JP4292132B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
が非特許文献1に報告されている。また、PVAモードの液晶表示装置において、低階調の色調を補正する特許文献1がある。
TFT基板上に形成すればよい。
mmである無アルカリガラス基板を用いた。基板11に形成する薄膜トランジスタ115は画素電極105,信号電極106,走査電極104及び半導体膜116から構成される。走査電極104はアルミニウム膜をパターニングし、共通電極配線120および信号電極106はクロム膜をパターニングし、画素電極105はITO膜をパターニングし、走査電極104以外はジグザグに屈曲した電極配線パターンに形成した。その際、屈曲の角度は10度に設定した。なお、電極材料は、本明細書の材料に限定されるものではない。例えば、本実施例ではITOを用いているが、透明な導電物質であればよく、IZOや、あるいは無機透明導電物質であってもよい。金属電極も同様、限定されるものではない。ゲート絶縁膜107と保護絶縁膜108は窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ0.3μm とした。次に、フォトリソグラフィー法とエッチング処理により、共通電極配線120まで約10μm径の円筒状にスルーホールを形成し、その上にアクリル系樹脂を塗布し、220℃,1時間の加熱処理により透明で絶縁性のある誘電率約4の有機絶縁膜112を膜厚約3μmで形成した。
2.7μm としたが、膜厚は所望の色純度、もしくは液晶層厚に対して適宜合わせればよい。次に、平坦化とカラーフィルター層の保護を目的として新日鐵化学製V−259にダイレクトオレンジ39を2重量パーセント添加し、これを用いてオーバーコート層を形成した。露光は高圧水銀ランプのi線により200mJ/cm2 の光量を照射、次いで200℃30分加熱により形成した。膜厚は、カラー画素上でほぼ1.2〜1.5μmであった。次に、柱状スペーサーを感光性樹脂を用いて、定法であるフォトリソグラフィー法とエッチングにより、B画素同士に挟まれたブラックマトリクス上に、ほぼ3.8μm の高さで形成した。なお、柱状スペーサーの位置は、本実施例に限定されることなく、必要に応じて任意に設置できる。また、本実施例では、ブラックマトリクスは、TFT基板の走査電極104と重なる領域に形成し、異なる色が隣り合う画素間は、それぞれの色を重ねるように形成したが、この領域にブラックマトリクスを形成してもよい。
本比較例においては、実施例1におけるカラーフィルター基板への偏光紫外線照射処理を実施しておらず、一軸吸収異方性を有さない。それ以外は実施例1と同様である。この液晶表示装置では、コントラスト比が420、黒表示と白表示の色度差Δu′v′が
0.053 であることを確認した。
104および共通電極配線120を被覆するように窒化珪素からなるゲート絶縁膜107が形成されている。また、走査電極104上には、ゲート絶縁膜107を介してアモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる半導体膜116が配置され、アクティブ素子として薄膜トランジスタ(TFT)の能動層として機能する。また、半導体膜116のパターンの一部に重畳するようにCr/Mo(クロム/モリブデン)よりなる映像信号電極
(ドレイン電極)106と画素電極(ソース電極)配線121が配置され、これら全てを被覆するように窒化珪素からなる保護絶縁膜108が形成されている。
768本の走査電極104から構成される1024×3×768個のアクティブマトリクス基板が得られた。
1.5μm としたが、膜厚は、光学濃度が概ね3以上になるように、用いるブラックレジストに合わせればよい。次に、富士フィルムアーチ社製の各色カラーレジストを用いて、定法であるフォトリソグラフィー法に従い、塗布,プリべーク,露光,現像,リンス,ポストベークの工程を経て、カラーフィルターを形成した。本実施例では、Bが3.0μm、Gが2.8μm、Rが2.7μmとしたが、膜厚は所望の色純度、もしくは液晶層厚に対して適宜合わせればよい。本実施例では、ブラックマトリクスは、1画素を取り囲むように形成したが、実施例1と同様にTFT基板の走査電極104と重なる領域に形成し、異なる色が重なる領域には形成せず、隣り合う異なる色のレジストが重なるように形成してもよい。
本比較例においては、ポリアミック酸ワニスを印刷形成し、230℃10分の熱処理を行い、約100nmの緻密なポリイミド膜からなる配向膜23を形成し、ラビング処理した配向膜を用いた以外は、実施例2と同じ構成とした。従って、カラーフィルター基板への偏光紫外線照射処理を実施しておらず、基板は一軸吸収異方性を有さない。この液晶表示装置では、コントラスト比が610、黒表示と白表示の色度差Δu′v′が0.092であった。
mJ/cm2 の光量を照射、次いで230℃30分加熱により形成した。膜厚は、カラー画素上でほぼ1.2〜1.5μmであった。
Mo/Al(モリブデン/アルミニウム)からなる走査電極(ゲート電極)104(図示せず)を形成した。同層に、保持容量電極がクロムやアルミニウムで形成してもよい(図示せず)。これらを被覆するようにゲート絶縁膜107が形成され、実施例1と同様に信号電極(ドレイン電極)106と薄膜トランジスタを形成した(図示せず)。それらを被覆するように保護絶縁膜108が形成され、その上に開口パターンを有する画素電極105がITOで形成した。なお、IZOなどの透明導電体を用いてもよい。画素数は1024×3(R,G,Bに対応)本の信号電極106と768本の走査電極104から構成される1024×3×768個のアクティブマトリクス基板が得られた。
1.2〜1.5μmであった。次に、柱状スペーサーを感光性樹脂を用いて、定法であるフォトリソグラフィー法とエッチングにより、B画素同士に挟まれたブラックマトリクス上に、ほぼ3.8μm の高さで形成した。なお、柱状スペーサーの位置は、本実施例に限定されることなく、必要に応じて任意に設置できる。
4′−ジアミノアゾベンゼンと4,4′−ジアミノベンゾフェノンをモル比にして6:4で混合したジアミンと、無水ピロメリット酸と1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物をモル比にして1:1で混合した酸無水物からなるポリアミック酸ワニスを印刷形成し、210℃で10分の熱処理を行い、約100nmの緻密なポリイミド膜からなる配向膜22を形成し、直線偏光である紫外線を基板に対してほぼ垂直な方向から照射した。なお、本実施例の配向膜は、直線偏光した紫外線照射によって、偏光面に対して直交する方向に液晶配向能を付与できる材料であればよく、特に限定はない。
0.99907、緑の領域(550nm)で0.99983、赤の領域(620nm)で
0.99990 である偏光板に貼り替えた。この液晶表示装置の表示品質を評価したところ、コントラスト比は750以上の高コントラスト比を保持し、黒表示と白表示の色度差Δu′v′が0.058 であり、偏光度が低い偏光板を用いても、良好な表示品質を保持することを確認した。
比較例として、カラーフィルターに住友化学社製の染料レジストを用いて配向膜をラビング処理のポリイミド配向膜とし、画素構造は実施例2と同様の液晶パネルを作製した。この液晶パネルに、偏光度が、青の領域(450nm)で0.99994、緑の領域
(550nm)で0.99997、赤の領域(620nm)で0.99997である偏光板を貼付した場合には、コントラスト比は800であり、黒表示と白表示の色度差Δu′
v′は0.095であった。
41)。画素電極105を形成後、実施例2と同様、ポリアミック酸ワニスを印刷形成し、230℃で10分の熱処理を行い、約100nmの緻密なポリイミド膜からなる配向膜22を形成し、直線偏光である紫外線を基板に対してほぼ垂直な方向から照射した。光源には高圧水銀ランプを用い、干渉フィルタを介して、200から400nmの範囲の紫外線を取り出し、石英基板を積層したパイル偏光子を用いて偏光比約10:1の直線偏光とし、230℃で、約7J/cm2 の照射エネルギーで照射した。本実施例においては、液晶の初期配向状態、すなわち電圧無印加時の配向方向は、図7に示す走査電極104の方向、すなわち図面の水平方向となるので、照射する偏光面は、基板の短辺側、すなわち図7の信号電極106方向である。アクリル系樹脂は、エネルギーの高い偏光紫外線を照射されることによって光酸化が進み、さらに高温で照射されることから、その吸収波長が紫外領域から可視波長まで増幅される結果、照射した偏光面と平行方向に、480nm以下の短波長領域で吸収を示すようになる。本実施例においては、照射する偏光面が基板の短辺方向(図7の信号電極106方向)であるため、アクティブマトリクス基板上に、その方向に吸収を示す異方層41が形成される。配向膜は、実施例2と同様、基板の長辺方向
(図7の走査電極104)方向に液晶配向能が付与される。入射側偏光板13の透過軸は基板の長辺方向とする。従って、入射側偏光板13の吸収軸とアクティブマトリクス基板上の異方層の吸収軸は平行となる。これによって、アクティブマトリクス基板上の異方層41は、偏光板13の短波長領域の偏光度を補償する。本実施例のアクティブマトリクス基板の異方軸を1枚の偏光板の偏光軸と直交,平行に配置した場合の透過光強度の差は、450nmにおいて7%であった。
nm)で0.99997、赤の領域(620nm)で0.99997である。この液晶表示装置の表示品質を評価したところ、基板のほぼ全面に渡ってコントラスト比が780以上であり、また、黒表示と白表示の色度差Δu′v′が0.040 であり、良好な表示品質であることを確認した。
nm)で0.99692、緑の領域(550nm)で0.99973、赤の領域(620
nm)で0.99981 であって、偏光度が劣るものに貼り替えた。この液晶表示装置の表示品質を評価したところ、基板のほぼ全面に渡ってコントラスト比が700以上を保持した。また、用いた偏光板は青の領域における偏光度低下が著しく、そのコントラスト比がわずか330であるが、アクティブマトリクス基板,カラーフィルター基板ともに青の領域の偏光度を補償する機能を持つため、黒表示と白表示の色度差Δu′v′が0.068 であり、実施例7の構成とすることによって、用いる偏光板の偏光度に対するマージンが拡大することを確認した。
RGBの発光ダイオードから成る液晶表示装置とした。
100、反射表示領域のコントラスト比が25であり、モバイル用途として、良好な画質である半透過型液晶表示装置を得た。偏光板13の偏光度は、通常用いる偏光板よりも低いが、偏光紫外線照射によって形成する異方層41によって、上記表示画質を達成することができた。
41)。画素電極105を形成後、実施例2と同様、ポリアミック酸ワニスを印刷形成し、230℃で10分の熱処理を行い、約100nmの緻密なポリイミド膜からなる配向膜22を形成し、直線偏光である紫外線を基板に対してほぼ垂直な方向から照射した。光源には高圧水銀ランプを用い、干渉フィルタを介して、200から400nmの範囲の紫外線を取り出し、石英基板を積層したパイル偏光子を用いて偏光比約10:1の直線偏光とし、230℃で、約7J/cm2 の照射エネルギーで照射した。本実施例においては、液晶の初期配向状態、すなわち電圧無印加時の配向方向は、図7に示す走査電極104の方向、すなわち図面の水平方向となるので、照射する偏光面は、基板の短辺側、すなわち図7の信号電極106方向である。アクリル系樹脂は、エネルギーの高い偏光紫外線を照射されることによって光酸化が進み、さらに高温で照射されることから、その吸収波長が紫外領域から可視波長まで増幅される結果、照射した偏光面と平行方向に、480nm以下の短波長領域で吸収を示すようになる。本実施例においては、照射する偏光面が基板の短辺方向(図7の信号電極106方向)であるため、アクティブマトリクス基板上に、その方向に吸収を示す異方層41が形成される。配向膜は、実施例2と同様、基板の長辺方向
(図7の走査電極104)方向に液晶配向能が付与される。入射側偏光板13の透過軸は基板の長辺方向とする。従って、入射側偏光板13の吸収軸とアクティブマトリクス基板上の異方層の吸収軸は平行となる。これによって、アクティブマトリクス基板上の異方層41は、偏光板13の短波長領域の偏光度を補償する。本実施例のアクティブマトリクス基板の異方軸を1枚の偏光板の偏光軸と直交,平行に配置した場合の透過光強度の差は、450nmにおいて7%であった。
nm)で0.99973、赤の領域(620nm)で0.99981であるが、本実施例の構成では、パネル内に形成した一軸吸収異方層が偏光板偏光度を補助する機能を有するため、偏光度が0.9999程度の偏光板を用いた場合と遜色ない表示性能を達成できる。
Claims (12)
- 一対の基板と、
前記一対の基板にそれぞれ配置された一対の偏光板と、
前記一対の基板に挟持された液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、
前記一対の基板の外側に配置する光源とからなる液晶表示装置において、
前記一対の偏光板間に一軸吸収異方性を有する層を具備し、
500nm以下の短波長領域における一軸吸収異方性が、500nmより長波長における一軸吸収異方性よりも強いことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記基板にそれぞれ配置された配向膜を有し、
該配向膜はほぼ直線に偏光した光照射により配向制御機能を付与可能な材料から成ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記一軸吸収異方性を有する層は、ほぼ直線に偏光した光照射によって一軸吸収異方性を示す材料を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記一軸吸収異方性を有する層が、着色層を保護する機能を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記一軸吸収異方性を有する層が、着色層の少なくとも1色の色フィルターであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記一軸吸収異方性を有する層が、フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート系の樹脂で構成されることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記一軸吸収異方性を有する層の吸収軸が前記一対の偏光板の何れか一方の吸収軸とほぼ平行であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のうち、観察者側の基板に前記一軸吸収異方性を有する層が形成され、
該層の吸収軸が、前記液晶表示パネルの観察者側に設けられた偏光板の吸収軸とほぼ平行であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記一対の基板のうち、光源側の基板に前記一軸吸収異方性を有する層が形成され、
該層の吸収軸が、前記液晶表示パネルの光源側に設けられた偏光板の吸収軸とほぼ平行であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記一対の基板に形成された配向制御膜上の前記液晶層を構成する液晶分子の長軸方向が、前記観察者側の基板に形成された前記一軸吸収異方性を有する層の吸収軸とほぼ平行、もしくは垂直であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板に形成された配向制御膜上の前記液晶層を構成する液晶分子の長軸方向が、前記配向制御膜に対してほぼ垂直方向に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 一対の基板と、
前記一対の基板にそれぞれ配置された一対の偏光板と、
前記一対の基板に挟持された液晶層と、
前記一対の基板の少なくとも一方に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、
前記一対の基板の外側に配置する光源とからなる液晶表示装置において、
前記一対の偏光板間に一軸吸収異方性を有する層を具備し、
500nm以下の短波長領域における一軸吸収異方性が、500nmより長波長における一軸吸収異方性よりも強いことを特徴とする液晶表示パネル。
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