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JP2016110062A - Reflective liquid crystal display device - Google Patents

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JP2016110062A
JP2016110062A JP2015141950A JP2015141950A JP2016110062A JP 2016110062 A JP2016110062 A JP 2016110062A JP 2015141950 A JP2015141950 A JP 2015141950A JP 2015141950 A JP2015141950 A JP 2015141950A JP 2016110062 A JP2016110062 A JP 2016110062A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
display device
pixel electrode
color filter
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Application number
JP2015141950A
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Japanese (ja)
Inventor
匠 佐野
Takumi Sano
匠 佐野
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Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】安価に製造できるとともに、応答速度及び開口率を向上できる反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶層15は、アレイ基板13と対向基板14との間に垂直配向された液晶分子15aを備えたポジ型の液晶層15である。アレイ基板13は、複数の画素電極27と、複数の共通電極28と、カラーフィルタ26と、反射層25とを備える。共通電極28は、各画素電極27との間に液晶分子15aを配向させる横電界を形成する。カラーフィルタ26は、画素電極27及び共通電極28の下層に配置される。反射層25は、共通電極28と画素電極27とのいずれかと電気的に接続され、少なくともカラーフィルタ26の下層に配置され、かつ、カラーフィルタ26を通過した光を反射させる。【選択図】図1Provided is a reflective liquid crystal display device which can be manufactured at low cost and can improve response speed and aperture ratio. A liquid crystal layer 15 is a positive liquid crystal layer 15 having liquid crystal molecules 15a vertically aligned between an array substrate 13 and a counter substrate 14. The array substrate 13 includes a plurality of pixel electrodes 27, a plurality of common electrodes 28, a color filter 26, and a reflective layer 25. The common electrode 28 forms a lateral electric field that orients the liquid crystal molecules 15a between the pixel electrodes 27. The color filter 26 is disposed below the pixel electrode 27 and the common electrode 28. The reflective layer 25 is electrically connected to either the common electrode 28 or the pixel electrode 27, is disposed at least below the color filter 26, and reflects light that has passed through the color filter 26. [Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、第1の基板と第2の基板との間に垂直配向された液晶分子を備えた液晶層を有する反射型液晶表示装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a reflective liquid crystal display device having a liquid crystal layer including liquid crystal molecules vertically aligned between a first substrate and a second substrate.

従来、例えばTN(ツイステッドネマティック)型の反射型液晶表示装置がある。近年、液晶表示装置の高精細化が進んできており、TN型の液晶表示装置の場合には、応答速度が遅い、配向膜のラビング処理工程に伴う薄膜トランジスタなどの静電気破壊により表示品位が低下する、あるいはカラム反転駆動などを用いた駆動方式の場合の異極性の画素電極間に液晶分子が反転したいわゆるエッジリバース(ディスクリネーション)が発生するなどの課題が生じる。   Conventionally, for example, there is a TN (twisted nematic) type reflective liquid crystal display device. In recent years, high definition of liquid crystal display devices has been advanced, and in the case of TN type liquid crystal display devices, the response speed is slow, and the display quality is deteriorated due to electrostatic breakdown such as thin film transistors accompanying the rubbing treatment process of the alignment film. Alternatively, there is a problem that a so-called edge reverse (disclination) in which liquid crystal molecules are inverted occurs between pixel electrodes of different polarities in the case of a driving method using column inversion driving or the like.

そこで、配向膜を用いて液晶分子を垂直配向した液晶層を適用し、例えばIPSモードなどの横電界モードにより液晶分子を倒伏させる構成とすることで、応答速度を向上するとともに、配向膜のラビング処理を省略して静電気破壊を防止し、表示品位を向上することが考えられる。そして、このような液晶表示装置において、より高開口率の構成が望まれている。   Therefore, by applying a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are vertically aligned using an alignment film, and configured to collapse the liquid crystal molecules in a transverse electric field mode such as IPS mode, the response speed is improved and the alignment film is rubbed. It can be considered that the processing is omitted to prevent electrostatic breakdown and improve the display quality. In such a liquid crystal display device, a configuration with a higher aperture ratio is desired.

特開2002−55357号公報JP 2002-55357 A

本発明が解決しようとする課題は、安価に製造できるとともに、応答速度及び開口率を向上できる反射型液晶表示装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device that can be manufactured at low cost and can improve response speed and aperture ratio.

実施形態の反射型液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、液晶層とを有する。第2の基板は、第1の基板に対して対向配置される。液晶層は、第1の基板と第2の基板との間に垂直配向された液晶分子を備えたポジ型の液晶層である。第1の基板は、複数の画素電極と、複数の共通電極と、カラーフィルタと、反射層とを備える。共通電極は、各画素電極との間に液晶分子を配向させる横電界を形成する。カラーフィルタは、画素電極及び共通電極の下層に配置される。反射層は、共通電極と画素電極とのいずれかと電気的に接続され、カラーフィルタの下層に配置され、かつ、このカラーフィルタを通過した光を反射させる。   The reflective liquid crystal display device according to the embodiment includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer. The second substrate is disposed to face the first substrate. The liquid crystal layer is a positive liquid crystal layer including liquid crystal molecules vertically aligned between the first substrate and the second substrate. The first substrate includes a plurality of pixel electrodes, a plurality of common electrodes, a color filter, and a reflective layer. The common electrode forms a lateral electric field that aligns liquid crystal molecules with each pixel electrode. The color filter is disposed below the pixel electrode and the common electrode. The reflective layer is electrically connected to either the common electrode or the pixel electrode, is disposed below the color filter, and reflects light that has passed through the color filter.

第1の実施形態の反射型液晶表示装置の一部を拡大して模式的に示す断面図であり、(a)はスイッチング素子のオフ状態を示し、(b)はスイッチング素子のオン状態を示す。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part of the reflective liquid crystal display device of the first embodiment, where (a) shows the OFF state of the switching element and (b) shows the ON state of the switching element. . 同上反射型液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a reflection type liquid crystal display device same as the above. 第2の実施形態の反射型液晶表示装置の一部を拡大して模式的に示す断面図であり、(a)はスイッチング素子のオフ状態を示し、(b)はスイッチング素子のオン状態を示す。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged part of the reflective liquid crystal display device of the second embodiment, where (a) shows an off state of the switching element and (b) shows an on state of the switching element. . 第2の実施形態の反射型液晶表示装置の一部を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically a part of reflection type liquid crystal display device of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の反射型液晶表示装置の一部を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically a part of reflective type liquid crystal display device of 3rd Embodiment.

以下、第1の実施形態の構成を図1及び図2を参照して説明する。   Hereinafter, the configuration of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1及び図2において、11は反射型表示装置であるアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置を示し、この反射型液晶表示装置11は、概略として、反表示側基板としての第1の基板であるアレイ基板13と、表示側基板としての第2の基板である対向基板14と、これら基板13,14間に介在された光変調層である液晶層15とを備えている。また、この反射型液晶表示装置11は、基板13,14間に間隙を保持する図示しない間隙保持部材(スペーサ)が介在されているとともに、液晶層15の周囲が例えば紫外線硬化性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂などにより設けられたシール部材17により囲まれて封止されている。なお、以下、反射型液晶表示装置11を単に表示装置11と略記することがある。また、図1及び図2については、説明をより明確にするために、縦横の比率を変えて模式的に示している。   In FIGS. 1 and 2, reference numeral 11 denotes an active matrix reflective liquid crystal display device which is a reflective display device. The reflective liquid crystal display device 11 is roughly a first substrate as a non-display side substrate. An array substrate 13, a counter substrate 14 as a second substrate as a display side substrate, and a liquid crystal layer 15 as a light modulation layer interposed between the substrates 13 and 14 are provided. Further, the reflective liquid crystal display device 11 includes a gap holding member (spacer) (not shown) that holds a gap between the substrates 13 and 14, and the periphery of the liquid crystal layer 15 is, for example, an ultraviolet curable resin or a heat It is enclosed and sealed by a seal member 17 provided with a curable resin or the like. Hereinafter, the reflective liquid crystal display device 11 may be simply referred to as a display device 11. Further, FIGS. 1 and 2 are schematically shown by changing the aspect ratio in order to make the description clearer.

アレイ基板13は、透光性及び絶縁性を有する反表示側基板本体(第1の基板本体)としてのガラス基板21を備え、このガラス基板21上に、複数の走査線(ゲート線)22、複数の信号線(ソース線)23、複数のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ24、反射層25、カラーフィルタ(CF)26、複数の画素電極27、複数の共通電極28、及び、(第1の)配向膜29がそれぞれ設けられている。すなわち、この表示装置11は、COA(Color filter On Array)構造となっている。   The array substrate 13 includes a glass substrate 21 as a non-display side substrate main body (first substrate main body) having translucency and insulating properties. On the glass substrate 21, a plurality of scanning lines (gate lines) 22, A plurality of signal lines (source lines) 23, a plurality of thin film transistors 24 as switching elements, a reflective layer 25, a color filter (CF) 26, a plurality of pixel electrodes 27, a plurality of common electrodes 28, and a (first) orientation Each of the membranes 29 is provided. That is, the display device 11 has a COA (Color filter On Array) structure.

より詳細には、アレイ基板13上には、例えば図示しない平坦化用のアンダーコート層が設けられ、このアンダーコート層上に、薄膜トランジスタ24用などの図示しない半導体層が設けられ、この半導体層を覆って絶縁層31が設けられ、この絶縁層31上に走査線22(薄膜トランジスタ24のゲート電極)が設けられ、この走査線22上にゲート絶縁膜32が設けられ、このゲート絶縁膜32上に共通電極28と電気的に接続された(共通電極28と同電位の)反射層25が設けられ、この反射層25上に層間絶縁膜33が設けられ、この層間絶縁膜33上に信号線23(薄膜トランジスタ24のソース電極及びドレイン電極)が設けられている。また、これら信号線23を含む層間絶縁膜33上にカラーフィルタ26が設けられ、このカラーフィルタ26上に画素電極27及び共通電極28が設けられ、これら画素電極27及び共通電極28を含むカラーフィルタ26上に配向膜29が設けられている。なお、アレイ基板13は、ガラス基板21に代えて、合成樹脂製の基板などの、透光性及び絶縁性を有する任意の基板を用いることができる。   More specifically, for example, a flattening undercoat layer (not shown) is provided on the array substrate 13, and a semiconductor layer (not shown) such as for the thin film transistor 24 is provided on the undercoat layer. An insulating layer 31 is provided so as to cover, a scanning line 22 (gate electrode of the thin film transistor 24) is provided on the insulating layer 31, a gate insulating film 32 is provided on the scanning line 22, and the gate insulating film 32 is provided on the gate insulating film 32. A reflective layer 25 electrically connected to the common electrode 28 (having the same potential as the common electrode 28) is provided, an interlayer insulating film 33 is provided on the reflective layer 25, and a signal line 23 is provided on the interlayer insulating film 33. (Source electrode and drain electrode of the thin film transistor 24) are provided. In addition, a color filter 26 is provided on the interlayer insulating film 33 including the signal lines 23, a pixel electrode 27 and a common electrode 28 are provided on the color filter 26, and a color filter including the pixel electrode 27 and the common electrode 28 is provided. An alignment film 29 is provided on 26. As the array substrate 13, any substrate having translucency and insulating properties such as a synthetic resin substrate can be used instead of the glass substrate 21.

走査線22は、水平(H)方向に沿って配置され、例えばガラス基板21上などに設けられた図示しないドライバと電気的に接続される。   The scanning line 22 is disposed along the horizontal (H) direction, and is electrically connected to a driver (not shown) provided on the glass substrate 21, for example.

信号線23は、走査線22に対して絶縁された状態で、この走査線22と交差(直交)する垂直(V)方向に沿って配置され、例えばガラス基板21上などに設けられた図示しないドライバと電気的に接続される。この信号線23は、図示しない外部回路と電気的に接続される。本実施形態では、この信号線23は、例えば0.35μm程度の厚みに設定されている。   The signal line 23 is disposed along the vertical (V) direction intersecting (orthogonal) with the scanning line 22 while being insulated from the scanning line 22, and is provided on the glass substrate 21, for example, not shown. Electrically connected to the driver. This signal line 23 is electrically connected to an external circuit (not shown). In the present embodiment, the signal line 23 is set to a thickness of about 0.35 μm, for example.

薄膜トランジスタ24は、走査線22と信号線23とが交差する位置にそれぞれ配置されている。したがって、薄膜トランジスタ24は、マトリクス状に配置されている。これら薄膜トランジスタ24は、半導体層のチャネル領域にゲート絶縁膜32を介してゲート電極が対向して配置され、半導体層のソース領域及びドレイン領域にそれぞれソース電極及びドレイン電極が電気的に接続されている。また、各薄膜トランジスタ24は、ゲート電極が走査線22と電気的に接続され、ソース電極が信号線と電気的に接続され、かつ、ドレイン電極が画素電極27と電気的に接続されている。   The thin film transistors 24 are respectively arranged at positions where the scanning lines 22 and the signal lines 23 intersect. Therefore, the thin film transistors 24 are arranged in a matrix. In these thin film transistors 24, the gate electrode is disposed opposite to the channel region of the semiconductor layer via the gate insulating film 32, and the source electrode and the drain electrode are electrically connected to the source region and the drain region of the semiconductor layer, respectively. . In each thin film transistor 24, the gate electrode is electrically connected to the scanning line 22, the source electrode is electrically connected to the signal line, and the drain electrode is electrically connected to the pixel electrode 27.

反射層25は、外光を反射する反射画素であり、例えばアルミニウムや銀、あるいは、これらを一成分とする化合物や合金などにより所定の厚みに設けられている。この反射層25は、走査線22(ゲート電極)の上層で、かつ、カラーフィルタ26の下層に位置し、これら走査線22及びカラーフィルタ26の全面に対向して配置されており、画素電極27または共通電極28と電気的に接続され、走査線22から液晶層15に向かう不所望な漏れ電界をシールドするようになっている。本実施形態では、この反射層25は、例えば0.13μm程度の厚みに設定されている。   The reflective layer 25 is a reflective pixel that reflects external light, and is provided in a predetermined thickness with, for example, aluminum, silver, or a compound or alloy containing these as one component. The reflective layer 25 is located above the scanning line 22 (gate electrode) and below the color filter 26, and is disposed to face the entire surface of the scanning line 22 and the color filter 26. Alternatively, it is electrically connected to the common electrode 28 and shields an undesired leakage electric field from the scanning line 22 toward the liquid crystal layer 15. In the present embodiment, the reflective layer 25 is set to a thickness of about 0.13 μm, for example.

カラーフィルタ26は、画素電極27及び共通電極28の下層に位置しており、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)のそれぞれに対応するフィルタ部26r,26g,26bと、これらフィルタ部26r,26g,26b間を区画し不要光を遮断する図示しない遮光部(ブラックマトリクス)とを有し、各フィルタ部26r,26g,26bが各画素電極27に対応してそれぞれ設けられている。本実施形態では、走査線22と信号線23とにより囲まれてマトリクス状にそれぞれ配列された各画素領域Aに各フィルタ部26r,26g,26bがそれぞれ位置している。さらに、カラーフィルタ26の周囲は、黒色の遮光部35により囲まれている。本実施形態では、このカラーフィルタ26(フィルタ部26r,26g,26b)は、例えば2.0μm程度の厚みに設定されている。   The color filter 26 is located below the pixel electrode 27 and the common electrode 28. For example, the filter units 26r, 26g, and 26b corresponding to red (R), green (G), and blue (B), and these Each filter unit 26r, 26g, 26b is provided corresponding to each pixel electrode 27. The filter unit 26r, 26g, 26b has a light blocking unit (black matrix) (not shown) that partitions between the filter units 26r, 26g, 26b and blocks unnecessary light. Yes. In the present embodiment, the filter units 26r, 26g, and 26b are located in the pixel regions A that are surrounded by the scanning lines 22 and the signal lines 23 and arranged in a matrix. Further, the periphery of the color filter 26 is surrounded by a black light shielding portion 35. In the present embodiment, the color filter 26 (filter portions 26r, 26g, 26b) is set to a thickness of about 2.0 μm, for example.

画素電極27は、例えばITO、あるいはIZOなどの透明な導電部材により信号線23方向に沿って細長い形状に形成され、各画素領域Aにそれぞれ配置されている。   The pixel electrode 27 is formed in an elongated shape along the direction of the signal line 23 by a transparent conductive member such as ITO or IZO, and is disposed in each pixel region A.

共通電極28は、例えばITO、あるいはIZOなどの透明な導電部材により、隣接する画素領域A,A間に沿って信号線23方向に細長い形状に形成されている。また、各共通電極28は、信号線23の直上の位置にそれぞれ配置されている。すなわち、これら共通電極28は、画素電極27と互いに離間されて、各画素電極27に対応して配置され、画素電極27と共通電極28とが、走査線22方向に沿って交互に配置されている。さらに、これら共通電極28は、画素電極27と略等しい幅寸法に形成されており、画素電極27と共通電極28との間隔は、これら画素電極27及び共通電極28の幅の2倍以上に設定されている。本実施形態では、例えば画素電極27及び共通電極28の幅寸法が、それぞれ約2.5μm程度に設定され、厚みがそれぞれ0.07μm程度に設定されているとともに、画素電極27と共通電極28との間隔が15.0μm以上に設定されている。   The common electrode 28 is formed in an elongated shape in the direction of the signal line 23 between adjacent pixel regions A and A by a transparent conductive member such as ITO or IZO. Each common electrode 28 is disposed at a position immediately above the signal line 23. That is, the common electrodes 28 are spaced apart from the pixel electrodes 27 and are disposed corresponding to the pixel electrodes 27, and the pixel electrodes 27 and the common electrodes 28 are alternately disposed along the scanning line 22 direction. Yes. Further, these common electrodes 28 are formed to have a width dimension substantially equal to that of the pixel electrode 27, and the interval between the pixel electrode 27 and the common electrode 28 is set to be twice or more the width of the pixel electrode 27 and the common electrode 28. Has been. In this embodiment, for example, the width dimensions of the pixel electrode 27 and the common electrode 28 are each set to about 2.5 μm, the thicknesses are respectively set to about 0.07 μm, and the pixel electrode 27 and the common electrode 28 Is set to 15.0 μm or more.

そして、各画素領域Aを挟む共通電極28,28と、その画素領域Aにて共通電極28,28間に位置する画素電極27との間で形成される横電界により、液晶層15の液晶分子(ダイレクタ)15aをスイッチングする(図1(a)及び図1(b))ようになっている。   Then, liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 15 are formed by a horizontal electric field formed between the common electrodes 28 and 28 sandwiching each pixel region A and the pixel electrode 27 located between the common electrodes 28 and 28 in the pixel region A. (Director) 15a is switched (FIGS. 1A and 1B).

配向膜29は、例えばポリイミドなどの合成樹脂により設けられている。本実施形態では、この配向膜29は、例えば0.07μm程度の厚みに設定されている。   The alignment film 29 is provided by a synthetic resin such as polyimide, for example. In the present embodiment, the alignment film 29 is set to a thickness of, for example, about 0.07 μm.

絶縁層31は、例えばシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜などである。   The insulating layer 31 is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film.

ゲート絶縁膜32は、例えばシリコン窒化膜などである。   The gate insulating film 32 is, for example, a silicon nitride film.

層間絶縁膜33は、例えばシリコン酸化膜などである。本実施形態では、この層間絶縁膜33は、例えば0.18μm程度の厚みに設定されている。   The interlayer insulating film 33 is, for example, a silicon oxide film. In the present embodiment, the interlayer insulating film 33 is set to a thickness of about 0.18 μm, for example.

また、対向基板14は、透光性及び絶縁性を有する表示側基板本体(第2の基板本体)としてのガラス基板41を備えているとともに、ガラス基板41上に、電圧印加時の液晶分子15aの倒れ方向を制御する制御部としての図示しない畝状の構造体、及び、この構造体を覆い液晶層15と接する(第2の)配向膜43などを備えている。すなわち、この対向基板14には、電極が形成されておらず、構造体によって、各画素領域Aに対応する部分で液晶層15が複数のドメインに分割されている。また、このガラス基板41の液晶層15と反対側、すなわち表示側には、偏光板45が取り付けられている。なお、この対向基板14は、ガラス基板に代えて、例えば合成樹脂製の基板などの、透光性及び絶縁性を有する任意の基板を用いることができる。   Further, the counter substrate 14 includes a glass substrate 41 as a display-side substrate body (second substrate body) having translucency and insulation, and liquid crystal molecules 15a when a voltage is applied on the glass substrate 41. A not-shown saddle-shaped structure as a control unit for controlling the tilting direction of the film, a (second) alignment film 43 that covers the structure and is in contact with the liquid crystal layer 15 are provided. That is, no electrode is formed on the counter substrate 14, and the liquid crystal layer 15 is divided into a plurality of domains in a portion corresponding to each pixel region A by the structure. Further, a polarizing plate 45 is attached to the side of the glass substrate 41 opposite to the liquid crystal layer 15, that is, the display side. The counter substrate 14 may be any substrate having translucency and insulating properties, such as a synthetic resin substrate, for example, instead of the glass substrate.

配向膜43は、例えばポリイミドなどの合成樹脂により設けられており、畝状の構造体により、アレイ基板13側の配向膜29との間で、液晶層15の液晶分子15aを略垂直状に整列させている。本実施形態では、この配向膜43は、配向膜29と略等しい、例えば0.07μm程度の厚みに設定されている。   The alignment film 43 is made of, for example, a synthetic resin such as polyimide, and the liquid crystal molecules 15a of the liquid crystal layer 15 are aligned substantially vertically with the alignment film 29 on the array substrate 13 side by a bowl-shaped structure. I am letting. In the present embodiment, the alignment film 43 is set to a thickness substantially equal to the alignment film 29, for example, about 0.07 μm.

液晶層15は、液晶分子15aが配向膜29,43間で垂直配向されており、画素電極27と共通電極28との間の横電界に対して液晶分子15aを寝かせるために、正の誘電率異方性を有するポジ型の液晶層を用いる。本実施形態では、この液晶層15は、例えば2.8μm程度の厚みに設定されている。   The liquid crystal layer 15 has a liquid crystal molecule 15a vertically aligned between the alignment films 29 and 43, and has a positive dielectric constant in order to lay the liquid crystal molecule 15a against a lateral electric field between the pixel electrode 27 and the common electrode 28. A positive type liquid crystal layer having anisotropy is used. In the present embodiment, the liquid crystal layer 15 is set to a thickness of, for example, about 2.8 μm.

そして、上記の表示装置11は、走査線22からの信号に応じて各薄膜トランジスタ24がそれぞれ画素電極27を独立して駆動させ、信号線23からの信号に応じてこれら画素電極27とこれら画素電極27を挟む共通電極28,28との間に設定される横電界により液晶層15の液晶分子15aが倒伏される。画素電極27の極性は、共通電極28,28の下層に位置する信号線23により選択でき、例えば極性が所定本数の信号線23毎に反転するとともに走査線22毎に反転する、カラム反転駆動などの適宜の駆動方式が用いられる。この状態で、対向基板14側から入射した外光が液晶層15を介してカラーフィルタ26のフィルタ部26r,26g,26bを通過した後、カラーフィルタ26の下層に位置する反射層25によって反射されることにより、液晶層15の液晶分子15aの角度に応じて各画素電極27による反射光の透過率が設定され、再度カラーフィルタ26を通過して対向基板14側に出射する反射光が画像として表示される。   In the display device 11 described above, each thin film transistor 24 independently drives the pixel electrode 27 according to the signal from the scanning line 22, and the pixel electrode 27 and the pixel electrode according to the signal from the signal line 23. The liquid crystal molecules 15 a of the liquid crystal layer 15 are collapsed by a lateral electric field set between the common electrodes 28 and 28 sandwiching 27. The polarity of the pixel electrode 27 can be selected by the signal line 23 located below the common electrodes 28, 28. For example, the polarity is inverted every predetermined number of signal lines 23 and inverted every scanning line 22, column inversion driving, etc. The appropriate driving method is used. In this state, external light incident from the counter substrate 14 side passes through the filter portions 26r, 26g, and 26b of the color filter 26 via the liquid crystal layer 15, and then is reflected by the reflective layer 25 positioned below the color filter 26. Thus, the transmittance of the reflected light by each pixel electrode 27 is set according to the angle of the liquid crystal molecules 15a of the liquid crystal layer 15, and the reflected light that passes through the color filter 26 again and exits to the counter substrate 14 side is used as an image. Is displayed.

以上説明した第1の実施形態によれば、垂直配向された液晶分子15aを備えたポジ型の液晶層15を用いることで安価に製造できるとともに、例えばTN型の液晶層を用いる場合のようにカラム反転駆動などの際に異極性の画素電極間に発生しやすいエッジリバースを改善でき、かつ、偏光板45に円偏光板を用いることができ、ノーマリブラック表示で高透過率の反射型液晶表示装置11を実現できる。また、通常の垂直配向(VA)モードに用いる液晶層は、縦電界に対して液晶分子を寝かせるためにネガ型の液晶層を用いるのに対して、本実施形態では、アレイ基板13に、複数の画素電極27と、これら画素電極27に対応して共通電極28とを形成して、これら画素電極27と共通電極28との間に液晶分子15aを配向させる横電界を形成する横電界方式とすることで、ネガ型の液晶層よりも応答速度が速いポジ型の液晶層15を用いるので、応答速度を向上できる。さらに、アレイ基板13にカラーフィルタ26を設けることにより、例えばカラーフィルタを対向基板側に設ける場合と比較して、アレイ基板13と対向基板14との位置調整がより容易になり、これらアレイ基板13と対向基板14との位置ずれなどに起因する開口率の低下を抑制でき、高開口率を実現できる。また、カラーフィルタ26の全体の下層で、かつ、走査線22の上層、すなわちカラーフィルタ26(液晶層15)と走査線22との間に反射層25を配置することで、反射層25を走査線22から液晶層15に向かう不所望な漏れ電界のシールドとして用いることができ、この漏れ電界に起因する表示品位の低下を抑制できる。   According to the first embodiment described above, it can be manufactured at low cost by using the positive liquid crystal layer 15 including the vertically aligned liquid crystal molecules 15a, and, for example, as in the case of using a TN liquid crystal layer. Edge reversal that tends to occur between pixel electrodes of different polarities during column inversion driving can be improved, and a circularly polarizing plate can be used for the polarizing plate 45, which is a reflective liquid crystal with normally black display and high transmittance The display device 11 can be realized. The liquid crystal layer used in the normal vertical alignment (VA) mode uses a negative type liquid crystal layer to lay liquid crystal molecules against a vertical electric field. In the present embodiment, a plurality of liquid crystal layers are provided on the array substrate 13. A horizontal electric field method for forming a horizontal electric field for aligning liquid crystal molecules 15a between the pixel electrode 27 and the common electrode 28. By using the positive type liquid crystal layer 15 having a faster response speed than the negative type liquid crystal layer, the response speed can be improved. Furthermore, by providing the color filter 26 on the array substrate 13, for example, it is easier to adjust the position of the array substrate 13 and the counter substrate 14 than when the color filter is provided on the counter substrate side. The aperture ratio can be prevented from decreasing due to the positional deviation between the counter substrate 14 and the counter substrate 14, and a high aperture ratio can be realized. The reflective layer 25 is scanned by disposing the reflective layer 25 below the entire color filter 26 and above the scanning line 22, that is, between the color filter 26 (liquid crystal layer 15) and the scanning line 22. It can be used as a shield against an undesired leakage electric field from the line 22 toward the liquid crystal layer 15, and a reduction in display quality due to this leakage electric field can be suppressed.

また、対向基板14に対向電極が不要であるため、アレイ基板13と対向基板14との位置調整がより容易になる。   Further, since the counter electrode is not required for the counter substrate 14, the position adjustment between the array substrate 13 and the counter substrate 14 becomes easier.

さらに、液晶分子15aを垂直配向としたことで、配向膜29,43にラビングによる配向処理が不要となり、ラビングにより生じる静電気破壊を防止して歩留まりを向上でき、表示装置11をさらに安価に製造できる。   Further, since the liquid crystal molecules 15a are vertically aligned, alignment processing by the rubbing is not required for the alignment films 29 and 43, electrostatic breakdown caused by rubbing can be prevented and the yield can be improved, and the display device 11 can be manufactured at a lower cost. .

さらに、画素電極27と共通電極28との幅寸法を互いに略等しくするとともに、これら画素電極27と共通電極28との間隔を幅寸法の2倍以上に設定することで、画素電極27及び共通電極28により遮られる光(入射光及び反射光)を抑制するとともに画素電極27及び共通電極28の直上に位置して横電界により倒れない液晶分子15aを抑制して高透過率を実現しつつ、例えば5V未満などの低駆動電圧を得られる。   Furthermore, the width dimensions of the pixel electrode 27 and the common electrode 28 are made substantially equal to each other, and the distance between the pixel electrode 27 and the common electrode 28 is set to be twice or more the width dimension, so that the pixel electrode 27 and the common electrode 28 While suppressing the light (incident light and reflected light) blocked by 28 and suppressing the liquid crystal molecules 15a that are located immediately above the pixel electrode 27 and the common electrode 28 and do not fall down due to the lateral electric field, while realizing high transmittance, for example A low driving voltage such as less than 5V can be obtained.

次に、第2の実施形態を図3及び図4を参照して説明する。なお、上記第1の実施形態と同様の構成及び作用については、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

この第2の実施形態は、上記第1の実施形態の対向基板14の各画素電極27に対向する位置に、リブ48がそれぞれ設けられているものである。   In the second embodiment, ribs 48 are respectively provided at positions facing the pixel electrodes 27 of the counter substrate 14 of the first embodiment.

各リブ48は、高透過率、かつ、低誘電率の部材により形成されている。すなわち、各リブ48は、透光性を有している。これらリブ48は、画素領域Aの中心位置に沿って、各画素電極27に沿って形成されている。したがって、本実施形態において、各リブ48は直線状に形成されている。これらリブ48の誘電率は、液晶層15の誘電率よりも小さく、例えば約1/7程度に設定されており、0.1倍以上0.2倍以下であることが望ましい。また、各リブ48の断面形状は、四角形状となっており、厚み(高さ)及び幅が画素電極27よりも大きく設定されている。各リブ48は、厚みが例えば0.7±0.1μm、幅が例えば6.0±0.25μmなどに設定されている。また、各リブ48は、幅が、カラーフィルタ26の0.3倍以上0.4倍以下であることが望ましく、厚み(高さ)が、液晶層15の厚みの0.3倍以上0.4倍以下であることが望ましい。   Each rib 48 is formed of a member having a high transmittance and a low dielectric constant. That is, each rib 48 has translucency. The ribs 48 are formed along the pixel electrodes 27 along the center position of the pixel region A. Therefore, in the present embodiment, each rib 48 is formed in a straight line. The dielectric constants of the ribs 48 are smaller than the dielectric constant of the liquid crystal layer 15 and are set to about 1/7, for example, and are desirably 0.1 times or more and 0.2 times or less. The cross-sectional shape of each rib 48 is a quadrangular shape, and the thickness (height) and width are set to be larger than those of the pixel electrode 27. Each rib 48 is set to have a thickness of, for example, 0.7 ± 0.1 μm and a width of, for example, 6.0 ± 0.25 μm. Each rib 48 preferably has a width not less than 0.3 times and not more than 0.4 times that of the color filter 26, and has a thickness (height) of not less than 0.3 times the thickness of the liquid crystal layer 15 and 0.00. It is desirable that it is 4 times or less.

そして、このように高透過率かつ低誘電率のリブ48を画素電極27に対向する位置で対向基板14に設けたので、画素電極27に電圧が印加されたときに、リブ48によって画素電極27と共通電極28との間の電場のベクトルを乱し、画素電極27の上方(直上)に位置する液晶分子15aをも倒すことができる。したがって、反射率を向上できる。   Since the rib 48 having a high transmittance and a low dielectric constant is provided on the counter substrate 14 at a position facing the pixel electrode 27 as described above, when the voltage is applied to the pixel electrode 27, the pixel electrode 27 is formed by the rib 48. And the common electrode 28 can be disturbed, and the liquid crystal molecules 15a located above (directly above) the pixel electrode 27 can also be brought down. Therefore, the reflectance can be improved.

また、リブ48は、画素電極27よりも厚み及び幅を大きく設定しているので、画素電極27に電圧が印加されたときに、液晶分子15aをより確実に倒すことができる。   Further, since the rib 48 is set to have a larger thickness and width than the pixel electrode 27, the liquid crystal molecules 15a can be more reliably tilted when a voltage is applied to the pixel electrode 27.

なお、上記第2の実施形態において、例えば視野角向上などを目的として各画素領域Aをマルチドメイン化している場合、画素領域Aの形状が必ずしも長方形状でなく、屈曲している場合もある。このときには、例えば図5に示す第3の実施形態のように、画素領域Aの中心位置に沿って屈曲状にリブ48を形成することで、上記第2の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the second embodiment, for example, when each pixel region A is multi-domained for the purpose of improving the viewing angle, the shape of the pixel region A is not necessarily rectangular but may be bent. At this time, for example, as in the third embodiment shown in FIG. 5, by forming the rib 48 in a bent shape along the center position of the pixel region A, the same operational effects as in the second embodiment can be obtained. be able to.

また、上記各実施形態において、カラーフィルタ26のフィルタ部26r,26g,26bの配列や色は、表示装置11でのカラー表示を実現可能な任意のものに設定できる。   Further, in each of the above embodiments, the arrangement and color of the filter units 26r, 26g, and 26b of the color filter 26 can be set to any values that can realize color display on the display device 11.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11 反射型液晶表示装置
13 第1の基板であるアレイ基板
14 第2の基板である対向基板
15 液晶層
15a 液晶分子
25 反射層
26 カラーフィルタ
27 画素電極
28 共通電極
48 リブ
11 reflective LCD
13 Array substrate as the first substrate
14 Counter substrate as the second substrate
15 Liquid crystal layer
15a Liquid crystal molecules
25 Reflective layer
26 Color filter
27 Pixel electrode
28 Common electrode
48 Ribs

Claims (6)

第1の基板と、
この第1の基板に対して対向配置された第2の基板と、
これら第1の基板と第2の基板との間に垂直配向された液晶分子を備えたポジ型の液晶層とを具備し、
前記第1の基板は、
複数の画素電極と、
前記各画素電極との間に前記液晶分子を配向させる横電界を形成する複数の共通電極と、
これら画素電極及び共通電極の下層に配置されたカラーフィルタと、
前記共通電極と前記画素電極とのいずれかと電気的に接続され、前記カラーフィルタの下層に配置され、かつ、このカラーフィルタを通過した光を反射させる反射層とを備えた
ことを特徴とする反射型液晶表示装置。
A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A positive-type liquid crystal layer having liquid crystal molecules vertically aligned between the first substrate and the second substrate;
The first substrate is
A plurality of pixel electrodes;
A plurality of common electrodes for forming a transverse electric field for aligning the liquid crystal molecules between the pixel electrodes;
A color filter disposed below the pixel electrode and the common electrode;
A reflection layer that is electrically connected to any one of the common electrode and the pixel electrode, disposed below the color filter, and that reflects light that has passed through the color filter; Type liquid crystal display device.
前記画素電極と前記共通電極とは、それぞれ所定の幅を有し、これら画素電極と共通電極との間隔は、前記幅の2倍以上に設定されている
ことを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装置。
The pixel electrode and the common electrode each have a predetermined width, and an interval between the pixel electrode and the common electrode is set to be twice or more the width. Reflective liquid crystal display device.
前記第2の基板は、前記画素電極に対向する位置に、透光性を有するとともに前記液晶層の誘電率よりも低い誘電率を有するリブを備えている
ことを特徴とする請求項1または2記載の反射型液晶表示装置。
The said 2nd board | substrate is equipped with the rib which has a translucency and a dielectric constant lower than the dielectric constant of the said liquid crystal layer in the position facing the said pixel electrode. The reflective liquid crystal display device described.
前記リブは、前記画素電極よりも厚み及び幅が大きく設定されている
ことを特徴とする請求項3記載の反射型液晶表示装置。
The reflective liquid crystal display device according to claim 3, wherein the rib is set to have a thickness and a width larger than those of the pixel electrode.
前記リブは、幅が、前記カラーフィルの0.3倍以上0.4倍以下であり、厚みが、前記液晶層の厚みの0.3倍以上0.4倍以下である
ことを特徴とする請求項4記載の反射型液晶表示装置。
The rib has a width of 0.3 to 0.4 times that of the color fill, and a thickness of 0.3 to 0.4 times the thickness of the liquid crystal layer. The reflective liquid crystal display device according to claim 4.
前記リブの誘電率は、前記液晶層の誘電率の0.1倍以上0.2倍以下である
ことを特徴とする請求項4または5記載の反射型液晶表示装置。
6. The reflective liquid crystal display device according to claim 4, wherein a dielectric constant of the rib is 0.1 to 0.2 times a dielectric constant of the liquid crystal layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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