KR20040075777A - 전기 광학 패널 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율을 향상시키기 위한 것으로, 차광층(70)은 제 1 차광층(71)과 제 2 차광층(72)을 포함하고, 제 1 차광층(71)은 주사선(2) 및 데이터선(3)을 덮도록 형성되며, 제 2 차광층(72)은 돌기 패턴(10)에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 마련되어 있고, 돌기 패턴(10)은, 그 일부가 데이터선(3)과 겹치도록 형성되어 있고, 제 2 차광층(72)과 제 1 차광층(71)은 겹쳐, 제 2 차광층(72)의 일부 또는 전부를 제 1 차광층(71)과 겸용할 수 있어, 개구부의 면적을 확대할 수 있다.
Description
본 발명은 2장의 기판으로 이루어지고 이들 사이의 거리를 규제하는 돌기 패턴을 구비한 전기 광학 패널 및 이것을 이용한 전자기기에 관한 것이다.
전기 광학 물질로서 액정을 이용하는 액정패널로서 액티브 매트릭스형인 것이 있다. 이 액정패널은 복수의 주사선과 복수의 데이터선을 구비하고, 데이터선과 주사선의 교차에 대응하여, 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 화소는, 스위칭 소자로서 기능하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, 「TFT」라고 칭함), 화소 전극, 액정 및 화소 전극과 액정을 사이에 두고 대향하는 대향전극을 구비한다. 주사선이 순차적으로 선택되면, 당해 주사선에 접속되어 있는 TFT가 온 상태로 되어, 데이터선에 공급되는 화상 신호가 화소에 취입되고, 전하가 액정 용량에 축적된다.
이와 같은 액정패널은 소자 기판과 대향 기판을 구비한다. 소자 기판에는, 주사선, 데이터선 및 TFT가 형성된다. 대향 기판에는, 차광층이나 대향 전극 등이 형성된다. 또한, 소자 기판과 대향 기판 사이의 셀갭에는 액정이 충전된다. 셀갭 간격을 일정하게 유지하기 위해서 대향 기판에 돌기 패턴을 형성하는 것이 있다.
돌기 패턴을 배치하면, 러빙의 불균일이 발생하여, 액정분자의 방향을 제어할 수 없게 되고, 화면을 표시할 때에 광 누설이 발생하여, 화질이 현저히 열화한다. 이 때문에, 돌기 패턴에 의한 광 누설을 방지하기 위해, 본래의 개구부에 차광층을 배치해야 한다. 한편, 액정패널의 밝기를 향상시키기 위해서는, 개구부의 면적을 크게 해야 한다.
그래서, 돌기 패턴이 배치된 화소에 있어서의 개구부에만 차광층을 연장하여 마련하는 기술이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1). 도 20은 종래 기술에서의 차광층과 돌기 패턴의 관계를 나타내는 모식도이다. 또, 도면 중에 나타내는 화살표는 러빙 방향을 나타내고 있다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴 T가 마련된 화소에서는, 면적이 좁은 개구부 K1이 형성되는 한편, 돌기 패턴 T가 마련되어 있지 않은 화소에서는, 면적이 넓은 개구부 K2가 형성된다. 그리고, 개구부 K1 및 K2는 차광층 S1 및 S2로 구분되어 있고, 돌기 패턴 T가 마련된 화소에서는, 차광층 S1이 배치되어 있다. 이 차광층 S1에 의해서, 광 누설이 방지된다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2002-341329호 공보(도 1)
종래 기술에서는, 돌기 패턴 T가 차광층 S2의 단부에 배치되어 있기 때문에, 광 누설을 방지하기 위한 차광층 S1을 차광층 S2와는 별도로 마련해야 했다. 또한, 돌기 패턴 T와 각종 배선의 관계는 일체 고려되어 있지 않았다. 이 때문에, 종래 기술에서의 개구율의 향상은, 돌기 패턴 T가 없는 화소에서의 차광층 S1의 삭감에 그치는 것이었다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 행해진 것으로서, 가일층의 개구율의 향상을 도모하는 것 등을 해결 과제로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정패널 AA의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에서의 Z-Z'선 단면도,
도 3은 소자 기판(151)에 형성되는 화상 표시 영역 A의 전기적인 구성을 나타내는 회로도,
도 4는 동일 패널에서의 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 5는 동일 패널에서의 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계에 대하여 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 6은 동일 패널에서의 개구부와 차광층의 관계를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 7은 동일 패널에서의 돌기 패턴(10)이 마련된 주변 화소의 상세한 구조를 나타내는 평면도,
도 8은 도 7에서의 A-A' 단면을 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴(10)이 마련된 주변 화소의 상세한 구조를 나타내는 평면도,
도 10은 동일 패널에서의 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 11은 동일 패널에서의 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계에 대하여 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도,
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴(10)이 마련된 주변 화소의 상세한 구조를 나타내는 평면도,
도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴(10)이 마련된 주변 화소의 상세한 구조를 나타내는 평면도,
도 14는 본 발명의 실시예 5에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴, 차광층 및 컬러 필터의 관계를 나타내는 모식도,
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴, 차광층 및 컬러 필터의 관계를 나타내는 모식도,
도 16은 본 발명의 실시예 7에 따른 액정패널 AA의 구조를 나타내는 상세한 평면도,
도 17은 동일 액정장치를 적용한 전자기기의 일례인 비디오프로젝터의 평면도,
도 18은 동일 액정장치를 적용한 전자기기의 일례인 퍼스널컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도,
도 19는 동일 액정장치를 적용한 전자기기의 일례인 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도,
도 20은 종래 기술에서의 차광층과 돌기 패턴의 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 주사선 3 : 데이터선
4 : 용량선 10 : 돌기 패턴
6 : 화소 전극 50 : TFT
70 : 차광층 71 : 제 1 차광층
72 : 제 2 차광층 73 : 제 3 차광층
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선과 복수의 데이터선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 데이터선과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 돌기 패턴이 데이터선과 겹치기 때문에, 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 제 1 차광층과 겸용할 수 있다. 이 때문에, 개구부에 연장되는 제 2 차광층의 면적을 삭감할 수 있기 때문에, 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 돌기 패턴의 중심은 상기 데이터선 상에 형성하는 것이, 개구율을 한층더 향상시키는 관점에서 바람직하다. 본 명세서에서「돌기 패턴의 중심」이란, 돌기 패턴의 단면의 형상이 원이라면 원의 중심이지만, 그 단면의 형상이 복잡한 경우에는, 그 중심을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선과 복수의 데이터선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 주사선과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 돌기 패턴이 주사선과 겹치기 때문에, 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 제 1 차광층과 겸용할 수 있다. 이 때문에, 개구부에 연장되는 제 2 차광층의 면적을 삭감할 수 있기 때문에, 개구율을 향상시킬 수 있다. 여기서,상기 돌기 패턴의 중심은 상기 주사선 상에 형성하는 것이, 개구율을 한층더 향상시키는 관점에서 바람직하다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 복수의 용량선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 용량선과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
용량선은 선폭이 굵고 평탄성이 우수하기 때문에, 그 상부의 절연막은 막두께 및 평탄성이 양호하다. 따라서, 본 발명에 따르면 돌기 패턴(10)을 안정하게 형성하고, 또한 셀갭 간격을 정확히 결정할 수 있다. 여기서, 상기 돌기 패턴의 중심을 상기 용량선 상에 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 복수의 용량선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것에 있어서, 상기돌기 패턴의 일부 또는 전부는, 상기 주사선, 상기 데이터선 및 상기 용량선에 의해서 둘러싸인 영역과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
제 1 기판에 형성되는 절연막의 평탄성은, 그 하부에 위치하고 있는 각종 패턴에 크게 의존한다. 돌기 패턴을 배치하는 절연막의 하부에 복수의 패턴이 존재하면, 당해 영역에서 절연막 두께가 불균일하게 되기 쉽다. 본 발명에 따르면, 주사선, 데이터선 및 용량선에 의해서 둘러싸인 영역에는, 이들의 패턴이 존재하지 않기 때문에, 당해 영역은 평탄성이 양호하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 돌기 패턴을 안정하게 형성하고, 셀갭 간격을 한층더 정확히 결정할 수 있는 효과가 있다.
이 경우, 안정성을 한층더 높인다고 하는 관점에서, 돌기 패턴의 중심을 상기 주사선, 상기 데이터선 및 상기 용량선에 의해서 둘러싸인 영역 내에 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 전기 광학 패널에 있어서, 상기 돌기 패턴은, 상기 데이터선에 대하여 러빙 방향의 위쪽으로 연장되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 차광층의 러빙 방향의 아래쪽에는, 상기 제 2 차광층이 연장되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고, 상기 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 상기 반사 영역을 형성한 것을 특징으로 한다.
반투과 반사형의 전기 광학 패널에 있어서, 돌기 패턴에 기인하는 광 누설은, 반사 영역쪽이 투과 영역보다 눈에 띄지 않는다. 한편, 광 누설은 러빙 방향의 아래쪽에 발생한다. 따라서, 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 반사 영역을 형성함으로써, 광 누설이 발생한 경우에 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는, 청색을 포함하는 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 청색의 상기 컬러 필터를 형성한 것을 특징으로 한다.
컬러 표시가 가능한 전기 광학 패널에 있어서, 돌기 패턴에 기인하는 광 누설은, 청색이 다른 색(예컨대, 적색 또는 녹색)과 비교하여 눈에 띄지 않는다. 한편, 광 누설은 러빙 방향의 아래쪽에 발생한다. 따라서, 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 청색을 포함하는 컬러 필터가 형성되는 것에 의해, 광 누설이 발생한 경우에 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 또, 컬러 필터는 제 1 기판 또는 제 2 기판 중 어디에 형성되더라도 좋다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고, 상기제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는 컬러 필터가 형성되어 있고, 같은 색에서는 각 개구부의 면적이 같게 되도록 제 3 차광층을 형성한 것을 특징으로 한다.
컬러 필터의 색 농도는 개구부의 면적에 따라 조정해야 한다. 따라서, 동일색에서 개구부의 면적이 다르면, 제 2 차광층이 마련된 화소에 대해서는 색 농도를 다르게 해야 해서, 컬러 필터의 제조 공정이 복잡해진다. 본 발명에 따르면, 제 3 차광층을 마련하여 개구부의 면적이 같게 되도록 했기 때문에, 컬러 필터의 색 설계 및 제조가 용이하게 된다. 여기서, 개구부란, 화상의 표시에 기여하는 광이 통과하는 영역의 의미이며, 예컨대, 차광층으로 둘러싸인 부분이 해당한다. 또한, 「각 개구부의 면적이 같다」의 의미에는, 완전히 동일뿐만 아니라 제조 공정에서의 오차를 포함한다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는 청색, 녹색 및 적색의 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴은, 소정의 행수마다 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되고, 또한, 좌우에 인접하는 컬러 필터의 색의 조가 행 방향으로 서로 다르고, 소정 주기로 모든 색의 조가 되도록 배치하여, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 돌기 패턴과 좌우에 인접하는 컬러 필터의 색의 조가 행 방향으로 서로 다르고, 돌기 패턴은 소정 주기로 모든 색의 조가 되도록 배치된다. 이와 같이 돌기 패턴을 배치함으로써, 각 색의 개구율을 같게 할 수 있어, 색간의 밝기를 일치시키는 것이 가능해진다. 부가하여, 제 3 차광층을 마련할 필요가 없기 때문에, 패널 전체의 개구율을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 제 n(n은 자연수) 행에서 돌기 패턴을 적색과 녹색의 화소(컬러 필터) 사이에 배치하고, 제 n+1 행에서 돌기 패턴을 녹색과 청색의 화소 사이에 배치하며, 제 n+2 행에서 돌기 패턴을 청색과 적색의 화소 사이에 배치해도 좋다. 또한, 제 n 행에서 돌기 패턴을 적색과 녹색의 화소 사이에 배치하고, 제 n+1 행에서 돌기 패턴을 청색과 적색의 화소 사이에 배치하며, 제 n+2 행에서 돌기 패턴을 녹색과 청색의 화소 사이에 배치해도 좋다.
본 발명에 따른 전기 광학 패널은, 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 것으로서, 상기 돌기 패턴은, 상기 제 1 차광층과 겹치는 평탄한 부분에 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 돌기 패턴을 평탄한 영역에 형성하기 때문에, 셀갭 간격을 정확히 결정할 수 있다. 예컨대, 반사 영역에 형성되는 요철의 영향을 받아 평평하지 않은 영역이나 콘택트 홀의 영역 등, 높이가 일정하지 않은 영역은 제외되고, 평탄한 영역에 돌기 패턴이 형성되는 것으로 된다.
다음에, 본 발명에 따른 전자기기는 상술한 전기 광학 패널을 구비한 것을 특징으로 하는 것이며, 예컨대, 비디오 카메라에 이용되는 뷰파인더, 휴대전화기, 노트북형 컴퓨터, 비디오프로젝터 등이 해당한다.
(실시예 1)
(1: 액정패널의 전체 구성)
우선, 본 발명에 따른 전기 광학 장치로서, 전기 광학 재료로서 액정을 이용한 액정장치를 일례로 들어 설명한다. 액정장치는 주요부로서 액정패널 AA를 구비한다. 액정패널 AA는, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, 「TFT」라고 칭함)를 형성한 소자 기판과 대향 기판을 서로 전극 형성면을 대향시키고, 또한, 일정한 간극을 유지하여 붙이며, 이 간극에 액정이 협지되어 있다.
액정패널 AA의 전체 구성에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 1은 액정패널 AA의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에서의 Z-Z'선 단면도이다.
이들의 도면에 도시되는 바와 같이, 액정패널 AA는, 화소 전극(6) 등이 형성된 유리나 반도체 등의 소자 기판(151)과, 대향 전극(158) 등이 형성된 유리 등의 투명한 대향 기판(152)을, 스페이서(153)가 혼입된 밀봉재(154)에 의해서 일정한 간극을 유지하여, 서로 전극 형성면이 대향하도록 접합하고, 또한, 이 간극에 전기 광학 재료로서의 액정(155)을 봉입한 구조로 되어 있다. 또한, 밀봉재(154)의 내측으로서, 대향 기판(152)에는 돌기 패턴(10)이 마련되어 있다. 이 돌기 패턴(10)에 의해서, 화상 표시 영역의 셀갭 간격이 일정하게 유지되게 된다. 또, 밀봉재(154)는 대향 기판(152)의 기판 주변을 따라 형성되지만, 액정(155)을 봉입하기 위해서 일부가 개구하고 있다. 이 때문에, 액정(155)의 봉입 후에, 그 개구 부분이 봉지재(156)에 의해서 봉지되어 있다.
여기서, 소자 기판(151)의 대향면으로서, 밀봉재(154)의 외측 한 변에서는, 데이터선 구동 회로(200)가 형성되어, Y 방향으로 연장하는 데이터선(3)을 구동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 한 변에는 복수의 접속 전극(157)이 형성되어, 타이밍 발생 회로로부터의 각종 신호나 화상 신호를 입력하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 한 변에 인접하는 두 변에는, 주사선 구동 회로(100)가 형성되어, X 방향으로 연장하는 주사선(2)을 각각 양측으로부터 구동하는 구성으로 되어 있다.
한편, 대향 기판(152)의 대향 전극(158)은, 소자 기판(151)과의 접합 부분에서의 네 모서리 중, 적어도 1개소에서 마련된 도통재에 의해서, 소자 기판(151)과의 전기적 도통이 도모되고 있다. 그 밖에, 대향 기판(152)에는, 액정패널 AA의 용도에 따라서, 예컨대, 제 1에, 스트라이프 형상이나, 모자이크 형상, 트라이앵글 형상 등으로 배열한 컬러 필터가 마련되고, 제 2에, 예컨대, 크롬이나 니켈 등의 금속 재료나, 카본이나 티타늄 등을 포토레지스트에 분산한 수지블랙 등의 블랙 매트릭스가 마련되어, 제 3에, 액정패널 AA에 광을 조사하는 백 라이트가 마련된다. 특히 색광 변조의 용도인 경우에는, 컬러 필터는 형성되지 않고 블랙 매트릭스가 대향 기판(152)에 마련된다.
부가하여, 소자 기판(151) 및 대향 기판(152)의 대향면에는, 각각 소정의 방향으로 러빙 처리된 배향막 등이 마련되는 한편, 그 각 배면측에는 배향 방향에 따른 편광판(도시 생략)이 각각 마련된다. 단, 액정(155)으로서, 고분자 중에 미소립으로서 분산시킨 고분자 분산형 액정을 이용하면, 상술한 배향막, 편광판 등이 불필요해지는 결과, 광 이용 효율이 높아지기 때문에, 고휘도화나 저소비 전력화 등의 점에서 유리하다.
또, 데이터선 구동 회로(200), 주사선 구동 회로(100) 등의 주변 회로의 일부 또는 전부를, 소자 기판(151)에 형성하는 대신에, 예컨대, TAB(Tape Automated Bonding) 기술을 이용하여 필름에 실장된 구동용 IC칩을, 소자 기판(151)의 소정 위치에 마련되는 이방성 도전필름을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하는 구성으로 해도 좋고, 구동용 IC칩 자체를, COG(Chip On Glass) 기술을 이용하여, 소자 기판(151)의 소정 위치에 이방성 도전필름을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하는 구성으로 해도 좋다.
도 3은 소자 기판(151)에 형성되는 화상 표시 영역 A의 전기적인 구성을 나타내는 회로도이다. 화상 표시 영역 A에는, 도 3에 도시되는 바와 같이, m(m은 2 이상의 자연수)개의 주사선(2)이 X 방향을 따라서 평행하게 배열하여 형성되는 한편, n(n은 2 이상의 자연수)개의 데이터선(3)이 Y 방향을 따라서 평행하게 배열되어 형성되어 있다. 그리고, 주사선(2)과 데이터선(3)의 교차 부근에서는, TFT(50)의 게이트가 주사선(2)에 접속되는 한편, TFT(50)의 소스가 데이터선(3)에 접속되고, 또한, TFT(50)의 드레인이 화소 전극(6)에 접속된다. 그리고, 각 화소는, 화소 전극(6)과, 대향 기판(152)에 형성되는 대향 전극(158)과, 이들 양 전극간에 협지된 액정(155)에 의해 구성된다. 이 결과, 주사선(2)과 데이터선(3)의 각 교차에 대응하고, 화소는 매트릭스 형상으로 배열되는 것으로 된다.
또한, TFT(50)의 게이트가 접속되는 각 주사선(2)에는, 주사 신호 Y1, Y2, …, Ym이, 펄스적으로 선순차적으로 인가되도록 되어 있다. 이 때문에, 임의의 주사선(2)에 주사 신호가 공급되면, 당해 주사선에 접속되는 TFT(50)가 온하기 때문에, 데이터선(3)으로부터 소정의 타이밍에서 공급되는 화상 신호 X1, X2, …, Xn은 대응하는 화소에 순서대로 기록된 후, 소정 기간 유지되는 것으로 된다.
각 화소에 인가되는 전압 레벨에 따라 액정 분자의 배향이나 질서가 변화하기 때문에, 광변조에 의한 계조 표시가 가능해진다. 예컨대, 액정을 통과하는 광량은, 노멀 화이트 모드이면, 인가 전압이 높아짐에 따라서 제한되는 한편, 노멀 블랙 모드이면, 인가 전압이 높아짐에 따라서 완화되기 때문에, 액정장치 전체에서는, 화상 신호에 따른 계조를 가지는 광이 각 화소마다 출사된다. 이 때문에, 소정의 표시가 가능해진다.
또한, 유지된 화상 신호가 리크하는 것을 방지하기 위해서, 축적 용량(51)이 화소 전극(6)과 대향 전극(158) 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 부가된다. 축적 용량(51)은 용량선(4)과 TFT(50)의 드레인 사이에서 형성된다. 예컨대, 화소 전극(6)의 전압은, 소스 전압이 인가된 시간보다도 3자리수 긴 시간만큼 축적 용량(51)에 의해 유지되기 때문에, 유지 특성이 개선되는 결과, 고계조비가 실현되는 것으로 된다.
(2:돌기 패턴의 배치)
도 4는 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 또, 도면 중의 화살표는 러빙 방향을 나타내고 있다. 도면 중 굵은 테로 둘러싸인 영역은 차광층(70)이며, 블랙 매트릭스 등에 의해서 형성된다. 이 예의 차광층(70)은 대향 기판(152)에 형성되지만, 소자 기판(151)에 형성해도 좋다. 차광층(70)은 제 1 차광층(71)과 제 2 차광층(72)을 포함한다. 제 1 차광층(71)은 주사선(2) 및 데이터선(3)을 덮도록 형성된다. 제 1 차광층(71) 중, 주사선(2) 및 데이터선(3)으로부터 밀려 나와 있는 영역은, 제 1에 소자 기판(151)과 대향 기판(152)을 접합할 때의 위치 어긋남, 제 2에 화소 전극의 개시 위치, 제 3에 뒤틀린 방향에 의한 액정의 리버스틸트부의 은폐 등을 고려하여 정해진다. 제 2 차광층(72)은 돌기 패턴(10)을 형성한 것에 의한 러빙의 불균일에 기인하여 발생하는 광 누설을 방지하기 위해서 마련되어 있다. 광 누설은 돌기 패턴(10)에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 발생한다. 따라서, 제 2 차광층(72)은 돌기 패턴(10)에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 마련되어 있다.
돌기 패턴(10)은, 그 일부가 데이터선(3)과 겹치도록 형성되어 있다. 상술한 바와 같이 제 1 차광층(71)은, 데이터선(3)을 덮도록 형성되기 때문에, 돌기 패턴(10)의 일부를 데이터선(3)과 겹치도록 배치하면, 제 2 차광층(72)과 제 1 차광층(71)이 겹치는 것으로 된다. 이 예에서는, 그물 모양으로 나타낸 영역(73)에서, 제 1 차광층(71)과 제 2 차광층(72)이 겹친다. 환언하면, 제 2 차광층(72)을 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성하여, 제 2 차광층(72)의 일부 또는 전부를 제 1 차광층(71)과 겸용한 것이다. 따라서, 제 1 차광층(71)으로부터 밀려나오는 제 2 차광층(72)의 면적을 축소할 수 있다. 이에 따라, 개구부의 면적을 확대한 것이 가능해진다.
또한, 돌기 패턴(10)의 일부가 데이터선(3)과 겹치는 경우에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)의 중심(10C)이 데이터선(3) 상에 없는 경우가 포함되지만, 제 2 차광층(72)을 제 1 차광층(71)과 겸용하여 개구율을 향상시킨다고 하는 관점에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 중심(10C)이 데이터선(3) 상에 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 4에 나타내는 예에서는, 돌기 패턴(10)의 직경이 데이터선(3)의 폭보다도 크지만, 돌기 패턴(10)의 형상이나 데이터선(3)의 폭에 따라서는, 돌기 패턴(10)의 전부가 데이터선(3)과 겹치는 적도 있다. 그와 같은 경우에도, 개구율을 향상시키는 것이 가능하다.
도 6에, 개구부와 차광층의 관계를 모식적으로 나타낸다. 차광층(70)으로 둘러싸인 영역이 개구부(11)로 된다. 개구부(11)는 면적의 대소에 따라 3종류로 나누어지고, 11A→11B→11C의 순서대로 면적이 커지고 있다. 컬러 필터를 개구부(11)에 마련하는 경우에는, 면적에 따라 색 농도를 조정하는 것이 바람직하다.
도 7에 돌기 패턴(10)이 마련된 주변 화소의 상세한 구조를 나타낸다. 또한, 도 7에서의 A-A' 단면을 도 8에 나타낸다. 또, 이 예에서는, 반투과 반사형의 액정패널 AA의 구조를 일례로서 나타내지만, 투과형이나 반사형의 패널에 적용해도 되는 것은 물론이다.
소자 기판(151) 상에는, 플래너 프로세스(planar process)를 이용하여, 반도체층(50A∼50C)이 형성되어 있다. 이 중, 소스 영역(50A)과 드레인 영역(50B)에는 이온 도핑이 실시되어, 고농도 불순물 영역이 형성된다. 반도체층(50A∼50C) 상에는 게이트 절연막(160)이 형성된다. 다음에, 주사선(2)(게이트선) 및 용량선(4)이 형성된다. 구체적으로는, 스퍼터링 처리 등에 의해 알루미늄 등의 도전 재료를 적층하고, 포토리소그래피 공정, 에칭 공정 등에 의해 패터닝을 실시한다. 다음에, 주사선(2) 및 용량선(4) 상에서 제 1 층간 절연막(161)을 형성하고, 반응성 에칭, 반응성 이온빔 에칭 등의 건식 에칭에 의해, 또는, 습식 에칭에 의해 콘택트 홀을 형성한다. 그리고, 데이터선(3)(소스선) 및 드레인 전극(54)을 패터닝한다.
축적 용량(51)(도 3 참조)은, TFT(50)의 드레인 영역(50C)의 일부와 게이트 절연막(160)을 거쳐서 대향하는 용량선(4)에 의해서 형성된다.
데이터선(3)(소스선) 및 드레인 전극(54) 상에는, 하층 제 2 층간 절연막(162)이 형성된다. 그리고, 반사 영역에서는 요철을 형성할 수 있도록 패터닝을 하고, 그 위에 상층 제 2 층간 절연막(163)을 형성한다. 이에 따라, 반사 영역에서, 파상(波狀)의 요철을 형성할 수 있다. 또, 이 예에서는, 하층 제 2 층간 절연막(162)에 완전한 홀이 형성되도록 패터닝을 실시했지만, 완전한 홀이 형성되지 않도록 노광 시간을 조정하여, 상층 제 2 층간 절연막(163)을 생략해도 좋다.
반사 영역에서 파상의 요철이 형성된 후, 건식 에칭이나 습식 에칭에 의해 콘택트 홀을 형성하고, 그 위에 반사 전극(164)을 패터닝하고, 또한 화소 전극(6)을 패터닝한다. 반사 전극(164)의 재료로서는 알루미늄이나 은 등을 이용할 수 있다. 또한, 화소 전극(6)의 재료는, ITO(인듐틴옥사이드) 등의 투명 재료로 이루어진다. 그리고, ITO 상에서 배향막(도시하지 않음)이 형성되고, 러빙 처리가 실시된다.
다음에, 대향 기판(152) 상(도면 중 아래 방향)에는 차광층(170)이 형성된다. 차광층(170)의 재료로서는, 금속 크롬, 카본 또는 티타늄을 포토레지스트에 분산한 수지블랙이나, 니켈 등의 금속 재료 등을 이용할 수 있다. 또한, 이들을 포함하는 두개 이상의 재료에 의해 적층 구조를 형성해도 좋다. 차광층(170) 상에는, 컬러 필터(171)가 형성되고, 또한, 셀갭 조정 패턴(172)이 반사 영역에 형성된다. 이에 따라, 반사 영역에서의 셀갭 간격이 투과 영역에서의 셀갭 간격보다도 좁게 되어, 반사 영역과 투과 영역의 광학 특성을 근접시킬 수 있다.
셀갭 조정 패턴(172) 상에는 대향 전극(158)이 형성된다. 대향 전극(158)의재료는 ITO(인듐틴옥사이드) 등의 투명 재료로 이루어진다. 또한, 대향 전극(158) 상에는, 상술한 소정의 위치에 돌기 패턴(10)이 형성된다. 돌기 패턴(10)은, 예컨대, 아크릴계 수지, 폴리이미드 등의 재료로 이루어진다. 그 형성 방법은, 상기 재료로 이루어지는 원막(原膜)을 일단 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 응용하여 원막을 에칭하는 것으로 성형 내지 패터닝할 수 있다. 이 형성 방법에서는, 원막 상에 형성하는 레지스트막에 대한 노광 처리(패터닝)의 여하에 의해, 돌기 패턴(10)의 형상을 자유롭게 결정할 수 있다. 이 예에서는, 대략 원추대의 형상을 하고 있지만, 사각주 형상, 또는 원주 형상의 형상으로 해도 좋다. 그리고, 돌기 패턴(10) 상에서 배향막(도시하지 않음)이 형성되고, 러빙 처리가 실시된다.
그리고, 화소 전극(6)과 대향 전극(158)이 마주보도록 소자 기판(151)과 대향 기판(152)이 접합된다. 돌기 패턴(10)은 셀갭 간격을 규제하기 때문에, 소자 기판(151)과 대향 기판(152)은 일정한 간극을 유지하는 것으로 된다.
(실시예 2)
다음에, 실시예 2에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10)의 배치를 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 9는 실시예 2의 액정패널의 상세한 구조를 나타내는 평면도이다. 도 10은 동일 패널에서의 돌기 패턴, 데이터선, 주사선 및 차광층의 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)은, 그 일부가 주사선(2)과 겹치도록 형성되어 있다. 상술한 바와 같이 제 1 차광층(71)은 주사선(2)을 덮도록 형성되기 때문에, 돌기 패턴(10)의 일부를 주사선(2)과 겹치도록 배치하면, 제 2 차광층(72)과 제 1 차광층(71)이 영역(73)에서 겹친다. 환언하면, 돌기 패턴(10)의 일부 또는 전부를 주사선(2)과 겹치도록 형성하여, 제 2 차광층(72)의 일부 또는 전부를 제 1 차광층(71)과 겸용한 것이다. 따라서, 제 1 차광층(71)으로부터 밀려나오는 제 2 차광층(72)의 면적을 축소할 수 있다. 이에 따라, 개구부의 면적을 확대한 것이 가능해진다.
또한, 돌기 패턴(10)의 일부가 주사선(2)과 겹치는 경우에는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)의 중심(10C)이 주사선(2) 상에 없는 경우가 포함되지만, 제 2 차광층(72)을 제 1 차광층(71)과 겸용하여 개구율을 향상시킨다고 하는 관점에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 중심(10C)이 주사선(2) 상에 있는 것이 바람직하다. 또한, 개구율을 한층더 향상시킨다고 하는 관점에서, 데이터선(3)과 주사선(2)의 중복 영역에 중심(10C)이 있는 것이 바람직하다.
(실시예 3)
다음에, 실시예 3에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10)의 배치를 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 12는 실시예 3의 액정패널의 상세한 구조를 나타내는 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)은, 그 일부가 용량선(4)과 겹치도록 형성되어 있다. 일반적으로 소자 기판(151)에 형성되는 절연막의 평탄성은, 그 하부에 위치하고 있는 각종 패턴에 크게 의존한다. 따라서, 돌기 패턴(10)을 배치하는 절연막의 하부에 복수의 패턴이 존재하면, 당해 영역에서 절연막 두께가 불균일하게 되기 쉽다. 그러나, 용량선(4)은 선폭이 굵어 평탄성이 우수하기 때문에, 그 상부의 절연막은 막두께 및 평탄성이 양호하다. 그래서, 돌기 패턴(10)을 그 일부가 용량선(4) 상에 겹치도록 배치한 것이다. 이에 따라, 제 2 차광층(72)을 제 1 차광층(71)과 겸용하여 개구율을 향상할 수 있고, 또한, 돌기 패턴(10)을 안정하게 형성하여, 셀갭 간격을 정확히 결정할 수 있다는 효과가 있다.
또, 돌기 패턴(10)의 크기가 작은 경우에는, 돌기 패턴(10)의 전부가 용량선(4)에 겹치더라도 좋다. 또한, 보다 안정성을 향상시키는 관점에서, 돌기 패턴(10)의 중심이 용량선(4)과 겹치는 것이 바람직하다.
(실시예 4)
다음에, 실시예 4에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10)의 배치를 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다. 본 실시예는 실시예 3과 마찬가지로 돌기 패턴(10)의 안정성에 착안하여, 돌기 패턴(10)을 배치한 것이다.
도 13은 실시예 4의 액정패널의 상세한 구조를 나타내는 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)은, 그 전부가 주사선(2), 데이터선(3) 및 용량선(4)에 의해서 둘러싸인 영역과 겹치도록 형성된다. 당해 영역에서는, 절연막의 하부에 금속 패턴이 존재하지 않기 때문에, 당해 영역의 절연막은 막두께 및 평탄성이 최선이다. 따라서, 돌기 패턴(10)을 이 영역에 형성함으로써, 돌기 패턴(10)을 안정하게 형성하여, 셀갭 간격을 한층더 정확히 결정할 수 있다는 효과가 있다.
또, 돌기 패턴(10)의 크기가 큰 경우에는, 돌기 패턴(10)의 일부가 당해 영역에 겹치더라도 좋다. 또한, 보다 안정성을 향상하는 관점에서, 돌기 패턴(10)의 중심이 당해 영역 내로 되는 것이 바람직하다.
(실시예 5)
다음에, 실시예 5에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10) 및 제 2 차광층(72)의 배치 및 제 3 차광층(73)을 배치한 점을 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 14는 실시예 5에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴, 차광층 및 컬러 필터의 관계를 나타내는 모식도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)은 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성되어 있다. 또한, 제 2 차광층(72)은 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성되어 있다.
그리고, 대향 기판(152)에는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터가 형성되어 있고, 또한, 청색의 컬러 필터에 대하여 러빙 방향의 위쪽에만 돌기 패턴(10)이 형성되어 있다. 이와 같이 청색의 컬러 필터와 돌기 패턴(10)을 배치한 것은, 다른 색과 비교하여, 광 누설이 발생한 경우에 시각적으로 눈에 띄지 않기 때문이다. 따라서, 제조 공정에서 돌기 패턴(10)을 형성하는 위치가 어긋나거나, 또는, 소자 기판(151)과 대향 기판(152)의 접합 위치에 오차가 있어, 광 누설이 발생해도 시각적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 돌기 패턴(10)이 마련되어 있지 않은 화소에 대해서도, 돌기 패턴(10)이 마련된 화소와 동일한 색의 화소에는 제 3 차광층(73)이 마련되어 있다. 환언하면, 같은 색에서는 개구부의 면적이 같게 되도록 제 3 차광층(73)을 형성하고 있다. 컬러 필터의 색 농도는 개구부의 면적에 따라 조정해야 한다. 따라서, 동일색에서 개구부의 면적이 다르면, 제 2 차광층(72)이 마련된 화소에 대해서는 색 농도를 다르게 해야 해서, 컬러 필터의 제조 공정이 복잡해진다. 이것에 대하여, 본 실시예에서는, 제 3 차광층(73)을 마련했기 때문에 컬러 필터의 색 설계 및 제조가 용이하게 된다. 또, 제 3 차광층(73)을 마련하면, 개구율이 저하하기 때문에, 화면의 밝기를 우선하는 경우에는 제 3 차광층(73)을 마련하지 않으면 좋다.
(실시예 6)
다음에, 실시예 6에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10) 및 제 2 차광층(72)의 배치를 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 15는 실시예 6에 따른 액정패널 AA에서의 돌기 패턴, 차광층 및 컬러 필터의 관계를 나타내는 모식도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)은 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성되어 있다. 또한, 제 2 차광층(72)은 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성되어 있다. 여기서, 제 1 행째의 돌기 패턴(10)에 인접하는 컬러 필터의 색의 조는 B와 R이며, 제 2 행째의 돌기 패턴(10)에 인접하는 컬러 필터의 색의 조는 R과 G이며, 제 3 행째의 돌기 패턴(10)에 인접하는 컬러 필터의 색의 조는 G와 B이다.
즉, 돌기 패턴(10)은, 1행마다 제 1 차광층(71)과 겹치도록 형성되고, 또한, 좌우에 인접하는 컬러 필터의 색의 조가 행 방향으로 서로 다르고, 3행 주기로 모든 색의 조가 되도록 배치되어 있다. 이와 같이 돌기 패턴(10)을 배치함으로써 각 색의 개구율을 같게 할 수 있어, 색간의 밝기를 일치시키는 것이 가능해진다.
또, 이 예에서는 1행마다 돌기 패턴(10)을 형성했지만 소정의 행수마다 돌기 패턴(10)을 형성해도 좋다. 또한, 3행 주기로 모든 색의 조가 되도록 돌기 패턴(10)이 배치되었지만, 소정 행 주기로 모든 색의 조가 되도록 돌기 패턴(10)이 배치되더라도 좋다.
(실시예 7)
다음에, 실시예 7에 따른 액정패널 AA에 대하여 설명한다. 이 액정패널 AA는, 돌기 패턴(10)의 주변의 요철 형상부를 제거한 점을 제외하고, 실시예 1의 액정패널 AA와 마찬가지로 구성되어 있다.
도 16은 실시예 7에 따른 액정패널 AA의 구조를 나타내는 상세한 평면도이다. 도 16(a)에 나타내는 구조에서는, 반사 영역의 오목부 H가 돌기 패턴(10)에근접하고 있다. 이 때문에, 오목부 H의 영향을 받아 돌기 패턴(10)과 접하는 상층 제 2 층간 절연막(163)이 평평하지 않기 때문에, 돌기 패턴(10)의 안정성이 충분하지 않다.
그래서, 도 16(b)에 도시하는 바와 같이, 돌기 패턴(10)의 주변에서 오목부 H를 삭제한다. 이에 따라, 돌기 패턴(10)을 평탄한 영역에 형성할 수 있어, 셀갭을 정확히 결정할 수 있다. 또, 콘택트 홀의 주변 등도 요철이 발생하기 때문에, 돌기 패턴(10)은 콘택트 홀과 겹치지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.
(응용예)
(1: 소자 기판의 구성 등)
상술한 각 실시예에서는, 액정패널의 소자 기판(151)을 유리 등의 투명한 절연성 기판에 의해 구성하고, 당해 기판 상에 실리콘박막을 형성하고, 또한, 당해 박막 상에 소스, 드레인, 채널이 형성된 TFT에 의해서, 화소의 스위칭 소자(TFT(50))나 데이터선 구동 회로(200) 및 주사선 구동 회로(100)의 소자를 구성하는 것으로 하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.
예컨대, 소자 기판(151)을 반도체 기판에 의해 구성하고, 당해 반도체 기판의 표면에 소스, 드레인, 채널이 형성된 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터에 의해서, 화소의 스위칭 소자나 각종 회로의 소자를 구성해도 좋다. 이와 같이 소자 기판(151)을 반도체 기판에 의해 구성하는 경우에는, 투과형 표시 패널로서 이용할 수 없기 때문에, 화소 전극(6)을 알루미늄 등으로 형성하여, 반사형으로서 이용되는 것으로 된다. 또한, 간단히, 소자 기판(151)을 투명 기판으로 하고, 화소 전극(6)을 반사형으로 해도 좋다.
또한, 상술한 실시예에서는, 화소의 스위칭 소자를, TFT로 대표되는 3 단자 소자로서 설명했지만, 다이오드 등의 2 단자 소자로 구성해도 좋다. 단지, 화소의 스위칭 소자로서 2 단자 소자를 이용하는 경우에는, 주사선(2)을 한쪽 기판에 형성하고, 데이터선(3)을 다른 쪽 기판에 형성하며, 또한, 2 단자 소자를, 주사선(2) 또는 데이터선(3) 중 어느 한쪽과, 화소 전극 사이에 형성해야 한다. 이 경우, 화소는 주사선(2)과 데이터선(3) 사이에 직렬 접속된 2 단자 소자와, 액정으로 구성되게 된다.
또한, 본 발명은 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, STN(Super Twisted Nematic) 액정 등을 이용한 패시브형에도 적용 할 수 있다. 또한, 전자페이퍼 등의 전기영동장치 등에도 적용할 수 있다.
(2:전자기기)
다음에, 상술한 액정장치를 각종 전자기기에 적용시키는 경우에 대하여 설명한다.
(2-1:프로젝터)
우선, 이 액정장치를 라이트밸브로서 이용한 프로젝터에 대하여 설명한다. 도 17은 프로젝터의 구성예를 나타내는 평면도이다.
이 도면에 도시되는 바와 같이, 프로젝터(1100) 내부에는, 할로겐 램프 등의백색광원으로 이루어지는 램프유닛(1102)이 마련되어 있다. 이 램프유닛(1102)으로부터 사출된 투사광은, 라이트가이드(1104) 내에 배치된 4장의 미러(1106) 및 2장의 다이클로익 미러(1108)에 의해서 RGB의 3원색으로 분리되고, 각 원색에 대응하는 라이트밸브로서의 액정패널(1110R, 1110B, 1110G)에 입사된다.
액정패널(1110R, 1110B, 1110G)의 구성은 상술한 액정패널 AA와 동등하며, 화상 신호 처리 회로(도시 생략)로부터 공급되는 R, G, B의 원색 신호에 의해 각각 구동되는 것이다. 그리고, 이들 액정패널에 의해서 변조된 광은 다이클로익 프리즘(1112)에 3 방향으로부터 입사된다. 이 다이클로익 프리즘(1112)에서는, R 및 B의 광이 90도로 굴절하는 한편, G의 광이 직진한다. 따라서, 각 색의 화상이 합성되는 결과, 투사 렌즈(1114)를 거쳐서 스크린 등에 컬러 화상이 투사되는 것으로 된다.
여기서, 각 액정패널(1110R, 1110B, 1110G)에 의한 표시 이미지에 대하여 착안하면, 액정패널(1110G)에 의한 표시 이미지는 액정패널(1110R, 1110B)에 의한 표시 이미지에 대하여 좌우 반전하는 것이 필요하게 된다.
또, 액정패널(1110R, 1110B, 1110G)에는, 다이클로익 미러(1108)에 의해 R, G, B의 각 원색에 대응하는 광이 입사하기 때문에, 컬러 필터를 마련할 필요는 없다.
(2-2:모바일형 컴퓨터)
다음에, 이 액정패널을 모바일형의 퍼스널컴퓨터에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 18은 이 퍼스널컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에서, 컴퓨터(1200)는, 키보드(1202)를 구비한 본체부(1204)와, 액정 표시유닛(1206)으로 구성되어 있다. 이 액정 표시유닛(1206)은 앞에 설명한 액정패널(1005)의 배면에 백라이트를 부가함으로써 구성되어 있다.
(2-3:휴대전화)
또한, 이 액정패널을 휴대전화에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 19는 이 휴대전화의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에서, 휴대전화(1300)는, 복수의 조작 버튼(1302)과 함께, 반사형 액정패널(1005)을 구비하는 것이다. 이 반사형 액정패널(1005)에서는, 필요에 따라 그 전면에 프론트라이트가 마련된다.
또, 도 17∼도 19를 참조하여 설명한 전자기기 외에도, 액정 텔레비전이나, 뷰파인더형, 모니터직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 내비게이션 장치, 페이저, 전자수첩, 전자계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상전화, POS 단말, 터치패널을 구비한 장치 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자기기에 적용 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 의하면, 개구율을 향상시킨 전기 광학 패널을 제공할 수 있다.
Claims (16)
- 복수의 주사선과 복수의 데이터선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 데이터선과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 1 항에 있어서,상기 돌기 패턴의 중심을 상기 데이터선 상에 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선과 복수의 데이터선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 주사선과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 3 항에 있어서,상기 돌기 패턴의 중심을 상기 주사선 상에 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 복수의 용량선이 형성된 제 1 기판과,조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은, 그 일부 또는 전부가 상기 용량선과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 5 항에 있어서,상기 돌기 패턴의 중심을 상기 용량선 상에 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 복수의 용량선이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴의 일부 또는 전부는, 상기 주사선, 상기 데이터선 및 상기 용량선에 의해서 둘러싸인 영역과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 7 항에 있어서,상기 돌기 패턴의 중심을 상기 주사선, 상기 데이터선 및 상기 용량선에 의해서 둘러싸인 영역 내에 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 8 항에 있어서,상기 돌기 패턴은, 상기 데이터선에 대하여 러빙 방향의 위쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 차광층의 러빙 방향의 아래쪽에는, 상기 제 2 차광층이 연장되는 것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고,상기 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 상기 반사 영역을 형성한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고,상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는, 청색을 포함하는 컬러 필터가 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴에 대하여 러빙 방향의 아래쪽에 청색의 상기 컬러 필터를 형성한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되어 있고,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용하고,상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는 컬러 필터가 형성되어 있고, 같은 색에서는 각 개구부의 면적이 같게 되도록 제 3 차광층을 형성한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에는 청색, 녹색 및 적색의 컬러 필터가 형성되어 있고,상기 돌기 패턴은 소정의 행수(行數)마다 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성되고, 또한, 좌우에 인접하는 컬러 필터의 색의 조(組)가 행 방향으로 서로 다르고, 소정 주기로 모든 색의 조가 이루어지도록 배치하며,상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 복수의 주사선, 복수의 데이터선 및 상기 데이터선과 상기 주사선으로 둘러싸인 부분에 광을 투과하는 투과 영역 및 광을 반사하는 반사 영역이 형성된 제 1 기판과, 조립된 상태에서 상기 주사선 및 상기 데이터선을 덮는 제 1 차광층이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 어느 한쪽에 형성된 돌기 패턴에 의해 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 거리가 규제되고, 상기 기판 사이에 전기 광학 물질이 충전된 전기 광학 패널에 있어서,상기 돌기 패턴은, 상기 제 1 차광층과 겹치는 평탄한 부분에 형성되어 있고, 상기 돌기 패턴을 형성한 것에 의한 광 누설을 방지하기 위한 제 2 차광층을, 상기 제 1 차광층과 겹치도록 형성하여, 상기 제 2 차광층의 일부 또는 전부를 상기 제 1 차광층과 겸용한것을 특징으로 하는 전기 광학 패널.
- 청구항 1 내지 9, 청구항 11 내지 15 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 패널을 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.
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