(57)【要約】【課題】本発明は、携帯型電子機器等の表示部に用いられ、反射及び透過の両モードでの表示が可能な液晶表示装置及びそれに用いる液晶表示装置用基板に関し、良好な表示特性の得られる液晶表示装置及びそれに用いる液晶表示装置用基板を提供することを目的とする。【解決手段】ＴＦＴ基板２表面側から入射する光Ｌ１を反射させる反射電極３０が形成された反射領域Ｒと、ＴＦＴ基板２裏面側から入射する光Ｌ２をＴＦＴ基板２表面側に透過させる透過領域Ｔとをそれぞれ備えた複数の画素領域Ｐと、画素領域Ｐ毎に同一色で、透過領域Ｔに選択的に形成された色樹脂層４０とを有するように構成する。【選択図】　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上にマトリクス状に配置され、前記基板表面側から入射する光を反射させる反射電極が形成された反射領域と、前記基板裏面側から入射する光を前記基板表面側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記画素領域毎に同一色で、前記透過領域に選択的に形成された色樹脂層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用基板において、
前記色樹脂層は、前記画素領域毎の前記対向基板上に形成されるカラーフィルタ層とそれぞれ同一色であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項３】
請求項２記載の液晶表示装置用基板において、
前記色樹脂層は、前記カラーフィルタ層とほぼ同一の光学濃度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項４】
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上にマトリクス状に配置され、前記基板表面側から入射する光を反射させる反射電極が形成された反射領域と、前記基板裏面側から入射する光を前記基板表面側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記反射電極下層であって少なくとも前記透過領域に、色樹脂を混入して形成された絶縁樹脂層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項５】
一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型電子機器等の表示部に用いられ、反射及び透過の両モードでの表示が可能な液晶表示装置及びそれに用いる液晶表示装置用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、携帯型電子機器等の表示部には、反射及び透過の両モードでの表示が可能な半透過型液晶表示装置が用いられている。半透過型液晶表示装置は、アルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料で反射電極が形成された反射領域と、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜で画素電極が形成された透過領域とを各画素領域毎に有している。反射モードでの表示の際には、反射電極で反射される外光が液晶表示用の光源として利用される。透過モードでの表示の際には、透過領域を透過するバックライトユニットからの光が液晶表示用の光源として利用される。画素領域内において、反射領域及び透過領域は、例えば互いにほぼ等しい面積を有している。
【０００３】
また近年では、画素領域内での反射領域の面積比率を増加させ、反射モードでの表示輝度を向上させた微透過型液晶表示装置が用いられている。微透過型液晶表示装置は、例えば画素領域の面積の８割程度が反射領域になっており、画素領域の面積の２割程度が透過領域になっている。微透過型液晶表示装置は、比較的照度の低い室内等でも、バックライトユニットの光源を点灯させずに、反射モードでの高輝度の表示が得られるようになっている。
【０００４】
図５は、従来の微透過型液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。図５に示すように、液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ　ＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１１０等が形成されたＴＦＴ基板１０２と、樹脂カラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）層１３６等が形成された対向基板１０４と、両基板１０２、１０４間に封止された液晶１０６とを有している。
【０００５】
ＴＦＴ１１０は、ガラス基板１０８上に形成されたゲート電極１１２と、ゲート電極１１２上に形成された絶縁膜１２０と、絶縁膜１２０上に形成された動作半導体層１１８と、動作半導体層１１８上に形成されたチャネル保護膜１２２と、チャネル保護膜１２２上に所定の間隙を介して互いに対向して形成されたドレイン電極１１４及びソース電極１１６とを有している。ドレイン電極１１４及びソース電極１１６上の基板全面には、保護膜１２４が形成されている。
【０００６】
保護膜１２４上の画素領域Ｐには、レジスト等からなる複数の突起状構造物１２６が形成されている。突起状構造物１２６上の基板全面には、オーバーコート層（絶縁樹脂層）１２８が形成されている。オーバーコート層１２８上には、一部が開口された反射電極１３０が形成されている。反射電極１３０は、ソース電極１１６上のオーバーコート層１２８及び保護膜１２４を開口して形成されたコンタクトホール１３２を介して、ソース電極１１６に電気的に接続されている。また反射電極１３０表面には、突起状構造物１２６の表面形状にほぼ倣った凸部が複数形成されている。表示画面側（図５では上方）から入射する光を反射電極１３０の凹凸状表面で散乱させて反射させることにより、反射モードでの表示の際に高輝度及び高視野角が得られるようになっている。
【０００７】
対向基板１０４は、画素領域Ｐを画定し、隣接する画素領域Ｐ間を遮光する遮光膜１３８をガラス基板１０９上に有している。画素領域Ｐには、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれか１色の樹脂ＣＦ層１３６が形成されている。遮光膜１３８及び樹脂ＣＦ層１３６上の全面には、共通電極１３４が形成されている。
【０００８】
ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０４の互いの対向面と反対側の表面には、所定の偏光板１４０、１４１がそれぞれ貼り付けられている。ＴＦＴ基板１０２の図中下方には、バックライトユニット（図示せず）が配置されている。
【０００９】
画素領域Ｐのうち、反射電極１３０の形成された領域は反射領域Ｒになっている。反射領域Ｒの液晶分子は、反射電極１３０と共通電極１３４との間に生じる電界により駆動される。また、画素領域Ｐのうち、反射電極１３０の形成されていない領域は透過領域Ｔになっている。透過領域Ｔでは、バックライトユニットから照射された基板裏面側からの光を基板表面側に透過するようになっている。透過領域Ｔの液晶分子は、反射電極１３０端部と共通電極１３４との間に生じる斜め電界により駆動される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
画素領域Ｐのうち反射モードでの表示に寄与する反射領域Ｒでは、図５の上方から対向基板１０４に入射した光線Ｌ１は、樹脂ＣＦ層１３６を通過した後に、ＴＦＴ基板１０２の反射電極１３０で反射され、樹脂ＣＦ層１３６を再び通過して図５の上方へ射出する。一方、透過モードでの表示に寄与する透過領域Ｔでは、バックライトユニットから射出して図５の下方からＴＦＴ基板１０２に入射した光線Ｌ２は、対向基板１０４の樹脂ＣＦ層１３６を１度だけ通過して図５の上方へ射出する。
【００１１】
一般に、微透過型液晶表示装置では、反射モードでの表示の際に最適な光学特性が得られるような光学濃度（色純度）で樹脂ＣＦ層１３６が形成されている。すなわち、樹脂ＣＦ層１３６は、樹脂ＣＦ層１３６を２度通過した光に対して所望の色度を得られるような光学濃度で形成されている。このため、光が樹脂ＣＦ層１３６を１度しか通過しない透過モードでは、色の淡い表示しか得られず、良好な光学特性が得られないという問題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、良好な表示特性の得られる液晶表示装置及びそれに用いる液晶表示装置用基板を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、前記基板上にマトリクス状に配置され、前記基板表面側から入射する光を反射させる反射電極が形成された反射領域と、前記基板裏面側から入射する光を前記基板表面側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、前記画素領域毎に同一色で、前記透過領域に選択的に形成された色樹脂層とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示している。図１に示すように、液晶表示装置は、光反射性材料からなる反射電極やＴＦＴ等が画素領域毎に形成されたＴＦＴ基板２と、樹脂ＣＦ層や共通電極等が形成された対向基板４とを対向させて貼り合わせ、その間に液晶を封止した構造を有している。
【００１５】
ＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたゲートバスライン駆動回路８０と、複数のドレインバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたドレインバスライン駆動回路８２とが設けられている。両駆動回路８０、８２は、制御回路８４から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスラインあるいはドレインバスラインに出力するようになっている。
【００１６】
対向基板４は、画素領域毎にＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１色が形成された樹脂ＣＦ層を有している。両基板２、４の対向面には、液晶分子を所定方向に配向させる配向膜が形成されている。
【００１７】
ＴＦＴ基板２の素子形成面と反対側の表面には、偏光板８７が貼り付けられている。偏光板８７のＴＦＴ基板２と反対側には、例えば線状の一次光源と面状導光板とからなるバックライトユニット８８が配置されている。一方、対向基板４のＣＦ形成面と反対側の表面には、偏光板８６が貼り付けられている。
【００１８】
図２は、本実施の形態による液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板の１画素の構成を示している。図３は、図２のＡ−Ａ線で切断した液晶表示装置の断面構成を示している。図２及び図３に示すように、ＴＦＴ基板２のガラス基板６上には、図２の左右方向に延びるゲートバスライン１２が互いに並列して複数形成されている。ゲートバスライン１２上の基板全面には絶縁膜（ゲート絶縁膜）２０が形成されている。ゲートバスライン１２に絶縁膜２０を介して交差して、図２の上下方向に延びるドレインバスライン１３が互いに並列して複数形成されている。ゲートバスライン１２とドレインバスライン１３との交差位置近傍には、ＴＦＴ１０が形成されている。
【００１９】
ＴＦＴ１０は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる動作半導体層１８を絶縁膜２０上に有している。動作半導体層１８上にはチャネル保護膜２２が形成されている。チャネル保護膜２２上には、隣接するドレインバスライン１３から引き出されたドレイン電極１４と、ソース電極１６とが、所定の間隙を介して互いに対向して形成されている。ドレイン電極１４は、オーミックコンタクト層となるｎ＋ａ−Ｓｉ層１４ｂと、金属層１４ａとがこの順に積層されて形成されている。またソース電極１６は、ドレイン電極１４と同様に、ｎ＋ａ−Ｓｉ層１６ｂと金属層１６ａとがこの順に積層されて形成されている。このような構成において、チャネル保護膜２２直下のゲートバスライン１２が当該ＴＦＴ１０のゲート電極として機能するようになっている。
【００２０】
ドレイン電極１４及びソース電極１６上の基板全面には、保護膜２４が形成されている。保護膜２４上には、レジスト等からなる複数の突起状構造物２６が形成されている。突起状構造物２６上の基板全面には、オーバーコート層２８が形成されている。
【００２１】
ＴＦＴ基板２上にマトリクス状に配列された画素領域Ｐ毎のオーバーコート層２８上には、例えばＡｌ等の光反射性材料からなり、複数の開口部を有する反射電極３０が形成されている。画素領域Ｐのうち、反射電極３０が形成された領域は反射領域Ｒになっている。反射電極３０は、ソース電極１６上のオーバーコート層２８及び保護膜２４を開口して形成されたコンタクトホール３２を介して、ソース電極１６に電気的に接続されている。また、反射電極３０表面には、突起状構造物２６の表面形状にほぼ倣った凸部が複数形成されている。すなわち反射領域Ｒでは、表示画面側（図３では上方）から入射する光を反射電極３０の凹凸状表面で散乱させて反射させることにより、反射モードでの表示の際に高輝度及び高視野角が得られるようになっている。反射領域Ｒの液晶分子は、反射電極３０と共通電極３４との間に生じる電界により駆動されるようになっている。
【００２２】
また、画素領域Ｐのうち、反射電極３０が開口されて形成された開口部は透過領域Ｔになっている。透過領域Ｔでは、バックライトユニット８８から照射された基板裏面側からの光を基板表面側に透過するようになっている。透過領域Ｔの液晶分子は、反射電極３０の開口部側の端部と共通電極３４との間に生じる斜め電界により、同一画素領域Ｐ内の反射領域Ｒの液晶分子とほぼ同様に駆動されるようになっている。
【００２３】
透過領域Ｔのオーバーコート層２８上には、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の色樹脂層４０が選択的に形成されている。色樹脂層４０は、画素領域Ｐ毎に同一色である。また色樹脂層４０は、画素領域Ｐ毎の対向基板４上に形成される樹脂ＣＦ層３６と同一色である。さらに色樹脂層４０は、画素領域Ｐ毎の対向基板４上に形成される樹脂ＣＦ層３６と例えばほぼ同一の光学濃度を有している。
【００２４】
各画素領域Ｐのほぼ中央を横切って、ゲートバスライン１２に並列して図２の左右方向に延びる蓄積容量バスライン１５が形成されている。蓄積容量バスライン１５は、ゲートバスライン１２と同一の形成材料で形成されている。ＴＦＴ基板１０２の図３の下方には、バックライトユニット８８（図３では図示せず）が配置されている。
【００２５】
対向基板４は、画素領域Ｐを画定し、隣接する画素領域Ｐ間を遮光する遮光膜３８をガラス基板９上に有している。画素領域Ｐには、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の樹脂ＣＦ層３６が形成されている。遮光膜３８及び樹脂ＣＦ層３６上の全面には、共通電極３４が形成されている。
【００２６】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の動作について説明する。画素領域Ｐのうち反射領域Ｒでは、図３の上方から対向基板４に入射した光線Ｌ１は、樹脂ＣＦ層３６を通過した後に、ＴＦＴ基板２の反射電極３０表面で反射され、樹脂ＣＦ層３６を再び通過して図３の上方へ射出する。一方、透過領域Ｔでは、バックライトユニット８８から射出して図３の下方からＴＦＴ基板２に入射した光線Ｌ２は、色樹脂層４０を通過した後に、対向基板４の樹脂ＣＦ層３６を通過して図３の上方へ射出する。
【００２７】
このように、反射モードでの表示の際には、光が樹脂ＣＦ層３６を２度通過し、透過モードでの表示の際には、光が色樹脂層４０と樹脂ＣＦ層３６とを１度ずつ通過するようになっている。
【００２８】
本実施の形態では、各画素領域Ｐ毎の樹脂ＣＦ層３６と同一色で、樹脂ＣＦ層３６とほぼ同一の光学濃度を有する色樹脂層４０が透過領域Ｔに形成されている。このため、色樹脂層４０と樹脂ＣＦ層３６とを１度ずつ通過する透過光は、樹脂ＣＦ層３６を２度通過する反射光とほぼ同一の色特性が得られるようになっている。したがって、反射モードでの表示の際に最適な光学特性が得られるような光学濃度で樹脂ＣＦ層３６が形成されていても、反射及び透過の両モードで良好な光学特性が得られる。
【００２９】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図４を用いて説明する。なお、図３に示す液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置の構成要素と同一の機能作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図４に示すように、本実施の形態による液晶表示装置は、透過領域Ｔに選択的に形成された色樹脂層４０（図３参照）を有さず、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の色樹脂を混入して形成されたオーバーコート層２９を有している。オーバーコート層２９に混入される色樹脂は、画素領域Ｐ毎の対向基板４上に形成される樹脂ＣＦ層３６と同一色である。また、色樹脂を混入して形成されたオーバーコート層２９は、画素領域Ｐ毎の対向基板４上に形成される樹脂ＣＦ層３６と例えばほぼ同一の光学濃度を有している。オーバーコート層２９は、反射電極３０の下層であって、少なくとも透過領域Ｔに形成されている。オーバーコート層２９は、対向基板４側の樹脂ＣＦ層３６と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色が例えばストライプ状にパターニングされて形成される。
【００３０】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の動作について説明する。画素領域Ｐのうち反射領域Ｒでは、図４の上方から対向基板４に入射した光線Ｌ１は、樹脂ＣＦ層３６を通過した後に、ＴＦＴ基板２の反射電極３０表面で反射され、樹脂ＣＦ層３６を再び通過して図４の上方へ射出する。なお、反射領域Ｒのオーバーコート層２９は反射電極３０の下層に形成されているため、光線Ｌ１がオーバーコート層２９を通過することはない。一方、透過領域Ｔでは、バックライトユニット８８（図４では図示せず）から射出して図４の下方からＴＦＴ基板２に入射した光線Ｌ２は、色樹脂が混入されたオーバーコート層２９を通過した後に、対向基板４の樹脂ＣＦ層３６を通過して図４の上方へ射出する。
【００３１】
このように、反射モードでの表示の際には、光が樹脂ＣＦ層３６を２度通過し、透過モードでの表示の際には、光がオーバーコート層２９と樹脂ＣＦ層３６とを１度ずつ通過するようになっている。
【００３２】
本実施の形態では、各画素領域Ｐ毎の樹脂ＣＦ層３６と同一色の色樹脂が、樹脂ＣＦ層３６とほぼ同一の光学濃度を有するようにオーバーコート層２９に混入されている。このため、オーバーコート層２９と樹脂ＣＦ層３６とを１度ずつ通過する透過光は、樹脂ＣＦ層３６を２度通過する反射光とほぼ同一の色特性が得られるようになっている。したがって、反射モードでの表示の際に最適な光学特性が得られるような光学濃度で樹脂ＣＦ層３６が形成されていても、反射及び透過の両モードで良好な光学特性が得られる。
【００３３】
また本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、面積の比較的狭い透過領域Ｔに選択的に色樹脂層４０を形成する必要がない。第１の実施の形態の色樹脂層４０に代えて形成されるオーバーコート層２９は、例えば画素領域Ｐ全体に形成される。したがって、パターニングの際に高精度の位置合わせが必要とされないため、ＴＦＴ基板２の製造工程が容易になる。さらに本実施の形態では、オーバーコート層２９をＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に形成する必要があるものの、色樹脂層４０を形成しないため、第１の実施の形態と比較してＴＦＴ基板２の製造工程が減少する。
【００３４】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、チャネル保護膜型の液晶表示装置用基板を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、チャネルエッチ型の液晶表示装置用基板にも適用できる。
【００３５】
また、上記実施の形態では、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、単純マトリクス型の液晶表示装置にも適用できる。
【００３６】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上にマトリクス状に配置され、前記基板表面側から入射する光を反射させる反射電極が形成された反射領域と、前記基板裏面側から入射する光を前記基板表面側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記画素領域毎に同一色で、前記透過領域に選択的に形成された色樹脂層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３７】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記色樹脂層は、前記画素領域毎の前記対向基板上に形成されるカラーフィルタ層とそれぞれ同一色であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３８】
（付記３）
付記２記載の液晶表示装置用基板において、
前記色樹脂層は、前記カラーフィルタ層とほぼ同一の光学濃度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００３９】
（付記４）
対向配置される対向基板とともに液晶を挟持する基板と、
前記基板上にマトリクス状に配置され、前記基板表面側から入射する光を反射させる反射電極が形成された反射領域と、前記基板裏面側から入射する光を前記基板表面側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記反射電極下層であって少なくとも前記透過領域に、色樹脂を混入して形成された絶縁樹脂層と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００４０】
（付記５）
付記４記載の液晶表示装置用基板において、
前記色樹脂は、前記画素領域毎の前記対向基板上に形成されるカラーフィルタ層とそれぞれ同一色であること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００４１】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記絶縁樹脂層は、前記カラーフィルタ層とほぼ同一の光学濃度を有していること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００４２】
（付記７）
付記１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記透過領域は、前記反射電極が開口されて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００４３】
（付記８）
一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記基板の一方に、付記１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００４４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、良好な表示特性の得られる液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２　ＴＦＴ基板
４　対向基板
６　液晶
８、９　ガラス基板
１０　ＴＦＴ
１２　ゲートバスライン（ゲート電極）
１３　ドレインバスライン
１４　ドレイン電極
１４ａ、１６ａ　金属層
１４ｂ、１６ｂ　ｎ＋ａ−Ｓｉ層
１５　蓄積容量バスライン
１６　ソース電極
１８　動作半導体層
２２　チャネル保護膜
２４　保護膜
２６　突起状構造物
２８、２９　オーバーコート層
３０　反射電極
３２　コンタクトホール
３４　共通電極
３６　樹脂ＣＦ層
３８　遮光膜
４０　色樹脂層
８０　ゲートバスライン駆動回路
８２　ドレインバスライン駆動回路
８４　制御回路
８６、８７　偏光板
８８　バックライトユニット
Ｐ　画素領域
Ｒ　反射領域
Ｔ　透過領域
Ｌ１、Ｌ２　光線
【図１】
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【図２】
2004093752.tif 000004
【図３】
2004093752.tif 000005
【図４】
2004093752.tif 000006
【図５】
2004093752.tif 000007