JP2003295226A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JP2003295226A JP2003295226A JP2002096458A JP2002096458A JP2003295226A JP 2003295226 A JP2003295226 A JP 2003295226A JP 2002096458 A JP2002096458 A JP 2002096458A JP 2002096458 A JP2002096458 A JP 2002096458A JP 2003295226 A JP2003295226 A JP 2003295226A
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Abstract
示エリアの外周部でスプレイ配向からベンド配向への転
移特性が不足することによる表示欠陥の発生を防止す
る。また、液晶表示装置の立ち上げ時間を短縮する。 【解決手段】 表示エリアの周辺部にダミー電極を設け
て、表示エリア最外周の画素電極とダミー電極の間に電
極近接部を設ける、あるいは、ダミー電極相互の間に電
極近接部を設ける、あるいは、ダミー電極に切り欠きを
設ける。転移操作時に、これらの部分で電界集中部や電
界歪部を形成し、表示エリアの最外周画素、あるいは表
示エリア外周部における転移性能を向上させる。
Description
高速応答特性や広視野角特性を有するベンド配向させた
OCB(Optically Compensated
Bend、または、Optically Compe
nsated Birefringence)液晶モー
ドを利用した液晶表示装置に関するものである。
Film−Transistor)を用いたアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイは薄型化、軽量化、低電
圧駆動可能などの長所によりカムコーダ用のディスプレ
イ、パーソナルコンピューター、パーソナルワードプロ
セッサーのディスプレイなど種々の分野で利用されてお
り、大きな市場を形成している。
画表示に加えて、動画表示やTV用途への利用が広がり
つつあり、こうした動画表示に適した液晶表示装置への
要求が高まってきている。これに対応し、高速応答性能
を向上させる液晶素子としてベンド配向させたOCB液
晶表示素子が特開平7−84254等で提案されてい
る。このOCB液晶表示素子は電圧に対する液晶の変化
が従来のTNモードに比べて早く、動画表示やTV用途
に適した高速応答を実現出来る。さらに、このベンド配
向型の液晶表示素子は液晶分子が上下基板間でベンド配
向しているため、光学位相差を自己補償でき、かつフィ
ルム位相差板で位相差補償をするため視野角特性にも優
れている。
0(a)に示すようなスプレイ配向と呼ばれる表示に適
さない配向状態になっており、表示動作をさせるために
はこれを図20(b)に示すようなベンド配向状態に均
一に転移させておく必要がある。図20(a)、(b)
は、OCB液晶素子の断面図であり、基板10と11の
間に挟まれた液晶層12における液晶分子13の配向状
態を示したものである。ベンド配向状態への転移は、表
示駆動するよりも高い電圧を液晶に印加することによっ
て実現することができるが、その際、基板の一部にスプ
レイ配向からベンド配向への転移核がまず発生し、それ
が液晶層全体に広がり基板全体がベンド配向に転移する
というプロセスを経る。転移核が発生する場所は、基板
内の不均一な所、例えば分散されたスペーサの周囲や配
向のムラなど多様であり、しかも再現性が不十分なの
で、往々にしてベンド配向への転移が不均一になって表
示欠陥が残ることがある。再現性よく転移核を発生させ
るには、局所的に液晶に高電界を印加する方法が有効で
あることが知られている。特開2001−330862
号公報には、隣接電極間や電極の切り欠き部に横電界を
形成し、これを転移核として用いる技術が開示されてい
る。
法として、隣接する画素電極の一部を近接させてその間
に電圧を印加することが効果的である。この構成を用い
た液晶表示装置の画素構成の一例を図21に示す。図2
1(a)は画素の電極構成を示す平面図、図21(b)
は図21(a)のA−B経路に沿った断面図、図21
(c)は図21(a)の画素構成の等価回路を示したも
のである。この液晶表示装置は、基板10上に、X2、
X3、X4、X5などのゲート線14と、Ym、Ym+
1、Ym+2など(mは任意の整数)のソース線15が
マトリクス状に配置され、それら交点に対応してスイッ
チング素子であるTFT16と画素電極17−3、17
−4、17−5などが形成されている。そして、ソース
線方向(図21(a)の上下方向)に隣接する画素電極
間の一部を近接させて強い電界を発生しやすくしてい
る。このようなマトリクスアレイが形成された基板10
と、対向電極が形成された対向基板(図示せず)の間に
液晶層(図示せず)を挟んで液晶表示装置とする。対向
電極には基準電位Vcomが印加されており、スイッチ
ング素子(TFT)16を介してソース線15から供給
された画像電圧と基準電位Vcomとの電位差が液晶層
(図21(c)において容量Clcで表示)に印加され
て液晶層の光学特性が変調され画像表示が行われるもの
である。
おいては、スイッチング素子(TFT)16は簡略して
描かれている。その具体的な構造は、図21(b)に示
すように、ゲート電極14a、ゲート絶縁膜21、アモ
ルファスシリコン半導体層22、ソース電極15aおよ
びドレイン電極19aで構成されている。ドレイン電極
19aと画素電極17−4とは平坦化層23に開けたコ
ンタクトホール18を介して接続されている。表示に先
立って、隣接する画素電極17−4、17−5間に数ボ
ルト〜数十ボルト程度の電圧を印加して強電界を液晶層
内に作ることによって転移核を発生させ、スプレイ配向
からベンド配向へ転移させておく。
る画素電極の一部を近接させてその間に電圧を印加する
ことにより転移を促進する場合には、最外周にある画素
にはその外側に隣接する画素がないため、この部分での
転移特性が十分でなく、これが表示欠陥となって残るこ
とがあった。また、この表示欠陥を避けるために最外周
画素の確実な転移を待って表示動作を行う場合には、液
晶表示装置の立ち上げ時間が長くなり、機器ユーザーの
待ち時間が長くなって、利便性に欠けるという課題が生
じていた。
に本発明の液晶表示装置は以下の構成を有している。
エリア最外周の画素のさらに外側にダミー電極が形成さ
れており、表示エリア最外周の画素とこのダミー電極の
間に近接部を有するという構成を持つものである。
おいても転移核が不足することがなく、スプレイ配向か
らベンド配向への転移が容易に行われる。この結果、表
示エリア外周部に未転移部分が残り、これが表示欠陥に
結びつくことがない。また、この部分の転移に時間がか
かるため、液晶表示装置の立ち上げ時間が長くなるとい
う課題も生じない。
とその外側のダミー電極の間に、通常の画素間とは形状
あるいは方向が異なる電極間近接部を形成すれば、表示
エリア外周部での転移特性をより一層向上させることが
できる。より具体的には、この近接部を形成するよう
に、表示エリア最外周にある画素電極、あるいはその外
側のダミー電極を繰り返しパターンから変形させれば、
表示エリア外周部での転移特性をより一層向上させるこ
とができる。
最外周の画素のさらに外側にダミー電極が形成されてお
り、ダミー電極相互の間に近接部を有するという構成を
持つものである。
を形成し、ここで生じたスプレイ配向からベンド配向へ
の転移を表示エリア内部に伝播することができる。この
結果、表示エリア外周部での転移特性を高めることがで
き、表示エリア外周部に未転移部分が残って表示欠陥に
なったり、この部分の転移に時間がかかって装置の立ち
上げ時間が長くなったりすることがない。
の画素電極間の近接部とは形状や方向が異なる近接部を
設けてもよい。
行形成して2重構造あるいはそれ以上(2行以上、ある
いは2列以上)のダミー電極が表示エリア周辺に配置さ
れるようにしてもよい。
最外周の画素のさらに外側に、切り欠き部が形成された
ダミー電極を有するものである。
電極近接部と同様に、スプレイ配向からベンド配向への
転移を促進する。これにより、表示エリアの外側にも転
移核を形成し、ここで生じたスプレイ配向からベンド配
向への転移を表示エリア内部に伝播することができる。
この結果、表示エリア周辺での転移特性を高めることが
でき、表示エリア外周部に未転移部分が残って表示欠陥
になったり、この部分の転移に時間がかかって装置の立
ち上げ時間が長くなったりすることがない。
て図面を用いてより具体的に説明する。但し、以降の図
面の説明においては前述の従来例で用いた構成と同じ部
分には重複を避け、同じ符号を付けて説明する。
晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表す
平面図である。図1において、一点鎖線の右下にある領
域(図中に101で示す)は、表示エリアであり画素電
極17が配置されている。一方、一点鎖線の左あるいは
上にある領域(図中に102で示す)は、表示エリアの
周囲にある周辺部(いわゆる額縁部)であり、ダミー電
極19が配置されている。ダミー電極は表示を行うもの
ではないが、必要に応じて電圧制御できるものとなって
いる。
と同一の工程で製造され、ほぼ同一のパターン形状をし
ている。また、上下に隣接する画素電極間に近接部が形
成されるとともに、上下に隣接するダミー電極と画素電
極の間にも近接部が形成されている。P(x,y)は画
素電極あるいはダミー電極を表すもので、xとyは画面
上のアドレス(座標)に対応している。アドレスの少な
くともいずれかが0であるものはダミー電極である。
図(a)および側面図(b)である。図2において10
3と104は基板であり、図示しないがこの間に液晶層
があり、これらが液晶パネルを構成している。105は
走査側の駆動回路、106は信号側の駆動回路、107
と108はこれらの駆動回路と液晶パネルを接続するた
めの接続部である。場合によっては、駆動回路の一部あ
るいは全部がポリシリコンなどによって基板上に作製さ
れていることもある。なお、パネルには偏光板等が貼付
けられているが、図示を省略している。
エリアであり、ほぼ全面にわたって画素電極が配置され
ている。102は周辺部であり、その一部あるいは全部
に、図1のダミー電極19が配置されている。図1は図
2に破線で示すAの部分を拡大したものに相当する。
示エリア101のうち周辺部(額縁部)102に近接し
た数画素から十数画素程度の領域を指し、表示エリアの
最外周にある画素とは表示エリア101にある画素のう
ち周辺部(額縁部)102と接するものを指す。
ンド配向への転移操作を行なった後、各画素に映像信号
に対応する信号を書きこんで表示を行なわせる。
ップとして、図1における偶数行のゲート線X0、X
2、X4……を選択状態とし、0行目のゲート線に接続
されている電極P(0,0)、P(0,1)、P(0,
2)……、2行目のゲート線に接続されている電極P
(2,0)、P(2,1)、P(2,2)……に正の電
圧を書きこむ。4行目、6行目等も同様である。次い
で、奇数行のゲート線X1、X3、X5……を選択状態
として、1行目のゲート線に接続されている電極P
(1,0)、P(1,1)、P(1,2)……、3行目
のゲート線に接続されている電極P(3,0)、P
(3,1)、P(3,2)……に負の電圧を書きこむ。
5行目、7行目等も同様である。このとき、ダミー電極
及び画素電極の双方に電圧が書きこまれている。電圧レ
ベルは正負ともに5ボルトから十数ボルト程度である。
こうすることにより、図1のA−B断面では、図3の電
気力線が示すように、画素電極17の相互の間、および
画素電極17とダミー電極19の間に局所的な高電界を
発生させることができる。その後、第2のステップとし
て、対向電極31に例えばマイナス数ボルトからマイナ
ス30ボルト程度の電圧を印加すると、図1のA−B断
面では、図4のような電気力線が得られ、縦方向の電界
が印加される。このとき、第1のステップで転移核を形
成し、第2のステップで転移を液晶層全体に広げてい
る。顕微鏡による観察では、電極の上下にある電界集中
部で発生したベンド部が画素中央に向かって広がってい
くことが多い。この際の電圧のかけ方については、上記
の2つの操作を繰り返したり、この繰り返しにおいて各
部の電圧極性を逆にして交流としたりしてもよい。
X2、X3……というふうに、ゲート線を順次選択(走
査)し、各行の画素電極に表示信号を書きこんでいけば
よいが、特に限定するものではない。このとき、ダミー
電極のみが接続されているゲート線X0は走査しなくて
もよいが、毎フレームあるいは数フレームに1度走査し
て何らかの電圧を書きこんでおけば、静電気などによる
不要な電圧がダミー電極に帯電して表示異常をおこすこ
とがない。
は、ダミー電極を設けることにより、表示エリアの1行
目にある画素電極P(1,1)、P(1,2)……の上
側にも電極間近接部を用いた転移核を形成することがで
きる。従来の液晶表示装置ではこれらの画素には下部に
しか転移核が形成されていないので、パターン不良など
により近接部が形成されなかった場合や、転移核が形成
されてもそれが機能しなかった場合、あるいはパネル中
に混入したゴミなどの異物により転移部(ベンド配向
部)の広がりが画素の途中で止まってしまった場合に
は、未転移部を含む画素が残ってしまい表示不良につな
がっていた。本実施の形態1のように上下に転移核を形
成しておけば、仮にいずれかの転移核が形成されなかっ
たり正常に動作しなかったりした場合でも、他方の核を
起点としたベンド配向部が画素全面に広がるし、異物が
存在して一方の転移核からのベンド配向部の進行が止ま
っても他方の転移核からのベンド配向部が残りの部分を
覆うように広がっていく。従って、未転移部を含む画素
が残って、これが表示欠陥や表示不良となることがな
い。
は、また、表示エリアの1列目にある画素電極P(1,
1)、P(2,1)……の左側にもダミー電極を設け
て、ここにも電極間近接部を形成している。これによ
り、ここにも転移核を形成できる。この転移核はダミー
電極間(例えば、P(1,0)とP(2,0))の間に
形成されるので、ベンド配向部は、まずダミー電極に広
がった後に、ソース線15を越えて表示エリアに広がっ
ていく。従って、表示エリアの上側にあるダミー電極の
様に、画素電極との間に転移核を形成し、そこからのベ
ンド配向が直接に広がるものではないので、効果はやや
劣るが、表示エリア左側の転移不良を防止する。
の上側・左側のいずれかのみに形成しても単独で効果を
奏するし、表示エリアの下側や右側に形成すれば、その
端における転移特性を改善する。また、必ずしもある辺
の全長に形成すべきものではなく、一部分にのみ形成し
てもよい。この場合は、ダミー画素を形成した部分で転
移特性が向上する。
部を形成するものであればよく、必ずしも画素電極と同
じ形状でなくてもよい。ダミー電極を画素電極より小さ
くしておけば、シール材などのパターン設計にも依存す
るが、場合により額縁を小さくできる。
装置では、表示エリアの最外周の画素においても転移核
が不足することがなく、スプレイ配向からベンド配向へ
の転移が容易に行われる。この結果、従来のもののよう
に表示エリア外周部に未転移部分が残り、これが表示欠
陥に結びつくことがない。
ア外周部は画面中央部に比べて転移が完了するのに時間
がかかる場合があり、未転移による表示欠陥を防止する
には、外周部の転移時間を見越して立ち上げ時間を設定
せねばならないケースが生じていた。これは、実用上は
液晶表示装置の立ち上げ時間、即ちユーザーの待ち時間
が長くなるという課題に結びつく。本実施の形態1の液
晶表示装置では、表示エリア外周部の転移完了時間を画
面中央部と同等にするか、もしくは従来のものに比べて
短い時間で完了させることができるので、ユーザーの待
ち時間を短くできるという利点もある。
晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表す
平面図である。図中の記号は実施の形態1で説明した図
1と同じ構成要素を示すものであるので、重複部分の説
明は省略する。図1との違いは、1列目の画素電極とそ
の左側のダミー電極の形状を、表示エリア中央部の画素
電極における繰り返しパターンの形状とは異ならせて、
横方向に隣接する画素電極とダミー電極の間にも近接部
を形成したことにある。
素電極とダミー電極の間、例えばP(1,0)とP
(1,1)の間や、P(2,0)とP(2,1)の間に
逆極性の電圧を充電し、その後に液晶層に縦方向の電界
が印加されるようにすれば、第1の実施形態で図3と図
4を用いて説明したのと同様にして、この部分にも転移
核を生じさせて、容易に転移を行わせることができる。
上記逆極性電圧の充電には、転移操作時にソース線Y0
とY1に逆極性の電圧を与えればよい。
側にも転移核を形成することができる。ここで発生した
ベンド配向部は直接1列目の画素電極領域に広がるの
で、表示エリア左端での転移特性を第1の実施形態のも
のに比べてさらに向上させることができる。
ように構成することもできる。即ち、ダミー電極を広げ
てソース線を越えるような形状にしたものである。この
構成では、さらに表示エリアに近い位置に転移核(近接
部)を形成できるので転移特性はさらに向上する。この
場合、表示時にはソース線Y0とY1に同一の信号電圧
を与えるようにし、ダミー電極と1列目の画素電極が同
一電位となるようにしておけば、近接部でディスクリネ
ーションが発生して表示を乱すことがなくなるので好ま
しい。転移操作時の動作は上記と同様である。
エリア最外周の画素電極とその外側のダミー電極の間
に、通常の画素間に形成されているものとは形状や方向
が異なる電極近接部を形成することにより、第1の実施
形態の構成と比較して、さらに新たな転移核を加えて、
表示エリア外周部での転移特性を向上させている。
電極とそれに隣接するダミー電極の双方が繰り返しパタ
ーンと異なるものを用いたが、通常の画素間に形成され
ているものとは異なる電極近接部を形成できるものであ
れば、繰り返しパターンから変形させる電極はいずれか
一方であっても構わない。
晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表す
平面図である。図中の記号は実施の形態1で説明した図
1と同じ構成要素を示すものであるので、重複部分の説
明は省略する。図1との違いは、0行目で左右に隣接し
ているダミー電極(P(0,0)、P(0,1)、P
(0,2)……)の間にも近接部を形成したことにあ
る。
1行目の画素電極の間に形成された近接部に転移核を発
生させたが、本実施の形態3では以下のようにして、さ
らに0行目のダミー電極相互の間にも転移核を発生させ
ている。
ー電極相互の間、例えばP(0,0)とP(0,1)の
間や、P(0,1)とP(0,2)の間に逆極性の電圧
を充電し、その後に液晶層に縦方向の電界が印加される
ようにすれば、第1の実施形態で図3と図4を用いて説
明したのと同様にして、この部分にも転移核を形成し、
容易に転移を行わせることができる。上記逆極性電圧の
充電には、例えば、転移操作時に、奇数行のTFTをオ
ン状態にした場合には奇数列のソース線に正、偶数列の
ソース線に負の電圧を与え、偶数行のTFTをオン状態
にした場合には奇数列のソース線に負、偶数列のソース
線に正の電圧を与えて、図8のような極性の電位を各電
極に充電しておけばよい。こうすれば、上下電極間の近
接部と、左右電極間の近接部の双方で図3に示した電界
集中部を得ることができ、有効に転移核を発生させるこ
とができる。
ー電極間に近接部を形成して、表示エリアの外側にある
周辺部(額縁部)においても転移核を発生させている。
ここで生じたスプレイ配向からベンド配向への転移が、
表示エリア内部に伝播されて表示エリア外周部の転移特
性が高められる。
シール材からの溶出物のため基板界面や液晶が汚染され
やすく、転移特性が劣る場合がある。また、液晶パネル
の周辺部は中央部に比べてセル厚むらが生じやすく、こ
れが表示エリア外周部の転移特性を損なう場合もある。
本実施の形態3の構成により、表示エリア外周部での転
移特性を表示エリア中央部より高めておけば、このよう
な表示エリア外周部での転移特性の低下を補うことがで
き、表示エリア外周部に未転移部分が残って表示欠陥に
なったり、この部分の転移に時間がかかって装置の立ち
上げ時間が長くなったりすることがない。
極とダミー電極の間に近接部が形成されていない場合に
も得ることができる。仮に、図7において、表示エリア
の最外周の画素電極とダミー電極の間に近接部を形成し
なかったとしても、ダミー電極間に近接部を形成してお
けば、周辺部で発生したベンド配向部が表示エリア内部
に広がって、表示エリア外周部の転移特性を向上させ
る。もちろん、両者を併用すればさらに高い効果が得ら
れる。
エリアの最外周の画素電極とダミー電極の間においては
通常の画素間と同様に上下方向に近接部が形成され、ダ
ミー電極間にはさらにこれとは異なる方向(左右方向)
に近接部を設けている。左右の電極間に発生する電界と
上下の電極間に発生する電界は方向が異なるし、また左
右の電極間と上下の電極間では電位差が異なる場合も多
い。そこで、このように異なる方向に近接部を設けれ
ば、転移核形成の方向性が互いに補完し合い、より有効
に転移を行なわせることができる。ダミー電極間に形成
される近接部の方向が画素電極間の近接部と同じであっ
ても、パターン設計等を工夫してこの近接部の形状を画
素電極間近接部と異ならせておけば、電界の発生方向を
異ならせたり、近接部の密度を向上させたりすることが
できて、転移性能が向上して同様の効果を得ることがで
きる。
近接部における電極エッジの屈曲回数を画素電極間にお
ける屈曲回数より多くすればよい。
晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表す
平面図である。図中の記号は実施の形態1で説明した図
1と同じ構成要素を示すものであるので、重複部分の説
明は省略する。図1との違いは、表示エリア上端の画素
電極17(P(1,1)、P(1,2)……)の外側に
2行のダミー電極19(P(0,1)、P(0,2)…
…と、P(−1,1)、P(−1,2)……)を形成
し、上下に隣接するダミー電極相互の間にも近接部を形
成した点にある。
形態1で説明したものに準じればよい。本実施の形態4
では、図1に比べてさらに1行のダミー電極(P(−
1,0)、P(−1,1)、P(−1,2)、……)が
追加されているが、これを奇数行と考えて、実施の形態
1と同じような画素電位を書き込めば、これらのダミー
電極(−1行目)と1つ下の行にあるダミー電極(0行
目)との間の電圧符号が逆となり、例えば、P(−1,
1)とP(0,1)の間、P(−1,2)とP(0,
2)の間にある近接部にも転移核を形成することができ
る。
実施形態のものに比べて、表示エリアの外側にも新たに
電極間近接部が形成されている。これが転移核として動
作するので、ここで生じたスプレイ配向からベンド配向
への転移を表示エリア内部に伝播することができる。そ
の結果、表示エリア外周部の転移特性が高められる。第
3の実施形態でも説明したように、表示エリアの外周部
はシール材やセル厚むらの影響で転移特性が低下する場
合がある。本実施の形態4の構成を用いて、表示エリア
外周部での転移特性を表示エリア中央部より高めておけ
ば、このような表示エリア外周部での転移特性の低下を
補うことができ、表示エリア外周部に未転移部分が残っ
て表示欠陥になったり、この部分の転移に時間がかかっ
て装置の立ち上げ時間が長くなったりすることがない。
極とダミー電極の間に近接部が形成されていない場合に
も得ることができる。仮に、図9において、表示エリア
の最外周の画素電極とダミー電極の間に近接部を形成し
なかったとしても、ダミー電極間に近接部を形成してお
けば、周辺部で発生したベンド配向部が表示エリア内部
に広がって、表示エリア外周部の転移特性を向上させ
る。もちろん、両者を併用すればさらに高い効果が得ら
れる。
同じ形状とした場合にも得られるが、図9のように−1
行目と0行目のダミー電極を画素電極より小さくしてお
けば、さらに効果的である。その理由は、このようにす
れば表示エリアのすぐ外側で電極間近接部の密度、即ち
転移核の発生密度を高めることができ、ここで発生した
ベンド配向部が表示エリア外周部に容易に伝播して、こ
の外周部の転移性能をさらに高めることができるからで
ある。また、ダミー電極を小さくしておけば、他の部分
の構成や設計にもよるが、場合により額縁を小さくでき
る。
た例をあげて説明したが、ダミー電極は3重や4重、あ
るいはそれ以上に配置してもよく、その場合は転移性能
がさらに向上する。また、図9で画面の左側に複数の列
からなるダミー電極を設ければ、左側の外周部での転移
特性が向上する。
説明では、画素間近接部に逆極性の電圧を印加して電界
集中部を作りだし、これを転移核として用いた。駆動回
路などの関係でこのような電圧を印加するのが困難な場
合は、直接図4のような電界を液晶層に印加して転移を
行わせることもできる。この場合、電極エッジにおける
電界の歪がスプレイからベンドへの転移を誘起するが、
電界集中に比べるとその効果が弱いので対向電極への印
加電圧を高めたり、電圧印加時間を長く設定したりする
必要がある。
液晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表
す平面図(a)と、A−B線における断面図(b)であ
る。図中の記号は実施の形態1での説明に用いた図1と
同じ構成要素を示すものであるので、重複部分の説明は
省略する。本実施の形態5の液晶表示装置は画素間近接
部の下にこれらとは別の層からなる電極を設けた構成を
持つ。
蓄積容量形成用電極30との間に蓄積容量を形成してい
る。蓄積容量形成用電極30はソース線15と同レベル
の導電層で形成されている。蓄積容量形成用電極30
は、平坦化層23に開けたコンタクトホール32を介し
て、画素電極17あるいはダミー電極19と接続されて
いる。画素電極相互の近接部、あるいは画素電極とダミ
ー電極の近接部では、少なくとも一部分に蓄積容量形成
用電極30が形成されておらず、蓄積容量線の電位がシ
ールドされずに、電界がこの近接部に達するようになっ
ている。
ップとして、図10における全てのゲート線X0、X
1、X2……を選択状態とし、全ての画素電極と全ての
ダミー電極の電位を0ボルトとする。対向電極の電位も
0ボルトとし、蓄積容量線の電位はマイナス数ボルトか
らマイナス30ボルト程度にしておく。図11は図10
のC−D線の断面に対応するもので、このときの電気力
線を模式的に示したものである。電極間近接部に大きく
歪んだ電界が集中しており、これが転移核を形成する。
その後、第2のステップとして対向電極の電位をマイナ
ス数ボルトからマイナス30ボルト程度にすれば、図4
に類似した電気力線が得られる。第1の実施形態と同様
に、顕微鏡による観察では、電界集中部で発生したベン
ド部が画素中央に向かって広がっていくことが多い。こ
の際の電圧のかけ方については、上記の2つの操作を繰
り返したり、この繰り返しにおいて各部の電圧極性を逆
にして交流としたりしてもよい。また、転移操作時に画
素電極と全てのダミー電極の電位は同一である必要はな
く、近接部を形成する2つの電極と蓄積容量線、さらに
対向電極の電位を調整して、この部分に電界が集中する
ように、あるいは歪んだ電界が印加される様にすればよ
い。
ものである。第1には、電極近接部の下に別の電極層を
設けて、この電位を転移核形成に用いているので、転移
時の電界制御の自由度が高いことである。駆動回路の制
約等により隣接画素間に強電界を発生させるような電圧
を各画素に与えられない場合や、ダミー電極にはTFT
を設けずに一括で電位を与える場合などに、図4に示し
た画素エッジの電界の歪のみで転移核形成すると、高い
対向電圧が必要になったり、長い転移時間が必要になっ
たりする。本実施の形態5のように、電極近接部の下に
別の電極層を設けて、この電位を転移核形成に用いれ
ば、このような場合にも有効に電界集中や電界歪を生じ
させることができて、低い対向電圧で、短い時間で転移
を完了することができる。第2の効果は、この電極を不
透明物質で形成しておけば、近接部を遮光できることで
ある。ブラックマトリクスなどによる遮光が不充分な場
合は、表示時に電極間の近接部からの光もれのためコン
トラストが低下する場合があるが、本実施の形態5の構
成ではこの部分が電極により遮光されるので、この光も
れによるコントラスト低下を防止することができる。
線にしておけば、ゲート走査電圧や画素信号電圧に関係
なく電位を設定できるので都合がよいが、特に限定され
るものではない。ゲート線やソース線を用いる場合でも
信号の印加タイミングを調整すれば、近接部への電界集
中や電界歪を発生させることができる。また、蓄積容量
線やゲート線、あるいはソース線と同層ではあるがこれ
らとは異なる電極を設けてもよいし、さらに別の層の電
極を用いることもできる。
ば、第1の実施形態で述べたのと同様の効果を得ること
ができる。即ち、ダミー画素を設けることにより表示エ
リアの1行目にある画素電極P(1,1)、P(1,
2)……の上側にも電極間近接部を用いた転移核を形成
し、1行目の画素にも上下に転移核が形成される。そこ
で、仮にいずれかの転移核が形成されなかったり正常に
動作しなかったりした場合でも、他方の核を起点とした
ベンド配向部が画素全面に広がるし、異物が存在して一
方の転移核からのベンド配向部の進行が止まっても他方
の転移核からのベンド配向部が残りの部分を覆うように
広がっていく。従って、未転移部を含む画素が残って、
これが表示欠陥や表示不良となることがない。
P(1,1)、P(2,1)……の左側にもダミー電極
を設けて、ここにも転移核を形成できるようにしてい
る。第1の実施形態での説明と同様に、この転移核は直
接に画素部につながっていないので、その転移特性向上
効果は表示エリアの上側に形成したダミー電極に比べる
とやや劣るが、表示エリア左側の転移不良を防止する。
いずれの辺に形成しても単独で効果を奏すること、辺の
一部分にのみ形成してもよいこと、画素電極との間に近
接部を形成するものであれば必ずしも画素電極と同じ形
状でなくてもよいこと、そして、ダミー電極を画素電極
より小さくしておけば場合により額縁を小さくできるこ
とも第1の実施形態での説明と同様である。
成は、第1から第4の実施形態で説明した構成のいずれ
とも組み合わせることができる。このとき、図10で例
示説明したように、周辺部にある近接部と表示エリア内
部にある近接部の下の双方に別の電極層を設けてもよい
し、次に示すように周辺部(額縁部)にあるダミー電極
の近接部にのみ別の電極層を設けてもよい。
電極層を設けた例を図12に示す。図7の構成の0行目
に電極41を追加して、図11に示す電気力線の形成を
可能にし、電界を集中させて、この部分の転移核形成を
容易にしている。これにより、転移時の画素電圧極性が
図13のように行反転であった場合でも、0行目に転移
核形成できるようになる。
装置においても、表示エリアの最外周の画素においても
転移核が不足することがなく、スプレイ配向からベンド
配向への転移が容易に行われる。この結果、表示エリア
外周部に未転移部分が残り、これが表示欠陥に結びつく
ことがない。
は、表示エリア外周部の転移完了時間を画面中央部と同
等にするか、もしくは従来のものに比べて短い時間で完
了させることができるので、表示エリア全面で転移が完
了するまでの時間を短縮することができ、ユーザーの待
ち時間を短くできるという利点もある。
の画素電圧に対する制約が低く、様々な駆動回路やTF
Tアレイの構成においても十分な転移特性が得られ、設
計の自由度が高いという利点がある。また、近接部に設
けた電極を不透明物質で形成しておけば、場合によって
はその遮光効果によりコントラストが向上するという利
点もある。
液晶表示装置におけるアレイ基板上の画素電極構成を表
す平面図(a)と、A−B線における断面図(b)であ
る。図中の記号は実施の形態1での説明に用いた図1と
同じ構成要素を示すものであるので、重複部分の説明は
省略する。本実施の形態6の液晶表示装置は、周辺部の
ダミー電極に切り欠き部を設けた構成を持つ。
が、そのパターニング時にエッチングにより除去されて
おり、スリット状の切り欠き部51を形成している。そ
の下には、平坦化層23とゲート絶縁膜21を挟んで、
ダミー電極とは別の層からなる電極41、あるいは蓄積
容量線20が形成されている。上下に隣接するダミー電
極19の相互間、画素電極17の相互間、あるいは画素
電極17とダミー電極19の間には近接部が形成されて
いる。
作時には第5の実施形態のものと同様に駆動される。即
ち、第1ステップでは、全ての画素電極と全てのダミー
電極の電位を0ボルト、対向電極の電位を0ボルトと
し、蓄積容量線20および電極41の電位はマイナス数
ボルトからマイナス30ボルト程度にしておく。電極間
の近接部は、第5の実施形態と同様に電気力線が図11
のような状態となり、ここが転移核として機能する。図
15は図14のA−B線の断面図における電気力線を模
式的に示したものである。このように、スリット状の切
り欠き部51に歪んだ電界が集中して転移核を形成す
る。電極41がない場合には、対向電極に電圧印加した
としても、この部分の電気力線は図16のようなものと
なる。この場合、図15に比べると電界の歪量が少な
く、転移性能は低いものである。従って、電極41に
は、電界集中や電圧歪の増加により0行目のダミー画素
における転移性能を向上させるという効果がある。第2
ステップでは、画素電極と対向電極との間にマイナス数
ボルトからマイナス30ボルト程度の電圧を印加して、
液晶層に縦方向の電界がかかるようにする。これにより
ベンド転移した部分を表示エリア全体に広げていく。第
1の実施形態と同様に、顕微鏡による観察では、電界集
中部で発生したベンド部が画素中央に向かって広がって
いくことが多い。この際の電圧のかけ方については、上
記の2つの操作を繰り返したり、この繰り返しにおいて
各部の電圧極性を逆にして交流としたりしてもよい。
実施形態や第4の実施形態で説明したものと同様に、表
示エリアの外側にも新たに電極間近接部が形成されてい
る。これが転移核として動作するので、ここで生じたス
プレイ配向からベンド配向への転移を表示エリア内部に
伝播することができる。その結果、表示エリア外周部の
転移特性が高められる。第3の実施形態でも説明したよ
うに、表示エリアの外周部はシール材やセル厚むらの影
響で転移特性が低下する場合がある。本実施の形態6の
構成を用いて、表示エリア外周部での転移特性を表示エ
リア中央部より高めておけば、このような表示エリア外
周部での転移特性の低下を補うことができ、表示エリア
外周部に未転移部分が残って表示欠陥になったり、この
部分の転移に時間がかかって装置の立ち上げ時間が長く
なったりすることがない。
加しやすいことにある。即ち、隣接電極との間の近接部
で転移核を形成する場合には、隣接電極や配線との位置
関係による制約が多く、転移核を増やしにくいが、本実
施の形態6ではダミー電極の切り欠きで転移核を構成し
ているので、これらの位置関連を考えることなく転移核
を形成できる。特に、表示に直接関係のない周辺部にお
いては、図14における電極41を太くしても開口率低
下などの弊害がなく、切り欠きによる転移核を形成でき
る場所が多く存在する。
の近接部で転移核形成した場合、製造時のパターニング
不良などによりこの部分のパターンがショートすると、
隣接電極とのショートとなる。隣接電極が画素電極であ
る場合には、これが点欠陥として見えてしまう。また、
ダミー電極同士であっても、電圧書きこみ時にショート
した電極を介して隣接ソース線がショートする場合があ
る。本実施の形態6のように、電極の切り欠きで転移核
形成すれば、ここにパターンショートが生じても、上記
のような問題が発生することがない。
と配置に限定されるものではなく、図17に示すよう
に、(a)の長方形のスリットのほか、(b)のような
屈曲型、(c)のようなV字型のスリットでも構わな
い。特に、(b)や(c)においては方向の異なる電界
が近接して生じるので転移特性が向上することが多い。
また、場合によっては(d)のように、電極の一辺から
切り込みを入れた形でもよい。さらに、これ以外の形状
のものでもよい。
においては、表示エリア内部の転移核は画素電極近接部
で形成されるものとしたが、これを画素電極の切り欠き
に代えても構わない。図18に一例を示す。図18にお
いて、周辺部の転移核は第6の実施形態と同様に画素電
極の切り欠き部で形成されている。第6の実施形態とは
異なり、表示エリア内部においては蓄積容量線20と画
素電極17が重なっている部分に、蓄積容量形成用電極
30が形成されていない領域を設け、ここに画素電極の
切り欠き部51を配置している。図18では切り欠きは
長方形状のスリットであるが、これは図17に例示した
ものをはじめとする別の形状でも構わない。
も、表示エリア外周部の転移性能を向上させているの
で、表示エリア外周部に未転移部分が残って表示欠陥に
なったり、この部分の転移に時間がかかって装置の立ち
上げ時間が長くなったりすることがない。
で転移核形成した場合、製造時のパターニング不良など
によりこの部分のパターンがショートすると、隣接画素
のショートとなって、点欠陥として見えてしまう。本実
施の形態7のように、電極の切り欠きで転移核形成すれ
ば、ここにパターンショートが生じても、上記のような
点欠陥が発生することがない。
により転移核形成するものに限るわけではなく、表示エ
リアが画素電極の切り欠きで転移核形成し、周辺部は電
極間近接部で転移核形成しても構わない。
移核形成する場合は、周辺部の転移核密度が表示エリア
の転移核密度より高くなるようにするのが望ましい。周
辺部は直接に表示を行うものではないので、転移核密度
を向上させるために種々のパターンを形成しても表示性
能に影響することなく表示エリア周辺での転移性能を向
上することができるからである。例えば、図5に示すよ
うにダミー電極間に新たな近接部を設けてもよいし、図
9のように画素電極より小さなダミー電極を2重配置し
て、その間に近接部を設けてもよい。電極の切り欠き部
で転移核形成する場合は、図14や図18、そして図1
9のように周辺部の切り欠き密度を高くしておけばよ
い。
は、ダミー電極はTFTに接続されるものとしている
が、必ずしもTFTに接続する必要はない。一例をあげ
て説明する。図19は、図14の0行目に相当する部分
を一つにまとめて、連続したダミー電極19−bとした
ものである。図示しないが、ダミー電極19−bには、
駆動回路から基板上のTFTを介することなく電位が供
給されている。転移時の動作は第5あるいは第6の実施
形態での説明とほぼ同等である。この部分は表示を行わ
ないので画素構造をとる必要がなく、このように構成す
ることができる。0列目のダミー電極19−aはTFT
に接続されているが、これもまとめて連続した一つの電
極としてもよい。また、ダミー電極を構成する導電層は
画素電極と同じである必要もなく、場合によりゲート線
やソース線のレベルにある導電層を用いることもでき
る。
極とTFTとが重ならない状態を図示して説明したが、
これは図面の複雑化を避けるためにそのようにしたもの
であり、実際には画素電極は開口率を大きくするために
TFTと重ねることが望ましい。
念の理解を助けるためのものであり本発明はこれらに限
定されるものではない。例えば、スイッチング素子はア
モルファスシリコン半導体によるボトムゲート型TFT
を用いたが、これに代えてポリシリコンによるトップゲ
ート型TFTを用いてもよい。また、平坦化層23はカ
ラーフィルタ層と兼用してもよい。また、図10(b)
など、アレイ基板の断面図において、通常は平坦化層2
3とその下の層(ソース線と同じレベルの層である蓄積
容量形成用電極30など)の間には保護絶縁層がさらに
存在するが、図面の複雑化を避けるため表示していな
い。
向方式の液晶表示装置において、表示エリアの周辺部に
ダミー電極を設けて、表示エリア最外周の画素電極とダ
ミー電極の間に電極近接部を設ける、あるいは、ダミー
電極相互の間に電極近接部を設ける、あるいは、ダミー
電極に切り欠きを設けることにより、表示エリアの外周
部における転移性能を向上させることができる。
画素が残り、これが表示欠陥となって残ることがなくな
る。また、表示エリア外周部の転移時間が早まるため、
液晶表示装置の立ち上げ時間を短くすることができ、機
器ユーザーの待ち時間が短くなって利便性が向上すると
いう効果もある。
電極構成を表す平面図
示す平面図と側面図
模式的に示す断面図
模式的に示す断面図
電極構成を表す平面図
電極構成を表す平面図
電極構成を表す平面図
電極電位極性を表す平面図
電極構成を表す平面図
素電極構成を表す平面図と断面図
を模式的に示す断面図
素電極構成を表す平面図
素電極電位極性を表す平面図
素電極構成を表す平面図と断面図
を模式的に示す断面図
を模式的に示す断面図
明するための平面図
を模式的に示す断面図
表示装置の画素電極構成を表す平面図
を表す平面図、断面図と等価回路図
Claims (16)
- 【請求項1】 液晶層を挟持して対向する2枚の基板の
うち、一方の基板の対向面側に、走査信号が供給される
複数のゲート線及び画素信号が供給される複数のソース
線、前記ゲート線とソース線の各交差点に対応して設け
られたスイッチング素子、前記スイッチング素子に接続
された画素電極、他方の基板上に形成された対向電極
と、を少なくとも備えた液晶表示装置であって、前記液
晶表示装置は、表示エリアの最外周にある画素電極の外
側にダミー電極が形成されており、前記最外周にある画
素電極と前記ダミー電極の間に電極間近接部が形成され
たことを特徴とするOCBモードで動作する液晶表示装
置。 - 【請求項2】 画素電極間に電極間近接部が形成されて
いる請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 表示エリアの最外周にある画素電極とそ
の外側に形成されたダミー電極の間に、画素電極間の近
接部とは形状あるいは方向が異なった電極間近接部が形
成されている請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 ダミー電極相互の間に、電極間近接部が
形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項5】 ダミー電極相互の間に形成された電極間
近接部が、画素電極間の近接部とは形状あるいは方向が
異なっている請求項4記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 2行以上、あるいは2列以上のダミー電
極が形成されており、異なる行あるいは列のダミー電極
間に近接部が形成されている請求項4または5記載の液
晶表示装置。 - 【請求項7】 電極間近接部の少なくとも一部に、前記
電極とは異なる層にある電極が形成されている請求項1
から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 画素電極に切り欠き部が形成されている
請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 ダミー電極相互の間に、電極間近接部が
形成されている請求項8記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】 2行以上、あるいは2列以上のダミー
電極が形成されており、異なる行あるいは列のダミー電
極間に近接部が形成されている請求項7から9のいずれ
か1項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項11】 電極間近接部と電極切り欠き部の、少
なくとも一方の、少なくとも一部に、前記電極とは異な
る層にある電極が形成されている請求項8から10のい
ずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項12】 液晶層を挟持して対向する2枚の基板
のうち、一方の基板の対向面側に、走査信号が供給され
る複数のゲート線及び画素信号が供給される複数のソー
ス線、前記ゲート線とソース線の各交差点に対応して設
けられたスイッチング素子、前記スイッチング素子に接
続された画素電極、他方の基板上に形成された対向電極
と、を少なくとも備えた液晶表示装置であって、前記液
晶表示装置は、表示エリアの最外周にある画素電極の外
側にダミー電極が形成されており、前記ダミー電極に切
り欠き部が形成されたことを特徴とするOCBモードで
動作する液晶表示装置。 - 【請求項13】 画素電極間に電極間近接部が形成され
ている請求項12記載の液晶表示装置。 - 【請求項14】 電極間近接部と電極切り欠き部の、少
なくとも一方の、少なくとも一部に、前記電極とは異な
る層にある電極が形成されている請求項13記載の液晶
表示装置。 - 【請求項15】 画素電極に切り欠き部が形成されてい
る請求項12記載の液晶表示装置。 - 【請求項16】 ダミー電極の切り欠き部と画素電極の
切り欠き部の、少なくとも一方の、少なくとも一部に、
前記電極とは異なる層にある電極が形成されている請求
項15記載の液晶表示装置。
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| JP3971222B2 (ja) | 2007-09-05 |
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