JP4449462B2 - 液晶表示装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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したがって、反射膜の形成領域のうち、窓部が形成された領域が透過表示領域、その他の領域が反射表示領域となる。
(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。
(3)透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が全方向に倒れるように対向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。
さらに、本発明は、このような液晶表示装置を備える電子機器を提供することを目的としている。
この構成によれば、スイッチング素子に電力を供給するべく形成された電極配線に対して、対向基板側の電極が、画像表示領域よりも近接して配置されるので、電極配線により液晶層中に生じる電界をこの近接配置された対向電極に集中させることができる。これにより、上記電界ベクトルによる影響を最小限に抑えることができ、もって液晶配向の乱れた領域が画像表示領域まで及ばないようにすることができ、もって広視角、高コントラストであって、高画質の表示を得ることができる。
この製造方法によれば、マルチギャップ構造を成す液晶層厚調整層を形成する際に、対向電極を素子基板側へ突出させるための凸状部材を設けるので、従来のマルチギャップ構造の液晶表示装置の製造工程に対して工数を増加させることなく表示の高画質化を実現できる。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図において、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ある。
また本実施形態の液晶表示装置では、図示上下方向に延びる各データ線6aに沿って平面視ストライプ状の凸状部材45が設けられている。
そして、TFT30は、走査線3aを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線6aを介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込めるようになっている。
尚、図2に示したTFT30は、実際には、第1層間絶縁膜14と基板本体10Aとの間に設けられている。また、遮光膜11は、図2に示す平面構成では、データ線6a、走査線3a、及びTFT3を覆う略格子状に形成されている。遮光膜11は、WSiやAl等の金属材料、あるいは不透明な樹脂材料等により形成することができる。
一方、液晶層50に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、バックライト60から液晶層50に入射した円偏光は、液晶層50を透過する過程で楕円偏光に変換される。この入射光が位相差板36を透過しても、偏光板37の透過軸と直交する直線偏光には変換されず、その全部または一部が偏光板37を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層50に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態について、図4から図6を参照して説明する。図4は本実施形態の液晶表示装置200の回路構成図、図5は、同、1画素領域を示す平面構成図、図6は、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、スイッチング素子としてTFD(Thin Film Diode)素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であり、反射表示機能と透過表示機能とを兼ね備えた半透過反射型の液晶表示装置である。
尚、図4から図6において図1から図3と同一の符号が付された構成要素は、先の第1実施形態の液晶表示装置と同様の構成要素であり、それらについて詳細な説明は省略する。
本実施形態の液晶表示装置200にも、先の実施形態と同様のカラーフィルタ(22R,22G,22B)が設けられており、各々ストライプ状のカラーフィルタが2本の走査線213,213間に挟まれる領域に対応して配置されている。
第1金属膜241は例えばTa(タンタル)からなるものとされ、前記絶縁膜は例えばタンタル酸化物からなるものとされる。また、第2金属膜242(走査線213)及び第2金属膜243は、例えばCr(クロム)からなるものとされる。
尚、図6に示す断面構成図ではカラーフィルタ22Rの図示を省略しているが、カラーフィルタ22Rの配設位置に特に限定はなく、基板本体10A,25Aのいずれにも配設することができる。
尚、反射表示領域Rと透過表示領域Tとの境界付近には、樹脂膜246の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射膜220のドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜とも平面的に重なっている。
対向電極209上には、液晶層50に突出する誘電体突起18が、先のサブピクセル239a〜239cの中央部に対向する位置に設けられている。
一方、液晶層50に電界を印加すると、液晶分子が基板面方向に倒れるように配向して、透過光に対する屈折率異方性を呈する。そのため、素子基板225の外側から液晶層50に入射した円偏光は、液晶層50を透過する過程で直線に変換されて反射膜220に到達する。そして、反射膜220により反射された後、液晶層50を透過して再び位相差板36に入射する。この反射光は、先の入射光と同じ回転方向の円偏光であるため位相差板36により偏光板37の透過軸と平行な直線偏光に変換され偏光板37を透過する。従って、本実施形態の液晶表示装置では、電圧印加時において白表示が行われる。また係る構成のもと液晶層50に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。
具体的には、これらの樹脂膜246及び凸状部材245は、反射膜220及び遮光膜211までが形成された基板本体10A上に、アクリル樹脂等の樹脂材料をスピンコートなどにより塗布して樹脂材料層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、所定の開口部(図5ではサブピクセル239bが配置される領域)をパターン形成することにより得ることができる。従って凸状部材245を設けるにあたって工数が増加することもなく、効率的に製造することが可能である。
次に、本発明の第3の実施形態について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、本実施形態の液晶表示装置における1画素領域を示す平面構成図、図8は、図7のC−C’線に沿う断面構成図である。本実施形態の液晶表示装置300は、図4に示した先の実施形態の液晶表示装置200と同様の回路構成を備えており、TFD(Thin Film Diode)素子を用いたアクティブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置である。
尚、図7及び図8において図1から図6と同一の符号が付された構成要素は、先の第1、第2実施形態の液晶表示装置と同様の構成要素であり、それらについて詳細な説明は省略する。
本実施形態の液晶表示装置300にも、先の実施形態と同様のカラーフィルタ(22R,22G,22B)が設けられており、各々ストライプ状のカラーフィルタが2本の走査線313,313間に挟まれる領域に対応して配置されている。
尚、反射表示領域Rと透過表示領域Tとの境界付近には、樹脂膜346の層厚が連続的に変化している傾斜面が形成されているが、この傾斜面と反射膜320のドット領域中央側の縁端部とは、平面的にほぼ重なっており、さらに隣接するサブピクセル間を連結している線状の電極膜とも平面的に重なっている。
この構成によって、図8に示すように、凸状部材345,355の形成領域では、それぞれの膜厚によって対向電極309が液晶層50に突出して配置され、透過表示領域Tに隣接する走査線313上にあっては、凸状部材345によって透過表示領域Tの液晶層厚d1より小さい液晶層厚d2となり、反射表示領域Rに隣接する走査線313上にあっては、凸状部材355によって反射表示領域Rの液晶層厚d3より小さい液晶層厚d4となっている。
そして、対向電極309上には、液晶層50に突出する誘電体突起18が、先のサブピクセル239a〜239cの中央部に対向する位置に設けられており、これらの対向電極309、誘電体突起18を覆って図示略の垂直配向膜が形成されている。
また、上記領域345a、345aを設けると凸状部材345による効果も小さくなるが、本実施形態では、図7に示すように平面視略八角形状を成すサブピクセル239bのうち、走査線313に近接されている辺端に沿って凸状部材345を設けることで、電界ベクトルの影響を受けやすい走査線313近傍の領域にて優先的に液晶の配向乱れを防止するようになっており、画質の低下を伴うことなく上記垂直配向膜の均一化効果を得られるようになっている。
図9は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話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。
上記各実施の形態の表示装置は、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、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の透過/反射表示が可能になっている。
Claims (10)
- 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る液晶表示装置であって、
前記液晶層が、負の誘電異方性を有する液晶からなり、
前記素子基板の液晶層側に、画素電極と、該画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に電気的に接続された電極配線とが設けられ、前記対向基板の液晶層側には、前記画素電極と対向配置された対向電極が設けられており、
前記電極配線と前記対向電極とが対向する領域のうち少なくとも一部の領域において、前記対向電極が、該対向電極と対向基板との間に設けられた凸状部材により前記液晶層側に突出した突出部分を有し、
1つのドット領域内に透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とが設けられ、前記両領域における液晶層厚が、当該ドット領域内に設けられた液晶層厚調整層によって互いに異ならされており、
前記凸状部材と、前記液晶層厚調整層とが一体に同一材料にて一形成され、
前記突出部分における液晶層厚が、前記透過表示領域の液晶層厚より薄く形成され、前記反射表示領域における液晶層厚と略同一となっていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記対向電極が突出して形成された領域が、前記電極配線に沿って延びる帯状の領域とされたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記電極配線が、前記画素電極の辺端に沿って延びるように配設され、
前記凸状部材が、前記画素電極と平面的に近接し且つ前記電極配線に重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。 - 前記画素電極が、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なり、
前記凸状部材が、島状部と平面的に近接し且つ前記電極配線に重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 - 複数の前記ドット領域が配列されてなる表示領域を備え、
前記ドット領域の配列方向において、前記複数のドット領域のうち隣接するドット領域同士の透過表示領域同士が隣接されており、
前記凸状部材が、隣接する前記透過表示領域間の境界領域に配設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。 - 前記隣接する透過表示領域の境界領域において、前記凸状部材が部分的に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極又は対向電極に、電圧印加時の液晶分子の配向方向を制御する配向制御手段が設けられ、
前記配向制御手段が、前記画素電極又は対向電極の一部を切り欠いてなる電極スリット、又は前記素子基板又は対向基板の液晶層側面に突出形成された誘電体突起であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記対向電極が突出形成された領域に、遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 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を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とが設けられ、前記素子基板上に、スイッチング素子と、該スイッチング素子に電気的に接続された電極配線及び画素電極とが形成された液晶表示装置の製造方法であって、
前記対向基板上に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層を形成する工程と、該液晶層厚調整層上に対向電極を設ける工程と、を含み、
前記液晶層厚調整層を形成する工程において、前記素子基板と貼り合わせた状態にて前記電極配線に対向配置され、前記対向電極を前記液晶層側に突出させる凸状部材を、前記液晶層厚調整層と同一材料にて同時に形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項1から8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。
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