JP5024786B2 - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に外部からの入射光を反射して表示する反射領域と、後背部からの光を透過させて表示する透過領域の表示領域を併有し、表示領域の液晶が駆動される液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と、反射型の液晶表示装置とに大別される。一般に、透過型の液晶表示装置は、バックライト光源を有し、バックライト光源からの光の透過量を制御して画像の表示を行う。反射型の液晶表示装置は、外部からの光を反射する反射板を有し、この反射板によって反射された光を表示光源として利用し、画像の表示を行う。反射型液晶表示装置は、バックライト光源を必要としないため、透過型液晶表示装
置に比して、低消費電力化や、薄型化、軽量化の面では優位である。しかし、周囲の光を表示光源とするため、周囲が暗いときには、コントラストや視認性が低下するという欠点を有している。
これに対して、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の利点を併せ持ち、携帯電話や移動端末機のディスプレイとして半透過型の液晶表示装置が実用化されている。
半透過型液晶表示装置は、単位画素内に、透過領域と反射領域とを有する。透過領域は、バックライト光源からの光を透過し、バックライト光源を表示光源とする。反射領域は、反射板を有しており、反射板によって反射された外部からの光を表示光源とする。半透過型液晶表示装置では、周囲が明るいときには、バックライト光源を消灯し、反射領域により画像を表示することで、低消費電力化を実現できる。また、周囲が暗いときには、バックライト光源を点灯し、透過領域により画像表示を行うことで、周囲が暗くなったときでも画像表示が可能である。
又、視認できる視野角度範囲が広い液晶パネル、液晶表示装置として、一般に広視野角液晶パネルと総称され、ＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）方式などの横電界モードが実用化されている。このＩＰＳ方式の液晶パネルは、液晶分子を基板と平行に一軸配向させておき、基板と平行に電圧を印加することにより、液晶分子を基板と平衡状態を保ちつつ回転させる。即ち、電圧を印加しても液晶分子は基板に対して立ち上がることがないため、原理的に視野角が広いという特徴を有する。
更に、ＩＰＳモードの液晶表示装置は、同一基板上に形成された画素電極及び共通電極を有し、液晶層に、横方向の電界を印加する。ＩＰＳモードの液晶表示装置は、液晶分子を、基板平行方向に回転させて画像の表示を行うことにより、例えば、ＴＮモードの液晶表示装置に比して、高視野角を実現できる。
ところで、従来の半透過型液晶表示装置において、ＩＰＳモードを採用する場合には、黒表示と白表示とが反転し、通常の駆動方式において、透過領域をノーマリーブラックとすると反射領域がノーマリーホワイトになるという問題がある。
ここで、従来の半透過型液晶表示装置の単位画素の断面を、図１７(Ａ)および(Ｂ)に模式的に表す。半透過型液晶表示装置の単位画素は、図１７(Ａ)および(Ｂ)に示すように、背面側基板５０１と、観察者側基板５０２と、この両基板間に狭持されている液晶層５０３とを有し、画素領域に観察者側からの光を反射する反射領域５２１と背面側からの光を透過する透過領域５２２とを備え、この反射領域５２１と透過領域５２２の液晶層５０３が、基板面に平行な電圧の印加により横電界駆動されるように構成されている。
又、背面側基板５０１および観察者側基板５０２はそれぞれの外側に一枚ずつ第１偏光板および第２偏光板を備えて構成されている。更に、背面側基板５０１の液晶層側の表面には、画素電極５１１と共通電極５１２の２種類の電極が形成されている。この画素電極５１１と共通電極５１２が形成された領域の一部には、これらの電極と背面側基板５０１との間に、反射板５１５と絶縁層５１６が設けられている。
又、反射領域５２１の液晶層５０３の厚みは、絶縁層５１６が存在するために、透過領域５２２の液晶層５０３の厚みの半分となっている。また、背面側基板５０１の偏光板(第１偏光板)の外側(下側)には透過表示の光源として作用するバックライト５０４が設けられている。
更に、第１偏光板と第２偏光板は、図１７(Ａ)及び(Ｂ)の点線で示すように、偏光軸が互いに直交するように配置されている。液晶層５０３では、液晶分子が電圧無印加時の分子方向が第１偏光板の偏光軸(光透過軸)から９０°ずれた方向となるように配列される。例えば、第１偏光板の偏光軸を０°とすると、第２偏光板の偏光軸は９０°に設定され、液晶層の液晶分子長軸方向は９０°に設定される。液晶層５０３は、透過領域５２２ではリタデーションΔnd(Δnは液晶分子の屈折率異方性、dは液晶のセルギャップを表す)がλ/２（λは光の波長、例えば緑光を基準にすればλ=550nm）となるようにセルギャップが調整され、反射領域５２１ではリタデーションがλ/4となるようにセルギャップが調整される
ここで、図１７(Ａ)に基づき、液晶層５０３に電圧を印加しない場合の、上記構成の半透過型液晶表示装置の単位画素における光学的な動作について説明する。
まず、反射領域５２１では、液晶層５０３には第２偏光板を通過した９０°方向（縦方向）の直線偏光(以下「９０°直線偏光」という)が入射する。液晶層５０３では液晶層５０３に入射した直線偏光の光学軸と、液晶分子の長軸方向が一致しているため、９０°直線偏光のまま液晶層５０３を通過し、反射板５１５で反射する。直線偏光の場合、反射しても直線偏光のままなので、９０°直線偏光のまま、再度、液晶層５０３に入射する。更に９０°直線偏光のまま液晶層５０３を出射して第２偏光板に入射するが、第２偏光板の偏光軸も９０°のため、第２偏光板を通過する。よって、電圧を印加しない場合、反射領域５２１は、白表示となる。
次に電圧無印加状態における透過領域５２２について説明をする。透過領域５２２では、液晶層５０３には、第１偏光板を通過した横方向の直線偏光が入射する。液晶層５０３では、入射光の偏光方向と分子方向長軸方向が直交しているため、偏光状態を変化させることなく、横方向の直線偏光のまま液晶層５０３を通過し、第２偏光板に入射する。第２偏光板の偏光軸は９０°のため、透過光は第２偏光板を通過することができず、黒表示となる。
次に図１７(Ｂ)に基づき、液晶層５０３に電圧を印加した場合の、上記構成の半透過型液晶表示装置の単位画素における光学的な動作について説明する。
まず、反射領域５２１では、液晶層５０３に第２偏光板を通過した９０°方向（縦方向）の直線偏光が入射する。液晶層５０３は電圧を印加されることにより、液晶層５０３における液晶の長軸方向を基板面内で０°から４５°に変化する。液晶層５０３では、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが４５°ずれており、液晶のリタデーションがλ/４に設定されているため、液晶層５０３に入射した縦方向の直線偏光は、右回りの円偏光状態となって反射板５１５に入射する。この右周りの円偏光は、反射板５１５で反射し、左周りの円偏光状態となる。液晶層５０３に入射した左周りの円偏光は、液晶層５０３を再び通過し、横方向（0°方向）の直線偏光となって、第２偏光板に入射する。第２偏光板の偏光軸は９０°のため、反射板５１５が反射した光を通過させることができず、黒表示となる。
次に、透過領域５２２では、液晶層５０３には、第１偏光板を通過した横方向の直線偏光が入射する。液晶層５０３は電圧を印加することにより、液晶層５０３における液晶分子の長軸方向を基板面内で０°から４５°に変化する。液晶層５０３では、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが４５°ずれており、液晶のリタデーションがλ/２に設定されているので、液晶層５０３に入射した横方向の直線偏光は、縦方向の直線偏光となって第２偏光板に入射する。従って、透過領域５２２では、第２偏光板は、第１偏光板を通過したバックライト光を通過させて、白表示となる。
上記のように、従来の半透過型液晶表示装置では、液晶層５０３に電界を印加するときも、電界を印加しないときも、反射領域５２１と透過領域５２２とにおいて、白表示と黒表示が反転するという不都合があった。
これに対して、半透過型液晶表示装置の反射領域と透過領域の液晶層にそれぞれ異なる電圧を印加することにより、反射領域と透過領域の表示を一致させることができる。
例えば、上記のＩＰＳ半透過型液晶表示装置では、反射領域の共通電極に入力する信号(以下「反射共通信号」という)と透過領域の共通電極に入力する信号(以下「透過共通信号」という)とを相互に逆位相とすることにより、反射領域および透過領域それぞれに対して異なる電圧の印加を行うことができる。
ここで、図１８に黒表示時の各入力信号の波形の一例を示す。反射領域において走査線の選択期間で画素電極と共通電極に電位差が発生し、液晶層に電圧が印加される(図１８(Ａ)のVlc)ので黒表示となる。その一方で透過領域の透過共通電極には反射共通信号と逆位相の信号が入力されているため、走査線の選択期間で画素電極と共通電極に電位差は発生せず、液晶層には電圧は印加されない(図１８(Ｂ)のVlc)。このため、こちらも黒表示になる。
又、1フレーム期間内で各液晶層に印加する電圧を保持するためには画素電極の電位が共通電極の電位に追従して変化しなければならず、透過領域と反射領域で保持する電圧は異なるため、蓄積容量を反射領域と透過領域それぞれに設ける必要がある。
ここで、黒表示時の各電極の電位の変化について説明する。反射領域は、図１９(Ａ)のように、黒表示時液晶層に電圧を印加しなければならないので、走査線の選択期間に共通電極と画素電極間に電位差(ここでは5Vとする)が生じる。その後、走査線の非選択期間では、画素電極と反射板1はフローティングとなるので、共通電極と容量を形成して画素電極と反射板1の電位は反射共通信号と同期して追従する。又、透過領域は、図１９(Ｂ)のように、透過領域は黒表示時、液晶層に電圧を印加しないので、走査線の選択期間で共通電極と画素電極の電位が一致する。その後、走査線の非選択期間では、共通電極と容量を形成して画素電極と反射板の電位は反射共通信号と同期して追従する。
又、液晶層の反射領域と透過領域に相互に異なる電圧を印加するために、それぞれに蓄積容量を設けることにより、ＩＰＳ半透過型液晶表示装置の駆動を制御して反射領域と透過領域の表示を揃えることができる単位画素構造が開示されている(特許文献１)。
この特許文献１では、反射および透過領域それぞれに対応した２つのＴＦＴ(Thin Film Transistor)と、反射および透過領域それぞれに対応した第１および２の共通電極が設けられている。この２つの共通電極に対して相互に反転した信号を入力することにより、液晶層の反射領域と透過領域とが駆動される。
又、トランジスタおよび蓄積容量を反射領域と透過領域それぞれに対応して設け、反射領域と透過領域にそれぞれにトランジスタTrと、蓄積容量線CsrL,CstLを配した液晶表示装置が開示されている(特許文献２)。この特許文献２では、反射領域の画素電極とCsrLとで反射領域の蓄積容量が形成され、透過領域の画素電極とCstLとで透過領域の蓄積容量が形成され、反射領域および透過領域それぞれに蓄積容量が独立して形成されている。これにより、反射領域と透過領域の画素電極に異なる電位を与えることができる。
又、透過領域の蓄積容量を反射領域の反射板の下層に形成することにより、液晶表示装置の開口率を高めることができる。
特開２００５−１９１０６１ 特開２００５−１８９５７０
しかしながら、上記従来の横電界方式の半透過型液晶装置では、単に反射領域と透過領域の蓄積容量を反射板の下層に形成しただけでは良好な表示が実現できない。例えば上記特許文献１の構成において、蓄積容量を形成する反射画素電極と透過画素電極を反射板の下層に配置すると、両画素電極と反射板との間に容量結合が発生して、画素電極それぞれの電位がシフトする。このため液晶層に、後述するオフセット電圧が印加され、光漏れによるコントラストの低下が生じるという不都合がある。又、反射蓄積容量形成部と透過蓄積容量形成部が別の伝導性の物質からなる層に重畳しても、同様の問題が生じるという不都合があった。
［発明の目的］
本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、半透過型液晶表示装置における光漏れを抑制し視認性の高い半透過型液晶表示装置を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の半透過型液晶表示装置は、背面側基板と観察者側基板とこの両基板に狭持された液晶層とを備え、観察者側からの光を反射する反射領域と背面側からの光を透過する透過領域を有し前記液晶層を駆動する単位画素からなる半透過型液晶表示装置であって、前記反射領域に電気的に分離された一対の反射板１および２を形成し、前記反射領域および透過領域に対してそれぞれデータ信号で駆動する反射画素電極および透過画素電極、又は、共通信号で駆動する反射共通電極および透過共通電極を前記反射板１および２の背面基板側に備え、前記反射画素電極および透過画素電極と前記反射共通電極および透過共通電極との間でそれぞれ蓄積容量を形成することを特徴とする(請求項１)。
これにより、反射側および透過側の液晶表示で開口率を高めることができると共に、液晶表示部の光漏れを効果的に抑制し、コントラストおよび視認性を高くすることができる。
又、背面側基板と観察者側基板とこの両基板に狭持された液晶層とを備え、観察者側からの光を反射する反射板を備えた反射領域と背面側からの光を透過する透過領域を有し前記液晶層を駆動する単位画素からなる半透過型液晶表示装置において、前記反射領域および透過領域に対してそれぞれデータ信号で駆動する反射画素電極および透過画素電極を前記反射板の背面基板側に備え、この反射および透過画素電極との間でそれぞれ蓄積容量を形成する反射共通電極および透過共通電極を前記反射および透過画素電極の背面基板側に併設し、前記反射および透過共通電極と前記反射および透過画素電極との間で形成される容量の値をＣ１、前記反射および透過画素電極と前記反射板との間で形成される容量の値をＣ２、ＱをＣ2/(C1+C2)として、前記Ｑの値と前記反射及び透過共通電極と前記反射板との間の電位差Ｖとが0.5＞Ｖ×Ｑの関係を満たす構成としても良い(請求項２)。
更に、前記反射画素電極と前記反射板とで形成される容量の値Ｃ3と、前記反射画素電極と前記反射共通電極とで形成される反射蓄積容量の値Ｃ4とが３＜Ｃ4／Ｃ3の関係を満たすと共に、前記透過画素電極と前記反射板とで形成される容量の値Ｃ5と、前記透過画素電極と前記透過共通電極とで形成される透過蓄積容量の値Ｃ6とが３＜Ｃ6／Ｃ5の関係を満たす構成としてもよい(請求項３乃至４)。
又、各単位画素に走査信号を供給する走査線を、前記単位画素内の反射領域で透過領域から遠い側の端部に配置してもよい(請求項５)
これにより、走査線が反射板の電位に影響を与えるのを抑制することができ、このため反射領域のコントラストおよび視認性を向上することができる。
更に、前記透過画素電極および透過共通電極の一部を前記反射板に重ならない前記透過領域の端部に備えてもよい(請求項６)
この部分に、液晶の駆動時に透過領域の上部や下部で生じるディスクリネーションを抑制する構造を付与することで、透過領域の視認性を向上させることができる。
又、前記各単位画素の液晶層を駆動する方式としてＩＰＳ（in-plane switching）、ＦＦＳ（Field Fringe Switching）、ＶＡ（Vertically Aligned）、またはＴＮ（Twisted Nematic）の何れかひとつの方式を利用してもよい。
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、反射領域の反射板の下層に反射及び透過領域の蓄積容量を形成すると共に、この反射板を透過蓄積容量の形成部と反射蓄積容量の形成部の境界に沿って電気的に分離した構成とすることにより、反射板と重なった反射領域および透過領域それぞれに対応した蓄積容量が相互に影響を与えることを抑制すると共に光漏れを効果的に抑制し液晶の視認性を向上させることができる。
［第１実施形態］
以下、本発明における半透過型液晶表示装置に係る第１の実施形態について添付の図面を参照して説明する。
まず、第一の実施形態の液晶表示装置の単位画素構造１０は、図１に示すように、反射領域２１と透過領域２２とからなる背面側基板１８を備え、この背面側基板１８における観察者側表面の反射領域２１側に反射共通電極Ａ３７および透過共通電極Ａ３８を形成する。又、この反射共通電極Ａ３７および透過共通電極Ａ３８と同一平面上に走査線３１(図２)を形成する。ここで、透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７は、図２に示すように、透過領域側から見て遠ざかる方向へと透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７の順で平行に形成される。次いで、図１に示すように、背面側基板１８の観察者側に透過共通電極Ａ３８および反射共通電極Ａ３７を覆って絶縁層１２を形成する。
次いで、絶縁層１２の反射領域２１の観察者側に、図１に示すように、反射画素電極Ａ３５を反射共通電極Ａ３７にオーバーラップさせて形成する。換言すると反射画素電極Ａ３５は、観察者側から見て反射共通電極Ａ３７に重なるように形成される。これにより、反射画素電極Ａ３５の背面側（絶縁層１２内）に反射共通電極Ａ３７との反射蓄積容量Ｃst1が形成される。同様に、絶縁層１２の反射領域２１の観察者側面上に透過画素電極Ａ３６を透過共通電極Ａ３８にオーバーラップさせて形成する。これにより、透過画素電極Ａ３６の背面側（絶縁層１２内）に透過共通電極Ａ３８との透過蓄積容量Ｃst2が形成される。
又、反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６と同一平面上に、各画素に対するデータ信号が供給されるデータ線３２が、図２に示すように、透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７に対して垂直に交差して形成される。
ここで、図２に示すように、データ線３２、反射画素電極Ａ３５、および透過画素電極Ａ３６それぞれの有する突起部を相互に接続するスイッチング手段（以下「ＴＦＴ」という）が形成される(図２の破線円部)。
次に、図1に示すように、絶縁層１２の観察者側を反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６を含んで絶縁層で覆うことにより、反射領域２１および透過領域２２に絶縁層１３が形成される。
次いで、この絶縁層１３の観察者側の反射領域２１に有機膜層１４が形成される。この有機膜層１４は、観察者側表面に、後述する反射板に適合した凹凸パターンを有している。
次に、図１および３に示すように、有機膜層１４の観察者側の面に、反射画素電極Ａ３５にオーバーラップさせて反射板２３を形成する。つまり、観察者側から見て反射画素電極Ａ３５に重なるように反射板２３を配置する。これにより、反射板１の背面側と反射画素電極Ａ３５との間に容量Cal1が形成される。又、有機膜層１４の観察者側の面に、透過画素電極Ａ３６にオーバーラップさせて反射板２４を形成する。つまり、観察者側から見て透過画素電極Ａ３６に重なるように反射板２４を配置する。これにより、反射板２４の背面側と透過画素電極Ａ３６との間に容量Cal2が形成される。
更に、観察者側から見て、図３に示すように、反射板２３と反射板２４との境界が上述の容量Ｃal1と容量Ｃal2との間に沿って形成される。この境界において、反射板２３と２４とは電気的に分離されている。尚、反射板２３および２４は、散乱効果を高めるために、断面形状が凹凸パターンを有して形成される。
次いで、反射領域２１の反射板２３および２４の観察者側と透過領域２２の絶縁層１３の観察者側とを、図１のように、平坦化膜で覆うことにより平坦化膜層１５が形成される。この平坦化膜層１５の厚みを調整することにより反射領域２１および透過領域２２それぞれの液晶層のセルギャップの調整を行うことができる。
ここで、反射共通電極Ｂ４７、反射画素電極Ｂ４５、透過共通電極Ｂ４８、および透過画素電極Ｂ４６の形成に先立ち、図３および４に示すように、反射領域２１および透過領域２２にコンタクトホールa〜dを形成する。これにより、反射共通電極Ｂ４７、反射画素電極Ｂ４５、透過共通電極Ｂ４８、および透過画素電極Ｂ４６と、反射共通電極Ａ３７、反射画素電極Ａ３５、透過共通電極Ａ３８、および透過画素電極Ａ３６とが、それぞれコンタクトホールa〜dを介して接続される。
次に、図４に示すように、平坦化膜層１５の観察者側の面に、くし歯状の反射共通電極Ｂ４７と、同様にくし歯状の形状を有する反射画素電極Ｂ４５とを、それぞれ突起部を反射領域の内側に向け対向して配置する。これにより、反射領域２１では、くし歯の長手方向に対して直交する方向に反射画素電極Ｂ４５と反射共通電極Ｂ４７とが交互に配置される。
又、透過領域２２の平坦化膜層１５の観察者側の面にも同様に、くし歯状の形状を有する反射共通電極Ｂ４７および反射画素電極Ｂ４５を、それぞれの突起部を透過領域の内側に向け対向して配置する。これにより、透過領域２２では、くし歯の長手方向に対して直交する方向に透過画素電極Ｂ４６と透過共通電極Ｂ４８とが交互に配置される。
更に、平坦膜層15の上層(観察者側)に、図１に示すように、反射画素電極Ｂ４５、反射共通電極Ｂ４７、透過画素電極Ｂ４６、および透過共通電極Ｂ４８を覆って液晶層16が形成される。この液晶層16のうち反射領域２１の液晶層のリタデーションΔｎｄはλ/4、透過領域２２の液晶層のΔｎｄはλ/2に設定されている。更に、この液晶層１６の観察者側に観察者側基板１９が設けられ、本実施形態の液晶表示装置の単位画素が構成される。
本実施形態の液晶表示装置は、上記のように構成されることにより、平坦化膜１５の上層（観察者側）に配置された反射共通電極Ｂ４７と反射画素電極Ｂ４５との間、および透過共通電極Ｂ４８と透過画素電極Ｂ４６との間で電界が発生し液晶が回転駆動する。
ところで、図１〜４に示す液晶表示装置１０の単位画素構造のうち、上記反射板２３および２４が電気的に分離されていない場合について説明する。この場合の等価回路を図５に示す。
このとき、図５に示すように、反射板の下層側には反射及び透過領域それぞれに対応した蓄積容量Ｃst1およびＣst2が形成される。この場合も反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６が絶縁層１３と有機膜層１４を挟んで反射板と対向して配置されるため、それぞれの画素電極と反射板との間でＣal1とＣal2の容量結合が生じる。
これにより、反射画素電極Ａ３５及び透過画素電極Ａ３６の電位が反射板の電位の影響を受ける。このため、図６(Ａ)に示すように、反射領域２１では反射画素電極Ａ３５の電位(反射画素電極電位)と反射共通電極Ａ３７の電位(反射共通信号電位)との電位差が、反射板の電位の影響を受けない場合（図１９(Ａ)）に比べて小さくなる。つまり、反射共通信号電位の振幅の約２倍より小さくなっている（矢印※１）。
換言すると、反射板２３と２４とが電気的に分離されていない場合、上述の図１９(Ａ)および(Ｂ)で示された反射板１および２の電位が足し合わせられることにより、図６(Ａ)に示すように、電位が(ここでは５Ｖに)固定されるとみなすことができる(反射板電位)。この場合、反射領域２１では、走査線信号電位の非選択期間において、反射共通信号電位が５Ｖになったときの反射画素電極電位が10Ｖよりも小さくなる（矢印※１）。これは液晶に十分な電圧の印加ができないことを示し、これにより表示に光漏れが生じ得る。
又、一方の透過領域２２では、図６(Ｂ)に示すように、透過画素電極Ａ３６の電位(透過画素電極電位)と反射共通電極Ａ３８の電位(透過共通信号電位)との間に電位差が生じ、反射板の電位の影響を受けない場合（図１９(Ｂ)：電位差０）に比べて大きくなっている（矢印※２）。
換言すると、透過領域２２では、図６(Ｂ)に示されるように、走査線信号電位の非選択期間において、透過共通信号電位が０Ｖになったときの透過画素電極電位が０Ｖよりも大きくなる（矢印※２）。この場合も十分な電圧の遮断が行われていないため、表示に光漏れが生じると考えられる。
このとき、蓄積容量(Ｃst1,Ｃst2)、反射画素電極Ａ３５，透過画素電極Ａ３６、および反射板により形成された容量は、直列に接続された状態とみなすことができる。このため、反射板と反射共通電極Ａ３７および透過共通電極Ａ３８との電位差は各容量の逆比に分配される。従って、反射板と各共通電極の電位差をＶ、蓄積容量の値をＣst、反射板と画素電極で形成する容量の値をＣalとすると、画素電極の電位の変化ΔＶ(以下「オフセット電圧」という)は、
（式）ΔＶ＝Ｖ×Ｃal／(Ｃst＋Ｃal)
と表すことができる。
よって、透過領域では、黒表示時にこのオフセット電圧(ΔＶ)が液晶層に印加されてしまい、十分な電圧の遮断が行われず光漏れが生じる。
図７に透過率と印加電圧の関係を示したグラフの一例を示す。透過率が上がり始めるのは、図７に示されるように、液晶に0.5Ｖ以上の電圧が印加された場合であるとみなすことができる。この値(ここでは0.5Ｖ)を閾値電圧と呼ぶ。従って、透過領域２２で黒表示時にオフセット電圧が閾値電圧よりも大きい場合には、液晶の配向に変化が生じて光漏れが発生する。又、反射領域２１でも同様にオフセット電圧の影響により液晶に十分な電圧を印加できなくなるために光漏れが発生する。
これに対して、本実施形態の単位画素構造は、上述のように、反射領域２１および透過領域２２それぞれに対応する蓄積容量が反射領域２１の反射板の背面側(下層側)の層に形成されると共に、反射板が反射蓄積容量の形成部および透過蓄積容量の形成部の境界に沿って電気的分離されている。これにより、オフセット電位の発生を抑制し、画素の表示における光漏れを抑制することができる。
ここで、図８は、図１〜４に示された液晶表示装置１０の単位画素内のＴＦＴ基板上の等価回路を示している。図８に示すように、スイッチング手段であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）を制御するための制御線である走査線３１と、ＴＦＴを介して反射および透過画素電極に画素電極電圧を供給するためのデータ線３２とが、互いに直交して形成されている。
ここでは、反射領域２１および透過領域２２に対応して、ＴＦＴ６０および６１が形成されている。ＴＦＴ６０及び６１は、それぞれゲートを走査線３１に接続し、ソース・ドレインの一方をデータ線３２に接続する。又、ＴＦＴ６０及び６１は、それぞれ、ソース・ドレインの他方を反射画素電極Ａ３５及び透過画素電極Ａ３６に接続する。尚、スイッチング手段としては、ＴＦＴ以外にＭＩＭ等の他のスイッチング手段を用いてもよい。
ここで、反射板１と反射共通電極Ｂ４７、反射板２と反射画素電極Ｂ４５、および反射板２と反射共通電極Ｂ４７それぞれの間に、図８に示すように、C11,C12,およびC13の容量結合(以下「小容量」という)が生じる。ここで、図１の平坦化膜層１５の膜厚は絶縁膜１２の膜厚の約５倍、反射共通電極Ｂ４７あるいは反射画素電極Ｂ４５の面積は蓄積容量を形成する電極の面積の約１／１０とする。このため上記小容量の大きさは、形成される上記蓄積容量の約１／５０となる。従って反射画素電極および透過画素電極に与えるオフセット電圧の駆動電圧を５Ｖとすると、上記小容量の電圧はおよそ0.1Ｖであって、閾値電圧に比して小さいので、表示に影響を与えないと考えられる。
ここで、図９に上記小容量を考慮しない場合の等価回路を示す。図９に示すように、反射領域２１の容量Ｃst1およびＣal1と透過領域２２の容量Ｃst2およびＣal2が、相互に独立している。これにより、例えば、Ｃal1によって反射板１の電位が変化しても反射板２は電気的に分離されているため、Ｃal1の電位に影響を受けることなく透過画素電極Ａ３６の電位が透過共通信号を追従する。
これにより、走査線３１の選択期間で生じた画素電極と共通電極との電位差が非選択期間においても保たれる
と共に、オフセット電位の発生を抑制し、画素の表示における光漏れを抑制することができる。
［第２実施形態］
次に、本発明における第２実施形態の液晶表示装置について説明する。ここで、前述した第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。
この第２実施形態は、システム機器構成部分は前述した第１実施形態とほぼ同一の構成を備えており、第一実施形態において電気的に分離された反射板２３、２４を、反射板２５に代えて備えた点が第１実施形態の場合と相違する。
以下、これを詳述する。
上記第２の実施形態の液晶表示装置11は、前述した第１実施形態（図1）と同様、図10に示すように、反射領域２１と透過領域２２とからなる背面側基板１８を備え、この背面側基板１８における観察者側表面の反射領域２１側に反射共通電極Ａ３７および透過共通電極Ａ３８を形成する。又、この反射共通電極Ａ３７および透過共通電極Ａ３８と同一平面上に走査線３１(図２と同様)を形成する。ここで、透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７は、前記第１実施形態の図２と同様に、透過領域側から見て遠ざかる方向へと透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７の順で平行に形成される。次いで、図10に示すように、背面側基板１８の観察者側に透過共通電極Ａ３８および反射共通電極Ａ３７を覆って絶縁層１２を形成する。
次いで、絶縁層１２の反射領域２１の観察者側に、図10に示すように、反射画素電極Ａ３５を反射共通電極Ａ３７にオーバーラップさせて形成する。換言すると反射画素電極Ａ３５は、観察者側から見て反射共通電極Ａ３７に重なるように形成される。これにより、反射画素電極Ａ３５の背面側（絶縁層１２内）に反射共通電極Ａ３７との反射蓄積容量Ｃst1が形成される。同様に、絶縁層１２の反射領域２１の観察者側面上に透過画素電極Ａ３６を透過共通電極Ａ３８にオーバーラップさせて形成する。これにより、透過画素電極Ａ３６の背面側（絶縁層１２内）に透過共通電極Ａ３８との透過蓄積容量Ｃst2が形成される。
又、反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６と同一平面上に、各画素に対するデータ信号が供給されるデータ線３２が、前記第１実施形態の図２と同様に、透過共通電極Ａ３８、走査線３１、および反射共通電極Ａ３７に対して垂直に交差して形成される。
ここで、データ線３２、反射画素電極Ａ３５、および透過画素電極Ａ３６それぞれの有する突起部を相互に接続するスイッチング手段（以下「ＴＦＴ」という）が形成される(図２の破線円部)。
次に、図10に示すように、絶縁層１２の観察者側を反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６を含んで絶縁層で覆うことにより、反射領域２１および透過領域２２に絶縁層１３が形成される。
次いで、この絶縁層１３の観察者側の反射領域２１に有機膜層１４が形成される。この有機膜層１４は、観察者側表面に、後述する反射板に適合した凹凸パターンを有している。
次に、図10および11に示すように、有機膜層１４の観察者側の面に、反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６にオーバーラップさせて反射板２５を形成する。つまり、観察者側から見て反射画素電極Ａ３５と透過画素電極Ａ３６とに重なるように反射板２５を配置する。これにより、反射板２５の背面側と反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６との間（絶縁層１３と有機膜層１４との境界面）にそれぞれ容量Cal1およびCal2が形成される。尚、反射板２５は、散乱効果を高めるために、断面形状が凹凸パターンを有して形成される。
次いで、反射領域２１の反射板２５の観察者側と透過領域２２の絶縁層１３の観察者側とを、図10のように、平坦化膜で覆うことにより平坦化膜層１５が形成される。この平坦化膜層１５の厚みを調整することにより反射領域２１および透過領域２２それぞれの液晶層におけるセルギャップの調整を行うことができる。
次に、図12に示すように、平坦化膜層１５の観察者側の面に、くし歯状の反射共通電極Ｂ４７と、同様にくし歯状の形状を有する反射画素電極Ｂ４５とを、それぞれ突起部を反射領域の内側に向け対向して配置する。これにより、反射領域２１では、くし歯の長手方向に対して直交する方向に対して反射画素電極Ｂ４５と反射共通電極Ｂ４７とが交互に配置される。
又、透過領域２２の平坦化膜層１５の観察者側の面にも同様に、くし歯状の形状を有する反射共通電極Ｂ４７および反射画素電極Ｂ４５を、それぞれの突起部を透過領域の内側に向け対向して配置する。これにより、透過領域２２では、くし歯の長手方向に対して直交する方向に透過画素電極Ｂ４６と透過共通電極Ｂ４８とが交互に配置される。
尚、反射共通電極Ｂ４７、反射画素電極Ｂ４５、透過共通電極Ｂ４８、および透過画素電極Ｂ４６は、図12に示すように、反射領域２１および透過領域２２に形成されたコンタクトホールa〜dそれぞれを介して、反射共通電極Ａ３７、反射画素電極Ａ３５、透過共通電極Ａ３８、および透過画素電極Ａ３６それぞれと接続される。
次いで、平坦膜層15の上層(観察者側)に、図１０に示すように、反射画素電極Ｂ４５、反射共通電極Ｂ４７、透過画素電極Ｂ４６、および透過共通電極Ｂ４８を覆って液晶層16が形成される。この液晶層16のうち反射領域２１の液晶層のリタデーションΔｎｄはλ/4、透過領域２２の液晶層のΔｎｄはλ/2に設定されている。更に、この液晶層１６の観察者側に観察者側基板１９が設けられ、本実施形態の液晶表示装置の単位画素が構成される。
本実施形態の液晶表示装置は、上記のように構成されることにより、平坦化膜１５の上層（観察者側）に形成された反射共通電極Ｂ４７と反射画素電極Ｂ４５と間、および透過共通電極Ｂ４８と透過画素電極Ｂ４６との間で電界が発生し液晶が回転駆動する。
ここで、図１３は、図１０〜１２の液晶表示装置１１の単位画素内の等価回路を示している。図１３に示すように、ＴＦＴ基板上には、スイッチング手段であるＴＦＴを制御するための制御線である走査線３１と、ＴＦＴを介して反射および透過画素電極に画素電極電圧を供給するためのデータ線３２とが、互いに直交して形成されている。
この構成にあって、前記反射および透過共通電極と前記反射および透過画素電極との間で形成される容量値をＣ１(Cst)、前記反射画素電極Ａ３５および透過画素電極Ａ３６と前記反射板２５との間で形成される各容量値をＣ２(Cal)、ＱをＣ2/(C1+C2)として、前記Ｑの値と、前記各反射共通電極Ａ３７及び透過共通電極Ａ３８と前記反射板２５との間の電位差Ｖとが0.5＞Ｖ×Ｑの関係を満たす。
又、前記反射画素電極と前記反射板とで形成される容量値Ｃ3と、前記反射画素電極と前記反射共通電極とで形成される反射蓄積容量の値Ｃ4とが３＜Ｃ4／Ｃ3の関係を満たす。
更に、前記透過画素電極と前記反射板とで形成される容量値Ｃ5と、前記透過画素電極と前記透過共通電極とで形成される透過蓄積容量の値Ｃ6とが３＜Ｃ6／Ｃ5の関係を満たす。
以下、これを詳説する
反射領域２１および透過領域２２の蓄積容量Ｃst１およびＣst２(以下総称として「Ｃst」という)は、容量Ｃal１およびＣal２(以下総称として「Ｃal」という)を介して接続されているため、相互にオフセット電圧が生じる。ここで、ＣstとＣalの容量比(Ｃst／Ｃal)と、透過画素電極Ａ３６および透過共通電極Ａ３８との間に発生するオフセット電圧(ΔＶ)の関係の一例が、図１４(A)に示されている。これによると、Ｃst／Ｃalの値が大きくなるにつれて、オフセット電圧(ΔＶ)が抑制される。
又、透過率と印加電圧の関係を示すグラフの一例が、図１４(B)に示されている。ここでは、閾値電圧はおよそ0.7Ｖである。
例えば、容量(ＣstとＣal)の比の値(Ｃst／Ｃal)を３以上に設定した場合、ΔＶは0.7Ｖ以下の値を示す。これは、予め設定された閾値電圧より小さいため、透過領域２２の光漏れは抑制される。
ここで、容量比(Ｃst／Ｃal)を大きくするための一例として、有機膜層１４の膜厚を大きくしてもよい。具体的に、ここでは、絶縁膜層２が、膜厚0.15μmのSiO膜(比誘電率4.0)と膜厚0.3μmのSiN膜(比誘電率6.4)、絶縁膜2が膜厚0.15μmのSiN膜、有機膜層１４がアクリル系樹脂(比誘電率3.2)から成る画素構造を想定している。
そこで、反射板の面積が反射及び透過領域２１、２２それぞれの蓄積容量Ｃst1、Ｃst2を形成する電極の面積の2倍である場合、有機膜層の膜厚とオフセット電圧との関係から、オフセット電圧を閾値電圧の0.7Vより小さくするための有機膜層の膜厚は、図１４(C)に示されるように、0.5μm以上である。
これにより、本実施形態の液晶表示装置は、反射板を電気的な分離がされていない構成であっても、オフセット電圧を抑制し、光漏れによる視認性の悪化を抑制することができる。
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３の実施形態の半透過型液晶表示装置について説明する。ここで、前述した第１および２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。
この第３実施形態における単位画素構造は、図１5に示されるように、透過領域２２側から見て遠い側の端部、つまり透過領域２２から遠い側の画素との境界、つまり反射板に重ならない位置に走査線３１を備えた点が他の実施形態の場合と相違する。
又、前記走査線３１と同一平面上(同一層)の反射領域２１内に反射共通電極Ａを、この反射共通電極Ａ３７の透過領域２２側に透過共通電極Ａ３８を配置した構成となっている。これにより、ＴＦＴも走査線３１の配置された側に形成される。その他の半透過型液晶表示装置構成部分は、前述した第２実施形態とほぼ同一の構成を備えている。
このように、走査線３１が、単位画素構造の透過領域から遠い側(上端)、換言すると反射板に重ならない位置に配置されることにより、走査線３１から生じる電界が反射板の電位に与える影響を抑制できる。
ＩＰＳ半透過型液晶表示装置の反射領域では、一般に、反射板に印加される電位のずれや変動により、本来基板に対して水平に設定されている電界方向が乱されてしまう可能性がある。
上述のように、観察者側から見て反射板が走査線３１と重ならない、反射領域２１の端部に走査線３１を配置することにより、反射板の背面側(下層側)を走査線３１が通過しないため、走査線３１から生じる電界が反射板の電位に与える影響を軽減することができる。
これにより、反射領域２１の液晶層には、基板に対してより水平な方向に電位(電界)を印加することができる。このため反射領域のコントラストおよび視認性が向上し得る。
［第４実施形態］
次に、本発明に係る半透過型液晶表示装置の第４の実施形態について説明する。ここで、前述した第１、２および３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。
この第４実施形態における半透過型液晶表示装置の単位画素構造は、図16に示すように、透過領域２２の蓄積容量の一部を、反射板に重ならない、つまり反射板の領域外における反射板の下層（背面側）に形成している。ここでは、透過共通電極Ａ３８および透過画素電極Ａ３６の一部を、図16に示されるように、透過領域２２内で、反射領域２１側から見て遠い側の端部に透過共通電極Ａ３８および透過画素電極Ａ３６の一部を設けた構成となっている（図１６斜線部）。これにより、斜線部の透過共通電極Ａ３８と透過画素電極Ａ３６との間に透過領域２２の蓄積容量の一部が形成される。
上述のように、第１〜３実施形態では、反射領域２１および透過領域２２の蓄積容量は、反射板の下層で、且つ反射板に重なる位置に具備されているが、本実施形態では、反射板に重ならない位置に透過領域２２の蓄積容量の一部を備えた点が他の実施形態の場合と相違する。
この場合、反射板の下層で反射板に重ならない位置に配置された透過共通電極と透過画素電極に、液晶分子が逆回転することを防ぐ構造を付与することができる。これにより、特に透過領域上端や下端におけるディスクリネーションを抑制し、液晶表示装置の視認性を高めることができる。
尚、上記第１〜４の実施形態では、ＩＰＳの半透過型液晶表示装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでなく、TNやVA、FFSの半透過型液晶表示装置でも適用可能である。
本発明は、携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、およびビデオカメラ等の携帯端末装置の表示装置に好適に利用することができる。
本発明による半透過液晶表示装置の一実施形態における単位画素構成を示す断面図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の構造を示す平面図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の構造を示す平面図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の構造を示す平面図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における構成を示す平面回路図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における電圧波形図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における透過率と印加電圧の関係を示す図である 図１に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における構成を示す平面回路図である。 図１に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における構成を示す概略の平面回路図である。 本発明による半透過液晶表示装置の他の実施形態における単位画素構成を示す断面図である。 図１０に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の構造を示す平面図である。 図１０に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の構造を示す平面図である。 図１０に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態における構成を示す概略の平面回路図である。 図１０に開示した半透過液晶表示装置の一実施形態であって、図14(Ａ)は容量比とオフセット電圧との関係を示す図、図14(Ｂ)は印加電圧と透過率の関係を示す図、図14(Ｃ)は有機膜厚とオフセット電圧との関係を示す図である。 本発明による半透過液晶表示装置の他の実施形態における単位画素構成を示す平面図である。 本発明による半透過液晶表示装置の他の実施形態における単位画素構成を示す平面図である。 従来例による半透過液晶表示装置の一実施形態であって、図１７(Ａ)は画素電極と共通電極との間に電圧を印加しない場合の単位画素の構成を示す断面図、図１７(Ｂ)は画素電極と共通電極との間に電圧を印加した場合の単位画素の構成を示す断面図である。 図１７(Ａ)および(Ｂ)に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の電圧波形図である。 図１７(Ａ)および(Ｂ)に開示した半透過液晶表示装置における一実施形態の電圧波形図である。
符号の説明
１０，１１ 液晶表示装置の単位画素
１２，１３，５１６ 絶縁層
１４ 有機膜層
１５ 平坦化膜層
１６，５０３ 液晶層
１８，５０１ 背面側基板
１９，５０２ 観察者側基板
２１，５２１ 反射領域
２２，５２２ 透過領域
２３，２４，２５，５１５ 反射板
３１ 走査線
３２ データ線
３５ 反射画素電極Ａ
３６ 透過画素電極Ａ
３７ 反射共通電極Ａ
３８ 透過共通電極Ａ
４５ 反射画素電極Ｂ
４６ 透過画素電極Ｂ
４７ 反射共通電極Ｂ
４８ 透過共通電極Ｂ
６０，６１ ＴＦＴ
５０４ バックライト
５１１ 画素電極
５１２ 共通電極

Claims (7)

  1. 背面側基板と観察者側基板とこの両基板に狭持された液晶層とを備え、観察者側からの光を反射する反射領域と背面側からの光を透過する透過領域を有し前記液晶層を駆動する単位画素からなる半透過型液晶表示装置において、
    前記反射領域に電気的に分離された一対の反射板１および２を形成し、
    前記反射領域および透過領域に対してそれぞれデータ信号で駆動する反射画素電極および透過画素電極を前記反射板１および２の背面基板側に備え、
    この反射および透過画素電極との間でそれぞれ蓄積容量を形成する反射共通電極および透過共通電極を前記反射および透過画素電極の背面基板側に併設したことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  2. 背面側基板と観察者側基板とこの両基板に狭持された液晶層とを備え、観察者側からの光を反射する反射板を備えた反射領域と背面側からの光を透過する透過領域を有し前記液晶層を駆動する単位画素からなる半透過型液晶表示装置において、
    前記反射領域および透過領域に対してそれぞれデータ信号で駆動する反射画素電極および透過画素電極を前記反射板の背面基板側に備え、この反射および透過画素電極との間でそれぞれ蓄積容量を形成する反射共通電極および透過共通電極を前記反射および透過画素電極の背面基板側に併設し、
    前記反射および透過共通電極と前記反射および透過画素電極との間で形成される容量値をＣ１、前記反射および透過画素電極と前記反射板との間で形成される容量値をＣ２、ＱをＣ2/(C1+C2)として、
    前記反射及び透過共通電極と前記反射板との間の電位差Ｖと、前記Ｑの値とが0.5＞Ｖ×Ｑ
    の関係を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  3. 前記請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置において、
    前記反射画素電極と前記反射板とで形成される容量の値Ｃ3と、前記反射画素電極と前記反射共通電極とで形成される反射蓄積容量の値Ｃ4とが３＜Ｃ4／Ｃ3の関係を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  4. 前記請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置において、
    前記透過画素電極と前記反射板とで形成される容量の値Ｃ5と、前記透過画素電極と前記透過共通電極とで形成される透過蓄積容量の値Ｃ6とが３＜Ｃ6／Ｃ5の関係を満たすことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  5. 前記請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置において、
    各単位画素に走査信号を供給する走査線を、前記単位画素内の反射領域で透過領域から遠い側の端部に配置したことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  6. 前記請求項２に記載の半透過型液晶表示装置において、
    前記透過画素電極および透過共通電極の一部を前記反射板に重ならない前記透過領域の端部に備えたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
  7. 前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置において、
    前記各単位画素の液晶層を駆動する方式として横電界方式を利用することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5024786B2 (ja) * 2007-04-13 2012-09-12 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 半透過型液晶表示装置
JP5127419B2 (ja) * 2007-11-28 2013-01-23 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 液晶表示装置
KR101495203B1 (ko) * 2008-06-24 2015-02-25 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치의 구동방법, 어레이 기판, 이의 제조방법 및이를 갖는 액정표시장치
KR20100031001A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 삼성전자주식회사 표시 장치
TW201118460A (en) * 2009-11-20 2011-06-01 Innolux Display Corp Transflective liquid crystal display device and driving method thereof
JP2014142390A (ja) * 2013-01-22 2014-08-07 Seiko Epson Corp 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器
JP5975931B2 (ja) * 2013-04-17 2016-08-23 三菱電機株式会社 液晶表示装置及びその駆動方法
US10133135B2 (en) * 2015-05-06 2018-11-20 Lg Chem, Ltd. Liquid crystal display device
CN109116647B (zh) * 2018-09-17 2021-08-27 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及其制备方法、显示装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776756B1 (ko) * 2001-08-01 2007-11-19 삼성전자주식회사 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법
JP4117148B2 (ja) * 2002-05-24 2008-07-16 日本電気株式会社 半透過型液晶表示装置
CN1301425C (zh) * 2003-03-04 2007-02-21 统宝光电股份有限公司 穿透反射式液晶显示器单一像素的驱动电路
JP2005024680A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toppoly Optoelectronics Corp 透過・反射両用液晶表示装置
JP2005191061A (ja) 2003-12-24 2005-07-14 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
JP2005189570A (ja) 2003-12-26 2005-07-14 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
KR101057779B1 (ko) * 2004-06-05 2011-08-19 엘지디스플레이 주식회사 반투과형 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
JP2006078789A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Sharp Corp 半透過型液晶表示装置
KR101112553B1 (ko) * 2005-02-24 2012-03-13 삼성전자주식회사 4색 액정 표시 장치
KR101071261B1 (ko) * 2005-03-30 2011-10-10 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
US7920234B2 (en) * 2006-06-30 2011-04-05 Lg Display Co., Ltd. Transflective type liquid crystal display device
JP4494380B2 (ja) * 2006-09-29 2010-06-30 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP5024786B2 (ja) * 2007-04-13 2012-09-12 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 半透過型液晶表示装置
JP4968276B2 (ja) * 2009-02-24 2012-07-04 ソニー株式会社 表示装置およびその製造方法

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