(57)【要約】【課題】  反射領域と透過領域とを備えた液晶表示装置において、開口率の高い画素を得ることを可能とする。【解決手段】  透過領域と反射領域とを有する画素に対し、隣合う２つのカラーフィルタの端部を重ね合わせて遮光部を形成し、カラーフィルタを重ね合わせた遮光部と反射領域とで、透過領域に対してブラックマトリクスの機能を有する遮光膜を形成する。透過領域と反射領域とを有する半透過反射型液晶表示装置において、反射領域とカラーフィルタとの位置関係とを考慮することで開口率を向上することが可能となる。【選択図】    図２４
2006251417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された画素と、
上記画素に対応したカラーフィルタとを有し、
上記画素は透過領域と反射領域とを有し、
隣合うカラーフィルタの端部を重ね合わせて遮光部を形成し、
上記遮光部と反射領域の外周とが重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
マトリクス状に配置された画素電極と、
上記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、
上記スイッチング素子を制御する制御信号を供給する走査信号線と、
上記スイッチング素子を介して上記画素電極に映像信号を供給する映像信号線と、
上記画素電極に対応したカラーフィルタとを有し、
上記画素電極は透明電極からなる透過領域と金属電極からなる反射領域とを有し、
上記反射領域は透明領域の外周を取り囲み、上記映像信号線または走査信号線と重なり合い、
隣合うカラーフィルタの端部は重なり合い遮光部を形成し、
上記遮光部と反射領域の外周とが重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
マトリクス状に配置され、隣合う２つの列の画素が互いに行方向にずれて配置される画素と、
上記画素に設けられた反射電極及び透明電極と、
上記反射電極及び透明電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、
上記スイッチング素子を制御する制御信号を供給する走査信号線と、
上記スイッチング素子を介して反射電極及び透明電極に映像信号を供給する映像信号線と、
上記画素に対応し配置される６角形のカラーフィルタとを有し、
上記反射電極は透明電極の外周を取り囲み、かつその端部で映像信号線または走査信号線と重なり合い、
隣合うカラーフィルタの端部は重なり合い遮光部を形成し、
上記遮光部と反射電極の外周とが重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタを備える表示装置に関し、特に１画素内に透過領域および反射領域を備える半透過反射型（transflective type）の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、反射表示と透過表示の２つの表示方式を兼ね備えた、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が、例えば携帯用電子機器の表示部として多用されている。
【０００３】
半透過反射型の液晶表示装置では、１画素内に透過領域と反射領域とを備えている。半透過反射型の液晶表示装置では、画素に設けられた透過領域を光が通過し観察者の目に到達する透過モードの表示と、光が反射領域で反射されて観察者の目に至る反射モードの表示とが混在する。
【０００４】
この半透過反射型液晶表示装置は、屋外での使用の際など、周囲が明るい環境での使用において、透過モードの表示に加えて反射モードの表示により、外光を表示に利用しようとするものである。
【０００５】
反射型の液晶表示装置は、外光が暗い場合には視認性が極端に低下するという問題点を有しており、他方、透過型の液晶表示装置は、外光が非常に明るい場合、例えば晴天の屋外などでの視認性が低下してしまうという問題点を有している。
【０００６】
半透過反射型液晶表示装置は、これらの問題点を解決するための手段として、反射型と透過型との両方の機能を合わせ持ったものであり、例えば下記「特許文献１」などにより提案されている。
【０００７】
半透過反射型液晶表示装置では、画素電極に選択的に映像信号を供給するためのスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor  以下ＴＦＴと呼ぶ）を用いたアクティブマトリクス方式が広く用いられている。
【０００８】
このＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、ＴＦＴや画素電極が形成されたＴＦＴ基板とカラー表示を行うためのカラーフィルタが設けられたカラーフィルタ基板が対向配置され、これら基板間に液晶組成物が封入されて構成されている。ＴＦＴ基板上には、複数の映像信号線と複数の走査線とが交差して設けられ、これら映像信号線および走査線によって区画された複数の領域がマトリクス状に配置されている。そして、各領域にＴＦＴと画素電極とが設けられている。
【０００９】
液晶表示装置では、画素電極に対向するように対向電極が設けられており、画素電極と対向電極との間に電界を発生させ、この電界によって液晶分子の配向方向を変化させ、それに伴い液晶層の光に対する特性が変化することを利用し表示が行われる。
【００１０】
一般にカラーフィルタ基板に対向電極を設けた縦電界方式と、ＴＦＴ基板に対向電極を設けたＩＰＳ（In-plan Switching）方式とが知られている。
【００１１】
また、カラーフィルタ基板にはカラー表示を行うために、特定の波長の光を透過するカラーフィルタが画素に対応し形成されている、３画素をカラー表示の単位画素とし、各画素は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各カラーフィルタを備えたものとなっている。
【００１２】
【特許文献１】ＵＳＰ６，６５４，０７６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
半透過反射型液晶表示装置では、１画素内に透過領域と反射領域が形成されており、透過領域または反射領域のどちらか一方の領域からの光が低下した場合に、光の利用効率が低くなるといった問題を有している。
【００１４】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、工程を増化するとなく、半透過反射型液晶表示装置において、開口率を向上させ表示部の輝度を増加させるようにした液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
マトリクス状に配置された画素と、画素に対応したカラーフィルタとを有し、
画素は透過領域と反射領域とを有し、隣合うカラーフィルタの端部を重ね合わせて遮光部を形成し、遮光部と反射領域の外周とを重なり合わせて、重ね合うカラーフィルタと反射領域とで透過領域に対してブラックマトリクスの機能を有する遮光膜を形成する。
【００１６】
本願発明は、半透過反射型液晶表示装置において、反射領域とカラーフィルタとの位置関係とを考慮して開口率を向上させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明によれば、反射領域と透過領域とを備えた液晶表示装置において、開口率の高い画素を得ることが可能となる。また、本願発明によれば、透過領域の外周を反射領域で取り囲む形状の表示装置において、反射領域を透過領域の遮光部として利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
液晶表示装置において、マトリクス状に配置された画素と、画素に対応したカラーフィルタとを有し、画素は透過領域と反射領域とを有し、隣合うカラーフィルタの端部を重ね合わせて遮光部を形成し、遮光部と反射領域の外周とを重なり合わせて、重ね合うカラーフィルタと反射領域とで透過領域に対してブラックマトリクスの機能を有する遮光膜を形成する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明による液晶表示装置の画素の反射領域１１と透過領域１２とを示す平面図である。液晶表示装置は多数の画素をマトリクス状に備えているが、解り易くするため、図１では液晶表示装置の画素の一部を示している。
【００２０】
図１において、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線（走査線とも呼ぶ）２１とｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線（映像信号線とも呼ぶ）２２とで囲まれる領域を画素の領域とし、この領域に反射領域１１と透過領域１２とを備えている。
【００２１】
なお、図１ではゲート信号線２１と並列に容量線２５が形成されており、反射領域１１の端部はゲート信号線２１を越えて、容量線２５と重なっている。また、反射領域１１の端部はゲート信号線２１およびドレイン信号線とそれぞれ平行となっている。
【００２２】
反射領域１１は透過領域１２を取り囲むような形状をしている。反射領域１１は一般に光を透過しないアルミ等の金属で形成されるので、反射領域１１は透過領域１２に対して遮光膜の機能を有することとなる。
【００２３】
図２は画素の構成を説明する平面図であり、説明のために、図１の反射領域１１を点線で示している。
【００２４】
ゲート信号線２１とドレイン信号線２２の交差部近傍に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３０が形成される。ＴＦＴ３０はゲート信号線２１を介して供給されるゲート信号によりオン状態となり、ドレイン信号線２２を介して供給される映像信号を透過領域１２を形成する透過電極及び、反射領域１１を形成する反射電極に書き込む。
【００２５】
次に、図３は図２のＡ−Ａ線で示す断面図である。液晶パネル１は、ＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３とが対向して配置されている。ＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３との間には、液晶組成物４が保持されている。なお、ＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３との周辺部には、シール材（図示せず）が設けられており、ＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３とシール材とは、狭い隙間を有する容器を形成しており、液晶組成物４はＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板３との間に封止される。
【００２６】
ＴＦＴ基板２は、少なくとも一部が透明なガラス、樹脂、半導体等からなり、ＴＦＴ基板１上には前述したようにゲート信号線２１が形成される。ゲート信号線２１は、クロム（Ｃｒ）または、ジルコニウム（Zirconium）を主体とする層とアルミ（Ａｌ）を主体とする層の多層膜から形成され、上面からＴＦＴ基板側の下面に向けて線幅が広がるように側面が傾斜している。ゲート信号線２１の一部はゲート電極３１を形成している。ゲート電極３１を覆うようにゲート絶縁膜３６が形成され、ゲート絶縁膜３６の上にアモルファスシリコン膜からなる半導体層３４が形成される。半導体層３４の上部には不純物が添加されてｎ＋層３５が形成される。ｎ＋層３５は半導体層３４が電気的に良好に接続されるように形成されており、半導体ｎ＋層３５の上には、ドレイン電極３２とソース電極３３とが離間して形成されている。なお、ドレインとソースの呼び方は電位によって変化するが、本明細書ではドレイン信号線２２と接続する方をドレインと呼ぶ。
【００２７】
ドレイン信号線２２、ドレイン電極３２、ソース電極３３は、タングステン（Ｗ）を主体とする２つの層で、アルミを主体とする層を挟んだ多層膜から形成されている。ソース電極３３は透過領域１２及び反射領域１１と電気的に接続されている。また、ＴＦＴ３０を覆うように無機絶縁膜４３と有機絶縁膜４４が形成されている。ソース電極３３は無機絶縁膜４３と有機絶縁膜４４とに形成されたスルーホール４６を介して反射領域１１および透過領域１２と接続されている。なお、無機絶縁膜４３は窒化シリコンや酸化シリコンを用いて形成可能であり、有機絶縁膜４４は有機樹脂膜を用いることができ、その表面は比較的平坦に形成することが可能なものであるが、凹凸を形成すように加工することも可能である。
【００２８】
反射領域１１は、反射電極により構成され、アルミ等の光反射率の高い金属等の導電膜を出射側表面に有し、タングステンまたはクロムを主体とする層とアルミを主体とする層の多層膜から形成される。また、透過領域１２は、透明導電膜により構成されている。以下反射電極に符号１１を付加し、透明電極に符号１２を付加して説明する場合もある。
【００２９】
なお、透明導電膜は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＴＺＯ(Indium Tin Zinc Oxide)、ＩＺＯ (Indium Zinc Oxide)、ＺｎＯ (Zinc Oxide)、ＳｎＯ（酸化スズ）、Ｉｎ2Ｏ3（酸化インジウム）等の透光性の導電層から構成されている。
【００３０】
また、クロムを主体とする層は、クロム単体でもクロムとモリブデン（Ｍｏ）等の合金でもよく、ジルコニウムを主体とする層は、ジルコニウム単体でもジルコニウムとモリブデン等の合金でもよく、タングステンを主体とする層は、タングステン単体でもタングステンとモリブデン等の合金でもよく、アルミを主体とする層は、アルミ単体でもアルミとネオジウム（Neodymium）等の合金でもよい。
【００３１】
有機絶縁膜４４の上面にはフォトリソ等により凹凸が形成されている。そのため、有機絶縁膜４４の上に形成された反射電極１１も凹凸を有する。反射電極１１に凹凸が備わることで、反射光が散乱される割合が増加する。
【００３２】
透過電極１２の上の有機絶縁膜４４、無機絶縁膜４３は除去され、開口が形成されている。反射電極１１はこの開口の外周を囲むように形成されるが、開口の透過電極１２側の側面には傾斜が形成されており、この傾斜上に反射電極１１が形成され透明電極１２の外周近傍と電気的に接続されている。
【００３３】
容量線２５には、保持容量部１３が接続している。また無機絶縁膜４３を挟んで対向して保持容量部１３と保持容量を形成する保持容量電極２６が設けられている。保持容量電極２６と反射電極１１とは、有機絶縁膜４４に設けられたスルーホール４７を介して接続される。
【００３４】
なお、保持容量部１３は容量線２５と同様に、ゲート信号線２１と同じ工程で、同じ材料にて形成することが可能である。また、保持容量電極２６はドレイン信号線２２と同じ工程で、同じ材料にて形成することが可能である。保持容量電極２６は反射電極１１以外に透明電極１２と接続しても保持容量の電極としての機能を満足することができる。
【００３５】
各画素に対応してカラーフィルタ１５０がカラーフィルタ基板３に形成されている。隣接する２つのカラーフィルタ１５０の境界では、カラーフィルタ１５０が重なり合い、遮光部１６２を形成している。遮光部１６２の詳細については後述する。
【００３６】
カラーフィルタ１５０を覆うように、オーバーコート膜１５８が形成されている。オーバーコート膜１５８の液晶組成物４側には対向電極１５が形成されている。なお、ＩＰＳの場合には対向電極はＴＦＴ基板側に形成されることになる。さらに、液晶組成物４側には配向膜１８が形成される。
【００３７】
次に図４に図２においてＢ−Ｂ線の断面図を示す。透明電極１２は２本のドレイン信号線２２の間に設けられており、ドレイン信号線２２を覆うように有機絶縁膜４４が形成され、有機絶縁膜４４の上には反射電極１１が形成されている。反射電極１１は有機絶縁膜４４の側面に設けられた傾斜上にも形成され、透明電極１２上まで到達し電気的に接続される。
【００３８】
なお、境界線１６９は説明のための仮の線で、反射電極１１の端部１１Ａから上下に延長されている。境界線１６９の延長線上に遮光部１６２が存在し、反射電極の端部１１Ａが、遮光部１６２と重なりあっていることを示している。また、境界線１６９はドレイン信号線２２とも交差しており、反射電極の端部１１Ａとドレイン信号線２２とが重なり合っていることも示している。
【００３９】
このように、反射電極１１の端部１１Ａとカラーフィルタの重なりによって形成される遮光部１６２が重なり合うことで、反射電極１１周辺の光漏れを防止することが可能であり、さらには、透明電極１２を囲むように反射電極１１が設けられていることから、透明電極１２に対して、反射電極１１とカラーフィルタの重なり合う遮光部１６２とで、ブラックマトリクスと同様な遮光膜の機能を果している。
【００４０】
反射膜としての表面にはアルミを主体とした導電膜が用いられるが、透明導電膜と電気的に接続する面には、接触部の電気的抵抗を下げる目的で、クロムとモリブデンの合金やタングステンとモリブデンの合金等が用いられる。
【００４１】
図４に示すように、反射電極１１はドレイン信号線２２の上の狭い領域に形成されているが、画素の中央部に設けられる透明電極１２に対して取り囲むように形成して遮光膜の役目を果している。また、透明電極１２を挟んで両側に設けられたスルーホール４６と４７とを電気的に接続する目的にも用いられている。なお、透明電極１２に対して取り囲むように反射電極１１を形成し、抵抗値の低い反射電極１１を用いて透明電極１２の周囲から映像信号を供給することで、透明電極１２を短時間で均一な電位とすることができ表示品質を向上することができる。
【００４２】
図４ではさらに反射電極１１と透明電極１２の上に第２の透明電極１９が形成されている。金属で形成される反射電極１１に重ねて透明導電膜を形成すると、透明電極１２と反射電極１１の電気抵抗が見かけ上、同様になるために表示品質が安定することになる。なお、この場合は光の反射率が高いことを優先して、アルミまたはアルミを主体とする合金の上に透明導電膜が直接形成される。
【００４３】
図５は、反射電極１１と画素を構成する各部分との位置関係を説明する平面図である。反射電極１１の端部を実線で表示し、他の部分を点線で表示している。図５に示すように、反射電極１１は透明電極１２の開口部を除き、画素の大部分を覆っている。
【００４４】
ゲート信号線２１とドレイン信号線２２とを不透明な金属膜等で形成すると、ＴＦＴ基板裏面からの光は、透明電極１２の上に設けられる反射電極１１の開口部のみとなり、反射電極１１とゲート信号線２１（または容量信号線２５）とドレイン信号線２２とで、遮光膜の役割を果たすことが可能となる。
【００４５】
図６は、反射電極１１で画素を覆った様子を示す平面図であり、説明のため右上の１画素は反射電極１１を除いて示している。
【００４６】
反射電極１１は開口部を除き画素の大部分を覆っているが、ゲート信号線２１やドレイン信号線２２との重なり合う部分は狭く、反射電極１１と画素との位置合わせの裕度は小さい。そこで、遮光膜（ブラックマトリクス）１５２をカラーフィルタ基板３に設けることで光漏れ等を防止することができる。しかしながら、反射電極１１の一部を遮光膜で追おうため、開口率（光の利用効率）が減少することになる。
【００４７】
図７にカラーフィルタ基板３の平面図を示す。図７ではカラーフィルタ基板側に遮光膜が設けられて無く、開口率がブラックマトリクス等を設ける場合に比較して大きくなっている。ただし、カラーフィルタの周囲は遮光する必要があるので、カラーフィルタ基板の周囲には遮光膜１５１がクロム等の金属や黒色の樹脂等で形成されている。また、図７のカラーフィルタは縦ストライプと呼ばれる、同色のカラーフィルタが縦方向に並ぶものである。
【００４８】
なお、以後カラーフィルタの説明では図をわかりやすくするために、横方向に４つのカラーフィルタ（画素）が並び、縦方向には３つのカラーフィルタが並ぶものを使用して説明を行う。実際のカラーフィルタは表示規格に応じて、多数マトリクス状に形成されている。
【００４９】
次に、図８から図１０に、斜め方向に同色のカラーフィルタが並ぶ、斜め配置のカラーフィルタを示す。図８に示すように、まず１色目（Ｒ）のカラーフィルタが斜め方向に形成される。カラーフィルタはガラスや樹脂でできた基板上に各色の顔料または染料を含む樹脂を塗布し、フォトリソ法により所望のパターンに形成する。そのため、図８に示すように一色毎順番に形成される。
【００５０】
図８では、隣合うカラーフィルタと重なり合う部分が発生するようカラーフィルタをパターニングするため、斜め方向に位置するカラーフィルタと図中１６１で示す部分で、つながった形状にパターニングされる。この斜め方向につながる角部１６１ではカラーフィルタのパターンが狭くなるという問題が生じる。なお、角部１６１での問題点についての詳細は後述する。
【００５１】
次に図９に示すように、２色目（Ｇ）のカラーフィルタが形成される。２色目のカラーフィルタは１色目のカラーフィルタと重なるように形成するので、図中１６２で示す部分は２色のカラーフィルタが重なりあっている。図中（Ｒ）で示す赤色のカラーフィルタでは、赤色以外の波長の光の透過率が低く、（Ｇ）で示す緑色のカラーフィルタでは、緑色以外の波長の光の透過率が低いため、（Ｒ）と（Ｇ）とが重なった部分１６２では、可視光の波長域の光透過率が低くなり、遮光膜の機能を有することになる。
【００５２】
画素の縦方向の長さＬを約１５０μｍ、横方向の幅Ｗを約５０μｍとした場合に、重なった部分１６２の幅は６〜８μｍである。
【００５３】
次に、図１０に示すように、３色目の顔料または染料を含む樹脂が塗布され、その後パターニングしてカラーフィルタが形成される。３色目のカラーフィルタを他の色のカラーフィルタと重ね合うように形成すると、隣接する各カラーフィルタとの間には、遮光部１６２が形成されることになる。また、遮光部１６２は各カラーフィルタの周囲を取り囲むように形成される。
【００５４】
図１１は各カラーフィルタが形成される工程を示す断面図である。図１１−Ａではカラーフィルタ基板３上に１色目の顔料等を含む樹脂１５３を塗布し、その上にフォトマスクを形成して露光する。本実施例では、ネガ型のフォトレジストに顔料を含んだ樹脂１５３を用いて説明するので、図１１−Bに示すように、露光された部分が現像されずに残る。なお、ポジ型のフォトレジストを使用することも当然可能である。
【００５５】
次に図１１−Cに示すように、樹脂１５３の上に第２色目の顔料等を含む樹脂１５４を塗布する。その後同様に、露光・現像して図１２−Aに示すように、２色目のカラーフィルタを形成する。２色目のカラーフィルタはその端部で、１色目のカラーフィルタと重なっており、重なった部分では光の透過率が可視光の波長域で低下する。
【００５６】
次に図１２−Bに示すように、第１色目のカラーフィルタである樹脂１５３と、第２色目のカラーフィルタである樹脂１５４の上に、３色目の顔料等を含む樹脂１５５を塗布する。その後同様に、露光・現像を行い、図１２−Cに示すように３色目のカラーフィルタを形成する。３色目のカラーフィルタ１５５はその両端で他のカラーフィルタと重なっており、重なった部分では光の透過率が低下している。そのため、図１０で示したように、各カラーフィルタの周囲には光の透過率が低下した部分が形成され、ブラックマトリクスとして機能することとなる。
【００５７】
次に図１３に、隣合うカラーフィルタと重なり合う遮光部１６２を有するカラーフィルタを反射領域と透過領域とを有するＴＦＴ基板とを重ねた様子を示す。図１３は図１に示すＴＦＴ基板に図１０に示すカラーフィルタ基板を重ねたものとなっている。
【００５８】
平面的に見て、２つの隣合う反射領域１１の間に、カラーフィルタが重なり合う遮光部１６２が形成され、反射領域１１の端部を重なり合う遮光部１６２が隠していることから、反射領域１１の間から漏れる光を防ぐことが可能となっている。また重なり合う遮光部１６２と反射領域１１とで、透過領域１２に対する遮光膜の機能を果たしている。
【００５９】
なお、透過領域１２及び反射領域１１共にカラーフィルタが重なり合う遮光部１６２により隠される部分は小規模であり、開口率も高く保たれている。透過領域１２の開口率を高くするために透過領域１２の面積を広くとることが考えられるが、そのため反射領域１１の面積が減少したのでは、反射領域１１の開口率が減少してしまう。そこで反射領域１１を透過領域１２の遮光部として利用しつつ、隣の画素との境界近くまで広げて、さらにカラーフィルタが重なり合う遮光部１６２を形成することで、反射領域１１の間から漏れる光を防いでいる。
【００６０】
次に図８に示した角部１６１のパターンが狭いために、角部１６１でパターンがつながらない場合を示す。例えば顔料を含む樹脂１５３がネガ型の場合に、充分に角部１６１に光があたらない場合には、角部１６１で樹脂の硬化が不足するために図１４に示すように、角部１６１が丸みを帯びてしまうことになる。角部１６１では、その頂点に向かい角を形成する２辺の間隔が狭まっており、反射光による干渉等の影響を受け易くなっていることも、照射光量不足の原因と考えられる。
【００６１】
図１５に角部１６１が丸みを帯びてしまうために、角部１６１近傍に隙間が生じる様子を示す。角部の隙間１６６は本来遮光のするためのカラーフィルタが重なり合う遮光部１６２が形成される部分であり、隣合う反射領域１２の隙間と重なるため、黒表示の際に反射領域１１の隙間から漏れる光が観察されることとなり、コントラストが低下する要因となってしまう。
【００６２】
図１６に角部１６１の隙間を遮光膜１５１で覆う構成を示す。遮光膜１５１はカラーフィルタの周囲を遮光するように設けられているが、この遮光膜１５１を角部１６１の隙間を覆うように設けて隙間から漏れる光を防止している。ただし、図１６では、従来のブラックマトリクスのように遮光膜を縦横に設けるものではなく、横方向にのみ形成している。
【００６３】
図１７に重なり合う遮光部１６２を広くしたものを示す。図１７では縦方向に隣合うカラーフィルタの重なり合う遮光部１６２の幅を横方向に隣合うカラーフィルタの重なり合う部分１６２よりも広くして、角部１６１に隙間が生じないようにしたものである。ただし、図１７では隙間は埋められているが、反射領域１１に関しては、カラーフィルタが重なり合う遮光部１６２により隠れてしまう面積が増加しており、開口率が低下している。
【００６４】
図１８は重なり合う部分の幅は変えずに、カラーフィルタの並べ方を変更したものである。１段目のカラーフィルタ１５３（１）と２段目のカラーフィルタ１５３（２）とは半画素分ずれており（以下デルタ配置とよぶ）、角部１６１が対向せずに、例えば２段目のカラーフィルタ１５３（２）の角部１６１は１段目のカラーフィルタ１５３（１）の中心線付近に位置している。そのため、角部１６１が対向していないので、隙間の大きさが小さくなっている。なお、デルタ配置では１つの画素の周囲には角部１６１が６個形成されることになる。
【００６５】
図１９はデルタ配置とするための画素の構成を示すものであり、カラーフィルタがデルタ配置となる場合には、画素も同様にデルタ配置とする必要がある。ただしこの場合、図１９に示すようにドレイン信号線２２が蛇行し、それに伴いゲート電極の位置等も変更となっている。そのため画素構造について再度設計を行い、高価な配線用のマスク等を作り直す必要がある。
【００６６】
図２０はデルタ配置とした場合の反射領域１１の位置を示す平面図である。デルタ配置では、画素が半分ずれた構造をしているために、端部に画素が半分余剰となる行が生じてしまう。そのため、ダミー画素１６７が設けられている。ダミー画素１６７は反射領域１１を形成する反射膜（遮光膜）で形成されている。また、ダミー画素１６７には透過領域１２が設けられていない。なお、ダミー画素１６７が観察される場合には常時黒表示となる電圧が印加される。
【００６７】
図２１にデルタ配置のカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とを重ね合せた平面図を示す。反射電極１１の端部は、カラーフィルタの重なり合う遮光部１６２で隠されており、反射電極１１とカラーフィルタの重なり合う遮光部１６２とは遮光膜の機能を有している。また、図２１では角部１６１の隙間が減少しており、光漏れを防止する効果が増加している。ただし、デルタ配置では前述したように、角部１６１が画素の周囲に６個形成されており、この６個の角部に隙間１６６が生じ易くなっている。
【００６８】
図２２にデルタ配置にして、さらに縦方向に隣合うカラーフィルタの重なり合う遮光部１６２の幅を広くしたものを示す。角部１６１の隙間は埋められているが反射領域１１の面積は減少しており、開口率は低くなっている。
【００６９】
図２３にデルタ配置に対応して、カラーフィルタの形状を６角形にしたものを示す。図２３では、画素の周囲に形成される６個の隙間に対して、６角形の６つの角が突出る形状となっているため、６角形の６つの角でデルタ配置の６つの隙間を埋める形状となっている。
【００７０】
さらにカラーフィルタの形状を６角形にすると、角部１６１の角度を約１２０度と広くすることができる。そのため、角が約９０度である４角形に対して、露光時における干渉等の影響が低下し、角が丸まる度合いが低下する。
【００７１】
次に、図２４に画素がデルタ配置されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタの形状を６角形にしたカラーフィルタ基板とを重ね合わせた平面図を示す。図２４では、カラーフィルタと合わせて反射領域１１も６角形としている。図２４に示すように、画素の周囲に形成される６個の隙間は、カラーフィルタの重なり合う遮光部１６２で埋められており、反射領域１１の面積も減少していない。また、カラーフィルタの重なり合う遮光部１６２は、反射電極１１の端部と重なりあっており、遮光膜の機能を有している。
【００７２】
なお、符号１６４はカラーフィルタに形成された反射開口部で、反射領域１１上のカラーフィルタの一部を除去することで、反射光の光量を増加させることが可能となっている。図２４では反射領域１１の面積が充分確保されるために、反射開口部１６４を設けることが可能となっている。
【００７３】
ただし、図２４ではカラーフィルタ下に隣合う反射領域１１が形成される可能性が高くなっている。例えば赤色のカラーフィルタ１５３（１）に右斜め下の青色のカラーフィルタ１５５（２）に対応する反射領域１１（Ｂ２）の一部が重なり合った場合では、赤色に少量の青色が混ざる混色の問題が生じている。そのため、重ね合わせの位置精度を高くする必要がある。特にカラーフィルタの角部が形成される位置は重なる面積が狭くなっており混色が発生し易くなっている。
【００７４】
図２５にカラーフィルタの周辺に設ける遮光膜１５１の形成と同時に、デルタ配置のカラーフィルタの角部が形成される位置に島状の遮光膜１６８を設けるものを示す。島状の遮光膜１６８は図中点線で示したカラーフィルタ１５０の６つの角部に形成されている。また図２５では島状の遮光膜は３角形で、交互に頂点が上下を向く形状となっている。
【００７５】
図２６に三角形の島状遮光膜１６８と重ね合うカラーフィルタとの位置関係を示す。島状遮光膜１６８の三角形の頂点の一つは、縦方向にカラーフィルタが重なる方向と一致しており、デルタ配置に伴い交互に頂点が上下を向く形状となっている。
【００７６】
次に、図２７に６角形の島状遮光膜１６８を示す。島状遮光膜１６８を６角形とすることで、前述した露光量が少ないため角部が丸みを帯びてしまう問題を対策することが可能である。樹脂等からフォトリソ法を用いて、島状遮光膜１６８を形成する場合に、６角形とすることで角部の角度をなるべく広くすることができ有効である。なお、６角形の島状遮光膜１６８の位置は、デルタ配置の角部の位置に伴い交互に上下している。
【００７７】
図２８から図３０に、６角形の島状遮光膜１６８を用いてカラーフィルタを重ね合わせて遮光膜を形成する工程を平面図で示す。図２８から図３０ではカラーフィルタは４角形の４つの角が丸みを帯びて、８角形または８角形に近い楕円形をした形状とした場合で説明する。
【００７８】
図２８は、６角形の島状遮光膜１６８に第１色目のカラーフィルタ１５３が形成された様子を示している。第１色目のカラーフィルタ１５３の一部は６角形の島状遮光膜１６８に重なっている。カラーフィルタ１５３の４つの角部は丸みを帯びており８角形に近い形状をしている。この丸みを帯びた角部にはそれぞれ６角形の島状遮光膜１６８（２）が形成される。
【００７９】
また、カラーフィルタ１５３の角部に設けられない島状遮光膜１６８（１）は、角部に設けられた島状遮光膜１６８（２）に対して、上下に隣合うカラーフィルタに近づくようにずれている。
【００８０】
なお、デルタ配置に対応するカラーフィルタでは、異なる色同志でカラーフィルタが重なり合うように、第１色目のカラーフィルタ１５３の周囲には、他の色のカラーフィルタが形成される配置となっている。すなわち、図２８の中央に形成された第１色目のカラーフィルタ１５３（３）から離間された周囲にカラーフィルタ１５３（１）等が設けられている。
【００８１】
次に図２９では第２色目のカラーフィルタ１５４が形成されている。第１色目のカラーフィルタ１５３と第２色目のカラーフィルタ１５４との間には、カラーフィルタが重なり合った部分１６２が形成され、２色のカラーフィルタが重なり合うことで、可視光の波長域で光の透過率が低下している。
【００８２】
なお、ダミー画素１６７の上にはカラーフィルタは必要ないが、重なり合った部分１６２を形成するために、ダミー画素１６７の上にも第２色目のカラーフィルタ１５４が設けられている。
【００８３】
次に図３０では第３色目のカラーフィルタ１５５が形成されている。第３色目のカラーフィルタ１５５は、第１色目のカラーフィルタ１５３および第２色目のカラーフィルタ１５４との間で、カラーフィルタが重なり合った部分１６２を形成している。第３色目のカラーフィルタ１５５と他の色のカラーフィルタとの間でも２色のカラーフィルタが重なり合うことで、可視光の波長域で光の透過率が低下している。
【００８４】
また、各カラーフィルタの角部には６角形の島状遮光膜１６８が設けられており、隙間が埋められている。図３０の中央に示す赤色のカラーフィルタ１５３（３）のように、周囲６つのカラーフィルタは緑色のカラーフィルタ１５４または青色のカラーフィルタ１５５であるため、カラーフィルタ１５３（３）周囲には重なり合った部分１６２を形成することができる。
【００８５】
なお、図２８から図３０では、島状遮光膜１６８を形成した後に各カラーフィルタを形成する工程を示したが、各カラーフィルタを形成した後に島状遮光膜１６８を設けることも可能である。
【００８６】
次に図３１で、ＴＦＴ基板と６角形の島状遮光膜１６８が設けられたカラーフィルタ基板とを重ね合せた様子を示す。重なり合った部分１６２で反射領域１１の端部は隠されており、カラーフィルタの下には異なる画素の反射領域１１が観察されることもなく、混色を防ぐ効果が向上し、重なり合った部分１６２と反射領域１１と島状遮光膜１６８とで、遮光膜の機能を果たしている。また、反射領域１１の面積の減少も抑えられており、開口率の低下も問題無い範囲である。
【００８７】
次に図３２に島状遮光膜１６８をカラーフィルタ作成後に作成する工程を断面図で示す。島状遮光膜１６８と基板３との密着力が弱く剥離し易い場合などでは、カラーフィルタの上に島状遮光膜１６８を設けた方がカラーフィルタと島状遮光膜１６８の接着強度が強いことから、島状遮光膜１６８の剥離防止等に有効である。
【００８８】
各カラーフィルタを形成した後に島状遮光膜１６８を設ける場合では、図３２−Ａに示すように、まず基板3の上に隙間が生じるようにカラーフィルタが形成される。図３２−Ａではカラーフィルタ１５３と１５４との間に隙間１６６が形成されている様子を示す。基板３上には同様にカラーフィルタ１５５も形成されており、各カラーフィルタの周囲には隙間１６６が形成されている。
【００８９】
図３２−Ｂは、図３０のＣ−Ｃ線の断面図で、カラーフィルタ１５３と１５４との間に隙間１６６に、島状遮光膜１６８が形成される様子をしめす。図３２−Ｃは、図３０のＤ−Ｄ線の断面図で、カラーフィルタ１５３と１５５が重なりあった部分とカラーフィルタ１５４と１５５とが重なりあった部分との間に生じた隙間１６６に、島状遮光膜１６８が形成される様子をしめす。
【００９０】
次に図３３に６角形の島状遮光膜１６８を６角形のカラーフィルタに適用した平面図を示す。カラーフィルタが重なり合った部分１６２と６角形の島状遮光膜１６８とで、隙間は埋まっているが、若干のカラーフィルタの下には異なる画素の反射領域１１が観察される場合もある。
【００９１】
次に図３４に３角形の島状遮光膜１６８を６角形のカラーフィルタに適用した平面図を示す。カラーフィルタが重なり合った部分１６２と３角形の島状遮光膜１６８とで、隙間を埋めることができ、カラーフィルタの下には異なる画素の反射領域１１が観察されることも減少し、混色を防ぐ効果が向上している。
【００９２】
次に図３５と図３６に斜め配置の場合に用いられる８角形の島状遮光膜１６８を示す。図３５は８角形の島状遮光膜１６８を遮光膜１５１と同様に形成した平面図であり、８角形の島状遮光膜１６８の位置を示している。図３６はＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを重ね合せた様子を示す平面図で、カラーフィルタの下には異なる画素の反射領域１１が観察されることも減少し、混色を防ぐ効果が向上している。また、反射領域１１の面積の減少も抑えられており、開口率の低下も問題無い範囲である。
【００９３】
以上、本願発明によれば、反射領域１１と透過領域１２とを備えた液晶表示装置において、開口率の高い画素を得ることが可能となる。また、本願発明によれば、透過領域の外周を反射領域で取り囲む形状の表示装置において、反射領域を透過領域の遮光部として利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部を示す概略平面図である。
【図６】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２３】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図２５】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図２６】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図２７】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図２８】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図２９】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図３０】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図３１】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図３２】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図３４】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【図３５】本発明の実施の形態である液晶表示装置のカラーフィルタ部の製造工程を示す平面図である。
【図３６】本発明の実施の形態である液晶表示装置の画素部の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１…液晶表示パネル、２…ＴＦＴ基板、３…ＣＦ基板、４…液晶層、５…表示領域、１０…画素部、１１…画素電極（反射領域）、１２…画素電極（透過領域）、１３…保持容量部、１４…配向膜、１５…対向電極、１８…配向膜、１９…２層目透明電極、２１…ゲート配線（走査信号線）、２２…映像信号線、２５…保持容量線、２６…保持容量電極、２７…対向電極配線、３０…アクティブ素子（ＴＦＴ）、３１…ゲート電極、３２…ドレイン電極、３３…ソース電極、３４…半導体層、３５…ｎ＋層、４２…ゲート絶縁膜、４４…有機層間膜、４６…スルーホール、４７…スルーホール、４８…凹凸部、１５０…カラーフィルタ、１５１…ブラックマトリクス、１５３…赤色カラーフィルタ、１５４…緑色カラーフィルタ、１５５…青色カラーフィルタ、１５８…オーバーコート膜、１６１…角部、１６２…遮光部（重ね合わせ部）、１６６…隙間、１６７…ダミー画素、１６８…島状遮光部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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