JP2007052267A

JP2007052267A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2007052267A
Application number: JP2005237622A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamaguchi; 剛史山口; Kisako Ninomiya; 希佐子二ノ宮; Yasushi Kawada; 靖川田; Yuzo Hisatake; 雄三久武; Akio Murayama; 昭夫村山; Norihiro Yoshida; 典弘吉田; Chigusa Tago; 千種多胡
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。
【解決手段】アレイ基板１０１及び対向基板１０２と、アレイ基板１０１及び対向基板１０２間に挟持され、直線状の境界Ｂを介して隣接する透過表示部３１及び反射表示部３２を含み、液晶分子１９０Ａの傾きが透過表示部３１及び反射表示部３２においてアレイ基板１０１及び対向基板１０２からの印加電圧に対応して制御される液晶層１９０と、透過表示部３１において境界Ｂ付近に存在する液晶分子１９０Ａの配向方向をアレイ基板１０１及び対向基板１０２の基板面内において境界Ｂに対して略平行に設定するように印加電圧により生成される電場を制御する制御手段と、を備える液晶表示装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反射表示領域と透過表示領域とを備えた半透過型液晶表示装置に関する。

液晶素子を用いた表示装置は、ＣＲＴ（ブラウン管）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）とは異なり自らは発光しないため、バックライトを液晶表示素子の背面に設置して照明する透過型液晶表示装置が用いられている。しかしながら、バックライトは通常液晶表示装置の全消費電力のうち５０％以上を消費するため、屋外や常時携帯して使用する機会が多い携帯情報機器では、周囲光のみで表示をおこなう反射型液晶表示装置も実現されている。反射型液晶表示装置は、周囲の光が暗い場合に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に低下するという欠点を有し、一方透過型液晶表示装置はこれとは逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性が低下する問題があった。

上記の問題を解決するために、一画素中に反射表示部と透過表示部とが分割して形成された液晶表示装置が知られている。液晶層厚を変更することで反射表示ならびに透過表示を実現している（特許文献１参照）。

このような半透過型液晶表示装置は、暗所においては、画素内の透過表示部を利用してバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過型液晶表示装置として機能する。明所においては、画素内の反射表示部を利用して外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射型液晶表示装置として機能する。これにより、消費電力を大幅に低減することができる。

液晶表示装置に用いられる液晶表示方式は、液晶の配向変化を表示に用いる方式であればよく、例えば、反射型液晶表示装置で用いられているＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）モードといった偏光板を利用するタイプの他、偏光板を用いないために明るい表示が実現できる相転移型ゲストホストモードも近年開発が行われている（特許文献２及び特許文献３参照）。

マルチドメイン型ＶＡＮ（ＭＶＡ）モードは、垂直配向処理の採用により、配向膜表面付近の液晶分子が基板に対して垂直で液晶層の複屈折率はほぼ０となるため十分な黒が表示でき高いコントラストを得ることができる。また、視野角の補償設計が比較的容易で広い視野角を実現可能なことと従来静電気破壊など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削除可能なことから、近年注目されている液晶表示モードである。
特開２００３−１１４４１９号公報特開平４−７５０２２号公報特願平７−２２８３６５号公報

しかし、上記の半透過型液晶表示装置にＭＶＡモードを採用すると、液晶層に印加される電場方向および界面形状による弾性エネルギーが複雑になるため、畝状突起およびスリット等の配置に対する液晶分子の配向状態についての一定の指針を得ることが難しかった。このため、各ドメインでの液晶分子配列が乱れる場合があり、一画素内に複数のドメインを安定して形成することが難しかった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

本発明の態様による液晶表示装置は、第１及び第２電極基板と、前記第１及び第２電極基板間に挟持され、直線状の境界を介して隣接する透過表示部及び反射表示部を含み、液晶分子の傾きが前記透過表示部及び前記反射表示部において前期第１及び第２電極基板からの印加電圧に対応して制御される液晶層と、前記透過表示部において前記境界付近に存在する液晶分子の配向方向を前記第１及び第２電極基板の基板面内において前記境界に対して略平行に設定するように前記印加電圧により生成される電場を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係わる液晶表示装置について図面を参照して説明する。この発明の一実施の形態に係わる液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶表示パネル１００を備えている。

液晶表示パネル１００は、図１に示すように、アレイ基板１０１と、このアレイ基板１０１に対向配置された対向基板１０２と、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に配置された液晶層１９０とを備えている。このような液晶表示パネル１００において、画像を表示する表示領域１０３は、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを貼り合わせる外縁シール部材１０６によって囲まれた領域内に形成されている。表示領域１０３の外周に沿って配置された周辺領域１０４は、外縁シール部材１０６の外側の領域に形成され、額縁状に形成された遮光領域１４１を有している。

表示領域１０３において、アレイ基板１０１は、図２に示すように、マトリクス状に配置されたｍ×ｎ個の画素電極１５１、これら画素電極１５１の行方向に沿って形成されたｍ本の走査線Ｙ１〜Ｙｍ、これら画素電極１５１の列方向に沿って形成されたｎ本の信号線Ｘ１〜Ｘｎ、ｍ×ｎ個の画素電極１５１に対応して走査線Ｙ１〜Ｙｍおよび信号線Ｘ１〜Ｘｎの交差位置近傍にスイッチング素子として配置されたｍ×ｎ個の薄膜トランジスタ、すなわち、画素ＴＦＴ１２１を有している。

また、周辺領域１０４において、アレイ基板１０１は、走査線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する走査線駆動回路１１８、信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する信号線駆動回路１１９などを有している。

図３に示すように、液晶表示パネル１００のアレイ基板１０１は、表示領域１０３において、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に、マトリクス状に配置された複数の画素にそれぞれ対応して形成されたスイッチング素子、すなわち画素ＴＦＴ１２１、画素ＴＦＴ１２１を含む表示領域１０３を覆って形成される絶縁層１２３、絶縁層１２３上に画素毎に配置された画素電極１５１、絶縁層１２３上に形成された複数の柱状スペーサ１３１、及び、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成された配向膜１１３Ａを備えている。また、アレイ基板１０１は、周辺領域１０４において、表示領域１０３の外周を取り囲み、透明基板の遮光領域１４１に配置された遮光層ＳＰを備えている。

画素電極１５１は、絶縁層１２３上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透過性導電部材によって形成され、これら絶縁層１２３を貫通するスルーホール１２６を介して画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ接続されている。各画素ＴＦＴ１２１は、画素電極１５１の行に沿って形成される走査線および画素電極１５１の列に沿って形成される信号線に接続され、走査線からの駆動電圧により導通し、信号電圧を画素電極１５１に印加する。

アレイ基板１０１は、画素電極１５１の行に沿って形成された走査線Ｙ、画素電極１５１の列に沿って形成された信号線Ｘ、画素電極１５１に対応して走査線Ｙおよび信号線Ｘの交差位置近傍に配置された画素ＴＦＴ１２１を有している。

さらに、アレイ基板１０１は、補助容量を形成するためにゲート絶縁膜１６２を介して対向配置された画素電極１５１と同電位の補助容量電極１６１と、所定の電位に設定された補助容量線１５２とを備えている。

信号線Ｘは、層間絶縁膜１７６を介して、走査線Ｙおよび補助容量線１５２に対して略直交するように配置されている。補助容量線１５２は、走査線Ｙと同一の層に同一の材料によって形成されているとともに、走査線Ｙに対して略平行に形成されている。補助容量線１５２の一部は、ゲート絶縁膜１６２を介して補助容量電極１６１に対向配置されている。この補助容量電極１６１は、不純物ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。

これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線１５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、走査線Ｙ及び補助容量線１５２は、モリブデン−タングステンによって形成され、信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成されている。

画素ＴＦＴ１２１は、補助容量電極１６１と同層のポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板上に配置されたアンダーコーティング層上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。この画素ＴＦＴ１２１は、ゲート絶縁膜１６２を介して半導体層１１２に対向して配置された走査線Ｙと一体のゲート電極１６３を備えている。

画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極１８８は、信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。

アレイ基板１０１の層間絶縁膜１７６上に、絶縁層１２３が設けられている。そして、絶縁層１２３上には、画素電極１５１が設けられている。画素電極１５１は、スルーホール１２６を介して画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９に電気的に接続されている。

補助容量電極１６１は、ゲート絶縁膜１６２及び層間絶縁膜１７６を貫通するコンタクトホール１７９を介して信号線Ｘと同一材料によって形成されたコンタクト電極１８０に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極１８９、画素電極１５１、及び補助容量電極１６１は、同電位となる。

また、図３に示すように、液晶表示パネル１００は、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に所定のギャップを形成するための柱状スペーサ１３１を備えている。配向膜１１３Ａは、液晶層１９０に含まれる液晶分子をアレイ基板１０１に対して略垂直な方向に配向する。

対向基板１０２は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１１上に形成されたカラーフィルタ層１２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、対向電極１５３、及び、この対向電極１５３を覆う配向膜１１３Ｂを有している。対向電極１５３は、アレイ基板１０１側の複数の画素電極１５１全体に対向するように配置されるＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。配向膜１１３Ｂは、液晶層１９０に含まれる液晶分子を対向基板１０２に対して略垂直な方向に配向する。

次に、上述したような本発明の液晶表示装置およびその画素構成を具体的に説明する。図４及び図５に示すように、液晶層１９０は、透過表示部３１と反射表示部３２とを有している。画素電極１５１は、絶縁層１２３上に配置された透過電極４１と、液晶層１９０の反射表示部３２に対応する透過電極４１上に配置された反射電極４０とを有している。反射電極４０は、絶縁性基板１１１上に配置された絶縁層１２３及び透過電極４１の表面に形成された凹凸形状に沿って、凹凸形状を成している。

反射電極４０は、反射表示部３２において対向基板１０２側から入射した入射光を対向基板１０２側に反射する。透過電極４１は、透過表示部３１においてアレイ基板１０１側から入射した光を対向基板１０２側に透過する。このことによって、液晶表示パネル１００は、透過表示と反射表示とを実現している。

対向基板１０２は、液晶層１９０の反射表示部３２に対向する対向電極１５３の下に、透過表示部３１と反射表示部３２との液晶層１９０の厚さを異ならせるための透明樹脂層３５を有している。透明樹脂層３５によって、反射表示部３２の液晶層１９０の厚さは透過表示部３１の液晶層１９０の厚さに対して約半分となっている。

図４に示すように、液晶層１９０の透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂは、画素電極１５１の長辺に略直交する方向に略直線状に延びている。対向基板１０２は、液晶層１９０の透過表示部３１において生成される電場を制御する制御手段としての畝状突起１８（絶縁構造物）を有している。畝状突起１８は、対向電極１５３上に配置されるとともに、境界Ｂに略直交する方向に延びている。

畝状突起１８は、透過表示部３１において境界Ｂ付近に存在する液晶分子１９０Ａの配向方向を、アレイ基板１０１及び対向基板１０２の基板面内において境界Ｂに対して略平行に設定するように液晶層１９０に生成される電場を制御する。すなわち、液晶層１９０に電圧が印加されると、畝状突起１８によって、図５に示すようにアレイ基板１０１及び対向基板１０２の基板面内において境界Ｂに対して略平行となる電気力線３６が生成される。このとき、液晶分子１９０Ａは電気力線３６と略直交するように配向するため、図４に示すように、境界Ｂに対して略平行な方向にディレクタを揃えて配向する。

例えば図６及び図７に示す場合では、透過表示部３１の液晶分子１９０Ａの配向方向が、透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂ付近において、反射表示部３２と透過表示部３１の境界Ｂに略垂直である。畝状突起１８により生じる基板法線からの傾きを持った電気力線３４が発生している。この傾きを持った電気力線３４に沿ってその誘電異方性を揃えるように液晶分子は一定方向への傾きを生じる。しかし、その範囲は畝状突起から約１０μｍまでであり、畝状突起部から遠いところにある液晶は弾性エネルギーを最小にするよう畝状突起１８近傍の配向方向に従い配向方向が決定される。

一方、反射表示部３２と透過表示部３１との境界Ｂ付近において、液晶分子１９０Ａは反射表示部３２と透過表示部３１との境界Ｂに略平行に揃おうとする。結果として、反射表示部３２及び透過表示部３１の境界Ｂと畝状突起１８との間の領域で捩れ変形の配向緩和を生じ、所望の配向方向を向かない部分が発生する。ここで、配向緩和の捩れ方向は右捩れまたは左捩れの２方向に同じ確率で生じる。

しかし、図４及び図５に示すように、透過表示部３１の液晶分子１９０Ａの配向方向が、透過表示部３１の反射表示部３２に隣接する領域で、反射表示部３２と透過表示部３１の境界Ｂに略平行となることにより、透過表示部３１内の液晶分子１９０Ａを所望の配向方向に揃えることができる。

すなわち、反射表示部３２と透過表示部３１との境界Ｂ付近において、液晶分子１９０Ａは排除体積効果より透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂに略平行に揃おうとする。これに対して、反射表示部３２に隣接する透過表示部３１では、畝状突起１８により生じる基板法線からの傾きをもった電気力線３６に沿って液晶分子１９０Ａが配向し、その方向は反射表示部３２と透過表示部３１との境界Ｂに平行である。結果として、反射表示部３２及び透過表示部３１の境界Ｂ付近と畝状突起１８近傍で配向方向が揃っているため、配向緩和を生じず、所望の配向方向に揃えることができる。

上記のことから、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

以下に本発明の好ましい実施例について説明する。本発明の第１実施例に係る液晶表示装置において、対向基板１０２は、図４に示すように液晶層１９０の反射表示部３２に対向する対向電極１５３の下に配置された、液晶層厚変更用の透明樹脂層３５を有している。本実施例では、透明樹脂層３５の厚さは約１.８μmである。

対向基板１０２は、液晶層１９０の透過表示部３１に対向する対向電極１５３上に、制御手段としての畝状突起１８を有している。本実施例では、畝状突起１８は、透過表示部３１及び反射表示部３２の境界Ｂと略直交する方向に延びるとともに、その厚さが約１.２μmである。

アレイ基板１０１は、図５に示すように対向電極１５３と対向する画素電極１５１を備えている。画素電極１５１は、液晶層１９０の透過表示部３１と反射表示部３２とに対向する透過電極４１と、反射表示部３２において透過電極４１上に配置される反射電極４０を備えている。

液晶表示パネル１００は、上記の対向基板１０２とアレイ基板１０１とを用いて構成されている。アレイ基板１０１と対向する対向基板１０２上には垂直性を示す配向膜（図示せず）を７０nm厚さで塗布した。アレイ基板１０１と対向基板１０２との間には、直径３.８μmの樹脂ビーズをスペーサ（図示せず）として用い、スペーサによってアレイ基板１０１と対向基板１０２との間に形成された空間に、誘電率異方性が負の液晶材料を充填し、反射表示ならびに透過表示が可能な液晶表示パネル１００を形成した。

本実施例に係る液晶表示装置によれば、図４に示すように、透過表示部３１における液晶分子１９０Ａは境界Ｂに対して略平行に配向する。すなわち、安定したドメイン分割による広い視野角特性と、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制し、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

上記の液晶表示パネル１００を備えた液晶表示装置を試作し、透過率と応答時間についての評価結果を図１２に示す。

本発明の第２実施例に係る液晶表示装置について説明する。図８に示すように、アレイ基板１０１上の画素電極１５１が、前述の第１実施例と異なっている。

画素電極１５１は、制御手段として、透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂと略直交する方向に延びる端辺に、境界Ｂに対して略平行に延びる画素電極１５１の欠落部であるスリット部１５を有している。スリット部１５は、境界Ｂに近いものほど境界Ｂと略平行に延びる長さが長くなっている。このことによって、境界Ｂ付近の液晶分子１９０Ａの配向方向をより効果的に制御することができる。また、対向基板１０２は、第１実施例と同様に畝状突起１８を有している。

本実施例の液晶表示パネル１００は、上記の画素電極１５１の構成以外は第１実施例の液晶表示パネル１００と同様であり、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、スリット部１５を制御手段として用いる場合には、電極欠落部であるスリット部１５を画素内で比較的自由に設計できる。このことによって、比較的容易に液晶表示装置の好ましい透過率、応答速度及び視野角を得ることができる。

この液晶表示パネル１００を用いて試作した液晶表示装置の透過率と応答時間についての評価結果を図１２に示す。

制御手段として、画素電極１５１の上に誘電体材料を用いて絶縁構造物である誘電体３８を配置することによっても透過表示部３１の液晶配向が反射表示部３２に隣接する領域で反射表示部３２と透過表示部３１の境界Ｂに略平行にすることが可能である。

本発明の第３実施例に係る液晶表示装置において、図９に示すように、アレイ基板１０１の画素電極１５１上には、制御手段として、ストライプ状の誘電体３８（絶縁構造物）を配置されている。誘電体３８は、透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂと略直行する画素電極１５１の端辺から、境界Ｂに対して略平行に延びるとともに、境界Ｂに近いものほど境界Ｂと略平行に延びる長さが長くなっている。このことによって、第２実施例と同様に境界Ｂ付近の液晶分子１９０Ａの配向をより効果的に制御することができる。

誘電体３８には、液晶材料の誘電率より小さい誘電率を示すアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などを用いることが可能である。特に、液晶層透過率を重視する設計では微細加工の可能な樹脂材料を用いることが好ましい。

本実施例に係る液晶表示パネル１００は、上記の画素電極１５１及び対向電極１５３の構成以外は第１実施例と同様であり、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。この液晶表示パネル１００を用いて試作した液晶表示装置の透過率と応答時間についての評価結果を図１２に示す。

本発明の第４実施例に係る液晶表示装置において、アレイ基板１０１は、図１０に示すように、制御手段として、画素電極１５１の下にストライプ状の凹部３７を有している。凹部３７は、透過表示部３１と反射表示部３２との境界Ｂと略直行する画素電極１５１の端辺から境界Ｂに対して略平行に延びている。凹部３７は、画素電極１５１の下地として配置された絶縁層１２３の凹凸構造と同時に形成される透過表示部３１の絶縁層１２３の起伏に依存する。

すなわち、凹部３７は、透過表示部３１において画素電極１５１の下地としての絶縁層１２３に形成された凹部上に画素電極１５１配置されることによって形成される。凹部３７は、境界Ｂに近いものほど境界Ｂに対して略平行に延びる長さが長くなっている。このことによって、第２実施例と同様に境界Ｂ付近の液晶分子１９０Ａの配向をより効果的に制御することができる。

また、凹部３７は、反射表示部３２で対向基板１０２側から入射した光を拡散反射させるための凹凸構造と同時に形成するプロセスが好ましい。絶縁層１２３には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ノボラック系樹脂などを用いることが可能である。凹部３７を凹凸構造と同時に形成することによって、製造工程数を増加させることなく、安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

本発明の第５実施例に係る液晶表示装置において、図１１に示すように、対向電極１５３上の畝状突起１８と画素電極の欠落部としてのスリット部１５が配置するよう構成した。つまり、畝状突起１８は、透過表示部３１において、画素電極１５１の境界Ｂに略直行する端辺に対向する対向電極１５３上に形成されている。スリット部１５は、透過表示部３１において、上記の畝状突起１８の間を境界Ｂと略直交する方向に延びて形成されている。

本実施例に係る液晶表示パネル１００は、上記の画素電極１５１及び対向電極１５３の構成以外は第１実施例と同様のプロセスにより液晶表示パネル１００を形成した。本実施例によれば、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。この液晶表示パネル１００を備えた液晶表示装置を試作し、透過率と応答時間についての評価結果を図１２に示した。

図１２に示すように、本発明の液晶表示装置では、安定したドメイン分割による広い視野角特性を有するとともに、液晶分子１９０Ａの配向方向の乱れ等による光透過率低下を抑制した、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。

以上詳述したように、透過表示部３１の液晶配向が、反射表示部３２に隣接する領域、すなわち境界Ｂ付近で境界Ｂに略平行であることを特徴としており、本構成により、広い視野角特性を有するとともに、表示品位の高い透過表示ならびに反射表示が可能な液晶表示装置を提供できる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

また、上記の実施形態では、画素電極１５１及び対向電極１５３上には、配向膜１１３のみを配置したが、構造によっては、これらの電極上に種々の用途に応じて絶縁膜を配置してもよい。この場合、絶縁膜は、例えばＳｉＯ₂、ＳｉＮ_x、Ａｌ₂Ｏ₃などの無機系薄膜、ポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶など有機系薄膜などを用いることができる。

絶縁膜が無機系薄膜の場合には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、あるいは溶液塗布法などによって形成できる。また、絶縁膜が有機系薄膜の場合には、有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、スクリーン印刷塗布法、ロール塗布法などで塗布し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形成する方法、あるいは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＬＢ（Langumuir-Blodgett）法などで形成することもできる。

画素ＴＦＴ１２１は、ａ−Ｓｉやｐ−ＳｉおよびＩＴＯなどの半導体層とＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａなどのメタル層とを重ねて構成することができる。液晶分子１９０Ａのチルト制御をする手段としての電場の強弱領域は、画素電極１５１を形成するＩＴＯや信号電圧を印加するためのメタル配線（Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ）などを用いることができる。

また、液晶のモードとしては誘電異方性が正の液晶を用いる事も可能であるが、電場の強弱による配向方向とチルト方向の制御を効果的に行うには、誘電異方性が負の液晶を垂直配向させたＶＡＮ型モードが最も好ましい。特にコントラストを重視する表示装置においてはＶＡＮ型モードのノーマリブラック設定と本発明の配向分割状態との組み合せにより、５００：１以上の高いコントラストと高透過率設計による明るい画面の設計が可能である。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

例えば、上記の実施形態及び実施例では、対向基板１０２の畝状突起１８と、スリット部１５が制御手段として設けられていたが、対向基板１０２の畝状突起１８と他の構成との対であってもよい。すなわち、畝状突起１８と誘電体３８との対、及び畝状突起１８と凹部３７との対を制御手段としても良い。その場合にも上記の実施形態及び実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示パネルの一構成例を概略的に示す図。図１に示す液晶表示パネルの一構成例を説明する図。図１に示す液晶表示パネルの一構成例を説明する断面図。本発明の第１実施例に係る液晶表示装置の透過表示部の一構成例を説明する図。図４に示す透過表示部及び反射表示部をＡ−Ａ´で切断した一断面図。図４及び図５に示す液晶表示装置の透過表示部の構成による効果を説明する図。図６に示す透過表示部及び反射表示部をＣ−Ｃ´で切断した一断面図。本発明の第２実施例に係る液晶表示装置の透過表示部の一構成例を説明する図。本発明の第３実施例に係る液晶表示装置の透過表示部の一構成例を説明する図。本発明の第４実施例に係る液晶表示装置の透過表示部の一構成例を説明する図。本発明の第５実施例に係る液晶表示装置の透過表示部の一構成例を説明する図。本発明の第１乃至第５実施例に係る液晶表示装置の一評価結果を示す図。

符号の説明

Ｙ１〜Ｙｍ…走査線、Ｘ１〜Ｘｎ…信号線、Ｂ…境界、１５…スリット部、１８…畝状突起、３１…透過表示部、３２…反射表示部、３４、３６…電気力線、３５…透明樹脂層、３７…凹部、３８…誘電体、４０…反射電極、４１…透過電極、１００…液晶表示パネル、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１２３…絶縁層、１２４…カラーフィルタ層、１５１…画素電極、１５３…対向電極、１９０…液晶層、１９０Ａ…液晶分子

Claims

第１及び第２電極基板と、
前記第１及び第２電極基板間に挟持され、直線状の境界を介して隣接する透過表示部及び反射表示部を含み、液晶分子の配列状態が前記透過表示部及び前記反射表示部において前期第１及び第２電極基板からの印加電圧に対応して制御される液晶層と、
前記透過表示部において前記境界付近に存在する液晶分子の配向方向を前記第１及び第２電極基板の基板面内において前記境界に対して略平行に設定するように前記印加電圧により生成される電場を制御する制御手段と、を備える液晶表示装置。
前記制御手段は、前記第１及び第２電極基板の少なくとも一方に配置される請求項１記載の液晶表示装置。
前記第１電極基板及び第２電極基板はそれぞれ画素電極及び対向電極を有し、
前記制御手段は、前記画素電極または前記対向電極上に配置された絶縁構造物である請求項１記載の液晶表示装置。
前記第１電極基板は前記液晶層に電圧を印加する画素電極を備え、
前記制御手段は、前記画素電極に形成される欠落部である請求項１記載の液晶表示装置。
前記第２電極基板は前記画素電極に対向する対向電極を有し、
前記制御手段は、さらに前記対向電極上に配置される絶縁構造物を含む請求項４記載の液晶表示装置。
前記第１電極基板は前記液晶層に電圧を印加する画素電極を有し、
前記画素電極は、前記反射表示部において前記第２電極基板側から入射した入射光を前記第２電極基板側に反射する反射電極、及び、前記透過表示部において前期第１電極基板側から入射した光を前記第２電極基板側に透過する透過電極を有し、
前記制御手段は、前記透過電極に設けられる凹部である請求項１記載の液晶表示装置。
前記透過電極の凹部は、前記透過電極及び前記反射電極の下地として電気第１電極基板に配置される絶縁層の起伏に依存する請求項６記載の液晶表示装置。
前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶材料を含む請求項１記載の液晶表示装置。
前記第１及び第２電極基板は、前記液晶材料に対して垂直配向性を有する一対の配向膜を含む請求項８記載の液晶表示装置。