жидкокристаллическое устройство отображения

Формула изобретения

1. Жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее:

первую подложку, имеющую первый электрод;

вторую подложку, имеющую второй электрод; и

жидкокристаллический слой, размещенный между первым электродом и вторым электродом, при этом,

по меньшей мере, один из первого электрода и второго электрода включает в себя множество металлических проводов, проходящих линейно и параллельно друг другу, при этом

каждый из первого электрода и второго электрода включает в себя множество металлических проводов, проходящих линейно и параллельно друг другу, и

направление, в котором проходит множество металлических проводов первого электрода, является ортогональным направлению, в котором проходит множество металлических проводов второго электрода.

2. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.1, в котором, по меньшей мере, один электрод дополнительно включает в себя участок внешней кромки, который является непрерывным с каждым из множества металлических проводов.

3. Жидкокристаллическое устройство отображения по п.1 или 2, в котором множество металлических проводов имеет шаг 300 нм или менее, причем отношение ширины множества металлических проводов к шагу множества металлических проводов находится в диапазоне от 0,1 до 0,75, и множество металлических проводов имеет высоту в диапазоне от 50 нм до 500 нм.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к жидкокристаллическому устройству отображения.

Предшествующий уровень техники

Жидкокристаллические устройства отображения имеют такие преимущества, как легкий вес, малую толщину и низкое потребление энергии, и применяются для дисплейных секций телевизоров, компьютеров, мобильных терминалов и тому подобных. Обычное жидкокристаллическое устройство отображения включает в себя две поляризационные пластины, которые расположены напротив друг друга, с жидкокристаллическим слоем, помещенным между ними, так что яркость каждого пикселя меняется посредством прямого регулирования электрического напряжения, прикладываемого к жидкокристаллическому слою.

Широко применяемые поляризационные пластины формируют после выполнения адсорбции дихроичного йода на пленку поливинилового спирта (ПВС), посредством окрашивания ее в одном направлении с целью выравнивания молекул в одной ориентации. Поляризационная пластина пропускает компоненту поляризации, имеющую направление поляризации, которое является параллельным оси пропускания, и абсорбирует компоненту поляризации, имеющую направление поляризации, которое является ортогональным оси пропускания. Такая поляризационная пластина не обладает достаточной термостойкостью и может разрушаться ультрафиолетом.

В качестве поляризационной пластины другого типа известны проволочные сетки, которые имеют превосходную термостойкость (см. патентные документы 1-3: патентный документ 1 - выложенная японская патентная заявка № 2006-47829, патентный документ 2 - выложенная японская патентная заявка № 2007-171802, патентный документ 3 - выложенная японская патентная заявка № 9-160013). Проволочная сетка имеет множество металлических проводов, размещенных с равными промежутками, и компонент поляризации, направление поляризации которого перпендикулярно направлению, в котором проходят металлические провода (продольное направление), пропускается сквозь проволочную сетку, в то время как компонент поляризации, направление поляризации которого параллельно продольному направлению металлических проводов, отражается проволочной сеткой.

На фиг.8 показан схематичный вид жидкокристаллического устройства 700 отображения, раскрытого в патентном документе 1 (выложенная японская патентная заявка № 2006-47829). Жидкокристаллическая панель 705 жидкокристаллического устройства 700 отображения включает в себя прозрачные подложки 712 и 722 и жидкокристаллический слой 730, размещенный между прозрачной подложкой 712 и прозрачной подложкой 722. На внутренней стороне прозрачной подложки 712 размещены электроды, выравнивающая пленка и тому подобное (не показано), тогда как металлические провода 742 размещены на внешней стороне прозрачной подложки 712. Проволочную сетку 740, функционирующую в качестве поляризатора, компонуют из прозрачной подложки 712 и металлических проводов 742. На внутренней стороне прозрачной подложки 722 размещены электроды, выравнивающая пленка и тому подобное (не показано), тогда как поляризационная пластина 750 размещена на внешней стороне прозрачной подложки 722.

Свет, исходящий от флуоресцентной лампы 762, распространяется при помощи белой рассеивающей пластины 764, и впоследствии угол распространения (диффузии) сужается посредством бусинковой рассеивающей пластины 766. Призменный лист 768 ограничивает свет так, чтобы свет находился внутри конкретного угла. Такой свет поступает на проволочную сетку 740. В пределах этого света, компонент поляризации, направление поляризации которого перпендикулярно направлению (продольное направление), в котором протянуты металлические провода 742, пропускается сквозь проволочную сетку 740. Следует отметить, что ось пропускания проволочной сетки 740 расположена ортогонально к оси пропускания поляризационной пластины 750. Жидкокристаллическое устройство 700 отображения находится в режиме «черной нормали», таком, при котором линейно поляризованный свет, который пропущен сквозь проволочную сетку 740, имеет повернутое направление своей поляризации, когда пиксель находится в состоянии отключенного отображения (OFF), в результате чего цвет этого пикселя проявляется посредством поляризационной пластины 750. С другой стороны, когда пиксель находится в состоянии включенного отображения (ON), направление поляризации сохраняется нетронутым и таким образом получает блокировку при помощи поляризационной пластины 750, в результате чего черный отображается.

С другой стороны, компонент поляризации, направление поляризации которого параллельно направлению, в котором протянуты металлические провода 742, отражается проволочной сеткой 740. Так как компонент, отраженный проволочной сеткой 740, отражается рассеивающими пластинами 766 и 764 и отражателем (не показано), который размещен рядом с флуоресцентной лампой 762, он претерпевает изменение в состоянии поляризации и так вновь поступает на проволочную сетку 740. В пределах света, опять поступившего на проволочную сетку 740, компонент, направление поляризации которого перпендикулярно направлению, в котором протянуты металлические провода 742, пропускается сквозь проволочную сетку 740. Теоретически, такое пропускание и отражение повторяется бесконечное число раз. В жидкокристаллическом устройстве 700 отображения наибольшая часть света, который был генерирован от флуоресцентной лампы 762, окончательно пропущена сквозь проволочную сетку 740 через такие (вышеозначенные) световоды. Поэтому эффективность использования света значительно увеличивается, таким образом, способствуя яркому отображению при малой мощности.

Тем не менее, в сущности, электропроводные элементы, такие как электроды и проволочные линии (соединения), и выравнивающая пленка и тому подобные элементы размещаются на внутренней стороне прозрачной подложки 712, и увеличение в затратах было бы вызвано, например, прикреплением металлических проводов 742 на внешней стороне прозрачной подложки 712. Поэтому была исследована возможность формирования проволочной сетки на внутренней стороне прозрачной подложки совместно с другими элементами (см. патентные документы 2 и 3: патентный документ 2 - выложенная японская патентная заявка № 2007-171802, и патентный документ 3 - выложенная японская патентная заявка № 9-160013).

На фиг.9 показан схематичный вид жидкокристаллического устройства 800 отображения, раскрытого в патентном документе 2 (выложенная японская патентная заявка № 2007-171802). Жидкокристаллическое устройство 800 отображения включает в себя подложку 810 TFT, противоположную подложку 820 и жидкокристаллический слой 830, размещенный между подложкой 810 TFT и противоположной подложкой 820. Противоположная подложка 820 содержит матрицу 823 микролинз, включающую в себя кварцевую подложку 822 и участки 823а линз. Более того, противоположная подложка 820 имеет проволочную сетку 840, включающую в себя участки 823а линз и участки 842 сетки. Таким образом, проволочная сетка 840 объединяется с массивом 823 микролинз. Более того, противоположный электрод 824 размещается на проволочной сетке 840 и пленке 825 экранирования света.

На фиг.10 показан схематичный вид жидкокристаллического устройства 900 отображения, раскрытого в патентном документе 3 (выложенная японская патентная заявка № 9-160013). Жидкокристаллическое устройство 900 отображения включает в себя прозрачную подложку 912, прозрачную подложку 922 и жидкокристаллический слой 930, размещенный между прозрачной подложкой 912 и прозрачной подложкой 922. Проволочная сетка 940 размещена на пиксельных электродах 914. Проволочная сетка 940 имеет области 940a и 940b, в которых металлические провода протянуты в направлениях, которые отстоят на 90° друг от друга. В жидкокристаллическом устройстве 900 отображения проволочная сетка 940 сформирована после формирования пиксельных электродов 914 известным способом. Пиксельные электроды 914 формируют осаждением прозрачного электропроводного материала и с последующим нанесением рисунка по шаблону. Соответственно, проволочную сетку 940 формируют посредством осаждения хрома из паровой (газовой) фазы на пиксельные электроды 914 и наносят рисунок по шаблону в форме дифракционной решетки.

Более того, проволочную сетку 950 размещают на противоположном электроде 924. Проволочная сетка 950 имеет области 950a и 950b, в которых металлические провода протянуты в направлениях, которые отстоят на 90° друг от друга. Области 950а проволочной сетки 950 находятся напротив областей 940а проволочной сетки 940, так что направления, в которых протянуты металлические провода в областях 940а, отличаются на 90° от областей 940а и 950а, и аналогично области 950b проволочной сетки 950 находятся напротив областей 940b проволочной сетки 940, так что направления, в которых протянуты металлические провода, отличаются на 90° от областей 940b и 950b. Противоположные электроды 924 сформированы посредством осаждения прозрачного электропроводного материала и последующего нанесения рисунка по шаблону. Затем посредством осаждения хрома из паровой (газовой) фазы на противоположные электроды 924 и нанесения рисунка по шаблону в форме дифракционной решетки формируют проволочную сетку 950.

В жидкокристаллическом устройстве 800 отображения по патентному документу 2 (выложенная японская патентная заявка № 2007-171802), после формирования проволочной сетки 840, функционирующей в качестве поляризатора, противоположный электрод 824 должен быть сформирован отдельно. В жидкокристаллическом устройстве 900 отображения по патентному документу 3 (выложенная японская патентная заявка № 9-160013), после формирования пиксельных электродов 914 и противоположного электрода 924, проволочные сетки 940 и 950 должны быть сформированы отдельно.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение было создано с позиций вышеуказанных задач. Задачей настоящего изобретения является обеспечение жидкокристаллического устройства отображения, которое может быть легко изготовлено.

Жидкокристаллическим устройством отображения согласно настоящему изобретению является жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее: первую подложку, имеющую первый электрод; вторую подложку, имеющую второй электрод; и жидкокристаллический слой, размещенный между первым электродом и вторым электродом, при этом, по меньшей мере, один из первого электрода и второго электрода включает в себя множество металлических проводов, проходящих линейно и параллельно друг другу.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один электрод дополнительно включает в себя участок внешней кромки, который является непрерывным с каждым из множества металлических проводов.

В одном варианте осуществления, множество металлических проводов имеет шаг 300 нм или менее; отношение ширины множества металлических проводов к шагу множества металлических проводов находится в диапазоне от 0,1 до 0,75; и множество металлических проводов имеет высоту в диапазоне от 50 до 500 нм.

В одном варианте осуществления, каждый из первого электрода и второго электрода включает в себя множество металлических проводов, проходящих линейно и параллельно друг другу.

В одном варианте осуществления, направление, в котором проходит множество металлических проводов первого электрода, является ортогональным к направлению, в котором проходит множество металлических проводов второго электрода.

Согласно настоящему изобретению, обеспечивается жидкокристаллическое устройство отображения, которое может быть легко изготовлено.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 изображает схематичный вид, демонстрирующий вариант осуществления жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему изобретению;

фиг.2(a) - схематичный общий вид подложки активной матрицы жидкокристаллического устройства отображения, представленного на фиг.1;

фиг.2(b) - схематичный вид сечения подложки активной матрицы жидкокристаллического устройства отображения, представленного на фиг.1;

фиг.3(a) - схематичный вид другого варианта осуществления жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему изобретению;

фиг.3(b) - схематичный вид сверху противоположного электрода жидкокристаллического устройства отображения, показанного на фиг.3(a);

фиг.3(c) - схематичный вид сверху противоположного электрода в иной форме;

фиг.4(a) - схематичный вид другого варианта осуществления жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему изобретению;

фиг.4(b) - схематичный вид сверху электродов пикселей жидкокристаллического устройства отображения на фиг.4(a);

фиг.4(c) - схематичный вид сверху противоположного электрода жидкокристаллического устройства отображения на фиг.4(a);

фиг.5 - схематичный вид жидкокристаллического устройства отображения, представленного на фиг.4;

фиг.6 - схематичный вид другого варианта осуществления жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему изобретению;

фиг.6(a) - схематичный вид, демонстрирующий электрод пикселя;

фиг.6(b) - схематичный вид, демонстрирующий противоположный электрод;

фиг.6(c) - схематичный вид, демонстрирующий направления азимутальной ориентации жидкокристаллических доменов;

фиг.7 - схематичный вид другого варианта осуществления жидкокристаллического устройства отображения, согласно настоящему изобретению;

фиг.8 - схематичный вид известного жидкокристаллического устройства отображения;

фиг.9 - схематичный вид известного жидкокристаллического устройства отображения;

фиг.10 - схематичный вид известного жидкокристаллического устройства отображения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Ниже, со ссылками на чертежи будут описаны варианты осуществления жидкокристаллического устройства отображения согласно настоящему изобретению и способ его изготовления. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается нижеследующими вариантами осуществления.

Со ссылками на фиг.1 и 2 будет описан вариант осуществления жидкокристаллического устройства отображения согласно настоящему изобретению. На фиг.1 показан схематичный вид жидкокристаллического устройства 100 отображения. Жидкокристаллическое устройство 100 отображения включает в себя первую подложку 110, имеющую первые электроды 114, размещенные на изоляционной подложке 112, вторую подложку 120, имеющую второй электрод 124, размещенный на изоляционной подложке 122, и жидкокристаллический слой 130, размещенный между первыми электродами 114 и вторым электродом 124. Жидкокристаллическое устройство 100 отображения, кроме того, включает в себя лампу 160 задней подсветки. На внешней стороне изоляционной подложки 122 второй подложки 120 размещена поляризационная пластина 150. Поляризационная пластина 150 является поляризационной пластиной йодного типа. Изоляционные подложки 112 и 122, например, являются прозрачными стеклянными подложками. Жидкокристаллическое устройство 100 отображения бывает пропускающего типа или комбинированного пропускающего/отражающего типа.

Первая подложка 110 является подложкой активной матрицы (подложкой TFT), и первые электроды 114 являются пиксельными электродами. Несмотря на то что на фиг.1 не показано, проволочные линии (соединения), элементы коммутации (например, тонкопленочные транзисторы (TFTs)) и тому подобные элементы размещены на изоляционной подложке 112. При этом вторая подложка 120 является противоположной подложкой и второй электрод 124 является противоположным электродом. На изоляционной подложке 122 размещена черная матрица 125, слой 126 цветного фильтра и выравнивающий слой 128. В дальнейшем описании, первые электроды 114 могут именоваться как пиксельные электроды 114, тогда как второй электрод 124 может именоваться как противоположный электрод 124.

В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения имеются пиксели, которые скомпонованы в матричной решетке множества рядов и множества столбцов. Пиксели определяются пиксельными электродами 114, и пиксельные электроды 114 размещены в матрице в направлениях x и y.

На фиг.2(a) представлен схематичный общий вид подложки 110 активной матрицы жидкокристаллического устройства 100 отображения, и на фиг.2(b) представлен схематичный вид сечения подложки 110 активной матрицы жидкокристаллического устройства 100 отображения. Фиг.2(b) соответствует сечению по линии 2b-2b' на фиг.2(a).

Каждый пиксельный электрод 114 окружен двумя затворными шинами G (gate) и двумя шинами S (source) источника. Затвор каждой TFT 115 электрически подключен к затворной шине G, тогда как источник каждой TFT 115 электрически подключен к шине S источника. Кроме того, сток каждого TFT 115 электрически подключен к пиксельному электроду 114. Например, длина пиксельного электрода 114 вдоль направления x составляет 63,5 мкм, и его длина вдоль направления у составляет 190,5 мкм.

Каждый пиксельный электрод 114 включает в себя множество металлических проводов 114m, проходящих линейно и параллельно друг другу. Металлические провода 114m изготовлены из металлического материала, например алюминия. В качестве альтернативы, металлические провода 114m можно изготавливать из золота, серебра или меди. Предпочтительно, когда металлические провода 114m изготавливают из материала, демонстрирующего высокую электрическую мобильность и высокий коэффициент поверхностного отражения. Множество металлических проводов 114m электрически связаны между собой. Пиксельные электроды 114 имеют участок 114s внешней кромки, который является непрерывным с множеством металлических проводов 114m. Участок 114s внешней кромки окружает металлические провода 114m и определяет внешнюю кромку пиксельного электрода 114. Участок 114s внешней кромки изготавливают из того же самого материала, что и металлические провода 114m.

Потенциалы множества металлических проводов 114m в пределах одного пиксельного электрода 114 эквивалентны друг другу. Шаг Р металлических проводов 114m составляет 300 нм или менее; отношение (W/P) ширины W металлических проводов 114m к шагу Р металлических проводов 114m находится в диапазоне от 0,1 до 0,75; и высота Н металлических проводов 114m находится в диапазоне от 50 до 500 нм. Насколько допускают пределы возможностей производства, предпочтительно, чтобы шаг металлических проводов 114m был как можно меньше. Например, шаг Р, ширина W и высота Н металлических проводов 114m составляют 200 нм, 50 нм и 100 нм, соответственно.

Пиксельные электроды 114 имеют структуру проволочной сетки, так что пиксельные электроды 114 функционируют как поляризатор. Компонент поляризации, направление поляризации которого ортогонально направлению, в котором протянуты металлические провода 114m, пропускается сквозь пиксельные электроды 114, тогда как компонент поляризации, направление поляризации которого параллельно направлению, в котором протянуты металлические провода 114m, отражается пиксельными электродами 114. Следует отметить, что пропускание (параллельное пропускание, однократное пропускание) пиксельных электродов 114 составляет не менее 10% и не более 75%, тогда как отражение пиксельных электродов 114 составляет не менее 25% и не более 90%. Таким образом, пиксельные электроды 114 имеют оси пропускания, которые являются ортогональными к направлению, в котором протянуты металлические провода 114m. Пиксельные электроды 114 формируются посредством осаждения металлического материала и последующего моделирования его по шаблону. Кроме того, пиксельные электроды 114 можно формировать посредством технологии наноимпринт, технологии двулучевого интерференционного экспонирования или тому подобных.

С точки зрения микроскопии, может казаться, что возникает неортогональное электрическое поле из-за формирования углублений в пиксельных электродах 114. Однако в действительности углубления пиксельных электродов 114 являются достаточно малыми относительно молекул 132 жидких кристаллов, поэтому неортогональное электрическое поле, которое определяет направления ориентаций молекул 132 жидких кристаллов, по существу, не будет возникать. В случае если возникает какое-либо неортогональное электрическое поле, которое определяет направления ориентаций молекул 132 жидких кристаллов, это приведет к возникновению дисклинации, и, следовательно, выравнивающую пленку (не показано на фиг.1) предпочтительно следовало бы формировать на металлических проводах 114m.

Кроме того, противоположный электрод 124 имеет плоскую поверхность и расположен напротив каждого из множества пиксельных электродов 114. Следует заметить, что противоположный электрод 124 изготавливают из прозрачного электропроводного материала, например оксида индия и олова (ITO).

В жидкокристаллическом устройстве 100 отображения настоящего варианта осуществления, пиксельные электроды 114, функционирующие в качестве поляризатора, размещены с внутренней стороны изоляционной подложки 112. Следовательно, нет необходимости отдельно обеспечивать поляризационную пластину в дополнение к пиксельным электродам 114 и нет необходимости прикреплять поляризационную пластину на внешней стороне изоляционной подложки 112. Поскольку расстояние между пиксельными электродами 114, имеющими структуру проволочной сетки, и поляризационной пластиной 150 является коротким и существует несколько функциональных элементов между пиксельными электродами 114 и поляризационной пластиной 150, флуктуации в поляризационном состоянии света, проходящего через поляризатор, могут быть подавлены, благодаря чему пропускание и уровень контраста могут улучшаться.

Более того, как описано выше, жидкокристаллическое устройство 100 отображения является устройством пропускающего типа или комбинированного пропускающего/отражающего типа и жидкокристаллическое устройство 100 отображения включает в себя лампу 160 задней подсветки. Вследствие этого, свет, который отражается металлическими проводами 114m, отражается лампой 160 задней подсветки по направлению к металлическим проводам 114m, таким образом, увеличивая эффективность использования света.

Поскольку пиксельные электроды 114 подложки 110 активной матрицы функционируют в качестве поляризатора, нет необходимости отдельно использовать поляризационную пластину на подложке 110 активной матрицы в дополнение к пиксельным электродам 114. Тот факт, что пиксельные электроды 114 имеют металлические провода 114m, может быть подтвержден посредством применения микроскопа.

Следует отметить, что поляризационная пластина 150 расположена так, что ее ось пропускания параллельна направлению, в котором проходят металлические провода 114m пиксельных электродов 114. Как описано выше, оси пропускания пиксельных электродов 114, функционирующих в качестве поляризатора, имеют направление, которое является ортогональным направлению, в котором проходят металлические провода 114m, и оси пропускания пиксельных электродов 114 являются перекрестными (призмы Николя) относительно оси пропускания поляризационной пластины 150.

Металлические провода 114m пиксельных электродов 114 как таковые сформированы посредством моделирования по шаблону. В сущности, пиксельные электроды сформированы посредством осаждения прозрачного электропроводного материала и последующего моделирования по шаблону посредством вытравления участков между соседними пиксельными электродами и т.д. Во время такого моделирования по шаблону посредством удаления наклонных линейных участков внутри участка 114s внешней кромки, причем участок 114s внешней кромки остается, взаимно изолированные металлические провода 114m могут быть сформированы в пиксельных электродах 114 жидкокристаллического устройства 100 отображения настоящего варианта осуществления. Таким образом, пиксельные электроды 114 могут быть сформированы, в частности, без сложных этапов формирования пиксельного электрода, тем самым обеспечивая возможность не включать этап формирования или этап прикрепления поляризационной пластины.

Жидкокристаллическое устройство 100 отображения работает в режиме TN (Twisted Nematic - закрученной формы нематика), и жидкокристаллический слой 130 содержит жидкокристаллический материал, имеющий положительную анизотропию диэлектрической константы. В случае когда шаг металлических проводов 114m является малым, в отсутствие прикладываемого электрического напряжения, молекулы 132 жидких кристаллов вблизи пиксельных электродов 114 ориентированы параллельно направлению, в котором проходят металлические провода 114m пиксельных электродов 114. Таким образом, пиксельные электроды 114 функционируют также в качестве выравнивающей пленки. Следует отметить, что направление, в котором проходят металлические провода 114m, пересекает направление x и направление y под углом 45°. Кроме того, выравнивающую пленку 128 подвергают обработке для выравнивания в направлении, которое является ортогональным к направлению, в котором проходят металлические провода 124m. Обработка для выравнивания является обработкой притиранием или фотообработкой.

В случае когда электрическое напряжение, прикладываемое к жидкокристаллическому слою 130, является низким, молекулы 132 жидких кристаллов возле выравнивающей пленки 128 ориентированы параллельно к установленному направлению выравнивания выравнивающей пленки 128, тогда как молекулы 132 жидких кристаллов возле пиксельных электродов 114 ориентированы параллельно направлению, в котором проходят металлические провода 114m пиксельных электродов 114. Вследствие этого молекулы 132 жидких кристаллов принимают скрученную ориентацию. В случае когда электрическое напряжение, прикладываемое к жидкокристаллическому слою 130, является высоким, молекулы 132 жидких кристаллов ориентированы, по существу, параллельно направлению нормали основных граней пиксельных электродов 114 и выравнивающей пленки 128.

Несмотря на то что в вышеуказанном описании изложено, что пиксельные электроды 114 включают в себя металлические провода 114m, настоящее изобретение не ограничивается перечисленными выше вариантами. Противоположный электрод 124 может включать в себя множество металлических проводов, проходящих линейно и параллельно друг другу. Со ссылкой на фиг.3 будет описано жидкокристаллическое устройство 100A отображения. На фиг.3(a) показан схематичный вид жидкокристаллического устройства 100A отображения, и на фиг.3(b) показан схематичный вид сверху противоположного электрода 124 жидкокристаллического устройства 100A отображения.

В жидкокристаллическом устройстве 100A отображения противоположный электрод 124 включает в себя множество металлических проводов 124m, проходящих линейно и параллельно друг другу, и участок 124s внешней кромки, который является непрерывным с металлическими проводами 124m. Шаг, ширина и высота металлических проводов 124m составляют 200 нм, 50 нм и 100 нм. Участок 124s внешней кромки обеспечивают так, что он соответствует внешней кромке дисплейной области жидкокристаллического устройства 100А отображения.

В качестве альтернативы, как показано на фиг.3(c), металлические провода 124m противоположного электрода 124 жидкокристаллического устройства 100А отображения могут быть выполнены непрерывно не только через участок 124s внешней кромки, а также через участки 124р внешней кромки пикселей, которые выполнены корреспондирующимися с пиксельными электродами 114. В случае когда существует большое влияние неортогональных электрических полей из-за проволочных линий участков 124р внешней кромки пикселей, такое влияние можно подавлять посредством использования конструкции, демонстрируемой на фиг.3(b). С другой стороны, когда случаются относительно частые факты размыкания провода, внедрение конструкции, демонстрируемой на фиг.3(c), делает возможным подачу противоположного сигнала к разомкнутым проводам через участки 124р внешней кромки пикселей, таким образом, повышая качество готового продукта.

Выравнивающая пленка 118 и поляризационная пластина 140 размещены на изоляционной подложке 112 жидкокристаллического устройства 100А отображения так, что ось пропускания поляризационной пластины 140 параллельна направлению, в котором проходят металлические провода 124m противоположного электрода 124. Следует отметить, что жидкокристаллическое устройство 100A отображения может быть пропускающего типа, или комбинированного пропускающего/отражающего типа, или, в качестве альтернативы, отражающего типа.

Несмотря на то что в вышеуказанном описании изложено, что или пиксельные электроды 114, или противоположный электрод 124 включают в себя металлические провода 114m или металлические провода 124m, настоящее изобретение не ограничивается перечисленными выше вариантами. Оба и пиксельные электроды 114, и противоположный электрод 124 могут включать в себя металлические провода 114m и 124m. Со ссылками на фиг.4 и 5, будет описано жидкокристаллическое устройство 100B отображения. Фиг.4(a) демонстрирует схематичный вид жидкокристаллического устройства 100B отображения; фиг.4(b) демонстрирует схематичный вид сверху пиксельных электродов 114 жидкокристаллического устройства 100B отображения; и фиг.4(c) демонстрирует схематичный вид сверху противоположного электрода 124 жидкокристаллического устройства 100B отображения. В жидкокристаллическом устройстве 100B отображения, пиксельные электроды 114 и противоположный электрод 124, в указанном порядке, включают в себя металлические провода 114m и 124m так, что направление, в котором проходят металлические провода 114m пиксельных электродов 114, является ортогональным направлению, в котором проходят металлические провода 124m противоположного электрода 124.

Жидкокристаллическое устройство 100B отображения работает в режиме TN так, что направления азимутальной ориентации молекул 132 жидкого кристалла жидкокристаллического слоя 130 повернуты на 90° вдоль направления толщины жидкокристаллического слоя 130, как показано на фиг.5. В результате, свет, поступающий в жидкокристаллический слой 130, претерпевает оптическую ротацию.

Не смотря на то что в вышеуказанном описании изложено, что металлические провода 114m проходят в одном направлении, настоящее изобретение не ограничивается приведенными выше вариантами. Металлические провода 114m могут проходить в множестве направлений. Со ссылками на фиг.6 будет описано жидкокристаллическое устройство 100C отображения.

Как показано на фиг.6(a) в жидкокристаллическом устройстве 100C отображения металлические провода 114m пиксельного электрода 114 включают в себя: металлические провода 114m1, проходящие параллельно направлению 135-315°; металлические провода 114m2, проходящие параллельно направлению 45-225°; металлические провода 114m3, проходящие параллельно направлению 135-315°; и металлические провода 114m4, проходящие параллельно направлению 45-225°. Металлические провода 114m1 являются непрерывными с металлическими проводами 114m2 и 114m4, и металлические провода 114m3 являются непрерывными с металлическими проводами 114m2 и 114m4. Пиксельный электрод 114, кроме того, включает в себя участок 114s внешней кромки, который является непрерывным с металлическими проводами с 114m1 по 114m4.

Как показано на фиг.6(b), металлические провода 124m противоположного электрода 124 включают в себя: металлические провода 124m1, проходящие вдоль направления 45-225°; металлические провода 124m2, проходящие вдоль направления 135-315°; металлические провода 124m3, проходящие вдоль направления 45-225°; и металлические провода 124m4, проходящие вдоль направления 135-315°. Металлические провода 124m1 являются непрерывными с металлическими проводами 124m2 и 124m4, и металлические провода 124m3 являются непрерывными с металлическими проводами 124m2 и 124m4. Металлические провода с 124m1 по 124m4 противоположного электрода 124 очерчивают грани прямоугольников, окружающих центр пикселя.

Противоположный электрод 124, кроме того, включает в себя участки 124р внешней кромки пикселей и контактный участок 124с. Контактный участок 124с проходит вдоль направления x таким образом, что проходит через центр пикселя. В качестве альтернативы контактный участок 124с может проходить вдоль направления y так, чтобы проходить через центр пикселя, или может проходить вдоль направления x и направления y так, чтобы проходить через центр пикселя. Участки 124р внешней кромки пикселей и контактный участок 124с соответственно реализуют электрическое соединение металлических проводов с 124m1 по 124m4. Металлические провода с 124m1 по 124m4 противоположного электрода 124 соответственно корреспондируются металлическими проводами с 114m1 по 114m4 электрода 114 пикселя так, что металлические провода с 124m1 по 124m4 проходят в направлениях, которые являются ортогональными для металлических проводов с 114m1 по 114m4.

Как следует из фиг.6(а-с), в жидкокристаллическом слое 130 жидкокристаллического устройства 100С отображения, жидкокристаллический домен D1 сформирован между металлическими проводами 114m1 пиксельного электрода 114 и металлическими проводами 124m1 противоположного электрода 124, тогда как жидкокристаллический домен D2 сформирован между металлическими проводами 114m2 пиксельного электрода 114 и металлическими проводами 124m2 противоположного электрода 124. Аналогично, в жидкокристаллическом слое 130 жидкокристаллический домен D3 сформирован между металлическими проводами 114m3 пиксельного электрода 114 и металлическими проводами 124m3 противоположного электрода 124, тогда как жидкокристаллический домен D4 сформирован между металлическими проводами 114m4 пиксельного электрода 114 и металлическими проводами 124m4 противоположного электрода 124.

Теперь будут рассмотрены направления ориентации молекул 132 жидкого кристалла в жидкокристаллическом устройстве 100С отображения. В описании направление ориентации молекулы жидкого кристалла в центре жидкокристаллического домена считается направлением исходной ориентации; и, в пределах направления исходной ориентации, компонент азимутального угла в направлении от тыльной грани в сторону фронтальной грани и вдоль главной оси молекулы жидкого кристалла (т.е. компонент азимутального угла получен посредством проектирования направления исходной ориентации на основную грань выравнивающей пленки) считается направлением исходной азимутальной ориентации. Направление исходной азимутальной ориентации характеризует соответствующий жидкокристаллический домен и оказывает доминирующее влияние на характеристики угла обзора жидкокристаллического домена.

В жидкокристаллическом слое 130 молекулы 132 жидкого кристалла, которые расположены ближе к подложке 110 активной матрицы, ориентированы в сторону области, ближайшей к центру пиксельного электрода 114, в соответствии с неортогональным электрическим полем, вызываемым участком 114s. Фиг.6(c) демонстрирует направления азимутальной ориентации молекул 132 жидкого кристалла в жидкокристаллических доменах с D1 по D4, соответственно, как с L1 по L4, которые находятся ближе к подложке 110 активной матрицы. Следует отметить, что каждое из направлений с L1 по L4 азимутальной ориентации представляет компоненту азимутального угла в направлении от тыльной грани к фронтальной грани.

С другой стороны, в жидкокристаллическом слое 130 молекулы 132 жидкого кристалла, которые находятся ближе к противоположной подложке 120, ориентированы в соответствии с неортогональными электрическими полями, вызываемыми участками 124р внешней кромки пикселей. Фиг.6(c) демонстрирует направления азимутальной ориентации молекул 132 жидкого кристалла в жидкокристаллических доменах с D1 по D4, соответственно, как с U1 по U4, которые находятся ближе к противоположной подложке 120. Каждое из направлений азимутальной ориентации с U1 по U4 представляет компонент азимутального угла в направлении от тыльной грани к фронтальной грани. В данных документах, поскольку длина пикселя вдоль направления y больше, чем его длина вдоль направления x, молекулы 132 жидкого кристалла, которые ближе к противоположной подложке 120, ориентированы так, что имеют компонент, направленный от центра пикселя в направлении ±x.

Направления исходной азимутальной ориентации жидкокристаллических доменов с D1 по D4 являются промежуточными азимутальными направлениями между направлениями азимутальной ориентации молекул 132 жидкого кристалла, которые ближе к подложке 110 активной матрицы, и направлениями азимутальной ориентации молекул 132 жидкого кристалла, которые ближе к противоположной подложке 120. Фиг.6(c) демонстрирует направления с R1 по R4 исходной азимутальной ориентации, корреспондирующиеся с жидкокристаллическими доменами с D1 по D4 в жидкокристаллическом устройстве 100С отображения. Направления исходной азимутальной ориентации R1 и R2 установлены так, что отличаются на 180° от направлений R3 и R4 исходной азимутальной ориентации, таким образом, улучшая характеристики угла обзора.

Не смотря на то что в вышеуказанном описании изложено, что жидкокристаллическое устройство отображения работает в режиме TN, настоящее изобретение не ограничивается приведенными выше вариантами. Жидкокристаллическое устройство отображения может работать в режиме STN (Super Twisted Nematic - сверхзакрученного нематика).

В качестве альтернативы, жидкокристаллическое устройство 100D отображения может работать в режиме OCB (Optically Compensated Birefringence - оптически компенсированное двулучепреломление), как показано на фиг.7. В этом случае, направления, в которых проходят металлические провода, составляющие пиксельные электроды 114, параллельны направлениям, в которых проходят металлические провода, составляющие противоположный электрод 124.

Как описано выше, настоящее изобретение применимо для жидкокристаллических устройств отображения различных мод. Однако чтобы допустить функционирование электродов в качестве поляризатора, предпочтительно, чтобы в электродах не формировали широкие щели (диафрагмы) (например, толщиной 2 мкм или более).

Следует отметить, что по заявке испрашивается приоритет в отношении японской патентной заявки № 2008-211004, которая является базовым документом настоящей патентной заявки и полностью включена в настоящий документ по ссылке.

Промышленная применимость

Согласно настоящему изобретению обеспечивается жидкокристаллическое устройство отображения, которое может быть легко изготовлено.

Перечень ссылочных позиций

100 - жидкокристаллическое устройство отображения

110 - подложка активной матрицы

112 - изоляционная подложка

114 - пиксельный электрод

120 - противоположная подложка

122 - изоляционная подложка

124 - противоположный электрод