(57)【要約】【課題】半透過型液晶表示装置において、反射効率等を上昇する。【解決手段】画素基板１００に突起部４０を設け、ここに反射板１６を配置して反射領域とする。また、反射領域と透過領域との境界領域に画素電極１８とＴＦＴ層１２のＴＦＴとを接続するコンタクト２０を配置することによって、コンタクト２０による悪影響を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素毎に形成された画素電極がマトリクス状に配置された画素基板と、対向透明電極が設けられた対向基板との間に液晶が配置され、画素電極への電圧印加を制御して表示を行うと共に、各画素内には裏面側から光を透過する透過領域と観察側からの光を反射する反射領域を有する半透過型液晶表示装置であって、
前記画素基板の各画素は、
前記反射領域に位置し前記画素電極への電圧印加を制御する画素回路と、
この画素回路の少なくとも一部を覆って形成される突起部と、
この突起部を覆って形成される反射板と、
この反射板上に形成されると共に、反射板が存在しない領域にも形成され、透過領域および反射領域の両方に位置する画素電極と、
を有し、
前記画素基板に設けられた突起部によって、前記反射領域の反射板を透過領域の画素電極に比べ、対向電極側に位置すると共に、
前記画素回路と、前記画素電極は、コンタクトによって接続され、このコンタクトは、前記反射領域と前記透過領域の境界近傍に配置されることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面側から光を透過する透過領域と観察側からの光を反射する反射領域を有する半透過型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、背面のバックライトからの光を液晶層に透過させる透過型と、外光を液晶層を介し反射する反射型と、透過領域および反射領域の両方を有する半透過型がある。
【０００３】
ここで、透過型ではバックライトからの光が液晶層を１回のみ通過するが、反射型では外光が２度液晶層を通過する。このため、半透過型において液晶層の厚みが一定であれば、反射領域と透過領域で表示特性が異なってしまう。そこで、反射領域における液晶層の厚みを透過領域の厚みに比べ半分にする構成が知られている。例えば、特許文献１などに示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５５３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、反射領域に突起部を設け、透過部分と反射部分のセルギャップが異なるように設定している。突起部の境界はほぼ垂直、または垂直に近い角度の傾斜を持っている。液晶を配向させるためのラビングの際に、傾斜部ではラビング布の当たり方が変わるため、例えば、突起境界部下付近ではラビング布があたりにくいような現象が起こり、配向不良（ディスクリネーション）が発生する。ディスクリネーション部分は光ぬけとなるため、コントラスト低下をまねくことになる。
【０００６】
半透過型液晶の場合、透過部分のコントラストが１００以上と高く、反射部では２０程度と低いため、一般的に透過部分の表示品位に対する要求が高くなる。したがって、こういったディスクリネーション部分は反射部として利用し、透過部分に光が漏れないように、画素基板側の反射板を伸ばし、透過部分と反射部分の境界を設定している。具体的には、ディスクリネーションは対向基板側の突起境界下部分に発生し、これに対応する画素基板側に反射電極を設置して、反射部として利用している。しかしながら突起のない部分になるため反射の光学特性としてはセルギャップが所望の値とはなっていない。その結果、光学特性が低下してしまうことになる。
【０００７】
さらに、画素基板と対向基板の貼り合わせズレが避けられないことを考慮すると、ディスクリネーション部分が透過部に入らないようにするためには、貼り合わせズレを含めて反射板を伸ばしておき、（セルギャップが所望と値とならない）反射部として設定しておく必要があった。
【０００８】
このために、反射部内に占めるセルギャップが所望の値でない領域が増加することで反射光学特性を低下させ、さらに、ズレを含めた分を反射型とする分、透過部分の開口率を低下させることになり、透過の光学特性（輝度）を低下させるという問題があった。
【０００９】
さらに、上記特許文献１では、反射領域に突起部を設け、この突起部を貫通して画素回路のスイッチングＴＦＴと画素電極を接続している。また、突起部は反射領域に設けられており、画素回路のスイッチングＴＦＴと画素電極を接続するコンタクトは反射板のくりぬいたようにして形成している。コンタクトは、反射板とは異なり表面に大きな凹部がある。この部分はセルギャップが異なっているために反射領域のコントラストを低下させ、従って、反射領域における表示に悪影響があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、各画素毎に形成された画素電極がマトリクス状に配置された画素基板と、対向透明電極が設けられた対向基板との間に液晶が配置され、画素電極への電圧印加を制御して表示を行うと共に、各画素内には裏面側から光を透過する透過領域と観察側からの光を反射する反射領域を有する半透過型液晶表示装置であって、前記画素基板の各画素は、前記反射領域に位置し前記画素電極への電圧印加を制御する画素回路と、この画素回路の少なくとも一部を覆って形成される透明の突起部と、この突起部を覆って形成される反射板と、この反射板上に形成されると共に、反射板が存在しない領域にも形成され、透過領域および反射領域の両方に位置する画素電極と、有し、画素基板に設けられた突起部によって、前記反射領域の反射板を透過領域の画素電極に比べ、対向電極側に位置すると共に、前記画素回路と、前記画素電極は、コンタクトによって接続され、このコンタクトは、前記反射領域と前記透過領域の境界近傍に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、突起部を画素基板に設けた。従って、反射板と突起部の位置ずれはほとんどない。そこで、位置ずれを予測して、設計マージンをとり、反射板を大きめにする必要がなく、透過領域を十分な面積として表示の効率を上昇することができる。そして、コンタクトは、その表面に大きな凹部があり、所望の反射が不可能であるが、このコンタクトが反射領域と透過領域との境界領域に位置することで、コンタクトによる悪影響が排除されて、反射領域における光学特性（反射率、コントラスト）が改善される。また、突起部およびコンタクトは、画素基板に設けられるため、両者の位置関係は精密に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係る半透過型液晶表示装置の１画素分の構成を示す断面図である。
【００１４】
画素基板１００は、ガラス基板１０を有しており、そのガラス基板１０上にはＴＦＴ層１２設けられ、ここに画素毎にスイッチングＴＦＴ（不図示）が設けられている。このスイッチングＴＦＴは、そのゲートに行方向に伸びるゲートラインが接続され、このゲートラインによってオンオフされる。そして、このスイッチングＴＦＴがオンした場合に、データライン上のデータ電圧が保持容量に保持され、このデータ電圧が画素電極を介し当該画素の液晶に印加される。
【００１５】
ＴＦＴ層１２上には、平坦化膜１４が形成されている。平坦化膜１４には、例えばアクリル系樹脂などが採用される。また、この平坦化膜１４上に突起部４０が形成されている。この突起部４０は、平坦化膜１４と別工程で形成してもよいが、厚い膜を形成し、ハーフ露光によって透過領域について所定厚みまでエッチングして、平坦化膜１４と一緒に形成することが好適である。
【００１６】
突起部４０の表面には、反射板１６が形成され、ここが反射領域となる。この反射板１６には、アルミニウム、アルミニウム系合金、銀などの金属が用いられる。
【００１７】
この反射板１６が配置された反射領域と透過領域の両方にまたがるよう１画素全体に画素電極１８が形成される。この画素電極１８には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）など透明導電体が用いられる。
【００１８】
そして、反射領域における透過領域との境界領域には、コンタクト２０が設けられる。このコンタクト２０は、反射板１６および平坦化膜１４を貫通するコンタクトホールに画素電極１８を形成する透明導電体が挿入されて形成されるもので、これによってＴＦＴ層１２のスイッチングＴＦＴおよび保持容量と、画素電極１８が電気的に接続される。なお、画素電極１８の上には、液晶の配向を制御する配向膜が形成されるがこれについては図示を省略している。
【００１９】
このような画素基板１００に対向して、液晶層２００を介し対向基板３００が設けられる。この対向基板３００は、ガラス基板３０を有し、その裏面上の全面を覆って透明導電体からなる対向電極３６が形成される。この対向電極３６も画素電極と同様にＩＴＯ、ＩＺＯなどで形成される。
【００２０】
また、各画素間の間隙および各画素の外周部を覆うブラックマトリクス３４も形成される。このブラックマトリクス３４は、ブラッククロムなどの金属系でも樹脂系のものでよい。
【００２１】
このように、実施形態によれば、突起部４０を画素基板１００に設けた。従って、反射板１６と突起部４０の位置ずれはほとんどない。そこで、位置ずれを予測して、設計マージンをとり、反射板１６を大きめにする必要がなく、透過領域を十分な面積として表示の効率を上昇することができる。そして、コンタクト２０は、その表面に大きな凹部があり、所望の反射が不可能であるが、このコンタクト２０が境界領域に位置することで、コンタクト２０による悪影響が排除されて、反射領域における光学特性（反射率、コントラスト）が改善される。また、突起部４０およびコンタクト２０は、画素基板１００に設けられるため、両者の位置関係は精密に制御することができ、コンタクト２０を反射領域と透過領域との境界領域に確実に位置させることができる。
【００２２】
図２は、ＴＦＴ層１２についての平面的なレイアウトを示す図である。データラインＤＬは画素の各列に対応して垂直方向に配置され、ゲートラインＧＬが画素の各行に対応して水平方向に配置されている。画素の左上部分には、データラインＤＬに一端が接続され、データラインＤＬに沿ってゲートラインＧＬをくぐって伸びその後Ｕターンしてもう一度ゲートラインＧＬをくぐり、その後画素幅同等に広がり、垂直方向における画素のほぼ半分くらいまで伸びる半導体層ＳＦが設けられる。そして、この半導体層ＳＦの２度目にゲートラインＧＬをくぐった後の部分には、コンタクトが設けられ、このコンタクトを介しメタルパッドＭＰが接続されている。このメタルパッドＭＰは、コンタクトから画素中央方向に向けて配置される半導体層ＳＦとほぼ同様の平面形状を有している。さらに、このメタルパッドＭＰと同様の位置には同様に形状を有してＳＣラインＳＣも重畳されており、この部分は、配線が半導体層ＳＦ、ＳＣラインＳＣおよびメタルパッドＭＰの三層構造になっている。そして、メタルパッドＭＰの画素中央に位置する部分にコンタクト２０が配置される。
【００２３】
なお、半導体層ＳＦがゲートラインをくぐる部分がダブルゲートタイプのスイッチングＴＦＴを構成し、半導体層ＳＦとＳＣラインＳＣが重畳される部分が保持容量Ｃｓを構成する。
【００２４】
図３は、スイッチングＴＦＴＳＷの２つ目のゲート部分から保持容量Ｃｓおよびコンタクト２０の部分における画素電極１８も含めたＸ−Ｘ断面図を示している。
【００２５】
ガラス基板１０上には、ポリシリコンやアモルファスシリコンからなる半導体層ＳＦがパターン形成されており、これを覆って酸化シリコンおよび窒化シリコンの積層等からなるゲート絶縁膜５０が設けられている。ゲート絶縁膜５０の上にはモリブデンやクロムからなるゲートラインＧＬおよびＳＣラインが配置される。窒化シリコンと酸化シリコンの積層構造からなる層間絶縁膜５２が配置される。
【００２６】
そして、層間絶縁膜５２上には、データラインＤＬ等が配置されるが、図に示すようにメタルパッドＭＰが配置される。このメタルパッドＭＰの端部が、スイッチングＴＦＴの保持容量Ｃｓ側の半導体層ＳＦに層間絶縁膜５２を貫通するコンタクトによって接続される。
【００２７】
このメタルパッドＭＰおよび層間絶縁膜５２を覆って平坦化膜１４が形成され、その上に反射板１６および画素電極１８が形成される。また、平坦化膜１４を貫通するコンタクト２０によって、画素電極１８とメタルパッドＭＰが接続される。そして、このコンタクト２０の位置が画素の中央部の反射領域と透過領域の境界領域に位置している。
【００２８】
なお、図３は、模式的に示した図であり、厚み方向平面方向のスケールなどは実際と全く異なっている。また、突起部４０については一部のみを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る表示装置の１画素分の構成を示す図である。
【図２】ＴＦＴ層のレイアウトを示す図である。
【図３】ＴＦＴ層の断面構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０，３０  ガラス基板、１２  ＴＦＴ層、１４  平坦化膜、１６  反射板、１８  画素電極、２０  コンタクト、３４  ブラックマトリクス、３６  対向電極、４０  突起部、５０  ゲート絶縁膜、５２  層間絶縁膜、１００  画素基板、２００  液晶層、３００  対向基板、Ｃｓ  保持容量、ＤＬ  データライン、ＧＬ  ゲートライン、ＭＰ  メタルパッド、ＳＣ  ライン、ＳＦ  半導体層、ＳＷ   スイッチングＴＦＴ。
【図１】
2007264303.tif 000003
【図２】
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【図３】
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