KR100525857B1 - 반투과 반사형 액정 장치 및 그것을 이용한 전자기기 - Google Patents

반투과 반사형 액정 장치 및 그것을 이용한 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 멀티 갭 타입의 액정 장치 및 그것을 이용한 전자기기에 있어서, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 경계 부분에서 액정 분자의 배향이 흐트러져 있더라도 품위가 높은 표시를 할 수 있는 구성을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 액정 장치(1)는 제 1 투명 전극(11)이 표면에 형성된 투명한 제 1 기판(10)과, 제 2 투명 전극(21)이 형성된 투명한 제 2 기판(20)과, 액정층(50)을 갖는다. 화소 영역(3)에는 반사 표시 영역(31) 및 투과 표시 영역(32)을 규정하는 광 반사층(4)이 형성되고, 그 상층 측에는 투과 표시 영역(32)에 상당하는 영역이 개구(61)로 되어 있는 층 두께 조정층(6)이 형성되어 있다. 층 두께 조정층(6)에 있어서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 부분은 사면(60)으로 되어 있고, 그 위 가장자리(65)와 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 평면적으로 겹쳐져 있다.

Description

반투과 반사형 액정 장치 및 그것을 이용한 전자기기{TRANSFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은, 반투과반사형 액정 장치에 관한 것이다. 또한 자세하게는, 1 화소 내에서 투과 표시 영역과 반사 표시 영역 사이에서 액정층의 층 두께를 적정한 값으로 바꾼 멀티 갭 타입의 액정 장치에 관한 것이다.
각종 액정 장치 중 투과 모드 및 반사 모드의 쌍방으로 화상을 표시 가능한 것은 반투과반사형 액정 장치라고 지칭되며, 다양하게 사용되고 있다.
이 반투과반사형 액정 장치에서는, 도 24의 (a),(b),(c)에 도시하는 바와 같이 표면에 제 1 투명 전극(11)이 형성된 투명한 제 1 기판(10)과, 제 1 전극(11)과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극(21)이 형성된 투명한 제 2 기판(20)과, 제 1 기판(10)과 제 2 기판(20) 사이에 유지된 TN(twisted nematic) 모드의 액정층(5)을 갖고 있다. 또한, 제 1 기판(10)에는, 제 1 투명 전극(11)과 제 2 투명 전극(21)이 대향하는 화소 영역(3)에 반사 표시 영역(31)을 구성하는 광 반사층(4)이 형성되고, 이 광 반사층(4)의 개구(40)에 상당하는 영역이 투과 표시 영역(32)으로 되어 있다. 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20) 각각의 외측 면에는 편광판(41, 42)이 배치되고, 편광판(41) 측에는 백 라이트 장치(7)가 대향 배치되어 있다.
이러한 구성의 액정 장치(1)에서는, 백 라이트 장치(7)로부터 출사된 광 중 투과 표시 영역(32)으로 입사한 광은, 화살표 L1로 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(10) 측에서 액정층(5)으로 입사하여 액정층(5)에서 광변조된 후, 제 2 기판(20) 측으로부터 투과 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(투과 모드).
또한, 제 2 기판(20) 측으로부터 입사한 외광 중, 반사 표시 영역(31)으로 입사한 광은, 화살표 L2로 도시하는 바와 같이, 액정층(5)을 통하여 반사층(4)에 이르며, 이 반사층(4)에서 반사되어 다시 액정층(5)을 통하여 제 2 기판(20) 측으로부터 반사 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(반사 모드).
여기서, 제 1 기판(10) 상에는, 반사 표시 영역(31) 및 투과 표시 영역(32)의 각각에 반사 표시용 컬러 필터(81) 및 투과 표시용 컬러 필터(82)가 형성되어 있기 때문에 컬러 표시가 가능하다.
이러한 광변조가 행하여질 때, 액정의 트위스트 각을 작게 설정한 경우에는 편광 상태의 변화가 굴절율 차 Δn과 액정층(5)의 층 두께 d의 적(리타데이션(retardation) Δn·d)의 함수가 되기 때문에, 이 값을 적정화해 두면 시인성이 좋은 표시를 할 수 있다. 그러나, 반투과반사형의 액정 장치(1)에 있어서, 투과 표시광은 액정층(5)을 한번만 통과하여 출사되는 것에 반하여, 반사 표시광은 액정층(5)을 두 번 통과하게 되기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 있어서 리타데이션 Δn·d를 최적화하는 것은 곤란하다. 따라서, 반사 모드에서의 표시가 시인성(視認性)이 좋게 되도록 액정층(5)의 층 두께 d를 설정하면 투과 모드에서의 표시가 희생된다. 반대로, 투과 모드에서의 표시가 시인성이 좋게 되도록 액정층(5)의 층 두께 d를 설정하면 반사 모드에서의 표시가 희생된다.
그래서, 일본국 특허공개 평성 제 11-242226호에는, 반사 표시 영역(31)에 있어서의 액정층의 층 두께 d를 투과 표시 영역(32)에 있어서의 액정층(5)의 층 두께 d보다도 작게 하는 구성이 개시되어 있다. 이러한 구성은 멀티 갭 타입이라고 지칭되는데, 예컨대, 도 24의 (a),(b),(c)에 도시하는 바와 같이 제 1 투명 전극(11)의 하층측과 광 반사층(4)의 상층측에, 투과 표시 영역(32)에 상당하는 영역이 개구(61)로 되어있는 층 두께 조정층(6)에 의해서 실현할 수 있다. 즉, 투과 표시 영역(32)에서는, 반사 표시 영역(31)과 비교하여 층 두께 조정층(6)의 막 두께만큼 액정층(5)의 층 두께 d가 크기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 대하여 리타데이션 Δn·d를 최적화하는 것이 가능하다. 여기서, 층 두께 조정층(6)에서 액정층(5)의 층 두께 d를 조정하기 위해서는 층 두께 조정층(6)을 두껍게 형성해야 하여, 이러한 두꺼운 층의 형성에는 감광성 수지 등이 이용된다.
그러나, 감광성 수지층으로 층 두께 조정층(6)을 형성할 때, 포토리소그래피 기술이 이용되지만, 그 때의 노광 정밀도 또는 현상시의 사이드 에칭 등의 원인으로, 층 두께 조정층(6)은 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 부분에서 상향으로 경사진 사면(斜面)(60)으로 되어 버린다. 그 결과, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 부분에서는, 액정층(5)의 층 두께 d가 연속적으로 변화되는 결과, 리타데이션 Δn·d도 연속적으로 변화해 버린다. 또한, 액정층(5)에 포함되는 액정 분자는, 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)의 가장 바깥층에 형성한 배향막(12, 22)에 의해서 초기의 배향 상태가 규정되어 있지만, 사면(60)에서는 배향막(12)의 배향 규제력이 비스듬하게 작용하기 때문에, 이 부분에서는, 도 25에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 액정 분자의 배향의 흐트러짐, 소위 디스클리네이션(disclination)이 발생하고 있다.
이 때문에, 종래의 액정 장치(1)에서는, 예컨대, 노멀리 화이트(normally white)로 설계한 경우, 전장 인가 상태에 있어서 당연히 전면 흑 표시로 될 것이지만, 사면(60)에 상당하는 부분에서 광이 누설되어 버려 계조가 저하하는 등의 표시 불량이 발생해 버린다. 예컨대, 도 26(a)에, 흑 표시 때에 있어서 반사 표시 영역(31)으로부터 투과 표시 영역(32)에 이르기까지의 반사광 강도의 분포를 각 연마 방향에 대하여 시뮬레이션한 결과를 도시하는 바와 같이, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는 광의 누설이 발생한다. 여기서, 광의 누설이 연속적으로 변화되고 있는 것은 리타데이션 Δn·d가 부적합한 것에 기인하며, 광의 누설이 급격한 피크를 나타내고 있는 것은 액정의 배향 불량에 기인하는 것이다. 또한, 도 26(b)에, 흑 표시 때에 있어서 반사 표시 영역(31)으로부터 투과 표시 영역(32)에 이르기까지의 투과광 강도의 분포를 각 연마 방향에 대하여 시뮬레이션 한 결과를 도시하는 바와 같이, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는 광의 누설이 발생한다. 여기서도, 광의 누설이 연속적으로 변화되고 있는 것은 리타데이션 Δn·d가 부적합한 것에 기인하며, 광의 누설이 급격한 피크를 나타내고 있는 것은 액정의 배향 불량에 기인하는 것이지만, 투과광의 경우에는 반사광에 비교하여 누설의 정도가 현저하게 레벨이 낮다.
이상의 문제점에 비추어, 본 발명에서는 1 화소 영역 내에서 투과 표시 영역과 반사 표시 영역 사이에서 액정층의 층 두께를 적정한 값으로 바꾼 멀티 갭 타입의 액정 장치 및 그것을 이용한 전자기기에 있어서, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 경계 부분에서 리타데이션이 부적정한 상태, 또는 액정 분자의 배향이 흐트러져 있는 상태에 있더라도 품위가 높은 표시를 할 수 있는 구성을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 표면에 제 1 투명 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 전극과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 액정층을 가지며, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극이 대향하는 화소 영역에 반사 표시 영역을 구성하고, 해당 화소 영역의 나머지 영역을 투과 표시 영역으로 하는 광 반사층, 상기 반사 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께를 상기 투과 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께보다도 작게 하는 층 두께 조정층, 및 상기 제 1 투명 전극을 하층측으로부터 상층측으로 향하여 이 순서로 구비하는 반투과반사형 액정 장치에 있어서, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 광 반사층의 가장자리가, 상기 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면과 평면적으로 거의 겹치는 영역 내에 존재하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역 중, 광 반사층과 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면이 평면적으로 겹쳐져 있는 부분에서는 광이 투과하지 않기 때문에, 투과 모드에 있어서 상기 사면을 투과하여 출사되는 광을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 투과 모드에 있어서 이러한 영역을 투과하여 출사되는 광을 저감시킬 수 있다.
또한, 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역 중, 광 반사층과 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면이 평면적으로 겹쳐져 있지 않은 부분에서는 광이 반사되지 않기 때문에, 반사 모드에 있어서 상기 사면을 투과하여 출사되는 반사광을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 반사 모드에 있어서 이러한 영역을 투과하여 출사되는 광을 저감시킬 수 있다.
따라서, 투과 모드 및 반사 모드의 각각에 있어서, 계조를 향상시키고, 표시의 품위를 향상시킬 수 있다. 또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여 표시 광량이 저감되지 않기 때문에, 밝은 표시를 할 수 있다.
특히, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 광 반사층의 가장자리가, 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면의 상단 가장자리와 평면적으로 겹쳐져 있는 구성으로 하면, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면과 평면적으로 겹치는 영역에는 광 반사층이 형성되지 않는다.
따라서, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역(층 두께 조정층이 단부에서 사면으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 반사되지 않는다. 그 때문에, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향가 흐트러져 있었다고 해도, 반사 모드에 있어서, 이러한 영역에서 광이 누설될 염려는 없다.
따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감되지 않기 때문에, 밝은 표시를 할 수 있다.
또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 광 반사층의 가장자리가, 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면의 하단 가장자리와 평면적으로 겹쳐져 있는 구성으로 하면, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면에는 광 반사층이 평면적으로 겹쳐져 있다. 따라서, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역(층 두께 조정층이 단부에서 사면으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 투과하지 않는다. 그 때문에, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 투과 모드에 있어서, 이러한 영역에서 광이 누설될 염려가 없다. 따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감되지 않기 때문에, 밝은 표시를 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예에서는, 표면에 제 1 투명 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 전극과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 액정층을 가지며, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극이 대향하는 화소 영역에 반사 표시 영역을 구성하고, 해당 화소 영역의 나머지 영역을 투과 표시 영역으로 하는 광 반사층, 상기 반사 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께를 상기 투과 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께보다도 작게 하는 층 두께 조정층, 및 상기 제 1 투명 전극을 하층측으로부터 상층측으로 향하여 이 순서로 구비하는 반투과반사형 액정 장치에 있어서, 상기 화소 영역은 직사각형 영역으로서 형성되어 있는 한편, 상기 투과 표시 영역은, 명시(明視) 방향측에 위치하는 변이 상기 화소 영역의 변에 평면적으로 거의 겹치는 직사각형 영역으로서 형성되고, 또한 상기 화소 영역과 상기 투과 표시 영역의 변끼리가 겹치는 측에는 해당 변에 대하여 평면적으로 거의 겹치도록 차광막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 있어서, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 광 반사층의 가장자리가 상기 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면과 평면적으로 거의 겹치는 영역내에 존재하고 있는 구성, 상기 광 반사층의 가장자리가 상기 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면의 상단 가장자리와 평면적으로 거의 겹쳐져 있는 구성, 또는 상기 광 반사층의 가장자리가 상기 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면의 하단 가장자리와 평면적으로 거의 겹쳐져 있는 구성으로 하여도 된다.
액정 장치에서는, 투과 표시 영역의 주위 중 명시 방향측에 위치하는 변에 있어서 광의 누설이 시인되기 쉽지만, 본 발명에 있어서 명시 방향측에 위치하는 변은 화소 영역의 변과 겹쳐져 있다. 여기서, 인접하는 화소 영역끼리의 경계 영역에는, 블랙 매트릭스나 블랙 스트라이프라고 지칭되는 차광막 또는 차광성의 배선이 통하고 있기 때문에, 투과 표시 영역의 주위 중 명시 방향측에 위치하는 변측에서 누설되는 광은 차광막에서 차단되어 출사되지 않는다. 따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여 표시 광량이 저감되지 않기 때문에 밝은 표시를 할 수 있다.
또한, 상기 화소 영역과 상기 투과 표시 영역이 겹쳐져 있는 변에 인접하여 이웃 화소 영역의 반사 표시 영역이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 투과 표시 영역의 명시 방향측의 변에 인접하여, 이웃의 반사 표시 영역이 형성되어 있기 때문에, 이들 투과 표시 영역과 이웃의 반사 표시 영역의 경계 영역(층 두께 조정층이 단부에서 사면으로 되어 있는 영역)에서 누설되는 광은 차광막에서 차단된다. 그 때문에, 이 투과 표시 영역과 이웃의 반사 표시 영역의 경계 영역에서는, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기를 투과하는 광의 일부 또는 전부를 차광층으로 차단할 수 있기 때문에, 이것에 의해 계조를 향상시켜 표시 품위를 향상시킬 수 있다. 또한, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여 표시 광량이 저감되지 않기 때문에 밝은 표시를 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사 표시 영역에 형성된 반사 표시용 컬러 필터와, 상기 투과 표시 영역에 형성된, 상기 반사 표시용 컬러 필터보다도 착색도가 강한 투과 표시용 컬러 필터를 갖추는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 반사 모드시에 컬러 필터를 두 번 투과하여 얻어지는 광과, 투과 모드시에 컬러 필터를 한 번 투과하여 얻어지는 광의 색의 농담 차를 작게 할 수 있기 때문에, 시인성이 높은 표시를 얻을 수 있다.
특히, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 상기 반사 표시용 컬러 필터의 가장자리가 상기 광 반사층의 가장자리와 평면적으로 거의 겹쳐져 있는 구성으로 하면, 광 반사층에서 반사된 광을, 확실히 반사 표시용 컬러 필터를 투과시킬 수 있기 때문에, 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.
또는, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에는, 상기 반사 표시용 컬러 필터를 구성하는 층 및/또는 상기 투과 표시용 컬러 필터를 구성하는 층으로, 색조가 다른 2층 이상이 적층된 오버랩부를 마련해도 된다.
이러한 구성으로 하면, 2층 이상의 착색층을 적층시켜 오버랩부를 형성하는 것에 의해, 이 오버랩부에서의 광의 흡수율을 높게 할 수 있다, 이 때문에 오버랩부를 투과하여 출사되는 출사광 량이 감소하며, 오버랩부는 시각적으로 어둡게 보인다. 그 때문에, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 경계 영역에서, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기에서 누설되는 광은, 그 일부가 오버랩부에서 흡수되기 때문에 시각적으로 눈에 띄지 않게 된다. 따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
특히, 상기 오버랩부에서는, 상기 반사 표시용 컬러 필터의 단부와 상기 투과 표시용 컬러 필터의 단부가 서로 겹쳐져 있는 구성으로 하면, 비교적 용이하게 오버랩부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 층 두께 조정층의 단부에 사면이 형성되어 있고, 상기 오버랩부와 평면적으로 겹치는 영역 내에 상기 사면이 존재하고 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 하면, 층 두께 조정층의 두께가 연속적으로 변화되고 있는 사면부에서, 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기에서 누설되는 광을, 확실히 오버랩부를 투과시켜 시각적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서, 상기 층 두께 조정층의 단부에 사면이 형성되어 있는 구성에 있어서, 해당 사면의 평면적인 폭이 8㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 액정층에서는 예컨대, 액정의 트위스트 각이 90° 이하이다. 본 발명에 따른 반투과반사형 액정 장치는 휴대 전화기나 모바일 컴퓨터 등의 전자기기의 표시부로서 이용할 수 있다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또, 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는, 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.
[실시예 1]
도 1의 (a),(b),(c)는 각각, 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 그 A-A′단면도, 및 B-B′ 단면도이다. 도 2는 이 액정 장치에 형성한 광 반사층과 층 두께 조정층의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 또, 본 예의 액정 장치는, 기본적인 구성이 종래의 액정 장치와 공통되기 때문에, 공통되는 기능을 갖는 부분에는 동일의 부호를 부여하여 설명한다.
도 1의 (a),(b),(c)에 나타내는 화소 영역은, 후술하는 액티브 매트릭스형 액정 장치 중, 화소 스위칭용의 비선형 소자로서, TFD 및 TFT의 어느 하나를 이용한 경우에도 공통하는 부분을 뽑아내어 나타내고 있다. 여기에 나타내는 액정 장치(1)는, ITO 막 등으로 이루어지는 제 1 투명 전극(11)이 표면에 형성된 석영이나 유리 등의 투명한 제 1 기판(10)과, 제 1 전극(11)과 대향하는 면측에 마찬가지로 ITO 막 등으로 이루어지는 제 2 투명 전극(21)이 형성된 석영이나 유리 등의 투명한 제 2 기판(20)과, 제 1 기판(10)과 제 2 기판(20) 사이에 유지된 TN 모드의 액정으로 이루어지는 액정층(50)을 갖고 있고, 제 1 투명 전극(11)과 제 2 투명 전극(21)이 대향하는 영역이 표시에 직접 기여하는 화소 영역(3)으로 되어 있다.
또한, 제 1 기판(10)에 있어서, 제 1 투명 전극(11)의 표면에는 배향막(12)이 형성되고, 제 2 기판(20)에 있어서, 제 2 투명 전극(21)의 표면에는 배향막(22)이 형성되어 있다. 여기서, 배향막(12, 22)은 폴리이미드막 등을 도포, 소성한 후, 소정의 방향으로 연마 처리를 실시하여 이루어지는 것으로, 이 연마 처리에 의해서, 배향막(12, 22)은, 액정층(50)을 구성하는 액정 분자를 90° 이하의 트위스트각으로 배향시키고, 화소 영역(3)의 네 변 중, 도면에 있어서의 하측(6시 방향)의 위치가 명시 방향으로 되어 있다.
액정 장치(1)에 있어서, 화소 영역(3)은 매트릭스 형상으로 다수 형성되어 있지만, 이들 화소 영역(3)끼리의 경계 영역을 평면적으로 보면, 제 2 기판(20)에 형성되어 있는 블랙 마크스나 블랙 스트라이프라고 지칭되는 차광막(9), 또는 제 1 기판(10) 측에 형성된 차광성의 배선(도시하지 않음)이 통하고 있다. 따라서, 화소 영역(3)은, 평면적으로는 차광막(9)이나 차광성의 배선에 의해서 주위를 둘러싸인 상태에 있다.
제 1 기판(10)에는, 제 1 투명 전극(11)과 제 2 투명 전극(21)이 대향하는 직사각형의 화소 영역(3)에 반사 표시 영역(31)을 구성하는 직사각형의 광 반사층(4)(도 1(a)에 우하 방향의 사선 영역으로 나타낸다)이 알루미늄막이나 은합금막에 의해서 형성되고, 이 광 반사층(4)에는 직사각형의 개구(40)가 형성되어 있다. 이 때문에, 화소 영역(3)에 있어서, 광 반사층(4)이 형성되어 있는 영역은 반사 표시 영역(31)으로 되어 있지만, 개구(40)에 상당하는 영역은, 광 반사층(4)이 형성되어 있지 않은 직사각형의 투과 표시 영역(32)으로 되어 있다. 여기서, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은 화소 영역의 변(34)과 겹치고 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측에 위치하는 변(33)에 인접하여, 이웃 화소 영역의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있다.
제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)의 각각의 외측의 면에는 편광판(41, 42)이 배치되고, 편광판(41) 측에는 백 라이트 장치(7)가 대향 배치되어 있다.
이와 같이 구성한 액정 장치(1)에 있어서, 백 라이트 장치(7)로부터 출사된 광 중, 투과 표시 영역(32)으로 입사한 광은, 화살표 L1로 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(10) 측으로부터 액정층(50)으로 입사하여, 거기서, 광변조된 후, 제 2 기판(20) 측으로부터 투과 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(투과 모드).
또한, 제 2 기판(20) 측으로부터 입사한 외광 중, 반사 표시 영역(31)으로 입사한 광은, 화살표 L2로 도시하는 바와 같이, 액정층(50)을 통하여 반사층(4)에 이르며, 이 반사층(4)에서 반사되어 다시 액정층(50)을 통하여 제 2 기판(20) 측으로부터 반사 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(반사 모드).
여기서, 제 1 기판(10) 상에는, 반사 표시 영역(31) 및 투과 표시 영역(32)의 각각에 반사 표시용 컬러 필터(81) 및 투과 표시용 컬러 필터(82)가 형성되어 있기 때문에, 컬러 표시가 가능하다. 투과 표시용 컬러 필터(82)로서는, 안료가 다량으로 배합되어 있는 등, 반사 표시용 컬러 필터(81)보다도 착색도가 강한 것이 이용되고 있다. 여기서, 반사 표시용 컬러 필터(81)의 가장자리는 광 반사층(4)의 가장자리와 평면적으로 겹치는 위치에 있다.
이러한 반투과반사형의 액정 장치(1)에 있어서, 투과 표시광은 액정층(50)을 한번만 통과하여 출사되는 데 반해, 반사 표시광은 액정층(50)을 두 번 통과하게 된다. 그래서, 제 1 기판(10)에 있어서, 제 1 투명 전극(11)의 하층측 및 광 반사층(4)의 상층측에는, 투과 표시 영역(32)에 상당하는 영역이 개구(61)로 되어 있는 감광성 수지층으로 이루어지는 층 두께 조정층(6)이 형성되어 있다. 따라서, 투과 표시 영역(32)에서는, 반사 표시 영역(31)과 비교하여, 층 두께 조정층(6)의 막두께분 만큼 액정층(50)의 층 두께 d가 크기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 대하여 리타데이션 Δn·d를 최적화할 수 있다.
이 층 두께 조정층(6)을 형성할 때는 포토리소그래피 기술이 이용되지만, 그 때의 노광 정밀도, 또는 현상시의 사이드 에칭 등의 원인으로, 층 두께 조정층(6)은 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 부분이 상향으로 경사진 사면(60)으로 되어 있고, 이 사면(60)을 평면적으로 보면 8㎛의 폭을 갖고 형성되어 있는 상태에 있다. 따라서, 투과 표시 영역(32)의 경계 부분에서는, 액정층(50)의 층 두께 d가 연속적으로 변화되는 결과, 리타데이션 Δn·d도 연속적으로 변화되고 있다. 또한, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자는 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)의 가장 바깥 층에 형성한 배향막(12, 22)에 의해서 초기의 배향 상태가 규정되어 있지만, 사면(60)에서는, 배향막(12)의 배향 규제력이 비스듬히 작용하기 때문에, 이 부분에서는 액정 분자의 배향이 흐트러져 있다.
이러한 불안정한 상태에 있는 경계 영역은, 표시의 품위를 저하시키는 원인이 된다. 그래서, 본 실시예에서는 반사 모드에서의 표시 품위의 향상을 목적으로서, 도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는, 광 반사층(4)의 가장자리(45)가, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 평면적으로 겹쳐져 있다.
이 때문에, 본 실시예에서는 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)과 평면적으로 겹치는 영역에는 광 반사층(4)이 형성되어 있지 않다. 따라서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 반사되어 오지 않는다. 또, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 투과하여 오지만, 도 26(b)을 참조하여 설명한 바와 같이, 투과광에서의 광의 누설 레벨은, 반사광에서의 광의 누설과 비교하여 현저하게 낮다. 그 때문에, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 두께가 연속적으로 변화하여 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 반사 모드에 있어서, 이러한 영역에서 반사광이 누설될 염려가 없다. 따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감되지 않기 때문에 밝은 표시를 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은 화소 영역의 변(34)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐져 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 주위 중, 명시 방향측에서 광의 누설이 발생하기 쉬운 경향이 있지만, 여기로부터 누설되는 광은 차광막(9)에서 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측의 변(33)에 인접하여, 이웃의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있기 때문에, 이 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)에서 누설되는 광은 차광막(9)으로 차단된다. 따라서, 층 두께 조정층(6)이 사면(60)으로 되어 있는 영역에서 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기로부터 누설되는 광은 차광층(9)으로 차단되기 때문에, 이것에 의해 계조를 향상시켜 표시의 품위를 향상시킬 수 있다.
또한, 투과 표시용 컬러 필터(82)로서, 반사 표시용 컬러 필터(81)보다도 착색도가 강한 것이 이용되고 있기 때문에, 투과 표시광이 컬러 필터를 한 번 밖에 통과하지 않는 구성이어도, 컬러 필터를 2 번 통과하는 반사 표시광과 동등한 착색을 받기 때문에, 품위가 높은 컬러 표시를 할 수 있다.
이러한 구조의 액정 장치(1)를 제조할 때, 제 1 기판(10)은 아래와 같이 하여 형성한다.
우선, 석영이나 유리 등으로 이루어지는 제 1 기판(10)을 준비한 후, 그 전면에 알루미늄이나 은합금 등의 반사성의 금속막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 이 금속막을 패터닝하여 광 반사층(4)을 형성한다.
다음에, 플렉소 인쇄법(flexography), 포토리소그래피 기술, 또는 잉크젯법을 이용하여, 소정의 영역에 반사 표시용 컬러 필터(81) 및 투과 표시용 컬러 필터(82)를 형성한다.
다음에, 스핀 코팅법(spin coating)을 이용하여 제 1 기판(10)의 전면에 감광성 수지를 도포한 후, 노광하고 현상하여 층 두께 조정층(6)을 형성한다.
다음에, 제 1 기판(10)의 전면에 ITO 막 등의 투명 도전막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 이 투명 도전막을 패터닝하여 제 1 투명 전극(11)을 형성한다.
다음에, 스핀 코팅법을 이용하여, 제 1 기판(10)의 전면에 폴리이미드 수지를 도포한 후 소성하고, 그 다음에 연마 처리 등의 배향 처리를 실시하여 배향막(12)을 형성한다.
이와 같이 형성한 제 1 기판(10)에 있어서는 별도로 형성해 둔 제 2 기판(20)과 소정의 간격을 두고 접합하고, 그 다음에 기판 사이에 액정을 주입하여 액정층(50)을 형성한다.
또, 액정 장치(1)에서는, 제 1 기판(10) 측에 TFD나 TFT 등의 화소 스위칭용의 비선형 소자가 형성되는 경우가 있기 때문에, 경계용 차광막(9), 그 밖의 층에 대해서는, TFD나 TFT 등을 형성하는 공정의 일부를 이용하여 형성해도 된다.
[실시예 2]
도 3의 (a),(b)는 각각 본 예의 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 및 그 B-B′ 단면도이다. 또, 본 예의 액정 장치는, 기본적인 구성이 실시예 1과 공통이기 때문에, 공통인 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그들의 설명을 생략한다. 또한, 제조 방법도 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 그 설명을 생략한다.
도 3의 (a),(b)에 나타내는 화소 영역도 실시예 1과 같이 후술하는 액티브 매트릭스형 액정 장치 중 화소 스위칭용의 비선형 소자로서, TFD 및 TFT 중 어느 하나를 이용한 경우에도 공통하는 부분을 뽑아내어 나타내고 있다. 여기에 나타내는 액정 장치(1)도 제 1 투명 전극(11)이 표면에 형성된 투명한 제 1 기판(10)과, 제 1 전극(11)과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극(21)이 형성된 제 2 기판(20)과, 제 1 기판(10)과 제 2 기판(20) 사이에 유지된 TN 모드의 액정으로 이루어지는 액정층(50)을 갖고 있고, 제 1 투명 전극(11)과 제 2 투명 전극(21)이 대향하는 영역이 표시에 직접 기여하는 화소 영역(3)으로 되어 있다.
또한, 제 1 기판(10)에 있어서, 제 1 투명 전극(11)의 표면에는 배향막(12)이 형성되고, 제 2 기판(20)에 있어서, 제 2 투명 전극(21)의 표면에는 배향막(22)이 형성되어 있다. 여기서, 배향막(12, 22)은, 폴리이미드막 등을 도포 및 소성한 후, 소정의 방향으로 연마 처리를 실시하여 이루어지는 것으로, 이 연마 처리에 의해서, 배향막(12, 22)은, 액정층(50)을 구성하는 액정 분자를 90° 이하의 트위스트각으로 배향시키고, 화소 영역(3)의 네 변 중, 도면에 있어서의 하측(6시 방향)의 위치가 명시 방향으로 되어 있다.
액정 장치(1)에 있어서, 화소 영역(3)은 매트릭스 형상으로 다수 형성되어 있지만, 이들 화소 영역(3)끼리의 경계 영역을 평면적으로 보면, 제 2 기판(20)에 형성되어 있는 블랙 마스크나 블랙 스트라이프라고 지칭되는 차광막(9), 또는 제 1 기판(10) 측에 형성된 차광성의 배선(도시하지 않음)이 통하고 있다. 따라서, 화소 영역(3)은, 평면적으로는 차광막(9)이나 차광성의 배선에 의해서 주위를 둘러싸인 상태에 있다.
제 1 기판(10)에는, 제 1 투명 전극(11)과 제 2 투명 전극(21)이 대향하는 직사각형의 화소 영역(3)에 반사 표시 영역(31)을 구성하는 직사각형의 광 반사층(4)(도 3(a)에 우하 방향 사선 영역으로 나타낸다)이 알루미늄막이나 은합금막에 의해서 형성되고, 이 광 반사층(4)에는 직사각형의 개구(40)가 형성되어 있다. 이 때문에, 화소 영역(3)에 있어서, 광 반사층(4)이 형성되어 있는 영역은 반사 표시 영역(31)으로 되어 있지만, 개구(40)에 상당하는 영역은 광 반사층(4)이 형성되어 있지 않은 직사각형의 투과 표시 영역(32)으로 되어 있다. 여기서, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은, 화소 영역의 변(34)과 겹쳐져 있다. 또한, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)과 인접하는 변(35, 36)은 각각 화소 영역(3)의 변(37, 38)과 겹쳐져 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측에 위치하는 변(33)에 인접하여, 이웃 화소 영역의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있다.
제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)의 각각의 외측의 면에는 편광판(41, 42)이 배치되고, 편광판(41) 측에는 백 라이트 장치(7)가 대향 배치되어 있다.
이와 같이 구성한 액정 장치(1)에 있어서, 백 라이트 장치(7)로부터 출사된 광 중, 투과 표시 영역(32)으로 입사한 광은, 화살표 L1로 도시하는 바와 같이, 제 1 기판(10) 측으로부터 액정층(50)으로 입사하고, 거기서, 광변조된 후, 제 2 기판(20) 측으로부터 투과 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(투과 모드).
또한, 제 2 기판(20) 측에서 입사한 외광 중, 반사 표시 영역(31)으로 입사한 광은, 화살표 L2로 도시하는 바와 같이, 액정층(50)을 통하여 반사층(4)에 이르고, 이 반사층(4)에서 반사되어 다시 액정층(50)을 통하여 제 2 기판(20) 측으로부터 반사 표시광으로서 출사되어 화상을 표시한다(반사 모드).
여기서, 제 1 기판(10) 상에는, 반사 표시 영역(31) 및 투과 표시 영역(32)의 각각에 반사 표시용 컬러 필터(81) 및 투과 표시용 컬러 필터(82)가 형성되어 있기 때문에, 컬러 표시가 가능하다. 투과 표시용 컬러 필터(82)로서는, 안료가 다량으로 배합되어 있는 등, 반사 표시용 컬러 필터(81)보다도 착색도가 강한 것이 이용되고 있다. 여기서, 반사 표시용 컬러 필터(81)의 가장자리는 광 반사층(4)의 가장자리와 평면적으로 겹치는 위치에 있다.
이러한 반투과반사형의 액정 장치(1)에 있어서, 투과 표시광은 액정층(50)을 한번만 통과하여 출사되는 데 반해, 반사 표시광은 액정층(50)을 두 번 통과하게 된다. 그래서, 제 1 기판(10)에 있어서, 제 1 투명 전극(11)의 하층측, 또한, 광 반사층(4)의 상층측에는, 투과 표시 영역(32)에 상당하는 영역이 개구(61)로 되어있는 감광성 수지층으로 이루어지는 층 두께 조정층(6)이 형성되어 있다. 따라서, 투과 표시 영역(32)에서는 반사 표시 영역(31)과 비교하여, 층 두께 조정층(6)의 막 두께분 만큼, 액정층(50)의 층 두께 d가 크기 때문에, 투과 표시광 및 반사 표시광의 쌍방에 대하여 리타데이션 Δn·d를 최적화할 수 있다.
이 층 두께 조정층(6)을 형성할 때는 포토리소그래피 기술이 이용되지만, 그 때의 노광 정밀도, 또는 현상할 때의 사이드 에칭 등이 원인으로, 층 두께 조정층(6)은 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 부분이 상향으로 경사진 사면(60)으로 되어 있고, 이 사면(60)을 평면적으로 보면 8㎛의 폭을 갖고 형성되어 있는 상태에 있다. 따라서, 투과 표시 영역(32)의 경계 부분에서는, 액정층(50)의 층 두께 d가 연속적으로 변화되는 결과, 리타데이션 Δn·d도 연속적으로 변화되고 있다. 또한, 액정층(50)에 포함되는 액정 분자는, 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)의 가장 바깥층에 형성한 배향막(12, 22)에 의해서 초기의 배향 상태가 규정되어 있지만, 사면(60)에서는 배향막(12)의 배향 규제력가 비스듬히 작용하기 때문에, 이 부분에서는 액정 분자의 배향이 흐트러져 있다.
이러한 불안정한 상태에 있는 경계 영역은, 표시의 품위를 저하시키는 원인이 된다. 그래서, 본 실시예에서는, 반사 모드에서의 표시 품위의 향상을 목적으로서, 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 평면적으로 겹치고 있다.
이 때문에, 본 실시예에서는, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)과 평면적으로 겹치는 영역에는 광 반사층(4)이 형성되어 있지 않다. 따라서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 반사하여 오지 않는다. 또, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)부터는 광이 투과하여 오지만, 도 26(b)을 참조하여 설명한 바와 같이, 투과광에서의 광의 누설 레벨은, 반사광에서의 광의 누설과 비교하여 현저하게 낮다. 그 때문에, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 반사 모드에 있어서, 이러한 영역에서 반사광이 누설될 염려가 없다. 따라서, 계조가 높고, 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감되지 않기 때문에, 밝은 표시를 할 수 있는 등, 실시예 1과 마찬가지의 효과를 갖는다.
또한, 본 실시예에서는 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은 화소 영역의 변(34)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 주위 중, 명시 방향측에서 광의 누설이 발생하기 쉬운 경향이 있지만, 여기로부터 누설되는 광은 차광막(9)으로 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 변(35, 36)도, 화소 영역(3)의 변(37, 38)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐져 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 변(35, 36)에 상당하는 영역으로부터 누설되는 광은 차광막(9)으로 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측의 변(33)에 인접하여, 이웃의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있기 때문에, 이 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)에서 누설되는 광은, 차광막(9)으로 차단된다. 따라서, 층 두께 조정층(6)이 사면(60)으로 되어 있는 영역에서 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기로부터 누설되는 광이 차광층(9)에서 차단되기 때문에, 이것에 의해 계조를 향상시켜 표시의 품위를 향상시킬 수 있다.
[실시예 3]
도 4의 (a),(b),(c)는 각각, 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 그 A-A′단면도, 및 B-B′ 단면도이다. 도 5는 이 액정 장치에 형성한 광 반사층과 층 두께 조정층의 위치관계를 나타내는 설명도이다.
상기 실시예 1, 2는 모두 반사광의 누설을 방지하는 점에 특징을 갖고 있는 데 비해, 본 실시예 및 후술하는 실시예 4는 모두 투과광의 누설을 방지하는 점에 특징을 가지며, 그 밖의 구성은 공통하고 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 공통하는 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 도시하며, 그들의 설명을 생략한다.
도 4의 (a),(b),(c), 및 도 5에 있어서, 본 실시예에서는 투과 모드에서의 표시 품위의 향상을 목적으로서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는, 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 평면적으로 겹쳐져 있다. 또한, 반사 표시용 컬러 필터(81)의 가장자리는 광 반사층(4)의 가장자리와 평면적으로 겹치는 위치에 있다.
이 때문에, 본 실시예에서는, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)에는 광 반사층(4)이 평면적으로 겹쳐져 있다. 따라서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)으로부터는 광이 투과하여 오지 않는다.
그 때문에, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는, 층 두께 조정층(6)의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 투과 모드에 있어서, 이러한 영역에서 광이 누설될 염려가 없다. 따라서, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감하지 않기 때문에 밝은 표시를 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은 화소 영역의 변(34)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐져 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 주위 중, 명시 방향측에서 광의 누설이 발생하기 쉬운 경향이 있지만, 여기로부터 누설되는 광은 차광막(9)으로 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측의 변(33)에 인접하여, 이웃의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있기 때문에, 이 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)에서 누설되는 광은, 차광막(9)으로 차단된다. 따라서, 층 두께 조정층(6)이 사면(60)으로 되어 있는 영역에서 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기로부터 누설되는 광은 차광층(9)에서 차단되기 때문에, 이것에 의해 계조를 향상시켜 표시의 품위를 향상시킬 수 있다.
[실시예 4]
도 6의 (a),(b)는 각각 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 및 그 B-B′ 단면도이다.
도 6의 (a),(b) 및 도 5에 있어서, 본 실시예에서도 실시예 3과 마찬가지로, 투과 모드에서의 표시 품위의 향상을 목적으로 하며, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 평면적으로 겹쳐져 있다. 또한, 반사 표시용 컬러 필터(81)의 가장자리는 광 반사층(4)의 가장자리와 평면적으로 겹치는 위치에 있다.
이 때문에, 본 실시예에서는, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)에는 광 반사층(4)이 평면적으로 겹쳐져 있다. 따라서, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어있는 영역)으로부터는 광이 투과하여 오지 않는다.
그 때문에, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에서는, 층 두께 조정층(6)의 두께가 연속적으로 변화되어 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 투과 모드에 있어서, 이러한 영역에서 광이 누설될 염려가 없다. 따라서, 계조가 높고, 품위가 높은 표시를 할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역 전체를 차광막으로 덮은 경우와 비교하여, 표시 광량이 저감되지 않기 때문에 밝은 표시를 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 명시 방향(6시측)에 위치하는 변(33)은 화소 영역(3)의 변(34)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐져 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 주위 중, 명시 방향측에서 광의 누설이 발생하기 쉬운 경향이 있지만, 여기로부터 누설되는 광은 차광막(9)에서 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 명시 방향측의 변(33)에 인접하여, 이웃의 반사 표시 영역(31a)이 형성되어 있기 때문에, 이 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역(층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역)에서 누설되는 광은 차광막(9)에서 차단된다. 따라서, 층 두께 조정층(6)이 사면(60)으로 되어 있는 영역에서 리타데이션 Δn·d가 연속적으로 변화되었다고 해도, 또한, 액정 분자의 배향이 흐트러져 있었다고 해도, 여기로부터 누설되는 광이 차광층(9)에서 차단되기 때문에, 이것에 의해 계조를 향상시켜 표시의 품위를 향상시킬 수 있다.
또한, 투과 표시 영역(32)의 네 변 중, 변(35, 36)도 화소 영역(3)의 변(37, 38)과 겹쳐져 있고, 이 부분은 차광막(9)과 평면적으로 겹쳐져 있다. 이 때문에, 투과 표시 영역(32)의 변(35, 36)에 상당하는 영역으로부터 누설되는 광은, 차광막(9)으로 차단되어 출사되지 않는다. 그 때문에, 계조가 높고 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
[실시예 5]
도 7은 도 1에 나타낸 실시예 1의 변형예를 나타내는 것으로, 도 7의 (a),(b)는 각각, 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 및 그 B-B′ 단면도이다. 또, 본 실시예의 액정 장치에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예가 상기 실시예 1과 크게 다른 점은 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역에서, 반사 표시용 컬러 필터(81)와 투과 표시용 컬러 필터(82) 사이에 차광막(9a)이 마련되어 있다는 점이다. 이 차광막(9a)과 투과 표시용 컬러 필터(82)의 경계는 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 평면적으로 거의 겹쳐져 있고, 차광막(9a)과 반사 표시용 컬러 필터(81)의 경계 및 광 반사층(4)과 차광막(9a)의 경계는 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 평면적으로 거의 겹쳐져 있다.
차광막(9a)은, 예컨대 카본 블랙을 함유시킨 아크릴계 수지를 이용하여 구성되며, 스핀 코터(spin coater)로 도포한 후 패터닝을 실행하는 것에 의해 형성할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 실시예 1과 같은 작용 효과가 얻어지는 것 외에 특히 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역에서, 반사 표시용 컬러 필터(81)와 투과 표시용 컬러 필터(82) 사이에 차광막(9a)이 마련되어 있고, 층 두께 조정층(6)이 단부에서 사면(60)으로 되어 있는 영역이, 차광층(9a)과 평면적으로 겹쳐져 있기 때문에, 이 경계 영역으로부터 광이 누설될 염려가 없다. 또한 이 경계 영역은 원래 인접하는 화소 영역끼리의 경계이기도 하며, 차광성의 막이나 배선이 형성되는 영역이기 때문에, 반사 표시용 컬러 필터(8)와 투과 표시용 컬러 필터(82) 사이에 차광막(9a)을 마련하는 것에 의한 표시 광량의 감소량이 적어진다. 따라서, 층 두께 조정층(6)의 사면(60)으로부터 누설되는 광을 효과적으로 차광하여, 계조의 향상 및 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다.
또, 여기서는 설명을 생략하지만, 상기 실시예 2에 있어서도 마찬가지로, 투과 표시 영역(32)과 이웃의 반사 표시 영역(31a)의 경계 영역에서, 반사 표시용 컬러 필터(81)와 투과 표시용 컬러 필터(82) 사이에, 본 실시예와 같은 차광막(9a)을 마련해도 된다.
[실시예 6]
도 8은, 본 실시예의 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 본 실시예가 상기 실시예 1과 크게 다른 점은, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서, 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 단부와 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 단부가 서로 겹치며 오버랩부(83)가 형성되어 있다는 점이다. 또 본 실시예의 액정 장치에 있어서, 실시예 1과 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부여하며 설명을 생략한다.
본 실시예에 있어서, 제 1 기판(10) 상에는 알루미늄막이나 은합금막 등으로 이루어지는 광 반사층(4)이 형성되고, 이 광 반사층(4)에는 직사각형의 개구(40)가 형성되어 있다.
이 때문에, 화소 영역에서 광 반사층(4)이 형성되어 있는 영역은 반사 표시 영역(31)으로 되어 있지만, 개구(40)에 상당하는 영역은 광 반사층(4)이 형성되어 있지 않은 직사각형의 투과 표시 영역(32)으로 되어 있다. 광 반사층(4)의 가장자리는 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 평면적으로 거의 겹쳐져 있다.
또한, 광 반사층(4) 상에는 반사 표시용 컬러 필터(81a)가 형성되어 있고, 이 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 가장자리는 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 거의 평면적으로 겹쳐져 있다.
한편, 광 반사층(4)의 개구(40) 내에서는, 제 1 기판(10)상에 투과 표시용 컬러 필터(82a)가 형성되어 있다. 이 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 가장자리는, 층 두께 조정층(6)의 단부에 형성되어 있는 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 거의 평면적으로 겹쳐져 있고, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서는 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 단부상에 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 단부가 적층된 오버랩부(83)가 형성되어 있다. 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 상면은 오버랩부(83)에서 약간 올라와 있고, 오버랩부(83)에 있어서의 반사 표시용 컬러 필터(81a)와 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 합계의 막 두께는, 다른 부분에서의 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 막 두께 및 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 막 두께 중 어느 하나 보다도 두텁게 되어 있다.
이러한 구성을 갖는 하부 기판은, 예컨대 아래와 같이 하여 형성할 수 있다.
우선, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 기판(10)의 전면에 반사성의 금속막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 이 금속막을 패터닝하여 광 반사층(4)을 형성한다.
다음에, 플렉소 인쇄법(flexography)이나 잉크젯법 등을 이용하여, 제 1 기판(10)의 전면 상에 반사 표시용 컬러 필터(81a)를 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 불필요한 부분(투과 표시 영역(32) 중의 오버랩부(83)를 제외한 부분)을 제거한다.
이어서, 플렉소 인쇄법, 잉크젯법, 포토리소그래피 기술 등을 이용하여 투과 표시 영역(32)에 투과 표시용 컬러 필터(82a)를 형성한다.
다음에, 스핀 코팅법을 이용하여 제 1 기판(10)의 전면에 감광성 수지를 도포한 후, 노광 및 현상하여 층 두께 조정층(6)을 형성한다.
이 다음에, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제 1 투명 전극(11) 및 배향막(12)(모두 도시 생략함)을 형성한다.
본 실시예에 의하면, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역과 평면적으로 겹치도록 오버랩부(83)가 형성되어 있고, 이 영역에는 광 반사층(4)은 형성되어 있지 않다. 따라서, 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서는, 백 라이트로부터의 광이 오버랩부(83)를 투과한 후에 액정층을 통하여 출사되기 때문에, 시각적으로 눈에 띄지 않게 된다. 이것에 의해 사면(60)으로 형성되어 있는 영역에서 발생하는 표시 불량을 눈에 띄지 않게 하여, 계조의 향상, 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에, 표시에 기여하지 않는 오버랩부(83)가 마련되어 있기 때문에, 제조 공정에서 발생하는 오차에 의한 표시 불량이 발생하기 어렵다.
[실시예 7]
도 9는 본 실시예의 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 본 실시예가 상기 실시예 6과 크게 다른 점은, 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 층 두께 조정층(6)의 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 평면적으로 겹쳐져 있다는 점이다. 또, 본 실시예의 액정 장치에 있어서, 실시예 6과 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예의 액정 장치에 있어서의 하부 기판은, 상기 실시예 6의 하부 기판의 제조에 있어서, 광 반사층(4)을 그 가장자리(45)가 층 두께 조정층(6)의 사면(60)의 하단 가장자리(66)와 평면적으로 겹치도록 형성하는 것 외에는 같은 순서로 제조할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역과 평면적으로 겹치도록 오버랩부(83)가 형성되어 있고, 또한 이 영역에는 광 반사층(4)이 형성되어 있다. 따라서, 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서는, 광 반사층(4)에서 반사한 광이 오버랩부(83)를 투과한 후에 액정층을 통하여 출사되기 때문에, 시각적으로 눈에 띄지 않게 된다. 이것에 의해 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서 발생하는 표시 불량을 눈에 띄지 않게 하여, 계조의 향상, 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 반사 표시 영역(31)과 투과 표시 영역(32)의 경계 영역에 표시에 기여하지 않는 오버랩부(83)가 마련되어 있기 때문에, 제조공정에서 발생하는 오차에 의한 표시 불량이 발생하기 어렵다.
[실시예 8]
도 10은 본 실시예의 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 본 실시예가 상기 실시예 6과 크게 다른 점은, 광 반사층(4)의 가장자리(45)가 평면적으로 층 두께 조정층(6)의 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 하단 가장자리(66)의 사이에 위치하고 있다는 점이다. 또한, 본 실시예에서는, 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 가장자리가, 사면(60)의 하단 가장자리(66)보다도, 약간 개구부(40)의 내측 방향에 위치하고 있고, 투과 표시용 컬러 필터(81a)의 가장자리가 사면(60)의 상단 가장자리(65)보다도 약간 개구부(40)의 외측 방향에 위치하고 있다. 또, 본 실시예의 액정 장치에 있어서, 실시예 6과 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예의 액정 장치에 있어서의 하부 기판은, 상기 실시예 6의 하부 기판의 제조에 있어서, 광 반사층(4)을 그 가장자리(45)가 평면적으로 층 두께 조정층(6)의 사면(60)의 상단 가장자리(65)와 하단 가장자리(66) 사이에 위치하도록 형성함과 동시에, 반사 표시용 컬러 필터(81a) 및 투과 표시용 컬러 필터(82a)의 가장자리의 위치를 약간 변경하는 것 외에는 같은 순서로 제조할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역과 평면적으로 겹치도록, 오버랩부(83)가 형성되어 있고, 이 영역내에는 외주부에만 광 반사층(4)이 형성되어 있다. 따라서, 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서는, 광 반사층(4)에서 반사한 광 및 백 라이트로부터의 광이 오버랩부(83)를 투과한 후에 액정층을 통하여 출사되기 때문에, 시각적으로 눈에 띄지 않게 된다. 이것에 의해 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서 발생하는 표시 불량을 눈에 띄지 않게 하여, 계조의 향상, 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 오버랩부(83)의 폭이 사면(60)의 평면적인 폭보다도 크고, 위에서 봤을 때에 사면(60)이 완전히 오버랩부(83)에 포함되고 있기 때문에, 오버랩부(83)를 투과하지 않는 광이 사면(60)을 투과하여 출사되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
[실시예 9]
도 11은 본 실시예의 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 본 실시예가 상기 실시예 6과 크게 다른 점은, 오버랩부(83)가 반사 표시용 컬러 필터(81a) 및 3층의 색조가 다른 투과 표시용 컬러 필터(82R, 82G, 82B)의 4층을 적층하여 형성되어 있다는 점이다.
또한, 본 실시예에서는 반사 표시용 컬러 필터(81a)의 가장자리가 사면(60)의 하단 가장자리(66)보다도 약간 개구부(40)의 내측 방향에 위치하고 있고, 위에서부터 2층의 투과 표시용 컬러 필터(82G, 82B) 가장자리가 사면(60)의 상단 가장자리(65)보다도 약간 개구부(40)의 외측 방향에 위치하고 있다. 또, 본 실시예의 액정 장치에 있어서, 실시예 6과 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
본 실시예의 액정 장치에 있어서의 하부 기판은 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.
우선, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제 1 기판(10)의 전면에 반사성의 금속막을 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 이 금속막을 패터닝하여 광 반사층(4)을 형성한다.
다음에, 플렉소 인쇄법이나 잉크젯법 등을 이용하여, 제 1 기판(10)의 전면상에 반사 표시용 컬러 필터(81a)를 형성한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 투과 표시 영역(32) 내의 불필요 부분을 제거한다.
이어서, 플렉소 인쇄법, 잉크젯법, 포토리소그래피 기술 등을 이용하여 투과 표시 영역(32)에 투과 표시용 컬러 필터(82R)를 형성한다. 이 때, 각 투과 표시 영역(32)에는, 우선 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 중 어느 한 색조의 층(도면의 예에서는 빨강의 투과 표시용 컬러 필터(82R))을 소정의 배열 패턴이 되도록 형성한 후, 오버랩부(83)에 해당 투과 표시 영역(32)에 형성되어 있지 않은 2색의 층(도면의 예에서는 초록의 투과 표시용 컬러 필터(82G) 및 파랑의 투과 표시용 컬러 필터(82B))을 순서대로 적층시킨다.
다음에, 스핀 코팅법을 이용하여 제 1 기판(10)의 전면에 감광성 수지를 도포한 후, 노광 및 현상하여 층 두께 조정층(6)을 형성한다.
이 다음, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 투명 전극(11) 및 배향막(12)(모두 도시 생략함)을 형성한다.
본 실시예에 의하면, 특히 오버랩부(83)에 반사 표시용 컬러 필터(81a) 및 3층의 색조가 다른 투과 표시용 컬러 필터(82R, 82G, 82B)의 색조가 다른 4층이 적층되어 있기 때문에, 이 오버랩부(83)가 블랙 매트릭스로서의 역할을 한다. 따라서, 층 두께 조정층(6)의 단부에 사면(60)이 형성되어 있는 영역에서는, 백 라이트로부터의 투과광의 대 부분이 오버랩부(83)로 흡수되기 때문에, 시각적으로는 이 영역은 거의 흑 표시로 된다. 따라서, 사면(60)이 형성되어 있는 것에 기인하여 발생하는 표시 불량을 눈에 띄지 않게 하여, 계조의 향상, 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 오버랩부(83)의 폭이, 사면(60)의 평면적인 폭 w보다도 크고, 위에서 봤을 때에 사면(60)이 완전히 오버랩부(83)에 포함되고 있기 때문에, 오버랩부(83)를 투과하지 않는 광이 사면(60)을 투과하여 출사되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
[실시예 10]
다음에, 실시예 1 내지 9에 따른 구성이 채용되는 TFD 액티브 매트릭스형 액정 장치의 구성을 설명한다.
도 12는 액정 장치의 전기적 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도이다. 도 13은 이 액정 장치의 구조를 나타내는 분해사시도이다. 도 14는 액정 장치에 있어서 액정을 유지하는 1쌍의 기판 중, 소자 기판에 있어서의 1 화소분의 평면도이다. 도 15의 (a),(b)는 각각, 도 14의 III-III′ 선단면도, 및 각 화소에 형성되어 있는 TFD 소자의 사시도이다.
도 12에 나타내는 액정 장치(100)에서는, 복수의 배선으로서의 주사선(151)이 행 방향(X 방향)으로 형성되고, 복수의 데이터선(152)이 열 방향(Y 방향)으로 형성되어 있다. 주사선(151)과 데이터선(152)의 각 교차점에 대응하는 위치에는 화소(153)가 형성되고, 이 화소(153)에서는, 액정층(154)과, 화소 스위칭용의 TFD 소자(156)(비선형 소자)가 직렬로 접속되어 있다. 각 주사선(151)은 주사선 구동 회로(157)에 의해서 구동되고, 각 데이터선(152)은 데이터선 구동 회로(158)에 의해서 구동된다.
이러한 구성의 액티브 매트릭스 방식의 액정 장치(100)는, 도 13에 도시하는 바와 같이 액정(106)을 유지하는 투명한 한 쌍의 기판 중 소자 기판(120)에서는 복수개의 주사선(151)이 연장되어 있고, 각 주사선(151)에는 TFD 소자(156)를 거쳐서 화소 전극(166)이 전기적으로 접속하고 있다. 이에 반해, 대향 기판(110)에는, 소자 기판(120)의 주사선(151)과 교차하는 방향으로 연장된 복수열의 띠 형상의 데이터선(152)이 ITO 막에 의해서 형성되고, 각 데이터선(152) 사이에는 블랙 스트라이프라고 지칭되는 차광막(159)이 형성되어 있다. 따라서, 화소 전극(166)의 주위는 평면적으로는 차광막(159) 및 주사선(151)으로 둘러싸인 상태에 있다.
또, 액정(106)으로서 통상의 TN 모드의 액정(106)이 이용되고, 이러한 종류의 액정(106)은 광의 편광 방향을 바꾸는 것에 의해 광변조를 하기 때문에 대향 기판(110) 및 소자 기판(120)의 각 외측 표면에는 편광판(108, 109)이 겹쳐져 배치된다. 또한, 편광판(108) 측에는 백 라이트 장치(103)가 대향 배치된다.
또, 여기에 나타내는 예로서는, 소자 기판(120)에 주사선(151)을 형성하고, 대향 기판(10)에 데이터선(152)을 형성했지만, 소자 기판(120)에 데이터선을 형성하고 대향 기판(110)에 주사선을 형성해도 된다.
TFD 소자(156)는, 예컨대, 도 14 및 도 15의 (a),(b)에 도시하는 바와 같이 소자 기판(120)의 표면에 성막된 하지층(161) 위에 형성된 제 1 TFD 소자(156a), 및 제 2 TFD 소자(156b)로 이루어지는 2개의 TFD 소자 요소에 의해서, 소위 백-투-백(Back-to-Back) 구조로서 구성되어 있다.
이 때문에, TFD 소자(156)는 전류-전압의 비선형 특성이 정부 쌍방향에 걸쳐 대칭화되어 있다. 하지층(161)은 예컨대, 두께가 50nm 내지 200nm 정도의 산화탄탈(Ta2O5)에 의해서 구성되어 있다.
제 1 TFD 소자(156a), 및 제 2 TFD 소자(156b)는 제 1 금속막(162)과 이 제 1 금속막(162)의 표면에 형성된 절연막(163)과, 절연막(163)의 표면에 서로 사이를 두고 형성된 제 2 금속막(164a, 164b)에 의해 구성되어 있다. 제 1 금속막(162)은 예컨대, 두께가 100nm 내지 500nm 정도의 Ta 단체막, 또는 Ta-W(텅스텐) 합금막 등의 Ta 합금막에 의해서 형성되며, 절연막(163)은 예컨대, 양극 산화법에 의해서 제 1 금속막(162)의 표면을 산화함으로써 형성된 두께가 10nm 내지 35nm의 산화탄탈(Ta2O5)이다.
제 2 금속막(164a, 164b)은 크롬(Cr) 등과 같은 차광성의 금속막에 의해서 50nm 내지 300nm 정도의 두께로 형성되어 있다. 제 2 금속막(164a)은 그대로 주사선(151)이 되며, 다른쪽의 제 2 금속막(164b)은 ITO 등으로 이루어지는 화소 전극(166)에 접속되어 있다.
이와 같이 구성한 액정 장치(100)에 있어서, 화소 전극(166)과 데이터선(152)이 대향하고 있는 영역이 실시예 1 내지 9에서 설명한 화소 영역(3)이 된다.
따라서, 소자 기판(120), 대향 기판(110), 화소 전극(166), 데이터선(152), 및 차광막(159)은 각각 실시예 1 내지 9에 있어서의 제 1 기판(10), 제 2 기판(20), 제 1 전극(11), 제 2 전극(21), 및 차광막(9)에 상당하며, 화소 전극(166)의 하층측에 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 광 반사막(4), 반사 표시용 컬러 필터(81)(81a),투과 표시용 컬러 필터(82)(82a, 82R, 82G, 82B) 및 층 두께 조정층(6)이 형성되게 된다.
[실시예 11]
다음에, 실시예 1 내지 9에 따른 구성이 채용되는 TFT 액티브 매트릭스형 액정 장치의 구성을 설명한다.
도 16은 TFT 액티브 매트릭스형 액정 장치를 각 구성요소와 함께 대향 기판 측에서 본 평면도이며, 도 17은 도 16의 H-H′ 단면도이다. 도 18은 액정 장치의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이다.
도 16 및 도 17에 있어서, 본 실시예의 액정 장치(200)는 TFT 어레이 기판(210)과 대향 기판(220)이 밀봉재(252)에 의해서 접합되고, 이 밀봉재(252)에 의해서 구획된 영역(액정 봉입 영역) 내에는, 전기 광학 물질로서의 액정(250)이 유지되어 있다. TFT 어레이 기판(210) 및 대향 기판(220)의 각각에는 편광판(288, 289)이 배치되고, 편광판(288) 측에 대하여는 백 라이트 장치(290)가 대향 배치되어 있다.
밀봉재(252)의 형성 영역의 내측 영역에는 차광성 재료로 이루어지는 주변 구획부(253)가 형성되어 있다. 밀봉재(252)의 외측 영역에는, 데이터선 구동 회로(301) 및 실장 단자(302)가 TFT 어레이 기판(210)의 한 변을 따라 형성되어 있고, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 주사선 구동 회로(304)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(210)의 나머지 한 변에는, 화상 표시 영역의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(304)의 사이를 연결하기 위한 복수의 배선(305)이 마련되어 있고, 또한, 주변 구획부(253)의 아래 등을 이용하여 프리차지 회로나 검사 회로가 마련될 수도 있다. 또한, 대향 기판(220)의 코너부의 적어도 1개소에서는, TFT 어레이 기판(210)과 대향 기판(220) 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 기판간 도통재(306)가 형성되어 있다.
또, 데이터선 구동 회로(301) 및 주사선 구동 회로(304)를 TFT 어레이 기판(210) 위에 형성하는 대신에, 예를 들면, 구동용 LSI가 실장된 TAB(tape automated bonding) 기판을 TFT 어레이 기판(210)의 주변부에 형성된 단자군에 대하여 이방성 도전막을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 해도 된다. 또, 본 실시예의 액정 장치(200)에서도 액정(50)은 TN 모드로 사용되고 있다.
이러한 구조를 갖는 액정 장치(200)의 화상 표시 영역에서는, 도 18에 도시하는 바와 같이 복수의 화소(200a)가 매트릭스 형상으로 구성되어 있음과 동시에, 이들의 화소(200a)의 각각에는 화소 전극(209a), 및 이 화소 전극(209a)을 구동하기 위한 화소 스위칭용의 TFT(230)가 형성되어 있고, 화소 신호 S1, S 2···Sn을 공급하는 데이터선(206a)이 해당 TFT(230)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(206a)에 기입하는 화소 신호 S1, S 2···Sn은, 이 순서대로 선순차적으로 공급하더라도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(206a)끼리에 대하여 그룹마다 공급하도록 해도 된다. 또한, TFT(230)의 게이트에는 주사선(203a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로 주사선(203a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, ···Gm을 이 순서대로 선순차적으로로 인가하도록 구성되어 있다. 화소 전극(209a)은 TFT(230)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(230)를 일정 기간만 그 온 상태로 하는 것에 의해 데이터선(206a)으로부터 공급되는 화소 신호 S1, S 2···Sn을 각 화소에 소정의 타이밍으로 기입한다. 이렇게 하여 화소 전극(209a)을 거쳐서 액정에 기입된 소정 레벨의 화소 신호 S1, S2,···Sn은 도 17에 나타내는 대향 기판(220)의 대향 전극(221)과의 사이에서 일정 기간 유지된다.
여기서, 액정(250)은, 인가되는 전압 레벨에 의해 분자집합의 배향이나 질서가 변화되는 것에 의해 광을 변조하여 계조 표시를 가능하게 한다. 노멀리 화이트 모드이면 인가된 전압에 따라 입사광이 이 액정(250) 부분을 통과하는 광량이 저하하고, 노멀리 블랙 모드이면 인가된 전압에 따라 입사광이 이 액정(250) 부분을 통과하는 광량이 증대해 나간다. 그 결과, 전체로서 액정 장치(200)로부터는 화소 신호 S1, S2,···Sn에 따른 계조를 가지는 광이 출사된다.
또, 유지된 화소 신호 S1, S2,···Sn이 누설되는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(209a)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(260)을 부가하는 경우가 있다. 예컨대, 화소 전극(209a)의 전압은 소스 전압이 인가된 시간보다도 3자리수나 긴 시간만큼 축적 용량(260)에 의해 유지된다.
이것에 의해, 전하의 유지 특성은 개선되며 계조비가 높은 액정 장치(200)를 실현할 수 있다. 또, 축적 용량(260)을 형성하는 방법으로서는, 도 18에 예시하는 바와 같이, 축적 용량(260)을 형성하기 위한 배선인 용량선(203b)과의 사이에 형성하는 경우, 또는 전단의 주사선(203a)과의 사이에 형성하는 경우이든 어느 하나라도 좋다.
도 19는 본 실시예의 액정 장치에 이용한 TFT 어레이 기판의 서로 인접하는 복수의 화소군의 평면도이다. 도 20은, 본 실시예의 액정 장치의 화소의 일부를 도 19의 C-C′ 선에 상당하는 위치로 절단했을 때의 단면도이다.
도 19에 있어서, TFT 어레이 기판(210) 상에는, 복수의 투명한 ITO(Indium Tin Oxide) 막으로 이루어지는 화소 전극(209a)이 매트릭스 형상으로 형성되어 있고, 이들 각 화소 전극(209a)에 대하여 화소 스위칭용의 TFT(230)가 각각 접속하고 있다. 또한, 화소 전극(209a)의 종횡의 경계를 따라, 데이터선(206a), 주사선(203a), 및 용량선(203b)이 형성되며, TFT(230)는 데이터선(206a) 및 주사선(203a)에 대하여 접속하고 있다.
즉, 데이터선(206a)은 콘택트 홀을 거쳐서 TFT(230)의 고농도 소스 영역(201d)에 전기적으로 접속되고, 화소 전극(209a)은 콘택트 홀을 거쳐서 TFT(230)의 고농도 드레인 영역(201e)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, TFT(230)의 채널 영역(201a')에 대향하도록 주사선(203a)이 연장되어 있다. 또, 축적 용량(260)은 화소 스위칭용의 TFT(230)를 형성하기 위한 반도체막(201)의 연장 부분(201f)을 도전화한 것을 하부 전극으로 하고, 이 하부 전극(241)에 주사선(203b)과 동층의 용량선(203b)이 상부 전극으로서 겹친 구조로 되어 있다.
이와 같이 구성한 액정 장치(200)에 있어서, TFT 어레이 기판(210)의 표면에는 두께가 50nm 내지 100nm의 섬 형상의 반도체막(201a)이 형성되어 있다. 반도체막(201a)의 표면에는, 두께가 약 50nm 내지 150nm의 실리콘 산화막으로 이루어지는 게이트 절연막(202)이 형성되며, 이 게이트 절연막(202)의 표면에 두께가 300nm 내지 800nm의 주사선(203a)이 게이트 전극으로서 통하고 있다. 반도체막(201a) 중, 주사선(203a)에 대하여 게이트 절연막(202)을 거쳐서 대치하는 영역이 채널 영역(201a')으로 되어 있다. 이 채널 영역(201a)′에 대하여 한쪽측에는, 저농도 소스 영역(201b) 및 고농도 소스 영역(201d)을 구비하는 소스 영역이 형성되고, 다른쪽측에는 저농도 드레인 영역(201c) 및 고농도 드레인 영역(201e)을 구비하는 드레인 영역이 형성되어 있다.
화소 스위칭용의 TFT(230)의 표면측에는 두께가 300nm 내지 800nm의 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(204) 및 두께가 100nm 내지 300nm의 실리콘 질화막으로 이루어지는 제 2 층간 절연막(205)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(204)의 표면에는, 두께가 300nm 내지 800nm의 데이터선(206a)이 형성되며, 이 데이터선(206a)은 제 1 층간 절연막(204)에 형성된 콘택트 홀을 거쳐서 고농도 소스 영역(201d)에 전기적으로 접속하고 있다.
제 2 층간 절연막(205)의 상층에는, ITO 막으로 이루어지는 화소 전극(209a)이 형성되어 있다. 화소 전극(209a)은 제 2 층간 절연막(205)에 형성된 콘택트 홀 등을 거쳐서 드레인 전극(206b)에 전기적으로 접속하고 있다. 화소 전극(209a)의 표면측에는 폴리이미드막으로 이루어지는 배향막(212)이 형성되어 있다. 이 배향막(212)은 폴리이미드막에 대하여 연마 처리가 실시된 막이다.
또한, 고농도 드레인 영역(201e)으로부터의 연장 부분(201f)(하부 전극)에 대하여는 게이트 절연막(202)과 동시 형성된 절연막(유전체막)을 거쳐서, 주사선(203a)과 동층의 용량선(203b)이 상부 전극으로서 대향하는 것에 의해 축적 용량(260)이 구성되어 있다.
또, TFT(230)는 바람직하게는 상술한 바와 같이 LDD 구조를 갖지만, 저농도 소스 영역(201b), 및 저농도 드레인 영역(201c)에 상당하는 영역에 불순물 이온의 주입을 실행하지 않는 오프셋 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, TFT(230)는 게이트 전극(주사선(203a)의 일부)을 마스크로서 고농도로 불순물 이온을 주입하여, 자기 정합적으로 고농도의 소스 및 드레인 영역을 형성한 셀프얼라인형의 TFT 이어도 된다.
또한, 본 실시예에서는 TFT(230)의 게이트 전극(주사선(203a))을 소스-드레인 영역 사이에 한 개만 배치한 단일 게이트 구조로 했지만, 이들 사이에 두 개 이상의 게이트 전극을 배치해도 된다. 이 때, 각각의 게이트 전극에는 동일한 신호가 인가되도록 한다. 이와 같이 이중 게이트(double-gate), 또는 삼중 게이트 이상으로 TFT(230)를 구성하면, 채널과 소스-드레인 영역의 접합부에서의 리크 전류를 방지할 수 있어, 오프시의 전류를 저감할 수 있다. 이들 게이트 전극의 적어도 한 개를 LDD 구조 혹은 오프셋 구조로 하면, 오프 전류를 더욱 저감할 수 있어 안정적인 스위칭 소자를 얻을 수 있다.
도 20에 있어서, 대향 기판(220)에서는 TFT 어레이 기판(210)에 형성되어 있는 화소 전극(209a)의 종횡의 경계 영역과 대향하는 영역에 블랙 매트릭스, 또는 블랙 스트라이프 등으로 지칭되는 차광막(223)이 형성되고, 그 상층 측에는 ITO 막으로 이루어지는 대향 전극(221)이 형성되어 있다. 또한, 대향 전극(221)의 상층 측에는, 폴리이미드막으로 이루어지는 배향막(222)이 형성되고, 이 배향막(222)은 폴리이미드막에 대하여 연마 처리가 실시된 막이다.
이와 같이 구성한 액정 장치(200)에 있어서, 화소 전극(209a)과 대향 전극(221)이 대향하고 있는 영역이 실시예 1 내지 9에서 설명한 화소 영역(3)이 된다. 따라서, TFT 어레이 기판(210), 대향 기판(220), 화소 전극(209a), 대향 전극(221), 및 차광막(223)은 각각 실시예 1 내지 9에 있어서의 제 1 기판(10), 제 2 기판(20), 제 1 전극(11), 제 2 전극(21), 및 차광막(9)에 상당하며, 화소 전극(209a)의 하층 측에는, 도 1내지 도 11을 참조하여 설명한 반사막(4), 반사 표시용 컬러 필터(81)(81a), 투과 표시용 컬러 필터(82)(82a, 82 R, 82 G, 82 B) 및 층 두께 조정층(6)이 형성되게 된다.
[액정 장치의 전자기기에의 적용]
이와 같이 구성한 반사형, 또는 반투과반사형 액정 장치는 각종의 전자기기의 표시부로서 이용할 수 있지만 그 일례를 도 21, 도 22, 및 도 23을 참조하여 설명한다.
도 21은 본 발명에 따른 액정 장치를 표시 장치로서 이용한 전자기기의 회로구성을 나타내는 블럭도이다.
도 21에 있어서, 전자기기는 표시 정보 출력원(570), 표시 정보 처리 회로(571), 전원 회로(572), 타이밍 발생기(timing generator)(573), 그리고 액정 장치(574)를 갖는다. 또한, 액정 장치(574)는 액정 표시 패널(575) 및 구동 회로(576)를 갖는다. 액정 장치(574)로서는 본 발명을 적용한 액정 장치(1, 100, 200)를 이용할 수 있다.
표시 정보 출력원(570)은, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리, 각종 디스크 등의 저장 유닛, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로 등을 구비하며, 타이밍 발생기(573)에 의해서 생성된 각종의 클럭 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등의 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(571)에 공급한다.
표시 정보 처리 회로(571)는 직렬-병렬 변환 회로나, 증폭·반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지의 각종 회로를 구비하며, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 신호를 클럭 신호(CLK)와 함께 구동 회로(576)에 공급한다. 전원 회로(572)는 각 구성요소에 소정의 전압을 공급한다.
도 22는, 본 발명에 따른 전자기기의 일실시예인 모바일형의 퍼스널 컴퓨터를 나타내고 있다. 여기에 나타내는 퍼스널 컴퓨터(580)는 키보드(581)를 갖춘 본체부(582)와, 액정 표시 유닛(583)을 갖는다. 액정 표시 유닛(583)은 본 발명을 적용한 액정 장치(1, 100, 200)를 포함하여 구성된다.
도 23은, 본 발명에 따른 전자기기의 다른 실시형태인 휴대 전화기를 나타내고 있다. 여기에 나타내는 휴대 전화기(590)는 복수의 조작 버튼(591)과, 본 발명을 적용한 액정 장치(1, 100, 200)로 이루어지는 표시부를 갖고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 1 화소 영역 내에서 투과 표시 영역과 반사 표시 영역 사이에서 액정층의 층 두께를 적정한 값으로 바꾼 멀티 갭 타입의 액정 장치, 및 그것을 이용한 전자기기에 있어서, 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역 중, 광 반사층과 층 두께 조정층의 단부에 형성되어 있는 사면이 평면적으로 겹쳐져 있는 부분에서는 광이 투과하지 않기 때문에, 투과 모드에 있어서, 상기 사면을 투과하여 출사되는 광을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역의 경계 부분에서 리타데이션이 부적정한 상태 또는 액정 분자의 배향이 흐트러져 있는 상태에 있더라도, 품위가 높은 표시를 할 수 있다.
도 1의 (a),(b),(c)는 각각 본 발명의 실시예 1에 따른 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 그 A-A′단면도, 및 B-B′ 단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 액정 장치에 형성되어 있는 광 반사막과 층 두께 조정층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 3의 (a),(b)는 각각 본 발명의 실시예 2에 따른 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도 및 그 B-B′ 단면도.
도 4의 (a),(b),(c)는 각각 본 발명의 실시예 3에 따른 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 그 A-A′단면도, 및 B-B′ 단면도.
도 5는 도 4에 나타내는 액정 장치에 형성되어 있는 광 반사막과 층 두께 조정층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 6의 (a),(b)는 각각 본 발명의 실시예 4에 따른 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 및 그 B-B′ 단면도.
도 7의 (a),(b)는 각각 본 발명의 실시예 5에 따른 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 및 그 B-B′ 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예 6에 따른 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 9는 본 발명의 실시예 7에 따른 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 10은 본 발명의 실시예 8에 따른 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 11은 본 발명의 실시예 9에 따른 액정 장치의 하부 기판에 있어서의 각 층의 위치 관계를 나타내는 설명도.
도 12는 본 발명에 따른 반투과반사형 TFD 액티브 매트릭스형 액정 장치의 전기적 구성을 모식적으로 나타내는 블럭도.
도 13은 도 12에 나타내는 액정 장치의 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 14는 도 13에 나타내는 액정 장치에 있어서 액정을 유지하는 1쌍의 기판 중 소자 기판에 있어서의 1 화소분의 평면도.
도 15의 (a),(b)는 각각, 도 14의 III-III′ 선단면도, 및 도 14에 나타내는 TFD 소자의 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 반투과반사형 TFT 액티브 매트릭스형 액정 장치를 대향 기판 측으로부터 보았을 때의 평면도.
도 17은 도 16의 H-H′ 선에 있어서의 단면도.
도 18은 도 16에 나타내는 액정 장치에 있어서, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소에 형성된 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도.
도 19는 도 16에 나타내는 액정 장치에 있어서, TFT 어레이 기판에 형성된 각 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 20은 도 16에 나타내는 액정 장치의 화소의 일부를 도 19의 C-C′ 선에 상당하는 위치로 절단했을 때의 단면도.
도 21은 본 발명에 따른 액정 장치를 표시 장치로서 이용한 전자기기의 회로구성을 나타내는 블럭도.
도 22는 본 발명에 따른 액정 장치를 이용한 전자기기의 일실시예로서의 모바일형 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 설명도이다.
도 23은 본 발명에 따른 액정 장치를 이용한 전자기기의 일실시예로서의 휴대 전화기의 설명도.
도 24의 (a),(b),(c)는 각각 종래의 반투과반사형 액정 장치에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 복수의 화소 영역 중의 하나를 뽑아내어 모식적으로 나타내는 평면도, 그 A-A′단면도, 및 B-B′ 단면도.
도 25는 종래의 반투과반사형 액정 장치에 있어서, 층 두께 조정층의 사면에서 발생하는 액정 분자의 배향 이상을 나타내는 설명도.
도 26의 (a),(b)는 각각 종래의 반투과반사형 액정 장치로 흑 표시를 했을 때, 반사 표시 영역에서 투과 표시 영역에 이르기까지의 반사광 강도의 분포를 각 연마 방향에 대하여 시뮬레이션한 결과를 나타내는 설명도, 및 종래의 반투과반사형 액정 장치로 흑 표시를 했을 때, 반사 표시 영역에서 투과 표시 영역에 이르기까지의 투과광 강도의 분포를 각 연마 방향에 대하여 시뮬레이션한 결과를 나타내는 설명도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 100, 200 : 액정 장치 3 : 화소 영역
5, 50 : 액정층 6 : 층 두께 조정층
7 : 백 라이트 장치 9 : 경계용 차광막
10 : 제 1 기판 11 : 제 1 투명 전극
20 : 제 2 기판 21 : 제 2 투명 전극
31 : 반사 표시 영역 32 : 투과 표시 영역
40 : 광 반사층의 개구 41, 42 : 편광판
45 : 광 반사층의 가장자리 60 : 층 두께 조정층의 사면
61 : 층 두께 조정층의 개구
65 : 층 두께 조정층의 사면의 상단 가장자리
66 : 층 두께 조정층의 사면의 하단 가장자리
81, 81a : 반사 표시용 컬러 필터
82, 82a, 82R, 82G, 82B : 투과 표시용 컬러 필터

Claims (15)

  1. 표면에 제 1 투명 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 전극과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 액정층을 가지며, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극이 대향하는 화소 영역에 반사 표시 영역을 구성하고, 당해 화소 영역의 나머지 영역을 투과 표시 영역으로 하는 광 반사층, 상기 반사 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께를 상기 투과 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께보다도 작게 하는 층 두께 조정층, 및 상기 제 1 투명 전극을 하층측으로부터 상층측으로 향하여 이 순서로 구비하는 반투과반사형 액정 장치에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에 대응하는 상기 층 두께 조정층에는 사면이 형성되어 이루어지고, 상기 광 반사층의 가장자리는 상기 사면의 상부 가장자리와 평면적으로 겹쳐 배치되어 있고, 또한, 상기 사면에는 배치되어 있지 않고,
    상기 화소 영역은 직사각형 영역으로 형성되어 있는 한편, 상기 투과 표시 영역은 명시(明視) 방향측에 위치하는 변이 상기 화소 영역의 변에 평면적으로 거의 겹치는 직사각형 영역으로서 형성되고, 또한
    상기 화소 영역과 상기 투과 표시 영역의 변끼리 겹치는 측에는, 당해 변에 대하여 평면적으로 거의 겹치도록 차광막이 형성되어 있는 것
    을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  2. 표면에 제 1 투명 전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 전극과 대향하는 면측에 제 2 투명 전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 액정층을 가지며, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극이 대향하는 화소 영역에 반사 표시 영역을 구성하고, 당해 화소 영역의 나머지 영역을 투과 표시 영역으로 하는 광 반사층, 상기 반사 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께를 상기 투과 표시 영역에서의 상기 액정층의 층 두께보다도 작게 하는 층 두께 조정층, 및 상기 제 1 투명 전극을 하층측으로부터 상층측으로 향하여 이 순서로 구비하는 반투과반사형 액정 장치에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에 대응하는 상기 층 두께 조정층에는 사면이 형성되어 이루어지고, 상기 광 반사층의 가장자리는 상기 사면의 하부 가장자리와 평면적으로 겹쳐 배치되어 있고, 또한, 상기 사면의 영역 전체에 배치되어 있고,
    상기 화소 영역은 직사각형 영역으로 형성되어 있는 한편, 상기 투과 표시 영역은 명시 방향측에 위치하는 변이 상기 화소 영역의 변에 평면적으로 거의 겹치는 직사각형 영역으로서 형성되고, 또한
    상기 화소 영역과 상기 투과 표시 영역의 변끼리 겹치는 측에는, 당해 변에 대하여 평면적으로 거의 겹치도록 차광막이 형성되어 있는 것
    을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 영역과 상기 투과 표시 영역이 겹쳐져 있는 변에 인접하여, 이웃 화소 영역의 반사 표시 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 표시 영역에 형성된 반사 표시용 컬러 필터와, 상기 투과 표시 영역에 형성된, 상기 반사 표시용 컬러 필터보다 착색도가 강한 투과 표시용 컬러 필터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 반사 표시용 컬러 필터의 가장자리가, 상기 광 반사층의 가장자리와 평면적으로 거의 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에는, 상기 반사 표시용 컬러 필터를 구성하는 층 및/또는 상기 투과 표시용 컬러 필터를 구성하는 층으로서, 색조가 다른 2층 이상이 적층된 오버랩부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오버랩부에서는, 상기 반사 표시용 컬러 필터의 단부와 상기 투과 표시용 컬러 필터의 단부가 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 층 두께 조정층의 단부에 사면이 형성되어 있고, 상기 오버랩부와 평면적으로 겹치는 영역 내에 상기 사면이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 표시 영역과 상기 투과 표시 영역의 경계 영역에서는, 상기 층 두께 조정층의 단부에 사면이 형성되어 있고, 해당 사면의 평면적인 폭이 8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액정층에서는 액정의 트위스트 각이 90° 이하인 것을 특징으로 하는 반투과반사형 액정 장치.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 반투과반사형 액정 장치를 표시부에 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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