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技術 半透過型液晶表示装置及びその画素構造

出願人 奇美電子股ふん有限公司
発明者 林肇廉
出願日 2004年8月27日 (15年7ヶ月経過) 出願番号 2004-249182
公開日 2005年6月2日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2005-141196
状態 拒絶査定
技術分野 光学フィルタ 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 透過部位 反射部位 各透過領域 外部光線 部分画素 色飽和度 白色サブピクセル 反射面積
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

画素構造の中に彩度を低下することができるサブピクセルをもうけることにより、透過率及び画素全体色飽和度を調整できる半透過型液晶表示装置を提供すること。

解決手段

半透過型液晶表示装置の画素構造として、一つの赤色サブピクセル、一つの緑色サブピクセル、一つの青色サブピクセル及び一つの彩度調整サブピクセルを含み、彩度調整サブピクセル、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルはアレー状に並べてあり、彩度調整サブピクセルの彩度は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルより低く、かつ彩度調整サブピクセルの反射領域の面積を赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの何れのものよりも大きくする。

概要

背景

近年、液晶表示装置発展電子部品と組み合わせることにより応用がさらに広がり、かつ機能もさらに完備されているが、一方、液晶表示パネルの製造もますます複雑になっている。液晶表示装置は非自己発光性表示装置であるため、液晶表示パネルに十分な明るさを提供するための外付け光源が必要となり、光源の違いにより、透過型液晶表示装置半透過型液晶表示装置、及び反射型液晶表示装置三種類に分けられる。

透過型液晶表示装置はバックライトモジュールを光源とすることを必要とするため、周囲の環境が明るいかどうかに関わらず、透過型液晶表示装置を使用する際に全てバックライトモジュールを使用することにより表示の機能が達成される。しかし、バックライトモジュールはかなりの電力消費するため、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant、携帯情報端末)及び電子辞書(e-Book)などの携帯型の製品を設計するとき、電力消費が大きすぎるという問題を解決するために新たな省電力技術を摸索しなければならない。従って、近年、外部光源活用する反射型液晶表示装置が徐々に各方面からの注目を浴びており、それにより液晶表示装置の電力消費問題を大幅に改善できるようになる。

ツィステッドネマチック型(twisted nematic、略称:TN)或はスーパーツィステッドネマチック型(super twisted nematic、略称STN)の反射型液晶表示装置を例に挙げると、主として液晶表示パネルの下部基板反射板被覆し、この反射板が外部光源を反射する機能を有し、外部光源が充分であればその液晶表示パネルの表示品質が良好となる。これにより、反射型液晶表示装置はバックライトモジュールを必要とせずに表示の目的を達することができ、消費電力もそれにより大幅に減少することになる。しかし、例えばフロントライト(front light)のような適当な光源が提供されなければ、反射型液晶表示装置は外部光線微弱な環境の下で使用することができない。

従って、現在「半透過型液晶表示装置」といわれる液晶表示装置が注目されている。その構造は透過型液晶表示装置と同じく、二枚のガラス基板基板の間液晶層及びカラーフィルター(color filter、略称:CF)を有し、相違点として半透過型液晶表示装置の画素電極には透過領域と反射領域があり、通常透過領域は透明電極、反射領域は金属電極となっている。半透過型液晶表示装置の一つの画素構造を例に挙げれば、図1(A)及び図1(B)に示されるとおりである。図1(A)及び図1(B)を参照すると理解できるように、構造100aは、液晶層とガラス基板の間に位置する赤色(R)フィルター102a、緑色(G)フィルター102b、青色(B)フィルター102cとからなり、かつその中に表示されている部位104は半透過型液晶表示装置の透過部分を示す。また、構造100bは、液晶層ともう一つのガラス基板との間の画素電極106を示し、透過領域106bと図1(A)の部位104とはその位置が対応付けられているが、反射領域106aは透過領域106b以外の部位である。両構造100aと100bを組み合わせると、一つの画素構造となる。

しかし、従来の半透過型液晶表示装置においては、反射領域と透過領域の色飽和度の差が非常に大きいという問題点が常に存在しており、これは反射領域から射出された光線がカラーフィルターを二回通る必要があるのに対して、透過領域からの光線はカラーフィルターを一回しか通らないためであり、そうすると、色飽和度において反射領域は透過領域よりも明らかに優れている。従って、最新改良方法は以下の二とおりであって、一つは赤色(R)フィルター102a、緑色(G)フィルター102b、青色(B)フィルター102c中の透過領域106bに対応する部位104の材質と厚さ(図1(A)及び図1(B)を参照)に対して修正を行うこと、つまり、二重カラーフィルター(Dual CF)という方法で透過領域の色飽和度を増加するという目的を達成する方法;もう一つはカラーフィルターに開口を設ける(Hole in CF)という方法であり、つまり、カラーフィルターに開口を開けるということは、図2に示されるように、半透過表示装置の上部画素構造200aの赤色(R)フィルター202a、緑色(G)フィルター202b、青色(B)フィルター202c中の反射領域に対応する部位204に開口を開けることにより、反射領域の色飽和度を低下させるという目的を達するものである。

しかし、前記の改良方法には共に欠点がある。すなわち、二重カラーフィルターの方法を採用するときは六つのマスクを用いなければならないため、製造過程が複雑で、かつミスも発生しやすくなり、またこの方法は常に高価な材料を透過領域106bに対応する部位104のカラーフィルターの材料として使用するため、製造コストも一般より高い他に、カラーフィルターの材質選定及び厚さ調整にもかなりの時間がかかる。一方、カラーフィルターに開口を設けるという方法を用いる場合、カラーフィルターの最小エッチング半径の制限があるため、完全にシミュレーション結果と一致させることができず、ある状況においてはこの方法を採用することはできない。

概要

画素構造の中に彩度を低下することができるサブピクセルをもうけることにより、透過率及び画素全体の色飽和度を調整できる半透過型液晶表示装置を提供すること。 半透過型液晶表示装置の画素構造として、一つの赤色サブピクセル、一つの緑色サブピクセル、一つの青色サブピクセル及び一つの彩度調整サブピクセルを含み、彩度調整サブピクセル、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルはアレー状に並べてあり、彩度調整サブピクセルの彩度は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルより低く、かつ彩度調整サブピクセルの反射領域の面積を赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの何れのものよりも大きくする。

目的

このため、本発明の目的は、画素全体の色飽和度を調整でき、並びに製造過程を簡略化して製造のコスト及び時間の削減を可能にした半透過型液晶表示装置の画素構造を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
6件

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請求項1

赤色サブピクセル緑色サブピクセル及び青色サブピクセルを含み、前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルは全て一つの反射領域と一つの透過領域を有し、また、彩度調整サブピクセルも有し、前記彩度調整サブピクセル、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルがアレー状に並べられ、光線が前記彩度調整サブピクセルを経た後の彩度は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルを経た後の彩度より低く、かつ彩度調整サブピクセルの反射領域の面積は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの何れの反射領域の面積よりも大きいことを特徴とする半透過型液晶表示装置画素構造

請求項2

前記彩度調整サブピクセルは、淡赤色サブピクセル、淡緑色サブピクセル及び淡青色サブピクセルの何れか一つを有することを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項3

前記彩度調整サブピクセルは、白色サブピクセルを有することを特徴とする請求項1に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項4

赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルを有し、前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルがアレー状に並べられ、かつ前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルは全て一つの反射領域と一つの透過領域を有する半透過型液晶表示装置の画素構造において、前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルは、少なくとも一つが彩度調整領域を有し、光線が前記彩度領域を経た後の彩度はやや低く、前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルを経た後の彩度はやや高く、かつ前記彩度調整領域が反射領域及び透過領域の一部分に対応することを特徴とする半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項5

前記彩度調整領域に開口を有することを特徴とする請求項4に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項6

前記彩度調整領域に淡色フィルターを有することを特徴とする請求項4に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項7

前記彩度調整領域の淡色フィルターは、淡赤色フィルター、淡緑色フィルター及び淡青色フィルターのいずれか一つであることを特徴とする請求項6に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項8

前記彩度調整領域の淡色フィルターの厚さはやや薄く、前記赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルのカラーフィルターのいずれか一つの厚さはやや厚いことを特徴とする請求項6に記載の半透過型液晶表示装置の画素構造。

請求項9

一基板と、複数個の赤色フィルター、複数個の緑色フィルター及び複数個の青色フィルターを有する複数個のカラーフィルターと、前記カラーフィルターに隣接する複数個の彩度調整領域と、第一基板に対向して配置された第二基板であって、それぞれ赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び彩度調整領域に対応して配置された複数個の画素電極を有し、前記画素電極の全ては一つの透過領域と一つの反射領域を有し、かつ前記彩度調整領域に対応するそれぞれの画素電極の反射領域の面積はやや大きく、前記赤色、緑色及び青色のカラーフィルターに対応するそれぞれの画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっている第二基板と、前記第一基板と第二基板の間に配置された液晶層であって、前記画素電極と、前記画素電極に対応する赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び彩度調整領域と、前記第二基板上の画素電極と第一基板の間の液晶層とにより複数個の赤色サブピクセル、複数個の緑色サブピクセル、複数個の青色サブピクセル及び複数個の彩度調整サブピクセルを構成し、それによってアレー状に並べた赤色、緑色、青色及び彩度調整サブピクセルのそれぞれ一つによって一画素を構成する液晶層と、を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。

請求項10

前記彩度調整領域にカラーフィルターが存在しないことを特徴とする請求項9に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項11

前記彩度調整領域は淡色フィルターから構成され、光線が前記淡色フィルターを経た後の彩度は光線が前記赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターを経た後の彩度より低いことを特徴とする請求項9に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項12

前記淡色フィルターは淡赤色フィルター、淡緑色フィルター及び淡青色フィルターのいずれか一つを有することを特徴とする請求項11に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項13

前記淡色フィルターの厚さは、前記赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターの何れの厚さよりも薄いことを特徴とする請求項11に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項14

前記反射領域及び透過領域の面積は下記(1)式を満たすことを特徴とする請求項9に記載の半透過型液晶表示装置。(ただし、前記(1)式中、RDは赤色、緑色、青色のカラーフィルターに対応するそれぞれの画素電極の反射領域の面積を表し、RLは彩度調整領域に対応するそれぞれの画素電極の反射領域の面積を表し、TDは赤色、緑色又は青色のカラーフィルターに対応するそれぞれの画素電極の透過領域の面積を表し、及びTLは彩度調整領域に対応するそれぞれの画素電極の透過領域の面積を表す。)

請求項15

前記TLは0でないことを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項16

前記反射領域が透過領域を囲んでいることを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項17

前記透過領域が反射領域を囲んでいることを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項18

前記透過領域は透明電極を含み、前記反射領域は金属電極を含むことを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項19

更に前記反射領域に対応して反射板を有し、前記画素電極は透明電極を含むことを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

請求項20

更に前記第二基板上に位置し、前記画素電極に接続された複数個の薄膜トランジスタを有することを特徴とする請求項14に記載の半透過型液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は半透過型液晶表示装置(trans-flective liquid crystal display、略称:TRLCD)及びその画素構造(pixel structure)に関するものであり、特に、透過部及び反射部の色飽和度(color saturation)が近い半透過型液晶表示装置及び画素構造に関するものである。

背景技術

0002

近年、液晶表示装置発展電子部品と組み合わせることにより応用がさらに広がり、かつ機能もさらに完備されているが、一方、液晶表示パネルの製造もますます複雑になっている。液晶表示装置は非自己発光性表示装置であるため、液晶表示パネルに十分な明るさを提供するための外付け光源が必要となり、光源の違いにより、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、及び反射型液晶表示装置三種類に分けられる。

0003

透過型液晶表示装置はバックライトモジュールを光源とすることを必要とするため、周囲の環境が明るいかどうかに関わらず、透過型液晶表示装置を使用する際に全てバックライトモジュールを使用することにより表示の機能が達成される。しかし、バックライトモジュールはかなりの電力消費するため、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant、携帯情報端末)及び電子辞書(e-Book)などの携帯型の製品を設計するとき、電力消費が大きすぎるという問題を解決するために新たな省電力技術を摸索しなければならない。従って、近年、外部光源活用する反射型液晶表示装置が徐々に各方面からの注目を浴びており、それにより液晶表示装置の電力消費問題を大幅に改善できるようになる。

0004

ツィステッドネマチック型(twisted nematic、略称:TN)或はスーパーツィステッドネマチック型(super twisted nematic、略称STN)の反射型液晶表示装置を例に挙げると、主として液晶表示パネルの下部基板反射板被覆し、この反射板が外部光源を反射する機能を有し、外部光源が充分であればその液晶表示パネルの表示品質が良好となる。これにより、反射型液晶表示装置はバックライトモジュールを必要とせずに表示の目的を達することができ、消費電力もそれにより大幅に減少することになる。しかし、例えばフロントライト(front light)のような適当な光源が提供されなければ、反射型液晶表示装置は外部光線微弱な環境の下で使用することができない。

0005

従って、現在「半透過型液晶表示装置」といわれる液晶表示装置が注目されている。その構造は透過型液晶表示装置と同じく、二枚のガラス基板基板の間液晶層及びカラーフィルター(color filter、略称:CF)を有し、相違点として半透過型液晶表示装置の画素電極には透過領域と反射領域があり、通常透過領域は透明電極、反射領域は金属電極となっている。半透過型液晶表示装置の一つの画素構造を例に挙げれば、図1(A)及び図1(B)に示されるとおりである。図1(A)及び図1(B)を参照すると理解できるように、構造100aは、液晶層とガラス基板の間に位置する赤色(R)フィルター102a、緑色(G)フィルター102b、青色(B)フィルター102cとからなり、かつその中に表示されている部位104は半透過型液晶表示装置の透過部分を示す。また、構造100bは、液晶層ともう一つのガラス基板との間の画素電極106を示し、透過領域106bと図1(A)の部位104とはその位置が対応付けられているが、反射領域106aは透過領域106b以外の部位である。両構造100aと100bを組み合わせると、一つの画素構造となる。

0006

しかし、従来の半透過型液晶表示装置においては、反射領域と透過領域の色飽和度の差が非常に大きいという問題点が常に存在しており、これは反射領域から射出された光線がカラーフィルターを二回通る必要があるのに対して、透過領域からの光線はカラーフィルターを一回しか通らないためであり、そうすると、色飽和度において反射領域は透過領域よりも明らかに優れている。従って、最新改良方法は以下の二とおりであって、一つは赤色(R)フィルター102a、緑色(G)フィルター102b、青色(B)フィルター102c中の透過領域106bに対応する部位104の材質と厚さ(図1(A)及び図1(B)を参照)に対して修正を行うこと、つまり、二重カラーフィルター(Dual CF)という方法で透過領域の色飽和度を増加するという目的を達成する方法;もう一つはカラーフィルターに開口を設ける(Hole in CF)という方法であり、つまり、カラーフィルターに開口を開けるということは、図2に示されるように、半透過表示装置の上部画素構造200aの赤色(R)フィルター202a、緑色(G)フィルター202b、青色(B)フィルター202c中の反射領域に対応する部位204に開口を開けることにより、反射領域の色飽和度を低下させるという目的を達するものである。

0007

しかし、前記の改良方法には共に欠点がある。すなわち、二重カラーフィルターの方法を採用するときは六つのマスクを用いなければならないため、製造過程が複雑で、かつミスも発生しやすくなり、またこの方法は常に高価な材料を透過領域106bに対応する部位104のカラーフィルターの材料として使用するため、製造コストも一般より高い他に、カラーフィルターの材質選定及び厚さ調整にもかなりの時間がかかる。一方、カラーフィルターに開口を設けるという方法を用いる場合、カラーフィルターの最小エッチング半径の制限があるため、完全にシミュレーション結果と一致させることができず、ある状況においてはこの方法を採用することはできない。

発明が解決しようとする課題

0008

このため、本発明の目的は、画素全体の色飽和度を調整でき、並びに製造過程を簡略化して製造のコスト及び時間の削減を可能にした半透過型液晶表示装置の画素構造を提供することにある。

0009

本発明の他の目的は、透過率及び画素全体の色飽和度を調整でき、並びに製造過程を簡略化して製造のコスト及び時間の削減を可能とし、更に半透過型液晶表示装置が各ケースのシミュレーション結果に完全に符合するようにした半透過型液晶表示装置を提供することにある。

0010

本発明のその他の目的は、画素全体の色飽和度を調整でき、並びに製造過程を簡略化して製造のコスト及び時間の削減を可能とし、更に半透過型液晶表示装置が各種状態のシミュレーション結果に完全に符合するようにした半透過型液晶表示装置の画素構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

前記及びその他の目的を達成するため、本発明は、半透過型液晶表示装置の画素構造であって、赤色サブピクセル緑色サブピクセル青色サブピクセル及び彩度(color gamut)調整サブピクセルを有し、これらの彩度調整サブピクセル、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルがアレー状に並べられ、彩度調整サブピクセルの彩度は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの彩度より低くて、また彩度調整サブピクセル中の反射領域の面積は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセル中の何れの反射領域の面積よりも大きくなっている半透過型液晶表示装置の画素構造を提供する。

0012

本発明は、その他の半透過型液晶表示装置であって、第一基板、第二基板、複数個のカラーフィルター及び一つの液晶層が含まれ、第二基板は第一基板に対向しており、液晶層とこれらのカラーフィルターが第一基板と第二基板の間に位置している半透過型液晶表示装置も提供する。これらのカラーフィルターは、赤色フィルター緑色フィルター及び青色フィルターと、これらのカラーフィルターと隣接する彩度調整領域を含み、また第二基板には複数個の画素電極が含まれ、これらの画素電極はそれぞれ赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び彩度調整領域に対応しており、それぞれの画素電極は一つの透過領域及び一つの反射領域に対応する領域を有し、かつ彩度調整領域に対応する画素電極の反射領域の面積はやや大きいが、赤色、緑色及び青色のカラーフィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっており、これらの画素電極と、これらの画素電極に対応する赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び彩度調整領域と、画素電極と第一基板の間の液晶層により、複数個の赤色サブピクセル、複数個の緑色サブピクセル、複数個の青色サブピクセル及び複数個の彩度調整サブピクセルが構成され、アレー状に並べられているこれらの赤色、緑色、青色及び彩度調整サブピクセルの各一個により一画素が構成される。

0013

本発明は、またその他の半透過型液晶表示装置であって、第一基板、第二基板、及び一つの液晶層が含まれ、液晶層が第一基板と第二基板の間に位置する半透過型液晶表示装置を提供する。第一基板は複数個のカラーフィルターを含み、これらのカラーフィルターには複数個の赤色フィルター、複数個の緑色フィルター、複数個の青色フィルター及び複数個の淡色フィルターが含まれ、光線が淡色フィルターを経た後の彩度は光線が赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターを経た後の彩度よりも低くなるようになっている。第二基板は複数個の画素電極を含み、これらの画素電極はそれぞれ赤色、緑色、青色及び淡色フィルターに対応し、全ての画素電極は一つの透過領域及び一つの反射領域に対応する領域を有し、また淡色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや大きく、赤色、緑色あるいは青色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっている。画素電極、画素電極に対応するカラーフィルターと、画素電極とカラーフィルターの間の液晶層によりサブピクセル(sub-pixel)が構成される。その他に、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、青色サブピクセル及び淡色サブピクセルの各一個により一画素(pixel)が構成される。

0014

本発明は、その他の半透過型液晶表示装置であって、第一基板、第二基板及び一つの液晶層が含まれ、第二基板は第一基板に対向し、液晶層は第一基板と第二基板の間に位置する半透過型液晶表示装置を提供する。第一基板は複数個のカラーフィルターを含み、これらのカラーフィルターは赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターを有し、第一基板には複数個の空白領域が設けられ、これらの空白領域にカラーフィルターは存在しないようになされる。一方、第二基板には複数個の画素電極が含まれ、これらの画素電極はそれぞれ赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び第一基板の空白領域に対応し、それぞれの画素電極は一つの透過領域及び一つの反射領域に対応する領域を有し、また空白領域に対応する画素電極の反射領域の面積はやや大きく、赤色、緑色或は青色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっている。画素電極と、画素電極に対応する赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び空白領域、及び画素電極と赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び空白領域の間の液晶層により複数個の赤色サブピクセル、複数個の緑色サブピクセル、複数個の青色サブピクセル及び複数個の白色サブピクセルが構成されて、アレー状に並べられたこれらの赤色、緑色、青色及び白色サブピクセルの各一個により一画素が構成される。

0015

本発明は、また半透過型液晶表示装置の画素構造であって、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルが含まれ、これらのサブピクセルはアレー状に並べられ、かつそれぞれが一つの反射領域及び一つの透過領域を含み、またこの型の半透過型液晶表示装置の画素構造の特徴は、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの少なくとも一つが彩度調整領域を有することにあり、光線が彩度調整領域を経た後の彩度はやや低いが、光線が赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルを経た後の彩度はやや高くなり、また彩度調整領域は一部の反射領域と一部の透過領域に対応する半透過型液晶表示装置の画素構造を提供する。

0016

本発明は、また半透過型液晶表示装置であって、第一基板、第二基板、及び一つの液晶層を有し、液晶層は第一基板と第二基板の間に位置する半透過型液晶表示装置を提供する。第二基板はカラーフィルターと画素電極を含み、またカラーフィルターは赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び淡色フィルターを含み、光線が淡色フィルターを経た後の彩度は光線が赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターを経た後の彩度より低くなるようになされる。また、画素電極はそれぞれ前記のカラーフィルターに対応し、それぞれの画素電極は一つの反射領域と一つの透過領域に対応する領域を有し、かつ淡色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや大きく、赤色、緑色及び青色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっている。画素電極と、画素電極に対応する赤色フィルター、緑色フィルター、青色フィルター及び淡色フィルター、及び、第二基板上の画素電極と第一基板の間の液晶層により複数個の赤色サブピクセル、複数個の緑色サブピクセル、複数個の青色サブピクセル及び複数個の淡色サブピクセルが構成されて、アレー状に並べられた赤色、緑色、青色及び淡色サブピクセル中の各一個により一画素が構成される。

0017

本発明は、また半透過型液晶表示装置であって、第一基板、第二基板、及び一つの液晶層を有し、液晶層は第一基板と第二基板の間に位置する半透過型液晶表示装置を提供する。第二基板はカラーフィルター、画素電極と複数個の空白領域を含み、これらの空白領域はカラーフィルターに隣接しおり、かつカラーフィルターが存在していない。またカラーフィルターは赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターを含み、画素電極はそれぞれ前記のカラーフィルターに対応して配置され、それぞれの画素電極は一つの透過領域と一つの反射領域に対応する領域を有し、また空白領域に対応する画素電極の反射領域の面積はやや大きく、赤色、緑色及び青色フィルターに対応する画素電極の反射領域の面積はやや小さくなっている。画素電極と、画素電極に対応する赤色フィルター、緑色フィルター、青色カラーフィルター及び空白領域、及び第二基板上の画素電極と第一基板との間の液晶層により複数個の赤色サブピクセル、複数個の緑色サブピクセル、複数個の青色サブピクセル及び複数個の白色サブピクセルが構成され、アレー状に並べられたこれらの赤色、緑色、青色及び白色サブピクセルの各一個により一画素が構成される。

発明の効果

0018

本発明は、半透過型液晶表示装置に赤色、緑色、青色及び彩度調整サブピクセルを含む画素構造を採用して、かつ彩度調整サブピクセルの彩度は他のサブピクセルの彩度より低く、また彩度調整サブピクセル中の反射領域の面積は他のサブピクセルの何れの反射面積よりも大きいため、淡色サブピクセルの反射領域の割合を増加すること及び彩度サブピクセルの反射領域の彩度を低下することにより、反射領域と透過領域と色飽和度の差を低下させることができるようになる。

0019

また、本発明は、透過領域と反射領域に開口を開けることによって透過領域と反射領域の彩度を調整するが、従来の「二重カラーフィルター」の六つのマスク及び高価な材料を必要としないため、製造過程を簡略化させることができるだけではなく、コストの低下も可能となる。更に、本発明は、最小エッチング半径の制限を受けないため各ケースのシミュレーションに完全に符合させることができるようになる。

発明を実施するための最良の形態

0020

本発明における前記及びその他の目的、特徴及び有利な点をより明白に理解できるようにするため、以下において実施例により、かつ添付された図面を参照しながら、詳細に説明する。

0021

半透過型液晶表示装置(trans-flective liquid crystal display、略称TRLCD)300の構造は、図3に示すとおりであり、第一基板310、第二基板320及び両基板310、320の間に位置する液晶層330を含む。なお、本発明の概念として、半透過型液晶表示装置300の画素構造(pixel structure)は、赤色(R)サブピクセル(sub-pixel)、緑色(G)サブピクセル(sub-pixel)、青色(B)サブピクセル(sub-pixel)及び彩度(color gamut)調整サブピクセルを採用し、彩度調整サブピクセル、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルがアレー(array)状に並べられ、かつ彩度調整サブピクセルの彩度は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルの彩度より低く、彩度調整サブピクセルの反射領域の面積は赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセル中のいずれ反射領域の面積よりも大きくなっている。以下の各実施例は、本発明の半透過型液晶表示装置への応用例の一つであって単に例示の目的で用いられるだけであり、本発明をこれに限定することを意図するものではない。

0022

図4(A)及び図4(B)は本発明の実施例1による半透過型液晶表示装置における一つの画素構造の分解図である。図4(A)、図4(B)及び図3を参照すると、本実施例1における半透過型液晶表示装置の部分構造400aは、第一基板310上に位置するカラーフィルターであり、赤色(R)フィルター402a、緑色(G)フィルター402b、青色(B)フィルター402c及び彩度調整領域(例えば淡色フィルター403)が含まれ、光線が淡色フィルター403を経た後の彩度は光線が赤色フィルター402a、緑色フィルター402b及び青色フィルター402cを経た後の彩度より低くなるように、例えば淡赤色、淡緑色及び淡青色のカラーフィルターからなっている。また、淡色フィルター403の厚さは赤色フィルター402a、緑色フィルター402b及び青色フィルター402c中の何れの厚さよりも薄くてもよい。更に、他の方法を利用して、例えば材料乃至色の変化などの方法を使うことにより淡色の要求を達成することもできる。なお、赤色フィルター402a、緑色フィルター402b、青色フィルター402c及び淡色フィルター403は図4(A)に示されているようにアレー状に並べられる。図4(A)に示されている部位404は半透過型液晶表示装置の反射部分である。

0023

更に、引き続き図3図4(A)及び図4(B)を参照すると、本実施例1の半透過型液晶表示装置の部分構造400bは、第二基板320の上に位置する画素電極405及び406を含み、画素電極406はそれぞれ赤色、緑色及び青色のカラーフィルター402a、402b、402cに対応し、画素電極405は淡色フィルター403に対応する。赤色、緑色及び青色のカラーフィルター402a、402b、402cに対応する画素電極406はそれぞれ一つの透過領域410b、412b、414b及び一つの反射領域410a、412a、414aに対応する領域を有している。また、画素電極405は一つの透過領域405b及び一つの反射領域405aに対応する領域を有し、かつ淡色フィルター403に対応する画素電極405の反射領域405aの面積はやや大きくて、赤色フィルター402a、緑色フィルター402b或は青色フィルター402cに対応する画素電極406の反射領域410a、412a、414aの面積はやや小さく、画素電極406、405の透過領域410b、412b、414b、405b及び反射領域410a、412a、414a、405aの面積は共に以下の式(1)を満たさなければならない。



なお、RDは赤色、緑色、青色のカラーフィルターに対応する画素電極406の反射領域410a、412a、414aの面積を表し、RLは淡色カラーフィルター403に対応する画素電極405の反射領域405aの面積を表し、TDは赤色、緑色又は青色のカラーフィルターに対応する画素電極406の透過領域410b、412b、414bの面積を表し、またTLは淡色フィルター403に対応する画素電極405の透過領域405bの面積を表し、TLは0ではない。本実施例1においては、赤色、緑色又は青色のカラーフィルターに対応する画素電極406の各透過領域410b、412b、414bの面積はほぼ等しいが、変形例として、これらの透過領域410b、412b、414bの面積も必要に応じて大きさが異なるようにしてもよい。

0024

また画素電極406、405の透過領域410b、412b、414b、405bは、図4(A)の部位402a、402b、402c、403のうちの404以外の位置と対応する。構造400aと400bを組み合わせると、図3のとおりで、一つの画素構造になる。この他、第二基板320上に画素電極406、405と接続される薄膜トランジスタ408も有することができる。また、画素電極406、405の透過領域406b、405は、もし透明電極とするのであれば、例えばインジウム錫酸化物(ITO)を用い、画素電極406、405の反射領域406a、405aは金属電極となり、或いは画素電極406、405を共に透明電極とするのであれば、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)を用い、画素電極406、405の反射領域406a、405aはそれに対応する反射板を配置する(図示せず)。

0025

図3図4(A)及び図4(B)からわかるように、本発明の半透過型液晶表示装置の画素電極406及び405と、画素電極406及び405と対応する赤色フィルター402a、緑色フィルター402b、青色フィルター402c及び淡色フィルター403と、画素電極406及び405と赤色フィルター402a、緑色フィルター402b、青色フィルター402cと淡色フィルター403との間の液晶層330により、「赤色サブピクセル」、「緑色サブピクセル」、「青色サブピクセル」及び「淡色サブピクセル」が構成されるが、そのうちの淡色サブピクセルは彩度調整サブピクセルともいえる。また、図4(A)及び図4(B)に示されるように、アレー状に並べられた赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、青色サブピクセル及び淡色サブピクセルにより一画素を構成する。かつ、本実施例1における彩度調整サブピクセルの淡色フィルター403は「白色サブピクセル」により替えることができ、つまり、彩度調整サブピクセルには画素電極405及び液晶層330のみ含まれ、元の淡色フィルター403によって表示された所は空白領域になり、すなわち第一基板310上の何れのカラーフィルターも存在しない部位で彩度調整領域を形成する。従って、本発明は彩度調整サブピクセルの存在及びその反射領域とほかのサブピクセルの反射領域の面積の比により、反射領域と透過領域と色飽和度における差を低下させることができるようになる。

0026

図5(A)及び図5(B)は本発明の実施例2による半透過型液晶表示装置中の一画素構造の分解図である。図5(A)及び図5(B)を参照すると、実施例1(図4(A)及び図4(B)を参照)のものとの違いは、本実施例2のものでは赤色フィルター502a、緑色フィルター502b、青色フィルター502c及び淡色フィルター503はストリップに近い形に並べられているのに対し、図4(A)の各色のカラーフィルター402a、402b、402c及び403はやや方形状に4画素が配列されている点である。また、図5(A)の符号504aと504bの部位はそれぞれ「赤色、緑色、青色サブピクセル」及び「彩度調整サブピクセル」の反射部位である。更に、本実施例2の構造において、画素電極506、505はそれぞれ一つの透過領域510b、512b、514b、505b及び一つの反射領域510a、512a、514a、505aに対応する領域を有しており、かつ実施例1のように、反射領域505aの面積は反射領域510a、512a、514aより大きく、透過領域510b、512b、514bは反射領域510aを囲み、透過領域505bは反射領域505aを囲んでいる。この他に第二基板320(図3参照)上に画素電極505、506と接続される薄膜トランジスタ508も有することができる。また、本実施例2における彩度調整サブピクセルの淡色フィルター503は、「白色サブピクセル」により替えること、すなわち調整領域中に元の淡色フィルター503が存在していた箇所を空白領域とし、如何なるカラーフィルターも存在しないようにすることができる。

0027

図6(A)及び図6(B)は本発明の実施例3による半透過型液晶表示装置中の一つの画素構造の分解図である。図6(A)及び図6(B)を参照すると、実施例2(図5(A)及び図5(B)を参照)のものとの違いは、本実施例3のものでは淡色フィルター603と赤色フィルター602a、緑色フィルター602b、青色(B)フィルター602cの一端とが繋がっている点であり、また図6(A)の符号604の部位は「赤色、緑色、青色のサブピクセル」及び「彩度調整サブピクセル」の反射部位である。更に、本実施例3における画素電極605と606は、実際には三個の画素電極と見なすこともでき、かつそれぞれの画素電極を同時に淡色フィルター603及び他のカラーフィルター602a、602b、602cの画素電極とすることができ、画素電極605、606はそれぞれ一つの透過領域610b、612b、614b、605b及び一つの反射領域610a、612a、614a、605aに対応している領域を有する他、第二基板320(図3参照)上に画素電極605、606と接続される薄膜トランジスタ608も有することができる。しかも、本実施例3における彩度調整サブピクセルの淡色フィルター603は「白色サブピクセル」により替えること、すなわち彩度調整サブピクセル中に画素電極605及び液晶層330(図3参照)のみ含まれ、如何なるカラーフィルターも存在していないようにすることができる。

0028

図7(A)及び図7(B)は本発明の実施例4よる半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解図である。図7(A)及び図7(B)を参照すると、これと実施例2(図5(A)及び図5(B)を参照)との違いは、本実施例4のものでは赤色フィルター702a、緑色フィルター702b、青色フィルター702cにおける参照符号704aの部位は「赤色、緑色、青色のサブピクセル」の透過部位であり、淡色フィルター703の参照符号704bの部位は「彩度調整サブピクセル」の透過部位である点である。また、本実施例4の画素電極706の反射領域710a、712a、714aは透過領域710b、712b、714bを囲んでおり、画素電極705の反射領域705aは透過領域705bを囲んでいる。その他、第二基板320(図3参照)上に画素電極705、706と接続される薄膜トランジスタ708も有することができる。更に、本実施例4における彩度調整サブピクセルの淡色フィルター703は「白色サブピクセル」により替えること、すなわち元の淡色フィルター703が存在していた箇所を空白領域とすることもできる。

0029

前記の各実施例の以外に、本発明の半透過型液晶表示装置はカラーフィルターを薄膜トランジスタ列整合(color filter on array略称:COA)した薄膜トランジスタ液晶表示装置にもまた応用でき、その構造は、図4(A)及び図4(B)に示されているように、部分構造400aと400bを全て第二基板320上に設置、すなわち、図3の基板320と液晶層330の間に元の部分構造400b(画素電極を含む)を除く以外、部分構造400bと液晶層330の間に更に部分構造400a(カラーフィルターを含む)を含んだ構造となる。また、基板310と液晶層330の間に構造400aは存在しない。当然、前記の図5(A)、図5(B)、図6(A)、図6(B)及び図7(A)、図7(B)に表わされた構造は、わずかな修正を行えば、カラーフィルターを薄膜トランジスタ列(COA)に整合したこのような薄膜トランジスタ液晶表示装置に応用することが可能である。

0030

従って、本発明の特徴の一つは、赤色、緑色、青色及び彩度調整サブピクセルからなるピクセル構造を採用し、かつそのうちの彩度調整サブピクセルの彩度は他のサブピクセルの彩度より低く、また彩度調整サブピクセルの反射領域の面積は他のサブピクセルの何れの反射面積よりも大きいことにある。それ故に、本発明は淡色サブピクセルの反射領域の面積を増加することと、彩度調整サブピクセルの反射領域の彩度を低下させることにより、反射領域と透過領域との色飽和度の差を低下させることができるようになる。

0031

このほかに、本発明のもう一つ特徴として、従来の「Dual CF」方式のような六つのマスクを必要とせず、高価な材料を使用することなく、材質選定と厚さ調整に多すぎる時間を必要とせず、従って製造過程を簡略化することができるだけではなく、コストを低下することも可能となったことが挙げられる。また、本発明は最小エッチング半径の制限を受けないため、何れのケースのシミュレーション結果にも完全に符合させることができる。

0032

本発明は前記の実施例によって既に開示されたが、これによって本発明の用途を限定するものではなく、当業者であれば本発明の思想と範囲を逸脱することなく多くの用途を見出すことができるであろう。従って、本発明の保護範囲は添付の特許請求範囲により定められるべきである。

図面の簡単な説明

0033

図1(A)及び図1(B)は従来の半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解概略図である。
従来のもう一種類の半透過型液晶表示装置中の一つ部分画素構造の平面概略図である。
本発明による半透過型液晶表示装置の断面概略図である。
図4(A)及び図4(B)は本発明の実施例1による半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解概略図である。
図5(A)及び図5(B)は本発明の実施例2による半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解概略図である。
図6(A)及び図6(B)は本発明の実施例3による半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解概略図である。
図7(A)及び図7(B)は本発明の実施例4による半透過型液晶表示装置の一画素構造の分解概略図である。

符号の説明

0034

100a、100b、200a、400a、400b:部分構造
102a、202a、402a、502a、602a、702a:赤色フィルター
102b、202b、402b、502b、602b、702b:緑色フィルター
102c、202c、402c、502c、602c、702c:青色フィルター
106、405、406、505、506、605、606、705、706:画素電極
106a、405a、410a、412a、414a、505a、510a、512a、514a、605a、610a、612a、614a、705a、710a、712a、714a:反射領域
106b、405b、410b、412b、414b、505b、510b、512b、514b、605b、610b、612b、614b、705b、710b、712b、714b:透過領域
300:半透過型液晶表示装置
310、320:基板
330:液晶層
403、503、603、703:淡色フィルター
408、508、608、708:薄膜トランジスタ

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