JP2007102151A - 内部に反射層を有するディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】複数のピクセルを有する液晶ディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】各ピクセルは第１の基板と、第２の基板と、液晶層と、反射層と、カバー層とを備えることができる。第２の基板の表面は第２の透明電極を含む。液晶層は第１の基板と第２の基板との間に配置される。反射層は第２の透明電極の少なくとも一部の上に配置される。カバー層は反射層上に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、包括的には、内部に反射層を有するディスプレイデバイスに関する。より詳細には、本発明は、内部に反射層を有する液晶ディスプレイパネルの構造、並びにそれを用いるディスプレイデバイス及び電子デバイスに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、小型化、薄厚化、軽量化、大面積化又は小面積化、低動作電圧化、省力化、さらには放射線がない点で有利であることから、最近では、従来の陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイの代わりに、ＬＣＤが次第に用いられるようになっている。それゆえ、ＬＣＤは、種々のエレクトロニクス製品、特にノートブックコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の持ち運びできるエレクトロニクス製品のディスプレイデバイスとして次第に採用されるようになった。

これまでのところ、ＬＣＤは自己発光しないので、液晶パネル用の外部光源が必要とされる。一般的に、従来のＬＣＤは、ＬＣＤの光源のタイプに応じて、透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ及び透過反射型（transflective）ＬＣＤに分類することができる。透過型ＬＣＤの光源には、透過型ＬＣＤの液晶パネルの背後に配置されるバックライトモジュールを用いることができる。それゆえ、バックライトモジュールから光が放射され、画像信号に従って液晶パネル内の液晶分子によって偏光を変化させて、画像を生成することができる。その後、視認者がその画像を目にすることができる。

最近になって、持ち運びできるエレクトロニクス製品の消費電力を最小限に抑えなければならないことから、反射型ＬＣＤ及び透過反射型ＬＣＤが開発されている。透過反射型ＬＣＤでは、バックライトモジュールが液晶パネルの背後に配置されるとともに、ＬＣＤの周囲環境の光が液晶パネルを通過できるようにされる。さらに、反射領域及び透過領域を含む層が液晶パネル上に配置される。それゆえ、周囲環境からの光は反射領域によって反射され、バックライトモジュールからの光は透過領域を通過できるようにされる。その後、光モジュールからの偏光又は周囲環境からの偏光を、データ信号に従って液晶パネル内の液晶分子によって変化させた後に画像が生成される。それに応じて、視認者がその画像を目にすることができる。

それゆえ、透過反射型ＬＣＤでは消費電力を大幅に削減することができる。特に、持ち運びできるエレクトロニクス製品は多くの場合に屋外で用いられる。一般的に、屋外が明るいとき、背景の輝度が高いので、透過型ＬＣＤのコントラスト比が低下する。しかしながら、透過反射型ＬＣＤは、周囲環境の光を光源として用いるので、影響を及ぼされない。

しかしながら、従来の透過反射型ＬＣＤには、上側基板上にある第１の透明電極と下側基板上にある反射電極との間の仕事関数の差に起因して、表示される画像のちらつきが生じるという不都合がある。透過反射型ＬＣＤの層構造を改善して、画像のちらつきを改善する必要がある。

それゆえ、本発明は、表示される画像のちらつきをなくすことができる液晶ディスプレイパネルに関する。

さらに、本発明は、表示される画像のちらつきをなくすことができる液晶ディスプレイデバイスに関する。

さらに、本発明は、表示される画像のちらつきをなくすことができる新規のＬＣＤディスプレイパネルを組み込む電子デバイスに関する。

本発明の一態様によれば、液晶ディスプレイ内の反射層が２つの透明導電層（たとえばＩＴＯ、ＩＺＯから成る透明電極）間に狭持される。複数のピクセルから構成される液晶ディスプレイパネルは、第１の基板と、第２の基板と、液晶層と、反射層と、カバー層とを備えることができる。第２の基板の表面は第２の透明電極を備える。液晶層は第１の基板と第２の基板との間に配置される。反射層は第２の透明電極の少なくとも一部の上に配置される。カバー層は反射層上に配置される。

本発明の一実施形態では、反射層はさらに、カバー層と第２の透明電極との間に配置される少なくとも第１の反射層と、カバー層と第１の反射層との間に配置される第２の反射層とを備える。

本発明の液晶ディスプレイデバイスは、液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルの結像を制御するドライブ制御回路とを備えることができる。ディスプレイパネルには、先に説明した本発明の液晶ディスプレイパネルを用いることができ、それについては説明を省略する。

本発明の電子デバイスは、液晶ディスプレイデバイスと、描画するために入力データを液晶ディスプレイデバイスに与えるための入力デバイスとを備えることができる。ディスプレイデバイスには先に説明した本発明の液晶ディスプレイデバイスを用いることができ、それについては繰返し説明は不要であろう。

したがって、本発明では、下側基板の反射層は第２の透明電極とカバー層との間に配置される。上側基板の第１の透明電極及び下側基板の反射層上にあるカバー層は同じ材料から構成することができるので、上側基板の第１の透明電極と下側基板のカバー層との間の仕事関数の差を最小限に抑えることができる。それゆえ、表示される画像のちらつきをなくすことができる。

さらに、反射層は、第２の透明電極と第２の反射層との間に配置される第１の反射層を含むことができるので、反射層と第２の透明電極との間の表面の接合抵抗を下げることができる。それゆえ、表示される画像のクロストークもなくすことができる。

本発明の別の態様は、本発明による、２つの透明層間に狭持される反射層を有するディスプレイパネルを製造する方法を対象にする。

第２の透明電極上にある反射層が各ピクセル内の透過領域を画定する場合には、液晶ディスプレイは透過反射型ディスプレイである。反射層が、各ピクセル領域内に透過領域を有することなく、第２の透明電極を完全に覆う場合には、その液晶ディスプレイは反射型ディスプレイである。

本発明のこれらの特徴及び利点並びに他の特徴及び利点のうちの１つ又は一部又は全ては、本発明を実施するのに最も適した形態のうちの１つの単なる例示であるが、本発明の一実施形態を図示及び説明する以下の説明から、当業者には容易に明らかになるであろう。本発明が種々の実施形態の余地があること、及び本発明から逸脱することなく、種々の明らかな態様の全てにおいて、そのいくつかの細部を変更することができることは理解されよう。したがって、図面及び説明は、全くの例示であって、限定するものとは見なされない。

添付の図面は本発明をさらに理解してもらうために添付されており、本明細書に組み入れられ、その一部を構成する。それらの図面は、本発明の実施形態を示しており、その記述とともに、本発明の原理を説明するのに役に立つ。

ここで、本発明が、本発明の実施形態を示す添付の図面を参照しながら以下にさらに十分に説明されるであろう。しかしながら、本発明は、数多くの異なる形態で具現することができ、本明細書に述べられる実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を十分且つ完全にするように提供されており、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるであろう。全体を通して、類似の符号は類似の要素を指している。

図１は、本発明の一実施形態による透過反射型ＬＣＤを示す概略的な断面図である。図１を参照すると、透過反射型ＬＣＤは、たとえば、限定はしないが、第１の偏光板１０２と、第１の基板１０４と、第１の透明電極１０６と、液晶層１０８と、第２の基板１１０と、第２の透明電極１１２と、第２の偏光板１１４と、光源モジュール１１６と、反射層１２４と、カバー層１２５とを備える。この実施形態では、反射層１２４は透過領域１２６を画定し、それゆえディスプレイパネルは透過反射型ＬＣＤパネルである。

図１を参照すると、光源モジュール１１６から放射される光１３２は完全に反射されて、光１３４を形成することができる。光１３４の一部は透過領域１２６を通過することができ、光１３４の偏光方向は液晶層１０８によって変更することができる。さらに、偏光板１０２の上側の周囲環境からの光１３６が液晶層１０８を通過して、反射層１２４によって反射されて、光１３８を形成することができる。その後、偏光された光１３４又は１３８が第１の偏光板１０２を通過することができる場合には、視認者は、偏光された光１３４又は１３８を目にすることができる。それゆえ、周囲環境からの光１３６又は光源モジュール１１６からの光１３２のいずれか一方又はそれら両方を、透過反射型ＬＣＤ１００の光源として与えることができる。

図１を参照すると、第１の基板１０４及び第２の基板１１０は、たとえばガラス基板を含む透明基板である。第１の透明電極１０６は第１の基板１０４上に形成され、第２の透明電極１１２は第２の基板１１０上に形成される。透明電極の材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）である。液晶分子１１８を含む液晶層１０８は、第１の透明電極１０６と第２の透明電極１１２との間に満たされる。

本発明の一実施形態では、さらに、第２の透明電極１１２と第２の基板１１０との間に半導体部品層１２０を配置することができる。半導体部品層１２０は、たとえば、透過反射型ＬＣＤ１００を駆動するための外部ディスプレイドライバ（図示せず）に接続される金属層１２２であってもよい。

図２は、図１に示される透過反射型ＬＣＤ１００の線Ａ−Ａ’に沿った概略的な上から見た平面図である。図１及び図２を参照すると、反射層１２４は第２の透明電極１１２上に形成され、透過領域１２６を画定し、各ピクセル１０１は概ね反射層１２４の境界内に画定される。言い換えると、各ピクセル１０１内の反射層１２４は開口部を有し、その開口部が透過領域１２６と見なされる。詳細には、カバー層１２５は反射層１２４上に形成され、透過領域１２６を覆い、それゆえ反射層１２４はカバー層１２５と第２の透明電極１１２との間に狭持される。透過領域１２６は、光源モジュール１１６からの光１３４が通過できるようにするために導入され、反射層１２４は周囲環境からの光１３６を反射するために設けられる。本発明の一実施形態では、ピクセル１０１は単色のピクセルか、又は３原色のうちの任意の色（赤、緑又は青）を有するサブピクセルを含むことができる。図２において破線で示される金属層１２２は、ピクセルを駆動するための外部のディスプレイドライバ（図示せず）との接続を表す。

図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の一実施形態による反射層の製造工程を示す概略的な断面図である。図３Ａを参照すると、基板構造３００ａが以下のステップによって形成される。最初に、たとえば、ガラス基板のような透明基板を含む第２の基板１１０が配設される。その後、第２の透明電極１１２が第２の基板１１０上に形成される。第２の透明電極１１２の材料は、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）であってもよい。本発明の別の実施形態では、たとえば、金属層１２２を含む半導体部品層１２０を、第２の基板１１０上に形成することができ、その後、半導体部品層１２０上に第２の透明電極１１２を形成してもよい。

次に、図３Ｂを参照すると、反射層１２４及びフォトレジスト層３２８を基板構造３００ａ上に形成することができる。それゆえ、基板構造３００ｂが形成される。

本発明の一実施形態では、反射層１２４は第１の反射層１２４ａ及び第２の反射層１２４ｂを含むことができる。第１の反射層１２４ａは第２の透明電極１１２上に配置され、第１の反射層１２４ａの材料はモリブデン（Ｍｏ）であってもよい。第２の反射層１２４ｂは第１の反射層１２４ａ上に配置され、第２の反射層１２４ｂの材料はアルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）であってもよい。

その後、図３Ｃを参照すると、フォトレジスト層３２８がパターニングされて、パターニングされたフォトレジスト層３２８ａが形成される。それゆえ、基板構造３００ｃが得られる。

次に、図３Ｄを参照すると、反射層１２４がパターニングされて、パターニングされた第１の反射層１２４ａ及びパターニングされた第２の反射層１２４ｂを含む、パターニングされた反射層１２４が形成される。それゆえ、基板構造３００ｄが得られる。

その後、図３Ｅを参照すると、基板構造３００ｅ上にあるパターニングされたフォトレジスト層３２８ａが除去され、その後、カバー層１２５が反射層１２４上に形成されて、透過領域１２６を覆う。こうして、基板構造３００ｅが得られる。カバー層１２５の材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）であってもよいし、たとえば、物理気相成長（ＰＶＤ）法によって形成することができる。本発明の一実施形態では、カバー層１２５が図１の第１の透明電極１０６と同じ仕事関数を有するように、カバー層１２５の材料は図１の第１の透明電極１０６の材料と同じであってもよい。

図３Ｅを参照すると、本発明の一実施形態では、異方性導電膜（ＡＣＦ）（図示せず）をカバー層１２５上に配置することもできる。カバー層１２５と異方性導電膜との間の導電率は、反射層１２４と異方性導電膜との間の導電率よりもはるかに高いことに留意されたい。それゆえ、本発明の透過反射型ＬＣＤの駆動能力を高めることができる。

２つの透明層間の反射層を切り替えて、表示される画像のちらつきをなくすことは、反射型ディスプレイに対しても適用することができる。図４及び図５に示されるように、反射型ＬＣＤパネル２００は図１及び図２に描かれるパネルに類似である。２つのＬＣＤパネル間の差は、図４及び図５の反射層１２４及びカバー層１２５が、透過領域を有することなく、各ピクセル１０１内の第２の透明電極１１２を完全に覆うことである。それゆえ、ディスプレイパネル２００は反射型ＬＣＤパネルであり、光源モジュールは不要である。

図６は、本発明の一実施形態によるディスプレイデバイスを示すブロック図である。ディスプレイデバイスの例には、フラットパネルディスプレイモニタが含まれる。ディスプレイデバイス４００は、たとえば、液晶ディスプレイパネル４０２と、スキャンドライバ４０４及びデータドライバ４０６のような、液晶ディスプレイパネル４０２の結像を制御するためのドライブ制御回路とを備えることができる。スキャンドライバ４０４は、複数の走査線を介してディスプレイパネル４０２に接続され、データドライバ４０６は、複数のデータ線を介してディスプレイパネル４０２に接続される。ディスプレイパネル４０２は、先に説明された本発明の透過反射型ＬＣＤパネル又は反射型ＬＣＤパネルを含むことができ、それについては繰返し説明を要しない。

図７は、本発明の一実施形態による電子デバイスを示すブロック図である。図５を参照すると、電子デバイス５００は、たとえば図４に示されるようなディスプレイデバイス４００と、描画するために入力データを液晶ディスプレイデバイス４００に与えるための入力デバイス５０８とを備える。入力デバイス５０８は、画像データ、ユーザからのコマンド等を受信するために導入することができる。

したがって、本発明では、反射層は第２の透明電極とカバー層との間に配置される。第１の透明電極及びカバー層は同じ材料から構成することができるので、第１の透明電極とカバー層との間の仕事関数の差は最小限に抑えることができる。それゆえ、表示される画像のちらつきをなくすことができる。

さらに、第２の透明電極が反射層と、金属層を含む半導体部品層との間に配置され、カバー層が形成されて、反射層及び透過領域を覆うので、反射層と透過領域との間の接合部において反射層に亀裂が入ったり、反射層が割れたりするのをなくすこともできる。

さらに、反射層は、第２の透明電極と第２の反射層との間に配置される第１の反射層を含むことができるので、反射層と第２の透明電極との間の表面の接合抵抗を下げることができる。それゆえ、表示される画像のクロストークをなくすこともできる。

本発明の実施形態のこれまでの説明は、図示及び説明のために提供されてきた。それは、本発明を余すところなく述べることや、開示されるものと全く同じ形態に、又は開示される例示的な実施形態に限定することを意図していない。したがって、これまでの説明は、限定するものとしてではなく、例示するものとして見なされるべきである。当然、当業者には数多くの変更及び変形が明らかであろう。それらの実施形態は、本発明の原理及びその最良の実用的な応用形態を最もわかりやすく説明し、それにより当業者が考えている特定の用途又は実施態様に相応しいように、種々の実施形態及び種々の変更形態において本発明を理解できるようにするために選択され、説明される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によって規定されることを意図しており、それらの部分では、他に指示がなければ、全ての用語にその最も広い妥当な意味を与えるつもりである。添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、説明された実施形態に対して、当業者が複数の変更を行うことができることは理解されたい。さらに、本開示の素子及び構成要素が添付の特許請求の範囲において明示されるか否かにかかわらず、いずれの素子及び構成要素も公共のものとして提供されることは意図していない。

本発明の一実施形態による透過反射型ＬＣＤを示す、図２の線Ｂ−Ｂ’に沿った概略的な断面図である。 図１に示される透過反射型ＬＣＤの線Ａ−Ａ’に沿った概略的な上から見た平面図である。 本発明の一実施形態による反射層の構造をもたらすステップを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による反射層の構造をもたらすステップを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による反射層の構造をもたらすステップを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による反射層の構造をもたらすステップを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による反射層の構造をもたらすステップを示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による反射型ＬＣＤを示す、図５の線Ｂ−Ｂ’に沿った概略的な断面図である。 図４に示される反射型ＬＣＤの線Ａ−Ａ’に沿った概略的な上から見た平面図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイデバイスを示すブロック図である。 本発明の一実施形態による電子デバイスを示すブロック図である。

符号の説明

１００ 透過反射型ＬＣＤ
１０２ 第１の偏光板
１０４ 第１の基板
１０６ 第１の透明電極
１０８ 液晶層
１１０ 第２の基板
１１２ 第２の透明電極
１１４ 第２の偏光板
１１６ 光源モジュール
１１８ 液晶分子
１２０ 半導体部品層
１２２ 金属層
１２４ 反射層
１２５ カバー層
１２６ 透過領域
１３２、１３４、１３６、１３８ 光

Claims (16)

1. 表面が第１の透明電極からなる第１の基板と、
   表面が第２の透明電極からなる第２の基板と、
   前記第２の透明電極の少なくとも一部の上に配置される反射層と、
   該反射層上に配置されるカバー層と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置される液晶層とからなる、複数のピクセルからなる液晶ディスプレイパネル。
2. 前記反射層はさらに、前記カバー層と前記第２の透明電極との間に配置される少なくとも第１の反射層と、前記カバー層と前記第１の反射層との間に配置される第２の反射層とからなる、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
3. 前記第１の反射層の材料はモリブデンである、請求項２に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
4. 前記第２の反射層の材料はアルミニウムネオジム（aluminum neodymium）である、請求項２に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
5. 前記カバー層は前記第１の透明電極の材料と同じ材料である、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
6. 前記第２の透明電極又は前記カバー層の材料は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）又は酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）である、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
7. 前記反射層は前記各ピクセル内の前記第２の透明電極を完全に覆ってなる、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
8. 前記第２の透明電極上の前記反射層は前記各ピクセル内の透過領域を画定し、前記カバー層は前記反射層及び前記透過領域を覆ってなる、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
9. 前記第１の基板の表面上に第１の透明電極をさらに備える、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
10. 前記第２の基板の別の表面の側に配置される光源モジュールをさらに備える、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
11. 前記第２の基板と前記光源モジュールとの間に配置される第２の偏光板をさらに備える、請求項１０に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
12. 前記第１の基板の別の表面の側に配置される第１の偏光板をさらに備える、請求項１に記載の複数のピクセルからなる液晶ディスプレイデバイス。
13. 第１の基板を提供し、
    その基板の表面が第２の透明電極を含む、第２の基板を提供し、
    前記第２の透明電極の少なくとも一部の上に反射層を形成し、
    該反射層上にカバー層を形成し、及び
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶層を形成してなる、液晶ディスプレイパネルを構成する方法。
14. 請求項１に記載の液晶ディスプレイパネルと、
    該液晶ディスプレイパネルの結像を制御するドライブ制御回路とからなる、液晶ディスプレイデバイス。
15. 請求項１３に記載の液晶ディスプレイデバイスと、
    描画するために入力データを前記液晶ディスプレイデバイスに与えるための入力デバイスとからなる、電子デバイス。
16. その表面に透明電極を備える基板と、
    前記透明電極の少なくとも一部の上に配置される反射層と、
    該反射層上に配置されるカバー層とからなる液晶ディスプレイパネルのための基板パネル。
    

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