JP2006047600A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
近年、携帯電話機やPDA端末などのように液晶表示装置を備えた携帯用情報機器が急速に発達している。これに伴い、これら携帯用情報機器に用いられる液晶表示装置には、屋外・屋内等の環境によらない高表示品位と低消費電力とが要求されている。これらの要求を満たす液晶表示装置として、反射透過両用型液晶表示装置が注目されている。当該反射透過両用型液晶表示装置は、一つの絵素内に反射領域と透過領域との二つの領域を備えているものである。なお、反射領域は、外部から入射してくる光を装置内で反射して映像を表示する領域である。一方、透過領域は、装置内のバックライトにおいて発生した光を、液晶層を透過させて映像を表示する領域である。以下に、従来の反射透過両用型液晶表示装置について図面を参照しながら詳しく説明する。ここで、図22は従来の反射透過両用型液晶表示装置の1絵素分の断面構造を示した図である。 In recent years, portable information devices including liquid crystal display devices such as mobile phones and PDA terminals have been rapidly developed. Accordingly, liquid crystal display devices used in these portable information devices are required to have high display quality and low power consumption regardless of the environment such as outdoors or indoors. As a liquid crystal display device satisfying these requirements, a reflection / transmission type liquid crystal display device has attracted attention. The reflection / transmission type liquid crystal display device includes two regions of a reflection region and a transmission region in one picture element. The reflection area is an area for displaying an image by reflecting light incident from outside in the apparatus. On the other hand, the transmission region is a region for displaying an image by transmitting light generated in the backlight in the apparatus through the liquid crystal layer. Hereinafter, a conventional reflection / transmission liquid crystal display device will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 22 is a diagram showing a cross-sectional structure of one picture element of a conventional reflective / transmissive liquid crystal display device.
図22に示す従来の反射透過両用型液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板1002、対向基板1003および液晶層1004を備える。対向基板1003は、アクティブマトリクス基板1002に対向するように配置される。また、液晶層1004は、対向基板1003とアクティブマトリクス基板1002との間に設けられる。
The conventional reflective / transmissive liquid crystal display device shown in FIG. 22 includes an
アクティブマトリクス基板1002は、ガラス基板1005、ゲー卜電極1006、ゲート絶縁膜1007、半導体層1008、半導体コンタクト層1009aおよび1009b、ソース電極1010、ドレイン電極1011、層間絶縁膜1012、透明電極1013、反射電極1014ならびにコンタクト部1015を含む。以下、アクティブマトリクス基板1002の主な構成要素について説明する。
The
透明電極1013は、ガラス基板1005側から入射してくる光を液晶層1004側へと透過して映像を表示する透過領域T(図22中のT領域)に配置される。反射電極1014は、対向基板1003側から入射してくる光を反射して映像を表示する反射領域R(図22中のR領域)に配置される。ゲート電極1006、ゲート絶縁膜1007、半導体層1008、半導体コンタクト層1009aおよびb、ソース電極1010、ドレイン電極1011ならびに層間絶縁膜1012は、TFT(Thin Film Transistor)を構成する。
The
対向基板1003は、ガラス基板1018および透明電極1019を含む。透明電極1019は、ガラス基板1018の液晶層1004側における主面上に形成される。なお、アクティブマトリクス基板1002と液晶層1004との境界および対向基板1003と液晶層1004との境界には、図示しない配向膜が配置される。また、反射透過両用型液晶表示装置がカラー表示可能な場合には、ガラス基板1018と透明電極1019との間に着色層が配置される。
The
以上のように構成された従来の反射透過両用型液晶表示装置について、以下にその動作について簡単に説明する。なお、液晶パネルの背面(アクティブマトリクス基板1002の下方)には、不図示のバックライトが配置されている。 The operation of the conventional reflection / transmission type liquid crystal display device configured as described above will be briefly described below. Note that a backlight (not shown) is disposed on the back surface of the liquid crystal panel (below the active matrix substrate 1002).
液晶パネルが映像を表示する際には、バックライトから液晶パネルに対して光が照射される。この際、液晶パネルに所望の映像を表示させるために、透明電極1013と透明電極1019との間および反射電極1014と透明電極1019との間に電圧が印加される。液晶層1004は、印加された電圧の大きさに応じた配向を絵素毎にとる。これにより、各絵素において、液晶層1004の透過率が所望の透過率に制御される。
When the liquid crystal panel displays an image, light is emitted from the backlight to the liquid crystal panel. At this time, in order to display a desired image on the liquid crystal panel, a voltage is applied between the
上述したように各絵素において液晶層1004の透過率が制御されると、透過領域Tにおいて、バックライトから出力された光は、液晶層1004の透過率に応じた光量で、アクティブマトリクス基板1002、液晶層1004および対向基板1003を透過する。一方、反射領域Rにおいて、対向基板1003の上方から入射した光は、反射電極1014で反射され、液晶層1004の透過率に応じた光量で対向基板1003上方へと出射される。これにより、所望の映像が液晶パネルに表示される。
As described above, when the transmittance of the
ここで、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置では、反射領域Rと透過領域Tとの境界近傍に段差が設けられたマルチギャップ構造が採用されている。これは、反射領域Rの液晶層1004における光路長と透過領域Tの光の液晶層1004における光路長とを等しくするためである。以下に詳しく説明する。
Here, the conventional reflection / transmission liquid crystal display device employs a multi-gap structure in which a step is provided in the vicinity of the boundary between the reflection region R and the transmission region T. This is to make the optical path length of the
上述したように、透過領域Tでは、バックライトから出力された光が液晶層1004を一度通過する。一方、反射領域Rでは、外光が液晶層1004を通過し、反射電極1014で反射されて、再度液晶層1004を通過する。すなわち、反射領域Rでは、外光は、液晶層1004を2度通過することになる。そのため、透過領域Tを透過する光の液晶層1004における光路長と反射領域Rにおいて反射する光の液晶層1004における光路長とを等しくするために、反射領域Rと透過領域Tとの境界近傍に段差を設けて反射領域Rに凸部1016を形成している。これにより、反射領域Rにおける液晶層1004の層厚を透過領域Tにおける液晶層1004の層厚よりも薄くしている。
As described above, in the transmissive region T, the light output from the backlight passes through the
以上のように、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置では、バックライト光と外光とを利用しているので、屋内および屋外のいずれにおいても明るくて表示品位の高い表示を得ることが可能となる。また、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置では、屋外において外光のみを利用して表示することにより消費電力の低減を図ることが可能となる。
しかしながら、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置では、高いコントラストを得ることが困難であるという問題があった。以下に詳しく説明する。 However, the conventional reflective / transmissive liquid crystal display device has a problem that it is difficult to obtain high contrast. This will be described in detail below.
上記従来の反射透過両用型液晶表示装置では、紙のように見やすい白色光を得るために反射光の指向性を低減(正反射を低減)する構造がとられている。具体的には、図22に示すように反射透過両用型液晶表示装置の透過領域Tの反射電極1014に凹凸が形成されている。これにより、反射電極1014において反射する光は散乱する。その結果、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置において紙のように見やすい白色光を得ることができる。
The above conventional reflection / transmission liquid crystal display device has a structure in which the directivity of reflected light is reduced (regular reflection is reduced) in order to obtain white light that is easy to see like paper. Specifically, as shown in FIG. 22, irregularities are formed on the
ところが、反射電極1014に凹凸が形成されると、凹凸が形成された部分と平坦な部分との境界において反射電極1014の主面(すなわち、アクティブマトリクス基板1002の主面のうち、液晶層1004に接する主面)の形状が不連続に変化する部分が発生する。このように反射電極1014の主面が不連続に変化すると、かかる箇所において液晶配向乱れが生じてしまう。その結果、反射透過両用型液晶表示装置のコントラストが低下してしまう。
However, when unevenness is formed on the
また、他の要因によって生じたアクティブマトリクス基板1002の主面が不連続に変化する部分およびその近傍領域も、反射透過両用型液晶表示装置のコントラストの低下を引き起こす原因となる。具体的には、反射領域Rと透過領域Tとの境界に設けられた段差では、図22に示すように傾斜した側壁1016aが形成される。このような側壁1016aでは、液晶層1004を透過する光の光路長が乱されてしまう。その結果、反射透過両用型液晶表示装置のコントラストが低下してしまう。
In addition, a portion where the main surface of the
そこで、本発明の目的は、基板主面に発生した不連続に形状が変化する部分の存在を原因として発生するコントラスト低下を抑制することができる反射透過両用型液晶表示装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reflection / transmission type liquid crystal display device capable of suppressing a decrease in contrast caused by the presence of a discontinuously changing shape generated on a main surface of a substrate. .
本発明に係る液晶表示装置では、第1の基板と、前記第1の基板に対向するように配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられる液晶層とを備え、前記第1の基板の前記液晶層側における主面および/または前記第2の基板の当該液晶層側における主面は、主面形状が不連続に変化する部分を含み、前記第2の基板側から前記液晶層に入射する光が、前記主面形状が不連続に変化する部分を通過して前記第1の基板側へ透過することを防止する遮光手段をさらに備えている。
また、本発明に係る液晶表示装置は、前記第2の基板の主面において2次元状に並んだ状態で規定され、当該第1の基板側から前記液晶層に入射する光を当該第1の基板側に反射して映像を表示する複数の反射領域と、前記第2の基板の主面において2次元状に並んだ状態で規定され、前記第2の基板側から前記液晶層に入射する光を当該第1の基板側へ透過して映像を表示する複数の透過領域とをさらに備えていてもよい。
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first substrate, the second substrate disposed so as to face the first substrate, and the first substrate and the second substrate are provided. A main surface on the liquid crystal layer side of the first substrate and / or a main surface on the liquid crystal layer side of the second substrate includes a portion where the main surface shape changes discontinuously. And a light blocking means for preventing light incident on the liquid crystal layer from the second substrate side from passing through the portion where the main surface shape changes discontinuously and transmitting to the first substrate side. ing.
In addition, the liquid crystal display device according to the present invention is defined in a two-dimensional array on the main surface of the second substrate, and transmits light incident on the liquid crystal layer from the first substrate side. Light that is defined in a two-dimensional array on the main surface of the second substrate, and is incident on the liquid crystal layer from the second substrate side, and a plurality of reflection regions that reflect the substrate to display an image And a plurality of transmissive areas for transmitting images to the first substrate side and displaying images.
また、本発明に係る液晶表示装置では、前記主面形状が不連続に変化する部分は、前記反射領域における前記液晶層の層厚が前記透過領域における当該液晶層の層厚よりも小さくなるように、前記第1の基板の当該液晶層側における主面および/または前記第2の基板の前記液晶層側における主面に形成された段差であってもよい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the portion where the main surface shape changes discontinuously is such that the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region is smaller than the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region. In addition, a step formed on the main surface of the first substrate on the liquid crystal layer side and / or the main surface of the second substrate on the liquid crystal layer side may be used.
また、本発明に係る液晶表示装置では、前記第2の基板には、遮光性材料により配線が形成されており、前記遮光手段は、前記第2の基板に形成された前記配線のうち、前記段差近傍に形成された配線であってもよい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, a wiring is formed on the second substrate from a light-shielding material, and the light shielding unit includes the wiring among the wirings formed on the second substrate. The wiring formed in the vicinity of the step may be used.
また、本発明に係る液晶表示装置では、複数の前記透過領域と複数の前記反射領域とは、互いに隣接するもの同士で複数の絵素領域を構成しており、各前記絵素領域に対応するように設けられる複数のスイッチング素子をさらに備え、 前記配線は、各前記スイッチング素子と電気的に接続されていてもよい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the plurality of transmissive regions and the plurality of reflective regions constitute a plurality of pixel regions adjacent to each other, and correspond to each of the pixel regions. A plurality of switching elements may be further provided, and the wiring may be electrically connected to each of the switching elements.
また、本発明に係る液晶表示装置では、前記透過領域と前記反射領域とは、互いに隣接するもの同士で一つの絵素領域を構成しており、前記遮光手段は、前記段差近傍であって、前記第1の基板または前記第2の基板に遮光性材料によって形成された遮光マスクであってもよい。 Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the transmission region and the reflection region constitute one picture element region adjacent to each other, and the light shielding means is in the vicinity of the step, A light shielding mask formed of a light shielding material on the first substrate or the second substrate may be used.
また、本発明に係る液晶表示装置では、前記第2の基板は、前記液晶層側における主面上に、前記透過領域において平坦形状を有し、かつ前記反射領域において凹凸形状を有する層間絶縁膜を含み、前記主面形状が不連続に変化する部分は、前記層間絶縁膜の平坦形状と前記層間絶縁膜の凹凸形状との境界であってもよい。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the second substrate has an interlayer insulating film having a flat shape in the transmissive region and a concavo-convex shape in the reflective region on the main surface on the liquid crystal layer side. The portion where the main surface shape changes discontinuously may be a boundary between the flat shape of the interlayer insulating film and the uneven shape of the interlayer insulating film.
また、本発明に係る液晶表示装置では、前記第2の基板の液晶側における主面上に形成される反射膜をさらに備え、前記主面形状が不連続に変化する部分は、前記第2の基板の液晶側の主面上における前記反射膜の端部であってもよい。 The liquid crystal display device according to the present invention further includes a reflective film formed on the main surface of the second substrate on the liquid crystal side, and the portion where the main surface shape changes discontinuously is the second film. The edge part of the said reflecting film on the main surface by the side of the liquid crystal of a board | substrate may be sufficient.
以上のように、本発明に係る液晶表示装置によれば、主面形状が不連続に変化する部分を光が透過することを防止している。その結果、本発明の液晶表示装置では、従来の液晶表示装置よりもコントラスト特性が向上している。 As described above, according to the liquid crystal display device according to the present invention, light is prevented from passing through the portion where the main surface shape changes discontinuously. As a result, the liquid crystal display device of the present invention has improved contrast characteristics compared to the conventional liquid crystal display device.
以下に、本発明に係る反射透過両用型液晶表示装置の基本構成について説明を行う。まず、本発明に係る反射透過両用型液晶表示装置は、対向基板(第1の基板)と、当該対向基板に対向するように配置されるアクティブマトリクス基板(第2の基板)と、対向基板とアクティブマトリクス基板との間に設けられる液晶層とを備えている。さらに、対向基板の液晶層側における主面および/またはアクティブマトリクス基板の当該液晶層側における主面は、主面形状が不連続に変化する部分を含んでいる。このような主面形状が不連続に変化する部分の存在は、反射透過両用型液晶表示装置における表示のコントラストの低下を招く。そこで、本発明に係る反射透過両用型液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板側から液晶層に入射する光が、主面形状が不連続に変化する部分を通過して対向基板側へ透過することを防止する遮光部を備える。それでは、以下に、本発明に係る液晶表示装置の具体的構成について複数の実施形態に分けて説明を行う。
(第1実施形態)
以下に、本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照しながら説明を行う。ここで、図1は、アクティブマトリクス基板22を垂直上方から見たときの図である。また、図2は、図1に示すアクティブマトリクス基板22に対して対向基板23が貼り合わされた状態の図である。また、図3は、図1および図2中のI−I断面図である。また、図4は、図1および図2中のII−II断面図である。
The basic configuration of the reflection / transmission liquid crystal display device according to the present invention will be described below. First, a reflection / transmission liquid crystal display device according to the present invention includes a counter substrate (first substrate), an active matrix substrate (second substrate) disposed to face the counter substrate, a counter substrate, And a liquid crystal layer provided between the active matrix substrate. Furthermore, the main surface on the liquid crystal layer side of the counter substrate and / or the main surface on the liquid crystal layer side of the active matrix substrate includes a portion where the main surface shape changes discontinuously. The presence of such a portion where the main surface shape changes discontinuously causes a reduction in display contrast in the reflection / transmission liquid crystal display device. Therefore, in the reflection / transmission liquid crystal display device according to the present invention, light incident on the liquid crystal layer from the active matrix substrate side passes through the portion where the main surface shape changes discontinuously and is transmitted to the counter substrate side. A light shielding part is provided for prevention. In the following, a specific configuration of the liquid crystal display device according to the present invention will be described by dividing it into a plurality of embodiments.
(First embodiment)
The liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a view of the active matrix substrate 22 as viewed from vertically above. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the
本実施形態に係る液晶表示装置では、図1に示すような絵素領域がアレイ状(より具体的にはマトリクス状)に配置されている。絵素領域とは、表示の最小単位である絵素に対応する領域であって、R(赤)・G(緑)・B(青)の三種類の色を持つものが存在する。Rの絵素領域、Gの絵素領域およびBの絵素領域の三つの絵素領域は、それぞれ一つずつが組となって1つの画素領域を構成する。 In the liquid crystal display device according to the present embodiment, picture element regions as shown in FIG. 1 are arranged in an array (more specifically, in a matrix). The picture element area is an area corresponding to a picture element which is the minimum unit of display, and there are areas having three colors of R (red), G (green), and B (blue). Each of the three picture element areas of the R picture element area, the G picture element area, and the B picture element area constitutes one pixel area.
また、絵素領域は、図1〜図3に示すように反射領域Rと透過領域Tとを含む。反射領域Rは、図1および図2に示すように、アクティブマトリクス基板22の主面において2次元状(より具体的にはマトリクス状)に並んだ状態で規定され、対向基板23側から液晶層24に入射する光を対向基板23側に反射して映像を表示する。一方、透過領域Tは、図1および図2に示すように、アクティブマトリクス基板22の主面において2次元状(より具体的にはマトリクス状)に並んだ状態で規定され、アクティブマトリクス基板22側から液晶層24に入射する光を当該対向基板23側へ透過して映像を表示する。そして、上述したとおり、透過領域Tと反射領域Rとは、互いに隣接するもの同士で絵素領域を構成する。以下に、絵素領域内の詳細な構成について説明を行う。
The picture element region includes a reflection region R and a transmission region T as shown in FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the reflection region R is defined in a state of being arranged in a two-dimensional shape (more specifically, a matrix shape) on the main surface of the active matrix substrate 22, and the liquid crystal layer from the
本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、図3に示すように、アクティブマトリクス基板22、液晶層24、対向基板23が下から上へと順に積層されている。アクティブマトリクス基板22は、ガラス基板25、ゲート配線26、補助容量配線28、ゲート絶縁膜30、ソース配線33、TFT(Thin Film Transistor)36、保護膜37、層間絶縁膜38、透明電極39および反射電極40を含む。また、TFT36は、絵素領域に映像を表示させるために、各絵素領域に一つずつスイッチング素子として設けられる。当該TFT36は、ゲート電極27、半導体層31、半導体コンタクト層32、ソース電極34およびドレイン電極35を有する。また、対向基板23は、ガラス基板42、着色層43、凸部44および透明電極45を有する。
(アクティブマトリクス基板22の構造について)
まず、アクティブマトリクス基板22の詳細について主に図3を参照しながら説明する。ガラス基板25上の所定領域には、遮光性導電性材料(たとえばTa(タンタル))により、ゲート配線26(図3には不図示)、ゲート電極27、補助容量配線28および補助容量電極29が配置される。ゲート配線26は、図2に示すようにアクティブマトリクス基板22の主面において格子状に配置され、各TFT36(具体的にはゲート電極27)に電気的に接続される。補助容量配線28は、透明電極45と電気的に接続されており、補助容量を形成している。
In the reflection / transmission liquid crystal display device according to this embodiment, as shown in FIG. 3, an active matrix substrate 22, a
(About the structure of the active matrix substrate 22)
First, details of the active matrix substrate 22 will be described with reference mainly to FIG. In a predetermined region on the
ゲート配線26、ゲート電極27、補助容量配線28および補助容量電極29が配置されたガラス基板25の上層には、ガラス基板25全面を覆うようにSiNx(シリコンナイトライド)のゲート絶縁膜30が配置される。さらに、TFT36が形成される領域であって、かつゲート絶縁膜30の上層には、アモルファスSi(シリコン)の半導体層31が配置される。また、半導体層31の上層には、TFT36の拡散領域である半導体コンタクト層32が配置される。ここで、半導体コンタクト層32は、半導体コンタクト層32aおよび32bを含んでいる。半導体コンタクト層32aは、P(リン)がドープされたn+型アモルファスシリコンにより形成され、ソースの役割を果たす。また、半導体コンタクト層32bは、半導体コンタクト層32aに対して離間した状態で、P(リン)がドープされたn+型アモルファスシリコンにより形成され、ドレインの役割を果たす。
A SiNx (silicon nitride)
ソース電極34は、半導体コンタクト層32aの上層に遮光性導電材料(たとえばMo(モリブデン))により形成される。また、ドレイン電極35は、半導体コンタクト層32bの上層に遮光性導電材料(たとえばMo)により形成される。さらに、ゲート絶縁膜30の上層の所定領域には、図4に示すように、TFT36(具体的にはソース電極34)に電気的に接続されたソース配線33が配置される。また、ゲート絶縁膜30、ソース配線33、ソース電極34およびドレイン電極35の上層には、SiNの保護膜37が配置される。なお、保護膜37の所定領域には、ドレインコンタクトホール37aが形成されている。これにより、ドレイン電極35の一部が保護膜37から露出している。
The
層間絶縁膜38は、有機樹脂により形成され、アクティブマトリクス基板22の一部を構成する。当該層間絶縁膜38は、保護膜37の上層に当該保護膜37を覆うように配置される。層間絶縁膜38の主面は、透過領域Tにおいて平坦形状を有し、かつ反射領域Rにおいて凹凸形状を有する。層間絶縁膜38の主面がこのような形状を有することにより、透過領域Tの平坦形状と反射領域Rの凹凸形状との境界近傍において、アクティブマトリクス基板22の主面(以下、アクティブマトリクス基板22の主面とは、液晶層24に接している面を示す。)形状が不連続に変化する部分(すなわち、境界部38a〜38d)が発生する。なお、当該主面形状が不連続に変化する部分(すなわち、境界部38a〜38d)は、図1において反射領域Rの外縁近傍において実線で示すような四角形を形成している(なお、図1および図2では、主面形状が不連続に変化する部分が実線で示され、その他の部分については点線で示されている。)。かかる境界部38a〜38dを光が通過することにより、反射透過両用型液晶表示装置のコントラスト低下が発生する。そのため、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、かかる部分を光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
The
また、ドレインコンタクトホール37aが形成された領域の上層には、層間絶縁膜38を貫通するドレインコンタクトホール38eが開口されている。
In addition, a
さらに、層間絶縁膜38の上層には、当該層間絶縁膜38の主面形状に倣った状態で透明電極39が配置される。当該透明電極39は、光を透過し、電圧が印加されることにより電界を生じて液晶層24の液晶分子の配向を変化させる役割を果たす。当該透明電極39は、光透過性導電材料(例えば、ITO(In−Sn−O)により作成される。なお、透明電極39は、図1および図2の実線部分に示すように、絵素領域の外縁近傍において、 四辺の端部39a〜39dを有する。このような端部39a〜39dは、アクティブマトリクス基板22の主面形状が不連続に変化する部分である(具体的には、図3の端部39aおよび図4の端部39bを参照)。したがって、かかる部分を光が通過することにより、反射透過両用方液晶表示装置のコントラスト低下が発生する。そこで、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、かかる部分を光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
Further, a
反射領域Rであって、かつ透明電極39の上層には、図3に示すように、透明電極39(すなわち、層間絶縁膜38)の主面形状に倣った状態で導電性反射性材料(例えば、Al/Mo)により膜状の反射電極40が配置される。当該反射電極40は、アクティブマトリクス基板22の一部を構成し、対向基板23側から液晶層24に入射してきた光を対向基板23側へと反射する。なお、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、紙のように見やすい白色光を得るために反射光の指向性を低減(正反射を低減)する構造がとられている。具体的には、図3に示すように反射透過両用型液晶表示装置の反射領域Rの反射電極40に凹凸が形成されている。これにより、反射電極40において反射する光は散乱する。その結果、上記従来の反射透過両用型液晶表示装置21において紙のように見やすい白色光を得ることができる。
As shown in FIG. 3, the reflective region R and the upper layer of the
また、反射電極40は、図1および図2に示すように、反射領域Rの外縁近傍において端部40a〜40dを有する。このような端部40a〜40dは、アクティブマトリクス基板38の主面形状が不連続に変化する部分である(具体的には、図3の端部40aおよび40cを参照)。すなわち、かかる部分を光が通過することにより、反射透過両用型液晶表示装置のコントラスト低下が発生する。そこで、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、かかる部分を光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。以上でアクティブマトリクス基板22の説明を終了する。
(対向基板23の構造について)
次に、対向基板23の詳細について主に図3を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、対向基板23は、図3中の上層側から下層側へと順に説明する。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
(Regarding the structure of the counter substrate 23)
Next, details of the
ガラス基板42の主面上には、着色層43が配置される。着色層43は、カラーフィルタの役割を果たし、対向基板23の一部を構成する。着色層43が形成されたガラス基板42の主面上の所定領域には、ガラス基板42の主面に対して垂直方向に突出する凸部44が設けられる。なお、当該凸部44は、アクリル樹脂などの有機樹脂からなる絶縁性材料により形成され、透明である。以下に、当該凸部44について詳しく説明する。
A
上記凸部44は、反射領域Rにおける液晶層24の層厚が透過領域Tにおける当該液晶層24の層厚よりも小さくなるように、対向基板23の主面に形成されるものである。具体的には、凸部44は、反射領域Rにおける液晶層24の厚さを透過領域Tにおける液晶層24の厚さの略1/2にしている。これにより、透過領域Tにおいてバックライトから出力された光の液晶層24における光路長と反射領域Rにおいて反射電極40で反射される光の液晶層24における光路長とを等しくしている。
The
ここで、上記凸部44が設けられると、図3に示すように、凸部44の端において段差が発生する。このような段差は、対向基板23の主面(以下、対向基板23の主面とは、液晶層24に接している面を示す。)形状が不連続に変化する部分となる。かかる部分を光が通過することにより、反射透過両用型液晶表示装置のコントラストが低下する。また、図3に示すように、段差では側壁44aおよび44bが存在する。このような側壁44aおよび44bは、図2に示すように、水平方向に長い長方形を有する(なお、図2中では、図2の横方向に伸びる部分だけ示されており、図2の縦方向に伸びる部分は図示されていない)。側壁44aおよび44bは液晶層24の層厚を変化させてしまう。そのため、当該側壁44aおよび44bを光が通過した場合、反射透過両用型液晶表示装置21のコントラストの低下が生じる。そこで、本実施形態に係る反射透過両用型の液晶表示装置21では、凸部44の側壁44a、44bを光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
Here, when the
着色層43および凸部44の主面上には、透明電極45が配置される。透明電極45は、光を透過し、電圧が印加されることにより電界を生じて液晶層24の液晶分子の配向を変化させる役割を果たす。当該透明電極45は、光透過性導電材料(例えば、ITO(In−Sn−O)により作成される。以上で対向基板23の説明を終了する。なお、以上のように説明したアクティブマトリクス基板22と対向基板23とは、液晶層24を挟むように配置される。
(遮光部について)
次に、本実施形態に係る液晶表示装置21の遮光部について詳しく説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の遮光部は、アクティブマトリクス基板22側から液晶層24に入射する光が、主面形状が不連続に変化する部分を通過して対向基板23側へ透過することを防止するものである。本実施形態では、遮光部としてアクティブマトリクス基板22の主面に形成された配線が用いられている。具体的には、ゲート配線26、補助容量配線28およびソース配線33が、遮光部の役割を果たしている。以下に、本実施形態に係る遮光部(ゲート配線26、補助容量配線28およびソース配線33)と、主面形状が不連続に変化する部分(境界部38a〜38d、端部39a〜39d、端部40a〜40dおよび段差(側壁44a、44b)との位置関係について説明する。なお、図5は、図1および図2の楕円部分(A)の拡大図である。図6は、図1および図2の楕円部分(B)の拡大図である。図7は、図1および図2の楕円部分(C)の拡大図である。図8は、図1および図2の楕円部分(D)の拡大図である。図9は、図1および図2の楕円部分(E)の拡大図である。
A
(About shading part)
Next, the light shielding part of the liquid crystal display device 21 according to the present embodiment will be described in detail. In the light shielding portion of the liquid crystal display device according to the present embodiment, light incident on the
ゲート配線26、補助容量配線28およびソース配線33は主面形状が不連続に変化する部分に設けられる。具体的には、図1および図2に示すように、ゲート配線26は、アクティブマトリクス基板22の主面を上方から見たときに、凹凸部と平坦部との境界部38a、透明電極39の端部39aおよび39c、反射電極40の端部40a、段差ならびに段差の側壁44aの直下に配置される。すなわち、反射電極40の端部40aは、図5に示すように、当該ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の長辺から1μmだけ離れた位置に存在する。また、凹凸部と平坦部との境界部38aおよび側壁44aは、図5に示すように、当該ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の長辺から2μmだけ離れた位置に存在する。透明電極39の端部39aは、図5に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の長辺から3μmだけ離れた位置に存在する。また、透明電極39の端部39cは、図7に示すように、透過領域T側に設けられたゲート配線26と重なる位置であって、当該ゲート配線26の絵素領域の中心側の長辺から3μmだけ離れた位置に存在する。
The
また、ソース配線33は、アクティブマトリクス基板22の主面を上方から見たときに、凹凸部と平坦部との境界部38b、凹凸部と平坦部との境界部38d、透明電極39の端部39b、透明電極39の端部39d、反射電極40の端部40b、反射電極40の端部40dの直下に配置される。具体的には、反射電極40の端部40bは、図6に示すように、当該ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の長辺から1μmだけ離れた位置に存在する。また、凹凸部と平坦部との境界部38bは、図6に示すように、当該ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の長辺から2μmだけ離れた位置に存在する。また、透明電極39の端部39bは、図6に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の長辺から3μmだけ離れた位置に存在する。また、反射電極40の端部40dは、図8に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の長辺から1μmだけ離れた位置に存在する。また、凹凸部38fと平坦部38gとの境界部38dは、図8に示すように、当該ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。また、透明電極39の端部39dは、図8に示すように、当該ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の長辺から3μmだけ離れた位置に存在する。
Further, the
また、図1および図2に示すように、補助容量配線28は、アクティブマトリクス基板22の主面を上方から見たときに、凹凸部38fと平坦部38gとの境界部38c、反射電極40の端部40c、凸部44の側壁44bの直下に配置される。具体的には、凹凸部38fと平坦部38gとの境界部38cおよび側壁44bは、図9に示すように、補助容量配線28と重なる位置であって、補助容量配線28の透過領域T側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。また、反射電極40の端部40cは、補助容量配線28と重なる位置であって、補助容量配線28の透過領域T側の端縁から3μmだけ離れた位置に存在する。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
以上のような位置関係が成立することにより、反射電極40の面積は、凹凸部38fよりも小さくなる。また、反射電極40の端部40a〜40dの外縁全周が凹凸部38f内に収まるように、すなわち、反射電極40が凹凸部38fに包括されるように配置されるようになる。
When the positional relationship as described above is established, the area of the
また、透明電極39の面積は、凹凸部38fよりも大きくなる。また、凹凸部38fの外縁全周が透明電極39内に収まるように、すなわち、凹凸部38fが透明電極39に包括されるように配置されるようになる。このように、透明電極39が凹凸部38fを超えて平坦部38gまで延在させることでパターニング性が良好になると共に、透明電極39が剥がれにくくなる。以上で遮光部に関する説明を終了する。
In addition, the area of the
以上のように、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置によれば、主面形状が不連続に変化する部分を通過する光が透過することを防止している。その結果、本発明の反射透過両用型液晶表示装置では、従来の反射透過両用型液晶表示装置よりもコントラスト特性が向上している。 As described above, according to the reflection / transmission liquid crystal display device according to the present embodiment, it is possible to prevent light passing through a portion where the main surface shape changes discontinuously. As a result, in the reflection / transmission liquid crystal display device of the present invention, the contrast characteristics are improved as compared with the conventional reflection / transmission liquid crystal display device.
また、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置は、外部から入射してくる光を装置内で反射して映像を表示する反射領域Rと、装置内のバックライトにおいて発生した光を、液晶層を透過させて映像を表示する透過領域Tとを備えている。このような本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置は、屋内では反射領域Rと透過領域Tとを用いて映像を表示でき、屋外では反射領域Rのみを用いて映像を表示できる。その結果、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、屋内および屋外のいずれにおいても明るい表示を得ることが可能となる。また、当該反射透過両用型液晶表示装置が屋外で使用される場合には、バックライトが使用されないので、消費電力を低減することが可能となる。 Further, the reflection / transmission liquid crystal display device according to the present embodiment reflects light incident from the outside in the device to display an image and light generated in the backlight in the device, And a transmissive region T for displaying an image through the liquid crystal layer. Such a reflection / transmission liquid crystal display device according to this embodiment can display an image using the reflection region R and the transmission region T indoors and can display an image using only the reflection region R outdoors. As a result, the reflective / transmissive liquid crystal display device according to the present embodiment can obtain a bright display both indoors and outdoors. Further, when the reflection / transmission liquid crystal display device is used outdoors, the backlight is not used, so that power consumption can be reduced.
なお、本実施形態では、主面形状が不連続に変化する部分を光が透過することを防止するために、ゲート配線26、ソース配線33および補助容量配線28を遮光部として用いているが、遮光部として用いるものはこれに限らない。当該遮光部としては、たとえば、ゲート電極27やソース電極34や補助容量電極35等が用いられてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、凸部44は対向基板23に形成されているが、当該凸部44はアクティブマトリクス基板22側に形成されていてもよい。
(製造方法について)
最後に、上記本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法について図1〜図3を用いて説明を行う。
In the present embodiment, the
(About manufacturing method)
Finally, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、アクティブマトリクス基板22の製造方法について説明する。最初に、ガラス基板25の上にTaからなる導電性の薄膜を膜厚200nmで形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、導電性の薄膜をパターニングしてゲート配線26、ゲート電極27、補助容量配線28および補助容量電極29を形成する。ここで、ゲート配線26の線幅は15μmである。補助容量配線28の線幅は10μmである。なお、ガラス基板25は他の透明な絶縁性材料でもよい。ゲート材料等についてもAl(アルミニウム)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Cu(鋼)、Ti(チタン)等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。また、ゲート材料等は、複数種類の材料からなる積層膜であってもよい。
First, a method for manufacturing the active matrix substrate 22 will be described. First, a conductive thin film made of Ta is formed on the
次に、ゲート絶縁膜30として膜厚400nmのSiNxの薄膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜する。次に、半導体層31としてアモルファスSiの膜厚100nmの薄膜をCVD法により成膜する。次に、半導体コンタクト層32としてPをドープしたn+型アモルファスSiの膜厚40nmの薄膜をCVD法により成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術によるパターニング処理が施されて、それぞれが所定の形状を有する半導体層31ならびに半導体コンタクト層32aおよび32bが形成される。
Next, a SiNx thin film having a thickness of 400 nm is formed as the
次に、Moからなる膜厚150nmの導電膜を成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該導電膜をパターニングしてソース配線33、ソース電極34およびドレイン電極35を形成する。ここで、ソース配線33の線幅は15μmとしている。なお、本実施形態では導電膜としてMoを用いるがAl、Cr、Ta、W、Cu、Ti等の導電性を有する他の材料を用いてもよい。また、導電膜は、複数種類の材料からなる積層膜であってもよい。
Next, a 150 nm thick conductive film made of Mo is formed. Thereafter, the conductive film is patterned using a photolithography technique to form the
次に、ソース電極34およびドレイン電極35をマスクとして半導体コンタクト層32の一部をエッチング処理により除去する。これにより、半導体コンタクト層32が、ソース側の半導体コンタクト層32aとドレイン側の半導体コンタクト層32bとに分離され、TFT36が形成される。
Next, a part of the
次に、SiNの膜厚200nmの薄膜を保護膜37として成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を施して保護膜37の所定部分を除去してドレインコンタクトホール37aを形成する。
Next, a thin film of SiN having a thickness of 200 nm is formed as the
次に、有機樹脂の膜厚3000nmの膜を層間絶縁膜38として成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を施してドレインコンタクトホール38e等の層間絶縁膜38の不要部分を除去する。このとき、反射層となる反射電極40を形成する部分の層間絶縁膜38に外部からの入射光を散乱させるための凹凸部38fを形成する。なお、凹凸部38fの高さは1000nmとしている。また、本実施形態では層間絶縁膜38に有機樹脂膜を用いたが、層間絶縁膜38は複数種類の材料からなる積層膜であってもよい。
Next, an organic resin film having a thickness of 3000 nm is formed as an
次に、ITO等の膜厚100nmの透明導電膜を成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を用いて当該透明導電膜をパターニングし透明電極39を形成する。なお、本実施形態では透明電極39にITO(In−Sn−O)が用いられているが、透明電極39にはIZO(In−Zn−O)等の導電性を有する他の材料が用いられてもよい。また、当該材料は、複数種類の材料からなる積層膜であってもよい。
Next, a 100 nm-thick transparent conductive film such as ITO is formed. Thereafter, the transparent conductive film is patterned using a photolithography technique to form the
次に、透明電極39の上面に導電性の反射材料を成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術によって当該反射材料をパターニングして反射電極40を形成する。反射電極40としては、Al/Moの積層膜が用いられる。具体的には、膜厚が100nmのAl薄膜と膜厚が50nmのMo薄膜が用いられる。なお、反射電極40としては、Al、Ag等の導電性を有する他の材料が用いられてもよいし、導電性を有しない反射材が用いられてもよい。以上の工程により本実施形態のアクティブマトリクス基板22が完成する。
Next, a conductive reflective material is formed on the upper surface of the
次に、対向基板23の製造方法について説明する。まず、ガラス基板42の上にカラーフィルタとなる着色層43を形成する。次に、着色層43の所定位置にアクリル樹脂等の有機樹脂膜からなる絶縁膜を凸部44として形成する。当該凸部44は透明である。なお、ガラス基板42は、ガラス以外の透明な絶縁性材料であってもよい。また、本実施形態では凸部44に有機樹脂膜が用いられているが、当該凸部44の材質はこれに限らない。また、当該凸部44は、複数種類の透明材料からなる積層膜であってもよい。
Next, a method for manufacturing the
次に、ITO等により膜厚100nmの透明導電膜を透明電極45として成膜する。なお、本実施形態では透明導電膜には、ITO(In−Sn−O)が用いられているが、IZO(In−Zn−O)等の導電性を有する他の透明材料が用いられてもよい。また、当該透明導電膜は、複数種類の材料からなる積層膜であってもよい。以上の工程により本実施形態の対向基板23が完成する。
Next, a transparent conductive film having a thickness of 100 nm is formed as a
最後に、凸部44が反射電極40と対向するように、アクティブマトリクス基板22と対向基板23とが液晶層24を介して貼り合わされる。以上の工程により本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置21が完成する。
(第2実施形態)
以下に、図面を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る反射透過両用型駅書言う表示装置について説明する。図10および図11は、本発明の第2実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置を示した図である。具体的には、図10は、アクティブマトリクス基板22に対して対向基板48を貼り合わせた状態で垂直上方から見たときの図である。図11は、図10のI−I断面図である。本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、対向基板48に遮光マスクとなるブラックマスク47が設けられている。
Finally, the active matrix substrate 22 and the
(Second Embodiment)
Hereinafter, a display device referred to as a reflection / transmission type station writing according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 10 and 11 are views showing a reflection / transmission liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 10 is a view of the active matrix substrate 22 as viewed from above in a state where the
対向基板48には、ガラス基板42の主面上にカラーフィルタの役目を果たす着色層43が配置されていると共に、着色層43と同層にブラックマスク47が形成されている。ブラックマスク47は、凸部44の側壁44a、44b、透明電極39の端部39a〜39d、反射電極40の端部40a〜40dおよび層間絶縁膜38の平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38a〜38dの直上に配置されている。すなわち、図10の斜線部分で表したように、ブラックマスク47は平面視でマトリクス状に形成されている。
In the
上記構成とすれば、液晶配向乱れや光路長乱れを引き起こす不連続に変化する部分(凸部44の側壁44a、44b、透明電極39の端部39a〜39d、反射電極40の端部40a〜40dおよび平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38a〜38d)をブラックマスク47で確実に隠すことができ、コントラスト特性を向上させることができる。なお、ブラックマスク47は必ずしも図10のようなマトリクス状に形成する必要はなく、遮光を施したい部位に対して部分的に形成してもよい。また、他の構成は第1実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。
(第3実施形態)
以下に、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置について説明する。図12は本発明の第3実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置を示した図である。本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置では、対向基板53において隣り合う異色の着色層50、51の端部同士を意図的に重ね、混色により略黒色化された色重ねブラックマスク52を形成して遮光マスクとしている。詳しくは、対向基板53には、ガラス基板42の主面上にカラーフィルタの役目を果たす着色層50、51が配置されており、隣接する絵素間の着色層50、51が互いに異色となっている。たとえば、着色層50の色と着色層51の色とは、R(赤)G(緑)B(青)から選ばれる。この着色層50と着色層51との端部がオーバーラップして重ねられ、混色と層厚増加による色濃度の増加で略黒色化された色重ねブラックマスク52が形成されている。
With the above configuration, discontinuously changing portions that cause liquid crystal alignment disturbance and optical path length disturbance (the
(Third embodiment)
Hereinafter, a reflective / transmissive liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a view showing a reflection / transmission liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. In the reflection / transmission liquid crystal display device according to this embodiment, the end portions of the different
色重ねブラックマスク52は、凸部44の側壁44a、透明電極39の端部39a、反射電極40の端部40aおよび層間絶縁膜38の平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38aの直上に配置されている。なお、図示はしないが他の絵素間の境界でも、同様にして、透明電極39の端部39b〜39d、反射電極40の端部40bおよび40dならびに層間絶縁膜38の平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38bおよび38dを色重ねブラックマスク52で隠すようにすると好適である。
The color overlapping
また、着色層50および51と同層にブラックマスク47が形成されている。ブラックマスク47は、凸部44の側壁44b、反射電極40の端部40cおよび層間絶縁膜38の平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38cの直上に配置されている。すなわち、透過領域Tと反射領域Rとの境界部分のように異色の着色層を重ねることができない位置ではブラックマスク47が形成されている。
A
上記構成とすると、液晶配向乱れや光路長乱れを引き起こす不連続に変化する部分(凸部44の側壁44aおよび44b、透明電極39の端部39a〜39d、反射電極40の端部40a〜40dならびに層間絶縁膜38の平坦部38gと凹凸部38fとの境界部38a〜38d)を色重ねブラックマスク52およびブラックマスク47で隠して遮光することができ、コントラスト特性を向上させることができる。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。
(第4実施形態)
以下に、図13を参照しながら本発明の第4の実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置について説明する。図13は、本発明の第4実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置を示下図である。なお、本実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置と第1実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置との相違点は、マルチギャップ構造を提供する対向基板側の凸部144が平面視で四角形状として1絵素毎に形成されている点である。
With the above configuration, discontinuously changing portions that cause liquid crystal alignment disturbance and optical path length disturbance (
(Fourth embodiment)
The reflection / transmission liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 13 is a bottom view showing a reflective / transmissive liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. The difference between the reflection / transmission liquid crystal display device according to the present embodiment and the reflection / transmission liquid crystal display device according to the first embodiment is that the
凸部144の四辺の側壁144a〜144dのうち、ソース配線33と平行な側壁144bおよび144dは、図13に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。
Among the four
側壁144aは、第1実施形態と同様に、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。側壁144cは、第1実施形態と同様に、補助容量配線28と重なる位置であって、補助容量配線28の透過領域T側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため同一符号を付して説明を省略する。また、本実施形態においても、第2、第3実施形態のようにブラックマスクや色重ねブラックマスクを用いて遮光する構造を採用しても良いことは言うまでもない。
(第5実施形態)
以下に、本発明の第5の実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置について図面を参照しながら説明する。図14乃至図21は、第5実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置を示した図である。具体的には、図14は、アクティブマトリクス基板61を主面の垂直上方から見たときの図である。図15は、図14中のI−I断面図である。図16は、図14中のII−II断面図である。なお、第1実施形態と同一の構成には同一符号を付している。
As in the first embodiment, the
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a reflective / transmissive liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 14 to 21 are diagrams showing a reflection / transmission liquid crystal display device according to a fifth embodiment. Specifically, FIG. 14 is a view when the
本実施形態に係る反射透過両用型の液晶表示装置60には、マルチギャップ構造を提供する凸部64がアクティブマトリクス基板61側に設けられている。アクティブマトリクス基板61は、ガラス基板25、ゲート配線26、補助容量配線28、ゲート絶縁膜30、ソース配線33、TFT36、保護膜37、層間絶縁膜64、透明電極65および反射電極66を有する。また、対向基板62は、ガラス基板42、着色層43および透明電極67を有する。
(アクティブマトリクス基板61の構造について)
アクティブマトリクス基板61は、下層から順に、ガラス基板25、ゲート配線26、補助容量配線28、ゲート絶縁膜30、ソース配線33、TFT36および保護膜37が形成されている。当該アクティブマトリクス基板61の構成は、第1実施形態のアクティブマトリクス基板22と同様である。層間絶縁膜64は、有機樹脂により保護膜37の上層に形成され、アクティブマトリクス基板61の一部を構成する。層間絶縁膜64は、少なくとも反射領域Rにおいて形成されているが透過領域Tには形成されていない。これにより、層間絶縁膜64は、反射領域Rにおける液晶層63の層厚が透過領域Tにおける液晶層63の層厚よりも小さくなるように凸部64の役目を兼用する(以下、64は層間絶縁膜または凸部と称することにする。)。具体的には、凸部64は、反射領域Rにおける液晶層63の厚さを透過領域Tにおける液晶層63の厚さの略1/2にしている。これにより、透過領域Tにおいてバックライトから出力された光の液晶層63における光路長と反射領域Rにおいて反射電極66で反射される光の液晶層63における光路長とを実質的に同一としている。すなわち、凸部64のない透過領域Tでは透過領域開口Hが形成されてマルチギャップ構造が提供される。なお、ドレインコンタクトホール37aが形成された領域の上層には、層間絶縁膜64を貫通するドレインコンタクトホール64eが開口されている。
In the reflection / transmission liquid
(About the structure of the active matrix substrate 61)
In the
層間絶縁膜64の主面には、反射領域Rにおいては凹凸部64fが形成され、その他の部分は平坦部64gとしている。したがって、層間絶縁膜64の平坦部64gと凹凸部64fとの境界において、アクティブマトリクス基板61の主面の不連続に変化する部分(すなわち、境界部64a〜64dおよび64l〜64p)が発生する。なお、境界部64a〜64dは、図14において絵素領域の外縁近傍において実線で示すような長方形を形成している。境界部64l〜64pは、図14において透過領域Tの外縁近傍において実線で示すような略正方形を形成している。これら不連続に変化する部分を光が通過することにより、液晶表示装置60のコントラスト低下が発生する。そこで、本実施形態に係る液晶表示装置60では、境界部64a〜64dおよび64l〜64pを光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
On the main surface of the
また、凸部(層間絶縁膜)64には透過領域開口Hを包囲するように側壁64h〜64kが形成されている。この側壁64h〜64kにより、アクティブマトリクス基板61の主面上に不連続に変化する部分が生じる(具体的には、図15の側壁64hを参照)。側壁64h〜64kは製造上の理由から傾斜しており、液晶層63の層厚を連続的に変化させてしまう。そのため、側壁64h〜64kを光が通過した場合、液晶表示装置60のコントラストの低下が生じる。そこで、本実施形態に係る液晶表示装置60では、側壁64h〜64kを光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
Further,
透過領域Tの保護膜37および反射領域Rの層間絶縁膜64を連続的に覆うように主面形状に倣った状態で透明電極65が配置されている。透明電極65は、図14の実線部分に示すように、絵素領域の外縁近傍において四辺の端部65a〜65dを有する。このような端部65a〜65dは、アクティブマトリクス基板61の主面形状が不連続に変化する部分となっている。(具体的には、図15の端部65aおよび図16の端部65bを参照)。この段差部を光が通過することにより、液晶表示装置60のコントラスト低下が発生する。そこで、本実施形態に係る液晶表示装置60では、端部65a〜65dを光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
The
反射領域Rにおける透明電極65の上層には、図15に示すように、透明電極65(すなわち、層間絶縁膜64)の主面形状に倣った状態で導電性反射材料(例えば、Al/Mo)により反射電極(反射膜)66が配置されている。反射電極66は、図14に示すように、絵素領域の外縁近傍において長方形状の外端部66a〜66dを有すると共に、透過領域Tの外縁近傍において正方形状の内端部66e〜66hを有している。すなわち、4辺の外端部66a〜66dを外縁とする反射電極66は、4辺の内端部66e〜66hからなる開口を穿設した形状としている。
As shown in FIG. 15, a conductive reflective material (for example, Al / Mo) is formed on the upper layer of the
このような外端部66a〜66dおよび内端部66e〜66hは、アクティブマトリクス基板61の主面形状が不連続に変化する部分となっている(具体的には、図15の外端部66aおよび内端部66e、図16の外端部66bを参照)。これら不連続に変化する部分を光が通過することにより、液晶表示装置60のコントラスト低下が発生する。そこで、本実施形態に係る液晶表示装置60では、外端部66a〜66dおよび内端部66e〜66hを光が通過しないように遮光部が設けられている。なお、遮光部の詳細については後述する。
(対向基板62の構造について)
対向基板62は、ガラス基板42の主面上にカラーフィルタの役目を果たす着色層43を配置している。着色層43の主面上には、透明電極67が配置される。透明電極67は、光を透過し、電圧が印加されることにより電界を生じて液晶層63の液晶分子の配向を変化させる役割を果たす。透明電極67は、光透過性導電材料(例えば、ITO(Indium Tin Oxide))により作成される。
(遮光部について)
本実施形態に係る液晶表示装置60の遮光部は、アクティブマトリクス基板61側あるいは対向基板62側から液晶層63に入射する光が、主面上の不連続に変化する部分を通過して対向基板63側へ出光することを防止するものである。本実施形態では、アクティブマトリクス基板61の主面に形成された配線であるゲート配線26、補助容量配線28およびソース配線33が、遮光部の役割を果たしている。
Such
(Regarding the structure of the counter substrate 62)
In the
(About shading part)
The light-shielding portion of the liquid
以下に、本実施形態に係る遮光部(ゲート配線26、補助容量配線28およびソース配線33)と、主面上の不連続に変化する部分(境界部64a〜64dおよび64l〜64p、側壁64h〜64k、端部65a〜65d、外端部66a〜66dならびに内端部66e〜66h)との位置関係について説明する。なお、図17は、図14の楕円部分(A)の拡大図である。図18は、図14の楕円部分(B)の拡大図である。図19は、図14の楕円部分(C)の拡大図である。図20は、図14の楕円部分(D)の拡大図である。図21は、図14の楕円部分(E)の拡大図である。
Hereinafter, the light-shielding portion (
ゲート配線26、ソース配線33および補助容量配線28は主面の不連続に変化する部分に設けられる。具体的には、図14に示すように、ゲート配線26は、アクティブマトリクス基板61の主面を上方から見たときに、凹凸部64fと平坦部64gとの境界部64aおよび64c、透明電極65の端部65aおよび65c、反射電極66の外端部66aおよび66cならびに内端部66gおよび凸部64の側壁64jの直下に配置される。すなわち、反射電極66の外端部66aは、図17に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から1μmだけ離れた位置に存在する。また、境界部64aは、図17に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。透明電極65の端部65aは、図17に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から3μmだけ離れた位置に存在する。
The
また、側壁64jおよび境界部64nは、図19に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から1μmだけ離れた位置に存在する。反射電極66の内端部66gは、図19に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。反射電極66の外端部66cは、図19に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から3μmだけ離れた位置に存在する。境界部64cは、図19に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から4μmだけ離れた位置に存在する。透明電極65の端部65cは、図19に示すように、ゲート配線26と重なる位置であって、ゲート配線26の絵素領域の中心側の端縁から5μmだけ離れた位置に存在する。
Further, as shown in FIG. 19, the
次に、ソース配線33は、図14に示すように、アクティブマトリクス基板61の主面を上方から見たときに、凹凸部64fと平坦部64gとの境界部64b、64d、64mおよび64p、透明電極65の端部65bおよび65d、反射電極66の外端部66b、66dおよび内端部66fおよび66hならびに凸部64の側壁64iおよび64kの直下に配置される。具体的には、端部64mおよび64pならびに側壁64iおよび64kは、図18および図20に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から1μmだけ離れた位置に存在する。また、反射電極66の内端部66fおよび66hは、図18および図20に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。また、反射電極66の外端部66bおよび66dは、図18および図20に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から3μmだけ離れた位置に存在する。また、境界部64bおよび64dは、図18および図20に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から4μmだけ離れた位置に存在する。また、透明電極65の端部65bおよび65dは、図18および図20に示すように、ソース配線33と重なる位置であって、ソース配線33の絵素領域の中心側の端縁から5μmだけ離れた位置に存在する。
Next, as shown in FIG. 14, when the main surface of the
また、補助容量配線28は、図14に示すように、アクティブマトリクス基板61の主面を上方から見たときに、凹凸部64fと平坦部64gとの境界部64l、反射電極64の内端部66eおよび凸部64の側壁64hの直下に配置される。具体的には、凹凸部64fと平坦部64gとの境界部64lおよび側壁64hは、図21に示すように、補助容量配線28と重なる位置であって、補助容量配線28の透過領域T側の端縁から1μmだけ離れた位置に存在する。また、反射電極66の端部66eは、補助容量配線28と重なる位置であって、補助容量配線28の透過領域T側の端縁から2μmだけ離れた位置に存在する。
Further, as shown in FIG. 14, the
以上のような位置関係が成立することにより、反射電極66の面積は凹凸部64fよりも小さくなり、反射電極66が凹凸部64f内に収まるように配置される。すなわち、反射電極66が凹凸部64fに包括されるように配置されるようになる。こうすると、反射電極66の外端部66a〜66dおよび内端部66e〜66hが平坦部64gに載らないので、平坦部64gで段差部が発生せず、液晶層63の配向乱れを抑制することができる。
When the positional relationship as described above is established, the area of the
以上のように、本実施形態に係る反射透過両用型の液晶表示装置60によれば、主面形状が不連続に変化する部分を通過する光が観測者側から視認されないように遮光しているので、従来の反射透過両用型液晶表示装置よりもコントラスト特性が向上する。
(製造方法について)
本実施形態に係る液晶表示装置60の製造方法について図14および図15を用いて説明を行う。
As described above, according to the reflection / transmission liquid
(About manufacturing method)
A method for manufacturing the liquid
まず、アクティブマトリクス基板22の製造方法について説明する。下層から順に、ガラス基板25、ゲート配線26、補助容量配線28、ゲート絶縁膜30、ソース配線33、TFT36および保護膜37までの製造手順は、第1実施形態における製造方法と同様である。
First, a method for manufacturing the active matrix substrate 22 will be described. The manufacturing procedure from the lower layer to the
次に、保護膜37の上に有機樹脂の膜厚3000nmの膜を層間絶縁膜64として成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を用いて透過領域開口Hなどの層間絶縁膜38の不要部分を除去する。つまり、透過領域開口Hを設けることでマルチギャップ構造を提供する凸部64を形成する(以下、64は層間絶縁膜または凸部と称する)。このとき、反射電極66を形成する部分の層間絶縁膜64に外部からの入射光を散乱させるための凹凸部64fを形成する。なお、凹凸部64fの高さは1000nmとしている。
Next, an organic resin film having a thickness of 3000 nm is formed as an
次に、保護膜37と凸部64とに跨って覆うようにITO等の膜厚100nmの透明導電膜を成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を用いてこの透明導電膜をパターニングし透明電極65を形成する。
Next, a 100 nm-thick transparent conductive film such as ITO is formed so as to cover the
次に、透明電極65の上面にAl/Mo等の導電性の反射材料を成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術によって当該反射材料をパターニングして反射電極66を形成する。以上の工程により本実施形態のアクティブマトリクス基板61が完成する。
Next, a conductive reflective material such as Al / Mo is formed on the upper surface of the
次に、対向基板62の製造方法について説明する。対向基板62は、ガラス基板42の上にカラーフィルタとなる着色層43を形成し、ITO等により膜厚100nmの透明導電膜を透明電極45として成膜することで製造される。
Next, a method for manufacturing the
最後に、アクティブマトリクス基板61と対向基板62とが液晶層63を挟むように貼り合わされる。以上の工程により本実施形態に係る反射透過両用型の液晶表示装置60が完成する。
Finally, the
なお、凸部64をアクティブマトリクス基板61側に設けた本実施形態においても、第2、第3実施形態のようにブラックマスクあるいは/および色重ねブラックマスクを用いて遮光する構造を採用しても良いことは言うまでもない。
なお、第1から第5の実施形態に係る反射透過両用型液晶表示装置において、主面形状が不連続に変化する部分は、凹凸部や平坦部において加工精度の理由により発生する不連続に変化する部分等を除く。すなわち、当該主面形状が不連続に変化する部分は、第1から第5の実施形態に示すように、透過領域Tや反射領域Rの外周近傍に発生するものを指す。
Even in the present embodiment in which the
In the reflection / transmission liquid crystal display devices according to the first to fifth embodiments, the portion where the main surface shape changes discontinuously changes discontinuously due to processing accuracy in the uneven portion or the flat portion. Excluding parts to be used. That is, the portion where the main surface shape changes discontinuously indicates that which occurs in the vicinity of the outer periphery of the transmission region T or the reflection region R as shown in the first to fifth embodiments.
本発明は、液晶配向乱れ等に起因するコントラスト低下を防止することを目的としており、反射透過両用型液晶表示装置として有用である。 The present invention aims to prevent a decrease in contrast caused by liquid crystal alignment disorder and the like, and is useful as a reflection / transmission liquid crystal display device.
21、60 液晶表示装置
22 アクティブマトリクス基板
23 対向基板
24 液晶層
25、42 ガラス基板
26 ゲート配線
27 ゲート電極
28 補助容量配線
29 補助容量電極
30 ゲート絶縁膜
31 半導体層
32 半導体コンタクト層
33 ソース配線
34 ソース電極
35 ドレイン電極
36 TFT
37 保護膜
38 層間絶縁膜
38a〜38d、64a〜64d、64l〜64p 境界部
38f 凹凸部
38g 平坦部
39、45、65、67 透明電極
39a〜39d、65a〜65d 端部
40、66 反射電極(反射膜)
40a〜40d 端部
66a〜66d 外端部
66e〜66h 内端部
43、49〜51 着色層
44、144 段差部
44a〜44d、64h〜64k、144a〜144d 側壁
47 ブラックマスク
52 色重ねブラックマスク
64 凸部(層間絶縁膜)
H 透過領域開口
R 反射領域
T 透過領域
21, 60 Liquid crystal display device 22
37
40a-
H Transmission area opening R Reflection area T Transmission area
Claims (8)
前記第1の基板に対向するように配置される第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられる液晶層とを備え、
前記第1の基板の前記液晶層側における主面および/または前記第2の基板の当該液晶層側における主面は、主面形状が不連続に変化する部分を含み、
前記第2の基板側から前記液晶層に入射する光が、前記主面形状が不連続に変化する部分を通過して前記第1の基板側へ透過することを防止する遮光手段をさらに備える、液晶表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed to face the first substrate;
A liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate;
The main surface on the liquid crystal layer side of the first substrate and / or the main surface on the liquid crystal layer side of the second substrate includes a portion where the main surface shape changes discontinuously,
A light shielding means for preventing light incident on the liquid crystal layer from the second substrate side from passing through the portion where the main surface shape changes discontinuously and transmitting to the first substrate side; Liquid crystal display device.
前記第2の基板の主面において2次元状に並んだ状態で規定され、前記第2の基板側から前記液晶層に入射する光を当該第1の基板側へ透過して映像を表示する複数の透過領域とをさらに備える、請求項1に記載の液晶表示装置。 A plurality of images that are defined in a two-dimensional array on the main surface of the second substrate and that display light by reflecting light incident on the liquid crystal layer from the first substrate side toward the first substrate side. The reflective area of
A plurality of images that are defined in a two-dimensional array on the main surface of the second substrate and display an image by transmitting light incident on the liquid crystal layer from the second substrate side to the first substrate side. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising: a transparent region.
前記遮光手段は、前記第2の基板に形成された前記配線のうち、前記段差近傍に形成された配線であることを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。 The second substrate has a wiring formed of a light shielding material,
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the light shielding means is a wiring formed in the vicinity of the step among the wirings formed on the second substrate.
各前記絵素領域に対応するように設けられる複数のスイッチング素子をさらに備え、 前記配線は、各前記スイッチング素子と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項4に記載の液晶表示装置。 The plurality of transmission areas and the plurality of reflection areas constitute a plurality of picture element areas by being adjacent to each other,
5. The liquid crystal display according to claim 4, further comprising a plurality of switching elements provided so as to correspond to each of the picture element regions, wherein the wiring is electrically connected to each of the switching elements. apparatus.
前記遮光手段は、前記段差近傍であって、前記第1の基板または前記第2の基板に遮光性材料によって形成された遮光マスクであることを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。 The transmissive region and the reflective region constitute one picture element region between adjacent ones,
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the light shielding means is a light shielding mask formed in the vicinity of the step and formed on the first substrate or the second substrate with a light shielding material. .
前記主面形状が不連続に変化する部分は、前記層間絶縁膜の平坦形状と前記層間絶縁膜の凹凸形状との境界であることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。 The second substrate includes, on the main surface on the liquid crystal layer side, an interlayer insulating film having a flat shape in the transmission region and an uneven shape in the reflection region,
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the portion where the main surface shape changes discontinuously is a boundary between a flat shape of the interlayer insulating film and an uneven shape of the interlayer insulating film.
前記主面形状が不連続に変化する部分は、前記第2の基板の液晶側の主面上における前記反射膜の端部であることを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
A reflective film formed on the main surface on the liquid crystal side of the second substrate;
3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the portion where the main surface shape changes discontinuously is an end portion of the reflective film on a main surface on the liquid crystal side of the second substrate.
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JP2007025729A (en) * | 2006-10-31 | 2007-02-01 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device and electronic apparatus |
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