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技術 液晶表示装置

出願人 株式会社ジャパンディスプレイウェスト
発明者 吉田周平上原利範上條公高
出願日 2008年3月6日 (12年9ヶ月経過) 出願番号 2008-055869
公開日 2009年9月17日 (11年3ヶ月経過) 公開番号 2009-210968
状態 特許登録済
技術分野 液晶4(光学部材との組合せ) 液晶5(電極、アクティブマトリックス) 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 駆動用電極間 携帯音楽 識別パターン ロゴ表示 上辺側 別パターン 下辺側 光反射領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

電源オフ状態であってもオン状態であっても、所定の文字や絵、模様等を視認できるようにした液晶表示装置を提供すること。

解決手段

本発明の液晶表示装置1Aは、液晶層を挟持した第1基板及び第2基板を有し、前記第1基板には、複数の走査線GL及び信号線SLの交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記複数の走査線GL及び信号線SLで区画された領域毎に形成されたサブ画素と、前記第2基板の前記第1基板のスイッチング素子、走査線GL及び信号線SLと対向する部分に平面視で重なるように形成された遮光層51と、を備えた液晶表示装置1Aであって、前記液晶表示装置1Aを非駆動状態としたときに前記表示領域に表示させておきたい模様に対応するサブ画素10Aの周囲の走査線GL、信号線SL又は交差部近傍に設けられたスイッチング素子の金属電極を平面視で遮光層51から露出するように形成したことを特徴とする。

概要

背景

液晶表示装置は、多くはバックライトを使用して液晶層を透過してきた光によって所定
の画像を表示する透過型のものが使用されている。その一方で、画像表示外光を利用す
反射型のもの及び透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型のもの(下記特許文献1〜
3参照)も知られている。このうち、半透過型の液晶表示装置は、一つの画素領域内に画
素電極を備えた光透過領域画素電極及び反射板の両方を備えた光反射領域を有している
。この半透過型の液晶表示装置は、暗い場所においてはバックライトを点灯して光透過
域を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライトを点灯することなく光反
射領域において外光を利用して画像を表示するものである。そのため、半透過型の液晶
示装置は、常時バックライトを点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させ
ることができるという利点を有している。この半透過型の液晶表示装置は、携帯電話など
、特に中小型の電子機器の表示部として広く用いられている。
特開平11−101992号公報
特開2006−276111号公報
特開2006−276112号公報

概要

電源オフ状態であってもオン状態であっても、所定の文字や絵、模様等を視認できるようにした液晶表示装置を提供すること。本発明の液晶表示装置1Aは、液晶層を挟持した第1基板及び第2基板を有し、前記第1基板には、複数の走査線GL及び信号線SLの交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記複数の走査線GL及び信号線SLで区画された領域毎に形成されたサブ画素と、前記第2基板の前記第1基板のスイッチング素子、走査線GL及び信号線SLと対向する部分に平面視で重なるように形成された遮光層51と、を備えた液晶表示装置1Aであって、前記液晶表示装置1Aを非駆動状態としたときに前記表示領域に表示させておきたい模様に対応するサブ画素10Aの周囲の走査線GL、信号線SL又は交差部近傍に設けられたスイッチング素子の金属電極を平面視で遮光層51から露出するように形成したことを特徴とする。

目的

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電源がオフ状態のときであっても、オン
態のときであっても、社名のような識別用記号等を含む所定の模様を表示することがで
きる、幅広表現力を備えた表示特性の高い液晶表示装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

液晶層を挟持した第1基板及び第2基板を有し、前記第1基板の前記液晶層側には、表示領域にマトリクス状に互いに絶縁された状態で配置されたそれぞれ金属材料からなる複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域毎に形成されたサブ画素と、を備え、前記第2基板の前記第1基板のスイッチング素子、走査線及び信号線と対向する部分には平面視で重なるように形成された遮光層を備えた液晶表示装置であって、前記液晶表示装置を非駆動状態としたときに前記表示領域に表示させておきたい模様に対応する領域の前記スイッチング素子の金属材料からなる電極、走査線及び信号線の少なくとも一部は、前記平面視で前記遮光層から露出するように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

請求項2

前記平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分は、前記走査線及び信号線の少なくとも一部であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。

請求項3

前記平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分は、前記スイッチング素子の金属材料からなる電極のうちの一部であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。

請求項4

前記平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分に対向する位置のカラーフィルタ層は、それぞれ隣接するサブ画素のカラーフィルタ層とは異なる色度となされていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。

請求項5

前記第1基板の前記表示領域には平坦化膜が形成されており、前記平坦化膜の表面には前記サブ画素毎に少なくとも1つの透明導電性材料からなる電極が形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。

請求項6

前記液晶表示装置はノーマリーホワイトモードで作動するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。

請求項7

前記液晶表示装置はノーマリーブラックモードで作動するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置に関し、特に電源オフ状態(液晶表示装置が非駆動状態)で
あってもオン状態(液晶表示装置が駆動状態)であっても、所定の文字や絵、模様等を視
認できるようにした液晶表示装置に関する。

背景技術

0002

液晶表示装置は、多くはバックライトを使用して液晶層を透過してきた光によって所定
の画像を表示する透過型のものが使用されている。その一方で、画像表示外光を利用す
反射型のもの及び透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型のもの(下記特許文献1〜
3参照)も知られている。このうち、半透過型の液晶表示装置は、一つの画素領域内に画
素電極を備えた光透過領域画素電極及び反射板の両方を備えた光反射領域を有している
。この半透過型の液晶表示装置は、暗い場所においてはバックライトを点灯して光透過
域を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライトを点灯することなく光反
射領域において外光を利用して画像を表示するものである。そのため、半透過型の液晶
示装置は、常時バックライトを点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させ
ることができるという利点を有している。この半透過型の液晶表示装置は、携帯電話など
、特に中小型の電子機器の表示部として広く用いられている。
特開平11−101992号公報
特開2006−276111号公報
特開2006−276112号公報

発明が解決しようとする課題

0003

一方、近年では、電子機器のデザイン性の向上が強く求められている。例えば携帯電話
待ち受け画面等においては、任意の画像を表示させるだけではなく、メーカーロゴ
特定の模様など、多種多様な画像が表示されている。しかしながら、上記特許文献1〜3
に示されている従来の液晶表示装置においては、液晶表示装置の表示部に画像を表示する
ためには、電源がオンの状態、つまり液晶表示装置を駆動して表示する必要がある。した
がって、このような従来の液晶表示装置では、電源をオフにしたときには何も表示されな
い状態になってしまうので、電源オフ時に画像を表示するような幅広表現が実現できな
い。

0004

また、待ち受け画面等を長時間表示するには特定の画素を長時間駆動し続ける必要があ
るため、その分だけ消費電力が多くなってしまう。このように待ち受け画面等を長時間表
示する場合、上述のような半透過型の液晶表示装置であれば、バックライトを点灯せずに
反射型として駆動すれば消費電力は小さくなるが、それでも表示時間が長くなれば長くな
るほどそれに比例して消費電力は大きくなる。また、透過型の液晶表示装置では、待ち受
け画面等を表示する場合、バックライトを点灯しないと視認できないため、消費電力は膨
大なものとなる。このような消費電力の増大は、携帯電話機等の小型の電子機器にとって
は重大な問題となる。

0005

近年、電源がオフの時にも所定の文字や絵、模様等を表示しておくことができるように
し、表示部を含めた機器全体のデザイン性を高めようとする提案がなされている。そのた
めには、液晶表示装置の電源がオフの時にも何等かの画像を表示できるようにする必要が
ある。しかしながら、従来は、電源がオンの時に実質的に正常な画像表示ができ、電源が
オフの時に何等かの画像を表示できるような液晶表示装置は知られていなかった。加えて
、より機器全体の表現力を広げるため、電源がオンの時においても通常の表示画像中に社
名のような識別用記号等を含む所定の模様を表示できるようにすることも要望されるよ
うになってきている。

0006

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電源がオフ状態のときであっても、オン状
態のときであっても、社名のような識別用の記号等を含む所定の模様を表示することがで
きる、幅広い表現力を備えた表示特性の高い液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、液晶層を挟持した第1基板
び第2基板を有し、前記第1基板の前記液晶層側には、表示領域にマトリクス状に互いに
絶縁された状態で配置されたそれぞれ金属材料からなる複数の走査線及び信号線と、複数
の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記複数の走査
線及び信号線で区画された領域毎に形成されたサブ画素と、を備え、前記第2基板の前記
第1基板のスイッチング素子、走査線及び信号線と対向する部分には平面視で重なるよう
に形成された遮光層を備えた液晶表示装置であって、前記液晶表示装置を非駆動状態とし
たときに前記表示領域に表示させておきたい模様に対応する領域の前記スイッチング素子
の金属材料からなる電極、走査線及び信号線の少なくとも一部は、前記平面視で前記遮光
層から露出するように形成されていることを特徴とする。

0008

本発明の液晶表示装置においては、第1基板には、アルミニウム等の金属材料からなる
走査線及び信号線や、電極部分に金属材料が使用されているスイッチング素子が形成され
ている。そして、このスイッチング素子の金属材料からなる電極、走査線及び信号線の一
部に平面視で遮光層から露出するように形成されている部分を設けることによって、液晶
表示装置が駆動状態であっても非駆動状態であっても、外部からの入射光は、このスイッ
チング素子の金属材料からなる電極、走査線及び信号線のうちの平面視で前記遮光層から
露出するように形成されている部分によって反射され、遮光層に阻まれることなく外部に
出射する。

0009

一方、第2基板の遮光層の両側にはカラーフィルタ層が形成されている。そのため、本
発明の液晶表示装置によれば、液晶表示装置が駆動状態であっても非駆動状態であっても
、外部からの入射光は、平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分によ
って反射され、対向する第2基板上に配置された遮光層の両側に形成されているカラー
ィルタ層に対応した色度を有する出射光となって出てくるようにできる。

0010

従って、本発明の液晶表示装置によれば、少なくとも液晶表示装置が非駆動状態のとき
、平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分に応じた所定の模様を所定
の色で表示させておくことが可能となる。

0011

この場合、第1基板の前記平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分
を大きく形成するか或いは小さく形成するかによって、反射光の強度や色度を変えること
ができる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示装置が駆動状態であって
も非駆動状態であっても、それぞれの光反射パターンに応じた幅広い表現力を有する所定
の模様を容易に表示することができるようになる。また、液晶表示装置が従来から備えて
いるスイッチング素子の電極、走査線及び信号線をロゴ表示を行うために用いるので、液
晶駆動時の開口率犠牲にすることなく所定の模様の表示を行うことができる。

0012

なお、前記遮光層から露出するように形成されている部分の一部には画素電極が平面視
で重なるように形成されていても良い。ただし、この前記遮光層から露出するように形成
されている部分に重なる画素電極形成部分においては、液晶非駆動時には外部からの入射
光を反射して表示を行うように動作することでロゴ表示を行う領域となり、液晶駆動時
は上述した外部からの入射光によるロゴ表示はなされない領域となる。

0013

また、本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示装置が駆動状態の場合でも、第1基板
の平面視で前記遮光層から露出するように形成されている部分からの反射光によって所定
の模様が表示されている。しかしながら、この反射光の強度は表示領域のサブ画素部分
透過光の強度に比すると弱いため、観察者にはほとんど見えない状態となるので、良好な
画像表示を行うことができる。更に、本発明の液晶表示装置では、液晶表示装置の駆動状
態の際に背景画面を所定の模様の色度とは異なる色度の表示とすると、所定の模様を目立
たせることができる。なお、本発明における「所定の模様」とは、文字、企業等のロゴマ
ーク、花柄市松模様などを含む予め定めた表示させたい画像を意味する。

0014

また、本発明の液晶表示装置においては、前記平面視で前記遮光層から露出するように
形成されている部分は、前記走査線及び信号線の少なくとも一部であることが好ましい。

0015

平面視で液晶表示装置のサブ画素の周囲には走査線及び信号線が形成されている。その
ため、係る態様の液晶表示装置によれば、前記平面視で前記遮光層から露出するように形
成されている部分の大きさを変えることにより、容易に所定の模様の明度、色度、彩度
を適宜変えることができるようになる。

0016

また、本発明の液晶表示装置においては、前記平面視で前記遮光層から露出するように
形成されている部分は、前記スイッチング素子の金属材料からなる電極のうちの一部であ
ることが好ましい。

0017

スイッチング素子の電極は、例えばスイッチング素子が薄膜トランジスタ(Thin Film
Transistor、以下「TFT」という)の場合には、ゲート電極ソース電極及びドレイン
電極がアルミニウム等の金属材料で形成されている。そのため、前記平面視で前記遮光層
から露出するように形成されている部分をこれらのスイッチング素子の金属材料からなる
電極の一部によって形成すると、容易に所定の模様の明度、色度、彩度等を適宜変えるこ
とができるようになる。

0018

また、本発明の液晶表示装置においては、前記平面視で前記遮光層から露出するように
形成されている部分に対向するカラーフィルタ層は、隣接するカラーフィルタ層とは異な
る色のカラーフィルタ層が形成されているものとすることができる。

0019

第2基板の遮光層の両側には、通常この遮光層に隣接するサブ画素に対応する異なる2
色ないし同色のカラーフィルタ層が形成されている。従って、前記平面視で前記遮光層か
ら露出するように形成されている部分に対向する第2基板上のカラーフィルタ層を隣接す
るサブ画素に対応する色のカラーフィルタ層とは異なる任意の色のカラーフィルタ層で形
成することにより、液晶表示装置が駆動状態であっても非駆動状態であっても、所定の模
様の色度を任意に設定することができるようになる。

0020

また、本発明の液晶表示装置においては、前記第1基板の前記表示領域には平坦化膜
形成されており、前記平坦化膜の表面には前記サブ画素毎に少なくとも1つの透明導電性
材料からなる電極が形成されているものとすることが好ましい。

0021

第1基板の表面に平坦化膜を形成すると、その平坦化膜の表面に形成される電極には、
例えばスイッチング素子等の存在による凹凸が均されて平らになるため、セルギャップ
均一化される。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、表示画質が良好な液晶表示
置が得られる。

0022

また、本発明の液晶表示装置においては、前記液晶表示装置は、ノーマリーホワイト
ードで作動する液晶表示装置とすることができる。

0023

ノーマリーホワイトモードの液晶表示装置は、液晶の駆動用電極間電界印加されて
いない非駆動状態では、液晶分子配向膜によって規制されている方向に配向して光を透
過する状態となっており、白(明)表示となる。しかしながら、液晶の駆動用電極間に電
界が印加された駆動状態では、液晶分子は電界によって動かされるので、光を透過しない
状態となり、黒(暗)表示となる。本発明をこのようなノーマリーホワイトモードの液晶
表示装置に適用すると、少なくとも液晶表示装置が非駆動状態の場合には、白色の背景
に所定の色相の模様を表示させておくことが可能となる。なお、本発明を適用することが
できるノーマリーホワイトモードの液晶表示装置としては、例えば、TN(Twisted Nemat
ic)タイプ、ECB(Electrically Controlled Birefringence)タイプの液晶表示装置が
挙げられる。

0024

また、本発明の液晶表示装置においては、前記液晶表示装置は、ノーマリーブラック
ードで作動する液晶表示装置とすることができる。

0025

ノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、液晶の駆動用電極間に電界が印加されて
いない非駆動状態では、液晶分子は配向膜によって規制されている方向に配向して光を透
過しない状態となっており、黒(暗)表示となる。しかし、液晶の駆動用電極間に電界が
印加された駆動状態では、液晶分子は電界によって動かされるので、光を透過する状態と
なり、白(明)表示となる。本発明をこのようなノーマリーブラックモードの液晶表示装
置に適用すると、少なくとも液晶表示装置が非駆動状態での場合には、走査線、信号線な
いしスイッチング素子の電極部分を平面視で遮光層から露出するように形成しているので
黒色の背景中に所定の色度の模様を表示させておくことが可能となる。このようなノー
リーブラックモードの液晶表示装置としては、例えば、TNタイプ、VA(Vertical A
lignment)タイプ(MVA(Multi-domain Vertical Alignment)タイプのものを含む)
等の縦電界方式の液晶表示装置や、IPS(In-Plane Switching)タイプないしFFS(
Fringe Field Switching)タイプの横電界方式の液晶表示装置が挙げられる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置としてTNタイプ及びFFSタイ
プの液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこのTNタイプ及びFFSタイプ
液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他
の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。なお、この明細書における説明のた
めに用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとす
るため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例し
て表示されているものではない。

0027

図1は第1の実施形態の液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。図2図1のII
−II線に沿った模式断面図である。図3は第1の実施形態の液晶表示装置の非駆動時に表
示させる模様に対応する位置の数サブ画素分の第2基板の模式平面図である。図4Aは図
3のIVA−IVA線に沿った模式断面図であり、図4Bは図3のIVB−IVB線に沿った模式断面
図であり、図4Cは図3のIVC−IVC線に沿った模式断面図である。図5図3のV−V線
に沿った模式断面図である。図6Aは第1の実施形態の液晶表示装置の非駆動時の表示状
態を示す平面図であり、図6Bは駆動時の表示状態を示す平面図である。図7は第2の実
施形態における図5に対応する模式断面図である。

0028

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態として、スイッチング素子としてTFTを用いたTNタイプの
ノーマリーホワイトモードの透過型液晶表示装置を、図1図5を用いて説明する。図1
に示すように、この液晶表示装置1Aは、液晶パネル2と、バックライト3とを主体とし
て構成されている。そして、液晶パネル2とバックライト3とは平面視で重なるように配
置されており、図1では液晶パネル2のみが示されている。

0029

この液晶パネル2は、アレイ基板(第1基板)4とカラーフィルタ基板(第2基板)5
とがシール材7によって貼り合わされると共に、このシール材7によって区画された領域
内に液晶層6が封入された構成になっている。シール材7の一部には液晶を注入する注入
口7aが設けられており、この注入口7aは封止材7bにより封止されている。シール材
7の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光層(周辺見切り)8が設けられている。周
見切り8の内側の領域は、画像や動画等を表示する表示領域9になっている。また、表
示領域9には、複数のサブ画素10Aがマトリクス状に設けられている。複数のサブ画素
10Aの間の領域は画素間領域11である。この画素間領域11には、例えば図1中の水
平方向には走査線GLが、垂直方向には信号線SL(図4A及び図4B参照。なお、図1
図3においては図示省略した。)が、それぞれ互いに絶縁された状態で交差するように
形成されている。この走査線GL及び信号線SLは、例えばアルミニウムないしアルミ
ウム合金等の金属材料で形成される。

0030

アレイ基板4の周縁部は、カラーフィルタ基板5から張り出した張出領域になっている
。この張出領域のうち図1における左辺側及び右辺側には、走査信号を生成する走査線駆
回路12が形成されている。また、張出領域のうち、図1上辺側には左右の走査線駆
動回路12の間を接続する配線14が引き回されている。更に、張出領域のうち図1の中
下辺側には、データ信号を生成する信号線駆動回路13と、外部の回路等に接続するた
めの接続端子15とが形成されている。走査線駆動回路12と外部の回路等に接続するた
めの接続端子15との間の領域には、両者を接続する配線16が形成されている。また、
カラーフィルタ基板5の各角部には、アレイ基板4との間を電気的に接続するための基板
導通材17が設けられている。

0031

アレイ基板4は、図2に示したように、例えばガラス石英等の透光性の高い材料から
形成された基材4aと、この基材4aの液晶側に形成された画素電極48と、この画素電
極48に電気信号を供給するスイッチング素子47と、スイッチング素子47と画素電極
48との間を絶縁する絶縁層45と、画素電極48及び絶縁層45を覆うように形成され
た配向膜46と、基材4aの外側(液晶層6とは反対側)に貼付された第1の偏光板49
とを主体として構成されている。この第1の偏光板49としてはここでは直線偏光板が使
用されている。なお、基材4aと画素電極48との間に層間膜を形成する場合もある。

0032

画素電極48は、サブ画素10Aに平面視で重なる領域に配置されており、例えばIT
O(Indium Tin Oxide)等の透明な導電材料によって形成されている。スイッチング素子
47は、画素間領域11内に配置されており、画素電極48に一対一で対応するように設
けられている。このような構成により、サブ画素10Aごとに独立して液晶層6の配向を
規制することが可能になっている。このスイッチング素子47は、例えばTFTからなる
素子であり、走査線GLや信号線SLに接続されている。配向膜46は、液晶層6との界
面に設けられており、液晶層6を構成する液晶分子の配向を規制する。

0033

一方、カラーフィルタ基板5は、基材5aと、カラーフィルタ層50と、遮光層51と
共通電極58と、配向膜56と、基材5aの外側(液晶層6とは反対側)に貼付された
第2の偏光板59とを主体として構成されている。この第2の偏光板59としてはここで
は直線偏光板が使用され、その透過軸は第1の偏光板49の直線偏光部分の透過軸と直角
になるように配置されている。なお、第1の偏光板49及び第2の偏光板59は、それぞ
れアレイ基板4及びカラーフィルタ基板5の液晶層6側に形成する場合もある。

0034

なお、カラーフィルタ基板5の基材5aは、アレイ基板4の基材4aと同様に、例えば
ガラスや石英等の透光性の高い材料から形成された矩形板状部材である。カラーフィル
タ層50は、基材5aの液晶層6側に平面視でサブ画素10Aに重なるように設けられた
所定の色を有する層である。このカラーフィルタ層50は、例えば赤色層50R、緑色層
50G、青色層50Bの3色の層からなる。ただし、カラーフィルタ層50は3色に限ら
ず、それ以上の色の層で構成することも可能である。1つのサブ画素10Aには3色のう
ち1色のカラーフィルタ層50が設けられており、赤色層50R、緑色層50G、青色層
50Bは各々隣接する列に配置されている。互いに隣接し異なる色のカラーフィルタ層5
0を有する3つのサブ画素10Aが1組になって、1画素(1ピクセル)を構成している
。遮光層51は、光を反射又は吸収可能な材料からなる遮光部材であり、アレイ基板4の
スイッチング素子47と、走査線GL及び信号線SLに対向する位置を遮光するように、
1サブ画素毎のカラーフィルタ層50の周囲に設けられている。

0035

共通電極58は、例えばITOなどの透明な導電材料によって形成された電極であり、
カラーフィルタ層50及び遮光層51を覆うように設けられている。配向膜56は、液晶
層6との界面に設けられており、配向膜46との間で液晶層6を構成する液晶分子の配向
を規制している。液晶層6は、例えばフッ素系液晶化合物非フッ素系液晶化合物等の液
分子によって構成されており、アレイ基板4側の配向膜46とカラーフィルタ基板5側
の配向膜56との双方に接するように両基板に挟持されている。

0036

ここで、第1の実施形態の液晶表示装置1Aにおいて、駆動状態及び非駆動状態におい
て表示させる所定の模様に対応する位置の数サブ画素分のカラーフィルタ基板5の模式平
面図を図3により、走査線GL及び信号線SLと対向する位置のカラーフィルタ層50並
びに遮光層51との関係を図4A〜図4Cにより、更に、その1画素分の模式断面図を図
5を用いて説明する。なお、図5においては、バックライト3については図示省略してあ
る。

0037

この第1の実施形態の液晶表示装置1Aでは、第1の偏光板49及び第2の偏光板59
は、それぞれ直線偏光板からなり、互いに透過軸が直交する方向に配置(クロスニコル
置)されている。画素電極48と共通電極58との間に電圧が印加されていない状態では
、第1の偏光板49を透過した直線偏光光は液晶層6で偏光方向が90°回転させられる
ため、第2の偏光板59を透過することができるので、白(明)表示となる。また、画素
電極48と共通電極58との間に電圧が印加された状態では、液晶分子が垂直に立ち上が
るため、第1の偏光板49を透過した直線偏光光は、その偏光状態を維持したまま第2の
偏光板59に至るが、第2の偏光板59の透過軸は第1の偏光板49の透過軸とは直交し
ているため、第2の偏光板59を透過できず、黒(暗)表示となる。そのため、第1の実
施形態の液晶表示装置1Aはノーマリーホワイトモードで作動する。

0038

この第1の実施形態の液晶表示装置1Aでは、通常の表示領域9においては、従来例の
液晶表示装置の場合と同様に、遮光層51はアレイ基板4のスイッチング素子47と走査
線GL及び信号線SLに対向する位置を遮光するように、1サブ画素毎のカラーフィルタ
層50の周囲に設けられている。この走査線GL及び信号線SLに対向する位置に形成さ
れている遮光層51は、隣接するサブ画素同士の色が混ざらないようにしてコントラスト
を向上させるために形成されるものである。すなわち、図4Aに示したように、信号線S
Lに対応する位置では、遮光層51の表面には隣接するサブ画素のカラーフィルタ層50
B及び50Rの境界が位置している。そのため、隣接するサブ画素10Aのカラーフィル
タ層50B及び50Rの境界に遮光層51が存在しないと、信号線SLに対向する位置で
はカラーフィルタ層50B及び50Rを透過した光が混合してしまうため、コントラスト
の低下として現れてしまう。なお、走査線GLに対向する位置では、図4Bに示したよう
に、同色のカラーフィルタ層50Rが連続的に形成されている。

0039

そして、第1の実施形態の液晶表示装置1Aでは、表示させる所定の模様に対応する位
置のアレイ基板4の信号線SL'は、図3及び図4Cに示したように、平面視で遮光層5
1から露出するように形成されている。なお、ここでは平面視で遮光層51から露出する
ように形成した信号線SL'に対向する位置のカラーフィルタ基板5には例えばマゼンタ
色層50Mが形成されている例を示している。なお、平面視で遮光層51から露出するよ
うに形成された信号線SL'に対向する位置のカラーフィルタ層50の色度をどのように
するかは任意であり、例えば図4Aに示したように赤色層50Rと緑色層50Gの両者が
形成されているものとしてもよく、或いはカラーフィルタ層を形成しなくてもよい。

0040

次に、サブ画素10Aの周囲の平面視で遮光層51から露出するように形成された信号
線SL'部分の動作を説明する。図5に示すように、この平面視で遮光層51から露出す
るように形成された信号線SL'部分には、画素電極は存在していない。従って、液晶表
示装置1Aが非駆動状態であっても駆動状態であっても、サブ画素10Aの平面視で遮光
層51から露出するように形成された信号線SL'部分においては液晶層6が駆動される
ことはない。一方、信号線SL'はアルミニウムないしアルミニウム合金等の金属材料で
形成されているため、光反射性を有している。

0041

カラーフィルタ基板5の外側(上方)からに入射した光は、最初に第2の偏光板59を
透過するときに直線偏光光に変換される。この直線偏光光は、その後にカラーフィルタ層
50のマゼンタ色層50M、共通電極58、液晶層6を経て信号線SL'に入射するが、
信号線SL'の表面には画素電極が存在しないので液晶表示装置1Aが駆動状態であって
も非駆動状態であっても、液晶層6を透過するときに偏光方向が90°回転される。更に
、信号線SL'の表面で反射された反射光は、再度液晶層6を透過するときに偏光方向が
90°回転されて最初の直線偏光状態戻り、共通電極58及びカラーフィルタ層50の
マゼンタ色層50Mを透過して再度第2の偏光板59に入射する。この第2の偏光板59
に入射した反射光は、その偏光方向が第2の偏光板59の透過軸と平行になっているので
、マゼンタ色の色調の光となって外部に出てくることができる。

0042

このように第1の実施形態の液晶表示装置1Aによれば、液晶表示装置1Aが駆動状態
であっても非駆動状態であっても、平面視で遮光層51から露出するように形成された信
号線SL'により、常に外部からの入射光が遮光層51に阻まれることなく外部に反射さ
れる。そのため、液晶表示装置1Aが非駆動状態の時には、遮光層51より平面視で遮光
層51から露出するように形成された信号線SL'からの反射光が外部に出射する際に識
別パターンなどの模様に応じた色相となって出射することになるので、白色の背景中に所
定の色相の模様を表示させておくことが可能となる。この色相は、平面視で遮光層51か
ら露出するように形成された信号線SL'に対向するカラーフィルタ層のマゼンタ色層5
0Mの色度を変えることにより任意に変更することができる。また、液晶表示装置1Aが
駆動状態の時は、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'による
反射光によって所定の模様が表示されているが、平面視で遮光層51から露出するように
形成された信号線SL'からの反射光は弱いために表示領域9を利用して良好な画像表示
を行うことができる。なお、この液晶表示装置1Aの駆動状態の時に、背景画面を所定の
模様の色度とは異なる色度の表示とすると、所定の模様を目立たせることができる。

0043

この第1の実施形態に係るTNタイプの液晶表示装置1Aの電源がオフの時及び電源が
オンの時の表示領域9の状態の一例を図6A及び図6Bを用いて説明する。図6Aは液晶
表示装置1Aの電源をオフにした状態、つまり画素電極48と共通電極58との間の液晶
層6に電圧が印加されていない非駆動状態を示す。なお、この第1の実施形態においては
図6Aに示すように、識別パターン70としてABCDEからなる記号を表示させてい
る。すなわち、液晶表示装置1Aの非駆動時には、背景60は白表示となるが、平面視で
遮光層51から露出するように形成された信号線SL'からの反射光が外部に出てくる。

0044

この反射光の色度は、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'
に対向する位置に形成されたカラーフィルタ層50の色度によって定まるから、平面視で
遮光層51から露出するように形成された信号線SL'に対向する位置に形成されたカラ
フィルタ層50の色度を適宜選択することにより所望の色度の反射光を生じさせること
ができる。また、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'に対向
する位置に形成されたカラーフィルタ層50を無色のものとすると、無彩色の反射光を生
じさせることができ、所定の模様を白黒で表示させることも可能となる。このように、液
晶表示装置1Aの非駆動時には、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号
線SL'からの反射光が使用者に観察されるので、白色の背景60に識別パターン70が
かび上がって観察されることになる。

0045

また、図6Bは、第1の実施形態に係るTNタイプの液晶表示装置1Aの電源をオンに
した状態、つまり画素電極48と共通電極58との間の液晶層6に電圧が印加された駆動
状態の表示領域9の表示状態を示す。液晶表示装置1Aの駆動時には、画素電極48を透
過したバックライト3からの光によって通常の動画や静止画などの様々な画像61を表示
させることが可能となる。しかしながら、平面視で遮光層51から露出するように形成さ
れた信号線SL'が形成されているため、液晶表示装置1Aが駆動時であっても、平面視
で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'の位置においては外部からの入
射光が出射する際に識別パターン70などの模様に応じた色相の出射光となって出射する

0046

このように、第1の実施形態に係るTNタイプの液晶表示装置1Aの駆動時には、平面
視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'からの反射光が使用者により
観察されるので、様々な画像61と識別パターン70の両者が同時に使用者に観察される
ことになる。ただ、液晶表示装置1Aが駆動状態においては、平面視で遮光層51から露
出するように形成された信号線SL'からの反射光は弱いために、画素電極48を透過し
たバックライト3からの光を利用して画像表示を行えば良好な画像表示を行うことができ
る。また、この液晶表示装置1Aが駆動状態の時に背景画面を識別パターン70の色度と
は異なる色度の表示とすると、識別パターン70を目立たせることができる。

0047

なお、この実施形態においては識別パターン70としてアルファベットを表示した例を
示したが、このようなアルファベットなどの文字に限定されるものではない。本発明によ
れば、文字だけでなく、企業等のロゴマーク、花柄、市松模様などを含む多様な模様につ
いて、液晶表示装置1Aの電源がオン状態でもオフ状態でも、使用者に観察させることが
可能となる。このように本発明の第1の実施形態のTNタイプの液晶表示装置1Aでは、
電源がオンの時であってもオフ時であっても、任意の識別パターン70を表示させておく
ことができるようになるので、幅広い表現力を備えた表示特性の高い液晶表示装置1Aが
得られる。また、電源がオフの時にも任意の識別パターン70を表示させておくことがで
きるので、消費電力を大幅に減少させることができるようになる。

0048

なお、ここでは直線偏光板を使用したノーマリーホワイトモードで作動するTNタイプ
の液晶表示装置1Aの場合について説明したが、ECBタイプの液晶表示装置に対しても
同様に適用可能である。また、第1の実施形態の液晶表示装置1Aとしては、平面視で遮
光層51から露出するように形成された信号線SL'のものについて説明したが、平面視
で遮光層51から露出するように形成された走査線GL'或いはTFTの電極、例えばゲ
ト電極、ソース電極、ドレイン電極等に平面視で遮光層51から露出するように形成さ
れた部分を形成しても同様に作動する。

0049

また、上記第1の実施形態の液晶表示装置1Aにおいては、図5に示すように、平面視
で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'部分には、画素電極48を形成
しない構造について説明したが、部分的であれば画素電極48が重なっている構造として
もよい。ただし、この信号線SL'部分に重なるように画素電極48が形成された部分に
おいては、液晶非駆動時には外部からの入射光を信号線SL'が反射して表示を行うよう
に動作することでロゴ表示を行うものの、液晶駆動時には上述した外部からの入射光が駆
動された液晶を通過するため非表示となる。しかし、信号線SL'部分の画素電極48が
重なっていない部分は上述の通り液晶の駆動状態に関係なく、且つ遮光層51に阻まれる
ことなく外部に反射されてロゴ表示を行うことになる。

0050

[第2の実施形態]
第1の実施形態においては、本発明をノーマリーホワイトモードで作動するTNモード
の液晶表示装置1Aに適用した場合について説明したが、本発明はノーマリーブラックモ
ードで作動する液晶表示装置に対しても適用可能である。そこで、第2の実施形態として
は、本発明をノーマリーブラックモードで作動するFFSタイプの液晶表示装置1Bに適
用した例を図7を用いて説明する。なお、FFSタイプの液晶表示装置1Bの基本的構成
は当業者に周知であり、第2の実施形態の液晶表示装置1Bと第1の実施形態における液
晶表示装置1Aとは、図2及び図4に示された共通電極58及び画素電極48部分の構成
相違するのみで、その他の図1及び図3に示した部分の構成は実質的に同一である。そ
のため、図7においては、第1の実施形態の液晶表示装置1Aと同一の構成部分には同一
参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。なお、図7は、第2の実施形態の液晶
表示装置における図5に対応する図面である。

0051

この第2の実施形態の液晶表示装置1Bのサブ画素10Bのアレイ基板4は、図7に示
したように、例えばガラスや石英等の透光性の高い材料から形成された基材4aと、この
基材4aの液晶層6側の表面に形成されたスイッチング素子47と、スイッチング素子4
7の表面を被覆する絶縁層45と、絶縁層45の表面に形成された共通電極に対応する下
電極58'と、下電極58'の表面に形成された電極間絶縁層45'と、電極間絶縁層45'
の表面に形成された複数の平行なスリットが形成された画素電極に対応する上電極48'
と、上電極48'及び電極間絶縁層45'の表面を被覆する配向膜46と、基材4aの外側
(液晶層6とは反対側)に貼付された第1の偏光板49とを主体として構成されている。
下電極58'及び上電極48'は共にITO等の透明な導電材料によって形成されている。
この第1の偏光板49としてはここでは直線偏光板が使用されている。なお、絶縁層45
と下電極58'との間に層間膜を形成する場合もあり、また、下電極58'をスイッチング
素子に接続して画素電極として機能させる場合もある。

0052

一方、カラーフィルタ基板5は、基材5aと、カラーフィルタ層50と、遮光層51と
、配向膜56と、基材5aの内側(液晶層6側)に形成された第2の偏光板59とを主体
として構成されている。この第2の偏光板59は直線偏光板からなり、第1の偏光板49
とは互いに透過軸が直交する方向に配置されている。

0053

ここで、第2の実施形態の液晶表示装置1Bにおいて、駆動状態及び非駆動状態におい
て表示させる所定の模様に対応する位置の1サブ画素10Bの具体的構成を図7を用いて
説明する。なお、図7においては、バックライト3については図示省略してある。

0054

サブ画素10Bにおいて、上電極48'と下電極58'との間に電圧が印加されていない
状態では、第1の偏光板49を透過した直線偏光光はその偏光方向を維持したまま液晶層
6を透過する。しかしながら、第2の偏光板59は第1の偏光板49の透過軸とは直交し
ているため、第1の偏光板49を透過した直線偏光光は、第2の偏光板を透過することが
できず、黒(暗)表示となる。また、上電極48'と下電極58'との間に電圧が印加され
た状態では、液晶分子が水平方向に回転するため、第1の偏光板49を透過した直線偏光
光は、液晶層6を透過する間にその偏光状態が90°回転されて第2の偏光板59に至る
。このとき、第2の偏光板59の透過軸は第1の偏光板49の透過軸とは直交しているた
め、液晶層6を透過した直線偏光光の偏光方向は第2の偏光板59の透過軸と平行になる
ので、第2の偏光板59を透過し、白(明)表示となる。そのため、第2の実施形態の液
晶表示装置1Bはノーマリーブラックモードで作動する。

0055

この第2の実施形態の液晶表示装置1Bでは、通常の表示領域においては、従来例の液
晶表示装置の場合と同様に、遮光層51はアレイ基板4のスイッチング素子47と走査線
GL及び信号線SLに対向する位置を遮光するように、1サブ画素毎のカラーフィルタ層
50の周囲に設けられている。そして、第2の実施形態の液晶表示装置1Bでは、第1の
実施形態の液晶表示装置1Aの場合と同様に、表示させる所定の模様に対応する位置の走
査線GL'あるいは信号線SL'は、図3及び図4Cに示したように、平面視で遮光層51
から露出するように形成されている。なお、ここではこの平面視で遮光層51から露出す
るように形成された走査線GL'あるいは信号線SL'に対応する位置のカラーフィルタ基
板5には例えばマゼンタ色層50Mのカラーフィルタ層が形成されている例を示している
。なお、平面視で遮光層51から露出するように形成された走査線GL'あるいは信号線
SL'に対応する位置のカラーフィルタの色度をどのようにするかは任意であり、例えば
図4Aに示したように赤色層50Rと緑色層50Gの両者が形成されているものとしても
よく、カラーフィルタ層を形成しなくてもよい。

0056

カラーフィルタ基板5の外側(上方)から入射した光は、最初に第2の偏光板59を透
過するときに直線偏光光に変換される。この直線偏光光は、その後にカラーフィルタ層5
0のマゼンタ色層50M、液晶層6を経てその偏光状態を維持したまま平面視で遮光層5
1から露出するように形成された信号線SL'に入射する。更に、この平面視で遮光層5
1から露出するように形成された信号線SL'の表面で反射された反射光は、再度偏光
態を維持したまま液晶層6を透過し、カラーフィルタ層50のマゼンタ色層50Mを透過
して再度第2の偏光板59に入射する。この第2の偏光板59に入射した反射光は、その
偏光方向が第2の偏光板59の透過軸と平行になっているので、マゼンタ色の色調の光と
なって外部に出てくることができる。

0057

このように第2の実施形態の液晶表示装置1Bによれば、液晶表示装置1Bが駆動状態
であっても非駆動状態であっても、常に外部からの入射光が平面視で遮光層51から露出
するように形成された信号線SL'において反射されて外部に出てくる。そのため、液晶
表示装置1Bが非駆動状態の時には、平面視で遮光層51から露出するように形成された
信号線SL'に対応する識別パターンなどの模様に応じたカラーフィルタ層の色相となっ
て出射することになるので、黒色の背景中に所定の色相の模様を表示させておくことが可
能となる。この色相は、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'
に対応する部分のカラーフィルタ層におけるマゼンタ色層50Mの色度を変えることによ
り任意に変更することができる。また、液晶表示装置1Bが駆動状態の時は、平面視で遮
光層51から露出するように形成された信号線SL'によって所定の模様が表示されてい
るが、平面視で遮光層51から露出するように形成された信号線SL'からの反射光は弱
いために表示領域9を利用して良好な画像表示を行うことができる。この第2の実施形態
の液晶表示装置1Bの表示状態は、背景の色が逆になるだけで第1の実施形態の液晶表示
装置1Aの場合と同様になる。

0058

なお、ここではFFSタイプの液晶表示装置1Bの場合について説明した。しかしなが
ら、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置であれば、平面視で遮光層51から露出す
るように形成されたTFTの金属材料からなる電極、走査線及び信号線を形成することに
より、常時外光を反射させることができる。そのためノーマリーブラックモードの液晶表
示装置の場合、液晶表示装置が駆動状態であっても非駆動状態であっても、平面視で遮光
層51から露出するように形成された信号線SL'が識別パターンなどの所定の模様とな
るように形成されていれば、黒色の背景中に所定の模様を表示させておくことが可能とな
る。このようなノーマリーブラックモードで作動する液晶表示装置としては、TNタイプ
、VAタイプ等の縦電界方式の液晶表示装置や、IPSタイプ等の横電界方式の液晶表示
装置が挙げられる。

0059

以上、本発明の各実施形態としてノーマリーホワイトモード及びノーマリーブラックモ
ードの液晶表示装置の例を説明した。このような本発明の液晶表示装置は、パーソナル
ピュータ、携帯電話機、携帯情報端末携帯音楽再生機などの電子機器に使用すること
ができる。ただし、これらの電子機器の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説
明は省略する。

図面の簡単な説明

0060

第1の実施形態の液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。
図1のII−II線に沿った模式断面図である。
第1の実施形態の液晶表示装置の非駆動時に表示させる模様に対応する位置の数サブ画素分の第2基板の模式平面図である。
図4Aは図3のIVA−IVA線に沿った模式断面図であり、図4Bは図3のIVB−IVB線に沿った模式断面図であり、図4Cは図3のIVC−IVC線に沿った模式断面図である。
図3のV−V線に沿った模式断面図である。
図6Aは第1の実施形態の液晶表示装置の非駆動時の表示状態を示す平面図であり、図6Bは駆動時の表示状態を示す平面図である。
図7は第2の実施形態における図5に対応する模式断面図である。

符号の説明

0061

1A、1B:液晶表示装置2:液晶パネル3:バックライト4:アレイ基板(第
1基板) 4a:基材5:カラーフィルタ基板(第2基板) 5a:基材 6:液晶層
9:表示領域 10A、10B:サブ画素45:絶縁層46:配向膜48:画素
電極48':上電極49:第1の偏光板50、50R、50G、50B、50M:
カラーフィルタ層51:遮光層56:配向膜 58:共通電極58':下電極5
9:第2の偏光板 GL:走査線GL':走査線の平面視で遮光層から露出するように
形成されている部分 SL:信号線SL':信号線の平面視で遮光層から露出するよう
に形成されている部分

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