WO2011152010A1

WO2011152010A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2011152010A1
Application number: PCT/JP2011/002970
Authority: WO
Inventors: 宮本健治; 木村雄祐; 寺口昇
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-12-08
Also published as: US20130088659A1

Abstract

　本発明の液晶表示装置では、ＴＦＴ基板（４０）は、その対向面にマトリクス状に配置される複数の画素電極（４４）を有し、対向基板（２０）は、その対向面に１つの対向電極（２３）を有している。　画素電極（４４）と対向電極（２３）との間に印加される電圧の周波数は、６０Ｈｚよりも低い周波数であり、前記電圧は周期的に反転する。対向電極（２３）は、複数の画素対向領域（２３ａ）と、これら画素対向領域２３ａの間の格子領域（２３ｂ）とを含む。格子領域（２３ｂ）は、画素対向領域（２３ａ）よりもＴＦＴ基板（４０）から離れて位置している。　本発明によると、電力消費を低減できるとともに、駆動電圧に低周波数を用いた場合に発生するちらつきを抑制することができて、遮光層の削減が可能になる。　本発明は、例えば、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機、電子辞書、電子書籍）に用いられる。

Description

液晶表示装置

　本発明は、低周波数で駆動される液晶表示装置に関する。

　近年、大きな液晶表示画面を備えたモバイル機器が増加している。これらモバイル機器の駆動電源には、通常、バッテリが用いられる。バッテリは携帯性の観点から小型化、軽量化の要望が強く、使用できる電力は制限を受けることが多い。従って、モバイル機器で長時間の連続駆動を確保するためには消費電力の抑制が大きな鍵となる。

　例えば、電子書籍等の表示に適した表示装置が提案されている（特許文献１）。この表示装置は、反射型のアクティブマトリクス液晶表示装置であり、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や画素電極に相当する反射電極を備えている。消費電力を抑制するために、この表示装置では画素にメモリを内蔵させることにより、フレーム周波数を低減している。また、表示に悪影響を与えるフリッカが生じないように駆動制御も工夫している。

特開２００８－１７６３３０号公報

　ところが、特許文献１の表示装置では、従来のこの種の液晶表示装置と同様に、表示側に臨む基板に、隣接する反射電極と反射電極との間の部分を覆う遮光層（ブラックマトリクス）が設けられている。

　図１に、この種の表示装置の表示パネル１００を示す。表示パネル１００は、表示側に臨む対向基板１１０とＴＦＴ基板１２０とからなる一対の基板を備え、張り合わされたこれら基板１１０，１２０の間に液晶層１３０が封入されて表示領域１０１が形成されている（図３参照）。表示領域１０１には、複数の画素１０２，１０２，…がマトリクス状に配置されている。ＴＦＴ基板１２０には、反射機能を有する画素電極１２３が各画素１０２に対応して１つずつ配置されている。そして、対向基板１１０には、互いに隣接する画素電極１２３、１２３間の部分（区画領域１０３ともいう）を覆うように、区画領域１０３よりも幅の大きな遮光層１１２が格子状に設けられている。

　表示領域１０１にこのような光を遮る遮光層１１２が設けられていると、それだけ開口率は低下する。従って、輝度やコントラスト等の表示性能の向上を図るためには、遮光層１１２を小さくするか除去するのが好ましい。

　しかし、消費電力を抑制するために特許文献１のように駆動電圧の周波数を低下させると、区画領域１０３の部分でちらつき（フリッカ現象）が発生する。このちらつきを隠すためには遮光層１１２で区画領域１０３を覆う必要があり、安易に遮光層１１２を小さくしたり除去することはできない。

　この点、詳しく説明すると、この種の液晶表示装置では、一般に焼き付き等を抑制するために駆動電圧を一定の周期で反転させる駆動制御が行われている。そのため、例えば３０Ｈｚを下回るような低周波数に駆動電圧の周波数を低下させると、区画領域１０３の部分でちらつきが目立つようになる。

　例えば、図２の（ａ），（ｂ）は、黒を表示している表示領域１０１の一部を遮光層１１２を除いて表したものであるが、これら図に示すように、駆動電圧の反転に連動して、区画領域１０３の部分は、（ａ）に示すような暗い状態と、（ｂ）に示すような明るい状態とに繰り返し変化する。このような区画領域１０３の部分の輝度変化は、従来の周波数である６０Ｈｚ等であれば速くて視認できないため問題とならないが、周波数が低下するとそれに従って目立つようになり、問題となる。

　図３に、表示パネル１００の表示領域１０１における断面を模式的に示す。ＴＦＴ基板１２０における絶縁基板１２１の対向面には、ＴＦＴ等が設けられたＴＦＴ層１２２や画素電極１２３などが設けられている。画素電極１２３は、各画素１０２に対応して画素１０２ごとに設けられている。対向基板１１０における絶縁基板１１１の対向面には一面に拡がる対向電極１１３が設けられていて、画素電極１２３のそれぞれと対向電極１１３とが液晶層１３０を介して向かい合っている。なお、表示領域１０１にはこれら以外にも偏向フィルムや配向膜等も設けられているが、便宜上、ここでは省略する。

　例えば、この液晶表示装置がノーマリーホワイト型のモノクロ表示装置であるとすると、電圧が印加されていない画素１０２では、反射する外光は吸収されずに透過するため、それら画素１０２のある表示領域１０１では白く見える。それに対し、画素電極１２３と対向電極１１３との間に所定の電圧（例えば５Ｖ）が印加された画素１０２では、その間の液晶層１３０に含まれる液晶分子の配向が変化し、反射光が吸収されるため、それら画素１０２のある表示領域１０１は黒く見える。

　上述したように、駆動電圧は一定の周期で反転するため、画素１０２に電圧が印加された状態、つまり黒を表示している時には、図４の（ａ）に示すように、画素電極１２３よりも対向電極１１３の方が電位が高くなる状態と、同図の（ｂ）に示すように、画素電極１２３よりも対向電極１１３の方が電位が低くなる状態とに繰り返し変化する。

　（ａ）のように、例えば、対向電極１１３の電位が５Ｖとされ、画素電極１２３の電位が０Ｖとされて画素電極１２３よりも対向電極１１３の方が電位が高い時には、電極の無い区画領域１０３の部分も画素電極１２３の部分と同様に５Ｖの電圧が印加されているのと同じ状態になるため、画素電極１２３の部分と区画領域１０３の部分とで輝度差はほとんど無く、図２の（ａ）に示したように全体的に黒く表示される。

　それに対し、（ｂ）のように、例えば、画素電極１２３の電位が５Ｖとされ、対向電極１１３の電位が０Ｖとされて画素電極１２３よりも対向電極１１３の方が電位が低い時には、画素電極１２３の部分では、対向電極１１３と画素電極１２３との間に（ａ）と同じ５Ｖの電位差が生じるが、区画領域１０３の部分では、区画領域１０３の電位は０Ｖのままであるため、対向電極１１３との間に電位差は生じない。実際には、画素電極１２３に印加される電圧の影響により、区画領域１０３の部分でも対向電極１１３との間で３Ｖ程度の電位差は生じるが、それでも、区画領域１０３の部分は画素電極１２３の部分よりも電位差は小さいため、図２の（ｂ）に示したように区画領域１０３の部分は画素電極１２３の部分よりも白く表示される。

　すなわち、駆動電圧が反転しても画素電極１２３の部分では同じ電位差が保持されるため、輝度の変化はほとんど生じないが、駆動電圧の反転によって区画領域１０３の部分では電位差が大小に変化するため、それに伴って輝度が周期的に変化する。駆動電圧の周波数を低下させると、この輝度の周期的な変化がちらついて見えるため、看者に不快感を与えてしまう。そのため、従来の液晶表示装置では、このちらつきを防ぐ必要があり、遮光層１１２は欠くことができないものとなっていた。

　しかも、製造時に生じる寸法のばらつきや位置ずれ等を考慮すると、区画領域１０３を間違いなく覆うためには、これよりも十分大きな幅の遮光層１１２を設置する必要があり、そのせいでよりいっそう開口率の低下を招いていた。

　そこで、本発明の目的は、駆動電圧に低周波数を用いた場合に発生するちらつきを抑制することができ、遮光層の削減が可能になる液晶表示装置を提供することにある。

　このようなちらつきが発生するのは、区画領域の部分が、対向基板にのみ電極が存在する非対称な構造になっているからである。そこで、本発明では、区画領域の部分が対称な構造に近づくように対向基板を工夫した。

　具体的には、本発明の液晶表示装置は、表示側に臨む対向基板と、前記対向基板と向かい合わせに配置されるＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板の間に封入される液晶層とを備えている。前記ＴＦＴ基板は、その対向面に、マトリクス状に配置される複数の画素電極を有し、前記対向基板は、その対向面に、前記画素電極のそれぞれと対向する光透過性の１つの対向電極を有している。

　前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧を制御して、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を変化させることにより表示が行われる。前記電圧の周波数に６０Ｈｚよりも低い周波数が用いられ、前記画素電極と前記対向電極との間で周期的に前記電圧が反転する。

　そして、前記対向電極は、前記画素電極のそれぞれと対向する複数の画素対向領域と、これら画素対向領域の間の格子領域とを含み、前記格子領域が前記画素対向領域よりも前記ＴＦＴ基板から離れて位置している。

　このような構成の液晶表示装置によれば、画素電極と対向電極との間に印加される電圧の周波数に６０Ｈｚよりも低い周波数が用いられているので、従来の液晶表示装置に比べて電力消費を低減できる。

　周波数を低くすると、上述したように、画素電極と対向電極との間で周期的に電圧が反転した時にちらつきが発生するようになるが、この液晶表示装置の場合、対向電極の格子領域が、画素電極と対向する画素対向領域よりもＴＦＴ基板から離れて位置しているので、対向電極の電位が高くなった時には区画領域の部分の電位差が低下して、対向電極の電位が低くなった時の電位差に近づく。

　その結果、電圧の反転に伴う輝度の変化が小さくなり、周波数を低くしてもちらつきが抑制できるので、遮光層を無くしたり小さくすることができ、開口率を向上させることができる。

　前記電圧の周波数に１～３０Ｈｚの周波数を用いる場合、特にちらつきが目立って看者に強い不快感を与えるため、効果的である。

　具体的には、少なくとも０．５μｍ以上、前記格子領域が前記画素対向領域よりも前記ＴＦＴ基板から離れて位置するように設定するとよい。

　そうすれば、看者がほとんど認識できないレベルにまで輝度の変化を小さくできるので、低周波数でも安定してちらつきを抑制することができる。

　より具体的には、前記対向基板は、更に、光透過性の絶縁基板と、前記絶縁基板の前記対向面側に台状に設けられ、前記画素電極のそれぞれと対向して配置される光透過性の複数の嵩上げ層と、を有し、前記嵩上げ層を被覆するように前記対向電極が積層され、前記対向電極のうち、前記嵩上げ層を被覆する部分が前記画素対向領域とされ、当該画素対向領域よりも低いこれらの間を被覆する部分が前記格子領域とされているように構成すればよい。

　そうすれば、従来の対向基板の製造工程に加え、別途、嵩上げ層をパターニングして形成するだけでよいため、比較的容易に製造することができ、生産性に優れる。

　例えば、前記嵩上げ層の下側に、前記対向面に沿って拡がるとともに当該嵩上げ層と一体に形成される基礎層を設け、前記嵩上げ層及び前記基礎層を感光性樹脂で形成してあってもよい。

　そうすれば、詳細は後述するが、ハーフ露光を利用して品質に優れた対向電極を形成することができる。

　また、前記格子領域に光を遮る遮光層を設けてもよい。そうすれば、ちらつきをより安定して抑制できるようになる。

　前記格子領域は、隣り合う前記画素対向領域どうしを部分的に繋げるように形成することもできる。この場合でもちらつきをより安定して抑制できる。

　以上説明したように、本発明によれば、駆動電圧の周波数を低下させても、ちらつきを効果的に抑制することができる。従って、遮光層の削減が可能になるため、開口率を向上させることができ、輝度やコントラスト等、液晶表示装置の表示性能を向上させることができる。

従来の液晶表示装置の表示パネルを示す概略斜視図である。低周波数駆動におけるフリッカ現象を説明するための図である。（ａ）、（ｂ）は、従来の表示パネルの要部を表した概略平面図である。本図では遮光層は除いてある。図２の（ａ）において矢印線Ｉ－Ｉで示す部分の断面図である。（ａ）、（ｂ）は、従来の液晶表示装置で駆動電圧が反転した状態を示す概念図である。本発明を適用した液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。図５の液晶表示装置の表示パネルを示す概略斜視図である。表示パネルの一部を表した概略断面図である。ＴＦＴ基板の要部を示す概略平面図である。対向基板の要部を示す概略斜視図である。（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置で駆動電圧が反転した状態を示す概念図である。（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の液晶表示装置で駆動電圧が反転した時の表示状態を示す概略平面図である。（ａ）～（ｄ）は、本実施形態の対向基板の製造工程を示す概略図である。第１変形例を示す概略断面図である。この図は本実施形態の図７に相当している。（ａ）～（ｄ）は、第１変形例の対向基板の製造工程を示す概略図である。第２変形例を示す概略断面図である。この図は本実施形態の図７に相当している。対向電極の変形例を示す概略斜視図である。対向電極の変形例を示す概略斜視図である。液晶表示装置の変形例を示す概略断面図である。この図は本実施形態の図７に相当している。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

　図５に、本実施形態の液晶表示装置１を示す。この液晶表示装置１は、例えば、電子ブックや電子辞書等の携帯情報端末であり、アクティブマトリクス駆動によりモノクロで表示する機能を有している。液晶表示装置１には、表示パネル２や表示パネル２を収容する本体ケース３が備えられ、本体ケース３の内部には、図示しないが表示パネル２を駆動制御する各種ハードウエアやソフトウエア、バッテリ等が実装されている。

　本実施形態の表示パネル２（単にパネル２ともいう）は、電圧が印加されていない時に光の透過率が最大になるノーマリーホワイト型の液晶パネルである。バックライトは搭載されておらず、外光の反射を利用して表示が行われる（反射型）。バックライトへの電源の供給が不要であるため、電力の消費量が少なく長時間連続して表示させることができる。

　更に、この液晶表示装置１では、駆動電圧の周波数に、一般に用いられている６０Ｈｚよりも低い周波数、例えば１～３０Ｈｚの低周波数が用いられている。このような低周波数を用いることで、よりいっそう少ない電力で表示することができる。

　図６にパネル２を示す。このパネル２の基本構造は上述した従来の表示パネル１００と同じである。具体的には、パネル２は、表示側に臨む対向基板２０と、この対向基板２０と僅かな隙間を隔てて向かい合わせに配置されるＴＦＴ基板４０とを備えている。これら基板２０，４０の周囲は封止部材６０によって塞がれていて、両基板２０，４０の間には液晶層７０が封入されている。そして、封止部材６０で囲まれたパネル２の中央部分に表示領域２ａが形成されていて、そこには複数の矩形形状をした画素２ｂ，２ｂ，…がマトリクス状に配置されている。

　但し、本実施形態のパネル２の表示領域２ａには、上述した従来の液晶表示装置１のパネル２と異なり、遮光層は設けられていない。従って、開口率は大幅に増加し、表示性能の向上が図られている。

　遮光層が設けられていないため、ちらつきの発生し得る部分が露出するが、このパネル２では、看者が不快感を感じないように対向基板２０の構造が工夫されている。以下、パネル２の構造について詳しく説明する。

　図７～図９にパネル２の構造を詳細に示す。図７は、パネル２の表示領域２ａの部分の断面を表した概略図である。図８は、ＴＦＴ基板４０の表示領域２ａの部分をその対向面側から見た概略図である。図９は、対向基板２０の表示領域２ａの部分をその対向面側から見た概略斜視図である。

　図７、図８に示すように、ＴＦＴ基板４０には、第１絶縁基板４１やＴＦＴ層４２、反射層４３、画素電極４４などが設けられている。図７、図９に示すように、対向基板２０には、第２絶縁基板２１や嵩上げ層２２、対向電極２３などが設けられている。このパネル２は反射型であり、図７の矢印線が示すように、対向基板２０側からパネル２内に外光が入射し、反射層４３で反射する光を利用して画像表示が行われる。画素電極４４と対向電極２３との間に印加される電圧を制御して、液晶層７０に含まれる液晶分子の配向を変化させることで各画素２ｂは白黒に変化する。なお、簡略化のため、偏光板や配向膜等は図示を省略している。

　第１絶縁基板４１は、例えばガラスや樹脂等の絶縁性に優れたＴＦＴ基板４０のベースとなる部材である。本実施形態のパネル２は反射型であるため、第１絶縁基板４１に光透過性は必ずしも必要ではない。例えば、金属板を絶縁素材で被覆した複合素材も第１絶縁基板４１として用いることができる。この第１絶縁基板４１の片面（対向面）にＴＦＴ層４２が積層されている。

　図８に詳しく示すように、ＴＦＴ層４２には、それぞれ所定形状にパターニングして形成された、ＴＦＴ５１（薄膜トランジスタ）やソース線５２、ゲート線５３、補助容量線５４、キャパシタ５５等が積層するようにして設けられている。具体的には、対向面上を縦横に交差して延びるように複数のソース線５２と複数のゲート線５３とが格子状に配置されている。隣接する２つのゲート線５３の間には、ゲート線５３と平行に補助容量線５４が設けられている。格子状に区画された各矩形領域４０ｂの中央部分にはキャパシタ５５が設けられ、キャパシタ５５は補助容量線５４と、スイッチ機能を有するＴＦＴ５１を介してソース線５２とに接続されている。

　ＴＦＴ５１は、ゲート線５３とソース線５２との交差部位の近傍に設けられ、各矩形領域４０ｂに１つずつ配置されている。ＴＦＴ５１には、ゲート線５３に連なるゲート電極５１ａや、ゲート電極５１ａと上下に対向配置される半導体５１ｂ、ソース線５２に連なるソース電極５１ｃ、半導体５１ｂを介してソース電極５１ｃに連なるドレイン電極５１ｄなどが備えられている。ゲート線５３やゲート電極５１ａはゲート絶縁膜で被覆され、その上に半導体５１ｂやソース電極５１ｃ、ドレイン電極５１ｄ等が設けられている。更に、これら半導体５１ｂ等を絶縁性の保護膜で被覆することにより、ＴＦＴ層４２が形成されている。そして、このＴＦＴ層４２の上に反射層４３を伴った複数の画素電極４４が設けられている。

　各画素電極４４は、矩形領域４０ｂの形状に対応した矩形形状に形成され、各画素２ｂに対応して各矩形領域４０ｂに１つずつ配置されている。各画素電極４４はコンタクトホールを通じてＴＦＴ５１のドレイン電極５１ｄに接続されている。本実施形態の画素電極４４には、導電性に優れた透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が用いられている。反射層４３は、画素電極４４と重なるようにその下側に設けられている。反射層４３は、例えばアルミやその合金等を用いて形成することができる。

　第２絶縁基板２１は、第１絶縁基板４１と同様に絶縁性に優れた対向基板２０のベースとなる部材である。但し、第２絶縁基板２１の場合、これを通じて画像が表示されるため、光を透過する性能（光透過性）に優れることが必要である。従って、第２絶縁基板２１にはガラス基板等を用いるのが好ましい。

　嵩上げ層２２は、第２絶縁基板２１の表面（対向面側）に複数設けられ、各嵩上げ層２２は、画素電極４４の形状に合わせて上面が実質的に同じ面積を有する矩形の台状に形成されている。そして、これら嵩上げ層２２は画素電極４４とそれぞれ対向するようにマトリクス状に配置されている。嵩上げ層２２は、これを通じて画像が表示されるため、光透過性に優れることが必要である。

　また、嵩上げ層２２は、数μｍ程度の厚みが必要なうえ、所定形状にパターニングする必要があることから、嵩上げ層２２の素材には、そのような薄膜を安定して形成することができ、フォトリソグラフィ法が利用できる感光性樹脂を用いるのが好ましい。感光性樹脂を用いれば、光透過性に優れた素材が容易に得られるし、高精度な嵩上げ層２２を比較的容易に形成することができるので、生産性に優れる。

　対向電極２３は、嵩上げ層２２が形成された第２絶縁基板２１の表面に積層され、その表示領域２ａの部分全面が対向電極２３によって被覆されている。すなわち、１つの対向電極２３が画素電極４４のそれぞれと対向している。対向電極２３は、これを通じて画像が表示されるため、光透過性に優れることが必要であり、本実施形態ではその素材にＩＴＯが用いられている。

　対向電極２３は第２絶縁基板２１や嵩上げ層２２の表面に密着しているため、対向電極２３には、嵩上げ層２２の上面を被覆する複数の部分（画素対向領域２３ａ）と、これら画素対向領域２３ａの間にあってこれらよりも低く窪む格子状の部分、詳しくは、嵩上げ層２２の間に露出する第２絶縁基板２１の表面を被覆する部分（格子領域２３ｂ）とが存在している。

　図７に示すように、対向基板２０とＴＦＴ基板４０とを組み付けたときには、画素対向領域２３ａは画素電極４４とそれぞれ対向し、格子領域２３ｂは区画領域４０ａとそれぞれ対向するように位置決めされる。このとき、格子領域２３ｂは、画素対向領域２３ａよりも少なくとも０．５μｍ以上、好ましくは１．５μｍ以上、ＴＦＴ基板４０の基準となる面（例えば、第１絶縁基板４１の表面）から離れて位置するように設定されている（嵩上げ量）。

　この液晶表示装置１も、従来品と同様に焼き付き等を抑制するために、駆動電圧を一定の周期（例えば１秒毎等）で反転させる駆動制御が行われる。図１０の（ａ）及び（ｂ）に、画素２ｂに電圧が印加された状態、つまり黒を表示している状態で駆動電圧が反転した時の２つの電位状態を示す。

　同図の（ａ）は画素電極４４よりも対向電極２３の方が電位が高い状態であり、同図の（ｂ）は画素電極４４よりも対向電極２３の方が電位が低い状態である。（ａ）のように、例えば、対向電極２３の電位が５Ｖとされ、画素電極４４の電位が０Ｖとされた時には、画素電極４４の部分では５Ｖの電位差が生じる。それに対し、区画領域４０ａの部分では、対向電極２３の格子領域２３ｂが画素対向領域２３ａよりもＴＦＴ基板４０から離れて位置しているため、そこに生じる電位差は５Ｖよりも小さくなる。つまり、区画領域４０ａの部分は、画素電極４４の部分よりも白く表示され、図１１の（ａ）に示すように灰色になる。

　一方、（ｂ）のように、画素電極４４の電位が５Ｖ、対向電極２３の電位が０Ｖとされた時には、画素電極４４の部分では（ａ）と同じく５Ｖの電位差が生じるが、区画領域４０ａの部分では、区画領域４０ａの電位は０Ｖのままであるため、対向電極２３との間に電位差は生じない。実際には、画素電極４４に印加される電圧の影響によって区画領域４０ａの部分にも電位差（例えば３Ｖ程度）が生じるため、図１１の（ｂ）に示すように灰色になる。

　すなわち、この場合、駆動電圧が反転しても、区画領域４０ａの部分での電圧の差が小さくなるため、周期的に変化する輝度の差も減少する。その結果、駆動電圧の周波数を低くしても看者がその輝度の変化を認識するのは難しくなるため、遮光層が無くてもそれほど看者に不快感を与えずに済む。

　格子領域２３ｂがＴＦＴ基板４０から離れるほど、対向電極２３側の電位が高い（ａ）の時に、区画領域４０ａの部分をより白くできるので、対向電極２３側の電位が低い（ｂ）の状態に近づけることができる。駆動電圧の大きさや画素電極４４等の構造にもよるが、有効なちらつき抑制効果を得るには嵩上げ量は少なくとも０．５μｍ以上は必要である。嵩上げ量を１．５μｍ以上にすれば、１～３０Ｈｚ等の低周波数でも効果的にちらつきを防ぐことができる。

　次に、図１２を参照して、本実施形態の対向基板２０の製造方法について説明する。上述した構造の対向基板２０は、例えば、フォトリソグラフィの技術を用いて容易に製造することができる。

　まず、同図の（ａ）に示すように、スピンコーティング法等を用いて第２絶縁基板２１の表示領域２ａに感光性樹脂を塗布し、所定の厚みで感光性樹脂膜２２ａを形成する（成膜工程）。そして、同図の（ｂ）に示すように、格子領域２３ｂに対応する開口が形成されたフォトマスクＭを感光性樹脂膜２２ａの上に重ねて紫外線を照射する（露光工程）。

　同図の（ｃ）に示すように、露光処理した感光性樹脂膜２２ａを現像液に浸漬し、紫外線が照射された部分２２ｂを除去し、所定のパターンの嵩上げ層２２を形成する（現像工程）。その後、同図の（ｄ）に示すように、スパッタリング法等により嵩上げ層２２等の表面にＩＴＯ膜を成膜し、対向電極２３を形成すればよい（対向電極形成工程）。

　なお、感光性樹脂はネガ型でもポジ型でもよい。それに合った形状のフォトマスクＭを用いれば、同じような形態の嵩上げ層２２を形成することができる。また、レジスト膜（感光性樹脂）を用いて嵩上げ層２２を形成してもよい。そうすれば、嵩上げ層２２の素材に通常の樹脂を用いることができる。

　＜第１変形例＞
　図１３に、本発明の液晶表示装置１の変形例を示す。本変形例は、主に、嵩上げ層２２の下側に基礎層２４が設けられている点で、上述した実施形態と異なっている。本変形例の基本的な構成は上述した実施形態と同じであるため、異なる点について詳しく説明し、同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する（以下の変形例等も同様）。

　本変形例の対向基板２０には、嵩上げ層２２の下側に、嵩上げ層２２と一体に形成される基礎層２４が設けられている。基礎層２４は、表示領域２ａの全面を覆うように第２絶縁基板２１の対向面の上に積層して形成されている。そして、この基礎層２４の上に上述した形態の嵩上げ層２２が一体に形成されている。従って、上述した実施形態では、第２絶縁基板２１の表面を被覆していた格子領域２３ｂは、本変形例では主に基礎層２４の表面を被覆することになる（第２絶縁基板２１の表面を被覆する部分が部分的に存在していてもよい）。

　そして、これら嵩上げ層２２及び基礎層２４は、同じ素材の感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により同時に形成することができる。

　図１４を参照しながら具体的に説明すると、まず、同図の（ａ）に示すように、上述した実施形態と同様に所定の厚みで感光性樹脂膜２２ａを形成する（成膜工程）。但し、本変形例の感光性樹脂膜２２ａは、嵩上げ層２２だけでなく基礎層２４を含めた厚みで形成する。そして、（ｂ）に示すように、画素対向領域２３ａに対応する部分よりも格子領域２３ｂに対応する部分の方が紫外線の透過量が大きい、中間露光を可能にするフォトマスクＭ’を用い、露光処理を行う（ハーフ露光工程）。そして、（ｃ）のように現像処理して所定のパターンの嵩上げ層２２を形成し（現像工程）、（ｄ）のようにＩＴＯ膜を成膜して対向電極２３を形成すればよい（対向電極形成工程）。

　このように、中間露光によって格子領域２３ｂに対応する部分（窪み）を形成することで、上述した実施形態よりもエッジがなだらかな嵩上げ層２２を形成することができる。嵩上げ層２２の格子領域２３ｂに対応する部分の窪みは、幅に対して深さが非常に大きくなっているので、エッジが急であると、格子領域２３ｂで対向電極２３が途切れたり厚みが不均一になるおそれがある。それに対し、エッジをなだらかにすることで、格子領域２３ｂを含め、全体にわたって途切れの無い、厚みの均一な対向電極２３を形成することができる。

　成膜工程において、嵩上げ層２２と基礎層２４とは一度に形成してもよいし、別々に積層して形成してもよい。別々に形成すれば、厚みの大きな感光性樹脂膜でも容易に形成することができる。

　＜第２変形例＞
　図１５に、本発明の液晶表示装置１の変形例を示す。本変形例は、主に、遮光層２５が設けられている点で、上述した実施形態等と異なっている。

　本変形例の液晶表示装置１では、格子領域２３ｂの部分にのみ光を遮る遮光層２５が設けられている。具体的には、隣接する画素対向領域２３ａの間の格子状の溝の部分を埋めるように遮光層２５が設けられている。従来の遮光層の場合、ちらつきが見えないように区画領域４０ａの幅よりも大きな遮光層が設ける必要があったが、本変形例の場合、ちらつきの発生が抑制されているのでそのような必要はない。

　輝度の変化が大きくなる格子領域２３ｂの部分にのみ遮光層２５を設けることで、開口率を向上させながらより安定確実にちらつきを防ぐことができる。

　－対向電極２３の変形例－
　図１６、図１７に対向電極２３の変形例を示す。上述した実施形態では、表示領域２ａの全体を隙間無く覆うように対向電極２３が形成されている例を示したが、格子領域２３ｂは、隣り合う画素対向領域２３ａどうしを部分的に繋げるように形成してあってもよい。

　例えば、図１６に示すように、対向電極２３は、一列に並ぶ画素対向領域２３ａを連ねて帯状の画素対向領域列２７を形成し、これら画素対向領域列２７，２７，…が隙間を隔てて平行に並ぶようにしてあってもよい。この場合、各画素対向領域列２７を構成している各画素対向領域２３ａは、縦横いずれか一方の各端が隣接する画素対向領域２３ａと繋がっている。そして、各画素対向領域列２７は隣接する画素対向領域列２７と少なくとも１箇所で繋げられていて、全体として１つの対向電極２３を構成している。

　また、図１７に示すように、対向電極２３は、各画素対向領域２３ａが、それぞれ隣接する画素対向領域２３ａと線（帯）状に延びる接続部２６で繋がるように形成されていてもよい。すなわち、各画素対向領域２３ａはどこかで隣接する画素対向領域２３ａと繋がっていればよいため、格子領域２３ｂの部分には隙間が形成されていてもよい。格子領域２３ｂの部分に隙間を形成すれば、それだけ対向電極２３を画素電極４４の構造に近づけることができるので、よりいっそう安定してちらつきを防ぐことができる。なお、このような形態の対向電極２３はエッチングの技術を利用して形成することができる。

　－液晶表示装置１の変形例－
　上述した実施形態等では反射型の液晶表示装置１を例に示したが、図１８に示すように、透過型の液晶表示装置にも適用できる。透過型であれば、光源にバックライトを用いることができる。この場合、ＴＦＴ基板４０の第１絶縁基板４１やＴＦＴ層４２は光透過性が必要になるため、各々の形成に光透過性に優れた素材を用いればよい。反射層４３は不要である。

　なお、本発明にかかる液晶表示装置１は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

　例えば、カラーで表示する液晶表示装置にも適用できる。その場合、嵩上げ層２２はカラーフィルタとしても兼用できる。例えば、嵩上げ層２２をＲ，Ｇ，Ｂに着色された３種の感光性樹脂を用いて繰り返しパターニングを行い、これら３色を所定位置に配置しながら、上述したようにマトリクス状の嵩上げ層２２を形成すればよい。この場合、作業工数や材料数を削減することができるので、生産性に優れる。もちろん、嵩上げ層２２とは別にカラーフィルタを設けてカラー表示を行ってもよい。

　嵩上げ層２２及び対向電極２３はＩＴＯ等を用いて一体に形成してあってもよい。この場合、例えば、所定の厚みでＩＴＯ膜を形成し、その後にエッチング処理すれば格子領域２３ｂを形成することができ、上述した実施形態と同様の形態の対向電極２３を形成することができる。ノーマリーホワイト型に限らず、ノーマリーブラック型の液晶表示装置にも適用できる。

　本発明の液晶表示装置は、例えば、ＰＣやＴＶのディスプレイ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ゲーム機、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機、電子辞書、電子書籍等）、家電機器（冷蔵庫、エアコン、空気清浄機、これらの操作端末、液晶時計等）に利用できる。

１　液晶表示装置
２　表示パネル
２０　対向基板
２１　第２絶縁基板
２２　嵩上げ層
２３　対向電極
　２３ａ　画素対向領域
　２３ｂ　格子領域
４０　ＴＦＴ基板
　４０ａ　区画領域
　４０ｂ　矩形領域
４１　第１絶縁基板
４２　ＴＦＴ層
４３　反射層
４４　画素電極
７０　液晶層

Claims

　表示側に臨む対向基板と、
　前記対向基板と向かい合わせに配置されるＴＦＴ基板と、
　前記ＴＦＴ基板及び前記対向基板の間に封入される液晶層と、
を備えた液晶表示装置であって、
　前記ＴＦＴ基板は、その対向面に、マトリクス状に配置される複数の画素電極を有し、
　前記対向基板は、その対向面に、前記画素電極のそれぞれと対向する光透過性の１つの対向電極を有し、
　前記画素電極と前記対向電極との間に印加される電圧を制御して、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向を変化させることにより表示が行われ、
　前記電圧の周波数に６０Ｈｚよりも低い周波数が用いられ、
　前記画素電極と前記対向電極との間で周期的に前記電圧が反転し、
　前記対向電極は、
　前記画素電極のそれぞれと対向する複数の画素対向領域と、
　これら画素対向領域の間の格子領域と、
を含み、
　前記格子領域が前記画素対向領域よりも前記ＴＦＴ基板から離れて位置している液晶表示装置。
　請求項１に記載の液晶表示装置において、
　前記電圧の周波数に１～３０Ｈｚの周波数が用いられている液晶表示装置。
　請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置において、
　少なくとも０．５μｍ以上、前記格子領域が前記画素対向領域よりも前記ＴＦＴ基板から離れて位置している液晶表示装置。
　請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、
　前記対向基板は、更に、
　光透過性の絶縁基板と、
　前記絶縁基板の前記対向面側に台状に設けられ、前記画素電極のそれぞれと対向して配置される光透過性の複数の嵩上げ層と、
を有し、
　前記嵩上げ層を被覆するように前記対向電極が積層され、
　前記対向電極のうち、前記嵩上げ層を被覆する部分が前記画素対向領域とされ、当該画素対向領域よりも低いこれらの間を被覆する部分が前記格子領域とされている液晶表示装置。
　請求項４に記載の液晶表示装置において、
　前記嵩上げ層の下側に、前記対向面に沿って拡がるとともに当該嵩上げ層と一体に形成される基礎層が設けられ、
　前記嵩上げ層及び前記基礎層が感光性樹脂で形成されている液晶表示装置。
　請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置において、
　前記格子領域に光を遮る遮光層が設けられている液晶表示装置。
　請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置において、
　前記格子領域は、隣り合う前記画素対向領域どうしを部分的に繋げるように形成されている液晶表示装置。