(57)【要約】【課題】 画質を向上できる半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置を提供すること。【解決手段】 透過及び反射領域のセルギャップの異なるデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置において、対向電極４２及びスリット形態の画素電極５１を備える下部基板４０を液晶層の介在下で上部基板と対向配置し、上部基板の外側に上部偏光板を、下部基板４０の外側に下部偏光板を配置し、反射領域の下部基板の内側に有機レジン膜４１を介して反射板４９を、反射板を備えた下部基板と下部偏光板との間に下側λ／２プレートを、上部基板と上部偏光板との間に上側λ／２プレートを備え、画素電極５１は反射領域と透過領域でスリットの傾斜角、幅及び間隔が互いに異なるように形成され、反射領域及び透過領域の液晶層の位相遅延はそれぞれ０又はλ／４及び０又はλ／２になるようにスイッチングされる。【選択図】 図１４
2006317905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過領域及び反射領域のセルギャップの異なるデュアルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、
対向電極及びスリット形態の画素電極を有する下部基板と、
前記下部基板と対向配置される上部基板と、
前記下部基板及び前記上部基板の間に介在する液晶層と、
前記上部基板の前記液晶層と反対の側に配置される上部偏光板と、
前記下部基板の前記液晶層と反対の側に配置される下部偏光板と、
前記反射領域の前記下部基板と前記液晶層との間において前記下部基板により近く配置される有機レジン膜及び前記下部基板からより遠く配置される反射板と、
前記反射板を備えた前記下部基板及び前記下部偏光板の間に設けられる下側λ／２プレートと、
前記上部基板及び前記上部偏光板の間に設けられる上側λ／２プレートを備え、
前記画素電極は、ラビング方向に対するスリットの傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域及び前記透過領域において互いに異なるように形成され、
前記反射領域に位置する前記液晶層の位相遅延値は、約０又はλ／４になるようにスイッチングされ、
前記透過領域に位置する前記液晶層の位相遅延値は、約０又はλ／２になるようにスイッチングされることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項２】
前記反射領域に形成された前記画素電極の前記傾斜角は、前記透過領域に形成された前記画素電極の前記傾斜角より約１０〜４０゜大きいことを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項３】
前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記反射領域及び前記透過領域で同じであることを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射領域に形成された前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記透過領域に形成された前記画素電極のスリット幅及び間隔より小さく、スリット幅の差及びスリット間隔の差の各々が最大で２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項５】
前記上側及び下側λ／２プレートの位相遅延値は、約２５０〜４００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項６】
前記反射領域の前記液晶層は、約１００〜２００ｎｍの位相遅延値を有することを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項７】
前記透過領域の前記液晶層は、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有することを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項８】
前記下部偏光板及び前記上部偏光板の透過軸が一致し、
前記上側及び下側λ／２プレートの光学軸が、前記上部及び下部偏光板の前記透過軸からそれぞれ１５゜捩れていることを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項９】
前記有機レジン膜は表面に複数のエンボスパターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１０】
前記有機レジン膜は、約６００〜２０００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１１】
前記エンボスパターンは、約３〜１０μｍの直径及び前記有機レジン膜の表面から約７００〜８００ｎｍの高さを有することを特徴とする請求項９に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１２】
前記エンボスパターン間の距離は、２μｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１３】
前記エンボスパターンの傾斜角は、約５〜１５゜であることを特徴とする請求項９に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１４】
透過領域及び反射領域が同じセルギャップのシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、
対向電極及びスリット形態の画素電極を有する下部基板と、
前記下部基板と対向配置される上部基板と、
前記下部基板及び前記上部基板の間に介在する液晶層と、
前記上部基板の前記液晶層と反対の側に配置される上部偏光板と、
前記下部基板の前記液晶層と反対の側に配置される下部偏光板と、
前記反射領域の前記下部基板及び前記液晶層の間に設けられる反射板と、
前記反射板を備える前記下部基板及び前記液晶層の間に設けられる上側λ／４プレートと、
前記下部基板及び前記下部偏光板の間に設けられる下側λ／４プレートとを備え、
前記画素電極は、ラビング方向に対するスリットの傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域及び前記透過領域において互いに異なるように形成され、
前記反射領域及び前記透過領域に位置する前記液晶層の位相遅延は共に、約０又はλ／２に成るようにスイッチングされることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１５】
前記反射領域に形成される前記画素電極の前記傾斜角は、前記透過領域に形成される前記画素電極の前記傾斜角より約１０゜〜４０゜大きいことを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１６】
前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記反射領域及び前記透過領域において同じであることを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１７】
前記反射領域に形成される前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記透過領域に形成される前記画素電極のスリット幅及び間隔より小さく、スリット幅の差及びスリット間隔の差の各々が最大で２μｍであることを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１８】
前記上側及び下側λ／４プレートの位相遅延値は、約１００〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項１９】
前記反射領域及び透過領域の液晶層は共に、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有することを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項２０】
前記下部偏光板の透過軸は、前記液晶層の初期ラビング方向と一致し、
前記上部偏光板の透過軸は、前記下部偏光板の透過軸と直交し、
前記下側λ／４プレートと前記上側λ／４プレートの光学軸は互いに直交し、
前記上側λ／４プレートは、前記液晶層の初期ラビング方向と４５゜の角度をなすことを特徴とする請求項１４に記載の半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【請求項２１】
透過領域及び反射領域が同じセルギャップのシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、
対向電極及び画素電極を有する下部基板と、
前記下部基板と対向配置される上部基板と、
前記下部基板及び前記上部基板の間に介在する液晶層と、
前記上部基板の前記液晶層と反対の側に配置される上部偏光板と、
前記下部基板の前記液晶層と反対の側に配置される下部偏光板と、
前記反射領域の前記下部基板と前記液晶層との間に備えられる反射板と、
前記反射板を備える前記下部基板及び前記液晶層の間に設けられるλ／４プレートとを備え、
前記画素電極は、ラビング方向に対するスリットの傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域及び前記透過領域において互いに異なるように形成され、
前記λ／４プレートは、前記反射板の前記透過領域をオープンさせるように形成されることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置に関し、特に、高画像品質を得ると共に、広視野角を確保することができる半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野で一般に知られているように、液晶表示装置は、バックライトを光源として用いる透過型液晶表示装置と、自然光を光源として用いる反射型液晶表示装置との２種類に分類することができる。透過型液晶表示装置は、バックライトを光源として用いるので暗い周辺環境でも明るい画像を具現することができるが、バックライトの使用により消費電力が多いという短所がある。一方、反射型液晶表示装置は、バックライトを使用せずに周辺環境の自然光を用いて画像を表示するので、消費電力が小さい反面、周辺環境が暗い時には使用ができないという短所がある。
【０００３】
このような透過型及び反射型液晶表示装置が有する短所を解決するために、半透過型液晶表示装置が提案された。半透過型液晶表示装置は動作環境に応じて反射型又は透過型として選択的に使用可能であるので、相対的に明るい周辺環境では低い消費電力を有し、暗い周辺環境ではバックライトを使用して画像を表示することができるという利点がある。
【０００４】
一方、上記提案された従来の半透過型液晶表示装置は通常、図１に示すように、透過領域のセルギャップｄｔと反射領域のセルギャップｄｒとを同じにするシングルセルギャップ構造を用いる方式、或いは、図３に示すように、透過領域のセルギャップｄｔを反射領域のセルギャップｄｒより２倍程度大きくするデュアルセルギャップ構造を用いる方式で設計されている。図１及び図３において、参照符号１は下部基板、２ａは画素電極、２ｂは反射電極、３は上部基板、４は共通電極、５は液晶、そして、６は有機絶縁膜を各々表す。
【０００５】
ところが、図１に示すシングルセルギャップ構造で同じ液晶モードを適用して半透過型液晶表示装置を製造した場合には、反射領域の位相遅延値（Δｎ・ｄ）が透過領域の位相遅延値の２倍となるため、図２に示すように、反射領域のＶ−Ｒ（電圧−反射率）カーブと透過領域のＶ−Ｔ（電圧−透過率）カーブとが一致せず、よって、階調の不一致及び電気光学特性の低下が誘発される。
【０００６】
このため、最近は、透過領域のセルギャップを反射領域のセルギャップより２倍程度大きく設計するデュアルセルギャップ構造を有する半透過型液晶表示装置が多く使用されるようになってきている。これは、デュアルセルギャップ構造で同じ液晶モードを適用して半透過型液晶表示装置を製造する場合には、反射領域のセルギャップｄｒが透過領域のセルギャップｄｔの約１／２であるが、反射領域の光路がセルギャップｄｒの２倍であるので、反射領域の位相遅延が透過領域の位相遅延と同じになるためである。従って、デュアルセルギャップ構造の半透過型液晶表示装置は、図４に示すように、反射領域のＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとが容易に一致し、その結果、シングルセルギャップを適用した場合と比較して、階調の不一致及び電気光学特性の低下を効果的に抑制することができる。
【０００７】
しかし、上記のようなデュアルセルギャップ構造を有する半透過型液晶表示装置は、透過領域及び反射領域間のセルギャップの差による段差がシングルセルギャップ構造の場合に比べて約２倍程大きいため、後続の液晶配向が不均一にされ得るという製造上の困難さを持ち生産性が低く、また、電界が印加される時に配向膜と近接する液晶が基板に対して十分垂直にならず、視野角が狭いという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の半透過型液晶表示装置に内在していた問題を解決するために案出されたものであって、デュアルセルギャップ構造を適用する場合には製造上の困難さ及びこれによる生産性の低下を改善し、シングルセルギャップ構造を適用する場合にはＶ−Ｔカーブ及びＶ−Ｒカーブの不一致を改善すると同時に、視野角を広くして高画質の画像を表示することができる半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一側面により、透過領域及び反射領域のセルギャップの異なるデュアルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、対向電極及びスリット形態の画素電極を備える下部基板が液晶層の介在下に上部基板と対向配置され、前記上部基板の前記液晶層と反対の側に上部偏光板が配置され、前記下部基板の前記液晶層と反対の側に下部偏光板が配置され、前記反射領域の前記下部基板と前記液晶層との間において前記下部基板により近く配置される有機レジン膜及び前記下部基板からより遠く配置される反射板が備えられ、前記反射板を備えた前記下部基板と前記下部偏光板との間には下側λ／２プレートが備えられ、前記上部基板と上部偏光板との間には上側λ／２プレートが備えられ、前記画素電極は、ラビング方向に対する傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域と透過領域とにおいて互いに異なるように形成され、前記反射領域に位置する前記液晶層の位相遅延値は約０又はλ／４になるようにスイッチングされ、前記透過領域に位置する前記液晶層の位相遅延値は約０又はλ／２になるようにスイッチングされることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置が提供される。
【００１０】
前記反射領域に形成された前記画素電極の前記傾斜角は、前記透過領域に形成された前記画素電極の前記傾斜角より約１０゜〜４０゜より大きい。
【００１１】
また、本発明の一側面によれば、前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記反射領域と前記透過領域で同じである。
【００１２】
また、本発明の一側面によれば、前記反射領域に形成された前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記透過領域に形成された前記画素電極のスリット幅及び間隔より小さく、スリット幅の差及びスリット間隔の差の各々が最大で２μｍである。
【００１３】
また、前記の構成に、前記上側及び下側λ／２プレートの位相遅延値は約２５０〜４００ｎｍである。
【００１４】
前記反射領域の液晶層は、約１００〜２００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００１５】
前記透過領域の液晶層は、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００１６】
前記上部偏光板及び下部偏光板の透過軸が一致し、前記上側及び下側λ／２プレートの光軸が前記上部及び下部偏光板の透過軸と１５゜をなす。
【００１７】
前記有機レジン膜は表面に複数のエンボスパターンが形成される。
【００１８】
前記有機レジン膜は、約６００〜２０００ｎｍの厚さを有する。
【００１９】
前記エンボスパターンは、約３〜１０μｍの直径及び前記有機レジン膜の表面から約７００〜８００ｎｍの高さを有し、エンボスパターン間の距離は２μｍ以上、傾斜角が約５゜〜１５゜である。
【００２０】
また、本発明の別の一側面により、透過領域と反射領域とが同じセルギャップのシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、対向電極及び画素電極を備える下部基板が液晶層の介在下に上部基板と対向配置され、前記上部基板の前記液晶層と反対の側に上部偏光板が配置され、前記下部基板の前記液晶層と反対の側に下部偏光板が配置され、前記反射領域の前記下部基板及び前記液晶層の間には反射板が備えられ、前記反射板を備える前記下部基板と前記液晶層との間に上側λ／４プレートが備えられ、前記下部基板と前記下部偏光板との間に下側λ／４プレートが備えられて、前記画素電極は、ラビング方向に対する傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域と前記透過領域とにおいて互いに異なるように形成され、前記反射領域及び前記透過領域に位置する前記液晶層の位相遅延は共に、約０又はλ／２にスイッチングされることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置が提供される。
【００２１】
前記反射領域に形成される前記画素電極の前記傾斜角は、前記透過領域に形成される前記画素電極の前記傾斜角より約１０゜〜４０゜大きい。
【００２２】
また、本発明の一側面によれば、前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記反射領域と前記透過領域とで同じであるか、又は、前記反射領域に形成される前記画素電極のスリット幅及び間隔の各々は、前記透過領域に形成される前記画素電極のスリット幅及び間隔より小さく、スリット幅の差及びスリット間隔の差の各々が最大で２μｍである。
【００２３】
前記上側及び下側λ／４プレートの位相遅延値は、約１００〜２００ｎｍである。
【００２４】
前記反射領域及び透過領域の液晶層は共に、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００２５】
前記反射領域において、前記下部基板と前記対向電極との間の複数のエンボスパターンが備えられた有機レジン膜が追加される。
【００２６】
前記エンボスパターンは、約３〜１０μｍの直径及び前記有機レジン膜の表面から約７００〜８００ｎｍの高さを有し、エンボスパターン間の距離は２μｍ以上とする。また、前記エンボスパターンの傾斜角が約５゜〜１５゜である。
【００２７】
前記下部偏光板の透過軸は前記液晶層の初期ラビング方向と一致し、前記上部偏光板の透過軸は前記下部偏光板の透過軸と直交し、前記下側λ／４プレートと上側λ／４プレートの光学軸は互いに直交し、前記上側λ／４プレートは前記液晶層の初期ラビング方向と４５゜の角度をなす。
【００２８】
また、本発明のさらなる一側面より、透過領域と反射領域とが同じセルギャップのシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置において、対向電極及び画素電極を備える下部基板が液晶層の介在下に上部基板と対向配置され、前記上部基板の前記液晶層と反対の側に上部偏光板が配置され、前記下部基板の前記液晶層と反対の側に下部偏光板が配置され、前記反射領域の前記下部基板と前記液晶層との間には反射板が備えられ、前記反射板を備える前記下部基板と前記液晶層との間にλ／４プレートが備えられて、前記画素電極は、ラビング方向に対する傾斜角、スリット幅及びスリット間隔の少なくとも１つが前記反射領域と透過領域とにおいて互いに異なるように形成され、前記λ／４プレートは前記反射板の前記透過領域をオープンさせるように形成されることを特徴とする半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、デュアルセルギャップ構造、または、シングルセルギャップ構造の反射領域と透過領域とにおいて、スリット形態の画素電極の傾斜角、スリットの幅及び間隔を互いに異なるように適用し、駆動電圧を増大させることによって、反射領域におけるＶ-Ｒ曲線及び透過領域におけるＶ-Ｔ曲線を一致させることができるので、反射領域及び透過領域の電気光学特性を向上させて画像品質の高い半透過型液晶表示装置を実現することができる。また、本発明によれば、広視野角特性を有するフリンジフィールドスイッチングモードで画像を表示できるので、広視野角の半透過型液晶表示装置を具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００３１】
本発明に係るデュアルセルギャップ構造、または、シングルセルギャップ構造を有する半透過型液晶表示装置は、反射領域及び透過領域を備え、スリットを有する形態（以下、スリット形態と記す）の画素電極のスリットの傾斜角、スリットの幅及び間隔を反射領域及び透過領域で互いに異なるように調節して駆動電圧を増加させることにより、反射領域のＶ−Ｒ（電圧−反射率）カーブと透過領域のＶ−Ｔ（電圧−透過率）カーブとを一致させ、また、フリンジフィールドによって液晶を水平に駆動させて広い視野角を確保する。
【００３２】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の光学セルの構造を示す断面図である。以下、フリンジフィールドスイッチング（Fringe  Field  Switching）を、ＦＦＳとも記す。
【００３３】
図５に示すように、本第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、反射領域及び透過領域を備え、上部基板１０と下部基板２０とが液晶層３０の介在下で互いに対向配置されている。上部基板１０の外側（液晶層３０と反対の側）には上側λ／２プレート１１及び上部偏光板１２が順次配置されている。透過領域と異なって、反射領域における下部基板２０と液晶層３０の間には有機絶縁膜２１及び反射板２２が順次備えられている。また、下部基板２０の外側には下部偏光板２４が配置されて、下部基板２０と下部偏光板２４との間に下側λ／２プレート２３が備えられる。
【００３４】
上部基板１０と上部偏光板１２との間に配置される上側λ／２プレート１１及び、下部基板２０と下部偏光板２４との間に配置される下側λ／２プレート２３は、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００３５】
また、反射領域のセルギャップは透過領域のセルギャップの約１／２の広さを有する。従って、反射領域の液晶層３０は電界が印加されない場合、λ／４の位相遅延を有し、電界が印加される場合、位相遅延が０に収束する。また、透過領域の液晶層３０は電界が印加されない場合、λ／２の位相遅延を有し、電界が印加される場合、位相遅延が０に収束する。なお、反射領域の液晶層３０はλ／４の位相遅延値を引き起こすために、約１００〜２００ｎｍの位相遅延値を有し、透過領域の液晶層３０はλ／２の位相遅延を引き起こすために、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有するように構成される。
【００３６】
上記のような光学セル構造の各光学部分の光学軸を見ると、以下の通りである。
【００３７】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図であり、図７は、本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。図６及び図７に示すように、下部偏光板２４及び上部偏光板１２の透過軸（偏光軸）は一致し、上側及び下側λ／２プレート１１、２３の光学軸はそれぞれ上部及び下部偏光板１２、２４の透過軸から１５゜捩れている。
【００３８】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の駆動原理を説明する図であり、図９は、本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の駆動原理を説明する図である。
【００３９】
まず、反射領域における暗（ｄａｒｋ）状態の駆動原理を説明する。
【００４０】
図８に示すように、入射された光は上部偏光板１２を通過して７５゜の角度方向に直線偏光され（ａ）、そして直線偏光された光が６０゜の角度で捩れた光学軸を有する上側λ／２プレート１１を通過して４５゜の角度方向に直線偏光される（ｂ）。以後、４５゜の角度方向に直線偏光された光は０゜の方向にラビングされた液晶層３０を通って円偏光され（ｃ）、そして反射板２２で反射され（ｄ）、液晶層３０を再度通過して−４５゜の角度方向に直線偏光される（ｅ）。そして、最終的に、−４５゜方向の直線偏光は上側λ／２プレート１１を通って、上部偏光板を通過した直後の入射光の偏光方向と比較して９０゜捩れた１６５゜の角度方向に偏光された直線偏光となる。即ち、光の偏光方向は、上部偏光板１２の偏光軸の方向から９０゜捩れるので、上部偏光板１２によって遮光されて反射領域が暗状態になる。
【００４１】
また、反射領域の明状態を得るためには、入射された光は、上部偏光板１２を通過して７５゜の角度方向に直線偏光され（ａ）、そして６０゜の角度で捩れた光学軸を有する上側λ／２プレート１１を通って４５゜の角度方向に直線偏光される（ｂ）。この時、液晶層に電界が印加されて液晶が４５゜の方向に整列しているので、直線偏光された光は、その偏光方向と液晶の整列した軸とが一致して、液晶層３０をそのまま通過して、反射板に到達する（ｃ）。同様に、反射板から反射されて戻ってきた光は液晶層３０を通過しても偏光状態が変わらない（ｅ）。その後、光はまた、上側λ／２プレート１１を通過して、その偏光方向が上部偏光板１２の偏光軸と一致して上部偏光板１２を通過するので、明状態になる。
【００４２】
次に、透過領域における駆動原理について説明する。
【００４３】
まず、透過領域における暗状態の具現のためには、図９に示すように、入射光は下部偏光板２４を通過して７５゜の角度方向に直線偏光され（ａ）、そして、６０゜の角度で捩れた光学軸を有する下側λ／２プレート２３を通って４５゜の角度方向に直線偏光される（ｂ）。その後、０度の方向に整列されている、λ／２の位相遅延を果たす液晶層３０を通って−４５゜の角度方向に直線偏光される（ｃ）。続いて、光は、６０゜の角度で捩れた光学軸を有する上側λ／２プレート１１を通過して１６５゜の角度方向に再度直線偏光される。上部偏光板１２の透過軸（偏光軸）と９０゜の角度で捩れることになるので、光は上部偏光板１２によって遮断されて透過領域における暗状態が実現される。
【００４４】
同様に、透過領域における明状態の具現のためには、入射光は、下部偏光板２４を通過して７５゜の角度方向に直線偏光され（a）、その後、６０゜の角度で捩れた光学軸を有する下側λ／２プレート２３を通って４５゜の角度方向に直線偏光される（ｂ）。この時、液晶層３０に電界が印加されて液晶が４５゜の方向に整列しているので、直線偏光された光は、その偏光方向が液晶の整列する軸と一致し、偏光状態が変わらずに液晶層３０をそのまま通過（ｃ）する。以後、光は、６０゜の角度で捩れた光学軸を有する上側λ／２プレート１１を通って７５゜の角度方向の直線偏光となる。この時、光は、その偏光方向が上部偏光板１２の偏光軸と一致するので上部偏光板１２を通過して明状態が実現される。
【００４５】
なお、上記のデュアルセルギャップ構造の半透過液晶表示装置では、駆動に重大な影響を及ぼす様々な要因がある。図１１は、デュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置において、セルギャップ及び駆動電圧間の相関関係を示す図であり、図１１から、デュアルセルギャップ構造ではセルギャップが駆動電圧範囲に大きな影響を及ぼすことが分かる。
【００４６】
即ち、デュアルセルギャップ構造では、反射領域のセルギャップが透過領域のセルギャップの約１／２倍となっている。一方、ＦＦＳモードの場合は、セルギャップが小さくなると、駆動電圧が低くなる特性を有する。例えば、透過領域が４μｍ、反射領域が２μｍのセルギャップを有する場合、図１０に示すように、透過領域の駆動電圧は４Ｖを有するに対し、反射領域の駆動電圧は、１Ｖ低くなった約３Ｖを有することになる。即ち、セルギャップが１μｍ小さくなると駆動電圧が約０．５Ｖ低下することになる。
【００４７】
上述のように、デュアルセルギャップ構造では反射領域及び透過領域のセルギャップが異なるので、両領域の駆動電圧も異なる。これによって、反射領域のＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとの間の不一致が生じる（図１０参照）。従って、このような反射領域及び透過領域の駆動電圧範囲を一致させなければならない。このためには、反射領域と透過領域において、画素電極のスリットの傾斜角を互いに異なるように設定する必要がある。図１２は、本第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置において、ラビング角及び駆動電圧間の関係を示す図である。図１２から、ラビング角、即ちスリット形態の画素電極のスリットの長さ方向及びラビング方向間の角度を大きくするにつれて、駆動電圧が大きくなることが分かる。
【００４８】
図１３、及び図１４、図１５はそれぞれ、本第１実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造を示す平面図、及び断面図である。実際のセルでは、図１３における右側の図が左側の図の上に、破線が一致するように重ねられている。
【００４９】
本第１実施の形態に係るデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造では、図１３に示すように、反射領域及び透過領域においてスリット５１ａを有するスリット形態の画素電極５１のスリットの傾斜角が互いに異なるようにすることによって、駆動電圧を増大させる。
【００５０】
具体的に、ラビングを図１３の横方向に行い、即ち、０°のラビング角でラビングを行う場合、反射領域に形成される画素電極５１の傾斜角を透過領域に形成される画素電極５１の傾斜角より大きくすると、反射領域の駆動電圧が増大し、これによって、反射領域におけるＶ−Ｒカーブを透過領域のＶ−Ｔカーブと一致させることができる。従って、画素に電圧を印加する際、反射領域と透過領域に同じ階調表現が実現できるので、半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の画質を向上させることができる。この際、好ましくは、ラビング方向を基準として透過領域のスリットの傾斜角度をαと定義すると、反射領域のスリットの傾斜角度は約α＋１０〜α＋４０゜間の値を有するように設計する。
【００５１】
また、反射領域のセルギャップが透過領域のセルギャップより小さいために駆動電圧が低下することに起因する反射領域におけるＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとの不一致を解決するための別の方法として、ＦＦＳモード液晶表示装置においてスリット形態の画素電極をなしているスリットの幅とスリット間の間隔を調節することにより、駆動電圧を高めることができる。この場合、反射領域と透過領域の駆動電圧を容易に同じにすることができるので、結果的に反射領域のＶ−Ｒ及び透過領域のＶ−Ｔカーブが一致することになる。
【００５２】
具体的には、ＦＦＳモードにおいて、スリット幅及び間隔を小さくすると、駆動電圧を増大させることができる。例えば、透過領域のスリット幅をＷ’、スリット間隔をＩ’とした場合、反射領域のスリット幅をＷ’〜Ｗ’−２μｍ、スリット間隔をＩ’〜Ｉ’−２μｍ程度にすれば、反射率の損失を引き起こさずに反射領域の駆動電圧を０．５〜１Ｖ高めることができる。従って、反射領域と透過領域の駆動電圧を容易に同じにすることができる。
【００５３】
上述の本第１実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように、９つのマスク処理を通じて製造することができる。
【００５４】
図１４に示すように、まず、下部基板４０上に透明な有機レジン膜４１を約６００〜２０００ｎｍの厚さに形成した後、第１マスクを用いて有機レジン膜４１をエッチングして透過領域をオープンさせる。次に、第２マスクを用いて対向電極４２を形成する。この際、対向電極４２は、透過領域の全領域をカバーすると同時に、反射領域の、後続の工程で反射板と接触する所定の部分をカバーするように形成される。
【００５５】
その後、対向電極４２を含む下部基板の上に、第３マスクを用いてゲート電極４３及び共通ライン４４を形成する。次に、ゲート電極４３及び共通ライン４４が形成された状態の下部基板４０の全面に第１絶縁層４５を形成する。また、第４マスクを用いてアクティブ層４６を形成してから第５マスクを用いてソース／ドレーン電極４７を形成する。その後、第２絶縁層４８を形成し、第６マスクを用いて第２絶縁膜層４８にビアホール（図示せず）を形成する。次に、第７マスクを用いて反射領域に反射板４９を形成する。そして、上述の一連の処理が行われた下部基板４０の全面に保護膜５０を形成した後、第８マスクを用いて保護膜５０にビアホール（図示せず）を形成し、さらに第９マスクを用いて画素電極５１を形成する。
【００５６】
ここで、対向電極４２を形成する前に、図１５に示すように、別途のマスク工程を追加し、反射領域に残留した有機レジン膜４１をエッチングし、有機レジン膜４１の表面に複数のエンボスパターン（図示せず）を形成することもできる。この場合、以後の工程でエンボスパターン構造上に、駆動電圧が高められるようにスリットの幅とスリット間の間隔を調節して画素電極を形成する。よって、反射領域と透過領域の駆動電圧を容易に一致させることができる。この際、エンボスパターンは、約３〜１０μｍの直径、及び有機レジン膜４１のエッチングされた表面から約７００〜８００ｎｍの高さを有する。また、エンボスパターン間の距離は２μｍ以上で、エンボスパターンの傾斜角は約５〜１５゜である。
【００５７】
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の光学セル構造を示す断面図である。
【００５８】
図１６に示すように、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は反射領域及び透過領域を備え、上部基板１６０と下部基板１００が液晶層１５０の介在の下で互いに対向配置されている。上部基板１６０の外側（液晶層１５０と反対の側）には上部偏光板１７０が配置される。反射領域において下部基板１００の内側（液晶層１５０の側）には反射板１２０が備えられて、この反射板１２０と液晶層１５０との間に上側λ／４プレート１３０が備えられる。また、下部基板１００の外側には下部偏光板１１０が配置されて、下部基板１００と下部偏光板１１０との間に下側λ／４プレート１４０が備えられる。上側λ／４プレート１３０及び下側λ／４プレート１４０は約１００〜２００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００５９】
液晶層１５０の位相遅延（Δｎ・ｄ）は０、または、λ／２である。反射領域の液晶層１５０は電界が印加されない際には、０の位相遅延を有し、電界が印加される際には、位相遅延がλ／２に収束する。透過領域の液晶層１５０も電界が印加されない際には、０の位相遅延を有し、電界が印加される際には、位相遅延がλ／２に収束する。反射領域及び透過領域の液晶層１５０はλ／２の位相遅延を果たすために、約２５０〜４００ｎｍの位相遅延値を有する。
【００６０】
上記のような光学セル構造の各光学部分の光学軸を見ると、以下の通りである。
【００６１】
図１７は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図であり、図１８は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。図１８から、下部偏光板１１０の透過軸（偏光軸）は液晶の初期ラビング方向（右方向）と一致し、上部偏光板１７０の透過軸は下部偏光板１１０の透過軸と直交することが分かる。また、反射板１２０に関して、下側λ／４プレート１４０と上側λ／４プレート１３０の光学軸は互いに直交し、下側λ／４プレート１４０の光学軸は液晶の初期ラビング方向と１３５゜の角度をなす。さらに、図１７に示されているように、上側λ／４プレート１３０の光学軸は液晶の初期ラビング方向と４５゜の角度をなす。
【００６２】
図１９は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の別の光学セル構造を示す断面図である。また、図２０は、図１９のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図であり、図２１は、図１９のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。
【００６３】
一方、図１９に示すように、反射領域のみに上側λ／４プレート１３０を設ける場合、反射板１２０の下側に下側λ／４プレート１４０を備える必要がなく、図２１から、下部偏光板１１０の透過軸は液晶の初期ラビング方向と一致し、上部偏光板１７０の透過軸は下部偏光板１１０の透過軸と直交することが分かる。また、図２０及び図２１に示すように、上側λ／４プレート１３０の光学軸は液晶の初期ラビング方向と４５゜の角度をなす。
【００６４】
図２２は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の駆動原理を説明する図であり、図２３は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の駆動原理を説明する図であって、以下では、図１６に示した光学セル構造を参照して本の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域及び透過領域の駆動原理を説明する。
【００６５】
まず、反射領域における駆動原理を説明する。
【００６６】
図２２に示すように、暗状態の場合、入射光は、９０゜の角度に捩れた透過軸を有する上部偏光板１７０を通過して９０゜の方向に直線偏光され（ａ）、液晶層１５０の偏光角が０度になるように液晶分子が配列されているので、偏光状態が変わらずに液晶層１５０を通り（ｂ）、その後、反射板１２０上の上側λ／４プレート１３０を通って円偏光され（ｃ）、そして反射板１２０で反射され（ｄ）、再び上側λ／４プレート１３０を通過する。この時、光は０゜方向に直線偏光され、その結果、上部偏光板を通過した直後の入射光と比べて９０°捩れたことになる（ｅ）。次に、光は液晶層１５０をそのまま通過し（ｆ）、結局は上部偏光板１７０に吸収されることによって、暗状態になる。
【００６７】
また、明状態の場合、入射光は、９０゜の角度に捩れた透過軸を有する上部偏光板１７０を通って９０゜の方向に直線偏光され（ａ）、液晶層１５０が光軸が２２．５゜に捩れているλ／２プレートの役割をするので、液晶層１５０を通過して１３５゜の方向の直線偏光となる（ｂ）。この時、光は上側λ／４プレート１３０の光学軸から９０゜捩れているので、上側λ／４プレート１３０を通り、反射板１２０で反射され、再度上側λ／４プレート１３０に戻って、それを通過しても偏光方向が変わらない（ｃ、ｄ、ｅ）。その後、光はλ／２プレートの役割をする液晶層１５０を通過して９０゜の方向に直線偏光され（ｆ）、明状態になる。
【００６８】
次に、透過領域における駆動原理について説明する。
【００６９】
まず、暗状態の具現時には、図２３に示すように、下部偏光板１１０の透過軸が０゜の方向に配列されているため、入射光はその偏光状態が変わることなく、下部偏光板１１０、及び光学軸が互いに直交する２つのλ／４プレート１３０、１４０を通過し（ａ、ｂ、ｃ）、その後、液晶層１５０も０゜の偏光角度をなしているので偏光状態が依然として変わらずに液晶層１５０を通り（ｄ）、結局、上部偏光板１７０に吸収されて暗状態をなすことになる。
【００７０】
また、明状態の具現時には、下部偏光板１１０の透過軸が０゜の方向に配列されているため、入射光はその偏光状態が変わることなく、下部偏光板１１０、及び光学軸が互いに直交する２つのλ／４ プレート１３０、１４０を通過し（ａ、ｂ、ｃ）、その後、液晶層１５０の偏光角が４５゜に成るように液晶分子が配列しているので、液晶層１５０を通って偏光方向が９０゜捩れ（ｄ）、よって、上部偏光板１７０をそのまま通過して、明状態になる。
【００７１】
なお、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造の半透過液晶表示装置では、駆動に重大な影響を及ぼす種々の要因がある。デュアルセルギャップ構造ではセルギャップが駆動電圧範囲に重大な影響を及ぼすのに対して、シングルセルギャップ構造では液晶の捩れ角が駆動特性に重大な影響を及ぼす。即ち、シングルセルギャップ構造では、黒及び白の状態を得るために、反射領域の液晶を約０゜〜２２．５゜の角度に捩れさせ、透過領域の液晶を約０゜〜４５゜の角度にを捩れさせる必要がある。このため、図２４に示すように、反射領域は透過領域より先に白状態に到達し、その結果、反射領域のＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとが一致しないことになる。図２４は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域のＶ−Ｒカーブ及び透過領域のＶ−Ｔカーブの差異を示す図である。
【００７２】
従って、このような反射領域及び透過領域の駆動範囲を一致させなければならず、そのための方法は以下の通りである。
【００７３】
図２５〜図２９は、本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の複数のアレイ画素構造を示す断面図である。本第２の実施の形態では、図示された様々なアレイ画素構造を採用して駆動電圧を増大させることにより、反射領域のＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとを一致させることができる。
【００７４】
本第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例は、図２５に示すように、バックライトの光で画像を表示する透過領域及び自然光で画像を表示する反射領域を備え、透過領域と反射領域とが同じセルギャップのシングルセルギャップ構造を有し、また、両領域において、スリット形態の画素電極の傾斜角、スリットの幅及び間隔が互いに異なるように形成されて、駆動電圧を増加させ、これにより、反射領域のＶ−Ｒカーブと透過領域のＶ−Ｔカーブとを一致させる。
【００７５】
また、図２５に示してはいないが、上述のように、光学的な構成を得るために反射領域の反射板１２０と液晶層１５０との間にλ／４プレートを配置して、反射領域及び透過領域の液晶層１５０の位相遅延（Δｎ・ｄ）をそれぞれ、約０〜λ／２の範囲でスイッチングさせることができる。
【００７６】
図２５に示したシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように製造することができる。
【００７７】
まず、下部基板１００上に第１マスク工程を通じて対向電極１０１を形成し、そして第２マスク工程を通じて下部基板１００上にゲート電極１０２及び共通ライン１０３を順次形成してから、下部基板１００の全面に第１絶縁層１０４を形成する。次に、第３マスク工程を通じてアクティブ層１０５をパターニングしてから、第４マスク工程を通じてソース／ドレーン電極１０６を形成する。次に、ソース／ドレーン電極１０６が形成された下部基板１００の全面に第２絶縁層１０７を形成し、そして第５マスク工程を通じて、以後の工程で形成される反射板１２０とのコンタクトのための第１ビアホール（図示せず）を第２絶縁層１０７に形成する。その後、第６マスク工程を通じて第２絶縁層１０７上に第１ビアホールを覆う反射板１２０を形成し、そして反射板１２０を含む下部基板１００の全面に保護膜１０８を形成する。次に、第７マスク工程を通じて保護膜１０８をエッチングし、第２ビアホール（図示せず）を形成した後、第８マスク工程を通じて保護膜１０８上にスリット形態の画素電極１０９を形成する。この際、透過領域より反射領域の画素電極１０９の傾斜角を大きくし、且つ、両領域においてスリットの幅及び間隔を互いに異なるように調節する。なお、図２５において、参照符号１５０は液晶層を示す。
【００７８】
図２６のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造は、反射領域にエンボスパターンを有する有機レジン膜が形成され、その上に反射板が形成された構造であって、反射領域と透過領域においてスリット形態の画素電極のスリット幅及び間隔を互いに異なるように形成して駆動電圧を増加させることにより反射領域のＶ-Ｒカーブと透過領域のＶ-Ｔカーブとを一致させる。
【００７９】
図２６に示したシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように製造することができる。
【００８０】
まず、下部基板２００上に第１マスク工程を通じて対向電極２０１を形成し、そして対向電極２０１を含む基板２００上に第２マスク工程を通じてゲート電極２０２及び共通ライン２０３を順次形成してから、ゲート電極２０２及び共通ライン２０３を含む下部基板２００上に第１絶縁層（図示せず）を形成する。次に、第３マスク工程を通じてアクティブ層２０５をパターニングしてから、第４マスク工程を通じてソース／ドレーン電極２０６を形成する。続いて、ソース／ドレーン電極２０６構造を含む下部基板２００の全面に第２絶縁層（図示せず）を形成し、そして第５マスク工程により第１絶縁層及び第２絶縁層をエッチングして反射領域をオープンさせる。この際、図２６において、参照符号２０４及び２０７は、エッチング後の透過領域に残留した第１絶縁層及び第２絶縁層を示す。
【００８１】
その後、上記の一連の処理を行われた下部基板２００上に有機レジン膜（図示せず）を形成し、次に、第６マスク工程を通じて有機レジン膜を、後続の工程で形成される反射板２２０とのコンタクトのための第１ビアホール（図示せず）を形成し且つ反射領域のみに選択的に残留するようにエッチングし、さらに、その表面にエンボスパターンａを形成する。この際、有機レジン膜は約８００ｎｍの厚さを有する。また、エンボスパターンａは約７００〜８００ｎｍの高さと約５〜１０μｍの直径を有する。次に、第７マスク工程を通じて反射板２２０を形成する。以後、反射板２２０を含む基板の全面に保護膜２０８を形成してから、第８マスク工程を通じて後続の工程で形成される画素電極２０９とのコンタクトのための第２ビアホール（図示せず）を形成する。次に、第９マスク工程を通じて保護膜２０８上にスリット形態の画素電極２０９を形成する。この際、透過領域より反射領域の画素電極２０９の傾斜角を大きくし、且つ、両領域においてスリットの幅及び間隔を互いに異なるように調節する。なお、図２６において、参照符号２５０は液晶層を示す。
【００８２】
また、図２７に示したシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように製造することができる。
【００８３】
まず、基板３００上に第１マスク工程を通じてゲート電極３０１及び共通ライン３０２を順次形成してから、第１絶縁層３０３（図示せず）を基板全面に形成する。次に、第１絶縁層上に第２マスク工程を通じてアクティブ層３０４をパターニングしてから、第３マスク工程を通じてソース／ドレーン電極３０５を形成する。次に、ソース／ドレーン電極３０５構造を含む基板全面に第２絶縁層（図示せず）を形成し、そして第４マスク工程をを通じて第１絶縁層及び第２絶縁層をエッチングして、共通ライン３０２を露出させる第１ビアホール（図示せず）を形成する。この図２７において、参照符号３０３及び３０６は、エッチング後に残留した第１絶縁層及び第２絶縁層をそれぞれ示す。
【００８４】
その後、第５マスク工程を通じて第２絶縁層上に第１ビアホールを覆う対向電極３０７を形成してから、第６マスク工程を通じて反射板３１０を形成する。この際、反射板３１０にはＭｏ／Ａｌ膜を用いる。
【００８５】
次に、反射板３１０を含む基板の全面に保護膜３０８を形成してから、第７マスク工程を通じて第２ビアホール（図示せず）を形成し、そして第８マスク工程を通じて保護膜３０８上にスリット形態の画素電極３０９を形成する。この際、透過領域より反射領域の画素電極３０９の傾斜角を大きくし、且つ、両領域において、スリットの幅及び間隔を互いに異なるように調節する。なお、図２７において、参照符号３５０は液晶層を示す。
【００８６】
また、図２８に示したシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように製造することができる。
【００８７】
まず、下部基板４００上に第１マスク工程を通じてゲート電極４０１及び共通ライン４０２を順次形成してから、第１絶縁層４０３を形成する。次に、第１絶縁層４０３上に第２マスク工程を通じてアクティブ層４０４をパターニングしてから、第３マスク工程を通じてソース／ドレーン電極４０５を形成する。次に、ソース／ドレーン電極４０５構造を含む下部基板４００の全面に第２絶縁層４０６を形成してから、第４マスク工程を通じて、第１絶縁層及び第２絶縁層をエッチングし、共通ライン４０２を露出させる第１ビアホール（図示せず）を形成する。
【００８８】
その後、第５マスク工程を通じて対向電極４０７を形成してから、第６マスク工程を通じて反射領域に反射板４２０を形成する。この際、反射板４２０にはＭｏ／Ａｌ膜を用いる。
【００８９】
次に、反射板４２０を含む下部基板４００の全面に保護膜４０８を形成してから、第７マスク工程を通じて第２ビアホール（図示せず）を形成し、そして第８マスク工程を通じて保護膜４０８上にスリット形態の画素電極４０９を形成する。この際、透過領域より反射領域の画素電極４０９の傾斜角を大きくし、且つ、両領域においてスリットの幅及び間隔を互いに異なるように調節する。なお、図２８において、参照符号４５０は液晶層を示す。
【００９０】
図２９に示されたシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の画素アレイ構造は、ゲート電極及び共通ライン構造上に共通ラインと接続される対向電極が形成され、反射領域にエンボスパターンを有する有機レジン膜が形成された構造であって、反射領域と透過領域とでスリット形態の画素電極のスリットの幅及び間隔を互いに異なるようにすることによって、駆動電圧を増加させて反射モードのＶ-Ｒカーブと透過モードのＶ-Ｔカーブとを一致させる。
【００９１】
図２９に示したシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置は、以下のように製造することができる。
【００９２】
まず、下部基板５００上に第１マスク工程を通じてゲート電極５０１及び共通ライン５０２を形成してから、第１絶縁層５０３を形成する。次に、第２マスク及び第３マスク工程を順次行って、アクティブ層５０４及びソース／ドレーン電極５０５を形成する。次に、ソース／ドレーン電極５０５構造を有する下部基板５００の全面に有機レジン膜５０６を形成してから、第４マスク工程を通じて有機レジン膜をエッチングして、後続の工程で形成される反射板とのコンタクトのための第１ビアホール（図示せず）を形成すると共に、選択的に有機レジン膜を残留させる。その後、有機レジン膜の表面にエンボスパターンを形成する。この際、有機レジン膜は約６００〜１０００ｎｍの厚さを有する。
【００９３】
以後、第５マスク工程を通じて有機レジン膜５０６上に第１ビアホールを覆い共通ライン５０２と接続される対向電極５０７を形成してから、第６マスク工程を通じて反射領域に反射板６２０を形成する。次に、反射板６２０を含む基板の全面に保護膜５０８を形成し、そして第７マスク工程を通じて保護膜５０８をエッチングして、後続の工程で形成される画素電極とのコンタクトのための第２ビアホール（図示せず）を形成する。次に、第８マスク工程を通じて保護膜５０８上にスリット形態の画素電極５０９を形成する。この際、透過領域より反射領域の画素電極５０９の傾斜角を大きくし、且つ、両領域においてスリットの幅及び間隔を互いに異なるように調節する。
【００９４】
なお、図２６及び図２９に図示してはいないが、光学的な構成のために反射領域の反射板と液晶層との間にλ／４プレートを配置することもできる。
【００９５】
このように、本発明では、デュアルセルギャップ構造、または、シングルセルギャップ構造の反射領域と透過領域とにおいてスリット形態の画素電極の傾斜角、スリットの幅及び間隔を互いに異なるようにすることにより、駆動電圧を増大させることができる。具体的には、透過領域より反射領域の画素電極の傾斜角を大きくすることが駆動電圧を増大させることに特に効果的であることが分かる。
【００９６】
即ち、デュアルセルギャップ構造、または、シングルセルギャップ構造の反射領域と透過領域とにおいて、スリット形態の画素電極のスリットの傾斜角、スリットの幅及び間隔を互いに異なるように適用して、反射領域におけるＶ-Ｒ曲線及び透過領域におけるＶ-Ｔ曲線を効率的に一致させることができる。これにより、反射領域及び透過領域の電気光学特性を向上させて高品質の画像を表示することができる。また、ＦＦＳモードで画像を表示できるので、広視野角で高品質の画像を表示することができる。
【００９７】
以上では、本発明を特定の好ましい実施の形態に関連して図示し説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲により定められる技術的範囲と分野から逸脱しない範囲内で本発明が多様に改造及び変形できるということは当技術分野で通常の知識を有する者であれば容易に分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来のシングルセルギャップ半透過型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図２】従来のシングルセルギャップ半透過型液晶表示装置における透過領域のＶ−Ｔカーブと反射領域のＶ−Ｒカーブを説明する図である。
【図３】従来のデュアルセルギャップ半透過型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図４】従来のデュアルセルギャップ半透過型液晶表示装置における透過領域のＶ−Ｔカーブと反射領域のＶ−Ｒカーブを説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るデュアルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の光学セル構造を示す断面図である。
【図６】図５のデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図である。
【図７】図５のデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。
【図８】図５のデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の駆動原理を説明する図である。
【図９】図５のデュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の駆動原理を説明する図である。
【図１０】デュアルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域のＶ−Ｒカーブ及び透過領域におけるＶ−Ｔカーブの差異を示す図である。
【図１１】ＦＦＳモード液晶表示装置において、セルギャップと駆動電圧との間の関係を示す図である。
【図１２】ＦＦＳモード液晶表示装置において、ラビング角と駆動電圧との間の関係を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造を示す平面図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係るデュアルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の光学セル構造を示す断面図である。
【図１７】図１６のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図である。
【図１８】図１６のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の別の光学セル構造を示す断面図である。
【図２０】図１９のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の光学軸を示す図である。
【図２１】図１９のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の光学軸を示す図である。
【図２２】図１６のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の反射領域の駆動原理を説明するための図面である。
【図２３】図１６のシングルセルギャップ半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置の透過領域の駆動原理を説明するための図面である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置の反射領域のＶ−Ｒカーブ及び透過領域におけるＶ−Ｔカーブの差異を示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例を示す断面図である。
【図２６】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例を示す断面図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例を示す断面図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例を示す断面図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態に係るシングルセルギャップ構造を有する半透過型ＦＦＳモード液晶表示装置のアレイ画素構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１、２０、４０、１００、２００、３００、４００、５００    下部基板
２ａ、５１、１０９、２０９、３０９、４０９、５０９    画素電極
２ｂ    反射電極
３、１０、１６０    上部基板
４    共通電極
５    液晶
６、２１    有機絶縁膜
１１、１３０  上側λ／２プレート
１２、１７０    上部偏光板
２２、４９、１２０、２２０、３１０、４２０、５２０    反射板
２３、１４０  下側λ／２プレート
２４、１００、１１０    下部偏光板
３０、１５０、２５０、３５０、４５０、５５０    液晶層
４１、５０６、５０６ａ    有機レジン膜
４２、１０１、２０１、３０７、４０７、５０７    対向電極
４３、１０２、２０２、３０１、４０１、５０１    ゲート電極
４４、１０３、２０３、３０２、４０２、５０２    共通ライン
４５、１０４、２０４、３０３、４０３、５０３    第１絶縁層
４６、１０５、２０５、３０４、４０４、５０４    アクティブ層
４７、１０６、２０６、３０５、４０５、５０５    ソース／ドレーン電極
４８、１０７、２０７、３０６、４０６    第２絶縁層
５０、１０８、２０８、３０８、４０８、５０８    保護膜
５１ａ  スリット
【図１】
2006317905.tif 000003
【図２】
2006317905.tif 000004
【図３】
2006317905.tif 000005
【図４】
2006317905.tif 000006
【図５】
2006317905.tif 000007
【図６】
2006317905.tif 000008
【図７】
2006317905.tif 000009
【図８】
2006317905.tif 000010
【図９】
2006317905.tif 000011
【図１０】
2006317905.tif 000012
【図１１】
2006317905.tif 000013
【図１２】
2006317905.tif 000014
【図１３】
2006317905.tif 000015
【図１４】
2006317905.tif 000016
【図１５】
2006317905.tif 000017
【図１６】
2006317905.tif 000018
【図１７】
2006317905.tif 000019
【図１８】
2006317905.tif 000020
【図１９】
2006317905.tif 000021
【図２０】
2006317905.tif 000022
【図２１】
2006317905.tif 000023
【図２２】
2006317905.tif 000024
【図２３】
2006317905.tif 000025
【図２４】
2006317905.tif 000026
【図２５】
2006317905.tif 000027
【図２６】
2006317905.tif 000028
【図２７】
2006317905.tif 000029
【図２８】
2006317905.tif 000030
【図２９】
2006317905.tif 000031