JP3464945B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
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- G02—OPTICS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直視型ディスプレ
イもしくはプロジェクションディスプレイなどに用いら
れる液晶表示装置に関するものである。
イもしくはプロジェクションディスプレイなどに用いら
れる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年パーソナルコンピューターなどのＯ
Ａ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器の小型
化、軽量化が進み、個人が常時携帯する情報機器の実用
化が進んでいる。このような情報機器の表示装置として
は、低消費電力、小型、軽量という点で液晶を用いた液
晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐ
ｌａｙ：ＬＣＤ）が最も広く用いられている。このよう
な液晶表示装置では、通常バックライトを用いた透過型
液晶表示装置が用いられているが、近年より低消費電力
化の要求が高まり、バックライトを用いない反射型液晶
表示装置の開発が盛んに行われている。
Ａ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器の小型
化、軽量化が進み、個人が常時携帯する情報機器の実用
化が進んでいる。このような情報機器の表示装置として
は、低消費電力、小型、軽量という点で液晶を用いた液
晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐ
ｌａｙ：ＬＣＤ）が最も広く用いられている。このよう
な液晶表示装置では、通常バックライトを用いた透過型
液晶表示装置が用いられているが、近年より低消費電力
化の要求が高まり、バックライトを用いない反射型液晶
表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】下記に、例えば特開平５−３２３３７１号
公報で開示されているような従来の反射型液晶表示装置
について説明する。
公報で開示されているような従来の反射型液晶表示装置
について説明する。
【０００４】図１５は従来の反射型液晶表示装置の平面
図であり、図１６はそのＡ−Ａ断面図である。ガラスな
どからなる絶縁性の基板１上に、アルミ、タンタルなど
からなる複数の走査配線２が互いに平行に設けられ、走
査配線２からはゲート電極３が分岐している。ゲート電
極３を覆って基板１の上全面に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからなるゲート絶
縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上方のゲート
絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからな
る半導体活性層５が形成されている。半導体活性層５の
両端部には、不純物イオンを添加したａ−Ｓｉ、微結晶
シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるコンタクト電極
６が形成されている。一方のコンタクト電極６上には、
アルミ、チタン、タンタル、クロムなどからなるソース
電極７、ドレイン電極８が形成されている。
図であり、図１６はそのＡ−Ａ断面図である。ガラスな
どからなる絶縁性の基板１上に、アルミ、タンタルなど
からなる複数の走査配線２が互いに平行に設けられ、走
査配線２からはゲート電極３が分岐している。ゲート電
極３を覆って基板１の上全面に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからなるゲート絶
縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上方のゲート
絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからな
る半導体活性層５が形成されている。半導体活性層５の
両端部には、不純物イオンを添加したａ−Ｓｉ、微結晶
シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるコンタクト電極
６が形成されている。一方のコンタクト電極６上には、
アルミ、チタン、タンタル、クロムなどからなるソース
電極７、ドレイン電極８が形成されている。
【０００５】図１６に示すように、ソース電極７には、
走査配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する
信号配線１０が接続されている。信号配線１０もソース
電極７と同じ材料で形成されている。ゲート電極３、ゲ
ート絶縁膜４、半導体活性層５、コンタクト電極６、ソ
ース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）１１を構成し、そのＴＦＴ１１はスイッチング
素子の機能を有する。
走査配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する
信号配線１０が接続されている。信号配線１０もソース
電極７と同じ材料で形成されている。ゲート電極３、ゲ
ート絶縁膜４、半導体活性層５、コンタクト電極６、ソ
ース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）１１を構成し、そのＴＦＴ１１はスイッチング
素子の機能を有する。
【０００６】走査配線２、信号配線１０、ＴＦＴ１１を
覆って、基板１の上全面に窒化シリコンなどの無機材料
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらに、
その上には配向膜が形成される。このようにしてアクテ
ィブマトリクス基板が形成される。
覆って、基板１の上全面に窒化シリコンなどの無機材料
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらに、
その上には配向膜が形成される。このようにしてアクテ
ィブマトリクス基板が形成される。
【０００７】他方の対向基板は、ガラスなどからなる絶
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、窒化クロ
ム、窒化タンタルなどからなる金属の遮光膜（ブラック
マトリクス、以下、ＢＭと呼ぶ）１６ＢＭが形成されて
いる。ＢＭは金属以外の黒色の樹脂などでも形成され
る。カラーフィルター１６の上には、ＩＴＯなどの透明
導電材料からなる共通電極１７が形成される。液晶層１
８はアクティブマトリクス基板と対向基板の間に配置さ
れる。
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、窒化クロ
ム、窒化タンタルなどからなる金属の遮光膜（ブラック
マトリクス、以下、ＢＭと呼ぶ）１６ＢＭが形成されて
いる。ＢＭは金属以外の黒色の樹脂などでも形成され
る。カラーフィルター１６の上には、ＩＴＯなどの透明
導電材料からなる共通電極１７が形成される。液晶層１
８はアクティブマトリクス基板と対向基板の間に配置さ
れる。
【０００８】次に、このように構成された反射型液晶表
示装置の動作について説明する。ＴＦＴ１１がオン状態
になると、信号配線１０より画素電極１３に電流が流
れ、画素電極１３はその時の信号配線１０の電圧に充電
される。このとき、画素電極１３と共通電極１７に挟ま
れた液晶層１８に電圧が印加されて、液晶層１８が動作
する。反射型液晶表示装置では、対向基板側から入射し
た光を画素電極１３で反射することにより表示を行う。
対向基板側から入射し画素電極１３で反射された光は、
液晶層１８で偏光され透過率が変化する。これにより、
画素電極１３間でコントラストの差を生じ画像を表示す
ることができる。
示装置の動作について説明する。ＴＦＴ１１がオン状態
になると、信号配線１０より画素電極１３に電流が流
れ、画素電極１３はその時の信号配線１０の電圧に充電
される。このとき、画素電極１３と共通電極１７に挟ま
れた液晶層１８に電圧が印加されて、液晶層１８が動作
する。反射型液晶表示装置では、対向基板側から入射し
た光を画素電極１３で反射することにより表示を行う。
対向基板側から入射し画素電極１３で反射された光は、
液晶層１８で偏光され透過率が変化する。これにより、
画素電極１３間でコントラストの差を生じ画像を表示す
ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】対向基板上のカラーフ
ィルター１６が形成され、画素電極１３間または信号配
線１０に対応する領域には、ＢＭ１６ＢＭが形成されて
いる。カラーフィルターのコストダウンを図るために、
このＢＭ１６ＢＭを無くした構成（以下、ＢＭレス構造
と呼ぶ）が検討されている。特に、ＢＭに金属の膜を用
いると、製造コストが大幅に増加するという問題がある
からである。このＢＭレス構造として考えられる構造に
ついて、図１７により説明する。
ィルター１６が形成され、画素電極１３間または信号配
線１０に対応する領域には、ＢＭ１６ＢＭが形成されて
いる。カラーフィルターのコストダウンを図るために、
このＢＭ１６ＢＭを無くした構成（以下、ＢＭレス構造
と呼ぶ）が検討されている。特に、ＢＭに金属の膜を用
いると、製造コストが大幅に増加するという問題がある
からである。このＢＭレス構造として考えられる構造に
ついて、図１７により説明する。
【００１０】（１）図１７（１）に示すように、画素電
極１３間または信号配線１０に対応する領域には、ＢＭ
を形成せず、共通電極１７と配向膜５１を基板１の上に
積層させる。
極１３間または信号配線１０に対応する領域には、ＢＭ
を形成せず、共通電極１７と配向膜５１を基板１の上に
積層させる。
【００１１】（２）図１７（２）に示すように、画素電
極１３間または信号配線１０に対応する領域には、赤の
色層１６Ｒと緑の色層１６Ｇとを重ね合わせる。その上
に、共通電極１７と配向膜５１を積層させる。
極１３間または信号配線１０に対応する領域には、赤の
色層１６Ｒと緑の色層１６Ｇとを重ね合わせる。その上
に、共通電極１７と配向膜５１を積層させる。
【００１２】あるいは、カラーフィルターの色層を重ね
合わせずに、画素電極間に対応する領域、または、信号
配線や走査配線に対応する領域で隣り合う色層どうしを
隙間なく配置させても良い。このようにカラーフィルタ
ーの色層を重ね合わせたり、隣り合う色層どうしを隙間
なく配置させることにより、（１）や後述する（３）に
比べて光を遮光させることができる。
合わせずに、画素電極間に対応する領域、または、信号
配線や走査配線に対応する領域で隣り合う色層どうしを
隙間なく配置させても良い。このようにカラーフィルタ
ーの色層を重ね合わせたり、隣り合う色層どうしを隙間
なく配置させることにより、（１）や後述する（３）に
比べて光を遮光させることができる。
【００１３】（３）図１７（３）に示すように、カラー
フィルター１６の上に絶縁膜５２を形成させ、平坦化さ
せる。その際、画素電極１３間または信号配線１０に対
応する領域には、絶縁膜５２が埋まっている。その絶縁
膜５２の上に、共通電極１７と配向膜５１を積層させ
る。
フィルター１６の上に絶縁膜５２を形成させ、平坦化さ
せる。その際、画素電極１３間または信号配線１０に対
応する領域には、絶縁膜５２が埋まっている。その絶縁
膜５２の上に、共通電極１７と配向膜５１を積層させ
る。
【００１４】これらは、いずれも、ＢＭを有する構造よ
りも遮光性が落ちるため、画素電極１３間または信号配
線１０に対応する領域で、光透過が生じる。そこで、図
１８に示すように、従来の反射型液晶表示装置をＢＭレ
ス構造にすると、配線材料にアルミ、チタンなど反射率
の高い金属が使用されているため、反射型液晶表示装置
の表面から入射した光が、画素電極１３の隙間１９（Ｂ
Ｍ１６ＢＭに相当）の信号配線１０に当って表面反射を
起こす。この現象は下記に示すような問題を引き起こす
原因となった。信号配線１０には、常に変動する電圧が
印加されているため、信号配線１０上の液晶層１８には
常に階調領域に対応する電圧が印加された状態にあり、
このため信号配線１０上の液晶層１８はその電圧に相当
する光透過性を持つ。したがって、信号配線１０で入射
光が反射し、画素電極１３で黒表示が行われているとき
には、この反射光が原因でコントラストが低下する。
りも遮光性が落ちるため、画素電極１３間または信号配
線１０に対応する領域で、光透過が生じる。そこで、図
１８に示すように、従来の反射型液晶表示装置をＢＭレ
ス構造にすると、配線材料にアルミ、チタンなど反射率
の高い金属が使用されているため、反射型液晶表示装置
の表面から入射した光が、画素電極１３の隙間１９（Ｂ
Ｍ１６ＢＭに相当）の信号配線１０に当って表面反射を
起こす。この現象は下記に示すような問題を引き起こす
原因となった。信号配線１０には、常に変動する電圧が
印加されているため、信号配線１０上の液晶層１８には
常に階調領域に対応する電圧が印加された状態にあり、
このため信号配線１０上の液晶層１８はその電圧に相当
する光透過性を持つ。したがって、信号配線１０で入射
光が反射し、画素電極１３で黒表示が行われているとき
には、この反射光が原因でコントラストが低下する。
【００１５】また、走査配線２上には、しきい値電圧以
上の電圧が印加されており、走査配線２上の液晶層１８
は、液晶がノーマリーブラックモードの時には、透過率
が１００％になるため、同様な問題が起こる。
上の電圧が印加されており、走査配線２上の液晶層１８
は、液晶がノーマリーブラックモードの時には、透過率
が１００％になるため、同様な問題が起こる。
【００１６】本発明は、対向基板に遮光膜を配置するこ
となく、配線での光反射を抑制し、コントラストの低下
を防ぐ液晶表示装置の構造を提供するものである。
となく、配線での光反射を抑制し、コントラストの低下
を防ぐ液晶表示装置の構造を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、絶縁性基板に配置された透明導電材料からなる複数
本の走査配線と、前記走査配線と絶縁膜を介し交差する
ように配置され、透明導電材料からなる複数本の信号配
線と、前記走査配線と信号配線の交差部近傍に配置され
たスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続さ
れた光反射機能を有する画素電極とが設けられているア
クティブマトリクス基板と、絶縁性基板に配置され、前
記画素電極に対応する領域にカラーフィルタの色層を有
し、前記画素電極間に対応する領域に光透過部を有する
カラーフィルタと、透明導電材料からなる共通電極とが
設けられている対向基板とを備え、前記アクティブマト
リクス基板と前記対向基板とが液晶層を介在して対向配
置されていることを特徴とする。
は、絶縁性基板に配置された透明導電材料からなる複数
本の走査配線と、前記走査配線と絶縁膜を介し交差する
ように配置され、透明導電材料からなる複数本の信号配
線と、前記走査配線と信号配線の交差部近傍に配置され
たスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続さ
れた光反射機能を有する画素電極とが設けられているア
クティブマトリクス基板と、絶縁性基板に配置され、前
記画素電極に対応する領域にカラーフィルタの色層を有
し、前記画素電極間に対応する領域に光透過部を有する
カラーフィルタと、透明導電材料からなる共通電極とが
設けられている対向基板とを備え、前記アクティブマト
リクス基板と前記対向基板とが液晶層を介在して対向配
置されていることを特徴とする。
【００１８】また、本発明の液晶表示装置は、絶縁性基
板に配置された複数本の走査配線と、前記走査配線と絶
縁膜を介し交差するように配置され、透明導電材料から
なる複数本の信号配線と、前記走査配線と信号配線の交
差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッ
チング素子に接続された光反射機能を有する画素電極と
が設けられているアクティブマトリクス基板と、絶縁性
基板に配置され、前記画素電極に対応する領域にカラー
フィルタの色層を有し、前記信号配線に対応する領域に
光透過部を有するカラーフィルタと、透明導電材料から
なる共通電極とが設けられている対向基板とを備え、前
記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とが液晶層
を介在して対向配置されていることを特徴とする。
板に配置された複数本の走査配線と、前記走査配線と絶
縁膜を介し交差するように配置され、透明導電材料から
なる複数本の信号配線と、前記走査配線と信号配線の交
差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッ
チング素子に接続された光反射機能を有する画素電極と
が設けられているアクティブマトリクス基板と、絶縁性
基板に配置され、前記画素電極に対応する領域にカラー
フィルタの色層を有し、前記信号配線に対応する領域に
光透過部を有するカラーフィルタと、透明導電材料から
なる共通電極とが設けられている対向基板とを備え、前
記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とが液晶層
を介在して対向配置されていることを特徴とする。
【００１９】
【００２０】前記信号配線の反射率Ｒと、前記画素電極
の面積ＡＤに対する前記信号配線の面積ＡＳの割合（Ａ
Ｓ／ＡＤ）とが、直線Ａと直線Ｂと曲線Ｃで囲まれた領
域内であることを特徴とする。
の面積ＡＤに対する前記信号配線の面積ＡＳの割合（Ａ
Ｓ／ＡＤ）とが、直線Ａと直線Ｂと曲線Ｃで囲まれた領
域内であることを特徴とする。
【００２１】前記アクティブマトリクス基板の前記液晶
層とは反対側表面に、光吸収性の高い材料を配置するこ
とを特徴とする。
層とは反対側表面に、光吸収性の高い材料を配置するこ
とを特徴とする。
【００２２】上記構成による作用を説明する。
【００２３】本発明の液晶表示装置では、対向基板にお
いては画素電極間に対応する領域に光透過部を設けたカ
ラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板にお
いては信号配線と走査配線とを透明導電材料で形成した
ので、対向基板の光透過部から入射した光が、信号配線
および走査配線で反射されることが少なく、絶縁膜や絶
縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面（アクティブマ
トリクス基板の外側面）へ通過するので、表面反射が少
なくなる。したがって、本発明の液晶表示装置では表面
反射が少なくなるので、黒表示をしたときは、黒レベル
が改善され、コントラストが向上する。特に、本発明の
液晶表示装置は、反射機能を有する画素電極を使用した
反射型の液晶表示装置であるので、表面反射の低減はコ
ントラストの向上に有効である。
いては画素電極間に対応する領域に光透過部を設けたカ
ラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板にお
いては信号配線と走査配線とを透明導電材料で形成した
ので、対向基板の光透過部から入射した光が、信号配線
および走査配線で反射されることが少なく、絶縁膜や絶
縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面（アクティブマ
トリクス基板の外側面）へ通過するので、表面反射が少
なくなる。したがって、本発明の液晶表示装置では表面
反射が少なくなるので、黒表示をしたときは、黒レベル
が改善され、コントラストが向上する。特に、本発明の
液晶表示装置は、反射機能を有する画素電極を使用した
反射型の液晶表示装置であるので、表面反射の低減はコ
ントラストの向上に有効である。
【００２４】また、本発明の液晶表示装置では、対向基
板においては信号配線に対応する領域に光透過部を設け
たカラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板
においては信号配線を透明導電材料で形成したので、上
記の液晶表示装置と同様に、コントラストが向上する。
板においては信号配線に対応する領域に光透過部を設け
たカラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板
においては信号配線を透明導電材料で形成したので、上
記の液晶表示装置と同様に、コントラストが向上する。
【００２５】また、画素電極の面積と、信号配線部の面
積と、信号配線の表面の反射率を最適化することで、異
なった仕様の液晶表示装置においても、コントラストを
向上することができる。
積と、信号配線の表面の反射率を最適化することで、異
なった仕様の液晶表示装置においても、コントラストを
向上することができる。
【００２６】また、液晶表示装置の対向基板から入射し
た光が、信号配線や走査配線で反射されることなく、絶
縁膜や絶縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面、すな
わちアクティブマトリクス基板の外側面へ通過し、光吸
収性の高い材料に当たるので、液晶層の側へ再反射する
ことがなくなる。これによって、スイッチング素子への
光進入を防ぎ、良好な黒レベルを維持することができ
る。
た光が、信号配線や走査配線で反射されることなく、絶
縁膜や絶縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面、すな
わちアクティブマトリクス基板の外側面へ通過し、光吸
収性の高い材料に当たるので、液晶層の側へ再反射する
ことがなくなる。これによって、スイッチング素子への
光進入を防ぎ、良好な黒レベルを維持することができ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、実施形態により本発明を具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００２８】（実施形態１）図１は、実施形態１の液晶
表示装置の平面図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図であ
る。ガラスなどからなる絶縁性の基板１上に、アルミ、
タンタルなどからなる複数の走査配線２が互いに平行に
設けられ、走査配線２からはゲート電極３が分岐してい
る。ゲート電極３を覆って基板１上の全面に窒化シリコ
ン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからな
るゲート絶縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上
方のゲート絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ、ＳｉＧｅなどからなる半導体活性層５が形成されて
いる。半導体活性層５の両端部には、不純物イオンを添
加したａ−Ｓｉ、微結晶シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなど
からなるコンタクト電極６が形成されている。一方のコ
ンタクト電極６上には、ＩＴＯ、アモルファスＩＴＯな
どの透明導電材料からなるソース電極７が形成され、他
方のコンタクト電極６上にも、ソース電極７と同様にＩ
ＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電材料からなる
ドレイン電極８が重畳形成されている。
表示装置の平面図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図であ
る。ガラスなどからなる絶縁性の基板１上に、アルミ、
タンタルなどからなる複数の走査配線２が互いに平行に
設けられ、走査配線２からはゲート電極３が分岐してい
る。ゲート電極３を覆って基板１上の全面に窒化シリコ
ン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからな
るゲート絶縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上
方のゲート絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ、ＳｉＧｅなどからなる半導体活性層５が形成されて
いる。半導体活性層５の両端部には、不純物イオンを添
加したａ−Ｓｉ、微結晶シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなど
からなるコンタクト電極６が形成されている。一方のコ
ンタクト電極６上には、ＩＴＯ、アモルファスＩＴＯな
どの透明導電材料からなるソース電極７が形成され、他
方のコンタクト電極６上にも、ソース電極７と同様にＩ
ＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電材料からなる
ドレイン電極８が重畳形成されている。
【００２９】図２に示すように、ソース電極７には、走
査配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する信
号配線１０が接続されている。信号配線１０もソース電
極７と同じ透明導電材料で形成されている。ゲート電極
３、ゲート絶縁膜４、半導体活性層５、コンタクト電極
６、ソース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ１１を
構成し、ＴＦＴ１１はスイッチング素子の機能を有す
る。
査配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する信
号配線１０が接続されている。信号配線１０もソース電
極７と同じ透明導電材料で形成されている。ゲート電極
３、ゲート絶縁膜４、半導体活性層５、コンタクト電極
６、ソース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ１１を
構成し、ＴＦＴ１１はスイッチング素子の機能を有す
る。
【００３０】走査配線２、信号配線１０、ＴＦＴ１１を
覆って、基板１上全面に窒化シリコンなどの無機材料、
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらにそ
の上には配向膜が形成される。このようにして、アクテ
ィブマトリクス基板が形成される。
覆って、基板１上全面に窒化シリコンなどの無機材料、
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらにそ
の上には配向膜が形成される。このようにして、アクテ
ィブマトリクス基板が形成される。
【００３１】層間絶縁膜１２を厚く形成しているのは、
開口率を向上させるためである。仕様や目的により、層
間絶縁膜１２を厚く形成しなくても良い。散乱特性が必
要とされるときには、層間絶縁膜１２の画素電極１３側
に凹凸形状を設けても良い。
開口率を向上させるためである。仕様や目的により、層
間絶縁膜１２を厚く形成しなくても良い。散乱特性が必
要とされるときには、層間絶縁膜１２の画素電極１３側
に凹凸形状を設けても良い。
【００３２】他方の対向基板は、ガラスなどからなる絶
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、遮光膜を
設けない。カラーフィルター１６上には、ＩＴＯなどの
透明導電材料からなる共通電極１７が形成される。図１
７に示すように、カラーフィルター１６はＢＭレス構造
であり、画素電極１３間または信号配線１０に対応する
領域には、共通電極１７が形成されている。アクティブ
マトリクス基板と対向基板の間には、ノーマリーホワイ
トとなるよう平行配向処理された液晶層１８に液晶が注
入される。さらに、基板１５の液晶層とは反対側に図示
しない位相差板や散乱板が配置される。上記の画素電極
１３は、平坦であるので反射光を拡散させるため、別に
散乱板を配置したけれども、画素電極１３が凹凸構造で
ある場合は、別に設置しなくても良い。
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、遮光膜を
設けない。カラーフィルター１６上には、ＩＴＯなどの
透明導電材料からなる共通電極１７が形成される。図１
７に示すように、カラーフィルター１６はＢＭレス構造
であり、画素電極１３間または信号配線１０に対応する
領域には、共通電極１７が形成されている。アクティブ
マトリクス基板と対向基板の間には、ノーマリーホワイ
トとなるよう平行配向処理された液晶層１８に液晶が注
入される。さらに、基板１５の液晶層とは反対側に図示
しない位相差板や散乱板が配置される。上記の画素電極
１３は、平坦であるので反射光を拡散させるため、別に
散乱板を配置したけれども、画素電極１３が凹凸構造で
ある場合は、別に設置しなくても良い。
【００３３】次に、実施形態１の液晶表示装置の製造方
法について説明する。アクティブマトリクス基板側の基
板１上にスパッタリング法により、膜厚１００〜５００
０ｎｍのタンタルを堆積する。フォトリソグラフィー法
とＲＩＥ（反応性イオンエッチング法：Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いて走査配線２お
よびゲート電極３を形成する。続いて、プラズマＣＶＤ
法によりゲート絶縁膜４となるＳｉＮｘ膜、半導体活性
層５となるａ−Ｓｉ膜、コンタクト層６となるｎ+添加
微結晶シリコン膜（以下ｎ+膜）を積層する。膜厚はＳ
ｉＮｘ膜が３００ｎｍ、ａ−Ｓｉ膜が２００ｎｍ、ｎ+
膜が５０ｎｍである。フォトリソグラフィー法とＲＩＥ
法を用いてａ−Ｓｉ膜とｎ+膜を島状に加工する。
法について説明する。アクティブマトリクス基板側の基
板１上にスパッタリング法により、膜厚１００〜５００
０ｎｍのタンタルを堆積する。フォトリソグラフィー法
とＲＩＥ（反応性イオンエッチング法：Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いて走査配線２お
よびゲート電極３を形成する。続いて、プラズマＣＶＤ
法によりゲート絶縁膜４となるＳｉＮｘ膜、半導体活性
層５となるａ−Ｓｉ膜、コンタクト層６となるｎ+添加
微結晶シリコン膜（以下ｎ+膜）を積層する。膜厚はＳ
ｉＮｘ膜が３００ｎｍ、ａ−Ｓｉ膜が２００ｎｍ、ｎ+
膜が５０ｎｍである。フォトリソグラフィー法とＲＩＥ
法を用いてａ−Ｓｉ膜とｎ+膜を島状に加工する。
【００３４】次に、スパッタリング法により、膜厚１０
０〜３００ｎｍのＩＴＯ膜を堆積する。ＩＴＯ膜の抵抗
率は１５０〜４００μΩ・ｃｍである。
０〜３００ｎｍのＩＴＯ膜を堆積する。ＩＴＯ膜の抵抗
率は１５０〜４００μΩ・ｃｍである。
【００３５】走査配線にアルミ合金（抵抗率１０μΩ・
ｃｍ、膜厚２００ｎｍ）を用い、ＩＴＯ膜の膜厚が２０
０ｎｍ、抵抗率が２００μΩ・ｃｍの場合、１０．４型
ＶＧＡクラスまで設計可能である（信号配線は上下両方
からの入力）。
ｃｍ、膜厚２００ｎｍ）を用い、ＩＴＯ膜の膜厚が２０
０ｎｍ、抵抗率が２００μΩ・ｃｍの場合、１０．４型
ＶＧＡクラスまで設計可能である（信号配線は上下両方
からの入力）。
【００３６】このＩＴＯ膜に、フォトリソグラフィー法
とウェットエッチング法を適用して、信号配線１０、ソ
ース電極７、ドレイン電極８を形成する。次にＩＴＯ膜
をマスクとして、ＨＣｌ／ＳＦ6の混合ガスを用いたド
ライエッチによりｎ+膜とａ−Ｓｉ膜の一部をエッチン
グし、ＴＦＴ１１が完成する。
とウェットエッチング法を適用して、信号配線１０、ソ
ース電極７、ドレイン電極８を形成する。次にＩＴＯ膜
をマスクとして、ＨＣｌ／ＳＦ6の混合ガスを用いたド
ライエッチによりｎ+膜とａ−Ｓｉ膜の一部をエッチン
グし、ＴＦＴ１１が完成する。
【００３７】続いて、有機材料からなる膜厚１〜３μｍ
の層間絶縁膜１２を堆積し、フォトリソ工程によりコン
タクトホール１４を形成する。画素電極１３となるＡｌ
／Ｍｏの積層膜をスパッタリング法により堆積する。Ａ
ｌの下層にＭｏを配置することでＡｌとＩＴＯの電蝕を
防ぐ。さらに、ポリイミドからなる配向膜を塗布する。
の層間絶縁膜１２を堆積し、フォトリソ工程によりコン
タクトホール１４を形成する。画素電極１３となるＡｌ
／Ｍｏの積層膜をスパッタリング法により堆積する。Ａ
ｌの下層にＭｏを配置することでＡｌとＩＴＯの電蝕を
防ぐ。さらに、ポリイミドからなる配向膜を塗布する。
【００３８】対向基板は、ガラスからなる基板１５上に
カラーフィルター１６を形成後、ＩＴＯをスパッタリン
グ法により堆積する。アクティブマトリクス基板と、対
向基板を貼り合わせ、その間に液晶を注入させることに
より、液晶表示装置ができる。このように構成された液
晶表示装置の動作は、従来の動作と同様である。
カラーフィルター１６を形成後、ＩＴＯをスパッタリン
グ法により堆積する。アクティブマトリクス基板と、対
向基板を貼り合わせ、その間に液晶を注入させることに
より、液晶表示装置ができる。このように構成された液
晶表示装置の動作は、従来の動作と同様である。
【００３９】以上のように、実施形態１によれば、信号
配線１０をＩＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電
材料で形成することにより、液晶表示装置の表面から入
射した光２１は信号配線１０で反射せずに、入射した光
２１の大部分は液晶表示装置の裏面へ抜けるため、信号
配線１０での反射光によるコントラストの低下を防ぐこ
とができる。
配線１０をＩＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電
材料で形成することにより、液晶表示装置の表面から入
射した光２１は信号配線１０で反射せずに、入射した光
２１の大部分は液晶表示装置の裏面へ抜けるため、信号
配線１０での反射光によるコントラストの低下を防ぐこ
とができる。
【００４０】信号配線１０をＩＴＯ、アモルファスＩＴ
Ｏなどの透明導電材料で形成したが、下記に説明するよ
うに、表面の反射率が小さくて、信号配線に入射した光
が液晶表示装置の裏面へ抜ける特性を持つ導電材料であ
れば良い。
Ｏなどの透明導電材料で形成したが、下記に説明するよ
うに、表面の反射率が小さくて、信号配線に入射した光
が液晶表示装置の裏面へ抜ける特性を持つ導電材料であ
れば良い。
【００４１】走査配線２には、図３に示すような信号が
入力されている。１フレーム１７ｍｓの内、ＶＧ＝ＶＧ
Ｈ（約＋１５Ｖ）となるのは、数十μｓの間だけで、そ
れ以外はＶＧ＝ＶＧＬ（約−１０Ｖ）である。したがっ
て、走査配線２と共通電極１７との間には常時約１０Ｖ
の電圧が印加されている。そのため、ノーマリーホワイ
トの液晶は黒表示になる。図１８に示すような入射光２
１が走査配線２上にあっても、その走査配線２上の液晶
は黒表示であるので、表示に影響をおよぼさない。よっ
て、走査配線２は透明導電材料でも良く、金属材料でも
良い。
入力されている。１フレーム１７ｍｓの内、ＶＧ＝ＶＧ
Ｈ（約＋１５Ｖ）となるのは、数十μｓの間だけで、そ
れ以外はＶＧ＝ＶＧＬ（約−１０Ｖ）である。したがっ
て、走査配線２と共通電極１７との間には常時約１０Ｖ
の電圧が印加されている。そのため、ノーマリーホワイ
トの液晶は黒表示になる。図１８に示すような入射光２
１が走査配線２上にあっても、その走査配線２上の液晶
は黒表示であるので、表示に影響をおよぼさない。よっ
て、走査配線２は透明導電材料でも良く、金属材料でも
良い。
【００４２】（実施形態２）図４は、実施形態２の液晶
表示装置の平面図であり、図５はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。ＴＦＴ１１を含む信号配線の断面図は、図２と同じ
である。ガラスなどからなる絶縁性の基板１上に、ＩＴ
Ｏからなる複数の走査配線２が互いに平行に設けられ、
走査配線２からはゲート電極３が分岐している。ゲート
電極３を覆って基板１上の全面に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからなるゲート絶
縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上方のゲート
絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ
などからなる半導体活性層５が形成されている。半導体
活性層５の両端部には、不純物イオンを添加したａ−Ｓ
ｉ、微結晶シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるコン
タクト電極６が形成されている。一方のコンタクト電極
６上には、ＩＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電
材料からなるソース電極７が形成され、他方のコンタク
ト電極６上にも、ソース電極７と同様にＩＴＯ、アモル
ファスＩＴＯなどの透明導電材料からなるドレイン電極
８が重畳形成されている。
表示装置の平面図であり、図５はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。ＴＦＴ１１を含む信号配線の断面図は、図２と同じ
である。ガラスなどからなる絶縁性の基板１上に、ＩＴ
Ｏからなる複数の走査配線２が互いに平行に設けられ、
走査配線２からはゲート電極３が分岐している。ゲート
電極３を覆って基板１上の全面に窒化シリコン（ＳｉＮ
ｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などからなるゲート絶
縁膜４が形成されている。ゲート電極３の上方のゲート
絶縁膜４上には、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ＳｉＧｅ
などからなる半導体活性層５が形成されている。半導体
活性層５の両端部には、不純物イオンを添加したａ−Ｓ
ｉ、微結晶シリコン、ｐｏｌｙ−Ｓｉなどからなるコン
タクト電極６が形成されている。一方のコンタクト電極
６上には、ＩＴＯ、アモルファスＩＴＯなどの透明導電
材料からなるソース電極７が形成され、他方のコンタク
ト電極６上にも、ソース電極７と同様にＩＴＯ、アモル
ファスＩＴＯなどの透明導電材料からなるドレイン電極
８が重畳形成されている。
【００４３】図５に示すようにソース電極７には、走査
配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する信号
配線１０が接続されている。信号配線１０もソース電極
７と同じ透明導電材料で形成されている。ゲート電極
３、ゲート絶縁膜４、半導体層５、コンタクト電極６、
ソース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ１１を構成
し、ＴＦＴ１１はスイッチング素子の機能を有する。
配線２に前述のゲート絶縁膜４をはさんで交差する信号
配線１０が接続されている。信号配線１０もソース電極
７と同じ透明導電材料で形成されている。ゲート電極
３、ゲート絶縁膜４、半導体層５、コンタクト電極６、
ソース電極７およびドレイン電極８はＴＦＴ１１を構成
し、ＴＦＴ１１はスイッチング素子の機能を有する。
【００４４】走査配線２、信号配線１０、ＴＦＴ１１を
覆って、基板１上全面に窒化シリコンなどの無機材料、
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらにそ
の上には配向膜が形成される。このようにしてアクティ
ブマトリクス基板が形成される。
覆って、基板１上全面に窒化シリコンなどの無機材料、
もしくは有機材料からなる層間絶縁膜１２が形成されて
いる。層間絶縁膜１２上には、Ａｌなど反射率の高い材
料からなる画素電極１３が形成されている。ドレイン電
極８部分には、コンタクトホール１４が形成され、画素
電極１３とドレイン電極８が接続されている。さらにそ
の上には配向膜が形成される。このようにしてアクティ
ブマトリクス基板が形成される。
【００４５】他方の対向基板は、ガラスなどからなる絶
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、遮光膜を
設けない。カラーフィルター１６上には、ＩＴＯなどの
透明導電材料からなる共通電極１７が形成される。図１
７に示すように、カラーフィルター１６はＢＭレス構造
であり、画素電極１３間または信号配線１０に対応する
領域には、共通電極１７が形成されている。アクティブ
マトリクス基板と、対向基板を貼り合わせ、その間にノ
ーマリーブラックとなるよう垂直配向処理された液晶層
１８に液晶が注入される。さらに、基板１５の液晶層と
は反対側に図示しない位相差板や散乱板が配置される。
上記の画素電極１３は、平坦であるので反射光を拡散さ
せるため、別に散乱板を配置したけれども、画素電極１
３が凹凸構造である場合は、別に設置しなくても良い。
このようにして、液晶表示装置ができる。このように構
成された液晶表示装置の動作は、従来の動作と同様であ
る。
縁性の基板１５上に、カラーフィルター１６が形成され
る。画素電極１３と対応する領域には、赤（緑、青）の
色層１６Ｒ（１６Ｇ、１６Ｂ）が形成され、画素電極１
３間または信号配線１０に対応する領域には、遮光膜を
設けない。カラーフィルター１６上には、ＩＴＯなどの
透明導電材料からなる共通電極１７が形成される。図１
７に示すように、カラーフィルター１６はＢＭレス構造
であり、画素電極１３間または信号配線１０に対応する
領域には、共通電極１７が形成されている。アクティブ
マトリクス基板と、対向基板を貼り合わせ、その間にノ
ーマリーブラックとなるよう垂直配向処理された液晶層
１８に液晶が注入される。さらに、基板１５の液晶層と
は反対側に図示しない位相差板や散乱板が配置される。
上記の画素電極１３は、平坦であるので反射光を拡散さ
せるため、別に散乱板を配置したけれども、画素電極１
３が凹凸構造である場合は、別に設置しなくても良い。
このようにして、液晶表示装置ができる。このように構
成された液晶表示装置の動作は、従来の動作と同様であ
る。
【００４６】以上のように、実施形態２によれば、信号
配線１０と走査配線２をＩＴＯ、アモルファスＩＴＯな
どの透明導電材料で形成することにより、液晶表示装置
の表面から入射した光２１は信号配線１０や走査配線２
で反射せずに、入射した光２１の大部分は液晶表示装置
の裏面へ抜けるため、信号配線１０や走査配線２での反
射光によるコントラストの低下を防ぐことができる。
配線１０と走査配線２をＩＴＯ、アモルファスＩＴＯな
どの透明導電材料で形成することにより、液晶表示装置
の表面から入射した光２１は信号配線１０や走査配線２
で反射せずに、入射した光２１の大部分は液晶表示装置
の裏面へ抜けるため、信号配線１０や走査配線２での反
射光によるコントラストの低下を防ぐことができる。
【００４７】信号配線１０をＩＴＯ、アモルファスＩＴ
Ｏなどの透明導電材料で形成したが、下記に説明するよ
うに、表面の反射率が小さくて、信号配線に入射した光
が液晶表示装置の裏面へ抜ける特性を持つ導電材料であ
れば良い。
Ｏなどの透明導電材料で形成したが、下記に説明するよ
うに、表面の反射率が小さくて、信号配線に入射した光
が液晶表示装置の裏面へ抜ける特性を持つ導電材料であ
れば良い。
【００４８】（実施形態３）次に、信号配線の最適範囲
について説明する。実施形態１で用いられた液晶層の電
気光学特性（印加電圧と明るさの特性）を図６に示す。
縦軸は、印加電圧ＯＦＦ時の明るさを１００％とした相
対的な明るさを示している。明時の印加電圧ＶＷは０．
５Ｖであり、明るさＹＷは１００％である。暗時の印加
電圧ＶＢは３．３Ｖであり、明るさＹＢは５％である。
について説明する。実施形態１で用いられた液晶層の電
気光学特性（印加電圧と明るさの特性）を図６に示す。
縦軸は、印加電圧ＯＦＦ時の明るさを１００％とした相
対的な明るさを示している。明時の印加電圧ＶＷは０．
５Ｖであり、明るさＹＷは１００％である。暗時の印加
電圧ＶＢは３．３Ｖであり、明るさＹＢは５％である。
【００４９】実施形態１で作製された液晶表示装置で、
図７に示すような白と黒のパターンを表示した。黒領域
６１と白領域６２のように、同じ信号配線で同一の表示
をした場合、画素電極上も、信号配線上も同じ電圧が印
加されるため、両方のコントラストＣＲは、単純にＹＷ
／ＹＢで求められ２０となる。
図７に示すような白と黒のパターンを表示した。黒領域
６１と白領域６２のように、同じ信号配線で同一の表示
をした場合、画素電極上も、信号配線上も同じ電圧が印
加されるため、両方のコントラストＣＲは、単純にＹＷ
／ＹＢで求められ２０となる。
【００５０】しかし、黒領域６３と白領域６４のよう
に、同じ信号配線で表示を異ならせた場合、両方のコン
トラストＣＲは、以下のようになる。
に、同じ信号配線で表示を異ならせた場合、両方のコン
トラストＣＲは、以下のようになる。
【００５１】画素電極上の明るさは、ＹＷまたはＹＢで
あるが、信号配線には、常に階調領域に対応する電圧
（（ＶＷ＋ＶＢ）／２とする）が流れているので、信号
配線上の明るさはＹＭとなる。信号配線の反射率をＲで
表せば、コントラストＣＲは、ＣＲ＝（ＹＷ＊画素電極
の面積＋ＹＭ＊信号配線の面積＊Ｒ）／（ＹＢ＊画素電
極の面積＋ＹＭ＊信号配線の面積＊Ｒ）、で求められ
る。信号配線の反射率Ｒとは、信号配線に入射する入射
光全体を１００としたとき、それに対して、信号配線の
表面で反射される反射光がどの程度であるかを表す比で
ある。すなわち、コントラストＣＲは信号配線の面積、
画素電極の面積、信号配線の反射率とによって変化す
る。
あるが、信号配線には、常に階調領域に対応する電圧
（（ＶＷ＋ＶＢ）／２とする）が流れているので、信号
配線上の明るさはＹＭとなる。信号配線の反射率をＲで
表せば、コントラストＣＲは、ＣＲ＝（ＹＷ＊画素電極
の面積＋ＹＭ＊信号配線の面積＊Ｒ）／（ＹＢ＊画素電
極の面積＋ＹＭ＊信号配線の面積＊Ｒ）、で求められ
る。信号配線の反射率Ｒとは、信号配線に入射する入射
光全体を１００としたとき、それに対して、信号配線の
表面で反射される反射光がどの程度であるかを表す比で
ある。すなわち、コントラストＣＲは信号配線の面積、
画素電極の面積、信号配線の反射率とによって変化す
る。
【００５２】この関係を調べるため、画素電極１３、信
号配線１０などの位置関係を、図８に示すように模式化
する。一画素の縦（信号配線１０の方向）の長さｆ、横
（走査配線２の方向）の長さｇは、隣り合う信号配線１
０、走査配線２の中央から中央までの長さとした。画素
電極１３の形状は、長方形に近似した。ここでは、一画
素とは、信号配線１０、走査配線２、画素電極１３から
なる単位構造を表している。一画素の面積はｆ＊ｇで表
される。
号配線１０などの位置関係を、図８に示すように模式化
する。一画素の縦（信号配線１０の方向）の長さｆ、横
（走査配線２の方向）の長さｇは、隣り合う信号配線１
０、走査配線２の中央から中央までの長さとした。画素
電極１３の形状は、長方形に近似した。ここでは、一画
素とは、信号配線１０、走査配線２、画素電極１３から
なる単位構造を表している。一画素の面積はｆ＊ｇで表
される。
【００５３】例えば、３．９型ＱＶＧＡの場合、画素電
極の面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）を０．
１５と一定にした場合、信号配線の反射率Ｒとコントラ
ストＣＲとの関係は、図９のようになる。また、信号配
線の反射率Ｒを０．０８と一定にした場合、画素電極の
面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）とコントラ
ストＣＲとの関係は、図１０のようになる。図９と図１
０から、信号配線の反射率Ｒが小さくなるほど、パネル
のコントラストＣＲが向上し、画素電極の面積に対する
信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）が小さくなるほど、パネ
ルのコントラストが向上することがわかった。
極の面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）を０．
１５と一定にした場合、信号配線の反射率Ｒとコントラ
ストＣＲとの関係は、図９のようになる。また、信号配
線の反射率Ｒを０．０８と一定にした場合、画素電極の
面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）とコントラ
ストＣＲとの関係は、図１０のようになる。図９と図１
０から、信号配線の反射率Ｒが小さくなるほど、パネル
のコントラストＣＲが向上し、画素電極の面積に対する
信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）が小さくなるほど、パネ
ルのコントラストが向上することがわかった。
【００５４】一方で、実験により、反射型液晶表示装置
において、コントラストＣＲが１５以上あれば、視認性
に問題ないという結果を得た。
において、コントラストＣＲが１５以上あれば、視認性
に問題ないという結果を得た。
【００５５】以上の結果を、一つのグラフにまとめたも
のが、図１１である。反射型液晶表示装置を実現させる
ためには、コントラストＣＲを１５以上にする必要があ
る。そのためには、図１１において、信号配線の反射率
Ｒの下限値Ｒｍｉｎを通る直線Ａと、画素電極の面積に
対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）の下限値Ｂｍｉｎ
を通る直線Ｂと、曲線Ｃで囲まれた斜線で示された領域
に含まれるように、画素電極の面積に対する信号配線の
面積（ＡＳ／ＡＤ）と信号配線の反射率Ｒを決めれば良
い。
のが、図１１である。反射型液晶表示装置を実現させる
ためには、コントラストＣＲを１５以上にする必要があ
る。そのためには、図１１において、信号配線の反射率
Ｒの下限値Ｒｍｉｎを通る直線Ａと、画素電極の面積に
対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）の下限値Ｂｍｉｎ
を通る直線Ｂと、曲線Ｃで囲まれた斜線で示された領域
に含まれるように、画素電極の面積に対する信号配線の
面積（ＡＳ／ＡＤ）と信号配線の反射率Ｒを決めれば良
い。
【００５６】曲線Ｃは、次のような式になる。
【００５７】
【数２】
信号配線の反射率Ｒの下限値Ｒｍｉｎ、直線Ａは、信号
配線に接する上下層の界面反射により決定される値とな
る。従って、直線Ａは、次のような式になる。
配線に接する上下層の界面反射により決定される値とな
る。従って、直線Ａは、次のような式になる。
【００５８】
【数３】
例えば図２では、ｎ１は層間絶縁膜１２の屈折率、ｎ３
はゲート絶縁膜４の屈折率に相当する。
はゲート絶縁膜４の屈折率に相当する。
【００５９】画素電極の面積に対する信号配線の面積
（ＡＳ／ＡＤ）の下限値Ｂｍｉｎは、プロセスのパター
ン精度と一画素の面積によって決定される値となる。通
常は、光の利用効率を良くするため、画素電極はなるべ
く大きく配置される。そこで、図８において、画素電極
と信号配線との抜き幅ｉがプロセスのパターン精度に等
しいので、その下限値Ｂｍｉｎ、直線Ｂは次のような式
になる。
（ＡＳ／ＡＤ）の下限値Ｂｍｉｎは、プロセスのパター
ン精度と一画素の面積によって決定される値となる。通
常は、光の利用効率を良くするため、画素電極はなるべ
く大きく配置される。そこで、図８において、画素電極
と信号配線との抜き幅ｉがプロセスのパターン精度に等
しいので、その下限値Ｂｍｉｎ、直線Ｂは次のような式
になる。
【００６０】
【数４】
例えば、図８に示すように、現在一般的に実施されてい
る技術であるパターン精度（ｉ）を２μｍ、信号配線１
０と走査配線２の線幅を６μｍとした条件下では、画素
電極の面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）と一
画素の面積との関係は、図１２のようになる。この曲線
に基づき一画素の面積に対する画素電極の面積に対する
信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）を求めれば、この値が下
限値である。図１２の黒丸は、８．４型ＶＧＡの液晶表
示装置の例を表している。
る技術であるパターン精度（ｉ）を２μｍ、信号配線１
０と走査配線２の線幅を６μｍとした条件下では、画素
電極の面積に対する信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）と一
画素の面積との関係は、図１２のようになる。この曲線
に基づき一画素の面積に対する画素電極の面積に対する
信号配線の面積（ＡＳ／ＡＤ）を求めれば、この値が下
限値である。図１２の黒丸は、８．４型ＶＧＡの液晶表
示装置の例を表している。
【００６１】以上のように、図１１の最適範囲（斜線領
域）を満足させる領域であれば、液晶表示装置の仕様が
変化しても、コントラストの良好な表示が得られる。
域）を満足させる領域であれば、液晶表示装置の仕様が
変化しても、コントラストの良好な表示が得られる。
【００６２】（実施形態４）図１３は、実施形態４の液
晶表示装置の断面図である。基板１より上の構成は、実
施形態１または実施形態２と同じである。液晶表示装置
では、システムの構成上、基板のガラス裏面に反射率の
高い部材が配置される場合がある。この場合、ＩＴＯか
らなる信号配線または走査配線を透過した光は、その反
射率の高い部材で反射され、再度液晶表示装置の表面に
戻るため、コントラストが低下する。このような問題点
を改善するために、ガラスなどからなる絶縁性の基板１
の裏面に、光吸収性の高い材料を配置すれば、その反射
光を抑制することができる。光吸収性の高い材料の配置
は、実施形態１の構成では、少なくとも信号配線に対応
する領域であり、実施形態２の構成では、少なくとも信
号配線と走査配線に対応する領域である。
晶表示装置の断面図である。基板１より上の構成は、実
施形態１または実施形態２と同じである。液晶表示装置
では、システムの構成上、基板のガラス裏面に反射率の
高い部材が配置される場合がある。この場合、ＩＴＯか
らなる信号配線または走査配線を透過した光は、その反
射率の高い部材で反射され、再度液晶表示装置の表面に
戻るため、コントラストが低下する。このような問題点
を改善するために、ガラスなどからなる絶縁性の基板１
の裏面に、光吸収性の高い材料を配置すれば、その反射
光を抑制することができる。光吸収性の高い材料の配置
は、実施形態１の構成では、少なくとも信号配線に対応
する領域であり、実施形態２の構成では、少なくとも信
号配線と走査配線に対応する領域である。
【００６３】図１３に示すように、基板１の裏面に、黒
色色素を添加した低反射フィルム２２を貼り付ける。上
記の構造にすれば、低反射フィルム２２で光が吸収され
るため、反射率の高い部材での反射は抑制される。
色色素を添加した低反射フィルム２２を貼り付ける。上
記の構造にすれば、低反射フィルム２２で光が吸収され
るため、反射率の高い部材での反射は抑制される。
【００６４】また、図１４に示すように、ガラスの基板
に黒色の色素を添加して光吸収性を高めた基板３１や、
ガラスの基板上に色素を添加した有機絶縁膜（ＢＣＢ：
Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅなど）を形成した場
合にも、同様の効果が得られる。
に黒色の色素を添加して光吸収性を高めた基板３１や、
ガラスの基板上に色素を添加した有機絶縁膜（ＢＣＢ：
Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅなど）を形成した場
合にも、同様の効果が得られる。
【００６５】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置では、対向基板の
光透過部から入射した光が、信号配線および走査配線で
反射されることが少なく、絶縁膜や絶縁性基板を透過し
て液晶表示装置の裏面、すなわちアクティブマトリクス
基板の外側面へ通過するので、表面反射が少なくなる。
したがって、本発明の液晶表示装置では表面反射が少な
くなるので、黒表示をしたときは、黒レベルが改善さ
れ、コントラストが向上する。特に、本発明の液晶表示
装置は、反射機能を有する画素電極を使用した反射型の
液晶表示装置であるので、表面反射の低減はコントラス
トの向上に有効である。
光透過部から入射した光が、信号配線および走査配線で
反射されることが少なく、絶縁膜や絶縁性基板を透過し
て液晶表示装置の裏面、すなわちアクティブマトリクス
基板の外側面へ通過するので、表面反射が少なくなる。
したがって、本発明の液晶表示装置では表面反射が少な
くなるので、黒表示をしたときは、黒レベルが改善さ
れ、コントラストが向上する。特に、本発明の液晶表示
装置は、反射機能を有する画素電極を使用した反射型の
液晶表示装置であるので、表面反射の低減はコントラス
トの向上に有効である。
【００６６】また、本発明の液晶表示装置では、対向基
板においては信号配線に対応する領域に光透過部を設け
たカラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板
においては信号配線を透明導電材料で形成した場合で
も、上記の液晶表示装置と同様に、コントラストが向上
する。
板においては信号配線に対応する領域に光透過部を設け
たカラーフィルタを形成し、アクティブマトリクス基板
においては信号配線を透明導電材料で形成した場合で
も、上記の液晶表示装置と同様に、コントラストが向上
する。
【００６７】また、画素電極の面積と、信号配線部の面
積と、信号配線の表面の反射率を最適化することで、異
なった仕様の液晶表示装置においても、コントラストを
向上することができる。
積と、信号配線の表面の反射率を最適化することで、異
なった仕様の液晶表示装置においても、コントラストを
向上することができる。
【００６８】また、液晶表示装置の対向基板から入射し
た光が、信号配線や走査配線で反射されることなく、絶
縁膜や絶縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面、すな
わちアクティブマトリクス基板の外側面へ通過し、光吸
収性の高い材料に当たるので、液晶層の側へ再反射する
ことがなくなる。これによって、スイッチング素子への
光進入を防ぎ、良好な黒レベルを維持することができ
る。
た光が、信号配線や走査配線で反射されることなく、絶
縁膜や絶縁性基板を透過して液晶表示装置の裏面、すな
わちアクティブマトリクス基板の外側面へ通過し、光吸
収性の高い材料に当たるので、液晶層の側へ再反射する
ことがなくなる。これによって、スイッチング素子への
光進入を防ぎ、良好な黒レベルを維持することができ
る。
【図１】実施形態１の液晶表示装置の平面図である。
【図２】実施形態１の液晶表示装置の断面図である。
【図３】走査配線２の信号を示す図である。
【図４】実施形態２の液晶表示装置の平面図である。
【図５】実施形態２の液晶表示装置の断面図である。
【図６】印加電圧と明るさの関係を示す図である。
【図７】白と黒のパターンの一例である。
【図８】画素電極、信号配線などの形状を模式化した図
である。
である。
【図９】信号配線の反射率Ｒと、コントラストＣＲの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図１０】画素電極の面積に対する信号配線の面積（Ａ
Ｓ／ＡＤ）と、コントラストＣＲとの関係を示す図であ
る。
Ｓ／ＡＤ）と、コントラストＣＲとの関係を示す図であ
る。
【図１１】直線Ａと直線Ｂと曲線Ｃで囲まれた斜線領域
が、コントラストＣＲが１５以上となる領域である。
が、コントラストＣＲが１５以上となる領域である。
【図１２】画素電極の面積に対する信号配線の面積（Ａ
Ｓ／ＡＤ）と、一画素の面積との関係を示す図である。
Ｓ／ＡＤ）と、一画素の面積との関係を示す図である。
【図１３】実施形態４の液晶表示装置の断面図である。
【図１４】実施形態４の別の構成の液晶表示装置の断面
図である。
図である。
【図１５】従来の反射型液晶表示装置の平面図である。
【図１６】従来の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図１７】ＢＭレス構造のカラーフィルターを説明する
ための図である。
ための図である。
【図１８】従来の反射型液晶表示装置をＢＭレス構造に
した場合の断面図である。
した場合の断面図である。
１ １５ ３１ 基板
２ 走査配線
３ ゲート電極
４ ゲート絶縁膜
５ 半導体活性層
６ コンタクト電極
７ ソース電極
８ ドレイン電極
１０ 信号配線
１１ ＴＦＴ
１２ 層間絶縁膜
１３ 画素電極
１４ コンタクトホール
１６ カラーフィルター
１６ＢＭ ブラックマトリクス（ＢＭ）
１６Ｒ １６Ｇ １６Ｂ 色層
１７ 共通電極
１８ 液晶層
１９ 画素電極の隙間
２１ 入射光
２２ 低反射フィルム
５１ 配向膜
５２ 絶縁膜
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 孝
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
シャープ株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−114799（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−129186（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−152021（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−186544（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−253954（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1335
G02F 1/1343
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁性基板に配置された透明導電材料か
らなる複数本の走査配線と、前記走査配線と絶縁膜を介
し交差するように配置され、透明導電材料からなる複数
本の信号配線と、前記走査配線と信号配線の交差部近傍
に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子に接続された光反射機能を有する画素電極とが設けら
れているアクティブマトリクス基板と、 絶縁性基板に配置され、前記画素電極に対応する領域に
カラーフィルタの色層を有し、前記画素電極間に対応す
る領域に光透過部を有するカラーフィルタと、透明導電
材料からなる共通電極とが設けられている対向基板とを
備え、 前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とが液晶
層を介在して対向配置されていることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項２】 絶縁性基板に配置された複数本の走査配
線と、前記走査配線と絶縁膜を介し交差するように配置
され、透明導電材料からなる複数本の信号配線と、前記
走査配線と信号配線の交差部近傍に配置されたスイッチ
ング素子と、前記スイッチング素子に接続された光反射
機能を有する画素電極とが設けられているアクティブマ
トリクス基板と、 絶縁性基板に配置され、前記画素電極に対応する領域に
カラーフィルタの色層を有し、前記信号配線に対応する
領域に光透過部を有するカラーフィルタと、透明導電材
料からなる共通電極とが設けられている対向基板とを備
え、 前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板とが液晶
層を介在して対向配置されていることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項３】 前記信号配線の反射率Ｒと、前記画素電
極の面積ＡＤに対する前記信号配線の面積ＡＳの割合
（ＡＳ／ＡＤ）とが、直線Ａと直線Ｂと曲線Ｃで囲まれ
た領域内であることを特徴とする請求項１または２記載
の液晶表示装置。 【数１】 - 【請求項４】 前記アクティブマトリクス基板の前記液
晶層とは反対側表面に、光吸収性の高い材料を配置する
ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610599A JP3464945B2 (ja) | 1998-10-07 | 1999-07-30 | 液晶表示装置 |
| US09/412,985 US6417901B1 (en) | 1998-10-07 | 1999-10-06 | Liquid crystal display device in which light transmitting portion is on the opposite substrate |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28485698 | 1998-10-07 | ||
| JP10-284856 | 1998-10-07 | ||
| JP21610599A JP3464945B2 (ja) | 1998-10-07 | 1999-07-30 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180849A JP2000180849A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3464945B2 true JP3464945B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=26521241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21610599A Expired - Fee Related JP3464945B2 (ja) | 1998-10-07 | 1999-07-30 | 液晶表示装置 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JP3464945B2 (ja) |
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| JP2002107743A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-10 | Koninkl Philips Electronics Nv | 反射型液晶表示装置 |
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| TWI226965B (en) * | 2001-10-30 | 2005-01-21 | Nec Lcd Technologies Ltd | Semi-transmission type liquid crystal display and fabrication method thereof |
| KR100811642B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2008-03-11 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 블랙 매트릭스를 사용하지 않는 반사형 액정 표시장치 및 그의 제조 방법 |
| TWI276871B (en) * | 2004-12-28 | 2007-03-21 | Quanta Display Inc | General LCD panel |
| JP4658979B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2011-03-23 | 京セラ株式会社 | 液晶表示装置 |
| KR101415569B1 (ko) * | 2007-05-14 | 2014-07-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전기영동 유닛, 이를 구비한 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| KR101581002B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2015-12-29 | 삼성전자주식회사 | 반사형 디스플레이 패널 및 장치 |
| JP6260309B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2018-01-17 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| KR102335112B1 (ko) * | 2015-01-28 | 2021-12-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2793076B2 (ja) | 1992-05-20 | 1998-09-03 | シャープ株式会社 | 反射型液晶表示装置およびその製造方法 |
| US5691791A (en) * | 1993-07-30 | 1997-11-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Reflective liquid crystal display device and reflector |
| JPH0812353A (ja) | 1994-06-28 | 1996-01-16 | Olympus Optical Co Ltd | レンズ成形方法および装置 |
| JP3027541B2 (ja) * | 1995-09-27 | 2000-04-04 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| TW409194B (en) * | 1995-11-28 | 2000-10-21 | Sharp Kk | Active matrix substrate and liquid crystal display apparatus and method for producing the same |
| JP3332773B2 (ja) * | 1996-03-15 | 2002-10-07 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス基板およびアクティブマトリクス基板の製造方法 |
| JP3591674B2 (ja) * | 1996-06-04 | 2004-11-24 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP3591676B2 (ja) * | 1996-08-19 | 2004-11-24 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| TW384409B (en) * | 1996-06-04 | 2000-03-11 | Sharp Kk | Liquid crystal display device |
| JP3043638B2 (ja) * | 1996-11-05 | 2000-05-22 | 日本電気株式会社 | 反射型液晶表示装置およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21610599A patent/JP3464945B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-06 US US09/412,985 patent/US6417901B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| US6417901B1 (en) | 2002-07-09 |
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