JP2008040189A - Transflective liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【課題】反射部がノーマリホワイト特性であるIPS方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の駆動電圧を低電圧化し、なおかつ、反射部のコントラストを向上させる。
【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された第1の対向電極とを有し、前記画素電極と前記第1の対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち他方の基板の前記各サブピクセルの反射部に対向する領域に、第2の対向電極が形成されている。
【選択図】図1In an IPS transflective liquid crystal display device in which a reflective portion has a normally white characteristic, the drive voltage of the reflective portion is lowered and the contrast of the reflective portion is improved.
A liquid crystal display panel having a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, the liquid crystal display panel having a plurality of subpixels each having a transmissive portion and a reflective portion, Each sub-pixel of the plurality of sub-pixels includes a pixel electrode formed on one of the pair of substrates and a first counter electrode formed on the one substrate, and the pixel A transflective liquid crystal display device for driving the liquid crystal by generating an electric field by using an electrode and the first counter electrode, wherein the transflective liquid crystal display device is opposed to a reflective portion of each subpixel of the other substrate of the pair of substrates. A second counter electrode is formed in the region.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半透過型液晶表示装置に係り、特に、IPS方式の半透過型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device, and more particularly to an IPS transflective liquid crystal display device.
液晶表示装置として、IPS方式の液晶表示装置が知られている。(下記特許文献1、特許文献2参照)このIPS方式の液晶表示装置では、画素電極と対向電極とを同じ基板上に形成し、その間に電界を印加させ液晶を基板平面内で回転させることにより、明暗のコントロールを行っている。そのため、斜めから画面を見た際に表示像の濃淡が反転しないという特徴を有する。
この特徴を活かすために、IPS方式の液晶表示装置を用いて、半透過型液晶表示装置を構成することが、例えば、下記特許文献3などで提案されている。
半透過型液晶表示装置は、1サブピクセル内に、透過部と反射部とを有し、主に携帯機器用のディスプレイとして使用されている。
なお、前述の特許文献1には、画素電極と対向電極とが形成される基板と対向する基板側に、第2の対向電極を形成することが記載されている。また、前述の特許文献2には、層間絶縁膜を介して画素電極の下側に容量素子を形成するための電極を形成することが記載されている。しかしながら、特許文献1、特許文献2に記載されているものは全透過型の液晶表示装置であり、特許文献1、特許文献2には、半透過型液晶表示装置について開示されていない。
An IPS liquid crystal display device is known as a liquid crystal display device. (See
In order to make use of this feature, for example, the following
The transflective liquid crystal display device has a transmissive part and a reflective part in one subpixel, and is mainly used as a display for portable devices.
Note that
しかしながら、IPS方式の液晶表示装置を用いて、半透過型液晶表示装置を構成した場合に、位相差板を用いないと、例えば、透過部がノーマリブラックの場合、反射部がノーマリホワイトとなり、透過部と反射部で明暗が逆転するという問題点があった。
前述の問題点を解決するために、本出願人は、新規な画素構造を有する半透過型液晶表示装置を、既に出願済みである。(下記特許文献4参照)
なお、前述の特許文献3には、透過部において、画素電極と対向電極とを同一の絶縁膜上に形成し、反射部において、画素電極と対向電極とを層間絶縁膜を挟んで形成することが記載されているが、前述の特許文献4に記載の新規な画素構造を開示するものではない。
特許文献4に記載の半透過型液晶表示装置では、各サブピクセルの画素構造として、透過部と反射部とで共通する画素電極に対して、対向電極を透過部と反射部とでそれぞれ独立させ、それぞれ異なる基準電圧(対向電圧またはコモン電圧)を印加することにより、透過部と反射部で明暗が逆転するのを防止している。
また、特許文献4に記載の半透過型液晶表示装置では、透過部が、ノーマリブラック特性(電圧を印加しない状態で黒表示)となり、反射部が、ノーマリホワイト特性(電圧を印加しない状態で白表示)となっている。
However, when a transflective liquid crystal display device is configured using an IPS liquid crystal display device, if the retardation plate is not used, for example, when the transmission portion is normally black, the reflection portion is normally white. There is a problem that light and dark are reversed between the transmission part and the reflection part.
In order to solve the above-mentioned problems, the present applicant has already filed a transflective liquid crystal display device having a novel pixel structure. (See
In
In the transflective liquid crystal display device described in
Further, in the transflective liquid crystal display device described in
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
前述したように、特許文献4に記載の半透過型液晶表示装置では、反射部がノーマリホワイト特性であるため、反射部に黒を表示するためには、画素電極と対向電極との間に印加する駆動電圧を高くする必要があるが、電界のかかりにくい部分において、十分黒にスイッチングが出来ず、白いままの部分が残り、反射部のコントラストが低下することが想定される。
また、特許文献4に記載の半透過型液晶表示装置に限らず、透過部と反射部がともにノーマリブラック特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置、あるいは、反射部のみがノーマリホワイト特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置において、駆動電圧の低電圧化、表示の不自然さを解消するために透過部と反射部のそれぞれの電圧−輝度特性を近づけることが要望されている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、反射部がノーマリホワイト特性であるIPS方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の駆動電圧を低電圧化し、なおかつ、反射部のコントラストを向上させることが可能となる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、透過部と反射部がともにノーマリブラック特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置、あるいは、反射部のみがノーマリホワイト特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置において、駆動電圧を低電圧化し、なおかつ、透過部と反射部のそれぞれの電圧−輝度特性を近づけることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
As described above, in the transflective liquid crystal display device described in
Further, not only the transflective liquid crystal display device described in
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an IPS transflective liquid crystal display device in which the reflective portion has a normally white characteristic. An object of the present invention is to provide a technique capable of lowering the driving voltage and improving the contrast of the reflecting portion.
Another object of the present invention is to provide an IPS transflective liquid crystal display device in which both the transmissive part and the reflective part have a normally black characteristic, or an IPS semitransparent liquid crystal in which only the reflective part has a normally white characteristic. It is an object of the present invention to provide a technique capable of lowering the driving voltage and bringing the voltage-luminance characteristics of the transmission part and the reflection part closer to each other in the display device.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された第1の対向電極とを有し、前記画素電極と前記第1の対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち他方の基板の前記各サブピクセルの前記反射部に対向する領域のみに、第2の対向電極が形成されている。
(2)(1)において、前記反射部の前記第1の対向電極は、帯状の電極であり、前記反射部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記反射部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A liquid crystal display panel having a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, the liquid crystal display panel having a plurality of subpixels each having a transmissive portion and a reflective portion, Each subpixel of the plurality of subpixels includes a pixel electrode formed on one of the pair of substrates and a first counter electrode formed on the one substrate, and the pixel electrode A transflective liquid crystal display device for driving the liquid crystal by generating an electric field with the first counter electrode, and facing the reflective portion of each subpixel of the other substrate of the pair of substrates The second counter electrode is formed only in the region.
(2) In (1), the first counter electrode of the reflective portion is a strip-shaped electrode, and has an interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the reflective portion. The pixel electrode of the reflection part is formed on the interlayer insulating film.
(3)(1)または(2)において、前記反射部の前記画素電極と前記第2の対向電極とは、櫛歯状電極であり、前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極と前記第2の対向電極の前記櫛歯状電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の櫛歯電極が位置する。
(4)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記透過部の前記画素電極と、前記透過部の前記第1の対向電極は、櫛歯状電極である。
(5)(4)において、前記透過部の前記画素電極の前記櫛歯状電極と、前記透過部の前記第1の対向電極の前記櫛歯状電極とは、同一の絶縁膜上に形成され、前記透過部の前記第1の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置する。
(6)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記透過部の前記第1の対向電極は、帯状の電極であり、前記透過部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記透過部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
(7)(6)において、前記透過部の前記画素電極は、櫛歯状電極である。
(3) In (1) or (2), the pixel electrode and the second counter electrode of the reflecting portion are comb-like electrodes, and the direction is perpendicular to the main surface of the liquid crystal display panel. When the comb-like electrode of the pixel electrode of the reflective portion and the comb-like electrode of the second counter electrode are projected onto the one substrate, the gap between the comb electrodes of the second counter electrode In addition, a comb electrode of the pixel electrode of the reflection portion is located.
(4) In any one of (1) to (3), the pixel electrode of the transmissive part and the first counter electrode of the transmissive part are comb-like electrodes.
(5) In (4), the comb electrode of the pixel electrode of the transmission part and the comb electrode of the first counter electrode of the transmission part are formed on the same insulating film. The comb electrodes of the pixel electrode of the transmissive portion are positioned between the comb electrodes of the first counter electrode of the transmissive portion.
(6) In any one of (1) to (3), the first counter electrode of the transmissive portion is a strip-shaped electrode, and is formed on the strip-shaped first counter electrode of the transmissive portion. The pixel electrode of the transmissive portion is formed on the interlayer insulating film.
(7) In (6), the pixel electrode of the transmissive part is a comb-like electrode.
(8)一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された第1の対向電極とを有し、前記画素電極と前記第1の対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記透過部の前記画素電極と、前記透過部の前記第1の対向電極は、櫛歯状電極であり、前記透過部の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記透過部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成され、前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記透過部の前記画素電極と前記透過部の前記第1の対向電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極と、前記透過部の前記第1の対向電極の各櫛歯電極とは少なくとも一部が重なっている。
(9)(8)において、前記一対の基板のうち他方の基板の前記各サブピクセルの反射部に対向する領域に、第2の対向電極が形成されている。
(10)(8)または(9)において、前記反射部の前記第1の対向電極は、帯状の電極であり、前記反射部の前記帯状の第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記反射部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
(11)(10)において、前記反射部の前記画素電極は、櫛歯状電極である。
(8) A liquid crystal display panel having a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, the liquid crystal display panel having a plurality of subpixels each having a transmissive portion and a reflective portion, Each subpixel of the plurality of subpixels includes a pixel electrode formed on one of the pair of substrates and a first counter electrode formed on the one substrate, and the pixel electrode And the first counter electrode, a liquid crystal display device that drives the liquid crystal by generating an electric field, wherein the pixel electrode of the transmissive portion and the first counter electrode of the transmissive portion are: A comb-like electrode having an interlayer insulating film formed on the first counter electrode of the transmissive portion, wherein the pixel electrode of the transmissive portion is formed on the interlayer insulating film, and the liquid crystal display From the direction perpendicular to the main surface of the panel, When the pixel electrode and the first counter electrode of the transmissive part are projected onto the one substrate, each comb electrode of the pixel electrode of the transmissive part and the first counter electrode of the transmissive part At least a part of each of the comb electrodes is overlapped.
(9) In (8), a second counter electrode is formed in a region facing the reflecting portion of each subpixel of the other substrate of the pair of substrates.
(10) In (8) or (9), the first counter electrode of the reflective portion is a strip-shaped electrode, and an interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the reflective portion And the pixel electrode of the reflective portion is formed on the interlayer insulating film.
(11) In (10), the pixel electrode of the reflecting portion is a comb-like electrode.
(12)(8)ないし(11)の何れかにおいて、前記反射部の前記画素電極と前記第2の対向電極とは、櫛歯状電極であり、前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極と前記第2の対向電極の前記櫛歯状電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置する。
(13)(8)において、前記反射部の前記画素電極は、櫛歯状電極であり、前記反射部の前記第1の対向電極は、帯状の電極であり、前記反射部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極は、前記層間絶縁膜上に形成され、前記層間絶縁膜上で前記反射部の領域に形成された第2の対向電極を有し、前記反射部の前記第2の対向電極は、櫛歯状電極であり、前記反射部の前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置する。
(14)(3)、(12)または(13)において、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯電極が間に位置する前記第2の対向電極の2つの櫛歯電極を一方の櫛歯電極と、他方の櫛歯電極とするとき、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯電極と前記第2の対向電極の前記一方の櫛歯電極との間の間隔と、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯電極と前記第2の対向電極の前記他方の櫛歯電極との間の間隔は同じである。
(12) In any one of (8) to (11), the pixel electrode and the second counter electrode of the reflective portion are comb-shaped electrodes, and are orthogonal to the main surface of the liquid crystal display panel. When the comb-like electrode of the pixel electrode of the reflective portion and the comb-like electrode of the second counter electrode are projected onto the one substrate, each comb tooth of the second counter electrode Between the electrodes, each comb electrode of the pixel electrode of the reflecting portion is located.
(13) In (8), the pixel electrode of the reflective portion is a comb-like electrode, the first counter electrode of the reflective portion is a strip-like electrode, and the strip-like shape of the reflective portion is An inter-layer insulating film formed on the first counter electrode, wherein the comb-like electrode of the pixel electrode of the reflecting portion is formed on the inter-layer insulating film, and the reflecting portion is formed on the inter-layer insulating film; A second counter electrode formed in the region, wherein the second counter electrode of the reflecting portion is a comb-like electrode, and each comb-tooth electrode of the second counter electrode of the reflecting portion is In between, each comb electrode of the pixel electrode of the reflection part is located.
(14) In (3), (12), or (13), the two comb-tooth electrodes of the second counter electrode in which the comb-tooth electrode of the pixel electrode of the reflecting portion is positioned between one comb tooth When the electrode and the other comb-teeth electrode are used, the distance between the comb-teeth electrode of the pixel electrode of the reflection part and the one comb-teeth electrode of the second counter electrode, and the reflection part The distance between the comb electrode of the pixel electrode and the other comb electrode of the second counter electrode is the same.
(15)(14)において、前記第2の対向電極の前記各櫛歯電極と、前記反射部の前記画素電極の前記各櫛歯電極とは、電極幅が同一である。
(16)(3)、(12)、(13)、(14)または(15)において、前記第2の対向電極の櫛歯電極は、隣接する前記サブピクセルの境界にも形成されている。
(17)(1)ないし(16)の何れかにおいて、前記透過部の前記画素電極と、前記反射部の前記画素電極とが、ともに櫛歯状電極であり、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極の間隔が、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極の間隔よりも広い。
(18)(1)ないし(17)の何れかにおいて、前記反射部の前記第1の対向電極と、前記第2の対向電極とには同一の駆動電圧が印加される。
(19)(1)ないし(18)の何れかにおいて、前記各サブピクセルは、前記画素電極が、前記透過部と前記反射部とで共通し、前記第1の対向電極が、前記透過部と前記反射部とでそれぞれ独立している。
(15) In (14), each of the comb electrodes of the second counter electrode and each of the comb electrodes of the pixel electrode of the reflective portion have the same electrode width.
(16) In (3), (12), (13), (14) or (15), the comb electrode of the second counter electrode is also formed at the boundary of the adjacent subpixels.
(17) In any one of (1) to (16), the pixel electrode of the transmissive part and the pixel electrode of the reflective part are both comb-like electrodes, and the pixel electrode of the reflective part The interval between the comb electrodes is wider than the interval between the comb electrodes of the pixel electrode of the transmission portion.
(18) In any one of (1) to (17), the same drive voltage is applied to the first counter electrode and the second counter electrode of the reflecting section.
(19) In any one of (1) to (18), in each of the subpixels, the pixel electrode is common to the transmissive part and the reflective part, and the first counter electrode is the transmissive part. The reflecting portions are independent of each other.
(20)(19)において、前記各サブピクセル内において、前記透過部あるいは前記反射部のうち一方の前記第1の対向電極に印加される電位は、前記画素電極に印加される電位よりも高い電位で、前記透過部あるいは前記反射部のうち他方の前記第1の対向電極に印加される電位は、前記画素電極に印加される電位よりも低い電位である。
(21)(1)ないし(20)の何れかにおいて、隣接する2つの表示ラインを、一方の表示ラインと他方の表示ラインとするとき、前記一方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記透過部の前記第1の対向電極と、前記一方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記反射部の前記第1の対向電極には、互いに異なる基準電圧が印加され、前記一方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記反射部の前記第1の対向電極と、前記他方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記透過部の前記第1の対向電極には、同一の基準電圧が印加される。
(22)(21)において、前記一方の表示ラインの前記各サブピクセルにおける前記反射部の前記第1の対向電極と、前記他方の表示ラインの前記各サブピクセルにおける前記透過部の前記第1の対向電極とは共通の電極である。
(20) In (19), in each of the sub-pixels, a potential applied to one of the first counter electrodes of the transmissive portion or the reflective portion is higher than a potential applied to the pixel electrode. The potential applied to the first counter electrode of the other of the transmissive portion or the reflective portion is lower than the potential applied to the pixel electrode.
(21) In any one of (1) to (20), when two adjacent display lines are set as one display line and the other display line, the transmission portion of each sub-pixel of the one display line Different reference voltages are applied to the first counter electrode of the one display line and the first counter electrode of the reflecting portion of each of the sub-pixels of the one display line, so that each of the sub-lines of the one display line is The same reference voltage is applied to the first counter electrode of the reflective portion of the pixel and the first counter electrode of the transmissive portion of each sub-pixel of the other display line.
(22) In (21), the first counter electrode of the reflective portion in each subpixel of the one display line, and the first of the transmissive portion in each subpixel of the other display line. The counter electrode is a common electrode.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)本発明によれば、反射部がノーマリホワイト特性であるIPS方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の駆動電圧を低電圧化し、なおかつ、反射部のコントラストを向上させることが可能となる。
(2)本発明によれば、透過部と反射部がともにノーマリブラック特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置、あるいは、反射部のみがノーマリホワイト特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置において、駆動電圧を低電圧化し、なおかつ、透過部と反射部のそれぞれの電圧−輝度特性を近づけることが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
(1) According to the present invention, in an IPS transflective liquid crystal display device having a normally white characteristic in the reflective portion, the drive voltage of the reflective portion can be lowered and the contrast of the reflective portion can be improved. It becomes possible.
(2) According to the present invention, an IPS-type transflective liquid crystal display device in which both the transmissive part and the reflective part have normally black characteristics, or an IPS-type semi-transmissive liquid crystal display in which only the reflective part has normally white characteristics. In the apparatus, the drive voltage can be lowered, and the voltage-luminance characteristics of the transmissive part and the reflective part can be made closer to each other.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[本発明の前提となる半透過型液晶表示装置]
図14は、本発明の前提となる半透過型液晶表示装置の一例のサブピクセルの電極構造を示す平面図である。図15は、図14のA−A’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図、図16は、図14のB−B’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図、図17は、図14のC−C’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図である。
図14において、30は、透過型の液晶表示パネルを構成する透過部、31は、反射型の液晶表示パネルを構成する反射部である。
液晶層(LC)を挟んで、一対のガラス基板(SUB1,SUB2)が設けられる。ここで、ガラス基板(SUB2)の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板(SUB2)の液晶層側には、ガラス基板(SUB2)から液晶層(LC)に向かって順に、ブラックマトリクス(BM)およびカラーフィルタ層(FIR)、絶縁膜15、段差形成層(MR)、配向膜(OR2)が形成される。なお、ガラス基板(SUB2)の外側には偏光板(POL2)が形成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted.
[Transflective liquid crystal display device as a premise of the present invention]
FIG. 14 is a plan view showing an electrode structure of a subpixel as an example of a transflective liquid crystal display device as a premise of the present invention. 15 is a cross-sectional view of a main part showing a cross-sectional structure along the AA ′ connection line of FIG. 14, and FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part showing a cross-sectional structure along the BB ′ connection line of FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view of a principal part showing a cross-sectional structure along the CC ′ connection line of FIG. 14.
In FIG. 14,
A pair of glass substrates (SUB1, SUB2) are provided with the liquid crystal layer (LC) interposed therebetween. Here, the main surface side of the glass substrate (SUB2) is the observation side.
On the liquid crystal layer side of the glass substrate (SUB2), in order from the glass substrate (SUB2) to the liquid crystal layer (LC), a black matrix (BM) and a color filter layer (FIR), an insulating
また、ガラス基板(SUB1)の液晶層側には、ガラス基板(SUB1)から液晶層(LC)に向かって順に、層間絶縁膜(12A〜12D)、層間絶縁膜13、対向電極(CT)および反射電極(RAL)、層間絶縁膜11、画素電極(PIX)、配向膜(OR1)が形成される。なお、ガラス基板(SUB1)の外側にも偏光板(POL1)が形成される。
画素電極(PIX)および対向電極(CT)は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜で構成される。また、対向電極(CT)は面状に形成され、さらに、画素電極(PIX)と対向電極(CT)とが、層間絶縁膜11を介して重畳しており、これによって保持容量を形成している。
段差形成層(MR)は、反射部における光の光路長が、λ/4波長相当の光路長となるように、反射部の液晶層(LC)のセルギャップ長(d)を調整するためのものである。また、反射電極(RAL)は、例えば、アルミニウム(Al)の金属膜で構成されるが、これに限らず、例えば、下層のモリブデン(Mo)と、上層のアルミニウム(Al)の2層構造であってもよい。
In addition, on the liquid crystal layer side of the glass substrate (SUB1), an interlayer insulating film (12A to 12D), an
The pixel electrode (PIX) and the counter electrode (CT) are made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide), for example. The counter electrode (CT) is formed in a planar shape, and the pixel electrode (PIX) and the counter electrode (CT) are overlapped with each other via the
The step forming layer (MR) is for adjusting the cell gap length (d) of the liquid crystal layer (LC) of the reflective portion so that the optical path length of the light in the reflective portion becomes an optical path length corresponding to λ / 4 wavelength. Is. Further, the reflective electrode (RAL) is made of, for example, a metal film of aluminum (Al), but is not limited to this. For example, the reflective electrode (RAL) has a two-layer structure of lower layer molybdenum (Mo) and upper layer aluminum (Al). There may be.
図14に示すように、画素電極(PIX)は、透過部30の画素電極51と、反射部31の画素電極52と、画素電極51と画素電極52と間に形成される帯状の連結部53とを有する。なお、図14に示すように、画素電極51と、画素電極52とは、それぞれ櫛歯状に形成され、画素電極51と、画素電極52とは、所定のピッチで形成される。また、a,bの点線枠で示す部分がそれぞれ1サブピクセルを示す。
ここで、画素電極(PIX)の一部を構成する帯状の連結部53における層間絶縁膜(11,13,12D)の一部には、画素電極(PIX)に映像電圧を印加するためのスルーホール(TH)が形成される。
なお、図14、図15、並びに、その他の対応する図では、複数の走査線(またはゲート線)(G)と、複数の走査線に交差する複数の映像線(ドレイン線)(D)と、各サブピクセルに対応して形成されたアクティブ素子(例えば、薄膜トランジスタ)とによってアクティブマトリクスを構成しているが、図示を省略している。また、必要に応じてコンタクトホールが形成されるが、これらについても図示を省略している。また、対向電極(CT)は、図示しない隣りの列のサブピクセルの対向電極(CT)と電気的に接続されているが、その接続構造についても図示を省略している。
As shown in FIG. 14, the pixel electrode (PIX) includes a
Here, a part of the interlayer insulating film (11, 13, 12D) in the strip-like connecting
In FIG. 14, FIG. 15, and other corresponding diagrams, a plurality of scanning lines (or gate lines) (G) and a plurality of video lines (drain lines) (D) intersecting the plurality of scanning lines are shown. An active matrix is formed by active elements (for example, thin film transistors) formed corresponding to each subpixel, but the illustration is omitted. Further, contact holes are formed as necessary, but these are not shown. Further, although the counter electrode (CT) is electrically connected to the counter electrode (CT) of a subpixel in an adjacent column (not shown), the connection structure is also not shown.
1サブピクセル内で、画素電極(PIX)は共通であるが、対向電極(CT)が、透過部30と、反射部31とでそれぞれ独立している。即ち、対向電極(CT)が、透過部用と、反射部用に2分割される。
なお、図14では、隣接する2つの表示ラインの、一方の表示ライン(図14のaで示すサブピクセルを有する表示ライン)における反射部31の対向電極(CT)と、他方の表示ライン(図14のbで示すサブピクセルを有する表示ライン)における透過部30の対向電極(CT)とを共通の電極で構成した場合を図示している。また、図14の矢印Dが走査方向を示す。
そして、図18に示すように、1サブピクセル内で、透過部30の対向電極(CT)と、反射部31の対向電極(CT)には異なる基準電圧が印加される。
例えば、図14のaで示すサブピクセルでは、透過部30の対向電極(CT)には、Highレベル(以下、Hレベル)の基準電圧(V−CT−H)が印加され、反射部31の対向電極(CT)には、Lowレベル(以下、Lレベル)の基準電圧(V−CT−L)が印加される。
Within one subpixel, the pixel electrode (PIX) is common, but the counter electrode (CT) is independent between the
In FIG. 14, the counter electrode (CT) of the
As shown in FIG. 18, different reference voltages are applied to the counter electrode (CT) of the
For example, in the subpixel indicated by a in FIG. 14, a high level (hereinafter, H level) reference voltage (V-CT-H) is applied to the counter electrode (CT) of the
また、この図14のaで示すサブピクセルでは、画素電極(PIX)に、透過部30で見た場合には負極性で、反射部31で見た場合には正極性の映像電圧(V−PX)が印加されている。尚、ここでいう負極性とは、画素電極(PIX)の電位が対向電極(CT)の電位よりも低いことを意味しており、画素電極(PIX)の電位が0Vよりも大きいか小さいかは問わない。同様に、ここでいう正極性とは、画素電極(PIX)の電位が対向電極(CT)の電位よりも高いことを意味しており、画素電極(PIX)の電位が0Vよりも大きいか小さいかは問わない。
同様に、図14のbで示すサブピクセルでは、透過部30の対向電極(CT)には、Lレベルの基準電圧(V−CT−L)が印加され、反射部31の対向電極(CT)には、Hレベルの基準電圧(V−CT−H)が印加される。また、この図14のbで示すサブピクセルでは、画素電極(PIX)に、透過部30で見た場合には正極性で、反射部31で見た場合には負極性の映像電圧(V−PX)が印加されている。
ここで、画素電極(PIX)に印加される映像電圧(V−PX)は、Hレベルの基準電圧(V−CT−H)と、Lレベルの基準電圧(V−CT−L)との間の電位である。
Further, in the sub-pixel shown by a in FIG. 14, the pixel electrode (PIX) has a negative polarity when viewed through the
Similarly, in the subpixel indicated by b in FIG. 14, an L-level reference voltage (V-CT-L) is applied to the counter electrode (CT) of the
Here, the video voltage (V-PX) applied to the pixel electrode (PIX) is between the H level reference voltage (V-CT-H) and the L level reference voltage (V-CT-L). Potential.
したがって、図14のa、bで示すサブピクセルにおいては、透過部30では、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差(図18のVa)が大きくなり、反射部31では、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差(図18のVb)が小さくなる。
そのため、図18に示した電位が印加されている場合は、透過部30では、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vaが大きいので明るくなる。このとき、反射部31では、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vbが小さいので、同様に明るくなる。
そして、透過部30において、画素電極(PIX)の電位(映像信号の電位)を図18とは異なる電位に変化させ、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vaをさらに大きくすると、反射部31において、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vbがさらに小さくなるので、透過部30および反射部31は、ともに、より明るくなる。
Therefore, in the sub-pixels indicated by a and b in FIG. 14, the potential difference (Va in FIG. 18) between the pixel electrode (PIX) and the counter electrode (CT) is large in the
Therefore, when the potential shown in FIG. 18 is applied, the
Then, in the
逆に、透過部30において、画素電極(PIX)の電位(映像信号の電位)を図18とは異なる電位に変化させ、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vaを小さくすると、反射部31において、画素電極(PIX)と対向電極(CT)との間の電位差Vbが大きくなるので、透過部30および反射部31は、ともに暗くなる。
このように、1サブピクセル内で、対向電極(CT)を、透過部用と、反射部用に2分割し、透過部30の対向電極(CT)と、反射部31の対向電極(CT)とに、それぞれ逆極性の基準電圧(尚、ここでいう逆極性とは、一方がHレベルの時に他方がLレベルとなることを意味している。)を印加するようにしたので、透過部30と反射部31で明暗が逆転するのを防止することができる。すなわち、透過部30がノーマリブラックで、反射部31がノーマリホワイトであるにもかかわらず、反射部31の対向電極(CT)に印加される電圧を工夫することにより、明暗逆転の問題を解決している。
Conversely, in the
As described above, the counter electrode (CT) is divided into two for the transmissive portion and the reflective portion within one subpixel, and the counter electrode (CT) of the
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図であり、図1の一点鎖線で囲まれた領域が1サブピクセル領域(1SPIX)である。また、図2(a)は、図1のA−A’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、反射部31の構造を示す要部断面図である。さらに、図2(b)は、図1のB−B’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、透過部30の構造を示す要部断面図である。
本実施例では、ガラス基板(SUB2)側に、第2の対向電極(CT2)を形成したことを主要な特徴とする。
図2(a)に示すように、本実施例では、反射部31は、ガラス基板(SUB1)上に形成された帯状の透明な対向電極(CT)と、この帯状の対向電極(CT)上に、即ち、帯状の対向電極(CT)に電気的に接続された反射電極(RAL)を有する。
さらに、この反射電極(RAL)を覆う厚さtの層間絶縁膜11上に、各櫛歯電極の幅がWsの、櫛歯形状の画素電極(PIX)を有する。ここで、画素電極(PIX)の櫛歯電極の本数は、1本以上必要であるが、図1では、3本の場合を図示している。
この画素電極(PIX)は、図示していない薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極と電気的に接続されている。
[Example 1]
FIG. 1 is a plan view showing an electrode structure of a subpixel of a transflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 1 is one subpixel region (1SPIX). . 2A is a principal part sectional view showing a sectional structure along the line AA ′ in FIG. 1, and is a principal part sectional view showing a structure of the reflecting
The main feature of the present embodiment is that the second counter electrode (CT2) is formed on the glass substrate (SUB2) side.
As shown in FIG. 2 (a), in the present embodiment, the reflecting
Further, on the
The pixel electrode (PIX) is electrically connected to a source electrode of a thin film transistor (TFT) (not shown).
また、ガラス基板(SUB2)側には、各櫛歯電極の幅がWcの、櫛歯形状の透明な第2の対向電極(CT2)を有する。ここで、第2の対向電極(CT2)の櫛歯電極の本数は、2本以上必要である。また、図1に示すように、第2の対向電極(CT2)は、隣接するサブピクセルの境界上にも配置される。
さらに、図2(a)に示すように、ガラス基板(SUB2)の電極形成面側と、ガラス基板(SUB1)の電極形成面側とが、間隔dで対向するように配置した時、画素電極(PIX)の各櫛歯電極が、第2の対向電極(CT2)の各櫛歯電極の間に位置し、画素電極(PIX)の各櫛歯電極の端部から、最も近い第2の対向電極(CT2)の端部までが間隔Lとなるようなパターンとする。
また、図2(b)に示すように、透過部30は、ガラス基板(SUB1)上に形成された帯状の対向電極(CT)と、この帯状の対向電極(CT)を覆う厚さtの層間絶縁膜11上に、櫛歯形状の画素電極(PIX)を有する。ここで、画素電極(PIX)の櫛歯電極の本数は、1本以上必要であるが、図1では、4本の場合を図示している。
したがって、本実施例では、透過部30の画素電極(PIX)の櫛歯電極の間隔が、反射部31の画素電極(PIX)の櫛歯電極の間隔よりも狭くなっている。
Further, on the glass substrate (SUB2) side, there is a comb-shaped transparent second counter electrode (CT2) in which the width of each comb-tooth electrode is Wc. Here, the number of the comb electrodes of the second counter electrode (CT2) needs to be two or more. As shown in FIG. 1, the second counter electrode (CT2) is also disposed on the boundary between adjacent subpixels.
Further, as shown in FIG. 2A, when the electrode forming surface side of the glass substrate (SUB2) and the electrode forming surface side of the glass substrate (SUB1) are arranged to face each other at a distance d, the pixel electrode Each comb tooth electrode of (PIX) is located between each comb tooth electrode of the second counter electrode (CT2), and the second counter electrode closest to the end of each comb tooth electrode of the pixel electrode (PIX). The pattern is such that the distance L extends to the end of the electrode (CT2).
Further, as shown in FIG. 2B, the
Therefore, in this embodiment, the interval between the comb electrodes of the pixel electrode (PIX) of the
着目しているサブピクセルにおいて、透過部30の対向電極(CT)は、反射部31の対向電極(CT)とは、電気的に接続されていないが、この透過部30の画素電極(PIX)と反射部31の画素電極(PIX)とは電気的に接続される。
着目しているサブピクセルの反射部30の反射電極(RAL)は、図1において図示していない上側の隣接するサブピクセルの、透過部30の対向電極(CT)と電気的に接続され、着目しているサブピクセルの透過部30の対向電極(CT)は、図1において図示していない下側の隣接するサブピクセルの、反射部31の反射電極(RAL)と電気的に接続されている。
また、ガラス基板(SUB2)側の第2の対向電極(CT2)には、反射部31の反射電極(RAL)と等しい、あるいは、ほぼ等しい電位が印加される。
なお、本実施例において、走査方向は、図1の上側から下側、あるいは、図1の下側から上側の方向に行なわれる。
ガラス基板(SUB1)とガラス基板(SUB2)の、液晶層(LC)側の表面には、それぞれ配向膜(OR1,OR2)が形成され、画素電極(PIX)の櫛歯電極の延在方向に対して角度φ0の方向(図1のC)に配向処理がなされている。
In the target subpixel, the counter electrode (CT) of the
The reflective electrode (RAL) of the
The second counter electrode (CT2) on the glass substrate (SUB2) side is applied with a potential equal to or substantially equal to the reflective electrode (RAL) of the
In this embodiment, the scanning direction is performed from the upper side to the lower side in FIG. 1 or from the lower side to the upper side in FIG.
Alignment films (OR1, OR2) are formed on the surfaces of the glass substrate (SUB1) and the glass substrate (SUB2) on the liquid crystal layer (LC) side, respectively, and extend in the extending direction of the comb electrode of the pixel electrode (PIX). On the other hand, the orientation process is performed in the direction of angle φ0 (C in FIG. 1).
このように構成された本実施例のサブピクセルは、画素電極(PIX)の各櫛歯電極から反射電極(RAL)に向かうフリンジ電界だけでなく、画素電極(PIX)の各櫛歯電極からガラス基板(SUB2)側の第2の対向電極(CT2)に向かう電界も発生させることができるため、基板面に平行な横方向電界を液晶層全体にわたって印加することができる。
この効果を、比較例との比較により確認したので、以下に説明する。
図3に比較例のサブピクセル構造の断面図を示す。
図3に示す比較例は、図2(a)の断面構造において、ガラス基板(SUB2)側の第2の対向電極(CT2)を除去したものであり、画素電極(PIX)の櫛歯電極の幅はWs、画素電極(PIX)の各櫛歯電極同士の間隔は(2×L+Wc)である。
図4に、本実施例及び比較例における光学部材の配置を示す。
ガラス基板(SUB2)の表示面側には、ガラス基板(SUB2)側の配向膜(OR2)の配向処理方向(図4のB)と直交する方向に吸収軸(図4のA)を有する第2の偏光板(POL2)を配置する。ガラス基板(SUB1)のガラス基板(SUB2)側と反対側に、ガラス基板(SUB1)側の配向膜(OR1)の配向処理方向(図4のC)と平行、かつ、第2の偏光板(POL2)の吸収軸方向(図4のA)と直交する方向に吸収軸(図4のD)を有する第1の偏光板(POL1)を配置する。
The sub-pixels of this embodiment configured as described above include not only the fringe electric field from each comb electrode of the pixel electrode (PIX) to the reflection electrode (RAL) but also glass from each comb electrode of the pixel electrode (PIX). Since an electric field directed to the second counter electrode (CT2) on the substrate (SUB2) side can also be generated, a lateral electric field parallel to the substrate surface can be applied over the entire liquid crystal layer.
This effect has been confirmed by comparison with a comparative example, and will be described below.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the subpixel structure of the comparative example.
The comparative example shown in FIG. 3 is obtained by removing the second counter electrode (CT2) on the glass substrate (SUB2) side in the cross-sectional structure of FIG. 2 (a), and the comb electrode of the pixel electrode (PIX). The width is Ws, and the interval between the comb electrodes of the pixel electrode (PIX) is (2 × L + Wc).
In FIG. 4, arrangement | positioning of the optical member in a present Example and a comparative example is shown.
On the display surface side of the glass substrate (SUB2), an absorption axis (A in FIG. 4) having an absorption axis (A in FIG. 4) in a direction orthogonal to the alignment processing direction (B in FIG. 4) of the alignment film (OR2) on the glass substrate (SUB2) side. Two polarizing plates (POL2) are arranged. On the side opposite to the glass substrate (SUB2) side of the glass substrate (SUB1), parallel to the alignment treatment direction (C in FIG. 4) of the alignment film (OR1) on the glass substrate (SUB1) side, and a second polarizing plate ( A first polarizing plate (POL1) having an absorption axis (D in FIG. 4) is arranged in a direction orthogonal to the absorption axis direction (POL in FIG. 4A).
以上の構成について、表1に示す計算条件で、反射表示に対する液晶配向及び光学シミュレーションを実施した。なお、表1において、CASE1、CASE2は、実施例1−1、実施例1−2、CASE3、CASE4は、比較例1−1、比較例1−2であり、さらに、RFigは、CASE1(実施例1−1)、CASE2(実施例1−2)、CASE3(比較例1−1)、CASE4(比較例1−2)の参照構造図を示す。
CASE1(実施例1−1)、CASE2(実施例1−2)、CASE3(比較例1−1)、CASE4(比較例1−2)ともに、電極幅Ws=Wc=2.5μm、電極間隔L=2.5μm、液晶層厚d=2.4μm、液晶誘電率異方性Δε=7.0、液晶複屈折Δn=0.08、プレチルト角θ=3.0°、配向処理方向φ0=15°と設定した。
CASE1(実施例1−1)、およびCASE3(比較例1−1)では、層間絶縁膜11として有機膜を用いることを想定して、層間絶縁膜11の厚さt=1.4μm、層間絶縁膜11の比誘電率ε=3.3に設定している。
また、CASE2(実施例1−2)、およびCASE4(比較例1−2)では、層間絶縁膜11として窒化シリコン(SiN)を想定して、層間絶縁膜11の厚さt=0.8μm、層間絶縁膜11の比誘電率ε=6.7に設定している。
印加電圧としては、第2の対向電極(CT2)、および反射電極を0Vにとり、画素電極(PIX)を0Vから8Vまで、0.5Vステップで計算した。
シミュレーションの結果を図5、図6、及び表2に示す。
About the above structure, the liquid crystal alignment with respect to reflection display and optical simulation were implemented on the calculation conditions shown in Table 1. FIG. In Table 1, CASE1 and CASE2 are Example 1-1, Example 1-2, CASE3, and CASE4 are Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2, and RFig is CASE1 (implemented). Reference structure diagrams of Example 1-1), CASE2 (Example 1-2), CASE3 (Comparative Example 1-1), and CASE4 (Comparative Example 1-2) are shown.
For CASE 1 (Example 1-1), CASE 2 (Example 1-2), CASE 3 (Comparative Example 1-1), and CASE 4 (Comparative Example 1-2), the electrode width Ws = Wc = 2.5 μm and the electrode spacing L = 2.5 μm, liquid crystal layer thickness d = 2.4 μm, liquid crystal dielectric anisotropy Δε = 7.0, liquid crystal birefringence Δn = 0.08, pretilt angle θ = 3.0 °, alignment treatment direction φ0 = 15 Set to °.
In CASE 1 (Example 1-1) and CASE 3 (Comparative Example 1-1), assuming that an organic film is used as the
In CASE 2 (Example 1-2) and CASE 4 (Comparative Example 1-2), assuming that silicon nitride (SiN) is used as the
As the applied voltage, the second counter electrode (CT2) and the reflective electrode were set to 0V, and the pixel electrode (PIX) was calculated from 0V to 8V in 0.5V steps.
The simulation results are shown in FIGS.
図5は、計算によって得られた電圧(V)−反射率(RF)特性を示す図であり、◆はCASE1(実施例1−1)、◇はCASE3(比較例1−1)、■はCASE2(実施例1−2)、□はCASE4(比較例1−2)を示す。
図5から分かるように、層間絶縁膜11として有機膜を用いた場合もSiNを用いた場合も、最も反射率を沈み込ませる電圧が、比較例に比べて本実施例のほうが低電圧化できていることがわかる。
図6は、この電圧−反射率特性から求めた最大コントラスト比と最大コントラストを与える駆動電圧を示す図であり、CRmaxは最大コントラストを表わし、VminはCRmaxが得られる駆動電圧、すなわち黒表示反射率が最も沈み込む駆動電圧を表わす。
図6から分かるように、駆動電圧(Vmin)を低減できていると共に、最大コントラスト(CRmax)も向上できている。
実際に液晶表示装置として用いる際には外部からある一定の電圧で駆動するため、同じ印加電圧におけるコントラスト比を比較する必要がある。
一般的な印加電圧として、4V及び5Vを想定し、電圧−反射率特性から求めた最大コントラスト比(CRmax)と、4V印加時のコントラスト比(CR−4V)と、5V印加時のコントラスト比(CR−5V)とを表2にまとめた。
表2から分かるように、最大コントラスト比だけでなく、4Vコントラスト比と5Vコントラスト比も向上していることがわかる。
これらの結果から、本実施例の構造により、基板面に平行な横電界を液晶層全体にわたって印加できるようになるため、従来の構造を有する反射部31に適用した場合に比べて駆動電圧を低減でき、反射表示のコントラストが向上するという効果が得られることがわかる。
FIG. 5 is a diagram showing voltage (V) -reflectance (RF) characteristics obtained by calculation, where ◆ is CASE 1 (Example 1-1), ◇ is CASE 3 (Comparative Example 1-1), and ■ is CASE2 (Example 1-2) and □ indicate CASE4 (Comparative Example 1-2).
As can be seen from FIG. 5, whether the organic film is used as the
FIG. 6 is a diagram showing the maximum contrast ratio obtained from the voltage-reflectance characteristics and the drive voltage giving the maximum contrast, where CRmax represents the maximum contrast, and Vmin is the drive voltage at which CRmax is obtained, that is, the black display reflectivity. Represents the driving voltage that sinks the most.
As can be seen from FIG. 6, the drive voltage (Vmin) can be reduced and the maximum contrast (CRmax) can also be improved.
When actually used as a liquid crystal display device, since it is driven with a certain voltage from the outside, it is necessary to compare the contrast ratio at the same applied voltage.
Assuming 4V and 5V as general applied voltages, the maximum contrast ratio (CRmax) obtained from the voltage-reflectance characteristics, the contrast ratio when applying 4V (CR-4V), and the contrast ratio when applying 5V ( CR-5V) are summarized in Table 2.
As can be seen from Table 2, not only the maximum contrast ratio but also the 4V contrast ratio and the 5V contrast ratio are improved.
From these results, the structure of the present embodiment allows a lateral electric field parallel to the substrate surface to be applied over the entire liquid crystal layer, so that the driving voltage is reduced as compared with the case where the structure is applied to the
さらに、透過部30における電圧−透過率特性と比較した。
表3に透過表示に対する液晶配向及び光学シミュレーションの計算条件を示す。なお、表3において、R−Displayは反射表示を、T−Displayは透過表示を示し、また、CASE5、CASE7は、実施例1−2の反射表示、実施例1−2の透過表示であり、CASE6は、比較例1−2の反射表示である。さらに、RFigは、CASE5(実施例1−2)、CASE6(比較例1−2)、CASE7(実施例1−2)の参照構造図を示す。
透過部30と反射部31とは、層間絶縁膜11、液晶材料及び配向処理を共通にすることがパネルを製作する上で望ましいため、ここでは、CASE5(実施例1−2)及びCASE6(比較例1−2)で想定したように、層間絶縁膜11の厚さt=0.8μm、層間絶縁膜11の比誘電率ε=6.7、液晶誘電率異方性Δε=7.0、液晶複屈折Δn=0.08、プレチルト角θ=3.0°、配向処理方向φ0=15°を透過表示についての設定条件とした(CASE7)。
透過部30の断面構造は、図2(b)に示すように、ガラス基板(SUB2)側に第2の対向電極(CT2)を設けない構造であり、反射部31のみに、ガラス基板(SUB2)側に透明な液晶層厚調整層(段差形成層(MR))を設けることにより、透過部30の液晶層(LC)の厚さd’=4.0μm、反射部31の液晶層(LC)の厚さd=2.4μm、と設定した。また、透過部30の画素電極(PIX)の櫛歯電極の幅Ws=2.5μm、間隔7.5μmと設定した。
Furthermore, the voltage-transmittance characteristics in the
Table 3 shows the liquid crystal alignment for the transmissive display and the calculation conditions for the optical simulation. In Table 3, R-Display indicates reflective display, T-Display indicates transmissive display, and CASE5 and CASE7 indicate reflective display in Example 1-2 and transmissive display in Example 1-2.
Since it is desirable for manufacturing the panel that the
As shown in FIG. 2B, the cross-sectional structure of the
図7は計算によって得られた電圧(V)−透過率(TF)特性を示す図であり、図5に示す実施例1−2及び比較例1−2の電圧(V)−反射率特性(RF)の計算結果をあわせて示す。
透過部30の駆動電圧は、図7のAに示すように、透過率が最小となる0V付近から、透過率が最大となる約4.5Vまたはそれ以下の範囲で用いるのが好ましい。
一方、反射部の駆動電圧は、CASE6(比較例1−2)の場合、図7のBに示すように、黒表示反射率を十分沈み込ませることができる印加電圧が約5.5Vと高い。
これに対して、CASE5(実施例1−2)の場合、図7のCに示すように、黒表示反射率を十分沈み込ませることができる印加電圧は約4.5Vであるため、透過部30と同じ駆動電圧範囲になる。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、反射部31と、透過部30の駆動電圧範囲が一致しなければならないため、駆動電圧の範囲を透過部30に合わせた限定した範囲でグラフを見ると、CASE2(比較例1−2)に比べて、CASE1(実施例1−2)では反射部31のコントラスト比が向上するだけでなく、反射部31の電圧−反射率特性の形状が透過部30の電圧−透過率特性の形状に対して対称的な形に近づいている。このため、透過部30と、反射部31とを同時に見る実使用条件において、階調に対する明るさの関係の不一致を低減することができる。
FIG. 7 is a graph showing voltage (V) -transmittance (TF) characteristics obtained by calculation. Voltage (V) -reflectance characteristics (Example 1-2 and Comparative Example 1-2 shown in FIG. 5) The calculation results of (RF) are also shown.
As shown in FIG. 7A, the driving voltage of the
On the other hand, in the case of CASE 6 (Comparative Example 1-2), the driving voltage of the reflecting portion is as high as about 5.5 V, as shown in FIG. 7B, with an applied voltage that can sufficiently sink the black display reflectance. .
On the other hand, in the case of CASE 5 (Example 1-2), the applied voltage that can sufficiently sink the black display reflectance is about 4.5 V as shown in FIG. 30 is the same drive voltage range.
In the transflective liquid crystal display device according to the present embodiment, the driving voltage range of the
以上のシミュレーション結果は、本実施例のサブピクセル構造の効果を確認するためのものであり、ある特定の条件だけを限定しているわけではない。即ち、表1や表3に示すようなパラメータには自由度があり、設計的な必要性に応じて変更できる。
図8は、本実施例の半透過型液晶表示装置の変形例のサブピクセルを説明するための図であり、図8(a)は、サブピクセルの電極構造を示す平面図であり、図8(b)は、図8(a)のE−E’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、透過部30の構造を示す要部断面図である。
図1では、透過部30の電極構造として、帯状の対向電極(CT)と、帯状の対向電極(CT)上に形成される層間絶縁膜11上に形成される櫛歯形状の画素電極(PIX)とで構成しているが、図8に示す変形例では、透過部30の電極構造として、層間絶縁膜11上に形成される櫛歯形状の対向電極(CT1)と櫛歯形状の画素電極(PIX)とで構成したものである。
図8(b)は、透過部30のサブピクセル断面構造であり、ガラス基板(SUB1)側の図示していない薄膜トランジスタ(TFT)を覆う厚さtの層間絶縁膜11上に、櫛歯形状の画素電極(PIX)を少なくとも1本以上形成し、さらに、櫛歯形状の対向電極(CT1)を少なくとも2本以上形成し、画素電極(PIX)の櫛歯電極が、対向電極(CT1)の各櫛歯電極の間に位置するようなパターンとする。
The above simulation results are for confirming the effect of the subpixel structure of the present embodiment, and are not limited to specific conditions. That is, the parameters shown in Table 1 and Table 3 have a degree of freedom and can be changed according to the design necessity.
FIG. 8 is a diagram for explaining a subpixel of a modification of the transflective liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 8A is a plan view showing an electrode structure of the subpixel. FIG. 8B is a main part sectional view showing a cross-sectional structure along the line EE ′ in FIG. 8A, and a main part sectional view showing the structure of the
In FIG. 1, the electrode structure of the
FIG. 8B is a sub-pixel cross-sectional structure of the
この画素電極(PIX)は、反射部31の画素電極(PIX)と電気的に接続されて、図示していない薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極と電気的に接続されている。
図8(a)において、一点鎖線で囲まれた領域が1サブピクセル領域(1SPIX)であり、反射部31におけるA−A’断面は、図2(a)の断面構造に該当する。
着目しているサブピクセルの反射電極(RAL)は、図8(a)において図示していない上側の隣接するサブピクセルの透過部30における、対向電極(CT1)と電気的に接続され、着目しているサブピクセルの透過部30における対向電極(CT1)は、図8(a)において図示していない下側の隣接するサブピクセルの反射電極(RAL)と電気的に接続されている。
本実施例や、その変形例のようなサブピクセル構造とすることにより、その動作において、反射部31の電圧−反射率特性の形状と、透過部30の電圧−透過率特性の形状を対称的な形に近づけ、しきい値電圧や最大効率を与える電圧を反射部31と透過部30とでほぼ一致させるように設計するための自由度が拡大する。
このため、透過部30と、反射部31を同時に見る実使用条件において、階調に対する明るさの関係の不一致を低減して表示の不自然さを解消することに有効である。
なお、前述の説明では、反射部のみがノーマリホワイト特性のIPS方式の半透過型液晶表示装置に本発明を適用した実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常の構造(透過部30と反射部31がともにノーマリブラック特性)のIPS方式の半透過型液晶表示装置に適用することも可能である。
The pixel electrode (PIX) is electrically connected to the pixel electrode (PIX) of the reflecting
In FIG. 8A, a region surrounded by an alternate long and short dash line is one sub-pixel region (1SPIX), and the AA ′ cross section in the reflecting
The reflective electrode (RAL) of the subpixel of interest is electrically connected to the counter electrode (CT1) in the
By adopting a sub-pixel structure as in this embodiment or a modification thereof, the shape of the voltage-reflectance characteristic of the
For this reason, in the actual use conditions in which the
In the above description, the embodiment in which the present invention is applied to the IPS type transflective liquid crystal display device in which only the reflective portion has a normally white characteristic has been described. However, the present invention is not limited to this, The present invention can also be applied to an IPS transflective liquid crystal display device having a normal structure (both
[実施例2]
図9は、本発明の実施例2の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図であり、図9の一点鎖線で囲まれた領域が1サブピクセル領域(1SPIX)である。また、図10(a)は、図9のF−F’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、透過部30の構造を示す要部断面図である。さらに、図10(b)は、図9のG−G’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、反射部31の構造を示す要部断面図である。
本実施例では、透過部30のガラス基板(SUB1)側に、櫛歯電極の幅がWの、櫛歯形状の対向電極(CT1)を形成し、この対向電極(CT1)を覆う厚さがtの層間絶縁膜11上に、櫛歯電極の幅がWの、櫛歯形状の画素電極(PIX)を形成し、しかも、画素電極(PIX)の櫛歯電極と、対向電極(CT1)の櫛歯電極とが少なくとも一部で重なり合うようにしたものである。
ここで、対向電極(CT1)の櫛歯電極は1本以上形成され、また、画素電極(PIX)の櫛歯電極も1本以上形成される。
この画素電極(PIX)は、図示していない薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極と電気的に接続されている。さらに、ガラス基板(SUB2)と、ガラス基板(SUB1)の電極形成面側を間隔d’で対向するように配置し、透過部30における液晶層(LC)の厚さをd’とする。
[Example 2]
FIG. 9 is a plan view showing an electrode structure of a subpixel of the transflective liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, and a region surrounded by a one-dot chain line in FIG. 9 is one subpixel region (1SPIX). . FIG. 10A is a principal part sectional view showing a sectional structure along the line FF ′ in FIG. 9, and is a principal part sectional view showing the structure of the
In the present embodiment, a comb-shaped counter electrode (CT1) having a comb-shaped electrode width W is formed on the glass substrate (SUB1) side of the
Here, one or more comb electrodes of the counter electrode (CT1) are formed, and one or more comb electrodes of the pixel electrode (PIX) are formed.
The pixel electrode (PIX) is electrically connected to a source electrode of a thin film transistor (TFT) (not shown). Further, the glass substrate (SUB2) and the electrode forming surface side of the glass substrate (SUB1) are arranged to face each other with a distance d ′, and the thickness of the liquid crystal layer (LC) in the
反射部31においては、ガラス基板(SUB2)とガラス基板(SUB1)の間隔、すなわち液晶層(LC)の厚さはdとする。
着目しているサブピクセルにおいて、反射部31のガラス基板(SUB1)側には、透過部30の対向電極(CT1)と電気的に接続されていない帯状の反射電極(RAL)が形成され、この反射電極(RAL)を、層間絶縁膜11で覆い、層間絶縁膜上に櫛歯状の画素電極(PIX)が形成される。
ここで、反射部31の画素電極(PIX)の櫛歯電極は1本以上形成される。また、反射部31の画素電極(PIX)と、透過部30の画素電極(PIX)とは電気的に接続される。
着目しているサブピクセルの反射電極(RAL)は、図9において図示していない上側の隣接するサブピクセルの透過部の対向電極(CT1)と電気的に接続され、着目しているサブピクセルの透明な対向電極(CT1)は、図9において図示していない下側の隣接するサブピクセルの反射電極(RAL)と電気的に接続されている。
なお、本実施例の走査方向は、図9の上側から下側、あるいは下側から上側の方向に行なわれる。
ガラス基板(SUB1)と、ガラス基板(SUB2)の表面にはそれぞれ配向膜(OR1,OR2)が形成され、画素電極(PIX)の櫛歯電極の延在方向に対して角度φ0の方向に配向処理(図9のC)がなされている。
In the
In the subpixel of interest, on the glass substrate (SUB1) side of the
Here, one or more comb-shaped electrodes of the pixel electrode (PIX) of the reflecting
The reflective electrode (RAL) of the subpixel of interest is electrically connected to the counter electrode (CT1) of the transmissive portion of the upper adjacent subpixel not shown in FIG. The transparent counter electrode (CT1) is electrically connected to the reflective electrode (RAL) of the lower adjacent subpixel not shown in FIG.
The scanning direction in this embodiment is performed from the upper side to the lower side or from the lower side to the upper side in FIG.
Alignment films (OR1, OR2) are formed on the surfaces of the glass substrate (SUB1) and the glass substrate (SUB2), respectively, and are oriented in the direction of an angle φ0 with respect to the extending direction of the comb electrode of the pixel electrode (PIX). Processing (C in FIG. 9) is performed.
このように構成した本実施例のサブピクセルが有する効果を、図10(a)と図11とを用いて説明する。
図10(a)において、画素電極(PIX)に電位Vs、対向電極(CT1)に電位Vcを与えた場合、画素電極(PIX)と対向電極(CT1)との間に、図10(a)の矢印付き実線で示すような電界が形成される。
この時、層間絶縁膜中間面11aとして、層間絶縁膜11の膜厚方向のほぼ中間の位置t/2に仮想的な面を考えると、電界はこの面にほぼ垂直に交差し、層間絶縁膜中間面11aの電位は、ほぼ画素電極(PIX)と対向電極(CT1)の中間の電位(Vs+Vc)/2となる。
したがって、図11に示すように、層間絶縁膜中間面11aの位置に、帯状の等価対向電極(CTI)を設け、その電位をVc’=(Vs+Vc)/2とした状態を考えると、液晶層(LC)に印加される電界の状態は、図10(a)と変わらない。
すなわち、液晶層(LC)にとっては、膜厚t/2の層間絶縁膜11hを挟んで形成される帯状の等価対向電極(CTI)と画素電極(PIX)とを有するサブピクセルにおいて、画素電極(PIX)に電位Vs、帯状の等価対向電極(CTI)に電位Vc’=(Vs+Vc)/2を与えた状態と等価である。
The effect of the sub-pixel of this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
In FIG. 10A, when the potential Vs is applied to the pixel electrode (PIX) and the potential Vc is applied to the counter electrode (CT1), the pixel electrode (PIX) and the counter electrode (CT1) are connected with each other between the pixel electrode (PIX) and the counter electrode (CT1). An electric field as shown by a solid line with an arrow is formed.
At this time, if an imaginary plane is considered as the interlayer insulating film intermediate surface 11a at a position t / 2 substantially in the middle of the film thickness direction of the
Therefore, as shown in FIG. 11, when a band-like equivalent counter electrode (CTI) is provided at the position of the interlayer insulating film intermediate surface 11a and its potential is set to Vc ′ = (Vs + Vc) / 2, the liquid crystal layer The state of the electric field applied to (LC) is not different from FIG.
That is, for the liquid crystal layer (LC), in the sub-pixel having the strip-like equivalent counter electrode (CTI) and the pixel electrode (PIX) formed with the
よって、図11における液晶印加電圧としては、Vs−Vc’=Vs−(Vs+Vc)/2=(Vs−Vc)/2となる。これにより、液晶層(LC)のリタデーション(Δn・d)の変化を、反射部31と透過部30とで異ならせることができる。
これは、反射部31のサブピクセル構造を示す図10(b)と比較すると、反射部31では相対的に、透過部30において画素電極(PIX)と対向電極(CT1)との間に与えた電圧の約2倍で駆動されることとなり、反射部31の液晶層(LC)のリタデーション変化を透過部30よりも相対的に大きくすることができるためである。
このような効果により、一つのサブピクセル内に透過部30と反射部31を有するサブピクセル構造において、電圧−透過率特性の形状と、電圧−反射率特性の形状を対称的な形に近づけ、透過部と反射部を同時に見る実使用条件において、階調に対する明るさの関係の不一致を低減して表示の不自然さを解消することができる。
Therefore, the liquid crystal applied voltage in FIG. 11 is Vs−Vc ′ = Vs− (Vs + Vc) / 2 = (Vs−Vc) / 2. Thereby, the change in retardation (Δn · d) of the liquid crystal layer (LC) can be made different between the
Compared with FIG. 10B showing the sub-pixel structure of the
Due to such an effect, in the subpixel structure having the
なお、図10では、反射部31の電極構造として、膜厚tの層間絶縁膜11を挟んで形成される帯状の対向電極(CT)と画素電極(PIX)とを採用しているが、前述の実施例1における反射部31と同様の構成にしても構わない。
図12は、本発明の実施例2の半透過型液晶表示装置の変形例1のサブピクセルの電極構造を示す平面図であり、図12の一点鎖線で囲まれた領域が1サブピクセル領域(1SPIX)である。
図12のA−A’接続線に沿った断面構造(反射部31の断面構造)は、図2(a)、図12のF−F’接続線に沿った断面構造(透過部30の断面構造)は、図10(a)に対応する。
ガラス基板(SUB1)側の反射電極(RAL)と櫛歯形状の対向電極(CT1)の構成は図9の場合と同様である。ガラス基板(SUB2)側の反射部31における第2の対向電極(CT2)はガラス基板(SUB1)側の反射電極(RAL)とほぼ等しい電位に設定される。
In FIG. 10, a strip-shaped counter electrode (CT) and a pixel electrode (PIX) formed with the
FIG. 12 is a plan view showing the electrode structure of the subpixels in the first modification of the transflective liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. The region surrounded by the one-dot chain line in FIG. 1 SPIX).
12 is a cross-sectional structure along the line AA ′ in FIG. 12 (cross-sectional structure of the reflective portion 31). FIG. 2A is a cross-sectional structure along the line FF ′ in FIG. The structure corresponds to FIG.
The configuration of the reflective electrode (RAL) on the glass substrate (SUB1) side and the comb-shaped counter electrode (CT1) is the same as that in FIG. The second counter electrode (CT2) in the
図13は、本発明の実施例2の半透過型液晶表示装置の変形例2のサブピクセルの電極構造を説明するための図であり、一点鎖線で囲まれた領域が1サブピクセル領域(1SPIX)である。
また、図13(a)は、サブピクセルの電極構造を示す平面図であり、図13(b)は、図13(a)のH−H’接続線に沿った断面構造を示す要部断面図であり、反射部31の構造を示す要部断面図である。また、透過部30におけるF−F’接続線に沿った断面構造は、図10(a)に対応する。
図13の変形例では、ガラス基板(SUB1)側に帯状の対向電極(CT)と、この帯状の対向電極(CT)に電気的に接続された帯状の反射電極(RAL)が形成され、この反射電極(RAL)を覆う厚さtの層間絶縁膜11上に、櫛歯形状の画素電極(PIX)が形成され、さらに、櫛歯形状の第2の対向電極(CT2)が形成され、画素電極(PIX)の各櫛歯電極が、第2の対向電極(CT2)の櫛歯電極の間に位置するようなパターンとする。ここで、画素電極(PIX)の櫛歯電極は1本以上、また、第2の対向電極(CT2)の櫛歯電極は2本以上形成する。
反射部31の画素電極(PIX)と、透過部30の画素電極(PIX)とは電気的に接続されて、図示していない薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極と電気的に接続されている。
FIG. 13 is a diagram for explaining an electrode structure of a subpixel according to the second modification of the transflective liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, and an area surrounded by an alternate long and short dash line is one subpixel area (1SPIX). ).
FIG. 13A is a plan view showing the electrode structure of the subpixel, and FIG. 13B is a cross-sectional view of the main part showing the cross-sectional structure taken along the line HH ′ in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing the structure of the reflecting
In the modification of FIG. 13, a strip-shaped counter electrode (CT) and a strip-shaped reflective electrode (RAL) electrically connected to the strip-shaped counter electrode (CT) are formed on the glass substrate (SUB1) side. A comb-shaped pixel electrode (PIX) is formed on the
The pixel electrode (PIX) of the
着目しているサブピクセルの反射電極(RAL)は、図13(a)において図示していない上側の隣接するサブピクセルの透過部30における、櫛歯形状の対向電極(CT1)と電気的に接続され、着目しているサブピクセルの透過部30における櫛歯形状の対向電極(CT1)は、図10(a)において図示していない下側の隣接するサブピクセルの反射電極(RAL)と電気的に接続されている。
また、反射部31における第2の対向電極(CT2)は、反射電極(RAL)とほぼ等しい電位に設定される。あるいは、反射部31における第2の対向電極(CT2)は、層間絶縁膜11に形成したコンタクトホールを介して反射電極(RAL)、もしくは、図13(a)において図示していない上側の隣接するサブピクセルの透過部30における櫛歯形状の対向電極(CT1)に電気的に接続することが望ましい。
実施例2の変形例1及び変形例2においても、透過部30が図10(a)に示すような断面構造をとる限り、反射部31と透過部30の液晶層(LC)への印加電界を異ならせ、液晶層(LC)のリタデーション変化を反射部31と透過部30とで異ならせることができる。
The reflective electrode (RAL) of the subpixel of interest is electrically connected to the comb-shaped counter electrode (CT1) in the
Further, the second counter electrode (CT2) in the reflecting
Also in
また、実施例2、その変形例1及び変形例2において、一つのサブピクセル内の反射電極(RAL)と、透過部30の櫛歯形状の対向電極(CT1)は電気的に接続せずに動作させたが、透過部30が図10(a)のような画素断面構造をとる限り、一つのサブピクセル内の反射電極(RAL)と、透過部30の櫛歯形状の対向電極(CT1)が電気的に接続された通常の半透過型のサブピクセル構造(即ち、透過部30と反射部31とがともにノーマリブラック特性の半透過型のサブピクセル構造)に適用しても同様の効果を得ることができる。
これにより、一つのサブピクセル内に透過部30と反射部31を有するサブピクセル構造において、電圧−透過率特性の形状と電圧−反射率特性の形状を近づけ、透過部30と反射部31を同時に見る実使用条件において表示の不自然さを解消することができる。
したがって、液晶表示装置の設計的あるいは製造プロセス上の制約などに応じてサブピクセル構造を選択して構わない。
In the second embodiment, the first modification, and the second modification, the reflective electrode (RAL) in one subpixel and the comb-shaped counter electrode (CT1) of the
Thereby, in the subpixel structure having the
Therefore, the subpixel structure may be selected according to the design or manufacturing process restrictions of the liquid crystal display device.
なお、前述の各実施例において、櫛歯形状の画素電極(PIX)は、透明導電性材料でも不透明な金属材料でも構わない。
また、ガラス基板(SUB2)側、ガラス基板(SUB1)側の少なくともいずれか一方の対向電極(CT,CT1,CT2)の上層または下層の少なくとも一部に、金属電極を設けて対向電極(CT)と電気的に接続しても構わない。これにより、対向電極(CT,CT1,CT2)の抵抗を低減することができる。特に、対向電極(CT,CT1,CT2)がITOのような抵抗率の高い透明導電性材料の場合に有効である。
また、透過部30と反射部31の間に段差を形成し、透過部30の液晶層(LC)の厚さd’を反射部31の液晶層(LC)の厚さdに対して大きくしても構わない。特に、反射部31のガラス基板(SUB2)側に透明な液晶層厚調整層(段差形成層(MR))を設けてもよい。これにより、さらに、反射部31の電圧−反射率特性の形状と透過部30の電圧−透過率特性の形状を近づけることができる。
帯状の反射電極(RAL)の下層に表面が凹凸形状の膜を設けることにより反射電極(RAL)表面に凹凸形状を付与してもよい。これにより、明るい拡散反射表示を実現できる。
In each of the above-described embodiments, the comb-shaped pixel electrode (PIX) may be a transparent conductive material or an opaque metal material.
In addition, a metal electrode is provided on at least a part of the upper layer or the lower layer of at least one of the counter electrode (CT, CT1, CT2) on the glass substrate (SUB2) side or the glass substrate (SUB1) side to provide the counter electrode (CT). And may be electrically connected. Thereby, the resistance of the counter electrodes (CT, CT1, CT2) can be reduced. This is particularly effective when the counter electrode (CT, CT1, CT2) is a transparent conductive material having a high resistivity such as ITO.
Further, a step is formed between the
An uneven shape may be imparted to the surface of the reflective electrode (RAL) by providing a film having an uneven surface under the strip-shaped reflective electrode (RAL). Thereby, a bright diffuse reflection display can be realized.
図4の光学部材の配置に対して、ガラス基板(SUB2)の表示面側に、ガラス基板(SUB2)側の配向膜(OR2)の配向処理方向と平行な方向に吸収軸を有する第2の偏光板(POL2)を配置し、ガラス基板(SUB1)のガラス基板(SUB2)側と反対側に、ガラス基板(SUB1)側の配向膜(OR1)の配向処理方向及び第2の偏光板(POL2)の吸収軸方向と直交する方向に吸収軸を有する第1の偏光板(POL1)を配置しても構わない。
また、ガラス基板(SUB2)と第2の偏光板(POL2)の間や、ガラス基板(SUB1)と第1の偏光板(POL1)の間に位相差板を配置しても構わない。あるいは、ガラス基板(SUB1)と液晶層(LC)との間、または、ガラス基板(SUB2)と液晶層(LC)との間に、塗布型の位相差板を形成してもよい。
ガラス基板(SUB2)側には、ガラス基板(SUB1)と対向する面にカラーフィルタ(FIR)やブラックマトリクス(BM)を配置してもよい。これにより、カラー表示を実現し、不要な液晶動作領域を遮光できる。また、層間絶縁膜11は材質の異なる複数の層からなっていても構わない。
ブラックマトリクス(BM)に対応する一部に、液晶層(LC)の厚さを一定に保つための支柱を設けてもよい。また、この支柱は、ガラス基板(SUB1)側に設けても構わない。なお、ブラックマトリクス(BM)を設けない場合には、隣接するサブピクセル間に支柱を設ける。
With respect to the arrangement of the optical member in FIG. 4, a second one having an absorption axis in the direction parallel to the alignment treatment direction of the alignment film (OR2) on the glass substrate (SUB2) side on the display surface side of the glass substrate (SUB2). A polarizing plate (POL2) is arranged, and on the side opposite to the glass substrate (SUB2) side of the glass substrate (SUB1), the alignment treatment direction of the alignment film (OR1) on the glass substrate (SUB1) side and the second polarizing plate (POL2). ) Of the first polarizing plate (POL1) having an absorption axis in a direction orthogonal to the absorption axis direction.
Further, a retardation plate may be disposed between the glass substrate (SUB2) and the second polarizing plate (POL2) or between the glass substrate (SUB1) and the first polarizing plate (POL1). Alternatively, a coating-type retardation plate may be formed between the glass substrate (SUB1) and the liquid crystal layer (LC), or between the glass substrate (SUB2) and the liquid crystal layer (LC).
On the glass substrate (SUB2) side, a color filter (FIR) or a black matrix (BM) may be disposed on the surface facing the glass substrate (SUB1). As a result, color display is realized, and unnecessary liquid crystal operation areas can be shielded from light. The
You may provide the support | pillar for keeping the thickness of a liquid-crystal layer (LC) constant in the part corresponding to a black matrix (BM). Moreover, this support | pillar may be provided in the glass substrate (SUB1) side. Note that in the case where a black matrix (BM) is not provided, a support is provided between adjacent subpixels.
液晶層厚調整層(段差形成層(MR))及び支柱により、反射部31の液晶層(LC)の厚さを透過部30の約1/2に設定する。
液晶層厚調整層(段差形成層(MR))の端部は、必ず反射部31と透過部30の境界部分に形成されるため、この境界部分を覆うようにガラス基板(SUB2)側のブラックマトリクス(BM)を配置してもよい。これにより、液晶層厚調整層(段差形成層(MR))の端部に発生する液晶配向の乱れによる光漏れを遮光し、コントラスト比を高く維持することができる。
液晶層(LC)のリタデーションは、電界無印加時にλ/4程度、またはそれ以上になるように設定する。例えば、表1や表3の設定だけでなく、液晶材料の複屈折が0.069程度の場合、反射部31の液晶層(LC)の厚さを約2μm、透過部30の液晶層(LC)の厚さを約4μmとしてもよい。逆に、電界印加時に、液晶層(LC)のリタデーションがλ/4程度になるように設定してもよい。
また、表示モードとしてはゲスト−ホストモードを用いてもよい。液晶の配向状態としては、水平配向、ツイスト配向、垂直配向、ハイブリッド配向などを用いることができる。
反射部31のカラーフィルタ(FIR)は各色ごとに部分的に除去されていてもよい。さらに、液晶表示装置全体としては、第1の偏光板(POL1)の表示面と反対側にバックライトを設けられる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
The thickness of the liquid crystal layer (LC) of the
Since the end portion of the liquid crystal layer thickness adjusting layer (the step forming layer (MR)) is always formed at the boundary portion between the
The retardation of the liquid crystal layer (LC) is set to be about λ / 4 or more when no electric field is applied. For example, when the birefringence of the liquid crystal material is about 0.069 in addition to the settings in Tables 1 and 3, the thickness of the liquid crystal layer (LC) of the
Further, a guest-host mode may be used as the display mode. As the alignment state of the liquid crystal, horizontal alignment, twist alignment, vertical alignment, hybrid alignment, or the like can be used.
The color filter (FIR) of the
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
11,11h,12A〜12D,13 層間絶縁膜
11a 層間絶縁膜中間面
15 絶縁膜
30 透過部
31 反射部
51 透過部の画素電極
52 反射部の画素電極
53 連結部
1SPIX 1サブピクセル領域
PIX 画素電極
LC 液晶層
SUB1,SUB2 ガラス基板
BM ブラックマトリクス
FIR カラーフィルタ層
MR 段差形成層
OR1,OR2 配向膜
POL1,POL2 偏光板
CT,CT1,CT2,CTI 対向電極
RAL 反射電極
D 映像線(ドレイン線またはソース線)
11, 11h, 12A to 12D, 13 Interlayer insulating film 11a Interlayer insulating film
Claims (22)
前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された第1の対向電極とを有し、
前記画素電極と前記第1の対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち他方の基板の前記各サブピクセルの前記反射部に対向する領域のみに、第2の対向電極が形成されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。 A liquid crystal display panel having a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates;
The liquid crystal display panel has a plurality of subpixels each having a transmission part and a reflection part,
Each subpixel of the plurality of subpixels includes a pixel electrode formed on one of the pair of substrates and a first counter electrode formed on the one substrate,
A transflective liquid crystal display device that drives the liquid crystal by generating an electric field with the pixel electrode and the first counter electrode,
A transflective liquid crystal display device, wherein a second counter electrode is formed only in a region of the other substrate facing the reflective portion of each subpixel of the other substrate.
前記反射部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記反射部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置。 The first counter electrode of the reflective portion is a strip-shaped electrode,
An interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the reflective portion;
The transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode of the reflective portion is formed on the interlayer insulating film.
前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極と前記第2の対向電極の前記櫛歯状電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半透過型液晶表示装置。 The pixel electrode and the second counter electrode of the reflective portion are comb-like electrodes,
When the comb-like electrode of the pixel electrode of the reflective portion and the comb-like electrode of the second counter electrode are projected onto the one substrate from a direction orthogonal to the main surface of the liquid crystal display panel. 3. The transflective liquid crystal according to claim 1, wherein each comb electrode of the pixel electrode of the reflecting portion is located between each comb electrode of the second counter electrode. 4. Display device.
前記透過部の前記第1の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置することを特徴とする請求項4に記載の半透過型液晶表示装置。 The comb-like electrode of the pixel electrode of the transmissive part and the comb-like electrode of the first counter electrode of the transmissive part are formed on the same insulating film,
5. The transflective liquid crystal display according to claim 4, wherein each comb electrode of the pixel electrode of the transmissive portion is positioned between each comb electrode of the first counter electrode of the transmissive portion. 6. apparatus.
前記透過部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記透過部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半透過型液晶表示装置。 The first counter electrode of the transmission part is a band-shaped electrode,
An interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the transmissive portion;
4. The transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode of the transmissive portion is formed on the interlayer insulating film. 5.
前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された第1の対向電極とを有し、
前記画素電極と前記第1の対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記透過部の前記画素電極と、前記透過部の前記第1の対向電極は、櫛歯状電極であり、
前記透過部の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記透過部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成され、
前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記透過部の前記画素電極と前記透過部の前記第1の対向電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極と、前記透過部の前記第1の対向電極の各櫛歯電極とは少なくとも一部が重なっていることを特徴する半透過型液晶表示装置。 A liquid crystal display panel having a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates;
The liquid crystal display panel has a plurality of subpixels each having a transmission part and a reflection part,
Each subpixel of the plurality of subpixels includes a pixel electrode formed on one of the pair of substrates and a first counter electrode formed on the one substrate,
A transflective liquid crystal display device that drives the liquid crystal by generating an electric field with the pixel electrode and the first counter electrode,
The pixel electrode of the transmissive part and the first counter electrode of the transmissive part are comb-like electrodes,
An interlayer insulating film formed on the first counter electrode of the transmissive portion;
The pixel electrode of the transmissive part is formed on the interlayer insulating film,
When the pixel electrode of the transmissive part and the first counter electrode of the transmissive part are projected onto the one substrate from a direction orthogonal to the main surface of the liquid crystal display panel, the pixel electrode of the transmissive part A transflective liquid crystal display device characterized in that at least a part of each of the comb-teeth electrodes and each comb-teeth electrode of the first counter electrode of the transmissive portion overlap each other.
前記反射部の前記帯状の第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記反射部の前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の半透過型液晶表示装置。 The first counter electrode of the reflective portion is a strip-shaped electrode,
An interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the reflective portion;
The transflective liquid crystal display device according to claim 8, wherein the pixel electrode of the reflective portion is formed on the interlayer insulating film.
前記液晶表示パネルの主面に直交する方向から、前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極と前記第2の対向電極の前記櫛歯状電極とを前記一方の基板上に射影したとき、前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置することを特徴とする請求項8ないし請求項11のいずれか1項に記載の半透過型液晶表示装置。 The pixel electrode and the second counter electrode of the reflective portion are comb-like electrodes,
When the comb-like electrode of the pixel electrode of the reflective portion and the comb-like electrode of the second counter electrode are projected onto the one substrate from a direction orthogonal to the main surface of the liquid crystal display panel. 12. The comb-shaped electrode of the pixel electrode of the reflective portion is located between the comb-shaped electrodes of the second counter electrode. 12. Transflective liquid crystal display device.
前記反射部の前記第1の対向電極は、帯状の電極であり、
前記反射部の前記帯状の前記第1の対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記反射部の前記画素電極の前記櫛歯状電極は、前記層間絶縁膜上に形成され、
前記層間絶縁膜上で前記反射部の領域に形成された第2の対向電極を有し、
前記反射部の前記第2の対向電極は、櫛歯状電極であり、
前記反射部の前記第2の対向電極の各櫛歯電極の間に、前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極が位置することを特徴とする請求項8に記載の半透過型液晶表示装置。 The pixel electrode of the reflective portion is a comb-like electrode,
The first counter electrode of the reflective portion is a strip-shaped electrode,
An interlayer insulating film formed on the strip-shaped first counter electrode of the reflective portion;
The comb-like electrode of the pixel electrode of the reflective portion is formed on the interlayer insulating film,
A second counter electrode formed in the region of the reflective portion on the interlayer insulating film;
The second counter electrode of the reflecting portion is a comb-like electrode,
9. The transflective liquid crystal display according to claim 8, wherein each comb-tooth electrode of the pixel electrode of the reflection portion is positioned between each comb-tooth electrode of the second counter electrode of the reflection portion. apparatus.
前記反射部の前記画素電極の各櫛歯電極の間隔が、前記透過部の前記画素電極の各櫛歯電極の間隔よりも広いことを特徴とする請求項1ないし請求項16のいずれか1項に記載の半透過型液晶表示装置。 The pixel electrode of the transmissive part and the pixel electrode of the reflective part are both comb-like electrodes,
The interval between the comb electrodes of the pixel electrode of the reflection portion is wider than the interval of the comb electrodes of the pixel electrode of the transmission portion. The transflective liquid crystal display device described in 1.
前記一方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記反射部の前記第1の対向電極と、前記他方の表示ラインの前記各サブピクセルの前記透過部の前記第1の対向電極には、同一の基準電圧が印加されることを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれか1項に記載の半透過型液晶表示装置。 When two adjacent display lines are one display line and the other display line, the first counter electrode of the transmissive portion of each subpixel of the one display line and the one display line Different reference voltages are applied to the first counter electrode of the reflective portion of each subpixel,
The same reference is used for the first counter electrode of the reflective portion of each subpixel of the one display line and the first counter electrode of the transmissive portion of each subpixel of the other display line. The transflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 20, wherein a voltage is applied.
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