JP2007071935A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 開口率を確保しつつ、スイッチング素子と画素電極とを確実に道通できるコンタクトホールを備えた液晶装置を提供すること。
【解決手段】 液晶装置は、走査線10、走査線10と交差するデータ線20、TFT51および画素電極55を有する素子基板と、対向基板と、液晶と、を備える。画素50は、反射領域50Bと透過領域50Aとを有し、TFT51は、反射領域50Bに形成され、反射領域50BのTFT51および透過領域50A上には、パッシベーション膜が形成され、反射領域50Bには、液晶層厚調整層65が形成され、画素電極55は、透過領域50Aのパッシベーション膜上および反射領域50Bの液晶層厚調整層65上に形成され、液晶層厚調整層65の近傍のパッシベーション膜に設けられたコンタクトホール641を介して、TFT51と電気的に接続される。
【選択図】 図2
【解決手段】 液晶装置は、走査線10、走査線10と交差するデータ線20、TFT51および画素電極55を有する素子基板と、対向基板と、液晶と、を備える。画素50は、反射領域50Bと透過領域50Aとを有し、TFT51は、反射領域50Bに形成され、反射領域50BのTFT51および透過領域50A上には、パッシベーション膜が形成され、反射領域50Bには、液晶層厚調整層65が形成され、画素電極55は、透過領域50Aのパッシベーション膜上および反射領域50Bの液晶層厚調整層65上に形成され、液晶層厚調整層65の近傍のパッシベーション膜に設けられたコンタクトホール641を介して、TFT51と電気的に接続される。
【選択図】 図2
Description
本発明は、例えば、液晶を用いた液晶装置、およびこの液晶装置を有する電子機器に関するものである。
従来より、液晶を利用して画像を表示する液晶装置が知られている。この液晶装置として、バックライトといった照明手段による照明光を利用する透過型表示と、自然光や室内光といった周囲光の反射光を利用する反射型表示と、を兼ね備えた半透過反射型の液晶装置がある。
このような液晶装置は、液晶パネルと、照明装置としてのバックライトと、からなる。この液晶パネルは、複数の画素を有する表示領域と、この表示領域の周辺に設けられて画素を駆動する走査線駆動回路およびデータ線駆動回路と、を備える。
液晶パネルは、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以降、TFTと呼ぶ)が画素に対応して配置された素子基板と、この素子基板に対向配置された対向基板と、素子基板および対向基板の間に挟持された電気光学物質としての液晶と、から構成されている。
素子基板は、所定間隔おきに設けられた複数の走査線と、これら走査線に略直交しかつ所定間隔おきに設けられた複数のデータ線と、各走査線と各データ線との交差部に対応して設けられたTFTおよび画素電極と、を備える。
対向基板は、画素電極に対向して設けられた共通電極を備える。
対向基板は、画素電極に対向して設けられた共通電極を備える。
各画素は、上述のTFT、画素電極、および共通電極のほか、画素電極に一端が電気的に接続された蓄積容量で構成される。
TFTのゲートには、走査線が接続され、TFTのソースには、データ線が接続され、TFTのドレインには、画素電極および蓄積容量が接続されている。
TFTのゲートには、走査線が接続され、TFTのソースには、データ線が接続され、TFTのドレインには、画素電極および蓄積容量が接続されている。
また、各画素は、透過型表示を行う領域(以下、透過領域と呼ぶ)と、反射型表示を行う領域(以下、反射領域と呼ぶ)と、を備える(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、画素は、以下のような構成である。
反射領域では、素子基板に、スイッチング素子、絶縁層、所定の厚みを有し樹脂からなる液晶層厚調整層、入射光を反射する反射層、透明画素電極の順に積層される。
一方、透過領域では、素子基板に、絶縁層、透明画素電極の順に積層される。
反射領域では、素子基板に、スイッチング素子、絶縁層、所定の厚みを有し樹脂からなる液晶層厚調整層、入射光を反射する反射層、透明画素電極の順に積層される。
一方、透過領域では、素子基板に、絶縁層、透明画素電極の順に積層される。
ここで、スイッチング素子と透明画素電極とを電気的に接続する必要があるが、スイッチング素子と透明画素電極とは、絶縁層および液晶層厚調整層で絶縁されている。そこで、絶縁層および液晶層調整層を溶解してコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介して、スイッチング素子と画素電極とを電気的に接続している。
以上の液晶装置は、以下のように動作する。すなわち、走査線駆動回路から選択電圧を走査線に線順次で供給することで、ある走査線に係る画素を全て選択する。そして、これら画素の選択に同期して、データ線駆動回路からデータ線に画像信号を供給する。これにより、走査線駆動回路およびデータ線駆動回路で選択された画素に、データ線からスイッチング素子を介して画像信号が供給されて、画像データが画素電極に書き込まれる。
画素電極に画像データが書き込まれると、この画素電極と共通電極とに印加された電圧の電位差により、液晶に駆動電圧が印加される。したがって、画像信号の電圧レベルを変化させることで、液晶の配向や秩序を変化させて、各画素の光変調による階調表示を行う。
ここで、周囲光が少ない環境では、バックライトからの光を利用して、透過型の表示を行う。すなわち、バックライトから出射された光は、素子基板、液晶層、および対向基板を透過して液晶パネルから出射される。
一方、周囲光が十分にある環境では、反射型の表示を行う。すなわち、外部から入射した周囲光は、対向基板および液晶層を透過して、反射層で反射され、再び、液晶層および対向基板を透過して液晶パネルから出射される。
ところで、以上のような透過型と反射型の両方を想定した液晶パネルにおいて、コンタクトホールを介してスイッチング素子と画素電極とを電気的に接続する構造では、コンタクトホールは液晶層厚調整層に開口される。そのため、このコンタクトホールの開口面積の分だけ反射領域の面積が小さくなって、液晶パネルの開口率が低下する。よって、コンタクトホールの開口面積をできるだけ小さく抑える必要がある。
しかしながら、コンタクトホールの開口面積を小さくし過ぎると、液晶層厚調整層に厚みがあるため、エッチングする際にこの液晶層厚調整層を十分に溶解できず、例えば樹脂の溶け残りが生じて、スイッチング素子と画素電極とを確実に導通させることが困難になる。
しかしながら、コンタクトホールの開口面積を小さくし過ぎると、液晶層厚調整層に厚みがあるため、エッチングする際にこの液晶層厚調整層を十分に溶解できず、例えば樹脂の溶け残りが生じて、スイッチング素子と画素電極とを確実に導通させることが困難になる。
本発明は、開口率を確保しつつ、スイッチング素子と画素電極とを確実に導通できるコンタクトホールを備えた液晶装置および電子機器を提供することを目的とする。
本発明の液晶装置は、走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応して設けられたスイッチング素子および画素電極とを有する第1の基板と、前記第1基板に対向して設けられた第2基板と、前記第1の基板および前記第2の基板の間に挟持された液晶と、を備えた液晶装置であって、前記画素電極が形成される領域は、反射領域と透過領域とを有し、前記スイッチング素子は、前記反射領域に形成され、前記反射領域のスイッチング素子および前記透過領域上には、絶縁層が形成され、前記反射領域上には、液晶層厚調整層が形成され、前記画素電極は、前記透過領域の絶縁層上および前記反射領域の前記液晶層厚調整層上に形成され、前記液晶層厚調整層の近傍の前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記スイッチング素子と電気的に接続されることを特徴とする。
この発明によれば、液晶層厚調整層の近傍の絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、画素電極をスイッチング素子に電気的に接続した。よって、コンタクトホールを液晶層厚調整層に設けないので、絶縁層を溶解するだけでコンタクトホールを形成でき、コンタクトホールの開口面積を小さくしても、コンタクトホールを確実に形成できる。したがって、開口率を確保しつつ、画素電極とスイッチング素子とを確実に導通できる。
本発明の液晶装置では、前記コンタクトホールは、前記反射領域と前記透過領域との境界もしくはその近傍に位置することが好ましい。
この発明によれば、コンタクトホールを、反射領域と透過領域との境界もしくはその近傍に設けたので、液晶層厚調整層を反射領域に容易に形成できる。
本発明の液晶装置では、前記スイッチング素子はトランジスタで構成され、当該トランジスタのドレイン電極は、第1容量電極であり、当該第1容量電極に対して第2の絶縁層を挟んで対向する第2容量電極とで蓄積容量を構成するとともに、前記コンタクトホールを介して、前記画素電極に電気的に接続されることが好ましい。
この発明によれば、トランジスタのドレイン電極を、蓄積容量の第1容量電極として機能させた。よって、ドレイン電極および第1容量電極を単一の工程で容易に形成できる。
本発明の液晶装置では、前記蓄積容量は、前記反射領域に形成されることが好ましい。
この発明によれば、蓄積容量を反射領域に形成したので、蓄積容量を構成する第1容量電極および第2容量電極が透過領域の透過光を遮ることはないため、透過領域の開口率を大きく確保できる。
本発明の液晶装置では、前記走査線は、前記反射領域と前記透過領域との境界に沿って配置されることが好ましい。
液晶層厚調整層は、所定の厚みを有するため、その端縁には段差部が形成されるが、この段差部では、液晶の配向が乱れやすくなる。また、液晶層厚調整層は、反射領域にできるだけ大きく形成されるため、その端縁が反射領域と透過領域の境界近傍まで延びている。よって、反射領域と透過領域との境界近傍において、液晶の配向が乱れやすい。
この発明によれば、反射領域と透過領域との境界に沿って走査線を設けたので、反射領域と透過領域との境界近傍を走査線で遮光できるから、液晶の配向乱れを隠蔽できる。
この発明によれば、反射領域と透過領域との境界に沿って走査線を設けたので、反射領域と透過領域との境界近傍を走査線で遮光できるから、液晶の配向乱れを隠蔽できる。
本発明の電子機器は、上述の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果がある。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果がある。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態および変形例の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
<実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶装置1のブロック図である。
液晶装置1は、液晶パネルAAと、照明装置としてのバックライトユニット80(図3、図4参照)と、からなる。この液晶パネルAAは、複数の画素50を有する表示領域Aと、この表示領域Aの周辺に設けられて画素50を駆動する走査線駆動回路11およびデータ線駆動回路21と、を備える。
<実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶装置1のブロック図である。
液晶装置1は、液晶パネルAAと、照明装置としてのバックライトユニット80(図3、図4参照)と、からなる。この液晶パネルAAは、複数の画素50を有する表示領域Aと、この表示領域Aの周辺に設けられて画素50を駆動する走査線駆動回路11およびデータ線駆動回路21と、を備える。
液晶パネルAAは、所定間隔おきに交互に設けられた複数の走査線10および共通線(容量線)30と、これら走査線10に交差し所定間隔おきに設けられた複数のデータ線20と、を備え、画素50は、各走査線10と各データ線20との交差部に設けられる。
画素50は、画素トランジスタ51、画素電極55、この画素電極55に対向する共通電極56、および、一端が画素電極55に電気的に接続され他端が共通線30に電気的に接続された蓄積容量53で構成される。
画素トランジスタ51のゲート電極には、走査線10が接続され、画素トランジスタ51のソース電極には、データ線20が接続され、画素トランジスタ51のドレイン電極には、画素電極55および蓄積容量53が接続されている。画素電極55と共通電極56との間には、液晶が挟持される。したがって、この画素トランジスタ51は、走査線10から選択電圧が印加されると、データ線20と画素電極55および蓄積容量53とを導通状態とする。
共通電極56は、液晶パネルAAの四隅に設けられた導通部31およびこれら導通部31同士を接続する共通配線32を介して、共通線30と接続される。
走査線駆動回路11は、画素トランジスタ51をオン状態にする選択電圧を各走査線10に線順次で供給する。例えば、ある走査線10に選択電圧が供給されると、この走査線10に接続された画素トランジスタ51が全て導通状態になり、この走査線10に係る画素50が全て選択される。
データ線駆動回路21は、画像信号を各データ線20に供給し、オン状態の画素トランジスタ51を介して、画素50の画素電極55に画像データを順次書き込む。ここで、データ線駆動回路21は、共通電極56の電圧を基準電圧として、この共通電極56の電圧よりも高い電圧でデータ線20に画像信号を供給する正極性書込と、共通電極56の電圧よりも低い電圧でデータ線20に画像信号を供給する負極性書込とを交互に行う。
データ線駆動回路21は、画像信号を各データ線20に供給し、オン状態の画素トランジスタ51を介して、画素50の画素電極55に画像データを順次書き込む。ここで、データ線駆動回路21は、共通電極56の電圧を基準電圧として、この共通電極56の電圧よりも高い電圧でデータ線20に画像信号を供給する正極性書込と、共通電極56の電圧よりも低い電圧でデータ線20に画像信号を供給する負極性書込とを交互に行う。
以上の液晶装置1は、以下のように動作する。
すなわち、走査線駆動回路11から選択電圧を線順次で供給することで、ある走査線10に係る画素50を全て選択する。そして、これら画素50の選択に同期して、データ線駆動回路21からデータ線20に画像信号を供給する。これにより、走査線駆動回路11およびデータ線駆動回路21で選択した全ての画素50に、データ線20から画素トランジスタ51を介して画像信号が供給されて、画像データが画素電極55に書き込まれる。
ここで、この液晶装置1では、データ線駆動回路21により、上述の正極性書込と負極性書込とが交互に行われる。
すなわち、走査線駆動回路11から選択電圧を線順次で供給することで、ある走査線10に係る画素50を全て選択する。そして、これら画素50の選択に同期して、データ線駆動回路21からデータ線20に画像信号を供給する。これにより、走査線駆動回路11およびデータ線駆動回路21で選択した全ての画素50に、データ線20から画素トランジスタ51を介して画像信号が供給されて、画像データが画素電極55に書き込まれる。
ここで、この液晶装置1では、データ線駆動回路21により、上述の正極性書込と負極性書込とが交互に行われる。
画素50の画素電極55に画像データが書き込まれると、この画素電極55と共通電極56との電位差により、液晶に駆動電圧が印加される。したがって、画像信号の電圧レベルを変化させることで、液晶の配向や秩序を変化させて、各画素50の光変調による階調表示を行う。
なお、液晶に印加される駆動電圧は、蓄積容量53により、画像データが書き込まれる期間よりも3桁も長い期間に亘って保持される。
なお、液晶に印加される駆動電圧は、蓄積容量53により、画像データが書き込まれる期間よりも3桁も長い期間に亘って保持される。
図2は、液晶装置1を構成する画素50の拡大平面図である。図3は、液晶装置1のA−A断面図である。図4は、液晶装置1のB−B断面図である。図5は、液晶装置1の概略構成を示す部分拡大斜視図である。
図3および図4に示すように、上述の液晶パネルAAは、画素50に対応してスイッチング素子としての画素トランジスタ51が配置された第1の基板としての素子基板60と、この素子基板60に対向配置された第2の基板としての対向基板70と、素子基板60および対向基板70の間に挟持された液晶と、から構成されている。
図2に示すように、素子基板60において、各画素50は、互いに隣り合う2本の遮光性の導電材料からなる共通線30と、互いに隣り合う2本の遮光性の導電材料からなるデータ線20とで囲まれた領域となっている。つまり、各画素50は、共通線30とデータ線20とで区画されている。
この各画素50は、透過型表示を行う透過領域50Aと反射型表示を行う反射領域50Bとを備え、走査線10は、透過領域50Aと反射領域50Bとの境界に沿って設けられる。
本実施形態では、画素トランジスタ51は、逆スタガ型のアモルファスシリコンTFTであり、反射領域50Bには、このTFT51が形成される領域50C(図2中破線で囲まれた部分)が設けられている。
この各画素50は、透過型表示を行う透過領域50Aと反射型表示を行う反射領域50Bとを備え、走査線10は、透過領域50Aと反射領域50Bとの境界に沿って設けられる。
本実施形態では、画素トランジスタ51は、逆スタガ型のアモルファスシリコンTFTであり、反射領域50Bには、このTFT51が形成される領域50C(図2中破線で囲まれた部分)が設けられている。
まず、素子基板60について説明する。
素子基板60は、ガラス基板68を有し、このガラス基板68上には、ガラス基板68の表面荒れや汚れによるTFT51の特性の変化を防止するために、全面に亘って下地絶縁膜(図示省略)が形成されている。
この下地絶縁膜の上には、遮光性の導電材料からなる上述の走査線10および共通線30のほか、共通線30から反射領域50Bに延長された蓄積容量53の共通電位側容量電極531が形成されている。
素子基板60は、ガラス基板68を有し、このガラス基板68上には、ガラス基板68の表面荒れや汚れによるTFT51の特性の変化を防止するために、全面に亘って下地絶縁膜(図示省略)が形成されている。
この下地絶縁膜の上には、遮光性の導電材料からなる上述の走査線10および共通線30のほか、共通線30から反射領域50Bに延長された蓄積容量53の共通電位側容量電極531が形成されている。
走査線10は、反射領域50Bと透過領域50Aとの境界に沿って配置され、データ線20との交差部の近傍において、反射領域50B側に突出し、TFT51のゲート電極511を構成する。
共通電位側容量電極531は、走査線10と同じ導電材料からなり、共通電位に接続される。この共通電位側容量電極531は、図5に示すように、TFT51が形成される領域50Cを除いて、反射領域50Bの大部分を占めるように形成される。
以上の走査線10、共通線30、および共通電位側容量電極531の上には、反射領域50Bおよび透過領域50Aを含む画素50の全面に亘って、ゲート絶縁膜62が形成される。
ゲート絶縁膜62上のTFTが形成される領域50Cには、ゲート電極511に対向して、アモルファスシリコンからなる半導体層(図示省略)、N+アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層(図示省略)が積層される。このオーミックコンタクト層には、ソース電極512およびドレイン電極513が積層されて、これにより、アモルファスシリコンTFTが形成される。
ドレイン電極513は、ゲート絶縁膜62上の共通電位側容量電極531に対向する領域まで延設され、蓄積容量53の画素電位側容量電極532として機能する。すなわち、このドレイン電極513からなる画素電位側容量電極532は、この画素電位側容量電極532に対してゲート絶縁膜62を挟んで対向する共通電位側容量電極531とともに、蓄積容量53を構成する。したがって、画素電位側容量電極532と共通電位側容量電極531と間のゲート絶縁膜62は、蓄積容量53の誘電体膜として機能する。よって、反射領域50BのうちTFT51を除く領域に蓄積容量53を形成することにより、蓄積容量53の容量を増大させることができる。
ソース電極512は、データ線20と同一の導電材料(同層)で形成される。すなわち、データ線20からソース電極512が延出される構成となる。データ線20は、走査線10および共通線30に対して交差するように配設されている。
このように、データ線20と走査線10および共通線30との間にゲート絶縁膜62を設けることにより、走査線10および共通線30とデータ線20とが絶縁される。
ソース電極512、ドレイン電極513(画素電位側容量電極532)、およびデータ線20上には、反射領域50Bおよび透過領域50Aを含む画素50の全面に亘って、絶縁層としてのパッシベーション膜64が被覆される。
パッシベーション膜64には、画素電極55をドレイン電極513に接続するためのコンタクトホール641が形成されている。
このコンタクトホール641は、図2、図3および図5に示すように、走査線10とデータ線20との交差部のうち、TFT51が形成される領域50Cとは反対側の角部に形成されている。すなわち、コンタクトホール641は、TFT51と反射領域50Bと透過領域50Aとの境界近傍に位置している。
パッシベーション膜64には、画素電極55をドレイン電極513に接続するためのコンタクトホール641が形成されている。
このコンタクトホール641は、図2、図3および図5に示すように、走査線10とデータ線20との交差部のうち、TFT51が形成される領域50Cとは反対側の角部に形成されている。すなわち、コンタクトホール641は、TFT51と反射領域50Bと透過領域50Aとの境界近傍に位置している。
反射領域50Bのパッシベーション膜64上には、アクリル樹脂からなる液晶層厚調整層65が形成されている。この液晶層厚調整層65は、図5に示すように、互いに隣り合う画素50に跨って、ストライプ状に形成される。
具体的には、液晶層厚調整層65は、反射領域50Bのうち、TFT51が形成される領域50Cを含みかつドレイン電極513(画素電位側容量電極532)と画素電極55とを接続するコンタクトホール641を除く領域、すなわち、TFT51が形成されていない走査線10とデータ線20の交差部の角部を除く領域に形成される。これにより、コンタクトホール641は、液晶層厚調整層65の近傍に位置している。
具体的には、液晶層厚調整層65は、反射領域50Bのうち、TFT51が形成される領域50Cを含みかつドレイン電極513(画素電位側容量電極532)と画素電極55とを接続するコンタクトホール641を除く領域、すなわち、TFT51が形成されていない走査線10とデータ線20の交差部の角部を除く領域に形成される。これにより、コンタクトホール641は、液晶層厚調整層65の近傍に位置している。
液晶層厚調整層65の端縁は、図2、図3および図4に示すように、ドレイン電極513と画素電極55とを接続するコンタクトホール641を除く領域では、走査線10、データ線20、共通線30の各々遮光性を有する配線の上に重なっている。
液晶層厚調整層65の液晶層側の表面には、反射光を散乱させるための凹部651が複数かつ不規則に形成されている。
この液晶層厚調整層65の上には、反射膜66が形成されている。この反射膜66は、液晶層厚調整層65の凹部651に合わせて凹凸を形成し、光を散乱させ反射させる機能を有する。そして、反射膜66のうち凹部651を除いた領域は、入射光を反射する機能を有する。
液晶層厚調整層65の液晶層側の表面には、反射光を散乱させるための凹部651が複数かつ不規則に形成されている。
この液晶層厚調整層65の上には、反射膜66が形成されている。この反射膜66は、液晶層厚調整層65の凹部651に合わせて凹凸を形成し、光を散乱させ反射させる機能を有する。そして、反射膜66のうち凹部651を除いた領域は、入射光を反射する機能を有する。
このパッシベーション膜64の上(反射領域50Bにおいては反射膜66上)には、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明電極からなる上述の画素電極55が形成されている。
この画素電極55は、パッシベーション膜64に形成した上述のコンタクトホール641を介して、画素電位側容量電極532およびTFT51のドレイン電極513に電気的に接続される。
画素電極55上には、ポリイミド膜などの有機膜からなる配向膜(図示省略)が形成されている。
この画素電極55は、パッシベーション膜64に形成した上述のコンタクトホール641を介して、画素電位側容量電極532およびTFT51のドレイン電極513に電気的に接続される。
画素電極55上には、ポリイミド膜などの有機膜からなる配向膜(図示省略)が形成されている。
次に、対向基板70について説明する。
対向基板70は、ガラス基板74を有し、このガラス基板74のデータ線20および共通線30に対向する位置には、ブラックマトリクスを成す遮光膜71が形成される。
ガラス基板74および遮光膜71上には、カラーフィルタの着色層72が形成される。本実施形態では、透過領域50Aと反射領域50Bを結ぶ方向に隣り合う画素50は、同じ色の着色層72を有している。カラーフィルタの着色層72上には、画素電極55に対向するITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜からなる共通電極56が形成される。共通電極56上には、配向膜(図示省略)が形成されている。
対向基板70は、ガラス基板74を有し、このガラス基板74のデータ線20および共通線30に対向する位置には、ブラックマトリクスを成す遮光膜71が形成される。
ガラス基板74および遮光膜71上には、カラーフィルタの着色層72が形成される。本実施形態では、透過領域50Aと反射領域50Bを結ぶ方向に隣り合う画素50は、同じ色の着色層72を有している。カラーフィルタの着色層72上には、画素電極55に対向するITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透明導電膜からなる共通電極56が形成される。共通電極56上には、配向膜(図示省略)が形成されている。
素子基板60と対向基板70との間には、液晶層が形成され、この液晶層は、素子基板60および対向基板70の周囲に形成された図示しないシール材により封止されている。液晶層は、液晶層厚調整層65が設けられた反射領域50Bでは、層厚が薄く、透過領域50Aでは層厚が厚く構成され、反射表示と透過表示で光が液晶層を通過する光路(距離)が同じようになるように調整されている。
素子基板60および対向基板70の表面には、図示しない位相差板や偏光板が設けられている。
素子基板60に対向する位置には、光源としてのバックライトユニット80が設けられる。
素子基板60に対向する位置には、光源としてのバックライトユニット80が設けられる。
次に、液晶装置1の反射型表示および透過型表示について説明する。
液晶装置1は、周囲光が少ない環境では、バックライトユニット80からの光を利用して、透過型の表示を行う。すなわち、図3、図4中矢印で示すように、バックライトユニット80から出射された光は、素子基板60に設けられた偏光板(図示省略)で直線偏光となり、ガラス基板68、ゲート絶縁膜62、パッシベーション膜64、および画素電極55を透過して液晶層に入射する。
液晶装置1は、周囲光が少ない環境では、バックライトユニット80からの光を利用して、透過型の表示を行う。すなわち、図3、図4中矢印で示すように、バックライトユニット80から出射された光は、素子基板60に設けられた偏光板(図示省略)で直線偏光となり、ガラス基板68、ゲート絶縁膜62、パッシベーション膜64、および画素電極55を透過して液晶層に入射する。
液晶層に入射した光は、液晶により印加電圧に応じて偏光方向が回転され、共通電極56、カラーフィルタの着色層72、およびガラス基板74を透過して、対向基板70の偏光板(図示省略)に達する。偏光板に達した光は、液晶による偏光方向の回転量に応じて、偏光板を透過する。
一方、周囲光が十分にある環境では、反射型の表示を行う。すなわち、図3、図4中矢印で示すように、外部から入射した周囲光は、対向基板70の偏光板(図示省略)で直線偏光となり、ガラス基板74、カラーフィルタの着色層72、共通電極56を透過して、液晶層に入射する。液晶層に入射した光は、画素電極55を透過して、反射膜66で反射され、再び画素電極55を透過して、液晶層を通過する。この液晶層を通過する間に、印加電圧に応じて偏光方向が回転される。液晶層を通過した光は、再び、共通電極56、カラーフィルタの着色層72、およびガラス基板74を透過して、対向基板70の偏光板に達する。偏光板に達した光は、液晶による偏光方向の回転量に応じて、偏光板を透過する。
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)液晶層厚調整層65の近傍のパッシベーション膜64に設けられたコンタクトホール641を介して、画素電極55をTFT51に電気的に接続した。よって、コンタクトホール641を液晶層厚調整層65に設けないので、パッシベーション膜64を溶解するだけでコンタクトホール641を形成でき、コンタクトホール641の開口面積を小さくしても、コンタクトホール641を確実に形成できる。したがって、液晶パネルAAの開口率を確保しつつ、画素電極55とTFT51とを確実に導通できる。
(1)液晶層厚調整層65の近傍のパッシベーション膜64に設けられたコンタクトホール641を介して、画素電極55をTFT51に電気的に接続した。よって、コンタクトホール641を液晶層厚調整層65に設けないので、パッシベーション膜64を溶解するだけでコンタクトホール641を形成でき、コンタクトホール641の開口面積を小さくしても、コンタクトホール641を確実に形成できる。したがって、液晶パネルAAの開口率を確保しつつ、画素電極55とTFT51とを確実に導通できる。
(2)コンタクトホール641を、反射領域50Bと透過領域50Aとの境界近傍に設けたので、液晶層厚調整層65を反射領域50Bに容易に形成できる。
(3)TFT51のドレイン電極513を、蓄積容量53の画素電位側容量電極532として機能させた。よって、ドレイン電極513および画素電位側容量電極532を単一の工程で容易に形成できる。
(4)蓄積容量53を反射領域50Bに形成したので、蓄積容量53を構成する画素電位側容量電極532および共通電位側容量電極531が透過領域50Aの透過光を遮ることはないため、透過領域50Aの開口率を大きく確保できる。
(5)液晶層厚調整層65は、所定の厚みを有するため、その端縁にはパッシベーション膜64と液晶層厚調整層65とで段差部が形成されるが、この段差部では、液晶の配向が乱れやすくなる。
そこで、各画素50を共通線30とデータ線20とで区画するとともに、反射領域50Bと透過領域50Aとの境界に沿って走査線10を設けたので、液晶層厚調整層65の端縁は、遮光性の走査線10、データ線20、および共通線30の上に位置することになり、透過表示をする際に、液晶の配向乱れを隠蔽できる。
また、反射膜66を、液晶層厚調整層65の段差部つまり走査線10の上まで到達しないように形成すれば、反射表示に対して液晶の配向乱れの影響を抑えることができる。
そこで、各画素50を共通線30とデータ線20とで区画するとともに、反射領域50Bと透過領域50Aとの境界に沿って走査線10を設けたので、液晶層厚調整層65の端縁は、遮光性の走査線10、データ線20、および共通線30の上に位置することになり、透過表示をする際に、液晶の配向乱れを隠蔽できる。
また、反射膜66を、液晶層厚調整層65の段差部つまり走査線10の上まで到達しないように形成すれば、反射表示に対して液晶の配向乱れの影響を抑えることができる。
<変形例>
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、画素電極55とドレイン電極513(画素電位側容量電極532)とを接続するためのコンタクトホール641を、走査線10とデータ線20との交差部の角部に設けたが、これに限らない。すなわち、コンタクトホールを、液晶層厚調整層65の近傍であれば隣接するデータ線20間の中央付近や、隣接する走査線10と共通線30(容量線)との中央付近に設けてもよい。
また、コンタクトホールを、遮光性の走査線10や共通線30に一部もしくは全てが重なるように設けてもよい。このように配置しても、透過領域50Aに影響はないうえに、液晶層厚調整層の領域を拡げて、反射領域を大きく確保できる。
また、コンタクトホールをデータ線の一部に重なるようにしてもよい。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、画素電極55とドレイン電極513(画素電位側容量電極532)とを接続するためのコンタクトホール641を、走査線10とデータ線20との交差部の角部に設けたが、これに限らない。すなわち、コンタクトホールを、液晶層厚調整層65の近傍であれば隣接するデータ線20間の中央付近や、隣接する走査線10と共通線30(容量線)との中央付近に設けてもよい。
また、コンタクトホールを、遮光性の走査線10や共通線30に一部もしくは全てが重なるように設けてもよい。このように配置しても、透過領域50Aに影響はないうえに、液晶層厚調整層の領域を拡げて、反射領域を大きく確保できる。
また、コンタクトホールをデータ線の一部に重なるようにしてもよい。
また、前記実施形態では、液晶層厚調整層65を隣接する画素50に亘ってストライプ状に形成したが、これに限らず、各画素ごとに形成してもよいし、複数の画素ごとに形成してもよい。
また、前記実施形態では、画素トランジスタ51として、アモルファスシリコンTFTを用いたが、これに限らず、ポリシリコンTFTを用いてもよい。ポリシリコンTFTの場合、液晶層厚調整層を画素ごとに形成すると好適である。
また、液晶としては、TN(Twisted Nematic)液晶や負の誘電率を用いた液晶を用いてもよい。また、液晶の表示モードとしては、IPS(In-Plane Switching)やFFS(Fringe-Field Switching)など、透過型および反射型の液晶装置に用いられるモードであれば何でもよい。
また、前記実施形態では、画素トランジスタ51として、アモルファスシリコンTFTを用いたが、これに限らず、ポリシリコンTFTを用いてもよい。ポリシリコンTFTの場合、液晶層厚調整層を画素ごとに形成すると好適である。
また、液晶としては、TN(Twisted Nematic)液晶や負の誘電率を用いた液晶を用いてもよい。また、液晶の表示モードとしては、IPS(In-Plane Switching)やFFS(Fringe-Field Switching)など、透過型および反射型の液晶装置に用いられるモードであれば何でもよい。
<応用例>
次に、上述した実施形態に係る液晶装置1を適用した電子機器について説明する。
図6は、液晶装置1を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに液晶装置1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置1に表示される画面がスクロールされる。
次に、上述した実施形態に係る液晶装置1を適用した電子機器について説明する。
図6は、液晶装置1を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに液晶装置1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置1に表示される画面がスクロールされる。
なお、液晶装置1が適用される電子機器としては、図6に示すものの他、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した液晶装置が適用可能である。
1…液晶装置、10…走査線、20…データ線、50…画素、50A…透過領域、50B…反射領域、51…画素トランジスタ(スイッチング素子)、53…蓄積容量、55…画素電極、60…素子基板(第1の基板)、64…パッシベーション膜(絶縁層)、65…液晶層厚調整層、70…対向基板(第2の基板)、513…ドレイン電極、531…共通電位側容量電極(第2容量電極)、532…画素電位側容量電極(第1容量電極)、641…コンタクトホール、3000…携帯電話機(電子機器)。
Claims (6)
- 走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線および前記データ線の交差に対応して設けられたスイッチング素子および画素電極とを有する第1の基板と、前記第1基板に対向して設けられた第2基板と、前記第1の基板および前記第2の基板の間に挟持された液晶と、を備えた液晶装置であって、
前記画素電極が形成される領域は、反射領域と透過領域とを有し、
前記スイッチング素子は、前記反射領域に形成され、
前記反射領域のスイッチング素子および前記透過領域上には、絶縁層が形成され、
前記反射領域上には、液晶層厚調整層が形成され、
前記画素電極は、前記透過領域の絶縁層上および前記反射領域の前記液晶層厚調整層上に形成され、前記液晶層厚調整層の近傍の前記絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、前記スイッチング素子に電気的に接続されることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記コンタクトホールは、前記反射領域と前記透過領域との境界もしくはその近傍に位置することを特徴とする液晶装置。 - 請求項1または2に記載の液晶装置において、
前記スイッチング素子はトランジスタで構成され、
当該トランジスタのドレイン電極は、第1容量電極であり、当該第1容量電極に対して第2の絶縁層を挟んで対向する第2容量電極とで蓄積容量を構成するとともに、前記コンタクトホールを介して、前記画素電極に電気的に接続されることを特徴とする液晶装置。 - 請求項3に記載の液晶装置において、
前記蓄積容量は、前記反射領域に形成されることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記走査線は、前記反射領域と前記透過領域との境界に沿って配置されることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005255995A JP2007071935A (ja) | 2005-09-05 | 2005-09-05 | 液晶装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009128687A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Sony Corp | 表示装置 |
KR101603224B1 (ko) * | 2009-09-15 | 2016-03-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 반투과형 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 |
-
2005
- 2005-09-05 JP JP2005255995A patent/JP2007071935A/ja not_active Withdrawn
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