JP4905242B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルの内側に位相差層を備えた半透過反射型の液晶装置及び電子機器に関するものである。

半透過反射型の液晶装置として、液晶パネルの内面側に位相差層を備えた位相差層内蔵型の液晶装置が知られている。位相差層は反射表示領域に対して選択的に設けられており、適切な反射表示及び透過表示が実現されるようになっている。位相差層は、液晶モノマーを配向膜上に塗布し、乾燥固化させる際に所定方向に配向させる方法により形成される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３３８２５６号公報

位相差層は液晶モノマーを紫外線で重合させることにより硬化される。しかしながら、位相差層を硬化した後も有機溶媒に対して若干の溶解性を有しており、位相差層上にポリイミド溶液等の有機溶媒を含む液体を塗布すると、位相差層の端部から有機溶媒が浸透し、位相差層の一部に剥離等を生じる場合があった。例えば、図９の写真は、位相差層の表面に溝を形成し、有機溶媒に浸漬する前後の状態を示している。図９（ａ）は浸漬前の状態の平面図であり、図９（ｂ）は浸漬後の状態の平面図である。図９（ｂ）では、溝部から有機溶媒が浸透し、位相差層の一部が浮き上がった状態（剥離した状態）となっている。図９の写真は位相差層をパターニングしたものではないが、位相差層の端部から有機溶媒が浸透する可能性は十分にうかがえる結果であると言える。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、位相差層と基板との界面の剥がれを防止し、高い歩留まりで製造することのできる液晶装置を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を備えることにより、表示品質が高く、信頼性に優れた電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板を備え、１つのサブ画素領域に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とが設けられ、前記反射表示領域に対応して前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側に位相差層が設けられてなる液晶装置であって、前記位相差層の端面に前記位相差層と前記一方の基板との接触部を覆う無機膜が設けられ、前記無機膜が前記位相差層の外周部に沿って帯状に設けられていることを特徴とする。この構成によれば、位相差層の端面が有機溶媒に不溶な無機膜によって保護されているため、位相差層上に有機溶媒を含む溶液を塗布したときに位相差層と基板との界面に剥がれが生じることはない。また、無機膜はサブ画素領域内の必要な領域のみに設けられているため、無機膜による開口率の低下が防止され、明るい表示が実現できる。さらに、位相差層上にポリイミド等の有機配向膜を設ける場合、有機膜と無機膜とは密着力が小さいため、無機膜を全面に設けるとラビング等の配向処理を行ったときに有機配向膜と無機膜との界面に剥がれが生じることがあるが、本発明では無機膜が必要な領域のみに設けられているので、有機配向膜と基板及び位相差層との密着力が良好なものとなり、歩留まりの高い液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記無機膜は光吸収性の金属膜からなることが望ましい。また、前記無機膜（金属膜）は、前記サブ画素領域の外周部と、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部とに設けられていることが望ましい。この構成によれば、前記無機膜をサブ画素領域間の遮光膜（ブラックマトリクス）として用いることができる。この場合、前記サブ画素領域の外周部に設けられた帯状の無機膜おいて、前記透過表示領域に設けられた無機膜の幅は前記反射表示領域に設けられた無機膜の幅よりも小さいことが望ましい。こうすることで、位相差層の端面を十分に保護しつつ、透過表示領域において高い開口率を実現することができる。

本発明においては、前記無機膜と前記位相差層との界面に無機絶縁膜が設けられていることが望ましい。前記無機絶縁膜は、前記無機膜と前記位相差層との密着力を高める密着層である。この構成によれば、位相差層の端面を無機膜と密着層によって２重に保護することができる。また、配向膜の表面にラビング等の配向処理を行ったときに無機膜と位相差層との界面に剥がれが生じることがない。したがって、信頼性が高く、歩留まりの高い液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記一対の基板のうちの他方の基板の前記液晶層側に第１電極と第２電極とが設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に発生する電界によって前記液晶層が駆動されることが望ましい。この構成によれば、無機膜（金属膜）と液晶駆動用の電極（第１電極及び第２電極）とが別々の基板に形成されているため、前記無機膜が複数のサブ画素領域に跨って形成されていても、サブ画素領域間に電気的な短絡が生じることはない。したがって、前記無機膜のレイアウトを位相差層の形成誤差を考慮して任意に設計することができ、信頼性に優れた液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記無機膜は光透過性の無機絶縁膜からなることが望ましい。この構成によれば、前記無機膜が透明な部材で形成されているため、開口率の高い表示が実現できる。この場合、無機膜のレイアウトを位相差層の形成誤差を考慮して任意に設計することができるので、信頼性に優れた液晶装置が提供できる。また、無機膜が金属膜等の導電部材で形成されている場合には、無機膜がサブ画素領域毎に形成されている場合を除いてＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）方式等に適用することはできないが、本発明の液晶装置では、前記無機膜が絶縁部材で形成されているので、無機膜が複数のサブ画素領域に跨って形成されている場合でもサブ画素領域間に電気的な短絡が生じることはない。したがって、液晶装置がＴＮ方式やＶＡＮ方式等であるか否か（すなわち無機膜と液晶駆動用の電極とが同一基板にあるか否か）にかかわらず広く本発明の構成を適用することができる。

本発明においては、前記無機膜は、前記位相差層の外周部の一部に設けられた光吸収性の金属膜からなる遮光部と、前記位相差層の外周部の残りの部分に設けられた光透過性の無機絶縁膜からなる透光部とを備えていることが望ましい。この構成によれば、無機膜の一部を遮光膜（ブラックマトリクス）として利用しつつ、無機膜による開口率の低下を最小限に抑えることができる。

本発明においては、前記遮光部は、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部に設けられていることが望ましい。位相差層をパターニングした場合、位相差層の端面は一般にテーパ状に形成されるため、反射表示領域と透過表示領域との境界部には、位相差層の膜厚が徐々に変化する領域が形成される。この領域では予め設計された位相差とは異なる位相差が付与されるため、コントラストが不十分になり易い。したがって、このような領域を遮光部で遮光することで、表示品質に優れた液晶装置が提供できる。

本発明においては、前記遮光部は、平面視略矩形状に形成された前記位相層の４つの辺のうち、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部に位置する１辺とそれに隣接する２辺とに設けられていることが望ましい。この構成によれば、開口率の低下を抑えつつ、コントラストの高い液晶装置が提供できる。

本発明の電子機器は、前述した本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、表示品質が高く、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではない。下記の実施形態において、各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態の液晶装置１００を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素の回路構成図である。本実施形態の液晶装置１００は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界）を作用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。また、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出射する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。したがって、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と称し、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される表示領域を「画素領域」と称する。

図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極９と、画素電極９と電気的に接続されてサブ画素をスイッチング制御するＴＦＴ３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎをデータ線６ａを介して各画素に供給する。画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
そして、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、液晶を介して画素電極９と対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が接続されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

図２は、液晶装置１００の任意の１サブ画素における平面構成図である。図２（ａ）は第１基板１０を液晶層側から見た平面図であり、図２（ｂ）は第２基板２０を液晶層側から見た平面図である。

図２（ａ）に示すように、液晶装置１００のサブ画素領域には、平面視略梯子状を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第１電極）９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の共通電極（第２電極）１９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の端部の角部（或いは各サブ画素領域の間隙）には、第１基板１０と第２基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

画素電極９は、概略Ｘ軸方向に延びる複数本（図示では１５本）の帯状電極９ｃと、これらの帯状電極９ｃの図示左右方向の両端部と接続された平面視略矩形枠状の枠体部９ａとを備えて構成されており、複数の帯状電極９ｃは、互いに平行に均等な間隔でＹ軸方向に配列されている。

共通電極１９は、サブ画素領域内に部分的に設けられた反射層２９を覆うように形成されている。本実施形態の場合、共通電極１９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜であり、反射層２９は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２等）を積層した誘電体積層膜（誘電体ミラー）からなるものである。液晶装置１００は、上記反射層２９での反射光を散乱させる機能を具備していることが好ましく、かかる構成により反射表示の視認性を向上させることができる。

なお、共通電極１９は、本実施形態のように反射層２９を覆うように形成されている構成のほか、透明導電材料からなる透明電極と、光反射性の金属材料からなる反射電極とが平面的に区画されている構成、即ち、反射表示領域に対応して配置された透明電極と、反射表示領域に対応して配置された反射電極とを備え、両電極が透過表示領域と反射表示領域との間（境界部）で互いに電気的に接続されているものも採用することができる。この場合、透明電極と反射電極とが画素電極９との間に電界を生じさせる共通電極を構成する一方、反射電極は当該サブ画素領域の反射層としても機能する。

サブ画素領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部に対応してその近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形を成しており、ドレイン電極３２は、半導体層３５上から画素電極側に延びて平面視略矩形状の容量電極３１と電気的に接続されている。容量電極３１上には、画素電極９のコンタクト部が配置されており、両者が平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極３１と画素電極９とが電気的に接続されている。また容量電極３１は容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置に厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。

図２（ｂ）に示すように、第２基板２０には、反射層２９と対向する位置に反射層２３と略同一の大きさを有する平面視略矩形状の位相差層２３が設けられている。サブ画素領域内には、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに開口部２５Ｈを有する無機膜２５が設けられている。無機膜２５は位相差層２３の外周部に沿って帯状に設けられ、位相差層２３の端面を覆っている。本実施形態の場合、無機膜２５は、サブ画素領域の外周部と、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部とに設けられている。

無機膜２５は、クロムやタンタル等の光吸収性の金属膜によって形成されている。これらの金属膜は有機溶媒に対して不溶な膜であり、位相差層２３の表面にポリイミド溶液等の有機溶媒を含む溶液を塗布した場合に、有機溶媒が位相差層２３と基板との界面に浸透することを防止する保護膜として機能しうるものである。無機膜２５としては上記以外の金属膜、例えば、アルミニウムやモリブデン等の光反射性の金属膜を用いることもできるが、可視光を吸収可能な光吸収性の金属膜を用いた場合には、金属膜２５を遮光膜（ブラックマトリクス）として用いることができるため、好適である。

なお、図２（ｂ）では無機膜２５の幅をサブ画素領域の外周部において均一な幅で形成したが、図３に示すように透過表示領域Ｔの外周部に設けられる無機膜２５の幅Ｗ１を反射表示領域Ｒの外周部に設けられる無機膜２５の幅Ｗ２よりも小さくしても良い。また、無機膜２５を位相差層２３の端面近傍（反射表示領域Ｒの外周部）にのみ形成し、透過表示領域Ｔには形成しないようにしても良い。この構成によれば、位相差層２３の端面を十分に保護しつつ、透過表示領域Ｔにおいて高い開口率を実現することができる。

図４は、図２（ａ）のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。液晶装置１００は、互いに対向して配置された第１基板１０と第２基板２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０は第１基板１０と第２基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられたシール材（図示略）によって両基板１０，２０間に封止されている。第１基板１０の外面側（液晶層と反対側）には、偏光板１４が設けられ、第２基板２０の外面側には偏光板２４が設けられている。第１基板１０の背面側（図示下面側）には、光源と導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。

第１基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されている。ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが形成されている。ドレイン電極３２の図示右側には容量電極３１が一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極３１はゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極３１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。

半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、第１層間絶縁膜１２が形成されている。第１層間絶縁膜１２上の一部にはアクリル樹脂等の樹脂層３９が形成されており、樹脂層３９上には反射層２９が形成されている。樹脂層３９は透過表示領域Ｔを除く領域に設けられている。反射層２９と第１層間絶縁膜１２とを覆って、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１９が形成されている。上記樹脂層３９はその表面に凹凸形状を有しており、かかる凹凸形状に倣う凹凸面を有して形成された反射層２９が光散乱性の反射手段を構成している。

このようにサブ画素領域に部分的に反射層２９が形成された本実施形態の液晶装置１００では、図２に示した１サブ画素領域内のうち、反射層２９の形成領域が、第２基板２０の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行う反射表示領域Ｒとなっている。また、反射層２９の形成領域の外側の光透過領域が、バックライト９０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。

共通電極１９を覆ってシリコン酸化物等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている。第２層間絶縁膜１３の液晶層側の表面にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。また、画素電極９、第２層間絶縁膜１３を覆ってポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。

第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９の一部（コンタクト部）が埋め込まれて、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。上記画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１９にも開口部が設けられており、この開口部を介して画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されるとともに、共通電極１９と画素電極９とが短絡しないような構成になっている。

一方、第２基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、サブ画素毎に異なる色光を透過するカラーフィルタを備えたＣＦ層２２が形成されている。上記カラーフィルタは、サブ画素内で色度の異なる２種類の色材領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体的には、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。また、反射表示領域Ｒの一部に非着色領域を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、カラーフィルタを表示光が１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。なお、ＣＦ層２２は、第１基板１０側に形成することもできる。

ＣＦ層２２の液晶層５０側には、反射表示領域Ｒに対応して位相差層２３が形成されており、位相差層２３及びＣＦ層２２を覆ってポリイミド等からなる配向膜２８が形成されている。本実施形態の場合、位相差層２３は、その入射光に対して略１／２波長（λ／２）の位相差を付与するものであり、基板本体２０Ａの内面側に設けられたいわゆる内面位相差層である。位相差層２３は、液晶材料（液晶モノマーあるいは液晶オリゴマー）を含む溶液を配向膜（図示略）上に塗布し、乾燥固化させる際に所定方向に配向させる方法により形成されている。

位相差層２３の端面には無機膜２５が形成されている。無機膜２５には反射表示領域Ｒに対応する領域に開口部２５Ｈが設けられており、該開口部２５Ｈの底面に位相差層２３の一部が露出している。また、無機膜２５にはＴＦＴ３０の形成領域を除く透過表示領域の一部に開口部２５Ｈが設けられており、該開口部２５Ｈの底面にＣＦ層２２の一部が露出している。無機膜２５は少なくとも位相差層２３とＣＦ層２２との接触部を覆うように配置されている。本実施形態の場合、無機膜２５は位相差層２３の端面を覆ってＣＦ層２２の表面から位相差層２３の上面の一部に跨るように形成されており、配向膜２８は無機膜２５及び位相差層２３を覆ってＣＦ層２２上に形成されている。

本実施形態の場合、位相差層２３は、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚さを透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層としても機能するものとなっている。半透過反射型の液晶表示装置では、反射表示領域Ｒへの入射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔへの入射光は液晶層５０を１回しか透過しない。これにより反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーションが異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。そこで位相差層２３を液晶層５０側に突出させて形成することでいわゆるマルチギャップ構造を実現している。具体的には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおける液晶層５０のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができるようになっている。

本実施形態の場合、液晶層５０は誘電異方性が正の液晶からなり、画素電極９と共通電極１９との間に電界が発生していない初期配向状態において、透過表示領域Ｔの液晶層５０のリタデーションΔｎｄは、略１／２波長の位相差を付与するものであり、反射表示領域Ｒの液晶層５０のリタデーションΔｎｄは、略１／４波長（λ／４）の位相差を付与するものとなっている。このため、液晶層５０と位相差層２３との積層体が広帯域の１／４位相差板として機能し、可視光領域全域にわたって反射率が低下し、低反射率且つ無彩色の反射表示が得られるようになっている。

液晶装置１００の各光学部材の光学軸の配置は次に通りである。偏光板１４の透過軸と偏光板２４の透過軸とは直交している。偏光板２４の透過軸は、画素電極９と共通電極１９との間に生じる電界の主方向（帯状電極９ｃの延在方向と直交する方向）と４５°をなす方向に配置されている。位相差層２３の光学軸（遅相軸）は偏光板２４の透過軸と２２．５°をなす方向に配置されている。配向膜１８，２８のラビング方向は偏光板１４の透過軸と平行である。配向膜１８，２８のラビング方向はこれに限定されないが、画素電極９と共通電極１９との間に生じる電界の主方向と交差する方向とする。そして、初期状態ではラビング方向に沿って平行配向している液晶が、画素電極９と共通電極１９との間への電圧印加によって上記電界の主方向側へ回転して配向する。この初期配向状態と電圧印加時の配向状態との差異に基づいて明暗表示が成されるようになっている。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置１００によれば、位相差層２３の端面が有機溶媒に不溶な無機膜２５によって保護されているため、位相差層２３上に有機溶媒を含む溶液を塗布したときに位相差層２３と基板（ＣＦ層２２）との界面に剥がれが生じることはない。また、無機膜２５はサブ画素領域内の必要な領域のみに設けられているため、無機膜２５による開口率の低下が防止され、明るい表示が実現できる。さらに、位相差層２３上にポリイミド等の有機配向膜２８を設ける場合、有機膜と無機膜とは密着力が小さいため、無機膜２５を全面に設けるとラビング等の配向処理を行ったときに有機配向膜２８と無機膜２５との界面に剥がれが生じる可能性があるが、本実施形態では無機膜２５が必要な領域のみに設けられているので、有機配向膜２８と基板（ＣＦ層２２）及び位相差層２３との密着力が良好なものとなり、歩留まりの高い液晶装置が提供できる。

なお、本実施形態では、ＦＦＳ方式と呼ばれる方式を採用したが、同様に基板面方向の電界で液晶を動作するＩＰＳ（In Plane Switching）方式等にも上記構成を適用できる。無機膜２５はサブ画素領域間の遮光膜として機能するため、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式等の横電界方式に適用されるが、無機膜２５がサブ画素領域毎に形成される場合には、横電界方式以外の方式、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）方式等にも適用可能である。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２実施形態の液晶装置２００の断面図である。図５は、第１実施形態の図４に対応する図である。液晶装置２００の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じである。異なるのは、位相差層の端面を保護する無機膜の構成である。そのため、液晶装置１００と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態において無機膜２６は可視光を透過する光透過性の無機絶縁膜からなる。かかる無機絶縁膜としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の一般的な材料を用いることができる。無機膜２６の平面形状は図２（ｂ）又は図３に示したものと同様であるが、遮光膜（ブラックマトリクス）として利用できないので、透過表示領域Ｔには形成されていない。

本実施形態の液晶装置２００によれば、無機膜２６が透明な部材で形成されているため、開口率の高い表示が実現できる。この場合、無機膜２６のレイアウトを位相差層２３の形成誤差を考慮して任意に設計することができるので、信頼性に優れた液晶装置が提供できる。また、第１実施形態の液晶装置１００では、無機膜２５が導電部材で形成されていたので、無機膜がサブ画素領域毎に形成されている場合を除いてＴＮ（Twisted Nematic）方式やＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）方式等に適用できなかったが、本実施形態の液晶装置２００では、無機膜２６が絶縁部材で形成されているので、無機膜２６が複数のサブ画素領域に跨って形成されている場合でもサブ画素領域間に電気的な短絡が生じることはない。したがって、横電界方式であるか否かにかかわらず広く本発明の構成を適用することができる。

［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３実施形態の液晶装置３００の概略構成図である。図６（ａ）は第２基板２０を液晶層側から見た部分平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ'線に沿う第２基板の部分断面図である。液晶装置３００の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じである。異なるのは、位相差層の端面を保護する無機膜の構成である。そのため、液晶装置１００と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

無機膜６０は、位相差層２３の外周部の一部に設けられた光吸収性の金属膜からなる遮光部６１と、位相差層２３の外周部の残りの部分に設けられた光透過性の無機絶縁膜からなる透光部６２とを備えている。遮光部６１は、平面視略矩形状に形成された位相差層２３の４つの辺のうち、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部に位置する１辺とそれに隣接する２辺とに設けられている。透光部６２は、残りの１辺である、前記境界部に対向する辺に設けられている。遮光部６１の金属膜としては、クロムやタンタル等が用いられ、透光部６２の無機絶縁膜としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン等が用いられるが、これに限定されない。

本実施形態の液晶装置３００によれば、位相差層２３の周囲を囲む無機膜６０の一部が透明な部材で形成されているため、開口率の高い反射表示が実現できる。この場合、透光部６２は上述した領域以外の領域に設けることもできるが、以下の理由により、上記構成とすることが望ましい。

すなわち、位相差層２３をサブ画素領域毎に形成した場合、位相差層２３の端面は一般にテーパ状に形成されるため、位相差層２３の端面の近傍には位相差層２３の膜厚が徐々に変化する領域が生じる。この領域では予め設計された位相差とは異なる位相差が付与されるため、コントラストが不十分になり易い。したがって、位相差層２３の端面全体を遮光部で遮光することが表示品質上最も望ましいが、このように遮光部を設けると反射表示領域Ｒの開口率が低下し、明るい反射表示が得られなくなる。ここで、Ｙ軸方向に長手のサブ画素領域においては、Ｘ軸方向（短軸方向）に隣接するサブ画素領域間の距離がＹ軸方向（長軸方向）に隣接するサブ画素領域間の距離よりも小さくなる。そのため、Ｙ軸方向に延在する位相差層２３の端面での光漏れがコントラストに影響を与えやすい。そこで、本実施形態では、Ｙ軸方向に延在する位相差層２３の端面を遮光部６１で覆っている。こうすることで、開口率の低下を抑えつつ、コントラストの高い液晶装置が提供できる。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４実施形態の液晶装置４００の断面図である。図７は、第１実施形態の図４に対応する図である。液晶装置４００の基本構成は第１実施形態の液晶装置１００と同じである。異なるのは、位相差層の端面を保護する無機膜の構成である。そのため、液晶装置１００と共通の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態において無機膜６３と位相差層２３との界面には無機絶縁膜からなる密着層６４が設けられている。無機膜６３と密着層６４とは同一の平面形状を有しており、その平面形状は、図２（ｂ）又は図３に示したものと同様である。すなわち、無機膜６３と密着層６４とは、透過表示領域Ｔ及び反射表示領域Ｒに互いに連通する開口部６５を備えており、該開口部６５にＣＦ層２２又は位相差層２３が露出している。無機膜６３としては、クロムやタンタル等の光吸収性の金属膜が用いられている。密着層６４としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン等が用いられるが、無機膜６３と位相差層２３との密着性を高めることのできる材料であれば特に限定されない。

本実施形態の液晶装置４００によれば、位相差層２３の端面を無機膜６３と密着層６４によって２重に保護することができる。また、配向膜２８の表面にラビング等の配向処理を行ったときに無機膜６３と位相差層２３との界面に剥がれが生じることがない。したがって、信頼性が高く、歩留まりの高い液晶装置が提供できる。

［電子機器］
図８は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話の概略斜視図である。携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の液晶装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話１３００を提供することができる。

上記各実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高コントラスト、広視野角の表示が可能になっている。

第１実施形態の液晶装置の等価回路図である。 同液晶装置の１サブ画素の平面構成図である。 同液晶装置の１サブ画素の他の形態の平面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。 第２実施形態の液晶装置の断面構成図である。 第３実施形態の液晶装置の位相差層近傍における平面図及び断面図である。 第４実施形態の液晶装置の断面構成図である。 電子機器の一例である携帯電話の概略構成図である。 従来の課題の説明図である。

符号の説明

１０…第１基板、２０…第２基板、２３…位相差層、２５…金属膜（無機膜）、２６…無機絶縁膜（無機膜）、５０…液晶層、６０…無機膜、６１…遮光部、６２…透光部、６３…金属膜（無機膜）、６４…密着層、１００，２００，３００，４００…液晶装置、１３００…携帯電話（電子機器）、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域

Claims (11)

1. 液晶層を挟持する一対の基板を備え、１つのサブ画素領域に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とが設けられ、前記反射表示領域に対応して前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側に位相差層が設けられてなる液晶装置であって、
   前記位相差層の端面に前記位相差層の端面を覆う無機膜が設けられ、前記無機膜が前記位相差層の外周部に沿って帯状に設けられていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記無機膜は光吸収性の金属膜からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記無機膜は、前記サブ画素領域の外周部と、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部とに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記サブ画素領域の外周部に設けられた帯状の無機膜おいて、前記透過表示領域に設けられた無機膜の幅は前記反射表示領域に設けられた無機膜の幅よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記無機膜と前記位相差層との界面に無機絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の液晶装置。
6. 前記一対の基板のうちの他方の基板の前記液晶層側に第１電極と第２電極とが設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に発生する電界によって前記液晶層が駆動されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の液晶装置。
7. 前記無機膜は光透過性の無機絶縁膜からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
8. 前記無機膜は、前記位相差層の外周部の一部に設けられた光吸収性の金属膜からなる遮光部と、前記位相差層の外周部の残りの部分に設けられた光透過性の無機絶縁膜からなる透光部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
9. 前記遮光部は、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
10. 前記遮光部は、平面視略矩形状に形成された前記位相層の４つの辺において、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界部に位置する１辺とそれに隣接する２辺とに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の液晶装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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