(57)【要約】【課題】フリッカが視認されない、高品位の表示が可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置２は、マトリクス状に配列された複数の画素電極２０と、複数の画素電極に対向するように配置された対向電極３２と、これらの電極の間に配置された液晶層４と、複数の画素電極２０を覆い、かつ、液晶層４に接するように配置された第１の誘電体膜１６とを備えた液晶表示装置であって、第１の誘電体膜１６は、液晶層４と接する面にイオン吸着能が互いに異なるように設定された第１領域１６Ｆおよび第２領域１６Ｓを有している。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に対向するように配置された対向電極と、
前記複数の画素電極と前記対向電極との間に配置された液晶層と、
前記複数の画素電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された第１の誘電体膜とを備えた液晶表示装置であって、
前記第１の誘電体膜は、前記液晶層と接する面にイオン吸着能が互いに異なるように設定された第１領域および第２領域を有している、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の誘電体膜は配向膜である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の誘電体膜は、前記複数の画素電極のそれぞれにつき、前記第１領域および前記第２領域を有している、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記対向電極はＩＴＯを含み、
前記複数の画素電極のそれぞれは、反射電極領域および透過電極領域を有し、前記反射電極領域は、前記第１の誘電体膜と接する層がＡｌを含み、前記透過電極領域は、前記第１の誘電体膜と接する層がＩＴＯを含み、
前記反射電極領域の上に前記第１の誘電体膜の前記第１領域が存在し、前記透過電極領域の上に前記誘電体膜の前記第２領域が存在し、かつ、前記第１領域と前記第２領域とのイオン吸着量が互いに異なる、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記対向電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された第２の誘電体膜をさらに有し、
前記第２の誘電体膜は、前記液晶層と接する面の単位面積あたりのイオン吸着量が、前記第２領域の単位面積あたりのイオン吸着量とほぼ等しい、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の誘電体膜は配向膜である、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層を囲むように配置されたシール部材をさらに有し、
前記誘電体膜は、前記シール部材の近傍に前記第１領域を有し、前記シール部材の近傍以外に前記第２領域を有し、前記第１領域と前記第２領域とのイオン吸着量が略同じである、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜はポリイミドを含み、前記第１誘電体膜と前記第２誘電体膜との焼成温度が互いに異なる、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１誘電体膜の化学構造は、前記第１領域と前記第２領域とで異なる、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１領域および前記第２領域のいずれか一方が選択的に光照射されている、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
あるフィールドにおける前記複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧と、前記対向電極に供給される電圧との差の実効値が、次のフィールドにおける前記複数の画素電極のそれぞれに印加される電圧と、前記対向電極に印加される電圧との差の実効値に対して対称である、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数の画素電極のそれぞれと、前記複数の画素電極のそれぞれに対応する前記対向電極との間の前記液晶層に印加される極性が、一定数の画素ごとに異なる、請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置を備える、携帯電子機器。
【請求項１５】
互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する画素基板と、
前記画素基板の前記第１の主面にマトリクス状に配列された複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に対向するように配置された対向電極と、
前記複数の画素電極と前記対向電極との間に配置された液晶層と、
前記複数の画素電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された誘電体膜とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
前記画素基板の前記第１の主面に透明電極層を形成する工程と、
前記透明電極層を形成した後に、前記画素基板の前記第１の主面に、所定の領域を除いて選択的に反射電極層を形成する工程と、
前記反射電極層を形成した後に、前記画素基板の前記第１の主面の略全面に誘電体膜を形成する工程と、
前記第２の主面側から前記誘電体膜の前記所定の領域を選択的に光照射し、前記所定の領域のイオン吸着能を選択的に変化させる工程とを包含する、液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記誘電体膜を形成した後に、前記第１の主面上の周囲に、所定の領域を囲むようにシール部材を配置する工程と、
前記誘電体膜の前記シール部材周辺を選択的に光照射する工程とを包含する、請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記誘電体膜は配向膜であり、前記透明電極層はＩＴＯを含み、前記反射電極層はＡｌを含む、請求項１５または１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器のポータブル化が進み、表示装置の低消費電力化が重要な課題となってきている。この表示装置は、電気光学特性を有する表示媒体層を挟んで、一対の電極が設けられた構成を有し、電極間に電圧が印加されることによって表示が行われる。表示媒体層としては、液晶材料、エレクトロルミネッセンス、プラズマ、エレクトロクロミック等が使用されており、特に、表示媒体層に液晶材料を用いた液晶表示装置は、最も実用化が進んでいる。
【０００３】
低消費電力化の要求に応えて、通常バックライトを必要とする透過型液晶表示装置に代えて、外光を利用する反射型液晶表示装置の開発が盛んに行われている。反射型液晶表示装置は、現在、携帯電話等を含む携帯情報端末機器に普及している。
【０００４】
さらに、あらゆる環境下で表示認識が可能になるように、反射モードおよび透過モードの両方で表示を行うことができる、反射透過両用型液晶表示装置が開発されている。反射透過両用型液晶表示装置は、各画素電極に透過電極領域および反射電極領域が設けられており、表示装置の裏面（観察者側の反対側面）にバックライトが配置されている。この表示装置は、使用環境に応じて反射モードおよび透過モードが切り替え可能であり、例えば、明るさの不十分な環境の下ではバックライトを用いて透過モードで表示を行い、十分明るい環境の下では外光を用いて反射モードで表示を行うことができる。従って消費電力が低く、かつ、あらゆる環境下で高い表示品位を提供することができる。
【０００５】
また、低消費電力化の要求に応えるために、液晶表示装置を低周波（４５Ｈｚ以下）で駆動させる試みもなされている。
【０００６】
本発明者は、低消費電力で高品位の表示が可能な液晶表示装置を実現するために、反射透過両用型液晶表示装置を低周波数で駆動する方法を検討した結果、画像を書き換える周波数を低下すると、いわゆる従来の「対向ずれ（引込み電圧とオフセット電圧との差）」の調整では防止できないフリッカ（表示のちらつき）が発生することを見出した。以下に、このフリッカと対向ずれとの関係について説明する。
【０００７】
ＴＦＴ方式液晶表示装置においては、ＴＦＴにおける寄生容量とＴＦＴのオンからオフへのスイッチング動作とによって画素電極の電圧に引込みが生じる。この引込み電圧を補償するために、液晶層を介して画素電極に対向するように配置されている対向電極に、その引き込み電圧に応じたオフセット電圧が印加される。
【０００８】
しかしながら、引き込み電圧に応じたオフセット電圧を印加した場合であっても、反射透過両用型液晶表示装置では、液晶層に印加する電圧の極性を反転する毎に、液晶層に印加される実効電圧に差が生じ、フリッカとして視認される。特に、低消費電力化のために低周波駆動を行うと、このフリッカは、より視認されやすくなる。
【０００９】
本発明者は、反射透過両用型液晶表示装置において、液晶層に印加される実効電圧に差が生じるのは、液晶層を挟んで対向するように配置された画素電極と対向電極との間に生じる電極電位差が原因であることを見出した。以下、この電極電位差を説明する。
【００１０】
反射透過両用型液晶表示装置は、液晶層を挟んで、対向電極と画素電極とが対向するように配置されて構成されている。対向電極は、全面が例えばＩＴＯを含む透明導電層で形成されている。一方、画素電極は、その面内に、透過電極領域と反射電極領域とを備え、透過電極領域は例えばＩＴＯを含む透明導電層で構成され、一方、反射電極領域は例えばＡｌを含む反射導電層で構成されている。
【００１１】
ＡｌとＩＴＯとは、互いに仕事関数が異なる。図７は、ＡｌおよびＩＴＯの、それぞれのエネルギー準位（または電極電位）および仕事関数を示す図である。Ｔ＝０Ｋの下で、金属は、フェルミ準位よりも低い全てのエネルギー準位が電子で満たされており、フェルミ準位よりも高い全てのエネルギー準位は空である。仕事関数とは、電子を金属内部から外へ引き出すのに必要なエネルギーであり、図７に示すように、真空準位と金属のフェルミ準位とのエネルギー差に対応する。図７に示すように、一般的にＩＴＯの仕事関数は約４．７ｅＶであり、Ａｌの仕事関数は４．３ｅＶであるので、ＩＴＯの仕事関数は、Ａｌの仕事関数よりも約０．４ｅＶ大きい。
【００１２】
仕事関数が異なるＡｌ層とＩＴＯ層とを互いに対向させて配置すると、図８に示すように、仕事関数の違いからＡｌ層とＩＴＯ層との間に電極電位差が発生する。従って、反射透過両用型液晶表示装置の画素電極と対向電極との間には、電極電位差の発生によって内部ＤＣ電圧が発生する。この電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧が、液晶層に印加される実効電圧に差を生じさせる原因となる。
【００１３】
液晶層に印加される実効電圧に差が生じると、液晶層に直流電圧成分が印加されることになり、フリッカが生じる。
【００１４】
また、液晶層に直流電圧成分が存在する状態で表示し続けると、製造工程中にシール部材や注入口封止材などから液晶層に混入したイオン性不純物が、画素に充電された電圧によって極性に対応する方向にドリフトする。これにより、見かけ上、液晶層中を電流が流れたようになり、充電された電圧は時間変移で減少していく。電圧の減少により、液晶表示モードがノーマリホワイトであれば黒表示が徐々に白くかすんでいき、最終的には白のまま表示できなくなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
反射透過両用型液晶表示装置は、画素電極がＩＴＯからなる透過電極領域とＡｌからなる反射電極領域との両方を備えており、一方、対向電極は全面がＩＴＯからなる透明導電膜で形成されているので、電極電位差は反射電極領域で選択的に生じる。従って反射電極領域における電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧をキャンセルするように、液晶層に印加する交流電圧にオフセット電圧を付加した場合、反射電極領域では上記内部ＤＣ電圧がキャンセルされるが、透過電極領域では、内部ＤＣ電圧が新たに生じることになる。結果として、液晶層全体では、内部ＤＣ電圧をキャンセルすることができず、フリッカ、および表示品位の低下が生じていた。
【００１６】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、フリッカが視認されない、高品位の表示が可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向するように配置された対向電極と、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に配置された液晶層と、前記複数の画素電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された第１の誘電体膜とを備えた液晶表示装置であって、前記第１の誘電体膜は、前記液晶層と接する面にイオン吸着能が互いに異なるように設定された第１領域および第２領域を有しており、これにより上記課題が解決される。
【００１８】
前記第１の誘電体膜は配向膜であることが好ましい。
【００１９】
前記第１の誘電体膜は、前記複数の画素電極のそれぞれにつき、前記第１領域および前記第２領域を有していてもよい。
【００２０】
前記対向電極はＩＴＯを含み、前記複数の画素電極のそれぞれは、反射電極領域および透過電極領域を有し、前記反射電極領域は、前記第１の誘電体膜と接する層がＡｌを含み、前記透過電極領域は、前記第１の誘電体膜と接する層がＩＴＯを含み、前記反射電極領域の上に前記第１の誘電体膜の前記第１領域が存在し、前記透過電極領域の上に前記誘電体膜の前記第２領域が存在し、前記第１領域と第２領域とのイオン吸着量が互いに異なってもよい。
【００２１】
前記対向電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された第２の誘電体膜をさらに有し、前記第２の誘電体膜は、前記液晶層と接する面の単位面積あたりのイオン吸着量が、前記第２領域の単位面積あたりのイオン吸着量とほぼ等しくてもよい。
【００２２】
前記第２の誘電体膜は配向膜であることが好ましい。
【００２３】
前記液晶層を囲むように配置されたシール部材をさらに有し、前記誘電体膜は、前記シール部材の近傍に前記第１領域を有し、前記シール部材の近傍以外に前記第２領域を有し、前記第１領域と前記第２領域とのイオン吸着量が略同じであってもよい。
【００２４】
前記第１誘電体膜および前記第２誘電体膜はポリイミドを含み、前記第１誘電体膜と前記第２誘電体膜との焼成温度が互いに異なってもよい。
【００２５】
前記第１誘電体膜の化学構造は、前記第１領域と前記第２領域とで異なってもよい。
【００２６】
前記第１領域および前記第２領域のいずれか一方が選択的に光照射されていてもよい。
【００２７】
あるフィールドにおける前記複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧と、前記対向電極に供給される電圧との差の実効値が、次のフィールドにおける前記複数の画素電極のそれぞれに印加される電圧と、前記対向電極に印加される電圧との差の実効値に対して対称であることが好ましい。
【００２８】
前記複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられてもよい。
【００２９】
前記複数の画素電極のそれぞれと、前記複数の画素電極のそれぞれに対応する前記対向電極との間の前記液晶層に印加される極性が、一定数の画素ごとに異なってもよい。
【００３０】
上記液晶表示装置は、携帯電子機器に好適に用いられる。
【００３１】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有する画素基板と、前記画素基板の前記第１の主面にマトリクス状に配列された複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向するように配置された対向電極と、前記複数の画素電極と前記対向電極との間に配置された液晶層と、前記複数の画素電極を覆い、かつ、前記液晶層に接するように配置された誘電体膜とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記画素基板の前記第１の主面に透明電極層を形成する工程と、前記透明電極層を形成した後に、前記画素基板の前記第１の主面に、所定の領域を除いて選択的に反射電極層を形成する工程と、前記反射電極層を形成した後に、前記画素基板の前記第１の主面の略全面に誘電体膜を形成する工程と、前記第２の主面側から前記誘電体膜の前記所定の領域を選択的に光照射し、前記所定の領域のイオン吸着能を選択的に変化させる工程とを包含し、上記課題が解決される。
【００３２】
前記誘電体膜を形成した後に、前記第１の主面上の周囲に、所定の領域を囲むようにシール部材を配置する工程と、前記誘電体膜の前記シール部材周辺を選択的に光照射する工程とを包含してもよい。
【００３３】
前記誘電体膜は配向膜であり、前記透明電極層はＩＴＯを含み、前記反射電極層はＡｌを含んでもよい。
【００３４】
以下、作用を説明する。
【００３５】
本発明の液晶表示装置は、画素電極を覆う誘電体膜が、液晶層と接する誘電体膜の面内に、イオン吸着能が異なるように設定された複数の領域を有していることを主な特徴の１つとしている。従って、例えば画素電極の面内に電極電位の異なる領域が存在し、画素電極の面内の一部の領域に、対向電極との間で電極電位差が存在する場合、画素電極の電極電位の異なる領域にそれぞれ、誘電体膜のイオン吸着能の異なる各領域を対応させて、イオン吸着量を異ならせることにより、画素電極の面内に存在する電極電位の分布を、誘電体膜のイオン吸着能の分布によって補償することができる。従って、電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧が相殺され、液晶層に直流電圧成分が印加されるのを防止できるので、フリッカの発生を防止し、表示品位の低下を防止することができる。
【００３６】
また、例えば、液晶層が、シール部材や封止材などからの染み出しによるイオン性不純物を含む場合、誘電体膜のイオン吸着能の違いによって、誘電体膜面内のイオン吸着量を略均一にすることができる。従って、液晶層に内部ＤＣ電圧の分布が発生するのを抑制できるので、表示品位の低下を防止することができる。
【００３７】
「イオン吸着能」とは、誘電膜を形成する材料や化学構造などによって決まる誘電膜に固有の性質でイオンの吸着のし易さを示す。イオン吸着量は、イオン吸着能と配向膜に接する液晶層中のイオン濃度に依存する。
【００３８】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、以下の説明では、配向膜の面内に、負イオン吸着能の異なる複数の領域を設ける場合を例示するが、本発明はこれに限られない。液晶層を介して互いに対向する電極上に保持される電荷の量を調整することによって、内部ＤＣ電圧を相殺できれば、配向膜の面内に、正イオン吸着能の異なる複数の領域を設けてもよい。また、配向膜以外の誘電体膜に、イオン吸着能の異なる複数の領域を設けたものを用いてもよい。
【００３９】
図１は、本実施形態の反射透過両用型液晶表示装置２の部分平面図であり、図２は図１の１Ａ―１Ａ’断面図である。なお、図１は、対向電極側基板および液晶層を省略して示している。
【００４０】
図１および図２に示すように、反射透過両用型液晶表示装置２は、上面（表示面）から観察した場合、各画素毎に、透過型表示を行う領域（以下、透過表示領域と称する。図１の斜線領域）と、反射型表示を行う領域（以下、反射表示領域と称する。）とが併設された構成となっている。透過表示領域では、液晶層に電圧を印加するための画素電極２０（以下、透過表示領域における画素電極のことを透過電極領域と称する）としてＩＴＯ等からなる透明導電膜が設けられており、表示装置の背面に設けられたバックライトから光が導入され、この光が液晶層を透過することにより表示が行われる。一方、反射表示領域では、画素電極２０（以下、反射表示領域における画素電極を反射電極領域と称する）としてＡｌ等からなる光反射性の導電膜が設けられており、反射導電膜によって外光が反射され、液晶層で反射光の変調が行われることにより表示が行われる。画素電極２０に液晶層４を挟んで対向するように配置された対向電極３２は、全面がＩＴＯ等からなる透明導電膜で構成されている。
【００４１】
上記のように、反射透過両用型液晶表示装置２は、同一画素内に透明導電膜と反射導電膜という２種類の異なる導電材料から形成された電極膜を有する画素電極２０および、全面が透明導電膜で形成された対向電極３２を備えている。ＩＴＯの仕事関数は４．７ｅＶであるのに対し、Ａｌの仕事関数は４．３ｅＶであるので、画素電極２０は、反射電極領域２０Ｒで選択的に、対向電極２２との間に電極電位差を有している。
【００４２】
従って、対向電極３２が＋極、反射電極領域２０Ｒが−極となり、対向電極３２と反射電極領域２０Ｒとの間に電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧が印加されることになる。このＤＣ電圧の大きさは、反射電極領域２０Ｒの電位を０Ｖとすると、約−２００〜３００ｍＶである。
【００４３】
本実施形態の反射透過両用型液晶表示装置２は、画素電極２０を覆う画素側配向膜１６が、液晶層４と接する配向膜１６の面内に、負イオン吸着能が互いに異なるように設定された第１領域および第２領域を有していることを主な特徴の１つとしている。従って、配向膜１６の第１領域１６Ｆと第２領域１６Ｓとを、それぞれ、画素電極２０の反射電極領域２０Ｒと透過電極領域２０Ｔとに対応させることにより、配向膜１６の第１領域１６Ｆと第２領域１６Ｓとのイオン吸着量を異ならせて、画素電極２０の面内に存在する電極電位の分布を、配向膜１６の負イオン吸着能の分布によって補償することができる。結果として、画素電極２０のうちの反射電極領域２０Ｒと対向電極２２との間に存在する電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧を相殺できる。
【００４４】
従って、交流駆動を行うと、あるフィールドにおける複数の画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧と、対向電極に供給される電圧との差の実効値は、次のフィールドにおける複数の画素電極のそれぞれに印加される電圧と、対向電極に印加される電圧との差の実効値に対して対称である。これにより、液晶層に直流電圧成分が印加されるのを防止できるので、フリッカの発生を防止し、表示品位の低下を防止することができる。
【００４５】
本実施形態の反射透過両用型液晶表示装置２では、対向電極３２が透過電極領域２０Ｔと同じ導電材料で形成されているので、対向側配向膜３４と、透過電極領域２０Ｔ上に配置されている配向膜の第２領域１６Ｓとの、液晶層４と接する面内の単位面積あたりの負イオン吸着量をほぼ等しく設定している。
【００４６】
次に、負イオン吸着能がそれぞれ異なる領域を、１枚の配向膜に形成する方法を説明する。これらの方法は、負イオン吸着能が互いに異なる２枚の配向膜を形成するためにも適用できる。
【００４７】
例えば、配向膜の焼成温度を制御することで、配向膜の負イオン吸着能を制御することができる。
【００４８】
例えばＡｌからなる電極と、ＩＴＯからなる電極との間に液晶層を配置し、両方の電極の液晶層側表面にそれぞれポリイミドからなる配向膜を形成して、液晶セルを構成する。Ａｌ電極上の配向膜を１６０℃で焼成し、ＩＴＯ電極上の配向膜を２２０℃で焼成する。Ａｌ電極とＩＴＯ電極との間に存在する電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧の大きさを時間と共に測定した。図３および表１にこの実験結果を示す。なお、比較のために、Ａｌ電極とＩＴＯ電極との上のいずれにも、２２０℃で焼成したポリイミドからなる配向膜を形成した場合の結果を合わせて示す。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
図３および表１に示すように、比較例の液晶表示装置では、３００〜４００ｍＶの内部ＤＣ電圧が存在する。これに対して、Ａｌ電極およびＩＴＯ電極の上にそれぞれ配置する配向膜の焼成温度をそれぞれ、１６０℃および２２０℃に設定した液晶セルでは、両電極の間に発生する内部ＤＣ電圧の大きさを６０〜８０ｍＶに低減することができた。すなわち、配向膜の焼成温度を制御することにより、Ａｌ電極上の配向膜の負イオン吸着量を、ＩＴＯ電極上の負イオン吸着量よりも少なくすることができた。
【００５１】
あるいは、光照射を用いても、配向膜の負イオン吸着能を制御することができる。
【００５２】
例えば、Ａｌからなる電極と、ＩＴＯからなる電極との間に液晶層を配置し、両方の電極の液晶層側表面にそれぞれポリイミドからなる配向膜を形成して、液晶セルを構成し、ＩＴＯ電極上の配向膜に選択的に光照射を行った。ＩＴＯ電極上の配向膜は２２０℃で焼成されており、Ａｌ電極上の配向膜は１６０℃で焼成されている。
【００５３】
光照射には、日亜化学製青色ＬＥＤ（ＮＳＰＢ５００Ｓ）を用い、光度を３．４ｃｄとし、両電極間に形成された電位差の時間変化を測定した。結果を図４および表２に示す。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
この実験結果より、光照射によって両電極間の電位差を低減できることが分かった。すなわち、選択的に光照射を行ったＩＴＯ電極上の配向膜の負イオン吸着量を、Ａｌ電極上の配向膜の負イオン吸着量よりも多くすることができた。
【００５６】
あるいは、配向膜の材料の選択によって、配向膜の負イオン吸着能を制御してもよい。すなわち、配向膜の第１領域と第２領域とを異なる材料で形成し、それぞれの領域の化学構造を異ならせることにより、負イオン吸着量の異なる第１領域および第２領域を備える配向膜を作製することができる。具体的には、配向膜をポリイミドで形成する場合、例えばポリイミドを形成するジアミン分子中の酸素原子の有無、または酸無水物分子中のベンゼン環の有無で化学構造を異ならせることができる（第２１回液晶学会討論会予稿集、第３２８頁〜第３２９頁、東芝（株））。
【００５７】
以下、反射透過両用型液晶表示装置２をより詳細に説明する。
【００５８】
図２に示すように反射透過両用型液晶表示装置２は、液晶層４と、液晶層４を挟んで対向するように配置された対向側基板８および画素側基板６を有している。対向側基板８の液晶層４と反対側には、必要に応じて、位相差板３８および偏光板４０が配置されている。これと同様に、画素側基板６の液晶層４と反対側にも、必要に応じて、位相差板４２および偏光板４４が配置されている。
【００５９】
対向側基板８はガラスなどからなる透明基板９の液晶層４側表面に、透明導電膜で形成された対向電極３２と、液晶層４に接して設けられた対向側配向膜３４とを有している。対向電極３２を構成する透明導電膜は、例えば、酸化インジウムおよび酸化錫を主成分とする透明導電膜（以下ＩＴＯ）で形成されている。なお、ＩＴＯ以外に、透明性を有する他の導電性膜を利用することができる。さらに対向側基板８は必要に応じて、基板９と対向電極３２との間にカラーフィルタ層３６を備えている。
【００６０】
一方、画素側基板６はガラスなどからなる透明基板７の液晶層４側表面に、透明導電膜１０と、層間絶縁膜１２と、反射導電膜１４と、液晶層４に接して設けられた画素側配向膜１６とを有している。層間絶縁膜１２の液晶層４側表面には、光拡散用の凹凸が形成されており、この凹凸を反映した表面プロファイルを有する反射導電膜１４が外光を拡散反射する。画素側基板６はさらに、複数の画素電極１０のそれぞれに接続されたＴＦＴ２２と、ＴＦＴ２２に走査電圧を供給するためのゲート配線２４と、ＴＦＴ２２に信号電圧を供給するためのソース配線２６とを有している。透明導電膜１０は、その一部１０ＢがＴＦＴ２２のドレイン電極または、接続電極として機能し、画素電極２０に所定の信号を供給する。
【００６１】
透明導電膜１０の一部１０Ａおよび反射導電膜１４は、画素電極２０を構成しており、画素電極２０は、反射導電膜１４で形成された反射電極領域２０Ｒと、透明導電膜１０で形成された透明電極領域２０Ｔとの組み合わせで構成されている。
【００６２】
透明導電膜１０は例えば、対向側基板８に設けられている対向電極３２と同様に、ＩＴＯで形成されている。なお、ＩＴＯ以外に、透明性を有する他の導電性膜を利用することができる。反射導電膜１４は反射性を有し、例えばＡｌから形成されている。なお、反射導電膜１４はＡｌ以外にも、銀、銅、またはクロム等の反射性を有する導電材料を用いても形成できる。
【００６３】
Ａｌの仕事関数は４．３ｅＶであり、ＩＴＯの仕事関数は４．７ｅＶである。従って画素電極２０は、反射電極領域２０Ｒの仕事関数が４．３ｅＶであり、透明電極領域２０Ｔの仕事関数が４．７ｅＶであるので、画素電極２０の面内に、電極電位の互いに異なる２つの領域を備えることになる。これに対して、対向電極３２は、全面がＩＴＯで形成されているので、仕事関数は、その全面で４．７ｅＶである。従って画素電極２０の面内で選択的に、反射電極領域２０Ｒが対向電極２２よりも約０．４ｅＶだけ仕事関数が小さい。電極電位は実験的に、３００〜４００ｍＶ小さくなることが分っている。
【００６４】
画素側配向膜１６は上述したように、液晶層４と接する配向膜１６の面内に、負イオン吸着量が互いに異なるように設定された第１領域１６Ｆおよび第２領域を１６Ｓ有している。反射透過両用型液晶表示装置２では、配向膜１６の第１領域１６Ｆの負イオン吸着量が、第２領域１６Ｓの負イオン吸着量よりも少なく、第１領域１６Ｆは、画素電極２０の面内で電極電位の低い反射電極領域２０Ｒの上に配置されており、第２領域１６Ｓは、電極電位の高い透過電極領域２０Ｔの上に配置されている。負イオン吸着量の異なる配向膜の各領域を、電極電位の異なる画素電極の各領域上に配置することにより、画素電極２０の面内に存在する電極電位の分布を負イオン吸着量の分布によって補償している。
【００６５】
対向側基板に配置されている対向側配向膜３４は、対向電極３２が透過電極領域２０Ｔと同じ導電材料で形成されているので、液晶層４と接する面内の単位面積あたりのイオン吸着量が、透過電極領域２０Ｔ上に配置されている第２領域１６Ｓとほぼ等しく設定されている。
【００６６】
次に、図１および図２を参照しながら、反射透過両用型液晶表示装置２の製造方法を説明する。
【００６７】
まず、対向側基板８の作製方法を説明する。ガラスなどからなる透明基板９の主面に、レッド、グリーン、およびブルーの３種類の色相を備えたカラーフィルタ層３６を形成する。必要に応じて各色相の間に遮光層を設ける。続いて、カラーフィルタ層３６のほぼ全面に、ＩＴＯ層をスパッタリング法によって形成し、対向電極３２とする。対向電極３２を形成した後、印刷法を用いて、ポリイミド膜を形成し、約２２０度で焼成する。さらにラビング処理を行い、対向側配向膜３４を形成する。
【００６８】
次に、画素側基板６の製造方法を説明する。ガラスなどからなる透明基板７の主面に、スパッタリング法により厚さ３０００ÅのＴａ層を形成する。このＴａ層を、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いてパターニングし、線幅３０μｍ、隣接間隔５０μｍのゲート配線２４を形成する。同時に、ゲート配線２４の一部を延出させてゲート電極２４を形成する。なお、ゲート配線２４およびゲート電極２４にはＴａ以外に、例えばＣｒを用いてもよい。
【００６９】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ゲート電極２４を覆うように基板の表面に、厚さ３０００ÅのＳｉＮｘ層を形成する。このＳｉＮｘ層をフォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いてパターニングし、ゲート絶縁膜５２を形成する。なお、ゲート絶縁膜５２にはＳｉＮｘ以外に、例えばＳｉＯｘを用いてもよい。
【００７０】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ノンドープのアモルファスシリコン層を厚さ１０００Åで成膜および多結晶化し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングして半導体層５４を形成する。また、マスクを介してリン（Ｐ）等を注入する。これにより、半導体層５４に、チャネル部５５および、ソース領域、およびドレイン領域を形成する。なお、半導体層５４は、アモルファスシリコン層に代えて、多結晶シリコンまたはＣｄＳｅ層を用いても形成しても良い。さらに、厚さ４００Åのｎ型アモルファスシリコン層からなるコンタクト電極５６および５８を、半導体層５４の両端にそれぞれ形成する。
【００７１】
続いて、厚さ４０００Åのチタン層をスパッタリング法によって形成し、パターニングして、線幅３０μｍ、隣接間隔５０μｍのソース配線２６を形成する。同時に、ソース配線２６の一部を延出させて、ソース電極２６を形成する。なお、ソース配線２６およびソース電極２６には、Ｍｏを用いても良い。以上により、ＴＦＴ２２が作製される。
【００７２】
ＴＦＴ２２が作製された後、厚さ１５００ÅのＩＴＯ層１０をスパッタリング方法によって形成し、パターニングする。続いて、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜を成膜し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングして、層間絶縁膜１２を形成する。このとき、層間絶縁膜１２の表面に複数の凹凸を形成する。層間絶縁膜１２を形成後、Ａｌ層をスパッタリング方法によって形成し、基板上の所定の領域に選択的に形成されるようにパターニングして、反射導電膜１４を形成する。反射導電膜１４は、透明導電膜１０と電気的に接続されるように形成される。
【００７３】
反射導電膜１４を形成した後、印刷法を用いてポリイミド膜を形成し、約１６０度で焼成する。画素側配向膜１６の焼成温度を約１６０度とし、対向側配向膜３４の焼成温度を約２２０度とした場合、図３および表１を参照して上述したように、対向側配向膜３４の負イオン吸着量を画素側配向膜１６よりも多くすることができる。従って、反射電極領域２０Ｒと対向電極３２との間では、電極電位差に起因する内部ＤＣ電圧の印加を抑制できる。しかしながら、透過電極領域２０Ｔと対向電極３２とはいずれも電極電位が等しいので、これらの電極の間に内部ＤＣ電圧が印加されてしまう。
【００７４】
従って、透過電極領域２０Ｔの上に存在する配向膜１６の領域（第２領域１６Ｓ）を選択的に光照射し、負イオン吸着量を増大させる。光照射は例えば、以下のようにして行う。
【００７５】
まず、基板７の裏側（基板７の膜形成面に対して反対側の面）から光照射する（裏面露光）。このとき、基板の主面（基板７の膜形成面）の所定の領域に不透明の反射導電膜１４が形成されているので、反射導電膜１４が形成されていない領域に配置されているポリイミド膜（第２領域１６Ｓ）に選択的に光が照射される。
【００７６】
光照射には、日亜化学製青色ＬＥＤ（ＮＳＰＢ５００Ｓ）を用い、３．４ｃｄの光度で１０分照射を行った。この条件で光照射を行った場合、図４および表２を参照して上述したように、光照射領域である配向膜１６の第２領域１６Ｓの負イオン吸着量を選択的に増大させて、透過電極領域２０Ｒの電位を約３００ｍＶ低下させることができる。なお、光照射には、青色ＬＥＤに限らず、紫外光のように波長の短い光や、白色光のように様々な波長成分を含む光を用いても良い。光照射後、ラビング処理を行う。以上のようにして、透過電極領域２０Ｔ上に配置された配向膜１６の第２領域１６Ｓに、選択的に光照射された画素側配向膜１６が形成される。
【００７７】
得られた対向側基板８と画素側基板６との間に液晶材料を注入する。また、基板７および９の液晶層側と反対側の表面に、位相差板３８、４２および偏光板４０、４４を設けて、反射透過両用型液晶表示装置２が作製される。
【００７８】
次に、反射透過両用型液晶表示装置２の駆動方法について説明する。上述したように、低周波駆動を行うと小さな対向ずれであっても、フリッカがより視認されやすい。従って、反射透過両用型液晶表示装置２を低周波駆動する場合、例えば複数の画素電極のそれぞれと、複数の画素電極のそれぞれに対応する対向電極との間の液晶層に印加される極性が、一定数の画素ごとに異なるドット反転駆動を行うことが好ましい。
【００７９】
以下、図５を参照して、本出願人の先行出願である特願２００１−２８３００１号に開示されている、ドット反転駆動を行うための反射透過両用型液晶表示装置２の構成、および駆動方法を例示する。なお、以下の説明では、ゲート配線２４に対してＴＦＴ２２を千鳥配列し、ゲートライン反転駆動する場合を例示するが、これに代えて、例えば、ソース配線２６に対してＴＦＴ２２を千鳥配列し、ソースライン反転駆動を行ってもよい。
【００８０】
反射透過両用型液晶表示装置２は図５に示すように、複数の行および複数の列を有するマトリクス状に配列された複数の画素電極２０と、行方向に延びる複数の走査線（ゲート配線）２４と、列方向に延びる複数の信号線（ソース配線）２６と、画素電極２０のそれぞれに対応して設けられた複数のＴＦＴ２２とを有している。画素電極２０は、ＴＦＴ２２を介して、ゲート配線２４およびソース配線２６に接続されている。
【００８１】
この反射透過両用型液晶表示装置２は、複数のゲート配線２４に走査信号電圧を順次供給することによって、複数の画素電極２０の中から同じゲート配線２４に接続されている画素電極２０の群を順次選択し、選択された群の画素電極２０に、ソース配線２６を介して表示信号電圧を供給することによって表示を行う。すなわち、この反射透過両用型液晶表示装置２は、線順次駆動される。
【００８２】
以下、個々のゲート配線が選択されている期間を水平走査期間と呼び、表示面全面に亘る所定の群のゲート配線を走査するのに要する期間を垂直走査期間と呼ぶ。１フレームごとに全てのゲート配線を走査する場合（すなわち、書き換え周期が６０Ｈｚの場合）は、１フレーム周期が１垂直走査期間に対応し、１フレームを複数のフィールドに分割して駆動する場合には、各フィールドに対応する全てのゲート配線２４を走査するのに要する１フィールド周期が、１垂直走査期間に対応する。反射透過両用型液晶表示装置２は、画素電極のそれぞれに供給される表示信号電圧は４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる。すなわち、反射透過両用型液晶表示装置２は、垂直走査期間が１／４５秒以上となるように低周波数で駆動される。
【００８３】
また、複数の画素電極は、複数の行のそれぞれおよび複数の列のそれぞれにおいて、液晶層に印加される電圧の極性が一定数の画素電極ごとに異なるように配置されており、いわゆるドット反転駆動される。以下の説明では、なお、１画素ごと（上記一定数が１に相当）に反転駆動される構成を例示するが、例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂの連続する３つの画素ごと（上記一定数が３に相当）に反転駆動されてもよい。
【００８４】
反射透過両用型液晶表示装置２では、ドット反転駆動を実現するために、図５に示したように、ＴＦＴ２２に対して画素電極２０を千鳥状に配列している。すなわち、あるゲート配線２４に接続されたＴＦＴ２２は、そのゲート配線２４に隣接する一対の行に属する画素電極２０のうちの一方の行（図５中では例えば上側の行）に属する画素電極２０に接続されたＴＦＴ２２と他方の行（図５中では例えば下側の行）に属する画素電極２０に接続されたＴＦＴ２２とを交互に有している。
【００８５】
このように配置すると、ゲート配線２４が選択される度に全てのソース配線２６に印加される表示信号電圧の極性を反転し、さらに次の垂直走査期間で同一反射電極１０に印加される表示信号電圧の極性を反転させることよって、ドット反転駆動を実現することができる。すなわち、ＴＦＴ２２の千鳥配列とゲートライン反転駆動とを組み合わせるによって、実質的なドット反転駆動が実現される。
【００８６】
なお、ここでは簡単のために、「ソース配線２６に印加する表示信号電圧の極性」という表現をしたが、現実に反転されるべきは、ソース配線２６に接続された画素電極２０で駆動される「液晶層に印加する電圧の極性」であり、「対向電極の電位を基準とした画素電極の電位の極性」ということになる。
【００８７】
例えば上記に説明した方法を用いてドット反転駆動を行った場合、低周波駆動を行ってもフリッカが視認されにくく、高品位の表示を行うことができる。
【００８８】
以上の説明では、画素電極面内の電極電位の分布に起因する内部ＤＣ電圧を相殺するために本発明を適用したが、本発明はこれに限られない。例えば、シール部材や封止材などからのイオン性不純物の液晶層への染み出しに起因して、画素電極面内にイオン吸着量の分布が生じた液晶表示装置にも、本発明を適用できる。
【００８９】
図６（ａ）は、液晶表示装置の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の断面図である。
【００９０】
液晶表示装置６０は、液晶層４と、この液晶層４を挟んで対向するように配置された一対の基板６２および６４と、少なくとも一方の基板６４の上に形成され配向膜６６とを有している。配向膜６６は液晶層５４に接するように設けられている。基板６２および６４は、それぞれ、液晶層側表面に電極を備えている。対向する基板の間に設けられた液晶層４を囲むように、シール部材６８が形成されている。
【００９１】
シール部材６８は例えば光硬化樹脂を含んでおり、光照射によって硬化された後、対向する基板６２および６４と、シール部材６８とで包囲された空間に、液晶材料が注入される。このとき、シール部材６８の未硬化成分が液晶層内に染み出す場合があり、液晶層４内にイオン性不純物が混入することがある。この場合、シール部材６８近傍の液晶層には多くのイオン性不純物が存在するので、配向膜のイオン吸着能が均一である場合、シール部材６８近傍の配向膜の表面と、それ以外の配向膜の表面との間で、イオン吸着量に差が生じてしまう。
【００９２】
しかしながら液晶表示装置６０では、配向膜６６が、イオン吸着能の互いに異なる第１領域６６Ｆと第２領域６６Ｓとを有しており、第１領域６６Ｆはシール部材６８の近傍に配置されており、シール部材６８の近傍以外に第２領域６６Ｓが配置されている。従って、配向膜６６のイオン吸着能を異ならせて、配向膜の第１領域６６Ｆと第２領域６６Ｓとのイオン吸着量を略等しくすることができる。これにより、内部ＤＣ電圧の分布の発生を抑制できるので、表示品位の低下を防止できる。
【００９３】
上記の説明では、液晶表示装置の配向膜の面内に負イオン吸着量の異なる２つの領域を設ける場合を例示した。しかしながら、配向膜の面内に形成される負イオン吸着量の異なる領域の数は２に限られず、適用する液晶表示装置によって適宜設定される。
【００９４】
【発明の効果】
上述したように本発明により、フリッカが視認されない、高品位の表示が可能な液晶表示装置およびその製造方法を提供することができた。本発明の液晶表示装置は、携帯電話等を含む携帯情報端末機器に、好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の反射透過両用型液晶表示装置の部分平面図である。
【図２】図１の１Ａ―１Ａ’断面図である。
【図３】Ａｌ電極とＩＴＯ電極との間に存在する電位差の時間変化を示すグラフである。
【図４】Ａｌ電極とＩＴＯ電極との間に存在する電位差の時間変化を示すグラフである。
【図５】ドット反転駆動を行うための反射透過両用型液晶表示装置の構成の一例を示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の他の実施形態の液晶表示装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）６Ａ―６Ａ’の断面図である。
【図７】ＡｌおよびＩＴＯの、それぞれのエネルギー準位（または電極電位）および仕事関数を示す図である。
【図８】Ａｌ層とＩＴＯ層との間に仕事関数の違いから生じる電極電位差を説明するための図である。
【符号の説明】
２　反射透過両用型液晶表示装置
４　液晶層
６　画素側基板
７　透明基板
８　対向側基板
９　透明基板
１０　透明導電膜
１２　層間絶縁膜
１４　反射導電膜
１６　画素側配向膜
１６Ｆ　第１領域
１６Ｓ　第２領域
２０　画素電極
２０Ｔ　透過電極領域
２０Ｒ　反射電極領域
２２　ＴＦＴ
３２　対向電極
３４　対向側配向膜
３６　カラーフィルタ層
３８　位相差板
４０　偏光板
４２　位相差板
４４　偏光板
５２　ゲート絶縁膜
５４　半導体層
５５　チャネル部
５６　コンタクト電極
５８　コンタクト電極
６０　液晶表示装置
６２　基板
６４　基板
６６　配向膜
６６Ｆ　第１領域
６６Ｓ　第２領域
６８　シール部材
【図１】
2004069765.tif 000005
【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】
2004069765.tif 000010
【図７】
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【図８】
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