) was dissolved in 1 L of water. Subsequently, the dyed film was stretched 4 times in a certain direction and immersed in a 5% boric acid aqueous solution for 3 minutes. This was air-dried at room temperature. As a protective film, triacetyl cellulose (TAC) was bonded to a stretched and dried PVA film from both sides to obtain a dichroic dye film.

本実施形態において、偏光板220bを偏光板の吸収軸Abと2色性色素フィルム450の延伸方向(遷移双極子モーメントの軸)452を平行にして貼り合わせ、さらに位相差フィルム210b,200bを2色性色素フィルム450側に貼り付ける。これらの偏光板220b、2色性色素フィルム450および位相差フィルム210b,200bをベンド配向の液晶セル110の入射光側のアレイ基板120面に配置する。同様に偏光板220aと位相差フィルム210a,200aを貼り合わせたものを液晶セルの出射光側の対向基板130面に貼り付ける。   In the present embodiment, the polarizing plate 220b is bonded in such a manner that the absorption axis Ab of the polarizing plate and the stretching direction (transition dipole moment axis) 452 of the dichroic dye film 450 are parallel, and two retardation films 210b and 200b are further bonded. Affix to the chromatic dye film 450 side. The polarizing plate 220b, the dichroic dye film 450, and the retardation films 210b and 200b are disposed on the surface of the array substrate 120 on the incident light side of the liquid crystal cell 110 with bend alignment. Similarly, the polarizing plate 220a and the retardation films 210a and 200a are bonded to the surface of the counter substrate 130 on the outgoing light side of the liquid crystal cell.

これにより、2色性色素フィルムのない構造で、右視野60°でu’v’座標系で(u’v’)=(0.185,0.300)であった色度が、フィルムを挿入したことにより(u’v’)=(0.210,0.405)になった。   As a result, the chromaticity that was (u′v ′) = (0.185, 0.300) in the u′v ′ coordinate system at the right visual field of 60 ° with the structure without the dichroic dye film was obtained by inserting the film. (U′v ′) = (0.210, 0.405).

本実施形態の一変形例として、前面の出射光側偏光板220aと液晶セル110の間に2色性色素フィルム450を配置する。青色光の光漏れは黒表示時に目に付くものであり、この光漏れは位相差板220a,210aを透過した青色光の偏光成分が偏光板220aの吸収軸に一致しないものを含むことにより発生するので、不所望な偏光成分に2色性色素フィルムの遷移双極子モーメントを合わせて吸収させ光漏れを解消する。偏光板の吸収軸に対して遷移双極子モーメントの軸の角度は5°以内に留めることにより、液晶セル面の垂直方向の色バランスを損なうことはない。   As a modification of the present embodiment, a dichroic dye film 450 is disposed between the front emission light side polarizing plate 220 a and the liquid crystal cell 110. Blue light leakage is noticeable during black display, and this light leakage is caused by the fact that the polarization component of blue light transmitted through the phase difference plates 220a and 210a does not coincide with the absorption axis of the polarizing plate 220a. As a result, the undesired polarization component is absorbed together with the transition dipole moment of the dichroic dye film to eliminate light leakage. By keeping the angle of the transition dipole moment axis within 5 ° with respect to the absorption axis of the polarizing plate, the color balance in the vertical direction of the liquid crystal cell surface is not impaired.

以上、本発明を実施形態により説明したが、種々の変形を含むものであり、例えば位相差板を液晶セルの一方側に配置することもでき、さらに偏光板が一枚の反射型液晶表示装置にも同様に適用することができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by embodiment, it includes various deformation | transformation, for example, a phase difference plate can also be arrange | positioned to the one side of a liquid crystal cell, and also a polarizing plate has one reflection type liquid crystal display device. It can be similarly applied to.

本発明の一実施形態の液晶表示装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 一実施形態の液晶セルの一部拡大略断面図。1 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of a liquid crystal cell according to an embodiment. 一実施形態の液晶セルの概略等価回路図。1 is a schematic equivalent circuit diagram of a liquid crystal cell according to an embodiment. 一実施形態のアレイ基板の一部概略正面図。The partial schematic front view of the array substrate of one Embodiment. 一実施形態のアレイ基板の一部概略正面図。The partial schematic front view of the array substrate of one Embodiment. (a)は図5中B−B線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図であり、(b)はC−C線に沿って切断したアレイ基板の一部概略断面図。(A) is a partial schematic cross-sectional view of the array substrate cut along the line BB in FIG. 5, and (b) is a partial schematic cross-sectional view of the array substrate cut along the line CC. 一実施形態の表示状態を説明するための図。The figure for demonstrating the display state of one Embodiment. 一実施形態の液晶表示装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment. (a)、(b)、(c)は一実施形態の動作を説明する略図。(A), (b), (c) is the schematic explaining operation | movement of one Embodiment. (a)、(b)は実施形態1のバックライトの略断面図。(A), (b) is a schematic sectional drawing of the backlight of Embodiment 1. FIG. 他の実施形態の液晶表示装置の概略構成図。The schematic block diagram of the liquid crystal display device of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

110:液晶セル
120:アレイ基板
130:対向基板
CF(R),CF(G),CF(B):カラーフィルタ
140:液晶層
200a,200b:ハイブリッド位相差板
210a,210b:2軸位相差板
220a,220b:偏光板
300:バックライト
400,450:2色性色素素子
110: Liquid crystal cell
120: Array substrate
130: Counter substrate
CF (R), CF (G), CF (B): Color filter
140: Liquid crystal layer
200a, 200b: Hybrid phase difference plate
210a, 210b: Biaxial retardation plate
220a, 220b: Polarizing plate
300: Backlight
400, 450: Dichroic dye element

Claims (7)

それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される2枚の偏光板と、
前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光の通路上に配置され可視光の透過率に異方性のある配列をした2色性色素を含み、前記液晶セル面に垂直な方向で所定の波長光の透過率が選択的に最大となる2色性色素素子と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
An array substrate and an opposing substrate each having an electrode, the electrodes facing each other, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates and arranged in a bend, and red, green, and blue colors provided on one of the substrates A liquid crystal cell comprising a filter;
A phase difference plate disposed on at least one of the liquid crystal cells;
Two polarizing plates disposed across the liquid crystal cell and the retardation plate,
A dichroic dye disposed on a path of light passing through the liquid crystal cell, the retardation plate and the polarizing plate and having an arrangement with anisotropic visible light transmittance, and perpendicular to the liquid crystal cell surface; A dichroic dye element that selectively maximizes the transmittance of light of a predetermined wavelength in the direction;
A liquid crystal display device comprising:
前記所定の波長光が300nm〜500nmの範囲の光である請求項1記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the predetermined wavelength light is light in a range of 300 nm to 500 nm. 前記2色性色素素子が2枚の基板とこれらの基板間に挟持された液晶と2色性色素の混合物層とからなることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the dichroic dye element comprises two substrates, a liquid crystal sandwiched between the substrates, and a mixture layer of the dichroic dye. 前記2色性色素素子の前記2枚の基板はそれぞれ前記混合物層に電圧が印加可能な電極を有し、この電圧印加により前記2色性色素の配列が変化することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。   4. The two substrates of the dichroic dye element each have an electrode to which a voltage can be applied to the mixture layer, and the arrangement of the dichroic dye changes by applying the voltage. The liquid crystal display device described. 前記電極に前記液晶セルの表示画像に応じて2色性色素の配列を変化させる制御回路が接続されてなる請求項4記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a control circuit for changing an arrangement of dichroic dyes according to a display image of the liquid crystal cell is connected to the electrode. それぞれ電極を有し、電極側が対向して配置されたアレイ基板および対向基板と、前記基板間に挟持されベンド配列される液晶層と、前記基板の一方に設けられた赤、緑、青の各色フィルタとからなる液晶セルと、
前記液晶セルの少なくとも一方に配置された位相差板と、
前記液晶セルおよび前記位相差板を挟んで配置される2枚の偏光板と、
前記液晶セル、前記位相差板および前記偏光板を通過する光の通路上に配置され可視光の透過率に異方性のある配列をした2色性色素を含み、前記光通路上の前記少なくとも一方の偏光板と前記液晶セルとの間に配置され、前記2色性色素の遷移双極子モーメントと前記の吸収軸がほぼ平行に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
An array substrate and an opposing substrate each having an electrode, the electrodes facing each other, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates and arranged in a bend, and red, green, and blue colors provided on one of the substrates A liquid crystal cell comprising a filter;
A phase difference plate disposed on at least one of the liquid crystal cells;
Two polarizing plates disposed across the liquid crystal cell and the retardation plate,
A dichroic dye disposed on a passage of light passing through the liquid crystal cell, the retardation plate and the polarizing plate and having an anisotropic arrangement in visible light transmittance; A liquid crystal display device, which is disposed between one polarizing plate and the liquid crystal cell, wherein the transition dipole moment of the dichroic dye and the absorption axis are disposed substantially in parallel.
前記所定の波長光が青色光である請求項1乃至6のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the predetermined wavelength light is blue light.
JP2003362342A 2003-10-22 2003-10-22 Liquid crystal display device Pending JP2005128171A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003362342A JP2005128171A (en) 2003-10-22 2003-10-22 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003362342A JP2005128171A (en) 2003-10-22 2003-10-22 Liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005128171A true JP2005128171A (en) 2005-05-19

Family

ID=34642036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003362342A Pending JP2005128171A (en) 2003-10-22 2003-10-22 Liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005128171A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007004166A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Samsung Electronics Co Ltd Display substrate, its manufacturing method and display apparatus with same
JP2007047275A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Liquid crystal display apparatus and method for driving the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007004166A (en) * 2005-06-23 2007-01-11 Samsung Electronics Co Ltd Display substrate, its manufacturing method and display apparatus with same
US8169428B2 (en) 2005-06-23 2012-05-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Display substrate, method of manufacturing the same and display device having the same
JP2007047275A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Liquid crystal display apparatus and method for driving the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4836580B2 (en) Liquid crystal display
JP5049493B2 (en) Liquid crystal display
US8339556B2 (en) Electro-optical device and display device with interdigital electrode portions on at least first and second substrates which are non-overlapping in a direction normal to the substrates
KR102380640B1 (en) Liquid Crystal Display Device Including Liquid Crystal Capsule
JP5044121B2 (en) Liquid crystal display cell
US20110317092A1 (en) Liquid crystal display device
US7692745B2 (en) Transflective liquid crystal display device having particular pixel electrodes and counter electrodes arrangement
KR20010090961A (en) transflective liquid crystal display device
KR100941053B1 (en) Display apparatus
KR20170068642A (en) Display panel and display device comprising the same
JP2005128171A (en) Liquid crystal display device
KR100758986B1 (en) Dual liquid crystal display
EP2322982A1 (en) Vertically aligned liquid crystal display device
US10437111B2 (en) Pixel electrode and array substrate
JP2006251143A (en) Liquid crystal display device
KR101108387B1 (en) Twisted nematic mode liquid crystal display device and method for manufacturing lcd
KR20080009818A (en) Liquid crystal display
KR100665944B1 (en) Optically compensated bend mode liquid crystal display device and driving method for the same
JP2009042419A (en) Optical control device
JPH06230337A (en) Liquid crystal display device
KR20110075187A (en) In-plane switching mode transflective type liquid crystal display device