JP2009063643A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰＳ方式の反射型液晶表示装置において、凹凸を有する反射電極の影響で液晶層の厚さにバラつきが出て、コントラストが劣化することを対策する。
【解決手段】ＴＦＴ基板の樹脂層１８の上に凹凸を有する反射電極１９、２０が形成されている。反射電極１９、２０の上には画素電極２３として塗布型のＩＴＯが０．５μｍ〜１μｍの厚さで塗布されている。塗布型ＩＴＯの表面は平坦になっている。画素電極２３の上には容量絶縁膜２２が形成され、容量絶縁膜２２の上には櫛歯状のコモン電極２１が形成されている。コモン電極２１と画素電極２３の間に電圧を印加すると漏れ電界によって液晶２５が制御される。コモン電極２１が平坦な面に形成されているために、液晶層２５の厚みを均一にすることが出来、最適なコントラストを得ることが出来る。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にＩＰＳ方式を用いる反射型液晶表示装置のコントラスト向上の技術に関する。

液晶表示装置では通常はバックライトを用い、バックライトからの光を液晶によって制御することによるいわゆる透過型液晶表示装置が多く用いられている。一方、常に外光が存在するような場所に設置される表示装置では、外光の光を利用する反射型を用いれば、バックライト用の電力の節約になる。また、携帯電話等を屋外で使用した場合、透過型の場合には外光が強く、コントラストを取れない場合がある。従って、携帯電話等において、屋外で使用する場合は、反射型の液晶表示装置を用いたいという要求も強い。

液晶表示装置はカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板と画素電極、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等が形成されたＴＦＴ基板の間に液晶が挟持されているが、反射型液晶表示装置では、ＴＦＴ基板に外光を反射するための凹凸を有する反射電極を形成して、この反射光を制御することによって画像を形成する。

「特許文献１」には、反射電極に凹凸を形成するための下地絶縁膜にフォトレジストを用いることによって、反射型液晶表示装置の製造プロセスを簡略化し、生産性を上げる技術が記載されている。「特許文献２」には、画素電極を反射電極とし、画素電極に凹凸を形成した場合に、液晶層のセルギャップが変動することによるコントラスの低下を防止するために、画素電極の上に絶縁膜をコーティングし、この絶縁膜の表面を化学機械研磨（ＣＭＰ）によって平坦にする技術が記載されている。

特開２００２−１６２６４６号公報 特開平１１−３０５２２１号公報

液晶表示装置では、ディスプレイを見る角度によって、コントラスト、色合い等が異なる、いわゆる視野角特性が問題である。ＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置は液晶を画素電極と平行方向の電界によって制御するものであり、優れた視野角特性を示す。ＩＰＳ方式は従来透過型の液晶表示装置多く用いられてきたが、優れた視野角特性を生かして、反射型液晶表示装置にもＩＰＳ方式を使用されはじめている。

図７は反射型のＩＰＳ液晶表示装置の画素部の平面図である。図７において、データ線５０と走査線６０に囲まれた部分にセルが形成されている。セルは画像を形成する画素電極２３とコモン電極２１、および、画素電極２３に画像信号を供給するＴＦＴとから構成されている。図６において、セルの大部分は画素電極２３およびコモン電極２１で占められており、セルの下側にＴＦＴが形成されている。

ＴＦＴは半導体層１２、ゲート電極１４、ソース／ドレイン電極１６（ＳＤ電極１６）等で構成されている。図７において、半導体層１２の上にゲート電極１４が配置されているが、ゲート電極１４は走査線６０の一部が分岐したもので形成されている。また、ＳＤ電極１６のうち、ソース電極はデータ線５０が兼用している。一方、ドレイン電極１６は長方形状に形成されている。

図７において、画素電極２３が櫛歯状に形成されている。図７における画素電極２３の下にはコモン電極２１が平面状に形成されている。コモン電極２１とオバーラップして凹凸を有する反射電極２０が形成されている。

図８は図７のＡ−Ａ'断面である。図８において、左側がＴＦＴ部で、右側が画素部である。ＴＦＴ部の構造は後で説明するが、ＴＦＴ全体は無機パシベーション膜１７および樹脂層１８によって保護されている。画素部においても無機パシベーション膜１７および樹脂層１８が形成されている。画素部においては、樹脂層１８の表面には凹凸が形成されている。

図８において、ＴＦＴのドレイン電極１６と画素電極２３を接続するために、樹脂層１８および無機パッシベーション膜１７にスルーホールが形成されている。このスルーホール部において、ドレイン電極１６と接続する画素電極２３の間にはコモン電極と同層で形成された導電膜２１１が存在している。ただし、導電膜２１１とコモン電極２１とは導通していない。

凹凸を有する有機パッシベーション膜の上に外光を反射するための反射電極を形成する。反射電極は２層構造となっており、下反射電極１９がＭｏまたはＭｏ合金、上反射電極２０がＡｌまたはＡｌ合金で形成されている。Ａｌは反射率が高いので、実際に外光を反射する上層にＡｌを用いている。

反射電極の上には透明電極であるＩＴＯによるコモン電極２１が形成されている。このコモン電極２１は平面状に形成されている。反射電極の凹凸の影響でコモン電極２１にも凹凸が形成されている。コモン電極２１の上には容量絶縁膜２２が形成され、容量絶縁膜２２の上に画素電極２３が形成されている。画素電極２３は櫛歯の部分のみが描かれている。画素電極２３の上には配向膜２４がコーティングされ、その上には液晶層２５が存在する。

図８に示すように、反射電極に形成された凹凸がそのまま配向膜２４の凹凸となるので、場所によって液晶層２５の厚さが、図８に示すｄ１、ｄ２のように異なることになる。液晶層２５の厚さは黒表示をしたときに、光を効果的に遮断するように、最適な値を選定する。しかし、図８に示すような構成では、場所によって液晶層２５の厚さが異なる。そうすると、場所によって黒の沈みが異なってくるために、コントラストが場所によって異なる。これは画質を劣化させる。

図８の配向膜２４の表面を平坦にするために、例えば、「特許文献２」に記載されているような技術を用いることを考える。「特許文献２」に記載の技術は、反射電極の上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上面を化学機械研磨することによって平坦化することである。この技術を図８に適用すると、コモン電極２１と画素電極２３の間の容量絶縁膜２２の厚さを大きくして、この容量絶縁膜２２の上面を化学機械研磨することになる。

しかしながら、この構成はコモン電極２１と画素電極２３間の距離を大きくすることになる。図８に示すＩＰＳ方式の液晶表示装置は、画素電極２３とコモン電極２１の間にデータ信号を印加し、画素電極２３とコモン電極２１の間から出る漏れ電界（フリンジ電界）によって液晶分子を制御するものである。したがって、画素電極２３とコモン電極２１の間の絶縁膜の厚さが大きくなると、画素電極２３とコモン電極２１間に印加する信号電圧を大きくしなければならない。これはデータドライバにとって大きな負担になり、ドライバのコスト上昇の要因になる。

また、容量絶縁膜２２を厚くして、表面を平坦にしても、コモン電極２１は凹凸が形成された反射電極の上に形成されているので、コモン電極２１の表面には凹凸が形成されている。一方、画素電極２３は平坦な容量絶縁膜２２の上に形成されているので、場所によって、画素電極２３とコモン電極２１の距離が異なることになる。そうすると、場所によって、画素電極２３とコモン電極２１の間から漏れ出すフリンジ電界が異なることになる。そうすると、同じ電圧を印加した場合でも、場所によって液晶を制御するフリンジ電界が異なることになる。このことは、場所によってコントラストが異なることを意味する。そうすると、せっかく容量電極を厚くして画素電極２３および、配向膜２４を平坦な面に形成し、液晶のセルギャップを均一にしても、場所によるコントラストの違いは依然として存在することになる。本発明の課題は、反射型液晶表示装置において、場所によるコントラスの違いを解消し、ＩＰＳ方式における液晶表示装置の画質の向上を可能にすることである。

本発明は上記課題を克服するものであり、具体的な構成は下記のとおりである。

（１）ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接する画素電極が形成され、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御され、前記画素電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。

（２）前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（３）前記塗布型透明導電膜はＺｎＯであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（４）前記塗布型透明導電膜はポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（５）前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記画素電極に接していることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（６）前記上層の金属膜はＡｌまたはＡｌ合金であり、前記下層の金属膜はＭｏであることを特徴とする（５）に記載の表示装置。

（７）ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接するコモン電極が形成され、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御され、前記コモン電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。

（８）前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする（７）に記載の表示装置。

（９）前記塗布型透明導電膜はＺｎＯであることを特徴とする（７）に記載の表示装置。

（１０）前記塗布型透明導電膜はポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする（７）に記載の表示装置。

（１１）前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記コモン電極に接していることを特徴とする（７）に記載の表示装置。

（１２）前記上層の金属膜はＡｌまたはＡｌ合金であり、前記下層の金属膜はＭｏまたはＭｏ合金であることを特徴とする（１１）に記載の表示装置。

（１３）ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接する画素電極が形成され、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される反射型画素部と、画素電極と、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される透過型画素部が形成され、前記画素電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。

（１４）前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。

（１５）前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記画素電極に接していることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。

（１６）ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接するコモン電極が形成され、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される反射型画素部と、コモン電極と、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される透過型画素部が形成され、前記コモン電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。

（１７）前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。

（１８）前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記コモン電極に接していることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。

本発明によって、凹凸を有する反射電極の上に画素電極を形成し、その上に絶縁膜を形成し、その上にコモン電極を形成するＩＰＳ方式の液晶表示装置において、反射電極に凹凸を形成しても、画素電極として塗布型の透明電極を用いることによって、画素電極の表面を平坦に出来、画素電極上の絶縁膜、コモン電極、さらにその上の配向膜を平坦に出来るので、液晶層の厚さを均一に出来る。したがって、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、高いコントラストを有する画像を得ることが出来る。

また、凹凸を有する反射電極の上にコモン電極を形成し、その上に絶縁膜を形成し、その上に画素電極を形成するＩＰＳ方式の液晶表示装置においても、コモン電極を塗布型の透明導電膜とすることによって、液晶層の厚さを均一にすることが出来、高いコントラストを有する画像を得ることが出来る。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置のセルの平面図である。図１において、データ線５０と走査線６０によって囲まれた部分がセルである。セルの大部分は画素部が占めている。図１に示すセルの下側にＴＦＴが形成されている。ＴＦＴは半導体層１２、ゲート電極１４、ソース／ドレイン電極１６（ＳＤ電極１６）等から構成されている。半導体層１２はポリシリコンで形成されている。このポリシリコンはａ−Ｓｉをレーザーアニールすることによってポリシリコンに変換したものである。

ゲート電極１４は走査線６０が分岐したものである。半導体層１２と接続するソース電極はデータ線５０が兼ねている。半導体層１２とデータ線５０との間の絶縁層にスルーホールを形成してデータ線５０と半導体層１２との導通を取っている。半導体層１２と接続するドレイン電極１６は図１においては、長方形に記載している部分である。ドレイン電極１６もデータ線５０と同層で、データ線５０の形成と同時に形成される。ドレイン電極１６もソース電極と同様、半導体層１２とデータ線５０との間の絶縁層にスルーホールを形成することによって半導体層１２と導通をとっている。以後、ソース電極とドレイン電極１６を纏めてＳＤ電極１６ということもある。

図１において、透明電極であるＩＴＯによる画素電極２３が平面状に形成され、セル全体を覆っている。すなわち、本実施例では、画素電極２３は、画素部のみでなく、ＴＦＴ部分も覆っている。画素電極２３とドレイン電極１６との間に形成されるパッシベーション膜にスルーホールを形成して導通を取っている。一方、セルの画素部には反射電極が形成されている。反射電極には凹凸が形成されて外光を全ての方向に均一に反射する。反射電極は画素電極２３の下層に形成されている。反射電極は２層の金属から形成されているが、図１では上反射電極２０のみが見えている。

平面状の画素電極２３の上には絶縁膜をはさんで櫛歯状のコモン電極２１が形成されている。コモン電極２１はデータ線５０を越えて両隣のセルのコモン電極２１と導通しており、同時に形成される。コモン電極２１も透明導電膜であるＩＴＯによって形成される。画素電極２３とコモン電極２１の間に電圧を印加すると漏れ電界が発生し、特に櫛歯と櫛歯の間の液晶分子を動かして、液晶層２５を通過する光を制御して画像を形成する。

図２は図１のＡ−Ａ'断面図である。図２において、左側にはＴＦＴが形成されている。ＴＦＴ側ガラス基板１０の上には下地膜１１が形成されている。下地膜１１の役割は、ガラス基板から析出して来る不純物が半導体層１２を汚染するのを防止することである。下地膜１１はＳｉＮ膜とＳｉＯ_２膜の２層からなる場合もある。下地膜１１の上には半導体層１２が形成されている。半導体層１２は当初はａ−Ｓｉで成膜し、その後、レーザーアニールによってポリシリコンに変換している。

半導体層１２をパターニング後ゲート絶縁膜１３をＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）によるＳｉＯ_２で形成する。その後ゲート電極１４を形成する。ゲート電極１４は走査線６０が分岐したものであり、走査線６０と同時に形成される。ゲート電極１４にはＭｏまたはＭｏ合金が使用される。ゲート電極１４をマスクにして、半導体層１２にイオンインプランテーションによってリン等の不純物がドーピングされ、半導体層１２がＳＤ電極１６とコンタクトする部分に導電性が付与される。

ゲート電極１４を覆って、ＣＶＤ法によるＳｉＯ_２によって層間絶縁膜１５が成膜される。層間絶縁膜１５は走査線６０とデータ線５０を絶縁するものである。層間絶縁膜１５の上にはデータ線５０あるいはＳＤ電極１６が形成される。データ線５０あるいはＳＤ電極１６はＡｌを主体とし、Ｍｏ等の高融点金属でＡｌをサンドイッチしたものが使用される。Ｍｏ等によってＡｌのヒロックを防止するためである。

以上のようにして形成されたＴＦＴを無機パシベーション膜１７および樹脂層１８によって保護する。無機パッシベーション膜１７はＳｉＮで形成され、樹脂層１８はアクリルが使用される。樹脂層１８は２〜３μｍ程度に厚く形成され、表面を平坦化する役割も有する。

図２の右側は画素部の断面構造である。ガラス基板上に、下地膜１１、ゲート絶縁膜１３、層間絶縁膜１５、無機パシベーション膜１７等がＴＦＴ部分と同様にして形成される。無機パシベーション膜１７の上にはＴＦＴ部と同様、樹脂層１８が形成される。この樹脂層１８はＴＦＴ部分の樹脂層１８と同じで、アクリルによって形成され、膜厚は２〜３μｍである。樹脂層１８の表面はフォトリソグラフィによって凹凸が形成される。この凹凸は、例えば、樹脂層１８の上に凹凸を有するレジストを形成し、このレジストをドライエッチングによって、表面からエッチングしていくと、レジストの凹凸に倣った凹凸が樹脂層１８の表面に形成される。

この凹凸が形成された樹脂層１８の表面に反射電極が形成される。反射電極は２層構造となっている。下反射電極１９はＭｏまたはＭｏ合金で形成され、上反射電極２０はＡｌまたはＡｌ合金で形成される。Ａｌは反射率が高い。したがって、実際に外光を反射する上反射電極２０をＡｌで形成する。反射電極を２層の金属で形成する理由は次のとおりである。すなわち、本実施例では反射電極の上には塗布によって金属酸化物導電膜であるＩＴＯが形成される。ＩＴＯとＡｌが接触するとＡｌの表面に酸化膜が形成され、ＩＴＯと反射電極であるＡｌとの導通がとれなくなる。そうすると反射電極が電気的にフロートとなって液晶の動作に影響を与える可能性がある。そこで、Ａｌの下側にＭｏ膜を形成してＭｏとＩＴＯを接触させることによって反射電極と画素電極２３との導通を取っている。

図３は図２のＡ部の拡大図である。図３は反射電極の端部を示す断面模式図である。図３において、Ｍｏによる下反射電極１９とＡｌによる上反射電極２０が樹脂層１８の上に形成されている。上反射電極２０と下反射電極１９は画素電極２３であるＩＴＯによって覆われている。下反射電極１９は上反射電極２０よりもわずかに大きく形成されており、端部においては画素電極２３であるＩＴＯと接触している。上反射電極２０を形成するＡｌは広い面積にわたって画素電極２３であるＩＴＯを接触しているが、ＡｌはＩＴＯによって酸化されて表面にアルミナが形成され、長時間経過すると画素電極２３であるＩＴＯとＡｌとの接触が不安定になる。これを防止するために、反射電極の端部において、Ｍｏを露出させて画素電極２３であるＩＴＯと接触させ、反射電極が電気的にフロートになることを防止している。

図２において、画素電極２３であるＩＴＯは塗布によって厚く形成される。塗布によるＩＴＯの膜厚は０．５μｍから１μｍである。ＩＴＯを塗布によって厚く形成する理由はＩＴＯの表面を平坦にするためである。ＩＴＯのコーティングはスピンコートあるはスリットコートを用いることによって表面が平坦な膜を形成することが出来る。なお、塗布型ＩＴＯは市販されている。本実施例では、画素電極２３に塗布型ＩＴＯを用いているが、塗布型ＩＴＯに限らず、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン等の有機導電材料、あるいは、塗布型ＺｎＯ等を用いることが出来る。

このようにして塗布型ＩＴＯ膜を成膜したあと、フォトリソグラフィによってパターニングし、塗布型ＩＴＯ膜による画素電極２３を形成する。画素電極２３は、無機パシベーション膜１７および、樹脂層１８に形成されたスルーホールを通してＳＤ電極１６と導通する。このようにして平坦化された画素電極２３の上に容量絶縁膜２２をＳｉＮによって形成する。画素電極２３の上面が平坦であるから、容量絶縁膜２２も平坦である。

容量絶縁膜２２の上に櫛歯状のコモン電極２１を形成する。櫛歯状のコモン電極２１は透明導電膜であるＩＴＯによって形成されている。コモン電極２１のＩＴＯはスパッタリングによって形成される。コモン電極２１を覆って、液晶を配向させるための配向膜２４が塗布される。ＴＦＴ基板に形成された配向膜２４とカラーフィルタ基板に形成された配向膜２４の間に液晶層２５が封止されている。

カラーフィルタ基板において、ＴＦＴ基板の画素部と対応する部分にはカラーフィルタ側ガラス基板３０の上にカラーフィルタ２７が形成されている。カラーフィルタ２７とカラーフィルタ２７の間にはブラックマトリクス２８（ＢＭ）が形成され、画像のコントラストの向上に寄与する。カラーフィルタ２７およびＢＭを覆ってオーバーコート膜２６が形成され、表面を平坦化する。この平坦化されたオーバーコート膜２６に配向膜２４が塗布される。

本実施例においては、コモン電極２１は平坦な容量絶縁膜２２上に形成することが出来る。したがって、ＴＦＴ基板に形成された配向膜２４も平坦であり、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に封止された液晶層２５の厚さは均一となる。なお、櫛歯状のコモン電極２１は膜厚が７０ｎｍ程度であるから、コモン電極２１による液晶層２５の厚さへの影響は無視できる。したがって、液晶層２５をコントラスが最も良い厚さに均一に設定することが出来るので、高画質の画像表示を可能とすることが出来る。

図４は本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置のセル部の平面図である。図４において、データ線５０と走査線６０でかこまれた領域にセルが形成されている。セルの大部分は画素部であり、下方にＴＦＴ部が形成されている。ＴＦＴ部の構成は実施例１と同様なので説明は省略する。

図４において、櫛歯状の画素電極２３が最上層に位置している。なお、図４では配向膜２４は省略されている。画素電極２３はＴＦＴのＳＤ電極１６と無機パシベーション膜１７および樹脂層１８に形成されたスルーホールによって接続している。櫛歯状の画素電極２３の下方には容量絶縁膜２２を介してコモン電極２１が平面状に形成されている。コモン電極２１は横方向に長いストライプ状に形成され、隣り合うセルと共通に形成される。コモン電極２１の下には反射電極が形成されている。

図５は図４のＡ−Ａ'断面図である。図５において、左側はＴＦＴ部である。ＴＦＴ部の構成は実施例１と同様であるので、説明は省略する。図５の右側は画素部の断面構造である。本実施例においても、ＴＦＴ側ガラス基板１０上に順に下地膜１１、ゲート絶縁膜１３、層間絶縁膜１５、無機パシベーション膜１７、樹脂層１８が形成されていることは実施例１と同様である。

本実施例においても、樹脂層１８の表面には反射特性を改善するための凹凸が形成されている。凹凸の形成方法は実施例１と同様である。凹凸が形成された樹脂層１８の上に、ＭｏまたはＭｏ合金による下反射電極１９、ＡｌまたはＡｌ合金による上反射電極２０が形成されることは実施例１と同様である。上反射電極２０に上には、実施例１と異なり、コモン電極２１が形成される。ただし、このコモン電極２１も実施例１における画素電極２３と同様に、塗布型ＩＴＯによって形成される。

本実施例においては、反射電極はコモン電極２１と接続する。本実施例でのコモン電極２１も塗布型ＩＴＯで形成されているので、上反射電極２０であるＡｌの表面がＩＴＯによって酸化されることは実施例１と同様である。したがって、反射電極の端部は実施例１と同様の構造となっている。図５のＡ部は実施例１の図３と基本的な構造は同じである。図３において、本実施例では画素電極２３ではなく、コモン電極２１が反射電極と接する。

図５において、反射電極の上に形成されるコモン電極２１は塗布型ＩＴＯで形成されており、コモン電極２１の上面は平坦となっている。このため、塗布型ＩＴＯは厚く塗布されており、厚さは０．５μｍから１μｍである。本実施例では、コモン電極２１に塗布型ＩＴＯを用いているが、塗布型ＩＴＯに限らず、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン等の有機導電材料、あるいは、塗布型ＺｎＯ等を用いることが出来ることは実施例１と同様である。

平坦化されたコモン電極２１の上には容量絶縁膜２２がＳｉＮによって形成される。容量絶縁膜２２の膜厚は２００ｎｍ〜３００ｎｍである。容量絶縁膜２２の上には櫛歯状の画素電極２３が形成されている。櫛歯状の画素電極２３の上には配向膜２４が塗布される。コモン電極２１の上面が平坦であるから、コモン電極２１の上に形成される容量絶縁膜２２、画素電極２３、配向膜２４ともに表面は平坦である。したがって、液晶層２５の厚さも均一にすることが出来る。なお、櫛歯状の画素電極２３は膜厚が７０ｎｍ程度であるから、画素電極２３による液晶層２５の厚さへの影響は無視できる。

図５において、ＴＦＴのドレイン電極１６とは画素電極２３が接続する。ドレイン電極１６と画素電極２３の接続には次のような構造がとられている。無機パシベーション膜１７および樹脂層１８にスルーホールが形成され、塗布型ＩＴＯによって接続電極２３１が形成される。接続電極２３１はコモン電極２１と同じ塗布型ＩＴＯであり、コモン電極２１と同時に成膜される。その後、フォトリソグラフィによってコモン電極２１から分離される。

コモン電極２１と接続電極２３１が分離された後、容量絶縁膜２２が成膜されて、接続電極２３１とコモン電極２１の電気的な絶縁を確実にする。接続電極２３１の上に形成された容量絶縁膜２２にはスルーホールが形成され、このスルーホールをとおして、画素電極２３が接続電極２３１ひいてはＴＦＴのドレイン層と接続する。図５において、画素電極２３は飛び飛びに形成されているように見えるが、これは櫛歯電極の歯の部分の断面を描いているためであり、実際には画素電極２３はつながっている。なお、液晶をＴＦＴ基板とともに挟持するカラーフィルタ基板の構成は実施例１と同様であるので、説明は省略する。

以上のように、コモン電極２１を下側にして、画素電極２３を上側に配置する場合にも、画素電極２３の表面を平坦にできるので、液晶層２５の厚みを均一にできる。したがって、本実施例においても、液晶層２５をコントラストが最良になるような厚さに均一に設定することが出来る。したがって本実施例による液晶表示装置では高品質の画像を得ることが出来る。

実施例１および実施例２は反射型の液晶表示装置である。携帯電話等の用途では、室内では透過型の表示を行い、外光の強い屋外では反射型を使用したいという要求がある。このような場合は、データ線５０と走査線６０でかこまれたセルを分割して透過型の表示と反射型の表示をおこなう。このような構成においても、反射型の部分には本発明を適用することが出来る。

図６は本実施例を示すセルの断面模式図である。図６においては、ＴＦＴ部に近い部分に反射型の画素部が設置され、ＴＦＴから遠い部分に透過型の画素部が設置されている。反射型の画素部は実施例１と同様の構成で、容量絶縁膜２２の下側が画素電極２３で上側がコモン電極２１である。

透過型の画素部も反射型の画素部と基本的には同じ構造であるが、透過型の画素部においては、反射電極が存在していない。したがって、バックライトからの光が透過することが出来、この透過光を液晶によって制御することによって透過画像を形成することが出来る。

反射型の部分においては、液晶層２５の厚さは透過型の部分の厚さの半分にする必要がある。反射型の部分では画像を形成する外光が液晶を２回通るので、透過型部分の画素部と液晶によるリタデーションを合わせる必要があるからである。このため、反射型の部分では、スペース調整層２９を設けて反射型の部分の液晶層２５の厚さを透過型の部分の液晶層２５の厚さの半分に調整している。反射型の画素部と透過型の画素部の微妙なリタデーションの差を合わせるために、反射型あるいは透過型の画素部に位相差板を設置する場合もある。

本実施例においては、反射型の画素部は実施例１の場合の構成を使用したが、実施例２の場合の構成を使用することが出来ることはいうまでも無い。本実施例によれば、透過型も反射型の部分も基本的には同一のプロセスで形成することが出来る。すなわち、透過型と反射型とで異なる部分はフォトリソグラフィのマスクによって対処することが出来る。このように、本実施例によれば、液晶表示装置を反射型として使用する場合も、透過型として使用する場合も高画質の画像を得ることが出来る。

実施例１を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ'断面図である。 図２のＡ部拡大図である。 実施例２を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ'断面図である。 実施例３を示す断面図である。 従来例を示す平面図である。 図７のＡ−Ａ'断面図である。

符号の説明

１０…ＴＦＴ側ガラス基板、 １１…下地膜、 １２…半導体層、 １３…ゲート絶縁膜、 １４…ゲート電極、 １５…層間絶縁膜、 １６…ＳＤ電極、 １７…無機パッシベーション膜、 １８…樹脂層、 １９…下反射電極、 ２０…上反射電極、 ２１…コモン電極、 ２２…容量絶縁膜、 ２３…画素電極、 ２４…配向膜、 ２５…液晶層、 ２６…オーバーコート膜、 ２７…カラーフィルタ、 ２８…ブラックマトリクス、 ２９…スペース調整層、 ３０…カラーフィルタ側ガラス基板、 ５０…データ線、 ６０…走査線、 ２３１…接続電極。

Claims (18)

1. ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接する画素電極が形成され、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御され、
   前記画素電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記塗布型透明導電膜はＺｎＯであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記塗布型透明導電膜はポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記画素電極に接していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記上層の金属膜はＡｌまたはＡｌ合金であり、前記下層の金属膜はＭｏまたはＭｏ合金であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接するコモン電極が形成され、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御され、
   前記コモン電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。
8. 前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記塗布型透明導電膜はＺｎＯであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
10. 前記塗布型透明導電膜はポリアニリンまたはポリエチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
11. 前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記コモン電極に接していることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
12. 前記上層の金属膜はＡｌまたはＡｌ合金であり、前記下層の金属膜はＭｏまたはＭｏ合金であることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、
    前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、
    前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接する画素電極が形成され、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される反射型画素部と、
    画素電極と、前記画素電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上にはコモン電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される透過型画素部が形成され、
    前記画素電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。
14. 前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記画素電極に接していることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
16. ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の間に液晶が挟持され、前記液晶に電界を作用させることによって画像を形成する液晶表示装置であって、
    前記ＴＦＴ基板にはデータ線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、走査線が前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列し、前記データ線と前記走査線で囲まれた部分に画素部が形成され、
    前記画素部には、凹凸を有する反射電極と、前記反射電極に接するコモン電極が形成され、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される反射型画素部と、
    コモン電極と、前記コモン電極の上には絶縁膜が形成され、前記絶縁膜の上には画素電極が形成され、前記画素電極と前記コモン電極に電圧を印加することによって液晶分子が制御される透過型画素部が形成され、
    前記コモン電極は塗布型の透明導電膜で形成されていることを特徴とする表示装置。
17. 前記塗布型透明導電膜はＩＴＯであることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
18. 前記反射電極は上層と下層の２層の金属膜で形成され、前記上層の金属膜と前記下層の金属膜はいずれも前記コモン電極に接していることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。

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