JP4249544B2

JP4249544B2 - 液晶表示装置、及び電子機器

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Publication number: JP4249544B2
Application number: JP2003162356A
Authority: JP
Inventors: 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: US20050007527A1; CN1573428A; TW200428074A; TWI289698B; US20070097298A1; US7489376B2; JP2004361825A; US20070091234A1; KR20040108604A; US7256846B2; US7403246B2; CN1573428B; US20070091233A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、及び電子機器に関し、特に垂直配向型の液晶を用いた液晶表示装置において一層広視野角の表示が得られる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置として反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置が知られている。このような半透過反射型液晶表示装置としては、上基板と下基板との間に液晶層が挟持されるとともに、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用の窓部を形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射板として機能させるものが提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面の反射膜で反射され、再び液晶層を通過して上基板側から出射され、表示に寄与する。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜の窓部から液晶層を通過した後、上基板側から外部に出射され、表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、窓部が形成された領域が透過表示領域、その他の領域が反射表示領域となる。
【０００３】
ところが、従来の半透過反射型液晶装置には、透過表示での視角が狭いという課題があった。これは、視差が生じないよう液晶セルの内面に半透過反射板を設けている関係で、観察者側に備えた１枚の偏光板だけで反射表示を行わなければならないという制約があり、光学設計の自由度が小さいためである。そこで、この課題を解決するために、Jisakiらは、下記の非特許文献１において、垂直配向液晶を用いる新しい液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３つである。
（１）誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」を採用している点。
（２）透過表示領域と反射表示領域の液晶層厚（セルギャップ）が異なる「マルチギャップ構造」を採用している点（この点については、例えば特許文献１参照）。
（３）透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が８方向に倒れるように対向基板上の透過表示領域の中央に突起を設けている点。すなわち、「配向分割構造」を採用している点。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５０８５３号公報
【非特許文献１】
"Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, p.133-136(2001)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
半透過反射型液晶表示装置において特許文献１のようなマルチギャップ構造を具備させることは、透過表示領域と反射表示領域の電気光学特性（透過率−電圧特性、反射率−電圧特性）を揃える上で非常に有効である。なぜならば、透過表示領域では光が液晶層を１回しか通らないが、反射表示領域では光が液晶層を２回通るからである。
【０００６】
ところが、このようなマルチギャップ構造を採用し、且つ上記のように突起を用いて液晶の倒れる方向を制御しようとした場合、例えば液晶層厚を規制するためのスペーサーを配設するに際し、該スペーサーが液晶層厚の厚い透過表示領域内で浮遊してしまったり、また突起の高さとスペーサーの大きさとを互いに考慮しながら設計を行う必要があり煩雑となる場合がある。つまり、マルチギャップ構造に対し液晶の倒れる方向を規制する突起を付加させた液晶表示装置においては、液晶層厚を設計するのに手間が掛かり、特に液晶層厚は表示特性に大きな影響を及ぼすため、その設計に誤差が生じると不良発生の要因となる場合もある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、垂直配向型の液晶を用いた半透過反射型の液晶表示装置において、広視野角の表示を可能とするとともに、液晶層厚（基板間隔、いわゆるセルギャップ）を規制するのに一層好ましい構成を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。また、垂直配向型の液晶を用いた半透過反射型の液晶表示装置において、構成を簡略化することにより製造効率を高めるとともに、不良発生等の少ない信頼性の高い液晶表示装置を提供することを目的とし、更には該液晶表示装置を備えた信頼性の高い電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、画素電極が形成された基板と、共通電極が形成された基板との間に液晶層を挟持してなり、前記画素電極を含むドット領域を有するとともに、透過表示領域と反射表示領域とが１つの前記ドット領域に形成されている液晶表示装置であって、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくする液晶層厚調整層を備えており、前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶分子を含み、前記画素電極、又は前記対向電極にはスリットが形成され、且つ、前記透過表示領域、及び前記液晶層厚調整層が形成された領域には前記画素電極が形成された基板、および前記共通電極が形成された基板のいずれか一方に誘電体からなる突起が形成されてなり、前記液晶分子の配向は、前記スリットにより生じる斜め電界及び前記突起によって規制され、前記ドット領域に形成された前記突起は、前記透過表示領域に選択的に配設されており、前記液晶層厚調整層が形成された領域に形成された前記突起は、前記突起が形成された基板と対向する基板に接してなるとともに、前記ドット領域の外に配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置に対して垂直配向モードの液晶を組み合わせ、さらに反射表示領域におけるリタデーションと透過表示領域におけるリタデーションを略等しくするための液晶層厚調整層を付加したもの（すなわちマルチギャップ構造を付加したもの）で、液晶分子の配向方向を好適に制御するための構成、及びスペーサーに代用される液晶層厚を好適に規制するための構成を備えたものである。
【００１０】
すなわち、垂直配向モードの液晶表示装置においては、初期配向状態で基板面に対して垂直に立っている液晶分子を電界印加により倒すわけであるが、何も工夫をしなければ（プレチルトが付与されていなければ）液晶分子の倒れる方向を制御できず、配向の乱れ（ディスクリネーション）が生じて光抜け等の表示不良が生じ、表示品位を落としてしまう。そのため、垂直配向モードの採用にあたっては、電界印加時の液晶分子の配向方向の制御が重要な要素となる。
そこで、本発明の液晶表示装置においては、凸状部を少なくともドット領域の透過表示領域に形成し、該領域での液晶分子の配向方向を規制するものとした。このような配向規制により、液晶分子が初期状態で垂直配向を呈した上でこの凸状部の形状に応じたプレチルトを持つようになる。その結果、ドット領域内において液晶分子の倒れる方向を規制ないし制御することが可能となり、配向の乱れ（ディスクリネーション）が生じ難く、光抜け等の表示不良を回避することが可能となり、残像やしみ状のむら等の表示不良が抑えられ、さらには視野角の広い液晶表示装置を提供することが可能となる。なお、本発明においては、ドット領域内の少なくとも透過表示領域に対して凸状部を設けるものとしているが、これは反射表示に比して透過表示の方が視感度が高いためであり、反射表示領域と透過表示領域の双方に凸状部を形成するものとしても良いことは言うまでもない。
【００１１】
そして、本発明では、このように透過表示領域に液晶分子の配向規制を目的として凸状部を形成するとともに、ドット領域外にも凸状部を形成するものとしている。これにより、該ドット領域外周辺においても液晶分子の倒れる方向を規制することが可能となり、したがって例えばドット領域外で配向不良が生じることによりその影響でドット領域内の液晶分子にも配向不良が生じてしまう等の不具合が生じ難いものとなる。さらに、このようにドット領域外に形成する凸状部を液晶層厚調整層が配設された領域に形成するものとしたため、該ドット領域外の凸状部を液晶層厚（基板間隔（以下、セルギャップとも言う））を規制するための手段として用いることが可能となる。つまり、液晶層厚調整層の形成領域においては液晶層厚が小さく構成されるため、ここに形成する凸状部はセルギャップを所定の厚さで維持するための液晶層厚規制手段として用いることが可能となるのである。このように本発明の液晶表示装置は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成を具備するとともに、該液晶分子の傾倒方向を規制する手段の少なくとも一つに対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、従来のようにスペーサー等を別途設ける必要がなく、例えば液晶層厚の相対的に厚い透過表示領域で該スペーサーが浮遊する等の不具合も生じないこととなる。なお、本発明において例えば基板の内面側とは、当該基板の液晶層側を意味するものとし、基板面から凸状部が突出するとは、例えば基板内面に液晶層厚調整層が形成されている場合には、該液晶層厚調整層の内面から凸状部が突出することを意味するものである。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、その異なる態様として、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、１つのドット領域内に透過表示領域と反射表示領域とが設けられた液晶表示装置であって、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶からなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間には、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくするための液晶層厚調整層が設けられ、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板には、前記ドット領域内の透過表示領域、及び反射表示領域のそれぞれにおいて、該基板内面から前記液晶層内部に突出する凸状部が設けられていることを特徴とする。このような液晶表示装置についても、上述した構成と同様に凸状部により液晶分子の傾倒方向が好適に規制され、さらに液晶層厚の小さい反射表示領域に形成した凸状部はセルギャップを規制する手段として用いることが可能となる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置において、前記凸状部の突出高さをそれぞれ反射表示領域の液晶層厚と略同一に構成することができる。本発明では、マルチギャップ構造の採用により、反射表示領域の液晶層厚は相対的に小さく構成されているため、該反射表示領域の液晶層厚と略同一の高さにて凸状部を構成することにより、これをセルギャップを規制する手段として好適に用いることが可能となる。なお、前記凸状部は、前記基板の液晶層を挟持する面に対して所定の角度で傾斜する傾斜面を有するものとすることができ、このような傾斜面を備えることで、該傾斜面に沿って液晶の傾倒方向を規制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の液晶表示装置において、一対の基板の液晶層側に該液晶を駆動するための電極をそれぞれ設け、該電極のうちの少なくとも一方の電極の液晶層側に前記凸状部を設けるものとすることができ、この場合、凸状部及び電極の液晶層内面側に液晶を垂直配向させる配向膜を形成するものとする。また、一対の基板の液晶層と異なる側には、液晶層に円偏光を入射するための円偏光板を配設することができる。円偏光板としては、偏光層と位相差層とを組み合わせてなるものを用いることができる。
【００１５】
さらに、本発明の液晶表示装置において、一対の基板として上基板と下基板とを含み、下基板の液晶層と反対側には透過表示用のバックライトが設けられるとともに、該下基板の液晶層側には反射表示領域に選択的に形成された反射層が設けられているものとすることができる。この場合、下基板側から入射されるバックライトからの光を透過表示に、上基板側から入射される照明・太陽光等の外光を反射層にて反射させ反射表示に供することができるようになる。
【００１６】
なお、透過表示領域に形成した凸状部と、ドット領域外に形成した凸状部或いはは反射表示領域に形成した凸状部とは、製造効率の向上を目的として同一プロセスにて形成することが好ましく、この場合、各凸状部は同一材料にて構成されることとなり、各凸状部をそれぞれ略同一の高さに簡便に構成することができるようになる。
【００１７】
次に、本発明の電子機器は、上記液晶表示装置を備えたことを特徴とする。このような電子機器によると、透過モード及び反射モードの双方が可能で、各表示モード共に広視野角の表示を供することが可能な表示部を備えた電子機器を提供することができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１９】
以下に示す本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例であり、特に反射表示と透過表示とを可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。
図１は、本実施の形態の液晶表示装置１００についての等価回路を示している。この液晶表示装置１００は、走査信号駆動回路１１０及びデータ信号駆動回路１２０を含んでいる。液晶表示装置１００には、信号線、すなわち複数の走査線１３と、該走査線１３と交差する複数のデータ線９とが設けられ、走査線１３は走査信号駆動回路１１０により、データ線９はデータ信号駆動回路１２０により駆動される。そして、各画素領域１５０において、走査線１３とデータ線９との間にＴＦＤ素子４０と液晶表示要素１６０（液晶層）とが直列に接続されている。なお、図１では、ＴＦＤ素子４０が走査線１３側に接続され、液晶表示要素１６０がデータ線９側に接続されているが、これとは逆にＴＦＤ素子４０をデータ線９側に、液晶表示要素１６０を走査線１３側に設ける構成としても良い。
【００２０】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置に具備された電極の平面構造について説明する。図２に示すように、本実施の形態の液晶表示装置では、走査線１３にＴＦＤ素子４０を介して接続された平面視矩形状の画素電極３１がマトリクス状に設けられており、該画素電極３１と紙面垂直方向に対向して共通電極９が短冊状（ストライプ状）に設けられている。共通電極９はデータ線からなり走査線１３と交差する形のストライプ形状を有している。本実施の形態において、各画素電極３１が形成された個々の領域が１つのドット領域であり、該マトリクス状に配置された各ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。
【００２１】
ここでＴＦＤ素子４０は走査線１３と画素電極３１とを接続するスイッチング素子であって、ＴＦＤ素子４０は、Ｔａを主成分とする第１導電膜と、第１導電膜の表面に形成され、Ｔａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、Ｃｒを主成分とする第２導電膜とを含むＭＩＭ構造を具備して構成されている。そして、ＴＦＤ素子４０の第１導電膜が走査線１３に接続され、第２導電膜が画素電極３１に接続されている。
【００２２】
次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図３（ａ）は、液晶表示装置１００の画素構成、特に画素電極３１の平面構成を示す模式図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。本実施の形態の液晶表示装置１００は、図２に示したようにデータ線９及び走査線１３等にて囲まれた領域の内側に画素電極３１を備えてなるドット領域を有している。このドット領域内には、図３（ａ）に示すように一のドット領域に対応して３原色のうちの一の着色層が配設され、３つのドット領域（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）で各着色層２２Ｂ（青色），２２Ｇ（緑色），２２Ｒ（赤色）を含む画素を形成している。
【００２３】
一方、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態の液晶表示装置１００は、上基板（素子基板）２５とこれに対向配置された下基板（対向基板）１０との間に初期配向状態が垂直配向をとる液晶、すなわち誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。
下基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａの表面にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射膜２０が絶縁膜２４を介して部分的に形成された構成をなしている。ここで、反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域、すなわち反射膜２０の開口部２１内が透過表示領域Ｔとなる。このように本実施の形態の液晶表示装置は、垂直配向型の液晶層５０を備える垂直配向型液晶表示装置であって、反射表示及び透過表示を可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。
【００２４】
基板本体１０Ａ上に形成された絶縁膜２４は、その表面に凹凸形状２４ａを具備してなり、その凹凸形状２４ａに倣って反射膜２０の表面は凹凸部を有する。このような凹凸により反射光が散乱されるため、外部からの映り込みが防止され、広視野角の表示を得ることが可能とされている。
【００２５】
また、反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、及び透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体１０Ａ上には、これら反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨って形成されるカラーフィルタ２２（図３（ｂ）では赤色着色層２２Ｒ）が設けられている。ここで、着色層２２Ｒの周縁は金属クロム等からなるブラックマトリクスＢＭにて囲まれ、ブラックマトリクスＢＭにより各ドット領域Ｄ１，Ｄ２、Ｄ３の境界が形成されている（図３（ａ）参照）。
【００２６】
さらに、このカラーフィルタ２２上には、反射表示領域Ｒに対応する位置に絶縁膜２６が形成されている。すなわち、カラーフィルタ２２を介して反射膜２０の上方に位置するように選択的に絶縁膜２６が形成され、該絶縁膜２６の形成に伴って液晶層５０の層厚を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならしめている。絶縁膜２６は例えば膜厚が０．５〜２．５μｍ程度のアクリル樹脂等の有機膜からなり、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備えている。絶縁膜２６が存在しない部分の液晶層５０の厚みが１〜５μｍ程度とされ、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分とされている。
【００２７】
このように絶縁膜２６は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層（液晶層厚制御層）として機能するものである。また、本実施の形態の場合、絶縁膜２６の上部の平坦面の縁と反射膜２０（反射表示領域）の縁とが略一致しており、絶縁膜２６の傾斜領域の一部又は全部が透過表示領域Ｔに含まれることになる。
【００２８】
そして、絶縁膜２６の表面を含む下基板１０の表面には、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）からなる共通電極９が形成され、共通電極９上にはポリイミド等からなる配向膜２７が形成されている。配向膜２７は液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる垂直配向膜として機能するものであって、ラビングなどの配向処理は施されていない。なお、図３において共通電極９は、紙面垂直方向に延びる形のストライプ状に形成されており、該紙面垂直方向に並んで形成されたドット領域の各々に共通の電極として構成されている。また、共通電極９には、該電極の一部を部分的に切り欠いた形状のスリット９１が形成されている。さらに、本実施の形態では、反射膜２０と共通電極９とを別個に設けて積層したが、反射表示領域Ｒにおいては金属膜からなる反射膜を共通電極の一部として用いることも可能である。
【００２９】
次に、上基板２５側においては、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ上（基板本体２５Ａの液晶層側）に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるマトリクス状の画素電極３１と、ポリイミド等からなる下基板１０と同様の垂直配向処理がなされた配向膜３３とが形成されている。なお、上基板２５の内面側には、ドット領域において画素電極３１の内面から液晶層５０内部に突出する突起２８が形成され、さらにドット領域外において基板内面から液晶層５０内部に突出する突起５８が形成されている。
【００３０】
次に、下基板１０の外面側（液晶層５０を挟持する面とは異なる側）には位相差板１８及び偏光板１９が、上基板２５の外面側にも位相差板１６及び偏光板１７が形成されており、基板内面側（液晶層５０側）に円偏光を入射可能に構成されており、これら位相差板１８及び偏光板１９、位相差板１６及び偏光板１７が、それぞれ円偏光板を構成している。偏光板１７（１９）は、所定方向の偏光軸を備えた直線偏光のみを透過させる構成とされ、位相差板１６（１８）としてはλ／４位相差板が採用されている。なお、下基板１０に形成された偏光板１９の外側には透過表示用の光源たるバックライト１５が設けられている。
【００３１】
ここで、本実施の形態の液晶表示装置１００においては、液晶層５０の液晶分子を配向規制するために、つまり初期状態において垂直配向にある液晶分子について、電極間に電圧を印加した際の傾倒方向を規制する手段として、電極の内面側（液晶層側）に誘電体からなる突起を形成している。図３の例においては、透過表示領域Ｔ内であって、上基板２５側に形成された画素電極３１の内面側（液晶層側）に突起２８が形成されている。
【００３２】
突起２８は、基板内面（電極主面）から液晶層５０の内部に突出する形にて平面視ライン状（ストライプ状）に構成され、具体的には突出する高さが例えば０．５〜２．５μｍ程度とされ、絶縁膜２６が形成されていない領域（つまり反射表示領域Ｒ）の液晶層厚と略同一とされている。また、突起２８は、基板内面（電極主面）に対して所定の角度で傾斜する傾斜面（緩やかに湾曲した形状を含む）を少なくとも備え、該傾斜面に沿って液晶分子ＬＣの傾倒方向を規制するものとされている。
【００３３】
さらに、ドット領域外にも突起５８が形成されており、該突起５８は上記突起２８と略同一の高さにて構成され（図面上では各構成部材の視認容易化のために高さが異なるように描かれている）、且つ傾斜面を備えた円錐状若しくは多角錘条に構成されている。この場合の突起５８は、液晶分子ＬＣの傾倒方向を規制する上、特に絶縁膜２６が形成された領域（反射表示領域Ｒ）に配設されており、各基板間隔つまりセルギャップを規制するための手段としても機能している。
【００３４】
一方、下基板１０の内面側に形成された共通電極９には、該電極の一部を部分的に切り欠いた形状のスリット９１が形成されている。該スリット９１を設けたことにより、該スリット形成領域において各電極９，３１間に斜め電界が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の電圧印加に基づく傾倒方向が規制されることとなる。なお、図３（ａ）に示すように、共通電極９に形成されたライン状のスリット９１は、画素電極３１に形成された突起２８と間で平面視した場合に交互の位置関係となるように構成されており、その結果、該スリット９１と突起２８の間において交互に液晶分子ＬＣの傾倒方向を規制することが可能となる。
【００３５】
以上のような構成の液晶表示装置１００によれば、以下のような効果を発現することができるようになる。
まず、本実施形態の液晶表示装置１００では、反射表示領域Ｒに絶縁膜２６を設けたことによって反射表示領域Ｒの液晶層５０の厚みを透過表示領域Ｔの液晶層５０の厚みの略半分と小さくすることができるので、反射表示に寄与するリタデーションと透過表示に寄与するリタデーションを略等しくすることができ、これによりコントラストの向上が図られている。
【００３６】
また、一般的には、ラビング処理を施さない垂直配向膜上に配向した負の誘電異方性を有する液晶分子に電圧を印加すると、液晶の倒れる方向に規制がないので無秩序な方向に倒れ、配向不良が生じることとなる。しかしながら、本実施の形態では、画素電極３１の内面側に突起２８を形成し、さらに共通電極９には、画素電極３１に形成された突起２８のうち隣接する突起２８の間に位置するようにスリット９１を形成したため、突起２８の傾斜面による配向規制、及び／又はスリット９１に基づく斜め電界による配向規制が生じ、初期状態で垂直配向した液晶分子の、電圧印加により倒れる方向が規制されることとなる。その結果、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制されるため、ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、突起２８は透過表示領域Ｔに選択的に配設されている。液晶分子の傾倒方向を規制することでディスクリネーションの発生を抑制し、表示特性の向上を達成する上では、上記突起２８は透過表示領域Ｔのみならず反射表示領域Ｒにも形成するのが好ましいのであるが、透過モードの表示と反射モードの表示とでは、透過モードの方が視感度が高いため、少なくとも透過表示領域Ｔに突起を形成するのが好ましい。勿論、反射表示領域Ｒに突起を形成する構成であっても上記効果は十分に発現できる。
【００３８】
さらに、透過表示領域Ｔに液晶分子の配向規制を目的として突起２８を形成するとともに、ドット領域外にも突起５８を形成するものとしている。これにより、該突起５８周辺においても液晶分子の倒れる方向を規制することが可能となり、したがって例えばドット領域外で配向不良が生じることによりその影響でドット領域の周縁部において液晶分子に配向不良が生じてしまう等の不具合が生じ難いものとなる。さらに、このようにドット領域外に形成する突起５８を絶縁膜２６が配設された領域（反射表示領域）に形成しているため、該突起５８をセルギャップを規制するための手段として用いることが可能となる。つまり、絶縁膜２６の形成領域においては液晶層厚が小さく構成されているため、該領域に形成する突起５８はセルギャップを所定の厚さで維持するための液晶層厚規制手段として用いることが可能となるのである。
【００３９】
したがって本実施形態の液晶表示装置１００は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成を具備するとともに、該液晶分子の傾倒方向を規制する手段の少なくとも一つに対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、従来のようにスペーサー等を別途設けることなく簡便な構成で、高コントラストで視認性の高い表示を提供することができるものとなる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図４は、第２の実施の形態の液晶表示装置２００について、その平面構造（ａ）及び断面構造（ｂ）を示す模式図であって、第１の実施の形態の図３に相当する図面である。本第２の実施の形態の液晶表示装置２００は、突起及びスリットの構成が主として異なる以外は、図３に示した液晶表示装置１００と基本構造は略同様であり、したがって図３に付した符号と同一符号のものについては、特に記述がない限り同一の構成部材として説明を省略するものとする。
【００４１】
第２の実施の形態の液晶表示装置２００は、第１の実施の形態の液晶表示装置１００とは異なり、下基板１０の共通電極９上であって透過表示領域Ｔに位置して突起２８が形成される一方、同じく下基板１０の共通電極９上であってドット領域外に相当する位置に突起５８が形成されている。なお、突起２８は、第１の実施の形態とは異なり円錐状若しくは多角錘状に構成され、突起５８は、第１の実施の形態と同様に絶縁膜２６が形成された領域に配設されている。一方、上基板２５の画素電極３１にはスリット３２が形成されており、この場合のスリット３２は、突起２８を平面的に取り囲む形にて構成されている。
【００４２】
このような第２の実施の形態の液晶表示装置２００は、第１の実施の形態と同様の効果を発現するものとされている。つまり、透過表示領域Ｔに形成された突起２８は液晶分子の倒れる方向を規制する手段として機能し、一方、ドット領域外であって絶縁膜２６上に形成された突起５８は液晶分子の倒れる方向を規制するとともに、セルギャップを規制する手段として機能するものとされている。したがって、液晶表示装置２００は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成として突起２８及び電極スリット３２を具備するため、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制され、該ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。また、液晶分子の傾倒方向を規制する手段のうち、絶縁膜２６上に形成された突起５８に対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、スペーサー等を別途配設することなく簡便な構成により、高コントラストで視認性の高い表示を提供することが可能となる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図５は、第３の実施の形態の液晶表示装置３００について、その平面構造（ａ）及び断面構造（ｂ）を示す模式図であって、第２の実施の形態の図４に相当する図面である。本第３の実施の形態の液晶表示装置３００は、第２の実施の形態に比して突起の形成位置が異なること以外は、図４に示した液晶表示装置２００と基本構造は略同様であり、したがって図４に付した符号と同一符号のものについては、特に記述がない限り同一の構成部材として説明を省略するものとする。
【００４４】
第３の実施の形態の液晶表示装置３００は、第２の実施の形態の液晶表示装置２００と同様に、下基板１０の共通電極９上であって透過表示領域Ｔに位置して突起２８が形成される一方、液晶表示装置２００とは異なりドット領域外には突起が形成されていない。しかしながら、ドット領域内の反射表示領域Ｒに突起２９を有しており、該突起２９がセルギャップを規制する機能を具備することとなる。なお、突起２９は、突起２８と同様に円錐状若しくは多角錘状に構成されている。一方、上基板２５の画素電極３１にはスリット３２が形成されており、この場合のスリット３２は、突起２８，２９を平面的に取り囲む形にて構成されている。
【００４５】
このような第３の実施の形態の液晶表示装置３００は、第１及び第２の実施の形態と同様の効果を発現するものとされている。つまり、透過表示領域Ｔに形成された突起２８、及び反射表示領域Ｒに形成された突起２９は液晶分子の倒れる方向を規制する手段として機能し、また特に反射表示領域Ｒ内であって絶縁膜２６上に形成された突起２９は液晶分子の倒れる方向を規制するとともに、セルギャップを規制する手段として機能するものとされている。したがって、液晶表示装置３００は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成として突起２８，２９及び電極スリット３２を具備するため、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制され、該ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。また、液晶分子の傾倒方向を規制する手段のうち、反射表示領域Ｒ内であって絶縁膜２６上に形成された突起２９に対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、スペーサー等を別途配設することなく簡便な構成により、高コントラストで視認性の高い表示を提供することが可能となる。
【００４６】
なお、反射表示領域Ｒに形成した突起２９は、セルギャップを規制するために対向する基板に対して接する形にて構成されており、したがって、液晶分子の配向規制力が突起２８に比して弱まることとなる。そこで、図６の液晶表示装置４００に示したように、セルギャップを規制するためにストライプ状の突起２９ａを反射表示領域Ｒに形成することで、その液晶配向規制力を円錐形状等に比して高めることが可能となる。つまり、この場合、円錐形状等に比して傾斜面が大きくなるため、その配向規制力を高めることが可能となるのである。
【００４７】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図７は、第４の実施の形態の液晶表示装置５００について、その平面構造（ａ）及び断面構造（ｂ）を示す模式図であって、第１の実施の形態の図３に相当する図面である。本第４の実施の形態の液晶表示装置５００は、第１の実施の形態に比して突起及びスリットの形成位置ないし構造が異なること以外は、図３に示した液晶表示装置１００と基本構造は略同様であり、したがって図３に付した符号と同一符号のものについては、特に記述がない限り同一の構成部材として説明を省略するものとする。
【００４８】
第４の実施の形態の液晶表示装置５００は、第１の実施の形態の液晶表示装置１００と同様に、上基板２５の画素電極３１上であって透過表示領域Ｔに位置して突起２８が形成される一方、上基板２５のドット領域外には絶縁膜２６が形成された位置に突起５８が形成されており、該突起５８が第１の実施の形態と同様、セルギャップを規制する機能を具備している。なお、突起２８は第１の実施の形態と異なり円錐状若しくは多角錘状に構成されている。一方、下基板１０の共通電極９にはスリット９１が形成されており、この場合のスリット９１は、円錐状若しくは多角錘状の突起２８を平面的に取り囲む形にて構成されている。
【００４９】
このような第４の実施の形態の液晶表示装置５００は、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を発現するものとされている。つまり、透過表示領域Ｔに形成された突起２８は液晶分子の倒れる方向を規制する手段として機能する一方、ドット領域外であって絶縁膜２６の形成位置に配設された突起５８は液晶分子の倒れる方向を規制するとともに、セルギャップを規制する手段として機能するものとされている。したがって、液晶表示装置５００は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成として突起２８及び電極スリット３２を具備するため、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制され、該ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。また、液晶分子の傾倒方向を規制する手段のうち、ドット領域外であって絶縁膜２６の形成位置に対応して配設された突起５８に対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、スペーサー等を別途配設することなく簡便な構成により、高コントラストで視認性の高い表示を提供することが可能となる。
【００５０】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図８は、第５の実施の形態の液晶表示装置６００について、その平面構造（ａ）及び断面構造（ｂ）を示す模式図であって、第４の実施の形態の図７に相当する図面である。本第５の実施の形態の液晶表示装置６００は、第４の実施の形態に比して突起の形成位置が異なること以外は、図７に示した液晶表示装置５００と基本構造は略同様であり、したがって図７に付した符号と同一符号のものについては、特に記述がない限り同一の構成部材として説明を省略するものとする。
【００５１】
第５の実施の形態の液晶表示装置６００は、第４の実施の形態の液晶表示装置５００と同様に、上基板２５の画素電極３１上であって透過表示領域Ｔに位置して突起２８が形成される一方、液晶表示装置５００とは異なりドット領域外には突起が形成されていない。しかしながら、ドット領域内の反射表示領域Ｒに突起２９を有しており、該突起２９がセルギャップを規制する機能を具備することとなる。なお、突起２９は、突起２８と同様に円錐状若しくは多角錘状に構成されている。一方、下基板１０の共通電極９にはスリット９１が形成されており、この場合のスリット９１は、突起２８，２９を平面的に取り囲む形にて構成されている。
【００５２】
このような第５の実施の形態の液晶表示装置６００は、第１〜第４の実施の形態と同様の効果を発現するものとされている。つまり、透過表示領域Ｔに形成された突起２８、及び反射表示領域Ｒに形成された突起２９は液晶分子の倒れる方向を規制する手段として機能し、また特に反射表示領域Ｒ内であって絶縁膜２６の形成位置に対応して配設された突起２９は液晶分子の倒れる方向を規制するとともに、セルギャップを規制する手段として機能するものとされている。したがって、液晶表示装置６００は、液晶分子の倒れる方向を好適に規制する構成として突起２８，２９及び電極スリット９１を具備するため、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制され、該ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。また、液晶分子の傾倒方向を規制する手段のうち、反射表示領域Ｒ内であって絶縁膜２６の形成位置に対応して配設された突起２９に対して、セルギャップを規制する機能を兼備させたことにより、スペーサー等を別途配設することなく簡便な構成により、高コントラストで視認性の高い表示を提供することが可能となる。
【００５３】
なお、反射表示領域Ｒに形成した突起２９は、セルギャップを規制するために対向する基板に対して接する形にて構成されており、したがって、液晶分子の配向規制力が透過表示領域Ｔの突起２８に比して弱まることとなる。そこで、円錐状若しくは多角錘状に代えて、ストライプ状の突起２９ａを反射表示領域Ｒに形成することで、その液晶配向規制力を円錐形状等に比して高めることが可能となる。つまり、この場合、円錐形状等に比して傾斜面が大きくなるため、その配向規制力を高めることが可能となるのである。
【００５４】
［電子機器］
次に、本発明の上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図９は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、使用環境によらずに明るく、コントラストが高く、広視野角の液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について、その一例を説明したが、本発明の技術範囲はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では位相差板を単板で構成したが、この代わりに、１／２波長板と１／４波長板との積層体として構成してもよい。この積層体は広帯域円偏光板として機能し、黒表示をより無彩色化にすることができる。また、本実施の形態で形成した突起の形状、電極スリットの形状についても、上記実施の形態の構成に限られるものではなく、少なくとも垂直配向した液晶分子の傾倒方向を規制するための構成を具備していれば良い。また、上記各実施の形態では、絶縁膜２６が下基板１０側に形成された例を示したが、これを上基板２５側に形成するものとしても良く、さらに上記各実施の形態ではスイッチング素子としてＴＦＤを用いたが、該ＴＦＤに代えて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の等価回路図。
【図２】図１の液晶表示装置の電極構成を平面的に示す説明図。
【図３】図１の液晶表示装置について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図４】第２実施形態の液晶表示装置について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図５】第３実施形態の液晶表示装置について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図６】第３実施形態の液晶表示装置の一変形例について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図７】第４実施形態の液晶表示装置について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図８】第５実施形態の液晶表示装置について要部を拡大して示す平面模式図及び断面模式図。
【図９】本発明の電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
９…共通電極、２０…反射膜、２６…絶縁膜（液晶層厚調整層）、２８，２９，５８…突起、３１…画素電極、５０…液晶層、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域

Claims

画素電極が形成された基板と、共通電極が形成された基板との間に液晶層を挟持してなり、前記画素電極を含むドット領域を有するとともに、透過表示領域と反射表示領域とが１つの前記ドット領域に形成されている液晶表示装置であって、
前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくする液晶層厚調整層を備えており、
前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶分子を含み、
前記画素電極、又は前記対向電極にはスリットが形成され、且つ、前記透過表示領域、及び前記液晶層厚調整層が形成された領域には前記画素電極が形成された基板、および前記共通電極が形成された基板のいずれか一方に誘電体からなる突起が形成されてなり、
前記液晶分子の配向は、前記スリットにより生じる斜め電界及び前記突起によって規制され、
前記ドット領域に形成された前記突起は、前記透過表示領域に選択的に配設されており、
前記液晶層厚調整層が形成された領域に形成された前記突起は、前記突起が形成された基板と対向する基板に接してなるとともに、前記ドット領域の外に配置されることを特徴とする液晶表示装置。
前記突起は、所定の角度で傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記突起、及び前記画素電極又は前記共通電極の液晶層内面側に、前記液晶を垂直配向させる配向膜が形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
平面視したときに、前記スリット及び前記突起が交互に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。