JP2007133084A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制する。
【解決手段】互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａと、両基板２０ａ及び３０ａの間に設けられ、液晶分子６を含む液晶層４０と、反射モードの表示を行う反射領域Ｒ、及び透過モードの表示を行う透過領域Ｔをそれぞれ有し、マトリクス状に設けられた複数の画素と、対向基板３０ａの反射領域Ｒに設けられた透明層１７ａと、各画素の反射領域Ｒ及び透過領域Ｔにそれぞれ設けられ、電圧印加時に、液晶分子６の配向中心となるリベット１９とを備え、電圧無印加時に、液晶分子６が基板面に対して実質的に垂直に配向する垂直配向方式の液晶表示装置５０ａであって、透明層１７ａには、液晶分子６の配向を分割するための切り欠き部４ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反射モード及び透過モードの双方の表示が可能であり、且つ、電圧無印加時に液晶層が垂直配向状態となる垂直配向方式の半透過型液晶表示装置に関するものである。

半透過型液晶表示装置は、画像の最小単位であると共にマトリクス状に配置される画素毎に、透過領域及び反射領域を備えている。そして、半透過型液晶表示装置は、外光が十分明るいときに、反射領域において外光を反射して反射モードの表示を行うと共に、外光が暗いときに、透過領域においてバックライトからの光を透過して透過モードの表示を行うように構成されている。そのため、半透過型液晶表示装置は、外光の明るさに影響されることなく、十分なコントラストを維持し、高い視認性を得ることができる。

また、垂直配向方式の液晶表示装置は、液晶層に電圧が印加されていないときに、液晶層を構成する液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向するように構成されているので、黒表示での視角特性に優れている。

例えば、特許文献１には、ハニカム状に配列された複数の島状部を有する画素電極を備えた垂直配向方式の半透過型液晶表示装置が開示されている。そして、この液晶表示装置によれば、広視野角、高コントラスト表示が可能であり、且つ、液晶の応答速度にも優れた反射モード及び透過モードの双方の表示を得ることができると記載されている。

ここで、従来の垂直配向方式の半透過型液晶表示装置を図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、従来の垂直配向方式の半透過型液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板１２０の平面図であり、図１３は、図１２のXIII−XIII断面における半透過型液晶表示装置１５０の断面図である。

この半透過型液晶表示装置１５０は、図１３に示すように、アクティブマトリクス基板１２０と、そのアクティブマトリクス基板１２０に対向して配置された対向基板１３０と、それら両基板１２０及び１３０の間に設けられ、液晶分子１０６を含む液晶層１４０とを備えている。

アクティブマトリクス基板１２０では、図１２に示すように、複数のゲート線１０１と、複数のソース線１０２とが互いに直交するように設けられ、その各交差部分に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と省略する）１０５が配設されている。そして、各ゲート線１０１の間に容量線１０１ｂが設けられ、隣り合う一対のゲート線１０１及びソース線１０２に囲まれた領域に画素電極１０３が設けられている。ここで、画素電極１０３は、透明電極１０３ａと、透明電極１０３ａの図１２中の下側（ＴＦＴ側）の約半分を覆うように設けられた反射電極１０３ｂとにより構成されている。そして、反射電極１０３ｂが形成された領域が反射領域Ｒを、反射電極１０３ｂから露出した透明電極１０３ａが透過領域Ｔをそれぞれ構成している。さらに、画素電極１０３を覆うように、液晶分子１０６を配向させるための配向膜（不図示）が設けられている。

ＴＦＴ１０５は、ガラス基板１１０上に設けられたゲート線１０１の突出部であるゲート電極１０１ａと、そのゲート電極１０１ａを覆うように設けられたゲート絶縁膜１１１と、そのゲート絶縁膜１１１上に設けられた半導体層（不図示）と、その半導体層上で互いに対峙するように設けられたソース電極１０２ａ及びドレイン電極１０２ｂとにより構成されている。ここで、ソース電極１０２ａは、ソース線１０２の突出部である。また、ドレイン電極１０２ｂは、容量線１０１ｂの延びる領域まで延設され、保護絶縁膜１１２及び層間絶縁膜１１３に形成されたコンタクトホール１１４を介して、透明電極１０３ａに接続されている。

一方、対向基板１３０では、図１３に示すように、ガラス基板１１０上にカラーフィルタ層１１６、共通電極１１８、及び配向膜（不図示）が順に設けられている。そして、反射領域Ｒにおいてカラーフィルタ層１１６と共通電極１１８との層間には、透明樹脂層１１７が設けられている。さらに、共通電極１１８と配向膜との層間には、液晶層１４０に電圧が印加されたときの液晶分子１０６の配向中心を形成するためのリベット１１９が設けられている。ここで、透明樹脂層１１７は、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために設けられている。

このような構成の半透過型液晶表示装置１５０では、反射領域Ｒにおいて対向基板１３０側から入射する外光を反射電極１０３ｂで反射すると共に、透過領域Ｔにおいてアクティブマトリクス基板１２０側から入射するバックライトからの光を透過し、同時に、液晶層１４０に印加される電圧によって液晶分子１０６の配向状態を変えることにより、光の透過率を調整して画像が表示される。

また、この半透過型液晶表示装置１５０では、液晶分子１０６の誘電率異方性を負にすることによって、液晶層１４０に電圧が印加されていないとき（以下、「電圧無印加時」と省略する）に液晶分子１０６が基板面に対して実質的に垂直に配向し、液晶層１４０に電圧が印加されているとき（以下、「電圧印加時」と省略する）に液晶分子１０６が図１４に示すようにリベット１１９を中心に基板面に対して平行に配向する。ここで、図１４は、電圧印加時における透明樹脂層１１７の近傍の液晶分子１０６ａ及び１０６ｂの配向状態を示す平面図である。なお、液晶分子１０６ａは、反射領域Ｒ、すなわち、透明樹脂層１１７上に位置する液晶分子を、液晶分子１０６ｂは、透明樹脂層１１７によって形成された矩形状の段差付近に位置する液晶分子をそれぞれ示している。このように、電圧印加時には、図１４に示すように、透明樹脂層１１７上に位置する液晶分子１０６ａがリベット１１９を中心に捩れながら放射状（風車形状）に配向し、透明樹脂層１１７の周囲の液晶分子１０６ｂがリベット１１９の配向規制力に影響されることなく透明樹脂層１１７によって形成された段差の延びる方向に対して平行に配向することになる。
特開２００５−６２６２９号公報

しかしながら、上記半透過型液晶表示装置１５０では、指押しなどの押圧によって液晶分子の配向が変形してしまい、その液晶分子の配向の変形が自然に戻らない虞れがある。

以下に、上記液晶分子の配向の変形の問題について、詳細に説明する。

図１５及び図１６は、図１４に示すような液晶分子の正常な配向状態を示す平面図に対応し、液晶分子の正常でない配向状態を示す平面図である。なお、図１４において、液晶分子１０６ａが捩れて配向しているが、捩れる方向は、液晶層１４０に混合させるカイラル剤の旋光方向で決定している。このカイラル剤は、透過領域及び反射領域での液晶分子１０６の配向を安定させると共に、応答速度を向上させるための添加剤である。

具体的に、図１５は、液晶分子１０６ａの風車形状の連続した配向が切れ、領域Ｘにおいて、特定の方向に配向する液晶分子１０６ａが増えてしまった例である。また、図１６は、液晶分子１０６ａの風車形状の連続した配向の捩れ方向が領域Ｙにおいて逆転してしまった例である。ここで、図１５の領域Ｘ及び図１６の領域Ｙでは、液晶分子１０６ａの配向の変形によって配向が乱れ、コントラスト比が局所的にばらつくことにより表示がざらついてしまう。また、この液晶分子１０６ａの配向の変形による配向の乱れは、透明樹脂層１１７の周囲の液晶分子１０６ｂの配向によって安定化されるので、自然に戻りにくい。さらに、上記液晶分子の配向の乱れを元に戻すには、液晶表示装置の本体の電源を入れ直すなどして、液晶分子を一旦基板面に対して垂直に配向させればよいものの、利便性を欠くなどの問題が予想される。また、カーナビゲーション用途などのように、使用途中で電源を消すことにより液晶分子を基板面に対して垂直に配向させて黒表示を行うことが危険であったり、操作不可能であったりする場合もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、反射領域に設けられた透明層に、液晶分子の配向を分割するための切り欠き部を設けるようにしたものである。

具体的に本発明に係る液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層と、反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域をそれぞれ有し、マトリクス状に設けられた複数の画素と、上記反射領域に設けられ、該反射領域における液晶層の厚さを上記透過領域における液晶層の厚さよりも薄くするための透明層と、上記各画素の反射領域及び透過領域にそれぞれ設けられ、上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子の配向中心となる配向中心部とを備え、上記液晶層に電圧が印加されていないときに、上記液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向する垂直配向方式の液晶表示装置であって、上記透明層には、上記液晶分子の配向を分割するための切り欠き部が設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、液晶層に電圧が印加されているとき（電圧印加時）には、反射領域に設けられた透明層の切り欠き部によって、その透明層上に位置する液晶分子の配向が分割される。そのため、透明層上に位置する液晶分子は、配向中心部を中心に、捩れながら放射状（風車形状）に配向するのではなく、花びら状に対称性が高く配向することになる。これにより、透明層上に位置する液晶分子は、切り欠き部によって配向方向が規制されるので、押圧に対して配向が乱れにくくなり、仮に、配向乱れが発生しても、対称性の高い配向状態がより安定的であるので、配向乱れが戻り易くなる。したがって、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れが抑制される。

上記透明層は、上記対向基板の反射領域に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、対向基板は、一般的に複雑な構造を有するアクティブマトリクス基板よりも、切り欠き部を有する透明層を形成し易いので、本発明の作用効果が具体的に奏される。

上記透明層は、上記各画素毎に矩形状に形成され、上記切り欠き部は、上記透明層の各辺に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、矩形状の透明層の各辺に設けられた切り欠き部によって、液晶分子の配向が分割されるので、液晶層に電圧が印加されているとき（電圧印加時）に、各画素の反射領域の液晶分子の配向は、配向中心部の周りに４つに分割される。

上記切り欠き部は、上記透明層の各辺の中央部に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、矩形状の透明層の各辺の中央部に設けられた切り欠き部によって、液晶分子の配向が分割されるので、液晶層に電圧が印加されているとき（電圧印加時）に、各画素の反射領域の液晶分子の配向は、配向中心部の周りに４つに均等に分割される。

上記各画素には、上記反射領域を構成する反射電極、及び上記透過領域を構成する透明電極を備えた矩形状の画素電極が設けられ、上記透明層は、上記隣り合う各画素の反射領域に対して一体で矩形状に形成され、上記切り欠き部は、上記透明層の各辺において、上記各画素毎に設けられていてもよい。

上記の構成によれば、液晶層に電圧が印加されているとき（電圧印加時）に、矩形状の画素電極の周端部分では、液晶分子が画素電極の各辺に沿って垂直に配向するので、隣り合う各画素の反射領域に対して一体で矩形状に形成された透明層上の液晶分子は、その透明層の各辺において各画素毎に設けられた切り欠き部、及び画素電極の一対の辺によって配向が規制される。そのため、電圧印加時に、各画素の反射領域の液晶分子の配向は、配向中心部の周りに４つに分割される。

上記切り欠き部は、くさび状に形成されていてもよい。

上記構成によれば、透明層に設けられたくさび状の切り欠き部によって、その透明層上に位置する液晶分子の配向が分割され、本発明の作用効果が具体的に奏される。

本発明によれば、反射領域に設けられた透明層の切り欠き部によって、液晶分子の配向が分割されるので、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図７は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示している。ここで、図１は、本実施形態１の液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａの平面図であり、図２は、図１中のII−II断面における液晶表示装置５０ａの断面図である。

液晶表示装置５０ａは、図２に示すように、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａと、それら両基板２０ａ及び３０ａの間に設けられた液晶層４０とを備えている。

アクティブマトリクス基板２０ａは、絶縁基板１０上に、図１に示すように、互いに平行に延びるように設けられたゲート線１と、各ゲート線１と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられたソース線２と、各ゲート線１の間に互いに平行に延びるように設けられた容量線１ｂと、ゲート線１及びソース線２の各交差部分に設けられたＴＦＴ５と、隣り合う一対のゲート線１及びソース線２に囲まれる表示領域毎に設けられた画素電極３とを備えている。

ＴＦＴ５は、図１に示すように、ゲート線１の突出部であるゲート電極１ａと、ゲート電極１ａを覆うように設けられたゲート絶縁膜１１と、ゲート絶縁膜１１上でゲート電極１ａに対応する位置に島状に設けられた半導体層（不図示）と、その半導体層上で互いに対峙するように設けられ、ソース線２の突出部であるソース電極２ａ、及びドレイン電極２ｂとを備えている。このドレイン電極２ｂは、容量線１ｂの延びる領域まで延設され、容量線１ｂとの間に補助容量を形成するように構成されている。

画素電極３は、図１に示すように、連結部３ｃを介して縦方向に連結された２つの矩形状の透明電極３ａと、図中下側（ＴＦＴ５側）の透明電極３ａを覆うように設けられた矩形状の反射電極３ｂとにより矩形状に形成されている。そして、反射電極３ｂが形成された領域が反射領域Ｒを、反射電極３ｂから露出した透明電極３ａが透過領域Ｔをそれぞれ構成している。

また、アクティブマトリクス基板２０ａでは、上記構成のＴＦＴ５を覆うように保護絶縁膜１２及び層間絶縁膜１３が順に積層して設けられている。この保護絶縁膜１２及び層間絶縁膜１３には、ドレイン電極２ｂの容量線１ｂと重なる位置でコンタクトホール１４が形成されている。そして、層間絶縁膜１３上に設けられた画素電極３（透明電極３ａ）は、コンタクトホール１４を介して、ドレイン電極２ｂに接続されている。さらに、画素電極３を覆うように、後述する液晶分子６を配向させるための配向膜（不図示）が設けられている。

対向基板３０ａは、絶縁基板１０上に、カラーフィルタ層１６、共通電極１８及び配向膜（不図示）が順に積層されて構成されている。そして、反射領域Ｒにおいて、カラーフィルタ層１６と共通電極１８との層間には、矩形状の透明層１７ａが設けられている。さらに、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔのそれぞれにおいて、共通電極１８と配向膜との層間には、島状に突出したリベット１９が設けられている。ここで、リベット１９は、液晶層４０に電圧が印加されたとき（電圧印加時）に、後述する液晶分子６の配向中心となる配向中心部である。また、透明層１７ａは、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために、反射領域Ｒにおける液晶層４０の厚さが透過領域Ｔにおける液晶層４０の厚さよりも薄くなるように、すなわち、反射領域Ｒにおける液晶層４０の厚さが透過領域Ｔにおける液晶層４０の厚さの１／２程度になるように設けられている。

さらに、透明層１７ａは、本発明の特徴として、図３に示すように、各辺の中央部にくさび状の切り欠き部４ａを有している。ここで、図３は、透明層１７ａの平面図であり、図４は、図３中のIV−IV断面における透明層１７ａの断面図である。例えば、ゲート線１の間隔が２２０μｍ、ソース線２の間隔が１１０μｍであり、透過領域Ｔの液晶層４０の厚さ（セルギャップ）が４．０μｍ、反射領域Ｒのセルギャップが２．０μｍである場合、透明層１７は、縦９０μｍ、横９０μｍ、高さ２．０μｍの略直方体であり、その縦及び横の各辺の中央部に、幅１５μｍ、奥行き１５μｍのくさび状の切り欠き部４ａが形成されている。なお、リベット１９は、直径１５μｍ、高さ１．０μｍの略円筒状である。ここで、図３及び図４では、傾斜面を有する切り欠き部４ａを例示したが、図６及び図７に示すように、傾斜面を有さない切り欠き部４ｂであってもよい。また、本実施形態では、くさび状の切り欠き部４ａ及び４ｂを例示したが、本発明の切り欠き部は、液晶分子６の配向が分割できれば、多角形など他の形状であってもよい。

液晶層４０は、ネマチック液晶からなる液晶分子６を含んでいる。この液晶分子６は、電気光学特性を有し、その誘電異方性が負（Δε＜０）である。

このような構成の液晶表示装置５０ａは、反射領域Ｒにおいて対向基板３０ａ側から入射する外光を反射電極３ｂで反射すると共に、透過領域Ｔにおいてアクティブマトリクス基板２０ａ側から入射するバックライトからの光を透過するように構成されている。そして、液晶表示装置５０ａでは、各画素電極３毎に１つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線１からゲート信号がゲート電極１ａに送られて、ＴＦＴ５がオン状態になったときに、ソース線２からソース信号がソース電極２ａに送られて、半導体層及びドレイン電極２ｂを介して、画素電極３に所定の電荷を書き込まれる。このとき、画素電極３と共通電極１８との間で電位差が生じ、液晶層４０に所定の電圧が印加される。そして、液晶層４０に印加された電圧によって液晶分子６の配向状態を変えることにより、液晶層４０の光透過率を調整して画像が表示される。

また、液晶表示装置５０ａは、液晶層４０に電圧が印加されていないとき（電圧無印加時）に、液晶分子６が基板面に対して実質的に垂直に配向すると共に、電圧印加時に、液晶分子６がリベット１９を中心に基板面に対して実質的に平行に配向するという垂直配向方式に構成されている。そして、液晶表示装置５０ａでは、透明層１７ａが切り欠き部４ａを有しているので、電圧印加時に、透明層１７ａ上に位置する液晶分子６の配向が分割される。そのため、透明層１７上に位置する液晶分子６の配向は、４つに分割され、図５に示すように、リベット１９を中心に花びら状に対称性が高く配向することになる。これにより、透明層１７ａ上に位置する液晶分子６は、切り欠き部４ａによって配向方向が規制されるので、押圧に対して配向が乱れにくくなり、仮に、配向乱れが発生しても、対称性が高く配向するので、配向乱れが戻り易くなる。

次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０ａの製造方法について、詳細に説明する。

液晶表示装置５０ａは、以下に示すアクティブマトリクス基板作製工程、対向基板作製工程、及び液晶表示装置作製工程を順次行うことによって製造される。

＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線１、ゲート電極１ａ及び容量線１ｂを形成する。

続いて、ゲート線１、ゲート電極１ａ及び容量線１ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜１１を形成する。

さらに、ゲート絶縁膜１１上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極１ａ上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層とｎ＋アモルファスシリコン層とにより構成された半導体層を形成する。

次いで、半導体層が形成されたゲート絶縁膜１１上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線２、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂを形成する。

続いて、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂをマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部（不図示）を形成する。

さらに、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜などを成膜して、保護絶縁膜１２を形成する。

その後、保護絶縁膜１２上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布して、層間絶縁膜１３を形成する。

次いで、保護絶縁膜１２及び層間絶縁膜１３のドレイン電極２ｂに対応する部分をエッチング除去して、コンタクトホール１４を形成する。さらに、層間絶縁膜１３の表面形状をＰＥＰ技術によって、表面形状を凹凸状にする。これによって、層間絶縁膜１３上の反射電極３ｂの表面形状が凹凸状になり、反射電極３ｂに入射する光を適度に拡散させることができる。

続いて、層間絶縁膜１３上の基板全体に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などからなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、透明電極３ａ（及び連結部３ｃ）を形成する。

さらに、透明電極３ａ上の基板全体に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、反射電極３ｂ及び透明電極３ａからなる画素電極３を形成する。

ここで、反射電極３ｂを構成するアルミニウム膜と透明電極３ａを構成するＩＴＯ膜との間にモリブデン膜が挟持されているので、アルミニウム膜をＰＥＰ技術によりパターン形成する際に、アルミニウム膜とＩＴＯ膜との間で局部電池が形成されることなく、アルミニウム膜の電気的な腐食するのを防ぐことができる。

最後に、画素電極３上の基板全体に、印刷法によりポリイミド系樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜（不図示）を形成する。

以上のようにして、アクティブマトリクス基板２０ａを作製することができる。

なお、上述のアクティブマトリクス基板２０ａの作製工程では、半導体層を、アモルファスシリコン膜により形成させる方法を例示したが、ポリシリコン膜により形成させてもよく、さらには、それらアモルファスシリコン膜及びポリシリコン膜にレーザーアニール処理を行うことにより結晶性を向上させてもよい。

＜対向基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０上に、クロム薄膜を成膜した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成してブラックマトリクス（不図示）を形成する。

続いて、ブラックマトリクスのパターン間のそれぞれに、赤、緑及び青の何れか１つの着色層をパターン形成してカラーフィルタ層１６を形成する。

さらに、カラーフィルタ層１６上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布し、その後、ＰＥＰ技術により、反射領域Ｒに、上記構成の切り欠き部４ａを有する透明層１７ａを形成する。

次いで、透明層１７ａ上の基板全体に、ＩＴＯ膜などからなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜して共通電極１８を形成する。

続いて、共通電極１８上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布し、その後、ＰＥＰ技術により、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの中心位置に対応するようにパターン形成して、リベット１９を形成する。

ここで、共通電極１８上にリベット１９を形成する代わりに、リベット１９に対応する位置の共通電極１８の表面に穴を形成したり、対向するアクティブマトリクス基板２０ａ上の画素電極３の表面に穴を形成してもよい。

最後に、リベット１９上の基板全体に、ポリイミド樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜（不図示）を形成する。

以上のようにして、対向基板３０ａを作製することができる。

＜液晶表示装置作製工程＞
まず、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａのうちの一方の基板にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂などからなるシール材料を、液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンで塗布し、他方の基板に液晶層４０の厚さに相当する直径を持ち、樹脂又はシリカなどからなる球状のスペーサを散布する。

続いて、アクティブマトリクス基板２０ａと対向基板３０ａとを貼り合わせ、シール材料を硬化させ、空セルを形成する。

さらに、空セルを構成するアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０ａの基板間に、減圧法により液晶分子６を含む液晶材料を注入し液晶層４０を形成する。ここで、液晶層４０には、カイラル剤が添加されていてもよい。具体的には、ピッチ６０μｍ、左旋性のカイラル剤を数％添加する。

最後に、上記液晶注入口にＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂を硬化し、注入口を封止する。

以上のようにして、本発明の液晶表示装置５０ａを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、電圧印加時には、反射領域Ｒに設けられた透明層１７ａのくさび状の切り欠き部４ａによって、その透明層１７上に位置する液晶分子６の配向が分割される。そのため、透明層１７上に位置する液晶分子の配向は、リベット１９を中心に、図１４に示すように捩れながら放射状（風車形状）ではなく、図５に示すように花びら状に４つに均等に分割され、対称性が高くなる。この対称性の高い配向状態は、カイラル剤の有無に依存しない。これにより、透明層１７ａ上に位置する液晶分子６は、切り欠き部４ａによって配向方向が規制されるので、押圧に対して配向が乱れにくくなり、仮に、配向乱れが発生しても、対称性の高い配向状態がより安定的であるので、配向乱れが戻り易くなる。したがって、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することができる。

《発明の実施形態２》
図８及び図９は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態２を示している。ここで、図８は、本実施形態２の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ｂの平面図である。なお、以下の各実施形態では図１〜図７と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記実施形態１では、対向基板３０ａ上の反射領域Ｒに設けられた透明層１７ａ及び１７ｂが、各画素毎に独立していたが、本実施形態では、透明層１７ｃが、対向基板上において隣り合う各画素の反射領域に対して、一体で矩形状に設けられている。そして、それ以外の構成については、実施形態１と実質的に同じである。

具体的に、透明層１７ｃは、図８に示すように、ゲート線１の図中上側の側端、及び容量線１ｂの図中上側の側端に沿って、延びるように設けられている。そして、透明層１７ｃは、その図中上側及び下側の各側端（辺）において、各画素毎に切り欠き部４ｃを有している。そして、この透明層１７ｃは、実施形態１の対向基板作製工程において、カラーフィルタ層１６上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術により、透明層１７ａを形成する際のパターン形状を変えるだけで形成することができる。

本実施形態の液晶表示装置によれば、矩形状の画素電極３の周端部分において、液晶分子６が画素電極３の各辺に沿って垂直に配向するので、隣り合う各画素の反射領域Ｒに対して一体で矩形状に形成された透明層１７ｃ上に位置する液晶分子６は、その透明層１７ｃの各辺において各画素毎に設けられた切り欠き部４ｃ、及び画素電極３の一対の辺（図中左辺及び右辺）によって配向が規制される。そのため、電圧印加時に、各画素の反射領域Ｒの液晶分子６の配向は、４つに分割され、そして、液晶分子６は、図９に示すように、リベット１９を中心に花びら状に対称性が高く配向することになる。この対称性の高い配向状態は、カイラル剤の有無に依存しない。これにより、透明層１７ｃ上に位置する液晶分子６は、切り欠き部４ｃ及び画素電極３の一対の辺によって配向方向が規制されるので、押圧に対して配向が乱れにくくなり、仮に、配向乱れが発生しても、対称性の高い配向状態がより安定的であるので、配向乱れが戻り易くなる。したがって、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することができる。

《発明の実施形態３》
図１０及び図１１は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態３を示している。ここで、図１０は、本実施形態３の液晶表示装置５０ｃを構成するアクティブマトリクス基板２０ｃの平面図であり、図１１は、図１０中のXI−XI断面における液晶表示装置５０ｃの断面図である。

上記各実施形態では、透明層１７ａ、１７ｂ及び１７ｃが対向基板３０ａの反射領域Ｒに設けられていたが、本実施形態では、透明層１３ａが、対向基板３０ｃに対向して配置されるアクティブマトリクス基板２０ｃの反射領域Ｒに設けられている。

具体的に、アクティブマトリクス基板２０ｃは、図１０に示すように、ドレイン電極２ｂが透明導電膜により構成されていると共に、容量線１ｂの延びる領域、及び図中上側のゲート線１が延びる領域まで延設され、透過領域Ｔにおいて透明電極３ａとなっている。

そして、画素電極３は、図１１に示すように、ドレイン電極２ｂが延設された矩形状の透明電極３ａと、ドレイン電極２ｂ上に保護絶縁膜１２及び透明層１３ａを介して設けられ、透明電極３ａに接続された矩形状の反射電極３ｂとにより矩形状に形成されている。

透明層１３ａは、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために、反射領域Ｒにおける液晶層４０の厚さが透過領域Ｔにおける液晶層４０の厚さよりも薄くなるように、すなわち、反射領域Ｒにおける液晶層４０の厚さが透過領域Ｔにおける液晶層４０の厚さの１／２程度になるように設けられている。

さらに、透明層１３ａは、本発明の特徴として、矩形状であると共に、各辺の中央部にくさび状の切り欠き部４ｄを有している。

ここで、アクティブマトリクス基板２０ｃの作製方法について説明する。

まず、ガラス基板などの絶縁基板１０上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ゲート線１、ゲート電極１ａ及び容量線１ｂを形成する。

続いて、ゲート線１、ゲート電極１ａ及び容量線１ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜１１を形成する。

さらに、ゲート絶縁膜１１上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極１ａ上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層とｎ＋アモルファスシリコン層とにより構成された半導体層を形成する。

次いで、半導体層が形成されたゲート絶縁膜１１上の基板全体に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ドレイン電極２ｂ（透明電極３ａ）を形成する。

続いて、ドレイン電極２ｂが形成されたゲート絶縁膜１１上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線２及びソース電極２ａを形成する。

さらに、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂをマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成して、ＴＦＴ５を形成する。

その後、ソース電極２ａ及びドレイン電極２ｂ上の基板全体に、ＣＶＤ法を用いて窒化シリコン膜などを成膜し、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、保護絶縁膜１２を形成する。

続いて、保護絶縁膜１２上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布し、その後、ＰＥＰ技術により保護絶縁膜１２を覆い、透過領域Ｔとなる領域が矩形状に開口すると共に切り欠き部４ｄを有するようにパターン形成して、透明層１３ａを形成する。さらに、透明層１３ａの表面形状をＰＥＰ技術によって凹凸状にする。これによって、透明層１３ａ上の反射電極３ｂの表面形状が凹凸状になり、反射電極３ｂに入射する光を適度に拡散させることができる。

次いで、透明層１３ａ上の基板全体に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、反射電極３ｂを形成する。これによって、反射領域Ｒを構成する反射電極３ｂが透明層１３ａの傾斜面（４ｄなど）を介してドレイン電極２ｂに接続され、ドレイン電極２ｂのうち、反射電極３ｂから露出した部分が透過領域Ｔを構成する透過電極３ａとなる。

最後に、反射電極３ｂ及び透明電極３ａ上の基板全体に、ポリイミド樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜を形成する。

上述のようにしてアクティブマトリクス基板２０ｃが作製される。

一方、対向基板３０ｃは、上記実施形態１で説明した対向基板３０ａにおいて、透明層１７ａが設けられていない構成になっているだけなので、その構成及び作製方法についての詳細な説明を省略する。

本実施形態の液晶表示装置５０ｃによれば、透明層１３ａが切り欠き部４ｄを有しているので、電圧印加時に、透明層１３ａ上に位置する液晶分子６の配向が分割される。そのため、透明層１３ａ上に位置する液晶分子６の配向は、４つに分割され、リベット１９を中心に、花びら状に対称性が高く配向することになる。この対称性の高い配向状態は、カイラル剤の有無に依存しない。これにより、透明層１３ａ上に位置する液晶分子６は、切り欠き部４ｄによって配向方向が規制されるので、押圧に対して配向が乱れにくくなり、仮に、配向乱れが発生しても、対称性の高い配向状態がより安定的であるので、配向乱れが戻り易くなる。したがって、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することができる。

以上説明したように、本発明は、垂直配向方式の半透過型液晶表示装置において、押圧による配向の乱れを抑制することができるので、デジタルカメラ、携帯電話、カーナビなどのモバイル用途のディスプレイについて有用である。

実施形態１の液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａの平面図である。 図１中のII−II断面における液晶表示装置５０ａの断面図である。 実施形態１の透明層１７ａの平面図である。 図３中のIV−IV断面における透明層１７ａの断面図である。 実施形態１の透明層１７ａ上に位置する液晶分子６の配向状態を示す平面図である。 実施形態１の透明層１７ｂの平面図である。 図６中のVII−VII断面における透明層１７ｂの断面図である。 実施形態２の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ｂの平面図である。 実施形態２の透明層１７ｃ上に位置する液晶分子６の配向状態を示す平面図である。 実施形態３の液晶表示装置５０ｃを構成するアクティブマトリクス基板２０ｃの平面図である。 図１０中のXI−XI断面における液晶表示装置５０ｃの断面図である。 従来の液晶表示装置１５０を構成するアクティブマトリクス基板１２０の平面図である。 図１２中のXIII−XIII断面における液晶表示装置１５０の断面図である。 従来の透明樹脂層１１７上に位置する液晶分子１０６ａ及び１０６ｂの正常な配向状態を示す平面図である。 従来の透明樹脂層１１７上に位置する液晶分子１０６ａ及び１０６ｂの押圧された際における配向状態の第１の例を示す平面図である。 従来の透明樹脂層１１７上に位置する液晶分子１０６ａ及び１０６ｂの押圧された際における配向状態の第２の例を示す平面図である。

符号の説明

Ｒ 反射領域
Ｔ 透過領域
３ 画素電極
３ａ 透明電極
３ｂ 反射電極
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 切り欠き部
６ 液晶分子
１３ａ，１７ 透明層
１９ リベット（配向中心部）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ アクティブマトリクス基板
３０ａ，３０ｃ 対向基板
４０ 液晶層
５０ａ，５０ｃ 液晶表示装置

Claims (6)

1. アクティブマトリクス基板と、
   上記アクティブマトリクス基板に対向して配置された対向基板と、
   上記アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられ、液晶分子を含む液晶層と、
   反射モードの表示を行う反射領域、及び透過モードの表示を行う透過領域をそれぞれ有し、マトリクス状に設けられた複数の画素と、
   上記反射領域に設けられ、該反射領域における液晶層の厚さを上記透過領域における液晶層の厚さよりも薄くするための透明層と、
   上記各画素の反射領域及び透過領域にそれぞれ設けられ、上記液晶層に電圧が印加されているときに、上記液晶分子の配向中心となる配向中心部とを備え、
   上記液晶層に電圧が印加されていないときに、上記液晶分子が基板面に対して実質的に垂直に配向する垂直配向方式の液晶表示装置であって、
   上記透明層には、上記液晶分子の配向を分割するための切り欠き部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記透明層は、上記対向基板の反射領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記透明層は、上記各画素毎に矩形状に形成され、
   上記切り欠き部は、上記透明層の各辺に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項３に記載された液晶表示装置において、
   上記切り欠き部は、上記透明層の各辺の中央部に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記各画素には、上記反射領域を構成する反射電極、及び上記透過領域を構成する透明電極を備えた矩形状の画素電極が設けられ、
   上記透明層は、上記隣り合う各画素の反射領域に対して一体で矩形状に形成され、
   上記切り欠き部は、上記透明層の各辺において、上記各画素毎に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記切り欠き部は、くさび状に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
   

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