JP2006011238A

JP2006011238A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2006011238A
Application number: JP2004191221A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Nagata; 康成永田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】本発明は低消費電力化が実現でき、形成プロセスが簡単で、電源を供給しなくても静止画表示を維持できる液晶表示装置を提供することにある。
【解決手段】
本発明は、上側主面に偏光素子を備え且つ下側主面に導電膜１８を備えた表示面側の第１の基板１４と、下側主面に偏光素子を備え且つ上側主面に導電膜３を備えた第２の基板１５とが対向して配置されるとともに、前記第１及び第２の基板１４、１５の間隙に、液晶層１２を配置し、且つ強誘電体の柱状スペーサー２１を形成した。
【選択図】図４

Description

本発明はアクティブ型の液晶表示装置に関するものである。

近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらにバックライトを使用しない反射型液晶表示装置の技術も開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。

反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の内面に凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型があるが、バックライトを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。

また、光反射層に代えて、半透過膜を形成し、バックライトを設け、反射モードや透過モードに使い分ける半透過型液晶表示装置も開発されている。

この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いたり、あるいはバックライトを内部照明として装着して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ持たせるために、半透過膜を使用している（特開平８−２９２４１３号および特開平７−３１８９２９号参照）。

また、光透過用ホールを設けた反射膜により、光透過用ホールから光の一部を透過させ、反射膜にて光の一部を反射させることにより半透過型液晶表示装置を実現する構成も提案されている（特開２０００-１９５６３号参照）。

携帯情報機器用途においては、長時間の電池駆動が必須となり、より消費電力の少ない表示装置が望まれている。そこで、電源を遮断しても表示を維持することを可能にするため、メモリー性を持った表示装置が必要とされる。このような液晶表示装置としては、強誘電性液晶、コレステリック型液晶等のメモリー性を有する液晶材料を用いる構造と、それぞれの画素にメモリー性を付与するためのフラッシュメモリー等の回路を設ける構造がある。前者の強誘電性液晶、コレステリック型液晶については、階調表示が難しい点や、衝撃に対する強度が弱い点や、使用温度範囲が狭いといった問題がある。後者のフラッシュメモリー等の回路を設ける構造については、画素構造の微細化が難しく、透過構造における開口率が低くなり、高精細化に不利であるといった問題がある。

このような問題を解決する液晶表示装置として、強誘電体キャパシタを液晶層に直列に接続した構造が提案されている。（特開２００３−２４１１６９号および特開平０９−２３６８２４号参照）。
特開２００３−２４１１６９号公報特開平０９−２３６８２４号公報。

しかしながら、強誘電体キャパシタを液晶層に直列に接続すると、通常電源をつなぎ各画素に電圧を印加する際に、その電圧は液晶層と強誘電体キャパシタの容量の比率で分圧されてしまい。液晶層に十分な電圧を印加するために、より大きな電圧を画素に与えなければならず、消費電力が大きくなってしまう。

また、強誘電体層を形成する工程が増えてしまい、製造方法が複雑となり、不良率が高くなり、コストが高いという問題があった。

即ち、従来においては低消費電力化が実現でき、形成プロセスが簡単で、電源を供給しなくても静止画表示を維持できる液晶表示装置の実現ができていなかった。

本発明は上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は低消費電力化が実現でき、形成プロセスが簡単で、電源を供給しなくても静止画表示を維持できる液晶表示装置を提供することにある。

本発明は、上側主面に偏光素子を備え且つ下側主面に導電膜を備えた表示面側の第１の基板と、下側主面に偏光素子を備え且つ上側主面に導電膜を備えた第２の基板とが対向して配置されるとともに、前記第１及び第２の基板の間隙に、液晶層を配置し、且つ強誘電体の柱状スペーサーを形成したことを特徴とする液晶表示装置である。

また、前記表示面側の第１の基板にカラーフィルター層を形成し、前記第２の基板にアクティブ素子及び光透過穴を有する反射膜を形成したことを特徴とする。

また、前記第２の基板に光透過穴を有する反射膜、カラーフィルター層を形成し、前記表示面側の第１の基板にアクティブ素子を形成したことを特徴とする。

本発明では、第１の基板の下側主面（内面）に形成した導電膜と第２の基板の上側主面（内面）に形成した導電膜間に、液晶層と強誘電体の柱状スペーサーによる強誘電体キャパシタとが並列的に形成されることになる。これにより、電源の供給を止めた時にも強誘電体キャパシタにより、電荷を保持できるため表示を維持することができる。また、液晶に印加される電圧が、強誘電体の柱状スペーサーを形成したとしても分圧されないため、電源の供給時にも消費電力を低くすることができる。

よって、低消費電力化が実現でき、形成プロセスが簡単で、電源を供給しなくても静止画表示を維持できる液晶表示装置となる。

以下、本発明の液晶表示装置を図面に基づいて詳説する。

図１は、本発明の液晶表示装置の概略断面図を示すものである。図２は斜視図である。本発明の液晶表示装置は、液晶表示素子ＬＣと、導光板６０、光源６２とからなるバックライトＢＬと両者を収容する筐体Ｃ１、Ｃ２から構成されている。

液晶表示素子ＬＣは、図３に示すように表示側の第１の基板（図では符号１４）
、バックライト側の第２の基板１５、両透明基板１４、１５との間には、シール部Ｓによって周囲が囲まれた液晶層１２が配置されている。また、基板１４、
１５のそれぞれ内面には、例えば、表示電極である導体膜、配向膜などが形成されている。図３では第１の基板１４の内部に形成した導体膜を含む構造物を単に符号Ｓ１で示し、第２の基板１５の内面に形成した導体膜を含む構造物を単に符号Ｓ２で示示している。

この第１の基板１４の表示電極と第２の基板１５の表示電極とは、互いに対向してあっており、表示面からみた時に、対向しあう領域（画素領域）がマトックス状に配列されている。

なお、各表示画素領域を構成する１画素には、たとえば透過型液晶表示装置においては、表示電極が全て透明電極で構成されてバックライトＢＬからの光を表示面側に透過しえる光透光部となり、半透過型液晶表示装置においては、一部が反射金属膜で構成された光反射部と、一部がバックライトＢＬの光を透過しえる光透過部を並設している。即ち、この半透過型液晶表示装置では、表示面側から入射した外部の光を利用して、画素領域の光反射部で反射し表示面側に戻すとともに、また、バックライトＢＬの光を透過させてその光を表示面側に与えている。これにより、外光が強い場合には、反射型モードで表示して、外光が弱い時とには、透過型モードで表示を行っている。

また、基板１４、１５の外面主面には、図では省略しているが、偏光板が配置され、さらに必要に応じて位相差フィルム、拡散フィルタなどが配置されている。

また、カラー表示を達成するために、第１の基板１４の内部構造物Ｓ１または第２の基板１５の内部構造物Ｓ１のいずれかには、各画素領域に対応したカラーフィルターが形成されている。

また、表示駆動方式によっては、たとえば図面で第１の基板１４の内部構造部物Ｓ１または第２の基板１５の内部構造物Ｓ２のいずれかには各画素領域に対応したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなるスイッチング手段が形成されている。

基板１４、１５は、ガラス、透光性プラスチックなどが例示できる。また、導体膜である表示電極は、たとえば透明導電材料であるＩＴＯや酸化錫などで形成され、また、反射部を構成すると反射金属膜はアルミニウム（Al、Al合金（AlNd、AlTi）、Ag、Ag合金（AgPd、AgPdCu、AuCuAg））やチタンなどで構成されている。また、配向膜はラビング処理したポリイミド樹脂からなる。また、カラーフィルターを形成する場合には樹脂に染料や顔料など添加して、画素領域ごとに赤、緑、青の各色のフィルタを形成し、さらに各フィルタ間や画素領域の周囲を遮光目的で黒色樹脂を用いてもよい。

このような基板１４と基板１５は、シール部Ｓを介して貼り合わせ圧着し、そのシール部Ｓ一部の開口よりネマチック液晶などからなる液晶材を注入し、しかる後に、その注入口を封止する。また、この液晶表示素子ＬＣの第２の基板１５の外側（下面側）にはバックライトＢＬが配置されている。

このような液晶表示素子ＬＣとバックライトＢＬは、たとえば表示領域が開口した上側の筐体Ｃ１とバックライトＢＬを保護する下側の筐体Ｃ２とに収容される。

バックライトＢＬは、導光板ＬＴと導光板ＬＴに供給される光源ＬＳとから構成されている。

以下に、内部構造Ｓ１、Ｓ２の構造のうち１画素領域部分の構造を各断面構造図に基づいて説明する。説明においては符号１５を付す基板は、上述の薄膜トランジスタスイッチング手段を形成した基板を示し、図１のように下側基板の第２の基板であったり（図４〜図６）、また、逆に表示側の第１の基板であったりする。

即ち、符号１５は表示面側基板、下側基板を示すものではなく、薄膜トランジタが形成された基板を示し、他方の薄膜トランジスタが形成されていない側の基板を対向基板１４として以下に説明を行う。

（実施形態例１、２、３）
図４は実施例１、図５実施例２、図６は実施例３の１画素領域部分の断面構造図であり、各画素領域のスイッチ手段である薄膜トランジスタを有する基板１５が下部側の基板に用いた例であり、対向基板１４上側基板である。

図４において、１はゲート配線、２は補助容量配線、３は透明電極、４は反射膜、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１８は透明電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明材料からなる対向基板、下側基板である。

前記下側基板１５については、基板１５上に複数のゲート配線１と複数のソース配線６が交差（直交）するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には前記スイッチング素子である薄膜トランジスタ５が設けられている。

薄膜トランジスタ５は、従来周知のごとく、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ^＋−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。

ゲート配線１はＣｒ、Ｔａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ_２Ｏ_３やＳｉＮ_XやＳｉＯ_２等で形成される。半導体膜９はＳｉで形成される。ソース電極６とドレイン電極７は、Ｃｒ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属膜で形成され、また透過孔有する反射膜４をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜で形成され、またＩＴＯからなる透明電極３と接続される。

画素電極は、前記透明電極（たとえば、ＩＴＯなどからなる）である透明電極３と前記金属層（たとえば、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等からなる）である反射膜４との組合せからなり、反射膜４の被着領域に対応して反射モードとなし、反射膜４のない領域に対応して透過モードとなす。ここで、透過孔を全くなくし完全反射型液晶表示装置としてもよい。

本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。

図示していないが、以上のような構成のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布している。

図４の液晶表示装置の上側基板（対向基板）１４の上に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６と０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。尚、強誘電体からなるスペーサー２１は、図４のように直接透明電極３、１８間に接続する形成してもよいし、透明電極３、１８と柱状のスペーサー２１の間に図では省略した配向膜が介在されていても構わない。

図５に示す実施例２の上側基板である対向基板１４は、その内面側主面上に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６を形成し、反射部に対応する部分にカラーフィルターが無い部分を形成する。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさのカラーフィルターが無い部分を形成（RED：GREEN：BLUE＝１０％、１０％、１０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさのカラーフィルターが無い部分を形成（RED：GREEN：BLUE＝８％、２４％、８％）して反射モードのホワイトバランスを青色よりにしてもよい。さらに、３．５μｍの膜厚で透明なオーバーコート層を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。

図６に示す実施例３の上側基板である対向基板１４によれば、その内面側主面上に反射部に対応する部分のみに１．０μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物を形成し、さらに顔料分散したカラーフィルター１６を形成することにより、反射部に対応するカラーフィルター膜厚を０．７μｍ、透過部に対応するカラーフィルター膜厚を１．５μｍに形成される。さらに、３．５μｍの膜厚で透明なオーバーコート層を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１３と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。

液晶層１２のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.２３８μm（Δｎ=０．０７、セルギャップ=３．４μm）としている。なお、液晶表示装置の液晶分子のねじれ角は７０°である。

前記強誘電体からなる柱状のスペーサー２１は、ポリマー系として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ） -(CF2-CH2)n- 、フッ化ビニリデンオリゴマー（ＶＤＦオリゴマー） [CF3(CF2CH2)17I] 、(モノマー)フッ化ビニリデン（ＶＤＦ） CF2=CH2 、(モノマー)トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ） CH2=CFH 、(モノマー)テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ） CH2=CF2 があり、無機系として、ニオブ酸リチウムＬＮＯ LiNbO3、タンタル酸リチウムＬＴＯ LiTaO3、チタン酸ジルコン酸鉛ＰＺＴ Pb(Ti,Zr)O3、チタン酸鉛ＰＴＯ PbTiO3、チタン酸バリウムＢＴＯ BaTiO3、ＳＢＴＯ、ハフニア(HFO2)、およびそのシリケート(HF−SI−O)とアルミネート(HF−AL−O)等からなる。

このよう構成では、図７に示すように、導電膜間に液晶層１２による容量部ＣＬＣと強誘電体の柱状スペーサー２１によるキャパシタＣＦＥを並列に形成することにより、電源の供給を止めた時にも強誘電体キャパシタＣＦＥにより、電荷を保持できるため表示を維持することができ、なおかつ、液晶１２に印加される電圧は分圧されないため、電源の供給時にも消費電力を低くすることができた。

これに対して、特開２００３−２４１１６９号および特開平０９−２３６８２４号にて提案されている強誘電体キャパシタを液晶層に直列に接続した構造による回路図（図８参照）では、電源を供給を止めた時にも強誘電体キャパシタにより、電荷を保持できるため表示を維持することができる。しかしながら、液晶に印加される電圧は、液晶層からなるキャパシタと強誘電体からなるキャパシタにより分圧されるため、液晶に印加する電圧より高い電圧を印加しないとならないため、消費電力が高くなのである。

図９は実施例４、図１０は実施例５、図１１は実施例６の液晶表示装置における断面図である。図９〜１１は、薄膜トランジスタが形成された基板１５が上側基板である第１の基板となり、これ対向する対向基板１４が下側基板である第２の基板となる。

図９〜１１において、１はゲート配線、２は補助容量配線、３は透明電極、４は反射膜、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１８は透明電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。

前記上側基板については、透明基板１５上に複数のゲート配線１と複数のソース配線６が交差（直交）するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には前記スイッチング素子である薄膜トランジスタ５が設けられている。

ゲート配線１はＣｒ、Ｔａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ_２Ｏ_３やＳｉＮ_XやＳｉＯ_２等で形成される。半導体膜９はＳｉで形成される。ソース電極６とドレイン電極７は、Ｃｒ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等の金属膜で形成され、またＩＴＯからなる透明電極と接続される。

図示していないが、以上のような構成のアクティブマトリクス基板１５上に配向膜を塗布している。

実施例４の下側基板である対向基板１４の上に透過孔有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。次に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６と０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。

実施例５の下側基板である対向基板１４の上に透過孔有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。次に、１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６を形成し、反射部に対応する部分にカラーフィルターが無い部分ＣＦスリット２０を形成する。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさのカラーフィルターが無い部分ＣＦスリット２０を形成（RED：GREEN：BLUE＝１０％、１０％、１０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさのカラーフィルターが無い部分ＣＦスリット２０を形成（RED：GREEN：BLUE＝８％、２４％、８％）して反射モードのホワイトバランスを青色よりにしてもよい。さらに、３．５μｍの膜厚で透明なオーバーコート層を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。

実施例６の下側基板によれば、対向基板１４の上に透過孔有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。さらに、反射部に対応する部分のみに１．０μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物を形成し、さらに顔料分散したカラーフィルター１６を形成することにより、反射部に対応するカラーフィルター膜厚を０．７μｍ、透過部に対応するカラーフィルター膜厚を１．５μｍに形成される。さらに、３．５μｍの膜厚で透明なオーバーコート層を形成する。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものであって、一方部材と貼り合わせ、双方の基板間に液晶１２を注入し、強誘電体からなる柱状のスペーサー２１を両基板１４、１５に導電体膜である透明電極３、１８間に形成し、本例の液晶表示装置が得られる。

前記強誘電体からなるスペーサー２１は、ポリマー系として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ） -(CF2-CH2)n- 、フッ化ビニリデンオリゴマー（ＶＤＦオリゴマー） [CF3(CF2CH2)17I] 、(モノマー)フッ化ビニリデン（ＶＤＦ） CF2=CH2 、(モノマー)トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ） CH2=CFH 、(モノマー)テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ） CH2=CF2 があり、無機系として、ニオブ酸リチウムＬＮＯ LiNbO3、タンタル酸リチウムＬＴＯ LiTaO3、チタン酸ジルコン酸鉛ＰＺＴ Pb(Ti,Zr)O3、チタン酸鉛ＰＴＯ PbTiO3、チタン酸バリウムＢＴＯ BaTiO3、ＳＢＴＯ、ハフニア(HFO2)、およびそのシリケート(HF−SI−O)とアルミネート(HF−AL−O)等からなる。

図１２〜図１４の実施例はアクティブマトリクス基板１５が第２の基板（下部基板）であり、対向基板１４が第１の基板（上側基板）に用いた液晶表示装置である。

図１２に示す実施例７では対向基板１４の上に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６と、その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成している。

図１３の実施例８では、対向基板１４の上に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６を形成し、反射部に対応する部分にカラーフィルターが無い部分を形成する。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさのカラーフィルターが無い部分ＣＦスリット２０を形成（RED：GREEN：BLUE＝１０％、１０％、１０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさのカラーフィルターが無い部分を形成（RED：GREEN：BLUE＝８％、２４％、８％）して反射モードのホワイトバランスを青色よりにしてもよい。その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものである。

図１４の実施例９では、対向基板１４の上に反射部に対応する部分のみに１．０μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、さらに顔料分散したカラーフィルター１６を形成することにより、反射部に対応するカラーフィルター膜厚を０．７μｍ、透過部に対応するカラーフィルター膜厚を１．５μｍに形成される。その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ｂを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものである。

反射部の液晶層のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.１３８μm（Δｎ=０．０６、セルギャップ=２．３μm）とし、透過部の液晶層のΔｎｄ（液晶のΔｎとセルギャップｄとの積）を０.２７６μm（Δｎ=０．０６、セルギャップ=４．６μm）とし、ている。なお、液晶表示装置の液晶分子のねじれ角は０°である。

図１５〜１７はアクティブマトリクス基板１５が第１の基板（上部基板）であり、対向基板１４が第２の基板（下側基板）に用いた液晶表示装置である（実施形態例１０、１１、１２）。

図１５に示す実施例１０の下側基板である対向基板１４の上に透過孔有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。ここで、透過孔を全くなくし完全反射型液晶表示装置としてもよい。

次に１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６と、その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものである。

図１６の実施例１１の下側基板である対向基板１４の上に透過孔を有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。次に、１．０μｍの膜厚で顔料分散したカラーフィルター１６を形成し、反射部に対応する部分にカラーフィルターが無い部分ＣＦスリット２０を形成する。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさのカラーフィルターが無い部分を形成（RED：GREEN：BLUE＝１０％、１０％、１０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさのカラーフィルターが無い部分を形成（RED：GREEN：BLUE＝８％、２４％、８％）して反射モードのホワイトバランスを青色よりにしてもよい。その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものである。

図１７に示す実施例１２の下側基板である対向基板１４の上に透過孔有する反射膜をＡl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）、Ａｇ、Ａｇ合金等の金属膜を０．１２μｍで形成され、金属膜の被着領域に対応して反射モードとなし、透過穴の領域に対応して透過モードとなす。本実施例ではRED,GREEN,BLUE用の画素全てにおいて同じ大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３０％、３０％、３０％）したが、例えばRED,GREEN,BLUE用画素において異なる大きさの透過孔を形成（RED：GREEN：BLUE＝３５％、２５％、３５％）して反射モードのホワイトバランスを黄色よりにし、透過モードのホワイトバランスを青よりにしてもよい。さらに、反射部に対応する部分のみに１．０μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物透明樹脂１９ａを形成し、さらに顔料分散したカラーフィルター１６を形成することにより、反射部に対応するカラーフィルター膜厚を０．７μｍ、透過部に対応するカラーフィルター膜厚を１．５μｍに形成される。その上に反射部に対応する部分のみに２．３μｍの膜厚で透明樹脂からなる構造物１９ｂを形成し、反射部に対応する部分と透過部に対応する部分の液晶層の膜厚を異ならせる役割をしている。さらに、０．１２μｍの膜厚のＩＴＯ等からなる透明電極１８と０．０５μｍの膜厚の配向膜（図示せず）を形成したものである。

尚上述の実施例では、液晶表示装置にバックライト備え、外部の光を液晶表示素子ＬＣ内の反射部で反射して、バックライトの光を透過部で透過させて表示を行う半透過型であるが、完全透過型の表示を行う際には、画素電極である導体膜を透明電極（たとえば、ＩＴＯなどからなる）にて形成し、また、反射型の表示を行う際には第２の基板（下側の基板）の画素電極である導体膜を、金属層（たとえば、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮｄ）等、Ａｇ、Ａｇ合金等からなる）から形成すればよい。

本発明の液晶表示装置の断面図である本発明の液晶表示装置の概略斜視図である本発明の液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の構造を示す断面図である。実施例１の液晶表示装置における断面図である。実施例２の液晶表示装置における断面図である。実施例３の液晶表示装置における断面図である本発明の液晶表示装置の画素領域における等価回路図である。従来の液晶表示装置の画素領域における等価回路図である。実施例４の液晶表示装置における断面図である実施例５の液晶表示装置における断面図である実施例６の液晶表示装置における断面図である実施例７の液晶表示装置における断面図である実施例８の液晶表示装置における断面図である実施例９の液晶表示装置における断面図である実施例１０の液晶表示装置における断面図である実施例１１の液晶表示装置における断面図である。実施例１２の液晶表示装置における断面図である。

符号の説明

１…ゲート配線
２…補助容量配線
３…透明電極
４…反射膜
５…薄膜トランジスタ
６…ソース電極
７…ドレイン電極
８…ゲート絶縁膜
９…半導体層
１０…ｎ^＋−Ｓi層
１１…保護膜
１２…液晶材料
１３…オーバーコート層
１４、１５…基板
１６…カラーフィルター
１８…透明電極
１９ａ…透明樹脂
１９ｂ…透明樹脂
２０…CFスリット
２１…強誘電体スペーサー

Claims

上側主面に偏光素子を備え且つ下側主面に導電膜を備えた表示面側の第１の基板と、下側主面に偏光素子を備え且つ上側主面に導電膜を備えた第２の基板とが対向して配置されるとともに、前記第１及び第２の基板の間隙に、液晶層を配置し、且つ強誘電体の柱状スペーサーを形成したことを特徴とする液晶表示装置。
前記表示面側の第１の基板にカラーフィルター層を形成し、前記第２の基板にアクティブ素子及び光透過穴を有する反射膜を形成したことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
前記第２の基板に光透過穴を有する反射膜、カラーフィルター層を形成し、前記表示面側の第１の基板にアクティブ素子を形成したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。