JP2006064732A - 液晶表示装置及び表示機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
表示視認側のＴＦＴ素子を形成した第１の基板のＴＦＴ素子の誤動作を防止できる液晶表示装置及び表示機器を提供することにある。
【解決手段】
本発明の液晶表示装置は、内面側に画素電極３及びＴＦＴ素子５を形成した表示視認側の第１の基板１５と、内面側に表示電極１８を形成した第２の基板１４とを対向して配置し、前記両基板１４、１５の間隙に液晶層１２を配置して成る液晶表示装置である。そして、前記第２の基板１４の内面側で、前記第１の基板１５上に形成した前記ＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに対応する領域に、光吸収機能膜１６を形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示視認側の基板に、薄膜トランジスタスイッチ素子であるＴＦＴ素子を形成したアクティブマトリックスタイプの液晶表示装置及びそれを用いた表示機器に関するものである。

近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらにバックライトユニットを使用しない反射型液晶表示装置の技術も開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。

反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の内面側に凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型があるが、バックライトユニットを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。

また、光反射層に代えて、半透過膜を形成し、バックライトユニットを設け、反射モードや透過モードに使い分ける半透過型液晶表示装置も開発されている。

この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いたり、あるいはバックライトユニットを内部照明として装着して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ持たせるために、半透過膜を使用している（特開平８−２９２４１３号：特許文献１）。

また、光透過用ホールを設けた反射膜により、光透過用ホールから光の一部を透過させ、反射膜にて光の一部を反射させることにより半透過型液晶表示装置を実現する構成も提案されている（特開２０００-１９５６３号：特許文献２）。

また、反射率を高めるために、反射部にのみＣＦの無い部分を形成し、反射モードの色純度を下げ、反射率を上げる構成も提案されている。
特開平８−２９２４１３号 特開２０００−１９５６３号

このような薄膜トランジスタスイッチング素子であるＴＦＴ素子を形成した基板を、液晶表示装置の下基板（表示視認側と反対の基板）として用い、反射型・半透過型の機能を付与するために、ＴＦＴ基板に複雑な加工することによって実現している。

例えば、同じ外形寸法で、透過型・反射型・半透過型表示装置全てを実現したい場合、透過型・反射型・半透過型用にそれぞれＴＦＴ基板形成用のマスクの大部分を準備する必要があり、プロセスを複雑にするという問題がある。

また、ＴＦＴ基板を上基板に用いた場合には、ＴＦＴ素子のチャンネル部分（上部のソース電極、ドレイン電極間の半導体層が露出する領域）に、下基板の上面で反射した光や下基板を透過して上基板に向かう方向の透過光が照射してしまい、その結果、半導体層の特性が変動してしまい、安定したＴＦＴ素子の動作ができなくなるという致命的な問題がった。

本発明は上述の課題に鑑みて案出されたものであり，その目的は、表示視認側の第１の基板に形成したＴＦＴ素子の誤動作を防止するとともに、透過型、反射型、半透過型の機能を持たせることが非常に簡単にできる液晶表示装置及び表示機器を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、内面側に画素電極及びＴＦＴ素子を形成した表示視認側の第１の基板と、内面側に表示電極を形成した第２の基板とを対向して配置し、前記両基板の間隙に液晶層を配置して成る液晶表示装置である。そして、前記第２の基板の内面側で、前記第１の基板上に形成した前記ＴＦＴ素子のチャネル部分に対応する領域に、光吸収機能膜を形成したことを特徴とする。

また、前記第２の基板の内面側には、反射膜を備えたことを特徴とする。

また、前記第２の基板の内面側には、光が透過する透過孔を形成した反射膜を備えるとともに、前記第２の基板の外部にはバックライトユニットを備えていることを特徴とする。

また、前記第２の基板の内面側には、入射された光を反射及び透過させる半透過膜を備えるとともに、前記第２の基板の外部にはバックライトユニットを備えていることを特徴とする。

また、前記光吸収機能膜は、樹脂材料にカーボンを分散して成ることを特徴とする。

また、前記光吸収機能膜は、酸化クロムから成ることを特徴とする。

さらち、本発明の表示機器は、前記液晶表示装置と、前記液晶表示装置のＴＦＴ素子にスイッチングＯＮ−ＯＦＦの信号、液晶に印加する電位信号を供給する駆動制御回路、該駆動制御回路に画像情報を供給する画像制御回路とを含むである。

以上のとおり、本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴ素子を形成した第１の基板を表示視認側に配置し、第２の基板の内面でＴＦＴ素子のチャネル部分対応する領域に光吸収機能膜を形成している。これにより、たとえば、下側の第２の基板の構造が反射膜を具備していない透過型液晶表示装置において、下側基板を通じてバックライトの光が液晶層に入射されても、光吸収機能膜によってＴＦＴ素子のチャネル部分に照射されうる光を吸収できる。

また、下側の第２の基板の内面側に反射膜を具備した反射型液晶表示装置において、上側基板、液晶層を通じて下側基板の反射膜に入射された外光が反射膜で反射されても、光吸収機能膜によってＴＦＴ素子のチャネル部分に照射されうる光を吸収できる。

また、下側の第２の基板の構造が画素領域に対して所定割合の大きさに開口する透過孔を有する反射膜や光の反射及び透過を行う半透過膜を具備した半透過型液晶表示装置において、第２の基板を通じてバックライトの光が液晶層に入射されても、また、第１の基板、液晶層を通じて反射膜に入射された外光がその反射膜で反射されても、光吸収機能膜によってＴＦＴ素子のチャネル部分に照射されうる光を吸収できる。

即ち、表示視認側の第１の基板に形成したＴＦＴ素子は、液晶層を介してＴＦＴ素子のチャネル部分に照射される反射光や透過光を遮断でき、光の照射による誤動作を起こさない。これにより、非常に安定した液晶表示が可能となる。

また、ＴＦＴ素子を形成した第１の基板を上側である表示視認側に配置しているので、下側に配置する第２の基板の構造次第で、容易に透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置の全てを実現することができ、製造コストを安価することもできる。

したがって、表示視認側の第１の基板に形成したＴＦＴ素子の誤動作を防止するとともに、透過型、反射型、半透過型の機能を持たせることが非常に簡単にできる液晶表示装置及び表示機器となる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の液晶表示装置の概略断面図を示すものである。図２は斜視図であり、図３は液晶表示素子ＬＣの断面構造を示す。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子ＬＣと、導光板Ｄ、光源KとからなるバックライトユニットＢＬと両者を収容する筐体Ｃ１、Ｃ２から構成されている。

液晶表示素子ＬＣは、第１の基板１５と第２基板１４と、その間に介在された液晶層１２とから主に構成されている。

図３に示すように、液晶表示素子ＬＣを構成する第１の基板１５の内面側には、画素領域ごとに画素電極が形成され、この該画素電極に接続するＴＦＴからなるスイッチング素子、画素電極を被覆する配向膜が形成されている。尚、本発明において、ＴＦＴからなるスイッチング素子が形成された側の基板を第１の基板という。

また、第２の基板１４の内面側には、第１の基板１５に形成した画素電極に対応するように表示電極、該表示電極を被覆する配向膜を具備している。

第１の基板１５と、第２の基板１４との間には、シール部Ｓによって周囲が囲まれた液晶層１２が配置されている。図３では第１の基板１５の内部に形成した画素電極、ＴＦＴ素子、配向膜を含む構造物を単に符号Ｓ１で示し、第２の基板１４の内面側に形成した表示電極、配向膜を含む構造物を単に符号Ｓ２で示している。

この第１の基板１５の画素電極と第２の基板１４の表示電極とは、互いに対向してあっており、表示面からみた時に、対向しあう領域（画素領域）がマトリックス状に配列されている。

なお、各表示画素領域を構成する１画素には、たとえば透過型液晶表示装置においては、画素電極、表示電極の両方は透明導電膜で構成されて、バックライトユニットＢＬからの光を、液晶表示素子ＬＣを介して表示面側に透過して液晶表示が行われる（透過モード）。即ち、バックライトユニットＢＬが必須の構成となる。

また、半透過型液晶表示装置においては、表示視認側の第１の基板１５と対向する第２の基板１４の表示電極上に半透過膜（光の透過と反射を行う層）を形成する。これにより表示側から入射した外光は、液晶層１２を通過して半透過膜でその一部が反射し、再度、液晶層１２を透過して液晶表示行う。また、バックライトユニットＢＬの光は、その一部が半透過膜を通過して液晶層１２を介して透過モードの液晶表示を行う。

また、別の半透過型液晶表示装置においては、第２の基板１４の表示電極で各画素領域の一部に反射膜を形成する。即ち、反射膜が形成された領域が反射部となり、反射金属膜が形成されていない領域が透過部となる。これにより画素領域が反射部と透過部とからなり、表示側から入射した外光が反射部で反射し（反射モードの表示）、また、バックライトユニットＢＬの光は、透過部を介して表示面側に透過して液晶表示（透過モードの表示）を行う。これらの半透過型液晶表示装置においてもバックライトユニットＢＬが必須構成となる。

また、反射型液晶表示装置において、表示視認側の第１の基板１５と対向する第２の基板１４の表示電極は反射金属膜で形成する。即ち、画素領域全体が反射部となり、表示側から入射した外光が反射部で反射して液晶表示が行われる。この場合には、バックライトユニットＢＬは不要であり、必要において表示面側にフロントライト（図示せず）を配置する場合がある。

このような、透過型、半透過型、反射型の液晶表示装置は、液晶表示が行われる環境を考慮して、その構造を選択するものである。

また、基板１５、１４の外面主面には、図では省略しているが、偏光板が配置され、さらに必要に応じて位相差フィルム、拡散フィルタなどが配置されている。

また、カラー表示を達成するために、第２の基板１４の内部構造物Ｓ２には、各画素領域に対応したカラーフィルタが形成されている。

第１及び第２の基板１５、１４は、ガラス、透光性プラスチックなどが例示できる。また、画素領域を規定する表示電極や画素電極が透明導電膜の場合には、ＩＴＯや酸化錫などで形成され、反射部を構成する反射金属膜としては、アルミニウム系材料（Ａｌ、Ａｌ合金（ＡｌＮｄ、ＡｌＴｉ）、銀系材料（Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｕＣｕＡｇ））やチタンなどが例示できる。また、配向膜はラビング処理したポリイミド樹脂からなる。さらに、カラーフィルタを形成する場合には樹脂に染料や顔料など添加した材料が用いられ、画素領域ごとに赤、緑、青の各色のフィルタを形成し、さらに各フィルタ間や画素領域の周囲を遮光目的で黒色樹脂を用いてもよい。

このような基板１５と基板１４は、シール部Ｓを介して貼り合わせ圧着し、そのシール部Ｓの一部の開口よりネマチック液晶などからなる液晶材を注入し、しかる後に、その注入口を封止する。また、必要において、表示視認側と対向する側に配置した基板の外側には、バックライトユニットＢＬが配置されている。

このような液晶表示素子ＬＣと必要に応じてバックライトユニットＢＬは、たとえば表示領域が開口する上側の筐体Ｃ１とバックライトユニットＢＬを保護する下側の筐体Ｃ２とに収容される。

バックライトユニットＢＬは、導光板Ｄと導光板Ｄに供給される光源Ｋとから構成されている。

図４は透過型液晶表示装置における画素領域の断面図である。尚、図４は、液晶表示装置で下基板である第２の基板１４の外側には、バックライトユニットが配置されているが、図４では省略している。

本例において、１はゲート配線、２は補助容量配線、３は画素電極、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１８は表示電極、１３はオーバーコート層、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。

前記視認側の第１の基板１５上に複数のゲート配線１と複数のソース配線６が交差（直交）するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には前記スイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ素子という）５が設けられている。

ＴＦＴ素子５は、従来周知のごとく、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ^＋−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。

ゲート配線１はＣｒ、Ｔａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ_２Ｏ_３やＳｉＮ_XやＳｉＯ_２等で形成される。半導体膜９はＳｉで形成される。ソース電極６とドレイン電極７は、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属膜で形成され、ＩＴＯからなる画素電極３と接続される。図示していないが、以上のような構成のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布している。

次に、表示視認側と対向する第２の基板（下側基板）１４は、１．０μｍの膜厚で透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジスト（ＯＤ値＝２．８）を形成する。ここで、上記光吸収機能膜１６は、各画素間に形成すると同時に、前記視認側の上側基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘ対応する部分に形成する。ここで、光吸収機能膜は酸化クロムで形成しても良い。

さらに１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルタ１７を形成する。さらに、２．２μｍの膜厚で透明なオーバーコート層１３を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる表示電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成する。そして、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶層１２を注入し、本例の透過型液晶表示装置が得られる。

液晶層１２のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.４０μm（Δｎ=０．０９、セルギャップ=４．４μm）としている。なお、この液晶表示装置の液晶分子のねじれ角は９０°である。

図４の実施例において、光吸収機能膜１６を、透明レジストに樹脂カーボンを分散して形成している。光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジストを形成する場合と、酸化クロムを形成する場合と、従来例のＣｒ金属膜を用いた液晶表示装置において、太陽光下（１０万ルックス）での表示の比較を行った結果が表１である。

本発明のように、光吸収機能膜１６をカーボン顔料によるブラックレジスト（試料１）で形成したり、酸化クロム（試料２）で形成する場合においては、液晶表示装置の表示異常は見られないのに対して、従来例のＣｒ金属膜（試料３）を用いた液晶表示装置においては、コントラストの低下とクロストークの発生という表示異常が見られた。

以下その理由について説明する。ＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射する可能性があるのは、表示視認側の第１の基板１５からの周囲光（外光）と、バックライトユニット側の第２の基板１４からのバックライトユニットの光である。

バックライトユニット面側の第２の基板１４からのバックライトユニット光においては、透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジストを形成する場合や酸化クロムを形成する場合と、従来例のＣｒ金属膜を用いた場合の全ての構造において、完全に遮光されるため、表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘにバックライトユニット光が入射することがない。

また、表示視認側の第１の基板１５から入射される光においては、光吸収機能膜１６である透明レジストに樹脂カーボンを分散したカーボン顔料によるブラックレジスト、酸化クロムの場合、黒色でほとんど反射をしないため、第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射することがない。しかし、従来例のＣｒ金属膜を用いた場合においては、表示視認側の第１の基板１５からの入射した外光が、バックライトユニットの光を遮断するために形成した遮光膜の表示視認側の表面で反射するため、この反射した光が表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射するのである。

ＴＦＴ素子５がＯＦＦ時には半導体層９中の不純物準位に電子はトラップされており伝導帯に電子は無いため半導体に電流は流れない、それに対して、ＴＦＴ素子５がＯＮ時（Ｖ_Ｇ＞Ｅ_０）には半導体中の不純物準位から伝導帯に励起されるため半導体に電流が流れるようになる。次に、半導体部に光ｈν(＞Ｅ₀)が照射することにより、半導体層９中の不純物準位にトラップされた電子のうち一部が伝導帯に励起されるため、半導体層９にわずかに電流が流れる。

次に、ＴＦＴ素子５の電流リークとクロストークの関連について図５（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。図５の（Ａ）は、画素１〜６において、ソース１、２とゲート２が選択されているとき、画素２、５に接続されたＴＦＴ素子５のみＯＮされ、画素２、５のみにソース電圧が引加されている。

しかし、図５の（Ｂ）は、図５（Ａ）の状態でＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が照射された時の状態を示す。本来、選択されていない画素１、３、４、６に接続されたＴＦＴ素子５もわずかに電流が流れるため、画素１、３、４、６にも画素２、５と同時にわずかにソース電圧が引加される。そのため、クロストークが発生すると考えられる。

図６は反射型液晶表示装置における断面図である。

本例において、第２の基板１４上に、反射膜４をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＰｄ、ＡｕＣｕＡｇ）等の金属膜を０．１２μｍの膜厚で形成し、周囲光を反射させて表示をする機能を有する。さらに、１．０μｍの膜厚で透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジストを形成する。ここで、上記光吸収機能膜１６は、各画素間に形成すると同時に、前記表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分対応部分Ｘにも形成する。ここで、光吸収機能膜１６は酸化クロムで形成しても良い。

さらに１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルタ１７を形成する。さらに、２．２μｍの膜厚で透明なオーバーコート層１３を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる表示電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成する。そして、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入した。

光吸収機能膜１６を、透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜であるカーボン顔料によるブラックレジストを形成する場合と、酸化クロムを形成する場合と、従来例のＣｒ金属膜を用いた液晶表示装置において、太陽光下（１０万ルックス）での表示の比較を行った結果も表１と同様の結果が得られた。

以下その理由について説明する。ＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射する可能性があるのは、表示視認側の第１の基板１５からの周囲光（外光）である。

表示視認側の第１の基板１５から入射される光においては、光吸収機能膜１６である透明レジストに樹脂カーボンを分散したカーボン顔料によるブラックレジスト、酸化クロムの場合、黒色でほとんど反射をしないため、第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射することがない。しかし、従来例のようにＣｒ金属膜を用いた場合においては、表示視認側の第１の基板１５からの入射した外光が、この膜で表示視認側に反射するため、この反射した光が表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射するのである。

図７は透過孔２１を有する反射膜４を形成した半透過型液晶表示装置における断面図である。この半透過型液晶表示装置は、第２の基板１４の外側にバックライトユニットが必要となる。

第２の基板１４の上に、反射膜４をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＰｄ、ＡｕＣｕＡｇ）等の金属膜を０．１２μｍの膜厚で形成し、金属膜の被着した領域を、周囲光（外光）を反射させて表示をする反射モードの領域であり、透過孔２１の形成領域は、バックライトユニットの光を透過させて表示する透過モードの領域である。

さらに、１．０μｍの膜厚で透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジストを形成する。ここで、上記光吸収機能膜１６は、各画素間に形成すると同時に、前記表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに対応する部分にも形成する。ここで、光吸収機能膜１６は酸化クロムで形成しても良い。

さらに１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルタ１７を形成する。さらに、２．２μｍの膜厚で透明なオーバーコート層１３を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる表示電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成する。そして、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、本例の半透過型液晶表示装置が得られる。

本実施例では赤、緑、青用の画素について全て同じ大きさ（画素領域に対して３０％）の透過孔２１を形成してもよいし、例えば赤、緑、青の各画素領域においてそれぞれを異なる大きさ（赤、緑、青＝３５％、２５％、３５％）の透過孔２１を形成して、反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。さらに、赤、緑、青の各画素領域の透過孔２１の比率を個別に変えてホワイトバランスを調整してもよい。

また、カラーフィルタ１７を画素領域全体に形成しているが、赤、緑、青の各画素領域において、カラーフィルタ１７を形成していない領域を、画素領域に対して１０％程度形成してもよい。また、カラーフィルタ１７を形成していない領域を、赤、緑、青の各画素領域で異なる（赤、緑、青＝８％、２４％、８％）なるようにして反射モードのホワイトバランスを青色よりにするなど、カラーフィルタ１７が無い部分の比率を個別に変えてホワイトバランスを調整してもよい。

この半透過型液晶表示装置において、光吸収機能膜１６を、透明レジストに樹脂カーボンを分散した材料形成する場合、酸化クロムで形成する場合と、さらに、従来例のＣｒ金属膜からなる遮光膜を用いた半透過型液晶表示装置において、太陽光下（１０万ルックス）での表示の比較を行った結果が、その結果は表１と同様の結果である。

即ち、光吸収機能膜１６をカーボン顔料によるブラックレジストを形成したり、酸化クロムを形成する場合においては、液晶表示装置の表示異常は見られないのに対して、従来例のＣｒ金属膜を用いた液晶表示装置においては、コントラストの低下とクロストークの発生という表示異常が見られた。

ＴＦＴ素子のチャネル部分に光が入射する可能性があるのは、表示視認側の第１の基板１５からの周囲光（外）と、下側の第２の基板１４からのバックライトユニットの光である。

第２の基板１４からのバックライトユニット光においては、透明レジストに樹脂カーボンを分散した光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジスト、酸化クロムや従来例のＣｒ金属膜を用いた場合の全ての構造において、反射膜４や光吸収機能膜１６により完全に遮光されるため、表示視認側の第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘにバックライトユニットの光が入射する場合はない。

表示視認側の第１の基板１５からの周囲光（外光）においては、光吸収機能膜１６であるカーボン顔料によるブラックレジスト、酸化クロムの場合、黒色でほとんど反射をしないため、周囲光が光吸収機能膜１６で反射して、第１の基板１５に形成されたＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに光が入射することがない。しかし、従来例のＣｒ金属膜を用いた場合においては、この膜で周囲光が反射するため、表示視認側の第１の基板に形成されたＴＦＴ素子のチャネル部分に光が入射してしまう。

本実施例ではオーバーコート層１３は全面に均一に形成しているが、図８に示すように、画素領域の反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物を形成し、透過部に対応する部分を３．５μｍとして、反射部と透過部で液晶層１２の膜厚を異ならせる役割を持たせてもよい。この時、反射部の液晶層のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.１３８μm（Δｎ=０．０６、セルギャップ=２．３μm）とし、透過部の液晶層のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.２７６μm（Δｎ=０．０６、セルギャップ=４．６μm）とし、ている。なお、液晶表示装置の液晶分子のねじれ角は０°である。

図９は半透過膜２２を有する半透過型液晶表示装置における断面図である。この半透過型液晶表示装置は、第２の基板１４の外側にバックライトユニットが必要となる。

第２の基板１４の内面側には、半透過膜２２が形成されている。この半透過膜２２は、たとえばＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＰｄ、ＡｕＣｕＡｇ）等の金属膜を０．２５μｍの膜厚で形成する、あるいはＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の屈折率の異なる層を多層に積層した誘電体ミラーを形成し、周囲光を反射させて表示をする機能と、バックライトユニット光を透過させて表示をする２つの機能をもたせることができる。第１の基板１５のＴＦＴ素子５のチャネル部分Ｘに相当する領域に、１．０μｍの膜厚で樹脂にカーボンを分散した光吸収機能膜１６を形成する。ここで、光吸収機能膜１６は、酸化クロムで形成しても良い。

この実施例においては、光吸収機能膜１６を、樹脂にカーボンを分散したブラックレジストで形成した場合や酸化クロムで形成する場合と、従来例のＣｒ金属膜を用いた液晶表示装置とを、太陽光下（１０万ルックス）での表示の比較を行った。その結果が表１と同様である。

ここで、上術の実施例では、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置をあげているが、全ての構造において表示視認側の第１の基板１５にＴＦＴ素子５を形成しており、第１の基板１５は同一の設計、同一構造である。したがって、下側の第２の基板１４の設計、構造を種々変化させることにより、容易に透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置の全てを実現でき、カラー表示におけるカラーバランスを調整することができる。

このような液晶表示装置は、実際には、液晶表示素子の各画素領域に接続されるＴＦＴ素子５のスイッチングをＯＮ−ＯＦＦ制御する信号、液晶層１２に印加する電位信号を供給する駆動制御回路、駆動制御回路に画像情報を供給する画像制御回路を用いて表示機器として利用できる。

本発明の液晶表示装置の概略断面図である。 本発明の液晶表示装置の斜視図である。 本発明の液晶表示装置を構成する液晶表示素子の断面構造図である。 本発明の液晶表示装置における液晶表示素子の画素領域に対応する部分の断面図である。 ＴＦＴ素子の電流リークとクロストークの関連について説明する図であり、（Ａ）は、６つ画素にける表示選択されているときの説明図であり、（Ｂ）はクロストークが発生している状態の説明図である。 本発明の液晶表示装置における他の液晶表示素子の画素領域に対応する部分の断面図である。 本発明の液晶表示装置における他の液晶表示素子の画素領域に対応する部分の断面図である。 本発明の液晶表示装置における液晶表示素子の画素領域に対応する部分の断面図である。 本発明の液晶表示装置における液晶表示素子の画素領域に対応する部分の断面図である。

符号の説明

ＣＬ・・・液晶表示素子
ＢＬ・・・バックライトユニット
Ｘ・・・チャネル部分
１・・・ゲート配線
３・・・画素電極
４・・・反射膜
５・・・ＴＦＴ素子（薄膜トランジスタ）
６・・・ソース電極
７・・・ドレイン電極
８・・・ゲート絶縁膜
９・・・半導体層
１０・・・ｎ^＋−Ｓi層
１１・・・保護膜
１２・・・液晶材料
１３・・・オーバーコート層
１４・・・第２の基板
１５・・・第１の基板
１６・・・光吸収機能膜
１７・・カラーフィルタ
１８・・・表示電極
２１・・・透過孔
２２・・・半透過膜

Claims (7)

1. 内面側に画素電極及びＴＦＴ素子を形成した表示視認側の第１の基板と、内面側に表示電極を形成した第２の基板とを対向して配置し、前記両基板の間隙に液晶層を配置して成る液晶表示装置において、
   前記第２の基板の内面側で、前記第１の基板上に形成した前記ＴＦＴ素子のチャネル部分に対応する領域に、光吸収機能膜を形成したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２の基板の内面側には、反射膜を備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第２の基板の内面側には、光が透過する透過孔を形成した反射膜を備えるとともに、前記第２の基板の外部にはバックライトユニットを備えていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記第２の基板の内面側には、入射された光を反射及び透過させる半透過膜を備えるとともに、前記第２の基板の外部にはバックライトユニットを備えていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記光吸収機能膜は、樹脂材料にカーボンを分散して成ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記光吸収機能膜は、酸化クロムから成ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 請求項１に記載の液晶表示装置と、前記液晶表示装置のＴＦＴ素子にスイッチングＯＮ−ＯＦＦの信号、液晶に印加する電位信号を供給する駆動制御回路、該駆動制御回路に画像情報を供給する画像制御回路とを含むことを特徴する表示機器。

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