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WO1997039381A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides - Google Patents

Dispositif d'affichage a cristaux liquides Download PDF

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WO1997039381A1
WO1997039381A1 PCT/JP1997/001304 JP9701304W WO9739381A1 WO 1997039381 A1 WO1997039381 A1 WO 1997039381A1 JP 9701304 W JP9701304 W JP 9701304W WO 9739381 A1 WO9739381 A1 WO 9739381A1
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liquid
liquid product
active
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PCT/JP1997/001304
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Inventor
Naoto Hirota
Original Assignee
Obayashiseikou Co., Ltd.
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Publication date
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Application filed by Obayashiseikou Co., Ltd. filed Critical Obayashiseikou Co., Ltd.
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Publication of WO1997039381A1 publication Critical patent/WO1997039381A1/ja
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    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Definitions

  • the tree 3 ⁇ 4 I I I is an active matrix liquid-which is' I ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ . ⁇ . .
  • the conventional active matrix 'nox! Liquid' a device (a comb-like shape formed in the -h of the () is added to the liquid product by adding a field.
  • Table ' ⁇ which is ⁇ .1, is called the horizontal boundary method.
  • m 1 is an example of the conventional horizontal field method.
  • the comb-shaped iii! I ⁇ and 6 are arranged in parallel in a linear fashion.
  • the scan line is connected to the scan line, the image line, the J-line, the thin film transistor formed at each intersection of the scan line and the image signal line, and the i'iii W transistor.
  • An active matrix plate that forms a new liquid electrode and a common electrode having at least a-portion facing the liquid electrode driving range;
  • a liquid crystal display ⁇ consisting of an opposing substrate, an active matrix 1 ⁇ 2 plate, and liquid waste sandwiched between 1 '' and 1
  • the liquid driven it pole and jjfi are on the shelf at a degree of ⁇ 1 degree to ⁇ 30 degrees with respect to the 11 directions of the liquid product distribution.
  • W. (Liquid movement 3 ⁇ 4 ⁇ and infant ilfi'rli pole) has a structure of Willi at 60-120 degrees S3 ⁇ 4 except for 90 degrees to liquid ⁇ iSdl'l li'l. .. [ ⁇ ⁇
  • step 5 it becomes possible to separate the fcjl motion of the liquid product molecule in two directions within the
  • Steps 1 to 4 are j, and as shown in m8, the liquid It is effective to apply iw of the light plate of the light plate to the liquid ', to the axis and the axis of the panel, and to the 1st line: "This enables te; Section>, iw, -Effective river rate of light board is added,
  • steps 1 to 4 can be performed by rivers, so that the rubbing process can be performed without flapping the plate as described in.
  • the rubbing mouth is evenly distributed over the rubbing roll, and the rubbing roll L "j
  • 4 is a plan diagram of the ⁇ element showing the operation principle of the first embodiment of the present invention n / j.
  • the induced force of liquid molecules— ⁇ 'k is positive.
  • 1 31 is the running line
  • 2 is the image ⁇ i3 ⁇ 4 line
  • 3 is Kyoshan3 ⁇ 4:
  • 4 is ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 5 is m ⁇ -(liquid product drive electrode)
  • 6 is The iffii elementary electrode (-part of the common 3 ⁇ 4 electrode).
  • Fig. 4 is a cylinder electrode (liquid product driving electrode), is a standard electrode (part of the common electrode), 7 is the ⁇ -direction of the liquid component, the polarization axis of the light plate, 8 is the optical axis of the remaining one polarizing plate, 9 is the positive induction of the anisotropic liquid product in the absence of an electric field ⁇ - ( ⁇ '-type liquid product molecule), 10 is the mold liquid product The angle at which the orientation 1 of the minute f intersects the pyloric electrode,
  • the video signal wiring 2 and the i-primary electrodes 5 and 6 have a structure in which the I'-type liquid crystal alignment ⁇ ⁇ , II is II,> ⁇ ⁇ 10 In the range of ⁇ 1 ° to ⁇ 30 °, 3 ⁇ 4 can be bent with a special case. As in 7, there is no il'iij limit on i numbers.
  • m 3 and 6 are plan views of the iti-position pixel showing the operation of the third example of the present invention.
  • 6, 5 is the pixel range (liquid range 1? Dynamic range)
  • 6 is the garden r pole a) ⁇ part)
  • 7 is the orientation direction of the liquid component f and the polarization axis of the polarizing plate
  • ⁇ '1, ® are the polarization axes of the remaining polarizers
  • 10 is the angle at which the orientation direction of the liquid component f intersects with the instantaneous electrode
  • 11 is the negative dielectric constant in the free field Anisotropic liquid crystal (N-type liquid product).
  • FIGS. 5 and 6 are plane views of a unit iSi element showing an operation principle of a fourth embodiment of the present invention.
  • the dielectric anisotropy of the liquid molecules is negative.
  • the scanning line 1 and the field electrodes ⁇ and 6 have a structure that is curved with respect to the direction of the liquid product orientation axis.
  • the bend angle ⁇ is in the range of 60 to 120 degrees, excluding 90 degrees, as in Example 3 and ⁇ " ⁇ .
  • Fig. 14 shows a color filter unit used in one tree
  • R 11 ⁇ is a black mask that blocks light
  • 13 is a flattening film to ⁇ ⁇ ⁇
  • ⁇ is liquid crystal alignment This is an alignment film to be formed.
  • the triangles indicate both electrodes (liquid drive electrode), the triangles indicate ifti elementary electrodes (part of the common it electrode),
  • the color filter 1 and the black mask are bent in accordance with the first to fourth embodiments. There is no limit to the number of Willi.
  • Fig. 5 shows the 'ifiil * l' of the horizontal ⁇ field formula ⁇ '/: ⁇ of the present invention I (j) (Examples 2 and 4). 0; field method excitation element flfld 'of N-type liquid product in the pole, direction I Figure
  • FIG. 8 shows the relationship between the polarization axis of the polarizing plate of the present invention and the liquid crystal panel.
  • Fig. 9 shows the relationship between the rubbing ⁇ -rule and the plate during the rubbing process of the present invention.
  • Fig. 10 shows the conventional horizontal electric field type liquid crystal display hiding.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a color filter substrate used in a horizontal electric field method.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a black filter of a color filter used in a horizontal electric field method.
  • FIG. 13 is a diagram of a color filter used in the present invention (Examples 1 and 3).
  • FIG. 14 is a diagram of a color filter used in the present invention (Example 2, 3).

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Description

Iリ J細 s ' 技術分野
木 ¾ Iリ Iは' を I'i I Iさせることにより、 ¾ ィり特'ト1：が Α ίで、 残像が少ない^ f の I叫像を ることができるァクティブマ卜リックス 液 - である。 従来のアクティブマ卜リ 'ノクス !液 '， 装 ( の - の hに形成した櫛^状' 檫 対を川いて液品糾成物^に' 界を W加する が、 例えば、麵 ;1': 7- 36058 ^や特閒 7 - 159786 -公報により 案されている,. 以ド、 液品糾成物 に印加する: たる電界方 \ί>]が 板界 ifiiにほば ]■な Ιί.1である表 'Γ; を横? Β界方式と称する。
m 1が從来の横 ^界方式の例である。 櫛 状の iii!i ⑤と⑥は、 ιί' [線状で平行に配 されている。
上¾横' 界方 において、 I' I 1のような従¾の 構造では、 I 10にあるように、 ブレチル卜角の変化により祝 ^特性が人きく変化することが知られている。 そのために、 横電界ノ/式で良 wな視 Λ特忤:を るためには， プレチル卜 の非' に小さな配 ιήι膜と、 液品を糾み合わせて川いる必¾がある,， ' -験的には、 [¾| 10にあるようにブレチル卜 Λは
1度以 Fが ¾ましい,.
ところが、 っとも多く ir½されていろ液,1"' ,糾 物^に印加する たる ¾界方向が 界 ifiiにほぼ ίβ-ιίϊな力- in)である Jj式である縦范界 ) 式の液品表示 ¾ に川いられ ている配 と液品のブレチル卜： ^は 3 から 8 is :度である„ 縦范界 jj式の液品 a 装 i?iに、 ブレチルト^ 1 度の 膜と液ふ',を川いると、 映像 り配線と则素電^の? B界 の影 で、 リバースチル卜 ドメィンが し、 '像,'„' '/:をレ、ちじるしく低卜-させてしま ，， 以ヒ ことから、 横 VH界ソゾ 液品^ 装 ^と縦¾界ソ の液ふ ' ^装^で川いる！
(^と液 は、 M -のものを使川することは、 W難である,. そのためひとつの製造装 ISで . ι'ΐする ¾ί ¾ ΙΙ と液 ' Iを交換しなければな ず、 性の点で ！ となっていた,, 本発 Wは、 記の |!！腦を解決するものであり、 そのリ的は、 縦' ,'は界方式
と横 ¾界 にかかわらず、 Ιπ'Ι - t¾ 膜と液 '！を川いる二とで、 1 fi'W:をいちじるし く |ί I.させることにある,,
¾1リ 1の Ι)Η
本発 1では、 板丄：に走 Α線と、 映像 ί, J-配線と、 走杏線と映像信号配線との各 交差部に形成された薄膜トランジスタと、 i'iii W胶トランジスタに接続された液品新動 電極と、 少なく と -部が、 前記液品駆動范極と対向して形成された共通電極とを^す るアクティブマ卜リックス甚板と、 （ij¾iアクティブマトリックス基板に対向する対向基 板と、 アクティブマ卜リックス ½板と、 対 1''，1从板に挾持された液品屑とからな る液晶表 装^において、
〔丁:段】 ] :の, iも ·ϊ||率 ¾方件：液 ', ( Ι"ί ' し') を川いる場^、 ι)ίί, 映像信 配線と、
(液品駆動 と几:讪', ^) とが、液品配 ^方向に対し、土 1度 〜 土 30度の Λ度の ½リ Ηで、 Williしている構造配^にした。
[T-段 2〕 正の誘范率與カ性液, V, (r，^しじ） を川いる場合、 ϋίί記走査線と、 赚電
(液 駆動' it極と jjfi とが、 液品配 11方向に対し、 ± 1度〜 ±30度 の 度の棚で、 iiiiしている iff.にした。
〔手段: 1 の^? (i率 ¾方性液 (Ν^-Ί-C) を川いる場合、 Γπ'ί 映像^ 配線と Iffi秦
W. (液品 動 ¾ ^と儿 ilfi'rli極) とが、 液 ^iSdl'l li'lに対し、 90度をのぞく、 60 〜 120度の S¾ で Williしている構造^ ί にした.. [ Τ·|¾ 4 ] の^', 界 '性液 ( Ν しし:） を川いる i 、 I'lii U t杏.線と闹素 ? 極 (液 品駆動 ¾^と とが、 液 ιΉΊ方 1 に対し、 90度をのぞく 60度〜 120度 : の範リ Hで、 IIIしている構造配 Kにした,,
[ T-段 5〕 h記 f-j¾ 1 〜4で川いた、 映像 - 線や、 杏線の illiと i じ:^度で w曲 した 造 ¾ :になっている色フィルターとブラックマスク (ハ形状とした。 丄:記 -段〗〜 4を川いることで、 I 4、 |¾| 6にあるよ '）に両素范摔 （液品駆動；!; ^と ^ ilfi ' 槲） 内で、 横 ' 界が印加された場合、 液品分子は、 岡素電極內部で左 Mfcと 'lfcの 2 illりの回 fciE動が ¾ ^する,，
従来の図 Iの構造では、 1 2にあるように、 '素', (液品駆動 ¾極と共通電極） 内で横電界が印加された場合、 液.品分子は、 ill素電榛内部で、 一方向の问 運動 だけが ¾ :する。 一力 ，1の回 ϋ動では、 ブレチルト^が大きい場合、 図 10にあ るよ'）に、 祝 Sf角の特性に よりが発 する。
ひとつの麵素電極内部で、 左问 "fcと右 の 2通りの液品分子の^転運動が発生 する場合には、 ブレチルト½が大きくても視！？角の特性に片ょりが発生しない。 このことから木 ¾Wの榊造を川いた液, Vr 示装^では、 ブレチルト^の制限を けずに、 配向膜と液晶の組み合わせを ΙΊ山にできる。 つまり、 残像や応答速度な どの横電界 特ィ rの ιπι题を解決しやすレ、 jj である u
従来の縦' 界方式で川いていた配向膜や液品を使川してもブレチルト角の制限を うけないので、 製造ラインの変 ¾をする必¾がなく、 牛 J 性が低ドしない。
上記手段 1 〜4と、 丁:段 5を川いることで、 G , Bそれぞれ 1色の | i素内で 液品分子の回 fcjl動を 2方 に分離することが ' 能となり、 視 Si-ftの広いカラー 表^が "ί能となる.,
丄:記 τ:段 1 〜 4を jいる二とで、 m 8にあるように、 液 バネルの ι·.卜-にはりつ ける tei光板の iw;光籼を、 液 ',バネルの 軸と 軸に Ψ·行か 1¾：に ¾ί することが "ί能となる,, このことにより te;光板の 斩の Λ度川しが節 > になり、 iw，光板の - 効利川率が 加する，
さらにト., 丁.段 1 〜4を川いろことで、 処 ίψ. 法は、 にあるように、 ¾ 板をかたむけることなく、 ラビング処^することが" ί能となる,， このことで、 ラ ビング口- -ルの |ίの^擦が均一にお二なわれる二とになり、 ラビングロールの L"j
"fi のムラが発 :しなくなる。 ¾| 処¾のラビングムラの発生が低減する。
発明を実施するための ¾ ι¾の形態
〔実施例 1〕 図 3、 |)¾| 4は、 本発 n/jの第 1の实施例の動作原理を示す ^位阖素の平 ffi 図である。 液品分子の誘¾異力—†'kは、 正である。 1 3の①は、 走杏線、 ②は、 映 像^^ i¾線、 ③は、 共汕¾ :、 ④は、 Ι· Ί\ ⑤は、 m ^- (液品駆動電極) 、 ⑥は、 iffii素電極 （共通 ¾極の -部） である。
図 4の⑤は、 圈素電極 （液品駆動? 極） 、 ⑥は 素范極 （共通范極の一部） 、 ⑦ は、 液品分ィ-の κ向方向と、 光板の偏光軸 ，し ⑧は、 残りの一枚の偏光板の 光軸、 ⑨は、 無電界時の正の誘范 異方性液品の分 ί- ( ι'型液品分子) 、 ⑩は、 型液品分 fの配向 1と幽素電極との交差する角度、 である。
m , 図 4にあるように、 映像信号配線②と、 i素范極⑤、 ⑥は、 I'型液晶配向 籼カ Ίί,Ιに対し、 IIした構造となっている, > ^ιΙΙιΛ⑩は、 ± 1度から ± 30度の範 囲であれば、 ¾も特件の良い で屈曲させれば良い。 7にあるように、 i 数に il'iij限はない。
〔実施例 〕 m 5、 1*14は、 本 ¾l!/jの笫 の'； ½施例の動作));'; ¾を^す^位 IfSi の平 1『ιί mである。 液 ,ί,Ί分 r-の m. ¾ '忤:は :である m 5、 4にあるように、 線
①と、 麵尜' 栎⑤、 ⑥は、 I，型液 配 軸 Ιί，1に対し、 ιί曲した構造となってレ、
0, 曲⑩は、 施例 Iと 搽に ± 1度から ± 30度の であれば、 最も特性の 良い Λ度で屈 iiiiさせれば ¾い,， m 7と MI*に/ ^線と jHii素 ¾ί¾の IUI数に制限は ない。
(実施例 3 ] m 3、 6は、 本¾明の第 3の¾施例の動作 を示す iti位画素の平面図 である。 液品分子の诱電異方性は、 である,， 図 6の、 ⑤は、 画素范極 （液品 1? 動范極） 、 ⑥は、 園 r 極 a ) ·部） 、 ⑦は、 液品分 fの配向方向と、 偏光板の偏光軸方 |ί'1、 ®は、 残りの偏光板の偏光軸、 ⑩は、 Ν型液品分 fの配向 方向と、 瞬素電極との交差する角度、⑪は、 無? 界時の負の誘電率異方性液晶 （N 型液品分了-) である。 m 3, 闳 6にあるょラに、 映像^せ配線②と、 砌桌窀搪⑤、
⑥は、 N型液晶配 | 軸方 に対し、 ）HUI1Iした構造となっている。 ； ifl曲角⑩は、 90 度をのぞく 60度から 120度の範^であれば、敁も特性の良い Λ度で/ 05曲させれば 良レ、。 m 7にあるよ ';）に、 m山 I数に制限はなレ、。
〔実施例 4〕 図 5、 図 6は、 木発明の第 4の実施例の動作原 ¾を示す単位 iSi素の平 3ϋΉ である。 液品分子の誘電異方性は、 負である。 | 1 5、 図 6にあるように、 走査線① と、 圃素電極⑤、 ⑥は、 Ν型液品配向軸方向に対し、 妞曲した構造となっている。 屈曲角⑩は、 ¾施例 3と Ι"Ί様に、 90度をのぞく 60度から 120度の範 Ifflであれば、 ½も特性の良い角度で屈 llllさせれば良い。 図 7 と问様に、 走査線と、 |f i素電極の / illll数に制限はない,,
〔¾施例 5〕 m 11, m 12, 间 13、 図 14は、 木発 1リ|で使川するカラーフィルター侧基 板の断 i i¾] び、 である,， m 11の ®は、 光を遮断するブラックマスクである r, ⑬は、 凸叫を ψ·坦化するための平坦化膜、 ⑭は液晶を配向させる配向膜である。 図 12の⑤は、 両桊電極 （液品駆動電極） 、 ⑥は、 ifti素電極 （共通 it極の一部） 、
②は、 映像信^配線、 ⑩はブラックマスクである,， ブラックマスクが導 ¾性の場合には、 ブラックマスクの幅 B Mは、 映像^^配線 ②の幅 Wに共通電極の幅！をたした程度が良い。 図 13、 図 14にあるように、 実施例 1〜 4にあわせて、 カラ一フィルタ一と、 ブラ ックマスクを屈曲させてある。 Williの数に制限はない。
図 4、 図 6にあるように、 圈 i素電極 IH】に電界が発生すれば、 本発明の構 造により、 単位 ϋΐ'素内で液晶分子は、 左 Irilfeiと右回転の 2通りの回転運動をする ことが可能となる,，
産業上の利用 ^能性 木発明によれば、 液品分了-のブレチル卜 Λが大きくなつても、 m
特 の悪化を防止でき、 歩 ¾りの ¾い、 コス トの安い、 大型広視野角液晶表示装 置を実現できる,，
図面の簡単な説 w
は 従来の横電界方式 Ψ位购尜の平 I m は 従来の横 ¾界方 ^师素電^內の i， 液 の 向図 は 本発明の横 ' 界 位幽^の^ ifii I (実施例 - ) m は 木発^の横 ¾界 式飾 の 1， 液 ^の！ ¾ 向図 図 5は 本発 Iリ jの横 ϊβ界 式 Ψ '/: 尜の' ifiil*l (¾施例 2， 4 ) 図 6は 本発明の横？ 0；界方式励'素 ¾極内の N型液品の fld '，l方 I 図 |¾| 7 it 木発明の横電界方式 Ψ·位岡尜の応川例 (実施例】， 3 ) 図 8は 本発明の偏光板の偏光軸と、 液晶パネルの関係図 9は 本究明のラビング処理時のラビング π—ルと 板の ¾係図 図 10は 從来の横電界方式液晶表示装匿の液品分丫 -のブレチルト角と視角特性図 図 11は 横電界方式で用いられるカラ一フィルター基板の断面図 図 12は 横電界力-式で用いられるカラ一フィルターのブラックマスクと共通電橾及び 映像信号配線の配 i 図 図 13は 本発明で用いられるカラーフィルターの ψ-ifii鬧 (実施例 1 , 3 ) 図 14は 本発明で川いられるカラーフィルタ一の ίι腦 （実施例 2 , 4 )
符 ,¾iリ I
1 ^ 1*t線
2 映像 配線
ft通范極
A T F T
5 1 素 E極 （液品駆動窀極）
β m^ (Λ·通 ' 極の 部）
7 液品分了-の配 方向と偏光板の偏光軸方向
8 偏光板の偏光軸 -向
9 無電界時の正の誘窀率異方性液品分 f ( p 液晶） 10 P ¾リ液品分子の配向方向と、 画素電極の交 ¾する角度 11 無電界時の^の誘電率與方性液晶分子 （ N型液晶） 12 カラ一フィルタ一のブラックマスク
13 平坦化膜
14 配向膜 -通電極の幅、 画素電極の幅
w 映像 ^配線の幅
し 画素電極間のギヤップ
カラ- -フイノレタ -のブ'ラッノノマスク 中

Claims

求の ½M
1 . 少なくとも -方が透 な一対の ¾板と、 前^¾板 iimこ、 はさまれた液品紐成 wiと、 ¾板のいずれか 方の基板の I 1き合った^面にマ卜リクス状に配^ された ¾数の ^査線および映像 ^ 配線と、 対をなす 尜¾ と、 ΓιίίίΤι!画素' 極、 前記^^線および、 ^ 映像^ ¾配線に接続されたァクティブ尜子を備えた液品 表 装 Κにおいて、 ίί¾1対をなす购^ が、 短冊状の形状であり、 その -方の 極の J¾辺力 Ίήιが他方の m の i辺 Ί·'ι|とほぼ、1 ·行であつて、 ί)ύ·記映像 ί,? 配線 と、 |Si素 ¾極が、 液品 1¾向 Ίί>|に対し、 ± 1度〜 ± 30度の角度の範 |¾で、 屈曲し ている構造配置になっているアクティブマ卜リックス型液品表示装匿。
2 . 請求項 1に記載のアクティブ素子を備えた液晶表示装置において、 前記走査 線と画素電極とが、 液晶配向方向に対し、 ± 1度〜 ±30度の角度の範囲で、 Willi している構造配鹡になっているアクティブマトリックス型液晶表示装 K。
3 . 請求項 1に 救のアクティブ尜了-を備えた液品^示装 i iにおいて、 映像 信^配線と ¾素窀極が、 液品？ 方向に対し、 90度をのぞく、 60度〜 120度の範 |¾で屈曲している構造配 I置になっているアクティブマ卜リックス¾液晶 表示装亂，
4 . 請求項 1に ^載のアクティブ^子を備えた液品表 装 ¾において、 ¾記走 ¾ 線と则素 極とが、 液品 方 に対し、 90度をのぞく 60度〜 120度の箱 fflで屈 曲している構造配 ISになっているアクティブマ卜リックス型液品表ポ装置„
5. 求 4'U.〜 4に 救のアクティブ^ Λを備えた液 表^装 ί において、 映像 信 配線や/ 線の^ llllと Wじ 度で Williしている色フィルタ一とブラックマス クを特徴とするカラ- .ァクテ ブマ卜リヅクス i> L
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