JP2021063978A - Liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents
Liquid crystal display device and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021063978A JP2021063978A JP2020150033A JP2020150033A JP2021063978A JP 2021063978 A JP2021063978 A JP 2021063978A JP 2020150033 A JP2020150033 A JP 2020150033A JP 2020150033 A JP2020150033 A JP 2020150033A JP 2021063978 A JP2021063978 A JP 2021063978A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- display device
- alignment film
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、横電界モードで表示を行う液晶表示装置に関する。また、本発明は、そのような液晶表示装置を備えた電子機器にも関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that displays in a lateral electric field mode. The present invention also relates to an electronic device provided with such a liquid crystal display device.
近年、タブレットやノートPC、スマートフォンに用いられる中小型の液晶表示装置の表示モードとして、フリンジフィールドスイッチング(Fringe Field Switching:FFS)モードが多く採用されている。FFSモードは、横電界を利用して表示を行う横電界モードの一種である。FFSモードの液晶表示装置は、例えば特許文献1に開示されている。
In recent years, the Fringe Field Switching (FFS) mode has been widely adopted as a display mode for small and medium-sized liquid crystal display devices used in tablets, notebook PCs, and smartphones. The FFS mode is a kind of horizontal electric field mode in which display is performed using a horizontal electric field. An FFS mode liquid crystal display device is disclosed in, for example,
FFSモードの液晶表示装置では、水平配向型の液晶層を挟持する一対の基板の一方に、横電界を生成するための一対の電極が設けられる。この一対の電極は、典型的には、複数のスリットが形成された画素電極と、絶縁層を介して画素電極の下に配置された共通電極である。画素電極と共通電極との間に電圧を印加すると、横電界が生成され、この横電界の配向規制力により、液晶分子の配向方向が変化する。 In the FFS mode liquid crystal display device, a pair of electrodes for generating a lateral electric field is provided on one of a pair of substrates sandwiching a horizontally oriented liquid crystal layer. The pair of electrodes is typically a pixel electrode in which a plurality of slits are formed and a common electrode arranged under the pixel electrode via an insulating layer. When a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, a transverse electric field is generated, and the orientation regulating force of this transverse electric field changes the orientation direction of the liquid crystal molecules.
このように、FFSモードの液晶表示装置では、横電界を用いて液晶分子の配向状態が制御される。FFSモードでは、液晶分子が表示面に平行な面内で回転するので、高い視野角特性が得られる。なお、FFSモードにおける電極構造により生成される横電界は、「フリンジ電界」と呼ばれることもある。 As described above, in the FFS mode liquid crystal display device, the orientation state of the liquid crystal molecules is controlled by using the transverse electric field. In the FFS mode, the liquid crystal molecules rotate in a plane parallel to the display plane, so that high viewing angle characteristics can be obtained. The lateral electric field generated by the electrode structure in the FFS mode is sometimes called a "fringe electric field".
これまで、FFSモードの液晶表示装置の配向膜には、ラビング処理が行われることが多かったが、最近では、配向ムラの低減等のために光配向処理を行う(つまり配向膜として光配向膜を用いる)ことが提案されている。 Until now, the alignment film of the FFS mode liquid crystal display device was often subjected to a rubbing treatment, but recently, a photoalignment treatment is performed to reduce alignment unevenness (that is, a photoalignment film as an alignment film). Is proposed).
また、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板は、画素ごとにスイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、「TFT」)を備えている。このようなTFTとして、酸化物半導体層を活性層として用いるTFT(以下、「酸化物半導体TFT」と称する)が知られている。特許文献2には、InGaZnO(インジウム、ガリウム、亜鉛から構成される酸化物)をTFTの活性層に用いた液晶表示装置が開示されている。
Further, the active matrix substrate of the liquid crystal display device includes a thin film transistor (hereinafter, “TFT”) as a switching element for each pixel. As such a TFT, a TFT using an oxide semiconductor layer as an active layer (hereinafter, referred to as "oxide semiconductor TFT") is known.
酸化物半導体TFTは、アモルファスシリコンTFTよりも高速で動作させることが可能である。また、酸化物半導体膜は、多結晶シリコン膜よりも簡便なプロセスで形成されるので、大面積が必要とされる装置にも適用できる。このため、酸化物半導体TFTは、製造工程数や製造コストを抑えつつ作製できる高性能なアクティブ素子として期待されている。 Oxide semiconductor TFTs can be operated at a higher speed than amorphous silicon TFTs. Further, since the oxide semiconductor film is formed by a simpler process than the polycrystalline silicon film, it can be applied to an apparatus requiring a large area. Therefore, the oxide semiconductor TFT is expected as a high-performance active element that can be manufactured while suppressing the number of manufacturing steps and the manufacturing cost.
さらに、酸化物半導体TFTはオフリーク特性に優れているので、画像の書き換え頻度を低下させて表示を行う駆動方式を利用することもできる。例えば、静止画表示時などには、1秒に1回の頻度で画像データを書き換えるように動作させることができる。このような駆動方式は、休止駆動または低周波駆動などと呼ばれ、液晶表示装置の消費電力を大幅に削減することが可能である。 Further, since the oxide semiconductor TFT has excellent off-leakage characteristics, it is possible to use a drive method for displaying by reducing the frequency of image rewriting. For example, when displaying a still image, the image data can be rewritten at a frequency of once per second. Such a drive system is called a dormant drive or a low frequency drive, and can significantly reduce the power consumption of the liquid crystal display device.
FFSモードなどの横電界モードの液晶表示装置において、最適な共通電圧(以下では「最適Vcom」と呼ぶ)に表示面内(パネル面内)で差が生じることがある。図8は、液晶表示装置900において表示面内で最適Vcomがばらついている様子を示す図である。図8に示す液晶表示装置900は、表示領域DRと、表示領域DRの周囲に位置する周辺領域(額縁領域)FRとを有する。図8に示す例では、周辺領域FRのうち、表示領域DRの右側に位置する部分FR1にゲートドライバが実装(またはモノリシックに形成)され、表示領域DRの下側に位置する部分FR2にソースドライバが実装(またはモノリシックに形成)される。
In a liquid crystal display device in a transverse electric field mode such as the FFS mode, a difference may occur in the display surface (inside the panel surface) in the optimum common voltage (hereinafter referred to as "optimum Vcom"). FIG. 8 is a diagram showing how the optimum Vcom varies in the display surface of the liquid
図8には、表示領域DR内の9つの領域A〜Iのそれぞれの最適Vcomの値を、中央の領域Eの最適Vcomの値をゼロとした相対値で示している。図8に示すように、表示領域DR内で(つまり表示面内で)最適Vcomがばらついていることがわかる。 In FIG. 8, the optimum Vcom value of each of the nine regions A to I in the display region DR is shown as a relative value with the optimum Vcom value of the central region E set to zero. As shown in FIG. 8, it can be seen that the optimum Vcom varies within the display area DR (that is, within the display surface).
最適Vcomのばらつきは、ゲートドライバから各領域までの距離が違うことに起因している。ゲートドライバから各領域までの距離に応じて、ゲート波形の訛りの程度が異なる。そのため、表示面内で引き込み電圧に差が生じ、最適Vcomにも差が生じる。また、表示面内でパッシベーション膜の厚さムラが生じている場合にも、引き込み電圧に差が生じて最適Vcomに差が生じることがある。 The variation in the optimum Vcom is due to the difference in the distance from the gate driver to each region. The degree of accent of the gate waveform varies depending on the distance from the gate driver to each region. Therefore, a difference occurs in the lead-in voltage in the display surface, and a difference also occurs in the optimum Vcom. Further, even when the thickness of the passivation film is uneven in the display surface, a difference in the pull-in voltage may occur and a difference in the optimum Vcom may occur.
画素ごとやある大きさの領域ごとに共通電圧の設定値(Vcom設定値)を異ならせることはできないので、表示面内で最適Vcomがばらつくと、最適VcomがVcom設定値から外れた領域が存在することになる。その結果、そのような領域では、焼付きやフリッカ等の表示への悪影響が生じてしまう。さらに、酸化物半導体TFTの特性を利用した低周波駆動を行うと、フリッカがより顕著になる傾向がある。 Since the common voltage setting value (Vcom setting value) cannot be different for each pixel or for each area of a certain size, if the optimum Vcom varies within the display surface, there is a region where the optimum Vcom deviates from the Vcom setting value. Will be done. As a result, in such an area, an adverse effect on the display such as seizure and flicker occurs. Further, when low frequency driving using the characteristics of the oxide semiconductor TFT is performed, flicker tends to become more prominent.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、横電界モードの液晶表示装置の表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress variations in the optimum Vcom in the display surface of a liquid crystal display device in a transverse electric field mode.
本明細書は、以下の項目に記載の液晶表示装置および電子機器を開示している。 This specification discloses the liquid crystal display device and the electronic device described in the following items.
[項目1]
複数の画素を有する液晶表示パネルであって、アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記アクティブマトリクス基板は、
前記液晶層に接するように設けられた配向膜であって、前記液晶層に電界が印加されていないときの液晶分子の配向方位である初期配向方位を規定する配向膜と、
前記液晶分子を前記初期配向方位とは異なる方位に配向させる横電界を生成する画素電極および共通電極であって、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極および共通電圧が印加される共通電極と、
を有し、
前記配向膜は、前記バックライトが点灯しているときの比抵抗が1.5×1013Ω・cm以上4.0×1014Ω・cm以下の配向膜である液晶表示装置。
[Item 1]
A liquid crystal display panel having a plurality of pixels, the liquid crystal display having an active matrix substrate, an opposing substrate facing the active matrix substrate, and a liquid crystal layer provided between the active matrix substrate and the opposing substrate. With the panel
A backlight arranged on the back side of the liquid crystal display panel and
It is a liquid crystal display device equipped with
The active matrix substrate is
An alignment film provided so as to be in contact with the liquid crystal layer, which defines an initial orientation film which is an orientation direction of liquid crystal molecules when an electric field is not applied to the liquid crystal layer.
Pixel electrodes and common electrodes that generate a transverse electric field that orients the liquid crystal molecules in an orientation different from the initial orientation orientation, and are provided on each of the plurality of pixels and a common electrode to which a common voltage is applied. When,
Have,
The alignment film is a liquid crystal display device having a specific resistance of 1.5 × 10 13 Ω · cm or more and 4.0 × 10 14 Ω · cm or less when the backlight is lit.
[項目2]
前記バックライトが点灯しているときの前記配向膜の比抵抗は2.2×1014Ω・cm以下である項目1に記載の液晶表示装置。
[Item 2]
The liquid crystal display device according to
[項目3]
前記バックライトが点灯しているときの前記配向膜の比抵抗は2.5×1013Ω・cm以上である項目1または2に記載の液晶表示装置。
[Item 3]
The liquid crystal display device according to
[項目4]
前記対向基板は、第2基板と、前記第2基板の前記液晶層側に設けられ、液晶分子の初期配向方位を規定するさらなる配向膜と、を有する項目1から3のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 4]
The liquid crystal according to any one of
[項目5]
前記さらなる配向膜は、前記バックライトが点灯しているときの比抵抗が1.5×1013Ω・cm以上4.0×1014Ω・cm以下の配向膜である項目4に記載の液晶表示装置。
[Item 5]
The liquid crystal according to
[項目6]
前記バックライトが点灯しているときの前記さらなる配向膜の比抵抗は2.2×1014Ω・cm以下である項目5に記載の液晶表示装置。
[Item 6]
The liquid crystal display device according to
[項目7]
前記バックライトが点灯しているときの前記さらなる配向膜の比抵抗は2.5×1013Ω・cm以上である項目5または6に記載の液晶表示装置。
[Item 7]
The liquid crystal display device according to
[項目8]
複数の画素を有する液晶表示パネルであって、アクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記アクティブマトリクス基板は、
前記液晶層に接するように設けられた配向膜であって、前記液晶層に電界が印加されていないときの液晶分子の配向方位である初期配向方位を規定する配向膜と、
前記液晶分子を前記初期配向方位とは異なる方位に配向させる横電界を生成する画素電極および共通電極であって、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極および共通電圧が印加される共通電極と、
を有し、
前記共通電圧を最適共通電圧に100mV加算した値に設定して最高階調表示を1時間行ったときの最適共通電圧の上昇量が50mV以上である液晶表示装置。
[Item 8]
A liquid crystal display panel having a plurality of pixels, the liquid crystal display having an active matrix substrate, an opposing substrate facing the active matrix substrate, and a liquid crystal layer provided between the active matrix substrate and the opposing substrate. With the panel
A backlight arranged on the back side of the liquid crystal display panel and
It is a liquid crystal display device equipped with
The active matrix substrate is
An alignment film provided so as to be in contact with the liquid crystal layer, which defines an initial orientation film which is an orientation direction of liquid crystal molecules when an electric field is not applied to the liquid crystal layer.
Pixel electrodes and common electrodes that generate a transverse electric field that orients the liquid crystal molecules in an orientation different from the initial orientation orientation, and are provided on each of the plurality of pixels and a common electrode to which a common voltage is applied. When,
Have,
A liquid crystal display device in which the amount of increase in the optimum common voltage when the highest gradation display is performed for 1 hour by setting the common voltage to a value obtained by adding 100 mV to the optimum common voltage is 50 mV or more.
[項目9]
前記共通電圧を最適共通電圧に100mV加算した値に設定して最高階調表示を1時間行ったときの最適共通電圧の上昇量が60mV以上である項目8に記載の液晶表示装置。
[Item 9]
The liquid crystal display device according to item 8, wherein the amount of increase in the optimum common voltage when the highest gradation display is performed for 1 hour by setting the common voltage to a value obtained by adding 100 mV to the optimum common voltage is 60 mV or more.
[項目10]
フリンジフィールドスイッチングモードで表示を行う項目1から9のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 10]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目11]
前記液晶分子は、負の誘電異方性を有する項目1から10のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 11]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目12]
40Hz以下の駆動周波数で駆動され得る項目1から11のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 12]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目13]
前記配向膜は、光配向膜である項目1から12のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 13]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目14]
前記光配向膜は、異性化型、分解型または二量化型の光配向膜である項目13に記載の液晶表示装置。
[Item 14]
The liquid crystal display device according to
[項目15]
前記画素電極は、絶縁層を介して前記共通電極上に設けられている項目1から14のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 15]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目16]
前記絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層または酸化窒化シリコン層を含む項目15に記載の液晶表示装置。
[Item 16]
The liquid crystal display device according to
[項目17]
前記絶縁層は、前記窒化シリコン層、前記酸化シリコン層および前記酸化窒化シリコン層のうちの2層を含む積層構造を有する項目16に記載の液晶表示装置。
[Item 17]
The liquid crystal display device according to
[項目18]
前記対向基板は、第2基板と、前記第2基板の前記液晶層側に設けられたカラーフィルタ層と、を有する項目1から17のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 18]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目19]
前記対向基板は、前記カラーフィルタ層を覆うオーバーコート層をさらに有する項目18に記載の液晶表示装置。
[Item 19]
The liquid crystal display device according to item 18, wherein the opposed substrate further includes an overcoat layer that covers the color filter layer.
[項目20]
前記さらなる配向膜は、光配向膜である項目4から7および項目4から7のいずれかを直接または間接的に引用する項目10から19のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 20]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目21]
前記さらなる配向膜は、異性化型、分解型または二量化型の光配向膜である項目20に記載の液晶表示装置。
[Item 21]
The liquid crystal display device according to
[項目22]
前記画素電極および前記共通電極のそれぞれは、インジウム酸化錫またはインジウム酸化亜鉛から形成されている項目1から21のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 22]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目23]
前記アクティブマトリクス基板は、前記画素電極に電気的に接続されたTFTをさらに有する項目1から22のいずれかに記載の液晶表示装置。
[Item 23]
The liquid crystal display device according to any one of
[項目24]
前記TFTは、酸化物半導体層を含む項目23に記載の液晶表示装置。
[Item 24]
The liquid crystal display device according to
[項目25]
前記酸化物半導体層は、In−Ga−Zn−O系の半導体を含む項目24に記載の液晶表示装置。
[Item 25]
The liquid crystal display device according to
[項目26]
前記In−Ga−Zn−O系の半導体は、結晶質部分を含む、項目25に記載の液晶表示装置。
[Item 26]
The liquid crystal display device according to
[項目27]
項目1から26のいずれかに記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
[Item 27]
An electronic device provided with the liquid crystal display device according to any one of
本発明の実施形態によると、横電界モードの液晶表示装置の表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the variation of the optimum Vcom in the display surface of the liquid crystal display device in the lateral electric field mode.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
図1を参照しながら、本発明の実施形態による液晶表示装置100を説明する。図1は、液晶表示装置100を模式的に示す断面図である。
The liquid
液晶表示装置100は、図1に示すように、液晶表示パネル110と、バックライト120とを備える。液晶表示装置100は、FFSモードで表示を行う。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル110は、アクティブマトリクス基板10と、アクティブマトリクス基板10に対向する対向基板20と、アクティブマトリクス基板10と対向基板20との間に設けられた液晶層30とを有する。また、液晶表示パネル110は、複数の画素を有する。複数の画素は、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列されている。
The liquid
アクティブマトリクス基板(「TFT基板」と呼ばれることもある)10は、透明基板10a、画素電極11、共通電極12および配向膜13を有する。
The active matrix substrate (sometimes referred to as a “TFT substrate”) 10 has a
透明基板(第1基板)10aは、例えばガラス基板やプラスチック基板である。画素電極11、共通電極12および配向膜13は、透明基板10aの液晶層30側に設けられており、透明基板10aによって支持されている。
The transparent substrate (first substrate) 10a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate. The
配向膜13は、液晶層30に接するように設けられている(つまりアクティブマトリクス基板10の液晶層30側の最表面に位置している)。配向膜13は、液晶分子の初期配向方位を規定する。初期配向方位は、液晶層30に電界が印加されていないときの液晶分子の配向方位である。
The
画素電極11および共通電極12は、透明基板10aと配向膜13との間に設けられており、液晶分子を初期配向方位とは異なる方位に配向させる横電界(「フリンジ電界」と呼ばれることもある)を生成する。画素電極11および共通電極12は、それぞれ透明導電材料(例えばインジウム酸化錫(ITO)またはインジウム酸化亜鉛(IZO))から形成されている。
The
画素電極11は、複数の画素のそれぞれに設けられている。これに対し、共通電極12は、複数の画素に共通に設けられている。画素電極11は、絶縁層14を介して共通電極12上に設けられている。絶縁層14は、例えば窒化シリコン(SiNx)層、酸化シリコン(SiO2)層または酸化窒化シリコン(SiNxOy)層である。あるいは、絶縁層14は、これらのうちの2層を含む積層構造を有してもよい。画素電極11は、少なくとも1つ(ここでは2つ)のスリット11aを有する。画素電極11および共通電極12によって生成される横電界の方向は、スリット11aが延びる方向に直交する方向である。
The
ここでは図示していないが、アクティブマトリクス基板10は、さらに、画素ごとに設けられた薄膜トランジスタ(TFT)、TFTに走査信号(ゲート信号)を供給する走査線(ゲートバスライン)およびTFTに表示信号(ソース信号)を供給する信号線(ソースバスライン)を有している。TFTのゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に、走査線、信号線および画素電極11がそれぞれ電気的に接続されている。TFTとして、酸化物半導体TFTを好適に用いることができる。酸化物半導体TFT以外のTFTを用いてもよい。
Although not shown here, the
画素電極11には、表示信号電圧がTFTを介して印加される。共通電極12には、すべての画素に共通の電圧(共通電圧)Vcomが印加される。共通電圧は、フリッカの低減の観点から最適な値(最適Vcom)に設定される。
A display signal voltage is applied to the
対向基板(「カラーフィルタ基板」と呼ばれることもある)20は、透明基板20aおよび配向膜23を有する。
The facing substrate (sometimes referred to as a "color filter substrate") 20 has a
透明基板(第2基板)20aは、例えばガラス基板やプラスチック基板である。配向膜23は、透明基板20aの液晶層30側に設けられており、透明基板20aによって支持されている。
The transparent substrate (second substrate) 20a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate. The
配向膜23は、液晶層30に接するように設けられている(つまり対向基板20の液晶層30側の最表面に位置している)。配向膜23は、アクティブマトリクス基板10の配向膜13と同様、液晶分子の初期配向方位を規定する。配向膜23によって規定される液晶分子の配向方位は、配向膜13によって規定される液晶分子の配向方位と平行または反平行である。
The
図示している例では、対向基板20は、遮光層(ブラックマトリクス)24、カラーフィルタ層25、オーバーコート層26および透明導電層27をさらに有する。
In the illustrated example, the opposing
遮光層24およびカラーフィルタ層25は、透明基板20aの液晶層30側に設けられている。カラーフィルタ層25は、例えば赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタおよび青カラーフィルタを含む。
The light-
オーバーコート層26は、遮光層24およびカラーフィルタ層25を覆っている。オーバーコート層26は、例えば透明な樹脂材料から形成されている。オーバーコート層26上に、配向膜23が設けられている。
The
透明導電層27は、透明基板20aの液晶層30とは反対側に(観察者側に)設けられている。透明導電層27は、透明導電材料(例えばITOまたはIZO)から形成されている。透明導電層27により、静電気による帯電を防止することができる。透明導電層27は、省略されてもよい。
The transparent
液晶層30は、本実施形態では、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。つまり、液晶層30は、ネガ型の液晶材料から形成されている。液晶分子が負の誘電異方性を有する場合、横電界による配向規制力は、液晶分子の配向方向を、横電界の方向に直交する方位に近付くように変化させる。
In this embodiment, the
液晶層30の両側に配置された配向膜13および23は、それぞれ水平配向膜である。従って、液晶分子は、アクティブマトリクス基板10および対向基板20の表面に略平行に配向する。本実施形態では、配向膜13および23には、光配向処理が施されている。つまり、配向膜13および23は、光配向膜である。光配向膜は、異性化型、分解型、二量化型のいずれであってもよい。異性化型、分解型および二量化型の光配向膜は、それぞれ光照射により異性化反応、分解反応および二量化反応を生じる材料(そのような官能基を含む高分子)から形成されている。なお、以下では、アクティブマトリクス基板10の配向膜13を「第1配向膜」と呼び、対向基板20の配向膜23を「第2配向膜」と呼ぶことがある。
The
バックライト120は、液晶表示パネル110の背面側(観察者とは反対側)に配置されている。バックライト120は、表示に用いられる光を液晶表示パネル110に照射する。バックライト120としては、公知の種々の照明装置を用いることができる。
The
ここでは図示しないが、液晶表示装置100は、少なくとも液晶層30を介して互いに対向する一対の偏光板をさらに備える。一対の偏光板は、クロスニコルに配置されている。一対の偏光板の一方の透過軸は、液晶分子の初期配向方位に略平行であり、他方の透過軸は、初期配向方位に略直交する。一方の偏光板は、例えば、アクティブマトリクス基板10の透明基板10aの背面側に配置されている。他方の偏光板は、例えば、対向基板20の透明基板20aの前面側に配置されている。
Although not shown here, the liquid
第1配向膜13は、バックライト120が点灯しているときの比抵抗が4.0×1014Ω・cm以下の配向膜である。また、ここでは、第2配向膜23も、バックライト120が点灯しているときの比抵抗が4.0×1014Ω・cm以下の配向膜である。なお、以下では、バックライト120が点灯しているときの比抵抗を、「比抵抗ρ_BLon」と表記することがある。
The
上述したように、本実施形態の液晶表示装置100では、アクティブマトリクス基板10は、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonが4.0×1014Ω・cm以下の配向膜13を有している。これにより、表示面内(パネル面内)での最適Vcomのばらつきを抑制することができる。以下、この理由を説明する。
As described above, in the liquid
FFSモードの液晶表示装置において、液晶層への電圧印加を行うと、配向膜内部または配向膜表面において、印加電圧とは反対の極性の電荷の偏りが発生する。交流駆動が行われる場合で、正極性の電圧印加時と負極性の電圧印加時とで印加電圧の絶対値に差があるときには、絶対値が大きい方の印加電圧の極性とは反対の極性の電荷の偏りが生じる。そのため、正負の実効電圧の絶対値が等しくなるように、最適Vcomがシフトする(正極性の電圧印加時間と負極性の電圧印加時間とが等しい場合、電圧の大きい方の極性とは反対の極性の電荷の偏りが早いためである)。その結果、表示面内の各箇所における最適Vcomが設定Vcom値に近付いていくことになり、表示面内での最適Vcomのばらつきが小さくなっていく。ただし、本願発明者の検討によれば、最適Vcomのばらつきが小さくなる速さが、バックライトが点灯しているときの配向膜の比抵抗ρ_BLonの値によって大きく異なることがわかった。さらに、配向膜の比抵抗ρ_BLonが低いほど、表示面内での最適Vcomのばらつきが速く小さくなることもわかった。 When a voltage is applied to the liquid crystal layer in the FFS mode liquid crystal display device, a charge bias having a polarity opposite to the applied voltage occurs inside the alignment film or on the surface of the alignment film. When AC drive is performed and there is a difference in the absolute value of the applied voltage between when the positive voltage is applied and when the negative voltage is applied, the polarity is opposite to the polarity of the applied voltage with the larger absolute value. Charge bias occurs. Therefore, the optimum Vcom shifts so that the absolute values of the positive and negative effective voltages are equal (when the positive voltage application time and the negative voltage application time are equal, the polarity opposite to the polarity of the larger voltage). This is because the charge is biased quickly). As a result, the optimum Vcom at each location on the display surface approaches the set Vcom value, and the variation of the optimum Vcom within the display surface becomes smaller. However, according to the study by the inventor of the present application, it was found that the speed at which the variation in the optimum Vcom becomes small greatly depends on the value of the specific resistance ρ_BLon of the alignment film when the backlight is lit. Furthermore, it was also found that the lower the resistivity ρ_BLon of the alignment film, the faster and smaller the variation of the optimum Vcom in the display surface.
ここで、配向膜の比抵抗ρ_BLonを所定の大きさに設定することにより、最適Vcomのばらつきを抑制できることを検証した結果を説明する。 Here, the result of verification that the variation of the optimum Vcom can be suppressed by setting the specific resistance ρ_BLon of the alignment film to a predetermined size will be described.
[サンプルの準備]
まず、FFSモジュール(FFSモードの液晶表示装置)を2個、サンプル1、2として用意した。サンプル1は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが3.8×1015Ω・cmの配向膜を有する。サンプル2は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが7.2×1013Ω・cmの配向膜を有する。
[Sample preparation]
First, two FFS modules (FFS mode liquid crystal display devices) were prepared as
サンプル1とサンプル2とは、配向膜の比抵抗ρ_BLonが異なる点以外は、同一の構造を有する。サンプル1および2は、図1に示した電極構造(下層側から共通電極、絶縁層および画素電極がこの順で積層された構造)を有している。また、液晶層は、誘電率異方性Δεが−3.4のネガ型液晶材料から形成されている。バックライトの輝度は、10000cd/m2程度である。
[最適Vcomの推移の評価]
サンプル1および2について、最適Vcomの推移の評価を、以下の手順により行った。
[Evaluation of transition of optimal Vcom]
For
(1)各モジュールの表示画面を、駆動周波数60Hz、128階調のフレーム反転画面に切り替える。そして、光学特性評価装置CA−310(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、モジュールの表示画面における複数の領域のフリッカレベルを、共通電圧Vcomの設定値(Vcom設定値)を変化させながら測定する。フリッカレベルの測定は、具体的には、図2に示す9つの領域A〜Iについて行った。図2に示すように、モジュールは、表示領域DRと、表示領域DRの周囲に位置する周辺領域(額縁領域)FRとを有する。周辺領域FRのうち、表示領域DRの右側に位置する部分FR1にゲートドライバが実装(またはモノリシックに形成)され、表示領域DRの下側に位置する部分FR2にソースドライバが実装(またはモノリシックに形成)される。フリッカレベルが最小となったときのVcom設定値を、領域A〜Iのそれぞれにおける最適Vcomとみなす。なお、本願明細書における「N階調」は、0階調〜255階調で表示を行う場合(つまり256階調表示の場合)のN階調を指す。従って、「128階調」は、256階調表示における128階調を指し、「255階調」は、256階調表示における255階調(最高階調)を指す。 (1) The display screen of each module is switched to a frame inversion screen having a drive frequency of 60 Hz and 128 gradations. Then, using the optical characteristic evaluation device CA-310 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the flicker level of a plurality of regions on the display screen of the module is measured while changing the set value (Vcom set value) of the common voltage Vcom. .. The flicker level was specifically measured in the nine regions A to I shown in FIG. As shown in FIG. 2, the module has a display area DR and a peripheral area (frame area) FR located around the display area DR. Of the peripheral area FR, the gate driver is mounted (or monolithically formed) on the portion FR1 located on the right side of the display area DR, and the source driver is mounted (or monolithically formed) on the portion FR2 located below the display area DR. ). The Vcom set value when the flicker level is minimized is regarded as the optimum Vcom in each of the regions A to I. The "N gradation" in the specification of the present application refers to the N gradation in the case of displaying in 0 gradation to 255 gradation (that is, in the case of 256 gradation display). Therefore, "128 gradation" refers to 128 gradation in 256 gradation display, and "255 gradation" refers to 255 gradation (highest gradation) in 256 gradation display.
(2)表示画面の中央に位置する領域Eの最適Vcomを、各モジュールの書き込みVcom値として設定する。 (2) The optimum Vcom of the area E located in the center of the display screen is set as the write Vcom value of each module.
(3)各モジュールの表示画面を、駆動周波数60Hz、255階調の点灯画面に切り替え、一定時間放置(エージング)する。 (3) The display screen of each module is switched to a lighting screen having a drive frequency of 60 Hz and 255 gradations, and is left to stand (aging) for a certain period of time.
(4)255階調の点灯画面にて一定時間経過後、再度(1)を行い、その時間における領域A〜Iのそれぞれの最適Vcomを決定する。 (4) After a certain period of time has elapsed on the lighting screen of 255 gradations, (1) is performed again to determine the optimum Vcom of each of the regions A to I at that time.
(5)以降、(3)および(4)を繰り返す。なお、255階調の点灯画面の表示中は、書き込みVcom値として(2)で決定したVcom値を設定する。 After (5), (3) and (4) are repeated. While the lighting screen of 255 gradations is being displayed, the Vcom value determined in (2) is set as the writing Vcom value.
図3および図4に、サンプル1および2について、領域A〜Iにおける最適Vcomの推移の評価結果を示す。図3および図4では、最適Vcomとして、初期(0h)の領域Eにおける最適Vcom(書き込みVcom値)を基準(ゼロ)とした相対値を示している。
3 and 4 show the evaluation results of the transition of the optimum Vcom in the regions A to I for the
図3および図4からわかるように、サンプル1および2のいずれについても、初期(0h)における最適Vcomには、表示面内(領域A〜I間)で100mV程度のばらつきが生じている。また、図3からわかるように、サンプル1では、3時間経過後においても最適Vcomのばらつきがほとんど変化していない。これに対し、図4からわかるように、サンプル2では、3時間経過後には最適Vcomのばらつきが10mV程度にまで大きく低減している。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, the optimum Vcom in the initial stage (0h) of each of
このように、表示面内の各領域における最適Vcomが書き込みVcomの値に近付く速さが、配向膜の比抵抗ρ_BLonの大きさによって異なること、より具体的には、配向膜の比抵抗ρ_BLonが低いほど速いことが確認された。 As described above, the speed at which the optimum Vcom in each region in the display surface approaches the value of the writing Vcom differs depending on the magnitude of the specific resistance ρ_BLon of the alignment film, and more specifically, the specific resistance ρ_BLon of the alignment film. It was confirmed that the lower the value, the faster the speed.
[サンプルの準備]
続いて、FFSモジュール(FFSモードの液晶表示装置)を4個、サンプル3〜6として用意した。サンプル3は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが3.8×1015Ω・cmの配向膜を有する。サンプル4は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが1.5×1014Ω・cmの配向膜を有する。サンプル5は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが7.2×1013Ω・cmの配向膜を有する。サンプル6は、第1配向膜および第2配向膜として、比抵抗ρ_BLonが2.5×1013Ω・cmの配向膜を有する。
[Sample preparation]
Subsequently, four FFS modules (FFS mode liquid crystal display devices) were prepared as
サンプル3〜6は、配向膜の比抵抗ρ_BLonが異なる点以外は、同一の構造を有する。サンプル3〜6は、図1に示した電極構造(下層側から共通電極、絶縁層および画素電極がこの順で積層された構造)を有している。また、液晶層は、誘電率異方性Δεが−3.4のネガ型液晶材料から形成されている。バックライトの輝度は、10000cd/m2程度である。
[最適Vcomの推移の評価]
サンプル3〜6について、最適Vcomの推移の評価を、以下の手順により行った。
[Evaluation of transition of optimal Vcom]
For
(1)各モジュールの表示画面を、駆動周波数60Hz、128階調のフレーム反転画面に切り替える。そして、光学特性評価装置CA−310(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、モジュールの表示画面の中央に位置する領域E(図2参照)のフリッカレベルを、共通電圧Vcomの設定値(Vcom設定値)を変化させながら測定する。フリッカレベルが最小となったときのVcom設定値を、最適Vcomとみなす。 (1) The display screen of each module is switched to a frame inversion screen having a drive frequency of 60 Hz and 128 gradations. Then, using the optical characteristic evaluation device CA-310 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the flicker level of the region E (see FIG. 2) located at the center of the display screen of the module is set to the set value (Vcom setting) of the common voltage Vcom. Measure while changing the value). The Vcom setting value when the flicker level becomes the minimum is regarded as the optimum Vcom.
(2)(1)で決定した最適Vcom値に100mV加算した値を、各モジュールの書き込みVcom値として設定する。 (2) A value obtained by adding 100 mV to the optimum Vcom value determined in (1) is set as the write Vcom value of each module.
(3)各モジュールの表示画面を、駆動周波数60Hz、255階調の点灯画面に切り替え、一定時間放置(エージング)する。 (3) The display screen of each module is switched to a lighting screen having a drive frequency of 60 Hz and 255 gradations, and is left to stand (aging) for a certain period of time.
(4)255階調の点灯画面にて一定時間経過後、再度(1)を行い、その時間における領域Eの最適Vcomを決定する。 (4) After a certain period of time has elapsed on the lighting screen of 255 gradations, (1) is performed again to determine the optimum Vcom of the region E at that time.
(5)以降、(3)および(4)を繰り返す。なお、255階調の点灯画面の表示中は、書き込みVcom値として(2)で決定したVcom値を設定する。 After (5), (3) and (4) are repeated. While the lighting screen of 255 gradations is being displayed, the Vcom value determined in (2) is set as the writing Vcom value.
図5に、サンプル3〜6について、領域Eにおける最適Vcomの推移の評価結果を示す。図5では、最適Vcomとして、書き込みVcom値(初期(0h)の領域Eにおける最適Vcom値+100mV)を基準(ゼロ)とした相対値を示している。
FIG. 5 shows the evaluation results of the transition of the optimum Vcom in the region E for the
図5から、配向膜の比抵抗ρ_BLonが低いほど、最適Vcomの推移が速く、より短い時間で書き込みVcom値に近付くことがわかる。つまり、表示面内で最適Vcomにばらつきがあり、フリッカが懸念される状態であっても、配向膜の比抵抗ρ_BLonが十分に低ければ、点灯によってすぐに各領域のVcom値が一定のVcom値に近付いていき、表示面内における最適Vcomのばらつきは解消される。 From FIG. 5, it can be seen that the lower the resistivity ρ_BLon of the alignment film, the faster the transition of the optimum Vcom and the closer to the written Vcom value in a shorter time. That is, even if the optimum Vcom varies within the display surface and flicker is a concern, if the specific resistance ρ_BLon of the alignment film is sufficiently low, the Vcom value in each region becomes constant immediately after lighting. The variation of the optimum Vcom in the display surface is eliminated.
ここで、書き込みVcom値を初期の最適Vcom値に100mV加算した値に設定したときの、1時間後の最適Vcomが50mV以上上昇していれば(つまり書き込みVcom値と最適Vcom値との差が50mV以下になっていれば)、ばらつきの解消する速さが十分であると考えることができる。 Here, when the write Vcom value is set to a value obtained by adding 100 mV to the initial optimum Vcom value, if the optimum Vcom one hour later increases by 50 mV or more (that is, the difference between the write Vcom value and the optimum Vcom value is (If it is 50 mV or less), it can be considered that the speed at which the variation is eliminated is sufficient.
図6は、横軸を配向膜の比抵抗ρ_BLonとし、縦軸を1時間後の領域Eにおける最適Vcomの値としてプロットを行ったグラフである。図6のグラフにおいて対数近似を行うと、y=−17.81ln(x)+548.24で表わされる近似直線が得られる(xが配向膜の比抵抗ρ_BLon、yが1時間後の最適Vcom値である)。上記の式にy=50を代入すると、x=3.87×1014となる。従って、配向膜の比抵抗ρ_BLonが概ね4.0×1014Ω・cm以下であれば、1時間後の最適Vcomの上昇量が50mV以上となるので、表示面内での最適Vcomのばらつきが十分速く解消されるといえる。 FIG. 6 is a graph in which the horizontal axis is the resistivity ρ_BLon of the alignment film and the vertical axis is the value of the optimum Vcom in the region E after 1 hour. When the logarithmic approximation is performed in the graph of FIG. 6, an approximate straight line represented by y = -17.81 ln (x) + 548.24 is obtained (x is the specific resistance ρ_BLon of the alignment film, and y is the optimum Vcom value after 1 hour. Is). Substituting y = 50 into the above equation gives x = 3.87 × 10 14 . Therefore, if the specific resistance ρ_BLon of the alignment film is approximately 4.0 × 10 14 Ω · cm or less, the amount of increase in the optimum Vcom after 1 hour is 50 mV or more, so that the optimum Vcom varies within the display surface. It can be said that it is resolved quickly enough.
本実施形態の液晶表示装置100は、2つの配向膜(第1配向膜13および第2配向膜23)を備えているが、最適Vcomの挙動に対しては、アクティブマトリクス基板10側の配向膜(第1配向膜)13の影響が支配的であると考えられる。そのため、第1配向膜13の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonが4.0×1014Ω・cm以下であることにより、表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制することができる。
The liquid
なお、第1配向膜13の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonは、1.5×1013Ω・cm以上であることが好ましい。第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonが小さすぎると、可視領域の光を吸収し、表示光が着色されてしまう可能性がある。表示光の着色は、透過率の低下や色ずれ(色度ずれ)を引き起こす原因となる。また、第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonが小さすぎると、電荷が瞬時に溜まりやすくなり、表示に悪影響を及ぼす可能性がある。このような帯電の影響は、比抵抗ρ_BLonが概ね1×1013Ω・cm以下の場合に顕著に見られる傾向がある。上述したような表示光の着色や帯電を防止する観点からは、第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonは、1.5×1013Ω・cm以上であることが好ましい。
The specific resistance ρ_BLon of the
上述したように、第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonが4.0×1014Ω・cm以下であることにより、共通電圧を最適共通電圧に100mV加算した値に設定して最高階調表示を1時間行ったときの最適共通電圧の上昇量を50mV以上とすることができ、表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制することができる。
As described above, since the specific resistance ρ_BLon of the
表示面内での最適Vcomのばらつきをいっそう抑制する観点からは、第1配向膜13の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonは、2.2×1014Ω・cm以下であることが好ましい。書き込みVcom値を初期の最適Vcom値に100mV加算した値に設定したときの、1時間後の最適Vcomが60mV以上上昇していれば(つまり書き込みVcom値と最適Vcom値との差が40mV以下になっていれば)、最適Vcomのばらつきを解消する速さをいっそう向上できる(フリッカ等をいっそう抑制できる)と考えられる。上述した式(y=−17.81ln(x)+548.24)にy=60を代入すると、x=2.21×1014となる。従って、第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonが概ね2.2×1014Ω・cm以下であれば、1時間後の最適Vcomの上昇量が60mV以上となるので、表示面内での最適Vcomのばらつきがいっそう速く解消される。
From the viewpoint of further suppressing the variation in the optimum Vcom in the display surface, the resistivity ρ_BLon of the
また、第1配向膜13による表示光の着色や第1配向膜13の帯電を防止する観点からは、第1配向膜13の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonは、2.5×1013Ω・cm以上であることがより好ましい。第1配向膜13の比抵抗ρ_BLonが2.5×1013Ω・cm以上であることにより、表示光の着色や帯電をより確実に防止することができる。
Further, from the viewpoint of preventing the display light from being colored by the
表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制する観点からは、対向基板20側の配向膜(第2配向膜)23の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonは、4.0×1014Ω・cm以下であることが好ましく、2.2×1014Ω・cm以下であることがより好ましい。また、第2配向膜23による表示光の着色や第2配向膜23の帯電を防止する観点からは、第2配向膜23の、バックライト120が点灯しているときの比抵抗ρ_BLonは、1.5×1013Ω・cm以上であることが好ましく、2.5×1013Ω・cm以上であることがより好ましい。
From the viewpoint of suppressing the variation of the optimum Vcom in the display surface, the specific resistance ρ_BLon of the alignment film (second alignment film) 23 on the
なお、ここでは、第1配向膜13および第2配向膜23が光配向膜である構成を例示したが、第1配向膜13および第2配向膜23は光配向膜でなくてもよく、例えばラビング処理された配向膜であってもよい。上述した現象は、配向膜の成分等の詳細によらず、比抵抗ρ_BLonのみに依存すると考えられるので、配向処理としてラビング処理および光配向処理のいずれを用いた場合においても、第1配向膜13および第2配向膜23の比抵抗ρ_BLonを既に説明した範囲に設定することにより、同様の効果が得られると考える。
Although the configuration in which the
また、液晶層30の液晶分子が負の誘電異方性を有する(つまり液晶層30がネガ型の液晶材料から形成されている)場合を例示したが、液晶層30の液晶分子が正の誘電異方性を有していても(つまり液晶層30がポジ型の液晶材料から形成されていても)よい。
Further, although the case where the liquid crystal molecules of the
また、既に説明したように、フリッカは低周波駆動を行うと顕著に視認されるので、本発明の実施形態は、比較的低い駆動周波数で駆動される場合に用いる意義が大きく、具体的には、駆動周波数40Hz以下で駆動される場合に用いる意義が大きい。 Further, as already described, since the flicker is remarkably visually recognized when driven at a low frequency, the embodiment of the present invention has great significance when driven at a relatively low driving frequency, and specifically, it is significant. It is of great significance to use it when it is driven at a drive frequency of 40 Hz or less.
なお、ここでは、FFSモードで表示を行う液晶表示装置100を例示したが、本発明の実施形態は、FFSモード以外の横電界モード(例えばIPS(In-Plane Switching)モード)で表示を行う液晶表示装置であってもよい。FFSモードでは、画素電極と共通電極とが異なる層に形成されるのに対し、IPSモードでは、画素電極と共通電極とが同層に形成される。
Although the liquid
本発明の実施形態による液晶表示装置は、スマートフォンやタブレット等の種々の電子機器に好適に用いられる。 The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is suitably used for various electronic devices such as smartphones and tablets.
<酸化物半導体>
酸化物半導体TFTは、活性層として酸化物半導体層を含む。酸化物半導体層に含まれる酸化物半導体は、アモルファス酸化物半導体であってもよいし、結晶質部分を有する結晶質酸化物半導体であってもよい。結晶質酸化物半導体としては、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質酸化物半導体などが挙げられる。
<Oxide semiconductor>
The oxide semiconductor TFT includes an oxide semiconductor layer as an active layer. The oxide semiconductor contained in the oxide semiconductor layer may be an amorphous oxide semiconductor or a crystalline oxide semiconductor having a crystalline portion. Examples of the crystalline oxide semiconductor include a polycrystalline oxide semiconductor, a microcrystalline oxide semiconductor, and a crystalline oxide semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface.
酸化物半導体層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。酸化物半導体層が積層構造を有する場合には、酸化物半導体層は、非晶質酸化物半導体層と結晶質酸化物半導体層とを含んでいてもよい。あるいは、結晶構造の異なる複数の結晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。また、複数の非晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。酸化物半導体層が上層と下層とを含む2層構造を有する場合、上層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップは、下層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きいことが好ましい。ただし、これらの層のエネルギーギャップの差が比較的小さい場合には、下層の酸化物半導体のエネルギーギャップが上層の酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きくてもよい。 The oxide semiconductor layer may have a laminated structure of two or more layers. When the oxide semiconductor layer has a laminated structure, the oxide semiconductor layer may include an amorphous oxide semiconductor layer and a crystalline oxide semiconductor layer. Alternatively, it may contain a plurality of crystalline oxide semiconductor layers having different crystal structures. Further, a plurality of amorphous oxide semiconductor layers may be contained. When the oxide semiconductor layer has a two-layer structure including an upper layer and a lower layer, the energy gap of the oxide semiconductor contained in the upper layer is preferably larger than the energy gap of the oxide semiconductor contained in the lower layer. However, when the difference between the energy gaps of these layers is relatively small, the energy gap of the oxide semiconductor in the lower layer may be larger than the energy gap of the oxide semiconductor in the upper layer.
非晶質酸化物半導体および上記の各結晶質酸化物半導体の材料、構造、成膜方法、積層構造を有する酸化物半導体層の構成などは、例えば特開2014−007399号公報に記載されている。参考のために、特開2014−007399号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。 The materials, structures, film forming methods, configurations of oxide semiconductor layers having a laminated structure, etc. of the amorphous oxide semiconductor and each of the above crystalline oxide semiconductors are described in, for example, JP-A-2014-007399. .. For reference, all the disclosure contents of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-007399 are incorporated herein by reference.
酸化物半導体層は、例えば、In、GaおよびZnのうち少なくとも1種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、酸化物半導体層18は、例えば、In−Ga−Zn−O系の半導体(例えば酸化インジウムガリウム亜鉛)を含む。ここで、In−Ga−Zn−O系の半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物であって、In、GaおよびZnの割合(組成比)は特に限定されず、例えばIn:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等を含む。このような酸化物半導体層は、In−Ga−Zn−O系の半導体を含む酸化物半導体膜から形成され得る。 The oxide semiconductor layer may contain, for example, at least one metal element of In, Ga and Zn. In the present embodiment, the oxide semiconductor layer 18 includes, for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor (for example, indium gallium zinc oxide). Here, the In-Ga-Zn-O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Ga (gallium), and Zn (zinc), and the ratio of In, Ga, and Zn (composition ratio). Is not particularly limited, and includes, for example, In: Ga: Zn = 2: 2: 1, In: Ga: Zn = 1: 1: 1, In: Ga: Zn = 1: 1: 2, and the like. Such an oxide semiconductor layer can be formed from an oxide semiconductor film containing an In—Ga—Zn—O based semiconductor.
In−Ga−Zn−O系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質でもよい。結晶質In−Ga−Zn−O系の半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In−Ga−Zn−O系の半導体が好ましい。 The In-Ga-Zn-O-based semiconductor may be amorphous or crystalline. As the crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductor, a crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface is preferable.
なお、結晶質In−Ga−Zn−O系の半導体の結晶構造は、例えば、上述した特開2014−007399号公報、特開2012−134475号公報、特開2014−209727号公報などに開示されている。参考のために、特開2012−134475号公報および特開2014−209727号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。In−Ga−Zn−O系半導体層を有するTFTは、高い移動度(a−SiTFTに比べ20倍超)および低いリーク電流(a−SiTFTに比べ100分の1未満)を有しているので、駆動TFT(例えば、複数の画素を含む表示領域の周辺に、表示領域と同じ基板上に設けられる駆動回路に含まれるTFT)および画素TFT(画素に設けられるTFT)として好適に用いられる。 The crystal structure of crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductors is disclosed in, for example, JP-A-2014-007399, JP-A-2012-134475, JP-A-2014-209727, and the like described above. ing. For reference, all the disclosure contents of JP2012-134475 and JP2014-209727 are incorporated herein by reference. Since a TFT having an In-Ga-Zn-O semiconductor layer has high mobility (more than 20 times that of a-SiTFT) and low leakage current (less than 1/100 of that of a-SiTFT). , Drive TFTs (for example, TFTs included in a drive circuit provided on the same substrate as the display area around a display area including a plurality of pixels) and pixel TFTs (TFTs provided in pixels).
酸化物半導体層は、In−Ga−Zn−O系半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばIn−Sn−Zn−O系半導体(例えばIn2O3−SnO2−ZnO;InSnZnO)を含んでもよい。In−Sn−Zn−O系半導体は、In(インジウム)、Sn(スズ)およびZn(亜鉛)の三元系酸化物である。あるいは、酸化物半導体層は、In−Al−Zn−O系半導体、In−Al−Sn−Zn−O系半導体、Zn−O系半導体、In−Zn−O系半導体、Zn−Ti−O系半導体、Cd−Ge−O系半導体、Cd−Pb−O系半導体、CdO(酸化カドミウム)、Mg−Zn−O系半導体、In−Ga−Sn−O系半導体、In−Ga−O系半導体、Zr−In−Zn−O系半導体、Hf−In−Zn−O系半導体、Al−Ga−Zn−O系半導体、Ga−Zn−O系半導体、In−Ga−Zn−Sn−O系半導体などを含んでいてもよい。 The oxide semiconductor layer may contain another oxide semiconductor instead of the In-Ga-Zn-O-based semiconductor. For example, an In-Sn-Zn-O semiconductor (for example, In 2 O 3- SnO 2- ZnO; InSnZnO) may be included. The In-Sn-Zn-O semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Sn (tin) and Zn (zinc). Alternatively, the oxide semiconductor layer is an In-Al-Zn-O-based semiconductor, an In-Al-Sn-Zn-O-based semiconductor, a Zn-O-based semiconductor, an In-Zn-O-based semiconductor, or a Zn-Ti-O-based semiconductor. Semiconductors, Cd-Ge-O semiconductors, Cd-Pb-O semiconductors, CdO (cadmium oxide), Mg-Zn-O semiconductors, In-Ga-Sn-O semiconductors, In-Ga-O semiconductors, Zr-In-Zn-O semiconductor, Hf-In-Zn-O semiconductor, Al-Ga-Zn-O semiconductor, Ga-Zn-O semiconductor, In-Ga-Zn-Sn-O semiconductor, etc. May include.
酸化物半導体TFTの構成の一例を図7に示す。図7に示す酸化物半導体TFT50は、ゲート電極51、ゲート絶縁層52、酸化物半導体層53、ソース電極54およびドレイン電極55を有する。なお、図7に示す酸化物半導体TFT50は、「チャネルエッチ型」であるが、酸化物半導体TFTは「エッチストップ型」であってもよい。
An example of the configuration of the oxide semiconductor TFT is shown in FIG. The oxide semiconductor TFT 50 shown in FIG. 7 has a
<チャネルエッチ>
「チャネルエッチ型のTFT」では、例えば図7に示されるように、チャネル領域上にエッチストップ層が形成されておらず、ソースおよびドレイン電極のチャネル側の端部下面は、酸化物半導体層の上面と接するように配置されている。チャネルエッチ型のTFTは、例えば酸化物半導体層上にソース・ドレイン電極用の導電膜を形成し、ソース・ドレイン分離を行うことによって形成される。ソース・ドレイン分離工程において、チャネル領域の表面部分がエッチングされる場合がある。
<Channel etch>
In the "channel etch type TFT", for example, as shown in FIG. 7, an etch stop layer is not formed on the channel region, and the lower surface of the end portion of the source and drain electrodes on the channel side is an oxide semiconductor layer. It is arranged so as to be in contact with the upper surface. The channel-etched TFT is formed by, for example, forming a conductive film for a source / drain electrode on an oxide semiconductor layer and performing source / drain separation. In the source / drain separation step, the surface portion of the channel region may be etched.
<エッチストップ>
一方、チャネル領域上にエッチストップ層が形成されたTFT(エッチストップ型TFT)では、ソースおよびドレイン電極のチャネル側の端部下面は、例えばエッチストップ層上に位置する。エッチストップ型のTFTは、例えば酸化物半導体層のうちチャネル領域となる部分を覆うエッチストップ層を形成した後、酸化物半導体層およびエッチストップ層上にソース・ドレイン電極用の導電膜を形成し、ソース・ドレイン分離を行うことによって形成される。
<Etch stop>
On the other hand, in a TFT (etch stop type TFT) in which an etch stop layer is formed on a channel region, the lower surface of the end portion of the source and drain electrodes on the channel side is located, for example, on the etch stop layer. In the etch stop type TFT, for example, after forming an etch stop layer covering a portion of the oxide semiconductor layer that becomes a channel region, a conductive film for a source / drain electrode is formed on the oxide semiconductor layer and the etch stop layer. , Formed by performing source / drain separation.
本発明の実施形態によると、横電界モードの液晶表示装置の表示面内での最適Vcomのばらつきを抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the variation of the optimum Vcom in the display surface of the liquid crystal display device in the lateral electric field mode.
10 アクティブマトリクス基板
10a 透明基板
11 画素電極
11a スリット
12 共通電極
13 配向膜
14 絶縁層
20 対向基板
20a 透明基板
23 配向膜
24 遮光層
25 カラーフィルタ層
26 オーバーコート層
27 透明導電層
30 液晶層
100 液晶表示装置
110 液晶表示パネル
120 バックライト
DR 表示領域
FR 周辺領域
10
Claims (27)
前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記アクティブマトリクス基板は、
前記液晶層に接するように設けられた配向膜であって、前記液晶層に電界が印加されていないときの液晶分子の配向方位である初期配向方位を規定する配向膜と、
前記液晶分子を前記初期配向方位とは異なる方位に配向させる横電界を生成する画素電極および共通電極であって、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極および共通電圧が印加される共通電極と、
を有し、
前記配向膜は、前記バックライトが点灯しているときの比抵抗が1.5×1013Ω・cm以上4.0×1014Ω・cm以下の配向膜である液晶表示装置。 A liquid crystal display panel having a plurality of pixels, the liquid crystal display having an active matrix substrate, an opposing substrate facing the active matrix substrate, and a liquid crystal layer provided between the active matrix substrate and the opposing substrate. With the panel
A backlight arranged on the back side of the liquid crystal display panel and
It is a liquid crystal display device equipped with
The active matrix substrate is
An alignment film provided so as to be in contact with the liquid crystal layer, which defines an initial orientation film which is an orientation direction of liquid crystal molecules when an electric field is not applied to the liquid crystal layer.
Pixel electrodes and common electrodes that generate a transverse electric field that orients the liquid crystal molecules in an orientation different from the initial orientation orientation, and are provided on each of the plurality of pixels and a common electrode to which a common voltage is applied. When,
Have,
The alignment film is a liquid crystal display device having a specific resistance of 1.5 × 10 13 Ω · cm or more and 4.0 × 10 14 Ω · cm or less when the backlight is lit.
前記液晶表示パネルの背面側に配置されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記アクティブマトリクス基板は、
前記液晶層に接するように設けられた配向膜であって、前記液晶層に電界が印加されていないときの液晶分子の配向方位である初期配向方位を規定する配向膜と、
前記液晶分子を前記初期配向方位とは異なる方位に配向させる横電界を生成する画素電極および共通電極であって、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極および共通電圧が印加される共通電極と、
を有し、
前記共通電圧を最適共通電圧に100mV加算した値に設定して最高階調表示を1時間行ったときの最適共通電圧の上昇量が50mV以上である液晶表示装置。 A liquid crystal display panel having a plurality of pixels, the liquid crystal display having an active matrix substrate, an opposing substrate facing the active matrix substrate, and a liquid crystal layer provided between the active matrix substrate and the opposing substrate. With the panel
A backlight arranged on the back side of the liquid crystal display panel and
It is a liquid crystal display device equipped with
The active matrix substrate is
An alignment film provided so as to be in contact with the liquid crystal layer, which defines an initial orientation film which is an orientation direction of liquid crystal molecules when an electric field is not applied to the liquid crystal layer.
Pixel electrodes and common electrodes that generate a transverse electric field that orients the liquid crystal molecules in an orientation different from the initial orientation orientation, and are provided on each of the plurality of pixels and a common electrode to which a common voltage is applied. When,
Have,
A liquid crystal display device in which the amount of increase in the optimum common voltage when the highest gradation display is performed for 1 hour by setting the common voltage to a value obtained by adding 100 mV to the optimum common voltage is 50 mV or more.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962914710P | 2019-10-14 | 2019-10-14 | |
US62/914,710 | 2019-10-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021063978A true JP2021063978A (en) | 2021-04-22 |
Family
ID=75486247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020150033A Pending JP2021063978A (en) | 2019-10-14 | 2020-09-07 | Liquid crystal display device and electronic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021063978A (en) |
-
2020
- 2020-09-07 JP JP2020150033A patent/JP2021063978A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5719439B2 (en) | Liquid crystal drive device and liquid crystal display device | |
US10303019B2 (en) | Light valve panel and liquid crystal display using the same | |
US10073306B2 (en) | LCD device | |
US9348178B2 (en) | Liquid crystal display panel and liquid crystal display device | |
KR101602091B1 (en) | Liquid-crystal-driving method and liquid crystal display device | |
JP6294629B2 (en) | Liquid crystal display | |
US20220350210A1 (en) | Display panel and display device | |
US20130069855A1 (en) | Liquid crystal display device | |
JP5588961B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP2014238498A (en) | Liquid crystal display device and driving method | |
JP2014066874A (en) | Liquid crystal display device and method for driving the same | |
WO2016067948A1 (en) | Liquid crystal display apparatus | |
JP6105928B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP5878978B2 (en) | Liquid crystal driving method and liquid crystal display device | |
US20190302539A1 (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus | |
JP2021063978A (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus | |
JP2016031464A (en) | Liquid crystal display device and driving method thereof | |
Yamashita et al. | 21.1: A 513‐ppi FFS‐Mode TFT‐LCD using CAAC Oxide Semiconductor Fabricated by a 6‐Mask Proces | |
JP2015031877A (en) | Liquid crystal display device | |
US11327366B2 (en) | Method for producing liquid crystal display device and electronic apparatus | |
JP2013127557A (en) | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same | |
US10796650B2 (en) | Liquid crystal display device and driving method therefor | |
WO2015133469A1 (en) | Lcd device | |
US20160116770A1 (en) | Liquid crystal display apparatus | |
US20150098033A1 (en) | Liquid crystal display apparatus and liquid crystal drive method |