JP4994366B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー表示を行う液晶表示装置に関し、特に、透過モードと反射モードの両方で表示が可能な透過反射両用型液晶表示装置に関する。

現在、液晶表示装置（以下では単に「ＬＣＤ」とも呼ぶ。）が様々な用途に利用されている。一般的なＬＣＤでは、光の三原色である赤、緑、青を表示する３つの画素によって１つの絵素が構成されており、そのことによってカラー表示が可能になっている。

しかしながら、従来のＬＣＤは、表示可能な色の範囲（「色再現範囲」と呼ばれる。）が狭いという問題を有している。図１８に、三原色を用いて表示を行う従来のＬＣＤの色再現範囲を示す。図１８は、ＸＹＺ表色系におけるｘｙ色度図であり、赤、緑、青の三原色に対応した３つの点を頂点とする三角形が色再現範囲を表している。また、図中には、Pointerによって明らかにされた、自然界に存在する様々な物体の色（非特許文献１参照）が×印でプロットされている。図１８からわかるように、色再現範囲に含まれない物体色が存在しており、三原色を用いて表示を行うＬＣＤでは、一部の物体色を表示することができない。

そこで、ＬＣＤの色再現範囲を広くするために、表示に用いる原色の数を４つ以上に増やす手法が提案されている。

例えば、特許文献１には、図１９に示すように、赤、緑、青、黄、シアン、マゼンタを表示する６つの画素Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙｅ、Ｃ、Ｍによって１つの絵素Ｐが構成されたＬＣＤ８００が開示されている。このＬＣＤ８００の色再現範囲を図２０に示す。図２０に示すように、６つの原色に対応した６つの点を頂点とする六角形によって表される色再現範囲は、物体色をほぼ網羅している。このように、表示に用いる原色の数を増やすことによって、色再現範囲を広くすることができる。

また、特許文献１には、赤、緑、青、黄を表示する４つの画素によって１つの絵素が構成されたＬＣＤや、赤、緑、青、黄、シアンを表示する５つの画素によって１つの絵素が構成されたＬＣＤも開示されている。４色以上の原色を用いることにより、三原色を用いて表示を行う従来のＬＣＤよりも色再現範囲を広くすることができる。本願明細書では、４色以上の原色を用いて表示を行うＬＣＤを「多原色液晶表示装置（あるいは多原色ＬＣＤ）」と総称する。

一方、近年、屋外および屋内のいずれにおいても高品位の表示が可能なＬＣＤが提案されている（例えば特許文献２）。このようなＬＣＤは、透過反射両用型ＬＣＤと呼ばれ、画素内に、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを有している。

図２１に、透過反射両用型ＬＣＤの一例を示す。図２１に示すＬＣＤ９００は、赤、緑、青を表示する３つの画素Ｒ、Ｇ、Ｂによって規定される絵素を有している。

３つの画素Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒと、反射モードで表示を行う反射領域Ｒｆ（図中にハッチングを付した領域）とを有している。典型的には、反射領域Ｒｆには、アルミニウムのような光反射率の高い導電材料から形成された反射電極が設けられている。これに対し、透過領域Ｔｒには、ＩＴＯのような光透過率の高い導電材料から形成された透明電極が設けられている。

透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとの面積比は、透過モードの表示と反射モードの表示のどちらをどの程度重視するかによって決定される。透過モードの表示を重視するほど透過領域Ｔｒの面積が大きく設定され、反射モードの表示を重視するほど反射領域Ｒｆの面積が大きく設定される。室内での表示品位を向上させる観点からは、透過モードでの表示が重視され、透過領域Ｔｒの面積が大きく設定される。

反射電極および透明電極は、各画素に設けられた薄膜トランジスタ１１によってスイッチングされる。薄膜トランジスタ１１は、走査配線１２から走査信号を供給され、信号配線１３から映像信号を供給される。走査配線１２に平行に延びるように、補助容量配線１４が設けられている。画素外の領域には、格子状（あるいはストライプ状）の遮光層（ブラックマトリクスと呼ばれる。）ＢＭが設けられている。

配線や薄膜トランジスタ１１は、遮光性を有する材料から形成されているので、液晶表示パネルにおいて実際に表示に寄与する面積の割合（「開口率」と呼ばれる。）を低下させる原因となるが、図２１に示されているように、画素内を横切る配線（ここでは走査配線１２）や薄膜トランジスタ１１を反射領域Ｒｆ内に配置すると、開口率を向上させ、明るい表示を行うことができる。
特表２００４−５２９３９６号公報 特開平１１−１０１９９２号公報 M. R. Pointer, "The gamut of real surface colors," Color Research and Application, Vol.5, No.3, pp.145-155 (1980)

しかしながら、多原色ＬＣＤのように１つの絵素が４つ以上の画素によって規定されるＬＣＤにおいて、透過反射両用型に最適な構造はいまだ見出されていない。１つの絵素を構成する画素の数が増えると、配線や薄膜トランジスタなどの数も増えるので、開口率が低下する。そのため、図２１に示したような三原色で表示を行う透過反射両用型ＬＣＤの構造をそのまま多原色ＬＣＤに適用しても、明るさが低下してしまう。画素内を横切る配線や薄膜トランジスタを反射領域内に配置することにより、開口率を比較的高く維持することができるが、そのような構成を採用すると、反射領域の面積をある程度以上小さくすることができなくなるので、透過領域の面積をあまり大きくすることができない。そのため、室内での表示品位を向上させることが難しい。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの絵素が４つ以上の画素によって規定される透過反射両用型液晶表示装置において、開口率が高く、且つ、透過モードを重視した表示に好適な構造を実現することにある。

本発明による液晶表示装置は、互いに異なる色を表示する第１画素、第２画素、第３画素および第４画素を含む複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれが、透過モードで表示を行う透過領域と、反射モードで表示を行う反射領域とを有する液晶表示装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、隣接する画素に噛合するような形状を有する噛合部を有し、前記複数の画素のそれぞれの前記反射領域は、前記噛合部に配置されており、そのことによって上記目的が達成される。

ある好適な実施形態において、前記複数の画素のそれぞれは、Ｌ字状の形状を有する。

ある好適な実施形態において、前記複数の画素は、それぞれが前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素と前記第４画素とを有する複数の絵素を規定し、前記複数の画素のそれぞれの前記噛合部は、同じ絵素に属する画素に噛合する。

ある好適な実施形態において、前記複数の画素は、それぞれが前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素と前記第４画素とを有する複数の絵素を規定し、前記複数の画素のそれぞれの前記噛合部は、異なる絵素に属する画素に噛合する。

ある好適な実施形態において、前記第１画素は赤を表示する赤画素であり、前記第２画素は緑を表示する緑画素であり、前記第３画素は青を表示する青画素である。

ある好適な実施形態において、前記第４画素は白を表示する白画素である。

ある好適な実施形態において、前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素および前記第４画素のうちの２つの画素は、互いに補色の関係にある色を表示し、前記２つの画素の噛合部が互いに噛合する。

ある好適な実施形態において、前記第４画素は黄を表示する黄画素である。

ある好適な実施形態において、前記青画素の噛合部と前記黄画素の噛合部とは互いに噛合する。

ある好適な実施形態において、前記青画素の反射領域の面積は、前記黄画素の反射領域の面積よりも大きい。

ある好適な実施形態において、前記赤画素、前記緑画素、前記青画素および前記黄画素は、２行２列のマトリクス状に配列されており、前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記青画素の噛合部および前記黄画素の噛合部は、行方向に沿って帯状に連続するように配置されている。

ある好適な実施形態において、帯状に連続するように配置された前記噛合部は、前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記青画素の噛合部、前記黄画素の噛合部の順、または、前記緑画素の噛合部、前記赤画素の噛合部、前記黄画素の噛合部、前記青画素の噛合部の順に連続している。

ある好適な実施形態において、帯状に連続するように配置された前記噛合部は、前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記黄画素の噛合部、前記青画素の噛合部の順に連続している。

ある好適な実施形態において、本発明による液晶表示装置は、前記複数の画素のそれぞれに設けられたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板を備え、前記スイッチング素子は、前記複数の画素のそれぞれの前記反射領域内に配置されている。

本発明によると、１つの絵素が４つ以上の画素によって規定される透過反射両用型液晶表示装置において、開口率が高く、且つ、透過モードを重視した表示に好適な構造を実現することができる。

本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００を模式的に示す上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、比較例のＬＣＤ７００を模式的に示す上面図である。 比較例のＬＣＤ７００を模式的に示す上面図である。 本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００を模式的に示す上面図である。 反射領域の面積を変化させることによって反射表示のホワイトバランスを調整した実施例１〜５について、反射モードで表示される白がプロットされたｘｙ色度図である。 カラーフィルタの分光特性を示すグラフである。 液晶層の透過光強度の波長依存性を示すグラフである。 反射表示に用いる外光（周囲光）のスペクトルを示すグラフである。 （ａ）は、各画素の噛合部が同じ絵素に属する画素に噛合する構成を示す図であり、（ｂ）は、各画素の噛合部が異なる絵素に属する画素に噛合する構成を示す図である。 （ａ）は、図９（ａ）に示す構成において黒地に白いラインを表示した様子を模式的に示す図であり、（ｂ）は、図９（ｂ）に示す構成において黒地に白いラインを表示した様子を模式的に示す図である。 本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００の具体的な構造の一例を示す上面図である。 本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００の具体的な構造の一例を示す断面図であり、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図である。 本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００の具体的な構造の他の一例を示す上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の好適な実施形態におけるＬＣＤ１００の具体的な構造のさらに他の例を示す上面図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、絵素内での反射領域の配置順と、各画素の輝度との関係を示す図である。 本発明の好適な実施形態における他のＬＣＤ２００を模式的に示す上面図である。 本発明の好適な実施形態における他のＬＣＤ２００を模式的に示す断面図であり、図１６中の１７Ａ−１７Ａ’線に沿った断面図である。 三原色を表示に用いる従来のＬＣＤの色再現範囲を示す図である。 従来の多原色ＬＣＤ８００を模式的に示す図である。 ＬＣＤ８００の色再現範囲を示す図である。 従来の透過反射両用型ＬＣＤ９００を模式的に示す上面図である。

符号の説明

１０ 絶縁性基板
１１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１２ 走査配線
１３ 信号配線
１４ 補助容量配線
１５ ベースコート膜
１６ 半導体層
１７ 補助容量電極
１８ 補助容量接続配線
１９ ゲート絶縁膜
２０ ゲート電極
２１ 第１の層間絶縁膜
２２ ソース電極
２３ ドレイン電極
２４ 第２の層間絶縁膜
２５ 画素電極
２５ａ 透明電極
２５ｂ 反射電極
２６ 配向膜
２７ 導電部材
３０ 絶縁性基板
３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂ、３１Ｙｅ カラーフィルタ
３２ 透明誘電体層
３３ 対向電極
３４ 配向膜
３５ 突起（リベット）
４０ 液晶層
１００ａ アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）
１００ｂ 対向基板
１００ 液晶表示装置（ＬＣＤ）
Ｒ 赤画素
Ｇ 緑画素
Ｂ 青画素
Ｙｅ 黄画素
Ｔｒ 透過領域
Ｒｆ 反射領域
ＢＭ ブラックマトリクス
ＣＨ コンタクトホール

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１に、本実施形態における液晶表示装置（ＬＣＤ）１００を模式的に示す。ＬＣＤ１００は、互いに異なる色を表示する４種類の画素を含む複数の画素を有している。

ＬＣＤ１００は、具体的には、図１に示すように、赤を表示する赤画素Ｒ、緑を表示する緑画素Ｇ、青を表示する青画素Ｂおよび黄を表示する黄画素Ｙｅを有しており、これら４つの画素によって１つの「絵素」が規定される。本実施形態では、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅは１つの絵素内で２行２列のマトリクス状に配列されている。ＬＣＤ１００では、三原色を用いて表示を行う一般的なＬＣＤよりも、表示に用いられる原色の数が多いので、色再現範囲が広い。

赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅのそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒと、反射モードで表示を行う反射領域Ｒｆ（図中にハッチングを付した領域）とを有している。透過領域Ｔｒでは、照明装置（バックライト）からの光を用いて表示が行われる。これに対し、反射領域Ｒｆでは、周囲光（外光）を用いて表示が行われる。

典型的には、反射領域Ｒｆには光を反射する反射電極が設けられており、透過領域Ｔｒには光を透過する透明電極が設けられている。反射電極は、アルミニウムのような光反射率の高い導電材料から形成される。また、透明電極は、ＩＴＯのような光透過率の高い導電材料から形成される。

なお、反射領域Ｒｆと透過領域Ｔｒとでは液晶層の厚さ（セルギャップ）が異なっていることが好ましい。具体的には、反射領域Ｒｆでは、透過領域Ｔｒよりも液晶層が薄いことが好ましく、より具体的には、反射領域Ｒｆの液晶層の厚さが、透過領域Ｔｒの液晶層の厚さの約１／２であることが好ましい。透過領域Ｔｒにバックライト側から入射する光が液晶層を１回しか通過しないのに対し、反射領域Ｒｆに観察者側から入射する光は液晶層を２回通過するが、上述したように、反射領域Ｒｆのセルギャップを透過領域Ｔｒのセルギャップよりも小さくする（マルチギャップ構造と呼ばれる。）ことにより、光が液晶層を通過する回数の差に起因したリタデーションの差を少なくすることができ、表示品位が向上する。

マルチギャップ構造を実現するために、液晶層を介して対向する一対の基板の少なくとも一方に段差が設けられている。基板上の一部の領域に樹脂などを用いて透明な誘電体層を選択的に形成することにより、段差を設けることができる。

ＬＣＤ１００は、さらに、各画素に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１と、ＴＦＴ１１に走査信号を供給する走査配線１２と、ＴＦＴ１１に映像信号を供給する信号配線１３とを有している。ＴＦＴ１１は、画素電極（典型的には反射電極および透明電極を含む）をスイッチングするスイッチング素子として機能する。走査配線１２が延びる方向をここでは便宜的に行方向と称し、信号配線１３が延びる方向を同じく便宜的に列方向と称する。

また、ＬＣＤ１００は、補助容量を形成するための補助容量配線１４を有している。補助容量配線１４は、走査配線１２に略平行に延びるように形成されている。本実施形態では、補助容量配線１４が画素外に設けられているのに対し、走査配線１２は画素内を横切るように設けられている。画素内を横切る走査配線１２と薄膜トランジスタ１１とは、反射領域Ｒｆ内に配置されており、そのことによって開口率の向上が図られている。画素外の領域には、各画素を囲むように遮光層（ブラックマトリクスと呼ばれる。）ＢＭが設けられている。

一般的なＬＣＤでは、図２１にも示したように、画素は矩形状である。これに対し、本実施形態におけるＬＣＤ１００の画素は、それぞれがＬ字状の形状を有し、列方向に隣接する２つの画素同士が互いに噛合するように配置されている。つまり、各画素は、隣接する画素に噛合するような形状を有する部分（本願明細書では「噛合部」と呼ぶ。）を有している。そして、各画素の反射領域Ｒｆは、各画素の噛合部に配置されている。

本実施形態では、赤画素Ｒの噛合部と緑画素Ｇの噛合部とが互いに噛合し、青画素Ｂの噛合部と黄画素Ｙｅの噛合部とが互いに噛合している。また、赤画素Ｒの噛合部、緑画素Ｇの噛合部、青画素Ｂの噛合部および黄画素Ｙｅの噛合部は、行方向に沿って帯状に連続するように配置されており、赤画素Ｒの反射領域Ｒｆ、緑画素Ｇの反射領域Ｒｆ、青画素Ｂの反射領域Ｒｆおよび黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆも帯状に連続している。

ＬＣＤ１００では、上述したように、各画素が、隣接する画素に噛合するような形状を有する噛合部を有しており、各画素の反射領域は、この噛合部に配置されている。このような構造とすることにより、高い開口率を保ったまま、透過モードを優先した表示を実現することができる。以下、この理由を説明する。

図２（ａ）は、比較例のＬＣＤ７００を示す図である。比較例のＬＣＤ７００は、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅを有しているが、ＬＣＤ７００の各画素は矩形状であり、噛合部を有していない。

ＬＣＤ７００において透過モードの表示を重視する場合、反射領域Ｒｆの面積を小さくして透過領域Ｔｒの面積を大きくする必要がある。しかしながら、開口率を高く保つには、反射領域Ｒｆ内に配線やＴＦＴ１１を配置する必要があり、配線間の間隔やＴＦＴ１１の大きさには制約があるので、反射領域Ｒｆの面積を無制限に小さくすることはできない。

例えば図２（ｂ）に示すように、反射領域Ｒｆの行方向（走査配線１２の延びる方向）に沿った幅を小さくすることによって無理矢理反射領域Ｒｆの面積を小さくすると、画素内を横切る走査配線１２の一部（図中に破線で囲って示している）を反射領域Ｒｆ内に配置することができず、その分開口率が低下してしまう。

これに対し、図１に示す本実施形態におけるＬＣＤ１００のように、各画素に隣接する画素に噛合するような形状を有する噛合部を設け、この噛合部に反射領域Ｒｆを配置すると、画素内を横切る配線やＴＦＴ１１を反射領域Ｒｆ内に収めたまま、反射領域Ｒｆを十分に小さくすることができる。そのため、透過領域Ｔｒの面積を十分に大きくすることができ、室内における表示品位を十分に向上させることができる。

また、図２（ｂ）に示した構成では、反射領域Ｒｆが島状に点在するので、マルチギャップ構造を形成するための透明な誘電体層を形成する際に、行方向と列方向の両方にアライメントマージンを考慮する必要がある。これに対し、本実施形態におけるＬＣＤ１００では、噛合部に反射領域Ｒｆを設けた結果、反射領域Ｒｆは帯状に連続するように配置されるので、誘電体層も帯状に連続するように形成すればよく、連続する方向についてはアライメントマージンを考慮する必要がない。そのため、反射領域Ｒｆについての開口率（反射開口率）を向上することができる。

さらに、本実施形態のＬＣＤ１００は、透過モードの表示と反射モードの表示の両方で好適なホワイトバランスを実現し得る点においても優れている。以下、この理由を説明する。

赤、緑および青に黄を加えた４原色で表示を行う場合、ホワイトバランスが崩れやすく、表示される白が若干黄味を帯びてしまう（つまり白の色温度が低くなってしまう）ことがある。透過モードの表示については、バックライトの光源を調整する（具体的には若干青味を帯びた白色光を発する光源を用いる）ことにより好ましいホワイトバランスを実現できるが、反射モードでは周囲光を用いて表示が行われるので、そのようにしてホワイトバランスを調整することはできない。

そこで、反射領域Ｒｆの面積を調整することによって反射表示のホワイトバランスを調整することが考えられる。具体的には、青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積を、黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積よりも大きくすることにより、反射モードの白が黄味がかることを防止できる。

しかしながら、そのようにしてホワイトバランスを調整すると、新たな問題が発生してしまう。例えば、図２（ｂ）に示した比較例のＬＣＤ７００において青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積を大きくして黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積を小さくすると、図３に示すように、青画素Ｂの透過領域Ｔｒの面積が黄画素Ｙｅの透過領域Ｔｒの面積よりも小さくなるので、透過モードの白が黄味を帯びてしまう。これを防止するために、照明装置の光源をさらに青味の強い光を発するものに変えることも考えられるが、光源の光の青味を強くすることはバックライトの輝度を低下させてしまう。

これに対し、本実施形態のＬＣＤ１００では、互いに補色の関係にある色を表示する２つの画素の噛合部、つまり、青画素Ｂの噛合部と黄画素Ｙｅの噛合部とが互いに噛合しているので、これらの噛合部の面積を調整することにより、図４に示すように、青画素Ｂの透過領域Ｔｒと黄画素Ｙｅの透過領域Ｔｒとの面積比率を変えずに、青画素Ｂの反射領域Ｒｆと黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆとの面積比率を変える（具体的には青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積を黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積よりも大きくする）ことができる。そのため、透過表示のホワイトバランスを崩さずに、反射表示のホワイトバランスを調整でき、透過モードの表示と反射モードの表示の両方で好適なホワイトバランスを実現することができる。

表１および図５に、反射領域Ｒｆの面積を変化させることによって反射モードの表示のホワイトバランスを調整した例（実施例１〜５）を示す。表１は、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積と、反射モードで表示される白の色温度およびｘｙ色度との関係を示している。また、図５は、実施例１〜５について反射モードで表示される白がプロットされたｘｙ色度図である。なお、ここで示したデータは、図６に示すような分光特性を示すカラーフィルタ、透過光強度に図７に示すような波長依存性を示す液晶層、図８に示すようなスペクトルを有する外光（周囲光）を反射表示に用いるＬＣＤについてのデータである。

表１および図５に示されているように、実施例１では、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積が互いに等しいので、白の色温度が低く、白が若干黄味を帯びている。これに対し、実施例２、３および４では、青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積が黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積よりも大きいので、白の色温度を高くすることができる。また、実施例２、３および４を互いに比較すればわかるように、青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積を黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積に対して大きくすればするほど、白の色温度が高くなる。また、実施例３と実施例５とを比較すればわかるように、青画素Ｂの反射領域Ｒｆの面積を黄画素Ｙｅの反射領域Ｒｆの面積よりも大きくするだけでなく、赤画素Ｒの反射領域Ｒｆの面積を減らすことによって、さらに白の色温度を高くすることができる。

なお、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、各画素の噛合部が同じ絵素に属する画素に噛合する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９（ｂ）に示すように、各画素の噛合部が異なる絵素に属する画素に噛合するような構成であってもよい。

図９（ｂ）に示す構成では、各画素はＬ字状の形状を有し、噛合部を有しているものの、各画素の噛合部は、同じ絵素に属する画素ではなく、異なる絵素に属する画素に噛合している。具体的には、ある絵素に着目すると、赤画素Ｒの噛合部は下の絵素に属する緑画素Ｇに噛合し、緑画素Ｇの噛合部は上の絵素に属する赤画素Ｒに噛合している。また、青画素Ｂの噛合部は下の絵素に属する黄画素Ｙｅに噛合し、黄画素Ｙｅの噛合部は上の絵素に属する青画素Ｂに噛合している。このような構成を採用しても、上述した効果を同様に得ることができる。

また、各画素の噛合部を異なる絵素に属する画素に噛合するように配置すると、黒地に白いラインを表示する際に、ラインの延びる方向によらず好適な表示を行うことができる。

図９（ａ）に示したように各画素の噛合部を同じ絵素に属する画素に噛合するように配置すると、１つの絵素内で反射領域Ｒｆは行方向に帯状に連続するように配置される。そのため、黒地に白いラインを表示すると、図１０（ａ）に示すように、行方向に延びるラインと列方向に延びるラインとで太さに大きな差が生じてしまう。

これに対し、図９（ｂ）に示したように各画素の噛合部を異なる絵素に属する画素に噛合するように配置すると、１つの絵素内で反射領域Ｒｆは絵素の中心に対してほぼ均等な距離で配置される。そのため、黒地に白いラインを表示すると、図１０（ｂ）に示すように、行方向に延びるラインと列方向に延びるラインとで太さがほぼ同じになり、ラインの延びる方向によらず好適な表示を行うことができる。

次に、本実施形態におけるＬＣＤ１００のより具体的な構造を説明する。図１１は、ＬＣＤ１００の具体的な構造の一例を示す上面図であり、図１２は、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図である。なお、図１１では、見やすさのために、各画素の反射領域Ｒｆのハッチングを省略している。

ＬＣＤ１００は、複数の画素のそれぞれに設けられたＴＦＴ１１を有するアクティブマトリクス基板（以下では「ＴＦＴ基板」と呼ぶ。）１００ａと、ＴＦＴ基板１００ａに対向するカラーフィルタ基板１００ｂと、これらの間に配置された液晶層４０とを備えている。

ＴＦＴ基板１００ａは、透明な絶縁性基板（例えばガラス基板）１０上に多くの膜が積層された構造を有している。以下、ＴＦＴ基板１００ａの構造をより具体的に説明する。

まず、絶縁性基板１０のほぼ全面を覆うように、ベースコート膜１５が形成されている。このベースコート膜１５上に、ＴＦＴ１１を構成する半導体層１６と、補助容量を構成するための補助容量電極１７と、半導体層１６と補助容量電極１７とを電気的に接続する補助容量接続配線１８とが設けられている。半導体層１６、補助容量電極１７および補助容量接続配線１８は、同一の半導体膜から形成されている。

これらの半導体層１６、補助容量電極１７および補助容量接続配線１８を覆うように、ゲート絶縁膜１９が形成されている。ゲート絶縁膜１９上には、走査配線１２および補助容量配線１４と、走査配線１２から延設されたゲート電極２０とが設けられている。補助容量配線１４は、補助容量電極１７にゲート絶縁膜１９を介して対向し、補助容量配線１４および補助容量電極１７とこれらの間に位置するゲート絶縁膜１９とによって補助容量Ｃｓが形成されている。図１１では、赤画素Ｒ用、緑画素Ｇ用、青画素Ｂ用、黄画素Ｙｅ用の補助容量をそれぞれＣｓ（Ｒ）、Ｃｓ（Ｇ）、Ｃｓ（Ｂ）、Ｃｓ（Ｙｅ）と表記している。

走査配線１２などを覆うように、第１の層間絶縁膜（例えば無機絶縁膜）２１が形成されている。第１の層間絶縁膜２１上には、信号配線１３、ソース電極２２およびドレイン電極２３が形成されている。ソース電極２２およびドレイン電極２３は、ゲート絶縁膜１９および第１の層間絶縁膜２１に形成されたコンタクトホールＣＨにおいて半導体層１６に接続されている。

信号配線１３などを覆うように、第２の層間絶縁膜（例えば透明樹脂膜）２４が形成されている。この第２の層間絶縁膜２４上に、透明電極２５ａおよび反射電極２５ｂを含む画素電極２５が形成されている。画素電極２５は、第２の層間絶縁膜２４に形成されたコンタクトホールＣＨにおいてドレイン電極２３に接続されている。画素電極２５を覆うように、配向膜２６が形成されている。

カラーフィルタ基板１００ｂは、透明な絶縁性基板（例えばガラス基板）３０と、絶縁性基板３０上に形成された赤カラーフィルタ３１Ｒ、緑カラーフィルタ３１Ｇ、青カラーフィルタ３１Ｂ、黄カラーフィルタ３１ＹｅおよびブラックマトリクスＢＭとを有している。これらのカラーフィルタおよびブラックマトリクスＢＭ上には、反射領域Ｒｆのみに選択的に透明誘電体層（例えば透明樹脂層）３２が形成されている。そして、透明誘電体層３２を覆うように、対向電極３３および配向膜３４が設けられている。

液晶層４０としては、種々の表示モード用の液晶層を用いることができる。反射領域Ｒｆに選択的に形成された透明誘電体層３２によってカラーフィルタ基板１００ｂに段差が形成されており、そのことによって、反射領域Ｒｆにおける液晶層４０の厚さと、透過領域Ｔｒにおける液晶層４０の厚さとが異なっている。

図１１および図１２に構造を例示したＬＣＤ１００は、公知の種々の製造方法を用いて製造することができる。

なお、図１１には、４つの画素と２本の走査配線１２が示されており、上側に位置する２つの画素（具体的には緑画素Ｇおよび黄画素Ｙｅ）のＴＦＴ１１が下側の走査配線１２に接続されているのに対し、下側に位置する２つの画素（具体的には赤画素Ｒおよび青画素Ｂ）のＴＦＴ１１は上側の走査配線１２に接続されている。

これに対し、図１３に示すように、上側に位置する緑画素Ｇおよび黄画素ＹｅのＴＦＴ１１を上側の走査配線１２に接続し、下側に位置する赤画素Ｒおよび青画素ＢのＴＦＴ１１を下側の走査配線１２に接続してもよい。

ただし、いずれの構成を採用するにしても、各画素の補助容量接続配線１８は、図１１や図１３に示しているように、その画素を駆動する走査配線１２ではなく、隣接する画素を駆動する走査配線１２をまたぐように配置されていることが好ましい。例えば図１１に示す赤画素Ｒに着目して説明すると、この赤画素Ｒの補助容量接続配線１８は、赤画素Ｒを駆動する走査配線１２（図中上側の走査配線）ではなく、緑画素Ｇを駆動する走査配線１２（図中下側の走査配線）をまたぐように配置されている。

補助容量接続配線１８と走査配線１２とが交差する部分には寄生容量が形成される。各画素の補助容量接続配線１８がその画素を駆動する走査配線１２をまたぐ場合、形成される寄生容量は、ゲートオフ時に生じる引き込み電位の原因となり、最適な対向電極電位に影響を与えてしまう。そのため、各画素の補助容量接続配線１８は、隣接する画素を駆動する走査配線１２をまたぐように配置されていることが好ましい。

なお、図１３に示す構成では、各画素の補助容量接続配線１８を、隣接する画素を駆動する走査配線１２をまたぐように配置するために、隣接する画素内で補助容量を形成している。具体的には、赤画素Ｒ用の補助容量Ｃｓ（Ｒ）を緑画素Ｇ内で形成し、青画素Ｂ用の補助容量Ｃｓ（Ｂ）を黄画素Ｙｅ内で形成している。また、緑画素Ｇ用の補助容量Ｃｓ（Ｇ）を赤画素Ｒ内で形成し、黄画素Ｙｅ用の補助容量Ｃｓ（Ｙｅ）を青画素Ｂ内で形成している。

図１３に示したように、補助容量接続配線１８が他の画素内を横切っていると、画素間で容量が形成されてしまう。そのため、画素への信号の書き込みが行われた後、隣接する画素の電位変動の影響で引き込みを受け、電圧透過率特性がシフトしてしまう。従って、上側の２つの画素（緑画素Ｇおよび黄画素Ｙｅ）と下側の２つの画素（赤画素Ｒおよび青画素Ｂ）とで電圧透過率特性に差が生じてしまう。

このような問題については、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅのそれぞれに独立にγを設定することにより、改善することができる。

また、図１１に示した構成であっても、各画素について画素間容量がばらばらになり、電圧透過率特性に差が生じることがあるが、そのような場合であっても、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅのそれぞれに独立にγを設定すればよい。

なお、ここまでの説明では、帯状に配置された噛合部が、図１などに示したように、赤画素Ｒの噛合部、緑画素Ｇの噛合部、青画素Ｂの噛合部、黄画素Ｙｅの噛合部の順に連続し、各画素内で反射領域Ｒｆが赤、緑、青、黄の順に連続している場合を例示したが、噛合部および反射領域Ｒｆの順番は、これに限定されるものではない。

例えば図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、赤画素Ｒの噛合部、緑画素Ｇの噛合部、黄画素Ｙｅの噛合部、青画素Ｂの噛合部の順に連続し、各画素内で反射領域Ｒｆが赤、緑、黄、青の順に連続していてもよい。

一般に、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂおよび黄画素Ｙｅのうち、赤画素Ｒおよび青画素Ｂの輝度は相対的に低く、緑画素Ｇおよび黄画素Ｙｅの輝度は相対的に高い。そのため、画素内で反射領域Ｒｆが赤、緑、青、黄の順に連続していると、図１５（ａ）に模式的に示しているように、輝度の低い反射領域Ｒｆと輝度の高い反射領域Ｒｆとが交互に配置されるので、べた画像を表示する際に均一な表示が可能になる。

一方、画素内で反射領域Ｒｆが赤、緑、黄、青の順に連続していると、図１５（ｂ）に模式的に示しているように、輝度の高い反射領域が画素の中央に配置されるので、黒地に白いライン、あるいは白地に黒いラインを表示した際に、ラインエッジの色付きを防止することができる。

なお、噛合部を、緑画素Ｇの噛合部、赤画素Ｒの噛合部、黄画素Ｙｅの噛合部、青画素Ｂの噛合部の順に連続するように配置してもよい。このように配置すると、画素内で反射領域Ｒｆが緑、赤、黄、青の順に連続する。そのため、図１５（ｃ）に模式的に示しているように、輝度の低い反射領域Ｒｆと輝度の高い反射領域Ｒｆとが交互に配置されるので、この場合にも、べた画像を均一に表示することができるという効果が得られる。

（実施形態２）
図１６および図１７を参照しながら、本実施形態におけるＬＣＤ２００を説明する。図１６は、ＬＣＤ２００を模式的に示す上面図であり、図１７は、図１６中の１７Ａ−１７Ａ’線に沿った断面図である。以下では、実施形態１におけるＬＣＤ１００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態におけるＬＣＤ２００は、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）モードで表示を行うＬＣＤである。ＣＰＡモードでは、垂直配向型の液晶層を介して対向する一対の電極の一方に開口部や切り欠き部を設け、これらの開口部や切欠き部のエッジ部に生成される斜め電界を用いて液晶分子を放射状に傾斜配向させることによって、広視野角で高品位の表示を実現する。ＣＰＡモードは、例えば特開２００３−４３５２５号公報や特開２００２−２０２５１１号公報に開示されている。

ＬＣＤ２００のＴＦＴ基板２００ａに設けられた画素電極２５には、開口部および／または切り欠き部（いずれも不図示）が形成されている。画素電極２５と対向電極３３との間に電圧が印加されると、開口部や切り欠き部のエッジ部に斜め電界が生成される。液晶層４０の液晶分子は、この斜め電界によって電圧印加時に倒れる方向を制御される。そのため、液晶層４０には、液晶分子が放射状に傾斜配向した複数の領域が形成される。形成される個々の領域は、液晶ドメインと呼ばれる。

本実施形態では、さらに、液晶ドメインの配向を安定化させるための突起（リベット）３５が対向基板２００ｂに形成されている。突起３５は、電圧印加時に形成される液晶ドメインのほぼ中央に対応した位置に形成されている。突起３５は、例えば、透明な樹脂から形成されている。

図１１に示したＬＣＤ１００では、補助容量電極１７から延びる補助容量接続配線１８が半導体層１６に直接接続されており、補助容量接続配線１８は補助容量電極１７から半導体層１６まで画素内を横切るように延びている。

これに対し、本実施形態では、補助容量接続配線１８は、ソース電極２２やドレイン電極２３と同じ導電膜から形成された導電部材２７と、画素電極２５と、ドレイン電極２３とを介して半導体層１６に接続されている。補助容量接続配線１８は、突起３５に重なる位置に形成されたコンタクトホールＣＨにおいて導電部材２７に形成されており、導電部材２７は、同じく突起３５に重なる位置に形成されたコンタクトホールＣＨにおいて画素電極２５に接続されている。

補助容量接続配線１８は、半導体膜から形成されているので、光透過率が低い（例えば５０％程度）。本実施形態では、補助容量接続配線１８を突起３５に重なる位置までしか延ばす必要がないので、補助容量接続配線１８に起因した光透過率の低下を低減でき、より明るい表示を実現することができる。なお、突起３５に重なる領域の液晶層は、もともとあまり表示に寄与しない（光透過率が低い）ので、この領域にコンタクトホールを設けても透過率の低下は問題とはならない。

上述した実施形態１および２では、４色以上の原色を用いて表示を行う多原色ＬＣＤを例として本発明を説明したが、本発明は多原色ＬＣＤに限定されず、１つの絵素が４つ以上の画素によって規定される透過反射両用型ＬＣＤに広く用いられる。

例えば、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素に、白を表示する白画素を加えた４つの画素によって１つの絵素が規定されるＬＣＤに本発明を用いてもよい。三原色を表示する３つの画素に、白を表示する白画素を加えると、各絵素の輝度を高くし、より明るい表示を実現することができる。

本発明によると、１つの絵素が４つ以上の画素によって規定される透過反射両用型液晶表示装置において、開口率が高く、且つ、透過モードを重視した表示に好適な構造を実現することができる。

本発明は、１つの絵素が４つ以上の画素によって規定される透過反射両用型液晶表示装置に好適に用いることができ、４色以上の原色を用いて表示を行う多原色液晶表示装置に特に好適に用いることができる。

Claims (14)

1. 互いに異なる色を表示する第１画素、第２画素、第３画素および第４画素を含む複数の画素を有し、
   前記複数の画素は、それぞれが前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素と前記第４画素とを有する複数の絵素を規定し、
   前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域と、反射モードで表示を行う反射領域とを有する液晶表示装置であって、
   前記複数の画素のそれぞれは、隣接する画素に噛合するような形状を有する噛合部を有し、
   前記複数の画素のそれぞれの前記反射領域は、前記噛合部に配置されている液晶表示装置。
2. 前記複数の画素のそれぞれは、Ｌ字状の形状を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数の画素のそれぞれの前記噛合部は、同じ絵素に属する画素に噛合する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数の画素のそれぞれの前記噛合部は、異なる絵素に属する画素に噛合する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１画素は赤を表示する赤画素であり、前記第２画素は緑を表示する緑画素であり、前記第３画素は青を表示する青画素である請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記第４画素は白を表示する白画素である請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１画素、前記第２画素、前記第３画素および前記第４画素のうちの２つの画素は、互いに補色の関係にある色を表示し、
   前記２つの画素の噛合部が互いに噛合する請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記第４画素は黄を表示する黄画素である請求項５に記載の液晶表示装置。
9. 前記青画素の噛合部と前記黄画素の噛合部とが互いに噛合する請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記青画素の反射領域の面積が、前記黄画素の反射領域の面積よりも大きい請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記赤画素、前記緑画素、前記青画素および前記黄画素は、２行２列のマトリクス状に配列されており、
    前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記青画素の噛合部および前記黄画素の噛合部が、行方向に沿って帯状に連続するように配置されている請求項８から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 帯状に連続するように配置された前記噛合部は、前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記青画素の噛合部、前記黄画素の噛合部の順、または、前記緑画素の噛合部、前記赤画素の噛合部、前記黄画素の噛合部、前記青画素の噛合部の順に連続している請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 帯状に連続するように配置された前記噛合部は、前記赤画素の噛合部、前記緑画素の噛合部、前記黄画素の噛合部、前記青画素の噛合部の順に連続している請求項１１に記載の液晶表示装置。
14. 前記複数の画素のそれぞれに設けられたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板を備え、
    前記スイッチング素子は、前記複数の画素のそれぞれの前記反射領域内に配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。

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