特許ウォッチ

公開番号2025043081
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150397
出願日2023-09-15
発明の名称液晶表示装置
出願人シャープディスプレイテクノロジー株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類G02F 1/1335 20060101AFI20250321BHJP(光学)
要約【課題】反射表示と透過表示の両方において低印加電圧で明るい表示を得ることができ、かつ広い色再現範囲を実現することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】マトリクス状に配列された複数の画素を有し、第1基板と、上記第1基板に対向する第2基板と、上記第1基板と上記第2基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、上記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを含み、上記第1基板は、上記液晶層に向かって順に、第1カラーフィルタ層と、反射電極と、透明絶縁層と、画素電極とを有し、上記反射電極は、上記反射領域に配置され、かつ上記透過領域に開口部が設けられ、上記画素電極は、上記画素毎に配置され、上記反射領域及び上記透過領域に配置され、上記第2基板は、第2カラーフィルタ層と、対向電極とを有する、液晶表示装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素を有し、
第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを含み、
前記第１基板は、前記液晶層に向かって順に、第１カラーフィルタ層と、反射電極と、前記反射領域及び前記透過領域に配置された透明絶縁層と、画素電極とを有し、
前記反射電極は、前記反射領域に配置され、かつ前記透過領域に開口部が設けられ、
前記画素電極は、前記画素毎に配置され、前記反射領域及び前記透過領域に配置され、前記第２基板は、第２カラーフィルタ層と、対向電極とを有する、液晶表示装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記反射電極は、前記複数の画素を跨いで配置される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶層中の液晶分子は、ツイスト配向する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記透明絶縁層は、前記液晶層側から前記第１カラーフィルタ層側に向かって窪んだ凹部を前記透過領域に有し、
前記画素電極は、前記凹部の表面を覆い、前記透過領域に配置される前記画素電極の前記液晶層側の表面は、前記反射領域に配置される前記画素電極の前記液晶層側の表面よりも、前記第１カラーフィルタ層側に位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１基板側に位置する液晶分子の配向方位と、前記第２基板側に位置する液晶分子の配向方位とは平行である、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶層は、誘電率異方性が負である液晶分子を含み、
前記対向電極と前記液晶層との間、及び、前記画素電極と前記液晶層との間に、それぞれ垂直配向膜を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層は、誘電率異方性が正である液晶分子を含み、
前記対向電極と前記液晶層との間、及び、前記画素電極と前記液晶層との間に、それぞれ水平配向膜を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記反射電極は、前記液晶層側の表面に凹凸構造を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶パネルの前記第１基板側に第１偏光板を有し、前記第２基板側に第２偏光板を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１偏光板及び前記第２偏光板の少なくとも一方は、円偏光板である、請求項９に記載の液晶表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液晶表示装置に関し、特に、各画素が反射領域及び透過領域を含む半透過型の液晶表示装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に、透過型液晶表示装置と、反射型液晶表示装置とに大別される。透過型液晶表示装置は、バックライトから出射された光を用いた透過モードの表示を行う。反射型液晶表示装置は、周囲光を用いた反射モードの表示を行う。また、各画素が反射モードで表示を行う反射領域と透過モードで表示を行う透過領域とを含む液晶表示装置が提案されている。このような液晶表示装置は、半透過型（Ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）とも呼ばれる。半透過型液晶表示装置は、例えば特許文献１及び２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、第１基板素材と、前記第１基板素材上に互いに交差して画素領域を定義するゲート線およびデータ線と、前記ゲート線およびデータ線の交差領域に設けられておりドレイン電極を有する薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスター上に形成されており陥没部を有する有機膜と、前記有機膜上に形成されている反射膜と、前記画素領域を囲んでいるブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスを境界にして前記画素領域内に形成されており前記陥没部領域で増加された厚さを有するカラーフィルター層と、前記カラーフィルター層上に形成されている画素電極とを含む第１基板と；前記第１基板に対向配置されており、第２基板素材と、前記第２基板素材上に形成されている共通電極とを含む第２基板と；前記第１基板および前記第２基板の間に位置する液晶層と；を含む液晶表示装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、マトリックス状に配置された複数の画素領域と複数のスイッチング素子とを有する第１基板と、第２基板と、前記第１及び第２基板の内面間に設けられる液晶層と、前記第１基板上に設けられ、前記スイッチング素子を被覆し、かつ複数のコンタクトホールを有する保護層と、前記保護層上に設けられ、前記保護層のコンタクトホールを露出するための複数の空所を有するオーバーコート層と、前記各画素領域内で前記オーバーコート層上に形成され、かつ前記オーバーコート層の空所に対応する少なくとも１つの開口を有する反射電極と、前記反射電極の開口に対応する位置に形成されると共に前記反射電極と相互に電気的に接続される透過電極であって、前記透過電極及び前記反射電極の少なくとも１つは前記スイッチング素子に電気的に接続されるようにした前記透過電極と、前記オーバーコート層の空所内であって、かつ前記反射電極上に形成されるカラーフィルター層と、を具備する液晶表示装置が開示されており、図６には、反射電極２１２の下層に追加カラーフィルター２１１が配置される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－０２５６７４号公報
特開２００３－２１５６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半透過型の液晶表示装置は、画素内に反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とを備える。半透過型の液晶表示装置は、反射表示によって太陽光下の屋外環境における高い視認性が得られると共に、バックライトを使った透過表示によって夜間の情報確認が可能である。しかしながら、従来の半透過型の液晶表示装置では、透過表示の色再現範囲が狭い（ＮＴＳＣ比が低い）という課題があった。また、反射モードの表示における光の利用効率（反射率）を向上させ、反射モードで明るい表示を行うことが要望されている。
【０００７】
特許文献１の反射領域では、反射膜１７１は、電気的に接続されたドレイン電極１４３から電気的信号を受け、これを反射膜１７１の上部に位置する液晶分子に印加している（図２、段落［００４２］等参照）。特許文献２の反射領域では、反射電極２１２は、薄膜トランジスターのドレイン電極２３４ｂと電気的に接続されており、液晶表示層２３０に電圧を印加してカラー表示を行う（図６、段落［００２３］等参照）。特許文献１の反射領域では、液晶駆動用の反射膜１７１上にカラーフィルター層１８５を形成しているため、液晶層３００とカラーフィルター層１８５とで印加電圧が分圧され、液晶層３００に充分な電圧をかけることができなかった。そのため、反射領域において液晶分子を所望の方位に配向させるためには印加電圧を高くする必要があった。また、特許文献１では反射膜１７１によりサブ画素を駆動させており、特許文献２では反射電極２１２により画素を駆動させているため、サブ画素毎又は画素毎に反射膜をパターニングする必要があり、特許文献１及び２では、反射膜の面積が狭くなるため反射率を上げることが難しかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、反射表示と透過表示の両方において低印加電圧で明るい表示を得ることができ、かつ広い色再現範囲を実現することができる液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の一実施形態は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、第１基板と、上記第１基板に対向する第２基板と、上記第１基板と上記第２基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、上記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを含み、上記第１基板は、上記液晶層に向かって順に、第１カラーフィルタ層と、反射電極と、上記反射領域及び上記透過領域に配置された透明絶縁層と、画素電極とを有し、上記反射電極は、上記反射領域に配置され、かつ上記透過領域に開口部が設けられ、上記画素電極は、上記画素毎に配置され、上記反射領域及び上記透過領域に配置され、上記第２基板は、第２カラーフィルタ層と、対向電極とを有する、液晶表示装置。
【００１０】
（２）また、本発明のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、上記反射電極は、上記複数の画素を跨いで配置される、液晶表示装置。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許