(57)【要約】【課題】偏光性を有し、可視光の透過率が良好な透明導電性電極及びこれを用いた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の透明導電性電極２９は、透明な基板の表面に形成された薄膜状の透明導電性電極２９であって、長さＬが可視光の最長波長よりも長く、幅Ｗが可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔３８が前記微細長孔３８の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする。前記微細長孔３８を前記微細長孔の幅方向に平行に形成すると、前記透明導電性電極にワイヤグリッド型偏光板と同様の偏光性が付与されるため、前記微細長孔を有しない透明導電性電極の場合よりもよりも特定の偏光性を有する光の透過率が向上する。この透明導電性電極を液晶表示装置の電極として用いると、電気的には従来例の場合と同様であるが、より明るい表示ができる液晶表示装置となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基板の表面に形成された薄膜状の透明導電性電極であって、
長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする透明導電性電極。
【請求項２】
前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の透明導電性電極。
【請求項３】
前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の透明導電性電極。
【請求項４】
前記透明導電性電極はインジウム・スズ・酸化物又はインジウム・亜鉛・酸化物からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電性電極。
【請求項５】
一対の透明基板間に液晶を挟持し、光の透過経路に交差するように配置された一対の薄膜状の透明導電性電極を備える液晶表示装置であって、
前記一対の薄膜状の透明導電性電極の少なくとも一方は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶表示装置は、透明導電性材料からなる画素電極と対向電極とを備える縦電界方式のものであり、前記微細長孔は、前記画素電極及び対向電極の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示装置は、絶縁膜を挟んで対向配置された透明導電性材料からなる下電極及び複数のスリットが形成された上電極を備える横電界方式のものであり、前記微細長孔は、前記下電極及び上電極の少なくとも一方に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示装置は、前記一対の透明基板の表示面側の外面には、透明導電性材料からなるシールド電極を備えており、前記シールド電極は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記透明導電性電極はインジウム・スズ・酸化物又はインジウム・亜鉛・酸化物からなることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の透明導電性電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微細長孔を有する透明導電性電極及びこれを用いた液晶表示装置に関する。詳しくは、本発明は微細長孔による偏光性を有し、可視光の透過率が良好な透明導電性電極及びこれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はＣＲＴ（陰極線管）と比較して軽量、薄型であると共に、低消費電力であるという特徴があり、多くの電子機器に使用されている。液晶表示装置は、所定方向に整列した液晶分子の向きを電界により変えて、光の透過量を変化させ画像を表示させるものである。この液晶分子の向きを変えるために印加する電界の電極として透明導電性電極を使用している。
【０００３】
液晶表示装置の液晶層に電界を印加する方法として、縦電界方式のものと横電界方式のものとがある。縦電界方式の液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置されている上下一対の電極により、縦方向の電界を液晶分子に印加するものである。この縦電界方式の液晶表示パネルとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード、更には、高速応答性に優れるＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードなどが知られている。横電界方式の液晶表示装置は液晶層を挟んで配設されている一対の基板のうちの一方の内面側に一対の電極を互いに絶縁して設け、概ね横方向の電界を液晶分子に対して印加するものである。この横電界方式の液晶表示パネルとしては、一対の電極が平面視で重ならないＩＰＳ（In-Plane Switching）モードのものと、重なるＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードのものとが知られている。
【０００４】
また、液晶表示装置には反射型のものと透過型のものとが知られている。反射型の液晶表示装置は光源として表示面側から入射される外光を利用する。透過型の液晶表示装置は、光源として背面に配設されたバックライトによる光照射を利用する。反射型の液晶表示装置は、バックライトを備えていないので消費電力が少ないという長所があるが、暗い所では表示が見えないという短所がある。透過型の液晶表示装置は、バックライトを使用しているためには暗いところでも表示が見えるという長所があるが、消費電力が多いという短所がある。そこで、反射型と透過型の両方を備えた半透過型の液晶表示装置も開発されており、この半透過型の液晶表示装置は特に小型携帯機器、例えば携帯型電話機の表示面に多く使用されている。
【０００５】
これらの縦電界方式の液晶表示装置で使用されている画素電極及び対向電極としては、例えば、下記特許文献１に開示された発明の記載からしても明らかなように、透明導電性材料からなるものが使用されている。また、下記特許文献２に開示された発明の記載からしても明らかなように、横電界方式液晶表示装置における画素電極及び対向電極としても、透明導電性材料からなるものが使用されている。
【０００６】
一方、液晶表示装置用の透明導電性電極の材料としては、大部分がＩｎ２Ｏ３にＳｎを添加したＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が使用されている。ＩＴＯは、電気抵抗値がＺｎＯやＳｎＯ２に比べて半分以下であり、付着力が強いといわれるＴｉＯ２や金属クロム膜と同等の付着力を有しており、強酸や強アルカリに対してはかなりの耐性を示す一方、塩化鉄系には溶解性が高くて加工しやすく、可視領域の中央部で最も透過率が高いという長所がある(下記、非特許文献１参照)。しかしながら、需要が多い希少金属であるＩｎは記録的な価格高騰により、代替材料として、ＺｎＯにＩｎを添加したもの、ＳｎＯ２、ＺｎＯにＡｌを添加したもの、ＺｎＯにＳａ酸化物を添加したもの等、透明導電性電極形成材料として多くの材料が考えられている。
【特許文献１】特開２００５−１４８４０１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２２９４１号公報
【非特許文献１】佐藤政次著「透明導電性膜の技術（改訂２版）」株式会社オーム社、平成１８年１２月２０日発行、第５６〜５７頁、第３２６〜３４７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＩＴＯの透過率は２００ｎｍの膜厚で約８０％である。そのため、透明導電性電極形成材料としてＩＴＯを使用した液晶表示装置では、透明導電性電極の膜厚を厚くするとその分だけ光の透過率は減少するため表示画質が暗くなり、透明導電性電極の膜厚を薄くするとその分だけ表示画質は明るくなるが透明導電性電極の抵抗が大きくなるので、表示画質は劣化してしまう。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、物理的に可視光の透過率を高くした透明導電性電極及びこれを用いた、表示が明るく、表示画質も良好な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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の透明導電性電極は、透明な基板の表面に形成された薄膜状の透明導電性電極であって、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の透明導電性電極においては、透明導電性電極に形成された微細長孔は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短くされている。なお、本発明における「微細長孔の幅」とは、微細細孔の最も太い部分の幅を意味する。そのため、本発明の透明導電性電極によれば、微細長孔を透過する光については偏光性が与えられるが、微細長孔部分で可視光を透過させることができるために、微細長孔が形成されていない場合に比するとて透過率を向上させることができる。しかも、微細長孔の幅が可視光の最長波長よりも短く、非常に狭いので、電気的には透明導電性電極に微細長孔が形成されていない状態と見なすことができるようになる。このため、本発明の透明導電性電極は、偏光光を使用する装置に用いられるときには、装置の偏光方向に透明導電性電極の偏光方向を合わせることにより、可視光の透過率を向上させた上で透明導電性電極としての機能を奏させることができるようになる。加えて、形成する微細長孔の面積が小さいので、透明導電性電極の電気抵抗の増大化が抑制されている。
【００１１】
なお、可視光の最長波長は、必ずしも明確ではないが、約０．８μｍ程度とされているので、本発明の透明導電性電極においては、微細長孔の幅は約０．８μｍ以下とすることが好ましく、下限は可視光の最長波長の１／２以上である０．４μｍ以上とすることが好ましい。微細長孔の幅が０．８μｍを超えると、微細長孔による偏光作用が消失すると共に、この微細長孔部分が電極としての機能を果たさなくなるので、好ましくない。また、微細長孔の幅が可視光の最長波長の１／２未満であると、この微細長孔部分が微細長孔の幅以上の可視光を透過させなくなるので、微細長孔を形成することの利点が失われる。また、微細長孔の長さは０．８μｍを超えていることが望ましい。また、微細長孔の長さは、原理的には無限長とすることも可能であるが、微細長孔の製造用マスク等の製造の容易性を考慮すると、０．８μｍを超え、数μｍ程度とすればよい。
【００１２】
また、本発明の透明導電性電極においては、前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に複数個形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の透明導電性電極によれば、微細長孔がその幅方向に等間隔で形成されているため、ワイヤグリッド型偏光板と同様の偏光作用が生じることとなり、微細長孔をランダムに配置した場合よりも明るくなる。
【００１４】
また、本発明の透明導電性電極においては、前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に形成する場合、前記微細長孔の幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成されていることが好ましい。
【００１５】
微細長孔を、前記微細長孔の幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成すると、微細長孔を高密度に配置することができる。そのため、本発明の透明導電性電極によれば、透明導電性電極としての物性に悪影響を及ぼすことなくより可視光の透過率を向上させることができるようになる。
【００１６】
また、本発明の透明導電性電極においては、前記透明導電性電極はインジウム・スズ・酸化物又はインジウム・亜鉛・酸化物からなることが好ましい。
【００１７】
透明導電性電極は、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、太陽電池、熱線やアンテナなどの機能性ガラスや導電性フィルムなどに用いられている。その透明導電性電極の材料は多種多様なものが知られている。たとえば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属であっても３〜１５ｎｍ程度に薄く成膜すればある程度の透過性を有する。しかしながら、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属薄膜は光の吸収が大きいし、化学的安定性が悪いという短所がある。可視光のエネルギーは１．６〜３．３ｅＶであるから３．３ｅＶ以上のバンドギャップを有する材料であれば電子のバンド間遷移による光吸収は生じなくなり、透明となる。
【００１８】
一般的に遷移金属を含む物質は化学結合のイオン性が高いほどエネルギーギャップは高く、酸化物はその代表物質であり、これにはＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどがある。酸化物以外にも、ＴｉＮ、ＭｎＩｎＯ４などが透明である。このように、透明で導電性を有した物質は多種多様なものが知られているが、低抵抗性、高透過率、そして加工性に優れたインジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）やＺｎＯにＩｎを添加したインジウム・亜鉛・酸化物（ＩＺＯ）が多く使用されている。このように、ＩＴＯ及びＩＺＯは、透明導電性物質として光学的及び電気的に良好な物性を備えていることが知られているので、本発明の透明導電性電極によれば、特に上記効果が顕著に奏されるようになる。
【００１９】
更に、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の透明基板間に液晶を挟持し、光の透過経路に交差するように配置された一対の薄膜状の透明導電性電極を備える液晶表示装置であって、前記一対の薄膜状の透明導電性電極の少なくとも一方は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の液晶表示装置で使用されている透明導電性電極は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で複数個形成されている。このような構成の透明導電性電極は、微細長孔を透過する光については偏光性が与えられるが、微細長孔部分で可視光を透過させることができるために、微細長孔が形成されていない場合に比すると透過率を向上させることができる。しかも、微細長孔の幅が可視光の最長波長よりも短く、非常に狭いので、電気的には透明導電性電極に微細長孔が形成されていない状態と見なすことができ、しかも、微細長孔を作成したことによる透明導電性電極の電気抵抗の増大化は無視し得る。このため、本発明の液晶表示装置によれば、透明導電性電極に微細長孔を備えていない従来例の液晶表示装置と比すると、電気的特性は同等であるが、開口率が同じであってもより明るい表示が可能となる。
【００２１】
なお、本発明の液晶表示装置においては、液晶駆動用の一対の電極の何れに形成してもよく両者に形成してもよい。また、本発明の液晶表示装置においては、微細長孔の幅は、微細細孔による偏光効果の発生及び可視光の透過性の観点から、０．８μｍ以下０．４μｍ以上とすることが好ましい。更に、本発明の液晶表示装置においては、透明導電性電極製造上の理由から、０．８μｍを超え、数μｍ程度とすることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に複数個形成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の液晶表示装置によれば、透明導電性電極に形成されている微細長孔がその幅方向に等間隔で形成されているため、ワイヤグリッド型偏光板と同様の偏光作用が生じることとなり、透明導電性電極に微細長孔をランダムに配置した場合よりも明るい表示の液晶表示装置が得られる。
【００２４】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記複数個の微細長孔は、前記微細長孔の長さ方向に平行に形成する場合、前記微細長孔の幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成されていることが好ましい。
【００２５】
微細長孔を幅方向に隣接する列の微細長孔とジグザグ状となるように形成すると、微細長孔を高密度に配置することができる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、微細長孔を形成したことによって透明導電性電極としての物性に悪影響が生じないため、従来例の液晶表示装置と比すると、表示画質は同等でありながらより明るい表示が可能な液晶表示装置が得られる。
【００２６】
また、本発明の液晶表示装置においては、透明導電性材料からなる画素電極と対向電極とを備える縦電界方式のものであり、前記微細長孔は、前記画素電極及び対向電極の少なくとも一方に形成されているものとすることができる。
【００２７】
また、本発明の液晶表示装置によれば、画素電極及び対向電極の少なくとも一方に微細長孔を形成することより、従来例の縦電界方式の液晶表示装置と比すると、表示画質は同等でありながらより明るい表示が可能な縦電界方式の液晶表示装置が得られる。
【００２８】
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、絶縁膜を挟んで対向配置された透明導電性材料からなる下電極及び複数のスリットが形成された上電極を備える横電界方式のものであり、前記微細長孔は、前記下電極及び上電極の少なくとも一方に形成されているものとすることができる。
【００２９】
本発明の液晶表示装置によれば、下電極及び上電極の少なくとも一方に微細長孔を形成することより、従来例の横電界方式の液晶表示装置と比すると、表示画質は同等でありながらより明るい表示が可能な横電界方式の液晶表示装置が得られる。
【００３０】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記液晶表示装置が横電界方式のものである場合、前記一対の透明基板の表示面側の外面は、透明導電性材料からなるシールド電極を備えており、前記シールド電極は、長さが可視光の最長波長よりも長く、幅が可視光の最長波長の波長よりも短い微細長孔が、前記微細長孔の幅方向に等間隔で形成されていることが好ましい。
【００３１】
横電界方式の液晶表示装置の場合、縦電界方式の液晶表示装置の場合と異なり、外部からの電界が液晶分子の動きに影響を与えることを防止するために、通常一対の透明基板の表示面側の外面にシールド電極が形成されている。本発明の液晶表示装置においては、横電界方式の液晶表示装置に形成されるシールド電極として、上電極及び下電極の少なくとも一方に形成されているものと同様の構成の微細長孔を有するものとしたので、シールド効果としては微細長孔が形成されていないものと同等の効果を奏しながらも、より光の透過性が向上する。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、従来例の微細長孔が形成されていないシールド電極を有する横電界方式の液晶表示装置の場合と比すると、同等の静電シールド効果を奏しながらも、より明るい表示が可能な横電界方式の液晶表示装置が得られる。
【００３２】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記透明導電性電極はＩＴＯ又はＩＺＯからなることが好ましい。
【００３３】
本発明の液晶表示装置によれば、ＩＴＯ及びＩＺＯは、透明導電性物質として光学的及び電気的に良好な物性を備えていることが知られているので、本発明の液晶表示装置によれば、特に上記効果が顕著に奏されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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、以下に示す各実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための透明導電性電極を液晶表示装置の場合を例にとり説明したものであっ、本発明をこの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にも等しく適用し得るものである。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。
【００３５】
図１は第１実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素のアレイ基板を示す模式平面図である。図２は図１のII−II線断面図である。図３は図１のIII−III線断面図である。図４は透明導電性電極の微細長孔の一具体例を示す図である。図５は第１実施形態の液晶表示装置の動作原理を示す斜視図である。図６Ａ〜図６Ｃはそれぞれ微細長孔の他の形状を示す図である。図７は微細長孔の他の配置例を示す図である。図８は第２実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板を示す模式平面図である。図９は図８のIX−IX線断面図である。
【００３６】
［第１実施形態］
第１実施形態の液晶表示装置１０Ａを図１〜図５を用いて説明する。第１実施形態に係る液晶表示装置１０Ａは、液晶層１１がアレイ基板１２とカラーフィルタ基板１３によって挟持されている。液晶層１１の厚みはスペーサ(図示せず)によって均一に維持されている。アレイ基板１２の背面には第１偏光板１５が形成され、カラーフィルタ基板１３の前面には透明導電材料からなる静電気保護膜１６が形成され、その上に第２偏光板１７が形成されている。なお、静電気保護膜１６は、外部からの電界が液晶層１１の液晶分子の配向状態に影響を与えないようにするために形成される。また、アレイ基板１２の背面側からバックライト１８により光が照射されている。
【００３７】
まず、アレイ基板１２について説明する。アレイ基板１２は、ガラスや石英、プラスチック等の透明基板からなる第１基板本体１９を有している。そして、第１基板本体１９上に走査線２０が形成されている。走査線２０を覆うように窒化ケイ素ないし酸化ケイ素等からなる第１絶縁膜２１が形成されている。第１絶縁膜２１の一部表面上には、例えばアモルファスシリコン等からなる半導体層２２が形成されており、この半導体層２２に一部乗り上げるようにしてソース電極Ｓと、ドレイン電極Ｄとが形成されている。半導体層２２は、第１絶縁膜２１を介して走査線２０の分岐部分と対向配置されており、走査線２０の分岐部分がＴＦＴのゲート電極Ｇを構成する。これらの半導体層２２、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ及びゲート電極ＧでＴＦＴが形成される。ソース電極Ｓは信号線２３から分岐している。信号線２３、ドレイン電極Ｄ及び露出している第１絶縁膜を覆うように第２絶縁膜２４が形成されている。
【００３８】
第２絶縁膜２４を覆うようにして、層間膜２５が形成され、層間膜２５を覆って透明導電材料からなる下電極２６が形成されている。層間膜２５及び第２絶縁膜２４を貫通してドレイン電極Ｄに達するコンタクトホール２７が形成されており、このコンタクトホール２７を介して下電極２６とドレイン電極Ｄとが電気的に接続されている。そのため、下電極２６は画素電極として作動する。なお、この下電極２６の微細構成については後述する。
【００３９】
下電極２６を覆ように窒化ケイ素ないし酸化ケイ素等からなる第３絶縁膜２８が形成されている。第３絶縁膜２８の表面には透明導電材料からなり、各サブ画素に対応する位置に複数のスリット３１を備えた上電極２９が形成されている。そして、第３絶縁膜２８、上電極２９を覆って例えばポリイミドからなる第１配向膜３０が形成されている。第１配向膜３０には走査線２０方向にラビング処理が施されている。このラビング処理の方向は図１におけるＸ軸方向であり、上電極２９のスリット３１の延在方向に対して約５°〜２５°傾いている。上電極２９は、全サブ画素に亘って形成されており、液晶表示装置１０Ａの周縁部でコモン配線に電気的に接続されている。そのため、上電極２９は共通電極として作動する。また、上電極２９は、サブ画素毎に複数本のスリット３１によって形成された帯状電極部分３２を備えている。スリット３１は、例えば幅が約４〜１５μｍで長さが約５０μｍの長円形状であり、Ｘ軸方向に対して時計回転方向に５°〜２５°傾いた領域及び反時計回転方向に５°〜２５°傾いた領域の２つの領域が存在している。なお、図１では、スリットの傾きが２つの領域の存在する形態について説明したが、スリットの傾きが１つの領域のみの場合にも、適用することができる。
【００４０】
次にカラーフィルタ基板１３について説明する。カラーフィルタ基板１３は、ガラスや石英、プラスチック等の透明基板からなる第２基板本体３３を有してしており、第２基板本体３３には、サブ画素毎に異なる色光（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂあるいは無色）を透過するＣＦ（カラーフィルタ）層３４と遮光材のＢＭ（ブラックマトリクス）３５が形成されている。ＣＦ層３４とＢＭ３５を覆うようにしてオーバーコート層３６が形成され、オーバーコート層３６を覆うようにしてポリイミドからなる第２配向膜３７が形成されている。第２配向膜３７にはラビング処理が施されている。この第２配向膜３７のラビング処理の方向はＸ軸方向であるが、第１配向膜３０のラビング処理の方向とは１８０°逆方向とされている。
【００４１】
液晶分子は、上電極２９と下電極２６との間に電界が印加されていない初期状態ではラビング処理の方向に沿って平行に配向されているが、上電極２９と下電極２６との間に電界が印加されると、形成された電界の方向に回転する。このように、液晶層１１の液晶分子が回転すると、バックライト１８から照射される光の透光量が変化する。この電界は走査線２０と信号線２３に印加される電圧によって制御されている。なお、液晶層１１はアレイ基板１２とカラーフィルタ基板１３の間に設けられたシール材（図示せず）で形成される密封エリア内に封止されている。
【００４２】
また、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａにおいては、静電気保護膜１６及び下電極２６には、図４に示すように、微細長孔３８が設けられている。微細長孔３８の形状は例えば楕円状であり、微細長孔３８の長さＬは可視光（波長０．３８μｍ〜０．８μｍ）の最長波長（０．８μｍ）より長く、微細長孔３８の幅Ｗは可視光の最長波長（０．８μｍ）より短くなっている。そのため、下電極２６は、微細長孔３８の形成部分ではワイヤグリッド型偏光板と同様に作動して偏光方向が微細長孔３８の幅方向の一致する光を実質的に損失無く透過させることができる。また、下電極２６は、それ自体は透明であり、全ての偏光方向の光を８０％程度透過させるので、微細長孔３８を形成しない下電極の場合と比すると、透過率が向上する。また、微細長孔３８の幅は、可視波長の最大波長の１／２以下と非常に狭くされているので、電気的には微細長孔３８が形成されていない状態と見なすことができる。
【００４３】
図５に示すように、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａにおいては、アレイ基板１２側の第１偏光板１５は偏光透過軸がＹ軸方向とされている。また、下電極２６の微細長孔３８の延在方向はＸ軸方向であり、微細長孔３８は偏光方向がＹ軸方向の光を最も多く透過させる。なお、上電極２９のスリット３１は幅が約４μｍで長さが約５０μｍの長円の形状であり、可視光の最長波長よりも大幅に大きいため、透過光の偏光状態には影響を与えない。また、アレイ基板１２の第１配向膜３０のラビング処理の方向はＸ軸方向である。そして、カラーフィルタ基板１３の第２配向膜３７のラビング処理の方向はアレイ基板１２の第１配向膜３０のラビング処理の方向とは逆向きのＸ軸方向である。すなわち、第１配向膜３０と第２配向膜３７のラビング処理の方向が互いに１８０°ずれているため、下電極２６と上電極２９との間に電界が印加されていないとき（ＯＦＦ状態のとき）は液晶層１１の液晶分子はラビング処理の方向に配向する。
【００４４】
なお、ここでは、静電気保護膜１６に形成された微細長孔の延在方向はＹ軸方向とされており、微細長孔３８は偏光方向がＸ軸方向の光を最も多く透過させる。そのため、静電気保護膜１６は、微細長孔３８の形成部分ではワイヤグリッド型偏光板と同様に作動し、偏光方向が微細長孔３８の幅方向の一致する光を実質的に損失なく透過させることができる。また、静電気保護膜１６は、それ自体は透明であり、全ての偏光方向の光を８０％程度透過させるので、微細長孔３８を形成しない静電気保護膜の場合と比すると、透過率が向上する。また、微細長孔３８の幅は、可視波長の最大波長の１／２以下と非常に狭くされているので、電気的には微細長孔３８が形成されていない状態と見なすことができる。また、カラーフィルタ基板１３側の第２偏光板１７は偏光透過軸がＸ軸方向の光を透過させる。
【００４５】
図５に示したように、下電極２６と上電極２９間に電界が印加されていないとき（ＯＦＦ状態のとき）は、液晶層１１のアレイ基板１２側の液晶分子の配向方向が第１偏光板１５の偏光透過軸と直角であるので、バックライト１８から照射された可視光はカラーフィルタ基板１３側の第２偏光板１７を透過することがない。それに対し、下電極２６と上電極２９の間に所定の電界が印加されているとき（ＯＮ状態のとき）は、上電極２９のスリット３１の延在方向と直角方向の電界が生じ、この電界方向に液晶分子の配向方向が変化するので、バックライト１８から照射された可視光がカラーフィルタ基板１３側の第２偏光板１７から透過できるようになる。
【００４６】
このように、第1実施形態の液晶表示装置１０Ａでは、下電極２６の微細長孔３８の延在方向はアレイ基板１２側の第１偏光板１５の偏光透過軸に直交するように形成され、静電気保護膜１６の微細長孔３８の延在方向はカラーフィルタ基板１３側の第２偏光板１７の偏光透過軸と直交するように形成されている。そのため、第1実施形態の液晶表示装置１０Ａによれば、所定の偏光方向の光を効率よく透過させることができるようになるので、微細長孔が形成されていない従来例の液晶表示装置に比すると、開口率が同等であっても、明るい表示が可能な液晶表示装置となる。なお、下電極２６は、微細長孔３８の幅は非常に小さいので、微細長孔３８の形成による電気抵抗の増大化は無視できると共に、電気的には微細長孔が形成されていない場合と同等の作用を奏する。そのため、第1実施形態の液晶表示装置１０Ａによれば、下電極２６に微細長孔を形成していない従来例の液晶表示装置の場合と比して、同等の表示画質を得ることができるようになる。
【００４７】
なお、静電気保護膜１６は、厚さが、通常、下電極２６及び上電極２９の厚さよりも薄く形成されるため、可視光の透過率は下電極２６及び上電極２７よりも良好である。そのため、特に静電気保護膜１６に微細長孔を形成しなくてもよい。また、下電極２６に形成する微細長孔３８をランダムに配置すると、ワイヤグリッド型偏光板としての偏光作用が小さくなるので、好ましくない。
【００４８】
なお、第1実施形態の液晶表示装置１０Ａでは、透明導電性電極である下電極２６に形成する微細長孔３８の形状は、楕円形状とした例を示したが、これに限らず、例えば、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、長円形状、長方形状あるいは多角形状であってもよい。また、微細長孔の長さＬは、原理的には無限長とすることも可能であるが、微細長孔の製造用マスク等の製造の容易性を考慮すると、０．８μｍを超え、数μｍ程度とすればよい。また、微細長孔３８は縦横方向に整列されている例を示したが、透明導電性電極の偏光方向を液晶表示装置に必要とされる偏光方向に合わせて平行に形成されていればよく、図７に示すように、隣接する微細長孔３８同士がジグザグ状に平行に配置されていてもよい。特に、微細長孔３８をジグザグ状に配置すると、微細長孔３８を高密度に配置することができるので、より明るく、しかも、表示画質が可能な液晶表示装置が得られる。
【００４９】
また、上述の第１実施形態の液晶表示装置１０Ａは、ＦＦＳモードで作動するものであり、下電極２６が画素電極として作動し、上電極２９が共通電極として作動する例を示した。しかしながら、本発明は、下電極２６が共通電極として作動し、上電極２９が画素電極として作動する形式のＦＦＳモードの液晶表示装置にも適用できる。同様に、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａでは、下電極２６に微細長孔３８を形成した例を示したが、上電極２９に微細長孔を形成してもよく、更には両者共に微細長孔を形成してもよい。なお、下電極２６及び上電極２９の両者に微細長孔を形成する場合、それぞれの微細長孔の延在方向が平行となるようにすればよい。また、本発明の透明導電性電極は、横電界方式のＩＰＳモードの場合に対してもそのまま適用可能である。この場合においても、微細長孔は透明導電性電極からなる画素電極ないし共通電極の少なくとも一方に形成すれば、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの場合と同様の作用効果を奏させることができる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂについて図８及び図９を用いて説明する。第１実施形態の液晶表示装置１０Ａは透過型の横電界方式のものであったが、第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂは半透過型の縦電界方式のものある。なお、図８及び図９においては、第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの図２及び図３に対応する構成部分と同一の構成部分については同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
［第２実施形態］
図９に示すように、第２実施形態に係る液晶表示装置１０Ｂは、液晶層１１がアレイ基板１２とカラーフィルタ基板１３によって挟持されている。アレイ基板１２の背面には第１位相差板４３と第１偏光板４４が形成され、カラーフィルタ基板１３の前面に第２位相差板４５と第２偏光板４６が形成されている。アレイ基板１２の背面側からバックライト１８により光が照射されている。第１位相差板４３と第２位相差板４５の位相差はλ／４であり、第１偏光板４４と第２偏光板４６は夫々所定方向の偏光軸を備えた直線偏光光のみを透過させる。第１位相差板４３及び第１偏光板４４、第２位相差板４５及び第２偏光板４６は、それぞれ円偏光板を構成している。
【００５２】
最初に、アレイ基板１２について説明する。アレイ基板１２は、ガラスや石英、プラスチック等の透明基板からなる第１基板本体１９を有している。そして、第１基板本体１９上に走査線２０及び補助容量電極４８が形成されている。走査線２０及び補助容量電極４８を覆って窒化ケイ素ないし酸化ケイ素等からなる第１絶縁膜２１が形成されている。図８に示すように、補助容量電極４８はサブ画素のＴＦＴ側を占める反射領域に形成されている。また、補助容量電極４８は、図示しないが、複数のサブ画素にまたがってＸ軸方向に延在している。第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの場合と同様に、第１絶縁膜２１上には、例えばアモルファスシリコンからなる半導体層２２が形成されており、半導体層２２に一部乗り上げるようにしてソース電極Ｓと、ドレイン電極Ｄとが形成されている。半導体層２２は、第１絶縁膜を２１介して走査線２０の分岐部分と対向配置されており、この走査線２０の分岐部分がＴＦＴのゲート電極Ｇを構成する。図８に示すように、ソース電極Ｓは信号線２３から分岐している。これらの半導体層２２、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄ及びゲート電極ＧでＴＦＴが構成される。そして、ドレイン電極Ｄは補助容量電極４８に対向してサブ画素の下部の反射領域に亘って延在している。ドレイン電極Ｄと補助容量電極４８と第１絶縁膜を２１で補助容量を構成する。また、信号線２３、ドレイン電極Ｄ及び第１絶縁膜２１の露出面を覆って窒化ケイ素ないし酸化ケイ素等からなる第２絶縁膜２４が形成されている。
【００５３】
第２絶縁膜２４を覆って、層間膜２５が形成され、反射領域の層間膜２５にアルミニウムないしアルミニウム合金からなる反射板４９が形成されている。反射板４９と層間膜２５の表面には透明導電材料からなる画素電極５０が形成されている。画素電極５０は、図８に示すように、反射領域に形成される略長方形の第１画素電極５０Ａと、透過領域に形成される略正８角形の第２画素電極５０Ｂと略正８角形の第３画素電極５０Ｃの３つからなる。これら３つの画素電極５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは細い第１連通部５０Ｄ，第２連通部５０Ｅで連通している。層間膜２５と第２絶縁膜２４を貫通してドレイン電極Ｄに達するコンタクトホール２７が第１画素電極５０Ａの略中央に形成されており、このコンタクトホール２７を介して画素電極５０とドレイン電極Ｄとが電気的に接続されている。画素電極５０を覆うように例えばポリイミドからなる第１配向膜３０が形成されている。
【００５４】
次に、カラーフィルタ基板１３について説明する。カラーフィルタ基板１３は、ガラスや石英、プラスチック等の透明基板からなる第２基板本体３３を有しており、第２基板本体３３には、サブ画素毎に異なる色の光を透過するＣＦ層３４とＢＭ３５が形成されている。ＣＦ層３４とＢＭ３５を覆うようにしてオーバーコート層３６が形成されている。オーバーコート層３６の反射領域にはトップコート層５２が形成されている。このトップコート層５２によって、反射領域における表示画質と透過領域における表示画質が同じになるように、反射領域におけるセルギャップＤ１と透過領域におけるセルギャップＤ２との関係がＤ１＝（Ｄ２）／２となるように調整されている。
【００５５】
図８に示すように、第１画素電極５０Ａの略中央となるトップコート層５２の表面に、また、第２画素電極５０Ｂと第３画素電極５０Ｃの夫々の略中央となるオーバーコート層３６の表面の３箇所に半球状の突起５３が形成されている。そして、オーバーコート層３６、トップコート層５２、突起５３を覆って透明導電材料からなる共通電極５４が形成され、この共通電極５４を覆うように例えばポリイミドからなる第２配向膜３７が形成されている。第１配向膜３０と第２配向膜３７は電圧無印加時に液晶分子を垂直に配向させるものであり、ラビング処理はなされていない。
【００５６】
第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂでは、画素電極５０及び共通電極５４が透明導電性電極である。この画素電極５０と共通電極５４も第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの場合と同様にＩＴＯ又はＩＺＯから形成されており、長さが可視光の最長波長より長く、幅が可視光の最長波長より短い微細長孔(図示省略)が複数設けられている。画素電極５０の微細長孔の配列方向は第１偏光板１５の偏光透過軸に直交する方向とされており、共通電極５４の微細長孔の配列方向は第２偏光板１７の偏光透過軸と直交する方向とされている。
【００５７】
この第２実施形態の液晶表示装置１０Ｂにおいては、画素電極５０と共通電極５４との間に電界が形成されていない状態では、液晶分子は第１配向膜３０及び第２配向膜３７に対して垂直に配向し、バックライト１８からの入射光は第２偏光板４６を透過できないので、液晶表示装置１０Ｂは暗表示となる。画素電極５０と共通電極５４との間に電界が形成されると、液晶分子はカラーフィルタ基板１３と平行に配向するので、バックライト１８からの入射光は第２偏光板４６を透過できるので、液晶表示装置１０Ｂは明表示となる。
【００５８】
このような構成の縦電界方式の液晶表示装置１０Ｂにおいても、画素電極５０及び共通電極５４には、微細長孔が形成されているので、横電界方式の液晶表示装置である第１実施形態の液晶表示装置１０Ａの場合と同様の作用効果を奏することができる。なお、図８及び図９では、画素電極５０及び共通電極５４の両者に微細長孔が形成されているものとして説明したが、微細長孔は画素電極５０及び共通電極５４の少なくとも一方に形成されていればよい。
【００５９】
なお、上述の第１及び第２実施形態としては、本発明の透明導電性電極を用いた装置として液晶表示装置を例にとって説明した。しかしながら、透明導電性電極は、液晶表示装置の他に、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、太陽電池、静電シールド、熱線、アンテナ等の機能性ガラスや導電性フィルムなどにも使用されている。本発明の微細長孔が形成されている透明導電性電極は、電気的には微細長孔が形成されていない透明導電性電極の場合と同様の性質を有しながらも、特定の偏光方向の可視光の透過率を向上させるという効果を有している。そのため、本発明の透明導電性電極は上述のような用途に適用しても、電気的には従来例のものと同様の効果を奏しながらも、それぞれの用途に対応したより良好な光学的特性を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素のアレイ基板を示す模式平面図である。
【図２】図１のII−II線の断面図である。
【図３】図１のIII−III線の断面図である。
【図４】透明導電性電極の微細長孔の一具体例を示す図である。
【図５】第１実施形態の液晶表示装置の動作原理を示す斜視図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃはそれぞれ微細長孔の他の形状を示す図である。
【図７】微細長孔の他の配置例を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板を示す模式平面図である。
【図９】図８のIX−IX線の断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０Ａ、１０Ｂ：液晶表示装置  １１：液晶層  １２：アレイ基板  １３：カラーフィルタ基板  １５：第１偏光板  １６：静電気保護膜  １７：第２偏光板  １８：バックライト  １９：第１基板本体  ２０：走査線  ２１：第１絶縁膜  ２２：半導体層  ２３：信号線  ２４：第２絶縁膜  ２５：層間膜  ２６：下電極  ２７：コンタクトホール  ２８：第３絶縁膜  ２９：上電極  ３０：第１配向膜  ３１：スリット  ３２：帯状電極部分  ３３：第２基板本体  ３４：ＣＦ層  ３５：ＢＭ層  ３６：オーバーコート層  ３７：第２配向膜  ３８：微細長孔  ４３：第１位相差板  ４４：第１偏光板  ４５：第２位相差板  ４６：第２偏光板  ４８：補助容量電極  ４９：反射板  ５０、５０ａ〜５０ｃ：画素電極  ５２：トップコート層  ５３：突起  ５４：共通電極  Ｓ：ソース電極  Ｄ：ドレイン電極  Ｇ：ゲート電極  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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