(57)【要約】【課題】散乱式光学補償式弯曲電場反射式及び透過反射式液晶ディスプレイの提供。【解決手段】反射式或いは透過反射式液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ＴＦＴ板、カラーフィルタ、ＴＦＴ板とカラーフィルタの間のネガティブ誘電異方性（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層、ＴＦＴ板の上方に形成され弯曲電場（ｆｒｉｎｇｅ　ｆｉｅｌｄ）を発生して液晶層に与える画素電極と複数の条状電極とで組成された共用電極、カラーフィルタの上に形成されて液晶層の形成する位相差を補償する補償膜、画素セルの外側にあってその偏向軸が補償膜の延伸軸と一つの夾角を形成する偏向膜、カラーフィルタの内側にあって輝度を高める散乱膜、を具えている。【選択図】　　　　図１
2004020835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、
ＴＦＴ板と、
カラーフィルタと、
ネガティブ誘電異方性の液晶層とされ該ＴＦＴ板と該カラーフィルタの間に挟まれ、平常光と異常光屈折率ｎ０　及びｎｅ　、セルギャップ及びラビング方向を有する、上記液晶層と、
該ＴＦＴ板の上の反射電極構造とされ、弯曲電場を発生して該液晶層に与え、共用電極、画素電極及び該共用電極と該画素電極の間の絶縁体を具え、該共用電極が複数の条状電極で組成された、上記反射電極構造と、
該液晶層と該カラーフィルタの間の散乱膜と、
補償膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、厚さｔ、延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｘ　、ｎｙ　及びｎＺ　を具えた、上記補償膜と、
偏向膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、光偏向方向を有して該延伸軸と夾角ψＲ　を有し該ラビング方向と夾角ψＬＣを有する、上記偏向膜と、
を具え、そのうち、
【数１】
2004020835.tif 000011
該液晶層、補償膜及び偏向膜がレイアウトされて、
【数２】
2004020835.tif 000012
とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が全反射とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項３】
請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が金属とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項４】
請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極の幅が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項５】
請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、条状電極相互の間の間距が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項６】
請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極が弯曲したことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイ。
【請求項７】
散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、
ＴＦＴ板と、
カラーフィルタと、
ネガティブ誘電異方性の液晶層とされ該ＴＦＴ板と該カラーフィルタの間に挟まれ、平常光と異常光屈折率ｎ０　及びｎｅ　、セルギャップｇ及びラビング方向を有する、上記液晶層と、
該ＴＦＴ板の上の透過反射電極構造とされ、弯曲電場を発生して該液晶層に与え、共用電極、画素電極及び該共用電極と該画素電極の間の絶縁体を具え、該共用電極が複数の条状電極で組成された、上記透過反射電極構造と、
該液晶層と該カラーフィルタの間の散乱膜と、
前端補償膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、厚さｔｆ　、第１延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｆｘ、ｎｆｙ及びｎｆＺを具えた、上記前端補償膜と、
後端補償膜とされ、ＴＦＴ板の下方にあり、厚さｔｒ　、第２延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｒｘ、ｎｒｙ及びｎｒＺを具えた、上記後端補償膜と、
前端偏向膜とされ、該カラーフィルタの外側にあり、第１偏向方向を有して該第１延伸軸と夾角ψＲｆを有し該ラビング方向と夾角ψＬＣを有する、上記前端偏向膜と、
後端偏向膜とされ、該ＴＦＴ板の外側にあり、第１偏向方向に平行な第２偏向方向を有する、上記後端偏向膜と、
を具え、そのうち、
【数３】
2004020835.tif 000013
該液晶層、前端補償膜及び前端偏向膜がレイアウトされて、
【数４】
2004020835.tif 000014
とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項８】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が部分反射及び部分透過とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項９】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極が反射性とされ、画素電極が透過性とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極と画素電極がそれぞれ金属及びＩＴＯとされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、画素電極が複数の反射領域と複数の透過領域を具えたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が非常に薄い金属とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、画素電極が複数の反射領域と複数の透過領域を具え、且つ共用電極が反射性とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極の幅が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、条状電極相互の間の間距が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極が弯曲したことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、夾角ψＲｆが１２５°から１４５°の間とされ、夾角ψＬＣが３５°から５５°の間とされ、ｔｆは１２０μｍから１６０μｍの間とされ、ΘＬＣ及びＲｒ　の大きさが等しく、且つ２５０μｍから２６０μｍの間とされ、そのうちＲｒ　が後端補償膜の遅延を表示することを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射式と透過反射式液晶ディスプレイに係り、特に一種の、散乱式光学補償式弯曲電場反射式及び透過反射式液晶ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝統的なねじれネマティック（ＴＮ）モード液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は比較的低い対比率（Ｃｏｎｔｒａｓｔ　Ｒａｔｉｏ；ＣＲ）、狭い視角（ｖｉｅｗｉｎｇ　ａｎｇｌｅ）及び比較的高い色拡散（ｃｏｌｏｒ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）を形成する。米国特許第６，２１５，５４２号中、Ｌｅｅ氏等が提出したＬＣＤ視角及び透過率改善の方法によると、ＬＣＤに比較的広い視角を得させるために、弯曲電場を液晶分子に与えている。しかし、Ｌｅｅ氏等が提出したＬＣＤ製造の方法は６つのマスクを必要とし、伝統的な透過式ＴＮモードＬＣＤよりもマスクが一つ多く、且つＩＴＯのエッチングも比較的複雑である。また一方で、伝統的な反射式ＬＣＤはＴＮモードＬＣＤに一つの反射板（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）を組合せ、ＴＮモードであることにより、視角が４０度以下（ＣＲ＞１０：１）に限られ、且つ厳重な色差（△Ｅ（ｘ，ｙ）≧０．１３）を有する。さらに、伝統的な反射式ＴＮモードＬＣＤの製造過程は反射板の構造が増加したため比較的複雑である。このほか、一種の新たなＬＣＤである透過反射式ＬＣＤは益々注目されている。上述の反射式ＬＣＤの問題が透過反射式ＬＣＤにも存在する。現在まで弯曲電場の技術は有効に反射式及び透過反射式ＬＣＤに運用されていない。別の一つの、弯曲電場の設計により発生する問題は、ノーマルブラックモードでの光漏洩（ｌｉｇｈｔ　ｌｅａｋａｇｅ）が形成する不良（ｐｏｏｒ）な暗状態（ｄａｒｋ　ｓｔａｔｅ）にある。
【０００３】
これにより、超広角、高コントラスト及び低色拡散の反射式及び透過反射式のＬＣＤが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の一つは、電極構造を利用して弯曲電場を発生し、補償膜と偏向膜を組み合わせることにより、反射式及び透過反射式のＬＣＤの視角、コントラスト、及び色拡散を改善することにある。
【０００５】
本発明の目的の一つは、電極構造を利用して弯曲電場を発生し、補償膜と偏向膜を組み合わせることにより、反射式及び透過反射式のＬＣＤの構造を簡易化すると共にその輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、
ＴＦＴ板と、
カラーフィルタと、
ネガティブ誘電異方性の液晶層とされ該ＴＦＴ板と該カラーフィルタの間に挟まれ、平常光と異常光屈折率ｎ０　及びｎｅ　、セルギャップ及びラビング方向を有する、上記液晶層と、
該ＴＦＴ板の上の反射電極構造とされ、弯曲電場を発生して該液晶層に与え、共用電極、画素電極及び該共用電極と該画素電極の間の絶縁体を具え、該共用電極が複数の条状電極で組成された、上記反射電極構造と、
該液晶層と該カラーフィルタの間の散乱膜と、
補償膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、厚さｔ、延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｘ　、ｎｙ　及びｎＺ　を具えた、上記補償膜と、
偏向膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、光偏向方向を有して該延伸軸と夾角ψＲ　を有し該ラビング方向と夾角ψＬＣを有する、上記偏向膜と、
を具え、そのうち、
【数５】
2004020835.tif 000003
該液晶層、補償膜及び偏向膜がレイアウトされて、
【数６】
2004020835.tif 000004
とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が全反射とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が金属とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項４の発明は、請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極の幅が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項５の発明は、請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、条状電極相互の間の間距が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。請求項６の発明は、請求項１に記載の散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極が弯曲したことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項７の発明は、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、
ＴＦＴ板と、
カラーフィルタと、
ネガティブ誘電異方性の液晶層とされ該ＴＦＴ板と該カラーフィルタの間に挟まれ、平常光と異常光屈折率ｎ０　及びｎｅ　、セルギャップｇ及びラビング方向を有する、上記液晶層と、
該ＴＦＴ板の上の透過反射電極構造とされ、弯曲電場を発生して該液晶層に与え、共用電極、画素電極及び該共用電極と該画素電極の間の絶縁体を具え、該共用電極が複数の条状電極で組成された、上記透過反射電極構造と、
該液晶層と該カラーフィルタの間の散乱膜と、
前端補償膜とされ、該カラーフィルタの上方にあり、厚さｔｆ　、第１延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｆｘ、ｎｆｙ及びｎｆＺを具えた、上記前端補償膜と、
後端補償膜とされ、ＴＦＴ板の下方にあり、厚さｔｒ　、第２延伸軸及び三個の方向軸上の屈折率ｎｒｘ、ｎｒｙ及びｎｒＺを具えた、上記後端補償膜と、
前端偏向膜とされ、該カラーフィルタの外側にあり、第１偏向方向を有して該第１延伸軸と夾角ψＲｆを有し該ラビング方向と夾角ψＬＣを有する、上記前端偏向膜と、
後端偏向膜とされ、該ＴＦＴ板の外側にあり、第１偏向方向に平行な第２偏向方向を有する、上記後端偏向膜と、
を具え、そのうち、
【数７】
2004020835.tif 000005
該液晶層、前端補償膜及び前端偏向膜がレイアウトされて、
【数８】
2004020835.tif 000006
とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項８の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が部分反射及び部分透過とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項９の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極が反射性とされ、画素電極が透過性とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１０の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極と画素電極がそれぞれ金属及びＩＴＯとされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１１の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、画素電極が複数の反射領域と複数の透過領域を具えたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１２の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、共用電極及び画素電極が非常に薄い金属とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１３の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、画素電極が複数の反射領域と複数の透過領域を具え、且つ共用電極が反射性とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１４の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極の幅が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１５の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、条状電極相互の間の間距が１−１０μｍの間とされたことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１６の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、各一つの条状電極が弯曲したことを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
請求項１７の発明は、請求項７に記載の散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイにおいて、夾角ψＲｆが１２５°から１４５°の間とされ、夾角ψＬＣが３５°から５５°の間とされ、ｔｆは１２０μｍから１６０μｍの間とされ、ΘＬＣ及びＲｒ　の大きさが等しく、且つ２５０μｍから２６０μｍの間とされ、そのうちＲｒ　が後端補償膜の遅延を表示することを特徴とする、散乱式光学補償式弯曲電場透過反射式液晶ディスプレイとしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によると、一種の散乱式光学補償式弯曲電場（Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
Ｆｒｉｎｇｅ　Ｆｉｅｌｄ　ｏｐｔｉｃａｌ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ；ＳＦＦＣ）反射式（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）ＬＣＤ（以下ＳＦＦＣ反射式ＬＣＤと称する）は、ＴＦＴ板、カラーフィルタ、該ＴＦＴ板とカラーフィルタの間の液晶層、反射電極構造とされ、ＴＦＴ板上に形成されると共に弯曲電場を形成してネガティブ誘電異方性（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）と整合方向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有する液晶層に与え、画素電極と、複数の条状電極で組成された共用電極とを具えた上記反射電極構造、カラーフィルタの上に形成されて液晶層の形成する位相差を補償する補償膜、画素セルの外側にあってその偏向軸が補償膜の延伸軸と一つの夾角を形成する偏向膜、カラーフィルタの内側にあって輝度を高める散乱膜、を具えている。
【０００８】
本発明によると、ＳＦＦＣ透過反射式ＬＣＤ中にあって、ネガティブ誘電異方性を具えた液晶層がＴＦＴ板とカラーフィルタの間に設けられ、透過反射電極構造がＴＦＴ板の上に設けられて弯曲電場を発生して一つのラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）方向を有する液晶層に与え、透過反射電極構造が画素電極と、複数の条状電極で組成された共用電極とを具え、弯曲電場を利用し液晶層を駆動し位相差を形成し、二つの補償膜及び二つの偏向膜がそれぞれＴＦＴ板及びカラーフィルタ上に設けられ、偏向膜の偏向軸及び補償膜の延伸軸が一つの夾角を形成するよう調整され、散乱膜がカラーフィルタの内側にあって輝度を高める。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明によるＳＦＦＣ反射式ＬＣＤ中の液晶画素の簡略化した構造である。反射電極構造がＴＦＴ板１０の上に形成され、それは画素電極１２、共用電極１６及び画素電極１２及び共用電極１６の間の絶縁体１４を具えている。共用電極１６は複数の条状電極で組成され、各一条の電極の幅をｄとし、且つ条状電極の間の距離をｗとすると、ｄ及びｗの値は１−１０μｍの間、好ましい値は３−５μｍの間とされる。電圧差が共用電極１６と画素電極１２にあって作用する時、共用電極１６及び画素電極１２の間に発生する弯曲電場が液晶層１８と絶縁体１４を通過し、並びにネガティブ誘電異方性（△ε＜０）を有する液晶層１８がねじれを発生する。光学スタック層が液晶層１８のもう一辺にあってＴＦＴ板１０と対向し、光学スタック層は散乱膜２０、カラーフィルタ２２、補償膜２４及び偏向膜２６を具えている。この構造中にあって、単一の偏向膜２６を液晶セル外で使用し、反射率を比較的大きくすることができる。弯曲電場Ｅを液晶層１８に与えた結果により液晶層１８が位相差を発生し、且つ液晶層１８に補償膜２４の発生する補償が組み合わされて遅延の効果を発生し、補償膜２４の延伸軸と偏向膜２６の偏向軸が一つの夾角を有し、こうしてノーマルブラックモードでの良好な暗状態を得ることができる。散乱膜はＴＦＴ板１０の内側或いは画素セルの外側、例えば偏向膜２６の上方に設置されうる。
【００１０】
図２は透過反射式ＬＣＤの液晶画素の簡略化構造であり、もう一つの補償膜２４ｂ及び偏向膜２６ｂがＴＦＴ板１０のもう一辺、すなわち液晶層１８と反対側に設けられるほか、その他の構造は図１に示されるとおりである。透過反射式ＬＣＤの画素電極１２及び共用電極１６の間に絶縁体１４が挿入されて透過反射電極を形成し、且つ後端の補償膜２４ｂ及び偏向膜２６が前端の補償膜２４ａ及び偏向膜２６ａに対して光学依存性（ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）を有する。言い換えると、図１中の前端の補償膜２４と液晶層１８及び図２中の補償膜２４ａと液晶層１８は選択的に組み合わされて４分の１波板（ｑｕａｒｔｅｒ　ｗａｖｅ　ｐｌａｔｅ，λ／４）とされるか或いは実質上円形分極される。図２中の後端の補償膜２４ｂも選択的にλ／４板とされるか或いは実質上円形分極される。且つ、図２中の後端の偏向膜２６ｂの分極方向は前端の偏向膜２６ａに垂直である。この光学レイアウトが図１の反射式ＬＣＤ及び図２の透過反射式ＬＣＤ中に運用されて良好な暗状態を獲得できる。
【００１１】
図３は反射式ＬＣＤの反射電極構造であり、それは画素電極２８、共用電極３２及び画素電極２８と共用電極３２の間の絶縁体３０を具えている。二つの電極層即ち画素電極２８と共用電極３２が全反射を発生し、且つ高反射率の金属例えばアルミニウム、クロム、銀或いはこれらの金属の合金で形成される。画素電極２８及び共用電極３２の間の絶縁体３０はけい素酸化物（ＳｉＯｘ）、けい素窒化物（ＳｉＮｘ）或いは有機絶縁体で形成される。
【００１２】
図４は透過反射式ＬＣＤの透過反射電極構造を示し、それは全反射金属電極３８及び透過電極３４を具え、透過電極３４はＩＴＯとされ、ゆえに部分反射及び部分透過電極構造を得られる。同様に、絶縁体３６が上層の全反射金属電極３８と下層の透過電極３４の間に挟まれる。図５はもう一つの透過反射式ＬＣＤの透過反射電極構造であり、上層の共用電極４６と中間層の画素電極４２の間に絶縁体４４が挟まれ、上層の共用電極４６が透過或いは部分反射及び部分透過とされ、底層の部分反射部分透過層４０は複数の全反射領域４８と複数の全透過領域５０を具え、この三層、即ち部分反射部分透過層４０、画素電極４２及び共用電極４６が組み合わされた結果、部分反射及び部分透過の電極構造が形成される。図６及び図７は図５中の電極構造底面の反射領域４８及び透過領域５０の二種類の形態の平面図である。図８は透過反射式ＬＣＤのもう一つの透過反射電極構造であり、共用電極５６、画素電極５２及び共用電極５６と画素電極５２の間の絶縁体を具え、共用電極５６が非常に薄い金属とされ、ゆえに部分反射及び部分透過が可能である。
【００１３】
図９は透過反射式ＬＣＤの液晶画素の更に詳細な構造である。図２中の光学レイアウトのほか、ＴＦＴ板は、基板５８を具え、その上にＴＦＴが形成され、ＴＦＴのゲート６０及び電極６２が第１金属層により形成され、並びに絶縁体６４の上方を被覆し、ＴＦＴのソース／ドレイン６８が第２金属層で絶縁体６４とアモルファスシリコン（ａ−ｓｉ）アイランド６６の上に形成され、且つ一つの保護層７０がその上方を被覆氏、第２金属層に連接された画素電極１２が第３金属層で形成され、共用電極１６が第４金属層で形成されている。このほか、ブラックマトリクス７２が前端に形成されてＴＦＴ構造をシールドするのに用いられる。図３から図８中の各種の条状電極構造の製造工程は伝統的な反射式ＴＮモードＬＣＤより一つのマスクが少なく、これにより設計が簡単となり、且つその金属層のエッチングもＩＴＯエッチングより容易に実施できる。このほか、カラーフィルタの上方にＩＴＯ構造が不要である。共用電極１６が直接ＴＦＴ板の上に形成され、ＬＣＤパネルの第１及び第２金属層の既存工程を応用でき、画素電極１２及び共用電極１６のオーバラップ領域を保存コンデンサＣｓとすることができ、これにより保存コンデンサが比較的大きく設計可能となり、これにより比較的高い電子分極群の液晶、例えばｃｙａｎｏ（−ＣＮ）を有し、選択的にＬＣＤの応答時間及び駆動電圧を改善することができる。
【００１４】
図１０は図９の電極構造の平面図である。走査線６０と電極６２（第１金属層）の間にあって、画素電極（第３金属層）の上方の共用電極１６（第４金属層）が複数の、幅がｄ及び間距がｗの条状電極を具え、ＴＦＴに連接されたバス７４も第２金属層で形成される。幅ｄ及び間距ｗはいずれも１−１０μｍの間とされ、好ましい値は３−５μｍの間とされる。図１１及び図１２は電極１２及び１６の発生する電場Ｅと液晶分子（液晶層１８）の相互作用を表示する。オフ状態下で電圧差が電極１２及び１６の間に加えられず、これにより液晶分子（液晶層１８）は全てラビング方向に整合し、共用電極に直交する軸と夾角βを形成し、これは図１１に示されるようである。夾角βの範囲は０−９０度の間、好ましくは５−２５度とされる。しかし、電圧差が電極１２と１６の間に加えられるオン状態の時、電場作用を液晶分子（液晶層１８）にあって発生し、液晶分子に上層から底層にかけてある角度のねじりをラビング方向βから９０度の間にあって発生させ、これは図１２に示されるとおりである。図１３及び図１４はそれぞれオフ及びオン状態の断面図とされて説明しやすくしている。図１３にあって、電極１２及び１６の間の電圧差がオフ状態電圧Ｖｏｆｆであり、電場作用がないため、液晶分子は全てラビング方向に整合する。反対に、図１４にあって、オン状態電圧Ｖｏｎが電極１２及び１６の間に作用し、弯曲電場Ｅを発生して液晶分子にねじれを発生させ、最上層及び底層に接近する液晶分子は依然としてラビング方向に維持されるが、その他の分子はもとの方向と異なる夾角を発生し、上層及び底層から離れた液晶分子ほどそのねじれの程度は大きく、図１２に示されるように、画素セルの中間の液晶分子は共用電極１６に平行である。
【００１５】
さらに、共用電極１６の条状電極は各種形態とされ得て、例えば、図１５中に示される弯曲或いはツードメインの共用電極とされ、この構造中、電圧Ｖｓが電極１２及び１６の間に印加される時、電場Ｅを水平面上にあって一つの条状電極からもう一つの条状電極にかけて発生し、液晶分子が電場の影響を受けてねじれを発生し、液晶分子が最大角度のねじれを発生する時、その方向は共用電極１６の条状電極に垂直である。
【００１６】
伝統的な反射式ＴＮモードＬＣＤは、良好なコントラスト表示を得られるように、即ち比較的良好な暗状態を得られるように、少なくとも２片の、軸が延伸された補償膜に一片の偏向膜を組み合わせる必要がある。一方で、伝統的な透過式ＬＣＤ中にあって、そのうちの液晶分子を水平面上にあってねじれさせる弯曲電場に一対の直交偏向膜を組み合わせて比較的広い視角を獲得できるようにし、並びにコントラスト比（ノーマルブラック）を改善する。しかし、このような弯曲電場設計を反射式ＬＣＤに応用すると、不良な暗状態とコントラスト比を得る恐れがあり、なぜなら一片の偏向膜を組み合わせる時、その効果は一片の平行偏向膜に相当するためである。反対に、本発明の構造は散乱膜を導入することにより輝度を改善し、且つ信号対雑音比を増加できる。さらに、ただ単一の補償膜及び単一の偏向膜を用いて液晶層自身の遅延効果を組合せ、十分に良好な暗状態とコントラスト比を獲得し、線形分極入射光が画素液晶を通過した後、円形或いは楕円形分極を形成し、さらに反射して画素液晶を通過した後、線形分極されもとの入射光の分極方向に垂直とされる。言い換えると、このような光の調節メカニズムは伝統的な反射式ＬＣＤ及び弯曲電場を使用する透過式ＬＣＤとは異なる。この構造中、弯曲電場Ｅを発生して液晶層１８を駆動し位相差を発生することにより、比較的広い視角及び低い色拡散を同時に達成することができ、且つ液晶遅延に散乱膜と補償膜を組み合わせることでコントラスト比を改善する。図１６は図１中の反射式ＬＣＤの暗状態下での透過率対波長のシュミレート図であり、それは１０００：１の極端コントラスト比を達成し、且つ光波長は３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の波長依存性が非常に低い。
【００１７】
図１７及び図１８はそれぞれ図１の反射式ＬＣＤの暗状態でのコントラスト輪郭及び明状態の輝度輪郭のシュミレート図である。このシュミレートにあってＭｅｒｃｋ社の型番ＭＪ９８１０００の液晶を使用し、△δ＝−４．５及び△ｎ＝０．０７７１、セルギャップは３．５７μｍである。
【００１８】
図１９及び図２０はそれぞれ明状態及び暗状態下での透過率対波長のシュミレート図であり、色拡散を説明するのに用い、その光漏洩は非常に小さく且つ色拡散は非常に低く、その直交方向にあってのコントラスト比は１０００：１を超過している。
【００１９】
図２１は暗状態時の光漏洩の輝度対液晶遅延及び補償膜の間の夾角のシュミレート図であり、図２２は液晶遅延及び偏向膜の間が最良の夾角にある時の透過率対波長のシュミレート図である。
【００２０】
図２３は本発明による透過反射式ＬＣＤの断面図の光学レイアウトの簡略図であり、且つ後端の補償膜Ｒ２及び偏向膜Ｐ２を除去することにより反射式ＬＣＤを得られる。この構造中、Ｐ１及びＰ２はそれぞれ前端及び後端にある偏向膜とされ、且つＲ１及びＲ２はそれぞれ前端及び後端にある補償膜とされる。Ｐ１及びＰ２はレイアウトされてその光偏向の方向が平行とされる。補償膜Ｒ１及びＲ２は平板或いは１系列の薄膜とされうる。このほか、セルギャップｇ、平常光及び異常光の屈折率ｎ０　及びｎｅ　を有するネガティブ液晶層が位相差
【数９】
2004020835.tif 000007
を発生し、そのうち△ｎ＝ｎｅ　−ｎ０　である。図２４は図２３中のレイアウトの平面図であり、光学素子の間の方向関係の簡略図である。前端偏向膜の透過軸Ｐ１は参考方向とされ、液晶分子の平均配列方向とＰ１は夾角ψＬＣを有し、且つ前端補償膜Ｒ１の延伸軸とＰ１は夾角ψＲ１を有する。一つの比較的良好な表示効果の例によると、その条件は、
【数１０】
2004020835.tif 000008
である。このうちｎｘ　、ｎｙ　及びｎＺ　はそれぞれ補償膜Ｒ１の三つの方向軸上の屈折率とされ、ｔ１は補償膜Ｒ１の厚さである。もう一つの好ましい表示効果の例によると、その条件は、
【数１１】
2004020835.tif 000009
である。
ある好ましい条件は以下のようであり、すなわち、
【数１２】
2004020835.tif 000010
である。このうちＲ２は後端補償膜の発生する遅延である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、電極構造を利用して弯曲電場を発生し、補償膜と偏向膜を組み合わせることにより、反射式及び透過反射式のＬＣＤの視角、コントラスト、及び色拡散を改善している。
【００２２】
本発明はまた、電極構造を利用して弯曲電場を発生し、補償膜と偏向膜を組み合わせることにより、反射式及び透過反射式のＬＣＤの構造を簡易化すると共にその輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による反射式ＬＣＤの画素構造の断面簡略図である。
【図２】本発明による透過反射式ＬＣＤの画素構造の断面簡易図である。
【図３】図１の反射式ＬＣＤの反射電極構造表示図である。
【図４】図２の透過反射式ＬＣＤの部分反射及び部分透過電極構造表示図である。
【図５】図２の透過反射式ＬＣＤのもう一つの部分反射及び部分透過電極構造表示図である。
【図６】図５中の電極構造の底面レイアウト表示図である。
【図７】図５中の電極構造のもう一つの底面レイアウト表示図である。
【図８】図２の透過反射式ＬＣＤのまた一つの部分反射及び部分透過電極構造表示図である。
【図９】図２の透過反射式ＬＣＤの画素構造が具えたＴＦＴ板の詳細な構造の断面図である。
【図１０】図９の透過反射式ＬＣＤの完全な電極の平面図である。
【図１１】液晶セルのオフ状態の平面図である。
【図１２】液晶セルのオン状態の平面図である。
【図１３】液晶セルのオフ状態の断面図である。
【図１４】液晶セルのオン状態の断面図である。
【図１５】本発明のもう一つの反射式或いは透過反射式電極の構造表示図であり、ツードメイン（ｔｗｏ　ｄｏｍａｉｎ）の弯曲電場を発生するのに用いられる。
【図１６】図１中のＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの暗状態下での透過率対波長のシュミレート図である。
【図１７】図１中のＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの暗状態下でのコントラスト輪郭（ｉｓｏ−ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｃｏｎｔｏｕｒ）のシュミレート図である。
【図１８】図１中のＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの明状態（ｂｒｉｇｈｔ　ｓｔａｔｅ）下での輝度輪郭（ｉｓｏ−ｌｕｍｉｎａｎｃｅ　ｃｏｎｔｏｕｒ）のシュミレート図である。
【図１９】図１中のＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの明状態下での透過率対波長のシュミレート図であり、ＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの色拡散を説明するのに用いられる。
【図２０】図１中のＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの暗状態下での透過率対波長のシュミレート図であり、ＳＦＦＣ反射式ＬＣＤの色拡散を説明するのに用いられる。
【図２１】暗状態下での光漏洩の輝度対液晶遅延（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）と補償膜の間の夾角のシュミレート図である。
【図２２】液晶遅延と偏向膜の間の夾角が最良角度の時の、透過率対波長のシュミレート図である。
【図２３】透過反射式ＬＣＤの光学レイアウトの断面簡略図である。
【図２４】図２３の平面図であり、光学素子の間の方向の関係を示す。
【符号の説明】
１０　ＴＦＴ板　　　　１２　画素電極　　　１４　絶縁体
１６　共用電極　　　　１８　液晶層　　　　２０　散乱膜
２２　カラーフィルタ　　２４　補償膜　　　２４ａ　補償膜
２４ｂ　補償膜　　　　　２８　画素電極　　３０　絶縁体
３２　共用電極　　　　　３４　透過電極　　３６　絶縁体
３８　全反射電極　　　　４０　部分反射部分透過層　　４２　画素電極
４４　絶縁体　　　　　　４６　共用電極　　４８　全反射領域
５０　透過領域　　　　　５２　画素電極　　５４　絶縁体
５６　共用電極　　　　　５８　基板　　　　６０　ゲート
６２　電極　　　　　　　６４　絶縁体
６６　アモルファスシリコンアイランド　　　６８　ソース／ドレイン
７０　保護層　　　　　　７２　ブラックマトリクス
７４　バス
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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