(57)【要約】不適切な反射光を軽減することのできる画素電極及びこれを用いた液晶表示装置を提供する。画素毎に電圧を供給するための画素電極１。この画素電極は、画素内において表示面側からの光を所定の双方向性光路を経るように反射させる反射領域部１ｒと、当該画素内において背面側からの光を表示面側へ所定の単一方向性光路を経るよう透過させる透過領域部１ｔと、反射領域部１ｒと透過領域部１ｔとの間に形成され反射領域部１ｒと透過領域部１ｔとが結合する部分４ｃを含む遷移領域部１ＴＲとを有する。遷移領域部１ＴＲは、平面図上少なくとも部分的に丸みを帯びた形状を呈して延在する。
2005505797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素内において表示面側からの光を所定の双方向性光路を経るように反射させる反射領域部と、当該画素内において背面側からの光を前記表示面側へ所定の単一方向性光路を経るよう透過させる透過領域部と、前記反射領域部と前記透過領域部との間に形成され前記反射領域部と前記透過領域部とが結合する部分を含む遷移領域部とを有する、画素毎に電圧を供給するための画素電極であって、
前記遷移領域部は、平面図上少なくとも部分的に丸みを帯びた形状を呈して延在する、
画素電極。
【請求項２】
請求項１に記載の画素電極であって、前記遷移領域部は、平面図上前記透過領域部を取り囲む円環形状を呈することを特徴とする画素電極。
【請求項３】
請求項１に記載の画素電極であって、前記遷移領域部は、平面図上前記透過領域部を取り囲む楕円形の輪郭に沿う形状を呈することを特徴とする画素電極。
【請求項４】
画素内において表示面側からの光を所定の双方向性光路を経るように反射させる反射領域部と、当該画素内において背面側からの光を前記表示面側へ所定の単一方向性光路を経るよう透過させる透過領域部と、前記反射領域部と前記透過領域部との間に形成され前記反射領域部と前記透過領域部とが結合する部分を含む遷移領域部とを有する、画素毎に電圧を供給するための画素電極であって、
前記遷移領域部は、平面図上５辺以上の線分によって囲まれた略多角形の輪郭に沿う形状を呈して延在する、
画素電極。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の画素電極であって、前記透過領域部は、平面図上当該画素の領域の略中央に島状に形成されることを特徴とする画素電極。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちいずれか１つに記載の画素電極であって、前記反射領域部の主面と前記透過領域部の主面とは、所定の高さの差異があることを特徴とする画素電極。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載の画素電極であって、基体層により支持され１つの画素において前記透明領域部に対応する開口及び所定の高さの壁面を有する凹状部が形成された段差形成層と、前記基体層により支持され前記開口内に少なくとも一部が形成される透明導電層と、前記段差形成層の頂面及び壁面上に延在し前記透明導電層に接触する反射導電層とを有し、前記透過領域部は、前記透明導電層の露出表面に略対応し、前記反射領域部は、前記反射導電層のうちの前記段差形成層の頂面に延在する部分に略対応し、前記遷移領域部は、前記反射導電層のうちの前記段差形成層の壁面に延在する部分及び前記透明導電層と接触する部分に略対応する、ことを特徴とする画素電極。
【請求項８】
請求項７に記載の画素電極であって、前記段差形成層及び／又は前記反射導電層は、粗面化されていることを特徴とする画素電極。
【請求項９】
請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の画素電極を有する液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置であって、液晶媒体を挟持する２つの対向基板と、当該基板の一方に略マトリクス状に配列された画素に対応して設けられ当該画素を個別に駆動する駆動素子と、当該基板の他方に設けられた共通電極とを有し、前記画素電極は、前記駆動素子の出力と個別に接続され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、反射領域及び透過領域を有する画素電極に関する。本発明はまた、半透過反射型液晶表示装置に用いられる画素電極に関し、特に、アクティブマトリクス方式半透過反射型液晶表示装置に好適な画素電極に関する。
【０００２】
また、本発明は、かかる画素電極を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
正面側から入射する外光に表示すべき画像に応じた光変調を施しつつこれを反射させて当該正面側に導くとともに、裏面側からのバックライトシステムによる入射光に同様に表示すべき画像に応じた光変調を施しつつこれを透過させて同じ正面側へと導く、いわゆる半透過反射型液晶表示装置が本格的に実用化されつつある。このタイプの液晶表示装置は、使用環境が明るいときには外光（周囲光）により（反射モード）、暗いときにはバックライトシステムの自発光光により（透過モード）、効果的な画像表示をなすものである。
【０００４】
先行技術文献のM. Kubo, et al. ”Development of Advanced TFT with Good Legibility under Any Intensity of Ambient Light”, IDW’99, Proceedings of The Sixth International Display Workshops, AMD3-4, page 183-186, Dec. 1, 1999, sponsored by ITE and SIDには、このようなタイプの液晶表示装置が開示されている。この装置においては、各画素電極が反射領域と透過領域とに分割されている。反射領域は、凸凹状の表面を有するアクリル樹脂上に被膜されたアルミニウム製反射電極部とされ、透過領域は、平坦な表面を有するＩＴＯ（インジウム錫酸化物）製透明電極部とされている。また、透過領域は、１つの矩形画素領域において中央に配されかつ当該画素領域に略相似の矩形状を呈している一方で、反射領域は、この矩形透過領域以外の当該画素領域における部分であってこれを取り巻く形を呈している。かかる画素の構成等により、視認性の向上を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、このような従来技術の液晶表示装置においては、画素電極における反射領域と透過領域との間に大きな遷移領域が存在し、この遷移領域が本来の純然たる反射領域とは異なる光の振る舞いを呈することにより、反射モードにおける不適正な反射光が生じていることを見い出した。この不適正な反射光は、表示すべきその画素内の画素情報を忠実に表示する上で好ましくないだけでなく、表示画面全域における画質の向上の妨げとなりうるものである。例えばコントラスト比や画像の明るさ、対向するカラーフィルタとの整合性といった点で不利な要因となる。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、不適切な反射光を低減することのできる画素電極及びこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明はまた、不適切な反射光を低減することができ、もってコントラスト比又は表示品質の向上に寄与しうる画素電極及びこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による一態様の画素電極は、画素内において表示面側からの光を所定の双方向性光路を経るように反射させる反射領域部と、当該画素内において背面側からの光を前記表示面側へ所定の単一方向性光路を経るよう透過させる透過領域部と、前記反射領域部と前記透過領域部との間に形成され前記反射領域部と前記透過領域部とが結合する部分を含む遷移領域部とを有する、画素毎に電圧を供給するための画素電極であって、前記遷移領域部は、平面図上少なくとも部分的に丸みを帯びた形状を呈して延在する、こととしている。
【０００９】
この態様によれば、当該遷移領域部の占める空間及び／又は面積を、より小さくすることができる。すなわち、遷移領域部により境界付けされる面積を同一とした場合に、本態様におけるが如き形状の遷移領域部は、従来のような矩形状（つまり丸みを帯びていない形状）としたものに比べて小さくて済むのである。これにより、遷移領域部において生じうる不適正な反射光が抑制され、コントラスト比又は表示品質の向上に貢献することとなる。別の側面から言えば、遷移領域部を小さくしたことにより、当該画素内において画素電極の反射領域及び透過領域を当該画素内においてより大きく（広く）使うことが可能となるので、遷移領域部以外の構成要素をそのままにした状態で、反射モード及び透過モードのそれぞれにおいて存分に表示効果を発揮させることができるのである。
【００１０】
この態様においては、前記遷移領域部は、平面図上前記透過領域部を取り囲む円環形状を呈することを特徴とすることができる。
【００１１】
また、前記遷移領域部は、平面図上前記透過領域部を取り囲む楕円形の輪郭に沿う形状を呈することを特徴としてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明による他の態様の画素電極は、画素内において表示面側からの光を所定の双方向性光路を経るように反射させる反射領域部と、当該画素内において背面側からの光を前記表示面側へ所定の単一方向性光路を経るよう透過させる透過領域部と、前記反射領域部と前記透過領域部との間に形成され前記反射領域部と前記透過領域部とが結合する部分を含む遷移領域部とを有する、画素毎に電圧を供給するための画素電極であって、前記遷移領域部は、平面図上５辺以上の線分によって囲まれた略多角形の輪郭に沿う形状を呈して延在する、こととしている。
【００１３】
この態様によっても、上述と同様に、当該遷移領域部の占める空間又は面積を、小さくすることができ、不適正な反射光の抑制並びにコントラスト比又は表示品質の向上を達成することができる。
【００１４】
また付言するに、単なる四角形の輪郭に沿う形状ではなく、遷移領域部を、平面図上で内角の大きい多角形の輪郭に沿う形状又は曲率半径の大きい曲線に沿う形状とすることは、製造上、特にエッチング処理において所望のパターンの部分を正確に形成することができる、という利点を奏する。
【００１５】
上記各態様においては、前記透過領域部は、平面図上当該画素の領域の略中央に島状に形成されることを特徴としうる。
【００１６】
また、前記反射領域部の主面と前記透過領域部の主面とは、所定の高さの差異があることを特徴とすることができる。
【００１７】
さらに、基体層により支持され１つの画素において前記透明領域部に対応する開口及び所定の高さの壁面を有する凹状部が形成された段差形成層と、前記基体層により支持され前記開口内に少なくとも一部が形成される透明導電層と、前記段差形成層の頂面及び壁面上に延在し前記透明導電層に接触する反射導電層とを有し、前記透過領域部は、前記透明導電層の露出表面に略対応し、前記反射領域部は、前記反射導電層のうちの前記段差形成層の頂面に延在する部分に略対応し、前記遷移領域部は、前記反射導電層のうちの前記段差形成層の壁面に延在する部分及び前記透明導電層と接触する部分に略対応する、ことを特徴とすることが可能である。
【００１８】
ここで、前記段差形成層及び／又は前記反射導電層は、粗面化されていることを特徴としてもよい。かかる粗面化は、本発明による遷移領域部の全体として丸みを帯びた形状と相俟って、良好な光拡散特性を奏することができ、特に画素内のより均等な拡散を達成することができる。
【００１９】
本発明のまた別の態様は、上記各態様及びその好適な形態による画素電極を有する液晶表示装置を提供する。
【００２０】
これにより、上述した画素電極の効果を実際の表示装置において発揮させることができる。
【００２１】
本態様においては、液晶媒体を挟持する２つの対向基板と、当該基板の一方に略マトリクス状に配列された画素に対応して設けられ当該画素を個別に駆動する駆動素子と、当該基板の他方に設けられた共通電極とを有し、前記画素電極は、前記駆動素子の出力と個別に接続されていることを特徴とすることができる。
【００２２】
これにより、上述した画素電極の有利性を遺憾なく発揮する液晶表示装置を確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、上述の態様その他の本発明の態様を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明による一実施例の半透過反射型（transflective）液晶表示装置に用いられる画素電極を平面図にて概略的に示し、図２はその断面構造を示している。
【００２５】
画素電極１は、この表示装置の表示面とは反対の背面側の基板アセンブリ１００に設けられ、表示領域全域においてマトリクス状に配列される。基板アセンブリ１００は、ガラスなどによる透明基板１０を基礎として構成され、この基板１０の上又は上方に、ソースバスライン２０やこれらバスラインと交差しかつ積層するゲート絶縁膜３０が設けられる。基板１０には他にも必要な層や膜が形成されるが、それらの説明は公知文献に説明を委ね、ここでは説明を簡明とするため省略する。
【００２６】
画素電極１は、その画素領域内において表示面側からの光Ｌ１を所定の双方向性光路を辿るように反射させる反射領域部１ｒ（図１では、円形部以外の画素電極の一部分）と、当該画素領域内において背面側からの光を表示面側へ所定の単一方向性光路を辿るように透過させる透過領域部１ｔとを有する。画素電極１はさらに、反射領域部１ｒと透過領域部１ｔとの間に形成されこれら領域部を互いに結合する部分（４ｃ）を含む遷移領域部１ＴＲを有する。より具体的には、画素電極１は、透過導電層２と、段差形成層３と、反射導電層４とから構成される。
【００２７】
透過導電層２は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの光学的に透明でかつ導電性の材料からなり、ここではこのゲート絶縁膜３０上に当該画素領域の中央に島状に形成される。段差形成層３は、例えばアクリル樹脂などの電気的絶縁性材料からなり、基板１０に支持され透過導電層２を取り囲むとともに、透過導電層２のレベルに対して異なる後述する所定レベルの段差の形状をとる。透過導電層２は、ここでは段差形成層３の開口の中に収まる形となっているが、必ずしもこれに限らず、この開口部を越えて延びる形態としてもよい。反射導電層４は、例えばアルミニウムなどの光反射性でかつ導電性の材料からなり、段差形成層３の表面の略全体を被覆するようその頂面及び壁面上に延びてかつ透過導電層２に接触するとともに、画素電極１の外側の輪郭を形成する。
【００２８】
かくして、透過領域部１ｔは、透過導電層２の露出表面に略対応し、反射領域部１ｒは、反射導電層４のうちの段差形成層３の頂面に延在する部分に略対応し、遷移領域部１ＴＲは、反射導電層４のうちの段差形成層３の壁面に延在する部分及び透明導電層２と接触する部分に略対応する。
【００２９】
段差形成層３の頂面は、本例では粗面化されており、この粗面化された面上に直接反射導電層４が堆積することにより、反射導電層４の反射主面を凹凸状にしている。かかる凹凸状反射面によって、反射モードにおける反射光を適正に散乱させる効果を奏している。なお、図２に示される反射導電層４及び段差形成層３の凹凸は、模式的に描いたものである。
【００３０】
基板アセンブリ１００に対向して、正面側の基板アセンブリ３００が配され、これら両基板アセンブリの間に液晶媒体ＬＣが封入される。基板アセンブリ３００は、透明基板５０を基礎とし、各画素に対応づけられ割り当てるべき着色部を有しかつ当該着色部間にブラックマトリクス６Ｂを備えたカラーフィルタ６０や、表示領域全域に延在するＩＴＯなどによる共通電極７０を有する。基板アセンブリ３００の他の構成要素の詳細については、公知文献に委ねる。
【００３１】
図２からも分かるように、画素電極１は共通電極７０に対向しており、共通電極７０に印加された電圧と画素電極１に印加された電圧との差に応じた電界が液晶媒体ＬＣに局部的に付与されることとなる。これに基づいて液晶媒体ＬＣは、画素毎にその液晶分子の配向が定められ、当該画素電極に入る光を変調するのである。
【００３２】
当該液晶媒体の変調作用の下で、反射導電層４は、表示面側からの外光（又は図示せぬフロントライトシステムからの正面光）Ｌ１をその頂面により反射し表示面側に戻す（反射モード）。一方、透過導電層２は、同変調作用の下で、バックライトシステム（図示せず）からの背面光Ｌ２を透過し、そのまま表示面側へと導くこととなる（透過モード）。
【００３３】
ここで、段差形成層３の平均の厚さを基板アセンブリ間の間隙（いわゆるセルギャップ）の長さと同じにし、反射導電層４の頂面の平均の高さを透過導電層２の表面の高さより所定の長さだけ高くするようにし、上記入射光Ｌ１及びＬ２の光路長を同じものとするようにした構成が望ましい。すなわち、入射光Ｌ１は、反射導電層４において反射して２度液晶媒体ＬＣを通るのに対し、入射光Ｌ２は、１度しか液晶媒体ＬＣを通らない。よって光Ｌ１に対してこの光Ｌ２に足りない液晶媒体ＬＣの１回分の光路を光Ｌ２に持たせることにより、光Ｌ１及びＬ２が実質的に等しい光路を有するようにしているのである。このように光路を等しくさせることによって、反射モードと透過モードとで光の減衰等の効果も等しくさせることができ、表示品質特に視認性の向上に繋がることになるのである。
【００３４】
図１に示されるように、反射導電層４は、透過導電層２を露出させる開口を有しており、この開口は、本実施例では真円形状を呈している。換言すれば、遷移領域１ＴＲは、真円の輪郭に沿う形状を呈する円環形状となっている。このような形状の遷移領域１ＴＲとすることによって、当該遷移領域の部分の占める空間又は面積を、より小さくすることができる。
【００３５】
すなわち、遷移領域部１ＴＲにより境界付けされる透過導電層２の露出面積を同一とした場合に、本実施例におけるが如き丸みを帯びた形状の遷移領域部は、従来のような矩形状（つまり丸みを帯びていない形状）としたものに比べて面積及び空間を小さく済むのである。これにより、遷移領域１ＴＲにおいて生じうる不適正な反射光が抑制される。
【００３６】
いま、遷移領域部の内側境界線につき考えると、当該境界線が例えば一辺の長さをＡとする正四角形を呈するときのその境界線により画定される領域の面積はＡ２であり、境界線の全長は４Ａである。これに対しこの面積と同一の、本実施例の遷移領域部１ＴＲにおけるが如き円形の境界線の全長は２Ａ√πとなる。従って、遷移領域部の面積を同一としたときには、正四角形のものに対し√π／２の割合で本実施例の遷移領域部の境界部の長さが短くなり、これに応じた程度、遷移領域部に必要となる空間及び面積が減ることになる。
【００３７】
遷移領域１ＴＲの部分では、図２からも分かるように、反射導電層４が段差形成層３の壁面に沿う傾斜を呈するので、上記入射光Ｌ１及びＬ２のような反射及び透過モード本来の光学的振る舞いを期待することができないし、その傾斜の程度も一定ではない。また、反射導電層４と透過導電層２との結合部４ｃでも、表示面側からの光Ｌ１′が反射するので、本来の反射光Ｌ１が呈する光路とは異なる光路を、当該光Ｌ１′に持たせてしまうことになる。これにより、上述した光路の均等化を損ねることとなり、期待される視認性等の向上が図れない結果となる。
【００３８】
本実施例によれば、上述したように当該遷移領域の部分の占める空間又は面積を小さくしているので、こうした遷移領域１ＴＲで生じる不適切な反射光を減らす効果を奏しているのである。別の側面から言えば、遷移領域１ＴＲを小さくしたことにより、画素電極１の反射領域部１ｒ及び透過領域部１ｔのそれぞれを当該画素領域内においてより大きく（広く）、つまり無駄にすることなく有効に利用できるので、遷移領域部以外の構成要素をそのままにした状態で、効果的に反射モード及び透過モードのそれぞれを行うことができるのである。
【００３９】
かくして本実施例の画素電極は、不適正な反射光を減らすことができるので、液晶表示装置の表示コントラスト比を向上させ、表示品質の向上に寄与することとなる。
【００４０】
なお、上記実施例においては、遷移領域部１ＴＲを円環の形状としたが、これ以外の形状も可能である。例えば図３に示す例は、遷移領域部１ＴＲ′を、平面図上透過領域部１ｔ′を一周する楕円形の輪郭に沿う円環の形状としたものである。ここでは必然的に透過領域部１ｔ′も楕円形である。この変形例であっても、上述した効果を相当に奏することとなる。
【００４１】
また、図４においては、遷移領域部１ＴＲ″は、透過領域部１ｔ″を一周する８角形の輪郭に沿う形状としている。ここでも当然、透過領域部１ｔ″は当該部分１ＴＲの相似の８角形であるが、要は遷移領域部を４角形よりも辺の数の多い多角形の輪郭に沿う形状としても、本発明に特有の効果は得られることを例示したものである。
【００４２】
図５には、概して四角形であるがその各コーナが丸みを帯びた変形例を示している。この例でも、各コーナが鋭い角に形成されている従来技術に比較したときにそれ相応の効果を発揮しうるものであり、本発明はこのような例を排除するものではない。
【００４３】
さらに図６には、遷移領域部１ＴＲ″″の一部を平面図上丸くした他の変形例を示している。
【００４４】
他に注記する点として、これまでの説明では、１つの画素において透過領域部が単一のものを示したが、本発明は必ずしもこのような例に限定されず、複数あるものにも基本的には適用可能である。また、上記実施例では、反射領域部と透過領域部とに段差を設けた例を示したが、これに限らず本発明は段差の無い形態にも適用可能である。反射領域部及び透過領域部の構造又は構成に拘わらず、要は反射領域部と透過領域部との間に形成されこれら領域部が結合する部分を含む遷移領域部のある画素電極に、本発明は広く適用可能なのである。
【００４５】
本発明において他に色々な改変例が可能なことは言うまでもない。例えば、アクティブマトリクス型に必ずしも限定されず、単純マトリクス型でも実現可能である。
【００４６】
このように、ここに記述された好適実施例は例示的なものであり限定的なものではない。本発明の範囲は添付の請求項により示されており、かかる請求項の意味の中に入る全ての変形例は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例による液晶表示装置に用いられる画素電極の概略平面図。
【図２】図１の画素電極の断面図。
【図３】本発明における第１の変形例による画素電極の概略平面図。
【図４】本発明における第２の変形例による画素電極の概略平面図。
【図５】本発明における第３の変形例による画素電極の概略平面図。
【図６】本発明における第４の変形例による画素電極の概略平面図。
【符号の説明】
【００４８】
１，１′，１″，１″′，１″″…画素電極
２…透明導電層
３…段差形成層
４，４′，４″，４″′，４″″…反射導電層
４ｃ…結合部
１０…透明基板
２０…ソースバスライン
３０…ゲート絶縁膜
ＬＣ…液晶媒体
１ｔ，１ｔ′，１ｔ″，１ｔ″′，１ｔ″″…透過領域部
１ｒ，１ｒ′，１ｒ″，１ｒ″′，１ｒ″″…反射領域部
１ＴＲ，１ＴＲ′，１ＴＲ″，１ＴＲ″′，１ＴＲ″″…遷移領域部
１００…背面側基板アセンブリ
３００…正面側基板アセンブリ
５０…透明基板
６Ｂ…ブラックマトリクス
６０…カラーフィルタ
７０…共通電極
Ｌ１…反射光
Ｌ２…透過光
【国際公開パンフレット】
2005505797.tif 000003
2005505797.tif 000004
2005505797.tif 000005
2005505797.tif 000006
2005505797.tif 000007
2005505797.tif 000008
2005505797.tif 000009
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2005505797.tif 000011
2005505797.tif 000012
2005505797.tif 000013
2005505797.tif 000014
2005505797.tif 000015
2005505797.tif 000016
2005505797.tif 000017
2005505797.tif 000018
2005505797.tif 000019
2005505797.tif 000020
2005505797.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505797.tif 000022
2005505797.tif 000023
【国際調査報告】
2005505797.tif 000024
2005505797.tif 000025