JP2007086410A - Liquid crystal display device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶を用いて光を制御する液晶表示装置に関する。また、本発明は、その液晶表示装置を用いて構成する電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that controls light using liquid crystal. The present invention also relates to an electronic device configured using the liquid crystal display device.
現在、携帯電話機、携帯情報端末機といった各種の電子機器において、当該電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。このような液晶表示装置として、例えば、それぞれが電極を有する一対の基板と、それらの基板間に設けられた液晶層と、液晶層に向けて光を反射する光反射膜とを有した構成のものがある。 Currently, in various electronic devices such as a mobile phone and a portable information terminal, a liquid crystal display device is widely used as a display unit for visually displaying various information related to the electronic device. As such a liquid crystal display device, for example, a structure having a pair of substrates each having an electrode, a liquid crystal layer provided between the substrates, and a light reflecting film that reflects light toward the liquid crystal layer. There is something.
このような液晶表示装置では、例えば、太陽光、室内光等といった外部光を光反射膜によって反射して液晶層に供給すると共に、液晶層に印加される電圧を表示の最小単位であるサブ画素ごとに制御することにより、液晶分子の配向をサブ画素ごとに制御する。この液晶表示装置では、複数個のサブ画素を平面内でマトリクス状に並べることにより有効表示領域を形成し、その有効表示領域内に文字、数字、図形等といった像が表示される。 In such a liquid crystal display device, for example, external light such as sunlight and room light is reflected by a light reflecting film and supplied to the liquid crystal layer, and a voltage applied to the liquid crystal layer is a sub-pixel which is a minimum unit of display. By controlling each, the orientation of the liquid crystal molecules is controlled for each sub-pixel. In this liquid crystal display device, an effective display region is formed by arranging a plurality of subpixels in a matrix in a plane, and images such as characters, numbers, figures, etc. are displayed in the effective display region.
上記の液晶表示装置では、液晶層の層厚を一定に保持するために、例えば感光性の樹脂等によって柱状に形成されたスペーサが一対の基板間に複数設けられることがある。また、互いに隣接するサブ画素同士の間には、一般に、それらのサブ画素間を遮光するブラックマトリクスが設けられることが多い。このブラックマトリクスとしては、遮光性の金属によって形成されるものや、カラー表示に用いられる複数色の着色膜を重ねて形成されるもの等がある。なお、各着色膜は個々のサブ画素に対応して設けられる。 In the above liquid crystal display device, in order to keep the thickness of the liquid crystal layer constant, a plurality of spacers formed in a columnar shape with, for example, a photosensitive resin may be provided between a pair of substrates. In general, a black matrix that shields light between the sub-pixels is often provided between adjacent sub-pixels. Examples of the black matrix include those formed of a light-shielding metal and those formed by overlapping a plurality of colored films used for color display. Each colored film is provided corresponding to each subpixel.
上記構成の液晶表示装置として、従来、遮光性の材料によって形成された遮光スペーサを一対の基板間に設けた構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この遮光スペーサはスイッチング素子上に設けられている。 As a liquid crystal display device having the above-described configuration, there is conventionally known a structure in which a light-shielding spacer formed of a light-shielding material is provided between a pair of substrates (for example, see Patent Document 1). The light shielding spacer is provided on the switching element.
しかしながら、特許文献1に開示された液晶表示装置において、スイッチング素子上に設けられた遮光スペーサは、専らスイッチング素子が光によって誤動作することを防止するためのものであって、互いに隣接するサブ画素間(すなわち、互いに隣接する着色膜間)で光が漏れ出ることを防止するものではない。サブ画素間での光の漏れを防止するため、特許文献1に開示された技術では、複数色の着色膜を重ねて成る遮光部をサブ画素間、すなわち着色膜間に、別途、設けていた。
However, in the liquid crystal display device disclosed in
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、遮光性を有したスペーサに改良を加えることにより、専用の遮光部をサブ画素間に設けることなく、表示のコントラストを高く維持できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. By improving the spacer having a light shielding property, the display contrast can be increased without providing a dedicated light shielding portion between the sub-pixels. It aims to be able to maintain.
本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうちいずれかの基板に設けられた複数色の着色膜と、個々の前記着色膜に平面的に重なる領域内に設けられた光反射膜と、前記一対の基板の間隔を一定に保持するスペーサとを有し、前記スペーサは前記着色膜と該着色膜に隣接する他の着色膜との間に配置されていると共に遮光性を有することを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, a plurality of colored films provided on any one of the pair of substrates, and each of the colored films in plan view. A light reflecting film provided in the overlapping region, and a spacer that keeps the distance between the pair of substrates constant, and the spacer is between the colored film and another colored film adjacent to the colored film. It is arranged and has a light-shielding property.
液晶表示装置は、一般に、スペーサとは別に、互いに隣接するサブ画素間に遮光膜を設けていることが多い。そしてその遮光膜によって互いに隣接するサブ画素間を遮光している。本発明の液晶表示装置においては、スペーサを互いに隣接する着色膜間、すなわち互いに隣接するサブ画素間、に設けると共に、そのスペーサに遮光性を持たせたので、スペーサと別に専用の遮光膜を設けなくとも、隣接するサブ画素間を遮光することができる。 In general, a liquid crystal display device is often provided with a light shielding film between subpixels adjacent to each other, apart from a spacer. The light shielding film shields light between adjacent sub-pixels. In the liquid crystal display device of the present invention, the spacers are provided between the colored films adjacent to each other, that is, between the sub-pixels adjacent to each other, and the spacers are provided with a light shielding property, so that a dedicated light shielding film is provided separately from the spacers. Even if not, it is possible to block light between adjacent sub-pixels.
また、スペーサは、本来、一対の基板の間隔(すなわち、液晶層の層厚)を一定に保持するために用いられる部材でる。そのため、スペーサは、液晶層の層厚と略同じ高さであって基板の表面に接触する高さに形成されることが多い。本発明において、遮光性を有するスペーサは、液晶層を一定に保持するために一対の基板の対向する表面に間隔を空けることなく配置される。従って、光反射膜で反射して散乱する光がサブ画素から他のサブ画素へ漏れることを防止できるので、液晶表示装置の表示において高いコントラストを維持できる。 In addition, the spacer is a member that is originally used to keep the distance between the pair of substrates (that is, the thickness of the liquid crystal layer) constant. Therefore, the spacer is often formed at a height that is substantially the same as the thickness of the liquid crystal layer and that contacts the surface of the substrate. In the present invention, the light-shielding spacers are arranged on the opposing surfaces of a pair of substrates without a gap in order to keep the liquid crystal layer constant. Therefore, it is possible to prevent light reflected and scattered by the light reflecting film from leaking from the sub-pixel to other sub-pixels, so that high contrast can be maintained in the display of the liquid crystal display device.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記スペーサは黒色の樹脂を用いて形成されることが望ましい。この黒色の樹脂としては、例えば、樹脂内に黒色の顔料やカーボンを混入させたもの等が考えられる。このような黒色の樹脂は、その樹脂に入射した光を確実に吸収できるので、この黒色の樹脂を用いてスペーサを形成すれば、画素間を確実に遮光できる。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, the spacer is preferably formed using a black resin. As this black resin, for example, a resin in which a black pigment or carbon is mixed in the resin can be considered. Since such a black resin can surely absorb light incident on the resin, if a spacer is formed using this black resin, the pixels can be reliably shielded from light.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記スペーサのOD(Optical Density)値は5以上であることが望ましい。ここでOD値は、スペーサを形成する材料の黒さ、すなわち光の吸収度、すなわち遮光性を示す指標である。本発明においてスペーサのOD値が5以上であれば、遮光膜として十分な性能を有することができる。具体的には、このスペーサによって外光を吸収できるので、散乱による表示の低下(例えば、にじみ、ボケ)を無くすことができる。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, it is desirable that the spacer has an OD (Optical Density) value of 5 or more. Here, the OD value is an index indicating the blackness of the material forming the spacer, that is, the light absorption, that is, the light shielding property. In the present invention, if the OD value of the spacer is 5 or more, the spacer can have sufficient performance as a light shielding film. Specifically, since the external light can be absorbed by the spacer, display deterioration (for example, blurring and blurring) due to scattering can be eliminated.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記スペーサは互いに隣接する前記着色膜の境界に帯状に配置されることが望ましい。こうすれば、互いに隣接するサブ画素同士の間にスペーサが連続的に設けられるので、光反射膜で反射して散乱する光が1つのサブ画素から他のサブ画素へ漏れることをより確実に防止できる。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that the spacers are arranged in a strip shape at the boundary between the colored films adjacent to each other. In this way, since the spacers are continuously provided between the adjacent sub-pixels, the light reflected and scattered by the light reflecting film can be more reliably prevented from leaking from one sub-pixel to the other sub-pixels. it can.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記スペーサは前記着色膜と該着色膜に隣接する他の着色膜との間に選択的に複数設けられており、前記着色膜と該着色膜に隣接する他の着色膜との間の延長上に配置された前記スペーサ同士の間には当該スペーサが存在しない間欠部が設けられることが望ましい。液晶表示装置において液晶層は、例えば、一対の基板の内側表面に、着色膜やスペーサ等といった種々の要素が形成された状態で、それら一対の基板間に設けられた間隙、いわゆるセルギャップ内に液晶を注入することによって形成される。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, a plurality of the spacers are selectively provided between the colored film and another colored film adjacent to the colored film, and the spacer is provided on the colored film and the colored film. It is desirable that an intermittent portion in which the spacer does not exist is provided between the spacers arranged on the extension between other adjacent colored films. In a liquid crystal display device, a liquid crystal layer is formed in a gap provided between a pair of substrates, for example, in a so-called cell gap in a state where various elements such as a colored film and a spacer are formed on the inner surfaces of the pair of substrates. It is formed by injecting liquid crystal.
先に説明したように、スペーサは一対の基板の互いに対向する面に接触している。また、スペーサは互いに隣接する複数の着色膜の間に帯状に設けられている。すなわち、セルギャップ内はスペーサによって複数列に区画された状態になっている。このように区画されたセルギャップ内では、液晶を注入した際、その液晶がセルギャップ内に行き渡らないおそれがある。本発明の液晶表示装置では、互いに隣接する着色膜同士の間の延長上において選択的に配置されたスペーサ同士の間に、スペーサが存在しない部分である間欠部を設けることができるので、液晶を注入する際、その液晶が間欠部を通ってセルギャップ内を移動することができる。その結果、セルギャップ内全域に液晶を行き渡らせることができるので、所望の層厚の液晶層を確実に形成できる。 As described above, the spacer is in contact with the mutually opposing surfaces of the pair of substrates. In addition, the spacer is provided in a band shape between a plurality of adjacent colored films. That is, the cell gap is partitioned into a plurality of rows by the spacer. In the cell gap partitioned in this way, when liquid crystal is injected, the liquid crystal may not spread into the cell gap. In the liquid crystal display device of the present invention, an intermittent portion, which is a portion where no spacer exists, can be provided between the spacers selectively disposed on the extension between the adjacent colored films. When injecting, the liquid crystal can move in the cell gap through the intermittent portion. As a result, since the liquid crystal can be spread throughout the cell gap, a liquid crystal layer having a desired layer thickness can be reliably formed.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記光反射膜は個々の前記着色膜に平面的に重なる領域内に島状に設けられ、前記間欠部は前記光反射膜に隣接しない部分に設けられることが望ましい。間欠部はスペーサが設けられない部分であるので、その間欠部において遮光性が損なわれることが考えられる。サブ画素の領域内のうち光反射膜が設けられた領域においては、光反射膜で反射した光が多方向に散乱するので、多くの光がスペーサに入射することが考えられる。一方、光反射膜が無い領域では光が散乱しないので、スペーサに入射する光の量が光反射膜が設けられた領域に比べて少ないと考えられる。従って、スペーサの間欠部を光反射膜の端辺に隣接しない部分に設ければ、光反射膜に隣接する部分に比べて間欠部に入射する光が少ないので、間欠部から光が漏れることを低く抑えることができる。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, the light reflecting film is provided in an island shape in a region overlapping each of the colored films in a plane, and the intermittent portion is provided in a portion not adjacent to the light reflecting film. It is desirable that Since the intermittent portion is a portion where no spacer is provided, it is conceivable that the light shielding property is impaired in the intermittent portion. In the region where the light reflecting film is provided in the sub-pixel region, the light reflected by the light reflecting film is scattered in multiple directions, so that it is considered that a lot of light is incident on the spacer. On the other hand, since the light is not scattered in the region where the light reflecting film is not provided, it is considered that the amount of light incident on the spacer is smaller than that in the region where the light reflecting film is provided. Therefore, if the intermittent portion of the spacer is provided in a portion that is not adjacent to the edge of the light reflecting film, less light is incident on the intermittent portion than the portion adjacent to the light reflecting film, so that light leaks from the intermittent portion. It can be kept low.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記間欠部に平面的に重なる位置には遮光膜が設けられることが望ましい。こうすれば、間欠部から光が漏れ出ることをより確実に防止できる。 Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, it is desirable that a light shielding film is provided at a position overlapping the intermittent portion in a plane. This can more reliably prevent light from leaking from the intermittent portion.
次に、本発明に係る液晶表示装置において、互いに隣接する前記着色膜同士の間隔を「a」とし、前記スペーサの幅を「b」とするとき、
a<b
であることが望ましい。こうすれば、平面的に見て着色膜が設けられていない部分はスペーサによって確実に遮光されるので、液晶表示装置の表示において高いコントラストを維持できる。
Next, in the liquid crystal display device according to the present invention, when the interval between the colored films adjacent to each other is “a” and the width of the spacer is “b”,
a <b
It is desirable that In this way, the portion where the colored film is not provided in plan view is reliably shielded from light by the spacer, so that high contrast can be maintained in the display of the liquid crystal display device.
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の液晶表示装置を有することを特徴とする。本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に隙間無く設けられるスペーサが遮光性を有しているので、散乱光をそのスペーサによって確実に遮光でき、その結果、表示のコントラストを高く維持できる。従って、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器においても、その表示において高いコントラストを維持できる。 Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device having the above-described configuration. In the liquid crystal display device of the present invention, since the spacer provided without a gap between the pair of substrates has a light shielding property, the scattered light can be reliably shielded by the spacer, and as a result, the display contrast can be maintained high. Therefore, even in an electronic apparatus using the liquid crystal display device according to the present invention, high contrast can be maintained in the display.
(液晶表示装置の第1実施形態)
以下、本発明に係る液晶装置をその一実施形態を挙げて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。また、これ以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。本実施形態は、スイッチング素子として3端子型のアクティブ素子であるTFT(Thin Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に本発明を適用するものである。
(First embodiment of liquid crystal display device)
Hereinafter, a liquid crystal device according to the present invention will be described with reference to an embodiment thereof. Of course, the present invention is not limited to this embodiment. In the following description, various structures will be exemplified using drawings, but the structures shown in these drawings may be shown with different dimensions from the actual structures in order to show the characteristic parts in an easy-to-understand manner. There is. In the present embodiment, the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device using a TFT (Thin Film Transistor) element which is a three-terminal active element as a switching element.
図1は、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態の側面構造を示している。図2は、図1の液晶表示装置における1つの画素部分を拡大して示す図であって、(a)は平面図を示し、(b)は(a)のZ1−Z1線に従ってサブ画素の短手側の断面構造を示している。図3は、図2(a)のZ2−Z2線に従ってサブ画素の長手側の断面構造、すなわち図1の矢印Bで示す部分を示している。 FIG. 1 shows a side structure of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. 2 is an enlarged view showing one pixel portion in the liquid crystal display device of FIG. 1, in which FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a diagram of sub-pixels according to the Z1-Z1 line of FIG. The cross-sectional structure on the short side is shown. FIG. 3 shows a cross-sectional structure on the long side of the sub-pixel according to the Z2-Z2 line in FIG. 2A, that is, a portion indicated by an arrow B in FIG.
図1において、液晶表示装置1は、液晶パネル2と、この液晶パネル2に付設された照明手段としての照明装置3とを有する。この液晶表示装置1に関しては矢印Aが描かれた側が観察側であり、上記の照明装置3は液晶パネル2に関して観察側と反対側に配置されてバックライトとして機能する。
In FIG. 1, a liquid
液晶パネル2は、長方形又は正方形で環状のシール材6によって互いに貼り合わされた一対の基板7及び8を有する。基板7はスイッチング素子が形成される素子基板である。また、基板8はカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板である。本実施形態では、観察側にカラーフィルタ基板8が配置され、観察側から見て背面に素子基板7が配置される。
The
シール材6は素子基板7とカラーフィルタ基板8との間に間隙、いわゆるセルギャップGを形成する。シール材6はその一部に液晶注入口(図示せず)を有し、この液晶注入口を介して素子基板7とカラーフィルタ基板8との間に電気光学物質としての液晶が注入される。注入された液晶はセルギャップG内で液晶層12を形成する。液晶注入口は液晶の注入が完了した後に樹脂によって封止される。液晶の注入方法としては、上記のような液晶注入口を通して行う方法以外に、液晶注入口を持たない連続する環状のシール材6によって囲まれる領域内に液晶滴を供給する方法も採用できる。
The sealing material 6 forms a gap, so-called cell gap G, between the
照明装置3は、光源としてのLED(Light Emitting Diode)13と、導光体14とを有する。光源としては、LEDのような点状光源以外に、冷陰極管のような線状光源を用いることもできる。導光体14は、例えば、透光性を有する樹脂を材料とする成形加工によって形成され、LED13に対向する側面が光入射面14aであり、液晶パネル2に対向する面が光出射面14bである。矢印Aで示す観察側から見て導光体14の背面には、必要に応じて、光反射層16が設けられる。また、導光体14の光出射面14bには、必要に応じて、光拡散層17が設けられる。
The
素子基板7は、第1の透光性の基板7aを有する。この第1透光性基板7aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第1透光性基板7aの外側表面には偏光板18aが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板18a以外の光学要素を付加的に設けることもできる。他方、第1透光性基板7aの内側表面には、矢印Bで示す部分の拡大図である図3にも示すように、信号線としてのソース電極線19が列方向Y(すなわち、左右方向)に延びている。また、同じく信号線としてのゲート電極線21が行方向X(すなわち、紙面垂直方向)に延びている。そして、スイッチング素子として機能するアクティブ素子であるTFT(Thin Film Transistor)素子31がソース電極線19及びゲート電極線21に接続して形成されている。
The
それらのTFD素子31、ソース電極線19及びゲート電極線21の上に、それらを覆う絶縁膜としての層間絶縁膜22が形成され、その上に光反射膜23が形成され、その上に画素電極24が形成される。さらに、図2(b)に示すように、層間絶縁膜22上であって、互いに隣接する光反射膜23の間にスペーサ9が形成されている。このスペーサ9は、セルギャップGの間隔、従って液晶層12の層厚を一定に維持するための部材である。このスペーサ9については後に詳しく説明する。画素電極24及びスペーサ9の上には配向膜26aが形成されている。この配向膜26aに配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、素子基板7の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。
An interlayer insulating
層間絶縁膜22は、例えば、透光性、感光性、及び絶縁性を有する樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成される。また、光反射膜23は、例えば、Al(アルミニウム)、Al合金等といった光反射性材料をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。画素電極24は、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウムスズ酸化物)等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。配向膜26aは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。
The
光反射膜23及び画素電極24は、図1の素子基板7上に矢印A方向から見てドットマトリクス状に複数形成される。これらの光反射膜23及び画素電極24は、各ソース電極線19と各ゲート電極線21とが交差する位置に設けられていて、個々のTFT素子31に接続されている。
A plurality of
図3において、層間絶縁膜22には、光反射膜23とTFT素子31とを電気的に接続するためのコンタクトホール25が形成されている。このコンタクトホール25は、層間絶縁膜22を厚み方向に貫通する穴であり、平面的に見てすなわち平面視でTFT素子31の素子本体部分に重ならない位置であって、光反射膜23と重なる位置に形成される。
In FIG. 3, a
本実施形態で用いるTFT素子31はアモルファスシリコンTFTであり、このTFT素子31は、ゲート電極32、ゲート絶縁層33、a−Si(アモルファスシリコン)等によって形成された半導体層34、ソース電極35、そしてドレイン電極36を有する。ドレイン電極36は、その一端が半導体層34に接続し、その他端がコンタクトホール25を介して光反射膜23及び画素電極24に接続する。ソース電極35は図3の左右方向(列方向Y)に延びるソース電極線19の一部として形成されている。このソース電極線19は画素電極24へデータ信号を供給するためのデータ線として機能する。また、ゲート電極32は、ソース電極線19と直角の方向すなわち図3の紙面垂直方向(行方向X)に延びるゲート電極線21から延びている。このゲート電極線21は画素電極24へ走査信号を供給するための走査線として機能する。
The
本実施形態では、画素電極24の下に層間絶縁膜22を設けることにより、画素電極24の層とTFT素子31の層とを別の層に分けている。この構造は、画素電極24とTFT素子31とを同じ層に形成する構造に比べて、素子基板7の表面を有効に活用することを可能とする。例えば、画素電極24の面積、すなわち画素面積を大きくすることができ、そのため、液晶表示装置1において鮮明な表示を行うことができる。
In this embodiment, by providing the
図1において、素子基板7に対向するカラーフィルタ基板8は、矢印Aで示す観察側から見て長方形又は正方形の第2の透光性の基板8aを有する。この第2透光性基板8aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第2透光性基板8aの外側表面には偏光板18bが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板18b以外の光学要素を付加的に設けることもできる。
In FIG. 1, the
第2透光性基板8aの内側表面には、図3にも示すように、着色膜41が形成され、その上にオーバーコート層43が形成され、その上に共通電極44が形成され、その上に配向膜26bが形成されている。配向膜26bは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。
As shown in FIG. 3, a
着色膜41の1つは矢印A方向から見て長方形又は正方形のドット状に形成されている。また、着色膜41は複数個が矢印A方向から見て図3の紙面垂直方向(行方向X)及び左右方向(列方向Y)にマトリクス状に配列されている。これらの着色膜41の個々はB(青色)、G(緑色)、R(赤色)の1つを通過させる光学的特性に設定され、それらB,G,Rの着色膜41が矢印A方向から見て所定の配列、例えばストライプ配列に並べられている。ストライプ配列とは、列方向YにB,G,Rの同色が並び、行方向XにB,G,Rが交互に順番に並ぶ配列である。
One of the
なお、着色膜41の配列はストライプ配列以外の任意の配列とすることができ、例えば、モザイク配列、デルタ配列等とすることもできる。また、着色膜41の光学的特性はB,G,Rの3原色に限られず、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の3原色を通過させる特性とすることもできる。
The arrangement of the
これらの着色膜41の個々は独立して配置されており、図2(b)に示すように、隣接する着色膜41の間には、間隔aを有した隙間が設けられている。このように、隣接する着色膜41の間に隙間を設ければ、着色膜41同士が重なることがないので、オーバーコート層43によってカラーフィルタ基板8の表面を容易に平坦化できる。なお、互いに隣接する着色膜41の間に隙間を設けない(a=0)ようにすることもできる。
Each of these
図3において、着色膜41の上に形成されたオーバーコート層43は、着色膜41の表面を平坦化するものであり、共通電極44はこうして平坦化されたオーバーコート層43の上に形成される。共通電極44は、例えばITO等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。共通電極44の上に形成された配向膜26bには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、カラーフィルタ基板8の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。
In FIG. 3, the
図1において、共通電極44は、カラーフィルタ基板8の表面の全面に設けられている。一方、素子基板7上に設けられた複数の画素電極24は矢印A方向から平面的に見て、行方向X及び列方向Yにマトリクス状に並んでいる。これらの画素電極24とカラーフィルタ基板8上に設けられた共通電極44とは、矢印A方向から平面的に見て複数のドット状領域で重なっている。このように重なり合った領域が表示のための最小単位であるサブ画素Dを形成している。そして、複数のサブ画素Dが行方向X及び列方向Yにマトリクス状に並ぶことにより、矢印A方向から見て長方形状又は正方形状の有効表示領域Vが形成され、この有効表示領域V内に文字、数字、図形等といった像が表示される。
In FIG. 1, the
本実施形態のように、B,G,Rの3色から成る着色膜41を用いてカラー表示を行う場合は、B,G,Rの3色に対応する3つの着色膜41に対応する3つのサブ画素Dによって1つの画素が形成される。他方、白黒又は任意の2色でモノカラー表示を行う場合は、1つのサブ画素Dによって1つの画素が形成される。1つの画素部分を平面的に示す図面である図2(a)に示すように、サブ画素Dは長方形状に形成されている。
In the case of performing color display using the colored
図2(a)のZ2−Z2線に従った断面図である図3において、光反射膜23は、例えばフォトエチング処理によって形成される。この光反射膜23はサブ画素Dのうちの一部の領域Rに設けられており、残りの領域Tには設けられていない。領域Tは図2(a)に示すようにサブ画素D内の一部の長方形状の領域である。一方、領域Rはサブ画素D内の残りの領域であって、領域Tをコ字状に囲む領域である。
In FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along line Z2-Z2 in FIG. 2A, the
個々のサブ画素Dの中で光反射膜23が存在する領域が反射表示領域Rであり、光反射膜23が存在しない領域Tが透過表示領域である。図3において矢印Aで示す観察側から入射した外部光L0は反射表示領域R内において光反射膜23で反射する。一方、図1の照明装置3の導光体14から出射した図3の光L1は、透過表示領域Tを透過する。
In each of the sub-pixels D, a region where the
層間絶縁膜22の表面であって個々のサブ画素D内の反射表示領域Rに対応する部分には凹部又は凸部が形成されて凹凸パターンが形成されている。この凹凸パターンを形成する凹部又は凸部は、球の一部の形状や、3次元の多角体の一部分の形状とすることができる。この凹凸パターンは矢印A方向から見てランダム(すなわち、無秩序)なパターンとなっている。光反射膜23は、そのような凹凸パターンが形成されている層間絶縁膜22の上に一定の膜厚で形成されていて、それ自身も同じ凹凸パターンを有している。このように光反射膜23に凹凸パターンを形成することにより、光反射膜23で反射する光L0を、鏡面反射ではなくて、散乱光や指向性を持った光とすることができる。
Concave or convex portions are formed on the surface of the
また、層間絶縁膜22は反射表示領域Rに設けられており、透過表示領域Tには設けられていない。このため、反射表示領域R内の液晶層12の層厚t0は、透過表示領域T内の液晶層12の層厚t1よりも薄くなっている。望ましくはt0=t1/2になっている。このような液晶層12の層厚の調整は、反射表示領域R内で光L0が液晶層12を2回通過する反射表示の場合と、透過表示領域T内で光L1が液晶層12を1回しか通過しない透過表示の場合とで、液晶層12のリタデーション(Δnd)を均一にして鮮明な表示を得るために行われるものである。但し、“Δn”は屈折率異方性、“d”は液晶層厚を示している。
The
次に、図1において、素子基板7を構成する第1透光性基板7aはカラーフィルタ基板8の外側へ張り出す張出し部46を有している。この張出し部46の表面には、配線47がフォトエチング処理等によって形成されている。配線47は矢印A方向から見て複数本形成されており、それらの複数本が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並べられている。また、張出し部46の辺端には複数の外部接続用端子48が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並ぶように形成されている。これらの外部接続用端子48が設けられた張出し部46の辺端には、例えば、FPC(Flexible Printed Circuit:可撓性プリント回路)基板(図示せず)が接続される。
Next, in FIG. 1, the first
複数の配線47は、シール材6に囲まれた領域内に向けて列方向Yに延びるように形成されている。これらの配線47の一部は、素子基板7上のソース電極線19(図2(a)参照)に直接に繋がってデータ線として機能する。また、複数の配線47の他の一部は、シール材6に囲まれた領域内において素子基板7の側辺に沿って列方向Yに延びるように形成され、さらに折れ曲って行方向Xに延びるように形成されている。これらの配線47は、素子基板7上のゲート電極線21(図2(a)参照)に直接に繋がって走査線として機能する。
The plurality of
図1の張出し部46の表面には、ACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)45を用いたCOG(Chip On Glass)技術によって、駆動用IC49が実装されている。駆動用IC49は、例えば、ソース電極線19へデータ信号を伝送し、ゲート電極線21(図3参照)へ走査信号を伝送する。駆動用IC49は1つのICチップで形成しても良いし、必要に応じて複数のICチップで形成しても良い。駆動用IC49を複数のICチップによって構成する場合には、それらのICチップは張出し部46上で図1の紙面垂直方向(行方向X)に並べて実装される。
A driving
以上のように構成された液晶表示装置1によれば、図1において、液晶表示装置1が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置1が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置3をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。
According to the liquid
上記の反射型表示を行う場合、図3において、観察側である矢印Aの方向からカラーフィルタ基板8を通して液晶パネル2内へ入射した外部光L0は、液晶層12を通過して素子基板7内へ入った後、反射表示領域Rにおいて光反射膜23で反射して再び液晶層12へ供給される。他方、上記の透過型表示を行う場合、図1の照明装置3の光源13が点灯し、それからの光が導光体14の光入射面14aから導光体14へ導入され、さらに、光出射面14bから面状の光として出射する。この出射光は、図3の符号L1で示すように透過表示領域Tにおいて光反射膜23が存在しない領域を通って液晶層12へ供給される。
In the case of performing the reflective display, the external light L0 that has entered the
以上のようにして液晶層12へ光が供給される間、素子基板7側の画素電極24とカラーフィルタ基板8側の共通電極44との間には、走査信号およびデータ信号によって特定される所定の電圧が印加され、これにより、液晶層12内の液晶分子の配向がサブ画素Dごとに制御され、この結果、液晶層12に供給された光がサブ画素Dごとに変調される。この変調された光が、カラーフィルタ基板8側の偏光板18b(図1参照)を通過するとき、その偏光板18bの偏光特性に従ってサブ画素Dごとに通過を許容又は通過を規制され、これにより、カラーフィルタ基板8の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印A方向から視認される。
While light is supplied to the
本実施形態では、図2(a)及び図2(b)のスペーサ9を遮光性材料によって形成している。このようにスペーサ9に遮光性を持たせることにより、ブラックマスク等といった遮光膜をスペーサ9と別個に設けずに隣接するサブ画素Dの間を遮光している。以下、このことについて説明する。
In the present embodiment, the
まず、液晶表示装置の表示のコントラストについて説明する。一般に、反射表示領域を有する液晶表示装置においては、反射表示領域内に設けられた光反射膜に散乱特性を付与して反射光を散乱させている。仮に、図2(b)において、遮光性を有したスペーサ9を設けずに一般的な柱状の透明なフォトスペーサや球状の透明なスペーサを設けたとすれば、凹凸パターンを有した光反射膜23の表面で散乱した反射光L2は、サブ画素D内から隣接する他のサブ画素Dに漏れ出るおそれがある。こうなると、液晶表示装置の表示において「にじみ」や「ぼけ」が発生し、液晶表示装置の表示のコントラストが低下することがある。
First, the display contrast of the liquid crystal display device will be described. In general, in a liquid crystal display device having a reflective display region, reflected light is scattered by imparting a scattering characteristic to a light reflecting film provided in the reflective display region. In FIG. 2B, if a general columnar transparent photo spacer or spherical transparent spacer is provided without providing the light-shielding
このことに関し、本実施形態では、図2(a)に示すように、遮光性を有したスペーサ9を、素子基板7上であって行方向Xに関して互いに隣接するサブ画素Dの間、すなわち、互いに隣接する着色膜41の境界に帯状に配置した。そして、これらのスペーサ9によって互いに隣接するサブ画素D間を遮光することにより表示のコントラストを高く維持している。
In this regard, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the light-shielding
以下、スペーサ9に関して詳しく説明する。スペーサ9は、先に図2(b)で説明したように、液晶層12の層厚を一定に維持するために設けられている。一般に、スペーサとしては、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ処理によって形成される、いわゆるフォトスペーサが用いられることが多い。このようなスペーサは、例えば、基板上の所定の位置に柱状に形成されることが多い。
Hereinafter, the
本実施形態において、スペーサ9は、図2(a)に示すように、複数本が、行方向Xに関して互いに隣接する着色膜41の間に設けられている。これらのスペーサ9は、サブ画素Dの長手方向(すなわち、列方向Y)に延びる帯状に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, a plurality of
また、スペーサ9は、図2(b)に示すように、液晶層12の層厚と略同じ高さ、すなわちセルギャップGと略同じ高さに形成されている。そのため、スペーサ9はカラーフィルタ基板8の表面と接触している。すなわち、スペーサ9は、矢印Eで示す部分においてカラーフィルタ基板8の表面と自らの先端との間に隙間ができないように設けられている。なお、カラーフィルタ8の表面とスペーサ9との間には、セルギャップGを一定に保持することに関して影響がない程度にわずかな隙間を設けることもできる。
Further, as shown in FIG. 2B, the
また、スペーサ9の行方向Xの幅bは、互いに隣接する着色膜41同士の間の間隔aより大きい寸法(a<b)に設定されている。このようにa<bの関係に形成されたスペーサ9と着色膜41とを、図2(a)において平面的に見れば、矢印Fで示す斜線が描かれた領域においてスペーサ9と着色膜41とが重なっている。
Further, the width b in the row direction X of the
次に、帯状に形成されたスペーサ9は、互いに隣接する着色膜41の間に選択的に設けられている。すなわち、互いに隣接する着色膜41の間の延長上に設けられた複数のスペーサ9同士の間には、スペーサ9が設けられていない部分である間欠部9aが設けられている。すなわち、スペーサ9は帯状に間欠的に設けられている。素子基板7とカラーフィルタ基板8との間、すなわちセルギャップG内に液晶層12を形成するには、先に説明したように、シール材6の一部に設けられた液晶注入口を介して、セルギャップG内に液晶を注入する方法が考えられる。この方法によって液晶層12を形成する場合には、セルギャップG内において、液晶が流動してセルギャップGの全体に行き渡るようにする必要がある。
Next, the
しかしながら、本実施形態の液晶表示装置では、図2(a)に示すように、スペーサ9が帯状に設けられている。また、帯状のスペーサ9は、図2(b)に示すように、スペーサ9とカラーフィルタ基板8の表面とが接触するように設けられている。すなわち、セルギャップG内はスペーサ9によって複数列に区画された状態になっており、スペーサ9が液晶の流動を妨げることが考えられる。本実施形態では、図2(a)において、隣接する帯状のスペーサ9同士の間に間欠部9aを設けることにより、その間欠部9aを通して図1のセルギャップG内で液晶が確実に流動するようにしている。これにより、セルギャップ内に液晶層12を確実に形成できる。
However, in the liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIG. 2A, the
また、本実施形態のスペーサ9は遮光性を有している。このスペーサ9の遮光性は、液晶表示装置に一般に用いられているブラックマトリクス等といった遮光膜と略同じ遮光性能に設定されることが望ましい。この遮光性はOD値、すなわち光学濃度値として表すことができる。本実施形態において、スペーサ9のOD値は5以上に設定される。こうすれば、スペーサ9によって散乱光を確実に吸収できる。このスペーサ9の遮光性は、例えば、スペーサ9を形成する樹脂に黒色の顔料やカーボン等を混入させることによって付与することができる。
Further, the
従来の液晶表示装置は、一般に、スペーサとは別に、互いに隣接するサブ画素間に遮光膜を設けていることが多い。そしてその遮光膜によって互いに隣接するサブ画素間を遮光していた。これに対し、図1に示す本実施形態の液晶表示装置1においては、スペーサ9が遮光性を有しているので、スペーサ9とは別に遮光膜を設けなくても、隣接するサブ画素D同士の間を遮光できる。また、遮光性を有するスペーサ9は、液晶層12を一定に保持するために素子基板7とカラーフィルタ基板8の間に間隔を空けることなく配置されている。すなわち、スペーサ9は液晶層12の層厚と略同じ高さであって基板8の表面に略接触する高さに形成されている。従って、互いに隣接するサブ画素D同士の間で、光反射膜23で反射して散乱する光が漏れることをそのスペーサ9によって確実に防止できる。また、スペーサ9の行方向Xの幅bを、隣接する着色膜41間の間隔aより大きく(a<b)設定した。これにより、図2(a)においてスペーサ9と着色膜41とが平面的に見て重なっているので、隣接する着色膜41の間から光が漏れ出ることを防止できる。これらのことから、液晶表示装置1の表示において高いコントラストを維持できる。
In general, a conventional liquid crystal display device often has a light shielding film provided between subpixels adjacent to each other, apart from a spacer. The light shielding film shields light between adjacent sub-pixels. On the other hand, in the liquid
(液晶表示装置の第2実施形態)
次に、本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態を説明する。本実施形態は、スイッチング素子として2端子型のスイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode)素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置に本発明を適用するものである。また、本実施形態は、観察側に素子基板が配置され、その対向側にカラーフィルタ基板が配置され、そのカラーフィルタ基板に液晶層厚を調整するための樹脂層が設けられる構成の液晶装置に本発明を適用するものである。
(Second Embodiment of Liquid Crystal Display Device)
Next, another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to an active matrix liquid crystal device using a TFD (Thin Film Diode) element that is a two-terminal switching element as a switching element. In addition, this embodiment is a liquid crystal device having a configuration in which an element substrate is disposed on the observation side, a color filter substrate is disposed on the opposite side, and a resin layer for adjusting a liquid crystal layer thickness is provided on the color filter substrate. The present invention is applied.
図4は本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態の側面断面図である。また、図5は、図4の液晶表示装置における1つの画素部分を拡大して示す図であって、(a)は平面図を示し、(b)は(a)のZ3−Z3線に従ってサブ画素の短手側の断面構造を示している。図6は、図5(a)のZ4−Z4線に従ってサブ画素の長手側の断面構造、すなわち図4の矢印Cで示す部分を示している。 FIG. 4 is a side sectional view of another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. 5 is an enlarged view showing one pixel portion in the liquid crystal display device of FIG. 4, in which (a) shows a plan view and (b) shows a sub-section according to the Z3-Z3 line of (a). A cross-sectional structure on the short side of the pixel is shown. FIG. 6 shows a cross-sectional structure on the longitudinal side of the sub-pixel according to the Z4-Z4 line in FIG. 5A, that is, a portion indicated by an arrow C in FIG.
図4において図1に示した要素と同じ要素は同じ符号を用いて示すことにして、その要素の説明は省略するものとする。図4において、本実施形態に係る液晶表示装置51は、電気光学パネルである液晶パネル52と、この液晶パネル52に付設された照明装置3とを有する。この液晶装置51に関しては矢印Aが描かれた側が観察側であり、上記の照明装置3は液晶パネル52に関して観察側と反対側に配置されてバックライトとして機能する。
In FIG. 4, the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description of the elements is omitted. In FIG. 4, the liquid
液晶パネル52は、矢印A方向から見て長方形又は正方形で環状のシール材6によって互いに貼り合わされた一対の基板57及び58を有する。基板57はスイッチング素子が形成される素子基板である。また、基板58はカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板である。本実施形態では、観察側に素子基板57が配置され、観察側から見て背面にカラーフィルタ基板58が配置される。素子基板57とカラーフィルタ基板58との間に形成されるセルギャップG内に液晶が封入され、この液晶によって液晶層12が形成されている。
The
素子基板57は、第1の透光性の基板57aを有する。この第1透光性基板57aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第1透光性基板57aの外側表面には偏光板18aが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板18a以外の光学要素、例えば位相差板を付加的に設けることもできる。他方、第1透光性基板57aの内側表面には、矢印Cで示す部分の拡大図である図6にも示すように、データ線59が列方向Yに延びて形成されている。そして、スイッチング素子として機能する非線形抵抗素子であるTFD(Thin Film Diode)素子61がデータ線59に接続して形成されている。データ線59は複数本が紙面垂直方向(すなわち、行方向X)に間隔を空けて互いに平行に設けられている。また、TFD素子61は複数個が各データ線59に沿って等間隔に設けられている。
The
TFD素子61に接続して画素電極54が形成されている。1つの画素電極54は矢印A方向から見てドット状に形成されており、さらに、複数の画素電極54が図4の矢印A方向から見て行方向X及び列方向Yにマトリクス状に並べられている。これらの画素電極54は、例えば、ITO等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によって所定のドット形状にパターニングすることによって形成されている。
A
図6において、TFD素子61は、互いに電気的に直列につながれた一対のTFD要素61a及び61bによって形成されている。第1のTFD要素61aは、第1素子電極62、絶縁膜63、そして第2素子電極64aをその順で重ねることによって形成されている。また、第2のTFD要素61bは、第1素子電極62、絶縁膜63、そして第2素子電極64bをその順で重ねることによって形成されている。第1素子電極62は、例えば、Ta(タンタル)又はTa合金によって形成される。Ta合金としては、例えば、TaW(タンタル・タングステン)を用いることができる。絶縁膜63は、例えば、陽極酸化処理によって形成される。第2素子電極64a,64bは、例えばCr、モリブデン・タングステン(MoW)合金によって形成される。
In FIG. 6, the
第1TFD要素61a内の第2素子電極64aは図5(a)に示すようにデータ線59から延びている。また、第2TFD要素61b内の第2素子電極64bは画素電極54に接続されている。データ線59から画素電極54へ信号が伝送されることを考えたとき、第1TFD要素61aと第2TFD要素61bは電気的に逆極性である2つのTFD要素が直列に接続されることになる。この構造はバック・ツー・バック(Back-to-Back)構造と呼ばれることがある。本実施形態では、このようにバック・ツー・バック構造のTFD素子を用いたが、単一のTFD要素によってTFD素子を形成しても良い。
The second element electrode 64a in the
図6において、データ線59、TFD素子61、及び画素電極54を覆うように第1透光性基板7aの上に配向膜26aが、例えば、ポリイミド等を印刷等によって塗布することによって形成される。そして、この配向膜26aにラビング処理が施されて、素子基板57の近傍の液晶層12の配向が決められる。
In FIG. 6, an
図4において、素子基板57に対向するカラーフィルタ基板58は、矢印Aで示す観察側から見て長方形又は正方形の第2の透光性の基板58aを有する。この第2透光性基板58aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第2透光性基板58aの外側表面には偏光板18bが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板18b以外の光学要素、例えば位相差板を付加的に設けることもできる。
In FIG. 4, the
第2透光性基板58aの内側表面には、図6にも示すように、樹脂膜71が形成され、その上に光反射膜72が形成されている。樹脂膜71は、例えば、感光性樹脂をフォトリソグラフィ処理によって所定パターンに形成することによって形成される。また、光反射膜72は、例えば、Al(アルミニウム)、Al合金等といった光反射性材料をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。樹脂膜71の表面には複数の凹部又は凸部が上記のフォトリソグラフィ処理の際に形成され、これらの凹部又は凸部によって凹凸パターンが形成されている。
As shown in FIG. 6, a
この凹凸パターンを形成する凹部又は凸部は、球の一部の形状や、3次元の多角体の一部分の形状とすることができる。表面に凹凸パターンを備えた樹脂膜71のその表面上に一定の膜厚の光反射膜72を設けることにより、その光反射膜72に凹凸パターンを付与できる。こうして光反射膜72に凹凸パターンを付与することにより、光反射膜72で反射する光に散乱性、指向性等といった光学特性を付与できる。
The concave portion or the convex portion forming the concave / convex pattern can be a part of a sphere or a part of a three-dimensional polygon. By providing the
光反射膜72を覆う状態で基板58a上に着色膜74が形成されている。1つの着色膜74は矢印A方向から見て列方向Yに長い長方形のドット状に形成され、さらに、複数個の着色膜74が矢印A方向から見て行方向X及び列方向Yにマトリクス状に並べられている。
A
また、着色膜74の上に樹脂膜77が例えばフォトリソグラフィ処理によって平坦化膜として設けられ、さらにその平坦化膜77の上に樹脂膜78が例えばフォトリソグラフィ処理によって層厚調整膜として設けられている。平坦化膜77と層厚調整膜78は同じ材料の感光性樹脂によって形成できる。
Further, a
図5(b)において、層厚調整膜78及び平坦化膜77の上に帯状電極79が設けられ、その上に遮光性を有したスペーサ9が設けられている。スペーサ9は、図5(a)に示すように列方向Yに帯状に設けられている。帯状電極79及びスペーサ9の上には、配向膜26bが、例えば印刷等によって形成されている。そして、この配向膜26bにラビング処理が施されて、カラーフィルタ基板58の近傍の液晶層12の配向が決められる。帯状電極79は、例えば、ITOをフォトエッチング処理によって所定の帯形状にパターニングすることによって形成されている。1本の帯状電極79は行方向X(すなわち、図6の紙面垂直方向)に延びている。そして、複数の帯状電極79が列方向Y(すなわち、図6の左右方向)に所定間隔をおいて互いに平行に並べられている。
5B, a
液晶パネル52を矢印A方向から見た場合、素子基板57上において行方向Xに並ぶ複数のドット状の画素電極54と、カラーフィルタ基板58上において行方向Xへ延びる帯状電極79とは、平面的に重なっている。両電極がこうして重なる領域は表示のための最小単位であるサブ画素Dを構成する。図4において、複数のサブ画素Dが平面内で行方向X及び列方向Yにマトリクス状に並ぶことにより、有効表示領域Vが形成される。この有効表示領域V内に文字、数字、図形等といった像が表示され、矢印A方向から観察者によって視認される。
When the
複数の着色膜74のそれぞれは、1つのサブ画素Dに対応して配置され、さらにB、G、Rの1つを通過させる光学的特性に設定されている。また、それらB,G,Rの着色膜74は矢印A方向から見て所定の配列、例えばストライプ配列に並べられている。なお、着色膜74の配列はストライプ配列以外の任意の配列とすることができ、例えば、モザイク配列、デルタ配列等とすることもできる。
Each of the plurality of
次に、光反射膜72はサブ画素Dのうちの一部の領域Rに設けられており、残りの領域Tには設けられていない。領域Tは図5(a)に示すようにサブ画素D内の一部の長方形状の領域である。一方、領域Rはサブ画素D内の残りの領域であって、領域Tをコ字状に囲む領域である。光反射膜72が存在する領域Rが反射表示領域であり、光反射膜72が存在しない領域Tが透過表示領域である。図6において矢印Aで示す観察側から入射した外部光L0は反射表示領域Rで反射する。こうして得られた反射光L0は光反射膜72の凹凸パターンに従って散乱性又は指向性を有する。一方、図4の照明装置3の導光体14から出射した図6の光L1は、透過表示領域Tを透過する。
Next, the
層厚調整膜78は反射表示領域Rに設けられており、透過表示領域Tには設けられていない。このため、反射表示領域R内の液晶層12の層厚t0は、透過表示領域T内の液晶層12の層厚t1よりも薄くなっている。望ましくはt0=t1/2になっている。このような液晶層12の層厚の調整は、反射表示領域R内で光L0が液晶層12を2回通過する反射表示の場合と、透過表示領域T内で光L1が液晶層12を1回しか通過しない透過表示の場合とで、液晶層12のリタデーション(Δnd)を均一にして鮮明な表示を得るために行われるものである。
The layer
次に、図4において、素子基板57を構成する第1透光性基板57aはカラーフィルタ基板58の外側へ張り出す張出し部46を有している。この張出し部46の表面には、配線47がフォトエチング処理等によって形成されている。配線47は矢印A方向から見て複数本形成されており、それらの複数本が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並べられている。また、張出し部46の辺端には複数の外部接続用端子48が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並ぶように形成されている。これらの外部接続用端子48が設けられた張出し部46の辺端には、例えば、FPC基板(図示せず)が接続される。
Next, in FIG. 4, the first
複数の配線47の一部は、シール材6によって囲まれた領域内に向けて列方向Yに延びてデータ線59となっている。また、複数の配線47の他の一部は、シール材6の中に含まれる導通材60を介してカラーフィルタ基板58上の各帯状電極79につながっている。
A part of the plurality of
張出し部46の表面には、ACF45を用いたCOG技術によって、駆動用IC49が実装されている。駆動用IC49は、例えば、データ線59へデータ信号を伝送し、帯状電極79へ走査信号を伝送する。駆動用IC49は1つのICチップで形成しても良いし、必要に応じて複数のICチップで形成しても良い。駆動用IC49を複数のICチップによって構成する場合には、それらのICチップは張出し部46上で図4の紙面垂直方向に並べて実装される。
A driving
以上のように構成された液晶表示装置51によれば、液晶表示装置51が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置51が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置3をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。
According to the liquid
上記の反射型表示を行う場合、図6において、観察側である矢印Aの方向から素子基板57を通して液晶パネル52内へ入射した外部光L0は、液晶層12を通過してカラーフィルタ基板58内へ入った後、反射表示領域Rにおいて光反射膜72で反射して再び液晶層12へ供給される。他方、上記の透過型表示を行う場合、図4の照明装置3の光源13が点灯し、それからの光が導光体14の光入射面14aから導光体14へ導入され、さらに、光出射面14bから面状の光として出射する。この出射光は、図6の符号L1で示すように光反射膜72が存在しない透過表示領域Tを通って液晶層12へ供給される。
In the case of performing the reflective display, the external light L0 that has entered the
以上のようにして液晶層12へ光が供給される間、素子基板57側の画素電極54とカラーフィルタ基板58側の帯状電極79との間には、走査信号およびデータ信号によって特定される所定の電圧が印加され、これにより、液晶層12内の液晶分子の配向がサブ画素Dごとに制御され、この結果、液晶層12に供給された光がサブ画素Dごとに変調される。この変調された光が、素子基板57側の偏光板18a(図4参照)を通過するとき、その偏光板18aの偏光特性に従ってサブ画素Dごとに通過を許容又は通過を規制され、これにより、素子基板57の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印A方向から視認される。
While light is supplied to the
本実施形態においても、図2(a)に示した第1実施形態と同じく、図5(a)において遮光性を有したスペーサ9を設けた。このスペーサ9は、本実施形態では、カラーフィルタ基板58上であって互いに隣接するサブ画素D同士の間、すなわち、互いに隣接する着色膜41の境界に帯状に配置した。スペーサ9は遮光性を有しているので、スペーサ9とは別に遮光膜を設けなくても、隣接するサブ画素D同士の間を遮光できる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment shown in FIG. 2A, the light-shielding
また、遮光性を有するスペーサ9は、液晶層12を一定に保持するために素子基板57とカラーフィルタ基板58の間にそれらの基板に対して間隔を空けることなく配置されている。すなわち、スペーサ9は液晶層12の層厚と略同じ高さであって、矢印Hで示す部分において基板57の表面に略接触する高さに形成されている。従って、互いに隣接するサブ画素D同士の間で、光反射膜72で反射して散乱する光が漏れることを確実に防止できる。また、スペーサ9の行方向Xの幅bを、隣接する着色膜74の間隔aより大きく(a<b)設定した。これにより、図5(a)においてスペーサ9と着色膜74とが平面的に見て重なっているので、隣接する着色膜74の間から光が漏れ出すことを防止できる。これらのことから、液晶表示装置51の表示において高いコントラストを維持できる。
In addition, the light-shielding
(液晶表示装置の第3実施形態)
次に、本発明に係る液晶装置のさらに他の実施形態を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の全体的な構成は、概ね、図1と同じである。図7は、本実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示している。図7(a)は、図1の液晶表示装置1における1つの画素部分を拡大して平面的に示しており、図7(b)は、(a)のZ5−Z5線に従った断面図である。第1実施形態では、図2(a)に示したように、遮光性を有したスペーサ9を、互いに隣接するサブ画素D同士の間に帯状に設け、そのスペーサ9以外には遮光膜を設けない構成であった。これに対し、本実施形態では、図7(a)に示すように、互いに隣接する帯状のスペーサ9同士の間に設けられた間欠部9aに平面的に重なる位置に遮光膜81を設けた。
(Third embodiment of liquid crystal display device)
Next, still another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention will be described. The overall configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment is generally the same as that shown in FIG. FIG. 7 shows a main part of the liquid crystal display device according to the present embodiment. 7A is an enlarged plan view of one pixel portion in the liquid
以下、本実施形態を図2に示す実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素は同じ符号を付すことにして、その説明は省略することにする。 In the following, the present embodiment will be described focusing on differences from the embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図7(a)において、互いに隣接する帯状のスペーサ9同士の間の間欠部9aに平面的に重なる位置であって、互いに隣接する着色膜41の間に、遮光膜81が設けられている。この遮光膜81は、例えば、Cr(クロム)等といった遮光性の金属によって第2透光性基板8上に形成されている。この遮光膜81は、Cr以外にも、例えばスペーサ9と同様に黒色の顔料やカーボンを混入させた樹脂を用いて形成することもできる。この遮光膜81は、図7(b)に示すように、互いに隣接する着色膜41同士の間に設けられ、その厚さは着色膜41よりも薄く形成されている。これにより、遮光膜81は着色膜41の表面から突出しないので、カラーフィルタ基板8の表面をオーバーコート層43によって確実に平坦化できる。
In FIG. 7A, a
図2(a)の実施形態において、スペーサ9間の間欠部9aが設けられた領域には、光を遮断する部材が設けられていない。この間欠部9aは非常に狭い領域であり、この間欠部9aから光が漏れるおそれはほとんどないのであるが、遮光性が完全であるとは言い切れない場合がある。これに対し、本実施形態では、図7(a)に示すように、間欠部9aに平面的に重なる領域に遮光膜81を設けたので、互いに隣接するサブ画素D同士の間をより確実に遮光できる。こうすれば、図1の液晶表示装置1の表示において高いコントラストをより確実に維持できる。
In the embodiment of FIG. 2A, no light blocking member is provided in the region where the
(変形例)
上記の第3実施形態では、図1の第1実施形態に示す液晶表示装置1、すなわち3端子型のスイッチング素子であるTFT素子31を用いた液晶表示装置1に関して遮光膜81を設けた構造を説明した。これに代えて、図4の第2実施形態に示す液晶表示装置51、すなわち2端子型のスイッチング素子であるTFD素子61を用いた液晶表示装置51に関して遮光膜81を設けても良い。この場合においても、互いに隣接するサブ画素D同士の間をより確実に遮光できるので、図4の液晶表示装置51の表示において高いコントラストをより確実に維持できる。
(Modification)
In the third embodiment, the
(液晶表示装置の第4実施形態)
次に、本発明に係る液晶装置のさらに他の実施形態を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の全体的な構成は、概ね、図1と同じである。図8は、本実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示している。図8(a)は、図1の液晶表示装置1における1つの画素部分を拡大して平面的に示しており、図8(b)は、(a)のZ6−Z6線に従った断面図である。第1実施形態では、図2(a)に示したように、平面的に見て、反射表示領域Rを透過表示領域Tを囲むコ字状に形成している。これに対し、本実施形態では、図8(a)に示すように、サブ画素Dを長手方向(すなわち、列方向Y)に2分割するように反射表示領域Rと透過表示領域Tとを設けている。そして、その透過表示領域Tに隣接する位置にスペーサ9が存在しない部分である間欠部9aを設けている。
(4th Embodiment of a liquid crystal display device)
Next, still another embodiment of the liquid crystal device according to the present invention will be described. The overall configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment is generally the same as that shown in FIG. FIG. 8 shows a main part of the liquid crystal display device according to this embodiment. FIG. 8A is an enlarged plan view showing one pixel portion in the liquid
以下、本実施形態を図2に示す実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素は同じ符号を付すことにして、その説明は省略することにする。 In the following, the present embodiment will be described focusing on differences from the embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図8(a)において、サブ画素Dの領域のうち光反射膜23が設けられた領域、すなわちサブ画素Dの上側の長方形状の領域が反射表示領域Rである。他方、サブ画素Dの領域のうち反射表示領域R以外の領域が透過表示領域Tである。互いに隣接するサブ画素Dの間に設けられた帯状のスペーサ9は、その間欠部9aを透過表示領域Tに隣接する部分に設けている。反射表示領域Rに隣接する部分、すなわち光反射膜23の端辺に隣接する部分には間欠部9aが設けられず、帯状のスペーサ9が連続的に設けられている。
In FIG. 8A, the region where the
間欠部9aはスペーサ9が設けられない部分であるので、その間欠部9aにおいて遮光性が損なわれることが考えられる。サブ画素Dの領域内のうち光反射膜23が設けられた領域においては、光反射膜23で反射した光が多方向に散乱するので、多くの光がスペーサ9に入射することが考えられる。一方、光反射膜23が無い領域、すなわち透過表示領域Tでは光が散乱しないので、スペーサ9に入射する光の量が光反射膜23が設けられた領域Rに比べて少ないと考えられる。本実施形態においては、互いに隣接するスペーサ9同士の間に設けられた間欠部9aを光反射膜23の端辺に隣接しない部分、すなわち透過表示領域Tに隣接した部分に設けた。こうすれば、互いに隣接するスペーサ9同士の間に設けられた間欠部9aには光反射膜23によって散乱した光が届かないので、間欠部9aから光が漏れることを防止できる。その結果、図1の液晶表示装置1の表示において高いコントラストをより確実に維持できる。
Since the
(変形例)
上記の第4実施形態では、図1の第1実施形態に示す液晶表示装置1、すなわち3端子型のスイッチング素子であるTFT素子31を用いた液晶表示装置1に関して、図2(a)のサブ画素Dを長手方向(すなわち、列方向Y)に2分割するように反射表示領域Rと透過表示領域Tとを設け、そして、その透過表示領域Tに隣接する位置にスペーサ9の間欠部9aを設けた構造を説明した。これに代えて、図4の第2実施形態に示す液晶表示装置51、すなわち2端子型のスイッチング素子であるTFD素子61を用いた液晶表示装置51に関して、図5(a)のサブ画素Dを長手方向(すなわち、列方向Y)に2分割するように反射表示領域Rと透過表示領域Tとを設け、そして、その透過表示領域Tに隣接する位置にスペーサ9が存在しない部分である間欠部9aを設けても良い。この場合においても、間欠部9aには光反射膜72によって散乱した光が届かないので、間欠部9aから光が漏れることを防止できる。その結果、図4の液晶表示装置51の表示において高いコントラストをより確実に維持できる。
(Modification)
The fourth embodiment described above relates to the liquid
(その他の実施形態)
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
(Other embodiments)
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.
例えば、第1実施形態では、図2(b)に示すように、互いに隣接する着色膜41の間に間隔aの隙間を設けている。また同じく、第2実施形態においても、図5(b)に示すように、互いに隣接する着色膜74の間に間隔aの隙間を設けている。しかしながら、互いに隣接する着色膜41(74)の間には間隔を設けなくても良い。すなわち、a=0でも良い。ただしこの場合には、隣接する着色膜41(74)同士が重ならないようにすることが望ましい。
For example, in the first embodiment, as shown in FIG. 2B, a gap a is provided between the
また、以上に説明した各実施形態では、スイッチング素子として3端子型素子であるアモルファスシリコンTFTを用いたが、その他の3端子型素子、例えば低温ポリシリコンTFT、高温ポリシリコンTFTを用いることもできる。また、スイッチング素子として2端子型素子を用いることもできる。この2端子型素子としては、例えば、TFD(Thin Film Diode)素子を用いることができる。 In each of the embodiments described above, an amorphous silicon TFT that is a three-terminal element is used as a switching element. However, other three-terminal elements such as a low-temperature polysilicon TFT and a high-temperature polysilicon TFT can also be used. . A two-terminal element can also be used as the switching element. As the two-terminal element, for example, a TFD (Thin Film Diode) element can be used.
(電子機器の実施形態)
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
(Embodiment of electronic device)
Hereinafter, an electronic device according to the present invention will be described with reference to embodiments. In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment.
図9は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶表示装置101と、これを制御する制御回路100とを有する。制御回路100は、表示情報出力源104、表示情報処理回路105、電源回路106及びタイミングジェネレータ107によって構成される。そして、液晶表示装置101は液晶パネル102及び駆動回路103を有する。
FIG. 9 shows an embodiment of an electronic apparatus according to the invention. The electronic apparatus shown here includes a liquid
表示情報出力源104は、RAM(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ107により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路105に供給する。
The display
次に、表示情報処理回路105は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路103へ供給する。ここで、駆動回路103は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路106は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
Next, the display
液晶表示装置101は、例えば、図2に示した液晶表示装置1又は図5に示した液晶表示装置51を用いて構成できる。図2の液晶表示装置1及び図5の液晶表示装置51は、スペーサが遮光性を有しているので、散乱光があっても表示のコントラストを高く維持できる。従って、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器においても、その表示において高いコントラストを維持できる。
The liquid
図10は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機110は、本体部111と、これに開閉可能に設けられた表示体部112とを有する。液晶表示装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置113は、表示体部112の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部112において表示画面114によって視認できる。本体部111には操作ボタン115が配列されている。
FIG. 10 shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus according to the invention. A
表示体部112の一端部にはアンテナ116が伸縮自在に取付けられている。表示体部112の上部に設けられた受話部117の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部111の下端部に設けられた送話部118の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置113の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部111又は表示体部112の内部に格納される。
An
表示装置113は、例えば、図2に示した液晶表示装置1又は図5に示した液晶表示装置51を用いて構成できる。図2の液晶表示装置1及び図5の液晶表示装置51は、スペーサが遮光性を有しているので、散乱光があっても表示のコントラストを高く維持できる。従って、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器においても、その表示において高いコントラストを維持できる。
The
(変形例)
なお、電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又は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、テレビ電話機、POS端末器等が挙げられる。
(Modification)
In addition to the above-described mobile phones and the like as electronic devices, personal computers, liquid crystal televisions, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, Examples include workstations, video phones, and POS terminals.
1,51.液晶表示装置、 2,52.液晶パネル、 3.照明装置、 6.シール材、
7,57.素子基板、 7a,57a.第1透光性基板、
8,58.カラーフィルタ基板、 8a,58a.第2透光性基板、 9.スペーサ、
9a.間欠部、 12.液晶層、 13.LED、 14.導光体、 16.光反射層、
17.光拡散層、 18a,18b.偏光板、 19.ソース電極線、
21.ゲート電極線、 22.層間絶縁膜、 23.光反射膜、
24,54.画素電極、 25.コンタクトホール、 26a,26b.配向膜、
31.TFT素子、 32.ゲート電極、 33.ゲート絶縁膜、 34.半導体層、
35.ソース電極、 36.ドレイン電極、 41,74.着色膜、
43.オーバーコート層、 44.共通電極、 45.ACF、 46.張出し部、
47.配線、 48.外部接続用端子、 49.駆動用IC、 59.データ線、
60.導通材、 61.TFD素子、 61a.第1TFD要素、
61b.第2TFD要素、 62.第1素子電極、 63.絶縁膜、
64a,64b.第2素子電極、 71.樹脂膜、 72.光反射膜、
77.平坦化膜、 78.層厚調整膜、 79.帯状電極、 81.遮光膜、
100.制御回路、 101.液晶表示装置、 102.液晶パネル、
103.駆動回路、 110.携帯電話機(電子機器)、 111.本体部、
112.表示体部、 113.表示装置、 114.表示画面、
115.操作ボタン、 116.アンテナ、 117.受話部、 118.送話部
D.サブ画素、 G.セルギャップ、 L0,L1,L2.光、 R.反射表示領域、
T.透過表示領域、 V.有効表示領域、
1,51. Liquid crystal display, 2,52. 2. Liquid crystal panel 5. lighting device; Sealing material,
7, 57. Element substrate, 7a, 57a. A first translucent substrate,
8, 58. Color filter substrate, 8a, 58a. 8. a second translucent substrate; Spacer,
9a. Intermittent part, 12. Liquid crystal layer, 13. LED, 14. Light guide, 16. Light reflection layer,
17. Light diffusion layer, 18a, 18b. Polarizing plate, 19. Source electrode wire,
21. 21. gate electrode line Interlayer insulating film, 23. Light reflecting film,
24, 54. Pixel electrode, 25. Contact holes, 26a, 26b. Alignment film,
31. TFT element, 32. Gate electrode, 33. Gate insulating film, 34. Semiconductor layer,
35. Source electrode, 36. Drain electrode, 41, 74. Colored film,
43. Overcoat layer, 44. Common electrode, 45. ACF, 46. Overhang,
47. Wiring, 48. Terminal for external connection, 49. Driving IC, 59. Data line,
60. Conductive material, 61. TFD element, 61a. A first TFD element;
61b. Second TFD element, 62. First element electrode, 63. Insulation film,
64a, 64b. Second element electrode, 71. Resin film, 72. Light reflecting film,
77. Planarization film, 78. Layer thickness adjusting film, 79. 81 strip electrode; Light shielding film,
100. Control circuit, 101. Liquid crystal display device, 102. LCD panel,
103. Drive circuit, 110. Mobile phone (electronic device), 111. Body part,
112. Display body part, 113. Display device, 114. Display screen,
115. Operation buttons, 116. Antenna, 117. Earpiece, 118. Transmitter D. Sub-pixels, G. Cell gap, L0, L1, L2. Light, R.A. Reflective display area,
T.A. A transmissive display area; Effective display area,
Claims (9)
前記一対の基板のうちいずれかの基板に設けられた複数色の着色膜と、
個々の前記着色膜に平面的に重なる領域内に設けられた光反射膜と、
前記一対の基板の間隔を一定に保持するスペーサと、を有し、
前記スペーサは、前記着色膜と該着色膜に隣接する他の着色膜との間に配置されていると共に遮光性を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
A plurality of colored films provided on any one of the pair of substrates;
A light reflecting film provided in a region overlapping each of the colored films in a plane;
A spacer that keeps the distance between the pair of substrates constant,
The liquid crystal display device, wherein the spacer is disposed between the colored film and another colored film adjacent to the colored film and has a light shielding property.
a<b
であることを特徴とする液晶表示装置。 In the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7, when the interval between the colored films adjacent to each other is a and the width of the spacer is b,
a <b
A liquid crystal display device characterized by the above.
An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1.
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