JP4889436B2 - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
これらの半透過型液晶表示装置においては、一対の基板間に挟持される液晶に対して、一対の基板の基板平面に垂直な方向に電界を印加して、液晶を駆動する縦電界方式が用いられている。また、透過部と反射部との特性を合せるために、透過部と反射部とで段差を設け、さらに偏光板と液晶層の間に位相差板を設置している。
液晶表示装置として、IPS方式の液晶表示装置が知られており、このIPS方式の液晶表示装置では、画素電極(PIX)と対向電極(CT)とを同じ基板上に形成し、その間に電界を印加させ液晶を基板平面内で回転させることにより、明暗のコントロールを行っている。そのため、斜めから画面を見た際に表示像の濃淡が反転しないという特徴を有する。
この特徴を活かすために、IPS方式の液晶表示装置を用いて、半透過型液晶表示装置を構成することが、例えば、下記特許文献1などで提案されている。
しかしながら、1ライン反転駆動では、隣接する2つの表示ラインにおいて、一方の表示ラインの対向電極に印加される基準電圧(対向電圧又はコモン電圧)と、他方の表示ラインの対向電極に印加される基準電圧(対向電圧又はコモン電圧)との極性が互いに反転するため、黒表示時でも一方の表示ラインの対向電極と他方の表示ラインの対向電極との間で電界が発生する。このため、液晶層の液晶分子が液晶初期配向方向とは異なる方向に動いて光漏れ箇所(黒浮き箇所)を作り、結果として表示品質が劣化することが想定される。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、IPS方式の半透過型液晶表示装置において、表示品質の向上を図ることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
(1)一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、各々が透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各々のサブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された対向電極と、前記一方の基板上に形成された画素電極とを有し、前記対向電極と前記画素電極とによって電界を発生させて前記液晶層の液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記液晶層は、ポジ型液晶であり、前記液晶層の液晶初期配向方向は、1表示ラインの延在方向と直交、若しくは前記1表示ラインの延在方向と直交する方向に対して時計回りで±2度の範囲内の方向である。
(2)一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、各々が透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各々のサブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された対向電極と、前記一方の基板上に形成された画素電極とを有し、前記対向電極と前記画素電極とによって電界を発生させて前記液晶層の液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記液晶層は、ネガ型液晶であり、前記液晶層の液晶初期配向方向は、1表示ラインの延在方向と平行、若しくは前記1表示ラインの延在方向に対して時計回りで±2度の範囲内の方向である。
前記対向電極は、面状の電極であり、前記画素電極は、複数の線状部分を有する電極であり、前記画素電極は、前記一方の基板側において前記対向電極よりも上層に形成され、
前記1表示ラインの延在方向と前記画素電極の前記線状部分の延在方向とが斜めに交わっている。
(4)前記(1)又は(2)において、
前記画素電極は、面状の電極であり、前記対向電極は、複数の線状部分とを有する電極であり、前記対向電極は、前記一方の基板側において前記画素電極よりも上層に形成され、
前記1表示ラインの延在方向と前記対向電極の前記線状部分の延在方向とが斜めに交わっている。
(5)前記(3)又は(4)において、
前記複数の線状部分は、前記透過部と前記反射部にそれぞれ設けられている。
(6)前記(1)乃至(5)の何れかにおいて、
前記対向電極は、表示ライン毎に形成されている。
(7)前記(1)乃至(6)の何れかにおいて、
前記反射部には、位相差板と段差形成層とが設けられている。
(8)前記(7)において、
隣接する2つの表示ラインを一方の表示ラインと他方の表示ラインとするとき、前記一方の表示ラインの前記反射部は、前記他方の表示ラインの前記反射部と隣り合っており、
前記位相差板と前記段差形成層は、平面的に見たとき、前記一方の表示ラインの前記対向電極と前記他方の表示ラインの前記対向電極との間を跨ぐようにして設けられている。
(9)前記(1)乃至(8)の何れかにおいて、
前記一対の基板のうちの他方の基板上に遮光膜が形成され、
平面的に見たとき、前記1表示ラインの延在方向と直交する方向に沿って隣接する各サブピクセル間の境界領域には前記遮光膜が形成されていない。
本発明によれば、IPS方式の半透過型液晶表示装置において、表示品質の向上を図ることが可能となる。
[実施例1]
図1乃至図4は、本発明の実施例1であるIPS方式の半透過型液晶表示装置に係る図であり、
図1は、半透過型液晶表示装置において、液晶表示パネルのTFT基板側の電極構造を示す平面図、
図2−1は、図1の一部を拡大した平面図であって、ポジ型液晶を用いた時の液晶初期配向方向と1表示ラインの延在方向との関係を示す図、
図2−2は、図1の一部を拡大した平面図であって、ネガ型液晶を用いた時の液晶初期配向方向と1表示ラインの延在方向との関係を示す図、
図3は、図1の電極構造にCF基板側の遮光膜を重ね合わせた状態を示す平面図、
図4は、図3のa−a’線に沿った断面構造を示す断面図である。
ここで、図1を参照すれば、液晶表示パネル45を平面的に見たとき、第1の方向をX方向と呼び、第1の方向(X方向)と直交する第2の方向をY方向と呼ぶ。
複数のサブピクセル40は、図1に示すように、マトリックス状(m行×n列)に配置されている。例えば、携帯電話機に使用されるカラー表示の液晶表示パネルであれば、サブピクセル数が240×320×3のマトリックス状に配置されることになる。
なお、透過部30が透過型液晶表示パネルを構成し、反射部31が反射型液晶表示パネルを構成する。
また、X方向に沿って配置された複数のサブピクセル40で1表示ラインが構成され、この1表示ラインはY方向に複数設けられている。
また、図1の矢印Cが走査方向である。
ガラス基板(SUB1;TFT基板とも言う)の液晶層側には、ガラス基板(SUB1)から液晶層(LC)に向かって順に、走査線(GL;ゲート線とも言う)、絶縁膜(PAS1)、絶縁膜(PAS2)、対向電極(CT)、反射電極(RAL)、絶縁膜(PAS3)、画素電極(PIX)、配向膜(OR1)が形成されている。ガラス基板(SUB1)の液晶側と反対側の外側には、偏光板(POL1)が形成されている。
なお、図4では図示を省略しているが、絶縁膜(PAS1)と絶縁膜(PAS2)との間には、図1に示す映像線(DL;ソース線又はドレイン線とも言う)が形成されている。映像線(DL)は、図1に示すように、表示ライン毎に屈曲しながらY方向に沿ってジグザグ状に延在し、走査線(GL)は、詳細に図示していないが、X方向に沿って一直線状に延在している。
また、複数の走査線(GL)と、複数の映像線(DL)と、図示していないが各サブピクセル40に対応して形成された薄膜トランジスタ(TFT;アクティブ素子)とによってアクティブマトリスクを構成している。
反射部31は、反射電極(RAL)を有する。本実施例1において、反射電極(RAL)は、例えば、アルミニウム(Al)からなる単層構造の金属膜、或いは下層のモリブデン(Mo)と上層のアルミニウム(Al)からなる2層構造の金属膜で構成されている。また、反射電極(RAL)は、反射部31の対向電極(CT)上に形成されている。
位相差板(RET)及び段差形成層(MR)は、反射部31に対応して設けられている。段差形成層(MR)は、反射部(31)における光の光路長が、λ/4波長板相当の光路長となるように、反射部31の液晶層(LC)のセルギャップ長(d)を調整するためのものである。位相差板(RET)は、透過部30と反射部31とで明暗が逆転するのを防止するためのものであり、本実施例1では例えば1/2波長板で構成されている。
画素電極(PIX)は、図1に示すように、平面的に見た時、X方向に沿って延在する連結部分51と、この連結部分51からY方向に沿って透過部30側に引き出され、かつX方向に所定の間隔を置いて配置された複数の櫛歯電極部分(線状部分)52と、前記連結部分51からY方向に沿って反射部31側に引き出され、かつX方向に所定の間隔を置いて配置された複数の櫛歯電極部分(線状部分)53とを有する櫛歯状電極構造になっている。
なお、本実施例1では、櫛歯電極部分(52,53)を画素電極(PIX)の一部として説明しているが、櫛歯電極部分(52,53)を画素電極と呼ぶこともある。
画素電極(PIX)において、透過部30の櫛歯電極部分52と、反射部31の櫛歯電極部分53とは、ほぼ同一の幅及び間隔で形成されているが、本数は、透過部30の櫛歯電極部分52よりも反射部31の櫛歯電極部分53の方が多くなっている。
画素電極(PIX)には、映像線(DL)から、半導体層(Poly−Si)を有する薄膜トランジスタ(TFT)と、スルーホール(TH)を介して映像電圧が印加される。このスルーホール(TH)には、金属(例えばアルミニウム(Al))が充填されている。
しかしながら、図1を参照して説明すると、1ライン反転駆動では、隣接する2つの表示ラインにおいて、一方の表示ラインの対向電極(CT)に印加される基準電圧(対向電圧又はコモン電圧)と、他方の表示ラインの対向電極(CT)に印加される基準電圧(対向電圧又はコモン電圧)との極性が互いに反転するため、黒表示時でも一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間で電界が発生する。このため、液晶層(LC)の液晶分子が液晶初期配向方向(S)とは異なる方向に動いて光漏れ箇所(黒浮き箇所)を作り、結果として表示品質が劣化することが想定される。
液晶層(LC)がポジ型液晶の場合は、図2−1に示すように、液晶層(LC)の液晶初期配向方向(S)を、1表示ラインの延在方向(X方向)と直交、若しくは1表示ラインの延在方向(X方向)と直交する方向(Y方向)に対して時計回りで±2度の範囲内の方向にする。このことは、一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間で発生する電界の向きと液晶層(LC)の液晶初期配向方向(S)とが一致していることを意味し、黒表示時に電界漏れが発生しても、液晶分子は動かないため、光漏れ(黒浮き)とならない。従って、IPS方式の半透過型液晶表示装置において、表示品質の向上を図ることが可能となる。
液晶層(LC)がネガ型の場合は、図2−2に示すように、液晶層(LC)の液晶初期配向方向(S)を、1表示ラインの延在方向(X方向)と平行、若しくは1表示ラインの延在方向(X方向)に対して時計回りで±2度の範囲内の方向にする。この場合においても、黒表示時に透過部30への電界漏れが発生しても、透過部30の液晶分子は動かないため、光漏れ(黒浮き)とならない。従って、IPS方式の半透過型液晶表示装置において、表示品質の向上を図ることが可能となる。
対向電極(CT)と画素電極(PIX)との間の電界による液晶分子の回転有無は、液晶初期配向方向(S)と、櫛歯状の画素電極(PIX)が延在する方向(N)と直交する方向(M)との関係に依存する。それは、電界の方向が(M)の方向であるからである。
本実施例1では、図2−1及び図2−2に示すように、ネガ型液晶を用いた場合とポジ型液晶を用いた場合の双方において、1表示ラインの延在方向(X方向)と画素電極(PIX)の線状部分(52,53)の延在方向(N)とが、直交でも平行でもなく、斜めに交わっている。
なお、液晶表示パネル45の複数の表示ラインは、図1に示すように、互いに隣接する2つの表示ラインにおいて、一方の表示ラインの透過部30(又は反射部31)と他方の表示ラインの反射部31(又は透過部30)とが向かい合うようにして配置されている。
これに対し、本実施例1のように、一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間で電界が発生しても、液晶層(LC)の液晶分子が駆動しないように液晶層(LC)の液晶初期配向方向(S)を工夫する方法では、一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間の隙間10を遮光膜(BM)で覆う必要がないので、開口率を低下させることなく、光漏れを抑制することができる。
本実施例1では、図3に示すように、平面的に見たとき、隣接する2つの表示ラインにおいて、一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間の隙間10、換言すれば1表示ラインの延在方向(X)と直交する方向(Y方向)に沿って隣接する各サブピクセル40間の境界領域には遮光膜(BM)が形成されていない。但し、映像線(DL)を遮光膜(BM)で覆う必要がある場合は、映像線(DL)が横切る部分を除いて隙間10には遮光膜(BM)が形成されない。
図5乃至図7は、本発明の実施例2であるIPS方式の半透過型液晶表示装置に係る図であり、
図5は、IPS方式の半透過型液晶表示装置において、液晶表示パネルのTFT基板側の電極構造を示す平面図、
図6は、図5の電極構造にCF基板側の遮光膜を重ね合わせた状態を示す平面図、
図7は、図6のb−b’線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例2のIPS方式の半透過型液晶表示装置は、基本的に前述の実施例1と同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
即ち、前述の実施例1では、図1、図3及び図4に示すように、隣接する2つの表示ラインを一方の表示ラインと他方の表示ラインとするとき、一方の表示ラインの透過部30(又は反射部31)と他方の表示ラインの反射部31(又は透過部30)とが向かい合うようにして配置されている。
これに対し、本実施例2では、図5、図6及び図7に示すように、隣接する2つの表示ラインを一方の表示ラインと他方の表示ラインとするとき、一方の表示ラインの反射部31(又は透過部30)は、他方の表示ラインの反射部31(又は透過部30)と隣り合っており、位相差板(RET)と段差形成層(MR)は、平面的に見たとき、一方の表示ラインの対向電極(CT)と他方の表示ラインの対向電極(CT)との間の隙間10を跨ぐようにして設けられている。
このような構成にすることにより、位相差板(RET)及び段差形成層(MR)の傾斜部による無効領域を減らすことができ、開口率を向上させることができる。
例えば、前述の実施例1及び2では、TFT基板側において、対向電極(CT)よりも上層に画素電極(PIX)が配置された例について説明したが、本発明は、TFT基板側において、画素電極(PIX)よりも上層に対向電極(CT)が配置された場合においても適用することができる。この場合、対向電極(CT)は、平面的に見た時、所定の間隔を置いて配置された複数の線状部分を有する形状で形成され、画素電極(PIX)は平面形状で形成される。
30 透過部
31 反射部
40 サブピクセル
45 液晶表示パネル
51 連結部分
52,53 線状部分
BM 遮光膜(ブラックマトリックス)
CT 対向電極
DL 映像線(ドレイン線又はソース線)
FIR カラーフィルタ層
LC 液晶層
MR 段差形成層
OC 保護膜
OR1,OR2 配向膜
PAS1,PAS2 絶縁膜
PIX 画素電極
POL1,POL2 偏光板
RAL 反射電極
RET 位相差板
SUB1,SUB2 ガラス基板
Claims (1)
- 一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、各々が透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各々のサブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された対向電極と、前記一方の基板上に形成された画素電極とを有し、
前記対向電極と前記画素電極とによって電界を発生させて前記液晶層の液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記液晶層は、ポジ型液晶であり、
前記対向電極は、走査線の延在方向に沿って延在し、かつ、前記走査線毎に分離しており、
前記サブピクセルは、前記走査線に対して傾斜し、かつ、前記走査線に対する傾斜が前記走査線の延在方向と直交する方向において交互に反転するように配置されており、
前記液晶層の液晶初期配向方向は、前記走査線の延在方向と直交、若しくは前記走査線の延在方向と直交する方向に対して時計回りで±2度の範囲内の方向であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
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