KR20060051865A - 반투과형 액정 표시 패널 - Google Patents

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돗도리 산요덴키 가부시키가이샤
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Abstract

매트릭스 모양으로 배치된 신호선 및 주사선에 의해 구획되는 각각의 위치에 반사부와 슬릿(17)을 갖는 화소 전극(15)로 이루어진 투과부가 형성된 제 1 기판(11)과, 컬러 필터(21), 공통 전극(22) 및 돌기(23, 41)를 형성한 제 2 기판(19)과, 제 1 및 제 2 기판(11, 19) 상에 적층된 수직 배향 처리를 가한 배향막(24)과, 제 1 및 제 2 기판(11, 19) 사이에 배치된 유전율 이방성이 부(負)인 액정층(25)을 구비하며, 액정층(25)에 전계를 인가하지 않은 때에는 액정 분자가 수직 배열하고, 액정층(25)에 전계를 인가한 때에는 상기 슬릿(17) 및 돌기(23, 41)에 의해 규제되는 방향으로 액정 분자가 기울어져 수평으로 배열하는 반투과형 액정 표시 패널(10)에 있어서, 슬릿(17)은 투과부의 화소 전극의 중심부에 설치되고 돌기(23, 41)는 투과부의 화소 전극(15)의 주위 및 반사부의 중심부에 설치된다.

Description

반투과형 액정 표시 패널 {SEMI-TRANSPARENT TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
도 1 은 본 발명의 실시형태의 반투과형 액정 표시 패널의 1 화소를 컬러 필터를 투시하여 나타낸 개략 평면도.
도 2 는 도 1 의 A-A 단면도.
도 3a 내지 3g 는 본 발명의 다른 실시형태의 반투과형 액정 표시 패널의 1 화소를 컬러 필터를 투시하여 나타낸 개략 평면도.
도 4a 및 도 4b 는 종래의 VA 방식의 액정 표시 장치를 나타내는 단면도.
도 5 는 종래의 MVA 방식의 액정 표시 패널의 1 화소를 나타내는 평면도.
도 6 은 도 5 의 C-C 단면도.
도 7 은 종래의 MVA 방식의 액정 표시 패널에 있어서의 액정 분자의 경사 상태를 모식적으로 나타내는 도면.
도 8 은 종래의 다른 MVA 방식의 액정 표시 패널의 1 화소를 나타내는 평면도.
도 9a 및 도 9b 는 도 8 의 D-D 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 액정 표시 패널
11 제 1 기판
12 게이트 절연막
13 주사선
14 신호선
15 화소 전극
16 TFT
17 슬릿
19 제 2 기판
21 컬러 필터
22 공통 전극
23, 41 돌기
25 액정층
31 보조 용량 전극
33 층간 절연막
34 반사 전극
36 노치부
본원은 일본특허출원 제2004-289338호(2004년 9월 30일자 출원)에 기초한 것 으로서, 반투과형의 액정 표시 패널 관한 것이다. 특히 MVA(Multi-domain Vertically Aligned)방식의 반투과형의 액정 표시 패널에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 박형 경량, 저소비 전력이라고 하는 특징이 있다. 특히, TFT(Thin Film Transistor)형의 액정 표시 장치는 휴대 단말로부터 대형 TV 에 걸쳐서 폭넓게 이용되고 있다. 액정 표시 장치에 사용하는 액정 표시 패널로서 VA(Vertically Aligned) 방식의 액정 표시 패널이 있다. VA 방식의 액정 표시 패널은 광시야각을 유지하면서 응답이 빠른 액정 표시 방식으로서 널리 알려져 있다.
도 4a 는 VA 방식의 액정 표시 패널의 단면도를 나타내고 있다. VA 방식의 액정 표시 패널(60)은 한쌍의 기판(62, 64) 사이에 유전율 이방성이 부인 액정이 봉입된다. 한쪽 기판(62)에는 화소 전극(61)이 배치되어 있다. 다른쪽 기판(64)에는 공통 전극(63)이 배치되어 있다. 양 기판(62, 64) 상의 배향막(66, 67)에는 모두 수직 배향 처리가 실시된다. 양 기판(62, 64)의 외측에는 편광판(68, 69)이 크로스 니콜 배치되어 있다.
양 전극(61, 63) 간에 전계를 인가하고 있지 않은 때에는 기판간의 액정 분자(65)가 수직으로 배열해 있다. 이 때문에, 한쪽 편광판을 통과한 직선 편광의 투과광이 그 액정층을 통과하여 다른쪽의 편광판에 의해서 차단된다. 이로써, 액정 표시 패널(60)은 암 상태, 즉 흑색 표시로 된다.
또 양 전극(61, 63) 사이에 전계를 인가한 때에는, 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 기판간의 액정 분자(65)가 수평으로 배열한다. 이 때문에, 한쪽 편광판을 통과 한 직선 편광의 투과광은 액정층을 통과할 경우에 복굴절하여 타원 편광의 통과광으로 되어 다른쪽 편광판을 통과한다. 이것에 의해, 액정 표시 패널(60)은 명 상태, 즉 흰색 표시로 된다.
이 VA 방식의 액정 표시 패널(60)의 경우 전극(61, 63) 사이에 전계를 인가하지 않은 때에 모든 액정 분자(65)가 배향막(66, 67) 상에 수직으로 완전하게 선 상태로 정렬한다. 이에 대해, 전극(61, 63) 간에 전계를 인가한 때에는 각 액정 분자(65)가 수평 방향으로 기울어지는 방향을 제어할 수 없다.
이 때문에, 그대로는 액정 분자(65)는 각각 랜덤인 방향으로 기울어져서 수평으로 배열한다. 그 결과, 표시 얼룩이 눈에 띄게 되고, 각 화소 주변부에서도 액정 분자의 배향이 흐트러져 디스크리네이션이 발생한다는 문제점이 존재하고 있었다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 전극(61, 63) 간에 전계를 인가하지 않을 때에는 액정 분자(65)를 수직축으로부터 얼마 안되는 각도(프리틸트각)만 기울어지게 해서 기울기 방향의 분포를 각 화소 간에 동일하게 한다. 이로써, 전극(61, 63) 간에 전계를 인가한 때에 액정 분자(65)가 기울어지는 방향을 규제해서 균일한 표시 상태로 할 수 있다.
일본 특개평 11-242225호 공보나 일본 특개 2001-083517호 공보에는, 전극 간에 전계를 인가하지 않은 때에 액정 분자를 경사한 MVA(Multi-domain vertically aligned) 방식의 액정 표시 패널이 개시되어 있다. MVA 방식의 액정 표시 패널은, 화소 내에 돌기나 홈을 설치하고 1 화소 내에 복수의 도메인을 형성한다.
도 5 는 이 MVA 방식의 액정 표시 패널의 화소 구성을 나타내는 평면도이다. 또 도 6 은 도 5 의 C-C 단면도이다. 액정 표시 패널(70)은 유리 기판 등의 투명한 제 1 기판(71) 상에 게이트 절연막(71')을 통해 주사선(72) 및 신호선(73)이 매트릭스 모양으로 배선되어 있다.
주사선(72)과 신호선(73)으로 둘러싸이는 영역이 1 화소에 상당하며, 이 영역 내에 화소 전극(74)이 배치된다. 주사선(72)과 신호선(73)의 교차부에는 화소 전극(74)과 접속하는 스위칭 소자인 TFT(75)가 형성된다. 화소 전극(74)의 일부분은 절연막(71")을 개재시켜 인접하는 주사선(72)과 겹치고, 이 부분이 보유 용량으로서 작용한다. 화소 전극(74)에는 후술하는 슬릿(76)이 복수 형성되어 있다. 화소 전극(74)을 덮는 배향막(77)에는 수직 배향 처리가 실시되어 있다.
유리 기판 등의 투명한 제 2 기판(78) 상에는, 각 화소를 단락짓도록 블럭 매트릭스(79)가 형성되고, 각 화소에 대응하여 컬러 필터(80)가 적층되어 있다. 컬러 필터(80)는 각 화소에 대응하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 1색의 컬러 필터(80)가 배치되어 있다. 컬러 필터(80) 상에는, 예를 들어 ITO 등의 투명 전극으로 된 공통 전극(81)이 적층된다. 공통 전극(81) 상에는 소정 패턴의 돌기(82)가 형성되고, 공통 전극(81) 및 돌기(82)가 수직 배향 처리가 실시된 배향막(83)으로 덮여진다.
제 1 및 제 2 기판(71, 78) 간에는 유전율 이방성이 부인 액정층(84)이 개재한다. 화소 전극(74)과 공통 전극(81) 간에 전계가 생기지 않을 때는 액정 분자(84')가 배향막(77, 83)에 규제되어 수직 배열한다. 화소 전극(74)과 공통 전극 (81)의 사이에 전계가 발생한 때에는 액정 분자(84')가 수평 방향으로 기울어진다. 이 때, 액정 분자(84')는 슬릿(76)이나 돌기(82)에 규제되어 소정의 방향으로 기울어져서, 1 화소 내에 복수의 도메인을 형성할 수 있다. 한편, 도 6 은 화소 전극(74)과 공통 전극(81) 간에 전계가 발생한 상태를 모식적으로 나타내고 있다.
제 1 기판(71)의 외측에는 제 1 편광판(85)이 배치된다. 제 2 기판(78)의 외측에는 제 2 편광판(86)이 배치된다. 제 1 편광판(85)과 제 2 편광판(86)은 서로의 투과축이 직교하도록 설정되어 있다. 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)의 방향은 그 투과축과 경사한 때의 액정 분자(84')의 방향과의 관계에 의해 설정된다. 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)의 투과축과 액정 분자(84')의 경사 방향과의 관계에 대해서는 뒤에 자세히 설명한다. 여기서는 편의상, 제 1 편광판(85)의 투과축이 주사선(72)의 연재(延在) 방향과 일치하고, 제 2 편광판(86)의 투과축이 신호선(73)의 연재 방향과 일치하도록 설정한다.
화소 전극(74)과 공통 전극(81)의 사이에 전계가 생기지 않은 때에는 액정 분자(84')가 수직 배열한다. 이 때문에, 제 1 편광판(85)을 통과한 직선 편광의 투과광이 액정층(84)을 직선 편광인 채로 통과하여 제 2 편광판(86)에서 차단되어, 흑색 표시로 된다. 또 화소 전극(74)에 소정의 전압이 인가되어 화소 전극(74)과 공통 전극(81)의 사이에 전계가 발생한 때에는, 액정 분자(84')가 수평 방향으로 기울어진다. 이 때문에, 제 1 편광판(85)을 통과한 직선 편광의 투과광이 액정층(84)에서 타원 편광으로 되어 제 2 편광판(86)을 통과하여, 흰색 표시로 된다.
다음에, 슬릿(76)과 돌기(82)의 형상에 대해 설명한다. 슬릿(76)은 화소 전 극(74)의 일부분을 포토리소그래피법 등에 의해 제거하여 형성된다. 돌기(82)는, 예를 들어 아크릴 수지 등으로 된 레지스터를 포토리소그래피법에 의해 소정 패턴으로 해서 형성된다.
돌기(82)는 복수의 화소에 걸쳐 지그재그 모양으로 형성되고, 그 직선 부분은 제 2 기판(78)의 법선 방향에서 본 때에 신호선(73)에 대해 45°방향으로 연재하고 있다. 1 화소의 대략 중앙 부분에서는 한쪽에 인접하는 화소로부터 뻗는 돌기(82a)가 90°굴곡하여 다시 한쪽에 인접하는 화소까지 연재한다. 다른쪽에 인접하는 화소로부터 뻗은 돌기(82b)는 직각으로 굴곡하는 돌기(82a)의 직선 부분과 평행하게 배치되고, 각 화소의 우부(隅部) 부근에 위치하고 있다.
슬릿(76)은 복수의 돌기(82)의 중간에 각각 위치하도록 형성된다. 이 예에서는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 각 화소 전극(74)에 3개의 슬릿(76)이 설치되어 있다. 돌기(82a)와 돌기(82b)의 사이에는 각각 슬릿(76a)이 형성된다. 돌기(82a)와 화소 전극(74)의 엣지부와의 사이에 슬릿(76b)이 형성되어 있다.
슬릿(76a)의 중심선은 인접하는 돌기(82)와 평행이며, 신호선(73)에 대해 45˚기울어진 방향으로 되어 있다. 이 슬릿(76a)의 중심선이 슬릿(76a)의 연재 방향에 상당한다. 슬릿(76b)에 대해서도 마찬가지로, 인접하는 돌기(82a)는 연재 방향이 평행이다. 또, 슬릿(76b)에 인접하는 돌기(82a)는 연재 방향이 화소 내에서 직각으로 굴곡해 있다. 이 때문에, 슬릿(76b)의 연재 방향도 화소 내에서 굴곡하고 있다.
액정 분자(84')는 제 1 및 제 2 기판(71, 78)의 법선 방향에서 봐서 돌기 (82) 및 슬릿(76)에 대해 90˚방향으로 배치된다. 또, 액정 분자(84')는 제 1 및 제 2 기판(71, 78)의 법선 방향에 대해서 돌기(82) 및 슬릿(76)을 경계로 역방향으로 경사한다.
한쌍의 제 1 및 제 2 기판(71, 78)의 외측에는 크로스 니콜 배치된 한쌍의 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)이 배치된다. 제 1 및 제 2 기판(71, 78)의 법선 방향에서 봐서 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)의 투과축과 돌기(82) 방향과의 이루는 각도는 45˚로 설정되어 있다.
이로써, 경사한 액정 분자(84')와 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)의 투과축과의 이루는 각도가 45˚로 되어 있다. 경사한 액정 분자(84')와 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)의 투과축과의 각도가 45°인 때에, 가장 효율적으로 제 1 및 제 2 편광판(85, 86)으로부터 투과광을 얻을 수 있다.
상기한 MVA 방식의 액정 표시 패널(70)에서는, 배향막의 러빙 처리가 불필요하고, 게다가 선 모양의 구조물(76, 82)의 배치에 의해 배향 분할을 달성하는 것이 가능하다는 이점이 있다. 따라서, 넓은 시야각과 높은 콘트라스트를 얻는 것이 가능해진다. 또, 러빙을 실시할 필요가 없기 때문에, 액정 표시 패널(70)의 제조가 간단하게 된다. 나아가, 러빙 시의 배향막의 깍임 등에 의한 오염이 없고, 액정 표시 패널의 신뢰성이 향상한다.
그렇지만, 상기한 MVA 방식의 액정 표시 패널(70)에서는, 실제 액정 분자의 경사 상태가 이상적인 상태로 되어 있지 않기 때문에, 최적인 표시 상태를 얻을 수 없었다. 특히 화소 전극(74)의 주변 부분에서는, 액정 분자(84')가 기울어지는 경 우에 돌기(82)나 슬릿(76) 뿐만 아니라 화소 전극(74)의 엣지부의 영향도 받기 때문에, 표시 얼룩 등이 발생하기 쉽다.
도 7 은 액정 분자(84')의 경사 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 화소 전극(74) 내의 화살표는 액정 분자(84')의 경사 방향을 나타내고 있다. 그 화살표의 방향은, 액정 분자가 경사한 때에, 돌기(82)를 갖는 제 2 기판(78)에 가까운 쪽의 단부로부터 화소 전극(74)을 갖는 제 1 기판(71)에 가까운 쪽의 단부로의 방향을 나타내고 있다.
액정 분자(84')의 방향은 돌기(82)나 슬릿(76)에 대해 약 90˚방향으로 기울어지도록 규제된다. 또, 슬릿(76)이나 돌기(82)를 경계로 해서 그 양측의 윤곽 부분에서 서로 역방향으로 되어 있다. 이로써, 인접하는 돌기(82)와 슬릿(76)의 서로 마주 보는 윤곽 부분에서는 동일 방향으로 된다.
화소 전극(74)의 엣지부에서는 액정 분자(84')가 엣지에 대해 90˚방향으로 기울어지도록 영향을 받는다. 화소 전극(74)의 엣지는 슬릿(76)이나 돌기(82)에 대해 평행이 아니기 때문에, 액정 분자(84')의 경사 상태에 악영향을 미친다. 이 엣지부에 의한 영향은 엣지부 부근의 슬릿(76)과 돌기(82)의 배치 위치 관계에 의해 크게 차이가 있다.
예를 들면, 도 7 의 영역 A1 에서는 슬릿(76)이나 돌기(82) 부근의 화살표의 방향과 엣지부 부근의 화살표의 방향이 약 45°정도 어긋나 있다. 이에 대해, 영역 A2 에서는 슬릿(76)이나 돌기(82) 부근의 화살표의 방향과 엣지부 부근의 화살표의 방향이 약 135˚정도 어긋나 있다. 이 때문에, 영역 A2 쪽이 액정 분자(84')의 경 사 상태가 크게 흐트러진다. 따라서, 영역 A2 에서는 영역 A1 보다 표시 얼룩이 발생하기 쉽다.
상기와 같이, 종래의 MVA 방식의 액정 표시 패널(70)은 화소 전극(74)의 엣지부에 의해 각 화소의 일단에서 액정 분자(84')의 배향이 흐트러진다. 따라서, 그 주변 부분에서 디스크리네이션이 생겨 버린다는 문제점이 존재하고 있었다.
이 MVA 방식의 액정 표시 패널에 특유의 배향 불량 영역이 발생하는 문제를 해결하기 위해, 일본 특개 2001-083517호 공보에는 다른 구성을 개시하고 있다. 도 8 은 이 액정 표시 패널의 화소를 나타내는 평면도이다. 또, 도 9a 및 도 9b 는 도 8 의 D-D 단면도이다. 도 9a 는 전계를 인가하기 전의 상태를 나타내고 있으며, 도 9b 는 전계를 인가한 후의 상태를 나타내고 있다. 또, 도 8, 도 9a 및 도 9b 에 있어서, 도 5 및 도 6 의 액정 표시 패널(70)과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
액정 표시 패널(90)은, 액정 분자(84')의 배향을 제어하기 위한 돌기(82)에 연속하는 보조 돌기(89)를 유효 화소 범위 외에 마련하고 있다. 그 외의 구성은 도 5, 도 6 의 액정 표시 패널(70)의 구성과 실질적으로 동일하다. 관련된 MVA 방식의 액정 표시 패널(90)에 의하면, 화소 전극(74)의 엣지 부분이나 인접하는 화소로부터의 전계에 의한 액정 분자(84')에의 영향이 저감된다. 따라서, 유효하게 디스크리네이션의 생성을 억제할 수 있다.
또, 액정 표시 패널을 사용하는 휴대형 기기에서는, 액정 표시 패널의 개발이 진행되어 오고 있다. 투과형과 반사형의 성질을 겸비하는 반투과형에 의해 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 반투과형의 액정 표시 패널에 있어서도 상술한 바와 같은 MVA 방식이 적용되어 오고 있다.
일본 특개 2004-069767호 공보에는, MVA 방식의 반투과형의 액정 표시 패널이 개시되어 있다. 이 액정 표시 패널은, 컬러 필터측의 반사부 및 투과부의 공통 전극에 각각 슬릿이 설치된다. 또, 반사부의 화소 전극과 투과부의 화소 전극의 근방에 액정 분자의 배향을 분할하는 배향 수단으로서 개구 영역이나 철상체(凸像體)가 설치되어 있다.
디지털 카메라나 휴대 전화 등의 모파일 기기용의 표시부에 이용되는 소형의 액정 표시 패널에서는 최근 매우 고정밀인 것이 바람직하게 되고 있다. 예를 들면, 2.2 인치 정도의 사이즈로 320×240 화소(QVGA)의 액정 표시 패널은 넓게 사용되고 있다. 나아가, 세밀도가 300ppi를 넘는 2.2 인치 정도에서 화소수 640×480 화소(VGA)의 액정 표시 패널도 개발되고 있다.
이와 같은 소형이고 고정밀인 액정 표시 패널은, 40 인치 등의 TV용 액정 표시 패널 등에 비해 화소의 사이즈가 매우 작아지고 있다. 통상, 화소에는 액티브 소자가 오프된 후에도 전압을 보유하기 위해 보조 용량이 형성되어 있다. 그러나, 1 화소의 사이즈가 작아지면, 보조 용량의 용량을 충분히 확보하는 것이 곤란하게 되는 문제가 있다.
또, 모바일 기기용의 액정 표시 패널은 야외나 실내에서의 사용이 상정되어 있다. 이 때문에, 고휘도화 할 수 있는 투과형의 액정 표시 패널과 저소비 전력화할 수 있는 반사형의 액정 표시 패널의 특징을 겸비하는 반투과형의 액정 표시 패 널이 많이 이용되고 있다. 반투과형의 액정 표시 패널은, 반사부와 투과부를 1 화소 내에 구비하고 있다. 이 때문에, 상기 MVA 방식으로는 액정 분자의 배향을 규제하는 돌기나 슬릿을 표시에 대한 영향도 고려해서 형성할 필요가 있다. 따라서, 돌기나 슬릿의 배치가 곤란하게 되는 문제도 있었다.
본 발명은, 충분한 보조 용량을 확보할 수 있음과 동시에, 표시 품질이 양호한 MVA 방식의 반투과형 액정 표시 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 대향 배치되는 한쌍의 제 1 및 제 2 기판;
상기 제 1 기판 상에 매트릭스 모양으로 배치된 신호선 및 주사선에 의해 구획되는 화소 내에 형성된 반사부와 투과부; 상기 제 1 및 제 2 기판 간에 배치된 유전율 이방성이 부인 액정층; 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 적층된 수직 배향 처리를 실시한 배향막; 및 상기 제 1 및 제 2 기판의 적어도 한쪽에 배치되고, 액정 분자의 경사 방향을 규제하는 배향 규제부를 구비하고, 상기 액정층에 전계를 인가하지 않은 때에는 액정 분자가 수직 배열하고, 상기 액정층에 전계를 인가한 때에는 상기 배향 규제부에 의해 규제된 방향으로 액정 분자가 기울어져서 수평으로 배열하고, 상기 반사부의 제 1 기판에 보조 용량 전극을 이용하여 보조 용량이 형성되며, 상기 배향 규제부가 상기 반사부의 제 2 기판상에 형성되고, 상기 투과부의 제 1 기판상에 형성되어 있다.
이 구성에 의하면, MVA 방식의 반투과형 액정 표시 패널에 있어서도, 반사부의 대부분을 차지하는 보조 용량 전극을 확보하는 것이 가능해진다. 따라서, 충분한 보조 용량을 확보할 수 있다. 또 반사부에 있어 용량이 큰 보조 용량을 확보하면서 반사부에 있어서도 액정 분자를 배향 규제할 수 있다. 또한, 투과부와 반사부와의 경계 근방에서, 액정 분자끼리의 배향이 서로 부딪쳐 생기는 디스크리네이션의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 표시 품질이 양호한 MVA 방식의 반투과형 액정 표시 패널을 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 반투과형의 액정 표시 패널의 실시형태를 나타내는 것이다. 본 발명이 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또, 이하의 실시형태는 주로 디지털 카메라나 휴대 전화 등의 모파일 기기용의 표시부에 이용되는 소형의 액정 표시 패널에 대해 나타내고 있다. 나아가, 세밀도가 300ppi 를 넘는 2.2 인치 정도의 화소수 640×480 화소(VGA)의 패널이나, 320×240 화소(QVGA)에 관해 나타내고 있다. 따라서, 1 화소의 사이즈가 40 인치 등인 TV용 액정 표시 패널 등에 비하면 상당히 작게 되어 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태의 반투과형 액정 표시 패널의 1 화소 부분을 컬러 필터를 투시해서 나타낸 개략 평면도를 나타내고 있다. 또, 도 2 는 도 1 의 A-A 단면도이다.
반투과형의 액정 표시 패널(10)은 유리 기판 등의 투명한 제 1 기판(11) 상에 게이트 절연막(12)을 거쳐서 주사선(13) 및 신호선(14)이 매트릭스 모양으로 배 선되어 있다. 주사선(13)과 신호선(14)으로 포위하는 영역이 1 화소에 상당하며, 이 영역 내에 화소 전극(15)이 배치되어 있다. 이 화소는 중간부에서 반사부와 투과부로 구분되어 있다.
투과부의 화소 전극(15)의 중심부에는 상세히 후술할 슬릿(17)이 형성되어 있다. 주사선(13)과 신호선(14)의 교차부에는 화소 전극(15)과 접속하는 스위칭 소자인 TFT(16)가 형성되어 있다. 반사부의 거의 전체에는 제 1 기판(11) 상에 형성되는 보조 용량 전극(31)이 설치된다.
TFT(16)의 게이트 전극 G 는 주사선(13)에 접속되어 있다. TFT(16)의 소스 전극 S 는 신호선(14)에 접속되어 있다. TFT(16)의 드레인 전극 D 는 게이트 절연막(12)을 통해 보조 용량 전극(31)의 상부에 설치되어 있다. 보조 용량 전극(31)을 반사부의 거의 전체에 설치하여 크게 확보함으로써, 드레인 전극 D 도 크게 확보된다. 따라서, 1 화소에 있어서의 보조 용량을 크게 확보하는 것이 가능해진다.
TFT(16)의 표면 및 게이트 절연막(12)의 표면에는 전체에 걸쳐서 투명한 절연막(32) 및 층간 절연막(33)이 설치된다. 층간 절연막(33)의 표면은 셀 갭을 일정하게 하기 위해 단차를 제거해서 평탄하게 형성되어 있다. 또, 반사부에 위치하는 층간 절연막(33)의 표면은 표면이 약간의 요철 상태로 되어 있다. 이로써, 지향성을 없게 하여 확산 반사광을 얻을 수 있다.
반사부의 층간 절연막(33)의 표면에는, 은, 알루미늄 등의 반사율이 높은 금속으로 된 반사 전극(34)이 설치된다. 반사 전극(34)의 표면 및 투과부의 층간 절연막(33)의 표면에는 ITO 등의 투명한 도전성 부재로 된 화소 전극(15)이 설치된 다. 화소 전극(15)의 표면 및 슬릿(17)은 수직 배향 처리된 배향막(18)으로 피복되어 있다. 또, 반사부의 화소 전극(15)과 TFT(16)의 드레인 전극 D 는 컨택트홀(35)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또, 유리 기판 등의 투명한 제 2 기판(19) 상에는 각 화소를 단락짓도록 블럭 매트릭스(미도시)가 형성된다. 또, 제 2 기판(19) 상에는 각 화소에 대응해 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 1 색의 컬러 필터(21)가 배치되어 있다.
컬러 필터(21)는 반사부 및 투과부에서 같은 두께로 형성된다. 반사부의 컬러 필터(21)의 일부분에는 컬러 필터(21)가 존재하지 않는 노치 부분(36)이 설치된다. 반사부에서는 입사광은 입사시와 출사시의 2회 컬러 필터(21)를 통과한다. 이 때문에, 컬러 필터(21)가 없는 노치 부분(36)을 마련하는 것으로, 반사부의 색조를 투과부와 같은 색조로 할 수 있다.
컬러 필터(21) 상에는, 예를 들어 ITO 등의 투명 전극으로 된 공통 전극(22)이 적층된다. 공통 전극(22) 상에는 소정 패턴의 돌기(23)가 형성된다. 또, 반사부의 전체에 걸쳐서 컬러 필터(21) 상에는 소정 두께의 톱 코트(37)가 적층된다. 톱 코트(37) 상에는 소정 패턴의 돌기(41)가 형성되어 있다. 공통 전극(22) 및 돌기(23, 41)는 수직 배향 처리가 실시된 배향막(24)으로 덮여 있다.
제 1 및 제 2 기판(11, 19) 간에는 유전율 이방성이 부인 액정층(25)이 개재한다. 화소 전극(15)과 공통 전극(22)의 사이에 전계가 생기지 않을 때에는 액정 분자가 배향막(18, 24)에 규제되어 수직 배열한다. 화소 전극(15)과 공통 전극(22)의 사이에 전계가 발생한 때에는 액정 분자가 수평 방향으로 경사한다. 이 때, 투 과부에 있어서의 액정 분자는 슬릿(17)이나 돌기(23)에 규제되어 소정의 방향으로 경사하여 1 화소 내에 복수의 도메인을 형성할 수 있다. 또, 제 1 및 제 2 기판(11, 19)의 외측에는 각각 λ/4 위상차 판(39, 40)이 배치되어 있다.
다음에, 슬릿(17)과 돌기(23)의 형상에 대해 상세하게 설명한다. 슬릿(17)은 화소 전극(15)의 일부분을 포토리소그래피법 등에 의해 제거하여 형성된다. 돌기(23)는, 예를 들어 아크릴 수지 등으로 된 레지스터를 포토리소그래피법에 따라 소정 패턴으로 하여 형성된다. 본 실시형태에서, 돌기(23)는 화소 전극(15)의 연재 방향에 따라서 방형의 투과부의 양측에 배치되고, 신호선(14) 상에 대향한다.
슬릿(17)은 돌기(23)의 중간에 위치하도록 투과부의 화소 전극(15)의 중심부에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 굵은 듯한 Y 의 문자와 역 Y 의 문자를 상하 대상이 되도록 조합한 형상으로 형성되어 있다. 또, 반사부의 돌기(41)는 투과부의 슬릿(17)과 마찬가지로, 굵은 듯한 Y 의 문자와 역 Y 의 문자를 상하 대상이 되도록 조합한 형상으로 형성되어 있다.
상기 구성의 반투과형의 액정 표시 패널(10)에 의하면, 투과부의 화소 전극(15)에 대향하는 중앙 부분에는 실질적으로 돌기가 존재하지 않는다. 이 때문에, 투과부의 화소 전극(15)을 투과한 빛의 일부가 돌기에 의해 흡수되는 일이 없다. 또, 액정 분자는 액정 표시 패널(10)의 법선 방향에 대해서 돌기(23) 및 슬릿에 수직인 방향으로 경사한다.
이 때, 액정 분자는 제 2 기판(19)의 돌기(23)로부터 제 1 기판(11)의 슬릿(17)으로 향해 경사한다. 이 때문에, 화소의 단부에서 돌기(23)와 슬릿(17)이 교차 한 부분에서 액정 분자의 방향의 변화가 예를 들면 45°로 되어 작아진다. 따라서, 디스크리네이션을 저감하여 표시 얼룩 및 휘도 얼룩이 적게 되어, 투과부의 표시 품질이 양호하게 된다.
또, 반사부에서는 드레인 전극 D 가 거의 전 영역을 차지하고 있다. 드레인 전극 D 와 화소 전극(15)는 동 전위이기 때문에, 화소 전극(15)에 슬릿을 마련해도 드레인 전극 D 의 영향을 위해 배향 규제를 할 수 없다. 이 때문에, 공통 전극(22)에 돌기(41)를 마련하는 것으로 액정 분자를 소정 방향으로 배향시킬 수 있다.
이 때, 돌기부(41)가 반사부의 중앙부에 배치되기 때문에, 액정 분자는 제 2 기판(78)의 돌기(41)로부터 제 1 기판(71)의 화소의 단부로 향해 경사한다. 이것에 의해, 반사부에서도 배향 규제 수단을 형성함으로써 MVA 방식의 특징을 갖출 수 있다.
또, 반사부와 투과부와의 사이에는 액정 분자의 배향의 장해로 되는 부재가 존재하지 않고, 투과부와 반사부의 사이에서도 연속적으로 배향이 변화한다. 이 때문에, 디스크리네이션을 저감하여 표시 얼룩 및 휘도 얼룩이 적고 표시 품질이 양호한 MVA 방식의 반투과형 액정 표시 패널을 얻을 수 있다. 또, 휘도의 저하 방지라고 하는 관점에서 볼 때, 돌기(23)의 폭은 신호선(14)의 폭에 수용되고, 평면에서 보았을 때 신호선(14)으로부터 그다지 초과하지 않는 정도의 크기가 바람직하다.
슬릿(17), 투과부의 돌기(23) 및 반사부의 돌기(41)의 형상으로서, 본 실시형태의 도 1 에 나타낸 것 같은 형상의 것 뿐만 아니라, 여러가지 변형이 가능하 다. 예를 들면, 도 3a 에 나타낸 액정 표시 패널은 도 1 의 액정 표시 패널보다 슬릿(17), 돌기(23), 돌기(41)의 형상을 가늘게 하고 있다.
도 3b 에 나타낸 액정 표시 패널은, 도 1 의 액정 표시 패널보다 투과부의 슬릿(17)을 가늘게 하고 있다. 또, 반사부의 돌기(41)를 화소 전극(15)의 연재 방향에는 굵고 길게, 그 직각 방향에는 가늘고 짧게 십자 모양으로 하고 있다.
도 3c 에 나타낸 액정 표시 패널은, 투과부의 슬릿(17)을 편단(片端)이 2단으로 나누어진 거의 Y 자 모양의 것과 이것을 반대로 한 형상의 것이 서로 연결되지 않게 화소 전극(15)의 연재 방향에 대해서 대상(對象)으로 배치되어 있다. 또, 반사부의 돌기(41)는 화소 전극(15)의 연재 방향에는 길게, 그 직각 방향에는 짧게 십자 모양으로 하고 있다. 돌기(41)의 굵기는 직교 방향으로 같게 해도 괜찮다.
도 3d 에 나타낸 액정 표시 패널은, 투과부의 슬릿(17)을 도 1 의 액정 표시 패널보다 가늘게 하고 있다. 또, 반사부의 돌기(41)로서 화소 전극의 연재 방향에는 길게, 그 직각 방향에는 짧게 십자 모양으로 하고 있다. 돌기(41)의 굵기는 직교 방향으로 같게 해도 괜찮다.
도 3e 에 나타낸 액정 표시 패널은, 투과부의 슬릿(17)을 도 3d 의 액정 표시 패널보다 가늘게 하고 있다. 또, 반사부의 돌기(41)을 도 3a 의 액정 표시 패널의 돌기보다 소형으로 하고 있다.
도 3f, 도 3g 에 나타낸 액정 표시 패널은, 투과부의 슬릿(17) 및 반사부의 돌기(41)를 굵기나 길이가 다른 화소 전극(15)의 연재 방향으로 긴 십자 모양으로 하고 있다. 도 3f 가 도 3g 보다 화소 전극(15)의 연재 방향으로 늘어나는 돌기 (41)의 폭이 굵게 되어 있다. 또, 투과부의 돌기(23)에 의해 반사부와 투과부의 경계를 제외한 주위가 「コ」자 모양으로 둘러싸여 있다.
이러한 도 3a 내지 도 3g 에 기재된 반투과형의 액정 표시 패널에 있어서도, 반사부에서 종래의 MVA 방식과 같은 배향 특성을 줄 수 있다. 게다가, 반사부와 투과부와의 사이에는 액정 분자의 배향의 장해가 되는 부재가 존재하고 있지 않기 때문에, 투과부와 반사부의 사이에서도 연속적으로 배향이 변화하고 있다. 이 때문에, 디스크리네이션이 적고 표시 품질이 양호한 반투과형 액정 표시 패널을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 충분한 보조 용량을 확보할 수 있음과 동시에 표시 품질이 양호한 MVA 방식의 반투과형 액정 표시 패널을 구현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 대향 배치되는 한쌍의 제 1 및 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 상에 매트릭스 모양으로 배치된 신호선 및 주사선에 의해 구획되는 화소 내에 형성된 반사부와 투과부;
    상기 제 1 및 제 2 기판 간에 배치된 유전율 이방성이 부(負)인 액정층;
    상기 제 1 및 제 2 기판 상에 적층된 수직 배향 처리를 실시한 배향막; 및
    상기 제 1 및 제 2 기판의 적어도 한쪽에 배치되고, 액정 분자의 경사 방향을 규제하는 배향 규제부를 구비하고,
    상기 액정층에 전계를 인가하지 않은 때에는 액정 분자가 수직 배열하고, 상기 액정층에 전계를 인가한 때에는 상기 배향 규제부에 의해 규제된 방향으로 액정 분자가 기울어져서 수평으로 배열하고,
    상기 반사부의 제 1 기판에 보조 용량 전극을 이용하여 보조 용량이 형성되며,
    상기 배향 규제부가 상기 반사부의 제 2 기판상에 형성되고, 상기 투과부의 제 1 기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과부의 제 1 기판상에 형성되는 상기 배향 규제부는, 상기 투과부의 중심부에 형성된 슬릿으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 패 널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향 규제부는, 적어도 하나의 분기 부분을 가지는 슬릿 또는 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과부의 상기 배향 규제부는, 제 1 기판상의 화소 전극에 형성된 슬릿이며, 상기 투과부의 주변에 평면으로 본 경우에 상기 신호선과 겹쳐지는 돌기를 배치한 것을 특징으로 하는 반투과형의 액정 표시 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부와 상기 투과부에 있어서, 액정층의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 반투과형의 액정 표시 패널.
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