光学装置和具有它的显示装置的制造方法_4

文档序号:9422504阅读:来源:国知局
也能够使用仅使正型液晶材料和负型液晶材料中的一方垂直取向的材 料。在本实施方式中,介质31P为正型液晶材料,作为垂直取向膜15和25使负型液晶材料 垂直取向,但也可W使用不使正型液晶材料垂直取向的材料。目P,垂直取向膜15和25只要 使形状各向异性颗粒32与基板面大致垂直地取向即可。
[0140] 根据本申请发明者的检证可知,参照图7(b)说明的记忆性(横电场施加后重置电 压时的记忆性),主要在组合作为正型液晶材料的介质31P和使负型液晶材料垂直取向但 不使正型液晶材料垂直取向的垂直取向膜时得到。其理由如下。形状各向异性颗粒32为 水平取向状态(图4(a)和化)所示的状态)时,形状各向异性颗粒32和第一电极11、第二 电极12成为带电状态,为了使该状态消除,仅是垂直取向膜对形状各向异性颗粒32直接作 用的取向限制力并不足够,液晶分子31a垂直取向带来的辅助作用是必需的。在上述组合 中,液晶分子31a进行垂直取向带来的辅助作用不存在,因此结果显现记忆性。
[0141] 另外,在上述说明中,例示了作为有源矩阵基板的第一基板10配置在背面侧的结 构,但第一基板10的配置并不限定于此。第一基板10也可W配置在前面侧。作为有源矩 阵基板的第一基板10包含由具有遮光性的材料形成的构成要素,因此当采用第一基板10 配置在背面侧的结构时,能够最大限度地利用形状各向异性颗粒32的反射效果。
[0142]此外,用于切换施加于光学层30的电场的方向的具体电路结构(开关和电源的个 数、连接关系)并不限定于图3等例示的结构。例如,也可W采用图9所示的电路结构。
[0143]图3等所示的结构中,设置有4个开关(第一开关51、第二开关52、第S开关53 和第四开关54)。与此不同,在图9所示的结构中,设置有第一开关51、第二开关52和第= 开关53运3个开关。采用运样的结构,也能够切换施加于光学层30的电场的方向。
[0144] 具体地说,在光学层30产生横电场时,如图10(a)所示,使第二开关52导通、第一 开关51截止、第=开关53导通即可。由此,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=电极21。因此,在第一电极11与第二电极12之间施加规 定的电压,在光学层30产生横电场。
[0145]此外,在光学层30产生纵电场时,如图10(b)所示,使第二开关52截止、第S开关 53导通、第一开关51导通即可。由此,在电源40的一端连接第一电极11和第二电极12, 在电源40的另一端连接第S电极21。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,在光学层30产生纵电场。
[0146] 此外,在重置电压时,如图9所示,使第S开关53截止、第一开关51导通、第二开 关52导通即可。由此,第一电极11、第二电极12和第=电极21相互导通,因此能够重置电 压。
[0147](实施方式2)
[014引 图11表示本实施方式的显示装置210。图11是示意性表示显示装置210的截面 图。W下W本实施方式的显示装置210与实施方式1的显示装置110的不同点为中屯、进行 说明。
[0149] 实施方式1的显示装置110的显示面板100具有正型的液晶材料作为介质31P。 与此不同,本实施方式的显示装置210的显示面板200使用所谓的负型的液晶材料作为介 质31N。目P,介质31N是具有负的介电各向异性的液晶材料,液晶分子31b的短轴方向的介 电常数e丄比长轴方向的介电常数E//大。
[0150] 此处,参照图12和图13说明与施加电场对应的形状各向异性颗粒32的取向方向 的变化。图12(a)是示意性表示在光学层30施加了横电场时的显示装置210的图,图12化) 是表示此时的形状各向异性颗粒32和液晶分子3化的取向方向的图。此外,图13(a)是示 意性表示在光学层30施加了纵电场时的显示装置210的图,图13(b)是表示此时的形状各 向异性颗粒32和液晶分子31b的取向方向的图。
[0151] 没有对光学层30施加电场时,形状各向异性颗粒32如图11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。
[0152] 如图12 (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的他端连接第二电极12和第 S电极21。因此,在第一电极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的交流电压),在光学层30施加横电场。
[0153]此时,形状各向异性颗粒32如图12(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3化与第一 基板10的基板面大致垂直地取向。在该状态中,入射的周围光L多被光学层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。
[0154] 另一方面,如图13 (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、化P= 70V的交流电压),在光学层30施加纵电场。
[0155]此时,形状各向异性颗粒32如图13(a)和化)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,液晶分子31a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多数透过光学层30。良P, 光学层30成为透明状态。透过光学层30的周围光被光吸收层14吸收,因此在该状态中能 够进行黑显示。
[0156] 如上所述,本实施方式的显示装置210中,通过切换在光学层30产生纵电场的状 态和在光学层30产生横电场的状态来进行显示。从前者的状态向后者的状态的变化和从 后者的状态向前者的状态的变化,均通过使施加电场的方向变化来进行,因此能够实现充 分的响应速度。此外,显示装置210不需要偏光板,因此能够实现高的光利用率。
[0157] 进而,在显示装置210中,作为介质31N使用液晶材料,因此能够防止在向像素写 入后的TFT截止的状态中,经由介质31N发生截止泄漏。因此,能够得到高电压保持率,能 够很好地进行有源矩阵驱动。此外,漏电流较少,因此能够减少电力消耗。
[015引此外,在显示装置210中,使用的取向膜为垂直取向膜15和25,由此能够防止形状 各向异性颗粒32保持水平状态地贴合于取向膜,因此在光学层30产生纵电场时,能够使多 数的形状各向异性颗粒32成为垂直取向状态。因此能够实现高的对比度比。
[0159]进而显示装置210具有记忆性。
[0160] 图14(a)和化)中表示对光学层30施加纵电场后重置电压时的形状各向异性颗 粒32和液晶分子3化的取向状态。如图14(a)和化)所示,即使重置电压,形状各向异性 颗粒32也维持与基板面大致垂直地取向的状态。运是由垂直取向膜15和25的取向限制 力引起的。另外,电压的重置能够通过使第一开关51、第二开关52、第=开关53和第四开 关54的导通/截止状态如图14 (a)所示切换而进行。当第一开关51截止、第二开关52截 止、第=开关53导通、第四开关54导通时,第一电极11、第二电极12和第=电极21相互导 通,因此能够重置电压。
[0161]运样,显示装置110具有记忆性,因此能够达到进一步的低电力消耗化。
[0162] 但是,在本实施方式的显示装置210中,在形状各向异性颗粒32垂直取向的状态 中能够实现记忆性,但在形状各向异性颗粒32水平取向的状态中不能够实现记忆性。
[016引在图15(a)和化)中表示对光学层30施加了横电场后重置电压时的形状各向异 性颗粒32和液晶分子3化的取向状态。如图15(a)和化)所示,当重置电压时,形状各向 异性颗粒32回到垂直取向状态。
[0164] 如上所述,本实施方式的显示面板(光学装置)200中,作为介质31N使用液晶材 料,并且在第一基板10和第二基板20的光学层30侧设置有垂直取向膜15和25,由此,显 示面板200能够进行有源矩阵驱动,低电力消耗性优异,能够实现高的光利用率和高的对 比度比。
[0165] 另外,液晶材料为负型时,在形状各向异性颗粒32水平取向的状态中不能够实现 记忆性(参照图15)。因此,从减少电力消耗的观点出发,优选如实施方式1的显示装置110 那样使用正型的液晶材料作为介质31P。
[0166] 另一方面,液晶材料为负型时,能够得到W下的优点。
[0167] 像已经说明的那样,液晶材料为负型时,在光学层30施加横电场后重置电压时, 形状各向异性颗粒32回到垂直取向状态。目P,能够不对光学层30施加纵电场地使形状各 向异性颗粒32从水平取向状态成为垂直取向状态。因此,如图16所示的显示装置210A那 样能够省略第S电极21。
[016引图16所示的显示装置210A省略了第S电极21 (即第二基板20不具有与第一电 极11和第二电极12相对的电极),运一点与图11等所示的显示装置210不同。在显示装 置210A中,能够通过切换对光学层30施加横电场和不施加横电场来进行显示。显示装置 210A中,省略了在显示装置210设置的第S电极21,因此能够减少制造成本。
[0169] 作为介质31N的负型液晶材料,能够广泛应用液晶显示装置用的液晶材料。例如, 能够使用长轴方向的介电常数£//为3. 7、短轴方向的介电常数e丄为7. 8、电阻率P为 1X1〇i2q-cm的液晶材料。当然,液晶材料的介电常数和电阻率并不限定于此处所举的 例子。从充分抑制经由介质31N的截止泄漏的发生的观点出发,液晶材料的电阻率优选为 lXl〇ii一12〇. cm社。
[0170] (实施方式3)
[0171] 参照图17~图22说明本实施方式的显示装置310。图17是示意性表示显示装置 310整体的平面图。图18是示意性表示显示装置310的与1个像素对应的区域的平面图。 图19是图18的A-A'截面图。图20是仅表示图18所示的构成要素中的第一电极11和 第二电极12的平面图。图21是仅表示图18所示的构成要素中的遮光层61的平面图。图 22是表示图18所示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。
[0172] 如图17所示,显示装置310的显示面板300具有显示区域DR和位于显示区域DR 的外侧的边框区域(非显示区域)FR。W包围显示区域DR的方式形成有密封部60。
[0173] 此外,显示面板300具有在行方向上延伸的多个栅极配线71、72和在列方向上延 伸的多个源极配线81、82。根据图17和图18可知,对各像素行设置有2个栅极配线71和 72。W下将运2个栅极配线71和72中的一方71称为"第一栅极配线",将另一方72称为 "第二栅极配线"。此外,对各像素列设置有2个源极配线81和82。W下将运2个源极配线 81和82中的一方81称为"第一源极配线",将另一方82称为"第二源极配线"。
[0174] 第一栅极配线71和第二栅极配线72在边框区域FR的附近从一个栅极配线分支 出来。目P,第一栅极配线71和第二栅极配线72相互电连接,供给相同栅极信号。与此不同, 第一源极配线81和第二源极配线82不相互电连接,分别独立地供给源极信号。
[01巧]此外,显示装置310在显示面板300之外还具有向显示面板300供给驱动信号的 栅极驱动器91和源极驱动器92。第一栅极配线71和第二栅极配线72经由设置于边框区 域FR的端子部78与栅极驱动器91连接。此外,第一源极配线81和第二源极配线82分别 经由设置于边框区域FR的端子部88与源极驱动器92连接。另外,可W将栅极驱动器91 和源极驱动器92制作在作为有源矩阵基板的第一基板10上(即与第一基板10形成为一 体)。
[0176] 如图22所示,在各像素设置有2个TFT(第一TFT和第
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