JP2005258463A - Liquid crystal electrooptical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、良好な電気特性と視野角特性を持ち、画面全体に均一な表示が得られる液晶電気光学装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device having good electrical characteristics and viewing angle characteristics and capable of obtaining uniform display on the entire screen.
液晶電気光学装置の視野角を広くする方法として、液晶に印加する電界の方向を、基板面にほぼ平行にする方式(以下、スーパーTFT方式と呼ぶ)が、例えば特開平6−160878により開示されている。この場合、1枚の基板上に形成されたソース電極、コモン電極間に電界を誘起させ、その電界方向に液晶分子を配向させている。また、特開平6−214244では、電極をセル厚の高さとすることで、液晶に印加する電界を均一にしている。 As a method for widening the viewing angle of the liquid crystal electro-optical device, a method in which the direction of the electric field applied to the liquid crystal is substantially parallel to the substrate surface (hereinafter referred to as a super TFT method) is disclosed, for example, in JP-A-6-160878. ing. In this case, an electric field is induced between the source electrode and the common electrode formed on one substrate, and liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field. In Japanese Patent Laid-Open No. 6-214244, the electric field applied to the liquid crystal is made uniform by setting the electrode to the height of the cell thickness.
このような電気光学装置では、液晶分子長軸を基板に平行な状態を維持したままスイッチングするため、視野角による液晶の光学特性の変化が少ない。このため、視野角による光漏れ、コントラストの低下等が、従来のTN、STN方式に比べ小さい。 In such an electro-optical device, since the liquid crystal molecule major axis is switched while maintaining a state parallel to the substrate, the change in the optical characteristics of the liquid crystal due to the viewing angle is small. For this reason, the light leakage due to the viewing angle, the decrease in contrast, and the like are small compared to the conventional TN and STN systems.
しかしながら、従来用いられているスーパーTFT方式の電極配置は、一対の基板のいずれか一方の基板にのみ形成されており、電極に近い領域には電界が印加されやすいが、電極直上の領域には電界強度が低下し、このため液晶材料のスイッチングがセル内でばらつくという問題があった。 However, the conventional super TFT electrode arrangement is formed only on one of a pair of substrates, and an electric field is easily applied to a region close to the electrode, but in a region directly above the electrode, There is a problem that the electric field strength is lowered, and thus the switching of the liquid crystal material varies in the cell.
これは、横方向電界を利用して液晶駆動を行う、スーパーTFT方式において、特に顕著に現れる欠点である。 This is a defect that appears particularly conspicuously in the super TFT method in which liquid crystal driving is performed using a lateral electric field.
上記電界のばらつきを図3もって説明する。ここでは簡単のため、絶縁性を示す一対の基板(301)及び(303)が一定の間隔をもって重ね合わせられるように配置され、一方の基板(301)上に形成された、台形断面かつ電極間隔がそれぞれ一定な複数の平行電極(302)、(305)間に、正、負、正、負、・・・と交互に極性の異なる電圧を印加した場合の、電極周囲の電気力線(304)の態様について述べる。(電荷の形成する電気力線については、電磁気学の著書、例えば永田一清著『電磁気学』、朝倉書店、及び後藤・山崎共編『詳解電磁気学演習』、共立出版などを参照。) The variation of the electric field will be described with reference to FIG. Here, for the sake of simplicity, a pair of insulating substrates (301) and (303) are arranged so as to overlap each other with a certain interval, and are formed on one substrate (301) with a trapezoidal cross section and an electrode interval. Are applied to a plurality of parallel electrodes (302), (305) each having a constant polarity, and electric lines of force (304) around the electrodes when voltages having different polarities are applied alternately to positive, negative, positive, negative,. ) Will be described. (For details on the electric field lines formed by electric charges, see Electromagnetics books such as Kazuyoshi Nagata's "Electromagnetism", Asakura Shoten, and Goto and Yamazaki's "Detailed Electromagnetics Exercise", Kyoritsu Publishing, etc.)
基板(301)上の一方の電極(302)から発せられた電気力線(304)は、基板(303)に近づいたところで向きを変え、他方の電極(305)へと向かうが、図3からも分かるように、電極が形成されている基板表面近傍と、他方の基板表面近傍とで電束密度(電気力線の単位面積当たりの本数に比例)が異なる。 The electric lines of force (304) emitted from one electrode (302) on the substrate (301) change direction when approaching the substrate (303) and head toward the other electrode (305). As can be seen, the electric flux density (proportional to the number of electric field lines per unit area) differs between the vicinity of the substrate surface on which the electrode is formed and the vicinity of the other substrate surface.
ここでは、一例として断面が台形の電極間の電界を示したが、断面が矩形等他の形状の電極間でも同様である。なぜならば、電界は電極面に垂直に形成されるものであり、電極近傍とそれ以外の部分とで電気力線の分布が不均一になる。 Here, as an example, an electric field between electrodes having a trapezoidal cross section is shown, but the same applies to electrodes having other shapes such as a rectangular cross section. This is because the electric field is formed perpendicular to the electrode surface, and the distribution of the lines of electric force is nonuniform in the vicinity of the electrode and the other portions.
電気力線は各場所での電場の方向を表したものである。液晶材料は電場との相互作用で配向状態を変え、液晶材料の誘電異方性が正のときは、液晶分子長軸が電場に対して平行に、また負の場合には電場に対して垂直に配向するようになる。 The electric lines of force represent the direction of the electric field at each location. The liquid crystal material changes its orientation by interaction with the electric field. When the dielectric anisotropy of the liquid crystal material is positive, the liquid crystal molecular long axis is parallel to the electric field, and when negative, it is perpendicular to the electric field. Will be oriented.
図3の場合を例に取ると、一対の基板間で電気力線が上に凸になるように湾曲している領域が存在しており、このことは電場が基板に対して平行な成分以外も有していることを示すものである。従って、上記のような電極配置で電界印加時には、前記事項によれば基板内で液晶分子が基板に平行以外の方向にも配向し得ることになる。このような場合、液晶材料の配向不良が発生する。 Taking the case of FIG. 3 as an example, there is a curved region between the pair of substrates so that the lines of electric force are convex upward, which means that the electric field is not a component parallel to the substrate. It also shows that it also has. Therefore, when an electric field is applied with the electrode arrangement as described above, according to the above matters, the liquid crystal molecules can be aligned in a direction other than parallel to the substrate in the substrate. In such a case, alignment failure of the liquid crystal material occurs.
このような電気力線のばらつきは、画素微細化の際に無視できない欠点となる。これは微細化により電極数が増加し、電極間距離が小さくなると非連続的な電界が高密度に分布してしまうからである。 Such variations in the lines of electric force are disadvantages that cannot be ignored when the pixels are miniaturized. This is because the number of electrodes increases due to miniaturization, and a discontinuous electric field is distributed at a high density when the distance between the electrodes decreases.
上記問題の別の解決法としては、液晶にセル厚方向に一様に電界を印加するために電極をセル厚の高さにする発明が、特開平6−214244で提案されている。しかし極端に高さの高い電極を作製するには、以下の技術的困難が生じる。 As another solution to the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 6-214244 proposes an invention in which the electrode is made to have a cell thickness height in order to apply an electric field uniformly to the liquid crystal in the cell thickness direction. However, the following technical difficulties arise in producing an extremely high electrode.
第一に、電極の高さをセル厚程度とすると、電極の頂点と底部で、横方向の電極厚の差が大きくなりやすい。横方向電界で液晶を駆動するスーパーTFT方式では電極厚の差は、即ち電極間距離の差となる。従って、セル厚方向の電界強度が同一画素内で異なるため液晶駆動が難しくなる。 First, if the height of the electrode is about the cell thickness, the difference in the electrode thickness in the lateral direction tends to be large between the top and bottom of the electrode. In the super TFT method in which the liquid crystal is driven by a horizontal electric field, the difference in electrode thickness is a difference in distance between electrodes. Therefore, since the electric field strength in the cell thickness direction is different within the same pixel, it becomes difficult to drive the liquid crystal.
第二に、電極高さが極端に高いと、その上に形成される層のカバレッジが悪く、上に形成される層が電極である場合、断線を起こしやすい。 Second, if the electrode height is extremely high, the coverage of the layer formed thereon is poor, and disconnection is likely to occur when the layer formed thereon is an electrode.
第三に、画素の微細化にあたっても、極端に高さの高い電極で、横方向の膜厚を薄くし大きなテーパー角を得るのは、技術的に困難である。 Third, it is technically difficult to obtain a large taper angle by thinning the film thickness in the lateral direction with an extremely high electrode even when the pixel is miniaturized.
画素の微細化にあたり、上述の問題を解決するため、簡便な方法で作成でき、なおかつ非連続的な電界を発生しない電極構造が求められている。 In order to solve the above-described problems in pixel miniaturization, an electrode structure that can be produced by a simple method and that does not generate a discontinuous electric field is required.
さらに別の問題として、液晶駆動用電極及び、共通電極をAl等からなる金属電極を使用していたため、開口率が低下する問題があった。 As another problem, since the liquid crystal driving electrode and the common electrode are made of metal electrodes made of Al or the like, there is a problem that the aperture ratio is lowered.
従来の液晶電気光学装置は、共通電極を対向基板に形成しており、しかも前記共通電極は透光性を有する材料、例えばITO等を使用するのが一般的であった。しかし、横方向電界駆動方式の液晶電気光学装置はいずれか一方の基板に液晶駆動用電極及び共通電極を形成し、しかもいずれの電極もAl等からなる遮光性の電極を使用しており、有効表示領域が従来の液晶電気光学装置に比べ減少してしまう欠点、即ち開口率の低下があった。 In a conventional liquid crystal electro-optical device, a common electrode is formed on a counter substrate, and the common electrode generally uses a light-transmitting material such as ITO. However, the lateral electric field drive type liquid crystal electro-optical device is effective in that a liquid crystal drive electrode and a common electrode are formed on one of the substrates, and each electrode uses a light-shielding electrode made of Al or the like. There is a drawback that the display area is reduced as compared with the conventional liquid crystal electro-optical device, that is, the aperture ratio is lowered.
本発明の液晶電気光学装置は、一対の基板上に形成された複数の電極により、基板に平行な方向の電界(横方向電界)強度を制御し、液晶材料を動作させる方式のものである。但し、従来の横方向電界駆動方式にあるような、いずれか一方の基板にのみ液晶駆動用及び共通電極を形成するものではなく、他方の基板にも電極を形成し、液晶駆動時にこの電極からも電界を印加し、これまで問題となっていた、電界強度の不均一性等の問題を解決するものである。 The liquid crystal electro-optical device of the present invention is of a type in which a liquid crystal material is operated by controlling an electric field (lateral electric field) intensity in a direction parallel to the substrate by a plurality of electrodes formed on a pair of substrates. However, the liquid crystal driving and common electrodes are not formed only on one of the substrates as in the conventional lateral electric field driving method, but the electrodes are also formed on the other substrate. Also, an electric field is applied to solve the problems such as non-uniformity of electric field strength, which have been a problem until now.
さらに、遮光性電極を利用していたことによる、開口率の低下を改善を行い、視覚特性の良好な液晶電気光学装置を提供するものである。 Furthermore, it is intended to provide a liquid crystal electro-optical device with good visual characteristics by improving the reduction in aperture ratio due to the use of a light-shielding electrode.
上記課題を解決するために、本発明は、
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該基板の両方に形成された電極と、
前記基板間に狭持された液晶層とを有し、
前記電極は、基板面に平行な方向を含む電界を形成しうる液晶駆動用の一対の電極を含み、
前記一対の電極は互いに略平行に配置された部分を有し、
前記電極を介して液晶層に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶電気光学装置であって、
前記いずれか一方の基板上の一対の電極間に形成される電界は、他方の基板上の一対の電極間に形成された電界強度により電界分布が制御されることを特徴とする液晶電気光学装置である。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A pair of substrates at least one of which is transparent;
Electrodes formed on both of the substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
The electrodes include a pair of electrodes for driving a liquid crystal capable of forming an electric field including a direction parallel to the substrate surface,
The pair of electrodes have portions arranged substantially parallel to each other,
A liquid crystal electro-optical device provided with an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer through the electrode,
The electric field distribution formed between a pair of electrodes on one of the substrates is controlled by the electric field strength formed between the pair of electrodes on the other substrate. It is.
本発明の他の構成は、
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該基板の両方に形成された電極と、
前記基板間に狭持された液晶層とを有し、
前記電極は、基板面に平行な方向を含む電界を形成しうる液晶駆動用の一対の電極を含み、
前記一対の電極は互いに略平行に配置された部分を有し、
前記電極を介して液晶層に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶電気光学装置であって、
前記いずれか一方の基板上の一対の電極間に形成される電界は、他方の基板上の一対の電極間に形成された電界との相互作用により、セル厚方向において電界分布が均一化されていることを特徴とする液晶電気光学装置である。
Other configurations of the present invention include:
A pair of substrates at least one of which is transparent;
Electrodes formed on both of the substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
The electrodes include a pair of electrodes for driving a liquid crystal capable of forming an electric field including a direction parallel to the substrate surface,
The pair of electrodes have portions arranged substantially parallel to each other,
A liquid crystal electro-optical device provided with an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer through the electrode,
The electric field formed between the pair of electrodes on one of the substrates is made uniform in the cell thickness direction by the interaction with the electric field formed between the pair of electrodes on the other substrate. A liquid crystal electro-optical device.
本発明の他の構成は、
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該基板の両方に形成された電極と、
前記基板間に狭持された液晶層とを有し、
前記電極は、基板面に平行な方向を含む電界を形成しうる液晶駆動用の一対の電極を含み、
前記一対の電極は互いに略平行に配置された部分を有し、
前記電極を介して液晶層に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶電気光学装置であって、
前記一対の基板間の電極により、前記液晶層に対してに同時に同方向の電界を印加することで、一対の基板間の電界分布を制御することを特徴とする液晶電気光学装置である。
Other configurations of the present invention include:
A pair of substrates at least one of which is transparent;
Electrodes formed on both of the substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
The electrodes include a pair of electrodes for driving a liquid crystal capable of forming an electric field including a direction parallel to the substrate surface,
The pair of electrodes have portions arranged substantially parallel to each other,
A liquid crystal electro-optical device provided with an electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer through the electrode,
An electric field distribution between a pair of substrates is controlled by simultaneously applying an electric field in the same direction to the liquid crystal layer by an electrode between the pair of substrates.
本発明の他の構成は、
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該基板の両方に形成された電極と、
前記基板間に狭持された液晶層とを有し、
前記電極は、基板面に平行な方向を含む電界を形成しうる液晶駆動用の一対の電極を含み、
前記一対の電極は互いに略平行に配置された部分を有し、
前記電極を介して液晶層に電界を印加する電界印加手段を備え、
前記一対の電極は、両方の基板において互いに対向する位置に配置されていることを特徴とする液晶電気光学装置である。
Other configurations of the present invention include:
A pair of substrates at least one of which is transparent;
Electrodes formed on both of the substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
The electrodes include a pair of electrodes for driving a liquid crystal capable of forming an electric field including a direction parallel to the substrate surface,
The pair of electrodes have portions arranged substantially parallel to each other,
Electric field applying means for applying an electric field to the liquid crystal layer through the electrode;
In the liquid crystal electro-optical device, the pair of electrodes are disposed at positions facing each other on both substrates.
本明細書に開示する発明を利用した構成の一例を図1及び図2に示す。図1に示すのは、ネマチック液晶を用い、横方向電界で前記液晶材料を駆動し、前記駆動素子としてpoly−SiTFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置の画素部の概略であり、前記装置を上から(基板面に対して垂直な方向から)見た場合であり一部の配線は重なりあって配設されているため、上基板の配線しか見えない。また、図2は図1においてA−A′方向の断面を示したものである。 An example of a configuration using the invention disclosed in this specification is shown in FIGS. FIG. 1 shows an outline of a pixel portion of an active matrix type liquid crystal electro-optical device using nematic liquid crystal, driving the liquid crystal material with a lateral electric field, and using poly-Si TFT as the drive element, This is the case when the device is viewed from above (from a direction perpendicular to the substrate surface). Since some of the wirings are arranged in an overlapping manner, only the wiring on the upper substrate is visible. FIG. 2 shows a cross section in the AA 'direction in FIG.
図1及び図2に示す構成において、第一の基板(101)上には、下地SiO2 膜(103)、ゲート電極(105)、コモン電極(107)、ゲート絶縁膜より延長される層(109)、スイッチング素子(111)、ソース電極(113)、液晶駆動用電極(115)、保護膜(117)、配向膜(119)が形成されている。 In the configuration shown in FIGS. 1 and 2, on the first substrate (101), a base SiO 2 film (103), a gate electrode (105), a common electrode (107), and a layer extending from the gate insulating film ( 109), a switching element (111), a source electrode (113), a liquid crystal driving electrode (115), a protective film (117), and an alignment film (119) are formed.
一方、第二の基板(102)には下地SiO2 膜(104)、ゲート電極(106)、コモン電極(108)、ゲート絶縁膜より延長される層(110)、スイッチング素子(112)、ソース電極(114)、液晶駆動用電極(116)、保護膜(118)、配向膜(120)が形成されている。また、(121)は液晶層である。 On the other hand, on the second substrate (102), the underlying SiO 2 film (104), the gate electrode (106), the common electrode (108), the layer (110) extended from the gate insulating film, the switching element (112), the source An electrode (114), a liquid crystal driving electrode (116), a protective film (118), and an alignment film (120) are formed. Reference numeral (121) denotes a liquid crystal layer.
液晶駆動用電極(115)とコモン電極(107)、あるいは液晶駆動用電極(116)とコモン電極(108)は 互いに略平行に配置されている。 The liquid crystal driving electrode (115) and the common electrode (107), or the liquid crystal driving electrode (116) and the common electrode (108) are arranged substantially parallel to each other.
ここで、上記ゲート電極(105)、(106)はゲート配線(走査線)を、また、ソース電極(113)、(114)はソース配線(信号線)をそれぞれ兼ねる機能を有する。また、前記コモン電極(107)、(108)は上記共通電極に相当する。さらに、液晶層(121)について、配向状態について述べる場合には、液晶分子も示す。 Here, the gate electrodes (105) and (106) function as gate wirings (scanning lines), and the source electrodes (113) and (114) function as source wirings (signal lines). The common electrodes (107) and (108) correspond to the common electrode. Further, when the alignment state of the liquid crystal layer (121) is described, liquid crystal molecules are also shown.
上記液晶電気光学装置の場合、まず第一の基板(101)上に形成された液晶材料駆動用の液晶駆動用電極(115)及びコモン電極(107)間に電界が印加され、この電界により液晶層(121)中の液晶分子が基板に対して平行な面内でスイッチングする(配向状態が変化する)。 In the case of the liquid crystal electro-optical device, first, an electric field is applied between the liquid crystal driving electrode (115) for driving the liquid crystal material and the common electrode (107) formed on the first substrate (101). The liquid crystal molecules in the layer (121) are switched in a plane parallel to the substrate (the alignment state changes).
しかし、第一の基板(101)上の電極間にのみ電界が印加されると、第二の基板(102)に近いほど電界強度が小さくなるので、液晶材料(121)の配向方向の制御が不十分となる。 However, when an electric field is applied only between the electrodes on the first substrate (101), the electric field strength becomes smaller as it is closer to the second substrate (102), so that the alignment direction of the liquid crystal material (121) can be controlled. It becomes insufficient.
そこで、第二の基板(102)上にも液晶駆動用電極(116)及びコモン電極(107)を設ける。そのとき、第一の基板と第二の基板とにおいて、電極が互いに対向する位置に配置する。 Therefore, the liquid crystal driving electrode (116) and the common electrode (107) are also provided on the second substrate (102). At that time, the electrodes are disposed at positions where the electrodes face each other on the first substrate and the second substrate.
すなわち、第一の基板(101)上の液晶駆動用電極(115)上に第二の基板(102)の液晶駆動用電極(116)が、また、第一の基板(101)のコモン電極(107)の上に、第二の基板(102)のコモン電極(108)がそれぞれ配置されるようにして、第二の基板(102)の液晶駆動用電極(116)−コモン電極間(108)にも電界を印加する。 That is, the liquid crystal driving electrode (116) of the second substrate (102) is placed on the liquid crystal driving electrode (115) on the first substrate (101), and the common electrode ( 107), the common electrode (108) of the second substrate (102) is disposed on the liquid crystal driving electrode (116) -common electrode (108) of the second substrate (102). An electric field is also applied.
すると、第一の基板(101)上の電極(115)、(107)間の電界分布は、第二の基板(102)上の電極(116)、(108)間の電界により電気力線が変形され、種々の状態を示すように制御することができる。特に、第一の基板(101)上の前記2つの電極(115)、(107)間の電界強度と、第二の基板(102)上の前記2つの電極(116)、(108)間の電界強度を同一にすると、上下の基板(101)、(102)間のどの場所でも電界強度の分布が一定になる。 Then, the electric field distribution between the electrodes (115) and (107) on the first substrate (101) is such that the electric lines of force are generated by the electric field between the electrodes (116) and (108) on the second substrate (102). It is deformed and can be controlled to show various states. In particular, the electric field strength between the two electrodes (115), (107) on the first substrate (101) and the two electrodes (116), (108) on the second substrate (102). If the electric field strength is the same, the electric field strength distribution is constant at any location between the upper and lower substrates (101) and (102).
また、上記第一、第二の基板(101)、(102)には、透光性を有し、かつ外力に対しある程度の強度を有する材料、例えばガラス、石英などの無機材料などが用いられる。TFT等を形成する基板(以下TFT基板とする)には、無アルカリガラスや石英ガラスを用いる。また、液晶電気光学装置の軽量化を目的とする場合、複屈折性の少ないフィルム、例えばPES(ポリエチレンサルフェート)などを用いることもできる。 For the first and second substrates (101) and (102), a material having translucency and a certain degree of strength against external force, for example, an inorganic material such as glass or quartz is used. . Non-alkali glass or quartz glass is used for a substrate on which a TFT or the like is formed (hereinafter referred to as a TFT substrate). For the purpose of reducing the weight of the liquid crystal electro-optical device, a film having low birefringence, such as PES (polyethylene sulfate), can also be used.
また、液晶材料(121)の駆動方法としてはマルチプレックス方式でもアクティブマトリクス方式でも良い。 The liquid crystal material (121) may be driven by a multiplex system or an active matrix system.
マルチプレックス方式では第一の基板(101)上に形成するのは液晶駆動用電極(115)、共通電極(107)の2種だけでよいが、アクティブマトリクス方式の場合、このほかにスイッチング素子(111)、(112)として非線形素子、例えば薄膜トランジスタ(TFT)やダイオードを各画素毎に形成する。薄膜トランジスタの場合、ドレイン電極を液晶駆動用電極(115)、(116)に接続し、共通電極はコモン電極(107)、(108)として別に設ける。 In the multiplex system, only two types of liquid crystal driving electrode (115) and common electrode (107) are formed on the first substrate (101). In the active matrix system, however, switching elements ( 111) and (112), nonlinear elements such as thin film transistors (TFTs) and diodes are formed for each pixel. In the case of the thin film transistor, the drain electrode is connected to the liquid crystal driving electrodes (115) and (116), and the common electrode is separately provided as the common electrodes (107) and (108).
TFTとしては活性層にアモルファスシリコン又はポリ(多結晶)シリコンを用いたトランジスタを用いることが出来る。アクティブマトリクス方式の場合上記駆動素子の構成は、スタガー型、逆スタガー型といった公知の構成を利用することが出来る。また、ポリシリコンを用いたトランジスタを用いた場合、液晶材料を駆動する周辺駆動回路をTFTを作製した基板に形成することが可能である。周辺駆動回路はTFTを作製するのと同じプロセスで作製することが可能となる。この周辺駆動回路は、n−ch及びp−chトランジスタを組み合わせた相補型素子から形成される。 As the TFT, a transistor using amorphous silicon or poly (polycrystalline) silicon as an active layer can be used. In the case of the active matrix system, a known configuration such as a stagger type or an inverted stagger type can be used as the configuration of the driving element. In addition, when a transistor using polysilicon is used, a peripheral driver circuit for driving a liquid crystal material can be formed on a substrate on which a TFT is manufactured. The peripheral driver circuit can be manufactured by the same process as that for manufacturing the TFT. This peripheral drive circuit is formed of complementary elements combining n-ch and p-ch transistors.
なお、スイッチング素子(111)、(112)はpoly−Si型TFTを用いることが望ましい。特にpoly−SiをTFT活性層に用いた場合は、a−SiをTFT活性層に用いた場合に比べ活性層の移動度が大きく、a−Siと同等の特性をより小さい素子領域で得られるため、各素子の微細化、ひいては高開口率化が可能となる。また、横方向電界印加にあたっても、キャリヤ移動度の大きいpoly−SiをTFT活性層に用いた場合の方が、高速応答が実現できる。さらに、poly−Siを用いた場合、基板上に液晶材料を駆動するための周辺駆動回路をも形成することが可能となり、装置作製プロセスの低減、歩留りの向上、装置価格の低下に寄与する。 The switching elements (111) and (112) are preferably poly-Si TFTs. In particular, when poly-Si is used for the TFT active layer, the mobility of the active layer is larger than when a-Si is used for the TFT active layer, and characteristics equivalent to a-Si can be obtained in a smaller element region. Therefore, it is possible to miniaturize each element, and thus to increase the aperture ratio. In addition, when applying a lateral electric field, a high-speed response can be realized when poly-Si having a high carrier mobility is used for the TFT active layer. Further, when poly-Si is used, a peripheral driver circuit for driving a liquid crystal material can be formed on the substrate, which contributes to a reduction in device manufacturing process, an improvement in yield, and a reduction in device price.
前記素子電極としては、ゲート電極(105)、ソース電極(113)はAl、Ti、Ta等からなる金属、金属を含有する材料、金属酸化物、またはSi、Siに燐、ホウ素などが含有された材料、カーボン、カーボンを含有する材料等を利用することが出来る。画素高密度化の際にはゲート、ソース両電極(105)、(113)での信号遅延が無視できなくなるので、体積抵抗率の低い材料を利用することが望ましい。また、液晶駆動用電極(115)及びコモン電極(107)は前記各種材料の他、ITO等を使用することも出来る。特にITOのような透光性を有する材料を用いると、画素開口率を向上させることができる。 As the element electrode, the gate electrode (105) and the source electrode (113) contain a metal made of Al, Ti, Ta or the like, a metal-containing material, a metal oxide, or Si, Si containing phosphorus, boron, or the like. Materials, carbon, carbon-containing materials, and the like can be used. When increasing the pixel density, signal delays at the gate and source electrodes (105) and (113) cannot be ignored. Therefore, it is desirable to use a material having a low volume resistivity. In addition, the liquid crystal driving electrode (115) and the common electrode (107) can be made of ITO or the like in addition to the various materials. In particular, when a light-transmitting material such as ITO is used, the pixel aperture ratio can be improved.
電極断面形状は、矩形、台形、または曲断面をとるようにする。矩形、台形の断面の時には公知のパターニング・エッチング法によればよく、また曲断面形成の方法として、異方性プラズマエッチング、等方性プラズマエッチング等を組み合わせ、電極断面をなだらかな断面もしくは曲断面を有するようにしても良い。本明細書に示す、なだらかな面もしくは曲面を持つ断面を作製する方法としては、ドライプロセス、ウエットプロセスのいずれの方法でも可能である。なお、前記方法は、なだらかな曲断面を持つ電極の作製方法の一例であり、なだらかな曲断面を持つ電極の作製方法は、これらの方法に限定されるわけではない。 The electrode cross-sectional shape is rectangular, trapezoidal, or curved. For rectangular and trapezoidal cross sections, a known patterning / etching method may be used, and as a method of forming a curved cross section, anisotropic plasma etching, isotropic plasma etching, etc. may be combined to form a gentle cross section or curved cross section. You may make it have. As a method for manufacturing a cross section having a smooth surface or a curved surface shown in this specification, any of a dry process and a wet process can be used. Note that the above method is an example of a method for manufacturing an electrode having a gentle curved section, and the method for manufacturing an electrode having a gentle curved section is not limited to these methods.
また、各層間絶縁膜(109)、TFT保護膜(117)としては酸化珪素(SiO2 )または窒化珪素(SiN)を用いることが可能である。さらにアクリル系樹脂、またはポリイミド等からなる有機樹脂を使用することも可能である。 Further, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN) can be used for each interlayer insulating film (109) and TFT protective film (117). Furthermore, it is also possible to use an organic resin made of acrylic resin or polyimide.
図8には有機樹脂をTFT保護膜として使用し、その他の構成は上記に示したのと同じである液晶電気光学装置の断面概略図を示す。特にTFT保護膜として有機樹脂を使用すると、基板表面を平滑化する平坦化膜(801)とすることもできる。本発明の液晶電気光学装置は液晶材料の複屈折を利用しているため、前記一対の基板間隔がばらつくと色むらの発生を引き起こす。従って前記基板間隔は装置全体にわたって一定であることが重要であり、前記平坦化処理は装置作製の歩留りを向上させるのに重要なプロセスとなる。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal electro-optical device in which an organic resin is used as a TFT protective film and the other configurations are the same as those described above. In particular, when an organic resin is used as the TFT protective film, a planarizing film (801) for smoothing the substrate surface can be obtained. Since the liquid crystal electro-optical device of the present invention utilizes the birefringence of the liquid crystal material, color unevenness occurs when the distance between the pair of substrates varies. Therefore, it is important that the substrate interval is constant throughout the apparatus, and the planarization process is an important process for improving the yield of manufacturing the apparatus.
次に、第二の基板(102)については第一の基板(101)と同種の材料を用いることが可能である。また、第二の基板(102)にも液晶材料(121)を駆動するための電極を形成する。この時の電極材料としては第一の基板(101)上の素子(111)、各電極(105)、(107)、(113)、(115)を形成するのに使用した材料を使用することが出来る。 Next, the same material as that of the first substrate (101) can be used for the second substrate (102). An electrode for driving the liquid crystal material (121) is also formed on the second substrate (102). As the electrode material at this time, the material used to form the element (111) on the first substrate (101) and the electrodes (105), (107), (113), (115) should be used. I can do it.
また、電極の配設パターンは、第一の基板(101)の駆動用電極(115)、及びコモン電極(107)が交互に等間隔に配列するようにする。 The electrode arrangement pattern is such that the drive electrodes (115) and the common electrodes (107) of the first substrate (101) are alternately arranged at equal intervals.
また、両方の基板(101)、(102)に前記素子(111)、(112)及び前記各電極(105)、(106)、(107)、(108)、(113)、(114)、(115)、(116)を形成するため、有効表示領域即ち開口率をできるだけ大きくするために、例えば図1のように前記一対の基板(101)、(102)上のゲート(105)、(106)及びソース(113)、(114)及び液晶駆動用電極(115)、(116)及びコモン電極(107)、(108)の各配線は重なりあうような位置に成るように配設すればよい。このようにすることで、従来の液晶電気光学装置のようないずれか一方の基板にゲート、ソース各配線が形成された場合と同様な開口率を得ることができる。 Further, the elements (111), (112) and the electrodes (105), (106), (107), (108), (113), (114), In order to form the effective display region, that is, the aperture ratio as much as possible in order to form (115) and (116), the gates (105) and (105) on the pair of substrates (101) and (102) as shown in FIG. 106), the source (113), (114), the liquid crystal driving electrodes (115), (116), and the common electrodes (107), (108) are arranged so as to overlap each other. Good. By doing so, it is possible to obtain the same aperture ratio as when the gate and source wirings are formed on one of the substrates as in the conventional liquid crystal electro-optical device.
また、第一の基板(101)上もしくは第二の基板(102)上、あるいは両方の基板上にコントラスト向上のため表示に関わらない部分を遮光するため、Cr等の金属もしくは黒色の顔料が分散された樹脂材料などにより、ブラックマトリクスを形成する(図示せず)。さらに、カラー表示の場合には各画素に対応する位置にR(赤)、G(緑)、B(青)もしくはC(シアン)、M(マジェンダ)、Y(黄)のカラーフィルターを形成する。カラーフィルターの各色の配置はストライプ配置又はデルタ配置などが利用できる。 In addition, a metal such as Cr or a black pigment is dispersed on the first substrate (101), the second substrate (102), or both of the substrates in order to shield the portions not related to display in order to improve contrast. A black matrix is formed from the resin material or the like (not shown). Further, in the case of color display, color filters of R (red), G (green), B (blue) or C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) are formed at positions corresponding to each pixel. . The arrangement of each color of the color filter can be a stripe arrangement or a delta arrangement.
その後第一の基板(101)上、及び第二の基板(102)上に、配向処理を施した。前記配向処理は液晶分子が基板に対して平行かつ一軸に配向するように行う。前記配向処理としては基板面を直接、もしくはナイロン、ポリイミド等の有機樹脂よりなる膜(配向膜)(119)、(120)を塗布後前記樹脂面上を、一方向に擦るラビング処理が有効である。なお、前述の有機樹脂によるTFT保護膜(平坦化膜(801))の表面をそのままラビング処理等の配向処理をすることで前記の配向膜を形成するプロセスをなくすことも可能である。 Thereafter, alignment treatment was performed on the first substrate (101) and the second substrate (102). The alignment treatment is performed so that the liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate and uniaxially. As the alignment treatment, a rubbing treatment in which the substrate surface is directly rubbed in one direction on the resin surface after applying films (alignment films) (119) and (120) made of an organic resin such as nylon or polyimide is effective. is there. It is possible to eliminate the process of forming the alignment film by subjecting the surface of the TFT protective film (planarization film (801)) made of the organic resin to an alignment process such as a rubbing process as it is.
図5及び図6にはラビング方向(502)、(503)を示した。ラビング方向については使用する液晶材料(121)により異なり、第一の基板(101)側は、誘電率異方性が正の材料の場合、電界に非平行、望ましくは電界と45゜をなす方向とする。さらにまた、誘電率異方性が負の材料の場合、電界に垂直でない方向、望ましくは電界と45゜をなす方向とする。また第二の基板(102)側のラビング処理は、第一の基板(101)のラビング方向に平行、もしくは反平行をなすようになされる。 5 and 6 show the rubbing directions (502) and (503). The rubbing direction differs depending on the liquid crystal material (121) used, and the first substrate (101) side is non-parallel to the electric field, preferably 45 ° to the electric field, when the dielectric anisotropy is positive. And Furthermore, in the case of a material having a negative dielectric anisotropy, the direction is not perpendicular to the electric field, preferably 45 ° with the electric field. The rubbing process on the second substrate (102) side is performed in parallel or antiparallel to the rubbing direction of the first substrate (101).
このようにして作製された前記一対の基板(101)、(102)は、一定の間隔をもって重ね合わせ、これを液晶セルとする。前記一対の基板(101)、(102)のいずれか一方に、接着剤としてシール剤(図示せず)を所望のパターンに形成する。シール剤としては熱硬化型、紫外線硬化型等の樹脂材料を使用する。前記樹脂材料としてはエポキシ系、ウレタンアクリレート系などの材料を使用することが可能である。また、他方の基板には前記一対の基板の間隔をセル全体に一定に保持するためスペーサー(図示せず)を散布する。 The pair of substrates (101) and (102) manufactured in this way are overlapped at a constant interval to form a liquid crystal cell. A sealant (not shown) is formed in a desired pattern as an adhesive on one of the pair of substrates (101) and (102). As the sealant, a resin material such as a thermosetting type or an ultraviolet curable type is used. As the resin material, it is possible to use an epoxy-based material, a urethane acrylate-based material, or the like. Further, a spacer (not shown) is sprayed on the other substrate in order to keep the distance between the pair of substrates constant throughout the cell.
シール剤硬化後、液晶材料(121)を液晶セルに真空注入法等により注入する。なお、シール剤を形成する前に予め一方の基板に液晶層(121)を形成し、その後シール剤を形成して他方の基板を重ね合わせてもよい。 After the sealant is cured, the liquid crystal material (121) is injected into the liquid crystal cell by a vacuum injection method or the like. Note that the liquid crystal layer (121) may be formed on one substrate in advance before forming the sealing agent, and then the other substrate may be overlaid by forming the sealing agent.
本発明で利用できる液晶材料としては、ネマチック、コレステリック、スメクチック性を示す材料が挙げられるが、特にネマチック材料を用いることが望ましい。さらに、ネマチック液晶の中でも、駆動方法によって誘電異方性が正もしくは負を示すものを適宜選択して使用する。さらに、屈折率異方性が小さいものを用いると、より広い視野角が得られる。 Examples of the liquid crystal material that can be used in the present invention include materials exhibiting nematic, cholesteric, and smectic properties, and it is particularly desirable to use a nematic material. Furthermore, among the nematic liquid crystals, those having a dielectric anisotropy that is positive or negative depending on the driving method are appropriately selected and used. Furthermore, if a material having a small refractive index anisotropy is used, a wider viewing angle can be obtained.
また、本発明の液晶電気光学装置の液晶材料の配向状態について、図5及び図6に概略を示す。ここでは一例として、誘電異方性が負の材料を使用した場合を示した。図5は無電界時、図6は電界印加時の配向状態である。なお、この図では概略図として前記一対の基板上の構成物として電極(107)、(115)、(108)、(116)、及び配向膜(119)、(120)のみを示し、その他の素子、配線等は省略した。 The alignment state of the liquid crystal material of the liquid crystal electro-optical device of the present invention is schematically shown in FIGS. Here, as an example, a case where a material having negative dielectric anisotropy is used is shown. FIG. 5 shows an alignment state when no electric field is applied, and FIG. 6 shows an alignment state when an electric field is applied. In this figure, only the electrodes (107), (115), (108), (116), and the alignment films (119), (120) are shown as the components on the pair of substrates as a schematic diagram. Elements, wiring, etc. are omitted.
前記液晶電気光学装置は、液晶材料の複屈折性を利用して表示を行うため、一対の偏光板(501)、(502)をその光軸(505)、(506)が直交するように配置し、前記一対の偏光板の間に液晶セルを挟む。この時液晶材料(121)の配向方向は、検光子即ち光源に近い方の偏光板の光軸に平行である。 Since the liquid crystal electro-optical device performs display using the birefringence of the liquid crystal material, a pair of polarizing plates (501) and (502) are arranged so that their optical axes (505) and (506) are orthogonal to each other. A liquid crystal cell is sandwiched between the pair of polarizing plates. At this time, the orientation direction of the liquid crystal material (121) is parallel to the optical axis of the polarizing plate closer to the analyzer, that is, the light source.
このようにして作製された液晶電気光学装置について、液晶材料(121)の配向は、無電界時には図5に示すように、液晶分子(121)は長軸を基板に平行かつラビング方向(503)、(504)に平行に一軸配向している。 In the liquid crystal electro-optical device manufactured in this way, the alignment of the liquid crystal material (121) is such that, when no electric field is applied, the liquid crystal molecules (121) are parallel to the substrate and the rubbing direction (503) as shown in FIG. , (504) is uniaxially oriented in parallel.
次に、電極(107)、(115)、(108)、(116)に電界印加時は、図6に示すように、配向規制力が強い配向膜界面近傍の液晶分子(122)は、ラビング方向(503)、(504)に平行な向きを維持し、配向規制力が弱い液晶層中央近傍の液晶分子(123)は電界により光軸が変化する。誘電異方性が正の液晶材料を用いた場合には液晶分子(123)の長軸が電界方向に対して平行になるような向きとなり、誘電異方性が負の場合には図6のように、液晶分子の長軸(123)が電界方向に対して垂直になるような向きとなる。 Next, when an electric field is applied to the electrodes (107), (115), (108), and (116), as shown in FIG. 6, the liquid crystal molecules (122) in the vicinity of the alignment film interface having a strong alignment regulating force are rubbed. The liquid crystal molecules (123) in the vicinity of the center of the liquid crystal layer, which maintains a direction parallel to the directions (503) and (504) and has a weak alignment regulating force, change its optical axis by an electric field. When a liquid crystal material having positive dielectric anisotropy is used, the major axis of the liquid crystal molecules (123) is oriented in parallel with the electric field direction. Thus, the orientation is such that the major axis (123) of the liquid crystal molecules is perpendicular to the electric field direction.
このため、液晶電気光学装置を透過する光について、無電界時に液晶材料(121)の配向はセル内で検光子(501)の光軸(505)に平行となるため、入射光は偏光子(502)を透過できず、この時の透過光量はゼロとなる。一方、電界印加時は液晶材料(121)の光軸の向きが変化することで入射光は楕円偏光となり、偏光子(502)を透過する。 For this reason, with respect to the light transmitted through the liquid crystal electro-optical device, the orientation of the liquid crystal material (121) is parallel to the optical axis (505) of the analyzer (501) in the cell when no electric field is applied. 502) cannot be transmitted, and the amount of transmitted light at this time is zero. On the other hand, when the electric field is applied, the direction of the optical axis of the liquid crystal material (121) changes, so that the incident light becomes elliptically polarized light and passes through the polarizer (502).
表示を行う場合、まず第一の基板のゲート電極(105)に、任意の期間で選択信号(走査信号)が印加され、ソース電極(113)に印加された映像データは選択期間中にスイッチング素子(111)が導通状態となるため液晶駆動用電極(115)に印加される。一方コモン電極(107)は接地しておくか、あるいは任意の波形を印加しておく。 When performing display, first, a selection signal (scanning signal) is applied to the gate electrode (105) of the first substrate in an arbitrary period, and the video data applied to the source electrode (113) is a switching element during the selection period. Since (111) becomes conductive, it is applied to the liquid crystal driving electrode (115). On the other hand, the common electrode (107) is grounded or an arbitrary waveform is applied.
すると、液晶駆動用電極(115)−コモン電極間(107)に基板に平行かつ液晶駆動用電極(115)、コモン電極(107)の長手方向に対して垂直な方向の成分を有する電界が形成され、この電界により液晶分子(121)が基板(101)、(102)に対して平行な面内でスイッチングし(配向状態が変化し)、画素に映像データが書き込まれた状態となる。 Then, an electric field having a component parallel to the substrate and perpendicular to the longitudinal direction of the liquid crystal driving electrode (115) and the common electrode (107) is formed between the liquid crystal driving electrode (115) and the common electrode (107). By this electric field, the liquid crystal molecules (121) are switched in a plane parallel to the substrates (101) and (102) (the orientation state is changed), and the video data is written in the pixels.
選択期間終了後、スイッチング素子(111)は非導通状態となる。液晶駆動用電極(115)−コモン電極間(107)には先程印加された電界が保持され、書き込まれた映像データが保存される。 After the selection period ends, the switching element (111) is turned off. The previously applied electric field is held between the liquid crystal driving electrode (115) and the common electrode (107), and the written video data is stored.
以下、第一の基板(101)上のゲート電極(105)に次々に走査信号を印加させ、基板(101)全体に映像データを書き込む。 Thereafter, scanning signals are sequentially applied to the gate electrodes (105) on the first substrate (101), and video data is written on the entire substrate (101).
しかしながら、第一の基板(101)にのみ電界を印加すると第一の基板(101)の電極近傍は電界強度が強くなるが、第二の基板(102)に近づくにつれ電界強度が低下してしまう。また、基板に平行以外の成分の電界も多く存在してしまう。そこで、第二の基板(102)に設けられた液晶駆動用電極(116)、コモン電極(108)に対して、第一の基板(101)の液晶駆動用電極(115)−コモン電極(107)間に形成された電界の分布状態を制御するため電界を印加する。 However, when an electric field is applied only to the first substrate (101), the electric field strength increases in the vicinity of the electrode of the first substrate (101), but the electric field strength decreases as the second substrate (102) is approached. . In addition, there are many electric fields of components other than those parallel to the substrate. Therefore, with respect to the liquid crystal driving electrode (116) and the common electrode (108) provided on the second substrate (102), the liquid crystal driving electrode (115) -common electrode (107) of the first substrate (101). ) An electric field is applied to control the distribution state of the electric field formed therebetween.
また電界の印加方法について、第一の基板(101)及び第二の基板(102)には同時に電界が印加する。さらに電界の向きは上下の基板(101)、(102)で同方向となるようにする。 As for the method of applying an electric field, an electric field is applied simultaneously to the first substrate (101) and the second substrate (102). Furthermore, the direction of the electric field is set to be the same in the upper and lower substrates (101) and (102).
従って、第二の基板(102)上の電極間には、第一の基板(101)上の電極間に映像データの書込みと同じタイミングで同一映像データを書き込む。このことで、基板に平行な成分を有する電界が一対の基板(101)、(102)間の各部分で形成され、電気力線が画素内で平行になる。 Accordingly, the same video data is written between the electrodes on the second substrate (102) at the same timing as the video data writing between the electrodes on the first substrate (101). Thus, an electric field having a component parallel to the substrate is formed in each part between the pair of substrates (101) and (102), and the lines of electric force are parallel in the pixel.
なお、上記には偏光板(501)を2枚使用した構成としたが、前記一対の基板(101)、(102)のうちいずれか一方に金属等からなる反射板を形成すれば、偏光板を1枚しか用いずに液晶電気光学装置を作製することが可能となり、明るいディスプレイを実現できる。また上記金属性の反射板は画素等の電極を兼ねることも可能である。 In the above description, two polarizing plates (501) are used. However, if a reflecting plate made of metal or the like is formed on one of the pair of substrates (101) and (102), the polarizing plate is used. A liquid crystal electro-optical device can be manufactured using only one sheet, and a bright display can be realized. The metallic reflector can also serve as an electrode for a pixel or the like.
本明細書に示す液晶電気光学装置の構成とすると、従来の横方向電界駆動方式の液晶電気光学装置に比べ、セル内のセル厚方向の電束密度は均一になる。これにより、セル厚方向のほとんどの液晶分子は電界の印加により同様に配向ベクトルを変化させる。その結果、表示の立ち上がり、応答特性が向上する。 With the configuration of the liquid crystal electro-optical device shown in the present specification, the electric flux density in the cell thickness direction in the cell becomes uniform as compared with the conventional liquid crystal electro-optical device of the lateral electric field drive system. As a result, most liquid crystal molecules in the cell thickness direction change the orientation vector in the same manner when an electric field is applied. As a result, the rise of display and response characteristics are improved.
この電界の連続性は、電極に電圧を印加した場合の、電極周囲の電気力線の態様を見れば明らかである。以下、図4をもって電極周囲の電気力線の態様を説明する。 This continuity of the electric field is apparent from the appearance of lines of electric force around the electrode when a voltage is applied to the electrode. Hereinafter, the mode of electric lines of force around the electrodes will be described with reference to FIG.
上記の駆動方法によりセル内に電界を印加した場合、図4に示すように、一方の基板(101)上の電極(107)、(115)間にのみ電界を印加したときに形成された電気力線(304)(図4中の点線で表した曲線)は、他方の基板上の電極(116)、(108)間に形成された電界により図中矢印(307)の方向に変形され、実効的に図中の実線で表したような電気力線(306)となる。従って、本発明の液晶電気光学装置の電気力線の分布は、いずれが一方の基板にのみ電極を形成する場合より、均一となる。 When an electric field is applied to the inside of the cell by the above driving method, as shown in FIG. 4, the electricity formed when an electric field is applied only between the electrodes (107) and (115) on one substrate (101). The force line (304) (curved line in FIG. 4) is deformed in the direction of the arrow (307) in the figure by the electric field formed between the electrodes (116) and (108) on the other substrate, Effectively, the electric force line (306) as represented by the solid line in the figure is obtained. Therefore, the distribution of the electric lines of force of the liquid crystal electro-optical device of the present invention is more uniform than when the electrodes are formed only on one substrate.
上記では一例として電極断面が台形のものについて説明したが、これに限定されることはなく、電極断面が円、楕円の曲率を利用したものでも同様の効果が得られる。また、断面形状が正半円なだけでなく、円弧をなすようにしても同様の効果が得られる。さらに電極のエッジ断面が円弧等の曲面を有するようにしても良い。もちろん、境界変化の緩やかな多角形形状を有する断面を持つ電極でも良い。 In the above description, the trapezoidal electrode cross section has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even when the electrode cross section uses a circular or elliptical curvature. Further, the same effect can be obtained not only when the cross-sectional shape is a regular semicircle but also when it is formed as an arc. Furthermore, the edge cross section of the electrode may have a curved surface such as an arc. Of course, an electrode having a polygonal shape with a gradual boundary change may be used.
さらに、なだらかな曲断面を持つ電極等薄膜の上に成膜される膜は、薄膜の丸みのため、カバレッジも良好である。そのため、カバレッジの悪さに起因する、不純物の混入、断線等を防ぐ効果もある。 Furthermore, a film formed on a thin film such as an electrode having a gentle curved section has good coverage due to the roundness of the thin film. For this reason, there is an effect of preventing contamination of impurities, disconnection, and the like due to poor coverage.
なお、本発明では、液晶材料に横方向電界を印加する方式の液晶電気光学装置について述べたが、これに限ることなく、例えば従来のTN方式等の縦電界を印加する方式の液晶電気光学装置に用いることでも、セル内の電界の乱れを低減することが出来、また、カバレッジの良い電気光学装置を作製することが出来る。以下に、本発明の実施例を図をもって説明する。 In the present invention, a liquid crystal electro-optical device that applies a lateral electric field to a liquid crystal material has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a conventional liquid crystal electro-optical device that applies a vertical electric field such as a TN method. Also in the case of this, the disturbance of the electric field in the cell can be reduced, and an electro-optical device with good coverage can be manufactured. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
上記で述べたように本発明は、従来の横方向電界駆動方式の液晶電気光学装置と比べ、液晶の立ち上がり特性がよく、簡便な工程で液晶電気光学装置が得られる。さらに本発明は、画素部の微細化にも対応できる。 As described above, the liquid crystal electro-optical device according to the present invention has a good rise characteristic of liquid crystal and can be obtained by a simple process as compared with the conventional liquid crystal electro-optical device of the lateral electric field drive system. Furthermore, the present invention can cope with the miniaturization of the pixel portion.
本実施例では、周辺駆動回路をも基板上に形成するモノリシック型アクティブマトリクス回路とした。この制作工程について、図7を用いて説明する。図7は周辺駆動回路付近の概略図であり、左側に駆動回路のTFTの作製工程を、右側にアクティブマトリクス回路のTFTの作製工程をそれぞれ示した。なお、この工程は低温ポリシリコンプロセスのものである。 In this embodiment, a monolithic active matrix circuit in which the peripheral drive circuit is also formed on the substrate is used. This production process will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view of the vicinity of the peripheral drive circuit, and the left side shows the TFT fabrication process of the drive circuit and the right side shows the TFT fabrication process of the active matrix circuit. This process is for the low temperature polysilicon process.
まず、第一の絶縁基板(101)としてコーニング#1737の上に、下地酸化膜(103)を形成した。この酸化珪素膜の形成方法は、酸素雰囲気中でのスパッタ法やプラズマCVD法を用いればよい。 First, a base oxide film (103) was formed on Corning # 1737 as a first insulating substrate (101). As a method for forming this silicon oxide film, a sputtering method or a plasma CVD method in an oxygen atmosphere may be used.
その後、プラズマCVD法やLPCVD法によってアモルファスのシリコン膜を300〜1500Å、好ましくは500〜1000Åに形成した。そして、500℃以上、好ましくは、500〜600℃の温度で熱アニールを行い、シリコン膜を結晶化させた、もしくは、結晶性を高めた。熱アニールによって結晶化ののち、光(レーザーなど)アニールをおこなって、さらに結晶化を高めてもよい。また、熱アニールによる結晶化の際に特開平6−244103、同6−244104に記述されているように、ニッケル等のシリコンの結晶化を促進させる元素(触媒元素)を添加してもよい。 Thereafter, an amorphous silicon film was formed to 300 to 1500 mm, preferably 500 to 1000 mm, by plasma CVD or LPCVD. Then, thermal annealing was performed at a temperature of 500 ° C. or higher, preferably 500 to 600 ° C., to crystallize the silicon film or improve the crystallinity. After crystallization by thermal annealing, light (laser or the like) annealing may be performed to further increase crystallization. Further, at the time of crystallization by thermal annealing, as described in JP-A-6-244103 and 6-244104, an element (catalytic element) that promotes crystallization of silicon such as nickel may be added.
次にシリコン膜をエッチングして島状に形成し、駆動回路のTFT の活性層(701)(Pチャネル型TFT用)、(702)(Nチャネル型TFT用)とマトリクス回路のTFT(画素TFT) の活性層(703)を形成した。さらに、酸素雰囲気中でのスパッタ法によって厚さ500〜2000Åの酸化珪素のゲート絶縁膜(704)を形成した。ゲート絶縁膜の形成方法としては、プラズマCVD法を用いてもよい。プラズマCVD法によって酸化珪素膜を形成する場合には、原料ガスとして、一酸化二窒素(N2 O)もしくは酸素(O2 )とモノシラン(SiH4 )を用いることが好ましかった。 Next, the silicon film is etched to form islands, and TFT active layers (701) (for P-channel TFTs) and (702) (for N-channel TFTs) in the drive circuit and TFTs (pixel TFTs) in the matrix circuit ) Active layer (703) was formed. Further, a silicon oxide gate insulating film (704) having a thickness of 500 to 2000 mm was formed by sputtering in an oxygen atmosphere. As a method for forming the gate insulating film, a plasma CVD method may be used. When forming a silicon oxide film by plasma CVD, it was preferable to use dinitrogen monoxide (N 2 O) or oxygen (O 2 ) and monosilane (SiH 4 ) as a source gas.
その後、厚さ2000〜6000Åのアルミニウムをスパッタ法によって基板全面に形成した。ここでアルミニウムはその後の熱プロセスによってヒロックが発生するのを防止するため、シリコンまたはスカンジウム、パラジウムなどを含有するものを用いてもよい。そして、等方性プラズマエッチングを行いゲート電極(705)、(706)、(707)と、コモン電極(708)(共通電極)を形成した(図7(A))。この時、放電ガス電圧を適切に設定し、電極に曲面を持たせた。その後、イオンドーピング法によって、全ての島状活性層に、ゲート電極をマスクとして自己整合的に、フォスフィン(PH3 )をドーピングガスとして、燐が注入される。ドーズ量は1×1012〜5×1013原子/cm2 する。 この結果、弱いN型領域(709)、(710)、(711) が形成された。(図7(B )) Thereafter, aluminum having a thickness of 2000 to 6000 mm was formed on the entire surface of the substrate by sputtering. Here, aluminum may contain silicon, scandium, palladium, or the like in order to prevent hillocks from being generated by a subsequent thermal process. Then, isotropic plasma etching was performed to form gate electrodes (705), (706), and (707), and a common electrode (708) (common electrode) (FIG. 7A). At this time, the discharge gas voltage was set appropriately, and the electrode was curved. Thereafter, phosphorus is implanted into all island-like active layers by ion doping in a self-aligning manner using the gate electrode as a mask and phosphine (PH 3 ) as a doping gas. The dose is 1 × 10 12 to 5 × 10 13 atoms / cm 2 . As a result, weak N-type regions (709), (710), and (711) were formed. (Fig. 7 (B))
次にPチャネル型の活性層を覆うフォトレジストのマスク(712)及び画素TFTの活性層(713)のうち、ゲート電極に平行にゲート電極(708)の端から3μm離れた部分まで覆うフォトレジストのマスク(713) が形成される。そして、再びイオンドーピング法によってフォスフィンをドーピングガスとして燐を注入する。ドーズ量は1×1014〜5×1015原子/cm2 とする。この結果として、強いN型領域(ソース、ドレイン)(714)、(715)が形成される。画素TFT上のフォトレジスト(713)に覆われていた領域(716)は、今回のドーピングでは燐が注入されないので、弱いN型のままとなる。(図7(C )) Next, of the photoresist mask (712) covering the P channel type active layer and the active layer (713) of the pixel TFT, the photoresist covering a portion 3 μm away from the end of the gate electrode (708) parallel to the gate electrode. The mask (713) is formed. Then, phosphorus is implanted again using phosphine as a doping gas by ion doping. The dose is 1 × 10 14 to 5 × 10 15 atoms / cm 2 . As a result, strong N-type regions (source and drain) (714) and (715) are formed. The region (716) covered with the photoresist (713) on the pixel TFT remains weak N-type because phosphorus is not implanted in this doping. (Fig. 7 (C))
次に、Nチャネル型TFTの活性層(702)、(703)をフォトレジストのマスク(717)で覆い、ジボラン(B2 H6 )をドーピングガスとして、イオンドーピング法により、島状領域(701)に硼素が注入される。ドーズ量は5×1014〜8×1015原子/cm2 とする。このドーピングでは、硼素のドーズ量が図7(C)における燐のドーズ量が上回るため、先に形成されていた弱いN型領域(708)は強いP型領域(718)に反転する。以上のドーピングにより、強いN型領域(ソース/ドレイン)(714)、(715)、強いP型領域(ソース/ドレイン)(718)、弱いN型領域(低濃度不純物領域)(716)が形成される。(図7(D)) Next, the active layers (702) and (703) of the N-channel TFT are covered with a photoresist mask (717), and island regions (701) are formed by ion doping using diborane (B 2 H 6 ) as a doping gas. ) Is injected with boron. The dose is 5 × 10 14 to 8 × 10 15 atoms / cm 2 . In this doping, since the dose amount of boron exceeds the dose amount of phosphorus in FIG. 7C, the weak N-type region (708) formed previously is inverted into a strong P-type region (718). By the above doping, strong N-type regions (source / drain) (714) and (715), strong P-type regions (source / drain) (718), and weak N-type regions (low-concentration impurity regions) (716) are formed. Is done. (Fig. 7 (D))
その後、450〜850℃で0. 5〜3時間の熱アニールを施すことにより、ドーピングによるダメージを回復せしめ、ドーピング不純物を活性化、シリコンの結晶性を回復させた。その後、全面に層間絶縁物(719)として、プラズマCVD法によって酸化珪素膜を厚さ3000〜6000Å形成した。これは、窒化珪素膜あるいは酸化珪素膜と窒化珪素膜の多層膜であってもよい。そして、層間絶縁膜(719)をウエットエッチング法またはドライエッチング法によって、エッチングして、ソース/ドレインにコンタクトホールを形成した。 Thereafter, thermal annealing was performed at 450 to 850 ° C. for 0.5 to 3 hours to recover the damage caused by doping, to activate the doping impurities, and to recover the crystallinity of silicon. Thereafter, a silicon oxide film having a thickness of 3000 to 6000 mm was formed as an interlayer insulator (719) on the entire surface by plasma CVD. This may be a silicon nitride film or a multilayer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. Then, the interlayer insulating film (719) was etched by wet etching or dry etching to form contact holes in the source / drain.
そして、スパッタ法によって厚さ2000〜6000Åのアルミニウム膜、もしくはチタンとアルミニウムの多層膜を形成する。これをレジストをマスクとして用い等方性プラズマエッチングした。この時、放電ガス電圧を適切に設定し、電極に曲面を持たせ、周辺回路の電極・配線(720)、(721)、(722)および画素TFTの電極・配線(723)、(724)を形成した。電極(724)は液晶駆動用電極(115)を兼ねるような配線パターンとした。さらに、プラズマCVD法によって、厚さ1000〜3000Åの窒化珪素膜(725)が層間膜として形成された。(図7(E)) Then, an aluminum film having a thickness of 2000 to 6000 mm or a multilayer film of titanium and aluminum is formed by sputtering. This was subjected to isotropic plasma etching using a resist as a mask. At this time, the discharge gas voltage is set appropriately, the electrode is curved, and the electrodes / wirings (720), (721), (722) of the peripheral circuit and the electrodes / wirings (723), (724) of the pixel TFT. Formed. The electrode (724) has a wiring pattern that also serves as the liquid crystal driving electrode (115). Further, a silicon nitride film (725) having a thickness of 1000 to 3000 mm was formed as an interlayer film by plasma CVD. (Fig. 7 (E))
また、第二の基板(102)上にも第一の基板(101)と同様にTFT及び共通電極を形成した。第一の基板(101)と第二の基板(102)上の各素子、配線電極のパターンは図2に示すように、まず液晶駆動用電極(115)、(116)とコモン電極(107)、(108)の間隔が一定になるようなパターンを基本とし、ゲート電極(105)、(106)、ソース電極(113)、(114)及びTFT(111)、(112)については、画素の開口率が最も大きくなるように適切な位置に配設した。また第一の基板(101)と第二の基板(102)の配線パターンはちょうど左右が反転したような関係となる。 In addition, a TFT and a common electrode were formed on the second substrate (102) similarly to the first substrate (101). As shown in FIG. 2, the patterns of the elements and the wiring electrodes on the first substrate (101) and the second substrate (102) are as follows. First, the liquid crystal driving electrodes (115) and (116) and the common electrode (107). , (108), and the gate electrodes (105), (106), the source electrodes (113), (114) and the TFTs (111), (112) are basically the same. It arrange | positioned in the appropriate position so that an aperture ratio may become the largest. In addition, the wiring patterns of the first substrate (101) and the second substrate (102) have a relationship that the left and right are reversed.
また、第一の基板(101)上もしくは第二の基板(102)あるいは両方の基板上には、コントラスト向上のため表示に関わらない部分を遮光するため、Cr等の金属もしくは黒色の顔料が分散された樹脂材料などにより、ブラックマトリクスを形成した。 In addition, a metal such as Cr or a black pigment is dispersed on the first substrate (101), the second substrate (102), or both of the substrates in order to shield the portion not related to display in order to improve contrast. A black matrix was formed from the resin material formed.
その後、第一の基板(101)及び第二の基板(102)に、ポリイミドよりなる配向膜(119)、(120)を形成した。配向膜としてはポリイミドを公知のスピンコート法もしくはDIP法などにより形成した。次に配向膜表面をラビングした。 Thereafter, alignment films (119) and (120) made of polyimide were formed on the first substrate (101) and the second substrate (102). As the alignment film, polyimide was formed by a known spin coating method or DIP method. Next, the alignment film surface was rubbed.
ラビング方向(503)、(504)については使用する液晶材料(121)により異なり、第一の基板(101)側の方向(503)は、誘電率異方性が正の材料の場合、電界方向に非平行であって、電界方向に45゜またはそれより電界方向に近い角度をなす方向とする。さらにまた、誘電率異方性が負の材料の場合、電界に非垂直であって、電界に垂直な方向に45°またはそれより電界に垂直な方向に近い角度をなす方向とする。また第二の基板(102)側のラビング処理(504)は、第一の基板(101)のラビング方向に平行、もしくは反平行をなすようになされる。 The rubbing directions (503) and (504) vary depending on the liquid crystal material (121) used, and the direction (503) on the first substrate (101) side is the electric field direction when the dielectric anisotropy is a positive material. The direction is 45 ° to the electric field direction or an angle closer to the electric field direction. Furthermore, in the case of a material having a negative dielectric anisotropy, the direction is non-perpendicular to the electric field and forms an angle of 45 ° in the direction perpendicular to the electric field or closer to the direction perpendicular to the electric field. Further, the rubbing process (504) on the second substrate (102) side is made parallel or antiparallel to the rubbing direction of the first substrate (101).
このようにして形成された第一の基板(101)と第二の基板(102)を重ね合わせて液晶パネルを形成した。前記一対の基板(101)、(102)は、基板間に直径3μmの球状スペーサーを挟むことでパネル面内全体で均一な基板間隔となるようにした。また、前記一対の基板(101)、(102)を接着固定するためにエポキシ系の接着剤でシールした。シールのパターンは画素領域、周辺駆動回路領域を囲むようにした。この後所定の形状に前記一対の基板(101)、(102)を切断した後、基板間に液晶材料(121)を注入した。 The first substrate (101) thus formed and the second substrate (102) were overlapped to form a liquid crystal panel. The pair of substrates (101) and (102) was made to have a uniform substrate interval over the entire panel surface by sandwiching a spherical spacer having a diameter of 3 μm between the substrates. Further, the pair of substrates (101) and (102) was sealed with an epoxy-based adhesive in order to bond and fix them. The seal pattern surrounds the pixel region and the peripheral drive circuit region. Thereafter, the pair of substrates (101) and (102) was cut into a predetermined shape, and a liquid crystal material (121) was injected between the substrates.
次に偏光板(501)、(502)を基板の外側に二枚貼り合わせた。偏光板の配置ついて、一対の偏光板をその光軸(505)、(506)が直交するように配置し、いずれか一方の偏光板の光軸、例えば偏光板(501)の光軸(505)を、ラビング方向(503)に平行にした。 Next, two polarizing plates (501) and (502) were bonded to the outside of the substrate. Regarding the arrangement of the polarizing plates, a pair of polarizing plates are arranged so that their optical axes (505) and (506) are perpendicular to each other, and the optical axis of one of the polarizing plates, for example, the optical axis (505) of the polarizing plate (501). ) In parallel with the rubbing direction (503).
この液晶電気光学装置の光学特性を測定したところ、従来の電極形状からなる液晶ディスプレイより、立ち上がり特性のバラツキの少ない良好な表示が得られた。 When the optical characteristics of the liquid crystal electro-optical device were measured, a good display with less variation in the start-up characteristics was obtained than a liquid crystal display having a conventional electrode shape.
本実施例における構成とすれば、駆動回路を画素部TFTと同一基板内に作製しているため、作製コストが少なくてすむという利点がある。 The configuration in this embodiment has an advantage that the manufacturing cost can be reduced because the driving circuit is manufactured on the same substrate as the pixel portion TFT.
図8に本実施例の液晶電気光学装置の断面図を示す。本実施例では、第一の基板(101)及び第二の基板(102)として、実施例1と同様に画素TFT及び周辺駆動回路を形成した。但し、TFT保護膜形成後直接配向膜を形成するのではなく、平坦化膜(801)を形成し、その後配向膜(119)、(120)を形成した。 FIG. 8 shows a cross-sectional view of the liquid crystal electro-optical device of the present embodiment. In this example, pixel TFTs and peripheral drive circuits were formed as in the first example as the first substrate (101) and the second substrate (102). However, instead of directly forming the alignment film after forming the TFT protective film, the planarization film (801) was formed, and then the alignment films (119) and (120) were formed.
平坦化膜(801)はアクリル系樹脂もしくはポリイミド系の樹脂から成る材料、ここではアクリル系樹脂を使用した。アクリル系樹脂は2液性の熱硬化型のものを使用した。平坦化膜の形成は公知のスピンコート法等により行い、膜厚は1〜2μm、ここでは最大で1.5μmとなるようにした。その結果、TFT等の素子を形成することで生じた基板表面の段差は大幅に低減した。 The planarizing film (801) was made of a material made of acrylic resin or polyimide resin, here acrylic resin. As the acrylic resin, a two-component thermosetting resin was used. The flattened film was formed by a known spin coating method or the like, and the film thickness was 1 to 2 μm, and here, the maximum was 1.5 μm. As a result, the level difference on the substrate surface caused by forming an element such as a TFT was greatly reduced.
その後実施例1と同様に配向膜(119)、(120)を形成し、ラビング処理を行った。ラビングの方向は実施例1と同様前記一対の基板(101)、(102)間で平行もしくは反平行の関係を成すようにした。 Thereafter, alignment films (119) and (120) were formed in the same manner as in Example 1, and a rubbing treatment was performed. The rubbing direction was made parallel or antiparallel between the pair of substrates (101) and (102) as in Example 1.
このようにして作製された第一の基板(101)及び第二の基板(102)は、実施例1と同様な方法で液晶セルとしてセル組され液晶材料(121)を前記一対の基板(101)、(102)で挟んだ。さらに、偏光板(501)を実施例1と同様に配置した。 The first substrate (101) and the second substrate (102) thus fabricated are assembled as a liquid crystal cell in the same manner as in Example 1, and the liquid crystal material (121) is used as the pair of substrates (101). ), (102). Further, the polarizing plate (501) was disposed in the same manner as in Example 1.
上記の液晶電気光学装置はセル厚のむらによる色むらの発生もなく良好な装置を歩留り良く作製することが出来た。 The above-described liquid crystal electro-optical device was able to produce a good device with good yield without causing uneven color due to uneven cell thickness.
なお、本実施例ではTFT保護膜形成後平坦化膜(801)を形成する例を示したが、前記保護膜(725)の代わりに前記平坦化膜(801)を利用し、TFT保護膜が同時に基板表面の平坦化を兼ね備えるような機能を持たせてもよい。また、平坦化膜(801)形成後配向膜(119)、(120)を形成しラビング等の配向処理をするのではなく、平坦化膜(801)上を直接ラビングしてもよい。このようにすることでTFT保護膜及び配向膜(119)、(120)を形成する必要がなくなり、作製工程を大幅に少なくすることが可能となる。 In this embodiment, an example in which the planarizing film (801) is formed after the TFT protective film is formed is shown. However, the planarizing film (801) is used instead of the protective film (725), and the TFT protective film is formed. At the same time, it may have a function of flattening the substrate surface. Further, instead of forming the alignment films (119) and (120) after the planarization film (801) is formed and performing an alignment treatment such as rubbing, the planarization film (801) may be directly rubbed. By doing so, it is not necessary to form the TFT protective film and the alignment films (119) and (120), and the number of manufacturing steps can be greatly reduced.
本実施例では実施例1及び実施例2と同様に周辺駆動回路をも基板上に形成したアクティブマトリクス回路とした。図9に本実施例のアクティブマトリクス基板の作製工程を示す。
本実施例では、第一の基板(101)及び第二の基板(102)として実施例1と基本的には同様に画素TFT及び周辺駆動回路を形成した。但し、画素電極として、液晶駆動用電極(901)及びコモン電極(902)に、ITOを使用した。
In this embodiment, as in the first and second embodiments, an active matrix circuit in which a peripheral drive circuit is formed on a substrate is used. FIG. 9 shows a manufacturing process of the active matrix substrate of this embodiment.
In this example, pixel TFTs and peripheral drive circuits were formed as the first substrate (101) and the second substrate (102) basically in the same manner as in Example 1. However, ITO was used for the liquid crystal driving electrode (901) and the common electrode (902) as the pixel electrode.
基板上の各素子、各電極の作製工程としては、ゲート電極用のアルミニウム等から成る層を形成するところまでは実施例1と同様の工程で行い、等方性プラズマエッチングでゲート電極(705)、(706)、(707)を形成したのち、公知の方法でITOを1000〜3000Å成膜し、等方性プラズマエッチングでコモン電極(902)を形成した(図9(A))。 The steps for producing each element and each electrode on the substrate are the same as in Example 1 up to the formation of a layer made of aluminum for the gate electrode, and the gate electrode (705) by isotropic plasma etching. , (706) and (707) were formed, and a 1000 to 3000 ITO film was formed by a known method, and a common electrode (902) was formed by isotropic plasma etching (FIG. 9A).
その後周辺駆動回路等の配線用のアルミニウム等からなる層を形成するところまでは実施例1と同様の工程で行い、等方性プラズマエッチングで周辺駆動回路の電極・配線(720)、(721)、(722)及び画素TFTの電極・配線(723)、(724)を形成したのち、公知の方法でITOを1000〜3000Å成膜し、等方性プラズマエッチングで液晶駆動用電極(901)を形成した。この電極は画素TFTのドレイン電極(724)と接続している(図9(E))。 Thereafter, the same steps as in Example 1 are performed until a layer made of aluminum or the like for wiring of the peripheral driving circuit or the like is formed, and electrodes / wirings (720) and (721) of the peripheral driving circuit are performed by isotropic plasma etching. , (722) and pixel TFT electrodes / wirings (723), (724) are formed, then 1000-3000 mm of ITO is formed by a known method, and the liquid crystal driving electrode (901) is formed by isotropic plasma etching. Formed. This electrode is connected to the drain electrode (724) of the pixel TFT (FIG. 9E).
次に、TFT保護膜として実施例1の窒化珪素膜(722)を形成した。その後平坦化膜として実施例2のような有機樹脂膜(801)を形成してもよい。 Next, the silicon nitride film (722) of Example 1 was formed as a TFT protective film. Thereafter, an organic resin film (801) as in Example 2 may be formed as a planarizing film.
一方、第二の基板(102)にも上記と同じ工程で各素子、各電極等が形成された。第一の基板(101)と第二の基板(102)の配線パターンの関係は実施例1と同様である。 On the other hand, each element, each electrode, and the like were formed on the second substrate (102) by the same process as described above. The relationship between the wiring patterns of the first substrate (101) and the second substrate (102) is the same as in the first embodiment.
このようにして素子・電極等が形成された一対の基板(101)、(102)は、実施例1に示される方法で配向処理、シール印刷、基板重ね合わせ・接着、液晶注入、偏光板設置といった、一連の液晶パネル作製工程を経て、液晶電気光学装置が作製された。 The pair of substrates (101) and (102) on which the elements, electrodes, etc. are formed in this way are aligned by the method shown in Example 1, seal printing, substrate superposition / adhesion, liquid crystal injection, and polarizing plate installation. A liquid crystal electro-optical device was manufactured through a series of liquid crystal panel manufacturing processes.
前記液晶電気光学装置は画素電極として透光性を有するITOを使用したため、画素開口率が高く、光源からの光を有効利用できる明るいディスプレイとなった。 Since the liquid crystal electro-optical device uses light-transmitting ITO as a pixel electrode, the pixel aperture ratio is high, and a bright display that can effectively use light from a light source is obtained.
本実施例では、実施例1、及び実施例2、及び実施例3で作製した液晶電気光学装置について、点順次駆動を行い、表示を行った例を示す。 In this example, the liquid crystal electro-optical device manufactured in Example 1, Example 2, and Example 3 is displayed by performing dot-sequential driving and displaying.
本実施例の場合、1画面を形成するのに必要な映像信号を前記一対の基板で同時に印加した。これにより1つのフレームが形成され以後これを繰り返すようにした。 In the case of this embodiment, video signals necessary for forming one screen are simultaneously applied to the pair of substrates. As a result, one frame was formed, and this was repeated thereafter.
1つの区間では、一方の基板のゲート線に走査信号が順次印加され、1本のゲート線が選択されている期間内にサンプリングパルスによってサンプリングされた映像データがソース線に順次ホールドされその直後にそれぞれの画素に映像データが書き込まれる。画素に書き込まれた映像データは、液晶および容量成分により1区間保持される。この間他方の基板にも一方の基板で形成する表示画像と同一のものを形成するため、同一画素で同一の映像データが印加される。 In one section, scanning signals are sequentially applied to the gate lines of one substrate, and video data sampled by the sampling pulse within a period in which one gate line is selected is sequentially held by the source lines, and immediately thereafter. Video data is written to each pixel. The video data written in the pixel is held for one section by the liquid crystal and the capacitive component. During this period, the same image data is applied to the other substrate as the same image as the display image formed on the other substrate is formed.
本実施例では、フレーム周波数を60Hzとした。従って、1つの区間の周波数は120Hzとなる。このようにすることで、本実施例のように上下の基板で映像データの出力をスイッチングしても肉眼では認識することはできず、あたかも1つの画面が形成・表示されているように見られた。 In this embodiment, the frame frequency is 60 Hz. Therefore, the frequency of one section is 120 Hz. By doing so, even if the output of video data is switched between the upper and lower substrates as in this embodiment, it cannot be recognized with the naked eye, and it appears as if one screen is formed and displayed. It was.
なお、本実施例では点順次駆動を例として述べたが、線順次駆動を行ってもよい。
In this embodiment, dot sequential driving is described as an example, but line sequential driving may be performed.
101、102 基板
103、104 下地膜
105、106 ゲート電極
107、108 コモン電極
109、110 ゲート絶縁膜
111、112 スイッチング素子
113、114 ソース電極
115、116 液晶駆動用電極
117、118 保護膜
119、120 配向膜
121 液晶層(液晶分子)
122、123 液晶分子
301、303 基板
302、305 電極
304、306 電気力線
307 電気力線の変形する方向(矢印)
501 偏光板(検光子)
502 偏光板(偏光子)
503、504 ラビング方向
505、506 偏光板の光軸
701、702、703 活性層
704 ゲート絶縁膜(酸化珪素)
705、706、707 ゲート線
708、902 コモン(共通)電極
709、710、711 弱いN型領域
712、713 フォトレジストのマスク
714、715 強いN型領域(ソース/ドレイン)
716 低濃度不純物領域
717 フォトレジストのマスク
718 強いP型領域(ソース/ドレイン)
719 層間絶縁膜
720〜724、901 周辺駆動回路、画素TFTの電極・配線
725 窒化珪素膜
801 平坦化膜
101, 102
122, 123
501 Polarizing plate (analyzer)
502 Polarizing plate
503, 504 Rubbing
705, 706, 707
716 Low-
719
Claims (6)
前記液晶駆動用電極に接続する薄膜トランジスタとを有し、
前記液晶駆動用電極と前記コモン電極は透光性を有する材料でなることを特徴とする液晶電気光学装置。 A liquid crystal driving electrode and a common electrode formed on one of the pair of substrates and forming an electric field in the liquid crystal layer;
A thin film transistor connected to the liquid crystal driving electrode;
The liquid crystal electro-optical device, wherein the liquid crystal driving electrode and the common electrode are made of a light-transmitting material.
前記液晶駆動用電極に接続する薄膜トランジスタと、
前記一対の基板の前記一方に設けられた金属からなる反射板と、
前記一対の基板の前記他方に設けられた偏光板とを有することを特徴とする液晶電気光学装置。 A liquid crystal driving electrode and a common electrode formed on one of a pair of substrates and formed of a light-transmitting material while forming an electric field in the liquid crystal layer;
A thin film transistor connected to the liquid crystal driving electrode;
A reflector made of metal provided on the one of the pair of substrates;
A liquid crystal electro-optical device comprising: a polarizing plate provided on the other of the pair of substrates.
第2の基板上に形成され、前記液晶層に電界を形成するとともに透光性を有する材料でなる第2の液晶駆動用電極及び第2のコモン電極と、
前記第1の液晶駆動用電極に接続する第1の薄膜トランジスタと、
前記第2の液晶駆動用電極に接続する第2の薄膜トランジスタと、
前記第1の基板に設けられた金属からなる反射板と、
前記第2の基板に設けられた偏光板とを有することを特徴とする液晶電気光学装置。 A first liquid crystal driving electrode and a first common electrode, which are formed on a first substrate and formed of a light-transmitting material while forming an electric field in a liquid crystal layer;
A second liquid crystal driving electrode and a second common electrode, which are formed on a second substrate and formed of a light-transmitting material while forming an electric field in the liquid crystal layer;
A first thin film transistor connected to the first liquid crystal driving electrode;
A second thin film transistor connected to the second liquid crystal driving electrode;
A reflector made of metal provided on the first substrate;
A liquid crystal electro-optical device comprising: a polarizing plate provided on the second substrate.
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- 2005-04-27 JP JP2005130540A patent/JP2005258463A/en not_active Withdrawn
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