JP2007139934A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示品質を向上させた液晶表示装置を得る。
【解決手段】 液晶を介して対向配置される第１および第２基板のうち、該第１基板の液晶側の面に、並設される第１信号線とこの第１信号線と交差して並設される第２信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、該画素領域に透過表示領域と反射表示領域を備えるものであって、画素領域内を前記第１信号線と平行にかつ前記第２信号線と交差して走行するとともに前記反射表示領域において光反射膜としての機能を兼ねる第３信号線と、前記第２信号線に沿って該第２信号線上を絶縁膜を介して形成される透光性の導電膜と、前記第２基板の液晶側の面に、前記反射表示領域をも含んで前記第３信号線の延在方向に走行する透明突起体とを備え、前記第３信号線の前記第２信号線と交差する部分が前記透明突起体の前記第２信号線と交差する部分に対向して形成されているとともに、前記液晶はノーマリブラックモードで駆動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置に係り、その各画素部（画素領域）に透過表示部（透過表示領域）と反射表示部（反射表示領域）を備える液晶表示装置に関する。

この種の液晶表示装置は、必要に応じて、バックライトからの光を各画素部の透過表示部を通して画像を認識したり、たとえば太陽等の外来光を各画素部の反射表示部に反射させて画像を認識したりすることができる。
各画素部には、その透過表示部および反射表示部においても同様な液晶駆動がなされ、その制限の下で、それぞれの表示部における駆動用の電極を共通にする場合が通常である。
そして、それら電極のうち反射表示部におけるそれは外来光を反射させる反射板をも兼ねるようになっているものが知られている。
また、液晶を介して対向配置される各基板の液晶側の面に形成される層構造を、透過領域において薄く、反射領域において厚くする工夫も知られている。結果として透過領域における液晶の層厚を厚く、反射領域におけるそれを薄くすることによって、液晶中の各光の光路長を等しくするようにするためである。
このような技術は以下の特許文献１ないし４において開示されている。

特開平１１−２４２２２６号公報 特開２０００−１７１８３１号公報 特開２００１−３３０８４４号公報 特開２００２−２２９０３２号公報

しかし、各画素部に透過表示部と反射表示部を備える液晶表示装置は、その構造に上述した特殊性を備えるために、ゲート信号線およびドレイン信号線以外の他の信号線を新たに設置するような場合、あるいは、いわゆる広視野角特性を得るため、基板面にほぼ水平な方向成分で液晶を駆動させるような電極配置、すなわち、前記電極を一方の基板側に配置するような場合、前記特殊な構造との関わりによって新たな課題が発生するようになり、その解決が望まれるようになる。表示の品質の向上を図らんとせんがためである。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、表示の品質の向上を図った液晶表示装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

（１）本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される第１および第２基板のうち、該第１基板の液晶側の面に、並設される第１信号線とこの第１信号線と交差して並設される第２信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、該画素領域に透過表示領域と反射表示領域を備えるものであって、画素領域内を前記第１信号線と平行にかつ前記第２信号線と交差して走行するとともに前記反射表示領域において光反射膜としての機能を兼ねる第３信号線と、前記第２信号線に沿って該第２信号線上を絶縁膜を介して形成される透光性の導電膜と、前記第２基板の液晶側の面に、前記反射表示領域をも含んで前記第３信号線の延在方向に走行する透明突起体とを備え、前記第３信号線の前記第２信号線と交差する部分が前記透明突起体の前記第２信号線と交差する部分に対向して形成されているとともに、前記液晶はノーマリブラックモードで駆動されることを特徴とする。

（２）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記第３信号線の前記第２信号線と交差する部分は前記透明突起体の前記第２信号線と交差する部分を被うようにして対向されていることを特徴とする。

（３）本発明による液晶表示装置は、たとえば（２）の構成を前提とし、第３信号線の第２信号線との交差する部分において該第３信号線の中心軸と透明突起体の中心軸とがほぼ一致し、該第３信号線の線幅は該突起体の幅よりも等しいかあるいは大きく形成されていることを特徴とする。

（４）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、第１基板側の透過表示領域および反射表示領域には、対向電極との間に電界を発生せしめる共通の画素電極が形成され、該画素電極には、前記第１信号線および第２信号線のうち一方の信号線からの信号の供給によってオンされるスイッチング素子を介して前記第１信号線および第２信号線のうち他方の信号線からの信号が供給されることを特徴とする。

（５）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、第１基板側の透過表示領域および反射表示領域には、画素電極との間に電界を発生せしめる共通の対向電極が形成され、前記対向電極は前記第２信号線に沿って該第２信号線上を絶縁膜を介して形成される透光性の導電膜と電気的に接続されていることを特徴とする。

（６）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（５）の構成を前提とし、前記対向電極と透光性の導電膜は同層かつ同材料で形成されていることを特徴とする。

（７）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（４）の構成を前提とし、前記第１信号線および第２信号線のうち一方の信号線はゲート信号線であり、他方の信号線はドレイン信号線であることを特徴とする。

（８）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記第３信号線は各画素領域の反射表示領域に共通に形成された画素電極との間に容量を形成するための電極を具備する容量信号線であることを特徴とする。

（９）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（２）の構成を前提とし、前記第２基板の液晶側の面にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスは、第１信号線の延在方向と平行となるように形成され、少なくとも、前記第３信号線上に形成されていない領域を有することを特徴とする。

（１０）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記第１基板の液晶側の面の画素領域に絶縁膜を備え、この絶縁膜は透過表示領域および反射表示領域においても形成されていることを特徴とする。

（１１）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）の構成を前提とし、前記第１基板の液晶側の面の画素領域に絶縁膜を備え、この絶縁膜は透過表示領域において開口が形成されていることを特徴とする。

（１２）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１０）、（１１）のいずれかの構成を前提とし、前記透明突起体は、それが形成される反射表示領域の液晶の層厚が透過表示領域の液晶の層厚よりも小さくなるように、その高さが設定されていることを特徴とする。

（１３）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１２）の構成を前提とし、前記透明突起体は、それが形成される反射表示領域の液晶の層厚が透過表示領域の液晶の層厚の約１／２となるように、その高さが設定されていることを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。

実施例１．
図１は、本発明による液晶表示装置の画素の構成の一実施例を示す平面図で、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板ＳＵＢ１の該液晶側の面の構成を示している。

前記画素は、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設される一対のゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設される一対のドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域に形成されているが、図１において一方のゲート信号線ＧＬ（図中上側のゲート信号線ＧＬ）は示されていないものとなっている。

該画素の構成の概略を予め示すと、該画素には、ゲート信号線ＧＬ（図中下側のゲート信号線ＧＬ）からの信号（走査信号）によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して一方のドレイン信号線ＤＬ（図中左側のドレイン信号線ＤＬ）からの信号（映像信号）が供給される画素電極ＰＸと、この画素電極ＰＸとの間に電界を発生せしめる対向電極ＣＴと、前記画素電極ＰＸとの間に容量素子Ｃｓｔｇを形成するための容量信号線ＣＡＬとが設けられている。

前記画素電極ＰＸと対向電極ＣＴはそれぞれ複数の電極群から構成され、これら各電極は、平面的に観た場合、たとえば図中ｙ方向に延在されるとともにｘ方向に交互に配列されたものとなっている。

また、該画素の領域のうち実質的に画素領域として機能する領域（たとえばブラックマトリクスあるいはそれと同機能を有する材料層で囲まれる領域）は図中ｘ方向に延在する仮想線を境界とし区分され、上側の領域において透過表示領域ＴＤＡを、下側の領域において反射表示領域ＲＤＡを構成している。

前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動させるゲート信号線ＧＬと反射表示領域ＲＤＡとの間の領域は実質的に表示領域として機能しない領域であり、この領域において該ゲート信号線ＧＬと平行に容量信号線ＣＡＬが形成されている。この容量信号線ＣＡＬは、画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴよりも絶縁膜を介して下層に位置づけられて形成され、該画素電極ＰＸとの間で容量素子Ｃｓｔｇを形成するようになっている。

また、この容量信号線ＣＡＬは、反射表示領域ＲＤＡにまで及んで延在され、該反射表示領域ＲＤＡの領域を充分に被うようにして形成されている。この容量信号線ＣＡＬの延在部は当該反射表示領域ＲＤＡにおける反射膜として構成されるものである。上述したように、液晶を駆動させる画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴがそれらの間に間隙を有して配置されることから、これら各電極を反射膜として機能させることは、充分な光量を得ることができないことから、前記容量信号線ＣＡＬに反射膜としての機能を兼用させている。

なお、図１において、矢印Ｄが示されているが、この矢印Ｄは前記画素面において液晶ＬＣと接触する配向膜ＯＲＩ１の配向方向を示したもので、たとえばドレイン信号線ＤＬの走行方向に対して角度θを有するようになっている。

以下、前記画素の詳細な構成について図２、図３、および図４をも併せ用いて説明する。図２は図１のＡ−Ａ’線における断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’における断面図、図４は図１のＣ−Ｃ’における断面図である。

透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面に、まず、ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。
これらゲート信号線ＧＬは後述の一対のドレイン信号線ＤＬとともに矩形状の領域を囲むようになっており、この領域を画素領域として構成するようになっている。

そして、たとえば該ゲート信号線ＧＬの形成の際に同時に形成されるものであって、各ゲート信号線ＧＬの間にかつ一方のゲート信号線ＧＬに近接させて容量信号線ＣＡＬが形成されている。この容量信号線ＣＡＬは画素領域においてその幅を大きくするパターンからなり、該画素領域において容量電極と反射膜の機能をもたせるようになっている。

すなわち、該容量信号線ＣＡＬは、ｘ方向に隣接する他の画素領域においても共通に形成され、それら各画素領域において幅広に形成され、他の画素領域との間に配置されるドレイン信号線ＤＬとの交差部およびその近傍部において幅が狭くなるように形成されている。換言すれば、容量信号線ＣＡＬはドレイン信号線ＤＬの交差部においてその両辺側から切欠きが形成されたパターンで形成されている。これにより、ドレイン信号線ＤＬと容量信号線ＣＡＬの交差部において重畳される領域を小さくせしめ、この部における寄生容量を細くした分だけ低減させるようにしている。

このようにゲート信号線ＧＬおよび容量信号線ＣＡＬが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばＳｉＮからなる絶縁膜ＧＩが該ゲート信号線ＧＬ等をも被って形成されている。

この絶縁膜ＧＩは、後述のドレイン信号線ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対する層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての機能を有するようになっている。
そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたとえばアモルファスＳｉからなる半導体層ＡＳが形成されている。

この半導体層ＡＳは、薄膜トランジスタＴＦＴのそれであり、その上面にドレイン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２を形成することにより、ゲート信号線の一部をゲート電極とする逆スタガ構造のMIS（Metal Insulator Semiconductor）型トランジスタを構成することができる。

なお、この実施例の場合、前記半導体層ＡＳは薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域のみでなく、後述のドレイン信号線ＤＬの形成領域であって、前記ゲート信号線ＧＬおよび容量信号線ＣＡＬの各交差領域においても形成されている。半導体層ＡＳの層厚を利用して前記ドレイン信号線ＤＬの形成面における段差を低減させるためである。

ここで、前記ドイレン電極ＳＤ１およびソース電極ＳＤ２はたとえばドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時に形成されるようになっている。
すなわち、y方向に延在されx方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成され、その一部が前記半導体層ＡＳの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ１が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ１と薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル長分だけ離間されてソース電極ＳＤ２が形成されている。

また、このソース電極ＳＤ２は画素領域側に伸長され、後述する画素電極ＰＸとのコンタクトを図るための延在部ＳＤＳが形成されている。この延在部ＳＤＳは前記容量信号線ＣＡＬの容量電極（幅広に形成された部分）に重畳されて比較的大きな面積を有し、前記容量電極に対して前記容量素子Ｃｓｔｇの他の容量電極を構成するようになっている。この容量素子Ｃｓｔｇの誘電体膜は前記絶縁膜ＧＩとなる。

また、このようにドレイン信号線ＤＬ、ドレイン電極ＳＤ１、及びソース電極ＳＤ２（容量電極）が形成された面には、これらドレイン信号線ＤＬ等をも被って保護膜ＰＡＳが形成されている。この保護膜ＰＡＳは前記薄膜トランジスタＴＦＴを液晶からの直接の接触を回避するために設けられるもので、たとえば無機材料層、有機材料層、あるいはこれらの順次積層体から構成される。

そして、この保護膜ＰＡＳの表面には、画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴが形成されている。
画素電極ＰＸは画素領域内をそのｙ方向に延在しｘ方向に並設された複数（図では２本）の電極群から構成されている。これらの各電極は電気的な接続を図るため前記薄膜トランジスタＴＦＴ側の端部で互いに接続され、さらに、その接続部における下層の保護膜ＰＡＳに予め形成されたスルーホールＣＨを通して前記ソース電極ＳＤ２の延在部ＳＤＳの一部と電気的に接続がなされている。

対向電極ＣＴは、前述の画素電極ＰＸと同様にｙ方向に延在されｘ方向に並設された複数（図では３本）の電極群から構成され、かつ、それら各電極は、平面的に観た場合、前記画素電極ＰＸの電極を間に位置付けるようにして配列されている。

すなわち、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸは、一方の側のドレイン信号線ＤＬから他方の側のドレイン信号線ＤＬにかけて、対向電極、画素電極、対向電極、画素電極、……、対向電極の順にそれぞれ等間隔に配置されている。

ここで、画素領域の両側に位置づけられる対向電極ＣＴは、その一部がドレイン信号線ＤＬに重畳されて形成されているとともに、隣接する他の画素領域の当該ドレイン信号線ＤＬに近接する対向電極ＣＴと共通に形成されている。

換言すれば、ドレイン信号線ＤＬ上には対向電極ＣＴがその中心軸をほぼ一致づけて重畳され、該対向電極ＣＴの幅はドレイン信号線ＤＬのそれよりも大きく形成されている。該ドレイン信号線ＤＬに対し、その左側にはみ出された対向電極ＣＴは左側の画素領域の各対向電極ＣＴの一つを構成し、右側にはみ出された対向電極ＣＴは右側の画素領域の各対向電極ＣＴの一つを構成するようになっている。

このようにドレイン信号線ＤＬの上方にて該ドレイン信号線ＤＬよりも幅の広い対向電極ＣＴを形成することにより、該ドレイン信号線ＤＬからの電気力線が該対向電極ＣＴに終端し画素電極ＰＸに終端することを回避できるという効果を奏する。ドレイン信号線ＤＬからの電気力線が画素電極ＰＸに終端した場合、それがノイズとなってしまうからである。

電極群からなる各対向電極ＣＴは、ゲート信号線ＧＬを充分に被って形成される同一の材料からなる材料層と一体的に形成され、この材料層を介して該対向電極ＣＴに信号を供給できることも、また、ゲート信号線ＧＬからの電気力線をも終端させることもできるようになっている。

このことから、前記対向電極ＣＴと一体に形成される導電層は、隣接する他の画素領域との間を画するようにして、ゲート信号線ＧＬおよびドレイン信号線ＤＬを充分に被った枠体に、その内周辺から該対向電極ＣＴが画素領域内に突出したパターンを有して形成されることになる。

前記対向電極ＣＴと一体に形成される導電層、および画素電極ＰＸは、たとえばITO (Indium Tin Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、IZO (Indium Zinc Oxide)、ZO (Zinc Oxide)、SnO₂（酸化スズ）、In₂O₃（酸化インジウム）からなる透光性の導電膜から構成され、他の実施例としては該画素電極ＰＸはたとえば金属層で構成されていてもよい。

ここで、本実施例の場合、液晶の駆動としていわゆるノーマリブラックモード、すなわち、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に電圧を印加していない状態で黒表示がなされるモードを用いており、前記対向電極ＣＴと一体に形成される導電層は遮光膜の機能を有する効果を奏し、このことから、後述する透明基板ＳＵＢ２側に形成するブラックマトリックスＢＭとともに、隣接する他の画素領域の間を画する遮光部を形成するようになっている。

そして、このように対向電極ＣＴが形成された透明基板ＳＵＢ１の上面には画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴをも被って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。この配向膜ＯＲＩ１は液晶と直接に当接する膜で、液晶の分子ＬＣＭの初期配向方向を決定づけるようになっている。

また、液晶ＬＣを介して透明基板ＳＵＢ１と対向する透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面には、画素領域のうち実質的に画素として機能できる領域（透過表示領域ＴＤＡおよび反射表示領域ＲＤＡ）に開口が設けられたブラックマトリックスＢＭが形成されている。

そして、このブラックマトリックスＢＭの開口を被うようにしてカラーフィルタＦＩＬが形成され、さらにこのカラーフィルタＦＩＬを被うようにして平坦化膜ＯＣ、配向膜ＯＲＩ２が形成されている。

ここで、前記平坦化膜ＯＣの面の一部であって、画素の反射表示領域ＲＤＡを充分に被うように（透過表示領域ＴＤＡに至ることなく）してゲート信号線ＧＬの伸長方向に延在された突起体ＰＲＪが形成されている（図３、図４参照）。
この突起体ＰＲＪは透明性の材料からなり、その高さはたとえば液晶の層厚の約半分の値に設定されている。

この突起体ＰＲＪは、画素の反射表示領域ＲＤＡにおける液晶の層厚を透過表示領域ＴＤＡにおける画素の層厚の約半分にするために設けられ、透過表示領域ＴＤＡにおいて液晶中を通過する光が一方通行であるのに対し、反射表示領域ＲＤＡにおいて反射膜による往復通行となることに鑑み、それらの液晶中における光学的光路を双方等しくするようにしたものである。

図２は透過表示領域ＴＤＡにおける断面図で、突起体ＰＲＪが形成されていないために、液晶層ＬＣの層厚がｄ２の値に設定されていることを示し、また、図３は反射表示領域ＲＤＡにおける断面図で、突起体ＰＲＪが形成されているために、液晶層ＬＣの層厚がｄ１（＜ｄ２）に設定されていることを示している。

なお、図１には図示していないが、図４に示すように、平坦化膜ＯＣの面の一部であって、ブラックマトリクスＢＭが形成された面の一部に支柱と称されるスペーサＳＰが設けられている。このスペーサＳＰによって透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面に対して透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面を定位置にし、該液晶ＬＣの層厚を液晶表示部ＡＲにわたって均一化を図っている。このスペーサＳＰは、平坦化膜ＯＣの面の全域に形成した樹脂膜等を選択的除去することにより形成されるもので、図示しない他の領域に形成されるスペーサＳＰと高さが等しくなっている。
なお、前記配向膜は前記突起体ＰＲＪおよびスペーサＳＰを下層として形成されている。

このように、突起体ＰＲＪを透明基板ＳＵＢ２側に形成することによって、透明基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面をほぼ平坦化させた状態で構成することができる。透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面は画素電極ＰＸ、対向電極ＣＴ等が形成され、それらの段差による段切れの憂いをなくすことができる。また、段差が少ないことによる配向膜による液晶の分子ＬＣＭの配向乱れを少なくできる。

図５（ａ）は、上述した構成において、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の画素領域に形成される容量信号線ＣＡＬ（容量電極、反射膜）、画素電極ＰＸ、対向電極ＣＴおよび容量電極ＣＡＴの位置関係を容易に把握できるように示した図を示し、図５（ｂ）は、透明基板ＳＵＢ２の液晶側の当該画素領域に形成されるブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＦＩＬ、および突起体ＰＲＪの位置関係を容易に把握できるように示した図を示したものである。図５（ａ）および図５（ｂ）は、互いに重ね合わされる関係で示し、いずれもたとえば観察者側から観た図となっている。

図５（ｂ）から明らかとなるように、ブラックマトリックスＢＭは、透過表示領域ＴＤＡおよびｘ方向に隣接する他の画素領域の透過表示領域ＴＤＡを結ぶ領域にて除外された帯状のパターンをなし、各画素におけるドレイン信号線ＤＬの形成領域の一部が露呈されるように形成されている。

このような場合であっても、上述したようにドレイン信号線ＤＬの上面に形成されたＩＴＯのような透光性の導電膜が遮光膜としての機能を有することから、これらによって、各画素の周辺を囲む遮光部を構成することができる。

なお、ブラックマトリックスＢＭを上述したようなパターンとすることによって、実質的に表示領域として機能しない容量素子Ｃｓｔｇの形成領域をも充分に被うようにすることができる。

図５（ｂ）に示す画素に形成されるカラーフィルタＦＩＬはたとえば緑色を呈し、実質的に反射表示領域ＲＤＡとして形成される領域は、その近傍を被うブラックマトリックスＢＭの開口部に相当するようになっている。

ここで、この開口部には前記カラーフィルタＦＩＬがその全域に亘って形成されていてもよいが、この実施例では該カラーフィルタＦＩＬが一部に形成されていない個所を設けている。すなわち、カラーフィルタＦＩＬに開口部ＦＩＬＨが形成され、これにより、ブラックマトリックスＢＭの前記開口部において、その周辺に該カラーフィルタＦＩＬが形成され、該周辺を除く中央部に該カラーフィルタＦＩＬが形成されないようになっている。

反射表示領域ＲＤＡにおいて、いわゆる白表示がなされる領域を形成し、これにより画像に白輝度を向上させ、ひいては３原色の色調と独立して色温度を制御したものとなっている。

なお、当該画素は、そのｘ方向両脇の各画素とともに、カラー表示用の単位画素を構成し、該各画素のカラーフィルタＦＩＬはそれぞれ赤色および青色を呈するようになっている。そして、並設されるこれら３色のカラーフィルタＦＩＬのそれぞれは、その両辺において、隣接する他のカラーフィルタＦＩＬと僅かながら重畳するようにして配置されている。カラーフィルタＦＩＬを通すことなく光が通過されるのを回避するためである。

図６は、上述したように構成された液晶表示パネルＰＮＬの各透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２において、その液晶と反対側の面にたとえば被着された光学系を示したものである。これら光学系は液晶の挙動を可視化し該液晶を通過する光の量を認識させるためのものである。

透明基板ＳＵＢ１の面には、その液晶とは反対の側にて、位相差板ＰＤＢ１、位相差板ＰＤＢ２、偏光板ＰＯＬ１が順次積層されて形成され、透明基板ＳＵＢ２の面には、その液晶とは反対の側にて、拡散粘着材ＤＡＤ、位相差板ＰＤＢ３、偏光板ＰＯＬ２が順次積層されて形成されている。

また、図７は、たとえばバックライト側から順次配置される偏光板ＰＯＬ１、位相差板ＰＤＢ２、位相差板ＰＤＢ１、液晶表示パネルＰＮＬ、位相差板ＰＤＢ３、偏光板ＰＯＬ２において、それぞれ、吸収軸方位、遅相軸方位、遅相軸方位、配向処理方向、遅相軸方位、吸収軸方位を矢印で示した図である。

図８は、本発明による液晶表示装置の画素の改変例であり、図５と対応した図となっている。図８（ａ）に示すように、容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬとの交差部は図５に示したようにはその線幅が細くなってはおらず、画素領域における容量信号線ＣＡＬの線幅よりも細くなっている程度となっている。すなわち、容量信号線ＣＡＬの両辺のうち透過表示領域ＴＤＡと反対側の面のみに切欠きを形成するようにし、その線幅を小さくしている。このような場合であっても、容量信号線ＣＡＬとドレイン信号線ＤＬとの間の容量を低減させる配慮がなされており、このように構成してもよい。

この場合、該容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬと交差する部分は、透明基板ＳＵＢ２側の突起体ＰＲＪと対向するようにその線幅が設定されている。換言すれば、該容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬと交差する部分は、その中心軸が該突起体ＰＲＪの中心軸にほぼ一致し、その線幅は該突起体ＰＲＪの幅よりも等しいかあるいはそれより大きくなっている。

このようにした理由は、該突起体ＰＲＪのドレイン信号線ＤＬと交差する部分において、該突起体ＰＲＪの存在によって液晶の層厚（ｄ１）が小さくなっており、ドレイン信号線ＤＬの上層に形成されている透光性の導電膜の遮光機能がその分低減してしまうのを、前記容量信号線ＣＡＬにおいてその線幅を広げ、この容量信号線ＣＡＬに遮光機能をもたせようとするものである。

また、図８（ｂ）に示すように、反射表示領域ＲＤＡにおいてその周囲をブラックマトリクスＢＭで囲むようなことはしておらず、ゲート信号線ＧＬと平行に走行するパターンからなるブラックマトリクスＢＭで該反射表示領域ＲＤＡを画するようにしている。

図５（ｂ）と比較して、突起体ＰＲＪの形成部分においてドレイン信号線ＤＬの走行方向にブラックマトリックスＢＭを形成していないのは、上述したように、この部分において容量信号線ＣＡＬが遮光機能を有するようになるからである。

ゲート信号線ＧＬと平行に走行するパターンからなるブラックマトリックスＢＭの形成で足ることは、透明基板ＳＵＢ１に対する透明基板ＳＵＢ２の位置合わせの際に、ゲート信号線ＧＬの走行方向でのずれを考慮しなくてもよいという効果を奏するようになる。
なお、図８（ａ）、（ｂ）において、そのＢ−Ｂ’線における断面図を図９に示している。

図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明による液晶表示装置の画素の改変例であり、図５（ａ）、（ｂ）と対応した図となっている。図５（ａ）、（ｂ）の場合と比較して異なる構成は、まず、図１０（ａ）に示すように、透過表示領域ＴＤＡにおいて、透明基板ＳＵＢ１側に形成した保護膜ＰＡＳおよび絶縁膜ＧＩに開口部ＩＨが形成されている点にある。透過表示領域ＴＤＡにおいて液晶ＬＣの層厚を大きくせんがためである。

このことから、透明基板ＳＵＢ２側において、その反射表示領域ＲＤＡに形成する突起体ＰＲＪの高さを小さく構成している。反射表示領域ＲＤＡの液晶ＬＣの層厚は透過表示領域ＴＤＡの液晶ＬＣの層厚よりも約１／２に確保できれば充分であるからである。

また、ブラックマトリクスＢＭの開口のパターンにも相違を有し、該ブラックマトリクスＢＭは透過表示領域ＴＤＡおよび反射表示領域ＲＤＡのいずれもその周囲を囲んで形成されるように該開口が形成されている。

特に、透過表示領域ＴＤＡにおいてその領域を囲むようにしてブラックマトリックスＢＭが形成されているのは、上述のように、透明基板ＳＵＢ１側に形成した保護膜ＰＡＳおよび絶縁膜ＧＩに開口部ＩＨを形成していることから、該開口部ＩＨの側壁面における液晶の分子ＬＣＭの配向が乱れ、これを目視できないように遮光せんがためである。

なお、図１０（ａ）、（ｂ）におけるＡ−Ａ’線における断面図は図１１に示し、Ｂ−Ｂ’線における断面図は図３と同様となっており、Ｃ−Ｃ’線における断面図は図１２に示している。

図１０に示した実施例では、透明基板ＳＵＢ２側に突起体ＰＲＪを設けたものであるが、この突起体ＰＲＪを設けないようにして構成することもできる。
図１３は、図１０のＣ−Ｃ’線に相当する部分の断面図を、また、図１４は、図１０のＢ−Ｂ’線に相当する部分の断面図を示したものである。

この実施例では、突起体ＰＲＪを設けない分だけ、保護膜ＰＡＳの厚さを大きくしていることにより、反射表示領域ＲＤＡの液晶ＬＣの層厚（ｄ１）を透過表示領域ＴＤＡのそれよりも約１／２になるように確保せんとしている。

実施例２．
図１５は、本発明による液晶表示装置の画素の構成の他の実施例を示す平面図で図１に対応した図となっている。また、図１５のＡ−Ａ’における断面図は図２と同じとなっており、Ｂ−Ｂ’線における断面図を図１６に、Ｃ−Ｃ’線における断面図を図１７に示している。
図１の場合と比較して異なる構成は画素電極ＰＸと対向電極ＣＴのパターンが異なっていることにある。

すなわち、画素の反射表示領域ＲＤＡにおいて、まず、対向電極（図中符号ＣＴ’で示す）は、容量信号線ＣＡＬと一体に形成された反射膜にその機能を兼用させている。すなわち、反射表示領域ＲＤＡの全域に板状に形成された前記対向電極ＣＴ’の上方には実施例１に示したような対向電極ＣＴは形成されておらず、後述するパターンからなる画素電極ＰＸのみが形成されているようになっている。

画素電極ＰＸは、該対向電極ＣＴ’の上方に絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳを介して重畳されて形成され、図に示すようにたとえば３本の画素電極ＰＸがｙ方向に延在されｘ方向に並設されて形成されている。実施例１に示した対向電極ＣＴを設けないようにすることによって、その分画素電極ＰＸの本数を増加させた構成となっている。

この反射表示領域ＲＤＡにおける液晶は、対向電極ＣＴ’と画素電極ＰＸとの間に、特に該画素電極ＰＸのエッジの部分に生じる電界をも含めて生じる電界によって駆動されるようになっている（図１６参照）。

一方、画素の透過表示領域ＴＤＡにおいては、図１に示した構成と同様となっている。この場合、透過表示領域ＴＤＡの中央においてｙ方向に延在する対向電極ＣＴは、反射表示領域ＲＤＡ側に至る手前で端部を備えるようになっており、実施例１に示すように該反射表示領域ＲＤＡにまで延在されていないようになっている。前述したように、反射表示領域ＲＤＡには実施例１で示した対向電極ＣＴを備えない構成となっているからである。

透過表示領域ＴＤＡの中央における対向電極ＣＴは、その反射表示領域ＲＤＡへの伸長部に該反射表示領域ＲＤＡの画素電極ＰＸが配置されており、該画素電極ＰＸと若干隔離されて対向配置されるようにして形成されている。

なお、透過表示領域ＴＤＡにおける画素電極ＰＸは、反射表示領域ＲＤＡのそれをそのまま透過表示領域ＴＤＡ側に延在させたパターンで形成されている。この点においては実施例１と同様となっている。
この透過表示領域ＴＤＡにおける液晶は、実施例１の場合と同様に、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸとの間に生じる電界によって駆動されるようになっている。

図１８（ａ）は、上述した構成において、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の画素領域に形成される容量信号線ＣＡＬ（容量電極、反射膜）、画素電極ＰＸ、および対向電極ＣＴの位置関係を容易に把握できるように示した図を示し、図１８（ｂ）は、透明基板ＳＵＢ２の液晶側の当該画素領域に形成されるブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＦＩＬ、および突起体ＰＲＪの位置関係を容易に把握できるように示した図を示したものである。

なお、図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、互いに重ね合わされる関係で示し、いずれもたとえば観察者側から観た図となっている。
上述した図５（ａ）、（ｂ）と対応した図となっており、図５（ａ）、（ｂ）と比較すると画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとのパターンが異なっている点にある。

図１９（ａ）、（ｂ）は、本発明による液晶表示装置の画素の改変例であり、図１８（ａ）、（ｂ）と対応した図となっている。なお、図１９（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ’線における断面図は図２と、Ｃ−Ｃ’線における断面図は図１７と同じになっており、Ｂ−Ｂ’線における断面図は図２０に示している。

図１９（ａ）に示すように、容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬとの交差部は図１８（ａ）に示したようにはその線幅が細くなってはおらず、画素領域における容量信号線ＣＡＬの線幅よりも細くなっている程度となっている。すなわち、容量信号線ＣＡＬの両辺のうち透過表示領域ＴＤＡと反対側の面のみに切欠きを形成するようにし、その線幅を小さくしている。このような場合であっても、容量信号線ＣＡＬとドレイン信号線ＤＬとの間の容量を低減させる配慮がなされており、このように構成してもよい。

この場合、該容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬと交差する部分は、透明基板ＳＵＢ２側の突起体ＰＲＪと対向するようにその線幅が設定されている。換言すれば、該容量信号線ＣＡＬのドレイン信号線ＤＬと交差する部分は、その中心軸が該突起体ＰＲＪの中心軸にほぼ一致し、その線幅は該突起体ＰＲＪの幅よりも等しいかあるいはそれより大きくなっている。

このようにした理由は、該突起体ＰＲＪのドレイン信号線ＤＬと交差する部分において、該突起体ＰＲＪの存在によって液晶の層厚（ｄ１）が小さくなっており、ドレイン信号線ＤＬの上層に形成されている透光性の導電膜の遮光機能がその分低減してしまうのを、前記容量信号線ＣＡＬにおいてその線幅を広げ、この容量信号線ＣＡＬに遮光機能をもたせようとするものである。

また、図１９（ｂ）に示すように、反射表示領域ＲＤＡにおいてその周囲をブラックマトリクスＢＭで囲むようなことはしておらず、ゲート信号線ＧＬと平行に走行するパターンからなるブラックマトリクスＢＭで該反射表示領域ＲＤＡを画するようにしている。

図１８（ｂ）と比較して、突起体ＰＲＪの形成部分においてドレイン信号線ＤＬの走行方向にブラックマトリックスＢＭを形成していないのは、上述したように、この部分において容量信号線ＣＡＬが遮光機能を有するようになるからである。

ゲート信号線ＧＬと平行に走行するパターンからなるブラックマトリックスＢＭの形成で足ることは、透明基板ＳＵＢ１に対する透明基板ＳＵＢ２の位置合わせの際に、ゲート信号線ＧＬの走行方向でのずれを考慮しなくてもよいという効果を奏するようになる
なお、図１９（ａ）、（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図は図１７と、Ｂ−Ｂ’線における断面図は図２０と同じになっている。

図２１（ａ）、（ｂ）は、本発明による液晶表示装置の画素の改変例であり、図１８（ａ）、（ｂ）と対応した図となっている。なお、図２１（ａ）（ｂ）のＡ−Ａ’線における断面図は図１１と、Ｂ−Ｂ’線における断面図は図１６と同じになっており、Ｃ−Ｃ’線における断面図は図２２に示している。

図１８（ａ）、（ｂ）の場合と比較して異なる構成は、まず、透明基板ＳＵＢ１側に形成された絶縁膜ＧＩとこの絶縁膜ＧＩの上層に形成された保護膜ＰＡＳは、そのいずれにおいても透過表示領域ＴＤＡ内にて形成されていないものとなっている。換言すれば、前記保護膜ＰＡＳおよび絶縁膜ＧＩは透過表示領域ＴＤＡにおいて開口ＩＨが形成された構成となっている。

これにより、該透過表示領域ＴＤＡに形成される画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴは、その周辺に形成された保護膜ＰＡＳの上面から該保護膜ＰＡＳおよび絶縁膜ＧＩの開口ＩＨの側面を這って延在するようにして形成されている（図２２参照）。透過表示領域ＴＤＡにおいて、前記絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳによる光の吸収による損失を回避せんがためである。

このことは、図２２からも明らかとなるように、反射表示領域ＲＤＡにおいては、前記絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳが形成されており、実施例１に示したように、透明基板ＳＵＢ２側にあって突起体ＰＲＪも形成されている。

ここで、透過表示領域ＴＤＡにおいて絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳが形成されていない構成となっていることから、該領域における液晶の層厚は反射表示領域ＲＤＡにおける液晶の層厚よりも大きくなるが、該反射表示領域ＲＤＡに形成された突起体ＰＲＪは、その高さが適当な値に調整されていることはいうまでもない。

すなわち、透過表示領域ＴＤＡにおける液晶の層厚に対し反射表示領域ＲＤＡにおける液晶の層厚がほぼ１／２になるように、前記突起体ＰＲＪの高さが設定され、この高さは該反射表示領域ＲＤＡに形成された前記絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳの層厚に応じて決定されるようになっている。

なお、図１８（ａ）、（ｂ）の場合と比較して異なる構成として、他に、ブラックマトリクスＢＭの開口のパターンにある。該ブラックマトリクスＢＭは透過表示領域ＴＤＡおよび反射表示領域ＲＤＡのいずれもその周囲を囲んで形成されるように該開口ＢＭＨが形成されている。

また、図２３は、本発明による液晶表示装置の画素の改変例であり、図２２に対応する図となっている。
図２２の場合と比較して異なる構成は、突起体ＰＲＪが構成されていない点にある。この場合、透明基板ＳＵＢ１側の面に形成されている保護膜ＰＡＳが図２２の場合よりも厚く形成され、この保護膜ＰＡＳの厚さによって決定される反射表示領域ＲＤＡにおける液晶の層厚が、該絶縁膜ＧＩおよび保護膜ＰＡＳが形成されていない透過表示領域ＴＤＡにおける液晶の層厚がほぼ１／２となっているからである。

なお、図２４は、図２３に示す構成とした場合における図２１（ａ）、（ｂ）のＢ−Ｂ’線における図、すなわち反射表示領域ＲＤＡを横切る断面図で、図１６に対応した図となっている。図１６の場合と比較して保護膜ＰＡＳが充分に厚くなっていることを示している。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線における断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線における断面図である。 図１のＣ−Ｃ’線における断面図である。 図１に示した平面図のうち主要な材料を抽出して描いた平面図である。 本発明による液晶表示装置のパネル外に配置される光学的部材を示した側面図である。 図６に示した光学的部材のそれぞれの特性を示した斜視図である。 図５に対応する図で、図５の構成に対する変形例を示した図である。 図８のＢ−Ｂ’線における断面図である。 図５に対応する図で、図５の構成に対する改変例を示した図である。 図１０のＡ−Ａ’線における断面図である。 図１０のＣ−Ｃ’線における断面図である。 図１２の構成に対する変形例を示した図である。 図１３の構成における反射表示領域の断面図で、図１０のＢ−Ｂ’線における断面図に対応する図である。 本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。 図１５のＢ−Ｂ’線における断面図である。 図１５のＣ−Ｃ’線における断面図である。 図１５に示した平面図のうち主要な材料を抽出して描いた平面図である。 図１８に対応する図で、図１８の構成に対する変形例を示した図である。 図１９のＢ−Ｂ’線における断面図である。 図１８に対応する図で、図１８の構成に対する変形例を示した図である。 図２１のＣ−Ｃ’線における断面図である。 図２２の構成に対する変形例を示した図である。 図２３の構成における反射表示領域の断面図で、図２１のＢ−Ｂ’線における断面図に対応する図である。

符号の説明

ＳＵＢ…基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＡＬ…容量信号線、ＣＡＴ…容量電極、ＴＤＡ…透過表示領域、ＲＤＡ…反射表示領域、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＰＤＢ１〜ＰＤＢ３…位相差板、ＤＡＤ…拡散粘着材、ＰＯＬ１，２…偏光板、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＡＳ…半導体層、ＳＤ１…ドレイン電極、ＳＤ２…ソース電極、ＳＤＳ…ソース電極（延在部）、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、ＬＣ…液晶、ＬＣＭ…液晶（分子）、ＦＩＬ…カラーフィルタ、ＢＭ…ブラックマトリックス、ＯＣ…平坦化膜、ＰＲＪ…透明突起体、ＳＰ…スペーサ、ＯＲＩ…配向膜、ＣＨ…コンタクトホール、ＦＩＬＨ…フィルタ開口部、ＢＭＨ…ブラックマトリックス開口部、ＧＩ…絶縁膜、ＰＡＳ…保護膜。

Claims (13)

1. 液晶を介して対向配置される第１および第２基板のうち、該第１基板の液晶側の面に、並設される第１信号線とこの第１信号線と交差して並設される第２信号線とで囲まれる領域を画素領域とし、該画素領域に透過表示領域と反射表示領域を備えるものであって、
   画素領域内を前記第１信号線と平行にかつ前記第２信号線と交差して走行するとともに前記反射表示領域において光反射膜としての機能を兼ねる第３信号線と、
   前記第２信号線に沿って該第２信号線上を絶縁膜を介して形成される透光性の導電膜と、
   前記第２基板の液晶側の面に、前記反射表示領域をも含んで前記第３信号線の延在方向に走行する透明突起体とを備え、
   前記第３信号線の前記第２信号線と交差する部分が前記透明突起体の前記第２信号線と交差する部分に対向して形成されているとともに、前記液晶はノーマリブラックモードで駆動されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第３信号線の前記第２信号線と交差する部分は前記透明突起体の前記第２信号線と交差する部分を被うようにして対向されていることを特徴とする請求項１の液晶表示装置。
3. 第３信号線の第２信号線との交差する部分において該第３信号線の中心軸と透明突起体の中心軸とがほぼ一致し、該第３信号線の線幅は該突起体の幅よりも等しいかあるいは大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 第１基板側の透過表示領域および反射表示領域には、対向電極との間に電界を発生せしめる共通の画素電極が形成され、該画素電極には、前記第１信号線および第２信号線のうち一方の信号線からの信号の供給によってオンされるスイッチング素子を介して前記第１信号線および第２信号線のうち他方の信号線からの信号が供給されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 第１基板側の透過表示領域および反射表示領域には、画素電極との間に電界を発生せしめる共通の対向電極が形成され、前記対向電極は前記第２信号線に沿って該第２信号線上を絶縁膜を介して形成される透光性の導電膜と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記対向電極と透光性の導電膜は同層かつ同材料で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１信号線および第２信号線のうち一方の信号線はゲート信号線であり、他方の信号線はドレイン信号線であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記第３信号線は各画素領域の反射表示領域に共通に形成された画素電極との間に容量を形成するための電極を具備する容量信号線であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第２基板の液晶側の面にブラックマトリックスが形成され、このブラックマトリックスは、第１信号線の延在方向と平行となるように形成され、少なくとも、前記第３信号線上に形成されていない領域を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１基板の液晶側の面の画素領域に絶縁膜を備え、この絶縁膜は透過表示領域および反射表示領域においても形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記第１基板の液晶側の面の画素領域に絶縁膜を備え、この絶縁膜は透過表示領域において開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記透明突起体は、それが形成される反射表示領域の液晶の層厚が透過表示領域の液晶の層厚よりも小さくなるように、その高さが設定されていることを特徴とする請求項１０、１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記透明突起体は、それが形成される反射表示領域の液晶の層厚が透過表示領域の液晶の層厚の約１／２となるように、その高さが設定されていることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
    
    
    
    

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