JP2023010591A - Liquid crystal display device - Google Patents

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JP2023010591A
JP2023010591A JP2022090705A JP2022090705A JP2023010591A JP 2023010591 A JP2023010591 A JP 2023010591A JP 2022090705 A JP2022090705 A JP 2022090705A JP 2022090705 A JP2022090705 A JP 2022090705A JP 2023010591 A JP2023010591 A JP 2023010591A
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liquid crystal
crystal display
display device
pixels
substrate
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JP2022090705A
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孝 佐藤
Takashi Sato
貴啓 佐々木
Takahiro Sasaki
博之 箱井
Hiroyuki Hakoi
明 倪
Ming Ni
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Sharp Display Technology Corp
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Sharp Display Technology Corp
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Abstract

To provide a liquid crystal display device that includes a reflection region for pixels to perform display in a reflection mode, in which the reflection rate is improved compared to a conventional one and display brighter than the conventional one is realized.SOLUTION: A liquid crystal display device comprises a first substrate, a second substrate, and a vertical alignment type liquid crystal layer. The first substrate includes a backplane circuit, a first interlayer insulating layer that covers the backplane circuit, a first reflection electrode which is provided on the first interlayer insulating layer and includes a first region located in each pixel and a second region located between two discretionary pixels adjacent to each other, a second interlayer insulting layer that covers the first reflection electrode, and a pixel electrode provided on the second interlayer insulting layer in each pixel. The pixel electrode is electrically connected to the backplane circuit in a first and second contact holes formed in the first and second interlayer insulating layers. The first substrate further includes a second reflection electrode provided on the second interlayer insulating layer that overlaps the first contact hole when seen from the display surface normal direction.SELECTED DRAWING: Figure 2B

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、各画素が反射領域を含む液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which each pixel includes a reflective area.

液晶表示装置は、一般に、透過型液晶表示装置と、反射型液晶表示装置とに大別される。透過型液晶表示装置は、バックライトから出射された光を用いた透過モードの表示を行う。反射型液晶表示装置は、周囲光を用いた反射モードの表示を行う。また、各画素が反射モードで表示を行う反射領域と透過モードで表示を行う透過領域とを含む液晶表示装置が提案されている。このような液晶表示装置は、半透過型(Transflective)または透過反射両用型液晶表示装置と呼ばれる。 Liquid crystal display devices are generally classified into transmissive liquid crystal display devices and reflective liquid crystal display devices. A transmissive liquid crystal display device performs transmissive mode display using light emitted from a backlight. A reflective liquid crystal display device performs display in a reflective mode using ambient light. Further, a liquid crystal display device has been proposed in which each pixel includes a reflective region for displaying in a reflective mode and a transmissive region for displaying in a transmissive mode. Such liquid crystal display devices are called transflective or transflective liquid crystal display devices.

反射型および半透過型液晶表示装置は、例えば、屋外で利用されるモバイル用途の中小型の表示装置として好適に用いられている。反射型液晶表示装置は、例えば特許文献1に開示されている。半透過型液晶表示装置は、例えば特許文献2に開示されている。 Reflective and transflective liquid crystal display devices are suitably used, for example, as small and medium-sized display devices for mobile use outdoors. A reflective liquid crystal display device is disclosed in Patent Document 1, for example. A transflective liquid crystal display device is disclosed, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200021.

特開2000-122094号公報JP-A-2000-122094 特開2003-131268号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-131268

反射型および半透過型液晶表示装置、つまり、各画素が反射モードで表示を行う領域(反射領域)を含む液晶表示装置において、反射モードの表示における光の利用効率(反射率)のいっそうの向上(つまり反射モードでいっそう明るい表示を行い得ること)が要望されている。 Further improvement of light utilization efficiency (reflectance) in reflective mode display in reflective and semi-transmissive liquid crystal display devices, that is, in liquid crystal display devices including a region (reflective region) in which each pixel performs display in a reflective mode. (that is, to be able to provide a brighter display in reflective mode).

本発明の実施形態は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置において、従来よりも反射率を向上させ、従来よりも明るい表示を実現することにある。 The embodiments of the present invention have been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the reflectance in a liquid crystal display device including a reflective region in which each pixel performs display in a reflective mode. To realize brighter display than

本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。 According to embodiments of the present invention, solutions are provided in the following items.

[項目1]
第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
前記第1基板は、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路と、
前記バックプレーン回路を覆うように設けられた第1層間絶縁層と、
前記第1層間絶縁層上に設けられた第1反射電極であって、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第1領域、および、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の2つの画素間に位置する第2領域を含む第1反射電極と、
前記第1反射電極を覆うように設けられた第2層間絶縁層と、
透明導電材料から形成され、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第2層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
を有し、
前記画素電極は、前記第1層間絶縁層に形成された第1コンタクトホールおよび前記第2層間絶縁層に形成された第2コンタクトホールにおいて、前記バックプレーン回路に電気的に接続されており、
前記第1基板は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールに重なるように前記第2層間絶縁層上に設けられた第2反射電極をさらに有する、液晶表示装置。
[Item 1]
a first substrate;
a second substrate facing the first substrate;
a vertically aligned liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
with
A liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns,
each of the plurality of pixels includes a reflective area that displays in a reflective mode;
The first substrate is
a substrate;
a backplane circuit provided on the substrate and driving the plurality of pixels;
a first interlayer insulating layer provided to cover the backplane circuit;
A first reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer, the first region positioned within each of the plurality of pixels, and arbitrary two pixels adjacent to each other among the plurality of pixels. a first reflective electrode including a second region positioned therebetween;
a second interlayer insulating layer provided to cover the first reflective electrode;
a pixel electrode formed of a transparent conductive material and provided on the second interlayer insulating layer in each of the plurality of pixels;
has
the pixel electrode is electrically connected to the backplane circuit through a first contact hole formed in the first interlayer insulating layer and a second contact hole formed in the second interlayer insulating layer;
The liquid crystal display device, wherein the first substrate further includes a second reflective electrode provided on the second interlayer insulating layer so as to overlap the first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface.

[項目2]
前記第1反射電極は、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて凹凸表面構造を有する、項目1に記載の液晶表示装置。
[Item 2]
The liquid crystal display device according to item 1, wherein the first reflective electrode has an uneven surface structure in each of the first region and the second region.

[項目3]
前記第2反射電極は、凹凸表面構造を有する、項目2に記載の液晶表示装置。
[Item 3]
3. The liquid crystal display device according to item 2, wherein the second reflective electrode has an uneven surface structure.

[項目4]
前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、項目1に記載の液晶表示装置。
[Item 4]
The liquid crystal display device according to item 1, further comprising a light scattering layer arranged closer to the viewer than the liquid crystal layer.

[項目5]
前記第1反射電極および前記第2反射電極はそれぞれ凹凸表面構造を有しない、項目4に記載の液晶表示装置。
[Item 5]
5. The liquid crystal display device according to item 4, wherein the first reflective electrode and the second reflective electrode do not have an uneven surface structure.

[項目6]
前記第1基板は、表示面法線方向から見たときに前記第2コンタクトホールに重なるように前記第1層間絶縁層上に設けられた第3反射電極をさらに有し、
前記第3反射電極は凹凸表面構造を有しない、項目5に記載の液晶表示装置。
[Item 6]
the first substrate further includes a third reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer so as to overlap the second contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
Item 6. The liquid crystal display device according to item 5, wherein the third reflective electrode does not have an uneven surface structure.

[項目7]
前記第2反射電極は、前記画素電極に電気的に接続されている、項目1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 7]
7. The liquid crystal display device according to any one of items 1 to 6, wherein the second reflective electrode is electrically connected to the pixel electrode.

[項目8]
前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含み、
前記画素電極の一部が前記透過領域内に位置している、項目1から7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 8]
each of the plurality of pixels further includes a transmissive region for displaying in a transmissive mode;
8. The liquid crystal display device according to any one of items 1 to 7, wherein part of the pixel electrode is located within the transmissive region.

[項目9]
前記バックプレーン回路は、前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路を含む、項目1から8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 9]
9. The liquid crystal display device according to any one of items 1 to 8, wherein the backplane circuit includes a memory circuit connected to each of the plurality of pixels.

[項目10]
第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
前記第1基板は、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路と、
前記バックプレーン回路を覆うように設けられた第1層間絶縁層と、
前記第1層間絶縁層上に設けられた第1反射電極であって、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第1領域、および、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の2つの画素間に位置する第2領域を含む第1反射電極と、
前記第1反射電極を覆うように設けられた第2層間絶縁層と、
透明導電材料から形成され、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第2層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
を有し、
前記画素電極は、前記第1層間絶縁層に形成された第1コンタクトホールおよび前記第2層間絶縁層に形成された第2コンタクトホールにおいて、前記バックプレーン回路に電気的に接続されており、
前記第1基板は、
前記第2コンタクトホール内に設けられた第3層間絶縁層と、
表示面法線方向から見たときに少なくとも前記第2コンタクトホールに重なるように前記第3層間絶縁層上に設けられた第2反射電極と、
をさらに有する、液晶表示装置。
[Item 10]
a first substrate;
a second substrate facing the first substrate;
a vertically aligned liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
with
A liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns,
each of the plurality of pixels includes a reflective area that displays in a reflective mode;
The first substrate is
a substrate;
a backplane circuit provided on the substrate and driving the plurality of pixels;
a first interlayer insulating layer provided to cover the backplane circuit;
A first reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer, the first region positioned within each of the plurality of pixels, and arbitrary two pixels adjacent to each other among the plurality of pixels. a first reflective electrode including a second region located therebetween;
a second interlayer insulating layer provided to cover the first reflective electrode;
a pixel electrode formed of a transparent conductive material and provided on the second interlayer insulating layer in each of the plurality of pixels;
has
the pixel electrode is electrically connected to the backplane circuit through a first contact hole formed in the first interlayer insulating layer and a second contact hole formed in the second interlayer insulating layer;
The first substrate is
a third interlayer insulating layer provided in the second contact hole;
a second reflective electrode provided on the third interlayer insulating layer so as to overlap at least the second contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
A liquid crystal display device further comprising:

[項目11]
前記第2コンタクトホールおよび前記第3層間絶縁層は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールに重なっており、
前記第2反射電極は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールにも重なっている、項目10に記載の液晶表示装置。
[Item 11]
the second contact hole and the third interlayer insulating layer overlap the first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
11. The liquid crystal display device according to item 10, wherein the second reflective electrode also overlaps with the first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface.

[項目12]
前記第1反射電極は、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて凹凸表面構造を有する、項目10または11に記載の液晶表示装置。
[Item 12]
12. The liquid crystal display device according to item 10 or 11, wherein the first reflective electrode has an uneven surface structure in each of the first region and the second region.

[項目13]
前記第2反射電極は、凹凸表面構造を有する、項目12に記載の液晶表示装置。
[Item 13]
13. The liquid crystal display device according to Item 12, wherein the second reflective electrode has an uneven surface structure.

[項目14]
前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、項目10または11に記載の液晶表示装置。
[Item 14]
12. The liquid crystal display device according to item 10 or 11, further comprising a light scattering layer arranged closer to the viewer than the liquid crystal layer.

[項目15]
前記第1反射電極および前記第2反射電極はそれぞれ凹凸表面構造を有しない、項目14に記載の液晶表示装置。
[Item 15]
15. The liquid crystal display device according to item 14, wherein the first reflective electrode and the second reflective electrode each do not have an uneven surface structure.

[項目16]
前記第2反射電極は、前記画素電極に電気的に接続されている、項目10から15のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 16]
16. The liquid crystal display device according to any one of Items 10 to 15, wherein the second reflective electrode is electrically connected to the pixel electrode.

[項目17]
前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含む、項目10から16のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 17]
17. The liquid crystal display device according to any one of items 10 to 16, wherein each of the plurality of pixels further includes a transmissive region displaying in a transmissive mode.

[項目18]
前記透過領域は、前記バックプレーン回路によって遮光されていない、項目17に記載の液晶表示装置。
[Item 18]
18. A liquid crystal display device according to item 17, wherein the transmissive area is not light-shielded by the backplane circuit.

[項目19]
前記バックプレーン回路は、前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路を含む、項目10から18のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
[Item 19]
19. The liquid crystal display device according to any one of items 10 to 18, wherein the backplane circuit includes a memory circuit connected to each of the plurality of pixels.

本発明の実施形態によると、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置において、従来よりも反射率を向上させ、従来よりも明るい表示を実現することができる。 According to the embodiments of the present invention, in a liquid crystal display device including a reflective region in which each pixel performs display in a reflective mode, it is possible to improve reflectance and achieve brighter display than ever before.

本発明の実施形態による液晶表示装置100を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置100の3つの画素Pに対応した領域を示している。1 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device 100 according to an embodiment of the present invention, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 100. FIG. 液晶表示装置100を模式的に示す断面図であり、図1中の2A-2A’線に沿った断面構造を示している。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 100, showing a cross-sectional structure along line 2A-2A' in FIG. 液晶表示装置100を模式的に示す断面図であり、図1中の2B-2B’線に沿った断面構造を示している。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 100, showing a cross-sectional structure along line 2B-2B' in FIG. 図1に例示した構成を用いた階調表示の例を示す図である。2 is a diagram showing an example of gradation display using the configuration illustrated in FIG. 1; FIG. 比較例の液晶表示装置900を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device 900 of a comparative example; 比較例の液晶表示装置900を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device 900 of a comparative example; 本発明の実施形態による他の液晶表示装置200を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置200の3つの画素Pに対応した領域を示している。FIG. 3 is a plan view schematically showing another liquid crystal display device 200 according to an embodiment of the present invention, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 200. FIG. 液晶表示装置200を模式的に示す断面図であり、図5中の6A-6A’線に沿った断面構造を示している。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 200, showing the cross-sectional structure along line 6A-6A' in FIG. 液晶表示装置200を模式的に示す断面図であり、図5中の6B-6B’線に沿った断面構造を示している。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 200, showing a cross-sectional structure along line 6B-6B' in FIG. 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置300を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置300の3つの画素Pに対応した領域を示している。FIG. 3 is a plan view schematically showing still another liquid crystal display device 300 according to an embodiment of the present invention, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 300. FIG. 液晶表示装置300を模式的に示す断面図であり、図7中の8A-8A’線に沿った断面構造を示している。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 300, showing a cross-sectional structure along line 8A-8A' in FIG. 液晶表示装置300を模式的に示す断面図であり、図7中の8B-8B’線に沿った断面構造を示している。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 300, showing the cross-sectional structure along line 8B-8B' in FIG. 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置400を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置400の3つの画素Pに対応した領域を示している。FIG. 4 is a plan view schematically showing still another liquid crystal display device 400 according to an embodiment of the present invention, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 400. FIG. 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置500を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置500の3つの画素Pに対応した領域を示している。FIG. 5 is a plan view schematically showing still another liquid crystal display device 500 according to an embodiment of the present invention, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 500. FIG. 液晶表示装置500を模式的に示す断面図であり、図10中の11A-11A’線に沿った断面構造を示している。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 500, showing the cross-sectional structure along line 11A-11A' in FIG. 液晶表示装置500を模式的に示す断面図であり、図10中の11B-11B’線に沿った断面構造を示している。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 500, showing the cross-sectional structure along line 11B-11B' in FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

(実施形態1)
図1、図2Aおよび図2Bを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置100を説明する。本実施形態の液晶表示装置100は、半透過型(透過反射両用型)の液晶表示装置である。図1は、液晶表示装置100を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置100の3つの画素Pに対応した領域を示している。図2Aおよび図2Bは、液晶表示装置100を模式的に示す断面図であり、それぞれ図1中の2A-2A’線および2B-2B’線に沿った断面構造を示している。
(Embodiment 1)
A liquid crystal display device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B. The liquid crystal display device 100 of the present embodiment is a transflective (transmissive/reflective) liquid crystal display device. FIG. 1 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 100, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 100. FIG. 2A and 2B are cross-sectional views schematically showing the liquid crystal display device 100, showing cross-sectional structures along lines 2A-2A' and 2B-2B' in FIG. 1, respectively.

液晶表示装置100は、図1に示すように、複数の画素Pを有する。複数の画素Pは、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列されている。複数の画素Pは、典型的には、赤を表示する赤画素P、緑を表示する緑画素Pおよび青を表示する青画素Pを含む。 The liquid crystal display device 100 has a plurality of pixels P as shown in FIG. A plurality of pixels P are arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns. The plurality of pixels P typically includes red pixels P R that display red, green pixels P G that display green, and blue pixels P B that display blue.

また、液晶表示装置100は、図2Aおよび図2Bに示すように、TFT基板(第1基板)10と、TFT基板10に対向する対向基板(第2基板)20と、TFT基板10と対向基板20との間に設けられた垂直配向型の液晶層30とを備える。各画素Pは、反射モードで表示を行う反射領域Rfと、透過モードで表示を行う透過領域Trとを含んでいる。図示している例では、透過領域Trにおける液晶層30の厚さ(セルギャップ)dtと、反射領域Rfにおける液晶層30の厚さ(セルギャップ)drとは同じである(つまりdt=dr)。画素P内に占める透過領域Trの面積の割合は、用途等に応じて適宜設定され得るが、例えば20%以上90%以下である。また、画素P内における透過領域Trの位置や形状も用途等に応じて適宜設定され得る。なお、本願明細書では、画素P内で反射表示にも透過表示にも寄与しない領域Ivを「無効領域」と呼ぶことがある。 2A and 2B, the liquid crystal display device 100 includes a TFT substrate (first substrate) 10, a counter substrate (second substrate) 20 facing the TFT substrate 10, and a TFT substrate 10 and the counter substrate. 20 and a vertical alignment type liquid crystal layer 30 provided between them. Each pixel P includes a reflective region Rf for display in a reflective mode and a transmissive region Tr for display in a transmissive mode. In the illustrated example, the thickness (cell gap) dt of the liquid crystal layer 30 in the transmissive region Tr and the thickness (cell gap) dr of the liquid crystal layer 30 in the reflective region Rf are the same (that is, dt=dr). . The ratio of the area of the transmissive region Tr within the pixel P can be appropriately set depending on the application, and is, for example, 20% or more and 90% or less. Also, the position and shape of the transmissive region Tr in the pixel P can be appropriately set according to the application. In the specification of the present application, an area Iv that does not contribute to either reflective display or transmissive display within the pixel P may be referred to as an "ineffective area".

TFT基板10は、基板10a、バックプレーン回路BP、第1層間絶縁層13、第1反射電極12、第2層間絶縁層14および画素電極11を有する。 The TFT substrate 10 has a substrate 10 a , a backplane circuit BP, a first interlayer insulating layer 13 , a first reflective electrode 12 , a second interlayer insulating layer 14 and pixel electrodes 11 .

基板10aは、バックプレーン回路BP等を支持する。基板10aは、透明で絶縁性を有する。基板10aは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。 The substrate 10a supports the backplane circuit BP and the like. The substrate 10a is transparent and has insulating properties. The substrate 10a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate.

バックプレーン回路BPは、基板10a上に設けられている。バックプレーン回路BPは、複数の画素Pを駆動するための回路である。ここでは、バックプレーン回路は、複数の画素Pのそれぞれに接続されたメモリ回路(例えばSRAM)を有する。画素Pごとにメモリ回路が設けられた液晶表示装置は、「メモリ液晶」と呼ばれることもある。メモリ液晶の具体的な構成は、例えば、特許第5036864号公報(米国特許第8692758号明細書に対応)に開示されている。特許第5036864号公報および米国特許第8692758号明細書のすべての開示内容を参考のために本明細書に援用する。 The backplane circuit BP is provided on the substrate 10a. The backplane circuit BP is a circuit for driving a plurality of pixels P. As shown in FIG. Here, the backplane circuit has a memory circuit (eg, SRAM) connected to each of the plurality of pixels P. FIG. A liquid crystal display device in which a memory circuit is provided for each pixel P is sometimes called a “memory liquid crystal”. A specific configuration of the memory liquid crystal is disclosed, for example, in Japanese Patent No. 5036864 (corresponding to US Pat. No. 8,692,758). The entire disclosures of US Pat. No. 5,036,864 and US Pat. No. 8,692,758 are incorporated herein by reference.

第1層間絶縁層13は、バックプレーン回路BPを覆うように設けられている。第1層間絶縁層13の表面は、凹凸形状を有する。つまり、第1層間絶縁層13は、凹凸表面構造を有する。凹凸表面構造を有する第1層間絶縁層13は、例えば、特許第3394926号公報に記載されているように感光性樹脂を用いて形成され得る。 The first interlayer insulating layer 13 is provided so as to cover the backplane circuit BP. The surface of first interlayer insulating layer 13 has an uneven shape. That is, first interlayer insulating layer 13 has an uneven surface structure. The first interlayer insulating layer 13 having an uneven surface structure can be formed using a photosensitive resin as described in Japanese Patent No. 3394926, for example.

第1反射電極12は、第1層間絶縁層13上に設けられている。第1反射電極12は、反射率の高い金属材料から形成されている。ここでは、第1反射電極12を形成するための金属材料として銀合金を用いるが、これに限定されず、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてもよい。 The first reflecting electrode 12 is provided on the first interlayer insulating layer 13 . The first reflecting electrode 12 is made of a highly reflective metal material. Here, a silver alloy is used as the metal material for forming the first reflecting electrode 12, but the material is not limited to this, and for example, aluminum or an aluminum alloy may be used.

第1反射電極12の表面は、第1層間絶縁層13の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、第1反射電極12も凹凸表面構造を有する。第1反射電極12の凹凸表面構造は、周囲光を拡散反射してペーパーホワイトに近い表示を実現するために設けられている。凹凸表面構造は、例えば、隣り合う凸部pの中心間隔が5μm以上50μm以下、好ましくは10μm以上20μm以下となるようにランダムに配置された複数の凸部pで構成され得る。基板10aの法線方向からみたとき、凸部pの形状は略円形または略多角形である。画素Pに占める凸部pの面積は、例えば約20%から40%である。凸部pの高さは、例えば1μm以上5μm以下である。 The surface of the first reflective electrode 12 has an uneven shape reflecting the uneven surface structure of the first interlayer insulating layer 13 . That is, the first reflecting electrode 12 also has an uneven surface structure. The uneven surface structure of the first reflective electrode 12 is provided to diffusely reflect ambient light to achieve a display close to paper white. The uneven surface structure can be composed of, for example, a plurality of protrusions p randomly arranged such that the center distance between adjacent protrusions p is 5 μm or more and 50 μm or less, preferably 10 μm or more and 20 μm or less. When viewed from the normal direction of the substrate 10a, the shape of the protrusion p is substantially circular or substantially polygonal. The area of the convex portion p that occupies the pixel P is, for example, about 20% to 40%. The height of the convex portion p is, for example, 1 μm or more and 5 μm or less.

第1反射電極12は、複数の画素Pのそれぞれ内に位置する第1領域12aと、互いに隣接する任意の2つの画素P間に位置する第2領域12bとを含んでいる。第1反射電極12の凹凸表面構造は、第1領域12aおよび第2領域12bのそれぞれに形成されている。つまり、第1領域12aだけでなく第2領域12bも凹凸表面構造を有している。 The first reflective electrode 12 includes a first region 12a positioned within each of the plurality of pixels P and a second region 12b positioned between any two pixels P adjacent to each other. The uneven surface structure of the first reflecting electrode 12 is formed in each of the first region 12a and the second region 12b. That is, not only the first region 12a but also the second region 12b has an uneven surface structure.

第2層間絶縁層14は、第1反射電極12を覆うように設けられている。第2層間絶縁層14は、透明絶縁層である。 A second interlayer insulating layer 14 is provided to cover the first reflecting electrode 12 . The second interlayer insulating layer 14 is a transparent insulating layer.

画素電極11は、複数の画素Pのそれぞれに設けられている。また、画素電極11は、第2層間絶縁層14上に設けられている。つまり、画素電極11は、第2層間絶縁層(透明絶縁層)14を介して第1反射電極12上に配置されている。言い換えると、第1反射電極12は、画素電極11に対して液晶層30とは反対側(つまり画素電極11よりも背面側)に位置している。 The pixel electrode 11 is provided for each of the plurality of pixels P. As shown in FIG. Also, the pixel electrode 11 is provided on the second interlayer insulating layer 14 . That is, the pixel electrode 11 is arranged on the first reflective electrode 12 with the second interlayer insulating layer (transparent insulating layer) 14 interposed therebetween. In other words, the first reflective electrode 12 is located on the side opposite to the liquid crystal layer 30 with respect to the pixel electrode 11 (that is, on the back side of the pixel electrode 11).

画素電極11は、透明導電材料から形成されている。透明導電材料としては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO(登録商標))、またはこれらの混合物を用いることができる。画素電極11は、メモリ回路を含むバックプレーン回路BPに電気的に接続されている。透過領域Tr内には、画素電極11の一部が位置しており、反射領域Rfには、画素電極11の他の一部が位置している。 The pixel electrode 11 is made of a transparent conductive material. As the transparent conductive material, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO (registered trademark)), or a mixture thereof can be used. The pixel electrode 11 is electrically connected to a backplane circuit BP including a memory circuit. A part of the pixel electrode 11 is located in the transmissive region Tr, and another part of the pixel electrode 11 is located in the reflective region Rf.

TFT基板10は、さらに、コンタクト部CP、第2反射電極16および第1配向膜15を有する。 The TFT substrate 10 further has a contact portion CP, a second reflective electrode 16 and a first alignment film 15 .

コンタクト部CPは、第1層間絶縁層13に形成された第1コンタクトホールCH1および第2層間絶縁層14に形成された第2コンタクトホールCH2において、画素電極11とバックプレーン回路BPとを電気的に接続する。図示している例では、コンタクト部CPは、第1コンタクト電極ce1、第2コンタクト電極ce2および第3コンタクト電極ce3から構成されている。 The contact part CP electrically connects the pixel electrode 11 and the backplane circuit BP through a first contact hole CH1 formed in the first interlayer insulating layer 13 and a second contact hole CH2 formed in the second interlayer insulating layer 14. connect to. In the illustrated example, the contact part CP is composed of a first contact electrode ce1, a second contact electrode ce2 and a third contact electrode ce3.

第1コンタクト電極ce1は、第1コンタクトホールCH1内に露出した電極(または配線の一部)である。第2コンタクト電極ce2は、第1層間絶縁層13上および第1コンタクトホールCH1内に形成されており、第1コンタクトホールCH1内で第1コンタクト電極ce1に接続されている。また、第2コンタクト電極ce2の一部は、第2コンタクトホールCH2内に露出している。第3コンタクト電極ce3は、第2コンタクトホールCH2内において、第2コンタクト電極ce2と画素電極11とに接続されている。言い換えると、第3コンタクト電極ce3は、第2コンタクト電極ce2と画素電極11との間に介在している。ここでは、第1コンタクト電極ce1は、金属材料から形成されており、不透明である。また、第2コンタクト電極ce2は、透明導電材料から形成されている(つまり透明である)。第3コンタクト電極ce3は、第1反射電極12と同じ金属膜から(つまり第1反射電極12と同層に)形成されており、不透明である。なお、図示している例では、第2コンタクト電極ce2と同じ透明導電膜から(つまり第2コンタクト電極ce2と同層に)形成された導電層19が第1反射電極12と第1層間絶縁層13との間に介在しているが、この導電層19は省略されてもよい。 The first contact electrode ce1 is an electrode (or part of the wiring) exposed in the first contact hole CH1. The second contact electrode ce2 is formed on the first interlayer insulating layer 13 and inside the first contact hole CH1, and is connected to the first contact electrode ce1 inside the first contact hole CH1. A part of the second contact electrode ce2 is exposed in the second contact hole CH2. The third contact electrode ce3 is connected to the second contact electrode ce2 and the pixel electrode 11 inside the second contact hole CH2. In other words, the third contact electrode ce3 is interposed between the second contact electrode ce2 and the pixel electrode 11 . Here, the first contact electrode ce1 is made of a metal material and is opaque. Also, the second contact electrode ce2 is made of a transparent conductive material (that is, transparent). The third contact electrode ce3 is formed from the same metal film as the first reflective electrode 12 (that is, in the same layer as the first reflective electrode 12) and is opaque. In the illustrated example, the conductive layer 19 formed from the same transparent conductive film as the second contact electrode ce2 (that is, in the same layer as the second contact electrode ce2) is formed between the first reflective electrode 12 and the first interlayer insulating layer. 13, this conductive layer 19 may be omitted.

第2反射電極16は、第2層間絶縁層14上に設けられている。第2反射電極16は、表示面法線方向から見たときに第1コンタクトホールCH1に重なるように配置されている。第2反射電極16は、画素電極11に接するように形成されており、画素電極11に電気的に接続されている。図示している例では、第2反射電極16は、画素電極11上に形成されているが、画素電極11の下(つまり第2層間絶縁層14と画素電極11との間)に形成されていてもよい。 A second reflective electrode 16 is provided on the second interlayer insulating layer 14 . The second reflective electrode 16 is arranged so as to overlap the first contact hole CH1 when viewed from the normal direction of the display surface. The second reflective electrode 16 is formed in contact with the pixel electrode 11 and electrically connected to the pixel electrode 11 . In the illustrated example, the second reflective electrode 16 is formed on the pixel electrode 11, but is formed below the pixel electrode 11 (that is, between the second interlayer insulating layer 14 and the pixel electrode 11). may

第2反射電極16は、反射率の高い金属材料から形成されている。ここでは、第2反射電極16を形成するための金属材料として銀合金を用いるが、これに限定されず、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてもよい。 The second reflective electrode 16 is made of a highly reflective metal material. Here, a silver alloy is used as the metal material for forming the second reflective electrode 16, but the material is not limited to this, and for example, aluminum or an aluminum alloy may be used.

第2層間絶縁層14は、第1コンタクトホールCH1に重なる部分において、凹凸表面構造を有する。凹凸表面構造を有する第2層間絶縁層14は、第1層間絶縁層13と同様に、感光性樹脂を用いて形成され得る。 The second interlayer insulating layer 14 has an uneven surface structure in a portion overlapping with the first contact hole CH1. Second interlayer insulating layer 14 having an uneven surface structure can be formed using a photosensitive resin, like first interlayer insulating layer 13 .

画素電極11は、第1コンタクトホールCH1に重なる部分において、第2層間絶縁層14の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、画素電極11も凹凸表面構造を有する。 The pixel electrode 11 has an uneven shape reflecting the uneven surface structure of the second interlayer insulating layer 14 in a portion overlapping with the first contact hole CH1. That is, the pixel electrode 11 also has an uneven surface structure.

また、第2反射電極16は、画素電極11の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、第2反射電極16も凹凸表面構造を有する。第2反射電極16の凹凸表面構造も、周囲光を拡散反射してペーパーホワイトに近い表示を実現するために設けられている。第2反射電極16の凹凸表面構造を構成する凸部の配置や形状等は、第1反射電極16の凸部pの配置や形状等と同様であり得る。 Also, the second reflective electrode 16 has an uneven shape reflecting the uneven surface structure of the pixel electrode 11 . That is, the second reflecting electrode 16 also has an uneven surface structure. The concave-convex surface structure of the second reflective electrode 16 is also provided to diffusely reflect ambient light to achieve a display close to paper white. The arrangement, shape, etc. of the projections forming the uneven surface structure of the second reflective electrode 16 may be the same as the arrangement, shape, etc. of the projections p of the first reflective electrode 16 .

対向基板20は、基板20a、カラーフィルタ層22、対向電極(共通電極)21および第2配向膜25を有する。また、ここでは図示しないが、対向基板20は、複数の柱状スペーサをさらに有する。 The counter substrate 20 has a substrate 20 a , a color filter layer 22 , a counter electrode (common electrode) 21 and a second alignment film 25 . Although not shown here, the counter substrate 20 further has a plurality of columnar spacers.

基板20aは、カラーフィルタ層22等を支持する。基板20aは、透明で絶縁性を有する。基板20aは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。 The substrate 20a supports the color filter layer 22 and the like. The substrate 20a is transparent and has insulating properties. The substrate 20a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate.

カラーフィルタ層22は、典型的には、赤画素Pに対応する領域に設けられた赤カラーフィルタ22R、緑画素Pに対応する領域に設けられた緑カラーフィルタ22G、および、青画素Pに対応する領域に設けられた青カラーフィルタ22Bを含む。赤カラーフィルタ22R、緑カラーフィルタ22Gおよび青カラーフィルタ22Bは、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を透過する。なお、対向基板20は、互いに隣接する任意の2つの画素P間にはブラックマトリクス(遮光層)を有しない。 The color filter layer 22 typically includes a red color filter 22R provided in a region corresponding to the red pixels PR, a green color filter 22G provided in a region corresponding to the green pixels PG , and a blue pixel P A blue color filter 22B provided in a region corresponding to B is included. The red color filter 22R, green color filter 22G, and blue color filter 22B transmit red light, green light, and blue light, respectively. The counter substrate 20 does not have a black matrix (light shielding layer) between any two pixels P adjacent to each other.

対向電極21は、画素電極11および第1反射電極12に対向するように設けられている。対向電極21は、透明導電材料から形成されている。対向電極21を形成するための透明導電材料としては、画素電極11と同様の材料を用いることができる。 The counter electrode 21 is provided so as to face the pixel electrode 11 and the first reflective electrode 12 . The counter electrode 21 is made of a transparent conductive material. As the transparent conductive material for forming the counter electrode 21, the same material as the pixel electrode 11 can be used.

柱状スペーサは、液晶層30の厚さ(セルギャップ)を規定する。柱状スペーサは、感光性樹脂から形成することができる。 The columnar spacers define the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 . The columnar spacers can be made of photosensitive resin.

液晶層30は、誘電異方性が負の(つまりネガ型の)ネマチック液晶材料と、カイラル剤とを含む。液晶層30は、例えば滴下法により形成することができる。 The liquid crystal layer 30 includes a nematic liquid crystal material with negative dielectric anisotropy (that is, negative type) and a chiral agent. The liquid crystal layer 30 can be formed by, for example, a dropping method.

第1配向膜15および第2配向膜25は、それぞれ液晶層30に接するように設けられている。ここでは、第1配向膜15および第2配向膜25のそれぞれは、垂直配向膜である。第1配向膜15および第2配向膜25の少なくとも一方は、配向処理を施されており、プレチルト方位を規定する。液晶層30の液晶分子31は、液晶層30に電圧が印加されていない状態では垂直配向し(図2A参照)、液晶層30に所定の電圧が印加されると、倒れてツイスト配向する。このように、液晶層30は、垂直配向型の液晶層である。 The first alignment film 15 and the second alignment film 25 are provided so as to be in contact with the liquid crystal layer 30 respectively. Here, each of the first alignment film 15 and the second alignment film 25 is a vertical alignment film. At least one of the first alignment film 15 and the second alignment film 25 is subjected to alignment treatment and defines the pretilt orientation. The liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 are vertically aligned when no voltage is applied to the liquid crystal layer 30 (see FIG. 2A), and are tilted and twisted when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 30 . Thus, the liquid crystal layer 30 is a vertically aligned liquid crystal layer.

液晶表示装置100は、一対の円偏光板40Aおよび40Bと、不図示の照明装置(バックライト)とをさらに備える。一対の円偏光板40Aおよび40Bの一方(第1円偏光板)40Aは、TFT基板10の背面側に配置されており、他方(第2円偏光板)40Bは、対向基板20の観察者側に配置されている。照明装置は、第1円偏光板40Aの背面側に配置されている。 The liquid crystal display device 100 further includes a pair of circularly polarizing plates 40A and 40B and an illumination device (backlight) (not shown). One of the pair of circularly polarizing plates 40A and 40B (first circularly polarizing plate) 40A is arranged on the back side of the TFT substrate 10, and the other (second circularly polarizing plate) 40B is arranged on the viewer side of the opposing substrate 20. are placed in The illumination device is arranged on the back side of the first circularly polarizing plate 40A.

例示している液晶表示装置100は、メモリ液晶で階調表示を行うための構成を有する。具体的には、液晶表示装置100の各画素Pは、図1に示すように、複数のサブ画素Spに分割されている。図1には、1つの画素Pが3つのサブ画素Spに分割された例を示している。この例では、画素電極11は、3つのサブ画素電極11aに分割されている。3つのサブ画素電極11aのうち、図中の上側および下側に配置されている2つのサブ画素電極11aは、共通の1つのメモリ回路に電気的に接続されており、図中の中央に配置されている1つのサブ画素電極11aは、別の1つのメモリ回路に電気的に接続されている。つまり、各画素Pに対して2つのメモリ回路が設けられている。 The illustrated liquid crystal display device 100 has a configuration for performing gradation display with memory liquid crystal. Specifically, each pixel P of the liquid crystal display device 100 is divided into a plurality of sub-pixels Sp as shown in FIG. FIG. 1 shows an example in which one pixel P is divided into three sub-pixels Sp. In this example, the pixel electrode 11 is divided into three sub-pixel electrodes 11a. Of the three sub-pixel electrodes 11a, the two sub-pixel electrodes 11a arranged on the upper side and the lower side in the drawing are electrically connected to one common memory circuit, and are arranged in the center of the drawing. One sub-pixel electrode 11a is electrically connected to another one memory circuit. That is, two memory circuits are provided for each pixel P. FIG.

図1に示したように画素Pが分割されていることにより、図3に示すように、面積階調法による4階調表示を行うことができる。具体的には、図3のもっとも左側に示しているように、3つのサブ画素Spをすべて黒表示状態にすることにより、1画素P全体として黒表示を行うことができ、図3の左側から2番目に示しているように、2つのサブ画素Spを黒表示状態とし、1つのサブ画素Spを白表示状態とすることにより、1画素P全体として暗い中間調表示を行うことができる。また、図3の左側から3番目に示しているように、2つのサブ画素Spを白表示状態とし、1つのサブ画素Spを黒表示状態とすることにより、1画素P全体として明るい中間調表示を行うことができ、図3のもっとも右側に示しているように、3つのサブ画素Spをすべて白表示状態にすることにより、1画素P全体として白表示を行うことができる。 Since the pixel P is divided as shown in FIG. 1, it is possible to perform 4-grayscale display by the area grayscale method, as shown in FIG. Specifically, as shown on the leftmost side of FIG. 3, by setting all the three sub-pixels Sp to a black display state, a black display can be performed as a whole pixel P. From the left side of FIG. As shown in the second figure, by setting two sub-pixels Sp in a black display state and one sub-pixel Sp in a white display state, a dark halftone display can be performed as a whole pixel P. FIG. In addition, as shown in the third from the left side of FIG. 3, by setting two sub-pixels Sp in a white display state and one sub-pixel Sp in a black display state, a bright halftone display is obtained as a whole pixel P. As shown on the rightmost side of FIG. 3, by bringing all three sub-pixels Sp into the white display state, the entire pixel P can perform white display.

なお、3つのサブ画素電極11aが、それぞれ別のメモリ回路に電気的に接続されていても(つまり各画素Pに3つのメモリ回路が設けられていても)よい。 Note that the three sub-pixel electrodes 11a may be electrically connected to separate memory circuits (that is, each pixel P may be provided with three memory circuits).

上述したように、本実施形態の液晶表示装置100では、第1反射電極12が、画素P内に位置する第1領域12aだけでなく、隣接する2つの画素P間に位置する第2領域12bを含んでいる。従って、画素P間の領域も反射表示に寄与させることができるので、反射開口率(表示領域内で反射モードの表示に寄与する領域が占める割合)が向上し、反射率のいっそうの向上を図ることができる。そのため、反射モードでいっそう明るい表示を行うことができる。なお、従来の一般的な反射型液晶表示装置では画素電極が反射電極である(反射電極が画素電極として機能する)ので、反射電極を画素間に配置することはできない。 As described above, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the first reflective electrode 12 is arranged not only in the first region 12a located within the pixel P, but also in the second region 12b located between two adjacent pixels P. contains. Therefore, since the area between the pixels P can also contribute to the reflective display, the reflective aperture ratio (ratio occupied by the area contributing to the display in the reflective mode in the display area) is improved, and the reflectance is further improved. be able to. Therefore, brighter display can be performed in the reflective mode. Note that in a conventional general reflective liquid crystal display device, the pixel electrode is a reflective electrode (the reflective electrode functions as the pixel electrode), so the reflective electrode cannot be arranged between the pixels.

また、本実施形態の液晶表示装置100は、従来の半透過型液晶表示装置における以下のような問題を解決し得る。 Further, the liquid crystal display device 100 of the present embodiment can solve the following problems of the conventional transflective liquid crystal display device.

半透過型の液晶表示装置として、隣接する画素間の領域を透過モードの表示に用いる構成が知られている。しかしながら、画素間には画素電極が存在していないので、画素間に位置する液晶分子を所望の方向に十分に配向させることはできず、透過率が低いという問題があった。また、画素間は、画素電極のエッジ近傍に生成される斜め電界による配向とラビング処理による配向との整合性が良くない領域を含んでおり、液晶分子の配向が不安定である。このように画素間の配向が不安定な領域を透過モードの表示に用いるので、透過モードの表示において配向不良に起因する表示不良(残像等)が発生していた。 As a semi-transmissive liquid crystal display device, a configuration in which a region between adjacent pixels is used for display in a transmissive mode is known. However, since there is no pixel electrode between the pixels, the liquid crystal molecules located between the pixels cannot be sufficiently oriented in a desired direction, resulting in a problem of low transmittance. In addition, a region between pixels includes an area in which alignment by an oblique electric field generated near the edge of the pixel electrode and alignment by rubbing treatment are not well matched, and the alignment of liquid crystal molecules is unstable. Since the region where the orientation between pixels is unstable is used for display in the transmission mode, display defects (such as afterimages) caused by the poor orientation occur in the display in the transmission mode.

これに対し、本実施形態の液晶表示装置100では、透過領域Tr内に画素電極11が存在しているので、透過領域Tr内の液晶分子を所望の方向に十分に配向させることができる。そのため、透過率が向上する。また、配向が安定な領域を透過モードの表示に用いるので、透過モードの表示における配向不良に起因した表示不良を改善することができる。 In contrast, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the pixel electrodes 11 exist within the transmissive region Tr, so liquid crystal molecules within the transmissive region Tr can be sufficiently aligned in a desired direction. Therefore, transmittance is improved. In addition, since the region where the orientation is stable is used for display in the transmission mode, it is possible to improve display defects caused by poor orientation in the display in the transmission mode.

さらに、本実施形態の液晶表示装置100では、凹凸表面構造を有する第2反射電極16が、表示面法線方向から見たときに第1コンタクトホールCH1に重なるように第2層間絶縁層14上に設けられているので、第1コンタクトホールCH1が存在している領域を反射表示に十分に寄与させる(つまり反射領域Rfとして機能させる)ことができ、いっそう明るい表示を実現することができる。以下、この点を、図4Aおよび図4Bに示す比較例の液晶表示装置900と液晶表示装置100とを比較しながら説明する。図4Aおよび図4Bは、比較例の液晶表示装置900を模式的に示す断面図であり、液晶表示装置100について図2Aおよび図2Bに示した断面構造に相当する断面構造を示している。 Further, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the second reflective electrode 16 having an uneven surface structure is formed on the second interlayer insulating layer 14 so as to overlap the first contact hole CH1 when viewed in the direction normal to the display surface. Therefore, the region where the first contact hole CH1 exists can sufficiently contribute to the reflective display (that is, function as the reflective region Rf), and a brighter display can be realized. This point will be described below while comparing the liquid crystal display device 900 and the liquid crystal display device 100 of the comparative example shown in FIGS. 4A and 4B. 4A and 4B are cross-sectional views schematically showing a liquid crystal display device 900 of a comparative example, showing a cross-sectional structure of the liquid crystal display device 100 corresponding to the cross-sectional structure shown in FIGS. 2A and 2B.

比較例の液晶表示装置900は、図4Bに示すように、第2反射電極16を有していない点において、液晶表示装置100と異なっている。また、比較例の液晶表示装置900では、画素電極11および第2層間絶縁層14は、第1コンタクトホールCH1に重なる部分に凹凸表面構造を有してない。 The liquid crystal display device 900 of the comparative example differs from the liquid crystal display device 100 in that it does not have the second reflective electrode 16, as shown in FIG. 4B. Further, in the liquid crystal display device 900 of the comparative example, the pixel electrode 11 and the second interlayer insulating layer 14 do not have the uneven surface structure in the portion overlapping the first contact hole CH1.

比較例の液晶表示装置900では、第1コンタクトホールCH1が存在する領域は、第1コンタクト電極ce1によって照明装置からの光が遮られるので、透過表示に寄与しない。また、第1コンタクトホールCH1が存在する領域には、反射電極は設けられていないので、この領域は反射表示にも寄与しない。また、第2コンタクトホールCH2が存在する領域は、第3コンタクト電極ce3によって照明装置からの光が遮られるので、透過表示に寄与しない。さらに、第2コンタクトホールCH2が存在する領域には、第1反射電極12と同じ金属膜から形成された第3コンタクト電極ce3が位置しているものの、第2コンタクトホールCH2のテーパ形状は、第1反射電極12の凹凸表面構造よりも急峻であるので、第3コンタクト電極ce3は拡散反射に寄与せず、この領域は反射表示にも寄与しない。このように、比較例の液晶表示装置900では、第1コンタクトホールCH1が存在する領域および第2コンタクトホールCH2が存在する領域は、無効領域Ivとなる。 In the liquid crystal display device 900 of the comparative example, the region where the first contact hole CH1 exists does not contribute to transmissive display because the light from the illumination device is blocked by the first contact electrode ce1. In addition, since no reflective electrode is provided in the region where the first contact hole CH1 exists, this region does not contribute to reflective display. In addition, the region where the second contact hole CH2 exists does not contribute to transmissive display because the third contact electrode ce3 blocks the light from the illumination device. Furthermore, although the third contact electrode ce3 formed of the same metal film as the first reflective electrode 12 is positioned in the region where the second contact hole CH2 exists, the tapered shape of the second contact hole CH2 is different from that of the second contact hole CH2. Since it is steeper than the uneven surface structure of the first reflective electrode 12, the third contact electrode ce3 does not contribute to diffuse reflection, and this region does not contribute to reflective display. Thus, in the liquid crystal display device 900 of the comparative example, the region where the first contact hole CH1 exists and the region where the second contact hole CH2 exists become the invalid region Iv.

これに対し、本実施形態の液晶表示装置100では、凹凸表面構造を有する第2反射電極16が第1コンタクトホールCH1に重なるように第2層間絶縁層14上に設けられているので、第1コンタクトホールCH1が存在している領域を反射表示に十分に寄与させることができるので、比較例の液晶表示装置900に比べて無効領域Ivの面積を小さくすることができ、表示の明るさを向上させることができる。 In contrast, in the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the second reflective electrode 16 having an uneven surface structure is provided on the second interlayer insulating layer 14 so as to overlap the first contact hole CH1. Since the region where the contact hole CH1 exists can sufficiently contribute to the reflective display, the area of the ineffective region Iv can be reduced compared to the liquid crystal display device 900 of the comparative example, and the brightness of the display can be improved. can be made

なお、液晶表示装置100では、以下の駆動方式のいずれかが用いられることが好ましい。
方式(A):複数の画素Pのうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の2つの画素Pの液晶層30に同極性の電圧が印加される。行ライン反転駆動(Hライン反転駆動)と呼ばれる駆動方式であり、複数行ごとに極性が反転する態様(2Hライン反転駆動等)も含む。
方式(B):複数の画素Pのうちの列方向に沿って互いに隣接する任意の2つの画素Pの液晶層30に同極性の電圧が印加される。列ライン反転駆動(Vライン反転駆動)と呼ばれる駆動方式であり、複数列ごとに極性が反転する態様(2Vライン反転駆動等)も含む。
方式(C):複数の画素Pのすべての画素Pの液晶層30に同極性の電圧が印加される。フィールド反転駆動(フレーム反転駆動)と呼ばれる駆動方式である。
It should be noted that the liquid crystal display device 100 preferably employs one of the following driving methods.
Method (A): Voltages of the same polarity are applied to the liquid crystal layers 30 of arbitrary two pixels P adjacent to each other along the row direction among the plurality of pixels P. This driving method is called row-line inversion driving (H-line inversion driving), and includes a mode in which the polarity is inverted for every plurality of rows (2H-line inversion driving, etc.).
Method (B): Voltages of the same polarity are applied to the liquid crystal layers 30 of arbitrary two pixels P adjacent to each other along the column direction among the plurality of pixels P. This is a driving method called column line inversion driving (V line inversion driving), and includes a mode in which the polarity is inverted for every plurality of columns (2V line inversion driving, etc.).
Method (C): Voltages of the same polarity are applied to the liquid crystal layers 30 of all the pixels P of the plurality of pixels P. FIG. This driving method is called field inversion driving (frame inversion driving).

方式(A)、(B)、(C)のいずれかで駆動が行われることにより、反射率を向上する(表示を明るくする)効果が高くなる。以下、この理由を説明する。 The effect of improving the reflectance (brightening the display) is increased by performing the drive by any one of the methods (A), (B), and (C). The reason for this will be explained below.

液晶表示装置の駆動方式として、ドット反転駆動と呼ばれる方式がよく知られており、広く用いられている。ドット反転駆動では、複数の画素のうちの互いに隣接する任意の2つの画素の液晶層に、異なる極性の電圧が印加される。つまり、行方向に沿って1画素ごとに印加電圧の極性が反転し、列方向に沿っても1画素ごとに印加電圧の極性が反転する。ドット反転駆動のように、隣接画素同士で液晶層への印加電圧の極性が逆である場合、画素間に発生する斜め電界の影響により、画素間に位置する液晶分子が、明るさに寄与するように配向しないおそれがある。 As a driving method for liquid crystal display devices, a method called dot inversion driving is well known and widely used. In dot inversion driving, voltages of different polarities are applied to the liquid crystal layers of arbitrary two pixels adjacent to each other among a plurality of pixels. That is, the polarity of the applied voltage is inverted pixel by pixel along the row direction, and the polarity of the applied voltage is inverted pixel by pixel along the column direction. When the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is opposite between adjacent pixels, as in dot inversion driving, the liquid crystal molecules located between the pixels contribute to the brightness due to the oblique electric field generated between the pixels. may not be oriented in the same way.

これに対し、方式(A)、(B)、(C)のいずれかで駆動が行われると、行方向および列方向の少なくとも一方に沿っては、隣接する画素P同士で印加電圧の極性が同じである(反転しない)ので、同極性の電圧が印加される画素P同士の間に位置する液晶分子31を、明るさに寄与するように配向させることができる。そのため、反射率を向上する効果が高くなる。なお、反射率のいっそうの向上を図る観点からは、方式(A)および(B)よりも、方式(C)が好ましい。つまり、複数の画素Pのすべての画素Pの液晶層30に同極性の電圧が印加される、フィールド反転駆動が好ましい。 On the other hand, when driving is performed by any one of the methods (A), (B), and (C), the polarities of the applied voltages are different between adjacent pixels P along at least one of the row direction and the column direction. Since they are the same (not inverted), the liquid crystal molecules 31 located between the pixels P to which voltages of the same polarity are applied can be oriented so as to contribute to brightness. Therefore, the effect of improving the reflectance is enhanced. From the viewpoint of further improving the reflectance, method (C) is preferable to methods (A) and (B). In other words, field inversion driving is preferable, in which voltages of the same polarity are applied to the liquid crystal layers 30 of all the pixels P of the plurality of pixels P. FIG.

[明るさの向上効果の検証結果]
本実施形態の液晶表示装置100を作製し(実施例1)、明るさの向上効果を検証した結果を説明する。作製した液晶表示装置100の画面サイズは1.2型であり、1つの画素Pのサイズは、縦126μm×横42μmであった。TFT基板10の第1配向膜15および対向基板20の第2配向膜25のうち、第2配向膜25にのみラビング処理を行った。従って、第1配向膜15および第2配向膜25のうち、第2配向膜25のみがプレチルト方位を規定する。液晶層30の厚さ(セルギャップ)は3μmであり、液晶層30の液晶材料には、白電圧印加時においてツイスト角が70°となるようにカイラル剤を添加した。駆動方式は、フィールド反転駆動(方式(C))である。
[Verification result of brightness improvement effect]
The liquid crystal display device 100 of this embodiment was produced (Example 1), and the result of verifying the effect of improving the brightness will be described. The screen size of the manufactured liquid crystal display device 100 was 1.2 inches, and the size of one pixel P was 126 μm long×42 μm wide. Of the first alignment film 15 of the TFT substrate 10 and the second alignment film 25 of the counter substrate 20, only the second alignment film 25 was rubbed. Therefore, of the first alignment film 15 and the second alignment film 25, only the second alignment film 25 defines the pretilt orientation. The thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 is 3 μm, and a chiral agent is added to the liquid crystal material of the liquid crystal layer 30 so that the twist angle becomes 70° when white voltage is applied. The driving method is field inversion driving (method (C)).

実施例1と同様にして比較例の液晶表示装置900も作製し、実施例1との比較を行った。表1に、実施例1および比較例について、表示領域内で透過領域Trが占める割合(透過開口率)、表示領域内で反射領域Rfが占める割合(反射開口率)、白表示時の反射率(白反射率)、黒表示時の反射率(黒反射率)、および、コントラスト比を示す。 A liquid crystal display device 900 of a comparative example was also produced in the same manner as in Example 1, and was compared with Example 1. FIG. Table 1 shows the ratio of the transmissive region Tr within the display region (transmissive aperture ratio), the ratio of the reflective region Rf within the display region (reflective aperture ratio), and the reflectance during white display for Example 1 and the comparative example. (white reflectance), reflectance at black display (black reflectance), and contrast ratio.

Figure 2023010591000002
Figure 2023010591000002

表1に示すように、実施例1と比較例とで、透過開口率は同じである。一方、実施例1では、比較例よりも反射開口率が約1.05倍高い。そのため、実施例1では、比較例よりも白反射率が約1.05倍高くなる。なお、実施例1では、反射開口率の向上によって黒反射率も比較例より高くなるが、液晶表示装置における最表面反射率は実施例1と比較例とで同じであるので、黒反射率の増加は約1.03倍にとどまる。そのため、実施例1では、比較例よりもコントラスト比が約1.02倍向上する。 As shown in Table 1, Example 1 and Comparative Example have the same transmission aperture ratio. On the other hand, in Example 1, the reflective aperture ratio is about 1.05 times higher than in the comparative example. Therefore, in Example 1, the white reflectance is about 1.05 times higher than in Comparative Example. In Example 1, the black reflectance is also higher than in the comparative example due to the improvement in the reflective aperture ratio. The increase remains about 1.03 times. Therefore, in Example 1, the contrast ratio is improved by about 1.02 times as compared to the comparative example.

このように、本発明の実施形態による液晶表示装置100において、表示の明るさが向上することが確認された。 Thus, it was confirmed that the liquid crystal display device 100 according to the embodiment of the present invention improved the brightness of the display.

なお、本実施形態の液晶表示装置100では、画素P間の領域を反射モードの表示に寄与させるので、対向基板20は、複数の画素Pのうちの互いに隣接する任意の2つの画素P間にブラックマトリクスを有しないことが好ましい。また、同じ理由から、赤カラーフィルタ22R、緑カラーフィルタ22Gおよび青カラーフィルタ22Bは、表示面法線方向から見たときに互いに重ならないことが好ましい。 In the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, the area between the pixels P contributes to the display in the reflective mode. It is preferred not to have a black matrix. For the same reason, it is preferable that the red color filter 22R, the green color filter 22G and the blue color filter 22B do not overlap each other when viewed from the normal direction of the display surface.

[第1反射電極の電位]
第1反射電極12に与えられる電位は、特に限定されない。例えば、第1反射電極12に、対向電極21と同じ電位が与えられてもよい。また、第1反射電極12に、対向電極21と異なる電位が与えられてもよく、例えば、最高階調表示時に画素電極11に与えられる電位(以下では「白表示電位」とも呼ぶ)と同じ電位が与えられてもよい。第1反射電極12に、対向電極21と異なる電位を与えることにより、画素P間の液晶層30に十分な大きさの電圧を印加することができるので、白表示時の画素P間を明るくすることができる。そのため、反射率を向上する効果がいっそう高くなる。
[Potential of the first reflecting electrode]
The potential applied to the first reflecting electrode 12 is not particularly limited. For example, the same potential as that of the counter electrode 21 may be applied to the first reflecting electrode 12 . A potential different from that of the counter electrode 21 may be applied to the first reflective electrode 12. For example, the same potential as the potential applied to the pixel electrode 11 when displaying the highest gradation (hereinafter also referred to as "white display potential") may be applied. may be given. By applying a potential different from that of the counter electrode 21 to the first reflective electrode 12, a sufficiently high voltage can be applied to the liquid crystal layer 30 between the pixels P, so that the space between the pixels P is brightened during white display. be able to. Therefore, the effect of improving the reflectance is further enhanced.

また、第1反射電極12は、電気的に浮遊状態(フローティング状態)であってもよいし、第1反射電極12に接地電位が与えられてもよい。第1反射電極12をフローティング状態にしたり、第1反射電極12に接地電位を与えたりすることにより、白表示状態と黒表示状態とで第1反射電極12と画素電極11の間への印加電圧の時間平均が同じとなる。そのため、焼付きの発生が抑制されるので、低周波駆動を好適に行うことができる。 Further, the first reflecting electrode 12 may be in an electrically floating state (floating state), or may be supplied with a ground potential. By putting the first reflective electrode 12 in a floating state or applying a ground potential to the first reflective electrode 12, the voltage applied between the first reflective electrode 12 and the pixel electrode 11 in the white display state and the black display state is changed. have the same time average. Therefore, since the occurrence of image sticking is suppressed, low-frequency driving can be preferably performed.

表2に、画素電極11、第1反射電極12、第2反射電極16および対向電極21に与えられる電位の例を示す。 Table 2 shows examples of potentials applied to the pixel electrode 11, the first reflective electrode 12, the second reflective electrode 16, and the counter electrode 21.

Figure 2023010591000003
Figure 2023010591000003

[他の態様]
ここでは、画素Pごとにメモリ回路を有するバックプレーン回路BPを例示したが、バックプレーン回路BPはこの例に限定されない。バックプレーン回路BPは、一般的なアクティブマトリクス基板のように、画素電極11に接続されたTFTおよびTFTに接続されたゲートバスライン、ソースバスラインなどを含んでいてもよい。TFTは、例えば、活性層として、アモルファスシリコン層、ポリシリコン層、またはIn-Ga-Zn-O系半導体を含む酸化物半導体層を有するTFT(特開2014-007399号公報参照)である。特開2014-007399号公報を参考のために本明細書に援用する。
[Other aspects]
Although the backplane circuit BP having a memory circuit for each pixel P is illustrated here, the backplane circuit BP is not limited to this example. The backplane circuit BP may include TFTs connected to the pixel electrodes 11 and gate bus lines and source bus lines connected to the TFTs, like a general active matrix substrate. A TFT is, for example, a TFT having an oxide semiconductor layer containing an amorphous silicon layer, a polysilicon layer, or an In--Ga--Zn--O-based semiconductor as an active layer (see JP-A-2014-007399). Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-007399 is incorporated herein by reference.

また、一方の垂直配向膜だけがプレチルト方位を規定するVA-HANモードを例示したが、両方の垂直配向膜がプレチルト方位を規制するVA-TNモードであってもよい。 Also, although the VA-HAN mode in which only one of the vertical alignment films defines the pretilt orientation has been exemplified, the VA-TN mode in which both of the vertical alignment films regulate the pretilt orientations may also be used.

また、透過領域Trにおけるセルギャップdtと、反射領域Rfにおけるセルギャップdrが同じである構成を例示したが、透過領域Trのセルギャップdtが反射領域Rfのセルギャップdrよりも大きい(つまりdt>dr)構成を採用してもよい。 Further, although the configuration in which the cell gap dt in the transmissive region Tr and the cell gap dr in the reflective region Rf are the same has been exemplified, the cell gap dt in the transmissive region Tr is larger than the cell gap dr in the reflective region Rf (that is, dt> dr) configuration may be employed.

透過モードの表示に用いられる光が液晶層30を1回だけ通過するのに対し、反射モードの表示に用いられる光は液晶層30を2回通過する。そのため、透過領域Trのセルギャップdtが反射領域Rfのセルギャップdrよりも大きいと、透過モードの表示に用いられる光と反射モードの表示に用いられる光に対する液晶層30のリタデーションを近くすることができ、透過領域Trと反射領域Rfの両方にとって好ましい(より明るい表示を実現できる)電圧-輝度特性が得られる。 The light used for transmissive mode display passes through the liquid crystal layer 30 only once, while the light used for reflective mode display passes through the liquid crystal layer 30 twice. Therefore, when the cell gap dt of the transmissive region Tr is larger than the cell gap dr of the reflective region Rf, the retardation of the liquid crystal layer 30 can be made close to the light used for display in the transmissive mode and the light used for display in the reflective mode. Thus, favorable voltage-luminance characteristics (achieving brighter display) can be obtained for both the transmissive region Tr and the reflective region Rf.

透過領域Trと反射領域Rfの両方でより明るい表示を行う観点からは、透過領域Trのセルギャップdtと、反射領域Rfのセルギャップdrとは、dt=2drの関係を実質的に満足することが好ましい。 From the viewpoint of brighter display in both the transmissive region Tr and the reflective region Rf, the cell gap dt of the transmissive region Tr and the cell gap dr of the reflective region Rf should substantially satisfy the relationship of dt=2dr. is preferred.

また、各画素Pが複数のサブ画素Spに分割されている構成を例示したが、各画素Pは複数のサブ画素Spに分割されていなくてもよい。 Also, although the configuration in which each pixel P is divided into a plurality of sub-pixels Sp is illustrated, each pixel P may not be divided into a plurality of sub-pixels Sp.

(実施形態2)
図5、図6Aおよび図6Bを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置200を説明する。図5は、液晶表示装置200を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置200の3つの画素Pに対応した領域を示している。図6Aおよび図6Bは、液晶表示装置200を模式的に示す断面図であり、それぞれ図5中の6A-6A’線および6B-6B’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置200が、実施形態1における液晶表示装置100と異なる点を中心に説明を行う。
(Embodiment 2)
A liquid crystal display device 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6A and 6B. FIG. 5 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 200, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 200. As shown in FIG. 6A and 6B are cross-sectional views schematically showing the liquid crystal display device 200, showing cross-sectional structures along lines 6A-6A' and 6B-6B' in FIG. 5, respectively. In the following, the liquid crystal display device 200 of the present embodiment will be described with a focus on the differences from the liquid crystal display device 100 of the first embodiment.

液晶表示装置200の第1反射電極12および第2反射電極16は、凹凸形状を有しない(つまり平坦な)第1層間絶縁層13上および第2層間絶縁層14上にそれぞれ形成されている。そのため、第1反射電極12および第2反射電極16は、凹凸表面構造を有しておらず、鏡面反射層として機能する。 The first reflective electrode 12 and the second reflective electrode 16 of the liquid crystal display device 200 are formed on the first interlayer insulating layer 13 and the second interlayer insulating layer 14 that do not have unevenness (that is, are flat), respectively. Therefore, the first reflecting electrode 12 and the second reflecting electrode 16 do not have an uneven surface structure, and function as specular reflection layers.

液晶表示装置200は、液晶層30よりも観察者側に配置された光散乱層50をさらに備える。光散乱層50は、例えば異方性光散乱フィルムである。図示している例では、光散乱層50は、基板20aと第2円偏光板40Bとの間に配置されている。本実施形態では、光散乱層50によって光が散乱されることにより、ペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。 The liquid crystal display device 200 further includes a light scattering layer 50 arranged closer to the viewer than the liquid crystal layer 30 is. The light scattering layer 50 is, for example, an anisotropic light scattering film. In the illustrated example, the light scattering layer 50 is arranged between the substrate 20a and the second circularly polarizing plate 40B. In this embodiment, light is scattered by the light scattering layer 50, so that a display close to paper white can be realized.

本実施形態の液晶表示装置200では、第2反射電極16と光散乱層50との組み合わせにより、第1コンタクトホールCH1が存在する領域を反射表示に十分に寄与させることができるので、いっそう明るい表示を実現することができる。 In the liquid crystal display device 200 of the present embodiment, the combination of the second reflective electrode 16 and the light scattering layer 50 allows the region where the first contact hole CH1 exists to sufficiently contribute to the reflective display, resulting in a brighter display. can be realized.

また、本実施形態の液晶表示装置200では、表示面法線方向から見たときに第2コンタクトホールCH2に重なるように第1層間絶縁層13上に設けられた第3コンタクト電極ce3と光散乱層50との組み合わせにより、第2コンタクトホールCH2が存在する領域も反射表示に十分に寄与させることができるので、反射表示に寄与する領域をさらに広くする(例えば無効領域Ivを実質的になくす)ことができる。このとき、第3コンタクト電極ce3は、反射表示を行うための第3反射電極として機能する。第3コンタクト電極(第3反射電極)ce3も、凹凸表面構造を有していない。 In addition, in the liquid crystal display device 200 of the present embodiment, the third contact electrode ce3 provided on the first interlayer insulating layer 13 so as to overlap the second contact hole CH2 when viewed in the direction normal to the display surface and the light scattering electrode ce3 In combination with the layer 50, the region where the second contact hole CH2 exists can also be made to contribute sufficiently to the reflective display, so the region contributing to the reflective display is further widened (for example, the invalid region Iv is substantially eliminated). be able to. At this time, the third contact electrode ce3 functions as a third reflective electrode for performing reflective display. The third contact electrode (third reflecting electrode) ce3 also does not have an uneven surface structure.

なお、上記の説明では、半透過型(透過反射両用型)の液晶表示装置を例示したが、本発明の実施形態による液晶表示装置は、各画素Pが透過領域Trを実質的に含まない、反射型の液晶表示装置であってもよい。反射型の液晶表示装置においても、上述した液晶表示装置100および200の第2反射電極16と同様のさらなる反射電極を設けることにより、表示の明るさを向上させることができる。 In the above description, a semi-transmissive (both transmissive and reflective) liquid crystal display device is exemplified. A reflective liquid crystal display device may also be used. In the reflective liquid crystal display device as well, the display brightness can be improved by providing a further reflective electrode similar to the second reflective electrode 16 of the liquid crystal display devices 100 and 200 described above.

(実施形態3)
図7、図8Aおよび図8Bを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置300を説明する。本実施形態の液晶表示装置300は、反射型の液晶表示装置である。図7は、液晶表示装置300を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置300の3つの画素Pに対応した領域を示している。図8Aおよび図8Bは、液晶表示装置300を模式的に示す断面図であり、それぞれ図7中の8A-8A’線および8B-8B’線に沿った断面構造を示している。
(Embodiment 3)
A liquid crystal display device 300 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7, 8A and 8B. The liquid crystal display device 300 of this embodiment is a reflective liquid crystal display device. FIG. 7 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 300, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 300. As shown in FIG. 8A and 8B are cross-sectional views schematically showing the liquid crystal display device 300, showing cross-sectional structures along lines 8A-8A' and 8B-8B' in FIG. 7, respectively.

液晶表示装置300は、図7に示すように、複数の画素Pを有する。複数の画素Pは、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列されている。複数の画素Pは、典型的には、赤を表示する赤画素P、緑を表示する緑画素Pおよび青を表示する青画素Pを含む。 The liquid crystal display device 300 has a plurality of pixels P, as shown in FIG. A plurality of pixels P are arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns. The plurality of pixels P typically includes red pixels P R that display red, green pixels P G that display green, and blue pixels P B that display blue.

また、液晶表示装置300は、図8Aおよび図8Bに示すように、TFT基板(第1基板)10と、TFT基板10に対向する対向基板(第2基板)20と、TFT基板10と対向基板20との間に設けられた垂直配向型の液晶層30とを備える。各画素Pは、反射モードで表示を行う反射領域Rfを含んでいる。 8A and 8B, the liquid crystal display device 300 includes a TFT substrate (first substrate) 10, a counter substrate (second substrate) 20 facing the TFT substrate 10, and a TFT substrate 10 and the counter substrate. 20 and a vertical alignment type liquid crystal layer 30 provided between them. Each pixel P includes a reflective area Rf that displays in a reflective mode.

TFT基板10は、基板10a、バックプレーン回路BP、第1層間絶縁層13、第1反射電極12、第2層間絶縁層14および画素電極11を有する。 The TFT substrate 10 has a substrate 10 a , a backplane circuit BP, a first interlayer insulating layer 13 , a first reflective electrode 12 , a second interlayer insulating layer 14 and pixel electrodes 11 .

基板10aは、バックプレーン回路BP等を支持する。基板10aは、透明で絶縁性を有する。基板10aは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。 The substrate 10a supports the backplane circuit BP and the like. The substrate 10a is transparent and has insulating properties. The substrate 10a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate.

バックプレーン回路BPは、基板10a上に設けられている。バックプレーン回路BPは、複数の画素Pを駆動するための回路である。ここでは、バックプレーン回路は、複数の画素Pのそれぞれに接続されたメモリ回路を有する。 The backplane circuit BP is provided on the substrate 10a. The backplane circuit BP is a circuit for driving a plurality of pixels P. As shown in FIG. Here, the backplane circuit has a memory circuit connected to each of the plurality of pixels P. FIG.

第1層間絶縁層13は、バックプレーン回路BPを覆うように設けられている。第1層間絶縁層13の表面は、凹凸形状を有する。つまり、第1層間絶縁層13は、凹凸表面構造を有する。 The first interlayer insulating layer 13 is provided so as to cover the backplane circuit BP. The surface of first interlayer insulating layer 13 has an uneven shape. That is, first interlayer insulating layer 13 has an uneven surface structure.

第1反射電極12は、第1層間絶縁層13上に設けられている。第1反射電極12は、反射率の高い金属材料から形成されている。ここでは、第1反射電極12を形成するための金属材料として銀合金を用いるが、これに限定されず、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてもよい。第1反射電極12の表面は、第1層間絶縁層13の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、第1反射電極12も凹凸表面構造を有する。 The first reflecting electrode 12 is provided on the first interlayer insulating layer 13 . The first reflecting electrode 12 is made of a highly reflective metal material. Here, a silver alloy is used as the metal material for forming the first reflecting electrode 12, but the material is not limited to this, and for example, aluminum or an aluminum alloy may be used. The surface of the first reflective electrode 12 has an uneven shape reflecting the uneven surface structure of the first interlayer insulating layer 13 . That is, the first reflecting electrode 12 also has an uneven surface structure.

第1反射電極12は、複数の画素Pのそれぞれ内に位置する第1領域12aと、互いに隣接する任意の2つの画素P間に位置する第2領域12bとを含んでいる。第1反射電極12の凹凸表面構造は、第1領域12aおよび第2領域12bのそれぞれに形成されている。つまり、第1領域12aだけでなく第2領域12bも凹凸表面構造を有している。 The first reflective electrode 12 includes a first region 12a positioned within each of the plurality of pixels P and a second region 12b positioned between any two pixels P adjacent to each other. The uneven surface structure of the first reflecting electrode 12 is formed in each of the first region 12a and the second region 12b. That is, not only the first region 12a but also the second region 12b has an uneven surface structure.

第2層間絶縁層14は、第1反射電極12を覆うように設けられている。第2層間絶縁層14は、透明絶縁層である。 A second interlayer insulating layer 14 is provided to cover the first reflecting electrode 12 . The second interlayer insulating layer 14 is a transparent insulating layer.

画素電極11は、複数の画素Pのそれぞれに設けられている。また、画素電極11は、第2層間絶縁層14上に設けられている。つまり、画素電極11は、第2層間絶縁層(透明絶縁層)14を介して第1反射電極12上に配置されている。言い換えると、第1反射電極12は、画素電極11に対して液晶層30とは反対側(つまり画素電極11よりも背面側)に位置している。 The pixel electrode 11 is provided for each of the plurality of pixels P. As shown in FIG. Also, the pixel electrode 11 is provided on the second interlayer insulating layer 14 . That is, the pixel electrode 11 is arranged on the first reflective electrode 12 with the second interlayer insulating layer (transparent insulating layer) 14 interposed therebetween. In other words, the first reflective electrode 12 is located on the side opposite to the liquid crystal layer 30 with respect to the pixel electrode 11 (that is, on the back side of the pixel electrode 11).

画素電極11は、透明導電材料から形成されている。透明導電材料としては、例えば、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物またはこれらの混合物を用いることができる。画素電極11は、メモリ回路を含むバックプレーン回路BPに電気的に接続されている。 The pixel electrode 11 is made of a transparent conductive material. As the transparent conductive material, for example, indium tin oxide, indium zinc oxide, or a mixture thereof can be used. The pixel electrode 11 is electrically connected to a backplane circuit BP including a memory circuit.

TFT基板10は、さらに、コンタクト部CP、第3層間絶縁層17、第2反射電極18および第1配向膜15を有する。 The TFT substrate 10 further has a contact portion CP, a third interlayer insulating layer 17 , a second reflective electrode 18 and a first alignment film 15 .

コンタクト部CPは、第1層間絶縁層13に形成された第1コンタクトホールCH1および第2層間絶縁層14に形成された第2コンタクトホールCH2において、画素電極11とバックプレーン回路BPとを電気的に接続する。図示している例では、コンタクト部CPは、第1コンタクト電極ce1、第2コンタクト電極ce2および第3コンタクト電極ce3から構成されている。 The contact part CP electrically connects the pixel electrode 11 and the backplane circuit BP through a first contact hole CH1 formed in the first interlayer insulating layer 13 and a second contact hole CH2 formed in the second interlayer insulating layer 14. connect to. In the illustrated example, the contact part CP is composed of a first contact electrode ce1, a second contact electrode ce2 and a third contact electrode ce3.

第1コンタクト電極ce1は、第1コンタクトホールCH1内に露出した電極(または配線の一部)である。第2コンタクト電極ce2は、第1層間絶縁層13上および第1コンタクトホールCH1内に形成されており、第1コンタクトホールCH1内で第1コンタクト電極ce1に接続されている。また、第2コンタクト電極ce2の一部は、第2コンタクトホールCH2内に露出している。第3コンタクト電極ce3は、第2コンタクトホールCH2内において、第2コンタクト電極ce2と画素電極11とに接続されている。言い換えると、第3コンタクト電極ce3は、第2コンタクト電極ce2と画素電極11との間に介在している。ここでは、第1コンタクト電極ce1は、金属材料から形成されており、不透明である。また、第2コンタクト電極ce2は、透明導電材料から形成されている(つまり透明である)。第3コンタクト電極ce3は、第1反射電極12と同じ金属膜から(つまり第1反射電極12と同層に)形成されており、不透明である。なお、図示している例では、第2コンタクト電極ce2と同じ透明導電膜から(つまり第2コンタクト電極ce2と同層に)形成された導電層19が第1反射電極12と第1層間絶縁層13との間に介在しているが、この導電層19は省略されてもよい。 The first contact electrode ce1 is an electrode (or part of the wiring) exposed in the first contact hole CH1. The second contact electrode ce2 is formed on the first interlayer insulating layer 13 and inside the first contact hole CH1, and is connected to the first contact electrode ce1 inside the first contact hole CH1. A part of the second contact electrode ce2 is exposed in the second contact hole CH2. The third contact electrode ce3 is connected to the second contact electrode ce2 and the pixel electrode 11 inside the second contact hole CH2. In other words, the third contact electrode ce3 is interposed between the second contact electrode ce2 and the pixel electrode 11 . Here, the first contact electrode ce1 is made of a metal material and is opaque. Also, the second contact electrode ce2 is made of a transparent conductive material (that is, transparent). The third contact electrode ce3 is made of the same metal film as the first reflective electrode 12 (that is, in the same layer as the first reflective electrode 12) and is opaque. In the illustrated example, the conductive layer 19 formed from the same transparent conductive film as the second contact electrode ce2 (that is, in the same layer as the second contact electrode ce2) is formed between the first reflective electrode 12 and the first interlayer insulating layer. 13, this conductive layer 19 may be omitted.

第3層間絶縁層17は、第2コンタクトホールCH2内に設けられている。図示している例では、第2コンタクトホールCH2および第3層間絶縁層17は、表示面法線方向から見たときに第1コンタクトホールCH1に重なっているので、第3層間絶縁層17は、第1コンタクトホールCH1内にも位置している。 The third interlayer insulating layer 17 is provided inside the second contact hole CH2. In the illustrated example, the second contact hole CH2 and the third interlayer insulating layer 17 overlap the first contact hole CH1 when viewed from the direction normal to the display surface. It is also located inside the first contact hole CH1.

第2反射電極18は、第3層間絶縁層17上に設けられている。第2反射電極18は、表示面法線方向から見たときに少なくとも第2コンタクトホールCH2に重なるように配置されている。図示している例では、第2反射電極18は、第2コンタクトホールCH2だけでなく第1コンタクトホールCH1にも重なっている。第2反射電極18は、画素電極11に接しており、画素電極11に電気的に接続されている。なお、図示している例では、第2反射電極18と第3層間絶縁層17との間に、透明導電材料から形成された導電層19’が介在しているが、この導電層19’は省略されてもよい。導電層19’が設けられている場合、第2反射電極18はこの導電層19’を介して画素電極11に電気的に接続されていてもよい。 A second reflective electrode 18 is provided on the third interlayer insulating layer 17 . The second reflective electrode 18 is arranged so as to overlap at least the second contact hole CH2 when viewed in the direction normal to the display surface. In the illustrated example, the second reflecting electrode 18 overlaps not only the second contact hole CH2 but also the first contact hole CH1. The second reflective electrode 18 is in contact with the pixel electrode 11 and is electrically connected to the pixel electrode 11 . In the illustrated example, a conductive layer 19' made of a transparent conductive material is interposed between the second reflecting electrode 18 and the third interlayer insulating layer 17. This conductive layer 19' May be omitted. When the conductive layer 19' is provided, the second reflective electrode 18 may be electrically connected to the pixel electrode 11 via the conductive layer 19'.

第2反射電極18は、反射率の高い金属材料から形成されている。ここでは、第2反射電極18を形成するための金属材料として銀合金を用いるが、これに限定されず、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてもよい。 The second reflecting electrode 18 is made of a highly reflective metal material. Here, a silver alloy is used as the metal material for forming the second reflective electrode 18, but the material is not limited to this, and for example, aluminum or an aluminum alloy may be used.

第3層間絶縁層17は、凹凸表面構造を有する。凹凸表面構造を有する第3層間絶縁層17は、第1層間絶縁層13と同様に、感光性樹脂を用いて形成され得る。 Third interlayer insulating layer 17 has an uneven surface structure. Third interlayer insulating layer 17 having an uneven surface structure can be formed using a photosensitive resin, like first interlayer insulating layer 13 .

第2反射電極18は、第3層間絶縁層17の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、第2反射電極18も凹凸表面構造を有する。 The second reflective electrode 18 has an uneven shape reflecting the uneven surface structure of the third interlayer insulating layer 17 . That is, the second reflecting electrode 18 also has an uneven surface structure.

対向基板20は、基板20a、カラーフィルタ層22、対向電極(共通電極)21および第2配向膜25を有する。また、ここでは図示しないが、対向基板20は、複数の柱状スペーサをさらに有する。 The counter substrate 20 has a substrate 20 a , a color filter layer 22 , a counter electrode (common electrode) 21 and a second alignment film 25 . Although not shown here, the counter substrate 20 further has a plurality of columnar spacers.

基板20aは、カラーフィルタ層22等を支持する。基板20aは、透明で絶縁性を有する。基板20aは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。 The substrate 20a supports the color filter layer 22 and the like. The substrate 20a is transparent and has insulating properties. The substrate 20a is, for example, a glass substrate or a plastic substrate.

カラーフィルタ層22は、典型的には、赤画素Pに対応する領域に設けられた赤カラーフィルタ22R、緑画素Pに対応する領域に設けられた緑カラーフィルタ22G、および、青画素Pに対応する領域に設けられた青カラーフィルタ22Bを含む。赤カラーフィルタ22R、緑カラーフィルタ22Gおよび青カラーフィルタ22Bは、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を透過する。なお、対向基板20は、互いに隣接する任意の2つの画素P間にはブラックマトリクス(遮光層)を有しない。 The color filter layer 22 typically includes a red color filter 22R provided in a region corresponding to the red pixels PR, a green color filter 22G provided in a region corresponding to the green pixels PG , and a blue pixel P A blue color filter 22B provided in a region corresponding to B is included. The red color filter 22R, green color filter 22G, and blue color filter 22B transmit red light, green light, and blue light, respectively. The counter substrate 20 does not have a black matrix (light shielding layer) between any two pixels P adjacent to each other.

対向電極21は、画素電極11などに対向するように設けられている。対向電極21は、透明導電材料から形成されている。対向電極21を形成するための透明導電材料としては、画素電極11と同様の材料を用いることができる。 The counter electrode 21 is provided so as to face the pixel electrode 11 and the like. The counter electrode 21 is made of a transparent conductive material. As the transparent conductive material for forming the counter electrode 21, the same material as the pixel electrode 11 can be used.

柱状スペーサは、液晶層30の厚さ(セルギャップ)を規定する。柱状スペーサは、感光性樹脂から形成することができる。 The columnar spacers define the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 . The columnar spacers can be made of photosensitive resin.

液晶層30は、誘電異方性が負の(つまりネガ型の)ネマチック液晶材料と、カイラル剤とを含む。液晶層30は、例えば滴下法により形成することができる。 The liquid crystal layer 30 includes a nematic liquid crystal material with negative dielectric anisotropy (that is, negative type) and a chiral agent. The liquid crystal layer 30 can be formed by, for example, a dropping method.

第1配向膜15および第2配向膜25は、それぞれ液晶層30に接するように設けられている。ここでは、第1配向膜15および第2配向膜25のそれぞれは、垂直配向膜である。第1配向膜15および第2配向膜25の少なくとも一方は、配向処理を施されており、プレチルト方位を規定する。液晶層30の液晶分子は、液晶層30に電圧が印加されていない状態では垂直配向し、液晶層30に所定の電圧が印加されると、倒れてツイスト配向する。このように、液晶層30は、垂直配向型の液晶層である。 The first alignment film 15 and the second alignment film 25 are provided so as to be in contact with the liquid crystal layer 30 respectively. Here, each of the first alignment film 15 and the second alignment film 25 is a vertical alignment film. At least one of the first alignment film 15 and the second alignment film 25 is subjected to alignment treatment and defines the pretilt orientation. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 30 are vertically aligned when no voltage is applied to the liquid crystal layer 30, and are tilted and twisted when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 30. FIG. Thus, the liquid crystal layer 30 is a vertically aligned liquid crystal layer.

液晶表示装置300は、一対の円偏光板40Aおよび40Bと、不図示の照明装置(バックライト)とをさらに備える。一対の円偏光板40Aおよび40Bの一方(第1円偏光板)40Aは、TFT基板10の背面側に配置されており、他方(第2円偏光板)40Bは、対向基板20の観察者側に配置されている。照明装置は、第1円偏光板40Aの背面側に配置されている。 The liquid crystal display device 300 further includes a pair of circularly polarizing plates 40A and 40B and an illumination device (backlight) (not shown). One of the pair of circularly polarizing plates 40A and 40B (first circularly polarizing plate) 40A is arranged on the back side of the TFT substrate 10, and the other (second circularly polarizing plate) 40B is arranged on the viewer side of the opposing substrate 20. are placed in The illumination device is arranged on the back side of the first circularly polarizing plate 40A.

例示している液晶表示装置300は、メモリ液晶で階調表示を行うための構成を有する。具体的には、液晶表示装置300の各画素Pは、図7に示すように、複数のサブ画素Spに分割されており、画素電極11は、複数のサブ画素電極11aに分割されている。液晶表示装置300は、実施形態1の液晶表示装置100と同様に、面積階調法による階調表示を行うことができる。 The illustrated liquid crystal display device 300 has a configuration for performing gradation display with memory liquid crystal. Specifically, each pixel P of the liquid crystal display device 300 is divided into a plurality of sub-pixels Sp as shown in FIG. 7, and the pixel electrode 11 is divided into a plurality of sub-pixel electrodes 11a. As with the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, the liquid crystal display device 300 can perform gradation display by the area gradation method.

上述したように、本実施形態の液晶表示装置300では、第1反射電極12が、画素P内に位置する第1領域12aだけでなく、隣接する2つの画素P間に位置する第2領域12bを含んでいる。従って、画素P間の領域も反射表示に寄与させることができるので、反射開口率(表示領域内で反射モードの表示に寄与する領域が占める割合)が向上し、反射率のいっそうの向上を図ることができる。そのため、反射モードでいっそう明るい表示を行うことができる。 As described above, in the liquid crystal display device 300 of the present embodiment, the first reflective electrode 12 is arranged not only in the first region 12a located within the pixel P, but also in the second region 12b located between two adjacent pixels P. contains. Therefore, since the area between the pixels P can also contribute to the reflective display, the reflective aperture ratio (ratio occupied by the area contributing to the display in the reflective mode in the display area) is improved, and the reflectance is further improved. be able to. Therefore, brighter display can be performed in the reflective mode.

さらに、本実施形態の液晶表示装置300では、凹凸表面構造を有する第2反射電極18が、表示面法線方向から見たときに第1コンタクトホールCH1および第2コンタクトホールCH2に重なるように第3層間絶縁層17上に設けられているので、第1コンタクトホールCH1および第2コンタクトホールCH2が存在している領域を反射表示に十分に寄与させる(つまり反射領域Rfとして機能させる)ことができ、いっそう明るい表示を実現することができる。実施形態1における液晶表示装置100では、第2コンタクトホールCH2が存在している領域が無効領域Ivとなるが、本実施形態の液晶表示装置300では、第2コンタクトホールCH2が存在している領域も反射領域Rfとして機能させることができるので、画素P内の無効領域Ivを実質的になくすことができる。 Furthermore, in the liquid crystal display device 300 of the present embodiment, the second reflective electrode 18 having the uneven surface structure is arranged so as to overlap the first contact hole CH1 and the second contact hole CH2 when viewed from the direction normal to the display surface. Since it is provided on the third interlayer insulating layer 17, the region where the first contact hole CH1 and the second contact hole CH2 are present can sufficiently contribute to the reflective display (that is, function as the reflective region Rf). , a brighter display can be achieved. In the liquid crystal display device 100 of Embodiment 1, the region where the second contact hole CH2 exists is the invalid region Iv, but in the liquid crystal display device 300 of this embodiment, the region where the second contact hole CH2 exists. can also function as the reflective area Rf, the invalid area Iv in the pixel P can be substantially eliminated.

なお、液晶表示装置300においても、既に説明した駆動方式(A)、(B)および(C)のいずれかが用いられることが好ましい。方式(A)、(B)、(C)のいずれかで駆動が行われることにより、反射率を向上する(表示を明るくする)効果が高くなる。 In the liquid crystal display device 300 as well, it is preferable to use any one of the driving methods (A), (B) and (C) already described. The effect of improving the reflectance (brightening the display) is increased by performing the drive by any one of the methods (A), (B), and (C).

[明るさの向上効果の検証結果]
本実施形態の液晶表示装置300を作製し(実施例2)、明るさの向上効果を検証した結果を説明する。作製した液晶表示装置300の画面サイズは1.2型であり、1つの画素Pのサイズは、縦126μm×横42μmであった。TFT基板10の第1配向膜15および対向基板20の第2配向膜25のうち、第2配向膜25にのみラビング処理を行った。従って、第1配向膜15および第2配向膜25のうち、第2配向膜25のみがプレチルト方位を規定する。液晶層30の厚さ(セルギャップ)は3μmであり、液晶層30の液晶材料には、白電圧印加時においてツイスト角が70°となるようにカイラル剤を添加した。駆動方式は、フィールド反転駆動(方式(C))である。
[Verification result of brightness improvement effect]
The liquid crystal display device 300 of this embodiment was manufactured (Example 2), and the result of verifying the effect of improving the brightness will be described. The screen size of the manufactured liquid crystal display device 300 was 1.2 inches, and the size of one pixel P was 126 μm long×42 μm wide. Of the first alignment film 15 of the TFT substrate 10 and the second alignment film 25 of the counter substrate 20, only the second alignment film 25 was rubbed. Therefore, of the first alignment film 15 and the second alignment film 25, only the second alignment film 25 defines the pretilt orientation. The thickness (cell gap) of the liquid crystal layer 30 is 3 μm, and a chiral agent is added to the liquid crystal material of the liquid crystal layer 30 so that the twist angle becomes 70° when white voltage is applied. The driving method is field inversion driving (method (C)).

実施例1を反射型に改変した(つまり実施例1の透過領域Trが反射領域Rfに置き換えられた実施例3を作製し、実施例2との比較を行った。表3に、実施例2および3について、透過開口率、反射開口率、白反射率、黒反射率およびコントラスト比を示す。 Example 3 was prepared by modifying Example 1 to a reflective type (that is, in which the transmissive region Tr of Example 1 was replaced with a reflective region Rf, and compared with Example 2. Table 3 shows Example 2. and 3, the transmission aperture ratio, reflection aperture ratio, white reflectance, black reflectance and contrast ratio are shown.

Figure 2023010591000004
Figure 2023010591000004

表3に示すように、実施例2では、実施例3よりも反射開口率が約1.04倍高い。そのため、実施例2では、実施例3よりも白反射率が約1.04倍高くなる。なお、実施例2では、反射開口率の向上によって黒反射率も実施例3より高くなるが、最表面反射率は実施例2と実施例3とで同じであるので、黒反射率の増加は約1.03倍にとどまる。そのため、実施例2では、実施例3よりもコントラスト比が約1.02倍向上する。 As shown in Table 3, in Example 2, the reflective aperture ratio is higher than that in Example 3 by about 1.04 times. Therefore, in Example 2, the white reflectance is about 1.04 times higher than in Example 3. In Example 2, the black reflectance is also higher than in Example 3 due to the improvement in the reflective aperture ratio. It remains about 1.03 times. Therefore, in Example 2, the contrast ratio is improved by about 1.02 times as compared with Example 3.

このように、本実施形態の液晶表示装置300のような構成を採用することにより、表示の明るさがいっそう向上することが確認された。 Thus, it was confirmed that the brightness of the display was further improved by adopting the configuration of the liquid crystal display device 300 of the present embodiment.

[第1反射電極の電位]
第1反射電極12に与えられる電位は、特に限定されない。例えば、第1反射電極12に、対向電極21と同じ電位が与えられてもよい。また、第1反射電極12に、対向電極21と異なる電位が与えられてもよく、例えば、白表示電位と同じ電位が与えられてもよい。第1反射電極12に、対向電極21と異なる電位を与えることにより、画素P間の液晶層30に十分な大きさの電圧を印加することができるので、白表示時の画素P間を明るくすることができる。そのため、反射率を向上する効果がいっそう高くなる。
[Potential of the first reflecting electrode]
The potential applied to the first reflecting electrode 12 is not particularly limited. For example, the same potential as that of the counter electrode 21 may be applied to the first reflecting electrode 12 . A potential different from that of the counter electrode 21 may be applied to the first reflective electrode 12. For example, the same potential as the white display potential may be applied. By applying a potential different from that of the counter electrode 21 to the first reflective electrode 12, a sufficiently high voltage can be applied to the liquid crystal layer 30 between the pixels P, so that the space between the pixels P is brightened during white display. be able to. Therefore, the effect of improving the reflectance is further enhanced.

また、第1反射電極12は、フローティング状態であってもよいし、第1反射電極12に接地電位が与えられてもよい。第1反射電極12をフローティング状態にしたり、第1反射電極12に接地電位を与えたりすることにより、白表示状態と黒表示状態とで第1反射電極12と画素電極11の間への印加電圧の時間平均が同じとなる。そのため、焼付きの発生が抑制されるので、低周波駆動を好適に行うことができる。 Also, the first reflecting electrode 12 may be in a floating state, or may be supplied with a ground potential. By putting the first reflective electrode 12 in a floating state or applying a ground potential to the first reflective electrode 12, the voltage applied between the first reflective electrode 12 and the pixel electrode 11 in the white display state and the black display state is changed. have the same time average. Therefore, since the occurrence of image sticking is suppressed, low-frequency driving can be preferably performed.

表4に、画素電極11、第1反射電極12、第2反射電極18および対向電極21に与えられる電位の例を示す。 Table 4 shows examples of potentials applied to the pixel electrode 11, the first reflective electrode 12, the second reflective electrode 18, and the counter electrode 21.

Figure 2023010591000005
Figure 2023010591000005

(実施形態4)
図9を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置400を説明する。図9は、液晶表示装置400を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置400の3つの画素Pに対応した領域を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置400が、実施形態3における液晶表示装置300と異なる点を中心に説明を行う。
(Embodiment 4)
A liquid crystal display device 400 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 400, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 400. FIG. Below, the liquid crystal display device 400 of the present embodiment will be described with a focus on the differences from the liquid crystal display device 300 of the third embodiment.

液晶表示装置400は、半透過型(透過反射両用型)の液晶表示装置である点において、実施形態3の液晶表示装置300と異なっている。つまり、液晶表示装置400の各画素Pは、図9に示すように、透過モードで表示を行う透過領域Trを含んでいる。 The liquid crystal display device 400 is different from the liquid crystal display device 300 of the third embodiment in that it is a transflective (transmissive/reflective) liquid crystal display device. That is, each pixel P of the liquid crystal display device 400 includes a transmissive region Tr for displaying in the transmissive mode, as shown in FIG.

透過領域Trは、コンタクト部CPに重なっていない。また、透過領域Trは、バックプレーン回路BPによって遮光されない(つまりバックプレーン回路BPの不透明な電極や配線に重ならない)ように配置されている。 The transmission region Tr does not overlap the contact portion CP. Also, the transmissive region Tr is arranged so as not to be shaded by the backplane circuit BP (that is, not to overlap the opaque electrodes or wiring of the backplane circuit BP).

ここでは図示しないが、本実施形態の液晶表示装置400においても、実施形態3の液晶表示装置300と同様に、凹凸表面構造を有する第2反射電極18が、表示面法線方向から見たときに第1コンタクトホールCH1および第2コンタクトホールCH2に重なるように第3層間絶縁層17上に設けられているので、第1コンタクトホールCH1および第2コンタクトホールCH2が存在している領域を反射表示に十分に寄与させる(つまり反射領域Rfとして機能させる)ことができ、画素P内の無効領域Ivを実質的になくしていっそう明るい表示を実現することができる。 Although not shown here, in the liquid crystal display device 400 of the present embodiment, as in the liquid crystal display device 300 of the third embodiment, the second reflective electrode 18 having an uneven surface structure is is provided on the third interlayer insulating layer 17 so as to overlap with the first contact hole CH1 and the second contact hole CH2, the region where the first contact hole CH1 and the second contact hole CH2 are present is reflectively displayed. (that is, function as a reflective region Rf), and the invalid region Iv in the pixel P can be substantially eliminated to realize a brighter display.

本実施形態の液晶表示装置400を作製し(実施例4)、明るさの向上効果を検証した。
表5に、実施例4および実施例1について、透過開口率、反射開口率、白反射率、黒反射率およびコントラスト比を示す。
A liquid crystal display device 400 of this embodiment was produced (Example 4), and the effect of improving brightness was verified.
Table 5 shows the transmission aperture ratio, reflection aperture ratio, white reflectance, black reflectance and contrast ratio for Examples 4 and 1.

Figure 2023010591000006
Figure 2023010591000006

表5に示すように、実施例4では、実施例1よりも反射開口率が約1.05倍高い。そのため、実施例1では、比較例よりも白反射率が約1.05倍高くなる。なお、実施例4では、反射開口率の向上によって黒反射率も実施例1より高くなるが、最表面反射率は実施例4と実施例1とで同じであるので、黒反射率の増加は約1.03倍にとどまる。そのため、実施例4では、実施例1よりもコントラスト比が約1.03倍向上する。 As shown in Table 5, in Example 4, the reflective aperture ratio is higher than that in Example 1 by about 1.05 times. Therefore, in Example 1, the white reflectance is about 1.05 times higher than in Comparative Example. In Example 4, the black reflectance is also higher than in Example 1 due to the improvement in the reflective aperture ratio. It remains about 1.03 times. Therefore, in the fourth embodiment, the contrast ratio is improved by about 1.03 times as compared with the first embodiment.

(実施形態5)
図10、図11Aおよび図11Bを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置500を説明する。図10は、液晶表示装置500を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置500の3つの画素Pに対応した領域を示している。図11Aおよび図11Bは、液晶表示装置500を模式的に示す断面図であり、それぞれ図10中の11A-11A’線および11B-11B’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置500が、実施形態3における液晶表示装置300と異なる点を中心に説明を行う。
(Embodiment 5)
A liquid crystal display device 500 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11A and 11B. FIG. 10 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 500, showing regions corresponding to three pixels P of the liquid crystal display device 500. As shown in FIG. 11A and 11B are cross-sectional views schematically showing the liquid crystal display device 500, showing cross-sectional structures along lines 11A-11A' and 11B-11B' in FIG. 10, respectively. In the following, the liquid crystal display device 500 of this embodiment will be described with a focus on the differences from the liquid crystal display device 300 of the third embodiment.

液晶表示装置500の第1反射電極12および第2反射電極18は、凹凸形状を有しない(つまり平坦な)第1層間絶縁層13上および第3層間絶縁層14上にそれぞれ形成されている。そのため、第1反射電極12および第2反射電極18は、凹凸表面構造を有しておらず、鏡面反射層として機能する。 The first reflective electrode 12 and the second reflective electrode 18 of the liquid crystal display device 500 are formed on the first interlayer insulating layer 13 and the third interlayer insulating layer 14 that do not have unevenness (that is, are flat), respectively. Therefore, the first reflective electrode 12 and the second reflective electrode 18 do not have an uneven surface structure, and function as specular reflection layers.

液晶表示装置500は、液晶層30よりも観察者側に配置された光散乱層50をさらに備える。光散乱層50は、例えば異方性光散乱フィルムである。図示している例では、光散乱層50は、基板20aと第2円偏光板40Bとの間に配置されている。本実施形態では、光散乱層50によって光が散乱されることにより、ペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。 The liquid crystal display device 500 further includes a light scattering layer 50 arranged closer to the viewer than the liquid crystal layer 30 is. The light scattering layer 50 is, for example, an anisotropic light scattering film. In the illustrated example, the light scattering layer 50 is arranged between the substrate 20a and the second circularly polarizing plate 40B. In this embodiment, light is scattered by the light scattering layer 50, so that a display close to paper white can be realized.

本実施形態の液晶表示装置500では、第2反射電極18と光散乱層50との組み合わせにより、第1コンタクトホールCH1および第2コンタクトホールCH2が存在する領域を反射表示に十分に寄与させることができるので、いっそう明るい表示を実現することができる。 In the liquid crystal display device 500 of the present embodiment, the combination of the second reflective electrode 18 and the light scattering layer 50 allows the region where the first contact hole CH1 and the second contact hole CH2 are present to sufficiently contribute to reflective display. Therefore, a brighter display can be realized.

本発明の実施形態は、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置(つまり反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置)に広く適用することができる。 Embodiments of the present invention can be widely applied to liquid crystal display devices (that is, reflective liquid crystal display devices and transflective liquid crystal display devices) in which each pixel includes a reflective region that performs display in a reflective mode.

10 TFT基板
11 画素電極
11a サブ画素電極
12 第1反射電極
12a 第1領域
12b 第2領域
13 第1層間絶縁層
14 第2層間絶縁層
15 第1配向膜
16、18 第2反射電極
17 第3層間絶縁層
20 対向基板
21 対向電極
22 カラーフィルタ層
25 第2配向膜
30 液晶層
31 液晶分子
40A、40B 円偏光板
50 光散乱層
100、200、300、400、500 液晶表示装置
P 画素
Sp サブ画素
Rf 反射領域
Tr 透過領域
CP コンタクト部
ce1 第1コンタクト電極
ce2 第2コンタクト電極
ce3 第3コンタクト電極
REFERENCE SIGNS LIST 10 TFT substrate 11 pixel electrode 11a sub-pixel electrode 12 first reflective electrode 12a first region 12b second region 13 first interlayer insulating layer 14 second interlayer insulating layer 15 first alignment film 16, 18 second reflective electrode 17 third third Interlayer insulating layer 20 Counter substrate 21 Counter electrode 22 Color filter layer 25 Second alignment film 30 Liquid crystal layer 31 Liquid crystal molecules 40A, 40B Circularly polarizing plate 50 Light scattering layer 100, 200, 300, 400, 500 Liquid crystal display device P Pixel Sp Sub pixel Rf reflective region Tr transmissive region CP contact portion ce1 first contact electrode ce2 second contact electrode ce3 third contact electrode

Claims (19)

第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
前記第1基板は、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路と、
前記バックプレーン回路を覆うように設けられた第1層間絶縁層と、
前記第1層間絶縁層上に設けられた第1反射電極であって、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第1領域、および、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の2つの画素間に位置する第2領域を含む第1反射電極と、
前記第1反射電極を覆うように設けられた第2層間絶縁層と、
透明導電材料から形成され、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第2層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
を有し、
前記画素電極は、前記第1層間絶縁層に形成された第1コンタクトホールおよび前記第2層間絶縁層に形成された第2コンタクトホールにおいて、前記バックプレーン回路に電気的に接続されており、
前記第1基板は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールに重なるように前記第2層間絶縁層上に設けられた第2反射電極をさらに有する、液晶表示装置。
a first substrate;
a second substrate facing the first substrate;
a vertically aligned liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
with
A liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns,
each of the plurality of pixels includes a reflective area that displays in a reflective mode;
The first substrate is
a substrate;
a backplane circuit provided on the substrate and driving the plurality of pixels;
a first interlayer insulating layer provided to cover the backplane circuit;
A first reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer, the first region positioned within each of the plurality of pixels, and arbitrary two pixels adjacent to each other among the plurality of pixels. a first reflective electrode including a second region positioned therebetween;
a second interlayer insulating layer provided to cover the first reflective electrode;
a pixel electrode formed of a transparent conductive material and provided on the second interlayer insulating layer in each of the plurality of pixels;
has
the pixel electrode is electrically connected to the backplane circuit through a first contact hole formed in the first interlayer insulating layer and a second contact hole formed in the second interlayer insulating layer;
The liquid crystal display device, wherein the first substrate further includes a second reflective electrode provided on the second interlayer insulating layer so as to overlap the first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface.
前記第1反射電極は、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて凹凸表面構造を有する、請求項1に記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said first reflective electrode has an uneven surface structure in each of said first region and said second region. 前記第2反射電極は、凹凸表面構造を有する、請求項2に記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal display device of claim 2, wherein the second reflective electrode has an uneven surface structure. 前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、請求項1に記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a light scattering layer arranged closer to the viewer than said liquid crystal layer. 前記第1反射電極および前記第2反射電極はそれぞれ凹凸表面構造を有しない、請求項4に記載の液晶表示装置。 5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein said first reflective electrode and said second reflective electrode do not have an uneven surface structure. 前記第1基板は、表示面法線方向から見たときに前記第2コンタクトホールに重なるように前記第1層間絶縁層上に設けられた第3反射電極をさらに有し、
前記第3反射電極は凹凸表面構造を有しない、請求項5に記載の液晶表示装置。
the first substrate further includes a third reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer so as to overlap the second contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein said third reflective electrode does not have an uneven surface structure.
前記第2反射電極は、前記画素電極に電気的に接続されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said second reflective electrode is electrically connected to said pixel electrode. 前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含み、
前記画素電極の一部が前記透過領域内に位置している、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
each of the plurality of pixels further includes a transmissive region for displaying in a transmissive mode;
7. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6, wherein a portion of said pixel electrode is located within said transmissive region.
前記バックプレーン回路は、前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 7. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6, wherein said backplane circuit includes a memory circuit connected to each of said plurality of pixels. 第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた垂直配向型の液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
前記第1基板は、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路と、
前記バックプレーン回路を覆うように設けられた第1層間絶縁層と、
前記第1層間絶縁層上に設けられた第1反射電極であって、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第1領域、および、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の2つの画素間に位置する第2領域を含む第1反射電極と、
前記第1反射電極を覆うように設けられた第2層間絶縁層と、
透明導電材料から形成され、前記複数の画素のそれぞれにおいて前記第2層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
を有し、
前記画素電極は、前記第1層間絶縁層に形成された第1コンタクトホールおよび前記第2層間絶縁層に形成された第2コンタクトホールにおいて、前記バックプレーン回路に電気的に接続されており、
前記第1基板は、
前記第2コンタクトホール内に設けられた第3層間絶縁層と、
表示面法線方向から見たときに少なくとも前記第2コンタクトホールに重なるように前記第3層間絶縁層上に設けられた第2反射電極と、
をさらに有する、液晶表示装置。
a first substrate;
a second substrate facing the first substrate;
a vertically aligned liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
with
A liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a matrix including a plurality of rows and a plurality of columns,
each of the plurality of pixels includes a reflective area that displays in a reflective mode;
The first substrate is
a substrate;
a backplane circuit provided on the substrate and driving the plurality of pixels;
a first interlayer insulating layer provided to cover the backplane circuit;
A first reflective electrode provided on the first interlayer insulating layer, the first region positioned within each of the plurality of pixels, and arbitrary two pixels adjacent to each other among the plurality of pixels. a first reflective electrode including a second region positioned therebetween;
a second interlayer insulating layer provided to cover the first reflective electrode;
a pixel electrode formed of a transparent conductive material and provided on the second interlayer insulating layer in each of the plurality of pixels;
has
the pixel electrode is electrically connected to the backplane circuit through a first contact hole formed in the first interlayer insulating layer and a second contact hole formed in the second interlayer insulating layer;
The first substrate is
a third interlayer insulating layer provided in the second contact hole;
a second reflective electrode provided on the third interlayer insulating layer so as to overlap at least the second contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
A liquid crystal display device further comprising:
前記第2コンタクトホールおよび前記第3層間絶縁層は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールに重なっており、
前記第2反射電極は、表示面法線方向から見たときに前記第1コンタクトホールにも重なっている、請求項10に記載の液晶表示装置。
the second contact hole and the third interlayer insulating layer overlap the first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface;
11. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein said second reflective electrode also overlaps said first contact hole when viewed from the direction normal to the display surface.
前記第1反射電極は、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれにおいて凹凸表面構造を有する、請求項10または11に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein said first reflective electrode has an uneven surface structure in each of said first region and said second region. 前記第2反射電極は、凹凸表面構造を有する、請求項12に記載の液晶表示装置。 13. The liquid crystal display of claim 12, wherein the second reflective electrode has an uneven surface structure. 前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、請求項10または11に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 10, further comprising a light scattering layer arranged closer to the viewer than said liquid crystal layer. 前記第1反射電極および前記第2反射電極はそれぞれ凹凸表面構造を有しない、請求項14に記載の液晶表示装置。 15. The liquid crystal display device according to claim 14, wherein said first reflective electrode and said second reflective electrode each do not have an uneven surface structure. 前記第2反射電極は、前記画素電極に電気的に接続されている、請求項10または11に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein said second reflective electrode is electrically connected to said pixel electrode. 前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含む、請求項10または11に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein each of said plurality of pixels further includes a transmissive region displaying in a transmissive mode. 前記透過領域は、前記バックプレーン回路によって遮光されていない、請求項17に記載の液晶表示装置。 18. The liquid crystal display of claim 17, wherein said transmissive areas are unshielded by said backplane circuitry. 前記バックプレーン回路は、前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路を含む、請求項10または11に記載の液晶表示装置。 12. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein said backplane circuit includes a memory circuit connected to each of said plurality of pixels.
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