(57)【要約】  液晶表示装置（１１）は、基板（２０）、（２３）と、基板（２０）、（２３）間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）からなる液晶層（２２）と、基板（２０）上に設けられた共通電極（２１）と、基板（２３）上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタ（１７）と、複数のトランジスタ（１７）上に設けられた反射膜（２４）と、反射膜（２４）上に設けられたカラーフィルタ（ＣＦ）と、カラーフィルタ（ＣＦ）上に設けられ、複数のトランジスタ（１７）の複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極（２８）とを含む。
2014069484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）又は高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、
前記第１の基板上に設けられた共通電極と、
前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタ上に設けられた反射膜と、
前記反射膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記反射膜と絶縁膜を介して対向するようにして前記反射膜及び前記カラーフィルタ間に設けられ、前記複数の画素電極と前記複数のドレイン電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の電極をさらに具備し、
前記電極と前記反射膜とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタ内に設けられ、前記複数の画素電極と前記複数の電極とをそれぞれ電気的に接続する複数のコンタクトプラグをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素電極と前記反射膜とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射膜と絶縁膜を介して対向するようにして前記反射膜及び前記複数のトランジスタ間に設けられた電極をさらに具備し、
前記反射膜は、前記複数の画素電極と前記複数のドレイン電極とをそれぞれ電気的に接続する複数の反射膜部材からなり、
前記電極と前記反射膜部材とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタ内に設けられ、前記複数の画素電極と前記複数の反射膜部材とをそれぞれ電気的に接続する複数のコンタクトプラグをさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層に接するように前記第１及び第２の基板の一方又は両方に設けられた絶縁膜をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の画素の境界部に設けられた遮光層をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは、隣接する画素に含まれかつ色の異なる２つの着色部材を含み、
前記２つの着色部材は、端部が重なるように形成され、
前記重なる部分は、遮光層として機能することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶層のモノマーを重合させるための紫外線は、前記第１の基板側から照射されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、反射型のカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光が液晶の裏面側に形成した反射膜で反射された反射光を利用して画像表示を行う反射型液晶表示装置が知られている。反射型液晶表示装置として、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）を用いた液晶表示装置（ＰＮＬＣＤ：Polymer Network Liquid Crystal Display）がある。ＰＮＬＣＤは、通常の液晶を用いたディスプレイとは異なり、偏光板が不要なため、明るい反射表示が可能である。【０００３】
ＰＮＬＣは、光重合型の高分子前駆体（モノマー）に液晶を混合させた溶液に紫外線を照射し、モノマーを重合させてポリマーにし、そのポリマーのネットワーク中に液晶が分散した構成になっている。アクティブマトリクス方式のカラーＰＮＬＣＤは、例えば、カラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）に反射膜を形成して表示面裏側に配置し、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を備えるＴＦＴ基板を表示面表側に配置した構成になっている（特許文献１及び２）。【０００４】
モノマーを重合させるためにセルに紫外線を照射するが、ＴＦＴ基板側に反射膜を設けるとＣＦ基板側から紫外線を照射することになり、この場合、カラーフィルタにより紫外線の吸収が起こり、モノマーが重合できないという問題がある。このため、ＣＦ基板側に反射膜を形成し、ＴＦＴ基板は透過仕様にして、ＴＦＴ基板側から紫外線を照射してモノマーを重合させている。【０００５】
しかし、ＴＦＴ基板にある画素周辺の配線の影響により、配線近傍のモノマーの重合が不完全となり、反射率（散乱性）及び信頼性が低下するという問題がある。また、反射膜が設けられたＣＦ基板を表示面裏側に、ＴＦＴ基板を表示面表側に配置した構成になるため、ＴＦＴ基板の裏面の反射光の影響（ぎらぎらする）で、視認性が非常に悪くなるという問題がある。また、配線及びトランジスタが配置された領域を表示として利用できないため、開口率が低下してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３６０７６号公報
【特許文献２】特開２０１１−９５４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液晶層のポリマーを均一に形成できると共に、開口率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）からなる液晶層と、前記第１の基板上に設けられた共通電極と、前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタ上に設けられた反射膜と、前記反射膜上に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極とを具備することを特徴とする。【０００９】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、前記第１の基板上に設けられた共通電極と、前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタ上に設けられた反射膜と、前記反射膜上に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶層のポリマーを均一に形成できると共に、開口率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図。
【図２】画素の回路図。
【図３】第１の実施形態に係る液晶表示パネルの断面図。
【図４Ａ】液晶層の配向状態を説明する概略図。
【図４Ｂ】液晶層の配向状態を説明する概略図。
【図５】具体例に係る液晶表示パネルのレイアウト図。
【図６】図５のＡ−Ａ´線に沿った液晶表示パネルの断面図。
【図７】図５のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示パネルの断面図。
【図８】比較例に係る液晶表示パネルの断面図。
【図９Ａ】比較例に係る液晶層の様子を説明する図。
【図９Ｂ】比較例に係る液晶層の様子を説明する図。
【図１０Ａ】第１の実施形態に係る液晶層の様子を説明する図。
【図１０Ｂ】第１の実施形態に係る液晶層の様子を説明する図。
【図１１】比較例に係る液晶表示パネルの反射光の様子を説明する図。
【図１２】第１の実施形態に係る液晶表示パネルの反射光の様子を説明する図。
【図１３】第２の実施形態に係る液晶表示パネルのレイアウト図。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示パネルの断面図。
【図１５】第３の実施形態に係る液晶表示パネルの断面図。
【図１６】第４の実施形態に係る液晶表示パネルの断面図。
【図１７】第５の実施形態に係る液晶表示パネルのＸ方向に沿った断面図。
【図１８】第５の実施形態に係る液晶表示パネルのＹ方向に沿った断面図。
【図１９】第５の実施形態の変形例に係る液晶表示パネルのＸ方向に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率などは必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０のブロック図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１、走査ドライバ（走査線駆動回路）１２、信号ドライバ（信号線駆動回路）１３、共通電圧供給回路１４、及び制御回路１５を備えている。
【００１４】
液晶表示パネル１１には、それぞれがロウ方向（Ｘ方向）に延在する複数の走査線ＧＬと、それぞれがカラム方向（Ｙ方向）に延在する複数の信号線ＳＬとが配設されている。複数の走査線ＧＬと複数の信号線ＳＬとの交差領域の各々には、画素１６が配置されている。複数の画素１６は、マトリクス状に配置されている。
【００１５】
図２は、１つの画素１６の回路図である。画素１６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１７、液晶容量ＣＬＣ、及び蓄積容量ＣＳを備えている。
【００１６】
ＴＦＴ１７のソースは、信号線ＳＬに電気的に接続されている。ＴＦＴ１７のゲートは、走査線ＧＬに電気的に接続されている。ＴＦＴ１７のドレインは、画素電極に電気的に接続されている。画素電極は、これに対向配置された共通電極と、画素電極及び共通電極間に充填された液晶とともに、液晶容量ＣＬＣを構成する。
【００１７】
蓄積容量ＣＳは、液晶容量ＣＬＣに並列接続されている。蓄積容量ＣＳは、画素電極に生じる電位変動を抑制すると共に、画素電極に印加された画素電圧を次の画素電圧が再度印加されるまでの間保持する。蓄積容量ＣＳは、画素電極に対向配置された蓄積電極と、画素電極及び蓄積電極間に形成された絶縁膜とにより構成される。共通電極及び蓄積電極には、共通電圧供給回路１４により共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。
【００１８】
このように構成された画素１６において、画素電極に接続されたＴＦＴ１７がオン状態となると、画素電圧が信号線ＳＬを介して画素電極に印加され、画素電圧と共通電圧Ｖｃｏｍとの電圧差に応じて液晶の配向状態が変化する。これにより、入射光及び反射光に対する液晶の透過状態が変化して画像表示が行われる。
【００１９】
走査ドライバ１２は、複数の走査線ＧＬに接続され、制御回路１５からの垂直制御信号に基づいて複数の走査線ＧＬを順次駆動する。制御回路１５からの垂直制御信号は、１フレーム期間毎に印加される。「フレーム」とは、液晶表示パネルの全画素に表示信号を供給して、１つの画像を表示させる期間である。
【００２０】
信号ドライバ１３は、複数の信号線ＳＬに接続され、制御回路１５からの水平制御信号に基づいて、１水平期間分の画像データを取り込む。制御回路１５からの水平制御信号は、液晶表示パネル１１の１行分（１本の走査線分）の表示信号を画素に転送するための期間である１水平期間毎に印加される。そして、信号ドライバ１３は、画像データに対応する表示信号を信号線ＳＬを介して画素電極に供給する。
【００２１】
制御回路１５は、外部から供給される画像データに基づいて、液晶表示パネル１１に所望の画像を表示させるための種々の制御信号を生成して、走査ドライバ１２、信号ドライバ１３、及び共通電圧供給回路１４に供給する。
【００２２】
一般的に、液晶表示装置では、液晶が充填される画素電極−共通電極間の電界の極性を所定周期で反転させる反転駆動（交流駆動）が行われている。液晶表示パネル１１では、上述のように、画素電極−共通電極間の電界に応じて液晶の配列が決定されるが、画素電極−共通電極間に同一極性の電界を印加し続けると、焼き付きが発生したり、液晶の劣化や破壊を引き起こしたりする原因となる。このため、画素電極−共通電極間の電界の極性を周期的に反転させることで、これを防止している。反転駆動方式としてはライン反転駆動やフレーム反転駆動が一般的である。ライン反転駆動とは、電界の極性を走査ライン毎に反転させるとともに、フレーム期間毎にも反転させる方式である。また、フレーム反転駆動とは、各画素に対して電界の極性をフレーム期間毎に反転させる方式である。
【００２３】
次に、液晶表示パネル１１の構成について説明する。図３は、走査線ＧＬの延在方向に沿って切断した液晶表示パネル１１の断面図である。液晶表示パネル１１は、反射型のカラーＰＮＬＣＤ（Polymer Network Liquid Crystal Display）から構成される。また、液晶表示パネル１１は、画素ごとにアクティブ素子を配置したアクティブマトリクス方式が用いられる。
【００２４】
本実施形態では、反射膜２４を形成したＴＦＴ基板２３上にカラーフィルタＣＦを配置し、対向基板（ＣＯＭ基板）２０には、共通電極２１のみが設けられている。共通電極２１には、共通電圧供給回路１４により共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。ＣＯＭ基板２０は、表示面表側に配置され、ＴＦＴ基板２３は、表示面裏側に配置される。すなわち、入射光は、ＣＯＭ基板２０から入射される。
【００２５】
ＴＦＴ基板２３は、全面に反射膜２４を形成した完全反射仕様である。図３の例では、反射膜２４は、蓄積容量ＣＳを構成する電極としても機能する。このため、反射膜２４には、共通電圧供給回路１４により共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。
【００２６】
ＴＦＴ基板２３上には、ＴＦＴ１７及び反射膜２４が設けられ、ＴＦＴ１７及び反射膜２４上には、絶縁膜２５を介して電極２７が設けられる。電極２７は、コンタクトプラグ２６を介してＴＦＴ１７のドレイン電極に電気的に接続されている。さらに、電極２７上には、カラーフィルタＣＦ及び画素電極２８が設けられている。カラーフィルタＣＦの中央部には、コンタクトホール３０が設けられている。画素電極２８は、コンタクトホール３０に形成されたコンタクトプラグ２８Ａを介して電極２７に電気的に接続されている。画素電極２８には、信号ドライバ１３により画素電圧が印加される。カラーフィルタＣＦは、複数の着色フィルター（着色部材）を備え、具体的には、赤色フィルタＣＦ（Ｒ）、緑色フィルタＣＦ（Ｇ）、及び青色フィルタＣＦ（Ｂ）を含む。
【００２７】
液晶層２２は、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）により構成される。ＰＮＬＣは、高分子ネットワーク中に液晶が分散された構造を有しており、高分子ネットワーク中の液晶は、連続相を有している。高分子層（ポリマー層）としては光硬化樹脂を用いることができる。例えば、ＰＮＬＣは、光重合型の高分子前駆体（モノマー）に液晶を混合させた溶液に紫外線を照射し、モノマーを重合させてポリマーを形成し、そのポリマーのネットワーク中に液晶が分散される。液晶としては、例えば、誘電率異方性が正のネマティック液晶が用いられる。
【００２８】
また、液晶層２２は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）により構成してもよい。ＰＤＬＣは、高分子によって液晶が分散、すなわち高分子内において液晶が相分離した構造を有している。
【００２９】
本実施形態の液晶表示パネル１１を製造する場合、まず、反射膜２４及びカラーフィルタＣＦを備えたＴＦＴ基板２３と、共通電極２１を備えたＣＯＭ基板２０とを形成し、これらの基板をスペーサを挟んでシール材によって貼り合わせてセルを形成する。続いて、真空雰囲気中で、このセルの中に光重合型の高分子前駆体（モノマー）に液晶を混合させた溶液を注入する。或いは、液晶滴下法（ＯＤＦ：One Drop Fill）を用いて基板間に液晶を注入してもよい。すなわち、一方の基板に枠状に形成したシール材の内側に上記溶液を滴下した後、他方の基板を真空雰囲気中で貼り合せてセルを形成する。その後、モノマーを重合させるための紫外線は、ＣＯＭ基板２０側から照射する。配線等の紫外線を遮るものがないため、モノマーの重合の安定性が向上する。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂは、液晶層２２の配向状態を説明する概略図である。図４Ａ及び図４Ｂでは、カラーフィルタ及びＴＦＴの図示を省略している。
【００３１】
図４Ａに示すように、例えば画素電極２８及び共通電極２１に０Ｖを印加して液晶層２２に電界を印加しない場合（オフ状態）、高分子ネットワークに分散している液晶分子はランダムに配置される。この場合、高分子の屈折率と液晶分子の屈折率とが異なるため、ＣＯＭ基板２０側からの入射光が液晶層２２内で散乱し（散乱状態）、この散乱光が反射膜２４で反射され、ＣＯＭ基板２０から散乱光として射出される。この時、液晶層２２は不透明な白濁した状態として観察され、観察側で視認される表示は白表示となる。
【００３２】
図４Ｂに示すように、例えば画素電極２８に高電圧（例えば５Ｖ）、共通電極２１に０Ｖを印加して液晶層２２に電界を印加した場合（オン状態）、高分子ネットワークに分散している液晶分子が電界方向に配列する。この場合、高分子の屈折率と液晶分子の屈折率とがほぼ一致するため、ＣＯＭ基板２０側からの入射光は散乱されず、液晶層２２を透過する（透明状態）。よって、入射光が反射膜２４で反射された反射光が観察される。この時、観察側で視認される表示光は鏡面光になるため、正反射光以外の光は見えなくなり、黒表示（暗い表示）となる。実際には、ＴＦＴ基板２３側にカラーフィルタＣＦが配置されているため、カラーフィルタＣＦの色に応じたカラー表示となる。
【００３３】
次に、液晶表示パネル１１のより具体的な構成例について説明する。図５は、液晶表示パネル１１のレイアウト図である。図６は、図５のＡ−Ａ´線に沿った液晶表示パネル１１の断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示パネル１１の断面図である。
【００３４】
ＴＦＴ基板２３上には、Ｘ方向に延在する走査線ＧＬが設けられている。走査線ＧＬは、ＴＦＴ１７のゲート電極として機能する。走査線ＧＬ上には、ゲート絶縁膜３１が設けられている。ゲート絶縁膜３１上には、走査線ＧＬと対向させて形成された半導体層１７Ａが設けられている。半導体層１７Ａとしては、例えばアモルファスシリコンが用いられる。半導体層１７ＡのＹ方向両端部にはそれぞれ、半導体層１７Ａに接するようにドレイン電極１７Ｂ及びソース電極１７Ｃが設けられている。
【００３５】
ソース電極１７Ｃは、ゲート絶縁膜３１上に形成されかつＹ方向に延在する信号線ＳＬに電気的に接続されている。ドレイン電極１７Ｂは、Ｘ方向に延在する第１の電極と、Ｙ方向に引き出された第２の電極とから構成され、第２の電極上にはコンタクトプラグ２６が設けられている。ＴＦＴ１７は、半導体層１７Ａ、ドレイン電極１７Ｂ、ソース電極１７Ｃ、ゲート絶縁膜３１、及び走査線（ゲート電極）ＧＬから構成される。ドレイン電極１７Ｂ、ソース電極１７Ｃ、走査線ＧＬ、及び信号線ＳＬとしては、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン合金（ＭｏＮｂ等）、アルミニウム合金（Ａｌ合金）が用いられるゲート絶縁膜３１としては、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。
【００３６】
ＴＦＴ１７上には、絶縁膜３２が設けられ、絶縁膜３２上には、反射膜２４が設けられている。反射膜２４は、コンタクトプラグ２６が通過する領域を除いて、画素アレイ全体に形成されている。反射膜２４は、蓄積容量ＣＳの一方の電極としての機能も有している。反射膜２４としては、例えばアルミニウム合金（Ａｌ合金）が用いられる。
【００３７】
反射膜２４上には、絶縁膜２５が設けられ、絶縁膜２５上には、電極２７が設けられている。電極２７は、ＴＦＴ１７のドレイン電極１７Ｂと画素電極２８とを電気的に接続する機能と、その平面形状のサイズに応じて蓄積容量ＣＳの容量を所定の値に設定する機能とを有している。このために、電極２７は、Ｙ方向に延在しており、Ｙ方向端部においてコンタクトプラグ２６を介してＴＦＴ１７のドレイン電極１７Ｂに電気的に接続されると共に、画素の中央部においてコンタクトプラグ２８Ａを介して画素電極２８に電気的に接続されている。コンタクトプラグ２６は、電極２７と一体で形成してもよいし、コンタクトプラグ２６と電極２７とを個別に形成してもよい。コンタクトプラグ２６は、例えば電極２７と同じ材料で構成される。本実施形態では、電極２７は、蓄積容量ＣＳの容量を大きくするために、画素電極２８とほぼ同じ平面形状を有している。電極２７は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。絶縁膜２５、３２としては、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。
【００３８】
電極２７上には、カラーフィルタＣＦが設けられている。カラーフィルタＣＦは、画素のサイズと同じ平面形状を有している。カラーフィルタＣＦの中央部には、コンタクトホール３０が形成されている。カラーフィルタＣＦ上には、画素電極２８が設けられている。画素電極２８は、カラーフィルタＣＦのコンタクトホール３０内に形成されたコンタクトプラグ２８Ａを介して電極２７に電気的に接続されている。コンタクトプラグ２８Ａは、図６に示すように、画素電極２８と一体で形成してもよいし、コンタクトプラグ２８Ａと画素電極２８とを個別に形成してもよい。コンタクトプラグ２８Ａは、例えば画素電極２８と同じ材料で構成される。
【００３９】
ＣＯＭ基板２０は、ＴＦＴ基板２３に対向して配置され、ＣＯＭ基板２０とＴＦＴ基板２３との間には、高分子ネットワーク型液晶からなる液晶層２２が設けられている。液晶層２２は、ＣＯＭ基板２０とＴＦＴ基板２３とを貼り合せるためのシール材（図示せず）によって封止されている。ＣＯＭ基板２０の液晶層２２側には、共通電極２１のみが設けられている。共通電極２１及び画素電極２８は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯが用いられる。ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３としては、ガラス、石英、又はプラスチック等からなる透明基板が用いられる。
【００４０】
（効果）
以上詳述したように第１の実施形態では、ＣＯＭ基板２０は、共通電極２１のみを備えかつ透過仕様とし、ＴＦＴ基板２３は、複数のＴＦＴ１７、反射膜２４、カラーフィルタＣＦ、及び複数の画素電極２８を備えかつ完全反射仕様とする。そして、ＣＯＭ基板２０とＴＦＴ基板２３との間に高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）からなる液晶層２２を設け、アクティブマトリクス方式かつ反射型のカラー液晶表示パネル１１を構成している。
【００４１】
従って第１の実施形態によれば、液晶層２２のモノマーを重合させるために液晶表示パネル１１に紫外線を照射する場合に、紫外線を遮る素子が形成されないＣＯＭ基板２０側から紫外線を照射することができる。これにより、全体的かつ安定的にモノマーを重合させることができるため、液晶層２２のポリマーを均一に形成することができる。この結果、液晶表示パネル１１の反射率（散乱性）、及び信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、透明電極からなる共通電極２１のみを形成したＣＯＭ基板２０を表示面表側に配置しているため、配線及びトランジスタ上を表示領域として利用できる。これにより、開口率を向上させることができる。
【００４３】
例えば、ＴＦＴ基板を表示面表側に配置した場合、ＴＦＴ及びこれに接続される配線によって入射光が反射されるため、表示面がまぶしく感じられる（ぎらぎら感がある）。一方、本実施形態では、光が入射するＣＯＭ基板２０にＴＦＴ及び配線が形成されないため、表示面がぎらぎらするのを防ぐことができる。
【００４４】
また、明るい表示が可能な液晶表示パネル１１を実現できる。例えばツイストネマティック型の液晶表示素子等は、偏光板を使用している。偏光板は光吸収が非常に大きい。これに対して、本実施形態に係る液晶表示パネル１１は、偏光板を使用していないので、ツイストネマティック型の液晶表示素子等と比較して、明るい表示が可能である。
【００４５】
（比較例）
図８は、比較例に係る液晶表示パネルの断面図である。比較例に係る液晶表示パネルは、表示面表側にＴＦＴを備えたＴＦＴ基板を配置し、表示面裏側に反射膜及びカラーフィルタを備えたカラーフィルタ基板を配置している。
【００４６】
具体的には、カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）１００上には、反射膜１０１が設けられている。反射膜１０１上には、複数のカラーフィルタＣＦが設けられている。カラーフィルタＣＦ上には、共通電極１０２が設けられている。ＴＦＴ基板１０３上には、複数のＴＦＴ１０４、及びＴＦＴ１０４に電気的に接続された画素電極１０５が設けられている。ＣＦ基板１００とＴＦＴ基板１０３との間には、高分子ネットワーク型液晶からなる液晶層１０６が挟持されている。
【００４７】
このように、比較例では、ＣＦ基板１００に反射膜１０１を形成して反射仕様にし、ＴＦＴ基板１０３は透過仕様にしている。すなわち、入射光は、ＴＦＴ基板１０３から入射される。よって、液晶層１０６のモノマーを重合させるための紫外線は、ＴＦＴ基板１０３に形成されたＴＦＴ１０４及びこれに接続される配線によって遮られる。このため、比較例では、全体的にモノマーを重合させることができない。
【００４８】
図９Ａ及び図９Ｂは、比較例に係る液晶層１０６の様子を説明する図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１の実施形態に係る液晶層２２の様子を説明する図である。図９Ａ及び図１０Ａは、液晶層に紫外線を照射してモノマーを重合させた後の液晶層の様子である。図９Ｂ及び図１０Ｂはそれぞれ、図９Ａ及び図１０Ａの一部を拡大した図である。
【００４９】
比較例では、ポリマーが不均一であり、特に、ＴＦＴ及び配線付近では、液晶層に紫外線が十分に照射されないためモノマーが十分に重合していない。一方、本実施形態では、液晶層全体に均一に紫外線が照射されるため、ポリマーが均一であり、液晶層全体にわたって均一にモノマーが重合している。
【００５０】
図１１は、比較例に係る液晶表示パネルの反射光の様子を説明する図である。図１２は、第１の実施形態に係る液晶表示パネル１１の反射光の様子を説明する図である。比較例では、ＴＦＴ１０４及びこれに接続される配線によって入射光が反射されるため、液晶表示パネルの表示がまぶしく感じられる（ぎらぎら感がある）。一方、本実施形態では、光が入射する基板側にＴＦＴ及び配線が形成されないため、液晶表示パネルの表示がぎらぎらするのを防ぐことができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、反射膜を蓄積容量ＣＳの一方の電極として使用すると共に、蓄積容量ＣＳの層間絶縁膜としてカラーフィルタを用いるようにしている。
【００５２】
図１３は、第２の実施形態に係る液晶表示パネル１１のレイアウト図である。図１４は、図１３のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示パネル１１の断面図である。
【００５３】
絶縁膜３２上には、反射膜２４が設けられている。反射膜２４は、コンタクトプラグ２６が通過する領域を除いて、画素アレイ全体に形成されている。反射膜２４は、蓄積容量ＣＳの一方の電極としての機能も有している。反射膜２４としては、例えばアルミニウム合金（Ａｌ合金）が用いられる。
【００５４】
反射膜２４上には、カラーフィルタＣＦが設けられている。カラーフィルタＣＦ上には、画素電極２８が設けられている。反射膜２４、カラーフィルタＣＦ、及び画素電極２８は、蓄積容量ＣＳを構成する。すなわち、カラーフィルタＣＦは、通過する光の波長を制御する機能に加えて、蓄積容量ＣＳの層間絶縁膜としての機能を有している。カラーフィルタＣＦは、着色材を含む樹脂から構成される。反射膜２４には、共通電圧供給回路１４により共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。
【００５５】
画素電極２８は、カラーフィルタＣＦ及び絶縁膜３２内に形成されたコンタクトプラグ２６を介して、ＴＦＴ１７のドレイン電極１７Ｂに電気的に接続されている。なお、コンタクトプラグ２６は、反射膜２４と電気的に分離されている。コンタクトプラグ２６は、画素電極２８と一体で形成してもよいし、コンタクトプラグ２６と画素電極２８とを個別に形成してもよい。コンタクトプラグ２６は、例えば画素電極２８と同じ材料で構成される。
【００５６】
第２の実施形態では、第１の実施形態の電極２７は不要である。よって、液晶表示パネル１１の積層構造をより簡単にすることができる。その他の効果は、第１の実施形態と同じである。
【００５７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施形態の電極２７のレイヤーに反射膜２４を形成し、この反射膜２４上にカラーフィルタＣＦを配置するようにしている。
【００５８】
図１５は、第３の実施形態に係る液晶表示パネル１１の断面図である。図１５の断面図は、図５のＢ−Ｂ´線の位置の断面図に対応する。第３の実施形態に係る液晶表示パネル１１のレイアウト図は、図５の電極２７が反射膜２４に、図５の反射膜２４が電極３３に置き換わった図に対応する。
【００５９】
絶縁膜３２上には、蓄積容量ＣＳを構成する電極３３が設けられている。電極３３は、コンタクトプラグ２６が通過する領域を除いて、画素アレイ全体に形成されている。電極３３は、蓄積容量ＣＳの一方の電極に対応する。電極３３は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯが用いられる。
【００６０】
電極３３上には、絶縁膜２５が設けられ、絶縁膜２５上には、反射膜２４が設けられている。反射膜２４の平面形状は、画素電極２８の平面形状とほぼ同じである。すなわち、第１の実施形態では、反射膜２４が画素アレイ全体に連続膜（だだし、コンタクトプラグが通過する開口部を有する）で形成されているのに対して、第３の実施形態では、画素ごとに設けられた複数の反射膜２４が絶縁膜２５上に形成されている。反射膜２４としては、例えばアルミニウム合金（Ａｌ合金）が用いられる。反射膜２４上には、カラーフィルタＣＦが設けられている。カラーフィルタＣＦ上には、画素電極２８が設けられている。
【００６１】
反射膜２４は、画素電極２８とＴＦＴ１７のソース電極１７Ｂとを電気的に接続している。すなわち、反射膜２４は、カラーフィルタＣＦ内に形成されたコンタクトプラグ２８Ａを介して画素電極２８に電気的に接続されると共に、コンタクトプラグ２６を介してＴＦＴ１７のソース電極１７Ｂに電気的に接続される。コンタクトプラグ２６は、反射膜２４と一体で形成してもよいし、コンタクトプラグ２６と反射膜２４とを個別に形成してもよい。コンタクトプラグ２６は、例えば反射膜２４と同じ材料で構成される。
【００６２】
第３の実施形態によれば、カラーフィルタＣＦにより近い位置に反射膜２４を配置することが可能である。その他の効果は、第１の実施形態と同じである。
【００６３】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３にそれぞれ、液晶層２２に接するように絶縁膜（例えば配向膜）を形成する。これにより、ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３間の絶縁性を向上させ、ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３間がショートするのを防ぐようにしている。
【００６４】
図１６は、第４の実施形態に係る液晶表示パネル１１の断面図である。図１６の断面図は、図５のＢ−Ｂ´線の位置の断面図に対応する。共通電極２１の液晶側には、絶縁膜４０が設けられている。絶縁膜４０は、ＣＯＭ基板２０全面に形成されている。
【００６５】
画素電極２８の液晶側には、絶縁膜４１が設けられている。絶縁膜４１は、ＴＦＴ基板２３全面に形成されている。絶縁膜４０、４１としては、例えば配向膜が用いられ、この配向膜としては、例えばポリイミド膜が用いられる。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００６６】
第４の実施形態によれば、ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３間の絶縁性を向上させることができるため、液晶表示パネル１１に電圧を印加している間にＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３間がショートするのを防ぐことができる。これにより、信頼性の高い液晶表示パネル１１を実現することができる。また、絶縁膜４０、４１として配向膜を用いた場合は、液晶層２２との密着性が向上するため、液晶層２２に欠陥が生じるのを抑制でき、ひいては液晶表示パネル１１の表示品位が低下するのを抑制することができる。
【００６７】
なお、液晶表示パネル１１が、絶縁膜４０、４１のいずれか一方のみを備えるように構成してもよい。このように構成した場合でも、ＣＯＭ基板２０及びＴＦＴ基板２３間の絶縁性を向上させることができる。
【００６８】
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、複数の画素の境界部に遮光層（ブラックマトリクス）を形成することで、表示画像のコントラストを向上させるようにしている。
【００６９】
図１７は、第５の実施形態に係る液晶表示パネル１１のＸ方向（走査線ＧＬの延在方向）に沿った断面図である。図１８は、第５の実施形態に係る液晶表示パネル１１のＹ方向（信号線ＳＬの延在方向）に沿った断面図である。図１７の断面図は、図５のＡ−Ａ´線の位置の断面図に対応する。図１８の断面図は、図５のＢ−Ｂ´線の位置の断面図に対応する。
【００７０】
絶縁膜２５及び電極２７上には、遮光層（ブラックマトリクス）ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、複数の画素１６の境界部に配置されている。換言すると、遮光層ＢＭは、複数の画素１６の各々を囲むように形成され、網目状に形成される。遮光層ＢＭは、ＴＦＴ基板２３に形成された遮光対象パターンを遮光する機能を有し、具体的には、ＴＦＴ１７に接続される配線（走査線ＧＬ及び信号線ＳＬ）を覆うように配置されている。  遮光層ＢＭは、例えば、黒色の有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に黒色顔料（有機顔料、カーボンブラック、チタンブラック等）を混合させて形成することができる。
【００７１】
遮光層ＢＭ上には、カラーフィルタＣＦが設けられている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００７２】
第５の実施形態によれば、複数の画素１６の境界部に遮光層ＢＭを配置しているため、表示画像のコントラストを向上させることができる。なお、遮光層ＢＭを配置した場合は、反射率が若干低下する。
【００７３】
図１９は、第５の実施形態の変形例に係る液晶表示パネル１１のＸ方向（走査線ＧＬの延在方向）に沿った断面図である。
【００７４】
色が異なる隣接する画素の境界では、カラーフィルタＣＦのうち色の異なる２つの着色部材は、端部が重なるように形成される。色の異なる２つの着色部材が重なる部分は、遮光層（ブラックマトリクス）ＢＭとして機能する。
【００７５】
なお、Ｙ方向（信号線ＳＬの延在方向）に隣接する画素の境界には、図７のようにブラックマトリクスを設けなくてもよいし、図１８のようにブラックマトリクスを設けてもよい。
【００７６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００７７】
ＧＬ…走査線、ＳＬ…信号線、ＣＬＣ…液晶容量、ＣＳ…蓄積容量、ＣＦ…カラーフィルタ、ＢＭ…遮光層、１０…液晶表示装置、１１…液晶表示パネル、１２…走査ドライバ、１３…信号ドライバ、１４…共通電圧供給回路、１５…制御回路、１６…画素、１７…ＴＦＴ、１７Ａ…半導体層、１７Ｂ…ドレイン電極、１７Ｃ…ソース電極、２０…ＣＯＭ基板、２１…共通電極、２２…液晶層、２３…ＴＦＴ基板、２４…反射膜、２５，３２…絶縁膜、２６，２８Ａ…コンタクトプラグ、２７…電極、２８…画素電極、３０…コンタクトホール、３１…ゲート絶縁膜、３３…電極、４０，４１…配向膜、１００…ＣＦ基板、１０１…反射膜、１０２…共通電極、１０３…ＴＦＴ基板、１０４…ＴＦＴ、１０５…画素電極、１０６…液晶層。
【図１】
2014069484.tif 000003
【図２】
2014069484.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2014069484.tif 000017
【図１９】
2014069484.tif 000018
【図９Ａ】
2014069484.tif 000019
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
2014069484.tif 000021
【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月20日(2016.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）又は高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、
前記第１の基板上に設けられた共通電極と、
前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタの上方に設けられた反射膜と、
前記反射膜の上方に絶縁膜を介して設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の電極と、
前記複数の電極上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタ内に設けられ、前記複数の画素電極と前記複数の電極とをそれぞれ電気的に接続する複数のコンタクトプラグをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記電極と前記反射膜とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）又は高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、
前記第１の基板上に設けられた共通電極と、
前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタの上方に設けられた反射膜と、
前記反射膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、
を具備し、
前記画素電極と前記反射膜とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
第１及び第２の基板と、
前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）又は高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、
前記第１の基板上に設けられた共通電極と、
前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタの上方に設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の反射膜と、
前記複数の反射膜上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数の反射膜にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタ内に設けられ、前記複数の画素電極と前記複数の反射膜とをそれぞれ電気的に接続する複数のコンタクトプラグをさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数の反射膜と絶縁膜を介して対向するようにして前記複数の反射膜と前記複数のトランジスタとの間に設けられた電極をさらに具備することを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記電極と前記反射膜とは、前記画素に含まれる蓄積容量として機能することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶層に接するように前記第１及び第２の基板の一方又は両方に設けられた絶縁膜をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数の画素の境界部に設けられた遮光層をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記カラーフィルタは、隣接する画素に含まれかつ色の異なる２つの着色部材を含み、
前記２つの着色部材は、端部が重なるように形成され、
前記重なる部分は、遮光層として機能することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）からなる液晶層と、前記第１の基板上に設けられた共通電極と、前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタの上方に設けられた反射膜と、前記反射膜の上方に絶縁膜を介して設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の電極と、前記複数の電極上に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極とを具備することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に挟まれ、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）からなる液晶層と、前記第１の基板上に設けられた共通電極と、前記第２の基板上に複数の画素ごとに設けられた複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタの上方に設けられた反射膜と、前記反射膜の上方に絶縁膜を介して設けられ、前記複数のトランジスタの複数のドレイン電極にそれぞれ電気的に接続された複数の電極と、前記複数の電極上に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられ、前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の画素電極とを具備することを特徴とする。
【国際調査報告】
2014069484.tif 000025
2014069484.tif 000026
2014069484.tif 000027
2014069484.tif 000028