JP4317705B2

JP4317705B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4317705B2
Application number: JP2003119370A
Authority: JP
Inventors: 俊行田中; 郁二小西; 克浩菊池
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: US20040212764A1; CN101281335A; US8031304B2; KR20040092483A; TWI251694B; JP2004325715A; CN1540400A; US7167223B2; TW200500718A; KR100669266B1; US20070091235A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過・反射両用型の液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルに関し、特に、配向不良ドメインに起因する表示品位の低下を抑制する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、液晶表示装置は、薄型でかつ低消費電力であるという特長を活かして、ワードプロセッサ，パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器や、電子手帳などの携帯情報機器に、あるいはカメラ一体型ＶＴＲのモニタなどとして広く用いられている。
【０００３】
この液晶表示装置は、透過型と反射型とに大別される。つまり、液晶表示装置は、ＣＲＴ（ブラウン管）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などのような自発光型の表示装置ではないことから、透過型では、液晶表示パネルの背後に配置された照明装置（いわゆる、バックライト）の光を用いて表示を行うようになっており、一方、反射型では、周囲光を用いて表示を行うようになっている。
【０００４】
両者の利点および欠点を具体的に説明すると、透過型の場合には、バックライトを用いることから、周囲の明るさに影響されることが少なく、明るく高いコントラスト比の表示を行うことができるという利点があるものの、そのバックライトの分だけ消費電力が大きい（全消費電力の約５０％以上）という欠点がある。さらに、非常に明るい使用環境下（例えば、晴天の屋外）では、視認性が低下してしまうか、あるいは視認性を維持するためにバックライトの輝度を上げると、消費電力がさらに増大するという欠点もある。一方、反射型の場合には、バックライトが不要である分だけ消費電力が極めて小さいという利点があるものの、表示の明るさやコントラスト比が周囲の明るさなどの使用環境によって大きく左右されるという欠点がある。特に、暗い使用環境では、視認性が極端に低下するという欠点がある。
【０００５】
そこで、両者の欠点を排除しつつ利点を併せ持ったものとして、透過型および反射型の両方のモードで表示する機能を持たせるようにした透過・反射両用型の液晶表示装置が提案されている。
【０００６】
この透過反射両用型の液晶表示装置は、図１２の断面図に模式的に示すように、各画素に、同図の上方から入射された周囲光を反射する反射用画素電極部１０１と、同図の下方から入射されたバックライトの光を透過する透過用画素電極部１０２とを有しており、両方の表示モードの併用や、又は使用環境（周囲の明るさ）に応じて透過モード表示および反射モード表示との切換えを行うことができるようになっている。したがって、透過反射両用型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置の有する低消費電力という利点と、透過型液晶表示装置の有する周囲の明るさに影響されることが少なくて明るく高いコントラスト比の表示を行うことができるという利点とを兼ね備えており、さらに、非常に明るい使用環境において視認性が低下するという透過型液晶表示装置の欠点が抑制されている。
【０００７】
また、上述した透過反射両用型の液晶表示装置においては、対向電極基板１０３と画素電極基板１０４との間の液晶層１０５の層厚について、反射領域Ｒでの層厚Ｒｄを、透過領域Ｔでの層厚Ｔｄの約１／２倍（Ｒｄ≒Ｔｄ×１／２）にする必要があり、このことから、従来の場合には、特許文献１に記載されているように、画素電極基板１０４の反射領域部分に、凸部１０６を設け、この凸部１０６上に反射用画素電極部１０１を配置するようになされている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１０１９９２号公報（第５頁，図１０）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記透過反射両用型の液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルでは、画素電極基板１０４にラビング処理を施すときに、透過領域Ｔにおける凸部１０６のラビング方向下流側（図１２の右側）に、ラビングに対して凸部１０６の陰になる部分、つまり、液晶分子１０５ａに対する配向規制力の弱いラビング不足部分Ｓが生じる。
【００１０】
このように、上記のラビング不足部分Ｓに対応する液晶層１０５の領域が、ドメインとして視認される配向不良ドメインとなり、このために、従来の場合には、表示品位が低下（特に、透過表示モード時）するという問題がある。
【００１１】
これに対しては、新たに遮光部を形成し、この遮光部で上記の配向不良ドメインを遮光するようにすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、そのような遮光部を新たに形成するとなると、製造プロセスが増えることになり、その分、製造コストの増大を招く虞れがある。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、各画素が反射領域と透過領域とを有し、反射領域での液晶層の層厚を透過領域での液晶層よりも小さくするための凸部を備えた透過反射型の液晶表示装置において、凸部周りのラビング不足部分による配向不良ドメインに起因して表示品位が低下するのを、既成の回路要素を利用することで、製造プロセスを増やすことなく、抑制できるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、画素電極部に対応するように形成される信号蓄積用の補助容量電極部や、画素電極部に信号を付与するために形成される信号配線および走査配線の形成時に、それらと同じ材料を用いて遮光部を形成することで、製造プロセスを増やすことなく、凸部周りのラビング不足部分（ラビング処理が良好に施せなかった部分）による配向不良ドメインを遮光できるようにした。
【００１５】
具体的には、請求項１の発明では、画素に対応するように設けられた透過用画素電極部および反射用画素電極部を有するとともに、反射用画素電極部に対応するように形成された補助容量電極部を有する画素電極基板と、対向電極部を有していて、上記画素電極基板に対向するように配置された対向電極基板と、これら画素電極基板と対向電極基板との間に配置された液晶層とを備えており、上記画素は、透過用画素電極部に対応する透過領域と、反射用画素電極部に対応する反射領域とを有しており、上記画素電極基板および対向電極基板のうちの少なくとも一方の電極基板は、反射領域における液晶層の層厚が透過領域における液晶層の層厚よりも小さくなるように設けられていてラビング方向に交差しかつ基板面に平行な方向に画素を横断するように配置された凸部を有しており、その凸部を有する電極基板の液晶層側の表面に所定方向のラビング処理が施された液晶表示装置を前提としている。
【００１６】
そして、上記凸部のラビング方向下流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置されていて、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部と、上記凸部のラビング方向上流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置されていて、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部とを備えるようにする。その際に、上記凸部下流側の遮光部のラビング方向寸法が、上記凸部上流側の遮光部のラビング方向寸法よりも大きく、また、それら遮光部は、上記補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成されているものとする。
【００１７】
上記の構成において、凸部周りの配向不良ドメインは、画素電極基板の補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成した遮光部により遮光される。よって、そのような配向不良ドメインに起因する表示品位の低下は抑制されることになり、しかも、上記遮光部の形成に伴って製造プロセスが増えるということはない。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、画素電極基板が、画素の透過用画素電極部および反射用画素電極部に信号を付与するように形成された配線を有するものである場合に、遮光部は、補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成されたものに代り、上記配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成されているものとする。尚、この場合には、画素電極基板は、補助容量電極部を有していてもよいし、有していなくてもよい。
【００１９】
上記の構成において、凸部周りの配向不良ドメインは、画素電極基板の画素電極部に信号を付与するための配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成した遮光部により遮光される。よって、請求項１の発明の場合と同じ作用が営まれることとなる。
【００２０】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、画素電極基板が、補助容量電極部に加え、画素の透過用画素電極部および反射用画素電極部に信号を付与するように形成された複数の配線をも有するものである場合に、遮光部のうち、一部は、上記補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成されており、一方、残部は、上記配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成されているものとする。
【００２１】
上記の構成において、遮光部のうち、一部は、補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成されており、一方、残部は、配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成されている。よって、請求項１および２の発明の場合と同じ作用が営まれる他、配向不良ドメインに応じて遮光部の使い分けが行えるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
（参考例１）
図１および図２は、本発明の参考例１に係る透過反射両用型液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部の構成を模式的に示しており、この液晶表示装置は、透過表示モードと反射表示モードとを併用して表示するようにしたものである。尚、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面を示しており、図２は、対向電極基板側から見た画素電極基板の平面を示している。
【００２４】
本液晶表示装置の液晶表示パネルは、各画素毎に反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２（図１では共に図示を省略している）を有する画素電極基板としてのＴＦＴ基板２０と、対向電極部１１を有していて、その対向電極部１１がＴＦＴ基板２０の反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２に対向するように配置された対向電極基板としてのカラーフィルタ基板１０（以下、ＣＦ基板という）とを備えている。ＴＦＴ基板２０の反射用画素電極部２１は画素の略中央に、また透過用画素電極部２２は、反射用画素電極部２１を取り囲むように配置されており、一方、ＣＦ基板１０の対向電極部１１は、複数の画素に跨るように設けられている。これら両基板２０、１０間には、液晶層４０が配置されている。この液晶表示パネルは、電界により液晶層４０の液晶分子４０ａの配列を変化させ、そのときの液晶層４０の複屈折性を利用して入射光の通過／遮断を制御するようにしたＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence ）モードのものである。
【００２５】
ＴＦＴ基板２０は、ガラスなどの絶縁性透明材からなる透明基板２３を有する。この透明基板２３上には、各画素の反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２に信号を付与すべく、複数本の信号配線２４と、複数本の走査配線２５とが互いに交差するマトリクス状に配置されている。信号配線２４と走査配線２５との各交点近傍には、ＴＦＴ２６（Thin Film Transistor）が設けられている。各ＴＦＴ２６は、ソース電極２６ａとドレイン電極２６ｂとゲート電極２６ｃとを有しており、ソース電極２６ａおよびドレイン電極２６ｂと、ゲート電極２６ｃとの間には、ゲート絶縁膜２６ｄが配置されている。そして、ソース電極２６ａには信号配線２４が、またゲート電極２６ｃには走査配線２５がそれぞれ接続されている。また、ドレイン電極２６ｂは、画素の略中央部まで延設されているとともに、保護層２７により覆われている。
【００２６】
信号配線２４，走査配線２５およびＴＦＴ２６の上には、絶縁層２８が積層されており、反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２は、その絶縁層２８上に配置されている。反射用画素電極部２１の略中央に対応する絶縁層２８の部位には、該絶縁層２８を層厚方向に貫通するコンタクトホール２８ａが形成されており、反射用画素電極部２１は、このコンタクトホール２８ａを経由してＴＦＴ２６のドレイン電極２６ｂに接続されている。また、絶縁層２８の透明基板２３側には、容量電極配線２９が走査配線２５に対し平行に延びるように配置されている。この容量電極配線２９には、反射用画素電極部２１に対応するように信号蓄積用の補助容量電極部２９ａ（以下、Ｃｓ電極部という）が形成されている。尚、容量電極配線２９およびＣｓ電極部２９ａ上には、ＴＦＴ２６のゲート絶縁膜２６ｄが延設されている。
【００２７】
反射用画素電極部２１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属反射膜からなっている。一方、透過用画素電極部２２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなっていて、その反射用画素電極部２１側の端面において該反射用画素電極部２１の端面に接続している。これら反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２上には、所定の方向にラビング処理してなる配向膜３０が設けられており、これにより、ＴＦＴ基板２０の界面近傍における液晶層４０の液晶分子４０ａを該ＴＦＴ基板２０に対し平行にかつ上記所定の方向に配向させるようになっている。尚、本参考例では、反射用画素電極部２１の金属反射膜と、透過用画素電極部２２の透明導電膜とを端面同士が突き合わされた状態に接続するようにしているが、金属反射膜の端部と透明導電膜の端部とを重ね合わせて接続するようにしてもよい。さらには、透過用画素電極部２２の透明導電膜を反射用画素電極部２１の側に延設し、その透明導電膜の延設部分上に金属反射膜を配置して反射用画素電極部２１を構成するようにしてもよい。
【００２８】
一方、ＣＦ基板１０も、ガラスなどの絶縁性透明材からなる透明基板１２を有する。この透明基板１２の液晶層４０側には、カラーフィルタ層１３が画素毎に設けられている。その際に、反射用画素電極部２１の略中央に対応するカラーフィルタ層１３の部位には、該カラーフィルタ層１３を層厚方向に貫通する開口部１３ａが設けられており、対向電極部１１は、そのカラーフィルタ層１３上に設けられている。この対向電極部１１も、透過用画素電極部２２の場合と同じくＩＴＯなどの透明導電膜からなっている。また、対向電極部１１上には、図１および図２にそれぞれ矢印で示す所定の方向にラビング処理してなる配向膜１４が設けられており、これにより、ＣＦ基板１０との界面近傍における液晶層４０の液晶分子４０ａを該ＣＦ基板１０に対し平行にかつ上記所定の方向（ラビング方向）に配向させるようになっている。
【００２９】
各画素において、上記の反射用画素電極部２１に対応する領域は、反射表示モード時にＣＦ基板１０側から本液晶表示パネル内に入射した光をＣＦ基板１０側から出射するように反射用画素電極部２１により反射させる反射領域Ｒとされている。一方、上記の透過用画素電極部２２に対応する領域は、透過表示モード時に本液晶表示パネルのＴＦＴ基板２０側に配置されたバックライトから該パネル内に入射した光をＣＦ基板１０側から出射するように透過させる透過領域Ｔとされている。
【００３０】
本参考例では、上記のＣＦ基板１０には、反射領域Ｒにおける液晶層４０の層厚Ｒｄが、透過領域Ｔにおける液晶層４０の層厚Ｔｄよりも小さく（Ｒｄ＜Ｔｄ）なるように画素毎に設けられたマルチギャップ用の複数の凸部１５が配置されている。尚、図２の仮想線は、凸部１５の頂面の輪郭を模式的に示している。
【００３１】
具体的には、カラーフィルタ層１３における各反射領域Ｒの部分と対向電極部１１の部分との間には、その対向電極部１１の部分を、対応する反射用画素電極部２１に向かって隆起させるように設けられた透明層１６が配置されており、上記の各凸部１５は、この透明層１６により形成されている。その際に、凸部１５頂面の平面形状およびその大きさは、反射用画素電極部２１の平面形状およびその大きさと略同じにされている。
【００３２】
上記のように、凸部１５が透明層１６により形成されているので、カラーフィルタ層１３の層厚を厚くして凸部を形成する場合に生じる反射領域Ｒでの光透過率の低下という事態を回避できるようになっている。さらに、カラーフィルタ層１３の開口部１３ａには、透明層１６の一部が充填されており、このことで、カラーフィルタ層１３にそのような開口部１３ａがない場合に比べて、カラーフィルタ層１３の機能を大きく損なうことなく、反射領域Ｒでの光透過率を高めることができるようになっている。尚、このような透明層１６を形成する方法としては、例えば、ネガ型透明アクリル樹脂系感光材からなる膜を透明基板１２上に形成し、それを活性光により所定形状にパターン露光した後、アルカリ現像液での現像および水洗を行って未露光部分を除去し、しかる後、熱処理を行うことが挙げられる。また、エッチングによるパターニングや、印刷，転写などによって設けることもできる。
【００３３】
そして、本参考例では、図１および図２に示すように、各Ｃｓ電極部２９ａは、ＣＦ基板１０上における凸部１５のラビング方向下流側（図１の右側および図２の上側）近傍のラビング不足部分Ｓにより発生する配向不良ドメインＤを遮光するように、凸部１５に対しラビング方向下流側に延設されており、この延設部分により、本発明における遮光部５０が構成されている。尚、凸部１５のラビング方向上流側（図１の左側および図２の下側）近傍部分については、比較的、ラビング処理不足になりにくいことから、Ｃｓ電極部２９ａのラビング方向上流側部は、凸部１５頂面のラビング方向上流側端部に対し、ラビング方向における略同じ位置に配置されている。
【００３４】
ここで、上記のように構成された液晶表示パネルのＴＦＴ基板２０における保護層２７形成までの製造工程を、図３に基づいて説明する
〔工程１〕
透明基板２３（図３（ａ）参照）を洗浄する。
【００３５】
〔工程２〕
図３（ｂ）に示すように、透明基板２３上に、走査配線２５，ゲート電極２６ｃ，容量電極配線２９，Ｃｓ電極部２９ａに加え、そのＣｓ電極部２９ａの延設部分からなる遮光部５０を形成するために、ゲート金属膜としてのＴａＮ／Ｔａ／ＴａＮ膜をスパッタリングにより成膜する。
【００３６】
〔工程３〕
図３（ｃ）に示すように、ＴａＮ／Ｔａ／ＴａＮ膜上に、フォトレジスト膜を成膜する。
【００３７】
〔工程４〕
フォトマスクを介して、ＵＶ光をフォトレジスト膜に照射（図３（ｄ）参照）する。このとき、フォトマスクの遮光部分は、走査配線２５，ゲート電極２６ｃ，容量電極配線２９，Ｃｓ電極部２９ａの形状にパターニングされている。そして、各Ｃｓ電極部２９ａは、２つの遮光部５０，５０が形成されるように、ラビング方向下流側に向かって所定のラビング方向寸法だけ延設された形状をなしている。
【００３８】
〔工程５〕
図３（ｅ）に示すように、ＣＦ_４とＯ_２との混合ガスを用いたドライエッチングにより、ＴａＮ／Ｔａ／ＴａＮ膜の不要な部分を除去する。
【００３９】
〔工程６〕
図３（ｆ）に示すように、残りのレジスト膜を剥離する。これにより、走査配線２５と、ゲート電極２６ｃと、容量電極配線２９と、Ｃｓ電極部２９ａと、遮光部５０とが形成される。
【００４０】
つまり、本例では、各遮光部５０は、走査配線２５，Ｃｓ電極部２９ａの形成時に、それら走査配線２５およびＣｓ電極部２９ａと同じ材料を用いて同時に形成されることになる。
【００４１】
〔工程７〕
ゲート電極２６ｃの表面を陽極酸化法により酸化して、Ｔａ_２Ｏ_５を生成（図３（ｇ）参照）する。
【００４２】
〔工程８〕
プラズマＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜２６ｄ（例えば、ＳｉＮｘ膜）を略全面に成膜（図３（ｈ）参照）する。
【００４３】
〔工程９〕
ゲート電極２６ｃに対応するゲート絶縁膜２６ｄの部位上に、アモルファス・シリコン⁻ｉ層をプラズマＣＶＤ法により形成（図３（ｉ）参照）する。
【００４４】
〔工程１０〕
プラズマＣＶＤ法により、アモルファス・シリコン⁻ｉ層上にアモルファス・シリコンｎ^＋層を形成する。
【００４５】
〔工程１１〕
ドライエッチングにより、ｎ^＋層および⁻ｉ層を同時パターニングする。
【００４６】
〔工程１２〕
図３（ｊ）に示すように、アモルファス・シリコンｎ^＋層上に、ＩＴＯ膜を、また、そのＩＴＯ膜上にＩＴＯ膜およびＴａ／ＴａＮ膜をそれぞれスパッタリングにより順に成膜する。
【００４７】
〔工程１３〕
図３（ｋ）に示すように、ドライエッチングにより、Ｔａ／ＴａＮ膜をパターニングして、信号配線２４を形成する。
【００４８】
〔工程１４〕
図３（ｌ）に示すように、ウエットエッチングにより、工程１２で形成したＩＴＯ膜をパターニングする。
【００４９】
〔工程１５〕
ドライエッチングにより、ｎ^＋層をソース電極２６ａ側とドレイン電極２６ｂ側とに分離する。このとき、⁻ｉ層の一部もエッチングされる。この工程にて、図３（ｍ）に示すように、ＴＦＴ２６のソース電極２６ａおよびドレイン電極２６ｂが完成する。
【００５０】
〔工程１６〕
プラズマＣＶＤ法により、図３（ｎ）に示すように、保護層２７を得るためのＳｉＮｘ膜を形成する。
【００５１】
〔工程１７〕
ウエットエッチングにより、ＳｉＮｘ膜をパターニングして保護層２７を形成する。
【００５２】
以上の工程１〜工程１７により、透明基板２３上に、ＴＦＴ２６と信号配線２４と走査配線２５と容量電極配線２９とＣｓ電極部２９ａと遮光部５０とが完成する。つまり、工程４において、フォトマスクを変更するだけで、遮光部５０が形成されることになる。この後、絶縁層２８と反射用および透過用画素電極部２１，２２と配向膜３０とが順に形成されて、ＴＦＴ基板２０が得られることとなる。
【００５３】
次に、上記のように構成された液晶表示装置の液晶表示パネルにおいて、透明層１６の層厚Ｗｄ（凸部１５の高さ）と、凸部１５のラビング方向下流側近傍のラビング不足部分Ｓによる配向不良ドメインＤのラビング方向寸法との関係を調べるために行った実験について説明する。
【００５４】
実験の要領としては、各々、反射領域Ｒおよび透過領域Ｔにおける各液晶層４０の層厚Ｒｄ，Ｔｄに応じて透明層１６の層厚Ｗｄが互いに異なる実験例１〜実験例３の３つの液晶表示パネルモデルを作成し、各実験例について、上記配向不良ドメインのラビング方向寸法を計測した。
【００５５】
実験例１では、反射領域Ｒおよび透過領域Ｔにおける各液晶層４０の層厚Ｒｄ，Ｔｄをそれぞれ、Ｒｄ＝２．５μｍおよびＴｄ＝５．０μｍとし、したがって、透明層１６の層厚Ｗｄは、Ｗｄ＝２．５μｍとした。
【００５６】
実験例２では、反射領域Ｒおよび透過領域Ｔにおける各液晶層４０の層厚Ｒｄ，Ｔｄをそれぞれ、Ｒｄ＝３．０μｍおよびＴｄ＝４．０μｍとし、したがって、透明層１６の層厚Ｗｄは、Ｗｄ＝１．０μｍとした。
【００５７】
実験例３では、反射領域Ｒおよび透過領域Ｔにおける各液晶層４０の層厚Ｒｄ，Ｔｄをそれぞれ、Ｒｄ＝２．０μｍおよびＴｄ＝５．５μｍとし、したがって、透明層１６の層厚Ｗｄは、Ｗｄ＝３．５μｍとした。
【００５８】
以上の結果を、次表（単位は、μｍ）に併せて示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
上記の表にあるように、実験例１，実験例２および実験例３における配向不良ドメインＤの各ラビング方向寸法は、それぞれ、２．０μｍ，１．０μｍおよび３．０μｍであった。よって、Ｃｓ電極部２９ａのラビング方向下流側への延設量、つまり、遮光部５０のラビング方向寸法Ｍとしては、１μｍ以上（Ｍ≧１μｍ）を必要とすることが判る。
【００６１】
したがって、本参考例によれば、各画素が反射領域Ｒと透過領域Ｔとを有し、ＣＦ基板１０側に各反射領域Ｒに対応するように複数の凸部１５を設けることで、反射領域Ｒでの液晶層４０の層厚Ｒｄを透過領域Ｔでの液晶層４０の層厚Ｔｄよりも小さくするようにした透過・反射両用型の液晶表示装置において、ＴＦＴ基板２０のＣｓ電極部２９ａを形成する際に、各Ｃｓ電極部２９ａをラビング方向下流側に延設することで、ＣＦ基板１０上の各凸部１５のラビング方向下流側近傍のラビング不足部分Ｓによる配向不良ドメインＤを遮光する遮光部５０を同時に形成することができるので、液晶表示パネルの製造プロセスを増やすことなく、そのような配向不良ドメインＤによる透過表示モード時の表示品位の低下を抑制することができる。
【００６２】
尚、上記の参考例では、反射用画素電極部２１と透過用画素電極部２２とを電気的に互いに接続して透過表示モードおよび反射表示モードの両方を併用して表示するようにした場合について説明しているが、反射用画素電極部２１と透過用画素電極部２２とを互いに接続せず、透過表示モードと反射表示モードとを切り換えて表示できるように、それら反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２に対し、信号配線２４からの信号を択一的に供給するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記の参考例では、カラー表示用の液晶表示装置の場合について説明しているが、本発明は、白黒表示用の液晶表示装置に適用することもできる。
【００６４】
（実施形態１）
図４は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部平面を示している。尚、参考例１の場合と同じ部分には同じ符号を付して示してある。
【００６５】
本実施形態では、参考例１のように各Ｃｓ電極部２９ａがラビング方向下流側（図４の上側）に延設されていることに加え、各Ｃｓ電極部２９ａは、ラビング方向上流側（同図の下側）にも延設されており、この延設部分により、ＣＦ基板１０側における各凸部１５のラビング方向上流側近傍のラビング不足部分Ｓによる配向不良ドメインＤを遮光する遮光部５０が形成されている。尚、その他の構成は参考例１の場合と同じであるので説明は省略する。
【００６６】
これは、凸部１５を持った基板（本実施形態の場合は、ＣＦ基板１０）のラビング処理時に、各凸部１５周りにおけるラビング不足部分Ｓは、一般的には、各凸部１５のラビング方向下流側に発生しやすいが、各凸部１５の上流側においても発生することがあるという事情に基づくものであって、本実施形態の構成にすることにより、各凸部１５周りのラビング不足部分Ｓによる配向不良ドメインＤに対し、更なるマージンを持った設計が可能となる。
【００６７】
したがって、本実施形態によれば、参考例１の場合に比べると、透過領域Ｔが相対的に小さくなるものの、各凸部１５周りのラビング不足部分Ｓによる配向不良ドメインＤによる透過表示モード時の表示品位の低下をさらに抑制することができる。
【００６８】
（参考例２）
図５は、本発明の参考例２に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおける断面の模式図を示しており、参考例１の場合と同じ部分には同じ符号を付してある。
【００６９】
本液晶表示装置の液晶表示パネルは、参考例１および実施形態の場合と同様に、画素毎に反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２を有するＴＦＴ基板２０と、対向電極部１１を有していて、該対向電極部１１がＴＦＴ基板２０の反射用画素電極部２１および透過用画素電極部２２に対向するように配置されたＣＦ基板１０とを備えている。
【００７０】
本参考例において、参考例１および実施形態１と異なる点は、凸部１５が、ＣＦ基板１０上ではなく、ＴＦＴ基板２０上に形成されていることである。したがって、ＣＦ基板１０の液晶層４０側の表面は、平坦である。
【００７１】
液晶層４０の具体的な層厚については、これまでに説明した参考例および実施形態の場合と同じく、各画素において、反射用画素電極部２１に対応する反射領域Ｒの層厚Ｒｄが、透過用画素電極部２２に対応する透過領域Ｔの層厚Ｔｄの約半分（Ｒｄ≒Ｔｄ／２）になるように凸部１５の高さを設計してある。尚、その他の構成は参考例１および実施形態１と同様であるので説明は省略する。
【００７２】
また、各Ｃｓ電極部２９ａは、実施形態１の場合と同様に、ラビング方向下流側（図５の右側）と上流側（同図の左側）とにそれぞれ延設されており、これら２つの延設部分により、各凸部１５周りのうち、ラビング方向下流側近傍のラビング不足部分Ｓに対応する配向不良ドメインを遮光する遮光部５０と、ラビング方向上流側のラビング不足部分Ｓに対応する配向不良ドメインを遮光する遮光部５０とが形成されている。
【００７３】
したがって、本参考例によれば、マルチギャップ用の凸部１５がＴＦＴ基板２０側に設けられている場合でも、実施形態１の場合と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
（参考例３）
図６は、本発明の参考例３に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部平面を模式的に示している。尚、参考例１，２および実施形態１の場合と同じ部分には同じ符号を付して示してある。
【００７５】
本参考例では、各凸部１５は、ＴＦＴ基板２０上に画素の全領域を走査配線方向（図６の左右方向）に横断するように形成されており、各反射用画素電極部２１も、対応する凸部１５の頂面上に画素の全領域を走査配線方向に横断するように形成されている。
【００７６】
つまり、各凸部１５の形状が、参考例１，２および実施形態１では、画素毎に孤立した島状であるのに対し、本参考例では、複数の画素に亘って連続するストライプ状に形成されている。これに応じて、画素内に位置する容量電極配線２９の全ての部位は、信号線方向（図６の上下方向）に拡幅されてＣｓ電極部２９ａを形成している。
【００７７】
そして、本参考例では、各Ｃｓ電極部２９ａは、参考例１の場合と同様に、各凸部１５に対するラビング方向下流側（図６の上側）に延設されており、この延設部分により、各凸部１５のラビング方向下流側近傍のラビング不足部分に対応する配向不良ドメインを遮光する遮光部５０が形成されている。尚、その他の構成は、参考例１の場合と同じであるので説明は省略する。
【００７８】
したがって、本参考例によっても、参考例１の場合と同様の効果を奏することができる。
【００７９】
尚、上記の参考例では、各Ｃｓ電極部２９ａを凸部１５のラビング方向下流側のみに延設するようにしているが、図７に示す変形例のように、実施形態の場合と同じく、ラビング方向下流側（同図の上側）に加え、凸部１５のラビング方向上流側（同図の下側）にも延設して遮光部５０を形成するようにしてもよい。
【００８０】
（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部平面を模式的に示している。参考例１の場合と同じ部分には同じ符号を付してある。
【００８１】
本実施形態では、各反射用画素電極部２１は、矩形枠状をなしていて、画素の周縁に配置されており、一方、各透過用画素電極部２２は、矩形状をなしていて、画素の中央に反射用画素電極部２１に囲まれるように配置されている。
【００８２】
これに伴い、各凸部１５は、反射用画素電極部２１に対応するように、平面矩形枠状をなしていて、画素の周縁に配置されている。つまり、凸部１５，１５，…は、信号配線２４および走査配線２５の場合と同じマトリクスを形成する状態に配置されている。
【００８３】
そして、本実施形態では、２本の走査配線２５，２５のうち、ラビング方向上流側（図８の下側）に位置する走査配線２５がラビング方向下流側（同図の上側）に延設されており、この延設部分により、凸部１５の４つの枠辺部分のうち、ラビング方向に交差する方向に延びかつラビング方向上流側に位置する枠辺部分のラビング方向下流側近傍のラビング不足部分に対応する配向不良ドメインを遮光する遮光部５０が形成されている。尚、その他の構成は、参考例１の場合と同じであるので説明は省略する。
【００８４】
この場合、各凸部１５の配置は、ラビング方向とは逆の方向に相対的にずれた配置をなしており、その凸部１５のラビング方向下流側近傍部分に、走査配線２５の延設部分からなる遮光部５０が存在するような配置とする。
【００８５】
したがって、本実施形態によっても、参考例１の場合と同じ効果を奏することができる。
【００８６】
尚、上記の実施形態では、各画素の周縁に位置する４本の配線（２本の信号配線２４，２４および２本の走査配線２５，２５）のうち、ラビング方向上流側に位置する走査配線２５をラビング方向下流側に延設するようにしているが、凸部１５のラビング方向上流側近傍のラビング不足部分による配向不良ドメインを遮光する場合には、ラビング方向下流側に位置する走査配線２５をラビング方向上流側に延設すればよく、さらに、ラビング方向に直交しかつ基板面に平行な横方向における凸部１５の両側近傍のラビング不足部分による配向不良ドメインをも遮光する場合には、上記４本の配線のうち、残りの２本の信号配線２４，２４をそれぞれ上記の横方向に延設するようにすればよい。
【００８７】
また、上記の実施形態では、反射用画素電極部２１および凸部１５が、画素の周縁のみに配置される場合について説明しているが、図９の変形例に示すように、画素の周縁に加えて、画素の中央にも存在する場合には、これまでに述べてきた参考例および実施形態の構成（Ｃｓ電極部２９ａを延設して遮光部５０を形成する）により対応することができる。
【００８８】
（参考例４）
図１０は、本発明の参考例４に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおける要部平面を模式的に示している。尚、参考例１〜３および実施形態１，２の場合と同じ部分には同じ符号を付して示している。
【００８９】
本参考例において、参考例１〜３および実施形態１，２と異なる点は、ラビング方向が信号配線２４に平行ではなく、信号配線２４に対し、或る角度θ（０°＜θ＜９０°）をなしていることである。つまり、Ｃｓ電極部２９ａが略矩形状をなしている場合には、そのラビング方向下流側には、Ｃｓ電極部２９ａの４つの辺のうち、２つの辺が存在していることになる。
【００９０】
そして、本参考例では、各Ｃｓ電極部２９ａは、信号配線２４および走査配線２５の各方向において、上記２つの辺がラビング方向下流側に移動する状態にそれぞれ延設されており、この平面Ｌ字状をなす延設部分により、凸部１５のラビング方向下流側近傍に生じるラビング不足部分に対応する配向不良ドメインを遮光する遮光部５０が形成されている。
【００９１】
ここで、図１１に基づき、Ｃｓ電極部２９ａにその延設部分を加えたものの面積Ｐについて説明する。Ｃｓ電極部２９ａの走査配線方向（図１０の左右方向）および信号配線方向（同図の上下方向）の各長さをそれぞれ、ｊおよびｋとした場合に、先ず、Ｃｓ電極部２９ａ自体の面積Ｐ′は、
Ｐ＝ｊ×ｋ
である。
【００９２】
一方、Ｃｓ電極部２９ａの走査配線方向および信号配線方向での各延設寸法については、表１の結果から明らかになった配向不良ドメインのラビング方向寸法が少なくとも１μｍであることから、少なくとも、走査配線方向の延設量は、
１×ｓｉｎθ＝ｓｉｎθ
であり、信号配線方向の延設量は、
１×ｃｏｓθ＝ｃｏｓθ
である。
【００９３】
よって、Ｃｓ電極部２９ａに遮光部５０を加えたものの面積Ｐは、少なくとも、
Ｐ＝（ｊ＋ｓｉｎθ）×（ｋ＋ｃｏｓθ）（但し、０°＜θ＜９０°）
となる。
【００９４】
尚、反射用画素電極部２１および凸部１５が、参考例３の場合のように、画素の全領域を横断するストライプ状であって、容量電極配線２９が略全長に亘って拡幅されてＣｓ電極部２９ａを形成している場合には、そのＣｓ電極部２９ａを、信号配線方向におけるラビング方向下流側にｃｏｓθだけ延設すればよいことになる。
【００９５】
したがって、本参考例によれば、ラビング方向が信号配線方向に対し交差する場合でも、参考例１〜３および実施形態１，２の場合と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
尚、上記の参考例では、Ｃｓ電極部２９ａの延設量を、信号配線方向に対するラビング方向の関係から算出するようにしているが、走査配線方向に対するラビング方向の関係から算出するようにしてもよい。
【００９７】
また、上記の参考例１〜４および実施形態１，２では、Ｃｓ電極部２９ａ，走査配線２５，信号配線２４を延設して遮光部５０を形成すると説明しているが、逆に、凸部１５を縮小し、その結果、凸部１５からはみ出ることになるＣｓ電極部２９ａ，走査配線２５，信号配線２４の部分を遮光部５０とするようにしてもよい。
【００９８】
また、上記の参考例１〜４および実施形態１，２では、Ｃｓ電極部２９ａ，走査配線２５，信号配線２４に遮光部５０を一体形成するようにしているが、Ｃｓ電極部２９ａ，走査配線２５，信号配線２４の形成時にそれらと同じ材料を用いて形成するのであれば、それらとは切り離して別体に形成するようにしてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１の発明によれば、画素電極部基板および対向電極基板のうちの少なくとも一方にマルチギャップ用の凸部が設けられてなる透過反射両用型の液晶表示装置において、凸部周りの配向不良ドメインを、画素電極部基板の補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成した遮光部により遮光することができるので、そのような配向不良ドメインによる表示品位の低下を、製造プロセスを増やすことなく抑制することができる。
【０１００】
請求項２の発明によれば、上記画素電極部基板の補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成した遮光部に代り、画素電極部基板の画素電極部に電位を付与するための配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成した遮光部により、配向不良ドメインを遮光することができるので、請求項１の発明の場合と同じ効果を奏することができる。
【０１０１】
請求項３の発明によれば、上記補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成した遮光部と、上記配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成した遮光部とにより、配向不良ドメインを遮光することができるので、請求項１および２の発明の場合と同じ効果を奏することができる他、配向不良ドメインの位置に応じて遮光部を無理なく使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の参考例１に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板の要部の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】ＴＦＴ基板における保護層形成までの工程を段階的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板の要部の構成を模式的に示す図２相当図である。
【図５】本発明の参考例２に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの要部の構成を模式的に示す図１相当図である。
【図６】本発明の参考例３に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板の要部の構成を模式的に示す図２相当図である。
【図７】参考例３の変形例を示す図２相当図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板の要部の構成を模式的に示す図２相当図である。
【図９】実施形態２の変形例を示す図２相当図である。
【図１０】本発明の参考例４に係る液晶表示装置の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板の要部の構成を模式的に示す図２相当図である。
【図１１】Ｃｓ電極部の走査配線方向および信号配線方向における各延設量を算出するための説明図である。
【図１２】従来の液晶表示装置の液晶表示パネルの要部の構成を模式的に示す図１相当図である。
【符号の説明】
１０ＣＦ基板（対向電極基板）
１１対向電極部
１５凸部
２０ＴＦＴ基板（画素電極基板）
２１反射用画素電極部
２２透過用画素電極部
２４信号配線（配線）
２５走査配線（配線）
２９ａＣｓ電極部（補助容量電極部）
５０遮光部
４０液晶層
Ｒ反射領域
Ｔ透過領域
Ｒｄ（反射領域における液晶層の）層厚
Ｔｄ（透過領域における液晶層の）層厚
Ｄ配向不良ドメイン

Claims

画素に対応するように設けられた透過用画素電極部および反射用画素電極部と、上記反射用画素電極部に対応するように形成された補助容量電極部とを有する画素電極基板と、
対向電極部を有し、上記画素電極基板に対向するように配置された対向電極基板と、
上記画素電極基板と上記対向電極基板との間に配置された液晶層とを備え、
上記画素は、上記透過用画素電極部に対応する透過領域と、上記反射用画素電極部に対応する反射領域とを有し、
上記画素電極基板および対向電極基板のうちの少なくとも一方の電極基板は、上記反射領域における液晶層の層厚が上記透過領域における液晶層の層厚よりも小さくなるように設けられ、ラビング方向に交差しかつ基板面に平行な方向に画素を横断するように配置された凸部を有し、
上記凸部を有する電極基板の液晶層側の表面に、所定方向のラビング処理が施された液晶表示装置であって、
上記凸部のラビング方向下流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部と、
上記凸部のラビング方向上流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部とを備え、
上記凸部下流側の遮光部のラビング方向寸法が、上記凸部上流側の遮光部のラビング方向寸法よりも大きく、
上記遮光部は、上記補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
画素に対応するように設けられた透過用画素電極部および反射用画素電極部と、上記画素の透過用画素電極部および反射用画素電極部に信号を付与するように形成された配線とを有する画素電極基板と、
対向電極部を有し、上記画素電極基板に対向するように配置された対向電極基板と、
上記画素電極基板と上記対向電極基板との間に配置された液晶層とを備え、
上記各画素は、上記透過用画素電極部に対応する透過領域と、上記反射用画素電極部に対応する反射領域とを有し、
上記画素電極基板および対向電極基板のうちの少なくとも一方の電極基板は、上記反射領域における液晶層の層厚が上記透過領域における液晶層の層厚よりも小さくなるように設けられ、ラビング方向に交差しかつ基板面に平行な方向に画素を横断するように配置された凸部を有し、
上記凸部を有する電極基板の液晶層側の表面に所定方向のラビング処理が施された液晶表示装置であって、
上記凸部のラビング方向下流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部と、
上記凸部のラビング方向上流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部とを備え、
上記凸部下流側の遮光部のラビング方向寸法が、上記凸部上流側の遮光部のラビング方向寸法よりも大きく、
上記遮光部は、上記配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
画素に対応するように設けられた透過用画素電極部および反射用画素電極部と、上記反射用画素電極部に対応するように形成された補助容量電極部と、上記画素の透過用画素電極部および反射用画素電極部に信号を付与するように形成された配線とを有する画素電極基板と、
対向電極部を有し、上記画素電極基板に対向するように配置された対向電極基板と、
上記画素電極基板と上記対向電極基板との間に配置された液晶層とを備え、
上記画素は、上記透過用画素電極部に対応する透過領域と、上記反射用画素電極部に対応する反射領域とを有し、
上記画素電極基板および対向電極基板のうちの少なくとも一方の電極基板は、上記反射領域における液晶層の層厚が上記透過領域における液晶層の層厚よりも小さくなるように設けられ、ラビング方向に交差しかつ基板面に平行な方向に画素を横断するように配置された凸部を有し、
上記凸部を有する電極基板の液晶層側の表面に所定方向のラビング処理が施された液晶表示装置であって、
上記凸部のラビング方向下流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部と、
上記凸部のラビング方向上流側近傍の平坦面に対応するエリアに配置され、該エリア内の配向不良ドメインを遮光する遮光部とを備え、
上記凸部下流側の遮光部のラビング方向寸法が、上記凸部上流側の遮光部のラビング方向寸法よりも大きく、
上記遮光部のうちの一部は、上記補助容量電極部の形成時に該補助容量電極部と同じ材料を用いて形成され、
上記遮光部のうちの残部は、上記配線の形成時に該配線と同じ材料を用いて形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。