JP2007264380A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチギャップ構造の半透過型の液晶表示装置において、反射領域を形成する突起部の段差で液晶配向不良が発生しやすいという課題があった。また、反射領域ではギャップが１．５〜３μｍと小さくなるので、残留ガスや液晶が流動しにくく、液晶注入後に気泡が発生しやすいという課題があった。
【解決手段】 反射領域Ｒの突起部１２は複数画素にわたって連続し、複数画素毎に凹部１６を形成することで、画素毎に突起部１２を設ける場合より段差の数を少なくすると共に、残留ガスや液晶１５が流動しやすい連通溝を確保する。液晶配向不良の低減化と、液晶注入後の気泡の発生をなくすことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

携帯電話などの携帯情報機器は、強い外光の下でも、暗い屋内でも良好な表示が得られるように、外光による反射表示と、バックライトによる透過表示の両方が可能な半透過型の液晶表示装置が開発されている。例えば、透過領域のギャップ（基板間の間隙）に対して、反射領域のギャップが約半分となるように、アレイ基板またはカラーフィルタ基板に突起部を形成したマルチギャップ構造の半透過型の液晶表示装置が挙げられる。この場合、反射領域に突起部を１画素毎に形成したもの（特許文献１、図７参照）や、透明樹脂などによって形成された突起部を、１画素毎に分離しないで隣接画素にわたって連続させて、しかも突起部が表示部の両端までつながったストライプ状、または全画素に連続した全面べた状（この場合、透過領域は画素毎に孤立した溝状になる）に形成したもの（非特許文献１、図１〜５、写真１参照）がある。

特開２００５−１１５２７５号公報 藤森孝一、鳴瀧陽三、木村直史：「高透過アドバンストＴＦＴ−ＬＣＤ技術」、シャープ技報、第８５号、ｐ３４〜３７（２００３）

従来の半透過型の液晶表示装置では、反射領域に突起部を１画素毎に形成した場合、透過領域のギャップの約半分に相当する約１．５〜３μｍの大きな段差が１画素毎に多数形成される。この突起部による大きな段差によって、液晶配向を行うためのラビング処理が不十分となって、液晶配向不良が発生しやすい。この液晶配向不良領域は黒表示時に光漏れが起きるので、黒が浮いてコントラスト比が低下する問題点があった。

一方、突起部を隣接画素にわたって連続させて、しかも突起部を表示部の両端までつながったストライプ状、または全画素に連続した全面べた状に形成した場合、ギャップの小さい突起部が長い距離または広い面積で連続する。通常、気体や液体が流動するときの抵抗は、流動する経路の断面積に反比例する。このため、液晶注入時に突起部によって残留ガスや液晶が流動しにくく、液晶注入後に液晶が注入されていない部分である気泡が発生しやすくなる。この気泡が発生した画素は欠陥画素になるという問題点があった。さらに、パネルの一側に液晶注入口を設ける真空液晶注入法において、液晶注入口からのパネル内の残留ガス排気時間や、液晶注入時間が長くなるという生産性の問題点もあった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、液晶配向不良と気泡の発生を低減することにより、表示品位の優れたマルチギャップ構造の液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明による液晶表示装置は、第１の表示領域とこの第１の表示領域より小さいギャップを形成する突起部が設けられた第２の表示領域とを有する画素を、一対の基板間にマトリクス状に配列してなる表示部を備えた液晶表示装置において、突起部は複数の画素にわたって連続し、複数の画素毎に凹部を有するものである。

本発明による液晶表示装置によれば、突起部は複数の画素にわたって連続し、複数の画素毎に凹部を有することにより、液晶配向不良と気泡の発生の低減化を図ることができ、表示品位の優れたマルチギャップ構造の液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態１．
本発明の液晶表示装置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の画素を示す平面図である。図２および図３は、それぞれ図１のII−II、およびIII−III線における断面図である。図４は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置の凹部の配置を模式的に示す平面図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示す。

本発明の液晶表示装置は、一対のアレイ基板２０およびカラーフィルタ基板３０と、これに挟持される液晶１５で構成されるパネル５０などからなる。また、図示していないが、従来技術と同様に、パネル５０には偏光板、位相差板などが貼付され、パネル５０の背面にはバックライトが配置される。

図１において、液晶表示装置の表示部４５を構成するマトリクス状に配列して構成された複数の画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、第１の表示領域である透過領域Ｔと、第２の表示領域である反射領域Ｒを有する。ここでは画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの上側が透過領域Ｔで、下側が反射領域Ｒに分かれた構成とした。透過領域Ｔと反射領域Ｒの比率は任意に設計可能である。画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂのアレイ基板２０に設けられた画素電極６は、透過領域Ｔに形成された透過電極７と、反射領域Ｒに形成された反射電極８とから構成される。
また、ここではカラー表示を構成する基本画素４１は、赤緑青（ＲＧＢ）の３色からなる３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとした。この基本画素４１を縦、横方向にマトリクス状に配列してカラー表示が可能な表示部４５を構成している。

カラーフィルタ基板３０には、反射領域Ｒに図中に斜線で示すようなストライプ状の突起部１２が形成されている。突起部１２は感光性透明樹脂などからなる。ギャップは反射領域Ｒの方が透過領域Ｔよりも小さくなるように、突起部１２は透過領域Ｔと反射領域Ｒのギャップの差にほぼ相当する段差を形成する。ここでは、突起部１２は表示部４５の両端まで連続したストライプ状をしておらず、３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの基本画素４１毎に溝幅Ｗを有する凹部１６が形成されている。凹部１６は、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと画素４０Ｒとの境界部に形成されている。

また、パターン間の光漏れや液晶配向不良領域を遮光する遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの外周部にそれぞれ形成されている。この遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは酸化クロム、酸化ニッケルなどからなるが、黒色の樹脂などでもよい。遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂはアレイ基板２０との重ね合わせ精度も考慮して、画素電極６の外周部よりも約３〜８μｍ内側に遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの端が配置されるように設計されている。このため、開口率は画素電極６の面積率よりも小さくなっている。

反射領域Ｒのギャップｄｒを設定する感光性樹脂からなる柱状スペーサ１４が、ここでは画素４０Ｇだけに形成されている。柱状スペーサ１４の周辺は液晶配向不良が発生するので、この領域にも遮光膜１０Ｇが形成される。柱状スペーサ１４の配置位置、数は任意に設計可能であり、柱状スペーサ１４の代わりに散布式の球状スペーサなどでもよい。

また、突起部１２および凹部１６の段差領域では、液晶配向不良が発生しやすいので、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを設ける方がよい。ここでは、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂのそれぞれの境界部に遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを設けている。画素電極６内の透過領域Ｔと反射領域Ｒの境界部にある突起部１２の段差領域については、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは設けないで、突起部１２の段差を反射領域Ｒ内に配置した。この理由は、表示の明るさを優先して、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによる開口率の低下を避けたためである。反射表示におけるコントラスト比は一般に５０：１以下と低いので、反射領域Ｒにおける多少の液晶配向不良による黒浮きは、反射表示におけるコントラスト比の低下として視認されにくいからである。

次に、図２および図３に基づいて、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの断面構成の詳細について説明する。アレイ基板２０は、ガラスなどの透明基板１と、走査信号を供給するゲート配線２と、ゲート配線２の信号によりオン・オフする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）などのスイッチ素子３と、電極や配線間の短絡を防止する層間絶縁膜４と、映像信号を供給するソース配線５と、スイッチ素子３に接続され、液晶１５に電圧を印加する画素電極６などから構成される。画素電極６は透過電極７と反射電極８から構成される。透過電極７はＩＴＯ、ＳｎＯ２などの膜厚８０ｎｍ程度の透明導電膜からなり、反射電極８は表面が反射率の高いアルミ、銀などの膜厚１００〜２００ｎｍ程度の金属膜またはその積層膜からなる。

カラーフィルタ基板３０は、ガラスなどの透明基板９と、膜厚１５０ｎｍ程度の遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、ＲＧＢの3色のカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと、反射領域Ｒを形成する感光性透明樹脂などからなる突起部１２と、ＩＴＯなどの膜厚１５０ｎｍ程度の透明導電膜からなる全画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに連続した全面べた状の対向電極（共通電極）１３と、柱状スペーサ１４などから構成されている。

突起部１２は、透過領域Ｔのギャップｄｔに対して、反射領域Ｒのギャップｄｒが約１／２ｄｔとなるような膜厚に設計されている。カラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと突起部１２の形成順序は、突起部１２を形成してからカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを形成してもよいが、突起部１２の段差はカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの形成で平坦化される傾向があるので、その考慮が必要である。また、突起部１２とは別にカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ上に透明樹脂からなる保護膜を全面に形成してもよい。

カラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの膜厚は、一般に０．５〜３．５μｍ程度に設定される。ここでは、ＲＧＢの各画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂが同一膜厚で、かつ透過領域Ｔと反射領域Ｒで同一膜厚として、約１．２μｍとした。透過領域Ｔと反射領域Ｒでカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの膜厚を変える、または、反射領域Ｒの一部分にカラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを配置しないなどによって、反射率の向上や色再現範囲の最適化をしてもよい。また、カラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂがそれぞれ異なる膜厚として色再現範囲の最適化をしてもよい。

柱状スペーサ１４の膜厚は、アレイ基板２０を構成する材料やカラーフィルタ基板３０の下地の材質によっても設定値を調整する。また、柱状スペーサ１４はカラーフィルタ基板３０ではなくアレイ基板２０に形成してもよい。

ここでは、反射電極８は工程簡素化のため平坦な場合を示したが、反射領域Ｒは白表示を行うために散乱機能を有する必要があり、別途、微粒子を分散させた散乱フィルムをカラーフィルタ基板３０に貼り付ける。カラーフィルタ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂまたは突起部１２の透明樹脂中に微粒子を分散させて散乱機能を持たせてもよい。また、一般に反射電極８を凹凸状に形成することで散乱機能を有することが行われている。

また、図示していないが、一般にアレイ基板２０には電圧を保持する保持容量部が画素電極６の下に形成されている。また、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０の最上層には液晶配向を行うためのポリイミドなどからなる配向膜が形成され、液晶配向させる方向にラビング処理がなされている。

次に、本発明の要部である突起部１２に設けられた凹部１６について詳細を説明する。突起部１２は、感光性透明樹脂からなり、スピンコート法などにより所望の膜厚に塗布し、露光、現像する。ここでは、透過領域Ｔのギャップｄｔが３．８μｍに対し、反射領域Ｒのギャップｄｒを２．０μｍに設計しており、突起部１２の膜厚は１．８μｍと設定した。

ストライプ状の突起部１２は、図１および図３に示すように、表示部４５の両端まで連続しておらず、ＲＧＢの３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂからなる基本画素４１毎に分離されるように、凹部１６が形成されている。また、凹部１６は両端が開放した連通溝となっている。凹部１６は、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと画素４０Ｒとの境界部に形成され、ソース配線５の位置に対応する遮光膜１０Ｂの領域に設けられている。ここでは、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの幅は同一であり、凹部１６の溝幅Ｗは、ソース配線５の位置に対応する遮光膜１０Ｂの幅よりも小さくして、凹部１６の有無による開口率の変化をなくしている。

凹部１６は、反射領域Ｒの突起部１２を形成する工程で、透過領域Ｔと同様な突起部１２を形成しないマスクパターンを用いることで同時に形成される。したがって、凹部１６のギャップｄｓは、透過領域Ｒのギャップｄｔにほぼ等しい値になっている。

また、凹部１６の位置に対応するカラーフィルタ１１Ｂを部分的に配置しないようにすれば、カラーフィルタ１１Ｂの膜厚分だけさらに広いギャップｄｓを形成することができる。

突起部１２は、表示部４５の行（横）方向に３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂからなる基本画素４１毎に連続しているので、その方向の凹部１６の領域、数は、各画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ毎に設ける場合の約１／３になっている。したがって、凹部１６の大きな段差で発生しやすい液晶配向不良の発生を低減することができる。

ここで、実施の形態１のように、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの構造が、凹部１６の有無によって開口率の変化がない場合は、凹部１６の配置はどの画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂでもよく、任意の複数の画素毎に設けることができる。

一方、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの構造が、凹部１６の有無によって開口率の変化がある場合は、カラー表示を構成する基本画素４１毎に凹部１６を設けるとよい。基本画素４１単位で見ると、全ての基本画素４１が同じ構成になるので、正常なカラー表示を行うことができる。

例えば、反射領域Ｒにおいて凹部１６がない位置にある遮光膜１０Ｒ、１０Ｇの幅は、凹部１６のある位置にある遮光膜１０Ｂの幅よりも、最小線幅などの制約はあるが、小さくすることができる。この場合、画素３０Ｒ、３０Ｇの反射電極８の面積を大きくすれば、画素３０Ｒ、３０Ｇの反射領域Ｒの開口率は３０Ｂよりも大きくできる。したがって、基本画素４１単位で見ると、高開口率化できる。

次に、図４に基づいて、液晶注入工程における突起部１２に形成された凹部１６の作用について説明する。表示部４５の外側には、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０を貼り合わすための熱硬化または紫外線硬化樹脂などのシール部１７が設けられている。ここでは、凹部１６の形成方向のパネル５０の一側に、シール部１７が部分的にない液晶注入口１８が設けられている。真空液晶注入法の場合は、液晶注入口１８からパネル５０内部の残留ガスを真空排気後に、液晶注入口１８を液晶１５に浸して、大気圧との差圧で液晶１５をパネル内部に注入する。その後に、液晶注入口１８を紫外線硬化樹脂などで封止する。一方、滴下液晶注入法の場合は、液晶１５をシール部１７の内側にある表示部４５の数箇所に滴下してから、全体を真空にしてアレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０を貼り合わすので、液晶注入口１８は設ける必要はない。

突起部１２が形成された反射領域Ｒでは、ギャップｄｒが約２．０μｍと小さいので、この領域では気体や液体が流動するときの抵抗が大きいが、突起部１２は表示部４５の両端まで連続しておらず、基本画素４１毎に凹部１６が設けられている。したがって、気体や液体が少し流動すれば、表示部４５の両端まで連続し、ギャップｄｔが３．８μｍと大きい透過領域Ｔや、基本画素４１毎にギャップｄｔにほぼ等しいギャップｄｓの凹部１６が存在する。この透過領域Ｔや凹部１６が抵抗の低い連通溝として機能するので、気体や液体が表示部４５の行（横）方向や列（縦）方向に容易に流動することができる。よって、表示部４５内に残留ガスや液晶１５が滞留しにくい構成なので、液晶注入後に気泡が発生しなくなっている。

また、ここでは、凹部１６の形成方向にあるパネル５０の一側に液晶注入口１８を設けており、凹部１６は透過領域Ｔを介して直線状に連通しているので、液晶注入口１８から対向する一側のシール部１７との間において、気体や液体の流動が容易である。特に、真空液晶注入法では、液晶注入口１８からのパネル５０内部の残留ガス排気時間や、液晶注入時間を、凹部１６がなく突起部１２が表示部４５の両端まで連続している従来の構成よりも短時間に行うことができる。

また、実施の形態１では、凹部１６は、突起部１２が基本画素４１毎に完全に分離する場合を示したが、突起部１２は凹部１６によって完全に分離しなくてもよい。例えば、反射領域Ｒのギャップｄｒよりも０．５〜１．５μｍ程度大きなギャップｄｓになるような凹部１６でもよく、突起部１２の膜厚よりも小さい凹部１６でも本発明の効果を有する。このような凹部１６の構造は、例えば、突起部１２の露光工程でハーフトーンマスクを用いて、凹部１６の底に突起部１２の膜厚を部分的に残すことで形成することができる。

また、凹部１６は、両端が開放した連通溝を示したが、凹部１６の一端が塞がれて、突起部１２が完全に分離しないで部分的に連続している構成でも、本発明の効果を有する。ただし、気体や液体が流動する抵抗を小さくする観点から、凹部１６は両端が開放した連通溝が望ましい。

通常、凹部１６におけるギャップｄｓと溝幅Ｗの積である断面積が大きいほど、気体や液体の流動するときの抵抗は小さくなるが、ギャップｄｓを大きくするために凹部１６の段差を大きくすると液晶配向不良が発生しやすくなる。また、溝幅Ｗが大きいと、凹部１６の段差による液晶配向不良領域を隠すために、遮光膜１０Ｂの幅を広くする必要が生じるので開口率が低下する。したがって、液晶注入工程で気泡の発生がなく、工程時間が許容される範囲で、凹部１６の段差や溝幅Ｗは小さい方が望ましい。また、凹部１６の有無によって開口率の変化がない場合は、凹部１６の数が少なくなるように、基本画素４１よりも大きい複数の画素毎に設けてもよい。

以上のように、実施の形態1によれば、液晶配向不良の低減化と、気泡の発生がないマルチギャップ構造の液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２における液晶表示装置の画素を示す平面図である。図６および図７は、それぞれ図５のVI―VI、およびVII―VII線における断面図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示す。

図５の平面図は、基本的に図１と同一である。実施の形態１では突起部１２をカラーフィルタ基板３０に設けたが、実施の形態２では、アレイ基板２０に形成した点が異なっている。突起部１２は、図６および図７に示すように、層間絶縁膜４上に感光性樹脂などで形成されており、反射領域Ｒのギャップｄｒが所望の例えば２．０μｍとなるような膜厚で形成されている。また、突起部１２の上部は反射電極８が散乱機能を有するように多数の凹凸がつけられている。この凹凸構造は、例えば、ハーフトーンマスクを用いて突起部１２と同時に形成することができる。このように、アレイ基板２０に突起部１２を設ける場合、突起部１２の上部は平坦としてもよいが、凹凸構造にすることで反射電極8が散乱機能を有するので、散乱フィルムをなくすことができる。

ストライプ状の突起部１２は、図５および図７に示すように、表示部４５の両端まで連続しておらず、３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂからなる基本画素４１毎に分離するように、凹部１６が形成されている。凹部１６は、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと画素４０Ｒとの境界部に形成され、表示に寄与しないソース配線５の位置に対応する遮光膜１０Ｂの領域に設けられている。ここでは、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの幅は同一であり、凹部１６の溝幅Ｗは遮光膜１０Ｂの幅よりも小さくして、凹部１６の有無による開口率の変化をなくしている。

また、厚い絶縁膜である突起部１２をゲート配線２、スイッチ素子３およびソース配線５上に形成しているので、反射電極８をゲート配線２、スイッチ素子３およびソース配線５の一部に重ねて形成することもできる。この場合、寄生容量をほとんど増やすことなく反射電極８の面積をさらに大きくすることができる。

凹部１６は、反射領域Ｒの突起部１２を形成する工程で、透過領域Ｔと同様に突起部１２を形成しないマスクパターンを用いることで同時に形成される。したがって、凹部１６のギャップｄｓは、透過領域Ｒのギャップｄｔにほぼ等しい値になっている。

また、凹部１６の位置に対応するカラーフィルタ１１Ｂを部分的に配置しないようにすれば、カラーフィルタ１１Ｂの膜厚分だけさらに広いギャップｄｓを形成することができる。

以上のように、突起部１２および凹部１６は、アレイ基板２０に設けても、ギャップとしては実施の形態１と同様な構成となるので、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３における液晶表示装置の画素を示す平面図である。図９および図１０は、それぞれ図８のIX―IX、およびX―X線における断面図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示す。

図８の平面図は、基本的に図１、図５と同一である。実施の形態１および２では、突起部１２をアレイ基板２０またはカラーフィルタ基板３０のいずれか一方に設けたが、図９および図１０に示すように、実施の形態３では突起部１２ａ、１２ｂを透過領域Ｔと反射領域Ｒのギャップ差ｄｔ−ｄｒにほぼ相当する段差を分割して両方に形成している。このような構成すれば、同じ反射領域Ｒのギャップｄｒを形成しても、アレイ基板２０の突起部１２ａと、カラーフィルタ基板３０の突起部１２ｂの段差を小さくすることができる。したがって、突起部部１２ａ、１２ｂの段差による液晶配向不良の発生をさらに低減化できる。

ストライプ状の突起部１２ａ、１２ｂは、図８および図１０に示すように、表示部４５の両端まで連続しておらず、３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂからなる基本画素４１毎に分離するように、凹部１６ａ、１６ｂがアレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０の両方に分割して形成されている。また、凹部１６ａ、１６ｂは、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと画素４０Ｒとの境界部に形成され、表示に寄与しないソース配線５の位置に対応する遮光膜１０Ｂの領域に設けられている。ここでは、遮光膜１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの幅は同一であり、凹部１６ａ、１６ｂの溝幅Ｗは遮光膜１０Ｂの幅よりも小さくして、凹部１６ａ、１６ｂの有無による開口率の変化をなくしている。
このような構成すれば、アレイ基板２０の凹部１６ａと、カラーフィルタ基板３０の凹部１６ｂの段差も小さくすることができる。したがって、凹部１６ａ、１６ｂの段差による液晶配向不良の発生もさらに低減できる。

なお、凹部１６ａ、１６ｂは、アレイ基板２０またはカラーフィルタ基板３０のいずれか一方だけに設けてもよい。また、ここでは凹部１６ａ、１６ｂは、対向する同じ位置に配置したが、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０で異なった位置に配置することもできる。

以上のように、突起部１２ａ、１２ｂおよび凹部１６ａ、１６ｂを、アレイ基板２０およびカラーフィルタ基板３０の両方に設けても、ギャップとしては実施の形態１と同様な構成となるので、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
また、突起部１２ａ、１２ｂおよび凹部１６ａ、１６ｂにそれぞれ分割して形成したので、アレイ基板２０とカラーフィルタ基板３０上の段差が小さくなり、液晶配向不良の発生をさらに低減できる。

実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４における液晶表示装置の凹部１６の配置を模式的に示す平面図である。実施の形態１〜３では、突起部１２に形成された凹部１６は、３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの基本画素４１毎であり、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと４０Ｒの境界部に設けていた。実施の形態４では、図１１に示すように、凹部１６は、３画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの基本画素４１毎ではあるが、表示部４５のマトリクス状に配列された画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの行（横）毎に、凹部１６を設ける色構成を変化させ、画素４０Ｂと画素４０Ｒ、画素４０Ｒと画素４０Ｇ、画素４０Ｇと画素４０Ｂの境界部に順次変えたものである。

このように、行（横）毎に凹部１６を設ける画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの色構成を変化させて、凹部１６である連通溝を直線状だけでなく、階段状や千鳥状など任意の形状に配置してもよく、このような構成でも気体や液体の流動が容易となるので、液晶１５中に気泡の発生がなく、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
また、表示部４５内で、凹部１６を設ける複数の画素単位を変化させもよい。例えば、液晶注入口１８付近の凹部１６が他の位置より多くなるような配置や、液晶注入口１８を中心に凹部１６が放射状になるような配置にしてもよく、液晶注入口１８からのパネル５０内部の残留ガス排気時間や、液晶注入時間を短時間に行うことができる。

実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５における液晶表示装置の画素を示す平面図である。図１３および図１４は、それぞれ図１２のXIII―XIII、およびXIV―XIV線における断面図である。図１５は、本発明の実施の形態５における液晶表示装置の凹部の配置を模式的に示す平面図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示す。

実施の形態１〜４では、透過領域Ｔと反射領域Ｒを画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの上下に並列的に配置し、突起部１２がストライプ状のものを示したが、実施の形態５では、図１２に示すように、透過領域Ｔが反射領域Ｒに囲まれるように配置した。また、透過領域Ｔの開口率は画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂで同一であるが、反射領域Ｒの開口率は、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂで異なる構成とした。画素４０Ｇは柱状スペーサ１４の存在により、画素４０Ｂは凹部１６の存在により、それぞれの位置に対応する遮光膜１０Ｇ、１０Ｂの幅が大きくなっており、画素４０Ｇ、４０Ｂの反射領域Ｒの開口率は、画素４０Ｒよりも小さくなっている。

突起部１２は、図１３および図１４に示すように、アレイ基板２０上に形成した。また、突起部１２の上部に凹凸を形成している。突起部１２は、表示部４５の全体にわたって連続せず、凹部１６が画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂからなる基本画素４１毎に設けられている。凹部１６は、隣り合う基本画素４１間において画素４０Ｂと４０Ｒの境界部に形成され、ソース配線５の位置に対応する遮光膜１０Ｂの領域に配置されている。また、凹部１６は、列（縦）方向の画素４０Ｂの全体にわたって連続した連通溝となっている。凹部１６の位置に対応する遮光膜１０Ｂの幅は、凹部１６による液晶配向不良領域を隠すために、他の画素４０Ｒ、４０Ｇの遮光膜１０Ｒ、１０Ｇの幅よりも広くなっている。

次に、図１５に基づいて、液晶注入工程における突起部１２に形成された凹部１６の作用について説明する。基本画素４１毎に突起部１２に凹部１６が設けられ、凹部１６は表示部４５の列（縦）方向の両端にわたって直線状に連通溝を形成している。また、凹部１６の形成方向にあるパネル５０の一側に液晶注入口１８が設けられている。凹部１６のギャップｄｓは、透過領域Ｔのギャップｄｔにほぼ等しく、気体や液体の流動する抵抗が反射領域Ｒよりも低いので、凹部１６によってパネル５０内での気体や液体の流動が容易になっている。特に、液晶注入口１８から対向する一側のシール部１７との間において、凹部１６である連通溝によって気体や液体の流動が容易になっているので、真空液晶注入法では、液晶注入口１８からのパネル５０内部の残留ガス排気時間や、液晶注入時間を、凹部１６がなく突起部１２が表示部４５の全体にわたって連続している構成よりも短時間に行うことができる。したがって、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

なお、凹部１６は表示部４５の列（縦）方向に設けた場合を示したが、行（横）方向に設けてもよく、また両方に設けてもよく、気体や液体の流動するときの抵抗が低い凹部１６を複数の画素毎に設けることにより、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。

以上、上記の実施の形態１〜５では、カラー表示を構成する基本画素４１は、ＲＧＢの３色の画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂで構成される場合を示したが、３色はＲＧＢに限らず、イエロー・マゼンタ・シアン（ＹＭＣ）の３色の画素４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃでもよい。また、３色に限らず、色再現範囲が向上できる４〜６色の基本画素４１の構成としてもよい。

また、透過領域Ｔと反射領域Ｒの配置は、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂのそれぞれ左右に分割してもよい。この場合、突起部１２は表示部４５の列（縦）方向に連続するので、複数行の画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ毎にそれぞれ凹部１６を設けることにより、同様な効果を得ることできる。また、画素４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂのそれぞれに複数の透過領域Ｔと反射領域Ｒを設けても構わない。

本発明の実施の形態１における液晶表示装置の画素を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における液晶表示装置の凹部の配置を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態２における液晶表示装置の画素を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態３における液晶表示装置の画素を示す平面図である。 本発明の実施の形態３における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態３における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態４における液晶表示装置の凹部の配置を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の画素を示す平面図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の画素を示す断面図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の凹部の配置を模式的に示す平面図である。

符号の説明

６ 画素電極
７ 透過電極
８ 反射電極
１２、１２ａ、１２ｂ 突起部
１５ 液晶
１６、１６ａ、１６ｂ 凹部
１８ 液晶注入口
２０ アレイ基板
３０ カラーフィルタ基板
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ 画素
４１ 基本画素
４５ 表示部
５０ パネル
Ｔ 透過領域
Ｒ 反射領域
ｄｔ、ｄｒ、ｄｓ ギャップ

Claims (6)

1. 第１の表示領域とこの第１の表示領域より小さい間隙を形成する突起部が設けられた第２の表示領域とを有する画素を、一対の基板間にマトリクス状に配列してなる表示部を備えた液晶表示装置において、前記突起部は前記複数の画素にわたって連続し、複数の画素毎に凹部を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 第１の表示領域が透過領域であり、第２の表示領域が反射領域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。
3. 凹部は、カラー表示を構成する基本画素毎に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 凹部は、画素の境界部に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 凹部は、両端が開放した連通溝であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 凹部形成方向にある一側に、液晶注入口を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液晶表示装置。
   
   

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