光学装置和具有它的显示装置的制造方法_2

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光学层30施加了横电场时的显示装置310的图。
[0067] 图29是表示对显示装置310的光学层30施加横电场时的栅极信号、第一源极信 号、第二源极信号和共用电压的信号波形的图。
[0068] 图30是表示对显示装置310的光学层30施加纵电场时的栅极信号、第一源极信 号、第二源极信号和共用电压的信号波形的图。
[0069] 图31是表示对显示装置310的光学层30施加横电场时的栅极信号、第一源极信 号、第二源极信号和共用电压的信号波形的图。
[0070] 图32是表示对显示装置310的光学层30施加纵电场时的栅极信号、第一源极信 号、第二源极信号和共用电压的信号波形的图。
[0071] 图33是表示对显示装置310的光学层30施加横电场时的栅极信号、第一源极信 号、第二源极信号和共用电压的信号波形的图。
[0072] 图34是示意性表示本发明的实施方式的显示装置410的与1个像素对应的区域 的平面图。
[0073] 图35是仅表示图34所示的显示装置410的构成要素中的第一电极11和第二电 极12的平面图。
[0074] 图36是仅表示图34所示的显示装置410的构成要素中的遮光层61的平面图。
[0075] 图37是表示图34所示的显示装置410的构成要素中的第一电极11、第二电极12 和遮光层61W外的部分的平面图。
[0076] 图38是示意性表示本发明的实施方式的显示装置510的与1个像素对应的区域 的平面图。
[0077] 图39是图38的B-B'截面图。
[007引图40是仅表示图38所示的显示装置510的构成要素中的第一电极11的平面图。
[0079] 图41是仅表示图38所示的显示装置510的构成要素中的第二电极12和连接电 极12'的平面图。
[0080] 图42是仅表示图38所示的构成要素中的遮光层61的平面图。
[0081] 图43是表示图38所示的构成要素中的第一电极11、第二电极12、连接电极12' 和遮光层61W外的部分的平面图。
【具体实施方式】
[0082] W下,参照【附图说明】本发明的实施方式。另外,本发明并不限定于W下的实施方 式。
[008引(实施方式1)
[0084] 图1中表示本实施方式的显示装置110。图1是示意性表示显示装置110的截面 图。
[0085] 显示装置110是能够使用从外部入射的光(周围光)W反射模式进行显示的反射 型显示装置。显示装置110如图1所示,具有显示面板(光学装置)100,具有矩阵状排列的 多个像素。
[0086] 显示面板100包括W相互相对的方式设置的第一基板10和第二基板20,W及设置 在第一基板10与第二基板20之间的光学层(显示介质层)30。W下,将第一基板10和第 二基板20中的相对位于背面侧的第一基板10称为"背面侧基板",将相对位于前面侧(即 观察者侧)的第二基板20称为"前面侧基板"。
[0087] 第一基板(背面侧基板)10具有能够得到相互不同的电位的第一电极11和第二 电极12。第一电极11和第二电极12设置于多个像素的各个像素。第一电极11和第二电 极12分别为具有多个分支部11a、12a的梳齿状电极。图2表示第一电极11和第二电极12 的平面构造。
[008引第一电极11如图2所示,具有干部1化和从干部1化延伸的多个分支部11日。第 二电极12同样具有干部1化和从干部1化延伸的多个分支部12a。第一电极11和第二电 极12W各自的多个分支部lla、12a隔着规定的间隙(W下称为"电极间距离")g晒合的方 式配置。
[0089] 电极间距离g没有特别限制。电极间距离g例如为lOym。第一电极11的分支 部Ila的宽度Wi和第二电极12的分支部12a的宽度W2也没有特别限制。第一电极11的 分支部Ila的宽度Wi和第二电极12的分支部12a的宽度W2可W相同也可W不同。第一电 极11的分支部Ila的宽度Wi和第二电极12的分支部12a的宽度W2例如为IOym。
[0090] 此外,第一基板10是有源矩阵基板,具有设置于各像素的薄膜晶体管(TFT)和各 种配线(与TFT电连接的栅极配线、源极配线等)(W此均不图示)。第一电极11和第二电 极12与各自对应的TFT电连接,经由TFT供给与源极信号对应的电压。
[0091] 第一基板10还具有吸收光的光吸收层14。光吸收层14的材料没有特别限制。作 为光吸收层14的材料,例如能够使用在包含于液晶显示装置等的滤色片的黑矩阵的材料 等中使用的颜料。或者,作为光吸收层14,能够使用二层构造的低反射铭膜(具有层叠铭层 和氧化铭层的构造)。
[0092] 第一基板10的构成要素(上述第一电极11、第二电极12和光吸收层14等)由具 有绝缘性的基板(例如玻璃基板)IOa支承。另外,图1(a)和化)中,光吸收层14设置在 基板IOa的背面侧,但光吸收层14也可W设置在基板IOa的光学层3(H则。
[0093] 第二基板(前面侧基板)20具有与第一电极11和第二电极12相对的第=电极 21。第=电极21可W不形成隙缝或切口部,为所谓的整体电极。此外,第=电极21不需要 在每个像素中电独立,可W是在所有像素中共用的、连续单一的导电膜(即共用电极)。第 =电极21是所有像素共用的整体电极时,不需要利用光刻技术进行的图案化,因此能够减 少制造成本。此外,在进行彩色显示时,第二基板20还具有滤色片(未图示)。
[0094] 第二基板20的构成要素(上述第=电极21等)由具有绝缘性的基板(例如玻璃 基板)20a支承。
[0095] 第一电极11、第二电极12和第S电极21的各个由口0 (铜锡氧化物)、IZO(铜锋氧 化物)等透明导电材料形成。对成为运些电极的导电膜的堆叠方法没有特别限制,能够使 用瓣射法、真空蒸锻法、等离子体CVD法等公知的各种方法。此外,为了形成作为梳齿状电 极的第一电极11和第二电极12而对导电膜进行图案化的方法也没有特别限制,能够使用 光刻等公知的图案化方法。第一电极11、第二电极12和第=电极21的厚度例如为lOOnm。
[0096] 光学层(显示介质层)30包括:液状的介质31P;和分散在介质31P中且具有形状 各向异性的颗粒(W下称为"形状各向异性颗粒")32。上述第一基板10和第二基板20隔 着W包围显示区域的方式形成的密封部(此处未图示)贴合,介质31P和形状各向异性颗 粒32被封入由密封部包围的区域(即显示区域)内。光学层30的厚度(单元间隙)没有 特别限制。光学层30的厚度例如为50ym~100ym。
[0097] 形状各向异性颗粒32具有光反射性。形状各向异性颗粒32例如为片状(薄片 状)。
[0098] 形状各向异性颗粒32根据施加于光学层30的电场的方向改变取向方向。即,由第 一电极11和第二电极12、第立电极21在光学层30产生纵电场的情况下与由第一电极11 和第二电极12在光学层30产生横电场的情况下,形状各向异性颗粒32的取向方向不同。 形状各向异性颗粒32具有形状各向异性,因此当形状各向异性颗粒32的取向方向变化时, 形状各向异性颗粒32向基板面(第一基板10的基板面)的投影面积也发生变化,随之光 学层30的光学特性(此处是反射率)发生变化。本实施方式的显示装置110中,利用该现 象进行显示。对于形状各向异性颗粒32的取向方向根据施加电场的方向发生变化的理由, 在后面详细叙述。
[0099]本实施方式的显示装置110中,介质31P是液晶材料,包含液晶分子31曰。此处,液 晶材料具有正的介电各向异性。目P,介质31P是所谓的正型的液晶材料,液晶分子31a的长 轴方向的介电常数£//比短轴方向的介电常数e丄大。
[0100]第一基板10和第二基板20分别具有在光学层30侧设置的垂直取向膜15和25。 垂直取向膜15和25如后面详细叙述的那样,具有使形状各向异性颗粒32与基板面(第一 基板10或第二基板20的基板面)大致垂直地取向的取向限制力。此外,此处,垂直取向膜 15和25也具有使介质(液晶材料)31P中含有的液晶分子31a与基板面(第一基板10或 第二基板20的基板面)大致垂直地取向的取向限制力。另外,并非必须在第一基板10和 第二基板20的两方设置垂直取向膜,可W仅在一方(例如仅在第一基板10)设置垂直取向 膜。
[0101]W下,参照图3、图4和图5,更具体地说明形状各向异性颗粒32的取向方向根据 施加电场的方向而变化的理由。图3是表示显示装置110的等效电路的图。图4(a)是示 意性表示对光学层30施加了横电场时的显示装置110的图,图4(b)是表示此时的形状各 向异性颗粒32和液晶分子31a的取向方向的图。图5(a)是示意性表示对光学层30施加 了纵电场时的显示装置110的图,图5(b)是表示此时的形状各向异性颗粒32和液晶分子 31a的取向方向的图。
[010引显示装置110如图3所示,还具有电源40、第一开关51、第二开关52、第立开关53 和第四开关54。电源40是用于控制对光学层30施加的电场的一个电源。第一开关51、第 二开关52、第=开关53和第四开关54切换第一电极11、第二电极12和第=电极13与电 源40的电连接关系。另外,图3中所示的电阻Rl表示对光学层30施加横电场时的显示面 板100内的电阻,图3中所示的电阻R2表示对光学层30施加纵电场时的显示面板100内 的电阻。
[0103] 不对光学层30施加电场时,形状各向异性颗粒32由于垂直取向膜15和25的取向 限制力,如图1所示,W(其长度方向)与第一基板10的基板面大致垂直的方式取向(即 成为垂直取向状态)。此外,由于垂直取向膜15和25的取向限制力,液晶分子31a与基板 面大致垂直地取向,运对于形状各向异性颗粒32成为垂直取向状态起辅助的作用。另外, 在本申请的说明书中,"形状各向异性颗粒32与基板面大致垂直地取向"是指,形状各向异 性颗粒32与基板面严格垂直取向的状态和W实质上显示同程度的光学特性的角度取向的 状态,具体来说,是指形状各向异性颗粒32与基板面W75°W上的角度取向的状态。此外, 如后所述,在对光学层30施加纵电场之后重置电压的情况下,由于相同理由,形状各向异 性颗粒32成为垂直取向状态。
[0104] 如图4(a)所示,当使第四开关54导通、第一开关51截止、第S开关53截止、第二 开关52导通时,在电源40的一端连接第一电极11,在电源40的另一端连接第二电极12和 第S电极21。因此,对第一电极11与第二电极12之间施加规定的电压(例如占空比50%、 频率60化、化P= 70V(±35V)的交流电压),在光学层30产生横电场。图4(a)和化)中 W箭头E表示电场的朝向。由图4(a)可知,电场的朝向E与第一基板10的基板面大致平 行(与光学层30的厚度方向大致垂直)。
[010引此时,形状各向异性颗粒32如图4(a)和化)所示,W(其长度方向)与第一基板 10的基板面大致平行的方式取向(即成为水平取向状态)。此外,液晶分子31a也与第一 基板10的基板面大致平行地取向。在该状态中,入射的周围光L多由光学层30中的形状 各向异性颗粒32反射。目P,光学层30成为反射状态,在该状态中能够进行白显示。此外, 通过施加比较低的电压,能够进行中间色调显示。另外,在第二基板20附近,可能存在保持 与基板面大致垂直取向的形状各向异性颗粒32,但也能够不发生问题地进行白显示(或中 间色调显示)。
[0106]另一方面,如图5 (a)所示,当使第四开关54截止、第二开关52截止、第S开关53 导通、第一开关51导通时,在电源40的一端连接第=电极21,在电源40的另一端连接第 一电极11和第二电极12。因此,在第一电极11和第二电极12与第S电极21之间施加规 定的电压(例如占空比50%、频率60化、70V的交流电压),在光学层30产生纵电场。在图 5(a)和化)中由箭头E表示电场的朝向。从图5 (a)可知,电场的朝向E与第一基板10的 基板面大致垂直(与光学层30的厚度方向大致平行)。
[0107] 此时,形状各向异性颗粒32如图5(a)和化)所示,W(其长度方向)与第一基板 10的基
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