JP2007156429A - 半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学特性を改善し、製造工程の複雑さを増加させないシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法を提供すること。
【解決手段】複数の画素を有し、少なくとも一部分の前記画素は、透過領域と反射領域を有し、前記各画素の前記透過領域に設置され、第一電圧レベルに電気的に接続され、前記透過領域で一透過率に達する透過電極と、前記各画素の前記反射領域に設置され、第二電圧レベルに電気的に接続され、前記反射領域で一反射率に達し、前記第二電圧レベルと前記第一電圧レベルは電圧比を有する反射電極と、前記各画素に設置され、前記電圧比を調整し、前記反射率と前記透過率を所定範囲内に到達させる分圧器とからなることを特徴とするシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法を採用する。
【選択図】図８
【解決手段】複数の画素を有し、少なくとも一部分の前記画素は、透過領域と反射領域を有し、前記各画素の前記透過領域に設置され、第一電圧レベルに電気的に接続され、前記透過領域で一透過率に達する透過電極と、前記各画素の前記反射領域に設置され、第二電圧レベルに電気的に接続され、前記反射領域で一反射率に達し、前記第二電圧レベルと前記第一電圧レベルは電圧比を有する反射電極と、前記各画素に設置され、前記電圧比を調整し、前記反射率と前記透過率を所定範囲内に到達させる分圧器とからなることを特徴とするシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法を採用する。
【選択図】図８
Description
本発明は液晶ディスプレイパネルに関するものであって、特に、半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法に関するものである。
薄くて低電力消耗であることから、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）は、例えば、パソコン、デジタルカメラ、プロジェクタ等の電子製品に幅広く応用されている。一般に、液晶ディスプレイパネルは、透過型、反射型及び半透過型に分けられる。透過型液晶ディスプレイパネルは、バックライトモジュールを光源とする。反射型液晶ディスプレイパネルは、周辺光を光源とする。半透過型液晶ディスプレイパネルはバックライトモジュール及び周辺光の両者を光源とする。
公知技術において、図１で示されるように、カラー液晶ディスプレイパネル１は二次元の画素１０アレイを有する。各画素は複数のサブピクセルからなり、サブピクセルは、通常、赤（Ｒ）、青（Ｂ）及び緑（Ｇ）の三原色である。Ｒ、Ｂ及びＧの構成要素は、個別のカラーフィルターを利用して達成する。図２は公知の半透過型液晶ディスプレイパネル中の画素構造を示す平面図である。図２で示されるように、画素１０は、三つのサブピクセル１２Ｒ、１２Ｇ及び１２Ｂに分けられ、各画素は透過領域ＴＡ及び反射領域ＲＡに分けられる。
一般的なサブピクセル１２が図３で示される。図３は、図２の３−３’部分の断面図である。サブピクセル１２は上層構造、下層構造及び上層構造と下層構造の間の液晶層１９０からなる。上層構造は、偏光板１２０、１／２波長板１３０、１／４波長板１４０、カラーフィルター１４４及び上電極１５０からなる。上電極１５０は、実質的に透明の材料、例えばＩＴＯから製造される。下層構造は、透過電極１７０と反射電極１６０からなる電極層を有する。透過電極１７０は透明の材料、例えばＩＴＯから製造される。反射電極１６０は反射器で、１種以上の高反射性を有する金属（アルミニウム、銀、クロム、モリブデン、チタン及びネオジムアルミニウム）等から製造される。下層構造は、さらに保護層（ＰＬ）１８０、素子層２００、１／４波長板１４２、１／２波長板１３２及び偏光板１２２を有する。この他、透過電極１７０は、導孔１８４により素子層２００に電気的に接続され、反射電極１６０は、導孔１８２により素子層２００に電気的に接続される。
図３で示される透過領域中、光線（矢印で示される）は、バックライト（図示しない）から下層構造を経て画素領域に進入し、液晶層１９０及び上層構造を通過する。反射領域中、光線は反射電極１６０により反射される前に、上層構造と液晶層を通過する。
一般的な液晶ディスプレイパネル中、上電極１５０はコモンラインに電気的に接続される。下電極は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の切り換え素子によりデータラインに電気的に接続され、薄膜トランジスタは、ゲートライン信号により導通する。一般の液晶ディスプレイサブピクセルの等価回路が図４で示される。コモンライン電圧はＶｃｏｍで示され、ＶＴは透過電極１７０の電圧レベルを示し、ＶＲは反射電極１６０（図３を参照）の電圧レベルを示す。ＣＴは上電極１５０と透過電極１７０間の液晶層のキャパシタンスを示し、ＣＲは上電極１５０と反射電極１６０間の液晶層のキャパシタンスを示す。透過電極１７０は、切り換え素子ＴＦＴ−１によりデータラインＤａｔａｍに電気的に接続され、反射電極１６０は、切り換え素子ＴＦＴ−２によりデータラインＤａｔａｍに電気的に接続される。切り換えユニットＴＦＴ−１及びＴＦＴ−２は、ゲートラインＧａｔｅｎ−１のゲートライン信号により導通する。一般に、１以上の電荷蓄積コンデンサはサブピクセル１２の素子層２００及び保護層１８０に製造され、透過領域の画素電圧ＶＴ及び反射領域の画素電極ＶＲを維持する。図４で示されるように、電荷蓄積コンデンサＣ１と電荷蓄積コンデンサＣＴは並列され、電荷蓄積コンデンサＣ２と電荷蓄積コンデンサＣＲは並列される。
図４で示されるサブピクセル構造はシングルギャップ構造である。図５で示されるように、シングルギャップ半透過型液晶ディスプレイの最大の欠点は、透過領域の透過率（Ｖ−Ｔ曲線）と反射領域の反射率（Ｖ−Ｒ曲線）が同一の電圧範囲内でピーク値に達しないことである。これにより、透過率がさらに高い時、反射率は低下する。図５で示されるように、透過率は約４Ｖの時ピークに達するが、反射率は約２．７Ｖから下降する。
上述の問題を克服するため、半透過型液晶ディスプレイにおいて、デュアルギャップ設計が採用される。図６に示されるように、デュアルギャップ半透過型液晶ディスプレイにおいて、サブピクセル１２’中、反射領域ＲＡのギャップＧＲは約透過領域ＴＡのギャップＧＴの約１／２である。よって、反射領域ＲＡ中、液晶層１９０の厚さは透過領域ＴＡ中の液晶層１９０の厚さの１／２である。このため、液晶ディスプレイの透過率及び反射率は互いに一致する。
デュアルギャップ半透過型液晶ディスプレイの光学特性は、シングルギャップ液晶ディスプレイの光学特性より優れているが、反射領域ギャップ及び透過領域ギャップの工程を制御するのは大変複雑である。デュアルギャップ半透過型液晶ディスプレイの生産量は、一般に、シングルギャップ半透過型液晶ディスプレイの生産量より少ない。
シングルギャップ半透過型液晶ディスプレイの透過率と反射率は、互いに一致し、絶縁薄膜を上電極に適用して電位ＶＲを低下させるのがよい。図７で示されるように、サブピクセル１２’’の上電極は二つの領域を有する。反射領域ＲＡの第一電極領域１５２及び透過領域ＴＡの第二電極領域１５４である。絶縁薄膜２２０は第一電極領域１５２及び液晶層１９０間に設置される。第一電極領域１５２は直接基板２１０上に設置されるが、第二電極領域１５４は中間層２２２上方に設置されて、透過領域ＴＡのギャップと反射領域ＲＡのギャップをほぼ等しくする。シングルギャップ半透過型液晶ディスプレイの欠点は、第一電極領域１５２上の絶縁薄膜の厚さを制御する工程が複雑であることである。この他、絶縁薄膜２２０及び中間層２２２は、ディスプレイパネルの光学品質に影響を与えないように、充分に透明で、かつ均一でなければならない。
よって、シングルギャップ半透過型液晶ディスプレイの光学特性を改善し、製造工程の複雑さを増さないような方法と装置が有利であり、また必要とされる。
シングルギャップ方式の半透過型液晶ディスプレイの光学特性を改善する試みは、種々なされている。例えば特許文献１（特開２００６−２０８９４２号公報）には、画素内反射表示領域における液晶層の厚さ方向の電界強度が画素内透過表示領域における液晶層の厚さ方向の電界強度よりも小さくなるようにした電極を用いたシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイが開示されている。このようなシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイを用いることにより、透過表示と反射表示の両方で高い表示品質が得られるとされている。
しかし、この特許文献１は、透過率と反射率を互いに一致させ、光学特性を改善するものではない。
従って、本発明は、光学特性を改善し、製造工程の複雑さを増加させないシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法を提供することを目的とする。
本発明は、液晶ディスプレイパネル中のサブピクセルの分圧器を利用し、サブピクセル中の部分的な液晶層の電位を低下させる。ノーマリーブラック（ＮＢ）半透過型液晶ディスプレイパネルにおいて、分圧器は、反射領域中の液晶層の電位を低下させるのに使用される。ノーマリーホワイト（ＮＷ）半透過型液晶ディスプレイパネルにおいて、分圧器は透過領域中の液晶層の電位を低下させるのに使用される。分圧器は、ゲートライン信号により制御される１以上の切り換えスイッチにより、データラインとコモンライン間に直列された二個の抵抗部分を有する。特に、ポリシリコンにより製造される抵抗部分は液晶ディスプレイパネルの下基板上に設置される。ポリシリコン抵抗部分は反射電極下の反射領域に設置され、上電極及び透過電極の光学品質は分圧器の影響を受けない。
本発明に係るシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法によって、製造工程の複雑さを増加させることなしに、光学特性を改善することができる。
本発明は、分圧器によりカラーサブピクセル中の反射電極の電圧レベルを低下させる。特に、反射領域中の反射電極下の分圧器の抵抗は、ポリシリコンを用いて製造される。
本発明に係るノーマリーブラック（ＮＢ）半透過型液晶ディスプレイパネルのサブピクセルが図８に示される。図８に示されるように、サブピクセル１００は、データライン２０２、ゲートライン２１２及びコモンライン２１４を有する。データライン２０２は、データライン信号をサブピクセル１００に提供する。ゲートライン２１２は、ゲートライン信号を切り換えユニットに提供し、サブピクセル中の液晶層を制御する。コモンライン２１４は、コモンライン電圧レベルＶｃｏｍを上電極（図示しない）に提供する。サブピクセル１００は透過領域ＴＡ及び反射領域ＲＡに分けられる。透過領域ＴＡは透過電極１７０を有し、切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）によりデータライン２０２に電気的に接続され、データライン信号を受信する。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は電気的にデータライン２０２に接続される切り換え端２４１と、導孔１８４により透過電極１７０に接続されるもう一つの切り換え端２４３を有する。電荷蓄積コンデンサＣ１は、切り換え端２４３に電気的に接続される。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は、ゲートライン２１２に電気的に接続される制御端２４２を有する。
反射領域ＲＡは反射電極１６０を有し、切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）によりデータライン２０２に電気的に接続され、データライン信号を受信する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）と切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は、切り換え端２４１及び制御端２４２を共用する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）は、電気的に分圧器（Ｒ１＋Ｒ２）に電気的に接続されるもう一つの切り換え端２４９を有する。
反射領域ＲＡは反射電極１６０を有し、切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）によりデータライン２０２に電気的に接続され、データライン信号を受信する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）と切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は、切り換え端２４１及び制御端２４２を共用する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）は、電気的に分圧器（Ｒ１＋Ｒ２）に電気的に接続されるもう一つの切り換え端２４９を有する。
反射領域ＲＡ中の液晶層を越える電圧を低下させるため、分圧器（Ｒ１＋Ｒ２）は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２からなり、かつ反射領域ＲＡに設置され、もう一つの切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）により、切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）とコモンライン２１４間に電位を形成する。図８で示されるように、抵抗Ｒ１の一端は切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）の切り換え端２４９に電気的に接続され、抵抗Ｒ１のもう一端は、導孔１８２により反射電極１６０に電気的に接続される。電荷蓄積コンデンサＣ２は、反射電極１６０に電気的に接続される。抵抗Ｒ２の一端は、反射電極１６０に電気的に接続され、抵抗Ｒ２のもう一端は、切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）の切り換え端２６１に電気的に接続される。切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）のもう一つの切り換え端２６３はコモンライン２１４に電気的に接続され、切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）の制御端２６２はゲートライン２１２に電気的に接続される。
低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）工程により、分圧器（Ｒ１＋Ｒ２）が実現される。低温ポリシリコンは、切り換えユニット２４０、切り換えユニット２５０及び切り換えユニット２６０の製造にも用いられる。図９は、図８中の線Ａに沿った断面図である。図９は、ポリシリコンがいかにして抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、一部の切り換えユニット２５０及び一部の切り換えユニット２６０を製造するかを示す。図８及び図９で示されるように、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２は反射電極１６０の下に設置される。これにより、分圧器は、サブピクセル１００中で製造され、反射領域ＲＡの反射率又は透過領域ＴＡの透過率に影響しない。図１０は、図８中の線Ｂに沿った断面図である。図１０は、ポリシリコンがいかにして一部の切り換えユニット２４０を製造するかを示す。
図１１は、図８中のサブピクセル１００の等価回路を示す図である。図１１中、ＣＴは透過電極１７０と上電極（図３中の電極１５０を参照）の間の液晶層キャパシタンスで、ＣＲは反射電極１６０と上電極間の液晶層キャパシタンスである。図１１で示されるように、電荷蓄積コンデンサＣ１とＣＴは並列され、Ｃ２はＣＲと並列される。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）がＧａｔｅｎ−１上のゲートライン信号により導通し、かつコンデンサＣ２及びＣＲがほぼ充電完了時、透過電極の電圧レベルは、ＶＴ＝ＶＤａｔａで、ＶＤａｔａは、Ｄａｔａｍの電圧レベルである。透過領域ＴＡの液晶層を越える電圧は（ＶＤａｔａ−Ｖｃｏｍ）である。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）及び切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）が、Ｇａｔｅｎ−１上のゲートライン信号により導通し、かつ、コンデンサＣ１及びＣＴがほぼ充電完了時、反射電極の電圧レベルは、ＶＲ＝（ＶＤａｔａ−Ｖｃｏｍ）（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））である。これにより、反射領域ＲＡ中の液晶層を越える電圧はＶＲ−Ｖｃｏｍである。ＶｃｏｍがＶＤａｔａより小さい場合、反射領域ＲＡ中の液晶層を越える電位は、Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に下降する。その結果、反射率は図１２で示されるように、Ｖ−Ｒ曲線の高電圧端に向かってシフトする。上述のシフトは、比率Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に基づく。図１２は、比率０．３３、０．４及び０．５のシフトを示す。これにより、反射率の反転問題は、液晶層の適当な電圧範囲を制御することにより回避される。
本発明のもう一つの実施形態によると、サブピクセル１００’中の反射領域ＲＡは、図１３で示されるように、二個の反射電極１６０及び１８８を有する。反射電極１８８は、透過電極１７０に電気的に接続される。図８で示される実施形態のように、反射電極１６０の電圧レベルは、分圧器（Ｒ１＋Ｒ２）により低下し、反射率の反転問題を回避する。図１４及び図１５は、本実施形態による断面図であり、それぞれ図９及び図１０と同様の線ＡとＢに沿った断面図である。
図１６はサブピクセル１００’の等価回路である。図１６において、ＣＲ’は反射電極１８８と上電極（図示しない）間の液晶層コンデンサで、ＣＲは反射電極１６０と上電極（図示しない）間の液晶層コンデンサである。これにより、反射領域の部分の反射率はシフトしない。上述の反射率はシフト部分を有さず、Ｖ−Ｔ曲線とＶ−Ｒ曲線のスタート点の透過率と反射率間の適合を改善する。
図１７は、本発明に係るノーマリーホワイト（ＮＷ）半透過型液晶ディスプレイパネルのサブピクセルを示す図である。図１７に示されるように、サブピクセル１００’’はデータライン２０２、ゲートライン２１２及びコモンライン２１４を有する。データライン２０２は、データライン信号をサブピクセル１００’’に提供する。ゲートライン２１２は、ゲートライン信号を切り換えユニットに提供し、サブピクセル中の液晶層を制御する。コモンライン２１４は、コモンライン電圧レベルＶｃｏｍを上電極（図示しない）に提供する。サブピクセル１００’’は透過領域ＴＡ及び反射領域ＲＡに分けられる。反射領域ＲＡは、反射電極１６０を有し、切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）によりデータライン２０２に電気的に接続され、データライン信号を受信する。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は電気的にデータライン２０２に接続される切り換え端２４１と、導孔１９３により反射電極１６０に接続されるもう一つの切り換え端２４３を有する。電荷蓄積コンデンサＣ２は、切り換え端２４３に電気的に接続される。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は、ゲートライン２１２に電気的に接続される制御端２４２を有する。透過領域ＴＡは透過電極１７０を有し、切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）によりデータライン２０２に電気的に接続され、データライン信号を受信する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）と切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）は、切り換え端２４１及び制御端２４２を共用する。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）は、分圧器に電気的に接続されるもう一つの切り換え端２４９を有する。
透過領域ＴＡ中の液晶層の電位を低下させるため、分圧器は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を有し、かつ透過領域ＴＡに設置され、もう一つの切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）により、切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）とコモンライン２１４間に電位を形成する。図１７で示されるように、抵抗Ｒ１の一端は切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）の切り換え端２４９に電気的に接続され、抵抗Ｒ１のもう一端は、導孔１９５により透過電極１７０に電気的に接続される。電荷蓄積コンデンサＣ１は、透過電極１７０に電気的に接続される。抵抗Ｒ２の一端は、透過電極１７０に電気的に接続され、抵抗Ｒ２のもう一端は、切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）の切り換え端２６１に電気的に接続される。切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）のもう一つの切り換え端２６３はコモンライン２１４に電気的に接続され、制御端２６２はゲートライン２１２に電気的に接続される。
図１８は、図１７中で示されるサブピクセル１００’’の等価回路を示す図である。図１８中、ＣＴは透過電極１７０と上電極（図３中の電極１５０を参照）の間の液晶層コンデンサで、ＣＲは反射電極１６０と上電極間の液晶層コンデンサである。図１８で示されるように、電荷蓄積コンデンサＣ１とＣＴは並列され、Ｃ２はＣＲと並列される。切り換えユニット２４０（ＴＦＴ−１）がＧａｔｅｎ−１上のゲートライン信号により導通し、かつコンデンサＣ２及びＣＲがほぼ充電完了時、反射電極の電圧レベルは、ＶＲ＝ＶＤａｔａで、ＶＤａｔａは、Ｄａｔａｍの電圧レベルである。反射領域ＲＡの液晶層の電位は（ＶＤａｔａ−Ｖｃｏｍ）である。切り換えユニット２５０（ＴＦＴ−２）及び切り換えユニット２６０（ＴＦＴ−３）が、Ｇａｔｅｎ−１上のゲートライン信号により導通し、かつコンデンサＣ１及びＣＴがほぼ充電完了時、透過電極の電圧レベルは、ＶＴ＝（ＶＤａｔａ−Ｖｃｏｍ）（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））である。これにより、透過領域ＴＡ中の液晶層の電位はＶＴ−Ｖｃｏｍである。ＶｃｏｍがＶＤａｔａより小さい場合、透過領域ＴＡ中の液晶層の電位は、Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に下降する。よって、透過率は図１９で示されるように、Ｖ−Ｔ曲線の高電圧端に向かってシフトする。上述のシフトは、比率Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に基づく。図１９は、比率０．４及び０．６のシフトを示す。これにより、反射率の反転問題は、液晶層の適当な電圧範囲を制御することにより回避される。
図５及び図１２で示されるように、ノーマリーブラック半透過型液晶ディスプレイパネルにおいて、シングルギャップのＶＴがＶＲに等しい時、反射率がピークに達する電圧レベルは、透過率がピークに達する電圧レベルよりはるかに低い。よって、図２０で示されるように、反射電極の電圧レベルをＶＴ／ＶＲ＞１に低下させて、透過率と反射率の比率をある範囲内する必要がある。ノーマリーブラック液晶ディスプレイパネル中、シングルギャップのＶＴ＝ＶＲが生成する問題をさらに詳しく説明するため、図２１は反射率と透過率の関係を示す。
図２１で示されるように、反射率は約ＶＲ＝２．７Ｖでピークに達し、透過率は約ＶＴ＝４Ｖでピークに達する。高品質の液晶ディスプレイでは、透過率と反射率の比率はある範囲内で、複数のグレースケーレベルを達成する。このように、Ｒ−Ｔ曲線はＲ／Ｔ＝１の傾斜率に近接する。しかし、図２１で示されるように、透過率と反射率はＶＴ＝ＶＲ＝２．９Ｖ付近で同一に近くなる。その他の電圧レベルで、透過率と反射率間の差異は大きすぎで利用価値がなくなる。よって、有効なグレースケーレベル範囲に達しない。
図１２で示されるように、（ＶＲ／ＶＴ）＜１の時、Ｖ−Ｒ曲線のピークがＶ−Ｔ曲線のピークに接近する。図２２は、分圧器のＲ１／（Ｒ１＋Ｒ２）〜（ＶＲ／ＶＴ）＝０．８７の時、透過率と反射率の関係を示す図である。図２２で示されるように、ＶＴが約２．４Ｖ〜約３．３Ｖの間である時（ＶＲは約２．１Ｖ〜約２．９Ｖの間）、Ｒ／Ｔ比率は、おおよそ約０．８〜約１．２５である。よって、Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）〜（ＶＲ／ＶＴ）＝０．８７の時、液晶ディスプレイパネルのＶＴの合理的な作動範囲は、約２．４Ｖ〜約３．３Ｖの間である。
図１９で示されるように、ノーマリーホワイト型液晶ディスプレイパネルにおいて、シングルギャップのＶＴがＶＲに等しく、反射率がピークに達する電圧レベルは、透過率がピークに達する電圧レベルよりはるかに高い。よって、反射電極の電圧レベルを図２３で示されるように、ＶＴ／ＶＲ＜１まで増加させて、透過率と反射率の比率をある範囲内にしなければならない。ノーマリーホワイト液晶ディスプレイパネル中、シングルギャップのＶＴ＝ＶＲが生成する問題をさらに詳しく説明するため、図２４は反射率と透過率の関係を示す。
図２４で示されるように、反射率は約ＶＲ＝２．０Ｖ付近でピークに達する前、透過率は既に０．２９〜０．１４に低下する。透過率と反射率は、ＶＴ＝ＶＲ＝１．５Ｖ付近で同一に近くなる。その他電圧レベルで、透過率と反射率間の差異は大きすぎで、利用価値がなくなる。
図１９で示されるように、（ＶＲ／ＶＴ）＞１の時、Ｖ−Ｒ曲線の下向きの傾斜率は、Ｖ−Ｔ曲線の下向きの傾斜率に近くなる。図２５は、分圧器のＲ１／（Ｒ１＋Ｒ２）〜（ＶＴ／ＶＲ）＝０．７２の時、透過率と反射率の関係を示す。図２５に示されるように、ＶＴが約１．１Ｖ〜約４．３Ｖの間の時（ＶＲは約１．５Ｖ〜約６Ｖの間）、Ｒ／Ｔ比率は約０．８〜約１．２５の間である。よって、Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）〜（ＶＴ／ＶＲ）＝０．７２の時、液晶ディスプレイパネルのＶＲの合理的な作動範囲は約１．５Ｖ〜約６Ｖの間である。
上述を総合すると、本発明は、ノーマリーブラック液晶ディスプレイパネルにおいて、シングルギャップの分圧器を使用して、ＶＲ／ＶＴ比率を低下させて、透過率と反射率の差異を減少させる。一実施形態では、反射領域は一つの反射電極により反射効果を達成し、分圧器は反射電極に電気的に接続されて、ＶＲ／ＶＴ比率を低下させる。もう一つの実施形態では、二個の反射電極を使用して反射効果を達成し、一反射電極は透過電極に電気的に接続され、もう一つの反射電極は分圧器に電気的に接続されて、ＶＲ／ＶＴ比率を低下させる。また、本発明は、ノーマリーホワイト液晶ディスプレイ液晶ディスプレイパネルにおいて、シングルギャップの分圧器によりＶＲ／ＶＴ比率を低下させて、透過率と反射率の差異を減少させる。特に、ポリシリコンにより分圧器中の抵抗を製造する。抵抗は、例えば反射領域中の反射電極の下に設置される。
本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動、省略、偏向を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
本発明によって、製造工程の複雑さを増加させることなしに、光学特性を改善することができる。従って、本発明に係る半透過型液晶ディスプレイパネル及びその光学特性の改善方法は、シングルギャップの半透過型液晶ディスプレイパネルに好適に適用される。
３−３’、Ａ、Ｂ：切線
１０：画素
１２’、１２’’、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１００、１００’、１００’’：サブピクセル
１２０、１２２：偏光板
１３０、１３２：１／２波長板
１４０、１４２：１／４波長板
１４４：カラーフィルター
１５０：上電極
１５２：第一電極領域
１５４：第二電極領域
１６０、１８８：反射電極
１７０：透過電極
１８０：保護層
１８２、１８４、１９５：導孔
１９０：液晶層
２００：素子層
２０２、Ｄａｔａｍ：データライン
２１０：基板
２１２、Ｇａｔｅｎ−１：ゲートライン
２１４：コモンライン
２２０；絶縁薄膜
２２２：中間層
２４０、２５０、２６０、ＴＦＴ−１、ＴＦＴ−２、ＴＦＴ−３：切り換えユニット
２４１、２４３、２４９、２６１、２６３：切り換え端
２４２、２６２：制御端
Ｃ１、Ｃ２、ＣＲ、ＣＲ’、ＣＴ：電荷蓄積コンデンサ
ＧＲ、ＧＴ：ギャップ
Ｒ：反射率
Ｒ１、Ｒ２：抵抗
ＲＡ：反射領域
Ｔ：透過率
ＴＡ：透過領域
Ｖ：電圧
Ｖｃｏｍ：コモンライン電圧
ＶＤａｔａ：Ｄａｔａｍの電圧レベル
ＶＲ：反射電極の電圧レベル
ＶＴ：透過電極の電圧レベル
１０：画素
１２’、１２’’、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１００、１００’、１００’’：サブピクセル
１２０、１２２：偏光板
１３０、１３２：１／２波長板
１４０、１４２：１／４波長板
１４４：カラーフィルター
１５０：上電極
１５２：第一電極領域
１５４：第二電極領域
１６０、１８８：反射電極
１７０：透過電極
１８０：保護層
１８２、１８４、１９５：導孔
１９０：液晶層
２００：素子層
２０２、Ｄａｔａｍ：データライン
２１０：基板
２１２、Ｇａｔｅｎ−１：ゲートライン
２１４：コモンライン
２２０；絶縁薄膜
２２２：中間層
２４０、２５０、２６０、ＴＦＴ−１、ＴＦＴ−２、ＴＦＴ−３：切り換えユニット
２４１、２４３、２４９、２６１、２６３：切り換え端
２４２、２６２：制御端
Ｃ１、Ｃ２、ＣＲ、ＣＲ’、ＣＴ：電荷蓄積コンデンサ
ＧＲ、ＧＴ：ギャップ
Ｒ：反射率
Ｒ１、Ｒ２：抵抗
ＲＡ：反射領域
Ｔ：透過率
ＴＡ：透過領域
Ｖ：電圧
Ｖｃｏｍ：コモンライン電圧
ＶＤａｔａ：Ｄａｔａｍの電圧レベル
ＶＲ：反射電極の電圧レベル
ＶＴ：透過電極の電圧レベル
Claims (17)
- 複数の画素を有し、少なくとも一部分の前記画素は、透過領域と反射領域とを有し、前記透過領域は透過電極を有し、前記反射領域は反射電極を有し、
第一電圧レベルを前記透過電極に提供し、前記透過領域で一透過率に達する工程と、
第二電圧レベルを前記反射電極に提供し、前記反射領域で一反射率に達し、前記第二電圧レベルと前記第一電圧レベルは、電圧比を有する工程と、
前記電圧比を調整し、前記反射率と前記透過率の比率を所定範囲内にする工程と、
からなることを特徴とするシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネルの光学特性の改善方法。 - 前記電圧比を調整する前記工程は、前記各画素中に分圧器を設置し、前記電圧比を調整する工程と含む請求項１に記載の方法。
- 前記液晶ディスプレイパネルは、ノーマリーブラックディスプレイパネルで、かつ前記分圧器は、前記反射電極に電気的に接続されて、前記第二電圧レベルを調整し、前記電圧比を１以下にする請求項２に記載の方法。
- 前記液晶ディスプレイパネルは、ノーマリーホワイトディスプレイパネルで、かつ前記分圧器は、前記透過電極に電気的に接続されて、前記第一電圧レベルを調整し、前記電圧比を１以上にする請求項２に記載の方法。
- 前記分圧器は、ポリシリコンから製造され、前記反射領域に設置される請求項２に記載の方法。
- 複数の画素を有し、少なくとも一部分の前記画素は、透過領域と反射領域を有し、
前記各画素の前記透過領域に設置され、第一電圧レベルに電気的に接続され、前記透過領域で一透過率に達する透過電極と、
前記各画素の前記反射領域に設置され、第二電圧レベルに電気的に接続され、前記反射領域で一反射率に達し、前記第二電圧レベルと前記第一電圧レベルは電圧比を有する反射電極と、
前記各画素に設置され、前記電圧比を調整し、前記反射率と前記透過率を所定範囲内に到達させる分圧器と、
からなることを特徴とするシングルギャップ半透過型液晶ディスプレイパネル。 - 前記液晶ディスプレイパネルは、ノーマリーブラックディスプレイパネルで、かつ前記分圧器は、前記反射電極に電気的に接続されて、前記第二電圧レベルを調整し、前記電圧比を１以下にする請求項６に記載のディスプレイパネル。
- 前記液晶ディスプレイパネルは、ノーマリーホワイトディスプレイパネルで、かつ前記分圧器は、前記透過電極に電気的に接続されて、前記第一電圧レベルを調整し、前記電圧比を１以上にする請求項６に記載のディスプレイパネル。
- 前記分圧器は、少なくとも二つの抵抗部分を有する請求項６に記載のディスプレイパネル。
- 前記抵抗部分は、ポリシリコンからなり、前記反射領域に設置される請求項９に記載のディスプレイパネル。
- 前記分圧器は、少なくとも二つの抵抗部分を有し、ポリシリコンからなり、かつ前記反射電極は、前記抵抗部分の間の前記分圧器に電気的に接続され、さらに、
前記各画素に設置され、かつ前記抵抗部分の間の前記分圧器に電気的に接続される電荷蓄積コンデンサを含む請求項７に記載のディスプレイパネル。 - 前記各画素に設置され、前記反射電極と絶縁され、前記透過電極に電気的に接続されるさらなる反射電極をさらに含む請求項１１に記載のディスプレイパネル。
- 前記透過電極に電気的に接続されるさらなる電荷蓄積コンデンサを含む請求項１１に記載のディスプレイパネル。
- 前記各画素は、データライン及びゲートラインに電気的に接続され、前記抵抗部分は、第一抵抗部分と第二抵抗部分を含み、さらに、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記データラインと前記透過電極間に電気的に接続される第一切り換えユニットと、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記データラインと前記第一抵抗部分の間に電気的に接続される第二切り換えユニットと、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記第二抵抗部分と前記ディスプレイパネルのコモンラインの間に電気的に接続される第三切り換えユニットと、
を含む請求項１１に記載のディスプレイパネル。 - 前記分圧器は、少なくとも二つの抵抗部分を有し、ポリシリコンからなり、かつ前記透過電極は、前記抵抗部分の間の前記分圧器に電気的に接続され、さらに、
前記各画素に設置され、かつ前記抵抗部分の間の前記分圧器に電気的に接続される電荷蓄積コンデンサを含む請求項８に記載のディスプレイパネル。 - 前記反射電極に電気的に接続されるさらなる電荷蓄積コンデンサを含む請求項１５に記載のディスプレイパネル。
- 前記各画素は、データライン及びゲートラインに電気的に接続され、前記抵抗部分は、第一抵抗部分と第二抵抗部分を含み、さらに、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記データラインと前記反射電極間に電気的に接続される第一切り換えユニットと、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記データラインと前記第一抵抗部分の間に電気的に接続される第二切り換えユニットと、
前記ゲートラインにより制御され、かつ前記第二抵抗部分と前記ディスプレイパネルのコモンラインの間に電気的に接続される第三切り換えユニットと、
を含む請求項１５に記載のディスプレイパネル。
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