(57)【要約】【課題】  部分透過型であって、その透過領域と反射領域の液晶層厚の差を不要とし、かつ正常な表示を達成できる液晶表示装置を提供。【解決手段】  液晶を介して対向配置される第１基板および第２基板と、  前記第１基板の画素領域に形成された透光性の画素電極と非透光性の第１基準電極と、  前記第２基板の画素領域に形成された透光性の第２基準電極とを備え、  前記第２基準電極は少なくとも前記画素電極と対向して形成されている。【選択図】    図１
2005321615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を介して対向配置される第１基板および第２基板と、
前記第１基板の画素領域に形成された透光性の画素電極と非透光性の第１基準電極と、
前記第２基板の画素領域に形成された透光性の第２基準電極とを備え、
前記第２基準電極は少なくとも前記画素電極と対向して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
各画素の領域に透過領域と反射領域を備え、
反射領域における縦電界の強度は透過領域における縦電界の強度より弱いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
各画素の領域に透過領域と反射領域を備え、
透過領域における電界は縦電界により、反射領域における電界は縦電界に横電界を加えて形成されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
第１基板および第２基板にそれぞれ配向膜を備え、この配向膜による液晶の分子の初期配向方向がホモジニアス配向となっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
第１基板に第１位相差板および第１偏光板を、第２基板に第２位相差板および第２偏光板を備え、
第１位相差板と第２位相差板はλ／４波長板からなるとともに、第１位相差板と第２位相差板の遅相軸と第２偏光板の吸収軸は４５°の角度を有し、第１偏光板の吸収軸と第２偏光板の吸収軸は直交し、かつ、前記初期配向方向は第１位相差板の遅相軸と直交していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第１基板に第１位相差板、第３位相差板および第１偏光板を、第２基板に第２位相差板、第４位相差板および第２偏光板を備え、
第１位相差板と第２位相差板はλ／４波長板からなるとともに、第１位相差板と第２位相差板の遅相軸と第２偏光板と第４位相差板の合成で得られる吸収軸は４５°の角度を有し、第１偏光板と第３位相差板の合計での吸収軸と第１偏光板と第４位相差板の合成で得られる吸収軸は直交し、かつ、前記初期配向方向は第１位相差板の遅相軸と直交していることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
第１位相差板の位相差ΔndをX（ＰＳ１）、第２位相差板の位相差ΔndをＸ（ＰＳ２）、および液晶層の位相差ΔndをＸ（ＬＣ）とした場合、次式（１）、（２）を満足する関係となっていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
〔数１〕  １００＜Ｘ（ＬＣ）―Ｘ（ＰＳ２）＜１７５（ｎｍ）
……（１）
〔数２〕  ―７０（ｎｍ）＜Ｘ（ＬＣ）−（Ｘ（ＰＳ１）＋Ｘ（ＰＳ２））＜＋７０（ｎｍ）                                                            ……（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、いわゆる部分透過型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる部分透過型の液晶表示装置は、その各画素において透過領域と反射領域を備え、内蔵するバックライトからの光源および外来光による光源をたとえば適宜切替えて用いることができるようになっている。このような液晶表示装置は、たとえば携帯用機器向けディスプレイとして知られている。
【０００３】
しかし、バックライトからの光は液晶層を一回通過するのに対し、外来光は液晶層を往復し二回通過することから、該液晶層を通る距離が、反射領域では透過領域の2倍となるという不都合が生じる。
【０００４】
従来はこの対策として、透過領域と反射領域で段差を設け、透過領域における液晶層の厚みを反射領域におけるそれの約２倍とする構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４２２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような液晶表示装置では、画素内に大きな段差を必然的に備えることとなるため、段差部で液晶分子の配向に乱れが生じ、光り漏れとなり、画質の低下をもたらすことを免れない。
【０００７】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、いわゆる部分透過型の表示装置において、その透過領域と反射領域の液晶層厚の差を不要とし、かつ正常な表示が達成できることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、種々の構成で透過領域と反射領域にギャップがない場合の構成を検討し、その結果、次の構造、知見を得るに至った。
【０００９】
まず、図１５に示す構造において、液晶層ＬＣは基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２の間に設けられる。基板ＳＵＢ１の液晶層と反対側の面には位相差板ＰＳ１および偏光板ＰＬ１が順次配置されている。また、基板ＳＵＢ２の液晶層と反対側の面には位相差板ＰＳ２および偏光板ＰＬ２が順次配置されている。
【００１０】
基板ＳＵＢ１の液晶側の面には画素電極ＰＸが形成され、この画素電極ＰＸは透過領域においてＩＴＯ等の透明電極で形成され、反射領域においてＡｌ等の金属で形成される。図１５では、ＡＬ等の金属で形成された画素電極ＰＸ（反射電極）が形成された個所を符号ＲＬを付して示しているが、透明電極からなる画素電極ＰＸは図示していない。基板ＳＵＢ２の液晶側の面には共通電極ＣＴが形成されている。
【００１１】
なお、前記画素電極ＰＸと共通電極ＣＴのそれぞれの面には配向膜が形成されている。
【００１２】
ここで特徴的な構成は、液晶層はホモジニアス配向（基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２で配向方向が平行、または逆平行）としたことである。そして電界は基板に垂直な方向に加わるいわゆる縦電界方式となっている。
【００１３】
このときの光学軸の配置を図１６に示す。位相差板ＰＳ１と位相差板ＰＳ２としてはλ/４波長板を用いる。位相差板ＰＳ１、位相差板ＰＳ２の遅相軸と偏光板ＰＬ２の吸収軸は４５°、偏光板ＰＬ１の吸収軸と偏光板ＰＬ２の吸収軸は直交（いわゆるクロスニコル状態）、そして基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２での液晶分子の初期配向方向、あるいはラビング方向ＡＸはホモジニアスで、かつＰＳ１の遅相軸と直交する配置とする。
【００１４】
この結果、透過領域と反射領域のいずれにおいても、電圧無印加時に黒表示を、電圧の増加に伴い輝度の増加する、いわゆるノーマリーブラック特性を得ることができた。
【００１５】
図１７にこの状態を表す実験データを示す。図中実線が反射領域における電圧−輝度特性を、点線が透過領域におけるそれである。図から明らかとなるように、透過領域、反射領域のいずれも、電圧が０のときに黒状態となり、電圧の増加により輝度が増大することが示される。
【００１６】
しかし、上述した構成に対しては更に改善の余地があることが明らかになる。図１７に示すグラフから明らかなように、反射領域での輝度は透過領域より低電圧でピークに至り、その後の電圧の増加とともに逆に低下してしまっている。すなわち、ピーク輝度を与える電圧は透過領域と反射領域において大幅にずれてしまうという不都合があることが判明する。
【００１７】
たとえば携帯用表示装置では、透過表示と反射表示のどちらの画像が人間にとって支配的となるかは単にその表示装置が用いられる周囲環境に依存する。人間の目にはあくまで透過領域と反射領域の双方からの画像が合成されて認識される。したがって、反射領域で電圧がピークとなる以降の電圧まで用いると、輝度−階調特性が狂い、正常な画像の表示が妨げられるという問題があることが判明する。
【００１８】
これを解消する手段として、発明者は、反射領域が相対的に最大輝度となる電圧を最大階調に対する電圧として用い、該電圧以下で駆動することを考案した。
【００１９】
しかし、図３から明らかとなるように、仮に電圧５０（％）程度の反射領域での電圧のピーク以下で駆動すると、透過領域の最大輝度は透過領域に最適のピーク電圧を加えた場合に比べ半分以下に低下してしまう。
【００２０】
したがって、高輝度、低消費電力化のためには、さらに改善を図ることが好ましいことは明らかとなる。そこで、発明者はさらに研究を重ね、電極の構成を工夫することにより反射領域と透過領域でそれぞれ最大輝度を与える電圧を大幅に近づけることが可能であることを見出すに至った。
【００２１】
すなわち、反射領域での縦電界の強度を透過領域での縦電界の強度より弱めることを案出するに至った。これにより反射領域での入力電圧に対する輝度の上昇カーブは、電界強度が同じ場合より寝たものとなるため、透過領域と反射領域での電圧−輝度特性の差を大幅に低減させることができる。
【００２２】
この発想は、本願の顕著な特徴点となる。何故なら、従前の場合、すなわち、透過領域と反射領域に段差を設けない構造にあっては、透過領域と反射領域で電界強度を同じように構成し、また、透過領域の液晶層ギャップを反射領域のそれより拡大する構造にあっては、むしろ反射領域の電界強度を強くするように構成しており、本発明での発想と全く正反対の方向への着想となっているからである
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される第１基板および第２基板と、
前記第１基板の画素領域に形成された透光性の画素電極と非透光性の第１基準電極と、
前記第２基板の画素領域に形成された透光性の第２基準電極とを備え、
前記第２基準電極は少なくとも前記画素電極と対向して形成されていることを特徴とする。
（２）本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素の領域に透過領域と反射領域を備え、
反射領域における縦電界の強度は透過領域における縦電界の強度より弱いことを特徴とする。
（３）本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素の領域に透過領域と反射領域を備え、
透過領域における電界は縦電界により、反射領域における電界は縦電界に横電界を加えて形成されることを特徴とする。
（４）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）から（３）のいずれかの構成を前提とし、第１基板および第２基板にそれぞれ配向膜を備え、この配向膜による液晶の分子の初期配向方向がホモジニアス配向となっていることを特徴とする。
（５）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（４）の構成を前提とし、第１基板に第１位相差板および第１偏光板を、第２基板に第２位相差板および第２偏光板を備え、
第１位相差板と第２位相差板はλ／４波長板からなるとともに、第１位相差板と第２位相差板の遅相軸と第２偏光板の吸収軸は４５°の角度を有し、第１偏光板の吸収軸と第２偏光板の吸収軸は直交し、かつ、前記初期配向方向は第１位相差板の遅相軸と直交していることを特徴とする。
（６）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（４）の構成を前提とし、第１基板に第１位相差板、第３位相差板および第１偏光板を、第２基板に第２位相差板、第４位相差板および第２偏光板を備え、
第１位相差板と第２位相差板はλ／４波長板からなるとともに、第１位相差板と第２位相差板の遅相軸と第２偏光板と第４位相差板の合成で得られる吸収軸は４５°の角度を有し、第１偏光板と第３位相差板の合計での吸収軸と第１偏光板と第４位相差板の合成で得られる吸収軸は直交し、かつ、前記初期配向方向は第１位相差板の遅相軸と直交していることを特徴とする。
（７）本発明による液晶表示装置は、たとえば、（４）から（６）のいずれかの構成を前提とし、
第１位相差板の位相差ΔndをＸ（ＰＳ１）、第２位相差板の位相差ΔndをＸ（ＰＳ２）、および液晶層の位相差ΔndをＸ（ＬＣ）とした場合、次式（１）、（２）を満足する関係となっていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
〔数１〕  １００＜Ｘ（ＬＣ）―Ｘ（ＰＳ２）＜１７５（ｎｍ）
……（１）
〔数２〕  ―７０（ｎｍ）＜Ｘ（ＬＣ）−（Ｘ（ＰＳ１）＋Ｘ（ＰＳ２））＜＋７０（ｎｍ）                                                            ……（２）
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００２４】
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図で、該液晶表示装置の一画素における部分の断面を示した図である。
【００２５】
図１において、液晶ＬＣを介して対向配置される透明基板ＳＵＢ１と透明基板ＳＵＢ２とを有し、これら透明基板ＳＵＢ１と透明基板ＳＵＢ２は該液晶ＬＣを封入する外囲器として構成される。
【００２６】
液晶表示装置における表示を観察する側は図中上側となり、この観察する側に対し、透明基板ＳＵＢ２、液晶ＬＣ、透明基板ＳＵＢ１を介した反対側にはバックライトＢＬが配置されている。
【００２７】
透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、基準電極ＣＴ１が形成されている。この基準電極ＣＴ１は画素の領域内において図中の紙面表から裏にかけて延在する帯状のパターンからなるとともに、図中の左側から右側にかけて並設された複数の電極から構成されている。
【００２８】
各基準電極ＣＴ１は、隣接する他の基準電極ＣＴ１とたとえば当該基準電極ＣＴ１の幅に相当する長さの間隔で離間されて配置されている。
【００２９】
これら各基準電極ＣＴ１は、たとえばアルミニュウム（Ａｌ）等の金属からなり非透光性の導電材料によって形成されている。平面的に観た場合、当該画素領域のうち、この基準電極ＣＴ１が形成された領域を反射領域ＲＬとして形成するからである。なお、図１に示す符号ＲＭは、外来光を該基準電極ＣＴ１によって反射させ観察者側へ導く光路を示している。
【００３０】
このように基準電極ＣＴ１が形成された面には、該基準電極ＣＴ１をも被って絶縁膜ＩＮＳが形成されており、この絶縁膜ＩＮＳの上面には画素電極ＰＸが形成されている。この画素電極ＰＸは、基準電極ＣＴ１と同様に、画素の領域内において図中の紙面表から裏にかけて延在する帯状のパターンからなるとともに、図中の左側から右側にかけて並設された複数の電極から構成されている。この場合、各画素電極ＰＸは前記基準電極ＣＴ１に重畳されることなく互いに隣接する基準電極ＣＴ１の間に位置づけられるようにして配置されている。この結果、平面的に観た場合、後述の図５に示すように、一方の側から他方の側にかけて、基準電極ＣＴ１、画素電極ＰＸ、基準電極ＣＴ１、画素電極ＰＸ、……、という順に交互に配置された構成となっている。
【００３１】
これら各画素電極ＰＸは、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性の導電材料によって形成されている。平面的に観た場合、当該画素領域のうち、この画素電極ＰＸが形成された領域を透過領域として形成するからである。図１に示す符号ＴＭは、バックライトＢＭからの光を該画素電極ＰＸを通して観察者側へ導く光路を示している。
【００３２】
なお、画素電極ＰＸの材料として、他にITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ZｎO(Zinc Oxide)、SnO（酸化スズ）、In２O３（酸化インジウム）等であってもよいことはいうまでもない。
【００３３】
画素電極ＰＸが形成された面には該画素電極ＰＸをも被って配向膜ＡＬ１が形成されている。この配向膜ＡＬ１は液晶ＬＣと直接に接触する膜で該液晶ＬＣの分子の初期配向方向を決定づけるようになっている。
【００３４】
一方、透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面には基準電極ＣＴ２が形成され、この基準電極ＣＴ２は画素領域の全域にわたって、ひいては隣接する他の画素領域にも及んで共通に形成されている。この基準電極ＣＴ２は、透明基板ＳＵＢ１側に形成した前記基準電極ＣＴ１と区別されるものである。後述の説明から明らかとなるように、この基準電極ＣＴ２と透明基板ＳＵＢ１側の画素電極ＰＸと間でそれに印加される電圧で液晶を駆動させるのに対し、基準電極ＣＴ１は該電圧によって発生する液晶ＬＣ中の電界の分布を調整する機能を有するからである。
【００３５】
基準電極ＣＴ２が形成された面には該基準電極ＣＴ２をも被って配向膜ＡＬ２が形成されている。この配向膜ＡＬ２は液晶ＬＣと直接に接触する膜で該液晶ＬＣの分子の初期配向方向を決定づけるようになっている。
【００３６】
なお、透明基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣと反対側の面には位相差板ＰＳ１、偏光板ＰＬ１が、透明基板ＳＵＢ２の液晶ＬＣと反対側の面には位相差板ＰＳ２、偏光板ＰＬ２が配置されている。液晶ＬＣの分子の挙動を可視化できるようにである。
【００３７】
このように構成された画素は、その透過領域では電界は画素電極ＰＸと基準電極ＣＴ２との間にいわゆる縦電界（基板ＳＵＢに対して縦方向に生じる電界）として形成される。
【００３８】
これに対し、反射領域では基準電極ＣＴ１とＣＴ２が平面的に重畳し、これら基準電極間では縦電界は直接には形成されず、隣接する透過領域での画素電極ＰＸから基準電極ＣＴ１及びＣＴ２に回り込んで形成される電界により表示を行うようになっている。このため、反射領域ＲＬでは、上記縦電界と横電界（基板ＳＵＢに対して横方向に生じる電界）が混在する状態となり、ここでの縦電界の強度を透過領域のそれより低減させることが可能となる。
【００３９】
すなわち、反射領域ＲＬでは横電界を加えた縦電界により液晶分子の動作を行うモードとなり、換言すれば、透過領域では縦電界＞横電界として縦電界で、反射領域では縦電界＜横電界として横電界を加えた縦電界で液晶分子の駆動を行うモードとなる。
【００４０】
図２は、上述した構成において、画素電極ＰＸおよび基準電極ＣＴ２（ＣＴ１）に印加される電界の分布をシミュレーションの結果で得られた図を示し、その等電位線ＥＶＬから明らかなように反射領域（基準電極ＣＴ１の上方）における電界の強さが透過領域（画素電極ＰＸの上方）における電界の強さより弱まっていることが明確化できる。
【００４１】
図３は、前記位相差板ＰＳ１、ＰＳ２、および偏光板ＰＬ１、ＰＬ２の関係を説明する図で、位相差板ＰＳ１とＰＳ２としてはλ/４波長板を用い、位相差板ＰＳ１，ＰＳ２の遅相軸と上偏光板ＰＬ２の吸収軸は４５°、下偏光板ＰＬ１の吸収軸とＰＬ２の吸収軸は直交する、いわゆるクロスニコル状態となっている。そして基板ＳＵＢ１とＳＵＢ２での液晶分子の初期配向方向、あるいはラビング方向ＡＸはホモジニアスで、かつ位相差板ＰＳ１の遅相軸と直交する配置となっている。
【００４２】
図４は、上述した構成における電圧−輝度特性を示したグラフである。電圧の増加に伴い、透過部と反射部が単調に増加する特性が実現でき、しかも、上昇カーブも類似させることができる。
【００４３】
図５は、前記配向膜ＡＬ１、ＡＬ２のラビング方向を示したもので、平面的に観た図において、該ラビング方向ＡＸは画素電極ＰＸあるいは基準電極ＣＴ１の延在方向に対して５〜２０°の範囲に設定している。上述したように、電界として横電界のものが含まれていることから、反射領域での横電界による液晶分子の回転を生じ易くするためである。
【００４４】
図６は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【００４５】
図１の場合と比較して異なる構成は、位相差板ＰＳ１と偏光板ＰＬ１の間に位相差板ＰＳ３が介在され、位相差板ＰＳ２と偏光板ＰＬ２の間に位相差板ＰＳ４が介在されていることにある。この場合、位相差板ＰＳ３は偏光板ＰＬ１と一体化されていてもよく、位相差板ＰＳ４も偏光板ＰＬ２と一体化されていてもよい。
【００４６】
位相差板ＰＳ３、ＰＳ４は、斜め方向の位相差を補償するように機能されたもので、これにより視野角の改善を図ったものとなっている。
【００４７】
この際、本表示モードでは、偏光板ＰＬ１と位相差板ＰＳ３との合成での光吸収軸が図１に示した実施例での偏光板ＰＬ１と、偏光板ＰＬ２と位相差板ＰＳ４との合成での光吸収軸がこの実施例での偏光板ＰＬ２と同じ関係を満たすことにより、図１に示した実施例と同じ表示モードを実現し、かつ視野角の向上を図ることができる。
【００４８】
なお、上述した各実施例で位相差板ＰＳ１と偏光板ＰＬ１は一体化していてもよい。また位相差板ＰＳ２と偏光板ＰＬ２が一体化していてもよい。また本実施例では、位相差板ＰＳ１、位相差板ＰＳ３、偏光板ＰＬ１の３つが一体化していてもよい。さらに、位相差板ＰＳ２、位相差板ＰＳ４、偏光板ＰＬ２の３つが一体化していてもよい。組み立ての容易化が図れるからである。
【００４９】
図７は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【００５０】
図１の場合と比較して異なる構成は、透明基板ＳＵＢ１側に形成された画素電極ＰＸと基準電極ＣＴ１にあり、それらは絶縁膜ＩＮＳを介し層を逆にして形成されていることにある。絶縁膜ＩＮＳは画素電極ＰＸと基準電極ＣＴ１との電気的分離を図るためのもので、画素電極ＰＸと基準電極ＣＴ１はほぼ同一の平面内にあると考えることができ、したがって、これら電極は上下が入れ替わっても特性上変化がないからである。
【００５１】
図８は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図７に対応した図となっている。
【００５２】
図７の場合と比較して異なる構成は、画素電極ＰＸにあり、この画素電極ＰＸは画素の領域のほぼ全域に形成されている。このため、上層に形成される基準電極ＣＴ１は該画素電極ＰＸに重ねられて配置されるように構成される。この場合においても液晶ＬＣ中に発生する電界の分布は大きく変化はなく、本発明の目的を充分達成し得る。
【００５３】
図９は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図１に対応した図となっている。
【００５４】
図１の場合と比較して異なる構成は、透明基板ＳＵＢ２側に形成される基準電極ＣＴ２にあり、この基準電極ＣＴ２は、少なくとも画素の領域においてその全域には形成されておらず、透明基板ＳＵＢ１側の画素電極ＰＸと対向する部分に形成された構成となっていることにある。すなわち、透明基板ＳＵＢ１側の基準電極ＣＴ１と対向する透明基板ＳＵＢ２側には基準電極ＣＴ２が形成されていない構成となる。
【００５５】
これにより、反射領域での縦電界をさらに低減させるととともに、横電界の強度を増大させることができる。このため、図３に示した反射領域および透過領域でのそれぞれの電圧−輝度特性を精度よく一致させることができるようになる。
【００５６】
図１０は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図９に対応した図となっている。
【００５７】
図９の場合と比較して異なる構成は、透明基板ＳＵＢ２側の基準電極ＣＴ２の構成をそのままとし、透明基板ＳＵＢ１側の基準電極ＣＴ１と画素電極ＰＸとの層を逆にするとともに、該画素電極ＰＸを画素領域のほぼ全域に形成し、この上に該基準電極ＣＴ１が重ねられて形成されるようにしたことにある。
【００５８】
換言すれば、図７に示した構成にあって、透明基板ＳＵＢ２側の基準電極ＣＴ２を反射領域において形成しないようにした構成としたことにある。図９に示したと同様の効果を得んがためである。
【００５９】
図１１は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図で、図９に対応した図となっている。
【００６０】
図９の場合と比較して異なる構成は、透明基板ＳＵＢ２側に形成された基準電極ＣＴ２にあり、この基準電極ＣＴ２は透明基板ＳＵＢ１側に形成された画素電極ＰＸと対向して形成される帯状の電極から構成されるとともに、その幅が該画素電極ＰＸのそれよりも大きく形成されていることにある。
【００６１】
すなわち、平面的に観た場合、基準電極ＣＴ２の長手方向に沿った中心軸は画素電極ＰＸのそれとほぼ一致して位置づけられ、その中心軸の左右における各幅が該画素電極ＰＸのそれらよりも大きくなっており、該基準電極ＣＴ２が透過領域側に若干張り出した構成となっている。
【００６２】
このようにした場合、透過領域における縦電界の強度を充分確保でき、透過表示における画質の向上を図ることができるようになる。
【００６３】
なお、図１１は、図９と比較し、透明基板ＳＵＢ１側の画素電極ＰＸと基準電極ＣＴ１において層が逆になって形成されているが、このようにしても電界の分布の変化に大差がないのは上述した通りである。
【００６４】
ここで、上述した各実施例において、位相差板ＰＳ１の位相差ΔndをＸ（ＰＳ１）、位相差板ＰＳ２の位相差ΔndをＸ（ＰＳ２）、および液晶ＬＣの位相差ΔndをＸ（ＬＣ）とした場合、次式（１）、（２）を満足する関係とすることにより、反射領域および透過領域におけるコントラストの大幅な向上が図れることが確認された。
〔数３〕  １００＜Ｘ（ＬＣ）―Ｘ（ＰＳ２）＜１７５（ｎｍ）
……（１）
〔数４〕  ―７０（ｎｍ）＜Ｘ（ＬＣ）−（Ｘ（ＰＳ１）＋Ｘ（ＰＳ２））＜＋７０（ｎｍ）                                                            ……（２）
図１２（ａ）に示すグラフは、その横軸においてＸ（ＬＣ）―Ｘ（ＰＳ２）の値（ｎｍ）をとった場合の反射領域の取り得るコントラスト比を示したもので、該値が１００から１７５の範囲で該コントラスト比が５：１以上になることが判明する。
【００６５】
また、図１２（ｂ）に示すグラフは、その横軸においてＸ（ＬＣ）−（Ｘ（ＰＳ１）＋Ｘ（ＰＳ２））の値（ｎｍ）をとった場合の透過領域の取り得るコントラスト比を示したもので、該値が−７０から＋７０の範囲で該コントラスト比が５：１以上になることが判明する。
【００６６】
このようなコントラスト比が得られるということは、新聞紙面において白地を背景とする黒文字における視認性と同等のそれが得られるということにほかならない。
【００６７】
なお、図１３、図１４は、上述した実施例の構成を採用した各画素における具体的な断面を示した図である。
【００６８】
なお、各画素は、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面にそのｘ方向に延在されｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在されｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域内に形成されている。そして、その領域の一方の側のゲート信号線ＧＬからの信号（走査信号）によって駆動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して該領域の一方の側のドレイン信号線ＤＬからの信号（映像信号）が供給される画素電極ＰＸと、この画素電極ＰＸとの間に電界を生じさせる基準電極ＣＴ２を備えて構成され、さらに上述した実施例で明らかにされる基準電極ＣＴ１が加えられる。
【００６９】
図１３は、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層としてポリシリコンを用いたものの構成を示すものである。
【００７０】
同図において、まず、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面にはＳｉＯあるいはＳｉＮからなる下地層ＵＣが形成されている。この下地層ＵＣは透明基板ＳＵＢ１に含まれるイオン性不純物が後述の薄膜トランジスタＴＦＴに影響を及ぼすのを回避するために形成されている。
【００７１】
そして、この下地層ＵＧの表面には、たとえばポリシリコン層からなる半導体層ｐ−Ｓｉが形成されている。この半導体層ｐ−ＳｉはたとえばプラズマＣＶＤ装置によって成膜したアモルファスＳｉ膜をエキシマレーザによって多結晶化したものである。
【００７２】
そして、このように半導体層ｐ−Ｓｉが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面には、該半導体層ｐ−Ｓｉをも覆ってたとえばＳｉＯ２あるいはＳｉＮからなる第１絶縁膜ＧＩが形成されている。
【００７３】
この第１絶縁膜ＧＩは前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するようになっている。
【００７４】
そして、第１絶縁膜ＧＩの上面には、ゲート信号線ＧＬが形成され、このゲート信号線ＧＬから延在されて形成されるゲート電極ＧＴが半導体層ａ−Ｓｉに交差するようにして配置されている。
【００７５】
なお、このゲート信号線ＧＬの形成後は、第１絶縁膜ＧＩを介して不純物のイオン打ち込みをし、前記半導体層ｐ−Ｓｉにおいて前記ゲート電極ＧＴの直下を除く領域を導電化させることによって、薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域およびドレイン領域が形成される。
【００７６】
前記ゲート信号線ＧＬをも被って前記第１絶縁膜ＧＩの上面には第２絶縁膜ＩＮＳ１がたとえばＳｉＯ２あるいはＳｉＮによって形成されている。
【００７７】
第２絶縁膜ＩＮＳ１の上面にはドレイン信号線ＤＬが形成され、このドレイン信号ＤＬの形成の際に同時に、該ドレイン信号線ＤＬと接続される前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）が形成されている。これらドレイン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）は、いずれも前記第２絶縁膜ＩＮＳ１および第１絶縁膜ＧＩに貫通して形成されるスルーホールを通して薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン領域およびソース領域に接続されている。
【００７８】
ドレイン信号線ＤＬ等が形成された面にはこれらドレイン信号線ＤＬ等をも被って第３絶縁膜ＩＮＳ２が形成され、この第３絶縁膜ＩＮＳ２の表面に前記基準電極ＣＴ１が形成されている。この基準電極ＣＴ１は図１において示したそれである。
【００７９】
また、この基準電極ＣＴ１が形成された面にはこの基準電極ＣＴ１をも被って第４絶縁膜ＩＮＳ３が形成され、この第４絶縁膜ＩＮＳ３の表面に前記画素電極ＰＸが形成されている。この画素電極ＰＸは図１において示したそれである。
【００８０】
そして、画素電極ＰＸが形成された面にはこの画素電極ＰＸをも被って配向膜ＡＬ１が形成されていること、透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面にカラーフィルタＣＦ、基準電極ＣＴ２、配向膜ＡＬ２が形成されていることは、図１に示した通りである。
【００８１】
図１４は、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層としてアモルファスシリコンを用いたものの構成を示すものである。
【００８２】
同図において、まず、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面にゲート信号線ＧＬが形成され、その一部において後述する薄膜トランジスタのゲート電極ＧＴを構成するようになっている。また、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には基準電極ＣＴ１も形成されている。この基準電極ＣＴ１は図１において示したそれである。この基準電極ＣＴ１はたとえば前記ゲート信号線ＧＬの形成の際に同時に形成されるようになっている。
【００８３】
ゲート信号線ＧＬおよび基準電極ＣＴ１が形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばＳｉＮからなる絶縁膜がＧＩ該ゲート信号線ＧＬ等をも被って形成されている。
【００８４】
この絶縁膜は、後述のドレイン信号線ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対する層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての機能を有するようになっている。
【００８５】
そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、前記ゲート電極ＧＴに重畳するようにしてたとえばアモルファスＳｉからなる半導体層ａ−Ｓｉが形成されている。
【００８６】
この半導体層ａ−Ｓｉは、薄膜トランジスタＴＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）を形成することにより、前記ゲート電極ＧＴを下層とする逆スタガ構造のMIS（Metal  Insulator  Semiconductor）型トランジスタを構成することができる。
【００８７】
ここで、前記ドイレン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時に形成されるようになっており、ドレイン信号線ＤＬの一部が前記半導体層ａ−Ｓｉの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ（Ｄ）が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ（Ｄ）と薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル長分だけ離間されてソース電極ＳＤ（Ｓ）が形成されている。
【００８８】
このソース電極ＳＤ（Ｓ）は半導体層ａ−Ｓｉ面から絶縁膜ＧＩの上面に至るまで若干延在され、後述の画素電極ＰＸとの接続を図るためのコンタクト部が形成されている。
【００８９】
なお、半導体層ａ−Ｓｉとドレイン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）との界面には高濃度の不純物がドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層として機能するようになっている。
【００９０】
このコンタクト層は、たとえば半導体層ａ−Ｓｉの形成時に、その表面に高濃度の不純物層が形成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ（Ｄ）およびソース電極ＳＤ（Ｓ）のパターンをマスクとしてそれから露出された前記不純物層をエッチングすることによって形成することができる。
【００９１】
このように薄膜トランジスタＴＦＴ、ドイレン信号線ＤＬ、ドレイン電極ＳＤ（Ｄ）、およびソース電極ＳＤ（Ｓ）が形成された面には薄膜トランジスタＴＦＴ等を被ってたとえばＳｉＮからなる保護膜ＰＡＳが形成されている。この保護膜ＰＡＳは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との直接の接触を回避する層で、該薄膜トランジスタＴＦＴの特性劣化を防止せんとするようになっている。
【００９２】
保護膜ＰＡＳの上面には画素電極ＰＸが形成され、その一部は前記保護膜ＰＡＳに予め形成されたスルーホールを通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ（Ｓ）と電気的に接続されている。この画素電極ＰＸは図１に示したそれである。
【００９３】
そして、画素電極ＰＸが形成された面にはこの画素電極ＰＸをも被って配向膜ＡＬ１が形成されていること、透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面にカラーフィルタＣＦ、基準電極ＣＴ２、配向膜ＡＬ２が形成されていることは、図１に示した通りである。
【００９４】
なお、上述した各実施例では、透明基板ＳＵＢ１側の基準電極ＣＴ１と透明基板ＳＵＢ２側の基準電極ＣＴ２に印加する電圧の関係について明記していないが、それらは同一の電位となるように電圧を印加しても、また、該基準電極ＣＴ２に対して基準電極ＣＴ１の印加電圧を制御できるようにしてもよい。該基準電極ＣＴ１の印加電圧によって液晶に印加される電界分布を最適な状態とすることができるからである。
【００９５】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の画素内の電界分布の一実施例を示した説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置に備えられる位相差板と偏光板との関係を示した説明図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の電圧−輝度特性を示したグラフである。
【図５】本発明による液晶表示装置の配向膜のラビング方向を示した説明図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置のコントラスト比を液晶層の位相差、相差板の位相差との関係で示した特性図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の画素の実施例を示した断面図で、薄膜トランジスタとしてポリシリコンを用いた場合の図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の画素の実施例を示した断面図で、薄膜トランジスタとしてアモルファスシリコンを用いた場合の図である。
【図１５】本発明の構成に至るまでの説明に要する説明図で、液晶表示装置の概略構成図である。
【図１６】本発明の構成に至るまでの説明に要する説明図で、位相差板と偏光板との関係を示した図である。
【図１７】本発明の構成に至るまでの説明に要する説明図で、電圧−輝度特性を示した図である。
【符号の説明】
【００９７】
ＳＵＢ…基板、ＣＴ１，ＣＴ２…基準電極（共通電極）、ＰＸ…画素電極、ＬＣ…液晶、ＧＩ，ＩＮＳ…絶縁膜、ＡＬ…配向膜、ＰＳ…位相差板、ＰＬ…偏光板、ＢＬ…バックライト、ＲＬ…反射領域、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＧＴ…ゲート電極
【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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