(57)【要約】【課題】反射表示部と透過表示部との境界において光り抜け等の表示不良が発生することを抑制し、表示画像のコントラスト低下を抑制することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】互いに対向する一対の基板３，４と、一対の基板３、４間に挟持された液晶層５と、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸから成るとともに、液晶層５のギャップの異なる反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２とを備えた表示部６と、反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２の境界１４の少なくとも一部と重なるように遮光層１５が配置されている液晶表示装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
マトリクス状に配置された表示画素から成るとともに、前記液晶層のギャップの異なる反射表示部と透過表示部とを備えた表示部と、
前記反射表示部と前記透過表示部の境界の少なくとも一部と重なるように遮光層が配置されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記反射表示部には、前記反射表示部における前記液晶層のギャップを前記透過表示部における前記液晶層のギャップよりも小さくする絶縁層が配置され、
前記遮光層は前記絶縁層の端縁の少なくとも一部と重なるように配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記表示画素のそれぞれに配置された画素電極と、
前記画素電極と対向するように配置された補助容量線と、をさらに有する液晶表示装置であって、
前記遮光層は前記補助容量線から延びている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記表示画素の配列する行に沿って配置された走査線をさらに有する液晶表示装置であって、
前記遮光層は、前記走査線から延びている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記走査線は、前記遮光層は隣接する表示画素に走査信号を供給する走査線から延びている請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記境界は略矩形状であって、前記遮光層は、前記境界の互いに対向する一辺に沿って延びている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記表示画素のそれぞれは略矩形状であるとともに、前記反射表示部に囲まれた略矩形状の前記透過表示部を含み、
前記遮光層は、前記境界の前記表示画素の長辺に対して略平行に延びる辺に沿って配置されている請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に、互いに対向するアレイ基板及び対向基板と、アレイ基板および対向基板間に挟持された液晶層とから成り、マトリクス状の表示画素によって構成された表示部を備えている。表示部には、表示画素の配列する行方向に沿って配置された走査線、表示画素の配列する列方向に沿って配置された信号線等が配置されている。表示部を囲む外周部には、表示部に駆動信号を供給する駆動ＩＣやフレキシブル配線基板などの駆動信号源が実装される。
【０００３】
液晶表示装置の表示方法には、外光を利用した反射型液晶表示装置とバックライトを利用した透過型液晶表示装置とがある。また、これら反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置との両方の構造を取り入れた半透過型液晶表示装置がある。
【０００４】
半透過型液晶表示装置では、表示部が反射表示部と透過表示部とを有している。反射表示部に、反射表示部と透過表示部とにおいて液晶層のギャップを異ならせる絶縁層が配置される場合、透過表示部と反射表示部との境界には絶縁層によって段差が生じる。この段差のために透過表示部と反射表示部との境界近傍では、所望の配向膜のラビング処理がされず、配向不良が生じ、光抜け等の表示不良が発生する場合があった。
【０００５】
従来、上記の問題に対し、反射電極で境界近傍を遮光する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の様に反射電極で境界近傍を遮光しても、配向膜は反射電極上に配置されるため、反射電極の端部に配向不良が生じると、光漏れ等の表示不良が生じて表示画像のコントラストが低下する場合があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、反射表示部と透過表示部との境界において光り抜け等の表示不良が発生することを抑制し、表示画像のコントラスト低下を抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様による液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された表示画素から成るとともに、前記液晶層のギャップの異なる反射表示部と透過表示部とを備えた表示部と、前記反射表示部と前記透過表示部の境界の少なくとも一部と重なるように遮光層が配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、反射表示部と透過表示部との境界において光り抜け等の表示不良が発生することを抑制し、表示画像のコントラストの低下を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る表示装置について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る表示装置は、例えば図１に示すような略矩形平板状の液晶表示パネル１を備えた液晶表示装置である。この液晶表示パネル１は、図１に示すように、対向して配置された一対の基板、すなわち、アレイ基板３及び対向基板４と、これら一対の基板の間に狭持された液晶層５と、によって構成されている。
【００１１】
この液晶表示パネル１は、画像を表示する略矩形状の表示部６を備えている。表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００１２】
アレイ基板３は、表示部６の一部を構成する表示領域６Ａを有している。表示領域６Ａは、配線、例えば、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）や、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）を備えている。
【００１３】
また、アレイ基板３は、その表示領域において、これらの各種配線の他に、走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部付近において表示画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子７、スイッチング素子７に接続された画素電極８、および画素電極８と容量結合し補助容量Ｃｓを形成する補助容量線ＣＯＭ等を備えている。
【００１４】
スイッチング素子７のゲート電極７Ｇは、図２に示すように、対応する走査線Ｙに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のソース電極７Ｓは、対応する信号線Ｘに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子７のドレイン電極７Ｄは、対応する表示画素ＰＸの画素電極８に電気的に接続されている。スイッチング素子７は半導体層ＳＣを有し、画素電極８の表面は配向膜１６Ａによって覆われている。
【００１５】
本実施形態では、補助容量線ＣＯＭは、画素電極８と対向するように走査線Ｙと同層に配置されているとともに、走査線Ｙと略平行に延びている。
【００１６】
対向基板４は、表示部６の一部を構成する表示領域を有している。表示領域６Ｂは、全表示画素ＰＸに共通の対向電極９を備えている。対向電極９は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）等の光透過性を有する導電性部材によって形成されている。対向電極９の表面は、アレイ基板３の画素電極８上に配置された配向膜１６Ａと対となる配向膜１６Ｂによって覆われている。
【００１７】
アレイ基板３と対向基板４とは、画素電極８上の配向膜１６Ａと対向電極９上の配向膜１６Ｂとが対向する状態で配設され、これらの間に液晶層５を介してシール部材（図示せず）によって貼り合わせられている。液晶層５は、アレイ基板３と対向基板４との間の空間に封止された液晶組成物によって形成されている。
【００１８】
アレイ基板３の表示領域６Ａ及び対向基板４の表示領域６Ｂの液晶層５とは反対側となる主面には、それぞれ偏光板（図示せず）が貼り付けられている。
【００１９】
カラー表示タイプの液晶表示装置の液晶表示パネル１は、複数種類の表示画素、例えば赤を表示する赤色画素、緑を表示する緑色画素、青を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。これらカラーフィルタから成るカラーフィルタ層は、表示領域６Ｂの液晶層５側の主面に配置される。
【００２０】
また、各カラーフィルタ間（すなわち表示画素間）、及び対向基板４の表示領域の周囲には、遮光層（図示せず）が形成されている。各カラーフィルタ間に形成された遮光層は、アレイ基板３上の信号線Ｘ及び走査線Ｙに対向するように配置されている。この遮光層は、例えば、黒色に着色された着色樹脂によって形成される。
【００２１】
上記の液晶表示パネル１は、対向基板４の端部４Ｅより外方に延在したアレイ基板３の延在部３Ａ上に、表示部６に駆動信号を供給する駆動信号源として機能する駆動ＩＣ１１と、表示部６に駆動信号を供給する駆動信号源としてフレキシブル基板ＦＰＣが接続されている。
【００２２】
駆動ＩＣ１１の入力端子には、フレキシブル基板ＦＰＣからの信号が入力される。駆動ＩＣ１１の出力端子からは、表示部６に延びる配線が電気的に接続されている。これらの配線は、信号線Ｘや走査線Ｙの他にコモン電位を供給するコモン配線等を含む配線である。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置において、各表示画素ＰＸは反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２とを有している。反射表示部Ａ１には、反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２との液晶層５のギャップを異ならせるための絶縁層１３が配置されている。
【００２４】
すなわち、絶縁層１３が配置されることによって、図３に示すように、反射表示部Ａ１における液晶層５のギャップは、透過表示部Ａ２における液晶層５のギャップよりも小さくなる。
【００２５】
また、反射表示部Ａ１において、画素電極８は絶縁層１３上に配置される反射電極８Ｒを有している。反射電極８Ｒは、対向基板４側から液晶表示パネル１に進入した光を再び対向基板４側に反射する。この反射電極８Ｒは、例えばアルミニウム等の金属によって形成される。
【００２６】
なお、図示されていないが、絶縁層１３の表面には凹凸が形成され、この凹凸によって、反射電極８Ｒの表面にも凹凸が形成される。この凹凸によって、対向基板４側から液晶表示パネル１内に進入した光は、対向基板４側のそれぞれ異なる方向に反射される。
【００２７】
画素電極８は、図３に示すように、透過表示部Ａ２に配置されるとともに、アレイ基板３側から液晶表示パネル１に進入した光を対向基板４側へ透過させる透明電極８Ｃを有している。透明電極８Ｃは、例えば、ＩＴＯ等によって形成されている。
【００２８】
本実施形態に係る液晶表示装置では、補助容量線ＣＯＭから延びる遮光層１５が、少なくとも境界１４の一部と重なるように配置されている。ここで、境界１４とは、絶縁層１３が配置されている部分と、配置されていない部分との境界であって、絶縁層１３の端縁である。すなわち、遮光層１５は、絶縁層１３の端縁の少なくとも一部と重なるように配置されている。
【００２９】
本実施形態では境界１４は略矩形状であって、図２に示すように、遮光層１５は、前記境界の互いに対向する辺であって、表示画素ＰＸの長辺と略平行に延びる辺と重なるように配置されている。さらに、本実施形態では、遮光層１５の表示画素ＰＸの短辺に対して略平行な方向の幅は約２μｍ乃至３μｍである。
【００３０】
上記のように、幅が約２μｍ乃至３μｍの遮光層１５を境界１４の少なくとも一部と重なるように配置すると、液晶表示装置を駆動した際に境界１４近傍に生じる液晶分子の配向不良によって、光抜け等の表示不良が発生することを防止し、表示画像のコントラストの低下を抑制することができる。
【００３１】
次に、上記の液晶表示パネル１の製造方法について説明する。最初に、アレイ基板３を製造する。まず、アレイ基板３を形成するための透明な絶縁基板を用意する。この絶縁基板上に第１導電層（図示せず）となるモリブデン等の金属膜を成膜した後に、金属膜をパターンニングする。
【００３２】
これにより、表示領域６Ａにスイッチング素子７のゲート電極７Ｇや走査線Ｙなどを形成するとともに、補助容量線ＣＯＭを形成する。ことのき、補助容量線ＣＯＭは図２に示すように、表示画素ＰＸの長辺方向に延びる遮光層１５を有するようにパターンニングされる。
【００３３】
続いて、この第１導電層上に第１絶縁膜（図示せず）となる窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁材料を成膜した後、必要に応じてコンタクトホールなどを形成するために絶縁材料をパターンニングする。その後に、例えば、ポリシリコン等による半導体の膜を成膜し、パターンニングにより、スイッチング素子７の半導体層、および半導体層ＳＣ等を形成する。
【００３４】
さらに、この半導体膜上に、第２導電層となるアルミニウム等の金属膜を成膜した後に、この金属膜をパターンニングする。これにより、表示領域６Ａにスイッチング素子７のソース電極７Ｓ、ドレイン電極７Ｄ、信号線Ｘ等を形成する。
【００３５】
続いて、この第２導電層上に第２絶縁膜となる窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁材料を成膜した後、コンタクトホールＣＨを形成するために絶縁材料をパターンニングする。
【００３６】
続いて、反射表示部Ａ１に配置される絶縁層１３となる感光性樹脂膜（図示せず）を成膜した後、反射表示部Ａ１における絶縁層１３表面の凹凸、透過表示部Ａ２に配置される絶縁層１３の除去、および、コンタクトホール等を形成するために絶縁材料をパターンニングする。このとき、絶縁層１３は、その端部と遮光層１５とが重なるように配置される。
【００３７】
その後に、この絶縁層１３上に第３導電層となる金属膜を成膜した後に、この金属膜をパターンニングする。これにより、反射表示部Ａ１に反射電極８Ｒを形成する。
【００３８】
さらに、反射電極８Ｒ上に第４導伝層となるＩＴＯ等の透明金属層を成膜した後に、この透明金属膜をパターンニングし、透過表示部Ａ２に透明電極８Ｃを形成して、反射電極８Ｒと透明電極８Ｃとを有する画素電極８を形成する。さらに、画素電極８上に配向膜１６Ａとなるポリイミド等が塗布される。その後、これにラビング処理を施し配向膜１６Ａを形成し、アレイ基板３となる。
【００３９】
ここで、上記のラビング処理を行う際に、本実施形態に係る液晶表示装置のように、反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２との境界１４に段差が生じているときには、この境界１４において、所望のラビング処理が行われない場合がある。
【００４０】
すなわち、ラビング処理を行う際に、反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２との間の段差部分ＳＴではラビング布等の毛足がとどかず、所望のラビング処理が成されない場合があった。ここで、段差部分ＳＴとは、絶縁層１３端部の傾斜面と、透過表示部Ａ２の底面とが交差する部分を指すものとする。
【００４１】
しかし、上記のように、境界１４の少なくとも一部と重なるように遮光層１５を形成することによって、境界１４でラビング処理の不良が生じた場合であっても、液晶商事装置を駆動した際に、光抜け等の表示不良が発生することがない。したがって、上記のように製造されたアレイ基板３を有する液晶表示装置によれば、表示部６のコントラストの低下を抑制することができる。
【００４２】
続いて、対向基板４の製造方法を説明する。すなわち、透明な絶縁基板を用意する。その後、この絶縁基板上に、着色樹脂の成膜及びパターンニングを繰り返し、表示領域６Ｂに遮光層１５、及びカラーフィルタ層を形成する。さらに、カラーフィルタ層の上に金属膜や絶縁膜の成膜とパターニングとを繰り返して対向電極９、配向膜１６Ｂなどを備えた表示領域を形成する。
【００４３】
続いて、アレイ基板３の表示領域と対向基板４の表示領域とが対向するようにアレイ基板３と対向基板４とを配置し、アレイ基板３の表示領域と対向基板４の表示領域との間に液晶層５を封入するための空間を形成した状態でシール部材（図示せず）によってこれらを貼り合せる。アレイ基板３の表示領域と対向基板４の表示領域との間の空間に液晶層を注入し、注入口を閉じて図１及び図２に示すような液晶表示パネル１を製造する。
【００４４】
すなわち、上記のように、液晶表示パネル１の製造過程において、配向膜１６Ａの不良が生じた場合であっても、補助容量線ＣＯＭから延びる遮光層１５を配置することによって、反射表示部と透過表示部との境界１４において、光抜け等の表示不良を防止することができる。
【００４５】
また、遮光層１５と画素電極８間で補助容量Ｃｓを形成することができるので、透過表示部Ａ２を大きくしても補助容量Ｃｓが十分に形成される。したがって、表示画素ＰＸの設計が制約されることがない。
【００４６】
さらに、図２に示すように、略矩形状の境界１４の互いに対向する辺と重なるように遮光層１５を設けることによって、例えば、図２に示す場合では、液晶表示パネルを製造する際に、走査線Ｙが延びる方向と略平行な方向について合わせずれ等が発生した場合でも、各表示画素ＰＸでの補助容量Ｃｓに差が生じない。したがって、各表示画素ＰＸの補助容量Ｃｓの大きさが異なることを防ぐとこができ、フリッカ等の表示不良の発生を防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して以下に説明する。なお、本実施形態に係る液晶表示装置において、前述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態に係る液晶表示装置は、第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、図１に示すような液晶表示パネル１を有している。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置では、液晶表示パネル１は、第１実施形態の場合と同様に、対向して配置された一対の基板、すなわち、アレイ基板３及び対向基板４と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層５と、によって構成されている。
【００４９】
この液晶表示パネル１は、画像を表示する略矩形状の表示部６と表示部６を囲む周辺部１２とを備えている。表示部６は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。
【００５０】
アレイ基板３は、表示部６の一部を構成する表示領域６Ａを有している。表示領域６Ａは、配線、例えば、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）や、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）を備えている。
【００５１】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図４に示すように、隣接する表示画素ＰＸに走査信号を供給する走査線Ｙ、すなわち前段の走査線Ｙから、反射表示部Ａ１と透過表示部Ａ２との境界１４の少なくとも一部と重なるように遮光層１５が延びている。遮光層１５は、絶縁層１３の端部の少なくとも一部と重なるように延びている。
【００５２】
本実施形態に係る液晶表示装置では、遮光層１５は、図４に示すように、略矩形状の境界１４の互いに対向するとともに、表示画素ＰＸの長辺に対して略平行に延びている境界１４に沿って配置されている。
【００５３】
上記のように、遮光層１５を境界１４の少なくとも一部と重なるように配置することによって、前述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、反射表示部と透過表示部との境界１４近傍において、光抜け等の表示不良を防止することができる。したがって、表示部６のコントラストの低下を抑制することができる。
【００５４】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置では、上述の様に、遮光層１５は隣接する表示画素ＰＸに走査信号を供給する走査線Ｙから延びているが、遮光層１５は、その表示画素ＰＸに走査信号Ｙを供給する走査線Ｙから延びていても良い。この場合にも上記のように、境界１４での光り抜け等の表示不良を防止することができる。
【００５５】
しかし、本実施形態に係る液晶表示装置のように、遮光層１５が隣接する表示画素ＰＸに走査信号を供給する走査線Ｙか延びている場合には、画素電極８に画像信号を印加するタイミングで、遮光層１５に電圧が印加されることが無く、表示画像への影響を少なくできる。このことから、遮光層１５は、図４に示すように、隣接する表示画素ＰＸに走査信号を供給する走査線Ｙ、すなわち、前段の走査線Ｙから延びている方が望ましい。
【００５６】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００５７】
例えば、上記の第１および第２実施形態では遮光層１５は、表示画素ＰＸの長辺と略平行に延びる境界１４と重なるように配置されているが、表示画素ＰＸの短辺と略平行に延びる境界１４と重なるように遮光層１５が配置されていても良く、境界１４の全部と重なるように遮光層１５が配置されていても良い。その場合には、第１実施形態に係る液晶表示装置の場合、補助容量Ｃｓの大きさおよび透過表示部Ａ２の大きさ等を考慮し画素設計ＰＸを行うことによって、前述の実施形態と同様の効果を得る事ができる。
【００５８】
また、上記の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、ともに、アレイ基板３側に絶縁層１３が配置されていたが、対向基板４側に絶縁層１３が配置されている場合であっても、絶縁層１３が配置されている部分と配置されていない部分との境界、すなわち絶縁層１３の端部と重なるように遮光層１５が配置される事によって、上記の実施形態と同様の効果を得る事ができる。
【００５９】
さらに、上記の第１および第２実施形態に係る液晶表示装置では、遮光層１５はアレイ基板３に配置されていたが、対向基板４に配置されていてもよい。その場合であっても、上記の実施形態と同様の効果を得る事ができる。
【００６０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００６１】
例えば、上記の第１実施形態に係る液晶表示装置では、補助容量線ＣＯＭから２つの境界１４に沿って遮光層１５が配置されていたが、例えば、図２に示す透過表示部Ａ２を囲むように境界１４の全部と重なるとともに、補助容量線ＣＯＭと接続された遮光層１５が配置されても良い。この場合であっても、上記の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得る事ができる。
【００６２】
第２実施形態に係る液晶表示装置についても同様に、補助容量線ＣＯＭから２つの境界１４に沿って遮光層１５が配置されているものに限らず、表示画素ＰＸの設計に応じて変形しても前述の実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の表示画素の一構成例を説明するための図。
【図３】図２に示す表示画素の線Ａ−Ａにおける断面の一例、および、図４に示す表示画素の線Ｂ−Ｂにおける断面の一例を示す図。
【図４】図１に示す液晶表示装置の表示画素の他の構成例を説明するための図。
【符号の説明】
【００６４】
３…アレイ基板，４…対向基板、５…液晶層、ＰＸ…表示画素、６…表示部、Ａ１…反射表示部、Ａ２…透過表示部、１４…境界、１５…遮光層
【図１】
2009080351.tif 000003
【図２】
2009080351.tif 000004
【図３】
2009080351.tif 000005
【図４】
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