KR101466396B1 - 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법 그리고 전자 기기 - Google Patents

액정 장치, 액정 장치의 제조 방법 그리고 전자 기기 Download PDF

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Abstract

(과제) 광학 특성이 우수한 위상차를 형성할 수 있는 액정 장치를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 액정 장치 (100) 는, 액정층 (50) 을 협지하는 1 쌍의 기판 (10, 20) 을 구비하고, 1 개의 서브 화소 영역 내에 반사 표시를 실시하는 반사 표시 영역 (R) 과 투과 표시를 실시하는 투과 표시 영역 (T) 이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판 중에서 일방의 기판 (20) 의 반사 표시 영역 (R) 에 대응하는 영역에 위상차층 (60) 이 형성되고, 상기 위상차층 (60) 은 복수의 액정 재료의 층 (제 1 위상차층 (62) 및 제 2 위상차층 (64)) 을 배향막 (제 1 배향막 (61), 제 2 배향막 (63)) 을 개재하여 적층함으로써 형성되어 있다.
위상차층, 액정층, 배향막, 리타데이션

Description

액정 장치, 액정 장치의 제조 방법 그리고 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 액정 패널의 내측에 위상차층을 구비한 반투과 반사형의 액정 장치 및 그 제조 방법 그리고 전자 기기에 관한 것이다.
반투과 반사형의 액정 장치로서, 액정 패널의 내측에 위상차층을 구비한 위상차층 내장형의 액정 장치가 알려져 있다. 위상차층은 반사 표시 영역에 대하여 선택적으로 형성되어 있고, 이로써 적절한 반사 표시 및 투과 표시가 실현되어 있다. 이 종의 액정 장치에서는, 액정 패널의 외측에 λ/4 위상차판 등을 형성할 필요가 없기 때문에, 액정 장치의 박형화나 저비용화에 기여할 수 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-338256호
그러나, 액정 패널의 내측에 위상차층을 형성한 경우, 위상차층의 층 두께를 고려한 셀 두께의 설계가 필요하다. 예를 들어, 반투과 반사형의 액정 장치에서는, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 액정층 두께를 상이하게 하는 멀티 갭 구조가 채용되지만, 위상차층의 리타데이션 (retardation) (위상차) 은 재료의 복굴절 Δn 과 위상차층의 층 두께 d 에 의해 정해지기 때문에, 리타데이션 Δnd 의 크기가 변경되면, 층 두께 d 가 변경되고, 멀티 갭 구조에도 이 층 두께 d 의 제한이 더해진다. 이 경우, 프로세스의 큰 변경이 필요해져, 표시 품질을 저하시키는 리스크도 커진다.
또, 위상차층을 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 액정층 두께를 상이하게 하는 액정층 두께 조정층 (멀티 갭 구조) 으로서 이용하는 경우, 위상차층이 수 ㎛ 정도의 층 두께를 갖기 때문에, 1 회의 도포 공정으로 위상차층을 형성하려고 하면, 위상차층의 층 두께가 불균일해지는 경우가 있다. 또, 위상차층은, 액정 재료를 배향막 상에 도포하고, 건조 고화시킬 때에 소정 방향으로 배향시키는 방법에 의해 형성되기 때문에, 위상차층의 층 두께가 크면, 배향막으로부터 먼 부분의 액정 재료가 충분히 배향되지 않게 되어, 정밀한 광학 설계를 할 수 없게 된다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 광학 특성이 우수한 위상차를 형성할 수 있는 액정 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 이와 같은 액정 장치를 구비함으로써, 표시 품질이 우수한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 액정 장치는, 액정층을 협지하는 1 쌍의 기판을 구비하고, 1 개의 서브 화소 영역 내에 반사 표시를 실시하는 반사 표시 영역과 투과 표시를 실시하는 투과 표시 영역이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판 중에서 일방의 기판의 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 위상차층이 형성되어 이루어지는 액정 장치로서, 상기 위상차층은 복수의 액정 재료의 층을 배향막을 개재하여 적층함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 복수의 액정 재료의 복굴절 Δn 및 층 두께 d 를 조절함으로써, 원하는 위상차 및 층 두께를 구비한 위상차층을 형성할 수 있다. 본 발명의 경우, 위상차층은 복수회의 도포 공정에 의해 형성되기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 두꺼운 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 층 두께가 균일한 위상차층을 형성할 수 있다. 또, 액정 재료는 배향막을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 액정 재료 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 광학 특성이 우수한 위상차를 원하는 층 두께로 형성할 수 있고, 표시 품질이 우수한 액정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 위상차층의 층 두께에 따라 상기 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께가 상기 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께보다 작아져 있는 것이 바람직하다. 이로써, 멀티 갭 구조를 실현할 수 있 다. 위상차층을 액정층 두께 조정층으로서 기능시키는 경우, 종래는 1 회의 도포 공정으로 형성하고 있었기 때문에, 위상차층의 층 두께가 커지면, 위상차층의 층 두께가 불균일해 지거나 위상차층 전체의 배향이 불충분해 지는 등의 문제가 있었지만, 본 발명에서는, 위상차층을 복수의 도포 공정으로 형성하기 때문에, 원하는 두께의 액정층 두께 조정층을 고정밀도로 형성할 수 있고, 또한 위상차층의 광학 설계도 정밀하게 실시할 수 있기 때문에, 표시 품질이 우수한 액정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 위상차층은 복굴절이 상이한 복수의 액정 재료의 층에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 각 액정 재료의 복굴절 및 층 두께를 각각 적절히 조절함으로써, 위상차층 전체의 위상차 및 층 두께를 원하는 위상차 및 층 두께로 할 수 있다. 이 경우, 위상차층 전체의 위상차 및 층 두께를 각각 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 위상차층 전체의 위상차가 변경되어도 위상차층 전체의 층 두께를 변경할 필요가 없다. 이 때문에, 프로세스의 변경이 불필요해져, 공통의 프로세스로 안정적인 표시 품질을 실현할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 위상차층은 복굴절이 동등한 복수의 액정 재료의 층에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 동일한 액정 재료가 복수회에 걸쳐서 덧발리기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 균일한 층 두께의 위상차층을 형성할 수 있다. 또, 액정 재료는 배향막을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 액정 재료 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 액정 재료의 층의 각각의 층 두께는 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 위상차층은 액정 재료를 배향막에 의해 배향시키면서 경화됨으로써 형성되기 때문에, 위상차층의 두께가 크면 위상차층 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 없다. 이 두께는 대체로 1㎛ 정도가 되고, 위상차층의 층 두께가 1㎛ 이하이면, 배향막의 배향 규제력을 위상차층 전체에 미칠 수 있어, 광학 특성이 우수한 위상차층을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 액정 재료의 층의 각각의 배향 방향은 서로 평행인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 컴퓨터를 사용한 시뮬레이션을 실시하지 않아도 위상차층의 광학 특성을 용이하게 파악할 수 있어, 설계 미스도 적어진다.
본 발명에 있어서는, 상기 위상차층의 위상차는 1/2 파장이며, 상기 위상차층이 형성된 영역의 액정층의 위상차는 1/4 파장인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 액정층과 위상차층의 적층체를 광대역의 1/4 위상차판으로서 기능시킬 수 있다. 여기서, 위상차층의 위상차를 1/2 파장으로 하면, 위상차층의 층 두께가 크기 때문에, 위상차층의 층 두께에 편차가 발생하거나, 위상차층 전체의 배향이 불충분해지는 경우가 있지만, 본 발명에서는, 위상차층을 배향막을 사이에 두어 복수의 도포 공정으로 형성하기 때문에, 위상차층의 층 두께가 커져도 정밀한 광학 설계를 할 수 있어, 표시 품질이 우수한 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 장치의 제조 방법은, 액정층을 협지하는 1 쌍의 기판을 구비 하고, 1 개의 서브 화소 영역 내에 반사 표시를 실시하는 반사 표시 영역과 투과 표시를 실시하는 투과 표시 영역이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판 중에서 일방의 기판의 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 복수의 액정 재료의 층으로 이루어지는 위상차층이 형성되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법으로서, 상기 위상차층의 형성 공정이, 상기 일방의 기판 상에 배향막을 형성하는 제 1 공정과, 상기 배향막 상에 액정 재료를 도포하는 제 2 공정과, 상기 액정 재료를 상기 배향막에 의해 배향시키면서 경화하는 제 3 공정을 포함하고, 상기 제 1 공정 내지 제 3 공정을 복수회 반복함으로써, 상기 복수의 액정 재료의 층으로 이루어지는 위상차층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의하면, 복수의 액정 재료의 복굴절 Δn 및 층 두께 d 를 조절함으로써, 원하는 위상차 및 층 두께를 구비한 위상차층을 형성할 수 있다. 본 발명의 경우, 위상차층은 복수회의 도포 공정에 의해 형성되기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 두꺼운 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 층 두께가 균일한 위상차층을 형성할 수 있다. 또, 액정 재료는 배향막을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 액정 재료 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 광학 특성이 우수한 위상차를 원하는 층 두께로 형성할 수 있고, 표시 품질이 우수한 액정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 액정 재료의 층 중에서 적어도 1 개의 액정 재료의 층은, 다른 액정 재료의 복굴절과는 상이한 복굴절을 갖는 액정 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 각 액정 재료의 복굴절 및 층 두께를 각각 적절히 조절함으로써, 위상차층 전체의 위상차 및 층 두께를 원하는 위상차 및 층 두께로 할 수 있다. 이 경우, 위상차층 전체의 위상차 및 층 두께를 각각 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 위상차층 전체의 위상차가 변경되어도 위상차층 전체의 층 두께를 변경할 필요가 없다. 이 때문에, 프로세스의 변경이 불필요해져, 공통의 프로세스로 안정적인 표시 품질을 실현할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 액정 재료의 층은, 복굴절이 서로 동등한 액정 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 동일한 액정 재료가 복수회에 걸쳐서 덧발리기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 균일한 층 두께의 위상차층을 형성할 수 있다. 또, 액정 재료는 배향막을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 액정 재료 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 전술한 본 발명의 액정 장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 표시 품질이 우수한 전자 기기를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광학 특성이 우수한 위상차를 원하는 층 두께로 형성할 수 있고, 표시 품질이 우수한 액정 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 이러한 실시형태는 본 발명의 일 양태를 나타내는 것으로, 이 발명을 한정하는 것은 아니다. 하기의 실시형태에 있어서, 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 근거하여 다양하게 변경 가능하다. 또, 이하의 도면에 있어서는, 각 구성을 알기 쉽게 하기 위해서, 실제의 구조와 각 구조에 있어서의 축척이나 수 등이 상이하다.
[제 1 의 실시형태］
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 액정 장치 (100) 를 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 서브 화소의 회로 구성도이다. 본 실시 형태의 액정 장치 (100) 는, 액정에 대하여 기판면 방향의 전계 (횡전계) 를 작용시켜, 배향을 제어함으로써 화상 표시를 실시하는 횡전계 방식 중에서, FFS (Fringe Field Switching) 방식으로 불리는 방식을 채용한 액정 장치이다. 또, 기판 상에 컬러 필터를 구비한 컬러 액정 장치로, R (적), G (녹), B(청) 의 각 색광을 출사하는 3 개의 서브 화소로 1 개의 화소를 구성하는 것이 되어 있다. 따라서, 표시를 구성하는 최소 단위가 되는 표시 영역을 「서브 화소 영역」 이라고 칭하고, 1세트 (R, G, B) 의 서브 화소로 구성되는 표시 영역을 「화소 영역」 이라고 칭한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 액정 장치 (100) 의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 서브 화소 영역에는, 각각 화소 전극 (9) 과, 화소 전극 (9) 과 전기적으로 접속되어 서브 화소를 스위칭 제어하는 TFT (30) 가 형성되어 있고, 데이터선 구동 회로 (101) 로부터 연장되는 데이터선 (6a) 이 TFT (30) 의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 구동 회로 (101) 는, 화상 신호 S1, S2,…, Sn 을 데이터선 (6a) 을 통하여 각 화소에 공급한다. 화상 신호 S1 ∼ Sn 은 이 순서로 선 순차적으로 공급해도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선 (6a) 끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 해도 된다.
TFT (30) 의 게이트에는, 주사선 구동 회로 (102) 로부터 연장되는 주사선 (3a) 이 전기적으로 접속되어 있고, 주사선 구동 회로 (102) 로부터 소정의 타이밍으로 주사선 (3a) 에 펄스적으로 공급되는 주사 신호 G1, G2,…, Gm 이, 이 순서로 선 순차적으로 TFT (30) 의 게이트에 인가되게 되어 있다. 화소 전극 (9) 은 TFT (30) 의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 스위칭 소자인 TFT (30) 가 주사 신호 G1, G2,…, Gm 의 입력에 의해 일정 기간만 온 상태가 됨으로써, 데이터선 (6a) 으로부터 공급되는 화상 신호 S1, S2, …, Sn 이 소정의 타이밍으로 화소 전극 (9) 에 기록되게 되어 있다.
화소 전극 (9) 을 통하여 액정에 기록된 소정 레벨의 화상 신호 S1, S2,…, Sn 은, 액정을 개재하여 화소 전극 (9) 과 대향하는 공통 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 여기서, 유지된 화상 신호가 리크 (leak) 하는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량 (70) 이 접속되어 있다. 축적 용량 (70) 은 TFT (30) 의 드레인과 용량선 (3b) 사이에 형성되어 있다.
도 2 는, 액정 장치 (100) 의 임의의 1 서브 화소에 있어서의 평면 구성도이다. 액정 장치 (100) 의 서브 화소 영역에는, 평면에서 보았을 때 대략 사다리형상을 이루는 Y 축 방향으로 긴 화소 전극 (제 1 전극) (9) 과, 화소 전극 (9) 과 평면적으로 중첩되어 배치된, 평면에서 보았을 때 대략 베타 형상의 공통 전극 (제 2 전극) (19) 이 형성되어 있다. 서브 화소 영역의 도시 좌측 상단의 단부의 모서리부 (또는 각 서브 화소 영역의 간극) 에는, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 소정 간격으로 떨어진 상태로 유지하기 위한 기둥 형상 스페이서 (40) 가 세워 설치되어 있다.
화소 전극 (9) 은, 개략 X 축 방향으로 연장되는 복수개 (도시에서는 15 개)의 띠형상 전극 (9c) 과, 이들 띠형상 전극 (9c) 의 도시된 좌우 방향의 양단부와 접속된, 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 프레임 형상의 프레임체부 (9a) 를 구비하여 구성되어 있고, 복수의 띠형상 전극 (9c) 은, 서로 평행으로 균등한 간격으로 Y 축 방향으로 배열되어 있다.
공통 전극 (19) 은, 서브 화소 영역 내에 부분적으로 형성된 반사층 (29) 을덮도록 형성되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 공통 전극 (19) 은 ITO (인듐주석 산화물) 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 도전막으로, 반사층 (29) 은, 알루미늄이나 은 등의 광 반사성의 금속막이나, 굴절률이 상이한 유전체막 (SiO2 와 TiO2 등) 을 적층한 유전체 적층막 (유전체 미러) 으로 이루어지는 것이다. 액정 장치 (100) 는, 상기 반사층 (29) 에서의 반사광을 산란시키는 기능을 구비하고 있는 것이 바람직하고, 이러한 구성에 의해 반사 표시의 가시성을 향상시킬 수 있다.
또한, 공통 전극 (19) 은, 본 실시 형태와 같이 반사층 (29) 을 덮도록 형성되어 있는 구성 이외에, 투명 도전 재료로 이루어지는 투명 전극과, 광 반사성의 금속 재료로 이루어지는 반사 전극이 평면적으로 구획되어 있는 구성, 즉, 투과 표시 영역에 대응하여 배치된 투명 전극과, 반사 표시 영역에 대응하여 배치된 반사 전극을 구비하고, 양 전극이 투과 표시 영역과 반사 표시 영역 사이 (경계부) 에서 서로 전기적으로 접속되어 있는 것도 채용할 수 있다. 이 경우, 투명 전극과 반사 전극이 화소 전극 (9) 사이에 전계를 발생시키는 공통 전극을 구성하는 한편, 반사 전극은 당해 서브 화소 영역의 반사층으로서도 기능한다.
서브 화소 영역에는, Y 축 방향으로 연장되는 데이터선 (6a) 과, X 축 방향으로 연장되는 주사선 (3a) 과, 주사선 (3a) 에 인접하여 주사선 (3a) 과 평행하게 연장되는 용량선 (3b) 이 형성되어 있다. 데이터선 (6a) 과 주사선 (3a) 의 교차부에 대응하여 그 근방에 TFT (30) 가 형성되어 있다. TFT (30) 는 주사선 (3a) 의 평면 영역 내에 부분적으로 형성된 섬 형상 (島狀) 의 아모르퍼스 실리콘막 으로 이루어지는 반도체층 (35) 과, 반도체층 (35) 과 일부 평면적으로 중첩되어 형성된 소스 전극 (6b), 및 드레인 전극 (32) 을 구비하고 있다. 주사선 (3a) 은 반도체층 (35) 과 평면적으로 중첩되는 위치에서 TFT (30) 의 게이트 전극으로서 기능한다.
TFT (30) 의 소스 전극 (6b) 은, 데이터선 (6a) 으로부터 분기되어 반도체층 (35) 으로 연장되는 평면에서 보았을 때 대략 L 형을 이루고 있고, 드레인 전극 (32) 은, 반도체층 (35) 상으로부터 화소 전극측으로 연장되어 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 형상의 용량 전극 (31) 과 전기적으로 접속되어 있다. 용량 전극 (31) 상에는, 화소 전극 (9) 의 컨택트부가 배치되어 있고, 양자가 평면적으로 중첩되는 위치에 형성된 화소 컨택트홀 (45) 을 통하여 용량 전극 (31) 과 화소 전극 (9) 이 전기적으로 접속되어 있다. 또 용량 전극 (31) 은 용량선 (3b) 의 평면 영역 내에 배치되어 있고, 당해 위치에 두께 방향으로 대향하는 용량 전극 (31) 과 용량선 (3b) 을 전극으로 하는 축적 용량 (70) 이 형성되어 있다.
도 3 은, 도 2 의 A-A' 선을 따르는 부분 단면 구성도이다. 액정 장치 (100) 는, 서로 대향하여 배치된 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 사이에 액정층 (50) 을 협지한 구성을 구비하고 있고, 액정층 (50) 은 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 이 대향하는 영역의 가장자리단을 따라 형성된 시일재 (도시 생략) 에 의해 양 기판 (10, 20) 사이에 봉지 (封止) 되어 있다. 제 1 기판 (10) 의 외면측 (액정층과 반대측) 에는, 편광판 (14) 이 형성되고, 제 2 기판 (20) 의 외면측에는 편광판 (24) 이 형성되어 있다. 제 1 기판 (10) 의 배면측 (도시 하면측) 에는, 광원과 도광판 (91) 과 반사판 (92) 을 구비한 백라이트 (조명 장치) (90) 가 형성되어 있다.
제 1 기판 (10) 은, 유리나 석영, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 본체 (10A) 를 기체로 하여 이루어지고, 기판 본체 (10A) 의 내면측 (액정층 (50) 측) 에는, 주사선 (3a) 및 용량선 (3b) 이 형성되어 있고, 주사선 (3a) 및 용량선 (3b) 을 덮고 게이트 절연막 (11) 이 형성되어 있다. 게이트 절연막 (11) 상에, 아모르퍼스 실리콘의 반도체층 (35) 이 형성되어 있고, 반도체층 (35) 에 일부 올라앉도록 하여 소스 전극 (6b) 과, 드레인 전극 (32) 이 형성되어 있다. 드레인 전극 (32) 의 도시 우측에는 용량 전극 (31) 이 일체로 형성되어 있다. 반도체 층 (35) 은, 게이트 절연막 (11) 을 개재하여 주사선 (3a) 과 대향 배치되어 있고, 당해 대향 영역에서 주사선 (3a) 이 TFT (30) 의 게이트 전극을 구성하도록 되어 있다. 용량 전극 (31) 은 게이트 절연막 (11) 을 개재하여 용량선 (3b) 과 대향 배치되어 있고, 용량 전극 (31) 과 용량선 (3b) 이 대향하는 영역에, 게이트 절연막 (11) 을 유전체막으로 하는 축적 용량 (70) 이 형성되어 있다.
반도체층 (35), 소스 전극 (6b), 드레인 전극 (32), 및 용량 전극 (31) 을 덮고, 제 1 층간 절연막 (12) 이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막 (12) 상의 일부에는 아크릴 수지 등의 수지층 (39) 이 형성되어 있고, 수지층 (39) 상에는 반사층 (29) 이 형성되어 있다. 수지층 (39) 은 투과 표시 영역 (T) 을 제외한 영역에 형성되어 있다. 수지층 (39) 은, 후술하는 위상차층 (60) 과 함께, 투과 표시 영역 (T) 과 반사 표시 영역 (R) 의 액정층 두께를 상이하게 하는 액정층 두께 조정층으로서 기능한다. 반사층 (29) 과 제 1 층간 절연막 (12) 을 덮고, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 공통 전극 (19) 이 형성되어 있다. 상기 수지층 (39) 은 그 표면에 요철 형상을 갖고 있고, 이러한 요철 형상에 모방하는 요철면을 갖고 형성된 반사층 (29) 이 광 산란성의 반사 수단을 구성하고 있다.
이와 같이 서브 화소 영역에 부분적으로 반사층 (29) 이 형성된 본 실시 형태의 액정 장치 (100) 에서는, 도 2 에 나타낸 1 서브 화소 영역 내 중에서, 반사층 (29) 의 형성 영역이, 제 2 기판 (20) 의 외측으로부터 입사하여 액정층 (50) 을 투과하는 광을 반사, 변조하여 표시를 실시하는 반사 표시 영역 (R) 으로 되어 있다. 또, 반사층 (29) 의 형성 영역의 외측의 광 투과 영역이, 백라이트 (90) 로부터 입사하여 액정층 (50) 을 투과하는 광을 변조하여 표시를 실시하는 투과 표시 영역 (T) 으로 되어 있다.
공통 전극 (19) 을 덮고 실리콘 산화물 등으로 이루어지는 제 2 층간 절연막 (13) 이 형성되어 있다. 제 2 층간 절연막 (13) 의 액정층측의 표면에 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 화소 전극 (9) 이 형성되어 있다. 또, 화소 전극 (9), 제 2 층간 절연막 (13) 을 덮고 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막 (18) 이 형성되어 있다.
제 1 층간 절연막 (12) 및 제 2 층간 절연막 (13) 을 관통하여 용량 전극 (31) 에 도달하는 화소 컨택트홀 (45) 이 형성되어 있고, 이 화소 컨택트홀 (45) 내에 화소 전극 (9) 의 일부 (컨택트부) 가 매립되어, 화소 전극 (9) 과 용량 전극 (31) 이 전기적으로 접속되어 있다. 상기 화소 컨택트홀 (45) 의 형성 영역에 대응하여 공통 전극 (19) 에도 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부를 통하여 화소 전극 (9) 과 용량 전극 (31) 이 전기적으로 접속됨과 함께, 공통 전극 (19) 과 화소 전극 (9) 이 단락하지 않도록 구성이 되어 있다.
한편, 제 2 기판 (20) 은, 유리나 석영, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 본체 (20A) 를 기체로 하여 이루어지고, 기판 본체 (20A) 의 내면측 (액정층 (50) 측) 에는, 서브 화소마다 상이한 색광을 투과하는 컬러 필터를 구비한 CF 층 (22) 이 형성되어 있다. 상기 컬러 필터는, 서브 화소 내에서 색도가 상이한 2 종류의 색재 영역에 구획되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 투과 표시 영역 (T) 의 평면 영역에 대응하여 제 1 색재 영역이 형성되고, 반사 표 시 영역 (R) 의 평면 영역에 대응하여 제 2 색재 영역이 형성되어 있고, 제 1 색재 영역의 색도가, 제 2 색재 영역의 색도보다 큰 것으로 되어 있는 구성을 채용할 수 있다. 또, 반사 표시 영역 (R) 의 일부에 비착색 영역을 형성하는 구성으로 해도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 컬러 필터를 표시 광이 1 회만 투과하는 투과 표시 영역 (T) 과, 2 회 투과하는 반사 표시 영역 (R) 사이에 표시 광의 색도가 상이한 것을 방지할 수 있어, 반사 표시와 투과 표시의 보기 좋은 외양을 갖추어 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, CF 층 (22) 은, 제 1 기판 (10) 측에 형성할 수도 있다.
CF 층 (22) 의 액정층 (50) 측에는, 반사 표시 영역 (R) 에 대응하여 위상차층 (60) 이 형성되어 있고, 위상차층 (60) 및 CF 층 (22) 을 덮고 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막 (28) 이 형성되어 있다. 위상차층 (60) 은, 제 1 위상차층 (62) 과 제 2 위상차층 (64) 을 포함하는 복수의 위상차층에 의해 형성되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 제 1 위상차층 (62) 의 광학축과 제 2 위상차층 (64) 의 광학축은 서로 평행하게 배치되어 있고, 위상차층 (60) 의 광학축은 제 1 위상차층 (62) 의 광학축 및 제 2 위상차층 (64) 의 광학축과 평행이다. 위상차층 (60) 은, 그 입사 광에 대하여 대략 1/2 파장 (λ／2) 의 위상차를 부여하는 것으로, 기판 본체 (20A) 의 내측에 형성된 이른바 내면 위상차층이다. 제 1 위상차층 (62) 및 제 2 위상차층 (64) 은, 액정 재료 (액정 모노머 또는 액정 올리고머) 를 함유하는 용액을 배향막 상에 도포하고, 건조 고화시킬 때에 소정 방향으로 배향시키는 방법에 의해 형성되어 있다.
여기서, 제 1 위상차층 (62) 의 복굴절을 Δn1, 층 두께를 d1, 제 2 위상차층 (64) 의 복굴절을 Δn2, 층 두께를 d2 로 한 경우, Δn1, d1, Δn2, d2 는 하기 식 (1), (2) 를 만족시키도록 구성되어 있다. 제 1 위상차층 (62) 과 제 2 위상차층 (64) 은 서로 복굴절이 상이한 액정 재료를 배향막을 개재하여 순차 적층함으로써 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 위상차층 (62) 의 복굴절 Δn1 과 제 2 위상차층 (64) 의 복굴절 Δn2 는 서로 상이한 것이 되어 있다. 또한, 식 중, N 은 설계에 의해 구해진 위상차층 (60) 의 원하는 위상차, D 는 설계에 의해 구해진 위상차층 (60) 의 원하는 층 두께이다.
Figure 112008027777024-pat00001
Figure 112008027777024-pat00002
본 실시 형태의 경우, 위상차층 (60) 은, 수지층 (39) 과 함께 반사 표시 영역 (R) 에 있어서의 액정층 (50) 의 두께를 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 두께보다 작게 하기 위한 액정층 두께 조정층으로서도 기능하는 것이 되어 있다. 반투과 반사형의 액정 표시 장치에서는, 반사 표시 영역 (R) 에 대 한 입사 광은 액정층 (50) 을 2 회 투과하지만, 투과 표시 영역 (T) 에 대한 입사 광은 액정층 (50) 을 1 회 밖에 투과하지 않는다. 이로써 반사 표시 영역 (R) 과 투과 표시 영역 (T) 사이에서 액정층 (50) 의 리타데이션이 상이하면, 광 투과율에 차이를 발생시켜 균일한 화상 표시가 얻어지지 않게 된다. 그래서 위상차층 (60) 및 수지층 (39) 을 액정층 (50) 측에 돌출시켜 형성함으로써 이른바 멀티 갭 구조를 실현하고 있다. 구체적으로는, 반사 표시 영역 (R) 에 있어서의 액정층 (50) 의 층 두께가 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 층 두께의 절반 정도로 설정되고, 반사 표시 영역 (R) 및 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 리타데이션이 대략 동일하게 설정되어 있다. 이로써, 반사 표시 영역 (R) 및 투과 표시 영역 (T) 에 있어서 균일한 화상 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.
본 실시 형태의 경우, 액정층 (50) 은 유전 이방성이 정 (正) 의 액정으로 이루어지고, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 (19) 사이에 전계가 발생하고 있지 않은 초기 배향 상태에 있어서, 투과 표시 영역 (T) 의 액정층 (50) 의 리타데이션 Δnd 는, 대략 1/2 파장의 위상차를 부여하는 것으로, 반사 표시 영역 (R) 의 액정층 (50) 의 리타데이션 Δnd 는, 대략 1/4 파장 (λ／4) 의 위상차를 부여하는 것으로 되어 있다. 이 때문에, 액정층 (50) 과 위상차층 (60) 의 적층체가 광대역의 1/4 위상차판으로서 기능하고, 가시광 영역 전역에 걸쳐서 반사율이 저하되어, 저반사율 또한 무채색의 반사 표시가 얻어지도록 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 위상차층 (60) 을 반사 표시 영역 (R) 에 선택적으로 형성하고 있지만, 위상차층으로서의 기능의 관점에서는 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 투과광에 대한 위상차와, 반사 표시 영역 (R) 에 있어서의 투과광에 대한 위상차에 소정의 차이를 발생시킬 수 있으면 되고, 액정층 두께 조정층으로서의 기능의 관점에서는 반사 표시 영역 (R) 에 있어서 투과 표시 영역 (T) 에 있어서보다 액정층 (50) 측으로 돌출되어 형성되어 있으면 되기 때문에, 부위에 따라 층 두께가 상이한 위상차층을 CF 층 (22) 상에 형성해도 된다. 즉, 투과 표시 영역 (T) 에 있어서 얇은 층 두께, 작은 위상차를 갖고, 반사 표시 영역 (R) 에 있어서 두꺼운 층 두께, 큰 위상차를 갖는 위상차층을 형성해도 된다.
도 4 는, 액정 장치 (100) 의 각 광학 부재의 광학축의 배치의 설명도이다. 편광판 (14) 의 투과축 (153) 과 편광판 (24) 의 투과축 (155) 은 직교하고 있다. 편광판 (24) 의 투과축 (155) 은, 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생되는 전계의 주 방향 (157) (도 2 에 나타내는 띠 형상 전극 (9c) 의 연장 방향과 직교하는 방향) 과 45° 를 이루는 방향에 배치되어 있다. 제 1 위상차층 (62) 의 광학축 (152) (지상축) 과 제 2 위상차층 (64) 의 광학축 (154) (지상축) 은 평행이며, 제 1 위상차층 (62) 의 광학축 (152) 및 제 2 위상차층 (64) 의 광학축 (154) 은 편광판 (24) 의 투과축 (155) 과 22.5° 를 이루는 방향에 배치되어 있다. 배향막 (18, 28) 의 러빙 방향 (151) 은 편광판 (14) 의 투과축 (153) 과 평행이다. 배향막 (18, 28) 의 러빙 방향 (151) 은 이것에 한정되지 않지만, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 (19) 사이에 발생되는 전계의 주 방향 (157) 과 교차하는 방향으로 한다. 그리고, 초기 상태에서는 러빙 방향 (151) 을 따라 평행 배향하고 있는 액정이, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 (19) 사이에 대한 전압 인가에 의해 상기 전계의 주 방향 (157) 측으로 회전하여 배향한다. 이 초기 배향 상태와 전압 인가시의 배향 상태의 차이에 기초하여 명암 표시가 이루어지도록 되어 있다.
도 5 는, 액정 장치 (100) 의 제조 방법의 설명도이다. 도 5(a) ∼ 도 5(e) 는, 액정 장치 (100) 중에서, 위상차층의 형성 공정을 나타내는 단면 공정도이다. 또한, 위상차층의 형성 공정 이외에는 공지된 수법을 채용할 수 있기 때문에, 여기서는 주로 위상차층의 형성 방법을 중심으로 설명하고, 그 밖의 공정의 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에서는, 먼저, 시뮬레이션에 의해 원하는 위상차 및 원하는 층 두께를 산출한다. 그리고, 단일의 위상차층으로 원하는 위상차 및 원하는 층 두께가 실현될 수 있는 경우에는, 단일의 위상차층으로 위상차층 (60) 을 형성하고, 단일의 위상차층 (액정 재료) 으로 원하는 위상차 및 원하는 층 두께가 실현될 수 없는 경우에는, 다음의 공정에 의해 복수의 위상차층으로 위상차층 (60) 을 형성한다. 또한, 복수의 위상차층의 각각의 위상차 및 층 두께는, 상기 식 (1) 및 (2) 에 의해 설계한다.
먼저, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, CF 층 (22) 을 구비한 기판 본체 (20A) 상에 배향막 형성 재료를 스핀 코트법 (spin coating method) 또는 플렉소 인쇄법 (flexography method) 으로 도포하고, 소성한 후, 러빙 처리를 실시함으로써, 제 1 배향막 (61) 을 형성한다. 배향막 재료로는, 공지된 가용성 폴리이미 드 용액 등이 사용된다. 제 1 배향막 (61) 은 적어도 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 형성하지만, 기판 전체면에 형성해도 된다.
다음으로, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배향막 (61) 상에 광 중합성 액정 재료를 도포하고, 노광 처리 및 현상 처리를 실시함으로써, 제 1 위상차층 (62) 을 형성한다. 구체적으로는, 제 1 배향막 (61) 상에 액정 모노머 또는 액정 올리고머 등의 광 중합성 액정 재료의 용액을 도포하고, 예비 (假) 소성 하여 용매를 제거한 후, 아이소트로픽 전이 온도 (상 (相) 전이 온도) 이상의 온도에서 가열한다. 그 후, 서서히 냉각시켜 광 중합성 액정 재료를 제 1 배향막 (61) 의 러빙 방향으로 배향시키고, 그 후 광 중합성 액정 재료를 노광하여 중합시킴으로써, 제 1 위상차층 (62) 을 형성한다. 노광 처리는 반사 표시 영역에 대하여 실시하고, 노광 처리되지 않는 투과 표시 영역의 광 중합성 액정 재료는, 유기 용제의 현상액에 의해 제거된다.
다음으로, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 위상차층 (62) 상에 배향막형성 재료를 스핀 코트법 또는 플렉소 인쇄법으로 도포하고, 소성한 후, 러빙 처리함으로써, 제 2 배향막 (63) 을 형성한다. 배향막 재료로는, 공지된 가용성 폴리이미드 용액 등이 사용된다. 제 2 배향막 (63) 은 적어도 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 형성하지만, 기판 전체면에 형성해도 된다.
다음으로, 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 배향막 (63) 상에 광 중합성 액정 재료를 도포하고, 노광 처리 및 현상 처리를 실시함으로써, 제 2 위상차층 (64) 을 형성한다. 구체적으로는, 제 2 배향막 (63) 상에 액정 모노머 또는 액 정 올리고머 등의 광 중합성 액정 재료의 용액을 도포하고, 예비 소성하여 용매를 제거한 후, 아이소트로픽 전이 온도 (상 전이 온도) 이상의 온도에서 가열한다. 그 후, 서서히 냉각시켜 광 중합성 액정 재료를 제 2 배향막 (63) 의 러빙 방향으로 배향시키고, 그 후 광 중합성 액정 재료를 노광하여 중합시킴으로써, 제 2 위상차층 (64) 을 형성한다. 노광 처리는 반사 표시 영역에 대하여 실시하고, 노광 처리되지 않는 투과 표시 영역의 광 중합성 액정 재료는, 유기 용제의 현상액에 의해 제거된다.
다음으로, 도 5(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위상차층 (64) 이 형성된 기판 상에, 배향막 형성 재료를 스핀 코트법 또는 플렉소 인쇄법으로 도포하고, 소성한 후, 러빙 처리함으로써, 배향막 (28) 을 형성한다. 배향막 재료로는, 공지된 가용성 폴리이미드 용액 등이 사용된다. 배향막 (28) 은 표시 영역의 전체면에 형성된다.
이상의 공정에 의해 제 2 기판 (20) 을 제작하면, 공지된 제조 방법을 사용하여 제작한 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 시일재를 개재하여 부착한다. 그 후, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 과 시일재에 둘러싸이는 공간에 액정을 충전하여 봉지한다. 그리고, 기판 본체 (10A) 의 외면측과 기판 본체 (20A) 의 외면측에 각각 편광판 (14, 24) 을 배치하고, 제 1 기판 (10) 의 외면측에 백라이트 (90) 를 배치함으로써, 상기 실시형태의 액정 장치 (100) 를 제조할 수 있다.
또한, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 부착하는 공정이나 액정을 봉입하는 공정, 편광판 (14, 24) 을 배치하는 공정, 백라이트 (90) 의 제조 공정 등은 공지된 제조 공정을 적용할 수 있다. 또, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 부착할 때에, 양 기판의 대향면에 액정을 미리 배치해 놓고, 봉지구를 갖지 않는 프레임 형상의 시일재를 사용하여 액정을 봉입하는 공정을 적용해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 장치 (100) 에 의하면, 위상차층 (60) 이 복굴절이 상이한 복수의 위상차층 (62, 64) 에 의해 형성되기 때문에, 각 위상차층 (62, 64) 의 복굴절 Δn 및 층 두께 d 를 적절히 조절함으로써, 원하는 위상차 N 및 층 두께 D 를 구비한 위상차층 (60) 을 형성할 수 있다. 이 경우, 위상차층 전체의 위상차 N 이 변경되어도 위상차층 전체의 층 두께 D 를 변경할 필요가 없다. 이 때문에, 프로세스의 변경이 불필요해져, 공통의 프로세스로 안정적인 표시 품질을 실현할 수 있다.
또, 위상차층 (60) 은 복수회의 도포 공정에 의해 형성되기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 두꺼운 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 층 두께가 균일한 위상차층을 형성할 수 있다. 또한 제 1 위상차층 (62) 및 제 2 위상차층 (64) 은, 제 1 배향막 (61) 또는 제 2 배향막 (63) 을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 위상차층 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다. 이 때문에, 정밀한 광학 설계를 실시할 수 있어, 표시 품질이 우수한 액정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 위상차층 (60) 을 복굴절이 상이한 2 종류의 액정 재료의 층 (제 1 위상차층 (62), 제 2 위상차층 (64)) 으로 구성했는데, 위상차층 (60) 을 구성하는 액정 재료의 층의 층 수는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 3 층 이상의 액정 재료의 층으로 위상차층 (60) 을 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 각각의 액정 재료의 층의 복굴절은 서로 상이해도 되고, 당해 복수의 층 중 2 층 또는 3 층 이상이 동일한 복굴절의 액정 재료의 층으로 형성되어도 된다. 이 경우에서도, 위상차층 전체로서 식 (1) 및 식 (2) 와 같은 관계를 만족시키는 것이면, 상기의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, FFS 방식으로 불리는 방식을 채용했지만, 동일하게 기판면 방향의 전계에서 액정을 동작하는 IPS (In Plane Switching) 방식 등에도 상기 구성을 적용할 수 있다. 또, 본 발명의 기술 범위는, FFS 방식이나 IPS 방식으로 대표되는 횡전계 구동형의 액정 장치에 한정되지 않고, TN 모드나 VAN 모드의 액정을 구비하고, 일방의 기판의 액정층측에 위상차층이 형성되어 있는 액정 장치에도 적용할 수 있다.
[제 2 실시형태］
도 6 은, 본 발명의 제 2 실시형태의 액정 장치 (200) 의 단면 구성도이다. 액정 장치 (200) 의 기본 구성은 제 1 실시형태의 액정 장치 (100) 와 동일하다. 상이한 것은, 위상차층 (65) 을 복굴절이 동등한 복수의 위상차층 (67, 69) 에 의해 형성한 점이다. 따라서, 제 1 실시형태의 액정 장치 (100) 와 공통되는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 교부하고, 상세한 설명은 생략한다.
CF 층 (22) 의 액정층 (50) 측에는, 반사 표시 영역 (R) 에 대응하여 위상차층 (65) 이 형성되어 있고, 위상차층 (65) 및 CF 층 (22) 을 덮고 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막 (28) 이 형성되어 있다. 위상차층 (65) 은, 제 1 위상차 층 (67) 과 제 2 위상차층 (69) 을 포함하는 복수의 위상차층에 의해 형성되어 있다. 본 실시 형태의 경우, 제 1 위상차층 (67) 의 광학축과 제 2 위상차층 (69) 의 광학축은 서로 평행하게 배치되어 있고, 위상차층 (65) 의 광학축은 제 1 위상차층 (67) 의 광학축 및 제 2 위상차층 (69) 의 광학축과 평행이다. 위상차층 (65) 은, 그 입사 광에 대하여 대략 1/2 파장 (λ／2) 의 위상차를 부여하는 것으로, 기판 본체 (20A) 의 내측에 형성된 이른바 내면 위상차층이다. 제 1 위상차층 (67) 및 제 2 위상차층 (69) 은, 액정 재료 (액정 모노머 또는 액정 올리고머) 를 함유하는 용액을 배향막 상에 도포하고, 건조 고화시킬 때에 소정 방향으로 배향시키는 방법에 의해 형성되어 있다.
여기서, 제 1 위상차층 (67) 의 복굴절을 Δn1, 층 두께를 d1, 제 2 위상차층 (69) 의 복굴절을 Δn2, 층 두께를 d2 로 한 경우, Δn1, d1, Δn2, d2 는 하기 식 (3) ∼ (5) 를 만족시키도록 구성되어 있다. 제 1 위상차층 (67) 과 제 2 위상차층 (69) 은 서로 복굴절이 동등한 액정 재료를 배향막을 개재하여 순차 적층함으로써 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 위상차층 (67) 의 복굴절 Δn1 과 제 2 위상차층 (69) 의 복굴절 Δn2 는 서로 동등한 것이 되어 있다. 또한, 식 중, N은 설계에 의해 구해진 위상차층 (65) 의 원하는 위상차, D 는 설계에 의해 구해진 위상차층 (65) 의 원하는 층 두께이다.
Figure 112008027777024-pat00003
Figure 112008027777024-pat00004
Figure 112008027777024-pat00005
본 실시 형태의 경우, 위상차층 (65) 은, 수지층 (39) 과 함께 반사 표시 영역 (R) 에 있어서의 액정층 (50) 의 두께를 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 두께보다 작게 하기 위한 액정층 두께 조정층으로도 기능하는 것이 되어 있다. 구체적으로는, 반사 표시 영역 (R) 에 있어서의 액정층 (50) 의 층 두께가 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 층 두께의 절반 정도로 설정되고, 반사 표시 영역 (R) 및 투과 표시 영역 (T) 에 있어서의 액정층 (50) 의 리타데이션이 대략 동일하게 설정되어 있다. 이로써, 반사 표시 영역 (R) 및 투과 표시 영역 (T) 에 있어서 균일한 화상 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.
본 실시 형태의 경우, 액정층 (50) 은 유전 이방성이 정의 액정으로 이루어지고, 전압을 인가하지 않는 초기 배향 상태에 있어서, 반사 표시 영역 (R) 의 액정층 (50) 의 리타데이션 Δnd 는, 대략 1/4 파장 (λ／4) 의 위상차를 부여하는 것이 되어 있다. 이 때문에, 액정층 (50) 과 위상차층 (65) 의 적층체가 광대역의 1/4 위상차판으로서 기능하고, 가시광 영역 전역에 걸쳐서 반사율이 저하되어, 저반사율 또한 무채색의 반사 표시가 얻어지도록 되어 있다.
액정 장치 (200) 의 각 광학 부재의 광학축의 배치는 도 4 와 같다. 즉, 편광판 (14) 의 투과축과 편광판 (24) 의 투과축은 직교하고 있다. 편광판 (24) 의 투과축은, 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생되는 전계의 주 방향 (띠 형상 전극 (9c) 의 연장 방향과 직교하는 방향) 과 45° 를 이루는 방향에 배치되어 있다. 제 1 위상차층 (67) 의 광학축 (지상축) 과 제 2 위상차층 (69) 의 광학축 (지상축) 은 평행이며, 제 1 위상차층 (67) 의 광학축 및 제 2 위상차층 (69) 의 광학축은 편광판 (24) 의 투과축과 22.5° 를 이루는 방향에 배치되어 있다. 배향막 (18, 28) 의 러빙 방향은 편광판 (14) 의 투과축과 평행이다. 배향막 (18, 28) 의 러빙 방향은 이것에 한정되지 않지만, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 (19) 사이에 발생되는 전계의 주 방향과 교차하는 방향으로 한다. 그리고, 초기 상태에서는 러빙 방향을 따라 평행 배향하고 있는 액정이, 화소 전극 (9) 과 공통 전극 (19) 사이에 대한 전압 인가에 의해 상기 전계의 주 방향측에 회전하여 배향한다. 이 초기 배향 상태와 전압 인가시의 배향 상태의 차이에 기초하여 명암 표시가 이루어지게 되어 있다.
위상차층 (65) 을 형성하는 경우, 먼저, 시뮬레이션에 의해 원하는 위상차 및 원하는 층 두께를 산출한다. 그리고, 산출된 위상차층 (65) 의 층 두께가 1㎛ 보다 큰 경우에는, 1 층당 위상차층의 층 두께 (1 회당 액정 재료의 층 두께) 를 1㎛ 이하로 하고, 위상차층 전체의 층 두께가 원하는 층 두께가 되도록, 배향막의 형성 공정, 액정 재료의 도포 공정 및 액정 재료의 경화 공정을 복수회 반복하여, 복수의 위상차층으로 위상차층 (65) 을 형성한다. 위상차층 (65) 의 형성 방법은, 제 1 위상차층 (67) 과 제 2 위상차층 (69) 이 동일한 액정 재료로 형성되는 점을 제외하고, 도 5 에 나타낸 방법과 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 액정 장치 (200) 에 의하면, 위상차층 (65) 이 복굴절이 동등한 복수의 위상차층 (67, 69) 에 의해 형성되기 때문에, 각 위상차층 (67, 69) 의 복굴절 Δn 및 층 두께 d 를 적절히 조절함으로써, 원하는 위상차 N 및 층 두께 D 를 구비한 위상차층 (65) 을 형성할 수 있다.
또, 위상차층 (65) 은 복수회의 도포 공정에 의해 형성되기 때문에, 한 번의 도포 공정으로 두꺼운 위상차층을 형성하는 경우에 비해, 층 두께가 균일한 위상차층을 형성할 수 있다. 또한 제 1 위상차층 (67) 및 제 2 위상차층 (69) 은, 제 1 배향막 (66) 또는 제 2 배향막 (68) 을 개재하여 적층되기 때문에, 1 개의 배향막으로 배향되는 액정 재료의 두께가 얇아져, 위상차층 전체에 충분한 배향 규제력을 미칠 수 있다. 이 때문에, 정밀한 광학 설계를 실시할 수 있어, 표시 품질이 우수한 액정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 위상차층 (65) 을 복굴절이 동등한 2 개의 액정 재료의 층 (제 1 위상차층 (67), 제 2 위상차층 (69)) 으로 구성했는데, 위상차층 (65) 을 구성하는 액정 재료의 층의 층 수는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 3 층 이상의 액정 재료의 층으로 위상차층 (65) 을 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에서도, 위상차층 전체로서 식 (4) 및 식 (5) 와 같은 관계를 만족시키는 것이면, 상기의 작용 효과를 발휘한다고 할 수 있다.
[전자 기기］
도 7 은, 본 발명에 관련되는 전자 기기의 일례인 휴대 전화의 개략 사시도이다. 휴대 전화 (1300) 는, 본 발명의 액정 장치를 작은 사이즈의 표시부 (1301) 로서 구비하고, 복수의 조작 버튼 (1302), 수화구 (1303), 및 송화구 (1304) 를 구비하여 구성되어 있다. 이로써, 본 발명의 액정 장치에 의해 구성된 표시 품질이 우수한 표시부를 구비한 휴대 전화 (1300) 를 제공할 수 있다.
상기 각 실시형태의 액정 표시 장치는, 상기 휴대 전화에 한정되지 않고, 전자 북, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 스틸카메라, 액정 텔레비젼, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 카 내비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자식 탁상 계산기, 워드프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등등의 화상 표시 수단으로서 바람직하게 사용할 수 있고, 어느 전자 기기에 있어서도, 높은 콘트라스트, 광시야각의 표시가 가능하게 되어 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 액정 장치의 등가 회로도이다.
도 2 는 동 액정 장치의 1 서브 화소의 평면 구성도이다.
도 3 은 도 2 의 A-A＇ 선을 따른 단면 구성도이다.
도 4 는 동 액정 장치의 광학 부재의 광학축의 배치의 설명도이다.
도 5 는 동 액정 장치의 제조 방법의 단면 공정도이다.
도 6 은 제 2 실시형태의 액정 장치의 단면 구성도이다.
도 7 은 전자 기기의 일례인 휴대 전화의 개략 구성도이다.
(부호의 설명)
10 : 제 1 기판
20 : 제 2 기판
50 : 액정층
60 : 위상차층
61 : 제 1 배향막
62 : 제 1 위상차층
63 : 제 2 배향막
64 : 제 2 위상차층
65 : 위상차층
66 : 제 1 배향막
67 : 제 1 위상차층
68 : 제 2 배향막
69 : 제 2 위상차층
100 : 액정 장치
152 : 제 1 위상차층의 광학축
154 : 제 2 위상차층의 광학축
200 : 액정 장치
1300 : 휴대 전화 (전자 기기)
R : 반사 표시 영역
T : 투과 표시 영역

Claims (10)

  1. 액정층을 협지하는 1 쌍의 기판을 구비하고, 1 개의 서브 화소 영역 내에 반사 표시를 실시하는 반사 표시 영역과 투과 표시를 실시하는 투과 표시 영역이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판 중에서 일방의 기판의 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 위상차층이 형성되어 이루어지는 액정 장치로서,
    상기 위상차층의 층 두께에 의해 상기 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께가 상기 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께보다도 작아지고,
    상기 위상차층은 복굴절이 상이한 복수의 액정 재료의 층을 배향막을 개재하여 적층함으로써 형성되어 있는, 액정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 액정 재료의 층의 각각의 배향 방향은 서로 평행인, 액정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위상차층의 위상차는 1/2 파장이고, 상기 위상차층의 형성된 영역의 액정층의 위상차는 1/4 파장인, 액정 장치.
  4. 제1항에 기재된 액정 장치를 구비한 전자 기기.
  5. 액정층을 협지하는 1 쌍의 기판을 구비하고, 1 개의 서브 화소 영역 내에 반사 표시를 실시하는 반사 표시 영역과 투과 표시를 실시하는 투과 표시 영역이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판 중에서 일방의 기판의 반사 표시 영역에 대응하는 영역에 위상차층이 형성되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법으로서,
    상기 위상차층을 형성하는 공정은,
    복굴절이 상이한 복수의 액정 재료의 층을 배향막을 개재하여 적층하는 공정을 구비하고,
    상기 위상차층의 층 두께에 의해 상기 반사 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께가 상기 투과 표시 영역에 있어서의 액정층의 층 두께보다도 작아지는, 액정 장치의 제조 방법.
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