(57)【要約】【課題】マルチギャップ方式を用いたときの透過表示領域と反射表示領域の境に位置する傾斜領域における光学特性の低下を軽減し、表示品位を向上させる。【解決手段】アレイ基板１において透明電極１２が形成された透過表示領域と絶縁層１３を介して反射電極１４が形成され、反射表示領域との境に位置する傾斜領域における絶縁層１３上に反射電極１４が形成され、傾斜領域が反射表示領域の一部である場合に、傾斜領域における透過表示領域用のカラーフィルタ層２２の上に反射表示領域用のカラーフィルタ層２３を重ねることにより傾斜領域に凸部を形成する。この構成により、傾斜領域におけるセルギャップを薄くし、傾斜領域でのセルギャップの厚さが反射表示領域の他の部分のセルギャップの厚さに近づくようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極が形成された透過表示領域、絶縁層を介して反射電極が形成された反射表示領域、前記透過表示領域と前記反射表示領域の境に位置する絶縁層が傾斜した傾斜領域を画素毎に備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対してカラーフィルタ層を向けた状態で対向配置され、前記傾斜領域におけるセルギャップの厚さを当該傾斜領域に位置するカラーフィルタ層の厚さで調整した対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間隙に設けられた液晶層と、
前記アレイ基板の前記液晶層との反対側に配置されたバックライトと、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記傾斜領域は絶縁層上に反射電極が形成されたものであって、当該傾斜領域において透過表示領域用のカラーフィルタ層と反射表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記透過表示領域用のカラーフィルタ層に前記反射表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射表示領域用のカラーフィルタ層に前記透過表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記傾斜領域は絶縁層上に透明電極が形成されたものであって、当該傾斜領域におけるカラーフィルタ層を取り除い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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過表示領域と反射表示領域を備えた半透過型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯情報端末等の表示装置として、透過表示領域と反射表示領域を併せ持つ半透過型の液晶表示装置が多く用いられている。このような液晶表示装置では、反射表示領域においては外光を、透過表示領域においてはバックライトを画像表示の光源として用いている（例えば、特許文献１参照）。半透過型の液晶表示装置には、透過表示領域の液晶層の厚み（以下「セルギャップ」という）と反射表示領域のセルギャップが同一である、いわゆるシングルギャップ方式のものと、透過表示領域のセルギャップの方が反射表示領域のセルギャップよりも厚い、いわゆるマルチギャップ方式のものとがある。
【０００３】
マルチギャップ方式の液晶表示装置は、図５の概略的な断面図に示すように、アレイ基板１と対向基板２との間隙に液晶層３を備え、アレイ基板１上に透明電極１２が形成された透過表示領域５６と、アレイ基板１上に絶縁層１３を介して反射電極１４が凹凸状に形成された反射表示領域５７を画素毎に備える。透過表示領域５６ではバックライト４からの光をアレイ基板１、液晶層３、対向基板２を介して外部へ透過し、反射表示領域５７では外部から対向基板２を介して入射してきた光を反射電極１４で反射する。
【０００４】
透過表示領域５６の透過率が最大となるリタデーション値は、反射表示領域５７の反射率が最大となるリタデーション値の約２倍であるため、透過表示領域５６のセルギャップが反射表示領域５７のセルギャップよりも厚いマルチギャップ方式は、シングルギャップ方式と比べて透過輝度が高く、高品位な液晶表示装置を実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７５６６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチギャップ方式の液晶表示装置は、図５の断面図に示すように、セルギャップの薄い領域とセルギャップの厚い領域との境に、絶縁層１３が傾斜した領域（以下「傾斜領域」という）５８が存在する。傾斜領域５８は、各画素で開口領域の約１割〜２割程度を占めるため、傾斜領域５８による光学特性の影響を無視することができない。
【０００７】
同図に示すように、傾斜領域５８において絶縁層１３上に反射電極１４を形成することにより、傾斜領域５８を反射表示領域５７の一部とした場合には、傾斜領域５８は反射表示領域５７の他の部分に比べセルギャップが厚い領域となり、傾斜領域５８のリタデーション値が狙い値より大きくなるため、傾斜領域５８で白表示に黄色味がかることとなる。また、図６の反射率−印加電圧特性に示すように、セルギャップの薄い領域では、反射率が高い白表示から反射率が低い黒表示までの範囲において、反射率と液晶層３に印加する印加電圧とがほぼ比例関係にあるので、印加電圧を変化させることによって階調を連続的に変化させることが可能である。しかし、傾斜領域５８を一部に含む反射表示領域５７の全体としては白表示においてこの比例関係がなく、印加電圧の変化方向に対して階調の変化方向が反転してしまう。このため、反射表示領域５７における表示品位が著しく低下するといった問題がある。
【０００８】
また、図７の断面図に示すように、傾斜領域５８において絶縁層上に透明電極１２を形成することにより傾斜領域５８を透過表示領域５６の一部とした場合には、傾斜領域５８は透過表示領域５６の他の部分に比べてセルギャップが薄い領域となり、傾斜領域５８のリタデーション値は狙い値より小さくなる。このため、図８の透過率−印加電圧特性に示すように、傾斜領域５８では透過率が低い黒表示において印加電圧の変化方向に対して階調の変化方向が反転してしまい、光抜けが発生し、コントラストが低下し、透過表示領域５６における表示品が著しく低下するといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みなてなされたものであり、その目的とするところは、マルチギャップ方式を用いたときの透過表示領域と反射表示領域との境に位置する傾斜領域での光学特性の低下を軽減し、表示品位を向上させた半透過型の液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明に係る液晶表示装置は、透明電極が形成された透過表示領域、絶縁層を介して反射電極が形成された反射表示領域、前記透過表示領域と前記反射表示領域の境に位置する絶縁層が傾斜した傾斜領域を画素毎に備えたアレイ基板と、前記アレイ基板に対してカラーフィルタ層を向けた状態で対向配置され、前記傾斜領域におけるセルギャップの厚さを当該傾斜領域に位置するカラーフィルタ層の厚さで調整した対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間隙に設けられた液晶層と、前記アレイ基板の前記液晶層との反対側に配置されたバックライトと、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、傾斜領域におけるセルギャップの厚さをこの傾斜領域におけるカラーフィルタ層の厚さで調整するようにしたことで、傾斜領域のセルギャップの厚さが反射表示領域あるいは透過表示領域のセルギャップの厚さと異なることに起因する光学特性の低下を軽減するようにしている。
【００１２】
第２の本発明に係る液晶表示装置は、前記傾斜領域で絶縁層上に反射電極が形成されたものであって、当該傾斜領域において透過表示領域用のカラーフィルタ層と反射表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする。
【００１３】
第３の本発明に係る液晶表示装置は、前記透過表示領域用のカラーフィルタ層に前記反射表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする。
【００１４】
第４の本発明に係る液晶表示装置は、前記反射表示領域用のカラーフィルタ層に前記透過表示領域用のカラーフィルタ層を重ねたことを特徴とする。
【００１５】
第５の本発明に係る液晶表示装置は、前記傾斜領域で絶縁層上に透明電極が形成されたものであって、当該傾斜領域における前記カラーフィルタ層を取り除いたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
本実施の形態における液晶表示装置は、図１の断面図に示すように、対向配置されたアレイ基板１と対向基板２との間隙に液晶層３を備え、アレイ基板１の液晶層３との反対側にバックライト４が配置された構成である。
【００１８】
アレイ基板１は、ガラス基板１１上に透明電極１２が形成された透過表示領域と、凸凹状の絶縁層１３を介して反射電極１４が形成された反射表示領域とを画素毎に備える。透過表示領域と反射表示領域では、絶縁層１３の厚さの分だけセルギャップが異なる。各画素では、透明電極１２と反射電極１４によりいわゆる画素電極が形成される。反射電極１４は、隣接する画素の反射電極と接しないように形成される。絶縁層１３は、ガラス基板１１上に設けられた画素駆動用の薄膜トランジスタ１５や信号線１６を覆うように形成される。透過表示領域と反射表示領域との境に位置する絶縁層１３が傾斜した傾斜領域では、絶縁層１３に沿って透明電極１２が形成される。
【００１９】
対向基板２は、ガラス基板２１上に透過表示領域用のカラーフィルタ層２２と反射表示領域用のカラーフィルタ層２３がそれぞれ独立に形成され、両カラーフィルタ層を覆うように透明電極２４が形成される。対向基板２は、両カラーフィルタ層をアレイ基板１に向けた状態で配置され、傾斜領域におけるセルギャップの厚さを傾斜領域に位置するカラーフィルタ層の厚さで調整するようになっている。
【００２０】
液晶層３は、電圧を印加していない状態で液晶分子がほぼ同一方向に並ぶように配置される。アレイ基板１の透明電極１２および反射電極１４上、および対向基板２の透明電極２４上には互いに平行で逆の方向にラビング配向処理が施された配向膜が形成される。液晶層３の厚みは、使用する液晶の種類によって透過表示領域と反射表示領域とでそれぞれ適切な値を設定する。
【００２１】
アレイ基板１とバックライト４との間には、位相差板３１、位相差板３２、偏光板３３がこの順で配置される。また、対向基板２の液晶層３との反対側には、位相差板４１、位相差板４２、偏光板４３がこの順で配置される。
【００２２】
本液晶表示装置は、バックライト４から透明電極１２に入射する光および外部から入射して反射電極１４で反射する光を光源として用い、液晶層３への印加電圧を変化させることにより階調を連続的に変化可能として画像表示を行う半透過型の液晶表示装置である。
【００２３】
透明電極１２および反射電極１４は、対向基板２の透明電極２４との間に液晶層３を駆動するための電圧を印加するために、絶縁層１３に設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ１５に接続される。
【００２４】
図２の断面拡大図に示すように、傾斜領域５８では絶縁層１３上に反射電極１４が形成されており、傾斜領域５８は反射表示領域５７の一部となっている。本実施の形態では、この傾斜領域５８において透過表示領域用のカラーフィルタ層２２の上に反射表示領域用のカラーフィルタ層２３を重ねることにより傾斜領域５８に凸部を形成する。これにより、傾斜領域５８におけるセルギャップを薄くし、傾斜領域５８におけるセルギャップの厚さが反射表示領域５７の他の部分におけるセルギャップの厚さに近づくように調整する。
【００２５】
あるいは、図３の断面拡大図に示すように、傾斜領域５８において反射表示領域用のカラーフィルタ層２３の上に透過表示領域用のカラーフィルタ層２２を重ねることにより傾斜領域５８に凸部を形成する。この場合にも、傾斜領域５８におけるセルギャップを薄くし、傾斜領域５８におけるセルギャップの厚さが反射表示領域５７の他の部分におけるセルギャップの厚さに近づくように調整する。
【００２６】
透過表示領域用のカラーフィルタ層２２および反射表示領域用のカラーフィルタ層２３の厚さは、例えばそれぞれ１〜３μｍ程度とし、両カラーフィルタ層を重ねた部分の幅は１〜１０μｍ程度とする。セルギャップの薄い領域のセルギャップの厚さは２〜４μｍ程度、セルギャップの厚い領域のセルギャップの厚さは４〜６μｍ程度とする。
【００２７】
したがって、本実施の形態によれば、傾斜領域５８における絶縁層１３上に反射電極１４が形成され、傾斜領域５８が反射表示領域５７の一部である場合に、傾斜領域５８におけるセルギャップの厚さをこの傾斜領域５８におけるカラーフィルタ層の厚さで調整するようにしたことで、傾斜領域５８のセルギャップの厚さが反射表示領域５７の他の部分のセルギャップの厚さと異なることに起因する光学特性の低下を軽減でき、もって表示品位を向上させることができる。
【００２８】
本実施の形態によれば、傾斜領域５８において透過表示領域用のカラーフィルタ層２２の上に反射表示領域用のカラーフィルタ層２３を重ねることにより傾斜領域５８に凸部を形成したことで、傾斜領域５８におけるセルギャップが薄くなり、傾斜領域５８でのセルギャップが反射表示領域５７の他の部分でのセルギャップの厚さに近づくので、傾斜領域５８での光学特性の低下を軽減でき、もって表示品位を向上させることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、傾斜領域５８において反射表示領域用のカラーフィルタ層２３の上に透過表示領域用のカラーフィルタ層２２を重ねることにより傾斜領域５８に凸部を形成したことで、傾斜領域５８におけるセルギャップが薄くなり、傾斜領域５８でのセルギャップが反射表示領域５７の他の部分でのセルギャップの厚さに近づくので、傾斜領域５８での光学特性の低下を軽減でき、もって表示品位を向上させることができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
本実施の形態における液晶表示装置は、図４の断面拡大図に示すように、傾斜領域５８では絶縁層１３上に透明電極１２が形成されており、傾斜領域５８は透過表示領域５６の一部となっている。本実施の形態では、傾斜領域５８において透過表示領域用のカラーフィルタ層２２と反射表示領域用のカラーフィルタ層２３を双方とも取り除いた構成である。なお、その他、図１と同一物には同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態では、傾斜領域５８においてカラーフィルタ層を取り除くことにより傾斜領域５８に凹部を形成する。これにより、傾斜領域５８におけるセルギャップを厚くし、傾斜領域５８でのセルギャップの厚さが透過表示領域５６の他の部分でのセルギャップの厚さに近づくように調整する。
【００３２】
透過表示領域用のカラーフィルタ層２２および反射表示領域用のカラーフィルタ層２３の厚さは、例えばそれぞれ１〜３μｍ程度とし、カラーフィルタ層を取り除いた部分の幅は１〜１０μｍ程度とする。セルギャップの薄い領域のセルギャップの厚さは２〜４μｍ程度、セルギャップの厚い領域のセルギャップの厚さは４〜６μｍ程度とする。
【００３３】
したがって、本実施の形態によれば、傾斜領域５８における絶縁層１３上に透明電極１２が形成され、傾斜領域５８が透過表示領域５６の一部である場合に、傾斜領域５８でカラーフィルタ層を取り除くことにより傾斜領域５８に凹部を形成したことで、傾斜領域５８におけるセルギャップが厚くなり、傾斜領域５８でのセルギャップの厚さが透過表示領域５６の他の部分でのセルギャップの厚さに近づくので、傾斜領域５８での光学特性の低下を軽減でき、もって表示品位を向上させることができる。
【００３４】
なお、上記各実施の形態において、透過表示領域用のカラーフィルタ層２２の１回透過の色再現性範囲［ＮＴＳＣ比］は３０％〜８０％程度、反射表示領域用のカラーフィルタ層２３の２回透過の色再現性範囲［ＮＴＳＣ比］は５％〜５０％程度である。液晶層のΔｎは０．０４〜０．０８程度である。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、マルチギャップ方式を用いたときの透過表示領域と反射表示領域との境に位置する傾斜領域における光学特性の低下を軽減し、表示品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記液晶表示装置の構成を示す拡大断面図である。
【図３】上記液晶表示装置の別の構成を示す拡大断面図である。
【図４】第２の実施の形態における液晶表示装置の構成を示す拡大断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示す液晶表示装置の反射率−印加電圧特性を示すグラフである。
【図７】従来の液晶表示装置の別の構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す液晶表示装置の透過率−印加電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…アレイ基板
２…対向基板
３…液晶層
４…バックライト
７…反射電極
１１…ガラス基板
１２…透明電極
１３…絶縁層
１４…反射電極
１５…薄膜トランジスタ
１６…信号線
２１…ガラス基板
２２…透過表示領域用のカラーフィルタ層
２３…反射表示領域用のカラーフィルタ層
２４…透明電極
３１，３２…位相差板
３３，４３…偏光板
４１，４２…位相差板
【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】
2004163654.tif 000008
【図７】
2004163654.tif 000009
【図８】
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