JP2009069331A - 半透過型液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射部と透過部の境界部分にスリットが形成された画素電極を備え、反射部の反
射効率が良好で明るく、しかも面押し強度が強いＶＡ方式の半透過型液晶表示装置を提供
すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１０Ａは、マトリクス状に配置された走査線１２及び
信号線１３で囲まれたそれぞれの画素領域毎に反射部１９と透過部２０とが形成され、前
記反射部１９の画素電極１６ａと前記透過部２０の画素電極１６ｂとが連結部２５の画素
電極１６ｃによって接続されており、前記反射部１９の画素電極１６ａの下部には表面に
凹凸が形成された反射板２２が設けられているアレイ基板ＡＲと、カラーフィルタ基板Ｃ
Ｆと、を備え、前記反射部１９の画素電極１６ａと透過部２０の画素電極１６ａとの間に
位置する前記信号線１３に上に柱状スペーサ４０が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はＶＡ(Vertically Aligned)方式の半透過型液晶表示装置及び電子機器に関する
。更に詳しくは、本発明は、反射部と透過部の境界部分にスリットが形成された画素電極
を備え、反射部の反射効率が良好で明るく、しかも面押し強度が強いＶＡ方式の半透過型
液晶表示装置及び電子機器に関する。

近年の携帯電話等に代表される携帯型の機器に使用される液晶表示装置としては、透過
型及び反射型の性質を併せ持つ半透過型液晶表示装置が多く使用されるようになっている
。この半透過型液晶表示装置は、個々の画素内に透明電極を備えた透過部と反射層を備え
た反射部を有している。そして、暗い場所においてはバックライトを点灯して個々の画素
の透過部を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライトを点灯することな
く個々の画素の反射部において外光を利用して画像を表示している。そのため、半透過型
液晶表示装置を使用した表示装置は、常時バックライトを点灯する必要がないので、消費
電力を大幅に低減させることができるという利点を有している。

一方、液晶表示装置においては、それぞれの画素電極及び対向電極間の間隔、すなわち
液晶層の厚さ（セルギャップ）を一定とするため、スペーサが必要である。このスペーサ
として、フォトレジストからなる柱状スペーサを使用すると、一方の基板側に一体化して
形成でき、しかも高さを一定にできるとともに表示領域を避けて配置することができるた
めに、表示画質が良好となるという利点を有している。

そして、半透過型液晶表示装置においても、セルギャップを一定に保つため柱状スペー
サを設けるものが知られている。例えば、下記特許文献１には、柱状スペーサは部分的に
見えても光学的な影響が少ないため、反射部内に柱状スペーサを形成した例が示されてい
る。また、下記特許文献２には、走査線と信号線の交差部に柱状スペーサを形成した例が
、下記特許文献３には反射部間の信号線上に柱状スペーサを形成した例が、更に下記特許
文献４には反射部のコンタクトホール部に柱状スペーサを形成した例が、それぞれ示され
ている。また、このような柱状スペーサは、一般に各サブ画素毎に１個（下記特許文献２
参照）、２サブ画素毎に１個（下記特許文献５参照）ないし１ピクセル（３サブ画素）毎
に１個（下記特許文献１参照）設けられている。
特開２００７−００３７７９号公報 特開２００４−２２６６１２号公報 特開２００７−０６５１３２号公報 特開２００３−０８４２９０号公報 特開２００３−１４０１５７号公報

このような柱状スペーサが形成された半透過型液晶表示装置においては、例えばアレイ
基板側の表面に柱状スペーサを受ける土台となるスペーサ受け部が形成される。このスペ
ーサ受け部は、液晶表示装置の製造の際の重ねずれ量を考慮して、柱状スペーサの先端部
の大きさよりも少し大きめに形成され、かつ、均一なセルギャップを得るために表面が平
らにされている。しかしながら、上記特許文献１に開示された半透過型液晶表示装置のよ
うに、スペーサ受け部を反射部に設けると、このスペーサ受け部の面積分だけ反射部の面
積が狭くなってしまい、反射率が低くなるという問題点を有している。なお、この明細書
でいう反射部の面積とは、反射板が存在し、かつ、この反射板の表面に凹凸が形成されて
いる部分の面積をいう。すなわち、反射板の表面に凹凸が形成されていないと、反射光は
拡散反射光とならずに鏡面反射光となるため、視覚的には反射率の低下として捉えられる
。そのため、本発明ではこのような反射板の表面に凹凸が形成されていない部分は反射部
の面積としては除外されている。

一方、柱状スペーサは、多くは円柱状に形成され、その直径は強度及び剥離の問題を勘
案して１０μｍ以上（上記特許文献１の段落［０００５］参照）とされている。しかも、
柱状スペーサを受けるスペーサ受け部の面積は、液晶表示装置の製造の際の重ねずれ等を
考慮して、柱状スペーサの断面の面積よりも大きくされている。更に、近年の中型ないし
小型の液晶表示装置においては、高精細化の進展に伴ない、個々の画素の表示に有効な領
域の面積が小さくなると共に、走査線及び信号線の幅が約５μｍ以下と細くなっている。

そのため、上記特許文献１に開示されている半透過型液晶表示装置のように、柱状スペ
ーサを反射部内に形成した場合には、反射部の反射効率が低下するため、高精細化された
中型ないし小型の半透過型液晶表示装置の構成としては採用し難い。また、上記特許文献
２に開示された半透過型液晶表示装置のように、柱状スペーサを受けるスペーサ受け部の
大部分を走査線と信号線の交差部に設けた場合においても、スペーサ受け部の幅は走査線
ないし信号線よりも広くなっているため、反射部の面積が小さくなって反射効率が低下す
るという問題点を有している。加えて、上記特許文献２に開示された半透過型液晶表示装
置によれば、柱状スペーサを設けないサブ画素も含めて全てのサブ画素に平らなスペーサ
受け部が設けられており、この平らな部分は、たとえ反射板が存在しているとしても、反
射率が低くなってしまう。特に、緑色のサブ画素部分は、人の視感度が最も高いため、反
射効率の低下に起因する表示品位の低下は著しい。

更に、上記特許文献３に開示された半透過型液晶表示装置のように、柱状スペーサを受
けるスペーサ受け部を反射部間の信号線と対向する位置に配置されたカラーフィルタ基板
の遮光膜上に形成した場合には、反射受け部の幅は信号線よりも広いため、信号線上に収
まらないスペーサ受け部が信号線の両側の反射部にはみ出す。そのため、上記特許文献３
に開示された半透過型液晶表示装置では、上記特許文献２に開示された発明と同様の問題
点が生じる。また、上記特許文献４に開示されている半透過型液晶表示装置は、反射部に
形成されているコンタクトホールをスペーサ受け部として兼用するものであるため、コン
タクトホールの開口の大きさを柱状スペーサの断面の大きさよりも大きくする必要がある
。そのため、このコンタクトホールの開口の大きさは従来例のものよりも大きくせざるを
得ないが、コンタクトホール部分は反射部の画像表示には関与しないので、反射部の面積
が減少して反射効率が低下する。また、組合せズレなどが生じると、コンタクトホールに
フォトスペーサが勘合できないため、セルギャップが不均一となりセルギャップ不良の発
生が懸念される。

加えて、昨今の液晶表示装置のエンドユーザーから面押し強度を上げる要求が高まって
いるが、液晶表示装置の面押し強度を上げるためには柱状スペーサの数を増加させること
が必要となる。そうすると、従来例のような柱状スペーサ配置の半透過型液晶表示装置で
は、柱状スペーサの数を増加させると益々反射部の面積が減少して反射効率が低下してし
まう。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、特に反
射部と透過部との間画素電極にスリットを形成したＶＡ方式の半透過型液晶表示装置に適
用し得る、反射部の反射効率が良好で明るく、面押し強度が強い半透過型液晶表示装置及
び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の半透過型液晶表示装置は、マトリクス状に配置され
た走査線及び信号線で囲まれたそれぞれの画素領域毎に反射部と透過部とが形成され、前
記反射部の画素電極と前記透過部の画素電極とが連結部の画素電極によって接続されてお
り、前記反射部の画素電極の下部には表面に凹凸が形成された反射板が設けられているア
レイ基板と、平面視で前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜が形成されたカ
ラーフィルタ基板と、を備えた半透過型液晶表示装置であって、前記反射部の画素電極と
透過部の画素電極との間に位置する前記信号線の対向位置にある前記カラーフィルタ基板
の遮光膜上に柱状スペーサが形成されていることを特徴とする。

本発明の半透過型液晶表示装置によれば、反射部の画素電極と透過部の画素電極とが連
結部の画素電極によって接続されているため、反射部の画素電極と透過部の画素電極との
間は、透過部としても反射部としても機能しない。したがって、このような透過部として
も反射部としても機能しない部分に位置する信号線の対向位置にあるカラーフィルタ基板
の遮光膜上に柱状スペーサを形成すると、たとえこの柱状スペーサが信号線からはみ出し
ても、少なくとも反射部の画素電極上を覆うことをなくすことができる。そのため、反射
部の反射効率が低下することがなく、反射部の表示が明るい半透過型液晶表示装置が得ら
れる。また、信号線と補助容量線の交差部で発生する寄生容量に起因する不要な電界によ
って生じる光漏れを同時に抑制することが可能となる。

加えて、上述のような透過部としても反射部としても機能しない部分はそれぞれの画素
領域毎に存在しているから、柱状スペーサをそれぞれの画素領域毎に形成しても、反射部
の反射効率の低下は少なく、しかも面押し強度が強い半透過型液晶表示装置が得られる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記柱状スペーサの横断面は円形状
、楕円形状、多角形状又は角が丸められた多角形状とされていることが好ましい。

係る態様の半透過型液晶表示装置によれば、反射部の反射効率に影響を与えることなく
スペーサ受け部の面積を大きくすることができる。柱状スペーサの断面の形状が多角形状
又は角が丸められた多角形状であっても円形に近い形にすることができるだけでなく、円
形状ないし楕円形状とすることもできる。特に柱状スペーサの断面の形状が円形状ないし
楕円形状であると、断面が多角形状又は角が丸められた多角形状のものよりも四方から加
わる力に対する曲げ応力が強くなる。従って、係る態様の半透過型液晶表示装置によれば
、外部から半透過型液晶表示装置の表面対して部分的に応力が印加されても、セルギャッ
プの変動が少なくなるため、表示画質の低下が少なくなる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記反射部の画素電極及び透過部の
画素電極は、互いに対向する側の角部が共に切り落とされていることが好ましい。

係る態様の半透過型液晶表示装置によれば、前記反射部の画素電極及び透過部の画素電
極の互いに対向する部分の角部を切り落とすことにより、画素電極内の電界が均一にかか
り易くなり液晶分子の配向の乱れが少なくなるので、表示画質が良好な半透過型液晶表示
装置が得られる。更に、透過部の切り落とされた画素電極のエッジ部は、液晶分子の配向
規制手段として機能するため、広視野角の半透過型液晶表示装置が得られる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記柱状スペーサは少なくとも１ピ
クセルに１本形成されていることが好ましい。

柱状スペーサの数に比例して面押しに対する耐力は強くなるが、柱状スペーサの存在に
よる柱状スペーサの周囲の液晶分子の配向に対する悪影響も大きくなる。しかしながら、
本発明の半透過型液晶表示装置によれば柱状スペーサは透過部でも反射部でもない位置に
形成されているため、柱状スペーサの周囲の液晶分子の配向に対する悪影響は従来例のも
のに比すると非常に小さい。従って、本発明の半透過型液晶表示装置のように、１ピクセ
ルに少なくとも１本の柱状スペーサを形成すれば、面押し強度と表示画質の調和が取れた
半透過型液晶表示装置が得られる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記カラーフィルタ基板には、平面
視で前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜が形成されており、前記柱状スペ
ーサは平面視で前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜の端部に形成されてい
ることが好ましい。

本来、透過部の隣接する画素電極間の下部には信号線が存在しているため、透過部の隣
接する画素電極間から光漏れすることはない。しかし、マスクずれ等によって透過部の画
素電極が信号線の表面に部分的に重複しない場合がある。そのため、平面視で透過部の隣
接する画素電極間を遮光膜で被覆することにより、このような光漏れを抑制することがで
きるようになる。また、この遮光膜の端部に柱状スペーサが配置されているため、柱状ス
ペーサが外部から視認し難くなり、コントラストが良好で、表示品質の良好な半透過型液
晶表示装置が得られる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記カラーフィルタ基板には前記透
過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆する遮光膜が形成されており、前記透過
部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜は前記透過部の画素電極と反射部の画素電極と
の間を被覆する遮光膜と一体化されており、前記透過部の画素電極と反射部の画素電極と
の間を被覆する遮光膜は前記透過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆する遮光
膜の端部にアイランド状に形成されていることが好ましい。

本来、透過部の画素電極と反射部の画素電極との間には垂直配向膜が形成されているこ
と及び反射部の画素電極の下部には補助容量線が配置されているため、この部分から光漏
れすることはない。しかしながら、信号線及び補助容量線の交差部で寄生容量を持ちやす
く、不要な電界により光リークが発生しやすくなる。また、マスクずれ等によって補助容
量線側からの漏れ光が信号線上から漏れる可能性があるが、平面視で透過部の隣接する画
素電極間を被覆する遮光膜を透過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆する遮光
膜と一体に形成し、反射部にも透過部にも寄与しない信号線と補助容量線の交差部にアイ
ランド状の遮光膜を形成することにより、このような光漏れを抑制することができるよう
になる。また、柱状スペーサの幅が信号線の幅よりも大きくても、柱状スペーサに対応す
る位置及び透過部の隣接する画素電極間を同時に遮光することができるようになり、より
コントラストが良好で、表示品質の良好な半透過型液晶表示装置が得られる。

また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、前記カラーフィルタ基板の少なくと
も前記透過部に対応する位置には液晶分子の配向規制手段が形成されていることが好まし
い。

このような構成とすると、カラーフィルタ基板側においても各画素領域内で液晶分子の
配向方向を複数の異なる方向に分割されるように配向規制することができる。従って、更
に広視野角を達成できるＭＶＡ（Multi-domain Vertically Aligned)方式の半透過型液晶
表示装置が得られる。なお、この配向規制手段は透過部だけでなく反射部に形成してもよ
い。なお、この配向規制手段は、共通電極の表面に形成した突起又は共通電極に形成した
スリットからなるものとすることができる。

更に、本発明の電子機器は前記いずれかに記載の半透過型液晶表示装置を備えたことを
特徴とする。

本発明の電子機器によれば、反射部ｎ反射効率が良好で明るく、しかも面押し強度が強
いＶＡ方式の半透過型液晶表示装置を備えた電子機器が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例及び図面を用いてより具体的に説明
する。なお、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための半透過型液晶表
示装置を示すものであるが、本発明をここに記載したものに限定することを意図するもの
ではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行
ったものにも均しく適用し得るものである。

なお、図１は実施例１のＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の３サブ画素部分をカラーフ
ィルタ層を透視して表した概略平面図である。図２はカラーフィルタ基板の遮光膜を含め
て表した図１に対応する概略平面図である。図３は図１のIII−III線に沿った断面図であ
る。図４は図１の破線で囲んだ領域IV部分の拡大図である。図５Ａ及び図５Ｂは実施例１
の第１及び第２の変形例の図４に対応する拡大図である。図６Ａ及び図６Ｂは実施例１の
第３及び第４の変形例の図４に対応する拡大図である。図７は第３及び第４の変形例の場
合のカラーフィルタ基板の遮光膜を含めて表した図１に対応する概略平面図である。図８
は実施例１の第５及び第６の変形例の図４に対応する拡大図である。図９は実施例２のＭ
ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の３サブ画素部分をカラーフィルタ層を透視して表した
概略平面図である。図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１１Ａは本発明の
半透過型液晶表示装置を備えたパーソナルコンピュータを示す図であり、図１１Ｂは本発
明の半透過型液晶表示装置を備えた携帯電話機を示す図である。

まず、図１〜図４に基づいて実施例１に係るＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ａに
ついて説明する。このＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ａは、互いに対向配置された
アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを備えている。アレイ基板ＡＲは、ガラス基
板等からなる透明基板１１の表面にマトリクス状に形成された複数本の走査線１２及び信
号線１３と、これらの走査線１２間に走査線１２と平行に設けられた補助容量線１４が設
けられている。そして、走査線１２と信号線１３とで囲まれたそれぞれの領域には、ソー
ス電極Ｓ、ゲート電極Ｇ、ドレイン電極Ｄ、及び半導体層１５とからなる薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）と、画素電極１６とが形成されている。ここで、そ
れぞれの走査線１２と信号線１３とで囲まれた領域が１サブ画素に相当する。

走査線１２、ゲート電極Ｇ、補助容量線１４及び露出している透明基板１１の表面は第
１の絶縁膜（ゲート絶縁膜ともいわれる）１７によって被覆されている。この第１の絶縁
膜１７の表面には、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層とその表面に形成された
オーミックコンタクト層となるｎ^＋ａ−Ｓｉ層とからなる半導体層１５、ソース電極Ｓ及
びドレイン電極Ｄが形成されているとともに、ソース電極Ｓに連なる信号線１３も形成さ
れている。更に、ＴＦＴ及び信号線１３の表面と、露出している第１の絶縁膜１７の表面
全体が第２の絶縁膜（保護絶縁膜ないしパッシベーション膜ともいわれる）１８によって
被覆されている。そして、ドレイン電極Ｄは第１の絶縁膜１７の表面を補助容量線１４の
上部にまで延在されており、このドレイン電極Ｄと補助容量線１４との間で補助容量が形
成されている。

更に、この第２の絶縁膜１８の表面には、反射部１９においては表面に微細な凹凸部が
形成され、透過部２０においては表面が平坦に形成された、フォトレジスト等の有機絶縁
膜からなる層間膜（平坦化膜ともいわれる）２１が形成されている。そして、反射部１９
においては、層間膜２１の表面にはアルミニウム、アルミニウム合金等からなる反射板２
２が形成され、補助容量線１４上に位置する第２の絶縁膜１８及び層間膜２１にはコンタ
クトホール２３が形成されている。

この反射部１９の反射板２２の表面及び透過部２０の層間膜２１の表面にはＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる画素電極
１６が形成されている。また、画素電極１６は反射部１９に形成されたコンタクトホール
２３を介してドレイン電極Ｄと電気的に接続されている。なお、図１〜図４においては反
射部１９の凹凸部は省略してある。

また、この実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａにおいては、画素電極１６の反射部
１９と透過部２０の境界領域に透明導電性材料が存在していないスリット部２４が設けら
れている。従って、画素電極１６は、実質的に反射部１９の画素電極１６ａと透過部２０
の画素電極１６ｂに分割されており、反射部１９の画素電極１６ａと透過部２０の画素電
極１６ｂとは連結部２５の画素電極１６ｃを介して電気的に接続されている。この実施例
１のＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ａでは、連結部２５の画素電極１６ｃは隣り合
う信号線１３の間の略中間に位置している。また連結部２５の画素電極１６ｃの幅は走査
線１２が延在する方向における反射部１９の画素電極１６ａ及び透過部２０の画素電極１
６ｂの幅よりも大幅に狭くなっている。このような構成を採用した理由は、反射部１９の
画素電極１６ａ及び透過部２０の画素電極１６ｂそれぞれのエッジ部で液晶分子の配向方
向を規制して視野角が広くなるようにするためである。

なお、反射部１９側においては、補助容量線１４は層間膜２１の反射板２２が存在する
位置の下側に配置されている。また、反射板２２及び反射部の画素電極１６ａは、平面視
で隣接する画素の反射板及び画素電極とは接しないように、走査線１２及び信号線１３と
は部分的に重複するように設けられ、かつ、反射板２２と反射部１９の画素電極１６ａと
は互いに重なるように実質的に同じ形状に設けられている。更に、透過部２０側における
画素電極１６ｂは、平面視で隣接する画素の画素電極及び反射板とは接しないように、か
つ、信号線１３とは実質的に重複しないように信号線１３に沿うように設けられ、また、
走査線１２とは若干重なるように形成されている。

更に、この実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａにおいては、透過部２０の画素電極
１６ｂは、反射部１９の画素電極１６ａよりも面積が大きくされている。このように、透
過部２０の画素電極１６ｂの面積を大きくした理由は、例えば携帯電話機用の半透過型液
晶表示装置は、高精細であってしかも画像表示が多いため、バックライトを常時点灯して
実質的に透過型液晶表示装置として使用される機会が多くなっているためである。そして
、画素電極１６の表面をも含み、アレイ基板ＡＲの表面には全ての表示領域を覆うように
して垂直配向膜（図示せず）が積層されている。

なお、この実施例１における透過部２０の画素電極１６ｂにおいては、反射部１９の画
素電極１６ａと対向する角部は切り落とされた形状をしている。このような構成とした理
由は、液晶分子の配向規制方向が可能な限り等方的となるようにして視野角が広くなるよ
うにするためである。

また、カラーフィルタ基板ＣＦのガラス基板等からなる透明基板２６の表示領域上には
、図２に示したように、アレイ基板の走査線１２及び信号線１３に対応する位置にマトリ
クス状に遮光膜３０が形成されている。このうち、遮光膜３０_１は平面視で透過部２０の
隣接する画素の画素電極１６ｂ間を被覆するように形成されている。そして、アレイ基板
ＡＲのスリット部２４に対応する位置のアイランド状の遮光膜３０_２上には柱状スペーサ
４０が形成されている。

この柱状スペーサ４０は、面押し強度向上の観点から、少なくとも１ピクセルに１個形
成すればよい。しかしながら、この実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａでは、柱状ス
ペーサ４０は反射部１９ではなくかつ透過部２０でもない位置に対向するカラーフィルタ
基板上のアイランド状遮光膜３０_２上に形成されているため、柱状スペーサ４０が液晶分
子の配向に影響を与えることは少ない。そのため、実施例１の半透過型液晶表示装置１０
Ａでは、必要であれば全てのサブ画素毎に柱状スペーサ４０を形成することもできる。

本来、透過部２０の隣接する画素の画素電極１６ｂ間の下部には信号線１３が存在して
いるため、透過部２０の隣接する画素の画素電極１６ｂ間から光漏れすることはない。し
かし、マスクずれ等によって透過部２０の画素電極１６ｂが信号線１３の表面に部分的に
重複しない場合があり、また、補助容量線１４側からの漏れ光が信号線１３上から漏れる
可能性がある。そのため、平面視で透過部２０の隣接する画素の画素電極１６ｂ間を被覆
する遮光膜３０_１をスリット部２４部分を被覆するアイランド状の遮光膜３０_２と一体に
形成することにより、このような光漏れを抑制することができるようになる。

また、信号線１３と補助容量線１４との交差部近傍で、寄生容量により不要な電界が発
生して局所的に光リークが発生する。この光リークを抑制するためには、夫々の信号線13
及び補助容量線１４の交差部の配線を細らして寄生容量を減らす方法が考えられたが、そ
れにより断線等の副次的な不良が発生した。本来、反射部１９及び透過部２０の境界部は
反射にも透過にも寄与しないため、デッドスペースとなっていた。そこで走査線１３と補
助用稜線１４との交差部にアイランド状の遮光膜３０_２を形成して、隣接する透過部２０
の画素電極１６ｂ間に配置されている遮光膜の端部にアイランド状の遮光膜３０_２を一体
化させて形成することにより、柱状スペーサ４０の幅が信号線１３幅よりも大きくても、
柱状スペーサ４０に対応する位置及び隣接する透過部２０の画素電極１６ｂ間を同時に遮
光することができるようになる。加えて、このスリット部２４部分を被覆する遮光膜３０
_２上に柱状スペーサ４０が配置されているため、柱状スペーサ４０が外部から視認し難く
なる。

なお、本実施例では、アイランド状の遮光膜３０_２と対向する位置のアレイ基板ＡＲ側
の最表面には、平坦化された層間膜２１上に配向膜が成膜されている為、平坦化を図る為
のフォトスペーサ受け部（図示せず）は必要ない。しかし、本来平坦化を図る為に、アレ
イ基板ＡＲ側に層間膜２１と同材料でフォトスペーサ受け部を同時形成する。この時、工
程数を増加させる事無くフォトスペーサ受け部を形成出来る。例えば本実施例とは別の構
造を採用し平坦化が図れない場所には、フォトスペーサ受け部を形成しても良い。

なお、実施例１の液晶表示装置１０Ａにおいては、反射部１９の反射率を向上させるた
め、反射部１９の画素電極１６ａ間の信号線１３に対応する位置の遮光膜は削除してある
。この理由は、反射部１９の信号線１３上には平面視で部分的に反射板２２が走査線１３
に重畳するように形成されているため、この部分からの光漏れの虞は少ないためである。

そして、カラーフィルタ基板ＣＦの透明基板２６上及びマトリクス状に形成された遮光
膜３０上には、それぞれの画素に対応して形成される例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）のうち何れか一色からなるストライプ状のカラーフィルタ層２７が設けられてい
る。更に、反射部１９のカラーフィルタ層２７の一部分に所定の厚さのトップコート層２
８が設けられている。このトップコート層２８は、反射部１９全体にわたって設けられて
おり、その厚さは反射部１９における液晶層３２の厚さ、いわゆるセルギャップが透過部
２０のセルギャップの半分となるようにされている。また、トップコート層２８の表面及
び露出しているカラーフィルタ層２７表面はＩＴＯないしＩＺＯからなる共通電極２９で
被覆されており、この共通電極２９の表面には垂直配向膜（図示せず）が形成されている
。

そして、前記アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを互いに対向させ、両基板の
周囲にシール材を設けることにより両基板を貼り合せ、両基板間に負の誘電異方性を有す
る液晶分子からなる液晶層３２を設けることにより、実施例１のＶＡ方式の半透過型液晶
表示装置１０Ａが形成される。なお、この半透過型液晶表示装置１０Ａのアレイ基板ＡＲ
の下方には、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライト装置が
配置されている。

なお、ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ａにおいては、本来液晶分子に電界が印加
されていない状態で垂直に配向されている限りは液晶層３２を光が透過することはない。
従って、画素電極１６に設けられたスリット部２４の部分にも垂直配向膜が設けられてい
るので、このスリット部２４の部分は光が透過することがないため、この実施例１のＶＡ
方式の半透過型液晶表示装置１０Ａとしては、補助容量線１４と信号線１３との重なり合
わせ面積を小さくすることにより、寄生容量の発生を抑制して消費電力を防ぐことが可能
となるように、補助容量線１４の線幅を走査線１３と重なり合わさる箇所だけ細く形成し
ている。また、補助容量が大きくなるようにするために、補助容量線１４を反射板２２の
下部から更に透過部２０側のスリット部２４側にまで延長してある。

また、この実施例１のＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ａにおいては、透過部２０
側の画素電極１６ｂを信号線１３とは実質的に重複しないように信号線１３に沿うように
設けた例を示した。しかしながら、透過部２０の画素電極１６ｂを正確に信号線１３に沿
って設けることは技術的に困難であるため、透過部２０の画素電極１６ｂと信号線１３と
の間に僅かな隙間が生じるようにしてもよく、逆にわずかに透過部２０の画素電極１６ｂ
と信号線１３とが重なるようにしてもよい。透過部２０の画素電極１６ｂと信号線１３と
の間に僅かな隙間が生じても、この隙間の部分には垂直配向膜が設けられているため、本
来はこの隙間の部分から光漏れすることはない。

なお、上記実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａでは、柱状スペーサ４０の断面形状
をスリット部２４の形状として三角形の角部を切り落とした形状のものとした例を示した
。しかしながら、柱状スペーサ４０としては、これに限らず、第１及び第２変形例として
図５Ａ及び図５Ｂに示したような三角形状のもの、角が丸められた三角形状のものを使用
でき、更には４角以上の多角形上のものや角を丸めた多角形状のもの（図示せず）も使用
し得る。

また、液晶表示装置の面押し強度を強くするには、柱状スペーサ４０の断面形状を、第
３変形例及び第４変形例として図６Ａ及び図６Ｂに示したような円形状ないし楕円形状と
することが好ましい。このような断面形状が円形ないし楕円形状の柱状スペーサ４０を採
用した実施例１の変形例の半透過型液晶表示パネル１０Ａ'の場合、カラーフィルタ基板
ＣＦの遮光膜３０を含めて表した図１に対応する概略平面図は、図７に示したとおりとな
る。

なお、柱状スペーサ４０を形成する際に、柱状スペーサ４０が反射部１９の画素電極１
６aや反射板２２の角部と重なって配置したとしても、画素電極１６ａ及び１６ｂの膜圧
はセルギャップに大きな影響を与えることは無い。しかしながら、上記実施例１の半透過
型液晶表示装置１０Ａ及びこの変形例の半透過型液晶表示装置１０Ａ'では、スリット部
２４の幅が狭いため、柱状スペーサ４０の断面形状が円形状ないし楕円形状のもので断面
積が大きなものを使用すると、反射部１９の画素電極１６ａと重なってしまうことがある
。この場合は、面押し強度が向上するが、液晶分子の配向不良が顕著に現れやすくなる。

このような場合、第５変形例及び第６変形例として図８Ａ及び図８Ｃに示したように、
予め反射部１９の画素電極１６ａ及び反射板２２の角部を切り落としておくことにより、
柱状スペーサ４０として断面積が大きな断面形状が円形状ないし楕円形状のものを使用で
きるようになり、更には正多角形状ないし角が丸められた正多角形状（図示せず）のもの
も使用し得るようになる。このような構成を採用すると、柱状スペーサ４０と反射部の画
素電極との重なり部分での配向不良が軽減される上に、画素電極１６aの角部を切り落と
して多角形状にすることにより、電界が均一にかかり液晶配向が向上しやすくなる。その
ため、表示画質が良好な半透過型液晶表示装置が得られる。更に、透過部の切り落とされ
た画素電極のエッジ部は、液晶分子の配向規制手段として機能するため、広視野角の半透
過型液晶表示装置が得られる。なお、図５〜図８においては、図１〜図４に示した構成と
同一の構成部分には同じ参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａとしては、カラーフィルタ基板ＣＦに配向規制
手段を形成していない例を示したが、本発明はカラーフィルタ基板ＣＦに配向規制手段を
形成したＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置に対しても適用可能である。このカラーフィ
ルタ基板ＣＦに配向規制手段を形成した実施例２のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１
０Ｂを図７及び図８を用いて説明するが、実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａと同一
の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。なお、実施例２の
半透過型液晶表示装置１０Ｂにおいても、柱状スペーサの断面形状、スペーサ受け部の形
状、柱状スペーサの形成位置等については実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａの場合
と同様である。

この実施例２の半透過型液晶表示装置１０Ｂが実施例１の半透過型液晶表示装置１０Ａ
と構成が相違している点は、共通電極２９の表面の一部に、
（１）反射部１９のコンタクトホール２３に対向する位置に底面が円形状の突起３１_１が
設けられている点、及び、
（２）透過部２０の画素電極１６ｂに対向する位置に底面が長十字状の突起３１_２が設け
られている点、
である。

そして、これらの共通電極２９、突起３１_１及び３１_２の表面には垂直配向膜（いずれ
も図示せず）が積層されている。このように、実施例２のＶＡ方式の半透過型液晶表示装
置１０Ｂは、透過部２０、反射部１９の領域にそれぞれ別々に形成された突起３１_１及び
３１_２によって、透過部２０、反射部１９のそれぞれの領域でカラーフィルタ基板ＣＦ側
でも液晶分子の配向が規制されるようになっている。従って、実施例２の半透過型液晶表
示装置１０Ｂによれば、視野角が広く、明るい表示のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置
１０Ｂが得られる。

なお、実施例２で、反射部のコンタクトホール２３に対向する位置に液晶分子の配向を
規制するための突起３１_１を設けた理由は次のとおりである。コンタクトホール２３内の
液晶分子は、電界無印加時でも傾いており、コンタクトホール２３の周囲の液晶分子の配
向状態とは差異が生じる。しかも、コンタクトホール２３は反射部１９に配置されたＴＦ
Ｔのドレイン電極Ｄと反射部１９の画素電極１６ａとの間の電気的導通を確実に行うため
にある程度の大きさが必要とされる。そのため、反射部１９のコンタクトホール２３部分
では液晶分子の配向が乱れているために表示画質が低下する。しかしながら、カラーフィ
ルタ基板ＣＦのコンタクトホール２３に対向する位置に液晶分子の配向を規制するための
配向規制手段を設けると、この配向規制手段によって強制的に液晶分子の配向が規制され
るため、反射部１９の表示画質の低下を抑制することができる。

上述の実施例２のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置１０Ｂでは、カラーフィルタ基板
ＣＦの透過部２０に設ける配向規制部材として平面視で底部が長十字状の突起３１_２を設
けた例を示したが、平面視で底部が短十字状、バー状、円形状、長円形状等、周知の種々
の形状のものを使用し得る。また、配向規制部材としては突起だけでなく、共通電極２９
にスリットを形成することにより配向記載部材とすることもできる。なお、配向規制手段
は、カラーフィルタ基板ＣＦの透過部２０に対応する位置にのみ形成してもよい。

以上、本発明の実施例１及び２として半透過型液晶表示装置の例を説明した。このよう
な本発明の半透過型液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端
末などの電子機器に使用することができる。このうち、半透過型液晶表示装置７１をパー
ソナルコンピュータ７０に使用した例を図９Ａに、同じく半透過型液晶表示装置７６を携
帯電話機７５に使用した例を図９Ｂに示す。ただし、これらのパーソナルコンピュータ７
０及び携帯電話機７５の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。

実施例１のＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の３サブ画素部分をカラーフィルタ層を透視して表した概略平面図である。 カラーフィルタ基板の遮光膜を含めて表した図１に対応する概略平面図である。 図１のIII−III線に沿った断面図である。 図１の破線で囲んだ領域IV部分の拡大図である。 図５Ａ及び図５Ｂは実施例１の第１及び第２の変形例の図４に対応する拡大図である。 図６Ａ及び図６Ｂは実施例１の第３及び第４の変形例の図４に対応する拡大図である。 第３及び第４の変形例の場合のカラーフィルタ基板の遮光膜を含めて表した図１に対応する概略平面図である。 実施例１の第５及び第６の変形例の図４に対応する拡大図である。 実施例２のＭＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の３サブ画素部分をカラーフィルタ層を透視して表した概略平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図１１Ａは本発明の半透過型液晶表示装置を備えたパーソナルコンピュータを示す図であり、図１１Ｂは本発明の半透過型液晶表示装置を備えた携帯電話機を示す図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ａ'、１０Ｂ：半透過型液晶表示装置 １１：透明基板 １２：走査線 １
３：信号線 １４：補助容量線 １５：半導体層 １６：画素電極 １６ａ：反射部の画
素電極 １６ｂ：透過部の画素電極 １６ｃ：連結部の画素電極 １７：第１の絶縁膜
１８：第２の絶縁膜 １９：反射部 ２０：透過部 ２１：層間膜 ２２：反射板 ２３
：コンタクトホール ２４：スリット部 ２５：連結部 ２６：透明基板 ２７：カラー
フィルタ層 ２８：トップコート層 ２９：共通電極 ３０、３０_１：遮光膜 ３０_２：
アイランド状の遮光膜 ３１_１、３１_２：突起 ３２：液晶層 ４０：柱状スペーサ Ａ
Ｒ：アレイ基板 ＣＦ：カラーフィルタ基板

Claims (8)

1. マトリクス状に配置された走査線及び信号線で囲まれたそれぞれの画素領域毎に反射部
   と透過部とが形成され、前記反射部の画素電極と前記透過部の画素電極とが連結部の画素
   電極によって接続されており、前記反射部の画素電極の下部には表面に凹凸が形成された
   反射板が設けられているアレイ基板と、
   平面視で前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜が形成されたカラーフィル
   タ基板と、
   を備えた半透過型液晶表示装置であって、
   前記反射部の画素電極と透過部の画素電極との間に位置する前記信号線の対向位置にあ
   る前記カラーフィルタ基板の遮光膜上に柱状スペーサが形成されていることを特徴とする
   半透過型液晶表示装置。
2. 前記柱状スペーサの横断面は円形状、楕円形状、多角形状又は角が丸められた多角形状
   とされていることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
3. 前記反射部の画素電極及び透過部の画素電極は、互いに対向する側の角部が共に切り落
   とされていることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
4. 前記柱状スペーサは少なくとも１ピクセルに１本形成されていることを特徴とする請求
   項１〜３の何れかに記載の半透過型液晶表示装置。
5. 前記カラーフィルタ基板には、平面視で前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮
   光膜が形成されており、前記柱状スペーサは前記平面視で前記透過部の隣接する画素電極
   間を被覆する遮光膜の端部に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の半透過型液晶表示装置。
6. 前記カラーフィルタ基板には、前記透過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆
   する遮光膜が形成されており、前記透過部の隣接する画素電極間を被覆する遮光膜は前記
   透過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆する遮光膜と一体化されており、前記
   透過部の画素電極と反射部の画素電極との間を被覆する遮光膜は前記透過部の画素電極と
   反射部の画素電極との間を被覆する遮光膜の端部にアイランド状に形成されていることを
   特徴とする請求項５に記載の半透過型液晶表示装置。
7. 前記カラーフィルタ基板の少なくとも前記透過部に対応する位置には液晶分子の配向規
   制手段が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶
   表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子
   機器。

Images