(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、
上記第１基板及び第２基板の間に挟持され、液晶分子により構成された液晶層と、
反射モードの表示を行う反射部、及び透過モードの表示を行う透過部により構成された複数の画素とを備え、
上記第１基板には、上記反射部における上記液晶層に電圧を印加するための反射電極と、該反射電極に電気的に接続され、上記透過部における上記液晶層に電圧を印加するための透明電極とが設けられ、
上記第２基板には、上記第１基板に対向するように共通電極が設けられ、
上記各画素における上記液晶層は、該液晶層に電圧が印加されていないときに、上記液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向するように構成され、
上記反射部で上記液晶層に印加される電圧と、上記透過部で上記液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備え、
上記印加電圧調整手段は、少なくとも上記反射電極を覆うように設けられた透明導電膜により構成され、
上記反射部と上記透過部との間の境界領域には、段差部が形成され、
上記反射電極は、上記段差部を介して上記透明電極と電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
上記透明導電膜は、上記透明電極を覆うように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
上記反射部で上記液晶層に印加される電圧と、上記透過部で上記液晶層に印加される電圧との差が、３００ｍＶ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記反射部及び透過部は、交流駆動されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記段差部を除く上記反射部における上記液晶層の厚さは、上記透過部における上記液晶層の厚さと異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記段差部を除く上記反射部における上記液晶層の厚さは、上記透過部における上記液晶層の厚さの実質的に１／２であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子が上記基板面に対して実質的に平行に配向することにより、白表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子が放射状に配向することにより、白表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
上記第１基板には、上記各画素の反射部に、薄膜トランジスタが設けられ、
上記薄膜トランジスタと上記反射電極との間には、上記段差部を形成するための層間絶縁膜が設けられ、
上記透明電極は、上記薄膜トランジスタのドレイン電極が延設された部分であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型表示及び透過型表示が可能な液晶表示装置に関し、特に、電圧無印加時に液晶分子が基板面に対して垂直に配向する液晶表示装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、移動携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、携帯型ゲーム機及びカーナビゲーションシステム等に代表されるように、屋外用途の表示装置として活発に応用されている。
【０００３】
これらの屋外用途においては、液晶表示装置が本来有している小型、軽量という特徴に加え、低消費電力及び屋外での視認性（高コントラスト）が求められている。そのため、屋内及び屋外の何れにおいても高い視認性が期待できる半透過型液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この半透過型液晶表示装置は、画像の最小単位である画素毎に反射率の高い電極（反射電極）から成る反射部と透過率の高い電極（透明電極）から成る透過部とを有し、屋内では透過部がバックライトの光を透過する透過モードによる表示を行い、屋外では反射部が外光を反射する反射モードによる表示を行う。そのため、半透過型液晶表示装置は、屋外及び屋内の何れにおいても、十分なコントラストを維持し、高い視認性を得ることができる。
【０００５】
図７及び図８は、例えば、特許文献２に記載された半透過型液晶表示装置５０ａ及び５０ｂの断面模式図をそれぞれ示し、図９は、半透過型液晶表示装置５０ｂを構成するアクティブマトリクス基板１０の平面模式図を示す。
【０００６】
半透過型液晶表示装置５０ａ及び５０ｂは、複数の画素電極がマトリクス状に配設されたアクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向して共通電極８が設けられた対向基板２０と、それらの両基板間に挟持され液晶分子３０ａからなる液晶層３０とを備えている。さらに、それらの両基板１０及び２０の外側表面には、偏光板（不図示）及び位相差板（不図示）が貼り付けられている。
【０００７】
アクティブマトリクス基板１０では、複数のゲート線１１と、複数のソース線１２とが互いに直交するように設けられ、その各交差部分にＴＦＴ２が配設されている。
【０００８】
ＴＦＴ２は、ゲート線１１の突出部であるゲート電極と、ゲート電極を覆うように設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられた半導体層と、半導体層上に設けられたソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂとから構成されている。そして、ソース電極２ａはソース線１２に接続され、ドレイン電極２ｂは透明導電膜で形成され、延設された部分が透明電極６となっている。
【０００９】
また、アクティブマトリクス基板１０には、ガラス基板１上にＴＦＴ２を覆うように保護絶縁層３が設けられている。さらに、保護絶縁層３の上には、層間絶縁層４が設けられている。また、層間絶縁層４の上には、透明電極６に接続された反射電極５が設けられ、反射電極５は透明電極６と共に画素電極を構成している。さらに、その画素電極の上には、液晶分子３０ａを配向するための配向膜７が設けられている。
【００１０】
対向基板２０には、ガラス基板１’上にカラーフィルタ層９と、共通電極８と、液晶分子３０ａを配向するための配向膜７とが順に設けられている。
【００１１】
液晶表示装置５０ａ及び５０ｂにおいて、反射電極５が設けられた領域は、反射部となり、その他の領域（透明電極露出部６’）は、透過部となっており、反射部では対向基板２０側から入射する外光を反射電極５で反射すると共に、透過部ではアクティブマトリクス基板１０側から入射するバックライトからの光を透過することになる。
【００１２】
そして、液晶表示装置５０ａ及び５０ｂにおいて、画像を表示する際には、所定のゲート線１１にゲート信号を送り、そのゲート線１１に接続されているＴＦＴ２をオン状態にし、同時にソース線１２からソース信号を送り、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂを介して、反射電極５及び透明電極６からなる画素電極に所定の電荷を書き込むことにより、画素電極と共通電極８との間で電位差が生じ、液晶層３０からなる液晶容量に所定の電圧が印加される。そして、その印加電圧によって液晶層３０の液晶分子３０ａの配向状態を変えることにより、偏光板を介して外部から入射する光の透過率を調整して画像が表示される。
【００１３】
また、図７及び図８は、液晶層３０に電圧が印加されていないときの液晶分子３０ａの配向状態をそれぞれ示しており、図７の半透過型液晶表示装置５０ａは、液晶分子３０ａの誘電率異方性が正（Δε＞０）であって、その液晶分子３０ａが基板面に対して平行に配向した水平配向タイプの液晶表示装置であり、図８の半透過型液晶表示装置５０ｂは、特許文献３に記載された液晶表示装置のように、液晶分子３０ａの誘電率異方性が負（Δε＜０）であって、その液晶分子３０ａが基板面に対して垂直に配向した垂直配向タイプの液晶表示装置である。
【００１４】
半透過型液晶表示装置５０ｂでは、液晶分子３０ａが電界に応答して配向するのに十分な電圧が液晶層３０に印加されると、Δε＜０であるために、液晶分子３０ａが基板面に対して平行に配向して、基板面の上側から見ると、図９に示すように液晶分子３０ａが一点の配向中心を基点に放射状に配向している。
【００１５】
ところで、液晶表示装置の駆動は、画像の焼き付き防止のために、液晶層に印加される電圧の極性を正負に交互に切り替える交流駆動方式が採用されている。例えば、反射電極２ａ及び透明電極６（画素電極）に一定周期毎に極性が正負に反転する電荷を書き込むことによって、液晶層３０に印加される電圧の極性を正負に交互に切り替える方法がある。この方法の場合、対向基板２０の共通電極８の電位は、液晶層３０に印加される電圧が正負で実効的に等しくなるように最適対向電位が設定される。
【００１６】
この最適対向電位は、画素の構造、ＴＦＴ２に印加されるゲート電圧、電極材料等に依存するものである。
【００１７】
図７及び図８に示す半透過型液晶表示装置５０ａ及び５０ｂでは、例えば、反射部の反射電極５がアルミニウム薄膜で形成され、透過部の透明電極６がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）で形成され、両電極５及び６の電極材料の仕事関数が異なっているため、反射部と透過部との間で共通電極８の最適対向電位が異なることになる。
【００１８】
ここで、仕事関数とは、金属等の表面から一個の電子を表面のすぐ外側に取出すのに必要な最小のエネルギーであり、その大きさは、表面における原子の種類、面の方位、他の吸着原子等に強く依存するものである。そのため、反射部と透過部との間で電極材料が異なると、反射電極５と透明電極６との表面電位が異なり、両者間の印加電圧がずれることになる。そして、この印加電圧のずれのため、反射部と透過部との間で共通電極８の最適対向電位が異なることになる。
【００１９】
また、反射部と透過部との位相差を解消するために、反射部での液晶層３０の厚さが、透過部での液晶層３０の厚さの半分となるように構成されているので、反射電極５が共通電極８に近い距離にあり、反射部の電界が透過部の電界より強いことになる。そのため、反射電極５では液晶層３０に含まれるイオン性不純物を吸着し易くなり、余分な電荷が蓄積される。これにより、反射部と透過部との間で蓄積電荷量に差が生じ、両者間で印加電圧がずれることになる。そして、この印加電圧のずれのため、反射部と透過部との間で共通電極８の最適対向電位が異なることになる。
【００２０】
上記のような理由によって反射部と透過部との間で最適対向電位の差があると、図７に示すような水平配向タイプの場合には、特に問題が発生せず均一な表示が可能であるが、図８に示すような垂直配向タイプの場合には、表示品位が損なわれる可能性がある。
【００２１】
具体的に、垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置５０ｂでは、配向膜７が液晶分子３０ａに対して作用させる力（配向規制力）が弱いため、印加電圧のずれに起因するわずかな電界の不均衡によって液晶分子３０ａの配向が乱される恐れがある。
【００２２】
より具体的には、共通電極８の電位を透過部の最適対向電位に設定した場合、反射部では液晶層に印加される電圧の大きさが正負で若干異なってくる。そのため、反射部では正負の電圧差分の直流電圧が液晶層３０に印加されることになる。この直流電圧によって発生する電界の歪みによって、反射部と透過部との間にある段差部で液晶分子３０ａの挙動が不均一となり、段差部付近において液晶分子３０ａの配向乱れが誘発される。
【００２３】
そして、この配向乱れは画素毎に異なるものなので、画素毎に光の透過率が変わり、透過モードの表示画像にざらつき（コントラスト比の局所的なばらつき）が観察される恐れがある。
【００２４】
ここで、特許文献４には、半透過型液晶表示装置において、非晶質透明導電膜を反射電極上に被覆することによって、反射電極及び透明電極の電位がほぼ等しくなり、ちらつき（フリッカ）が低減できると記載されている。
【００２５】
また、特許文献５には、半透過型液晶表示装置において、容量分割によって、反射部に印加される電位差を透過部に印加される電位差よりも小さくすることにより、反射部での屈折率異方性が小さくなって、反射部と透過部との境界における液晶分子の配向不良が防止できると記載されている。
【００２６】
さらに、特許文献６には、反射型液晶表示装置において、電極の電極材料の仕事関数に着眼して、液晶層を挟む共通電極と反射電極（画素電極）との仕事関数がほぼ等しくなるように構成することにより、ちらつき（フリッカ）が低減すると記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１０１９９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５１１０号公報
【特許文献３】特開２００３−１６７２５３号公報
【特許文献４】特開２００３−３１５７６６号公報
【特許文献５】特開２００３−５７６３９号公報
【特許文献６】特開平１０−２０６８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液晶層に電圧が印加されていないときに液晶分子が基板面に対して垂直に配向する垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置において、表示画像のざらつきを抑止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、反射部で液晶層に印加される電圧と、透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えるようにしたものである。
【００２９】
具体的に本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向配置された第１基板及び第２基板と、上記第１基板及び第２基板の間に挟持され、液晶分子により構成された液晶層と、反射モードの表示を行う反射部、及び透過モードの表示を行う透過部により構成された複数の画素とを備え、上記第１基板には、上記反射部における上記液晶層に電圧を印加するための反射電極と、該反射電極に電気的に接続され、上記透過部における上記液晶層に電圧を印加するための透明電極とが設けられ、上記第２基板には、上記第１基板に対向するように共通電極が設けられ、上記各画素における上記液晶層は、該液晶層に電圧が印加されていないときに、上記液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向するように構成され、上記反射部で上記液晶層に印加される電圧と、上記透過部で上記液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備え、上記印加電圧調整手段は、少なくとも上記反射電極を覆うように設けられた透明導電膜により構成され、上記反射部と上記透過部との間の境界領域には、段差部が形成され、上記反射電極は、上記段差部を介して上記透明電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３０】
上記の構成によれば、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えているので、反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなる。そのため、例えば、反射モードの表示を行う反射部と、透過モードの表示を行う透過部との間の境界領域にある段差部付近においても、液晶分子の配向が均一となる。これにより、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００３１】
また、反射電極が、透明導電膜によって覆われ、また、透明電極は、一般に透明導電膜により構成されているので、液晶層に電圧を印加する電極の表面が、反射部及び透過部の何れにおいても、透明導電膜により形成されていることになる。そのため、反射部及び透過部の各電極の表面電位がほぼ等しくなり、反射電極の仕事関数の大きさと透明電極の仕事関数の大きさとの差が解消され、反射部及び透過部の間で共通電極の最適対向電位がほぼ一致する。これにより、反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなり、例えば、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となる。従って、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００３２】
さらに、反射電極は、コンタクトホールを介して透明電極と電気的に接続されているのではなく、反射部と透過部との境界領域にある段差部を介して、透明電極と電気的に接続されているので、その段差部付近において、液晶分子の配向に乱れが生じ、表示画像がざらつく恐れがあるものの、印加電圧調整手段を備えているので、その印加電圧調整手段により反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなる。そのため、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率が均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００３３】
ここで、特許文献６には、反射型液晶表示装置において、電極の電極材料の仕事関数に着眼して、液晶層を挟む共通電極と反射電極（画素電極）との仕事関数がほぼ等しくなるように構成する技術が記載されているが、本発明の液晶表示装置は、画素電極が反射電極と透明電極とに分割され、電圧無印加状態で液晶分子が基板に対し垂直に配向しており、液晶分子が電界に応答するのに十分な電圧を印加した場合（以下、「電圧印加状態」と称する）に、液晶分子が基板に対して平行に配向する垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置に関するものであり、特許文献６とは異なる課題を異なる手段によって解決するものである。
【００３４】
また、特許文献４には、半透過型液晶表示装置において、各電極の電極材料の仕事関数に着眼して、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜からなる非晶質透明導電膜を反射電極上に被覆することにより、反射電極と透明電極との電位をほぼ等しくなるように構成する技術が記載されている。しかしながら、この特許文献４の目的は、ちらつき（フリッカ）を抑止することにあり、本発明のような表示画像のざらつきという課題を解決するためではない。
【００３５】
さらに、特許文献４では、Δε＜０の液晶分子の電圧印加状態において、反射部と透過部との間の段差部付近で生じる配向乱れに起因する表示画像のざらつきという課題については全く示唆されていない。これは、特許文献４では、Δε＞０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置を対象としており、Δε＜０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置については考慮されていないからと考えられる。
【００３６】
ここで、本発明者は、半透過型液晶表示装置において、Δε＞０の液晶分子とΔε＜０の液晶分子とでは、電圧印加状態にて反射部と透過部との間の段差部付近における挙動が大きく異なるということを見出した。
【００３７】
具体的には、図面を用いて、以下に説明する。
【００３８】
図１０（ａ）は、Δε＞０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置における反射部（反射電極５）と透過部（透明電極露出部６’）との間の段差部付近を拡大した平面模式図であり、図１０（ｂ）は、Δε＜０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置における反射部（反射電極５）と透過部（透明電極露出部６’）との間の段差部付近を拡大した平面模式図である。
【００３９】
Δε＞０の液晶分子を用いた場合には、図１０（ａ）に示すように、電圧印加状態では段差部付近の液晶分子３０ａは基板に対して、ほぼ垂直に配向している。このため、反射部と透過部との間で微小な電位差が発生したとき、基板と平行な面内において、液晶分子３０ａが回転したり、基板と平行な面内で液晶分子３０ａが平行移動したりするが、段差部付近において液晶分子のダイレクター（配向方向の単位ベクトル）のばらつきは小さいため、配向の乱れは生じにくく、表示画像にざらつきは現れない。
【００４０】
一方、Δε＜０の液晶分子を用いた場合には、図１０（ｂ）に示すように、電圧印加状態では段差部付近の液晶分子３０ａは基板に対して、平行に倒れるように配向している。このため、反射部と透過部との間で微小な電位差が発生したとき、基板と平行な面内で液晶分子が回転したり、基板と平行な面内で液晶分子が平行移動したりすると、段差部付近において液晶分子のダイレクターがばらばらになって、配向が乱れた状態になり、結果として表示画像のざらつきが発生する。
【００４１】
また、従来のΔε＞０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置では、一般的に電圧印加状態で黒表示をするノーマリーホワイトモードを用いている。このノーマリーホワイトモードでは、電圧印加状態で黒表示のため、仮に、液晶分子の配向に乱れを生じても、ざらつきとして視認されにくい。
【００４２】
一方、Δε＜０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置では、一般的に電圧印加状態で白表示をするノーマリーブラックモードを用いている。そのため、電圧印加状態で液晶分子の配向に乱れを生じると、ざらつきとして視認されやすい。
【００４３】
このように、表示画像のざらつきを抑止するという課題は、従来のΔε＞０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置では、容易に類推されるものではなく、Δε＜０の液晶分子を用いた半透過型液晶表示装置において、特有のものである。
【００４４】
上記透明導電膜は、上記透明電極を覆うように設けられていてもよい。
【００４５】
上記の構成によれば、反射電極及び透明電極が、透明導電膜によって覆われていることになる。そのため、液晶層に電圧を印加する電極の表面が反射部及び透過部において、同一の透明導電膜により形成されているため、両者間の表面電位がほぼ等しくなり、反射電極の仕事関数の大きさと透明電極の仕事関数の大きさとの差が解消され、両者間で共通電極の最適対向電位が略一致する。これにより、反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなり、例えば、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となる。従って、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００４６】
上記反射部で上記液晶層に印加される電圧と、上記透過部で上記液晶層に印加される電圧との差が、３００ｍＶ以下であってもよい。
【００４７】
上記の構成によれば、反射部で液晶層に印加される電圧と、透過部で液晶層に印加される電圧との差が、３００ｍＶ以下と小さくなるので、表示画像のざらつきが視認されない程度に低減される。
【００４８】
上記反射部及び透過部は、交流駆動されてもよい。
【００４９】
上記の構成によれば、例えば、反射電極及び透明電極の電位が反転することにより、反射部及び透過部が交流駆動されるので、共通電極の電位は、液晶層に印加される電圧が正負で実効的に等しくなるように最適対向電位が設定される。ここで、従来の半透過型液晶表示装置では、反射部と透過部との間で電極の電極材料及び構成の違いから両者間で最適対向電位が異なり、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧との間にずれが生じる恐れがある。
【００５０】
しかしながら、本発明の液晶表示装置では、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えているので、反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなる。そのため、例えば、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００５１】
上記段差部を除く上記反射部における上記液晶層の厚さは、上記透過部における上記液晶層の厚さと異なってもよい。
【００５２】
上記の構成によれば、段差部を除く反射部における液晶層の厚さと透過部における液晶層の厚さとが異なるので、段差部を除く反射部の電界の強さと透過部の電界の強さが異なることになる。そのため、電界の強い方の電極（反射電極又は透明電極）では液晶層に含まれるイオン性不純物を吸着し易くなり、余分な電荷が蓄積される。これにより、反射部と透過部との間で蓄積電荷量に差が生じ、両者間で印加電圧がずれる恐れがある。
【００５３】
しかしながら、本発明の半透過型液晶表示装置では、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えているので、反射部と透過部との間で蓄積電荷量の差により、両者間での印加電圧の差が少しずれたとしても、反射部と透過部との間での印加電圧の差は、表示画像にざらつきが発生するほど大きくならない。そのため、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００５４】
上記段差部を除く上記反射部における上記液晶層の厚さは、上記透過部における上記液晶層の厚さの実質的に１／２であってもよい。
【００５５】
上記の構成によれば、段差部を除く反射部における液晶層の厚さが、透過部における液晶層の厚さの実質的に１／２であるので、反射部と透過部との間の位相差が解消されているが、反射電極が共通電極に近い距離にあり、反射部の電界が透過部の電界より強いことになる。そのため、反射電極では液晶層に含まれるイオン性不純物を吸着し易くなり、余分な電荷が蓄積される。これにより、反射部と透過部との間で蓄積電荷量に差が生じ、両者間で印加電圧がずれる恐れがある。
【００５６】
しかしながら、本発明の半透過型液晶表示装置では、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えているので、反射部と透過部との間で蓄積電荷量の差により、両者間での印加電圧の差が少しずれたとしても、反射部と透過部との間での印加電圧の差は表示画像にざらつきが発生するほど大きくならない。そのため、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００５７】
上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子が上記基板面に対して実質的に平行に配向することにより、白表示を行ってもよい。
【００５８】
上記の構成によれば、液晶層に電圧が印加されているときに白表示を行うノーマリーブラックモードであるので、電圧印加状態で液晶分子の配向に乱れを生じると、表示画像のざらつきとして視認される恐れがある。
【００５９】
しかしながら、本発明の液晶表示装置では、印加電圧調整手段を備えているので、その印加電圧調整手段反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなる。そのため、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００６０】
上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子が放射状に配向することにより、白表示を行ってもよい。
【００６１】
上記の構成によれば、液晶層に電圧が印加されているときに、液晶分子が、放射状に配向するので、広い視野角の半透過型液晶表示装置となる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば、反射部で液晶層に印加される電圧と透過部で液晶層に印加される電圧とを近づける印加電圧調整手段を備えているので、反射部と透過部との間での印加電圧の差が小さくなる。そのため、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子の配向が均一となり、画素毎の光の透過率が均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動型であって、透過モードによる表示及び反射モードによる表示を行うことが可能な半透過型の液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００６４】
《発明の実施形態１》
以下に、本発明の実施形態１に係る半透過型液晶表示装置について説明を行う。
【００６５】
図１は、本発明の実施形態１に係る半透過型液晶表示装置６０ａの断面模式図であり、図２は、半透過型液晶表示装置６０ａを構成するアクティブマトリクス基板１０ａの平面模式図である。
【００６６】
この半透過型液晶表示装置６０ａは、第１基板であるアクティブマトリクス基板１０ａと、それに対向するように設けられた第２基板である対向基板２０ｂと、両基板１０ａ及び２０ｂとの間に挟持されるように設けられた液晶層３０とを備えている。
【００６７】
アクティブマトリクス基板１０ａは、相互に並行に延びるように設けられた複数のゲート線１１と、それらのゲート線１１と直交する方向に相互に並行に延びるように設けられた複数のソース線１２と、各ゲート線１１の間にゲート線１１と並行に延びるように設けられた容量線１５と、ゲート線１１及びソース線１２の各々の交差部分に設けられたＴＦＴ２と、各ＴＦＴ２に対応して隣り合うゲート線１１及び隣り合うソース線１２で囲われる表示領域に設けられ反射電極５及び透明電極６からなる画素電極とを備えている。
【００６８】
また、アクティブマトリクス基板１０ａは、絶縁基板１上に、ゲート絶縁膜、保護絶縁膜３及び層間絶縁膜４が順に積層された多層積層構造となっている。
【００６９】
絶縁基板１とゲート絶縁膜との層間には、ゲート線１１及び容量線１５が設けられている。このゲート線１１は、各ＴＦＴ２に対応してソース線１２の延びる方向に突出したゲート電極を有している。
【００７０】
ゲート絶縁膜と保護絶縁膜３との層間には、ＴＦＴ２を構成する半導体層が設けられ、半導体層の上層には、ソース線１２、各ＴＦＴ２に対応してソース線１２からゲート線１１の延びる方向に突出したソース電極２ａ、ソース電極２ａと対峙するドレイン電極２ｂが設けられている。
【００７１】
保護絶縁膜３及び層間絶縁膜４上には、ドレイン電極２ｂ（透明電極６）に接続され、反射モードの表示を行う反射部を構成する反射電極５が設けられている。
【００７２】
層間絶縁膜４の膜厚は、反射部での液晶層の厚さが、透過部での液晶層の厚さの実質的に１／２になるように設定されている。
【００７３】
ドレイン電極２ｂは、保護絶縁膜３及び層間絶縁膜４が設けられていない領域に延設され、その延設された部分が透明電極６となっている。そして、反射電極５から露出した透明電極６（透明電極露出部６’）は、透過モードの表示を行う透過部となっている。
【００７４】
また、反射部（反射電極５）は、図２に示すように、透過部（透明電極露出部６’）の周囲に位置付けられており、反射部と透過部との間の境界領域には、主に層間絶縁膜４による段差部が形成されている。そして、反射電極５と透明電極露出部６’（透明電極６）とは、その段差部を介して電気的に接続されている。
【００７５】
ドレイン電極２ｂの延設された部分で容量線１５と対向する部分は、補助容量電極となっており、ゲート絶縁膜を介して容量線１５と共に、補助容量を構成している。
【００７６】
反射電極５及び透明電極６上には、透明な電極被覆膜１３が設けられ、その電極被覆膜１３上には、配向膜７が設けられている。
【００７７】
電極被覆膜１３は、透明導電膜であって、印加電圧調整手段として機能し、反射電極５及び透明電極６の仕事関数の差を補償するものである。
【００７８】
このアクティブマトリクス基板１０ａにおいて、ＴＦＴ２は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂから構成され、反射電極５は、外光を反射して反射光を表示に使用するだけではなく、ＴＦＴ２の上層に位置するので、ＴＦＴ２へ入射する外光を遮断する遮光膜にもなる。これにより、ＴＦＴ２の光によるリーク電流の発生を抑止することができる。
【００７９】
対向基板２０ｂは、絶縁基板１’上に、カラーフィルタ層９及びブラックマトリクス（不図示）、オーバコート層（不図示）、共通電極８並びに配向膜７が順に積層された多層積層構造になっている。そして、共通電極８と配向膜７との層間には、アクティブマトリクス基板１０ａ上の反射電極５及び透明電極６に対応して、突出部であるリベット２１が設けられている。
【００８０】
液晶層３０は、電気光学特性を有するネマチック液晶であり、Δε＜０の液晶分子３０ａから構成されている。
【００８１】
ここで、リベット２１は、各透過部及び反射部において、電圧印加状態での配向中心を形成するためのものである。
【００８２】
具体的には、液晶層３０に電圧が印加されていないときには、各リベット２１の付近の液晶分子３０ａだけがリベット２１を中心として放射状に傾斜配向すると共に、それ以外の各リベット２１から離れた液晶分子３０ａが基板面に対し実質的に垂直に配向し、また、液晶層３０に電圧が印加されているときには、各リベット２１から離れた液晶分子３０ａも上記放射状傾斜配向に整合するように配向すると考えられている。そして、このような液晶分子の配向によって、画像表示の際の視野角が広くなる。
【００８３】
この半透過型液晶表示装置６０ａは、各画素電極（反射電極５及び透明電極６）毎に１つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線１１からゲート信号が送られてＴＦＴ２をオン状態になったときに、ソース線１２からソース信号が送られてソース電極領域２ａ及びドレイン電極領域２ｂを介して、反射電極５及び透明電極６に所定の電荷を書き込まれ、反射電極５及び透明電極６と共通電極８との間で電位差が生じることになり、液晶層３０からなる液晶容量及び補助容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。
【００８４】
半透過型液晶表示装置６０ａでは、液晶層３０に電圧が印加されると、基板面に対してほぼ垂直に配向していた液晶層３０の液晶分子３０ａが、基板面に対して平行に且つリベット２１を中心に放射状に配向することになる。そして、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子３０ａの配向状態が変わることを利用して、光の透過率を調整して画像が表示される。
【００８５】
また、画像の焼き付き防止のために、反射電極５及び透明電極６の電位が反転することにより、液晶層３０の印加電圧の極性を正負に交互に切り替える交流駆動がされているので、共通電極８の電位は、液晶層３０に印加される電圧が正負で実効的に等しくなるように最適対向電位が設定されている。
【００８６】
上記構成の半透過型液晶表示装置６０ａでは、反射電極５及び透明電極６の電極材料が異なるため、仕事関数の差があるが、反射電極５及び透明電極６を覆うように電極被覆膜１３が設けられ、両者の仕事関数の差が補償されている。そのため、反射部と透過部との間で共通電極の最適対向電位が略一致して、両者間の間での印加電圧の差が３００ｍＶ以下と小さくなる。これにより、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子３０ａの配向が均一となって、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。
【００８７】
また、反射部での液晶層３０の厚さが、透過部での液晶層３０の厚さの実質的に１／２になるように、層間絶縁膜４の膜厚が設定されているので、反射部と透過部との間の位相差は解消されている。その反面、反射電極５が透明電極６と比較して共通電極８に近い距離にあり、反射部の電界が透過部の電界より強いことになる。そのため、反射電極５では液晶層３０に含まれるイオン性不純物を吸着し易くなり、余分な電荷が蓄積される。これにより、反射部と透過部との間で蓄積電荷量に差が生じ、両者間で印加電圧がずれる恐れがあるが、上記のように、反射電極５及び透明電極６上に電極被覆膜１３が設けられているので、反射部と透過部との間で蓄積電荷量の差により、両者間での印加電圧の差が少しずれたとしても、反射部と透過部との間での印加電圧の差は表示画像にざらつきが発生するほど大きくならない。
【００８８】
さらに、反射部と透過部との間の境界領域にある段差部付近で液晶分子３０ａの配向乱れが抑制されるので、配向の安定時間が不要となり、表示画像の応答速度が向上して、動画表示にも対応できる。
【００８９】
また、垂直配向タイプの半透過液晶表示装置においては、液晶層に電圧が印加されてないときに黒表示になるノーマリーブラックの表示モードが適用できるため、図７に示すような従来のノーマリーホワイトの表示モードの半透過液晶表示装置５０ａに比べて、高コントラストの表示になる。そのため、本発明の半透過型液晶表示装置６０ａは、動画表示が可能となると共に、垂直配向タイプの特徴である広視野角及び高コントラストの表示が可能となる。
【００９０】
次に、本発明の実施形態１に係る半透過型液晶表示装置６０ａの製造方法について、詳細に説明する。
【００９１】
＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
まず、ガラス基板等の絶縁基板１上の基板全体に、チタン等からなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線１１、ゲート電極及び容量線１５を形成する。
【００９２】
次いで、ゲート線１１、ゲート電極及び容量線上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜等を成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。
【００９３】
次いで、ゲート絶縁膜上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層とｎ＋アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する。
【００９４】
次いで、半導体層が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ドレイン電極２ｂ及び透明電極６を形成する。
【００９５】
次いで、ドレイン電極２ｂ及び透明電極６が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、チタン等からなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線１２及びソース電極２ａを形成する。
【００９６】
次いで、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂをマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成する。
【００９７】
次いで、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜等を成膜し、その後、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂから構成されたＴＦＴ２を覆うようにＰＥＰ技術によりパターン形成して、保護絶縁膜３を形成する。
【００９８】
次いで、保護絶縁膜３上の基板全体に、感光性アクリル樹脂等を塗布し、その後、ＰＥＰ技術により保護絶縁膜３を覆うようにパターン形成して、層間絶縁膜４を形成する。
【００９９】
なお、ＰＥＰ技術により層間絶縁膜４の表面形状を凹凸状にしてもよい。これにより、層間絶縁膜４の上層の反射電極５の表面形状が凹凸状になり、反射電極５に入射する光を適度に拡散させることができる。
【０１００】
次いで、層間絶縁膜４上の基板全体に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術により、ＴＦＴ２と重なるようにパターン形成して、反射電極５を形成する。
【０１０１】
ここで、反射電極５を構成するアルミニウム膜と透明電極６を構成するＩＴＯとの間にモリブデン膜が挟持されているので、アルミニウム膜をＰＥＰ技術で現像する際に、アルミニウム膜とＩＴＯ膜との間で局部電池を形成して電気的に腐食するのを防ぐことができる。
【０１０２】
次いで、反射電極５及び透明電極６上の基板全体に、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜からなる透明導電膜（厚さ１０ｎｍ程度）をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術により反射電極５及び透明電極６を覆うようにパターン形成して、電極被覆膜１３を形成する。
【０１０３】
ここで、電極被覆膜１３として、ＩＺＯ膜の他に、ＡＺＯ（Aluminium Zinc Oxide）膜及びＧＺＯ（Gallium Zinc Oxide）膜等の透明導電膜を用いてもよい。
【０１０４】
次いで、電極被覆膜１３上の基板全体に、ポリイミド樹脂（例えば、ＪＳＲ（株）製、オプトマーＡＬ）をオフセット印刷により塗布して、配向膜７を形成する。
【０１０５】
上述のようにしてアクティブマトリクス基板１０ａが完成する。
【０１０６】
なお、上述のアクティブマトリクス基板１０ａの作製方法では、半導体層を、アモルファスシリコン膜から形成させる方法を例示したが、ポリシリコン膜から形成させてもよく、さらには、アモルファスシリコン膜及びポリシリコン膜にレーザアニール処理を行って結晶性を向上させてもよい。
【０１０７】
＜対向基板作製工程＞
まず、絶縁基板１’上に、クロム薄膜を成膜した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成してブラックマトリクスを形成する。
【０１０８】
次いで、ブラックマトリクス間のそれぞれに、赤、緑及び青の何れかの着色層をパターン形成してカラーフィルタ層９を形成する。
【０１０９】
次いで、カラーフィルタ層９上の基板全体に、アクリル樹脂を塗布してオーバコート層を形成する。
【０１１０】
次いで、オーバコート層上の基板全体に、ＩＴＯ膜を成膜して共通電極８を形成する。
【０１１１】
次いで、共通電極８上の基板全体に、感光性アクリル樹脂等を塗布し、その後、ＰＥＰ技術により、アクティブマトリクス基板１０ａ上の反射電極５及び透明電極６に対応するようにパターン形成して、リベット２１を形成する。
【０１１２】
ここで、共通電極８上にリベット２１を形成する代わりに、リベット２１に対応する位置のＩＴＯ膜に穴を形成したり、対向するアクティブマトリクス基板上の反射電極５、透明電極６及び電極被覆膜１３に穴を形成してもよい。
【０１１３】
次いで、リベット２１上の基板全体に、ポリイミド樹脂（例えば、ＪＳＲ（株）製、オプトマーＡＬ）をオフセット印刷により塗布して、配向膜７を形成する。
【０１１４】
以上のようにして、本発明を構成する対向基板２０ｂを作製することができる。
【０１１５】
＜液晶表示装置作製工程＞
まず、アクティブマトリクス基板１０ａ及び対向基板２０ｂうちの一方にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂等からなるシール材料を液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンに塗布し、他方の基板に液晶層の厚さに相当する直径を持ち、樹脂又はシリカからなる球状のスペーサーを散布する。
【０１１６】
次いで、アクティブマトリクス基板１０ａと対向基板２０ｂとを貼り合わせ、シール材料を硬化させ、空セルを形成する。
【０１１７】
次いで、空セルのアクティブマトリクス基板１０ａ及び対向基板２０ｂの両基板間に、減圧法によりΔε＜０の液晶分子３０ａからなる液晶材料を注入し液晶層３０を形成する。その後、液晶注入口にＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂を硬化し、注入口を封止する。
【０１１８】
以上のようにして、本発明の半透過型液晶表示装置６０ａを製造することができる。
【０１１９】
《発明の実施形態２》
以下に、本発明の実施形態２に係る半透過型液晶表示装置について説明を行う。
【０１２０】
図３は、本発明の実施形態２に係る半透過型液晶表示装置６０ｂの断面構造を示す。なお、半透過型液晶表示装置６０ｂを構成するアクティブマトリクス基板１０ｂの平面模式図は、図２に示されるアクティブマトリクス基板１０ａと実質的に同じであるので、図２を用いて説明する。
【０１２１】
この半透過型液晶表示装置６０ｂは、第１基板であるアクティブマトリクス基板１０ｂと、それに対向するように設けられた第２基板である対向基板２０ｂと、両基板１０ｂ及び２０ｂとの間に挟持されるように設けられた液晶層３０とを備えている。
【０１２２】
アクティブマトリクス基板１０ｂでは、絶縁基板１側から反射電極５の層までの構成は、実施形態１に記載のアクティブマトリクス基板１０ａと同様である。
【０１２３】
アクティブマトリクス基板１０ｂの反射電極５上には、例えば、透明電極６と同一の透明電極材料により形成された反射電極被覆膜１４が設けられている。
【０１２４】
そして、反射電極被覆膜１４及び透明電極６上には、配向膜７が設けられている。
【０１２５】
反射電極被覆膜１４は、透明導電膜であって、印加電圧調整手段として機能し、反射電極５及び透明電極６の仕事関数の差を補償するものである。
【０１２６】
なお、その他の構成については、実施形態１と同様であり、同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
上記構成の半透過型液晶表示装置６０ｂでは、反射電極５及び透明電極６の電極材料が異なり仕事関数の大きさに差があるが、反射電極５を覆うように透明電極６と同一の透明電極材料で形成された反射電極被覆膜１４が設けられ、両者の仕事関数の大きさの差が補償されている。そのため、反射部と透過部との間で共通電極の最適対向電位が実質的に一致して、両者間の間での印加電圧の差が小さくなる。これにより、反射部と透過部との間で液晶分子３０ａの配向が均一となって、画素毎の光の透過率も均一になるので、表示画像のざらつきが抑止される。その他の効果については、実施形態１と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【０１２８】
次に、本発明の実施形態２に係る半透過型液晶表示装置６０ｂの製造方法について、詳細に説明する。
【０１２９】
＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
まず、ガラス基板等の絶縁基板１上の基板全体に、チタン等からなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線１１、ゲート電極及び容量線１５を形成する。
【０１３０】
次いで、ゲート線１１、ゲート電極及び容量線１５上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜等を成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。
【０１３１】
次いで、ゲート絶縁膜２上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層とｎ＋アモルファスシリコン層からなる半導体層を形成する。
【０１３２】
次いで、半導体層が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、ＩＺＯ膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ドレイン電極２ｂ及び透明電極６を形成する。
【０１３３】
次いで、ドレイン電極２ｂ及び透明電極６が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、チタン等からなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線１２及びソース電極２ａを形成する。
【０１３４】
次いで、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂをマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成する。
【０１３５】
次いで、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜等を成膜し、その後、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂから構成されたＴＦＴ２を覆うようにＰＥＰ技術によりパターン形成して、保護絶縁膜３を形成する。
【０１３６】
次いで、保護絶縁膜３上の基板全体に、感光性アクリル樹脂等を塗布し、その後、ＰＥＰ技術により保護絶縁膜３を覆うようにパターン形成して、層間絶縁膜４を形成する。
【０１３７】
なお、ＰＥＰ技術により層間絶縁膜４の表面形状を凹凸状にしてもよい。これにより、層間絶縁膜４の上層の反射電極５の表面形状が凹凸状になり、反射電極５に入射する光を適度に拡散させることができる。
【０１３８】
次いで、層間絶縁膜４上の基板全体に、アルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術により、ＴＦＴ２と重なるようにパターン形成して、反射電極５を形成する。
【０１３９】
次いで、反射電極５上の基板全体に、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術により反射電極５を覆うようにパターン形成して、反射電極被覆膜１4を形成する。
【０１４０】
次いで、反射電極被覆膜１４上の基板全体に、ポリイミド樹脂（例えば、ＪＳＲ（株）製、オプトマーＡＬ）をオフセット印刷により塗布して、配向膜７を形成する。
【０１４１】
上述のようにしてアクティブマトリクス基板１０ｂが完成する。
【０１４２】
なお、対向基板作製工程及び液晶表示装置作製工程については、実施形態１と同様であり、詳細な説明は省略する。
【０１４３】
以上、アクティブマトリクス基板１０ｂと対向基板２０ｂとを貼り合わせ、両基板１０ｂ及び２０ｂ間に実施形態１と同様な液晶材料を注入することにより、本発明の半透過型液晶表示装置６０ｂを製造することができる。
【０１４４】
次に、具体的に行った実験について説明する。
【０１４５】
本発明の実施例として、半透過型液晶表示装置において、反射部で液晶層に印加される電圧及び透過部で液晶層に印加される電圧の差と表示画像のざらつきとの関係について実験的に検証した。以下、その実験について詳細に説明する。
【０１４６】
まず、実験に用いる実験セルについて説明する。
【０１４７】
図４は、半透過型液晶表示装置の簡易モデルである実験セル４０の平面模式図であり、図５は、その図１中のＡ−Ａ’断面による断面模式図である。
【０１４８】
実験セル４０は、簡易アレイ基板１０’と、簡易対向基板２０ａと、両基板１０’及び２０ａの間に挟持された液晶層３０とから構成されている。
【０１４９】
簡易アレイ基板１０’では、ガラス基板からなる絶縁基板１上に、ＩＴＯからなる透明電極６ａと、層間絶縁膜４を介してアルミニウムからなる反射電極５ａとが設けられ、さらに、反射電極５ａ及び透明電極６ａを覆うように配向膜７が設けられている。
【０１５０】
反射電極５ａ及び透明電極６ａは、電気的に独立でありそれぞれ外部から信号を入力するための引出線を有しており、それぞれが反射部及び透過部を構成している。
【０１５１】
ここで、反射電極５ａは、層間絶縁膜４上に設けられているので、反射電極５ａと透過電極６ａとの間には段差がある。そして、反射電極５ａと透過電極６ａとは、互いに３〜４μｍ離間することにより、上記のように電気的に独立するものの、上記段差の部分（段差部）における液晶分子３０ａの配向が、透過部の液晶分子３０ａの配向に影響を与えるように構成されている。
【０１５２】
層間絶縁膜４は、アクリル樹脂から構成され、その膜厚が、反射部での液晶層３０の厚さが透過部での液晶層３０の厚さの実質的に１／２となっている。
【０１５３】
配向膜７は、ポリイミド樹脂から構成され、液晶層３０に電圧が印加されてないときに後述する液晶分子３０ａが基板に対して略垂直に配向するようになっている。
【０１５４】
簡易対向基板２０ａでは、ガラス基板からなる絶縁基板１’上に、ＩＴＯからなる共通電極８と、配向膜７とが順に設けられている。そして、共通電極８と配向膜７との層間には、簡易アレイ基板１０’上の反射電極５ａ及び透明電極６ａに対応してリベット２１を設けられている。本実験では、カラー表示は不要であるので、カラーフィルタ層を省略している。
【０１５５】
液晶層３０は、電気光学特性を有するネマチック液晶であるΔε＜０の液晶分子３０ａから構成されている。
【０１５６】
なお、実験セル４０は、実施形態１に記載の半透過型液晶表示装置の製造方法に従うことにより、容易に作製することができるので、その作製方法の説明を省略する。
【０１５７】
次に、実験セル４０を用いて、表示画像のざらつきを検証する方法について説明する。
【０１５８】
まず、共通電極８に直流で０Ｖ程度の電位の信号を入力しながら、反射電極５ａ及び透明電極６ａに図６（ａ）に示すような±５Ｖ程度の電位の矩形波の信号ＶＲ０及びＶＴ０をそれぞれ入力する。
【０１５９】
ここで、図６（ｂ）は、反射部及び透過部において、液晶層３０に印加される電圧の波形を示したものである。ＶＲ１は、反射部の印加電圧の波形であり、ＶＴ１は、透過部の印加電圧の波形である。このように、反射電極５ａ及び透明電極６ａに、同一のパターンの信号ＶＲ０及びＶＴ０をそれぞれ入力しても、各電極の仕事関数の差、及び液晶層３０の厚さの差のために、液晶層３０に印加される電圧には、若干の差が生じる。そのため、共通電極８に入力する電位は、反射部及び透過部において、反射部最適対向電位ＶＲOP１及び透過部最適対向電位ＶTOPに設定される必要がある。なお、反射部最適対向電位ＶＲOP１と透過部最適対向電位ＶTOPとの差をΔＶ１とする。
【０１６０】
そこで、まず、透過部について、ちらつきが発生しないように、共通電極８の電位を透過部最適対向電位ＶTOPに合わせる。
【０１６１】
次いで、反射電極５ａに直流で所定電位の信号を付加する。これによって、図６（ｃ）に示すように、反射部の印加電圧の波形は、ＶＲ２となり、透過部の印加電圧の波形は、ＶＴ２となる。ここで、反射部最適対向電位ＶＲOP２は、透過部最適対向電位ＶTOPの方に近づいて、反射部最適対向電位ＶＲOP２と透過部最適対向電位ＶTOPとの差ΔＶ２がΔＶ１よりも小さくなる。
【０１６２】
このようにして、反射電極５ａに所定電位の付加することにより、反射部の反射電極５ａと共通電極８との間の液晶層３０に印加される電圧の大きさが調整される。
【０１６３】
次いで、実験セル４０を、２枚の偏光板で挟み込み、付加される所定電位を徐々に変更しながら、目視にて表示画像のざらつきの有無を観察する。
【０１６４】
次に、上述の方法を用いて、所定電位を変更していった場合の表示画像のざらつきについて、表１に基づいて説明する。
【０１６５】
【表１】
0004614726.tif 000002
【０１６６】
所定電位が０Ｖのときは、反射部で反射電極５ａによって液晶層３０に印加された電圧と透過部で透明電極６ａによって液晶層３０に印加された電圧との差（印加電圧差）が、９００ｍＶであり、表示画像にざらつきが発生した。ここで、印加電圧差とは、反射部及び透過部の各最適対向電位の差である。
【０１６７】
所定電位を３００ｍＶまで高くしたところ、印加電圧差が３５０ｍＶとなり、表示画像のざらつきが少なくなった。
【０１６８】
さらに、所定電位を５００ｍＶまで高くしたところ、印加電圧差が３００ｍＶとなり、表示画像のざらつきが目視では確認できなくなった。
【０１６９】
そして、所定電位を９００ｍＶまで高くしたところ、印加電圧差が０Ｖとなり、表示画像のざらつきも目視では確認できなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
以上説明したように、本発明の半透過型液晶表示装置は、反射部と透過部との間で液晶層の印加電圧の差を小さくするように構成されているので、わずかな印加電圧のばらつきによって液晶分子の配向の乱れが生じやすいΔε＜０の液晶分子を用いた垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の実施形態１に係る半透過型液晶表示装置６０ａの断面模式図である。
【図２】半透過型液晶表示装置６０ａを構成するアクティブマトリクス基板１０ａの平面模式図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る半透過型液晶表示装置６０ｂの断面模式図である。
【図４】実施例に用いた実験セル４０の平面模式図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ’断面による断面模式図である。
【図６】実施例における入力信号波形及び印加電圧波形を示す模式図である。
【図７】従来の水平配向タイプの半透過型液晶表示装置５０ａの断面模式図である。
【図８】従来の垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。
【図９】従来の垂直配向タイプの半透過型液晶表示装置５０ｂを構成するアクティブマトリクス基板１０の平面模式図である。
【図１０】従来の半透過型液晶表示装置における反射部と透過部との間の段差部を拡大した平面模式図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１’      絶縁基板
２            ＴＦＴ
２ａ          ソース電極
２ｂ          ドレイン電極
３            保護絶縁膜
４            層間絶縁膜
５，５ａ      反射電極
６，６ａ      透明電極
６’          透明電極露出部
７            配向膜
８            共通電極
９            カラーフィルタ層
１０，１０ａ，１０ｂ  アクティブマトリクス基板
１０’        簡易アレイ基板
１１          ゲート線
１２          ソース線
１３          電極被覆膜
１４          反射電極被覆膜
１５          容量線
２０，２０ｂ  対向基板
２０ａ        簡易対向基板
２１          リベット
３０          液晶層
３０ａ        液晶分子
４０          実験セル
５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ  半透過型液晶表示装置
【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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