(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板に挟持された液晶層と、前記第２の基板にマトリクス状に配置された走査配線と信号配線によって囲まれた複数の画素とを有し、
前記第２基板に対して液晶層が配置された側の画素領域に、第１の画素電極と第２の画素電極と、第１の共通電極と第２の共通電極が配置されており、
前記第１の画素電極と第１の共通電極は第１の層に配置されており、
前記第２の画素電極と第２の共通電極は第２の層に配置されており、
前記第１の画素電極と第２の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記第２の画素電極と第１の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記第１の画素電極と第１の共通電極、前記第２の画素電極と第２の共通電極は、前記画素内でくし歯状電極構造をしており、
前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第１の共通電極及び前記第２の共通電極は一画素内にあり、前記第１の画素電極のくし歯方向、前記第２の画素電極のくし歯方向、前記第１の共通電極のくし歯方向及び前記第２の共通電極のくし歯方向は前記走査配線または信号配線と平行であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板に挟持された液晶層と、前記第２の基板にマトリクス状に配置された走査配線と信号配線によって囲まれた複数の画素とを有し、
前記第２基板に対して液晶層が配置された側の画素領域に、第１の画素電極と第２の画素電極と、第１の共通電極と第２の共通電極が配置されており、
前記第１の画素電極と第１の共通電極は第１の層に配置されており、
前記第２の画素電極と第２の共通電極は第２の層に配置されており、
前記第１の画素電極と第２の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記第２の画素電極と第１の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記第１の画素電極と第１の共通電極、前記第２の画素電極と第２の共通電極は、前記画素内でくし歯状電極構造をしており、
前記第１の共通電極のくし歯電極の間に、前記第１の画素電極のくし歯電極が配置され、
前記第２の共通電極のくし歯電極の間に、前記第２の画素電極のくし歯電極が配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置おいて、
前記第１の画素電極の幅をｗ１、前記第２の共通電極の幅をｗ２としたとき、
前記画素内において、ｗ２／２＜ｗ１≦ｗ２の関係になっており、
前記第１の共通電極の幅をｗ１'、前記第２の画素電極の幅をｗ２'としたとき、
前記画素内において、ｗ２'／２＜ｗ１'≦ｗ２'の関係になっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示装置おいて、
前記第１の共通電極と第２の画素電極との間に絶縁層を挟んで、前記第１の共通電極と第２の画素電極とが重なっており、
前記第１の画素電極と第２の共通電極との間に絶縁層を挟んで、前記第１の画素電極と第２の共通電極とが重なっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置において、
前記画素内に配置されている各くし歯状電極は、前記液晶層側から観測すると、
前記第１の共通電極は、前記第２の画素電極の略中心に配置されており、
前記第１の画素電極は、前記第２の共通電極の略中心に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第１の共通電極は、前記信号配線と平行な方向若しくは垂直な方向又はその両方で接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第２の共通電極は、前記信号配線と平行な方向若しくは垂直な方向又はその両方で接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の液晶表示装置において、
前記第１の共通電極と第２の共通電極の一部が重なりながら、前記信号配線若しくは走査配線又はその両方を通過することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶表示装置において、
前記第１の共通電極と第２の共通電極が、前記画素間の前記信号配線の全てを覆い被していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置において、
前記第１の共通電極と第２の共通電極が、前記画素間の前記走査配線の全てを覆い被していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記画素領域内に、少なくとも１つ以上のコンタクトホールを有しており、
前記コンタクトホールは、薄膜トランジスタのソース電極に、前記第１の画素電極と第２の画素電極を同時に接続することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板に挟持された液晶層と、前記第２の基板にマトリクス状に配置された走査配線と信号配線によって囲まれた複数の画素とを有し、
前記第２基板に対して液晶層が配置された側の画素領域に、第１の画素電極と第２の画素電極と、第１の共通電極と第２の共通電極が配置されており、
前記第１の画素電極と第１の共通電極は第１の層に配置されており、
前記第２の画素電極と第２の共通電極は第２の層に配置されており、
前記第１の画素電極と第２の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記第２の画素電極と第１の共通電極は前記画素内において重なっており、
前記画素の領域は、透過表示領域と反射表示領域からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液晶表示装置において、
前記第２の基板の一部分に反射板が配置されており、
前記反射板と前記第２の画素電極及び第２共通電極との間に、絶縁層を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液晶表示装置において、
前記第２基板の一部分に反射板が配置されており、
前記反射板と前記第２の共通電極とが積層して配置されており、
前記第２の画素電極は、前記透過表示領域にのみに配置されてい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、液晶表示装置に係り、特に、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等に代表される自発光型のディスプレイと異なり、光の透過光量を調節することで画像を表示する非発光型のディスプレイである。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、薄型、軽量、低消費電力といった特徴を有する。
【０００３】
現在、広視野角を達成できる代表的な液晶表示方式としてＩＰＳ（In Plane Switching）方式やＶＡ（Vertical Alignment）などが挙げられる。ＩＰＳ方式は、液晶分子が面内方向で回転することで、実効的なリタデーションを面内で回転させ、透過率を制御する液晶駆動方式である。よって、ＩＰＳ方式のＬＣＤは視野角によって液晶のリタデーション変化が小さい。そのためＩＰＳ方式のＬＣＤは、広視野角を達成できることが知られている。横電界を印加するためには、様々な方法が提案されており、最も一般的な方法は、くし歯電極を用いる方法である。くし歯電極による横電界印加は、画素電極と共通電極を両方とも、くし歯状にする方法と、画素電極と共通電極のどちらか一方を、くし歯状にし、絶縁層を介して、べた状の共通電極又は画素電極を配置する方法などが実用化されている。また、さらに、様々な電極構造が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＰＳ方式は、横電界を印加して液晶分子を面内で回転させる方式である。液晶表示素子の画素全体において、均一に面内方向に液晶分子を回転させるためには、完全に面内に平行な方向の電界を印加する必要がある。しかし、これは、実際には困難であり、従来は、片側基板に、くし歯電極と呼ばれる電極を配置することで、近似的に横電界を印加している。より透過率を向上させるためには、より均一に液晶分子を面内方向で回転させる必要がある。
【０００５】
この課題を解決するために、下記非特許文献１に示されているような電極構造が提案されている。この電極構造は、絶縁層を介して、下側電極の数を１としたときに上側の電極数が２となっており、この電極の電位が、コモン電位と信号電位とが一周期毎に入れ替わっている構造をしている。しかしながら、この構造では、電極上部の液晶分子が十分に面内方向に回転をしないことが課題である。
【非特許文献１】J.Dis.Tech.Vol.2、No.2.2006,P114
【０００６】
本発明は、横電界方式のＬＣＤにおいて透過率を向上させた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２の基板に挟持された液晶層と、第２の基板にマトリクス状に配置された走査配線と信号配線によって囲まれた複数の画素とを有し、第２基板に対して液晶層が配置された側の画素領域に、第１の画素電極と第２の画素電極と、第１の共通電極と第２の共通電極が配置されており、第１の画素電極と第１の共通電極は第１の層に配置されており、第２の画素電極と第２の共通電極は第２の層に配置されており、第１の画素電極と第２の共通電極は画素内において重なっており、第２の画素電極と第１の共通電極は画素内において重なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によると、高透過率であり、色シフトが少ない液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
本実施例を、図１から図１１を用いて説明する。本実施例は、くし歯状電極を用いたＩＰＳ方式の液晶表示装置において、くし歯状電極が層間絶縁層を介して、２層に配置され、その２層の電極は、コモン電位とソース電位のどちらかを持ち、どちらか一方の電位を持つ電極と、その反対の電位を持つ電極が、層間絶縁膜を介して上下に重なるように配置しており、その重なった電極は、上側に配置されている方の電極の幅が、下側に配置されている電極よりも幅が狭く、コモン電位とソース電位が、くし歯電極１本毎に上下入れ替わることを特徴としている。
【００１１】
まず、本実施例について、図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る液晶表示装置の断面概略図を示している。図５において、液晶表示装置は、一対の偏光板２７と、液晶セル２６と、バックライトユニット２８とで構成されている。偏光板２７は、ヨウ素を吸着させ延伸したPoly Vinyl Alcohol（以下「ＰＶＡ」という。）層と、それを保護する保護フィルムによって構成される。ノーマリークローズを達成するために、第１の偏光板２７ａの吸収軸と第２の偏光板２７ｂの吸収軸は、ほぼ垂直に配置する構成とする。バックライトユニット２８は、光源と導光板、拡散板等によって構成される。光源は、液晶セル２６を裏面から照明することができるものであればよく、光源や構造は、これに限定されるものではない。例えば、光源として、ＣＣＦＬやＬＥＤなどを使用することができる。
【００１２】
次に、図１は、図５に示す液晶セル２６の平面構造の概略図を示しており、また、図２と図３は、それぞれ図１に示すＡ−Ａ’間とＢ−Ｂ’間の断面概略図を示している。図５に示す液晶セル２６は、図２と図３において、第１の基板１９と第２の基板２０と、これらの基板に狭持された液晶層２５によって構成されている。
【００１３】
液晶層２５は、液晶分子の長軸方向の誘電率がその短軸方向よりも小さい正の誘電率異方性を示す液晶組成物から構成される。液晶層２５の液晶材料は、室温域を含む広い範囲でネマティック相を示すものを用いる。また、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という。）を用いた駆動条件において、保持期間中に透過率を充分に保持し、フリッカを生じないだけの高抵抗率を示すものを使用する。つまり、液晶層２５の抵抗率は、１０12Ωｃｍ2以上が望ましく、特に、１０13Ωｃｍ2以上であることが望ましい。液晶層の位相差はλ／２以上が望ましい。ここで、λは光の波長を示している。
【００１４】
第１の基板１９は、液晶層側の最表面に配向膜２３が配置される。また、第１の基板１９の表面には、カラーフィルタ２１が配置され、カラーフィルタ２１の液晶層側には、平坦化層２２が配置される。画素間やＴＦＴ上部などには、必要に応じてブラックマトリクス３１を配置する。
【００１５】
第２の基板２０は、液晶層側の最表面に配向膜２３が配置される。次に、第１の画素電極１２及び第１の共通電極１４が配置される。各画素に印加される電圧を制御するために、ＴＦＴが配置される。図１に示すように、このＴＦＴのソース電極１６と各画素電極とのコンタクトを取るために、コンタクトホール１７が配置される。ソース電極１６とのコンタクトは、画素電極が２層構造になっているが、例えば、図３に示したように配置することで達成することができる。第１の画素電極１２と第２の画素電極１３との間や走査配線１０とソース電極１６との間、信号配線１１と第２の画素電極１３との間などには、絶縁層２４ａ，ｂ，ｃが配置される。
【００１６】
第１の基板１９及び第２の基板２０は、光が透過するために透明であり、例えば、ガラスや高分子フィルムを用いることができる。高分子フィルムは、特に、プラスティックやポリエーテルサルホン（以下「ＰＥＳ」という。）が望ましい。しかし、プラスティックやＰＥＳは、空気を通過させてしまうために、基板表面にガスバリアを形成する必要がある。ガスバリアは、シリコンナイトライドの膜によって形成されることが望ましい。
【００１７】
配向膜２３は、基板表面の液晶分子を水平に配向させる機能を有する。配向膜２３は、ポリイミド系有機膜であることが望ましい。
【００１８】
次に、画素電極及びＴＦＴについて、図４を用いて説明する。図４は、画素表示領域を構成するマトリクス状に配置された画素の等価回路図である。画素領域には、信号配線１１と走査配線１０を有する。信号配線１１と走査配線１０に囲まれている領域が画素であり、その信号配線１０と走査配線１１とは、ほぼ直行して配置され、それらの交差部に少なくても１つのＴＦＴ３０を有する。このＴＦＴ３０は、コンタクトホール１７と接続されている。このコンタクトホール１７は、通常の液晶表示装置では１つのコンタクトホールに対して１つの画素電極と接続されているが、本実施例では、図３に示すように、１つのコンタクトホール１７に２つの異なる画素電極１２，１３が接続されている。また、画素に保持された画像信号がリークすることを防止するために、蓄積容量２９を配置してもよい。
【００１９】
なお、ここでは、１画素内にＴＦＴ３０を用いたアクティブマトリクス駆動を例にとって説明しているが、本実施例は、パッシブマトリクス駆動でも同様な効果が得られる。ＴＦＴ３０は、逆スタガ構造であり、図３に示すように、そのチャネル部には半導体層１８を有している。
【００２０】
信号配線１１は、液晶層を制御するための電圧信号が印加され、走査配線１０には、ＴＦＴ３０を制御するための信号が印加される。図１に示すように、ソース電極１６は、各画素電極１２，１３とコンタクトホール１７を介して接続されている。これら信号配線１１、走査配線１０及びソース電極１５の材料は、低抵抗な導電性材料であることが望ましく、例えば、クロム、タンタルーモリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などが望ましい。
【００２１】
図１から図３において、第１の画素電極１２及び第２の画素電極１３は、液晶層２５に電界を印加するために配置される。各画素電極１２，１３は、透明な導電性材料からなり、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）が用いられる。
【００２２】
カラーフィルタ２１は、画素毎に、赤、緑、青のいずれかの光が透過する赤の領域／緑の領域／青の領域を配列するものである。例えば、このような配置は、ストライプ配列やデルタ配列などがある。
【００２３】
平坦化層２２は、カラーフィルタ作製時に発生する凸凹を平坦化するために設けられている。平坦化層２２は、アクリル性樹脂などを用いることが望ましい。
【００２４】
ブラックマトリクス３１は、隣接画素からの光漏れなどを遮断するために配置される。ブラックマトリクス３１に用いられる材料は、金属や樹脂などの不透明材料を用いることができ、クロム、タンタルーモリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などが望ましい。
【００２５】
第１の共通電極１４及び第２の共通電極１５は、透明な導電性材料からなり、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）が用いられる。ただし、信号配線１１上部や走査配線１０上部に配置されている各共通電極１４，１５は、配線抵抗を下げるために、その部分だけ低抵抗な材料、例えば、クロム、タンタルーモリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などを用いてもよい。また、透明な導電性材料に低抵抗な材料を重ねて用いてもよい。
【００２６】
各画素に共通配線を配置すると、各画素に共通配線用のコンタクトホールを必要としてしまう。これは、開口率の低下を招く。そこで、この課題を解決するために、図１に示すように、上下の隣り合う画素と接続することで、各画素にコンタクトホールを配置する必要が無くなり、開口率向上ができる。本実施例では、信号配線１１と平行な方向に、かつ、信号配線１１上を配線領域として利用している。これにより、信号配線１１からの漏れ電界の影響を無くすことができ、かつ、開口率を向上させることができる。
【００２７】
本実施例の効果について、シミュレーションを用いて検討した。シミュレーションは市販されているシミュレーター（LCD-Master:Shintech株式会社製）を使用した。シミュレーションの条件及び結果を図６及び図７に示す。ここでは、非特許文献１に示されているＨＴ−ＩＰＳ方式と比較した。このＨＴ−ＩＰＳ方式のシミュレーションパラメーターは、非特許文献１に示されている数値を使用した。図６（ｃ）中のΔεは液晶の誘電率異方性、Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄは液晶層の厚さ、Δｎｄは液晶層のリタデーション、ｗ１，ｗ２，ｌ１，ｌ２，ｇは図６（ａ）（ｂ）に示す長さ、pre-twistは基板界面付近の液晶が方位角方向に回転している角度（ただし、０度は信号配線と平行な方向）、pre-tiltは基板界面付近の液晶が極角方向に回転している角度（ただし、０度は基板と水平）、ｄｉｎは層間絶縁膜の膜厚を表している。この層間絶縁膜の比誘電率は、ＳｉＮ膜を仮定し６．５とした。
【００２８】
図７に、透過率の最大値のΔｎｄ依存性とΔε依存性についてシミュレーションした結果を示す。図７（ａ）は、Δｎｄを３４０から４２０ｎｍまで変化させながら計算をした。図７（ｂ）は、Δεを６から１０まで変化させながら計算をした。印加電圧は最大透過率を示す電圧とした。結果を見ると、計算した範囲においては、本実施例の方がＨＴ−ＩＰＳよりも透過率が高いことがわかる。なお、層間絶縁膜の膜厚ｄｉｎを変えることで、透過率を更に高めることができる。
【００２９】
本実施例は、くし歯電極が層間絶縁膜を介して２層構造になっており、下側に１本の共通電極を配置したとすると、上側に１本の画素電極が配置され、反対に下側に１本の画素電極が配置したとすると、上側に１本の共通電極が配置されている。さらに、その関係が１組毎に入れ替わっている。このとき、２層構造の下側に配置された電極の幅は、液晶層側に配置されている電極の幅をｗ１、第２の基板２０側に配置されている電極の幅をｗ２としたとき、ｗ２／２＜ｗ１≦ｗ２の関係が成り立つ。今回のシミュレーションでは、ｗ２が３μｍ、ｗ１が２μｍとして行った。
【００３０】
ここで、第１の画素電極１２の幅をｗ１、第２の共通電極１５の幅をｗ２としたとき、画素内において、ｗ２／２＜ｗ１≦ｗ２の関係になっており、第１の共通電極１４の幅をｗ１’、第２の画素電極１３の幅をｗ２’としたとき、画素内において、ｗ２’／２＜ｗ１’≦ｗ２’の関係になっている。
【００３１】
本実施例では、くし歯電極の方向が走査配線１０に略平行であり、かつ、第１の共通電極１４及び第２の共通電極１５は、信号配線１１上で隣り合う画素と接続されている。ここで隣り合う画素は信号配線１１に沿った方向である。
【００３２】
本実施例の効果を得るための他の構成について、図８から１１を用いて説明する。本実施例の効果を得るためには、くし歯電極の方向は、信号配線１１と略平行でもよい。また、第１の共通電極１４及び第２の共通電極１５は、走査配線１０上で隣り合う上下の画素と接続されている。もしくは、走査配線１０上と信号配線１１上の両方で接続されていてもよい。また、ここで隣り合う画素は、走査配線１０に沿った方向でもよい。
【００３３】
図８は、くし歯電極の方向は信号配線１１と略平行、かつ、共通電極１４，１５は信号配線１１上で隣り合う上下の画素と接続されている。図９は、図８中のＣ−Ｃ’間の断面概略図である。
図１０は、くし歯電極の方向は走査配線１０と略平行、かつ、共通電極１４，１５は走査配線１０上で隣り合う左右の画素と接続されている。図１１は、くし歯電極の方向は信号配線１１と略平行、かつ、共通電極１４，１５は走査配線１０上で隣り合う左右の画素と接続されている。これ以外にも、走査配線１０や信号配線１１上で、隣り合う画素と接続されているのならば、どのような構成でもよい。
【００３４】
以上のような構成をすることで、本実施例は、高透過率、かつ、色シフトが少ない液晶表示装置を提供することができる。
【実施例２】
【００３５】
本実施例は、液晶配向をマルチドメイン化することで、色シフトを軽減させる。このマルチドメイン化とは、特開平１１−３０７８４号公報に記載されているように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、斜め方向から観察したときの色シフトを軽減するために、電極を折り曲げて液晶の配向を２方向以上にすることである。
【００３６】
本実施例の基本構成は、実施例１と同様で、実施例１と異なる点のみを図１２を用いて説明する。マルチドメイン化をするためには、くし歯電極を折り曲げる必要がある。図１２では、くし歯電極の方向が走査配線１０と略平行な方向になっているが、特に、これに限ったことではない。また、折り曲げ回数も特に限定はない。
【００３７】
このように、第１の画素電極１２と第２の共通電極１５、及び、第１の共通電極１４と第２の画素電極１３が、それぞれ重なりながら、マルチドメイン化を達成することによって、高透過率、かつ、色シフトが少ない液晶表示装置を提供することができる。
【実施例３】
【００３８】
本実施例の基本構成は、実施例１と同様で、実施例１と異なる点のみを図１３及び１４を用いて説明する。
【００３９】
本実施例は、図１３に示すように、信号配線１１を挟み込む２つの隣り合う画素において、信号配線１１に最も近く配置されている第１の画素電極１２の下に配置される第２の共通電極１５が、共通化していることを特徴としている。このとき、第２の共通電極１５は、信号配線１１の上にも覆い被さっている。図１４は、図１３中のＤ−Ｄ’間の断面概略図を示している。
【００４０】
このように、第２の共通電極１５を配置することで、信号配線１１からの漏れ電界の影響を、ほぼ完全に無くすことができ、さらに、共通電極１５の面積を広げることができるために、抵抗値を下げることもできる。そのため、画素内で輝度傾斜などを起こしにくく、高開口率の液晶表示装置を提供することができる。
【実施例４】
【００４１】
本実施例の基本構成は、実施例１と同様で、実施例１と異なる点のみを図１５及び１６を用いて説明する。
【００４２】
本実施例は、図１５に示すように、画素の一部に反射表示領域を設けた半透過型液晶表示装置である。図１５中のＥ−Ｅ’間の断面概略図を図１６に示す。実施例１と異なるのは、反射板３２を有しており、さらに、他の層と電気的に絶縁するための絶縁層２４ｄを有している。さらに、図１６に示すように、第１の基板１９の平坦化層２２の液晶層２５側に内蔵位相板３４と保護膜３５が配置されている。
【００４３】
反射板３２は、第１の基板１９側から入射する外光を反射するために設けられている。反射板３２は、入射してきた外光を拡散させるために、凹凸を有している。この凹凸は、反射場板３２にのみに有していてもよいが、本実施例では、図１６に示すように、絶縁膜２４ｂに凹凸を作り、それにより反射板３２に凹凸をつけている。反射板３２は、可視領域における反射率が高い、銀、アルミニウムなどが望ましい。
【００４４】
内蔵位相差板３４は、反射表示領域の光学特性を透過表示領域の光学特性に近づけるために配置される。内蔵位相差板３４は、液晶高分子からなるため、有機高分子フィルムを延伸して作製した位相差板と比較して、分子の配向性が高く、液晶層２５と同程度の配向性を有する。そのため、内蔵位相差板３４のΔｎは、外付けの位相差板よりもはるかに大きく、分子構造並びに製造条件を適宜調整すれば、液晶層２５と同程度もしくはこれ以上にすることができる。外付けの位相差板の層厚は、数十μｍもあり、液晶層厚の１０倍近くになるが、液晶高分子を用いれば、内蔵位相差板３４の層厚を大幅に減少可能である。
【００４５】
内蔵位相差板３４は、配向膜を塗布した基板をラビングし、そこに、ジアクリル系液晶混合物を光反応開始剤と共に有機溶媒に溶かして、スピンコートもしくは印刷等の手段で塗布する。塗布直後は溶液状態であるが、溶媒を蒸発させながら位相差層配向膜の配向方向に沿って配向させる。これに紫外線を照射して分子末端のアクリル基同士を重合させる。このとき、酸素は重合反応の阻害要因となるが、光反応開始剤の濃度が充分であれば光反応が充分な早さで進行する。もしここで、内蔵位相差板３４をパターニングする必要があれば、マスク等を利用しパターニングしたい部分には光を照射せずに、有機溶媒によって現像することによって、必要なところにのみ内蔵位相差板３４を配置することができる。以上により、液晶層における配向状態を概略保ったまま固体化して位相差層を形成する。これ以後、位相差層は、保護膜形成、配向膜形成の各プロセスで過熱される。高温状態に置かれることで、位相差値が減少するが、位相差値の現状は、高温状態の温度が一定であれば高温状態におかれる時間の長さにほぼ比例するため、これを勘定して、初期の位相差値を設定すればよい。本実施例で用いられる内蔵位相差板３４の位相差値は、λからλ／４の範囲であることが望ましい。
【００４６】
保護層３５は、内蔵位相差板３４が液晶層２５にしみ出てこないように液晶層２５を保護するために、配置されている。保護層３５は、平坦化層２２と同様なアクリル性樹脂などを用いることが望ましい。また、段差部３３は、反射表示領域にのみ配置する。
【００４７】
このように配置することで、バックライトユニットからの光を利用する透過表示と、外光を利用し反射板３２によって反射する光を利用する反射表示の両者を同時に達成することができる。この結果、高透過率、かつ、色シフトが少ない半透過型液晶表示装置を提供することができる。
【００４８】
さらに、反射表示領域の大きさは、用途によって変更することが可能である。また、半透過型液晶表示装置を達成すればどの方式でもよく、本実施例は、内蔵位相差板を用いる方式について記載したが、この方式に限ったことではない。
【００４９】
以上のような構成にすることで、透過表示と反射表示を同時に達成できる半透過型液晶表示装置を提供することがきる。
【実施例５】
【００５０】
本実施例の基本構成は、実施例４と同様で、実施例４と異なる点のみを図１７及び１８を用いて説明する。
【００５１】
本実施例は、図１７に示すように、画素の一部に反射表示領域を設けた半透過型液晶表示装置である。図１７中のＦ−Ｆ’間の断面概略図を図１８に示す。実施例４では、反射板３２を電気的に独立にするために両面側に絶縁膜２４ｂ、ｄが配置されていた。本実施例は、反射板３２と第２の共通電極１５とを積層させ、それらの機能を兼ねることを特徴としている。
【００５２】
反射板３２は、第１の基板１９側から入射する外光を反射するために設けられている。反射板３２は、第２の共通電極１５に積層して配置される。図１８では、反射板３２が液晶層側に配置されているが、第２の共通電極１５が液晶層側に配置されていてもよい。
【００５３】
第１の共通電極１４及び第２の画素電極１３は、透過表示領域のみに配置する。一方、第１の画素電極１２は、反射表示領域と透過表示領域に配置してあり、くし歯電極幅のピッチは透過表示領域と反射表示領域で変化してもよい。
【００５４】
以上のような構成にすることで、実施例４と比べて、絶縁層を１層少なくすることができるために、コストの安い半透過型液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１の液晶セルの平面構造の概略図
【図２】図１に示すＡ−Ａ’間の断面概略図
【図３】図１に示すＢ−Ｂ’間の断面概略図
【図４】画素表示領域を構成するマトリクス状に配置された画素の等価回路図
【図５】本発明に係る液晶表示装置の断面概略図
【図６】実施例１の効果を確認するためのシミュレーションのモデル
【図７】図６に示すモデルのシミュレーション結果のグラフ
【図８】他の液晶セルの平面構造の概略図
【図９】図８に示すＣ−Ｃ’間の断面概略図
【図１０】他の液晶セルの平面構造の概略図
【図１１】他の液晶セルの平面構造の概略図
【図１２】実施例２の液晶セルの平面構造の概略図
【図１３】実施例３の液晶セルの平面構造の概略図
【図１４】図１３に示すＤ−Ｄ’間の断面概略図
【図１５】実施例４の液晶セルの平面構造の概略図
【図１６】図１５に示すＥ−Ｅ’間の断面概略図
【図１７】実施例５の液晶セルの平面構造の概略図
【図１８】図１７に示すＦ−Ｆ’間の断面概略図
【符号の説明】
【００５６】
１０…走査配線、１１…信号配線、１２…第１の画素電極、１３…第２の画素電極、１４…第１の共通電極、１５…第２の共通電極、１６…ソース電極、１７…コンタクトホール、１８…半導体層、１９…第１の基板、２０…第２の基板、２１…カラーフィルタ、２２…平坦化層、２３…配向膜、２４…絶縁層、２５…液晶層、２６…液晶セル、２７…偏光板、２８…バックライトユニット、２９…蓄積容量、３０…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、３１…ブラックマトリクス、３２…反射板、３３…段差部、３４…内蔵位相差板、３５…保護膜
【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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