JP2018097132A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
a TFT基板の用途
薄膜トランジスター基板(TFT基板)は、スイッチングデバイスとして使用される薄膜トランジスター(TFT)を備え、電気光学装置に組み込まれる。電気光学装置には、液晶表示装置、発光表示装置等がある。液晶表示装置は、液晶を利用する表示装置である。発光表示装置は、発光ダイオード(LED)を利用する表示装置である。TFT基板等の半導体装置は、消費電力が少なく厚さが薄いという特徴を有する。このため、平坦な電気光学装置であるフラットパネルディスプレイへの半導体装置の応用が盛んに行われる。
a. Application of TFT substrate A thin film transistor substrate (TFT substrate) includes a thin film transistor (TFT) used as a switching device, and is incorporated in an electro-optical device. Examples of the electro-optical device include a liquid crystal display device and a light emitting display device. The liquid crystal display device is a display device using liquid crystal. A light emitting display device is a display device that utilizes light emitting diodes (LEDs). A semiconductor device such as a TFT substrate is characterized by low power consumption and thin thickness. For this reason, semiconductor devices are actively applied to flat panel displays that are flat electro-optical devices.
液晶表示装置は、液晶ディスプレイ(LCD)とも呼ばれる。液晶表示装置には、単純マトリックス型LCDおよびTFT−LCDがある。TFT−LCDにおいては、TFTがスイッチングデバイスとして使用される。TFT−LCDは、TFT基板を備え、表示品位の点で単純マトリックス型LCDより優れ、モバイルコンピューター、ノート型パーソナルコンピューター、テレビジョン等のディスプレイ製品において広く用いられる。 The liquid crystal display device is also called a liquid crystal display (LCD). Liquid crystal display devices include simple matrix LCDs and TFT-LCDs. In a TFT-LCD, a TFT is used as a switching device. A TFT-LCD includes a TFT substrate, is superior to a simple matrix LCD in terms of display quality, and is widely used in display products such as mobile computers, notebook personal computers, and televisions.
b 液晶パネルの基本構造
液晶表示装置は、液晶パネルを備える。液晶パネルは、液晶セル、前面側の偏光板および背面側の偏光板を備える。前面側の偏光板は、液晶セルの前面側の主面に貼り付けられる。背面側の偏光板は、液晶セルの背面側の主面に貼り付けられる。液晶セルは、TFT基板、カラーフィルター基板(CF基板)および液晶層を備える。TFT基板は、アレイ状に配列される複数のTFTを備える。CF基板は、対向基板とも呼ばれ、アレイ状に配列される複数のカラーフィルター等を備える。液晶層は、TFT基板およびCF基板に挟持される。
b Basic Structure of Liquid Crystal Panel The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel. The liquid crystal panel includes a liquid crystal cell, a polarizing plate on the front side, and a polarizing plate on the back side. The polarizing plate on the front side is attached to the main surface on the front side of the liquid crystal cell. The back side polarizing plate is attached to the main surface on the back side of the liquid crystal cell. The liquid crystal cell includes a TFT substrate, a color filter substrate (CF substrate), and a liquid crystal layer. The TFT substrate includes a plurality of TFTs arranged in an array. The CF substrate is also called a counter substrate, and includes a plurality of color filters and the like arranged in an array. The liquid crystal layer is sandwiched between the TFT substrate and the CF substrate.
縦電界により液晶を駆動する液晶表示装置に備えられるTFT基板は、アレイ状に配列される複数の画素電極を備える。縦電界により液晶を駆動する液晶表示装置に備えられるCF基板は、共通電極を備える。複数の画素電極には、画像信号に応じた駆動電圧が印加される。共通電極の電位は、一定の電位である共通電位に固定される。したがって、縦電界により液晶を駆動する液晶表示装置に備えられる液晶層を構成する液晶は、液晶パネルの主面と略垂直をなす方向の電界により駆動される。 A TFT substrate provided in a liquid crystal display device that drives a liquid crystal by a vertical electric field includes a plurality of pixel electrodes arranged in an array. A CF substrate provided in a liquid crystal display device that drives liquid crystal by a vertical electric field includes a common electrode. A drive voltage corresponding to the image signal is applied to the plurality of pixel electrodes. The potential of the common electrode is fixed to a common potential that is a constant potential. Therefore, the liquid crystal constituting the liquid crystal layer provided in the liquid crystal display device that drives the liquid crystal by the vertical electric field is driven by the electric field in a direction substantially perpendicular to the main surface of the liquid crystal panel.
c 透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置
液晶表示装置には、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置がある。
c. Transmission type liquid crystal display device, reflection type liquid crystal display device and transflective liquid crystal display device Examples of liquid crystal display devices include a transmission type liquid crystal display device, a reflection type liquid crystal display device and a transflective type liquid crystal display device.
透過型液晶表示装置は、液晶パネルに加えてバックライトを備える。バックライトは、液晶パネルの背面側の主面に対向する。バックライトは、光源を備える。光源は、液晶パネルの背面側の主面または液晶パネルの側面に沿って配置される。透過型液晶表示装置においては、光源により放射される光源光が液晶パネルを透過し、液晶パネルを透過した表示光によりカラー画像が表示される。透過型液晶表示装置は、周囲光の強度が強い場合に表示光の強度が周囲光の強度より弱くなり視認性が低下するという問題を有する。すなわち、透過型液晶表示装置は、周囲光の強度が強い場合に視認性を向上するために光源光の強度を強くしなければならず消費電力が大きくなるという問題を有する。 The transmissive liquid crystal display device includes a backlight in addition to the liquid crystal panel. The backlight faces the main surface on the back side of the liquid crystal panel. The backlight includes a light source. The light source is disposed along the main surface on the back side of the liquid crystal panel or the side surface of the liquid crystal panel. In a transmissive liquid crystal display device, light source light emitted from a light source passes through a liquid crystal panel, and a color image is displayed by display light transmitted through the liquid crystal panel. The transmissive liquid crystal display device has a problem that when the intensity of the ambient light is high, the intensity of the display light is weaker than the intensity of the ambient light and the visibility is lowered. That is, the transmissive liquid crystal display device has a problem that power consumption increases because the intensity of the light source light must be increased in order to improve visibility when the intensity of ambient light is high.
反射型液晶表示装置に備えられる液晶パネルは、基板に設けられる反射板を備える。反射型液晶表示装置においては、周囲光が反射板の表面に反射され、反射板の表面に反射された反射光が液晶パネルを透過し、液晶パネルを透過した表示光によりカラー画像が表示される。反射型液晶表示装置は、周囲光の強度が弱い場合に表示光の強度が弱くなり視認性が低下するという問題を有する。 A liquid crystal panel provided in a reflective liquid crystal display device includes a reflective plate provided on a substrate. In the reflective liquid crystal display device, ambient light is reflected on the surface of the reflector, the reflected light reflected on the surface of the reflector is transmitted through the liquid crystal panel, and a color image is displayed by the display light transmitted through the liquid crystal panel. . The reflective liquid crystal display device has a problem that when the intensity of ambient light is weak, the intensity of display light becomes weak and visibility is lowered.
これらの問題を解決するために、半透過型液晶表示装置が提案されている。半透過型液晶表示装置が有する複数の画素の各々は、光を透過させる透過画素電極および光を反射する反射画素電極を備える。 In order to solve these problems, transflective liquid crystal display devices have been proposed. Each of the plurality of pixels included in the transflective liquid crystal display device includes a transmissive pixel electrode that transmits light and a reflective pixel electrode that reflects light.
d 半透過型液晶表示装置に備えられるTFT基板の構造
以下では、半透過型液晶表示装置に備えられるTFT基板の第1および第2の構造例が説明される。
d Structure of TFT Substrate Provided in Transflective Liquid Crystal Display Device Hereinafter, first and second structural examples of the TFT substrate provided in the transflective liquid crystal display device will be described.
第1および第2の構造例のいずれにおいても、TFT基板は、透明絶縁性基板、ゲート配線、第1の絶縁膜およびソース配線を備える。ゲート配線は、透明絶縁性基板の主面上に配置される。第1の絶縁膜は、ゲート配線に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置される。ソース配線は、第1の絶縁膜に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置される。ソース配線は、透明絶縁性基板の主面と垂直をなす方向から平面視された場合にゲート配線と交差するが、第1の絶縁膜によりゲート配線から透明絶縁性基板の主面と垂直をなす方向に隔てられる。 In both the first and second structural examples, the TFT substrate includes a transparent insulating substrate, a gate wiring, a first insulating film, and a source wiring. The gate wiring is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate. The first insulating film is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the gate wiring. The source wiring is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the first insulating film. The source wiring intersects with the gate wiring when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the transparent insulating substrate. However, the source wiring is perpendicular to the main surface of the transparent insulating substrate from the gate wiring by the first insulating film. Separated in the direction.
第1および第2の構造例のいずれにおいても、TFT基板は、透明絶縁性基板の主面上にマトリクス状に配列される複数の画素構造を備える。ゲート配線は、複数の画素構造の各々についてゲート電極を備える。ソース配線は、複数の画素構造の各々についてソース電極を備える。TFT基板は、複数の画素構造の各々について半導体膜およびドレイン電極をさらに備える。複数の画素構造の各々においては、半導体膜が第1の絶縁膜に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置され第1の絶縁膜を挟んでゲート電極に対向し、ソース電極およびドレイン電極が半導体膜に接触し、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極、半導体膜およびゲート絶縁膜によりスイッチング素子であるTFTが形成される。 In both the first and second structural examples, the TFT substrate includes a plurality of pixel structures arranged in a matrix on the main surface of the transparent insulating substrate. The gate wiring includes a gate electrode for each of the plurality of pixel structures. The source wiring includes a source electrode for each of the plurality of pixel structures. The TFT substrate further includes a semiconductor film and a drain electrode for each of the plurality of pixel structures. In each of the plurality of pixel structures, a semiconductor film is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the first insulating film, and is opposed to the gate electrode with the first insulating film interposed therebetween. Is in contact with the semiconductor film, and a TFT as a switching element is formed by the gate electrode, the source electrode and the drain electrode, the semiconductor film and the gate insulating film.
第1の構造例においては、TFT基板は、層間絶縁膜をさらに備え、複数の画素構造の各々について透過画素電極および反射画素電極をさらに備える。層間絶縁膜は、第2の絶縁膜および有機樹脂膜からなり、ゲート配線、ソース配線、半導体膜およびドレイン電極に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置される。複数の画素構造の各々においては、透過画素電極が層間絶縁膜に形成されるコンタクトホールを経由してドレイン電極に接触しドレイン電極に電気的に接続される。また、複数の画素構造の各々においては、反射画素電極が透過画素電極に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置される。反射画素電極は、透過画素電極から絶縁膜により隔てられない。透過画素電極は、高い光透過率を有する導電膜である。反射画素電極は、高い光反射率を有する金属膜である。第1の構造例によれば、透過画素電極が配置されるが反射画素電極が配置されない領域が光を透過させる透過領域になり、反射画素電極が配置される領域が光を反射する反射領域になる。 In the first structure example, the TFT substrate further includes an interlayer insulating film, and further includes a transmissive pixel electrode and a reflective pixel electrode for each of the plurality of pixel structures. The interlayer insulating film includes a second insulating film and an organic resin film, and is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the gate wiring, the source wiring, the semiconductor film, and the drain electrode. In each of the plurality of pixel structures, the transmissive pixel electrode is in contact with and electrically connected to the drain electrode via a contact hole formed in the interlayer insulating film. In each of the plurality of pixel structures, the reflective pixel electrode is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the transmissive pixel electrode. The reflective pixel electrode is not separated from the transmissive pixel electrode by an insulating film. The transmissive pixel electrode is a conductive film having a high light transmittance. The reflective pixel electrode is a metal film having a high light reflectance. According to the first structure example, a region where the transmissive pixel electrode is disposed but no reflective pixel electrode is disposed is a transmissive region that transmits light, and a region where the reflective pixel electrode is disposed is a reflective region that reflects light. Become.
第2の構造例においては、TFT基板は、第2の絶縁膜をさらに備え、複数の画素構造の各々について透過画素電極をさらに備える。第2の絶縁膜は、ゲート配線、ソース配線、半導体膜およびドレイン電極に重ねて透明絶縁性基板の主面上に配置される。複数の画素構造の各々においては、ドレイン電極がTFTから離れた位置まで延在し反射画素電極となり、透過画素電極が第2の絶縁膜に形成される開口部を経由して反射画素電極に接触し反射画素電極に電気的に接続される。開口部は、透明絶縁性基板の主面と垂直をなす方向から平面視された場合に反射画素電極と重なる。透過画素電極は、高い透過率を有する導電膜である。反射画素電極は、高い反射率を有する導電膜である。第2の構造例によれば、透過画素電極が配置されるが反射画素電極であるドレイン電極が配置されない領域が光を透過させる透過領域になり、反射画素電極であるドレイン電極が配置される領域が光を反射する反射領域になる。 In the second structure example, the TFT substrate further includes a second insulating film, and further includes a transmissive pixel electrode for each of the plurality of pixel structures. The second insulating film is disposed on the main surface of the transparent insulating substrate so as to overlap the gate wiring, the source wiring, the semiconductor film, and the drain electrode. In each of the plurality of pixel structures, the drain electrode extends to a position away from the TFT to become a reflective pixel electrode, and the transmissive pixel electrode contacts the reflective pixel electrode through an opening formed in the second insulating film. And electrically connected to the reflective pixel electrode. The opening overlaps with the reflective pixel electrode when viewed in plan from a direction perpendicular to the main surface of the transparent insulating substrate. The transmissive pixel electrode is a conductive film having high transmittance. The reflective pixel electrode is a conductive film having a high reflectance. According to the second structural example, the region where the transmissive pixel electrode is disposed but the drain electrode which is the reflective pixel electrode is not disposed becomes the transmissive region which transmits light, and the drain electrode which is the reflective pixel electrode is disposed. Becomes a reflection region that reflects light.
第2の構造例が採用され第1の絶縁膜および第2の絶縁膜が有機樹脂膜を含まないようにされた場合は、第1の構造例が採用された場合と比較して、半透過型液晶表示装置を製造する工程が簡略化される。特許文献1に記載された技術は、その一例である。以下では、第2の構造例が採用され第1の絶縁膜および第2の絶縁膜が有機樹脂膜を含まないようにされたTFT基板が有機膜レス半透過型TFT基板と呼ばれる。 When the second structure example is employed and the first insulating film and the second insulating film do not include the organic resin film, the semi-transmissive structure is used as compared with the case where the first structure example is employed. The process of manufacturing a liquid crystal display device is simplified. The technique described in Patent Document 1 is an example. Hereinafter, the TFT substrate in which the second structure example is adopted and the first insulating film and the second insulating film do not include the organic resin film is referred to as an organic film-less transflective TFT substrate.
e 液晶層の厚さ
半透過型液晶表示装置においては、透過領域における液晶層の厚さが反射領域における液晶層の厚さと異なる構造が採用される場合がある。当該構造は、TFT基板に対向するCF基板に段差層を設けることにより実現される。液晶層の厚さは、TFT基板の内側主面からCF基板の内側主面までの距離により決まる。
e. Thickness of Liquid Crystal Layer In a transflective liquid crystal display device, a structure in which the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is different from the thickness of the liquid crystal layer in the reflective region may be employed. This structure is realized by providing a step layer on the CF substrate facing the TFT substrate. The thickness of the liquid crystal layer is determined by the distance from the inner main surface of the TFT substrate to the inner main surface of the CF substrate.
当該構造が採用される場合は、望ましくは、TFT基板において透過領域および反射領域がストライプ状に配置され、CF基板において段差がストライプ状に連続配置される。これにより、半透過型液晶表示装置を製造する工程における工程不良が発生しにくくなり、製造された半透過型液晶表示装置において表示不良が発生しにくくなる。特許文献2に記載された技術は、その一例である。 When the structure is adopted, desirably, the transmission region and the reflection region are arranged in a stripe pattern on the TFT substrate, and the steps are continuously arranged in a stripe pattern on the CF substrate. As a result, process failures in the process of manufacturing the transflective liquid crystal display device are less likely to occur, and display defects are less likely to occur in the manufactured transflective liquid crystal display device. The technique described in Patent Document 2 is an example.
当該構造は、有機膜レス半透過型TFT基板において採用されてもよいし、有機膜レス半透過型TFT基板以外の半透過型TFT基板において採用されてもよい。 This structure may be employed in an organic film-less transflective TFT substrate, or may be employed in a transflective TFT substrate other than an organic film-less transflective TFT substrate.
f 走査線および信号線の本数
一般的には、複数の画素構造の各々である各画素構造は、1本の走査線および1本の信号線を有する。1本の走査線は、ゲート配線からなる。1本の信号線は、ソース配線からなる。しかし、各画素構造が2本の走査線を有し各画素構造および当該各画素構造に隣接する画素構造が1本の信号線を共有する場合もある。この場合は、走査線駆動回路の規模が一般的な場合の2倍となるが、信号線駆動回路の規模が通常の場合の1/2倍になる。
f Number of Scanning Lines and Signal Lines Generally, each pixel structure, which is each of a plurality of pixel structures, has one scanning line and one signal line. One scanning line consists of a gate wiring. One signal line consists of a source wiring. However, each pixel structure has two scanning lines, and each pixel structure and a pixel structure adjacent to each pixel structure may share one signal line. In this case, the scale of the scanning line driving circuit is twice that of a general case, but the scale of the signal line driving circuit is ½ times that of a normal case.
一方で、走査線駆動回路の規模は、TFTのオンおよびオフを順次に行う単純なシフトレジスタ回路が有する規模と同程度であり、比較的に小さい。しかし、信号線駆動回路は、画像を表現するデジタル信号をアナログ信号に変換し一時保持する回路を含むため、信号線駆動回路の規模は、比較的に大きい。したがって、走査線駆動回路の規模は、信号線駆動回路の規模より小さく、走査線駆動回路のコストは、信号線駆動回路のコストより低い。このため、走査線駆動回路の規模が一般的な場合の2倍となり信号線駆動回路の規模が通常の場合の1/2倍になる場合は、信号線駆動回路および走査線駆動回路の全体の規模が一般的な場合より小さくなり、信号線駆動回路および走査線駆動回路の全体のコストが一般的な場合より低くなる。したがって、各画素構造が2本の走査線を有し各画素構造および当該各画素構造に隣接する画素構造が1本の信号線を共有する場合は、液晶表示装置のコストが低下する。特許文献3に記載された技術は、その一例である。 On the other hand, the scale of the scanning line driver circuit is comparable to that of a simple shift register circuit that sequentially turns on and off TFTs, and is relatively small. However, since the signal line driver circuit includes a circuit that converts a digital signal representing an image into an analog signal and temporarily holds it, the scale of the signal line driver circuit is relatively large. Therefore, the scale of the scanning line driver circuit is smaller than the scale of the signal line driver circuit, and the cost of the scanning line driver circuit is lower than the cost of the signal line driver circuit. For this reason, when the scale of the scanning line driving circuit is twice that of a general case and the scale of the signal line driving circuit is ½ times that of a normal case, the entire signal line driving circuit and the scanning line driving circuit are The scale is smaller than in the general case, and the overall cost of the signal line driver circuit and the scanning line driver circuit is lower than in the general case. Therefore, when each pixel structure has two scanning lines and each pixel structure and a pixel structure adjacent to each pixel structure share one signal line, the cost of the liquid crystal display device is reduced. The technique described in Patent Document 3 is an example.
液晶表示装置においては、表示性能を左右する開口率を高くし表示性能を向上することが求められる。 In a liquid crystal display device, it is required to improve the display performance by increasing the aperture ratio that affects the display performance.
有機膜レス半透過型TFT基板は、有機膜レス半透過型TFT基板でない半透過型TFT基板より低いコストで製造される。しかし、有機膜レス半透過型TFT基板には、画素電極と配線等とを重ねることができないという制約がある。このため、有機膜レス半透過型TFT基板を備える半透過型液晶表示装置は、表示性能を左右する開口率が低くなりやすいという問題を有する。したがって、有機膜レス半透過型TFT基板においては、表示性能を左右する開口率を高くし表示性能を向上することが特に強く求められる。 An organic film-less transflective TFT substrate is manufactured at a lower cost than a transflective TFT substrate that is not an organic film-less transflective TFT substrate. However, the organic film-less transflective TFT substrate has a limitation that the pixel electrode and the wiring cannot be overlapped. For this reason, a transflective liquid crystal display device including an organic film-less transflective TFT substrate has a problem that an aperture ratio that affects display performance tends to be low. Therefore, in an organic film-less transflective TFT substrate, it is particularly strongly required to improve the display performance by increasing the aperture ratio that affects the display performance.
この問題は、各画素構造が2本の走査線を有し各画素構造および当該各画素構造に隣接する画素構造が1本の信号線を共有する場合に特に顕著になる。また、各画素構造が2本の走査線を有し各画素構造および当該各画素構造に隣接する画素構造が1本の信号線を共有する場合には、表示不具合も発生しやすくなる。 This problem is particularly noticeable when each pixel structure has two scanning lines and each pixel structure and a pixel structure adjacent to each pixel structure share one signal line. Further, when each pixel structure has two scanning lines and each pixel structure and a pixel structure adjacent to each pixel structure share one signal line, display defects are likely to occur.
本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明が解決しようとする課題は、液晶表示装置の開口率を高くし、液晶表示装置の表示性能を向上することである。 The present invention is made to solve this problem. The problem to be solved by the present invention is to increase the aperture ratio of the liquid crystal display device and improve the display performance of the liquid crystal display device.
液晶表示装置において、対向基板が液晶層を挟んで薄膜トランジスター基板に対向する。 In a liquid crystal display device, a counter substrate faces a thin film transistor substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween.
薄膜トランジスター基板においては、複数の画素構造が基板の主面上にマトリクス状に配列される。複数の画素構造の各々である各画素構造は、矩形状の平面形状を持ち、第1の反射領域、透過領域および第2の反射領域を有する。第1の反射領域および第2の反射領域は、光を反射する。透過領域は、光を透過させる。第1の反射領域、透過領域および第2の反射領域は、矩形状の平面形状の長辺方向に配列される。透過領域は、第1の反射領域および第2の反射領域に挟まれる。 In the thin film transistor substrate, a plurality of pixel structures are arranged in a matrix on the main surface of the substrate. Each pixel structure that is each of the plurality of pixel structures has a rectangular planar shape, and includes a first reflection region, a transmission region, and a second reflection region. The first reflection region and the second reflection region reflect light. The transmission region transmits light. The first reflective region, the transmissive region, and the second reflective region are arranged in the long side direction of a rectangular planar shape. The transmission region is sandwiched between the first reflection region and the second reflection region.
本発明によれば、画素の一方の端部および他方の端部の付近に薄膜トランジスター基板の第1の反射領域および第2の反射領域がそれぞれ配置される。このため、画素の一方の端部および他方の端部の付近における遮光が薄膜トランジスター基板において第1の反射領域および第2の反射領域によりそれぞれ行われ、画素の一方の端部および他方の端部の付近における遮光を対向基板において行うことが不要になり、画素の一方の端部および他方の端部の付近における遮光を行うブラックマトリクスが占める面積が減少する。したがって、液晶表示装置の開口率が高くなり、液晶表示装置の表示性能が向上する。 According to the present invention, the first reflection region and the second reflection region of the thin film transistor substrate are disposed in the vicinity of one end and the other end of the pixel, respectively. Therefore, light shielding in the vicinity of one end and the other end of the pixel is performed in the thin film transistor substrate by the first reflection region and the second reflection region, respectively, and one end and the other end of the pixel It is no longer necessary to perform light shielding in the vicinity of the counter substrate, and the area occupied by the black matrix performing light shielding in the vicinity of one end and the other end of the pixel is reduced. Therefore, the aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the display performance of the liquid crystal display device is improved.
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
1 実施の形態1
1.1 液晶表示装置
図1の模式図は、実施の形態1の液晶表示装置を図示する断面図である。
1 Embodiment 1
1.1 Liquid Crystal Display Device The schematic diagram of FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the liquid crystal display device of the first embodiment.
図1に図示される液晶表示装置1000は、半透過型液晶表示装置であり、液晶パネル1020およびバックライト1021を備える。液晶表示装置1000がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
A liquid
バックライト1021は、液晶パネル1020の一方の主面1040に対向する。
The
液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、バックライト1021が光源光を発する。発せられた光源光は、液晶パネル1020の一方の主面1040に入射し、液晶パネル1020の一方の主面1040に入射した後に液晶パネル1020を透過し、液晶パネル1020を透過した後に液晶パネル1020の他方の主面1041から出射する。また、周囲光が、液晶パネル1020の他方の主面1041に入射し、液晶パネル1020の他方の主面1041に入射した後に液晶パネル1020の内部において反射され、液晶パネル1020の内部において反射された後に液晶パネル1020の他方の主面1041から出射する。光源光および周囲光の一方のみが液晶パネル1020に入射する場合もある。
When the liquid
また、液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、液晶表示装置1000に画像信号が入力され、入力された画像信号に応じて液晶パネル1020の光透過率が制御される。
When the liquid
これらにより、入力された画像信号に応じた画像が液晶パネル1020の他方の主面1041に表示される。
As a result, an image corresponding to the input image signal is displayed on the other
1.2 液晶パネル
液晶パネル1020は、図1に図示されるように、偏光板1060、薄膜トランジスター基板(TFT基板)1061、液晶層1062、対向基板1063および偏光板1064を備える。
1.2 Liquid Crystal Panel The
対向基板1063は、カラーフィルター基板(CF基板)とも呼ばれ、液晶層1062を挟んでTFT基板1061に対向する。偏光板1060は、TFT基板1061の外側主面1080に貼り付けられる。偏光板1064は、CF基板1063の外側主面1100に貼り付けられる。
The
液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、光源光が、偏光板1060、TFT基板1061、液晶層1062、CF基板1063および偏光板1064を順次に透過する。また、周囲光が、偏光板1064、CF基板1063および液晶層1062を順次に透過し、偏光板1064、CF基板1063および液晶層1062を順次に透過した後にTFT基板1061に反射され、TFT基板1061に反射された後に液晶層1062、CF基板1063および偏光板1064を順次に透過する。
When the liquid
また、液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、液晶表示装置1000に入力された画像信号に応じて液晶層1062に印加される電界が制御され、印加される電界に応じて液晶層1062を構成する液晶分子が水平方向に駆動され液晶層1062の配向状態が制御され、液晶層1062の配向状態に応じて液晶層1062を透過した光の偏光状態が制御され、光の偏光状態に応じて液晶パネル1020の光透過率が制御される。これにより、入力された画像信号に応じて液晶パネル1020の光透過率が制御される。
Further, when the liquid
1.3 TFT基板
図2の模式図は、実施の形態1の液晶表示装置に備えられるTFT基板等を図示する平面図である。
1.3 TFT Substrate The schematic diagram of FIG. 2 is a plan view illustrating a TFT substrate and the like provided in the liquid crystal display device of the first embodiment.
液晶表示装置1000は、図2に図示されるように、TFT基板1061に加えて、複数の集積回路チップ(ICチップ)1120およびプリント基板1121を備える。TFT基板1061は、ガラス基板1140、複数の信号線1141、複数の走査線1142、複数の薄膜トランジスター(TFT)1143、複数の共通配線1144、複数の外部配線1145、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147を備える。TFT基板1061は、これらの構成物に加えて、図示されない配向膜を備える。図2には、複数のTFT1143に含まれる1個のTFT1143のみが図示され、複数の端子電極1146に含まれる1個の端子電極1146のみが図示され、複数の端子電極1147に含まれる1個の端子電極1147のみが図示される。
As shown in FIG. 2, the liquid
ガラス基板1140は、ガラスからなる透明絶縁性基板である。ガラス基板1140がガラス以外からなる透明絶縁性基板に置き換えられてもよい。
The
複数の信号線1141、複数の走査線1142、複数のTFT1143、複数の共通配線1144、複数の外部配線1145、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147は、ガラス基板1140の主面上に配置される。複数の信号線1141、複数の走査線1142、複数のTFT1143および複数の共通配線1144は、表示領域1160に配置される。複数の外部配線1145、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147は、額縁領域1161に配置される。
The plurality of
表示領域1160は、画像が表示される矩形状の平面形状を有する領域である。額縁領域1161は、表示領域1160に隣接し表示領域1160を囲む額縁状の平面形状を有する領域である。矩形状の平面形状を有する表示領域1160が矩形状以外の平面形状を有する表示領域に置き換えられてもよい。額縁状の平面形状を有する額縁領域1161が額縁状以外の平面形状を有する領域に置き換えられてもよく、表示領域1160に隣接し表示領域1160を囲む額縁領域1161が表示領域1160に隣接するが表示領域1160を囲まない領域に置き換えられてもよい。
The
液晶層1062および配向膜は、表示領域1160に配置される。液晶層1062および配向膜が表示領域1160からはみ出してもよい。
The
複数の信号線1141の各々は、線状であり、方向Yに延在する。複数の信号線1141は、方向Yと垂直をなす方向Xに配列される。複数の走査線1142の各々は、線状であり、方向Xに延在する。複数の走査線1142は、方向Yに配列される。複数の走査線1142の各々は、ガラス基板1140の主面と垂直をなす方向から平面視された場合に複数の信号線1141の各々と交差する。
Each of the plurality of
複数の信号線1141に含まれる隣接する2個の信号線1141および複数の走査線1142に含まれる隣接する2個の走査線1142に囲まれる画素領域1180には、画素が形成される。したがって、液晶パネル1020は、マトリクス状に配列される複数の画素を有する。複数のTFT1143は、複数の画素にそれぞれ対応し、マトリクス状に配列される。
Pixels are formed in a
複数の端子電極1146および複数の端子電極1147は、外部接続用の端子である。複数の端子電極1147は、複数の端子電極1146よりもTFT基板1061の端部寄りに配置される。複数の端子電極1146の表面には、バンプ、異方性導電フィルム(ACF)等の接続媒体を介して複数のICチップ1120の端子が接続される。これにより、複数の端子電極1146には、複数のICチップ1120が電気的に接続される。複数のICチップ1120が他の外部部材に置き換えられてもよい。複数の端子電極1147の表面には、同様の接続媒体を介してプリント基板1121が接続される。これにより、複数の端子電極1147には、プリント基板1121が電気的に接続される。プリント基板1121が他の外部部材に置き換えられてもよい。
The plurality of
複数の外部配線1145は、額縁領域1161に配置される複数の端子電極1146および複数の端子電極1147から表示領域1160に配置される複数の信号線1141および複数の走査線1142まで延在し、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147を複数の信号線1141および複数の走査線1142に電気的に接続する。複数の外部配線1145の少なくとも一部は、複数のICチップ1120が配置される領域を通過し、複数のICチップ1120が配置される領域からTFT基板1061の端部に向かって延在し、複数の端子電極1147に至る。
The plurality of
複数の端子電極1146および複数の端子電極1147は、複数の外部配線1145の端部に電気的に接続され、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147がない場合に複数の外部配線1145により提供される接続面積よりも大きな接続面積を提供する。
The plurality of
液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、液晶表示装置1000に入力された画像信号がプリント基板1121を経由して複数の端子電極1147に入力され、入力された画像信号を反映する駆動電圧が複数の外部配線1145により複数の信号線1141および複数の走査線1142に伝達され、伝達された駆動電圧に応じて液晶層1062に印加される電界が制御される。これにより、入力された画像信号に応じて液晶層1062に印加される電界が制御される。伝達される駆動電圧は、ICチップ1120により制御される。
When the liquid
1.4 画素構造
液晶パネル1020は、マトリクス状に配列される複数の画素を有する。このため、TFT基板1061は、マトリクス状に配列される複数の画素をそれぞれ構成する複数の画素構造を備える。TFT基板1061に備えられる複数の画素構造は、ガラス基板1140の主面上にマトリクス状に配列される。また、CF基板1063は、複数の画素をそれぞれ構成する複数の画素構造を備える。CF基板1063に備えられる複数の画素構造は、CF基板1063に備えられるガラス基板の主面上にマトリクス状に配列される。
1.4 Pixel Structure The
1.5 第1の反射領域、透過領域および第2の反射領域の配置
図3の模式図は、実施の形態1の液晶表示装置に備えられる画素構造を図示する平面図である。図4の模式図は、実施の形態1の液晶表示装置に備えられる画素構造を図示する断面図である。図4は、図3に図示される切断線A−Aの位置における断面を図示する。図3および4においては、TFT基板1061に備えられる配向膜の図示が省略され、CF基板1063に備えられる配向膜および色材の図示が省略される。
1.5 Arrangement of First Reflection Area, Transmission Area, and Second Reflection Area The schematic diagram of FIG. 3 is a plan view illustrating a pixel structure provided in the liquid crystal display device of the first embodiment. The schematic diagram of FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a pixel structure provided in the liquid crystal display device of the first embodiment. FIG. 4 illustrates a cross-section at the position of section line AA illustrated in FIG. 3 and 4, the illustration of the alignment film provided on the
図3および4の各々に図示される画素構造1200は、TFT基板1061に備えられる複数の画素構造の各々であり、矩形状の平面形状を持ち、開口部1220を有する。開口部1220は、画像の表示に使用され、第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242を有する。第1の反射領域1240および第2の反射領域1242は、光を反射する。透過領域1241は、光を透過させる。第1の反射領域1240および第2の反射領域1242が透過領域1241と共存することにより、液晶表示装置1000が半透過型液晶表示装置になる。
A
画素の一方の端部および他方の端部がそれぞれ配置される平面位置1260および1261の付近においては、入力された画像信号を反映する電界が液晶層1062に印加されない。このため、光源光が液晶層1062を透過する場合に光源光が平面位置1260および1261の付近を通過したときは、画像が適切に表示されない。このように画像の適切な表示を阻害する光は、迷光と呼ばれる。液晶表示装置1000においては、迷光の発生を抑制するために、平面位置1260および1261の付近において遮光が行われる。
In the vicinity of the
第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242は、矩形状の平面形状の長辺方向である方向Yに配列される。反射領域は、第1の反射領域1240および第2の反射領域1242に2分割され、透過領域1241は、第1の反射領域1240および第2の反射領域1242に挟まれる。このため、第1の反射領域1240および第2の反射領域1242は、平面位置1260および1261の付近にそれぞれ配置される。したがって、平面位置1260および1261の付近における遮光が、TFT基板1061において第1の反射領域1240および第2の反射領域1242によりそれぞれ行われる。すなわち、第1の反射領域1240および第2の反射領域1242は、迷光が発生しないようにするためにCF基板1063に備えられるブラックマトリクス1380の機能と同様の機能を有する。このことは、平面位置1260および1261の付近における遮光をCF基板1063において行う必要性を減らし、平面位置1260および1261の付近における遮光を行うブラックマトリックス1380が占める面積を減少させ、開口部1220を小さくする原因となるブラックマトリックス1380が占める面積を減少させることに寄与する。これにより、平面位置1261の付近に透過領域が配置される場合と比較して、開口部1220が大きくなり、液晶表示装置1000の開口率が高くなり、液晶表示装置1000の表示性能が向上する。
The first
第1の反射領域1240および第2の反射領域1242は、透過領域1241から連続する。このため、第1の反射領域1240と透過領域1241との境界が配置される平面位置1262および第2の反射領域1242と透過領域1241との境界が配置される平面位置1263の付近においては、入力された画像信号を反映する電界が液晶層1062に印加される。したがって、平面位置1262および1263の付近においては迷光が発生しない。
The first
1.6 TFT基板の構成物の配置
画素構造1200は、図3および4に図示されるように、ゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、反射電極1286、層間絶縁膜1287および画素電極1288を備える。画素構造1200がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
1.6 Arrangement of TFT Substrate Components As shown in FIGS. 3 and 4, the
ゲート電極1280、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284およびドレイン電極1285は、TFT1143を構成する。方向Yに配列される複数の画素構造1200にそれぞれ備えられる複数のソース電極1284は、互いに電気的に接続され、方向Yに配列される複数の画素構造1200に渡って配置される1本の信号線1141を構成する。方向Xに配列される複数の画素構造1200にそれぞれ備えられる複数のゲート電極1280は、互いに電気的に接続され、方向Xに配列される複数の画素構造1200に渡って配置される1本の走査線1142を構成する。これにより、複数のTFT1143は、複数の信号線1141、複数の走査線1142および複数の外部配線1145に電気的に接続され、複数の端子電極1146および複数の端子電極1147は、複数の信号線1141、複数の走査線1142および複数の外部配線1145により複数のTFT1143に電気的に接続される。方向Xに配列される複数の画素構造1200にそれぞれ備えられる複数の共通電極1281は、互いに電気的に接続され、方向Xに配列される複数の画素構造1200に渡って配置される1本の共通配線1144を構成する。また、複数の共通配線1144は、互いに電気的接続される。これにより、マトリクス状に配列される複数の画素構造1200にそれぞれ備えらえる複数の共通電極1281は、互いに電気的に接続される。
The
ゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、反射電極1286、層間絶縁膜1287および画素電極1288は、表示領域1160に配置される。TFT1143は、画素電極1288の下に配置される。
The
ゲート電極1280および共通電極1281は、ガラス基板1140の主面1300上に配置される。共通電極1281は、ゲート電極1280と同一層に配置されるため、ゲート電極1280と同時に形成される。ゲート電極1280は、TFT1143が配置される領域に配置される。共通電極1281は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合にゲート電極1280と重ならず、ガラス基板1140の主面1300と平行をなす方向にゲート電極1280から離される。これにより、共通電極1281は、ゲート電極1280から絶縁される。
ゲート絶縁膜1282は、ゲート電極1280および共通電極1281に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置され、ゲート電極1280および共通電極1281の全体を覆う。ゲート絶縁膜1282により、ゲート絶縁膜1282の上に配置される半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286がゲート電極1280および共通電極1281から絶縁される。
The
半導体膜1283は、ゲート絶縁膜1282に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置される。半導体膜1283は、島状であり、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合にゲート電極1280と重なり、ゲート絶縁膜1282を挟んでゲート電極1280に対向する。半導体膜1283は、チャネル領域1320、ソース領域1321およびドレイン領域1322を有する。ソース領域1321およびドレイン領域1322は、チャネル領域1320を挟む。
The
ソース電極1284およびドレイン電極1285は、ゲート絶縁膜1282および半導体膜1283に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置される。反射電極1286は、ゲート絶縁膜1282に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置される。反射電極1286は、ソース電極1284およびドレイン電極1285と同一層に配置されるため、ソース電極1284およびドレイン電極1285と同時に形成される。ソース電極1284およびドレイン電極1285は、半導体膜1283のソース領域1321およびドレイン領域1322にそれぞれ接触する。反射電極1286は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合にソース電極1284およびドレイン電極1285と重ならず、ソース電極1284およびドレイン電極1285からガラス基板1140の主面1300と平行をなす方向に離される。
The
層間絶縁膜1287は、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置され、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286を覆う。これにより、TFT1143の上に層間絶縁膜1287が配置される。
The
画素電極1288は、層間絶縁膜1287に重ねてガラス基板1140の主面1300上に配置される。画素電極1288は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合にドレイン電極1285および反射電極1286と重なる。画素電極1288は、層間絶縁膜1287に形成されるコンタクトホール1340を経由してドレイン電極1285に接触し、層間絶縁膜1287に形成されるコンタクトホール1341を経由して反射電極1286に接触する。これにより、画素電極1288は、ドレイン電極1285および反射電極1286に電気的に接続される。したがって、画素電極1288の電位は、ドレイン電極1285の電位および反射電極1286の電位と同じになる。コンタクトホール1340は、画素電極1288とドレイン電極1285とが接触する画素コンタクトを可能にし、コンタクトホール1341は、画素電極1288と反射電極1286とが接触する画素コンタクトを可能にする。
The
ドレイン電極1285は、第1の反射領域1240に配置される。反射電極1286は、第2の反射領域1242に配置される。しかし、ドレイン電極1285および反射電極1286は、透過領域1241に配置されない。
The
画素電極1288は、開口部1220に配置される。したがって、画素電極1288は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に開口部1220において後述する対向電極1382と重なる。
The
1.7 CF基板の構成物の配置
図4に図示される画素構造1360は、CF基板1063に備えられる複数の画素構造の各々であり、ブラックマトリクス1380、段差層1381および対向電極1382を備える。
1.7 Arrangement of Components of CF Substrate
CF基板1063に備えられるガラス基板1400は、ガラスからなる透明絶縁性基板である。ガラス基板1400がガラス以外からなる透明絶縁性基板に置き換えられてもよい。
The
ブラックマトリクス1380は、ガラス基板1400の主面1420上に配置される。ブラックマトリクス1380には、開口部1440が形成される。開口部1440は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に開口部1220と重なる。したがって、ブラックマトリクス1380は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に非開口部1244と重なる。
段差層1381は、ブラックマトリクス1380に重ねてガラス基板1400の主面1420上に配置される。段差層1381は、第1の反射領域1240、第2の反射領域1242および非開口部1244に配置されるが、透過領域1241には配置されない。これにより、透過領域1241におけるTFT基板1061の内側主面1460とCF基板1063の内側主面1480との間の間隙が、第1の反射領域1240、第2の反射領域1242および非開口部1244におけるTFT基板1061の内側主面1460とCF基板1063の内側主面1480との間の間隙より広くなり、透過領域1241における液晶層1062の厚さが、第1の反射領域1240、第2の反射領域1242および透過領域1241における液晶層1062の厚さより厚くなり、液晶表示装置1000の表示性能が向上する。例えば、透過領域1241における液晶層1062の厚さは4.0μmであり、第1の反射領域1240、第2の反射領域1242および非開口部1244における液晶層1062の厚さは2.0μmである。CF基板1063に備えられる段差層1381による段差の形成は、TFT基板1061に備えられる無機材料からなるゲート絶縁膜1282、層間絶縁膜1287等の絶縁膜およびゲート電極1280、共通電極1281、ソース電極1284、ドレイン電極1285等の金属膜による段差の形成よりも容易である。例えば、透過領域1241における液晶層1062の厚さが4.0μmであり第1の反射領域1240、第2の反射領域1242および非開口部1244における液晶層1062の厚さが2.0μmである場合に必要になる2.0μmの段差は、CF基板1063に備えられる段差層1381により形成することは容易であるが、TFT基板1061に備えられる絶縁膜および金属膜により形成することは容易でない。
The
方向Xに配列される複数の画素構造1360にそれぞれ備えられる複数の段差層1381により形成される溝1500は、方向Xに直線的に配列され、方向Xに延在する1本の溝を構成する。このため、マトリクス状に配列される複数の段差層1381は、ストライプ状となる。
The
対向電極1382は、段差層1381に重ねてガラス基板1400の主面1420上に配置される。マトリクス状に配列される複数の画素構造1360にそれぞれ備えられる複数の対向電極1382は、互いに電気的に接続される。
The
1.8 画素の透過率の制御
TFT1143は、ゲート電極1280に印加される駆動電圧がオンレベルである場合にソース電極1284とドレイン電極1285との間が導通状態になりゲート電極1280に印加される駆動電圧がオフレベルである場合にソース電極1284とドレイン電極1285との間が非導通状態になるスイッチングデバイスであり、液晶表示装置1000に入力された画像信号に応じた駆動電圧を画素電極1288に選択的に印加するために使用される。TFT1143により、液晶表示装置1000がアクティブマトリックス型の液晶表示装置になる。
1.8 Control of Pixel Transmittance When the drive voltage applied to the
液晶表示装置1000が画像を表示する場合は、液晶表示装置1000に入力された画像信号に応じた駆動電圧が走査線1142によりゲート電極1280に伝達され、液晶表示装置1000に入力された画像信号に応じた駆動電圧が信号線1141によりソース電極1284に伝達される。TFT1143は、ゲート電極1280に伝達された駆動電圧がオンレベルである場合に、ソース電極1284に伝達された駆動電圧をドレイン電極1285に伝達する。これにより、入力された画像信号に応じた駆動電圧がドレイン電極1285に電気的に接続される画素電極1288に伝達され、入力された画像信号に応じて画素電極1288と対向電極1382との間の電圧差が制御され、電圧差に応じて画素電極1288と対向電極1382との間の間隙1520にある液晶分子に印加される電界が制御され、印加される電界に応じて間隙1520を透過した後の光の偏光状態が制御され、偏光状態に応じて画素の光透過率が制御される。これにより、入力された画像信号に応じて画素の光透過率が制御される。
When the liquid
複数の画素の各々の光透過率がこのように制御されることにより、液晶表示装置1000には画像が表示される。
By controlling the light transmittance of each of the plurality of pixels in this way, an image is displayed on the liquid
1.9 TFT基板の構成物の材料
ゲート電極1280、共通電極1281、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286の各々は、導電材料からなり、例えばアルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)およびチタン(Ti)から選択される金属または当該金属を主成分とする合金からなる。
1.9 Material of TFT substrate component Each of the
ドレイン電極1285および反射電極1286の各々は、光を反射する電極であり、反射画素電極ともなり、高い光反射率を有する導電材料からなり、望ましくはアルミニウム、銀、アルミニウムを主成分とする合金または銀を主成分とする合金からなる。
Each of the
ドレイン電極1285および反射電極1286の各々が複数の層を備える積層体であってもよい。当該積層体においては、複数の層に含まれる最上層が高い光反射率を有する導電材料からなり複数の層に含まれる最上層以外の層が低い光反射率を有する導電材料からなることも許される。
Each of the
画素電極1288は、光を透過させる電極であり、透過画素電極ともなり、高い光透過率を有する導電材料からなり、例えば酸化インジウム亜鉛(IZO)または酸化インジウムスズ(ITO)からなる。
The
ゲート絶縁膜1282および層間絶縁膜1287の各々は、光を透過させる絶縁膜であり、絶縁材料からなり、例えば酸化シリコン(SiOx)または窒化シリコン(SiNx)からなる。
Each of the
ゲート絶縁膜1282および層間絶縁膜1287の各々が複数の膜を備える積層膜であってもよい。例えば、ゲート絶縁膜1282および層間絶縁膜1287の各々が酸化シリコン膜および窒化シリコン膜からなる積層膜であってもよい。
Each of the
層間絶縁膜1287は、望ましくは無機材料からなる無機絶縁膜である。一般的に言って層間絶縁膜1287を構成しうる無機材料は層間絶縁膜1287を構成しうる有機材料より安価であるため、層間絶縁膜1287が無機材料からなる場合は、液晶表示装置1000の製造コストが低下する。ただし、液晶表示装置1000の製造コストの上昇が許容される範囲に収まる場合は、層間絶縁膜1287が有機材料からなることも許される。
The
半導体膜1283は、半導体材料からなり、例えばアモルファスシリコン、ポリシリコンまたは酸化物半導体からなる。
The
1.10 画素電極とドレイン電極/反射電極との重なり
画素電極1288は、図3および4に図示されるように、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に、ドレイン電極1285および反射電極1286と重なり、望ましくはドレイン電極1285および反射電極1286の実質的に全体と重なり、さらに望ましくはドレイン電極1285および反射電極1286の全体と重なる。これにより、ドレイン電極1285および反射電極1286が画素電極1288を挟まずに対向電極1382に直接的に対向することが抑制され、ドレイン電極1285および反射電極1286と対向電極1382とに挟まれる層間絶縁膜1287が存在することに起因して液晶層1062に印加される電界が低下することが抑制され、電界の低下に起因して液晶表示装置1000の表示特性が変化することが抑制される。また、ドレイン電極1285および反射電極1286と対向電極1382とに挟まれる層間絶縁膜1287が存在することに起因して層間絶縁膜1287の一方の主面1540上および他方の主面1541上に電荷が残存することが抑制され、電荷の残存に起因して残像現象等の表示不具合が発生することが抑制される。逆に、ドレイン電極1285および反射電極1286が画素電極1288を挟まずに対向電極1382に直接的に対向する場合は、ドレイン電極1285および反射電極1286と対向電極1382との間に電圧差が生じた場合に、ドレイン電極1285および反射電極1286と対向電極1382とに挟まれる層間絶縁膜1287に電界が印加され、液晶層1062に印加される電界が低下し、層間絶縁膜1287の一方の主面1540上および他方の主面1541上に電荷が残存する。ただし、ドレイン電極1285および反射電極1286のわずかな部分が画素電極1288と重ならないにすぎない場合は、顕著な表示不具合は発生しない。このため、ドレイン電極1285および反射電極1286のわずかな部分が画素電極1288と重ならないことは許容される。したがって、ドレイン電極1285および反射電極1286の少なくとも一方が、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に画素電極1288と重ならない部分1560を備えてもよい。
1.10 Overlap of Pixel Electrode and Drain / Reflective Electrode When the
1.11 補助容量の形成
共通電極1281は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合にドレイン電極1285および反射電極1286と重なる。このため、共通電極1281は、ドレイン電極1285との間に補助容量を形成する補助容量電極であり、反射電極1286との間に補助容量を形成する補助容量電極である。共通電極1281とドレイン電極1285との間に形成される補助容量は、共通電極1281とドレイン電極1285との重なりが占める面積およびゲート絶縁膜1282の膜厚により調整される。共通電極1281と反射電極1286との間に形成される補助容量は、共通電極1281と反射電極1286との重なりが占める面積およびゲート絶縁膜1282の膜厚により調整される。
1.11 Formation of Auxiliary Capacitor The
液晶層1062の電気抵抗が低く画素電極1288と対向電極1382との間の電圧差を維持しにくい場合は、共通電極1281とドレイン電極1285との間に形成される補助容量および共通電極1281と反射電極1286との間に形成される補助容量が大きくされる。これにより、画素電極1288と対向電極1382との間の電圧差を維持する能力を示す電圧保持特性が向上し、液晶表示装置1000の表示特性が向上する。
In the case where the electric resistance of the
1.12 共通電極の平面形状
共通電極1281は、図3に図示されるように、第1の部分1580、第2の部分1581および第3の部分1582を備える。第1の部分1580、第2の部分1581および第3の部分1582は、方向Xに配列される。
1.12 Planar Shape of Common Electrode The
第1の部分1580は、ソース電極1284の方向Yに延在する線状部1700に沿い、第2の部分1581とソース電極1284の線状部1700との間に配置される。第1の部分1580からゲート電極1280までの距離は、第2の部分1581からゲート電極1280までの距離より短い。
The
第3の部分1582は、画素構造1200に隣接する画素構造に備えられるソース電極1284の線状部1700に沿い、第2の部分1581と画素構造1200に隣接する画素構造に備えられるソース電極1284の線状部1700との間に配置される。第3の部分1582からゲート電極1280までの距離は、第2の部分1581からゲート電極1280までの距離より短い。
The
これにより、ソース電極1284の線状部1700の付近においては共通電極1281がゲート電極1280に近づけられるため、ソース電極1284の線状部1700の付近における光漏れが共通電極1281により抑制される。また、ソース電極1284の線状部1700の付近以外においては共通電極1281がゲート電極1280から遠ざけられるため、共通電極1281がゲート電極1280と短絡する短絡不良の発生が抑制される。短絡不良の発生の抑制は、液晶表示装置1000の製造に必要な工程を減らすために共通電極1281がゲート電極1280と同時に形成される場合に特に重要である。共通電極1281がゲート電極1280と同時に形成される場合は、共通電極1281がゲート電極1280に近づく部分が多くなったときに短絡不良の発生の危険性が高くなるためである。
Accordingly, since the
共通電極1281の中央部には、くりぬき部1600が形成される。くりぬき部1600は、透過領域1241に形成される。これにより、透過領域1241の開口率が向上する。
A
共通電極1281は、縦方向に配列される2個の「H」の文字を結合した結合文字と同様の平面形状を有する。
The
1.13 共通電極と境界との関係
画素構造1200および画素構造1200に隣接する一方の画素構造は、図3および4に図示されるように、方向Yに延在する境界1620を有する。第3の部分1582は、境界1620に沿って延在し、境界1620に接触する。これにより、境界1620の付近における遮光がTFT基板1061において第3の部分1582により行われ、方向Xについて開口率が向上する。第3の部分1582は、境界1620のうちのゲート電極1280に接触しない区間の主要部に接触するが、ゲート電極1280から離される。
1.13 Relationship between Common Electrode and
画素構造1200および画素構造1200に隣接する他方の画素構造は、方向Yに延在する境界1621を有する。共通電極1281が、境界1621に沿って延在し境界1621に接触する部分1720をソース電極1284の下に備えてもよい。これにより、境界1621の付近における遮光がTFT基板1061において当該部分1720により行われ、方向Xについて開口率が向上する。当該部分1720は、望ましくは境界1621のうちのゲート電極1280に接触しない区間の主要部分に接触するが、ゲート電極1280から離される。
The
1.14 半導体膜、ソース電極、ドレイン電極および反射電極が形成されるタイミング
半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286は、互いに独立して形成される。
1.14 Timing of forming semiconductor film, source electrode, drain electrode, and reflective electrode The
半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286が互いに独立して形成されないことも許容される。半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286が互いに独立して形成されない場合は、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285および反射電極1286は、連続形成工程の後に、フォトレジストの仕上がり膜厚が2段階になるようなプロセスを用いて1回の写真製版工程で形成される。
It is allowed that the
2 実施の形態2
実施の形態2は、実施の形態1の液晶表示装置1000に備えられる画素構造1200を置き換える画素構造に関する。
2 Embodiment 2
The second embodiment relates to a pixel structure that replaces the
実施の形態1と実施の形態2との主要な相違は、実施の形態1においては、ゲート電極1280と重ならない反射電極1286のみが各画素構造1200に設けられるが、実施の形態2においては、ゲート電極と重ならない反射電極およびゲート電極と重なる反射電極が各画素構造に設けられ、各画素構造に隣接する画素構造に設けられるゲート電極と重なる反射電極が各画素構造に設けられるゲート電極と重ならない反射電極から連続する点にある。
The main difference between the first embodiment and the second embodiment is that, in the first embodiment, only the
上記の主要な相違をもたらす構成の採用を阻害しない範囲内において他の実施の形態において採用される構成が実施の形態2において採用されてもよい。 The configuration employed in the other embodiments may be employed in the second embodiment within a range that does not hinder the adoption of the configuration that causes the main difference.
図5の模式図は、実施の形態2の画素構造を図示する平面図である。図6の模式図は、実施の形態2の画素構造を図示する断面図である。図6は、図5に図示される切断線B−Bの位置における断面を図示する。図5および6においては、TFT基板に備えられる配向膜の図示が省略され、CF基板に備えられる配向膜および色材の図示が省略される。 The schematic diagram of FIG. 5 is a plan view illustrating the pixel structure of the second embodiment. The schematic diagram of FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the pixel structure of the second embodiment. 6 illustrates a cross-section at the position of the section line BB illustrated in FIG. 5 and 6, illustration of the alignment film provided on the TFT substrate is omitted, and illustration of the alignment film and color material provided on the CF substrate is omitted.
図5および6に図示される実施の形態2の画素構造2200は、開口部2220を有する。開口部2220は、第1の反射領域2240、透過領域2241および第2の反射領域2242を有する。開口部2220、第1の反射領域2240、透過領域2241および第2の反射領域2242は、それぞれ画素構造1200が有する開口部1220、第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242と同様の技術的特徴を有しうる。
The
画素構造2200は、図5および6に図示されるように、ゲート電極2280、共通電極2281、ゲート絶縁膜2282、半導体膜2283、ソース電極2284、ドレイン電極2285、反射電極2286、層間絶縁膜2287および画素電極2288を備える。ゲート電極2280、共通電極2281、ゲート絶縁膜2282、半導体膜2283、ソース電極2284、ドレイン電極2285、反射電極2286、層間絶縁膜2287および画素電極2288は、それぞれ画素構造1200に備えられるゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、反射電極1286、層間絶縁膜1287および画素電極1288と同様の技術的特徴を有しうる。
The
実施の形態2においては、図5および6に図示されるように、開口部2220が第3の反射領域2243をさらに有し、画素構造2200が反射電極2289をさらに備える。反射電極2289は、第3の反射領域2243に配置され、ガラス基板2140の主面2300と垂直をなす方向から平面視された場合にゲート電極2280と重なる。画素構造2200に隣接する画素構造2201に備えられる反射電極2289は、画素構造2200に備えられる反射電極2286から連続する。画素構造2200に隣接する画素構造2201が有する第3の反射領域2243は、画素構造2200が有する第2の反射領域242から連続する。
In the second embodiment, as illustrated in FIGS. 5 and 6, the
図6に図示される断面においては、画素電極2288はゲート電極2280と重ならない。しかし、画素電極2288が、図6に図示される断面においてゲート電極2280と重なる画素電極に置き換えられてもよい。
In the cross section illustrated in FIG. 6, the
実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、液晶表示装置の開口率が高くなり、液晶表示装置の表示性能が向上する。 According to the second embodiment, as in the first embodiment, the aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the display performance of the liquid crystal display device is improved.
また、実施の形態2によれば、開口部2220が第1の反射領域2240、透過領域2241および第2の反射領域2242に加えて第3の反射領域2243を有し、反射領域が占める面積が増加する。
Further, according to Embodiment 2, the
さらに、実施の形態2によれば、反射電極2289がガラス基板2140の主面2300と垂直をなす方向から平面視された場合にゲート電極2280と重なり、反射電極2289とゲート電極2280との間に補助容量が形成され、補助容量が大きくなる。
Furthermore, according to Embodiment 2, the
3 実施の形態3
実施の形態3は、実施の形態1の液晶表示装置1000に備えられる画素構造1200を置き換える画素構造に関する。
3 Embodiment 3
The third embodiment relates to a pixel structure that replaces the
実施の形態1と実施の形態3との主要な相違は、実施の形態1においては、第2の反射領域1242において反射電極1286により光が反射されるが、実施の形態3においては、第2の反射領域において共通電極により光が反射される点にある。
The main difference between the first embodiment and the third embodiment is that light is reflected by the
上記の主要な相違をもたらす構成の採用を阻害しない範囲内において他の実施の形態において採用される構成が実施の形態3において採用されてもよい。 The configuration employed in the other embodiments may be employed in the third embodiment within a range that does not hinder the adoption of the configuration that causes the main difference.
図7の模式図は、実施の形態3の画素構造を図示する平面図である。図8の模式図は、実施の形態3の画素構造を図示する断面図である。図8は、図7に図示される切断線C−Cの位置における断面を図示する。図7および8においては、TFT基板に備えられる配向膜の図示が省略され、CF基板に備えられる配向膜および色材の図示が省略される。 The schematic diagram of FIG. 7 is a plan view illustrating the pixel structure of the third embodiment. The schematic diagram of FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the pixel structure of the third embodiment. FIG. 8 illustrates a cross-section at the position of section line CC shown in FIG. 7 and 8, the illustration of the alignment film provided on the TFT substrate is omitted, and the illustration of the alignment film and color material provided on the CF substrate is omitted.
図7および8の各々に図示される実施の形態3の画素構造3200は、開口部3220を有する。開口部3220は、第1の反射領域3240、透過領域3241および第2の反射領域3242を有する。開口部3220、第1の反射領域3240、透過領域3241および第2の反射領域3242は、それぞれ画素構造1200が有する開口部1220、第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242と同様の技術的特徴を有しうる。
The
画素構造3200は、図7および8に図示されるように、ゲート電極3280、共通電極3281、ゲート絶縁膜3282、半導体膜3283、ソース電極3284、ドレイン電極3285、層間絶縁膜3287および画素電極3288を備える。ゲート電極3280、共通電極3281、ゲート絶縁膜3282、半導体膜3283、ソース電極3284、ドレイン電極3285、層間絶縁膜3287および画素電極3288は、それぞれ画素構造1200に備えられるゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、層間絶縁膜1287および画素電極1288と同様の技術的特徴を有しうる。
7 and 8, the
実施の形態3においては、図7および8に図示されるように、画素構造3200が反射電極1286に相当する反射電極を備えず、層間絶縁膜3287にコンタクトホール1341に相当するコンタクトホールが形成されず、共通電極3281が第2の反射領域3242に配置され光を反射する電極になる。したがって、共通電極3281は、反射電極1286と同様の機能を有する。共通電極3281と画素電極3288との間には、補助容量が形成される。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
共通電極3281は、光を反射する電極であり、反射画素電極ともなり、高い光反射率を有する導電材料からなり、望ましくはアルミニウム、銀、アルミニウムを主成分とする合金または銀を主成分とする合金からなる。共通電極3281が銅、ニッケル、ネオジム、モリブデン、ニオブおよびチタンから選択される金属または当該金属を主成分とする合金からなることも許される。
The
共通電極3281が複数の層を備える積層体であってもよい。当該積層体においては、複数の層に含まれる最上層が高い光反射率を有する導電材料からなり複数の層に含まれる最上層以外の層が低い光反射率を有する導電材料からなることも許される。
The
実施の形態3においては、画素電極3288と対向電極1382との間の電圧差により生じる電界が液晶層1062に印加される。
In Embodiment Mode 3, an electric field generated by a voltage difference between the
実施の形態3によれば、実施の形態1と同様に、液晶表示装置の開口率が高くなり、液晶表示装置の表示性能が向上する。 According to the third embodiment, as in the first embodiment, the aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the display performance of the liquid crystal display device is improved.
また、実施の形態3によれば、画素電極3288を反射電極に接触させるコンタクト構造がなくなり、液晶表示装置を製造する工程における工程不良が発生しにくくなる。
Further, according to the third embodiment, there is no contact structure in which the
4 実施の形態4
実施の形態4は、実施の形態1の液晶表示装置1000に備えられる画素構造1200を置き換える画素構造に関する。
4 Embodiment 4
The fourth embodiment relates to a pixel structure that replaces the
実施の形態1と実施の形態4との主要な相違は、実施の形態1においては、各画素構造1200が1個のゲート電極1280および1個のソース電極1284を備え1個のゲート電極1280が1本の走査線1142を構成し1個のソース電極1284が1本の信号線1141を構成するが、実施の形態4においては、各画素構造が2個のゲート電極および1個のソース電極を備え、2個のゲート電極が2本の走査線をそれぞれ構成し、各画素構造に備えられる1個のソース電極および各画素構造に隣接する画素構造に備えられる1個のソース電極が1本の信号線を構成する点にある。
The main difference between the first embodiment and the fourth embodiment is that each
上記の主要な相違をもたらす構成の採用を阻害しない範囲内において他の実施の形態において採用される構成が実施の形態4において採用されてもよい。 The configuration employed in the other embodiments may be employed in the fourth embodiment within a range that does not hinder the adoption of the configuration that causes the main difference.
図9の模式図は、実施の形態4の画素構造を図示する平面図である。 The schematic diagram of FIG. 9 is a plan view illustrating the pixel structure of the fourth embodiment.
図9に図示される実施の形態4の画素構造4200は、開口部4220を有する。開口部4220は、第1の反射領域4240、透過領域4241および第2の反射領域4242を有する。開口部4220、第1の反射領域4240、透過領域4241および第2の反射領域4242は、それぞれ画素構造1200が有する開口部1220、第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242と同様の技術的特徴を有しうる。
The
画素構造4200は、図9に図示されるように、ゲート電極4280、共通電極4281、半導体膜4283、ソース電極4284、ドレイン電極4285、反射電極4286および画素電極4288を備える。画素構造4200は、図示されないゲート絶縁膜および層間絶縁膜も備える。ゲート電極4280、共通電極4281、ゲート絶縁膜、半導体膜4283、ソース電極4284、ドレイン電極4285、反射電極4286、層間絶縁膜および画素電極4288は、それぞれ画素構造1200に備えられるゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、反射電極1286、層間絶縁膜1287および画素電極1288と同様の技術的特徴を有しうる。
The
実施の形態4においては、図9に図示されるように、画素構造4200がゲート電極4290をさらに備える。ゲート電極4290は、ゲート電極4280から方向Yに離される。
In the fourth embodiment, as illustrated in FIG. 9, the
画素構造4200および画素構造4200に隣接する画素構造4202は、方向Xに配列される。
The
画素構造4200に備えられるゲート電極4280および画素構造4202に備えられるゲート電極4290の各々は、方向Xに延在する。画素構造4200に備えられるゲート電極4280および画素構造4202に備えられるゲート電極4290は、方向Xに配列される。画素構造4200に備えられるゲート電極4280は、画素構造4202に備えられるゲート電極4290から連続し、画素構造4202に備えられるゲート電極4290に電気的に接続され、1本の走査線4148を構成する。
Each of the
画素構造4200に備えられるゲート電極4290および画素構造4202に備えられるゲート電極4280の各々は、方向Xに延在する。画素構造4200に備えられるゲート電極4290および画素構造4202に備えられるゲート電極4280は、方向Xに配列される。画素構造4200に備えられるゲート電極4290は、画素構造4202に備えられるゲート電極4280から連続し、画素構造4202に備えられるゲート電極4280に電気的に接続され、1本の走査線4149を構成する。
Each of the
したがって、画素構造4200は、2本の走査線4148および4149を有する。2本の走査線4148および4149は、画素構造4200を通過する。
Accordingly, the
画素構造4200に備えられるソース電極4284および画素構造4202に備えられるソース電極4284の各々は、方向Yに延在する。画素構造4200に備えられるソース電極4284および画素構造4202に備えられるソース電極4284は、方向Xに配列される。画素構造4200に備えられるソース電極4284は、画素構造4202に備えられるソース電極4284に沿って配置され、画素構造4202に備えられるソース電極4284に電気的に接続され、画素構造4202に備えられるソース電極4284とともに1本の信号線4150を構成する。
Each of the
したがって、画素構造4200および画素構造4202は、1本の信号線4150を共有する。1本の信号線4150は、画素構造4200および画素構造4202からなる集合体を通過する。
Accordingly, the
これらのことから、実施の形態4においては、実施の形態1と比較して、走査線の数が2倍になり、信号線の数が1/2倍になる。 Therefore, in the fourth embodiment, the number of scanning lines is doubled and the number of signal lines is halved compared to the first embodiment.
方向Xに配列される複数の画素構造4200にそれぞれ備えられる複数の透過領域4241は、方向Xに直線的に配列される。このため、方向Xに配列される複数の画素構造4200にそれぞれ備えられる複数の段差層により形成される溝は、方向Xに延在する1本の溝を構成する。このため、マトリクス状に配列される複数の段差層は、ストライプ状となる。このような段差層は、容易に配置される。また、このような段差層によれば、段差層の存在に起因して液晶層の配向状態が乱れる領域が最小限に抑制される。
The plurality of transmissive regions 4241 respectively provided in the plurality of
実施の形態4によれば、実施の形態1と同様に、液晶表示装置の開口率が高くなり、液晶表示装置の表示性能が向上する。 According to the fourth embodiment, as in the first embodiment, the aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the display performance of the liquid crystal display device is improved.
また、実施の形態4によれば、液晶表示装置の製造コストが低下する。これは、信号線を駆動する集積回路(IC)は、アナログ電圧を扱うために比較的に高価格であり、走査線を駆動するICは、簡単な回路を有するもので十分であるために比較的に安価であるため、走査線の数が2倍になり信号線の数が1/2倍になった場合は、信号線および走査線を駆動するICに要する費用が減少するためである。走査線を駆動するICは、TFT、配線等とともにTFT基板に形成できるため、さらに低価格にすることも容易である。 Moreover, according to Embodiment 4, the manufacturing cost of a liquid crystal display device falls. This is because integrated circuits (ICs) that drive signal lines are relatively expensive to handle analog voltages, and it is sufficient that ICs that drive scan lines have simple circuits. This is because the cost of the IC for driving the signal lines and the scanning lines is reduced when the number of scanning lines is doubled and the number of signal lines is halved. Since the IC for driving the scanning line can be formed on the TFT substrate together with the TFT, the wiring, and the like, it is easy to reduce the cost.
5 実施の形態5
実施の形態5は、実施の形態1の液晶表示装置1000に備えられる画素構造1360を置き換える画素構造に関する。
5 Embodiment 5
The fifth embodiment relates to a pixel structure that replaces the
実施の形態1と実施の形態5との主要な相違は、実施の形態1においては画素構造1360が半透過型液晶表示装置に備えられ第1の反射領域1240および第2の反射領域1242を遮光しないが、実施の形態5においては画素構造が透過型液晶表示装置に備えられ第1の反射領域1240および第2の反射領域1242を遮光する点にある。
The main difference between the first embodiment and the fifth embodiment is that, in the first embodiment, the
上記の主要な相違をもたらす構成の採用を阻害しない範囲内において他の実施の形態において採用される構成が実施の形態5において採用されてもよい。 The configuration employed in the other embodiments may be employed in the fifth embodiment within a range that does not hinder the adoption of the configuration that causes the main difference.
図10の模式図は、実施の形態5の画素構造を図示する断面図である。 The schematic diagram of FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the pixel structure of the fifth embodiment.
図10に図示される第5実施形態の画素構造5360は、ブラックマトリクス5380を備える。
The
ブラックマトリクス5380には、開口部5440が形成される。開口部5440は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に透過領域1241と重なる。ブラックマトリクス5380は、ガラス基板1140の主面1300と垂直をなす方向から平面視された場合に第1の反射領域1240および第2の反射領域1241と重なる。これにより、第1の反射領域1240および第2の反射領域1241がブラックマトリクス5380により遮光され、反射機能が失われ、実施の形態5の画素構造5360を備える液晶表示装置が透過型液晶表示装置になる。第1の反射領域1240および第2の反射領域1241の主要部がブラックマトリクス5380により遮光される限り、第1の反射領域1240および第2の反射領域1241のわずかな部分が開口部5440と重なることも許される。
An
画素構造5360は、段差層を備えなくてもよい。画素構造5360を備える液晶表示装置においては、透過領域1241における液晶層の厚さのみが調整されればよいので、液晶層の厚さを調整するための構成物は任意の位置に配置しうるためである。
The
実施の形態5によれば、半透過型液晶表示装置および透過型液晶表示装置の構造が共通化され、半透過型液晶表示装置および透過型液晶表示装置が同じ方法で設計され、半透過型液晶表示装置および透過型液晶表示装置の設計に要するコストが低減される。また、半透過型液晶表示装置および透過型液晶表示装置が同じ方法で製造され、製造時の管理が容易になる。 According to the fifth embodiment, the structures of the transflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display device are shared, and the transflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display device are designed by the same method, and the transflective liquid crystal The cost required for designing the display device and the transmissive liquid crystal display device is reduced. Further, the transflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display device are manufactured by the same method, and management at the time of manufacture becomes easy.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
6 実施の形態6
実施の形態6は、実施の形態1の液晶表示装置1000に備えられる画素構造1200を置き換える画素構造に関する。
6 Embodiment 6
The sixth embodiment relates to a pixel structure that replaces the
実施の形態1と実施の形態6との主要な相違は、実施の形態1においては、第1の反射領域1240においてドレイン電極1285により光が反射されるが、実施の形態6においては、第1の反射領域においてドレイン電極および共通電極により光が反射される点にある。
The main difference between the first embodiment and the sixth embodiment is that light is reflected by the
上記の主要な相違をもたらす構成の採用を阻害しない範囲内において他の実施の形態において採用される構成が実施の形態6において採用されてもよい。 The configuration employed in the other embodiments may be employed in the sixth embodiment within a range that does not hinder the adoption of the configuration that causes the main difference.
図11の模式図は、実施の形態6の画素構造を図示する平面図である。図12の模式図は、実施の形態6の画素構造を図示する断面図である。 The schematic diagram of FIG. 11 is a plan view illustrating the pixel structure of the sixth embodiment. The schematic diagram of FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the pixel structure of the sixth embodiment.
図11および12に図示される実施の形態6の画素構造6200は、開口部6220を有する。開口部6220は、第1の反射領域6240、透過領域6241および第2の反射領域6242を有する。開口部6220、第1の反射領域6240、透過領域6241および第2の反射領域6242は、それぞれ画素構造1200が有する開口部1220、第1の反射領域1240、透過領域1241および第2の反射領域1242と同様の技術的特徴を有しうる。
A
画素構造6200は、図11および12に図示されるように、ゲート電極6280、共通電極6281、ゲート絶縁膜6282、半導体膜6283、ソース電極6284、ドレイン電極6285、層間絶縁膜6287、画素電極6288およびゲート電極6290を備える。ゲート電極6280、共通電極6281、ゲート絶縁膜6282、半導体膜6283、ソース電極6284、ドレイン電極6285、層間絶縁膜6287および画素電極6288は、それぞれ画素構造1200に備えられるゲート電極1280、共通電極1281、ゲート絶縁膜1282、半導体膜1283、ソース電極1284、ドレイン電極1285、層間絶縁膜1287および画素電極1288と同様の技術的特徴を有しうる。
The
実施の形態6においては、図11および12に図示されるように、画素構造6200が反射電極6286に相当する反射電極を備えず、層間絶縁膜6287にコンタクトホール1341に相当するコンタクトホールが形成されず、共通電極6281が第2の反射領域6242に配置され光を反射する電極になる。したがって、共通電極6281は、反射電極1286と同様の機能を有する。共通電極6281と画素電極6288との間には、補助容量が形成される。
In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the
加えて、実施の形態6においては、図11および12に図示されるように、ドレイン電極6285が第1の反射領域6240の第1の部分領域6500に配置され、共通電極6281が第2の反射領域6242に加えて第1の反射領域6240の第2の部分領域6501に配置される。第1の部分領域6500および第2の部分領域6501の各々は、第1の反射領域6240の一部を占める。第2の部分領域6501は、第1の部分領域6500と重ならない部分を有する。これにより、実施の形態6においては、第1の反射領域6240においてドレイン電極6285および共通電極6281により光が反射される。
In addition, in the sixth embodiment, as illustrated in FIGS. 11 and 12, the
共通電極6281は、光を反射する電極であり、反射画素電極ともなり、高い光反射率を有する導電材料からなり、望ましくはアルミニウム、銀、アルミニウムを主成分とする合金または銀を主成分とする合金からなる。共通電極6281が銅、ニッケル、ネオジム、モリブデン、ニオブおよびチタンから選択される金属または当該金属を主成分とする合金からなることも許される。
The
共通電極6281が複数の層を備える積層体であってもよい。当該積層体においては、複数の層に含まれる最上層が高い光反射率を有する導電材料からなり複数の層に含まれる最上層以外の層が低い光反射率を有する導電材料からなることも許される。
The
実施の形態6によれば、実施の形態1と同様に、液晶表示装置の開口率が高くなり、液晶表示装置の表示性能が向上する。 According to the sixth embodiment, as in the first embodiment, the aperture ratio of the liquid crystal display device is increased, and the display performance of the liquid crystal display device is improved.
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.
1000 液晶表示装置、1061 薄膜トランジスター基板(TFT基板)、1062 液晶層、1063 対向基板(CF基板)、1141,4150 信号線、1142,4148,4149 走査線、1143 TFT、1144 共通配線、1200,2200,2201,3200,4200,4202,6200 画素構造、1240,2240,3240,4240,6240 第1の反射領域、1241,2241,3241,4241,6241 透過領域、1242,2242,3242,4242,6242 第2の反射領域、2243 第3の反射領域、1280,2280,3280,4280,4290 ゲート電極、1281,2281,3281,4281,6281 共通電極、1282,2282,3282,6282 ゲート絶縁膜、1283,2283,3283,4283,6283 半導体膜、1284,2284,3284,4284,6284 ソース電極、1285,2285,3285,4285,6285 ドレイン電極、1286,2286,2289,4286,6286 反射電極、1287,2287,3287,6287 層間絶縁膜、1288,2288,3288,4288,6288 画素電極、1340,1341 コンタクトホール、1580 第1の部分、1581 第2の部分、1582 第3の部分、5380 ブラックマトリクス。 1000 Liquid crystal display device, 1061 Thin film transistor substrate (TFT substrate), 1062 Liquid crystal layer, 1063 Counter substrate (CF substrate), 1141, 4150 Signal line, 1142, 4148, 4149 Scan line, 1143 TFT, 1144 Common wiring, 1200, 2200 , 2201, 3200, 4200, 4202, 6200 Pixel structure, 1240, 2240, 3240, 4240, 6240 First reflection region, 1241, 241, 3241, 4241, 6241 Transmission region, 1242, 2242, 3242, 4242, 6242 First 2 reflective region, 2243 3rd reflective region, 1280, 2280, 3280, 4280, 4290 Gate electrode, 1281, 2281, 3281, 4281, 6281 Common electrode, 1282, 2282, 3282, 282 Gate insulating film, 1283, 2283, 3283, 4283, 6283 Semiconductor film, 1284, 2284, 3284, 4284, 6284 Source electrode, 1285, 2285, 3285, 4285, 6285 Drain electrode, 1286, 2286, 2289, 4286, 6286 Reflective electrode, 1287, 2287, 3287, 6287 Interlayer insulating film, 1288, 2288, 3288, 4288, 6288 Pixel electrode, 1340, 1341 Contact hole, 1580 First part, 1581 Second part, 1582 Third part, 5380 Black matrix.
Claims (14)
液晶層と、
前記液晶層を挟んで前記薄膜トランジスター基板に対向する対向基板と、
を備える液晶表示装置。 A substrate and a plurality of pixel structures, wherein the substrate has a main surface, the plurality of pixel structures are arranged in a matrix on the main surface, and each of the plurality of pixel structures is rectangular And has a first reflection area, a transmission area, and a second reflection area, the first reflection area and the second reflection area reflect light, and the transmission area transmits light. The first reflection region, the transmission region, and the second reflection region are arranged in the long side direction of the rectangular planar shape, and the transmission region is formed in the first reflection region and the second reflection region. A thin film transistor substrate sandwiched between,
A liquid crystal layer;
A counter substrate facing the thin film transistor substrate across the liquid crystal layer;
A liquid crystal display device comprising:
前記主面上に配置されるゲート電極と、
前記ゲート電極に重ねて前記主面上に配置されるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に重ねて前記主面上に配置され、前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ゲート電極に対向する半導体膜と、
前記主面上に配置され、前記半導体膜に接触するソース電極と、
前記主面上に配置され、前記半導体膜に接触し、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ゲート絶縁膜および前記半導体膜とともに薄膜トランジスターを構成し、前記第1の反射領域に配置され、光を反射するドレイン電極と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極に重ねて前記主面上に配置され、コンタクトホールが形成される層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に重ねて前記主面上に配置され、前記コンタクトホールを経由して前記ドレイン電極に接触し、光を透過させる画素電極と、
前記主面上に配置され、前記第2の反射領域に配置され、光を反射する電極と、
を備える
請求項1の液晶表示装置。 Each of the pixel structures is
A gate electrode disposed on the main surface;
A gate insulating film disposed on the main surface so as to overlap the gate electrode;
A semiconductor film disposed on the main surface overlying the gate insulating film and facing the gate electrode with the gate insulating film interposed therebetween;
A source electrode disposed on the main surface and in contact with the semiconductor film;
A thin film transistor is disposed on the main surface, is in contact with the semiconductor film, and together with the gate electrode, the source electrode, the gate insulating film, and the semiconductor film, is disposed in the first reflective region, and emits light. A reflective drain electrode;
An interlayer insulating film disposed on the main surface overlying the source electrode and the drain electrode, and a contact hole is formed;
A pixel electrode disposed on the main surface overlying the interlayer insulating film, contacting the drain electrode via the contact hole, and transmitting light;
An electrode disposed on the main surface, disposed in the second reflective region, and reflecting light;
A liquid crystal display device according to claim 1.
前記層間絶縁膜に第2のコンタクトホールが形成され、
前記光を反射する電極は、前記ドレイン電極と同一層に配置される反射電極であり、
前記画素電極は、前記第2のコンタクトホールを経由して前記反射電極に接触する
請求項2の液晶表示装置。 The contact hole is a first contact hole;
A second contact hole is formed in the interlayer insulating film;
The electrode that reflects light is a reflective electrode disposed in the same layer as the drain electrode,
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the pixel electrode is in contact with the reflective electrode through the second contact hole.
前記各画素構造は、前記主面と垂直をなす方向から平面視された場合に前記ゲート電極と重なる第2の反射電極をさらに備え、
前記各画素構造に隣接する画素構造に備えられる第2の反射電極は、前記各画素構造に備えられる第1の反射電極から連続する
請求項3の液晶表示装置。 The reflective electrode is a first reflective electrode;
Each of the pixel structures further includes a second reflective electrode that overlaps the gate electrode when viewed in plan from a direction perpendicular to the main surface,
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the second reflective electrode provided in the pixel structure adjacent to each pixel structure is continuous from the first reflective electrode provided in each pixel structure.
前記複数の画素構造にそれぞれ備えられる複数の共通電極は、互いに電気的に接続される
請求項2の液晶表示装置。 The electrode that reflects light is a common electrode arranged in the same layer as the gate electrode,
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the plurality of common electrodes respectively provided in the plurality of pixel structures are electrically connected to each other.
前記複数の画素構造にそれぞれ備えられる複数の共通電極は、互いに電気的に接続され、
前記ドレイン電極は、前記第1の反射領域の一部を占める第1の部分領域に配置され、
前記共通電極は、前記第2の反射領域に加えて、前記第1の部分領域と重ならない部分を有し前記第1の反射領域の一部を占める第2の部分領域に配置される
請求項2の液晶表示装置。 The electrode that reflects light is a common electrode arranged in the same layer as the gate electrode,
The plurality of common electrodes respectively provided in the plurality of pixel structures are electrically connected to each other,
The drain electrode is disposed in a first partial region occupying a part of the first reflective region;
The said common electrode is arrange | positioned in the 2nd partial area which occupies a part of said 1st reflective area | region which has a part which does not overlap with a said 1st partial area | region in addition to a said 2nd reflective area | region. 2. Liquid crystal display device.
請求項2から6までのいずれかの液晶表示装置。 7. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein each of the drain electrode and the electrode that reflects light is made of aluminum, silver, an alloy containing aluminum as a main component, or an alloy containing silver as a main component.
前記ゲート電極は、第1のゲート電極であり、
前記各画素構造は、第2のゲート電極をさらに備え、
前記第1のゲート電極は、第1の1本の走査線を構成し、
前記第2のゲート電極は、第2の1本の走査線を構成する
請求項2から7までのいずれかの液晶表示装置。 The source electrode provided in each pixel structure is disposed along the source electrode provided in the pixel structure adjacent to each pixel structure, and one signal is provided together with the source electrode provided in the pixel structure adjacent to each pixel structure. Composing a line
The gate electrode is a first gate electrode;
Each of the pixel structures further includes a second gate electrode,
The first gate electrode constitutes a first scanning line,
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the second gate electrode constitutes a second single scanning line.
前記ドレイン電極との間に補助容量を形成し、第1の部分および第2の部分を備え、前記第2の部分が前記ソース電極に沿い前記第1の部分と前記ソース電極との間に配置され、前記第2の部分から前記ゲート電極までの距離が前記第1の部分から前記ゲート電極までの距離より短い補助容量電極
をさらに備える
請求項2から8までのいずれかの液晶表示装置。 Each of the pixel structures is
A storage capacitor is formed between the drain electrode and a first portion and a second portion, and the second portion is disposed along the source electrode between the first portion and the source electrode. The liquid crystal display device according to claim 2, further comprising a storage capacitor electrode having a distance from the second portion to the gate electrode shorter than a distance from the first portion to the gate electrode.
前記第3の部分は、前記各画素構造に隣接する画素構造に備えられるソース電極に沿い、前記第2の部分と前記各画素構造に隣接する画素構造に備えられるソース電極との間に配置され、
前記第3の部分から前記ゲート電極までの距離は、前記第2の部分から前記ゲート電極までの距離より短い
請求項9の液晶表示装置。 The auxiliary capacitance electrode further includes a third portion,
The third portion is disposed along a source electrode provided in a pixel structure adjacent to each pixel structure and between the second portion and a source electrode provided in a pixel structure adjacent to each pixel structure. ,
The liquid crystal display device according to claim 9, wherein a distance from the third portion to the gate electrode is shorter than a distance from the second portion to the gate electrode.
請求項2から10までのいずれかの液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the pixel electrode overlaps the drain electrode and the electrode that reflects the light when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface.
請求項2から11までのいずれかの液晶表示装置。 12. The liquid crystal according to claim 2, wherein at least one of the drain electrode and the electrode that reflects the light includes a portion that does not overlap the pixel electrode when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface. Display device.
前記複数の画素構造にそれぞれ備えられる複数の共通電極は、互いに電気的に接続され、
前記各画素構造および前記各画素構造に隣接する画素構造は、前記長辺方向に延在する境界を有し、
前記共通電極は、前記境界に沿って延在し前記境界に接触する部分を備える
請求項2から12までのいずれかの液晶表示装置。 Each of the pixel structures further includes a common electrode,
The plurality of common electrodes respectively provided in the plurality of pixel structures are electrically connected to each other,
Each pixel structure and a pixel structure adjacent to each pixel structure have a boundary extending in the long side direction;
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the common electrode includes a portion extending along the boundary and in contact with the boundary.
前記主面と垂直をなす方向から平面視された場合に前記透過領域と重なる開口部が形成され、前記主面と垂直をなす方向から平面視された場合に前記第1の反射領域および前記第2の反射領域と重なるブラックマトリックス
を備える
請求項1から13までのいずれかの液晶表示装置。 The counter substrate is
When viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface, an opening is formed that overlaps the transmission region. When viewed in a plan view from a direction perpendicular to the main surface, the first reflection region and the first reflection region are formed. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a black matrix that overlaps with the two reflection regions.
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