JP2012220957A - 半透過半反射型アレイ基板及び半透過半反射型液晶ディスプレー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、半透過半反射型アレイ基板及び半透過半反射型液晶ディスプレーを提供する。
【解決手段】前記アレイ基板は複数の画素ユニットを有する。各画素ユニットは、ベース基板に設けられる反射電極及び透過電極と、前記ベース基板に設けられ、光線が前記ベース基板から前記反射電極と前記透過電極との間に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられる不透明なゲートラインと、ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、半透過半反射型アレイ基板及び半透過半反射型液晶ディスプレーに関する。

半透過半反射型液晶ディスプレー（Ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、透過型及び反射型画素構造を同時に採用し、バックライトとともに反射層を有するので、使用するとき、自身のバックライトだけでなく、外部光源（例えば、日光）によって表示することができる。従って、光線が強いところであっても、弱いところであっても、ユーザに良好な表示品質提供する。

従来の半透過半反射型液晶ディスプレーは、構造によってダブルセルギャップ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｅｌｌ Ｇａｐ）型及びシングルセルギャップ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｅｌｌ Ｇａｐ）型に分けられる。ダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーは画素ユニットの透過部分（透過領域）及び反射部分（反射領域）における液晶層の厚みが異なり、一般的に、透過領域の液晶層の厚みは反射領域の２倍である。一方、シングルセルギャップ型の半透過半反射型液晶ディスプレーは画素ユニットの透過領域及び反射領域における液晶層の厚みが同じである。

ダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーの場合、透過領域及び反射領域における液晶層の厚さが異なるので、この両領域の境界での液晶分子の配列が正しくなくなり、これによって、該境界での表示が異常（例えば、表示パネルの光漏れ）になって、画面のコントラストなどの指標が低下してしまう。

本発明の実施例は、画面表示品質を改善するために、半透過半反射型アレイ基板及び半透過半反射型液晶ディスプレーを提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決するために、本発明の一実施例は、複数の画素ユニットを有する半透過半反射型アレイ基板であって、各画素ユニットは、
基板に設けられる反射電極及び透過電極と、
前記基板に設けられ、光線が前記基板から前記反射電極と前記透過電極との間に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられる不透明なゲートラインと、
前記基板に設けられ、ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタとを備える半透過半反射型アレイ基板を提供する。

本発明の他の実施例は、半透過半反射型液晶ディスプレーであって、
カラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタに接合されて液晶セルを形成する薄膜トランジスタアレイ基板と、
前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板との間に挟んで設けられる液晶層と、を備え、
前記アレイ基板に複数の画素ユニットが形成され、各画素ユニットは、１つの透過領域と１つの反射領域を有し、前記透過領域と前記反射領域とにおける液晶層の厚みが互いに異なり、
各前記画素ユニットは、
反射電極及び透過電極と、
光線が前記アレイ基板から前記反射領域と前記透過領域との境界に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられる不透明なゲートラインと、
前記ゲートラインに設けられ、ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタと、を備える半透過半反射型液晶ディスプレーを提供する。

以上のように、本発明の実施例に係る半透過半反射型画素構造及び半透過半反射型液晶ディスプレーでは、ゲートラインが画素構造の中部を貫通して、１つの画素を上半分が透過領域であり、下半分が反射領域である２部分に分割し、基板から液晶層の境界に透過する光線をゲートラインによって遮断することで、境界の異常光を減少または除去でき、画面表示品質を向上させることができる。さらに、本発明では、新たな遮断層を追加することなく、ゲートラインを上へ移しただけであるので、画素の開口率は影響を受けない。

従来技術に係るダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーの構造概略図である。 本発明の実施例に係る半透過半反射型液晶ディスプレーの構造概略図である。

本発明の実施例は、ダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーが２つのセルギャップの境界で表示不良の欠点を改善し、画素開口率を小さくしない前提で画面品質を向上させる目的を実現する。

以下、本発明の実施例を図面を参照してさらに説明する。
図１は従来技術に係るダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーの構造概略図である。カラーフィルタ基板１５と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイ基板１４との間に、液晶層が挟んで設けられる。交差しているゲートライン及びデータラインによって画成される各画素ユニットにおいて、液晶層は、光線を反射できる反射電極１７１を有する反射領域１７と、光線を透過できる透過電極１６１を有する透過領域１６とを形成している。液晶層は反射領域１７と透過領域１６において異なる厚みを有する。反射領域１７の反射電極１７１によって反射された環境光線と、液晶層を介して射出された後のバックライトとが同じ位相差を有するように、一般的に、透過領域１６における液晶層の厚みは、反射領域における液晶層の厚みの約２倍である。また、カラーフィルタ基板１５にλ／４波長板１３と偏光板１１とを順に配置してもよい。薄膜トランジスタアレイ基板１４の下方にλ／４波長板と偏光板１２とを順に配置してもよい。

図１からわかるように、従来技術のダブルセルギャップの半透過半反射型液晶ディスプレーでは、厚みが異なる２つの液晶層の境界に階段部があるのが回避できないことであった。これによって、この領域付近の液晶の配列が異常になり、表示効果が影響を受け、画面コントラストなどの指標が厳しく低減される。

上記の問題に鑑み、本発明の実施例は半透過半反射型液晶ディスプレーの画素構造を改善した。図２に示すように、本実施例に係る半透過半反射型アレイ基板は、交差しているゲートライン及びデータラインによって画成される複数の画素ユニットを有する。各画素ユニットは、
基板（図示せず）に設けられる不透明なゲートライン２１と、
前記ゲートライン２１に設けられ、ゲート電極が前記ゲートライン２１に電気的に接続される薄膜トランジスタ（図示せず）と、
前記基板上に設けられ、かつ互いに絶縁する反射電極２７と透過電極２６とを備え、
前記ゲートライン２１は、光線が前記基板から前記反射電極２７と前記透過電極２６との間に透過することを遮蔽するように、反射電極２７と透過電極２６との間であって前記反射電極２７及び透過電極２６の下方に設けられる。

本実施例において、前記ゲートライン２１は、具体的に、アルミニウム、モリブデンなどの不透明な金属材料によって形成されることができる。

このように、上記画素構造によれば、基板の下方のバックライトからのバックライトは前記基板を透過して前記ゲートラインまでに射出するとき、ゲートラインに遮断され、反射電極２７と透過電極２６との間に入射せず、即ち、反射領域２４と透過領域２３との間の液晶層の境界に入射しないので、該境界の液晶層は表示に基本的に関与しない、または関与しない。よって、境界の異常表示を低減または除去することができ、表示品質を改善できる。

本実施例における各画素ユニットは、前記透過領域２４及び前記反射領域２３の電圧をそれぞれ制御する２つの前記薄膜トランジスタを有することが好ましい。このとき、１つの薄膜トランジスタでは、ドレイン電極２９が前記反射電極２７に電気的に接続され、ソース電極２５が前記基板に設けられるデータライン２２に電気的に接続され、他の薄膜トランジスタでは、ドレイン電極２８が前記透過電極２６に電気的に接続され、ソース電極２０が前記データライン２２に電気的に接続される。上記２つの薄膜トランジスタは、同じ大きさ及び性能を有してもよい。

本実施例における各画素ユニットは、１つの前記薄膜トランジスタによって前記透過領域２４及び前記反射領域２３の電圧を同時に制御することが好ましい。このとき、前記薄膜トランジスタでは、ソース電極が前記基板に設けられるデータライン２２に電気的に接続され、ドレイン電極が前記反射電極２７及び前記透過電極２６にそれぞれ電気的に接続される。

以上のように、従来の半透過半反射型画素構造では、ゲートラインは画素領域の一側を通るが、本実施例では、ゲートラインは画素構造の中部を貫通し、１つの画素を上半分が透過領域であり、下半分が反射領域である２部分に分割する。各領域の電圧をそれぞれ制御できるように、ゲートラインにおいて、この２つの領域に対して同じサイズの薄膜トランジスタをそれぞれ形成してもよい。ゲートラインの金属層は不透明な金属であるので、基板から透過されて液晶層の境界への光を遮断でき、境界の異常光を減少または除去でき、画面表示品質が向上する。それとともに、新たな遮断層を追加することなく、ゲートラインを上へ移すだけであるので、画素の開口率は影響を受けない。

上記半透過半反射型画素構造により、本実施例は、半透過半反射型液晶ディスプレーをさらに提供する。該半透過半反射型液晶ディスプレーは、
カラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタに接合されて液晶セルを形成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板と、
前記カラーフィルタ基板と前記薄膜トランジスタアレイ基板との間に挟んで設けられる液晶層と、を備え、
前記薄膜トランジスタアレイ基板に複数の画素ユニットが形成され、各画素ユニットは、１つの透過領域と１つの反射領域を有し、前記透過領域と前記反射領域とにおける液晶層の厚みが互いに異なり、
各前記画素ユニットは、
前記薄膜トランジスタアレイ基板に設けられる反射電極及び透過電極と、
前記薄膜トランジスタアレイ基板に設けられ、光線が前記薄膜トランジスタアレイ基板から前記反射領域と前記透過領域との境界に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられる不透明なゲートラインと、
前記ゲートラインに設けられ、ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタとを備える。

本実施例では、前記透過領域の液晶層の厚みが前記反射領域の液晶層の厚みの２倍であることが好ましい。当然ながら、前記透過領域の液晶層の厚みと前記反射領域の液晶層の厚みとの比例関係は、厳しく２倍関係ではない。

前記ゲートラインは、具体的に、アルミニウム、モリブデンなどの不透明な金属材料によって形成される。

上記の半透過半反射型液晶ディスプレーでは、各画素ユニットは、２つの前記薄膜トランジスタを有し、１つの薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記反射電極に電気的に接続され、ソース電極が前記薄膜トランジスタアレイ基板上に設けられるデータラインに電気的に接続され、他の薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記透過電極に電気的に接続され、ソース電極が前記データラインに電気的に接続されることが好ましい。

上記の半透過半反射型液晶ディスプレーでは、各画素ユニットは、１つの前記薄膜トランジスタのみを有し、このとき、前記薄膜トランジスタは、ソース電極が前記薄膜トランジスタアレイ基板に設けられるデータラインに電気的に接続され、ドレイン電極が前記反射電極及び前記透過電極にそれぞれ電気的に接続されることが好ましい。

以上のように、図１に示す従来技術に対して、本実施例は、半透過半反射型液晶ディスプレーの薄膜トランジスタアレイ基板上のゲートラインの位置を変更し、ゲートラインを前記反射領域と前記透過領域との境界の真下方に対応して設けることによって、光線が前記薄膜トランジスタアレイ基板から前記境界までに透過することを遮断し、前記薄膜トランジスタアレイ基板を介して透過領域及び反射領域に透過する光線を減少または除去することができ、液晶の表示品質を改善できる。

２０ ソース電極
２１ ゲートライン
２２ データライン
２３ 反射領域
２４ 透過領域
２５ ソース電極
２６ 透過電極
２７ 反射電極
２８ ドレイン電極
２９ ドレイン電極

Claims (9)

1. 複数の画素ユニットを有する半透過半反射型アレイ基板であって、
   前記各画素ユニットは、
   ベース基板に設けられる反射電極及び透過電極と、
   前記ベース基板に設けられ、光線が前記ベース基板から前記反射電極と前記透過電極との間に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられるゲートラインと、
   前記ベース基板に設けられ、ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタとを備えることを特徴とする半透過半反射型アレイ基板。
2. 前記ゲートラインは不透明な金属ゲートラインであることを特徴とする請求項１に記載の半透過半反射型アレイ基板。
3. 前記各画素ユニットは、データラインをさらに備え、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極が前記データラインに電気的に接続され、ドレイン電極が前記透過電極及び前記反射電極にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の半透過半反射型アレイ基板。
4. 前記各画素ユニットは、データラインをさらに備え、
   前記薄膜トランジスタは２つがあり、１つの薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記反射電極に電気的に接続され、ソース電極が前記データラインに電気的に接続され、他の薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記透過電極に電気的に接続され、ソース電極が前記データラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の半透過半反射型アレイ基板。
5. 半透過半反射型液晶ディスプレーであって、
   カラーフィルタ基板と、
   前記カラーフィルタに接合されて液晶セルを形成するアレイ基板と、
   前記カラーフィルタ基板と前記アレイ基板との間に挟んで設けられる液晶層と、を備え、
   前記アレイ基板に複数の画素ユニットが形成され、各画素ユニットは、１つの透過領域と１つの反射領域を有し、前記透過領域と前記反射領域とにおける液晶層の厚みが互いに異なり、
   各前記画素ユニットは、
   反射電極及び透過電極と、
   光線が前記アレイ基板から前記反射領域と前記透過領域との境界に透過することを遮断し、前記反射電極と前記透過電極との間であって前記反射電極及び前記透過電極の下方に設けられる不透明なゲートラインと、
   ゲート電極が前記ゲートラインに電気的に接続される薄膜トランジスタと、を備えることを特徴とする半透過半反射型液晶ディスプレー。
6. 前記ゲートラインは不透明な金属ゲートラインであることを特徴とする請求項５に記載の半透過半反射型液晶ディスプレー。
7. 前記各画素ユニットは、データラインをさらに備え、
   前記各画素ユニットは、２つの前記薄膜トランジスタを有し、１つの薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記反射電極に電気的に接続され、ソース電極が前記データラインに電気的に接続され、他の薄膜トランジスタは、ドレイン電極が前記透過電極に電気的に接続され、ソース電極が前記データラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項５または６に記載の半透過半反射型液晶ディスプレー。
8. 前記各画素ユニットは、データラインをさらに備え、
   前記薄膜トランジスタは、ソース電極が前記データラインに電気的に接続され、ドレイン電極が前記透過電極及び前記反射電極にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項５または６に記載の半透過半反射型液晶ディスプレー。
9. 前記透過領域の液晶層の厚みは前記反射領域の液晶層の厚みの２倍であることを特徴とする請求項５または６に記載の半透過半反射型液晶ディスプレー。