JP2008170483A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高コントラストの反射表示が得られ、反射表示と透過表示の双方で高品質の表示を可能にした液晶装置を提供する。
【解決手段】一対の基板１０，２０間に液晶層５０を挟持し、互いに異なる色に対応する複数のサブ画素を有しており、１つの前記サブ画素内に反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとが設けられており、前記反射表示領域Ｒに反射層（反射共通電極１９ｒ）及び位相差層２６が形成されており、前記複数の前記サブ画素のうち、少なくとも１つの色に対応する前記サブ画素には、他の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層とは、異なる厚さの前記位相差層が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

携帯電話等の表示部として半透過反射型の液晶装置を用いることがよく知られている。特許文献１には、広視野角のＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードを用いて半透過反射型の液晶装置を構成することが記載されている。また同文献には、基板の液晶層側に位相差層（内蔵位相差板）を形成することで反射表示の品質を高められることが記載されている。
特開２００５−３３８２５６号公報

ところで、現在用いられている位相差層は、高分子液晶を所定方向に配向させたものであり、基板外面にフィルムとして設けられる位相差板に比して屈折率の波長分散が大きく、反射表示における暗表示が色づきやすい。そのため、特許文献１記載の構成でも反射表示の無彩色化は不十分で、基板外面に設ける位相差板を用いる場合よりもコントラストが劣ってしまう。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、高コントラストの反射表示が得られ、反射表示と透過表示の双方で高品質の表示を可能にした液晶装置を提供することを目的としている。

本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、一対の基板間に液晶層を挟持し、互いに異なる色に対応する複数のサブ画素を有しており、１つの前記サブ画素内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられており、前記反射表示領域に反射層及び位相差層が形成された液晶装置であって、前記複数の前記サブ画素のうち、少なくとも１つの色に対応する前記サブ画素には、他の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層とは、異なる厚さの前記位相差層が形成されていることを特徴とする。
この液晶装置によれば、色の異なるサブ画素の間で位相差層の層厚が異ならされているので、位相差層の波長分散性に起因する位相差層を透過する光に付与される位相差の差異を調整することができる。したがって、複数色のサブ画素からなる画素を有する液晶装置における反射黒表示時の光漏れを防止でき、またこれに起因する黒表示の色ずれの発生を防止できる。このように本発明によれば、高コントラストの反射表示を得ることができ、反射表示と透過表示の双方で高品質の表示が得られる液晶装置を実現できる。

複数の前記サブ画素には、青色に対応するサブ画素が含まれており、青色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、他の色に対応する前記サブ画素に形成された位相差層よりも薄いことが好ましい。かかる構成であれば、位相差層において透過光の波長に対する位相差の変化が大きい短波長側の領域で位相差のずれを解消でき、光漏れや色ずれの発生を効果的に防止できる。

複数の前記サブ画素には、青色、緑色、及び赤色のそれぞれに対応するサブ画素が含まれており、青色、緑色、及び赤色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、青色に対応する前記サブ画素、緑色に対応する前記サブ画素、赤色に対応する前記サブ画素の順に厚く形成されていることが好ましい。かかる構成であれば、全てのサブ画素の位相差層において、透過光に付与する位相差が適切に調整された構成となるので、反射表示のコントラストを向上させる上で極めて有効な構成となる。

前記異なる色のうち、最も短い波長の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、他の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層よりも薄いことが好ましい。かかる構成であれば、位相差層において透過光の波長に対する位相差の変化が大きい短波長側の領域で位相差のずれを解消でき、光漏れや色ずれの発生を効果的に防止できる。

複数の前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、前記異なる色のうち、波長の短い色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層から順に厚く形成されていることが好ましい。かかる構成であれば、全てのサブ画素の位相差層において、透過光に付与する位相差が適切に調整された構成となるので、反射表示のコントラストを向上させる上で極めて有効な構成となる。

複数の前記サブ画素には、前記異なる色に対応する前記サブ画素ごとに、異なる厚さの前記位相差層が形成されていることが好ましい。かかる構成とすれば、全ての色のサブ画素で適切に位相差を設定された位相差層を具備した液晶装置となるので、さらに優れた表示品質の液晶装置を実現できる。

複数の前記サブ画素に、異なる色のカラーフィルタが形成されており、前記異なる色のカラーフィルタの厚さが、前記異なる色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層ごとの厚さに応じて異なることが好ましい。かかる構成とすれば、カラーフィルタ上に形成された位相差層の表面を平坦化することができ、液晶の配向乱れの発生を防止し、また液晶層厚の制御を容易かつ正確に行えるようになる。これにより表示品質のさらなる向上を図ることができる。

前記異なる色のカラーフィルタには、青色のカラーフィルタが含まれており、青色の前記カラーフィルタの厚さが、他の色の前記カラーフィルタよりも厚いことが好ましい。かかる構成であれば、位相差層の波長分散性の特徴に鑑み、他の色のサブ画素に比して位相差層の層厚調整が必要な青色のサブ画素について、カラーフィルタの膜厚と位相差層の層厚との合計厚さが、他のサブ画素における前記合計厚さと大きく異ならないようにすることができ、位相差層の表面を平坦面に近づけることができる。

前記異なる色のカラーフィルタには、青色、緑色、及び赤色のカラーフィルタが含まれており、前記青色、緑色、及び赤色のカラーフィルタの厚さが、青色の前記カラーフィルタ、緑色の前記カラーフィルタ、赤色の前記カラーフィルタの順に薄く形成されていることが好ましい。かかる構成であれば、各サブ画素について、カラーフィルタと位相差層との合計厚さを揃えることが可能になり、結果として位相差層の表面を平坦面に近づけることができる。

前記反射表示領域において、前記液晶層の位相差が略λ／４であり、前記位相差層の位相差が略λ／２である構成であれば、位相差層と液晶層とが広帯域のλ／４位相差板と同様の機能を奏するものとなる。これにより、各色のサブ画素で反射層に到達する外光を円偏光に近づけることができ、高品質の表示を得られるようになる。

絶縁膜を介して積層されている第１電極と第２電極とをさらに備えることもできる。すなわち本発明の液晶装置はＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の半透過反射型液晶装置として構成することができる。

本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、透過表示と反射表示の双方で明るく高コントラストの表示が得られる半透過反射型の表示部を備えた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、液晶に対し略基板面方向の電界を印加して配向を制御することにより画像表示を行う方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用したアクティブマトリクス方式の半透過反射型液晶装置である。
また本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。したがって表示の最小単位を構成する領域を「サブ画素領域」、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される領域を「画素領域」と称する。

図１は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図２は、本実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された画素領域（３つのサブ画素領域）の平面図である。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面図である。図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ’線に沿う液晶装置の断面図である。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。

本実施形態の液晶装置１００は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成である。液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によってＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に封止されている。ＴＦＴアレイ基板１０の外面側、及び対向基板２０の外面側には、それぞれ偏光板１４，２４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の外側に、導光板９１や反射板９２を備えた照明装置９０が配設されている。

図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、画素電極９と画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されている。画素電極９と共通電極１９との間には液晶層５０が介在している。共通電極１９は走査線駆動回路１０２から延びる共通線３ｂと電気的に接続されており、複数のサブ画素において共通の電位に保持されるようになっている。
データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースと電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを、データ線６ａを介して各サブ画素に供給する。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されている。走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と液晶を介して対向する共通電極１９との間で一定期間保持される。

図２に示すように、液晶装置１００の画素領域は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂをそれぞれ備えた３つのサブ画素領域により構成されている。サブ画素領域の各々には、内側に複数のスリット２９が形成された概略梯子形状の画素電極９が形成されている。画素電極９の外周を取り囲むようにして、走査線３ａと共通線３ｂと複数のデータ線６ａとが配置されている。
走査線３ａとデータ線６ａとの交差部近傍にスイッチング素子であるＴＦＴ３０が形成されており、ＴＦＴ３０はデータ線６ａ及び画素電極９と電気的に接続されている。また、画素電極９と平面視でほぼ重なる位置に略矩形状の共通電極１９が形成されている。

画素電極９は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる導電膜である。画素電極９のスリット２９はデータ線６ａの延在方向に沿って等間隔に配列されており、本実施形態の場合、１つのサブ画素の画素電極９に１７本のスリット２９が形成されている。スリット２９は、走査線３ａ及びデータ線６ａの双方と交差する方向（図中斜め方向）に延びて形成されており、各スリット２９は略同一の幅に形成され、互いに平行である。
そして、画素電極９は、複数のスリット２９によって形成された複数本（図示では１６本）の帯状電極部９ｃを有している。スリット２９が一定の幅を有して等間隔で配列されていることから、帯状電極部９ｃも一定の幅を有して等間隔で配列されている。本実施形態の場合、スリット２９の幅と帯状電極部９ｃの幅はいずれも４μｍである。

共通電極１９は、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面視矩形状の透明共通電極１９ｔと、アルミニウムや銀などの光反射性を有する金属材料からなる平面視略矩形状の反射共通電極１９ｒとからなる。透明共通電極１９ｔと反射共通電極１９ｒとは、互いの辺端部において電気的に接続されている。
本実施形態の場合、図２に示すように、反射共通電極１９ｒは、走査線３ａと平行に延びる共通線３ｂと一体に形成されており、したがって透明共通電極１９ｔと反射共通電極１９ｒとからなる共通電極１９は共通線３ｂと電気的に接続されている。
反射共通電極１９ｒの形成領域が当該サブ画素の反射表示領域Ｒを構成しており、透明共通電極１９ｔの形成領域が透過表示領域Ｔを構成している。

なお、共通線３ｂと反射共通電極１９ｒとを別々の導電膜を用いて形成し、これらを電気的に接続してもよい。このように別部材とする場合には、反射共通電極１９ｒを共通線３ｂと異なる配線層に形成し、層間絶縁膜に開口したコンタクトホールを介して両者を接続した構成とすることもできる。また、透明共通電極１９ｔが反射共通電極１９ｒを覆って形成されていてもよい。

ＴＦＴ３０は、走査線３ａ上に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、データ線６ａを分岐して半導体層３５上に延出されたソース電極３１と、半導体層３５上から画素電極９の形成領域に延びる矩形状のドレイン電極３２とを備えている。
走査線３ａは、半導体層３５と対向する位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。ドレイン電極３２と画素電極９とは、両者が平面的に重なる位置に形成された画素コンタクトホール４７を介して電気的に接続されている。
なお、図示のサブ画素領域において、画素電極９と共通電極１９とが平面視で重なる領域が、当該サブ画素領域の容量として機能するので、別途蓄積容量を設ける必要が無く、高い開口率を得ることができる。

図３（ａ）に示す断面構成を見ると、基板本体１０Ａ上に走査線３ａと透明共通電極１９ｔと反射共通電極１９ｒと共通線３ｂとが形成されている。走査線３ａ、共通電極１９、及び共通線３ｂを覆って、シリコン酸化物膜等からなる絶縁薄膜１１が形成されており、絶縁薄膜１１上に島状の半導体層３５が形成されている。絶縁薄膜１１上にはまた、半導体層３５と一部重なるようにしてソース電極３１とドレイン電極３２とが形成されている。ＴＦＴ３０を覆って、シリコン酸化物膜や樹脂膜からなる層間絶縁膜１２が形成されており、層間絶縁膜１２上に画素電極９が形成されている。層間絶縁膜１２を貫通してドレイン電極３２に達する画素コンタクトホール４７を介して、画素電極９とドレイン電極３２とが電気的に接続されている。

画素電極９を覆って、ポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。配向膜１８はラビング処理等の配向処理を施されて液晶を所定方向に配向させるようになっている。配向膜１８による配向規制方向は、本実施形態の場合、走査線３ａの延在方向と平行であり、画素電極９のスリット２９の延在方向とは交差する方向である。

対向基板２０は、基板本体２０Ａの液晶層５０側に順に形成されたカラーフィルタ２２（２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ）と、カラーフィルタ２２上に部分的に形成された位相差層２６と、カラーフィルタ２２と位相差層２６とを覆う配向膜２８とを備えている。

カラーフィルタ２２は、図２に示すように、各サブ画素領域に対応して設けられた色材層であり、１つの画素領域内に、青色の色材層からなるカラーフィルタ２２Ｂと、緑色の色材層からなるカラーフィルタ２２Ｇと、赤色の色材層からなるカラーフィルタ２２Ｒとが配列されている。

位相差層２６は、カラーフィルタ２２上の反射表示領域Ｒに対応する領域に選択的に形成されている。位相差層２６は、本実施形態の場合、透過光に対して略１／２波長（λ／２）の位相差を付与するものであり、基板本体２０Ａの内面側に設けられたいわゆる内面位相差層である。
かかる位相差層２６は、例えば、高分子液晶の溶液や液晶性モノマーの溶液を配向膜上に塗布し、所定方向に配向させた状態で固化する方法により形成することができる。位相差層２６が透過光に対して付与する位相差は、その構成材料である液晶性高分子の種類や、位相差層２６の層厚によって調整することができる。
図３（ａ）に示す断面構造は、緑色のカラーフィルタ２２Ｇが形成されたサブ画素のものであるから、位相差層２６は、緑色光に対して略λ／２の位相差を付与するものとなっており、その位相差は２８０ｎｍである。

配向膜２８はＴＦＴアレイ基板１０側の配向膜１８と同様の構成であり、配向膜２８による配向規制方向は、配向膜１８の配向規制方向と反平行であり、したがって液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で、水平配向の初期配向状態を呈する。

さらに、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００では、カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒが互いに異なる膜厚を有して形成されており、青色のカラーフィルタ２２Ｂが最も厚く、赤色のカラーフィルタ２２Ｒが最も薄くなっている。そして、上記カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒの膜厚の差異に起因して、各カラーフィルタ上に形成された位相差層２６の層厚が、サブ画素ごとに異なる厚さとなっている。

本実施形態では、カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒの厚さが異なる一方、カラーフィルタ２２上に形成された位相差層２６の表面（配向膜２８が形成された面）はほぼ平坦な面となっている。したがって、相対的に厚く形成された青色のカラーフィルタ２２Ｂの形成領域では、位相差層２６の層厚は相対的に薄くなり、薄く形成された赤色のカラーフィルタ２２Ｒの形成領域では、位相差層２６の層厚は相対的に厚くなっている。

このように位相差層２６は異なる色に対応するサブ画素ごとに異なる層厚を有して形成されているため、その位相差も異なる色に対応するサブ画素ごとに異なっている。本実施形態では緑色のカラーフィルタ２２Ｇが形成されたサブ画素における位相差層２６の位相差が２８０ｎｍであり、かかる位相差層よりも薄く形成された青色のサブ画素の位相差層２６の位相差は２８０ｎｍよりも小さく、逆に厚く形成された赤色のサブ画素の位相差層２６の位相差は２８０ｎｍよりも大きくなっている。

本実施形態の液晶装置における各光学軸の配置を、図４に示す。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１４の透過軸１５３と、対向基板２０側の偏光板２４の透過軸１５５とが互いに直交するように配置されている。透過軸１５３は走査線３ａの延在方向（Ｘ軸方向）と平行であり、透過軸１５５はデータ線６ａの延在方向（Ｙ軸方向）と平行である。

配向膜１８，２８は、平面視で平行かつ逆方向にラビング処理されており、その方向は、図４に示すラビング方向１５１であり、偏光板１４の透過軸１５３と平行である。ラビング方向１５１は、図４に示す方向に限定されるものではないが、画素電極９と共通電極１９との間に生じる電界の主方向１５８と交差する方向（一致しない方向）とする。本実施形態では、前記電界の方向１５８は、帯状電極部９ｃの延在方向がラビング方向１５１に対して５°の角度であるため、ラビング方向１５１に対して９５°の角度を成す方向となっている。

なお、上記では、配向膜１８，２８近傍の液晶層５０における液晶の初期配向方向を便宜的にラビング方向としているが、配向膜１８，２８としてはラビング処理によって初期的に液晶の配向する方向を規定するものに限らず、例えば、光配向、或いは斜方蒸着法によって初期的な液晶の配向方向が規定された配向膜であっても構わない。

位相差層２６はその遅相軸２６ａが偏光板１４の透過軸１５３に対して左回りにほぼ６７．５°の角度をなす向きに配置されている。遅相軸２６ａの配置角度は、組み合わせる液晶層５０の特性（波長分散特性）に応じて適宜変更することができ、最適なコントラスト値を得るための調整範囲としては６７．５゜±２．５゜の範囲である。

液晶装置１００では、カラーフィルタ２２上の反射表示領域Ｒに対応する領域に選択的に位相差層２６が設けられているので、反射表示領域Ｒでは位相差層２６の厚さ分だけ液晶層５０の厚さが薄くなっている。すなわち、液晶装置１００は、いわゆるマルチギャップ構造を備えた液晶装置であり、位相差層２６は、内面位相差層としてのみならず、透過表示領域Ｔの液晶層厚と反射表示領域Ｒの液晶層厚とを異ならせる液晶層厚調整手段としても機能するものとなっている。

上記構成を備えた本実施形態の液晶装置１００では、走査線３ａ及びデータ線６ａを介した信号入力によって、スリット２９に面する画素電極９の端縁と、平面形状の共通電極１９との間に電界を発生させて液晶を駆動し、所望のカラー表示を行うようになっている。

反射表示を行う液晶装置では、光学設計上、反射黒表示を行う際に反射共通電極１９ｒに到達する外光がすべての可視波長で略円偏光である必要がある。反射共通電極１９ｒに到達した外光が楕円偏光であると黒表示に色づきが生じ、高コントラストな反射表示を得ることが困難になるからである。
そこで本発明では、カラーフィルタ２２上の反射表示領域Ｒに対応する領域に選択的に位相差層２６を形成し、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が透過表示領域Ｔに比して薄くなるように構成している。これにより、偏光板２４と位相差層２６と反射表示領域Ｒ内の液晶層５０とで広帯域円偏光を作り出せるようにして反射共通電極１９ｒに到達する外光をすべての可視波長で円偏光に近づけている。

さらに本発明の液晶装置１００では、図３（ｂ）に示したように、異なる色に対応するサブ画素ごとに異なる層厚の位相差層２６を有する構成とされ、波長の短い光に対応するサブ画素ほど位相差層２６の層厚が薄くなる（位相差が小さくなる）ように調整されている。そのため、位相差層２６自体が有する波長分散性を緩和するとともに、液晶層５０の波長分散性をも考慮した光学設計を可能にしており、全てのサブ画素で黒表示の光漏れ（色づき）を防止でき、高コントラストの反射表示を得ることができる。

上記カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒのそれぞれの膜厚は、これらの膜厚の差異により異なる層厚とされる位相差層２６の層厚により決定すればよいが、カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒの色味を調整不要であるとすれば、カラーフィルタ２２Ｂの膜厚とカラーフィルタ２２Ｇとの膜厚の差（カラーフィルタ境界の段差）は、カラーフィルタ２２Ｇの膜厚とカラーフィルタ２２Ｒの膜厚との差よりも大きくすることが好ましい。
すなわち、カラーフィルタ２２Ｂ上の位相差層２６の層厚（ｔ_Ｂ）とカラーフィルタ２２Ｇ上の位相差層２６の層厚（ｔ_Ｇ）との差（ｔ_Ｂ−ｔ_Ｇ）が、カラーフィルタ２２Ｇ上の位相差層２６の膜厚（ｔ_Ｇ）とカラーフィルタ２２Ｒ上の位相差層２６の層厚（ｔ_Ｒ）との差（ｔ_Ｇ−ｔ_Ｒ）よりも大きいことが好ましい。

ここで図５は、内面位相差層の波長分散性を示す概略図である。一般に、基板内面に形成する位相差層２６の波長分散は、図５のグラフに示すような曲線であり、緑色の波長（約５６０ｎｍ）よりも短い波長域で波長の変化に対する位相差の変化が大きく、緑色の波長よりも長い波長域では波長の変化に対する位相差の変化は小さくなっている。そのため、カラーフィルタ２２Ｂ上の位相差層２６ではカラーフィルタ２２Ｇ上の位相差層２６に対する層厚の調整幅を大きくする必要があるが、カラーフィルタ２２Ｒ上の位相差層２６ではカラーフィルタ２２Ｇ上の位相差層２６に対する層厚の調整幅が小さくてよい。したがって、位相差層２６についてその層厚の関係を上記のように設定することで、位相差層２６の波長分散性を効果的に補償できる構成が得られる。

また本実施形態の液晶装置１００において、カラーフィルタ２２は、各サブ画素の表示色に対応する色材層を主体としてなるものであるが、各サブ画素領域内で色濃度の異なる２以上の領域に区画されていてもよい。例えば、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して設けられた第１の色材領域と、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して設けられた第２の色材領域とに個別に設けられた構成が採用できる。この場合に、第１の色材領域の色濃度を第２の色材領域の色濃度より大きくする（色を濃くする）ことで、表示光がカラーフィルタ２２を１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとで表示光の色味が異なってしまうのを防止し、透過表示と反射表示の見映えを揃えることができる。

また本実施形態の液晶装置では、位相差層２６の層厚を異ならせるための構造として、膜厚の異なるカラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒを用いている。そのため、カラーフィルタ２２上に単に位相差層２６を形成するのみでカラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ間の膜厚の差異に応じて位相差層２６の層厚を部位により異ならせることができる。したがって本実施形態によれば、高コントラストの反射表示が得られる液晶装置を簡便な工程で製造することができる。

また、本実施形態の液晶装置１００では、位相差層２６を反射表示領域Ｒに選択的に配置しており、これにより反射表示のコントラストを向上させている。またこのような構成によれば、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの面積比（割合）を変更する場合にも、電極の構造を変更することなく、反射共通電極１９ｒの形成領域、及び位相差層２６の形成領域を変更するだけで容易に対応できるという利点がある。

なお、本発明の液晶装置は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の電極構造を備えた液晶装置として構成することもできる。この場合には、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側に、いずれも帯状電極部を有する第１電極（画素電極）と第２電極（共通電極）とが形成された構成となる。具体的には、図２に示した平面図において、画素電極９に代えて、複数本の帯状電極部を有する櫛歯状の第１電極を形成する。さらに、複数本の帯状電極部を有する櫛歯状の第２電極を、櫛歯状の第１電極に対して噛み合うように配置した構成とする。また、第２電極は、走査線３ａと平行に複数のサブ画素にわたって延在する共通線３ｂと電気的に接続される。図２に示した矩形状の共通電極１９は不要である。
そして、第１電極の帯状電極部と第２電極の帯状電極部との間に形成した基板面方向の電界により液晶を駆動する構成となる。なお、ＩＰＳ方式の電極構造については、上記構成に限らず、任意の構成を採用することができる。

また本実施形態の液晶装置１００では、位相差層２６の液晶層５０側の表面が平坦である場合について説明したが、位相差層２６の表面が平坦でない構成であってもよい。位相差層２６は、通常、液相法を用いて形成されるため、位相差層２６の表面では下層側のカラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒの間の段差が緩和されて平坦面に近づくのであるが、位相差層２６の表面に、カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒ間の段差に起因する段差形状が形成されていてもよい。換言すれば、サブ画素ごとに反射表示領域Ｒの液晶層５０の層厚が異なっていてもよい。本実施形態の場合、青色のサブ画素の液晶層が最も薄く、赤色のサブ画素の液晶層が最も厚くなる。このような構成とした場合には、液晶層５０における波長分散性が液晶層厚の差異により緩和されるため、反射表示のさらなる高コントラスト化をはかることができる。

また、本実施形態の液晶装置では、カラーフィルタ２２上の反射表示領域Ｒに対応する領域に選択的に位相差層２６を形成しているので、透過表示領域Ｔは従来の横電界方式を用いた透過型液晶装置と全く同じ光学設計が可能となる。その結果、高コントラスト、広視野角な透過表示を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図６は、本実施形態の液晶装置２００の部分断面図である。

本実施形態の液晶装置２００は、第１実施形態に係る液晶装置１００と同様の基本構成を具備しており、液晶装置１００との違いは、対向基板２０の液晶層５０側に形成される内面位相差層とカラーフィルタの構成にある。したがって、液晶装置２００の画素領域におけるＴＦＴアレイ基板１０の平面構成は図２に示したものと同様である。また図６は、図２に示したＢ−Ｂ’線に沿う位置に対応する液晶装置２００の断面構造を示したものである。
なお、図６において、図１から図４に示した液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付してある。

図６に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、対向基板２０として、基板本体２０Ａの液晶層５０側に、カラーフィルタ２２と、位相差層２６と、カラーフィルタ２２及び位相差層２６を覆う配向膜２８とが形成されたものを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０は、液晶装置１００と同様の構成である。

そして、液晶装置２００では、カラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒの膜厚構成が第１実施形態の液晶装置１００とは異なっている。具体的には、カラーフィルタ２２Ｂが他のカラーフィルタ２２Ｇ、２２Ｒよりも厚く形成される一方、カラーフィルタ２２Ｇとカラーフィルタ２２Ｒとは略同一の膜厚に形成されている。

図５を参照して先述したように、内面形成型の位相差層２６の波長分散性は、短波長側で位相差の変化量が大きく、長波長側で小さくなっている。特に緑色（波長５６０ｎｍ）よりも長波長側では、位相差層２６の位相差は透過光の波長が変化してもほとんど変化しない。そこで本実施形態のように、長波長側のカラーフィルタ２２Ｇとカラーフィルタ２２Ｒとの膜厚を略同一とし、これらの上に形成される位相差層２６の層厚ｔ_Ｇ、ｔ_Ｒを略同一とすることもできる。

上記構成を備えた液晶装置２００においても、位相差層２６の層厚がサブ画素間で異なる構成とされていることで、位相差層２６の波長分散性に起因する黒表示の光漏れを効果的に防止することができ、高コントラストの反射表示を得ることができ、反射表示と透過表示の双方で高品質の表示を得ることができる。

（電子機器）
図７は、本発明に係る液晶表示装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。

上記実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高コントラスト、広視野角の透過表示及び反射表示を得ることができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態ではＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶装置を例にして説明したが、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode；ＴＦＤ）等を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置に本発明を適用することも可能である。
また、実施形態ではマルチギャップ構造を実装するための液晶層厚調整層を対向基板に設けた構成としたが、かかる液晶層厚調整層をＴＦＴアレイ基板に設けてもよく、対向基板とＴＦＴアレイ基板の双方に設けてもよい。
また、本発明に係る液晶装置は、上述した横電界モード（ＦＦＳ方式、ＩＰＳ方式）に限定されず、他の表示方式（ＶＡ（Vertical Aligned Nematic）モード等の縦電界モード）に適用することができる。

第１実施形態に係る液晶装置の等価回路図。 第１実施形態に係る液晶装置の画素領域を示す平面図。 図２のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’断面図。 第１実施形態に係る液晶装置の光学軸配置を示す図。 内面位相差層の波長分散を示す図。 第２実施形態に係る液晶装置の断面構成図。 電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１００，２００ 液晶装置、１０ ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０ 対向基板（第２基板）、３０ ＴＦＴ、９ 画素電極（第１電極）、９ｃ 帯状電極部、１９ 共通電極（第２電極）、１９ｒ 反射共通電極、１９ｔ 透明共通電極、２６ 位相差層、２９ スリット、Ｒ 反射表示領域、Ｔ 透過表示領域

Claims (12)

1. 一対の基板間に液晶層を挟持し、互いに異なる色に対応する複数のサブ画素を有しており、１つの前記サブ画素内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられており、前記反射表示領域に反射層及び位相差層が形成された液晶装置であって、
   前記複数の前記サブ画素のうち、少なくとも１つの色に対応する前記サブ画素には、他の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層とは、異なる厚さの前記位相差層が形成されていることを特徴とする液晶装置。
2. 複数の前記サブ画素には、青色に対応するサブ画素が含まれており、
   青色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、他の色に対応する前記サブ画素に形成された位相差層よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 複数の前記サブ画素には、青色、緑色、及び赤色のそれぞれに対応するサブ画素が含まれており、
   青色、緑色、及び赤色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、青色に対応する前記サブ画素、緑色に対応する前記サブ画素、赤色に対応する前記サブ画素の順に厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記異なる色のうち、最も短い波長の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、他の色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
5. 複数の前記サブ画素に形成された前記位相差層の厚さが、前記異なる色のうち、波長の短い色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層から順に厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
6. 複数の前記サブ画素には、前記異なる色に対応する前記サブ画素ごとに、異なる厚さの前記位相差層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
7. 複数の前記サブ画素に、異なる色のカラーフィルタが形成されており、
   前記異なる色のカラーフィルタの厚さが、前記異なる色に対応する前記サブ画素に形成された前記位相差層ごとの厚さに応じて異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶装置。
8. 前記異なる色のカラーフィルタには、青色のカラーフィルタが含まれており、
   青色の前記カラーフィルタの厚さが、他の色の前記カラーフィルタよりも厚いことを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
9. 前記異なる色のカラーフィルタには、青色、緑色、及び赤色のカラーフィルタが含まれており、
   前記青色、緑色、及び赤色のカラーフィルタの厚さが、青色の前記カラーフィルタ、緑色の前記カラーフィルタ、赤色の前記カラーフィルタの順に薄く形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
10. 前記反射表示領域において、前記液晶層の位相差が略λ／４であり、前記位相差層の位相差が略λ／２であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶装置。
11. 絶縁膜を介して積層されている第１電極と第２電極とをさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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