JP2005099455A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造によって白表示における透過色度と反射色度とを略一致させる。
【解決手段】白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、着色が異なる３画素１ａ，１ｂ，１ｃのうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率を調整する。この調整は、各画素１ａ，１ｂ，１ｃの反射表示部に設けた遮光領域４ａ，４ｂ，４ｃの面積を調整することで行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、各画素毎に反射表示部と透過表示部を備えた半透過型の液晶表示装置に関する。

従来、携帯電話やポケットベルなどの携帯端末に用いられる表示装置は、数字や文字などの単純なキャラクター表示を行うことを目的としていたが、近年のＩＴ技術の飛躍的な発展に伴い、携帯端末においてもカラー画像を高精細で表示可能な軽薄短小かつ低消費電力の表示装置の実用化が望まれている。

この要望に応える表示装置として、半透過型のアクティブマトリクス式カラー液晶表示装置が有力視され、実用化されつつある（特許文献１参照）。特許文献１に開示の技術は、各画素毎に光反射により表示する反射表示部と光透過により表示する透過表示部とを複合させ、日中の屋外など明るい環境下では外光を反射させて表示する反射表示を行い、夜間など暗い環境下ではバックライトからの光を透過させて表示する透過表示を行うことで、反射表示と透過表示の双方の機能を備えた半透過型の液晶表示装置を実現したものである。

反射表示部と透過表示部とを複合的に形成する手段としては、反射表示部を形成する反射電極の一部に穴空領域を設け、この穴空領域に透明の透過電極を配置することにより透過表示部を形成する。そして、反射表示部のセルギャップと透過表示部のセルギャップとが異なるような所謂マルチギャップ構造とすることで、反射光と透過光とで作用するリタデーションを一致させる。
特開平１１−３１６３８２号公報

ところが、特許文献１に開示の技術では、白表示における透過色度と反射色度とを一致させるためにはマルチギャップ比率を大きくする必要があり、これには製造プロセス上の制約から困難が伴う。

このような問題を回避するために、反射表示領域と透過表示領域とでカラーフィルタの分光特性が異なる構造とすることで、白表示における透過色度と反射色度とを一致させるようにした技術も開発されつつある。

しかしながら、この場合には、カラーフィルタをパターニングする工程数が増加し、またカラーフィルタの膜厚の制御が難しいということもあり、コストの増加や歩留りの低下を招く原因となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造によって白表示における透過色度と反射色度とを略一致させ得る液晶表示装置を提供することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、異なる着色の３画素が規則的に配置された表示画素部と、各画素毎に設けられた光反射により表示する反射表示部および光透過により表示する透過表示部と、を有し、白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、前記３画素のうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率を調整したことを特徴とする。

本発明にあっては、白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、着色が異なる３画素のうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率を調整することで、マルチギャップ比率を大きくすることなく、カラーフィルタの構造を複雑化することもなく、簡単な構造によって透過色度と反射色度とを略一致させることができる。

本発明に係る液晶表示装置によれば、白表示における透過色度と反射色度とを略一致させた液晶表示装置を低コストで実現できる。また、白表示における透過色度を設定した後、この透過色度に一致するように反射色度を容易に設定することができる。

以下、一実施の形態の液晶表示装置について図面を用いて説明する。

図１の平面図に示すように、本液晶表示装置の表示画素部は、交差するように配線された複数の信号線１２と複数のアドレス線１３との各交差部に画素が配置される。各画素は、カラーフィルタによって着色されており、赤色画素１ａ、緑色画素１ｂ、青色画素１ｃの３画素が繰り返し規則的に配置される。

各画素の構造について説明すると、赤色画素１ａは、反射表示部に用いられる反射電極２aと、透過表示領域に用いられる透過電極３ａと、反射表示部の開口率を調整するための遮光領域４ａを備える。透過電極３ａは、酸化インジウムスズ（ITO：indium tin oxide)などを材料とする透明の電極であり、反射電極２ａの中央部に設けられた穴空領域に配置される。遮光領域４ａは、多層クロム又は黒色樹脂を用いて形成される。

緑色画素１ｂは、赤色画素１ａと同様に、反射電極２ｂ、透過電極３ｂ、遮光領域４ｂを備え、青色画素１ｃは、反射電極２ｃ、透過電極３ｃ、遮光領域４ｃを備える。

本液晶表示装置では、白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、赤、緑、青の３画素のうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率が調整される。この調整は、遮光領域４の面積を調整することで行う。

例えば、２つの遮光領域４ｂ，４ｃの面積は同一として、遮光領域４ａの面積だけ他の２つの遮光領域の面積よりも大きくすることで、白表示における透過色度に反射色度が略一致するように調整してもよい。あるいは、遮光領域４ａの面積をＳｒ、遮光領域４ｂの面積をＳｇ、遮光領域４ｃの面積をＳｂとしたときに、Ｓｒ＞Ｓｇ、Ｓｇ＞Ｓｂ、Ｓｒ＞Ｓｂの関係のうちの少なくとも１つの関係を満たした上で、白表示における透過色度に反射色度が略一致するように調整してもよい。一例として、実施例の液晶表示装置は、Ｓｒ＞Ｓｇ＞Ｓｂの関係を満たすように、遮光領域４ａ，４ｂ，４ｃの面積を定めたものとする。

図２の赤色画素１ａの断面図に示すように、本液晶表示装置は、対向配置されたアレイ基板３１と対向基板３２との間隙に液晶層３３を保持し、アレイ基板３１の背面側にバックライト装置３４が配置された構成である。各画素では、一画素中にバックライト装置３４からの光を透過して表示する透過表示部と、外光を反射して表示する反射表示部を備える。

アレイ基板３１では、透明なガラス基板１１の液晶層側の表面に信号線１２、アドレス線１３が配線され、その上に絶縁膜１４が形成され、更にその上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）１５と、透明樹脂層１６が形成される。透明樹脂層１６は、透過表示部に対応する部分では凹状となっており、その表面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：indium tin oxide）による透過電極３ａが形成される。反射表示部に対応する部分では、ＴＦＴ１５に電気的に接続されたアルミニウム製の反射電極２ａが、透明樹脂層１６の表面に波状に形成される。ガラス基板１１の背面には波長板１９、偏光板２０が配置される。

このように、本液晶表示装置は、透過表示部と反射表示部とでセルギャップ（液晶層の厚さ）が異なるマルチギャップ構造であり、かつホモジニアス配向モードとなっている。

対向基板３２では、透明なガラス基板２１の液晶層側の表面に赤色のカラーフィルタ２２ａが配置されるとともに、遮光領域４ａとして例えばブラックマトリクスが配置される。カラーフィルタ２２ａの液晶層側の表面には対向電極２５が形成される。ガラス基板２１の反対側の面には波長板２６、偏光板２７が配置される。

図３に示すように、緑色画素１ｂは、基本的な構成は赤色画素１ａと同様であるが、ガラス基板２１の液晶層側の表面には、緑色のカラーフィルタ２２ｂが配置されるとともに、一例としてＳｒ＞Ｓｇの関係を満たす面積の遮光領域４ｂが配置される。

図４に示すように、青色画素１ｃも、基本的な構成は赤色画素１ａと同様であるが、ガラス基板２１の液晶層側の表面には、青色のカラーフィルタ２２ｃが配置されるとともに、一例としてＳｇ＞Ｓｂの関係を満たす面積の遮光領域４ｃが配置される。

次に、比較例の液晶表示装置の構成について説明する。図５の平面図に示すように、比較例の液晶表示装置は、基本的な構成は本液晶表示装置と同様であるが、赤色画素５１ａの遮光領域５４ａ、緑色画素５１ｂの遮光領域５４ｂ、青色画素５１ｃの遮光領域５４ｃの面積が同一である。その他、図１と同一物には同一の符号を付す。

図６の表に示すように、比較例では、白表示における透過色度と反射色度がずれているのに対し、実施例では、透過色度に対して反射色度が完全に一致している。但し、実施例では、これに伴い遮光領域の面積を増加させたため反射率が若干低下しているが、低下した反射率は０．５％程度であり実使用上は影響のない範囲である。

したがって、本実施の形態によれば、白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、着色が異なる３画素のうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率を調整したことで、マルチギャップ比率を大きくすることもカラーフィルタの構造を複雑化することもなく、簡単な構造で透過色度と反射色度とを略一致させることができる。これにより、白表示における透過色度を設定した後、この透過色度に一致するように反射色度を容易に設定することができる。

本実施の形態によれば、反射表示部の開口率の調整を、反射表示部に設けた遮光領域の面積の大きさで調整したことで、簡単な構造で透過色度と反射色度とを略一致させることができ、低コスト化を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、遮光領域４を対向基板３２に設けることとしたが、アレイ基板３１に設けるようにしてもよい。

一実施の形態における液晶表示装置の構成を示す平面図である。 上記液晶表示装置のＡ−Ａ部における赤色画素の構成を示す断面図である。 上記液晶表示装置のＡ−Ａ部における緑色画素の構成を示す断面図である。 上記液晶表示装置のＡ−Ａ部における青色画素の構成を示す断面図である。 比較例の液晶表示装置の構成を示す平面図である。 比較例と実施例について光学特性および遮光領域の面積を比較した表である。

符号の説明

１ａ…赤色画素
１ｂ…緑色画素
１ｃ…青色画素
２a，２ｂ，２ｃ…反射電極
３ａ，３ｂ，３ｃ…透過電極
４ａ，４ｂ，４ｃ…遮光領域
２２ａ…赤色のカラーフィルタ
２２ｂ…緑色のカラーフィルタ
２２ｃ…青色のカラーフィルタ
３１…アレイ基板
３２…対向基板
３３…液晶層
３４…バックライト装置

Claims (4)

1. 異なる着色の３画素が規則的に配置された表示画素部と、
   各画素毎に設けられた光反射により表示する反射表示部および光透過により表示する透過表示部と、を有し、
   白表示における透過色度に対して反射色度が略一致するように、前記３画素のうちの少なくとも１つの画素の反射表示部の開口率を調整したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記反射表示部に面積の大きさで開口率を調整するようにした遮光領域を設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記３画素の着色は赤、緑、青のカラー３原色であって、赤色画素の遮光領域の面積をＳｒ、緑色画素の遮光領域の面積をＳｇ、青色画素の遮光領域の面積をＳｂとしたときに、Ｓｒ＞Ｓｇ、Ｓｇ＞Ｓｂ、Ｓｒ＞Ｓｂの関係のうちの少なくとも１つの関係を満たすことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記遮光領域は、多層クロム又は黒色樹脂を用いて形成されることを特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
   
   

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