JP2009053389A - 半透過型液晶表示パネル及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
の発生を抑制した半透過型液晶表示パネル及び電子機器を提供すること。
【解決手段】マトリクス状に形成された複数本の走査線12及び信号線17と、走査線1
2及び信号線17で囲まれた画素領域毎に絶縁膜(15、18)を介して対向配置された
下電極14及び複数のスリット20を有する上電極21と、下電極14の下部の一部に形
成された反射板Rと、を備えるアレイ基板ARと、画素領域毎に対向配置されたカラーフ
ィルタ層27R、27G、27Bを備えるカラーフィルタ基板CFと、を備える半透過型
液晶表示パネル10において、上電極21に形成された複数のスリット20は、開放端2
0aと閉鎖端20bを有し、カラーフィルタ層27R、27G、27Bには、反射板R上
の閉鎖端20bに対向する位置に窓部31が形成されている。
【選択図】図3
Description
関するものである。詳しくは、いわゆるFFS(Fringe Field Switching)モードの反透
過型液晶表示パネルにおいて、開口率が大きく、光漏れを抑制した半透過型液晶表示パネ
ル及びこの半透過型液晶表示パネルを備えた電子機器に関するものである。
発が多く進められてきている。この半透過型液晶表示パネルは、一つの画素領域内に画素
電極を備えた透過部と画素電極及び反射板の両方を備えた反射部を有している。そして、
暗い場所においてはバックライトを点灯して透過部を利用して画像を表示し、明るい場所
においてはバックライトを点灯することなく反射部において外光を利用して画像を表示す
るものである。
を備えるいわゆる縦方向電界モード(例えばTN(Twisted Nematic)型あるいはVA(V
ertical Alignment)型)のものであるが、一対の基板の何れか一方にのみ電極を備える
いわゆる横方向電界モード(例えばFFS型)のものも知られている(下記特許文献1及
び2参照)。FFS型の液晶表示パネルは、広視野角かつ高コントラストであり、更に高
開口度であるため明るい表示が可能となるという特徴を備えている。
る(下記特許文献3及び4参照)。そこで、このような従来のFFS型の半透過型液晶表
示パネルを図7及び図8を用いて説明する。なお、この明細書における説明のために用い
られた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、
各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示さ
れているものではない。
7のVIII−VIII線に沿った模式断面図である。
CFとを備えている。アレイ基板ARは、第1の透明基板51の表面にそれぞれ平行に複
数の走査線52及びコモン配線53が設けられ、これら走査線52及びコモン配線53に
交差する方向に複数の信号線54が設けられている。このうち、走査線52及びコモン配
線53の表面はゲート絶縁膜55で被覆されており、信号線54はゲート絶縁膜55の表
面に形成されている。そして、ゲート絶縁膜55の表面には、走査線52のゲート電極G
に対応する部分の表面に半導体層56が形成され、この半導体層56に部分的に積層され
るように、信号線54から延在されたソース電極Sとドレイン電極Dが形成されている。
このゲート電極G、ソース電極S及びドレイン電極DがTFT(薄膜トランジスタ)を形
成する。更に、これらの基板の表面全体を被覆するように保護絶縁膜57が形成されてい
る。
RAにおいては表面に凹凸(図示省略)が形成され、その他の領域は表面が平らになされ
ている。そして、反射部RAの層間膜58の表面にはそれぞれの画素毎にアルミニウム又
はアルミニウム合金からなる反射板60が形成され、この反射板60の表面及び層間膜5
8の表面は画素毎にITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)等から
なる透明導電性材料で形成された下電極61が形成されている。この下電極61は、コモ
ン配線53上の保護絶縁膜57及びゲート絶縁膜55に形成されたコンタクトホール62
を介して、コモン配線53と電気的に接続されている。なお、ドレイン電極Dに対応する
位置の層間膜58及び保護絶縁膜57にはドレイン電極Dが露出するようにコンタクトホ
ール63が形成されている。また、下電極61が形成された領域のうち、反射板60が形
成された領域が反射部RAを構成し、反射板60が形成されていない領域が透過部TAを
構成している。
いし酸化ケイ素層からなる容量絶縁膜64が形成されており、この容量絶縁膜64はドレ
イン電極Dが露出するようにコンタクトホール63の表面壁を被覆している。そして、そ
れぞれの画素毎に容量絶縁膜64の表面にはITOやIZO等の透明導電性材料からなり
、複数の平行なスリット65が設けられた上電極66が形成されており、この上電極66
に設けられたスリット65はその両端部が閉塞している。この上電極66はコンタクトホ
ール63を介してドレイン電極Dと電気的に接続されている。そして、この上電極66及
び複数のスリット65の表面は配向膜(図示せず)により被覆されている。
ス68、カラーフィルタ層69及びオーバーコート層70が形成されている。このオーバ
ーコート層70はブラックマトリクス68及びカラーフィルタ層69の表面を被覆してお
り、更にオーバーコート層70の表面には配向膜(図示せず)が設けられている。そして
、アレイ基板ARの上電極66とカラーフィルタ基板CFのカラーフィルタ層69とが互
いに対向するようにアレイ基板AR及びカラーフィルタ基板CFを対向させ、その間に液
晶71を封入することにより、FFS型の半透過型液晶表示パネル50が形成される。
開口度での表示が行えるようになる。しかしながら、近年液晶表示パネル、特に携帯電話
機等に使用される小型の液晶表示パネルにおいては、高精細化がますます進み、より高い
開口度及び輝度を備える液晶表示パネルが要求されている。加えて、上述のような半透過
型液晶表示パネルにおいては、透過部を用いた表示と反射部を用いた表示との間に色調の
差が生じることがあるので、この表示品質の変化を低減して何れの表示方法であっても均
一な表示を行うことが可能な液晶表示パネルも要求されている。
高い開口度及び輝度での表示が可能で、しかも透過部を用いた表示と反射部を用いた表示
との間の色調の差異を生じさせることなく、さらには、光漏れやクロストークの発生を抑
制して表示品質が低下することのない半透過型液晶表示パネル及びこの半透過型液晶表示
パネルを備える電子機器を提供することである。
された複数本の走査線及び信号線と、前記走査線及び信号線で囲まれた画素領域毎に絶縁
膜を介して対向配置された透明導電性材料からなる下電極及び複数のスリットを有する上
電極と、前記下電極の下部の一部に形成された反射板と、を備えるアレイ基板と、
前記画素領域毎に対向配置されたカラーフィルタ層を備えるカラーフィルタ基板と、
を備える半透過型液晶表示パネルにおいて、
前記上電極に形成された複数のスリットは、その一端部が開放され他端部が閉鎖されて
形成されており、前記カラーフィルタ層には、前記反射板上の前記スリットの閉鎖された
他端部に対向する位置に該カラーフィルタ層が形成されていない窓部が形成されているこ
とを特徴とする。
ので、電界発生領域が大きくなり、高い開口度及び輝度の表示を行うことが可能となる。
また、カラーフィルタ層に窓部を形成したことにより反射板が形成された反射部を用いた
表示と、反射板が形成されていない透過部を用いた表示との間に色調の差異が生じなくな
り、均一な表示品質を実現することができるようになる。更には、この窓部の形成位置を
反射板に対向する位置で、且つ上電極に形成されたスリットの開放端に対向する位置以外
に形成したことにより、スリットの開放端付近で発生する横電界に起因する光漏れ或いは
クロストークの発生により表示品質が著しく低下することを防ぐことが可能となる。した
がって、上記発明によれば、従来の半透過型液晶表示パネルに比べて高い開口度及び輝度
を有し、色調が均一で、しかも光漏れ等による表示品質の低下が抑制された半透過型液晶
表示パネルを提供することができるようになる。
される前記カラーフィルタ層の色成分毎に異なる面積とされていると好ましい。
より、窓部の形成されるカラーフィルタ層の色が、例えば視感度の高い色(緑色等)の場
合には窓部の面積を大きく、反対に視感度の低い色(青色等)の場合には窓部の面積を小
さくすることにより、容易に色調の均一化を実現することが可能となる。
前記反射板に対向する位置にはセルギャップ調整用のトップコート層が形成されているこ
とを特徴とする。
場合に外光が液晶の影響を受ける距離を光源を用いて表示を行う場合と同一とすることが
でき、表示品質を均一にすることができるようになる。
素領域毎にスイッチング素子が形成されているとともに、前記スイッチング素子を覆うよ
うに層間膜が形成されており、前記反射板及び下電極は前記層間膜上に形成されているこ
とを特徴とする。
を大きくすることが可能となるので、開口度を更に大きくすることができる。
状とされていることを特徴とする。
部が引っ掛かってカラーフィルタ層が剥がれることを抑制できるようになる。
、特に携帯電話機等の小型の電子機器に搭載された場合であっても良好な表示品質で表示
を行うことが可能となる。
は、本発明の技術思想を具体化するための半透過型液晶表示パネル及び電子機器として、
FFS型の半透過型液晶表示パネルを例示するものであって、本発明をこの半透過型液晶
表示パネル及び電子機器に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含ま
れるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
ルタ基板を透視して示す3画素分の平面図である。図2は図1のII−II線で切断した断面
図である。図3は図1に示すアレイ基板の画素に対するカラーフィルタ層の状態を示す平
面図である。図4は図3のIV−IV線で切断した断面図である。図5は本発明の実施例2に
係るFFS型の半透過型液晶表示パネルの図2に対応する断面図である。図6Aは本発明
のFFS型の半透過型液晶表示パネルを搭載したパーソナルコンピュータを示す図であり
、図6Bは本発明のFFS型の半透過型液晶表示パネルを搭載した携帯電話機を示す図で
ある。
する。この実施例1のFFS型の液晶表示パネル10のアレイ基板ARは、ガラス基板等
からなる透明基板11の表面に例えばMo/Alの2層配線からなる複数の走査線12が
互いに平行になるように形成されている。またこの走査線12に沿うように走査線12と
同一の材料からなるコモン配線13が形成されている。
る反射板Rを形成する。そして、走査線12及びコモン配線13で囲まれたそれぞれの領
域(画素領域)に例えばITOやIZO等の透明導電性材料からなる下電極14が形成さ
れている。この下電極14は、コモン配線13及び反射板Rに重畳配置され、コモン配線
13とは電気的に接続されているが、走査線12ないしゲート電極Gとは接続されておら
ず、共通電極として作用する。
板11の表面全体に亘って窒化ケイ素ないしは酸化ケイ素等の透明絶縁材料からなるゲー
ト絶縁膜15が被覆されている。更に、このゲート絶縁膜15の表面のTFT形成領域に
は例えばアモルファスシリコン(以下「a−Si」という。)層からなる半導体層16が
形成されている。この半導体層16が形成されている位置の走査線12の領域がTFTの
ゲート電極Gを形成する。
らなるソース電極Sを含む信号線17及びドレイン電極Dが形成されている。この信号線
17のソース電極S部分及びドレイン電極D部分は、いずれも半導体層16の表面に部分
的に重なっている。更に、この基板の表面全体に窒化ケイ素又は酸化ケイ素等の透明絶縁
材料からなる保護絶縁膜(パッシベーション膜ともいう)18が被覆されており、ドレイ
ン電極Dに対応する位置の保護絶縁膜18にはコンタクトホール19が形成されている。
域の保護絶縁膜18上に複数のスリット20を有する透明導電性材料、例えばITO乃至
IZOからなる上電極21が形成されている。この上電極21はコンタクトホール19を
介してドレイン電極Dと電気的に接続されている。そのため、この上電極21は画素電極
として作用する。更に、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜(図示せず)が形成され
ている。
面視でくし歯状となるよう、スリット20の信号線17側の一端が開放端20aとなって
いるとともに他端が閉鎖端20bとなっている。これにより、開放端20a側の開口度が
向上し、より明るい表示を行うことができるようになっている。
基板ARの走査線12、信号線17及びTFTに対応する位置を被覆するようにブラック
マトリクス26が形成されている。更に、ブラックマトリクス26で囲まれた透明基板2
5の表面には、複数色、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の3色からなるカラーフィ
ルタ層27R、27G、27B(図3及び図4参照)が形成され、更にブラックマトリク
ス26及びカラーフィルタ層27R、27G、27Bの表面を被覆するように樹脂等から
なる保護膜28が形成されている。更にまた、好ましくは、この基板表面のうち、反射部
RAとなる位置にはセルギャップ調整用のトップコート層29が形成されている。そして
、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜(図示せず)が形成されている。なお、トップ
コート層29により、透過部TAの基板間距離L1と反射部RAの基板間距離L2とが、
以下の式(1)に示す関係となっている。下記式(1)に示すような関係とすることによ
り、透過部TAと反射部RAとの間のリタデーションが均一になるので、表示品質の差異
が生じなくなる。なお、このトップコート層29は半透過型液晶表示パネル10の必須の
構成ではなく、省略したり、あるいは保護膜28の肉厚を可変することで代用したりする
ことも可能である。
L2=(1/2)L1 (1)
7R、27G、27Bが互いに対向するようにアレイ基板AR及びカラーフィルタ基板C
Fを対向させ、その間に液晶30を封入することにより実施例1のFFS型の半透過型液
晶表示パネル10が得られる。
について、図3及び図4を参照して詳細に説明する。なお、図3においては、理解を容易
にするためにアレイ基板AR上に形成された各種配線については走査線12及び信号線1
7以外の図示を省略し、カラーフィルタ層27R、27G、27Bには格子状のハッチン
グを付与して示している。
区画された領域に沿ってストライプ配列で形成されている。なお、カラーフィルタ層27
R、27G、27Bの配列形状はストライプ配列に限らず、例えばデルタ配列やモザイク
配列等としてもよい。そして、このカラーフィルタ層27R、27G、27Bのうち、反
射部RAを形成する部分の、更に上電極21に形成されたスリット20の閉鎖端20bに
対向する位置には、所定面積を有する窓部31が形成されている。この窓部31には、図
4に示すように、カラーフィルタ層27R、27G、27Bに代わって樹脂材からなる保
護膜28が配設されている。なお、このように窓部31に保護膜28を配設するのに代え
て、例えば無色のフィルタを配設するようにしてもよい。
示との間で色調に差が生じることを防止できる。すなわち、反射部RAを用いた表示の際
には外光を半透過液晶表示パネル10の表示面から入射させ、反射板Rで反射して表示面
から出射する構造となるため、光は入射の際及び出射の際の合計2回カラーフィルタ基板
CFを通過する。そのため、反射部RAの全面にカラーフィルタ層27R、27G、27
Bを設けると、反射部RAを用いた表示は透過部TAを用いた表示に比べて色調が濃くな
り、表示方法によって色調が変化してしまう。しかし、本発明のように反射部RAにカラ
ーフィルタ層27R、27G、27Bが形成されていない窓部31を形成すれば、反射部
RAを用いた表示を行う際の色が薄くなり、ほぼ透過部TAを用いた表示の際の色調と同
一とすることが可能となる。なお、カラーフィルタ層27R、27G、27Bはその色成
分毎にユーザに対する視感度が異なるので、視感度が高い色、例えばG(緑)のカラーフ
ィルタ層27Gには比較的大きな面積の窓部31を形成し、視感度が低い色、例えばB(
青)のカラーフィルタ層27Bには比較的小さな面積の窓部31を形成すると好ましい。
端20aとなったスリット20が形成されている。しかしながら、このスリット20の開
放端20a部分においては、近接する走査線12や信号線17及び隣接する画素領域との
間で発生する横電界の影響を受けやすく、光漏れやクロストーク等が発生する場合がある
。そして、この開放端20aに対向する位置にカラーフィルタ層27R、27G、27B
が配設されていない場合、光漏れは一層大きくなり、表示品質に支障をきたす恐れがある
。したがって、本発明における窓部31の配設位置は、図3に示すように、スリット20
の開放端20aに対向する位置を除く部分、例えばスリット20の閉鎖端20bに対向す
る位置に設けるものとする。このような構成となせば、スリット20の開放端20a部分
で光漏れが発生したとしても、表示画面にはカラーフィルタ層27R、27G、27Bに
より色づけされた光が出射するので、表示品質が著しく低下する恐れがない。
フィルタ層27R、27G、27Bの一側端から切り欠き状に形成すると好ましい。そし
て、この窓部31の角部は全て円弧状に面取り加工が施されていると更に好ましい。窓部
31をカラーフィルタ層27R、27G、27Bの一側端から切り欠き状に形成すること
により、カラーフィルタ層27R、27G、27Bを例えば公知のフォトリソグラフィー
法を用いて形成する場合に使用されるマスクパターンの形状が簡単になる。また、この窓
部31の角部を円弧状とすることにより、一連のパネル製造工程において、カラーフィル
タ層27R、27G、27Bが形成された後の工程でこのカラーフィルタ層27R、27
G、27Bの剥がれ等が生じることを未然に防止することが可能となる。
て説明する。なお、本実施例2の半透過型液晶表示パネル10Aは、カラーフィルタ基板
CFの構造及びアレイ基板ARの一部の構造は実施例1の半透過型液晶表示パネル10と
同様である。そこで、以下には実施例1の半透過型液晶表示パネル10と同一の構成から
なる部分には同一の符号を付してその説明を省略し、実施例1の半透過型液晶表示パネル
10とは異なる構造を備えるアレイ基板ARについてのみ詳細に説明するものとする。
る透明基板11の表面に例えば複数の走査線12及び複数のコモン配線13が互いに平行
になるように形成されている。そして、この走査線12及びコモン配線13が形成された
透明基板11の表面全体に亘ってゲート絶縁膜15が被覆されている。更に、このゲート
絶縁膜15の表面のTFT形成領域には半導体層16が形成されている。この半導体層1
6が形成されている位置の走査線12の領域がTFTのゲート電極Gを形成する。
Dが形成されている。このソース電極S及びドレイン電極Dは、いずれも半導体層16の
表面に部分的に重なっている。更に、この基板の表面全体に保護絶縁膜18が被覆されて
おり、さらにこの保護絶縁膜18上に透明絶縁材料からなる層間膜33が形成されている
。この層間膜33は画素毎の反射部RAにおいては表面に凹凸(図示省略)が形成され、
透過部TAを含むその他の領域は表面が平らになされている。
間膜33にはコンタクトホール32が設けられている。また、反射部RAの層間膜33の
表面にはそれぞれの画素毎に反射板Rが形成され、この反射板Rの表面及び層間膜33の
表面は同じく画素毎に下電極14が形成されている。この下電極14はコンタクトホール
32を介してコモン配線13と電気的に接続されている。そのため、下電極14は共通電
極として作用する。なお、ドレイン電極Dに対応する位置の層間膜33及び保護絶縁膜1
8にはドレイン電極Dが露出するようにコンタクトホール19が形成されている。
し酸化ケイ素等の透明絶縁材料からなる容量絶縁膜34が形成されており、この容量絶縁
膜34はドレイン電極Dが露出するようにコンタクトホール19の表面壁を被覆している
。この容量絶縁膜34は下電極14と上電極21との距離を調整するために設けられるも
のである。そして、平面視でくし歯状となるように、容量絶縁膜34上に複数のスリット
20を有する上電極21が形成されている。この上電極21はコンタクトホール19を介
してドレイン電極Dと電気的に接続されている。そのため、上電極21は画素電極として
作用する。更に、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜(図示せず)が形成されている
。
間膜を形成することにより、下電極14と上電極21の形成領域を大きくすることが可能
となる。したがって、上記実施例1に比して電界発生領域が大きくなるため、開口度が大
きく明るい表示を行うことができるようになる。
極、上電極21を画素電極としてそれぞれ作用するように配線された例について説明した
が、これに限らず、例えば上電極21をコモン配線13に接続させることで共通電極とし
、下電極14をドレイン電極Dに接続させることで画素電極とすることも可能である。
ては、上電極21をくし歯状に形成することでより高い開口度を達成することができ、ま
た、反射部RAの一部に対向するカラーフィルタ層27R、27G、27Bに窓部31を
形成したことで色調を均一にすることもできる。そして、この窓部31を上電極21に形
成されたスリット20の開放端20aに対向する位置以外に形成したので、光漏れ等によ
る表示品質の低下をも抑えることが可能となる。
た。このような本発明のFFS型の半透過型液晶表示パネルは、パーソナルコンピュータ
、携帯電話機、携帯情報端末などの電子機器に使用することができる。このうち、半透過
型のFFS型の液晶表示パネル41をパーソナルコンピュータ40に使用した例を図6A
に、同じく半透過型のFFS型の液晶表示パネル46を携帯電話機45に使用した例を図
6Bに示す。ただし、これらのパーソナルコンピュータ40及び携帯電話機45の基本的
構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する
コモン配線 14:下電極 15:ゲート絶縁膜 16:半導体層 17:信号線 18
:保護絶縁膜 19、32:コンタクトホール 20:スリット 20a:開放端 20
b:閉鎖端 21:上電極 26:ブラックマトリクス 27R、27G、27B:カラ
ーフィルタ層 28:保護膜 29:トップコート層 30:液晶 31:窓部 33:
層間膜 34:容量絶縁膜 AR:アレイ基板 CF:カラーフィルタ基板 R:反射板
G:ゲート電極 S:ソース電極 D:ドレイン電極 TA:透過部 RA:反射部
Claims (6)
- マトリクス状に形成された複数本の走査線及び信号線と、前記走査線及び信号線で囲ま
れた画素領域毎に絶縁膜を介して対向配置された透明導電性材料からなる下電極及び複数
のスリットを有する上電極と、前記下電極の下部の一部に形成された反射板と、を備える
アレイ基板と、
前記画素領域毎に対向配置されたカラーフィルタ層を備えるカラーフィルタ基板と、
を備える半透過型液晶表示パネルにおいて、
前記上電極に形成された複数のスリットは、その一端部が開放され他端部が閉鎖されて
形成されており、前記カラーフィルタ層には、前記反射板上の前記スリットの閉鎖された
他端部に対向する位置に該カラーフィルタ層が形成されていない窓部が形成されているこ
とを特徴とする半透過型液晶表示パネル。 - 前記窓部は、該窓部が形成される前記カラーフィルタ層の色成分毎に異なる面積とされ
ていることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 前記カラーフィルタ基板の前記反射板に対向する位置にはセルギャップ調整用のトップ
コート層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 前記アレイ基板には前記画素領域毎にスイッチング素子が形成されているとともに、前
記スイッチング素子を覆うように層間膜が形成されており、前記反射板及び下電極は前記
層間膜上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示パネル。 - 前記窓部の全ての角は曲線状とされていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記
載の半透過型液晶表示パネル。 - 請求項1〜5の何れかに記載の半透過型液晶表示パネルを備えたことを特徴とする電子
機器。
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