(57)【要約】【課題】  垂直配向型の液晶を用いた半透過反射型のカラー液晶表示装置において、液晶分子の倒れる方向を反射表示領域において確実に規制し、反射モード時にも透過モード時と同様の高輝度・広視野角な表示が得られるような構成を提供する。【解決手段】  液晶表示装置１００の一方の基板２５にカラーフィルタ２２Ｒ設ける。カラーフィルタ２２Ｒには、反射表示と透過表示で色の濃淡が生じないようにするために、反射表示領域Ｒに開口領域ＨＲを設ける。そして、このカラーフィルタ２２Ｒの上に液晶層厚調整用の絶縁膜（液晶層厚調整層）４０と配向規制用の突起（配向制御手段）１８を積層する。絶縁膜４０の表面にはカラーフィルタ２２Ｒの凹凸による段差（凹部Ｐ）が形成されている。本発明では、突起１８をこの凹部Ｐ内に配置し、実質的に突起の高さが低くなるようにしている。【選択図】    図３
2006072086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を挟持してなり、１つのドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とを備えた液晶表示装置であって、
前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなり、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間には、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層が設けられており、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板には、各ドット領域に対応した互いに色の異なる複数種類の着色層を含むカラーフィルタ層が設けられ、前記着色層のうち前記反射表示領域に配置された部分には、当該着色層が形成された着色領域と当該着色層が形成されない非着色領域とが設けられており、
さらに前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面には、前記反射表示領域において前記液晶の配向を規制する配向規制手段が設けられており、前記配向規制手段が前記反射表示領域における前記カラーフィルタ層の前記非着色領域と平面的に重なるように配置されていることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記一対の基板の内面側に前記液晶を駆動するための電極がそれぞれ設けられており、前記配向規制手段が、前記電極の一部を切り欠いて形成した電極スリット又は前記電極上に設けられた誘電体の突起からな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】
前記複数種類の着色層のうち特定の色の着色層については、その着色領域と前記配向規制手段とが平面的に重なるように配置されており、それ以外の色の着色層については、その非着色領域と前記配向規制手段とが平面的に重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記着色層の着色領域と非着色領域との面積比率が、各色の色バランスを考慮して色毎に最適に設定されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
１ドット領域内の反射表示領域と透過表示領域の面積比率が、各色の色バランスを考慮して色毎に最適に設定されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記一対の基板の内面側に前記液晶を駆動するための電極がそれぞれ設けられており、一方の基板の前記電極が、１つのドット領域の反射表示領域内において複数の島状部とこれら複数の島状部を電気的に連結する連結部とを備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数種類の着色層のうち特定の色の着色層については、その着色領域が、前記反射表示領域において隣接する島状部間の領域に平面的に重なるように配置されており、それ以外の色の着色層については、その着色領域が前記島状部間の領域に重ならないように配置されていることを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、より詳しくは、垂直配向型の液晶を用いた半透過反射型のカラー液晶表示装置において、反射モード時にも透過モード時と同様の高輝度・広視野角な表示が得られる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置として反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置が知られている。このような半透過反射型液晶表示装置としては、上基板と下基板との間に液晶層が挟持されるとともに、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用の窓部を形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射板として機能させるものが提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面の反射膜で反射され、再び液晶層を通過して上基板側から出射され、表示に寄与する。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜の窓部から液晶層を通過した後、上基板側から外部に出射され、表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、窓部が形成された領域が透過表示領域、その他の領域が反射表示領域となる。
【０００３】
ところが、従来の半透過反射型液晶装置には、透過表示での視角が狭いという課題があった。これは、視差が生じないよう液晶セルの内面に半透過反射板を設けている関係で、観察者側に備えた１枚の偏光板だけで反射表示を行わなければならないという制約があり、光学設計の自由度が小さいためである。そこで、この課題を解決するために、Jisakiらは、下記の非特許文献１において、垂直配向液晶を用いる新しい液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３つである。
（１）誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」を採用している点。
（２）透過表示領域と反射表示領域の液晶層厚（セルギャップ）が異なる「マルチギャップ構造」を採用している点（この点については、例えば特許文献１参照）。
（３）透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が８方向に倒れるように対向基板上の透過表示領域の中央に突起を設けている点。すなわち、「配向分割構造」を採用している点。
【特許文献１】特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献２】特開２０００−４７２１７号公報
【特許文献３】特開平１１−２２３８０８号公報
【特許文献４】特開２０００−２６７０７９号公報
【特許文献５】特開２００３−１９５２９６号公報
【非特許文献１】"Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, p.133-136(2001)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半透過反射型液晶表示装置において特許文献１のようなマルチギャップ構造を具備させることは、透過表示領域と反射表示領域の電気光学特性（透過率−電圧特性、反射率−電圧特性）を揃える上で非常に有効である。なぜならば、透過表示領域では光が液晶層を１回しか通らないが、反射表示領域では光が液晶層を２回通るからである。
【０００５】
ところで、先の非特許文献１においては、透過表示領域での液晶が倒れる方向をその中央に設けた突起を用いて制御しているが、反射表示領域の液晶が倒れる方向については、いかに制御したのか全く触れていない。液晶が倒れる方向を制御せずに無秩序な方向に倒すと、異なる液晶配向領域の境界にディスクリネーションと呼ばれる不連続線が現れ、残像等の原因になる。また、液晶の各々の配向領域は異なる視角特性を有しているため、斜め方向から液晶装置を見たときに、ざらざらとしたしみ状のむらとして見えるという問題も生じる。そこで、反射表示領域に突起等の配向規制手段を設けることが考えられるが、反射表示領域は透過表示領域よりもギャップが薄いので、このような狭いギャップ内に配向規制手段を形成すると、配向規制手段自身の存在によって液晶の配向が大きく乱れてしまうという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、垂直配向型の液晶を用いた半透過反射型のカラー液晶表示装置において、液晶分子の倒れる方向を反射表示領域において確実に規制し、反射モード時にも透過モード時と同様の高輝度・広視野角な表示が得られるような構成を提供し、更には該液晶表示装置を備えた視認性のよい電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、１つのドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とを備えた液晶表示装置であって、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間には、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層が設けられており、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板には、各ドット領域に対応した互いに色の異なる複数種類の着色層を含むカラーフィルタ層が設けられ、前記着色層のうち前記反射表示領域に配置された部分には、当該着色層が形成された着色領域と当該着色層が形成されない非着色領域とが設けられており、さらに前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の内面には、前記反射表示領域において前記液晶の配向を規制する配向規制手段が設けられており、前記配向規制手段が前記反射表示領域における前記カラーフィルタ層の前記非着色領域と平面的に重なるように配置されていることを特徴とする。本発明の液晶表示装置においては、前記一対の基板の内面側に前記液晶を駆動するための電極がそれぞれ設けられており、前記配向規制手段が、前記電極の一部を切り欠いて形成した電極スリット（例えばスリット状の開口部）又は前記電極上に設けられた誘電体の突起からなるものとすることができる。
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置に対して垂直配向モードの液晶を組み合わせ、さらに反射表示領域におけるリタデーションと透過表示領域におけるリタデーションを略等しくするための液晶層厚調整層を付加したもの（すなわちマルチギャップ構造を付加したもの）で、液晶分子の配向方向を好適に制御するための構成を備えたものである。更には、各ドット領域に対応した複数の着色層を有するカラーフィルタ層を備えることにより、カラー表示を可能としたものである。本発明の半透過反射型のカラー液晶表示装置においては、反射モード時には２回、透過モード時には１回、着色層を光が通過することによってカラー表示が行なわれる。この場合、反射モード時の表示を重視して着色層に淡い色の色材を使った場合には、透過モード時に発色のよい表示を得ることが難しく、逆に、透過モード時の表示を重視して濃い色の色材を使った場合には、反射色が濃く暗い表示となってしまう。このような問題を解決するために、着色層の色材を反射表示領域と透過表示領域とで異ならせた構成や、反射表示領域の着色層に非着色領域（開口部等）を形成することによって反射表示における色調整を行なう構成等が提案されている。本発明の液晶表示装置では、後者の構成を採用している。
【０００８】
本発明においては、突起等の配向規制手段がこの着色層の非着色領域に配置されているので、この配向規制手段の形成された部分の液晶層厚をこの着色層の層厚分だけ実質的に大きくすることができる。つまり、着色層の形成領域上に突起等を配置した場合、透過表示領域と反射表示領域とで同じプロセスで突起を形成しようとすると、透過表示領域に適した高さで突起を形成した場合には、反射表示領域においては突起の高さが高すぎるため突起周辺からの光漏れが多くなり、コントラストが低下することがある。逆に、反射表示領域に適した高さで突起を形成した場合には、透過表示領域においては突起が低すぎるため十分な配向制御ができず、ディスクリネーションによるしみ状のむらが見られることがある。これに対して、着色層の非形成領域に突起等を配置し、この着色層の中に突起等を埋没させた場合には、その分突起等の高さが低くなるので、突起等の先端から対向基板の表面までの間隔は実質的に広がることになる。このため、ギャップが相対的に狭くなる反射表示領域においても透過表示領域と同様に良好な配向制御が可能となる。
【０００９】
本発明の液晶表示装置においては、前記複数種類の着色層のうち特定の色の着色層については、その着色領域と前記配向規制手段とが平面的に重なるように配置されており、それ以外の色の着色層については、その非着色領域と前記配向規制手段とが平面的に重なるように配置されているものとすることができる。
垂直配向モードのカラー液晶表示装置においては、高電圧側で白表示が若干黄色にシフトすることが知られており、この色味のシフトを改善することが１つの課題となっている。これは、電圧印加時の液晶層のリタデーション変化が色毎に異なる、いわゆる波長分散が原因である。このような色調の変化は、透過表示においては、バックライト等の発光スペクトルを調整することによってある程度回避することが可能であるが、反射表示においては、制御されない外光を利用するので白表示の黄色味は大きな問題となる。一方、突起等を使って液晶分子の倒れる方向を制御する場合には、電圧が印加されたときに突起等の存在する場所とない場所で面内における電界に分布が生じ、これによって面内で明暗の分布ができる。突起等が形成された領域は電圧が低いときには光が透過しないが、高い電圧が印加されると突起等が形成された領域も明るさに寄与するようになる。本発明は、印加電圧が高くなると突起等の配置された領域が明るさに寄与することを利用して、反射表示領域における着色領域と突起等との相対位置を色毎に変えることによって、反射モード時における色再現性を向上するようにしたものである。本発明においては、例えば高電圧側において色味を増したい色又は低電圧側において色味を弱めたい色（例えば青色）のドット領域の突起等を着色領域と平面的に重なるように配置し、それ以外の色（例えば赤色と緑色）のドット領域の突起等を着色領域と平面的に重ならないように非着色領域に対応する位置に配置する。この構成では、印加電圧が小さいときには、突起等の近傍に位置する液晶は明るさに殆ど寄与しないので、突起等と重なるように配置された着色領域からの光はその突起等の面積分だけロスされ、暗い表示（薄い色の表示）となる。一方、印加電圧が大きくなると、突起等の近傍に位置する液晶も明るさに寄与するようになるので、光のロスが少なくなり、明るい表示（濃い色の表示）となる。このように本発明の構成によれば、従来、低電圧側で強かった色味が低減され、高電圧側で弱かった色味が強化されるので、印加電圧によらずに色再現性の良い表示が得られるようになる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置においては、前記着色層の着色領域と非着色領域との面積比率が、各色の色バランスを考慮して色毎に最適に設定されているものとすることができる。
この構成によれば、前記面積比率を外光の分光特性に応じて決定することによって、制御されない外光を用いた反射表示においても色再現性のよい表示が得られるようになる。また、前記面積比率をバックライト等の照明光の分光特性を考慮して決定することで、より色再現性のよい透過表示が得られるようになる。
【００１１】
本発明の液晶表示装置においては、１ドット領域内の反射表示領域と透過表示領域の面積比率が、各色の色バランスを考慮して色毎に最適に設定されているものとすることができる。
この構成によれば、前記面積比率を外光の分光特性に応じて決定することによって、制御されない外光を用いた反射表示においても色再現性のよい表示が得られるようになる。また、前記面積比率をバックライト等の照明光の分光特性を考慮して決定することで、より色再現性のよい透過表示が得られるようになる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置においては、前記一対の基板の内面側に前記液晶を駆動するための電極がそれぞれ設けられており、一方の基板の前記電極が、１つのドット領域の反射表示領域内において複数の島状部とこれら複数の島状部を電気的に連結する連結部とを備えているものとすることができる。
本発明は、表示単位であるドット領域をさらに複数のサブドット領域に分割して互いを連結し、液晶分子の傾倒方向をサブドット領域単位で制御するようにしたものである。この構成によれば、島状に形成した電極部（島状部）のエッジに生じる斜め電界の作用によって、液晶は電圧印加時にサブドット領域の中心に対して放射状に傾倒されるようになる。このため、３６０°全方位にわたってコントラストが高い広視角な表示を実現することができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置においては、前記複数種類の着色層のうち特定の色の着色層については、その着色領域が前記反射表示領域において隣接する島状部間の領域に平面的に重なるように配置されており、それ以外の色の着色層については、その着色領域が前記島状部間の領域に重ならないように配置されているものとすることができる。
隣接する島状部と島状部との間の部分（島状部間の領域）は電極の一部を切り欠いて形成した一種の電極スリットと見ることができるため、配向規制手段として用いる電極スリット（スリット状の開口部等）と同様に、液晶の配向を規制する作用を有する。本発明では、この配向規制手段として機能する島状部間の領域と着色層の着色領域との配置関係を色毎に変えることによって、色再現性の向上を図っている。本発明においては、例えば高電圧側で色味を増したい色又は低電圧側で色味を弱めたい色（例えば青色）の着色領域の一部を島状部間の領域と平面的に重なるように配置し、それ以外の色（例えば赤色と緑色）の着色領域を島状部間の領域と平面的に重ならないように配置する（即ち、島状部間の領域に対応する部分には着色領域を設けず、非着色領域とする）。この構成では、印加電圧が小さいときには、島状部間の領域に位置する液晶は明るさに殆ど寄与しないので、島状部間の領域と平面的に重なるように配置された着色領域からの光はその分ロスされ、暗い表示（薄い色の表示）となる。一方、印加電圧が大きくなると、島状部間の領域に位置する液晶も明るさに寄与するようになるので、光のロスが少なくなり、明るい表示（濃い色の表示）となる。このように本発明の構成によれば、従来、低電圧側が強かった色味が低減され、高電圧側で弱かった色味が強化されるので、印加電圧によらずに色再現性の良い表示が得られるようになる。
【００１４】
本発明の電子機器は、前述した本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
これにより、反射モード時にも透過モード時と同様の高輝度・広視野角な表示が得られる視認性のよい表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、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ある。
［第１の実施の形態］
［液晶表示装置］
図１は本実施の形態の液晶表示装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図２は本液晶表示装置１００の１画素領域の構造を示す平面図であって、図２（ａ）は素子基板側の平面図、図２（ｂ）は対向基板側の平面図、図３は本液晶表示装置１００の構造を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。
【００１６】
本実施形態の液晶表示装置１００は、スイッチング素子としてのＴＦＴを備えるアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置である。本実施の形態の液晶表示装置１００において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線（電極配線）６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線（電極配線）３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００１７】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。尚、符号３ｂは容量線である。
【００１８】
次に、図２に基づいて、本実施形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図２（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００では、互いに平行に延在する走査線３ａと、これらの走査線に交差して延在するデータ線６ａとに囲まれた平面視矩形状の領域がドット領域Ｄ１〜Ｄ３とされ、１つのドット領域に対応して３原色のうち１色のカラーフィルタ（着色層）が形成され、３つのドット領域Ｄ１〜Ｄ３で３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを含む画素領域を形成している。尚、これらのカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれ図示上下方向に延びるストライプ状に形成され、その延在方向で各々複数のドット領域に跨って形成されるとともに、図示左右方向にて周期的に配列されている。
【００１９】
ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられた画素電極９は、各ドット領域内に形成されたスリット１９により複数（本実施形態では３つ）のサブピクセル（島状部）２９ａ，２９ｂに分割され、各サブピクセルは中央部で連結されている（連結部）。図示上側のサブピクセル２９ａはＡｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀）等の光反射性の金属膜若しくはこれらの金属膜とＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜との積層膜からなる。このサブピクセル２９ａは反射電極として機能し、このサブピクセル２９ａの形成された領域が反射表示領域Ｒとなる。反射電極の表面には凹凸形状が付与されており、この凹凸によって反射光が散乱されることで、視認性の良い表示が得られるようになっている。また、図示下側の２つのサブピクセル２９ｂ，２９ｂはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなり、このサブピクセル２９ｂの形成された領域が透過表示領域Ｔとなる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１００は、１つのドット領域内に反射表示を行なう反射表示領域Ｒと透過表示を行なう透過表示領域Ｔとを備えた半透過反射型の液晶表示装置であり、表示可能な領域の略１／３の面積が反射表示に寄与し、残りの略２／３の面積が透過表示に寄与するようになっている。図２では、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界を一点鎖線で示している。なお、サブピクセルとサブピクセルを連結する連結部はＩＴＯ等の透明導電膜からなり、この連結部も透過表示に寄与するようになっている。それぞれのサブピクセル２９ａ，２９ｂの中央部には、液晶の配向を規制するための配向規制手段である誘電体の突起１８が配設されている。各サブピクセル２９ａ，２９ｂの角部には面取り等が施され、サブピクセル２９ａ，２９ｂは平面視略八角形状ないし略円形状とされている。
【００２０】
図示上方側のサブピクセル２９ａと、走査線３ａ、データ線６ａとの間に、ＴＦＴ３０が介挿されている。ＴＦＴ３０は、半導体層３３と、半導体層３３の下層側（基板本体１０Ａ側）に設けられたゲート電極部３２と、半導体層３３の上層側に設けられたソース電極部３４と、ドレイン電極部３５とを備えて構成されている。半導体層３３のゲート電極部３２と対向する領域にＴＦＴ３０のチャネル領域が形成されており、その両側の半導体層には、ソース領域、及びドレイン領域が形成されている。
【００２１】
ゲート電極部３２は、走査線３ａの一部をデータ線６ａの延在方向に分岐して形成されており、その先端側で半導体層３３と図示略の絶縁膜を介して対向している。ソース電極部３４は、データ線６ａの一部を走査線３ａの延在方向に分岐して形成されており、図示略のコンタクトホールを介して半導体層３３のソース領域と電気的に接続されている。ドレイン電極３５の一端側は、図示略のコンタクトホールを介して前記ドレイン領域と電気的に接続されており、ドレイン電極３５の他端側は、直接又はコンタクトホールＣを介してサブピクセル２９ａ（画素電極９）と電気的に接続されている。
そして、ＴＦＴ３０は、走査線３ａを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａを介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込めるようになっている。
【００２２】
一方、図３に示す断面構造を見ると、液晶表示装置１００は、素子基板１０と、これに対向配置された対向基板２５とを備え、前記基板１０，２５間に初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶（屈折率異方性Δｎは例えば０．１）からなる液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、図に示す如く画素電極９の形成領域内でほぼ一定の層厚に形成されている。素子基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、照明手段として光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（図示略）が設置されている。尚、符号５１にて示す略棒状の楕円体は、垂直配向された液晶分子を概念的に示すものである。
【００２３】
素子基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層側）に走査線３ａが形成されている。そして、走査線３ａを覆ってゲート絶縁膜１４が形成され、このゲート絶縁膜１４上にデータ線６ａ等（図２（ａ）参照）が形成され、更にこのデータ線等を覆って形成された層間絶縁膜１５を介して画素電極９が形成されている。また図示は省略したが、画素電極９及び層間絶縁膜１５を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。基板本体１０Ａの外面側には、位相差板１６と偏光板１７とが積層配置されている。
【００２４】
対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを基体としてなる。基板本体２５Ａの内面側には、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨ってカラーフィルタ（カラーフィルタ層）２２が設けられている。カラーフィルタ２２は互いに色の異なる複数種類のカラーフィルタ（着色層）２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからなり、これらカラーフィルタ２２を構成する各カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの間には必要に応じて黒色樹脂等からなる遮光層（ブラックマトリクス）が配置される。図２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂには、それぞれ反射表示用のサブピクセル２９ａの中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＲ，ＨＧ，ＨＢが形成されている。色材の配置される着色領域と色材の配置されない非着色領域との面積比率（非着色領域／着色領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、非着色領域の面積は視感度の高い緑色のカラーフィルタ２２Ｇ（即ち、非着色領域ＨＧ）で最も大きく、その次に赤色の非着色領域ＨＲ、青色の非着色領域ＨＢの順で小さくなっており、それに応じて前記面積比率は緑色カラーフィルタ２２Ｇ、赤色カラーフィルタ２２Ｒ、青色カラーフィルタ２２Ｂの順に大きくなっている。
【００２５】
カラーフィルタ２２の内面側には反射表示領域Ｒに対応して絶縁膜４０が選択的に形成されている。このようにドット領域内に部分的に形成された絶縁膜４０により、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならされている。絶縁膜４０は、アクリル樹脂等の有機材料膜を用いて形成されている。絶縁膜４０は、例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度に形成され、絶縁膜４０が存在しない部分の液晶層５０の厚みは２μｍ〜６μｍ程度であり、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となっている。つまり、絶縁膜４０は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、もってマルチギャップ構造を実現するものとなっている。本例の液晶表示装置１００は、係る構成により明るく高コントラストの表示が得られるようになっている。尚、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近には、絶縁膜４０の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射電極２９ａのドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜（連結部）とも平面的に重なっている。
【００２６】
絶縁膜４０の表面には、カラーフィルタ２２の凹凸形状を反映してカラーフィルタ２２の非着色領域に対応する位置に凹部Ｐが形成されている。反射表示領域Ｒにおける着色領域と非着色領域との段差は、カラーフィルタ２２上に形成された絶縁膜４０によって小さくなるが、完全には平坦化されず、若干の段差が残る。例えば絶縁膜４０を前述の厚みに形成した場合には、０．０５μｍ〜０．５μｍ程度の段差が残る。この段差が凹部Ｐとなる。この凹部Ｐは液晶の配向に大きく影響するほどの急激な段差ではないが、凹部Ｐの形成された部分のギャップはその周囲のギャップよりも広がった状態となる。
【００２７】
さらに基板本体２５Ａの内面側には、カラーフィルタ２２と絶縁膜４０の表面を覆って対向電極３１が形成されている。対向電極３１は平面ベタ状のＩＴＯ等からなる透明導電膜であり、係る対向電極３１上の画素電極９と対向する位置に、液晶層５０に突出する誘電体突起１８が設けられている。誘電体突起１８の断面形状は略三角形で図示しているが、実際にはなだらかな曲面形状で形成される。透過表示領域Ｔには、２つのサブピクセル２９ｂ，２９ｂの各々に対応して、その中央部に対向する位置にそれぞれ１つずつ誘電体突起１８が形成されており、反射表示領域Ｒには、サブピクセル２９ａに対応して、その中央部に対向する位置に誘電体突起１８が１つ形成されている。反射表示領域Ｒの誘電体突起１８は、絶縁膜４０に形成された凹部Ｐ内の領域に配置されている。これらの誘電体突起１８は、樹脂等の誘電体材料からなり、マスクを用いたフォトリソグラフィ等によって形成することができる。本実施形態では、ノボラック系のポジ型フォトレジストを用いて高さ１．２μｍ、直径１２μｍの誘電体突起１８を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに対して一括で形成している。レジストを現像後に２２０℃でポストベークすることで、なだらかな突起形状を得ることができる。この誘電体突起１８の高さは透過表示用として最適に設定されたものであり、反射表示領域Ｒにおいては若干高い値となっている。しかし、本実施形態では反射表示領域Ｒの誘電体突起１８は凹部Ｐ内に配置されているので、形成される誘電体突起１８の高さは、平坦部に形成された場合（即ち凹部Ｐのない状態で形成された場合）に比べて実質的に低く形成されることになる。
また図示は省略したが、対向電極３１及び誘電体突起１８を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。
【００２８】
基板本体２５Ａの外面側には、位相差板３６と偏光板３７とが積層配置されている。上記偏光板１７，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有する。また位相差板１６，３６には、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板が採用されている。偏光板１７，３７の透過軸と位相差板１６，３６の遅相軸とが約４５°を成すように配置され、偏光板１７，３７および位相差板１６，３６は協働して円偏光板として機能する。この円偏光板により、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換し得るようになっている。また、偏光板１７の透過軸および偏光板３７の透過軸は直交するように配置され、位相差板１６の遅相軸および位相差板３６の遅相軸も直交するように配置されている。なお、偏光板と位相差板の構成としては、「偏光板＋λ／４板の構成の円偏光板」が一般的だが、「偏光板＋λ／２板＋λ／４板の構成の円偏光板（広帯域円偏光板）」を用いることで、黒表示をより無彩色にすることもできる。
【００２９】
［表示動作］
次に本実施形態の液晶表示装置１００の表示動作について説明する。
まず、透過モードにおいては、バックライトから照射された光は、偏光板１７および位相差板１６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。電圧無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がほとんどないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行する。さらに位相差板１６を透過した入射光は、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。
【００３０】
一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、バックライトから液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で楕円偏光に変換される。この入射光が位相差板３６を透過しても、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光には変換されず、その全部または一部が偏光板３７を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。この際、本実施形態では、各サブピクセル２９ｂ、２９ｂの中央部に対向する位置に誘電体突起１８，１８が配置されているので、液晶分子５１はサブピクセル２９ｂの輪郭に対して垂直方向に傾倒する。また誘電体突起１８の周辺では、電圧無印加時には液晶分子５１が誘電体突起１８の傾斜面と垂直に配向し、電圧印加時には図３に示すように誘電体突起１８から外側に向かって液晶分子５１が倒れ、それを中心とした平面放射状に液晶分子５１が配向する（図２（ａ）参照）。従って、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時に液晶分子５１のダイレクタが全方位に向くこととなり、視野角の極めて広い表示が実現される。なお、透過表示領域Ｔには全体にカラーフィルタ２２が配置されているので、サブピクセル２９ｂ，２９ｂを透過した光は全て着色された光となる。
【００３１】
次に、反射モードにおいては、対向基板２５の外側から入射された外光は、偏光板３７および位相差板３６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。電圧無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がほとんどないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行してサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そしてサブピクセル２９ａにより反射されて液晶層５０に戻り、再び位相差板３６に入射する。このとき、サブピクセル２９ａにより反射された円偏光は、その回転方向が反転しているので、位相差板３６によって偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。
【００３２】
一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、対向基板２５の外側から液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で直線に変換されてサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そして、サブピクセル２９ａにより反射された後、液晶層５０を透過して再び位相差板３６に入射する。この反射光は、先の入射光と同じ回転方向の円偏光であるため位相差板３６により偏光板３７の透過軸と平行な直線偏光に変換され偏光板３７を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。この際、本実施形態ではサブピクセル２９ａの中央部に対向する位置に誘電体突起１８が配置されているので、液晶分子５１はサブピクセル２９ａの輪郭に対して垂直方向に傾倒する。また誘電体突起１８の周辺では、電圧無印加時には液晶分子５１が誘電体突起１８の傾斜面と垂直に配向し、電圧印加時には図３に示すように誘電体突起１８から外側に向かって液晶分子５１が倒れ、それを中心とした平面放射状に液晶分子５１が配向する（図２（ａ）参照）。従って、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時に液晶分子５１のダイレクタが全方位に向くこととなり、視野角の極めて広い表示が実現される。また、外光は入射時と射出時に１回ずつ計２回カラーフィルタ２２を透過することになるが、カラーフィルタ２２には非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢが形成されているので、色が濃くなりすぎることはない。つまり、サブピクセル２９ａと平面的に重なる領域の一部に非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢがあるので、反射モード時に得られる光は、非着色領域を透過した着色されない光と着色領域を透過した着色された光とを合わせた光になる。このため、着色された光の色は着色されない光によって緩和され、結果として、透過モード時と同様の色の光が射出されるようになるのである。
【００３３】
さらに本実施形態では、反射表示領域Ｒの誘電体突起１８が非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢによって生じた凹部Ｐの中に配置されているので、誘電体突起１８の上方の液晶層厚は凹部Ｐのない平坦な面に誘電体突起を配置した場合に比べて広く保たれるようになる。図４は反射表示領域Ｒにおける突起近傍を模式的に示したものであり、図４（ａ）は本実施形態のように誘電体突起１８を凹部Ｐ内に配置した構成、図４（ｂ）は凹部Ｐがなく、平坦な基板の表面に誘電体突起１８を設けた構成をそれぞれ示している。図４（ｂ）のように平坦な表面に誘電体突起１８を形成した場合には、誘電体突起１８の高さがそのまま基板間のギャップの減少、即ち、リタデーションに寄与する液晶層厚の減少につながる。特に、マルチギャップ構造では、反射表示領域Ｒに液晶層厚調整用の絶縁膜（液晶層厚調整層）４０が設けられているので、透過表示領域Ｔにおけるよりもギャップの減少の影響は大きくなる。このようにギャップが狭くなった反射表示領域Ｔに透過表示用に適した高さの誘電体突起１８を形成した場合、誘電体突起１８の先端部分に位置する液晶は低電圧側では殆どリタデーションに寄与しなくなるので、実質的に表示に寄与する領域の面積は突起分だけ狭くなることになる。これに対して、図４（ａ）のように誘電体突起１８を凹部Ｐの中に配置した場合には、その凹部Ｐの深さ分だけ誘電体突起１８の高さが減じられるので、突起上には液晶層厚が広く保たれるようなる。このため、突起近傍の液晶も十分にリタデーションに寄与するようになり、実質的に表示に寄与する領域の面積は図４（ｂ）のものに比べて広くなる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１００によれば、ドット領域内に部分的に液晶層厚調整用の絶縁膜４０を設けたマルチギャップ構造を採用しているので、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとで液晶層５０のリタデーションを揃えることができ、透過表示、反射表示のいずれにおいても高コントラストの表示が得られる。また、画素電極９が複数のサブピクセル２９ａ，２９ｂ，２９ｂに分割されるとともに、それらの中央部に対応して誘電体突起１８が設けられているので、電圧印加時には液晶分子５１が画像表示領域内で誘電体突起１８を中心に放射状に配向されるようになり、広視野角な表示が実現される。
また本実施形態では、反射表示領域Ｒにカラーフィルタ２２の非形成領域（非着色領域）ＨＲ，ＨＧ，ＨＢを設けて反射と透過の色の濃淡差を少なくしているので、反射モード時においても透過モード時と同様に明るく、視認性の高い表示を実現することができる。また、本実施形態では、カラーフィルタ２２の非着色領域と平面的に重なる位置に誘電体突起１８を配置し、この非着色領域を形成したことによって生じる基板の凹部Ｐに該誘電体突起１８を埋没させているので、実質的に突起の高さを低くすることができる。このため、突起近傍の液晶を表示に寄与させることができるようになり、反射表示領域Ｒにおいても透過表示領域Ｔと同様に良好な配向制御が可能となる。
また本実施形態では、カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの着色領域と非着色領域との面積比率を色毎に変えている。この場合、これらの面積比率を外光の分光特性に応じて決定することによって、制御されない外光を用いた反射表示においても色再現性のよい表示が得られるようになる。また、前記面積比率をバックライト等の照明光の分光特性を考慮して決定することで、より色再現性のよい透過表示が得られるようになる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
［液晶表示装置］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態の液晶表示装置２００の対向基板側の構造を示す図であって１画素領域を拡大して示す模式的な平面図、図６は本液晶表示装置２００の断面構造を示す模式図であって、図５のＢ−Ｂ’線に沿う部分断面図である。なお、本実施形態において前記第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において前記第１の実施形態と異なる点は、青色カラーフィルタ２２Ｂの非着色領域を反射表示領域Ｒの縁辺に沿って配置した点と、青色ドット領域Ｄ３における反射表示領域Ｒの誘電体突起１８を、反射表示領域Ｒの中央部に配置された青色着色領域の上に積層した点のみである。本実施形態では、素子基板側の構造については前記第１の実施形態と全く同じであるため、ここでは対向基板側の構造についてのみ説明する。
【００３６】
図５，図６に示すように、対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを基体としてなり、基板本体２５Ａの内面側には、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨ってカラーフィルタ（カラーフィルタ層）２２が設けられている。カラーフィルタ２２は互いに色の異なる複数種類のカラーフィルタ（着色層）２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからなり、これらカラーフィルタ２２を構成する各カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの間には必要に応じて黒色樹脂等からなる遮光層（ブラックマトリクス）が配置される。赤色カラーフィルタ２２Ｒには、反射表示用のサブピクセル２９ａの中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＲが形成されている。同様に、緑色カラーフィルタ２２Ｇには、反射表示用のサブピクセル２９ａの中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＧが形成されている。青色カラーフィルタ２２Ｂには、反射表示用のサブピクセル２９ａの外周部分に対応する位置に、色材の配置されない矩形枠状の開口領域（非着色領域）ＨＢが形成されている。色材の配置される着色領域と色材の配置されない非着色領域との面積比率（非着色領域／着色領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、非着色領域の面積は視感度の高い緑色のカラーフィルタ２２Ｇ（即ち、非着色領域ＨＧ）で最も大きく、その次に赤色の非着色領域ＨＲ、青色の非着色領域ＨＢの順で小さくなっており、それに応じて、前記面積比率は緑色カラーフィルタ２２Ｇ、赤色カラーフィルタ２２Ｒ、青色カラーフィルタ２２Ｂの順に大きくなっている。
【００３７】
カラーフィルタ２２の内面側には反射表示領域Ｒに対応して絶縁膜４０が選択的に形成されている。このようにドット領域内に部分的に形成された絶縁膜４０により、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならされている。絶縁膜４０は、アクリル樹脂等の有機材料膜を用いて形成されている。絶縁膜４０は、例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度に形成され、絶縁膜４０が存在しない部分の液晶層５０の厚みは２μｍ〜６μｍ程度であり、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となっている。つまり、絶縁膜４０は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、もってマルチギャップ構造を実現するものとなっている。本例の液晶表示装置２００は、係る構成により明るく高コントラストの表示が得られるようになっている。尚、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近には、絶縁膜４０の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射電極２９ａのドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜（連結部）とも平面的に重なっている。
【００３８】
絶縁膜４０の表面には、カラーフィルタ２２の凹凸形状を反映して、赤色カラーフィルタ２２Ｒと緑色カラーフィルタ２２Ｇの非着色領域ＨＲと非着色領域ＨＧに対応する位置にそれぞれ凹部Ｐ（図３参照）が形成されている。すなわち、絶縁膜４０には赤色ドット領域Ｄ１及び緑色ドット領域Ｄ２の反射表示領域Ｒの中央部に、絶縁膜４０によって平坦化しきれなかった分の段差が生じており、この段差が絶縁膜４０の表面に凹部Ｐとして現われている。この凹部Ｐによって、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、反射表示領域Ｒの中央部のギャップがその周辺部のギャップよりも広がった状態となっている。一方、青色カラーフィルタ２２Ｂにおいては、反射表示領域Ｒの周縁部に非着色領域ＨＢが配置されているので、反射表示領域Ｒの中央部には凹部は形成されない。
【００３９】
さらに基板本体２５Ａの内面側には、カラーフィルタ２２と絶縁膜４０の表面を覆って対向電極３１が形成されている。対向電極３１は平面ベタ状のＩＴＯ等からなる透明導電膜であり、係る対向電極３１上の画素電極９と対向する位置に、液晶層５０に突出する誘電体突起１８が設けられている。誘電体突起１８の断面形状は略三角形で図示しているが、実際にはなだらかな曲面形状で形成される。透過表示領域Ｔには、２つのサブピクセル２９ｂ，２９ｂの各々に対応して、その中央部に対向する位置にそれぞれ１つずつ誘電体突起１８が形成されており、反射表示領域Ｒには、サブピクセル２９ａに対応して、その中央部に対向する位置に誘電体突起１８が１つ形成されている。反射表示領域Ｒの誘電体突起１８は、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、絶縁膜４０に形成された凹部Ｐ内の領域に配置されている。一方、青色ドット領域Ｄ３においては、このような凹部が形成されないので、誘電体突起１８は平坦面上にそのまま配設されている。これらの誘電体突起１８は、樹脂等の誘電体材料からなり、マスクを用いたフォトリソグラフィ等によって形成することができる。本実施形態では、ノボラック系のポジ型フォトレジストを用いて高さ１．２μｍ、直径１２μｍの誘電体突起１８を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに対して一括で形成している。レジストを現像後に２２０℃でポストベークすることで、なだらかな突起形状を得ることができる。この誘電体突起１８の高さは透過表示用として最適に設定されたものであり、反射表示領域Ｒにおいては若干高い値となっている。
また図示は省略したが、対向電極３１及び誘電体突起１８を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。基板本体２５Ａの外側の構成については前記第１の実施形態と同様である。
【００４０】
［表示動作］
次に本実施形態の液晶表示装置２００の表示動作について説明する。なお、透過モードの動作については前記第１の実施形態と同様であるため、ここでは反射モードの動作についてのみ説明する。
反射モードにおいては、対向基板２５の外側から入射された外光は、偏光板３７および位相差板３６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。電圧無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がほとんどないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行してサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そしてサブピクセル２９ａにより反射されて液晶層５０に戻り、再び位相差板３６に入射する。このとき、サブピクセル２９ａにより反射された円偏光は、その回転方向が反転しているので、位相差板３６によって偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置２００では、電圧無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。
【００４１】
一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、対向基板２５の外側から液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で直線に変換されてサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そして、サブピクセル２９ａにより反射された後、液晶層５０を透過して再び位相差板３６に入射する。この反射光は、先の入射光と同じ回転方向の円偏光であるため位相差板３６により偏光板３７の透過軸と平行な直線偏光に変換され偏光板３７を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置２００では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。この際、本実施形態ではサブピクセル２９ａの中央部に対向する位置に誘電体突起１８が配置されているので、液晶分子５１はサブピクセル２９ａの輪郭に対して垂直方向に傾倒する。また誘電体突起１８の周辺では、電圧無印加時には液晶分子５１が誘電体突起１８の傾斜面と垂直に配向し、電圧印加時には図３に示すように誘電体突起１８から外側に向かって液晶分子５１が倒れ、それを中心とした平面放射状に液晶分子５１が配向する。従って、本実施形態の液晶表示装置２００では、電圧印加時に液晶分子５１のダイレクタが全方位に向くこととなり、視野角の極めて広い表示が実現される。また、外光は入射時と射出時に１回ずつ計２回カラーフィルタ２２を透過することになるが、カラーフィルタ２２には非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢが形成されているので、色が濃くなりすぎることはない。つまり、サブピクセル２９ａと平面的に重なる領域の一部に非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢがあるので、反射モード時に得られる光は、非着色領域を透過した着色されない光と着色領域を透過した着色された光とを合わせた光になる。このため、着色された光の色は着色されない光によって緩和され、結果として、透過モード時と同様の色の光が射出されるようになるのである。
【００４２】
また本実施形態では、赤色ドット領域Ｄ１及び緑色ドット領域Ｄ２の反射表示領域Ｒの誘電体突起１８が非着色領域ＨＲ，ＨＧによって生じた凹部Ｐの中に配置されているので、誘電体突起１８の上方の液晶層厚は凹部Ｐのない平坦な面に誘電体突起を配置した場合に比べて広く保たれるようになる。このため、突起近傍の液晶も十分にリタデーションに寄与させることができ、実質的に表示に寄与する領域の面積を広げることができる。
一方、青色ドット領域Ｄ３では、誘電体突起が凹部のない平坦な面に形成されているので、誘電体突起１８と素子基板１０とのギャップは非常に狭くなっている。このため、突起近傍の液晶は実質的に表示に寄与する（即ち、所望の階調を表示する）ことはできない。しかし、この部分の液晶は高電圧を印加することによって明るさに寄与するので、低電圧側では突起部分の光を遮断し、高電圧側では突起部分の光を透過させるように働く。すなわち、この部分の液晶は電圧の印加状態に応じて、光の透過量（即ち、着色光の色の濃さ）を調節する調節弁のような役割を果たす。このため、従来の垂直配向モードでは低電圧側で白表示が青味がかっており、高電圧側にシフトするに従って白表示が黄色にシフトするという問題があったが、本実施形態の構成では低電圧側では青色の光量が小さく、高電圧側で青色の光量が大きくなる（即ち、低電圧側で強かった色味が低減され、高電圧側で弱かった色味が強化される）ので、印加電圧によらずに色再現性の良い表示が得られるようになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態でもマルチギャップ構造を採用しているので、反射表示と透過表示の双方において高コントラストな表示を得ることができる。また、１ドットを島状の複数のサブピクセルに分割しているので、全方位にわたって広視野角な表示となる。また、カラーフィルタ２２の一部を開口して反射表示領域に色材の配置されない非着色領域を設けているので、反射モード時と透過モード時の色の濃淡差を少なくすることができる。また本実施形態では、誘電体突起１８とカラーフィルタ２２の非着色領域との相対的な位置関係を色毎に変えているので、従来問題となっていた波長分散による色味の問題を解消することができ、電圧の印加状態によらずに色再現性のよい表示を実現することができる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
［液晶表示装置］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本実施形態の液晶表示装置３００の１画素領域の構造を示す平面図であって、図７（ａ）は素子基板側の平面図、図７（ｂ）は対向基板側の平面図、図８は本液晶表示装置３００の構造を示す断面図であって、図７のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図、図９は本液晶表示装置３００の構造を示す断面図であって、図７のＢ−Ｂ’線に沿う部分断面図である。なお、本実施形態において前記第２の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において前記第２の実施形態と異なる点は、３つのサブピクセルのうち上側２つを反射表示用のサブピクセルとした点と、これに対応して各色のカラーフィルタの非着色領域の形状，配置，数を変えた点のみである。それ以外の構成については前記第２の実施形態と同様である。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置３００では、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられた画素電極９は、各ドット領域内に形成されたスリット１９により複数（本実施形態では３つ）のサブピクセル（島状部）２９ａ，２９ｂに分割され、各サブピクセルは中央部で連結されている（連結部）。図示上側の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａはＡｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀）等の光反射性の金属膜若しくはこれらの金属膜とＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜との積層膜からなる。このサブピクセル２９ａは反射電極として機能し、このサブピクセル２９ａの形成された領域が反射表示領域Ｒとなる。反射電極の表面には凹凸形状が付与されており、この凹凸によって反射光が散乱されることで、視認性の良い表示が得られるようになっている。また、図示下側のサブピクセル２９ｂはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなり、このサブピクセル２９ｂの形成された領域が透過表示領域Ｔとなる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置３００は、１つのドット領域内に反射表示を行なう反射表示領域Ｒと透過表示を行なう透過表示領域Ｔとを備えた半透過反射型の液晶表示装置であり、表示可能な領域の略２／３の面積が反射表示に寄与し、残りの略１／３の面積が透過表示に寄与するようになっている。図７では、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界を一点鎖線で示している。なお、サブピクセルとサブピクセルを連結する連結部はＡｌやＡｇ等の光反射性の金属膜若しくはこれらの金属膜とＩＴＯ等の透明導電膜との積層膜からなり、この連結部も反射表示に寄与するようになっている。それぞれのサブピクセル２９ａ，２９ｂの中央部には、液晶の配向を規制するための配向規制手段である誘電体の突起１８が配設されている。各サブピクセル２９ａ，２９ｂの角部には面取り等が施され、サブピクセル２９ａ，２９ｂは平面視略八角形状ないし略円形状とされている。
【００４６】
図７（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２２は互いに色の異なる複数種類のカラーフィルタ（着色層）２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからなり、これらカラーフィルタ２２を構成する各カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの間には必要に応じて黒色樹脂等からなる遮光層（ブラックマトリクス）が配置される。赤色カラーフィルタ２２Ｒには、反射表示用の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々について、その中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＲ，ＨＲが形成されている。同様に、緑色カラーフィルタ２２Ｇには、反射表示用の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々について、その中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＧ，ＨＧが形成されている。赤色ドット領域Ｄ１又は緑色ドット領域Ｄ２に形成された２つの非着色領域の形状や配置（誘電体突起１８との配置関係）は任意に設計することができる。これらを２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々について同一とすることもできるし、これらをサブピクセル２９ａ，２９ａ毎に変えることもできる。本実施形態では、これらの形状等をサブピクセル毎に変えており、更に、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２との間でもこれらの形状等を変えている。青色カラーフィルタ２２Ｂには、反射表示用の２つのサブピクセルのうち図示下側のサブピクセル２９ａ（即ち、透過表示用のサブピクセル２９ｂに隣接するサブピクセル２９ａ）について、その外周部分に対応する位置に、色材の配置されない矩形枠状の開口領域（非着色領域）ＨＢが形成されている。色材の配置される着色領域と色材の配置されない非着色領域との面積比率（非着色領域／着色領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、非着色領域の面積は視感度の高い緑色のカラーフィルタ２２Ｇ（即ち、非着色領域ＨＧ）で最も大きく、その次に赤色の非着色領域ＨＲ、青色の非着色領域ＨＢの順で小さくなっており、それに応じて、前記面積比率は緑色カラーフィルタ２２Ｇ、赤色カラーフィルタ２２Ｒ、青色カラーフィルタ２２Ｂの順に大きくなっている。
【００４７】
図８，図９に示すように、カラーフィルタ２２の内面側には反射表示領域Ｒに対応して絶縁膜４０が選択的に形成されている。このようにドット領域内に部分的に形成された絶縁膜４０により、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならされている。絶縁膜４０は、アクリル樹脂等の有機材料膜を用いて形成されている。絶縁膜４０は、例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度に形成され、絶縁膜４０が存在しない部分の液晶層５０の厚みは２μｍ〜６μｍ程度であり、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となっている。つまり、絶縁膜４０は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、もってマルチギャップ構造を実現するものとなっている。本例の液晶表示装置２００は、係る構成により明るく高コントラストの表示が得られるようになっている。尚、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近には、絶縁膜４０の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射電極２９ａのドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜（連結部）とも平面的に重なっている。
【００４８】
絶縁膜４０の表面には、カラーフィルタ２２の凹凸形状を反映して、赤色カラーフィルタ２２Ｒと緑色カラーフィルタ２２Ｇの非着色領域ＨＲ，ＨＲと非着色領域ＨＧ，ＨＧに対応する位置にそれぞれ凹部Ｐ，Ｐ（図８）が形成されている。すなわち、絶縁膜４０には赤色ドット領域Ｄ１及び緑色ドット領域Ｄ２の反射表示領域Ｒの中央部に、絶縁膜４０によって平坦化しきれなかった分の段差が生じており、この段差が絶縁膜４０の表面に凹部Ｐとして現われている。この凹部Ｐによって、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、反射表示領域Ｒの中央部のギャップがその周辺部のギャップよりも広がった状態となっている。一方、青色カラーフィルタ２２Ｂにおいては、反射表示領域Ｒの周縁部に非着色領域ＨＢが配置されているので、反射表示領域Ｒの中央部には凹部は形成されない（図９）。
【００４９】
さらに基板本体２５Ａの内面側には、カラーフィルタ２２と絶縁膜４０の表面を覆って対向電極３１が形成されている。対向電極３１は平面ベタ状のＩＴＯ等からなる透明導電膜であり、係る対向電極３１上の画素電極９と対向する位置に、液晶層５０に突出する誘電体突起１８が設けられている。誘電体突起１８の断面形状は略三角形で図示しているが、実際にはなだらかな曲面形状で形成される。透過表示領域Ｔには、サブピクセル２９ｂに対応して、その中央部に対向する位置に誘電体突起１８が１つ形成されており、反射表示領域Ｒには、２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々に対応して、その中央部に対向する位置にそれぞれ１つずつ誘電体突起１８が形成されている。反射表示領域Ｒの誘電体突起１８は、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、絶縁膜４０に形成された凹部Ｐ内の領域に配置されている（図８）。一方、青色ドット領域Ｄ３においては、このような凹部が形成されないので、誘電体突起１８は平坦面上にそのまま配設されている（図９）。これらの誘電体突起１８は、樹脂等の誘電体材料からなり、マスクを用いたフォトリソグラフィ等によって形成することができる。本実施形態では、ノボラック系のポジ型フォトレジストを用いて高さ１．２μｍ、直径１２μｍの誘電体突起１８を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに対して一括で形成している。レジストを現像後に２２０℃でポストベークすることで、なだらかな突起形状を得ることができる。この誘電体突起１８の高さは透過表示用として最適に設定されたものであり、反射表示領域Ｒにおいては若干高い値となっている。
また図示は省略したが、対向電極３１及び誘電体突起１８を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。基板本体２５Ａの外側の構成については前記第１の実施形態と同様である。また、表示動作についても、サブピクセルの連結部が表示に寄与する点を除けば前記第２の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態でもマルチギャップ構造を採用しているので、反射表示と透過表示の双方において高コントラストな表示を得ることができる。また、１ドットを島状の複数のサブピクセルに分割しているので、全方位にわたって広視野角な表示となる。また、カラーフィルタ２２の一部を開口して反射表示領域に色材の配置されない非着色領域を設けているので、反射モード時と透過モード時の色の濃淡差を少なくすることができる。また本実施形態では、誘電体突起１８とカラーフィルタ２２の非着色領域との相対的な位置関係を色毎に変えているので、従来問題となっていた波長分散による色味の問題を解消することができ、電圧の印加状態によらずに色再現性のよい表示を実現することができる。また本実施形態では、反射表示用のサブピクセル２９ａを１ドット領域内に２つ備えており、更にサブピクセル同士を連結する連結部も反射表示に寄与させているので、明るい反射表示が可能である。また、反射表示用のサブドットを複数設けたため、色材配置の自由度が増す。したがって、例えばサブドット毎に着色領域と非着色領域を分ける（例えば非着色領域を、一方のサブピクセルについては中央部に配置し、他方のサブピクセルについては外周部に配置する。或いは、サブピクセル毎に非着色領域の形状や配置を変える等）ことによって、より有効に色調整を行なうことが可能になる。
【００５１】
［第４の実施の形態］
［液晶表示装置］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は本実施形態の液晶表示装置４００の１画素領域の構造を示す平面図であって、図１０（ａ）は素子基板側の平面図、図１０（ｂ）は対向基板側の平面図、図１１は本液晶表示装置４００の構造を示す断面図であって、図１０のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図、図１２は本液晶表示装置４００の構造を示す断面図であって、図１０のＢ−Ｂ’線に沿う部分断面図である。なお、本実施形態において前記第３の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において前記第３の実施形態と異なる点は、液晶層厚調整用の絶縁膜４０を素子基板側に配置し、カラーフィルタの表面をオーバーコート層で保護した点と、反射表示用のサブピクセルの反射機能と電極機能とを分離し、電極機能を有しない光反射膜を画素電極９とは別に設けた点と、各色のカラーフィルタの非着色領域の形状，配置，数を変えた点のみである。それ以外の構成については前記第３の実施形態と同様である。
【００５２】
図１０（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置４００では、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられた画素電極９は、各ドット領域内に形成されたスリット１９により複数（本実施形態では３つ）のサブピクセル（島状部）２９ａ，２９ｂに分割され、各サブピクセルは中央部で連結されている（連結部）。各サブピクセル２９ａ，２９ｂとこれらのサブピクセルを連結する連結部はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜によって一体に形成されている。図示上側の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａは、各ドット領域内に部分的に設けられた反射膜４５の形成領域内に配置されており、残る下側のサブピクセル２９ｂは、反射膜４５の非形成領域に配置されている。反射膜４５の形成領域内に配置されたサブピクセル２９ａの平面領域が、本液晶表示装置４００における反射表示領域Ｒとされ、残る下側のサブピクセル２９ｂの平面領域が、透過表示領域Ｔとされている。反射膜４５の表面には凹凸形状が付与されており、この凹凸によって反射光が散乱されることで、視認性の良い表示が得られるようになっている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１００は、１つのドット領域内に反射表示を行なう反射表示領域Ｒと透過表示を行なう透過表示領域Ｔとを備えた半透過反射型の液晶表示装置であり、表示可能な領域の略２／３の面積が反射表示に寄与し、残りの略１／３の面積が透過表示に寄与するようになっている。図１０では、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界を一点鎖線で示している。なお、反射膜４５は、サブピクセルとサブピクセルを連結する連結部の形成領域にも設けられており、この連結部も反射表示に寄与するようになっている。それぞれのサブピクセル２９ａ，２９ｂの中央部には、液晶の配向を規制するための配向規制手段である誘電体の突起１８が配設されている。各サブピクセル２９ａ，２９ｂの角部には面取り等が施され、サブピクセル２９ａ，２９ｂは平面視略八角形状ないし略円形状とされている。
【００５３】
一方、図１１，図１２に示す断面構造を見ると、液晶表示装置４００は、素子基板１０と、これに対向配置された対向基板２５とを備え、前記基板１０，２５間に初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶（屈折率異方性Δｎは例えば０．１）からなる液晶層５０が挟持されている。液晶層５０は、図に示す如く画素電極９の形成領域内でほぼ一定の層厚に形成されている。素子基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、照明手段として光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（図示略）が設置されている。尚、符号５１にて示す略棒状の楕円体は、垂直配向された液晶分子を概念的に示すものである。
【００５４】
素子基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層側）に走査線３ａが形成されている。そして、走査線３ａを覆ってゲート絶縁膜１４が形成され、このゲート絶縁膜１４上にデータ線６ａ等（図１０（ａ）参照）が形成され、更にこのデータ線等を覆って層間絶縁膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５の表面には、ＡｌやＡｇ等の光反射性の金属膜からなる反射膜４５が部分的に形成されている。この反射膜４５は、例えば凹凸を有する絶縁膜の表面に形成することによって、その表面に凹凸形状を付与されたものであることが望ましい。この反射膜４５の配置された領域が反射表示領域Ｒとなる。なお、絶縁膜４０は反射膜４５の下層側に形成してもよい。
【００５５】
層間絶縁膜１５の表面には、反射膜４５の上方に位置するように（即ち、反射表示領域Ｒに対応して）絶縁膜４０が選択的に形成されている。このようにドット領域内に部分的に形成された絶縁膜４０により、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならされている。絶縁膜４０は、アクリル樹脂等の有機材料膜を用いて形成されている。絶縁膜４０は、例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度に形成され、絶縁膜４０が存在しない部分の液晶層５０の厚みは２μｍ〜６μｍ程度であり、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となっている。つまり、絶縁膜４０は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、もってマルチギャップ構造を実現するものとなっている。本例の液晶表示装置４００は、係る構成により明るく高コントラストの表示が得られるようになっている。尚、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近には、絶縁膜４０の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射膜４５のドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜（連結部）とも平面的に重なっている。
【００５６】
そして、絶縁膜４０の表面を含む素子基板１０表面には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。また図示は省略したが、画素電極９、絶縁膜４０及び層間絶縁膜１５を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。基板本体１０Ａの外側の構成については前記第１実施形態と同様である。
【００５７】
対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを基体としてなり、基板本体２５Ａの内面側には、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨ってカラーフィルタ（カラーフィルタ層）２２が設けられている。
【００５８】
図１０（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２２は互いに色の異なる複数種類のカラーフィルタ（着色層）２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからなり、これらカラーフィルタ２２を構成する各カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの間には必要に応じて黒色樹脂等からなる遮光層（ブラックマトリクス）が配置される。赤色カラーフィルタ２２Ｒには、反射表示用の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々について、その中央部に対応する位置に、色材の配置されない矩形の開口領域（非着色領域）ＨＲ，ＨＲが形成されている。赤色ドット領域Ｄ１に形成された２つの非着色領域ＨＲ，ＨＲの形状や配置（誘電体突起１８との配置関係）は任意に設計することができる。これらを２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々について同一とすることもできるし、これらをサブピクセル２９ａ，２９ａ毎に変えることもできる。本実施形態では、これらの形状等をサブピクセル毎に変えている。また、これらのサブピクセル２９ａ，２９ａを連結する連結部に対応する部分にも開口領域（非着色領域）ＨＲが形成されている。この連結部に形成された非着色領域ＨＲは、該連結部を含んで左右に延びるストライプ状に形成されており、このストライプ状の非着色領域ＨＲによって、１ドット領域Ｄ１内の赤色カラーフィルタ２２Ｒが上下に分離された状態となっている。緑色カラーフィルタ２２Ｇには、反射表領域Ｒの中央部に十字状の開口領域（非着色領域）ＨＧが形成されている。この非着色領域ＨＧのうち上下方向に延在する部分は、反射表示用の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの中央部に対応する位置及びこれらを繋ぐ位置に形成されている。また非着色領域ＨＧのうち左右方向に延在する部分は、これらのサブピクセル２９ａ，２９ａを連結する連結部に対応する部分に形成されている。この連結部に形成された非着色領域ＨＧは、該連結部を含んで左右に延びるストライプ状に形成されており、このストライプ状の非着色領域ＨＧによって、１ドット領域Ｄ２内の緑色カラーフィルタ２２Ｇが上下に分離された状態となっている。青色カラーフィルタ２２Ｂには、反射表領域Ｒの中央部に着色領域を十字状に残すように、反射表示領域Ｒの外周部分に平面視コ字型の２つの開口領域（非着色領域）ＨＢ，ＨＢが形成されている。反射表示領域Ｒに配置される青色着色領域のうち上下方向に延在する部分は、反射表示用の２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの中央部に対応する位置及びこれらを繋ぐ位置に形成されている。また青色着色領域のうち左右方向に延在する部分は、これらのサブピクセル２９ａ，２９ａを連結する連結部に対応する部分に形成されている。この連結部に形成された青色着色領域は、該連結部を含んで左右に延びるストライプ状に形成されており、このストライプ状の着色領域によって、１ドット領域Ｄ３内の青色カラーフィルタ２２Ｂの非着色領域ＨＢは上下に分離された状態となっている。色材の配置される着色領域と色材の配置されない非着色領域との面積比率（非着色領域／着色領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、非着色領域の面積は視感度の高い緑色のカラーフィルタ２２Ｇ（即ち、非着色領域ＨＧ）で最も大きく、その次に赤色の非着色領域ＨＲ、青色の非着色領域ＨＢの順で小さくなっており、それに応じて、前記面積比率は緑色カラーフィルタ２２Ｇ、赤色カラーフィルタ２２Ｒ、青色カラーフィルタ２２Ｂの順に大きくなっている。
【００５９】
図１１，図１２に戻って、カラーフィルタ２２の表面にはオーバーコート層４１が設けられている。オーバーコート層４１の表面には、カラーフィルタ２２の凹凸形状を反映して、赤色カラーフィルタ２２Ｒと緑色カラーフィルタ２２Ｇの非着色領域ＨＲ，ＨＲと非着色領域ＨＧに対応する位置にそれぞれ凹部Ｐ，Ｐ（図１１）が形成されている。すなわち、オーバーコート層４１には赤色ドット領域Ｄ１及び緑色ドット領域Ｄ２の反射表示領域Ｒの中央部に、オーバーコート層４１によって平坦化しきれなかった分の段差が生じており、この段差がオーバーコート層４１の表面に凹部Ｐとして現われている。この凹部Ｐによって、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、反射表示領域Ｒの中央部のギャップがその周辺部のギャップよりも広がった状態となっている。一方、青色カラーフィルタ２２Ｂにおいては、反射表示領域Ｒの周縁部に非着色領域ＨＢが配置されているので、反射表示領域Ｒの中央部には凹部は形成されない（図１２）。
【００６０】
さらに基板本体２５Ａの内面側には、オーバーコート層４１の表面を覆って対向電極３１が形成されている。対向電極３１は平面ベタ状のＩＴＯ等からなる透明導電膜であり、係る対向電極３１上の画素電極９と対向する位置に、液晶層５０に突出する誘電体突起１８が設けられている。誘電体突起１８の断面形状は略三角形で図示しているが、実際にはなだらかな曲面形状で形成される。透過表示領域Ｔには、サブピクセル２９ｂに対応して、その中央部に対向する位置に誘電体突起１８が１つ形成されており、反射表示領域Ｒには、２つのサブピクセル２９ａ，２９ａの各々に対応して、その中央部に対向する位置にそれぞれ１つずつ誘電体突起１８が形成されている。反射表示領域Ｒの誘電体突起１８は、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２においては、絶縁膜４０に形成された凹部Ｐ内の領域に配置されている（図１１）。一方、青色ドット領域Ｄ３においては、このような凹部が形成されないので、誘電体突起１８は平坦面上にそのまま配設されている（図１２）。これらの誘電体突起１８は、樹脂等の誘電体材料からなり、マスクを用いたフォトリソグラフィ等によって形成することができる。本実施形態では、ノボラック系のポジ型フォトレジストを用いて高さ１．２μｍ、直径１２μｍの誘電体突起１８を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに対して一括で形成している。レジストを現像後に２２０℃でポストベークすることで、なだらかな突起形状を得ることができる。この誘電体突起１８の高さは透過表示用として最適に設定されたものであり、反射表示領域Ｒにおいては若干高い値となっている。
また図示は省略したが、対向電極３１及び誘電体突起１８を覆ってポリイミド等の垂直配向膜が形成されており、液晶分子５１の初期配向を基板面に対し垂直に配向させるようになっている。基板本体２５Ａの外側の構成については前記第１の実施形態と同様である。
【００６１】
［表示動作］
次に本実施形態の液晶表示装置４００の表示動作について説明する。なお、透過モードの動作については前記第１の実施形態と同様であるため、ここでは反射モードの動作についてのみ説明する。
反射モードにおいては、対向基板２５の外側から入射された外光は、偏光板３７および位相差板３６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。電圧無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がほとんどないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行してサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そしてサブピクセル２９ａにより反射されて液晶層５０に戻り、再び位相差板３６に入射する。このとき、サブピクセル２９ａにより反射された円偏光は、その回転方向が反転しているので、位相差板３６によって偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置４００では、電圧無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。
【００６２】
一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、対向基板２５の外側から液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で直線に変換されてサブピクセル２９ａ（反射電極）に到達する。そして、サブピクセル２９ａにより反射された後、液晶層５０を透過して再び位相差板３６に入射する。この反射光は、先の入射光と同じ回転方向の円偏光であるため位相差板３６により偏光板３７の透過軸と平行な直線偏光に変換され偏光板３７を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置２００では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。この際、本実施形態ではサブピクセル２９ａの中央部に対向する位置に誘電体突起１８が配置されているので、液晶分子５１はサブピクセル２９ａの輪郭に対して垂直方向に傾倒する。また誘電体突起１８の周辺では、電圧無印加時には液晶分子５１が誘電体突起１８の傾斜面と垂直に配向し、電圧印加時には図３に示すように誘電体突起１８から外側に向かって液晶分子５１が倒れ、それを中心とした平面放射状に液晶分子５１が配向する。従って、本実施形態の液晶表示装置４００では、電圧印加時に液晶分子５１のダイレクタが全方位に向くこととなり、視野角の極めて広い表示が実現される。また、外光は入射時と射出時に１回ずつ計２回カラーフィルタ２２を透過することになるが、カラーフィルタ２２には非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢが形成されているので、色が濃くなりすぎることはない。つまり、サブピクセル２９ａと平面的に重なる領域の一部に非着色領域ＨＲ，ＨＧ，ＨＢがあるので、反射モード時に得られる光は、非着色領域を透過した着色されない光と着色領域を透過した着色された光とを合わせた光になる。このため、着色された光の色は着色されない光によって緩和され、結果として、透過モード時と同様の色の光が射出されるようになるのである。
【００６３】
また本実施形態では、赤色ドット領域Ｄ１及び緑色ドット領域Ｄ２の反射表示領域Ｒの誘電体突起１８が非着色領域ＨＲ，ＨＧによって生じた凹部Ｐの中に配置されているので、誘電体突起１８の上方の液晶層厚は凹部Ｐのない平坦な面に誘電体突起を配置した場合に比べて広く保たれるようになる。このため、突起近傍の液晶も十分にリタデーションに寄与させることができ、実質的に表示に寄与する領域の面積を広げることができる。
一方、青色ドット領域Ｄ３では、誘電体突起が凹部のない平坦な面に形成されているので、誘電体突起１８と素子基板１０とのギャップは非常に狭くなっている。このため、突起近傍の液晶は実質的に表示に寄与する（即ち、所望の階調を表示する）ことはできない。しかし、この部分の液晶は高電圧を印加することによって明るさに寄与するので、低電圧側では突起部分の光を遮断し、高電圧側では突起部分の光を透過させるように働く。すなわち、この部分の液晶は電圧の印加状態に応じて、光の透過量（即ち、着色光の色の濃さ）を調節する調節弁のような役割を果たす。このため、従来の垂直配向モードでは低電圧側で白表示が青味がかっており、高電圧側にシフトするに従って白表示が黄色にシフトするという問題があったが、本実施形態の構成では低電圧側では青色の光量が小さく、高電圧側で青色の光量が大きくなる（即ち、低電圧側で強かった色味が低減され、高電圧側で弱かった色味が強化される）ので、印加電圧によらずに色再現性の良い表示が得られるようになる。
【００６４】
また本実施形態では、赤色ドット領域Ｄ１と緑色ドット領域Ｄ２の各反射表示領域Ｒにおいて、サブピクセル２９ａ，２９ａの連結部を含む領域にカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇの非着色領域ＨＲ，ＨＧが形成されており、青色ドット領域Ｄ３の反射表示領域Ｒにおいて、サブピクセル２９ａ，２９ａの連結部を含む領域にカラーフィルタ２２Ｂの着色領域が形成されている。この構成では、印加電圧が小さいときには、サブピクセル２９ａとサブピクセル２９ａとの間の領域（島状部間の領域）に位置する液晶は明るさに殆ど寄与しないので、島状部間の領域と平面的に重なるように配置された着色領域からの光はその分ロスされ、暗い表示（薄い色の表示）となる。一方、印加電圧が大きくなると、島状部間の領域に位置する液晶も明るさに寄与するようになるので、光のロスが少なくなり、明るい表示（濃い色の表示）となる。このように本実施形態の構成では低電圧側では青色の光量が小さく、高電圧側で青色の光量が大きくなる（即ち、低電圧側で強かった色味が低減され、高電圧側で弱かった色味が強化される）ので、更に色再現性の良い表示が得られるようになる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態でもマルチギャップ構造を採用しているので、反射表示と透過表示の双方において高コントラストな表示を得ることができる。また、１ドットを島状の複数のサブピクセルに分割しているので、全方位にわたって広視野角な表示となる。また、カラーフィルタ２２の一部を開口して反射表示領域に色材の配置されない非着色領域を設けているので、反射モード時と透過モード時の色の濃淡差を少なくすることができる。また本実施形態では、誘電体突起１８とカラーフィルタ２２の非着色領域との相対的な位置関係を色毎に変えているので、従来問題となっていた波長分散による色味の問題を解消することができ、電圧の印加状態によらずに色再現性のよい表示を実現することができる。さらに島状部間の領域とカラーフィルタ２２の非着色領域との相対的な関係を色毎に変えているので、波長分散による色味の影響をより一層抑えることができる。また本実施形態では、反射表示用のサブピクセル２９ａを１ドット領域内に２つ備えており、更にサブピクセル同士を連結する連結部も反射表示に寄与させているので、明るい反射表示が可能である。また、反射表示用のサブドットを複数設けたため、色材配置の自由度が増す。したがって、例えばサブドット毎に着色領域と非着色領域を分けることによって、より有効に色調整を行なうことが可能になる。
【００６６】
［第５の実施の形態］
［液晶表示装置］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１３は本実施形態の液晶表示装置５００の対向基板側の構造を示す図であって１画素領域を拡大して示す模式的な平面図である。なお、本実施形態において前記第３の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において前記第３の実施形態と異なる点は、１つのドット領域内において反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの面積比率を色毎に変えた点のみである。それ以外の構成については前記第３の実施形態と同様である。
【００６７】
図１３に示すように、本実施形態の液晶表示装置５００では、１ドット領域内のサブピクセルの形状や配置を変えることによって、各色のドット領域Ｄ１〜Ｄ３について、それぞれ反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの面積比率を変えている。図１３では、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界をそれぞれ一点鎖線で示している。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ドットの反射表示領域Ｒの面積をそれぞれＥ１Ｒ，Ｅ１Ｇ，Ｅ１Ｂとし、透過表示領域Ｔの面積をそれぞれＥ２Ｒ，Ｅ２Ｇ，Ｅ２Ｂとしている。この面積比率（反射表示領域／透過表示領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、反射表示領域Ｒの面積は視感度の高い緑色のドット領域Ｄ２で最も小さく、その次に赤色のドット領域Ｄ１、青色のドット領域Ｄ３の順で小さくなっており（Ｅ１Ｂ＞Ｅ１Ｒ＞Ｅ１Ｇ）、それに応じて、前記面積比率は、緑色ドット領域Ｄ２、赤色ドット領域Ｄ１、青色ドット領域Ｄの順で大きくなっている。また、色材の配置される着色領域と色材の配置されない非着色領域との面積比率（非着色領域／着色領域）は、各色の色バランスを考慮してＲ，Ｇ，Ｂの色毎に最適に設定されている。例えば本実施形態では、非着色領域の面積は視感度の高い緑色のカラーフィルタ２２Ｇ（即ち、非着色領域ＨＧ）で最も大きく、その次に赤色の非着色領域ＨＲ、青色の非着色領域ＨＢの順で小さくなっており、それに応じて、前記面積比率は緑色カラーフィルタ２２Ｇ、赤色カラーフィルタ２２Ｒ、青色カラーフィルタ２２Ｂの順に大きくなっている。この構成では、反射表示においては、青の発色を強くすることで黄色味を抑えることができる。また、透過表示においては、短波長の発光スペクトルの強いバックライトを用いることで色を調整することができる。
なお、表示動作については前記第３の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、カラーフィルタ２２Ｒ〜２２Ｂの着色領域と非着色領域との面積比率を色毎に変え、更に反射表示領域と透過表示領域との面積比率を色毎に変えているので、反射表示の色再現性をより一層向上することができる。
【００６９】
［電子機器］
図１４は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の透過／反射表示が可能になっている。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、前述した各実施形態において、液晶層厚調整層やカラーフィルタ２２の配置は任意である。液晶層厚調整層は素子基板側若しくは対向基板側のいずれに配置してもよく、双方に配置することもできる。同様に、カラーフィルタ２２は対向基板側だけでなく、素子基板側に配設することも可能である。例えば第３の実施形態では、反射膜４５と絶縁膜４０との間にカラーフィルタ２２を形成するような構成が考えられる。
また、第１，第２，第３，第５実施形態では、反射表示用のサブピクセル２９ａを光反射性の導電材料によって形成したが、第４実施形態のように電極を透明導電材料によって形成し、これとは別に光反射用の反射膜を形成する構造としてもよい。逆に、第４実施形態では、第１実施形態等におけるように、反射表示用のサブピクセルを光反射性の導電材料によって形成し、反射膜４５を省略することもできる。
また前記実施形態では、液晶の配向規制手段として略円錐状の誘電体突起１８をサブピクセルの中央部に配置したが、この代わりに、サブピクセルの外周部に沿って細長い壁状の突起を形成し、これを配向制御手段として用いてもよい。この細長い突起は前述した略円錐状の突起１８と同様の作用効果を奏する。また、液晶駆動用の電極（画素電極９や対向電極３１）の一部を切り欠いて形成したスリット状の開口部（電極スリット）を配向規制手段として用いても良い。電極スリットは突起では原理は異なるものの略同様の作用を示す。さらに、配向規制手段は突起と電極スリットの組み合わせであってもよい。これらの配向規制手段は、必ずしもカラーフィルタ２２と同じ基板に形成される必要はなく、カラーフィルタ２２と配向規制手段とを別々の基板に形成することもできる。
また前記実施形態では、液晶層厚調整用の絶縁膜４０を反射表示領域Ｒのみに形成したが、絶縁膜４０は反射表示領域Ｒのみならず透過表示領域Ｔに形成することも可能である。この場合、反射表示領域Ｒの液晶層厚が透過表示領域Ｔの液晶層厚よりも小さくなるように、それぞれの領域の絶縁膜の厚みを調節する。例えば、反射表示領域Ｒの絶縁膜の厚みを透過表示領域Ｔの絶縁膜の厚みよりも厚くするように調節する。また、この絶縁膜４０は一方の基板のみに形成するのでなく、双方の基板に形成することもできる。
また前記実施形態では、画素駆動用の素子として三端子素子であるＴＦＴを用いたが、この代わりに二端子素子であるＴＦＤ（Thin Film Diode）を用いてもよい。さらに、このような駆動素子を有しないパッシブマトリクス型の液晶表示装置（例えばＳＴＮ型液晶表示装置）に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の回路構成図。
【図２】同、１画素領域の平面構成図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図４】本発明の作用を説明するための図。
【図５】第２実施形態に係る液晶表示装置の１画素領域の平面構成図。
【図６】図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。
【図７】第３実施形態に係る液晶表示装置の１画素領域の平面構成図。
【図８】図７のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図９】図７のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。
【図１０】第４実施形態に係る液晶表示装置の１画素領域の平面構成図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図１２】図１０のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。
【図１３】第５実施形態に係る液晶表示装置の１画素領域の平面構成図。
【図１４】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００７２】
１００，２００，３００，４００，５００…液晶表示装置、９…画素電極、１０…素子基板、１８…誘電体突起（配向規制手段）、１９…電極スリット、２２…カラーフィルタ層、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…着色層、２５…対向基板、２９ａ，２９ｂ…サブピクセル（島状部）、３１…対向電極、５０…液晶層、５１…液晶分子、４０…絶縁膜（液晶層厚調整層）、１３００…電子機器、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…ドット領域、ＨＲ，ＨＧ，ＨＢ…非着色領域、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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