JP2001318377A

JP2001318377A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001318377A
Application number: JP2000137468A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Ochi; 鉄朗越智
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP4403633B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置で透過像を表示する場合、特
に、画素内に反射エリアと透過エリアを有する半透過型
液晶表示装置で透過像を表示する場合に、バックライト
からの光の利用効率を向上させ、少ない消費電力で画面
を明るくする。【解決手段】液晶パネル１Ａの画素内に透過エリアＴ
を有し、液晶パネルの下面にバックライト２１を有する
液晶表示装置において、液晶パネルの非透過エリアで、
画素電極、配線層又は反射膜よりもバックライト２１側
に反射層３０を設ける。特に、画素内に画素内に反射エ
リアＲと透過エリアＴを有する半透過型液晶表示装置に
おいて、反射膜１４よりもバックライト２１側に反射層
３０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトから
の光の有効利用を図った半透過型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置の表示形態として
は、外光を利用して反射像を表示する反射型と、バック
ライトの光を利用して透過像を表示する透過型がある。
低消費電力が求められる、携帯情報端末（Personal Dig
ital Assistants:ＰＤＡ）、ＭＡＰ（Multi Applicatio
n Phone）等の機器においては、バックライトが不要な
反射型液晶表示装置の需要が高まっているが、反射型液
晶表示装置を暗い所で使用するためには、フロントライ
トが必要となる。しかしながら、フロントライトを使用
する場合には、液晶パネルの前面にプレート（例えば、
厚さ１ｍｍのアクリル板）が加わるために液晶表示の品
位が著しく低下する。

【０００３】そこで、画素内を反射エリアと透過エリア
に分けた、半透過型液晶表示装置が開発されている。半
透過型液晶表示装置は、明るいところでは外光を利用し
て反射エリアで高コントラストの画像を表示し、暗いと
ころではバックライトの光を利用して透過エリアで透過
像を表示する。

【０００４】図２は、このような半透過型液晶装置で使
用する液晶パネルのうち、ＴＦＴ方式の液晶パネルのＴ
ＦＴ基板部分の断面図である。この液晶パネル１は透過
エリアＴと反射エリアＲからなっている。

【０００５】反射エリアＲでは、ガラス基板２上にＴＦ
Ｔ素子３のゲート電極Ｇと補助容量電極Ｃｓ、二層のゲ
ート絶縁膜４、５、ｐ−シリコン等からなる半導体薄膜
層６が順次形成されている。半導体薄膜層６上のゲート
電極Ｇに対応する領域にはチャンネル保護層７が形成さ
れ、その上に、二層の層間絶縁膜８、９が形成されてい
る。層間絶縁膜８、９にはコンタクトホールが開孔さ
れ、そこにＴＦＴ素子のソース電極Ｓあるいはドレイン
電極Ｄに接続する配線１０、１１が形成されている。配
線１０、１１及び層間絶縁膜９上には有機樹脂等からな
る平坦化層１２が形成され、平坦化層１２上に配線１１
に接続する二層の画素電極１３、１４が形成されてい
る。このうち上層の画素電極１４はＡｇ、Ａｌ等の金属
膜から形成された反射膜となっている。また、下層の画
素電極１３はＩＴＯ等から形成された透明電極であり、
透過エリアＴを制御する画素電極ともなっている。画素
電極（透明電極）１３あるいは画素電極（反射膜）１４
と対向電極（図示せず）との間には液晶１５が保持され
ている。

【０００６】一方、ガラス基板２の下面には、アクリル
樹脂等からなる散乱板２０が設けられ、散乱板２０の下
面に光源（バックライト）２１と反射層２２が設けられ
ている（直下方式）。あるいは、散乱板２０の側面に沿
って光源（図示せず）が設けられる（サイドエッジ方
式）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の液
晶パネル１において透過型液晶表示は、バックライト２
１を利用して透過エリアＴで行われるが、本来の透過型
液晶表示装置の液晶パネルに比して反射エリアＲがある
分だけ透過像の形成に寄与する開口比率が低く、このた
め透過像表示時に暗い画面しか得られない。

【０００８】画面を明るくするためには、バックライト
２１の輝度をあげればよいが、消費電力が大きくなると
いう問題が生じる。

【０００９】本発明は以上のような問題点に対し、液晶
表示装置で透過像を表示する場合に、バックライトから
の光の利用効率を向上させ、少ない消費電力で明るい画
面を形成できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、液晶パネル
１に反射エリアＲと透過エリアＴとを有する液晶表示装
置において、透過像の表示時に、バックライト２１から
反射エリアＲに入射した光のうち、反射を繰り返すうち
に透過エリアＴへ入射し、透過像の形成に利用されるも
のは極めて少なく、大部分は利用されることなく捨てら
れていること、これは、反射膜１４がＴＦＴ基板の最も
液晶１５側にあるために、バックライト２１から反射エ
リアＲに入射した光が反射膜１４で反射されるまでには
種々の層を通らなければならず、反射膜１４で反射され
た光がバックライト側へ戻るためにも種々の層を通らな
ければならないためであることを見出した。また、従
来、大部分が捨てられていた、バックライト２１から反
射エリアＲに入射した光を積極的に利用することによ
り、透過像を明るくできること、このためには反射エリ
アＲにおいて反射膜１４よりバックライト２１側、好ま
しくはガラス基板２面に反射層を形成することが有効で
あることを見出した。さらに、かかる反射層は、半透過
型液晶表示装置の反射エリアＲだけでなく、透過型液晶
表示装置の画素電極や配線層等の非透過エリアにおい
て、画素電極や配線層の下層に形成した場合にも、画面
を明るくするために有効であることを見出した。

【００１１】即ち、本発明は、液晶パネルの画素内に透
過エリアを有し、液晶パネルの下面にバックライトを有
する液晶表示装置であって、液晶パネルの非透過エリア
において、画素電極、配線層又は反射膜よりもバックラ
イト側に反射層が設けられていることを特徴とする液晶
表示装置を提供し、特に、液晶表示装置が、液晶パネル
の画素内に反射エリアと透過エリアを有する半透過型で
あり、反射エリアの反射膜よりもバックライト側に反射
層が設けられている態様を提供する。

【００１２】また、液晶パネルの画素内に透過エリアを
有し、液晶パネルの下面にバックライトを有する液晶表
示装置の製造方法であって、液晶パネルの非透過エリア
において、バックライト側の基板上で、画素電極、配線
層又は反射膜の形成に先立ち、反射層を形成することを
特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供し、特に、液
晶表示装置が、液晶パネルの画素内に反射エリアと透過
エリアを有する半透過型であり、反射エリアの反射膜の
形成に先立ち反射層を形成する態様を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明を
詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同
等の構成要素を表している。

【００１４】図１は、図２と同様に、画素内に反射エリ
アＲと透過エリアＴを有する半透過型液晶表示装置の一
例である液晶パネル１Ａであって、反射エリアＲにおい
て反射膜１４よりもバックライト２１側、より具体的に
はガラス基板２の面上に反射層３０を設けた態様の断面
図である。

【００１５】この液晶パネル１Ａにおいて、反射層３０
は、アルミニウム等の金属膜から形成することができ、
その厚さは０．０１〜１μｍとすることができる。反射
層３０の形成領域は、理想的には反射エリアＲの全領
域、即ち、透過エリアＴ以外の全領域に形成することが
好ましい。これにより透過像の表示において画面を明る
くできると共に、迷光を遮断することができるので、画
面のコントラストをあげることができる。なお、反射層
３０の電位は、所定の電源電位に設定してもよく、フロ
ートにしてもよいが、アース電位にすることが好まし
い。

【００１６】反射層３０上には、従来ガラス基板２上に
直接形成されていたゲート電極Ｇや補助容量電極Ｃｓ間
の短絡を防止するためにＳｉＯ₂等からなる絶縁層３１
が厚さ０．１〜１μｍ形成されている。

【００１７】図示したように、この液晶パネル１Ａの構
成は、ガラス基板２上に直接反射層３０が形成され、そ
の上に絶縁層３１を介してＴＦＴ素子３や補助容量電極
Ｃｓが形成されている以外、図２の従来の液晶パネル１
と同様である。透過エリアＴにおいて、反射層３０や絶
縁層３１が形成されていない点でも従来の液晶パネル１
と同様である。したがって、この液晶パネル１Ａは、ガ
ラス基板２上にゲート電極Ｇや補助容量電極Ｃｓを形成
する前に、反射層３０及び絶縁層３１を形成する以外従
来の液晶パネルと同様に製造することができる。

【００１８】液晶パネル１Ａにおいて、バックライト２
１からの光を利用して透過像を表示する場合、バックラ
イト２１から反射エリアＲに入射した光は、直ちに反射
層３０で反射され、さらにバックライト２１の反射層２
２と反射層３０の間で繰り返し反射されるうちに透過エ
リアＴに入射し、透過像の表示に寄与する。このよう
に、この液晶パネル１Ａによれば、従来の液晶パネル１
では利用されていなかった、バックライト２１から反射
エリアＲに入射した光を有効利用するので、著しく画面
を明るくすることができる。

【００１９】本発明は、図１に示した態様の他に種々の
態様をとることができる。例えば、反射層３０の形成位
置は、少なくとも反射膜１４よりもバックライト２１側
に形成する限り、図２の従来の液晶パネルに比して、バ
ックライト２１から反射エリアＲに入射した光を効率よ
く利用することができるので、図１に示したように、ゲ
ート電極Ｇや補助容量電極Ｃｓの下層に反射層３０を設
けるのではなく、ＴＦＴ素子３の動作に支障のない限
り、ゲート電極Ｇや補助容量電極Ｃｓと同一面上に形成
してもよく、また、ＴＦＴ素子３を形成する任意の層間
に形成してもよい。

【００２０】また、画素内に反射エリアと透過エリアを
有する半透過型液晶表示装置に限らず、通常の透過型液
晶表示装置、即ち、画素が透過エリアから形成され、格
別反射エリアは設けられていないが、画素電極、配線層
等の形成部位が遮光領域となって、結果的に非透過エリ
アになっている液晶表示装置にも適用することができ
る。非透過エリア（遮光領域）において、画素電極や配
線層等よりバックライト側に反射層を形成することによ
り、上述の半透過型液晶表示装置と同様に画面を明るく
する効果を得ることができる。

【００２１】この場合の液晶表示装置の製造方法は、非
透過エリアにおいて、バックライト側の基板上で、画素
電極、配線層等の形成に先立ち、反射層を形成する限
り、従来の液晶パネルと同様に製造することができる。

【００２２】また、バックライトの構成としては、図１
に示したような直下方式に限らず、サイドエッジ方式と
してもよい。反射層３０で反射された光をバックライト
２１の反射層２２で反射させ、反射光を効率よく透過エ
リアＴに入射させるためには、バックライト２１の全面
に反射層２２が形成されている直下方式が好ましい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置で透過像
を表示する場合、特に、画素内に反射エリアと透過エリ
アを有する半透過型液晶表示装置で透過像を表示する場
合に、バックライトからの光の利用効率を向上させ、少
ない消費電力で画面を明るくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半透過型液晶パネルのＴＦＴ基板部
分の断面図である。

【図２】従来の半透過型液晶パネルのＴＦＴ基板部分
の断面図である。

【符号の説明】

１Ａ…本発明の液晶パネル、２…ガラス基板、３…
ＴＦＴ素子、４…ゲート絶縁膜、５…ゲート絶縁
膜、６…半導体薄膜層、７…チャンネル保護層、
８…層間絶縁膜、９…層間絶縁膜、１０…配線、
１１…配線、１２…平坦化層、１３…画素電極（透
明電極）、１４…画素電極（反射膜）、１５…液晶、
２０…散乱板、２１…光源（バックライト）、２
２…反射層、３０…反射層、３１…絶縁層、Ｇ…
ゲート電極、Ｃｓ…補助容量電極、Ｄ…ドレイン電
極、Ｓ…ソース電極、Ｒ…反射エリア、Ｔ…透過
エリア、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶パネルの画素内に透過エリアを有
し、液晶パネルの下面にバックライトを有する液晶表示
装置であって、液晶パネルの非透過エリアにおいて、画
素電極、配線層又は反射膜よりもバックライト側に反射
層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶表示装置が画素内に反射エリアと透
過エリアを有する半透過型であり、反射エリアの反射膜
よりもバックライト側に反射層が設けられている請求項
１記載の液晶表示装置。
【請求項３】液晶パネルの基板面に反射層が設けられ
ている請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】液晶パネルの画素内に透過エリアを有
し、液晶パネルの下面にバックライトを有する液晶表示
装置の製造方法であって、液晶パネルの非透過エリアに
おいて、バックライト側の基板上で、画素電極、配線層
又は反射膜の形成に先立ち、反射層を形成することを特
徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】液晶表示装置が画素内に反射エリアと透
過エリアを有する半透過型であり、反射エリアの反射膜
の形成に先立ち反射層を形成する請求項４記載の製造方
法。
【請求項６】液晶パネルの基板面に反射層を形成する
請求項４又は５記載の製造方法。