JP2009058638A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面内を進む平行光が反射電極に入射して反射光も同じ平面内を進むとき、虹ムラを発生しにくくできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】コンタクトホールに相当する部分の周囲の絶縁層をテーパ状に形成し、テーパ状部の上側に形成された反射電極１１の前面部がせりだすように湾曲し、画素の横断面を含む平面内を進む平行光が、反射電極１１で反射し、反射光が平面内を進むときに、反射光が平行光にならないようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、反射電極をもつ液晶表示装置に関し、詳しくは虹ムラを発生しにくくする技術に関する。

従来より、外光により表示を行うための反射電極をもつ液晶表示装置が利用されている。

図４は、従来の液晶表示装置における画素の横断面図である。図５は、図４のＢＢ線矢視図である。図６は、液晶表示装置の反射電極を拡大して示す横断面図である。

図４において１は、アレイ基板である。２、１８は、λ／４波長位相差板であり、３、１９は、偏光板である。４は、 バックライト導光板であり、５は、バックライト光源である。６は、補助容量電極であり、７は、走査線である。８、１６は、透明樹脂層であり、９は、層間絶縁層である。１０は、コンタクトホール部であり、１１Ａは、反射電極であり、１２は、透明電極である。１３は、液晶層であり、１４は、対向基板である。１５は、カラーフィルタ層であり、１７は、対向電極である。

図５に示すように、透明電極１２とともに画素に構成される反射電極１１Ａは、例えば、コンタクトホール部１０の周囲の、輪の形状を有する層間絶縁層９の部分を取り囲むように形成される。

反射光が虹のようなムラ（虹ムラという）に見えてしまうのを防止すべく、図６に示すように、反射電極１１Ａには複数の***部１１１が形成される。***部１１１は単に配置すればよいものでなく、***部１１１があるにも関わらず虹ムラが生じる場合がある。

ここで、図６が、図５の線２１を含む平面に沿った横断面を示していることとする。図６に示すように、その平面内を進む平行光が反射電極１１Ａに入射すると、反射光も同じ平面内を進む。この反射光が平行光になると虹ムラが発生するのである。

したがって、従来にあっては、***部１１１を不規則に配置することで、平行光および虹ムラを発生しにくくしている。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２００３−１４０１９０号公報 特開２００６−２９２７８７号公報 特開２００７−４１１８４号公報

しかし、画面を高精細化するために、画素のピッチを短くした液晶表示装置では、反射電極の面積を小さくしなければならない。***部１１１は極端に小さくできないので、その場合、***部１１１の配置の自由度が低下し規則性が生じてしまう。その結果、平行光および虹ムラが発生しやすくなるという問題がある。

なお、図７に示すように、コンタクトホール部１０および周囲の部分の横断面を見ると、周囲の層間絶縁層９の部分は傾いており、テーパ状部をなしている。よって、液晶層１３の液晶の分子１３１が所望の方向を向かず、しかも、光を遮るものがないのでバックライト光源からの光がテーパ状部を透過してしまう。そのため、バックライト光源からの光で表示を行うときのコントラスト比が低下してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、虹ムラを発生しにくくできる液晶表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、アレイ基板上に設けられた画素の輝度を設定するための補助容量電極と、該補助容量電極の上側に形成された絶縁層と、該絶縁層の上側に形成された透明電極と、前記透明電極と前記補助容量電極とを接続するコンタクトホール部と、前記コンタクトホール部の周囲の前記絶縁層の部分であるテーパ状部の上側に形成された反射電極と、前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、この対向基板上に設けられた対向電極と、前記アレイ基板と対向基板に挟持された液晶層と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、テーパ状部の上側に形成された反射電極を備えることで、反射電極の前面部がテーパ状部の前面部と同様にせりだすように湾曲し、画素の横断面を含む平面内を進む平行光が、反射電極で反射し、反射光が平面内を進むときに、反射光が平行光にならず、よって、虹ムラを発生しにくくすることができる。

本発明に係る液晶表示装置よれば、テーパ状部の上側に形成された反射電極を備えることで、反射電極の前面部がテーパ状部の前面部と同様にせりだすように湾曲し、画素の横断面を含む平面内を進む平行光が、反射電極で反射し、反射光が平面内を進むときに、反射光が平行光にならず、よって、虹ムラを発生しにくくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、一実施の形態に係る液晶表示装置における画素の横断面図である。図２は、図１のＡＡ線矢視図である。液晶表示装置は、このような画素が配列された表示部を備えているのである。図３は、液晶表示装置の反射電極を拡大して示す横断面図である。

図１に示すように、アレイ基板１の背面側には、λ／４波長位相差板２と偏光板３が貼り付けられている。

偏光板３に離間してバックライト導光板４が対向配置されている。バックライト導光板４の側面に離間して、バックライト光源５が設けられている。

前面側のアレイ基板１の上側には、補助容量電極６と走査線７が形成され、それらの上側には、アレイ基板１全体にわたり透明樹脂層８とその上側の層間絶縁層９が形成されている。透明樹脂層８と層間絶縁層９から構成される絶縁層を貫通して、コンタクトホール部１０が補助容量電極６に接続されている。

液晶表示装置における画素のピッチは、例えば、画素の短辺の方向で１０〜４０μｍであり、コンタクトホール部１０の直径は５〜１５μｍである。

図２に示すように、コンタクトホール部１０を平面視したときの外形は円形である。コンタクトホール部１０の周囲には、輪の形状を有する層間絶縁層９の部分があり、この層間絶縁層９の部分はテーパ状部をなしている。つまり、その内周縁部の方が外周縁部よりもアレイ基板１に近い。テーパ状部の上側に反射電極１１が形成されている。なお、図２では、後述する透明電極１２が透明なので、それを特に明示していない。

図１に示すように反射電極１１は、１〜１０μｍ程の幅をもつテーパ状部の上側に形成されている。反射電極１１は、光を反射するようにアルミニウムなどで形成される。

図１に示すように、テーパ状部の前面部はせりだすように湾曲し、その上側に形成された反射電極１１の前面部もせりだすように湾曲している。

このような反射電極１１の上側には、画素の大部分において、透明電極１２が形成されている。透明電極１２は、光を透過するようにＩＴＯ（Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ）などで形成される。透明電極１２の上側には、アレイ基板１全体にわたり配向膜（図示せず）が形成されている。

なお、アレイ基板１の前面側には、図示しないが、信号線とスイッチ素子が形成されている。スイッチ素子は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor)などである。

アレイ基板１に液晶層１３を介して対向基板１４が対向配置されている。

アレイ基板１側の対向基板１４の上側には、カラーフィルタ層１５が形成されているところがあり、カラーフィルタ層１５の上側には、対向基板１４全体にわたり透明樹脂層１６が形成されている。

透明樹脂層１６の上側には、対向電極１７が形成されているところがある。対向電極１７は、光を透過するようにＩＴＯなどで形成される。対向電極１７の上側には、対向基板１４全体にわたり配向膜（図示せず）が形成されている。

対向基板１４の前面側には、λ／４波長位相差板１８と偏光板１９が貼り付けられている。

（液晶表示装置の動作）
走査線７が駆動されスイッチ素子がオンすると、信号線に供給された信号が反射電極１１および透明電極１２に書き込まれ、その電位が補助容量電極６により維持される。

また、対向電極１７には、例えば、一定の電位が与えられる。

これにより、反射電極１１および透明電極１２と、対向電極１７の間に電位差が生じ、この電位差により液晶層１３内の分子が向きを変える。

液晶層１３の液晶が負の誘電率異方性を有するなら、理想的には電位差が最大のときの分子はアレイ基板１および対向基板１４に平行になる。

液晶層１３の液晶が正の誘電率異方性を有するなら、理想的には電位差が最大のときの分子はアレイ基板１および対向基板１４に垂直になる。

バックライト光源５を出射した光は、バックライト導光板４と液晶層１３などを通り、画素の前面側から出射する。

一方、対向基板１４の前面側から画素に入射した光は、反射電極１１での反射の前後で液晶層１３を通るなどし、画素の前面側から出射する。

画素の前面側から出射する光は、液晶層内の分子の向きに応じた光量をもち、こうして、画素の輝度が設定される。

その結果、このような画素が配列された表示部に画像が表示されているように見える。すなわち、画像が表示される。

ここで、図３が、図２に示した線２１を含む平面に沿った横断面を示していることとする。図３に示すように、その平面内を進む平行光が反射電極１１に入射すると、反射光も同じ平面内を進む。この反射光が平行光になると虹ムラが発生するのだが、反射電極１１の前面部がせりだすように湾曲しているので、反射光が平行光にならず、よって、虹ムラの発生を防止することができる。その結果、虹ムラは発生させないで画面を高精細化することができる。

また、反射電極に設けられていた***部を不要にすることができる。

また、コンタクトホール部１０の周囲のテーパ状部の上側に反射電極１１があるので、バックライト光源５からの光が遮られる。テーパ状部の上の液晶の分子が所望の方向を向いていなくてもその影響がない。よって、バックライト光源５からの光で表示を行うときのコントラスト比を高めることができる。

一実施の形態に係る液晶表示装置における画素の横断面図である。 図１のＡＡ線矢視図である。 本液晶表示装置の反射電極を拡大して示す横断面図である。 従来の液晶表示装置における画素の横断面図である。 図４のＢＢ線矢視図である。 従来の液晶表示装置の反射電極を拡大して示す横断面図である。 従来の液晶表示装置におけるコンタクトホール部および周囲の部分の横断面図である。

符号の説明

１ アレイ基板
２、１８ λ／４波長位相差板
３、１９ 偏光板
４ バックライト導光板
５ バックライト光源
６ 補助容量電極
７ 走査線
８、１６ 透明樹脂層
９ 層間絶縁層
１０ コンタクトホール部
１１、１１Ａ 反射電極
１２ 透明電極
１３ 液晶層
１４ 対向基板
１５ カラーフィルタ層
１７ 対向電極

Claims (2)

1. アレイ基板上に設けられた画素の輝度を設定するための補助容量電極と、
   該補助容量電極の上側に形成された絶縁層と、
   該絶縁層の上側に形成された透明電極と、
   前記透明電極と前記補助容量電極とを接続するコンタクトホール部と、
   前記コンタクトホール部の周囲の前記絶縁層の部分であるテーパ状部の上側に形成された反射電極と、
   前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
   この対向基板上に設けられた対向電極と、
   前記アレイ基板と対向基板に挟持された液晶層と、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記反射電極は、前記対向基板から入射した光が、前記反射電極で反射し、この反射光が平行光にならないように構成された
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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