ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому устройству отображения, и в частности к жидкокристаллическому устройству отображения, имеющему в пикселе множество доменов ориентации.
Уровень техники
В настоящее время в качестве жидкокристаллических устройств отображения, которые имеют свойство широкого угла обзора, были разработаны следующие жидкокристаллические устройства отображения, например: жидкокристаллические устройства отображения, использующие принцип работы IPS (плоскостное переключение) или принцип работы FFS (переключение краевого поля), которые являются принципами работы с поперечным электрическим полем, и жидкокристаллические устройства отображения, использующие принцип работы VA (изменение ориентации относительно вертикали).
Жидкокристаллические устройства отображения VA-типа включают в себя, например, жидкокристаллические устройства отображения с принципом работы MVA (изменение ориентации множества доменов относительно вертикали), в котором в одном пикселе сформировано множество доменов, имеющих различные направления ориентации жидкокристаллических молекул, и жидкокристаллические устройства отображения с принципом работы CPA (непрерывное вращение направления ориентации), в котором направление ориентации жидкокристаллических молекул непрерывно изменяется вокруг оси, сформированной на электроде в центральной позиции пикселя.
Пример жидкокристаллического устройства отображения MVA-типа описан в патентном документе 1. В жидкокристаллическом устройстве отображения, описанном в патентном документе 1, обеспечивают средство регулировки ориентации, вытянутое в двух перпендикулярных друг другу направлениях. Вследствие этого в одном пикселе формируют четыре жидкокристаллических домена, причем азимутальный угол директоров, которые представляют соответствующие жидкокристаллические домены, равен 45° относительно оси поляризации (оси пропускания) пары поляризующих пластин, размещенных в перекрещенных призмах Николя. Если азимутальный угол 0° соответствует направлению оси поляризации одной из поляризующих пластин, и направление против часовой стрелки является положительным направлением, то азимутальные углы директоров четырех жидкокристаллических доменов равны 45°, 135°, 225° и 315°. Такая структура, в которой четыре домена сформированы в одном пикселе, упоминается как «структура ориентации с 4 доменами» или просто как «4D структура».
Другие примеры жидкокристаллического устройства отображения MVA-типа описаны в патентных документах 2, 3 и 4. Каждое из жидкокристаллических устройств отображения, описанных в этих патентных документах, включает в себя пиксельные электроды, имеющие много небольших разрезов (вырезов), которые вытянуты в направлении азимутального угла 45°-225° и в направлении азимутального угла 135°-315° (такие пиксельные электроды упоминаются как «пиксельные электроды, имеющие форму гребенки» или «пиксельные электроды типа «рыбья кость»»). Структуру ориентации с 4 доменами реализуют с помощью ориентации жидкокристаллических молекул так, чтобы они были параллельны этим разрезам.
Список литературы
Патентная литература
Патентный документ 1: японская патентная публикация № 11-242225
Патентный документ 2: японская патентная публикация № 2002-357830
Патентный документ 3: японская патентная публикация № 2004-302168
Патентный документ 4: японская патентная публикация № 2009-151204
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Фиг. 33 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 7 типа «рыбья кость» в жидкокристаллическом устройстве отображения, описанном в патентном документе 2. Пиксельный электрод 7 имеет сформированный в нем главный разрез 8 и ответвляющийся разрез 9. Главный разрез 8 включает в себя главный участок, вытянутый в направлении 0°-180° (в направлении слева направо на данной фигуре), и главный участок, вытянутый в направлении 90°-270° (в направлении сверху вниз на данной фигуре). Ответвляющийся разрез 9 включает в себя множество ответвляющихся участков, вытянутых в направлении 45° от главного разреза 8, множество ответвляющихся участков, вытянутых в направлении 135° от главного разреза 8, множество ответвляющихся участков, вытянутых в направлении 225° от главного разреза 8, и множество ответвляющихся участков, вытянутых в направлении 315° от главного разреза 8. 4D структуру обеспечивают, определяя расположение ответвляющегося разреза 9, вытянутого в четырех направлениях, как описано выше.
В общем случае подложка TFT (тонкопленочных транзисторов) жидкокристаллического устройства отображения включает в себя линии сканирования (линии шины истока), расположенные на основной плате, TFT, сформированные на линиях сканирования с изолирующей затвор пленкой, вставленной между ними, и пиксельные электроды, обеспеченные на TFT, с изолирующим слоем, вставленным между ними. Электрод стока каждого TFT и соответствующий пиксельный электрод электрически соединяют друг с другом через контактное отверстие, сформированное в изолирующем слое. Пиксельный электрод имеет часть, которая сформирована вдоль внутренней поверхности контактного отверстия, и таким образом имеет вырезанный участок. Ориентация жидкокристаллических молекул может быть нарушена этим вырезанным участком.
Во многих жидкокристаллических устройствах отображения столбчатые распорки расположены между подложкой TFT и противоположным электродом для поддержания толщины жидкокристаллического слоя в заданном значении и, таким образом, для обеспечения высокого качества отображения. Эти распорки могут также иногда нарушать ориентацию жидкокристаллических молекул.
Если ориентацию жидкокристаллических молекул нарушают такими элементами, как контактные отверстия, распорки и т.п., то возникает проблема, что количество жидкокристаллических молекул, которые эффективно обеспечивают формирование четырех доменов в 4D структуре, сокращается, что приводит к уменьшению коэффициента пропускания или свойства угла обзора.
Описанные выше патентные документы не обсуждают и не предлагают никаких мер для решения такой проблемы, которая может возникать в жидкокристаллическом устройстве отображения, включающем в себя пиксельные электроды типа «рыбья кость». Патентный документ 4 описывает структуру формирования контактных отверстий и противоположных электродов запоминающего конденсатора ниже пиксельного электрода, но не обеспечивает меры для предотвращения нарушения ориентации жидкокристаллических молекул, которое вызвано контактными отверстиями или электродами запоминающего конденсатора. Кроме того, эти документы не обеспечивают учет взаимосвязи между расположением пиксельного электрода типа «рыбья кость» и линиями, расположенными ниже пиксельного электрода, которые обеспечивают соответствующую ориентацию жидкокристаллических молекул.
У настоящего изобретения, сделанного для решения по меньшей мере одной из этих проблем, существует задача обеспечения жидкокристаллического устройства отображения типа с изменением ориентации относительно вертикали, имеющего свойства высокого коэффициента пропускания или большого угла обзора.
Решение проблемы
Жидкокристаллическое устройство отображения согласно настоящему изобретению, которое включает в себя множество пикселей, размещенных в матрице, включает в себя подложку TFT, включающую в себя пиксельные электроды, соответствующим образом сформированные в соответствие с множеством пикселей, TFT, соответствующим образом сформированные в соответствие с множеством пикселей, и изолирующий слой, в котором сформировано контактное отверстие для электрического соединения каждого из электродов стока TFT и каждого из пиксельных электродов друг с другом; противоположную подложку, включающую в себя противоположный электрод, обращенный к пиксельным электродам; и жидкокристаллический слой, расположенный между подложкой TFT и противоположной подложкой, жидкокристаллический слой содержит жидкокристаллические молекулы, имеющие отрицательную диэлектрическую анизотропию. Каждый из пиксельных электродов включает в себя периферийный участок, изолированный участок, включающий в себя участок, который электрически контактирует с электродом стока в контактном отверстии, и множество ответвляющихся участков, вытянутых от периферийного участка; множество ответвляющихся участков включает в себя множество первых ответвляющихся участков, вытянутых в первом направлении, множество вторых ответвляющихся участков, вытянутых во втором направлении, множество третьих ответвляющихся участков, вытянутых в третьем направлении, и множество четвертых ответвляющихся участков, вытянутых в четвертом направлении; первое направление, второе направление, третье направление и четвертое направление отличаются друг от друга; первая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль первых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, вторая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль вторых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, третья область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль третьих ответвляющихся участков во время приложения напряжения, и четвертая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль четвертых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, сформированы посредством первых ответвляющихся участков, вторых ответвляющихся участков, третьих ответвляющихся участков и четвертых ответвляющихся участков; и если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, изолированный участок окружен первой областью, второй областью, третьей областью и четвертой областью; и изолированный участок электрически соединен с периферийным участком соединительным участком, отличающимся от множества ответвляющихся участков, а не каким-либо из множества ответвляющихся участков, или электрически соединен с периферийным участком одним из первых ответвляющихся участков, одним из вторых ответвляющихся участков, одним из третьих ответвляющихся участков или одним из четвертых ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления концы всего множества ответвляющихся участков, которые расположены напротив периферийного участка, отделены от изолированного участка, и периферийный участок и изолированный участок электрически соединены друг с другом только одним соединительным участком.
В одном из вариантов осуществления концы всего множества ответвляющихся участков, которые расположены напротив периферийного участка, отделены от изолированного участка, и периферийный участок и изолированный участок электрически соединены друг с другом только двумя соединительными участками.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, эти два соединительных участка расположены так, что они симметричны друг другу относительно центра изолированного участка или центра пикселя.
В одном из вариантов осуществления изолированный участок электрически соединен только с одним из первых ответвляющихся участков, только с одним из вторых ответвляющихся участков, только с одним из третьих ответвляющихся участков и только с одним из четвертых ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, один из первых ответвляющихся участков и один из вторых ответвляющихся участков расположены так, что они симметричны одному из третьих ответвляющихся участков и одному из четвертых ответвляющихся участков относительно центра изолированного участка или линии, которая делит поровну пиксель на две части.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, изолированный участок имеет форму, которая симметрична относительно его центра или центра пикселя.
В одном из вариантов осуществления изолированный участок электрически соединен только с одним ответвляющимся участком из всех первых ответвляющихся участков, вторых ответвляющихся участков, третьих ответвляющихся участков и четвертых ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, внешний край изолированного участка окружен двумя из четырех областей первого пикселя и двумя из четырех областей второго пикселя, примыкающего к первому пикселю.
В одном из вариантов осуществления концы всего множества ответвляющихся участков, расположенных напротив периферийного участка, отделены от изолированного участка, и периферийный участок и изолированный участок электрически соединены друг с другом, причем ни один из множества ответвляющихся участков не соединен с другим.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, внешний край изолированного участка включает в себя первый конец, направленный к первой области, второй конец, направленный ко второй области, третий конец, направленный к третьей области, и четвертый конец, направленный к четвертой области; и первый конец включает в себя конечный участок, вытянутый вдоль первых ответвляющихся участков, второй конец включает в себя конечный участок, вытянутый вдоль вторых ответвляющихся участков, третий конец включает в себя конечный участок, вытянутый вдоль третьих ответвляющихся участков, и четвертый конец включает в себя конечный участок, вытянутый вдоль четвертых ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления первый конец вытянут в первом направлении, второй конец вытянут во втором направлении, третий конец вытянут в третьем направлении, и четвертый конец вытянут в четвертом направлении.
В одном из вариантов осуществления первый конец и третий конец вытянуты параллельно друг другу, и второй конец и четвертый конец вытянуты параллельно друг другу в направлении, отличающемся на 90° от направления первого конца.
В одном из вариантов осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя первую поляризующую пластину и вторую поляризующую пластину, которые расположены так, что содержат между собой жидкокристаллический слой. Ось поглощения первой поляризующей пластины и ось поглощения второй поляризующей пластины пересекаются перпендикулярно друг другу, и каждое из первого направления, второго направления, третьего направления и четвертого направления отличается на 45° от оси поглощения первой поляризующей пластины или второй поляризующей пластины.
В одном из вариантов осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя распорку, расположенную между подложкой TFT и противоположной подложкой. Если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, распорка расположена так, что она не перекрывает пиксельный электрод.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, каждый из множества пикселей является прямоугольным, и распорка расположена по меньшей мере в одном из четырех углов каждого из множества пикселей.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, около распорки часть периферийного участка пиксельного электрода вытянута перпендикулярно направлению, в котором вытянуто множество соответствующих ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, каждый из множества пикселей является прямоугольным, и распорка расположена в центральной позиции по меньшей мере одной из четырех сторон каждого из множества пикселей.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, около распорки часть периферийного участка пиксельного электрода вытянута вдоль направления, в котором вытянуто множество соответствующих ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя распорку, расположенную между подложкой TFT и противоположной подложкой. Если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, распорка расположена так, что она перекрывает пиксельный электрод.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, каждый из множества пикселей является прямоугольным, и распорка расположена по меньшей мере в одном из четырех углов каждого из множества пикселей.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, каждый из множества пикселей является прямоугольным, и распорка расположена в центральной позиции по меньшей мере одной из четырех сторон каждого из множества пикселей.
Другое жидкокристаллическое устройство отображения согласно настоящему изобретению, которое включает в себя множество пикселей, размещенных в матрице, включает в себя подложку TFT, включающую в себя пиксельные электроды, соответствующим образом сформированные в соответствие с множеством пикселей, TFT, соответствующим образом сформированные в соответствие с множеством пикселей, и изолирующий слой, в котором сформировано контактное отверстие для электрического соединения друг с другом каждого из электродов стока TFT и каждого из пиксельных электродов; противоположную подложку, включающую в себя противоположный электрод, обращенный к пиксельным электродам; и жидкокристаллический слой, расположенный между подложкой TFT и противоположной подложкой, жидкокристаллический слой содержит жидкокристаллические молекулы, имеющие отрицательную диэлектрическую анизотропию. Каждый из пиксельных электродов включает в себя периферийный участок, изолированный участок, включающий в себя участок, который электрически контактирует с электродом стока в контактном отверстии, множество главных участков, вытянутых от изолированного участка, и множество ответвляющихся участков, вытянутых от множества главных участков или от изолированного участка; множество ответвляющихся участков включает в себя множество первых ответвляющихся участков, вытянутых в первом направлении, множество вторых ответвляющихся участков, вытянутых во втором направлении, множество третьих ответвляющихся участков, вытянутых в третьем направлении, и множество четвертых ответвляющихся участков, вытянутых в четвертом направлении; первое направление, второе направление, третье направление и четвертое направление отличаются друг от друга; первая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль первых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, вторая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль вторых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, третья область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль третьих ответвляющихся участков во время приложения напряжения, и четвертая область, в которой жидкокристаллические молекулы ориентированы вдоль четвертых ответвляющихся участков во время приложения напряжения, сформированы посредством первых ответвляющихся участков, вторых ответвляющихся участков, третьих ответвляющихся участков и четвертых ответвляющихся участков; и если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, изолированный участок окружен первой областью, второй областью, третьей областью и четвертой областью; существует изолирующий участок между концами всего множества ответвляющихся участков и периферийным участком; и изолированный участок электрически соединен с периферийным участком соединительным участком, который отличается от множества ответвляющихся участков.
В одном из вариантов осуществления концы всех ответвляющихся участков, расположенных напротив главных участков или изолированного участка, отделены от периферийного участка, и периферийный участок и изолированный участок электрически соединены друг с другом только одним соединительным участком.
В одном из вариантов осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя первую поляризующую пластину и вторую поляризующую пластину, которые расположены так, что содержат между собой жидкокристаллический слой. Ось поглощения первой поляризующей пластины и ось поглощения второй поляризующей пластины пересекаются перпендикулярно друг другу, и каждое из первого направления, второго направления, третьего направления и четвертого направления отличаются на 45° от оси поглощения первой поляризующей пластины или второй поляризующей пластины.
В одном из вариантов осуществления жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно включает в себя распорку, расположенную между подложкой TFT и противоположной подложкой. Если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, распорка расположена так, что она не перекрывает пиксельный электрод.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, каждый из множества пикселей является прямоугольным, и распорка расположена в центральной позиции по меньшей мере одной из четырех сторон каждого из множества пикселей.
В одном из вариантов осуществления, если смотреть в направлении, вертикальном к поверхности подложки TFT, около распорки часть периферийного участка пиксельного электрода вытянута вдоль направления, в котором вытянуто множество соответствующих ответвляющихся участков.
Полезный эффект изобретения
Согласно настоящему изобретению, можно обеспечивать жидкокристаллическое устройство отображения, которое имеет свойства высокого коэффициента пропускания или большого угла обзора.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является видом в изометрии, на котором схематично показана структура жидкокристаллического устройства 100 отображения согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 является видом сверху, на котором схематично показана структура множества пикселей 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения.
Фиг. 3 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 4 является видом сечения, на котором показана структура сечения A-D пикселя 50, показанного на фиг. 3 в варианте осуществления 1.
Фиг. 5 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 1.
Фиг. 6 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 30 в варианте осуществления 1.
Фиг. 7 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 30A в первой разновидности варианта осуществления 1.
Фиг. 8 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 30B во второй разновидности варианта осуществления 1.
Фиг. 9 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 30C в третьей разновидности варианта осуществления 1.
Фиг. 10 является видом сверху, на котором показана разновидность конфигурации соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 1.
Фиг. 11 является видом сверху, на котором показана разновидность структуры пикселя 50 в одном из вариантов осуществления.
Фиг. 12 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 2 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 13 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 2.
Фиг. 14 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 230 в варианте осуществления 2.
Фиг. 15 является видом сверху, на котором показана разновидность конфигурации соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 2.
Фиг. 16 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 3 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 17 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 3.
Фиг. 18 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 330 в варианте осуществления 3.
Фиг. 19 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 330B, который является сравнительным примером для пиксельного электрода 330 в варианте осуществления 3.
Фиг. 20 является видом сверху, на котором показана разновидность конфигурации соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 3.
Фиг. 21 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 4 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 22 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 4.
Фиг. 23 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 430 в варианте осуществления 4.
Фиг. 24 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 5 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 25 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 5.
Фиг. 26 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 6 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 27 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 6.
Фиг. 28 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 630 в варианте осуществления 6.
Фиг. 29 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 630B в одной из разновидностей в варианте осуществления 6.
Фиг. 30 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 7 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 31 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 7.
Фиг. 32 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 730 в варианте осуществления 7.
Фиг. 33 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода типа «рыбья кость» 7 жидкокристаллического устройства отображения, описанного в патентном документе 2.
Осуществление изобретения
Далее структуры жидкокристаллических устройств 100 отображения типа с изменением ориентации относительно вертикали в вариантах осуществления согласно настоящему изобретению будут описаны со ссылкой на чертежи. Нужно отметить, что настоящее изобретение не ограничено приведенными далее вариантами осуществления.
Фиг. 1 - вид в изометрии, на котором схематично показана структура жидкокристаллического устройства 100 отображения, и фиг. 2 является видом сверху, на котором схематично показана структура множества пикселей 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения.
Как показано на фиг. 1, жидкокристаллическое устройство 100 отображения включает в себя подложку 10 TFT и противоположную подложку (CF подложку) 20, которые расположены друг напротив друга, между которыми содержится жидкокристаллический слой 21, поляризующие пластины 26 и 27, соответственно, расположенные снаружи от подложки 10 TFT и противоположной подложки 20, и блок подсветки 28 для вывода света для отображения к поляризующей пластине 26.
Жидкокристаллическое устройство 100 отображения является жидкокристаллическим устройством отображения типа с изменением ориентации относительно вертикали для обеспечения отображения в «нормально черном» режиме посредством пикселей 50, которые размещают, как показано на фиг. 2, в матрице в направлении X (направлении слева направо на данной фигуре) и в направлении Y (направлении сверху вниз на данной фигуре). Минимальный элемент отображения формируют из трех основных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B). Каждый из пикселей 50 соответствует зоне отображения одного цвета из R, G и B. Минимальный элемент отображения можно формировать из четырех или большего количества основных цветов (многоцветный дисплей). В таком случае каждый пиксель 50 соответствует зоне отображения одного цвета из множества основных цветов, которые формируют минимальный элемент отображения.
Подложка 10 TFT включает в себя множество линий сканирования (линий шины затвора) 14 и множество сигнальных линий (линий шины данных) 16, которые расположены так, что пересекаются перпендикулярно друг другу. Около каждого из пересечений множества линий 14 сканирования и множества сигнальных линий 16, в качестве активного элемента формируют TFT 12, соответствующий каждому пикселю 50. Каждый пиксель 50 включает в себя пиксельный электрод 30, который электрически соединен с электродом стока TFT 12 и сформирован, например, из ITO (оксида индия и олова) или IZO (оксида индия и цинка). Каждые две смежные линии 14 сканирования могут иметь между собой линию запоминающего конденсатора (также называют «линией шины запоминающего конденсатора» или «линией Cs») 18, которая вытянута параллельно линии 14 сканирования. Линии 14 сканирования и линии 18 запоминающего конденсатора можно менять местами друг с другом так, чтобы TFT 12 были расположены около соответствующих линий сканирования.
Каждая из множества линий 14 сканирования соединена с управляющей схемой 22 линии сканирования, показанной на фиг. 1, и каждая из множества сигнальных линий 16 соединена с управляющей схемой 23 сигнальной линии, показанной на фиг. 1. Управляющая схема 22 линии сканирования и управляющая схема 23 сигнальной линии соединены со схемой 24 управления. В соответствии с управлением с помощью схемы 24 управления, сигнал сканирования для включения или выключения TFT 12 обеспечивают от управляющей схемы 22 линии сканирования на соответствующую линию 14 сканирования. В соответствии с управлением с помощью схемы 24 управления, сигнал отображения (напряжение, которое будут прилагать к пиксельным электродам 30), обеспечивают от управляющей схемы 23 сигнальной линии ко множеству сигнальных линий 16.
Как описано далее со ссылкой на фиг. 4, противоположная подложка 20 включает в себя цветные фильтры 13, общий электрод (противоположный электрод) 25 и черную матрицу (BM) 11. В случае, когда жидкокристаллическое устройство 100 отображения обеспечивает отображение с помощью трех основных цветов, цветной фильтр 13 включают в себя R (красный) фильтр, G (зеленый) фильтр и B (синий) фильтр, каждый из которых расположен в соответствие с пикселем. Общий электрод 25 формируют так, чтобы он накрывал множество пиксельных электродов 30. В соответствии с разницей потенциалов, заданной между общим электродом 25 и каждым из пиксельных электродов 30, жидкокристаллические молекулы между этими электродами ориентируют в каждом пикселе, и таким образом обеспечивают отображение.
(Вариант осуществления 1)
Фиг. 3 - вид сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1 согласно настоящему изобретению. Фиг. 4 - вид сечения, на котором показана структура сечения A-D пикселя 50, показанного на фиг. 3. Фиг. 5 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 ниже пиксельного электрода 30 подложки TFT. Фиг. 6 - вид сверху, на котором схематично показана форма пиксельного электрода 30. Фиг. 5 и фиг. 6 показывают схему расположения распорок 40 в дополнение к конфигурации соединительных линий или пиксельного электрода 30.
Как показано на фиг. 3 - фиг. 5, подложка 10 TFT жидкокристаллического устройства 100 отображения включает в себя линии 14 сканирования, линии 18 запоминающего конденсатора, TFT 12, сигнальные линии 16, противоположные электроды 19 запоминающего конденсатора и пиксельные электроды типа «рыбья кость» 30, сформированные на прозрачной пластине. На линиях 14 сканирования и линиях 18 запоминающего конденсатора формируют изолирующую затвор пленку 15. Каждый TFT 12 формируют на соответствующей линии 14 сканирования с изолирующей затвор пленкой 15, вставленной между ними, и каждый противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора формируют на соответствующей линии 18 запоминающего конденсатора с изолирующей затвор пленкой 15, вставленной между ними. Каждая из линий 14 сканирования, линий 18 запоминающего конденсатора, сигнальных линий 16 и противоположных электродов 19 запоминающего конденсатора имеет структуру с одним слоем, сформированную из Al (алюминия), Ti (титана), TiN (нитрида титана), Mo (молибдена) и т.п. или их сплавов, или, альтернативно, имеет многослойную структуру, включающую в себя множество таких расположенных друг над другом металлических слоев.
Каждый TFT 12 включает в себя полупроводниковый слой 17, сформированный на изолирующей затвор пленке 15. Электрод истока TFT 12 электрически соединяют с соответствующей сигнальной линией 16, и электрод 46 стока TFT 12 электрически соединяют с соответствующим противоположным электродом 19 запоминающего конденсатора, как показано на фиг. 3 и фиг. 5. Часть линии 18 запоминающего конденсатора и противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора, которые расположены напротив друг друга и содержат между собой изолирующую затвор пленку 15, формируют запоминающий конденсатор. Как показано на фиг. 4, TFT 12, сигнальная линия 16 и противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора накрыты защитной изолирующей пленкой 43, и межслойную изолирующую пленку 44 формируют на защитной изолирующей пленке 43. Одна или обе из защитной изолирующей пленки 43 и межслойной изолирующей пленки 44 могут иногда упоминаться как «изолирующая пленка».
В защитной изолирующей пленке 43 и межслойной изолирующей пленке 44 формируют контактное отверстие 42, которое расположено выше противоположного электрода 19 запоминающего конденсатора. Электрод 46 стока TFT 12 и пиксельный электрод 30 электрически соединены друг с другом через контактное отверстие 42. Более конкретно, часть пиксельного электрода 30, которая сформирована на внутренней поверхности контактного отверстия 42, соединена с противоположным электродом 19 запоминающего конденсатора или электродом, вытянутым от противоположного электрода 19 запоминающего конденсатора в основании контактного отверстия 42, и таким образом пиксельный электрод 30 и электрод 46 стока электрически соединены друг с другом.
Как показано на фиг. 4, противоположная подложка 20 включает в себя общий электрод 25, цветной фильтр 13 и черную матрицу 11. Между подложкой 10 TFT и противоположной подложкой 20 расположен жидкокристаллический слой 21, содержащий нематические жидкокристаллические молекулы, имеющие отрицательную диэлектрическую анизотропию (Δε<0). Жидкокристаллический слой 21 имеет толщину 3,1 мкм. Предпочтительно, толщина жидкокристаллического слоя 21 равна 2,0 мкм или больше и 5,0 мкм или меньше. Жидкокристаллический слой 21 может содержать хиральное вещество. Хотя не показано, ориентирующую пленку (пленку обеспечения ориентации по вертикали) формируют на межслойной изолирующей пленке 44 и на пиксельных электродах 30 в подложке 10 TFT (на стороне жидкокристаллического слоя 21), и ориентирующую пленку (пленку обеспечения ориентации по вертикали) формируют на общем электроде 25 (на стороне жидкокристаллического слоя 21). С помощью воздействия ориентирующих пленок жидкокристаллические молекулы жидкокристаллического слоя 21 ориентируются вертикально относительно поверхности подложки 10 TFT или противоположной подложки 20 в отсутствии напряжения.
На ориентирующей пленке каждой подложки 10 TFT и противоположной подложки 20 можно формировать слой поддержания ориентации для обеспечения предварительного отклонения от вертикального положения жидкокристаллических молекул в отсутствии напряжения. Слой поддержания ориентации является полимерным слоем, который формируют следующим образом. Фотополимеризируемый мономер заранее смешивают с жидкокристаллическим материалом, и после того, как жидкокристаллическая ячейка сформирована, фотополимеризируемый мономер фотополимеризируют в состоянии, когда напряжение прилагают к жидкокристаллическому слою. Из-за слоев поддержания ориентации предварительное отклонение жидкокристаллических молекул в некотором направлении немного изменяется (например, приблизительно на 2-3°) от направления, вертикального к поверхности подложки, и данное направление ориентации (азимут предварительного отклонения) можно поддерживать (сохранять) даже в отсутствие напряжения. Эта технология упоминается как технология PSA (поддерживаемая с помощью полимера ориентация), и использование этой технологии может улучшать время реакции, относящееся к ориентации жидкокристаллических молекул во время приложения напряжения.
Между подложкой 10 TFT и противоположной подложкой 20 расположены столбчатые распорки 40, предназначенные для поддержания толщины жидкокристаллического слоя 21 в заданном значении или в заданном диапазоне. В данном варианте осуществления распорки расположены выше TFT 12 около четырех углов пиксельного электрода 30, который имеет приблизительно прямоугольную форму внешнего края.
Далее со ссылкой на фиг. 6 будут более подробно описаны пиксельный электрод 30 и распорки 40. В описании данного варианта осуществления направление, в котором вытянуты линии 14 сканирования (направление слева направо на данной фигуре), является направлением X, направление, в котором вытянуты сигнальные линии 16 (направление сверху вниз на данной фигуре), является направлением Y, и направление, вертикальное к поверхности подложек жидкокристаллического устройства 100 отображения, является направлением Z. Положительное направление X (направление слева направо на данной фигуре) является направлением азимутального угла 0°, и азимутальный угол определяют против часовой стрелки. Положительное направление Y (направление снизу вверх на данной фигуре) является направлением азимутального угла 90°.
Пиксельный электрод 30 включает в себя периферийный участок 36, который расположен вдоль его внешнего края, изолированный участок 32, сформированный так, что он накрывает контактное отверстие 42, если смотреть в направлении Z, и множество ответвляющихся участков 34, которые вытянуты от периферийного участка 36 внутрь в пикселе 50. Периферийный участок 36 включает в себя участки, вытянутые в направлении X, и участки, вытянутые в направлении Y. Множество ответвляющихся участков 34 сформировано из множества первых ответвляющихся участков 34A, вытянутых в направлении 225° (в первом направлении) от периферийного участка 36, из множества вторых ответвляющихся участков 34B, вытянутых в направлении 315° (во втором направлении) от периферийного участка 36, из множества третьих ответвляющихся участков 34C, вытянутых в направлении 45° (в третьем направлении) от периферийного участка 36, и множества четвертых ответвляющихся участков 34D, вытянутых в направлении 135° (в четвертом направлении) от периферийного участка 36.
Изолированный участок 32 электрически соединен с периферийным участком 36 одним соединительным участком 38 пиксельного электрода 30, вытянутого от периферийного участка 36, а не каким-либо из множества ответвляющихся участков 34. Самая узкая часть соединительного участка 38 имеет длину 6,0 мкм. Такая длина самой узкой части препятствует тому, чтобы соединение 38 было сломано, что может уменьшать выпуск дефектных изделий. Кроме того, все ответвляющиеся участки 34 соединены с периферийным участком 36. Поэтому, даже если часть периферийного участка 36 будет сломана, то все ответвляющиеся участки 34 могут обеспечиваться напряжением. То есть периферийный участок 36 действует в качестве резервного средства для обеспечения напряжения (или средства для предотвращения отключения обеспечения напряжения) к ответвляющимся участкам 34.
Ни один из концов всего множества ответвляющихся участков 34 напротив периферийного участка 36 не соединен ни с каким другим участком пиксельного электрода или с изолированным участком 32. А именно, существует изолирующий участок (или участок отсутствия электрода) между концами всего множества ответвляющихся участков 34 и изолированным участком 32. Все множество ответвляющихся участков 34 имеет идентичную ширину, и все они имеют одинаковую ширину по всей длине. Ширина каждого ответвляющегося участка 34 равна 3,5 мкм. Предпочтительно, ширина каждого ответвляющегося участка 34 находится в диапазоне 1,0 мкм или больше и 5,0 мкм или меньше.
Относительно каждого из ответвляющихся участков 34A-34D с первого по четвертый, каждые два смежных ответвляющихся участка имеют между собой ответвляющийся разрез (участок без материала электрода). Каждый ответвляющийся разрез вытянут вдоль смежных первых ответвляющихся участков 34A, вторых ответвляющихся участков 34B, третьих ответвляющихся участков 34C или четвертых ответвляющихся участков 34D. Каждый ответвляющийся разрез имеет ширину 3,0 мкм. Предпочтительно, ширина каждого ответвляющегося разреза находится в диапазоне 1,0 мкм или больше и 5,0 мкм или меньше.
Между первыми ответвляющимися участками 34A и четвертыми ответвляющимися участками 34D, и между вторыми ответвляющимися участками 34B и третьими ответвляющимися участками 34C формируют главные разрезы так, чтобы они были вытянуты по прямой линии, которая делит поровну пиксельный электрод 30 на две части в направлении Y. Между третьими ответвляющимися участками 34C и четвертыми ответвляющимися участками 34D формируют главный разрез так, чтобы он был вытянут по прямой линии, которая делит поровну пиксельный электрод 30 на две части в направлении X. Главные разрезы имеют ширину 3,5 мкм. Когда ширина главных разрезов - 2,0 мкм или меньше, жидкокристаллические молекулы могут нежелательно ориентироваться в направлении, противоположном необходимому направлению, от главных разрезов, как от отправной точки во время приложения напряжения. Поэтому, ширина главных разрезов предпочтительно больше 2,0 мкм.
Граница между каждыми двумя пиксельными электродами 30, расположенными рядом друг с другом в направлении Y, находится на линии 14 сканирования, и граница между каждыми двумя пиксельными электродами 30, расположенными рядом друг с другом в направлении X, находится на сигнальной линии 16. Каждые два смежных пиксельных электрода 30 отделены друг от друга расстоянием 3,5 мкм. Предпочтительно, это расстояние равно 6,0 мкм или меньше для расширения границы между двумя смежными пиксельными электродами 30 и таким образом - для увеличения зоны, которая обеспечивает отображение.
Когда напряжение прилагают к жидкокристаллическим молекулам 52, четыре жидкокристаллические домена 35A, 35B, 35C и 35D ориентации формируют с помощью первых ответвляющихся участков 34A, вторых ответвляющихся участков 34B, третьих ответвляющихся участков 34C и четвертых ответвляющихся участков 34D. Жидкокристаллические молекулы 52 ориентируют вдоль первых ответвляющихся участков 34A в домене 35A ориентации, вдоль вторых ответвляющихся участков 34B в домене 35B ориентации, вдоль третьих ответвляющихся участков 34C в домене 35C ориентации и вдоль четвертых ответвляющихся участков 34D в домене 35D ориентации. Нужно отметить, что направления, в которых жидкокристаллические молекулы 52 наклонены в доменах 35A, 35B, 35C и 35D ориентации во время приложения напряжения, соответственно, являются противоположными указанным выше первому, второму, третьему и четвертому направлениям. Как показано на фиг. 6, каждая из жидкокристаллических молекул наклонена таким образом, что ее вершина (конец на стороне противоположной подложки 20) направлена к периферийному участку 36 пиксельного электрода 30.
Как показано на фиг. 6, оси 48 и 49 поглощения поляризующих пластин 26 и 27 вытянуты в направлении X и направлении Y. Направления осей 48 и 49 поглощения отличаются на 45° от любого из направлений с первого по четвертое. Соответственно, направление ориентации жидкокристаллических молекул в каждом домене ориентации отличается на 45° от направлений осей 48 и 49 поглощения. С помощью этого реализуют дисплей с небольшой зависимостью от угла наблюдения.
Если смотреть в направлении Z, внешний край 32S изолированного участка 32 расположен напротив всех четырех доменов 35A, 35B, 35C и 35D. Ни один из концов первых ответвляющихся участков 34A, вторых ответвляющихся участков 34B, третьих ответвляющихся участков 34C и четвертых ответвляющихся участков 34D (все вместе называют «множество ответвляющихся участков») не соединен с изолированным участком 32. Поэтому существует промежуток (разрез, или участок отсутствия электрода) между внешним краем 32S изолированного участка 32 и множеством ответвляющихся участков. Из-за этого промежутка на жидкокристаллические молекулы 52 в каждом из доменов ориентации не сильно влияет электрическое поле, сгенерированное на изолированном участке 32 во время приложения напряжения. Поэтому, нарушение ориентации жидкокристаллических молекул в каждом домене ориентации можно уменьшать. Это реализует дисплей, имеющий свойства высокого коэффициента пропускания или большого угла обзора. Для обеспечения превосходного отображения, предпочтительно, чтобы по меньшей мере 80% внешнего края 32S изолированного участка 32 были окружены промежутком.
Линии 14 сканирования, сигнальные линии 16, линии 18 запоминающего конденсатора и противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора блокируют свет. В данном варианте осуществления каждый из промежутков между двумя пиксельными электродами 30 находится выше линий 14 сканирования и сигнальных линий 16, главные разрезы находятся выше линий 18 запоминающего конденсатора, и изолированные участки 32 находятся выше противоположных электродов 19 запоминающего конденсатора. Промежутки, главные разрезы и изолированные участки 32 не очень сильно воздействуют на яркость. Поэтому, в данном варианте осуществления обеспечивают превосходное отображение, при котором яркость, которая уменьшается из-за металлических линий, не очень сильно уменьшается.
Если смотреть в направлении Z, пиксель 50 является прямоугольным, и распорки 40 расположены в четырех углах пикселя 50 так, что они не перекрывают пиксельный электрод 30. Четыре угла пиксельного электрода 30 вырезают изнутри (отрезают четыре угла), и участок периферийного участка 36 около каждой распорки 40 включает в себя участок 36S, вытянутый параллельно внешнему краю распорки 40. Участок 36S периферийного участка 36 вытянут перпендикулярно направлению, в котором вытянуто множество ответвляющихся участков 34 вблизи него. Из-за участков 36S периферийного участка 36, жидкокристаллические молекулы в каждом из углов могут ориентироваться в направлении, которое ближе к перпендикулярному направлению по отношению к направлению, в котором вытянуты соответствующие ответвляющиеся участки 34, во время приложения напряжения. Поэтому можно обеспечивать отображение с высокой яркостью.
Так как распорки 40 расположены в углах, одна из боковых поверхностей каждой распорки 40 на стороне пиксельного электрода 30 перпендикулярна направлению, в котором вытянуты ответвляющиеся участки 34 около соответствующей распорки 40. А именно, в каждом из углов направление ориентации жидкокристаллических молекул, заданное с помощью электрического поля, сгенерированного множеством ответвляющихся участков 34 и промежутками между ними, или направление ориентации жидкокристаллических молекул, заданное с помощью полимерного слоя, сформированного для поддержания (хранения) начальной ориентации жидкокристаллических молекул, не противодействует направлению ориентации жидкокристаллических молекул, заданному распоркой 40 и ориентирующей пленкой на ее поверхности, во время приложения напряжения. Поэтому, зона около каждой распорки 40, в которой нарушена ориентация жидкокристаллических молекул, может быть уменьшена. В результате можно обеспечивать превосходное отображение, имеющее высокую яркость без зернистости. Кроме того, так как между распорками 40 и пиксельным электродом 30 присутствуют промежутки, предотвращают передачу нарушения ориентации жидкокристаллических молекул, которое вызвано поверхностями каждой распорки 40, кроме поверхности, перпендикулярной направлению, в котором вытянуты соответствующие ответвляющиеся участки 34, к жидкокристаллическим молекулам на пиксельном электроде 30.
В данном варианте осуществления распорки 40 расположены во всех четырех углах пикселя 50, но не требуется, чтобы распорки 40 были расположены во всех углах. Схема расположения распорок 40 может отличаться для каждого пикселя 50. Не требуется, чтобы все распорки 40 имели одинаковый размер или форму. В данном варианте осуществления распорки 40 имеют восьмиугольное сечение, но нет никакого ограничения на форму сечения распорок 40. Например, распорки 40 могут иметь сечение любой другой многоугольной формы или цилиндрическое сечение.
На TFT 12 расположена черная матрица 11 так, что она накрывает TFT 12. Присутствие распорок 40 может нежелательно изменять ориентацию жидкокристаллических молекул 52 около распорок 40, и это может приводить к несоответствующей передаче света, что может ухудшать качество отображения. Однако, так как распорки 40 расположены выше TFT 12, такой передаваемый свет блокируют черной матрицей 11, и таким образом предотвращают ухудшение качества отображения.
Так как распорки 40 не перекрывают пиксельный электрод 30, даже если давление применяют к жидкокристаллическому устройству 100 отображения во время его изготовления или использования, распорки 40 не контактируют с пиксельным электродом 30. Поэтому, предотвращают случаи, когда пиксельный электрод 30 ломается или расслаивается, что уменьшает ток утечки или изменение толщины ячейки.
В данном варианте осуществления, если смотреть в направлении Z, каждая линия 14 сканирования перекрывает периферийный участок 36 пиксельного электрода 30. Поэтому, электрическое поле, которое рассеивается от линии 14 сканирования, блокируют с помощью периферийного участка 36. Это уменьшает неправильную ориентацию жидкокристаллических молекул 52 или генерацию нежелательных мерцаний в зоне отображения, что обеспечивает высококачественное отображение. Так как противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора расположен также на линии 14 сканирования, обеспечивают большой запоминающий конденсатор. Так как противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора может также блокировать электрическое поле, которое рассеивается от линии 14 сканирования, можно обеспечивать еще более высокое качество отображения.
Далее со ссылкой на фиг. 7 будет описан пиксельный электрод 30A в первой разновидности жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1.
В отношении каждой из последующих разновидностей и вариантов осуществления идентичные элементы или элементы, имеющие идентичные функциональные особенности по отношению к функциональным особенностям жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1, будут иметь идентичные ссылочные позиции, и описание этих элементов и воздействий, обеспечиваемых этими элементами, опущено. Жидкокристаллические устройства 100 отображения в разновидностях и вариантах осуществления включают в себя те же самые элементы, если никакое отличие не показано и не описано на данной фигуре.
Пиксельный электрод 30A в первой разновидности включает в себя два соединительных участка 38A и 38B для электрического соединения изолированного участка 32 и периферийного участка 36 друг с другом. Концы всех ответвляющихся участков 34 отделены от изолированного участка 32. Внешний край периферийного участка 36 окружен промежутком за исключением соединительных участков 38A и 38B.
Если смотреть в направлении Z, соединительный участок 38A и соединительный участок 38B расположены так, что они симметричны друг другу относительно центра изолированного участка 32, центра пиксельного электрода 30 или центра пикселя 50. Поэтому, даже если небольшое нарушение ориентации возникает из-за соединительных участков 38A и 38B, то величина нарушения ориентации может быть равномерной среди доменов 35A-35D ориентации. Соответственно, коэффициент пропускания является относительно равномерным среди доменов 35A-35D ориентации, что реализует дисплей со свойствами большого угла обзора.
Так как обеспечивают два соединительных участка 38A и 38B, даже если один из соединительных участков сломан, все ответвляющиеся участки 34 можно обеспечивать напряжением с помощью другого соединительного участка. У этого есть преимущество, что ухудшение качества, несомненно, не происходит.
Далее со ссылкой на фиг. 8 будет описан пиксельный электрод 30B во второй разновидности жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1.
В пиксельном электроде 30B во второй разновидности изолированный участок 32 и периферийный участок 36 электрически соединены друг с другом одним ответвляющимся участком 34AC из первых ответвляющихся участков 34A, одним ответвляющимся участком 34BC из вторых ответвляющихся участков 34B, одним ответвляющимся участком 34CC из третьих ответвляющихся участков 34C и одним ответвляющимся участком 34DC из вторых ответвляющихся участков 34D.
Если смотреть в направлении Z, ответвляющиеся участки 34AC и 34BC сформированы симметрично ответвляющимся участкам 34CC и 34DC относительно линии, которая делит поровну изолированный участок 32 или пиксель 50 на две части в направлении Y (центральной линии пикселя 50, вытянутой в направлении X). Ответвляющиеся участки 34AC и 34DC сформированы симметрично ответвляющимся участкам 34BC и 34CC относительно линии, которая делит поровну изолированный участок 32 или пиксель 50 на две части в направлении X (центральной линии пикселя 50, вытянутой в направлении Y). Располагая ответвляющиеся участки 34A-34D симметрично друг относительно друга таким образом, коэффициент пропускания можно делать одинаковым среди доменов 35A-35D ориентации, и таким образом можно улучшать свойства угла обзора.
Кроме того, эти четыре ответвляющихся участка 34AC, 34BC, 34CC и 34DC контактируют с изолированным участком 32. Поэтому, даже если один - три из этих четырех ответвляющихся участков будут сломаны, все ответвляющиеся участки 34 можно обеспечивать напряжением с помощью другого ответвляющегося участка (ов). Соответственно, ухудшение качества, несомненно, не возникает.
Далее со ссылкой на фиг. 9 будет описан пиксельный электрод 30C в третьей разновидности жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 1.
Пиксельный электрод 30C в третьей разновидности формируют так, чтобы он имел прямоугольный внешний край. Четыре угла 36E периферийного участка 36 не обрезают в отличие от электрода пикселя 30, а изгибают под прямым углом. Если смотреть в направлении Z, распорки 40 перекрывают углы 36E пиксельного электрода 30C. Пиксельный электрод 30C имеет большую зону, которая обеспечивает отображение, чем пиксельный электрод 30, и таким образом можно обеспечивать отображение, имеющее более высокую яркость.
Далее со ссылкой на фиг. 10 будет описана разновидность конфигурации соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 1.
В этой разновидности противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора в основном формируют на линии 18 запоминающего конденсатора, и не формируют на линии 14 сканирования пикселя 50. В случае, когда, например, в системе жидкокристаллического дисплея применяют ввод сигнала AC (переменного тока) на общий электрод 25 и ввод сигнала DC (постоянного тока) на линию 14 сканирования во время периода выключения сигнала затвора TFT 12, паразитная емкость, сформированная линией 14 сканирования и противоположным электродом 19 запоминающего конденсатора, может уменьшать эффективное значение напряжения во время периода, когда напряжение сохраняют в жидкокристаллическом слое 21. У этой разновидности есть преимущество, что такое уменьшение напряжения, прилагаемого к жидкокристаллическому слою из-за паразитной емкости, можно ослаблять. Кроме того, в этой разновидности можно уменьшать нагрузку на линии 14 сканирования и, таким образом, можно обеспечивать сокращение потребляемой мощности.
Далее со ссылкой на фиг. 11 будет описана разновидность структуры пикселя 50 в варианте осуществления 1.
В этой разновидности противоположные электроды 19 запоминающего конденсатора формируют на линии запоминающего конденсатора 18 и на линии 14 сканирования. Однако, если смотреть в направлении Z, противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора на линии 14 сканирования не перекрывает периферийный участок 36 пиксельного электрода 30.
Когда противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора одного пикселя 50 перекрывает пиксельный электрод 30 другого пикселя 50, смежного с первым пикселем 50, может возникать относительно большая паразитная емкость по сравнению с пиксельным электродом 30 другого пикселя 50. В случае, когда, например, используют управляющую систему инвертирования полярности напряжения, которое будут прилагать к пиксельному электроду 30 на каждой третьей линии 14 сканирования, когда паразитная емкость является большой, возникает относительно большая разница между прилагаемым напряжением, сохраненным противоположными электродами 19 запоминающего конденсатора на двух внешних линиях 14 сканирования из трех линий 14 сканирования, и прилагаемым напряжением, сохраненным противоположным электродом 19 запоминающего конденсатора на центральной линии 14 сканирования из трех линий 14 сканирования. В частности, в случае жидкокристаллического устройства отображения, в котором цветные фильтры трех основных цветов размещают в направлении Y, когда существует разность между прилагаемыми напряжениями, сохраненными в различных пикселях 50, может возникнуть дефект, когда кажется, что шкала серого цвета имеет оттенок определенного цвета.
Согласно данной разновидности, прилагаемые напряжения, сохраненные в различных пикселях 50, не сильно отличаются. Поэтому, можно обеспечивать более высокое качество отображения.
(Вариант осуществления 2)
Далее со ссылкой на фиг. 12 - фиг. 14 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 2 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 12 является видом сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 2. Фиг. 13 является видом сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 2. Фиг. 14 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 230 в варианте осуществления 2.
Пиксельный электрод 230 в варианте осуществления 2 не включает в себя соединительный участок 38, который включает в себя пиксельный электрод 30 в варианте осуществления 1, и изолированный участок 32 соединен с периферийным участком 36 только одним ответвляющимся участком 34BC из вторых ответвляющихся участков 34B. Так как соединительный участок 38 не формируют, можно увеличивать зону пикселя, которая обеспечивает отображение. Поэтому реализуют отображение, имеющее более высокую яркость. Один ответвляющийся участок, который соединяет изолированный участок 32 и периферийный участок 36 друг с другом, не обязательно должен быть одним из вторых ответвляющихся участков 34B, а может быть одним из первых ответвляющихся участков 34A, одним из третьих ответвляющихся участков 34C или одним из четвертых ответвляющихся участков 34D.
В данном варианте осуществления распорки 40 расположены так, что они сдвинуты, например, на 7 мкм в направлении Y от распорок 40 в варианте осуществления 1. Около каждой распорки 40 периферийный участок 36 включает в себя участок 36S, вытянутый перпендикулярно направлению, в котором вытянуты соответствующие ответвляющиеся участки 34. Из-за этого предотвращают передачу нарушения ориентации жидкокристаллических молекул около распорки 40 к жидкокристаллическим молекулам на пиксельном электроде 230.
Для каждых двух пикселей, примыкающих друг к другу в направлении Y, используют цветные фильтры 13 различных цветов. Граница между такими двумя пикселями 50 является границей между двумя цветными фильтрами 13 различных цветов на противоположной подложке 20. На этапе формирования цветных фильтров 13, цветные фильтры 13 двух цветов могут перекрываться на границе из-за сдвига позиций формирования. Когда это происходит, может быть сформирован слой цветного фильтра, имеющий большую толщину, чем заданная толщина.
В данном варианте осуществления, если смотреть в направлении Z, граница между цветным фильтром 13 не перекрывает распорку 40. Соответственно, даже если слой цветного фильтра, имеющий толщину, которая больше заданной толщины, будет сформирован на границе между цветными фильтрами 13, то это не сделает толщину жидкокристаллического слоя 21 больше заданной толщины. Поэтому, жидкокристаллические устройства отображения, обеспечивающие высокое качество отображения, можно изготавливать при высокой экономической эффективности производства. Кроме того, не требуется формировать наносимую пленку и т.п. для укрепления слоя, на котором необходимо обеспечивать распорку 40. Поэтому можно изготавливать жидкокристаллические устройства отображения с низкой себестоимостью.
Толщина жидкокристаллического слоя 21 приблизительно равна 2,0 мкм или больше и приблизительно 5,0 мкм или меньше. В случае, когда, например, цветные фильтры, имеющие толщину 2,0 мкм, перекрывают друг друга, и распорка 40 расположена ниже перекрывающихся цветных фильтров, появляется существенное отличие в толщине жидкокристаллического слоя 21, и качество отображения ухудшается. В данном варианте осуществления, даже если цветные фильтры перекрывают друг друга, то можно предотвращать такое неблагоприятное влияние на отображение.
Со ссылкой на фиг. 15 будет описана разновидность конфигурации соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 2.
В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения в варианте осуществления 2 противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора не формируют на линии 14 сканирования. В отличие от этого, согласно конфигурации соединительных линий данной разновидности, противоположные электроды 19 запоминающего конденсатора формируют на линии 14 сканирования и линии 18 запоминающего конденсатора, как в варианте осуществления 1.
(Вариант осуществления 3)
Далее со ссылкой на фиг. 16 - фиг. 19 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 3 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 16 - вид сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 3. Фиг. 17 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 3. Фиг. 18 - вид сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 330 в варианте осуществления 3. Фиг. 19- вид сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 330B, который является сравнительным примером пиксельного электрода 330.
В пикселе 50 в варианте осуществления 3 распорка 40 расположена в центральной позиции каждой из двух сторон пикселя 50, вытянутых в направлении Y. Линия 18 запоминающего конденсатора проходит так, чтобы она не проходила ниже TFT 12. Противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора на линии 18 запоминающего конденсатора и противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора на линии 14 сканирования соединены друг с другом на правой стороне из четырех сторон пикселя 50. За исключением этих точек, данный вариант осуществления в основном имеет ту же самую структуру, как структура варианта осуществления 2, и обеспечивает тот же самый результат, как результат в варианте осуществления 2. Так как пиксельный электрод 330 может иметь форму, в которой верхняя половина и нижняя половина симметричны друг другу, можно обеспечивать дисплей с небольшой зависимостью от угла наблюдения.
Пиксельный электрод 330B, показанный на фиг. 19 в качестве сравнительного примера, не имеет вырезанной части около каждой распорки 40. Поэтому, жидкокристаллические молекулы 52 около правой и левой сторон из четырех сторон пиксельного электрода 330B легко ориентируют вдоль направления сверху вниз (к распоркам 40) с помощью воздействия распорок 40. Так как это направление отличается от направления ориентации жидкокристаллических молекул, упорядоченных с помощью ответвляющихся участков 34, коэффициент пропускания уменьшается.
В данном варианте осуществления периферийный участок 36 имеет множество указанных выше участков 36S, и существует промежуток между каждой распоркой 40 и периферийным участком 36. Поэтому, ориентация жидкокристаллических молекул, несомненно, не нарушается, и таким образом реализуют отображение, имеющее более высокую яркость. В сравнении, проводимом при помощи жидкокристаллических устройств отображения типа 4,3 (размер точки: 198 мкм x 66 мкм), жидкокристаллическое устройство отображения, использующее пиксельный электрод 330 в данном варианте осуществления, обеспечивало коэффициент пропускания на 1,5% выше, чем жидкокристаллическое устройство отображения, использующее пиксельный электрод 330B сравнительного примера.
Далее со ссылкой на фиг. 20 будет описана разновидность конфигурации пиксельной линии 50 в варианте осуществления 3.
Согласно конфигурации соединительных линий данной разновидности, противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора, соединенный с электродом 46 стока, формируют на линии 18 запоминающего конденсатора, а не на линии 14 сканирования. На линии 14 сканирования формируют электрод 19B, который электрически отделен от электрода 46 стока и также от противоположного электрода 19 запоминающего конденсатора.
В случае, когда самый верхний слой линии 14 сканирования формируют из Al или сплава Al, или в случае, когда всю линию 14 сканирования формируют из одного слоя Al или сплава Al, внешний свет, падающий со стороны противоположной подложки 20, может иногда отражаться линией 14 сканирования, уменьшая контраст или вызывая оттенок определенного цвета. Такое ухудшение качества отображения, вызванное внешним светом, можно уменьшать, обеспечивая на линии 14 сканирования непрозрачную пленку, сформированную из материала, имеющего более низкий коэффициент отражения.
(Вариант осуществления 4)
Далее со ссылкой на фиг. 21 - фиг. 23 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 4 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 21 - вид сверху, на котором показана структуру пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 4. Фиг. 22 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 4. Фиг. 23 - вид сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 430 в варианте осуществления 4.
В варианте осуществления 4 изолированный участок 32 и контактное отверстие 42 формируют в позиции, которая расположена около границы между каждыми двумя пиксельными электродами 430, смежными друг с другом в направлении Y, и также находится около центра пикселя 50 в направлении X. Изолированный участок 32 окружен четырьмя областями, а именно, третьей областью 35C и четвертой областью 35D пикселя 50 (первого пикселя) и первой областью 35A и второй областью 35B пикселя 50 (второго пикселя), примыкающего к первому пикселю в направлении Y.
Концы всех ответвляющихся участков 34 напротив периферийного участка 36 отделены от изолированного участка 32, и периферийный участок 36 и изолированный участок 32 непосредственно соединены друг с другом в двух позициях. В данном случае эти две позиции будут упоминаться как соединительные участки 38A и 38B.
Если смотреть в направлении Z, внешний край 32S изолированного участка 32 включают в себя первый край, расположенный напротив первой области 35A второго пикселя, второй край, расположенный напротив второй области 35B второго пикселя, третий край, расположенный напротив третьей области 35C первого пикселя, и четвертый край, расположенный напротив четвертой области 35D первого пикселя. Первый край включает в себя участок, вытянутый вдоль первых ответвляющихся участков 34A, второй край включает в себя участок, вытянутый вдоль вторых ответвляющихся участков 34B, третий край включает в себя участок, вытянутый вдоль третьих ответвляющихся участков 34C, и четвертый край включает в себя участок, вытянутый вдоль четвертых ответвляющихся участков 34D.
Соответственно, необходимую ориентацию жидкокристаллических молекул также обеспечивают с помощью внешнего края 32S изолированного участка 32. В результате реализуют высококачественное отображение, в котором подавляют нарушение ориентации жидкокристаллических молекул, вызванное внешним краем 32S. Так как изолированный участок 32 и периферийный участок 36 не имеют между собой узкого соединительного участка, существует преимущество, что линии пиксельного электрода 430 нелегко сломать.
(Вариант осуществления 5)
Далее со ссылкой на фиг. 24 и фиг. 25 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 5 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 24 - вид сверху, на котором показана структуру пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 5. Фиг. 25 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 5.
В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения в варианте осуществления 5 линия 14 сканирования вытянута в направлении X через центр пикселя 50, и линия 18 запоминающего конденсатора вытянута в направлении X вдоль границы между каждыми двумя пикселями 50, смежными друг с другом в направлении Y. Противоположный электрод 19 запоминающего конденсатора формируют на линии 18 запоминающего конденсатора.
Согласно данной конфигурации соединительных линий, главный разрез пиксельного электрода 530 расположен выше линии 14 сканирования. Поэтому, нагрузку на линии 14 сканирования можно уменьшать, что обеспечивает сокращение потребляемой мощности. Форму любого из пиксельных электродов, описанных в вариантах осуществления 1-3, можно применять с данным вариантом осуществления.
Схема расположения распорок 40 в данном варианте осуществления является такой же, как схема расположения в варианте осуществления 3, и соответственно, ее не описывают. Любую схему расположения распорок 40, описанную в вариантах осуществления 1 и 2, можно применять с данным вариантом осуществления.
(Вариант осуществления 6)
Далее со ссылкой на фиг. 26 - фиг. 28 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 6 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 26 - вид сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 6. Фиг. 27 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 6. Фиг. 28 - вид сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 630 в варианте осуществления 6.
Пиксельный электрод 630 включает в себя периферийный участок 36, изолированный участок 32 и множество ответвляющихся участков 34, вытянутых от периферийного участка 36 внутрь в пикселе 50. Множество ответвляющихся участков 34 формируют из множества первых ответвляющихся участков 34A, вытянутых в направлении 315° от периферийного участка 36, из множества вторых ответвляющихся участков 34B, вытянутых в направлении 225° от периферийного участка 36, из множества третьих ответвляющихся участков 34C, вытянутых в направлении 135° от периферийного участка 36, и из множества четвертых ответвляющихся участков 34D, вытянутых в направлении 45° от периферийного участка 36.
Изолированный участок 32 является в общем случае квадратным и соединен с периферийным участком 36 одним соединительным участком 38, а не каким-либо из множества ответвляющихся участков 34. Внешний край 32S изолированного участка 32 включают в себя четыре конца, соответствующим образом вытянутых параллельно ответвляющимся участкам 34A-34D. Соответственно, необходимую ориентацию жидкокристаллических молекул также обеспечивают с помощью внешнего края 32S. В результате можно значительно уменьшать нарушение ориентации, вызванное присутствием изолированного участка 32.
Для обеспечения высококачественного дисплея, имеющего высокий коэффициент пропускания без зернистости, более предпочтительно, чтобы изолированный участок 32 был меньше. В данном варианте осуществления межслойная изолирующая пленка 44 имеет толщину 3,0 мкм. Контактное отверстие 42 имеет размер 10,5 мкм x 7,5 мкм, если смотреть в направлении Z. Каждый из прямых линейных участков внешнего края 32S имеет длину 18,0 мкм. Изолированный участок 32 можно формировать так, чтобы он был меньше, формируя межслойную изолирующую пленку 44 так, чтобы она была более тонкой, и делая контактное отверстие 42 меньше. Например, толщина межслойной изолирующей пленки 44 может быть 1,0 мкм, размер контактного отверстия может быть 4,0 мкм x 4,0 мкм, и длина каждого из прямых линейных участков внешнего края 32S может быть 8,0 мкм.
В отличие от этого, изолированный участок 32 можно формировать так, чтобы он был большим. Фиг. 29 является видом сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 630B в разновидности варианта осуществления 6. Изолированный участок 32 пиксельного электрода 630B больше изолированного участка 32 описанного выше пиксельного электрода 630. Каждый из прямых линейных участков внешнего края 32S изолированного участка 32 пиксельного электрода 630B имеет длину 31 мкм. Эта структура позволяет краю ориентации изолированного участка 32 для контактного отверстия 42 быть большим. Поэтому во время формирования изолированного участка 32 с помощью фотолитографии, избегают ситуацию, когда слой ниже контактного отверстия 42 (например, слой электрода стока) не может быть в достаточной степени закрыт резистивным материалом, используемым для формирования скрытого изображения для формирования изолированного участка 32, и таким образом экспонируется, что приводит к тому, что он подвергается воздействию травильного раствора. Так как такую ситуацию избегают, можно уменьшать сокращение выпуска продукции и т.п.
При структуре, показанной на фиг. 28, самое короткое расстояние между внешним краем 32S изолированного участка 32 и контактным отверстием 42 равно 2,6 мкм. В отличие от этого, при структуре, показанной на фиг. 29, самое короткое расстояние равно 9,2 мкм. Контактное отверстие 42 можно формировать так, чтобы оно было большим. В таком случае, даже там, где межслойная изолирующая пленка 44 толще 3,0 мкм, можно устранять указанный выше дефект, который может происходить во время фотолитографии.
В сравнении, проводимом при помощи жидкокристаллических устройств отображения типа 4,3, жидкокристаллическое устройство отображения, использующее пиксельный электрод 630, включающий в себя меньший изолированный участок 32, обеспечивает отображение, которое имеет коэффициент пропускания на 10% выше и меньше зернистости, чем жидкокристаллическое устройство отображения, использующее пиксельный электрод 630B, имеющий больший изолированный участок 32.
Конфигурация соединительных линий данного варианта осуществления является такой же, как конфигурация соединительных линий в варианте осуществления 5, и, соответственно, ее не описывают. Любую из конфигураций соединительных линий и любую из схем расположения распорок 40, которые описаны в вариантах осуществления 1-4, можно применять с данным вариантом осуществления.
(Вариант осуществления 7)
Далее со ссылкой на фиг. 30 - фиг. 32 будет описано жидкокристаллическое устройство 100 отображения в варианте осуществления 7 согласно настоящему изобретению.
Фиг. 30 - вид сверху, на котором показана структура пикселя 50 жидкокристаллического устройства 100 отображения в варианте осуществления 7. Фиг. 31 - вид сверху, на котором показана конфигурация соединительных линий пикселя 50 в варианте осуществления 7. Фиг. 32 - вид сверху, на котором показана форма пиксельного электрода 730 в варианте осуществления 7.
Пиксельный электрод 730 включает в себя периферийный участок 36, изолированный участок 32, главные участки 31A и 31B, вытянутые в направлениях 0° и 180° от изолированного участка 32, и множество ответвляющихся участков 34, вытянутых от главных участков 31A или 31B или от изолированного участка 32. Множество ответвляющихся участков 34 сформировано из множества первых ответвляющихся участков 34A, вытянутых в направлении 45°, из множества вторых ответвляющихся участков 34B, вытянутых в направлении 135°, из множества третьих ответвляющихся участков 34C, вытянутых в направлении 225°, и из множества четвертых ответвляющихся участков 34D, вытянутых в направлении 315°.
Когда напряжение прилагают к жидкокристаллическим молекулам 52, четыре домена 35A, 35B, 35C и 35D ориентации формируют с помощью первых ответвляющихся участков 34A, вторых ответвляющихся участков 34B, третьих ответвляющихся участков 34C и четвертых ответвляющихся участков 34D.
Ни один из концов множества ответвляющихся участков 34 не соединен с периферийным участком 36, и между ними существует промежуток (изолирующий участок). Изолированный участок 32 соединен с периферийным участком 36 соединительным участком 38, а не каким-либо из множества ответвляющихся участков 34. Если смотреть в направлении Z, изолированный участок 32 окружен областями 35A - 35D с первой по четвертую.
Около распорок 40 периферийный участок 36 изгибается вдоль конфигурации, соответствующей распорке 40, и включает в себя множество участков 36S, каждый из которых вытянут перпендикулярно направлению, в котором вытянуты соответствующие ответвляющиеся участки 34. Поскольку существует промежуток между каждой распоркой 40 и периферийным участком 36, это предотвращает передачу нарушения ориентации жидкокристаллических молекул к жидкокристаллическим молекулам на пиксельном электроде 30.
Конфигурация соединительных линий данного варианта осуществления является такой же, как конфигурация соединительных линий в варианте осуществления 5, и схема расположения распорок 40 является такой же, как схема расположения распорок в варианте осуществления 3, и соответственно, они не описаны. Любую из конфигураций соединительных линий, описанных в вариантах осуществления 1 - 4, и любую из схем расположения распорок 40, описанных в вариантах осуществления 1 и 2, можно применять с данным вариантом осуществления.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение можно использовать для улучшения свойств отображения жидкокристаллического устройства отображения типа с изменением ориентации относительно вертикали.
Перечень ссылочных позиций
7 Пиксельный электрод
8 Ответвляющийся разрез
9 Главный разрез
10 Подложка TFT
11 Черная матрица (BM)
12 TFT
13 Цветной фильтр
14 Линия сканирования
15 Изолирующая затвор пленка
16 Сигнальная линия
17 Полупроводниковый слой
18 Линия запоминающего конденсатора
19 Противоположный электрод запоминающего конденсатора
20 Противоположная подложка
21 Жидкокристаллический слой
22 Управляющая схема линии сканирования
23 Управляющая схема сигнальной линии
24 Схема управления
25 Общий электрод (противоположный электрод)
26, 27 Поляризующие пластины
28 Блок подсветки
30, 230, 330, 430, 630, 730 Пиксельные электроды
30A, 30B, 30C, 330B, 630B Пиксельные электроды в одной из разновидностей
31A Первый главный участок
31B Второй главный участок
32 Изолированный участок
32A Внешний край (край изолированного участка)
34 Ответвляющийся участок
34A-34D Ответвляющиеся участки с первого по четвертый
35A-35D Домены ориентации (области с первой по четвертую)
36 Периферийный участок
36S Участок периферийного участка
36E Угол (угол периферийного участка)
38 Соединительный участок
40 Распорка
42 Контактное отверстие
43 Защитная изолирующая пленка
44 Межслойная изолирующая пленка (изолирующий слой)
46 Электрод стока
48, 49 Оси поглощения
50 Пиксель
52 Жидкокристаллические молекулы
100 Жидкокристаллическое устройство отображения