JP4361104B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反射光を利用した表示が可能な低消費電力の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 low power consumption liquid crystal display device capable of display using reflected light.
現在、携帯電話やPDAなどの携帯機器の普及に伴って、これら携帯機器に搭載される液晶表示装置に対する低消費電力化が望まれている。また、表示する情報の量が増大しつつあり、表示品位の向上も望まれている。 Currently, with the widespread use of mobile devices such as mobile phones and PDAs, it is desired to reduce the power consumption of liquid crystal display devices mounted on these mobile devices. In addition, the amount of information to be displayed is increasing, and improvement in display quality is also desired.
例えば、特許文献1は、消費電力を低減するために、液晶表示装置を低周波で駆動する方法を開示している。
本発明者は、低消費電力で高品位の表示が可能な液晶表示装置を実現するために、反射光を用いて表示を行うことが可能なTFT型液晶表示装置を低周波数で駆動する方法を検討した結果、画像を書き換える周波数を低下すると、いわゆる「対向ずれ」の調整では防止できないフリッカ(輝度変化)が発生することを見出した。以下に、このフリッカと対向ずれとの関係について説明する。 The present inventor has developed a method of driving a TFT type liquid crystal display device capable of performing display using reflected light at a low frequency in order to realize a liquid crystal display device capable of high-quality display with low power consumption. As a result of the examination, it has been found that when the frequency at which the image is rewritten is lowered, flicker (luminance change) that cannot be prevented by adjusting the so-called “opposite deviation” occurs. Hereinafter, the relationship between the flicker and the counter deviation will be described.
TFT方式液晶表示装置においては、TFTにおける寄生容量とTFTのオンからオフへのスイッチング動作とによって画素電極の電圧に引込みが生じる。この引込み電圧を補償するために、液晶層を介して画素電極に対向するように配置されている対向電極に、その引込み電圧に応じたオフセット電圧が印加される。 In the TFT liquid crystal display device, the voltage of the pixel electrode is drawn by the parasitic capacitance in the TFT and the switching operation of the TFT from on to off. In order to compensate for this pull-in voltage, an offset voltage corresponding to the pull-in voltage is applied to the counter electrode arranged to face the pixel electrode through the liquid crystal layer.
しかしながら、引込み電圧とオフセット電圧とが一致していない場合(引込み電圧とオフセット電圧との差は「対向ずれ」と称されることがある。)、液晶層に印加する電圧の極性を反転する毎に、液晶層に印加される実効電圧に差が生じ、フリッカとして視認されることになる。 However, when the pull-in voltage and the offset voltage do not match (the difference between the pull-in voltage and the offset voltage may be referred to as “opposing deviation”), every time the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is reversed. In addition, a difference occurs in the effective voltage applied to the liquid crystal layer, which is visually recognized as flicker.
書き換え周波数が60Hzで駆動される一般の液晶表示装置においても、このフリッカの視認性を下げるため、走査線1本毎に極性を反転させる、いわゆるゲートライン反転(「1H反転」とも呼ばれる。)駆動などの対策がとられているが、それでも対向ずれ量が大きい場合には、フリッカが動く縞模様のように視認されることがある。 Even in a general liquid crystal display device driven at a rewrite frequency of 60 Hz, so-called gate line inversion (also referred to as “1H inversion”) driving in which the polarity is inverted for each scanning line in order to reduce the visibility of the flicker. However, if the counter deviation amount is still large, the flicker may be visually recognized as a moving stripe pattern.
本発明者が、画素ピッチが60μm×RGB×180μmの反射型液晶表示装置について、中間調を表示した状態で、フリッカが視認されない対向ずれ量を調べた結果、表示を注視した場合には、約250mVの対向ずれが生じた時には、ゲートライン反転駆動であってもフリッカが視認されることがわかった。 As a result of investigating the amount of opposite deviation in which flicker is not visually recognized in a state where a halftone is displayed in a reflection type liquid crystal display device having a pixel pitch of 60 μm × RGB × 180 μm, the present inventor is about It has been found that when a counter deviation of 250 mV occurs, flicker is visually recognized even with gate line inversion driving.
低消費電力化のために低周波駆動を行うと、この対向ずれによるフリッカがより視認されやすくなり、例えば、5Hzで駆動した場合には、わずか30mVの対向ずれであっても、走査線1ライン毎の濃淡が視認されてしまう。しかも書き換え周期(垂直走査周期)が200msと比較的遅いので、垂直走査周期で濃淡の線が交互に入れ替わる様子が目視で認識されてしまうため、実用に耐えない。 When low-frequency driving is performed to reduce power consumption, the flicker due to this opposing deviation becomes more visible. For example, when driven at 5 Hz, even if the opposing deviation is only 30 mV, one scanning line Each shade will be visually recognized. Moreover, since the rewrite cycle (vertical scanning cycle) is relatively slow at 200 ms, it is not practically used because the state in which the light and shade lines are alternately replaced in the vertical scanning cycle is visually recognized.
例えば、上記の約30mVの対向ずれは、液晶層の厚みの生産工程上のばらつきや、使用環境における液晶層のわずかな温度変化、液晶材料や配向膜などの電気物性の経時変化によって容易に生じ得るレベルであり、対向電極のオフセット電圧を調整することによって対向ずれ量を30mV以下に抑えることは量産レベルでは非常に難しく、調整可能な対向ずれ量は100mV程度である。 For example, the above-mentioned counter deviation of about 30 mV easily occurs due to variations in the production process of the thickness of the liquid crystal layer, slight temperature changes of the liquid crystal layer in the usage environment, and changes in electrical properties such as liquid crystal materials and alignment films over time. It is very difficult to suppress the counter deviation amount to 30 mV or less by adjusting the offset voltage of the counter electrode, and the adjustable counter deviation amount is about 100 mV.
本発明者の実験によると、上記のフリッカの問題は書き換え周波数が45Hz以下の低周波駆動において顕在化し、このフリッカは、現在可能な程度の対向ずれ量の調整では十分に防止できないことがわかった。 According to an experiment by the present inventor, it has been found that the above flicker problem becomes apparent in a low-frequency drive with a rewrite frequency of 45 Hz or less, and this flicker cannot be sufficiently prevented by adjusting the amount of facing deviation as much as possible. .
また、反射モードで表示を行う反射部と、透過モードで表示を行う透過部とを画素ごとに有する反射透過両用型液晶表示装置は、特にフリッカが視認されやすいことがわかった。この両用型液晶表示装置におけるフリッカも45Hz以下の低周波数駆動において特に顕著となるが、反射型や透過型よりもフリッカが視認されやすいので、低周波数駆動に限られず、対策が必要である。 Further, it has been found that flicker is particularly visible in a reflection / transmission liquid crystal display device having a reflection portion for displaying in the reflection mode and a transmission portion for displaying in the transmission mode for each pixel. Flicker in this dual-use liquid crystal display device is also particularly noticeable when driving at a low frequency of 45 Hz or less. However, since flicker is more visible than the reflective type and transmissive type, it is not limited to low frequency driving, and countermeasures are required.
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、低消費電力でフリッカが視認され難い液晶表示装置を提供すること、特に45Hz以下の低周波駆動を行ってもフリッカが視認され難く、且つ、高品位の表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and provides a liquid crystal display device with low power consumption and in which flicker is difficult to be visually recognized. In particular, flicker is difficult to be visually recognized even when driving at a low frequency of 45 Hz or less, and An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of high-quality display.
本発明の液晶表示装置は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列され、それぞれが反射電極領域を有する複数の画素電極と、行方向に延びる複数の走査線と、列方向に延びる複数の信号線と、それぞれが前記複数の画素電極のそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチング素子であって、それぞれが、前記複数の画素電極のそれぞれと、前記複数の走査線および前記複数の信号線とに接続された複数のスイッチング素子と、液晶層と、前記液晶層を介して、前記複数の画素電極と対向する少なくとも1つの対向電極とを有し、前記複数の走査線に走査信号電圧を順次供給することによって、前記複数の画素電極の中から同じ走査線に接続されている画素電極の群を順次選択し、前記選択された群の画素電極に、前記複数の信号線を介して表示信号電圧を供給することによって表示を行う液晶表示装置であって、前記複数の画素電極は、前記複数の行のそれぞれおよび前記複数の列のそれぞれにおいて、前記液晶層に印加される電圧の極性が一定数の画素電極ごとに異なるように配置されており、且つ、前記複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧は45Hz以下の周波数で書き換えられることを特徴とする。 The liquid crystal display device of the present invention is arranged in a matrix having a plurality of rows and a plurality of columns, each of which has a plurality of pixel electrodes each having a reflective electrode region, a plurality of scanning lines extending in the row direction, and a column direction. A plurality of signal lines, and a plurality of switching elements provided corresponding to the plurality of pixel electrodes, respectively, each of the plurality of pixel electrodes, the plurality of scanning lines, and the plurality of the plurality of scanning lines. A plurality of switching elements connected to the signal lines, a liquid crystal layer, and at least one counter electrode facing the plurality of pixel electrodes via the liquid crystal layer, and scanning the plurality of scanning lines. By sequentially supplying a signal voltage, a group of pixel electrodes connected to the same scanning line is sequentially selected from the plurality of pixel electrodes, and the plurality of pixel electrodes are connected to the plurality of pixel electrodes. A liquid crystal display device that performs display by supplying a display signal voltage via a signal line, wherein the plurality of pixel electrodes are applied to the liquid crystal layer in each of the plurality of rows and in each of the plurality of columns. The display signal voltage supplied to each of the plurality of pixel electrodes is rewritten at a frequency of 45 Hz or less.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子または前記複数の信号線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線に隣接する一対の行または前記任意の一本の信号線に隣接する一対の列に属する画素電極のうちの一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子とを前記一定数ごとに有し、前記液晶層に印加される電圧の極性は、前記一定数の走査線に接続された画素電極ごとまたは前記一定数の信号線に接続された画素電極ごとに反転している。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines or a switching element connected to any one of the plurality of signal lines. Is connected to the switching element connected to one of a pair of rows adjacent to the arbitrary one scanning line or a pixel electrode belonging to a pair of columns adjacent to the arbitrary one signal line and the other. Switching elements for each of the predetermined number, and the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is set for each pixel electrode connected to the predetermined number of scanning lines or to the pixels connected to the predetermined number of signal lines. Inverted for each electrode.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線に隣接する一対の行に属する画素電極のうちの一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子とを前記一定数ごとに有する。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines is a pixel belonging to a pair of rows adjacent to the one scanning line. Each of the electrodes has a switching element connected to one of the electrodes and a switching element connected to the other.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれは反射電極であって、前記複数の画素電極は互いに合同な形状を有し、前記行方向への並進操作によって実質的に互いに重なり、且つ、前記列方向への並進操作によって実質的に互いに重なるように配置されている。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pixel electrodes is a reflective electrode, the plurality of pixel electrodes have a congruent shape, substantially overlap each other by the translation operation in the row direction, and It arrange | positions so that it may mutually overlap substantially by the translation operation to a row direction.
前記複数の画素電極のそれぞれは反射電極領域と透過電極領域とを含む構成としても良い。 Each of the plurality of pixel electrodes may include a reflective electrode region and a transmissive electrode region.
前記複数の画素電極のそれぞれが有する前記透過電極領域の幾何学的な重心の前記行方向および前記列方向に沿った変動幅がそれぞれの方向におけるピッチの半分以下であることが好ましい。 It is preferable that the variation width along the row direction and the column direction of the geometric center of gravity of the transmissive electrode region included in each of the plurality of pixel electrodes is equal to or less than half of the pitch in each direction.
前記複数の画素電極のそれぞれが有する前記透過電極領域は、互いに合同な形状を有し、前記行方向への並進操作によって実質的に互いに重なり、且つ、前記列方向への並進操作によって実質的に互いに重なるように配置されていることが好ましい。 The transmissive electrode regions of each of the plurality of pixel electrodes have a congruent shape, substantially overlap each other by the translation operation in the row direction, and substantially by the translation operation in the column direction. It is preferable that they are arranged so as to overlap each other.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線の上部の行に属する画素電極に接続された第1スイッチング素子と、前記任意の一本の走査線の下部の行に属する画素電極に接続された第2スイッチング素子とを前記一定数ごとに有し、前記第1スイッチング素子と前記第1スイッチング素子に接続された前記画素電極の透過電極領域の幾何学的重心との距離は、前記第2スイッチング素子と前記第2スイッチング素子に接続された前記画素電極の透過電極領域の幾何学的重心との距離と異なる。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines is connected to a pixel electrode belonging to an upper row of the one scanning line. The first switching elements connected to each other and the second switching elements connected to the pixel electrodes belonging to the lower row of the arbitrary one scanning line for each of the predetermined number, and the first switching elements and the The distance from the geometric center of gravity of the transmissive electrode region of the pixel electrode connected to the first switching element is the geometry of the transmissive electrode region of the pixel electrode connected to the second switching element and the second switching element. The distance from the target center of gravity is different.
前記複数の画素電極のそれぞれは、前記反射電極領域に包囲された唯一の透過電極領域を有する構成としても良い。 Each of the plurality of pixel electrodes may have a unique transmissive electrode region surrounded by the reflective electrode region.
前記反射電極領域の下部に補助容量が形成されていることが好ましい。 It is preferable that an auxiliary capacitor is formed below the reflective electrode region.
前記複数の画素電極のそれぞれは複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差とがほぼ等しいことが好ましい。 Each of the plurality of pixel electrodes defines each of a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels has a reflective portion defined by the reflective electrode region and a transmissive portion defined by the transmissive electrode region. And it is preferable that the electrode potential difference of the said reflection part and the electrode potential difference of the said transmission part are substantially equal.
好ましい実施形態において、前記反射電極領域は、反射導電層と前記反射導電層の前記液晶層側に設けられた透明導電層とを有する。 In a preferred embodiment, the reflective electrode region includes a reflective conductive layer and a transparent conductive layer provided on the liquid crystal layer side of the reflective conductive layer.
好ましい実施形態において、前記透明導電層は非晶質である。 In a preferred embodiment, the transparent conductive layer is amorphous.
前記透明導電層の仕事関数と前記透過電極領域の仕事関数との差は0.3eV以内であることが好ましい。 The difference between the work function of the transparent conductive layer and the work function of the transmissive electrode region is preferably within 0.3 eV.
好ましい実施形態において、前記透過電極領域はITO層から形成されており、前記反射導電層はAl層を含み、前記透明導電層はインジウム酸化物と亜鉛酸化物とを主成分とする酸化物層から形成されている。 In a preferred embodiment, the transmissive electrode region is formed of an ITO layer, the reflective conductive layer includes an Al layer, and the transparent conductive layer includes an oxide layer mainly composed of indium oxide and zinc oxide. Is formed.
前記透明導電層の厚さは1nm以上20nm以下であることが好ましい。 The transparent conductive layer preferably has a thickness of 1 nm to 20 nm.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれは複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差との差を実質的に補償するように、前記反射部の前記液晶層と前記透過部の前記液晶層とに、センターレベルが異なる交流信号電圧を印加する構成を有する。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pixel electrodes defines a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels is defined by a reflective portion defined by the reflective electrode region and the transmissive electrode region. The liquid crystal layer of the reflective portion and the liquid crystal layer of the transmissive portion so as to substantially compensate for the difference between the electrode potential difference of the reflective portion and the electrode potential difference of the transmissive portion. An AC signal voltage having a different center level is applied.
好ましい実施形態において、前記少なくとも1つの対向電極は、前記複数の画素電極の前記反射電極領域に対向する第1対向電極と、前記複数の画素電極の前記透過電極領域に対向する第2対向電極とを含み、前記第1対向電極と前記第2対向電極とは電気的に互いに独立している。 In a preferred embodiment, the at least one counter electrode includes a first counter electrode facing the reflective electrode region of the plurality of pixel electrodes, and a second counter electrode facing the transmissive electrode region of the plurality of pixel electrodes. The first counter electrode and the second counter electrode are electrically independent of each other.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極および前記第2対向電極は、行方向に延びる複数の分岐部を有する櫛形形状である。 In a preferred embodiment, the first counter electrode and the second counter electrode have a comb shape having a plurality of branch portions extending in the row direction.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極と前記第2対向電極とに印加される対向信号電圧は、極性、周期および振幅が互いに等しく、センターレベルが異なる交流信号電圧である。 In a preferred embodiment, the counter signal voltages applied to the first counter electrode and the second counter electrode are AC signal voltages having the same polarity, period, and amplitude, but different center levels.
好ましい実施形態において、前記反射部は、前記反射電極領域と、前記第1対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む反射部液晶容量と、反射部液晶容量に電気的に並列に接続された第1補助容量とを有し、前記透過部は、前記透過電極領域と、前記第2対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む透過部液晶容量と、前記透過部液晶容量に電気的に並列に接続された第2補助容量と有し、前記第1補助容量が有する第1補助容量対向電極には、前記第1対向電極と同じ交流信号電圧が印加され、前記第2補助容量が有する第2補助容量対向電極には、前記第2対向電極と同じ交流信号電圧が印加される。 In a preferred embodiment, the reflective portion is electrically connected in parallel to the reflective portion liquid crystal capacitor including the reflective electrode region, the first counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the reflective portion liquid crystal capacitor. The transmissive portion includes the transmissive electrode region, the second counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the transmissive portion liquid crystal capacitance. And the second auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the first auxiliary capacitor counter electrode of the first auxiliary capacitor is applied with the same AC signal voltage as the first counter electrode, The same AC signal voltage as that of the second counter electrode is applied to the second auxiliary capacitor counter electrode of the auxiliary capacitor.
本発明による他の液晶表示装置は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列され、それぞれが反射電極領域および透過電極領域を有する複数の画素電極と、行方向に延びる複数の走査線と、列方向に延びる複数の信号線と、それぞれが前記複数の画素電極のそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチング素子であって、それぞれが、前記複数の画素電極のそれぞれと、前記複数の走査線および前記複数の信号線とに接続された複数のスイッチング素子と、液晶層と、前記液晶層を介して、前記複数の画素電極と対向する少なくとも1つの対向電極とを有し、前記複数の走査線に走査信号電圧を順次供給することによって、前記複数の画素電極の中から同じ走査線に接続されている画素電極の群を順次選択し、前記選択された群の画素電極に、前記複数の信号線を介して表示信号電圧を供給することによって表示を行う表示装置であって、前記複数の画素電極は、前記複数の行のそれぞれおよび前記複数の列のそれぞれにおいて、前記液晶層に印加される電圧の極性が一定数の画素電極ごとに異なるように配置されており、且つ、前記複数の画素電極のそれぞれが有する前記透過電極領域の幾何学的な重心の前記行方向および前記列方向に沿った変動幅がそれぞれの方向におけるピッチの半分以下であることを特徴とする。 Another liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix having a plurality of rows and a plurality of columns, each having a reflective electrode region and a transmissive electrode region, and a plurality of scanning lines extending in the row direction. A plurality of signal lines extending in the column direction, and a plurality of switching elements provided corresponding to the plurality of pixel electrodes, respectively, each of the plurality of pixel electrodes and the plurality of pixel electrodes A plurality of switching elements connected to the scanning lines and the plurality of signal lines, a liquid crystal layer, and at least one counter electrode facing the plurality of pixel electrodes via the liquid crystal layer, By sequentially supplying scanning signal voltages to a plurality of scanning lines, a group of pixel electrodes connected to the same scanning line is sequentially selected from the plurality of pixel electrodes, and the selected A display device that performs display by supplying a display signal voltage to the pixel electrode via the plurality of signal lines, wherein the plurality of pixel electrodes are respectively in the plurality of rows and in the plurality of columns. In the liquid crystal layer, the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is different for each of a certain number of pixel electrodes, and the geometric center of gravity of the transmissive electrode region of each of the plurality of pixel electrodes is arranged. The variation width along the row direction and the column direction is less than half of the pitch in each direction.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子または前記複数の信号線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線に隣接する一対の行または前記任意の一本の信号線に隣接する一対の列に属する画素電極のうちの一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子とを前記一定数ごとに有し、前記液晶層に印加される電圧の極性は、前記一定数の走査線に接続された画素電極ごとまたは前記一定数の信号線に接続された画素電極ごとに反転している。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines or a switching element connected to any one of the plurality of signal lines. Is connected to the switching element connected to one of a pair of rows adjacent to the arbitrary one scanning line or a pixel electrode belonging to a pair of columns adjacent to the arbitrary one signal line and the other. Switching elements for each of the predetermined number, and the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is set for each pixel electrode connected to the predetermined number of scanning lines or to the pixels connected to the predetermined number of signal lines. Inverted for each electrode.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線に隣接する一対の行に属する画素電極のうちの一方に接続されたスイッチング素子と他方に接続されたスイッチング素子とを前記一定数ごとに有する。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines is a pixel belonging to a pair of rows adjacent to the one scanning line. Each of the electrodes has a switching element connected to one of the electrodes and a switching element connected to the other.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれが有する前記透過電極領域は、互いに合同な形状を有し、前記行方向への並進操作によって実質的に互いに重なり、且つ、前記列方向への並進操作によって実質的に互いに重なるように配置されている。 In a preferred embodiment, the transmissive electrode regions of each of the plurality of pixel electrodes have a congruent shape with each other, substantially overlap each other by the translation operation in the row direction, and translate in the column direction. It arrange | positions so that it may mutually overlap substantially by operation.
好ましい実施形態において、前記複数のスイッチング素子のうち、前記複数の走査線のうちの任意の一本に接続されたスイッチング素子は、前記任意の一本の走査線の上部の行に属する画素電極に接続された第1スイッチング素子と、前記任意の一本の走査線の下部の行に属する画素電極に接続された第2スイッチング素子とを前記一定数ごとに有し、前記第1スイッチング素子と前記第1スイッチング素子に接続された前記画素電極の透過電極領域の幾何学的重心との距離は、前記第2スイッチング素子と前記第2スイッチング素子に接続された前記画素電極の透過電極領域の幾何学的重心との距離と異なる。 In a preferred embodiment, among the plurality of switching elements, a switching element connected to any one of the plurality of scanning lines is connected to a pixel electrode belonging to an upper row of the one scanning line. The first switching elements connected to each other and the second switching elements connected to the pixel electrodes belonging to the lower row of the arbitrary one scanning line for each of the predetermined number, and the first switching elements and the The distance from the geometric center of gravity of the transmissive electrode region of the pixel electrode connected to the first switching element is the geometry of the transmissive electrode region of the pixel electrode connected to the second switching element and the second switching element. The distance from the target center of gravity is different.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれは、前記反射電極領域に包囲された唯一の透過電極領域を有する。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pixel electrodes has a unique transmissive electrode region surrounded by the reflective electrode region.
前記反射電極領域の下部に補助容量が形成されていることが好ましい。 It is preferable that an auxiliary capacitor is formed below the reflective electrode region.
前記複数の画素電極のそれぞれは複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差とがほぼ等しいことが好ましい。 Each of the plurality of pixel electrodes defines each of a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels has a reflective portion defined by the reflective electrode region and a transmissive portion defined by the transmissive electrode region. And it is preferable that the electrode potential difference of the said reflection part and the electrode potential difference of the said transmission part are substantially equal.
好ましい実施形態において、前記反射電極領域は、反射導電層と前記反射導電層の前記液晶層側に設けられた透明導電層とを有する。 In a preferred embodiment, the reflective electrode region includes a reflective conductive layer and a transparent conductive layer provided on the liquid crystal layer side of the reflective conductive layer.
好ましい実施形態において、前記透明導電層は非晶質である。 In a preferred embodiment, the transparent conductive layer is amorphous.
前記透明導電層の仕事関数と前記透過電極領域の仕事関数との差は0.3eV以内であることが好ましい。 The difference between the work function of the transparent conductive layer and the work function of the transmissive electrode region is preferably within 0.3 eV.
好ましい実施形態において、前記透過電極領域はITO層から形成されており、前記反射導電層はAl層を含み、前記透明導電層はインジウム酸化物と亜鉛酸化物とを主成分とする酸化物層から形成されている。 In a preferred embodiment, the transmissive electrode region is formed of an ITO layer, the reflective conductive layer includes an Al layer, and the transparent conductive layer includes an oxide layer mainly composed of indium oxide and zinc oxide. Is formed.
前記透明導電層の厚さは1nm以上20nm以下であることが好ましい。 The transparent conductive layer preferably has a thickness of 1 nm to 20 nm.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれは複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差との差を実質的に補償するように、前記反射部の前記液晶層と前記透過部の前記液晶層とに、センターレベルが異なる交流信号電圧を印加する構成を有する。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pixel electrodes defines a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels is defined by a reflective portion defined by the reflective electrode region and the transmissive electrode region. The liquid crystal layer of the reflective portion and the liquid crystal layer of the transmissive portion so as to substantially compensate for the difference between the electrode potential difference of the reflective portion and the electrode potential difference of the transmissive portion. An AC signal voltage having a different center level is applied.
好ましい実施形態において、前記少なくとも1つの対向電極は、前記複数の画素電極の前記反射電極領域に対向する第1対向電極と、前記複数の画素電極の前記透過電極領域に対向する第2対向電極とを含み、前記第1対向電極と前記第2対向電極とは電気的に互いに独立している。 In a preferred embodiment, the at least one counter electrode includes a first counter electrode facing the reflective electrode region of the plurality of pixel electrodes, and a second counter electrode facing the transmissive electrode region of the plurality of pixel electrodes. The first counter electrode and the second counter electrode are electrically independent of each other.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極および前記第2対向電極は、行方向に延びる複数の分岐部を有する櫛形形状である。 In a preferred embodiment, the first counter electrode and the second counter electrode have a comb shape having a plurality of branch portions extending in the row direction.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極と前記第2対向電極とに印加される対向信号電圧は、極性、周期および振幅が互いに等しく、センターレベルが異なる交流信号電圧である。 In a preferred embodiment, the counter signal voltages applied to the first counter electrode and the second counter electrode are AC signal voltages having the same polarity, period, and amplitude, but different center levels.
好ましい実施形態において、前記反射部は、前記反射電極領域と、前記第1対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む反射部液晶容量と、反射部液晶容量に電気的に並列に接続された第1補助容量とを有し、前記透過部は、前記透過電極領域と、前記第2対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む透過部液晶容量と、前記透過部液晶容量に電気的に並列に接続された第2補助容量と有し、前記第1補助容量が有する第1補助容量対向電極には、前記第1対向電極と同じ交流信号電圧が印加され、前記第2補助容量が有する第2補助容量対向電極には、前記第2対向電極と同じ交流信号電圧が印加される構成を有する。 In a preferred embodiment, the reflective portion is electrically connected in parallel to the reflective portion liquid crystal capacitor including the reflective electrode region, the first counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the reflective portion liquid crystal capacitor. The transmissive portion includes the transmissive electrode region, the second counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the transmissive portion liquid crystal capacitance. And the second auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the first auxiliary capacitor counter electrode of the first auxiliary capacitor is applied with the same AC signal voltage as the first counter electrode, The second auxiliary capacitor counter electrode of the auxiliary capacitor has a configuration in which the same AC signal voltage as that of the second counter electrode is applied.
本発明による他の液晶表示装置は、それぞれが反射電極領域と透過電極領域とを有する複数の画素電極と、液晶層と、前記液晶層を介して前記複数の画素電極に対向する少なくとも1つの対向電極とを有し、前記複数の画素電極のそれぞれが複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差とがほぼ等しいことを特徴とする。 Another liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of pixel electrodes each having a reflective electrode region and a transmissive electrode region, a liquid crystal layer, and at least one counter facing the plurality of pixel electrodes through the liquid crystal layer. Each of the plurality of pixel electrodes defines a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels is defined by a reflective portion defined by the reflective electrode region and the transmissive electrode region. The electrode potential difference of the reflection part and the electrode potential difference of the transmission part are substantially equal.
好ましい実施形態において、前記反射電極領域は、反射導電層と前記反射導電層の前記液晶層側に設けられた透明導電層とを有する。 In a preferred embodiment, the reflective electrode region includes a reflective conductive layer and a transparent conductive layer provided on the liquid crystal layer side of the reflective conductive layer.
好ましい実施形態において、前記透明導電層は非晶質である。 In a preferred embodiment, the transparent conductive layer is amorphous.
前記透明導電層の仕事関数と前記透過電極領域の仕事関数との差は0.3eV以内であることが好ましい。 The difference between the work function of the transparent conductive layer and the work function of the transmissive electrode region is preferably within 0.3 eV.
好ましい実施形態において、前記透過電極領域はITO層から形成されており、前記反射導電層はAl層を含み、前記透明導電層はインジウム酸化物と亜鉛酸化物とを主成分とする酸化物層から形成されている。 In a preferred embodiment, the transmissive electrode region is formed of an ITO layer, the reflective conductive layer includes an Al layer, and the transparent conductive layer includes an oxide layer mainly composed of indium oxide and zinc oxide. Is formed.
前記透明導電層の厚さは1nm以上20nm以下であることが好ましい。 The transparent conductive layer preferably has a thickness of 1 nm to 20 nm.
好ましい実施形態において、前記複数の画素電極のそれぞれは複数の画素のそれぞれを規定し、前記複数の画素のそれぞれは、前記反射電極領域によって規定される反射部と、前記透過電極領域によって規定される透過部とを有し、前記反射部の電極電位差と前記透過部の電極電位差との差を実質的に補償するように、前記反射部の前記液晶層と前記透過部の前記液晶層とに、センターレベルが異なる交流信号電圧を印加する構成を有している。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pixel electrodes defines a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels is defined by a reflective portion defined by the reflective electrode region and the transmissive electrode region. The liquid crystal layer of the reflective portion and the liquid crystal layer of the transmissive portion so as to substantially compensate for the difference between the electrode potential difference of the reflective portion and the electrode potential difference of the transmissive portion. An AC signal voltage having a different center level is applied.
好ましい実施形態において、前記少なくとも1つの対向電極は、前記複数の画素電極の前記反射電極領域に対向する第1対向電極と、前記複数の画素電極の前記透過電極領域に対向する第2対向電極とを含み、前記第1対向電極と前記第2対向電極とは電気的に互いに独立している。 In a preferred embodiment, the at least one counter electrode includes a first counter electrode facing the reflective electrode region of the plurality of pixel electrodes, and a second counter electrode facing the transmissive electrode region of the plurality of pixel electrodes. The first counter electrode and the second counter electrode are electrically independent of each other.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極および前記第2対向電極は、行方向に延びる複数の分岐部を有する櫛形形状である。 In a preferred embodiment, the first counter electrode and the second counter electrode have a comb shape having a plurality of branch portions extending in the row direction.
好ましい実施形態において、前記第1対向電極と前記第2対向電極とに印加される対向信号電圧は、極性、周期および振幅が互いに等しく、センターレベルが異なる交流信号電圧である。 In a preferred embodiment, the counter signal voltages applied to the first counter electrode and the second counter electrode are AC signal voltages having the same polarity, period, and amplitude, but different center levels.
好ましい実施形態において、前記反射部は、前記反射電極領域と、前記第1対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む反射部液晶容量と、反射部液晶容量に電気的に並列に接続された第1補助容量とを有し、前記透過部は、前記透過電極領域と、前記第2対向電極と、これらの間の前記液晶層とを含む透過部液晶容量と、前記透過部液晶容量に電気的に並列に接続された第2補助容量と有し、前記第1補助容量が有する第1補助容量対向電極には、前記第1対向電極と同じ交流信号電圧が印加され、前記第2補助容量が有する第2補助容量対向電極には、前記第2対向電極と同じ交流信号電圧が印加される構成を有している。 In a preferred embodiment, the reflective portion is electrically connected in parallel to the reflective portion liquid crystal capacitor including the reflective electrode region, the first counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the reflective portion liquid crystal capacitor. The transmissive portion includes the transmissive electrode region, the second counter electrode, and the liquid crystal layer therebetween, and the transmissive portion liquid crystal capacitance. And the second auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the first auxiliary capacitor counter electrode of the first auxiliary capacitor is applied with the same AC signal voltage as the first counter electrode, The second auxiliary capacitor counter electrode of the auxiliary capacitor has a configuration in which the same AC signal voltage as that of the second counter electrode is applied.
本発明によると45Hz以下の低周波駆動を行ってもフリッカが視認されない、低消費電力で且つ高品位の表示が可能な液晶表示装置が提供される。また、本発明による両用型液晶表示装置は、スイッチング素子の千鳥配列を採用した構成において、少なくとも透過電極領域のギザギザが視認されることがなく、高品位の表示を行うことができる。 According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device capable of displaying high quality with low power consumption, in which flicker is not visually recognized even when driving at a low frequency of 45 Hz or less. Further, the dual-use liquid crystal display device according to the present invention can perform high-quality display at least with no jaggedness in the transmissive electrode region in a configuration employing a staggered arrangement of switching elements.
また、本発明によると、画素毎に反射部と透過部とを有する液晶表示装置における反射部と透過部との電極電位差の違いによるフリッカの発生を抑制することが可能になり、表示品位を向上することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the difference in electrode potential between the reflective portion and the transmissive portion in a liquid crystal display device having a reflective portion and a transmissive portion for each pixel, thereby improving display quality. can do.
本発明による液晶表示装置は、携帯電話、ポケットゲーム機、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯TV、リモートコントロール、ノート型パーソナルコンピュータ、その他の携帯端末など、携帯機器を初めとする各種の電子機器に好適に用いられる。特に、バッテリー駆動される電子機器に搭載すれば、良好な表示品位を保ったまま低消費電力化が図れ、長時間駆動が可能となる。 The liquid crystal display device according to the present invention is applied to various electronic devices such as mobile devices such as mobile phones, pocket game machines, PDAs (Personal Digital Assistants), mobile TVs, remote controls, notebook personal computers, and other mobile terminals. Preferably used. In particular, when mounted on a battery-driven electronic device, low power consumption can be achieved while maintaining good display quality, and long-time driving is possible.
以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。本発明による液晶表示装置は、少なくとも反射光を用いて表示を行うことができる表示装置であり、一般的な反射型液晶表示装置だけでなく、画素電極に反射電極領域と透過電極領域とが形成されている、半透過型や両用型と称されるタイプの液晶表示装置を含む。 Hereinafter, embodiments of the liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid crystal display device according to the present invention is a display device that can perform display using at least reflected light. In addition to a general reflective liquid crystal display device, a reflective electrode region and a transmissive electrode region are formed on a pixel electrode. The liquid crystal display device of a type called a transflective type or a dual-use type is included.
なお、本明細書における画素電極は単一の電極層で形成されたものに限らず、画素ごとに設けられ対応する表示信号電圧が供給される複数の電極層を備えてもよい。すなわち、以下で例示する両用型液晶表示装置のように、反射電極層で反射電極領域を構成し、透明電極層で透過電極領域を構成してもよい。さらに、例えば、透明電極と反射膜との組み合わせで、反射電極領域を構成してもよい。また、画素電極は、単一の金属膜に孔(透光部)を設けた画素電極(すなわち、半透過導電性膜から形成された電極)であってもよい。なお、この構成では、金属膜の透光部には電極層は存在しないが、その孔が十分に小さい場合には透光部の周辺の金属膜(電極層)からの電界が十分に作用し、液晶層に印加される電圧に金属層の孔は実質的に影響しないので、この金属膜から形成された画素電極も反射電極領域と透過電極領域(孔に対応)とを有するものとする。 Note that the pixel electrode in this specification is not limited to a single electrode layer, and may include a plurality of electrode layers that are provided for each pixel and to which a corresponding display signal voltage is supplied. That is, the reflective electrode region may be configured with the reflective electrode layer and the transmissive electrode region may be configured with the transparent electrode layer, as in the dual-use liquid crystal display device exemplified below. Furthermore, for example, the reflective electrode region may be configured by a combination of a transparent electrode and a reflective film. Further, the pixel electrode may be a pixel electrode (that is, an electrode formed from a semi-transmissive conductive film) in which a hole (translucent portion) is provided in a single metal film. In this configuration, there is no electrode layer in the translucent part of the metal film, but when the hole is sufficiently small, the electric field from the metal film (electrode layer) around the translucent part is sufficiently applied. Since the hole of the metal layer does not substantially affect the voltage applied to the liquid crystal layer, the pixel electrode formed from this metal film also has a reflective electrode region and a transmissive electrode region (corresponding to the hole).
透過電極領域と反射電極領域とを有する液晶表示装置は、反射型液晶表示装置に比べて、周囲光が暗い環境下でも高品位の表示を行えるという利点がある。また、使用環境に応じて、バックライトをON/OFFすることによって、透過モードによる表示の利用を選択することが出来るものもある。 Compared with a reflective liquid crystal display device, a liquid crystal display device having a transmissive electrode region and a reflective electrode region has an advantage that high-quality display can be performed even in an environment where the ambient light is dark. In addition, there are some that can select the use of display in the transmissive mode by turning on / off the backlight according to the use environment.
(実施形態1)
まず、特に45Hz以下の低周波駆動を行ってもフリッカが視認され難い液晶表示装置の画素配列および駆動方法を説明する。
(Embodiment 1)
First, a pixel arrangement and a driving method of a liquid crystal display device in which flicker is difficult to be visually recognized even when low frequency driving of 45 Hz or less is performed will be described.
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態1による反射型液晶表示装置100の構造を説明する。なお、反射型液晶表示装置100は、低周波駆動回路(不図示)を備えている。低周波駆動回路の好ましい実施形態については後述する。
First, the structure of a reflective liquid
反射型液晶表示装置100は、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の反射画素電極(以下、簡単のために「反射電極」と称する。)10と、行方向に延びる複数の走査線(ゲートライン)32と、列方向に延びる複数の信号線(ソースライン)34と、反射電極10のそれぞれに対応して設けられた複数のTFT20とを有している。反射電極10は、TFT20を介して、走査線32および信号線34とに接続されている。
The reflective liquid
この液晶表示装置100は、複数の走査線32に走査信号電圧を順次供給することによって、複数の反射電極10の中から同じ走査線32に接続されている画素電極10の群を順次選択し、選択された群の反射電極10に、信号線34を介して表示信号電圧を供給することによって表示を行う。すなわち、この液晶表示装置100は、線順次駆動される。
The liquid
本明細書において、個々の走査線が選択されている期間を水平走査期間と呼び、表示面全面に亘る所定の群の走査線を走査するのに要する期間を垂直走査期間と呼ぶ。1フレームごとに全ての走査線を走査する場合(すなわち、書き換え周期が60Hzの場合)は、1フレーム周期が1垂直走査期間に対応し、1フレームを複数のフィールドに分割して駆動する場合には、各フィールドに対応する全ての走査線を走査するのに要する1フィールド周期が、1垂直走査期間に対応する。本発明による液晶表示装置は、画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧は45Hz以下の周波数で書き換えられる。すなわち、液晶表示装置100は、垂直走査期間が1/45秒以上となるように低周波数で駆動される。
In this specification, a period in which individual scanning lines are selected is referred to as a horizontal scanning period, and a period required to scan a predetermined group of scanning lines over the entire display surface is referred to as a vertical scanning period. When all scanning lines are scanned every frame (that is, when the rewrite cycle is 60 Hz), one frame cycle corresponds to one vertical scanning period, and one frame is divided into a plurality of fields for driving. 1 field period required to scan all the scanning lines corresponding to each field corresponds to one vertical scanning period. In the liquid crystal display device according to the present invention, the display signal voltage supplied to each pixel electrode is rewritten at a frequency of 45 Hz or less. That is, the liquid
また、複数の画素電極は、複数の行のそれぞれおよび複数の列のそれぞれにおいて、液晶層に印加される電圧の極性が一定数の画素電極ごとに異なるように配置されており、いわゆるドット反転駆動される。以下の実施形態では、なお、1画素ごと(上記一定数が1に相当)に反転駆動される構成を例示するが、例えば、R・G・Bの連続する3つの画素ごと(上記一定数が3に相当)に反転駆動されてもよい。 Further, the plurality of pixel electrodes are arranged so that the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is different for each of a certain number of pixel electrodes in each of the plurality of rows and the plurality of columns. Is done. In the following embodiments, a configuration in which inversion driving is performed for each pixel (the fixed number is equivalent to 1) is exemplified. For example, for every three consecutive pixels of R, G, and B (the fixed number is 3).
反射型液晶表示装置100では、ドット反転駆動を実現するために、図1に示したように、TFT20に対して反射電極10を千鳥状に配列している。すなわち、ある走査線32に接続されたTFT20は、その走査線32に隣接する一対の行に属する反射電極10のうちの一方の行(図1中では例えば上側の行)に属する反射電極10に接続されたTFT20と他方の行(図1中では例えば下側の行)に属する反射電極10に接続されたTFT20とを交互に有している。
In the reflective liquid
このように配置すると、走査線32が選択される度に全ての信号線34に印加される表示信号電圧の極性を反転し、さらに次の垂直走査期間で同一反射電極10に印加される表示信号電圧の極性を反転させることよって、ドット反転駆動を実現することができる。すなわち、TFT20の千鳥配列とゲートライン反転駆動とを組み合わせるによって、実質的なドット反転駆動が実現される。すなわち、本実施形態1の液晶表示装置100は、従来のゲートライン反転駆動用の回路構成でドット反転駆動を行うことができる。
With this arrangement, the polarity of the display signal voltage applied to all the signal lines 34 is inverted every time the
なお、ここでは簡単のために、「信号線34に印加する表示信号電圧の極性」という表現をしたが、現実に反転されるべきは、「信号線34に接続された画素電極10で駆動される「液晶層に印加する電圧の極性」であり、「対向電極の電位を基準とした画素電極の電位の極性」ということになる。以下でも、簡単のために、「画素電極10に印加される表示信号電圧」を「液晶層に印加される電圧」と同様に用いることがある。
Here, for the sake of simplicity, the expression “polarity of the display signal voltage applied to the
TFTの千鳥配列を有する本実施形態1の液晶表示装置100と従来のTFT配列の液晶表装置について、中間調を表示した状態で、フリッカが視認されない対向ずれ量を調べた結果を表1に示す。画素ピッチは、いずれも、60μm×RGB×180μmとした。
Table 1 shows the results of examining the amount of facing deviation in which flicker is not visually recognized in a state where halftone is displayed in the liquid
従来の配列の液晶表示装置については、70Hz駆動ですら、約250mVの対向ずれが生じると、フリッカが視認された。また、書き換え周波数を5Hz程度まで低下させた場合には、対向ずれ量が約30mV程度でも走査線1ライン毎の濃淡が視認されてしまう。しかも書き換え周期(垂直走査周期)が200msと比較的遅いので、垂直走査周期で濃淡の線が交互に入れ替わる様子が目視で認識されてしまう。 In the conventional liquid crystal display device, even when driven at 70 Hz, flicker was visually recognized when a counter deviation of about 250 mV occurred. Further, when the rewriting frequency is lowered to about 5 Hz, the shading for each scanning line is visually recognized even when the facing deviation amount is about 30 mV. Moreover, since the rewrite cycle (vertical scanning cycle) is relatively slow at 200 ms, it is visually recognized that the light and shade lines are alternately switched in the vertical scanning cycle.
これに対し、千鳥配列を採用した本発明の液晶表示装置100では、例えば5Hzの周期で書き換えを行った場合に、150mVを超える対向ずれが生じるとフリッカが視認されるが、縦横ともに隣接画素の極性が異なるために縞模様となっては現れず、画面全体のザラツキ感および明暗のわずかな周期的繰返しとして現れるに過ぎなかった。このように、表示品位に影響を与える対向ずれ量は、約150mV程度なので、量産レベルでも調整可能範囲内にあり、オフセット電圧の調整によって表示上の不具合の発生を回避できる。
On the other hand, in the liquid
このように、TFTの千鳥配列とゲートライン反転駆動とを組み合わせることによって、低周波駆動を行ってもフリッカが視認されない低消費電力で且つ、高品位の表示が可能な液晶表示装置が得られる。 In this manner, by combining the staggered arrangement of TFTs and the gate line inversion drive, a liquid crystal display device capable of high-quality display with low power consumption in which flicker is not visually recognized even when low-frequency drive is performed can be obtained.
液晶表示装置100では、走査線32に対してTFTを千鳥配列しゲートライン反転駆動した場合を例示したが、図2に示す液晶表示装置200のように信号線34に対してTFT20を千鳥状に配列し、ソースライン反転駆動を行っても、実質的なドット反転駆動を実現することができる。図2に示した液晶表示装置200では、ある信号線34に接続されたTFT20は、その信号線34に隣接する一対の列に属する反射電極10のうちの一方の列(図2中では例えば左側の列)に属する反射電極10に接続されたTFT20と、他方の列(図2中では例えば右側の列)に属する反射電極10に接続されたTFT20とを交互に有している。
In the liquid
このように配置すると、それぞれの垂直走査期間内では隣接する信号線34に印加される表示信号電圧の極性を互いに逆にし、且つ、次の垂直走査期間では、それぞれの信号線34に印加される表示信号電圧の極性を反転するように駆動することによって、ドット反転駆動を実現することができる。すなわち、TFT20の千鳥配列とソースライン反転駆動とを組み合わせるによって、実質的なドット反転駆動が実現される。すなわち、本実施形態1の液晶表示装置200は、従来のソースライン反転駆動用の回路構成でドット反転駆動を行うことができる。
With this arrangement, the polarities of the display signal voltages applied to the
但し、ソースライン反転駆動では、対向電極は直流駆動されるので、液晶層に印加される駆動電圧の振幅は、信号線34から供給される表示信号電圧の振幅によって与えられ無ければならず、対向電極の電圧と信号線34の表示信号電圧との差が液晶層に印加される駆動電圧の振幅となるゲートライン反転駆動に比べて、表示信号電圧の振幅を大きくする必要がある。すなわち、ソースドライバの駆動回路には高い耐圧が要求されるので、ソースライン反転駆動は、ゲートライン反転駆動よりも消費電力が大きく、ゲートライン反転駆動の方が好ましい。
However, in the source line inversion drive, since the counter electrode is DC driven, the amplitude of the drive voltage applied to the liquid crystal layer must be given by the amplitude of the display signal voltage supplied from the
上述したように、TFTの千鳥配列とライン反転駆動とを組み合わせることによって、低周波駆動を行ってもフリッカが視認されない高品位の表示を実現することができる。 As described above, by combining the staggered arrangement of TFTs with the line inversion drive, a high-quality display in which flicker is not visually recognized even when low-frequency drive is performed can be realized.
しかしながら、図1および図2に示したように、反射電極(画素電極)10とTFT20との配置関係を一定に保ったまま千鳥配列を形成すると、隣接する2つの反射電極10の配置が互いに異なる。例えば、上記図1の場合は、隣接する2つの反射電極10の一方は、他方を180°回転した配置となっている。図2の場合、2つの反射電極10の一方は、他方を信号線34を鏡映軸として鏡映操作したものになる。従って、これらの図1および図2に示されているように180°回転および鏡映操作に対して対称性を有していないと、反射電極10の配置がTFT20の千鳥配列にともなって一定の配置からずれることになる。その結果、反射電極10の不規則な配列(すなわち画素の不規則な配列)がギザギザの線として視認されることがある。これは、書き換え周波数が45Hz以下の場合に顕著となる。
However, as shown in FIGS. 1 and 2, when the staggered arrangement is formed while the arrangement relationship between the reflection electrode (pixel electrode) 10 and the
これを防止するためには、互いに合同な形状の反射電極10を行方向および列方向に実質的に一直線状に配置することによって解決することができる。すなわち、全ての反射電極10の形状を互いに合同な形状とし、行方向への並進操作によって実質的に互いに重なり、且つ、列方向への並進操作によって実質的に互いに重なるように配置すればよい。反射電極10が完全に一直線状に配置されていない場合でも、反射電極10の幾何学的な重心が行および列方向に実質的に一直線状に配置されていればギザギザとして視認されにくい。
In order to prevent this, it is possible to solve the problem by arranging the
図1および図2に示した液晶表示装置100および200では、反射電極10はTFT20を覆わないように矩形の一部が欠けた形状を有しているが、例えば、TFT20を覆う矩形の反射電極とすることによって、45Hz以下の低周波駆動を行ってもギザギザを視認されないようにできる。
In the liquid
ここでは、反射型液晶表示装置を例示したが、画素電極10を半透過導電性膜(例えば、複数のピンホールを有するAl膜)で形成した半透過電極を有する半透過型液晶表示装置についても同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。
Here, the reflective liquid crystal display device is illustrated, but the transflective liquid crystal display device having the transflective electrode in which the
(透過反射両用液晶表示装置)
次に、TFTの千鳥配列を採用した場合の画素電極10の配列の好ましい例を透過反射両用液晶表示装置(以下、「両用型液晶表示装置」という。)について説明する。以下で例示する両用型液晶表示装置は、それぞれの画素電極が反射電極領域と透過電極領域とを有し、且つ、それぞれの画素が反射電極領域で反射された光を用いて反射モードで表示を行う反射部と、透過電極領域を透過した光を用いて透過モードで表示を行う透過部とを有している。すなわち、ピンホールを有する金属膜を用いて画素電極を形成した半透過型液晶表示装置では、ピンホールを通過した光と金属膜で反射された光とを分離して視認されることがないのに対し、両用型液晶表示装置では、透過部と反射部とが分離して視認される。
(Transmission / reflection liquid crystal display device)
Next, a preferred example of the arrangement of the
図3(a)に示す本発明による両用型液晶表示装置300は、走査線32に対してTFT20を千鳥状に配列した構成を有しており、図1に示した液晶表示装置100と同様に、ゲートライン反転駆動によって、実質的にドット反転駆動される。両用型液晶表示装置300の画素電極10は、反射電極領域10aと透過電極領域10bとを有しており、透過電極領域10bは、互いに合同な形状を有し、行方向(ピッチPx)への並進操作によって実質的に互いに重なり、且つ、列方向(ピッチPy)への並進操作によって実質的に互いに重なるように配置されている。すなわち、透過電極領域10bは行方向および列方向に一直線状に配列されている。
The dual-use liquid
図3(b)は、従来の一般的な設計手順に従って得られる千鳥配列を有する液晶表示装置300’を示しており、TFT20と画素電極10との配置関係が一定に保たれている。液晶表示装置300’では、透過電極領域10bが行方向に沿って不規則に配置され、互いに隣り合う透過電極領域10b間における重心のずれは約Py/2であり、行方向ピッチPxよりも大きいので、透過モードの表示においてギザギザとして視認される。また、図示した例では、画素電極10は反射電極領域10aに包囲された唯一の透過電極領域10bを有するので、透過電極領域10bの幾何学的な重心の不規則な変化は、反射電極領域10aの幾何学的な重心の変化をもたらすので、反射モードの表示においてもギザギザが視認される。
FIG. 3B shows a liquid
これに対し、図3(a)に示した液晶表示装置300は、透過電極領域10bは行方向に沿って一直線に配置されているので、透過モードの表示がギザギザに視認されることがない。なお、行方向に沿った重心の変動幅(変動方向は列方向)が行方向のピッチの半分以下であれば視認されにくくすることができる。勿論、透過電極領域10bの幾何学的な重心が一直線状に配列されていることが好ましく、例示したように、互いに合同な形状を有する透過電極領域10bが一直線状に配列されていることがさらに好ましいことは勿論である。
On the other hand, in the liquid
両用型液晶表示装置、特に反射電極領域10aに包囲された唯一の透過電極領域10bを有する液晶表示装置においては、透過電極領域10bの配置が表示品位に影響を与えやすいので、透過電極領域10bが上記の関係を満足することが好ましい。勿論、反射電極領域10aも上記の関係を満足することが好ましいことは言うまでも無い。
In a dual-use liquid crystal display device, particularly a liquid crystal display device having a single
透過電極領域10bおよび/または反射電極領域10aの不規則な配置がギザギザとして視認される問題は、書き換え周波数が45Hz以下の低周波駆動において顕著となるが、60Hz以上の駆動において表示品位の低下を招くので、低周波駆動される液晶表示装置に限られず、TFTの千鳥配列を有する両用型液晶表示装置について上記の効果を得ることができる。また、上述した液晶表示装置100と同様に、低周波駆動を行っても、フリッカが視認されにくく高品位の表示を提供することができる。
The problem that the irregular arrangement of the
次に、図4および図5を参照しながら、両用型液晶表示装置300の構造をさらに説明する。液晶表示装置300の模式的な断面図を図4に示し、その上面図を図5に示す。図4は、図5中のIV−IV線に沿った断面図に相当する。
Next, the structure of the dual-use liquid
液晶表示装置300は、2枚の絶縁性基板(例えばガラス基板)11と12と、これらの間に設けられた液晶層42とを有している。
The liquid
絶縁性基板11の液晶層42側には、カラーフィルタ18および対向電極(共通電極)19が形成されている。さらに、絶縁性基板11の上面には、入射光の状態を制御するための位相差板15、偏光板16、および反射防止膜17がこの順で設けられている。反射防止膜17は、省略しても良い。また、絶縁性基板11の液晶層42側の最表面には、配向膜(不図示)が設けられている。絶縁性基板12の外側にも位相差板および偏光板、さらにバックライト(いずれも不図示)が設けられている。
A
絶縁性基板12上の液晶層42側には、TFT20と、走査線32と、信号線34と、走査線32および信号線34とTFT20を介して接続された画素電極10が形成されている。画素電極10は、反射電極領域10aと透過電極領域10bとを有している。
On the
TFT20は、走査線32の一部として形成されたゲート電極32aと、それを覆うように形成されたゲート絶縁膜21と、その上に形成された半導体層(例えばアモルファスシリコン層)22と、これらの上に形成されたソース電極24およびドレイン電極25とを有している。半導体層22とソース電極24およびドレイン電極25との間には、コンタクト層23が形成されている。ソース電極24は、ITO層24aとTa層24bとの2層構造を有し、これは、信号線34と一体に形成されている。ドレイン電極25も同様に、ITO層25aとTa層25bとの2層構造を有し、ITO層25aの延長部分は、透過電極領域10bおよび補助容量電極35を形成している。
The
TFT20を覆うように絶縁膜(例えばSiN膜)26および層間絶縁膜(感光性樹脂膜)27が形成されており、層間絶縁膜27の表面の一部には微細な凹凸が形成されている。層間絶縁膜27の上に形成されている反射電極(反射電極領域10aに対応)29は、層間絶縁膜27の凹凸を反映した表面形状を有しており、入射光を適度に拡散反射する。この反射電極29は、Mo膜29a上にAl膜29bが形成された2層構造を有している。反射電極29は、絶縁膜26および層間絶縁膜27に形成された開口部27aとコンタクトホール27bとにおいて、ITO層25aと接触している。開口部27a内の反射電極29が形成されていない領域が透過電極領域10bとして機能する。
An insulating film (for example, SiN film) 26 and an interlayer insulating film (photosensitive resin film) 27 are formed so as to cover the
図5に示したように、任意の1本の走査線32に接続されたTFT20は、その走査線32の上部の行に属する画素電極10に接続されたTFT20と、その走査線32の下部の行に属する画素電極10に接続されたTFT20とを交互に有している。従って、TFT20と画素電極10の透過電極領域10bの幾何学的重心との距離は、交互に異なるように配置されており、この構成によって、透過電極領域10bが行方向に沿って上記の条件を満足するように規則的に配列されている。
As shown in FIG. 5, the
反射電極29(反射電極領域10a)と対向電極19との間の液晶層42によって反射モードの表示が行われ、透過電極領域10bと対向電極19との間の液晶層によって透過モードの表示が行われる。透過モードで表示を行う透過部(透過領域)の液晶層42の厚さは、反射モードで表示を行う反射部(反射領域)の液晶層42の厚さよりも、概ね層間絶縁膜27の厚さ分だけ大きい。このような構造を有することによって、透過モードと反射モードの表示をそれぞれ最適化することができる。勿論、透過部の液晶層42の厚さが反射部の液晶層42の厚さの2倍であることが好ましい。
The reflection mode display is performed by the
液晶表示装置300は、画素電極10と対向電極19とこれらの間の液晶層42とによって形成される液晶容量CLCと電気的に並列に接続された補助容量CCSを有している。補助容量は、走査線32と同一工程で形成される補助容量配線33と、ゲート絶縁膜21と、ゲート絶縁膜21を介して補助容量配線33と対向する位置に形成されているITO層25a(補助容量電極)とで形成されている。補助容量CCSは、画素開口率を実質的に低下させないように、反射電極29の下部に形成されていることが好ましい。
The liquid
また、補助容量を設けることによって、対向電圧のずれを小さくできるので、フリッカの発生を更に抑制することができる。大きな容量を有する補助容量を形成しフリッカの発生を抑制するという観点からは、補助容量CCSの値は大きい方が好ましい。ここでは、反射電極領域10aの面積を画素電極10の面積の60%とし、書き換え周波数を5Hzとしたときに画素の充電率(電圧保持率)として99%得るために、補助容量CCSの値は0.96pFとした。この補助容量CCSの値の液晶容量CLCの値0.48pFに対する割合は、2.00である。上述した液晶表示装置100および200についても同様に補助容量CCSを設けることが好ましい。
Further, by providing the auxiliary capacitor, the shift of the counter voltage can be reduced, so that the occurrence of flicker can be further suppressed. From the viewpoint of forming an auxiliary capacitor having a large capacity and suppressing the occurrence of flicker, a larger value of the auxiliary capacitor CCS is preferable. Here, in order to obtain 99% as the charge rate (voltage holding rate) of the pixel when the area of the
なお、両用型液晶表示装置300は走査線32に対してTFT20を千鳥状に配列した例を示したが、液晶表示装置200のように信号線34に対してTFT20を千鳥状に配列してもよい。また、両用型液晶表示装置における画素電極の配置は上記の例に限られず、例えば、図6に示すように、画素電極10の透過電極領域10bを透過電極領域10b’と10b”に分割してもよい。勿論、透過電極領域10bを分割する数は3以上でも良い。この場合、透過電極領域10b’および10b”を含む透過電極領域10bが全体として上記条件を満足することが好ましく、透過電極領域10b’および10b”のそれぞれが上述の条件を満足するように配置されることがさらに好ましい。
Although the dual-use liquid
両用型液晶表示装置300における各構成要素の構造や材料は上記の例に限られず、公知の種々の構造および材料を用いることができる。さらに、TFT20に換えてFETなどの他の3端子素子をスイッチング素子として用いることができる。また、両用型液晶表示装置300の製造方法も公知のプロセスで実行することができる(例えば、特開2000―305110号公報参照)。
The structure and material of each component in the dual-use liquid
(低周波駆動回路)
次に、低周波駆動を実行するための回路構成の好ましい実施形態を説明する。
(Low frequency drive circuit)
Next, a preferred embodiment of a circuit configuration for performing low frequency driving will be described.
図7に本実施形態1の液晶表示装置1のシステムブロック図を示す。液晶表示装置1は、上記の液晶表示装置100、200および300を代表している。
FIG. 7 shows a system block diagram of the liquid
液晶表示装置1は、液晶パネル2と低周波駆動回路8とを有している。液晶パネル2は、上述した液晶表示装置100、200および300を例示して説明した構成を備えている。低周波駆動回路8は、ゲートドライバ3、ソースドライバ4、コントロールIC5、画像メモリ6、および同期クロック発生回路7を有している。
The liquid
走査信号ドライバとしてのゲートドライバ3は液晶パネル2の各走査線32に、選択期間と非選択期間とのそれぞれに応じた電圧の走査信号を出力する。データ信号ドライバとしてのソースドライバ4は液晶パネル2の各信号線34に、選択されている走査線32上にある画素電極のそれぞれに供給する画像データを表示信号として交流駆動で出力する。コントロールIC5は、コンピュータなどの内部にある画像メモリ6に蓄えられている画像データを受け取り、ゲートドライバ3にゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKを配信し、ソースドライバ4にRGBの階調データ、ソーススタートパルス信号SP、およびソースクロック信号SCKを配信する。
The
周波数設定手段としての同期クロック発生回路7は、コントロールIC5が画像メモリ6から画像データを読み出すための同期クロックや、出力するゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、ソーススタートパルス信号SP、およびソースクロック信号SCKを生成するための同期クロックを発生する。本実施の形態では、上記各信号を液晶パネル2の画面の書き換え周波数に合わせるための、同期クロックの周波数設定をここで行うようにしている。ゲートスタートパルス信号GSPの周波数は上記書き換え周波数に相当し、同期クロック発生回路7では少なくとも1つの書き換え周波数を30Hz以下に設定することができ、また、30Hz以上をも含めて任意の複数通りの書き換え周波数を設定することができるようになっている。
The synchronous
同図では、同期クロック発生回路7が外部から入力される周波数設定信号M1、M2に応じて書き換え周波数の設定を変えるようになっている。周波数設定信号の数は任意でよいが、例えばこのように2種類の周波数設定信号M1、M2があるとすると、表2に示すように書き換え周波数を4通りに設定することができる。
In the figure, the synchronous
なお、書き換え周波数の設定はこの例のように同期クロック発生回路7に複数の周波数設定信号が入力されるようになっていてもよいし、同期クロック発生回路7に書き換え周波数調整用のボリュームや選択用のスイッチなどが備えられていてもよい。勿論使用者が設定しやすいように液晶表示装置1の筐体外周面に書き換え周波数調整用のボリュームや選択用のスイッチなどが備えられていてもよい。同期クロック発生回路7は少なくとも外部からの指示に応じて書き換え周波数の設定が変えられる構成であればよい。あるいは、表示する画像に合わせて自動で書き換え周波数が切り換わるように設定することも可能である。
The rewriting frequency may be set such that a plurality of frequency setting signals are input to the synchronous
ゲートドライバ3は、コントロールIC5から受け取ったゲートスタートパルス信号GSPを合図に液晶パネル2の走査を開始し、ゲートクロック信号GCKに従って各走査線32に順次選択電圧を印加していく。ソースドライバ4は、コントロールIC5から受け取ったソーススタートパルス信号SPを基に、送られてきた各画素の階調データをソースクロック信号SCKに従ってレジスタに蓄え、次のソーススタートパルス信号SPに従って液晶パネル2の各信号線34に階調データを書き込む。
The
上述した補助容量CCSを備える構成の液晶パネル2(例えば液晶表示装置300の液晶パネル)における、1画素についての等価回路を図8(a)、(b)に示す。図8(a)は、対向電極19と画素電極10とで液晶層42を挟持することにより形成した液晶容量CLCと、補助容量用電極パッドと補助容量配線33とでゲート絶縁膜21を挟持することにより形成した補助容量CCSとをTFT20に接続し、対向電極19および補助容量配線33を一定の直流電位とした等価回路である。図8(b)は、上記液晶容量CLCの対向電極19にバッファを介して交流電圧Vaを印加し、上記補助容量CCSの補助容量配線33にバッファを介して交流電圧Vbを印加するようにした等価回路である。交流電圧Vaと交流電圧Vbとは電圧振幅が等しく、位相が揃っている。従って、この場合は対向電極19の電位と補助容量配線33の電位とは互いに同位相で振動する。また、図8(a)のように液晶容量CLCと補助容量CCSとが並列に接続されている構成で、一定の直流電位に代えてバッファを介した共通の交流電圧を印加する場合もある。
FIGS. 8A and 8B show equivalent circuits for one pixel in the liquid crystal panel 2 (for example, the liquid crystal panel of the liquid crystal display device 300) having the above-described auxiliary capacitor CCS. In FIG. 8A, the
これらの等価回路において、走査線32に選択電圧を印加してTFT20をON状態とし、信号線34から液晶容量CLCと補助容量CCSとに表示信号を印加する。次に、走査線32に非選択電圧を印加してTFT20をOFF状態とすることにより、画素は液晶容量CLCと補助容量CCSとに書き込まれた電荷を保持する。ここで、画素の補助容量CCSを形成する補助容量配線33を走査線32との間に容量結合を生じない位置に設けてあるので(例えば図5参照)、上記容量結合を無視して等価回路を図示している。この状態で同期クロック発生回路7により液晶容量CLCの電荷、すなわち液晶パネル2の画面を45Hz以下の書き換え周波数で書き換える設定を行えば、オンゲート構造で補助容量CCSを形成していた場合と異なり、走査線32の電位変動による液晶容量CLCの電極である画素電極10の電位変動は抑制される。
In these equivalent circuits, a selection voltage is applied to the
45Hz以下の低周波駆動とすることによって、走査信号の周波数が減少して走査信号ドライバの消費電力が十分に低減されるとともに、表示信号の極性反転周波数が減少し、データ信号ドライバ、図7の構成の場合はソースドライバ4の消費電力が十分に低減される。また、画素電極10の電位変動が抑制されることによって、チラツキのない安定した表示品位が得られる。
By adopting a low frequency drive of 45 Hz or less, the frequency of the scanning signal is reduced and the power consumption of the scanning signal driver is sufficiently reduced, and the polarity inversion frequency of the display signal is reduced. In the case of the configuration, the power consumption of the
以上の構成の液晶表示装置1で低周波駆動を行った場合の走査信号波形、表示信号波形、画素電極10の電位、および反射電極29による反射光強度を図9(a)から(e)に示す。画面の書き換え周波数は60Hzの10分の1である6Hzとした。詳しくは、6Hzに相当する書き換え周期167msecのうち、走査線32の1本当たりの選択期間を0.7msec、非選択期間を166.3msecとした。信号線34に供給する表示信号を1走査信号ごとに極性を反転させ、かつ、1つの画素には書き換えごとに極性反転した表示信号が入力されるように駆動を行った。
9A to 9E show the scanning signal waveform, the display signal waveform, the potential of the
図9(a)は、注目している画素の走査線32よりも1ライン上の走査線32に出力される走査信号波形を、図9(b)は注目している画素(自段)の走査線32に出力される走査信号波形を、図9(c)は注目している画素の信号線34に出力される表示信号波形を、図9(d)は注目している画素の画素電極10の電位を示す。図9(a)および(d)から分かるように、1ライン上の走査線32に選択電圧が印加されているときに、画素電極10の電位は安定している。このとき反射電極29からの反射光強度を測定したところ、図9(e)に示すように反射光強度の変化はほとんど確認されなかった。また、目視による評価の結果でも、チラツキがなく均一で良好な表示品位が得られることが確認された。画素電極10の透過電極領域10bを用いた透過モードの表示についても同様の結果が得られた。
9A shows the scanning signal waveform output to the
次に、さらに液晶表示装置1の消費電力を測定したところ、画面の書き換え周期を16.7msec(書き換え周波数60Hz)として駆動したときに160mWであったのに対し、画面の書き換え周期を167msec(書き換え周波数6Hz)として駆動したときには40mWとなり、大きく低減することが確認された。
Next, when the power consumption of the liquid
書き換え周波数を45Hz以下に設定する例として、図9では6Hzを挙げたが、書き換え周波数の好ましい範囲は0.5Hz以上45Hz以下である。 As an example of setting the rewriting frequency to 45 Hz or less, 6 Hz is given in FIG. 9, but a preferable range of the rewriting frequency is 0.5 Hz to 45 Hz.
この理由を図10(a)および(b)を参照しながら説明する。図10(a)および(b)は、液晶層42に用いた液晶材料(メルク社製ZLI−4792)について、書き込み時間を一定(例えば100μsec)に固定したときの液晶電圧保持率Hrの駆動周波数(書き換え周波数)依存性を測定した結果である。図10(b)は図10(a)のうち駆動周波数が0Hz〜5Hzの領域を拡大した図である。
The reason will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b). 10A and 10B show the driving frequency of the liquid crystal voltage holding ratio Hr when the writing time is fixed (for example, 100 μsec) for the liquid crystal material (ZLI-4792 manufactured by Merck) used for the
図10(b)から分かるように、液晶電圧保持率Hrは約97%となる1Hzあたりから低下し、約92%となる0.5Hzより低くなると急激に低下する。液晶電圧保持率Hrがあまり小さくなると、液晶層42やTFT20の漏れ電流に起因して画素電極10の電位が変動して明るさが変化し、チラツキが生じることになる。また、ここで議論している書き込みから1sec〜2sec後といった時間領域ではTFT20のOFF抵抗値は大きく変動することはない。従って、表示のチラツキは液晶電圧保持率Hrに大きく依存する。
As can be seen from FIG. 10B, the liquid crystal voltage holding ratio Hr decreases from around 1 Hz, which is approximately 97%, and rapidly decreases when it is lower than 0.5 Hz, which is approximately 92%. When the liquid crystal voltage holding ratio Hr becomes too small, the potential of the
このことから、書き換え周波数を45Hz以下としながら、下限を0.5Hzとして画素電極10の電位変動を十分に抑制する。これにより、十分な低消費電力化と確実な画素のチラツキ防止とを達成することができる。さらに好ましくは、書き換え周波数を15Hz以下として消費電力を極めて大きく低減しながら、下限を1Hzとして画素電極10の電位変動を極めて小さくなるように抑制する。これにより、極めて大きな低消費電力化と、より確実な画素のチラツキ防止とを達成することができる。
Therefore, the potential fluctuation of the
また、前述したように、同期クロック発生回路7は書き換え周波数を複数通りに設定可能である。従って、例えば静止画や動きの少ない画像を表示する場合には書き換え周波数を45Hz以下に設定して低消費電力化を図り、動画を表示する場合には書き換え周波数を45Hz以上に設定してスムーズな表示を確保するなど、表示する画像の状態に適した書き換え周波数の設定を行うことができる。このような複数の書き換え周波数のそれぞれを、15Hz、30Hz、45Hz、60Hzといったように最も低い書き換え周波数の整数倍の関係に設定すれば、全ての書き換え周波数に共通の基準同期信号を使用することができるのに加えて、書き換え周波数を切り換えた場合に供給する表示信号の間引きあるいは追加を簡単に行うことができる。さらに、この例のように15Hzの2倍の30Hz、また15Hzの4倍の60Hzといったように書き換え周波数のそれぞれを、最も低い書き換え周波数の2の整数乗倍の関係に設定すれば、最も低い周波数の論理信号を2の整数乗分の1で分周することにより周波数変換を行う通常の簡単な分周回路を用いて、書き換え周波数のそれぞれを生成することができる。
As described above, the synchronous
また、液晶表示装置1では、液晶パネル2の表示内容を異なる画像に更新する周期、すなわち各画素に異なる画像のデータを供給して表示状態の更新を行わせるための表示信号を供給する周期を決めるリフレッシュ周波数が設定される。書き換え周波数とリフレッシュ周波数との関係を以下のように特定することにより、液晶パネル2の特性を向上させることができる。
Further, in the liquid
例えば、複数種類の書き換え周波数のうち少なくとも最も低いものをリフレッシュ周波数の2以上の整数倍に設定すれば、そのように設定した書き換え周波数では前の更新から次の更新までの同一の表示内容に対して、書き換え周波数に基づいた各画素の選択回数が2以上の整数回となる。リフレッシュ周波数を3Hzとすれば、図9の例において6Hzの書き換え周波数はリフレッシュ周波数の2倍となるので、前の更新から次の更新までに同じ画素に正極性の表示信号と負極性の表示信号とを1回ずつ供給することができる。従って、同一の表示内容に対して、交流駆動によって画素電極10の電位の極性を反転させて表示することができ、液晶パネル2に用いられる液晶材料の信頼性が向上する。
For example, if at least the lowest one of a plurality of types of rewrite frequencies is set to an integer multiple of 2 or more of the refresh frequency, the rewritten frequencies set in such a manner can display the same display contents from the previous update to the next update. Thus, the number of times each pixel is selected based on the rewriting frequency is an integer number of 2 or more. If the refresh frequency is 3 Hz, the rewrite frequency of 6 Hz in the example of FIG. 9 is twice the refresh frequency. Therefore, a positive display signal and a negative display signal are applied to the same pixel from the previous update to the next update. Can be supplied once at a time. Therefore, the same display content can be displayed by reversing the polarity of the potential of the
また、同期クロック発生回路7を、リフレッシュ周波数の変更に合わせて、少なくとも最も低い書き換え周波数を、変更後のリフレッシュ周波数の2以上の整数倍に変更することができるようにすれば、リフレッシュ周波数を変更しても、そのように設定を変更した書き換え周波数では液晶パネル2での同一の表示内容に対して、交流駆動によって画素電極10の電位の極性を反転させて表示することができる。従って、液晶パネル2に用いられる液晶の信頼性を容易に維持することができる。例えば、リフレッシュ周波数を3Hzから4Hzに変更した場合、6Hz、15Hz、30Hz、45Hzといった書き換え周波数を、8Hz、20Hz、40Hz、60Hzといった書き換え周波数に変更することができるようになっている。さらに、上記条件を満たした状態で最も低い書き換え周波数を6Hzのように2以上の整数に設定すれば、リフレッシュ周波数が1Hz以上となって画面の表示内容を1秒間に1回以上更新することができるので、液晶パネル2の画面に時計を表示する場合に、秒表示を正確に1秒間隔で行うことができる。
If the synchronous
以上に述べたように、本実施の形態の液晶表示装置1によれば、スイッチング素子を有する構成において、良好な表示品位を保ったまま低消費電力化を達成することができる。また、液晶表示装置1として、反射モードで表示を行うことができる液晶表示装置を用いることによって、45Hz以下の駆動による低消費電力化の割合が大きくなる。
As described above, according to the liquid
本発明の液晶表示装置に用いられる低周波駆動のための回路構成は、上記の例に限られず、コントローラやソースドライバに、フレームメモリを設け、クロック周波数を低くすることによっても実現できる。 The circuit configuration for low frequency driving used in the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the above example, and can be realized by providing a frame memory in the controller or source driver and lowering the clock frequency.
このように、本発明の実施形態1によると45Hz以下の低周波駆動を行ってもフリッカが視認されない、低消費電力で且つ高品位の表示が可能な液晶表示装置が提供される。また、本発明による両用型液晶表示装置は、スイッチング素子の千鳥配列を採用した構成において、少なくとも透過電極領域のギザギザが視認されることがなく、高品位の表示を行うことができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, a liquid crystal display device capable of displaying high quality with low power consumption in which flicker is not visually recognized even when driving at a low frequency of 45 Hz or less is provided. Further, the dual-use liquid crystal display device according to the present invention can perform high-quality display at least with no jaggedness in the transmissive electrode region in a configuration employing a staggered arrangement of switching elements.
(実施形態2)
本発明の実施形態2による液晶表示装置は、両用型液晶表示装置であって、反射部の電極電位差と透過部の電極電位差とがほぼ等しくなるようにしたものである。ここで、電極電位差とは、表示用の強制的な電圧を印加しない状態で液晶層に印加される直流電圧をいう(以下同じ)。実施形態2による両用型液晶表示装置においては、反射部と透過部とにおける電極電位差がほぼ等しいので、両用型液晶表示装置に特有の電極電位差に起因するフリッカの発生が抑制される。
(Embodiment 2)
The liquid crystal display device according to
まず、図14および図15を参照しながら、公知の両用型液晶表示装置における、電極電位差に起因するフリッカの問題を説明する。 First, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, the problem of flicker caused by electrode potential difference in a known dual-use liquid crystal display device will be described.
図14に示す両用型液晶表示装置500は、酸化インジウムと酸化スズとを主成分とする柱状結晶質の酸化物(以下「ITO」という)から形成された透明共通電極512を有する対向側基板510と、各々が画素P’を規定するマトリックス状に配置された複数の画素電極525を有する素子側基板520と、それらの両基板の間に狭持された液晶層530とを備えている。各画素電極525は、画素P’の反射部R’を規定する反射電極(反射電極領域)524と、画素P’の透過部T’を規定する透明電極(透過電極領域)522とで構成されている。反射電極524はAl層から形成されており、透明電極522はITO層から形成されている。すなわち、反射部R’の液晶層は、Al層とITO層とに挟まれており、透過部T’の液晶層は、ITO層の間に挟まれている。 反射部R’では、対向側基板510の透明共通電極512と素子側基板520の反射電極524との間に電圧が印加され、対向側基板510から入射した外部光が素子側基板520の反射電極524で反射して対向側基板510から出射することにより表示が行われる。一方、透過部T’では、対向側基板510の透明共通電極522と素子側基板520の透明電極522との間に電圧が印加され、液晶パネル後方に配置されたバックライト光源からの補助光が透過して対向側基板510から出射することにより表示が行われる。なお、反射電極524は、表面に微細な凹凸を有する層間絶縁膜523上を被覆するように形成されており、その結果、反射電極524の表面も微細な凹凸を有し、それによって反射光の進行方向が制御されている。すなわち、反射電極524は、適度な指向性を持って反射する。
A dual-use liquid
両用型の液晶表示装置500の画素電極525は、上述したように、反射部R’の反射電極524と透過部T’の透明電極522とが異なる電極材料(仕事関数が異なる材料)で形成されている。その結果、図15に示すように、各々の電極電位が異なるために反射部R’と透過部T’のそれぞれで生じる電極電位差(表示用の強制的な電圧を印加しない状態で液晶層に印加される直流電圧)が異なるものとなる(図中、電極電位差AおよびB)。
As described above, the
従って、それぞれの電極に同じ電圧を印加しても、画素P’内の反射部R’と透過部T’とにおいて、それぞれの液晶層に印加される電圧が異なるものとなって、1つの画素P’内で均一な電圧が印加されない。すなわち、透過部T’における引込み電圧および電極電位差Aを相殺するようにオフセット電圧を設定しても、反射部R’には電極電位差B−電極電位差Aに相当する「対向ずれ」が存在し、その結果、フリッカが観察されることがある。 Therefore, even when the same voltage is applied to each electrode, the voltage applied to each liquid crystal layer is different between the reflective portion R ′ and the transmissive portion T ′ in the pixel P ′, so that one pixel A uniform voltage is not applied within P ′. That is, even if the offset voltage is set so as to cancel the pull-in voltage and the electrode potential difference A in the transmission part T ′, the reflection part R ′ has an “opposing deviation” corresponding to the electrode potential difference B−the electrode potential difference A, As a result, flicker may be observed.
なお、反射部R’における電極電位差Bは、液晶層を介して互いに対向する電極を構成している材料の電極電位(または仕事関数)によって大きく影響されるが、たとえ同じ材料を用いても、電極の液晶層側表面に形成される配向膜の材料などが異なると、電極電位差が発生することがある。従って、ITO層間に液晶層が挟まれた構成を有する透過部T’の電極電位差Aは電極電位差Bよりも小さいものの、一般的にゼロではない。 Note that the electrode potential difference B in the reflection portion R ′ is greatly influenced by the electrode potential (or work function) of the material constituting the electrodes facing each other through the liquid crystal layer, but even if the same material is used, If the material of the alignment film formed on the liquid crystal layer side surface of the electrode is different, an electrode potential difference may occur. Therefore, although the electrode potential difference A of the transmission part T ′ having a configuration in which the liquid crystal layer is sandwiched between the ITO layers is smaller than the electrode potential difference B, it is generally not zero.
以下、図11および図12を参照しながら、本発明の実施形態2による両用型液晶表示装置400の構成と動作を説明する。図11および図12は、液晶表示装置400の1つの画素Pに対向する構成を模式的に示す図であり、図11は、図12中のXI−XI線に沿った断面図に対応する。
Hereinafter, the configuration and operation of the dual-use liquid
液晶表示装置400は、相互に対向した対向側基板(他方の基板)410および素子側基板(一方の基板)420と、それらの間に狭持された液晶層430と、を備えている。
The liquid
対向側基板410は、ガラス基板で対向側基板本体411が形成されており、その基板外側には、入射光の状態を制御するための位相差板、偏光板、および反射防止膜(いずれも図示せず)が順に設けられている。一方、基板内側には、カラー表示用のRGBのカラーフィルタ(図示せず)、ITO等からなる透明共通電極412およびラビング処理された配向膜(図示せず)が順に設けられている。
The
素子側基板420は、ガラス基板で素子側基板本体421が形成されており、その基板内側には、相互に並行して延びるように複数本のゲートバスライン(走査線)427が設けられている。また、その上を覆うように絶縁層(ゲート絶縁層;図示せず)が設けられている。その絶縁層上には、ゲートバスライン427が延びる方向と直交する方向に相互に並行して延びるように複数本のソースバスライン(信号線)428が設けられている。ゲートバスライン427とソースバスライン428との各交差部には、3端子の非線形スイッチング素子であるTFT素子429が設けられている。TFT素子429のゲート電極429aはゲートバスライン427に接続されており、ソース電極429bはソースバスライン428に接続されている。TFT素子429のドレイン電極429cは絶縁層上に設けられた例えばITO(仕事関数が約4.9eV)からなる略矩形の透明電極422に接続されている。
The
透明電極422上には、表面に微細な凹凸が形成された層間絶縁膜423が設けられており、その表面を被覆するように、例えばAl(仕事関数が約4.3eV)からなる反射電極424が設けられている。反射電極424には矩形状に開口して透明電極422が露出した部分があり、その開口周縁がコンタクト部424aとなって透明電極422と反射電極424とが電気的に接続されている。
On the
露出された透明電極(透過電極領域)422が透過部Tを規定し、透明電極422を取り囲むように配置された反射電極(反射電極領域)424が反射部Rを規定する。すなわち、透明電極422と反射電極424により1つの画素電極425が構成され、また、反射部Rおよび透過部Tにより1つの画素Pが構成されている。
The exposed transparent electrode (transmission electrode region) 422 defines the transmission portion T, and the reflection electrode (reflection electrode region) 424 disposed so as to surround the
本実施形態による液晶表示装置400においては、反射電極424の表面はInZnOx(酸化インジウム(In2O3)と酸化亜鉛(ZnO)とを主成分とする酸化物、仕事関数が約4.8eV)からなる非晶質透明導電膜426で被覆されており、それによって、反射部Rにおいて対向側基板410の透明共通電極412および素子側基板420の非晶質透明導電膜426間で液晶層430に印加される電圧である電極電位差と、透過部Tにおいて対向側基板410の透明共通電極412および素子側基板420の透明電極422間で液晶層430に印加される電圧である電極電位差と、がほぼ等しくされている。具体的には、反射電極424を被覆する非晶質透明導電膜426の仕事関数と透明電極422の仕事関数との差が0.3eV以内となるようにされている。なお、Alの反射電極424をInZnOxで被覆したものとすれば、Alエッチング用の弱酸のエッチング液で両者を同時にエッチングにより形成させることができる。
In the liquid
素子側基板420の最上層である画素電極425上には、ラビング処理された配向膜(図示せず)が設けられている。
On the
液晶層430は、電気光学特性を有するネマチック液晶等からなる。
The
以上の構成の液晶表示装置400は、対向側基板410から入射した外部光を反射部Rの反射電極424で反射させて対向側基板410から出射させると共に、素子側基板420後方に設けられたバックライト(図示せず)の補助光を素子側基板420から入射して透過部Tの透明電極422を透過させて対向側基板410から出射させるものであって、各画素P毎に両基板の電極間に印加する電圧を制御することで液晶層430の液晶の配向状態を変化させ、それによって対向側基板410から出射される光の量を調節して表示を行うものである。
In the liquid
上記構成の両用型の液晶表示装置400によれば、反射電極424が非晶質透明導電膜426で被覆されていることにより、反射部Rの電極電位差と透過部Tの電極電位差とがほぼ等しくなるようにされ、すなわち、反射部Rに対応した液晶層430の部分と透過部Tに対応した液晶層430の部分とで印加される直流電圧がほぼ等しくされているので、表示動作において、これらの電極に電圧が印加されても1つの画素P内でほぼ均一な電圧が印加され、それによって良好な表示品位を得ることができる。
According to the dual-use liquid
上述したように、図14に示した従来構造の両用型液晶表示装置500では、画素電極525における反射電極524の電極材料の仕事関数と透明電極522の電極材料の仕事関数とが大きく異なるため(例えば、AlとITOの場合、仕事関数の差は0.6eV以上)、反射部R’と透過部T’とで電極電位差が大きく異なる。一方、オフセット電圧は、全画素P’に対して1つしか設けることができない。従って、透過部T’および反射部R’のどちらか一方については、電極電位差および引込み電圧を相殺して、液晶層530に実効値として直流電圧成分が印加されないように、最適オフセット量を設定できるが、透過部Tおよび反射部Rのうち他方については、液晶層530に実効値として直流電圧成分が印加される。すなわち、その部分で液晶層530に印加される交流電圧の波形が非対称になる。この状態での表示を目視にて確認すると、フリッカが発生して表示品位が著しく低いものとなる。また、直流電圧成分が長時間印加されると液晶材料の信頼性にも悪影響が及ぼされる。
As described above, in the dual-use liquid
これに対し、本実施形態2の液晶表示装置400では、反射電極424を被覆する非晶質透明導電膜(ここではInZnOx)426の電極電位と透明電極(ここではITO)422の電極電位とがほぼ等しく、それによって反射部Rの電極電位差と透過部Tの電極電位差とがほぼ等しくされているので、この電極電位差および引込み電圧を1つのオフセット電圧にて相殺し、液晶層430に実効的な直流電圧成分が印加されることを防止することが可能となり、反射部Rおよび透過部Tの両方ともにフリッカが観察されない良好な表示品位を得ることができる。また、液晶層430に直流電圧が印加されないので、液晶材料の信頼性の低下を防止することもできる。
On the other hand, in the liquid
また、本実施形態の液晶表示装置400では、反射電極424を被覆する非晶質透明導電膜426の仕事関数と透明電極422の仕事関数との差が0.3eV以内とされているので、反射電極424を被覆する非晶質透明導電膜426の電位と透明電極422の電極電位とがほぼ等しいことによる作用効果が十分に得られることとなる。
In the liquid
以下に、非晶質透明導電膜と透明電極との仕事関数差を変更した液晶表示装置について行った試験について説明する。Alの反射電極を被覆する非晶質透明導電膜をInZnOxとし、且つ透明電極をITOとし、透明電極の成膜条件を変更することにより非晶質透明導電膜と透明電極との仕事関数差をそれぞれ0.1eV、0.2eV、0.3eVおよび0.4eVとした本実施形態と同様の構成の4つの液晶表示装置を準備し、各々、反射部の液晶層に直流電圧成分が印加されないようにオフセット電圧を設定したときの表示品位を目視にて評価した。駆動周波数は、一般的な60Hzとした。その結果を表3に示す。 Below, the test done about the liquid crystal display device which changed the work function difference of an amorphous transparent conductive film and a transparent electrode is demonstrated. The work function difference between the amorphous transparent conductive film and the transparent electrode is changed by changing the film forming conditions of the transparent electrode to InZnOx and the transparent electrode to ITO as the amorphous transparent conductive film covering the Al reflective electrode. Four liquid crystal display devices having the same configuration as that of the present embodiment, which are 0.1 eV, 0.2 eV, 0.3 eV, and 0.4 eV, are prepared, respectively, so that no DC voltage component is applied to the liquid crystal layer of the reflective portion. The display quality when the offset voltage was set to was visually evaluated. The driving frequency was set to a general 60 Hz. The results are shown in Table 3.
この試験結果では、非晶質透明導電膜と透明電極との仕事関数差が0.3eV以下の場合、反射部および透過部のいずれにおいても輝度変化が無く良好な表示品位であったのに対し、仕事関数差が0.4eVの場合、透過部で若干のフリッカの発生があった。これは、この仕事関数差が0.3eV以下であれば、反射部および透過部のそれぞれの電極電位差を1つのオフセット電圧の印加で相殺することができる程度に両方の電極電位差がほぼ等しくなるのに対し、仕事関数差が0.4eVでは、反射部および透過部のそれぞれの電極電位差の差がやや大きいために、それらの電極電位差を1つのオフセット電圧の印加で相殺することが困難となるためであると考えられる。従って、非晶質透明導電膜と透明電極との仕事関数差は、0.4eVより小さいことが好ましく、0.3eV以下であることがさらに好ましい。 In this test result, when the work function difference between the amorphous transparent conductive film and the transparent electrode was 0.3 eV or less, there was no change in luminance in both the reflective part and the transmissive part, whereas the display quality was good. When the work function difference was 0.4 eV, some flicker was generated in the transmission part. This is because if the work function difference is 0.3 eV or less, the electrode potential difference between the reflection part and the transmission part is almost equal to the extent that the offset of the electrode potential can be offset by the application of one offset voltage. On the other hand, when the work function difference is 0.4 eV, the difference between the electrode potentials of the reflection part and the transmission part is slightly large, so that it becomes difficult to cancel the electrode potential difference by applying one offset voltage. It is thought that. Therefore, the work function difference between the amorphous transparent conductive film and the transparent electrode is preferably smaller than 0.4 eV, and more preferably 0.3 eV or less.
さらに、本実施形態の液晶表示装置400では、反射電極424を被覆する非晶質透明導電膜426の膜厚は1nm以上20nm以下に設定してある。非晶質透明導電膜426の膜厚を上記範囲とすることによって、均一な膜厚の形成が可能であると共に、良好な表示品位を得ることができる。反射電極424を非晶質透明導電膜426で被覆することにより反射部Rと透過部Tとで電極電位差をほぼ等しいものとすることができるが、膜厚が数百nmもの非晶質透明導電膜426を形成すると、非晶質透明導電膜426による光吸収により反射電極424での反射光が弱いものとなり、また、非晶質透明導電膜426表面で反射する光と反射電極424表面で反射する光との干渉により出射光が着色され、表示品位が低いものとなってしまう。
Furthermore, in the liquid
以下に、非晶質透明導電膜の膜厚を変更した液晶表示装置について行った試験について説明する。Alの反射電極を被覆する非晶質透明導電膜をInZnOxとし、且つ透明電極をITOとし、非晶質透明導電膜の膜厚をそれぞれ5nm、10nm、15nm、20nmおよび30nmとした本実施形態と同様の構成の5つの液晶表示装置を準備し、各々の波長と反射率との関係について調べた。その結果を図13に示す。参考のために、非晶質透明導電膜を設けていない、すなわち、膜厚0nmのデータも示している。 Below, the test done about the liquid crystal display device which changed the film thickness of the amorphous transparent conductive film is demonstrated. In this embodiment, the amorphous transparent conductive film covering the Al reflective electrode is InZnOx, the transparent electrode is ITO, and the film thickness of the amorphous transparent conductive film is 5 nm, 10 nm, 15 nm, 20 nm, and 30 nm, respectively. Five liquid crystal display devices having the same configuration were prepared, and the relationship between each wavelength and reflectance was examined. The result is shown in FIG. For reference, data of an amorphous transparent conductive film not provided, that is, a film thickness of 0 nm is also shown.
図13によれば、非晶質透明導電膜の膜厚が厚くなるほど反射率が低くなり、また、光の波長が短くなるほど反射率が低くなるということが分かる。 As can be seen from FIG. 13, the reflectance decreases as the film thickness of the amorphous transparent conductive film increases, and the reflectance decreases as the wavelength of light decreases.
両用型の液晶表示装置では、反射電極の色味が表示品位に直接影響するため、反射電極上の非晶質透明導電膜の膜厚制御が重要となる。上記の5つの液晶表示装置について、各々の表示品位を目視にて確認した。その結果を表4に示す。 In the dual-use liquid crystal display device, since the color of the reflective electrode directly affects the display quality, it is important to control the film thickness of the amorphous transparent conductive film on the reflective electrode. About said five liquid crystal display devices, each display quality was confirmed visually. The results are shown in Table 4.
この試験結果では、非晶質透明導電膜の膜厚が20nm以下の場合、膜厚が薄ければ薄いほど着色が少なく表示品位が良好であったのに対し、膜厚が30nmの場合、表示に著しい着色が確認された。これは、この膜厚が20nm以下であれば、光の干渉の影響が小さいのに対し、膜厚が30nmでは、その影響が大きいためであると考えられる。従って、非晶質透明導電膜の膜厚は、30nmより薄いことが好ましく、20nm以下とすることがさらに好ましい。なお、非晶質透明導電膜の膜厚が1nmであっても、反射部と透過部とで電極電位差をほぼ等しくする効果が奏されることは確認しているが、膜厚がそれよりも薄くなるとスパッタリングによる膜厚のコントロールが困難となる。従って、非晶質透明導電膜の膜厚は1nm以上であることが好ましい。 In this test result, when the film thickness of the amorphous transparent conductive film is 20 nm or less, the thinner the film thickness, the less the coloring and the better the display quality, whereas the display film thickness is 30 nm. Was markedly colored. This is considered to be because the influence of light interference is small when the film thickness is 20 nm or less, whereas the influence is large when the film thickness is 30 nm. Therefore, the film thickness of the amorphous transparent conductive film is preferably less than 30 nm, and more preferably 20 nm or less. In addition, even if the film thickness of the amorphous transparent conductive film is 1 nm, it has been confirmed that the effect of making the electrode potential difference substantially equal between the reflective part and the transmissive part is achieved. If the thickness is reduced, it becomes difficult to control the film thickness by sputtering. Therefore, the film thickness of the amorphous transparent conductive film is preferably 1 nm or more.
ところで、両基板間への液晶材料の注入工程時やシール樹脂材料からの流出等により液晶層430に不純物(イオン性不純物)が混入する場合がある。交流駆動の液晶表示装置の場合、両基板の電極の電極材料が相違するとそれらの間に電極電位差が発生し、不純物が静電引力によりいずれかの基板に吸着され、そして、表示領域に不純物が吸着していない部分と吸着した部分とが生じ、前者では液晶層に所定の電圧が印加されるのに対し、後者では液晶層に所定の電圧が印加されないこととなる。この場合、各部分ごとに異なるオフセット電圧を設定する必要が生じるが、オフセット電圧は1つしか設けることができないため、不純物が吸着した部分の表示にフリッカが発生する。このフリッカは、シール樹脂材料からの不純物の流出による影響が大きいために表示領域の周縁部において顕著に観察される。
By the way, an impurity (ionic impurity) may be mixed into the
しかしながら、本実施形態の液晶表示装置400においては、例えば、反射電極を被覆する非晶質透明導電膜426をInZnOx、透明電極422をITO、透明共通電極412をITOとすることによって、画素電極425の電極電位と透明共通電極412の電極電位とをほぼ等しくすれば、不純物の基板への吸着が抑えられ、それによって不純物の基板への吸着に起因するフリッカを抑止することができると共に高い表示品位を得ることができる。
However, in the liquid
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、他の構成のものであってもよい。 The present invention is not limited to this embodiment, and may have other configurations.
例えば、本実施形態では、Alを用いて反射電極424を形成した例を示したがAgを用いても良く、また、Al/Mo等の積層構造としてもよい。また、透明共通電極412、透明電極422および非晶質透明導電膜426の材料として示したITOおよびInZnOxも単なる例示に過ぎず、他のものであってもよい。
For example, in the present embodiment, an example in which the
また、本実施形態では、反射電極424を非晶質透明導電膜426で被覆したものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、ITO等の結晶質の透明導電膜で被覆したものとしてもよい。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、スイッチング素子をTFT素子129としたが、特にこれに限定されるものではなく、2端子の非線形素子であるMIM素子(Metal Insulator Metal)を用いたものであってもよい。なお、MIMを用いる場合には、正および負の引込み電圧が生じ、互いに相殺する。従って、MIM型液晶表示装置では、その分だけオフセット電圧の設定値がTFT型と変わることになる。 In this embodiment, the switching element is the TFT element 129. However, the switching element is not particularly limited to this, and an MIM element (Metal Insulator Metal) that is a two-terminal nonlinear element may be used. . When MIM is used, positive and negative pull-in voltages are generated and cancel each other. Therefore, in the MIM type liquid crystal display device, the set value of the offset voltage is changed by that amount from the TFT type.
また、本実施形態では、反射電極424を非晶質透明導電膜426で被覆することにより反射部Rの電極電位差と透過部Tの電極電位差とがほぼ等しくなるようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、反射電極に表面処理(例えば、酸素プラズマ、UVオゾン等による表面処理)を施すことにより、反射電極の仕事関数を透明電極のものに近づけ、それによって反射部と透過部の電極電位差をほぼ等しくするようにしてもよい。また、反射電極および透明電極の両表面を厚さ0.4nm程度の金の薄膜で被覆することにより、反射電極および透明電極の仕事関数を同一のものにし、それによって反射部および透過部の電極電位差をほぼ等しくするようにしてもよい(なお、0.4nm程度の金の薄膜は透明電極の透過率に影響を及ぼさない)。また、反射電極上に所定の絶縁膜等を形成したり、あるいは、配向膜等の所定の有機材料を塗布することにより、反射電極の仕事関数(見掛け上の仕事関数)を透明電極のものに近づけ、それによって反射部および透過部の電極電位差をほぼ等しくするようにしてもよい。
In the present embodiment, the
(実施形態3)
次に、図16〜図20を参照しながら、本発明の実施形態3による液晶表示装置600の構成と動作を説明する。以下で例示する液晶表示装置600は、それぞれの画素が反射部と透過部とを有する両用型表示装置であって、反射部と透過部との電極電位の違いを電気的に補償できる構成を備えている点で、上述の液晶表示装置400と異なっている。
(Embodiment 3)
Next, the configuration and operation of the liquid
図16に液晶表示装置600の模式的な等価回路図を示し、図17(a)および(b)に液晶表示装置600の1画素の構成を示す。図17(a)は平面図であり、図17(b)は図17(a)中の17B−17B’線に沿った断面図である。
FIG. 16 shows a schematic equivalent circuit diagram of the liquid
図16に示したように、液晶表示装置600は、一般的なアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置と同じ回路構成を有している。
As shown in FIG. 16, the liquid
複数の走査端子602のそれぞれには、行方向に延びる、走査線としてのゲートバスライン604が接続されており、複数の信号端子606のそれぞれには、信号線としてソースバスライン608が接続されている。これら両バスライン604および608の交差部の近傍に、スイッチング素子としていTFT614が設けられている。TFT614のゲート電極(不図示)は走査線604に接続されており、ソース電極(不図示)は信号線608に接続されている。また、TFT614のドレイン側には、液晶容量(画素電極)612および補助容量(補助容量電極)616が接続されており、これらが画素容量610を構成している。補助容量616の補助容量対向電極は、補助容量バスライン(補助容量対向電極線)620に共通に接続されている。液晶容量612は、画素電極612と対向電極(628または629)と、これらの間に設けられた液晶層664によって構成されている(図17(a)および(b)参照)。
A
液晶表示装置600の1画素の構成を図17(a)および(b)を参照しながらさらに詳しく説明する。
The configuration of one pixel of the liquid
液晶表示装置600の画素電極612は、反射電極領域651と透過電極領域652とを有している。画素電極612の周縁部において、反射電極領域651は、走査線604および信号線608の一部と重なっており、画素開口率の向上に寄与している。画素電極612と液晶層664を介して対向する対向電極は、反射電極領域651に対向する第1対向電極628と、透過電極領域652に対向する第2対向電極629とを有している。このように、反射部および透過部のそれぞれに対応して2系統の対向電極628および629が設けられていることによって、反射部と透過部との電極電位の違いを電気的に補償できる。この動作については、後に詳述する。
The
図17(b)を参照しながら、液晶表示装置600の断面構造を説明する。なお、図17(b)において、基板622および624のそれぞれの外側表面に設けられる偏光板や照明装置、あるいは位相差板などは、省略している。
A cross-sectional structure of the liquid
基板622は、透明絶縁性基板(例えばガラス基板)であり、この上にTFT614のゲート電極636が形成されている。ゲート電極636上にゲート絶縁膜638が設けられており、ゲート絶縁膜638上に、ゲート電極636に重畳して半導体層640が設けられている。半導体層640の両端部を覆うようにn+Si層642および644が設けられており、左側のn+Si層642上にソース電極646が、右側のn+Si層644上にドレイン電極648が設けられている。ドレイン電極は画素部にまで延設されており、画素電極612の透過電極領域652としても機能する。また、補助容量バスライン620はゲート絶縁膜638を介してドレイン電極648との間で補助容量616(図16参照)を形成する。
The
走査線604と信号線608を含む、これらの上に層間絶縁膜650が設けられている。層間絶縁膜650上には、Al、Alを含む合金層、あるいはAl/Moなどの積層膜が画素電極612として設けられており、この部分が反射電極領域651となる。また、層間絶縁膜650の一部を取り除いた開口部が設けられており、この部分をコンタクトホールとして、TFT614のドレイン電極648が画素電極(反射電極領域651を構成する合金層)612に接続されている。層間絶縁膜650の開口部内に露出されたドレイン電極648の延設部が透過電極領域652となる。さらに、画素電極612上に必要に応じて配向膜654が形成されている。これらをまとめてアクティブマトリクス基板622Sとする。
An interlayer insulating
一方、基板624は透明絶縁性基板(例えばガラス基板)であって、その表面にはカラーフィルタ層(不図示)と、透明導電膜からなる対向電極628および629と、配向膜660とが設けられている。これらをまとめて対向基板624Sとする。
On the other hand, the
基板624Sと基板622Sとは、スペーサ662で互いの間隔を保持され、周辺部にてシール部材で接着されている。
The
従来の液晶表示装置の対向電極は、表示領域の全体に亘る一枚の透明導電層(例えばITO層)によって形成されているが、液晶表示装置600は、上述したように、第1対向電極628および第2対向電極629の2系統の対向電極を有している。第1対向電極628および第2対向電極629は、それぞれ、図18に模式的に示すように、走査線604と平行な方向に櫛歯状にパターニングされており、基板周辺にてそれぞれまとめられ、2つの群をなし、それぞれに異なるコモン信号(「共通電圧」ともいう。)を入力できるように、電気的に分離されている。また、図17(a)に示したように、第1対向電極628と第2対向電極629は、アクティブマトリクス基板622Sと貼り合せた際に、反射電極領域651および透過電極領域652にそれぞれの群が対向するように配置される。
The counter electrode of the conventional liquid crystal display device is formed by a single transparent conductive layer (for example, an ITO layer) over the entire display region. However, as described above, the liquid
対向基板624Sとアクティブマトリクス基板622Sとを貼り合わされた後、対向電極628および629にコモン信号を入力するために、対向電極628および629はそれぞれコモン転移(トランスファ)631を介して、アクティブマトリクス基板622に設けられたコモン信号の入力用配線(不図示)に接続され、コモン信号入力用配線の入力端子632および633からそれぞれに対応するコモン信号が入力される。なお、コモン転移を設けずに、同じ信号を入力しても良い。
After the counter substrate 624S and the active matrix substrate 622S are bonded together, the
次に、図19(a)および(b)、ならびに図20を参照しながら、液晶表示装置600の動作を説明する。図19(a)および(b)は、液晶表示装置600の1画素の等価回路を示しており、(a)はTFT614がオンの状態を(b)はTFT614がオフの状態をそれぞれ示している。図20は、画素の駆動に用いられる信号波形(a)〜信号波形(e)を示している。
Next, the operation of the liquid
信号波形(a)は、走査線に入力されるゲート信号(走査信号)Vgを示し、信号波形(b)はソース信号(表示信号またはデータ信号)Vsを示す。信号波形(c)は対向電極に入力されるコモン信号(共通信号)Vcom(Vcom1およびVcom2)を示す。Vcomは、Vsと同一周期で極性が逆となっている。これは、液晶層に印加される電圧(|Vs−Vcom|)の大きさを確保しつつ、Vsの絶対値(振幅)を小さくし、耐圧の低い駆動回路(IC)を利用するためである。 The signal waveform (a) indicates a gate signal (scanning signal) Vg input to the scanning line, and the signal waveform (b) indicates a source signal (display signal or data signal) Vs. The signal waveform (c) shows common signals (common signals) Vcom (Vcom1 and Vcom2) input to the counter electrode. Vcom has the same cycle as Vs and the opposite polarity. This is because the absolute value (amplitude) of Vs is reduced and the driving circuit (IC) having a low withstand voltage is used while ensuring the magnitude of the voltage (| Vs−Vcom |) applied to the liquid crystal layer. .
TFT614がオンの状態にある期間に、画素電極に電圧Vp(=Vs)が印加され、画素(液晶容量Clcおよび補助容量Cs)には|Vs−Vcom|が印加されることによって、液晶容量Clcおよび補助容量Csには、図19(a)に示すように、それぞれQlcおよびQsの電荷が充電される。このとき、ゲート電圧Vgh(オン電圧)が印加されているTFT614のゲート・ドレイン間容量Cgdには電荷Qgdが充電されることになる。
During the period in which the
TFT614がオフになると、図19(b)に示す状態に遷移する。すなわち、ゲート電圧Vglが印加されているTFT614のゲート・ドレイン間容量Cgdに充電されている電荷がQgd’に変化し、その影響を受けて、液晶容量Clcおよび補助容量Csの電荷がそれぞれQlc’およびQs’に変化し、画素電極の電位がVpからVp’に変化する。従って、TFT614がオンからオフに切替わると、図20の信号波形(d)および信号波形(e)に示すように、画素に印加される電圧Vlcは低下する。
When the
この低下する電圧を引込み電圧(dV)といい、表示信号電圧Vsを正負に切替わるごとに発生し、フリッカの原因となる。この引込み電圧を相殺するようにオフセット電圧を設定し、コモン信号Vcomを引込み電圧分だけ表示信号電圧のセンターレベルより下げることによって、フリッカを防止しているのは上述の通りである。 This decreasing voltage is called a pull-in voltage (dV), which occurs every time the display signal voltage Vs is switched between positive and negative, and causes flicker. As described above, the offset voltage is set so as to cancel the pull-in voltage, and the common signal Vcom is lowered from the center level of the display signal voltage by the pull-in voltage as described above.
両用型液晶表示装置においては、引込み電圧に加えて、反射部と透過部とにおける電極電位差の違いによってもフリッカが生じる。例えば、ITO層とAl層とに挟まれた反射部の液晶層には、ITO層の間に挟まれた透過部の液晶層に比べ、余分に200〜300mV程度の直流電圧がかかっていることになり、最適なオフセット電圧(対向電圧)が反射部と透過部とで異なる。 In the dual-use liquid crystal display device, flicker occurs due to a difference in electrode potential between the reflection portion and the transmission portion in addition to the pull-in voltage. For example, the liquid crystal layer in the reflective part sandwiched between the ITO layer and the Al layer is subjected to an extra DC voltage of about 200 to 300 mV compared to the liquid crystal layer in the transmissive part sandwiched between the ITO layers. Therefore, the optimum offset voltage (counter voltage) is different between the reflection portion and the transmission portion.
本発明の実施形態3による液晶表示装置600は、図17および図18を参照しながら説明したように、反射電極領域651と透過電極領域652とに対応して、互いに電気的に独立した対向電極628および629を有しているので、図20の信号波形(c)に、Vcom1およびVcom2として示したように、互いに異なるセンター値を有するコモン信号をそれぞれの対向電極628および629に供給することができる。
As described with reference to FIGS. 17 and 18, the liquid
従って、図20の信号波形(d)および信号波形(e)に示すように、透過部の液晶層と反射部の液晶層に印加される実効電圧Vrmsを互いに等しく、かつ正負で対称にすることができるので、フリッカの発生を防止することができる。また、液晶層に直流電圧成分が印加され続けることによって生じる、液晶材料の劣化に起因する電圧保持率の低下を抑えることにもなり、パネル周辺部のシール近傍領域や、注入口付近での表示ムラやシミの発生を防ぐことが可能となる。 Therefore, as shown in the signal waveform (d) and the signal waveform (e) of FIG. 20, the effective voltages Vrms applied to the liquid crystal layer of the transmissive part and the liquid crystal layer of the reflective part are equal to each other, and are made positive and negative and symmetrical. Therefore, the occurrence of flicker can be prevented. It also suppresses the decrease in voltage holding ratio caused by the deterioration of the liquid crystal material caused by the continuous application of the DC voltage component to the liquid crystal layer, and the display near the seal area around the panel and near the injection port It becomes possible to prevent the occurrence of unevenness and spots.
次に、図21から図23を参照しながら、実施形態3による他の液晶表示装置700の構成と動作を説明する。
Next, the configuration and operation of another liquid
液晶表示装置700は、上述した液晶表示装置600と同様に反射部と透過部とに対応した2つの対向電極(例えば櫛形状)を有する。液晶表示装置600と同様に、反射部に対応する対向電極を第1対向電極628、透過部に対応する対向電極を第2対向電極629とする(例えば図17および図18参照)。
Similar to the liquid
液晶表示装置700は、さらに、反射電極領域と透過電極領域との各々に対応するTFTを有し、且つ、反射部および透過部に対応する2つの補助容量を有する。液晶表示装置700においても、反射部と透過部とのそれぞれに対応するオフセット電圧を設定することが可能で、1画素内で液晶層に印加される実効電圧Vrmsを均一にすることができ、フリッカの発生を抑制することができる。
The liquid
図21に液晶表示装置700の1画素の構造を模式的に示す。画素710は、反射部710aと透過部710bとを有しており、反射電極(反射電極領域)718aと透明電極(透過電極領域)718bは、それぞれTFT716a、TFT716b、および補助容量(CS)722a、722bが接続されている。TFT716aおよびTFT716bのゲ−ト電極は共に走査線712に接続され、ソース電極は共通の(同一の)信号線714に接続されている。
FIG. 21 schematically shows the structure of one pixel of the liquid
補助容量722a、722bは、それぞれ補助容量配線724aおよび補助容量配線724bに接続されている。補助容量722aおよび722bは、それぞれ反射電極718aおよび透明電極718bに電気的に接続された補助容量電極と、補助容量配線724aおよび724bに電気的に接続された補助容量対向電極と、これらの間に設けられた絶縁層(不図示)によって形成されている。補助容量722aおよび722bの補助容量対向電極は互いに独立しており、それぞれ補助容量配線724aおよび724bから互いに異なる補助容量対向電圧が供給され得る構造を有している。反射部710aに対応する補助容量配線724aには、第1対向電極628と同じコモン信号が印加され、透過部710bに対応する補助容量配線724bには、第2対向電極629と同じコモン信号が印加される。
The
図22に液晶表示装置700の1画素分の等価回路を模式的に示す。電気的な等価回路において、反射部710aおよび透過部710bのそれぞれの液晶層を液晶層713aおよび713bとして表している。また、反射電極718aおよび透明電極718bと、液晶層713aおよび713bと、それぞれに対応する第1および第2対向電極によって形成される液晶容量をClca、Clcbとする。また、反射部710aおよび透過部710bの液晶容量Clca、Clcbにそれぞれ独立に接続されている補助容量722aおよび722bをCcsa、Ccsbとする。
FIG. 22 schematically shows an equivalent circuit for one pixel of the liquid
反射部710aの液晶容量Clcaと補助容量Ccsaの一方の電極は、反射部710aを駆動するために設けたTFT716aのドレイン電極に接続されており、液晶容量Clcaおよび補助容量Ccsaの他方の電極は補助容量配線724aに接続されている。透過部710bの液晶容量Clcbと補助容量Ccsbの一方の電極は、透過部710bを駆動するために設けたTFT716bのドレイン電極に接続されており、液晶容量Clcbおよび補助容量Ccsbの他方の電極は補助容量配線724bに接続されている。TFT716aおよびTFT716bのゲート電極はいずれも走査線712に接続されており、ソース電極はいずれも信号線714に接続されている。
One electrode of the liquid crystal capacitance Clca and the auxiliary capacitance Ccsa of the
次に、図23を参照しながら、液晶表示装置700の動作を説明する。図23は液晶表示装置700を駆動するために用いられる各電圧の波形およびタイミングを模式的に示している。
Next, the operation of the liquid
(a)は、信号線714の信号波形Vs、(b)は補助容量配線724aの信号波形Vcsa、(c)は補助容量配線724bの信号波形Vcsb、(d)は走査線12の信号波形Vg、(e)は反射電極718aの信号波形Vlca、(f)は、透明電極718bの信号波形Vlcbをそれぞれ示している。また、反射部710aに対応する第1対向電極628および透過部710bに対応する第2対向電極629には、それぞれ、(b)の補助容量配線724aおよび(c)の補助容量配線724bの信号波形Vcsa、Vcsbと同じ入力信号が印加される。
(A) is the signal waveform Vs of the
まず、時刻T1のときVgの電圧がVgLからVgHに変化することにより、TFT716aとTFT716bが同時に導通状態(オン状態)となり、反射電極718aおよび透明電極718bに信号線714の電圧Vsが供給され、反射部710aおよび透過部710bの液晶容量ClcaおよびClcbが充電される。同様にそれぞれの補助容量CcsaおよびCcsbも充電される。
First, when the voltage of Vg changes from VgL to VgH at time T1, the
次に、時刻T2のとき走査線712の電圧VgがVgHからVgLに変化することにより、TFT716aとTFT716bが同時に非導通状態(オフ状態)となり、液晶容量ClcaおよびClcb、補助容量CcsaおよびCcsbはすべて信号線714と電気的に絶縁される。なお、この直後TFT716a、TFT716bの有する寄生容量等の影響による引込み現象のために、反射電極718aおよび透明電極718bの電圧Vlca、Vlcbは概ね同一の電圧Vdだけ低下する。
Next, when the voltage Vg of the
時刻T3、T4,T5のとき補助容量対向電極に印加されたVcsaおよびVcsbに追従し、反射電極718aおよび透明電極718bの電圧は、電圧Vlca、Vlcbとなる。
At times T3, T4, and T5, the voltages of the
ここで、反射電極718aおよび透明電極718bの電圧Vlca、Vlcbを説明する。
Here, the voltages Vlca and Vlcb of the
(b)Vcsaと(c)Vcsbとして、同一電圧および同一振幅の信号を印加すると、反射電極718aがAlで形成されている場合、透明電極718bおよび対向電極628および629のITOと電極電位が異なるための電位差(直流電圧)がさらに加わり、反射電極718aに印加される電圧は、(e)Vlcaに示したように正電圧側にシフトした(オフセット電圧印加前)信号波形になり、フリッカが発生する。そこで、反射電極718aにかかる電圧を対向電極628にかかる電圧Vcsaのセンター値と一致するようにオフセット電圧を印加(オフセット電圧印加後)することで、電極電位差による直流電圧を相殺することによって、フリッカのない表示を得ることができる。
(B) When a signal having the same voltage and the same amplitude is applied as Vcsa and (c) Vcsb, when the
このように、反射部710aおよび透過部710bのそれぞれに対して、直流成分を相殺するように、対向電圧(補助容量対向電圧)を最適に設定することによって、フリッカの発生を抑制することができる。
As described above, the occurrence of flicker can be suppressed by optimally setting the counter voltage (auxiliary capacitor counter voltage) so as to cancel out the direct current component with respect to each of the
上述したように、本発明の実施形態3による液晶表示装置600および700は、反射電極領域と透過電極領域にそれぞれ対向し、かつ電気的に独立した2つの対向電極を有し、反射電極領域に対向する対向電極に、透過電極領域に対向する対向電極に供給するコモン信号と極性・周期・振幅が同一で、センター値にオフセットDC電圧を持たせたコモン信号を入力することにより、反射部と透過部とにおける電極電位差の違いに起因するオフセットDC電圧を相殺することができる。
As described above, the liquid
実施形態2による液晶表示装置400は、反射電極領域の電極構成を工夫することによって、反射部と透過部との電極電位差を小さくしたものであるのに対し、実施形態3による液晶表示装置600および700は、電極電位が互いに異なる電極領域を含む液晶層(反射領域および透過部)に、その電極電位差の差を相殺するような電圧を印加できる構成を備えている。従って、これらの構成を組み合わせて用いることによって、さらに、フリッカを視認され難くすることができる。
In the liquid
上述したように、実施形態2および実施形態3によると、両用型表示装置における、反射部と透過部とが互いに異なる電極電位差を有していることに起因する「対向ずれ」を解消又は補償することができる。しかしながら、実施形態1で説明したように、対向ずれを完全に解消するようにオフセット電圧を精密に制御することは難しく、特に、両用型表示装置において、反射領域と透過部における対向ずれ量を一致させることは難しい。従って、実施形態1と実施形態2および/または実施形態3とを組み合わせることが好ましい。特に、実施形態1で述べたように、液晶表示装置を低周波で駆動すると、僅かな対向ずれであっても視認されやすいので、実施形態2および実施形態3と実施形態1とを組み合わせることよって、フリッカを視認され難くできる。
As described above, according to the second and third embodiments, in the dual display device, the “opposite deviation” caused by the reflection part and the transmission part having different electrode potential differences is eliminated or compensated. be able to. However, as described in the first embodiment, it is difficult to precisely control the offset voltage so as to completely eliminate the opposing deviation. In particular, in the dual-purpose display device, the opposing deviation amounts in the reflective region and the transmissive portion are the same. It is difficult to let Therefore, it is preferable to combine
本発明によると45Hz以下の低周波駆動を行ってもフリッカが視認されない、低消費電力で且つ高品位の表示が可能な液晶表示装置が提供される。また、本発明による両用型液晶表示装置は、スイッチング素子の千鳥配列を採用した構成において、少なくとも透過電極領域のギザギザが視認されることがなく、高品位の表示を行うことができる。 According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device capable of displaying high quality with low power consumption, in which flicker is not visually recognized even when driving at a low frequency of 45 Hz or less. Further, the dual-use liquid crystal display device according to the present invention can perform high-quality display at least with no jaggedness in the transmissive electrode region in a configuration employing a staggered arrangement of switching elements.
また、本発明によると、画素毎に反射部と透過部とを有する液晶表示装置における反射部と透過部との電極電位差の違いによるフリッカの発生を抑制することが可能になり、表示品位を向上することができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of flicker due to the difference in electrode potential between the reflective portion and the transmissive portion in a liquid crystal display device having a reflective portion and a transmissive portion for each pixel, thereby improving display quality. can do.
本発明による液晶表示装置は、携帯電話、ポケットゲーム機、PDA(Personal Digital Assistants)、携帯TV、リモートコントロール、ノート型パーソナルコンピュータ、その他の携帯端末など、携帯機器を初めとする各種の電子機器に好適に用いられる。特に、バッテリー駆動される電子機器に搭載すれば、良好な表示品位を保ったまま低消費電力化が図れ、長時間駆動が可能となる。 The liquid crystal display device according to the present invention is applied to various electronic devices such as mobile devices such as mobile phones, pocket game machines, PDAs (Personal Digital Assistants), mobile TVs, remote controls, notebook personal computers, and other mobile terminals. Preferably used. In particular, when mounted on a battery-driven electronic device, low power consumption can be achieved while maintaining good display quality, and long-time driving is possible.
10 画素電極
20 TFT
32 走査線
34 信号線
100,400 液晶表示装置
110,410 対向側基板
111 対向側基板本体
112,412 透明共通電極
120,420 素子側基板
121 素子側基板本体
122,422 透明電極
123,423 層間絶縁膜
124,424 反射電極
124a コンタクト部
125,425 画素電極
126 非晶質透明導電膜
127 走査線
128 ソースバスライン
129 TFT素子
129a ゲート電極
129b ソース電極
129c ドレイン電極
130,430 液晶層
P,P’ 画素
R,R’ 反射部
T,T’ 透過部
10
32
Claims (5)
前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記反射電極領域および前記透過電極領域は共通の対向電極に対向し、
前記反射電極領域は、反射導電層と前記反射導電層の前記液晶層側に設けられた透明導電層とを有し、
前記基板上には開口部を備える層間絶縁膜が形成されており、前記反射電極領域は前記層間絶縁膜上に形成されており、前記透過電極領域は前記開口部内に露出された透明電極によって形成されており、前記透明導電層の仕事関数と前記透明電極の仕事関数との差は0.3eV以内である、液晶表示装置。 A substrate, a plurality of pixel electrodes provided on the substrate, each having a reflective electrode region and a transmissive electrode region, a liquid crystal layer, and at least one opposing surface facing the plurality of pixel electrodes via the liquid crystal layer Each of the plurality of pixel electrodes defines a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels includes a reflective portion defined by the reflective electrode region and a transmission defined by the transmissive electrode region. And
In each of the plurality of pixels, the reflective electrode region and the transmissive electrode region are opposed to a common counter electrode,
The reflective electrode region has a reflective conductive layer and a transparent conductive layer provided on the liquid crystal layer side of the reflective conductive layer,
An interlayer insulating film having an opening is formed on the substrate, the reflective electrode region is formed on the interlayer insulating film, and the transmissive electrode region is formed by a transparent electrode exposed in the opening. And the difference between the work function of the transparent conductive layer and the work function of the transparent electrode is within 0.3 eV .
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