JP4196906B2

JP4196906B2 - 液晶表示装置及び電子機器

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Publication number: JP4196906B2
Application number: JP2004255389A
Authority: JP
Inventors: 隼人倉澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: US7483098B2; US20060044497A1; JP2006071986A

Description

本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関するものである。

従来の半透過反射型液晶装置には、透過表示での視角が狭いという課題があった。これは、視差が生じないよう液晶セルの内面に半透過反射板を設けている関係で、観察者側に備えた１枚の偏光板だけで反射表示を行わなければならないという制約があり、光学設計の自由度が小さいためである。そこで、この課題を解決するために、Jisakiらは、下記の非特許文献１において、垂直配向液晶を用いる新しい液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３つである。
（１）誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」を採用している点。
（２）透過表示領域と反射表示領域との液晶層厚（セルギャップ）が異なる「マルチギャップ構造」を採用している点（この点については、例えば特許文献１参照）。
（３）透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が８方向に倒れるようにＣＦ基板上の透過表示領域の中央に突起を設けている点。すなわち、「配向分割構造」を採用している点。
特開平１１−２４２２２６号公報 "Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, p.133-136(2001)

ところで、上述した従来技術文献に記載の液晶表示装置において、（３）に記載したような配向分割を行う場合には、意図した配向状態にて液晶分子を正確に制御できることが重要であるが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置では、これらのスイッチング素子やそれらに繋がる信号配線から発せられる高電界が液晶層に作用し、液晶の配向を乱すことが問題となる。そこで、このような素子近傍の高電界の影響を排除するために、スイッチング素子を形成した層を覆うように絶縁膜を形成し、係る絶縁膜上に電極を設ける、いわゆるオーバーレイヤー構造を採用することが知られている。

上記オーバーレイヤー構造を採用することでスイッチング素子起因の高電界による液晶の配向乱れを低減することができる。しかしながらオーバーレイヤー構造では、前記絶縁膜を貫通して設けたコンタクトホールを介して電極とスイッチング素子とを電気的に接続するようになっているため、このコンタクトホールに起因する凹部が液晶と当接する基板面に形成され、係る凹部では液晶層厚（セルギャップ）が設計値より大きくなるため、表示が色づいて見えるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、半透過反射型マルチギャップ方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、スイッチング素子等に起因する電界による液晶の配向乱れを効果的に抑制でき、かつ色付きのない高画質表示が得られる構成を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、互いに対向して配置された素子基板と対向基板との間に液晶層を挟持してなり、１つのドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とが設けられた液晶表示装置であって、前記液晶層が、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶を含み、前記素子基板及び／又は対向基板の液晶層側に、前記反射表示領域の液晶層厚をドット領域内で前記透過表示領域に対して相対的に薄くさせる液晶層厚調整層が設けられ、前記素子基板の液晶層側には、スイッチング素子を含む素子形成層と、該素子形成層を覆う絶縁膜と、素子側電極とが基板側から順に積層形成されており、前記素子側電極と前記素子形成層とが、前記素子基板の絶縁膜を貫通して設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続され、当該コンタクトホールが、前記ドット領域内であって前記反射表示領域の外側の領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
係る構成の液晶表示装置は、素子形成層と素子側電極とが絶縁膜により離間されたオーバーレイヤー構造を具備した液晶表示装置において、前記素子形成層と素子側電極とを接続するコンタクトホールを反射表示領域の外側に配したものである。前記素子基板の表面には、コンタクトホールに起因する凹部が形成されるため、当該凹部の位置で液晶層厚が局所的に大きくなる。このようなコンタクトホールを反射表示領域内に配したとすれば、表示光が前記凹部の液晶層を２回透過するため、表示光が色付いて見えることとなり表示品質を低下させる。これに対して本発明では、コンタクトホールを反射表示領域の外側に配置しているので、上記液晶層厚のずれによる色付きを最小限に抑えることができる。また、反射表示領域の外側に配されるため前記凹部を透過する表示光はバックライト等の照明手段によって供給される光であるから、係る照明手段の照明光によって色付きを容易に補正でき、高画質の表示を得ることができる。

なお、本明細書において、例えばカラー液晶表示装置がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３個のドットで１個の画素を構成するような場合に対応し、表示を構成する最小単位となる表示領域を「ドット領域」と称する。また、前記ドット領域内に設けられた「反射表示領域」は、当該液晶表示装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域をいい、「透過表示領域」は、当該液晶表示装置の背面側（前記表示面と反対側）から入射する光を利用した表示が可能な領域をいう。

本発明の液晶表示装置では、前記コンタクトホールが、前記液晶層厚調整層によってドット領域内に形成された傾斜領域と平面的に重なって配置されていることが好ましい。
上記「傾斜領域」は、前記反射表示領域と透過表示領域との境界付近に存在し、前記液晶層厚調整層によって液晶層の層厚が異ならされた領域の境界部に対応する領域である。そして、上記構成によれば、もともと液晶層厚が光学設計からずれている傾斜領域にコンタクトホールを配置するので、ドット領域を有効に利用でき、開口率を高めて明るい表示を得られるようになる。また、当該傾斜領域に前記コンタクトホールを配することで、コンタクトホールに起因して素子基板表面に形成される凹部における液晶層厚は、液晶層厚調整層が設けられていない領域の液晶層厚よりも小さくなるので、表示光が色付くことがなくなるという利点が得られる。

本発明の液晶表示装置では、前記コンタクトホールが、前記ドット領域内に設けられた遮光部材と平面的に離間して配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、コンタクトホールの形成領域も表示に利用でき、表示の明るさを向上させることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記素子形成層に、前記スイッチング素子から延びて前記コンタクトホールに達する配線部が形成されており、該配線部が、前記コンタクトホールを介して前記素子側電極に導電接続されていることが好ましい。このような構成とすることで、素子側電極との導電接続部を成すコンタクトホールから、スイッチング素子を平面的に離間することができるので、スイッチング素子およびそれに繋がる信号配線から発生する高電界の影響をより効果的に防止でき、高画質の表示を得られるようになる。

本発明の液晶表示装置では、前記素子側電極が、ドット領域内で平面的に配列された複数の島状部と、該島状部間を電気的に接続する連結部とを備えており、前記反射表示領域及び透過表示領域のそれぞれに１又は複数の前記島状部が配され、前記両表示領域の境界には、前記連結部が配置されている構成とすることができる。このような構成とするならば、液晶への電圧印加時に前記各島状部に対応する平面領域で液晶分子を略放射状に配向させることができ、反射表示と透過表示の双方において、全方位でほぼ均一なコントラストを得られる広視野角の液晶表示装置を実現できる。また反射表示領域では外光が液晶層内を２回通過することで自己補償するため、液晶分子を略放射状に配向させなくても構わない。

また本発明では、前記複数の島状部を有して形成された素子側電極と液晶層を挟んで対向する対向側電極に、液晶分子の配向を制御する配向制御手段が設けられていることが好ましい。さらに前記配向制御手段は前記各島状部の平面視中央部に配置されていることが好ましい。前記配向制御手段としては、前記対向側電極上に立設された誘電体突起や、前記対向側電極を一部切り欠いてなる電極開口部を採用できる。
このような構成とすることで、上記島状部の領域内で液晶分子を放射状に配向させることができ、表示の視角特性をさらに向上させることができるとともに、優れた応答性を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記透過表示領域に配された島状部に、その一辺端部から外側に延出された延出部が設けられており、前記コンタクトホールが、前記延出部と平面的に重なって配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、前記島状部の平面領域での液晶の配向状態をより良好なものとすることができ、透過表示の視角特性を向上させることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記延出部が、当該素子側電極の外縁端から外側に突出して形成されている構成とすることができる。このような構成とすれば、コンタクトホールがドット領域の外周端近傍に配されるので、表示への影響を低減することができる。

本発明の液晶表示装置では、前記延出部が、当該島状部と前記連結部を介して接続された他の島状部側へ突出して形成されている構成とすることもできる。このような構成とすれば、ドット領域を有効に利用してコンタクトホールと素子側電極とを配置できるので、画素開口率の向上により明るい表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記延出部が透過表示領域を構成する前記島状部から延出されるとともに、反射表示領域を構成する前記島状部との間に配置されていることが好ましい。反射表示領域と透過表示領域との間の領域には、本発明の如くマルチギャップ構造を具備した液晶表示装置では、液晶層厚調整層によって形成された段差部が存在しているため、液晶層厚が光学設計からずれた領域となっている。そこでこの領域に前記延出部を配することで、当該領域にコンタクトホールを配置できるので、ドットの平面領域をさらに有効に利用して素子側電極等を配置でき、開口率を向上させることができる。

本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、広視野角、高コントラストであり、かつ高画質の表示が得られる半透過反射型の表示部を具備した電子機器を提供することができる。

以下本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下で参照する各図面については、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、適宜縮尺を異ならせて表示している。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図４を参照して説明する。
本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin FilmDiode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例であり、反射表示と透過表示の双方を可能にした半透過反射型液晶表示装置の例である。

図１は、本実施の形態の液晶表示装置１００についての等価回路を示している。この液晶表示装置１００は、走査線駆動回路１１０およびデータ線駆動回路１２０を含んでいる。液晶表示装置１００には、信号線、すなわち複数の走査線１３と、走査線１３と交差する複数のデータ線９とが設けられ、走査線１３は走査線駆動回路１１０により駆動され、データ線９はデータ線駆動回路１２０により駆動される。そして、走査線１３とデータ線９との交差点に対応して設けられた各ドット領域１５０において、走査線１３とデータ線９との間にＴＦＤ素子４０と液晶表示要素１６０（液晶層）とが直列に接続されている。
なお、図１では、ＴＦＤ素子４０が走査線１３側に接続され、液晶表示要素１６０がデータ線９側に接続されているが、これとは逆にＴＦＤ素子４０をデータ線９側に、液晶表示要素１６０を走査線１３側に接続されている構成としてもよい。

次に、図２は、液晶表示装置１００の電極構造を示す平面構成図である。図２に示すように、液晶表示装置１００では、図示上下方向に延びる走査線１３にＴＦＤ素子４０を介して接続された画素電極３１が平面視マトリクス状に配列形成されており、一方向（図示左右方向）に配列された一群の画素電極３１と平面的に重なるように短冊状の対向電極９（第２の電極）が設けられ、これらの対向電極９が平面視ストライプ状に配列されている。
上記対向電極９は上述したデータ線に相当し、走査線１３と交差する方向に延在している。本実施形態において、各画素電極３１が形成された個々の領域が１つのドット領域であり、マトリクス状に配置された各ドット領域毎にＴＦＤ素子４０が備えられ、ドット領域毎に表示制御が可能な構造になっている。

図２では簡易的に各画素電極３１を略矩形状に図示しているが、実際には図３に示して後述するように２つの島状部とそれらを連結する連結部とを有している。ここで、ＴＦＤ素子４０は走査線１３と画素電極３１とを電気的に接続するスイッチング素子である。

次に、図３及び図４に基づいて本実施の形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図３は液晶表示装置１００の１画素領域を示す図である。同図に示す画素領域は、平面視略長方形状の３つのドット領域Ｄを短辺方向に配列した構成を備え、図示は省略しているが各ドット領域Ｄには例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色部がそれぞれ配され、それぞれのドット領域から出力される色光を混色してカラー表示を行うものとなっている。

図３に示す１つのドット領域Ｄ内には、図示上下方向に延びる走査線１３と、走査線１３に沿って長手に配置された画素電極（素子側電極）３１と、走査線１３と画素電極３１との間に設けられたＴＦＤ素子４０とが設けられている。また、平面視短冊状の対向電極９が、図示の３つのドット領域に跨って図示左右方向に延在している。

画素電極３１は、走査線１３に沿った方向に配列された２つの平面視略矩形状の島状部３１ａ、３１ｂと、これらを連結する連結部３９とを備えている。概略正方形状を成す島状部３１ａと平面視略同一位置に反射層７７が設けられており、この反射層７７の表面には、反射光を散乱させるための凹凸部（光散乱手段）７７ａが多数形成されている。概略長方形状を成す他方の島状部３１ｂは、先の島状部３１ａより大きい平面積を有して形成されており、図示下側の辺端から突出する延出部３１ｃを有している。すなわち、ドット領域Ｄにおいて島状部３１ａの平面領域が反射表示領域Ｒに対応し、その他の島状部３１ｂを主体とする領域が透過表示領域Ｔに対応している。

また、島状部３１ａの中央部に平面視円形状の電極スリット９ａが配され、島状部３１ｂの中央部に平面視矩形状の電極スリット９ｂが配されている。これらの電極スリット９ａ、９ｂは、垂直配向液晶の電圧印加時の配向状態を制御するために設けられるものであって、いずれも対向電極９に設けられたものである。このように画素電極３１が複数の島状部に略分割された構成を具備していることで、電圧印加時に各島状部に対応する平面領域にて略放射状の液晶ドメインを形成でき、全方位で高コントラストの表示を得られるようになっている。特に本実施形態では、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのそれぞれに対応して島状部３１ａ、３１ｂが設けられているので、反射表示と透過表示の双方で広視野角、高コントラストの表示が得られるようになっている。

前記島状部３１ａ、３１ｂの平面形状は、図３では角部を面取りした略矩形状であるが、これに限らず、例えば円形状、楕円形状、その他の多角形状のものとすることができる。また係る島状部３１ａ、３１ｂは、換言すれば、ドット領域Ｄの周縁部に画素電極を切り欠いた電極スリットを設けた結果形成されたものということができる。

ＴＦＤ素子４０は、走査線１３に沿って延びる平面視矩形状の第１電極２３と、走査線１３から分岐されて第１電極２３と交差する第２電極１３ａと、第１電極２３と画素電極３１との間に形成されて第１電極２３と交差する配線部３３を備えて構成されている。係る構成において、前記第１電極２３は例えばタンタルを主成分とする金属膜であり、その表面にはタンタル酸化物を主体とする絶縁膜が形成されている。また、第２電極１３ａ（走査線１３）及び配線部３３は例えばクロムを主成分とする金属膜である。そして本実施形態の場合、ＴＦＤ素子４０は、第１電極２３と第２電極１３ａとの交差部、及び第１電極２３と配線部３３との交差部とにそれぞれＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造の薄膜ダイオードが形成された、いわゆるBack to BackのＴＦＤ素子となっている。

平面視略Ｌ形を成す配線部３３は、ＴＦＤ素子４０側から画素電極３１側へ延び、その先端が平面視略八角形状のコンタクト部３３ａに接続されている。そして、係るコンタクト部３３ａと平面的に重なるようにコンタクトホール７２が設けられ、このコンタクトホール７２を介して画素電極３１の延出部３１ｃとコンタクト部３３ａとが電気的に接続されている。

図４は、図３に示すＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。図４に示すように、液晶表示装置１００は、素子基板２５とこれに対向配置された対向基板１０との間に、初期配向状態が垂直配向状態を呈する負の誘電異方性を有する液晶材料からなる液晶層５０が挟持された構成を備えており、前記両基板１０，２５の対向面に立設された柱状スペーサ８１によって、基板１０，２５の間隔が一定に保持されている。

素子基板２５は、ガラスや石英等の透光性の基板本体２５Ａの内面側（液晶層５０側）に、配線部３３、コンタクト部３３ａ等と、これらを覆う層間絶縁膜７１と、画素電極３１とを順に積層してなる構成を備えている。層間絶縁膜７１と基板本体７１との間の層は、配線部３３等のほかＴＦＤ素子４０や走査線１３が形成された素子形成層であり、酸化シリコンや樹脂材料からなる層間絶縁膜７１を貫通してコンタクト部３３ａに達するコンタクトホール７２を介して、層間絶縁膜７１上の画素電極３１（延出部３１ｃ）とコンタクト部３３ａ（配線部３３）とが電気的に接続されている。画素電極３１上には、ポリイミド膜等からなる垂直配向膜８が設けられており、液晶層５０の初期配向状態を垂直配向に維持する機能を奏する。この配向膜はラビング処理等の配向処理を施されていないものである。

一方、対向基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを主体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）に、反射層７７と、反射層７７を覆うカラーフィルタ７８と、着色部（カラーフィルタ）７８の表面を平坦化するための樹脂層７９と、樹脂層７９上に部分的に形成された液晶層厚調整層７６と、液晶層厚調整層７６に乗り上げるようにして樹脂層７９上に形成された対向電極９とを備えている。また対向電極９を覆うようにポリイミド等からなる垂直配向膜７が形成されている。

反射層７７は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜からなり、図３に示したようにドット領域内に部分的に形成されており、パネルを平面視した状態で素子基板２５の島状部３１ａと略同一位置に配されるようになっている。
着色部７８は、例えば３色カラーフィルタのうち１色の着色部であり、ドット領域Ｄの平面領域に相当する平面領域を具備している。またカラーフィルタには、ドット領域に対応して平面的に配列される着色部７８の間に、遮光性の材料からなるブラックマトリクスが設けられていてもよい。このカラーフィルタの表面を平坦化するために、アクリル樹脂等の樹脂材料からなる樹脂膜７９が設けられている。

アクリル樹脂等からなる液晶層厚調整層７６は、図３及び図４に示すように、ドット領域Ｄ内の反射層７７の形成領域を含む平面領域に部分的に形成されている。この液晶層厚調整層７６に一部乗り上げて対向電極９が形成されることで、対向基板１０の液晶層側表面に、部分的に突出した領域が形成され、液晶層５０の厚さをドット領域内で異ならせている。つまり、液晶層厚調整層７６の層厚分だけ、液晶層厚調整層７６の形成領域における液晶層厚（セルギャップ）が、液晶層厚調整層７６の非形成領域の液晶層厚より薄くなっている。本実施形態では、液晶層厚調整層７６の形成領域内に反射層７７が設けられているので、液晶層厚調整層７６によって、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が、他の領域（透過表示領域Ｔを含む）より薄くなっている。一例を挙げるならば、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚は１．５μｍであり、上記他の領域における液晶層厚は３μｍである。

また対向電極９には、図３及び図４に示すように電極スリット９ａ、９ｂが設けられており、これらの電極スリット９ａ、９ｂが、それぞれに対向配置された島状部３１ａ、３１ｂの平面視略中央部に配置されている。この構成により、電圧印加時に島状部３１ａ、３１ｂのそれぞれの領域で良好な放射状の液晶ドメインを形成できるようになっている。

対向基板１０の外面側（液晶層５０と反対側）に、位相差板１８と偏光板１９とが基板本体１０Ａ側から順に配設されており、素子基板２５の外面側には、位相差板１６と偏光板１７とが基板本体２５Ａ側から順に配設されている。さらに、対向基板１０の外側には、透過表示用光源となるバックライト（照明手段）１５が設けられている。

なお基板１０，２５を所定間隔にて保持する柱状スペーサ８１は、図３及び図４に示すように、反射表示領域Ｒ（島状部３１ａ）の近傍であって、液晶層厚調整層７６の形成領域に立設されている。すなわち、柱状スペーサ８１は、ドット領域Ｄ内のうち、液晶層５０の層厚が他の領域より薄い位置に設けられている。

上記構成を備えた本実施の形態の液晶表示装置１００では、素子基板２５の画素電極３１が、層間絶縁膜７１を介して素子形成層（走査線１３，ＴＦＤ素子４０等）と離間された、いわゆるオーバーレイヤー構造を具備しているので、走査線１３やＴＦＤ素子４０から発生する高電界によって液晶分子の配向が乱れ、コントラストを低下させるのを良好に防止することができる。

そして本実施形態では、画素電極３１とコンタクト部３３ａとを電気的に接続するコンタクトホール７２を、反射層７７の外側の領域に設けたことで、コンタクトホール７２の形成位置での表示光の色付きを低減できるようになっている。コンタクトホール７２の形成位置では、貫通孔たるコンタクトホール７２に起因して素子基板２５の表面に凹部２６が形成され、この凹部２６によって局所的に液晶層厚が大きくなる。このように液晶層厚が光学設計値よりも大きくなると、白表示が黄色みを帯びてしまうが、液晶層厚調整層７６により液晶層厚が薄くなっている反射表示領域Ｒにコンタクトホールを設けると、液晶層厚に対する凹部深さの割合が大きくなるばかりか、表示光は当該凹部を２回透過した光となるため、凹部による影響がさらに大きくなる。これに対して、本実施形態のように液晶層厚が相対的に大きくなっている領域にコンタクトホールを設けるならば、凹部による液晶層厚の増加に起因する色付きを最小限に抑えることができ、また色付きが生じたとしても、バックライト１５による色補正が可能であるため、多少の色付きは容易に補正することができる。したがって本実施形態の液晶表示装置１００によれば、コンタクトホール７２の画質への影響をほぼ完全に補償でき、高画質の表示を得ることができる。

また本実施形態では、画素電極３１のうち、コンタクトホール７２を介してコンタクト部３３ａに接続される部分が、島状部３１ｂの外側へ突出された延出部３１ｃとして形成されている。このように素子形成層との導電接続部を成す部分を島状部３１ｂの外側に配することで、島状部３１ｂの領域内で液晶分子を良好に配向させることができ、全方位で均一なコントラストの表示を得られるようになる。

（第２の実施形態）
次に、図５及び図６を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、図１から図４に示した液晶表示装置１００と同様、垂直配向モードの半透過反射型液晶表示装置であり、図５及び図６に示す構成要素のうち、図１から図４の液晶表示装置１００と共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図５は先の実施形態における図３に相当する図であって、１画素領域を示す平面構成図、図６は、同、図４に相当する図面であって、図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図である。

本実施形態の液晶表示装置２００は、図５及び図６に示すように、液晶層５０を挟持して対向配置された素子基板２１０と対向基板２２５とを備えて構成されている。図５に示す画素領域は、平面視略矩形状の３つのドット領域Ｄをそれらの短辺方向（図示左右方向）に配列して備えている。また図示した３つのドット領域Ｄに跨って平面視短冊状の対向電極８３が図示左右方向に延在している。

各ドット領域Ｄ内において、図示上下方向に走査線１３が延在しており、走査線１３の延在方向に沿って長手に画素電極（素子側電極）７９が設けられ、画素電極７９はＴＦＤ素子４０を介して走査線１３に接続されている。画素電極７９は、平面視略正方形状の島状部７９ａと、平面視略長方形状の島状部３１ｂとを略線状の連結部７９ｄにより電気的に接続してなる構成を具備しており、島状部３１ｂの島状部３１ａ側の辺端部には、島状部３１ａ側へ突出する延出部７９ｃが設けられている。そして、ＴＦＤ素子４０から平面視略Ｌ形に延びる配線部３３の先端に形成された平面視略八角形状のコンタクト部３３ａと、前記延出部７９ｃとが平面的に重なって配置されるとともに、同領域に設けられたコンタクトホール９２を介して両者が電気的に接続される結果、ＴＦＤ素子４０と画素電極７９とが導電接続されている。

島状部７９ａと平面視略同一位置に反射層９７が設けられており、反射層９７の表面には、光散乱手段たる凹凸部９７ａが多数形成されている。したがって本実施形態の液晶表示装置２００では、反射層９７が形成されている島状部７９ａの平面領域が反射表示領域Ｒに対応し、その他の島状部７９ｂを主体とする領域が透過表示領域Ｔに対応している。
上記島状部７９ａの中央部に、平面視円形状の電極スリット（配向制御手段）８３ａが設けられる一方、島状部７９ｂの中央部には、平面視矩形状の電極スリット（配向制御手段）８３ｂが設けられている。これらの電極スリット８３ａ、８３ｂは、いずれも対向電極８３を一部を切り欠いて形成されたものである。

図６に示す断面構造をみると、素子基板２１０は、基板本体１０Ａの内面側に、反射層９７、及びコンタクト部３３ａ、配線部３３等と、液晶層厚調整層９６と、画素電極７９と、垂直配向膜７とを備えて構成されている。すなわち、基板本体１０Ａ上に、配線部３３、コンタクト部３３ａ、ＴＦＤ素子４０等を含む素子形成層が設けられており、その上層側に絶縁膜たる液晶層厚調整層９６が形成されている。液晶層厚調整層９６は、図３及び図４に示した液晶層厚調整層７６と同様、ドット領域内に部分的に設けられており、液晶層厚調整層９６上であって、反射層９７と平面視で重なる位置に、画素電極７９の島状部７９ａが形成されており、他方の島状部７９ｂの大部分は、液晶層厚調整層９６の非形成領域である基板本体１０Ａ上に形成されているが、島状部７９ｂの一部と延出部７９ｃとが、液晶層厚調整層９６の縁端部に形成された傾斜領域９６Ｎに乗り上げており、この傾斜領域９６Ｎに貫設されたコンタクトホール９２を介して延出部７９ｃと下層側のコンタクト部３３ａとが電気的に接続されている。

一方、対向基板２２５は、基板本体２５Ａの内面側に、着色部（カラーフィルタ）９１と、樹脂層９３と、対向電極８３と、垂直配向膜８とを順に積層してなる構成を備えている。
また柱状スペーサ８１は、液晶層厚調整層９６の形成領域内であって、島状部７９ａの近傍に立設されて、液晶層厚がドット領域内で相対的に薄くなっている領域で両基板２１０，２２５を所定間隔に保持している。

上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置２００は、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が、他の領域（透過表示領域Ｔを含む）よりも薄く形成されたマルチギャップ構造を備えており、かつ上記液晶層厚調整層９６が、コンタクト部３３ａ等と画素電極７９とを離間する絶縁膜として機能する、オーバーレイヤー構造を具備した液晶表示装置となっている。
したがって本実施形態の液晶表示装置２００でも、上記オーバーレイヤー構造によって走査線１３やＴＦＤ素子４０からの高電界を良好に遮断でき、液晶分子の配向乱れによるコントラスト低下を防止することができる。

本実施形態の液晶表示装置２００では、画素電極７９を構成する２つの島状部７９ａ、７９ｂ間の領域に、画素電極７９とＴＦＤ素子４０との導電接続部を構成するコンタクトホール９２が設けられており、このコンタクトホール９２は、傾斜領域９６Ｎに形成されている。
前記傾斜領域９６Ｎでは、液晶層厚が連続的に変化しているので、液晶層厚が光学設計からずれた領域である。したがってこのような領域にコンタクトホール９２を設けることで、ドット領域Ｄの領域内を有効に利用でき、画素電極７９及びコンタクトホール９２、並びにＴＦＤ素子４０を高密度に配置することができるので、画素の開口率を向上させ、明るい表示を得られるようになる。

また、本実施形態の場合にも、図６に示すようにコンタクトホール９２に起因して凹部２１１が形成され、この部分で液晶層厚が局所的に大きくなるが、このコンタクトホール９２は、図示の如く反射層９７の外側の領域に設けられており、透過表示領域Ｔに含まれるものである。そして、透過表示領域Ｔからみると、この凹部２１１の部分における液晶層厚は、逆に局所的に小さくなっているので、透過光が色付くことはなく、透過率が低下してやや暗くなるだけである。したがって本実施形態の液晶表示装置によれば、色付きのない高画質の表示を得ることができる。

また、前記島状部７９ａが反射表示領域Ｒに配され、島状部７９ｂが透過表示領域に配されているので、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのそれぞれで電圧印加時に略放射状の液晶ドメインを形成し、広視野角、高コントラストの表示を得られる液晶表示装置となっている。

（電子機器）
次に、本発明の製造方法により得られる液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７において、符号１３００は携帯電話本体を示し、符号１３０１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。符号１３０２は操作部、１３０３、１３０４はそれぞれ受話部及び送話部である。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、広視野角、高コントラストであって、高画質の表示が可能な電子機器となる。
また、上記の電子機器は、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画質表示が可能になっている。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の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種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では、平面視円形状ないし矩形状の電極スリットを配向制御手段として設けた例を示したが、この配向制御手段としては、樹脂材料や酸化物等の絶縁材料を電極上に突設した誘電体突起を用いることもできる。また上記電極スリットや誘電体突起の形状や寸法等については、上記実施の形態に限ることなく適宜変更が可能である。また、ＴＦＤをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。

第１実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。同、電極構造を示す平面構成図。同、１画素領域を示す平面構成図。図３のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。第２実施形態に係る液晶表示装置の１画素領域を示す平面構成図。同、図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

１００，２００液晶表示装置、１０，２２５対向基板、２５，２１０素子基板、１３走査線、４０ＴＦＤ素子（スイッチング素子）、７６，９６液晶層厚調整層、７７，９７反射層、３１ａ，３１ｂ，７９ａ，７９ｂ島状部、３９，７９ｄ連結部、Ｄドット領域

Claims

互いに対向して配置された素子基板と対向基板との間に、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶を有した液晶層を挟持してなり、１つのドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とを有し、該１つのドット領域内において、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域に対して相対的に薄くさせる液晶層厚調整層が前記素子基板及び／又は対向基板の液晶層側に設けられており、前記素子基板の液晶層側には、スイッチング素子を含む素子形成層と、該素子形成層を覆う絶縁膜と、素子側電極とが基板側から順に積層形成され、前記素子側電極と前記素子形成層とが、前記素子基板の前記絶縁膜を貫通して設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されている液晶表示装置であって、
前記素子側電極は、前記ドット領域内において、平面的に隣り合って配列され互いに電気的に接続された複数の島状部を有し、前記複数の島状部のうちの第１の島状部は前記反射表示領域に配置され、第２の島状部は前記透過表示領域に配置されており、前記透過表示領域に配置された前記第２の島状部には、前記透過表示領域の外側に向けて辺端から突出した延出部が設けられており、前記コンタクトホールは、前記ドット領域内であって前記反射表示領域の外側の領域に配置されているとともに、前記延出部に重なって配置されることで、前記素子側電極と前記素子形成層とを電気的に接続していることを特徴とする液晶表示装置。
前記コンタクトホールが、前記液晶層厚調整層によってドット領域内に形成された傾斜領域と平面的に重なって配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記コンタクトホールが、平面的に遮光部材と離間して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記素子形成層に、前記スイッチング素子から延びて前記コンタクトホールに達する配線部が形成されており、該配線部が、前記コンタクトホールを介して前記素子側電極に導電接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記複数の島状部は連結部によって互いに電気的に接続されており、
前記延出部は、前記第２の島状部と前記連結部を介して接続された前記第１の島状部側へ突出して形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。