JP2009093147A - 半透過型液晶表示パネル及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半透過型液晶表示パネル10Aは、液晶層30を介して対向配置されたアレイ基板AR及びカラーフィルタ基板CFを有し、1画素内に透過領域TAと反射領域RAとを有するものであって、アレイ基板ARは、画素領域毎に形成された下電極14及び上電極21を備え、カラーフィルタ基板CFは、画素領域毎に配置された複数色のカラーフィルタ層27R,27G,27Bと、液晶層30側の反射領域RAに形成された位相差層29とを備え、位相差層29の側端部29aと平面視で重なる領域に複数色のカラーフィルタ層27R,27G,27Bのうち、視感度が最も低い色光を透過するカラーフィルタ層27Bと同じ部材からなる光透過率を低下させる部材が形成されている。
【選択図】図2
Description
この構成によれば、新たな部材構成を必要とせず、複数色のカラーフィルタ層の構成を生かして光透過率を低下させる部材を設けることができる。
この構成によれば、視感度が最も高い色光を透過するカラーフィルタ層に他の色のカラーフィルタ層を重畳させることにより、光透過率を低下させる部材を構成する。すなわち、表示特性の低下が最も目立ち易い視感度が最も高い色光を透過するカラーフィルタ層を有する画素領域において、リタデーションの調節が困難な位相差層の側端部に対応して光透過率を低下させる部材を配置することにより、表示特性の低下を抑制することができる。言い換えれば、より簡素な構成で見映えのよい半透過型液晶表示パネルを提供することができる。
この構成によれば、位相差層の側端部において発生する光漏れなどが、遮光層により完全に遮光されることになるので、リタデーションの調節の困難なことに起因する表示不具合はほぼ見えなくなり、表示特性の低下をほぼ完全に抑えることが可能となる。
この構成によれば、第2基板の反射領域に透過領域に比べて色濃度が薄いカラーフィルタ層を配することにより、明るい反射表示が得られると共に、位相差層の側端部におけるリタデーションの調節の困難なことに起因する表示特性の低下を抑えた半透過型液晶表示パネルを提供することができる。
L2=(1/2)L1
この構成によれば、液晶層の厚みを位相差層により調節し、反射領域の液晶層の厚みL2が透過領域の液晶層の厚みL1の1/2となるように調整したので、他の構成、例えば液晶層の厚みを調整するための透明樹脂層等を形成する必要がなくなる。また、透過領域を通過する光と反射領域に入射し再び反射して出射する外光とが同じ距離の液晶層を通過することになるので、透過領域と反射領域との間でリタデーションが均一となり、透過領域及び反射領域のいずれを用いた表示の場合にも良好な表示特性での表示を行うことが可能となる。
この構成によれば、液晶層が横方向電界方式により駆動されるため、透過領域及び反射領域のいずれを用いた表示の場合にも良好な表示品質と広い視野角特性とを有する半透過型液晶表示パネルを提供することができる。
位相差層29は、例えば、重合性液晶化合物からなり、モノマーやポリマーなどの液晶化合物を塗布して加熱したり、紫外線などを照射することにより重合させてパターン形成される。この重合の際に、配向膜31に施された配向処理によって遅相軸の方向が決まる。
液晶層30を通過する光の基準波長λを550nmとするとき、この位相差層29はリタデーション(位相差)が、例えば1/2λとなるように設定されている。そして、この基板の表面全体に亘り配向膜32が形成されている。配向膜32には、液晶層30の液晶分子を所定の方向に配向させる配向処理が施されている。なお、位相差層29の肉厚を調整することにより、透過領域TAの液晶層30の厚みL1と反射領域RAの液晶層30の厚みL2とが、以下の式(1)に示す関係となっている。下記式(1)に示すような関係とすることにより、透過領域TAのリタデーションを1/2λとしたとき、反射領域RAのリタデーションは1/4λとなる。したがって、透過領域TAと反射領域RAとにおいて液晶層30を通過する光の距離が均一になることにより、最適な表示品質での表示が行えるようになる。
L2=(1/2)L1 ・・・(1)
このような実施例1の半透過型液晶表示パネル10Aは、アレイ基板ARにおいてゲート絶縁膜15と保護絶縁膜18とを介して重畳された下電極14と上電極21とを備え、下電極14と上電極21との間に生ずる横方向電界により液晶層30が駆動される。
ここで述べる境界領域BAは位相差層29の側端部29aに沿って延在する帯状の領域である。その幅は、位相差層29の側端部29aのテーパ(傾斜)角と、カラーフィルタ基板CFにおける位相差層29の形成位置精度と、カラーフィルタ基板CFとアレイ基板ARとの接合位置精度とに基づいて適宜設定されるものである。言い換えれば、位相差層29の側端部29aが透過領域TAまたは反射領域RAと平面視で重なる可能性がある領域が境界領域BAである。透過領域TAと反射領域RAの境界は、アレイ基板ARに設けられた反射板Rの一方の端部によって規定される。したがって、設計上、反射板Rの一方の端部を中心とし、相対する位相差層29の側端部29aの上記位置精度を鑑みて均等に割り振られた範囲を境界領域BAとする。
なお、位相差層29のもう一方の側端部29bは、画素領域を区画して遮光する遮光層26が設けられた領域に平面視で重なるように位置している。
なお、G(緑)のカラーフィルタ層27Gが形成された画素領域においては、境界領域BAに形成されるカラーフィルタ層は、B(青)に限定されず、R(赤)でも相応の効果を奏する。
このB(青)のカラーフィルタ層27Bのうち、G(緑)のカラーフィルタ層27Gが形成された画素領域内の位相差層29の側端部29aに形成された部分は、対応するG(緑)のカラーフィルタ層27Gに重畳するように形成されている。なお、複数色のカラーフィルタ層27R,27G,27B上には平坦化膜28が形成されるので、カラーフィルタ層を重畳形成しても位相差層29や液晶層30のリタデーション等に悪影響を与える恐れはない。
ちなみに、R(赤)のカラーフィルタ層27R及びB(青)のカラーフィルタ層27Bが形成された画素領域の位相差層29の側端部29aと平面視で重なる領域(境界領域BA)においては、G(緑)のカラーフィルタ層27Gが形成された画素領域の位相差層29の側端部29aと平面視で重なる領域(境界領域BA)のように異なる色のカラーフィルタ層が重畳配置されてはいない。しかし、R(赤)のカラーフィルタ層27R及びB(青)のカラーフィルタ層27Bはそもそもその視感度が低いため、カラーフィルタ層を重畳配置していなくても、この位相差層29の側端部29aと平面視で重なる領域(境界領域BA)の表示は見え難く、大きな問題にはならない。
図11は実施例5の半透過型液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して示す3画素分の平面図である。図12(a)は図11のIII−III線で切った断面図、同図(b)は図11のIV−IV線で切った断面図である。なお、上記実施例1と同様な構成については、同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
画素領域は、反射領域RAと透過領域TAとに跨って設けられた画素電極81と、画素電極81にドレイン電極Dが電気的に接続した半導体層16を有するTFTとを備えている。
画素電極81には、反射領域RAと透過領域TAとの境界領域BAに対応した位置に2つのスリット(切り欠き)81aが設けられている。2つのスリット81aにより狭められた部分81bによって、反射領域RAと透過領域TAの画素電極81が電気的に繋がっている。
2つのスリット81aは、反射領域RAと透過領域TAとにおける液晶分子の配向制御のために設けられたものである。
画素電極81に対向する共通電極82には、反射領域RAのほぼ中央付近に設けられた平面視で略円状の突起83と、透過領域TAのほぼ中央付近に設けられた平面視で帯状の突起84とを有する。これらの突起83,84は、上記スリット81aと同様に液晶分子の配向制御のために設けられている。液晶分子の配向制御については、後述する。なお、カラーフィルタ基板CF4(図12参照)には、このようにマトリクス状に設けられた画素領域に対応してR(赤)、G(緑)、B(青)、3色のカラーフィルタ層27R,27G,27Bが設けられている。
また、半導体層16のソース側を覆うように形成されたソース電極Sと、半導体層16のドレイン側を覆うように形成されたドレイン電極Dと、ソース電極S及びドレイン電極Dを覆うように形成された保護絶縁膜18とを有している。これらがTFTを構成している。
さらに、保護絶縁膜18を覆うように形成された平坦化膜としての層間膜86と、層間膜86上に形成された画素電極81と、画素電極81を覆うように形成された配向膜35とを有する。
なお、ゲート絶縁膜15、保護絶縁膜18は、例えば酸化シリコンなどの無機絶縁膜であり、光透過性を有している。層間膜86は、例えばアクリル樹脂など有機絶縁膜からなり、同様に光透過性を有している。
また、平坦化膜28を覆うように形成された配向膜31と、反射領域RAに対応した位置で配向膜31上に形成された位相差層29と、位相差層29を覆うと共に、少なくとも画素電極81に対向するように形成された共通電極82とを有する。
反射領域RAの位相差層29を覆う共通電極82上には、前述した配向制御用の突起83が形成されている。透過領域TAの共通電極82上には、前述した配向制御用の帯状の突起84が形成されている。さらに、これらの突起83,84を覆うと共に、液晶層80に面する側を覆うように配向膜32が設けられている。
配向制御用の突起83,84は、OFF状態で垂直配向している液晶分子がON状態となったときに、所定の方向に傾くように配向制御を行わせる。この場合、反射領域RAでは突起83を中心に放射状に液晶分子が傾く。透過領域TAでは帯状の突起84を境にして液晶分子が傾く方向が異なる(図11においては突起84を境にして左右に液晶分子が傾くことになる)。
この半透過型液晶表示パネル10Fにおいても、反射領域RAと透過領域TAとにおいて液晶層80を通過する光の距離が均一となるように、透過領域TAにおける液晶層80の厚み(距離)L1に対して反射領域RAにおける液晶層80の厚み(距離)L2は、半分に設定されている。言い換えれば、L2=(1/2)L1となるように、位相差層29の肉厚が調整されている。これにより、反射表示、透過表示のいずれにおいても最適な表示がなされる。
遮光層26を設ける境界領域BAの範囲は、上記実施例1〜4と同様に、側端部29aにおけるテーパ角度と、カラーフィルタ基板CF4における位相差層29の形成位置精度と、カラーフィルタ基板CF4とアレイ基板AR2との接合位置精度とを少なくとも考慮して決める必要がある。位相差層29の他方の側端部29bについても同様である。
なお、VA方式の半透過型液晶表示パネル10Fの構成は、これに限定されるものではない。例えば、配向制御の方法は、突起83,84によらず、画素電極81や共通電極82において、所定の方向に配向制御用のスリットを設けたものでもよい。
また、例えば、アレイ基板AR2の透明基板11上に走査線12を形成する過程で、画素電極81の一部と平面視で重なるように容量線を設けてもよい。
さらには、カラーフィルタ基板CF4において、位相差層29の一方の側端部29aが平面視で重なる領域(境界領域BA)に設けられた光透過率を低下させる部材は遮光層26に限定されず、最も視感度が低いカラーフィルタ層27Bや、少なくとも2色のカラーフィルタ層あるいは色濃度が異なるカラーフィルタ層が重畳されたものでもよい。
次に、本実施形態の電子機器について図13を参照して説明する。図13(a)は電子機器としてのパーソナルコンピュータを示す概略図、同図(b)は電子機器としての携帯型電話機を示す概略図である。
上記実施例1〜4及び変形例として説明したFFS型の半透過型液晶表示パネル10A〜10E、実施例5のVA方式の半透過型液晶表示パネル10Fは、パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、携帯情報端末などの電子機器に使用することができる。
図13(a)に示すように、電子機器としてのパーソナルコンピュータ100は、キーボードなどを備える本体101と、表示部102とを有している。表示部102には、上記実施例及び上記変形例の半透過型液晶表示パネル10A〜10Fのいずれかと、これを背面側(アレイ基板側)から照明する照明装置とが搭載されている。
図13(b)に示すように、電子機器としての携帯型電話機110は、入力用のボタン類が設けられた本体111と、本体111に対して折り畳み可能な状態に取り付けられた表示部112とを有している。表示部112には、同様にして上記実施例及び上記変形例の半透過型液晶表示パネル10A〜10Fのいずれかと、これを背面側(アレイ基板側)から照明する照明装置とが搭載されている。
なお、これらのパーソナルコンピュータ100及び携帯型電話機110の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。
このようなパーソナルコンピュータ100、携帯型電話機110によれば、表示ムラが目立ち難い半透過型液晶表示パネルを用いているので、屋外屋内を問わず使用環境における照度が変化しても、表示された情報をきちんと確認することができる。
Claims (8)
- 互いに液晶層を介して対向配置された第1基板及び第2基板を有し、1画素内に透過領域と反射領域とを有する半透過型液晶表示パネルであって、
前記第1基板は、複数の画素領域を有し、
前記第2基板は、前記画素領域毎に配置された複数色のカラーフィルタ層と、
前記反射領域に対応して前記液晶層側に形成された位相差層と、
前記位相差層の側端部と平面視で少なくとも重なる領域に設けられた光透過率を低下させる部材と、を備えたことを特徴とする半透過型液晶表示パネル。 - 前記光透過率を低下させる部材は、前記カラーフィルタ層のうち、視感度が最も高い色光を透過するカラーフィルタ層以外のカラーフィルタ層を構成する部材からなることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。
- 前記視感度が最も高い色光を透過するカラーフィルタ層が形成された画素領域の前記位相差層の側端部と平面視で重なる領域には、該カラーフィルタ層に重畳させて他のカラーフィルタ層を構成する部材が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半透過型液晶表示パネル。
- 前記第2基板は、さらに、前記画素領域を平面視で規定する遮光層を備え、
前記光透過率を低下させる部材は、前記遮光層を構成する部材からなることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 前記カラーフィルタ層は、1つの前記画素領域の前記透過領域に形成される透過領域側カラーフィルタ層と、前記反射領域に形成される前記透過領域側カラーフィルタ層と同一の色成分で且つ該透過領域側カラーフィルタ層に比してその色濃度が薄い反射領域側カラーフィルタ層と、からなり、
前記光透過率を低下させる部材は、前記透過領域側カラーフィルタ層と前記反射領域側カラーフィルタ層とが重畳された部材からなることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 前記透過領域における前記液晶層の厚みをL1とし、前記反射領域における前記液晶層の厚みをL2としたとき、下記の関係となるように前記位相差層の肉厚が設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示パネル。
L2=(1/2)L1 - 前記第1基板は、前記画素領域毎に前記透過領域と前記反射領域とに亘って形成された第1電極及び第2電極を備え、
前記第1電極と前記第2電極との間に生ずる横方向電界により前記液晶層が駆動されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示パネルを備えたことを特徴とする電子機器。
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