JP2008287133A

JP2008287133A - 半透過型液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2008287133A
Application number: JP2007133793A
Authority: JP
Inventors: Akio Ota; 昭雄太田
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: JP5062667B2

Abstract

【課題】ＶＡ半透過パネルの反射板を覆う画素電極において、反射板の端部の乗り上げ
部分の膜厚が薄い。製造時、搬送時や使用時にこの狭い乗り上げで断線しやすくなるが、
この断線が画素電極の反射領域と透過領域を連結する連結部の断線となることを阻止する
。
【解決手段】マトリクス状に配置された信号線７３及び走査線７２により区画されるそ
れぞれの位置に設けられた反射領域７６と透過領域７７とを有し、透過領域７６の画素電
極８２ｂと反射領域７７の画素電極の間に連結部８７を有し、反射領域７６の画素電極８
２ａの下に反射板８１を備え、
画素電極８２が反射板８１のエッジを覆うことで反射板８１のエッジ付近で画素電極８
２が断面視で曲がっている乗り上げが生じ、該乗り上げが平面視で延在する乗り上げライ
ンに段差を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、半透過型液晶表示パネルに関し、特に製造効率が良好で、画素電極の信頼性
が良好で長寿命であるＭＶＡ(Multi-domain Vertically Aligned)方式の半透過型液晶表
示パネルに関する。

近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示装置の適用が急速に
普及している。液晶表示装置は、自ら発光しないために、バックライトを備えた透過型の
液晶表示装置が多く使用されている。しかしながら、バックライトの消費電力が大きいた
めに、特に携帯型のものについては消費電力を減少させるためにバックライトを必要とし
ない反射型の液晶表示装置が用いられているが、この反射型液晶表示装置は、外光を光源
として用いるために、暗い室内などでは見え難くなってしまう。そこで、近年に至り特に
透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型の液晶表示装置の開発が進められてきている。

この半透過型の液晶表示装置に使用される液晶表示パネルは、一つの画素領域内に画素
電極を備えた透過領域と画素電極及び反射板の両方を備えた反射領域を有しており、暗い
場所においてはバックライトを点灯して画素領域の透過領域を利用して画像を表示し、明
るい場所においてはバックライトを点灯することなく反射領域において外光を利用して画
像を表示しているため、常時バックライトを点灯する必要がなくなるので、消費電力を大
幅に低減させることができるという利点を有している。

ところで、携帯電話等に代表されるモバイル機器における小型の表示部には、その使用
者が限定されていること等から、液晶表示パネルに対する広視野角の要求は従来あまり高
くはなかったが、最近ますます高機能化するモバイル機器において、表示部における液晶
表示パネルの広視野角の要求が急激に高まってきている。このようなモバイル機器に対す
る広視野角化の要求に基づき、従来モバイル機器に多用されていたＴＮ方式の液晶表示パ
ネルに換えて、ＭＶＡ（Multi-domain Vertically Aligned）方式の半透過型液晶表示パ
ネルの開発も進められている（下記特許文献１、２参照）。

ここで、下記特許文献２に開示されているＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルについ
て図８及び図９を用いて説明する。なお、図８（ａ）はＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パ
ネル５０の概略的な構造を示す斜視図であり、図８（ｂ）は液晶層の液晶に電界を印加し
たときの液晶の傾斜状体を示す概略図であり、図９は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である
。

この半透過型液晶表示パネル５０においては、反射領域５１と透過領域５２との間には
連結領域（不透過領域）５３が設けられており、反射領域５１と透過領域５２とは連結領
域５３を介して連続している。半透過型液晶表示パネル５０における第１基板５４の画素
電極５５には、画素電極５５が形成されていない領域としての第１開口領域５６が形成さ
れている。この第１開口領域５６が第１の配向分割手段を構成し、連結領域５３を挟んで
反射領域５１及び透過領域５２にまたがって形成されている。

この結果、反射領域５１における画素電極５５ａと透過領域５２における画素電極５５
ｂとは半透過型液晶表示パネル５０の長さ方向に延びる一個の連結部５７を介して相互に
接続されている。

第２基板５８の対向電極５９には、反射領域５１における画素電極５５ａ及び透過領域
５２における画素電極５５ｂに対向して、それぞれ第２開口領域６０ａ、６０ｂが形成さ
れている。この第２開口領域６０ａ、６０ｂが第２の配向分割手段を構成する。第２開口
領域６０ａ、６０ｂは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第２
開口領域６０ａの中心が画素電極５５ａの中心と一致するように、さらに、第２開口領域
６０ｂの中心が画素電極５５ｂの中心と一致するように配置されている。

この半透過型液晶表示パネル５０によれば、図８（ｂ）及び図９に示すように、液晶層
の液晶６１に電界を印加したとき、連結部５３における第１開口領域５６上においては、
液晶は対向電極５９側におけるライン５７の方向に傾斜し、反射領域５１及び透過領域５
２上においては、対向電極５９における反射領域５１に対応する領域の中心又は透過領域
５２に対応する領域の中心に傾斜する。このように、半透過型液晶表示パネル５０におい
ては、液晶分子の配向方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減するこ
とができるというものである。

上述のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル５０は、第１基板５４側の反射領域５１と
透過領域５２との間に連結部５３を設けて、周知のように反射領域５１におけるセルギャ
ップｄ１と透過領域におけるセルギャップｄ２との関係がｄ１＝（ｄ２）／２となるよう
にして、反射領域５１における表示画質と透過領域における表示画質が同じになるように
調整されている。

図１０〜図１４は、このようなセルギャップ調整のためのトップコート層を第２基板側
に設けたＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの一例である。図１０はセルギャップ調整
のためのトップコート層を第２基板側に設けた従来の半透過型液晶表示パネルの第２基板
を透視して表した１画素分の平面図であり、反射部と画素電極にハッチングを施している
。図１０の構成部品を判別しやすくするために、図１１は反射板のみにハッチングを施し
、図１２は画素電極のみにハッチングを施し、図１３は補助容量と補助容量線のみにハッ
チングを施している。図１４は図１０のＣ−Ｃ断面図である。

この半透過型液晶表示パネル７０においては、第１基板の透明な絶縁性を有するガラス
基板７１上には複数の走査線７２及び信号線７３がそれぞれ直接ないし無機絶縁膜７４を
介してマトリクス状に形成されている。ここで、走査線７２と信号線７３とで囲まれた領
域が１画素に相当し、スイッチング素子となるＴＦＴ（Thin Film Transistor）がそれぞ
れの画素毎に形成されており、各画素のＴＦＴ等の表面は保護絶縁膜１５で被覆されてい
る。

そして、走査線７２、信号線７３、無機絶縁膜７４、保護絶縁膜７５等を覆うようにし
て、反射領域７６においては表面に微細な凹凸部が形成され、透過領域７７、不透過領域
７８においては表面が平坦に形成された有機絶縁膜からなる層間膜７９が積層されている
。なお、図１０〜図１４においては反射領域７６の凹凸部は省略してある。そして層間膜
７９にはＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール８０が設けられ、そ
れぞれの画素において、コンタクトホール８０上及び層間膜７９の表面には、反射領域７
６に例えばアルミニウム金属からなる反射板８１が設けられ、この反射板８１の表面及び
透過領域７７の層間膜７９の表面には例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)ないしＩＺＯ（In
dium Zinc Oxide）からなる透明な画素電極８２が形成されている。

そして、反射領域７６側においては、層間膜７９の反射板８１が存在する位置の下側に
補助容量８３が配置され、反射領域７６と透過領域７７の間の不透過領域７８に隣接する
補助容量を接続する補助容量線８４が形成される。補助容量線８４と信号線７３の交差部
分８５に生じる容量はクロストークの要因となるために、その交差部分８５の補助容量線
８４が狭くなっている。また、平面視で、反射板８１及び画素電極８２は隣接する画素の
反射板及び画素電極とは接しないで、かつ走査線７２及び信号線７３とは同じく光漏れを
防止するために若干重なるようにして形成されている。透過領域７７側における画素電極
８２は隣接する画素の画素電極及び反射板とは接しないで、かつ走査線７２と若干重なり
、信号線７３とは重ならないように形成されている。

また、この半透過型液晶表示パネル７０においては、画素電極８２の不透過領域７８に
は液晶分子の配向を規制するためのスリット８６，８６が設けられており、画素電極８２
は実質的に反射領域８１の画素電極８２ａと透過領域７７の画素電極８２ｂに分割されて
おり、反射領域７６の画素電極８２ａと透過領域７７の画素電極８２ｂとは幅の狭い連結
部８７を介して電気的に接続されている。また、透過領域７７の画素電極８２ｂはスリッ
ト８８，８８によって二つに分割されている。そして、画素電極８２の表面には全ての画
素を覆うように垂直配向膜（図示せず）が積層されている。

また、第２基板の透明な絶縁性を有するガラス基板８９の表示領域上に、それぞれの画
素に対応して形成される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のうち何れか一色からなる
ストライプ状のカラーフィルタ層９０が設けられている。また、反射領域７６と透過領域
７７とで同じ厚さのカラーフィルタ層９０を使用するため、反射領域７６のカラーフィル
タ層９０の一部分に所定の厚さのトップコート層９１が設けられている。このトップコー
ト層９１は、反射領域７６全体にわたって設けられており、その厚さは反射領域７６にお
ける液晶層の厚さ、いわゆるセルギャップｄ１が透過領域１６のセルギャップｄ２の半分
となるように、すなわちｄ１＝（ｄ２）／２となるようにされている。また、第２基板と
カラーフィルタ層９０の不透過領域７８には光の通過を遮断する不透過層（ブラックマト
リクス）９２が形成される。

加えて、透過領域７７に位置するカラーフィルタ層９０の表面の一部及び反射領域７６
に位置するトップコート層９１の表面の一部にそれぞれ液晶の配向を規制するための突起
９３_１，９３_２及び９４がそれぞれ設けられており、カラーフィルタ層９０、トップコー
ト層９１及び突起９３_１，９３_２，９４の表面には共通電極及び垂直配向膜（いずれも図
示せず）が順次積層されている。

そして、前記第１基板及び第２基板を互いに対向させ、両基板の周囲にシール材を設け
ることにより両基板を貼り合せ、両基板間に負の誘電異方性を有する液晶９５を充填する
ことによりＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０となる。なお、第１基板の下方には
、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライト装置が配置されて
いる。

このＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネル７０においては、画素電極８２と対向電極間
に電界が印加されない状態においては、液晶層の液晶分子は長軸が画素電極及び対向電極
の表面に対して垂直をなすように配向されているため、光が透過しない状態となり、しか
も、画素電極と対向電極間に電界が印加されたときには光が透過するため、透過領域にお
ける光漏れはあまり表示画質に影響しなくなり、更には画素電極８２のスリット８６，８
６及び突起９３_１，９３_２，９４の存在により、液晶分子は突起９３_１，９３_２ないし９
４に向かうように傾斜するため、視野角が非常に広くなるという特性を備えている。
特開２００３−１６７２５３号公報（特許請求の範囲、段落［００５０］〜［００５７］、図１）特開２００４−０６９７６７号公報（特許請求の範囲、段落［００４４］〜［００５３］、図１）

このように従来のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルにおいては、透過領域と反射領
域の境界近傍にはスリットが設けられているため、画素電極の幅が狭くなっている連結部
（図８の参照符号「５７」の部分ないしは図１０の参照符号「８７」の部分）が存在する
。そして、通常は反射板の端部は、図１０に示したように、透過領域の開口率を大きくし
ながらも反射領域の面積を大きくするために、反射領域７６の反射板８１のエッジ部分が
前述の画素電極の幅が狭くなっている連結部８７に接する部分の下部（図１４の拡大図参
照）に位置するように設けられている。従って、画素電極の幅が狭くなっている部分が反
射板のエッジ部分と接している箇所（図１０の拡大図のＰ１，Ｐ２間。および図１４の拡
大図の傾斜部分）では乗り上げが生じる。本願では、このように画素電極が反射板の上へ
と延在する際に断面視の段差でもって乗り上げが生じるが、その乗り上げの平面視の延在
線を乗り上げラインと称する。通常、画素電極はスパッタリングにより形成される。即ち
、高速移動するイオンの衝突によりＩＴＯが飛散して画素電極の膜が形成される。この形
成方法のために乗り上げの膜厚が薄くなり、製造時、搬送時や使用時にこの狭い乗り上げ
ラインの端部から断線が発生して、これが進行し、ついには連結部８７が断線するという
問題点が存在する。また、画素電極の形成後の処理によるレジスト液が段差の両縁の境界
から浸透するということも断線の原因となる。この問題はＭＶＡ方式に限って発生するも
のではなく、画素電極が反射板の上に乗り上げる表示パネルで発生する。

本発明は、このような従来の半透過型液晶表示パネルの問題点を解決すべくなされたも
のであり、その目的は、画素電極の膜厚が薄い乗り上げ部分において、断線が生じ難く、
製造効率が良好で長寿命の半透過型液晶表示パネル（特に、ＭＶＡ方式の半透過型液晶表
示パネル）を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の半透過型液晶表示パネルは、マトリクス状に配置
された信号線及び走査線により区画されるそれぞれの位置に設けられた反射領域と透過領
域とを有し、前記透過領域の画素電極と前記反射領域の画素電極の間に連結部を有し、前
記反射領域の画素電極の下に反射板を備えた半透過パネルであって、
前記画素電極が前記反射板のエッジを覆うことで前記反射板のエッジ付近で前記画素電
極が断面視で曲がっている乗り上げが生じ、該乗り上げが平面視で延在する乗り上げライ
ンに段差を設けたことを特徴とする。

このように、膜厚が薄い乗り上げラインに段差を設けたので、例えば、段差があるミシ
ン目は切りにくいように、乗り上げラインに沿った断線が生じにくくなり、断線に対する
強度が向上する。

また、前記乗り上げラインを前記連結部の両方向へ延在させ、夫々の乗り上げラインに
段差を設けたことを特徴とする。

これにより、幅が細い連結部での断線を防止することができる。

また、前記透過領域と前記反射領域の間に不透過層を有する不透過領域を設け、前記乗
り上げラインの段差を信号線の近傍且つ前記不透過領域側に設けることを特徴とする。

これにより、反射板と信号線間の隙間からの光漏れを既存の不透過層で防止することが
できる。したがって、新たに不透過層を追加する必要がなく、開口率の減少を防止するこ
とができる。

以下、実施例及び図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。但し
、以下に示す実施例は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものでは
なく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行った
ものにも均しく適用し得るものである。

実施例の半透過型液晶表示パネル１０を図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は
ＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した１画素分の平面図であ
り、反射板と画素電極にハッチングを施している。図１の構成部品を判別しやすくするた
めに、図２は反射板のみにハッチングを施し、図３は画素電極のみにハッチングを施し、
図４は補助容量と補助容量線のみにハッチングを施している。図５は図１のＡ−Ａ断面図
である。ただし、図８〜図１２に記載された従来例のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示パネ
ル７０と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。

図１０に示す如く、従来例の反射板８１の領域は平面視で反射領域７７の画素電極８２
ａと同じ領域であった。このために従来例の乗り上げラインの長さは図１０の拡大図のＰ
１、Ｐ２間であり、連結部の幅と同じであった。これに対し、図１に示す如く、本願発明
の反射板１１の領域は連結部８７側を画素電極１２ａの領域よりわずか狭くしている。こ
のために実施例の乗り上げラインの長さは図１のＰ１、Ｐ２間となり、長くなっている。
したがって、膜厚が狭い乗り上げラインの長さが従来に比べて長く、断線しにくい。

さらに、乗り上げラインＰ１−Ｐ２の両端に段差（Ｐ１−Ｐ３とＰ４−Ｐ５間、Ｐ６−
Ｐ２とＰ４−Ｐ５間）を設けている。例えば、段差を有するミシン目が切断しにくいのと
同様に、外部から応力が加わったときに、乗り上げラインの両端Ｐ１、Ｐ２に亀裂が発生
しても、Ｐ４−Ｐ６に亀裂が進行しにくく、Ｐ１、Ｐ２に発生した亀裂がつながりにくく
なるために、連結部８７の断線を阻止することができる。

また、両端の段差の方向は不透過領域側になっている。このために、反射領域７６は全
て不透明な信号線７３と反射板１１で覆われるためにバックライト（図示せず）の光が漏
れることがない。従来例の図１０では、クロストークや開口率向上のために細くなってい
る信号線７３の反射領域７６から光が漏れるが、本願発明では信号線７３が細くなる部分
は不透過領域７８側に移動するので光漏れが無い。

図６は種々の段差の種類の例を示す図である。段差は図６の（ａ）のように直角に段差
を形成してもよく、（ｂ）のように傾斜して段差を形成してもよく、（ｃ）のように段差
が１箇所であってもよい。また、（ｄ）の線Ｐ１−Ｐ３と線Ｐ４−Ｐ２のように段差とな
る２本の線は完全な平行線でなくてもよい。

このように、Ｐ１−Ｐ２間の一本の乗り上げラインに平面視で段差を設けることにより
、Ｐ１で発生した亀裂はＰ２まで進行しにくくなる。これにより、Ｐ１−Ｐ２間が断線す
ることを阻止することができる。

図７は種々の乗り上げラインの位置を示す図である。図７の（ａ）（ｂ）（ｃ）のよう
に乗り上げラインの長さが連結部８７と同じであっても、段差を設けることにより連結部
８７を断線しにくくすることができる。（ｄ）のようにラインの長さが連結部８７の幅よ
りの長いときはラインの端部に段差を設けることにより亀裂が端部から連結部に進行する
ことを防止することができる。（ｅ）のように反射板１１の端部を透過領域７７側に延在
し、段差の方向を不透過領域７８側に設けることにより、反射板１１と信号線７３間の隙
間を不透過領域７８に移動させることができ、バックライトの光漏れの防止を兼ねること
ができる。（ｆ）のように、段差は乗り上げラインの途中に設けてもよい。

実施例の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した平面図である。図１の反射板にハッチングを施した平面図である。図１の画素電極にハッチングを施した平面図である。図１の補助容量と補助容量線にハッチングを施した平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。種々の段差の種類の例を示す図である。種々の乗り上げラインの位置を示す図である。（ａ）は従来の半透過型液晶表示パネルの概略的な構造を示す斜視図であり、（ｂ）は液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。セルギャップ調整のためのトップコート層を第２基板側に設けた従来の半透過型液晶表示パネルの第２基板を透視して表した平面図である。図１０の反射板にハッチングを施した平面図である。図１０の画素電極にハッチングを施した平面図である。図１０の補助容量と補助容量線にハッチングを施した平面図である。図１０のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１画像表示装置
１０、５０、７０半透過型液晶表示パネル
７１、８９ガラス基板
７２走査線
７３信号線
７４無機絶縁膜
７５保護絶縁膜
７６反射領域
７７透過領域
７８不透過領域
７９層間膜
８０コンタクトホール
１１、８１反射板
８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｂ_１、８２ｂ_２画素電極
８３補助容量
８４補助容量線
８５交差部分
８６スリット
８７連結部
９０カラーフィルタ層
９１トップコート層
９２不透過層
９３_１，９３_２，９４突起
９５液晶

Claims

マトリクス状に配置された信号線及び走査線により区画されるそれぞれの位置に設けら
れた反射領域と透過領域とを有し、前記透過領域の画素電極と前記反射領域の画素電極の
間に連結部を有し、前記反射領域の画素電極の下に反射板を備えた半透過パネルであって
、
前記画素電極が前記反射板のエッジを覆うことで前記反射板のエッジ付近で前記画素電
極が断面視で曲がっている乗り上げが生じ、該乗り上げが平面視で延在する乗り上げライ
ンに段差を設けたことを特徴とする半透過型液晶表示パネル。
前記乗り上げラインを前記連結部の両方向へ延在させ、夫々の乗り上げラインに段差を
設けたことを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示パネル。
前記透過領域と前記反射領域の間に不透過層を有する不透過領域を設け、前記乗り上げ
ラインの段差を信号線の近傍且つ前記不透過領域側に設けることを特徴とする請求項２に
記載の半透過型液晶表示パネル。