JP4194434B2

JP4194434B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4194434B2
Application number: JP2003194009A
Authority: JP
Inventors: 浩二平賀; 徹也永田; 岳彦窪田; 恭弘藤岡
Original assignee: 株式会社日立ディスプレイズ
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: CN1576982A; CN100462782C; JP2005031215A; US20050007522A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、いわゆる部分透過型と称される液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部分透過型と称される液晶表示装置は、携帯電話やディジタルスチルカメラ等に搭載されており、必要に応じて太陽の反射光あるいは内蔵するバックライトの光によって表示面の映像を認識できるようになっている。すなわち、液晶を介して対向配置される各透明基板のうち、その一方の透明基板の液晶側の面には、ｘ方向に延在されるゲート信号線とｙ方向に延在されるドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これら各画素領域には一方のゲート信号線からの走査信号の供給により駆動される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介して一方のドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極とが形成されている。
【０００３】
この画素電極はたとえばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）のような透明電極からなり、他方の透明基板の液晶側の面にて、各画素領域に共通に形成された透明電極からなる対向電極との間に電界を発生せしめ、その電界によって画素領域内の液晶の光透過率を制御するようになっている。この各画素領域のそれぞれにおいて、金属等からなる反射板を形成することにより、その反射板が形成された部分（反射表示領域）において反射型の表示を行う機能と、該反射板が形成されていない部分（透過表示領域）において透過型の表示を行う機能を持たせるようにしている。
【０００４】
この種の液晶表示装置の構成は、特許文献１或いは特許文献２に詳述されている。このような液晶表示装置において、カラー表示用のものは、各画素領域に対向させて他方の透明基板の液晶側の面に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタが形成されている。
【０００５】
部分透過型の液晶表示装置におけるカラーフィルタは、透過表示を行う際の特性を向上させるために濃いカラーフィルタレジストを使用している。しかし、反射表示の際は、カラーフィルタを通って入射した光が反射板で反射し、カラーフィルタを再度通って外部に表示される。そのため、反射表示の際は光がカラーフィルタを２回通過することとなり、反射率が大幅に低下し、反射表示の特性が悪くなる。それを防ぐために反射表示領域、つまり、反射部材が形成された領域のカラーフィルタに目空きを設けている。この構成は特許文献３に詳述されている。
【特許文献１】
特開平１１−１０１９９２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献３】
特開２００２−３４１３６６号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、部分透過型（半透過型とも称する）の液晶表示装置のカラーフィルタに目空き（開口部）を設けることで濃い（色純度の高い）カラーフィルタを使用しても反射特性を向上させることは可能となった。しかし、色ごとに反射特性にばらつきが生じるといった問題が発生した。また、低温ポリシリコンを使用した液晶表示装置のように極めて高精細な液晶表示装置では、カラーフィルタの開口部を形成する際のホトリソグラフィプロセスの解像度に制限され、従来の如く反射領域に開口部を形成することが困難となった。また、透過領域を反射領域よりも多く設けたいとの顧客から要求された場合には、益々反射領域に開口部を形成することが困難となる。また、液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを組み立てる際の合せズレも非常に表示特性に影響を及ぼしてしまうといった問題が生じた。
【０００７】
本発明の第１の目的は、カラーフィルタの色ごとの反射特性を良好にした液晶表示装置を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、高精細の液晶表示装置においても、従来使用していた色純度の高いカラーフィルタに開口部を形成することを可能とし、基板の合せズレの影響を低減した液晶表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的な液晶表示装置では、複数の画素電極が形成された第１の基板上と、前記第１の基板と対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成されたカラーフィルタと、前記第２の基板側から入射する光を反射する反射部材と、前記第１の基板の外側に設けられたバックライトとを有し、前記複数の画素電極のうちの第１の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の第１の辺に近い側から開口部が形成されており、前記複数の画素電極のうちの第２の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の前記第１の辺に対向する第２の辺に近い側から開口部が形成されている。
【００１０】
ここで、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタと、前記第２の画素電極に対応するカラーフィルタとは赤色のカラーフィルタであり、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極とは、同一のドレイン線に接続され、隣接するゲート線に接続されている。
【００１１】
また、前記第１の画素電極が接続されるゲート線に接続され、前記第１の画素電極に隣接して設けられた第３の画素電極と、前記第１の画素電極が接続されるゲート線に接続され、前記第３の画素電極に隣接して設けられる第４の画素電極とを有し、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタは緑色のカラーフィルタであり、前記第４の画素電極に対応するカラーフィルタは青色であり、前記第３の画素電極に対応する前記カラーフィルタには開口部が設けられていてもよい。
【００１２】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部とは、前記第１の辺に近い側から設けられていてもよい。
【００１３】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部とは、前記第２の辺に近い側から設けられたものでもより。
【００１４】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部の面積は、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた開口部の面積よりも大きくすることも可能である。
【００１５】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部は、前記第１の辺側から前記第２の辺側まで形成されていてもより。
【００１６】
ここで、上記の形態とは異なる液晶表示装置では、複数の画素電極が形成された第１の基板上と、前記第１の基板と対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成されたカラーフィルタと、前記第２の基板側から入射する光を反射する反射部材と、前記第１の基板の外側に設けられたバックライトとを有し、前記複数の画素電極のうちの第１の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の第１の辺に近い側から開口部が形成されており、前記複数の画素電極のうちの第２の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の前記第１の辺に対向する第２の辺に近い側から開口部が形成されている。ここで、前記第１の画素電極と、前記第２の画素電極とは、同一のゲート線に接続されており、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタと、前記第２の画素電極に対応するカラーフィルタとは、赤色のカラーフィルタであり、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との間には、前記ゲート線に接続された、緑を表示する第３の画素電極と青を表示する第４の画素電極とが形成されている。
【００１７】
ここで、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタは、前記第１の辺に近い側から設けられた開口部を有する構成でもよい。
【００１８】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタは、前記第２の辺に近い側から設けられた開口部を有してもよい。
【００１９】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部の面積は、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた開口部の面積よりも大きくてもより。
【００２０】
また、前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部は、前記第１の辺側から前記第２の辺側まで形成されていてもよい。
【００２１】
更に、前記ゲート線に隣接したゲート線と、前記第１の画素電極が接続されたドレイン線とに接続され、赤を表示する第５の画素電極を有し、前記第５の画素電極に対応するカラーフィルタは、前記第１の辺に近い側に設けられた開口部を有してもよい。
【００２２】
また、前記ゲート線に隣接したゲート線と、前記第１の画素電極が接続されたドレイン線とに接続され、赤を表示する第５の画素電極を有し、前記第５の画素電極に対応するカラーフィルタは、前記第２の辺に近い側から設けられた開口部を有してもよい。
【００２３】
また、前記第４の画素電極に対応するカラーフィルタには開口部が形成されていないことを特徴としてもよい。
【００２４】
また、前記第４の画素電極上に、スペーサが形成されていてもよい。
【００２５】
尚、前記反射部材とは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成された金属膜であってもよく、前記反射部材とは、前記複数の画素電極のそれぞれに電気的に接続されたものであってもよい。また、前記反射部材とは、前記バックライトの中に形成されていてもよい。
【００２６】
また、前記第２の基板に対向電極が形成されていても、前記第１の基板に対向電極が形成されていてもよい。
【００２７】
本発明の上記以外の目的、構成及び効果は、本明細書の記述及び図面より明らかになるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置を図面を用いて説明する。
【００２９】
図２は本発明の第１の実施形態の液晶表示装置を示す図である。ここでは、液晶表示装置を構成する一対の基板のうち、薄膜トランジスタがアレイ状に形成されているＴＦＴ基板である。本発明の液晶表示装置は、前述の一対の基板により構成される表示パネルの他、拡散板、偏光板、導光板、及び冷陰極線管や発光ダイオード等を含むバックライトといった構成要素が必要となるが図では省略している。
【００３０】
表示パネルＬＣＰには、横方向に延在する走査線ＧＬが複数本形成され、縦方向に延在するドレイン線ＤＬが複数本形成されている。走査線とドレイン線との交点には、ゲートが走査線に接続され、ドレイン或いはソースの一方がドレイン線に接続され、ドレイン或いはソースの他方が画素電極に接続された薄膜トランジスタが形成されている。表示パネルには、上述の薄膜トランジスタと画素電極とを有する画素がマトリクス状に複数形成されている。図２では、マトリクス状に形成された複数の画素の内、１本の走査線に接続された赤を表示する画素ＰＸＲ、緑を表示する画素ＰＸＧ、青を表示する画素ＰＸＢのみを示している。実際の表示領域には、図示した３つの画素が繰り返し形成されている。本実施形態では、画素がマトリクス上に形成された表示領域の大きさは２．２インチであり、解像度はＱＶＧＡである。表示領域内の縦方向にドットが３２０個、横方向にドットが２４０個形成されていることであり、つまり、表示領域内の横方向には７２０個の画素が形成されていることである。この実施形態では、表示パネルは縦長であるが、横長であってもよい。その場合は、横方向にトッドが３２０個、縦方向に２４０個となり、横方向には９６０個の画素が形成されることとなる。勿論ＱＶＧＡに限定されるものではない。
【００３１】
表示は、走査線を選択し、走査線に接続された薄膜トランジスタをオン状態とすることで、ドレイン線に供給される映像信号を画素電極に印加する。それにより、画素電極と対向電極との間に介在する液晶組成物を駆動することで電極間の光の透過率を制御することで表示を行う。走査線は、画素がマトリクス状に形成された表示領域の外側にまで延在しており、左右の表示領域外でゲートドライバＶＳＲと接続している。ドレイン線も表示領域外にまで延在しているが、この液晶表示装置では、赤を表示する画素に接続されたドレイン線はスイッチＳＷＲの一方の端子に接続し、緑を表示する画素に接続されたドレイン線はスイッチＳＷＧの一方の端子に接続し、青を表示する画素に接続されたドレイン線はスイッチＳＷＢの一方の端子に接続されている。ＲＧＢのドレイン線のそれぞれに接続された３つのスイッチの他方の端子は１つにまとめられ、表示パネル上に形成されている映像信号入力端子に接続される。赤を表示する画素に対応するスイッチは信号Φ１によって制御され、緑を表示する画素に対応するスイッチは信号Φ２によって制御され、青を表示する画素に対応するスイッチは信号Φ３によって個別に制御される。表示領域内の赤を表示する画素に接続されたドレイン線は何れも信号Φ１で制御されるスイッチを介して映像信号入力端子に接続されており、緑を表示する画素と青を表示する画素についても同様である。表示パネル上に形成された映像信号入力端子は、異方性導電シート等を介してテープキャリアパッケージの端子に接続され、テープキャリアパッケージ上に搭載されたドレインドライバに接続される。表示パネル上に形成されたスイッチを制御する３本の信号は、表示パネル外に設けられる外部制御回路ＴＣより供給される。
【００３２】
上述した画素内の薄膜トランジスタやドレイン線とドレインドライバとの間に形成された薄膜トランジスタは低温ポリシリコンで形成しているが、ゲートドライバの全部或いは一部を低温ポリシリコンで形成してもよい。また、ドレインドライバを基板外部に設けているが、基板上にドレインドライバＩＣを設けることも可能であり、ドレインドライバ自体も低温ポリシリコンで形成することも可能である。勿論、低温ポリシリコンとしてはいるが、低温プロセスに限定されるわけではなく、また、より単結晶に近いシリコンで形成することも可能であり、アモルファスシリコンであっても問題はない。図２では、３本のドレイン線を時分割で駆動しているが、特に制限される訳でなく、それぞれのドレイン線を個別にドレインドライバに接続させるような一般的な構成であってもよい。
【００３３】
図３は、図１で示したＴＦＴ基板上の画素領域を示した図である。本発明の説明に都合の良いように、ＴＦＴ基板上に形成される複数の画素の内の一部のみを示している。横方向に延在するゲート線ＧＬに沿って４個の画素が形成されており、縦方向に延在するドレイン線ＤＬに沿って３個の画素が形成されており、図全体で１２個の画素が示されている。それぞれの画素は、薄膜トランジスタＴＦＴ（図中の記号もＴＦＴのため、以降は図中の記号の記載を省略する）と画素電極と有する。それぞれの薄膜トランジスタは、ゲート電極がゲート線に接続され、ドレイン電極がドレイン線に接続され、ソース電極が画素電極に接続されている。
【００３４】
図中最も上に示されたゲート線は、図中左より、画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｒ１２が有する薄膜トランジスタを介して、それぞれの画素が有する画素電極に接続されている。上記ゲート線に隣接するゲート線は、画素Ｒ２１、Ｇ２１、Ｂ２１、Ｒ２２が有する薄膜トランジスタを介して、それぞれの画素が有する画素電極に接続されており、そのゲート線に隣接するゲート線は画素Ｒ３１、Ｇ３１、Ｂ３１、Ｒ３１が有する薄膜トランジスタを介して、それぞれの画素が有する画素電極に接続されている。また、図中最も左に形成されているドレイン線は、図中上より、画素Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１が有する薄膜トランジスタを介して、それぞれの画素が有する画素電極に接続されており、そのドレイン線に隣接するドレイン線は、画素Ｇ２１、Ｇ２１、Ｇ３１が有する薄膜トランジスタを介して、それぞれの画素が有する画素電極に接続されている。画素を示す記号に付いているＲ、Ｇ、Ｂは、それらの画素が何色を表示するかを示している。Ｒ１１、Ｒ２１等の画素は、後述する赤色のカラーフィルタと組み合わされ、赤色を表示する。同様に、Ｇ１１、Ｇ２１等は緑色を表示し、Ｂ１１、Ｂ２１等は青色を表示する。
【００３５】
図１は、本発明の表示パネルのうち、図２と図３とで示したＴＦＴ基板に対向して設けられる対向基板を拡大した図である。対向基板には、ＴＦＴ基板上に設けられた画素電極との間で電界を生じて液晶駆動するための対向電極と、液晶を配向させるための配向膜、カラーフィルタ等が形成されている。図１では、簡略化のため、カラーフィルタの構造と、対応するＴＦＴ基板上に形成されている画素電極と、透過領域と反射領域との境界のみを示している。このカラーフィルタは、図３で示した画素に対応して設けられている。赤色のカラーフィルタＲＥＤは、ＴＦＴ基板上の画素Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１をはじめ、Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ３２等に対応して設けられている。ここでは、図１と区別するためにそれぞれに頭にＣをつけて図示している。緑色のカラーフィルタＧＲＥＥＮと青色のカラーフィルタＢＬＵＥについても同様である。また、赤を表示する画素は、図３で示すように、１本のドレイン線に沿って形成される。そのため、赤を表示する画素毎にカラーフィルタを個別に形成してもよいが、図１のように、ドレイン線と平行に各赤表示画素間を連続して１本のカラーフィルタを形成する構成でもよい。緑や青のカラーフィルタについても同様である。尚、本発明の特徴であるカラーフィルタの開口部に関しては後述する。
【００３６】
図４は、図３と図１のＩＶ−ＩＶの線に沿ったＴＦＴ基板とカラーフィルタが形成された対向基板との断面図である。ＴＦＴ基板と対向基板との間には液晶が充填されている。薄膜トランジスタのソース電極に接続されたアルミニウム等の金属層ＡＬには、透明電極ＩＴＯと、画素電極と反射部材の機能とを有するアルミニウム等の金属層ＲＡＬとが接続されている。本実施形態では、透明電極上に有機膜ＰＡＳＳを形成して、有機膜上に金属層ＲＡＬを形成しているため、金属層ＡＬ上の有機膜にはコンタクトホールが形成されている。金属層ＲＡＬは、画素電極の役割と反射部材の役割とを行うため、反射電極と称することとする。図４において、反射電極が形成されている箇所は反射領域ＲＦとなり、透明電極ＩＴＯに反射電極が覆われていない領域が透過領域ＴＨとなる。本実施形態では、透過領域の有機膜も除去している。また、ＴＦＴのソース電極に接続された金属層ＡＬと基板との間には、保持容量を形成するための保持容量線ＳＴが形成されている。
【００３７】
対向基板側には、カラーフィルタＣＦが形成されている。透過領域ＴＨでは、ＴＦＴ基板の背面に形成されたバックライトからの光が、カラーフィルタを介して着色された状態で表示面に表れる。一方、反射領域のカラーフィルタには開口部（目空き）ＯＰが形成されている。反射領域では、表示面からの光がカラーフィルタとカラーフィルタが形成されていない開口部とを介して反射電極に入射する。更に、反射電極で反射された光は、カラーフィルタとカラーフィルタの開口部を介して表示面に出る。このように、実際はカラーフィルタを経由しない光が存在するため、色純度の高いカラーフィルタを使用しても反射特性の低下を防ぐことが出来る。
【００３８】
ここで、図１で示す本発明の特徴であるカラーフィルタの開口について詳細に述べる。図中最も上の画素列ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１、ＣＲ１２は、図３の最も上に記載のゲート線（以下、第１のゲート線と称する）によって制御される画素である。画素ＣＲ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＧ１１側、つまりＴＦＴ基板の右側の辺側から第１の開口部が設けられ、画素ＣＧ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまり、ＴＦＴ基板の右側の辺側から第２の開口部が設けられている。第１の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＧ１１側の周囲部とに形成されている。また、第２の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。
【００３９】
一方、図中の上から２段目の画素列ＣＲ２１、ＣＧ２１、ＣＢ２１、ＣＲ２２は、図３の上から２段目に記載のゲート線（以下、第２のゲート線と称する）によって制御される画素である。画素ＣＲ２１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ２１の右側（図示していない青色表示の画素側）、つまりＴＦＴ基板の左側から第３の開口部が設けられ、画素ＣＧ２１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ２１側、つまり、ＴＦＴ基板の左側から第２の開口部が設けられている。第３の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの図示しない左側の画素側の周囲部とに形成されている。また、第４の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ２１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＲ２１側の周囲部とに形成されている。図中の上から３段目の画素列ＣＲ３１、ＣＧ３１、ＣＢ３１、ＣＲ３２は、図３の上から３段目に記載のゲート線によって制御される画素であるが、それら画素に対応するカラーフィルタに形成された開口部は、上述の第１のゲート線によって制御される画素に対応するカラーフィルタに設けられた開口部と同じ箇所に形成されている。図示はしていないが、上記３段目の画素列の下に形成されている画素列に関しては、上述の第２のゲート線によって制御される画素列に対応するカラーフィルタと同じ箇所に開口部が形成されている。
【００４０】
例えば、ＴＦＴ基板と対向基板とを固定する際、例えばＴＦＴ基板に対して対向基板が図の左方向にずれた場合、第１のゲート線によって制御される画素列では、赤表示と緑表示との画素電極に対応するカラーフィルタの開口部の面積とが増加してしまう。つまり、赤表示の画素電極と重畳する赤色カラーフィルタの開口部の面積と、緑表示の画素電極と重畳する緑色カラーフィルタの開口部の面積とが増加してしまう。反面、第２のゲート線によって制御される画素列では、赤表示の画素電極に対応するカラーフィルタの開口部と、緑表示の画素電極に対応するカラーフィルタの開口部の面積とは減少することとなる。つまり、赤表示の画素電極と重畳する赤色カラーフィルタの開口部の面積と、緑表示の画素電極と重畳する緑色カラーフィルタの開口部の面積とは減少する。これにより、ＴＦＴ基板と対向基板とがずれたとしても、表示パネル全体では、赤表示の画素電極に対応するカラーフィルタの開口部の面積と、緑表示の画素電極に対応するカラーフィルタの開口部の面積には変化がないこととなる。緑と赤に対応する開口部の面積を表示パネル内で一定とすることで、反射時の色再現性の低下を防ぐことが可能となる。尚、上述のカラーフィルタは、画素中の反射領域内ＲＦに形成されており、透過領域ＴＨには形成されていない。以下の実施形態においても同様である。
【００４１】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す図である。ＴＦＴ基板側の構成は図２の同様なので省略し、図１に対応するカラーフィルタの構成だけを示す。第２の実施形態の特徴は、第１の実施形態では、ゲート線毎に開口部を形成する箇所を異ならせていたが、この実施形態では、ゲート線毎の開口部は同じ箇所に形成し、ドレイン線毎に開口部を形成する箇所を異ならせている。図中最も左にある画素列ＣＲ１１、ＣＲ２１と、その右にある画素列ＣＧ１１、ＣＧ２１と、更にその右側にある画素列ＣＢ１１、ＣＢ２１とは、図３の最も左に記載のドレイン線と、その右にあるドレイン線と、更にその右にあるドレイン線とによって制御される画素である。画素ＣＲ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＧ１１側、つまりＴＦＴ基板の右側から第１の開口部が設けられ、画素ＣＧ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまり、ＴＦＴ基板の右側から第２の開口部が設けられている。第１の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＧ１１側の周囲部とに形成されている。また、第２の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。
【００４２】
また、上記で示した、画素ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１とに隣接し、前記画素と同一のゲート線に接続されている画素ＣＲ１２、ＣＧ１２、ＣＢ１２を考える。画素ＣＲ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまりＴＦＴ基板の左側から第３の開口部が設けられ、画素ＣＧ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ１２側、つまり、ＴＦＴ基板の左側から第４の開口部が設けられている。第３の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。また、第４の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１２の画素電極上と、画素電極の周囲うちの画素ＣＲ１２側の周囲部とに形成されている。
【００４３】
第２の実施形態では、赤、緑、青を表示する画素に画素信号を供給する３本のドレイン線を１つのセットとみなし、隣接するセットごとにカラーフィルタの開口部を形成する箇所を異ならせている。ゲート線毎に設けられる開口部の形成箇所は同一である。ＴＦＴ基板と対向基板のずれによる開口部の変化は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す図である。第２の実施形態と同様に、図１に対応するカラーフィルタの構成だけを示す。この実施形態は、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせたものである。つまり、一つの赤表示画素と一つの緑表示画素と一つの青表示画素とに対応する３本のドレイン線セットに隣接するドレイン線セットとでは、カラーフィルタの開口部の形成場所を異ならせる。更に、上記の３色の画素と、それに対応するゲート線と隣接するゲート線に対応する３色の画素とで、カラーフィルタの開口部の形成場所を異ならせるものである。ＴＦＴ基板と対向基板のずれによる開口部の変化は、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
図７は、本発明の第４の実施形態を示す図である。第１の実施形態の変形である。第１のゲート線によって制御される図中の上から１段目の画素列ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１、ＣＲ１２に対応するカラーフィルタの開口部の形状が異なる。画素ＣＲ１１に対応するカラーフィルタには、図示しない画素ＣＲ１１の左側から第１の開口部が設けられ、画素ＣＧ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまり、ＴＦＴ基板の右側から第２の開口部が設けられている。第１の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの図示しない左側の画素側の周囲部とに形成されている。また、第２の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。
【００４６】
一方、図中の上から２段目の画素列ＣＲ２１、ＣＧ２１、ＣＢ２１、ＣＲ２２は、図３の上から２段目に記載のゲート線（以下、第２のゲート線と称する）によって制御される画素である。画素ＣＲ２１に対応するカラーフィルタと画素ＣＧ２１に対応するカラーフィルタとにまたがって第３の開口部が形成されている。第３の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ２１の画素電極上と、緑を表示する画素ＣＧ２１の画素電極上と、それらの中間部となる画素ＣＲ２１と画素ＣＧ２１との周囲部とに形成されている。ＴＦＴ基板と対向基板のずれによる開口部の変化は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
図８は、本発明の第５の実施形態を示す図である。この実施形態では、ＴＦＴ基板上に形成する画素の構成が図３と異なる。図３で示される上述の実施形態では、ゲート線とドレイン線とは基板の端辺に対して平行に形成され、画素も碁盤の目状に形成されている。しかし、この実施形態では、ゲート線は基板の端辺に対して平行に形成されているが、ドレイン線はジグザグ状に形成されている。つまり、ある１本のゲート線に接続される画素は、隣接するゲート線に接続される画素に対してずれた状態で配置されている。いわゆるデルタ配置と言われる構成である。本実施形態では、隣接するゲート線に接続される画素を１／２画素分だけずらした構成としている。ただし、ドレイン線に接続される画素が表示する色は同じである。例えば緑を表示する画素Ｒ１２に接続されるドレイン線は、画素Ｇ２２とＧ３２とに接続される。つまり、表示色を考慮しない場合、画素は１／２画素分だけずれて形成されているが、表示色を考慮した場合、画素は３／２画素分だけずれて形成されていることとなる。勿論、本実施形態の画素配置に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００４８】
図９は、図８で示した第５の実施形態のカラーフィルタを示す。このカラーフィルタにも、本発明の特徴である開口部が設けられている。図中の上から１段目の画素列ＣＢ１１、ＣＲ１２、ＣＧ１２、ＣＢ１２とは、図８の上から１段目に記載のゲート線（以下、第１のゲート線と称する）によって制御される画素である。画素ＣＲ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＧ１２側、つまりＴＦＴ基板の右側の辺側から第１の開口部が設けられ、画素ＣＧ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１２側、つまり、ＴＦＴ基板の右側の辺側から第２の開口部が設けられている。第１の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＧ１２側の周囲部とに形成されている。また、第２の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１２側の周囲部とに形成されている。
【００４９】
一方、図中の上から２段目の画素列ＣＲ２２、ＣＧ２２、ＣＢ２２、ＣＲ２３とは、図８の上から２段目に記載のゲート線（以下、第２のゲート線と称する）によって制御される画素である。画素ＣＲ２２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ２２の右側（図示していない青色表示の画素側）、つまりＴＦＴ基板の左側から第３の開口部が設けられ、画素ＣＧ２２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ２２側、つまり、ＴＦＴ基板の左側から第４の開口部が設けられている。第３の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ２２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの図示しない左側の画素側の周囲部とに形成されている。また、第４の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ２２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＲ２２側の周囲部とに形成されている。
【００５０】
図中の上から３段目の画素列ＣＢ３１、ＣＲ３２、ＣＧ３２、ＣＢ３２とは、図８の上から３段目に記載のゲート線によって制御される画素であるが、それら画素に対応するカラーフィルタに形成された開口部は、上述の第１のゲート線によって制御される画素に対応するカラーフィルタに設けられた開口部と同じ箇所に形成されている。図示はしていないが、上記３段目の画素列の下に形成されている画素列に関しては、上述の第２のゲート線によって制御される画素列に対応するカラーフィルタと同じ箇所に開口部が形成されている。ＴＦＴ基板と対向基板のずれによる開口部の変化は、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図１０では、本発明の第６の実施形態のカラーフィルタを示す。この実施形態は、１本のゲート線に接続される赤表示画素と緑表示画素と青表示画素とを一つの組合せとし、１本のゲート線に接続される前記組合せ毎に開口部の形成箇所を異ならせるものである。画素ＣＲ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＧ１１側、つまりＴＦＴ基板の右側から第１の開口部が設けられ、画素ＣＧ１１に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまり、ＴＦＴ基板の右側から第２の開口部が設けられている。第１の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＧ１１側の周囲部とに形成されている。また、第２の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１１の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。また、画素ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１と同一のゲート線に接続された画素ＣＲ１２、ＣＧ１２に関しては、画素ＣＲ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ１１側、つまりＴＦＴ基板の左側から第３の開口部が設けられ、画素ＣＧ１２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＲ１２側、つまり、ＴＦＴ基板の左側から第４の開口部が設けられている。第３の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ１２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＢ１１側の周囲部とに形成されている。また、第４の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ１２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＲ１２側の周囲部とに形成されている。
【００５２】
また、上記で示したゲート線に隣接するゲート線に接続され、画素ＣＲ１２とＣＧ１２とに接続される画素ＣＲ２２とＣＧ２２とを考える。画素ＣＲ２２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＧ２２側、つまりＴＦＴ基板の右側から第５の開口部が設けられ、画素ＣＧ２２に対応するカラーフィルタには、画素ＣＢ２２側、つまり、ＴＦＴ基板の右側から第６の開口部が設けられている。第５の開口部は、赤を表示する画素ＣＲ２２の画素電極上と、画素電極の周囲のうちの画素ＣＧ２２側の周囲部とに形成されている。また、第４の開口部は、緑を表示する画素ＣＧ２２の画素電極上と、画素電極の周囲うちの画素ＣＢ２２側の周囲部とに形成されている。つまり、画素ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所と、画素ＣＲ２２、ＣＧ２２、ＣＢ２２に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所とが同じになる。
【００５３】
勿論、第６の実施形態において、画素ＣＲ２２、ＣＧ２２、ＣＢ２２に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所と、画素ＣＲ１２、ＣＧ１２、ＣＢ１２（図示していない）に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所とを同じにしてもよい。この場合、画素ＣＲ１１、ＣＧ１１、ＣＢ１１に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所と、画素ＣＲ２１（図示していない）、ＣＧ２１、ＣＢ２１に対応するカラーフィルタに形成された開口部の形成箇所とが同じとなる。
【００５４】
以上、本発明の液晶表示装置を示したが、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記では、ＴＦＴ基板上に画素電極を設け、ＴＦＴ基板に対向する基板に対向電極を設けているが、いわゆる横電界方式の液晶表示装置のように、ＴＦＴ基板側にのみ画素電極と対向電極とを設けた半透過型の液晶表示装置の反射領域に対応するカラーフィルタに適用することも可能である。その他、画素内に突起設け、液晶を垂直配向するＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の反射領域に対応するカラーフィルタへ適用することも可能である。また、上述の実施形態では、対向基板側から入射する光を対向基板側に反射する反射部材の構成として、基板間に形成した画素電極である透明電極と電気的に接続された金属の反射膜を示しているが、特に制限される訳ではない。例えば、フローティング状態の金属でもよく、或いは画素内に形成される保持容量線に接続される金属でもよい。また、アルミニウム以外の金属であってもよい。更には、反射部材をバックライトの中に設けることも可能である。例えば、バックライト内の拡散板等の光学シートとＴＦＴ基板との間に形成されてもよく、導光体の裏側、つまり、導光体のＴＦＴ基板から離れた面側に設けたり、蛍光管のＴＦＴ側から離れた箇所に設けることも可能である。
【００５５】
また、本明細書では、各画素に設ける開口部の面積について特に言及はしていないが、（緑表示画素の開口部の面積）は（赤表示画素の開口部の面積）以上であり、（赤表示画素の開口部の面積）は（青表示画素の開口部の面積）より大きく、（青表示画素の開口部の面積）は０以上の範囲であれば適宜変更可能である。例えば、図１１に示すように、緑を表示する画素ＣＧ１１に対応するカラーフィルタに、画素ＣＲ１１側（ＴＦＴ基板の左側）からＣＢ１１側（ＴＦＴ基板の右側）にかけて開口部を形成してもよい。図１１は、図９に対応して記載しているが、他の実施形態へ適用することも可能である。また、図１２では、各開口部をカラーフィルタの端部にまで形成していない。これにより、上述してきた実施形態よりもＴＦＴ基板と対抗基板との合せずれに尤度を持たせることが可能となる。図１２も、図９に対応して記載しているが、他の実施形態へ適用することも可能である。逆に、開口部を隣接するカラーフィルタにまで張り出して形成することも可能である。また、本実施形態では、青色表示画素に対応するカラーフィルタには開口部を形成していないが、顧客の要求等により青色カラーフィルタに開口部を形成することも可能である。この場合も、本発明の構成を適用することが可能となる。また、本実施形態では、カラーフィルタを対向基板側に形成することとして記載してきたが、ＴＦＴ基板側に形成することも可能である。また、本実施形態では、隣接するゲート線毎、或いは、隣接するドレイン線セット毎に開口部を形成する箇所を異ならせているが、２本以上のゲート線毎、或いは、２つ以上のドレイン線セットごとに開口部を形成する箇所を異ならせてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、色特性の優れた半透過型液晶表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図２】本発明の表示パネルの構成を示す図である。
【図３】本発明のＴＦＴ基板の構成を示す図である。
【図４】図１及び図３のＩＶ−ＩＶでの断面を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態のＴＦＴ基板の構成を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態のカラーフィルタの構成を示す図である。
【符号の説明】
ＴＨ：透過領域、ＲＦ：反射領域、ＰＥ：画素電極、ＲＥＤ：赤色カラーフィルタ、ＢＬＵＥ：青色カラーフィルタ、ＧＲＥＥＮ：緑色カラーフィルタ、ＯＰ：カラーフィルタの開口部、ＣＲ１１：赤色表示画素、ＣＧ１１：緑色表示画素、ＣＢ１１：青色表示画素、ＬＣＰ：液晶表示パネル、ＧＬ：ゲート線、ＤＬ：データ線、ＴＦＴ：薄膜トランジスタ、ＣＯＮＴ：コンタクトホール

Claims

複数の画素電極が形成された第１の基板と、
前記第１の基板と対向する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成されたカラーフィルタと、
前記第２の基板側から入射する光を反射する反射部材と、
前記第１の基板の外側に設けられたバックライトとを有し、
前記複数の画素電極のうち、第１のドレイン線と第１のゲート線とに接続された第１の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の第１の辺に近い側から開口部が形成されており、
前記複数の画素電極のうち、前記第１のドレイン線と、前記第１のゲート線と隣接する第２のゲート線とに接続された第２の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の前記第１の辺に対向する第２の辺に近い側から開口部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記第１の画素電極と前記第２の画素電極とは、赤を表示する画素電極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。
前記第１の画素電極が接続される前記第１のゲート線に接続され、前記第１の画素電極に隣接して設けられた緑を表示する第３の画素電極と、
前記第１の画素電極が接続される前記第１のゲート線に接続され、前記第３の画素電極に隣接して設けられる青を表示する第４の画素電極とを有し、
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタには開口部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部とは、前記第１の辺に近い側に設けられたものであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部とは、前記第２の辺に近い側に設けられたものであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部の面積は、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部は、前記第１の辺側から前記第２の辺側まで形成されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記第４の画素電極に対応するカラーフィルタには開口部が形成されていないことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
前記第４の画素電極上に、スペーサが形成されていることを特徴とする請求項３乃至８の何れかに記載の液晶表示装置。
前記反射部材とは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成された金属膜であることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の液晶表示装置。
前記反射部材とは、前記複数の画素電極のそれぞれに電気的に接続されたものであることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
前記反射部材とは、前記バックライトの中に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１９の何れかに記載の液晶表示装置。
複数の画素電極が形成された第１の基板と、
前記第１の基板と対向する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成されたカラーフィルタと、
前記第２の基板側から入射する光を反射する反射部材と、
前記第１の基板の外側に設けられたバックライトとを有し、
同一のゲート線に接続された隣接する第１から第４の画素電極のうち、前記第１の画素電極と前記第４の画素電極とは赤を表示する画素電極であり、前記第１の画素電極に隣接する前記第２の画素電極は緑を表示する画素電極であり、前記第２の画素電極と前記第４の画素電極とに隣接する前記第３の画素電極は青を表示する画素電極であり、
前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の第１の辺に近い側から開口部が形成されており、
前記第４の画素電極に対応するカラーフィルタには、前記第１の基板の前記第１の辺に対向する第２の辺に近い側から開口部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記第２の画素電極に対応するカラーフィルタは、前記第１の辺に近い側に設けられた開口部を有することを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。
前記第２の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部の面積は、前記第１の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。
前記第２の画素電極に対応するカラーフィルタに設けられた前記開口部は、前記第１の辺側から前記第２の辺側まで形成されていることを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極に対応するカラーフィルタには開口部が形成されていないことを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。
前記第３の画素電極上に、スペーサが形成されていることを特徴とする請求項１３乃至１７の何れかに記載の液晶表示装置。
前記反射部材とは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成された金属膜であることを特徴とする請求項１３乃至１８の何れかに記載の液晶表示装置。
前記反射部材とは、前記複数の画素電極のそれぞれに電気的に接続されたものであることを特徴とする請求項１９記載の液晶表示装置。