JP4919644B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に係る発明であって、特に、反射型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置の反射領域における反射電極の構造に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly relates to a structure of a reflective electrode in a reflective region of a reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device.
液晶表示装置には、透過型、反射型、半透過型などがあり、どの型もほぼ以下に説明するような構造を有している。 Liquid crystal display devices include a transmission type, a reflection type, and a semi-transmission type, and all types have a structure as described below.
2枚の透明絶縁基板が一定の間隔を保持して周囲でシール材などにより貼着され、その間隙に液晶材料が注入されることにより該液晶材料が2枚の透明絶縁基板により挟持された構造となり、その両側に例えば偏光板が設けられ、さらにはバックライトや駆動回路などが設けられることにより形成される。 A structure in which two transparent insulating substrates are held by a sealant or the like around the transparent holding substrate at a constant interval, and the liquid crystal material is sandwiched between the two transparent insulating substrates by being injected into the gap. For example, polarizing plates are provided on both sides thereof, and further, a backlight, a driving circuit, and the like are provided.
一方の透明絶縁基板は、TFTアレイ基板と称され、透明絶縁基板上にゲート配線とそれに直交するソース配線がそれぞれ複数本形成され、ゲート配線とソース配線とにより形成されるマトリックスの一つ一つが画素を構成する。ゲート配線とソース配線との交点には各画素に対応するアクティブ素子であるTFT(Thin Film Transistor)が配置され、このTFTのソース電極はソース配線に同ゲート電極はゲート配線に、同ドレイン電極は画素電極にそれぞれ接続されている。この画素電極は透過領域では例えばITO、ITZO、酸化スズ、酸化インジウムなどの透明電極性の材料からなり、反射領域では単一のまたは合金などの金属材料から形成される。積層された導電膜で画素電極が形成される場合もある。半透過型の液晶表示装置の場合には、透過領域の画素電極と反射領域の画素電極とは電気的に接続されて、一つの画素電極を形成している。その他配向膜や必要に応じて画素の電荷保持のための付加容量などが設けられている。 One transparent insulating substrate is referred to as a TFT array substrate. A plurality of gate wirings and a plurality of source wirings orthogonal to the gate wiring are formed on the transparent insulating substrate, and each of the matrices formed by the gate wirings and the source wirings is formed. Configure the pixel. A TFT (Thin Film Transistor) which is an active element corresponding to each pixel is arranged at the intersection of the gate wiring and the source wiring. The source electrode of this TFT is the source wiring, the gate electrode is the gate wiring, and the drain electrode is the Each is connected to a pixel electrode. The pixel electrode is made of a transparent electrode material such as ITO, ITZO, tin oxide, or indium oxide in the transmissive region, and is formed of a single or metal material such as an alloy in the reflective region. In some cases, the pixel electrode is formed using a stacked conductive film. In the case of a transflective liquid crystal display device, the pixel electrode in the transmissive region and the pixel electrode in the reflective region are electrically connected to form one pixel electrode. In addition, an alignment film and, if necessary, an additional capacitor for holding the charge of the pixel are provided.
また、他方の透明絶縁基板は対向電極基板と称され、TFTアレイ基板の各画素電極に対応する透明電極で形成された対向電極基板で、例えば透明絶縁基板と同様のガラス基板などを用い、また透明電極は、特に限定はないが、TFTアレイ基板と同様に、例えばITO、ITZO、酸化スズ、酸化インジウムなどを用い、スパッタリングとパターニングなどにより設けられる。 The other transparent insulating substrate is called a counter electrode substrate, which is a counter electrode substrate formed of transparent electrodes corresponding to the respective pixel electrodes of the TFT array substrate. For example, a glass substrate similar to the transparent insulating substrate is used. The transparent electrode is not particularly limited, but is provided by sputtering, patterning, or the like using, for example, ITO, ITZO, tin oxide, indium oxide, or the like, like the TFT array substrate.
対向電極基板には、透明電極の他に、例えば通常の配向膜や、画素間を遮光するためのブラックマスクが設けられていることもある。またカラー液晶表示装置の場合にはカラーフィルターなどが設けられる。かかるカラーフィルターには、特に限定がなく、通常は赤、緑、青の3原色のカラーフィルタを用いることで、様々な画像信号を表現することができる。 In addition to the transparent electrode, the counter electrode substrate may be provided with, for example, a normal alignment film or a black mask for shielding light between pixels. In the case of a color liquid crystal display device, a color filter or the like is provided. The color filter is not particularly limited, and various image signals can be expressed by using color filters of three primary colors of red, green, and blue.
近年、液晶表示装置は、より低消費電力である反射型や半透過型の開発が進められている。TFTアレイ基板における画素電極の構造において、特に反射領域となる部分で、視認性を向上するために各画素の画素電極と電気的に接続された反射電極の液晶側の表面が凹凸形状となる構造や製造方法が用いられている。例えば反射電極下に形成される有機平坦化膜の表面に凹凸を形成し、その上に反射電極を形成することで反射電極表面の凹凸を形作ることができる。 In recent years, a liquid crystal display device has been developed in a reflective type or a transflective type, which consumes less power. In the structure of the pixel electrode on the TFT array substrate, the surface on the liquid crystal side of the reflective electrode that is electrically connected to the pixel electrode of each pixel has a concave-convex shape in order to improve the visibility, particularly in the portion that becomes the reflective region And manufacturing methods are used. For example, the unevenness on the surface of the reflective electrode can be formed by forming the unevenness on the surface of the organic planarizing film formed under the reflective electrode and forming the reflective electrode thereon.
具体的には、特許文献1に記載されている。特許文献1では、アクティブ素子であるTFT(Thin Film Transistor)のチャネル部上に有機平坦化膜を形成し、反射領域のTFT以外の領域に形成される有機平坦化膜の表面に凹凸を形成している。
Specifically, it is described in
しかし、特許文献1のように、有機平坦化膜を設ける場合、単に有機平坦化膜を形成する工程が増えるだけでなく、有機平坦化膜上に設ける反射電極とその下層の配線とを繋ぐ工程等が増えるため製造コストが大幅に増加する問題があった。
However, as in
そこで、本発明は、製造コストの増加を抑制しつつ、視認性の高い反射領域を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a highly visible reflective region while suppressing an increase in manufacturing cost.
本発明に係る液晶表示装置は、反射領域を有する液晶表示装置であって、透明の絶縁基板と、絶縁基板上に、ゲート電極と同一レイヤで形成され、複数の開口部を有する付加容量電極と、付加容量電極上に形成される絶縁膜と、付加容量電極上に絶縁膜を介して形成される反射電極とを備え、反射電極の表面は、開口部により形成された凹凸を有し、付加容量電極の開口部以外の位置で、且つ絶縁膜と反射電極との間に形成される第1半導体層と、付加容量電極の開口部の位置で、且つ絶縁膜と反射電極との間に形成される第2半導体層と、付加容量電極の開口部に位置する絶縁基板を掘り下げて形成される掘り下げ部とをさらに備え、第1半導体層及び第2半導体層、掘り下げ部の有無をランダムに組み合わせて形成し、前記開口部は、当該内部に前記付加容量電極の一部を囲い、前記付加容量電極の前記一部と他の部分とが電気的に接続されている。 A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device having a reflective region, a transparent insulating substrate, an additional capacitor electrode formed on the insulating substrate in the same layer as the gate electrode, and having a plurality of openings. And an insulating film formed on the additional capacitor electrode and a reflective electrode formed on the additional capacitor electrode via the insulating film, and the surface of the reflective electrode has irregularities formed by the openings, and is added The first semiconductor layer formed at a position other than the opening of the capacitor electrode and between the insulating film and the reflective electrode, and the position of the opening of the additional capacitor electrode and between the insulating film and the reflective electrode A second semiconductor layer, and a dug-down portion formed by dug-in the insulating substrate located in the opening of the additional capacitance electrode, and the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the presence / absence of the dug-down portion are randomly combined forming Te, the opening, those Inside the enclosure part of the additional capacitor electrode, and the part with another part of the additional capacitor electrode that is electrically connected.
本発明に記載の液晶表示装置は、反射電極の表面が、開口部により形成された凹凸を有するので、有機平坦化膜が不要で製造コストを抑制でき、かつ視認性にも優れた液晶表示装置を作製できる。 In the liquid crystal display device according to the present invention, since the surface of the reflective electrode has irregularities formed by the openings, the organic flattening film is unnecessary, the manufacturing cost can be suppressed, and the visibility is excellent. Can be produced.
以下で説明する実施の形態では、反射領域を有する液晶表示装置のうち、逆スタガ型TFTを用いた半透過型の液晶表示装置を例として説明する。なお、「付加容量電極」と「反射電極」については、次に説明する内容を意味する用語として使用する。 In the embodiment described below, a transflective liquid crystal display device using an inverted staggered TFT among liquid crystal display devices having a reflective region will be described as an example. Note that “additional capacitance electrode” and “reflection electrode” are used as terms meaning the contents described below.
液晶表示装置の個々の画素には、電荷保持のための付加容量が設けられている。逆スタガ型TFTを用いた液晶表示装置の場合には付加容量の一方の電極はゲート電極と同じレイヤの配線材料を、付加容量の他方の電極はソース電極と同じレイヤの配線材料をそれぞれ用いるのが一般的である。そのうち、一方は各画素に対して共通の電位を与え、他方は画素毎の電荷を保持するとともに、反射電極として作用するものである。本明細書においては、特に指定しない限り、一方のゲート電極と同じレイヤから成り、各画素に対して共通の電位を与える電極を「付加容量電極」とし、他方のソース電極と同じレイヤから成り、画素毎の電荷を保持するとともに、反射電極として作用する電極を「反射電極」とする。 Each pixel of the liquid crystal display device is provided with an additional capacitor for holding charges. In the case of a liquid crystal display device using an inverted staggered TFT, one electrode of the additional capacitor uses a wiring material in the same layer as the gate electrode, and the other electrode of the additional capacitor uses a wiring material in the same layer as the source electrode. Is common. Among them, one applies a common potential to each pixel, and the other holds a charge for each pixel and functions as a reflective electrode. In this specification, unless otherwise specified, it is composed of the same layer as one of the gate electrodes, an electrode for applying a common potential to each pixel is referred to as an “additional capacitance electrode”, and is composed of the same layer as the other source electrode, An electrode that holds the charge for each pixel and acts as a reflective electrode is referred to as a “reflective electrode”.
トップゲート型TFTを用いた液晶表示装置の場合には付加容量の一方の電極は、逆スタガ型TFTを用いた液晶表示装置と同様にゲート電極と同じレイヤの配線材料を用い、他方には高濃度に不純物を注入した半導体層を用いるのが一般的である。トップゲート型TFTを用いた液晶表示装置の場合にも、本明細書において特に指定しない限り、「付加容量電極」はゲート電極と同じレイヤから成る容量電極を示すものとする。他方の高濃度に不純物を注入した半導体層から成る画素毎の電荷保持のための電極は「電荷保持電極」とする。 In the case of a liquid crystal display device using a top gate type TFT, one electrode of the additional capacitor is made of a wiring material in the same layer as the gate electrode as in the case of a liquid crystal display device using an inverted stagger type TFT, and the other is a high electrode. In general, a semiconductor layer in which impurities are implanted at a concentration is used. Also in the case of a liquid crystal display device using a top gate TFT, unless otherwise specified in this specification, the “additional capacitor electrode” indicates a capacitor electrode made of the same layer as the gate electrode. The other electrode for holding charges for each pixel, which is made of a semiconductor layer implanted with impurities at a high concentration, is referred to as a “charge holding electrode”.
(実施の形態1)
図1に、本実施の形態に係る液晶表示装置の一つの画素の平面図を示す。半透過型の場合における平面構造の一例であり、反射領域と透過領域とが存在する。図1中、反射領域における付加容量電極1には開口部2が設けられており、この段差を利用して反射電極の凹凸が形成される。配線3を介して隣接する画素の付加容量電極1と接続されて、さらに共通電位を与える信号線(図示せず)に接続されている。なお、この開口部2の大きさ、配置は、この図に限定されるものではなく、所望の光学特性が得られるように、自由に設定することができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of one pixel of the liquid crystal display device according to this embodiment. It is an example of a planar structure in the case of a transflective type, and there are a reflective region and a transmissive region. In FIG. 1, the
図2には、図1中のA−Bに対応する断面図を示す。図2では、まず、透明の絶縁基板であるガラス基板10上に、ゲート電極11及び付加容量電極1が形成されている。具体的には、ガラス基板10上に、ゲート電極材料をスパッタ法で成膜し、写真製版技術を用いてゲート電極11及び付加容量電極1をパターニングして形成する。なお、付加容量電極1に形成される開口部2は、設計段階でゲート電極形成用のマスク上にパターンをあらかじめ配置しておくことで、新たなマスクおよびエッチングなどの工程を追加することなく形成できる。
FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to AB in FIG. In FIG. 2, first, the
次に、ゲート電極11上のゲート絶縁膜12を形成する。付加容量電極1上の絶縁膜4はレイヤとしてゲート絶縁膜12と同じであるので、ゲート絶縁膜12の形成と同時に絶縁膜4も形成される。具体的には、ゲート電極11及び付加容量電極1を含む全面に、CVD法でゲート絶縁膜12及び絶縁膜4を成膜する。そして、ゲート絶縁膜12上に半導体層13を形成する際に、絶縁膜4上にも半導体層5を形成する。但し、半導体層13は主にゲート電極1上に、半導体層5は主に付加容量電極1上に形成する必要があるため、写真製版技術を用いてパターニングする。
Next, the
さらに、半導体層13上にソース電極14及びドレイン電極15を形成する際に、半導体層5上に反射電極6を形成する。具体的には、半導体層13及び半導体層5を含む全面に、ソース電極材料をスパッタ法で成膜し、写真製版技術を用いてソース電極14及びドレイン電極15、反射電極6をパターニングする。
Further, the reflective electrode 6 is formed on the
図2に示す反射領域では、付加容量電極1及び半導体層5を段差として利用することで、付加容量電極1上に形成される反射電極6と、開口部2上に形成される反射電極6とで凹凸を形成することができる。この凹凸は、TFT領域を構成する材料のみで形成でき、反射特性を向上させることができる。つまり、従来のように、有機平坦化膜を別途設ける必要がなくなる。
In the reflective region shown in FIG. 2, the reflective electrode 6 formed on the additional
付加容量電極1の膜厚が例えば300nm程度で、半導体層5の膜厚が例えば200nm程度とすれば、少なくとも500nm程度の凹凸を反射電極6の表面に形成することができる。さらに、図2に示す反射領域では、付加容量電極1及び半導体層5をテーパー形状となるようにエッチングすることで、反射電極6の凹凸に傾斜部分を形成することができ、反射特性をより良好にすることが可能となる。
If the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、付加容量電極1を部分的に抜き取った複数の開口部2を設けることで、反射電極6の表面に凹凸を形成するので、有機平坦化膜等の製造コストの増加を抑制しつつ、視認性の高い反射領域を有する液晶表示装置を提供することができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, by providing the plurality of
また、本実施の形態に係る液晶表示装置では、付加容量電極1の開口部2以外の位置で、且つ絶縁膜4と反射電極6との間に形成される半導体層5をさらに備え、半導体層5はTFTを構成する層(半導体層13)と同一レイヤであるので、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をより大きくすることができる。
In addition, the liquid crystal display device according to the present embodiment further includes a
なお、図2では、付加容量電極1の絶縁膜4上に半導体層5をパターニングして残す構成を示している。この場合は、付加容量電極1の膜厚と半導体層5の膜厚との合計分の段差を有する凹凸を反射電極6の表面に形成することができる。しかし、本発明はこれには限られず、図3の変形例に示すように付加容量電極1のみで、半導体層5を残さない構成であっても良い。この場合、付加容量電極1の膜厚分の段差のみで、反射電極6の表面の凹凸が形成されることになる。反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をあまり必要としない場合は、図3に示すような構成であっても、本実施の形態に係る液晶表示装置と同等の効果を奏することができる。
FIG. 2 shows a configuration in which the
(実施の形態2)
図4に、本実施の形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面図を示す。図4に示す反射領域の断面図において、図2と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図4でも、レイヤの構成を分かりやすくするためにTFT領域の断面図も示している。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the reflection region of the liquid crystal display device according to the present embodiment. In the cross-sectional view of the reflective region shown in FIG. 4, the same elements as those in FIG. FIG. 4 also shows a cross-sectional view of the TFT region for easy understanding of the layer configuration.
図4に示す反射領域では、図2の場合と異なり、付加容量電極1上の全てに半導体層5を設けず、一部の付加容量電極1上には、絶縁膜4を介して直接反射電極6が設けられる構成である。
In the reflective region shown in FIG. 4, unlike the case of FIG. 2, the
図2に示す反射領域では、開口部2の大きさを変えることで、反射電極6の表面に形成される凹凸の大きさを変化させることができたが、凹凸の高低差を変化させることができなかった。しかし、図4に示す反射領域では、付加容量電極1上の半導体層5の有無によって、凹凸の高低差を変化させることができる。
In the reflection region shown in FIG. 2, the size of the unevenness formed on the surface of the reflective electrode 6 can be changed by changing the size of the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、付加容量電極1上の一部に半導体層5を設けないので、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差を多様化することができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, since the
(実施の形態3)
図5に、本実施の形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面図を示す。図5に示す反射領域の断面図において、図2と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図5でも、レイヤの構成を分かりやすくするためにTFT領域の断面図も示している。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the reflective region of the liquid crystal display device according to the present embodiment. In the sectional view of the reflective region shown in FIG. 5, the same elements as those in FIG. FIG. 5 also shows a cross-sectional view of the TFT region for easy understanding of the layer configuration.
図5に示す反射領域では、図2の場合と異なり、開口部2のガラス基板10を掘り下げて、ゲート電極11や付加容量電極1の真下のガラス基板10の表面より低くしている。これにより、開口部2上の反射電極6の高さは、図2の場合に比べて低くなり、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をより大きくすることができる。なお、ガラス基板10を掘り下げる方法としては、例えばフッ酸を用いてエッチングする方法や、ゲート電極11のエッチング時のオーバーエッチする方法、ゲート電極11をマスクとしてドライエッチする方法がある。つまり、断面形状が順テーパー状となり、極端な段差や庇状の形状にならず段差を確保することができれば、エッチングの方法はいずれの方法であっても良い。
In the reflection region shown in FIG. 5, unlike the case of FIG. 2, the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、開口部2に位置するガラス基板10を掘り下げることで、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をより多様化することができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the level difference of the unevenness formed on the surface of the reflective electrode 6 can be further diversified by dug down the
(実施の形態4)
図6に、本実施の形態に係る液晶表示装置の反射領域の断面図を示す。図6に示す反射領域の断面図において、図4と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図6でも、レイヤの構成を分かりやすくするためにTFT領域の断面図も示している。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the reflection region of the liquid crystal display device according to this embodiment. In the cross-sectional view of the reflection region shown in FIG. 6, the same elements as those in FIG. FIG. 6 also shows a cross-sectional view of the TFT region for easy understanding of the layer configuration.
図6に示す反射領域では、図4の場合と異なり、一部の開口部2上に半導体層5を設ける構成である。図4に示す反射領域では、付加容量電極1上の半導体層5の有無によってのみ、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差を変化させていたが、図6に示す反射領域では、開口部2上の半導体層5の有無によっても、凹凸の高低差を変化させることができる。
In the reflective region shown in FIG. 6, unlike the case of FIG. 4, the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、一部の開口部2上にも、半導体層5を設けることで、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をより多様化することができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, by providing the
なお、本発明では、付加容量電極1上の半導体層5の有無、及び開口部2上の半導体層5の有無、開口部2のガラス基板10を掘り下げて形成される掘り下げ部の有無をそれぞれランダムに組み合わせることで、反射電極6の表面に形成される凹凸の高低差をより多様化することができる。また、これに開口部2の大きさや形成位置を組み合わせることで、従来とは異なり、高低差、大きさ等のさまざまなパターンの凹凸を反射電極6の表面に形成することができるメリットがある。
In the present invention, the presence / absence of the
(実施の形態5)
実施の形態1乃至実施の形態4では、開口部2の平面形状が全て丸として説明したが、本発明はこれに限られず、図7に示すように開口部2の平面形状が多角形であっても良い。なお、図7に示す付加容量電極1の平面図において、図1と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
(Embodiment 5)
In
図8に示すように、本発明では、丸や多角形を含む、平面形状がランダムな開口部2を付加容量電極1に形成しても良い。この場合、反射電極6の表面に形成される凹凸の形状をより多様化することができる。
As shown in FIG. 8, in the present invention, the
また、反射電極6の表面に凹凸を形成させる付加容量電極1の形状は、開口部2にのみ限られず、図9の変形例に示すように、欠けパターンや突起状のパターン7を同一平面内に設けても良い。この突起状のパターン7の有無により、反射電極6の表面に形成される凹凸を形成することができ、凹凸の形状をより多様化することができる。なお、図9に示す付加容量電極1の平面図において、図1と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
Further, the shape of the
また、本発明では、開口部2の大きさ及び付加容量電極1上での位置をランダムにすることで、反射特性をより良好にし、視認性の高い液晶表示装置を提供することができる。
Further, in the present invention, by making the size of the
(実施の形態6)
図10に、本実施の形態に係る液晶表示装置の付加容量電極1の平面図を示す。図10に示す付加容量電極1の平面図において、図1及び図9と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
(Embodiment 6)
FIG. 10 is a plan view of the
図10に示す付加容量電極1では、開口部2の内部に付加容量電極1の一部(島状部8)を残す。この島状部8は、他の付加容量電極1の部分と電気的に接続させておくことで付加容量にもなり、付加容量の容量確保にも寄与する。但し、付加容量について、個々の画素当たりの必要容量が確保できていれば、島状部8が他の付加容量電極1と電気的に切り離されていても良い。また、付加容量電極1に設けた突起状のパターン7も、付加容量の容量確保に寄与する。
In the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、開口部2が、当該内部に付加容量電極1の一部を残すので、反射電極6の表面に形成される凹凸の形状をより多様化することができるとともに、付加容量の容量確保の自由度を増すことができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, since the
(実施の形態7)
図11に、本実施の形態に係る液晶表示装置の付加容量電極1の平面図を示す。図11に示す付加容量電極1の平面図において、図1と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
(Embodiment 7)
FIG. 11 is a plan view of the
また、図12に、本実施の形態に係る液晶表示装置の画素領域の断面図を示す。図12に示す画素領域の断面図において、図4と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図12でも、レイヤの構成を分かりやすくするためにTFT領域の断面図も示している。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the pixel region of the liquid crystal display device according to this embodiment. In the cross-sectional view of the pixel region shown in FIG. 12, the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. Note that FIG. 12 also shows a cross-sectional view of the TFT region for easy understanding of the layer configuration.
図12に示す画素領域では、図4の場合と異なり、一部の開口部2上の反射電極6に開口部9を設けている。図11では、付加容量電極1の開口部2の内側に、反射電極6の開口部9が破線で示されている。
In the pixel region shown in FIG. 12, unlike the case of FIG. 4, the
さらに、図12に示すように、反射電極6上には、パッシベーション膜20と透明電極21とが積層されている。透明電極21は、パッシべーション膜20に形成したコンタクトホールを介して反射電極6と電気的に接続されている。そのため、開口部9は、透過領域として機能することになる。図12の右端にコンタクトホールを介して反射電極6と透明電極21とが接続されている様子が示されている。また、図12の断面図に対応した平面図を図13に示す。図13では、1つのコンタクトホールを介して反射電極6と透明電極21とが接続されている様子が示されているが、本発明はこれに限られず、コンタクトホールは複数あっても良い。また、コンタクトホールの位置は、図13に示す位置に限られない。つまり、画素領域の全域において、反射領域と透過領域とを均一に配置することができる。これにより、反射領域の凹凸に起因するムラも分散され、視認性が改善される効果も得られる。なお、図13のC−D面の断面が図12の断面図に対応している。
Further, as shown in FIG. 12, a
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置では、開口部2上の反射電極6を一部取り除き開口部9を形成し、当該部分にパッシベーション膜20を介して透明電極21を形成するので、反射領域と透過領域とを均一に配置することができ、視認性を改善することができる。
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, a part of the reflective electrode 6 on the
(実施の形態8)
図14に、本実施の形態に係る液晶表示装置の画素領域の断面図を示す。図14に示す画素領域の断面図において、図4と同一の要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、図14でも、レイヤの構成を分かりやすくするためにTFT領域の断面図も示している。
(Embodiment 8)
FIG. 14 is a cross-sectional view of the pixel region of the liquid crystal display device according to this embodiment. In the cross-sectional view of the pixel region shown in FIG. 14, the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 14 also shows a cross-sectional view of the TFT region for easy understanding of the layer configuration.
図14に示す画素領域は、実施の形態7の変形例であり、透明電極21を形成してからパッシベーション膜20を形成する。そして、透明電極21は、図14に示すように反射電極6の領域(画素領域)全てを覆うように形成されている。図15に本実施の形態に係る液晶表示装置の平面図を示す。図15のE−F面の断面が図14の断面図である。
The pixel region shown in FIG. 14 is a modification of the seventh embodiment, and the
また、本実施の形態の変形例として、図16を示す、図16に示す液晶表示装置でも、図14と同じく透明電極21を形成してからパッシベーション膜20を形成する。しかし、図16に示す液晶表示装置は、図14と異なり、透明電極21が反射電極6を取り除いた開口部9にのみ形成される。図17に本変形例に係る液晶表示装置の平面図を示す。図17のG−H面の断面が図16の断面図である。
As a modification of the present embodiment, also in the liquid crystal display device shown in FIG. 16 shown in FIG. 16, the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置でも、実施の形態7と同様の効果を得ることができる。 As described above, also in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the same effect as in the seventh embodiment can be obtained.
(実施の形態9)
上述の実施の形態では、ボトムゲート型(逆スタガ型)のTFTを有する液晶表示装置の場合について説明したが、本発明はこれに限られず、トップゲート型(スタガ型)のTFTを有する液晶表示装置に上述の実施の形態で説明した構成を適用しても良い。本実施の形態では、上述の実施の形態1〜8までとは異なりトップゲート型のTFTを有するため、付加容量としての各画素共通電極となる付加容量電極はゲート電極からなるが、画素毎の電極は半導体層により形成される場合が一般的である。反射電極はソース電極と同じレイヤの材料から形成され、上記の画素毎の付加容量を形成する電極となる半導体層とは電気的に接続されている。
(Embodiment 9)
In the above embodiment, the case of a liquid crystal display device having a bottom gate type (reverse stagger type) TFT has been described. However, the present invention is not limited to this, and a liquid crystal display having a top gate type (stagger type) TFT is described. The configuration described in the above embodiment may be applied to the apparatus. Unlike the first to eighth embodiments described above, the present embodiment has a top gate type TFT. Therefore, the additional capacitor electrode serving as a common electrode for each pixel as an additional capacitor is composed of a gate electrode. The electrode is generally formed of a semiconductor layer. The reflective electrode is formed of the same layer material as the source electrode, and is electrically connected to the semiconductor layer serving as the electrode for forming the additional capacitance for each pixel.
図18に、トップゲート型のTFTを有する液晶表示装置のTFT領域と反射領域の断面図を示す。図18では、ソース配線から半導体層131、ゲート配線およびゲート電極11への電気的接続を得るための、層間膜41あるいは層間膜41とゲート絶縁膜121に形成するコンタクト91を開口するのと同時に、反射領域内において付加容量電極31の存在しない部分に開口領域92を設けることで必要な凹凸段差を形成することができる。ここでは、付加容量電極31と反射電極6とが接続しないようにすれば、付加容量電極31と電荷保持電極132とは元々同電位であるので、接続する部分と接続しない部分があってもかまわない。むしろ、電荷保持電極132の有無によって凹凸の高さを変化させることができる効果がある。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a TFT region and a reflection region of a liquid crystal display device having a top gate type TFT. In FIG. 18, the
本実施の形態においても、有機平坦化膜を使うことなく、反射領域における必要な凹凸を形成することができ、製造コストの増加を抑制しつつ、視認性の高い反射領域を有する液晶表示装置を提供することができる。 Also in this embodiment, a liquid crystal display device having a reflective region with high visibility can be formed without using an organic flattening film, and necessary unevenness in the reflective region can be formed while suppressing an increase in manufacturing cost. Can be provided.
但し、実施の形態1乃至8と本実施の形態との主な相違点は、TFTがトップゲート型であるに起因して、段差を形成するためのレイヤの順番が異なること、段差形成のためのエッチングがコンタクト開口と同時に行われることである。しかし、上述したように本実施の形態で得られる効果は、実施の形態1乃至8で得られる効果と同等である。 However, the main differences between the first to eighth embodiments and the present embodiment are that the order of layers for forming a step is different due to the fact that the TFT is a top gate type, and that the step is formed. This etching is performed simultaneously with the contact opening. However, as described above, the effect obtained in the present embodiment is equivalent to the effect obtained in the first to eighth embodiments.
図19に、本実施の形態に係る液晶表示装置の平面図を示す。図19のI−J面の断面が図18の断面図である。なお、図19はトップゲート型TFTを有する液晶表示装置の一画素分の平面図を示したものである。図1などの平面図との違いは、TFT領域が逆スタガ型からトップゲートに置き換えられた点で異なるのみで、基本的な平面配置は殆ど変更の必要は無い。 FIG. 19 is a plan view of the liquid crystal display device according to this embodiment. 19 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 19 is a plan view of one pixel of a liquid crystal display device having a top gate type TFT. The difference from the plan view of FIG. 1 and the like is only that the TFT region is replaced by the inverted stagger type from the top gate, and the basic plane arrangement hardly needs to be changed.
本実施の形態の変形例として、図20乃至図23を示す。図20及び図21には、パッシベーション膜形成後に透明電極を形成する場合が示されている。また、図22及び図23には、パッシベーション膜形成前に透明電極を形成する場合が示されている。 20 to 23 are shown as modified examples of the present embodiment. 20 and 21 show a case where the transparent electrode is formed after the passivation film is formed. 22 and 23 show a case where a transparent electrode is formed before forming a passivation film.
トップゲート型のTFTを用いた場合には、ガラス基板とTFTとの間に酸化膜、窒化膜などの保護膜を形成する場合もある。 When a top-gate TFT is used, a protective film such as an oxide film or a nitride film may be formed between the glass substrate and the TFT.
1 付加容量電極、2,9 開口部、3 配線、4 絶縁膜、5 半導体層、6 反射電極、7 突起状のパターン、8 島状部、10 ガラス基板、11 ゲート電極、12 ゲート絶縁膜、13 半導体層、14 ソース電極、15 ドレイン電極、20 パッシベーション膜、21 透明電極。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
透明の絶縁基板と、
前記絶縁基板上に、ゲート電極と同一レイヤで形成され、複数の開口部を有する付加容量電極と、
前記付加容量電極上に形成される絶縁膜と、
前記付加容量電極上に前記絶縁膜を介して形成される反射電極とを備え、
前記反射電極の表面は、前記開口部により形成された凹凸を有し、
前記付加容量電極の前記開口部以外の位置で、且つ前記絶縁膜と前記反射電極との間に形成される第1半導体層と、
前記付加容量電極の前記開口部の位置で、且つ前記絶縁膜と前記反射電極との間に形成される第2半導体層と、
前記付加容量電極の前記開口部に位置する前記絶縁基板を掘り下げて形成される掘り下げ部とをさらに備え、
前記第1半導体層及び前記第2半導体層、前記掘り下げ部の有無をランダムに組み合わせて形成し、
前記開口部は、当該内部に前記付加容量電極の一部を囲い、前記付加容量電極の前記一部と他の部分とが電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device having a reflective region,
A transparent insulating substrate;
On the insulating substrate, an additional capacitor electrode formed in the same layer as the gate electrode and having a plurality of openings,
An insulating film formed on the additional capacitance electrode;
A reflective electrode formed on the additional capacitance electrode via the insulating film,
The surface of the reflective electrode has irregularities formed by the opening,
A first semiconductor layer formed at a position other than the opening of the additional capacitance electrode and between the insulating film and the reflective electrode;
A second semiconductor layer formed at a position of the opening of the additional capacitance electrode and between the insulating film and the reflective electrode;
A digging portion formed by digging down the insulating substrate located in the opening of the additional capacitance electrode,
The first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed by randomly combining the presence or absence of the digging portion ,
The opening, a liquid crystal display device which surrounds the portion of the additional capacitance electrode to the inside, and the portion with other portions of the additional capacitance electrode is characterized that you have been electrically connected.
前記第1半導体層及び前記第2半導体層はアクティブ素子を構成する層と同一レイヤであることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 ,
The liquid crystal display device, wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are the same layer as a layer constituting an active element .
前記開口部は、大きさ及び前記付加容量電極上での位置がランダムであることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
The liquid crystal display device , wherein the opening has a random size and a position on the additional capacitor electrode .
前記開口部は、平面的な形状がランダムであることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
The opening, a liquid crystal display device in which the planar shape, characterized in random der Rukoto.
前記付加容量電極は、前記反射電極の表面に凹凸を形成するために、突起状のパターンを同一平面内に設けることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4,
The additional capacitor electrode, in order to form irregularities on the surface of the reflective electrode, a liquid crystal display device comprising Rukoto provided protruding pattern in the same plane.
前記開口部上の前記反射電極を一部取り除き、当該部分にパッシベーション膜を介して透明電極を形成することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4 ,
Removing a portion of the reflective electrode on the opening, a liquid crystal display device comprising that you forming a transparent electrode on the portion through a passivation film.
前記開口部上の前記反射電極を一部取り除き、当該部分を覆い前記反射電極と電気的に接続する透明電極を形成することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4 ,
Removing a portion of the reflective electrode on the opening, a liquid crystal display device comprising that you form the reflective electrode and the transparent electrode for electrically connecting cover that portion.
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