JP2007212560A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半透過型の液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device.
最近は、液晶テレビ等においてOCB型の液晶表示装置が用いられてきている(例えば、非特許文献1参照)。このOCB型の液晶表示装置は、広視野角で高速応答である特徴を有している。しかしながら、このOCBモードの液晶は、電圧無印加時にはスプレイ配向であり、電源投入時に初期転移電圧を印加してベンド配向に転移させる必要がある(非特許文献2参照)。
上記のような従来のOCB型の液晶表示装置における電源投入時には、図8に示すような転移波形からなる初期転移電圧を画素電極と対向電極との間に印加する必要がある。この初期転移電圧は、±25V程度と比較的高い電圧である。一方で、半透過型液晶表示装置の画素反射部における液晶層の厚みは、画素透過部における液晶層の厚みの約半分であり、上記反射領域に金属異物があると対向基板との間でショートが発生し、画素欠陥及び輝点になる。 When power is turned on in the conventional OCB type liquid crystal display device as described above, it is necessary to apply an initial transition voltage having a transition waveform as shown in FIG. 8 between the pixel electrode and the counter electrode. This initial transition voltage is a relatively high voltage of about ± 25V. On the other hand, the thickness of the liquid crystal layer in the pixel reflection portion of the transflective liquid crystal display device is about half of the thickness of the liquid crystal layer in the pixel transmission portion. Occurs, resulting in pixel defects and bright spots.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、初期転移電圧を印加することなしに、画像を表示することができるOCB型の半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an OCB type transflective liquid crystal display device capable of displaying an image without applying an initial transition voltage.
本発明は、アレイ基板上に複数の画素が形成され、これら複数の画素の各々は反射部及び透過部を有し、かつ、前記反射部における液晶層の厚みと前記透過部における液晶層の厚みが異なる液晶セルを有した半透過型の液晶表示装置において、前記液晶層の液晶がOCBモードであり、かつ、初期配向状態でツイスト配向であり画像表示状態ではベンド配向に転移することを特徴とする液晶表示装置である。 In the present invention, a plurality of pixels are formed on an array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion and the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive portion. In a transflective liquid crystal display device having different liquid crystal cells, the liquid crystal of the liquid crystal layer is OCB mode, twist alignment in the initial alignment state, and transition to bend alignment in the image display state. The liquid crystal display device.
また、本発明は、アレイ基板上に複数の画素が形成され、これら複数の画素の各々は反射部及び透過部を有し、かつ、前記反射部における液晶層の厚みと前記透過部における液晶層の厚みが異なる液晶セルを有した半透過型の液晶表示装置において、
前記液晶層の液晶がOCBモードであり、所定角度以上のプレチルト角からなる配向膜によって初期配向状態で前記液晶のベンド配向を保持する
ことを特徴とする液晶表示装置である。
According to the present invention, a plurality of pixels are formed on an array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion and the liquid crystal layer in the transmissive portion In a transflective liquid crystal display device having liquid crystal cells with different thicknesses,
In the liquid crystal display device, the liquid crystal of the liquid crystal layer is in an OCB mode, and the bend alignment of the liquid crystal is maintained in an initial alignment state by an alignment film having a pretilt angle of a predetermined angle or more.
また、本発明は、アレイ基板上に複数の画素が形成され、これら複数の画素の各々は反射部及び透過部を有し、かつ、前記反射部における液晶層の厚みと前記透過部における液晶層の厚みが異なる液晶セルを有した半透過型の液晶表示装置において、前記液晶層の液晶がOCBモードであり、前記液晶中に液晶ポリマーをネットワーク化させて、初期配向状態で前記液晶のベンド配向を保持したことを特徴とする液晶表示装置である。 According to the present invention, a plurality of pixels are formed on an array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion and the liquid crystal layer in the transmissive portion In a transflective liquid crystal display device having liquid crystal cells having different thicknesses, the liquid crystal of the liquid crystal layer is in an OCB mode, and the liquid crystal polymer is networked in the liquid crystal to bend the liquid crystal in an initial alignment state. This is a liquid crystal display device characterized in that
本発明によれば、初期転移電圧を印加することなしに自発的にOCBモードの液晶がベンド配向となる。 According to the present invention, the OCB mode liquid crystal spontaneously becomes bend alignment without applying an initial transition voltage.
以下、本発明の一実施形態のOCB型の液晶表示装置10について図面に基づいて説明する。
Hereinafter, an OCB type liquid
第1の実施形態のOCB型の半透過型液晶表示装置10について図1〜図5に基づいて説明する。
An OCB type transflective liquid
液晶表示装置10の液晶セルは、アレイ基板12と対向基板14とからなる。図1に示すように、アレイ基板12には、画像信号が入力する複数本の信号線16と、これら信号線16と直交するように配された走査線18がガラス基板20上に配線され、信号線16と走査線18の交差部近傍にアモルファスシリコンまたはポリシリコンよりなる薄膜トランジスタ(以下、TFTという)22が形成されている。このTFT22のソース電極は信号線16と接続され、ゲート電極は走査線18と接続され、ドレイン電極は画素電極24と接続されている。
The liquid crystal cell of the liquid
各信号線16は、信号線ドライバー回路26に接続され、各走査線18は走査線ドライバー回路28に接続されている。
Each
図2に示すように液晶表示装置10は半透過型となっており、各画素29は画素反射部30と画素透過部32の2種類の領域から構成されている。画素反射部30は、画素電極24として、アルミニウム等の金属膜からなる反射電極34によって構成されている。また、画素透過部32の画素電極24は、ITO等の透明電極36から形成されている。そして、画素反射部30における液晶層の厚みAが、画素透過部32における液晶層の厚みBの半分となっている。
As shown in FIG. 2, the liquid
さらに、アレイ基板12を構成するガラス基板20上には、上記で説明した信号線16、走査線18、TFT22が形成されたアレイ配線層38が形成されている。この配線層38上に画素29(画素電極24)がマトリックス状に形成される。画素反射部30を形成する箇所には、樹脂層40が形成され、その上に反射電極34が形成されている。このようにして液晶層50の厚みを画素反射部30で薄く調整している。一方、画素透過部32が形成される位置には、透明電極36が形成されている。この反射電極34及び透明電極36の上には、配向膜42が形成されている。
Further, on the
対向基板14を構成するガラス基板43の下面には、R、G、Bからなるカラーフィルター層44が形成され、このカラーフィルター層44の下面には対向電極層46が形成され、更にその下面には配向膜48が形成されている。そして、このアレイ基板12と対向基板14との間には以下に説明するOCBモードの液晶を挟み、液晶層50が形成されている。画素透過部32における液晶層50の厚みBは4.6μmであり、画素反射部30における液晶層50の厚みは2.3μmである。
A
アレイ基板12を構成するガラス基板20の下面には、位相差板52、λ/4板54、偏光板56が貼り付けられている。一方、対向基板14を構成するガラス基板43の上面にも、位相差板58、λ/4板60、偏光板62が貼り付けられている。
A
本実施形態においては、図3、図4に示すように、液晶層50と位相差板52、58の複合体による総合的なリタデーションが、リタデーション=ほぼ0のときに黒表示、リタデーション=ほぼλ/2のときに白表示になるようにした。但し、画素反射部30では、図3に示すように液晶層50を2回通るため、液晶層50の厚みを画素透過部32におけるそれのほぼ1/2とすることで良好になる。尚、偏光板62とλ/4板60とで円偏光板となり、これは、図3に示すように円偏光と直線偏光の変換を実現するためである。図4に示すように、画素透過部32についても同様である。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the overall retardation of the composite of the
そして、本実施形態では、初期配向状態においてツイスト配向となるOCBモードの液晶を液晶層50に用いている。これは、初期転移電圧を印加することなく、ベンド配向に転移させるためである。即ち、非特許文献1に示すように、初期配向状態においてツイスト配向となる液晶を用いた場合には、ベンド配向が容易に発生する。そのため、液晶層50の液晶材料にカイラル剤を添加し、図5に示すように、初期配向状態で180°ツイスト配向を実現している。これにより、初期転移電圧を印加することなく、画像表示のために画像信号による電圧を印加することで、ベンド配向に速やかに転移する。したがって、初期転移電圧による画素欠陥や輝点が発生することがない。
In this embodiment, an OCB mode liquid crystal that is twisted in the initial alignment state is used for the
なお、本実施形態では、表示画面の全面にある全ての画素反射部30,画素透過部32に対してツイスト配向の液晶を用いたが、これに限らず画素反射部30,画素透過部32内に一部でもツイスト配向の液晶が有れば、液晶層50の全面に広がるため、ツイスト配向領域は画素透過部32または画素反射部30の一部でもよい。
In the present embodiment, twist-aligned liquid crystals are used for all the pixel reflection units 30 and the pixel transmission units 32 on the entire display screen. However, the present invention is not limited to this, and the inside of the pixel reflection unit 30 and the pixel transmission unit 32 is used. If there is even a portion of twisted liquid crystal, the
次に、第2の実施形態のOCB型の液晶表示装置10について図6に基づいて説明する。第1の実施形態と第2の実施形態との相違点は、初期転移電圧を印加することなくベンド配向に転移する構造が異なる点にある。
Next, the OCB type liquid
本実施形態では、配向膜42と配向膜48のプレチルト角を30°以上にすることにより、図6に示すように初期転移状態でもベンド配向を保持するようにした。
In this embodiment, the bend orientation is maintained even in the initial transition state as shown in FIG. 6 by setting the pretilt angle of the
具体的には、側鎖型のポリイミド樹脂の配向膜42,48を用い、初期状態で30°以上のプレチルト角を有せば、自発的にベンド配向になり、初期転移電圧を印加することなくOCB型の液晶表示装置10を実現することができる。
Specifically, if the
次に、第3の実施形態のOCB型の液晶表示装置10について図7に基づいて説明する。本実施形態と第1の実施形態との相違点も、初期転移状態でベンド配向を維持する構造にある。
Next, an OCB type liquid
本実施形態ではベンド配向状態を保持するように液晶ポリマーを液晶中にネットワーク化させ、ベンド配向を安定化させるようにした。 In the present embodiment, the liquid crystal polymer is networked in the liquid crystal so as to maintain the bend alignment state, and the bend alignment is stabilized.
具体的には、図7に示すように、重合性の液晶モノマー材料を液晶中に溶解させ、電圧を印加してベント配向にする。この状態で紫外線を照射すると液晶モノマー材料が重合し、析出してネットワーク構造を形成する。このネットワーク構造をベント配向状態で形成するため、電界をオフしてもベント配向が保持できる。 Specifically, as shown in FIG. 7, a polymerizable liquid crystal monomer material is dissolved in liquid crystal, and a voltage is applied to form a bent orientation. When ultraviolet rays are irradiated in this state, the liquid crystal monomer material is polymerized and deposited to form a network structure. Since this network structure is formed in the bent alignment state, the bent alignment can be maintained even when the electric field is turned off.
このベント配向を維持するために、液晶ポリマーの濃度が5%以上必要であり、また、官能器を持つ液晶モノマーを含むことが効果的である。 In order to maintain this vent alignment, the concentration of the liquid crystal polymer is required to be 5% or more, and it is effective to include a liquid crystal monomer having a functional unit.
本実施形態でも、自発的にベント配向となり、初期転移電圧を印加することなくOCB型の液晶表示装置10を実現することができる。
Also in the present embodiment, the OCB type liquid
10 液晶表示装置
12 アレイ基板
14 対向基板
30 画素反射部
32 画素透過部
34 反射電極
36 透明電極
42 配向膜
48 配向膜
50 液晶層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記液晶層の液晶がOCBモードであり、かつ、初期配向状態でツイスト配向であり画像表示状態ではベンド配向に転移する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A plurality of pixels are formed on the array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion is different from the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive portion. In a transflective liquid crystal display device having
A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal of the liquid crystal layer is in an OCB mode, twist alignment in an initial alignment state, and transition to bend alignment in an image display state.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a part of the liquid crystal in the reflection portion or the transmission portion is twisted.
前記液晶層の液晶がOCBモードであり、所定角°以上のプレチルト角からなる配向膜によって初期配向状態で前記液晶のベンド配向を保持する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A plurality of pixels are formed on the array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion is different from the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive portion. In a transflective liquid crystal display device having
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal of the liquid crystal layer is in an OCB mode, and the bend alignment of the liquid crystal is maintained in an initial alignment state by an alignment film having a pretilt angle of a predetermined angle or more.
ことを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the predetermined angle is 30 °.
前記液晶層の液晶がOCBモードであり、前記液晶中に液晶ポリマーをネットワーク化させて、初期配向状態で前記液晶のベンド配向を保持した
ことを特徴とする液晶表示装置。 A plurality of pixels are formed on the array substrate, each of the plurality of pixels has a reflective portion and a transmissive portion, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective portion is different from the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive portion. In a transflective liquid crystal display device having
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal of the liquid crystal layer is in an OCB mode, and a liquid crystal polymer is networked in the liquid crystal to maintain the bend alignment of the liquid crystal in an initial alignment state.
重合性の液晶モノマーを前記液晶中に溶解し、
前記液晶に電圧を印加してベンド配向にし、
前記ベンド配向状態で前記液晶に紫外線を照射して液晶モノマーを重合してネットワーク化する
ことを特徴とする請求項5記載の液晶表示装置。
The liquid crystal polymer is
A polymerizable liquid crystal monomer is dissolved in the liquid crystal;
Applying voltage to the liquid crystal to bend alignment,
The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the liquid crystal is polymerized by irradiating the liquid crystal with ultraviolet rays in the bend alignment state.
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