KR100805512B1

KR100805512B1 - 액정 장치 및 전자기기

Info

Publication number: KR100805512B1
Application number: KR1020060027403A
Authority: KR
Inventors: 하야토 구라사와
Original assignee: 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2008-02-20
Also published as: TW200639487A; US7423713B2; KR20060103879A; TWI338173B; US20060215086A1

Abstract

본 발명은, 반사 표시와 투과 표시의 쌍방에서 고품질의 표시를 얻을 수 있는 횡전계 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 제공하기 위한 것으로, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향하는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 구비하고, 하나의 서브 화소 영역에서 반사 표시와 투과 표시를 행하는 반투과 반사형의 액정 장치로서, TFT 어레이 기판(10)의 액정층(50) 쪽에 제 1 전극과 제 2 전극을 마련하고, 개개의 서브 화소 영역 내에 있어서, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발생하는 전계에 의해 액정층(50)이 구동되어 이루어지고, 투과축과 그 투과축에 교차하는 반사축을 갖고, 입사하는 광 중 반사축에 평행한 편광 성분의 광을 반사하고, 투과축에 평행한 편광 성분의 광을 투과하는 반사 편광층(39)이 TFT 어레이 기판(10) 또는 대향 기판(20)에 마련되어 있다.

Description

액정 장치 및 전자기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

도 1은 실시예 1의 액정 장치의 회로 구성을 도시하는 도면,

도 2는 마찬가지로, 임의의 1서브 화소 영역의 평면 구성도(a), 및 광학축 배치도(b),

도 3은 도 2의 A-A′선의 단면 구성도,

도 4는 도 2의 B-B′선의 단면 구성도,

도 5는 반사 편광층의 평면 구성도(a), 및 측면 구성도(b),

도 6은 실시예 1의 액정 장치의 동작 설명도,

도 7은 비교예로서 도시하는 액정 장치의 동작 설명도,

도 8은 실시예 2의 액정 장치의 회로 구성을 도시하는 도면,

도 9는 마찬가지로, 임의의 1서브 화소 영역의 평면 구성도(a), 및 광학축 배치도(b),

도 10은 도 9의 D-D′선의 단면 구성도,

도 11은 반사 편광층의 사시 구성도(a), 및 측면 구성도(b),

도 12는 실시예 2의 액정 장치의 동작 설명도,

도 13은 마찬가지로, 임의의 1서브 화소 영역의 평면 구성도(a), 및 광학축 배치도(b),

도 14는 도 13의 A-A′선의 단면 구성도,

도 15는 반사 편광층의 평면 구성도(a), 및 측면 구성도(b),

도 16은 실시예 3의 액정 장치의 동작 설명도,

도 17은 비교예로서 도시하는 액정 장치의 동작 설명도,

도 18은 실시예 4의 액정 장치의 1서브 화소 영역 및 광학축 배치를 도시하는 도면,

도 19는 도 18의 B-B′선의 단면 구성도,

도 20은 실시예 4의 액정 장치의 동작 설명도,

도 21은 실시예 5의 액정 장치의 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도,

도 22는 도 21의 D-D′선의 단면 구성도,

도 23은 실시예 6의 액정 장치의 회로 구성도,

도 24는 마찬가지로, 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도,

도 25는 도 23의 F-F′선의 단면 구성도,

도 26은 전자기기의 실시예를 도시하는 사시 구성도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100, 200, 300, 400 : 액정 장치 10 : TFT 어레이 기판(제 1 기판)

20 : 대향 기판(제 2 기판) 10A, 20A : 기판 본체

101 : 데이터선 구동 회로 102 : 주사선 구동 회로

30 : TFT 3a : 주사선

3b : 용량선 6a : 데이터선

6b : 소스 전극 9 : 화소 전극(제 2 전극)

9a : 기단부(基端部) 9b : 콘택트부

9c : 화소 전극부 9c, 19c : 띠형상 전극

19, 29, 59, 69 : 공통 전극(제 1 전극)

19a : 본선부(本線部) 19t : 투명 공통 전극

19r : 반사 공통 전극 39 : 반사 편광층

31, 59b, 131 : 용량 전극 32, 132 : 드레인 전극

133 : 게이트 전극 59a : 기단부

59c, 69c : 띠형상 전극 66 : 소자 배선

60 : TFD 소자 61 : 제 1 소자부

62 : 제 2 소자부 69a : 기단부

70 : 축적 용량 71 : 금속막

72 : 슬릿 81 : 프리즘 어레이

85 : 유전체 간섭막 90 : 백라이트(조명 장치)

110 : 소자 기판(제 1 기판) 120 : 대향 기판(제 2 기판)

본 발명은 액정 장치 및 전자기기에 관한 것이다.

액정 장치의 일 형태로서, 액정층에 기판면 방향의 전계를 인가해서 액정 분자의 배향 제어를 행하는 방식(이하, 횡전계(橫電界) 방식이라고 칭함)인 것이 알려져 있으며, 액정에 전계를 인가하는 전극의 형태에 따라서 IPS(In-Plane Switching) 방식, FFS(Fringe-Field Switching) 방식 등으로 불리는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허공개 제 2003-131248호 공보

그런데, 휴대 전화기 등의 휴대 정보 단말에서는, 여러가지 환경에서 사용되기 때문에, 반투과 반사형의 액정 장치가 그 표시부에 이용되고 있다. 그래서, 본 발명자가, 횡전계에 의해 액정을 구동하는 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 검토한 바, 상기 IPS 방식이나 FFS 방식의 액정 장치에서는, 그 화소 영역내에 부분적으로 반사층을 마련해도 반투과 반사 표시를 할 수 없다는 것이 판명되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 반사 표시와 투과 표시의 쌍방에서 높은 품질의 표시를 얻을 수 있는 횡전계 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 액정층을 사이에 유지하여 대향 배치된 제 1 기판과 제 2 기판을 구비하고, 하나의 서브 화소 영역에서 반사 표시와 투과 표시를 행하는 반투과 반사형의 액정 장치로서, 상기 제 1 기판의 상기 액정층 쪽에 제 1 전극 및 제 2 전극이 마련되어 있고, 개개의 서브 화소 영역내에 있어서 전압의 인가에 의해서 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전계가 발생하고, 그 전계에 의해서 액정층을 구동(액정 분자의 배향 제어)하고, 또한, 상기 제 2 기판에는, 투과축과 그 투과축에 교차하는 반사축을 갖고, 입사하는 광 중 상기 반사축에 평행한 편광 성분의 광을 반사하고, 상기 투과축에 평행한 편광 성분의 광을 투과하는 반투과 반사형의 반사 편광층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치를 제공한다.

이 액정 장치는, 제 1 기판 상에 형성된 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성한 개략(槪略) 기판면 방향의 전계를 액정층에 인가해서 액정을 구동하는 IPS 방식을 채용한 횡전계 방식의 액정 장치이다. 본 발명의 액정 장치에서는, 반투과 반사형의 반사 편광층을 마련함으로써, 투과 표시와 반사 표시의 쌍방을 양호한 것으로 하고 있으며, 간편한 구성을 이용하여 횡전계 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 실현할 수 있게 된다. 또, 본 발명에 따르면, 반투과 반사형 액정 장치의 구성으로서 종래부터 알려져 있는 멀티갭 구조를 채용하는 일 없이 반사 표시와 투과 표시의 쌍방에서 고휘도, 고콘트라스트의 표시를 얻을 수가 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 예를 들면 컬러 액정 표시 장치가 R(적), G(녹), B(청)의 3개의 서브 화소로 1개의 화소를 구성하는 바와 같은 경우에 대응하고, 표시를 구성하는 최소 단위로 되는 표시 영역을 「서브 화소 영역」이라고 칭한다. 또, 상기 서브 화소 영역내에 마련된 「반사 표시 영역」은, 당해 액정 표시 장치의 표시면 쪽에서 입사하는 광을 이용한 표시가 가능한 영역을 말하며, 「투과 표시 영역」은, 당해 액정 표시 장치의 배면 쪽(상기 표시면과는 반대쪽)으로부터 입사하는 광을 이용한 표시가 가능한 영역을 말한다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 전극과 제 2 전극이, 각각 상기 서브 화소 영역내에 연장되는 복수 라인의 띠형상 전극을 포함하고 있고, 상기 제 1 전극의 띠형상 전극과 상기 제 2 전극의 띠형상 전극이, 상기 서브 화소 영역내에서 교대로 배열되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전압을 인가했을 때에 서브 화소 영역내의 액정을, 상기 띠형상 전극의 폭 방향으로 배향시킬 수 있어, 표시의 시각(視角)을 용이하게 확대할 수 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 2 기판의 상기 반사 편광층과는 반대쪽의 면에 편광판이 마련되어 있고, 상기 편광판의 투과축과 상기 반사 편광층의 투과축이 대략 평행하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 반사 편광층에 입사하는 광의 투과율/반사율을 최대로 할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수가 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 띠형상 전극이 서로 대략 평행하게 배치되어 있고, 상기 띠형상 전극의 연장 방향이 상기 반사 편광층의 투과축과 교차하는 방향인 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 상기 전극에 전압을 인가했을 때의 액정의 배 향 방향을 기판면 내로 분산시킬 수 있어, 표시의 시각을 용이하게 확대할 수 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 띠형상 전극의 연장 방향과, 상기 반사 편광층의 투과축이 이루는 각도가 약 30°인 구성으로 하는 것이 바람직하다. 상기 각도가 30°이면, 상기 전극에 전압을 인가했을 때의 액정의 이동폭을 작게 억제하면서 시각 범위를 확대할 수 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이, 상기 서브 화소 영역내에서 부분적으로 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 액정 장치에서는, 서브 화소 영역중, 반사 편광층이 부분적으로 형성된 영역으로 반사 표시 영역을 구성하고, 남은 비형성 영역으로 투과 표시 영역을 구성한다. 이 경우, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역이 명확하게 구획되므로, 반사 표시와 투과 표시의 각각에 있어서 광학 설계를 최적화할 수 있어, 보다 고화질의 액정 장치를 얻는 데에 있어서 안성마춤이다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이, 상기 서브 화소 영역의 대략 전면(全面)에 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 액정 장치에서는, 반사 편광층은 입사한 편광 성분을 부분적으로 투과하고, 일부 편광 성분을 반사하는 것으로 된다. 반사 편광층을 서브 화소 영역내에서 베타형상(shape of a plane, 평면 형상)으로 형성할 수 있기 때문에, 제조의 용이성, 제조수율의 점에서 우수한 구성으로 된다. 또, 서브 화소 영역을 반사 표시 영역과 투과 표시 영역으로 구획하는 경우에 비해서, 당해 영역을 널리 이용할 수 있어, 화소의 광학 설계 가 용이하게 된다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이, 복수(複數)의 프리즘을 배열해서 이루어지는 프리즘 어레이와, 그 프리즘 어레이 상에 형성된 유전체 간섭막을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다. 상기 반사 편광층이, 복수의 프리즘을 배열 형성한 프리즘 어레이와, 그 프리즘 어레이 상에 형성된 유전체 간섭막을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 반사 편광층은, 반사율과 투과율을 유전체 간섭막의 적층 구조에 의해 용이하게 조정하는 것이 가능하고, 특히 서브 화소 영역내의 전면에 반사 편광층을 마련한 구성에 사용하면 적합하다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이, 미세한 슬릿형상의 개구부가 복수 마련된 금속 반사막을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 반사 편광층은, 상기 프리즘 어레이 상에 유전체 간섭막을 형성한 구성에 비해서 편광도가 높고, 패터닝이 용이하다고 하는 이점을 갖고 있다. 따라서, 서브 화소 영역내에 부분적으로 반사 편광층을 마련한 구성에 이용하면 적합한 반사 편광층이다.

본 발명의 액정 장치는, 상기 액정층의 층두께가, 상기 서브 화소 영역내에서 대략 균일한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 액정 장치에서는, 멀티갭 구조를 이용하지 않는 것에 의해, 액정층의 층두께를 서브 화소 영역내에서 균일한 것으로 할 수 있으므로, 액정층 두께에 따라 구동 전압이 크게 다르게 되는 횡전계 방식의 액정 장치에 있어서, 서브 화소 영역내에 구동 전압의 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 고화질의 투과 표시 및 반사 표시를 얻을 수가 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 2 기판의 반사 편광층 상에, 컬러 필터가 마련되는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 하면, 반사 표시에 있어서의 색차(色差)를 방지할 수 있고, 또 반사 편광층이 도전 재료로 이루어지는 것인 경우에, 액정층에 인가한 전계에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있으므로, 표시의 고화질화를 실현할 수 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 컬러 필터와 상기 액정층 사이에, 또 절연막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 하면, 반사 편광층이 도전 재료로 이루어지는 것인 경우의 액정층에의 영향을 더 저감할 수 있다. 또, 컬러 필터 표면의 요철을 절연막에 의해 평탄화할 수 있으므로, 액정층 두께의 균일화에 의한 표시 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 액정층을 사이에 유지하여 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판을 구비하고, 하나의 서브 화소 영역에서 반사 표시와 투과 표시를 행하는 반투과 반사형의 액정 장치로서, 상기 제 1 기판 상에, 상기 서브 화소 영역내에 형성된 제 1 전극과, 그 제 1 전극을 덮는 층간 절연막과, 그 층간 절연막 상에 형성된 제 2 전극과, 반사 편광층이 마련되어 있고, 개개의 서브 화소 영역내에 있어서 전압의 인가에 의해서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전계가 발생하고, 그 전계에 의해서 상기 액정층을 구동(액정 분자를 배향 제어)하고, 또한, 상기 반사 편광층은, 투과축과 그 투과축에 교차하는 반사축을 갖고, 그 반사 편광층에 입사하는 광 중 상기 반사축에 평행한 편광 성분의 광을 반사하고, 상기 투과축에 평행한 편광 성분의 광을 투과하는 반투과 반사형의 반사 편광층인 것을 특징으로 하는 액정 장치를 제공한다.

이 액정 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성한 개략 기판면 방향의 전계를 액정층에 인가해서 액정을 구동하는 FFS 방식을 채용한 횡전계 방식의 액정 장치이다. 본 발명의 액정 장치에서는, 반투과 반사형의 반사 편광층을 마련한 것에 의해, 투과 표시와 반사 표시의 쌍방을 양호한 것으로 하고 있으며, 간편한 구성을 이용하여 횡전계 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 실현할 수 있게 된다. 또, 본 발명에 따르면, 반투과 반사형 액정 장치의 구성으로서 종래부터 알려져 있는 멀티갭 구조를 채용하는 일 없이 반사 표시와 투과 표시의 쌍방에서 고휘도, 고콘트라스트의 표시를 얻을 수가 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이 상기 서브 화소 영역내에 부분적으로 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 액정 장치에서는, 서브 화소 영역중, 반사 편광층이 부분적으로 형성된 영역으로 반사 표시 영역을 구성하고, 남은 비형성 영역으로 투과 표시 영역을 구성한다. 이 경우, 투과 표시 영역과 반사 표시 영역이 명확하게 구획되므로, 반사 표시와 투과 표시의 각각에 있어서 광학 설계를 최적화할 수 있어, 보다 고화질의 액정 장치를 얻는 데에 있어서 안성마춤이다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이 상기 서브 화소 영역의 대략 전면에 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 이러한 구성의 액정 장치에서는, 반사 편광층은 입사한 편광 성분을 부분적으로 투과하고, 일부의 편광 성분을 반사하는 것으로 된다. 반사 편광층을 서브 화소 영역내에서 베타형상으로 형성할 수 있기 때문에, 제조의 용이성, 제조수율의 점에서 우수한 구성으로 된다. 또, 서브 화소 영역을 반사 표시 영역과 투과 표시 영역으로 구획하는 경우에 비해서, 당해 영역을 넓게 이용할 수 있어, 화소의 광학 설계가 용이하게 된다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이, 복수의 프리즘을 배열 형성한 프리즘 어레이와, 그 프리즘 어레이 상에 형성된 유전체 간섭막을 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성의 반사 편광층은, 반사율과 투과율을 유전체 간섭막의 적층 구조에 의해 용이하게 조정하는 것이 가능하고, 특히 서브 화소 영역내의 전면에 반사 편광층을 마련한 구성에 사용하면 적합하다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 반사 편광층이 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되어 있어도 좋다. 이와 같은 구성으로 하면, 반사 편광층을 액정에 전압을 인가하기 위한 전극의 일부로서 이용할 수 있다.

본 발명의 액정 장치는, 상기 액정층의 층두께가 상기 서브 화소 영역내에서 대략 균일한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 액정 장치에서는, 멀티갭 구조를 이용하지 않기 때문에, 액정층의 층두께를 서브 화소 영역내에서 균일한 것으로 할 수 있으므로, 액정층 두께에 따라 구동 전압이 크게 다르게 되는 횡전계 방식의 액정 장치에 있어서, 서브 화소 영역내에 구동 전압의 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 고화질의 투과 표시 및 반사 표시를 얻을 수가 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 기판의 외면(外面) 쪽에 조명 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 기판에 반사 표시를 행하기 위한 반사 편광층과, 액정을 구동하기 위한 제 1 전극 및 제 2 전극이 마련되어 있으므로, 제 1 기판을 표시면 쪽에 배치하지 않는 액정 장치를 구성할 수 있다. 제 1 기판이 표시면 쪽에 배치되어 있으면, 상기 제 1 전극 내지 제 2 전극에 구동 신호를 공급하기 위해서 제 1 기판상에 형성되는 금속 배선 등에 의해서 외광이 난반사되어, 액정 장치의 시인성(視認性)을 저하시키는 일이 있지만, 본 발명에서는, 이와 같은 외광의 난반사는 발생하지 않아, 우수한 시인성을 얻을 수가 있다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 기판과 상기 조명 장치 사이에 편광판이 마련되어 있고, 상기 편광판의 투과축이 상기 반사 편광층의 투과축과 대략 직교하는 방향으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 조명 장치로부터 입사하는 조명광의 이용 효율을 최대로 할 수 있어, 밝은 투과 표시를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 액정 장치에서는, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 어느 하나에 컬러 필터가 마련되고, 그 컬러 필터는, 서브 화소 영역내에서 다른 색도(色度)를 갖는 복수의 평면 영역으로 구획되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역의 각각에서, 적절한 색도의 컬러 표시가 가능하게 되어, 보다 색이 선명한 고화질의 액정 장치로 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 전자기기는, 앞서 기재한 본 발명의 액정 장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 고휘도, 고콘트라스트, 광(廣)시야각의 투과 표시 및 반사 표시가 가능한 표시부를 구비한 전자기기가 제공된다.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예의 액정 장치는, 액정에 대해서 기판면 방향의 전계(횡전계)를 인가해서, 배향을 제어하는 것에 의해 화상 표시를 행하는 횡전계 방식중, IPS(In-Plane Switching) 방식이라고 불리는 방식을 채용한 액정 장치이다.

또, 본 실시예의 액정 장치는, 기판 상에 컬러 필터를 구비한 컬러 액정 장치이며, R(적), G(녹), B(청)의 각 색 광을 출력하는 3개의 도트로 1개의 화소를 구성하는 것으로 되어 있다. 따라서, 표시를 구성하는 최소 단위로 되는 표시 영역을 「서브 화소 영역」, 1조(R, G, B)의 도트로 구성된 표시 영역을 「화소 영역」이라고 칭한다.

도 1은, 본 실시예의 액정 장치를 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 서브 화소 영역의 회로 구성도이다. 도 2(a)는 액정 장치(100)의 임의의 1서브 화소 영역에 있어서의 평면 구성도이며, 도 2(b)는, 액정 장치(100)를 구성하는 각 광학 소자의 광학축의 배치 관계를 도시하는 설명도이다. 도 3은 도 2(a)의 A-A' 선의 부분 단면 구성도이며, 도 4는 도 2(a)의 B-B′선의 부분 단면 구성도이다.

또한, 각 도면에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척(縮尺)을 달리하여 표시하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)의 화상 표시 영역을 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 서브 화소 영역에는, 각각 화소 전극(9)과 화소 전극(9)을 스위칭 제어하기 위한 TFT(30)가 형성되어 있고, 데이터선 구동 회로(101)로부터 연장되는 데이터선(6a)이 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 구동 회로(101)는, 화상 신호(S1, S2, … , Sn)를 데이터선(6a)을 거쳐서 각 화소에 공급한다. 상기 화상 신호(S1∼Sn)는 이 순서로 선순차로 공급해도 상관없고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대해서, 그룹마다 공급하도록 해도 좋다.

또, TFT(30)의 게이트에는, 주사선 구동 회로(102)로부터 연장되는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 주사선 구동 회로(102)로부터 소정의 타이밍에서 주사선(3a)에 펄스적으로 공급되는 주사 신호(G1, G2, … , Gm)가, 이 순서로 선순차로 TFT(30)의 게이트에 인가되도록 되어 있다. 화소 전극(9)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 스위칭 소자인 TFT(30)가 주사 신호(G1, G2, … , Gm)의 입력에 의해 일정 기간동안 온(ON) 상태로 됨으로써, 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화상 신호(S1, S2, … , Sn)가 소정의 타이밍에서 화소 전극(9)에 기입되도록 되어 있다.

화소 전극(9)을 거쳐서 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2, … , Sn)는, 화소 전극(9)과 액정을 거쳐서 대향하는 공통 전극과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 여기서, 유지된 화상 신호가 누설되는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9)과 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)이 부여되어 있다. 축적 용량(70)은 TFT(30)의 드레인과 용량선(3b) 사이에 마련되어 있다.

다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여 액정 장치(100)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 액정 장치(100)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 TFT 어레이 기판(제 1 기판)(10)과 대향 기판(제 2 기판)(20) 사이에 액정층(50)을 유지한 구성을 구비하고 있고, 액정층(50)은, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향하는 영역의 가장자리를 따라서 마련된 도시 생략된 밀봉재에 의해서 기판(10, 20) 사이에 봉지되어 있다. 대향 기판(20)의 배면 쪽(도시 하면쪽)에는, 도광판(91)과 반사판(92)을 구비한 백라이트(back light)(조명 장치)(90)가 마련되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)의 서브 화소 영역에는, 평면에서 보아 대략 갈퀴형상((빗살형상)을 이루는 Y축 방향으로 긴 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 평면에서 보아 대략 빗살형상을 이루는 공통 전극(제 1 전극)(19)이 마련되어 있다. 서브 화소 영역의 도시 왼쪽위의 모서리부에는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 소정 간격으로 이간한 상태로 유지하기 위한 기둥형상 스페이서(40)가 마련되어 있다.

화소 전극(9)은, Y축 방향으로 연장되는 복수개(도시한 것에서는 5개)의 띠형상 전극(9c)과, 이들 복수의 띠형상 전극(9c)의 도시 아래쪽(-Y쪽)의 각 단부에 접속되어 X축 방향으로 연장되는 기단부(9a)와, 기단부(9a)의 X축 방향 중앙부로부터 -Y쪽으로 연장해서 돌출된 콘택트부(9b)로 이루어진다.

공통 전극(19)은, 상기 화소 전극(9)의 띠형상 전극(9c)과 교대로 배치되고, 또한 띠형상 전극(9c)과 평행(Y축 방향)하게 연장되는 복수의 띠형상 전극(19c)과, 이들 띠형상 전극(19c)의 +Y측의 단부에 접속되어 X축 방향으로 연장되는 본선부(19a)로 이루어진다. 공통 전극(19)은, X축 방향으로 배열된 복수의 서브 화소 영역에 걸쳐서 연장되는 평면에서 보아 대략 빗살형상의 전극 부재이다.

도 2에 도시하는 서브 화소 영역에서는, Y축 방향으로 연장되는 3개의 띠형상 전극(9c)과, 이들 띠형상 전극(9c) 사이에 배치된 2개의 띠형상 전극(19c) 사이에 전압을 인가하고, 당해 서브 화소 영역의 액정에 XY면 방향(기판면 방향)의 전계(횡전계)를 인가하도록 되어 있다.

TFT(30)에는, X축 방향으로 연장되는 데이터선(6a)과, Y축 방향으로 연장되는 주사선(3a)과, 주사선(3a)과는 반대쪽의 서브 화소 영역의 가장자리에서 주사선(3a)과 평행하게 연장되는 용량선(3b)이 형성되어 있다. 데이터선(6a)과 주사선(3a)의 교차부 근방에 TFT(30)가 마련되어 있다. TFT(30)는 주사선(3a)의 평면 영역내에 부분적으로 형성된 비정질 실리콘으로 이루어지는 반도체층(35)과, 반도체층(35)과 일부 평면적으로 겹쳐 형성된 소스 전극(6b), 및 드레인 전극(32)을 구비하고 있다. 주사선(3a)은 반도체층(35)과 평면적으로 겹치는 위치에서 TFT(30)의 게이트 전극으로서 기능한다.

TFT(30)의 소스 전극(6b)은, 데이터선(6a)으로부터 분기되어 반도체층(35)으 로 연장되는 평면에서 보아 대략 역L형으로 형성되어 있고, 드레인 전극(32)은, 그 -Y쪽의 단부에 있어서 접속 배선(31a)과 전기적으로 접속되어 있고, 당해 접속 배선(31a)을 거쳐서 용량 전극(31)과 전기적으로 접속되어 있다. 용량 전극(31)은, 용량선(3b)과 평면적으로 겹쳐 형성된 평면에서 보아 대략 직사각형 형상인 도전 부재이며, 용량 전극(31) 상에는, 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)가 평면적으로 겹쳐 배치되어 있고, 양자가 중첩된 위치에 화소 콘택트 홀(45)이 마련되어 있다. 그리고 화소 콘택트 홀(45)을 거쳐서 용량 전극(31)과 화소 전극(9)이 전기적으로 접속되어 있다. 또, 용량 전극(31)과 용량선(3b)이 평면적으로 겹치는 영역에, 두께 방향에서 대향하는 용량 전극(31)과 용량선(3b)을 전극으로 하는 축적 용량(70)이 형성되어 있다.

또, 도 2에 도시하는 서브 화소 영역에는, 당해 서브 화소 영역과 거의 동일한 평면 형상을 갖는 컬러 필터(22)가 마련되어 있고, 서브 화소 영역의 개략 아래절반의 평면 영역(Y축 방향으로 이분(二分)한 영역중 -Y쪽의 영역)을 차지하는 반사 편광층(39)이 마련되어 있다. 반사 편광층(39)은, 상세한 것은 후술하겠지만, 미세한 슬릿 구조를 구비한 광 반사성의 금속막(금속 반사막)으로 이루어지는 반사 편광층이며, 상기 컬러 필터(22)와 함께, 대향 기판(20) 상에 형성되어 있다. 그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 띠형상 전극(9c, 19c)이 교대로 배열되어 있는 영역중, 반사 편광층(39)의 형성 영역이 당해 서브 화소 영역의 반사 표시 영역(R)으로 되고, 남은 영역이 투과 표시 영역(T)으로 되어 있다.

다음에, 도 3에 도시하는 단면 구조를 보면, 서로 대향하여 배치된 TFT 어레 이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에 액정층(50)이 유지되어 있다. TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20)의 외면쪽(액정층(50)과는 반대쪽)에는, 각각 편광판(14,24)이 배치되어 있다.

TFT 어레이 기판(10)은, 유리나 석영, 플라스틱 등의 투광성의 기판 본체(10A)를 기체(base)로 해서 이루어지며, 기판 본체(10A)의 내면쪽(액정층(50)쪽)에는, 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 형성되어 있고, 주사선(3a) 및 용량선(3b)을 덮고, 산화 실리콘 등의 투명 절연막으로 이루어지는 게이트 절연막(11)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(11) 상에, 비정질 실리콘의 반도체층(35)이 형성되어 있고, 반도체층(35)에 일부 얹히도록 하여 소스 전극(6b)과, 드레인 전극(32)이 마련되어 있다. 드레인 전극(32)은 접속 배선(31a) 및 용량 전극(31)과 일체로 형성되어 있다. 반도체층(35)은 게이트 절연막(11)을 거쳐서 주사선(3a)과 대향 배치되어 있고, 당해 대향 영역에서 주사선(3a)이 TFT(30)의 게이트 전극을 구성하도록 되어 있다.

용량 전극(31)은, 게이트 절연막(11)을 거쳐서 용량선(3b)과 대향하여 배치되어 있고, 용량 전극(31)과 용량선(3b)이 대향하는 영역에, 게이트 절연막(11)을 그 유전체막으로 하는 축적 용량(70)이 형성되어 있다.

반도체층(35), 소스 전극(6b), 드레인 전극(32), 및 용량 전극(31)을 덮고, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 층간 절연막(12)이 형성되어 있으며, 층간 절연막(12) 상에, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 화소 전극(9) 및 공통 전극(19) 이 형성되어 있다. 층간 절연막(12) 상에 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 화소 전극(9)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(12) 및 제 2 층간 절연막(13)을 관통하여 용량 전극(31)에 도달하는 화소 콘택트 홀(45)이 형성되어 있고, 이 화소 콘택트 홀(45)내에 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)가 일부 매설됨으로써, 화소 전극(9)과 용량 전극(31)이 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(9) 및 공통 전극(19)을 덮고 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(18)이 형성되어 있다.

또, 도 4에 도시하는 B-B′단면 구조를 보면, 층간 절연막(12) 상의 같은 층에 화소 전극(9)의 띠형상 전극(9c)과, 공통 전극(19)의 띠형상 전극(19c)이 교대로 배열되어 있고, TFT(30)를 거쳐서 화소 전극(9)에 기입된 전압에 의해서 띠형상 전극(9c)과 띠형상 전극(19c) 사이에 도 2의 X축 방향의 횡전계를 발생시키고, 이러한 횡전계에 의해서 액정층(50)의 액정 분자의 배향 상태를 제어할 수 있도록 되어 있다.

한편, 대향 기판(20)의 내면쪽(액정층(50)쪽)에는, 반사 편광층(39)이 부분적으로 마련되고, 반사 편광층(39)을 덮도록 컬러 필터(22)가 마련되어 있고, 컬러 필터(22) 상에는 배향막(28)이 적층되어 있다. 대향 기판(20)의 외면쪽에는, 편광판(24)이 마련되어 있다. 앞서 기재한 바와 같이, 반사 편광층(39)의 형성 영역이 반사 표시 영역(R)을 구성하고, 반사 편광층(39)의 비형성 영역이 투과 표시 영역(T)을 구성하고 있다.

컬러 필터(22)는, 화소 영역내에서 색도가 다른 2종류의 영역으로 구획되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하고, 구체예를 들면, 투과 표시 영역(T)의 평면 영역에 대응하여 제 1 색재(色材) 영역이 마련되고, 반사 표시 영역(R)의 평면 영역에 대응하여 제 2 색재 영역이 마련되어 있고, 제 1 색재 영역의 색도가, 제 2 색재 영역의 색도보다 큰 것으로 되어 있는 구성을 채용할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 컬러 필터(22)를 표시광이 1회만 투과하는 투과 표시 영역(T)과, 2회 투과하는 반사 표시 영역(R) 사이에서 표시광의 색도가 다른 것을 방지할 수 있어, 반사 표시와 투과 표시의 인식도를 고르게 하여 표시 품질을 향상시킬 수가 있다.

또, 컬러 필터(22) 상에는 또, 투명 수지 재료 등으로 이루어지는 절연막을 적층하는 것이 바람직하다. 반사 편광층(39)을 덮어서 컬러 필터(22)가 형성되어 있으므로, 이 컬러 필터(22)에 의해서, 알루미늄 등의 금속막으로 이루어지는 반사 편광층(39)에 의한 전계의 왜곡은 방지할 수 있지만, 또 상기 절연막을 적층하면, 이러한 효과를 더욱더 확실한 것으로 할 수 있다. 또, 상기 절연막에 의해서 대향 기판(20) 표면을 평탄화하여 액정층(50)의 두께를 균일화할 수 있고, 서브 화소 영역내에서 구동 전압이 불균일하게 되어 콘트라스트가 저하하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 도 5는 반사 편광층인 반사 편광층(39)의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5(a)는 반사 편광층(39)의 평면 구성도이며, 도 5(b)는 도 5(a)의 J-J′선을 따르는 측면 구성도이다.

도 5(a) 및 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 반사 편광층(39)은 알루미늄 등의 광 반사성 금속으로 이루어지는 금속 반사막(71)을 주체로 해서 이루어지고, 금 속 반사막(71)에 소정 피치로 평면에서 보아 스트라이프 형상을 이루는 복수의 미세한 슬릿(개구부)(72)이 형성된 구성을 구비하고 있다. 상기 복수의 슬릿(72)은, 서로 평행하게 동일 폭을 갖고 형성되어 있다. 슬릿(72)의 폭은 30㎚∼300㎚ 정도이며, 복수의 슬릿(72)이 소정 피치로 형성된 결과 선형상으로 된 금속막(71)의 선폭은 30㎚∼300㎚ 정도이다.

상기 구성을 구비한 반사 편광층(39)은, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 그 상면쪽으로부터 광(E)이 입사되면, 슬릿(72)의 길이 방향에 평행한 편광 성분은 반사광(Er)으로서 반사되고, 슬릿(72)의 폭 방향에 평행한 편광 성분은 투과광(Et)으로서 투과된다. 즉, 반사 편광층(39)은, 슬릿(72)의 연장 방향에 평행한 반사축과, 이 반사축과 직교하는 방향의 투과축을 갖는 것으로 되어 있다.

상기 반사 편광층(39)은, 도 2(b)의 광학축의 배치도에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)에 있어서, 그 투과축(슬릿(72)의 연장 방향에 직교하는 방향)(157)이, TFT 어레이 기판(10) 쪽의 편광판(14)의 투과축(153)과 평행하게 되도록 배치되어 있고, 대향 기판(20) 쪽의 편광판(24)의 투과축(155)과 직교하는 방향으로 배치되어 있다. 또, 본 실시예의 액정 장치(100)에서는, 배향막(18, 28)은 평면에서 보아 동일 방향으로 러빙 처리되어 있고, 그 방향은, 도 2(b)에 도시하는 러빙 방향(151)이다. 따라서, 반사 편광층(39)의 투과축(157)과 배향막(18, 28)의 러빙 방향(151)은 평행하게 배치되어 있다.

또한, 러빙 방향(151)은, 액정 장치(100)의 화소 배열 방향(Y축 방향)에 평행하게 연장되는 띠형상 전극(9c, 19c)의 연장 방향에 대해서 약 30°의 각도를 이 루고 있다.

상기 구성을 구비한 액정 장치(100)는 IPS 방식의 액정 장치이며, TFT(30)를 거쳐서 화소 전극(9)에 화상 신호(전압)를 인가함으로써, 화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 기판면 방향(평면에서 보았을 때에는 도 2의 X축 방향)의 전계를 발생시키고, 이러한 전계에 의해서 액정을 구동하며, 각 도트마다의 투과율/반사율을 변화시킴으로써 화상 표시를 행하는 것으로 되어 있다. 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향하는 배향막(18, 28)은 평면에서 보아 동일 방향으로 러빙 처리되고 있으므로, 화소 전극(9)에 전압을 인가하지 않는 상태에서는, 액정층(50)을 구성하는 액정 분자는, 기판(10, 20) 사이에서 러빙 방향(151)을 따라서 수평으로 배향한 상태로 되어 있다. 그리고, 이와 같은 액정층(50)에 화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 형성한 전계를 작용시키면, 도 2(a)에 도시하는 띠형상 전극(9c, 19c)의 폭 방향(X축 방향)을 따라서 액정 분자가 배향한다. 액정 장치(100)는, 이와 같은 액정 분자의 배향 상태의 차이에 근거하는 복굴절성을 이용하여 명암 표시를 행하도록 되어 있다.

다음에, 상기 구성을 구비한 액정 장치(100)의 동작에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 액정 장치(100)의 동작 설명도이다. 동일 도면에는 도 3에 도시한 구성 요소 중, 설명에 필요한 구성 요소만이 추출되어 도시되어 있고, 도시 위쪽부터 순서대로, 편광판(14)과, 액정층(50)과, 반사 편광층(39)과, 편광판(24)과, 백라이트(90)가 도시되어 있다.

우선, 도 6의 오른쪽의 투과 표시(투과 모드)에 대해서 설명한다.

액정 장치(100)에 있어서, 백라이트(90)로부터 사출된 광은, 편광판(24)을 투과함으로써 편광판(24)의 투과축(155)에 평행한 직선 편광으로 변환되고, 반사 편광층(39)의 비형성 영역을 거쳐서 액정층(50)에 입사한다. 그리고, 액정층(50)이 온 상태(화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 선택 전압이 인가된 상태)이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아, 편광판(14)의 투과축(153)과 평행한 직선 편광으로 변환된다. 이것에 의해, 편광판(14)을 투과한 광이 표시광으로서 시인되며, 당해 도트는 밝게 표시된다.

한편, 액정층(50)이 오프(OFF) 상태(상기 선택 전압이 인가되어 있지 않은 상태)이면, 입사광은 그 편광 상태를 유지한 채로 편광판(14)에 도달하고, 당해 입사광과 평행한 흡수축(투과축(153)과 직교하는 광학축)을 갖는 편광판(14)에 흡수되어, 당해 도트는 어둡게 표시된다.

또한, 편광판(24)을 투과한 광 중, 반사 편광층(39)에 입사한 광은, 당해 직선 편광과 평행한 반사축을 갖는 반사 편광층(39)에 의해서 반사되므로, 액정층(50)에 입사하는 일 없이 백라이트(90) 쪽으로 되돌려보내진다.

다음에, 도 6의 왼쪽의 반사 표시에 대해서 설명한다.

반사 표시에 있어서, 편광판(14)의 위쪽(바깥쪽)으로부터 입사한 광은, 편광판(14)을 투과함으로써 편광판(14)의 투과축(153)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 액정층(50)에 입사한다. 이 때, 액정층(50)이 온 상태이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아서 반사 편광층(39)에 입사한다. 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 반사 편광층인 반사 편광층(39)은, 편광판(24)의 투 과축(153)과 평행한 투과축(157)과, 그것에 직교하는 반사축을 갖고 있으므로, 상기 온 상태의 액정층(50)을 투과하여 반사 편광층(39)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사된다. 재차 액정층(50)에 입사한 반사광은, 액정층(50)의 작용에 의해 입사시의 편광 상태(편광판(14)의 투과축과 평행한 직선 편광)로 되돌려져 편광판(14)에 입사한다. 이것에 의해, 편광판(14)을 투과한 반사광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트가 밝게 표시된다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태이면, 편광판(14)으로부터 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사 편광층(39)에 입사하고, 당해 광과 평행한 투과축(157)을 갖는 반사 편광층(39)을 투과한다. 그리고, 이 광과 평행한 흡수축을 갖는 편광판(24)에 의해서 흡수되어, 당해 도트는 어둡게 표시된다.

여기서, 도 7은, IPS 방식의 액정 장치에 있어서, 서브 화소 영역내에 부분적으로 알루미늄 등의 금속 반사막(190)을 마련한 구성의 액정 장치(100)의 동작 설명도이다. 즉, 액정 장치(100)는, IPS 방식의 액정 장치와, 종래부터 알려져 있는 반투과 반사형 액정 장치를 조합한 것이며, 서브 화소 영역내의 금속 반사막(190)의 형성 영역을 반사 표시 영역으로 하고, 금속 반사막(190)에 형성된 개구부(190t)의 형성 영역을 투과 표시 영역으로 하는 것을 상정한 구성이다. 또, 여기서는 상기 금속 반사막(190) 이외의 구성은 본 실시예의 액정 장치(100)와 마찬가지인 것으로서 설명한다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)는, 그 투과 표시에 있어서는, 실시예에 따른 액정 장치(100)와 마찬가지의 명암 표시가 가능하다. 그러나, 반사 표시에 있어서는, 액정층(50)의 온/오프에 관계없이, 밝은 표시로 되어 버려, 정상적으로 표시를 행할 수가 없다. 또, 액정 장치(100)에 있어서, 편광판(14)과 액정층(50) 사이에 위상차판(λ/4판)을 마련하여, 반사 표시시에 액정층(50)에 원편광(圓偏光)을 입사시키는 것도 생각되지만, 기판면 내에서 평행 배향시키는 횡전계 방식의 액정 장치에서는, 종래의 종전계(縱電界) 방식과 같이 전계 응답에 의해 액정층(50)의 위상차값을 변화시키는 것이 아니라, 액정층(50)의 광학축의 면내 방향을 변화시키고 있기 때문에, 이러한 원편광 모드를 적용하는 것은 높은 표시 품질을 실현하는 데에 있어서 곤란하다. 원편광에서는 액정층(50)에 의해 부여되는 위상차가 대략 λ/2인 경우에는, 액정층(50)의 광학축의 방향에는 의존하지 않고, 마찬가지 편광 상태로 액정층(50)으로부터 출사시키기 위해서이다. 또, 액정층(50)이 부여하는 위상차가 대략 λ/2 이외인 경우에는 반사 표시와 투과 표시에서 높은 표시 품질을 양립하는 것은 어렵다.

또, 반투과 반사형 액정 장치로서는, 반사 표시 영역의 액정층 두께를 투과 표시 영역의 액정층 두께의 절반 정도로 한, 소위 멀티갭 방식의 반투과 반사형 액정 장치도 알려져 있지만, 횡전계 방식의 액정 장치에서는 액정층 두께에 따라서 구동 전압이 크게 변화되기 때문에, 멀티갭 구조를 적용했다고 해도, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역과의 구동 전압차에 기인하는 표시 품질의 저하를 피할 수 없어, 고품위 반투과 반사 표시를 얻는 것은 곤란하다.

이것에 비해서, 본 실시예의 액정 장치(100)는, 서브 화소 영역내에 부분적으로 반사 편광층(39)을 마련한 구성을 채용한 것에 의해, 원편광 모드나 멀티갭 구조를 이용하는 일없이 고콘트라스트의 반사 표시 및 투과 표시를 얻을 수 있는 것으로 되어 있으며, 간편한 구성으로 고화질의 반투과 반사형 액정 장치를 실현할 수 있다. 또, 서브 화소 영역내의 액정층 두께가 일정하기 때문에, 투과 표시 영역(T)과 반사 표시 영역(R)에서 구동 전압에 차가 발생하는 일도 없어, 반사 표시와 투과 표시에서 표시 상태가 다르게 되는 일은 없다. 또, 서브 화소 영역내에 멀티갭 구조를 형성한 경우, 액정층 두께가 다른 영역의 경계에 액정층 두께가 연속적으로 변화하는 영역이 형성되기 때문에, 이러한 경계 영역에서 액정 분자의 배향이 흐트러져 광 누설을 일으킨다고 하는 문제가 있지만, 본 실시예의 액정 장치(100)에서는 이와 같은 문제는 발생하지 않아, 고콘트라스트의 표시를 얻을 수가 있다.

또, 본 실시예에서 이용하고 있는 반사 편광층(39)은, 기판 본체(20A) 상에 예를 들면 알루미늄막을 형성한 후, 이러한 알루미늄막을 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝하는 것만으로 정확하게 형성할 수 있기 때문에, 협소한 서브 화소 영역을 갖는 고정세(高精細) 액정 장치에도 적합하게 이용할 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 도 8∼도 12를 참조하여 본 발명의 실시예 2의 액정 장치에 대해서 설명한다.

도 8은, 본 실시예의 액정 장치(200)를 구성하는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 서브 화소 영역의 회로 구성도이다. 도 9(a)는, 본 실시예의 액정 장치 (200)에 있어서의 임의의 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도이며, 도 9(b)는, 본 실시예의 액정 장치(200)에 있어서의 광학축 배치를 도시하는 설명도이다. 도 10은 도 9의 D-D′선의 단면 구성도이다.

본 실시예의 액정 장치(200)는, 화소 스위칭 소자로서 TFD(Thin Film Diode) 소자를 이용한 액티브 매트릭스형의 액정 장치이다. 또, 실시예 1와 마찬가지로, IPS 방식의 전극 구성을 구비하고 있다. 또한, 본 실시예의 액정 장치(200)중, 실시예 1의 액정 장치(100)와 공통하는 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 하고, 이하에서 참조하는 각 도면에 있어서도, 실시예 1의 액정 장치(100)와 공통 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여서 나타낸다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 도트(55)가 평면에서 보아 매트릭스 형상으로 배열 형성되어 있다. 또, 액정 장치(200)는 제 1 구동 회로(201) 및 제 2 구동 회로(202)를 포함하고 있고, 복수의 제 1 배선(56)과, 그 제 1 배선(56)과 교차하는 복수의 제 2 배선(66)이 마련되어 있다. 제 1 배선(56)은 제 1 구동 회로(201)로부터의 신호를, 제 2 배선(66)은 제 2 구동 회로(202)로부터의 신호를 각 도트(55)에 공급한다. 그리고, 각 도트(55)에 있어서, 제 2 배선(66)에 대해서 TFD 소자(60)와 화소 전극(9)이 직렬로 접속되어 있고, 제 1 배선(56)과 전기적으로 접속된 공통 전극(69)과, 화소 전극(9) 사이에, 액정층(액정 용량)(50)이 형성되어 있다. 또, 도트(55)내에서, 제 1 배선(56)과 화소 전극(9) 사이에 유지 용량(52)이 부여되어 있다.

이상과 같은 회로 구성에 의해, TFD 소자(60)의 스위칭 특성에 근거하여 액 정이 구동 제어되고, 또한, 그 액정의 구동에 근거하여 도트(55)마다 명암 표시가 이루어지며, 액정 장치(200)의 표시 영역에 있어서 화상 표시가 행해지는 것으로 되어 있다.

다음에, 도 9(a)에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(200)의 서브 화소 영역(도트(55)의 평면 영역)에는, 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 공통 전극(제 1 전극)(69)과, TFD 소자(60)가 마련되어 있다. 또, X축 방향으로 연장되는 제 1 배선(56)과, Y축 방향으로 연장되는 제 2 배선(66)이 마련되어 있고, 상기 TFD 소자(60)는, 제 1 배선(56)과 제 2 배선(66)의 교차부 근방에 배치되어 있다. 그리고, 서브 화소 영역의 전면을 평면적으로 덮도록 컬러 필터(22)와 반사 편광층(39)이 형성되어 있다. 또, 서브 화소 영역내에는, 기둥형상 스페이서(40)가 마련되어 있다.

공통 전극(제 1 전극)(69)은, X축 방향으로 연장되는 기단부(69a)와, 이 기단부(69a)의 X축 방향의 중앙부 및 선단부로부터 +Y쪽으로 연장되는 2개의 띠형상 전극(69c, 69c)을 갖고 있다. 또, 공통 전극(69)의 기단부(69a)는, 그 +X쪽 단부에서 Y축 방향으로 연장되는 제 1 배선(56)과 전기적으로 접속되어 있다.

화소 전극(제 2 전극)(9)은, TFD 소자(60)로부터 X축 방향으로 연장되는 기단부(59a)와, 기단부(59a)의 TFD 소자(60)와는 반대쪽의 선단부 및 TFD 소자(60) 근방으로부터 -Y쪽으로 연장되는 2개의 띠형상 전극(59c, 59c)을 갖고, 띠형상 전극(59c, 59c)의 기단부(59a)와는 반대쪽의 단부는, 평면에서 보아 직사각형 형상의 용량 전극(59b)과 전기적으로 접속되어 있다.

화소 전극(9)의 2개의 띠형상 전극(59c, 59c)은, 공통 전극(69)의 2개의 띠형상 전극(69c, 69c) 사이와, 도시 중앙부의 띠형상 전극(69c)과 제 1 배선(56) 사이에 각각 배치되어, 각 띠형상 전극(69c)과 평행하게 연장되고 있다. 상기 기단부(59a)의 +X쪽의 단부는 TFD 소자(60)와 전기적으로 접속되어 있다.

또, 용량 전극(59b)은, 공통 전극(69)의 기단부(69a)와 평면에서 보아 겹치도록 배치되어 있고, 기단부(69a)와 함께 당해 위치에서 유지 용량(52)을 형성하고 있다.

TFD 소자(60)는, Y축 방향으로 긴 직사각형 형상을 이루는 제 1 전극(63)과, 이 제 1 전극(63)과 교차하는 제 2 배선(66) 및 화소 전극(9)의 기단부(59a)에 의해 구성되어 있다. 보다 상세하게는, TFD 소자(60)는, 제 1 전극(63)과 제 2 배선(66)의 교차부에 형성된 제 1 소자부(61)와, 제 1 전극(63)과 상기 기단부(59a)와의 교차부에 형성된 제 2 소자부(62)를 포함하고, 이들 제 1 소자부(61)와 제 2 소자부(62)를 서로 등을 맞대고 반대방향을 향하도록(전기적으로 역방향으로) 접속한, 소위 Back to Back 구조의 TFD 소자로 되어 있다.

다음에, 도 10에 도시하는 부분 단면 구조를 보면, 액정 장치(200)는, 소자 기판(제 1 기판)(110)과, 대향 기판(제 2 기판)(120)이, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향 배치된 구성을 구비하고 있다.

소자 기판(110)은, 유리나 석영 등의 투광성 기판으로 이루어지는 기판 본체(10A)를 기체로서 구비하고 있으며, 기판 본체(10A)상에, 탄탈이나 그 합금으로 이루어지는 제 1 전극(63)과, 제 1 배선(56)과, 공통 전극(69)이 형성되어 있다. 상 기 제 1 전극(63)의 표면은, 예를 들면 탄탈 산화막으로 이루어지는 소자 절연막(63a)에 의해 덮여 있다. 또, 제 1 배선(56)의 표면에, 예를 들면 탄탈 산화막으로 이루어지는 배선 절연막(56a)이 형성되어 있고, 공통 전극(69)의 표면에는, 예를 들면 탄탈 산화막으로 이루어지는 용량 절연막(69d)이 형성되어 있다. 본 실시예의 경우, 소자 절연막(63a)은, 배선 절연막(56a), 용량 절연막(69d)보다 얇게 형성되어 있고, 배선 절연막(56a)과 용량 절연막(69d)은 거의 동일한 막두께를 갖고 형성되어 있다.

배선 절연막(56a)으로 덮여 있는 제 1 배선(56)과 교차해서 연장되는, 예를 들면 크롬 등으로 이루어지는 제 2 배선(66)이 형성되어 있고, 제 2 배선(66)과 제 1 전극(63)이 소자 절연막(63a)을 거쳐서 대향하는 위치에, 제 1 소자부(61)가 형성되어 있다. 제 1 배선(56)과 제 2 배선(66)은 제 1 배선(56)을 덮는 배선 절연막(56a)에 의해 절연되어 있다.

또, 화소 전극(9)의 기단부(59a)와, 제 1 전극(63)이 소자 절연막(63a)을 거쳐서 대향하는 위치에, 제 2 소자부(62)가 형성되어 있다. 공통 전극(69)의 기단부(69a)의 용량 절연막(69d) 상에 용량 전극(59b)이 형성되어 있고, 기단부(69a)와 용량 전극(59b)을 전극으로 하고, 용량 절연막(69d)을 유전체막으로 하는 유지 용량(52)이 형성되어 있다.

제 2 배선(66), 화소 전극(9), 공통 전극(69) 등을 덮는 기판 본체(10A) 상의 전면에, 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(18)이 형성되어 있다. 또, 기판 본체(10A)의 외면쪽(액정층(50)과는 반대쪽)에는, 편광판(14)이 마련되어 있다.

대향 기판(120)은, 기판 본체(20A)와, 기판 본체(20A)의 내면쪽(액정층(50) 쪽)의 전면에 형성된 반사 편광층(39)과, 반사 편광층(39) 상에 형성된 컬러 필터(22)와, 컬러 필터(22)를 덮어서 형성된 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(28)을 구비하고 있고, 기판 본체(20A)의 외면쪽(액정층(50)과는 반대쪽)에는, 편광판(24)이 마련되어 있다.

여기서, 도 11(a)는 반사 편광층(39)의 사시 구성도이며, 도 11(b)는 반사 편광층(39)의 작용을 설명하기 위한 측면 구성도이다.

본 실시예의 액정 장치(200)에 구비된 반사 편광층(39)은, 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 기판 본체(20A) 상에 형성되는 아크릴 수지 등의 열 경화성 또는 광 경화성의 투명 수지로 이루어지는 프리즘 어레이(81)와, 굴절률이 다른 2종류의 유전체막을 교대로 복수 적층해서 이루어지는 유전체 간섭막(85)을 구비해서 구성되어 있다.

프리즘 어레이(81)는, 2개의 사면(斜面)을 갖는 삼각 기둥형상(프리즘형상)의 복수의 볼록부(凸條; protrusion)(82)를 갖고 있고, 복수의 볼록부(82)가 연속하여 주기적으로 형성되는 것에 의해 단면 삼각파 형상을 이루는 프리즘 어레이를 구성하고 있다. 유전체 간섭막(85)은, 굴절률이 다른 2종(種)의 재료로 이루어지는 유전체막이 복수의 볼록부(82)의 사면을 본뜬 형상으로 교대로 적층된 것이며(소위 3차원 포토닉(photonic) 결정층), 예를 들면, TiO₂막과 SiO₂막을 교대로 7층 적층함으로써 형성할 수 있다.

도 11에서는 도시를 생략하고 있지만, 유전체 간섭막(85)의 상면(上面)은 수지층에 의해 덮여 평탄화되어 있다. 본 실시예의 경우, 반사 편광층(39)을 덮어서 컬러 필터(22)가 형성되므로, 컬러 필터(22)에 의해 유전체 간섭막(85) 표면의 요철을 평탄화한 구성을 채용해도 좋다.

이와 같이, 프리즘 어레이 상에 형성된 유전체 간섭막(85)은, 광의 전파 특성에 이방성을 갖고 있고, 도 11(b)의 상면 쪽으로부터 광(자연광)(E)이 입사된 경우에는, 볼록부(82)의 연장 방향에 평행한 편광 성분을 반사하고, 볼록부(82)의 연장 방향에 수직인 편광 성분을 투과하도록 되어 있다. 즉, 도 9(a) 및 도 10에 도시하는 반사 편광층(39)은, 볼록부(82)의 연장 방향과 평행한 반사축과, 볼록부(82)의 연장 방향에 수직인 투과축을 갖고 있는 것으로 된다.

본 실시예의 액정 장치(200)에서는, 반사 편광층(39)의 반사축과 평행한 직선 편광을 백라이트(90) 쪽에서 입사시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있고, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 편광판(24)의 투과축(155)과, 반사 편광층(39)의 투과축(159)이 직교하도록 배치됨으로써, 편광판(24)의 투과축(155)과 반사 편광층(39)의 반사축(볼록부(82)의 연장 방향)이 대략 평행하게 되도록 배치되어 있다. 또, 반사 편광층(39)의 투과축(159)에 대해서, 편광판(14)의 투과축(153), 및 배향막(18, 28)의 러빙 방향(151)은 평행하게 배치되어 있다.

유전체 간섭막(85)을 구성하는 1층의 유전체막의 막두께는 10㎚∼100㎚ 정도이며, 유전체 간섭막(85)의 총 막두께는 300㎚∼1㎛ 정도이다. 프리즘 어레이(81)의 볼록부(82)의 높이는 0.5㎛∼3㎛이며, 인접하는 볼록부(82, 82) 사이의 피치는 1㎛∼6㎛ 정도이다. 상기 유전체막의 재료로서는, TiO₂, SiO₂ 이외에, Ta₂O₅, Si 등을 이용할 수도 있다.

또한, 유전체 간섭막(85)을 구성하는 유전체막의 적층 피치 및 볼록부(82)의 피치는, 목적으로 하는 반사 편광층(39)의 특성에 따라 적당히 최적의 값으로 조정된다. 즉, 상기 구성의 반사 편광층(39)은, 유전체 간섭막(85)을 구성하는 유전체막의 적층수에 따라서 그 투과율(반사율)을 제어할 수 있으며, 적층수를 저감함으로써, 반사축(볼록부(82)의 연장 방향)에 평행한 직선 편광의 투과율을 증대시켜, 반사율을 저하시킬 수가 있다. 단지, 소정수 이상의 유전체막을 적층한 경우에는, 반사축에 평행한 직선 편광의 대부분이 반사된다. 본 실시예에 따른 반사 편광층(39)에서는, 상기 유전체 간섭막(85)의 조정에 의해, 입사되어 오는 반사축에 평행한 직선 편광의 약 70%를 반사하고, 남은 약 30%를 투과하도록 설정되어 있다.

다음에, 도 12를 참조하여 액정 장치(200)의 동작에 대해서 설명한다. 도(12)에는, 이하의 동작 설명에서 필요한 구성 요소인, 편광판(14), 액정층(50), 반사 편광층(39), 편광판(24), 및 백라이트(90)가 도시 위쪽부터 순서대로 도시되어 있다.

우선, 도 12의 오른쪽의 투과 표시(투과 모드)에 대해서 설명한다.

액정 장치(200)에 있어서, 백라이트(90)로부터 사출된 광은, 편광판(24)을 투과함으로써 편광판(24)의 투과축(155)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 반사 편광층(39)에 입사하고, 반사 편광층(39)의 반사축(투과축(159)에 직교하는 광학축) 에 평행한 직선 편광인 이 입사광의 일부(약 30%)가, 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사한다. 그리고, 액정층(50)이 온 상태(화소 전극(9)과 공통 전극(69) 사이에 선택 전압이 인가된 상태)이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아, 편광판(14)의 투과축(153)과 평행한 직선 편광으로 변환된다. 이것에 의해, 편광판(14)을 투과한 광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트는 밝은 표시로 된다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태(상기 선택 전압이 인가되고 있지 않은 상태)이면, 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 편광판(14)에 도달하고, 당해 입사광과 평행한 흡수축(투과축(153)과 직교하는 광학축)을 갖는 편광판(14)에 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

또, 편광판(24)을 투과하여 반사 편광층(39)에 입사한 광 중, 당해 반사 편광층(39)에서 반사된 광은, 편광판(24)을 재차 투과하여 백라이트(90) 쪽으로 되돌려보내진다. 그리고, 이 되돌아가는 광(returned light)은 백라이트(90)의 반사판(92)에 의해 반사되어 다시 액정 패널 쪽을 향하는 광으로 되어, 조명광으로서 재이용된다.

다음에, 도 12의 왼쪽의 반사 표시에 대해서 설명한다.

반사 표시에 있어서, 편광판(14)의 위쪽(바깥쪽)에서 입사한 광은, 편광판(14)을 투과함으로써 편광판(14)의 투과축(153)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 액정층(50)에 입사한다. 이 때, 액정층(50)이 온 상태이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아 반사 편광층(39)에 입사한다. 도 9(b)에 도시한 바와 같이, 반사 편광층(39)은, 편광판(24)의 투과축(153)과 평행한 투과축(159)과, 그것에 직교하는 반사축을 갖고 있으므로, 상기 온 상태의 액정층(50)을 투과하여 반사 편광층(39)에 입사한 광은, 그 일부(약 30%)가 편광 상태를 유지한 채로 반사되고, 나머지(약 70%)가 반사 편광층(39)을 투과한다. 반사 편광층(39)에서 반사되어 재차 액정층(50)에 입사한 광은, 액정층(50)의 작용에 의해 입사시의 편광 상태(편광판(24)의 투과축과 평행한 직선 편광)로 복원되어 편광판(24)에 입사한다. 이것에 의해, 편광판(24)을 투과한 반사광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트가 밝은 표시로 된다.

한편, 반사 편광층(39)을 투과한 직선 편광 성분은, 그 편광 방향과 평행한 투과축(155)을 갖는 편광판(24)을 투과하여 백라이트(90)에 입사한다. 그리고, 이 백라이트(90)에 입사한 광은, 반사판(92)에 의해 반사되어 액정층(50) 쪽으로 되돌려보내지고, 그 일부는 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사해서, 상기 밝은 표시의 표시광으로서 이용된다. 따라서, 본 실시예의 액정 장치(200)에서는, 반사 편광층(39)에 있어서의 반사축에 평행한 직선 편광의 반사율이 30% 정도로 설정되어 있지만, 반사 편광층(39)을 투과하여 백라이트(90) 쪽으로 빠진 광도 표시광으로서 이용 가능하게 되어 있기 때문에, 밝은 반사 표시를 얻을 수 있도록 되어 있다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태이면, 편광판(14)으로부터 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사 편광층(39)에 입사하고, 당해 광과 평행한 투과축(159)을 갖는 반사 편광층(39)을 투과한다. 그리고, 이 광과 평행한 흡수축을 갖는 편광판(24)에 의해서 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

상기 구성을 구비한 액정 장치(200)에서는, 화소 스위칭 소자로서 TFD 소자(60)를 구비하고 있으므로, 간편한 공정으로 제조할 수 있고, 제조비용 면에서 유리한 것으로 되어 있다. 또, 도트내에 유지 용량이 마련되어 있기 때문에, 화소의 고정세화((高精細化)에 따라 액정 용량이 작아진 경우에도 양호한 유지 특성을 얻을 수 있어, 고화질의 표시를 얻을 수가 있다.

또한, 앞의 실시예 1의 액정 장치와 마찬가지로, 서브 화소 영역내에서 액정층(50)의 층두께가 일정하기 때문에, 서브 화소 영역내에서 구동 전압의 불균일이 발생하는 일이 없어, 고품위의 표시를 얻을 수가 있다. 또 멀티갭 구조와 같이 서브 화소 영역내에 단차(段差)를 형성할 필요가 없으므로, 이 단차에 기인하는 액정 배향의 흐트러짐이 발생하는 일도 없어, 신뢰성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다.

(실시예 3)

이하, 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예의 액정 장치는, 액정에 대해서 기판면 방향의 전계(횡전계)를 인가하고, 배향을 제어함으로써 화상 표시를 행하는 횡전계 방식 중, FFS(Fringe Field Switching) 방식이라고 불리는 방식을 채용한 액정 장치이다. 또, 본 실시예의 액정 장치는, 기판상에 컬러 필터를 구비한 컬러 액정 장치이며, R(적), G(녹), B(청)의 각 색 광을 출력하는 3개의 도트로 1개의 화소를 구성하는 것으로 되어 있다. 따라서, 표시를 구성하는 최소 단위로 되는 표시 영역을 「서브 화소 영 역」, 1조(R, G, B)의 도트로 구성되는 표시 영역을 「화소 영역」이라고 칭한다.

본 실시예의 액정 장치를 구성하는 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 서브 화소 영역의 회로 구성도는 상기의 실시예 1에서 이용한 도 1과 마찬가지이다. 도 13(a)는 액정 장치(100)의 임의의 1서브 화소 영역에 있어서의 평면 구성도이며, 도 13(b)는, 액정 장치(100)를 구성하는 각 광학 소자의 광학축의 배치 관계를 도시하는 설명도이다. 도 14는 도 13(a)의 A-A'선의 부분 단면 구성도이다.

또한, 각 도면에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 달리하여 표시하고 있다.

또, TFT(30)의 게이트에는, 주사선 구동 회로(102)로부터 연장되는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 주사선 구동 회로(102)로부터 소정의 타이밍에서 주사선(3a)에 펄스적으로 공급되는 주사 신호(G1, G2, … , Gm)가, 이 순서로 선순차로 TFT(30)의 게이트에 인가되도록 되어 있다. 화소 전극(9)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 스위칭 소자인 TFT(30)가 주사 신호(G1, G2, … , Gm)의 입력에 의해 일정 기간동안 온 상태로 됨으로써, 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화상 신호(S1, S2, … , Sn)가 소정의 타이밍에서 화소 전극(9)에 기입되도록 되어 있다.

화소 전극(9)을 거쳐서 액정에 기입된 소정 레벨의 화상 신호(S1, S2, … , Sn)는, 화소 전극(9)과 액정을 거쳐서 대향하는 공통 전극 사이에서 일정 기간 유지된다. 여기서, 유지된 화상 신호가 리크하는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9)과 공통 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(70)이 부여되어 있다. 축적 용량(70)은 TFT(30)의 드레인과 용량선(3b) 사이에 마련되어 있다.

다음에, 도 13 및 도 14를 참조하여 액정 장치(100)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 액정 장치(100)는, 도 14에 도시하는 바와 같이 TFT 어레이 기판(제 1 기판)(10)과 대향 기판(제 2 기판)(20) 사이에 액정층(50)을 유지한 구성을 구비하고 있고, 액정층(50)은, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 대향하는 영역의 가장자리를 따라 마련된 도시 생략된 밀봉재에 의해서 기판(10, 20) 사이에 봉지되어 있다. TFT 어레이 기판(10)의 배면 쪽(도시 하면쪽)에는, 도광판(91)과 반사판(92)을 구비한 백라이트(조명 장치)(90)가 마련되어 있다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)의 서브 화소 영역에는, 평면에서 보아 대략 갈퀴형상(빗살형상)을 이루는 Y축 방향으로 긴 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 화소 전극(9)과 평면적으로 겹쳐 배치된 평면에서 보아 대략 베타형상의 공통 전극(제 1 전극)(19)이 마련되어 있다. 서브 화소 영역의 도시 왼쪽위의 모 서리부에는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 소정 간격으로 이간한 상태로 유지하기 위한 기둥형상 스페이서(40)가 마련되어 있다.

화소 전극(9)은, Y축 방향으로 연장되는 복수개(도시한 것에서는 5개)의 화소 전극부(9c)와, 이들 복수의 화소 전극부(9c)의 +Y쪽의 각 단부에 접속되어 X축 방향으로 연장되는 기단부(9a)와, 기단부(9a)의 X축 방향 중앙부로부터 +Y쪽으로 연장해서 돌출된 콘택트부(9b)로 이루어진다.

공통 전극(19)은, 도 13에 도시하는 화소 영역내에서 투명 공통 전극(19t)과 반사 공통 전극(19r)으로 구획되어 있고, 화상 표시 영역 전체에서는, X축 방향으로 연장되는 투명 공통 전극(19t)과 반사 공통 전극(19r)이 Y축 방향에 대해 교대로 배열된 구성이다. 본 실시예의 경우, 투명 공통 전극(19t)은 ITO(인듐 주석 산화물) 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 도전막이며, 반사 공통 전극(19r)은, 상세한 것은 후술하겠지만, 미세한 슬릿 구조를 구비한 광 반사성의 금속막으로 이루어지는 반사 편광층이다.

TFT(30)에는, X축 방향으로 연장되는 데이터선(6a)과, Y축 방향으로 연장되는 주사선(3a)과, 주사선(3a)에 인접하여 주사선(3a)과 평행하게 연장되는 용량선(3b)이 형성되어 있다. 데이터선(6a)과 주사선(3a)의 교차부 근방에 TFT(30)가 마련되어 있다. TFT(30)는 주사선(3a)의 평면 영역내에 부분적으로 형성된 비정질 실리콘으로 이루어지는 반도체층(35)과, 반도체층(35)과 일부 평면적으로 겹쳐 형성된 소스 전극(6b), 및 드레인 전극(32)을 구비하고 있다. 주사선(3a)은 반도체층(35)과 평면적으로 겹치는 위치에서 TFT(30)의 게이트 전극으로서 기능한다.

TFT(30)의 소스 전극(6b)은, 데이터선(6a)으로부터 분기되어 반도체층(35)으로 연장되는, 평면에서 보아 대략 역L형으로 형성되어 있고, 드레인 전극(32)은, -Y쪽으로 연장되어 평면에서 보아 대략 직사각형 형상인 용량 전극(31)과 전기적으로 접속되어 있다. 용량 전극(31)에는, 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)가 -Y쪽으로부터 진출해서 배치되어 있고, 양자가 평면적으로 겹치는 위치에는 화소 콘택트 홀(45)이 마련되어 있다. 그리고, 상기 화소 콘택트 홀(45)을 거쳐서 용량 전극(31)과 화소 전극(9)이 전기적으로 접속되어 있다.

또, 용량 전극(31)은, 용량선(3b)의 평면 영역내에 배치되어 있고, 두께 방향에서 대향하는 용량 전극(31)과 용량선(3b)을 전극으로 하는 축적 용량(70)이 형성되어 있다.

도 14에 도시하는 단면 구조를 보면, 서로 대향하여 배치된 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에 액정층(50)이 유지되어 있다. TFT 어레이 기판(10)은, 유리나 석영, 플라스틱 등의 투광성의 기판 본체(10A)를 기체로 해서 이루어지고, 기판 본체(10A)의 내면쪽(액정층(50) 쪽)에는, 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 형성되어 있고, 주사선(3a) 및 용량선(3b)을 덮고, 산화 실리콘 등의 투명 절연막으로 이루어지는 게이트 절연막(11)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(11) 상에, 비정질 실리콘의 반도체층(35)이 형성되어 있고, 반도체층(35)에 일부 얹히도록 해서 소스 전극(6b)과, 드레인 전극(32)이 마련되어 있다. 드레인 전극(32)의 +X쪽에는 용량 전극(31)이 일체로 형성되어 있다. 반도체층(35)은, 게이트 절연막(11)을 거쳐서 주사선(3a)과 대향 배치되어 있고, 당해 대향 영역에서 주사선(3a)이 TFT(30)의 게이트 전극을 구성하도록 되어 있다.

용량 전극(31)은, 게이트 절연막(11)을 거쳐서 용량선(3b)과 대향 배치되어 있고, 용량 전극(31)과 용량선(3b)이 대향하는 영역에, 게이트 절연막(11)을 그 유전체막으로 하는 축적 용량(70)이 형성되어 있다.

반도체층(35), 소스 전극(6b), 드레인 전극(32), 및 용량 전극(31)을 덮고, 산화 실리콘 등으로 이루어지는 제 1 층간 절연막(12)이 형성되어 있고, 제 1 층간 절연막(12) 상에, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 투명 공통 전극(19t)과, 알루미늄 등의 반사성의 금속막을 주체로 해서 이루어지는 반사 공통 전극(반사 편광층)(19r)으로 이루어지는 공통 전극(19)이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시예의 액정 장치(100)는, 도 13(a)에 도시하는 1서브 화소 영역내 중, 투명 공통 전극(19t)의 평면 영역과, 화소 전극(9)을 내포하는 평면 영역의 겹친 영역이, 백라이트(90)로부터 입사하여 액정층(50)을 투과하는 광을 변조해서 표시를 행하는 투과 표시 영역(T)으로 되어 있다. 또, 반사 공통 전극(19r)의 평면 영역과, 화소 전극(9)을 내포하는 평면 영역의 겹친 영역이, 대향 기판(20)의 외측으로부터 입사하여 액정층(50)을 투과하는 광을 반사, 변조해서 표시를 행하는 반사 표시 영역(R)으로 되어 있다.

또한, 도 13 및 도 14에는, 공통 전극(19)을 구성하는 투명 공통 전극(19t)과 반사 공통 전극(19r)이 평면적으로 구획되어 있는 경우가 도시되어 있지만, 투명 공통 전극(19t)이, 반사 공통 전극(19r)을 덮도록 연장해서 마련되어 있어도 좋다. 이와 같은 구성으로 하면, 화소 전극(9)과 대향하는 공통 전극(19)의 표면에 한결같이 투명 공통 전극(19t)이 배치되게 되므로, 화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 발생하는 전계를 서브 화소 영역내에서 균일화할 수 있다.

공통 전극(19)을 덮고 산화 실리콘 등으로 이루어지는 제 2 층간 절연막(13)이 형성되어 있고, 제 2 층간 절연막(13) 상에 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 화소 전극(9)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(12) 및 제 2 층간 절연막(13)을 관통하여 용량 전극(31)에 도달하는 화소 콘택트 홀(45)이 형성되어 있고, 이 화소 콘택트 홀(45)내에 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)가 일부 매설됨으로써, 화소 전극(9)과 용량 전극(31)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 상기 화소 콘택트 홀(45)의 형성 영역에 대응하여 공통 전극(19)에도 개구부가 마련되어 있고, 공통 전극(19)과 화소 전극(9)이 접촉하지 않도록 되어 있다. 화소 전극(9)을 덮는 제 2 층간 절연막(13) 상의 영역에는, 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(18)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(20)의 내면쪽(액정층(50) 쪽)에는, 컬러 필터(22)와, 배향막(28)이 적층되어 있고, 대향 기판(20)의 외면쪽에는, 편광판(24)이 마련되어 있다. 또한, 대향 기판(20)의 외면쪽에는, 편광판(24) 이외에, 위상차판 등의 광학 소자를 마련할 수 있다.

컬러 필터(22)는, 화소 영역내에서 색도가 다른 2종류의 영역으로 구획된 구성으로 하는 것이 바람직하고, 구체예를 들면, 투과 표시 영역을 구성하는 투명 공통 전극(19t)의 평면 영역에 대응하여 제 1 색재 영역이 마련되고, 반사 표시 영역을 구성하는 반사 공통 전극(19t)의 평면 영역에 대응하여 제 2 색재 영역이 마련 되어 있고, 제 1 색재 영역의 색도가, 제 2 색재 영역의 색도보다 큰 것으로 되어 있는 구성을 채용할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 컬러 필터(22)를 표시광이 1회만 투과하는 투과 표시 영역과, 2회 투과하는 반사 표시 영역 사이에서 표시광의 색도가 다른 것을 방지할 수 있어, 반사 표시와 투과 표시의 인식도를 똑같이 해서 표시 품질을 향상시킬 수가 있다.

여기서, 도 15는 반사 편광층인 반사 공통 전극(19r)의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 15(a)는 반사 공통 전극(19r)의 평면 구성도이며, 도 15(b)는 도 15(a)의 J-J′선을 따르는 측면 구성도이다.

도 15(a) 및 도 15(b)에 도시하는 바와 같이, 반사 공통 전극(19r)은 알루미늄 등의 광 반사성의 금속막(71)을 주체로 해서 이루어지고, 금속막(71)에 소정 피치로 평면에서 보아 스트라이프 형상을 이루는 복수의 미세한 슬릿(72)이 형성된 구성을 구비하고 있다. 상기 복수의 슬릿(72)은, 서로 평행하게 동일폭을 갖고 형성되어 있다. 슬릿(72)의 폭은 30㎚∼300㎚ 정도이며, 복수의 슬릿(72)이 소정 피치로 형성된 결과 선형상으로 된 금속막(71)의 선폭은 30㎚∼300㎚ 정도이다.

상기 구성을 구비한 반사 공통 전극(19r)은, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이, 그 상면 쪽으로부터 광(E)이 입사되면, 슬릿(72)의 길이 방향에 평행한 편광 성분은 반사광(Er)으로서 반사되고, 슬릿(72)의 폭 방향에 평행한 편광 성분은 투과광(Et)으로서 투과된다. 즉, 반사 공통 전극(19r)은, 슬릿(72)의 연장 방향에 평행한 반사축과, 이 반사축과 직교하는 방향의 투과축을 갖는 것으로 되어 있다.

상기 반사 공통 전극(19r)은, 도 13(b)의 광학축의 배치도에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)에 있어서, 그 투과축(슬릿(72)의 연장 방향에 직교하는 방향)(157)이, 대향 기판(20) 쪽의 편광판(24)의 투과축(153)과 평행하게 되도록 배치되어 있고, TFT 어레이 기판(10) 쪽의 편광판(14)의 투과축과 직교하는 방향으로 배치되어 있다. 또, 본 실시예의 액정 장치(100)에서는, 배향막(18, 28)은 평면에서 보아 동일 방향으로 러빙 처리되어 있고, 그 방향은, 도 13(b)에 도시하는 러빙 방향(151)이다. 따라서, 반사 공통 전극(19r)의 투과축(157)과 배향막(18, 28)의 러빙 방향(151)은 평행하게 배치되어 있다.

또한, 러빙 방향(151)은, 액정 장치(100)의 화소 배열 방향(Y축 방향)에 평행하게 연장되는 화소 전극부(9c…)에 대해서 약 30°의 각도를 이루고 있다.

상기 구성을 구비한 액정 장치(100)는 FFS 방식의 액정 장치이며, TFT(30)를 거쳐서 화소 전극(9)에 화상 신호(전압)를 인가함으로써, 화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 기판면 방향(평면에서 보았을 때에는 도 2의 X축 방향)의 전계를 발생시키고, 이러한 전계에 의해서 액정을 구동하고, 각 도트마다의 투과율/반사율을 변화시킴으로써 화상 표시를 행하는 것으로 되어 있다. 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향하는 배향막(18, 28)은 평면에서 보아 동일 방향으로 러빙 처리되어 있으므로, 화소 전극(9)에 전압을 인가하지 않는 상태에서는, 액정층(50)을 구성하는 액정 분자는, 기판(10, 20) 사이에서 러빙 방향(151)을 따라서 수평으로 배향한 상태로 되어 있다. 그리고, 이와 같은 액정층(50)에 화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 형성한 전계를 작용시키면, 도 13(a)에 도시하는 화소 전극부(9c)의 선폭 방향(X축 방향)을 따라서 액정 분자가 배향한 다. 액정 장치(100)는, 이와 같은 액정 분자의 배향 상태의 차이에 근거하는 복굴절성을 이용하여 명암 표시를 하도록 되어 있다.

또한, 액정 장치(100)의 동작시에 공통 전극(19)은, 화소 전극(9)과의 사이에서 소정 범위의 전압차를 생기게 하도록 정전압(定電壓)으로 유지되어 있으면 좋지만, 주사선(3a)에 입력하는 주사 펄스와 동기한 펄스 신호를 입력해도 좋다.

다음에, 상기 구성을 구비한 액정 장치(100)의 동작에 대해서 도 16을 참조하여 설명한다. 도 16은 액정 장치(100)의 동작 설명도이다. 동일 도면에는 도 14에 도시한 구성 요소 중, 설명에 필요한 구성 요소만이 추출되어 도시되어 있고, 도시 위쪽부터 순서대로, 편광판(24)과, 액정층(50)과, 공통 전극(19)과, 편광판(14)과, 백라이트(90)가 도시되어 있다.

우선, 도 16의 오른쪽의 투과 표시(투과 모드)에 대해서 설명한다.

액정 장치(100)에 있어서, 백라이트(90)로부터 사출된 광은, 편광판(14)을 투과함으로써 편광판(14)의 투과축(155)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 공통 전극(19)에 입사하고, 공통 전극(19)중 투명 공통 전극(19t)을 투과하여 액정층(50)에 입사한다. 그리고, 액정층(50)이 온 상태(화소 전극(9)과 공통 전극(19) 사이에 선택 전압이 인가된 상태)이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아, 편광판(24)의 투과축(153)과 평행한 직선 편광으로 변환된다. 이것에 의해, 편광판(24)을 투과한 광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트는 밝은 표시로 된다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태(상기 선택 전압이 인가되어 있지 않은 상태) 이면, 입사광은 그 편광 상태를 유지한 채로 편광판(24)에 도달하고, 당해 입사광과 평행한 흡수축(투과축(153)과 직교하는 광학축)을 갖는 편광판(24)에 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

또한, 편광판(14)을 투과하여 반사 공통 전극(19r)에 입사한 광은, 당해 직선 편광과 평행한 반사축을 갖는 반사 공통 전극(19r)에 의해서 반사되므로, 액정층(50)에 입사하는 일 없이 백라이트(90) 쪽으로 되돌려보내진다.

다음에, 도 16의 왼쪽의 반사 표시에 대해서 설명한다.

반사 표시에 있어서, 편광판(24)의 위쪽(바깥쪽)에서 입사한 광은, 편광판(24)을 투과함으로써 편광판(24)의 투과축(153)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 액정층(50)에 입사한다. 이 때, 액정층(50)이 온 상태이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아 반사 공통 전극(19r)에 입사한다. 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 반사 편광층인 반사 공통 전극(19r)은, 편광판(14)의 투과축(153)과 평행한 투과축(157)과, 그것에 직교하는 반사축을 갖고 있으므로, 상기 온 상태의 액정층(50)을 투과하여 반사 공통 전극(19r)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사된다. 재차 액정층(50)에 입사한 반사광은, 액정층(50)의 작용에 의해 입사시의 편광 상태(편광판(24)의 투과축과 평행한 직선 편광)로 복원되어 편광판(24)에 입사한다. 이것에 의해, 편광판(24)을 투과한 반사광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트가 밝은 표시로 된다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태이면, 편광판(24)으로부터 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사 공통 전극(19r)에 입사하고, 당해 광과 평행한 투과축(157)을 갖는 반사 공통 전극(19r)을 투과한다. 그리고, 이 광과 평행한 흡수축을 갖는 편광판(14)에 의해서 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

여기서, 도 17은, FFS 방식의 액정 장치에 있어서, 서브 화소 영역내에 부분적으로 알루미늄 등의 금속 반사막(190)을 마련한 구성의 액정 장치(100)의 동작 설명도이다. 즉, 액정 장치(100)는, FFS 방식의 액정 장치와, 종래부터 알려져 있는 반투과 반사형 액정 장치를 조합한 것이며, 서브 화소 영역내의 금속 반사막(190)의 형성 영역을 반사 표시 영역으로 하고, 금속 반사막(190)에 형성된 개구부(190t)의 형성 영역을 투과 표시 영역으로 하는 것을 상정한 구성이다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(100)는, 그 투과 표시에 있어서는, 실시예에 따른 액정 장치(100)와 마찬가지 명암 표시가 가능하다. 그러나, 반사 표시에 있어서는, 액정층(50)의 온/오프에 관계없이, 밝은 표시로 되어 버려, 정상적으로 표시를 행할 수가 없다. 또, 액정 장치(100)에 있어서, 편광판(24)과 액정층(50) 사이에 위상차판(λ/4판)을 마련하고, 반사 표시시에 액정층(50)에 원편광을 입사시키는 것도 생각되지만, 기판면 내에서 평행 배향시키는 횡전계 방식의 액정 장치에서는, 종래의 종전계 방식과 같이 전계 응답에 의해 액정층(50)의 위상차 값을 변화시키는 것이 아니라, 액정층(50)의 광학축의 면내 방향을 변화시키고 있기 때문에, 이러한 원편광 모드를 적용하는 것은 높은 표시 품질을 실현하는 데에 있어서 곤란하다. 원편광에서는 액정층(50)에 의해 부여되는 위상차가 대략 λ/2인 경우에는, 액정층(50)의 광학축의 방향에는 의존하지 않고, 동일한 편광 상태로 액정층(50)으로부터 출사시키기 위해서이다. 또, 액정층(50)이 부여하는 위상차가 대략 λ/2 이외인 경우에는 반사 표시와 투과 표시에서 높은 표시 품질을 양립하는 것은 어렵다.

또, 반투과 반사형 액정 장치로서는, 반사 표시 영역의 액정층 두께를 투과 표시 영역의 액정층 두께의 절반 정도로 한, 소위 멀티갭 방식의 반투과 반사형 액정 장치도 알려져 있지만, 횡전계 방식의 액정 장치에서는 액정층 두께에 따라서 구동 전압이 크게 변화되기 때문에, 멀티갭 구조를 적용했다고 해도, 반사 표시 영역과 투과 표시 영역과의 구동 전압차에 기인하는 표시 품질의 저하를 회피할 수 없어, 고품위 반투과 반사 표시를 얻는 것은 곤란하다.

이것에 대해서, 본 실시예의 액정 장치(100)는, 서브 화소 영역내에 부분적으로 반사 편광층(반사 공통 전극(19r))을 마련한 구성을 채용한 것에 의해, 원편광 모드나 멀티갭 구조를 이용하는 일없이 고콘트라스트의 반사 표시 및 투과 표시를 얻을 수 있는 것으로 되어 있어, 간편한 구성으로 고화질의 반투과 반사형 액정 장치를 실현할 수 있다. 또, 서브 화소 영역내의 액정층 두께가 일정하기 때문에, 투과 표시 영역(T)과 반사 표시 영역(R)에서 구동 전압에 차가 생기는 일도 없어, 반사 표시와 투과 표시에서 표시 상태가 다르게 되는 일은 없다.

또, 본 실시예의 액정 장치(100)에서는, 반사 표시를 행하기 위한 반사 공통 전극(19r)이, TFT 어레이 기판(10) 쪽에 마련되어 있으므로, TFT(30)와 함께 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성되는 금속 배선 등에서 외광이 반사되어 표시 품질을 저하시키는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또, 화소 전극(9)이 투명 도전 재료를 이용하여 형성되어 있으므로, 액정층(50)을 투과하여 TFT 어레이 기판(10)에 입사한 외광이 화소 전극(9)에 의해 난반사되는 것을 방지할 수도 있어, 우수한 시인성을 얻을 수가 있다.

또, 본 실시예에서 이용하고 있는 반사 공통 전극(19r)은, 층간 절연막(12) 상에 예를 들면 알루미늄막을 형성한 후, 이러한 알루미늄막을 포토리소그래피 기술을 이용하여 패터닝하는 것만으로 정확하게 형성할 수 있기 때문에, 협소한 서브 화소 영역을 갖는 고정세 액정 장치에도 적합하게 이용할 수 있다.

(실시예 4)

다음에, 도 18∼도 20을 참조하여 본 발명의 실시예 4의 액정 장치에 대해서 설명한다.

도 18(a)는 본 실시예의 액정 장치(200)에 있어서의 임의의 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도이며, 도 18(b)는 같은 액정 장치에 있어서의 각 광학 소자의 광학축의 배치를 도시하는 설명도이다. 도 19는 도 18(a)의 B-B′선의 단면 구성도이다. 도 20은 본 실시예의 액정 장치(200)의 동작 설명도이다.

또한, 본 실시예의 액정 장치(200)의 기본 구성은 앞의 실시예 3와 마찬가지이고, 도 18(a), (b)는 각각 실시예 3에 있어서의 도 13(a), (b)에 상당하는 도면이며, 도 19, 도 20은, 각각 실시예 3에 있어서의 도 14, 도 16에 상당하는 도면이다. 따라서, 본 실시예에서 참조하는 각 도면에 있어서, 도 13∼도 16에 도시한 실시예 3의 액정 장치(100)와 공통 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이기로 하고, 이하에서는 그들 공통 구성 요소의 설명은 생략한다.

도 18에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 액정 장치(200)의 서브 화소 영역에는, 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 용량 전극(31)을 거쳐서 화소 전극(9)과 전기적으로 접속된 TFT(30)가 마련되어 있다. TFT(30)를 구성하는 비정질 실리콘의 반도체층(35)에는, 용량 전극(31)으로부터 연장되는 드레인 전극(32)과, 도시 Y축 방향으로 연장되는 데이터선(6a)으로부터 분기된 소스 전극(6b)이 전기적으로 접속되어 있고, 반도체층(35)의 배면(背面) 쪽에서 도시 X축 방향으로 연장되는 주사선(3a)이 반도체층(35)과 평면적으로 겹치는 위치에서 TFT(30)의 게이트 전극을 구성하고 있다. 용량 전극(31)과, 용량 전극(31)과 평면적으로 겹치면서 X축 방향으로 연장되는 용량선(3b)이, 당해 서브 화소 영역의 축적 용량(70)을 구성하고 있다.

그리고, 도 18(a)에 도시하는 서브 화소 영역에는, 모두 평면 베타형상을 이루는 반사 편광층(39)과 공통 전극(제 1 전극)(29)이 마련되어 있다.

도 19에 도시하는 단면 구조를 보면, 액정 장치(200)는, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향하는 TFT 어레이 기판(제 1 기판)(10)과, 대향 기판(제 2 기판)(20)을 구비하고 있고, TFT 어레이 기판(10)의 배면 쪽(도시 하면쪽)에 백라이트(90)가 마련되어 있다. 대향 기판(20)의 구성은 실시예 3와 마찬가지이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.

TFT 어레이 기판(10)의 기체를 이루는 기판 본체(10A) 상에는, 평면 베타형상의 반사 편광층(39)이 형성되고, 반사 편광층(39)을 덮고 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 공통 전극(29)이 형성되어 있다. 공통 전극(29)을 덮어서 제 1 층간 절연막(12)이 형성되어 있고, 제 1 층간 절연막(12) 상에 주사선(3a)과 용량선(3b)이 형성되어 있다. 주사선(3a) 및 용량선(3b)을 덮어서 게이트 절연막(11)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(11) 상에 반도체층(35)과, 반도체층(35)과 전기적으로 접속된 소스 전극(6b)(데이터선(6a)), 및 드레인 전극(32)(용량 전극(31))이 형성되어 있다. 반도체층(35), 소스 전극(6b), 드레인 전극(32) 등을 덮어서 제 2 층간 절연막(13)이 형성되어 있고, 제 2 층간 절연막(13) 상에 화소 전극(9)이 형성되어 있다. 화소 전극(9)을 덮어서 배향막(18)이 형성되어 있다.

제 2 층간 절연막(13)을 관통하여 용량 전극(31)에 도달하는 화소 콘택트 홀(46)이 형성되어 있고, 이 화소 콘택트 홀(46)을 거쳐서 콘택트부(9b)(화소 전극(9))와 용량 전극(31)이 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시예의 액정 장치(200)에 구비된 반사 편광층(39)은, 실시예 2에서 설명한 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 기판 본체(10A) 상에 형성되는 아크릴 수지 등의 열 경화성 또는 광 경화성의 투명 수지로 이루어지는 프리즘 어레이(81)와, 굴절률이 다른 2종류의 유전체막을 교대로 복수 적층해서 이루어지는 유전체 간섭막(85)을 구비해서 구성되어 있다.

프리즘 어레이(81)는, 2개의 사면을 갖는 삼각 기둥형상(프리즘형상)의 복수의 볼록부(82)를 갖고 있고, 복수의 볼록부(82)가 연속하여 주기적으로 형성되는 것에 의해 단면 삼각파 형상을 이루는 프리즘 어레이를 구성하고 있다. 유전체 간섭막(85)은, 굴절률이 다른 2종의 재료로 이루어지는 유전체막이, 복수의 볼록부(82)의 사면에 대응한 형상으로 교대로 적층된 것이며(소위 3차원 포토닉 결정층), 예를 들면, TiO₂막과 SiO₂막을 교대로 7층 적층함으로써 형성할 수 있다.

도 11에서는 도시를 생략하고 있지만, 유전체 간섭막(85)의 상면은 수지층에 의해 덮여 평탄화되어 있다. 이와 같이, 프리즘 어레이 상에 형성된 유전체 간섭막(85)은, 광의 전파 특성에 이방성을 갖고 있고, 도 11(b)의 상면 쪽으로부터 광(자연광)(E)이 입사된 경우에는, 볼록부(82)의 연장 방향에 평행한 편광 성분을 반사하고, 볼록부(82)의 연장 방향에 수직인 편광 성분을 투과하도록 되어 있다. 즉, 도 18(a) 및 도 19에 도시하는 반사 편광층(39)은, 볼록부(82)의 연장 방향과 평행한 반사축과, 볼록부(82)의 연장 방향에 수직인 투과축을 갖고 있는 것으로 된다.

본 실시예의 액정 장치(200)에서는, 반사 편광층(39)의 반사축과 평행한 직선 편광을 백라이트(90) 쪽으로부터 입사시켜 투과 표시를 행하도록 되어 있고, 도 18(b)에 도시하는 바와 같이, 편광판(14)의 투과축(155)과, 반사 편광층(39)의 투과축(159)이 직교하도록 배치됨으로써, 편광판(14)의 투과축(155)과 반사 편광층(39)의 반사축(볼록부(82)의 연장 방향)이 대략 평행하게 되도록 배치되어 있다. 또, 반사 편광층(39)의 투과축에 대해서, 편광판(24)의 투과축(153), 및 배향막(18, 28)의 러빙 방향(151)은 평행하게 배치되어 있다.

유전체 간섭막(85)을 구성하는 1층의 유전체막의 막두께는 10㎚∼100㎚ 정도이며, 유전체 간섭막(85)의 총막두께는 300㎚∼1㎛ 정도이다. 프리즘 어레이(81)의 볼록부(82)의 높이는 0.5㎛∼3㎛이며, 인접하는 볼록부(82, 82) 사이의 피치는 1㎛∼6㎛ 정도이다. 상기 유전체막의 재료로서는, TiO₂, SiO₂ 이외에, Ta₂O₅, Si 등을 이용할 수도 있다.

또한, 유전체 간섭막(85)을 구성하는 유전체막의 적층 피치 및 볼록부(82)의 피치는, 목적으로 하는 반사 편광층(39)의 특성에 따라 적당히 최적의 값으로 조정된다. 즉, 상기 구성의 반사 편광층(39)은, 유전체 간섭막(85)을 구성하는 유전체막의 적층수에 따라서 그 투과율(반사율)을 제어할 수 있고, 적층수를 저감함으로써, 반사축(볼록부(82)의 연장 방향)에 평행한 직선 편광의 투과율을 증대시켜, 반사율을 저하시킬 수가 있다. 단지, 소정수 이상의 유전체막을 적층한 경우에는, 반사축에 평행한 직선 편광의 대부분이 반사된다. 본 실시예에 따른 반사 편광층(39)에서는, 상기 유전체 간섭막(85)의 조정에 의해, 입사되어 오는 반사축에 평행한 직선 편광의 약 70%를 반사하고, 남은 약 30%를 투과하도록 설정되어 있다.

다음에, 도 20을 참조하여 액정 장치(200)의 동작에 대해서 설명한다. 도 20에는, 이하의 동작 설명에서 필요한 구성 요소인, 편광판(24), 액정층(50), 반사 편광층(39), 편광판(14), 및 백라이트(90)가 도시 위쪽부터 순서대로 도시되어 있다.

우선, 도 20의 오른쪽의 투과 표시(투과 모드)에 대해서 설명한다.

액정 장치(200)에 있어서, 백라이트(90)로부터 사출된 광은, 편광판(14)을 투과함으로써 편광판(14)의 투과축(155)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 반사 편광층(39)에 입사하고, 반사 편광층(39)의 반사축(투과축(159)에 직교하는 광학축) 에 평행한 직선 편광인 이 입사광의 일부(약 30%)가, 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사한다. 그리고, 액정층(50)이 온 상태(화소 전극(9)과 공통 전극(29) 사이에 선택 전압이 인가된 상태)이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아, 편광판(24)의 투과축(153)과 평행한 직선 편광으로 변환된다. 이것에 의해, 편광판(24)을 투과한 광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트는 밝은 표시로 된다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태(상기 선택 전압이 인가되고 있지 않은 상태)이면, 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 편광판(24)에 도달하고, 당해 입사광과 평행한 흡수축(투과축(153)과 직교하는 광학축)을 갖는 편광판(24)에 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

또한, 편광판(14)을 투과하여 반사 편광층(39)에 입사한 광 중, 당해 반사 편광층(39)에서 반사된 광은, 편광판(14)을 재차 투과하여 백라이트(90) 쪽으로 되돌려보내진다. 그리고, 이 되돌아가는 광은 백라이트(90)의 반사판(92)에 의해 반사되어 다시 액정 패널 쪽을 향하는 광으로 되어, 조명광으로서 재이용된다.

다음에, 도 20의 왼쪽의 반사 표시에 대해서 설명한다.

반사 표시에 있어서, 편광판(24)의 위쪽(바깥쪽)에서 입사한 광은, 편광판(24)을 투과함으로써 편광판(24)의 투과축(153)에 평행한 직선 편광으로 변환되어 액정층(50)에 입사한다. 이 때, 액정층(50)이 온 상태이면, 상기 입사광은 액정층(50)에 의해 소정의 위상차(λ/2)를 부여받아 반사 편광층(39)에 입사한다. 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 반사 편광층(39)은, 편광판(14)의 투과축(153)과 평 행한 투과축(159)과, 그것에 직교하는 반사축을 갖고 있으므로, 상기 온 상태의 액정층(50)을 투과하여 반사 편광층(39)에 입사한 광은, 그 일부(약 30%)가 편광 상태를 유지한 채로 반사되고, 나머지(약 70%)가 반사 편광층(39)을 투과한다. 반사 편광층(39)에서 반사되어 재차 액정층(50)에 입사한 광은, 액정층(50)의 작용에 의해 입사시의 편광 상태(편광판(24)의 투과축과 평행한 직선 편광)로 복원되어 편광판(24)에 입사한다. 이것에 의해, 편광판(24)을 투과한 반사광이 표시광으로서 시인되어, 당해 도트가 밝은 표시로 된다.

한편, 반사 편광층(39)을 투과한 직선 편광 성분은, 그 편광 방향과 평행한 투과축(155)을 갖는 편광판(14)을 투과하여 백라이트(90)에 입사한다. 그리고, 이 백라이트(90)에 입사한 광은, 반사판(92)에 의해 반사되어 액정층(50) 쪽으로 되돌려보내지고, 그 일부는 반사 편광층(39)을 투과하여 액정층(50)에 입사하여, 상기 밝은 표시의 표시광으로서 이용된다. 따라서, 본 실시예의 액정 장치(200)에서는, 반사 편광층(39)에 있어서의 반사축에 평행한 직선 편광의 반사율이 30% 정도로 설정되어 있지만, 반사 편광층(39)을 투과하여 백라이트(90) 쪽으로 빠진 광도 표시광으로서 이용 가능하게 되어 있기 때문에, 밝은 반사 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.

한편, 액정층(50)이 오프 상태이면, 편광판(24)으로부터 액정층(50)에 입사한 광은, 그 편광 상태를 유지한 채로 반사 편광층(39)에 입사하고, 당해 광과 평행한 투과축(159)을 갖는 반사 편광층(39)을 투과한다. 그리고, 이 광과 평행한 흡수축을 갖는 편광판(14)에 의해서 흡수되어, 당해 도트는 어두운 표시로 된다.

상기 구성을 구비한 액정 장치(200)는, 화소 전극(9)의 기판 본체(10A)쪽에, 평면 베타형상으로 반사 편광층(39)을 형성하고 있으므로, 서브 화소 영역에 대한 위치맞춤이 불필요하여, 간편한 공정으로 저비용으로 형성할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또, 본 실시예와 같이 반사 편광층(39)을 반도체층(35)보다도 기판 본체(10A) 쪽에 마련하는 구조로 하면, 반도체층(35)이 마련된 배선층과 화소 전극(9)을 전기적으로 접속하는 화소 콘택트 홀(46)을 얕게 형성할 수 있어, 화소 콘택트 홀(46)을 거친 도전 접속 구조의 전기적 신뢰성을 높일 수가 있다. 또, 화소 콘택트 홀(46)의 개구 직경도 작게 할 수 있으므로, 화소 콘택트 홀(46)에 기인하는 액정의 배향 흐트러짐을 억제할 수 있다.

또, 앞의 실시예 1의 액정 장치(100)와 마찬가지로, 서브 화소 영역내에서 액정층(50)의 층두께가 일정하기 때문에, 서브 화소 영역내에서 구동 전압의 불균일이 발생하는 일이 없어, 고품위의 표시를 얻을 수가 있다. 또, 멀티갭 구조와 같이 서브 화소 영역내에 단차를 형성할 필요가 없으므로, 이 단차에 기인하는 액정 배향의 흐트러짐이 발생하는 일도 없기 때문에, 신뢰성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다. 또, TFT 어레이 기판(10) 상에 반사 표시를 하기 위한 반사 편광층(39)이 마련되어 있으므로, TFT 어레이 기판(10)을 액정 장치의 표시면 쪽에 배치할 필요가 없다. 따라서, TFT 어레이 기판(10)을 표시면 쪽에 배치한 경우와 같은 금속 배선 등에 의한 외광의 난반사가 발생하는 일이 없어, 시인성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는, 화소 전극(9)과 함께 액정에 전압을 인가하는 공통 전 극(29)을, 반사 편광층(39) 상에 마련하고 있다. 반사 편광층(39)에서는, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 유전체 간섭막(85)의 표면에 프리즘 어레이(81)의 표면을 평탄화하기 위한 수지층 등이 마련되므로, 이 수지층 대신에, ITO 등으로 이루어지는 투명 도전막을 유전체 간섭막(85) 상에 형성하면, 이러한 투명 도전막을 상기 공통 전극(29)으로서 기능시킬 수 있어, 제조의 효율화, 및 저비용화에 기여하는 것으로 된다.

또한, 공통 전극(29)은, 화소 전극(9)과 적어도 1층의 절연막을 거쳐서 이간된 위치에 마련되어 있으면 좋으므로, 예를 들면, 게이트 절연막(11)과 제 2 층간 절연막(13) 사이의 배선층에 형성해도 좋고, 제 1 층간 절연막(12)과 게이트 절연막(11) 사이의 배선층에 형성해도 좋다.

(실시예 5)

다음에, 도 21 및 도 22를 참조하여 본 발명의 실시예 5의 액정 장치에 대해서 설명한다.

도 21은 본 실시예의 액정 장치(300)에 있어서의 임의의 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도이며, 도 22는 도 21의 D-D′선의 단면 구성도이다.

본 실시예의 액정 장치(300)는, 실시예 1의 액정 장치(100)의 비정질 실리콘 TFT(30) 대신에, 톱(top) 게이트형의 폴리 실리콘 TFT(130)을 이용한 구성의 액정 장치이며, 화소 스위칭 소자에 관한 구성 이외의 기본 구성은 제 1 및 실시예 3의 액정 장치(100)와 공통이다. 도 21은 실시예 3에 있어서의 도 13(a)에 상당하는 도면이며, 도 22는, 마찬가지로, 도 14에 상당하는 도면이다. 따라서, 본 실시예에서 참조하는 각 도면에 있어서, 도 13∼도 16에 도시한 실시예 3의 액정 장치(100)와 공통 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이기로 하고, 이하에서는 그들 공통 구성 요소의 설명은 생략한다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 액정 장치(300)의 서브 화소 영역에는, 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 공통 전극(제 1 전극)(19)과, 화소 전극(9)에 용량 전극(131)을 거쳐서 전기적으로 접속된 TFT(130)가 마련되어 있다.

TFT(130)를 구성하는 폴리 실리콘의 반도체층(135)은, X축 방향으로 긴 평면에서 보아 직사각형 형상을 이루고 형성되어 있으며, 반도체층(135)의 -X쪽의 단부에, 용량 전극(131)으로부터 연장되는 드레인 전극(132)이 드레인 콘택트 홀을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 반도체층(135)의 +X쪽의 단부에는, 도시 Y축 방향으로 연장되는 데이터선(6a)으로부터 분기된 소스 전극(6b)이 소스 콘택트 홀을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.

반도체층(135) 근방에 X축 방향으로 연장되는 주사선(3a)이 마련되어 있고, 주사선(3a)의 일부를 분기해서 이루어지는 게이트 전극(133)이, 반도체층(135)을 그 중앙부에서 Y축 방향으로 교차하도록 배치되어 있다. 반도체층(135)과 화소 전극(9) 사이에, X축 방향으로 연장되는 용량선(3b)이 마련되어 있고, 용량선(3b)을 일부 +Y쪽으로 폭을 넓혀 이루어지는 부위에, 용량 전극(131)이 평면적으로 겹쳐 배치되고, 당해 위치에 축적 용량(70)을 형성하고 있다. 용량 전극(131) 상에는, 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)가 진출하여 배치되고, 당해 위치에서 화소 전극(9)과 용량 전극(131)이 화소 콘택트 홀(47)을 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다.

공통 전극(19)은, 앞의 실시예 3와 마찬가지로, 서브 화소 영역의 +Y 쪽에 배치된 투명 공통 전극(19t)과, -Y 쪽에 배치된 반사 공통 전극(19r)으로 이루어지고, 상기 투명 공통 전극(19t)의 평면 영역과, 화소 전극(9)을 내포하는 평면 영역이 겹치는 영역이 투과 표시 영역(T)으로 되어 있다. 또, 반사 공통 전극(19r)의 평면 영역과, 화소 전극(9)을 내포하는 평면 영역이 겹치는 영역이 반사 표시 영역(R)으로 되어 있다.

도 22에 도시하는 단면 구조를 보면, 액정 장치(300)는, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향하는 TFT 어레이 기판(제 1 기판)(10)과, 대향 기판(제 2 기판)(20)을 구비하고 있고, TFT 어레이 기판(10)의 배면 쪽(도시 하면쪽)에는 백라이트(90)가 마련되어 있다. 대향 기판(20)의 구성은 실시예 3와 마찬가지이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.

TFT 어레이 기판(10)의 기체를 이루는 기판 본체(10A) 상에는, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 투명 공통 전극(19t)과, 알루미늄 등의 반사성의 금속막을 주체로 해서 이루어지는 반사 공통 전극(19r)이 구획 형성되어 있고, 투명 공통 전극(19t)을 부분적으로 제거해서 이루어지는 개구부 내에, 폴리 실리콘막으로 이루어지는 반도체층(135)이 형성되어 있다.

반도체층(135) 및 공통 전극(19)을 덮어서 게이트 절연막(11)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(11) 상에, 주사선(3a), 게이트 전극(133), 및 용량선(3b)이 형성되어 있다. 주사선(3a), 게이트 전극(133), 및 용량선(3b)을 덮고, 제 1 층간 절연막(12)이 게이트 절연막(11) 상에 형성되어 있고, 제 1 층간 절연막(12) 상에, 소스 전극(6b)(데이터선(6a)), 드레인 전극(132), 용량 전극(131)이 형성되어 있다. 제 1 층간 절연막(12) 및 게이트 절연막(11)을 관통하여 반도체층(135)에 도달하는 소스 콘택트 홀(12s)과 드레인 콘택트 홀(12d)이 마련되어 있고, 소스 콘택트 홀(12s)을 거쳐서 소스 전극(6b)과 반도체층(135)이 전기적으로 접속되어 있다. 드레인 콘택트 홀(12d)을 거쳐서 드레인 전극(132)과 반도체층(135)이 전기적으로 접속되어 있다.

여기서, 반도체층(135)을 구성하는 폴리 실리콘막에는, 게이트 전극(133)과 평면적으로 겹치는 영역(채널 영역)을 제외하는 영역에 인이나 붕소 등의 불순물이 도입되어 있고, 이들 불순물 도입 영역에 상기 소스 전극(6b) 및 드레인 전극(132)이 전기적으로 접속되어 있다.

소스 전극(6b), 드레인 전극(132), 및 용량 전극(131)을 덮어 제 2 층간 절연막(13)이 형성되어 있고, 제 2 층간 절연막(13) 상에 화소 전극(9)이 형성되어 있다. 제 2 층간 절연막(13)을 관통하여 용량 전극(131)에 도달하는 화소 콘택트 홀(47)이 형성되어 있고, 이 화소 콘택트 홀(47)을 거쳐서 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)와 용량 전극(31)이 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(9) 상에는 배향막(18)이 형성되어 있다.

또한, 본 실시예의 액정 장치(300)에 있어서의 각 광학축의 배치는, 도 13(b)에 도시한 실시예 3의 액정 장치(100)에 있어서의 각 광학축의 배치와 마찬가지이다. 즉, 화소 전극부(9c)의 연장 방향(Y축 방향)에 대해서, 배향막(18, 28)의 러빙 방향은 약 30°의 각도를 이루는 방향이며, 이 러빙 방향에 대해서, 반사 공통 전극(19r)의 투과축은 평행하다. 또, TFT 어레이 기판(10)의 편광판(14)의 투과축은 상기 러빙 방향에 대해서 직교하는 방향으로 배치되어 있고, 대향 기판(20)의 편광판(24)의 투과축은 상기 러빙 방향에 대해서 평행한 방향에 배치되어 있다.

이와 같은 광학축 배치를 구비한 액정 장치(300)는, 도 16을 참조하여 설명한 실시예 3의 액정 장치(100)의 동작과 마찬가지 동작이 가능하고, 반사 표시, 투과 표시의 쌍방에서 밝고 고콘트라스트인 표시를 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

상기 구성을 구비한 본 실시예의 액정 장치(300)에서는, 캐리어 이동도가 크고, 고속 동작이 가능한 폴리 실리콘 TFT(130)를 화소 스위칭 소자에 이용하고 있으므로, 화소가 고속인 스위칭 동작이 요구되는 고정세 액정 장치에도 용이하게 대응할 수 있는 것으로 되어 있다. 또, 본 실시예에서는, 톱 게이트형의 TFT(130)를 이용하고 있기 때문에, 도 22에 도시하는 바와 같이, 반도체층(135)과 같은 층에 공통 전극(19)을 마련할 수 있도록 되어 있고, 공통 전극(19)을 마련하지 않는 경우의 TFT 어레이 기판과 동일 층구성을 이용하면서 FFS 방식의 액정 장치를 구성할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 새로이 배선층을 추가하는 일 없이 제조할 수 있으므로, 프로세스의 용이성나 제조 비용의 면에서 유리한 것으로 되어 있다.

또, 앞의 실시예 3, 및 실시예 4의 액정 장치와 마찬가지로, 서브 화소 영역내에서 액정층(50)의 층두께가 일정하기 때문에, 서브 화소 영역내에서 구동 전압의 불균일이 발생하는 일이 없어, 고품위의 표시를 얻을 수가 있다. 또, 멀티갭 구조와 같이 서브 화소 영역내에 단차를 형성할 필요가 없으므로, 이 단차에 기인 하는 액정 배향의 흐트러짐이 발생하는 일도 없어, 신뢰성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다. 또, TFT 어레이 기판(10) 상에 반사 표시를 행하기 위한 반사 공통 전극(19r)이 마련되어 있으므로, TFT 어레이 기판(10)을 액정 장치의 표시면 쪽에 배치할 필요가 없다. 따라서, TFT 어레이 기판(10)을 표시면 쪽에 배치한 경우와 같은 금속 배선 등에 의한 외광의 난반사가 발생하는 일이 없어, 시인성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다.

(실시예 6)

다음에, 도 23∼도 25를 참조하여 본 발명의 실시예 6의 액정 장치에 대해서 설명한다.

도 23은 본 실시예의 액정 장치(400)를 구성하는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 서브 화소 영역의 회로 구성도이다. 도 24는 본 실시예의 액정 장치(400)에 있어서의 임의의 1서브 화소 영역을 도시하는 평면 구성도이며, 도 25는 도 24의 F-F′선의 단면 구성도이다.

본 실시예의 액정 장치(400)는 화소 스위칭 소자로서 TFD(Thin Film Diode) 소자를 이용한 액티브 매트릭스형의 액정 장치이다. 또, 제 1∼실시예 3와 마찬가지로, FFS 방식의 전극 구성을 구비하고 있고, 화소 스위칭 소자에 관한 구성 이외의 기본 구성은 제 3∼실시예 5의 액정 장치와 마찬가지이다. 본 실시예에서 참조하는 각 도면에 있어서, 도 13∼도 16에 도시한 실시예 1의 액정 장치(100)와 공통 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이기로 하고, 이하에서는 그들 공통 구성 요소의 설명은 생략한다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(400)는, 평면에서 보아 매트릭스 형상으로 배열 형성된 복수의 도트(75)를 갖고 있고, 이들 도트(75)를 구획하도록, 복수의 제 1 배선(59)과, 복수의 제 2 배선(66)이 연장되어 있다. 또, 액정 장치(400)는 제 1 구동 회로(401) 및 제 2 구동 회로(402)를 포함하고 있고, 상기 복수의 제 1 배선(59)은 제 1 구동 회로(401)와 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 제 2 배선(66)은 제 2 구동 회로(402)와 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같은 구성 하에서, 제 1 배선(59) 및 제 2 배선(66)을 거쳐서 제 1 구동 회로(401) 및 제 2 구동 회로(402)로부터의 구동 신호가 각 도트(75)에 공급되도록 되어 있다. 그리고, 각 도트(75)에 있어서, 제 2 배선(66)과 제 1 배선(59) 사이에 TFD 소자(60)와 액정 표시 요소(액정 용량)(50)가 형성되어 있다.

도 24에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(400)의 서브 화소 영역에는, 화소 전극(제 2 전극)(9)과, 공통 전극(제 1 전극)(59)과, TFD 소자(60)가 마련되어 있다. 공통 전극(제 1 배선)(59)은 X축 방향으로 연장되는 띠형상의 도전막이며, 이 공통 전극(59)과 교차하여 Y축 방향으로 연장되는 소자 배선(제 2 배선)(66)이 화소 전극(9)의 가장자리를 따르도록 해서 배치되어 있다.

TFD 소자(60)는, Y축 방향으로 긴 직사각형 형상을 이루는 제 1 전극(63)과, 소자 배선(66)으로부터 분기되어 -X 쪽으로 연장되는 배선 분기부(64)와, 화소 전극(9)의 기단부(9a)를 따라서 X축 방향으로 연장되는 전극 배선(65)을 주체로 해서 구성되어 있다. TFD 소자(60)는 또, 제 1 전극(63)과 배선 분기부(64)와의 교차부 에 형성된 제 1 소자부(61)와, 제 1 전극(63)과 전극 배선(65)과의 교차부에 형성된 제 2 소자부(62)를 포함하고, 이들 제 1 소자부(61)와 제 2 소자부(62)를 서로 등을 맞대고 반대방향을 향하도록(전기적으로 역방향으로) 접속한, 소위 Back to Back 구조의 TFD 소자로 되어 있다.

전극 배선(65)의 TFD 소자(60)와는 반대쪽의 단부는, 화소 전극(9)의 콘택트부(9b)와 교차하여 배치되고, 화소 전극(9)과 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같이 해서, 소자 배선(66)과 화소 전극(9) 사이에 TFD 소자(60)가 개재하여 삽입된 구성으로 되어 있다. 또, 서브 화소 영역내에는, 기둥형상 스페이서(40)가 마련되어 있다.

도 25에 도시하는 부분 단면 구조를 보면, 액정 장치(400)는, 소자 기판(제 1 기판)(110)과, 대향 기판(제 2 기판)(120)이, 액정층(50)을 사이에 유지하여 대향 배치된 구성을 구비하고 있다. 대향 기판(120)의 구성은 실시예 3에 따른 대향 기판(20)과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.

소자 기판(110)은, 유리나 석영 등의 투광성 기판으로 이루어지는 기판 본체(10A)를 기체로서 구비하고 있고, 기판 본체(10A) 상에, 탄탈이나 그 합금으로 이루어지는 제 1 전극(63)과, 공통 전극(59)이 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(63)의 표면은, 예를 들면 탄탈 산화막으로 이루어지는 소자 절연막(63a)에 의해 덮여 있다. 공통 전극(59)은, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 투명 공통 전극(59t)과, 알루미늄 등의 광 반사성의 금속막을 주체로 해서 이루어지는 반사 공통 전극(59r)을 서브 화소 영역내에 구획 형성한 것이다. 반사 공통 전극(59r)은, 실 시예 1에 따른 반사 공통 전극(19r)과 동등(同等)한 구성을 구비한 반사 편광층이다.

기판 본체(10A) 상, 및 공통 전극(59) 상에는, 산화 실리콘 등의 무기절연 재료나 아크릴 등의 수지 재료로 이루어지는 층간 절연막(67)이 형성되어 있고, 층간 절연막(67)을 관통하여 마련된 개구부(58) 내에 상기 제 1 전극(63)이 배치되어 있다. 층간 절연막(67) 상에 배선 분기부(64)(소자 배선(66)), 전극 배선(65), 및 화소 전극(9)이 형성되어 있다. 배선 분기부(64) 및 전극 배선(65)의 일단은, 각각 층간 절연막(67) 상에서 개구부(58)내로 연장되어 소자 절연막(63a)과 당접(當接)하고, 이러한 접촉 위치에서 제 1 소자부(61) 및 제 2 소자부(62)의 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조를 형성하고 있다. 화소 전극(9), 배선 분기부(64), 전극 배선(65) 등을 덮어서 배향막(18)이 형성되어 있다.

또한, 본 실시예의 액정 장치(400)에 있어서의 각 광학축의 배치는, 도 13(b)에 도시한 실시예 3의 액정 장치(100)에 있어서의 각 광학축의 배치와 마찬가지이다. 즉, 화소 전극부(9c)의 연장 방향(Y축 방향)에 대해서, 배향막(18, 28)의 러빙 방향은 약 30°의 각도를 이루는 방향이며, 이 러빙 방향에 대해서, 반사 공통 전극(59r)의 투과축은 평행하다. 또, 소자 기판(110)의 편광판(14)의 투과축은 상기 러빙 방향에 대해서 직교하는 방향으로 배치되어 있고, 대향 기판(120)의 편광판(24)의 투과축은 상기 러빙 방향에 대해서 평행한 방향에 배치되어 있다.

이와 같은 광학축 배치를 구비한 액정 장치(400)는, 도 16을 참조하여 설명한 실시예 3의 액정 장치(100)의 동작과 마찬가지 동작이 가능하고, 반사 표시, 투 과 표시의 쌍방에서 밝고 고콘트라스트인 표시를 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

상기 구성을 구비한 액정 장치(400)에서는, 화소 스위칭 소자로서 TFD 소자(66)를 구비하고 있으므로, 간편한 공정으로 제조할 수 있어, 제조비용의 면에서 유리한 것으로 되어 있다. 또, 유지 용량을 마련할 필요가 없는 만큼, 화소의 개구율을 향상시켜 밝은 표시를 얻을 수 있게 된다. 또, 본 실시예의 액정 장치(400)와 같이 FFS 방식을 채용하고 있으면, 기판 두께 방향에서 화소 전극(9)과 공통 전극(59)이 절연막을 거쳐서 대향하므로, 이러한 대향 영역이 유지 용량으로서 기능하고, 화소 전극(9)의 전압이 유지되기 쉽게 되고, 액정 용량이 작아지는 고정세 액정 장치에도 적합하게 이용할 수 있는 구성으로 된다.

또, 앞의 제 3∼실시예 5의 액정 장치와 마찬가지로, 서브 화소 영역내에서 액정층(50)의 층두께가 일정하기 때문에, 서브 화소 영역내에서 구동 전압의 불균일이 발생하는 일이 없어, 고품위의 표시를 얻을 수가 있다. 또, 멀티갭 구조와 같이 서브 화소 영역내에 단차를 형성할 필요가 없으므로, 이 단차에 기인하는 액정 배향의 흐트러짐이 발생하는 일도 없어, 신뢰성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다. 또, 소자 기판(110) 상에 반사 표시를 행하기 위한 반사 공통 전극(59r)이 마련되어 있으므로, 소자 기판(110)을 액정 장치의 표시면 쪽에 배치할 필요가 없다. 따라서, 소자 기판(110)을 표시면 쪽에 배치한 경우와 같은 금속 배선 등에 의한 외광의 난반사가 발생하는 일이 없어, 시인성이 우수한 액정 장치로 할 수 있다.

(전자기기)

도 26은 본 발명에 따른 액정 장치를 표시부에 구비한 전자기기의 일례인 휴 대 전화의 사시 구성도이며, 이 휴대 전화(1300)는, 본 발명의 액정 장치를 작은 사이즈의 표시부(1301)로서 구비하고, 복수의 조작 버튼(1302), 수화구(1303), 및 송화구(1304)를 구비하여 구성되어 있다.

상기 실시예의 액정 장치는, 상기 휴대 전화에 한정되지 않고, 전자 북, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 스틸카메라, 액정 텔레비전, 뷰파인더형 혹은 모니터 직시형(直視型)의 비디오 테이프 레코더, 카 내비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등등의 화상 표시 수단으로서 적합하게 이용할 수 있으며, 어떠한 전자기기에 있어서도, 고휘도, 고콘트라스트, 광 시야각의 투과 표시 및 반사 표시를 얻을 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 액정 장치에 따르면, 반투과 반사형의 반사 편광층을 마련함으로써, 투과 표시와 반사 표시의 쌍방을 양호한 것으로 하고 있으며, 간편한 구성을 이용하여 횡전계 방식의 반투과 반사형 액정 장치를 실현할 수 있게 된다. 또, 본 발명에 따르면, 반투과 반사형 액정 장치의 구성으로서 종래부터 알려져 있는 멀티갭 구조를 채용하는 일 없이 반사 표시와 투과 표시의 쌍방에서 고휘도, 고콘트라스트의 표시를 얻을 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims

제 1 기판과,

상기 제 1 기판과 대향 배치된 제 2 기판과,

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지된 액정층과,

표시의 최소 단위인 하나의 서브 화소 영역에서 반사 표시와 투과 표시를 행하는 복수의 서브 화소 영역과,

상기 제 1 기판의 상기 액정층 쪽에 마련되고, 각각의 상기 서브 화소 영역내에서, 서로의 전극 사이에 발생하는 전계에 의해 상기 액정층을 구동하는 제 1 전극 및 제 2 전극과,

상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판에 마련되고, 투과축과 그 투과축에 교차하는 반사축을 갖고, 입사하는 광 중 상기 반사축에 평행한 편광 성분의 광을 반사하고, 상기 투과축에 평행한 편광 성분의 광을 투과하는 반사 편광층

을 갖는 것을 특징으로 하는 반투과 반사형 액정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 반사 편광층은 상기 서브 화소 영역내에 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 반사 편광층은 상기 서브 화소 영역의 전면(全面)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 반사 편광층은 미세한 슬릿 형상의 개구부가 복수 마련된 금속 반사막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 반사 편광층은 복수의 프리즘을 배열 형성한 프리즘 어레이와, 해당 프리즘 어레이상에 형성된 유전체 간섭막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 액정층의 층두께는 상기 서브 화소 영역내에서 균일한 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 기판에 상기 반사 편광층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극은 각각 상기 서브 화소 영역내에 연장되는 복수의 띠형상 전극을 포함하고 있고,

상기 제 1 전극의 띠형상 전극과 상기 제 2 전극의 띠형상 전극은 상기 서브 화소 영역내에서 교대로 배열되어 있는 것

을 특징으로 하는 액정 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제 2 기판의 상기 반사 편광층과 반대쪽 면에 편광판이 마련되어 있고,

상기 편광판의 투과축과, 상기 반사 편광층의 투과축은 평행하게 배치되어 있는 것

을 특징으로 하는 액정 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 띠형상 전극은 서로 평행하게 배치되어 있고,

상기 띠형상 전극의 연장 방향은 상기 반사 편광층의 투과축과 교차하는 방향인 것

을 특징으로 하는 액정 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 띠형상 전극의 연장 방향과, 상기 반사 편광층의 투과축이 이루는 각도는 약 30°인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제 2 기판의 반사 편광층상에 컬러 필터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 컬러 필터와 상기 액정층 사이에 절연막이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제 2 기판의 외면 쪽에 조명 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 기판의 상기 액정층 쪽에, 상기 제 1 전극과, 이 제 1 전극을 덮는 층간 절연막과, 이 층간 절연막상에 형성된 상기 제 2 전극과, 상기 반사 편광층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 반사 편광층은 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 제 1 기판의 외면 쪽에 조명 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 기판과 상기 조명 장치 사이에 편광판이 마련되어 있고,

상기 편광판의 투과축은 상기 반사 편광층의 투과축과 직교하는 방향으로 배치되어 있는 것

을 특징으로 하는 액정 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제 2 기판의 상기 액정층 쪽에 컬러 필터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 액정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.