JP2010224407A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示技術に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display technology.
特許文献1及び2には、カー効果を利用した液晶表示装置が記載されている。カー効果とは、透明な等方的媒質の屈折率が外部電場の2乗に比例した異方性を示す効果である。カー効果を示す液晶材料は、液晶分子の相関長が短いため、数ミリ秒以下の高速な電場応答を示す。カー効果を示す液晶相としては、コレステリックブルー相、スメクティックブルー相及び擬似等方相などが知られている。
カー効果を利用した液晶表示装置では、例えば、基板上に共通電極と画素電極とを設置する。共通電極は、例えば、隙間なく広がった連続膜である。画素電極は、例えば、絶縁膜を間に挟んで共通電極と向き合った櫛歯状の導体パターンである。 In a liquid crystal display device using the Kerr effect, for example, a common electrode and a pixel electrode are provided on a substrate. The common electrode is, for example, a continuous film spreading without a gap. The pixel electrode is, for example, a comb-like conductor pattern facing the common electrode with an insulating film interposed therebetween.
画素電極と共通電極との間に電圧を印加すると、液晶層では、電気力線が基板の法線と櫛歯の長さ方向とに対して略垂直な横電界が発生する。各画素の透過率は、この横電界の強さに応じて変化する。 When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, in the liquid crystal layer, a transverse electric field is generated in which electric lines of force are substantially perpendicular to the normal line of the substrate and the length direction of the comb teeth. The transmittance of each pixel changes according to the strength of the lateral electric field.
上記の通り、カー効果を利用した液晶表示装置は、高い応答速度を達成することができる。しかしながら、本発明者らは、本発明をするに際して、カー効果を利用した液晶表示装置には、コントラスト比に関して改善すべき余地があることを見出した。
本発明の目的は、高い応答速度と高いコントラスト比とを同時に達成可能とすることにある。
As described above, the liquid crystal display device using the Kerr effect can achieve a high response speed. However, the present inventors have found that there is room for improvement in the contrast ratio in the liquid crystal display device using the Kerr effect when carrying out the present invention.
An object of the present invention is to achieve a high response speed and a high contrast ratio at the same time.
本発明の第1側面によると、カー効果を示す液晶層と、前記液晶層の一方の主面と向き合った第1背面電極と、前記液晶層の前記一方の主面と向き合い、前記第1背面電極から電気的に絶縁された第2背面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第1部分を含み、前記複数の第1部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、前記第1方向と交差する第2方向に配列した第2背面電極と、前記液晶層の他方の主面と向き合った第2前面電極と、前記液晶層の前記他方の主面と向き合い、前記第1前面電極から電気的に絶縁された第2前面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第2部分を含み、前記複数の第2部分は、前記第1方向と交差する第3方向に延びた形状を各々が有し、前記第3方向と交差する第4方向に配列した第2前面電極とを具備した液晶表示装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a liquid crystal layer showing a Kerr effect, a first back electrode facing one main surface of the liquid crystal layer, and facing the one main surface of the liquid crystal layer, the first back surface A second back electrode electrically insulated from the electrode, comprising a plurality of first portions electrically connected to each other, each of the plurality of first portions having a shape extending in the first direction; A second back electrode arranged in a second direction intersecting the first direction, a second front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer, and facing the other main surface of the liquid crystal layer, A second front electrode electrically insulated from the first front electrode, the second front electrode including a plurality of second portions electrically connected to each other, wherein the plurality of second portions intersects the first direction; Each has a shape extending in the third direction, arranged in a fourth direction intersecting the third direction. The liquid crystal display device and a second front electrode.
本発明の第2側面によると、カー効果を示す液晶層と、前記液晶層の一方の主面と向き合った第1背面電極と、前記液晶層の前記一方の主面と向き合い、前記第1背面電極から電気的に絶縁された第2背面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第1部分を含み、前記複数の第1部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、前記第1方向と交差する第2方向に配列した第2背面電極と、前記液晶層の他方の主面と向き合った第1前面電極と、前記液晶層の前記他方の主面と向き合い、前記第1前面電極から電気的に絶縁された第2前面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第2部分を含み、前記複数の第2部分は、前記第1方向に延びた形状を各々が有し、前記複数の第2部分の1つ以上が前記複数の第1部分の隣り合った2つに挟まれた第1領域と少なくとも部分的に向き合うように、又は、前記複数の第1部分の1つ以上が前記複数の第2部分の隣り合った2つに挟まれた第2領域と少なくとも部分的に向き合うように前記第2方向に配列した第2前面電極とを具備した液晶表示装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, a liquid crystal layer exhibiting a Kerr effect, a first back electrode facing one main surface of the liquid crystal layer, and facing the one main surface of the liquid crystal layer, the first back surface A second back electrode electrically insulated from the electrode, comprising a plurality of first portions electrically connected to each other, each of the plurality of first portions having a shape extending in the first direction; A second back electrode arranged in a second direction intersecting the first direction, a first front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer, and facing the other main surface of the liquid crystal layer, A second front electrode electrically insulated from the first front electrode, comprising a plurality of second portions electrically connected to each other, wherein the plurality of second portions extend in the first direction; Each having a shape, wherein one or more of the plurality of second portions is adjacent to the plurality of first portions. A second region sandwiched between two adjacent ones of the plurality of second portions so as to at least partially face the first region sandwiched between the two or at least one of the plurality of first portions. There is provided a liquid crystal display device comprising a second front electrode arranged in the second direction so as to at least partially face a region.
本発明によると、高い応答速度と高いコントラスト比とを同時に達成することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously achieve a high response speed and a high contrast ratio.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
まず、本発明の第1態様を説明する。
図1は、第1態様に係る液晶表示装置を概略的に示している。図2乃至図5は、図1の液晶表示装置が含んでいる部品を概略的に示している。
First, the first aspect of the present invention will be described.
FIG. 1 schematically shows a liquid crystal display device according to the first embodiment. 2 to 5 schematically show components included in the liquid crystal display device of FIG.
なお、図1では、後述する背面電極108a及び108b並びに前面電極208a及び208bについては、それらの配置の理解を容易にするために斜視図を描いている。また、図1乃至図5では、簡略化のため、一部の構成要素を省略している。
Note that FIG. 1 is a perspective view of
図1に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、液晶表示パネル1と、これと向き合うように設置されたバックライト(図示せず)と、液晶表示パネル1に接続された走査線駆動回路2、信号線駆動回路3及び補助容量線駆動回路4と、これら駆動回路2乃至4に接続されたコントローラ5とを含んでいる。
The liquid crystal display device shown in FIG. 1 is an active matrix liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a liquid
液晶表示パネル1は、背面基板10と前面基板20とを含んでいる。背面基板10と前面基板20との間には、枠状のシール層(図示せず)が介在している。背面基板10と前面基板20とシール層とに囲まれた空間は、液晶材料で満たされており、この液晶材料は液晶層30を形成している。背面基板10の外面上には、直線偏光子50Rが設置されている。前面基板20の外面上には、直線偏光子50Fが設置されている。
The liquid
背面基板10は、光透過性基板100を含んでいる。基板100は、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板である。
The
基板100上には、走査線101aと補助容量線101bとが配置されている。走査線101aと補助容量線101bとは、各々がX方向に延びており、X方向と交差するY方向に交互に配列している。
On the
なお、X方向及びY方向は、基板100の一方の主面に平行であり且つ互いに交差する方向である。後述するZ方向は、X方向及びY方向に垂直な方向である。
The X direction and the Y direction are parallel to one main surface of the
走査線101aの各々は、Y方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述する薄膜トランジスタのゲート電極として利用する。
Each of the
補助容量線101bの各々は、Y方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述するキャパシタの電極として利用する。
Each of the
走査線101aと補助容量線101bとは、同一の工程で形成することができる。また、これらの材料としては、例えば、金属又は合金を使用することができる。
The
走査線101a及び補助容量線101bは、絶縁膜102で被覆されている。絶縁膜102としては、例えばシリコン酸化膜を使用することができる。
The
絶縁膜102上では、半導体層103が上記のゲート電極に対応して配列している。これら半導体層103は、それぞれ、ゲート電極と交差している。半導体層103は、例えばアモルファスシリコンからなる。
On the
ゲート電極と、半導体層103と、絶縁膜102のうちゲート電極と半導体層103との間に位置した部分、即ちゲート絶縁膜とは、薄膜トランジスタを形成している。これら薄膜トランジスタは、スイッチ104として利用する。
A portion of the gate electrode, the
なお、本態様では、スイッチ104は、nチャネル薄膜トランジスタである。また、各半導体層103上には、図示しないチャネル保護層及びオーミック層を形成している。
Note that in this embodiment, the
スイッチ104は、pチャネル薄膜トランジスタであってもよい。或いは、スイッチ104は、ダイオードなどの他のスイッチング素子であってもよい。
The
絶縁膜102上には、信号線105aとソース電極105bと給電線105cとが更に配置されている。
On the insulating
信号線105aは、各々がY方向に延びており、スイッチ104が形成する列に対応してX方向に配列している。信号線105aは、スイッチ104が含む半導体層103のドレインを被覆している。即ち、信号線105aの一部は、スイッチ104に接続されたドレイン電極である。
Each of the
ソース電極105bは、スイッチ104に対応して配列している。ソース電極105bは、スイッチ104のソースを被覆している。
The source electrode 105 b is arranged corresponding to the
ソース電極105bは、スイッチ104に対応して配列している。ソース電極105bは、スイッチ104のソースを被覆すると共に、補助容量線101bと向き合っている。ソース電極105bと補助容量線101bとそれらの間に介在した絶縁膜102とは、キャパシタ106を形成している。
The source electrode 105 b is arranged corresponding to the
給電線105cは、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。給電線105cは、各々がX方向に延び、Y方向に配列していてもよい。
Each of the
絶縁膜102上では、スイッチ104に対応して、第1背面電極108aが更に配列している。これら背面電極108aの各々は、給電線105cを少なくとも部分的に被覆している。背面電極108aの材料としては、例えばITO(indium tin oxide)を使用することができる。なお、図4に示すように、Y方向に隣り合った背面電極108aが互いに接合されている場合、給電線105cは省略してもよい。
On the insulating
背面電極108aは、背面絶縁層109で被覆されている。絶縁層109は、例えば、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜などの透明無機層である。絶縁層109として、透明有機層を使用してもよい。
The
絶縁層109上では、第1背面電極108aに対応して、第2背面電極108bが配列している。これら背面電極108bは、背面電極108aから絶縁されており、それぞれソース電極105bを少なくとも部分的に被覆している。背面電極108bの材料としては、例えばITOを使用することができる。
On the insulating
背面電極108bは、互いに電気的に接続された複数の第1部分を含んでいる。これら第1部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、第1方向と交差する第2方向に配列している。第1及び第2方向は、Z方向に対して垂直な方向である。ここでは、一例として、背面電極108bは、X方向に延びた形状を各々が有し、Y方向に配列した複数の櫛歯部を含んだ櫛形電極である。
The
第1部分の第1方向についての寸法L1は、例えば5μm乃至1000μmの範囲内にあり、典型的には20μm乃至600μmの範囲内にある。第1部分の第2方向についての寸法W1は、例えば0.3μm乃至20μmの範囲内にあり、典型的には1μm乃至5μmの範囲内にある。寸法L1と寸法W1との比L1/W1は、例えば10乃至300の範囲内にあり、典型的には30乃至100の範囲内にある。第1部分の中心線間距離P1は、例えば0.6μm乃至50μmの範囲内にあり、典型的には1.5μm乃至20μmの範囲内にある。 The dimension L1 in the first direction of the first portion is, for example, in the range of 5 μm to 1000 μm, and typically in the range of 20 μm to 600 μm. The dimension W1 of the first portion in the second direction is, for example, in the range of 0.3 μm to 20 μm, and typically in the range of 1 μm to 5 μm. The ratio L1 / W1 between the dimension L1 and the dimension W1 is, for example, in the range of 10 to 300, and typically in the range of 30 to 100. The center line distance P1 of the first portion is, for example, in the range of 0.6 μm to 50 μm, and typically in the range of 1.5 μm to 20 μm.
隣り合った第1部分に挟まれた第1領域は、背面電極108aと向き合っている。即ち、基板100の主面上への第1領域及び背面電極108aの正射影は、少なくとも部分的に重なり合っている。第1部分自体は、背面電極108aと向き合っていてもよく、向き合っていなくてもよい。即ち、背面電極108aは、隙間なく広がった連続膜であってもよく、第1部分に対応してスリットが設けられた膜であってもよい。この場合、背面電極108a及び108bを互いから電気的に絶縁できれば、絶縁層109は省略することができる。
A first region sandwiched between adjacent first portions faces the
前面基板20は、背面基板10の背面電極108b側の主面と向き合っている。前面基板20は、第1部分及び第1領域の位置で背面基板10から離間している。
The
前面基板20は、光透過性基板200を含んでいる。基板200は、例えば、ガラス基板又はプラスチック基板である。
The
基板200上には、走査線201a及び補助容量線201bが、それぞれ走査線101a及び補助容量線101bに対応して配置されている。走査線201aと補助容量線201bとは、各々がX方向に延びており、X方向と交差するY方向に交互に配列している。
On the
走査線201aの各々は、Y方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述する薄膜トランジスタのゲート電極として利用する。
Each of the
補助容量線201bの各々は、Y方向に突き出した突出部を含んでいる。これら突出部は、後述するキャパシタの電極として利用する。
Each of the
走査線201aと補助容量線201bとは、同一の工程で形成することができる。また、これらの材料としては、例えば、金属又は合金を使用することができる。
The
走査線201a及び補助容量線201bは、絶縁膜202で被覆されている。絶縁膜202としては、例えばシリコン酸化膜を使用することができる。
The
絶縁膜202上では、半導体層203が上記のゲート電極に対応して配列している。これら半導体層203は、それぞれ、ゲート電極と交差している。半導体層203は、例えばアモルファスシリコンからなる。
On the insulating
ゲート電極と、半導体層203と、絶縁膜202のうちゲート電極と半導体層203との間に位置した部分、即ちゲート絶縁膜とは、薄膜トランジスタを形成している。これら薄膜トランジスタは、スイッチ204として利用する。
A portion of the gate electrode, the
なお、本態様では、スイッチ204は、nチャネル薄膜トランジスタである。また、各半導体層203上には、図示しないチャネル保護層及びオーミック層を形成している。
Note that in this embodiment, the
スイッチ204は、pチャネル薄膜トランジスタであってもよい。或いは、スイッチ204は、ダイオードなどの他のスイッチング素子であってもよい。
The
絶縁膜202上には、信号線205aとソース電極205bと給電線205cとが更に配置されている。
On the insulating
信号線205aは、各々がY方向に延びており、スイッチ204が形成する列に対応してX方向に配列している。信号線205aは、スイッチ204が含む半導体層203のドレインを被覆している。即ち、信号線205aの一部は、スイッチ204に接続されたドレイン電極である。
Each of the
ソース電極205bは、スイッチ204に対応して配列している。ソース電極205bは、スイッチ204のソースを被覆している。
The
ソース電極205bは、スイッチ204に対応して配列している。ソース電極205bは、スイッチ204のソースを被覆すると共に、補助容量線201bと向き合っている。ソース電極205bと補助容量線201bとそれらの間に介在した絶縁膜202とは、キャパシタ206を形成している。
The
給電線205cは、各々がY方向に延びており、X方向に配列している。給電線205cは、各々がX方向に延び、Y方向に配列していてもよい。
Each of the
絶縁膜202上では、スイッチ204に対応して、第1前面電極208aが更に配列している。これら前面電極208aの各々は、給電線205cを少なくとも部分的に被覆している。前面電極208aの材料としては、例えばITOを使用することができる。なお、図5に示すように、Y方向に隣り合った前面電極208aが互いに接合されている場合、給電線205cは省略してもよい。
On the insulating
前面電極208aは、前面絶縁層209で被覆されている。絶縁層209は、例えば、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜などの透明無機層である。絶縁層209として、透明有機層を使用してもよい。
The
絶縁層209上では、第1前面電極208aに対応して、第2前面電極208bが配列している。これら前面電極208bは、前面電極208aから絶縁されており、それぞれソース電極205bを少なくとも部分的に被覆している。前面電極208bの材料としては、例えばITOを使用することができる。
On the insulating
前面電極208bは、互いに電気的に接続された複数の第2部分を含んでいる。これら第2部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、第2方向に配列している。ここでは、一例として、前面電極208bは、X方向に延びた形状を各々が有し、Y方向に配列した複数の櫛歯部を含んだ櫛形電極である。
The
第2部分の第1方向についての寸法L2は、例えば、寸法L1について上述した範囲内とする。第2部分の第2方向についての寸法W2は、例えば、寸法W1について上述した範囲内とする。寸法L2と寸法W2との比L2/W2は、例えば、比L1/W1について上述した範囲内とする。第2部分の中心線間距離P2は、例えば中心線間距離P1について上述した範囲内とする。 The dimension L2 in the first direction of the second part is, for example, in the range described above for the dimension L1. The dimension W2 in the second direction of the second portion is, for example, in the range described above for the dimension W1. The ratio L2 / W2 between the dimension L2 and the dimension W2 is, for example, in the range described above for the ratio L1 / W1. The distance P2 between the center lines of the second portion is set, for example, within the range described above for the distance P1 between the center lines.
寸法L2は、寸法L1と等しくてもよく、異なっていてもよい。寸法W2は、寸法W1と等しくてもよく、異なっていてもよい。比L2/W2は、比L1/W1と等しくてもよく、異なっていてもよい。中心線間距離P2は、中心線間距離P1と等しくてもよく、異なっていてもよい。ここでは、一例として、寸法L2は寸法L1と等しく、寸法W2は寸法W1と等しく、比L2/W2は比L1/W1と等しく、中心線間距離P2は中心線間距離P1と等しいとする。 The dimension L2 may be equal to or different from the dimension L1. The dimension W2 may be equal to or different from the dimension W1. The ratio L2 / W2 may be equal to or different from the ratio L1 / W1. The centerline distance P2 may be equal to or different from the centerline distance P1. Here, as an example, it is assumed that the dimension L2 is equal to the dimension L1, the dimension W2 is equal to the dimension W1, the ratio L2 / W2 is equal to the ratio L1 / W1, and the centerline distance P2 is equal to the centerline distance P1.
隣り合った第2部分に挟まれた第2領域は、前面電極208aと向き合っている。即ち、基板200の主面上への第2領域及び前面電極208aの正射影は、少なくとも部分的に重なり合っている。第2部分自体は、前面電極208aと向き合っていてもよく、向き合っていなくてもよい。即ち、前面電極208aは、隙間なく広がった連続膜であってもよく、第2部分に対応してスリットが設けられた膜であってもよい。
The second region sandwiched between the adjacent second portions faces the
第2部分の1つ以上は、第1部分の隣り合った2つに挟まれた第1領域と少なくとも部分的に向き合っている。或いは、第1部分の1つ以上は、第2部分の隣り合った2つに挟まれた第2領域と少なくとも部分的に向き合っている。即ち、基板100又は200の主面上への第2部分及び第1領域の正射影は少なくとも部分的に重なり合っているか、又は、基板100又は200の主面上への第1部分及び第2領域の正射影は少なくとも部分的に重なり合っている。ここでは、一例として、基板100又は200の主面上への第2部分の正射影の各々はこの主面上への第1部分の正射影の隣り合った2つの間に介在しているか又は基板100又は200の主面上への第1部分の正射影の各々はこの主面上への第2部分の正射影の隣り合った2つの間に介在しており、基板100又は200の主面上への第1部分の正射影と第2部分の正射影とは互いから離間しているとする。
One or more of the second portions are at least partially facing a first region sandwiched between two adjacent ones of the first portion. Alternatively, one or more of the first portions are at least partially facing a second region sandwiched between two adjacent portions of the second portion. That is, the orthogonal projection of the second portion and the first region on the main surface of the
なお、互いに向き合った電極108a及び208aと、それらの間に介在した電極108b及び208bと、それらに接続されたキャパシタ106及び206並びにスイッチ104及び204とは、画素回路を構成している。基板100及び200間では、これら画素回路が二次元的に、例えばX方向とY方向とに配列している。画素回路は、キャパシタ106a及び206の一方又は双方を含んでいなくてもよい。
The
基板10及び20の少なくとも一方は、ブラックマトリクスを更に含んでいてもよい。ブラックマトリクスは、例えば、基板100及び200間に介在し、第1及び第2部分並びに第1及び第2領域に対応した部分が開口した遮光層である。ブラックマトリクスは、例えば、格子状又はストライプ状のパターン層である。ブラックマトリクスの材料としては、例えば、クロムなどの金属又は合金を使用することができる。
At least one of the
また、基板10及び20の少なくとも一方は、カラーフィルタを更に含んでいてもよい。カラーフィルタは、例えば、基板100及び200間に介在し、赤色着色層と緑色着色層と青色着色層とを含んでいる。これら着色層は、例えば、画素回路が形成する列に対応したストライプ配列を形成している。これら着色層は、デルタ配列及び正方配列などの他の配列を形成していてもよい。
Further, at least one of the
背面基板10と前面基板20とは、背面基板10の背面電極108b側の主面と前面基板20の前面電極208b側の主面とが向き合うように配置されている。背面基板10と前面基板20との間には、枠状のシール層(図示せず)が介在している。シール層は、背面基板10と前面基板20とを互いに貼り合せている。シール層の材料としては、接着剤を使用することができる。
The
背面基板10と前面基板20との間には粒状スペーサが介在しているか、或いは、背面基板10及び/又は前面基板20は柱状スペーサを更に含んでいる。これらスペーサは、背面基板10と前面基板20との間であって、第1及び第2部分並びに第1及び第2領域に対応した位置に、厚さがほぼ一定の隙間を形成している。
A granular spacer is interposed between the
背面基板10と前面基板20と接着剤層とに囲まれた空間は、液晶材料で満たされている。この液晶材料は、液晶層30を形成している。
A space surrounded by the
この液晶層30は、カー効果を示す。即ち、液晶材料は、コレステリックブルー相、スメクティックブルー相及び擬似等方相などのカー効果を示す液晶相を呈している。なお、液晶材料がコレステリックブルー相を呈している場合、液晶層30は、カー効果を示すのに加え、選択反射を生じる。
The
コレステリックブルー相を呈する液晶材料は、典型的には、液晶化合物とカイラル剤との混合物である。この混合物は、他の材料を更に含んでいてもよい。例えば、この混合物に液晶化合物、具体的には低分子液晶化合物と比較して分子量が遥かに大きい高分子材料を添加した場合、ブルー相を示す温度範囲を広くすることができる。 The liquid crystal material exhibiting a cholesteric blue phase is typically a mixture of a liquid crystal compound and a chiral agent. This mixture may further contain other materials. For example, when a liquid crystal compound, specifically, a polymer material having a molecular weight much higher than that of a low molecular liquid crystal compound is added to this mixture, the temperature range showing a blue phase can be widened.
ここでは、一例として、液晶層30は、電圧無印加状態、即ち、黒色画像表示時には、光学的に等方性の層と類似した挙動を示すものであるとする。更に、ここでは、簡略化のため、液晶層30は、白色画像表示時には、可視領域内の全ての波長について、二分の一波長板としての役割を果たすとする。
Here, as an example, it is assumed that the
液晶材料のカー定数は、例えば、1×10-11mV-2乃至1×10-8mV-2の範囲内にある。液晶材料のカー定数が小さい場合、高いコントラスト比を達成することが難しい。
The Kerr constant of the liquid crystal material is, for example, in the range of 1 × 10 −11
この液晶表示パネル1において、各画素PXは、上述した画素回路と、液晶層30のうち、この画素回路の電極108a及び208a間に介在した部分とを含んでいる。また、背面基板10と前面基板20とそれらの間に介在した液晶層30及びシール層とは、液晶セルを形成している。
In the liquid
直線偏光子50Rは、例えば吸収型の直線偏光子である。ここでは、一例として、直線偏光子50Rの透過軸は、液晶表示パネル1を背面側から見た場合にY方向に対して時計回りに45°の角度を成しているとする。
The
直線偏光子50Fは、例えば吸収型の直線偏光子である。ここでは、一例として、直線偏光子50Fの透過軸は、直線偏光子50Rの透過軸に対して垂直であるとする。
The
走査線駆動回路2には、走査線101a及び201aが接続されている。走査線駆動回路2は、走査線101a及び201aに、それぞれスイッチ104及び204を閉じる第1走査電圧を順次供給する。走査線駆動回路2は、第1走査電圧を供給していない走査線101a及び201aには、それぞれスイッチ104及び204を開く第2走査電圧を供給する。
信号線駆動回路3には、信号線105a及び205aと給電線105c及び205cとが接続されている。信号線駆動回路3は、信号線105a及び205aに映像信号に対応した大きさの信号電圧を供給する。更に、信号線駆動回路3は、給電線105c及び205cに、典型的には定電圧である表示電圧を供給する。なお、ここでは、給電線105c及び205cに表示電圧を供給するための電圧源を信号線駆動回路3が含んだ構成を採用しているが、給電線105c及び205cに表示電圧を供給するための電圧源は、信号線駆動回路3とは別に設けてもよい。
The signal line driving circuit 3 is connected with
補助容量線駆動回路4には、補助容量線101b及び201bが接続されている。補助容量線駆動回路4は、信号線駆動回路3が信号線105aに出力する信号電圧の極性を正から負へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素PXが接続された補助容量線101bの電位を第1電位から第2電位へと変化させる。そして、信号線駆動回路3が信号線105aに出力する信号電圧の極性を負から正へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素PXが接続された補助容量線101bの電位を第2電位から第1電位へと変化させる。また、補助容量線駆動回路4は、信号線駆動回路3が信号線205aに出力する信号電圧の極性を正から負へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素PXが接続された補助容量線201bの電位を第1電位から第2電位へと変化させる。そして、信号線駆動回路3が信号線205aに出力する信号電圧の極性を負から正へと反転させる場合、この極性反転に同期して、それら信号電圧を供給すべき画素PXが接続された補助容量線201bの電位を第2電位から第1電位へと変化させる。なお、ここで、「信号電圧の極性」は、信号電圧と表示電圧との差の極性を意味している。
駆動回路2乃至4は、COG(chip on glass)実装してもよい。或いは、駆動回路2乃至4は、TCP(tape carrier package)実装してもよい。
The
コントローラ5は、駆動回路2乃至4に接続されている。コントローラ5は、駆動回路2乃至4の動作を制御する。
The controller 5 is connected to the
図示しないバックライトは、液晶表示パネル1をその背面基板10側から照明する。典型的には、バックライトは白色光を射出する。
A backlight (not shown) illuminates the liquid
なお、ここでは、用語「液晶表示装置」を、液晶表示パネル1、駆動回路2乃至4、コントローラ5及びバックライトを含んだ組立品を意味するものとして使用しているが、用語「液晶表示装置」は、この組立品から、直線偏光子50R及び50F、駆動回路2乃至4、コントローラ5及びバックライトの1つ以上を省略したものも包含していることとする。
Here, the term “liquid crystal display device” is used to mean an assembly including the liquid
上記の通り、この液晶表示装置はカー効果を利用している。従って、この液晶表示装置は、高い応答速度を達成する。 As described above, this liquid crystal display device uses the Kerr effect. Therefore, this liquid crystal display device achieves a high response speed.
また、この液晶表示装置では、背面基板10は背面電極108a及び108bを含み、前面基板20は前面電極208a及び208bを含んでいる。そして、背面電極108a及び108b並びに前面電極208a及び208bを上記のように配置している。従って、以下に説明するように、この液晶表示装置は高いコントラスト比を達成する。
In this liquid crystal display device, the
図6は、一比較例に係る液晶表示パネルを簡略化して描いた断面図である。図7は、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1を簡略化して描いた断面図である。
FIG. 6 is a simplified cross-sectional view of a liquid crystal display panel according to a comparative example. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating the liquid
なお、図6に示す液晶表示パネル1は、前面基板20が光透過性基板200のみからなること以外は、図7に示す液晶表示パネル1と同様である。また、図6及び図7において、破線は、液晶表示パネル1が液晶層30内に生じさせる電場の電気力線の例を示している。
The liquid
図8は、図6に示す液晶表示パネル1を背面側から照明してこれに白色画像を表示させた場合における輝度分布の一例を示すグラフである。図9は、図7に示す液晶表示パネル1を背面側から照明してこれに白色画像を表示させた場合における輝度分布の一例を示すグラフである。図8において、横軸の位置A乃至Fはそれぞれ図6に示す位置A乃至Fに対応しており、縦軸は輝度を示している。また、図9において、横軸の位置A乃至Fはそれぞれ図7に示す位置A乃至Fに対応しており、縦軸は輝度を示している。
FIG. 8 is a graph showing an example of the luminance distribution in the case where the liquid
図6に示す液晶表示パネル1を背面側から照明した場合、液晶層30には、電場ベクトルの振動方向が直線偏光子50Rの透過軸に対して平行な直線偏光が入射する。この直線偏光は、振幅及び位相が互いに等しく、電場ベクトルの振動方向が互いに対して垂直な一対の直線偏光であると見なすことができる。
When the liquid
電極108a及び108b間に電圧を印加していない場合、これら直線偏光に与えるリターデイションはゼロであるとすると、直線偏光子50Fには、電場ベクトルの振動方向が直線偏光子50Rの透過軸に対して平行な直線偏光が入射する。
When no voltage is applied between the
この直線偏光の電場ベクトルの振動方向は、直線偏光子50Fの透過軸に対して垂直である。従って、電極108a及び108b間に電圧を印加していない場合、液晶層30を透過した光は、直線偏光子50Fによって吸収される。即ち、液晶層30を透過した光は、観察者によって知覚されない。液晶表示パネル1は、このようにして黒色画像を表示する。
The vibration direction of the electric field vector of the linearly polarized light is perpendicular to the transmission axis of the
電極108a及び108b間に電圧を印加すると、図6に示すように、電極108bの第1部分のうちX方向に沿った縁(以下、「第1部分の縁」と称する)の近傍には、電気力線がZ方向に対して垂直な横電界、ここでは、電気力線がZ方向に対して垂直であり且つY方向に対して平行な横電界が生じる。この横電界が生じると、第1部分の縁の近傍では、Y方向に複屈折が発生する。その結果、第1部分の縁の近傍において、リターデイションが大きくなる。例えば、第1部分の縁の近傍において、液晶層30は、遅相軸がY方向に平行な二分の一波長板としての機能を発現する。
When a voltage is applied between the
それ故、第1部分の縁の近傍においては、直線偏光子50Rが透過させた直線偏光は、液晶層30を透過することにより、電場ベクトルの振動方向が90°回転する。即ち、第1部分の縁の近傍において、液晶層30は、直線偏光子50Fに向けて、電場ベクトルの振動方向が直線偏光子50Fの透過軸に対して平行な直線偏光を射出する。この直線偏光は、直線偏光子50Fを透過できるので、観察者によって知覚され得る。液晶表示パネル1は、このようにして白色画像を表示する。
Therefore, in the vicinity of the edge of the first portion, the linearly polarized light transmitted by the
上記の通り、白色画像を表示する場合、液晶層30内に横電界を生じさせる。これにより、例えば、第1部分の縁の近傍において、遅相軸がY方向に平行な二分の一波長板としての機能を発現させる。
As described above, when displaying a white image, a horizontal electric field is generated in the
しかしながら、この場合、第1部分の縁から離れた位置に生じる電場は、電気力線がY方向に平行でないか又は強度が低い。それ故、第1部分の縁の近傍以外では、遅相軸がY方向に平行な二分の一波長板としての機能を発現させることはできない。従って、図6に示す液晶表示パネル1は、図8に示すように、第1部分の縁の近傍の位置B及びEでは高い輝度を達成するものの、第1部分の縁から遠い位置C及びDでは高い輝度を達成できない。このため、図6に示す液晶表示パネル1を含んだ液晶表示装置は、高いコントラスト比を達成できない。
However, in this case, the electric field generated at a position away from the edge of the first portion is such that the lines of electric force are not parallel to the Y direction or have low strength. Therefore, the function as a half-wave plate whose slow axis is parallel to the Y direction cannot be exhibited except in the vicinity of the edge of the first portion. Accordingly, as shown in FIG. 8, the liquid
図7に示す液晶表示パネル1は、図6に示す液晶表示パネル1について説明したのと同様の原理で黒色画像を表示することができる。また、図7に示す液晶表示パネル1に白色画像を表示させる場合、背面電極108a及び108b間に電圧を印加するのに加え、前面電極208a及び208b間にも電圧を印加することができる。こうすると、第1部分の縁の近傍に横電界を発生させることができるのに加え、電極208bの第2部分のうちX方向に沿った縁(以下、「第2部分の縁」と称する)の近傍にも横電界を発生させることができる。それ故、図7に示す液晶表示パネル1は、図9に示すように、第1部分の縁の近傍の位置B及びEで高い輝度を達成するのに加え、第2部分の縁の近傍の位置C及びDでも高い輝度を達成する。従って、このため、図7に示す液晶表示パネル1を含んだ液晶表示装置は、高いコントラスト比を達成する。
The liquid
図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1には、以下に説明するように、様々な変形が可能である。
The liquid
図10及び図11は、図2及び図3に示す液晶表示パネル1の変形例を概略的に示す断面図である。
10 and 11 are cross-sectional views schematically showing modifications of the liquid
図10に示す液晶表示パネル1では、各第1部分の縁の一方は第2部分と向き合い、他方は第2領域と向き合っている。そして、各第2部分の縁の一方は第1部分と向き合い、他方は第1領域と向き合っている。これ以外は、図10に示す液晶表示パネル1は、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1と同様である。
In the liquid
この構成を採用した場合、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1について説明したのと同様の効果を得ることができる。加えて、この構成を採用した場合、第1部分の縁及び第2部分の縁がY方向に形成する配列のピッチを小さくすることが容易である。
When this configuration is adopted, the same effect as described for the liquid
図11に示す液晶表示パネル1では、第1部分のY方向についての寸法と、第2部分のY方向についての寸法とが異なっている。そして、各第1部分の2つの縁は第2領域と向き合い、各第2部分の2つの縁は第1部分と向き合っている。これ以外は、図11に示す液晶表示パネル1は、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1と同様である。この構成を採用した場合も、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示パネル1について説明したのと同様の効果を得ることができる。
In the liquid
次に、第2態様について説明する。第2態様は、液晶表示パネル1に以下の構成を採用すること以外は、第1態様と同様である。
Next, a 2nd aspect is demonstrated. The second mode is the same as the first mode except that the following configuration is adopted for the liquid
即ち、第2態様に係る液晶表示装置では、第2前面電極208bの第2部分は、第2背面電極108bの第1部分の長さ方向と交差する方向に延びた形状を各々が有している。そして、これら第2部分は、第2背面電極108bの第1部分が配列している方向と交差する方向に配列している。
That is, in the liquid crystal display device according to the second aspect, each second portion of the second
図12及び図13に示す例では、第2前面電極208bの第2部分は、Y方向に延びた形状を各々が有しており、X方向に配列している。即ち、第1部分と第2部分とは、それらの長さ方向が互いに対して直交するように配列している。
In the example shown in FIGS. 12 and 13, each of the second portions of the second
この構成を採用した場合、基板100又は200の主面上への第1部分の縁の正射影と、この主面上への第2部分の縁の正射影とは、互いに対して交差する。これら交差部に対応した位置では、白色画像表示時に高い輝度を達成することはできない。
When this configuration is adopted, the orthogonal projection of the edge of the first portion onto the main surface of the
しかしながら、これら交差部に対応した位置を除き、第1部分の縁及び第2部分の縁に対応した位置では、白色画像表示時に高い輝度を達成することができる。従って、第1部分と第2部分とをそれらの長さ方向が互いに対して交差するように配置した場合、第1部分と第2部分とをそれらの長さ方向が互いに対して平行となるように配置した場合ほどではないが、高いコントラスト比を達成することができる。 However, with the exception of the positions corresponding to these intersections, high brightness can be achieved when displaying a white image at positions corresponding to the edges of the first part and the second part. Accordingly, when the first part and the second part are arranged so that their length directions intersect each other, the first part and the second part are arranged so that their length directions are parallel to each other. A high contrast ratio can be achieved, although not as much as in the case of the arrangement.
また、第1部分と第2部分とをそれらの長さ方向が互いに対して交差するように配置した場合、第1部分と第2部分とをそれらの長さ方向が互いに対して平行となるように配置した場合ほど、基板10及び20の位置合わせに高い精度が要求されない。即ち、前者は、後者と比較して、液晶表示パネル1の製造が容易である。
Further, when the first portion and the second portion are arranged so that their length directions intersect with each other, the first portion and the second portion are arranged so that their length directions are parallel to each other. As in the case of the arrangement, the position alignment of the
次に、第3態様について説明する。第3態様は、以下の構成を採用すること以外は、第1又は第2態様と同様である。 Next, a 3rd aspect is demonstrated. The third aspect is the same as the first or second aspect, except that the following configuration is adopted.
即ち、第3態様に係る液晶表示装置は、図14に示すように、第2背面電極108bと第2前面電極208bとの間に介在した位相差層60を更に含んでいる。位相差層60は、背面電極108bの位置で背面基板10から離間しており、前面電極208bの位置で前面基板20から離間している。位相差層60は、特定の波長λの光に対して、例えば二分の一波長板としての役割を果たす。
That is, the liquid crystal display device according to the third aspect further includes a
液晶層30は、位相差層60によって第1液晶層30Rと第2液晶層30Fとに仕切られている。液晶層30Rは、背面電極108bと位相差層60との間に介在しており、カー効果を示し、右又は左円偏光を選択反射する。液晶層30Fは、前面電極208bと位相差層60との間に介在しており、カー効果を示し、液晶層30Rが選択反射する円偏光と電場ベクトルの回転方向が同じ向きであり且つ波長が等しい円偏光を選択反射する。液晶層30R及び30Fが選択反射する光の波長は、波長λとほぼ等しい。ここでは、一例として、液晶層30R及び30Fは、波長λを有している右円偏光を選択反射することとする。
The
また、この液晶表示装置は、直線偏光子50R及び50F並びにバックライトを含んでいない。その代わりに、この液晶表示装置は、背面基板10と向き合った黒色層70を更に含んでいる。
The liquid crystal display device does not include the
この液晶表示装置は、選択反射を利用した反射型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、以下に説明するように、電圧無印加時に明画像を表示し、電圧印加時に暗画像を表示する。 This liquid crystal display device is a reflective liquid crystal display device using selective reflection. As will be described below, this liquid crystal display device displays a bright image when no voltage is applied, and displays a dark image when a voltage is applied.
電極108a及び108b間に電圧を印加せず且つ電極208a及び208b間に電圧を印加していない状態で、この液晶表示装置を前面側から白色光で照明すると、液晶層30Fに入射した光のうち波長λを有している右円偏光は、液晶層30Fによって選択反射され、波長λを有している左円偏光及び他の波長を有している光は液晶層30Fを透過する。
When this liquid crystal display device is illuminated with white light from the front side with no voltage applied between the
液晶層30Fを透過した光のうち、波長λを有している左円偏光は、位相差層60を透過することにより右円偏光へと変換される。この右円偏光は、液晶層30Rによって選択反射され、位相差層60を透過することにより左円偏光へと変換され、その後、液晶層30Fを透過する。
Of the light transmitted through the
他方、液晶層30Fを透過した残りの光は、位相差層60、液晶層30R及び背面基板10をこの順に透過し、黒色層70によって吸収される。
On the other hand, the remaining light transmitted through the
即ち、この液晶表示装置は、波長λを有している右円偏光及び左円偏光を選択反射し、他の波長を有している光を吸収する。この液晶表示装置は、このようにして明画像を表示する。 That is, this liquid crystal display device selectively reflects right circularly polarized light and left circularly polarized light having a wavelength λ, and absorbs light having other wavelengths. The liquid crystal display device thus displays a bright image.
電極108a及び108b間に電圧を印加し且つ電極208a及び208b間に電圧を印加した状態で、この液晶表示装置を前面側から白色光で照明すると、液晶層30Fに入射した光は、液晶層30F及び30Rによって選択反射されることなしに、液晶層30F、位相差層60、液晶層30R及び背面基板10をこの順に透過し、黒色層70によって吸収される。即ち、この液晶表示装置は、ほぼ全ての光を吸収する。この液晶表示装置は、このようにして暗画像を表示する。
When the liquid crystal display device is illuminated with white light from the front side with a voltage applied between the
上記の通り、この液晶表示装置は、明表示時に、波長λを有している右円偏光及び左円偏光の双方を選択反射する。従って、この液晶表示装置は、前面基板20が光透過性基板200のみからなり且つ位相差層60を含んでいないこと意外は同様の液晶表示装置と比較して、より高いコントラスト比を達成する。
As described above, this liquid crystal display device selectively reflects both right circularly polarized light and left circularly polarized light having a wavelength λ during bright display. Therefore, this liquid crystal display device achieves a higher contrast ratio compared to a similar liquid crystal display device, except that the
図1乃至図5、図7及び図9乃至図13を参照しながら説明した技術は、透過型液晶表示装置以外にも適用することができる。例えば、これら技術は、反射型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置に適用してもよい。 The technique described with reference to FIGS. 1 to 5, 7, and 9 to 13 can be applied to devices other than the transmissive liquid crystal display device. For example, these techniques may be applied to a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device.
図1乃至図5、図7及び図9乃至図14を参照しながら説明したこれら液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用している。その代わりに、パッシブマトリクス駆動方式及びセグメント駆動方式などの他の駆動方式を採用してもよい。 These liquid crystal display devices described with reference to FIGS. 1 to 5, 7 and 9 to 14 employ an active matrix driving method. Instead, other driving methods such as a passive matrix driving method and a segment driving method may be adopted.
以下、本発明の例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
<例1>
本例では、図1乃至図5を参照しながら説明した液晶表示装置を以下の方法により製造した。
<Example 1>
In this example, the liquid crystal display device described with reference to FIGS. 1 to 5 was manufactured by the following method.
背面基板10を作製するに当たっては、まず、ガラス基板100上に、走査線101aと補助容量線101bとを形成した。走査線101a及び補助容量線101bの材料としては、クロムを使用した。
In manufacturing the
次に、走査線101aと補助容量線101bとガラス基板100とを、シリコン酸化物からなる絶縁膜102によって被覆した。この絶縁膜102上にアモルファスシリコン層を形成し、これをパターニングすることにより半導体層103を得た。その後、各半導体層103の一部の上に窒化シリコンからなるチャネル保護層(図示せず)を形成し、半導体層103及びチャネル保護層上に図示しないオーミック層を形成した。
Next, the
次に、絶縁膜102上に、信号線105aとソース電極105bと給電線105cとを形成した。絶縁膜102上には、ITOからなる背面電極108aを、それらが給電線105cを少なくとも部分的に被覆するように形成した。背面電極108aは、フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングすることにより形成した。
Next, the
その後、信号線105aとソース電極105bと給電線105cと背面電極108aとの上に、シリコン窒化物からなる絶縁層109を堆積させた。この絶縁層109には、ソース電極105bに対応した位置にコンタクトホールを設けた。
Thereafter, an insulating
次いで、絶縁層109上に、ITOからなる背面電極108bを、それらが先のコンタクトホールを埋め込むように形成した。背面電極108bは、連続膜としてのITO層を絶縁層109上に形成し、このITO層を、フォトリソグラフィ技術を利用してパターニングすることにより形成した。なお、背面電極108bと背面電極108aとの距離は、0.6μmとした。また、背面電極108bの第1部分のY方向についての寸法W1は1μmとし、これら第1部分の中心間距離P1は2μmとした。
Next, a
前面基板20は、ブラックマトリクス、カラーフィルタ及び柱状スペーサ(何れも図示せず)を設けたこと以外は、背面基板10について説明したのとほぼ同様の方法により形成した。
The
即ち、ブラックマトリクスは、ガラス基板200上にクロム膜を形成し、これをパターニングすることにより得た。
That is, the black matrix was obtained by forming a chromium film on the
カラーフィルタは、信号線205a、ソース電極205b及び給電線205cを形成した後であって、電極208aを形成する前に、顔料を混入した感光性アクリル樹脂を用いたフォトリソグラフィを利用して形成した。カラーフィルタとしては、赤色着色層と緑色着色層と青色着色層とからなるストライプ配列を形成した。
The color filter was formed using photolithography using a photosensitive acrylic resin mixed with a pigment after forming the
柱状スペーサは、フォトリソグラフィを利用して、カラーフィルタ上であって、信号線205aの位置に形成した。柱状スペーサの高さは5μmとし、底面の寸法は5μm×10μmとした。
The columnar spacers were formed on the color filters and at the positions of the
電極108b及び208bを洗浄した後、前面基板20の主面に、シール層の材料であるエポキシ接着剤を、ディスペンサを用いて枠形状に塗布した。なお、接着剤層が形成する枠には、後で注入口として利用する開口を設けた。続いて、背面基板10と前面基板20とを、背面電極108bと前面電極208bとが向き合うように配置した。位置合わせ後、背面基板10と前面基板20とを貼り合わせ、更に、加圧状態で160℃に加熱することにより接着剤を硬化させた。
After cleaning the
次に、このようにして得られた空セルを真空チャンバ内に搬入し、セル内を真空にした。その後、注入口からセル内へと液晶材料を注入した。液晶材料としては、チッソ社製のネマチック液晶JC1041、アルドリッチ社製のネマチック液晶5CB及びメルク社製のカイラル剤ZLI−4572を、それぞれ48.2mol%、47.4mol%及び4.4mol%の割合で含有した組成物を使用した。 Next, the empty cell thus obtained was carried into a vacuum chamber, and the inside of the cell was evacuated. Thereafter, a liquid crystal material was injected from the inlet into the cell. As liquid crystal materials, nematic liquid crystal JC1041 manufactured by Chisso Corporation, nematic liquid crystal 5CB manufactured by Aldrich Corporation, and chiral agent ZLI-4572 manufactured by Merck Co., Ltd. were used in proportions of 48.2 mol%, 47.4 mol% and 4.4 mol%, respectively. The contained composition was used.
その後、注入口をエポキシ接着剤で封止した。以上のようにして、液晶セルを得た。なお、この液晶セルのセルギャップは、約5μmであった。 Thereafter, the inlet was sealed with an epoxy adhesive. A liquid crystal cell was obtained as described above. The liquid crystal cell had a cell gap of about 5 μm.
次に、背面基板10の外面に、直線偏光板50Rを貼り付けた。また、前面基板20の外面に、直線偏光板50Fを貼り付けた。具体的には、直線偏光子50Rは、液晶表示パネル1を背面側から見た場合に透過軸がY方向に対して時計回りに45°の角度を成すように、背面基板10に貼り付けた。また、直線偏光子50Fは、液晶表示パネル1を背面側から見た場合に透過軸が直線偏光子50Fの透過軸に対して直交するように、前面基板20に貼り付けた。
Next, the linearly polarizing plate 50 </ b> R was attached to the outer surface of the
その後、表示パネル1に駆動回路2乃至4などを接続し、駆動回路2乃至4をコントローラ5と接続した。更に、この表示パネル1とバックライトとを組み合わせた。以上のようにして、液晶表示装置を完成した。
Thereafter, the
次に、この液晶表示装置を駆動して、その性能を調べた。具体的には、各画素PXの背面電極108bと背面電極108aとの間に印加する第1電圧及び前面電極208bと前面電極208aとの間に印加する第2電圧の各々を1秒間に30回の頻度で変化させ、応答時間を測定した。第1及び第2電圧の各々は、−15V、0V及び+15Vの3つの値の間で変化させた。第1電圧と第2電圧とは、常に同じ大きさとなるように制御した。そして、各印加電圧を−15Vとしたときの明るさと、各印加電圧を0Vとしたときの明るさと、各印加電圧を+15Vとしたときの明るさとから、コントラスト比を求めた。その結果、1ミリ秒の応答時間と、500:1のコントラスト比とを達成することができた。
Next, the liquid crystal display device was driven and its performance was examined. Specifically, each of the first voltage applied between the
<例2>
本例では、前面基板20を、ガラス基板200、ブラックマトリクス、カラーフィルタ及び柱状スペーサのみで構成したこと以外は、例1において説明したのと同様の方法により液晶表示装置を製造した。
<Example 2>
In this example, a liquid crystal display device was manufactured by the same method as described in Example 1 except that the
次に、この表示装置を、例1において説明したのと同様の方法で駆動し、その性能を調べた。その結果、コントラスト比は200:1であった。 Next, this display device was driven in the same manner as described in Example 1, and the performance was examined. As a result, the contrast ratio was 200: 1.
<例3>
本例では、図14を参照しながら説明した液晶表示装置を以下の方法により製造した。
<Example 3>
In this example, the liquid crystal display device described with reference to FIG. 14 was manufactured by the following method.
背面基板10としては、柱状スペーサを更に含んでいること以外は、例1において製造したのと同様のものを製造した。柱状スペーサは、フォトリソグラフィを利用して、絶縁層109上であって、信号線105aの位置に形成した。柱状スペーサの高さは5μmとし、底面の寸法は10μm×10μmとした。
The
前面基板20としては、カラーフィルタを含んでおらず、柱状スペーサの高さが5μmであり、底面の寸法が10μm×10μmであること以外は、例1において製造したのと同様のものを製造した。
The
位相差層60としては、二分の一波長板を使用した。この位相差層60には、複数の貫通孔を設けた。これら貫通孔は、位相差層60を間に挟んで基板10及び20を貼り合せたときに、各貫通孔が柱状スペーサから離間し且つ信号線105a又は205a上に位置するように形成した。
A half-wave plate was used as the
電極108bを洗浄した後、位相差層60の主面に、シール層の材料であるエポキシ接着剤を、ディスペンサを用いて枠形状に塗布した。なお、接着剤層が形成する枠には、後で注入口として利用する開口を設けた。次いで、背面基板10と位相差層60とを、背面電極108bが位相差層60と向き合うように、及び、位相差層60に設けた各貫通孔が柱状スペーサから離間し且つ信号線105a上に位置するように配置した。位置合わせ後、背面基板10と位相差層60とを貼り合わせ、更に、加圧状態で160℃に加熱することにより接着剤を硬化させた。
After cleaning the
続いて、電極208bを洗浄し、前面基板20の主面に、シール層の材料であるエポキシ接着剤を、ディスペンサを用いて枠形状に塗布した。なお、この接着剤層が形成する枠にも、後で注入口として利用する開口を設けた。次いで、互いに貼り合せた背面基板10及び位相差層60と前面基板20とを、位相差層60を間に挟んで背面電極108bと前面電極208bとが向き合うように、及び、位相差層60に設けた各貫通孔が前面基板20の柱状スペーサから離間し且つ信号線205a上に位置するように配置した。位置合わせ後、位相差層60を間に挟んで背面基板10と前面基板20とを貼り合わせ、更に、加圧状態で160℃に加熱することにより接着剤を硬化させた。
Subsequently, the
次に、このようにして得られた空セルに、例1において行ったのと同様の方法により液晶材料を注入し、注入口をエポキシ接着剤で封止した。以上のようにして、液晶セルを得た。 Next, a liquid crystal material was injected into the empty cell thus obtained by the same method as in Example 1, and the injection port was sealed with an epoxy adhesive. A liquid crystal cell was obtained as described above.
次に、背面基板10の外面に、黒色層70を貼り付けた。更に、表示パネル1に駆動回路2乃至4などを接続し、駆動回路2乃至4をコントローラ5と接続した。以上のようにして、液晶表示装置を完成した。
Next, the
この液晶表示装置を、前面側から液晶層30a及び30bが選択反射する円偏光と等しい波長の自然光で照明し、反射率を測定した。その結果、電圧無印加時における反射率は60%であった。 The liquid crystal display device was illuminated from the front side with natural light having a wavelength equal to the circularly polarized light selectively reflected by the liquid crystal layers 30a and 30b, and the reflectance was measured. As a result, the reflectance when no voltage was applied was 60%.
<例4>
本例では、前面基板20を、ガラス基板200、ブラックマトリクス及び柱状スペーサのみで構成し、位相差層60を省略したこと以外は、例3において説明したのと同様の方法により液晶表示装置を製造した。
<Example 4>
In this example, a liquid crystal display device is manufactured by the same method as that described in Example 3, except that the
次に、この液晶表示装置の反射率を、例3において説明したのと同様の方法により測定した。電圧無印加時における反射率は40%であった。 Next, the reflectance of the liquid crystal display device was measured by the same method as described in Example 3. The reflectance when no voltage was applied was 40%.
1…液晶表示パネル、2…走査線駆動回路、3…信号線駆動回路、4…補助容量線駆動回路、5…コントローラ、10…背面基板、20…前面基板、30…液晶層、30F…液晶層、30R…液晶層、50F…直線偏光子、50R…直線偏光子、60…位相差層、70…黒色層、100…光透過性基板、101a…走査線、101b…補助容量線、102…絶縁膜、103…半導体層、104…スイッチ、105a…信号線、105b…ソース電極、105c…給電線、106…キャパシタ、108a…背面電極、108b…背面電極、109…背面絶縁層、200…光透過性基板、201a…走査線、201b…補助容量線、202…絶縁膜、203…半導体層、204…スイッチ、205a…信号線、205b…ソース電極、205c…給電線、206…キャパシタ、208a…前面電極、208b…前面電極、209…前面絶縁層、PX…画素。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記液晶層の一方の主面と向き合った第1背面電極と、
前記液晶層の前記一方の主面と向き合い、前記第1背面電極から電気的に絶縁された第2背面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第1部分を含み、前記複数の第1部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、前記第1方向と交差する第2方向に配列した第2背面電極と、
前記液晶層の他方の主面と向き合った第2前面電極と、
前記液晶層の前記他方の主面と向き合い、前記第1前面電極から電気的に絶縁された第2前面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第2部分を含み、前記複数の第2部分は、前記第1方向と交差する第3方向に延びた形状を各々が有し、前記第3方向と交差する第4方向に配列した第2前面電極と
を具備した液晶表示装置。 A liquid crystal layer exhibiting the Kerr effect;
A first back electrode facing one main surface of the liquid crystal layer;
A second back electrode facing the one main surface of the liquid crystal layer and electrically insulated from the first back electrode, comprising a plurality of first portions electrically connected to each other; The first portion has a shape extending in the first direction, each having a second back electrode arranged in a second direction intersecting the first direction;
A second front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer;
A second front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer and electrically insulated from the first front electrode, comprising a plurality of second portions electrically connected to each other; Each of the second portions has a shape extending in a third direction intersecting with the first direction, and includes a second front electrode arranged in a fourth direction intersecting with the third direction.
前記液晶層の一方の主面と向き合った第1背面電極と、
前記液晶層の前記一方の主面と向き合い、前記第1背面電極から電気的に絶縁された第2背面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第1部分を含み、前記複数の第1部分は、第1方向に延びた形状を各々が有し、前記第1方向と交差する第2方向に配列した第2背面電極と、
前記液晶層の他方の主面と向き合った第1前面電極と、
前記液晶層の前記他方の主面と向き合い、前記第1前面電極から電気的に絶縁された第2前面電極であって、互いに電気的に接続された複数の第2部分を含み、前記複数の第2部分は、前記第1方向に延びた形状を各々が有し、前記複数の第2部分の1つ以上が前記複数の第1部分の隣り合った2つに挟まれた第1領域と少なくとも部分的に向き合うように、又は、前記複数の第1部分の1つ以上が前記複数の第2部分の隣り合った2つに挟まれた第2領域と少なくとも部分的に向き合うように前記第2方向に配列した第2前面電極と
を具備した液晶表示装置。 A liquid crystal layer exhibiting the Kerr effect;
A first back electrode facing one main surface of the liquid crystal layer;
A second back electrode facing the one main surface of the liquid crystal layer and electrically insulated from the first back electrode, comprising a plurality of first portions electrically connected to each other; The first portion has a shape extending in the first direction, each having a second back electrode arranged in a second direction intersecting the first direction;
A first front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer;
A second front electrode facing the other main surface of the liquid crystal layer and electrically insulated from the first front electrode, comprising a plurality of second portions electrically connected to each other; Each of the second portions has a shape extending in the first direction, and one or more of the plurality of second portions are sandwiched between two adjacent ones of the plurality of first portions; The first portion so as to face at least partly, or so that one or more of the plurality of first portions face at least partly a second region sandwiched between two adjacent parts of the plurality of second portions. A liquid crystal display device comprising a second front electrode arranged in two directions.
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