JPH10333186A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10333186A
JPH10333186A JP15306697A JP15306697A JPH10333186A JP H10333186 A JPH10333186 A JP H10333186A JP 15306697 A JP15306697 A JP 15306697A JP 15306697 A JP15306697 A JP 15306697A JP H10333186 A JPH10333186 A JP H10333186A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal display
display device
transparent substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP15306697A
Other languages
English (en)
Inventor
Shintaro Kuwayama
晋太郎 桑山
Katsuhiko Morosawa
克彦 両澤
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体層への外光入射を抑制でき、コントラ
ストの低下を最小限に抑えた液晶表示装置をを提供す
る。 【解決手段】 前透明基板12の後面に、フッ化カルシ
ウム(CaF2)に希土類元素をドープした結晶などの
フォトクロミック物質でなるフォトクロミック膜17を
形成することにより、この後方にあるTFT28を構成
する半導体層24へ強い外光が入射するのを抑制するこ
とができる。このため、半導体層24のリーク電流の増
加を抑制することができ、液晶表示装置の画面のコント
ラストが低下するのを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
関し、さらに詳しくは、スイッチング素子を備えるアク
ティブ駆動される液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図5に示すような反射型の液晶表
示装置が知られている。この液晶表示装置は、同図に示
すように、対をなす前透明基板1と後透明基板2との間
に液晶3を封止したものである。前透明基板1の後面に
は、透明なITO(indium tin oxide)でなる共通電極
4が形成されている。また、この共通電極4の後面に
は、ブラックマトリクス5が形成されている。さらに、
共通電極4およびブラックマトリクス5の後面には、こ
れら覆うように表示領域に亙って前配向膜6が形成され
ている。後透明基板2の前面には、ITOでなる画素電
極7が所定の配列で形成されると共に、画素電極7毎に
スイッチング素子としてのTFT8が配置・形成されて
いる。このTFT8は、ゲート電極8A、ゲート絶縁膜
8B、例えばアモルファスシリコンでなる半導体層8
C、ソース電極8D、ドレイン電極8Eなどから構成さ
れている。半導体層8Cとソース電極8D、ドレイン電
極8Eとの間には、n+層8Fが形成されている。そし
て、これら画素電極7やTFT8は、後配向膜9で覆わ
れている。前透明基板1側と後透明基板2側とは、図示
しないシール材を介して貼り合わされ、前配向膜6と後
配向膜9とシール材とで構成される空隙に液晶3が封入
されて構成されている。なお、平面的に見ると、上記し
たブラックマトリクス5は、画素電極7どうしの間の領
域に対向するように配置・形成されたものであり、TF
T8もこのブラックマトリクス5と対向するようになっ
ている。また、後透明基板2の後面には反射膜10が形
成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の液晶表示装置においては、アモルファスシリコ
ンでなる半導体層8Cに外部より強い光が入射すると、
光電流が流れてリーク電流が増加し、これにより液晶表
示装置のコントラスト比が低下してしまうという問題が
ある。具体的には、液晶表示装置の正常な状態の画面は
図6に示すようなイメージであるが、強い光が入射して
いる状態では図7に示すようなイメージになり、コント
ラスト比が低下する。この外部からの光を遮断するため
に、ブラックマトリクス5を備えているものの、強い直
射日光が当たると、ブラックマトリクス5自体を透過す
る光や、ブラックマトリクス5の斜め方向から入射する
光(迷光)などが生じ、この問題を回避することは困難
であった。
【0004】この発明が解決しようとする課題は、外部
からの光が入射することにより起こる、液晶表示装置の
コントラスト比の低下を最小限に抑えるにはどのような
手段を講じればよいかという点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
一対の相対向する、前透明基板と後透明基板との間に液
晶が封止され、前記後透明基板側に半導体層を有するス
イッチング素子が形成されると共に、前記スイッチング
素子の前方に、前記半導体層への外光の入射を、前記外
光の波長または強度に応じて抑制する感光性遮光層を配
置したことを特徴としている。
【0006】請求項1記載の発明においては、感光性遮
光層が外光の波長または強度に応じて外光の入射を抑制
する作用があるため、スイッチング素子の半導体層へ強
い外光が入射することを抑えることができる。このた
め、半導体層に光電流が流れるのを抑制してリーク電流
が増加するのを抑制することができ、液晶表示装置の画
面のコントラストが外光入射により低下するのを抑える
ことができる。
【0007】請求項2記載の発明は、一対の相対向す
る、前透明基板と後透明基板との間に液晶が封止され、
前記後透明基板に形成された薄膜トランジスタの半導体
層より前方に、フォトクロミック材料層が配置されたこ
とを特徴としている。請求項2記載の発明においては、
フォトクロミック材料層が外光の入射に伴い暗色化また
は変色して外光の入射を抑制する作用がある。このた
め、薄膜トランジスタの半導体層へ強い外光が入射する
ことを抑え、リーク電流が増加するのを抑制することが
でき、液晶表示装置の画面のコントラストが外光入射に
より低下するのを抑えることができる。
【0008】請求項3記載の発明は、前記フォトクロミ
ック材料層が、前記透明基板であることを特徴としてい
る。
【0009】請求項4記載の発明は、一対の相対向す
る、前透明基板と後透明基板との間に液晶が封止され、
前記後透明基板に形成された薄膜トランジスタの半導体
層より前方に、前記半導体層より移動度ギャップの狭い
半導体膜を配置したことを特徴としている。
【0010】請求項4記載の発明においては、半導体層
より移動度ギャップの狭い半導体膜を前方に配置したこ
とにより、外光の入射に伴い半導体膜の光透過率を低下
させることができ、外光が半導体層へ入射するのを抑制
することができる。このため、半導体層でのリーク電流
が増加するのを抑制することができ、液晶表示装置の画
面のコントラストが外光入射により低下するのを抑える
ことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る液晶表示装
置の詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。 (実施形態1)図1は、本発明に係る液晶表示装置の実
施形態1を示す要部断面図である。本実施形態は、反射
型と透過型の両方の機能を選択的に用いることができる
液晶表示装置に本発明を適用したものである。同図中、
11は本実施形態の液晶表示装置を示している。この液
晶表示装置11は、対をなす前透明基板12と後透明基
板13との間に液晶14を封止して大略構成される液晶
表示部15と、その後方に配置されたバックライトシス
テム16と、からなる。
【0012】まず、液晶表示部15の構成について説明
する。前透明基板12の後面には、表示領域全体に亙っ
て、感光性遮光層としての、例えばフッ化カルシウム
(CaF2)に希土類元素をドープした結晶などのフォ
トクロミック物質でなるフォトクロミック膜17が形成
されている。このフォトクロミック膜17は、光の波長
または強度に応じて光の透過率が変化する作用がある。
フォトクロミック膜17の後面には、同じく表示領域全
体に亙って、ITOでなる共通電極18が形成されてい
る。この共通電極18の後面には、後記する画素電極2
3に対向する領域に所定の色配列に従ってカラーフィル
タ層19が配置・形成されている。また、カラーフィル
タ層19どうしの間には、例えばCrO2/Crの2層
構造でなるブラックマトリクス20が形成されている。
そして、カラーフィルタ層19およびブラックマトリク
ス20を覆うように、前配向膜21が形成されている。
【0013】後透明基板13の前面には、ゲート電極2
1および図示しないゲートラインなどが例えばAl膜で
形成されている。また、後透明基板13とゲート電極2
1などを覆うように、例えばSiNでなるゲート絶縁膜
22が形成されている。ゲート絶縁膜22の前面には、
マトリクス状に画素電極23が配置・形成されている。
また、ゲート絶縁膜22の上には、ゲート電極21の上
方に位置するように、アモルファスシリコンでなる半導
体層24が画素領域毎に、島状にパターン形成されてい
る。この半導体層24上には、半導体層24の中央を横
断するように、SiNでなるチャネルストッパとしての
ブロッキング層25が形成されている。また、半導体層
24およびブロッキング層25の上には、ブロッキング
層25上でソース側とドレイン側とに分離されるn+
Si層26が形成されている。さらに、ソース側のn+
−Si層26の上には、画素電極23に接続するように
ソース電極27Sが形成されている。また、ドレイン側
のn+−Si層26の上には、図示しないドレインライ
ンと一体的に接続されるドレイン電極27Dが形成され
ている。これらゲート電極21、ゲート絶縁膜22、半
導体層24、n+−Si層26、ソース電極27S、お
よびドレイン電極27Dにより、TFT28が構成され
ている。そして、TFT28を含む、画素電極23どう
しの間の領域を覆うように、オーバーコート膜29が形
成されている。なお、画素電極23の周縁は、オーバー
コート膜29で覆われている。さらに、このように形成
された後透明基板13側の前面には、後配向膜30が表
示領域の全域に亙って形成されている。一方、後透明基
板13の後面には、ハーフミラー31が設けられてい
る。
【0014】このような構成の前透明基板12側と後透
明基板13側とは、画素電極23とカラーフィルタ層1
9との位置が対応し、かつTFT28がブラックマトリ
クス20に対向するように配置され、図示しないシール
材を介して貼り合わされている。そして、このシール材
と前後配向膜21、30とで形成される空隙に、液晶1
4が封止されている。
【0015】このような構成の液晶表示部15の後方に
は、例えば図示しない光源と導光板と反射板などでなる
バックライトシステム16が配置されて、液晶表示装置
11が構成されている。なお、図示しないが、本実施形
態の液晶表示装置では、液晶表示モードに従って適宜偏
光板を備える構成としてもよい。
【0016】本実施形態においては、前透明基板12の
後面の表示領域の全域に亙ってフォトクロミック膜17
が形成されているため、液晶表示装置11の前方から強
い光が入射しても、フォトクロミック膜17が光の照射
を受けることにより変色または暗色化して光の透過率を
小さくすることができる。このため、強い光がブラック
マトリクス20を透過したり、カラーフィルタ層19に
対して斜めに強い光が入射すること(迷光)を抑制で
き、半導体層24へ強い外光が入射するのを抑制するこ
とができる。このように、半導体層24への光入射を抑
制したことにより、光電流が流れリーク電流が増加する
ことを抑制することができ、表示におけるコントラスト
が低下することを抑制することができる。この液晶表示
装置11を反射型液晶表示装置として使用する場合、上
記したような強い外光(例えば太陽光)による影響を防
ぐことができる。なお、本実施形態では、フォトクロミ
ック膜17の作用によりコントラストが若干全体的に低
下するが、コントラストの低下を最小限に抑えることが
できる。このように、本実施形態では、入射してきた強
い光を遮断することができるため、強い光により決定的
にコントラストが低下するのを防止できる。なお、この
液晶表示装置11を透過型液晶表示装置として使用する
場合は、バックライトシステム16から照射される光を
用いて液晶表示を行えばよい。
【0017】なお、本実施形態では、前透明基板12の
後面にフォトクロミック膜17を配置したが、フォトク
ロミック膜17に代えて、半導体層24を形成するアモ
ルファスシリコンより移動度ギャップの狭い半導体膜、
例えばアモルファスゲルマニウム(a−Ge)膜を配置
してもよい。このような半導体膜は、光の入射により光
の透過性が低くなる性質があるため、本実施形態と同様
に半導体層24へ強い外光が入射するのを抑制する作用
があり、同様の効果を得ることができる。
【0018】(実施形態2)図2は、本発明に係る液晶
表示装置の実施形態2を示す要部断面図である。本実施
形態では、フォトクロミック膜を用いずに、前透明基板
に代えてフォトクロミック材料でなるフォトクロミック
基板12Aが用いられている。本実施形態における他の
構成は、上記した実施形態1と同様である。本実施形態
における作用および効果は、上記した実施形態1と同様
である。
【0019】(実施形態3)図3(A)は、本発明に係
る液晶表示装置の実施形態3を示す要部断面図である。
本実施形態の液晶表示装置においては、前透明基板12
側にはフォトクロミック膜が無く、同図に示すように、
後透明基板13側の、ブラックマトリクス20に対向す
る領域にフォトクロミック膜17がオーバーコート膜2
9を覆うように形成されている。本実施形態における他
の構成は、上記した実施形態1と同様である。本実施形
態では、前透明基板12側にフォトクロミック膜が無い
ため、TFT28を覆うフォトクロミック膜17が暗色
化しても、ITOでなる共通電極18を透過する光には
影響がなく、フォトクロミック膜17に起因するコント
ラストの低下を抑制できる。また、フォトクロミック1
7が半導体層24に近い位置にあるため、斜めから入射
する光も入射しにくくなり、半導体層24に光電流が流
れてリーク電流が増加するのを抑制することができる。
なお、本実施形態では、フォトクロミック膜17がTF
T28を覆うように形成されているが、フォトクロミッ
ク膜17に代えて、半導体層24を形成するアモルファ
スシリコンより移動度ギャップの狭い半導体膜、例えば
アモルファスゲルマニウム(a−Ge)膜を形成しても
よい。このような半導体膜は、光の入射により光の透過
性が低くなるため、本実施形態と同様に半導体層24へ
強い外光が入射するのを抑制する作用があり、同様の効
果を得ることができる。また、ドレインライン、ゲート
ライン上にフォトクロミック膜17を形成してもよい。
さらに、図3Bに示すように、前透明基板12側のTF
T28、ドレインライン、ゲートラインの対向部のみに
フォトクロミック膜17を形成してもよい。ドレインラ
イン、ゲートラインは低抵抗のため、Al等の光反射性
金属を適用しているが、強い光量の外光が入射した場
合、フォトクロミック膜17が暗化するので、ドレイン
ライン、ゲートラインの反射によるちらつきを防止する
ことができる。
【0020】(実施形態4)図4は、本発明に係る液晶
表示装置の実施形態4を示す要部断面図である。上記し
た実施形態1および実施形態2においては、ブラックマ
トリクス20がCrO2/Crの2層構造であったが、
本実施形態においてはブラックマトリクス20AがCr
膜のみで形成されている。通常、Cr膜は光反射性が高
いが、フォトクロミック膜17がブラックマトリクス2
0Aの前方に配置されているため、強い光が入射しても
フォトクロミック膜17の作用により光透過率が抑制さ
れるため、光の反射を抑えることができ、ブラックマト
リクス20Aでの光の反射も抑制できる。本実施形態に
おける他の構成、作用、および効果は上記した実施形態
1と同様である。
【0021】以上、実施形態1〜実施形態4について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例え
ば、上記した各実施形態においては、後透明基板13に
ハーフミラー31を備え、液晶表示部15の後方にバッ
クライトシステム16を備える構成としたが、反射型の
液晶表示装置として、後透明基板13に反射板を備え、
バックライトシステム16を備えない構成としてもよい
し、透過型の液晶表示装置として、ハーフミラー31を
備えずバックライトシステム16を備えた構成としても
よい。
【0022】なお、上記した実施形態では、フォトクロ
ミック材料としてフッ化カルシウム(CaF2)に希土
類元素をドープした結晶を用いたが、各種のフォトクロ
ミック材料やフォトクロミックガラスを適宜用いること
が可能である。また、半導体層24より移動度ギャップ
の狭い半導体膜としてa−Geを挙げたが、半導体層の
材料に応じて、より移動度ギャップの狭い半導体材料を
適宜用いることができる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、外光が半導体層へ入射することを抑制し
て、コントラストの低下を最小限に抑えた液晶表示装置
を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶表示装置の実施形態1の要部
断面図。
【図2】本発明に係る液晶表示装置の実施形態2の要部
断面図。
【図3】(A)、(B)は、本発明に係る液晶表示装置
の実施形態3の要部断面図。
【図4】本発明に係る液晶表示装置の実施形態4の要部
断面図。
【図5】従来の液晶表示装置の要部断面図。
【図6】液晶表示装置の正常な状態での画面のイメージ
を示す説明図。
【図7】液晶表示装置に強い光が入射している状態での
画面のイメージを示す説明図。
【符号の説明】
11 液晶表示装置 12 前透明基板 12A フォトクロミック基板 13 後透明基板 14 液晶 15 液晶表示部 17 フォトクロミック膜 20 ブラックマトリクス 20A ブラックマトリクス 24 半導体層 28 TFT

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の相対向する、前透明基板と後透明
    基板との間に液晶が封止され、前記後透明基板側に半導
    体層を有するスイッチング素子が形成されると共に、前
    記スイッチング素子の前方に、前記半導体層への外光の
    入射を、前記外光の波長または強度に応じて抑制する感
    光性遮光層を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 一対の相対向する、前透明基板と後透明
    基板との間に液晶が封止され、前記後透明基板に形成さ
    れた薄膜トランジスタの半導体層より前方に、フォトク
    ロミック材料層が配置されたことを特徴とする液晶表示
    装置。
  3. 【請求項3】 前記フォトクロミック材料層は、前記透
    明基板であることを特徴とする請求項2記載の液晶表示
    装置。
  4. 【請求項4】 一対の相対向する、前透明基板と後透明
    基板との間に液晶が封止され、前記後透明基板に形成さ
    れた薄膜トランジスタの半導体層より前方に、前記半導
    体層より移動度ギャップの狭い半導体膜を配置したこと
    を特徴とする液晶表示装置。
JP15306697A 1997-05-28 1997-05-28 液晶表示装置 Pending JPH10333186A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009013921A1 (ja) * 2007-07-24 2009-01-29 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置及びその製造方法

Cited By (2)

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