JP4151692B2 - 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Description
ルチギャップ段差に起因した表示不良を少なくした液晶表示装置、液晶表示装置の製造方
法、及びそのような液晶表示装置を備えた電子機器に関する。
もに、それぞれの電極の交差領域である複数の画素に印加する電圧を選択的にオン、オフ
させることによって、当該画素領域の液晶材料を通過する光を変調させ、画像や文字等の
像を表示させる、液晶表示装置が多用されている。
かかる液晶表示装置として、反射型表示及び透過型表示が可能な半透過反射型の液晶表
示装置がある。すなわち、透過領域においては、基板の背面側に配置されたバックライト
から照射された光が、液晶パネルに入射するとともに、液晶材料層を通過して外部に視認
される。一方、反射領域においては、外部から液晶パネルに入射した外光が、液晶材料層
を通過した後、光反射膜によって反射され、再度液晶材料層を通過して外部に視認される
。このような透過領域及び反射領域を備えることにより、昼間や明るい場所においては、
太陽光等の外光を利用して画像表示を認識させることができるために、消費電力の削減を
図ることができるとともに、夜間等の比較的暗い場所においても、バックライトによって
画像表示を認識させることができる。
ける発色性を向上させ、かつリタデーションの最適化を図るために、いわゆるマルチギャ
ップを設けた液晶表示装置が提案されている。より具体的には、図23に示すように、画
素603には、反射領域631及び透過領域632を規定する光反射層604が形成され
、その上層側には、透過領域632に相当する領域が開口となっている層厚調整層606
が形成された半透過反射型の液晶表示装置である(例えば、特許文献1参照)。
、反射領域と透過領域の境界部分に相当する、層厚調整層の段差部分は、反射領域及び透
過領域のいずれにおいてもリタデーションが異なっているために、表示不良が発生する原
因となっていた。
また、当該段差部分の段差壁は、基板面とのなす角度を急峻にするほど、段差部分に形
成される電極等の密着性が低下するために、一般に、傾斜面とされていた。したがって、
基板面を垂直方向から見た場合に、当該段差部分に所定の幅があり、当該段差部分に相当
する領域が表示不良領域となって、結果的に、コントラスト等の表示特性が低下するとい
う問題が見られた。
て、反射領域及び透過領域における液晶材料層の層厚を異ならせるための層厚調整層を、
表示領域内で所定方向にストライプ状に形成し、当該層厚調整層の上層に形成される電極
を表示領域外で確実に導通性を確保することにより、このような問題を解決できることを
見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、表示領域内において、反射領域と透過領域の境界の段差を急峻に
形成するとともに、表示領域外において、電極の電気的導通性を確保することにより、一
画素における反射領域及び透過領域に形成された電極の導通性を確保しつつ、表示不良領
域の面積を小さくして、表示特性を向上させた液晶表示装置を提供することを目的とする
。また、本発明の別の目的は、そのような液晶表示装置の製造方法、さらに、そのような
液晶表示装置を備えた電子機器を提供することである。
すなわち、表示領域内においては、層厚部及び層薄部の境界の傾斜面を急峻に形成して、基板面に垂直に見た場合の層厚部及び層薄部の境界の段差の幅を小さくすることにより、表示不良領域の面積を小さくすることができる。また、表示領域外においては、層厚部及び層薄部の境界の段差に起因した第1の電極の断線を防止して、同じ画素列における反射領域及び透過領域に形成された第1の電極の電気的導通性を確保することができる。したがって、表示領域内における、段差部分に起因した第1の電極の断線等の有無に拘わらず、一つの画素に存在する第1の電極の導通性を確保しつつ、表示不良領域の面積を小さくして、表示特性を向上させた液晶表示装置を提供することができる。
このように構成することにより、表示領域内においては、基板面に垂直に見た場合の層厚部及び層薄部の境界の段差の幅を小さくして、表示不良領域の面積を小さくすることができるとともに、表示領域外においては、緩和部における傾斜面上に形成される第1の電極の断線を有効に防止して、電気的導通性を確保することができる。
なお、傾斜面と基板面とのなす角度とは、図8に示す傾斜面15と基板面31aとのなす二つの角度θA、θBのうち、0〜90°の範囲内で定められる角度をいう。したがって、図8(a)においては、θBを意味し、図8(b)においては、θAを意味する。
このように構成することにより、緩和部に含まれるそれぞれの段差の高さを低くすることができ、緩和部上に形成される第1の電極の断線を有効に防止することができる。
すなわち、表示領域内においては、基板面に垂直に見た場合の層厚部及び層薄部の境界の段差の幅を小さくすることにより、表示不良領域の面積を小さくすることができる。また、表示領域外においては、延設された第1の電極上にまたがって配置された所定の導通部材によって、同じ画素列における反射領域及び透過領域に形成された第1の電極の電気的導通性を確保することができる。したがって、表示領域内における、段差部分に起因した第1の電極の断線の有無に拘わらず、一画素における第1の電極の導通性を確保しつつ、表示不良領域の面積を小さくした液晶表示装置を効率的に提供することができる。
このように構成することにより、表示領域内において、基板面に垂直に見た場合の層厚部及び層薄部の境界の段差の幅を小さくすることができ、表示不良領域の面積を小さくすることができる。
このように構成することにより、表示領域内において、一方向に配列された画素からなる画素列にまたがって形成される、反射領域及び透過領域の第1の電極の電気的導通性をより確実に確保することができる。
このように構成することにより、表示領域内における層厚部及び層薄部の境界の段差部分を非電界領域にして、表示不良の発生をより確実に防止することができる。
このように構成することにより、いずれのスイッチング素子を備えた液晶表示装置であっても、表示領域内の一画素における反射領域及び透過領域に形成された第1の電極の導通性を確保しつつ、対向基板に形成したマルチギャップによる表示不良領域の面積を小さくした液晶表示装置とすることができる。
すなわち、マルチギャップを形成するための層厚部及び層薄部を備えた層厚調整層を形成する際に、表示領域内においては、層厚部及び層薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成することにより、表示不良領域の面積を小さくすることができる。また、かかる層厚調整層を形成する際に、表示領域外においては、層厚部及び層薄部の境界の段差を緩和させる緩和部を形成することにより、層厚部上の電極と層薄部上の電極との電気的導通性を確保することができる。したがって、断線等による動作不良を防止しつつ、表示特性に優れた液晶表示装置を効率的に製造することができる。
すなわち、マルチギャップを形成するための層厚部及び層薄部を備えた層厚調整層を形成する際に、表示領域内において、層厚部及び層薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成することにより、表示不良領域の面積を小さくすることができる。また、表示領域外において、所定の導通部材を配置することにより、それらの電極の電気的導通性を確保することができる。したがって、断線等による動作不良を防止しつつ、表示特性に優れた液晶表示装置を効率的に製造することができる。
である。
すなわち、一画素における反射領域及び透過領域に形成された第1の電極の導通性を確
保しつつ、表示不良領域を小さくした液晶表示装置を備えるために、表示特性の向上を図
った電子機器を効率的に提供することができる。
示装置を含む電子機器に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施
形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の
範囲内で任意に変更することが可能である。
第1実施形態は、第1の電極を備えた第1の基板と、第2の電極を備えた第2の基板と
、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された液晶材料と、を備えるとともに、それ
ぞれ反射領域及び透過領域を有する複数の画素を含む表示領域を備えた半透過反射型の液
晶表示装置である。
そして、反射領域及び透過領域は、表示領域内において一方向に配列された画素からな
る画素列にまたがってストライプ状に配置され、第1の基板は、反射領域及び透過領域に
おけるリタデーションを調整するために、反射領域に配置された層厚部と、透過領域に配
置された層薄部と、を有する層厚調整層であって、表示領域内においては、層厚部及び層
薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成した段差部分を有するとともに、表示領域外におい
ては、層厚部及び層薄部の境界の段差を緩和させるための緩和部を有する層厚調整層を備
え、第1の電極は、層厚調整層の上層に、画素列にまたがって形成してあるとともに、そ
れぞれ表示領域外まで延設してあり、少なくとも同じ画素列における反射領域及び透過領
域に形成された第1の電極が緩和部上でつながっていることを特徴とする。
以下、図1〜図14を適宜参照しながら、本発明の第1実施形態の液晶表示装置につい
て、所定の層厚調整層を備えたカラーフィルタ基板、及びスイッチング素子としてのTF
D素子(Thin Film Diode)を備えた素子基板を含む液晶表示装置を例に採って説明する
。なお、それぞれの図において、同じ符号を付したものは同一の部材を示しており、適宜
説明を省略する。
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係る第1実施形態の液晶表示装置としての液
晶表示装置10の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。こ
こで、図1は、本実施形態に係る液晶表示装置10の概略斜視図であり、図2は、図1中
のEE断面を矢印方向に見た概略断面図である。
かかる液晶表示装置10は、スイッチング素子として、二端子型非線形素子であるTF
D素子69を用いたアクティブマトリクス型構造を有する素子基板60を備えた液晶表示
装置10であって、図示しないものの、バックライトやフロントライト等の照明装置やケ
ース体などを、必要に応じて適宜取付けられて使用される。
また、液晶表示装置10は、ガラス基板等を基体61とする素子基板60と、同様にガ
ラス基板等を基体31とするカラーフィルタ基板30と、が対向配置されるとともに接着
剤等のシール材23を介して貼り合わせられている。また、素子基板60と、カラーフィ
ルタ基板30とが形成する空間であって、シール材23の内側部分に対して、開口部23
aを介して液晶材料21を注入した後、封止材25にて封止されてなるセル構造を備えて
いる。すなわち、素子基板60と、カラーフィルタ基板30との間に液晶材料21が充填
されている。
向する表面上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極63が形成され、カラーフィ
ルタ基板30における基体31の内面、すなわち、素子基板60に対向する表面上には、
ストライプ状に配置された複数の走査電極33が形成されている。また、画素電極63は
、スイッチング素子としてのTFD素子69を介してデータ線65に対して電気的に接続
されるとともに、もう一方の走査電極33は、導電性粒子を含むシール材23を介して素
子基板60上の引回し配線66に対して電気的に接続されている。このように構成された
画素電極63と走査電極33との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素(以下
、画素領域と称する場合がある。)を構成し、これら多数の画素の配列が、全体として表
示領域を構成することになる。したがって、所望の画素に対して電圧を印加することによ
り、当該画素の液晶材料21に電界を発生させ、表示領域全体として文字、図形等の画像
を表示させることができる。
板張出部60Tを有し、この基板張出部60T上には、データ線65の一部、引回し配線
66の一部及び、独立して形成された複数の配線からなる外部接続用端子67が形成され
ている。
そして、データ線65又は引回し配線66の端部には、液晶駆動回路等を内蔵した駆動
用半導体素子(駆動用IC)91が実装されている。さらに、外部接続用端子67のうち
の表示領域側の端部にも、駆動用半導体素子(駆動用IC)91が実装されているととも
に、他方の端部には、フレキシブル回路基板93が実装されている。
また、本発明に係る液晶表示装置は半透過反射型の液晶表示装置であって、反射領域及
び透過領域が、表示領域内において一方向に配列された画素からなる画素列にまたがって
、ストライプ状に配置されている。すなわち、本実施形態に係るTFD素子を備えた液晶
表示装置の場合、図3(a)〜(b)に示すように、素子基板上のデータ線と直交する方
向(X方向)に沿って配列された画素Gからなる複数の画素列ごとに、それぞれ反射領域
R及び透過領域Tが交互にストライプ状に配置されている。なお、図3及び図4は、液晶
表示装置を表示面に対して垂直方向に眺めた場合の部分拡大図である。
ここで、図3(a)は、それぞれの画素Gにおいて、上半分に透過領域Tを配置し、下
半分に反射領域Rを配置して、全体として、透過領域T及び反射領域Rがストライプ状に
配置されている。また、図3(b)は、それぞれの画素Gにおいて、上部及び下部に反射
領域Rを配置し、当該反射領域Rに挟まれるように中央部に透過領域Tを配置して、全体
として、透過領域T及び反射領域Rがストライプ状に配置されている。
かかる反射領域R及び透過領域Tの配置は、カラーフィルタ基板又は素子基板のいずれ
かにおいて、透過領域Tに対応させて開口部を形成した光反射膜を備えることにより、所
望の領域に配置することができる。なお、本実施形態で説明する液晶表示装置は、カラー
フィルタ基板側に光反射膜を形成した液晶表示装置である。
における互いに対向する辺側に反射領域Rを配置することが好ましい。例えば、図4にお
いては、上半分に透過領域Tを配置し、下半分に反射領域Rを配置した画素Gと、上半分
に反射領域Rを配置し、下半分に透過領域Tを配置した画素Gと、が一行毎に交互に配列
されている。
この理由は、マルチギャップを形成した場合であっても、一つの画素内における、表示
不良の原因となる段差を少なくすることができるためである。
(1)基本構成
次に、図5〜図13を適宜参照しつつ、本実施形態の液晶表示装置10に使用されるカ
ラーフィルタ基板30について、さらに詳細に説明する。
まず、図5(a)にカラーフィルタ基板30の平面図を、図5(b)に図5(a)中の
PP断面を矢印方向に見た断面図を、図5(c)に図5(a)中のOO断面を矢印方向に
見た断面図を示す。かかるカラーフィルタ基板30は、基本的に、図5(b)に示すよう
に、ガラス基板等からなる基体31上に、光反射膜35と、遮光膜39と、着色層37と
、層厚調整層40と、走査電極33と、が順次積層されて構成されている。また、走査電
極33上には、液晶材料の配向性を制御するための配向膜45を備えるとともに、走査電
極33等が形成されている面とは反対側の面に、鮮明な画像表示が認識できるように、位
相差板(1/4波長板)47及び偏光板49が配置されている。
また、カラーフィルタ基板30に形成された光反射膜35は、例えば、アルミニウム等
の金属材料からなり、透過領域Tに対応した開口部35aが形成されている一方で、反射
領域Rにおいては、太陽光等の外光を反射させて、反射型表示を可能にするための部材で
ある。本発明の液晶表示装置においては、表示領域内で一方向に配列された画素からなる
画素列にまたがって反射領域Rが配置されていることから、光反射膜35は、例えば、図
6(a)〜(c)に示すようにパターニングされている。
なお、図6(a)は、図3(a)に示すように反射領域R及び透過領域Tが配置された
カラーフィルタ基板における光反射膜35を、図6(b)は、図3(b)に示すように反
射領域R及び透過領域Tが配置されたカラーフィルタ基板における光反射膜35を、図6
(c)は、図4に示すように反射領域R及び透過領域Tが配置されたカラーフィルタ基板
における光反射膜35をそれぞれ示している。
また、遮光膜39は、隣接する画素G間において色材が混色することを防止して、コン
トラストに優れた画像表示を得るための膜である。このような遮光膜39としては、例え
ば、クロム(Cr)やモリブテン(Mo)等の金属膜を遮光膜39として使用したり、あ
るいは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散
させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなど
を用いたりすることができる。さらに、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を
重ね合わせることにより、遮光膜を形成することもできる。
また、着色層37は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色
調を呈するものとされている。着色層37の色調の一例としては原色系フィルタとしてR
(赤)、G(緑)、B(青)の3色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるも
のではなく、Y(イエロー)、M(マゼンダ)、C(シアン)等の補色系や、その他の種
々の色調で形成することができる。
また、着色層37の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、
このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を
採用することができる。
また、本実施形態に係る液晶表示装置10においては、カラーフィルタ基板30上に、
アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの有機性の感光性樹脂材料や、SiNやSiO2などの
無機材料からなる層厚調整層40が形成されている。そして、図5(b)〜(c)に示す
ように、かかる層厚調整層40が、反射領域Rに配置された層厚部40aと、透過領域T
に配置された層薄部40bと、を有する層厚調整層40であって、表示領域A内において
は、層厚部40a及び層薄部40bの境界の段差における傾斜面40cを垂直方向に形成
した段差部分を有するとともに、表示領域外においては、層厚部40a及び層薄部40b
の境界の段差を緩和させる緩和部11を有すること特徴とする。
すなわち、反射領域及び透過領域におけるリタデーションを最適化するために、液晶材
料層における反射領域の層厚を相対的に薄くし、透過領域の層厚を厚くしたマルチギャッ
プ構造の液晶表示装置において、表示領域内では、基板面に垂直方向から見た、層厚調整
層の層厚部と層薄部との境界の段差の幅を小さくするように構成されている。一方、表示
領域外では、層厚調整層の層厚部と層薄部との境界の段差上に形成される走査電極の断線
を防止するための緩和部を形成して、一つの画素における反射領域及び透過領域に形成さ
れた走査電極の電気的導通性を確保するように構成されている。
したがって、走査電極の断線による動作不良を防止するとともに、段差に起因する表示
不良領域の面積を小さくしつつ、反射領域及び透過領域それぞれにおけるリタデーション
を最適化でき、表示特性に優れた液晶表示装置とすることができる。
に示すように、表示領域内における、反射領域に配置された層厚部と、透過領域に配置さ
れた層薄部との境界の段差660における傾斜角を比較的緩やかにして形成される。これ
は、かかる段差における傾斜面が垂直に形成されていると、当該段差部分上に形成される
走査電極の形成不良が生じ、断線のおそれがあるためである。ただし、段差部分は反射領
域及び透過領域のいずれにおいてもリタデーションが適合しないために、この場合には、
図7(a)に示すように、基板面に垂直方向から見て視認される傾斜面に相当する領域の
面積が相対的に大きく、表示不良領域13の面積が大きくなる。
一方、本発明に係る液晶表示装置においては、表示領域内における、層厚部及び層薄部
の境界の段差における傾斜面を垂直方向に形成してあるために、図7(b)に示すように
、基板面に垂直方向から見て視認される傾斜面に相当する領域の面積が相対的に小さくな
り、表示不良領域13の面積を小さくすることができる。
なお、図7(a)及び(b)は、それぞれ形成された層厚調整層40´の傾斜面40c
´の状態に対応して発生する、表示面における表示不良13の状態を表している。
るためには、当該段差における傾斜面と基板面とのなす角度を60〜90°の範囲内の値
とすることが好ましい。
この理由は、かかる角度が60°未満の値となると、層厚調整層の膜厚にもよるが、基
板面に垂直方向から見た際の傾斜面の幅が相対的に大きくなり、表示不良領域の面積が大
きくなってしまう場合があるからである。一方、かかる角度が垂直(90°)であれば、
基板面に垂直方向から見た傾斜面の幅を0とすることができるため、表示不良領域の面積
を最も小さくすることができるためである。ただし、かかる段差は、一般的に、感光性樹
脂材料に対する多重露光あるいはハーフトーン露光により形成され、フォトマスクを通過
する光の多少の回り込みがあることから、再現性に乏しい場合がある。
したがって、層厚部及び層薄部の境界の段差における傾斜面と、基板面とのなす角度を
70〜88°の範囲内の値とすることがより好ましく、80〜85°の範囲内の値とする
ことがさらに好ましい。
なお、傾斜面と基板面とのなす角度とは、図8に示す傾斜面15と基板面31aとのな
す二つの角度θA、θBのうち、0〜90°の範囲内で定められる角度をいう。したがっ
て、図8(a)においては、θBを意味し、図8(b)においては、θAを意味する。
、製造段階において、層厚調整層の上層に走査電極を形成した場合に、かかる段差部分に
電極が均一に形成されない場合がある。この場合には、例えば、一つの画素における反射
領域の走査電極と透過領域の走査電極とが非連続状態となって、電気的導通性が確保でき
ず、動作不良の原因となってしまう。
そこで、図5(a)〜(c)に示すように、表示領域A外において、層厚部40a及び
層薄部40bの境界の段差を緩和させる緩和部11を形成することにより、一つの画素に
おける反射領域の走査電極33aと透過領域の走査電極33bとの電気的導通性を当該緩
和部11で確保することができ、走査電極33の断線による動作不良を防止することがで
きる。すなわち、一つの画素内において、例えば、反射領域の走査電極と透過領域の走査
電極とが全くつながっていない場合であっても、表示領域外では当該反射領域と透過領域
の走査電極の電気的導通性が確保されているために、一つの画素内の反射領域及び透過領
域それぞれにおいて電圧を印加することができる。
cを第1の傾斜面としたときに、第1の傾斜面40cと基板面とのなす角度θ2よりも緩
やかな第2の傾斜面18を含む緩和部11とすることができる。すなわち、層厚部と層薄
部との境界の段差における傾斜面が急峻になるにしたがって、当該段差部分に形成する透
明電極が形成不良を生じ、断線が生じやすくなる。そこで、表示領域外における層厚部と
層薄部との境界の段差における傾斜面を、表示領域内の段差よりも緩やかに形成すること
により、一つの画素における反射領域及び透過領域に形成された電極の電気的導通性を、
表示領域外で確保することができる。
ただし、かかる傾斜面が過度に緩やかになると、表示領域外のいわゆる額縁領域の面積
がおおきくなってしまう場合がある。したがって、表示領域外の層厚部及び層薄部の境界
の段差における傾斜面と、基板面とのなす角度を、30〜60°未満の範囲内の値とする
ことが好ましく、40〜50°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
び層薄部40bをつなぐ複数の段差12を含む緩和部11とすることができる。すなわち
、表示領域外の層厚部及び層薄部の境界の段差の高低差が、電極の膜厚の値よりも大きい
場合には、当該段差部分に電極を形成した場合に形成不良を生じて、断線する可能性が高
くなる。そこで、表示領域外の層厚部及び層薄部の境界の段差を、複数の段差を含むよう
に構成することにより、一つ一つの段差の高低差を小さくして、電極の断線を防止するこ
とができる。
したがって、例えば、走査電極の膜厚が約50nmである場合に、表示領域外の層厚部
及び層薄部の境界の段差を緩和させる緩和部に含まれる複数の段差のそれぞれの高低差を
、30〜60nmの範囲内の値とすることが好ましい。
例えば、素子基板上の引回し配線と導通をとる側に形成して、層厚調整層40の層厚部4
0a上の走査電極33a及び層薄部40b上の走査電極33bの電気的導通性をとってあ
ることにより、一応の電気的導通性を確保することができる。ただし、より確実に走査電
極33a、33bの電気的導通性を確保できることから、図11(b)に示すように、表
示領域Aの両側に、かかる緩和部11を形成してあることが好ましい。
りも薄く構成するためには、上述のように、反射領域に対応する層厚部と透過領域に対応
する層薄部とから構成する場合に限られず、図12に示すように、反射領域Rにのみ対応
させて層厚調整層40を形成することによっても構成することができる。この場合には、
層厚調整層40の端部に相当する段差における傾斜面に関して、表示領域A内の傾斜面1
8については垂直方向に形成するとともに、表示領域A外においては表示領域A内の傾斜
面40cと基板面とのなす角度よりも緩やかな傾斜面18を含む緩和部11を設けること
となる。
また、緩和部の例としては、上述した態様に限られることなく、層厚部上の走査電極と
、層薄部上の走査電極との電気的導通性を確保できる手段であれば、他の態様であっても
構わない。
また、層厚調整層40の上には、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体から
なる走査電極33が形成されている。かかる走査電極33は、一方向に配列された画素か
らなる画素列毎に、複数の透明電極33が並列したストライプ状に構成されている。
ここで、本実施形態の液晶表示装置においては、表示領域A内において、反射領域Rと
透過領域Tに対応して形成された層厚調整層40の層厚部40a及び層薄部40bの境界
の段差における傾斜面が垂直方向に形成されている。したがって、一つの画素内における
反射領域Rの走査電極33aと透過領域Tの走査電極33bとが、連続して形成されない
場合がある。
ただし、表示領域外においては、同じ画素列における反射領域及び透過領域に形成され
る走査電極を延設させて、層厚部及び層薄部の境界の段差の緩和部上で、反射領域及び透
過領域の走査電極をつなげてあるために、一つの画素内で走査電極が非連続状態となる場
合であっても、電気的導通性は確保されている。
したがって、表示領域内での垂直方向に形成された傾斜面を含む段差上に走査電極を形
成する場合であっても、断線等による動作不良の発生を防止することができる。
通性を確保するにあたり、表示領域のいずれか一方の側、例えば、素子基板上の引回し配
線と導通をとる側において、層厚調整層の層厚部上及び層薄部上の走査電極の電気的導通
性をとってあることにより、一応の電気的導通性を確保することができる。ただし、より
確実に走査電極の電気的導通性を確保できることから、表示領域の両側で、層厚調整層の
層厚部上及び層薄部上の走査電極の電気的導通性をとってあることが好ましい。
おける、層厚調整層40の層厚部40a及び層薄部40bの境界の段差(第1の傾斜面4
0c)に相当する箇所に、スリット34を設けてあることが好ましい。
この理由は、表示不良の原因となる傾斜面に走査電極を形成せず、非電界領域とするこ
とにより、当該部分に光を透過させないで、表示不良の発生をより少なくすることができ
るためである。
そして、本実施形態の液晶表示装置であれば、一つの画素における反射領域及び透過領
域の走査電極が、表示領域外で電気的導通性を確保してあるために、このようなスリット
を設けた場合であっても動作不良を生じることがない。
また、走査電極33の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜45が全面的に形成さ
れている。かかる配向膜は、ラビング処理をする等して、液晶材料の配向性を制御するた
めの部材である。
(1)基本構成
また、素子基板60は、図14(a)〜(b)に示すように、基本的に、ガラス基板等
からなる基体61と、データ線65と、スイッチング素子としてのTFD素子69と、画
素電極63と、から構成されている。また、図2に示すように、画素電極63上には、ポ
リイミド樹脂等からなる配向膜75が形成されている一方、基体61の外面には、位相差
板(1/4波長板)77及び偏光板79が配置されている。
なお、図14(a)は、素子基板60の概略平面図であり、図14(b)は、素子基板
60の概略断面図である。また、配向膜や偏光板等については省略されている。
素子基板60上のデータ線65は、複数の配線が並列したストライプ状に構成されてい
る。また、図示しないが、ドライバ等の実装領域側の辺に対して垂直方向に延びる辺側に
は、導電性粒子を含むシール材を介してカラーフィルタ基板30上の走査電極33と電気
的に接続される引回し配線が設けられている。
かかるデータ線65や引回し配線は、製造工程の簡略化及び電気抵抗の低下の観点から
、後述する二端子型非線型素子の形成と同時に形成されるため、例えば、タンタル層、酸
化タンタル層、及びクロム層が順次形成されて構成されている。
また、それぞれのデータ線65には、スイッチング素子69を介して画素電極63が電
気的に接続されている。また、画素電極63は、それぞれのデータ線65の間にマトリク
ス状に配置されている。
かかる画素電極63は、ITO(インジウムスズ酸化物)やIZO(インジウム亜鉛酸
化物)等の透明導電材料を用いて形成することができる。
また、素子基板60上には、データ線65と画素電極63とを電気的に接続するスイッ
チング素子としてのTFD素子69が形成されている。かかるTFD素子69は、一般的
に、タンタル(Ta)合金からなる素子第1電極71、酸化タンタル(Ta2O5)からな
る絶縁膜72、及びクロム(Cr)からなる素子第2電極73、74が順次積層されたサ
ンドイッチ構造を有している。そして、正負方向のダイオードスイッチング特性を示し、
しきい値以上の電圧が、素子第1電極71及び素子第2電極73、74の両端子間に印加
されると導通状態となるアクティブ素子である。
在するように形成され、反対のダイオード特性を有する第1のTFD素子69a及び第2
のTFD素子69bから構成してあることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、印加する電圧波形として、正負対称なパ
ルス波形を使用することができ、液晶表示装置等における液晶材料の劣化を防止すること
ができるためである。すなわち、液晶材料の劣化を防止するために、ダイオードスイッチ
ング特性が、正負方向において対称的であることが望まれ、二個のTFD素子69a、6
9bを逆向きに直列接続することにより、正負対称なパルス波形を使用することができる
ためである。
本発明の第2実施形態は、第1実施形態の液晶表示装置の製造方法であって、
第1の基板上に、感光性樹脂材料層を形成する工程と、
反射領域及び透過領域におけるリタデーションを調整するために、反射領域に層厚部を
配置し、透過領域に層薄部を配置した層厚調整層であって、表示領域内においては、層厚
部及び層薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成した段差部分を有するとともに、表示領域
外においては、層厚部及び層薄部の境界の段差を緩和させるための緩和部を有する層厚調
整層を形成する工程と、
層厚調整層の上層に、画素列にまたがらせるとともに、表示領域外まで延設して配置さ
れる第1の電極であって、少なくとも同じ画素列における反射領域及び透過領域に形成さ
れる当該反射領域及び透過領域における第1の電極が緩和部上でつながるように、第1の
電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
以下、第2実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例として、第1実施形態の液晶
表示装置を製造する方法を例に採って、図15〜図17を適宜参照しながら説明する。
(1)光反射膜の形成
まず、図15(a)に示すように、第1の基板の基材としてのガラス基板31上に、反
射領域を形成するための反射膜35を形成する。かかる反射膜は、蒸着法やスパッタリン
グ法にてアルミニウム等の金属材料を母基板上に被着させた後、フォトリソグラフィ法を
用いてパターニングすることにより形成することができる。
また、半透過反射型のカラーフィルタ基板を製造する場合には、それぞれの画素に対応
させて、透過領域を形成する開口部35aを備えた反射膜35を形成する。
次いで、図15(b)に示すように、それぞれの画素に対応して、R、G、Bのうちの
いずれか一色の着色層37を形成する。かかる着色層は、顔料や染料等の着色材を分散さ
せた透明樹脂等からなる感光性樹脂を母基板上に塗布し、当該感光性樹脂に対してパター
ン露光及び現像処理を順次施すことにより形成することができる。なお、かかる露光及び
現像処理は、R、G、Bそれぞれの色毎に繰り返すことになる。
次いで、図15(c)に示すように、それぞれの画素間領域に遮光膜39を形成する。
かかる遮光膜としては、例えば、クロム(Cr)やモリブテン(Mo)等の金属膜を遮光
膜として使用したり、あるいは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色材を共に樹
脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材
中に分散させたものなどを用いたりすることができる。
例えば、金属膜を用いて遮光膜を形成する場合には、クロム(Cr)等の金属材料を蒸
着法等によりガラス基板上に積層した後、所定のパターンに合わせてエッチング処理する
ことにより形成することができる。
次いで、図15(d)に示すように、感光性樹脂材料を、例えば、スピンコーター等の
塗布装置を用いて基板上に均一に塗布して、感光性樹脂材料層40´を形成する。このと
き、例えば、スピンコーターを用いた場合、600〜2,000rpmの回転数で、5〜
20秒の塗布時間として、厚さ1〜10μmの層厚調整層を形成することができる。
ここで、層厚調整層を構成する感光性樹脂材料の種類は特に制限されるものではないが
、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、オ
キセタン系樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、精度良く凹
凸パターンが形成できるように、感光性樹脂材料中に、シリカ粒子、酸化チタン、酸化ジ
ルコニア、酸化アルミニウム等の無機フィラーを添加しておくこともできる。
また、感光性樹脂材料としては、光透過部を透過した光が照射された箇所が光分解して
、現像剤に対して可溶化するポジ型と、光透過部を透過した光が照射された箇所が硬化し
、現像剤に対して不溶化するネガ型とがあるが、いずれも好適に使用することができる。
なお、本実施形態においては、ポジ型の感光性樹脂材料を使用した場合を例に採って説
明する。
ションを調整するために、反射領域に層厚部40aを配置し、透過領域に層薄部40bを
配置した層厚調整層40であって、表示領域A内においては、層厚部40a及び層薄部4
0bの境界の段差における傾斜面を垂直方向に形成した段差部分を有するとともに、表示
領域A外においては、層厚部40a及び層薄部40bの境界の段差を緩和させる緩和部1
1を有する層厚調整層40を形成する。
より具体的には、例えば、ステッパーステージ上に基板を載置するとともに、図16(
a)に示すように、第1のフォトマスク111を配置した後、記号Lで示されるi線等の
エネルギー線を照射して、均一に塗布された感光性樹脂材料層40´に対してパターン露
光(第1の露光)を実施する。
次いで、基板を、例えば、ステッパーステージ上から一括露光用の露光装置上に移動し
た後、第2のフォトマスク113を配置し、図16(b)に示すように、同様にエネルギ
ー線を照射して、層厚調整層に対してパターン露光(第2の露光)を実施する。
次いで、例えば、基板上の感光性樹脂材料層を、現像液を用いて現像することにより、
第1及び第2のフォトマスクの光透過部を透過した光が照射された部分が現像され、図1
6(c)に示すように、反射領域に対応した層厚部40aと、透過領域に対応した層薄部
40bとを含む層厚調整層40を形成することができる。
13とのマスクパターンを異ならせることにより、所望の傾斜面を備えた段差部分を形成
することができる。一方、表示領域内においては、第1の露光又は第2の露光のいずれか
一回の露光をするか、あるいは、第1のフォトマスク111と第2のフォトマスク113
とのマスクパターンを同一のパターンとすることにより、段差部分に極力テーパーができ
ないように、傾斜面を垂直方向に形成することができる。したがって、表示領域A内では
、層厚部40aと層薄部40bとの境界の段差における傾斜面(第1の傾斜面40c)を
垂直方向に形成し、表示領域A外では、層厚部40aと層薄部40bとの境界の段差にお
ける傾斜面(第2の傾斜面18)を、表示領域A内の第1の傾斜面40cと基板面とのな
す角度よりも緩やかにした層厚調整層40が形成される。
パターンの複数のフォトマスクを用いた多重露光によるものである。ただし、これ以外に
も、部分的に光の透過率を異ならせたハーフトーンマスクを用いたハーフトーン露光によ
っても層厚部や層薄部、傾斜面等を備えた層厚調整層を形成することができる。
次いで、図16(d)に示すように、層厚部及び層薄部を含む層厚調整層上に、全面的
にITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電材料からなる透明導電層を、例えば、ス
パッタリング法により形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングを施し、
所定のパターン形状の電極33を形成する。
例えば、製造するカラーフィルタ基板が、パッシブマトリクス型の液晶表示装置や、T
FD素子(Thin Film Diode)を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に使用さ
れるカラーフィルタ基板である場合には、複数の透明電極が並列したストライプ状にパタ
ーニングされる。また、製造するカラーフィルタ基板が、TFT素子(Thin Film Transi
stor)を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に使用されるカラーフィルタ基板
である場合には、それぞれのセル領域に対応した面状電極としてパターニングされる。
このとき、表示領域内においては、層厚調整層の層厚部及び層薄部の境界の段差が垂直
方向に形成されているために、当該段差部分の走査電極は形成不良を生じやすいが、表示
領域外における層厚調整層には緩和部が形成されており、一つの画素内における反射領域
及び透過領域の走査電極が緩和部で確実につながるように形成できるために、電気的導通
性を確保することができる。したがって、断線等による動作不良の発生を防止しつつ、表
示不良領域の面積を小さくした液晶表示装置を製造することができる。
ぞれのセル領域毎に、ポリイミド樹脂等からなる配向膜45を形成することにより、カラ
ーフィルタ基板30を製造することができる。
(1)素子第1電極の形成
素子基板60は、まず、図17(a)に示すように、ガラス基板からなる基体61上に
、素子第1電極71を形成する。この素子第1電極71は、例えば、タンタル合金から構
成されており、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて形成することができる。こ
のとき、素子第1電極71の形成前に、第2のガラス基板61に対する素子第1電極71
の密着力を著しく向上させることができるとともに、第2のガラス基板61から素子第1
電極71への不純物の拡散を効率的に抑制することができることから、基体61上に酸化
タンタル(Ta2O5)等からなる絶縁膜を形成することも好ましい。
このとき、素子第1電極を、データ線に沿って隣接するか、又はデータ線に沿って斜め
方向に隣接する、二つの画素電極に対応したTFD素子に共有させるために、隣接する二
つの画素にまたがって形成することが好ましい。この理由は、TFD素子の形成領域を小
さくする一方、画素電極を大きくすることができるため、それぞれの画素面積を拡大して
、コントラスト等の表示特性を向上させることができるためである。
化させることにより、酸化膜72を形成する。より具体的には、素子第1電極71が形成
された基板を、クエン酸溶液等の電解液中に浸漬した後、かかる電解液と、素子第1電極
71との間に所定電圧を印加して、素子第1電極71の表面を酸化させることができる。
次いで、再び、スパッタリング法等により、素子第1電極71を含む基板上に、全面的
に金属膜を形成し、それをフォトリソグラフィ法によって、パターニングすることにより
、図17(c)に示すように、素子第2電極73、74及びデータ線65を形成する。こ
のようにして、TFD素子69及びデータ線65を形成することができる。
次いで、図17(d)に示すように、スパッタリング法等により、ITO(インジウム
スズ酸化物等)等の透明導電体材料からなる透明導電層を形成した後、フォトリソグラフ
ィ法を用いてパターニングすることにより、TFD素子と電気的に接続された画素電極6
3を形成する。
次いで、図17(e)に示すように、画素電極63等が形成された素子基板60上に、
ポリイミド樹脂等からなる配向膜75を形成することにより、素子基板60を製造するこ
とができる。
次いで、図示しないものの、カラーフィルタ基板30又は素子基板60のいずれか一方
において、表示領域を囲むようにしてシール材23を積層した後、他方の基板を重ね合わ
せて、加熱圧着することにより、カラーフィルタ基板30及び素子基板60を貼り合わせ
て、セル構造を形成する。
次いで、セル内に、シール材の一部に設けられた注入口から液晶材料を注入した後、封
止材等により封止する。
さらに、カラーフィルタ基板30及び素子基板60それぞれの外面に、位相差板(1/
4λ板)及び偏光板を配置したり、ドライバを実装したりするとともに、バックライト等
とともに筐体に組み込むことにより、液晶表示装置を製造することができる。
第3実施形態は、第1の電極を備えた第1の基板と、第2の電極を備えた第2の基板と
、当該第1の基板及び第2の基板の間に狭持された液晶材料と、を備えるとともに、それ
ぞれ反射領域及び透過領域を有する複数の画素を含む表示領域を備えた半透過反射型の液
晶表示装置である。
そして、反射領域及び透過領域は、表示領域内において一方向に配列された画素からな
る画素列にまたがってストライプ状に配置され、
第1の基板は、反射領域及び透過領域におけるリタデーションを調整するために、反射
領域に配置された層厚部と、透過領域に配置された層薄部と、を有する層厚調整層であっ
て、表示領域内における層厚部及び層薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成した段差部分
を含む層厚調整層を備え、
第1の電極は、層厚調整層の上層に、画素列にまたがって形成してあるとともに、それ
ぞれ表示領域外まで延設してあり、
少なくとも同じ画素列の反射領域及び透過領域に形成された第1の電極における、表示
領域外まで延設された箇所にまたがって、導通部材を配置してあることを特徴とする。
以下、図18〜図19を適宜参照しながら、本発明の第3実施形態の液晶表示装置につ
いて、第1実施形態の液晶表示装置と異なるカラーフィルタ基板の構成を中心に説明し、
共通する点については適宜説明を省略する。
(1)基本構成
本実施形態の液晶表示装置10に使用されるカラーフィルタ基板30は、基本的には、
図18に示すように、第1実施形態のカラーフィルタ基板と同様に、ガラス基板等からな
る基体31上に、光反射膜35と、遮光膜39と、着色層37と、層厚調整層40と、走
査電極33と、が順次積層されて構成されている。また、走査電極33上には、液晶材料
の配向性を制御するための配向膜45を備えるとともに、走査電極33等が形成されてい
る面とは反対側の面に、鮮明な画像表示が認識できるように、位相差板(1/4波長板)
47及び偏光板49が配置されている。
また、光反射膜35、遮光膜39、着色層37、配向膜45等については、第1実施形
態の液晶表示装置に使用されるカラーフィルタ基板と同様とすることができるために、こ
こでの説明は省略する。
また、本実施形態に係る液晶表示装置10においては、カラーフィルタ基板30上に、
アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの感光性樹脂材料からなる層厚調整層40が形成されて
いる。そして、かかる層厚調整層40が、反射領域に配置された層厚部40aと、透過領
域に配置された層薄部40bと、を有する層厚調整層40であって、表示領域A内におい
ては、層厚部40a及び層薄部40bの境界の段差における傾斜面40cを垂直方向に形
成した段差部分を備えること特徴とする。
すなわち、反射領域及び透過領域におけるリタデーションを最適化するために、液晶材
料層における反射領域の層厚を相対的に薄くし、透過領域の層厚を厚くしたマルチギャッ
プ構造の液晶表示装置において、表示領域内では、基板面に垂直方向から見た、層厚調整
層の層厚部と層薄部との境界の段差の幅を小さくするように構成されている。
したがって、第1実施形態で説明したとおり、段差に起因する表示不良領域の面積を小
さくして、反射領域及び透過領域それぞれにおけるリタデーションを最適化でき、表示特
性に優れた液晶表示装置とすることができる。
、製造段階において、当該層厚調整層上に走査電極を形成した場合に、当該段差部分に電
極が均一に形成されない場合がある。この場合には、一つの画素における反射領域の走査
電極と、透過領域の走査電極との電気的導通性が低下し、動作不良の原因となってしまう
。
したがって、本実施形態の液晶表示装置においては、第1実施形態における緩和部と異
なり、後述するように、表示領域外で、導通部材を用いて、一つの画素における反射領域
及び透過領域の走査電極の電気的導通性を確保してある。
また、層厚調整層40の上には、ITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体から
なる走査電極33が形成されている。かかる走査電極33は、一方向に配列された画素か
らなる画素列毎に、複数の透明電極が並列したストライプ状に構成されている。
ここで、本実施形態の液晶表示装置においては、表示領域内において、反射領域と透過
領域に対応して形成された層厚調整層の層厚部及び層厚部の境界の段差における傾斜面が
垂直方向に形成されている。したがって、一つの画素内における反射領域の走査電極と透
過領域の走査電極が、非連続状態となる場合がある。
そこで、本実施形態の液晶表示装置においては、一つの画素における層厚部40a上の
走査電極33a及び層薄部40b上の走査電極33bは、表示領域A外まで延設され、少
なくとも同じ画素列における反射領域及び透過領域に形成された走査電極33を、表示領
域A外まで延設された箇所の走査電極33にまたがって配置された導通部材140を用い
て導通している。したがって、一つの画素内で反射領域の走査電極33aと透過領域の走
査電極33bとが連続していない場合であっても、電気的導通性は確保され、一つの画素
内の反射領域及び透過領域それぞれにおいて電圧を印加することができる。
よって、表示領域内の層厚調整層において、垂直方向に形成された傾斜面を含む段差部
分上に走査電極が形成されているにもかかわらず、断線等による動作不良の発生を防止す
ることができる。
bの境界の段差の高低差以上の膜厚の導電性材料140を用いることができる。すなわち
、層厚調整層40の層厚部40a上の走査電極33a及び層薄部40b上の走査電極33
bが表示領域外まで延設された箇所にまたがるように、所定の膜厚の導電性材料140を
配置若しくは形成することにより、当該段差部分における断線や形成不良を考慮すること
なく、層厚部40a上の走査電極33aと層薄部40b上の走査電極33bとの電気的導
通性を確保することができる。
かかる導電性材料としては、例えば、Al(アルミニウム)、Ta(タンタル)、Cr
(クロム)、Ag(銀)、ITO(インジウムスズ酸化物)、IZO(インジウム亜鉛酸
化物)等が挙げられる。ただし、これらに制限されることはなく、液晶パネルのセルギャ
ップに影響を与えない程度に膜厚や厚さを制御して基板上に配置又は形成することができ
るものであれば、好適に使用することができる。
層厚部及び層薄部の境界の段差(第1の傾斜面)に相当する箇所に、スリットを設ける点
については、第1実施形態と同様とすることができる。
本発明の第4実施形態は、第3実施形態の液晶表示装置の製造方法であって、
第1の基板上に、感光性樹脂材料層を形成する工程と、
反射領域及び透過領域におけるリタデーションを調整するために、反射領域に層厚部を
配置し、透過領域に層薄部を配置した層厚調整層であって、表示領域内においては、層厚
部及び層薄部の境界の傾斜面を垂直方向に形成した段差部分を有する層厚調整層を形成す
る工程と、
層厚調整層の上層に、画素列にまたがらせるとともに、表示領域外まで延設して、第1
の電極を形成する工程と、
少なくとも同じ画素列の反射領域及び透過領域に形成された第1の電極における、表示
領域外まで延設された箇所にまたがって、導通部材を配置する工程と、
を含むことを特徴とする。
以下、第4実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例について、第2実施形態と異
なるカラーフィルタ基板の製造工程を中心に、図19を適宜参照しながら説明し、共通す
る点については適宜説明を省略する。
(1)光反射膜、着色層、及び遮光膜の形成
まず、図19(a)に示すように、第2次実施形態と同様の方法により、ガラス基板3
1上に、光反射膜35、着色層37、及び遮光膜39を形成する。
次いで、図19(b)に示すように、第2実施形態と同様に、異なるパターンの複数の
フォトマスクを用いた多重露光、あるいは、部分的に光の透過率の異なるハーフトーンマ
スクを用いたハーフトーン露光をした後、現像液を用いて現像することにより、反射領域
に対応した層厚部40a及び透過領域に対応した層薄部40bを含む層厚調整層40を形
成する。
このとき、層厚部と層薄部との境界の段差における傾斜面を垂直方向に形成しているた
めに、基板面に垂直方向から見た、当該段差部分の幅を小さくし、表示不良領域の面積を
小さくすることができる。したがって、製造される液晶表示装置において、コントラスト
等の表示特性を向上させることができる。
次いで、図19(c)に示すように、第2実施形態と同様に、層厚調整層の層厚部40
a上及び層薄部40b上に走査電極33を形成する。
その後、図19(d)に示すように、表示領域A外において、層厚部40a上の走査電
極33aと層薄部40b上の走査電極33bとを、表示領域外で電気的に導通させるため
の導通部材としての導電性材料140を配置する。例えば、導通部材として、アルミニウ
ム膜を使用する場合には、上述の反射膜の形成方法と同様にして形成することができる。
その他の素子基板の製造工程、貼り合わせ工程、液晶材料注入工程等については、第2
実施形態と同様とすることができるために、ここでの説明を省略する。
第5実施形態は、第1実施形態の半透過反射型の液晶表示装置を、スイッチング素子と
して三端子型の能動素子であるTFT素子(Thin Film Transistor)を用いたアクティブ
マトリクス方式の液晶表示装置に適用したものである。
に液晶表示装置210の平面図を示す。かかる図20(a)に示すように、液晶表示装置
210は、対向基板(第1の基板)230と素子基板(第2の基板)260とが、それら
の周辺部においてシール材(図示せず)によって貼り合わせられ、さらに、対向基板23
0、素子基板260及びシール材によって囲まれる間隙内に液晶材料221を封入して形
成されている。
、カラーフィルタすなわち着色層237と、その着色層237の上に形成された対向電極
233と、その対向電極233の上に形成された配向膜245とを備えている。また、反
射領域Rにおける着色層237と対向電極233との間には、リタデーションを最適化す
るための層厚調整層240を備えている。
ここで、対向電極233は、ITO等によって対向基板230の表面全域に形成された
面状電極である。また、着色層237は、素子基板260側の画素電極263に対向する
位置にR(赤)、G(緑)、B(青)又はC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー
)等といった各色のいずれかの色フィルタエレメントを備えている。そして、着色層23
7の隣であって、画素電極263に対向しない位置にブラックマスク又はブラックマトリ
クスすなわち遮光膜239が設けられている。
形成された基板261上に、スイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのT
FT素子269と、透明な絶縁膜280を挟んでTFT素子269の上層に形成された画
素電極263と、を備えている。
ここで、画素電極263は、反射領域Rにおいては反射表示を行うための光反射膜29
5(263a)を兼ねて形成されるとともに、透過領域Tにおいては、ITOなどにより
透明電極263bとして形成される。また、画素電極263aとしての光反射膜295は
、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等といった光反射性材料によって形成される
。そして、画素電極263の上には配向膜285が形成されるとともに、この配向膜28
5に対して、配向処理としてのラビング処理が施される。
47が形成され、さらにその上に偏光板249が形成されている。同様に、素子基板26
0の外側(すなわち、図20(a)の下側)表面には、位相差板287が形成され、さら
にその下に偏光板289が形成されている。さらに、素子基板260の下方にはバックラ
イトユニット(図示せず)が配置される。
ゲート電極271の上で素子基板260の全域に形成されたゲート絶縁膜272と、この
ゲート絶縁膜272を挟んでゲート電極271の上方位置に形成された半導体層291と
、その半導体層291の一方の側にコンタクト電極277を介して形成されたソース電極
273と、さらに半導体層291の他方の側にコンタクト電極277を介して形成された
ドレイン電極266とを有する。
また、ゲート電極271はゲートバス配線(図示せず)から延びており、ソース電極2
73はソースバス配線(図示せず)から延びている。また、ゲートバス配線は素子基板2
60の横方向に延びていて縦方向へ等間隔で平行に複数本形成されるとともに、ソースバ
ス配線はゲート絶縁膜272を挟んでゲートバス配線と交差するように縦方向へ延びてい
て横方向へ等間隔で平行に複数本形成される。
かかるゲートバス配線は液晶駆動用IC(図示せず)に接続されて例えば走査線として
作用し、他方、ソースバス配線は他の駆動用IC(図示せず)に接続されて例えば信号線
として作用する。
また、画素電極263は、互いに交差するゲートバス配線とソースバス配線とによって
区画される方形領域のうちTFT素子269に対応する部分を除いた領域に形成されてい
る。
ることができる。また、ゲート絶縁膜272は、例えば窒化シリコン(SiNx)、酸化
シリコン(SiOx)等によって形成される。半導体層291は、例えばドープトa−S
i、多結晶シリコン、CdSe等によって形成することができる。さらに、コンタクト電
極277は、例えばa−Si等によって形成することができ、ソース電極273及びそれ
と一体なソースバス配線並びにドレイン電極266は、例えばチタン、モリブデン、アル
ミニウム等によって形成することができる。
覆って素子基板260上の全域に形成されている。但し、有機絶縁膜280のドレイン電
極266に対応する部分にはコンタクトホール283が形成され、このコンタクトホール
283の所で画素電極263とTFT素子269のドレイン電極266との導通がなされ
ている。
また、かかる有機絶縁膜280は、反射領域に対応する領域に、散乱形状として、山部
と谷部との規則的な又は不規則的な繰り返しパターンから成る凹凸パターンを有している
。この結果、有機絶縁膜280の上に積層される光反射膜も同様にして凹凸パターンから
成る光反射パターンを有することになる。但し、この凹凸パターンは、透過領域には形成
されていない。
室内照明光などの外光が、対向基板230側から液晶表示装置210に入射するとともに
、着色層237や液晶材料221などを通過して光反射膜295に至り、そこで反射され
て再度液晶材料221や着色層237などを通過して、液晶表示装置210から外部へ出
ることにより、反射表示が行われる。
一方、透過表示の際にはバックライトユニット(図示せず)が点灯されるとともに、バ
ックライトユニットから出射された光が、透光性の透明電極263b部分を通過し、着色
層237、液晶材料221などを通過して液晶表示装置210の外部へ出ることにより、
透過表示が行われる。
方向において配列された画素からなる画素列にまたがってストライプ状に配置されている
。また、図20(a)に示すように、対向基板230には、反射領域及び透過領域におけ
るリタデーションを調整するために、反射領域に配置された層厚部240aと、透過領域
に配置された層薄部240bと、を有する層厚調整層240を有している。
そして、層厚調整層240は、表示領域内においては、層厚部240aと層薄部240
bとの境界の段差における傾斜面217を垂直方向に形成した段差部分を有していること
により、基板面に垂直方向から見た場合の当該段差部分の幅を小さくして、表示不良領域
の面積を小さくすることができる。
また、表示領域外においては、図21(a)〜(b)に示すように、層厚部及び層薄部
の境界の段差を緩和させる緩和部211を有し、当該緩和部211上において層厚部上の
電極233aと層薄部上の電極233bとがつながっているために、電気的導通性が確保
されているか、あるいは、図示しないものの、層厚部上の電極と層薄部上の電極とを表示
領域外まで延設し、それらの電極にまたがるように導通部材を配置して、電気的導通性を
確保している。したがって、表示領域内で、層厚部及び層薄部の境界の段差を急峻にして
、電極の形成不良が発生するおそれがあっても、表示領域外では、電極の電気的導通性を
確保できるために、断線等による動作不良の発生を防止することができる。
よって、表示不良領域の面積を小さくしつつ、リタデーションの最適化を図った、表示
特性に優れた液晶表示装置とすることができる。
実施形態の液晶表示装置における対向基板230は、面状電極233が、上述した層厚調
整層240上に配置されており、表示領域内においては、層厚調整層240の層厚部と層
薄部との境界の段差において、断線等の形成不良が生じる場合がある。しかし、表示領域
外においては、上述の緩和部211や、導通部材によって、面状電極233全体としての
電気的導通性が確保されているために、断線等による動作不良の発生を防止しつつ、層厚
部及び層薄部の境界の段差に起因する表示不良領域の面積を小さくすることができる。
したがって、TFT素子を備えた液晶表示装置においても、表示特性を向上させること
ができる。
本発明に係る第6実施形態として、第1、第3、及び第5実施形態のうちのいずれかの
液晶表示装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
、液晶表示装置に備えられた液晶パネル20と、これを制御するための制御手段200と
を有している。また、図22中では、液晶パネル20を、パネル構造体20aと、半導体
素子(IC)等で構成される駆動回路20bと、に概念的に分けて描いてある。また、制
御手段200は、表示情報出力源201と、表示処理回路202と、電源回路203と、
タイミングジェネレータ204とを有することが好ましい。
また、表示情報出力源201は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Acces
s Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレー
ジユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレ
ータ204によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像
信号等の形で表示情報を表示処理回路202に供給するように構成されていることが好ま
しい。
ーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示
情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路20bへ供給
することが好ましい。さらに、駆動回路20bは、第1の電極駆動回路、第2の電極駆動
回路及び検査回路を含むことが好ましい。また、電源回路203は、上述の各構成要素に
それぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
そして、本実施形態の電子機器であれば、表示領域内においてはマルチギャップを構成
するための層厚部及び層薄部の境界の段差における傾斜面を垂直方向に形成するとともに
、表示領域外において、層厚部及び層薄部上の電極の電気的導通性を確保してある液晶表
示装置を備えるために、表示特性に優れた画像表示を実現できる電子機器とすることがで
きる。
薄部の境界の段差における傾斜面を垂直方向に形成するとともに、表示領域外において、
層厚部及び層薄部上の電極の電気的導通性を確保してあることにより、動作不良を少なく
しつつ、表示不良領域の面積を小さくて、表示特性を向上させた液晶表示装置とすること
ができる。したがって、液晶表示装置や電子機器、例えば、携帯電話機やパーソナルコン
ピュータ等をはじめとして、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテ
ープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ
、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた電子機器などに
適用することができる。
18:第2の傾斜面、23:シール材、30:カラーフィルタ基板、31:ガラス基板、
33:走査電極、33a:層厚部の走査電極、33b:層薄部の走査電極、35:光反射
膜、35a:開口部、40:層厚調整層、40a:厚肉部、40b:薄肉部、40c:第
1の傾斜面、40´:感光性樹脂材料層、45:配向膜、60:素子基板、61:ガラス
基板、63:画素電極、65:データ線、69:TFD素子、75:配向膜、140:導
通部材、210:液晶表示装置、233:面状電極、233a:層厚部上の面状電極、2
33b:層薄部上の面状電極、240:層厚調整層、240a:層厚部、240b:層薄
部、269:TFT素子
Claims (11)
- 一対の基板の間に狭持された液晶材料と、
反射領域及び透過領域を有する複数の画素が配列された表示領域と、
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、前記表示領域の外側まで延在する電極と、
前記一方の基板に設けられた層厚調整層と、
前記反射領域に設けられるとともに、前記表示領域の外側まで延在する前記層厚調整層の層厚部と、
前記透過領域に設けられるとともに、前記表示領域の外側まで延在し且つ前記層厚部に隣接する前記層厚調整層の層薄部と、
前記表示領域内において、前記層厚部と前記層薄部との境界に形成された前記層厚調整層の段差部と、
前記表示領域の外側において、前記層厚部と前記層薄部との境界に形成されるとともに、前記段差部と前記一方の基板とがなす角度よりも緩やかな角度で前記一方の基板に対して傾斜する前記層厚調整層の緩和部と、を備え、
前記電極は、前記複数の画素のうち隣接する画素の反射領域同士にまたがるとともに当該隣接する画素の透過領域同士にまたがるように、前記層厚部及び前記層薄部上に形成されており、
前記電極の前記層厚部上に形成された部分と、前記電極の前記層薄部上に形成された部分とが、前記緩和部上の領域を介して接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記段差部が前記基板に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記緩和部が、複数の段差を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 一対の基板の間に狭持された液晶材料と、
反射領域及び透過領域を有する複数の画素が配列された表示領域と、
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、前記表示領域の外側まで延在する電極と、
前記一方の基板に設けられた層厚調整層と、
前記反射領域に設けられるとともに、前記表示領域の外側まで延在する前記層厚調整層の層厚部と、
前記透過領域に設けられるとともに、前記表示領域の外側まで延在し且つ前記層厚部に隣接する前記層厚調整層の層薄部と、
前記層厚部と前記層薄部との境界に形成された前記層厚調整層の段差部と、を備え、
前記電極は、前記複数の画素のうち隣接する画素の反射領域同士にまたがるとともに当該隣接する画素の透過領域同士にまたがるように、前記層厚部及び前記層薄部上に形成されており、
前記電極の前記層厚部上に形成された部分と、前記電極の前記層薄部上に形成された部分とが、前記表示領域の外側における前記段差部上に配置された導通部材を介して接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記表示領域内における、前記段差部と前記一方の基板とのなす角度を60〜90°の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記表示領域を挟んだ両外側において、前記電極の前記層厚部上に形成された部分と前記電極の前記層薄部上に形成された部分とが接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記画素内において、前記電極の前記段差部に重なる部分にスリットが形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のうち他方の基板は、スイッチング素子を備えた素子基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 一対の基板の間に狭持された液晶材料と、反射領域及び透過領域を有する複数の画素が配列された表示領域と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた電極と、層厚部及び層薄部を有する層厚調整層と、前記層厚部と前記層薄部との境界に形成された前記層厚調整層の段差部と、前記層厚部と前記層薄部との境界に形成されるとともに前記段差部と前記一方の基板とがなす角度よりも緩やかな角度で前記一方の基板に対して傾斜する前記層厚調整層の緩和部と、を備える液晶表示装置の製造方法において、
前記一方の基板上に、感光性樹脂材料層を塗布する工程と、
前記反射領域に前記層厚部が形成され、前記透過領域に前記層薄部が形成され、前記表示領域内に前記段差部が形成され、前記表示領域外に前記緩和部が形成されるように、前記感光性樹脂材料を露光及び現像することで前記層厚調整層を形成する工程と、
前記層厚調整層上に、前記複数の画素のうち隣接する画素の反射領域同士にまたがるとともに、当該隣接する画素の透過領域同士にまたがるように前記電極を形成する工程と、を備え、
前記電極を形成する工程では、前記電極を前記表示領域の外側まで延在して形成し、前記電極の前記反射領域に形成された部分と、前記電極の前記透過領域に形成された部分とを、前記緩和部上の領域を介して接続する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 一対の基板の間に狭持された液晶材料と、反射領域及び透過領域を有する複数の画素が配列された表示領域と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた電極と、層厚部及び層薄部を有する層厚調整層と、前記層厚部と前記層薄部との境界に形成された前記層厚調整層の段差部と、を備える液晶表示装置の製造方法において、
前記一方の基板上に、感光性樹脂材料層を塗布する工程と、
前記反射領域に前記層厚部が形成され、前記透過領域に前記層薄部が形成され、前記表示領域内に前記段差部が形成されるように、前記感光性樹脂材料を露光及び現像することで前記層厚調整層を形成する工程と、
前記層厚調整層上に、前記複数の画素のうち隣接する画素の反射領域同士にまたがるとともに、当該隣接する画素の透過領域同士にまたがるように、前記電極を形成する工程と、
前記電極における前記層厚部上の部分と前記層薄部上の部分とにまたがるように、前記段差部上の領域に導通部材を配置する工程と、を備え
前記層厚調整層を形成する工程では、前記層厚部及び前記層薄部と前記段差部とが、前記表示領域の外側まで延設するように、前記層厚調整層を形成し、
前記電極を形成する工程では、前記表示領域の外側まで延設するように前記電極を形成し、
前記導通部材を配置する工程では、前記表示領域の外側において、前記電極における前記層厚部上の部分と前記層薄部上の部分とを、前記導通部材を介して接続する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項1〜8に記載されたいずれかの液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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