ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ ОТОБРАЖЕНИЯ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллической панели отображения и к жидкокристаллическому устройству отображения. В частности, настоящее изобретение относится к жидкокристаллической панели отображения и к жидкокристаллическому устройству отображения, в котором один (1) элемент изображения делится на множество доменов так, что молекулы жидкого кристалла могут ориентироваться в множественных направлениях.
Уровень техники
В последние годы жидкокристаллические устройства отображения быстро приобретают популярность в качестве альтернативы электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ). Такие жидкокристаллические устройства отображения используются в самых разнообразных устройствах, например телевизорах, мониторах и мобильных телефонах, благодаря своим характеристикам, например энергосбережению, уменьшенной толщине и малому весу.
В частности, недавно было разработано так называемое мобильное устройство, снабженное (i) батареей, функционирующей в качестве источника питания и имеющей ограниченную емкость, и (ii) жидкокристаллическим устройством отображения, функционирующим в качестве средства отображения.
В таком мобильном устройстве батарея, имеющая ограниченную емкость, используется в качестве источника питания. Поэтому для более длительного времени непрерывной работы мобильного устройства особое внимание уделяется снижению энергопотребления жидкокристаллического устройства отображения.
В зависимости от обстоятельств, внимание уделяется методу обеспечения низкого энергопотребления жидкокристаллического устройства отображения за счет (i) увеличения относительного отверстия и коэффициента пропускания жидкокристаллической панели отображения, обеспеченной в жидкокристаллическом устройстве отображения, и (ii) уменьшения количества света задней подсветки соответственно.
Жидкокристаллическое устройство отображения, наиболее распространенное в прошлом, представляет собой жидкокристаллическое устройство отображения TN (скрученного нематического) типа, где используются молекулы жидкого кристалла, обладающие положительной диэлектрической анизотропией. Однако проблема такого жидкокристаллического устройства отображения TN-типа состоит в том, что качество изображения, например контрастность и цветовой тон, значительно снижается при наблюдении жидкокристаллического устройства отображения под косыми углами сверху, снизу, слева и справа по сравнению с фронтальным наблюдением.
Таким образом, жидкокристаллическое устройство отображения TN-типа имеет высокую зависимость качества изображения от углов наблюдения и поэтому непригодно в случае, когда жидкокристаллическое устройство отображения предполагается наблюдать в направлении, отличном от фронтального.
Жидкокристаллическое устройство отображения типа IPS (плоскостная коммутация) и жидкокристаллическое устройство отображения типа MVA (мультидоменное вертикальное выравнивание) известны как жидкокристаллические устройства отображения, в которых такая зависимость качества изображения от углов наблюдения улучшена.
Согласно жидкокристаллическому устройству отображения IPS-типа, зависимость качества изображения от углов наблюдения весьма улучшена, поскольку ориентации молекул жидкого кристалла в плоскости, параллельной поверхности подложки, изменяются в соответствии с подаваемым напряжением. Однако жидкокристаллическое устройство отображения IPS-типа имеет следующую проблему: на стороне подложки TFT обеспечено два электрода для управления, для каждого элемента изображения, молекулами жидкого кристалла в плоскости, параллельной поверхности подложки, и над двумя электродами существуют области, где управление молекулами жидкого кристалла невозможно. Это приводит к существенному уменьшению относительного отверстия.
С другой стороны, согласно жидкокристаллическому устройству отображения MVA-типа, по меньшей мере одна из двух подложек, между которыми проложен жидкокристаллический слой, имеет на своей стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем, (i) прозрачный электрод с выступами, которые функционируют в качестве средства ориентационного разделения и/или (ii) прозрачный электрод с вырезами, которые функционируют в качестве средства ориентационного разделения. Благодаря такому(им) прозрачному(ым) электроду(ам) каждый элемент изображения имеет области, где молекулы жидкого кристалла ориентированы в соответствующих разных направлениях, что позволяет обеспечить характеристику широкого угла обзора.
Однако в последние годы четкость жидкокристаллического устройства отображения повышается и размер одного (1) элемента изображения имеет тенденцию к уменьшению. В таком элементе изображения обеспечен прозрачный электрод, структурированный для обладания выступами и вырезами, которые функционируют в качестве средства ориентационного разделения. В зависимости от обстоятельств эффективное относительное отверстие одного (1) элемента изображения имеет тенденцию к уменьшению.
В каждом из элементов изображения неупорядоченности в ориентациях молекул жидкого кристалла (далее иногда именуемые просто “неупорядоченностью ориентации”) возникают в ступенчатых частях, например краевых частях элемента изображения, в области, где обеспечена черная матрица, и в секциях контактных отверстий. В частности, в случае, когда эффективное относительное отверстие одного (1) элемента изображения мало, как описано выше по тексту, соотношение площади, где происходят неупорядоченности ориентации, и полной площади каждого элемента изображения увеличивается.
В результате, возникают различия в яркости между элементами изображения вследствие неравномерной неупорядоченности ориентации, обусловленной изменениями законченных тонких структур (т.е. производственными изменениями). Различия в яркости наблюдаются как нечеткость изображения, и это приводит к снижению качества отображения жидкокристаллического устройства отображения.
Рассмотрим способ подавления снижения качества отображения вследствие нечеткости изображения. Таким образом, (i) можно применять прозрачный электрод, структурированный для дополнительной стабилизации ориентаций молекул жидкого кристалла в области, где возникает неупорядоченность ориентации; или (ii) область, где имеет место нечеткость изображения, можно экранировать от света.
Например, в патентной литературе 1 раскрыто жидкокристаллическое устройство отображения с вертикальным выравниванием, которое включает в себя электроды элементов изображения, каждый из которых имеет форму, образованную тремя многоугольными частями прозрачного электрода, которые соединены последовательно.
Фиг. 12 иллюстрирует схематическую конфигурацию электрода элемента изображения, входящего в состав жидкокристаллического устройства отображения с вертикальным выравниванием.
Электрод 348 элемента изображения имеет форму, образованную тремя многоугольными частями прозрачного электрода (далее именуемыми “электродами 348u подэлементов изображения”), соединенными друг с другом (см. фиг. 12). Каждый электрод 348 элемента изображения обеспечен в соответствующей области 349 подэлемента изображения (см. заштрихованную область на фиг. 12).
Заметим, что каждый из электродов 348u подэлементов изображения имеет форму многоугольника, внешний край или периметр которого, по существу, равно отстоит от центра электрода 348u подэлемента изображения так, что молекулы жидкого кристалла ориентируются, по существу, радиально над электродом 348u подэлемента изображения.
Электроды 348 элементов изображения обеспечены в виде матрицы на покровном слое, сформированном на подложке активной матрицы (не показан). Каждый из электродов 348 элементов изображения соответствует любому из цветов R (красный), G (зеленый) и B (синий), т.е. каждый из электродов 348 элементов изображения обеспечен обращенным к любому из цветовых фильтров 205R, 205G и 205B, (i) которые обеспечены на противоположной подложке, обращенной к подложке активной матрицы, и (ii) каждый из которых имеет, по существу, прямоугольную форму.
Согласно фиг. 12, каждый из электродов 348 элементов изображения имеет провод, который является секцией 348c соединения, подключенной к соответствующему одному из TFD (тонкопленочных диодов) 320. Секция 348c соединения выполнена из материала, например ITO (оксида индия-олова), который идентичен материалу электрода 348 элемента изображения.
Секция 348c соединения проходит от периметра электрода 348u подэлемента изображения, расположенного ниже всех в области 349 подэлемента изображения, к контактному отверстию 346. Электроды 348 элементов изображения, принадлежащие одному и тому же столбцу, подключены к единой линии 314 данных в положениях соответствующих контактных отверстий 346 через соответствующие TFD 320.
При этом электроды 348 элементов изображения, принадлежащие одной и той же строке, обращены к единой линии 214 сканирования (изображенной пунктирными линиями на фиг. 12).
В частности, линии 214 сканирования обеспечены на противоположной подложке, и апертуры (отверстия) 214a сформированы в каждой из линий 214 сканирования в положениях, по существу, соответствующих центрам соответствующих электродов 348u подэлементов изображения. При подаче напряжения между подложкой активной матрицы и противоположной подложкой создается наклонное электрическое поле, в каждой части, где апертура 214a совпадает с электродом 348u подэлемента изображения, вследствие взаимодействия между апертурой 214a и электродом 348u подэлемента изображения. Такая конфигурация позволяет управлять направлениями наклона молекул жидкого кристалла.
Таким образом, можно управлять молекулами жидкого кристалла, ориентируя их радиально, в соответствии с напряжением, подаваемым между подложкой активной матрицы и противоположной подложкой. Это позволяет формировать области, в каждой из которых молекулы жидкого кристалла радиально ориентированы.
Покровный слой имеет контактные отверстия 346, каждое из которых представляет собой апертуру, имеющую, по существу, круглую форму, если смотреть сверху жидкокристаллического устройства отображения. Секция 348c соединения каждого из электродов 348 элементов изображения электрически подключена к TFD 320 и линии 314 данных через контактное отверстие 346.
В жидкокристаллическом устройстве отображения с вертикальным выравниванием, имеющем такую конфигурацию покровного слоя, молекулы жидкого кристалла вертикально ориентированы в начальном состоянии ориентации жидкого кристалла, к которому не приложено напряжение. Однако молекулы жидкого кристалла, расположенные над контактными отверстиями, подвергаются влиянию наклонных плоскостей контактных отверстий, имеющих ступенчатые части. Поэтому неупорядоченности ориентации жидкого кристалла возникают в положениях над контактными отверстиями.
В зависимости от обстоятельств, в случае, когда, например, контактные отверстия 346 обеспечены в эффективной области отображения электрода 348 элемента изображения, т.е. в положениях, соответствующих электродам 348u подэлементов изображения или вблизи положений, молекулы жидкого кристалла в эффективной области отображения подвергаются негативному влиянию неупорядоченностей ориентации молекул жидкого кристалла, возникающих в положениях, соответствующих контактным отверстиям 346, что, соответственно, приводит к проблеме качества изображения, например неравномерности отображения.
Согласно конфигурации, раскрытой в патентной литературе 1, во избежание возникновения такой проблемы качества изображения, каждое из контактных отверстий 346 обеспечено в положении, которое находится в области элемента изображения, но не совпадает ни с одним из электродов 348 элементов изображения в области 349 подэлемента изображения (см. фиг. 12). В частности, каждое из контактных отверстий 346 обеспечено в положении, наиболее удаленном от электрода 348 элемента изображения в области 349 подэлемента изображения (т.е. в углу области 349 подэлемента изображения).
Согласно конфигурации, можно сделать так, чтобы контактное отверстие 346 располагалось как можно дальше от электрода 348u подэлемента изображения (соответствующего эффективной области отображения). Поэтому молекулы жидкого кристалла в эффективной области отображения, которая соответствует положениям электродов 348u подэлементов изображения и служит секцией отображения, подвергаются сильному влиянию неупорядоченностей ориентации, возникающих в положениях контактных отверстий 346.
Патентная литература 1 описывает, что при такой конфигурации можно реализовать жидкокристаллическое устройство отображения, которое может (i) подавлять возникновение неупорядоченности ориентации молекул жидкого кристалла в эффективной области отображения и (ii) отображать изображение с высоким качеством.
Патентная литература 1 также описывает, что поскольку контактное отверстие 346 обеспечено в положении, которое не совпадает с электродом 348 элемента изображения, можно препятствовать уменьшению относительного отверстия.
Список ссылок
[Патентная литература]
[Патентная литература 1]
Опубликованная японская патентная заявка Tokukai № 2005-338762 A (дата публикации: 8 декабря 2005 г.)
Сущность изобретения
Техническая проблема
Однако, согласно конфигурации, раскрытой в патентной литературе 1, контактному отверстию 346 необходимо располагаться на удалении от электродов 348u подэлементов изображения, которые соответствуют эффективной области отображения (см. фиг. 12). Поэтому трудно обеспечить большую площадь для электродов 348u подэлементов изображения (т.е. эффективную область отображения).
В целом, контактное отверстие формируется сужающимся вперед, с учетом последующих процессов. В таком случае контактное отверстие имеет часть, сужающуюся вперед, т.е. наклонную область.
Контактное отверстие, имеющее такую наклонную область, может вызывать неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла. В случае, когда область, подверженная неупорядоченности ориентации, экранирована от света, в результате чего неупорядоченность ориентации не наблюдается, относительное отверстие и коэффициент пропускания жидкокристаллической панели отображения и жидкокристаллического устройства отображения уменьшаются.
Поэтому при такой конфигурации трудно обеспечить жидкокристаллическую панель отображения и жидкокристаллическое устройство отображения, имеющие высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
Настоящее изобретение сделано ввиду этой проблемы и его задачей является обеспечение (i) жидкокристаллической панели отображения, способной к высококачественному отображению и имеющей высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания, и (ii) жидкокристаллического устройства отображения, способного к высококачественному отображению с низким энергопотреблением.
Решение проблемы
Для решения этой задачи жидкокристаллическая панель отображения настоящего изобретения включает в себя первую изолирующую подложку; вторую изолирующую подложку; жидкокристаллический слой, расположенный между первой изолирующей подложкой и второй изолирующей подложкой, демонстрирующий отрицательную диэлектрическую анизотропию; множество элементов изображения, причем жидкокристаллическая панель отображения скомпонована так, что одна подложка из первой и второй изолирующих подложек имеет на своей стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем, общий электрод с выступами и/или вырезами, которые функционируют в качестве средства ориентационного разделения; другая подложка имеет линии сигнала сканирования, линии сигнала данных и электроды элементов изображения, обеспеченные на ее стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем; каждый из электродов элементов изображения имеет секцию углубления и выступающую секцию; электроды элементов изображения электрически подключены к соответствующим электродам стока активных элементов, которые обеспечены для управления электродами элементов изображения, через соответствующие сквозные отверстия, обеспеченные в изолирующем слое; электроды элементов изображения другой подложки расположены ближе к жидкокристаллическому слою, чем изолирующий слой; и, по меньшей мере, часть выступающей секции электрода элемента изображения совпадает со сквозным отверстием, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения так, что элементы изображения идентичны друг другу в ориентационной структуре молекул жидкого кристалла, ориентированных в разных направлениях в жидкокристаллическом слое.
Такое сквозное отверстие, в общем случае, выполнено сужающимся вперед, с учетом последующих процессов. В этом случае сквозное отверстие имеет ступенчатую часть, которая имеет наклонную область.
Сквозное отверстие, имеющее такую наклонную область, может вызывать неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла.
Традиционный подход предусматривает применение (i) конфигурации, в которой области, в которой сформировано сквозное отверстие, необходимо находиться на удалении от области (соответствующей эффективной области отображения), где сформирован электрод элемента изображения, или (ii) конфигурации, в которой сквозное отверстие сформировано, по существу, в центре электрода элемента изображения, соответствующего эффективной области отображения. Согласно таким традиционным конфигурациям, трудно (i) обеспечить большую эффективную область отображения и (ii) снизить влияние молекул жидкого кристалла, страдающих от неупорядоченности ориентации вследствие сквозного отверстия на другие молекулы жидкого кристалла, которые должны быть ориентированы в заранее определенных направлениях в эффективной области отображения.
В области, где сформировано сквозное отверстие, неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла возникает вследствие формы наклонной области сквозного отверстия. Влиянием такой неупорядоченности ориентации нельзя пренебречь в панелях отображения, например в жидкокристаллической панели отображения высокой четкости, в которой размер одного (1) элемента изображения мал. В частности, дефектное отображение, например нечеткость изображения, может быть обусловлено неравномерной неупорядоченностью ориентации, обусловленной (i) изменениями в законченных тонких структурах сквозных отверстий и/или (ii) небольшим различием в форме наклонной области, обусловленным процессом производства. Кроме того, область, где сформировано сквозное отверстие, т.е. область, страдающая от неупорядоченности ориентации, влияет на ориентации молекул жидкого кристалла вокруг области. Это повышает вероятность наблюдения дефектного отображения, например нечеткости изображения.
Согласно конфигурации настоящего изобретения, по меньшей мере, часть выступающей секции электрода элемента изображения совпадает со сквозным отверстием, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Согласно конфигурации, можно снизить влияние молекул жидкого кристалла, страдающих от неупорядоченности ориентации вследствие сквозного отверстия, на другие молекулы жидкого кристалла, которые должны быть ориентированы в заранее определенных направлениях в эффективной области отображения. Соответственно, можно препятствовать дефектному отображению, например нечеткости изображения.
Поэтому можно обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, способную к высококачественному отображению и имеющую высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
Заметим, что сквозное отверстие охватывает не только существенную соединяющую секцию электрода стока активного элемента и электрода элемента изображения, но и область (наклонную область) наклонной части изолирующего слоя.
Для решения этой задачи жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения включает в себя жидкокристаллическую панель отображения настоящего изобретения.
Согласно конфигурации, жидкокристаллическое устройство отображения включает в себя жидкокристаллическую панель отображения, которая может обеспечивать высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания, в то же время эффективно подавляя снижение качества отображения, например нечеткость изображения. Это позволяет обеспечить очень хорошее жидкокристаллическое устройство отображения, способное к высококачественному отображению, с низким энергопотреблением.
Благоприятные Эффекты от Изобретения
Как описано выше по тексту, жидкокристаллическая панель отображения настоящего изобретения скомпонована так, что одна подложка из первой и второй изолирующих подложек имеет на своей стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем, общий электрод с выступами и/или вырезами, которые функционируют в качестве средства ориентационного разделения; другая подложка имеет линии сигнала сканирования, линии сигнала данных и электроды элементов изображения, обеспеченные на ее стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем; каждый из электродов элементов изображения имеет секцию углубления и выступающую секцию; электроды элементов изображения электрически подключены к соответствующим электродам стока активных элементов, которые обеспечены для управления электродами элементов изображения, через соответствующие сквозные отверстия, обеспеченные в изолирующем слое; электроды элементов изображения другой подложки расположены ближе к жидкокристаллическому слою, чем изолирующий слой; и, по меньшей мере, часть выступающей секции электрода элемента изображения совпадает со сквозным отверстием, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения так, что элементы изображения идентичны друг другу в ориентационной структуре молекул жидкого кристалла, ориентированных в разных направлениях в жидкокристаллическом слое.
Как описано выше по тексту, жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения включает в себя жидкокристаллическую панель отображения настоящего изобретения.
Поэтому можно обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, способную к высококачественному отображению и имеющую высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания. Кроме того, жидкокристаллическое устройство отображения, снабженное такой жидкокристаллической панелью отображения, может снижать яркость задней подсветки и может, соответственно, осуществлять отображение с низким энергопотреблением.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного на матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 иллюстрирует схематическую конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует схематическую конфигурацию матричной подложки, входящей в состав жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - поясняющий вид для пояснения разницы в отношении эффективной апертурной площади между (i) традиционной матричной подложкой, в которой электрод элемента изображения не имеет углубленной секции, в которой располагается выступающая секция, и (ii) матричной подложкой, в которой электрод элемента изображения имеет выступающую секцию и углубленную секцию, в которой может располагаться выступающая секция.
Фиг. 5 иллюстрирует схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру секций выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде противоположной подложки.
Фиг. 7 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру секций выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде противоположной подложки.
Фиг. 8 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру столбчатой распорки, обеспеченной на противоэлектроде противоположной подложки.
Фиг. 9 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру секций выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде противоположной подложки.
Фиг. 10 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру секций выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде противоположной подложки.
Фиг. 11 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения и (ii) структуру черной матрицы, обеспеченной на противоположной подложке.
Фиг. 12 иллюстрирует схематическую конфигурацию электрода элемента изображения, входящего в состав традиционного жидкокристаллического устройства отображения с вертикальным выравниванием.
Описание вариантов осуществления
В нижеследующем описании будут подробно рассмотрены варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Однако следует заметить, что описания размеров, материалов и форм составных элементов и их относительные положения и т.д. в вариантах осуществления призваны лишь иллюстрировать вариант осуществления настоящего изобретения, и поэтому не подлежат интерпретации как ограничивающие объем изобретения только ими.
[Вариант 1 осуществления ]
в нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 1 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 1-4.
Описанный ниже вариант 1 осуществления применяет жидкокристаллическое устройство отображения, которое включает в себя жидкокристаллическую панель отображения типа MVA (мультидоменное вертикальное выравнивание), в которой одна (1) область элемента изображения делится на множество доменов (далее жидкокристаллическое устройство отображения именуется “жидкокристаллическим устройством отображения типа MVA”).
Заметим, что “одна (1) область элемента изображения” указывает не только область, соответствующую электроду элемента изображения, непосредственно подключенному к элементу TFT (активному элементу), но также область электрода подэлемента изображения, которая соединена через конденсатор связи с элементом TFT или электродом элемента изображения, подключенным к элементу TFT. Альтернативно, в случае, когда предполагается, что электрод элемента изображения и электрод подэлемента изображения, которые подключены к элементу TFT, являются интегрированной деталью, “одна (1) область элемента изображения” указывает область, где обеспечена интегрированная деталь.
В нижеследующем описании будет рассмотрена, со ссылкой на фиг.2, конфигурация жидкокристаллического устройства 13 отображения типа MVA, включающего в себя жидкокристаллическую панель 12 отображения типа MVA настоящего изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует схематическую конфигурацию жидкокристаллического устройства 13 отображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Жидкокристаллическая панель 12 отображения включает в себя (i) матричную подложку 1, служащую в качестве первой подложки (первой изолирующей подложки), (ii) противоположную подложку 5, служащую в качестве второй подложки (второй изолирующей подложки), и (iii) жидкокристаллический слой 9, который проложен между матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 5 и выполнен из жидкокристаллического материала, имеющего отрицательную диэлектрическую анизотропию (см. фиг. 2).
Матричная подложка 1 включает в себя (i) стеклянную подложку 2, которая функционирует в качестве изолирующей подложки, (ii) слой формирования элементов TFT (не показан), который сформирован на стеклянной подложке 2 и содержит элемент TFT и провод, электрически подключенный к элементу TFT, (iii) межслойную изолирующую пленку 3 (изолирующий слой), сформированную на слое формирования элементов TFT, и (iv) электрод 4 элемента изображения, который электрически подключен к электроду стока элемента TFT через контактное отверстие (не показано), которое сформировано в межслойной изолирующей пленке 3. Кроме того, пленка вертикального выравнивания (не показана) обеспечена на стороне электрода 4 элемента изображения, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем 9.
Электрод 4 элемента изображения имеет выступающую секцию и секцию углубления. На фиг. 2 указана часть секции 4с выреза. Заметим, что детали выступающей секции и секции углубления электрода 4 элемента изображения будут описаны ниже по тексту.
С другой стороны, противоподложка 5 включает в себя (i) стеклянную подложку 6, служащую в качестве изолирующей подложки, (ii) противоэлектрод 7 (общий электрод), сформированный на стеклянной подложке 6, и (iii) секцию 8 выступа, которая сформирована на противоэлектроде 7 и служит в качестве средства ориентационного разделения. Кроме того, пленка вертикального выравнивания (не показана) обеспечена на стороне противоэлектрода 7 и секции 8 выступа, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем 9.
Поляризационная пластина 10 обеспечена на стороне матричной подложки 1, причем сторона противоположна стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем 9. Поляризационная пластина 11 обеспечена на стороне противоположной подложки 5, причем сторона противоположна стороне, контактирующей с жидкокристаллическим слоем 9.
В варианте 1 осуществления, на противоположной подложке 5 обеспечена секция 8 выступа, которая является выступающей формой, служащей в качестве средства ориентационного разделения. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается, и вырезанная часть (секция углубления), которая сформирована резанием противоэлектрода 7, может быть применена в качестве средства ориентационного разделения. Форма поперечного сечения секции 8 выступа не ограничивается проиллюстрированной на фиг. 2, но может быть формой поперечного сечения, например треугольной формой или трапецеидальной формой. В варианте 1 осуществления, секция 8 выступа выполнена из светочувствительного резиста, имеющего высокий коэффициент пропускания света в видимой области (спектра), и сформирована так, чтобы иметь заранее определенную форму. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается.
В варианте 1 осуществления, например, слой цветовых фильтров (не показан), имеющий любой из красного, зеленого и синего цветов, обеспечен между стеклянной подложкой 6 и противоэлектродом 7 для каждого из электродов 4 элементов изображения, которые обеспечены для соответствующих элементов изображения матричной подложки 1. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается, и слои цветовых фильтров можно обеспечивать на стороне матричной подложки 1 (эта конфигурация называется конфигурацией COA (цветовой фильтр на матрице)).
В нижеследующем описании будут подробно рассмотрена конфигурация матричной подложки 1, обеспеченной в жидкокристаллическом устройстве 13 отображения, со ссылкой на фиг. 3.
Фиг. 3 иллюстрирует схематическую конфигурацию матричной подложки 1, входящей в состав жидкокристаллического устройства 13 отображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Матричная подложка 1 имеет (i) область R1 отображения, в которой элементы PIX изображения скомпонованы в образе матрицы, (ii) схему 19 возбуждения линии сигнала данных и (iii) схему 20 возбуждения линии сигнала сканирования (см. фиг. 3). Заметим, что схема 19 возбуждения линии сигнала данных и схема 20 возбуждения линии сигнала сканирования подают на область R1 отображения сигналы, необходимые для осуществления отображения изображения.
В варианте 1 осуществления, (i) схема 19 возбуждения линии сигнала данных и схема 20 возбуждения линии сигнала сканирования, которые расположены на периферийном участке области R1 отображения, и (ii) элементы 16 TFT, обеспеченные для соответствующих элементов PIX изображения в области R1 отображения, монолитно сформированы для уменьшения площади наружной рамы жидкокристаллического устройства 13 отображения. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается. В случае большого жидкокристаллического устройства отображения, для которого уменьшение площади наружной рамы не играет особой роли, схема 19 возбуждения линии сигнала данных и схема 20 возбуждения линии сигнала сканирования могут быть обеспечены внешне через деталь, например гибкую печатную плату.
В случае, когда полупроводниковый слой (полупроводниковый слой 18 на фиг. 1) элемента 16 TFT является аморфным полупроводниковым слоем, предпочтительно, чтобы только схема 20 возбуждения линии сигнала сканирования и элементы 16 TFT были монолитно сформированы.
В области R1 отображения матричной подложки 1 обеспечены множество линий (SL1, SL2, и т.д.) сигнала данных и множество линий (GL1, GL2, и т.д.) сигнала сканирования, и элементы 16 TFT обеспечены в соответствующих точках пересечения линий сигнала данных и линий сигнала сканирования (см. фиг. 3).
При последовательной подаче сигналов сканирования высоких уровней от схемы 20 возбуждения линии сигнала сканирования на множество линий (GL1, GL2, и т.д.) сигнала сканирования с последующим включением элементов 16 TFT, подключенных к множеству линий сигнала сканирования, посредством сигналов сканирования, сигналы изображения, поступающие от схемы 19 возбуждения линии сигнала данных на электроды истока элементов 16 TFT, подключенных к множеству линий (SL1, SL2, и т.д.) сигнала данных, поступают на электроды элементов изображения, подключенные к электродам стока соответствующих элементов 16 TFT.
На фиг.3 жидкокристаллический конденсатор CL указывает конденсатор, образованный (i) электродом элемента изображения, подключенным к электроду стока элемента 16 TFT, (ii) жидкокристаллическим слоем и (iii) противоэлектродом. Кроме того, запоминающий конденсатор Cs указывает конденсатор, образованный (i) противоэлектродом запоминающего конденсатора, подключенным к электроду стока элемента 16 TFT, (ii) межслойной изолирующей пленкой и (iii) электродом запоминающего конденсатора, подключенным к линии запоминающих конденсаторов. Заметим, что на фиг.3 множество линий запоминающих конденсаторов не показано, которые проходят параллельно множеству линий (GL1, GL2, и т.д.) сигнала сканирования.
В варианте 1 осуществления, запоминающий конденсатор Cs обеспечен для каждого из элементов изображения. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается, и запоминающий конденсатор Cs, при необходимости, может быть опущен.
В нижеследующем описании будет подробно рассмотрен электрод 4 элемента изображения, обеспеченный в матричной подложке 1, со ссылкой на фиг. 1.
Фиг. 1 иллюстрирует схематическую форму электрода 4 элемента изображения, включенного в матричную подложку 1 жидкокристаллического устройства 13 отображения, в соответствии с вариантом 1 осуществления.
В жидкокристаллическом устройстве 13 отображения варианта 1 осуществления, один (1) пиксель, имеющий, по существу, квадратную форму, выполнен из трех элементов изображения, т.е. красного элемента изображения, зеленого элемента изображения и синего элемента изображения. Каждый из трех элементов изображения имеет, по существу, прямоугольную форму (см. фиг. 1).
Электрод 4 элемента изображения, который обеспечен для каждого из элементов изображения, имеет выступающую 4a секцию, углубленную 4b секцию и секции 4c выреза. Секции 4c выреза являются вырезами на двух углах на конце электрода 4 элемента изображения, причем на конце обеспечена соответствующая одна из множества линий (CSn-2, CSn-1, CSn и т.д.) запоминающих конденсаторов.
Выступающая секция 4a электрода 4 элемента изображения электрически подключена к электроду стока элемента 16 TFT через контактное отверстие 17 (сквозное отверстие), сформированное в межслойной изолирующей пленке. Таким образом, контактное отверстие 17 сформировано над противоэлектродом 15 запоминающего конденсатора (описанным ниже по тексту). В целом, контактное отверстие 17 формируется сужающимся вперед, с учетом последующих процессов. В таком случае контактное отверстие 17) имеет ступенчатую часть, которая имеет наклонную область.
Контактное отверстие 17, представленное на фиг. 1, охватывает не только существенную соединяющую секцию электрода стока элемента 16 TFT и электрода 4 элемента изображения, но и область (наклонную область) наклонной части межслойной изолирующей пленки.
Заметим, что в варианте 1 осуществления, контактное отверстие 17 имеет прямоугольную форму, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения (см. фиг. 1). Однако вариант 1 осуществления этим не ограничивается, и контактное отверстие 17 может иметь форму, например эллиптическую форму или круглую форму.
В области, где сформировано контактное отверстие 17, неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла возникает вследствие формы ступенчатой части и влиянием такой неупорядоченности ориентации нельзя пренебречь в устройствах отображения, например жидкокристаллическом устройстве отображения высокой четкости, в котором размер одного (1) элемента изображения мал. В частности, изменения в законченных тонких структурах контактных отверстий 17 приводят к различиям в неупорядоченности ориентации молекул жидкого кристалла, что приводит к дефектному отображению, например нечеткости изображения.
Кроме того, область, где сформировано контактное отверстие 17, т.е. область, страдающая от неупорядоченности ориентации, влияет на ориентации молекул жидкого кристалла вокруг области. Это повышает вероятность наблюдения дефектного отображения, например нечеткости изображения.
Согласно матричной подложке 1, представленной на фиг. 1, по меньшей мере, часть выступающей секции 4a электрода 4 элемента изображения совпадает с контактным отверстием 17, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Согласно конфигурации, можно снизить влияние молекул жидкого кристалла, страдающих от неупорядоченности ориентации вследствие контактного отверстия 17 на другие молекулы жидкого кристалла, которые должны быть ориентированы в заранее определенных направлениях в эффективной области отображения. Соответственно, можно подавлять дефектное отображение, например нечеткость изображения.
Заметим, что электрод 4 элемента изображения может быть выполнен из электрически проводящего материала, например ITO (оксида индия-олова) или IZO (оксида индия-цинка). Заметим, что электроды 4 элементов изображения могут быть структурированы путем (i) формирования пленки резиста, имеющей заранее определенную структуру, на пленке ITO или пленке IZO и затем (ii) травления пленки ITO или пленки IZO с использованием пленки резиста в качестве маски.
Как описано выше по тексту, в жидкокристаллическом устройстве 13 отображения, по меньшей мере, часть выступающей секции 4a электрода 4 элемента изображения совпадает с контактным отверстием 17, имеющим наклонную область, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Благодаря такой конфигурации можно снизить влияние молекул жидкого кристалла, страдающих от неупорядоченности ориентации вследствие контактного отверстия 17, имеющего наклонную область, на другие молекулы жидкого кристалла, которые должны быть ориентированы в заранее определенных направлениях в эффективной области отображения. Соответственно, можно дополнительно подавлять дефектное отображение, например нечеткость изображения.
Электрод 4 элемента изображения жидкокристаллического устройства 13 отображения имеет углубленную секцию 4b, сформированную резанием электрода 4 элемента изображения, по существу, треугольной формы так, что наклонные части углубленной секции 4b, по существу согласуются с наклонами (сформированных направлений) секций 8 выступа, которые обеспечены на стороне противоположной подложки 5 и функционируют в качестве средства ориентационного разделения (см. фиг. 1).
Заметим, что углубленная секция 4b электрода 4 элемента изображения выполнена в такой форме, что выступающая секция 4a элемента 4 изображения, непосредственно соседствующая с углубленной секцией 4b, может располагаться (т.е. частично помещаться) в углубленной секции 4b.
Как описано выше по тексту, углубленная секция 4b электрода 4 элемента изображения функционирует в качестве средства ориентационного разделения и позволяет выступающей секции 4a элемента 4 изображения, непосредственно соседствующей с углубленной секцией 4b, располагаться в ней.
Согласно конфигурации, можно эффективно использовать углубленную секцию 4b электрода 4 элемента изображения, которую невозможно использовать в качестве эффективной области отображения, что позволяет увеличить соотношение эффективной апертурной площади. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическое устройство 13 отображения, имеющее высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
Заметим, что конкретный пример, в котором соотношение эффективной апертурной площади увеличено по сравнению с традиционной конфигурацией, будет описан ниже по тексту.
В варианте 1 осуществления, каждый из выступающей секции 4a и углубленной секции 4b электрода 4 элемента изображения имеет, по существу, треугольную форму. Однако следует заметить, что форма каждой из выступающей секции 4a и углубленной секции 4b этим не ограничивается, при условии, что форма позволяет выступающей секции 4a располагаться в углубленной секции 4b.
В варианте 1 осуществления, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, по меньшей мере, часть углубленной секции 4b электрода 4 элемента изображения выполнена, по существу, параллельной секциям 8 выступа, которые обеспечены на стороне противоположной подложки 5 и функционируют в качестве средства ориентационного разделения. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается, и углубленная секция 4b может быть выполнена в любой форме, при условии, что выступающая секция 4a может располагаться в углубленной секции 4b.
В варианте 1 осуществления, контактное отверстие 17, которое сформировано совпадающим с выступающей секцией 4a, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, также совпадает с секцией формирования запоминающего конденсатора Cs (описанным ниже по тексту), если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения (см. фиг. 1).
Секция формирования запоминающего конденсатора Cs выполнена из электрода 14 запоминающего конденсатора, изолирующего слоя (не показан) и противоэлектрода 15 запоминающего конденсатора. Электрод 14 запоминающего конденсатора (i) сформирован в слое, где сформированы линии (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования, (ii) подключен к соответствующей одной из линий (CSn-2, CSn-1, CSn и т.д.) запоминающих конденсаторов, и (iii) достигает углубленной секции 4b соседнего электрода 4 элемента изображения. Противоэлектрод 15 запоминающего конденсатора (i) сформирован в слое, где сформированы линии (SLm-1, SLm и т.д.) сигнала данных, (ii) подключен к электроду стока элемента 16 TFT и (iii) обращен к электроду 14 запоминающего конденсатора через изолирующий слой.
Согласно конфигурации, контактное отверстие 17, которое вызывает неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла, сформировано так, что если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, по меньшей мере, часть контактного отверстия 17 совпадает с секцией формирования запоминающего конденсатора Cs, которая имеет металлический слой и не пропускает свет. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическое устройство 13 отображения, которое имеет высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
Заметим, что каждое из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования, линий (CSn-2, CSn-1, CSn и т.д.) запоминающих конденсаторов, линий (SLm-1, SLm и т.д.) сигнала данных, электрода 14 запоминающего конденсатора и противоэлектрода 15 запоминающего конденсатора может формироваться с использованием (i) элемента, выбранного из группы, включающей в себя Mo, Ta, W, Ti, Al, Cu, Cr и Nd, или (ii) материала сплава или материала соединения, содержащего, в основном, любой из элементов. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается.
Электрод 4 элемента изображения имеет секции 4c выреза, которые являются вырезами на двух углах на конце электрода 4 элемента изображения, причем на конце обеспечена соответствующая одна из линий (CSn-2, CSn-1, CSn и т.д.) запоминающих конденсаторов (см. фиг. 1). Каждая из секций 4c выреза сформирована, по существу, в соответствии с наклоном (сформированным направлением) секции 8 выступа, который обеспечен на стороне противоположной подложки 5 и функционирует в роли средства ориентационного разделения.
Поэтому секции 4c выреза функционируют в качестве средства ориентационного разделения.
Если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, линии (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования, которые обеспечены на матричной подложке 1, частично совпадают с секциями 8 выступа, которые обеспечены на стороне противоположной подложки 5 и функционируют в качестве средства ориентационного разделения (см. фиг. 1).
Если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, электрод 4 элемента изображения (i) не совпадает с первой линией сигнала сканирования (которая является одной из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования), через которую сигнал сканирования поступает на элемент 16 TFT, к которой электрически подключен электрод 4 элемента изображения, но (ii) совпадает со второй линией сигнала сканирования (которая является другой из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования), которая соседствует с первой линией сигнала сканирования.
Как описано выше по тексту, в варианте 1 осуществления, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, секции 4c выреза электрода 4 элемента изображения сформированы, по существу, параллельно секциям 8 выступа, которые обеспечены на стороне противоположной подложки 5 и функционируют в качестве средства ориентационного разделения. Однако следует заметить, что вариант 1 осуществления этим не ограничивается. В нижеследующем описании будет рассмотрен, со ссылкой на фиг. 4, конкретный пример, в котором соотношение эффективной апертурной площади увеличено по сравнению с традиционной конфигурацией.
На фиг. 4 показан поясняющий вид разницы в соотношении эффективной апертурной площади между (i) традиционной матричной подложкой, в которой электрод элемента изображения не имеет углубленной секции, в которой располагается выступающая секция, и (ii) матричной подложкой, в которой электрод элемента изображения имеет выступающую секцию и углубленную секцию, в которой может располагаться выступающая секция.
Фиг. 4(a) иллюстрирует схематическую форму электрода 104 элемента изображения, обеспеченного в традиционной матричной подложке 100. Фиг. 4(b) иллюстрирует схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1b жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, который будет подробно описан согласно варианту 4 осуществления.
Электрод 104 элемента изображения, обеспеченный в традиционной матричной подложке 100, не имеет углубленной секции, в которой располагается выступающая секция (см. фиг. 4(a)).
Поэтому вокруг области, где сформировано контактное отверстие 117, легко возникает неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла, и, соответственно, неравномерные изменения законченных тонких структур, возникающие в процессе производства, легко наблюдать как нечеткость изображения.
В случае, когда каждый элемент изображения традиционной матричной подложки 100 имеет размер 63,5 мкм продольной длины и 190,5 мкм поперечной длины, соотношение эффективной апертурной площади равно 31,6%, что является соотношением (i) площади элемента изображения, за исключением (a) области, где сформирована секция, не пропускающая свет, например металлическая деталь, и (b) области, где сформировано средство ориентационного разделения, и (ii) полной площади элемента изображения. С другой стороны, в матричной подложке 1b, показанной на фиг. 4(b), которая имеет элементы изображения, каждый из которых имеет такой же размер, что и размер элемента изображения, показанного на фиг. 4(a), соотношение эффективной апертурной площади равно 34,9%. Дело в том, что электрод 4 элемента изображения имеет выступающую секцию 4a и углубленную секцию 4b, в которой может располагаться выступающая секция 4a.
Таким образом, в случае, когда используется форма электрода 4 элемента изображения, включенного в матричную подложку 1b, показанную на фиг. 4(b), соотношение эффективной апертурной площади увеличивается на 3,3% в каждом элементе изображения, т.е. увеличивается, по существу, 10% в одном (1) пикселе по сравнению с традиционной конфигурацией, показанной на фиг. 4(a).
Заметим, что электрод 104 элемента изображения, показанный на фиг. 4(a), имеет секции 104a и 104b выреза, секцию 108 выступа, электрод 114 запоминающего конденсатора, противоэлектрод 115 запоминающего конденсатора, элемент 116 TFT и полупроводниковый слой 118, соответствующие функции которых аналогичны функциям соответствующих деталей, представленных на фиг. 1. Поэтому описания этих деталей здесь опущены.
[Вариант 2 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 2 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 5. Вариант 2 осуществления отличается от варианта 1 осуществления тем, что экранирующий электрод 21 обеспечен над соответствующей одной из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования для экранирования электрического поля линий сигнала сканирования. Другие конфигурации варианта 2 осуществления идентичны конфигурациям варианта 1 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, что и составные элементы, показанные на чертежах варианта 1 осуществления, и описания таких составных элементов здесь опущены. Фиг. 5 иллюстрирует схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1a жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 2 осуществления.
На фиг. 5 выступающая секция 4a электрода 4 элемента изображения обеспечена так, чтобы находится по соседству с углубленной секцией 4b соседнего электрода 4 элемента изображения, согласно конфигурации, представленной на фиг. 1.
В жидкокристаллическом устройстве отображения высокой четкости, где используется такая компоновка, положение, в котором должна быть обеспечена углубленная секция 4b, служащая в качестве средства ориентационного разделения, ограничено. В зависимости от обстоятельств, углубленная секция 4b может формироваться над соответствующей одной из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования, и линии сигнала сканирования могут быть частично открыты (см. фиг. 5).
В такой конфигурации, предпочтительно обеспечивать экранирующий электрод 21 вблизи соответствующей одной из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования.
Предпочтительно, чтобы экранирующий электрод 21 был обеспечен (i) в слое, где сформированы линии (SLm-1, SLm и т.д.) сигнала данных или (ii) соседним электродом 4 элемента изображения.
Согласно конфигурации, в которой отсутствует экранирующий электрод 21 вблизи каждой из линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования, и линии сигнала сканирования частично открыты, примесные ионы захватываются в открытых частях в течение периода удержания напряжения (когда электрический потенциал низкого уровня подается на линии сигнала сканирования), и части, где возникает захват примесных ионов, становятся сингулярностями. Такие сингулярности обуславливают дефектные ориентации жидкого кристалла, что обуславливает дефектное отображение в жидкокристаллическом устройстве отображения.
Как описано выше по тексту, в случае, когда обеспечен экранирующий электрод 21, можно экранировать электрическое поле линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования. Это позволяет противодействовать дефектному отображению жидкокристаллического устройства отображения.
[Вариант 3 осуществления]
в нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 3 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 6. Вариант 3 осуществления отличается от варианта 2 осуществления тем, что на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5, помимо секции 8 выступа, обеспечена секция 8a выступа (второй выступ), служащая в качестве средства ориентационного разделения, так что, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, секция 8a выступа совпадает с верхней областью контактного отверстия 17 (т.е. концевой частью контактного отверстия 17), обеспеченной в матричной подложке 1a. Другие конфигурации варианта 3 осуществления идентичны конфигурациям вариантов осуществления 1 и 2. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, как составные элементы, показанные на чертежах вариантов осуществления 1 и 2, и описания таких составных элементов здесь опущены.
Фиг. 6 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1a жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 3 осуществления и (ii) структуру секций 8 и 8a выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5. Если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, верхняя область контактного отверстия 17, обеспеченная в матричной подложке 1a, т.е. часть контактного отверстия 17, причем часть располагается вблизи экранирующего электрода 21, совпадает с секцией 8a выступа, которая обеспечена на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5 и функционирует в качестве средства ориентационного разделения (см. фиг. 6).
Согласно вышеописанной конфигурации, в которой секция 8a выступа служит в качестве средства ориентационного разделения, располагается так, чтобы совпадать с верхней областью контактного отверстия 17, т.е. частью контактного отверстия 17, причем часть располагается вблизи экранирующего электрода 21, можно управлять молекулами жидкого кристалла таким образом, чтобы они последовательно ориентировались вдоль секций 8 и 8a выступа, которые обеспечены, в качестве средства ориентационного разделения, на противоположной подложке 5.
Это дает возможность подавлять неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла вокруг контактного отверстия 17 и подавлять неравномерную неупорядоченность ориентации, обусловленную производственными изменениями матричной подложки 1a и противоположной подложки 5. Согласно конфигурации, это дает возможность обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, которое может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения. Заметим, что достаточные результаты можно обеспечить, даже если на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5 обеспечена секция 8a выступа, в качестве вспомогательного средства ориентационного разделения.
Согласно варианту 3 осуществления, каждая из секции 8 выступа и секции 8a выступа выполнена из светочувствительного резиста, имеющего высокий коэффициент пропускания света в видимой области, и сформирована так, чтобы иметь заранее определенную форму. Однако следует заметить, что вариант 3 осуществления этим не ограничивается.
Согласно варианту 3 осуществления, секция 8a выступа обеспечена на стороне противоположной подложки 5. Однако следует заметить, что вариант 3 осуществления этим не ограничивается, и секция 8a выступа может быть обеспечена на стороне матричной подложки 1a.
[Вариант 4 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 4 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 7. Вариант 4 осуществления отличается от варианта 3 осуществления тем, что вспомогательное средство 4d ориентационного разделения (вторая секция выреза) обеспечено в вершине V-образной углубленной секции 4b электрода 4 элемента изображения. Другие конфигурации варианта осуществления 4 идентичны конфигурациям вариантов 1-3 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, как составные элементы, показанные на чертежах вариантов 1-3 осуществления, и описания таких составных элементов здесь опущены.
Фиг. 7 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1b жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 4 осуществления и (ii) структуру секций 8 и 8a выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5.
Вспомогательное средство 4d ориентационного разделения обеспечено в вершине V-образной углубленной секции 4b электрода 4 элемента изображения (см. фиг. 7). За счет обеспечения вспомогательного средства 4d ориентационного разделения,линии (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования частично открыты. В такой конфигурации предпочтительно обеспечивать экранирующий электрод 21 (как описано согласно варианту 2 осуществления) для покрытия каждой из частично открытых частей линий (GLn-1, GLn и т.д.) сигнала сканирования.
Согласно конфигурации, можно реализовать улучшенное управление ориентациями молекул жидкого кристалла вблизи вершины V-образной углубленной секции 4b электрода 4 элемента изображения, причем в вершине обеспечено вспомогательное средство 4d ориентационного разделения. Это дает возможность управлять молекулами жидкого кристалла для более эффективного их ориентирования.
Это позволяет обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, которое может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения.
[Вариант 5 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 5 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 8. Вариант 5 осуществления отличается от вариантов 1-4 осуществления тем, что столбчатая распорка 22 обеспечена между двумя соседними элементами изображения, т.е. в средней области между секциями 4c выреза соответствующих двух соседних электродов 4 элементов изображения. Заметим, что столбчатая распорка 22 обеспечена на стороне противоположной подложки 5 и служит для поддержания постоянной толщины ячейки между матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 5. Другие конфигурации варианта 5 осуществления идентичны конфигурациям вариантов 1-4 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, как составные элементы, показанные на чертежах вариантов 1-4 осуществления, и описания таких составных элементов здесь опущены.
Фиг. 8 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1a жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 5 осуществления, и (ii) структуру столбчатой распорки 22, обеспеченную на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5.
Согласно варианту 5 осуществления, столбчатая распорка 22, которая обеспечена на стороне противоположной подложки 5 и служит для поддержания постоянной толщины ячейки между матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 5, обеспечена между двумя соседними элементами изображения, т.е. в средней области между секциями 4c выреза соответствующих двух соседних электродов 4 элементов изображения (см. фиг. 8). Однако следует заметить, что вариант 5 осуществления этим не ограничивается, с учетом того, что столбчатая распорка 22 обеспечена в секции(-ях) 4c выреза электрода(ов) элемента(ов) 4 изображения.
Количество столбчатых распорок 22 не ограничивается конкретно одной, при условии, что можно поддерживать постоянную толщину ячейки между матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 5. Например, столбчатую распорку 22 можно обеспечивать в каждой области между двумя соседними элементами изображения, имеющими конкретный цвет(-а).
Согласно варианту 5 осуществления, столбчатая распорка 22 выполнена из светочувствительного резиста, имеющего высокий коэффициент пропускания света в видимой области, и сформирована так, чтобы иметь заранее определенную форму. Однако следует заметить, что вариант 5 осуществления этим не ограничивается.
Согласно конфигурации, столбчатая распорка 22 может располагаться в плоской части матричной подложки 1a, причем в плоской части не обеспечен электрод 4 элемента изображения. Это позволяет повысить точность при поддержании толщины ячейки.
В целом, неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла с большей вероятностью происходит вблизи области, где обеспечена столбчатая распорка 22. Однако, согласно варианту 5 осуществления, поскольку столбчатая распорка 22 обеспечена в секциях 4c выреза электродов 4 элементов изображения, можно подавлять влияние неупорядоченности ориентации на эффективную область отображения, где молекулы жидкого кристалла ориентированы в заранее определенных направлениях.
Это позволяет обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, которое может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения.
[Вариант 6 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 6 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 9. Вариант 6 осуществления отличается от вариантов 1-5 осуществления тем, что каждый из элементов изображения имеет вертикально удлиненную форму. Другие конфигурации варианта 6 осуществления идентичны конфигурациям вариантов 1-5 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, как составные элементы, показанные на чертежах вариантов 1-5 осуществления, и описания таких составных элементов здесь опущены.
Фиг. 9 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной 1c подложке жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 6 осуществления, и (ii) структуру секций 8 и 8a выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5.
В каждом из вариантов 1-5 осуществления применяется конфигурация, в которой каждый из элементов изображения имеет горизонтально удлиненную форму (т.е. более длинная сторона каждого из элементов изображения проходит в поперечном направлении на чертеже). С другой стороны, в матричной 1c подложке, обеспеченной в жидкокристаллическом устройстве отображения варианта 6 осуществления, каждый из элементов изображения имеет вертикально удлиненную форму (т.е. более длинная сторона каждого из элементов изображения проходит в продольном направлении на чертеже) (см. фиг. 9).
Заметим, что согласно варианту 6 осуществления, экранирующий электрод 21 (описанный согласно варианту 2 осуществления) сформирован с использованием противоэлектрода 15 запоминающего конденсатора (см. фиг. 9).
В случае, когда каждый из элементов изображения имеет вертикально удлиненную форму, как описано выше по тексту, экранирующий электрод 21 легко сформировать с использованием соответствующей одной из линий SLm-1, SLm и т.д. сигнала данных или противоэлектрода 15 запоминающего конденсатора. Кроме того, конфигурация варианта 6 осуществления может давать результат, аналогичный конфигурации, в которой каждый из элементов изображения имеет горизонтально удлиненную форму.
[Вариант 7 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 7 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 10. Вариант 7 осуществления отличается от вариантов 1-6 осуществления тем, что (i) количество секций (8b, 8c и 8d) выступа, обеспеченных в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5 увеличено, и (ii) в электроде 4 элемента изображения матричной подложки 1d обеспечены прорези 4e и 4f в качестве средства ориентационного разделения. Другие конфигурации варианта 7 осуществления идентичны конфигурациям вариантов 1-6 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным элементам, имеющим такие же функции, как составные элементы, показанные на чертежах вариантов 1-6 осуществления, и описания таких составных элементов здесь опущены.
Фиг. 10 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1d жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 7 осуществления, и (ii) структуру секций выступа, обеспеченных, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5.
Секции 8b, 8c и 8d выступа обеспечены, в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5 (см. фиг. 10). При этом электрод 4 элемента изображения имеет прорези 4e и 4f, проходящие в любом из направлений, идентичных тем, в которых проходят секции 8b, 8c и 8d выступа (см. фиг. 10).
Даже в случае, когда количество средств ориентационного разделения увеличено в одном (1) элементе изображения, как описано выше по тексту, можно обеспечить высококачественное жидкокристаллическое устройство отображения, которое может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения, за счет обеспечения выступающей секции 4a электрода 4 элемента изображения для того, чтобы (i) совпадать с контактным отверстием 17, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, и (ii) находится по соседству с углубленной секцией 4b, служащей в качестве средства ориентационного разделения, соседнего электрода 4 элемента изображения.
В случае, когда дополнительно обеспечены секции 8d выступа (второй выступ), в качестве средства ориентационного разделения, на противоэлектроде 7 противоположной подложки 5, для размещения в периферийной области контактного отверстия 17 (т.е. в концевой части контактного отверстия 17) (см. фиг. 10), можно более эффективно подавлять неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла в периферийной области контактного отверстия 17.
[Вариант 8 осуществления]
В нижеследующем описании будет рассмотрен вариант 8 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 11. Вариант 8 осуществления отличается от вариантов 1-7 осуществления тем, что черная матрица 23, служащая в качестве светоэкранирующей детали, по меньшей мере, частично обеспечена в части противоположной подложки 5, причем часть совпадает с выступающей секцией 4a электрода 4 элемента изображения, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения. Другие конфигурации варианта 8 осуществления идентичны конфигурациям вариантов 1-7 осуществления. Для удобства объяснения, одни и те же ссылочные позиции назначаются составным деталям, имеющим такие же функции, что и составные детали, показанные на чертежах вариантов 1-7 осуществления, и описания таких составных деталей здесь опущены.
Фиг. 11 иллюстрирует (i) схематическую форму электрода 4 элемента изображения, обеспеченного в матричной подложке 1a жидкокристаллического устройства отображения, в соответствии с вариантом 8 осуществления, и (ii) структуру черной матрицы 23, обеспеченной на противоположной подложке 5.
Предпочтительно, чтобы черная матрица 23 была, по меньшей мере, частично обеспечена в части противоположной подложки 5, причем часть совпадает с выступающей секцией 4a электрода 4 элемента изображения, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Согласно варианту 8 осуществления, черная матрица 23 обеспечена для того, чтобы окружать каждый элемент изображения, в области противоположной подложки 5, причем область совпадает, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, (i) с выступающей секцией 4a электрода 4 элемента изображения, (ii) с областью, где сформированы элементы 16 TFT, (iii) с областью, где сформированы линии CSn-2, CSn-1, CSn и т.д. запоминающих конденсаторов, и (iv) с областью, где сформированы линии SLm-1, SLm и т.д. сигнала данных. Это позволяет (i) эффективно предотвращать неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла, утечку света и утечку отраженного света в области, где сформировано контактное отверстие 17, и (ii) уменьшать смешивание разных цветов соседних элементов изображения. Однако следует заметить, что вариант 8 осуществления этим не ограничивается.
Согласно варианту 8 осуществления, в качестве черной матрицы 23 используется светочувствительная смола, содержащая сажу. Однако следует заметить, что вариант 8 осуществления этим не ограничивается.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы каждый из электродов элементов изображения имел углубленную секцию, которая является частичным срезом электрода элемента изображения так, чтобы углубленная секция вмещала в себя, по меньшей мере, часть выступающей секции соседнего электрода элемента изображения.
Согласно конфигурации, углубленная секция электрода элемента изображения выполнена в такой форме, что выступающая секция элемента изображения, непосредственно соседствующая с углубленной секцией, может располагаться в углубленной секции.
Благодаря такой конфигурации, можно эффективно использовать углубленную секцию электрода элемента изображения, который невозможно использовать в качестве эффективной области отображения. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, имеющую высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, часть углубленной секции электрода элемента изображения была, по существу, параллельна выступу и/или углублению общего электрода, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Согласно конфигурации, углубленная секция электрода элемента изображения выполнена в такой форме, что выступающая секция элемента изображения, непосредственно соседствующая с углубленной секцией, может располагаться в углубленной секции. Кроме того, по меньшей мере, часть углубленной секции функционирует в качестве средства ориентационного разделения.
Благодаря такой конфигурации, можно (i) эффективно использовать углубленную секцию электрода элемента изображения, которую невозможно использовать в качестве эффективной области отображения и (ii) подавлять влияние неупорядоченности ориентации, обусловленной сквозным отверстием. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, имеющую высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы провода, обеспеченные на стороне другой подложки, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем, были расположены ближе к другой подложке, чем экранирующие электроды, и, по меньшей мере, часть углубленной секции, где провод частично открыт, совпадала с экранирующим электродом, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
В случае, когда экранирующий электрод не обеспечен в части, где провод для управления активным элементом частично открыт, (i) неупорядоченность ориентации жидкого кристалла происходит вследствие влияния изменения электрического потенциала в проводе и (ii) примесные ионы захватываются в частично открытой части. Кроме того, часть, в которой происходит захват примесных ионов, становится сингулярностью, которая обуславливает дефектную ориентацию жидкого кристалла. Это приводит к дефектному отображению жидкокристаллической панели отображения.
В случае, когда экранирующий электрод обеспечен согласно настоящему изобретению, можно экранировать электрическое поле провода. Это позволяет подавлять дефектное отображение жидкокристаллической панели отображения.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы углубленная секция электрода элемента изображения имела вторую секцию выреза, которая является частичным срезом углубленной секции и функционирует в качестве средства ориентационного разделения.
Согласно конфигурации, можно реализовать улучшенное управление ориентациями молекул жидкого кристалла в углубленной секции электрода элемента изображения, причем углубленная секция имеет вторую секцию выреза. Это дает возможность управлять молекулами жидкого кристалла для более эффективного их ориентирования.
Это позволяет обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, которая может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, по меньшей мере, часть выступающей секции электрода элемента изображения совпадала с областью, где сформирован запоминающий конденсатор, причем запоминающий конденсатор образован противоэлектродом запоминающего конденсатора, подключенным к электроду стока активного элемента, изолирующим слоем и электродом запоминающего конденсатора, подключенным к линии запоминающих конденсаторов.
Согласно конфигурации, выступающая секция электрода элемента изображения сформирована так, что, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, по меньшей мере, часть выступающей секции совпадает с областью, где сформирован запоминающий конденсатор, причем в области обеспечен металлический слой и т.п., препятствующий входу света. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, которая имеет высокое относительное отверстие и высокий коэффициент пропускания.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы частично открытый провод являлся линией сигнала сканирования и чтобы экранирующие электроды были обеспечены в слое, где сформированы электроды элементов изображения, или в слое, где сформированы линии сигнала данных.
В случае, когда экранирующий электрод не обеспечен в точке, где линия сигнала сканирования открыта, примесные ионы захватываются в точке в течение периода подачи электрического потенциала низкого уровня на линию сигнала сканирования, и точка, в которой происходит захват примесных ионов, становится сингулярностью, которая обуславливает дефектную ориентацию жидкого кристалла. Это обуславливает дефектное отображение в жидкокристаллической панели отображения.
Согласно конфигурации настоящего изобретения, можно легко обеспечить экранирующий электрод и подавлять дефектное отображение в жидкокристаллической панели отображения.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы на стороне одной подложки, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем, каждый из вторых выступов был обеспечен таким образом, чтобы совпадать с, по меньшей мере, частью концевой части сквозного отверстия, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения.
Согласно конфигурации, можно подавлять неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла вокруг сквозного отверстия и можно подавлять неравномерную неупорядоченность ориентации, обусловленную производственными изменениями. Это позволяет обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, которая может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы в секции выреза электрода элемента изображения была обеспечена столбчатая распорка для поддержания толщины жидкокристаллического слоя.
Согласно конфигурации, столбчатая распорка может располагаться в плоской части, в которой электрод элемента изображения не обеспечен. Это позволяет повысить точность при поддержании толщины жидкокристаллического слоя.
В целом, легко возникает неупорядоченность ориентации молекул жидкого кристалла вблизи столбчатой распорки. Однако в настоящем изобретении столбчатая распорка обеспечена в секции выреза электрода элемента изображения. Это позволяет ослаблять влияние неупорядоченности ориентации на эффективную область отображения, где молекулы жидкого кристалла ориентированы в заранее определенных направлениях.
Это дает возможность обеспечить жидкокристаллическую панель отображения, которая может эффективно подавлять снижение качества отображения, например нечеткость изображения.
В жидкокристаллической панели отображения настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, светоэкранирующий слой был обеспечен на стороне одной подложки, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем в, по меньшей мере, части области, где выступающая секция электрода элемента изображения совпадает со сквозным отверстием.
Согласно конфигурации, если смотреть сверху жидкокристаллической панели отображения, светоэкранирующий слой обеспечен на стороне одной подложки, причем сторона контактирует с жидкокристаллическим слоем в, по меньшей мере, части области, где выступающая секция электрода элемента изображения совпадает со сквозным отверстием. Это позволяет более эффективно подавлять неупорядоченность ориентации, утечку света и утечку отраженного света в области, где сформировано сквозное отверстие.
Настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, но допускает изменения, вносимые специалистом в данной области техники в пределах объема формулы изобретения. Вариант осуществления, полученный из надлежащей комбинации технических средств, раскрытых в соответствующих различных вариантах осуществления, также входит в технический объем настоящего изобретения.
Промышленное применение
Настоящее изобретение позволяет эффективно повышать качество отображения жидкокристаллического устройства отображения типа MVA и снижать стоимость монтажа. Настоящее изобретение особенно полезно для жидкокристаллического устройства отображения, которое обеспечено в мобильном изделии среднего размера, например, автомобильном бортовом оборудовании, рамке для фотографий, IA (промышленном приборе) или ПК (персональном компьютере).
Перечень ссылочных позиций
1, 1a, 1b, 1c, 1d матричная подложка
2 стеклянная подложка (первая изолирующая подложка)
3 межслойная изолирующая пленка (изолирующий слой)
4 электрод элемента изображения
4a выступающая секция
4b углубленная секция
4c секция выреза
4d вспомогательное средство ориентационного разделения (вторая секция выреза)
5 противоподложка
6 стеклянная подложка (вторая изолирующая подложка)
7 противоэлектрод (общий электрод)
8 секция выступа (выступ)
8a, 8d секция выступа (второй выступ)
9 жидкокристаллический слой
12 жидкокристаллическая панель отображения
13 жидкокристаллическое устройство отображения
14 электрод запоминающего конденсатора
15 противоэлектрод запоминающего конденсатора
16 элемент TFT (активный элемент)
17 контактное отверстие (сквозное отверстие)
18 полупроводниковый слой
21 экранирующий электрод
22 столбчатая распорка
23 черная матрица (светоэкранирующий слой)
SLm линия сигнала данных
GLn линия сигнала сканирования
PIX элемент изображения
CS запоминающий конденсатор
R1 область отображения