JP2024078390A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セルギャップが不均一であることに起因する表示不良の発生が抑制される、半透過型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、液晶層とを備える。各画素は、反射領域と透過領域とを含む。第１基板は、反射層と、反射層を覆うように設けられた層間絶縁層と、各画素において層間絶縁層上に設けられた画素電極とを有する。層間絶縁層は、底面および傾斜側面によって規定され、少なくとも一部が透過領域内に位置する凹部を有する。層間絶縁層の凹部の深さは、０．５μｍ以上であり、凹部の傾斜側面の傾斜角は、２５°以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、各画素が反射領域および透過領域を含む液晶表示装置に関する。

近年、スマートウォッチ用や屋外広告向けのデジタルサイネージ用の表示装置として、半透過型（「透過反射両用型」と呼ばれることもある）の液晶表示装置（ＬＣＤ）が用いられている。半透過型ＬＣＤは、１つの画素内に、反射モードでの表示（反射表示）を行う反射領域と、透過モードでの表示（透過表示）を行う透過領域とを有している。そのため、外光を用いた反射表示によって太陽光下の屋外環境での高い視認性が得られるとともに、バックライトを用いた透過表示によって夜間の情報確認が可能である。

本願出願人は、特許文献１に、反射表示および透過表示の明るさを改善できる半透過型ＬＣＤを提案している。特許文献１に開示されている半透過型ＬＣＤでは、反射電極（反射層）と透明電極（画素電極）とが層間絶縁層を介して隔てられた２段電極構造によって、反射率が向上する。また、特許文献１には、反射領域におけるセルギャップと透過領域におけるセルギャップとが異なるマルチギャップ構造にも言及がなされている。マルチギャップ構造を採用することによって、透過率が向上する。

特開２０２１－９６４６１号公報

しかしながら、本願発明者の検討によれば、マルチギャップ構造を有する半透過型ＬＣＤにおいて、セルギャップが画素ごとに異なってしまい、そのことに起因する表示不良が発生するおそれがあることがわかった。

本発明の実施形態は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セルギャップが不均一であることに起因する表示不良の発生が抑制される、半透過型の液晶表示装置を提供することにある。

本明細書は、以下の項目に記載の液晶表示装置を開示している。

［項目１］
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを含み、
前記第１基板は、
反射層と、
前記反射層を覆うように設けられた層間絶縁層と、
前記複数の画素のそれぞれにおいて前記層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
を有し、
前記層間絶縁層は、底面および傾斜側面によって規定され、少なくとも一部が前記透過領域内に位置する凹部を有し、
前記層間絶縁層の前記凹部の深さは、０．５μｍ以上であり、
前記凹部の前記傾斜側面の傾斜角は、２５°以下である、液晶表示装置。

［項目２］
前記凹部の前記傾斜側面の傾斜角は、２２°以下である、項目１に記載の液晶表示装置。

［項目３］
前記凹部の前記底面および前記傾斜側面は、前記透過領域内に位置している、項目１または２に記載の液晶表示装置。

［項目４］
前記反射層は、凹凸表面構造を有する、項目１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目５］
前記反射層は、実質的に平坦な表面を有する、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目６］
前記液晶層は、垂直配向型である、項目１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目７］
前記液晶層は、水平配向型である、項目１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目８］
前記第１基板は、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路をさらに有し、
前記層間絶縁層は、前記画素電極を前記バックプレーン回路に電気的に接続するためのコンタクトホールを前記透過領域内に有する、項目１から７のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目９］
各画素の前記透過領域は、互いに離隔した複数のサブ透過領域を含み、
前記複数のサブ透過領域は、前記コンタクトホールが含まれる第１サブ透過領域と、前記コンタクトホールが含まれない第２サブ透過領域とを含んでいる、項目１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１０］
各画素は、複数のサブ画素を含み、
前記複数のサブ画素は、前記第１サブ透過領域を含む第１サブ画素と、前記第２サブ透過領域を含む第２サブ画素とを含み、
前記画素電極は、複数のサブ画素電極を含み、
前記複数のサブ画素電極は、前記第１サブ画素に配置された第１サブ画素電極と、前記第２サブ画素に配置された第２サブ画素電極とを含み、
前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極とは電気的に接続されている、項目９に記載の液晶表示装置。

［項目１１］
前記画素電極は、前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極とを接続する接続電極をさらに含み、
前記第１サブ画素電極、前記第２サブ画素電極および前記接続電極は、全体としてＵ字状である、項目１０に記載の液晶表示装置。

［項目１２］
前記複数のサブ透過領域は、前記コンタクトホールが含まれる第３サブ透過領域をさらに含み、
前記複数のサブ画素は、前記第３サブ透過領域を含む第３サブ画素をさらに含み、
前記複数のサブ画素電極は、前記第３サブ画素に配置され、前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極との間に位置する第３サブ画素電極をさらに含む、項目１１に記載の液晶表示装置。

［項目１３］
前記第１サブ画素電極、前記第２サブ画素電極および前記接続電極を第１電極セグメントと呼び、前記第３サブ画素電極を第２電極セグメントと呼び、前記第１電極セグメントと前記第２電極セグメントとの間隙をセグメント境界と呼ぶとき、
前記セグメント境界は湾曲した形状を有する、項目１２に記載の液晶表示装置。

［項目１４］
前記第１電極セグメントの外縁のうちの前記セグメント境界を規定する部分、および、前記第２電極セグメントの外縁のうちの前記セグメント境界を規定する部分は、それぞれ弧状である、項目１３に記載の液晶表示装置。

［項目１５］
前記第１基板は、前記液晶層に接するように設けられた配向膜を有する、項目１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１６］
前記複数の画素は、複数のカラー表示画素を構成し、
前記複数のカラー表示画素のそれぞれは、互いに異なる色を呈する３つ以上の画素を有し、
解像度が１８０ｐｐｉ以上であり、
各カラー表示画素のサイズが１４０μｍ×１４０μｍ以下であり、
前記透過領域のサイズが３０μｍ×３０μｍ以下である、項目１から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１７］
前記反射領域における前記液晶層の厚さは、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であり、
前記透過領域における前記液晶層の厚さは、３．０μｍ以上３．８μｍ以下である、項目１から１６のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１８］
前記複数の画素は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含み、
前記青画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さは、前記赤画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さおよび前記緑画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さのそれぞれよりも小さい、項目１から１７のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１９］
前記第２基板は、カラーフィルタ層を有し、
前記カラーフィルタ層は、前記赤画素に配置された赤カラーフィルタ、前記緑画素に配置された緑カラーフィルタおよび前記青画素に配置された青カラーフィルタを含み、
前記青カラーフィルタの厚さは、前記赤カラーフィルタの厚さおよび前記緑カラーフィルタの厚さのそれぞれよりも大きい、項目１８に記載の液晶表示装置。

本発明の実施形態によると、セルギャップが不均一であることに起因する表示不良の発生が抑制される、半透過型の液晶表示装置を提供することができる。

本発明の実施形態による液晶表示装置１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図１中の２Ａ－２Ａ’線に沿った断面構造を示している。 図１に例示した構成を用いた階調表示の例を示す図である。 シミュレーションによる計算の際の条件を示す図である。 セルギャップとモード効率との関係を示すグラフである。 フォトマスク７０Ａを示す平面図である。 フォトマスク７０Ｂを示す平面図である。 フォトマスク７０Ａを用いて感光性樹脂材料１３’に対する露光を行っている様子を模式的に示す図である。 フォトマスク７０Ｂを用いて感光性樹脂材料１３’に対する露光を行っている様子を模式的に示す図である。 フォトマスクの透光領域にスリット部を含めることによる効果を検証した結果を説明するための図である。 フォトマスクの透光領域にスリット部を含めることによる効果を検証した結果を説明するための図である。 液晶表示装置１００の構成の他の例を示す断面図である。 液晶表示装置１００の構成のさらに他の例を示す断面図である。 液晶表示装置１００の構成のさらに他の例を示す断面図である。 液晶表示装置１００の構成のさらに他の例を示す断面図である。 液晶表示装置１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示す平面図である。 図１３に例示した構成を用いた階調表示の例を示す図である。 図１に示す電極構造を採用した場合の実際の文字表示の例を示す図である。 図１３に示す電極構造を採用した場合の実際の文字表示の例を示す図である。 第１電極セグメントｅｓ１および第２電極セグメントｅｓ２の形状のバリエーションを示す図である。 第１電極セグメントｅｓ１および第２電極セグメントｅｓ２の形状のバリエーションを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１および図２を参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００は、半透過型（透過反射両用型）の液晶表示装置である。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図１中の２Ａ－２Ａ’線に沿った断面構造を示している。

液晶表示装置１００は、図１に示すように、複数の画素Ｐを有する。複数の画素Ｐは、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列されている。複数の画素Ｐは、典型的には、赤を表示する赤画素Ｐ_Ｒ、緑を表示する緑画素Ｐ_Ｇおよび青を表示する青画素Ｐ_Ｂを含む。

また、液晶表示装置１００は、図２に示すように、液晶表示パネルＬＰと、液晶表示パネルＬＰの背面側（観察者側とは反対側）に配置されたバックライト（照明装置）ＢＬとを備える。液晶表示パネルＬＰは、ＴＦＴ基板（第１基板）１０と、ＴＦＴ基板１０に対向する対向基板（第２基板）２０と、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に設けられた垂直配向型の液晶層３０とを有する。各画素Ｐは、反射モードで表示を行う反射領域Ｒｆと、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒとを含んでいる。

透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さ（透過セルギャップ）ｄｔと、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さ（反射セルギャップ）ｄｒとは異なっている。具体的には、透過セルギャップｄｔは、反射セルギャップｄｒよりも大きい（つまりｄｔ＞ｄｒ）。このように、液晶表示装置１００は、マルチギャップ構造を有する。反射セルギャップｄｒは、例えば２．０μｍ以上２．５μｍ以下であり、透過セルギャップｄｔは、例えば３．０μｍ以上３．８μｍ以下である。

画素Ｐ内に占める透過領域Ｔｒの面積の割合は、用途等に応じて適宜設定され得るが、例えば１０％以上９０％以下である。また、画素Ｐ内における透過領域Ｔｒの位置や形状も用途等に応じて適宜設定され得る。なお、本願明細書では、画素Ｐ内で反射表示にも透過表示にも寄与しない領域Ｉｖを「無効領域」と呼ぶことがある。

ＴＦＴ基板１０は、各画素Ｐに配置された画素電極１１と、画素電極１１に対して液晶層３０とは反対側（つまり画素電極１１よりも背面側）に位置する反射層１２とを有する。ＴＦＴ基板１０は、さらに、第１層間絶縁層１３、第２層間絶縁層１４、コンタクト部ＣＰおよび第１配向膜１５を有する。

ＴＦＴ基板１０の構成要素（上述した画素電極１１等）は、透明基板１０ａによって支持されている。透明基板１０ａの材料としては、例えば無アルカリガラスやプラスチックを用いることができる。

透明基板１０ａ上には、複数の画素Ｐを駆動するための回路（バックプレーン回路）が形成されている（不図示）。バックプレーン回路は、特に限定されない。例えば、バックプレーン回路は、複数の画素Ｐのそれぞれに接続されたメモリ回路（例えばＳＲＡＭ）を含んでもよい。画素Ｐごとにメモリ回路が設けられた液晶表示装置は、「メモリ液晶」と呼ばれることもある。メモリ液晶の具体的な構成は、例えば、特許第５０３６８６４号公報（米国特許第８６９２７５８号明細書に対応）に開示されている。特許第５０３６８６４号公報および米国特許第８６９２７５８号明細書のすべての開示内容を参考のために本明細書に援用する。あるいは、バックプレーン回路は、一般的なアクティブマトリクス基板のように、画素電極１１に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含んでいてもよい。ＴＦＴは、例えば、活性層として、アモルファスシリコン層、ポリシリコン層、またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体を含む酸化物半導体層を有するＴＦＴ（特開２０１４－００７３９９号公報参照）である。特開２０１４－００７３９９号公報を参考のために本明細書に援用する。バックプレーン回路は、メモリ回路やＴＦＴの他に、ゲート配線、ソース配線などの各種配線も含み得る。

第２層間絶縁層１４は、バックプレーン回路を覆うように設けられている。第２層間絶縁層１４は、透明絶縁層であり、例えば透明な有機絶縁材料から形成されている。第２層間絶縁層１４の表面は、凹凸形状を有する。つまり、第２層間絶縁層１４は、凹凸表面構造を有する。凹凸表面構造を有する第２層間絶縁層１４は、例えば、特許第３３９４９２６号公報に記載されているように感光性樹脂を用いて形成され得る。

反射層１２は、第２層間絶縁層１２上に設けられている。反射層１２は、反射率の高い金属材料から形成されている。反射層１２を形成するための金属材料としては、例えば、アルミニウムや銀、銀合金などを用いることができる。

反射層１２の表面は、第２層間絶縁層１４の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、反射層１２も凹凸表面構造を有する。反射層１２の凹凸表面構造は、ＭＲＳ（Micro Reflective Structure）と呼ばれることもあり、周囲光を拡散反射してペーパーホワイトに近い表示を実現するために設けられている。凹凸表面構造は、例えば、隣り合う凸部ｐの中心間隔が５μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下となるようにランダムに配置された複数の凸部ｐで構成され得る。表示面法線方向からみたとき、凸部ｐの形状は略円形または略多角形である。画素Ｐに占める凸部ｐの面積は、例えば約２０％から４０％である。凸部ｐの高さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。

反射層１２は、各画素Ｐの反射領域Ｒｆに位置する第１部分１２ａと、互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間に位置する第２部分１２ｂとを含んでいる。反射層１２の凹凸表面構造は、第１部分１２ａおよび第２部分１２ｂのそれぞれに形成されている。つまり、第１部分１２ａだけでなく第２部分１２ｂも凹凸表面構造を有している。

なお、反射層１２は、凹凸表面構造を有していなくても（つまり実質的に平坦な表面を有していても）よい。反射層１２が凹凸表面構造を有していない場合には、反射層１２と光散乱層とを組み合わせて用いることによって、ペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。

第１層間絶縁層１３は、反射層１２を覆うように設けられている。第１層間絶縁層１３は、透明絶縁層であり、例えば透明な有機絶縁材料から形成されている。第１層間絶縁層１３には、透過セルギャップｄｔを反射セルギャップｄｒよりも大きくするための凹部（透過開口溝）ＴＧがフォトリソグラフィプロセスにより形成されている。

画素電極１１は、第１層間絶縁層１３上に設けられている。つまり、画素電極１１は、第１層間絶縁層１３を介して反射層１２上に設けられている。画素電極１１は、透明導電材料から形成されている。透明導電材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（登録商標））、またはこれらの混合物を用いることができる。画素電極１１は、バックプレーン回路に電気的に接続されている。

コンタクト部ＣＰは、第１層間絶縁層１３に形成された第１コンタクトホールＣＨ１および第２層間絶縁層１４に形成された第２コンタクトホールＣＨ２において、画素電極１１とバックプレーン回路とを電気的に接続する。第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２は、例えばフォトリソグラフィプロセスにより形成される。第１層間絶縁層１３は、透過領域Ｔｒ内に第１コンタクトホールＣＨ１を有し、第２層間絶縁層１４は、透過領域Ｔｒ内に第２コンタクトホールＣＨ２を有する。図示している例では、コンタクト部ＣＰは、第１コンタクト電極ｃｅ１、第２コンタクト電極ｃｅ２および第３コンタクト電極ｃｅ３から構成されている。

第１コンタクト電極ｃｅ１は、第２コンタクトホールＣＨ２内に露出した電極（または配線の一部）である。第１コンタクト電極ｃｅ１は、例えば、バックプレーン回路のソース配線と同じ導電膜（アルミニウムや銅などの金属膜）から形成されている。

第２コンタクト電極ｃｅ２は、透明導電材料（例えばインジウム錫酸化物やインジウム亜鉛酸化物）から形成された透明コンタクト電極である。第２コンタクト電極ｃｅ２は、第２コンタクトホールＣＨ２内に位置する部分を含んでおり、第２コンタクトホールＣＨ２内で第１コンタクト電極ｃｅ１に接している。

第３コンタクト電極ｃｅ３は、第２コンタクト電極（透明コンタクト電極）ｃｅ２に接するように反射層１２と同層に（つまり反射層１２と同じ反射膜から）形成された反射コンタクト電極である。第３コンタクト電極ｃｅ３は、第１コンタクトホールＣＨ１に重なる部分を含んでいる。画素電極１１は、第１コンタクトホールＣＨ１内で第３コンタクト電極ｃｅ３と接しており、コンタクト部ＣＰを介して、バックプレーン回路に電気的に接続されている。

コンタクト部ＣＰが反射コンタクト電極ｃｅ３を含んでいると、反射コンタクト電極ｃｅ３がバックライトＢＬからの光に対する遮光層として機能するので、第１コンタクトホールＣＨ１近傍において配向欠陥が発生した場合に、透過表示の品位への配向欠陥による悪影響を防止することができる。

なお、図示している例では、コンタクト部ＣＰが反射コンタクト電極ｃｅ３を含んでいるので、コンタクト部ＣＰが存在している領域は無効領域ＩＶとなり、第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２は、厳密には透過領域Ｔｒではなく無効領域ＩＶに位置していることになる。しかしながら、この場合もコンタクト部ＣＰは透過領域Ｔｒに包囲されているので、本願明細書では、このような場合にも第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２が透過領域Ｔｒに含まれる、と表現することがある。

また、図示している例では、第２コンタクト電極ｃｅ２と同じ導電膜から（つまり第２コンタクト電極ｃｅ２と同層に）形成された透明導電層１９が、反射層１２と第２層間絶縁層１４との間に介在している。透明導電層１９は、省略されてもよい。

対向基板２０は、対向電極２１、カラーフィルタ層２２および第２配向膜２５を有する。また、対向基板２０は、複数の柱状スペーサ（不図示）をさらに有する。対向基板２０の構成要素（上述した対向電極２１等）は、透明基板２０ａによって支持されている。透明基板２０ａの材料としては、例えば無アルカリガラスやプラスチックを用いることができる。なお、対向基板２０は、互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間にはブラックマトリクス（遮光層）を有しない。

対向電極２１は、画素電極１１に対向するように設けられている。対向電極２１は、透明導電材料から形成されている。対向電極２１を形成するための透明導電材料としては、画素電極１１と同様の材料を用いることができる。反射層１２には、例えば、対向電極２１に与えられる電位（共通電位）と同じ電位が与えられる。

カラーフィルタ層２２は、典型的には、赤画素に配置された赤カラーフィルタ、緑画素に配置された緑カラーフィルタ、および、青画素に配置された青カラーフィルタを含む。カラーフィルタ層の、異なる色の画素Ｐ間に対応する領域は、例えば、異なる色のカラーフィルタで略等分されている。カラーフィルタ層２２を覆うように、オーバーコート層が形成されていてもよい。

柱状スペーサは、液晶層３０の厚さ（セルギャップ）を規定する。柱状スペーサは、感光性樹脂から形成することができる。

液晶層３０は、誘電異方性が負の（つまりネガ型の）ネマチック液晶材料を含み、カイラル剤を含んでいない。液晶層３０は、例えば滴下法により形成することができる。

第１配向膜１５および第２配向膜２５は、それぞれ液晶層３０に接するように設けられている。ここでは、第１配向膜１５および第２配向膜２５のそれぞれは、垂直配向膜である。本明細書において、「垂直配向膜」は、配向膜近傍の液晶分子を、配向膜表面に対して実質的に垂直に配向させるものであればよく、例えば、液晶分子に８６．０°以上のプレチルト角を付与する配向膜であり得る。垂直配向膜の主成分は、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリマレイミドまたはポリシロキサンであることが好ましい。これらは、配向膜として効果的に利用することができるポリマー群である。

第１配向膜１５および第２配向膜２５の少なくとも一方は、配向処理を施されており、プレチルト方位を規定する。配向処理としては、ラビング処理や光配向処理を用いることができる。光配向処理（光照射／露光）によって液晶分子に対する配向規制力の強さや方向が変化する配向膜は、「光配向膜」と呼ばれる。光配向膜は、光反応性官能基として、シンナメート基、アゾベンゼン基、カルコン基、スチルベン基およびクマリン基のうちの少なくとも１種類を含むことが好ましい。これにより、液晶層３０中に光分解物を溶出させるおそれが少なくなるので信頼性を向上させることができ、また、比較的低い照射エネルギーで光配向処理を行うことが可能となる。

液晶層３０の液晶分子は、液晶層３０に電圧が印加されていない状態では垂直配向し、液晶層３０に所定の電圧が印加された状態では水平配向する。本実施形態では、液晶層３０のツイスト角は実質的に０°であり、ＶＡ－ＥＣＢ（Vertical Aligned Electrically Controlled Birefringence）モードで表示が行われる。なお、「ツイスト角が実質的に０°である」とは、ツイスト角が製造誤差の範囲内で０°に近い場合も含意している。

液晶層３０として、誘電異方性が正の（つまりポジ型の）ネマチック液晶材料を含むものを用いてもよい。その場合、第１配向膜１５および第２配向膜２５として水平配向膜が用いられ、表示モードとしてＥＣＢモードが採用される。このように、液晶層３０は、水平配向型であってもよい。

液晶表示装置１００は、さらに、一対の円偏光板４０Ａおよび４０Ｂを備える。一対の円偏光板４０Ａおよび４０Ｂの一方（第１円偏光板）４０Ａは、液晶表示パネルＬＰの背面側に配置されており、他方（第２円偏光板）４０Ｂは、液晶表示パネルＬＰの観察者側に配置されている。第１円偏光板（裏円偏光板）４０Ａは、第１直線偏光板４１Ａと、第１直線偏光板４１Ａと液晶表示パネルＬＰの間に位置する第１位相差板４２Ａとを含む。第２円偏光板（表円偏光板）４０Ｂは、第２直線偏光板４１Ｂと、第２直線偏光板４１Ｂと液晶表示パネルＬＰの間に位置する第２位相差板４２Ｂとを含む。

第２直線偏光板（表直線偏光板）４１Ｂは、吸収型の直線偏光板である。吸収型直線偏光板として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を染色して延伸させたフィルム偏光子とトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）保護層とから構成された直線偏光板や、染料系偏光板、塗布型偏光板などを用いることができる。吸収型直線偏光板は、透過軸と、透過軸に直交する吸収軸とを有している。

第１直線偏光板（裏直線偏光板）４１Ａとしては、表直線偏光板４１Ｂと同様に吸収型直線偏光板を用いることができる。また、反射型の直線偏光板や、吸収型直線偏光板と反射型直線偏光板との積層体を用いてもよい。反射型直線偏光板として、スリーエム ジャパン社製の多層反射型偏光板（商品名：ＤＢＥＦ）や、コレステリック液晶フィルムとλ／４板とを組み合わせたものが挙げられる。反射型直線偏光板は、吸収型直線偏光板と異なり、透過軸と直交する方向に反射軸を有している。そのため、バックライトＢＬからの光の一部は、反射型直線偏光板で反射され、バックライトＢＬに含まれる反射板５３で更に反射されることでリサイクルされる。なお、反射型直線偏光板が、裏直線偏光板４１Ａではなく、バックライトＢＬに含まれてもよい。

第１位相差板４２Ａおよび第２位相差板４２Ｂのそれぞれは、１枚のλ／４板であってもよいし、１枚のλ／４板と１枚または２枚のλ／２板との組み合わせや、１枚のλ／４板と１枚のネガティブＣプレートとの組み合わせであってもよい。

裏直線偏光板４１Ａおよび表直線偏光板４１Ｂの吸収軸の方位や、第１位相差板４２Ａおよび第２位相差板４２Ｂの遅相軸の方位は、ノーマリブラックモードで表示が行われるように設定されている。液晶層３０の液晶分子は、黒表示状態において垂直配向し、白表示状態（および中間調表示状態）においてツイスト角０°で倒れる。

バックライトＢＬは、裏円偏光板４０Ａの背面側に配置されている。バックライトＢＬは、光を発する光源（例えばＬＥＤ）５１、光源５１からの光を液晶パネル側に導く導光板５２および導光板５２の背面側に配置された反射板５３を有する。また、バックライトＢＬは、導光板５２の前面側（または背面側）に配置されたプリズムシートおよび拡散シートをさらに有してもよい。

例示している液晶表示装置１００は、メモリ液晶で階調表示を行うための構成を有する。具体的には、液晶表示装置１００の各画素Ｐは、図１に示すように、複数のサブ画素Ｓｐを含む。図１には、１つの画素Ｐが３つのサブ画素Ｓｐに分割された例を示している。以下では、３つのサブ画素Ｓｐのうち、図中の上側に配置されているサブ画素Ｓｐ１を「第１サブ画素」と呼び、図中の下側に配置されているサブ画素Ｓｐ２を「第２サブ画素」と呼ぶ。また、図中の中央に配置されているサブ画素Ｓｐ３を「第３サブ画素」と呼ぶ。

各画素Ｐの透過領域Ｔｒは、互いに離隔した複数のサブ透過領域Ｔｒａ、ＴｒｂおよびＴｒｃを含む。複数のサブ透過領域Ｔｒａ、ＴｒｂおよびＴｒｃは、第１サブ画素Ｓｐ１に含まれる第１サブ透過領域Ｔｒａと、第２サブ画素Ｓｐ２に含まれる第２サブ透過領域Ｔｒｂと、第３サブ画素Ｓｐ３に含まれる第３サブ透過領域Ｔｒｃとを含んでいる。

第１サブ透過領域Ｔｒａおよび第３サブ透過領域Ｔｒｃのそれぞれは、第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２を含んでいる。これに対し、第２サブ透過領域Ｔｒｂは、第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２を含んでいない。

画素電極１１は、複数のサブ画素電極１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを含む。複数のサブ画素電極１１ａ、１１ｂおよび１１ｃは、第１サブ画素Ｓｐ１に配置された第１サブ画素電極１１ａと、第２サブ画素Ｓｐ２に配置された第２サブ画素電極１１ｂと、第３サブ画素Ｓｐ３に配置された第３サブ画素電極１１ｃとを含んでいる。

図中の上側に配置されている第１サブ画素電極１１ａと、図中の下側に配置されている第２サブ画素電極１１ｂとは、電気的に接続されている。図示している例では、画素電極１１は、接続電極１１ｄをさらに含んでおり、第１サブ画素電極１１ａと第２サブ画素電極１１ｂとは、接続電極１１ｄによって接続されている。

第１サブ画素電極１１ａ、２サブ画素電極１１ｂおよび接続電極１１ｄは、一体に形成されており、全体としてＵ字状（コの字状）である。第３サブ画素電極１１ｃは、第１サブ画素電極１１ａと第２サブ画素電極１１ｂとの間に位置している。第１サブ画素電極１１ａ、２サブ画素電極１１ｂおよび接続電極１１ｄをまとめて「第１電極セグメント」と呼び、第３サブ画素電極１１ｃを「第２電極セグメント」と呼ぶとき、第１電極セグメントと第２電極セグメントの面積比は、例えば約２：１である。

第１サブ画素電極１１ａおよび第２サブ画素電極１１ｂは、第１サブ透過領域Ｔｒａに含まれる第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２を介して共通の１つのメモリ回路に電気的に接続されている。第３サブ画素電極１１ｃは、第３サブ透過領域Ｔｒｃに含まれる第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２を介して別の１つのメモリ回路に電気的に接続されている。つまり、各画素Ｐに対して２つのメモリ回路が設けられている。

図１に示したように画素Ｐが分割されていることにより、図３に示すように、面積階調法による４階調表示を行うことができる。具体的には、図３のもっとも左側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて黒表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として黒表示を行うことができ、図３の左側から２番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として暗い中間調表示を行うことができる。また、図３の左側から３番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として明るい中間調表示を行うことができ、図３のもっとも右側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて白表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として白表示を行うことができる。

なお、３つのサブ画素電極１１ａが、それぞれ別のメモリ回路に電気的に接続されていても（つまり各画素Ｐに３つのメモリ回路が設けられていても）よい。

既に説明したように、第１層間絶縁層１３は、凹部（透過開口溝）ＴＧを有する。以下、この凹部ＴＧをより具体的に説明する。

凹部ＴＧは、図２に示すように、底面ｂｆおよび傾斜側面ｉｆによって規定される。第１層間絶縁層１３の液晶層３０側の表面のうち、凹部ＴＧが形成されていない部分ｕｆを「上面」と呼ぶとすると、傾斜側面ｉｆは、上面ｕｆと底面ｂｆとを結ぶ部分である。傾斜側面ｉｆは、透明基板１０ａの基板面に対して傾斜している。

凹部ＴＧは、その少なくとも一部が透過領域Ｔｒ内に位置している。第１コンタクトホールＣＨ１は、凹部ＴＧの一部に重なるように形成されている。凹部ＴＧの深さｄ_ＴＧ（上面ｕｆと底面ｂｆとの高さの差）は、０．５μｍ以上である。凹部ＴＧの傾斜側面ｉｆの傾斜角θは、２５°以下である。

上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００は、反射層（反射電極）１２と画素電極１１とが第１層間絶縁層１３を介して隔てられた２段電極構造を有する。そのため、反射層１２は、画素Ｐ内に位置する第１部分１２ａだけでなく、隣接する２つの画素Ｐ間に位置する第２部分１２ｂを含み得る。従って、画素Ｐ間の領域も反射表示に寄与させることができるので、反射開口率（表示領域内で反射モードの表示に寄与する領域が占める割合）が向上し、反射率のいっそうの向上を図ることができる。そのため、反射モードでいっそう明るい表示を行うことができる。また、反射層１２の凹凸表面構造は、画素電極１１の下に形成される第１層間絶縁層１３によって平坦化されるので、反射層１２の凹凸表面構造に起因する配向乱れは発生せず、面内均一性の高い配向が得られる。

なお、本実施形態の液晶表示装置１００では、画素Ｐ間の領域を反射モードの表示に寄与させるので、対向基板２０は、複数の画素Ｐのうちの互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間にブラックマトリクスを有しないことが好ましい。

また、本実施形態の液晶表示装置１００では、第１層間絶縁層１３が凹部ＴＧを有することによって、マルチギャップ構造（透過セルギャップｄｔが反射セルギャップｄｒよりも大きい構造）が実現されている。透過モードの表示に用いられる光が液晶層３０を１回だけ通過するのに対し、反射モードの表示に用いられる光は液晶層３０を２回通過する。そのため、本実施形態のように、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔを反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きくすることで、透過モードの表示に用いられる光に対する液晶層３０のリタデーションを大きくすることができ、透過領域Ｔｒにとって好ましい（より明るい表示を実現できる）電圧－輝度特性が得られる。

本願発明者の検討によれば、マルチギャップ構造を有する半透過型ＬＣＤにおいて、セルギャップが画素ごとに異なってしまい、そのことに起因する表示不良が発生するおそれがあることがわかった。また、セルギャップが不均一になる原因が、第１配向膜１５を形成するための配向膜材料の塗布時に、第１層間絶縁層１３の凹部ＴＧの形状や大きさ等に起因して塗布厚が画素ごとに異なってしまい、そのことによる第１配向膜１５の膜厚の不均一性にあることもわかった。これに対し、本実施形態の液晶表示装置１００では、凹部ＴＧの傾斜側面ｉｆの傾斜角θが２５°以下であることにより、以下に検証結果を示して説明するように、上述したような表示不良の発生が抑制される。なお、見栄え上必要な透過モード効率を確保する観点からは、凹部ＴＧの深さｄ_ＴＧは、０．５μｍ以上であることが好ましい。

検証は、具体的には以下のようにして行った。

まず、凹部の傾斜側面の傾斜角が比較的大きい液晶表示パネル（「パネル＃１」）と、比較的小さい液晶表示パネル（「パネル＃２」）とを試作した。パネル＃１、＃２について外観検査を行ったところ、パネル＃１ではムラが視認されたのに対し、パネル＃２ではムラが視認されなかった。

パネル＃１のＴＦＴ基板について、表示状態に差異があった２つの画素（画素１Ａ、画素１Ｂ）の断面ＳＥＭ画像を取得した。また、パネル＃２のＴＦＴ基板について、任意の２つの画素（画素２Ａ、画素２Ｂ）の断面ＳＥＭ画像を取得した。そして、これらのＳＥＭ画像から、凹部の傾斜側面の傾斜角、凹部の深さ、第１配向膜の厚さおよび透過セルギャップを計算し、さらに、同パネルにおける２つの画素（パネル＃１における画素１Ａと画素１Ｂ、パネル＃２における画素２Ａと画素２Ｂ）の透過モード効率の差を計算した。計算結果を表１に示す。

表１からわかるように、パネル＃１では、凹部の深さが２．０３μｍ、傾斜側面の傾斜角が２６°であった。これに対し、パネル＃２では、凹部の深さが１．５９μｍ、傾斜側面の傾斜角が１８°であった。透過モード効率の差は、パネル＃１では３．１％であったのに対し、パネル＃２では０．５％であった。パネル＃２よりもパネル＃１の方が、凹部が深く、透過セルギャップが大きいので、透過モード効率自体は高い。ただし、パネル＃１では凹部が深いことによって傾斜側面の傾斜角が大きくなり、そのことによって配向膜の厚さが不均一になっていると推測される。

表１に示した結果に基づき、傾斜角４°～３０°の範囲で、２つの画素Ａ、Ｂについて、第１配向膜の厚さ（凹部の底面上における厚さ）の偏りと、それに応じて決まる透過セルギャップとをシミュレーションにより計算した。計算に際しては、図４に示すように、反射セルギャップｄｒを２μｍ、凹部ＴＧの幅Ｗ_ＴＧを２０μｍ、上面ｕｆおよび傾斜側面ｉｆ上における第１配向膜１５の厚さｔ１を０．１３μｍとした上で、凹部ＴＧの深さｄ_ＴＧ、底面ｂｆ上における第１配向膜１５の厚さｔ２、透過セルギャップｄｔを計算した。また、試作したパネルＡ、Ｂについての測定データと、配向シミュレーションソフト（シンテック社製のＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ）の計算データ（図５に示すセルギャップとモ
ード効率との関係）に基づいて、透過モード効率をシミュレーションにより計算した。これらの計算結果を、表２～表５に示す。

なお、表２および表３中に示す「平均透過セルギャップ」は、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さを、凹部ＴＧの傾斜側面ｉｆに対応する領域の厚さも含めて平均した値である。また、表４および表５には、２つの画素Ａおよび画素Ｂにおける透過モード効率の差と、それに応じて決まる表示品位も示している。表示品位は、透過モード効率の差が２．０％以下であると大変良好（「〇」）であり、２．０％超３．０％以下であると良好（「△」）であり、３．０％超であると、良好ではない（「×」）。

表２～表５から、傾斜角θが小さくなるほど、第１配向膜１５の厚さの偏りが小さくなり、表示品位が改善する傾向があることがわかる。また、表示品位の観点から、傾斜角θは２５°以下であることが好ましく、２２°以下がさらに好ましいこともわかる。なお、既に説明したように、見栄え上必要な透過モード効率を確保する観点からは、凹部ＴＧの深さｄ_ＴＧは、０．５μｍ以上であることが好ましい。

続いて、表２～表５に示した結果に基づき、傾斜角θを固定したまま理論上の限界まで透過セルギャップｄｔを大きくしたときの透過モード効率をシミュレーションにより計算した。計算の際、第１配向膜１５の厚さ（底面ｂｆ上の厚さｔ２）が、傾斜側面ｉｆの傾斜角θに完全に依存するものとした。計算結果を、表６～表９に示す。

表６～表９から、透過セルギャップｄｔを大きくすることによって、透過モード効率が改善されることがわかる。

続いて、表２～表５に示した結果に基づき、凹部ＴＧの深さｄ_ＴＧを固定したまま傾斜角θを限界まで小さくしたときの透過モード効率をシミュレーションにより計算した。計算の際、第１配向膜１５の厚さ（底面ｂｆ上の厚さｔ２）が、傾斜側面ｉｆの傾斜角θに完全に依存するものとした。計算結果を、表１０～表１３に示す。

表１０～表１３から、凹部ＴＧの傾斜側面ｉｆの傾斜角θを小さくすることにより、第１配向膜１５の厚さの偏りが抑制され、表示品位が改善（透過モード効率の差が低減）されることがわかる。

これらの検証結果からわかるように、透過セルギャップｄｔを比較的大きく維持したまま、凹部ＴＧの傾斜側面ｉｆの傾斜角θを小さくする（具体的には２５°以下、好ましくは２２°以下にする）ことにより、十分に高い透過モード効率と、良好な表示品位とを両立させることができる。

ここで、比較的小さい傾斜角θを有する傾斜側面ｉｆを好適に形成する方法の例を説明する。

第１層間絶縁層１３の材料として感光性樹脂材料を用いる場合、まず、感光性樹脂材料を反射層１２上に付与し、続いて、感光性樹脂材料に対してフォトマスクを介して光（例えば紫外光）を照射して露光を行い、その後、現像を行うことにより、凹部ＴＧを形成することができる。ここでは、ポジ型の感光性樹脂材料を用いる場合を例として説明を行う。

図６Ａおよび図６Ｂに、凹部ＴＧを形成する際に用いられるフォトマスクの例を示す。図６Ａおよび図６Ｂ中には、１つのサブ透過領域の外縁が点線で示されている。

図６Ａに示すフォトマスク７０Ａは、遮光領域７１と、透光領域７２とを有する。フォトマスク７０Ａでは、透光領域７２は、各サブ透過領域に対応して配置された島状部７２ａを含んでおり、１つのサブ透過領域に対応する凹部ＴＧが、１つの（単一の）島状部７２ａに対応して形成される。

図６Ｂに示すフォトマスク７０Ｂも、遮光領域７１と、透光領域７２とを有する。ただし、フォトマスク７０Ｂでは、透光領域７２は、各サブ透過領域に対応して配置された、島状部７２ａおよび複数のスリット部７２ｂを含んでおり、１つのサブ透過領域に対応する凹部ＴＧは、１つの島状部７２ａと複数のスリット部７２ｂとに対応して形成される。複数のスリット部７２ｂは、島状部ＩＰよりも外側に位置し、サブ透過領域の外縁近傍に配置されている。スリット部７２ｂの幅は、露光機の解像度以下のサイズ（例えば１．０μｍ～２．０μｍ）である。

図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれフォトマスク７０Ａおよび７０Ｂを用いて感光性樹脂材料１３’に対する露光を行っている様子を模式的に示す図である。図７Ａおよび図７Ｂ中には、現像後に形成される凹部ＴＧの断面形状が点線で示されている。

図７Ａと図７Ｂとの比較からわかるように、フォトマスク７０Ｂを用いて露光を行うと、フォトマスク７０Ａを用いて露光を行う場合に比べ、傾斜角θの小さい（つまりなだらかな）傾斜側面ｉｆが形成される。これは、透光領域７２がスリット部７２ｂを含むフォトマスク７０Ｂを用いると、傾斜側面ｉｆとなる領域に対して中間的な光量での露光が行われるからである。

ここで、フォトマスクの透光領域にスリット部を含めることによる効果を検証した結果を説明する。

図８Ａに示すように、４μｍ角の島状部７２ａの一側に幅１．５μｍのスリット部７２ｂが配置され、他側にはスリット部７２ｂが配置されていないフォトマスク７０Ｂを用意し、このフォトマスク７０Ｂを用いて感光性樹脂材料８３’に露光を行った。図８Ｂに示すように、その後に現像を行って得られた絶縁層８３の凹部ＴＧでは、傾斜側面ｉｆの傾斜角θは、スリット部７２ｂに対応する側では３８°であったのに対し、スリット部７２ｂに対応しない側では４９°であった。このように、フォトマスクの透光領域にスリット部を含めることによって、比較的小さい傾斜角θを有する傾斜側面ｉｆを好適に形成し得ることが確認された。

図９に、本発明の実施形態による液晶表示装置１００の構成の他の例を示す。図２に示した例では、凹部ＴＧの底面ｂｆの一部および傾斜側面ｉｆが反射領域Ｒｆ内に位置している。これに対し、図９に示す例では、凹部ＴＧの底面ｂｆおよび傾斜側面ｉｆは、透過領域Ｔｒ内に位置しており、反射領域Ｒｆには含まれていない。凹部ＴＧの底面ｂｆの一部や傾斜側面ｉｆが反射領域Ｒｆ内に位置していると、実効的な反射セルギャップｄｒが大きくなることによって、反射白色度の黄色シフトが発生するおそれがある。図９に示す例のように、凹部ＴＧの底面ｂｆおよび傾斜側面ｉｆが反射領域Ｒｆには含まれていないことにより、反射白色度の黄色シフトを抑制することができる。

図１０、図１１および図１２を参照しながら、液晶表示装置１００の構成のさらに他の例を説明する。図１０、図１１および図１２は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、赤画素Ｐ_Ｒ、緑画素Ｐ_Ｇおよび青画素Ｐ_Ｂに対応した領域を示している。なお、図１０、図１１および図１２では、ＴＦＴ基板１０の構成を簡略化して示している。

図１０、図１１および図１２に示すように、液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２２は、赤画素Ｐ_Ｒに配置された赤カラーフィルタ２２Ｒ、緑画素Ｐ_Ｇに配置された緑カラーフィルタ２２Ｇおよび青画素Ｐ_Ｂに配置された青カラーフィルタ２２Ｂを含む。青カラーフィルタ２２Ｂの厚さｔ_Ｂは、赤カラーフィルタ２２Ｒの厚さｔ_Ｒおよび緑カラーフィルタ２２Ｇの厚さｔ_Ｇのそれぞれよりも大きい。そのため、青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂは、赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒおよび緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇのそれぞれよりも小さい。

具体的には、図１０に示す例では、赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒと緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇとが同じであり、青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂはそれらよりも小さい（つまりｄｒ_Ｒ＝ｄｒ_Ｇ＞ｄｒ_Ｂ）。また、図１１に示す例では、赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒが緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇよりも小さく、青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂが赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒよりも小さい（つまりｄｒ_Ｇ＞ｄｒ_Ｒ＞ｄｒ_Ｂ）。図１２に示す例では、緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇが赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒよりも小さく、青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂが緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇよりも小さい（つまりｄｒ_Ｒ＞ｄｒ_Ｇ＞ｄｒ_Ｂ）。

上述したように、図１０、図１１および図１２に示す例では、青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂは、赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒおよび緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇのそれぞれよりも小さい。表示モードとしてＶＡ－ＥＣＢモードを採用する場合、赤画素Ｐ_Ｒの反射セルギャップｄｒ_Ｒ、緑画素Ｐ_Ｇの反射セルギャップｄｒ_Ｇおよび青画素Ｐ_Ｂの反射セルギャップｄｒ_Ｂがこのように設定されていることにより、セルギャップの変動に伴う反射色度の変化を抑制することができる。

なお、画素電極１１の構造は、図１に示した例に限定されない。図１３に、画素電極１１の構造の他の例を示す。

図１３に示す例は、第１サブ画素Ｓｐ１が図中の中央に位置し、第３サブ画素Ｓｐ３が図中の上側に位置している点において、図１に示した例と異なっている。つまり、図１に示す例では、第１サブ画素Ｓｐ１と第２サブ画素Ｓｐ２との間に第３サブ画素Ｓｐ３が位置しているのに対し、図１３に示す例では、第１サブ画素Ｓｐ１と第２サブ画素Ｓｐ２とは、第３サブ画素Ｓｐ３を介さずに隣接している。

図１３に示す例では、互いに隣接している第１サブ画素電極１１ａと第２サブ画素電極１１ｂとは、連続するように形成されている。第１サブ画素電極１１ａおよび２サブ画素電極１１ｂをまとめて「第１電極セグメント」と呼び、第３サブ画素電極１１ｃを「第２電極セグメント」と呼ぶとき、第１電極セグメントは、第２電極セグメントよりもアスペクト比が大きい矩形状である。第１電極セグメントと第２電極セグメントの面積比は、例えば約２：１である。

図１３に示す例においても、図１４に示すように、面積階調法による４階調表示を行うことができる。具体的には、図１４のもっとも左側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて黒表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として黒表示を行うことができ、図１４の左側から２番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として暗い中間調表示を行うことができる。また、図１４の左側から３番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として明るい中間調表示を行うことができ、図１４のもっとも右側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて白表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として白表示を行うことができる。

ただし、図１３に示す例では、文字等の表示の明瞭さが幾分低下するおそれがある。以下、この理由を説明する。

文字を表示する場合、文字の滑らかさを表現するために、文字の端部を表示する画素Ｐにおいて一部のサブ画素Ｓｐのみを点灯させる（白表示状態とする）ことがある。図１３に示す構造を採用する場合、第１サブ画素Ｓｐ１および第２サブ画素Ｓｐ２のみを点灯させる場合と、第３サブ画素Ｓｐ３のみを点灯させる場合と、すべてのサブ画素Ｓｐを点灯させる場合とで、明るさの重心（白表示状態の領域の幾何中心）位置が異なるので、明るさに偏りが生じる。この明るさの偏りが、文字や特定のパターンの表示の明瞭さを低下させる原因となる。

これに対し、図１に示す例のように、第１電極セグメントが、第２電極セグメントを挟むようなＵ字状であることにより、第１サブ画素Ｓｐ１および第２サブ画素Ｓｐ２のみを点灯させる場合と、第３サブ画素Ｓｐ３のみを点灯させる場合と、すべてのサブ画素Ｓｐを点灯させる場合とで、明るさの重心（白表示状態の領域の幾何中心）位置の差を小さく（例えば重心位置をほぼ同じに）することができる。そのため、明るさの偏りを低減でき、文字や特定のパターンの表示の明瞭さを向上させる（より自然な表示を実現する）ことができる。

図１５Ａは、図１に示す電極構造を採用した場合の実際の文字表示の例であり、図１５Ｂは、図１３に示す電極構造を採用した場合の実際の文字表示の例である。図１５Ａに示す表示例では、図１５Ｂに示す表示例よりも、文字表示が滑らかであることがわかる。

図１６Ａおよび図１６Ｂを参照しながら、第１電極セグメントｅｓ１および第２電極セグメントｅｓ２の形状のバリエーションを説明する。

図１６Ａに示す画素電極１１および図１６Ｂに示す画素電極１１のいずれにおいても、第１電極セグメントｅｓ１は、第２電極セグメントｅｓ２を挟むようなＵ字状である。ただし、後述するように、第１電極セグメントｅｓ１と第２電極セグメントｅｓ２との間隙（以下では「セグメント境界」と呼ぶ）ＳＢは、図１６Ｂに示す例では湾曲した形状であるのに対し、図１６Ａに示す例では湾曲した部分を含んでいない。

図１６Ａに示す画素電極１１では、第１電極セグメントｅｓ１の外縁のうちのセグメント境界ＳＢを規定する部分ｐｏ１、および、第２電極セグメントｅｓ２の外縁のうちのセグメント境界を規定する部分ｐｏ２は、それぞれ３つの直線部から構成されており、湾曲した部分を含んでいない。そのため、セグメント境界ＳＢも湾曲した部分を含んでいない。

これに対し、図１６Ｂに示す画素電極１１では、第１電極セグメントｅｓ１の外縁のうちのセグメント境界ＳＢを規定する部分ｐｏ１、および、第２電極セグメントｅｓ２の外縁のうちのセグメント境界を規定する部分ｐｏ２は、それぞれ弧状であり、第２電極セグメントｅｓ２は半月状である。そのため、セグメント境界ＳＢは、湾曲した形状を有する。

図１６Ｂに示すようにセグメント境界ＳＢが湾曲した形状を有していると、図１６Ａに示すようにセグメント境界ＳＢが湾曲した部分を含んでいない場合に比べ、セグメント境界ＳＢ（非点灯の領域と言える）の面積を小さくして開口率を向上させることができる。ある画素サイズを仮定した上で、図１６Ａに示す例と図１６Ｂに示す例とで反射領域Ｒｆ（図１６Ａおよび図１６Ｂ中でハッチングを付している領域）の面積を計算して比較したところ、前者では約３５１２μｍ^２であり、後者では約３５４７μｍ^２であった。つまり、図１６Ｂに示す例では、図１６Ａに示す例よりも、反射領域Ｒｆの面積が１．０１倍に増加した。

液晶表示装置１００の複数の画素Ｐは、複数のカラー表示画素を構成し得る。各カラー表示画素は、互いに異なる色を呈する３つ以上の画素Ｐを有する。例えば、図１に示した赤画素Ｐ_Ｒ、緑画素Ｐ_Ｇおよび青画素Ｐ_Ｂによって、１つのカラー表示画素が構成される。

本発明の実施形態は、例えば、解像度が１８０ｐｐｉ以上であり、各カラー表示画素のサイズが１４０μｍ×１４０μｍ以下であり、透過領域Ｔｒのサイズ（透過領域Ｔｒが複数のサブ透過領域に分割されている場合は各サブ透過領域のサイズ）が３０μｍ×３０μｍ以下である液晶表示装置に好適に用いられる。

なお、これまでの説明では、各画素Ｐが複数のサブ画素Ｓｐに分割されている構成を例示したが、各画素Ｐは複数のサブ画素Ｓｐに分割されていなくてもよい。

本発明の実施形態によると、セルギャップが不均一であることに起因する表示不良の発生が抑制される、半透過型の液晶表示装置を提供することができる。本発明の実施形態による半透過型液晶表示装置は、スマートウォッチ用や屋外広告向けのデジタルサイネージ用の表示装置として好適に用いられる。

１０ ＴＦＴ基板
１０ａ、２０ａ 透明基板
１１ 画素電極
１１ａ 第１サブ画素電極
１１ｂ 第２サブ画素電極
１１ｃ 第３サブ画素電極
１１ｄ 接続電極
１２ 反射層
１２ａ 反射層の第１部分
１２ｂ 反射層の第２部分
１３ 第１層間絶縁層
１４ 第２層間絶縁層
１５ 第１配向膜
１９ 透明導電層
２０ 対向基板
２１ 対向電極
２２ カラーフィルタ層
２２Ｒ 赤カラーフィルタ
２２Ｇ 緑カラーフィルタ
２２Ｂ 青カラーフィルタ
２５ 第２配向膜
３０ 液晶層
４０Ａ 裏円偏光板
４０Ｂ 表円偏光板
４１Ａ 裏直線偏光板
４１Ｂ 表直線偏光板
４２Ａ 第１位相差板
４２Ｂ 第２位相差板
５１ 光源
５２ 導光板
５３ 反射板
７０Ａ、７０Ｂ フォトマスク
７１ 遮光領域
７２ 透光領域
７２ａ 島状部
７２ｂ スリット部
１００ 液晶表示装置
ＬＰ 液晶表示パネル
ＢＬ バックライト
Ｐ 画素
Ｐ_Ｒ 赤画素
Ｐ_Ｇ 緑画素
Ｐ_Ｂ 青画素
Ｓｐ サブ画素
Ｓｐ１ 第１サブ画素
Ｓｐ２ 第２サブ画素
Ｓｐ３ 第３サブ画素
Ｒｆ 反射領域
Ｔｒ 透過領域
Ｔｒａ 第１サブ透過領域
Ｔｒｂ 第２サブ透過領域
Ｔｒｃ 第３サブ透過領域
ＣＰ コンタクト部
ｃｅ１ 第１コンタクト電極
ｃｅ２ 第２コンタクト電極
ｃｅ３ 第３コンタクト電極
ＣＨ１ 第１コンタクトホール
ＣＨ２ 第２コンタクトホール
ＴＧ 第１層間絶縁層の凹部（透過開口溝）
ｕｆ 第１層間絶縁層の上面
ｂｆ 凹部の底面
ｉｆ 凹部の傾斜側面
ｅｓ１ 第１電極セグメント
ｅｓ２ 第２電極セグメント
ＳＢ セグメント境界

Claims (19)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   を備え、
   複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
   前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域と、透過モードで表示を行う透過領域とを含み、
   前記第１基板は、
   反射層と、
   前記反射層を覆うように設けられた層間絶縁層と、
   前記複数の画素のそれぞれにおいて前記層間絶縁層上に設けられた画素電極と、
   を有し、
   前記層間絶縁層は、底面および傾斜側面によって規定され、少なくとも一部が前記透過領域内に位置する凹部を有し、
   前記層間絶縁層の前記凹部の深さは、０．５μｍ以上であり、
   前記凹部の前記傾斜側面の傾斜角は、２５°以下である、液晶表示装置。
2. 前記凹部の前記傾斜側面の傾斜角は、２２°以下である、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記凹部の前記底面および前記傾斜側面は、前記透過領域内に位置している、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記反射層は、凹凸表面構造を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
5. 前記反射層は、実質的に平坦な表面を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶層は、垂直配向型である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶層は、水平配向型である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１基板は、前記複数の画素を駆動するバックプレーン回路をさらに有し、
   前記層間絶縁層は、前記画素電極を前記バックプレーン回路に電気的に接続するためのコンタクトホールを前記透過領域内に有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
9. 各画素の前記透過領域は、互いに離隔した複数のサブ透過領域を含み、
   前記複数のサブ透過領域は、前記コンタクトホールが含まれる第１サブ透過領域と、前記コンタクトホールが含まれない第２サブ透過領域とを含んでいる、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
10. 各画素は、複数のサブ画素を含み、
    前記複数のサブ画素は、前記第１サブ透過領域を含む第１サブ画素と、前記第２サブ透過領域を含む第２サブ画素とを含み、
    前記画素電極は、複数のサブ画素電極を含み、
    前記複数のサブ画素電極は、前記第１サブ画素に配置された第１サブ画素電極と、前記第２サブ画素に配置された第２サブ画素電極とを含み、
    前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極とは電気的に接続されている、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記画素電極は、前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極とを接続する接続電極をさらに含み、
    前記第１サブ画素電極、前記第２サブ画素電極および前記接続電極は、全体としてＵ字状である、請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記複数のサブ透過領域は、前記コンタクトホールが含まれる第３サブ透過領域をさらに含み、
    前記複数のサブ画素は、前記第３サブ透過領域を含む第３サブ画素をさらに含み、
    前記複数のサブ画素電極は、前記第３サブ画素に配置され、前記第１サブ画素電極と前記第２サブ画素電極との間に位置する第３サブ画素電極をさらに含む、請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記第１サブ画素電極、前記第２サブ画素電極および前記接続電極を第１電極セグメントと呼び、前記第３サブ画素電極を第２電極セグメントと呼び、前記第１電極セグメントと前記第２電極セグメントとの間隙をセグメント境界と呼ぶとき、
    前記セグメント境界は湾曲した形状を有する、請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１電極セグメントの外縁のうちの前記セグメント境界を規定する部分、および、前記第２電極セグメントの外縁のうちの前記セグメント境界を規定する部分は、それぞれ弧状である、請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記第１基板は、前記液晶層に接するように設けられた配向膜を有する、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
16. 前記複数の画素は、複数のカラー表示画素を構成し、
    前記複数のカラー表示画素のそれぞれは、互いに異なる色を呈する３つ以上の画素を有し、
    解像度が１８０ｐｐｉ以上であり、
    各カラー表示画素のサイズが１４０μｍ×１４０μｍ以下であり、
    前記透過領域のサイズが３０μｍ×３０μｍ以下である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
17. 前記反射領域における前記液晶層の厚さは、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であり、
    前記透過領域における前記液晶層の厚さは、３．０μｍ以上３．８μｍ以下である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
18. 前記複数の画素は、赤を表示する赤画素、緑を表示する緑画素および青を表示する青画素を含み、
    前記青画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さは、前記赤画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さおよび前記緑画素の前記反射領域における前記液晶層の厚さのそれぞれよりも小さい、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
19. 前記第２基板は、カラーフィルタ層を有し、
    前記カラーフィルタ層は、前記赤画素に配置された赤カラーフィルタ、前記緑画素に配置された緑カラーフィルタおよび前記青画素に配置された青カラーフィルタを含み、
    前記青カラーフィルタの厚さは、前記赤カラーフィルタの厚さおよび前記緑カラーフィルタの厚さのそれぞれよりも大きい、請求項１８に記載の液晶表示装置。

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