JP2000047197A

JP2000047197A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000047197A
Application number: JP10218190A
Authority: JP
Inventors: 泰樹 ▲らい▼; Yasuki Rai; Hisao Uehara; 久夫上原; Yutaka Marushita; 裕丸下; Tokuo Koma; 徳夫小間; Makoto Shimizu; 真清水
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲が暗くても明るい表示が得られるととも
に、視差に起因する表示ずれのない液晶表示装置を提供
する。【解決手段】絶縁性基板１０上に、ゲート電極１１、
ゲート絶縁膜１２、ソース１４ｓ及びドレイン１４ｄを
備えた能動層１４、層間絶縁膜１５、及び平坦化絶縁膜
１７を順に積層し、ソース１４ｓに接続した表示電極１
８を平坦化絶縁膜１７上に設ける。その表示電極１８は
半透明膜からなっており、周囲が明るいときには外部か
らの自然光４０を反射させて表示を得、周囲が暗い場合
には背面側光源４１を点灯させて表示電極１８を透過し
た光によって表示を得る。液晶材料３０は偏光板を必要
としない動作モードの液晶を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に背面側光源を備えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、観察方向から入射した光を反
射させて表示を見るいわゆる反射型の液晶表示装置が提
案されている。

【０００３】図４に、従来の反射型液晶表示装置の断面
図を示す。

【０００４】同図に示す如く、従来の反射型液晶表示装
置は、薄膜トランジスタ（Thin Film T ransistor：以
下、「ＴＦＴ」と称する。）等のスイッチング素子（図
示せず）に接続されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の
透明導電性材料からなる表示電極５１、配向膜２２が形
成された絶縁性基板１０と、対向電極２１及び配向膜２
２が形成された対向電極基板２０とが対向して接着され
た空隙に液晶材料であるツイステッドネマチック液晶
（ＴＮ液晶）３１が充填されてなる。

【０００５】また、液晶表示装置の外部の観察者１００
側には偏光板２４が１枚設けられており、その観察者１
００の反対側には観察者１００側から入射した光を反射
する反射板５０が設けられている。

【０００６】外部から入射される自然光４０は、観察者
１００側の偏光板２４から入射し、対向電極基板２０、
対向電極２１、配向膜２２、ＴＮ液晶３１、ＴＦＴ基板
１０上の配向膜２２、表示電極５１、ガラス基板１０を
透過して、反射板５０にて反射され、その後入射と逆の
方向に各層を透過して対向電極基板２０上の偏光板２４
から出射し観察者の目１００に入る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、入射した光４
０は表示電極５１ａを透過し、反射板５０にて反射した
後、その反射した光は、表示電極５１ｂとの間を透過し
て観察者の目１００に入る。即ち、反射した光は表示電
極５１ａに出射しないため、視差が生じ表示電極５１ａ
の表示が本来の表示に見えず、ずれを生じてしまうとい
う欠点があった。カラー液晶表示装置の場合においては
本来の表示電極の色が視差によって色ずれとして現れる
ことになる。

【０００８】また、従来の反射型液晶表示装置は、液晶
材料としてＴＮ液晶を用いるため偏光板２４を配置する
必要があり、周囲が暗い場合には明るい表示を見ること
がきわめて困難であるという欠点もあった。

【０００９】そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑み
て為されたものであり、周囲が暗くても明るくかつ視差
の生じない表示が得られる液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、偏光板が不用である動作モードの液晶、該液晶に電
圧を印加して駆動させる表示電極、及び背面側光源を備
え、前記表示電極が入射側からの光を反射し前記背面側
光源からの光を透過する機能を有する半透明膜からなる
ものである。

【００１１】また、前記背面側光源からの光が前記表示
電極及び該表示電極に設けられた開口部を介して前記液
晶に供給されるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞本発明の液
晶表示装置について以下に説明する。

【００１３】図１に本発明の液晶表示装置の全体概略断
面図を示す。

【００１４】同図に示すように、液晶表示装置は、ＴＦ
Ｔ（図示せず）に接続された表示電極１８、配向膜２２
が形成された絶縁性基板１０と、対向電極２１及び配向
膜２２が形成された対向電極基板２０とが対向して接着
された空隙に液晶材料３０が充填されてなる。そして、
その液晶表示装置の観察者１００側とは反対側、即ち背
面側には背面側光源４１が設けられている。

【００１５】図１中、点線で示すように、外部から入射
される自然光４０は、観察者１００側の対向電極基板２
０から入射し、対向電極２１、配向膜２２、液晶３１、
ＴＦＴ基板１０上の配向膜２２、半透明膜からなる表示
電極５１、ガラス基板１０を透過して、反射板５０にて
反射され、その後入射と逆の方向に各層を透過して対向
電極基板２０のガラス基板から出射し観察者の目１００
に入る経路をたどる。

【００１６】また、背面側光源４１からの光は実線で示
すようにガラス基板１０、半透明膜からなる表示電極１
８、配向膜２２、液晶３０、配向膜２２、対向電極２
１、対向電極基板２０のガラス基板から出射し観察者の
目１００に入る経路をたどる。

【００１７】背面側光源４１としては、例えば有機材料
からなる発光素子である有機ＥＬ（Electro Luminescen
ce）を採用することができる。

【００１８】図２に本発明の液晶表示装置の１画素を示
す断面図である。

【００１９】ガラスなどの絶縁性基板１０上に、ゲート
電極１１を形成し、そのゲート電極１１上に設けた絶縁
膜１２を介して多結晶シリコンから成る能動層１４を形
成する。その能動層１４の上には絶縁膜からなるストッ
パ１３を形成し、このストッパ１３をマスクとして、能
動層１４に不純物を注入したソース１４ｓ及びドレイン
１４ｄを設ける。その上には層間絶縁膜１５が形成され
ており、一方のソース領域１４ｓは層間絶縁膜１５に形
成されたコンタクトホールを介して、表示電極（ソース
電極）１８と接続されている。他方のドレイン領域１４
ｄは層間絶縁膜１５に形成されたコンタクトホールを介
してドレイン電極１６に接続されている。こうしてＴＦ
Ｔが形成された絶縁性基板１０、即ちＴＦＴ基板１０が
完成する。

【００２０】ここで、ソース１４ｓに接続された表示電
極１８について説明する。

【００２１】表示電極１８を形成する材料は、アルミニ
ウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）等を用いるこ
とができる。このため外部からの光を反射して正面側、
即ち観察者１００側に出射することができる。

【００２２】また、この表示電極１８は反射の機能のみ
を有するのではなく、同時に光を透過する機能も併せて
有している。即ち、表示電極１８を反射材料である例え
ばＡｌで形成する場合には、その厚みを例えば約１００
オングストローム程度とすることにより透過の機能を持
たせている。このため、図中の実線で示すように、表示
電極１８は背面側光源４１からの光を透過して正面側に
出射することができる。

【００２３】従って、図２に示すように、通常は外部か
らの自然光４０は対向基板２０のガラス基板、配向膜２
１、対向電極２２と、液晶３０と、ＴＦＴ基板１０の配
向膜２２を透過し、そして表示電極１８によって反射さ
れ、入射と逆に各層を透過して外部に出射され観察者１
００の目に入る（図中、点線で示す）。

【００２４】しかし周囲が暗い場合にはこのような自然
光による反射にて表示を観察することができないため、
背面側に設けた背面側光源４１を点灯させる。そうする
と、背面側光源４１からの光はＴＦＴ基板１０のガラス
基板、ゲート絶縁膜１２、層間絶縁膜１５、平坦化絶縁
膜１７を透過し、半透明膜である表示電極１８を透過す
る。そしてさらに、液晶３０、対向基板２０の配向膜２
２、対向電極２１及びガラス基板２０を透過して外部に
出射し観察者の目１００に入る。

【００２５】このように、周囲が暗い場合でも、背面側
光源４１を点灯し、半透明膜である表示電極１８を介し
て出射することにより、全面において明るい表示が得ら
れる液晶表示装置を得ることができる。なお、偏光板を
必要としないことから周囲が明るい場合にも、偏光板を
用いた従来の液晶表示装置に比べ明るい表示を得ること
ができるが、周囲が暗いときに特に有効である。

【００２６】また、反射機能を表示電極に備えているこ
とから、従来のように反射板と表示電極との間に間隔が
ないため、視差が生じることもないため、表示がずれる
ということも解消できる。

【００２７】また、本発明の液晶表示装置に用いる液晶
材料としては、偏光板を必要としない相転移型ゲストホ
スト（ＰＣＧＨ）モード液晶、あるいは高分子分散型液
晶（ＰＤＬＣ）モード液晶を用いる。

【００２８】このように、偏光板を必要としないことか
ら、コスト低減が図れるとともに、製造工程の低減も図
れ、更に偏光板による液晶表示装置の明るさ低下が防止
できる。

【００２９】なお、本実施の形態においては、表示電極
１８を構成する材料をＡｌとしその厚みを約１００オン
グストロームとしたが、光の反射の度合いを大きくする
のであれば厚みを厚くすればよく、逆に更に透過量を大
きくするのであれば厚みを薄くして所望の反射量と透過
量に調整すればよい。＜第２の実施の形態＞図３に、本実施の形態の有機ＥＬ
素子を背面側光源として備えた液晶表示装置の１つの画
素を示す断面図である。

【００３０】同図に示す如く、前述の第１の実施の形態
を示す図１及び図２の液晶表示装置と異なる点は、背面
側光源４１からの光が表示電極１８及びこの表示電極１
８に設けた開口部１９を介して液晶３０に供給される点
である。

【００３１】なお、絶縁性基板１０上に順に形成するＴ
ＦＴの構造は、表示電極１８の開口部１９を設ける以外
は第１の実施の形態と同様であるので省略する。

【００３２】半透明膜からなる表示電極１８は平坦化絶
縁膜１７上に形成する。この半透明膜は、Ａｌ、Ｐｔ，
Ａｇ等を例えば１００オングストローム程度に薄く形成
することにより実現できる。この表示電極１８にフォト
リソ工程を施すことにより開口部１９を形成することが
できる。

【００３３】こうして形成した表示電極１８及びその開
口部１９を、背面側光源４１である有機ＥＬから発せら
れた光が通過して液晶３０に達し、更に透過して対向電
極基板２０を透過して観察者の目１００に入る（図中、
実線で示す）。

【００３４】従って、液晶表示装置の周辺が暗いときに
表示を観察する場合には、有機ＥＬ素子４１を発光さ
せ、この発光した光は半透明膜からなる表示電極１８及
びこの表示電極１８に設けた開口部１９を介して、液晶
８及び対向基板１６を透過して出射し観察者の目１００
に入るので、明るい表示を観察することができる。

【００３５】また、液晶材料も第１の実施の形態と同様
に、ＰＣＧＨモード液晶あるいはＰＤＬＣモード液晶等
の偏光板を必要としない液晶を用いるため、偏光板によ
る輝度の低下がないので明るい表示が得られるととも
に、コストの低減も図れる。

【００３６】また、背面側光源４１は、他の基板１０，
２０から成る液晶表示装置とは別体にもできるし、基板
１０に接着して用いることもできるが、必要に応じて選
択すればよい。

【００３７】なお、上述の各実施の形態においては背面
側光源として有機ＥＬを用いた場合について示したが、
本発明はそれに限定されるものではなく背面側光源とし
て、有機材料からなる発光素子である有機ＥＬ以外にも
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、あるいは蛍光体を用
いることも可能である。

【００３８】また、各実施の形態においては、ＴＦＴの
ゲート電極を能動層の下に設けるいわゆるボトムゲート
型ＴＦＴについて示したが、本発明はゲート電極を能動
層の上に設けるいわゆるトップゲート型ＴＦＴへの採用
も可能である。

【００３９】更に、表示電極１８に設けた開口部１９の
数及び大きさは、必要とする明るさに応じて決定すれば
良い。

【００４０】また、入射される光は表示装置の正面外部
からの光のみならず、表示装置の側面側から光を取り入
れた場合にも、本発明は採用が可能である。

【００４１】また、表示電極１８を構成する材料をＡｌ
としその厚みを約１００オングストロームとしたが、光
の反射の度合いを大きくするのであれば厚みを厚くすれ
ばよく、逆に更に透過量を大きくするのであれば厚みを
薄くして所望の反射量と透過量に調整すればよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置によれば、周囲が
暗くても明るくかつ視差の生じない表示が得られる液晶
表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す液晶表示装置の全
体概略断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示す液晶表示装置の一
画素断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す液晶表示装置の断
面図である。

【図４】従来の液晶表示装置の全体概略断面図である。

【符号の説明】

１０ＴＦＴ基板１８表示電極１９開口部２０対向電極基板３０液晶４０自然光４１背面側光源１００観察者

フロントページの続き (72)発明者丸下裕大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者小間徳夫大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者清水真大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA15Y FA44Z FA45Z FB08 GA03 GA07 GA13 HA08 HA11 JA02 LA16 LA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光板が不用である動作モードの液晶、
該液晶に電圧を印加して駆動させる表示電極、及び背面
側光源を備え、前記表示電極が入射側からの光を反射し
前記背面側光源からの光を透過する機能を有する半透明
膜からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記背面側光源からの光が前記表示電極
及び該表示電極に設けられた開口部を介して前記液晶に
供給されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
装置。