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JP2005157103A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2005157103A
JP2005157103A JP2003397589A JP2003397589A JP2005157103A JP 2005157103 A JP2005157103 A JP 2005157103A JP 2003397589 A JP2003397589 A JP 2003397589A JP 2003397589 A JP2003397589 A JP 2003397589A JP 2005157103 A JP2005157103 A JP 2005157103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
filter layer
region
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003397589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Tanaka
慎一郎 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Tottori Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2003397589A priority Critical patent/JP2005157103A/en
Publication of JP2005157103A publication Critical patent/JP2005157103A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semitransmission type liquid crystal display wherein a color filter layer having respectively suitable characteristics in a reflection part and a transmission part is formed in one display pixel and the color filter layer realizing display having excellent brightness and color purity in both reflection and transmission is formed. <P>SOLUTION: In the semitransmission type liquid crystal display having first and second substrates disposed opposite to each other across a liquid crystal layer, wherein pixel electrodes each having an auxiliary capacitance electrode Cs, a reflection part reflecting external light and a transmission part transmitting light from a backlight in one pixel are formed on the first substrate and the color filter layer CF is formed on the second substrate, a region CF<SB>H</SB>where the color filter layer CF is not formed is formed in the region opposed to the auxiliary capacitance electrode Cs on the second substrate. The region CF<SB>H</SB>where the color filter layer CF is not formed is formed by a slit and a circular or rectangular pinhole. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、反射型と透過型の両機能を併せもった半透過型液晶表示装置に係り、特に色純度が高く明るいカラー表示を実現した半透過型液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a transflective liquid crystal display device having both functions of a reflective type and a transmissive type, and more particularly to a transflective liquid crystal display device which realizes a bright color display with high color purity.

反射型と透過型との両方の機能を併せもった液晶表示装置、いわゆる半透過型液晶表示装置は、1つの表示画素に外光を反射する反射部と、バックライトからの光を透過する透過部とを形成し、周囲が暗いときは、透過部を透過するバックライトからの光を利用して画像表示を行い、また、外光が暗いときは、透過部を透過する光と反射部により反射した外光とを利用して画像表示を行い、更に、外光が明るいときは、反射部により反射した外光により画像を表示しているため、外光の明るさに拘わらず、常に優れた画像表示が可能になり、しかも、常時、バックライトを点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させることができる利点を備えている。   A liquid crystal display device having both functions of a reflective type and a transmissive type, that is, a so-called transflective type liquid crystal display device, includes a reflective portion that reflects external light to one display pixel, and a transmission that transmits light from a backlight. When the surroundings are dark, the image is displayed using the light from the backlight that passes through the transmission part. When the external light is dark, the light is transmitted through the transmission part and reflected by the reflection part. The image is displayed using the reflected external light, and when the external light is bright, the image is displayed by the external light reflected by the reflecting part, so it is always excellent regardless of the brightness of the external light. In addition, it is possible to display an image, and since it is not necessary to always turn on the backlight, there is an advantage that power consumption can be greatly reduced.

しかし一方で、この半透過型液晶表示装置でカラー表示をしようとすると、反射部と透過部とでカラーフィルターの透過率が異なってしまうので、透過型と反射型との両方で明るく色純度が高いカラー表示を実現することが難しくなっている。すなわち、カラー表示を可能とした半透過型液晶表示装置では、各画素の反射電極及び透過電極の全領域にカラーフィルター層をオーバーラップしているので、透過部に対応するカラーフィルター層においては、バックライトからの光の透過が1回であるのに対し、反射部に対応するカラーフィルター層では、外光が入射する際と出射する際との2回透過することになる。そのため、カラーフィルターの透過率は、視感度補正後でも約30%程度となっていることから、これをそのまま反射型の液晶表示装置におけるカラーフィルターとして用いると、透過率は約17%程度に低下して、非常に暗いディスプレイとなってしまい、透過型と反射型との両方で明るく色純度が高いカラー表示を実現することができない。   On the other hand, however, when color display is attempted with this transflective liquid crystal display device, the transmittance of the color filter differs between the reflective portion and the transmissive portion, so that the color purity is bright in both the transmissive and reflective types. It has become difficult to achieve high color display. That is, in the transflective liquid crystal display device capable of color display, since the color filter layer overlaps the entire area of the reflective electrode and the transmissive electrode of each pixel, in the color filter layer corresponding to the transmissive portion, While the light from the backlight is transmitted once, the color filter layer corresponding to the reflecting portion transmits twice when external light enters and exits. Therefore, the transmittance of the color filter is about 30% even after the visibility correction, and when this is used as it is as a color filter in a reflective liquid crystal display device, the transmittance is reduced to about 17%. As a result, the display becomes very dark, and it is impossible to realize a bright and high color purity color display in both the transmission type and the reflection type.

この課題を解決する方法としては、透過率が高くて明るく、且つ色純度が低いカラーフィルターで混色する方法、或いはカラーフィルター基板上の反射部に対応する領域に色純度の高い透過型用のカラーフィルター層を形成した領域と、カラーフィルター層を形成しない領域とを設けて、カラーフィルター層を形成しない領域で白を表示させ、色純度の高いカラーフィルター層と混色する方法が知られている。後者の方法を採用した半透過型液晶表示装置は、例えば、特許文献1で紹介されている。   As a method for solving this problem, a method of mixing colors with a color filter having high transmittance, high brightness, and low color purity, or a color for transmission type having high color purity in an area corresponding to a reflection portion on a color filter substrate. A method is known in which a region where a filter layer is formed and a region where a color filter layer is not formed are provided, white is displayed in a region where no color filter layer is formed, and color mixing is performed with a color filter layer having high color purity. A transflective liquid crystal display device adopting the latter method is introduced in, for example, Patent Document 1.

図5、6は、上記特許文献1に記載された半透過型液晶表示装置であって、図5は液晶パネルの拡大平面図、図6は図1のA−A’線部分の断面図である。なお、図5の平面図では、画素電極とカラーフィルター層との位置関係を判り易くするため、カラーフィルター基板側の透明電極や液晶層および遮光層や配向層の記載が省略されている。   5 and 6 are transflective liquid crystal display devices described in Patent Document 1, wherein FIG. 5 is an enlarged plan view of the liquid crystal panel, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. is there. In the plan view of FIG. 5, the transparent electrode, the liquid crystal layer, the light shielding layer, and the alignment layer on the color filter substrate side are omitted in order to facilitate understanding of the positional relationship between the pixel electrode and the color filter layer.

この半透過型液晶表示装置70は、図6に示すように、液晶層55を介在して対向配置された一対の基板51、52を備え、一方の下側基板51上には、縦方向に形成された信号電極71と横方向に形成された走査電極72、並びにこれらの電極71、72の交差部近傍に薄膜トランジスタ(以下、TFTと言う)73と画素電極53、58とが形成されている。画素電極53、58は、2種類の材料からなり、一方の画素電極53はAl合金を用いた反射電極で形成され、他方の画素電極58はITOを用いた透明電極で形成されている。   As shown in FIG. 6, the transflective liquid crystal display device 70 includes a pair of substrates 51 and 52 disposed to face each other with a liquid crystal layer 55 interposed therebetween, and is vertically disposed on one lower substrate 51. A thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 73 and pixel electrodes 53 and 58 are formed in the vicinity of the formed signal electrode 71, the scanning electrode 72 formed in the horizontal direction, and the intersection of these electrodes 71 and 72. . The pixel electrodes 53 and 58 are made of two kinds of materials. One pixel electrode 53 is formed of a reflective electrode using an Al alloy, and the other pixel electrode 58 is formed of a transparent electrode using ITO.

また、図中の符号61A、61B、61Cは、それぞれR、G、Bのカラーフィルター層であり、透明電極58は全領域においてオーバーラップされているが、反射電極53は、この反射電極53の全面積に対して約87.5%の割合でストライプ状にオーバーラップされている。   Reference numerals 61A, 61B, and 61C in the figure are R, G, and B color filter layers, respectively, and the transparent electrode 58 is overlapped in the entire region. It is overlapped in stripes at a rate of about 87.5% of the total area.

他方の基板52はカラーフィルター層が形成されるカラーフィルター基板であって、図6に示すように、この基板52上には、領域Bを除いてカラーフィルター層61が形成されている。図中の符号54は対向電極、56は偏向板、57は1/4波長板を示している。   The other substrate 52 is a color filter substrate on which a color filter layer is formed. As shown in FIG. 6, a color filter layer 61 is formed on the substrate 52 except for the region B. In the figure, reference numeral 54 denotes a counter electrode, 56 denotes a deflection plate, and 57 denotes a quarter wavelength plate.

この構成によると、カラーフィルター基板52上の反射電極53に対応する領域のうち、カラーフィルター層61が形成されていない領域Bの面積を変えることにより、色純度及び明るさを自由に設定することが可能になり、また、この面積が大きくなるのに比例して明るさが増加し、反面色純度は低下するので、この値を、液晶表示装置の使用目的に合わせて自由に設計できる。したがって、カラーフィルター基板52上に、カラーフィルター層61が形成されていない領域Bを形成することにより、カラーフィルター層61が形成されていない領域Bと色純度の高いカラーフィルター層61とを混色することで、反射部と透過部とを備えた半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るい表示を実現することを可能となる。   According to this configuration, the color purity and brightness can be freely set by changing the area of the region B where the color filter layer 61 is not formed in the region corresponding to the reflective electrode 53 on the color filter substrate 52. In addition, the brightness increases in proportion to the increase in the area and the color purity decreases, so that this value can be freely designed according to the intended use of the liquid crystal display device. Therefore, by forming the region B where the color filter layer 61 is not formed on the color filter substrate 52, the region B where the color filter layer 61 is not formed and the color filter layer 61 with high color purity are mixed. Thus, it is possible to realize a necessary bright display in the reflection region of the transflective liquid crystal display device including the reflection part and the transmission part.

しかしながら、この構成ではカラーフィルター層61が形成されている液晶層55の層厚と、カラーフィルター層61が形成されていない領域Bの液晶層55の層厚が異なっているため、それぞれの領域におけるリタデーションが異なっている。すなわち、カラーフィルター層61が形成されている液晶層55の層厚をdTで表し、カラーフィルター層61が形成されていない領域Bの液晶層55の層厚をdTで表すと、dT<dTとなり、このときの電気光学特性は、液晶層55の層厚の違いによりずれた状態となってしまう。 However, in this configuration, the layer thickness of the liquid crystal layer 55 where the color filter layer 61 is formed is different from the layer thickness of the liquid crystal layer 55 in the region B where the color filter layer 61 is not formed. The retardation is different. That is, if the layer thickness of the liquid crystal layer 55 in which the color filter layer 61 is formed is represented by dT 1 , and the layer thickness of the liquid crystal layer 55 in the region B in which the color filter layer 61 is not formed is represented by dT 2 , dT 1 <DT 2 , and the electro-optical characteristics at this time are shifted due to the difference in the layer thickness of the liquid crystal layer 55.

また、この同じ状態は、図5、6には図示されていないが補助容量電極が設けられた領域でも発生している。すなわち、補助容量電極の上方には、通常、層間膜を介して反射層が形成されるが、この補助容量電極が形成された領域の液晶層の層厚と、この補助容量電極からずれた領域での液晶層の層厚とが違った状態になっている。   This same state also occurs in a region where an auxiliary capacitance electrode is provided, although not shown in FIGS. That is, a reflective layer is usually formed above the auxiliary capacitance electrode through an interlayer film. The thickness of the liquid crystal layer in the region where the auxiliary capacitance electrode is formed and the region shifted from the auxiliary capacitance electrode The layer thickness of the liquid crystal layer is different.

このため、補助容量電極が設けられた領域でも電気光学特性のズレが発生し、暗状態、階調領域、及び明状態に亘って、均一な表示を実現できず、より高いコントラストを実現することができない課題がある。
特開2000−111902号公報(図1、14、[0106]、[0115])
For this reason, even in the region where the auxiliary capacitance electrode is provided, the electro-optical characteristic shift occurs, and uniform display cannot be realized in the dark state, the gradation region, and the bright state, and higher contrast is realized. There is a problem that cannot be done.
JP 2000-111902 A (FIGS. 1, 14, [0106], [0115])

本発明は、この従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、その発明の目的は、反射部と透過部とでそれぞれに適した特性を有するカラーフィルター層を1つの表示画素内に形成し、反射部と透過部の両方で明るさと色純度の優れた表示を実現したカラーフィルター層を形成した半透過型液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object of the invention is to provide a color filter layer having characteristics suitable for the reflective portion and the transmissive portion in one display pixel. It is an object of the present invention to provide a transflective liquid crystal display device in which a color filter layer is formed and a display with excellent brightness and color purity is realized in both a reflection portion and a transmission portion.

本願の請求項1の発明に係る半透過型液晶表示装置は、液晶層を挟んで互いに対向して配置される第1、第2の基板を有し、前記第1の基板上には各画素内に補助容量電極と、外光を反射する反射部とバックライトからの光を透過する透過部とを有する画素電極が形成され、前記第2の基板上にカラーフィルター層が形成された半透過型液晶表示装置において、前記補助容量電極は前記画素電極の反射部の下方に位置し、前記第2の基板上の各画素内には、カラーフィルター層が形成されていない領域が設けられ、カラーフィルター層が形成されていない領域が前記補助容量電極の上方に配置されていることを特徴とする。   A transflective liquid crystal display device according to claim 1 of the present application has first and second substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and each pixel is disposed on the first substrate. A transflective electrode in which a pixel electrode having an auxiliary capacitance electrode, a reflective portion that reflects external light, and a transmissive portion that transmits light from a backlight is formed, and a color filter layer is formed on the second substrate. In the liquid crystal display device, the auxiliary capacitance electrode is located below the reflective portion of the pixel electrode, and a region in which no color filter layer is formed is provided in each pixel on the second substrate. A region where the filter layer is not formed is disposed above the auxiliary capacitance electrode.

また、本願の請求項2に係る発明は、請求項1記載の半透過型液晶表示装置において、前記カラーフィルター層が形成されていない領域の面積は、前記補助容量電極の面積の1〜0.1倍の範囲内に選定されることを特徴とする。   The invention according to claim 2 of the present application is the transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the area of the region where the color filter layer is not formed is 1 to 0. 0 of the area of the auxiliary capacitance electrode. It is selected within the range of 1 times.

また、本願の請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の半透過型液晶表示装置において、前記カラーフィルター層が形成されていない領域は、所定の幅長を有するスリットであり、前記スリットの長さ方向の中心線が前記補助容量電極上に位置していることを特徴する。   The invention according to claim 3 of the present application is the transflective liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the area where the color filter layer is not formed is a slit having a predetermined width, A center line in the longitudinal direction of the slit is located on the auxiliary capacitance electrode.

また、本願の請求項4に係る発明は、請求項1又は2記載の半透過型液晶表示装置において、前記カラーフィルター層が形成されていない領域は、所定の大きさを有する円形状乃至四角形状のピンホールで形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 4 of the present application is the transflective liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the region where the color filter layer is not formed has a circular or square shape having a predetermined size. It is formed by the pinhole of this.

また、本願の請求項5に係る発明は、請求項4記載の半透過型液晶表示装置において、前記ピンホールは、1個乃至複数個であることを特徴とする。   The invention according to claim 5 of the present application is the transflective liquid crystal display device according to claim 4, characterized in that there are one or more pinholes.

更に、本願の請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載の半透過型液晶表示装置において、前記反射部は、光を拡散させるように凹凸構造により構成されていることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 6 of the present application is the transflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reflection portion is configured by a concavo-convex structure so as to diffuse light. It is characterized by being.

請求項1記載の発明によると、第1の基板に配設された補助容量電極上の反射層は、補助容量電極の配設により盛り上がっても、この部分に対向する第2基板には、カラーフィルター層が形成されず、窪みとなり、この盛り上がりと窪みとで他の領域と液晶層の層厚がほぼ等しく、すなわち、盛り上がり部分と窪み部分が対向した領域における液晶層の層厚と、この補助容量電極からずれた領域での液晶層の層厚とはほぼ等しくなるので、それぞれの領域におけるリタデーションが等しくなる。   According to the first aspect of the present invention, even if the reflection layer on the auxiliary capacitance electrode arranged on the first substrate rises due to the arrangement of the auxiliary capacitance electrode, the second substrate facing this portion has a color on the second substrate. The filter layer is not formed and becomes a depression, and the layer thickness of the liquid crystal layer is almost equal to the other area in this rise and depression, that is, the layer thickness of the liquid crystal layer in the area where the rise and depression face each other, and this auxiliary Since the thickness of the liquid crystal layer in the region shifted from the capacitor electrode is substantially equal, the retardation in each region is equal.

その結果、補助容量電極が設けられた領域の液晶層でも、電気光学特性のズレが生ずることなく、暗状態、階調領域、及び明状態に亘って、均一な表示を行うことができ、より高いコントラストの半透過型液晶表示装置を実現できる。   As a result, even in the liquid crystal layer in the region where the auxiliary capacitance electrode is provided, a uniform display can be performed over the dark state, the gradation region, and the bright state without causing a shift in electro-optical characteristics. A high contrast transflective liquid crystal display device can be realized.

また、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、カラーフィルター層が形成されていない領域の面積は、補助容量電極の面積の1〜0.1倍の範囲内となるように選定することにより、色純度及び明るさを自由に設定することが可能になる。すなわち、この面積が大きくなるのに比例して明るさが増加し、反面色純度は低下するので、この面積を変え、カラーフィルター層が形成されていない領域と色純度の高いカラーフィルター層とを混色することで、反射部と透過部とを有する半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るさの表示を実現することが可能となる。   According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the area of the region where the color filter layer is not formed is in the range of 1 to 0.1 times the area of the auxiliary capacitance electrode. By selecting so as to be within, color purity and brightness can be freely set. That is, the brightness increases in proportion to the increase in the area, and the color purity decreases. On the other hand, the area is changed, and a region in which no color filter layer is formed and a color filter layer with a high color purity are provided. By mixing the colors, it is possible to realize display with necessary brightness in the reflective region of the transflective liquid crystal display device having the reflective portion and the transmissive portion.

また、請求項3記載の発明によれば、カラーフィルター基板のスリットが形成された領域は、スリットを設けたことにより窪んだ状態になり、一方、対向した基板の補助容量電極が設けられた部分は盛り上がるが、このスリットの窪みと、補助容量電極が設けられた部分の盛り上がり部分が互いに対向しその間に液晶層が形成され、スリットが形成されている液晶層の層厚をdTで表し、カラーフィルター層が形成されている領域の液晶層の層厚をdTで表すと、ほぼ等しく、dT≒dTとなる。したがって、それぞれの領域におけるリタデーションが等しくなる。 According to a third aspect of the present invention, the area where the slits of the color filter substrate are formed is in a depressed state due to the provision of the slits, while the portion of the opposing substrate where the auxiliary capacitance electrode is provided Is raised, but the depression of the slit and the raised portion of the portion where the auxiliary capacitance electrode is provided are opposed to each other, a liquid crystal layer is formed therebetween, and the layer thickness of the liquid crystal layer in which the slit is formed is represented by dT 3 , Denoting the thickness of the liquid crystal layer in a region where the color filter layer is formed by dT 4, substantially equal, a dT 3 ≒ dT 4. Therefore, the retardation in each region becomes equal.

その結果、補助容量電極が設けられた領域の液晶層でも、電気光学特性のズレが生ずることなく、暗状態、階調領域、及び明状態に亘って、均一な表示を実現でき、より高いコントラストを実現することができる。   As a result, even in the liquid crystal layer in the region where the auxiliary capacitance electrode is provided, a uniform display can be realized in the dark state, the gradation region, and the bright state without causing a shift in electro-optical characteristics, and higher contrast. Can be realized.

更に、カラーフィルター層が形成されていない領域をスリットにすることにより、その形状に合わせて、色純度の高いカラーフィルター層とを混色することができるので、反射部と透過部とを有する半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るさの表示を実現することが可能となる。   Furthermore, by making the area where the color filter layer is not formed into a slit, it is possible to mix the color filter layer with high color purity according to the shape, so that the semi-transmission having a reflection part and a transmission part It is possible to realize a display with a necessary brightness in the reflection region of the liquid crystal display device.

また、請求項4記載の発明によれば、請求項1又は2の発明の効果に加え、カラーフィルター層が形成されていない領域を円形乃至四角形状のピンホールにすることにより、これらの形状に合わせ色純度の高いカラーフィルター層とを混色することで、反射部と透過部とを有する半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るい表示を実現することが可能となる。   According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2, by forming the region where the color filter layer is not formed into a circular or square pinhole, these shapes are obtained. By mixing colors with a color filter layer having high matching color purity, it is possible to realize a bright display necessary in the reflection region of a transflective liquid crystal display device having a reflection portion and a transmission portion.

請求項5記載の発明によれば、請求項4の発明の効果に加え、カラーフィルター層が形成されていない領域にピンホールを複数個設けることで、この個数に合わせ色純度の高いカラーフィルター層とを混色することで、反射部と透過部とを有する半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るい表示を実現することが可能となる。   According to the invention of claim 5, in addition to the effect of the invention of claim 4, by providing a plurality of pinholes in a region where the color filter layer is not formed, a color filter layer having a high color purity according to this number. As a result, the bright display necessary in the reflective region of the transflective liquid crystal display device having the reflective portion and the transmissive portion can be realized.

請求項6記載の発明によれば、請求項1〜5記載の発明の効果に加え、反射効率のよい表示を行うことができる。   According to the invention described in claim 6, in addition to the effects of the invention described in claims 1-5, a display with good reflection efficiency can be performed.


図1は、本発明の一実施形態の半透過型液晶表示装置における液晶パネルを構成する1画素の拡大平面図であり、図2は図1のA−A’線に沿った概略断面拡大図である。

FIG. 1 is an enlarged plan view of one pixel constituting a liquid crystal panel in a transflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. It is.

半透過型液晶表示装置を構成する液晶パネル10は、図2に示すように、互いに対向して配置されたTFT基板12とカラーフィルター基板11間に液晶層40が形成され、これらの基板のうち、TFT基板12上には、各画素内に補助容量電極C、外光を反射する反射部R、およびバックライト(図示省略)からの光を透過する透過部Tとを有する画素電極18がそれぞれ形成され、カラーフィルター基板11上には、カラーフィルター層CFが形成されている。 As shown in FIG. 2, a liquid crystal panel 10 constituting a transflective liquid crystal display device has a liquid crystal layer 40 formed between a TFT substrate 12 and a color filter substrate 11 arranged to face each other. On the TFT substrate 12, a pixel electrode 18 having an auxiliary capacitance electrode C S in each pixel, a reflection portion R that reflects external light, and a transmission portion T that transmits light from a backlight (not shown). A color filter layer CF is formed on each color filter substrate 11.

TFT基板12は、透明な絶縁性を有するガラス材からなり、この基板12上には、図1に示すように、アルミニウムやクロム等の金属からなる複数本のゲートバス配線32がほぼ等間隔で平行に形成され、また、隣り合うゲートバス線32間の中央より若干下方には、このゲートバス配線32とほぼ平行に補助容量電極Csが形成されている。そして、ゲートバス線32からはゲート電極Gが延設されている。   The TFT substrate 12 is made of a transparent insulating glass material. On the substrate 12, as shown in FIG. 1, a plurality of gate bus wirings 32 made of a metal such as aluminum or chromium are arranged at substantially equal intervals. An auxiliary capacitance electrode Cs is formed in parallel to the gate bus line 32 and slightly below the center between the adjacent gate bus lines 32. A gate electrode G extends from the gate bus line 32.

TFT基板12上には、ゲートバス配線32、補助容量電極Cs、及びゲート電極Gを覆って窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜13が積層され、このゲート電極Gの上には、ゲート絶縁膜13を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層14が形成される。またゲート絶縁膜13上には複数本のソースバス配線34がゲートバス線32と直交するようにして形成される。また、ソースバス線34からはソース電極Sが延設され、このソース電極Sは半導体層14と接続されている。さらに、ドレイン電極Dがゲート絶縁膜13上に設けられ半導体層14と接続されている。   On the TFT substrate 12, a gate insulating film 13 made of silicon nitride, silicon oxide or the like is laminated so as to cover the gate bus wiring 32, the auxiliary capacitance electrode Cs, and the gate electrode G. A semiconductor layer 14 made of amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like is formed through the insulating film 13. A plurality of source bus lines 34 are formed on the gate insulating film 13 so as to be orthogonal to the gate bus lines 32. A source electrode S extends from the source bus line 34, and the source electrode S is connected to the semiconductor layer 14. Further, the drain electrode D is provided on the gate insulating film 13 and connected to the semiconductor layer 14.

ここで、ゲートバス配線32とソースバス配線34とに囲まれた領域が1画素に相当する。そしてゲート電極G、ゲート絶縁膜13、半導体層14、ソース電極S、ドレイン電極Dによってスイッチング素子となるTFT素子15が構成され、それぞれの画素にこのTFT素子15が形成される。この場合、ドレイン電極Dと補助容量電極Csによって補助容量を形成することになる。   Here, a region surrounded by the gate bus wiring 32 and the source bus wiring 34 corresponds to one pixel. The gate electrode G, the gate insulating film 13, the semiconductor layer 14, the source electrode S, and the drain electrode D constitute a TFT element 15 serving as a switching element, and the TFT element 15 is formed in each pixel. In this case, an auxiliary capacitance is formed by the drain electrode D and the auxiliary capacitance electrode Cs.

ソースバス配線34、TFT素子15、およびゲート絶縁膜13を覆って例えば無機の絶縁膜からなる層間絶縁膜16(保護膜)が積層され、この層間絶縁膜16上には有機絶縁膜からなる層間膜20が積層される。そして層間絶縁膜16と層間膜20には、TFT素子15のドレイン電極Dに対応する位置にコンタクトホール21が、またTFT素子15から離れた位置に溝部22が長方形状に形成される。この長方形状の溝部22で透過部Tを形成している。   An interlayer insulating film 16 (protective film) made of, for example, an inorganic insulating film is laminated so as to cover the source bus wiring 34, the TFT element 15, and the gate insulating film 13, and an interlayer made of an organic insulating film is formed on the interlayer insulating film 16. A film 20 is laminated. In the interlayer insulating film 16 and the interlayer film 20, a contact hole 21 is formed at a position corresponding to the drain electrode D of the TFT element 15, and a groove 22 is formed in a rectangular shape at a position away from the TFT element 15. The rectangular groove portion 22 forms a transmission portion T.

それぞれの画素において、層間膜20上およびコンタクトホール21には、アルミニウムからなる反射電極17が、層間絶縁膜16とは接触しているがTFT素子15のドレイン電極Dには接触しないように設けられる。アルミニウムは、反射率が高くかつ低抵抗であるため、反射電極の材料として使用される。この他の反射電極17の材料としてはアルミニウムを含む合金などでもよい。   In each pixel, the reflective electrode 17 made of aluminum is provided on the interlayer film 20 and the contact hole 21 so as to be in contact with the interlayer insulating film 16 but not to the drain electrode D of the TFT element 15. . Aluminum is used as a material for the reflective electrode because of its high reflectivity and low resistance. Other materials for the reflective electrode 17 may be an alloy containing aluminum.

そして、TFT基板12の下方には、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライト装置が配置される。   A backlight device having a well-known light source, a light guide plate, a diffusion sheet and the like (not shown) is disposed below the TFT substrate 12.

カラーフィルター基板11上には、全ての画素を覆うように配向膜(図示せず)が積層され、そして各画素に対応してR、G、B3色のカラーフィルター層CFが形成される。このカラーフィルター層CFは、補助容量電極Cに対向する領域にカラーフィルター層CFが形成されない領域CFが設けられる。このカラーフィルター層CFが形成されない領域CFは、任意の大きさ及び形状でよいが、例えばスリットや、円形乃至矩形状のピンホールが好ましい。 On the color filter substrate 11, an alignment film (not shown) is laminated so as to cover all the pixels, and R, G, B3 color filter layers CF are formed corresponding to each pixel. The color filter layer CF is the area color filter layer CF is not formed CF H is provided in a region opposed to the storage capacitor electrode C S. The color filter layer CF region is not formed CF H is be any size and shape, for example a slit or a circular or rectangular pinholes are preferable.

図3、4は、このカラーフィルター層CFが形成されない領域CFの形状を示し、図3は図1のカラーフィルター層CFが形成されない領域CFを概略的に示した平面図、図4は他の形状のカラーフィルター層CFが形成されない領域CFを概略的に示した平面図である。 3 and 4, shows the shape of the color filter layer CF is not formed region CF H, 3 is a plan view schematically showing a region CF H color filter layer CF in FIG. 1 is not formed, FIG. 4 other areas CF H color filter layer CF is not formed shape is a plan view schematically showing.

カラーフィルター層CFが形成されない領域CFがスリットである場合は、図3に示すように、このスリットの長さ方向の中心線Lが補助容量電極Cの上に位置するように形成され、補助容量電極Cの面積とほぼ同じ面積か若干小さい面積となるように形成される。 If region CF H color filter layer CF is not formed is slit, as shown in FIG. 3, the center line L in the length direction of the slit is formed so as to be located above the storage capacitor electrode C S, It is formed such that the area of the auxiliary capacitance electrode C S and approximately the same area as or slightly smaller area.

また、カラーフィルター層CFが形成されない領域CFが矩形状のピンホールであって、補助容量電極Cの面積より小さい場合は、図4に示すように、補助容量電極C上に位置するように形成される。なお、図4には、矩形状カラーフィルター層CFが形成されない領域CFが1個のものを示したが、その個数は2個以上であってもよい。 The area CF H color filter layer CF is not formed a rectangular pinhole, is smaller than the area of the auxiliary capacitance electrode C S, as shown in FIG. 4, located on the auxiliary capacitance electrode C S Formed as follows. Incidentally, in FIG. 4 is a region rectangular color filter layer CF is not formed CF H showed one thing, the number may be two or more.

本発明では、カラーフィルター層CFが形成されていない領域をできるだけ補助容量電極と重なる領域内に設けることが望ましい。図3では画素内において、カラーフィルター層CFが形成されない領域の大部分(約80%以上)が補助容量電極と重なる領域内にあれば、本発明の効果を有することができる。   In the present invention, it is desirable to provide a region where the color filter layer CF is not formed in a region overlapping with the auxiliary capacitance electrode as much as possible. In FIG. 3, the effect of the present invention can be obtained as long as most of the region (about 80% or more) in which the color filter layer CF is not formed in the pixel is in a region overlapping with the auxiliary capacitance electrode.

カラーフィルター層CFが形成されない領域を補助容量電極と重なる領域内に設ける場合、各画素内において、カラーフィルター層CFが形成されない領域の面積を補助容量電極の面積の1〜0.1倍の範囲内に選定することが望ましい。この面積を1〜0.1倍の範囲内に選定することにより、色純度及び明るさを自由に設定することが可能になる。面積比が1となる1例としては、1画素電極内において補助容量電極上の全ての領域にカラーフィルター層CFが形成されない領域が存在することである。すなわち、この面積比が大きくなる(1に近づく)に比例して明るさが増加し、反面色純度は低下するので、この面積比を変え、カラーフィルター層が形成されていない領域と色純度の高いカラーフィルター層とを混色することで、反射部と透過部とを備えた半透過型液晶表示装置の反射領域において必要な明るさの表示を実現することが可能となる。   In the case where the region where the color filter layer CF is not formed is provided in the region overlapping with the auxiliary capacitance electrode, the area of the region where the color filter layer CF is not formed is within 1 to 0.1 times the area of the auxiliary capacitance electrode in each pixel. It is desirable to select within. By selecting this area within a range of 1 to 0.1 times, color purity and brightness can be freely set. As an example in which the area ratio is 1, there is a region in which the color filter layer CF is not formed in all regions on the auxiliary capacitance electrode in one pixel electrode. That is, the brightness increases in proportion to the area ratio increasing (approaching 1), and the color purity decreases. On the other hand, the area ratio is changed, and the color purity of the area where the color filter layer is not formed is reduced. By mixing colors with a high color filter layer, it is possible to realize display with necessary brightness in the reflection region of the transflective liquid crystal display device including the reflection portion and the transmission portion.

カラーフィルター層CFが形成されない領域CFが形成されたカラーフィルター層CF上は、光透過性を有する絶縁膜30で覆われ、その上に対向電極19が形成される。この対向電極19にはITOを用いた透明電極材が使用される。 A color filter layer CF is not formed region CF H is formed the color filter layer CF is covered with an insulating film 30 having optical transparency, the counter electrode 19 is formed thereon. A transparent electrode material using ITO is used for the counter electrode 19.

このカラーフィルター基板11は、TFT基板12と対向させ、両基板11、12を貼り合わせ、両基板間に液晶が注入され液晶層40を形成することにより半透過型の液晶パネルとなる。   The color filter substrate 11 is opposed to the TFT substrate 12, the substrates 11 and 12 are bonded together, and liquid crystal is injected between the substrates to form a liquid crystal layer 40, thereby forming a transflective liquid crystal panel.

この構成によると、カラーフィルター基板1のカラーフィルター層CFが形成されない領域CFが形成された領域は、この領域CFを設けたことにより窪んだ状態になっており、一方、TFT基板12の補助容量電極Cが設けられた部分は盛り上がっている。そして、カラーフィルター層CFが形成されない領域CFの窪みと補助容量電極Cが設けられた部分の盛り上がり部分が対向し、その間に液晶層40が形成される。 According to this arrangement, the region area CF H color filter layer CF of the color filter substrate 1 is not formed is formed is in a state recessed by providing this region CF H, whereas, in the TFT substrate 12 The portion where the auxiliary capacitance electrode CS is provided is raised. Then, the depression and the auxiliary capacitance electrodes C S raised portion of the portion provided with a region CF H color filter layer CF is not formed face each other, the liquid crystal layer 40 is formed therebetween.

そこで、カラーフィルター層CFが形成されない領域CFが形成されている液晶層40の層厚をdTで表し、カラーフィルター層11が形成されている領域の液晶層40の層厚をdTで表すと、ほぼ等しく、dT≒dTとなる。したがって、カラーフィルター層が形成されている液晶層の層厚とカラーフィルター層が形成されていない領域の液晶層の層厚とがほぼ等しくなるので、それぞれの領域におけるリタデーションが等しくなる。 Therefore, it represents the thickness of the liquid crystal layer 40 which region CF H color filter layer CF is not formed is formed with dT 3, the thickness of the liquid crystal layer 40 in the region where the color filter layer 11 is formed by dT 4 Expressed approximately equal, dT 3 ≈dT 4 . Therefore, since the layer thickness of the liquid crystal layer in which the color filter layer is formed and the layer thickness of the liquid crystal layer in the region where the color filter layer is not formed are substantially equal, the retardation in each region is equal.

その結果、補助容量電極が設けられた領域の液晶層でも、電気光学特性のズレが生ずることなく、暗状態、階調領域、及び明状態に亘って均一な表示を実現でき、より高いコントラストを実現することができる。   As a result, even in the liquid crystal layer in the region where the auxiliary capacitance electrode is provided, a uniform display can be realized in the dark state, the gradation region, and the bright state without causing a shift in electro-optical characteristics, and higher contrast can be realized. Can be realized.

本発明の一実施形態の半透過型液晶表示装置における液晶パネルを構成する1画素の拡大平面図である。1 is an enlarged plan view of one pixel constituting a liquid crystal panel in a transflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A’線に沿った概略断面拡大図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. 図1のカラーフィルター層CFが形成されない領域CFを概略的に示した平面図である。The area CF H color filter layer CF in FIG. 1 is not formed is a plan view schematically showing. 他の形状のカラーフィルター層CFが形成されない領域CF概略的に示した平面図である。Is a plan view showing another shape of the color filter layer CF is not formed region CF H schematically. 従来技術の半透過型液晶表示装置の平面図である。It is a top view of the transflective liquid crystal display device of a prior art. 図5のA−A’線部に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

10 液晶パネル
11 カラーフィルター基板
12 TFT基板
15 TFT素子
16 層間絶縁膜(保護膜)
17 反射電極
18 透明電極
22 溝部
26 反射電極
32 ゲートバス配線
34 ソースバス配線
40 液晶層
Cs 補助容量電極
CF カラーフィルター層
CFカラーフィルター層CFが形成されない領域
D ドレイン電極
G ゲート電極
S ソース電極
10 Liquid crystal panel 11 Color filter substrate 12 TFT substrate 15 TFT element 16 Interlayer insulating film (protective film)
17 Reflective electrode 18 Transparent electrode 22 Groove portion 26 Reflective electrode 32 Gate bus wiring 34 Source bus wiring 40 Liquid crystal layer Cs Auxiliary capacitance electrode CF Color filter layer CF H Color filter layer CF is not formed D Drain electrode G Gate electrode S Source electrode

Claims (6)

液晶層を挟んで互いに対向して配置される第1、第2の基板を有し、前記第1の基板上には各画素内に補助容量電極と、外光を反射する反射部とバックライトからの光を透過する透過部とを有する画素電極が形成され、前記第2の基板上にカラーフィルター層が形成された半透過型液晶表示装置において、前記補助容量電極は前記画素電極の反射部の下方に位置し、前記第2の基板上の各画素内には、カラーフィルター層が形成されていない領域が設けられ、カラーフィルター層が形成されていない領域が前記補助容量電極の上方に配置されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置。   There are first and second substrates disposed opposite to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. On the first substrate, an auxiliary capacitance electrode in each pixel, a reflection part for reflecting external light, and a backlight A transflective liquid crystal display device in which a pixel electrode having a transmissive portion that transmits light from the transmissive portion is formed and a color filter layer is formed on the second substrate, wherein the auxiliary capacitance electrode is a reflective portion of the pixel electrode In each pixel on the second substrate, a region in which no color filter layer is formed is provided, and a region in which no color filter layer is formed is disposed above the auxiliary capacitance electrode. A transflective liquid crystal display device characterized by the above. 前記カラーフィルター層が形成されていない領域の面積は、前記補助容量電極の面積の1〜0.1倍の範囲内に選定されることを特徴とする請求項1記載の半透過型液晶表示装置。   2. The transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the area of the region where the color filter layer is not formed is selected within a range of 1 to 0.1 times the area of the auxiliary capacitance electrode. . 前記カラーフィルター層が形成されていない領域は、所定の幅長を有するスリットであり、前記スリットの長さ方向の中心線が前記補助容量電極上に位置していることを特徴とする請求項1又は2記載の半透過型液晶表示装置。   2. The area where the color filter layer is not formed is a slit having a predetermined width, and a center line in the length direction of the slit is located on the auxiliary capacitance electrode. Or the transflective liquid crystal display device of 2. 前記カラーフィルター層が形成されていない領域は、所定の大きさを有する円形乃至四角形状のピンホールで形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の半透過型液晶表示装置。   3. The transflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the area where the color filter layer is not formed is formed by a circular or square pinhole having a predetermined size. 前記ピンホールは、1個乃至複数個であることを特徴とする請求項4記載の半透過型液晶表示装置。   5. The transflective liquid crystal display device according to claim 4, wherein the number of the pinholes is one or more. 前記反射部は、光を拡散させるように凹凸構造により構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半透過型液晶表示装置。   The transflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reflection portion is configured by an uneven structure so as to diffuse light.
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