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Description
〔実施例1〕
本発明の実施の一形態について図に基づいて説明する。
図2(a)および図2(b)は、本実施の形態にかかる表示装置(本表示装置)に備えられる表示素子(画素)10の概略構成を示す断面図である。本表示装置は、このような表示素子10が、駆動回路や信号線(データ信号線)、走査線(走査信号線)などとともに複数備えられてなる。すなわち、本表示装置には複数のデータ信号線と、各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とが設けられており、これらデータ信号線および走査信号線の組み合わせ毎に、表示素子10を備えた画素が設けられている。
△n=λBE2
で記述できる。なお、λは光の波長、Bはカー定数、Eは印加電界強度である。
B∝(T−Tni)−1
に比例する。ここで、Tniは転移点の温度であり、Tは媒質の温度である。
これらの図に示すように、本表示装置では、電極4および5が素子容量Cpを構成しており、電極4がスイッチング素子TFT1を介して信号線S1に接続され、電極5がスイッチング素子TFT2を介して信号線Sに接続されている。すなわち、本表示装置には、対向電極線が備えられておらず、同一画素(同一表示素子)に2つの信号線(信号電極線)S1・S2が備えられている。このため、本表示装置では、信号電極と対向電極との区別が、もはやなくなっていると言うこともできる。
例えば、従来のIPS方式(IPSモード)による液晶表示装置に用いられている液晶(例えば、ネマチック液晶など)を用いることができる。すなわち、本表示装置の構成は、IPS方式を用いた液晶表示素子にも適用できる。
また、図2(a)および図2(b)に示した本表示装置の構成において、誘電性物質層3に封入される媒質として、化合物Aではなく、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する他の媒質を用いてもよい。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、液晶相の一つであるスメクチックD相(SmD)を示す分子からなる媒質を適用できる。
n-15 Cr 127 SmC 187 Cub 198 SmA 204 I
この液晶性物質(ANBC16、上記化学構造式(3)においてn=16)は、171.0℃〜197.2℃の温度範囲において、スメクチックD相を示す。スメクチックD相は、複数の分子がジャングルジム(登録商標)のような三次元的格子を形成しており、その格子定数は数十nm以下であり、光学波長未満である。すなわち、スメクチックD相は、キュービック対称性を有しており、光学波長未満の配向秩序(秩序構造)を有する。なお、本実施形態に示したANBC16の格子定数は約6nmである。このため、スメクチックD相は、光学的には等方性を示す。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、液晶マイクロエマルションを適用できる。ここで、液晶マイクロエマルションとは、山本らによって名づけられた、O/W型マイクロエマルション(油の中に水を界面活性剤で水滴の形で溶解させた系で、油が連続相となる)の油分子をサーモトロピック液晶分子で置換したシステム(混合系)の総称である(非特許文献2参照)。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、特定の相を有するリオトロピック液晶(ライオトロピック液晶)を適用できる。ここで、リオトロピック液晶とは、一般に液晶を形成する主たる分子が、他の性質を持つ溶媒(水や有機溶剤など)に溶けているような他成分系の液晶を意味するものとする。また、上記の特定の相とは、電界印加時と電界無印加時とで、光学的異方性の程度が変化する相である。このような特定の相としては、例えば、非特許文献7に記載されているミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相がある。図13に、リオトロピック液晶相の分類図を示す。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの、電界印加時と電界無印加時とで光学的異方性の程度が変化する相を示す液晶微粒子分散系を適用できる。ここで、液晶微粒子分散系とは、溶媒(液晶)中に微粒子を混在させた混合系である。
また、6員環Aは、下記の官能基のいずれかが好ましい。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、デンドリマー(デンドリマー分子)を適用できる。ここで、デンドリマーとは、モノマー単位ごとに枝分かれのある三次元状の高分岐ポリマーである。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図13には、コレステリックブルー相の概略構造が示されている。
本表示装置の誘電性物質層3に封入する媒質として、スメクチックブルー(BPSm)相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図13には、スメクチックブルー相の概略構造が示されている。
△n(E)=λBE2
で記述できる。ここで、λは光の波長、Bはカー定数、Eは印加電界強度である。
T=sin2(π×Δn(E)×d/λ)=sin2(πBE2d)
ここで、dは誘電性物質層3の厚さである。
の場合である。
である。ここで、Q(E)は配向秩序パラメータである。
V=ES=S×sqrt(1/(2×B×d))∝S×sqrt(1/(Δn×Δε)×d)
になる。
本表示装置において、誘電性物質層3に封入する媒質を、透明な誘電性物質である4’-n-alkoxy-3’-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids (ANBC−22)とした。ANBC−22の化学構造は化合物(3)(n=22)である。
本発明の表示装置に関する他の実施形態について、図14を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1と同様の機能を有する部材については、実施の形態1と同じ符号を付し、説明を省略する。
ここで、nは平均屈折率、Pは螺旋ピッチである。また、Δnは屈折率の異方性である。
(a)従来の横電界方式の表示装置と略同様の製造プロセス(TFT基板製造工程)によって製造できるので、製造コストの増大を招くことがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれTFT(スイッチング素子)を形成する必要があるので、工程数が大幅に増加する。
(b)従来の横電界方式の表示装置と同様、ドライバ(ソース(信号)ドライバ、ゲートドライバ)を一方の基板に接続するだけでよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれドライバを接続する必要があり、パネル構造が複雑になる。
(c)カラーフィルタを、必ずしもTFTが形成される基板側に設ける必要がない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれTFTを形成する必要があるので、カラーフィルタをTFTが形成される基板側に設けることになる。このため、良品率の低下や製造コストの増加、パネル信頼性の低下を招く。
(d)TFTを従来の横電界方式の表示装置と同様の向きに形成すればよいので、バックライトによって光電流が生じることを防止できる。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、一方の基板側に設けられるTFTのチャネルがバックライトと正対するので、光電流によるオフ不良が発生してしまう場合がある。
(e)各TFTに接続されるゲートを共通にできるので、ゲートドライバの数が増加することがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板に設けられるTFTごとにそれぞれゲート線を設ける必要があるので、ゲートドライバの数が増加(倍増)してしまう。また、ソースドライバの数についても同様に増加(倍増)する。
(f)TFTを一方の基板にのみ形成すればよいので、基板上に画素とその駆動回路とを一括して形成するモノリシック構造(例えば低温ポリシリコンモノリシックパネル)にすることにより、良品率を低下させることなくドライバ数を削減できる。すなわち、上記の構成は、モノリシック構造と相性がよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置においてモノリシック構造を採用することも可能であるが、その場合、良品率が大幅に低下するという問題がある。すなわち、モノリシック構造の場合には一般的に良品率が低いが、上記縦電界駆動方式の表示装置ではモノリシック構造の基板を2枚組み合わせる必要があり、良品率は一方の基板をモノリシック構造とする場合の2乗となる。
3 誘電性物質層
4、5 電極
6、7 偏光板
21 カラーフィルタ
22、23 水平配向膜
C 対向電極線
Cp 素子容量
C’ 補助容量配線
Cs 補助容量
Cs1 補助容量(第1補助容量)
Cs2 補助容量(第2補助容量)
D、D1、D2 ドレイン
G、G1、G2、Gc 走査線(走査信号線)
S 信号線(データ信号線)
S1 信号線(第1信号線)
S2 信号線(第2信号線)
TFT、TFT1、TFT2 スイッチング素子
Claims (6)
- 少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第1電極および第2電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
複数のデータ信号線と各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記データ信号線と上記走査信号線との組み合わせ毎に設けられており、
複数の上記表示素子について共通に設けられた対向電極線を備えており、
上記第1電極はスイッチング素子を介して上記データ信号線に接続されており、
上記第2電極は上記第1電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されており、
上記第1電極および上記第2電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第1電極および上記第2電極の櫛歯部分の延伸方向に対して45度の角度をなし、
上記第1電極および上記第2電極は同一基板上に設けられており、
上記基板間の間隔は10μm以上であり、
上記第1電極と上記第2電極との電極間距離は3.3μm以下であり、
上記媒質の屈折率異方性と誘電率異方性との積が2.9以上であり、
上記各スイッチング素子は薄膜トランジスタからなり、
上記媒質の透過率を最大にするための印加電圧が上記各スイッチング素子の耐圧電圧以下であることを特徴とする表示装置。 - 少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第1電極および第2電極とを有する表示素子を複数備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
互いに平行かつ交互に配置された複数の第1信号線および第2信号線と、上記第1信号線および上記第2信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記第1信号線、上記第2信号線、および上記走査信号線の組み合わせ毎に設けられており、
上記第1電極はスイッチング素子を介して上記第1信号線に接続されており、
上記第2電極は上記第1電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記第2信号線に接続されており、
上記第1電極および上記第2電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第1電極および上記第2電極の櫛歯部分の延伸方向に対して45度の角度をなし、
上記第1電極および上記第2電極は同一基板上に設けられており、
上記基板間の間隔は10μm以上であり、
上記第1電極と上記第2電極との電極間距離は3.3μm以下であり、
上記媒質の屈折率異方性と誘電率異方性との積が2.9以上であり、
上記各スイッチング素子は薄膜トランジスタからなり、
上記媒質の透過率を最大にするための印加電圧が上記各スイッチング素子の耐圧電圧以下であることを特徴とする表示装置。 - 上記媒質が、電界無印加時に400nm以下の選択反射波長域または螺旋ピッチを有する請求項1または2に記載の表示装置。
- 上記第1電極および第2電極に並列に接続された補助容量を備えている請求項1または2に記載の表示装置。
- 上記第1電極に一方の電極が接続される第1補助容量と、上記第2電極に一方の電極が接続される第2補助容量と、上記第1補助容量の他方の電極および上記第2補助容量の他方の電極が接続される補助容量配線とを備えている請求項2に記載の表示装置。
- 一方の電極が上記第1電極に接続され、他方の電極が上記第2電極に接続された補助容量を備えていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
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