(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に関し、ＦＦＳ、ＩＰＳ等の液晶モードの液晶表示装置に適用して、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成する。【解決手段】半透過型液晶表示装置は、配向膜の下面を所定方向に延長する溝形状として配向膜に配向能を付与し、前記所定方向は、反射表示部と透過表示部とで異なるように設定された、分割配向の配向膜を備える。【選択図】図１
2009053468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置において、
前記第１の基板は、
前記液晶層側に配向膜を有し、
前記第２の基板は、
前記液晶層側に配向膜を有すると共に前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、
前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、
所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、
前記所定方向は、
前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定された
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記溝が繰り返し形成された形状を有する面上に形成された配向膜は、
前記液晶層の液晶分子を電圧無印加状態で前記直交する方向に配向させる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置において、
前記第１の基板は、
前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、
前記第２の基板は、
前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、
前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、
所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、
前記所定方向は、
前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、
前記第１及び第２の偏光板は、
透過軸が直交するように配置され、
前記液晶層は、
前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、
前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第２の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、３０〜４５度のツイスト角を有するように液晶分子が配向した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記溝が繰り返し形成された形状を有する面上に形成された配向膜は、
前記液晶層の液晶分子を電圧無印加状態で前記直交する方向に配向させる
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記画素は、
カラーフィルタを有し、
前記液晶層は、
前記反射表示部における厚みが前記カラーフィルタの色に応じて設定されて、異なる色の画素で前記反射表示部における厚みが異なるように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記反射表示部のリタデーションが、赤色、緑色、青色の画素でそれぞれ４００〜５００〔ｎｍ〕、３４０〜４４０〔ｎｍ〕、３００〜４００〔ｎｍ〕である
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素電極は、
スリット形状であり、
スリットの繰り返し方向、電極の幅、電極の間隔及び前記共通電極との間の絶縁膜の膜厚の少なくとも１つが、前記透過表示部及び前記反射表示部で異なるように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素電極は、
櫛歯形状であり、
櫛歯形状の電極の繰り返し方向、電極の幅、電極の間隔の少なくとも１つが、前記透過表示部及び前記反射表示部で異なるように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記画素は、
カラーフィルタを有し、
前記画素電極は、
スリット形状であり、
電極の幅、電極の間隔、前記共通電極との間の絶縁膜の膜厚の少なくとも１つが、前記カラーフィルタの色に応じて設定されて、前記電極の幅、電極の間隔、前記膜厚の少なくとも１つが異なる色の画素で異なるように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画素は、
カラーフィルタを有し、
前記画素電極は、
櫛歯形状であり、
電極の幅、電極の間隔の少なくとも１つが、前記カラーフィルタの色に応じて設定されて、前記電極の幅、電極の間隔の少なくとも１つが異なる色の画素で異なるように設定された
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記画素電極は、
櫛歯形状であり、
前記反射表示部が、前記画素電極が作成された部位であり、
前記透過表示部が、前記画素電極間の部位である
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置において、
前記第１の基板は、
前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、
前記第２の基板は、
前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、
前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、
所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、
前記所定方向は、
前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、
前記第１及び第２の偏光板は、
透過軸が直交するように配置され、
前記画素は、
カラーフィルタを有し、
前記液晶層は、
前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、
前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記カラーフィルタの色に応じてツイスト配向又はホモジニアス配向に設定された
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
前記溝が繰り返し形成された形状を有する面上に形成された配向膜は、
前記液晶層の液晶分子を電圧無印加状態で前記直交する方向に配向させる
ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記液晶層は、
前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記反射表示部のリタデーションが前記カラーフィルタの透過波長の略１／４波長であり、
前記ホモジニアス配向の画素が、赤色及び緑色の画素であり、
前記ツイスト配向の画素が、青色の画素である
ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記ホモジニアス配向が、前記第１又は第２の偏光板の吸収軸に対して液晶分子が４０〜５０度の角度を成すホモジニアス配向であり、
前記ツイスト配向が、前記第１の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が２０〜４０度の角度を成し、４０〜６０度のツイスト角を有する配向である
ことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置において、
前記第１の基板は、
前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、
前記第２の基板は、
前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、
前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、
所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、
前記所定方向は、
前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、
前記第１及び第２の偏光板は、
透過軸が直交するように配置され、
前記液晶層は、
前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、
前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極に電圧を印加しない状態で、前記第１の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸に対して４０〜５０度の角度を成すように液晶分子が配向した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
前記溝が繰り返し形成された形状を有する面上に形成された配向膜は、
前記液晶層の液晶分子を電圧無印加状態で前記直交する方向に配向させる
ことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記液晶層は、
前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記反射表示部のリタデーションが略１／４波長である
ことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置において、
前記第１の基板は、
前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、
前記第２の基板は、
前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、
前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、
所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、
前記所定方向は、
前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、
前記第１及び第２の偏光板は、
透過軸が直交するように配置され、
前記液晶層は、
前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、
前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極に電圧を印加しない状態で、リタデーションが１５０〜２５０〔ｎｍ〕であり、前記第１の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、５５〜７５度のツイスト角を有するように液晶分子が配向した
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
前記溝が繰り返し形成された形状を有する面上に形成された配向膜は、
前記液晶層の液晶分子を電圧無印加状態で前記直交する方向に配向させる
ことを特徴とする請求項１９に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、液晶表示装置に関し、例えばＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）等の液晶モードの液晶表示装置に適用することができる。本発明は、配向膜の下面を溝形状として配向膜に配向能を付与し、分割配向の配向面を作成することにより、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＮ、ＥＣＢ、ＳＴＮ、ＩＰＳ等の各種液晶モードの液晶表示パネルでは、配向処理により液晶分子を一定方向に配向させており、この配向処理に種々の手法が提案されている。
【０００３】
ここでこの配向処理の１つであるラビング法は、最も頻繁に使用される方法であり、ポリイミド等からなる高分子膜による配向膜を透明電極上に形成した後、表面に布等を取り付けたローラーでこの配向膜を一定方向に擦ることにより、この配向膜に配向能を付与する。
【０００４】
ラビング法に代わる配向処理方法であるいわゆるグレーティング法は、基板表面の配向膜を加工してグレーティング（溝）を形成し、このグレーティングによる弾性歪みを利用して液晶分子を配向させる。グレーティング法は、単に弾性歪み効果のみを利用して液晶分子を配向させる方法と、配向膜材自体が有する配向規制力を利用してアンカリング強度を向上する方法とが提案されている。
【０００５】
すなわち単に弾性歪み効果のみを利用して液晶分子を配向させる方法に関して、M.Nakamura et al. J.Appl.Phys, 52,210(1981）には、配向膜を形成する感光性ポリマーに光を照射して一定の間隔で直線状にグレーティングを形成する方法が提案されている。また特開平１１−２１８７６３号公報には、基板上の光重合成モノマーに光を照射してグレーティング状の配向膜を形成する方法が提案されている。また特開２０００−１０５３８０号公報には、転写の手法を適用して基板表面に形成された樹脂塗布膜にグレーティングの凹凸形状を形成し、グレーティング状の配向膜を形成する方法が提案されている。このグレーティング法では、グレーティングのピッチと高さとの調節によりアンカリングエネルギーを制御できることが知られている（Y. Ohta et al., J.J.Appl.Phys., 43,4310(2004)）。
【０００６】
またポリイミド等の配向膜材自体が有する配向規制力を利用してアンカリング強度を向上する方法に関して、例えば特開平５−８８１７７号公報には、フォトリソグラフィー法により感光性ポリイミドをパターンニングする方法が提案されている。また特開平８−１１４８０４号公報には、所定方向ではストライプ状であって、この所定方向と直交する方向では表面形状が鋸歯状である凹凸形状を第１配向膜の表面に形成し、この第１配向膜上に、この直交する方向に分子軸が揃った有機物を積層して配向膜を形成する方法が提案されている。また特開平３−２０９２２０号公報には、感光性ガラスをフォトエッチングして表面に凹凸形状を形成した後、配向材を塗布する方法が提案されている。
【０００７】
ところで近年、携帯電話、電子スチルカメラ等の携帯型情報機器では、ＴＮ（Twisted
Nematic ）、ＥＣＢ（Electrically Controlled birefringence ）等の各種液晶モードによる半透過型の液晶表示装置が使用されている。ここで半透過型の液晶表示装置は、一画素内に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示パネルであり、晴天時の屋外、暗い屋内等の種々の環境下で高いコントラスト比を得ることができ、携帯型情報機器の表示装置として望ましい特性を備えている。
【０００８】
また近年、ＦＦＳ、ＩＰＳ等の液晶モードによる広視野角の液晶表示装置が各種モニタ装置、携帯電話、電子スチルカメラ等に普及し始めている。
【０００９】
従ってＦＦＳ、ＩＰＳの液晶モードで半透過型の液晶表示装置を構成すれば、広視野角の透過表示と反射表示とを同時に得ることができ、携帯型情報機器に有用であると考えられる。しかしながら通常のＥＣＢ、ＶＡモードのように、位相差板の組み合わせで半透過型を作成しようとすると、透過表示の広視野角を維持できないという問題があり、簡易に半透過型を作成することは困難である。
【００１０】
このＦＦＳモードによる半透過型の液晶表示装置の作成方法に関して、特開２００５−３３８２６４号公報には、マスクラビング法により分割配向の配向膜を作成して半透過型の液晶表示装置を作成する方法が提案されている。この特開２００５−３３８２６４号公報には、具体的に、赤色、緑色、青色の全画素を４５度ツイスト配向とする構成、反射表示部に１／４λの位相差層を設けて赤色、緑色、青色の全画素をホモジニアス配向とする構成等が開示されている。
【００１１】
しかしながらマスクラビング法は、パターンニングを繰り返してラビング法を繰り返すことが必要であることから製造工数が増大する欠点がある。またパターンニング用のレジストの使用により、配向膜に異物が付着し、信頼性が劣化する欠点がある。またさらにラビング法による場合には、ラビング方向に延長するスジが見て取られるようになり、ＦＦＳモード等の広視野角の液晶モードでは、このスジが目立つ欠点がある。またマスクラビング法では、異なる配向方向の界面でディスクリネーションが発生する欠点がある。これにより高精細化が進行する昨今の状況からすると、特開２００５−３３８２６４号公報に開示の手法によっては、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成できない問題がある。
【００１２】
この問題を解決する１つの方法として、マスクラビング法に代えてグレーティング法により分割配向の配向膜を作成することが考えられる。しかしながら単に弾性歪み効果のみを利用して液晶分子を配向させる方法では、溝の深さを十分に深くしなければ十分なアンカリング強度を確保することが困難であり、これにより生産性が著しく劣化する問題がある。また配向膜材自体が有する配向規制力を利用してアンカリング強度を向上する方法では、配向膜の材料が限られる等の欠点があり、実用上未だ不十分な問題がある。
【特許文献１】特開平１１−２１８７６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５３８０号公報
【特許文献３】特開平５−８８１７７号公報
【特許文献４】特開平８−１１４８０４号公報
【特許文献５】特開平３−２０９２２０号公報
【特許文献６】特開２００５−３３８２６４号公報
【非特許文献１】M.Nakamura et al. J.Appl.Phys, 52, 210(1981)
【非特許文献２】Y. Ohta et al., J.J.Appl.Phys., 43, 4310(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる液晶表示装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に適用して、前記第１の基板は、前記液晶層側に配向膜を有し、前記第２の基板は、前記液晶層側に配向膜を有すると共に前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、前記所定方向は、前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定される。
【００１５】
また請求項３の発明は、第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に適用して、前記第１の基板は、前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、前記第２の基板は、前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、前記所定方向は、前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、前記第１及び第２の偏光板は、透過軸が直交するように配置され、前記液晶層は、前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第２の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、３０〜４５度のツイスト角を有するように液晶分子が配向する。
【００１６】
また請求項１２の発明は、第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に適用して、前記第１の基板は、前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、前記第２の基板は、前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、前記所定方向は、前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、前記第１及び第２の偏光板は、透過軸が直交するように配置され、前記画素は、カラーフィルタを有し、前記液晶層は、前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記カラーフィルタの色に応じてツイスト配向又はホモジニアス配向に設定される。
【００１７】
また請求項１６の発明は、第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に適用して、前記第１の基板は、前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、前記第２の基板は、前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、前記所定方向は、前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、前記第１及び第２の偏光板は、透過軸が直交するように配置され、前記液晶層は、前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極に電圧を印加しない状態で、前記第１の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸に対して４０〜５０度の角度を成すように液晶分子が配向される。
【００１８】
また請求項１９の発明は、第１及び第２の基板で液晶層を挟持し、１つの画素に反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置に適用して、前記第１の基板は、前記液晶層とは逆側に第１の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有し、前記第２の基板は、前記液晶層とは逆側に第２の偏光板を有すると共に、前記液晶層側に配向膜を有しかつ前記液晶層に電界を印加する画素電極及び共通電極を有し、前記第１及び第２の基板の前記配向膜の少なくとも１つは、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に形成され、前記所定方向は、前記反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され、前記第１及び第２の偏光板は、透過軸が直交するように配置され、前記液晶層は、前記透過表示部において、前記画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向し、前記反射表示部において、前記画素電極及び共通電極に電圧を印加しない状態で、リタデーションが１５０〜２５０〔ｎｍ〕であり、前記第１の基板側で、前記第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、５５〜７５度のツイスト角を有するように液晶分子が配向する。
【００１９】
請求項１の構成により、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に配向膜を作成するようにして、反射表示部と透過表示部とでこの溝に係る所定方向を異なるように設定すれば、ラビング法による各種不都合を有効に回避して、高い生産性により、十分なアンカリング強度を確保して分割配向の配向膜を作成することができる。これにより高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。
【００２０】
また請求項３の構成によれば、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に配向膜を作成するようにして、反射表示部と透過表示部とでこの溝に係る所定方向を異なるように設定すれば、ラビング法による各種不都合を有効に回避して、高い生産性により、十分なアンカリング強度を確保して分割配向の配向膜を作成することができる。これにより高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。また透過表示部において、画素電極及び電極間に電圧を印加しない状態で、第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向するようにし、反射表示部において、画素電極及び共通電極間に電圧を印加しない状態で、第２の基板側で、第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、３０〜４５度のツイスト角を有するように液晶分子を配向させれば、透過表示部がホモジニアス配向であり、反射表示部がツイスト配向であることから、透過表示部は、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードに設定され、反射表示部は、ＴＮモードに設定され、ＦＦＳモード等による半透過型の液晶表示装置を構成することができる。また請求項１の構成によれば、反射表示部において、第２の基板側で、第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、３０〜４５度のツイスト角を有するように液晶分子が配向していることから、十分に反射率を低減することができ、これにより高コントラストで、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００２１】
また請求項１２の構成により、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に配向膜を作成するようにして、反射表示部と透過表示部とでこの溝に係る所定方向を異なるように設定すれば、ラビング法による各種不都合を有効に回避して、高い生産性により、十分なアンカリング強度を確保して分割配向の配向膜を作成することができる。これにより高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。また透過表示部において、電圧を印加しない状態で、第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子を配向させれば、透過表示部は、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードに設定され、これによりＦＦＳモード等による半透過型の液晶表示装置を構成することができる。また反射表示部において、カラーフィルタの色に応じてツイスト配向又はホモジニアス配向に設定すれば、各カラーフィルタの通過波長における反射率の相違を小さくすることができる。従って黒色の色付きを防止することができ、これにより高コントラストで、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００２２】
また請求項１６の構成により、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に配向膜を作成するようにして、反射表示部と透過表示部とでこの溝に係る所定方向を異なるように設定すれば、ラビング法による各種不都合を有効に回避して、高い生産性により、十分なアンカリング強度を確保して分割配向の配向膜を作成することができる。これにより高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。また透過表示部において、電圧を印加しない状態で、第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子を配向させれば、透過表示部は、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードに設定され、これによりＦＦＳモード等による半透過型の液晶表示装置を構成することができる。また反射表示部において、電圧を印加しない状態で、第１の基板側で、第１又は第２の偏光板の透過軸に対して４０〜５０度の角度を成すように液晶分子が配向すれば、反射率を十分に低減することができ、黒色の色付きを防止し、高コントラストを確保することができる。
【００２３】
また請求項１９の構成により、所定方向に延長する溝が前記所定方向と直交する方向に繰り返し形成された形状を有する面上に配向膜を作成するようにして、反射表示部と透過表示部とでこの溝に係る所定方向を異なるように設定すれば、ラビング法による各種不都合を有効に回避して、高い生産性により、十分なアンカリング強度を確保して分割配向の配向膜を作成することができる。これにより高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。また透過表示部において、電圧を印加しない状態で、第１又は第２の偏光板の透過軸と略平行に液晶分子が配向すれば、透過表示部は、ＦＦＳモード又はＩＰＳモードに設定され、これによりＦＦＳモード等による半透過型の液晶表示装置を構成することができる。また反射表示部において、電圧を印加しない状態で、リタデーションが１５０〜２５０〔ｎｍ〕であり、第１の基板側で、第１又は第２の偏光板の透過軸と液晶分子が略平行であって、５５〜７５度のツイスト角を有するように液晶分子を配向させれば、反射率を十分に低減することができ、黒色の色付きを防止し、高コントラストを確保することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００２６】
（１）実施例の構成及び動作
図１（Ａ）は、本発明の実施例１の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの１画素の構成を示す平面図であり、図２は、この図１（Ａ）をＡ−Ａ線で切り取って示す断面図である。この実施例の液晶表示装置は、例えば携帯電話等の携帯型情報機器に適用され、この液晶表示パネル１の背面にバックライト装置が配置される。この液晶表示パネル１は、１つの画素に透過表示部と反射表示部とが設けられた半透過型の液晶表示パネルであり、ＴＦＴ基板３とＣＦ基板２とにより液晶層４を挟持する。
【００２７】
ここでＣＦ基板２は、透明絶縁基板５の液晶層４側面に、カラーフィルタ６、平坦化層７、配向膜８が順次配置され、また液晶層４側面とは逆側面に、偏光板９が配置される。ここで透明絶縁基板５は、例えばガラス、プラスチック等、種々の透明絶縁基板材料が適用される。またカラーフィルタ６は、ストライプ配列、デルタ配列等を適用することができる。平坦化層７は、感光性の有機物レジスト材料、無機系材料等により形成され、カラーフィルタ６に起因する段差を平坦化する。配向膜８は、水平配向を誘起するポリイミド系の高分子材料により形成され、液晶分子を所定方向に配向させる。
【００２８】
ここで図３は、配向膜８の説明に供するＣＦ基板２の断面図である。ＣＦ基板２は、配向膜８を作成する面の形状が、所定方向に直線状に延長する溝Ｍがこの溝Ｍの延長方向と直交する方向に繰り返し形成された溝形状となるように形成されて、この溝形状を高分子膜で被覆して配向膜８が形成される。この実施例では、平坦化層７の表面形状がこの溝形状に加工されて、配向膜８を作成する面が溝形状に形成される。
【００２９】
ここで溝Ｍは、その断面形状が、溝Ｍの頂点を中心とした対称形状の略円弧形状に形成される。また溝Ｍは、ピッチＰが１〜５〔μｍ〕、高さ（深さ）Ｈが２００〜６００〔ｎｍ〕により形成され、ピッチＰと高さＨとの比Ｔ（＝Ｈ／Ｐ）が１未満の０．０４〜０．６により形成される。
【００３０】
より具体的に、ＣＦ基板２において、平坦化層７は、ノボラック系、アクリル系等の有機物レジスト材料、若しくはＳｉ０2、ＳｉＮ、又はＳｉ０2、ＳｉＮを主成分とする無機系の材料で形成される。
【００３１】
ここで感光性の有機物レジスト材料で平坦化層７を形成する場合、ＣＦ基板２は、感光性の有機物レジスト材料をコートした後、プリベークし、その後、溝Ｍに対応するパターンを有するマスクを用いて紫外線等によりレジスト材料を露光する。また現像、ポストベークし、これによりフォトリソグラフィー法を適用して、平坦化層７の表面を溝形状に加工する。なおマスクを使用する代わりに、異なる２方向から照射される光束の干渉を利用して露光処理してもよい。またフォトリソグラフィー法に代えて、ナノインプリント法等の手法を適用してもよい。
【００３２】
また無機系材料で、平坦化層７を形成する場合、ＣＦ基板２は、真空蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等により、この無機系材料を所定膜厚で堆積させた後、フォトリソグラフィー法により、感光性有機物レジスト材料を溝状にパターンニングし、その後、ウェットエッチング又はドライエッチングして、配向膜８側面を溝形状とする。また平坦化層７は、一般に市販されている無機系材料と有機系材料との混合物で感光性を有する材料を使用して作成することもでき、この場合は、フォトリソグラフィー法によりパターンニングした後、焼成等の過程を経ることで、有機物系の成分が雰囲気中に飛散し、主に無機物の成分から平坦化層７が形成される。
【００３３】
配向膜８は、一般的に使用されている可溶性ポリイミドとポリアミック酸との混合物を印刷法によって塗布した後、２００度の温度で７５分間焼成し、膜厚５０〔ｎｍ〕により作成される。配向膜８は、この焼成の処理により、配向膜中の高分子鎖が溝Ｍの延長方向と直交する方向に揃い、配向能が付与される。なお配向膜８の塗布法には、スピンコート法、ガンマブチルラクトン、アセトン等の溶媒で希釈した溶液の槽の中に漬けるディッピング法、スプレーにより噴霧する方法等、種々の手法を適用することができる。
【００３４】
種々に検討した結果によれば、配向膜８に配向能を付与するためには、配向膜８の下側面に、この一定方向と直交する方向に延長する溝Ｍが形成されていることが必要であり、単なる突起、凹凸では、各頂点から裾野に向かう方向に配向膜の分子軸が並び、特定方向に配向能を付与できないことが判った。
【００３５】
なお配向膜８は、平坦化層７に代えて、カラーフィルタ６又は透明絶縁基板５の表面を溝形状として、配向膜８を作成する面を溝形状としてもよい。また図４に示すように、溝Ｍの断面形状が溝Ｍの頂点を中心とした非対称形状となるようにし、ＣＦ基板２の表面における液晶分子のチルト角をこの非対称形状で決まる角度で制御してもよい。
【００３６】
すなわちこの図４において、ＣＦ基板２は、１対の斜面Ｍ１及びＭ２による断面三角形形状の突条が順次所定ピッチで繰り返され、これにより断面形状が鋸歯形状となるように溝Ｍが形成される。これによりＣＦ基板２は、透明絶縁基板５の表面と平行な面Ｈに対するこの１対の斜面Ｍ１及びＭ２の成す角度θ１、θ２が異なる角度に設定されて、液晶分子のチルト角が制御される。なお溝の断面形状は、鋸歯形状とする場合に限らず、例えば溝Ｍの頂点を一方の側に偏らせて非対称形状とする場合等、要は、非対称形状に溝を形成して液晶分子のチルト角を種々に制御することができる。
【００３７】
ここで図５及び図６は、赤色、緑色、青色の画素の顕微鏡による観測結果を示す写真である。図５は、単に弾性歪み効果のみを利用した従来のグレーティング法によりＴＦＴ基板側の配向膜を作成し、ＣＦ基板側の配向膜をラビング法により作成した例である。また図６は、図３について上述した手法を適用してＴＦＴ基板側の配向膜を作成し、ＣＦ基板側の配向膜をラビング法により作成した例である。この図３及び図４は、偏光板をクロスニコル配置とし、その間にホモジニアス配向させた液晶表示パネルを配置して観測した場合である。
【００３８】
この場合、液晶表示パネル１の光学軸が完全に揃っていれば、偏光子から入射した光に位相変化が生じないことになり、黒として観察されることになる。しかしながら、局所的に光学軸がずれていると、グレー或いは白の模様として観察されることになる。
【００３９】
この図５及び図６の観測結果によれば、図６の方が、より黒く観察されていることから、単に弾性歪み効果のみを利用する従来のグレーティング法による配向膜に比して、この実施例の手法により作成した配向膜は、高い配向規制力を有していると判断することができる。
【００４０】
また溝Ｍについては、ピッチＰと高さＨとの比Ｔ（＝Ｈ／Ｐ）が１未満の場合であっても、十分に配向能を付与することができ、配向膜８の下側面を溝形状に加工する観点からすると、ピッチＰと高さＨとの比Ｔを１未満として、さらに好ましくは、ピッチＰと高さＨとの比Ｔを０．５未満として、生産性を向上することができる。なおこのように溝の深さを浅くすると、従来のグレーティング法による場合に比して格段的に溝Ｍの作成工程を簡略化して高い生産性を確保することができる。また種々の特性の優れた材料を適用して生産することができ、さらには簡易かつ確実に配向能を付与できることにより、グレーティング法において、配向膜材自体が有する配向規制力を利用する従来構成の種々の問題点を一挙に解決することができる。
【００４１】
なおこの実施例の液晶表示パネル１では、ＣＦ基板２側で溝Ｍの延長方向と直交する方向に液晶分子が配向しており、これによりこの配向膜８は、溝の延長方向に液晶分子が配向する従来のグレーティング法による場合とは異なるものであることを確認することができた。
【００４２】
配向膜８は、溝Ｍの延長する方向が、反射表示部と透過表示部とで異なるように設定され（図１（Ｂ）及び（Ｃ）参照）、反射表示部と透過表示部とで配向方向が異なる分割配向とされる。
【００４３】
これに対してＴＦＴ基板３（図２）は、透明絶縁基板１０の液晶層４側面とは逆側面に、偏光板１１が配置される。また液晶層４側面に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等が配置されて第１の絶縁膜１２が形成され、この第１の絶縁膜１２上に、第２の絶縁膜１４、共通電極１５、第３の絶縁膜１６、画素電極１７、配向膜１９等が順次配置される。
【００４４】
ここで透明絶縁基板１０には、例えばガラス、プラスチック等、種々の透明絶縁基板材料が適用される。またＴＦＴは、走査配線、信号配線、画素電極１７に接続され、信号配線は、例えばアルミにより形成される。また走査配線は、例えばモリブデンにより形成され、共通電極１５、画素電極１７は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成される。なお反射表示部は、入射光を反射する反射板として機能するように、共通電極１５の下層にアルミ、銀、クロム、モリブデン、その他の金属による金属膜１８が形成される。
【００４５】
画素電極１７は、例えばスリット形状により形成され、絶縁膜１６により絶縁されて共通電極１５に近接して配置される。これにより液晶表示パネル１は、画素電極１７及び共通電極１５間に電圧を印加すると、画素電極１７及び共通電極１５間に電界が発生し、この電界がアーチ状に液晶層４中を通過し、この電界により液晶層４の配向を変化させる。
【００４６】
配向膜１９は、配向膜８と同様に水平配向を誘起するポリイミド系の高分子材料により形成され、ラビング法、光配向法、イオンビーム配向法等により、液晶分子を所定方向に配向させる配向能が付与される。配向膜１９は、この配向方向が透過表示部と反射表示部とで同一となるように設定される。
【００４７】
なおこのＴＦＴ基板３側の配向膜１９についても、図７〜図９に示すように、ＣＦ基板２の配向膜８と同様に作成してもよい。ここで図７は、配向膜１９の直下の第３の絶縁膜１６の配向膜１９側面を溝形状に加工して、配向膜１９を作成する側の面を溝形状とし、配向膜１９に配向能を付与する構成である。この絶縁膜１６の溝形状は、図３について平坦化層７を溝形状とする場合と同一手法により作成することができる。ここで図７において、符号ＡＲ１で示す領域は、画素電極１７が設けられていない領域であり、符号ＡＲ２で示す領域は、画素電極１７が設けられている領域である。また図８は、絶縁膜１６に代えて、下層の絶縁膜１４を溝形状に加工し、配向膜１９を作成する側の面を溝形状とする構成である。また図９は、図４との対比により溝形状を非対称形状として液晶分子のチルト角を制御する構成である。なおＴＦＴ基板３の配向膜１９についても、絶縁膜１６、１４に代えて、絶縁基板１０の表面形状等を溝形状とし、配向膜１９を作成する側の面を溝形状としてもよい。なお、溝形状の方向と、画素電極のスリットの方向とのなす角度は、反射表示部の光学設計次第で種々に変わりうる。
【００４８】
液晶表示パネル１は、ＴＦＴ基板３、ＣＦ基板２をシール材で貼り合わせた後、これらＴＦＴ基板３、ＣＦ基板２間のギャップに、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶が注入されて液晶層４が形成される。なおこれに代えて負の誘電率異方性を有する液晶を用いるようにしてもよい。
【００４９】
液晶表示パネル１は、図１（Ｂ）及び（Ｃ）にそれぞれ反射表示部及び透過表示部における電極１５、１７への電圧無印加時の液晶分子の配向方向を示すように、ＣＦ基板２側の配向膜８の配向方向が反射表示部と透過表示部とで異なるように設定される。
【００５０】
これによりこの液晶表示パネル１は、電圧無印加時、透過表示部がホモジニアス配向に設定され、反射表示部がツイスト配向に設定される。この配向膜８、１９の設定に対応して、液晶表示パネル１において、ＴＦＴ基板３側の偏光板１１及びＣＦ基板２側の偏光板９は、吸収軸が直交するように、またＴＦＴ基板３側界面における液晶分子の配向方向が、ＣＦ基板２側偏光板９の吸収軸と平行になるように設定される。
【００５１】
これによりこの液晶表示パネル１において、透過表示部は、ノーマリーブラックのＦＦＳモードに設定され、電圧無印加時、バックライト装置からＴＦＴ基板３側の偏光板１１を透過して入射する入射光に何ら位相差を与えることなく液晶層を透過してＣＦ基板２の偏光板９で完全に遮光する。また電圧印加時、印加電圧に応じて液晶分子が捩れ方向にスイッチングし、バックライト装置から偏光板１１を透過して入射する入射光の偏光状態が電極１５、１７間の印加電圧に応じて変化してＣＦ基板２の偏光板９に入射し、電極１５、１７間の印加電圧に応じた光量で偏光板９から出射する。これ対して反射表示部は、ツイスト配向に設定され、電圧無印加時、ＣＦ基板２の偏光板９を透過して入射する外来光を共通電極１５による反射部で反射し、さらにＣＦ基板２の偏光板９に戻ってきた時に、偏光板９の透過軸に対して直交する直線偏光となるように設定される。このことにより、出射光は偏光板９で遮光され、反射表示部はノーマリーブラックモードの表示状態となる。これに対して電圧印加時、印加電圧に応じた液晶分子のスイッチングにより、偏光板９を透過して反射部で反射するまでの光路における偏光状態、反射部で反射して偏光板９に至るまでの光路における偏光状態を電極１５、１７間の印加電圧に応じて変化させ、反射部で反射した入射光を電極１５、１７間の印加電圧に応じた光量により偏光板９から出射する。
【００５２】
より具体的に、液晶表示パネル１は、ＣＦ基板側偏光板９の吸収軸が画素電極１７の繰り返し方向に対して５度だけ傾くように設定され、ＴＦＴ基板３側では、透過表示部及び反射表示部の双方において、この吸収軸と電圧無印加時の液晶分子の光学軸が一致するように設定される。液晶表示パネル１は、電圧無印加時における透過表示部及び反射表示部のリタデーションが３８０〔ｎｍ〕に設定され、また反射透過部側におけるツイスト角が、電圧無印加時、３７度となるように設定される。なおこれにより液晶表示パネル１は、反射表示部における液晶層４のリタデーション値が電圧無印加時、いわゆる３／４波長条件に設定される。
【００５３】
これによりこの実施例では、透過表示部をＦＦＳモードにより構成して、位相差層を設けることなく、ＣＦ基板２側を分割配向するだけの簡易な構成で、半透過型の液晶表示パネル１を構成することができる。またさらに高いコントラストを確保し、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００５４】
すなわち図１０は、電圧無印加時におけるセルリタデーションを３８０〔ｎｍ〕に設定し、反射表示部における最適なツイスト角を測定した結果を示す特性曲線図である。この測定は、ＴＦＴ基板３側における液晶分子の配向方向をＣＦ基板２側の偏光板９の吸収軸と略平行とし、ＣＦ基板２側の液晶分子の配向方向とこの吸収軸との成す角度を変化させたものである。また反射板には、全波長において概ね反射率１００〔％〕のものを使用し、光源はＤ６５を使用した。この図１０の測定結果によれば、電圧無印加時のセルリタデーションを３８０〔ｎｍ〕に設定し、ツイスト角を３７度程度とすれば、十分に黒色の反射率を低減して高いコントラストを確保できることが判る。また電圧無印加時のセルリタデーションが３８０〔ｎｍ〕の場合は、ツイスト角３７度がツイスト角の最適値であることが判る。
【００５５】
なお図１１は、この図１０の測定に供した条件において、ツイスト角３７度に設定した場合の反射率をスペクトル解析した測定結果を示す特性曲線図である。この図１１に示すように、液晶表示パネルでは、波長に応じて反射率が変化し、その結果、ツイスト角の最適値も波長によって変化する。また液晶表示パネルでは、偏光板９、１１の色味、液晶の複屈折率Δｎの波長分散、反射板に使用する金属の反射率スペクトル等によってもツイスト角の最適値が変化する。これにより最適なツイスト角は３７度に限られるものではなく、２７〜４７度の範囲内で液晶表示パネルを構成する構成部材、カラーフィルタの色に応じて最適値を確保することができる。
【００５６】
これに対して図１２は、図１０との対比によりツイスト角を３７度に保持して、電圧無印加時における最適なリタデーションを測定した結果を示す特性曲線図である。この図１２によれば、電圧無印加時のセルリタデーションが３９５〔ｎｍ〕の場合に、視感反射率が最も低下し、十分に黒色の反射率を低減して高いコントラストを確保できることが判る。なおこの場合も、図１２について上述したと同様に、波長、偏光板９、１１の色味、液晶の複屈折率Δｎの波長分散、反射板の反射率スペクトル等の要因によってリタデーションの最適値が変化することから、液晶表示パネル１を構成する構成部材、カラーフィルタのスペクトルに応じて３６０〜４３０〔ｎｍ〕の範囲内で、リタデーションの最適値を確保することができる。
【００５７】
またこの実施例では、セルギャップが大きいことにより、効率良く液晶分子の配向方向を制御することができる。すなわち図１３は、セルギャプに対する反射率の変化を測定した特性曲線図である。なおこの図１３に示す特性曲線は、液晶層のリタデーション、弾性定数、誘電率の波長分散Δεを一定値に保持し、さらに画素電極のピッチ、絶縁膜１６の厚さ、電極への印加電圧を一定に保持した測定結果である。
【００５８】
この図１３の測定結果によれば、セルギャップが小さくなると、反射率が低下することが判る。この現象は、水平方向のスイッチイングモードにより液晶分子の配向方向を制御する場合、電界強度がＴＦＴ基板３からの距離に応じて変化し、液晶層４全体として見たとき、セルギャップが小さいときには、スイッチングに寄与する水平方向の電界強度が弱く、セルギャップが大きくなると、スイッチングに寄与する水平方向の電界強度が強くなることによるものと考えられる。
【００５９】
この実施例の液晶表示パネル１では、電圧無印加時におけるリタデーションが反射表示部と透過表示部とで同一の３８５〔ｎｍ〕であることから、Δｎ＝０．１２の液晶を使用した場合、セルギャップは、約３．２〔μｍ〕程度とすることができ、これにより電極１５、１７間の印加電圧を増大させることなく、十分な反射率を確保することができ、効率良く液晶分子の配向方向を制御することができる。なお特開２００５−３３８２６４号公報に開示されている１／４波長程度（約１４０〔ｎｍ〕）のリタデーションでは、セルギャップは、約１．１〔μｍ〕程度となり、これにより電極への印加電圧を増大させることが必要になる。この問題を解決する１つの方法として、例えば複屈折率Δｎの小さな液晶を使用することも考えられるが、この場合、透過表示部のギャップを大きくすることが必要になり、透過表示の応答速度が低下する等の問題が発生し、実用的ではない。
【００６０】
（２）実施例の効果
以上の構成によれば、配向膜の下面を溝形状として配向膜に配向能を付与し、分割配向の配向面を作成することにより、高い生産性を確保してＦＦＳモード等による半透過型液晶表示装置を作成することができる。
【００６１】
すなわちＣＦ基板側及びＴＦＴ基板側で透過軸が直交するように偏光板を配置し、透過表示部においては、電圧無印加時、この２つの偏光板の何れかの透過軸と略平行となるように液晶分子を配向させ、反射表示部においては、電圧無印加時、３０〜４５度のツイスト角となり、かつＴＦＴ基板側界面において、２つの偏光板の何れかの透過軸と平行となるように液晶分子を配向させることにより、ＦＦＳモードによる半透過型の液晶表示装置を得ることができる。
【実施例２】
【００６２】
ところで実施例１の液晶表示パネル１では、図１１に示すように、反射表示部において、緑色波長帯域の反射率に比して赤色波長帯域及び青色波長帯域の反射率が未だ大きく、これにより電圧無印加時、黒色が若干、紫色の反射色を呈し、透過表示部と反射表示部とで黒色の色味が若干相違する。この実施例では、この黒色の色味の相違を防止する。
【００６３】
すなわち図１４は、図２との対比により本発明の実施例２の液晶表示パネルを示す断面図である。なおこの実施例の液晶表示パネル２１は、カラー画像を構成する複数の色の画素において、液晶層４の厚みがそれぞれ最適化されて、これらの複数画素間で液晶層４の厚みが異なる点を除いて、実施例１の液晶表示パネル１と同一に構成される。なおこの図１４では画素電極等の記載を省略して示す。
【００６４】
より具体的に、この実施例では、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂをそれぞれ配置した各画素において、カラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの透過波長が短くなるに従って電圧無印加時におけるセルリタデーションが小さくなるように、より具体的には、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを配置した各画素において、電圧無印加時におけるセルリタデーションがそれぞれ４５０〔ｎｍ〕、３８５〔ｎｍ〕、３５０〔ｎｍ〕に設定される。この実施例の液晶表示パネルは、これらの構成が異なる点を除いて、上述の液晶表示パネル１と同一に構成される。
【００６５】
ここで図１５は、緑色波長帯域について、ツイスト角を３８度に固定して反射表示部における電圧無印加時のセルリタデーションの最適値を測定した測定結果であり、図１６は、緑色波長帯域について、電圧無印加時のセルリタデーションを３８５〔ｎｍ〕に固定して反射表示部におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果である。この図１５及び図１６の測定結果によれば、電圧無印加時のセルリタデーションを３８５〔ｎｍ〕とし、ツイスト角を３８度として最も反射率が低下することが判る。
【００６６】
これに対して図１７は、青色波長帯域について、ツイスト角を３８度に固定して反射表示部における電圧無印加時のセルリタデーションの最適値を測定した測定結果であり、図１８は、青色波長帯域について、電圧無印加時のセルリタデーションを３５０〔ｎｍ〕に固定して反射表示部におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果である。この図１７及び図１８の測定結果によれば、電圧無印加時におけるセルリタデーションを３５０〔ｎｍ〕とし、ツイスト角を３８度として最も反射率が低下することが判る。
【００６７】
また図１９は、赤色波長帯域について、ツイスト角を３８度に固定して反射表示部における電圧無印加時のセルリタデーションの最適値を測定した測定結果であり、図２０は、赤色波長帯域について、電圧無印加時のセルリタデーションを４５０〔ｎｍ〕に固定して反射表示部におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果である。この図１９及び図２０の測定結果によれば、電圧無印加時のセルリタデーションを４５０〔ｎｍ〕とし、ツイスト角を３８度として最も反射率が低下することが判る。なお図２１は、これらの測定に使用したカラーフィルタの透過率の特性を示す特性曲線図であり、符号ＬＲ、ＬＧ、ＬＢがそれぞれ赤色、緑色、青色のカラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの特性である。
【００６８】
ここでこれら図１５〜図２０の測定結果によれば、図１１について上述した特性に比して格段的に赤色及び青色の波長帯域において、反射率が低下することが判る。これによりこの実施例の液晶表示パネル２１では、実施例１の液晶表示パネル１に比して、反射表示部において黒色が紫色を呈する現象を一段と確実に低減することができ、反射表示部と透過表示部とにおける黒の色味の相違を防止することができる。
【００６９】
なおこの実施例のようにカラーフィルタの色毎に反射表示部のリタデーションを異ならせて最適化する場合でも、実施例１について上述したと同様に、液晶表示パネル２１を構成する構成部材等に応じて±５０〔ｎｍ〕程度の範囲で最適値が変化することから、それぞれ赤色、緑色、青色の画素において、４００〜５００〔ｎｍ〕、３４０〜４４０〔ｎｍ〕、３００〜４００〔ｎｍ〕の範囲内で、電圧無印加時におけるリタデーションの最適値を確保することができる。
【００７０】
この実施例によれば、実施例１の構成を前提に、カラーフィルタの色に応じて反射表示部における液晶層の厚みを設定し、異なる色間で液晶層の厚みが異なるように設定することにより、ＦＦＳモードによる半透過型に関して、一段と高コントラストで、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００７１】
具体的に、赤色、緑色、青色の各画素において、電圧無印加時のリタデーションをそれぞれ４００〜５００〔ｎｍ〕、３４０〜４４０〔ｎｍ〕、３００〜４００〔ｎｍ〕に設定することにより、ＦＦＳモードによる半透過型に関して、一段と高コントラストで、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【実施例３】
【００７２】
図２２は、図２との対比により本発明の実施例３の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。この実施例の液晶表示パネル３１は、反射表示部において、配向膜８の基板５側に、段差形成用の絶縁層７Ａが形成され、この絶縁層７Ａにより電圧無印加時の反射表示部のリタデーション値が透過波長の略１／４波長となるように設定される。なおこの実施例において、上述した実施例１、２と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００７３】
図２３は、この図２２の奥行き方向に断面を取って示す断面図である。この図２３に示すように、この液晶表示パネル３１は、カラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの色に応じて、反射表示部の液晶層４が、電圧無印加時、ツイスト配向とホモジニアス配向とに選択的に設定される。すなわちこの実施例において、赤色及び緑色の画素は、電圧無印加時、反射表示部、透過表示部がホモジニアス配向に設定される。これに対して青色の画素は、電圧無印加時、透過表示部がホモジニアス配向に設定され、反射表示部がツイスト配向に設定される。
【００７４】
なお図２４及び図２５は、図１との対比によりこれら赤色及び緑色の画素、青色の画素を示す平面図である。赤色及び緑色の画素は、ＣＦ基板３２の配向膜８、ＴＦＴ基板３３の配向膜１９の配向膜１９が分割配向により作成され、配向方向が透過表示部と反射表示部とで異なるように設定される。これにより赤色及び緑色の画素は、電圧無印加時、透過表示部ではＣＦ基板３２の偏光板９の吸収軸と液晶分子の配向方向とが平行になるように、反射表示部ではＣＦ基板３２の偏光板９の吸収軸に対して液晶分子の光学軸が４５度傾くように設定され、反射表示部、透過表示部がホモジニアス配向に設定される。
【００７５】
これに対して青色の画素は、同様に、ＣＦ基板３２の配向膜８、ＴＦＴ基板３３の配向膜１９が分割配向により作成され、透過表示部が赤色及び緑色の画素の画素透過表示部と同一に形成されて、電圧無印加時、ホモジニアス配向に設定される。また反射表示部において、ＣＦ基板３２の配向膜８とＴＦＴ基板３３の配向膜１９との配向方向が透過表示部と異なるように設定されて、ＴＦＴ基板３３の界面でＴＦＴ基板３３側の偏光板９の吸収軸に対して液晶分子の配向方向が１３度傾くように設定され、またツイスト角が５０度に設定され、これによりツイスト配向に設定される。
【００７６】
これによりこの液晶表示パネル３１では、配向膜８は、図３及び図４について説明した何れかの方法により分割配向とされる。また配向膜１９は、下層の第４の絶縁膜１６Ａの表面を溝形状として配向能が付与されるものの、これに代えて図７〜図９について上述した何れかの方法を適用してもよい。これによりこの液晶表示パネル３１は、一段と反射表示部における黒色表示の色付きを防止する。なおこれらの透過軸、吸収軸に対する液晶分子の角度、ツイスト角にあっても、実施例１においてリタデーションについて上述したように、液晶表示パネルを構成する要素に応じて最適な角度が変化する。従ってホモジニアス配向においては、ＣＦ基板３２側の偏光板９の吸収軸に対して液晶分子との成す角度を４０〜５０度に設定し、このツイスト配向においては、ＣＦ基板３２側で、ＣＦ基板３２側の偏光板９又はＴＦＴ基板３３側の偏光板１１の透過軸と液晶分子との成す角度を２０〜４０度に設定し、ツイスト角を４０〜６５度に設定することにより実用上十分な特性を確保することができる。
【００７７】
ここで図２６において符号ＬＨ及びＬＴは、電圧無印加時における反射表示部のリタデーション値をいわゆる１／４波長条件に設定した場合におけるホモジニアス配向とツイスト配向とにおける黒表示時の反射率である。なおこの図２６に示すホモジニアス配向の特性は、ＣＦ基板３２側の偏光板９の吸収軸と液晶分子の光学軸とが４５度の角度を成す場合であり、図２４について上述した反射表示部の場合である。またこの図２６に示すツイスト配向は、ＣＦ基板３２側の偏光板９の吸収軸と液晶分子の光学軸が１３度の角度を成し、ツイスト角が５０度の場合であり、図２５について上述した反射表示部の場合である。なおツイスト配向は、ＣＦ基板３２側の偏光板９に代えてＴＦＴ基板３３の偏光板１１の吸収軸に対して液晶分子の光学軸が１３度の角度を成すようにしてもよい。
【００７８】
この図２６の測定結果によれば、ホモジニアス配向では、青色波長帯域の反射率が、赤色波長帯域及び緑色波長帯域の反射率に比して高く、これにより黒色が無彩色から離れて色付きにより表示されることが判る。これに対してツイスト配向では、青色波長帯域の反射率が、赤色波長帯域及び緑色波長帯域の反射率より低く、これによりホモジニアス配向とは逆に、黒色が無彩色から離れて色付きにより表示されることが判る。
【００７９】
このようなホモジニアス配向とツイスト配向とにおける反射率の波長特性を前提に、この実施例では、赤色画素及び緑色画素の反射表示部にホモジニアス配向を適用し、青色画素の反射表示部にツイスト配向を適用し、これにより全波長帯域において、反射率の変化を抑圧する。
【００８０】
すなわち図２７は、ホモジニアス配向のみの場合における液晶表示パネルの反射率を示す特性曲線図であり、図２８は、この実施例３の液晶表示パネル３１の反射率を示す特性曲線図である。これら図２７及び図２８において、符号ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、それぞれ赤色画素、緑色画素、青色画素における反射率である。また符号ＢＬＫは、これら赤色画素、緑色画素、青色画素による黒色表示時の反射率である。なお各画素には、図２１の特性によるカラーフィルタを適用した。また図３１は、この測定結果による黒表示等をＣＩＥ１９３１の色度図上にプロットした図であり、符号Ｐ２６及び符号Ｐ２７がそれぞれ図２４及び図２５の構成による黒表示である。この図２９によれば、この実施例の構成により、矢印により示すように黒色の色度が改善されることが判る。
【００８１】
これら図２７〜図２９によれば、カラー画像を構成する複数画素にホモジニアス配向とツイスト配向とを混在させることにより、青色画素の表示色に相当する波長範囲において反射率が低下し、黒表示時の色度をより無彩色に近づけることができ、一段と黒色の色付きを防止できることが判る。
【００８２】
この実施例によれば、カラーフィルタの色に応じて電圧無印加時の反射表示部をツイスト配向又はホモジニアス配向とし、カラー画像の複数の色の画素において、電圧無印加時にツイスト配向及びホモジニアス配向が混在するように設定することにより、高コントラストで、一段と色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００８３】
より具体的に、電圧無印加時における反射表示部のリタデーション値をいわゆる１／４波長条件に設定して、赤色画素及び緑色画素の反射表示部にホモジニアス配向を適用し、青色画素の反射表示部にツイスト配向を適用することにより、高コントラストで、一段と色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【００８４】
さらに具体的に、このホモジニアス配向が、ＣＦ基板３２側の偏光板９の吸収軸に対して液晶分子が４０〜５０度の角度を成すホモジニアス配向であり、このツイスト配向が、ＣＦ基板３２側で、ＣＦ基板３２側の偏光板９又はＴＦＴ基板３３側の偏光板１１の透過軸と液晶分子が２０〜４０度の角度を成し、４０〜６０度のツイスト角を有する配向であることにより、高コントラストで、一段と色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【実施例４】
【００８５】
図３０は、図２２との対比により本発明の実施例４の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す平面図であり、図３１は、この図３０をＡ−Ａ線で切り取って透過表示部と反射表示部とを示す断面図である。この液晶表示パネル４１は、第４の絶縁膜１６Ａによる段差が設けられて反射表示部がマルチギャップにより形成され、このマルチギャップに関する構成を除いて、上述の実施例と同様に構成される。なお、ここではＣＦ基板４２側に段差を形成した場合を示したが、ＴＦＴ基板４３側に段差を形成してもよい。
【００８６】
この液晶表示パネル４１は、電圧無印加時、透過表示部及び反射表示部の双方がホモジニアス配向に設定され、ノーマリーブラックに設定される。従って液晶表示パネル４１は、吸収軸が直交するように偏光板９、１１が配置され、またＣＦ基板４２の配向膜８及びＴＦＴ基板４３の配向膜１９の双方が、図３、図４、図７〜図９の何れかの構成により、又は実施例３で説明した手法により分割配向とされる。またこれにより反射表示部では、偏光板８又は１９の吸収軸と液晶分子の光学軸との成す角度がほぼ４５度に設定される。
【００８７】
この液晶表示パネル４１は、反射表示部をカラーフィルタ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂの繰り返し方向に切り取って図３２により示すように、反射表示部に形成されたギャップがカラーフィルタの色に応じて異なるように設定され、これにより反射表示部がマルチギャップにより形成される。また電圧無印加時におけるこのギャプ長による液晶層のリタデーションが、透過波長の１／４波長となるように設定される。
【００８８】
ここで図３３は、反射表示部の液晶層をホモジニアス配向させた場合に、偏光板８又は１９の吸収軸と液晶分子の光学軸との成す角度の最適値を示す特性曲線図である。なおこの図３２は、電圧無印加時におけるリタデーションを１４０〔ｎｍ〕した場合である。この図３２によれば、偏光板８又は１９の吸収軸と液晶分子の光学軸との成す角度が４５度の場合に、最も反射率が低下し、黒色が最も沈んで表示されることが判る。なおこの場合も、偏光板９、１１の色味、液晶の複屈折率Δｎの波長分散、反射板の反射率スペクトル等の要因によって偏光板８又は１９の吸収軸と液晶分子の光学軸との成す角度の最適値が変化することから、この角度は、４０〜５０度の範囲で最適値を確保することができる。
【００８９】
これに対して図３４は、電圧無印加時における液晶層４のリタデーションの最適値を示す特性曲線図である。なおこの図３４は、偏光板８又は１９の吸収軸と液晶分子の光学軸との成す角度が４５度の場合の特性である。この図３４によれば、人間の視感度が最も高い波長５５０〔ｎｍ〕の４分の１波長に相当する１４０〔ｎｍ〕付近で、最も反射率が低下し、黒色が最も沈んで表示されることが判る。
【００９０】
しかしながら赤色、緑色、青色の全ての画素に対して、セルリタデーションを１４０〔ｎｍ〕に設定すると、赤色及び青色の画素において、反射率が増大し、これにより色付きにより黒色が表示され、またコントラストが低下することになる。
【００９１】
そこでこの液晶表示パネル４１では、それぞれ電圧無印加時における赤色、緑色、青色の画素のセルリタデーションを、赤色、緑色、青色の画素の通過波長帯域の略中心波長６５０〔ｎｍ〕、５５０〔ｎｍ〕、４５０〔ｎｍ〕に対して約１／４波長である１６０〔ｎｍ〕、１４０〔ｎｍ〕、１１０〔ｎｍ〕に設定する。
【００９２】
ここで図３５は、この液晶表示パネル４１の各画素の電圧無印加時における反射率を示す特性曲線図である。この図３５によれば、セルリタデーションが１４０〔ｎｍ〕である緑色画素の特性ＬＧでは、赤色波長帯域及び青色波長帯域において、反射率が増大しており、これにより赤色及び青色の画素をセルリタデーション１４０〔ｎｍ〕により作成すると、色付きにより黒色が表示され、またコントラストが低下することが判る。しかしながら符号ＬＲ及びＬＢにより示すように、赤色、青色の画素のセルリタデーションをそれぞれ１６０〔ｎｍ〕、１１０〔ｎｍ〕に設定すれば、赤色、青色の波長帯域で十分に反射率を低下させて、黒色の各色付き表示を防止し、コントラストの低下を防止できることが判る。
【００９３】
この実施例によれば、ＣＦ基板側及びＴＦＴ基板側の偏光板の吸収軸が直交するように設定し、反射表示部において、一方の偏光板の吸収軸に対して液晶分子の成す角度を４０〜５０度とすることにより、黒色を沈めて表示し、コントラストを向上することができる。
【００９４】
また反射表示部における電圧無印加時のセルリタデーションを通過波長の略中心波長の約１／４波長の値に設定することにより、黒色の各色付き表示を防止し、コントラストの低下を防止することができる。
【００９５】
具体的に、カラーフィルタの色に応じて、反射表示部のギャプ長を変化させ、電圧無印加時のセルリタデーションを各通過波長の約１／４波長の値に設定することにより、黒色の各色付き表示を防止し、コントラストの低下を防止することができる。
【実施例５】
【００９６】
図３６は、本発明の実施例５の液晶表示パネルにおける電極の説明に供する図である。この実施例の液晶表示パネルは、上述の各実施例の液晶表示パネルにおいて、図３７に示すように、透過表示部における画素電極１７の電極の幅ｄ１及び電極間の間隔ｄ２がそれぞれ３〔μｍ〕及び４〔μｍ〕に設定される。図３６は、反射表示部における電極の幅ｄ１及び電極間の間隔ｄ２を透過表示部と同一として、スリットの繰り返し方向に対して電圧無印加時におけるＴＦＴ基板界面における液晶分子の光学軸を変化させた場合の、反射率の変化を示す特性曲線図である。なおこの図３６の測定結果は、電圧無印加時のセルリタデーションを３９５〔ｎｍ〕とし、電極１５及び１７間に４〔Ｖ〕の電圧を印加した場合の測定値である。この図３６により、反射表示部では電圧無印加時におけるＴＦＴ基板界面の液晶分子の光学軸がスリットの繰り返し方向に対して５度傾くように画素電極を配置した場合に、電圧印加時の反射率が最大となることが判る。
【００９７】
また同様にして透過表示部についても、反射表示部と同一の電圧印加により透過率が最大となるスリットの繰り返し方向に対する液晶分子光学軸の傾きを求めることができる。
【００９８】
これによりこの実施例では、電圧無印加時のリタデーションを３９５〔ｎｍ〕に設定して１／４波長条件により液晶層４を形成し、透過表示部と反射表示部とで、電圧印加時における透過率及び反射率がそれぞれ最大となるように、透過表示部と反射表示部とでスリットの繰り返し方向を設定する。これによりこの実施例では、透過表示部と反射表示部とでこの繰り返し方向が異なるように設定する。
【００９９】
なおこの場合に、例えばマルチドメインにより広視野を確保する場合には、反射表示部及び透過表示部においてスリットの繰り返し方向を途中で切り換えるようにしてもよく、この場合には、それぞれ反射表示部及び透過表示部における最適値を中心にして、反射表示部及び透過表示部でスリットの繰り返し方向を切り換えるようにし、透過表示部及び反射表示部で繰り返し方向の中心値が異なるように設定してスリットの繰り返し方向を最適化することができる。
【０１００】
これに対して図３８は、電極の大きさを変化させた場合の、電圧印加時の反射表示部における反射率の変化を示す図表である。この図３８によれば、電極幅ｄ１を４〔μｍ〕、電極の間隔ｄ２を９〔μｍ〕とした場合に、反射率が最も大きくなることが判る。図３９は、この図３８で求められる最適の条件により電圧を印加した場合の反射率の変化を示す特性曲線図である。これによりスリットの繰り返し方向だけでなく、電極幅ｄ１、電極間の間隔ｄ２によっても、反射率が変化することが判る。これによりこの実施例では、最も電圧印加時の反射率が増大する電極幅及び電極の間隔により反射表示部の画素電極を形成する。また透過表示部では、電圧印加時における透過率が最も高くなる電極幅ｄ１＝３〔μｍ〕、電極の間隔ｄ２＝４〔μｍ〕により画素電極を形成する。これによりこの実施例の液晶表示パネルは、電極の幅、電極の間隔を透過表示部及び反射表示部で最適化し、これら電極の幅、電極の間隔が透過表示部及び反射表示部で異なるように設定する。
【０１０１】
なお実用上十分な特性を確保できる場合には、スリットの繰り返し方向、電極の幅、電極の間隔の何れか１つだけを、透過表示部及び反射表示部で異なるように設定して透過率及び反射率を最適化するようにしてもよい。
【０１０２】
この実施例によれば、さらにスリットの繰り返し方向、電極の幅、電極の間隔の少なくとも１つを、透過表示部及び反射表示部で異なるように設定することにより、透過表示部における透過率、反射表示部における反射率を向上して白表示時の輝度を向上することができる。
【実施例６】
【０１０３】
図４０は、本発明の実施例６の液晶表示パネルにおける電極の説明に供する図表である。この実施例の液晶表示パネルは、上述の各実施例の液晶表示パネルにおいて、画素電極が図３７について上述したスリット形状により形成される。
【０１０４】
この図４０は、青色画素である電圧無印加時のセルリタデーションが３５０〔ｎｍ〕の場合について、電極の大きさを変化させた場合の反射率の最大値を示す図表である。この図４０の特性の測定においては、実施例５において図３８について上述したセルリタデーション３９５〔ｎｍ〕における最適条件である電極の幅ｄ１が４〔μｍ〕、電極間の間隔ｄ２が９〔μｍ〕の条件では、４〔Ｖ〕より電圧の低い３．５〔Ｖ〕の電圧の印加により反射率が最大となり、４〔Ｖ〕の電圧の印加では階調反転が発生する。
【０１０５】
そこでこの実施例では、このような階調の反転現象を確実に回避しつつ、４〔Ｖ〕の電圧の印加で反射率が最大となる条件である、電極幅ｄ１が３．５〔μｍ〕、電極間の間隔ｄ２が５〔μｍ〕により青色画素の画素電極を形成する。
【０１０６】
これに対して図４１は、赤色画素である電圧無印加時のセルリタデーションが４５０〔ｎｍ〕の場合について、電極の大きさを変化させた場合の反射率の最大値を示す図表である。この図表によれば、電圧無印加時におけるセルリタデーション３９５〔ｎｍ〕の最適条件である電極幅ｄ１が４〔μｍ〕、電極間の間隔ｄ２が９〔μｍ〕の条件では、４〔Ｖ〕の電圧の印加で反射率が最大となり、ギャップ等のばらつきにより階調反転が発生する恐れがある。
【０１０７】
そこでこの実施例では、この図４１の図表より、４〔Ｖ〕の電圧の印加で高い透過率を得ることができる条件である、電極幅ｄ１が３．５〔μｍ〕、電極間の間隔ｄ２が１０〔μｍ〕により赤色画素の画素電極を形成する。
【０１０８】
これに対して緑色の画素については、実施例５について上述した条件である電極幅ｄ１を４〔μｍ〕、電極間の間隔ｄ２を９〔μｍ〕として画素電極を形成する。
【０１０９】
また画素電極と共通電極との間の絶縁膜１６の膜厚についても、同様に、カラーフィルタの色毎に、最適値を求めることができ、この実施例では、この絶縁膜１６の膜厚がこの最適値に設定される。
【０１１０】
これによりこの実施例では、電極の幅、電極の間隔、画素電極と共通電極との間の絶縁膜の膜厚がカラーフィルタに応じて設定されて、電極の幅、電極の間隔、画素電極と共通電極との間の絶縁膜の膜厚が色の異なる画素で異なるように設定される。
【０１１１】
なお実用上十分な特性を確保できる場合には、電極の幅、電極の間隔、画素電極と共通電極との間の絶縁膜の何れか１つだけを、カラーフィルタの色に応じて設定して反射率を最適化してもよい。
【０１１２】
この実施例によれば、電極の幅、電極の間隔、画素電極と共通電極との間の絶縁膜の少なくとも１つを、カラーフィルタの色に応じて設定することにより、反射表示部における反射率を増大させて、輝度レベルを増大させることができる。
【実施例７】
【０１１３】
図４２及び図４３は、図３０及び図３１との対比により本発明の実施例７の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す平面図及び断面図である。この液晶表示パネル５１は、ＴＦＴ基板４３側の配向膜１９を分割配向し、透過表示部及び反射表示部をそれぞれホモジニアス配向、ツイスト配向とする。
【０１１４】
すなわち反射表示部は、ＴＦＴ基板４３側界面において、ＣＦ基板４２側の偏光板９又はＴＦＴ基板４３側の偏光板１１の透過軸に対して液晶分子が平行に配向し、５５〜７５度のツイスト角によるツイスト配向とされる。なおここでツイスト方向は右回り、左回りの何れとしてもよく、ツイストの方向に応じて画素電極１７の電極の繰り返し方向を設定すればよい。
【０１１５】
また反射表示部は、段差形成用の絶縁層７Ａが形成され、この絶縁層７Ａにより液晶層４のリタデーションが１５０〜２５０〔ｎｍ〕に設定される。
【０１１６】
これに対して透過表示部は、ＣＦ基板４２側の偏光板９又はＴＦＴ基板４３側の偏光板１１の透過軸と平行に液晶分子が配向するように設定される。この液晶表示パネル５１は、これらの構成が異なる点を除いて、上述の各実施例の液晶表示パネルと同一に構成される。
【０１１７】
図４４は、リタデーションを変化させた場合における反射率の変化を示す特性曲線図であり、図４５は、ツイスト角を変化させた場合における反射率の変化を示す特性曲線図である。なお図４４は、ツイスト角６５度における測定結果であり、図４５は、リタデーション２００〔ｎｍ〕における測定結果である。
【０１１８】
この図４４及び図４５によれば、ツイスト角を５５〜７５度に設定し、リタデーションを１５０〜２５０〔ｎｍ〕に設定することにより、十分に反射率を低下させることができ、これにより高いコントラストを確保できることが判る。
【０１１９】
この実施例では、ＴＦＴ基板側を分割配向として、リタデーションを１５０〜２５０〔ｎｍ〕とする場合でも、ツイスト角を５５〜７５度に設定することにより、高コントラストで、色付きの少ない黒表示を確保することができる。
【実施例８】
【０１２０】
図４６は、本発明の実施例８の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。この液晶表示パネル６１は、実施例３等について上述した段差７ＡがＣＦ基板６２に代えてＴＦＴ基板６３に設けられる。この液晶表示パネル６１は、この段差を設ける部位が異なる点を除いて、上述の各実施例と同一に構成される。
【０１２１】
ここでこの液晶表示パネル６１のＴＦＴ基板６３は、透明絶縁基板１０に、第１及び第２の絶縁膜１２Ａ及び１２Ｂが積層され、反射表示部において、この第２の絶縁膜１２Ｂの表側面が凹凸形状に加工される。このＴＦＴ基板６３は、この凹凸形状の上層に金属膜６４が堆積され、入射光を拡散反射する拡散反射板が形成される。ＴＦＴ基板６３は、さらに絶縁膜１４が堆積され、この絶縁膜１４の厚みが反射表示部側で厚くなるように設定されて、反射表示部の段差が形成される。なおこの絶縁膜１４は、平坦化層７について上述したと同様に、各種レジスト材料、無機材料により作成することができる。また無機材料による場合は、ＳｉＯ2、ＳｉＮ等をＣＶＤ、スパッタ等により堆積して作成することができる。
【０１２２】
ＴＦＴ基板６３は、さらにこの絶縁膜１４の表面が溝形状に加工され、配向膜１９に配向能が付与される。
【０１２３】
なお溝形状にあっては、図４６との対比により図４７に示すように、反射表示部と透過表示部とで異なる絶縁膜に作成してもよい。ここで図４７は、透過表示部については、第２の絶縁膜１２Ｂの表面を溝形状に加工し、反射表示部については、絶縁膜１４の表面を溝形状に加工したものである。
【０１２４】
また図４６との対比により図４８に示すように、画素電極１７の上に絶縁膜６５を作成し、この絶縁膜を溝形状に加工してもよい。
【０１２５】
この実施例のように、段差をＴＦＴ基板側に設けるようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例９】
【０１２６】
この実施例では、上述の各実施例における絶縁膜１６を間に挟んだスリット状の画素電極１７及び共通電極１５に代えて、図４９に示すように、櫛歯形状の画素電極及び共通電極を絶縁膜１４上に形成し、これにより透過表示部をＩＰＳモードにより構成する。この実施例の液晶表示装置は、この電極構造が異なる点を除いて、上述の各実施例と同一に構成される。
【０１２７】
この実施例のように透過表示部をＩＰＳモードとしても、上述の各実施例と同様の効果を得ることができる。なおＩＰＳモードでは、共通電極と画素電極とが同一面内に作成されることから、実施例５について上述した共通電極と画素電極との間の絶縁層の膜厚の最適化により輝度レベルを増大させる手法は、適用することが困難になる。
【実施例１０】
【０１２８】
図５０は、本発明の実施例１０の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。この液晶表示パネル７１は、櫛歯形状により画素電極を作成し、画素電極間の部位でＩＰＳモードによる透過表示部を構成する。また画素電極で入射光を反射し、画素電極の作成されている部位で反射表示部を構成する。この実施例の液晶表示パネルはこの反射表示部と透過表示部との構成が異なる点を除いて、上述の各実施例の液晶表示パネルと同一に構成される。
【０１２９】
この実施例のように、電極を櫛歯形状とし、電極間の部位及び電極の作成されている部位でそれぞれ透過表示部及び反射表示部を構成するようにしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例１１】
【０１３０】
なお上述の実施例２等においては、カラーフィルタに応じて電極の向き等を異ならせる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電極の向き等に代えて、又は電極の向き等に加えて、分割配向に係る配向膜を作成する溝の向きをカラーフィルタに応じて異ならでるようにして、カラーフィルタ毎に最適な配向方向に配向膜を作成するようにしてもよい。
【０１３１】
また上述の実施例５、６等においては、実施例１の光学設計を前提に電極等の設定を最適化する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実施例１以外の光学設計による場合にも適用することができる。
【０１３２】
また上述の実施例においては、本発明による液晶表示装置を携帯型情報機器に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、据え置き型の情報機器等、種々の機器に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、ＩＰＳ、ＦＦＳ等の液晶モードの液晶表示装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施例１の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの１画素の構成を示す平面図である。
【図２】図１（Ａ）をＡ−Ａ線で切り取って示す断面図である。
【図３】配向膜の説明に供する斜視図である。
【図４】他の例による配向膜の説明に供する斜視図である。
【図５】ラビング処理による液晶表示パネルを観測した写真である。
【図６】図３の配向膜による液晶表示パネルを観測した写真である。
【図７】ＴＦＴ基板側の説明に供する斜視図である。
【図８】図７とは異なる例による配向膜の説明に供する斜視図である。
【図９】図７及び図８とは異なる例による配向膜の説明に供する斜視図である。
【図１０】セルリタデーションを３８０〔ｎｍ〕に設定し、反射表示部における最適なツイスト角を測定した結果を示す特性曲線図である。
【図１１】ツイスト角を３７度に設定した場合の反射率の解析結果を示す特性曲線図である。
【図１２】ツイスト角を３７度に保持して、最適なリタデーションを測定した結果を示す特性曲線図である。
【図１３】セルギャプに対する反射率の変化を測定した特性曲線図である。
【図１４】本発明の実施例２の液晶表示パネルを示す断面図である。
【図１５】緑色波長帯域におけるセルリタデーションの最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図１６】緑色波長帯域におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図１７】青色波長帯域におけるセルリタデーションの最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図１８】青色波長帯域におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図１９】赤色波長帯域におけるセルリタデーションの最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図２０】赤色波長帯域におけるツイスト角の最適値を測定した測定結果を示す特性曲線図である。
【図２１】カラーフィルタの透過率の特性を示す特性曲線図である。
【図２２】本発明の実施例３の液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。
【図２３】図２２の奥行き方向の断面図である。
【図２４】図２２の液晶表示パネルの赤色及び緑色の画素を示す平面図である。
【図２５】図２２の液晶表示パネルの青色の画素を示す平面図である。
【図２６】図２２の液晶表示パネルの動作の説明に供する特性曲線図である。
【図２７】ホモジニアス配向のみの場合における液晶表示パネルの反射率を示す特性曲線図である。
【図２８】図２２の液晶表示パネルの反射率を示す特性曲線図である。
【図２９】図２２の液晶表示パネルにおける黒の色度を示す図である。
【図３０】実施例４の液晶表示パネルにおける電極の説明に供する図である。
【図３１】図３０の断面図である。
【図３２】図３１の奥行き方向の断面図である。
【図３３】液晶分子の傾きによる反射率の変化を示す特性曲線図である。
【図３４】セルリタデーションによる反射率の変化を示す特性曲線図である。
【図３５】各画素の反射率の特性を示す特性曲線図である。
【図３６】実施例５の液晶表示パネルにおける電極の説明に供する図である。
【図３７】実施例５の液晶表示パネルの画素電極の説明に供する平面図である。
【図３８】電極の大きさを変化させた場合の反射率の変化を示す図表である。
【図３９】図３８から求めた最適条件により電圧を印加した場合の反射率の変化を示す特性曲線図である。
【図４０】本発明の実施例６の液晶表示パネルにおける電極の説明に供する図表である。
【図４１】赤色の画素である、セルリタデーションが４５０〔ｎｍ〕の場合について、電極の大きさを変化させた場合の反射率の最大値を示す図表である。
【図４２】本発明の実施例７の液晶表示パネルを示す平面図である。
【図４３】図４２の断面図である。
【図４４】図４２の液晶表示パネルにおいてセルリタデーションによる反射率の特性を示す特性曲線図である。
【図４５】図４２の液晶表示パネルにおいてツイスト角による反射率の特性を示す特性曲線図である。
【図４６】本発明の実施例７の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。
【図４７】図４６とは異なる例による段差作成方法を示す断面図である。
【図４８】図４６及び図４７とは異なる例による段差作成方法を示す断面図である。
【図４９】ＩＰＳモードによる場合の電極の構成を示す平面図である。
【図５０】本発明の実施例１０の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの画素の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１、２１、３１、４１、５１、６１、７１……液晶表示パネル、２、２２、３２、４２、５２、６２、７２……ＣＦ基板、３、２３、３３、４３、５３、６３、７３……ＴＦＴ基板、４……液晶層、５、１０……透明絶縁基板、６、６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ……カラーフィルタ、７……平坦化膜、８、１９……配向膜、９、１１……偏光板、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１４、１６……絶縁膜、１７……画素電極
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５】
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【図６】
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