JP2007086446A - Liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal device and an electronic apparatus.
図10は、従来技術に係る液晶装置の側面断面図である。観察者側基板20と光源側基板10との間に液晶層50が挟持された液晶装置の一種として、一対の基板間に誘電異方性が負の液晶層を挟持し、VAN(Vertically-Aligned Nematic)モードで動作するものが知られている。このVANモードは、非選択電圧印加時において基板に対して垂直に配向している液晶分子を、選択電圧印加により基板に対して平行に(すなわち、電界方向と垂直に)配向させるものである。
FIG. 10 is a side sectional view of a conventional liquid crystal device. As a kind of liquid crystal device in which the
また液晶装置の一種として、光源側基板10の内面に反射膜14を形成することにより、反射表示モードと透過表示モードとを兼ね備えた半透過反射型の液晶装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。反射表示モードでは、観察者側基板20から入射した外光が、液晶層50を通過した後に光源側基板10の内側の反射膜14で反射され、再び液晶層50を通過して観察者側基板20から出射されて表示に寄与する。一方、透過表示モードでは、光源側基板10から入射した光源光が液晶層50を通過した後、観察者側基板20から観察者側に出射されて表示に寄与する。このように、液晶装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域が反射表示領域Rとなり、液晶装置の背面側(前記表示面と反対側)から入射する光を利用した表示が可能な領域が透過表示領域となっている。
As a kind of liquid crystal device, a transflective liquid crystal device having both a reflective display mode and a transmissive display mode by forming a
半透過反射型の液晶装置では、透過表示領域Tへの入射光は液晶層50を1回しか透過しないが、反射表示領域Rへの入射光は液晶層50を2回透過するため、透過表示領域Tと反射表示領域Rとのリタデーション(位相差)に差異が生じる。そこで、反射表示領域Rにおける液晶層50の厚さを透過表示領域Tにおける液晶層50の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層24を形成した、マルチギャップ構造が採用されている。このマルチギャップ構造によってリタデーションを調節することにより、透過表示領域Tと反射表示領域Rとの光透過率が均一化され、表示品質に優れた液晶装置が得られている。
上述した液晶装置では、クロストークやフリッカ等を防止するため、ドット反転駆動やライン反転駆動等の駆動方法が採用されている。これらの駆動方法は、隣接する画素電極15,15に逆極性の電圧を印加しつつ、共通電極25との間に電界を発生させて液晶層50を駆動するものである。しかしながら、これらの駆動方法を採用すると、隣接する画素電極15,15の間に横電界90が発生する。この横電界90により、隣接する画素電極15,15の間に配置された液晶分子55の配向が乱れるという問題がある。
The liquid crystal device described above employs a driving method such as dot inversion driving or line inversion driving in order to prevent crosstalk, flicker, and the like. In these driving methods, the
また上述した液晶装置では、液晶層厚調整層24の両端部に傾斜領域24sが形成される。非選択電圧印加時の液晶分子51は、この傾斜領域24sの表面に対して垂直に配向するため、プレチルトを有することになる。これにより、液晶層厚調整層24の傾斜領域24sの近傍で光漏れが発生するという問題がある。そして、サブ画素領域の境界部に配置された傾斜領域と、隣接する画素電極間の横電界との相乗効果により、強い光漏れが発生してコントラストを低下させることになる。
In the liquid crystal device described above,
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、サブ画素領域の境界部における光漏れを抑制することが可能な液晶装置の提供を目的とする。
また、表示品質に優れた電子機器の提供を目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal device capable of suppressing light leakage at a boundary portion of a sub-pixel region.
Another object is to provide an electronic device with excellent display quality.
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶装置は、互いに対向配置された一対の基板間に誘電異方性が負の液晶を含む液晶層が挟持され、前記一対の基板のうち一方の基板には、第1電極と、該第1電極に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されるとともに隣接する前記第1電極間に配置された信号線とが備えられ、前記一対の基板のうち他方の基板には第2電極が形成され、前記第1電極と前記第2電極のいずれか一方の電極は、複数の島状部と、該複数の島状部を所定方向に互いに電気的に接続する連結部を有して構成され、いずれか他方の電極には前記液晶層の液晶分子の配向を制御する配向制御手段が設けられ、前記複数の島状部はそれぞれ透過表示を行う透過表示領域と、反射表示を行う反射表示領域とに対応して配置され、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層が前記一対の基板のうち少なくともいずれかの基板に設けられた液晶装置であって、前記所定方向において前記信号線を挟んだ両側に前記透過表示領域が配置された第1部分と、前記所定方向において前記信号線を挟んだ両側に前記反射表示領域が配置された第2部分とを有し、前記第2部分では、前記信号線の両側に配置された前記反射表示領域に前記液晶層厚調整層が連続して形成されていることを特徴とする。
また前記スイッチング素子は、トランジスタ素子であり、前記信号線は、前記トランジスタ素子に走査信号を供給するゲート線であることが望ましい。
In order to achieve the above object, in a liquid crystal device according to the present invention, a liquid crystal layer including a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sandwiched between a pair of substrates disposed to face each other, and one of the pair of substrates is disposed. Includes a first electrode, a switching element connected to the first electrode, and a signal line connected to the switching element and disposed between the adjacent first electrodes, and the pair of substrates A second electrode is formed on the other substrate, and one of the first electrode and the second electrode includes a plurality of island-shaped portions, and the plurality of island-shaped portions are electrically connected to each other in a predetermined direction. The other electrode is provided with an alignment control means for controlling the alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer, and each of the plurality of island-shaped portions performs transmissive display. A transmissive display area, and a reflective display area for reflective display; A liquid crystal layer thickness adjusting layer that is arranged correspondingly and that makes the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display region smaller than the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive display region is provided on at least one of the pair of substrates. A liquid crystal device provided, wherein the transmissive display region is disposed on both sides of the signal line in the predetermined direction, and the reflective display region on both sides of the signal line in the predetermined direction. Wherein the liquid crystal layer thickness adjusting layer is continuously formed in the reflective display region disposed on both sides of the signal line. To do.
Preferably, the switching element is a transistor element, and the signal line is a gate line for supplying a scanning signal to the transistor element.
第1部分では、信号線を挟んで両側に透過表示領域が配置されるので、信号線を挟んで両側の第1電極および第2電極がそれぞれ略同一平面上に配置される。また第2部分では、信号線を挟んで両側に反射表示領域が配置されるので、信号線を挟んで両側の第1電極および第2電極がそれぞれ略同一平面上に配置される。これにより、第1部分および第2部分における横電界は、略水平方向に発生することになる。さらに第2部分では、信号線を挟んで両側に配置された液晶層厚調整層が連続形成されているので、傾斜領域が存在しない。これにより、第2部分における液晶分子はプレチルトを有しない。以上により、第1部分および第2部分において、非選択電圧印加時における液晶分子を、基板に対して略垂直に配向させることが可能になる。したがって、第1部分および第2部分における光漏れを抑制することができる。 In the first part, since the transmissive display regions are arranged on both sides of the signal line, the first electrode and the second electrode on both sides of the signal line are arranged on substantially the same plane. In the second portion, since the reflective display areas are arranged on both sides of the signal line, the first electrode and the second electrode on both sides of the signal line are arranged on substantially the same plane. Thereby, the transverse electric field in the first part and the second part is generated in a substantially horizontal direction. Furthermore, in the second portion, the liquid crystal layer thickness adjusting layer disposed on both sides of the signal line is continuously formed, and therefore there is no inclined region. Thereby, the liquid crystal molecules in the second portion have no pretilt. As described above, in the first part and the second part, it is possible to align the liquid crystal molecules at the time of applying the non-selection voltage substantially perpendicularly to the substrate. Therefore, light leakage in the first part and the second part can be suppressed.
また前記信号線は、前記複数の島状部が連結された方向と交差する方向に延設されていてもよい。
島状部の連結方向はサブ画素領域の長手方向であり、その長手方向に沿って透過表示領域および反射表示領域が配列される。したがって、サブ画素領域の長手方向の両端部を第1部分および第2部分に設定することが可能になり、サブ画素領域の境界部における光漏れを抑制することができる。
The signal line may be extended in a direction intersecting with a direction in which the plurality of island portions are connected.
The connecting direction of the island portions is the longitudinal direction of the sub-pixel region, and the transmissive display region and the reflective display region are arranged along the longitudinal direction. Therefore, it is possible to set both end portions in the longitudinal direction of the sub-pixel region as the first portion and the second portion, and light leakage at the boundary portion of the sub-pixel region can be suppressed.
また前記信号線を挟んで両側に配置された前記第1電極または前記第2電極には、逆極性の電圧が印加されるようになっていてもよい。
逆極性の電圧の印加により、隣接する電極間に横電界が発生しても、本発明に係る液晶装置によれば、液晶分子を基板に対して略垂直に配向させることが可能になる。したがって、光漏れを抑制することができる。
In addition, a reverse polarity voltage may be applied to the first electrode or the second electrode disposed on both sides of the signal line.
Even if a lateral electric field is generated between adjacent electrodes by applying a reverse polarity voltage, the liquid crystal device according to the present invention can align the liquid crystal molecules substantially perpendicularly to the substrate. Therefore, light leakage can be suppressed.
一方、本発明に係る電子機器は、上述した液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、光漏れを抑制することが可能な液晶装置を備えているので、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
On the other hand, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal device.
According to this configuration, since the liquid crystal device capable of suppressing light leakage is provided, an electronic device having excellent display quality can be provided.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
なお本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、画像表示の最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と呼び、各色カラーフィルタを備えた複数のサブ画素領域の集合を「画素領域」と呼ぶ。またサブ画素領域の内部において、液晶装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域を「反射表示領域」と呼び、液晶装置の背面側(前記表示面と反対側)から入射する光を利用した表示が可能な領域を「透過表示領域」と呼ぶ。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。 In the present specification, the liquid crystal layer side of each component of the liquid crystal device is referred to as an inner side, and the opposite side is referred to as an outer side. In addition, a display area that is a minimum unit of image display is referred to as a “sub-pixel area”, and a set of a plurality of sub-pixel areas including each color filter is referred to as a “pixel area”. In the sub-pixel area, an area that can display using light incident from the display surface side of the liquid crystal device is called a “reflective display region”, and is incident from the back side of the liquid crystal device (the side opposite to the display surface). An area that can be displayed using the light is referred to as a “transparent display area”. “When a non-selection voltage is applied” and “when a selection voltage is applied” are respectively “when the applied voltage to the liquid crystal layer is close to the threshold voltage of the liquid crystal” and “the applied voltage to the liquid crystal layer is It means “when sufficiently high compared to the threshold voltage”.
(第1実施形態)
最初に、本発明の第1実施形態に係る液晶装置につき、図1ないし図4を用いて説明する。第1実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下「TFT」という。)素子を採用したアクティブマトリクス型の液晶装置である。また第1実施形態の液晶装置は、誘電率異方性が負のネガ型液晶を採用した、半透過反射型の液晶装置である。
(First embodiment)
First, a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal device according to the first embodiment is an active matrix liquid crystal device that employs a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) element as a switching element. The liquid crystal device according to the first embodiment is a transflective liquid crystal device employing negative liquid crystal having negative dielectric anisotropy.
図1(a)は液晶装置を各構成要素とともにカラーフィルタ基板の側から見た平面図であり、図1(b)は図1(a)のH−H’線に沿う側面断面図である。
図1に示すように、本実施形態の液晶装置100では、TFTアレイ基板(以下「素子基板」という。)10と対向基板20とがシール材52によって貼り合わされ、このシール材52によって区画された領域内に液晶層50が封入されている。シール材52の外側の周辺回路領域には、データ信号駆動回路101および外部回路実装端子102が素子基板10の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する2辺に沿って走査信号駆動回路104が形成されている。また、対向基板20の角部においては、素子基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための基板間導通材106が配設されている。
FIG. 1A is a plan view of the liquid crystal device as viewed from the color filter substrate side together with each component, and FIG. 1B is a side cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG. .
As shown in FIG. 1, in the
(等価回路)
図2は、TFT素子を用いた液晶装置の等価回路図である。液晶装置の画像表示領域には、データ線6aおよびゲート線3aが格子状に配置され、両者の交点付近に画像表示単位であるサブ画素領域30が配置されている。マトリクス状に配置された複数のサブ画素領域30には、それぞれ画素電極15が形成されている。その画素電極15の側方には、当該画素電極15への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子13が形成されている。このTFT素子13のソースには、データ線6aが電気的に接続されている。各データ線6aには画像信号S1、S2、‥、Snが供給される。
(Equivalent circuit)
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal device using TFT elements. In the image display area of the liquid crystal device, the
またTFT素子13のゲートには、ゲート線(走査線)3aが電気的に接続されている。ゲート線3aには、所定のタイミングでパルス的に走査信号G1、G2、‥、Gnが供給される。またTFT素子13のドレインには、画素電極15が電気的に接続されている。そして、ゲート線3aから供給された走査信号G1、G2、‥、Gnにより、スイッチング素子であるTFT素子13を一定期間だけオン状態にすると、データ線6aから供給された画像信号S1、S2、‥、Snが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
A gate line (scanning line) 3 a is electrically connected to the gate of the
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、‥、Snは、画素電極15と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号S1、S2、‥、Snがリークするのを防止するため、画素電極15と容量線3bとの間に蓄積容量7が形成され、液晶容量と並列に配置されている。そして、上記のように液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて、階調表示が行われるようになっている。
Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal are held for a certain period by a liquid crystal capacitor formed between the
(断面構造、平面構造)
図3は図4のB−B線に沿う断面図であり、図4は図3のA−A線における平面図である。
図4に示すように、画像表示単位となる複数のサブ画素領域30がストライプ配列されている。すなわち、各サブ画素領域30は略長方形状とされ、その短手方向(X方向)および長手方向(Y方向)に沿ってマトリクス状に並列配置されている。各サブ画素領域30の境界部には、上述したゲート線3a、容量線3bおよびデータ線6aが格子状に配置されている。そのゲート線3aおよびデータ線6aの交点付近には、TFT素子13が形成されている。そのTFT素子13のドレインは、コンタクトホール78を介して画素電極15に接続されている。
(Cross sectional structure, planar structure)
3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4, and FIG. 4 is a plan view taken along line AA in FIG.
As shown in FIG. 4, a plurality of
図3に示すように、本実施形態の液晶装置100は、光源側に配置された素子基板10と、観察者側に配置された対向基板20と、一対の基板10,20の間に挟持された液晶層50とを主体として構成されている。なお観察者側に素子基板10を配置し、光源側に対向基板20を配置してもよい。
As shown in FIG. 3, the
素子基板10は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体11を備えている。その基板本体11の内側には、素子形成層12が配置されている。この素子形成層12には、電気絶縁性材料で覆われた、ボトムゲート構造のアモルファスシリコンTFT素子13が形成されている。すなわち、基板本体11の表面には、前記ゲート線から延設されたゲート電極72が形成されている。そのゲート電極72の表面に、ゲート絶縁膜73を介して、アモルファスシリコンからなる半導体層74が形成されている。その半導体層74のソース領域を覆うように、前記データ線6aが形成されている。また半導体層74のドレイン領域を覆うように、中継電極76が形成されている。この中継電極76は、素子形成層12に形成されたコンタクトホール78を介して、画素電極15または反射膜14に接続されている。
The
その素子形成層12の表面に、液晶層厚調整層24が設けられている。この液晶層厚調整層24は、反射表示領域Rにおける液晶層50の厚さを透過表示領域Tにおける液晶層50の厚さよりも小さくするものである。半透過反射型の液晶装置では、反射表示領域Rへの入射光は液晶層50を2回透過するが、透過表示領域Tへの入射光は液晶層50を1回しか透過しない。これにより反射表示領域Rと透過表示領域Tとの間で液晶層50が寄与する偏光変調効果が異なってくるため、透過表示領域Tと反射表示領域Rで階調表示特性が合わなくなる。そこで液晶層厚調整層24を設けることにより、マルチギャップ構造が実現されている。具体的には、反射表示領域Rにおける液晶層50の層厚(例えば、約2μm)が透過表示領域Tにおける液晶層50の層厚(例えば、約4μm)の半分程度に設定されて、反射表示領域Rおよび透過表示領域Tにおける液晶層50のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、反射表示領域Rおよび透過表示領域Tにおいて均一な画像表示を得ることができるようになっている。
A liquid crystal layer
また、反射表示領域Rから透過表示領域Tにかけて、液晶層厚調整層24の傾斜領域24sが形成されている。この傾斜領域24sは、樹脂材料等からなる液晶層厚調整層24のパターニングに伴って形成されるものである。この傾斜領域24sを反射表示領域Rに配置すれば、透過表示を重視した構成とすることが可能になり、この傾斜領域24sを透過表示領域Tに配置すれば、反射表示を重視した構成とすることが可能になる。
Further, an
また液晶層厚調整層24は、図4に示すように、X方向に整列配置された複数のサブ画素領域30を跨ぐように、X方向に連続形成されている。なお液晶層厚調整層24の構成材料として、アクリル樹脂等の電気絶縁性および感光性を有する材料を採用することが望ましい。感光性材料を採用することにより、フォトリソグラフィを用いたパターニングが可能になり、液晶層厚調整層24を精度よく形成することができる。この液晶層厚調整層24は、図3に示す対向基板20に設けてもよく、また素子基板10および対向基板20の両方に設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the liquid crystal layer
一方、反射表示領域Rにおける液晶層厚調整層24の表面には、凹凸18が形成されている。その凹凸18の表面には、AlやAg等の高反射率の金属材料からなる反射膜14が形成されている。これにより、反射膜14の表面に凹凸が形成されて、反射膜14は散乱反射層として機能するようになっている。
On the other hand,
そして、素子基板10の内側には、上述した画素電極(第1電極)15が形成されている。この画素電極15はITO等の透明導電性材料によって構成されている。
図4に示すように、画素電極15には、一方の長辺から対向する他方の長辺に向かって伸びる複数の切り欠き部16が、各長辺に対として形成されている。これにより、1個の画素電極15が長手方向に沿って複数(図4では3個)のサブドット(島状部)17に分割されている。各サブドット17は、略円形や略多角形等に形成されている。なお各サブドット17は、連結部17aにより幅方向中央部を連結されて、相互に導通接続されている。
The pixel electrode (first electrode) 15 described above is formed inside the
As shown in FIG. 4, the
図3に戻り、対向基板20は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体21を備えている。その基板本体21の内側には、カラーフィルタ層(以下「CF層」という。)22が形成されている。このCF層22には、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタ(着色材層)が配列形成されている。なお、サブ画素領域30の境界部には遮光層23が形成され、当該部分からの光漏れが防止されている。
Returning to FIG. 3, the
カラーフィルタは、サブ画素領域内で色度の異なる2種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Tの平面領域に対応して第1の色材領域が設けられ、反射表示領域Rの平面領域に対応して第2の色材領域が設けられており、第1の色材領域の色度が、第2の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。また、反射表示領域Rの一部に非着色領域を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、カラーフィルタを表示光が1回のみ透過する透過表示領域Tと、2回透過する反射表示領域Rとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。 The color filter is preferably divided into two types of regions having different chromaticities in the sub-pixel region. As a specific example, a first color material region is provided corresponding to the planar region of the transmissive display region T, and a second color material region is provided corresponding to the planar region of the reflective display region R. A configuration in which the chromaticity of the first color material region is larger than the chromaticity of the second color material region can be employed. Moreover, it is good also as a structure which provides a non-colored area | region in a part of reflective display area | region R. FIG. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the chromaticity of the display light from being different between the transmissive display region T in which the display light is transmitted only once through the color filter and the reflective display region R in which the display light is transmitted twice. The display quality can be improved by aligning the appearance of the reflective display and the transmissive display.
CF層22の内側の略全面には、ITO等の透明導電性材料からなる共通電極(第2電極)25が形成されている。その共通電極25の表面には、樹脂等の電気絶縁性材料からなる突起(配向制御手段)28が形成されている。この突起28は、画素電極15のサブドット17の中央に対応する位置に形成されている。この突起28は、例えばノボラック系のポジ型フォトレジストを用いて、高さ約1.2μm、直径12μmに形成すればよい。なお、レジストを現像後に220℃でポストベイクを実施することで、なだらかな傾斜面を備えた突起形状を得ることができる。
A common electrode (second electrode) 25 made of a transparent conductive material such as ITO is formed on substantially the entire inner surface of the
画素電極15と共通電極25との間に選択電圧を印加すると、切り欠き部16および突起28の周辺に斜め電界が生じる。これにより、非選択電圧印加時に垂直配向していた液晶分子が、サブドット17の中央から放射状に再配向する。すなわち、切り欠き部16および突起28は配向制御手段として機能する。このようなCPA(Continuous Pinwheel Alignment)構造を採用することにより、液晶分子のダイレクタの方向を同時に複数発生させることが可能になり、視角の広い液晶装置を提供することができる。なお配向制御手段として、突起28の代わりに、共通電極に開口部(スリット)を形成してもよい。
When a selection voltage is applied between the
その共通電極25の表面には、ポリイミド等からなる配向膜29が形成されている。また画素電極15の表面にも、ポリイミド等からなる配向膜19が形成されている。さらに液晶層50の厚さ(セルギャップ)を規制するため、フォトスペーサ(不図示)が形成されている。
An
そして、素子基板10と対向基板20との間には、液晶層50が挟持されている。この液晶層50を構成する液晶材料として、非選択電圧印加時には配向膜に対して垂直に配向し、選択電圧印加時には配向膜に対して平行に(すなわち、電界方向と垂直に)配向する、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料が採用されている。これにより、液晶層はVAN(Vertically-Aligned Nematic)モードで動作し、液晶装置はノーマリーブラックモードで動作するようになっている。
A
一方、一対の基板10,20の外側には、それぞれ偏光板36,37が設けられている。その偏光板36および偏光板37の内側に、それぞれ位相差板31および位相差板32が設けられている。位相差板31,32として、可視光の波長に対して略1/4波長の位相差を持つλ/4板を使用すれば、偏光板36,37とともに円偏光板を構成することができる。またλ/2板およびλ/4板を組み合わせて使用すれば、広帯域円偏光板を構成することが可能になり、黒表示をより無彩色にすることができる。
さらに、素子基板10の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト(照明手段)60が設置されている。
On the other hand,
Further, a backlight (illuminating means) 60 having a light source, a reflector, a light guide plate, and the like is installed outside the liquid crystal cell corresponding to the outer surface side of the
(サブドット配置)
本実施形態の液晶装置では、図4に示すように、矩形状のサブ画素領域の長手方向に沿って、複数のサブドット17が連結されている。そして図3に示すように、複数のサブドット17のうち、平面視において反射膜14と重なるように配置されたサブドット17の形成領域が反射表示領域Rとなり、その他のサブドット17の形成領域が透過表示領域Tとなっている。
(Sub-dot arrangement)
In the liquid crystal device of the present embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of
図3には、Y方向に並列配置された3個のサブ画素領域30a,30b,30cが記載されている。そのうち、−Y側の第1サブ画素領域30aの内部では、−Y側の端部に反射膜14が形成されている。したがって第1サブ画素領域30aでは、−Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなり、中央のサブドット17および+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。また中央の第2サブ画素領域30bの内部では、+Y側の端部に反射膜14が形成されている。したがって第2サブ画素領域30bでは、−Y側のサブドット17および中央のサブドット17が透過表示領域Tとなり、+Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなっている。また+Y側の第3サブ画素領域30cの内部では、−Y側の端部に反射膜14が形成されている。したがって第3サブ画素領域30cでは、−Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなり、中央のサブドット17および+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。
FIG. 3 shows three
これにより、図4に示すように、第1サブ画素領域30aと第2サブ画素領域30bとの境界部(第1部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に透過表示領域Tが配置されている。そして図3に示すように、各透過表示領域Tでは、液晶層厚を揃えるため断面構造が等しくなっている。したがって、第1サブ画素領域30aの+Y側のサブドット17と、第2サブ画素領域30bの−Y側のサブドット17とが、同一平面上に配置されている。
As a result, as shown in FIG. 4, in the boundary portion (first portion) between the first
また、第2サブ画素領域30bと第3サブ画素領域30cとの境界部(第2部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に反射表示領域Rが配置されている。そして図3に示すように、各反射表示領域Rでは、液晶層厚を揃えるため、液晶層厚調整層24を含む断面構造が等しくなっている。その液晶層厚調整層24の表面にサブドット17を形成することにより、第2サブ画素領域30bの+Y側のサブドット17と、第3サブ画素領域30cの−Y側のサブドット17とが、同一平面上に配置されている。また、第2サブ画素領域30bと第3サブ画素領域30cとの境界部では、液晶層厚調整層24が連続形成されている。すなわち、上述した第2部分には液晶層厚調整層24の傾斜領域24sが形成されていない。
In addition, at the boundary portion (second portion) between the second
上述した液晶装置では、クロストークやフリッカ等を防止するため、ドット反転駆動やライン反転駆動等の駆動方法が採用される。これらの駆動方法は、隣接する画素電極15,15に逆極性の電圧を印加しつつ、共通電極25との間に電界を発生させて液晶層50を駆動するものである。しかしながら、これらの駆動方法を採用すると、隣接する画素電極15,15の間に横電界90が発生する。この横電界90により、隣接する画素電極15,15の間に配置された液晶分子の配向乱れが発生するおそれがある。
The liquid crystal device described above employs a driving method such as dot inversion driving or line inversion driving in order to prevent crosstalk, flicker, and the like. In these driving methods, the
また、液晶層厚調整層24の傾斜領域24sの表面に配置された液晶分子は、その表面に対して垂直に配向するので、非選択電圧印加時においてプレチルトを有することになる。これにより、傾斜領域24sの近傍で光漏れが発生することになる。本願発明者は、VANモードで動作する半透過反射型の液晶装置および透過型の液晶装置を試作して、透過コントラストを測定した。その結果、半透過反射型の液晶装置のコントラスト(約200)は、透過型の液晶装置のコントラスト(約300)よりも低くなった。そして半透過反射型の液晶装置の画素を観察したところ、非選択電圧印加時において、液晶層厚調整層の傾斜領域から光漏れが発生しているのが確認された。
Further, since the liquid crystal molecules arranged on the surface of the
なお、サブ画素領域の中央部に配置された傾斜領域では、コントラストを低下させるような強い光漏れは発生していなかった。これは、サブ画素領域の中央部に配置された傾斜領域では、液晶分子がプレチルトを有していても、横電界が発生していないからであると考えられる。その結果、コントラストを低下させる強い光漏れは、サブ画素領域の境界部に配置された傾斜領域に起因する液晶分子のプレチルトと、隣接する画素電極間の横電界とによる相乗効果であることが判明した。この光漏れは、特にライン反転駆動を行っている場合に顕著であった。ライン反転駆動では、非選択電圧印加時にも横電界が発生しているからである。 It should be noted that strong light leakage that would reduce the contrast did not occur in the inclined region arranged at the center of the sub-pixel region. This is presumably because no lateral electric field is generated in the tilted region disposed in the center of the sub-pixel region even if the liquid crystal molecules have a pretilt. As a result, it was found that the strong light leakage that reduces the contrast is a synergistic effect due to the pretilt of the liquid crystal molecules caused by the tilted region arranged at the boundary of the subpixel region and the lateral electric field between the adjacent pixel electrodes. did. This light leakage was particularly noticeable when line inversion driving was performed. This is because in the line inversion driving, a lateral electric field is generated even when a non-selection voltage is applied.
これに対して、図4に示す本実施形態の液晶装置は、ゲート線3aを挟んで両側に透過表示領域Tが配置された第1部分と、ゲート線3aを挟んで両側に反射表示領域Rが配置された第2部分とを有し、その第2部分では、ゲート線3aを挟んで両側に配置された液晶層厚調整層24が連続形成されている。第1部分では、ゲート線3aを挟んで両側に透過表示領域Tが配置されるので、ゲート線3aを挟んで両側のサブドット17がそれぞれ略同一平面上に配置される。また第2部分では、ゲート線3aを挟んで両側に反射表示領域が配置されるので、ゲート線3aを挟んで両側のサブドット17がそれぞれ略同一平面上に配置される。これにより、図3に示すように、第1部分および第2部分における横電界90は、略水平方向に発生することになる。さらに第2部分では、ゲート線を挟んで両側に配置された液晶層厚調整層24が連続形成されているので、第2部分には傾斜領域が存在しない。これにより、第2部分における液晶分子はプレチルトを有しない。以上により、第1部分および第2部分において、非選択電圧印加時における液晶分子55を、素子基板10に対して略垂直に配向させることが可能になる。したがって、第1部分および第2部分における光漏れを抑制することが可能になり、コントラストを向上させることができる。
On the other hand, the liquid crystal device of the present embodiment shown in FIG. 4 has a first portion in which the transmissive display region T is disposed on both sides of the
なお図10に示す従来の液晶装置では、サブ画素領域ごとに別個の液晶層厚調整層24が形成されていたので、その両端部に傾斜領域24sが形成され、各傾斜領域において光漏れが発生していた。これに対して、本実施形態の液晶装置では、隣接するサブ画素領域の液晶層厚調整層24が連続形成されているので、傾斜領域24sを減少させることが可能になり、光漏れを抑制することができる。
In the conventional liquid crystal device shown in FIG. 10, since a separate liquid crystal layer
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る液晶装置につき、図5および図6を用いて説明する。図5は図6のF−F線に沿う断面図であり、図6は図5のE−E線における平面図である。
図5に示すように、第2実施形態に係る液晶装置では、反射表示領域Rにおける素子形成層12の表面に凹凸18が形成され、その凹凸18を覆うように反射膜14が形成されている。これにより、反射膜14の表面に凹凸が形成されて、反射膜14は散乱反射層として機能するようになっている。
(Second Embodiment)
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 6, and FIG. 6 is a plan view taken along line EE in FIG.
As shown in FIG. 5, in the liquid crystal device according to the second embodiment, the
図6に示すように、第2実施形態に係る液晶装置では、画素電極15を構成する複数(3個)のサブドットのうち、反射表示領域Rとなるサブドットの個数(2個)が透過表示領域Tとなるサブドットの個数(1個)より多く、反射表示を重視した構成となっている。この点、透過表示領域Tとなるサブドットの個数が反射表示領域Rとなるサブドットの個数より多く、透過表示を重視した構成の第1実施形態とは異なっている。なお第1実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 6, in the liquid crystal device according to the second embodiment, among the plurality (three) of subdots constituting the
図5に示す3個のサブ画素領域30a,30b,30cのうち、−Y側の第1サブ画素領域30aの内部では、−Y側の過半部に反射膜14が形成されている。したがって第1サブ画素領域30aでは、−Y側のサブドット17および中央のサブドット17が反射表示領域Rとなり、+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。また中央の第2サブ画素領域30bの内部では、+Y側の過半部に反射膜14が形成されている。したがって第2サブ画素領域30bでは、−Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなり、中央のサブドット17および+Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなっている。また+Y側の第3サブ画素領域30cの内部では、−Y側の過半部に反射膜14が形成されている。したがって第3サブ画素領域30cでは、−Y側のサブドット17および中央のサブドット17が反射表示領域Rとなり、+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。
Of the three
これにより、図6に示すように、第1サブ画素領域30aと第2サブ画素領域30bとの境界部(第1部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に透過表示領域Tが配置されている。また、第2サブ画素領域30bと第3サブ画素領域30cとの境界部(第2部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に反射表示領域Rが配置されている。そして図5に示すように、第2サブ画素領域30bと第3サブ画素領域30cとの境界部(第2部分)では、液晶層厚調整層24が連続形成されている。
As a result, as shown in FIG. 6, in the boundary portion (first portion) between the first
この構成によれば、第1部分および第2部分において、横電界90を略水平方向に発生させることが可能になる。また、第2部分には液晶層厚調整層24の傾斜領域が存在しないので、第2部分における液晶分子はプレチルトを有しない。以上により、第1部分および第2部分において、非選択電圧印加時における液晶分子55を、素子基板10に対して略垂直に配向させることが可能になる。したがって、第1実施形態と同様に、第1部分および第2部分における光漏れを抑制することが可能になり、コントラストを向上させることができる。
According to this configuration, the horizontal
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る液晶装置につき、図7および図8を用いて説明する。図7は図8のK−K線に沿う断面図であり、図8は図7のJ−J線における底面図である。図7に示すように、第3実施形態に係る液晶装置では、液晶層厚調整層24が対向基板20に形成され、共通電極25がサブドット17に分割され、画素電極15に突起28が設けられている点で、第1実施形態とは異なっている。なお第1実施形態または第2実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a liquid crystal device according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 7 is a cross-sectional view taken along line KK in FIG. 8, and FIG. 8 is a bottom view taken along line JJ in FIG. As shown in FIG. 7, in the liquid crystal device according to the third embodiment, the liquid crystal layer
図7に示すように、サブ画素領域30の長手方向の端部における素子形成層12の表面には、凹凸18が形成されている。その凹凸18の表面には、アルミニウム等の高反射率の金属材料からなる反射膜14が形成されている。そして、各サブ画素領域30に対応して、ITO等の透明導電性材料からなる画素電極15が形成されている。そして、反射膜14の形成領域が反射表示領域Rとなり、反射膜14の非形成領域が透過表示領域Tとなっている。
As shown in FIG. 7,
一方、対向基板20におけるCF層22の表面には、反射表示領域Rにおける液晶層50の厚さを透過表示領域Tにおける液晶層50の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層24が形成されている。この液晶層厚調整層24は、素子基板10に設けてもよく、また素子基板10および対向基板20の両方に設けてもよい。この液晶層厚調整層24が形成された対向基板20の表面には、共通電極25が形成されている。
On the other hand, a liquid crystal layer
図8に示すように、第3実施形態においても、いわゆるCPA構造が採用されている。第3実施形態では、共通電極25が複数のサブドットに分割されている。各サブドット17は略円形や略多角形等に形成され、複数のサブドットがマトリクス状に配置されている。なお各サブドット17は、連結部17aにより連結されて相互に導通接続されている。一方、画素電極15は矩形状に形成されている。そして、サブドット17の中央に相当する画素電極15上の位置に、突起28が形成されている。なお突起28に代わる配向制御手段として、画素電極15に開口部(スリット)を形成してもよい。
As shown in FIG. 8, the so-called CPA structure is also adopted in the third embodiment. In the third embodiment, the
(サブドット配置)
第3実施形態における透過表示領域Tおよび反射表示領域Rの配置は、第1実施形態と同様である。すなわち、図7に示す3個のサブ画素領域30a,30b,30cのうち、−Y側の第1サブ画素領域30aの内部では、−Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなり、中央のサブドット17および+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。また中央の第2サブ画素領域30bの内部では、−Y側のサブドット17および中央のサブドット17が透過表示領域Tとなり、+Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなっている。また+Y側の第3サブ画素領域30cの内部では、−Y側のサブドット17が反射表示領域Rとなり、中央のサブドット17および+Y側のサブドット17が透過表示領域Tとなっている。
(Sub-dot arrangement)
The arrangement of the transmissive display area T and the reflective display area R in the third embodiment is the same as in the first embodiment. That is, among the three
これにより、図8に示すように、第1サブ画素領域30aと第2サブ画素領域30bとの境界部(第1部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に透過表示領域Tが配置されている。また、第2サブ画素領域30bと第3サブ画素領域30cとの境界部(第2部分)では、ゲート線3aを挟んで両側に反射表示領域Rが配置されている。
Thus, as shown in FIG. 8, the transmissive display regions T are arranged on both sides of the
この構成によれば、図7に示すように、第1部分および第2部分において、横電界90を略水平方向に発生させることが可能になる。そのため、非選択電圧印加時における液晶分子55を、素子基板10に対して略垂直に配向させることが可能になる。したがって、第1実施形態と同様に、第1部分および第2部分における光漏れを抑制することが可能になり、コントラストを向上させることができる。
なお第3実施形態では、透過表示領域Tおよび反射表示領域Rを第1実施形態と同様に配置したが、第2実施形態と同様に配置することも可能である。
According to this configuration, as shown in FIG. 7, it is possible to generate a lateral
In the third embodiment, the transmissive display region T and the reflective display region R are arranged in the same manner as in the first embodiment. However, they can be arranged in the same manner as in the second embodiment.
(電子機器)
図9は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図9に示す携帯電話1300は、本発明の表示装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。本発明の液晶装置は、サブ画素領域の境界部における光漏れを抑制することができるので、表示品質に優れた携帯電話1300を提供することができる。
(Electronics)
FIG. 9 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the present invention. A
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストの表示が可能になっている。 The display device of each of the above embodiments is not limited to the mobile phone, but is an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook. , Calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices equipped with touch panels, etc., can be suitably used as image display means, and any electronic device can display bright and high contrast images. Yes.
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
R‥反射表示領域 T‥透過表示領域 3a‥ゲート線 10‥素子基板 13‥TFT素子 15‥画素電極(第1電極) 17‥サブドット(島状部) 17a‥連結部 20‥対向基板 24‥液晶層厚調整層 25‥共通電極(第2電極) 28‥突起(配向制御手段) 30a‥第1サブ画素領域 30b‥第2サブ画素領域 30c‥第3サブ画素領域 50‥液晶層 100‥液晶装置 1300‥携帯電話(電子機器)
R: Reflection display area T:
Claims (5)
前記一対の基板のうち一方の基板には、第1電極と、該第1電極に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続されるとともに隣接する前記第1電極間に配置された信号線とが備えられ、前記一対の基板のうち他方の基板には第2電極が形成され、
前記第1電極と前記第2電極のいずれか一方の電極は、複数の島状部と、該複数の島状部を所定方向に互いに電気的に接続する連結部を有して構成され、いずれか他方の電極には前記液晶層の液晶分子の配向を制御する配向制御手段が設けられ、
前記複数の島状部はそれぞれ透過表示を行う透過表示領域と、反射表示を行う反射表示領域とに対応して配置され、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層が前記一対の基板のうち少なくともいずれかの基板に設けられた液晶装置であって、
前記所定方向において前記信号線を挟んだ両側に前記透過表示領域が配置された第1部分と、前記所定方向において前記信号線を挟んだ両側に前記反射表示領域が配置された第2部分とを有し、前記第2部分では、前記信号線の両側に配置された前記反射表示領域に前記液晶層厚調整層が連続して形成されていることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal layer including a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sandwiched between a pair of substrates arranged opposite to each other,
One substrate of the pair of substrates has a first electrode, a switching element connected to the first electrode, and a signal line connected to the switching element and disposed between the adjacent first electrodes. A second electrode is formed on the other of the pair of substrates,
Either one of the first electrode and the second electrode includes a plurality of island-shaped portions and a connecting portion that electrically connects the plurality of island-shaped portions to each other in a predetermined direction. The other electrode is provided with an alignment control means for controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer,
The plurality of island-shaped portions are respectively arranged corresponding to a transmissive display area for performing transmissive display and a reflective display area for performing reflective display, and the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display area is set to the thickness in the transmissive display area. A liquid crystal device in which a liquid crystal layer thickness adjusting layer that is smaller than the thickness of the liquid crystal layer is provided on at least one of the pair of substrates,
A first portion in which the transmissive display area is disposed on both sides of the signal line in the predetermined direction, and a second portion in which the reflective display area is disposed on both sides of the signal line in the predetermined direction. And the liquid crystal layer thickness adjusting layer is continuously formed in the reflective display region disposed on both sides of the signal line in the second portion.
前記信号線は、前記トランジスタ素子に走査信号を供給するゲート線であることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 The switching element is a transistor element;
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the signal line is a gate line that supplies a scanning signal to the transistor element.
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JP2009163243A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Toppoly Optoelectronics Corp | Electrode structure of liquid crystal display |
US8023078B2 (en) | 2007-08-28 | 2011-09-20 | Au Optronics Corp. | Transflective LCD device |
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2005
- 2005-09-22 JP JP2005275425A patent/JP2007086446A/en not_active Withdrawn
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