(57)【要約】【課題】広視野角の極小半透過型垂直配向液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を提供する。【解決手段】少なくとも一つのパターン化した透光開口を極小反射層に形成する。下方電極として働く極小反射層が完全な反射効果を生じる。極小反射層は散乱層として働く半透過構造を有し、また、製作工程を減らして製作コストを削減する。下方のパターン化した電極は上方のパターン化した電極に一致していて、ディスプレイ・ユニットをいくつもの領域に分割して多領域構造を形成している。この多領域構造を垂直配向液晶ディスプレイに採用することにより液晶ディスプレイの視野角を広げている。【選択図】図１
2005275211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の基板、
第2の基板、
これら第１及び第2基板の間に配置された垂直配向液晶層、
前記の第１基板の内面に形成された粗い表面を持つ粗面層、
この粗面層にわたってそれと一致して形成されて粗い表面を形成している導電性の反射層、そして
前記の第２基板の内面に形成された透明な導電層
を備え、前記の導電性の反射層に第１の電極開口を形成して反射層を複数の領域に分割し、そして前記の透明な導電層に第２の電極開口を形成し、これらの第１と第２の電極開口が交互に配置されていることを特徴とした半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記の垂直配向液晶層は複屈折Δｎが約０．０５ないし０．１５の範囲にある負性型液晶から成る請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記の負性型垂直配向液晶層はキラル液晶を含む請求項２に記載の半透過型の垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記の粗面層の粗表面の高低差が約５ナノメートルから１００ナノメートルである請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記の粗面層の粗表面の突出粒子の鋭角が約３度から６５度である請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記の粗面層は無機材料から成る請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記の粗面層はシリコン含有の粗面層である請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記の導電性反射層は反射効率の高い金属層である請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記の第１の開口が約１ミクロンから１５ミクロンの開口幅を有する請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記の第１と第２の基板の間にセル・ギャップがあり、前記の開口幅に対する当該セル・ギャップの比が約０．１ないし６である請求項９に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記の導電性反射層へ接続された薄膜トランジスタを更に備える請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記の第１開口のパターンが「＋」、「×」、または「Ｙ」を二つ繋げたパターンである請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記の第１電極開口パターンの枝の傾斜角が９０度より小さくない角度である請求項１２に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記粗面層の前記第１電極開口に被さって形成されているバンプ層を更に備え、前記の液晶層の液晶分子の規定傾斜を定めている請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記の粗面層と前記の導電性の反射層とに形成された透明な導電層にある透光開口を更に含む請求項１に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記の透光開口が透光領域であり、透光開口のない領域が反射領域であり、そして前記の透光領域における液晶セルの位相差が約１５０ナノメートルから５００ナノメートルであり、そして前記の液晶領域における液晶セルの位相差が約１５０ナノメートルから４２０ナノメートルである請求項１５に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
第1の基板、
第2の基板、
これら第１と第2の基板の間に配置された垂直配向液晶層、
前記の第１の基板の内面に形成された粗い表面を持つ粗面層、
この粗面層にわたってそれと一致して形成されて粗い表面を形成している導電性の反射層、
前記の第２基板の内面に形成された透明な導電層、そして
バンプ層
を備え、前記の導電性の反射層に第１の電極開口を形成して反射層を複数の領域に分割し、そして前記の透明な導電層に第２の電極開口を形成し、これらの第１と第２の電極開口が交互に配置されており、前記のバンプ層は前記の第１の電極開口と前記の粗面層とに被さって半透過型垂直配向液晶ディスプレイの液晶分子に既定傾斜を与えることを特徴とした半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１８】
前記の垂直配向液晶層は複屈折Δｎが約０．０５ないし０．１５の範囲にある負性型液晶から成る請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項１９】
前記の負性型垂直配向液晶層がキラル液晶を含む請求項１８に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２０】
前記の粗面層の粗表面の高低差が約５ナノメートルから１００ナノメートルである請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２１】
前記の粗面層の粗表面の突出粒子の鋭角が約３度から６５度である請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２２】
前記の粗面層は無機材料から成る請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２３】
前記の粗面層はシリコン含有の粗面層である請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２４】
前記の導電性反射層は反射効率の高い金属層である請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２５】
前記の導電性反射層はアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）そしてそれの組合せから成るグループから選択されている請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２６】
前記の第１の開口が約１ミクロンから１５ミクロンの開口幅を有する請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２７】
前記の第１と第２の基板の間にセル・ギャップがあり、前記の開口幅に対する当該セル・ギャップの比が約０．１ないし６である請求項２６に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２８】
前記の第１の電極開口の下の幅に対する上の幅の比が約０．８５から１．１５である請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項２９】
前記の透明な導電層がインジウム・チン・オキサイドとインジウム亜鉛オキサイドから成るグループから選択された材料を含む請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３０】
前記の第１開口のパターンが「＋」、「×」、または「Ｙ」を二つ繋げたパターンである請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３１】
前記の第１電極開口パターンの枝の傾斜角が９０度である請求項３０に記載の半透過型の垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３２】
前記の第１電極開口パターンの枝の傾斜角が９０度よりも小さくない角度である請求項３０に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３３】
前記の第２の基板に形成された透明な導電層にある透光開口を更に含む請求項１７に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【請求項３４】
前記の透光開口が透光領域であり、透光開口のない領域が反射領域であり、そして透光領域の液晶セルの位相差は約１５０ナノメートルから５００ナノメートルであり、そして前記の反射領域における液晶セルの位相差が約１５０ナノメートルから４２０ナノメートルである請求項３３に記載の半透過型垂直配向液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶デバイスに係るものであり、さらに詳しく言えば本発明は半透過型の液晶ディスプレイに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
電気製品、たとえばデジタル時計、計算器などに液晶ディスプレイは広く使用されている。さらに、設計製作技術の進歩につれて薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）がポータブル・コンピューター、パーソナル・デジタル・アシスタント、カラーテレビジョンに組込まれ、次第に従来の陰極線管(ＣＲＴ)ディスプレイに取って代わっている。透過型ＬＣＤはこの分野の主な発展である。一般に、バックライトと呼ばれる透過型ＬＣＤの光源はディスプレイの後ろに位置する。そのため、画素電極に使用される材料は透明で導電性の材料、例えばインジウム・チン・オキサイド（ＩＴＯ）である。透過型ＬＣＤのバックライトは最も電力を消耗する部品である。しかし、ＬＣＤの最も広い用途はポータブル・コンピューターと通信機器である。これらのデバイスの使用には電池が主電源である。それ故、ＬＣＤ製品開発の主たる問題はどのようにしてＬＣＤの電力消耗を減少するかということにある。さらに、明るい環境下で使用すると、透過型ＬＣＤからの反射がコントラストを低下させ、像が鮮明でなくなる。
【０００３】
反射型ＬＣＤは上記の問題に対する一つの解決である。反射型ＬＣＤの光源はＬＣＤの外側にある。それ故、光を反射するために反射層が必要とされる。画素電極を反射層として使うのが従来のやりかたである。画素電極に使用する材料は金属アルミニウムのような反射型の導電性材料でなければならない。反射をよくするため画素電極の表面は平らになっていない。しかしながら、反射型ＬＣＤにはさらに問題があって、それは外部の光源からの光の強度が足りないと鮮明な像を表示できないことである。それ故、半透過型ＬＣＤが研究の次のターゲットとなっている。ある半透過型ＬＣＤの画素電極は少なくとも一つの開口をＩＴＯで埋めたアルミニウム・プレートである。そうすることにより、外部の光強度が十分強くないときに、バックライトを点灯し光源として使用することができる。
【０００４】
単一ドメイン構造のツイステッド・ネマティック（ＴＮ）セルが、従来の液晶ディスプレイに広く使用されている。近年、半透過型ＬＣＤでは、クロス・ポラライザや補償層、例えば反射型ツイステッド・ネマティック液晶ディスプレイ（ＲＴＮ  ＬＣＤ）や混合モードのツイステッド・ネマティック液晶ディスプレイ（混合モードＴＮ  ＬＣＤ）などが、ＬＣＤパネルの外側で使われている。しかしながら、半透過型ＬＣＤの視野角には固有の問題がある。さらに、コントラストは１５：１から５０：１の範囲にしかない。この狭い視野角と低いコントラストとが発展を制約している。また、半透過型ＬＣＤを製作するときの擦りプロセスが、ＥＳＤの保護と粒子汚染の問題をさらに複雑にしている。
【０００５】
従来使用されてきた反射層には、０．５ミクロンから１．５ミクロンの高さの差がある。この高さの差が液晶（ＬＣ）セル・ギャップを変化させる。反射効率はＬＣセルの位相差（Ｒ）に関係する。ＬＣセルの位相差（Ｒ）はセル・ギャップの変化値（Δｄ）とＬＣの複屈折（Δｎ）とに関係する。典型的には、ＬＣの複屈折（Δｎ）は約０．０６から０．１までの範囲内にある。よって、セル・ギャップの変化値（Δｄ）が０．５ミクロンから１．５ミクロンの範囲にある場合、変化値Δｎｄは約０．０６ミクロンから０．１５ミクロンの範囲（ΔｎｄｊからΔｎｄｉ）の範囲にある。この変化値Δｎｄは反射効率を１００％から６０％へ下げる。この低下した反射効率では周囲光を充分反射できず、ハッキリした像をつくれない。そのため、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、携帯コンピューターなどのデバイスのポータブル・ディスプレイに従来の半透過型ＬＣＤを使用するのは難しい。さらに、電力消耗と反射とをどう少なくするかという点も、解決しなければならない問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、半透過型の垂直配光液晶ディスプレイに反射層を使用することである。その反射層を下方電極兼散乱層として使用して、直接的に反射効率を高め、製作工程とコストとを低減する。
【０００７】
本発明の別の目的は、半透過型の垂直配光液晶ディスプレイの電極構造を提供することである。この電極構造では、上方電極に相当するパターン化電極がディスプレイ・ユニットをいくつものドメイン、すなわち領域に分けて視野角を広くしている。
【０００８】
本発明の更に別の目的は、半透過型の垂直配向液晶ディスプレイのための画素電極を覆うバンプ層を提供することである。このバンプ構造はＬＣ分子に既定の傾斜角を与える。この既定の傾斜角が、ＬＣＤへ電圧をかけると所望の方向にＬＣ分子を傾斜させて視野角を広げることを保証している。
【０００９】
本発明の別の目的は、半透過型の垂直配向液晶ディスプレイのための最小、もしくは極小の反射層を形成することである。この最小、もしくは極小の反射層は反射効率を増大する。そのようにして高めた反射効率は周囲光の利用を高め、バックライトの電力消費を軽減する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は半透過型の垂直配向液晶ディスプレイを提供する。液晶ディスプレイは、２枚の基板とそれら基板の間に挟んだ垂直配向液晶層とから成る。２枚の基板の一方の内面に粗面層を形成している。導電性の反射層をその粗面層の表面に合わせて形成する。従って、その導電反射層も粗い表面となる。また、第１の電極開口をその導電反射層に形成して、その導電反射層をいくつもの領域に分ける。透明な導電層をもう一枚の基板の内面に形成し、第２の電極開口をその透明な導電層に形成する。この第２の電極開口は第１の電極開口に交互に対応している。粗面層の上部にはバンプ層も形成し、垂直配向液晶分子の既定傾斜角を規定する。
【００１１】
本発明の液晶ディスプレイは、導電性反射層を散乱層兼下方電極として使用することにより、反射効率を高めるとともに、製作プロセスを簡単にしコストを削減している。また、導電性反射層に形成された電極開口パターンは、下方電極を幾つかの領域に分ける。そのパターンは、ＬＣＤの透光域の開口として使用されるだけでなく、多領域構成をつくってＬＣＤの視野角を増大させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は半透過型の垂直配向液晶ディスプレイを提供するものである。本発明では反射層を下方電極として使用し、そして電極開口パターンをその反射層に形成する。このパターンとそれに対応する透明な上方の液晶電極とを使ってディスプレイ・ユニットを幾つかの領域に分けることにより多領域構造を形成する。この多領域構造が広い視野角をつくる。さらに本発明では、バンプ層も使って液晶分子のための既定傾斜角をつくり、さらに視野角を広げる。さらに本発明は極小反射層を使用する。この極小反射層は反射効率を増大する。そのような高い反射効率は周囲光の利用を増大し、そしてバックライトの電力消耗を低減する。
【００１３】
本発明の思想とその技術範囲とを限定するものではない本発明の構成を一つの好ましい実施例で説明する。この実施例を理解した当業者は本発明をいかなる種類の液晶ディスプレイにも応用することができる。本発明の利用を限定するものではない実施例を以下に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。図２Ａと図２Ｂとは、それぞれ本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの下方基板の平面図と上方基板の平面図である。図１の断面図は、図２Ａの線Ｉ―Ｉと図２Ｂの線Ｉ’―Ｉ’に沿う断面図である。本発明の液晶ディスプレイは、透明な下方基板１００と透明な上方基板２００とを含んでいる。透明な下方基板１００と透明な上方基板２００を形成する材料はガラスである。薄膜トランジスタ（図示せず）は画素ユニットを制御するため透明な下方基板１００の画素ユニットに組込まれている。アモルファス・シリコンまたはポリシリコンの薄膜トランジスタを使用する。ポリシリコン薄膜トランジスタは、Ｐ型もしくは相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタである。
【００１５】
次に、粗面層１１０を透明な下方基板１００に被せて形成する。粗面層１１０の製作は薄膜トランジスタの製作プロセスに組込まれている。粗面層の形成には多くの方法がある。薄膜トランジスタの完了後、画素電極に被せて粗面層１１０を形成するのが典型的である。本発明では、以下の技術を使って極微粗面を持つ極小粗面層を形成する。この極小粗面層の反射効率は改善されている。図３を参照する。多結晶質もしくはアモルファスのインジウム・チン・オキサイド層１１２（ａ−ＩＴＯ）を透明な下方基板１００の上に被せて形成する。ａ−ＩＴＯ１１２は例えば、インジウム・オキサイドと酸化第２錫を使用するＣＶＤによって形成される。インジウム・チン・オキサイド層は、プロセス中の条件制御により制御されてアモルファス結晶構造を形成する。
【００１６】
次に、シリコン含有粗面層１１４をａ−ＩＴＯ層１１２に被せて形成する。シリコン含有粗面層１１４の材料はアモルファス・シリコン、ポリシリコン、ＳｉＮxもしくはＳｉＯＮxである。シリコン含有粗面層１１４は、ＣＶＤにより形成するのが典型である。ａ−ＩＴＯ層１１２の結晶構造は、シリコン含有粗面層１１４へ延長していって、シリコン含有粗面層１１４のうねった表面を生じる。シリコン含有粗面層１１４を形成しながら粗面層１１４のレベルを調整するのが非常に重要である。シリコン含有粗面層１１４のうねった表面の突出した粒子の大きさはプロセス条件を変えることにより調整する。突出粒子の平均長Ｌは約１０ナノメートルから５００ナノメートルであり、高さＨは約５ナノメートルから１００ナノメートルである。突出粒子の鋭角は約３度から６５度である。極小粗面層が本発明の粗面層１１０となるように形成されている。無機的な方法を使って上記の薄膜を形成する。無機的な方法により形成されるそのような薄膜は、有機的な方法により形成された薄膜よりも高いプロセス温度で使用できる。
【００１７】
他方、例えばアモルファス・シリコン、ポリシリコン、ＳｉＮx（窒化シリコン）もしくは、SｉＯＮｘ（酸化窒化シリコン）からつくられた散乱液晶構造のシード層でａ−ＩＴＯ層１１２を置き換えることもできる。その場合、そのシード層に被せてシリコン含有粗面層１１４を形成する。シリコン含有粗面層１１４の結晶構造は、シード層により影響されて極小粗面を形成する。アモルファス・シリコンもしくはポリシリコンを選択してシリコン含有粗面層１１４を形成するのであれば、その典型的な方法はＣＶＤである。シリコン含有粗面層１１４の表面の粗面度は熱プロセス、レーザー結晶化プロセスもしくは水素化除去プロセスにより粒度を調整して変えることができる。さらには、シリコンターゲットを使用したスパッタリングプロセスを使用して最小結晶粒子を持つシリコン層を形成し、シリコン含有粗面層１１４とすることもできる。
【００１８】
導電反射層１２０は、粗面層１１０に被覆形成して導電電極とする。導電反射層１２０と粗面層１１０とを形成する工程は、薄膜トランジスタの工程と一緒にして加工工程を減らすことができ、また、加工コストも削減できる。反射層１２０は、反射特性の優れた材料、例えばアルミニウム、銀、もしくはアルミニウムと銀の合金や、もしくは導電性多層反射層から形成する。さらに、反射層１２０は、部分的に透明な金属層から底面反射層もしくは多層反射層の形で形成することもできる。そのような層は、外部からの光を反射するだけでなく、バックライト光源からの光も通す。反射層１２０は粗面層１１０に一致させて形成する。それ故、反射層１２０の上に粗面層１１０と同じうねり面が形成される。反射層１２０の突出粒子の鋭角は、約２度から１５度であり、好ましくは約７度から１２度である。この範囲の鋭角で優れた反射効率が得られる。電極開口パターン１３０が反射層１２０に形成される。この実施例では、開口パターン１３０は図２Ａに示す二重クロス・パターンと同様である。電極開口パターン１３０の幅Ｗは、画素の大きさに従って変える必要がある。その幅Wは約１ミクロンないし１５ミクロンである。幅Ｗに対する下方基板１００と上方基板２００との間のセル・ギャップｄの比は、約０．１ないし６である。開口パターン１３０は、図１に示すように、反射層１２０に形成されるだけでもよいし、もしくは図３に示すように、下方基板１００を露出するように形成してもよい。開口パターン１３０の頂部の幅ＷＢは、開口パターン１３０の底の幅ＷＡの約０．８５ないし１．１５倍である。
【００１９】
Ｐ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタおよび相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタにそれぞれ形成された極小反射層について以下に詳述する。図１２は、極小反射層とＰ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの断面略図である。Ｐ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタは基板１００に形成されている。図１２に示すＰ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタは、Ｐ型ドープしたソース領域１００２、Ｐ型ドープしたドレイン領域１００６、そして低温ポリシリコン・チャンネル１００４を含んでいる。誘電体層１０２０がソース領域１００２、ドレイン領域１００６、そしてチャンネル１００４を被っている。ゲート電極１０２２が、誘電体層１０２０の上に、低温ポリシリコン・チャンネル１００４に揃えて形成されている。低温ポリシリコン薄膜トランジスタは、誘電体層１０２０、ソース領域１００２、ドレイン領域１００６、チャンネル１００４及びゲート電極１０２２からなる。誘電保護層１０３０はゲート電極１０２２の上に形成されている。ａ−ＩＴＯ層１１２が画素領域に形成される。電極開口パターン１３０がａ−ＩＴＯ層１１２に形成される。次に、ソース領域１００２とドレイン領域１００６とがプラグを介して保護層１０３０の導電線１０３２と１０３４とにそれぞれ接続されている。導電線１０３２は、電界改善のため、選択的にａ−ＩＴＯ層１１２へ接続される。シリコン含有粗面層１１４は、基板１００の全体を被っている。ａ−ＩＴＯ層１１２を被っているシリコン含有粗面層１１４は、極小粗面を形成している。最後に、導電反射層１２０が画素領域内のシリコン含有粗面層１１４に被さって形成されている。導電反射層１２０はプラグを介して導電線１０３２へ接続されて画素電極として働き、そして電極開口１３０がここに形成される。他方、電極開口１３０は、図３に示すように、導電層１２０を底までエッチングし、ａ−ＩＴＯ層１１２を打ち抜いて形成してもよい。
【００２０】
他方、相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製法は、Ｐ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製法と同様である。しかしながら、Ｎ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタも相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製作中に形成される。図１３は、極小反射層と相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの断面略図である。図１３を参照する。Ｎ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタがＰ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの近くに形成されていて、相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタを形成している。Ｎ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタは、Ｎ型ドープしたソース領域１１０２、Ｎ型ドープしたドレイン領域１１０６、そしてソース領域とドレイン領域との間に低温ポリシリコン・チャンネル１１０４を含んでいる。Ｎ型ドープしたドレイン領域１１０３がＮ型ドープしたソース領域１１０２と低温ポリシリコン・チャンネル１１０４との間に形成される。Ｎ型ドープした領域１１０５がＮ型ドープしたドレイン領域１１０６と低温ポリシリコン・チャンネル１１０４との間に形成される。ゲート電極１１２２が誘電体層１０２０の上に低温ポリシリコン・チャンネル１１０４に揃えて形成される。
【００２１】
他方、透明な導電層２１０が上方基板２００の内面に形成されて上方電極として働く。典型的には、ＩＴＯもしくはＩＺＯ材料を使って透明な導電層２１０を形成している。電極開口２２０も透明な導電層２１０に形成される。電極開口２２０のパターンは電極開口１３０のパターンに対応する。さらに、電極開口２２０のパターンと電極開口１３０とは交互になっていてディスプレイ・ユニットを多領域に分割し、そして多領域構造体を形成する。最後に、垂直配向の液晶分子が上方基板２００と下方基板１００との間にあって液晶層３００を形成する。この液晶分子は複屈折Δｎの負の液晶分子（Δε＜０）である。この複屈折Δｎは約０．０５−０．１５である。この液晶分子は、キラルもしくはキラル液晶分子をドープしたものであるのが好ましい。液晶分子の自然ピッチは約２０ミクロンよりも大きい。
【００２２】
図４は、本発明による、図２Ｂの上方基板に重なる図２Ａの下方基板の構造略図である。上方電極と下方電極（透明な導電層２１０と導電性反射層１２０）は交互になっている。電圧が加えられると、多領域構造体は上方電極と下方電極との間に整列電界４００を発生する。この整列電界４００は液晶層３００の液晶分子をねじって液晶層３００を通る光を調節する。多領域構造体には擦りプロセスは不用である。さらに、多領域構造体は上方基板２００を通る光の平均角度を改善して視野角を拡大する。
【００２３】
図５は、本発明による液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。図５を参照する。バンプ層１４０が電極開口１３０のパターンの上に形成されている。バンプ層１４０は、粗面層１１０から隆起している。その鋭角は約１０―８５度である。バンプ層１４０は、液晶層３００内でバンプ層１４０の近くにある液晶分子の既定傾斜角を改善する。この既定傾斜角により広視野角が得られ、像が改善される。バンプ層１４０は従来の擦り技術を不用とするので、粉末汚染の問題も少ない。フォトリトグラフィー・プロセスでは、フォトレジストを使ってバンプ層１４０を形成することができる。このバンプ層１４０とそれの下の粗面層１１０とは、同じフォトレジスト材料を使って両方同時に形成するならば、一工程ですむ。
【００２４】
本発明によれば、上の実施例とは別の実施例もあり得る。図６は本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。図７Ａは本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの下方基板の平面略図である。図７Ｂは本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの上方基板の平面略図である。図６の横断面図は、図７Ａの線II―IIと図７Bの線II’―II’とに沿う断面である。図６、図７A及び図７Ｂを一緒に参照する。同じ参照番号については上の説明を参照されたい。この実施例では、電極開口のパターンは十文字型である。この十文字の枝は、画素領域の境界に垂直または平行となって、開口パターン１３０ａを形成している。同様に、透明な導電性層２１０の開口パターン２２０ａも多領域構造とするには、対応開口パターン１３０aに合わせて変える必要がある。
【００２５】
バンプ層も粗面層１１０に被せて形成する。この実施例では、バンプ層１４０ａがディスプレイ・ユニットの境界に形成されて、液晶層３００の境界において液晶分子の既定傾斜角を改善している。同様に、開口パターン１３０ａにもバンプ層が形成されて、液晶分子に既定角を与えて視野を改善する。
【００２６】
さらに別の実施例を説明する。導電性の反射層に部分開口を形成する。透明な電極を開口に形成して、透光領域に対する反射領域の比を変える。この実施例は設計を便利なものとする。透光領域における液晶セルの位相差Δｎ×ｄＴは約１５０ナノメーターから５００ナノメーターであるのが好ましい。他方、反射領域における液晶セルの位相差Δｎ×ｄＲは約１５０ナノメーターから４２０ナノメーターであるのが好ましい。
【００２７】
図８は、本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの横断面図である。図９は、本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの頂面略図である。図８は、図９の線III―IIIで切断した横断面図である。図８と図９とを参照する。同じ番号については上の説明を参照されたい。この実施例では、透光開口１３２を反射層１２０に追加形成して透光領域に対する反射領域の比を変えている。本構成は、上の説明とは少々異なっている。先ず、透明な導電層１０２が下方基板１００に被さって形成される。透明な導電層１０２の材料はＩＴＯもしくはＩＺＯである。次に、開口パターン１３０ａが透明な導電層１０２に形成される。それから粗面層１１０と導電性反射層１２０が透明な導電層１０２に被さって順次形成される。開口パターン１３０ａに重なっている透光開口１３２が粗面層１１０と導電反射層１２０とに形成される。重なっている領域は光を通す。透光開口１３２のパターンは図９にあるように矩形である。加えて、透明な導電層１０２の位置が変えられ、粗面層１１０と反射層１２０との間に形成される。開口パターン１３０ａと透光開口１３２とを含む透過領域のこのような変更は、透光領域の透光ＬＴを改善する。反射光ＬＲに対する透光ＬＴの比を変えることにより、設計をし易くしている。
【００２８】
電極開口パターンも変えることができる。例えば、図１０にあるように、電極開口は“＋＋＋”パターンに設計されている。このパターン設計は、ディスプレイ・ユニットを以前の設計よりも多くの領域に別けて視野角を改善する。また、電極開口パターンは、図１１Ａにあるように、“×”開口パターン１３０Ｃとして設計してもよい。開口パターン１３０Ｃの枝は、画素領域の境界に対して傾斜している。好ましい枝間の角θｃは約９０度である。画素領域の幅に対する長さの比に従って角θｃも変えることができる。複数の“×”開口パターンを並列にして“××”のようなパターンを形成することもできる。更に他のパターンもできる。例えば、２つの“Ｙ”パターンが電極開口１３０ｄを形成して図１１Ｂに示すようにディスプレイ・ユニットを分割する。枝間の好ましい角θｄは９０度よりも大きい。各枝は図１１Ｃに示すように相互に平行になってはおらず、電極開口１３０ｅの境界ａ１とａ２に示すようになる。さらに、境界の幅は枝の中央の幅よりも大きい。他方、図１１Ｄは電極開口１３０ｆの枝ｂ１とｂ２とを示している。境界の幅は枝の中央の幅よりも小さい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上に説明したように、本発明は半透過型の垂直配向液晶ディスプレイを提供する。本発明は半透過型の液晶ディスプレイの特質と垂直配向の特質とを組合せて視野角を改善している。さらに、上方基板の透明電極へ反射層を配置した設計によって、本発明は視野角を改善する多領域構成を形成するばかりでなく、コントラストを２００：１から６００：１に改善している。さらに、本発明は製作プロセスを簡単にしている。
【００３０】
当業者なら理解するであろうが、上に説明した本発明の好ましい実施例は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。その様々な変更や類似の構成は特許請求の範囲に記載の本発明の思想に含まれるものである。特許請求の範囲は、そのようなすべての変更態様が含まれるように、広義に解釈されるべきである。好ましい実施例を説明したが、これらは本発明の技術思想の範囲内で様々に変更できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。
【図２Ａ】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの下方基板の平面図（上面図）である。
【図２Ｂ】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの上方基板の平面図である。
【図３】本発明の極小反射層の断面図である。
【図４】本発明に従って図２Ｂの上方基板に重なっている図２Ａの下方基板の略図である。
【図５】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。
【図６】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。
【図７Ａ】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの下方基板の平面図である。
【図７Ｂ】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの上方基板の平面図である。
【図８】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの断面略図である。
【図９】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの平面略図である。
【図１０】本発明の液晶ディスプレイ・ユニットの平面図である。
【図１１Ａ】本発明の実施例の電極開口の平面略図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施例の電極開口の平面略図である。
【図１１Ｃ】本発明の実施例の電極開口の平面略図である。
【図１１Ｄ】本発明の実施例の電極開口の平面略図である。
【図１２】極小反射層とＰ型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの断面図である。
【図１３】極小反射層と相補型低温ポリシリコン薄膜トランジスタの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００    下方基板
１１０    粗面層
１１２    ａ−ＩＴＯ層
１１４    シリコン含有粗面層
１２０    導電反射層
１３０    電極開口パターン
１３０ａ  開口パターン
１３０ｃ  開口パターン
１３０ｄ  開口パターン
１３０ｅ  開口パターン
１３０ｆ  開口パターン
１３２    透光開口
１４０    バンプ層
２００    上方基板
２１０    透明導電層
２２０    電極開口
２２０ａ  開口パターン
３００    液晶
４００    整列電界
１００２  ソース領域
１００４  チャンネル
１００６  ドレイン領域
１０２０  誘電体層
１０２２  ゲート領域
１０３０  誘電保護層
１０３２  導電線
１０３４  導電線
１１０２  ソース領域
１１０４  チャンネル
１１０５  Ｎ型ドープした領域
１１０６  ドレイン領域
１１２２  ゲート領域
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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