JP2010008770A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
携帯型情報機器の通信速度が高速化する傾向は、続き、携帯型情報機器に画像情報等を記録するためのメモリを搭載する場合もある。このような変化に伴い、より大容量の画像情報や、よりコマ数の多い動画が携帯型情報機器においても取り扱われるようになる。
そして、インターフェイスである表示装置においても、今まで以上の高画質化と大画面化、更には多機能化が要求される。その一方で、携帯型情報機器が成熟する中でデザインも見直されている。特に、近年、薄型のスマートなデザインが好まれる傾向にあり、これに伴い、表示装置にも薄型化が要求されている。
The tendency for the communication speed of portable information devices to increase continues, and a memory for recording image information or the like may be mounted on the portable information device. Along with such a change, a larger amount of image information and a moving image having a larger number of frames are handled in the portable information device.
Also, a display device as an interface is required to have higher image quality, larger screen, and more functions. On the other hand, the design has been reviewed as portable information devices mature. In particular, in recent years, there has been a tendency to prefer thin smart designs, and accordingly, display devices are also required to be thin.
ＩＰＳ(In-Plane Switching)方式液晶表示装置は、同一基板上に形成した共通電極と画素電極の間に横電界を形成し、これにより液晶層を駆動する。このＩＰＳ方式液晶表示装置においては、電界印加に伴う液晶層の配向変化は液晶層内におけるダイレクタの回転が主になる。
一方、ＶＡ(Vertically Aligned)方式やＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)方式やＯＣＢ (Optically Compensated Birefringence)方式などにおいては、チルト角の変化が主であるが、ＩＰＳ方式液晶表示装置ではチルト角の変化が少ない。このことにより、ＩＰＳ方式液晶表示装置では電圧印加に伴うリタデーションの実効値の変化が少なく、広い視角範囲において階調再現性に優れた表示が得られるので、高画質化の要求をより満足できる（例えば、特許文献１）。
In an IPS (In-Plane Switching) liquid crystal display device, a horizontal electric field is formed between a common electrode and a pixel electrode formed on the same substrate, thereby driving a liquid crystal layer. In this IPS liquid crystal display device, the orientation change of the liquid crystal layer accompanying the application of an electric field is mainly due to the rotation of the director in the liquid crystal layer.
On the other hand, in the VA (Vertically Aligned) method, ECB (Electrically Controlled Birefringence) method, OCB (Optically Compensated Birefringence) method, etc., the tilt angle changes mainly, but in the IPS liquid crystal display device, the tilt angle changes little. . As a result, in the IPS liquid crystal display device, the change in the effective value of the retardation due to voltage application is small, and a display with excellent gradation reproducibility can be obtained in a wide viewing angle range. For example, Patent Document 1).
また、中小型の液晶表示方式に用いられるＶＡ方式ではマルチドメイン化のために平面形状が円の凸構造を用いるが、この時に透過率を向上するため液晶パネルと上下の偏光板との間に四分の一波長板を積層する必要がある。しかし、透過型のＩＰＳ方式液晶表示装置では四分の一波長板を必要としないことから、薄型化の要求をより満足することができる。
限られた大きさの携帯型情報機器において、表示装置を大画面化すると、その分、操作部の面積が減少する。この表示装置の大画面化と、操作性の低下を招くことなく操作性を維持するという２つの点の両立を図るためには、タッチパネル等の入力装置を表示装置に組み込む必要がある。あるいは、また、近年の多機能化に伴い、スキャナ機能や認証機能を付加機能として、表示装置に組み込むことが要求されている。 In a portable information device of a limited size, when the display device is enlarged, the area of the operation unit is reduced accordingly. In order to achieve both the enlargement of the screen of the display device and the maintenance of the operability without deteriorating the operability, it is necessary to incorporate an input device such as a touch panel in the display device. Alternatively, with the recent increase in functionality, it is required to incorporate a scanner function and an authentication function into the display device as additional functions.
これらの機能のうち、表示装置に組み込むタッチパネルの入力装置には、容量結合方式や抵抗検出方式が挙げられる。しかし、この何れも液晶パネルとは別にタッチパネルのための透明基板対を用いることになる。このため厚さの増大を招いてしまうという問題がある。また、これらの透明基板対は、液晶パネルの表示面上に積層する構成のため、屈折率差による不要反射が発生して表示特性が損なわれるという問題がある。 Among these functions, a touch panel input device incorporated in a display device includes a capacitive coupling method and a resistance detection method. However, in both cases, a transparent substrate pair for the touch panel is used separately from the liquid crystal panel. For this reason, there exists a problem of causing the increase in thickness. Further, since these transparent substrate pairs are laminated on the display surface of the liquid crystal panel, there is a problem that unnecessary reflection occurs due to a difference in refractive index and display characteristics are impaired.
高画質と多機能化、更には薄型化を両立する手段として、表示装置への光センサの内蔵が挙げられる。液晶駆動に用いる薄膜トランジスタのチャネル部に用いられているアモルファスシリコンや多結晶シリコンは、光導電性有するため、これを光センサに利用することができる。
すなわち、薄膜トランジスタを形成する工程で、これと同一面内に光センサを同時に形成する。これにより、透明基板対を追加することなく光センサを組み込むことができる。
As a means for achieving both high image quality, multiple functions, and thinning, there is a built-in optical sensor in a display device. Amorphous silicon and polycrystalline silicon used for a channel portion of a thin film transistor used for driving a liquid crystal have photoconductivity, and thus can be used for an optical sensor.
That is, in the step of forming a thin film transistor, an optical sensor is simultaneously formed in the same plane. Thereby, an optical sensor can be incorporated without adding a transparent substrate pair.
携帯型情報機器は、可搬な構成となっているため屋外でも使用する。ところが、屋外では太陽光が液晶パネルに入射する。この液晶パネルに入射する太陽光が不要反射になればコントラスト比等が低下し、表示特性を著しく損なうことになる。
この不要反射の発生を防止するため、従来の液晶表示装置にあっては、高反射率の各種配線やアモルファスシリコン、多結晶シリコンをブラックマスク等の光吸収性の層で被覆していた。
ところが、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを光センサに用いる場合には、これらを遮光すれば光が到達しなくなり光センサの機能が失われてしまう。 このようなことから、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置にあっては、薄型軽量、屋外視認性と光センサ機能を同時に実現することができなかった。
Portable information devices are portable and can be used outdoors. However, sunlight enters the liquid crystal panel outdoors. If sunlight incident on the liquid crystal panel becomes unnecessary reflection, the contrast ratio and the like are lowered, and the display characteristics are significantly impaired.
In order to prevent the occurrence of this unnecessary reflection, in the conventional liquid crystal display device, various wirings with high reflectance, amorphous silicon, and polycrystalline silicon are covered with a light absorbing layer such as a black mask.
However, when amorphous silicon or polycrystalline silicon is used for an optical sensor, if these are shielded from light, the light does not reach and the function of the optical sensor is lost. For this reason, in the conventional IPS liquid crystal display device, it has been impossible to simultaneously realize a thin and light weight, outdoor visibility and an optical sensor function.
本発明は、光センサを内蔵したＩＰＳ方式液晶表示装置における不要反射の防止を行うことのできる液晶表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing unnecessary reflection in an IPS liquid crystal display device incorporating a photosensor.
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板間に挟持された液晶層からなる液晶パネルを有し、前記液晶パネルの上下に第一の偏光板と第二の偏光板を有し、前記液晶パネルは独立制御可能な複数の画素を有し、前記各画素はその中央の主要部に表示部を有し、前記第一の基板もしくは前記第二の基板間の液晶層に近接する面上の前記表示部に一対の画素電極と共通電極を有し、前記液晶パネルに光センサを内蔵した液晶表示装置において，前記光センサ上に前記液晶層を配置せずに光学等方性の柱状構造を配置して、かつ前記光センサ上に位相差層を配置し、前記光センサ上の位相差層と前記第一の偏光板が円偏光板として機能するようにしたものである。 In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal panel has a first polarizing plate and a second polarizing plate above and below the liquid crystal panel, the liquid crystal panel has a plurality of independently controllable pixels, and each of the pixels is in a central part of the center. A display unit having a pair of pixel electrodes and a common electrode in the display unit on a surface close to the liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, and a light sensor built in the liquid crystal panel; In the liquid crystal display device, an optically isotropic columnar structure is arranged without arranging the liquid crystal layer on the photosensor, and a retardation layer is arranged on the photosensor, and the position on the photosensor is arranged. The retardation layer and the first polarizing plate function as a circularly polarizing plate.
本発明によれば、光センサを内蔵したＩＰＳ方式液晶表示装置において光センサの機能を保持しながら不要反射を防止することができる。更には、ＩＰＳ方式液晶表示装置に特有の高画質表示と薄型軽量、付加機能による多機能性を両立さらることができる。 According to the present invention, unnecessary reflection can be prevented while maintaining the function of the optical sensor in the IPS liquid crystal display device incorporating the optical sensor. Furthermore, it is possible to achieve both high image quality peculiar to the IPS liquid crystal display device, thin and light weight, and multi-functionality with additional functions.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本発明に係る液晶表示装置の第１実施例について図１〜図６を用いて説明する。図１には、実施例１の液晶表示装置の画素と光センサを含む断面図が、図２には、実施例１の液晶表示装置の画素における各種電極、配線の分布を示す平面図が、図３には、実施例１の液晶表示装置の画素における各種電極、配線の分布を示す平面図が、図４には、実施例１の液晶表示装置の画素と光センサ、カラーフィルタ、ポストスペーサと位相差層の分布を示す平面図が、図５には、実施例１の液晶表示装置の画素と光センサ、カラーフィルタ、ポストスペーサと位相差層の分布を示す平面図が、図６には位相差層の形成過程を示す図がそれぞれ示されている。 A first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view including a pixel and a photosensor of the liquid crystal display device of Example 1, and FIG. 2 is a plan view showing distributions of various electrodes and wirings in the pixel of the liquid crystal display device of Example 1. FIG. 3 is a plan view showing the distribution of various electrodes and wirings in the pixel of the liquid crystal display device according to the first embodiment. FIG. 4 shows the pixel, photosensor, color filter, and post spacer of the liquid crystal display device according to the first embodiment. 5 is a plan view showing the distribution of the retardation layer, and FIG. 5 is a plan view showing the distribution of the pixels, the optical sensor, the color filter, the post spacer, and the retardation layer of the liquid crystal display device of Example 1. FIG. 1 shows a diagram illustrating a process of forming a retardation layer.
図１には、本発明に係る液晶表示装置の画素と光センサをそれぞれ１つ含む断面が模式的に示されている。
図１に図示の切断面Ｓ１，Ｓ２は、平面図である図２に示されている。本発明に係る液晶表示装置は、主に第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２と液晶層ＬＣＬからなり、第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２は液晶層ＬＣＬを狭持する。
第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２は、液晶層ＬＣＬに近接する面上に液晶層ＬＣＬの配向状態を安定化するための配向膜を備えている。また、第二の基板ＳＵ２の液晶層ＬＣＬに近接する面上には、液晶層ＬＣＬに電圧を印加するための手段と光センサを備えている。
FIG. 1 schematically shows a cross section including one pixel and one photosensor of the liquid crystal display device according to the present invention.
The cutting planes S1 and S2 shown in FIG. 1 are shown in FIG. 2 which is a plan view. The liquid crystal display device according to the present invention mainly includes a first substrate SU1, a second substrate SU2, and a liquid crystal layer LCL, and the first substrate SU1 and the second substrate SU2 sandwich the liquid crystal layer LCL.
The first substrate SU1 and the second substrate SU2 are provided with alignment films for stabilizing the alignment state of the liquid crystal layer LCL on the surface close to the liquid crystal layer LCL. Further, means for applying a voltage to the liquid crystal layer LCL and an optical sensor are provided on the surface of the second substrate SU2 close to the liquid crystal layer LCL.
図４は、画素と光センサＴＦＴの平面分布の一例を示す平面図である。光センサＴＦＴＴＦＴ２は赤色、緑色、青色の各表示色に対応した画素がつくる列の間に、３つの画素に対して１つの割合で分布している。
図２は、図４中に示した各色のカラーフィルタＣＦに対応する３つの画素（赤表示画素ＲＰ，緑表示画素ＧＰ，青表示画素ＢＰ）と１つの光センサＴＦＴＴＦＴ２を含む部分を拡大して示してある。
FIG. 4 is a plan view showing an example of a planar distribution of pixels and photosensor TFTs. The photosensor TFT TFT2 is distributed at a ratio of one for three pixels between columns formed by pixels corresponding to the display colors of red, green, and blue.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion including three pixels (red display pixel RP, green display pixel GP, blue display pixel BP) and one photosensor TFT TFT2 corresponding to the color filter CF of each color shown in FIG. It is shown.
第一の基板ＳＵ１は厚さ約０．４ｍｍのホウケイサンガラス製であり、画素に対応する部分に着目すると、液晶層ＬＣＬに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、保護膜ＰＬ、内蔵位相差層配向膜、平坦化膜ＬＬ、カラーフィルタＣＦ、ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。
第一の配向膜ＡＬ１と内蔵位相差層配向膜は、ポリイミド系の有機高分子膜であり、ラビング法で配向処理されており、近接する液晶層ＬＣＬに約１．５度のプレチルト角を付与する水平配向膜である。平坦化膜ＬＬと保護膜ＰＬはアクリル系樹脂であり、透明性に優れ、下地の凹凸を平坦化すると共に溶液の浸透を防止する機能を有する。カラーフィルタＣＦは赤色、緑色、青色を呈する顔料を含むレジストからなる。
The first substrate SU1 is made of borosilicate glass having a thickness of about 0.4 mm. Focusing on the portion corresponding to the pixel, the first alignment film AL1, the protective film PL, the built-in position from the side close to the liquid crystal layer LCL. A retardation layer alignment film, a planarizing film LL, a color filter CF, and a black matrix BM are sequentially stacked.
The first alignment film AL1 and the built-in retardation layer alignment film are polyimide-based organic polymer films, which are aligned by a rubbing method, and give a pretilt angle of about 1.5 degrees to the adjacent liquid crystal layer LCL. It is a horizontal alignment film. The flattening film LL and the protective film PL are acrylic resins, have excellent transparency, and have a function of flattening the unevenness of the base and preventing the penetration of the solution. The color filter CF is made of a resist containing pigments exhibiting red, green, and blue.
図１中では、光電荷蓄積容量ＰＣＰ、光センサＴＦＴＴＦＴ２(Thin Film Transistor)、光センサ読出しＴＦＴＴＦＴ３が光センサの構成要素に相当する。このうち光センサＴＦＴＴＦＴ２は外光を受光して電荷に変換する機能を有するため、少なくとも光センサＴＦＴＴＦＴ２の上部は光透過性でなければならず、ブラックマトリクスＢＭが存在してはならない。また、光センサＴＦＴＴＦＴ２の感度を向上するため光センサＴＦＴＴＦＴ２の上部はより高透過率でなければならず、カラーフィルタＣＦは除去している。 In FIG. 1, a photocharge storage capacitor PCP, a photosensor TFT TFT2 (Thin Film Transistor), and a photosensor readout TFT TFT3 correspond to components of the photosensor. Among these, since the optical sensor TFT TFT2 has a function of receiving external light and converting it into electric charges, at least the upper part of the optical sensor TFT TFT2 must be light transmissive, and the black matrix BM must not exist. Further, in order to improve the sensitivity of the photosensor TFT TFT2, the upper portion of the photosensor TFT TFT2 must have a higher transmittance, and the color filter CF is removed.
第一の基板ＳＵ１の光センサＴＦＴＴＦＴ２に対応する部分に着目すると、液晶層ＬＣＬに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１、保護膜ＰＬ、位相差層ＲＥ、位相差層配向膜ＡＬＲ、平坦化膜ＬＬが順次積層されている。このうち位相差層ＲＥは、後述するようにジアクリル系液晶混合物を光重合して形成される。 Focusing on the portion corresponding to the optical sensor TFT TFT2 of the first substrate SU1, the first alignment film AL1, the protective film PL, the retardation layer RE, the retardation layer alignment film ALR, and the planarization from the side close to the liquid crystal layer LCL. The films LL are sequentially stacked. Among them, the retardation layer RE is formed by photopolymerizing a diacrylic liquid crystal mixture as described later.
その他、第一の基板ＳＵ１の画素境界部に対応する部分に着目すると、第一の基板ＳＵ１に最も近接する側にブラックマトリクスＢＭを有する。ブラックマトリクスＢＭは黒色顔料を含むレジストからなる。図４にも示したように、位相差層ＲＥは光センサを中心に分布し、画素には分布しない。
一方、カラーフィルタＣＦはこれとは逆で、画素を中心に分布し、光センサには分布しない。
In addition, paying attention to the portion corresponding to the pixel boundary portion of the first substrate SU1, the black matrix BM is provided on the side closest to the first substrate SU1. The black matrix BM is made of a resist containing a black pigment. As shown in FIG. 4, the retardation layer RE is distributed around the optical sensor and not distributed in the pixels.
On the other hand, the color filter CF is the opposite, and is distributed around the pixel and not in the optical sensor.
図６には、位相差層ＲＥの形成プロセスを示す模式図が示されており、図６においては、簡単のため第一の基板ＳＵ１上の平坦化層ＬＬは省略してある。
図６（ａ）は、位相差層配向膜ＡＬＲをラビング法（図中、ＲＵＬは、ラビングロールを示している）により配向処理している状態である。位相差層ＲＥのもとになる材料はジアクリル系液晶混合物であり、これを光反応開始剤とともに有機溶媒に溶かして、スピンコート若しくは印刷等の手段で位相差層配向膜ＡＬＲ上に塗布する。
塗布直後は、溶液状態であるが、溶媒蒸発後には図６（ｂ）に示したようにジアクリル系液晶混合物がホモジニアス配向状態となり、その配向方向は位相差層配向膜ＡＬＲの配向処理方向になる。図６（ｂ）中、ＲＥ’は、完成前の位相差層を示している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a process for forming the retardation layer RE. In FIG. 6, the planarization layer LL on the first substrate SU1 is omitted for simplicity.
FIG. 6A shows a state in which the retardation layer alignment film ALR is subjected to an alignment treatment by a rubbing method (RUL indicates a rubbing roll in the drawing). The material for the retardation layer RE is a diacrylic liquid crystal mixture, which is dissolved in an organic solvent together with a photoreaction initiator, and applied onto the retardation layer alignment film ALR by means such as spin coating or printing.
Immediately after coating, the solution is in a solution state, but after evaporation of the solvent, the diacrylic liquid crystal mixture is in a homogeneous alignment state as shown in FIG. 6B, and the alignment direction is the alignment treatment direction of the retardation layer alignment film ALR. . In FIG. 6B, RE ′ indicates a retardation layer before completion.
次に、図６（ｃ）に示すようにフォトマスクを用いて選択部分上にマスク露光部を重畳して、その他の部分にマスク非露光部を重畳して、選択部分上にのみ紫外光を照射する。
紫外光を照射した部分では、ジアクリル系液晶分子末端のアクリル基同士が重合反応して高分子化し、有機溶媒に対する溶解性が低下する。図６（ｃ）中、ＬＥＰは、マスク露光部を、ＮＥＰは、マスク非露光部をそれぞれ示している。
図６（ｄ）は、これを有機溶媒により現像した状態であり、光照射部にのみ位相差層ＲＥが残留する。
このようにして、光センサＴＦＴＴＦＴ２が存在する部分にのみ選択的に位相差層ＲＥを形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, using a photomask, the mask exposure part is superimposed on the selected part, the mask non-exposed part is superimposed on the other part, and ultraviolet light is irradiated only on the selected part. Irradiate.
In the portion irradiated with ultraviolet light, the acrylic groups at the ends of the diacrylic liquid crystal molecules are polymerized to form a polymer, and the solubility in an organic solvent is lowered. In FIG. 6C, LEP indicates a mask exposure part, and NEP indicates a mask non-exposure part.
FIG. 6D shows a state in which this is developed with an organic solvent, and the retardation layer RE remains only in the light irradiation portion.
In this way, the retardation layer RE is selectively formed only in the portion where the photosensor TFT TFT2 exists.
位相差層ＲＥのリタデーションは視感度が最大となる波長５５０ｎｍにおいて１３７ｎｍであり、位相差層ＲＥの遅相軸は、後述する液晶層ＬＣＬの配向方向に対して４５度とした。
位相差層ＲＥの遅相軸はこの場合ジアクリル系液晶混合物の配向方向になり、位相差層配向膜ＡＬＲのラビング方向で定められる。液晶層ＬＣＬの配向方向は、上側偏光板の吸収軸に平行であるため、位相差層ＲＥの遅相軸は、上側偏光板の吸収軸と４５度をなし、上側偏光板と位相差層ＲＥの組合せは円偏光板として作用する。
The retardation of the retardation layer RE is 137 nm at a wavelength of 550 nm where the visibility is maximum, and the slow axis of the retardation layer RE is 45 degrees with respect to the alignment direction of the liquid crystal layer LCL described later.
In this case, the slow axis of the retardation layer RE is the alignment direction of the diacrylic liquid crystal mixture, and is determined by the rubbing direction of the retardation layer alignment film ALR. Since the alignment direction of the liquid crystal layer LCL is parallel to the absorption axis of the upper polarizing plate, the slow axis of the retardation layer RE forms 45 degrees with the absorption axis of the upper polarizing plate, and the upper polarizing plate and the retardation layer RE This combination acts as a circularly polarizing plate.
第二の基板ＳＵ２は、第一の基板ＳＵ１と同様にホウケイサンガラス製であり、液晶層ＬＣＬに近接する側より順に、主に第二の配向膜ＡＬ２、画素電極ＰＥ、層間絶縁膜ＰＣＩＬ、共通電極ＣＥ、画素書込みＴＦＴＴＦＴ１、走査配線、信号配線を備えている。
第二の配向膜ＡＬ２は、第一の配向膜ＡＬ１と同様の水平配向膜である。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥはいずれも透明性と導電性に優れたＩＴＯ(Indium Tin Oxide)であり、層厚は８０ｎｍである。両者は窒化珪素（ＳｉＮ）製の層間絶縁膜ＰＣＩＬによって隔たれており、層間絶縁膜ＰＣＩＬの層厚は３００ｎｍである。画素電極ＰＥの平面形状は、画素端部において結合された櫛歯状であるのに対し、共通電極ＣＥは、画素の透明部分においてベタ平面状である。
Like the first substrate SU1, the second substrate SU2 is made of borosilicate glass, and mainly in order from the side close to the liquid crystal layer LCL, the second alignment film AL2, the pixel electrode PE, the interlayer insulating film PCIL, A common electrode CE, a pixel writing TFT TFT1, a scanning wiring, and a signal wiring are provided.
The second alignment film AL2 is a horizontal alignment film similar to the first alignment film AL1. The pixel electrode PE and the common electrode CE are both ITO (Indium Tin Oxide) excellent in transparency and conductivity, and the layer thickness is 80 nm. Both are separated by an interlayer insulating film PCIL made of silicon nitride (SiN), and the thickness of the interlayer insulating film PCIL is 300 nm. The planar shape of the pixel electrode PE is a comb-like shape coupled at the pixel end, whereas the common electrode CE is a solid planar shape at the transparent portion of the pixel.
このように画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとを層間絶縁膜ＰＣＩＬで隔て、かつ層間絶縁膜ＰＣＩＬの膜厚を十分に薄くすることにより、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間にアーチ状の電気力線が形成される。
この時、電気力線は、層間絶縁膜ＰＣＩＬを貫いて主に液晶層ＬＣＬ中に分布し、なおかつ基板平面に対して平行な成分を有する横電界を形成する。これにより、電圧印加時において液晶配向方向が主に層平面内で回転するように変化する、ＩＰＳ方式に特有の配向変化を与える。
In this way, the pixel electrode PE and the common electrode CE are separated by the interlayer insulating film PCIL, and the film thickness of the interlayer insulating film PCIL is sufficiently reduced, so that an arch-shaped electric force is generated between the pixel electrode PE and the common electrode CE. A line is formed.
At this time, the lines of electric force form a transverse electric field that is distributed mainly in the liquid crystal layer LCL through the interlayer insulating film PCIL and having a component parallel to the substrate plane. This gives a change in alignment peculiar to the IPS system in which the liquid crystal alignment direction changes so as to rotate mainly in the layer plane when a voltage is applied.
また、図１に示したように、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥが重畳する部分が多数存在するが、この部分は、液晶層ＬＣＬに対して並列に結合しているため、保持期間中に液晶層ＬＣＬに印加される電圧値を一定に保つ透明保持容量として機能する。保持容量が透明でかつ保持容量上の液晶層ＬＣＬも駆動できることから、高開口率と保持特性が同時に得られる。 In addition, as shown in FIG. 1, there are many portions where the pixel electrode PE and the common electrode CE overlap, and since these portions are coupled in parallel to the liquid crystal layer LCL, the liquid crystal is retained during the holding period. It functions as a transparent storage capacitor that keeps the voltage value applied to the layer LCL constant. Since the storage capacitor is transparent and the liquid crystal layer LCL on the storage capacitor can be driven, a high aperture ratio and a storage characteristic can be obtained at the same time.
なお、図２において、スリット構造の方向は、画素内において一様であり、走査配線方向を０度とし、方位角を反時計回りに定義すると、各ストライプ構造の方向は−７．５度であり、液晶配向方向は０度である。
図５は、これとは異なるスリット構造の例を２つ示しており、スリット構造の方向の角度が７．５度である領域と、−７．５度である領域が画素内にほぼ一対一の面積比で存在する。
２領域では電圧印加時における液晶配向方向の回転方向が互いに異なり、すなわち一方において時計回りであれば、他方において反時計回りである。各領域は、明表示が黄色い着色を示す視角方向と、水色の着色を示す視角方向とをそれぞれ有するが、両者が同時に観察されて相殺される効果が得られる。その結果、視角方向においてより無着色の表示が得られる。
In FIG. 2, the direction of the slit structure is uniform within the pixel. When the scanning wiring direction is defined as 0 degree and the azimuth angle is defined counterclockwise, the direction of each stripe structure is −7.5 degrees. The liquid crystal alignment direction is 0 degree.
FIG. 5 shows two examples of slit structures different from the above. An area where the angle in the direction of the slit structure is 7.5 degrees and an area where the angle is −7.5 degrees are almost one-to-one in the pixel. It exists in the area ratio.
In the two regions, the rotation directions of the liquid crystal alignment directions at the time of voltage application are different from each other, that is, if the rotation direction is clockwise on one side, it is counterclockwise on the other side. Each region has a viewing angle direction in which the bright display shows yellow coloring and a viewing angle direction in which the light blue coloring shows, and an effect is obtained in which both are observed simultaneously and offset. As a result, a more colorless display is obtained in the viewing angle direction.
図２に示したように信号配線と走査配線は、互いに交差しており、交差部の近傍には、それぞれ画素書込みＴＦＴＴＦＴ１を有し、画素電極ＰＥと１対１に対応している。画素電極ＰＥには、画素書込みＴＦＴＴＦＴ１とコンタクトホールＣＨを介して信号配線より画像信号に対応した電位が付与される。
また、画素書込みＴＦＴＴＦＴ１の動作は走査配線の走査信号により制御される。画素書込みＴＦＴＴＦＴ１のチャネル部は、アモルファスシリコン層からなる。あるいはまた、より移動度の高いポリシリコン層で形成しても良い。
チャネル部は、チャネル部無機絶縁膜ＣＩＬ１で被覆することにより動作を安定化し、かつチャネル部有機絶縁膜ＣＩＬ２により凹凸を平坦化し、かつ寄生容量を低減する。各画素電極ＰＥは、長方形状で互いに独立に制御され、かつ第二の基板ＳＵ２上に格子状に配置されている。画素電極ＰＥは、スルーホール部において画素書込みＴＦＴＴＦＴ１に接続している。
As shown in FIG. 2, the signal wiring and the scanning wiring intersect each other, and each has a pixel writing TFT TFT1 in the vicinity of the intersection, and corresponds to the pixel electrode PE in a one-to-one correspondence. A potential corresponding to an image signal is applied from the signal wiring to the pixel electrode PE through the pixel writing TFT TFT1 and the contact hole CH.
The operation of the pixel writing TFT TFT1 is controlled by a scanning signal of the scanning wiring. The channel portion of the pixel writing TFT TFT1 is made of an amorphous silicon layer. Alternatively, a polysilicon layer with higher mobility may be formed.
The channel portion is covered with the channel portion inorganic insulating film CIL1 to stabilize the operation, and the channel portion organic insulating film CIL2 to flatten the unevenness and reduce the parasitic capacitance. Each pixel electrode PE is rectangular and controlled independently of each other, and is arranged in a grid pattern on the second substrate SU2. The pixel electrode PE is connected to the pixel writing TFT TFT1 in the through hole portion.
液晶層ＬＣＬには、室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示し、誘電率異方性が正で高抵抗の液晶材料を用いる。画素書込みＴＦＴＴＦＴ１がオフとなる保持期間中における電圧低下が十分に少なく、フリッカの発生を防ぐことができる。 For the liquid crystal layer LCL, a liquid crystal material that exhibits a nematic phase in a wide temperature range including room temperature, a positive dielectric anisotropy, and a high resistance is used. The voltage drop during the holding period in which the pixel writing TFT TFT1 is turned off is sufficiently small, and the occurrence of flicker can be prevented.
第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２にラビング法で配向処理を施した後、第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２を組み立てる。第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２の間のギャップは、第一の基板ＳＵ１側に配置したポストスペーサＰＳによって均一に維持される。
図４に示すようにポストスペーサＰＳは、概略円柱状であり、画素間に分布しており、特に光センサＴＦＴＴＦＴ２に対応する部分には、必ず分布している。第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２の間のギャップに液晶材料を真空封入して、前述の液晶層ＬＣＬとする。液晶層ＬＣＬはホモジニアス配向で、その配向方向は走査配線に対して７．５度をなす。電圧印加時の電界方向と配向方向のなす角度が８２．５度と大きいため、電圧印加時において充分に大きな液晶層ＬＣＬの配向変化が得られる。
After the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are subjected to alignment treatment by a rubbing method, the first substrate SU1 and the second substrate SU2 are assembled. The gap between the first substrate SU1 and the second substrate SU2 is uniformly maintained by the post spacer PS disposed on the first substrate SU1 side.
As shown in FIG. 4, the post spacers PS have a substantially cylindrical shape and are distributed between the pixels, and are always distributed particularly in the portion corresponding to the photosensor TFT TFT2. A liquid crystal material is vacuum-sealed in the gap between the first substrate SU1 and the second substrate SU2 to form the above-described liquid crystal layer LCL. The liquid crystal layer LCL is homogeneously aligned, and the alignment direction is 7.5 degrees with respect to the scanning wiring. Since the angle formed by the electric field direction and the alignment direction during voltage application is as large as 82.5 degrees, a sufficiently large alignment change of the liquid crystal layer LCL can be obtained during voltage application.
第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２の外側には第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２を配置しており、第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２はヨウ素系色素を含み、その２色性により自然光を高偏光度の直線偏光に変換する。第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２の吸収軸はその平面法線方向から観察して互いに直交しており、かつ第一の偏光板ＰＬ１の吸収軸は液晶配向方向に平行である。 A first polarizing plate PL1 and a second polarizing plate PL2 are disposed outside the first substrate SU1 and the second substrate SU2, and the first polarizing plate PL1 and the second polarizing plate PL2 are iodine-based. It contains a dye and converts natural light into linearly polarized light with a high degree of polarization due to its dichroism. The absorption axes of the first polarizing plate PL1 and the second polarizing plate PL2 are orthogonal to each other when observed from the plane normal direction, and the absorption axis of the first polarizing plate PL1 is parallel to the liquid crystal alignment direction. .
光センサについては、Willen den Boerらの非特許文献であるＳＩＤ ０３ ＤＩＧＥＳＴ 1494〜1497頁に記載されている方式を用いた。すなわち、光センサを主に光センサバイアス配線ＰＢＬ、光電荷読み出し配線、光センサＴＦＴＴＦＴ２、光電荷蓄積容量ＰＣＰ、光センサ読み出しＴＦＴＴＦＴ３で構成する。
このうちの光センサＴＦＴＴＦＴ２のソース線とゲート線を光センサバイアス配線ＰＢＬに接続し、そのチャネル部のアモルファスシリコン層に電圧を印加する。光センサＴＦＴＴＦＴ２のアモルファスシリコン層に照射された光の一部は、電荷に変換され、照射光量に応じた電荷が生じる。これを光センサＴＦＴＴＦＴ２のドレイン線側に接続した光電荷蓄積容量ＰＣＰに蓄積する。
光電荷蓄積容量ＰＣＰには光センサ読み出しＴＦＴＴＦＴ３が接続されており、これを走査することにより蓄積された電荷を光電荷読み出し配線より一定周期で読み出して、液晶パネル上に照射される光量分布を計測する。これより使用者の指や入力ペンの位置とその変化を検出して、入力信号に変換する。
For the optical sensor, the method described in SID 03 DIGEST 1494 to 1497, which is a non-patent document of Willen den Boer et al., Was used. That is, the photosensor is mainly composed of photosensor bias wiring PBL, photocharge readout wiring, photosensor TFT TFT2, photocharge storage capacitor PCP, and photosensor readout TFT TFT3.
Of these, the source line and gate line of the photosensor TFT TFT2 are connected to the photosensor bias wiring PBL, and a voltage is applied to the amorphous silicon layer of the channel portion. Part of the light irradiated to the amorphous silicon layer of the photosensor TFT TFT2 is converted into electric charges, and electric charges corresponding to the amount of irradiation light are generated. This is stored in the photocharge storage capacitor PCP connected to the drain line side of the photosensor TFT TFT2.
An optical sensor readout TFT TFT3 is connected to the photoelectric charge storage capacitor PCP, and the charge accumulated by scanning this is read out from the photoelectric charge readout wiring at a constant cycle, and the light quantity distribution irradiated on the liquid crystal panel is measured. To do. From this, the position of the user's finger or input pen and its change are detected and converted to an input signal.
光センサを応用した追加機能としては、タッチパネルの他にもスキャナや指紋認証装置が考えられる。図４に示したように光センサと画素は液晶パネル上の面積を分け合うため、用途に応じて必要充分な密度で光センサを配置すれば付加機能と透過率を両立できる。
例えば、指紋認証装置の場合には図４に示したように全ての画素列に隣り合うように配置すれば、画素と同等の精細度が得られる。タッチパネル用途であれば光センサの配置は画素よりもかなり疎であってもよく、図５に示したように画素列に対して二列おきに配置しても良い。この場合、光センサのない部分にも図４と同じようにポストスペーサＰＳを配置すれば、ポストスペーサＰＳの分布が疎にならず、液晶層厚が均一に保持される。
As an additional function to which the optical sensor is applied, a scanner and a fingerprint authentication device can be considered in addition to the touch panel. As shown in FIG. 4, since the photosensor and the pixel share the area on the liquid crystal panel, additional functions and transmittance can be achieved by arranging the photosensor with a necessary and sufficient density according to the application.
For example, in the case of a fingerprint authentication device, if it is arranged adjacent to all the pixel columns as shown in FIG. 4, the same definition as the pixels can be obtained. If it is a touch panel use, the arrangement of the photosensors may be considerably sparser than the pixels, and may be arranged every two columns with respect to the pixel column as shown in FIG. In this case, if post spacers PS are arranged in a portion without an optical sensor as in FIG. 4, the distribution of the post spacers PS is not sparse and the liquid crystal layer thickness is kept uniform.
光検出用ＴＦＴでは、チャネル部のアモルファスシリコン層とこれに接続されたソース配線とドレイン配線がブラックマトリクスＢＭで被覆されずに露出している。光検出用ＴＦＴと上側偏光板の間には位相差層ＲＥがあり、前述のようにその遅相軸は上側偏光板の吸収軸に対して４５度をなし、かつそのΔｎｄは約１３７ｎｍである。 In the light detection TFT, the amorphous silicon layer in the channel portion and the source wiring and drain wiring connected thereto are exposed without being covered with the black matrix BM. There is a retardation layer RE between the photodetecting TFT and the upper polarizing plate, and its slow axis forms 45 degrees with respect to the absorption axis of the upper polarizing plate as described above, and its Δnd is about 137 nm.
そのため、位相差層ＲＥを通過した時点で透過光は、円偏光に変換される。また、光検出用ＴＦＴと位相差層ＲＥの間には、光学等方性のポストスペーサＰＳがあり、液晶層ＬＣＬが存在しないため、位相差層ＲＥで作られた円偏光はそのままの偏光状態を保って光検出用ＴＦＴのアモルファスシリコン層に入射する。そのうちの一部は、アモルファスシリコン層に吸収されて前述のように電荷に変換されるが、大部分は反射されて逆回転の円偏光になり再び位相差層ＲＥと上側偏光板に向かう。 Therefore, the transmitted light is converted into circularly polarized light when it passes through the retardation layer RE. In addition, there is an optically isotropic post spacer PS between the light detection TFT and the retardation layer RE, and the liquid crystal layer LCL does not exist, so that the circularly polarized light produced by the retardation layer RE remains in its polarization state. And is incident on the amorphous silicon layer of the photodetecting TFT. Some of them are absorbed by the amorphous silicon layer and converted into electric charges as described above, but most of them are reflected to reversely rotate circularly polarized light, and again go to the retardation layer RE and the upper polarizing plate.
また、アモルファスシリコン層に接続されたソース線、ドレイン線においても同様にして反射が生じる。位相差層ＲＥを通過した時点において、透過光の偏光状態は直線偏光に変換される。かつその振動方向は上側偏光板の吸収軸に平行であるため、上側偏光板によりほぼ完全に吸収されて使用者側には到達しない。このようにして、光センサの機能を保ちながら不要反射を低減することができる。 Similarly, reflection occurs in the source line and drain line connected to the amorphous silicon layer. When the light passes through the phase difference layer RE, the polarization state of the transmitted light is converted into linearly polarized light. And since the vibration direction is parallel to the absorption axis of the upper polarizing plate, it is almost completely absorbed by the upper polarizing plate and does not reach the user side. In this way, unnecessary reflection can be reduced while maintaining the function of the optical sensor.
以上により、ＩＰＳ方式特有の広い視角範囲において高コントラストで階調再現性に優れた高画質の透過表示を示し、光センサによる入力機能を備え、かつ屋外での視認性に優れた薄型の液晶表示装置が得られた。 As described above, high-quality transmissive display with high contrast and excellent gradation reproducibility in a wide viewing angle range peculiar to the IPS system, an optical sensor input function, and a thin liquid crystal display with excellent outdoor visibility A device was obtained.
本実施例の液晶表示装置の画素と光センサをそれぞれ１つ含む断面が図７に模式的に示されている。図１に示した実施例１の断面図に比較して、光センサＴＦＴＴＦＴ２上のポストスペーサＰＳを除き、光センサＴＦＴＴＦＴ２上にも液晶層ＬＣＬを配置した構成とした。また、本実施例では、位相差層ＲＥと液晶層ＬＣＬを合わせて１／４波長板として機能するようにした。具体的には、第一の基板ＳＵ１側に段差形成層ＳＴＬを配置し、これにより光センサＴＦＴＴＦＴ２上の液晶層厚を調節してそのΔｎｄを約１３７ｎｍに設定した。また、位相差層ＲＥのΔｎｄが約２７５ｎｍに設定した。 A cross section including one pixel and one optical sensor of the liquid crystal display device of this embodiment is schematically shown in FIG. Compared with the cross-sectional view of Example 1 shown in FIG. 1, the post spacer PS on the photosensor TFT TFT2 is excluded, and the liquid crystal layer LCL is also arranged on the photosensor TFT TFT2. In this embodiment, the retardation layer RE and the liquid crystal layer LCL are combined to function as a quarter-wave plate. Specifically, the step forming layer STL is arranged on the first substrate SU1 side, thereby adjusting the thickness of the liquid crystal layer on the photosensor TFT TFT2 and setting its Δnd to about 137 nm. Further, Δnd of the retardation layer RE was set to about 275 nm.
すなわち、液晶層ＬＣＬと位相差層ＲＥの組合せが広帯域の１／４波長板として作用するように両者のΔｎｄと遅相軸方位角を設定する。この場合には、液晶層ＬＣＬと位相差層ＲＥの有するΔｎｄの波長依存性が補償されて、より広い波長域で１／４波長板として作用するので、少なくとも基板法線方向での反射率がより低減する効果が得られる。 That is, the Δnd and the slow axis azimuth of both are set so that the combination of the liquid crystal layer LCL and the retardation layer RE acts as a broadband quarter-wave plate. In this case, the wavelength dependence of Δnd of the liquid crystal layer LCL and the retardation layer RE is compensated, and the liquid crystal layer LCL and the retardation layer RE function as a quarter wavelength plate in a wider wavelength range, so that the reflectance in at least the substrate normal direction is A further reducing effect is obtained.
液晶層ＬＣＬと位相差層ＲＥを広帯域１／４波長板として用いることによりΔｎｄの総和が増大し、反射特性の視角依存性が増大する。すなわち、基板法線方向に対して傾いた方向での反射率が増大する。
しかし、光センサＴＦＴＴＦＴ２のアモルファスシリコン層は反射表示に用いる拡散反射板と異なり光拡散性を有しない。この場合、基板法線方向における反射低減が重要になるため、反射特性の視角依存性増大による悪影響はほとんどない。
By using the liquid crystal layer LCL and the retardation layer RE as a broadband ¼ wavelength plate, the sum of Δnd increases, and the viewing angle dependency of the reflection characteristics increases. That is, the reflectance in the direction inclined with respect to the substrate normal direction increases.
However, the amorphous silicon layer of the photosensor TFT TFT2 does not have light diffusibility unlike the diffuse reflector used for reflection display. In this case, since it is important to reduce reflection in the normal direction of the substrate, there is almost no adverse effect due to an increase in the viewing angle dependency of the reflection characteristics.
画素電極ＰＥ上と光センサＴＦＴＴＦＴ２上において液晶層ＬＣＬの配向方向を同一にした方が配向プロセスを簡略化できるのでより好ましい。この場合には、液晶層ＬＣＬの方位角が定まるので、位相差層ＲＥの方位角も定まる。具体的には、液晶層ＬＣＬの配向方向を方位角０度とすると、位相差層ＲＥの遅相軸方位角は、±６２．５度にすれば液晶層ＬＣＬと位相差層ＲＥの組合せが広帯域の１／４波長板として機能する。 It is more preferable to make the alignment direction of the liquid crystal layer LCL the same on the pixel electrode PE and the photosensor TFT TFT2 because the alignment process can be simplified. In this case, since the azimuth angle of the liquid crystal layer LCL is determined, the azimuth angle of the retardation layer RE is also determined. Specifically, when the orientation direction of the liquid crystal layer LCL is 0 azimuth, if the slow axis azimuth of the retardation layer RE is ± 62.5 degrees, the combination of the liquid crystal layer LCL and the retardation layer RE is It functions as a broadband quarter wave plate.
本実施例における画素と光センサ、ポストスペーサＰＳと位相差層ＲＥ、段差形成層ＳＴＬの平面分布が図８に示されている。
位相差層ＲＥと段差形成層ＳＴＬは、画素列の間に帯状に分布し、位相差層ＲＥと段差形成層ＳＴＬの分布は重なり合っている。位相差層ＲＥの分布は、光センサを含み、かつ画素にははみ出ない。これにより、光センサにおける不要反射を防止しながら、かつ暗室など外光が存在しない環境下での表示画質の低下は生じない。
ポストスペーサＰＳは、光センサの間に配置したことにより、光センサ上に液晶層ＬＣＬを分布させ、前記のような広帯域１／４波長板の構成要素として活用している。
FIG. 8 shows a planar distribution of the pixel and the optical sensor, the post spacer PS, the retardation layer RE, and the step forming layer STL in this embodiment.
The phase difference layer RE and the step forming layer STL are distributed in a band shape between the pixel columns, and the distribution of the phase difference layer RE and the step forming layer STL overlap each other. The distribution of the retardation layer RE includes an optical sensor and does not protrude from the pixel. Thereby, while preventing unnecessary reflection in the optical sensor, the display image quality does not deteriorate in an environment where there is no external light such as a dark room.
Since the post spacer PS is disposed between the photosensors, the liquid crystal layer LCL is distributed on the photosensors, and is utilized as a component of the broadband quarter-wave plate as described above.
以上により、不要反射をより低減して実施例１よりも更に屋外視認性を向上できる。 As described above, unnecessary reflection can be further reduced and outdoor visibility can be further improved as compared with the first embodiment.
本実施例の液晶表示装置の画素と光センサをそれぞれ１つ含む断面が図９に模式的に示されている。本実施例では、実施例１の液晶表示装置から光センサＴＦＴＴＦＴ２上のポストスペーサＰＳと位相差層ＲＥを除き、光センサＴＦＴＴＦＴ２上にも液晶層ＬＣＬを配置した。位相差層ＲＥを除いたことに伴い、位相差層配向膜ＡＬＲと保護膜ＰＬも除いた。本実施例では位相差層ＲＥの代わりに液晶層ＬＣＬにこれと同等の機能を付与した。
FIG. 9 schematically shows a cross section including one pixel and one photosensor of the liquid crystal display device of this embodiment. In this embodiment, the post spacer PS and the retardation layer RE on the photosensor TFT TFT2 are removed from the liquid crystal display device of the
具体的には、第一の基板ＳＵ１側に段差形成層ＳＴＬを配置し、これにより光センサＴＦＴＴＦＴ２上の液晶層厚を調節してそのΔｎｄが約１３７ｎｍになるようにした。また、光センサＴＦＴＴＦＴ２上は配向方向変更部に含まれるようにした。すなわち、液晶層ＬＣＬの配向状態は、画素電極ＰＥ上と同様にホモジニアス配向としたが、その配向方向を画素電極ＰＥ上とは異なる方向にし、上側偏光板の吸収軸に対して４５度をなすようにした。具体的には、光センサＴＦＴＴＦＴ２上の第一の配向膜ＡＬ１を第一の配向膜配向方向変更部ＡＬＣ１とし、光センサＴＦＴＴＦＴ２上の第二の配向膜ＡＬ２を第二の配向膜配向方向変更部ＡＬＣ２とする。 Specifically, the step forming layer STL is arranged on the first substrate SU1 side, and thereby the liquid crystal layer thickness on the photosensor TFT TFT2 is adjusted so that its Δnd becomes about 137 nm. Further, the optical sensor TFT TFT2 is included in the alignment direction changing portion. That is, the alignment state of the liquid crystal layer LCL is the homogeneous alignment similar to that on the pixel electrode PE, but the alignment direction is different from that on the pixel electrode PE and is 45 degrees with respect to the absorption axis of the upper polarizing plate. I did it. Specifically, the first alignment film AL1 on the photosensor TFT TFT2 is used as the first alignment film alignment direction changing section ALC1, and the second alignment film AL2 on the photosensor TFT TFT2 is used as the second alignment film alignment direction changing section. Let it be ALC2.
第一の配向膜配向方向変更部ＡＬＣ１および第二の配向膜配向方向変更部ＡＬＣ２を形成するためには、マスクラビングを用いても良い。すなわち、水平配向性のポリイミド配向膜を塗布焼成した後、画素電極ＰＥ上を開口部とし光センサＴＦＴＴＦＴ２上を被覆するマスクを積層して一回目の配向処理を行った。 In order to form the first alignment film alignment direction changing portion ALC1 and the second alignment film alignment direction changing portion ALC2, mask rubbing may be used. That is, a horizontal alignment polyimide alignment film was applied and baked, and then the first alignment process was performed by laminating a mask covering the photosensor TFT TFT2 with the pixel electrode PE as an opening.
その後、これとは逆に光センサＴＦＴＴＦＴ２上を開口部とし画素電極ＰＥ上を被覆するマスクを積層して二回目の配向処理を行った。一回目の配向処理では配向方向が上側偏光板の吸収軸に対して平行になるようにラビング処理を行い、二回目の配向処理では上側偏光板の吸収軸に対して４５度をなすようにラビング処理を行った。 After that, on the contrary, a mask for covering the pixel electrode PE with the opening on the photosensor TFTTFT2 as an opening was laminated, and the second alignment treatment was performed. In the first alignment treatment, rubbing is performed so that the alignment direction is parallel to the absorption axis of the upper polarizing plate, and in the second alignment processing, rubbing is performed so as to form 45 degrees with respect to the absorption axis of the upper polarizing plate. Processed.
あるいはまた、配向膜に光配向膜を用いても良い。光配向膜とは、偏光照射で配向処理する配向膜であり、偏光方向の平行方向、若しくは垂直方向に液晶層ＬＣＬを配向させる機能を有する。上記のマスクラビングと同様にマスクを積層しながら配向処理するが、この場合にマスクの開口部は照射光の波長において透明であればよい。一回目の配向処理では上側偏光板の吸収軸に対して振動方向が平行な偏光を照射し、二回目の配向処理では上側偏光板の吸収軸に対して振動方向が４５度をなす偏光を照射した。 Alternatively, a photo-alignment film may be used as the alignment film. The photo-alignment film is an alignment film that is aligned by irradiation with polarized light, and has a function of aligning the liquid crystal layer LCL in the parallel direction or the vertical direction of the polarization direction. Similar to the above-described mask rubbing, the alignment treatment is performed while laminating the mask. In this case, the opening of the mask only needs to be transparent at the wavelength of the irradiation light. In the first alignment treatment, the polarized light whose vibration direction is parallel to the absorption axis of the upper polarizing plate is irradiated. In the second alignment treatment, polarized light whose vibration direction forms 45 degrees with respect to the absorption axis of the upper polarizing plate is irradiated. did.
光センサ上とその近傍には、液晶層ＬＣＬに電界を印加するための手段を配置しない。また、光センサのアモルファスシリコンに生じる電荷は、充分に弱く、その影響は絶縁膜により遮蔽される。そのため、画像表示時と光センサ動作時のいずれにおいても液晶層ＬＣＬの配向が変化せず、１／４波長板としての機能が常に保持される。 No means for applying an electric field to the liquid crystal layer LCL is disposed on and in the vicinity of the optical sensor. Further, the charge generated in the amorphous silicon of the photosensor is sufficiently weak, and the influence is shielded by the insulating film. Therefore, the orientation of the liquid crystal layer LCL does not change both during image display and when the optical sensor is operated, and the function as a quarter wavelength plate is always maintained.
本実施例における画素と光センサ、ポストスペーサＰＳと位相差層ＲＥ、段差形成層ＳＴＬの平面分布が図１０に示されている。配向方向偏光部と段差形成層ＳＴＬは、画素列の間に帯状に分布し、配向方向偏光部と段差形成層ＳＴＬの分布は重なり合っている。配向方向偏光部の分布は光センサを含み、かつ画素にははみ出ない。 FIG. 10 shows a planar distribution of the pixel and the optical sensor, the post spacer PS, the retardation layer RE, and the step forming layer STL in this embodiment. The alignment direction polarizing part and the step forming layer STL are distributed in a band shape between the pixel columns, and the distribution of the alignment direction polarizing part and the step forming layer STL is overlapped. The distribution of the orientation direction polarization part includes the optical sensor and does not protrude from the pixel.
これにより、光センサにおける不要反射を防止しながら、かつ暗室など外光が存在しない環境下での表示画質の低下は生じない。ポストスペーサＰＳは光センサの間に配置したことにより、光センサ上に液晶層ＬＣＬを分布させ、前記のような広帯域１／４波長板の構成要素として活用している。
この場合にも、高画質の透過表示と光センサによる入力機能を備えた、屋外視認性に優れた薄型の液晶表示装置が得られる。
Thereby, while preventing unnecessary reflection in the optical sensor, the display image quality does not deteriorate in an environment where there is no external light such as a dark room. Since the post spacer PS is disposed between the photosensors, the liquid crystal layer LCL is distributed on the photosensor, and is utilized as a component of the broadband quarter-wave plate as described above.
Also in this case, a thin liquid crystal display device having an excellent outdoor visibility and having a high-quality transmissive display and an input function using an optical sensor can be obtained.
本実施例の液晶表示装置の画素と光センサをそれぞれ１つ含む断面が図１１に模式的に示されている。図１１の切断面Ｓ１，Ｓ２は、平面図である図１２に記載してある。本実施例では、液晶層ＬＣＬの配向状態を垂直配向に、液晶材料を誘電率異方性が負のネマチック液晶にし、第一の基板ＳＵ１側に共通電極ＣＥ、第二の基板ＳＵ２側に画素電極ＰＥを配置して、基板法線方向に電圧を印加する縦電界で液晶層ＬＣＬを駆動した。 A cross section including one pixel and one optical sensor of the liquid crystal display device of this embodiment is schematically shown in FIG. 11 are described in FIG. 12, which is a plan view. In this embodiment, the alignment state of the liquid crystal layer LCL is vertical alignment, the liquid crystal material is nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, the common electrode CE is on the first substrate SU1, and the pixel is on the second substrate SU2. The electrode PE was disposed, and the liquid crystal layer LCL was driven by a vertical electric field that applied a voltage in the normal direction of the substrate.
これに伴い、第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２を垂直配向膜に変更し、配向処理工程を省略した。また、実施例１の液晶表示装置では光センサＴＦＴＴＦＴ２の分布に対応するようにして液晶層ＬＣＬの内側に位相差層ＲＥを形成したが、本実施例では、これを除いた。位相差層ＲＥを除いたことに伴い、位相差層配向膜ＡＬＲと保護膜ＰＬも除いた。第一の基板ＳＵ１と第一の偏光板ＰＬ１の間に第一の外側位相差層ＲＥ１を積層し、第二の基板ＳＵ２と第二の偏光板ＰＬ２の間に第二の外側位相差層ＲＥ２を積層した。 Accordingly, the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are changed to the vertical alignment film, and the alignment process step is omitted. In the liquid crystal display device of Example 1, the retardation layer RE is formed on the inner side of the liquid crystal layer LCL so as to correspond to the distribution of the photosensor TFTTFT2, but this is omitted in this example. Along with the removal of the retardation layer RE, the retardation layer alignment film ALR and the protective film PL were also removed. The first outer retardation layer RE1 is laminated between the first substrate SU1 and the first polarizing plate PL1, and the second outer retardation layer RE2 is interposed between the second substrate SU2 and the second polarizing plate PL2. Were laminated.
第一の外側位相差層ＲＥ１と第二の外側位相差層ＲＥ２はいずれもΔｎｄが１３７ｎｍであり、かつシクロオレフィン系高分子膜からなる。シクロオレフィン系高分子膜は、複屈折の波長分散が小さく反射暗表示の着色が比較的少ない、光弾性が小さいため複屈折値が面内で均一になりやすいなどの特徴を有する。第一の外側位相差層ＲＥ１と第二の外側位相差層ＲＥ２の遅相軸は互いに直交し、かつ第一の外側位相差層ＲＥ１の遅相軸は第一の偏光板ＰＬ１の吸収軸に対し４５度をなし、第二の外側位相差層ＲＥ２の遅相軸は第二の偏光板ＰＬ２の吸収軸に対し４５度をなす。 Each of the first outer retardation layer RE1 and the second outer retardation layer RE2 has a Δnd of 137 nm and is made of a cycloolefin polymer film. The cycloolefin-based polymer film has characteristics such that the birefringence wavelength dispersion is small and coloring of reflection dark display is relatively small, and the birefringence value is likely to be uniform in the plane because the photoelasticity is small. The slow axes of the first outer retardation layer RE1 and the second outer retardation layer RE2 are orthogonal to each other, and the slow axis of the first outer retardation layer RE1 is the absorption axis of the first polarizing plate PL1. The slow axis of the second outer retardation layer RE2 is 45 degrees with respect to the absorption axis of the second polarizing plate PL2.
さらに、本実施例では、一画素を反射表示部と透過表示部に面積分割し、反射表示部の画素電極ＰＥはアルミニウム製で高反射率の反射画素電極ＲＰＥＬとし、透過表示部の画素電極ＰＥは、ＩＴＯ製で光透過性の透過画素電極ＴＰＥＬとした。透過画素電極ＴＰＥＬは、反射表示部にも分布して、反射画素電極ＲＰＥＬは、透過画素電極ＴＰＥＬに重畳しており、両者はオーミック接合されて同電位になっている。 Further, in this embodiment, one pixel is divided into areas of a reflective display portion and a transmissive display portion, the pixel electrode PE of the reflective display portion is made of aluminum and has a high reflectance, and the pixel electrode PE of the transmissive display portion. Is made of ITO and is a light-transmissive transmissive pixel electrode TPEL. The transmissive pixel electrode TPEL is also distributed in the reflective display portion, and the reflective pixel electrode RPEL is superimposed on the transmissive pixel electrode TPEL, and both are ohmic-bonded and have the same potential.
反射画素電極ＲＰＥＬは、透過画素電極ＴＰＥＬを介してチャネル部有機絶縁膜ＣＩＬ２に近接しているが、反射表示部に位置するチャネル部有機絶縁膜ＣＩＬ２の表面には、コンタクトホールＣＨ形成時に凹凸を同時に形成しており、これにより反射画素電極ＲＰＥＬ表面に滑らかな凹凸を付与している。 The reflective pixel electrode RPEL is close to the channel part organic insulating film CIL2 through the transmissive pixel electrode TPEL, but the surface of the channel part organic insulating film CIL2 located in the reflective display part is uneven when the contact hole CH is formed. At the same time, the surface of the reflective pixel electrode RPEL is provided with smooth irregularities.
凹凸の内の凸形状ＰＴは概略円形で、その直径は約５μｍ、高さは約０．５μｍであり、外部からの光を拡散反射して光源との位置関係が変化しても輝度変化の比較的少ない高品位の反射表示が得られる。反射表示部には段差形成層ＳＴＬを配置して、反射表示部における液晶層ＬＣＬの厚さを透過表示部の約半分にした。 The convex shape PT among the concaves and convexes is approximately circular, its diameter is about 5 μm, and its height is about 0.5 μm. Even if the positional relationship with the light source changes due to diffuse reflection of light from the outside, the luminance changes. Relatively few high-quality reflective displays can be obtained. A step forming layer STL is arranged in the reflective display portion, and the thickness of the liquid crystal layer LCL in the reflective display portion is about half that of the transmissive display portion.
透過表示部と反射表示部の境界には、共通配線ＣＬを配置し、共通配線ＣＬは、走査配線と同層に形成した。共通配線ＣＬと反射画素電極ＲＰＥＬの間に保持容量を形成し、電圧保持期間における液晶印加電圧の降下を低減した。透過表示部の中央には、第一の基板ＳＵ１側に配向制御突起ＡＬＣを配置した。 A common wiring CL is arranged at the boundary between the transmissive display portion and the reflective display portion, and the common wiring CL is formed in the same layer as the scanning wiring. A storage capacitor was formed between the common wiring CL and the reflective pixel electrode RPEL to reduce a drop in liquid crystal applied voltage during the voltage holding period. In the center of the transmissive display portion, an alignment control protrusion ALC is disposed on the first substrate SU1 side.
配向制御突起ＡＬＣは、有機絶縁膜を溶融固化して形成しており、溶融時の表面張力により断面形状が二次曲面状である。配向制御突起ＡＬＣは、近接する液晶層ＬＣＬを垂直配向から僅かに傾斜させ、この時の傾斜方向は、図１２に示した配向制御突起ＡＬＣの平面形状の法線方向になる。垂直配向の液晶層ＬＣＬに縦電界を印加すると液晶層ＬＣＬのチルト角が減少するが、この時の方位角は配向制御突起ＡＬＣにより定められた傾斜方向に定まる。 The alignment control protrusion ALC is formed by melting and solidifying an organic insulating film, and the cross-sectional shape is a quadratic curved surface due to the surface tension at the time of melting. The alignment control protrusion ALC slightly tilts the adjacent liquid crystal layer LCL from the vertical alignment, and the inclination direction at this time is the normal direction of the planar shape of the alignment control protrusion ALC shown in FIG. When a vertical electric field is applied to the vertically aligned liquid crystal layer LCL, the tilt angle of the liquid crystal layer LCL decreases, but the azimuth angle at this time is determined in the tilt direction determined by the alignment control protrusion ALC.
透過表示部の中央に平面形状が楕円状の配向制御突起ＡＬＣを配置したことにより、上下左右方向に概略均等に液晶層ＬＣＬの傾斜が生じる。これにより上方向に傾斜した液晶層ＬＣＬと下方向に傾斜した液晶層ＬＣＬの視角特性が相殺され、右方向と左方向、その他の斜め方向でも同様にして液晶層ＬＣＬの視角特性が相殺されることにより、視角特性が向上する。 By arranging the alignment control protrusion ALC having an elliptical planar shape in the center of the transmissive display portion, the liquid crystal layer LCL is inclined substantially uniformly in the vertical and horizontal directions. As a result, the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer LCL tilted upward and the liquid crystal layer LCL tilted downward are canceled out, and the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer LCL are canceled in the same way in the right direction, the left direction, and other diagonal directions. As a result, the viewing angle characteristics are improved.
電圧無印加時に液晶層ＬＣＬは、垂直配向であるため、少なくとも基板法線方向では、光学等方性であり、第一の外側位相差層ＲＥ１と第二の外側位相差層ＲＥ２のΔｎｄは、互いに等しく、かつ遅相軸は直交しているので両者の光学異方性は相殺する。
そのため、電圧無印加時に透過率は、極小になり、電圧印加して液晶層ＬＣＬが傾斜すると透過率が増大する。以上により、実施例１から実施例３までのＩＰＳ方式液晶表示装置と同様に、電圧無印加時に暗表示、電圧印加時に明表示を行うノーマリークローズ型の印加電圧―透過率特性が得られる。
Since the liquid crystal layer LCL is vertically aligned when no voltage is applied, it is optically isotropic at least in the normal direction of the substrate, and Δnd of the first outer retardation layer RE1 and the second outer retardation layer RE2 is Since they are equal to each other and the slow axes are orthogonal to each other, the optical anisotropies of the two cancel each other.
Therefore, the transmittance is minimized when no voltage is applied, and the transmittance increases when the liquid crystal layer LCL is tilted by applying a voltage. As described above, similarly to the IPS liquid crystal display devices of the first to third embodiments, a normally closed type applied voltage-transmittance characteristic in which dark display is performed when no voltage is applied and bright display is applied when a voltage is applied can be obtained.
また、反射表示部においても電圧無印加時に液晶層ＬＣＬは光学等方性であり、第一の外側位相差層ＲＥ１のΔｎｄが１３７ｎｍであり、その遅相軸は第一の偏光板ＰＬ１の吸収軸に対して４５度をなす。これは実施例１における光センサＴＦＴＴＦＴ２上の構成と同様であり、すなわち、本実施例の液晶層ＬＣＬが実施例１のポストスペーサＰＳに、本実施例の第一の外側位相差層ＲＥ１が実施例１の位相差層ＲＥにそれぞれ相当する。実施例１と同様にして電圧無印加時の反射率が極小になり、電圧印加して液晶層ＬＣＬが傾斜すると反射率が増大する。以上により、反射表示部においても透過表示部と同様にノーマリークローズ型の印加電圧―透過率特性が得られる。 Also in the reflective display portion, the liquid crystal layer LCL is optically isotropic when no voltage is applied, the Δnd of the first outer retardation layer RE1 is 137 nm, and its slow axis is the absorption of the first polarizing plate PL1. 45 degrees to the axis. This is the same as the configuration on the photosensor TFT TFT2 in the first embodiment, that is, the liquid crystal layer LCL of the present embodiment is implemented by the post spacer PS of the first embodiment, and the first outer retardation layer RE1 of the present embodiment is implemented. This corresponds to each of the retardation layers RE of Example 1. Similar to the first embodiment, the reflectance when no voltage is applied is minimized, and the reflectance increases when the voltage is applied and the liquid crystal layer LCL is tilted. As described above, the normally-closed applied voltage-transmittance characteristic can be obtained in the reflective display portion as well as the transmissive display portion.
本実施例の光センサは、反射表示部に近接するため、反射表示部上に形成した段差形成層ＳＴＬを光センサＴＦＴＴＦＴ２上にまで延長しており、かつその上にポストスペーサＰＳを配置している。本実施例の光センサＴＦＴＴＦＴ２上においても第一の外側位相差層ＲＥ１が実施例１の位相差層ＲＥと同じ機能を示し、光センサＴＦＴＴＦＴ２による外光反射を防止する。
Since the optical sensor of this embodiment is close to the reflective display portion, the step forming layer STL formed on the reflective display portion is extended to the optical sensor TFT TFT2, and a post spacer PS is disposed thereon. Yes. Also on the photosensor TFT TFT2 of this embodiment, the first outer retardation layer RE1 has the same function as the retardation layer RE of
ポストスペーサＰＳは、液晶層ＬＣＬの厚さを表示面の全域で均一にするために必須である。ポストスペーサＰＳは、第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２のそれぞれの最上層に接するように分布するため、ポストスペーサＰＳがある部分では、液晶層ＬＣＬが排除されて表示ができない。そのため、ポストスペーサＰＳは開口率を低下させる。同じく光センサも表示には寄与しないため開口率を低下させるので、光センサを画素間に配置する場合には、本実施例のようにポストスペーサＰＳを光センサ上に配置すれば開口率の低下を最小限に抑えることができる。 The post spacer PS is essential to make the thickness of the liquid crystal layer LCL uniform over the entire display surface. Since the post spacers PS are distributed so as to be in contact with the uppermost layers of the first substrate SU1 and the second substrate SU2, the liquid crystal layer LCL is excluded in the portion where the post spacers PS are present, and display cannot be performed. Therefore, the post spacer PS decreases the aperture ratio. Similarly, since the optical sensor does not contribute to the display, the aperture ratio is reduced. Therefore, when the optical sensor is arranged between the pixels, the aperture ratio is reduced if the post spacer PS is arranged on the optical sensor as in this embodiment. Can be minimized.
特に図４に示したように光センサが画素間に密に存在する場合には、ポストスペーサＰＳを光センサ上に配置するだけで表示部の液晶層厚を均一化できる。さらには、本実施例のように液晶層ＬＣＬが垂直配向であれば、少なくとも基板法線方向においてポストスペーサＰＳ、段差形成層ＳＴＬと同様に光学等方性であるため、第一の外側位相板により光センサにおける外光反射を低減できる。 In particular, as shown in FIG. 4, when the photosensors are densely arranged between the pixels, the liquid crystal layer thickness of the display portion can be made uniform only by arranging the post spacers PS on the photosensor. Furthermore, if the liquid crystal layer LCL is vertically aligned as in the present embodiment, it is optically isotropic at least in the normal direction of the substrate in the same manner as the post spacer PS and the step forming layer STL. Thus, external light reflection in the optical sensor can be reduced.
本発明の表示装置を携帯電話等のモバイル機器のインターフェイスに用いれば、厚さを増大することなくタッチパネルやスキャナや指紋認証装置などの機能を付加でき、これと同時に不要反射がなく屋外視認性に優れた高画質の表示が得られる。 If the display device of the present invention is used for an interface of a mobile device such as a mobile phone, functions such as a touch panel, a scanner, and a fingerprint authentication device can be added without increasing the thickness. Excellent high-quality display can be obtained.
ＰＬ１：第一の偏光板、 ＰＬ２：第二の偏光板、ＳＵ１：第一の基板、ＳＵ２：第二の基板、ＬＬ：平坦化層、ＡＬ１：第一の配向膜、ＡＬ２：第二の配向膜、ＡＬＲ：位相差層配向膜、ＬＣＬ：液晶層、ＲＥ：位相差層、ＰＳ：ポストスペーサ、ＧＬ：画素走査配線、ＰＢＬ：光センサバイアス配線、ＲＬ：光センサ読出し配線、ＣＥ：共通電極、ＰＥ：画素電極、ＣＦ：カラーフィルタ、ＢＭ：ブラックマトリクスＢＭ、ＬＬ：平坦化膜、ＰＬ：保護膜、ＰＣＩＬ：層間絶縁膜、ＣＩＬ１：チャネル部無機絶縁膜、ＣＩＬ２：チャネル部有機絶縁膜、ＧＩＬ：走査配線絶縁膜、ＰＣＰ：光電荷蓄積容量、ＴＦＴ１：画素書込みＴＦＴ、ＴＦＴ２：光センサＴＦＴ、ＴＦＴ３：光センサ読出しＴＦＴ、ＣＨ：コンタクトホール、ＲＰ：赤表示画素、ＧＰ：緑表示画素、ＢＰ：青表示画素、ＲＵＬ：ラビングロール、ＲＥ′：完成前の位相差層、ＬＥＰ：マスク露光部、ＮＥＥＰ：マスク非露光部、ＳＴＬ：段差形成層、ＡＬＣ１：第一の配向膜配向方向変更部、ＡＬＣ２：第二の配向膜配向方向変更部、ＲＥ１：第一の外側位相差層、 ＲＥ２：第二の外側位相差層、ＡＬＣ：配向制御突起、ＲＰＥＬ：反射画素電極、ＴＰＥＬ：透過画素電極、ＣＬ：共通配線、ＰＴ：凸形状 PL1: first polarizing plate, PL2: second polarizing plate, SU1: first substrate, SU2: second substrate, LL: planarization layer, AL1: first alignment film, AL2: second alignment Film, ALR: retardation layer alignment film, LCL: liquid crystal layer, RE: retardation layer, PS: post spacer, GL: pixel scanning wiring, PBL: photosensor bias wiring, RL: photosensor readout wiring, CE: common electrode PE: pixel electrode, CF: color filter, BM: black matrix BM, LL: flattening film, PL: protective film, PCIL: interlayer insulating film, CIL1: channel part inorganic insulating film, CIL2: channel part organic insulating film, GIL: scanning wiring insulating film, PCP: photocharge storage capacitor, TFT1: pixel writing TFT, TFT2: photosensor TFT, TFT3: photosensor readout TFT, CH: contact hole, RP: red table Display pixel, GP: green display pixel, BP: blue display pixel, RUL: rubbing roll, RE ′: phase difference layer before completion, LEP: mask exposure part, NEEP: mask non-exposure part, STL: step formation layer, ALC1 : First alignment film alignment direction changing portion, ALC2: second alignment film alignment direction changing portion, RE1: first outer retardation layer, RE2: second outer retardation layer, ALC: alignment control protrusion, RPEL : Reflective pixel electrode, TPEL: transmissive pixel electrode, CL: common wiring, PT: convex shape
Claims (13)
前記光センサ上に前記液晶層が存在せず、かつ前記光センサ上に位相差層を配置し、前記光センサ上の位相差層と前記第一の偏光板が円偏光板として機能する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate; a second substrate; and a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal panel has a plurality of independently controllable pixels, and each of the pixels has a display portion in a central main part thereof, and the first substrate or the second substrate In the liquid crystal display device having a pair of pixel electrodes and a common electrode on the display portion on the surface close to the liquid crystal layer between them, and having a photosensor built in the liquid crystal panel,
The liquid crystal layer does not exist on the optical sensor, and a retardation layer is disposed on the optical sensor, and the retardation layer on the optical sensor and the first polarizing plate function as a circularly polarizing plate. A characteristic liquid crystal display device.
前記光センサ上の前記液晶層と前記第一の偏光板が円偏光板として機能する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate; a second substrate; and a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal panel has a plurality of independently controllable pixels, and each of the pixels has a display portion in a central main part thereof, and the first substrate or the second substrate In the liquid crystal display device having a pair of pixel electrodes and a common electrode on the display portion on the surface close to the liquid crystal layer between them, and having a photosensor built in the liquid crystal panel,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer and the first polarizing plate on the optical sensor function as a circularly polarizing plate.
前記光センサ上に位相差層を配置し、前記光センサ上の液晶層と前記位相差層と前記第一の偏光板が広帯域円偏光板として機能する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate; a second substrate; and a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal panel has a plurality of independently controllable pixels, and each of the pixels has a display portion in a central main part thereof, and the first substrate or the second substrate In the liquid crystal display device having a pair of pixel electrodes and a common electrode on the display portion on the surface close to the liquid crystal layer between them, and having a photosensor built in the liquid crystal panel,
A liquid crystal display device, wherein a retardation layer is disposed on the optical sensor, and the liquid crystal layer, the retardation layer, and the first polarizing plate on the optical sensor function as a broadband circularly polarizing plate.
前記光センサ上に液晶層の厚さを一定に保持するための構造を配置した
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate; a second substrate; and a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal panel has a plurality of independently controllable pixels, and each of the pixels has a display portion in a central main part thereof, and the first substrate or the second substrate In the liquid crystal display device having a pair of pixel electrodes and a common electrode on the display portion on the surface close to the liquid crystal layer between them, and having a photosensor built in the liquid crystal panel,
A liquid crystal display device, wherein a structure for keeping the thickness of the liquid crystal layer constant is disposed on the photosensor.
前記第一の基板上の偏光板の吸収軸方向と４５度をなすものである請求項１の液晶表示装置。 The orientation direction of the retardation layer is
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device forms 45 degrees with the absorption axis direction of the polarizing plate on the first substrate.
前記第一の基板上の偏光板の吸収軸方向と４５度をなすものである請求項２の液晶表示装置。 The alignment direction of the liquid crystal layer on the photosensor is:
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the liquid crystal display device forms 45 degrees with the absorption axis direction of the polarizing plate on the first substrate.
前記第一の基板上の偏光板の吸収軸方向と６２．５度をなすものである請求項３の液晶表示装置。 The orientation direction of the retardation layer is
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the liquid crystal display device forms 62.5 degrees with the absorption axis direction of the polarizing plate on the first substrate.
四分の一波長である請求項１の液晶表示装置。 Δnd of the retardation layer is
The liquid crystal display device according to claim 1, which has a quarter wavelength.
四分の一波長である請求項２の液晶表示装置。 Δnd of the liquid crystal layer on the photosensor is
The liquid crystal display device according to claim 2, which has a quarter wavelength.
四分の一波長であり、
前記位相差層のΔｎｄは，
二分の一波長である請求項３の液晶表示装置。 Δnd of the liquid crystal layer on the photosensor is
A quarter wavelength,
Δnd of the retardation layer is
4. The liquid crystal display device according to claim 3, which has a half wavelength.
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