JP2005352134A - フィールドシーケンシャルocbモード半透過反射型液晶表示装置 - Google Patents
フィールドシーケンシャルocbモード半透過反射型液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005352134A JP2005352134A JP2004172470A JP2004172470A JP2005352134A JP 2005352134 A JP2005352134 A JP 2005352134A JP 2004172470 A JP2004172470 A JP 2004172470A JP 2004172470 A JP2004172470 A JP 2004172470A JP 2005352134 A JP2005352134 A JP 2005352134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- alignment film
- substrate
- alignment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133553—Reflecting elements
- G02F1/133555—Transflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
- G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
Abstract
【課題】 本発明は、デュアルギャップ構造で光反射表示部と光透過表示部とを有する半透過反射型液晶表示装置においてOCBモード方式とフィールドシーケンシャル方式を実現できる技術の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明は、一方の基板3上の配向膜が5゜以下のプレチルト角の配向膜、他方の基板2の光反射表示部35に設けられている配向膜29bが垂直配向タイプの配向膜とされ、光透過表示部30の配向膜29aが5゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、光透過表示部30に対応する一方の基板の配向膜44のプレチルトの方向と光透過表示部30に対応する他方の基板の配向膜29aのプレチルトの方向が逆向きとされてなる。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明は、一方の基板3上の配向膜が5゜以下のプレチルト角の配向膜、他方の基板2の光反射表示部35に設けられている配向膜29bが垂直配向タイプの配向膜とされ、光透過表示部30の配向膜29aが5゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、光透過表示部30に対応する一方の基板の配向膜44のプレチルトの方向と光透過表示部30に対応する他方の基板の配向膜29aのプレチルトの方向が逆向きとされてなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、外光反射を利用しての反射表示とバックライトを利用しての透過表示の両方を行うことができる半透過反射型液晶表示装置に係わり、より詳しくは光反射表示部と光透過表示部とで液晶層の厚みが異なるデュアルギャップタイプの半透過反射型液晶表示装置においてOCBモードとして望ましい配向膜の構造とした技術に関する。
液晶表示装置の分野においては消費電力の低減が強く要求されており、画素の領域をできるだけ大きくして表示の明るさを向上することも求められている。このため、アクティブマトリクス基板全面に厚膜の絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上に反射型の画素電極を形成したものが実用化されている。このように絶縁膜上に画素電極を上置きする構造のものでは、絶縁膜下層に配された走査線や信号線等と上層に配された画素電極との間で電気的な短絡を生じない構成を採用できるため、これら配線上にオーバーラップさせるように広い面積で画素電極を形成することが可能となる。これにより、薄膜トランジスタ(Thin Film Tranistor :以下にTFTと略記する)等のスイッチング素子や走査線,信号線の形成された領域を含めてほとんど全てを表示に寄与する画素領域とすることができ、開口率を高めて明るい表示を得ることができる。
また、反射型の画素電極を用いた液晶表示形態のみでは暗所での使用ができないため、液晶表示装置にバックライトを併設し、反射型液晶表示装置を部分的に透過表示可能な構成とした半透過反射型の液晶表示装置も広く使用されている。(特許文献1、2参照)
先の半透過反射型の液晶表示装置では、1つの画素に反射表示領域と透過表示領域を作り込み、反射表示領域のセルギャップを透過表示領域のセルギャップの半分程になるように作り込むデュアルギャップタイプ構造とされる。これは、反射表示領域では外部から入射した光が観察者に到達するまでの間に2回液晶層を通過するのに対して、透過表示領域では光が1回のみ液晶層を通過して観察者に到達するので、同じ液晶層厚としたのでは、透過表示領域と反射表示領域とで光学条件が異なるようになり、色味やコントラストなどが変化することを解消するためである。
先の半透過反射型の液晶表示装置では、1つの画素に反射表示領域と透過表示領域を作り込み、反射表示領域のセルギャップを透過表示領域のセルギャップの半分程になるように作り込むデュアルギャップタイプ構造とされる。これは、反射表示領域では外部から入射した光が観察者に到達するまでの間に2回液晶層を通過するのに対して、透過表示領域では光が1回のみ液晶層を通過して観察者に到達するので、同じ液晶層厚としたのでは、透過表示領域と反射表示領域とで光学条件が異なるようになり、色味やコントラストなどが変化することを解消するためである。
しかし、反射表示領域と透過表示領域とを1つの画素内に作り込む構造として更にデュアルギャップ構造とすると、1つの画素内で反射表示領域の液晶と透過表示領域の液晶をそれぞれに好適な配向状態とする必要がある。しかし、デュアルギャップ構造で領域毎に液晶層厚が異なるということは、反射表示領域と透過表示領域とで段差を有する構造となるので、段差付きの各領域の配向膜に好ましい配向特性を付与しなくてはならない。
ところで近年、液晶表示装置の広視野角化と高速応答性を目的としてOCB(Optical Compensated Birefringence)モードと称される表示方式が研究されているが、このOCBモードの液晶表示装置では、上下の基板の配向膜のプレチルトの方向を同じ向きとして液晶をベンド配向させる必要があるとともに、ベンド配向させることが可能な液晶セルに更に補償フィルムが付設された構造とされている。
特願2000−171794号公報
特許第3235102号公報
ところで、先のデュアルギャップ構造の半透過反射型液晶表示装置に先のOCBモードの液晶表示装置を適用しようとすると、微細な画素毎にプレチルトの方向の異なる配向膜を段差を有する透過表示領域と反射表示領域に使い分けてそれぞれ設ける必要が生じ、好ましい配向膜を設けること自体が極めて困難な問題がある。
例えば上述のプレチルトの方向が異なる配向膜を形成する場合、全画素領域に特定の配向状態になるように一端配向膜を形成した後、配向状態を異ならせようとする画素毎の各領域に相当する配向膜を取り除き、別の配向膜を再度各領域毎に形成するなどの複雑な微細加工処理が必要であるが、画素を複数に分割するような微細な領域に、個々に異なるプレチルトの配向膜を形成し分けることは、製造工程が複雑になり、大量生産する場合に困難性が高くなる問題がある。
例えば上述のプレチルトの方向が異なる配向膜を形成する場合、全画素領域に特定の配向状態になるように一端配向膜を形成した後、配向状態を異ならせようとする画素毎の各領域に相当する配向膜を取り除き、別の配向膜を再度各領域毎に形成するなどの複雑な微細加工処理が必要であるが、画素を複数に分割するような微細な領域に、個々に異なるプレチルトの配向膜を形成し分けることは、製造工程が複雑になり、大量生産する場合に困難性が高くなる問題がある。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、デュアルギャップ構造で光反射表示部と光透過表示部とを有する半透過反射型液晶表示装置においてもOCBモード方式とフィールドシーケンシャル方式を実現することができ、製造が容易なフィールドシーケンシャル半透過反射型液晶表示装置の提供を目的とする。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、対向配置された基板間に液晶が封入されたOCBモードの液晶パネルを備え、前記一方の基板の液晶層側の面と前記他方の基板の液晶層側の面にそれぞれ電極と配向膜が形成され、前記他方の基板の電極の一部が光反射性の画素電極とされ、前記画素電極の一部に透過部が形成され、該透過部形成領域に透明電極が形成されて光透過表示部とされ、前記光反射性の画素電極形成領域が光反射表示部とされるとともに、前記光反射性の画素電極の下に前記光透過表示部の絶縁層よりも厚い絶縁層が設けられて前記光反射表示部の液晶層の厚さが前記光透過表示部の液晶層の厚さよりも大きくされたマルチギャップ構造とされる一方、前記一方の基板上の配向膜が10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、前記光反射表示部の上に設けられている配向膜が垂直配向になるプレチルト角の配向膜とされ、前記他方の基板の光透過表示部の配向膜が10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、前記他方の基板の光透過表示部に対応する前記一方の基板の配向膜のプレチルトの方向と前記光透過表示部に対応する前記他方の基板の配向膜のプレチルトの方向が同じ向きとされてなることを特徴とする。
本発明は、前記一方の基板の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と前記他方の基板の光透過表示部の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とが、それらの間の液晶に電界印加時にベンド配向を促す向きに液晶分子を配向させるものである。
前記10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜を構成する高分子膜は、第1の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状と、前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状を有し、少なくとも第2の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であることを特徴とする。
前記10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜を構成する高分子膜は、第1の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状と、前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状を有し、少なくとも第2の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であることを特徴とする。
本発明は、前記光反射表示部の垂直配向タイプの配向膜は、少なくとも表面に形状異方性が付与された高分子膜からなることを特徴とする。
本発明は、前記一方の基板の光反射表示部の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と前記他方の基板の光反射表示部の垂直配向タイプの配向膜とによる配向規制力により、それらの間に存在する液晶が、電界印加時に前記光透過表示部でベンド配向させる液晶のうち、前記一方の基板から液晶層中央部までの液晶のベンド配向状態に近似するように、配向されてなることを特徴とする。
本発明は、前記一方の基板の光反射表示部の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と前記他方の基板の光反射表示部の垂直配向タイプの配向膜とによる配向規制力により、それらの間に存在する液晶が、電界印加時に前記光透過表示部でベンド配向させる液晶のうち、前記一方の基板から液晶層中央部までの液晶のベンド配向状態に近似するように、配向されてなることを特徴とする。
本発明により、光透過表示部と光反射表示部を有し、透過表示と反射表示を行うことができるマルチギャップ構造であって、高速応答が可能なOCBモードの表示形態をフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で実現することができる。
10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜を凹凸形状の配向膜で実現するので、凹凸形状の転写による形成手法を採用することができ、その場合に微細な画素毎に分割した光透過表示部と光反射表示部であっても、配向膜の作り込みが容易にできる。
10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜として、アンカリングエネルギーが先の範囲のものを採用することができる。また、10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜として、第1の方向と第2の方向に非対称形状の凹凸形状を採用することができ、これによりベンド配向状態に液晶が配向し易くなる。
10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜を凹凸形状の配向膜で実現するので、凹凸形状の転写による形成手法を採用することができ、その場合に微細な画素毎に分割した光透過表示部と光反射表示部であっても、配向膜の作り込みが容易にできる。
10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜として、アンカリングエネルギーが先の範囲のものを採用することができる。また、10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜として、第1の方向と第2の方向に非対称形状の凹凸形状を採用することができ、これによりベンド配向状態に液晶が配向し易くなる。
光反射表示部において10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と垂直配向モードの配向膜の組み合わせにより、光反射表示部の液晶に対し、電界印加時に前記光透過表示部でベンド配向させる液晶のうち、前記一方の基板から液晶層中央部までの液晶の配向状態に近似するように配向させることが可能であり、その場合に電界印加時に、光反射部の液晶が円滑にベンド配向する。
次に、本発明に係る液晶表示装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするために各構成要素の厚さや寸法等の比率などは適宜異ならせて示してある。
図1〜図8は本発明に係る半透過型液晶表示装置の第1の実施形態を示すもので、この形態の半透過型液晶表示装置Aは、図2に示すように、本体であるOCBモードの液晶パネル1と、この液晶パネル1の背面側に配されたバックライトBLと、液晶パネル1の上面側に配置されたフロントライトFLとを備えて構成されている。なお、先のバックライトBLは、R(赤)、G(緑)、B(青)の色の3原色の光を時分割に発光可能な構成とされていて、バックライトBLから発せられた時分割の光を液晶パネル1を透過させて使用者が見ることができるように構成されている。また、液晶パネル1の上面側のフロントライトFLにおいても同様にR(赤)、G(緑)、B(青)の色の3原色の光を時分割に発光可能な構成とされていて、フロントライトFLから発せられた時分割発光された光を液晶パネル1に入射させて液晶パネル1で反射させ、この反射光を使用者が見ることができるように構成されている。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするために各構成要素の厚さや寸法等の比率などは適宜異ならせて示してある。
図1〜図8は本発明に係る半透過型液晶表示装置の第1の実施形態を示すもので、この形態の半透過型液晶表示装置Aは、図2に示すように、本体であるOCBモードの液晶パネル1と、この液晶パネル1の背面側に配されたバックライトBLと、液晶パネル1の上面側に配置されたフロントライトFLとを備えて構成されている。なお、先のバックライトBLは、R(赤)、G(緑)、B(青)の色の3原色の光を時分割に発光可能な構成とされていて、バックライトBLから発せられた時分割の光を液晶パネル1を透過させて使用者が見ることができるように構成されている。また、液晶パネル1の上面側のフロントライトFLにおいても同様にR(赤)、G(緑)、B(青)の色の3原色の光を時分割に発光可能な構成とされていて、フロントライトFLから発せられた時分割発光された光を液晶パネル1に入射させて液晶パネル1で反射させ、この反射光を使用者が見ることができるように構成されている。
「液晶パネルの構造」
前記液晶パネル1は、図3に示すように、スイッチング素子が形成された側のアクティブマトリクス基板(下基板:他方の基板)2と、それに対して設けられた対向側の基板(上基板:一方の基板)3と、これらの基板2、3の間に基板2、3とシール材4とに囲まれて挟持されている光変調層としての液晶層5とを備えて構成されている。即ち、上述のように構成された基板2、3は、スペーサ(図示略)によって互いに一定に離間された状態で保持されるとともに、図2に示すように基板周辺部に矩形枠状に塗布された熱硬化性のシール材4によって接着一体化されている。
前記液晶パネル1は、図3に示すように、スイッチング素子が形成された側のアクティブマトリクス基板(下基板:他方の基板)2と、それに対して設けられた対向側の基板(上基板:一方の基板)3と、これらの基板2、3の間に基板2、3とシール材4とに囲まれて挟持されている光変調層としての液晶層5とを備えて構成されている。即ち、上述のように構成された基板2、3は、スペーサ(図示略)によって互いに一定に離間された状態で保持されるとともに、図2に示すように基板周辺部に矩形枠状に塗布された熱硬化性のシール材4によって接着一体化されている。
アクティブマトリクス基板2は、図1、図4または図5に示すように、ガラスやプラスチック等からなる透明の基板本体6上に、それぞれ行方向(図4、図5のx方向)と列方向(図4、図5のy方向)に複数の走査線7と信号線8が電気的に絶縁されて形成され、各走査線7、信号線8の交差部の近傍にTFT(スイッチング素子)10が形成されている。
上記基板本体6上において、画素電極11が形成される領域、TFT10が形成される領域、走査線7及び信号8が形成される領域を、それぞれ画素領域、素子領域、配線領域と呼称することができる。
上記基板本体6上において、画素電極11が形成される領域、TFT10が形成される領域、走査線7及び信号8が形成される領域を、それぞれ画素領域、素子領域、配線領域と呼称することができる。
本実施形態のTFT10は逆スタガ型の構造を有し、本体となる基板本体6の最下層部から順にゲート電極13、ゲート絶縁膜15、i型半導体層14、ソース電極17及びドレイン電極18が形成され、i型半導体層14の上であってソース電極17とドレイン電極18との間にはエッチングストッパ層9が形成されている。
即ち、走査線7の一部が延出されてゲート電極13が形成され、これを覆ったゲート絶縁膜15上にゲート電極13を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層14が形成され、このi型半導体層14の両端側の一方にn型半導体層16を介してソース電極17、他方にn型半導体層16を介してドレイン電極18がそれぞれ形成されている。
即ち、走査線7の一部が延出されてゲート電極13が形成され、これを覆ったゲート絶縁膜15上にゲート電極13を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層14が形成され、このi型半導体層14の両端側の一方にn型半導体層16を介してソース電極17、他方にn型半導体層16を介してドレイン電極18がそれぞれ形成されている。
また、走査線7と信号線8とが囲む矩形状の各領域の中央部側にITOなどの透明電極材料からなる透明電極19が、基板本体6上に直接位置するように形成されている。従ってこれらの透明電極19は先のゲート電極13と同一面位置に形成されている。これらの透明電極19はその一端19aに乗り上がる形で接続された先のソース電極17の一端の接続部17aに直に接続されるとともに平面視短冊状に形成されている。この透明電極19は、図3に示すように走査線7と信号線8とが囲む矩形状の領域の縦幅より若干短く、先の矩形状の領域の横幅の数分の1程度の大きさに形成されている。
基板本体6はガラスの他、合成樹脂等の絶縁性透明基板からなる。ゲート電極13は導電性の金属材料からなり、図4に示すように行方向に配設される走査線7と一体に形成されている。ゲート絶縁膜15は酸化シリコン(SiOx)や窒化シリコン(SiNy)等のシリコン系の絶縁膜からなり、走査線7及びゲート電極13を覆うように、かつ、先の透明電極19を覆わないようにして基板上に形成されている。なおここで、ゲート絶縁膜15を形成する位置は、少なくとも透明電極19とソース電極17の接続部分を除く位置とする必要があるので、この実施形態では透明電極19上にゲート絶縁膜15を形成していないが、透明電極19においてソース電極17との接続部分のみを除くように透明電極19上にゲート絶縁層15を形成しても差し支えない。
半導体層14は、アモルファスシリコン(a−Si)等からなり、ゲート絶縁膜15を介してゲート電極13と対向する領域がチャネル領域として構成される。ソース電極17及びドレイン電極18は導電材料からなり、半導体層14上に、チャネル領域を挟むように対向して形成されている。また、ドレイン電極18は列方向に配設される信号線8から個々に延出されて形成されている。
半導体層14は、アモルファスシリコン(a−Si)等からなり、ゲート絶縁膜15を介してゲート電極13と対向する領域がチャネル領域として構成される。ソース電極17及びドレイン電極18は導電材料からなり、半導体層14上に、チャネル領域を挟むように対向して形成されている。また、ドレイン電極18は列方向に配設される信号線8から個々に延出されて形成されている。
なお、i型半導体層14とソース電極17及びドレイン電極18との間で良好なオーミック接触を得るために、半導体層14と各電極17、18との間には、リン(P)等のV族元素を高濃度にドープしたn型半導体層(オーミックコンタクト層)16が設けられている。
また、基板本体6上には有機材料からなる絶縁膜20が積層され、この絶縁膜20上にAlやAg等の高反射率の金属材料からなる光拡散反射性画素電極(光反射性の画素電極)11が形成されている。
画素電極11は、先の走査線7と信号線8とが囲む矩形状の領域よりも若干小さくなるような平面視矩形状になるように絶縁膜20上に形成され、図5に示すように平面視した場合に上下左右に並ぶ画素電極11どうしが短絡しないように所定の間隔をあけてマトリクス状に配置されている。即ち、これらの画素電極11は、それらの端辺がそれらの下に位置する走査線7及び信号線8に沿うように配置されており、走査線7と信号線8が区画する領域のほぼ全域を画素領域とするように形成されている。なお、この画素領域が液晶パネル1での表示領域に相当する。
また、基板本体6上には有機材料からなる絶縁膜20が積層され、この絶縁膜20上にAlやAg等の高反射率の金属材料からなる光拡散反射性画素電極(光反射性の画素電極)11が形成されている。
画素電極11は、先の走査線7と信号線8とが囲む矩形状の領域よりも若干小さくなるような平面視矩形状になるように絶縁膜20上に形成され、図5に示すように平面視した場合に上下左右に並ぶ画素電極11どうしが短絡しないように所定の間隔をあけてマトリクス状に配置されている。即ち、これらの画素電極11は、それらの端辺がそれらの下に位置する走査線7及び信号線8に沿うように配置されており、走査線7と信号線8が区画する領域のほぼ全域を画素領域とするように形成されている。なお、この画素領域が液晶パネル1での表示領域に相当する。
絶縁膜20は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ(BCB)等からなる有機系の絶縁膜とされており、TFT10の保護機能を強化するようになっている。この絶縁膜20は基板本体6上に比較的厚く積層され、画素電極11とTFT10及び各種配線との絶縁を確実にし、画素電極11との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、厚膜の絶縁膜20によりTFT10や各種配線によって形成された基板本体6上の段差構造が平坦化されるようになっている。
次に、絶縁膜20において先の各ソース電極17の一端部17aに達するようにコンタクトホール21が形成されるとともに、先の各透明電極19の上に位置するように窪部22が形成され、この窪部22の位置に相当する部分の画素電極11には窪部22の開口部22aに合致するような平面形状の透過部(透孔)23が形成されている。これらの窪部22は絶縁膜20をその深さ方向に大部分除去してその底部22b側に一部分のみを被覆層20aとして残すように形成されるとともに、窪部22の平面形状は先の透明電極19の平面形状に対応するように透明電極19よりも若干短い短冊状に形成されている。
各画素領域において、窪部形成部分が基板2側からの入射光(バックライトBLから出射された光)を透過する光透過部30とされており、画素電極11の非透過部(透過部23が形成されていない部分)が基板3側からの入射光を反射する光反射部35とされている。
各画素領域において、窪部形成部分が基板2側からの入射光(バックライトBLから出射された光)を透過する光透過部30とされており、画素電極11の非透過部(透過部23が形成されていない部分)が基板3側からの入射光を反射する光反射部35とされている。
また、先の画素電極11の1つが、ほぼ1つの画素領域に対応し、透過部23の面積が透過表示の際の光通過領域に対応するので、先の画素電極11の面積に占める透過部23の面積割合を20〜50%の範囲とすることが好ましい。更に、この実施形態では画素電極11に透過部23を1つのみ形成したが、画素電極11に複数の透過部を形成しても良い。その場合に複数の透過部を合わせた総面積を画素電極11の面積の20〜50%の範囲とすることが好ましい。勿論その場合に複数の透過部の形成位置に合わせて各透過部の下にそれぞれ凹部を設けることとなる。
コンタクトホール21には導電材料からなる導電部25が形成され、この導通部25を介して、先の画素電極11と、絶縁膜20の下層側に配置されたソース電極17とが電気的に接続されている。従ってソース電極17は画素電極11と透明電極19の両方に電気的に接続されている。
コンタクトホール21には導電材料からなる導電部25が形成され、この導通部25を介して、先の画素電極11と、絶縁膜20の下層側に配置されたソース電極17とが電気的に接続されている。従ってソース電極17は画素電極11と透明電極19の両方に電気的に接続されている。
ところで、絶縁膜20の表面には画素領域に対応する位置に、転写型を絶縁膜20の表面に圧着する等して形成された複数の凹部26が設けられている。この絶縁膜20の表面に形成された複数の凹部26は、図5に示すように画素電極11に所定の表面凹部形状28を付与し、画素電極11に形成された複数の凹部27によって液晶パネルに入射した光は一部散乱され、より広い観察範囲でより明るい表示が得られるような拡散反射機能が付与されている。また、図6に示すように各凹部27は左右に隣接したものが互いにそれらの開口部側の内面の一部を連続させて隣接するように密接配置されている。
これらの凹部27の内面は、この実施形態では球面状に形成され、画素電極11に所定角度(例えば30°)で入射した光の拡散反射光の輝度分布が受光角0〜5゜を中心として広い範囲で略非対称となるようになっている。また、製造の容易性から凹部27の直径は5μm〜100μmに設定されている。さらに、凹部27の深さは0.1μm〜3μmの範囲に形成されている。
なお、図5に示す画素電極11の平面形状では図面の簡略化のために画素電極11上の凹部27を略しているが、画素電極11は通常の液晶パネルでは縦100〜200μm程度、横幅30〜90μm程度の大きさであるので、先の凹部27の画素電極11に対する相対的な大きさの一例を図4の1つの画素上に鎖線で示しておく。
なお、図5に示す画素電極11の平面形状では図面の簡略化のために画素電極11上の凹部27を略しているが、画素電極11は通常の液晶パネルでは縦100〜200μm程度、横幅30〜90μm程度の大きさであるので、先の凹部27の画素電極11に対する相対的な大きさの一例を図4の1つの画素上に鎖線で示しておく。
上述のように構成された基板本体6上には、更に画素電極11及び絶縁層20と窪部22と凹部27を覆うようにポリイミド等からなる下基板側配向膜29が形成されている。この下基板側配向膜29は、光透過部30上に形成する部分と、光反射部35上に形成する部分とで異なる配向処理が施されたもので、光透過部30の液晶層側の面に形成された透過部配向膜29aと、光反射部35の液晶層側の面に形成された光反射部の配向膜29bとから構成されている。前記光透過部30側の配向膜29aは後述する対向基板3側の配向膜44と同じ後述の材料からなる。
図1または図3に示す対向基板3はガラスやプラスチック等からなる透光性の基板本体41の液晶層5側の面に、ITO等の透明な対向電極(共通電極)43と上基板側配向膜44が形成されている。この上基板側配向膜44は図6に示すような凹凸形状の配向膜とされている。
この配向膜(一方の基板側の配向膜)44は、先に説明した基板6側の配向膜44と同じく、表面に形状異方性が付与された高分子膜から構成された配向膜で、プレティルト角が0゜を超えて10゜以下、例えば2〜8゜の範囲とされる。
この配向膜(一方の基板側の配向膜)44は、先に説明した基板6側の配向膜44と同じく、表面に形状異方性が付与された高分子膜から構成された配向膜で、プレティルト角が0゜を超えて10゜以下、例えば2〜8゜の範囲とされる。
前記配向膜、29a、44による配向制御に関する技術的詳細は、本出願人による非特許文献のSID93 DIGEST,頁957(93')に記載されているが、これらの配向膜29a、44の表面形状は、図7及び図8に示すように、第1の方向に沿う微細な凹凸と、この第1の方向に交差する第2の方向に沿う微細な凹凸が形成されている。尚、図8は図7中のIII−III線に沿う断面図であり、第2の方向に沿った凸条54の断面を示すものである。
また、第1の方向に沿う微細な凹凸のピッチP1は第2の方向に沿うピッチP2よりも短くされている。ピッチP1は3.0μm以下、好ましくは0.05μm以上、0.5μm以下、ピッチP2は50μm以下、好ましくは0.5μm以上、5μm以下が好ましい。
上記のようにピッチP2の長さをピッチP1よりも長くすることにより、プレティルト角を制御し易い。
また、第1の方向に沿う微細な凹凸のピッチP1は第2の方向に沿うピッチP2よりも短くされている。ピッチP1は3.0μm以下、好ましくは0.05μm以上、0.5μm以下、ピッチP2は50μm以下、好ましくは0.5μm以上、5μm以下が好ましい。
上記のようにピッチP2の長さをピッチP1よりも長くすることにより、プレティルト角を制御し易い。
また、第1の方向の凹部の深さd1(あるいは第1の方向の凸部の高さ)は0.5μm以下、好ましくは0.01μm以上、0.2μm以下であり、第2の方向の凹部の深さd2(あるいは第2の方向の凸部の高さ)は0.5μm以下、好ましくは0.01μm以上、0.2μm以下である。
また、ドメインの発生がなく、かつ目的とする配向力を得るためには、第2の方向に沿う微細な凹凸の緩斜面62の基板10に対する傾斜角θは、0度より大きく、3度以下とするのが好ましい。傾斜角θが0度であると、ドメイン発生が顕著であり、3度を超えると、配向力の低下が徐々に認められるからである。
また、ドメインの発生がなく、かつ目的とする配向力を得るためには、第2の方向に沿う微細な凹凸の緩斜面62の基板10に対する傾斜角θは、0度より大きく、3度以下とするのが好ましい。傾斜角θが0度であると、ドメイン発生が顕著であり、3度を超えると、配向力の低下が徐々に認められるからである。
さらに図7に示すように、第2の方向に沿う微細な凹凸の各凸部は左右が非対称の略三角形状になっている。即ち、三角形の頂点から下ろした垂線Aによって分割された頂角の左右の角度の比r2/r1が1とならない形状とされる。前記凸条54の横断面形状としては,sin波に類似した形状、櫛形状、三角形状等各種の形状が考えられる。中でも液晶の配向性を向上する上では、三角形状が最も望ましい。この場合、三角形状の頂部は、丸まっていても、平にカットされていても良い。前記凸条54を横断面三角形状とした場合、図7に示すように三角形の頂点から下ろした垂線Aによって分割された頂角の左右の角度の比r2/r1は、1.2以上の範囲であることが望ましい。この範囲の比に設定すると、プレチルト角を0に近い値にすることができる。
これらの配向膜29a、44の膜厚としては、例えば50〜200nm程度とされる。
この配向膜29a、44に用いる高分子膜の材料としては、硬化する前に弱い剪断力により剪断ひずみを付与可能な材料及び/または応力により塑性変形(塑性流動)可能な材料であり、例えば、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリビニルアルコール系、エポキシ系、変性エポキシ系、ポリスチレン系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、アクリル系等の樹脂から適宜選択して用いられる。
これらの配向膜29a、44の形成方法としては、例えば、転写すべき微細な凹凸模様(上記第1の方向に沿う微細な凹凸と第2の方向に沿う微細な凹凸を形成するための微細な凹凸模様)が表面に形成された転写型を、一方の基板上に反射体と電極層を介して形成された上記高分子膜材料からなる層に押圧し、上記微細な凹凸模様を転写する転写法により容易に作製できる。
これらの配向膜29a、44の形成方法としては、例えば、転写すべき微細な凹凸模様(上記第1の方向に沿う微細な凹凸と第2の方向に沿う微細な凹凸を形成するための微細な凹凸模様)が表面に形成された転写型を、一方の基板上に反射体と電極層を介して形成された上記高分子膜材料からなる層に押圧し、上記微細な凹凸模様を転写する転写法により容易に作製できる。
上記転写型は、例えば、以下のようにして作製されたものである。まず、2倍のコヒーレントなレーザビームを用いるホログラフィク干渉により形成したグレーティングモールド(格子型)を作製する。このグレーティングモールドの表面には、配向膜44に形成する微細な凹凸模様と同様の微細な凹凸模様が形成されている。
次いで、上記グレーティングモールドをシリコーンゴム層に押圧すると、シリコーンゴム層の表面に上記グレーティングモールドの凹凸模様と逆の凹凸模様が形成される。次いでグレーティングモールドを剥離すると、シリコーンゴム層からなる転写型が得られる。
次いで、上記グレーティングモールドをシリコーンゴム層に押圧すると、シリコーンゴム層の表面に上記グレーティングモールドの凹凸模様と逆の凹凸模様が形成される。次いでグレーティングモールドを剥離すると、シリコーンゴム層からなる転写型が得られる。
次に、光反射部35の配向膜29aは垂直配向モードを発現可能な配向膜からなる。この配向膜29aは先に記載の配向膜29a、44と同様に転写により形成されるが、その表面部に断面正三角型あるいはそれに類似する三角型の凸条を規定のピッチで形成してなる凸部60が形成され、この凸部60を備えた配向膜29bはそれにごく近い液晶分子を85゜〜90゜の範囲で起立した状態に保持する垂直配向モードを発現可能な配向膜として形成されている。
この配向膜29bの凸部60を製造する方法については先に説明した配向膜29a、44の場合と同じような転写法を利用することができる。これらの凸部60の高さは数10nm〜100nm程度、幅は数10〜100nm程度とすることができる。
この配向膜29bの凸部60を製造する方法については先に説明した配向膜29a、44の場合と同じような転写法を利用することができる。これらの凸部60の高さは数10nm〜100nm程度、幅は数10〜100nm程度とすることができる。
以上説明した配向膜29a、44の表面の凸条54の向きと液晶分子の配向状態を図9に示す。また、図9に先に説明した配向膜29a、44におけるそれぞれの凸条54の向きを比較して示す。この図9に示すように下基板側の配向膜29aは緩斜面62が右下向き(右下がり斜面)、上基板側の配向膜44は傾斜面62が右上向き(右上がり斜面)とされ、液晶分子を電圧無印加状態で図9に示すようにスプレイ配向状態とするように形成されている。即ち、光透過部30の領域において配向膜29a、44の間に存在する液晶分子は配向膜29aにごく近い位置の液晶分子の向きは2〜8゜程度のプレチルト角で右下がり、配向膜44にごく近い位置の液晶分子の向きは2〜8゜程度のプレチルト角で右上がり状態とされている。
これらに対して光反射領域35における配向膜44は先に説明した光透過部30の配向膜44と同等であるが、光反射部35における配向膜29bは垂直配向膜であるので、液晶分子の配向状態は図9に示すように、配向膜44にごく近い位置の液晶分子の向きは2〜8゜程度のプレチルト角で右上がり状態とされ、配向膜29bにごく近い位置の液晶分子の向きは右上がり向きの85゜〜90゜の垂直配向状態とされる。
これらに対して光反射領域35における配向膜44は先に説明した光透過部30の配向膜44と同等であるが、光反射部35における配向膜29bは垂直配向膜であるので、液晶分子の配向状態は図9に示すように、配向膜44にごく近い位置の液晶分子の向きは2〜8゜程度のプレチルト角で右上がり状態とされ、配向膜29bにごく近い位置の液晶分子の向きは右上がり向きの85゜〜90゜の垂直配向状態とされる。
なお、図2においては図面の簡略化のために、基板2の液晶側の種々の層と配線並びに基板3の液晶側の種々の層を略して記載し、配向膜29、44の位置関係のみを示し、基板本体41の外面側には図1に示すように偏光板H1、位相差板H2、H3が必要に応じて設けられる。
本実施形態の半透過反射型液晶表示装置Aでは、上記のように絶縁膜20に凹部画素電極11に形成した透過部23の下に位置する絶縁膜20に窪部22を形成し、この窪部22内にも液晶が導入されることにより、光透過部30上の液晶層5の厚さd3は、光反射部35上の液晶層5の厚さd4より大きい値とされており、好ましくは光透過部30上の液晶層5の厚さd3は、光反射部35上の液晶層5の厚さd4の約2倍の値とされている。
「バックライトの構造」
次に、この実施形態の半透過反射型表示装置Aに適用されるバックライトBLは、図2に示すように、液晶パネル1の裏面側に設けられ、平板状の透明なアクリル樹脂などからなる導光板52と光源53とバー導光体55とから概略構成されている。バックライトBLにおいて、導光板52の一側にバー導光体55が配置され、そのバー導光体55の一端側または両端側にLEDからなる3原色発光可能な発光体を備えた光源53が配置されている。即ち、光源53の内部に赤色の発光体(LED)と緑色の発光体(LED)と青色の発光体(LED)が備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体55を介して導光板52に導くことができるようになっている。先のバー導光体55はその一面側内面にプリズム凹凸部が形成され、その長さ方向端部に位置する光源53から内部に導入された光を先のプリズム凹凸部で光路変更して導光板52側に導くことができるように構成されている。
次に、この実施形態の半透過反射型表示装置Aに適用されるバックライトBLは、図2に示すように、液晶パネル1の裏面側に設けられ、平板状の透明なアクリル樹脂などからなる導光板52と光源53とバー導光体55とから概略構成されている。バックライトBLにおいて、導光板52の一側にバー導光体55が配置され、そのバー導光体55の一端側または両端側にLEDからなる3原色発光可能な発光体を備えた光源53が配置されている。即ち、光源53の内部に赤色の発光体(LED)と緑色の発光体(LED)と青色の発光体(LED)が備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体55を介して導光板52に導くことができるようになっている。先のバー導光体55はその一面側内面にプリズム凹凸部が形成され、その長さ方向端部に位置する光源53から内部に導入された光を先のプリズム凹凸部で光路変更して導光板52側に導くことができるように構成されている。
透明の導光板52は、液晶パネル1の裏面側に配置されて光源53から出射された光を液晶パネル1側に照射するものである。図2に示す光源53から出射される光は端面を介して導光板52の内部に導入され、導光板52の裏面側に形成されているプリズム形状の凹凸部などの光反射部で光路変更して導光板上面の出射面から液晶パネル1側に出射できるようになっている。
「フロントライトの構造」
この実施形態の半透過反射型表示装置Aに適用されるフロントライトFLは、図2に示すように、導光板72と光源73とから構成されており、光源73は、導光板72に光を導入する端部側に配設されている。また、導光板72は透明樹脂板で形成されており、導光板72の下面(液晶パネル1側の面)は、液晶パネル1を照明するための光が出射される出射面とされており、この出射面と反対側の一面(導光板72の上面)は、その内部を伝搬する光の方向を変えるための反射面(導光手段)とされている。
この実施形態の半透過反射型表示装置Aに適用されるフロントライトFLは、図2に示すように、導光板72と光源73とから構成されており、光源73は、導光板72に光を導入する端部側に配設されている。また、導光板72は透明樹脂板で形成されており、導光板72の下面(液晶パネル1側の面)は、液晶パネル1を照明するための光が出射される出射面とされており、この出射面と反対側の一面(導光板72の上面)は、その内部を伝搬する光の方向を変えるための反射面(導光手段)とされている。
この反射面には、その内部を伝搬する光を反射させて伝搬方向を変えるために、くさび状の溝74が、所定のピッチでストライプ状に複数形成されている。この溝74は、出射面に対して傾斜して形成された緩斜面部と急斜面部とからなり、それぞれの溝74の形成方向は、導光板72の側端面に平行となるように揃えられている。なお、導光板72の上面の溝74は所定の間隔と幅で形成され、導光板72を介して液晶パネル1の表示を見る際の障害とならないように設けられている。
導光板72の側端面側には棒状のバー導光体76が配置され、このバー導光体76の両端部に光源73が配置されている。これらの光源73の内部には赤色の発光体(LED)、緑色の発光体(LED)、青色の発光体(LED)が備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体76を介して導光板72に導き、液晶パネル1側に導くことができるようになっている。
導光板72の側端面側には棒状のバー導光体76が配置され、このバー導光体76の両端部に光源73が配置されている。これらの光源73の内部には赤色の発光体(LED)、緑色の発光体(LED)、青色の発光体(LED)が備えられ、これらからの発光により目的の色の光をバー導光体76を介して導光板72に導き、液晶パネル1側に導くことができるようになっている。
以上の如く構成された本実施形態の半透過反射型表示装置Aでは、電界無印加時においては図9に示すように液晶分子が配向される。即ち、光透過表示部30において配向膜44と配向膜29aの間の液晶分子はスプレイ配向状態、光反射表示部35において配向膜44と配向膜29bの間の液晶分子はハイブリッド配向状態となる。
図9に配向膜44に形成されている凸条54とその緩斜面62の向きを示すが、凸条54の緩斜面62の向きに合わせて液晶分子が小さいプレチルト角(2〜8゜)を有する。また、配向膜29aに形成されている凸条54の緩斜面62の向きを示すが、凸条54の緩斜面62の向きに合わせて液晶分子が小さいプレチルト角(2〜8゜)を有する。
図9に配向膜44に形成されている凸条54とその緩斜面62の向きを示すが、凸条54の緩斜面62の向きに合わせて液晶分子が小さいプレチルト角(2〜8゜)を有する。また、配向膜29aに形成されている凸条54の緩斜面62の向きを示すが、凸条54の緩斜面62の向きに合わせて液晶分子が小さいプレチルト角(2〜8゜)を有する。
従って図9に示すように配向膜44側の液晶分子と配向膜29a側の液晶分子のプレチルトの向きが同じにされており、透過表示部30の全体として液晶分子はスプレイ配向状態とされる。
次に、図9では光反射部35の配向膜29bに近い位置の液晶分子を85°程度に起立した垂直配向状態として示したが、配向膜29bが液晶分子に付与する配向規制力が強いものであれば、それよりも大きな角度、例えば88〜90゜に配向規制することができるのは勿論である。
次に、図9では光反射部35の配向膜29bに近い位置の液晶分子を85°程度に起立した垂直配向状態として示したが、配向膜29bが液晶分子に付与する配向規制力が強いものであれば、それよりも大きな角度、例えば88〜90゜に配向規制することができるのは勿論である。
図9に示す状態から電極に通電して電界を印加すると、光透過表示部30において液晶分子はスプレイ配向状態からベンド配向状態に遷移する。ベンド配向状態とは、配向膜44に近い側の液晶分子のみ小さなプレチルト角でほぼ配向しているが、配向膜44から離れるにつれて電界に応じて縦方向に電気力線が生成されるので液晶分子はほぼ垂直配向状態とされ、更に配向膜29aに近い側の液晶分子のみ小さなプレチルト角でほぼ配向する状態を示す。また、光反射表示部35においては、配向膜44にごく近い側の液晶分子のみは2〜8゜のプレチルト角でほぼ配向するが、その他の液晶分子と配向膜29bに近い側の液晶分子は、電界に応じて縦方向に電気力線が生成されるので垂直配向状態となる。
ここで図9に示す電界無印加時の配向状態において配向膜29bに近い位置の液晶分子は既に垂直配向されているので、電界が印加された状態においてそれより上側に位置する他の液晶分子はそれより下側の垂直配向状態の液晶分子に習って良好に垂直配向状態に遷移し、配向膜44にごく近い位置の液晶分子を除いて垂直配向状態に遷移する。従って図10に示すように光反射部35における液晶分子の配向状態はそれに隣接する光透過部30の液晶のベンド配向状態の上半分に相似する配向状態に容易に遷移する。また、印加していた電界を取り去ると、液晶分子は図10に示す配向状態から図9に示す配向状態に容易に復帰する。従って本実施形態の半透過反射型表示装置Aであれば、電界無印加時の配向状態と電界印加時の配向状態の切り替えを円滑かつ確実に行うことができる。
本実施形態の半透過反射型表示装置Aでは図9に示す配向状態と図10に示す配向状態で液晶表示の切り替えを行う。このように配向状態を変更するOCBモードの液晶パネル1では、OCBモードに特有の高速スイッチングができるので、例えば、10msec以下の応答時間を実現でき、高速書き換えが可能な動画表示に対応できる特徴を有する。また、OCBモードに特有の広視野角特性も得ることができる。
次に、前記構成の半透過反射型表示装置Aは、カラー表示駆動するに際し、液晶表示の切り替えに連動させてバックライトBLあるいはフロントライトFLの3原色光源からそれぞれ発光する光の色を変えることでフィールドシーケンシャル方式のカラー表示を行うことができる。
一般的なカラーフィルタを用いたカラー表示形態では、バックライトから照射された白色光を基板間の液晶層を通過させて透過状態を画素毎に制御し、更にその光をカラーフィルタ層を通過させる際に着色してカラー表示を行っている。その際、1つの画素を3つのカラーフィルタのピクセルに区分しておき、いずれのピクセルを通過させるか否かで色を表示分けしている。また、白表示と黒表示のためには白色光を液晶層で全て通過させて3つのピクセルの全てを通過させるか全て遮ることで表示分けしている。
一般的なカラーフィルタを用いたカラー表示形態では、バックライトから照射された白色光を基板間の液晶層を通過させて透過状態を画素毎に制御し、更にその光をカラーフィルタ層を通過させる際に着色してカラー表示を行っている。その際、1つの画素を3つのカラーフィルタのピクセルに区分しておき、いずれのピクセルを通過させるか否かで色を表示分けしている。また、白表示と黒表示のためには白色光を液晶層で全て通過させて3つのピクセルの全てを通過させるか全て遮ることで表示分けしている。
これらに対して先に説明した実施形態の半透過反射型表示装置Aで採用するフィールドシーケンシャル表示では、画素の1つに対して1つのピクセルを配置する。そして、バックライトBLであれば光源53から必要な色の光を時分割で交互点灯し、フロントライトFLであれば光源73から必要な色の光を時分割で交互点灯し、点灯のタイミングを180Hz以上(5.6msec以下)とし、交番光として各光源から光を出す。
そして、バックライトBLの赤色の発光体から出た光を各画素毎の液晶層で透過させると各画素毎に赤色の表示、緑色の発光体から出した光を各画素毎の液晶層で透過させると各画素毎に緑色の表示、青色の発光体から出した光を各画素毎の液晶層で透過させると青色の表示を各画素毎に行うことができる。また、3つの発光体から出された光を各画素毎に全て透過させると各画素毎に白表示を行い、発光体から出された光を各画素毎に全て遮ると各画素毎に黒表示を行うことができる。中間色を出す場合は、光源から必要な光を出し、液晶分子の配向状態で目的の色の光を透過する時間を長くするか短くするか調整することで、最終的に使用者の肉眼で混色して確認できる色の中間色表示を行うことができる。
また、フロントライト2を用いる場合においても同様に、光源73の内部に設けられている3原色の発光体(LED)からの光の色に応じて各画素毎に液晶層で透過状態を切り替えることでカラー表示を行うことができる。
また、フロントライト2を用いる場合においても同様に、光源73の内部に設けられている3原色の発光体(LED)からの光の色に応じて各画素毎に液晶層で透過状態を切り替えることでカラー表示を行うことができる。
以上の構成により、OCBモードの液晶パネル1をフィールドシーケンシャル駆動してカラー表示することができる構成の半透過反射型表示装置Aを提供することができる、
以上の構成であるならば、高速表示ができるOCBモードの液晶パネル1をカラーフィルタが不用なフィールドシーケンシャル駆動によりカラー表示することができ、更に、光透過表示部30を用いて行う透過表示と光反射表示部35を用いて行う反射表示のいずれの表示形態をもとることができる。
以上の構成であるならば、高速表示ができるOCBモードの液晶パネル1をカラーフィルタが不用なフィールドシーケンシャル駆動によりカラー表示することができ、更に、光透過表示部30を用いて行う透過表示と光反射表示部35を用いて行う反射表示のいずれの表示形態をもとることができる。
従って先の構成の半透過反射型表示装置Aであるならば、高速応答が可能で動画表示に強く、カラーフィルタを設けることなくカラー表示することができ、カラーフィルタのない構造で低コスト化することができるとともに、反射表示と透過表示を行うことができて暗所であっても明るいカラー表示ができ、しかもベンド配向を行うOCBモードを実現するための配向膜を画素毎に微細な領域に作り込む際に凹凸転写法を利用できて製造が容易な半透過反射型表示装置を提供することができる。
A…半透過反射型表示装置、BL…バックライト、FL…フロントライト、1…液晶パネル、2、3…基板、4…シール材、5…液晶、10…薄膜トランジスタ(TFT)、11…画素電極、19…透明電極、20…絶縁層、29…配向膜、29a…光透過表示部の配向膜、29b…光反射表示部の配向膜、30…光透過表示部、35…光反射表示部、43…電極、44…配向膜。
Claims (5)
- 対向配置された基板間に液晶が封入されたOCBモードの液晶パネルを備え、前記一方の基板の液晶層側の面と前記他方の基板の液晶層側の面にそれぞれ電極と配向膜が形成され、前記他方の基板の電極の一部が光反射性の画素電極とされ、前記画素電極の一部に透過部が形成され、該透過部形成領域に透明電極が形成されて光透過表示部とされ、前記光反射性の画素電極形成領域が光反射表示部とされるとともに、
前記光反射性の画素電極の下に前記光透過表示部の絶縁層よりも厚い絶縁層が設けられて前記光反射表示部の液晶層の厚さが前記光透過表示部の液晶層の厚さよりも大きくされたマルチギャップ構造とされる一方、
前記一方の基板上の配向膜が10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、前記他方の基板の光反射表示部に設けられている配向膜が垂直配向タイプのプレチルト角の配向膜とされ、前記他方の基板の光透過表示部の配向膜が10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とされ、前記光透過表示部に対応する前記一方の基板の配向膜のプレチルトの方向と前記光透過表示部に対応する前記他方の基板の配向膜のプレチルトの方向が同じ向きとされてなることを特徴とするフィールドシーケンシャルOCBモード半透過反射型液晶表示装置。 - 前記一方の基板の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と前記他方の基板の光透過表示部の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜とが、それらの間の液晶に電界印加時にベンド配向を促す向きに液晶分子を配向させるものであることを特徴とするフィールドシーケンシャルOCBモード半透過反射型液晶表示装置。
- 前記10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜を構成する高分子膜は、第1の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状と、前記第1の方向に交差する第2の方向に沿って繰り返す微細な転写凹凸形状を有し、少なくとも第2の方向に沿って繰り返す微細な凹凸形状の各凸部の断面形状が左右非対称であることを特徴とする請求項1または2に記載のフィールドシーケンシャルOCBモード半透過反射型液晶表示装置。
- 前記光反射表示部の垂直配向タイプの配向膜は、少なくとも表面に形状異方性が付与された高分子膜からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフィールドシーケンシャルOCBモード半透過反射型液晶表示装置。
- 前記一方の基板の光反射表示部の10゜以下のプレチルト角を発現する配向膜と前記他方の基板の光反射表示部の垂直配向タイプの配向膜とによる配向規制力により、それらの間に存在する液晶が、電界印加時に前記光透過表示部でベンド配向される液晶のうち、前記一方の基板から液晶層中央部の配向状態に近似するように、配向されてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のフィールドシーケンシャルOCBモード半透過反射型液晶表示装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004172470A JP2005352134A (ja) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | フィールドシーケンシャルocbモード半透過反射型液晶表示装置 |
TW094115953A TW200540536A (en) | 2004-06-10 | 2005-05-17 | Field sequential OCB mode transflective liquid crystal display device |
CN200510075591.XA CN1707337A (zh) | 2004-06-10 | 2005-06-06 | 场序ocb模式半透射反射型液晶显示装置 |
US11/146,592 US20050275777A1 (en) | 2004-06-10 | 2005-06-07 | Field-sequential-OCB-mode transflective liquid crystal display device |
EP05012446A EP1605300A1 (en) | 2004-06-10 | 2005-06-09 | Field-sequential-OCB-mode transflective liquid crystal display device |
KR1020050049316A KR20060048313A (ko) | 2004-06-10 | 2005-06-09 | 필드 시퀀셜 ocb 모드 반투과 반사형 액정표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004172470A JP2005352134A (ja) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | フィールドシーケンシャルocbモード半透過反射型液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005352134A true JP2005352134A (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=34937348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004172470A Withdrawn JP2005352134A (ja) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | フィールドシーケンシャルocbモード半透過反射型液晶表示装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050275777A1 (ja) |
EP (1) | EP1605300A1 (ja) |
JP (1) | JP2005352134A (ja) |
KR (1) | KR20060048313A (ja) |
CN (1) | CN1707337A (ja) |
TW (1) | TW200540536A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008180952A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
EP1956420A1 (en) | 2007-02-08 | 2008-08-13 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device and electronic apparatus |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7616279B2 (en) * | 2006-01-18 | 2009-11-10 | Tpo Displays Corp. | Thin film transistor array and transflective liquid crystal display panel |
US20070242197A1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-18 | 3M Innovative Properties Company | Transflective LC Display Having Backlight With Spatial Color Separation |
US20070247573A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | 3M Innovative Properties Company | Transflective LC Display Having Narrow Band Backlight and Spectrally Notched Transflector |
CN101290441B (zh) * | 2007-04-17 | 2012-12-05 | 奇美电子股份有限公司 | 半穿透半反射液晶显示面板及其制造方法 |
JP2009042292A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Hitachi Displays Ltd | 液晶表示装置 |
CN101498870B (zh) * | 2008-01-31 | 2012-01-18 | 上海天马微电子有限公司 | 反射透射型液晶显示装置 |
KR20110057981A (ko) * | 2009-11-25 | 2011-06-01 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 |
US9280938B2 (en) | 2010-12-23 | 2016-03-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Timed sequence mixed color display |
CN103135277B (zh) * | 2011-11-22 | 2016-06-29 | 上海天马微电子有限公司 | 一种半透半反式液晶显示装置及其像素单元 |
CN103185975B (zh) * | 2011-12-29 | 2016-02-03 | 上海天马微电子有限公司 | 液晶显示面板及驱动方法 |
CN105242439B (zh) * | 2015-11-18 | 2019-04-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板、显示面板以及显示装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6922219B2 (en) * | 2002-08-14 | 2005-07-26 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Transflective liquid crystal display |
-
2004
- 2004-06-10 JP JP2004172470A patent/JP2005352134A/ja not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-05-17 TW TW094115953A patent/TW200540536A/zh unknown
- 2005-06-06 CN CN200510075591.XA patent/CN1707337A/zh active Pending
- 2005-06-07 US US11/146,592 patent/US20050275777A1/en not_active Abandoned
- 2005-06-09 EP EP05012446A patent/EP1605300A1/en not_active Withdrawn
- 2005-06-09 KR KR1020050049316A patent/KR20060048313A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008180952A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
EP1956420A1 (en) | 2007-02-08 | 2008-08-13 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device and electronic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1707337A (zh) | 2005-12-14 |
TW200540536A (en) | 2005-12-16 |
KR20060048313A (ko) | 2006-05-18 |
EP1605300A1 (en) | 2005-12-14 |
US20050275777A1 (en) | 2005-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100659249B1 (ko) | Ocb모드 반투과 반사형 액정표시장치 | |
CN106292052B (zh) | 一种显示面板和装置 | |
KR20060048313A (ko) | 필드 시퀀셜 ocb 모드 반투과 반사형 액정표시장치 | |
CN110262119A (zh) | 显示面板、显示装置及其驱动方法 | |
US6963381B2 (en) | Active matrix display device with asymmetrical reflection, and insulating layer with a corrugated surface and a flat portion | |
US10393947B2 (en) | Backlight unit, display device and method of fabricating the same | |
US20180059469A1 (en) | Display device | |
KR20070009444A (ko) | 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법 그리고 표시 소자를구비한 전자 기기 | |
EP1471378B1 (en) | Transflective liquid-crystal display device and electronic device including the same | |
US20170371203A1 (en) | Display device and controlling method | |
US9599855B2 (en) | Liquid crystal display | |
EP3428519A1 (en) | Backlight unit and display device including the same | |
JP2007025109A (ja) | 表示素子及び表示素子の製造方法 | |
CN102566133B (zh) | 半透半反式液晶显示器 | |
US10564344B2 (en) | Display panel and method of manufacturing the same | |
JP4377631B2 (ja) | 半透過型液晶表示装置及びそれを備えた電子機器 | |
JP2006184363A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2006209087A (ja) | 液晶表示装置 | |
KR20110030053A (ko) | 액정표시장치 | |
US20180052330A1 (en) | Optical modulator, backlight module and display device | |
KR20130065377A (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
KR100798317B1 (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
JP2007011170A (ja) | 照明装置の製造方法、電気光学装置の製造方法、及び、光学シートの製造方法 | |
US10199403B2 (en) | Liquid crystal display panel having a first column, a second column, and a fourth color filter made of a same material | |
CN117055268A (zh) | 显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070904 |