WO2010109714A1

WO2010109714A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2010109714A1
Application number: PCT/JP2009/068431
Authority: WO
Inventors: 小川勝也; 藤岡和巧; 古川智朗; 齋藤全亮
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-09-30
Also published as: CN102341746A; US8698986B2; US20110317113A1; CN102341746B

Abstract

本発明は、液晶の配向乱れが発生するのを抑制しつつ、良好なＶＲ特性を発揮することができる液晶表示装置を提供する。本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備えるとともに、反射領域及び透過領域を有する液晶表示装置であって、前記一対の基板の一方は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整部と、長手状の突起部とを有し、前記突起部の少なくとも一部は、前記液晶層厚調整部の段差部の少なくとも一部に沿って隙間なく配置される液晶表示装置である。

Description

液晶表示装置

本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、半透過型液晶モジュールに好適な液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、薄型軽量及び低消費電力といった特長を活かし、モニター、プロジェクタ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器に幅広く利用されている。このような液晶表示装置の種類としては、透過型、反射型、半透過型（反射透過両用型）等が知られている。透過型の液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面側に設けられたバックライト等の背面側からの光を液晶表示パネルの内部に導き、外部に出射することによって、表示を行うものである。反射型の液晶表示装置は、周囲やフロントライト等の前面側（観察面側）からの光を液晶表示パネルの内部に導き、反射することによって表示を行うものである。これらに対し、半透過型の液晶表示装置は、屋内等の比較的に暗い環境下では、背面側からの光を利用した透過表示を行い、屋外等の比較的に明るい環境下では、前面側からの光を利用した反射表示を行うものである。すなわち、半透過型の液晶表示装置は、反射型の液晶表示装置の明るい環境での優れた視認性と、透過型の液晶表示装置の暗い環境での優れた視認性とを併せ持つものである。

半透過型液晶表示装置に関し、透過表示及び反射表示の双方について明るく広視野角の表示を実現するための技術として、液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電率異方性が負の液晶からなる一方、一対の基板の液晶層側には該液晶を駆動するための電極がそれぞれ形成され、その少なくとも一方の基板側の電極には、前記液晶の配向を規制する配向規制手段として、該電極の一部を長手状に開口して形成したスリット状の開口部、及び／又は該電極上に形成された誘電体からなる長手状の凸状部が形成されてなるとともに、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間には、前記透過表示領域の液晶層厚を前記反射表示領域の液晶層厚よりも大きく構成するための液晶層厚調整層が形成され、該液晶層厚調整層は、前記透過表示領域と前記反射表示領域との境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備えてなり、前記開口部及び／又は凸状部の長手方向と前記液晶層厚調整層の傾斜面の長手方向とが、平面的に交差して配置されている液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

このように、半透過型液晶表示装置においては、透過領域における電圧－透過輝度特性と、反射領域における電圧－反射輝度特性とを揃えるために、セル内に液晶層厚調整部を設けることによっていわゆるマルチギャップ化を行う方法が提案されている。

それに対して、マルチギャップ化を行わずに、階調反転の発生し難い電圧－反射輝度特性（ＶＲ特性）を得るための技術として、一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、透過領域と反射領域とを備え、上記反射領域内に、透過領域の液晶層厚の１／２倍よりも大きく１倍以下の液晶層厚を持った第一区域と、透過領域の液晶層厚よりも大きい液晶層厚を持った第二区域とを備える液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４－２７９５６６号公報国際公開２００８／１２９７３４号

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、黒表示時に、光漏れが発生し透過表示のコントラストが低下することがあった。

また、特許文献２に記載の技術においては、設計上、液晶の配向を制御する突起のない領域の占有率を大きくせざるをえない場合には、ＶＲ特性の調整を充分に行えず、ＶＲ特性が比較的低電圧で反転してしまうことがあった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、液晶の配向乱れが発生するのを抑制しつつ、良好なＶＲ特性を発揮することができる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、液晶の配向乱れが発生するのを抑制しつつ、良好なＶＲ特性を発揮することができる液晶表示装置について種々検討したところ、まず、従来の技術において以下の点を明らかにした。すなわち、特許文献１に記載の技術においては、液晶層厚調整層の傾斜面が透過領域に位置しているため、黒表示時に、液晶は傾斜面に対して垂直に配向し、表示面の法線方向に対して傾いてしまう。したがって、黒表示時に傾斜面において液晶の配向乱れが発生し、その結果、黒表示時に光漏れが発生し透過表示のコントラストが低下することを見いだした。このように、従来においては、液晶層厚調整層の側面に起因して液晶の配向乱れが発生することを見いだした。

また、特許文献２に記載の技術は、液晶の配向を制御する突起がある領域のＶＲ特性と、該突起がない領域のＶＲ特性と、背面側基板に形成された窪みがある領域のＶＲ特性との３つのＶＲ特性を合成することによって成立する。しかしながら、該突起のない領域の液晶層厚は厚く、この領域ではＶＲ特性が反転しやすい。そのため、この領域の反射領域全体に占める割合が増加すると、反射領域全体への影響度が大きくなり、反射領域全体のＶＲ特性が反転しやすくなることを見いだした。

そして、更に検討したところ、液晶層を狭持する一対の基板の一方に、長手状の突起部の少なくとも一部に沿って隙間なく液晶層厚調整部の側面の少なくとも一部を配置することにより、液晶層厚調整部の側面に起因する液晶の配向乱れを抑制しつつ、良好なＶＲ特性を実現できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備えるとともに、反射領域及び透過領域を有する液晶表示装置であって、前記一対の基板の一方は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整部と、長手状の突起部とを有し、前記突起部の少なくとも一部は、前記液晶層厚調整部の側面の少なくとも一部に沿って隙間なく配置される液晶表示装置である。

本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に説明する。

前記突起部の少なくとも一部は、前記液晶層厚調整部の段差部の少なくとも一部に沿って隙間なく配置されてもよい。

前記突起部のうちの前記側面に隣接する部分は、前記液晶層厚調整部に重なることが好ましい。これにより、本発明の液晶表示装置をより確実に実現することができる。このように、前記突起部のうちの前記段差部に隣接する部分は、前記段差部に重なってもよい。

前記突起部の高さＨ１及び前記液晶層厚調整部の高さＨ２は、Ｈ１≧Ｈ２の関係を満たすことが好ましい。Ｈ１及びＨ２がＨ１＜Ｈ２の関係を満たすと、突起部の配置部での液晶の配向制御が不充分となり配向乱れが発生する可能性がある。

前記液晶層厚調整部は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層を含んでもよい。このように、液晶層厚調整部として液晶層厚調整層を利用することによって、液晶層厚調整部を所望の位置により容易に形成することができる。同様の観点から、前記段差部は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層の端部であってもよい。

前記突起部の少なくとも一部は、前記側面のうちの絵素中央側に位置する部分の少なくとも一部に沿って隙間なく配置されてもよい。これにより、通常は液晶層厚調整部よりも絵素中央側に配置される突起部と、液晶層厚調節部とをより容易に上記配置関係に設計することができる。このように、前記突起部の少なくとも一部は、前記段差部のうちの絵素中央側に位置する部分の少なくとも一部に沿って隙間なく配置されてもよい。

前記突起部の少なくとも一部は、前記側面のうちの絵素中央側に位置する部分の全てに沿って隙間なく配置されてもよい。これにより、本発明の効果をより効果的に奏することができる。またこのとき、前記側面のうちの前記突起部に隣接しない部分は、絵素間の境界線に沿って配置されることが好ましい。これにより、前記液晶層厚調整部の段差部のうちの前記突起部に隣接しない部分近傍で液晶の配向乱れが発生したとしても、表示に悪影響が及ぶのを抑制することができる。

同様の観点から、前記突起部の少なくとも一部は、前記段差部のうちの絵素中央側に位置する部分の全てに沿って隙間なく配置されてもよく、またこのとき、前記段差部のうちの前記突起部に隣接しない部分は、絵素間の境界線に沿って配置されることが好ましい。

本発明の液晶表示装置によれば、液晶の配向乱れが発生するのを抑制しつつ、良好なＶＲ特性を発揮することができる。

実施形態１の液晶表示装置を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ－Ｂ線における断面図である。実施形態２の液晶表示装置を示す模式図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＣ－Ｄ線における断面図である。実施形態１又は２の液晶表示装置における突起部及び液晶層厚調整部近傍を示す断面模式図である。実施形態１又は２の液晶表示装置における突起部及び液晶層厚調整部近傍を示す断面模式図である。実施形態１又は２の液晶表示装置における突起部及び液晶層厚調整部近傍を示す断面模式図である。実施形態１又は２の液晶表示装置における突起部及び液晶層厚調整部近傍を示す断面模式図である。実施形態１又は２の液晶表示装置における突起部及び液晶層厚調整部近傍を示す断面模式図である。実施形態１又は２の液晶表示装置を示す平面模式図である。

本明細書において、突起部の高さＨ１とは、ある基準面（例えば、基板表面）に対する突起部（ただし、液晶層厚調整部に沿って隙間なく配置されたものに限る。）の高さであり、液晶層厚調整部の高さＨ２とは、該基準面に対する液晶層厚調整部の高さである。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
１．全体構成について
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、背面側の第一基板１１０と、液晶層１５０と、観察面側の第二基板１３０とをこの順に有する垂直配向型の液晶表示装置である。

液晶層１５０は、対向配置された第一基板１１０及び第二基板１３０に狭持され、誘電率異方性が負のネマチック液晶材料を含む。また、液晶層１５０の初期配向状態は、垂直配向である。

また、本実施形態の液晶表示装置は、一つの絵素（モノクロ表示の場合は一つの画素）内に、反射表示を行う反射領域Ｒと、透過表示を行う透過領域Ｔとを有する半透過型の液晶表示装置である。

なお、第一基板１１０及び第二基板１３０それぞれの液晶層１５０とは反対側（外側）には、位相差層を含む円偏光板（図示せず）が配置されている。それぞれの円偏光板の外側には、クロスニコルに配置された一対の直線偏光板（図示せず）が配置される。このように、本実施形態の液晶表示装置は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置である。また、第一基板１１０側に配置された直線偏光板の後方側には、バックライト（図示せず）が設けられている。

第二基板１３０は、ガラス基板１３１と、ガラス基板１３１上に形成された着色層１３２及びブラックマトリクス１３３と、着色層１３２及びブラックマトリクス１３３上に形成された液晶層厚調整層１３７（図１（ａ）中の格子状の網掛けで塗られた領域）と、着色層１３２、ブラックマトリクス１３３及び液晶層厚調整層１３７上に形成された対向電極１３４と、対向電極１３４上に形成された長手状の突起部（凸状部）１３６（１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃ）と、これらの部材を覆う垂直配向膜（図示せず）とをこの順に有する。

着色層１３２及びブラックマトリクス１３３は、顔料を含むアクリル樹脂等を用いて形成され、液晶層厚調整層１３７は、アクリル樹脂等の誘電体（絶縁膜）から形成され、対向電極１３４は、液晶を駆動するために各絵素に共通して設けられた電極であり、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成され、突起部１３６は、フェノールノボラック樹脂等の誘電体（絶縁体）から形成され、垂直配向膜は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。

突起部（突起物）１３６は、液晶の配向を制御（規制）するための構造物（配向制御用構造物）であり、基板１１０、１３０平面（又は液晶の垂直配向方向）に対して傾斜した傾斜面を備え、この傾斜面の方向に沿って、液晶の配向、特に垂直配向した液晶の倒れる方向が規制される。より詳細には、突起部１３６は、この傾斜面によって、突起部１３６近傍の液晶を斜め方向（傾斜面に対して垂直な方向）に配向させる。また、突起部１３６は、表示面を正面視したとき、斜め方向に配置され、絵素中央に位置する略Ｖ字状の突起部１３６ａと、絵素の上下コーナーに位置する直線状の突起部１３６ｂ、１３６ｃとを含む。

液晶層厚調整層１３７は、自身の厚みによって液晶層厚（液晶層１５０の厚み）を部分的に調節する液晶層厚調整部１３８を形成している。また、液晶層厚調整部１３８は、反射領域Ｒ内に設けられ、透過領域Ｔにおける液晶層厚（液晶層１５０の厚み）を反射領域Ｒにおける液晶層厚（液晶層１５０の厚み）よりも大きくしている。このように、本実施形態の液晶表示装置は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒで液晶層厚（セルギャップ）が異なるマルチギャップ構造を有する。

更に、液晶層厚調整層１３７は、突起部１３６ａと、隣接する絵素間の境界線（絵素の外周端）とにより区画された全ての領域に選択的に配置され、突起部１３６ａは、液晶層厚調整層１３７の絵素中央側の外周（端部）に沿って隙間なく配置されている。すなわち、突起部１３６ａと、隣接する絵素間の境界線（絵素の外周端）とにより区画された全ての領域に選択的に液晶層厚調整部１３８が設けられ、突起部１３６ａは、液晶層厚調整層１３７の絵素中央側の段差部に沿って隙間なく配置されている。このように、突起部１３６ａは、隙間が生じないように、液晶層厚調整部１３８の側面の、絵素間の境界線上に位置する部分を除く部分の長手方向に沿って配置されている。また、液晶層厚調整層１３７は、略三角形状の平面形状を有する。

この液晶層厚調整部１３８の存在により、反射領域Ｒの液晶層１５０の厚みを透過領域Ｔの液晶層１５０の厚みよりも小さくすることができ、反射領域Ｒにおけるリタデーションと、透過領域Ｔにおけるリタデーションとを充分に近づける、もしくは略等しくすることができる。したがって、階調反転が抑制された良好なＶＲ特性を得ることができる。

第一基板１１０は、ガラス基板１１１と、ガラス基板１１１の液晶層１５０側に形成された絶縁層（層間絶縁膜）１１２と、絶縁層１１２上に形成された絵素電極１１３と、絵素電極１１３上に形成された反射膜（反射電極）１１５と、これらの部材を覆う垂直配向膜（図示せず）とをこの順に有する。

絶縁層１１２は、アクリル樹脂等の誘電体（絶縁膜）を用いて形成され、絵素電極１１３は、液晶を駆動するために絵素毎に設けられた電極であり、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成され、反射膜１１５は、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜から形成され、垂直配向膜は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。

絵素電極１１３は、表示面に垂直な方向から見たときに、突起部１３６と平行な方向に形成されたスリット１１４（図１（ａ）中では破線示される領域）を有する。なお、スリット１１４により分割された絵素電極１１３の各部は、図１（ａ）中の破線示される領域内に部分的に設けられた連結部（図示せず）により接続されている。また、絵素電極１１３は、表示面に垂直な方向から見たときに、突起部１３６ａと平行な辺を有する略三角形状の切り込み１１６（図１（ａ）中の点線示される領域）を有する。

スリット１１４及び切り込み１１６も、液晶の配向を制御（規制）するための構造物（配向制御用構造物）であり、スリット１１４及び切り込み１１６は、斜め電界を発生させることにより、垂直配向状態にある液晶の電圧印加時における倒れる方向を規制する。このスリット１１４及び切り込み１１６と突起部１３６とにより液晶の配向が規定されることになる。

ここで、絵素電極１１３にスリット１１４及び切り込み１１６を形成する代わりに、例えば絵素電極１１３上に、所定の傾斜面を有する樹脂製の突起部を形成してもよく、これによっても、液晶分子の倒れる方向を規制することが可能である。

なお、第一基板１１０は、ガラス基板１１１及び絶縁層１１２の間に、スイッチング素子であるＴＦＴ（図示せず）、ＴＦＴに接続されたゲート配線（図示せず）、ソース配線（図示せず）及びドレイン電極（図示せず）、補助容量配線（図示せず）等を有し、絵素電極１１３は、絶縁層１１２に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通してＴＦＴのドレイン電極に接続されている。

絶縁層１１２は、反射領域Ｒの液晶層１５０側の面に凹凸を有し、該凹凸上の絵素電極１１３及び反射膜１１５も同様の凹凸形状を有する。

反射膜１１５は、液晶表示装置の観察面側からの入射した光（外光等）を反射する。反射膜１１５が設けられた領域が反射領域Ｒに相当する。一方、反射膜１１５が設けられていない領域が透過領域Ｔに相当する。

また、反射膜１１５（反射領域Ｒ）は、表示面に垂直な方向から見たとき、絵素内の突起部１３６の全ての領域と重なるように配置されている。したがって、反射領域Ｒは、突起部１３６ａが存在せず、かつ液晶層厚調整部１３８が存在する第一領域と、突起部１３６ａが存在する第二領域と、突起部１３６ｂ、１３６ｃが存在する第三領域と、突起部１３６（突起部１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃ）及び液晶層厚調整部１３８が存在しない第四領域とを少なくとも含む。そのため、反射領域ＲのＶＲ特性は、第一領域のＶＲ特性と、第二領域のＶＲ特性と、第三領域のＶＲ特性と、第四領域のＶＲ特性とを少なくとも合成することによって定められる。

なお、液晶層厚調整層１３７の膜厚、すなわち液晶層厚調整部１３８における液晶層厚は特に限定されず、良好なＶＲ特性が得られるように適宜設定することができる。また、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の面積も特に限定されず、良好なＶＲ特性が得られるように適宜設定することができる。

２．構成上の主なポイントについて
（１）突起部１３６ａは、液晶層厚調整層１３７（本実施形態では液晶層厚調整部１３８に相当する。以下同様）との間に隙間ができないように、液晶層厚調整層１３７の端部（本実施形態では液晶層厚調整部１３８の段差部に相当する。以下同じ）に沿って形成される。すなわち、突起部１３６ａは、液晶層厚調整部１３８のとの間に隙間ができないように、液晶層厚調整部１３８の側面に沿って形成される。

（２）好ましくは、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）は、突起部１３６ａに沿って形成されるとともに、突起部１３６ａと絵素間の境界線（絵素の外周端）とに囲まれた反射領域Ｒに形成される。

（３）好ましくは、突起部１３６ａは、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の上に乗り上げるように形成される。

なお、液晶層厚調整層１３７に隣接する突起部１３６ａと、液晶層厚調整層１３７に隣接しない突起部１３６ｂ、１３６ｃとの高さは、必ずしも同一である必要はなく、突起部１３６ａ及び突起部１３６ｂ、１３６ｃを同一工程により形成した場合には、突起部１３６ａの高さは、液晶層厚調整層１３７に上に乗り上げる分だけ、突起部１３６ｂ、１３６ｃとの高さよりも高くなる。

（４）反射領域Ｒは、表示面に垂直な方向から見たとき、突起部１３６の領域を全て含む。すなわち、突起部１３６と平面的に重なる領域を全て反射領域Ｒとするように反射膜１１５を配置する。

３．効果について
（１）上記２．（１）の構成により、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）を突起部１３６ａの下に配置することができる。したがって、液晶の配向に悪影響を及ぼし得る液晶層厚調整層１３７の側面（端部）付近の液晶の配向を突起部１３６ａによって制御することができる。すなわち、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置において、液晶層厚調整部１３８に起因する液晶の配向乱れが発生するのを抑制することができる。また、反射領域Ｒの液晶層厚を透過領域Ｔの液晶層厚よりも小さくする液晶層厚調整層１３７の膜厚を調節することができる。そのため、良好なＶＲ特性を実現できるように反射領域Ｒの液晶層厚を設定することができる。

（２）上記２．（２）の構成により、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の外周部を突起部１３６ａの下、又は絵素の外周端に配置することができる。すなわち、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）のうちの絵素中央側に位置する部分の全てに沿って突起部１３６ａを隙間なく配置することができ、更に、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）のうちの突起部１３６ａに隣接しない部分を絵素間の境界線に沿って配置することかできる。したがって、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）のうちの絵素中央側に位置する部分付近の液晶の配向については突起部１３６ａによってより効果的に制御することができる。また、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）のうちの絵素の外周側に位置する部分付近の液晶の配向が乱れたとしても、この液晶が乱れた領域を非表示領域（ブラックマトリクス１３３、配線等によって遮光されている領域）に配置することができる。このように、表示領域の液晶の配向方向に影響を及ぼすことなく、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）を形成することが可能となる。また、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置において、液晶層厚調整部１３８（液晶層厚調整層１３７）に起因する液晶の配向乱れが発生するのをより抑制することができる。

このように、突起部１３６ａは、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）のうちの絵素中央側に位置する部分に沿って隙間なく配置される。したがって、通常は絵素中央側の、絵素の外周端を除く領域に配置される突起部１３６と、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）とをより容易に上記２．（１）の構成を満たすように設計することができる。

（３）上記２．（３）の構成により、突起部１３６ａと液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）との間に隙間ができないように、突起部１３６ａを液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の側面（端部）に沿ってより確実に形成することができる。

（４）上記２．（４）の構成により、透過表示のコントラストの低下の要因となる突起部１３６周辺での光漏れが透過領域Ｔで発生するのを抑制することができる。そのため、高い透過表示のコントラストが得られる。また、同様に液晶の配向乱れの要因となる液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）の外周部（端部）についても突起部１３６ａの下、又は絵素の外周端の非表示領域に配置することができる。そのため、更に高い透過表示のコントラストが得られる。なお、突起部１３６を反射領域Ｒ内に配置した場合も突起部１３６周辺での光漏れが発生することが懸念されるが、実際には、突起部１３６を反射領域Ｒ内に配置した場合は、突起部１３６を透過領域Ｔ内に配置した場合とは異なり、突起部１３６周辺の領域についても反射表示に効率的に利用することができる。

以上より、本実施形態によれば、液晶の配向乱れが発生するのを抑制することができる。また、透過コントラスト特性を犠牲にすることなく、ＶＲ特性を調整することが可能となる。

４．変形例について
（１）本実施形態では、絵素中央部付近の突起部１３６ａと絵素の外周端とに囲まれた反射領域Ｒのみに液晶層厚調整層１３７を形成したが、液晶層厚調整層１３７（液晶層厚調整部１３８）は、絵素の上下コーナー等の突起部１３６ａ以外の突起部（例えば、突起部１３６ｂ、１３６ｃ）と絵素の外周端とに囲まれた領域の反射領域Ｒに設けられてもよい。

（２）本実施形態では、反射膜１１５を導電部材の中で最も上層（液晶層１５０側）に形成しているが、反射膜１１５は、絵素電極１１３の下側（ガラス基板１１１側）に形成されてもよい。

（３）本実施形態では、第一基板１１０の反射領域Ｒに相当する部分の絶縁層１１２には、反射光を散乱させるために凹凸形状が形成されているが、この凹凸形状を設けずに第二基板１３０の外側に配置された円偏光板に散乱機能を持たせてもよい。

（４）本実施形態では、突起部１３６として突起部１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃのみを設けたが、これら以外の突起部を設けてもよい。

（実施形態２）
１．全体構成について
本実施形態の液晶表示装置は、図２に示すように、背面側の第一基板２１０と、実施形態１の液晶層１５０と同様の液晶層２５０と、観察面側の第二基板２３０とをこの順に有する垂直配向型の液晶表示装置である。

また、本実施形態の液晶表示装置は、実施形態１と同様に、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔを有する半透過型の液晶表示装置であり、一対の円偏光板（図示せず）及び直線偏光板（図示せず）が配置されたノーマリブラックモードの液晶表示装置である。更に、第一基板２１０側に配置された直線偏光板の後方側には、バックライト（図示せず）が設けられている。

第二基板２３０は、ガラス基板２３１と、ガラス基板２３１上に形成された着色層２３２及びブラックマトリクス２３３と、着色層２３２及びブラックマトリクス２３３上に形成された対向電極２３４と、これらの部材を覆う垂直配向膜（図示せず）とをこの順に有する。

着色層２３２及びブラックマトリクス２３３は、顔料を含むアクリル樹脂等を用いて形成され、対向電極２３４は、液晶を駆動するために各絵素に共通して設けられた電極であり、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成され、垂直配向膜は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。

対向電極２３４は、表示面に垂直な方向から見たときに、後述する突起部２３６と平行な方向に形成されたスリット２１４（図２（ａ）中では破線示される領域）を有する。なお、スリット２１４により分割された対向電極２３４の各部は、図２（ａ）中の破線示される領域内に部分的に設けられた連結部（図示せず）により接続されている。また、対向電極２３４は、表示面に垂直な方向から見たときに、後述する突起部２３６ａと平行な辺を有する略三角形状の切り込み２１６（図２（ａ）中の点線示される領域）を有する。

スリット２１４及び切り込み２１６も、液晶の配向を制御（規制）するための構造物（配向制御用構造物）であり、スリット２１４及び切り込み２１６は、斜め電界を発生させることにより、垂直配向状態にある液晶の電圧印加時における倒れる方向を規制する。

ここで、対向電極２３４にスリット２１４及び切り込み２１６を形成する代わりに、例えば対向電極２３４上に、所定の傾斜面を有する樹脂製の突起部を形成してもよく、これによっても、液晶分子の倒れる方向を規制することが可能である。

第一基板２１０は、ガラス基板２１１と、ガラス基板２１１の液晶層２５０側に形成された絶縁層（層間絶縁膜）２１２と、絶縁層２１２上に形成された絵素電極２１３と、絵素電極２１３上に形成された液晶層厚調整層２３７（図２（ａ）中の格子状の網掛けで塗られた領域）と、絵素電極２１３及び液晶層厚調整層２３７上に形成された反射膜（反射電極）２１５と、反射膜２１５上に形成された突起部２３６（２３６ａ、２３６ｂ及び２３６ｃ）と、これらの部材を覆う垂直配向膜（図示せず）とをこの順に有する。

絶縁層２１２は、アクリル樹脂等の誘電体（絶縁膜）を用いて形成され、絵素電極２１３は、液晶を駆動するために絵素毎に設けられた電極であり、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成され、液晶層厚調整層２３７は、アクリル樹脂等の誘電体（絶縁膜）から形成され、突起部２３６は、フェノールノボラック樹脂等の誘電体（絶縁体）から形成され、反射膜２１５は、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜から形成され、垂直配向膜は、ポリイミド樹脂を用いて形成される。

なお、第一基板２１０は、実施形態１と同様に、ガラス基板２１１及び絶縁層２１２の間に、ＴＦＴ（図示せず）、ゲート配線（図示せず）、ソース配線（図示せず）、ドレイン電極（図示せず）、補助容量配線（図示せず）等を有し、絵素電極２１３は、絶縁層２１２に設けられたコンタクトホール（図示せず）を通してＴＦＴのドレイン電極に接続されている。

突起部（突起物）２３６は、液晶の配向を制御（規制）するための構造物（配向制御用構造物）であり、基板２１０、２３０平面（又は液晶の垂直配向方向）に対して傾斜した傾斜面を備え、この傾斜面の方向に沿って、液晶の配向、特に垂直配向した液晶の倒れる方向が規制される。より詳細には、突起部２３６は、この傾斜面によって、突起部２３６近傍の液晶を斜め方向（傾斜面に対して垂直な方向）に配向させる。また、突起部２３６は、表示面を正面視したとき、斜め方向に配置され、絵素中央に位置するＶ字状の突起部２３６ａと、絵素の上下コーナーに位置する直線状の突起部２３６ｂ、２３６ｃとを含む。この突起部２３６とスリット２１４及び切り込み２１６とにより液晶の配向が規定されることになる。

液晶層厚調整層２３７は、自身の厚みによって液晶層厚（液晶層２５０の厚み）を部分的に調節する液晶層厚調整部２３８を形成している。また、液晶層厚調整部２３８は、反射領域Ｒ内に設けられ、透過領域Ｔにおける液晶層厚（液晶層２５０の厚み）を反射領域Ｒにおける液晶層厚（液晶層２５０の厚み）よりも大きくしている。このように、本実施形態の液晶表示装置は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒで液晶層厚（セルギャップ）が異なるマルチギャップ構造を有する。

更に、液晶層厚調整層２３７は、突起部２３６（突起部２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ）と、隣接する絵素間の境界線（絵素の外周端）とにより区画された全ての領域に選択的に配置され、突起部２３６は、液晶層厚調整層２３７の絵素中央側の外周（端部）に沿って隙間なく配置されている。すなわち、突起部２３６と、隣接する絵素間の境界線（絵素の外周端）とにより区画された全ての領域に選択的に液晶層厚調整部２３８が設けられ、突起部２３６は、液晶層厚調整層２３７の絵素中央側の段差部に沿って隙間なく配置されている。このように、突起部２３６は、隙間が生じないように、液晶層厚調整部２３８の側面の、絵素間の境界線上に位置する部分を除く部分の長手方向に沿って配置されている。また、液晶層厚調整層２３７は、略三角形状の平面形状を有するとともに、絵素中央に位置する液晶層厚調整層２３７ａと、絵素の上下コーナーに位置する液晶層厚調整層２３７ｂ、２３７ｃとを含む。また、液晶層厚調整層２３７は、液晶層２５０側の面に凹凸を有し、該凹凸上の反射膜２１５も同様の凹凸形状を有する。

この液晶層厚調整層２３７の存在により、反射領域Ｒの液晶層２５０の厚みを透過領域Ｔの液晶層１５０の厚みよりも小さくすることができ、反射領域Ｒにおけるリタデーションと透過領域Ｔにおけるリタデーションを充分に近づける、もしくは略等しくすることができる。したがって、階調反転が抑制された良好なＶＲ特性を得ることができる。

反射膜２１５は、液晶表示装置の観察面側からの入射した光（外光等）を反射する。反射膜２１５が設けられた領域が反射領域Ｒに相当する。反射膜２１５は、液晶層厚調整層２３７がない領域で絵素電極２１３に接触し、絵素電極２１３と電気的に接続されている。一方、反射膜２１５が設けられていない領域が透過領域Ｔに相当する。

また、反射膜２１５（反射領域Ｒ）は、表示面に垂直な方向から見たとき、絵素内の突起部２３６の全ての領域と重なるように配置されている。したがって、反射領域Ｒは、突起部２３６が存在せず、かつ液晶層厚調整部２３８が存在する第一領域と、突起部２３６が存在する第二領域と、突起部２３６及び液晶層厚調整部２３８が存在しない第三領域とを少なくとも含む。そのため、反射領域ＲのＶＲ特性は、第一領域のＶＲ特性と、第二領域のＶＲ特性と、第三領域のＶＲ特性とを少なくとも合成することによって定められる。

なお、液晶層厚調整層２３７の膜厚、すなわち液晶層厚調整部２３８における液晶層厚は特に限定されず、良好なＶＲ特性が得られるように適宜設定することができる。また、液晶層厚調整層２３７（液晶層厚調整部２３８）の面積も特に限定されず、良好なＶＲ特性が得られるように適宜設定することができる。

２．構成上の主なポイントについて
（１）実施形態１とは異なり、突起部２３６は、第一基板２１０に設けられ、第一基板２１０に設けられた液晶層厚調整層２３７（本実施形態では液晶層厚調整部２３８に相当する。以下同様）との間に隙間ができないように、液晶層厚調整層２３７の端部（本実施形態では液晶層厚調整部２３８の段差部に相当する。以下同じ）に沿って形成される。すなわち、突起部２３６は、液晶層厚調整部２３８のとの間に隙間ができないように、液晶層厚調整部２３８の側面に沿って形成される。それに伴い第二基板２３０側の対向電極２３４にはスリット２１４及び切り込み２１６が設けてられている。

その他、本実施形態についても、実施形態１における上記２．（２）～（４）と同様の構成上の主なポイントを有する。ただし、絵素の上下コーナーに位置する突起部２３６ｂ、２３６ｃに対しても液晶層厚調整層２３７（液晶層厚調整層２３７ｂ、２３７ｃ）が設けられる点で異なる。

３．効果について
（１）本実施形態における上記２．（１）の構成により、液晶層厚調整層２３７の側面（端部）を突起部２３６の下に配置することができる。したがって、液晶の配向に悪影響を及ぼし得る液晶層厚調整層２３７の側面（端部）付近の液晶の配向を突起部２３６によって制御することができる。すなわち、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置において、液晶層厚調整部２３８に起因する液晶の配向乱れが発生するのを抑制することができる。また、反射領域Ｒの液晶層厚を透過領域Ｔの液晶層厚よりも小さくする液晶層厚調整層２３７の膜厚を調節することができる。そのため、良好なＶＲ特性を実現できるように反射領域Ｒの液晶層厚を設定することができる。

その他、本実施形態についても、実施形態１における上記３．（２）～（４）と同様の効果を得ることができる。ただし、絵素の上下コーナーにおいても上述の効果を奏することができる点で異なる。

また、突起部２３６は、液晶層厚調整層２３７（液晶層厚調整部２３８）の側面（端部）のうちの絵素中央側に位置する部分に沿って隙間なく配置される。したがって、通常は絵素中央側の、絵素の外周端を除く領域に配置される突起部２３６と、液晶層厚調整層２３７（液晶層厚調整部２３８）とをより容易に上記２．（１）の構成を満たすように設計することができる。

４．変形例について
（１）本実施形態では、液晶層厚調整層２３７には、反射光を散乱させるために凹凸形状が形成されているが、この凹凸形状を設けずに第二基板２３０の外側に配置された円偏光板に散乱機能を持たせてもよい。

（２）本実施形態では、突起部２３６として突起部２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃのみを設けたが、これら以外の突起部を設けてもよい。

以上説明したように、実施形態１及び２の液晶表示装置では、反射領域のうちの突起部と絵素の外周端とに囲まれた領域に液晶層厚調整部が形成されている。この際、該調整部は突起部に沿って隙間ができないように形成される。なおこの際、本形態を実現するためには、突起部を液晶層厚調整部にかぶせるように形成することが好ましい。このように液晶層厚調整部を形成することで、この調整部の側面（端部、段差部）は、液晶の配向を分割する部分に位置することになる。そのため、透過領域及び反射領域の両方において液晶の配向方向に影響を与えることなく、反射領域の液晶層厚を調整し、階調反転が生じない良好なＶＲ特性を実現することが可能となる。

また、実施形態１及び２では、突起部に沿うように液晶層厚調整部が形成される。すなわち、突起部が液晶層厚調整部の側面（側面の長手方向）と交差していない。そのため、特許文献１に記載の技術と異なり、液晶層厚調整部を形成した場合でも、透過領域及び反射領域の両方で、一方の基板に設けられた突起物と、他方の基板に設けられた配向制御用構造物（例えば、スリット）とによる液晶の配向方向が乱れるのを抑制することができる。また、液晶層厚調整部を設けても液晶層厚調整部を形成しない場合の液晶の配向方向と同等（同様）の配向を実現できる点でも相違する。更に、実施形態１及び２では、突起部を全て反射領域に配置する点でも相違する。

以下、実施形態１及び２における突起部及び液晶層厚調整部の位置関係のバリエーションについて説明する。いずれの場合においても、突起部（ただし、液晶層厚調整部に沿って隙間なく配置されたものに限る。）の高さＨ１と、液晶層厚調整部の高さＨ２とは、少なくともＨ１≧Ｈ２を満たす。また、実施形態１及び２では、突起部の厚みＴ１及び液晶層厚調整層の厚みＴ１は、Ｔ１≧Ｔ２を満たす。

なお、実施形態１及び２において、突起部のテーパー角については特に限定されないが、通常、１５～３０°程度に設定すればよい。また、実施形態１及び２において、突起部の幅も特に限定されないが、通常、５～２０μｍ程度に設定すればよい。

突起部１３６、２３６は、図３に示すように、液晶層厚調整部１３８、２１８（液晶層厚調整層１３７、２３７）に被さっていてもよい。このとき、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）のテーパー角は特に限定されず、適宜設定することができる。

また、図４に示すように、突起部１３６、２１６と、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）との間にはそれぞれ、段差がなくてもよい。このとき、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）のテーパー角は特に限定されず、適宜設定することができる。

更に、図５に示すように、突起部１３６、２１６と、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）との間にはそれぞれ、段差ｄはあるが、隙間はなくてもよい。このとき、段差ｄの大きさは、突起部での液晶の配向制御の観点から、０．２μｍ未満であることが好ましい。ただし、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）のテーパー角θが２０°未満の時は段差ｄの値は特に限定されず、適宜設定することができる。

上述のように、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）の側面は、傾斜面であってもよい。

また、実施形態１及び２では、突起部１３６、２３６と液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）とはそれぞれ、別部材として形成されているが、両者は一体形成されてもよい。

更に、実施形態１及び２では、突起部１３６、２３６は、液晶層厚調整部１３８、２３８（液晶層厚調整層１３７、２３７）の側面（端部）に沿って形成されていたが、図６に示すように、液晶層厚調整部１３８、２３８は、膜厚の異なる部分を有する絶縁膜１４１の膜厚の厚い部分（厚膜部１４２）であってもよく、突起部１３６、２３６は、厚膜部１４２の側面（端部）に沿って形成されてもよい。また、液晶層厚調整部１３８、２３８は、図７に示すように、配線等の下層パターン１４３と、下層パターン１４３上に形成された絶縁膜１４４とにより構成されてもよい。いずれにしても、突起部１３６、２３６が液晶層厚調整部１３８、２３８の側面（段差部）に沿って隙間なく配置されればよい。なお、図６及び７の形態においては、例えば、第一基板に形成された絶縁層（層間絶縁膜）を液晶層厚調整部として利用することができる。

また、実施形態１及び２では、突起部１３６ａ、２３６ａが液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部又は段差部）のうちの絵素中央側に位置する部分の全てに沿って配置されていた。しかしながら、図８に示すように、突起部１３６ａ、２３６ａは、液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部又は段差部）のうちの絵素中央側に位置する部分の一部に沿って配置されてもよい。

更に、実施形態１及び２では、突起部１３６ａ、２３６ａの全部分が液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部又は段差部）に沿って配置されていたが、突起部１３６ａ、２３６ａの一部のみが液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部又は段差部）に沿って配置されてもよい。例えば、突起部１３６ａ、２３６ａの両先端部を除く部分にのみ液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部）が沿って配置されてもよいし、突起部１３６ａ、２３６ａが液晶層厚調整層１３７、２３７ａ（液晶層厚調整部１３８、２３８）の側面（端部）に接しない補助突起部を更に有してもよい。

本願は、２００９年３月２３日に出願された日本国特許出願２００９－０７０８９５号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

１１０、２１０：第一基板
１１１、２１１：ガラス基板
１１２、２１２：絶縁層
１１３、２１３：絵素電極
１１４、２１４：スリット
１１５、２１５：反射膜
１１６、２１６：切り込み
１３０、２３０：第二基板
１３１、２３１：ガラス基板
１３２、２３２：着色層
１３３、２３３：ブラックマトリクス
１３４、２３４：対向電極
１３６、２３６：突起部
１３７、２３７：液晶層厚調整層
１３８、２３８：液晶層厚調整部
１４１、１４４：絶縁膜
１４２：厚膜部
１４３：下層パターン
１５０、２５０：液晶層
Ｔ：透過領域
Ｒ：反射領域

Claims

一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層とを備えるとともに、反射領域及び透過領域を有する液晶表示装置であって、
前記一対の基板の一方は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整部と、長手状の突起部とを有し、
前記突起部の少なくとも一部は、前記液晶層厚調整部の側面の少なくとも一部に沿って隙間なく配置されることを特徴とする液晶表示装置。
前記突起部のうちの前記側面に隣接する部分は、前記液晶層厚調整部に重なることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記突起部の高さＨ１及び前記液晶層厚調整部の高さＨ２は、Ｈ１≧Ｈ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
前記液晶層厚調整部は、前記反射領域における液晶層厚を前記透過領域における液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記突起部の少なくとも一部は、前記側面のうちの絵素中央側に位置する部分の少なくとも一部に沿って隙間なく配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記突起部の少なくとも一部は、前記側面のうちの絵素中央側に位置する部分の全てに沿って隙間なく配置されることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記側面のうちの前記突起部に隣接しない部分は、絵素間の境界線に沿って配置されることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。