(57)【要約】【課題】  工程を増大化することなく、光透過部および光反射部における輝度を平均化させるようにした液晶表示装置を提供する。【解決手段】  液晶を介して配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面に形成されるカラーフィルタは、光透過部においてその周辺のすくなくとも一部が材料層に乗り上げられて形成されているとともに、光反射部においてその周辺が材料層に乗り上げられて形成されていない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を介して配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面に形成されるカラーフィルタは、光透過部においてその周辺のすくなくとも一部が材料層に乗り上げられて形成されているとともに、光反射部においてその周辺が材料層に乗り上げられて形成されていないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
光透過部におけるカラーフィルタはその周辺の全域において材料層に乗り上げられて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
光反射部におけるカラーフィルタはその光反射部の領域の一部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
材料層は、少なくとも光透過部を囲んで形成されるブラックマトリックスであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、たとえば透過領域および反射領域を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば各画素に光透過部および光反射部を備える液晶表示装置は、内蔵するバックライト等の光あるいは太陽等の外来光によって、表示画面が認識されるようになっている。
【０００３】
各画素の光透過部および光反射部における液晶の駆動は該画素内に共通に設けられた一対の電極の間に発生する電界によってなされるが、光反射部において反射膜を備えることに構成上の相違を有する。
【０００４】
この反射膜は一対の電極のうち一方の電極を兼ねる場合もあるが、該電極と独立して設けられることもある。
【０００５】
また、該液晶表示装置がカラー表示の場合、３画素をカラー表示の単位画素とし、各画素には赤色（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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように構成される液晶表示装置は、それがたとえばＴＮ型の場合、バックライト等の光によって表示画面を認識する場合には、該光は透明電極によって形成された一方の電極、液晶、他方の電極、カラーフィルタを通して観察者の目に至る。
【０００７】
また、太陽等の外来光によって表示画面を認識する場合には、該光はカラーフィルタ、透明電極によって形成された他方の電極、液晶、反射膜（一方の電極を兼ねる場合有り）、液晶、前記他方の電極、前記カラーフィルタを通して観察者の目に至るようになる。
【０００８】
このことから、光反射部を利用する画面の表示にあっては、光はカラーフィルタを２回通過することが分かる。
【０００９】
このため、各画素においてカラーフィルタを均一な膜厚で形成した場合に、光反射部におけるカラーフィルタを透過する光の光路長は、光透過部におけるそれの約２倍となり、それだけ光のカラーフィルタによる吸収が増大することになる。
【００１０】
このことは、該カラーフィルタを通して得られる色は目視上濃く見え、輝度が低くなる結果となる。
【００１１】
光反射部におけるカラーフィルタの膜厚を光透過部におけるそれよりも小さくすれば、輝度の平均化が図れることになるが、この場合、該カラーフィルタの形成に工程の増大化を免れることができなくなる。
【００１２】
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、工程を増大化することなく、光透過部および光反射部における輝度を平均化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】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面に形成されるカラーフィルタは、光透過部においてその周辺の少なくとも一部が材料層に乗り上げられて形成されているとともに、光反射部においてその周辺が材料層に乗り上げられて形成されていないことを特徴とする。
（２）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、光透過部におけるカラーフィルタはその周辺の全域において材料層に乗り上げられて形成されていることを特徴とする。
（３）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、光反射部におけるカラーフィルタはその光反射部の領域の一部に形成されていることを特徴とする。
（４）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、材料層は、少なくとも光透過部を囲んで形成されるブラックマトリックスであることを特徴とする。
【００１４】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された液晶表示装置は、たとえば（１）の構成に示すように、光透過部におけるカラーフィルタは、その周辺が材料層に乗り上げられて形成され、少なくともこの部分における近傍は膜厚が厚くなって形成されることが経験則上認められる。
【００１６】
このことは光透過部のカラーフィルタにおいて、その平均的な厚さを大きくすることができ、この平均的な厚さによって色の濃さが規定される。人間の目には、該カラーフィルタの平均的な厚さによって影響される色の濃さを認識することになるからである。
【００１７】
一方、光反射部におけるカラーフィルタは、その周辺が材料層に乗り上げられていないため、膜厚が厚くなる部分を有さず、その平均的な厚さを小さくすることができる。
【００１８】
このことから、光透過部に比して光反射部におけるカラーフィルタの光透過の光路長が長くなるのを、該光反射部におけるカラーフィルタの平均的な膜厚を小さくすることにより低減させることができる。
【００１９】
そして、このようにカラーフィルタの平均的な膜厚の相違は、一方において、該カラーフィルタを該材料層に乗り上げて形成させるか否かによって規定させることができる。したがって、製造の工数の増大を伴うことを回避させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００２１】
実施例１．
図２（ａ）は、本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す図で、液晶を介して配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面における平面図である。また、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示す画素は、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬとで囲まれる領域を画素の領域とし、この領域内に光透過部ＴＤと光反射部ＲＤとを備えるようになっており、その境界はゲート信号線ＧＬと平行となっている。
【００２３】
まず、透明基板ＳＵＢ１があり、この透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には下地膜ＷＧが形成されている。この下地膜ＷＧは透明基板ＳＵＢ１中のイオン性不純物の後述の薄膜トランジスタＴＦＴへの進入を阻止するための膜である。
【００２４】
この下地膜ＷＧの上面の一部には多結晶の半導体層ＰＳが形成されている。この半導体層ＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴのそれであり、また、該薄膜トランジスタＴＦＴと電気的に接続される容量素子の電極をも構成している。
【００２５】
また、下地膜ＷＧの上面には該半導体層ＰＳをも被って第１絶縁膜ＧＩが形成されている。この第１絶縁膜ＧＩは、薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜として、また、容量素子の形成領域にはその誘電体膜としての機能を有するようになっている。
【００２６】
第１絶縁膜ＧＩの表面にはゲート信号線ＧＬおよび容量信号線ＣＬが形成されている。
【００２７】
ゲート信号線ＧＬはそれと近接して配置される他のゲート信号線ＧＬとで画素の領域を挟むようにして形成され、容量信号線ＣＬはこれら各ゲート信号線ＧＬの間において該ゲート信号線ＧＬと平行に形成されている。この実施例では該容量信号線ＣＬは画素の光透過部ＴＤと光反射部ＲＤとを画するようになっている。
【００２８】
ここで、前記半導体層ＰＳの平面的形状を示すと、該半導体層ＰＳはゲート信号線ＧＬに近接しかつ平行に配置される第１部分ＰＳ（１）と、その一端に接続されて前記容量信号線ＣＬとの間に比較的大きな面積を有して配置される第２部分ＰＳ（２）とを有している。前者が薄膜トランジスタＴＦＴのそれで、後者が容量素子の電極として機能するようになっている。
【００２９】
前記ゲート信号線ＧＬはその一部が画素領域側に若干延在された部分を有し、この部分は半導体層ＰＳの第１部分ＰＳ（１）を交差するように配置され、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴを構成するようになっている。これにより、該薄膜トランジスタＴＦＴはゲート信号線ＧＬからの走査信号の供給によりオンになるようになっている。
【００３０】
なお、半導体層ＰＳは、液晶表示装置の製造工程において、前記ゲート信号線ＧＬ（ゲート電極ＧＴ）の形成後において、不純物がドープされることにより、該ゲート電極ＧＴの直下を除く領域において導電化がなされるようになっている。
【００３１】
前記容量信号線ＣＬは、図２（ａ）においては後述する反射膜ＲＭの下層に位置づけられて目視されないが、前記半導体層ＰＳの第２部分ＰＳ（２）と重畳するようにして延在部が設けられ、この延在部も容量素子の電極としての機能を有するようになっている。
【００３２】
第１絶縁膜ＧＩの上面にはゲート信号線ＧＬと容量信号線ＣＬをも被って第２絶縁膜ＩＮが形成されている。この第２絶縁膜ＩＮはゲート信号線ＧＬと容量信号線ＣＬに対する後述のドレイン信号線ＤＬに対する層間絶縁膜としての機能を有する。
【００３３】
第１絶縁膜ＩＮの上面にはドレイン信号線ＤＬが当該画素の領域を挟むようにして、前記ゲート信号線ＧＬとは交差するようにして形成されている。
【００３４】
ドレイン信号線ＤＬは、その一部においてその下層の第２絶縁膜ＩＮおよび第１絶縁膜ＧＩを貫くコンタクトホールＣＨ１を通して前記半導体層ＰＳの第１部分ＰＳ（１）の一端に接続されるようになっている。ドレイン信号線ＤＬからの映像信号を薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極に導くためである。
【００３５】
また、このドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時に形成される反射膜ＲＭが光反射部ＲＤの大部分の領域を占めて形成され、この反射膜ＲＭは、その一部においてその下層の第２絶縁膜ＩＮおよび第１絶縁膜ＧＩを貫くコンタクトホールＣＨ２を通して前記半導体層ＰＳの第１部分ＰＳ（１）の他端に接続されるようになっている。この反射膜ＲＭは外来光を反射させる機能の他に、薄膜トラジスタＴＦＴがオンになった際に前記ドレイン信号線ＤＬからの映像信号を取り出し、後述の画素電極ＰＸに供給させる機能、さらには容量素子の電極の機能をも有する。
【００３６】
なお、前記ドレイン信号線ＤＬはたとえば光反射効率のよいアルミニゥム（Ａｌ）からなる金属層と他の金属層との２層構造から構成され、該ドレイン信号線ＤＬの形成の際に形成される反射膜ＲＭはその一部において前記他の金属層を除去しアルミニゥム（Ａｌ）からなる金属層を残して形成されるようになっている。残存された他の金属層は後述する画素電極ＰＸとの接続箇所となり、該画素電極ＰＸと接続性の良好な材料が選定される。
【００３７】
第２絶縁膜ＩＮの上面には前記ドレイン電極ＤＴおよび反射膜ＲＭをも被って保護膜ＰＡＳが形成されている。この保護膜ＰＡＳは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との直接の接触を回避させるための膜となる。
【００３８】
そして、この保護膜ＰＡＳの上面には、画素電極ＰＸが画素の領域の大部分を占めて形成され、その一部においてその下層の保護膜ＰＡＳに形成したコンタクトホールＣＨ３を通して前記反射膜ＲＭに接続されるようになっている。該画素電極ＰＸの前記反射膜ＲＭとの接続部分は前記他の金属層が被着された箇所となっている。この画素電極は、たとえばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）等の透光性の導電膜で形成されている。
【００３９】
また、液晶ＬＣを介して対向配置される他の透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面には、ブラックマトリックスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、平坦化膜ＯＣ、たとえばＩＴＯ等の透光性の導電膜からなる対向電極ＣＴが順次形成されている。
【００４０】
このように構成される液晶表示装置は、画素の光透過部ＴＤにおいては透明基板ＳＵＢ１側に配置されるバックライト等の光源からの光は液晶ＬＣを通して観察者側（透明基板ＳＵＢ２側）に照射されるが、光反射部ＲＤにおいては透明基板ＳＵＢ２側の外来光が液晶ＬＣを通り、反射膜ＲＭで反射され、さらに透明基板ＳＵＢ２を経て観察者側に照射される。この場合、上述したように、光透過部ＴＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｔ）には光が一回通過するのに対し、光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）には２回通過することになる。
【００４１】
なお、光透過部ＴＤと光反射部ＲＤを備える液晶表示装置は、その構成として図２に示したものに限定されることはなく、たとえば、反射膜を透明基板ＳＵＢ２側に備えるような構成の場合であっても適用できる。また、薄膜トランジスタの半導体層としてアモルファスを用いたもの、ひいては、ＩＰＳ、ＶＡと称される種類のものにも適用できる。これらの場合においても、光透過部ＴＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｔ）には光が一回通過するのに対し、光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）には２回通過することになるからである。
【００４２】
図１は、前記ブラックマトリックスＢＭとカラーフィルタＣＦの各パターンとそれらの位置関係を明確に示した平面図である。図２（ａ）に示す画素に対し９０°傾けた状態で示している。なお、図中点線によって囲まれた部分は一画素の占有する領域である。
【００４３】
ブラックマトリックスＢＭは、一画素のうち光透過部ＴＤのみを囲むようにして形成され、光反射部ＲＤにはそれを囲むようにして形成されていないようになっている。
【００４４】
すなわち、光反射部ＲＤは、ゲート信号線ＧＬと平行（図中ｘ方向）となる辺側には光透過部ＴＤを囲むブラックマトリックスＢＭを共有するが、ドレイン信号線ＤＬと平行となる辺側には該ブラックマトリックスＢＭを有しないようになっている。
【００４５】
そして、光透過部ＴＤの領域を被って形成されるカラーフィルタＣＦ（Ｔ）はその周辺の全域にわたってブラックマトリックスＢＭに重畳されるようにして、換言すれば乗り上げられて形成されている。
【００４６】
この場合、カラーフィルタＣＦ（Ｔ）のブラックマトリックスＢＭの乗り上げは、その周辺の全域にわたることが最も効果的となるが、必ずしも一部において乗り上げられて形成されていなくても、後述の光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）との関係で効果を有することからこのようにしてもよい。
【００４７】
一方、光反射部ＲＤの領域を被って形成されるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）はその周辺の全域にわたってブラックマトリックスＢＭに重畳されることなく、換言すれば乗り上げられることなく形成されている。このことから、該カラーフィルタＣＦ（Ｒ）はその周辺においてブラックマトリックスＢＭとの間に僅かな隙間が形成され、該カラーフィルタＣＦを通過することのない反射光を目視することになるが、このことは、該カラーフィルタＣＦ（Ｒ）の輝度を下げる結果となることからそのことが憂いとなることはない。
【００４８】
図３（ａ）は、図１（ａ）に示す画素を光透過部ＴＤおよび光反射部ＲＤを横断する部分で断面をとった図である。光透過部ＴＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｔ）は、その周辺がブラックマトリックスＢＭに乗り上げられて形成され、この乗り上げた部分における近傍は膜厚が厚くなって形成されることが経験則上認められる。
【００４９】
このことは光透過部ＴＤのカラーフィルタＣＦ（Ｔ）において、その平均的な厚さを大きくすることができ、この平均的な厚さによって色の濃さが規定される。人間の目は、該カラーフィルタＣＦの平均的な厚さによって影響される色の濃さを認識することになるからである。
【００５０】
一方、光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）は、その周辺がブラックマトリックスＢＭに乗り上げられていないため、膜厚が厚くなる部分を有さず、その平均的な厚さを小さくすることができる。
【００５１】
このことから、光透過部ＴＤに比して光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）の光透過の光路長が長くなるのを、該光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタの膜厚を平均的に小さくすることにより低減させることができる。
【００５２】
そして、このようにカラーフィルタＣＦの平均的な膜厚の相違は、一方において、該カラーフィルタＣＦを該ブラックマトリックスＢＭに乗り上げて形成させるか否かによって規定させることができる。したがって、製造の工数の増大を伴うことを回避させることができる。
【００５３】
このことから、光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦ（Ｒ）は、図３（ａ）に対応する図である図３（ｂ）、図３（ｃ）にそれぞれ示すように、その周辺とブラックマトリックスＢＭとの間の距離がごく僅かであっても、完全に密着していてもよい。要は、ブラックマトリックスＢＭに乗り上げられていなければその効果を有するからである。
【００５４】
また、図１（ａ）は、光反射部ＲＤがブラックマトリックスＢＭによって囲まれた領域となっていない構成としたものであるが、これに限らず、たとえば図４に示すように、ブラックマトリックスＢＭによって囲まれた領域とするようにしてもよいことはいうまでもない。
【００５５】
この場合にあっても、該反射部ＲＤに形成されるカラーフィルタＣＦの周辺が該ブラックマトリックスＢＭに乗り上げられていなければ同様の効果を奏するからである。
【００５６】
また、図１は画素の領域を矩形状としたものであるが、たとえば図５に示すように、光透過部ＴＤを“く”の字のパターンに形成するようにしてもよい。この場合、該光透過部ＴＤを囲むブラックマトリックスＢＭが“く”の字のパターンになることを意味するが、カラーフィルタＣＦがその周辺において該ブラックマトリックスＢＭに乗り上げられていることによって同様の効果を奏するからである。
【００５７】
さらに、光反射部ＲＤにおけるカラーフィルタＣＦは、その周辺においてブラックマトリックスＢＭに乗り上げることのない構成とすることにより、該カラーフィルタＣＦのパターンを該ブラックマトリックスＢＭに影響を受けることなく自由なパターンとして構成することができる。
【００５８】
この場合、カラーフィルタＣＦの占有面積も合わせて小さくすることができる。上述したように、該カラーフィルタＣＦを通過することのない反射光を目視することによって該カラーフィルタＣＦの輝度を下げることができるからである。
【００５９】
したがって、図６に示すように、光反射部ＲＤの領域においてカラーフィルタＣＦを一方の側に変位させることもできるようになる。また、図７あるいは図８等に示すように、矩形状のパターンからなる光反射部ＲＤの領域の四隅において該カラーフィルタＣＦを通過しない反射光を得るように、丸、十字形のパターンとするようにすることもできる。
【００６０】
さらに、上述した各実施例は、カラー表示用の３画素のうちの一画素についての説明をしたものであるが、それらの各画素は構成的に全く同じである必要はない。たとえば、図６ないし図８の各画素の構成を混在させてカラー表示用の３画素を形成するようにしてもよいことはもちろんである。また、この場合において、そのうちの一画素を上下にひっくり返して形成するようにしてもよいことはもちろんである。
【００６１】
また、上述した実施例では、ブラックマトリックスＢＭの存在を前提としてカラーフィルタＣＦを形成する場合について説明したものである。しかし、該ブラックマトリックスに代わる他の材料層があれば必ずしもブラックマトリックスの存在を前提とすることはないことはもちろんである。他の材料層としてはたとえば静電対策用の導電層等が考えられるからである。
【００６２】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例をブラックマトリックスおよびカラーフィルタを抽出して示した平面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示した平面図および断面図である。
【図３】本発明の効果を示した説明図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示した平面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示した平面図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示した平面図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示した平面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示した平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
ＳＵＢ…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＬ…容量信号線、ＴＤ…光透過部、ＲＤ…光反射部、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＲＭ…反射膜、ＰＸ…画素電極、ＬＣ…液晶、ＢＭ…ブラックマトリックス、ＣＦ（Ｔ）…カラーフィルタ（光透過部の）、ＣＦ（Ｒ）…カラーフィルタ（光反射部の）
【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】
2006039117.tif 000008
【図７】
2006039117.tif 000009
【図８】
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