(57)【要約】【課題】歩留まりの良い液晶セルを提供する。【解決手段】縦方向に沿って隣接する２つの画素５内の透過表示領域16を互いに隣接させる。透過表示領域16に対向するカラーフィルタ層33を２つの画素５内で一体化させる。カラーフィルタ層33の赤フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部の一個当たりの平面視の面積を大きくする。カラーフィルタ層33が剥れにくくなる。液晶セル１の製造歩留まりを向上できる。マルチドメイン型ＶＡＮモードと半透過表示液晶モードとを組み合わせた液晶セル１の表示品位および製造コストを改善できる。広い視野角と良好な応答速度を有し屋内外での視認性に優れた液晶セル１を安価に提供できる。【選択図】図１
2007121643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板、およびこの透光性基板の一主面上にマトリクス状に設けられた複数の画素を備えたアレイ基板と、
このアレイ基板の透光性基板の一主面に対向して配設された透光性基板を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層とを具備し、
前記複数の画素は、光の反射を利用して視認可能な反射領域と、光の透過を利用して視認可能な透過領域とを有し、隣接する前記画素で前記反射領域および透過領域の同じ領域が隣り合って配設された
ことを特徴とした液晶表示装置。
【請求項２】
複数の画素は、隣接する画素間の反射領域および透過領域のそれぞれが、これら画素間の境界線を基準とした線対称な位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
複数の画素は、反射領域が白黒表示可能で、透過領域がカラー表示可能である
ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液晶表示装置は、液晶素子を用いており、軽量、薄型および低消費電力などの特徴を有することから、ＯＡ機器や、情報端末装置、時計、テレビジョンなどの様々な分野に用いられている。特に、液晶表示装置の中で、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を用いた液晶表示装置は、ＴＦＴ素子が応答性に優れている点から、携帯電話器や、テレビジョン、コンピュータなどの多くの表示装置として用いられており、高精細化や、高速応答化、広視野角化などが求められている。
【０００３】
近年、この種の液晶表示装置の高精細化には、ＴＦＴ素子が設けられているアレイ基板の構造の微細化によって対応がなされている。一方、高速応答性については、ネマチック液晶を用いたＯＣＢ（Optically Compensated Bend）方式や、ＶＡＮ（Vertically Aligned Nematic：垂直配向型ネマチック）方式、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic:二周波駆動を用いたハイブリッド配列ネマチック）方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いたＳＳＦＬＣ（Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal:界面安定型強誘電性液晶）方式や、ＡＦＬＣ（Anti Ferroelectric Liquid Crystal:反強誘電性液晶）方式などを用いた表示装置が知られている。さらに、広視野角については、ＯＣＢ方式およびＶＡＮ方式に加え、ＩＰＳ（In-Plane Switching:横電界）方式を用いた表示装置が知られている。
【０００４】
これらのうち、ＶＡＮ方式を用いた液晶表示装置は、ＶＡＮ型配向モードとして、従来のツイストネマチック（ＴＮ）型の液晶表示装置の配向モードより速い応答速度を得ることができるとともに、視野角の補償設計が比較的容易であることから、広視野角を実現することが可能であるだけでなく、垂直配向処理を用いたことにより、静電気破壊などの不良原因の発生が危惧されていたラビング配向処理工程を無くすことができるという特徴を有している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
さらに近年では、液晶表示装置を用いた携帯端末の小型化や汎用化に伴って、これら携帯端末の屋外で使用する機会も増えており、屋内および屋外のそれぞれに対応した表示が可能な液晶表示装置が求められている。このため、光の透過によって表示が可能な透過表示方式に加え、部分的に反射する光によって表示が可能な反射表示方式を備えた反透過表示が可能な液晶モードを有する反透過型液晶表示方式の液晶表示装置が知られている。具体的に、この液晶表示装置では、各画素内に透過表示領域と反射表示領域とのそれぞれが設けられ、これら透過表示領域および反射表示領域のそれぞれにカラーフィルタ層が積層されてカラー表示可能に構成されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
そして、これら高速応答性および広視野角なＶＡＮ方式を用いた液晶モードと、反透過表示が可能な液晶モードとを組み合わせることによって、視野角が広く屋外での視認性に優れた高性能な液晶表示装置への要求が高まっている。
【特許文献１】特開２００２−２２９０２８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したＶＡＮ方式を用いた反透過型液晶表示方式の液晶表示装置では、この液晶表示装置の各画素の透過表示領域のみにカラーフィルタ層を積層させて、この液晶表示装置にて表示される画像の明るさを確保できるが、カラーフィルタ層が各画素内で独立した形状となるので、液晶表示装置の製造工程でカラーフィルタ層が剥れやすくなるから、歩留まりが低下するおそれあるという問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、歩留まりの良い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】
【０００９】
本発明は、透光性基板、およびこの透光性基板の一主面上にマトリクス状に設けられた複数の画素を備えたアレイ基板と、このアレイ基板の透光性基板の一主面に対向して配設された透光性基板を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層とを具備し、前記複数の画素は、光の反射を利用して視認可能な反射領域と、光の透過を利用して視認可能な透過領域とを有し、隣接する前記画素で前記反射領域および透過領域の同じ領域が隣り合って配設されたものである。
【００１０】
そして、光の反射を利用して視認可能な反射領域と、光の透過を利用して視認可能な透過領域とを有する複数の画素を備えたアレイ基板の複数の画素を、隣接する画素で反射領域および透過領域の同じ領域を隣り合わせて配設させた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アレイ基板の複数の画素を、隣接する画素で反射領域および透過領域の同じ領域を隣り合わせて配設させたことにより、これら各画素の反射領域および透過領域が隣接する画素で隣り合った状態となるから、これら反射領域および透過領域を画素毎に別個に設ける必要がなくなる。したがって、これら各画素の反射領域および透過領域のそれぞれを各画素毎に別個に設ける場合に比べ、歩留まり良くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の液晶表示装置の一実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２において、１は液晶表示装置としての液晶セルで、この液晶セル１は、広視野の半透過型（反透過型）の液晶表示素子である。また、この液晶セル１は、ＶＡＮ（Vertically Aligned Nematic：垂直配向型ネマチック）方式と呼ばれる広視野角モードを用いた垂直配向型の液晶モードを有する表示装置である。言い換えると、この液晶セル１は、マルチドメイン型ＶＡＮモードを用いた半透過型である。
【００１４】
そして、この液晶セル１は、略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、略透明な矩形平板状のガラス基板３を有している。このガラス基板３は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明基板としての透光性基板である。そして、このガラス基板３の一主面である表面上の中央部には、矩形状の画素表示領域としての画像表示領域４が設けられており、この画像表示領域４に複数の画素５がマトリクス状に設けられて配置されている。
【００１５】
これら複数の画素５のそれぞれは、ガラス基板３の縦方向に沿った長尺状である平面視細長矩形状に形成されている。さらに、これら複数の画素５のそれぞれには、複数の図示しないスリットが設けられた画素電極６、蓄積容量としての画素補助容量である図示しない補助容量、およびスイッチング素子としてのアクティブマトリクス素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）７のそれぞれが１画素構成素子として１つずつ配置されている。
【００１６】
また、このガラス基板３上には、第１の配線としてのゲート線である複数の走査線11が、このガラス基板３の幅方向に沿って配設されている。これら走査線11は、導電性膜にて構成されたゲート電極配線であって、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。さらに、このガラス基板３上には、第２の配線としての複数の信号線12が、このガラス基板３の縦方向に沿って配設されている。これら信号線12は、導電性膜にて構成された電極配線としての画像信号配線であって、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。そして、これら走査線11および信号線12は、導電性膜をスパッタ法などで成膜した後にパターニングして作成されている。
【００１７】
さらに、これら走査線11および信号線12は、ガラス基板３上に直交して交差して格子状に配線されている。そして、これら走査線11および信号線12にて囲まれた矩形状の各領域に画素５がそれぞれ設けられている。さらに、これら走査線11および信号線12の各交点に対応して、画素電極６、補助容量および薄膜トランジスタ７のそれぞれが各画素５毎に設けられている。
【００１８】
また、ガラス基板３上の走査線11間には、これら走査線11の長手方向に沿った複数の金属電極である容量線としての補助容量（Ｃｓ）線13が、このガラス基板３の幅方向に沿って配設されている。これら補助容量線13は、例えばモリブデン（Ｍｏ）によるスパッタにて約０．３μｍの膜厚に形成されている。そして、これら補助容量線13は、走査線11間のガラス基板３の縦方向に沿った略中央部に、これら走査線11に対して平行に離間されて設けられている。さらに、これら補助容量線13は、各画素５内に設けられている画素電極６に対向し、この画素電極６との間の電位差にて補助容量を形成させる。
【００１９】
ここで、これら各画素５は、これら画素５の長手方向の中央部において、これら画素５の幅方向に沿って領域が２等分に分割され、これら各画素５の二等分された一方の領域が、光の反射を利用して視認可能な反射方式の表示が可能な反射領域としての反射表示部である反射表示領域15とされている。この反射表示領域15は、光の反射の有無によって視認可能となる領域である。さらに、これら各画素５の２等分された他方の領域が、光の透過を利用して視認可能な透過方式の表示が可能な透過領域としての透過表示部である透過表示領域16とされている。この透過表示領域16は、光の透過の有無によって視認可能となる領域である。よって、液晶セル１は、一画素５内に反射表示領域15と透過表示領域16とのそれぞれが設けられていることにより、これら反射表示領域15および透過表示領域16を有する半透過型（反透過型）の液晶表示装置である。
【００２０】
具体的に、これら反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれは、各画素５の長手方向の中心部において、これら画素５の幅方向に沿った基準線Ａを中心とした線対称に設けられている。さらに、これら反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれは、ガラス基板３の上下方向である縦方向に隣接する画素５間で、これら反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれが、これら画素５間の横方向に沿った境界線Ｂを基準として対称に設けられている。言い換えると、これら複数の画素５は、隣接する画素５間の反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれが、これら画素５間の境界線Ｂを基準とした線対称な位置および形状に形成されている。
【００２１】
そして、これら各画素５は、これら各画素５の縦方向に沿って隣接する他の画素５に対して、反射表示領域15および透過表示領域16をそれぞれ隣り合わせた状態で、これら反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれが設けられている。言い換えると、これら各画素５は、縦方向に沿って隣接する画素５で、反射表示領域15および透過表示領域16の同じ領域を隣り合わせた状態で配設されている。
【００２２】
したがって、縦方向の上側に透過表示領域16が設けられ縦方向の下側に反射表示領域15が設けられた画素５である画素αの下側に、縦方向の上側に反射表示領域15が設けられ縦方向の下側に透過表示領域16が設けられた画素５である画素βが設けられている。さらに、この画素βの下側には画素αが設けられている。よって、これら画素αおよび画素βは、ガラス基板３の縦方向に沿って交互に設けられている。
【００２３】
さらに、これら画素５は、ガラス基板３の横方向に沿って画素αが連続して設けられて配置されているとともに、この画素αの縦方向の上下に位置する画素βもまた、ガラス基板３の横方向に沿って連続して設けられて配置されている。よって、これら画素αおよび画素βは、２つの画素５内の反射表示領域15または透過表示領域16のそれぞれの同じ領域を隣り合わせた状態で隣接して設けられている。
【００２４】
また、これら各画素５の反射表示領域15の透過表示領域16寄りの位置に、補助容量線13が配線されている。すなわち、これら補助容量線13は、各画素５の反射表示領域15と透過表示領域16との境界線Ｂに、幅方向の一端縁を沿わせた状態で、ガラス基板３の横方向に沿って配線されている。さらに、これら各画素５の透過表示領域16には、これら透過表示領域16の縦方向に沿った断面凸状の畝状突起である対向突起17が設けられている。
【００２５】
これら対向突起17は、絶縁体である感光性レジストにて構成された絶縁層であって、配向制御のために設けられている。そして、これら対向突起17は、例えば約８μｍほどの幅寸法および約３．０μｍほどの高さ寸法を有する断面先細略三角形状に形成されている。具体的に、これら対向突起17は、各透過表示領域16を左右方向である横方向に２分割、すなわち２分の１となるように、これら各透過表示領域16の縦方向に沿って、これら各透過表示領域16の横方向の中間部に直線状に設けられている。すなわち、これら対向突起17は、各透過表示領域16内の縦方向に亘った全体に設けられ、主に２方向へ配向分割させる。
【００２６】
一方、アレイ基板２のガラス基板３上には、図示しないアンダーコート層が積層されており、このアンダーコート層上には、トップゲート型の薄膜トランジスタ７が各画素５に対応したマトリクス状に設けられている。これら薄膜トランジスタ７は、アンダーコート層上に積層されたソース電極22およびドレイン電極23を備えており、これらソース電極22およびドレイン電極23は、所定の間隙を介して配設されている。また、これらソース電極22およびドレイン電極23は、例えばアルミニウム（Ａｌ）にて約０．３μｍの膜厚に形成されている。
【００２７】
さらに、これらソース電極22およびドレイン電極23を跨ぐように半導体層としての活性層24が積層されている。この活性層24は、信号線12に一体的に接続されたソース電極22と、画素電極６に接続されたドレイン電極23との間のアンダーコート層上に積層されており、これらソース電極22およびドレイン電極23のそれぞれに接続されている。さらに、この活性層24上には、走査線11に電気的に接続されたゲート線としてのゲート電極25が積層されている。このゲート電極25は、補助容量線13と同一材料および同一工程にて同時に形成されている。
【００２８】
そして、アンダーコート層上に設けられている各薄膜トランジスタ７を覆うように、このアンダーコート層上に絶縁層としての層間絶縁膜26が積層されている。この層間絶縁膜26は、感光性レジストを図示しないスピンナでアンダーコート層上の全面に塗布してからハーフ露光により各画素内の反射表示領域で所定の凹凸か形成されるようにパターン設計されたフォトマスクを用いた露光および現像によって形成されている。そして、この層間絶縁膜26には、各薄膜トランジスタ７のドレイン電極23を露出させる導通部としてのスルーホールであるコンタクトホール27が設けられている。さらに、層間絶縁膜26上には、各画素５内のコンタクトホール27を覆うように画素電極６が積層されている。
【００２９】
ここで、この画素電極６は、透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のスパッタリングおよびフォトリソグラフィにて約０．１μｍの膜厚に形成された透過画素電極である。すなわち、この画素電極６は、コンタクトホール27を介して薄膜トランジスタ７のドレイン電極23に電気的に接続されている。また、これら画素電極６は、各画素５内の透過表示領域16のみを覆うように設けられている。
【００３０】
そして、これら各画素５の反射表示領域15の層間絶縁膜26上には、例えばアルミニウム薄膜にて構成された反射電極28が積層されている。これら反射電極28は、これら反射電極28が設けられている同一画素５内の画素電極６に電気的に接続されている。さらに、これら反射電極28は、表面に凹凸形状が設けられ、各画素５の反射表示領域15へと入射した光を反射させる反射面として機能する。
【００３１】
さらに、画素電極６上には、透明樹脂レジストにて構成された細長円柱状のスペーサ29が設けられている。これらスペーサ29は、ガラス基板３の画像表示領域４の縦方向および横方向のそれぞれに向けて所定個数ほど設けられている。さらに、層間絶縁膜26上には、各画素５の画素電極６および反射電極28のそれぞれを覆うように、ポリイミドの配向処理にて形成された垂直性を示す配向膜30が積層されている。この配向膜30は、例えば７０ｎｍほどの厚さ寸法に形成されている。そして、この配向膜30は、画素電極６を覆う層間絶縁膜26上に配向手段が施されて構成されており、一定の方向に配向処理され、各画素５内の画素電極６、反射電極28および層間絶縁膜26を覆っている。
【００３２】
一方、アレイ基板２に対向してコモン基板としての矩形平板状の対向基板31が配設されている。この対向基板31は、略透明な矩形平板状のガラス基板32を備えている。このガラス基板32は、透光性を有するとともに電気的な絶縁性を有する透明な透明基板としての透光性基板である。そして、このガラス基板32のアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、カラーフィルタ層33が積層されて設けられている。このカラーフィルタ層33は、ガラス基板32の表面より突出して設けられている。
【００３３】
具体的に、このカラーフィルタ層33は、少なくとも２色以上である１組の色単位、例えば赤（Red:Ｒ）色の着色層である赤色フィルタ部34と、緑（Green:Ｇ）色の着色層である緑色フィルタ部35と、青（Blue:Ｂ）色の着色層である図示しない青色フィルタ部との３つのドットが対向基板31の横方向に向けて繰り返し配置されて構成されている。そして、赤色フィルタ部34は、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布した後にフォトリソグラフィして形成されている。また、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部もまた、緑色または青色の顔料を分散させた感光性レジストの塗布後のフォトリソグラフィにて形成されている。
【００３４】
ここで、これら赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部のそれぞれは、対向基板31の縦方向に沿った各画素５内の透過表示領域16のそれぞれに対向する位置に積層されている。すなわち、これら複数の赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部にて構成されたカラーフィルタ層33は、アレイ基板２に対向基板31を対向させた際に、このアレイ基板２の各画素５の透過表示領域16に対応して対向するように設けられている。
【００３５】
よって、縦方向に沿って隣接する２画素５内の互いに隣接した透過表示領域16では、カラーフィルタ層33の赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部が、それぞれ一体化されて、これら赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部それぞれの一個当たりの個々の平面視の面積が大きくされている。さらに、このアレイ基板２の各画素５の透過表示領域16は、カラーフィルタ層33が対向して設置されていることにより、カラー（色彩）表示可能に構成されている。
【００３６】
また、ガラス基板32のアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、透明な構造体である高さ調整層37が設けられている。この高さ調整層37は、感光性透明レジストにて約３μｍの膜厚に形成されている。すなわち、この高さ調整層37は、カラーフィルタ層33の厚さ寸法より大きな厚さ寸法を有しており、各画素５の反射表示領域15でのセルギャップＣを各画素５の透過表示領域16でのセルギャップＤの約２分の１にして、各画素５の反射表示領域15での反射電極28にて反射される光の光路と、各画素５の透過表示領域16の画素電極６を透過する光の光路とを等しくさせる。
【００３７】
そして、この高さ調整層37は、カラーフィルタ層33の赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部それぞれの間に設けられている。すなわち、この高さ調整層37は、アレイ基板２に対向基板31を対向させた状態で、このアレイ基板２の各画素５の反射表示領域15に対応して対向する位置に設けられている。したがって、このアレイ基板２の各画素５の反射表示領域15は、カラーフィルタ層33が対向して設置されていないことによって、モノクロ（白黒）表示可能に構成されている。
【００３８】
また、これら高さ調整層37およびカラーフィルタ層33の表面には、これら高さ調整層37およびカラーフィルタ層33のそれぞれを覆うように、共通電極としてのコモン電極である矩形平板状の対向電極38が積層されて設けられている。この対向電極38は、透明電極としてのＩＴＯ膜のスパッタリングにて約０．１μｍの膜厚に形成されている。また、この対向電極38は、対向基板31の表面とアレイ基板２の表面とを対向させた際に、このアレイ基板２のガラス基板３の画像表示領域４全体に亘って対向する矩形状の大きな電極である。言い換えると、この対向電極38は、アレイ基板２に対向基板31を対向させた際に、このアレイ基板２の画素電極６および反射電極28のそれぞれに対向するように配置されている。
【００３９】
さらに、この対向電極38上には、配向制御用の対向突起17が設けられている。すなわち、これら対向突起17は、対向基板31の表面とアレイ基板２の表面とを対向させた際に、このアレイ基板２の各画素５の透過表示領域16に対応して対向するように、対向電極38上にマトリクス状に設けられている。また、この対向電極38上には、各対向突起17を覆うように垂直性を示す配向膜39が積層されている。この配向膜39は、例えば７０ｎｍほどの厚さ寸法に形成されている。そして、この配向膜39は、対向突起17を覆う対向電極38上に配向手段が施されて構成されており、一定の方向に配向処理され、これら対向突起17および対向電極38を覆っている。
【００４０】
一方、対向基板31のガラス基板32上には、このガラス基板32上に設けられているカラーフィルタ層33の周縁を覆うように遮光層としての額縁部41が積層されて設けられている。この額縁部41は、例えば黒色顔料などが添加された樹脂などの遮光性を有する材料にて構成されている。そして、この額縁部41は、額縁状の遮光領域であって、カラーフィルタ層33の厚さ寸法より小さな厚さ寸法を有している。
【００４１】
そして、対向基板31は、この対向基板31の対向電極38側をアレイ基板２の画素電極６側に対向させつつ、これらアレイ基板２および対向基板31それぞれの端面を図示しない治具にて合わせた状態で、このアレイ基板２に取り付けられている。すなわち、この対向基板31は、アレイ基板２に設けられている各スペーサ29を対向基板31の配向膜39に当接させて、これらアレイ基板２と対向基板31との間に所定の間隔である液晶封止領域Ｅが形成されるように、平行に離間された状態で取り付けられている。
【００４２】
さらに、これら対向基板31の配向膜39とアレイ基板２の配向膜30との間には、液晶材料としての液晶組成物である液晶分子42が注入されて挟持されて光変調層としての液晶層43が形成されている。したがって、液晶セル１としては、液晶分子42を垂直に配向した垂直配向型の液晶モードが設けられている。すなわち、この液晶層43は、対向基板31の配向膜39とアレイ基板２の配向膜30との間に液晶分子42が介挿されて封止されて構成されている。さらに、この液晶層43は、アレイ基板２の画素電極６と対向基板31の対向電極38との間に液晶容量を形成させる。
【００４３】
さらに、この液晶層43は、対向基板31上の高さ調整層37をカラーフィルタ層33より突出させたことによって、各画素５内の反射表示領域15での液晶層43の厚さであるセルギャップＣが、各透過表示領域16それぞれでの液晶層43の厚さであるセルギャップＤより小さく構成されている。言い換えると、この液晶層43は、反射表示領域15での厚さが各透過表示領域16での厚さより薄く構成されている。また、この液晶層43の液晶分子42としては、負の導電率異方性を有する液晶材料が用いられている。
【００４４】
また、アレイ基板２と対向基板31との間の周縁部は、これらアレイ基板２と対向基板31との間の液晶封止領域Ｅに液晶層43を封止させる液晶封止部としてのシール材44が取り付けられている。このシール材44は、エポキシ系の熱硬化樹脂にて構成されており、アレイ基板２と対向基板31との間に接着されて、これらアレイ基板２と対向基板31とを貼り合わせている。また、このシール材44は、アレイ基板２の画像表示領域４の周縁を覆うように設けられており、このアレイ基板２の画像表示領域４と対向基板31との間に液晶封止領域Ｅを形成させる。そして、このシール材44は、対向基板31の額縁部41とアレイ基板２のガラス基板３の画像表示領域４より外側の部分と間に設けられている。
【００４５】
さらに、このシール材44には、このシール材44の一部が切断されて図示しない液晶注入口が形成されている。この液晶注入口は、この液晶注入口からアレイ基板２と対向基板31との間の液晶封止領域Ｅに液晶分子42を注入した後に、紫外線硬化樹脂が塗布されて封止されている。
【００４６】
一方、これらアレイ基板２のガラス基板３の裏面と対向基板31のガラス基板32の裏面とのそれぞれには、略矩形平板状の偏光板45,46が積層されて取り付けられている。これら偏光板45,46は、アレイ基板２のガラス基板３の裏面および対向基板31のガラス基板32の裏面の略全面を覆っている。
【００４７】
この結果、液晶セル１は、各画素５の薄膜トランジスタ７をスイッチングして画素電極６に映像用信号を印加して液晶層43中の液晶分子42の配向を制御して、これら各画素５内の画素電極６の反射表示領域15にて反射される光と、これら画素電極６の透過表示領域16を透過する光とのそれぞれを変調することによって、所定の画像を視認可能にさせる。
【００４８】
次に、上記一実施の形態の液晶表示装置の動作を説明する。
【００４９】
ここで、マルチドメイン型ＶＡＮモードの液晶セル１の基本原理は、液晶分子42として負の誘電率異方性を有するネマチック液晶材料を用いた場合には、画素電極６と対向電極38との間に電圧が印加されていない状態で、液晶分子42が垂直方向に配向する。
【００５０】
また、これら画素電極６と対向電極38との間に所定の電圧を印加させた状態では、電界離散効果によって、これら画素電極６のスリットの外側に向けて電界が傾斜して、液晶分子42がスリットの内側に向けて傾斜する。一方、対向基板31側では、対向突起17の形状効果によって、液晶分子42が対向突起17の外側に向けて傾斜する。
【００５１】
したがって、この原理によれば、画素電極６のスリットおよび対向突起17の少なくともいずれか一方を、複数の方向に向けて異方性を有するパターンに形成することによって、液晶層43を容易に複数の領域、すなわちドメインに分割することが可能となる。
【００５２】
次に、上記一実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００５３】
まず、成膜工程とパターニング工程とを繰り返してガラス基板３上の画像表示領域４に画素電極６、補助容量、薄膜トランジスタ７、走査線11、信号線12および補助容量線13、反射電極28のそれぞれを形成する。
【００５４】
このとき、ガラス基板３上の各画素５内の透過表示領域16となる領域に画素電極６を積層させ、これら画素５内の反射表示領域15となる領域に反射電極28を積層させる。
【００５５】
この後、これら画素電極６上にスペーサ29を形成してから、これら画素電極６および反射電極28上に配向膜30を積層させてアレイ基板２を作製する。
【００５６】
次いで、ガラス基板32上に、赤色の顔料を分散させた感光性レジストを塗布してからフォトリソグラフィして、アレイ基板２の任意の画素５の透過表示領域16に対向する赤色フィルタ部34を形成する。
【００５７】
この後、この赤色フィルタ部34と同様に、ガラス基板32上に緑色フィルタ部35および青色フィルタ部をそれぞれ形成してカラーフィルタ層33を作製する。
【００５８】
さらに、このガラス基板32上のアレイ基板２の各画素５の反射表示領域15に対向する位置のそれぞれに感光性透明レジストにて高さ調整層37を形成する。
【００５９】
次いで、これら高さ調整層37およびカラーフィルタ層33上に、ＩＴＯ膜をスパッタして対向電極38を形成してから、この対向電極38上のアレイ基板２の各画素５の透過表示領域16に対向する位置に、感光性レジストにて配向制御用の対向突起17を形成する。
【００６０】
この後、これら対向突起17を含む対向電極38上に配向膜39を積層させてから、ガラス基板32上のカラーフィルタ層33の周縁に額縁部41を形成する。
【００６１】
次いで、これらアレイ基板２と対向基板31との間隙を確保しつつスペーサ29を介してシール材44にて貼り合わせる。
【００６２】
この後、これらアレイ基板２と対向基板31との間の液晶封止領域Ｅに液晶分子42を充填してから、これらアレイ基板２と対向基板31との間の液晶注入口を封止して、これらアレイ基板２と対向基板31との間の液晶封止領域Ｅに液晶層43を形成する。
【００６３】
さらに、これらアレイ基板２および対向基板31それぞれの裏面に偏光板45,46をそれぞれ配置させて、反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれを各画素５内に有する半透過型の液晶セル１とする。
【００６４】
この結果、この液晶セル１のカラーフィルタ層33の剥れに起因する点欠点不良の発生が０％であった。また、この液晶セル１の表示特性を評価したところ、屋外でも十分に明るい表示を得ることができ、屋内外で優れた視認性と広い視野角特性を実現できた。
【００６５】
これに対し、図３および図４に示す第１の比較例のように、アレイ基板２の各画素５の縦方向の下側に反射表示領域15が設けられ、これら各画素５の縦方向の上側に透過表示領域16が設けられ、これら各画素５内での反射表示領域15および透過表示領域16それぞれの配置が同じ構成の液晶セル１の場合には、この液晶セル１の表示特性を評価したところ、屋内外で良好な表示を得ることができたが、この液晶セル１の画像表示領域４に設けられている画素５のうち、約５％の画素５に点欠点が発生した。さらに、これら画素５の点欠点が生じた不良部分を詳細に調べたところ、これら不良部分のうち、約１０％の割合でカラーフィルタ層33の剥れが確認された。
【００６６】
さらに、図５に示す第２の比較例のように、アレイ基板２の各画素５の縦方向の下側に反射表示領域15が設けられ、これら各画素５の縦方向の上側に透過表示領域16が設けられ、これら各画素５内での反射表示領域15および透過表示領域16それぞれの配置が同じ構成であるとともに、これら各画素５内の反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれにカラーフィルタ層33を積層させてカラー表示可能にした液晶セル１の場合には、これら各画素５内の高さ調整層37の高さをカラーフィルタ層33の厚さ分を考慮して、１．５μｍに変更させた。
【００６７】
そして、この液晶セル１に屋外で画像を表示させた場合に得られた輝度は、上記一実施の形態および第１の比較例の約１０分の１と低く、この液晶セル１の反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれでカラー表示が可能なフルカラー表示であるという利点があるものの、これら一実施の形態および第１の比較例に比べ、視認性が大幅に低下した。
【００６８】
ここで、上記第２の比較例のように、各画素５の反射表示領域15および透過表示領域16のそれぞれにカラーフィルタ層33を積層させた液晶セル１の場合には、屋内では優れた視認性を得ることができる一方で、屋外では表示される画素が暗く視認しにくい。
【００６９】
そこで、上記第１の比較例のように、この液晶セル１の各画素５の反射表示領域15では、カラー表示よりも表示したときの明るさを優先して、これら各画素５の反射表示領域15からカラーフィルタ層33を取り除いて、これら反射表示領域15をモノクロ表示とする構成とした。
【００７０】
この場合、液晶セル１として要求される性能は用途に応じて多岐に渡るが、主として屋外での使用を前提とした半透過型の液晶セル１においては、屋外では表示の明るさが他性能より優先される場合が多く、屋内での使用が主で、屋外ではっきりとした表示が確認できれば良い場合も多い。したがって、各画素５内にカラー表示とモノクロ表示とを組み合わせた液晶セル１も可能である。
【００７１】
しかしながら、上記第１の比較例のように、各画素５の透過表示領域16のみにカラーフィルタ層33を設けた液晶セル１の場合には、上述のように、輝度向上には有効であり、屋内外で十分に明るく良好な表示を得ることができる一方で、点欠点不良の増加による歩留まりが低下し、これら画素５内の透過表示領域16のカラーフィルタ層33に剥れが多発したことによって、点欠点不良の増加による歩留まりが低下してしまう。すなわち、この歩留まりの低下は、対向基板31上のカラーフィルタ層33がガラス基板32の縦方向に沿ったストライプ状からマトリクス状である島状になったことによって、製造工程におけるカラーフィルタ層33の剥れが生じやすくなったことが原因と考えられた。
【００７２】
そこで、上記一実施の形態のように、縦方向に沿って隣接する２つの画素５内の透過表示領域16を互いに隣接させて設け、これら透過表示領域16に対向して設けられるカラーフィルタ層33を、これら２つの画素５内で一体化させて、これらカラーフィルタ層33の赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部それぞれの一個当たりの平面視の面積を大きく構成した。
【００７３】
この結果、これら各画素５内の透過表示領域16でのカラーフィルタ層33が剥がれにくくなり、これらカラーフィルタ層33の剥れのリスクを低減できるから、液晶セル１の製造歩留まりを向上できる。したがって、屋外でモノクロ表示させ屋内でカラー表示させる液晶セル１であるとともに、マルチドメイン型ＶＡＮモードと半透過表示液晶モードとを組み合わせた液晶セル１の表示品位と製造コストとを改善できるから、広い視野角と良好な応答速度を有し、屋内外での視認性に優れた液晶セル１を安価に提供できる。よって、屋内外での視認性に優れ、広い視野角と良好な表示品位を有する液晶セル１を安価に歩留まり良く製造できる。
【００７４】
なお、上記一実施の形態では、各画素５内の画素電極６を薄膜トランジスタ７にて制御する構成としたが、例えば薄膜ダイオードなどの薄膜トランジスタ７以外のスイッチング素子で画素電極６を制御する構成とすることもできる。さらに、アクティブマトリクス型の液晶セル１以外の、単純マトリクス型の液晶セル１であっても、対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施の形態の一部を示す説明平面図である。
【図２】同上液晶表示装置の一部示す説明断面図である。
【図３】第１の比較例の液晶表示装置の一部を示す説明平面図である。
【図４】同上液晶表示装置の一部示す説明断面図である。
【図５】第２の比較例の液晶表示装置の一部を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    液晶表示装置としての液晶セル
２    アレイ基板
３    透光性基板としてのガラス基板
５    画素
15    反射領域としての反射表示領域
16    透過領域としての透過表示領域
31    対向基板
32    透光性基板としてのガラス基板
42    液晶組成物としての液晶分子
43    液晶層
【図１】
2007121643.tif 000003
【図２】
2007121643.tif 000004
【図３】
2007121643.tif 000005
【図４】
2007121643.tif 000006
【図５】
2007121643.tif 000007