JP2007264304A - Transflective liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、裏面側から光を透過する透過領域と観察側からの光を反射する反射領域を有する半透過型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device having a transmissive region that transmits light from the back surface side and a reflective region that reflects light from the observation side.
液晶表示装置には、背面のバックライトからの光を液晶層に透過させる透過型と、外光を液晶層を介し反射する反射型と、透過領域および反射領域の両方を有する半透過型がある。 There are two types of liquid crystal display devices: a transmissive type that transmits light from the backlight on the back to the liquid crystal layer, a reflective type that reflects external light through the liquid crystal layer, and a transflective type that has both a transmissive region and a reflective region. .
ここで、透過型ではバックライトからの光が液晶層を1回のみ通過するが、反射型では外光が2度液晶層を通過する。このため、半透過型において液晶層の厚みが一定であれば、反射領域と透過領域で表示特性が異なってしまう。そこで、反射領域における液晶層の厚みを透過領域の厚みに比べ半分にする構成が知られている。例えば、特許文献1などに示されている。 Here, in the transmissive type, light from the backlight passes through the liquid crystal layer only once, but in the reflective type, external light passes through the liquid crystal layer twice. For this reason, if the thickness of the liquid crystal layer is constant in the transflective type, the display characteristics differ between the reflective region and the transmissive region. Accordingly, a configuration is known in which the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region is halved compared to the thickness of the transmissive region. For example, it is shown in patent document 1.
従来技術では、反射領域に突起部を設けている。突起部の境界はほぼ垂直、または垂直に近い角度の傾斜を持っている。液晶を配向させるためのラビングの際に、傾斜部ではラビング布の当たり方が変わるため、配向不良(ディスクリネーション)が発生する。これは、表示品位(コントラスト)を低下させることになる。 In the prior art, a protrusion is provided in the reflection region. The boundary of the protrusion has a slope that is substantially vertical or nearly perpendicular. When rubbing for aligning the liquid crystal, the manner in which the rubbing cloth strikes the inclined portion changes, and alignment failure (disclination) occurs. This lowers the display quality (contrast).
半透過型液晶の場合、透過部分のコントラストが100以上と高く、反射部では20程度と低いため、一般的に透過部分の表示品位に対する要求は高くなる。したがって、こういったディスクリネーション部分は反射部として利用し、透過部分には発生しないように透過部分と反射部分の境界を設定している。具体的には、ディスクリネーションが発生する部分に対応する基板側に反射電極を設置して、反射部として利用している。しかしながら突起のない部分になるため反射の光学特性としてはセルギャップが所望の値とはなっていない。その結果、光学特性が低下してしまうことになる。この不具合に加え、画素基板と対向基板の貼り合わせズレがあることを考慮すると、ディスクリネーション部分が透過部に入らないようにするためには、貼り合わせズレを含めた部分までを(セルギャップが所望の値とならない)反射部として設定しておく必要があった。 In the case of a transflective liquid crystal, the contrast of the transmissive part is as high as 100 or more, and the reflection part is as low as about 20; Therefore, such a disclination part is used as a reflection part, and the boundary between the transmission part and the reflection part is set so as not to occur in the transmission part. Specifically, a reflective electrode is provided on the substrate side corresponding to a portion where disclination occurs, and is used as a reflective portion. However, since the portion has no protrusion, the cell gap is not a desired value as the optical characteristic of reflection. As a result, the optical characteristics are degraded. In addition to this defect, considering that there is a misalignment between the pixel substrate and the counter substrate, in order to prevent the disclination part from entering the transmissive part, up to the part including the misalignment (cell gap) It was necessary to set it as a reflection part).
このために、反射部内に占めるセルギャップが所望の値でない領域が増加することで反射光学特性を低下させ、さらに透過部分の開口率を低下させることによって、透過の光学特性(輝度)を低下させるという問題があった。 For this reason, the reflection optical characteristic is lowered by increasing the area where the cell gap occupied in the reflection part is not a desired value, and the transmission optical characteristic (luminance) is lowered by lowering the aperture ratio of the transmission part. There was a problem.
各画素毎に形成された画素電極がマトリクス状に配置された画素基板と、対向透明電極が設けられた対向基板との間に液晶が配置され、画素電極への電圧印加を制御して表示を行うと共に、各画素内には裏面側から光を透過する透過領域と観察側からの光を反射する反射領域を有する半透過型液晶表示装置であって、前記画素基板の各画素は、前記反射領域に位置し前記画素電極への電圧印加を制御する画素回路と、この画素回路の少なくとも一部を覆って形成される反射板と、この反射板上に形成されると共に、反射板が存在しない領域にも形成され、透過領域および反射領域の両方に位置する画素電極と、を有し、前記対向基板の各画素の反射領域には前記液晶層の厚みを減少させるための突起部が設けると共に、この突起部の段差面となる反射領域と透過領域の境界近傍に光の透過を防止するブラックマトリクスを形成することを特徴とする。 A liquid crystal is arranged between a pixel substrate in which pixel electrodes formed for each pixel are arranged in a matrix and a counter substrate provided with a counter transparent electrode, and display is performed by controlling voltage application to the pixel electrode. And a transflective liquid crystal display device having a transmissive region that transmits light from the back side and a reflective region that reflects light from the observation side in each pixel, wherein each pixel of the pixel substrate includes the reflective layer A pixel circuit that is located in the region and controls voltage application to the pixel electrode; a reflector that covers at least a part of the pixel circuit; and a reflector that is formed on the reflector and has no reflector And a pixel electrode located in both the transmissive region and the reflective region. The reflective region of each pixel of the counter substrate is provided with a protrusion for reducing the thickness of the liquid crystal layer. , And the stepped surface of this protrusion That and forming a black matrix for preventing transmission of light in the vicinity of the boundary between the reflective region and the transmissive region.
また、前記画素回路と、前記画素電極は、コンタクトによって接続され、このコンタクトは、前記反射領域と前記透過領域の近傍の前記ブラックマトリクスに対応する位置に配置されることを特徴とする。 The pixel circuit and the pixel electrode are connected by a contact, and the contact is arranged at a position corresponding to the black matrix in the vicinity of the reflective region and the transmissive region.
本発明では、反射領域と透過領域との境界領域にブラックマトリクスを配置することで、この境界領域において好ましくない表示が発生することを効果的に防止することができ、これによって、反射領域における光学特性(反射率、コントラスト)が向上する。特に、画素基板と対向基板の貼り付け誤差による設計マージンを考慮した場合には、透過領域と反射領域の間に境界領域において反射板を大きめにしていたが、本発明によれば境界領域をブラックマトリクスによって確実に遮光することができ、上記設計マージンを考慮する必要がなくなり、透過領域を十分な大きさにできる。 In the present invention, by disposing a black matrix in the boundary region between the reflective region and the transmissive region, it is possible to effectively prevent an undesirable display from occurring in the boundary region, and thereby the optical in the reflective region. Characteristics (reflectance, contrast) are improved. In particular, when a design margin due to an error in attaching the pixel substrate and the counter substrate is taken into consideration, the reflector is made larger in the boundary region between the transmissive region and the reflective region. The light can be reliably shielded by the matrix, and there is no need to consider the design margin, and the transmission region can be made sufficiently large.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係る半透過型液晶表示装置の1画素分の構成を示す断面図である。
“Embodiment 1”
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of one pixel of a transflective liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
画素基板100は、ガラス基板10を有しており、そのガラス基板10上にはTFT層12設けられ、ここに画素毎にスイッチングTFT(不図示)が設けられている。このスイッチングTFTは、そのゲートに行方向に伸びるゲートラインが接続され、このゲートラインによってオンオフされる。そして、このスイッチングTFTがオンした場合に、データライン上のデータ電圧が保持容量に保持され、このデータ電圧が画素電極を介し当該画素の液晶に印加される。
The
TFT層12上には、平坦化膜14が形成されている。平坦化膜14には、例えばアクリル系樹脂などが採用される。平坦化膜14上の反射領域には、反射板16が形成されている。この反射板16には、アルミニウム、アルミニウム系合金、銀などの金属が用いられる。
A
また、画素の反射領域および透過領域の全体を覆って透明導電体からなる画素電極18が形成される。この画素電極18には、ITO(インジウム錫酸化物)や、IZO(インジウム亜鉛酸化物)などが用いられる。
Further, a
そして、反射領域における透過領域との境界領域には、コンタクト20が設けられる。このコンタクト20は、平坦化膜14を貫通するコンタクトホールに画素電極18を形成する透明導電体が挿入されて形成されるもので、これによってTFT層12のスイッチングTFTおよび保持容量と、画素電極18が電気的に接続される。
A
このような画素基板100に対向して、液晶層200を介し対向基板300が設けられる。この対向基板300は、ガラス基板30を有し、その裏面上の反射領域には、突起部32が形成されている。この突起部32は、例えば上述の平坦化膜14と同一の材料(アクリル系樹脂など)で形成されている。
Opposing the
また、各画素間の間隙および各画素の外周部を覆うブラックマトリクス34も形成される。このブラックマトリクス34は、ブラッククロムなどの金属系でも樹脂系のものでよい。そして、対向基板の突起部32およびブラックマトリクス34を含む全面を覆って透明導電体からなる対向電極36が形成される。この対向電極36も画素電極と同様にITO、IZOなどで形成される。
Further, a
本実施形態においては、ブラックマトリクス34aが、反射領域と透過領域の境界領域に配置される。これによって、境界領域における好ましくない表示を避けることができる。
In the present embodiment, the
ここで、対向基板300の突起部32は、反射領域のみに形成されるが、その周囲は若干斜面になる。この斜面部はラビング工程時にラビング布の当たり方が変わるため、配向不良(ディスクリネーション)が発生する。また、画素基板100と対向基板300はそれぞれ作製後に貼り合わされる。従って、貼り合わせ誤差があり、突起部32のある領域と、反射板16がある領域との位置関係が若干ずれることは避けられない。画素の周辺領域については、もともと他画素との間の分離を行うためにブラックマトリクス34が配置されているため、問題ないが、画素内部の反射領域と、透過領域の境界領域については、実際の反射領域と透過領域の別によって正しく設定されない場合も多く、正常な表示が行われにくい。
Here, the
本実施形態では、このような境界領域にブラックマトリクス34aを配置することで、この境界領域において好ましくない表示が発生することを効果的に防止して、反射領域における光学特性(反射率、コントラスト)が向上する。
In the present embodiment, by disposing the
特に、画素基板100と対向基板300の貼り付け誤差による設計マージンを考慮した場合には、透過領域と反射領域の間に境界領域において反射板16を大きめにしていたが、本実施形態によれば斜面の部分をブラックマトリクス34aによって対向基板の段差境界部下に発生するディスクリネーション部分を貼り合わせズレの影響なく確実に遮光することができ、上記設計マージンを考慮する必要がなくなり、透過領域を十分な大きさにできる。
In particular, when a design margin due to a bonding error between the
さらに、コンタクト20も同じ境界領域に配置されているため、平面位置として、コンタクト20とブラックマトリクス34は重畳する。従って、境界領域のブラックマトリクス34によって、コンタクト20が隠される。コンタクトの表面は凹凸があり、この表面においては所望の反射は行われない。ブラックマトリクス34aによりこの部分を遮光しておくことによって、好ましくない反射の発生を防止できる。
Furthermore, since the
図2は、TFT層12についての平面的なレイアウトを示す図である。データラインDLは画素の各列に対応して垂直方向に配置され、ゲートラインGLが画素の各行に対応して水平方向に配置されている。画素の左上部分には、データラインDLに一端が接続され、データラインDLに沿ってゲートラインGLをくぐって伸びその後Uターンしてもう一度ゲートラインGLをくぐり、その後画素幅同等に広がり、垂直方向における画素のほぼ半分くらいまで伸びる半導体層SFが設けられる。そして、この半導体層SFの2度目にゲートラインGLをくぐった後の部分には、コンタクトが設けられ、このコンタクトを介しメタルパッドMPが接続されている。このメタルパッドMPは、コンタクトから画素中央方向に向けて配置される半導体層SFとほぼ同様の平面形状を有している。さらに、このメタルパッドMPと同様の位置には同様に形状を有してSCラインSCも重畳されており、この部分は、配線が半導体層SF、SCラインSCおよびメタルパッドMPの三層構造になっている。そして、メタルパッドMPの画素中央に位置する部分にコンタクト20が配置される。
FIG. 2 is a diagram showing a planar layout for the
なお、半導体層SFがゲートラインをくぐる部分がダブルゲートタイプのスイッチングTFTを構成し、半導体層SFとSCラインSCが重畳される部分が保持容量Csを構成する。 A portion where the semiconductor layer SF passes through the gate line constitutes a double gate type switching TFT, and a portion where the semiconductor layer SF and the SC line SC overlap constitutes a storage capacitor Cs.
図3は、スイッチングTFTSWの2つ目のゲート部分から保持容量Csおよびコンタクト20の部分における画素電極18も含めたX−X断面図を示している。
FIG. 3 shows an XX cross-sectional view including the
ガラス基板10上には、ポリシリコンやアモルファスシリコンからなる半導体層SFがパターン形成されており、これを覆って酸化シリコンおよび窒化シリコンの積層等からなるゲート絶縁膜50が設けられている。ゲート絶縁膜50の上にはモリブデンやクロムからなるゲートラインGLおよびSCラインが配置される。窒化シリコンと酸化シリコンの積層構造からなる層間絶縁膜52が配置される。
On the
そして、層間絶縁膜52上には、データラインDL等が配置されるが、図に示すようにメタルパッドMPが配置される。このメタルパッドMPの端部が、スイッチングTFTの保持容量Cs側の半導体層SFに層間絶縁膜52を貫通するコンタクトによって接続される。
A data line DL and the like are disposed on the
このメタルパッドMPおよび層間絶縁膜52を覆って平坦化膜14が形成され、その上に反射板16および画素電極18が形成される。また、平坦化膜14を貫通するコンタクト20によって、画素電極18とメタルパッドMPが接続される。そして、このコンタクト20の位置が画素の中央部の反射領域と透過領域の境界領域に位置している。
A
なお、図3は、模式的に示した図であり、厚み方向平面方向のスケールなどは実際と全く異なっている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the scale in the thickness direction plane direction and the like, which are completely different from actual ones.
10,30 ガラス基板、12 TFT層、14 平坦化膜、16 反射板、18 画素電極、20 コンタクト、30 ガラス基板、32 突起部、34,34a ブラックマトリクス、36 対向電極、50 ゲート絶縁膜、52 層間絶縁膜、100 画素基板、200 液晶層、300 対向基板、Cs 保持容量、DL データライン、GL ゲートライン、MP メタルパッド、SC ライン、SF 半導体層、SW スイッチングTFT。 10, 30 glass substrate, 12 TFT layer, 14 planarization film, 16 reflector, 18 pixel electrode, 20 contacts, 30 glass substrate, 32 protrusion, 34, 34a black matrix, 36 counter electrode, 50 gate insulating film, 52 Interlayer insulating film, 100 pixel substrate, 200 liquid crystal layer, 300 counter substrate, Cs storage capacitor, DL data line, GL gate line, MP metal pad, SC line, SF semiconductor layer, SW switching TFT.
Claims (2)
前記画素基板の各画素は、
前記反射領域に位置し前記画素電極への電圧印加を制御する画素回路と、
この画素回路の少なくとも一部を覆って形成される反射板と、
この反射板上に形成されると共に、反射板が存在しない領域にも形成され、透過領域および反射領域の両方に位置する画素電極と、
を有し、
前記対向基板の各画素の反射領域には前記液晶層の厚みを減少させるための突起部が設けられると共に、この突起部の段差面となる反射領域と透過領域の境界近傍に光の透過を防止するブラックマトリクスを形成することを特徴とする半透過型液晶表示装置。 A liquid crystal is arranged between a pixel substrate in which pixel electrodes formed for each pixel are arranged in a matrix and a counter substrate provided with a counter transparent electrode, and display is performed by controlling voltage application to the pixel electrode. And a transflective liquid crystal display device having a transmissive region that transmits light from the back side and a reflective region that reflects light from the observation side in each pixel,
Each pixel of the pixel substrate is
A pixel circuit that is located in the reflective region and controls voltage application to the pixel electrode;
A reflector formed to cover at least a part of the pixel circuit;
A pixel electrode that is formed on the reflector and is also formed in a region where the reflector is not present, and is located in both the transmissive region and the reflective region;
Have
The reflective area of each pixel of the counter substrate is provided with a protrusion for reducing the thickness of the liquid crystal layer, and prevents light from being transmitted in the vicinity of the boundary between the reflective area and the transmissive area that forms the stepped surface of the protrusion. A transflective liquid crystal display device characterized by forming a black matrix.
前記画素回路と、前記画素電極は、コンタクトによって接続され、このコンタクトは、前記反射領域と前記透過領域の近傍の前記ブラックマトリクスに対応する位置に配置されることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
The transflective liquid crystal display device according to claim 1,
The pixel circuit and the pixel electrode are connected by a contact, and the contact is disposed at a position corresponding to the black matrix in the vicinity of the reflective region and the transmissive region. apparatus.
Priority Applications (1)
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JP2006089201A JP2007264304A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Transflective liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006089201A JP2007264304A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Transflective liquid crystal display device |
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JP2006089201A Pending JP2007264304A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | Transflective liquid crystal display device |
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2006
- 2006-03-28 JP JP2006089201A patent/JP2007264304A/en active Pending
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