JP2007093767A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に各画素に反射領域と透過領域の両方が設けられた半透過型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a transflective liquid crystal display device in which each pixel is provided with both a reflective region and a transmissive region.
液晶表示装置(以下LCDと呼ぶこともある)は、薄型で低消費電力であるという特徴を備え、現在コンピュータのモニタや、テレビ、携帯電話等の携帯情報機器のモニタとして広く用いられている。このようなLCDは、一対の基板間に液晶が封入され、それぞれの基板に形成された電極によって、間に位置する液晶の配向を制御することで表示を行うものであり、CRT(陰極線管)ディスプレイや、エレクトロルミネッセンス(以下、EL)ディスプレイ等と異なり、原理上自ら発光しないため、観察者に対して画像を表示するには光源を必要とする。 Liquid crystal display devices (hereinafter sometimes referred to as LCDs) are characterized by being thin and have low power consumption, and are currently widely used as monitors for computer monitors and portable information devices such as televisions and mobile phones. In such an LCD, liquid crystal is sealed between a pair of substrates, and display is performed by controlling the orientation of the liquid crystal positioned between the electrodes formed on each substrate, and is a CRT (cathode ray tube). Unlike a display, an electroluminescence (hereinafter, EL) display, or the like, since it does not emit light in principle, a light source is required to display an image to an observer.
このLCDには、透過型LCDと反射型LCDとがある。透過型LCDでは、各基板に形成する電極として透明電極を採用し、液晶表示パネルの後方や側方に光源を配置し、この光源光の透過量を液晶パネルで制御することで周囲が暗くても明るい表示ができる。しかし、常に光源を点灯させて表示を行うため、光源による電力消費が避けられないこと、また昼間の屋外のように外光が非常に強い環境下では、十分なコントラストが確保できないという特性がある。 The LCD includes a transmissive LCD and a reflective LCD. In a transmissive LCD, a transparent electrode is used as an electrode to be formed on each substrate, a light source is arranged behind or on the side of the liquid crystal display panel, and the amount of light transmitted through the liquid crystal panel is controlled by the liquid crystal panel. Can display brightly. However, since the display is always performed by turning on the light source, power consumption by the light source is inevitable, and sufficient contrast cannot be secured in an environment where the outside light is very strong such as outdoors in the daytime. .
一方、反射型LCDでは、太陽や室内灯等の外光を光源として採用し、液晶パネルに入射するこれらの周囲光を、非観察面側の基板に形成した反射電極によって反射する。そして、液晶層に入射し反射電極で反射された光の液晶パネルからの射出光量を画素ごとに制御することで表示を行う。このように反射型LCDは、光源として外光を採用するため、外光がないと表示が見えないが、透過型LCDと異なり光源による電力消費がなく非常に低消費電力であり、また屋外など周囲が明るいと十分なコントラストが得られる。 On the other hand, the reflective LCD employs external light such as the sun and room light as a light source, and reflects the ambient light incident on the liquid crystal panel by a reflective electrode formed on the substrate on the non-observation surface side. Then, display is performed by controlling the amount of light emitted from the liquid crystal panel, which is incident on the liquid crystal layer and reflected by the reflective electrode, for each pixel. As described above, since the reflective LCD employs external light as the light source, the display cannot be seen without external light. However, unlike the transmissive LCD, the power consumption by the light source is very low and the power consumption is very low. If the surroundings are bright, sufficient contrast can be obtained.
近年、透過機能と反射機能の両方を併せ持ち、周囲が明るい環境でも暗い環境でも見やすいLCDとして半透過型LCDが開発されている。この半透過型LCDでは、透過機能を実現するため透過型LCDと同様のITOなどの透明電極を用い、反射機能を実現するためにAlなど反射特性の良い反射電極を用いる。 In recent years, transflective LCDs have been developed as LCDs that have both a transmissive function and a reflective function, and are easy to see in both bright and dark environments. In this transflective LCD, a transparent electrode such as ITO similar to the transmissive LCD is used to realize the transmissive function, and a reflective electrode such as Al having a good reflective characteristic is used to realize the reflective function.
半透過型LCDにおいて、透過領域と反射領域に用いるカラーフィルタを同一にした場合、表示される色は透過表示と反射表示とで大きく異なる。透過表示の場合には、光源からの光がカラーフィルタを一度だけ通って表示されるのに対し、反射表示の場合には、外光がカラーフィルタを二度通って表示されるためである。また、透過表示の光源がバックライト光源であり、反射表示の光源が自然光等である、すなわち光源が異なるためである。 In a transflective LCD, when the color filters used in the transmissive area and the reflective area are the same, the displayed color differs greatly between the transmissive display and the reflective display. This is because in the case of transmissive display, light from the light source is displayed only once through the color filter, whereas in the case of reflective display, external light is displayed twice through the color filter. This is also because the light source for transmissive display is a backlight light source and the light source for reflective display is natural light or the like, that is, the light sources are different.
透過領域と反射領域の表示色の差を小さくする方法としては、カラーフィルタにおいて、(1)反射領域の一部に微小な透明領域、すなわちピンホールを設ける方法や、(2)透過領域と反射領域の色設計を変える方法、などが挙げられる。 As a method of reducing the display color difference between the transmissive region and the reflective region, (1) a method of providing a minute transparent region, that is, a pinhole in a part of the reflective region, or (2) a transmissive region and a reflective region. And a method of changing the color design of the area.
例えば、特許文献1には、透過領域及び反射領域に透過領域用のカラーフィルタを形成し、反射領域の一部にピンホールを設けて、透過領域と反射領域の表示色の差を小さくすることが記載されている。ピンホールを設ける方法では、ピンホールの形状やサイズを最適化することにより、透過表示と反射表示の差を小さくすることができる。また、ピンホールは着色層のパターニングの際に一括して形成できるので、塗布形成の工程が増えることもなく安価なカラーフィルタを得ることができる。 For example, in Patent Document 1, a color filter for a transmissive region is formed in the transmissive region and the reflective region, and a pinhole is provided in a part of the reflective region to reduce the difference in display color between the transmissive region and the reflective region. Is described. In the method of providing a pinhole, the difference between the transmissive display and the reflective display can be reduced by optimizing the shape and size of the pinhole. In addition, since pinholes can be formed at the same time during the patterning of the colored layer, an inexpensive color filter can be obtained without increasing the number of coating formation steps.
反射領域のカラーフィルタの一部にピンホールを設ける方法では、ピンホールの形状やサイズを最適化することにより反射表示において輝度は向上する。しかし、ピンホールの形成により色領域が小さくなるため色純度が低下するという問題があった。 In the method of providing a pinhole in a part of the color filter in the reflective region, the luminance is improved in reflective display by optimizing the shape and size of the pinhole. However, there is a problem that the color purity is lowered because the color region is reduced by the formation of the pinhole.
本発明は、反射領域のカラーフィルタの一部にピンホールを設けることによる色純度の低下を抑制することが可能な半透過型の液晶表示装置である。 The present invention is a transflective liquid crystal display device capable of suppressing a decrease in color purity caused by providing a pinhole in a part of a color filter in a reflective region.
本発明は、第1基板および第2基板の間に液晶を封入し、マトリクス状に配置した画素毎に液晶に印加する電圧を制御して表示を行う液晶表示装置であって、各画素は、データラインからのデータ電圧の取り入れを制御するトランジスタと、このトランジスタを覆う絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜に形成されたコンタクトを介して前記トランジスタと接続されて、取り入れたデータ電圧が印加される画素電極と、を有し、かつ、各画素には、反射膜が設けられた反射領域と、反射膜が設けられていない透過領域が設けられるとともに、各画素は反射領域および透過領域から観察側に射出する光を特定色に変換するカラーフィルタを含み、このカラーフィルタは、その反射領域にカラーフィルタの一部を除去したピンホールを含み、前記ピンホールの平面位置は、前記画素電極のコンタクトの位置と重なる。 The present invention is a liquid crystal display device that performs display by enclosing liquid crystal between a first substrate and a second substrate and controlling a voltage applied to the liquid crystal for each pixel arranged in a matrix. A transistor that controls the taking-in of the data voltage from the data line, and an insulating film that covers the transistor, is connected to the transistor through a contact formed in the insulating film, and the taken-in data voltage is applied. Each pixel is provided with a reflective region provided with a reflective film and a transmissive region provided with no reflective film, and each pixel is observed from the reflective region and the transmissive region. A color filter that converts light emitted to the side into a specific color, the color filter including a pinhole in which a part of the color filter is removed in the reflection region, Plane position of Lumpur overlaps the position of the contact of the pixel electrode.
また、前記液晶表示装置において、前記カラーフィルタは、RGBの3種類を含み、ピンホールの形成による全体輝度への影響が最も少ない青色のカラーフィルタにおいて、前記ピンホールの平面位置と前記画素電極のコンタクトの位置とが重なることが好ましい。 In the liquid crystal display device, the color filter includes three types of RGB, and in the blue color filter having the least influence on the overall luminance due to the formation of the pinhole, the planar position of the pinhole and the pixel electrode It is preferable that the position of the contact overlaps.
また、前記液晶表示装置において、前記画素電極は、前記絶縁膜上に設けられた平坦化膜の上に形成され、前記絶縁膜及び前記平坦化膜に形成されたコンタクトを介して前記トランジスタと接続されることが好ましい。 Further, in the liquid crystal display device, the pixel electrode is formed on a planarizing film provided on the insulating film, and is connected to the transistor through a contact formed on the insulating film and the planarizing film. It is preferred that
また、前記液晶表示装置において、前記ピンホールの面積は前記コンタクトの面積と同じであることが好ましい。 In the liquid crystal display device, the area of the pinhole is preferably the same as the area of the contact.
また、前記液晶表示装置において、前記ピンホールの面積は前記コンタクトの面積より大きいことが好ましい。 In the liquid crystal display device, the area of the pinhole is preferably larger than the area of the contact.
本発明では、反射領域のピンホールの平面位置を、画素電極のコンタクトの位置と重ねることにより、反射領域のカラーフィルタの一部にピンホールを設けることによる色純度の低下を抑制することが可能な半透過型の液晶表示装置を提供することができる。 In the present invention, it is possible to suppress a decrease in color purity caused by providing a pinhole in a part of the color filter in the reflection region by overlapping the planar position of the pinhole in the reflection region with the position of the contact of the pixel electrode. A transflective liquid crystal display device can be provided.
本発明の実施の形態について以下説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本実施形態に係る半透過型の液晶表示装置として半透過型アクティブマトリクスLCDを用いた場合の第1基板側の平面構成の一部、図2は、図1のA−A線に沿った位置における1画素のTFT付近の概略断面構成を示している。本方式の半透過型LCDは、反射領域の一部のカラーフィルタにピンホールを設ける方式である。 FIG. 1 shows a part of a planar configuration on the first substrate side when a transflective active matrix LCD is used as a transflective liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a line AA in FIG. 1 shows a schematic cross-sectional configuration in the vicinity of a TFT of one pixel at a position along the line. The transflective LCD of this system is a system in which pinholes are provided in a part of the color filter in the reflective area.
図2に示すように、液晶表示装置1において、第1基板であるTFT基板10は、反射層(反射膜)11と、画素電極15とを備え、第2基板である対極基板20は、カラーフィルタ22と、ピンホール23と、対極突起(突起部)24と、共通電極25とを備える。 As shown in FIG. 2, in the liquid crystal display device 1, a TFT substrate 10 that is a first substrate includes a reflective layer (reflective film) 11 and a pixel electrode 15, and a counter electrode substrate 20 that is a second substrate is a color substrate. A filter 22, a pinhole 23, a counter electrode protrusion (protrusion part) 24, and a common electrode 25 are provided.
液晶表示装置1において、所定ギャップを隔てて貼り合わされたTFT基板10と対極基板20との間に液晶層30が封入されて構成されている。TFT基板10及び対極基板20としてはガラス基板やプラスチック基板などの透明基板が採用される。 In the liquid crystal display device 1, a liquid crystal layer 30 is sealed between a TFT substrate 10 and a counter electrode substrate 20 that are bonded to each other with a predetermined gap. As the TFT substrate 10 and the counter electrode substrate 20, a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate is employed.
TFT基板10の液晶側の面には、各画素ごとに薄膜トランジスタ(TFT:Thin film Transistor)40が形成されている。TFT基板10上の反射領域には、反射機能を備えたAl、Ag等の反射層11が形成されている。反射領域の反射層11及び透過領域のTFT基板10上には第1電極として、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電材料が用いられた画素電極15が形成されている。この画素電極15上に液晶層30の初期配向を制御するためのポリイミドなどからなる配向膜(図示せず)が形成されている。 On the surface of the TFT substrate 10 on the liquid crystal side, a thin film transistor (TFT) 40 is formed for each pixel. A reflective layer 11 made of Al, Ag or the like having a reflective function is formed in the reflective region on the TFT substrate 10. A pixel electrode 15 using a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) is formed as a first electrode on the reflective layer 11 in the reflective region and the TFT substrate 10 in the transmissive region. Yes. An alignment film (not shown) made of polyimide or the like for controlling the initial alignment of the liquid crystal layer 30 is formed on the pixel electrode 15.
TFT基板10と対向配置される対極基板20の液晶側にはカラーフィルタ(R,G,B)22が形成され、反射領域のカラーフィルタ22の一部にピンホール23が設けられている。反射領域のカラーフィルタ22の上には対極突起24が形成され、対極突起24及び透過領域のカラーフィルタ22の上に第2電極として、ITO,IZO等の透明導電材料が用いられた共通電極25が形成されている。なお、アクティブマトリクス型において、この共通電極25は複数画素(通常は全画素)に対する共通電極として形成されている。またこの共通電極25の上には、TFT基板側と同様の配向膜(図示せず)が形成されている。 A color filter (R, G, B) 22 is formed on the liquid crystal side of the counter electrode substrate 20 disposed opposite to the TFT substrate 10, and a pinhole 23 is provided in a part of the color filter 22 in the reflective region. A counter electrode protrusion 24 is formed on the color filter 22 in the reflective region, and a common electrode 25 using a transparent conductive material such as ITO or IZO as the second electrode on the counter electrode protrusion 24 and the color filter 22 in the transmissive region. Is formed. In the active matrix type, the common electrode 25 is formed as a common electrode for a plurality of pixels (normally all pixels). On the common electrode 25, an alignment film (not shown) similar to that on the TFT substrate side is formed.
TFT基板10に形成されるTFT40は、データライン52から各画素電極15への電圧供給を制御する。なお、反射領域の画素電極15をアルミなどの金属で形成することにより、反射層11を省略してもよい。 The TFT 40 formed on the TFT substrate 10 controls voltage supply from the data line 52 to each pixel electrode 15. Note that the reflective layer 11 may be omitted by forming the pixel electrode 15 in the reflective region from a metal such as aluminum.
カラーフィルタ22は、画素毎に設けられ、RGBのいずれかの光のみを透過する。従って、これらのカラーフィルタによって、画素の表示色が限定される。カラーフィルタ22は、各画素に対応して設けられており、画素同士の間隙には、ブラックマトリクス26が配置されている。なお、カラーフィルタ22を設けないW(ホワイト)の画素を設けてもよいし、RGB以外の色、例えばC(シアン)のカラーフィルタの画素を設けてもよい。 The color filter 22 is provided for each pixel and transmits only one of RGB light. Therefore, the display color of the pixels is limited by these color filters. The color filter 22 is provided corresponding to each pixel, and a black matrix 26 is disposed in the gap between the pixels. Note that W (white) pixels without the color filter 22 may be provided, or pixels of colors other than RGB, for example, C (cyan) color filters may be provided.
そして、各画素電極15の電位を個別に制御することで、各画素電極15と共通電極25間の液晶に画素毎に異なる電位を印加して、液晶の光学特性を変化させて表示を行うことができる。 Then, by controlling the potential of each pixel electrode 15 individually, a different potential is applied to the liquid crystal between each pixel electrode 15 and the common electrode 25 for each pixel, thereby changing the optical characteristics of the liquid crystal and performing display. Can do.
対極突起24は、反射領域の液晶層30の厚さを調整して、反射領域と透過領域の光路差を揃えるために設けられるもので、透明のアクリル系の樹脂等により構成される。 The counter electrode protrusion 24 is provided in order to adjust the thickness of the liquid crystal layer 30 in the reflection region so as to align the optical path difference between the reflection region and the transmission region, and is made of a transparent acrylic resin or the like.
本実施形態においては、カラーフィルタ22として、通常の透過型液晶表示装置に用いられる透過用カラーフィルタを採用することができる。反射領域のカラーフィルタ22の一部にピンホール23を設けて、ピンホール23の形状やサイズを最適化することにより、反射領域の明るさを確保し、透過領域と反射領域の表示色の差を小さくすることができる。また、ピンホール23は着色層のパターニングの際に一括して形成できるので、塗布形成の工程が増えることもなく安価なカラーフィルタを得ることができる。 In the present embodiment, a transmissive color filter used in a normal transmissive liquid crystal display device can be employed as the color filter 22. A pinhole 23 is provided in a part of the color filter 22 in the reflection area, and the brightness and brightness of the reflection area are ensured by optimizing the shape and size of the pinhole 23, and the difference in display color between the transmission area and the reflection area. Can be reduced. In addition, since the pinholes 23 can be formed at the same time when the colored layer is patterned, an inexpensive color filter can be obtained without increasing the number of coating formation steps.
反射領域においては、画素電極15の下方に反射層11を設けるかまたは画素電極15を反射膜として機能させることによって、対極基板20側から入射してくる光を反射する。従って、カラーフィルタ22を2度通過し、各画素の液晶によって変調された反射光が観察側に得られる。 In the reflection region, the reflection layer 11 is provided below the pixel electrode 15 or the pixel electrode 15 functions as a reflection film to reflect light incident from the counter electrode substrate 20 side. Therefore, reflected light that has passed through the color filter 22 twice and is modulated by the liquid crystal of each pixel is obtained on the observation side.
透過領域においては、TFT基板10側から入射してくるバックライトからの光が液晶層30を透過する。従って、カラーフィルタ22を通過し、各画素の液晶によって変調された透過光が観察側に得られる。 In the transmissive region, light from the backlight incident from the TFT substrate 10 side passes through the liquid crystal layer 30. Accordingly, transmitted light that passes through the color filter 22 and is modulated by the liquid crystal of each pixel is obtained on the observation side.
次に、TFT基板10の構成を説明する。アクティブマトリクス型LCDでは、表示領域内にマトリクス状に複数の画素が設けられ、各画素に対してここでは、スイッチ素子としてTFT40が設けられている。 Next, the configuration of the TFT substrate 10 will be described. In an active matrix LCD, a plurality of pixels are provided in a matrix within a display area, and here, a TFT 40 is provided as a switch element for each pixel.
このTFT40は、Poly−Si膜50を有し、このPoly−Si膜50にドレイン領域、チャネル領域、ソース領域を形成することでTFT40が形成される。Poly−Si膜50を覆って、ゲート絶縁膜58が形成され、このゲート絶縁膜58上であって、チャネル領域の上方に当たる部位にゲート電極56が形成されている。そして、ゲート絶縁膜58、ゲート電極56を覆って、層間絶縁膜62が形成される。層間絶縁膜62上にはドレイン電極53及びソース電極54が配置され、このドレイン電極53及びソース電極54が層間絶縁膜62及びゲート絶縁膜58を貫通するコンタクトを介してそれぞれTFT40のドレイン領域及びソース領域に接続されている。また、ソース電極54上のパッシベーション膜64及び平坦化膜66にはコンタクト68が形成され、ここに画素電極15の一部が伸び電気的に接続されている。 The TFT 40 has a Poly-Si film 50, and the TFT 40 is formed by forming a drain region, a channel region, and a source region in the Poly-Si film 50. A gate insulating film 58 is formed so as to cover the Poly-Si film 50, and a gate electrode 56 is formed on the gate insulating film 58 and in a portion that is above the channel region. Then, an interlayer insulating film 62 is formed so as to cover the gate insulating film 58 and the gate electrode 56. A drain electrode 53 and a source electrode 54 are disposed on the interlayer insulating film 62, and the drain electrode 53 and the source electrode 54 are connected to the interlayer insulating film 62 and the gate insulating film 58 through contacts, respectively. Connected to the region. A contact 68 is formed on the passivation film 64 and the planarization film 66 on the source electrode 54, and a part of the pixel electrode 15 extends and is electrically connected thereto.
なお、上記構成において、ドレイン電極53はデータラインに接続され、ゲート電極56はゲートラインに接続される。ドレイン電極53をデータラインの一部を用いて形成したり、ゲート電極56をゲートラインを用いて形成することも好適である。さらに、Poly−Si膜50はソース領域を越えて伸張されており、この伸張部分においてゲート絶縁膜58を介し容量ライン60が対向配置されて保持容量が形成されている。 In the above configuration, the drain electrode 53 is connected to the data line, and the gate electrode 56 is connected to the gate line. It is also preferable to form the drain electrode 53 by using a part of the data line and to form the gate electrode 56 by using the gate line. Further, the Poly-Si film 50 is extended beyond the source region, and the storage line is formed by opposing the capacitance line 60 via the gate insulating film 58 in the extended portion.
半透過型液晶表示装置の場合、透過表示の開口率を上げるため、反射領域に画素電極15とTFT40とのコンタクト68が形成されるが、コンタクト領域はそれ以外の反射領域と同等の高さと凸凹形状を形成することが難しく、この領域の色味は他の反射領域と異なる。そこで本実施形態において、従来の図3(a)に示す位置にあったカラーフィルタ22のピンホール23の平面位置を、図3(b)のように画素電極のコンタクト68の位置と重なるようにする。その結果、元々、色味が他の反射領域と異なる領域を輝度向上に使用することができ、また、色領域の割合も増加する。 In the case of a transflective liquid crystal display device, a contact 68 between the pixel electrode 15 and the TFT 40 is formed in the reflective region in order to increase the aperture ratio of the transmissive display, but the contact region has the same height and unevenness as the other reflective regions. It is difficult to form a shape, and the color of this region is different from other reflective regions. Therefore, in the present embodiment, the planar position of the pinhole 23 of the color filter 22 that was at the position shown in FIG. 3A is overlapped with the position of the contact 68 of the pixel electrode as shown in FIG. 3B. To do. As a result, it is possible to originally use a region whose color is different from that of other reflective regions for improving luminance, and the ratio of the color region also increases.
また、本実施形態において、青色、緑色、赤色カラーフィルタのうち、少なくとも1つにおいてピンホール23の平面位置と画素電極のコンタクト68の位置とが重なるようにすればよいが、図4(a)に示す従来のカラーフィルタ22B,22G,22Rに対して、図4(b)に示すように、青色のカラーフィルタ22Bにおいて、ピンホール23Bの平面位置と画素電極のコンタクト68Bの位置とが重なるようにすることが好ましい。一方、緑色のカラーフィルタ22G及び赤色のカラーフィルタ22Rにおいては、ピンホール23G,23Rの平面位置と画素電極のコンタクト68G,68Rの位置とは重ならないようにすることが好ましい。 In this embodiment, at least one of the blue, green, and red color filters may be configured such that the planar position of the pinhole 23 and the position of the contact 68 of the pixel electrode overlap, as shown in FIG. 4B, the planar position of the pinhole 23B and the position of the pixel electrode contact 68B are overlapped with each other in the blue color filter 22B as shown in FIG. 4B. Is preferable. On the other hand, in the green color filter 22G and the red color filter 22R, it is preferable that the planar positions of the pinholes 23G and 23R do not overlap with the positions of the pixel electrode contacts 68G and 68R.
青色は視感度が低いため、このようにすることにより、ピンホール23の形成による全体輝度への影響を最も少なくすることができる。一方、緑色、赤色のカラーフィルタにおいて、ピンホール23の平面位置と画素電極15のコンタクト68の位置とが重なるようにすると、緑色、赤色は視感度が高いため、ピンホール23の形成による全体輝度への影響が大きくなる場合がある。 Since blue has low visibility, the influence on the overall luminance due to the formation of the pinhole 23 can be minimized. On the other hand, in the green and red color filters, when the planar position of the pinhole 23 and the position of the contact 68 of the pixel electrode 15 are overlapped, green and red have high visibility. May have a greater impact on
また、図4(b)のように、青色カラーフィルタ22Bのピンホール23Bの大きさと赤色カラーフィルタ22Rのピンホール23Rの大きさとが同じ場合には、フォトレジスト法等によりピンホールを形成する時に使用するフォトマスクは同じものを使用して、青色カラーフィルタ22Bへのピンホール23Bを形成する時には、フォトマスクの設置位置を下側にずらす(オフセット)ことにより、青色と赤色とで同じマスクを使用することができる。これにより、フォトマスク等のコストを削減することができる。 Further, as shown in FIG. 4B, when the size of the pinhole 23B of the blue color filter 22B is the same as the size of the pinhole 23R of the red color filter 22R, when the pinhole is formed by a photoresist method or the like. When using the same photomask and forming the pinhole 23B to the blue color filter 22B, the same mask is used for blue and red by shifting the photomask installation position downward (offset). Can be used. Thereby, the cost of a photomask or the like can be reduced.
ピンホール23の面積はコンタクト68の面積と同じであることが好ましい。また、輝度を重視する場合は、ピンホール23の面積をコンタクト68の面積より大きくしてもよい。 The area of the pinhole 23 is preferably the same as the area of the contact 68. Further, when importance is attached to luminance, the area of the pinhole 23 may be larger than the area of the contact 68.
ピンホール23の平面形状は長方形に限らず、三角形、四角形等の多角形や、平行四辺形や、台形等にしてもよい。 The planar shape of the pinhole 23 is not limited to a rectangle, but may be a polygon such as a triangle or a quadrangle, a parallelogram, a trapezoid, or the like.
図4(a)のような従来の半透過型液晶表示装置、及び図4(b)のように青色カラーフィルタ22Bにおいてピンホール23Bの平面位置と画素電極のコンタクト68Bの位置とが重なるようにした半透過型液晶表示装置の、反射率、NTSC比、色度(x,y)、コントラストを表1に、XYZ表色系におけるx−y色度図を図5に示す。 In the conventional transflective liquid crystal display device as shown in FIG. 4A and in the blue color filter 22B as shown in FIG. 4B, the plane position of the pinhole 23B and the position of the contact 68B of the pixel electrode overlap. Table 1 shows the reflectance, NTSC ratio, chromaticity (x, y), and contrast of the transflective liquid crystal display device, and FIG. 5 shows an xy chromaticity diagram in the XYZ color system.
表1及び図5からわかるように、赤色、緑色の色度はほとんど変わらないが、青色の色領域が拡大している。これにより、反射率の低下を最小限に抑制しつつ、NTSC比が約3%向上し、さらにコントラストも向上した。 As can be seen from Table 1 and FIG. 5, the chromaticities of red and green are almost the same, but the blue color region is enlarged. As a result, the NTSC ratio was improved by about 3% and the contrast was further improved while minimizing the decrease in reflectance.
画素電極15として用いる材料は、共通電極25の材料と同一とすることにより、液晶層30に対して、同一の仕事関数の電極が、間に配向膜を介して配置されることになるため、画素電極15と共通電極25とにより液晶層30を非常に対称性よく交流駆動することが可能となる。但し、画素電極15と共通電極25とはその仕事関数が完全に同一でなくても、液晶層30を対称性よく駆動可能な限り近似していればよい。例えば、両電極の仕事関数の差を0.5eV程度以下とすれば、液晶の駆動周波数をCFF(臨界ちらつき頻度)以下とした場合であっても、フリッカや液晶の焼き付きなく、高品質な表示が可能となる。 Since the material used as the pixel electrode 15 is the same as the material of the common electrode 25, the electrode having the same work function is disposed with respect to the liquid crystal layer 30 via the alignment film. The pixel electrode 15 and the common electrode 25 allow the liquid crystal layer 30 to be AC driven with very good symmetry. However, the pixel electrode 15 and the common electrode 25 may be approximated as long as the liquid crystal layer 30 can be driven with good symmetry even if their work functions are not completely the same. For example, if the difference between the work functions of both electrodes is about 0.5 eV or less, even if the liquid crystal drive frequency is CFF (critical flicker frequency) or less, high quality display without flickering or liquid crystal burn-in is possible. Is possible.
このような条件を満たす画素電極15及び共通電極25としては、例えば、画素電極15にIZO(仕事関数4.7eV〜5.2eV)、共通電極25にITO(仕事関数4.7eV〜5.0eV)、あるいはその逆などが可能であり、材料の選択にあたっては、透過率、パターニング精度などプロセス上の特性や、製造コストなどを考慮して各電極に用いる材料をそれぞれ選択してもよい。 As the pixel electrode 15 and the common electrode 25 that satisfy such conditions, for example, the pixel electrode 15 has IZO (work function 4.7 eV to 5.2 eV), and the common electrode 25 has ITO (work function 4.7 eV to 5.0 eV). ), Or vice versa, and materials may be selected in consideration of process characteristics such as transmittance and patterning accuracy, manufacturing cost, and the like.
反射層11としては、Al、Ag、これらの合金(本実施形態ではAl−Nd合金)など、反射特性に優れた材料を少なくともその表面側(液晶層側)に用いる。また、反射層11はAl等の金属材料の単独層であってもよいが、平坦化膜66と接する下地層としてMo等の高融点金属層を設けてもよい。このような下地層を形成すれば、反射層11と平坦化膜66との密着性が向上するため、素子の信頼性向上を図ることができる。なお、図2の構成では、平坦化膜66の各画素領域内に所望の角度の傾斜面が形成されており、この平坦化膜66を覆って反射層11を積層することで、反射層11の表面に同様な傾斜を形成してもよい。このような傾斜面を最適な角度、位置で形成すれば、各画素毎に外光を集光して射出することができ、例えばディスプレイの正面位置での表示輝度の向上を図ることが可能である。もちろん、このような傾斜面は必ずしも存在しなくてもよい。 As the reflective layer 11, a material having excellent reflection characteristics such as Al, Ag, and alloys thereof (Al—Nd alloy in this embodiment) is used at least on the surface side (liquid crystal layer side). The reflective layer 11 may be a single layer of a metal material such as Al, but a refractory metal layer such as Mo may be provided as a base layer in contact with the planarizing film 66. By forming such a base layer, the adhesion between the reflective layer 11 and the planarizing film 66 is improved, so that the reliability of the element can be improved. In the configuration of FIG. 2, an inclined surface having a desired angle is formed in each pixel region of the planarization film 66, and the reflective layer 11 is laminated so as to cover the planarization film 66. A similar slope may be formed on the surface. If such an inclined surface is formed at an optimum angle and position, it is possible to collect and emit external light for each pixel. For example, it is possible to improve the display brightness at the front position of the display. is there. Of course, such an inclined surface does not necessarily exist.
なお、図2のように反射層11に凹凸を形成することで、反射光をある程度散乱させることが好適である。反射層11の下方の平坦化膜66の表面に適切な凹凸を形成しその上に反射層11を形成することで、反射層11に凹凸を容易に形成できる。 Note that it is preferable to scatter the reflected light to some extent by forming irregularities in the reflective layer 11 as shown in FIG. By forming appropriate irregularities on the surface of the planarizing film 66 below the reflective layer 11 and forming the reflective layer 11 thereon, the irregularities can be easily formed in the reflective layer 11.
本実施形態に係る液晶表示装置について、アクティブマトリクス型の半透過型LCDを例に説明したが、パッシブマトリクス型の半透過型LCDであってもよい。 The liquid crystal display device according to this embodiment has been described by taking an active matrix type transflective LCD as an example, but a passive matrix type transflective LCD may also be used.
本実施形態に係る液晶表示装置において、使用される液晶は特に制限はないが、例えば、TN(ツイスト・ネマティック)タイプ、STN(スーパー・ツイスト・ネマティック)タイプ、ECB(電界制御複屈折:Electrically Controled Birefringence)タイプ、垂直配向(VA:Vatically Aligned)タイプ等が挙げられる。 In the liquid crystal display device according to the present embodiment, the liquid crystal to be used is not particularly limited. Examples include a birefringence (VA) type and a vertical alignment (VA) type.
1 液晶表示装置、10 TFT基板(第1基板)、11 反射層、15 画素電極、20 対極基板(第2基板)、22,22R,22G,22B カラーフィルタ、23,23R,23G,23B ピンホール、24 対極突起、25 共通電極、30 液晶層、40 TFT、50 Poly−Si膜、52 データライン、53 ドレイン電極、54 ソース電極、56 ゲート電極、58 ゲート絶縁膜、60 容量ライン、62 層間絶縁膜、64 パッシベーション膜、66 平坦化膜、68,68R,68G,68B コンタクト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device, 10 TFT substrate (1st substrate), 11 Reflective layer, 15 Pixel electrode, 20 Counter electrode substrate (2nd substrate), 22, 22R, 22G, 22B Color filter, 23, 23R, 23G, 23B Pinhole , 24 Counter electrode projection, 25 Common electrode, 30 Liquid crystal layer, 40 TFT, 50 Poly-Si film, 52 Data line, 53 Drain electrode, 54 Source electrode, 56 Gate electrode, 58 Gate insulation film, 60 Capacitance line, 62 Interlayer insulation Film, 64 passivation film, 66 planarization film, 68, 68R, 68G, 68B contact.
Claims (5)
各画素は、
データラインからのデータ電圧の取り入れを制御するトランジスタと、
このトランジスタを覆う絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜に形成されたコンタクトを介して前記トランジスタと接続されて、取り入れたデータ電圧が印加される画素電極と、
を有し、
かつ、各画素には、反射膜が設けられた反射領域と、反射膜が設けられていない透過領域が設けられるとともに、各画素は反射領域および透過領域から観察側に射出する光を特定色に変換するカラーフィルタを含み、
このカラーフィルタは、その反射領域にカラーフィルタの一部を除去したピンホールを含み、
前記ピンホールの平面位置は、前記画素電極のコンタクトの位置と重なることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device that performs display by enclosing liquid crystal between a first substrate and a second substrate and controlling a voltage applied to the liquid crystal for each pixel arranged in a matrix,
Each pixel is
A transistor that controls the intake of the data voltage from the data line;
A pixel electrode formed on an insulating film covering the transistor, connected to the transistor via a contact formed in the insulating film, and applied with a data voltage;
Have
Each pixel is provided with a reflective area provided with a reflective film and a transmissive area provided with no reflective film, and each pixel emits light emitted from the reflective area and the transmissive area to the observation side in a specific color. Including color filters to convert,
This color filter includes a pinhole in which a part of the color filter is removed in the reflection region,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a planar position of the pinhole overlaps with a position of a contact of the pixel electrode.
前記カラーフィルタは、RGBの3種類を含み、
ピンホールの形成による全体輝度への影響が最も少ない青色のカラーフィルタにおいて、前記ピンホールの平面位置と前記画素電極のコンタクトの位置とが重なることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
The color filter includes three types of RGB,
A liquid crystal display device characterized in that, in a blue color filter that has the least influence on the overall luminance due to the formation of pinholes, the planar position of the pinhole and the position of the contact of the pixel electrode overlap.
前記画素電極は、前記絶縁膜上に設けられた平坦化膜の上に形成され、前記絶縁膜及び前記平坦化膜に形成されたコンタクトを介して前記トランジスタと接続されることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
The pixel electrode is formed on a planarizing film provided on the insulating film, and is connected to the transistor through the insulating film and a contact formed on the planarizing film. Display device.
前記ピンホールの面積は前記コンタクトの面積と同じであることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an area of the pinhole is the same as an area of the contact.
前記ピンホールの面積は前記コンタクトの面積より大きいことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an area of the pinhole is larger than an area of the contact.
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2005
- 2005-09-27 JP JP2005280380A patent/JP2007093767A/en active Pending
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