JP4025059B2

JP4025059B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4025059B2
Application number: JP2001359523A
Authority: JP
Inventors: 徹也永田; 敏夫宮沢; 長谷川　　篤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003161937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、部分透過型と称される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる部分透過型と称される液晶表示装置は、たとえば携帯電話用の小型液晶表示装置として用いられており、必要に応じて太陽の反射光あるいは内蔵するバックライトの光によって表示面の映像を認識できるようになっている。
【０００３】
すなわち、液晶を介して対向配置される各透明基板のうち、その一方の透明基板の液晶側の面には、ｘ方向に延在されｙ方向に並設されるゲート信号線とｙ方向に延在されｘ方向に並設されるドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これら各画素領域には一方のゲート信号線からの走査信号の供給により駆動される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介して一方のドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とが形成されている。
【０００４】
この画素電極は、画素領域においてその一部に反射膜を兼ねて形成される第１画素電極と少なくとも前記一部以外の他の部分に形成される光透過性の第２画素電極からなり、他方の基板の液晶側の面に各画素領域に共通に形成された透光性の電極からなる対向電極との間に電界を発生せしめ、その電界によって画素領域内の液晶を挙動させるようになっている。
【０００５】
この場合、反射膜を兼ねる第１画素電極が形成された部分を光反射領域として用い、光透過性の第２画素電極が形成された部分を光透過領域として用いている。
また、このような構成の液晶表示装置において、第１画素電極および第２画素電極が形成された一方の基板側にカラーフィルタを形成したものが知られている。他方の基板側にカラーフィルタを形成したものと比べて各基板の合わせ裕度が大きくとれるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された液晶表示装置は、その光反射領域における光の通過においてカラーフィルタを２回通過し、光透過領域において１回通過することとなって、光反射モードの場合と光透過モードの場合とで色のバランスがくずれるということが指摘されていた。
また、光反射領域における第１画素電極と光透過領域における第２画素電極は同電位に保たなければならないため、それらを電気的に接続しなければならず、そのためのコンタクト部をカラーフィルタ面に形成しなければならないという不都合があった。
カラーフィルタは他の層と比較して膜厚が大きく、該カラーフィルタに対して上層に形成する光透過性の第２画素電極に段切れが生じる可能性が大きくなるからである。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、光反射モードおよび光透過モードの各場合に色のバランスを調整できる液晶表示装置を提供することにある。
また、本発明による他の目的は、反射膜を兼ねる画素電極と光透過性の画素電極との接続の信頼性を向上させた液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
手段１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面の画素領域にカラーフィルタを備えるとともに、
該画素領域は前記カラーフィルタを間の層としてその下層の一部に反射膜を兼ねる第１画素電極が形成される光反射領域と上層の少なくとも前記一部以外の他の部分に光透過性の第２画素電極が形成される光透過領域とに区分けされ、
前記カラーフィルタの光反射領域の一部に開口が形成されているとともに、該開口部に前記第１画素電極と第２画素電極との接続を図るコンタクト部が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
手段２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面の画素領域にカラーフィルタを備えるとともに、
該画素領域は前記カラーフィルタを間の層として一方の側の一部に反射膜を兼ねる第１画素電極が形成される光反射領域と他方の側の少なくとも前記一部以外の他の部分に光透過性の第２画素電極が形成される光透過領域とに区分けされ、
前記カラーフィルタの光反射領域の一部に開口が形成されているとともに、該開口の一部に前記第１画素電極と第２画素電極との接続を図るコンタクト部が形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面の画素領域にカラーフィルタを備えるとともに、
該画素領域は前記カラーフィルタを間の層としてその下層の一部に反射膜を兼ねる第１画素電極が形成される光反射領域と上層の少なくとも前記一部以外の他の部分に光透過性の第２画素電極が形成される光透過領域とに区分けされ、
前記カラーフィルタの光反射領域の一部に複数個からなる開口が形成されているともに、該各開口のうち幾つかの開口内に前記第１画素電極と第２画素電極との接続を図るコンタクト部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１ないし３のうちいずれかの構成を前提として、一方の基板の液晶側の面の画素領域は一対の並設されたゲート信号線と一対の並設されたドレイン信号線とで囲まれた領域からなり、この画素領域内には該ゲート信号線のうち一方のゲート信号線からの走査信号によって作動される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介して前記ドレイン信号線のうち一方のドレイン信号線からの映像信号が供給される前記第１画素電極および第２画素電極を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
実施例１．
《全体構成》
図３は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学的配置に対応して描かれている。
同図において、透明基板ＳＵＢ１がある。この透明基板ＳＵＢ１は液晶を介して他の透明基板ＳＵＢ２と対向配置されるようになっている。
該液晶は透明基板ＳＵＢ２の周辺に形成されたシール材ＳＬによって封入され、また該シール材ＳＬは透明基板ＳＵＢ１に対する透明基板ＳＵＢ２の固着を兼ねるようになっている。
【００１２】
この透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面の周辺を除く中央部には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬ、およびｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成され、これら各信号線で囲まれた領域によって画素領域が形成され、この画素領域はマトリクス状に多数配置されて液晶表示部ＡＲを構成するようになっている。
【００１３】
そして、ゲート信号線ＧＬとこれに隣接する他のゲート信号線ＧＬとの間にはｘ方向に延在する容量信号線ＣＬが延在して形成され、この容量信号線ＣＬは各画素領域において後述する容量素子Ｃａｄｄの一方の容量電極ＣＴに接続されるようになっている。
【００１４】
各画素領域には、一方のゲート信号線ＧＬからの走査信号の供給によって駆動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して一方のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸとを備え、また、この画素電極ＰＸと前記容量信号線ＣＬとの間には容量素子Ｃａｄｄが形成されている。
【００１５】
前記各ゲート信号線ＧＬは、その一端（図中左側）においてシール材ＳＬを越え透明基板ＳＵＢ１面に形成された走査駆動回路Ｖに接続され、この走査駆動回路Ｖから出力される走査信号が順次供給されるようになっている。
【００１６】
また、前記各ドレイン信号線ＤＬは、その一端（図中下側）においてシール材ＳＬを越え透明基板ＳＵＢ１面に形成された映像信号駆動回路Ｈｅに接続され、前記走査信号の供給のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。
【００１７】
さらに、前記容量信号線ＣＬは、その一端（図中左側）において、端子Ｖｃｏｍに接続されるようになっている。
なお、この端子Ｖｃｏｍは透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面に各画素領域に共通に形成される対向電極（図示せず）にも接続され、該対向電極は前記画素電極ＰＸとの間に電界を発生させるようになっている。
【００１８】
《画素構成》
図１は本発明による液晶表示装置の画素領域の一実施例を示す平面図であり、そのII−II線における断面を図２に示している。
図１は、図２に示した液晶表示部ＡＲを構成する各画素領域のうち一の画素領域の構成を示したものとなっている。
【００１９】
まず、透明基板ＳＵＢ１の表面の一部に、たとえばポリシリコン層からなる半導体層ＰＳが形成されている。この半導体層ＰＳはたとえばプラズマＣＶＤ装置によって成膜したアモルファスＳｉ膜をエキシマレーザによって多結晶化したものである。
この半導体層ＰＳは後述するゲート信号線ＧＬとほぼ平行に帯状をなすパターンで形成されている。
【００２０】
そして、このように半導体層ＰＳが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面には、該半導体層ＰＳをも覆ってたとえばＳｉＯ_２あるいはＳｉＮからなる絶縁膜ＧＩが形成されている。
この絶縁膜ＧＩは前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するとともに、後述するゲート信号線ＧＬとドレイン信号線ＤＬの層間絶縁膜の一つとして機能するようになっている。
【００２１】
そして、絶縁膜ＧＩの上面には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成され、このゲート信号線ＧＬは後述するドレイン信号線ＤＬとともに矩形状の画素領域を画するようになっている。
なお、このゲート信号線ＧＬは耐熱性を有する導電膜であればよく、たとえばＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、ＴｉＷ等が選択される。
【００２２】
また、このゲート信号線ＧＬはその一部が画素領域内に延在され、前記半導体層ＰＳに交差するようにして重畳されている。このゲート信号線ＧＬの延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴとして構成されている。
【００２３】
なお、このゲート信号線ＧＬの形成後は、絶縁膜ＧＩを介して不純物のイオン打ち込みをし、前記半導体層ＰＳにおいて前記ゲート電極ＧＴの直下を除く領域を導電化させることによって、薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域およびドレイン領域が形成されるようになっている。
【００２４】
また、画素領域の中央における絶縁膜ＧＩの上面には図中ｘ方向に延在する容量信号線ＣＬが形成され、この容量信号線ＣＬは画素領域の図中上側の領域に延在する容量電極ＣＴと一体に形成されるようになっている。この容量信号線ＣＬ（容量電極ＣＴ）はたとえばゲート信号線ＧＬと同層でかつ同一の材料で形成されている。
【００２５】
そして、前記ゲート信号線ＧＬおよび容量信号線ＣＬ（容量電極ＣＴ）をも覆って前記絶縁膜ＧＩの上面には第１層間絶縁膜ＩＮ１がたとえばＳｉＯ_２あるいはＳｉＮによって形成されている。
【００２６】
この第１層間絶縁膜ＩＮ１の上面には図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。このドレイン信号線ＤＬの一部は前記第１層間絶縁膜ＩＮ１および絶縁膜ＧＩに予め形成されたコンタクトホールＣＨ１を通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域と接続されるようになっている。
【００２７】
また、たとえば該ドレイン信号線ＤＬの形成の際に、画素領域の上側の領域を被うようにして光反射機能を有する画素電極ＰＸ（Ｒ）が形成され、この画素電極ＰＸ（Ｒ）の一部は前記第１層間絶縁膜ＩＮ１および絶縁膜ＧＩに予め形成されたコンタクトホールＣＨ２を通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域と接続されるようになっている。
【００２８】
この画素電極ＰＸ（Ｒ）は、画素領域中にて光反射領域の画素電極を担当するものであり、その材料としてはＡｌあるいはその合金等のように光反射効率の良好なものが選定される。
【００２９】
なお、この画素電極ＰＸ（Ｒ）は前記容量電極ＣＴに重畳されて形成され、該容量素子ＣＴとの間に第１層間絶縁膜を誘電体膜とする容量素子Ｃａｄｄが形成されるようになっている。
この容量素子Ｃａｄｄは、たとえば、画素電極ＰＸに映像信号が供給された際にその信号を長く蓄積させるために設けられている。
【００３０】
そして、このように形成されたドレイン信号線ＤＬおよび画素電極ＰＸ（Ｒ）をも被って第２層間絶縁膜ＩＮ２が形成されている。この第２層間絶縁膜ＩＮ２はたとえばＳｉＯ_２あるはＳｉＮ等から構成されている。
【００３１】
また、第２層間絶縁膜ＩＮ２の上面にはカラーフィルタＦＩＬが形成されている。このカラーフィルタＦＩＬはｙ方向に並設される各画素領域に共通の色を呈するフィルタから構成されている。
【００３２】
ｙ方向に並設される画素領域群のうちの一の画素領域群においてたとえば赤色のカラーフィルタが形成されている場合、その両隣の画素領域群のうち一方の画素領域群には緑色のカラーフィルタが、他方の画素領域群には青色のカラーフィルタが形成されている。
【００３３】
そして、このように構成されるカラーフィルタＦＩＬは、その画素領域のうち光反射領域の中央部にて開口部ＦＩＬ（ＨＬ）が形成されている。
この開口部ＦＩＬ（ＨＬ）は、光透過領域において光がカラーフィルタＦＩＬを１回しか通過しないのに拘わらず、光反射領域においてはカラーフィルタＦＩＬを２回通過してしまうことによる色バランスの不均衡の調整を図るために設けられている。
【００３４】
そして、カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）を被うとともに画素領域の光透過領域に及んでたとえばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極ＰＸ（Ｔ）が形成されている。
【００３５】
この画素電極ＰＸ（Ｔ）は、前記カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）内の一部において、前記第２層間絶縁膜ＩＮ２に予め形成されたコンタクトホールＣＨ３を通して前記画素電極ＰＸ（Ｒ）と電気的な接続がなされている。
この画素電極ＰＸ（Ｔ）は、画素領域中にて前記光反射領域を除いた領域、すなわち光透過領域の画素電極を担当するようになっている。
【００３６】
このように構成された液晶表示装置は、カラーフィルタＦＩＬにおいてその光反射領域の一部に開口部ＦＩＬ（ＨＬ）が形成された構成となっている。
これは、上述したように光透過領域において光がカラーフィルタＦＩＬを１回しか通過しないのに拘わらず、光反射領域においてはカラーフィルタＦＩＬを２回通過してしまうことによる色バランスの不均衡の調整のためのもので、この調整によって該開口部ＦＩＬ（ＨＬ）の面積が概略定められるようになっている。
【００３７】
また、反射膜を兼ねる画素電極ＰＸ（Ｒ）と光透過性の画素電極ＰＸ（Ｔ）との接続を図るコンタクト部（コンタクトホールＣＨ３）は前記開口部ＦＩＬ（ＨＬ）内に形成されたものとなっている。
【００３８】
この場合、カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）は比較的大きな面積を有することから、該コンタクト部も大きく形成でき、画素電極ＰＸ（Ｒ）と画素電極ＰＸ（Ｔ）との接続を信頼性あるものとすることができる。
【００３９】
そして、実施例で示したように、カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）の一部において層間絶縁膜ＩＮ２に形成されたコンタクトホールを通して該コンタクト部を形成している。このことは層間絶縁膜ＩＮ２とカラーフィルタＦＩＬとの段差をそれぞれ場所を異にして２つの段差に分けることができることを意味する。したがって、それぞれの段差を跨って形成される光透光性の画素電極ＰＸ（Ｔ）に該段差による段切れを生じさせ難くする効果を奏する。
【００４０】
このことから、本発明はカラーフィルタＦＩＬに形成される開口部ＦＩＬ（ＨＬ）を有効に利用してその内部に形成されるコンタクト部の信頼性の向上を図ったものとなっている。
【００４１】
なお、上述した画素領域の構成において、実際の製品における光反射領域、光透過領域、カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）、およびコンタクト部のそれぞれの概略の面積比率を図４に示している。
【００４２】
実施例２．
図５は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図４に対応した図となっている。
図４の場合と比較して異なる構成は、まず、カラーフィルタＦＩＬの光反射領域の一部に第１開口部ＦＩＬ（ＨＬ１）と第２開口部ＦＩＬ（ＨＬ２）が形成され、該第２開口部ＦＩＬ（ＨＬ２）は第１開口部ＦＩＬ（ＨＬ１）より面積が小さくなっているともに、コンタクト部は第２開口部ＦＩＬ（ＨＬ２）側に設けられている。
ここで、カラーフィルタＦＩＬの第１開口部ＦＩＬ（ＨＬ１）および第２開口部ＦＩＬ（ＨＬ２）はいずれも色バランスの均衡の調整がなされる開口部となっている。
【００４３】
実施例３．
実施例１および２では、画素領域における光反射領域と光透過領域とが該画素領域のほぼ中央をｘ方向に横切る仮想の線を境界として区分されたものであるが、この実施例では、図６に示すように、画素領域をｙ方向に横切る２本の仮想の線で３区分され、その真中の領域を光反射領域とし、両脇の各領域を光透過領域として構成されたものである。
【００４４】
実施例１に示した図１の場合と比較して異なる部分は、反射膜を兼ねる画素電極ＰＸ（Ｒ）は前記光反射領域に及んで、また光透光性の画素電極ＰＸ（Ｔ）は前記光反射領域と光透過領域に及んで形成されていることにある。
【００４５】
この場合においても、カラーフィルタＦＩＬは前記光反射領域の一部に開口部ＦＩＬ（ＨＬ）が形成され、この開口部ＦＩＬ（ＨＬ）内の一部において該光透過性の画素電極ＰＸ（Ｔ）が反射膜を兼ねる画素電極ＰＸ（Ｒ）と電気的接続がなされるコンタクトホールＣＨ３が形成されている。
【００４６】
なお、図６のVII−VII線における断面図を図７に示している。
このように構成された液晶表示装置においても、実施例１で説明した効果を奏するようになる。
なお、上述した画素領域の構成において、実際の製品における光反射領域、光透過領域、カラーフィルタＦＩＬの開口部ＦＩＬ（ＨＬ）、およびコンタクト部のそれぞれの概略の面積比率を図８に示している。
【００４７】
実施例４．
図９は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図８に対応した図となっている。
この実施例は、図８と同様、画素領域内の光反射領域が図中ｙ方向へ細長く形成され、その両脇に光透過領域が同様ｙ方向へ細長く形成されている。
そして、カラーフィルタＦＩＬに形成される開口部ＦＩＬ（ＨＬ）は、前記光反射領域の一端側において比較的面積は小さいが複数個たとえばマトリクス状に配置されて形成されている。
また、画素電極ＰＸ（Ｔ）のコンタクト部ＣＨは、複数の前記開口部のうち幾つかの開口部の領域に複数個設けられて形成されている。
コンタクト部ＣＨは、その面積が上述した実施例と比較して小さくなるが、複数個設けられていることによってその信頼性を確保している。
【００４８】
実施例５．
図１０は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図８に対応した図となっている。なお、図１０のXI−XI線における断面図を図１１に示している。
この実施例は、図８と同様、画素領域内の光反射領域が図中ｙ方向へ細長く形成され、その両脇に光透過領域が同様ｙ方向へ細長く形成されている。
そして、カラーフィルタＦＩＬに形成される開口部ＦＩＬ（ＨＬ）は、前記光反射領域の長手方向に沿ってほぼ等間隔に並設された複数のそれからなり、各開口部ＦＩＬ（ＨＬ）は図中ｘ方向に延在された長方形状をなしている。
また、このように構成されるカラーフィルタＦＩＬはその表面に凹凸の度合いがはげしくなることから、該カラーフィルタＦＩＬの上面に平坦化膜ＯＣが形成されている。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、光反射モードおよび光透過モードの各場合の色のバランスを調整できるようになる。
また、反射膜を兼ねる画素電極と光透過性の画素電極との接続の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す面積比率を概ね考慮した平面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。
【図７】図６のVII−VII線における断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す面積比率を概ね考慮した平面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線における断面図である。
【符号の説明】
ＳＵＢ１…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＬ…容量信号線、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、Ｃａｄｄ…容量素子、ＰＸ（Ｒ）…反射膜を兼ねる画素電極、ＰＸ（Ｔ）…光透光性の画素電極、ＦＩＬ…カラーフィルタ、ＦＩＬ（ＨＬ）…開口部、ＣＨ３…コンタクトホール（コンタクト部）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device called a partial transmission type.
[0002]
[Prior art]
The so-called partial transmission type liquid crystal display device is used as a small liquid crystal display device for mobile phones, for example, and recognizes the image on the display surface by reflected light from the sun or the light from the built-in backlight as necessary. It can be done.
[0003]
That is, of the transparent substrates disposed opposite to each other through the liquid crystal, one of the transparent substrates on the liquid crystal side surface extends in the x direction and extends in the y direction and extends in the y direction. A region surrounded by the drain signal lines arranged in parallel in the x direction is defined as a pixel region, and in each of these pixel regions, a thin film transistor driven by supply of a scanning signal from one gate signal line, and this thin film transistor And a pixel electrode to which a video signal from one drain signal line is supplied.
[0004]
The pixel electrode includes a first pixel electrode formed in a part of the pixel region also serving as a reflective film and a light-transmitting second pixel electrode formed in at least another part other than the part, An electric field is generated between the surface of the substrate on the liquid crystal side and a counter electrode made of a translucent electrode formed in common in each pixel region, and the liquid crystal in the pixel region is caused to behave by the electric field. Yes.
[0005]
In this case, a portion where the first pixel electrode which also serves as a reflection film is formed is used as a light reflection region, and a portion where a light transmissive second pixel electrode is formed is used as a light transmission region.
In addition, a liquid crystal display device having such a configuration is known in which a color filter is formed on one substrate side on which a first pixel electrode and a second pixel electrode are formed. This is because the alignment tolerance of each substrate can be increased as compared with the case where the color filter is formed on the other substrate side.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid crystal display device configured as described above passes through the color filter twice in the passage of light in the light reflection region and passes once in the light transmission region. It has been pointed out that the color balance is lost in the transmission mode.
In addition, since the first pixel electrode in the light reflection region and the second pixel electrode in the light transmission region must be kept at the same potential, they must be electrically connected, and the contact portion for that purpose is provided on the color filter surface. There was an inconvenience that it had to be formed.
This is because the color filter has a larger film thickness than the other layers, and the possibility of disconnection in the light-transmitting second pixel electrode formed in an upper layer with respect to the color filter increases.
The present invention has been made based on such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of adjusting the color balance in each of the light reflection mode and the light transmission mode.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which the reliability of connection between a pixel electrode serving also as a reflective film and a light-transmissive pixel electrode is improved.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
Means 1.
The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, a color filter in the pixel region on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other through the liquid crystal,
The pixel region includes a light reflective region in which a first pixel electrode that also serves as a reflective film is formed in a part of the lower layer with the color filter interposed therebetween, and a light transmitting region in at least other part of the upper layer other than the part. Divided into light transmission regions where the second pixel electrodes are formed;
An opening is formed in a part of the light reflection region of the color filter, and a contact portion for connecting the first pixel electrode and the second pixel electrode is formed in the opening. Is.
[0008]
Mean 2.
The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, a color filter in the pixel region on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other through the liquid crystal,
The pixel region includes a light reflection region in which a first pixel electrode serving as a reflective film is formed on a part of one side with the color filter as an intermediate layer and light on at least other part of the other side other than the part. A light transmissive region where a transmissive second pixel electrode is formed;
An opening is formed in a part of the light reflection region of the color filter, and a contact portion for connecting the first pixel electrode and the second pixel electrode is formed in a part of the opening. It is what.
[0009]
Means 3.
The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, a color filter in the pixel region on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other through the liquid crystal,
The pixel region includes a light reflective region in which a first pixel electrode that also serves as a reflective film is formed in a part of the lower layer with the color filter interposed therebetween, and a light transmitting region in at least other part of the upper layer other than the part. Divided into light transmission regions where the second pixel electrodes are formed;
A plurality of openings are formed in a part of the light reflection region of the color filter, and contacts for connecting the first pixel electrode and the second pixel electrode in some of the openings. A portion is formed.
[0010]
Means 4.
In the liquid crystal display device according to the present invention, for example, on the premise of any one of the means 1 to 3, the pixel region on the liquid crystal side surface of one substrate has a pair of juxtaposed gate signal lines and a pair of juxtaposed lines. A thin film transistor operated by a scanning signal from one of the gate signal lines, and the drain signal via the thin film transistor. The first pixel electrode and the second pixel electrode to which a video signal from one of the drain signal lines is supplied are provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1.
"overall structure"
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. Although this figure is a circuit diagram, it is drawn corresponding to the actual geometric arrangement.
In the figure, there is a transparent substrate SUB1. This transparent substrate SUB1 is arranged to face another transparent substrate SUB2 via a liquid crystal.
The liquid crystal is sealed by a sealing material SL formed around the transparent substrate SUB2, and the sealing material SL also serves to fix the transparent substrate SUB2 to the transparent substrate SUB1.
[0012]
In the central portion excluding the periphery of the liquid crystal side surface of the transparent substrate SUB1, a gate signal line GL extending in the x direction and juxtaposed in the y direction in the figure, and extending in the y direction and juxtaposed in the x direction A drain signal line DL is formed, and a pixel region is formed by a region surrounded by each of these signal lines. A large number of pixel regions are arranged in a matrix to constitute the liquid crystal display AR.
[0013]
A capacitance signal line CL extending in the x direction extends between the gate signal line GL and another gate signal line GL adjacent to the gate signal line GL. The capacitance signal line CL is formed in each pixel region. It is connected to one capacitor electrode CT of a capacitor element Cadd described later.
[0014]
In each pixel region, a thin film transistor TFT driven by supply of a scanning signal from one gate signal line GL, and a pixel electrode PX to which a video signal from one drain signal line DL is supplied via the thin film transistor TFT In addition, a capacitive element Cadd is formed between the pixel electrode PX and the capacitive signal line CL.
[0015]
Each gate signal line GL is connected to a scanning drive circuit V formed on the surface of the transparent substrate SUB1 across one end (left side in the drawing) of the transparent substrate SUB1, and scanning signals output from the scanning drive circuit V are sequentially supplied. It comes to be supplied.
[0016]
Each drain signal line DL is connected to a video signal driving circuit He formed on the surface of the transparent substrate SUB1 across one end (lower side in the figure) of the transparent substrate SUB1, and in synchronization with the supply timing of the scanning signal. Video signals are supplied.
[0017]
Further, the capacitance signal line CL is connected to the terminal Vcom at one end (left side in the figure).
The terminal Vcom is also connected to a counter electrode (not shown) formed in common in each pixel region on the liquid crystal side surface of the transparent substrate SUB2, and the counter electrode generates an electric field between the pixel electrode PX and the counter electrode. It is supposed to be generated.
[0018]
<Pixel configuration>
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a pixel region of a liquid crystal display device according to the present invention, and a cross section taken along line II-II is shown in FIG.
FIG. 1 shows the configuration of one pixel area among the pixel areas constituting the liquid crystal display AR shown in FIG.
[0019]
First, a semiconductor layer PS made of, for example, a polysilicon layer is formed on a part of the surface of the transparent substrate SUB1. This semiconductor layer PS is formed by, for example, polycrystallizing an amorphous Si film formed by a plasma CVD apparatus using an excimer laser.
The semiconductor layer PS is formed in a strip-like pattern substantially parallel to a gate signal line GL described later.
[0020]
An insulating film GI made of, for example, SiO ₂ or SiN is formed on the surface of the transparent substrate SUB1 on which the semiconductor layer PS is formed in this manner so as to cover the semiconductor layer PS.
This insulating film GI functions as a gate insulating film of the thin film transistor TFT and also functions as one of interlayer insulating films of a gate signal line GL and a drain signal line DL which will be described later.
[0021]
A gate signal line GL is formed on the upper surface of the insulating film GI. The gate signal line GL extends in the x direction in the drawing and is juxtaposed in the y direction. The gate signal line GL is a rectangular pixel together with a drain signal line DL described later. An area is drawn.
The gate signal line GL only needs to be a heat-resistant conductive film. For example, Al, Cr, Ta, TiW or the like is selected.
[0022]
Further, a part of the gate signal line GL extends in the pixel region and is overlapped so as to intersect the semiconductor layer PS. The extending portion of the gate signal line GL is configured as a gate electrode GT of the thin film transistor TFT.
[0023]
After the formation of the gate signal line GL, impurities are ion-implanted through the insulating film GI, and the region of the semiconductor layer PS except for the region immediately below the gate electrode GT is made conductive, thereby providing a source of the thin film transistor TFT. A region and a drain region are formed.
[0024]
Further, a capacitive signal line CL extending in the x direction in the figure is formed on the upper surface of the insulating film GI in the center of the pixel area, and the capacitive signal line CL is a capacitive electrode extending in the upper area of the pixel area in the figure. It is formed integrally with CT. The capacitance signal line CL (capacitance electrode CT) is formed of, for example, the same layer and the same material as the gate signal line GL.
[0025]
A first interlayer insulating film IN1 is formed of, for example, SiO ₂ or SiN on the upper surface of the insulating film GI so as to cover the gate signal line GL and the capacitor signal line CL (capacitance electrode CT).
[0026]
On the upper surface of the first interlayer insulating film IN1, there is formed a drain signal line DL extending in the y direction in the drawing and arranged in parallel in the x direction. A part of the drain signal line DL is connected to the drain region of the thin film transistor TFT through a contact hole CH1 previously formed in the first interlayer insulating film IN1 and the insulating film GI.
[0027]
Further, for example, when the drain signal line DL is formed, a pixel electrode PX (R) having a light reflection function is formed so as to cover a region above the pixel region, and one pixel electrode PX (R) is formed. The portion is connected to the source region of the thin film transistor TFT through a contact hole CH2 previously formed in the first interlayer insulating film IN1 and the insulating film GI.
[0028]
The pixel electrode PX (R) is in charge of the pixel electrode in the light reflection region in the pixel region, and a material having good light reflection efficiency such as Al or an alloy thereof is selected as the material. .
[0029]
The pixel electrode PX (R) is formed so as to overlap the capacitor electrode CT, and a capacitor element Cadd having a first interlayer insulating film as a dielectric film is formed between the pixel electrode PX (R) and the capacitor element CT. ing.
The capacitive element Cadd is provided, for example, in order to accumulate the signal for a long time when a video signal is supplied to the pixel electrode PX.
[0030]
A second interlayer insulating film IN2 is formed so as to cover the drain signal line DL and the pixel electrode PX (R) thus formed. The second interlayer insulating film IN2 is made of, for example, SiO ₂ or SiN.
[0031]
A color filter FIL is formed on the upper surface of the second interlayer insulating film IN2. The color filter FIL is composed of a filter that exhibits a color common to the pixel regions arranged in parallel in the y direction.
[0032]
For example, in the case where a red color filter is formed in one pixel region group among the pixel region groups arranged in parallel in the y direction, a green color filter is included in one pixel region group of both adjacent pixel region groups. However, a blue color filter is formed in the other pixel region group.
[0033]
The color filter FIL configured as described above has an opening FIL (HL) formed at the center of the light reflection region in the pixel region.
This opening FIL (HL) causes an imbalance in color balance due to the light passing through the color filter FIL twice in the light reflection region, even though the light passes only once through the color filter FIL in the light transmission region. It is provided to adjust the balance.
[0034]
A pixel electrode PX (T) made of, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) film is formed so as to cover the opening FIL (HL) of the color filter FIL and reach the light transmission region of the pixel region.
[0035]
The pixel electrode PX (T) is connected to the pixel electrode PX (R) through a contact hole CH3 formed in the second interlayer insulating film IN2 in a part of the opening FIL (HL) of the color filter FIL. Electrical connection is made.
The pixel electrode PX (T) is in charge of the pixel electrode in the pixel region except for the light reflection region, that is, the light transmission region.
[0036]
The liquid crystal display device configured as described above has a configuration in which an opening FIL (HL) is formed in a part of the light reflection region of the color filter FIL.
This is because the color balance is unbalanced due to the light passing through the color filter FIL twice in the light reflecting region, although the light passes only once through the color filter FIL in the light transmitting region as described above. For adjustment, the area of the opening FIL (HL) is roughly determined by this adjustment.
[0037]
Further, a contact portion (contact hole CH3) for connecting the pixel electrode PX (R) serving also as a reflective film and the light-transmissive pixel electrode PX (T) is formed in the opening FIL (HL). It has become.
[0038]
In this case, since the opening FIL (HL) of the color filter FIL has a relatively large area, the contact portion can be formed large, and the connection between the pixel electrode PX (R) and the pixel electrode PX (T) is reliable. There can be.
[0039]
As shown in the embodiment, the contact portion is formed through a contact hole formed in the interlayer insulating film IN2 in a part of the opening FIL (HL) of the color filter FIL. This means that the step between the interlayer insulating film IN2 and the color filter FIL can be divided into two steps at different locations. Therefore, the light-transmitting pixel electrode PX (T) formed across each step has an effect of making it difficult to cause a step break due to the step.
[0040]
For this reason, the present invention aims to improve the reliability of the contact portion formed in the inside by effectively utilizing the opening FIL (HL) formed in the color filter FIL.
[0041]
FIG. 4 shows the approximate area ratios of the light reflection region, the light transmission region, the opening portion FIL (HL) of the color filter FIL, and the contact portion in the configuration of the pixel region described above. .
[0042]
Example 2
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG.
4 is different from the case of FIG. 4 in that a first opening FIL (HL1) and a second opening FIL (HL2) are first formed in a part of the light reflection region of the color filter FIL, and the second opening. The portion FIL (HL2) has a smaller area than the first opening FIL (HL1), and the contact portion is provided on the second opening FIL (HL2) side.
Here, the first opening FIL (HL1) and the second opening FIL (HL2) of the color filter FIL are both openings for adjusting the balance of the color balance.
[0043]
Example 3
In the first and second embodiments, the light reflection region and the light transmission region in the pixel region are divided using a virtual line that crosses almost the center of the pixel region in the x direction as a boundary. As shown in FIG. 6, the pixel area is divided into three virtual lines crossing in the y direction, the middle area is set as a light reflection area, and each side area is set as a light transmission area. .
[0044]
The difference from the case of FIG. 1 shown in the first embodiment is that the pixel electrode PX (R) that also serves as a reflection film extends to the light reflection region, and the light-transmissive pixel electrode PX (T) is It is formed to extend over the light reflection region and the light transmission region.
[0045]
Also in this case, the color filter FIL has an opening FIL (HL) formed in a part of the light reflection region, and the light transmissive pixel electrode PX (T) is formed in a part of the opening FIL (HL). Is formed with a contact hole CH3 that is electrically connected to the pixel electrode PX (R) that also serves as a reflective film.
[0046]
A cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6 is shown in FIG.
The liquid crystal display device configured in this way also achieves the effects described in the first embodiment.
FIG. 8 shows the approximate area ratios of the light reflection region, the light transmission region, the opening FIL (HL) of the color filter FIL, and the contact portion in the configuration of the pixel region described above. .
[0047]
Example 4
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG.
In this embodiment, similarly to FIG. 8, the light reflection area in the pixel area is elongated in the y direction in the figure, and the light transmission areas are elongated in the y direction on both sides.
A plurality of openings FIL (HL) formed in the color filter FIL are arranged in a matrix, for example, in a matrix, although the area is relatively small on one end side of the light reflection region.
In addition, a plurality of contact portions CH of the pixel electrode PX (T) are provided in a region of some of the plurality of openings.
The contact portion CH has a smaller area than the above-described embodiment, but the reliability is ensured by providing a plurality of contact portions CH.
[0048]
Example 5 FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG. A cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10 is shown in FIG.
In this embodiment, similarly to FIG. 8, the light reflection area in the pixel area is elongated in the y direction in the figure, and the light transmission areas are elongated in the y direction on both sides.
An opening FIL (HL) formed in the color filter FIL is composed of a plurality of them arranged in parallel at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the light reflection region, and each opening FIL (HL) is shown in the figure. It has a rectangular shape extending in the x direction.
In addition, since the color filter FIL configured in this manner has an uneven surface, the leveling film OC is formed on the upper surface of the color filter FIL.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the liquid crystal display device of the present invention, the color balance in each of the light reflection mode and the light transmission mode can be adjusted.
Further, it is possible to improve the reliability of connection between the pixel electrode that also serves as the reflective film and the light-transmissive pixel electrode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a pixel of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view of an embodiment of a pixel of a liquid crystal display device according to the present invention, in which an area ratio is generally considered.
FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 is a plan view generally considering an area ratio showing another embodiment of a pixel of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
[Explanation of symbols]
SUB1 ... transparent substrate, GL ... gate signal line, DL ... drain signal line, CL ... capacitance signal line, TFT ... thin film transistor, Cadd ... capacitance element, PX (R) ... pixel electrode also serving as a reflective film, PX (T) ... light Translucent pixel electrode, FIL ... color filter, FIL (HL) ... opening, CH3 ... contact hole (contact part).

Claims

While providing a color filter in the pixel region on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other through the liquid crystal,
The pixel region includes a light reflective region in which a first pixel electrode serving as a reflective film is formed in a part of the lower layer with the color filter interposed therebetween, and a light transmitting region in at least other part of the upper layer other than the part. The second pixel electrode is divided into a light transmission region where it is formed ,
An opening is formed in a part of the light reflecting region before Symbol color filter is formed with a contact portion to achieve the connection between the first pixel electrode in the opening portion and the second pixel electrode,
Having an insulating film between the color filter and the first pixel electrode;
The insulating film is characterized in that a contact hole constituting the contact portion is formed in the opening of the color filter and at a position away from an end of the opening of the color filter. Liquid crystal display device.

A plurality of the openings formed in the light reflection region of the color filter are formed in one pixel region, and the contact portions are formed in some of the openings. The liquid crystal display device according to claim 1 .

3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein in one pixel region, the number of the contact portions is smaller than the number of the openings formed in the light reflection region of the color filter. .

While providing a color filter in the pixel region of the liquid crystal side surface of one of the substrates facing each other through the liquid crystal,
The pixel region includes a light reflective region in which a first pixel electrode serving as a reflective film is formed in a part of the lower layer with the color filter interposed therebetween, and a light transmitting region in at least other part of the upper layer other than the part. The second pixel electrode is divided into a light transmission region where it is formed,
An opening is formed in a part of the light reflection region of the color filter, and a contact portion for connecting the first pixel electrode and the second pixel electrode is formed in the opening,
In one of the pixel regions, the number of the contact portions is smaller than the number of the openings formed in the light reflection region of the color filter.

The pixel region on the liquid crystal side surface of one substrate is composed of a region surrounded by a pair of juxtaposed gate signal lines and a pair of juxtaposed drain signal lines, and the gate signal lines are included in the pixel region. A thin film transistor operated by a scanning signal from one of the gate signal lines, and the first pixel electrode and the second pixel to which a video signal from one of the drain signal lines is supplied via the thin film transistor. 5. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a pixel electrode.