(57)【要約】【課題】透過型画素からなる主表示領域と反射型もしくは半透過型画素からなる副表示領域とを併せ持つ半透過型の液晶表示装置において、反射電極の有効面積を確保しつつ強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを改善する。【解決手段】主表示領域１０に形成される柱状スペーサ８ｂの面積を副表示領域５０に形成される柱状スペーサ８ａの面積よりも大きくする。これにより、主表示領域１０については強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを改善し、副表示領域５０については反射電極１１の有効面積を確保する。また、副表示領域５０について柱状スペーサ８ａの単位面積当たりの密度（面積密度）を主表示領域１０における面積密度以上とする。これにより、副表示領域５０についても強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを確保する。【選択図】図１
2006243614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極が透明導電膜で形成された主表示領域および画素電極の少なくとも一部が反射電極で形成された副表示領域を備えたアレイ基板と、
前記画素電極と相対する対向電極が形成された対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間隔を規定する複数の柱状スペーサと、
前記アレイ基板と前記対向基板の間隙に充填された液晶層と、を有し、
前記主表示領域に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積を前記副表示領域に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積よりも大きくしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記副表示領域に形成される柱状スペーサの単位面積当たりの密度を前記主表示領域に形成される柱状スペーサの単位面積当たりの密度以上としたことを特徴とする請求項１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、透明導電膜のみで形成される画素電極を複数備えた主表示領域と、画素電極の一部が反射電極で形成される副表示領域とを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルコンピュータ、携帯電話等への液晶表示装置の応用がさらに進展する中で、これらの機器では液晶表示装置の低消費電力化が重要な要求仕様となっている。この要求に応えるため、バックライトを用いずに外部から入射した周囲光を反射させて表示を行う反射型液晶表示装置や、バックライトからの光を透過させる透過機能と上記の反射機能の両方を兼ね備えた反射透過型液晶表示装置の開発が進められている（特許文献１参照）。しかしながら、いずれも画質の面では従来からの透過型液晶表示装置には及ばないのが現状である。
【０００３】
高画質と低消費電力を両立させる手法として、バックライト点灯時に高画質で表示可能な透過型画素からなる主表示領域と、低消費電力でバックライト消灯時にも視認可能な反射型もしくは半透過型の画素からなる副表示領域とを併せ持つ、部分反射(半透過)型液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
一方、液晶表示装置には液晶層の厚さを一定に保つために各種のスペーサーが配置されている。中でも、アレイ基板上にフォトリソグラフィー法により一体的に形成される柱状スペーサは、光が通過する部分を避けて配置することができるので、良好な表示品位を得ることが可能である。この柱状スペーサは、光の通過部分に重ならないように、例えば走査線と信号線の交点付近に配置される。
【特許文献１】特開２００２−３０３８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、柱状スペーサは、表示領域における単位面積辺りの密度（面積密度）を増して配置することにより、強度が上がるとともに、低温衝撃時の気泡が発生し易くなるので、適正な面積密度となるように配置する必要がある。柱状スペーサは、材料およびプロセス条件にも左右されるが、同じ面積密度の場合、柱状スペーサ１個当たりの面積が大きい方がより高い強度が得られることが実験により確認されている。低温衝撃時の気泡発生の程度はほぼ面積密度に依存することから、柱状スペーサ１個当たりの面積が大きい方が結果としてマージンが広がる。
【０００６】
スペーサーとなる樹脂は、樹脂レジスト塗布、露光、現像、剥離の工程を経て形成される。柱状スペーサは、通常走査線と信号線の交差部付近に形成されるが、表示領域に重ならないように配置する必要があるため、大きさに制限が生ずる。透過型においては、透過に寄与しない領域に柱状スペーサを配置することが可能であるので、比較的大きなサイズとすることが可能であるが、反射型および半透過型においては、柱状スペーサの拡大は、反射電極の有効面積の減少を伴うため、可能な限り小さい方が望ましい。このため、主表示領域が透過型で、副表示領域が反射型または半透過型の場合、柱状スペーササイズを大きくすると副表示領域における反射電極の有効面積が減少し、逆に小さくすると強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンが減少するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、透過型画素を備えた主表示領域と、反射型画素もしくは半透過型画素を備えた副表示領域とを併せ持つ半透過型の液晶表示装置において、反射電極の有効面積を確保しつつ強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明に係る液晶表示装置は、画素電極が透明導電膜で形成された主表示領域および画素電極の少なくとも一部が反射電極で形成された副表示領域を備えたアレイ基板と、前記画素電極と相対する対向電極が形成された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板の間隔を規定する複数の柱状スペーサと、前記アレイ基板と前記対向基板の間隙に充填された液晶層と、を有し、前記主表示領域に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積を前記副表示領域に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積よりも大きくしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、主表示領域に形成される柱状スペーサの面積を大きくし、副表示領域に形成される柱状スペーサの面積をこれよりも小さくすることで、主表示領域については強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンの改善を図り、副表示領域については反射電極の有効面積の確保を図るようにしている。
【００１０】
第２の本発明に係る液晶表示装置は、前記副表示領域に形成される柱状スペーサの単位面積当たりの密度を前記主表示領域に形成される柱状スペーサの単位面積当たりの密度以上としたことを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、副表示領域について柱状スペーサの単位面積当たりの密度を主表示領域における密度以上としたことで、副表示領域についても強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンの確保を図るようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶表示装置によれば、反射電極の有効面積を確保しつつ強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、一実施の形態における液晶表示装置について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態における液晶表示装置１００の概略構成を示す平面図である。同図に示すように、液晶表示装置１００は、複数の透過型画素を備える主表示領域１０と、主表示領域の上端に隣接し複数の半透過型画素を備える副表示領域５０とを有する。
【００１５】
本液晶表示装置１００では、副表示領域５０に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積を主表示領域１０に形成される柱状スペーサ１個当たりの面積よりも小さくするとともに、副表示領域５０に形成される柱状スペーサの単位面積当たりの密度（面積密度）を主表示領域１０に形成される柱状スペーサの面積密度以上とする。以下、この点について具体的に説明する。
【００１６】
図２は、副表示領域５０の詳細な構成を示す拡大平面図である。副表示領域５０における各画素は、反射領域１と透過領域２を備える。反射領域１には反射材で形成された反射電極１１が配置され、透過領域２には透明導電膜のみで形成された透明電極１２が配置される。反射電極１１と透明電極１２で形成される各画素電極は、信号線２１に対してスイッチング素子２２を介して電気的に接続される。柱状スペーサ８ａは、信号線２１と補助容量線２３の交点近傍の、隣接する反射電極間に配置される。柱状スペーサ８ａは、反射電極の面積を最大とするために製造プロセスで実現可能な最小の寸法とする。ここでは、仮に面積をＡ［μｍ２］とする。また、柱状スペーサ８ａは、上下左右に隣接する４画素に１個の割合で配置される。
【００１７】
図３は、主表示領域１０の詳細な構成を示す拡大平面図である。主表示領域１０における各画素は、画素電極として透明導電膜のみで形成された透明電極１２を備える。透明電極１２は、信号線２１に対してスイッチング素子２２を介して電気的に接続される。柱状スペーサ８ｂは、信号線２１と補助容量線２３の交点近傍の、隣接する画素電極間に配置される。主表示領域１０においては、補助容量線２３上は表示として寄与しない領域であるので、透明電極１２のパターンを切り欠くことにより、副表示領域５０に配置した柱状スペーサ８ａの２倍の寸法(面積は２Ａ［μｍ２］)の柱状スペーサ８ｂが上下左右に隣接する８画素に１個の割合で配置される。このように、主表示領域１０では、柱状スペーサ８ｂの面積を副表示領域５０における柱状スペーサ８ａの２倍にする一方で、配置する数を１／２とすることで、表示領域全体でみたときの面積密度が、副表示領域５０と同等になるようにしている。
【００１８】
このように、主表示領域１０においては、副表示領域５０のものよりも大きな柱状スペーサ８ａを配置することにより、セル強度と耐低温衝撃性のマージンを広くすることが可能である。また、補助容量線２３上に柱状スペーサ８ａを配置したことで、光の透過特性を損なうこともない。
【００１９】
一方、副表示領域５０においては、主表示領域のものよりも小さいサイズの柱状スペーサ８ｂを配置することにより、反射電極の有効面積を損なうことがなく、反射効率の改善が可能である。また、副表示領域５０と主表示領域１０は、面積密度が同等であるので、表示領域の境界でギャップムラが発生することもない。
【００２０】
ここでは、主表示領域１０と副表示領域５０の面積密度を同等としたが、柱状スペーサの面積が小さい副表示領域５０においては、柱状スペーサの面積密度を主表示領域１０よりも大きく設定することで、両表示領域内で均一的なセル強度を得ることも可能である。このとき、副表示領域５０は、主表示領域１０に対して耐低温衝撃性が若干低くなるが、副表示領域５０の位置は表示領域の端部であり、また副表示領域５０の面積も主表示領域よりも狭いことから、実用上は問題とはならない。
【００２１】
図４は、副表示領域５０における一画素の構成を示す断面図である。同図に示すように、液晶表示装置１００は、アレイ基板４と対向基板５との間隙に液晶層６を保持する構成である。アレイ基板４については、反射領域１では透明基板１４ａの上面に絶縁層９を介して反射電極１１が形成され、透過領域２では透明基板１４ａの上面に透明電極１２が形成される。対向基板５については、透明基板１４ｂの下面にカラーレジスト膜１３が形成され、その表面に透明の対向電極１５が形成される。そして、反射領域１の絶縁層９上には、アレイ基板４と対向基板５の間のギャップを適正に規定するために柱状スペーサ８ａが形成される。液晶層６は、アレイ基板４と対向基板５とを貼り合わせるためのシール材によって囲まれた領域内に形成される。なお、実際には、その他にも薄膜トランジスタ、配線等があるが、同図においては説明の便宜上省略してある。
【００２２】
図５は、柱状スペーサの面積密度と、強度、低温衝撃気泡発生温度との関係を示すグラフである。同図の上側のグラフは、柱状スペーサの面積密度と強度との関係、同図の下側のグラフは、柱状スペーサの面積密度と低温衝撃気泡発生温度との関係をそれぞれ示している。また、それぞれのグラフにおいて、符号３１は柱状スペーサの面積を２Ａ［μｍ２］としたもの、符号３２は面積をＡ［μｍ２］としたもの、符号３３は面積を０．５Ａ［μｍ２］としたものをそれぞれ示している。
【００２３】
上側のグラフからは、柱状スペーサの面積が大きい程、強度が大きくなることが分かる。また、下側のグラフからは、低温衝撃気泡発生温度は、柱状スペーサの面積には依存が少なく、面積密度への依存が多いことが分かる。よって、一定以上の強度と一定以下の低温衝撃気泡発生温度を確保するためには、面積が異なる各柱状スペーサについて、両グラフの真中に示すような適正な面積密度の範囲を定めることが望ましい。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、主表示領域１０に形成される柱状スペーサ８ｂの面積を副表示領域５０に形成される柱状スペーサ８ａの面積よりも大きくすることで、主表示領域１０については強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを改善し、副表示領域５０については反射電極１１の有効面積を確保することができる。
【００２５】
本実施の形態によれば、副表示領域５０について柱状スペーサ８ａの単位面積当たりの密度（面積密度）を主表示領域１０における面積密度以上としたことで、副表示領域５０についても強度と低温衝撃時の気泡に対するマージンを確保することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、副表示領域５０を、画素電極が透過領域と反射領域とを併せ持つ半透過画素を複数備えた構成としたが、これに限られるものではない。例えば、副表示領域５０を反射電極のみを有する反射画素を複数備えた構成としてもよい。
【００２７】
また、本実施の形態においては、柱状スペーサをアレイ基板４上に形成したが、対向基板５に形成してもよい。この場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態における液晶表示装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】上記表示装置における副表示領域の詳細な構成を示す平面図である。
【図３】上記表示装置における主表示領域の詳細な構成を示す平面図である。
【図４】副表示領域における一画素の構成を示す断面図である。
【図５】柱状スペーサの面積密度と、強度、低温衝撃気泡発生温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１…反射領域，２…透過領域
４…アレイ基板，５…対向基板
６…液晶層
８ａ，８ｂ…柱状スペーサ
９…絶縁層，１０…主表示領域
１１…反射電極，１２…透明電極
１３…カラーレジスト膜
１４ａ，１４ｂ…透明基板
１５…対向電極，２１…信号線
２２…スイッチング素子
２３…補助容量線
５０…副表示領域
１００…液晶表示装置
【図１】
2006243614.tif 000003
【図２】
2006243614.tif 000004
【図３】
2006243614.tif 000005
【図４】
2006243614.tif 000006
【図５】
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