JP2004198922A

JP2004198922A - Liquid crystal display device and electronic appliance

Info

Publication number: JP2004198922A
Application number: JP2002369956A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Maeda; 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4211383B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transreflective liquid crystal display device in which defective display such as residual image and stain-like irregularity are suppressed and high contrast and a wide angle of view are attained. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device is provided with reflection display regions R and transmission display regions T in one dot region, wherein an electrode layer for driving liquid crystal molecules 51 has opening parts 18 of nearly wavy shape in a plane view on the position where the opening parts overlaps the boundary region N between both of the regions when viewed in a plane. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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するものである。
【０００２】
【従来の技術】
明るい場所では反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗い場所ではバックライト等の内部光源により表示を視認可能にした液晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モード、透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることで消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができ、携帯機器の表示部に好適なものである。以下、本明細書では、この種の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」という。
【０００３】
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開口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液晶表示装置が提案されている。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、反射膜の開口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、開口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。
【０００４】
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半透過反射型液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３点である。
（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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４２２２６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)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先のJisakiらの論文においては、透過表示領域での液晶が倒れる方向については突起を用いて制御しているが、反射表示領域については液晶が倒れる方向を制御するための構成は全く存在しない。したがって、反射表示領域では液晶が無秩序な方向に倒れることになり、その場合、異なる液晶配向領域の境界にディスクリネーションと呼ばれる不連続線が現れ、これが残像等の原因になる。また、液晶の各々の配向領域は異なる視角特性を有しているため、斜め方向から液晶装置を見たときに、ざらざらとしたしみ状のむらとして見える、という問題も生じる。さらに、透過表示領域の液晶分子が８方向に倒れたとしても、視角特性の改善はまだ不十分であるし、異なる配向領域の境界で液晶の配向が乱れ、やはりディスクリネーションが発生する。
また、マルチギャップ構造を有する液晶表示装置では、液晶層厚を互いに異ならせた領域の境界に急峻な段差斜面が形成されるため、係る領域では正常な表示が得られず、光抜けによるコントラスト低下の原因となるという問題がある。
【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、半透過反射型液晶表示装置において、残像やしみ状のむら等の表示不良が抑えられ、かつ高コントラスト化、広視野角化が可能であり、さらには製造の容易性にも優れた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層が、対向配置された上基板と下基板との間に挟持され、１ドット領域内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た液晶表示装置であって、前記上基板又は下基板の内面側に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層が少なくとも反射表示領域に設けられ、前記上基板及び下基板の内面にそれぞれ液晶を駆動するための上電極層と下電極層とが設けられており、前記上電極層又は下電極層に平面視略波状の開口部が形成され、前記開口部が、平面視において、その外幅の内側に前記透過表示領域と反射表示領域との境界領域を含むように配置されていることを特徴としている。
【０００９】
上記本発明の液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置に垂直配向モードの液晶を組み合わせたものである。近年、半透過反射型液晶表示装置において、上述の反射、透過両表示モードにおけるリタデーション差によるコントラスト低下の問題を解消するために、例えば下基板上の反射表示領域内に所定の厚みを有する絶縁膜を液晶層側に向けて突出するように形成することによって、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層の厚みを変えた構造のものが提案されている（前述の特許文献１）。この種の液晶表示装置の発明は本出願人も既に多数出願している。この構成によれば、絶縁膜（本明細書では、この種の機能を果たす絶縁膜のことを「液晶層厚調整層」と言う）の存在によって反射表示領域の液晶層の厚みを透過表示領域の液晶層の厚みよりも小さくすることができるので、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充分に近づける、もしくは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を図ることができる。
【００１０】
そこで、本発明者は、上記の絶縁膜を備えた液晶表示装置に垂直配向モードの液晶層を組み合わせた場合の垂直配向モードの液晶における電界印加時の配向方向の制御方法についての検討を行った。すなわち、垂直配向モードを採用した場合には一般に誘電異方性が負の液晶（ネガ型液晶）を用いるが、初期配向状態で液晶分子が基板面に対して垂直に立っているものを、電界印加により倒すわけであるから、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、異なる配向方向の領域境界に沿って配向乱れ（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。本発明は、このような電界印加時の液晶分子の配向方向を適切に制御することができる液晶表示装置を提供するものである。
【００１１】
本発明では、液晶層に斜め電界を印加できるようにするため、電極層に開口部を設けることで、電極層に設けられた開口部の近傍で電界が歪む作用により、透過表示領域と反射表示領域の両方で電界印加時の液晶分子の傾倒方向をドット領域内で固定化することができるようにした。
また、上記開口部の外幅の内側に境界領域が含まれるように構成しているため、透過表示領域と反射表示領域の境界領域と、開口部とが平面的に重なる位置とされている。上記開口部の外幅とは、平面視においてほぼ波状に形成された開口部の領域外形における幅であり、換言すれば開口部が蛇行された方向における最大幅である。
上記構成により、液晶が駆動されない開口部の領域と、表示にはほとんど寄与しない境界領域とが重なるため、ドット領域内で表示に寄与しない領域の面積率を可能な限り小さくすることができ、もって開口率の高い液晶表示装置とすることが可能になる。
【００１２】
さらに、上記開口部が平面視略波状に形成されていることで、開口率を犠牲にすることなく、製造マージンを大きく確保でき、製造の容易性が高い液晶表示装置を実現している。つまり、開口部と境界領域とが平面的に重なるようにして開口率を向上させるためには、上下基板の組立時や開口部の形成時に、正確に境界領域との位置決めを行う必要があるが、両者の位置ずれは不可避であるため、組立精度に応じたマージンを確保する必要がある。ここで、本発明に係る開口部は平面視略波状に形成されるため、上記組ずれを考慮してその幅を大きくしたとしても、同等の幅の短冊状の開口部を設けた場合に比してその面積は著しく小さくなる。従って、境界領域との位置合わせが容易であり、かつ開口率の低下を抑えることができる。
【００１３】
以上のような作用により、本発明の液晶表示装置は、光抜け、しみ状のむら等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができ、かつ製造の容易性にも優れたものとなっている。
【００１４】
以上、電極に開口部を設け、斜め電界により液晶分子の配向方向を制御する例について述べた。これに対して、電極上に凸条（突起）を設けた場合、液晶層厚調整層の作用と同様、液晶層の中に突出した突起物の作用によって液晶分子の配向方向を制御することができる。このようにメカニズムは異なるものの、液晶分子の配向方向を制御する手段としては、電極の開口部と凸条の双方を用いることができる。よって、上記の本発明の液晶表示装置の構成のうち、電極の開口部を、電極上に形成した誘電体からなる凸条で置き換えることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の液晶表示装置としては、負の誘電異方性を有する液晶分子を含む液晶層が、対向配置された上基板と下基板との間に挟持され、１ドット領域内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た液晶表示装置であって、前記上基板又は下基板の内面側に、前記透過表示領域と反射表示領域とで液晶層厚を異ならせるための液晶層厚調整層が少なくとも反射表示領域に設けられ、前記上基板及び下基板の内面にそれぞれ液晶を駆動するための上電極層と下電極層とが設けられており、前記上電極層又は下電極層の上に平面視略波状の突条が形成され、前記突条が、平面視において、その外幅内に前記透過表示領域と反射表示領域との境界領域を含むように配置されていることを特徴とする構成も適用できる。
このような構成とした場合にも、液晶層側に突出した突条の作用により液晶層に電圧を印加した際の液晶分子の配向方向を上記開口部の周辺で効率的に固定することができる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置では、前記開口部又は突条の内角が９０°以上であることが好ましい。平面視において蛇行された開口部の折り返し角度を指す。内角αが９０°未満の場合には、開口率が低下して表示が暗くなるため好ましくない。
【００１７】
本発明の液晶表示装置では、前記開口部又は突条が、前記境界領域に沿う形状とされるとともに、前記境界領域と平面的に重なるように形成された構成とすることもできる。
このような構成とすれば、開口率をほとんど犠牲にすることなく、ドット領域内で配向方向を制御できる液晶の割合を増加させることができ、より高画質の表示が得られるようになる。また、例えば前記境界領域が平面視枠状等の閉直線又は閉曲線で構成されている場合には、上記開口部も同様の形状とされるため、ドット領域の中心部から外側に向かう全方位に液晶分子が倒れるようになり、表示の視野角依存が小さく、どの方位から観察しても明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置では、前記透過表示領域内の上電極層又は下電極層に、開口スリットが形成されている構成とすることもできる。このような構成とすることで、上記開口スリットの近傍においても電界が歪むため、その電界の作用により液晶分子の傾倒方向を固定化することができ、さらにしみ状のむらが生じにくい、高画質の液晶表示装置が得られる。
【００１９】
本発明の液晶表示装置では、前記開口スリットが、前記開口部又は突条の主たる延在方向と略平行に形成されていることが好ましい。このような構成とすることで、特に開口部ないし突条の主たる延在方向と直交する方位においてむらが生じにくい液晶表示装置とすることができ、例えばパネルの左右方向で特に高画質の表示が得られる液晶表示装置とすることができる。尚、上記主たる延在方向とは、平面視において蛇行して形成された開口部の微視的な延在方向ではなく、開口部が形成された領域の巨視的な延在方向を指す。
【００２０】
本発明の液晶表示装置では、前記上基板及び下基板のいずれか一方の内面にカラーフィルターを備えることができる。この構成によれば、光抜け、しみ状のむら等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角のカラー表示を実現することができる。
さらに、前記一対の基板のそれぞれに対して円偏光を入射させるための円偏光入射手段を備えることによって、反射表示、透過表示ともに良好な表示を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴としている。
この構成によれば、使用環境によらずに明るく、高コントラスト、広視野角の液晶表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
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トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴ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る。
【００２３】
図１は本実施の形態の液晶表示装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図２はＴＦＴアレイ基板の１つのドットの構造を示す平面図、図３は同、液晶表示装置の構造を示す断面図であって、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。また、図４は、本実施の形態の液晶表示装置の画素構造を示す平面図である。なお、以下の各図においては、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。
【００２４】
本実施の形態の液晶表示装置において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００２５】
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、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、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が付加されている。なお、符号３ｂは容量線である。
【００２６】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置を構成するＴＦＴアレイ基板（本発明における下基板）の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、画素電極９が設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが設けられている。本実施の形態において、各画素電極９および各画素電極９を囲むように配置されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域の内側が一つのドット領域であり、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。尚、符号５１は液晶分子を模式的に示している。
図２では、画素電極９を１つのみ図示しているが、本実施の形態の液晶表示装置では、図４に示すように、平面視略長方形状の画素電極９を備えた３ドットにより１画素が構成されるようになっている。
【００２７】
データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ｆのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ｆのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ｆと走査線３ａとが平面視において交差している領域（図中左上がりの斜線で示す領域）にＴＦＴ３０のチャネル領域１ａが形成されており、走査線３ａはチャネル領域１ａに対向する部分でゲート電極として機能する。
【００２８】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に延びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００２９】
より具体的には、第１遮光膜１１ａは、各々、半導体層１ｆのチャネル領域１ａを含むＴＦＴ３０をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に延びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（すなわち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先端と平面的に重なっている。この重なった箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられている。すなわち、本実施の形態では、第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３によって前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続されている。
【００３０】
図２に示すように、一つのドット領域の周縁部には矩形枠状の反射膜２０が形成されており、この反射膜２０が形成された領域が反射表示領域Ｒとされ、その内側の反射膜２０が形成されていない領域が透過表示領域Ｔとされている。また、平面視した際に反射膜２０の形成領域を内部に含むドット領域内に、絶縁膜（液晶層厚調整層）が形成されている。図２に符号Ｎで示す反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界領域には、断面視において傾斜面を成す傾斜領域が形成されており、その詳細は図３に示す断面構造を参照して後述する。
【００３１】
次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。本発明はドット領域内に形成された電極等の構成に特徴があり、ＴＦＴやその他の配線等の断面構造は従来のものと変わらないため、ＴＦＴや配線部分の図示および説明は省略する。
【００３２】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板（下基板）１０とこれに対向配置された対向基板（上基板）２５との間に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る液晶層５０が挟持されている。符号５１は、液晶層５０を構成する液晶分子を模式的に示している。ＴＦＴアレイ基板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が部分的に形成されている。上述したように、反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、および透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体１０Ａ上に、カラーフィルターを構成する色素層２２が設けられている。この色素層２２は、図４にも示すように、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色を呈する色素層が配置されており、隣接する３つのドット領域で１つの画素を構成する。あるいは、反射表示と透過表示とで表示色の彩度が異なるのを補償すべく、反射表示領域と透過表示領域とで色純度を変えた色素層を別個に設けてもよい。
【００３３】
カラーフィルターの色素層２２の上には、ほぼ反射表示領域Ｒに対応する平面位置に絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１は例えば膜厚が２μｍ±１μｍ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た傾斜領域Ｎを有している。絶縁膜２１が存在しない部分の液晶層５０の厚みが２〜６μｍ程度であるから、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の厚みの約半分となる。つまり、絶縁膜２１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として機能するものである。本実施の形態の場合、絶縁膜２１の下部の端縁と反射膜２０（反射表示領域）の縁とが平面視で略一致しており、傾斜領域Ｎは反射表示領域Ｎにほぼ含まれている。
【００３４】
そして、絶縁膜２１の表面を含むＴＦＴアレイ基板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）等の透明導電膜からなる平面視略矩形状の画素電極９が形成されている。この画素電極９上に、ポリイミド等からなる配向膜２３が形成されている。図２に示す透過表示領域Ｔの中央部に上下に延びて形成された開口スリット９ａは、図３に示すようにＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９に形成されている。
【００３５】
一方、対向基板２５側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極３１、ポリイミド等からなる配向膜３３が順次形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２５の双方の配向膜２３，３３には、ともに垂直配向処理は施されているが、ラビングなどのプレチルトを付与する手段は施されていない。
図３に示すように、共通電極３１は、その一部が開口されており、この開口部１８は図２に示すように平面視において波状に形成され、平面視矩形枠状の境界領域Ｎの図示上下方向に延びる辺を縫うように蛇行している。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置では、開口部１８と境界領域Ｎとが平面視において重なるように配置されると共に、開口部１８の外幅（開口部１８が形成された領域の図示左右方向における最大幅）の内側に境界領域Ｎが位置するように両者が平面配置されている。また本実施の形態の場合、上記開口部１８は境界領域Ｎの図２上下方向に延在する部分に沿って、図２上下方向に延在され、これら開口部１８，１８は互いに略平行に配置されている。
【００３６】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側、および対向基板２５の外面側には、それぞれ基板本体側から位相差板２６，３６、偏光板２７，３７が設けられている。位相差板２６，３６は可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つものであり、この位相差板と偏光板との組み合わせによりＴＦＴアレイ基板１０側および対向基板２５側の双方から液晶層に円偏光が入射され、直線偏光が出射されるようになっている。また、ＴＦＴアレイ基板の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト４０が設置されている。
【００３７】
本実施の形態の液晶表示装置では、図２ないし図４に示すように、対向基板２５の共通電極３１に上記平面視において波状の開口部１８が形成され、ＴＦＴアレイ基板１０の画素電極９に開口スリット９ａが形成されていることで、双方の基板上の電極間に発生する電界（ポテンシャル線）が開口部１８及び開口スリット９ａの近傍で斜めに歪むようになる。そして、電圧印加時にこの歪んだ電界の作用によって液晶分子は所定方向へ倒れるようになる。平面的には、図２に示すように、ドット領域中央部に形成された開口スリット９ａ、及び境界領域Ｎに沿って配置された２本の開口部１８，１８の近傍で、これら開口スリット９ａ及び開口部１８の両側方へ向かって液晶分子５１は倒れる。このように、本実施の形態の液晶表示装置によれば、電圧印加時に液晶分子の配向方向がドット領域内で固定され、これにより、液晶の配向方向が異なる領域の境界で生じるリタデーションの状態を全てのドットで固定化することができるので、従来の垂直配向モードの液晶表示装置で問題となっていたしみ状のむらを無くすことができ、広視野角の液晶表示装置を実現することができる。
【００３８】
また、本実施の形態の場合、ドット領域中央部に設けられた透過表示領域Ｔの両側辺に沿って２本の開口部１８，１８が配置されていることで、電圧印加時の液晶分子の配向方向がドット領域内でほぼ左右対称になるため、左右方向での画質の不均一が生じないという効果がある。そして、上記透過表示領域Ｔの中央部に開口スリット９ａが上下方向に延びて形成されていることによって、液晶分子の傾倒方向の制御性が向上し、上記効果をさらに高めている。
尚、上記画素電極９の開口スリット９ａは、必要に応じて設ければよく、例えば透過表示領域Ｔの図示左右方向の幅が十分に狭く、境界領域Ｎに沿って設けられた開口部１８，１８により液晶分子の配向方向の制御が良好に行える場合には開口スリット９ａを設けない構成としてもよい。
【００３９】
上記開口部１８に対応する平面領域内では、共通電極３１が設けられていないため液晶層５０に電圧を印加しても液晶は動かず、従って表示には寄与しない領域である。また、傾斜領域Ｎにおいては、図３に示すように液晶層５０の層厚が連続的に変化しているため液晶の配向の乱れが生じやすくなっているため表示への寄与はほとんど無い。そこで、本実施の形態の液晶表示装置では、図２に示すように、開口部１８と、傾斜領域Ｎとを平面的に重なるように配置することで、ドット領域内で表示に寄与しない領域の面積を最小限に抑え、開口率を高めて明るい表示が得られるようになっている。
【００４０】
また、上記開口部１８が図２に示す平面形状とされていることで、本実施の形態の液晶表示装置は、開口率が高く、明るい表示が可能であることに加え、組み立てマージンが大きく、製造容易性にも優れたものとなっている。図５は、図２に示す開口部１８を拡大して示す説明図であり、図中、上下方向に延びる２本の二点鎖線に挟まれた領域が境界領域Ｎを示しており、この境界領域Ｎの図示左側が反射表示領域Ｒ、右側が透過表示領域Ｔとされている。図５に示すように、平面視において蛇行形状に形成された開口部１８は、その外幅（図５に示すＷｂ）が、境界領域Ｎの幅Ｗａよりも大きく形成されており、本実施の形態の場合、Ｗｂ＝Ｗａ＋２×Ｗｃなる幅に形成されている。ここで、上記Ｗｃは本実施の形態の液晶表示装置における上下基板の組み立て精度を考慮して設定される。例えば、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成される境界領域Ｎの幅が４μｍであり、上下基板の組み立て精度が３μｍである場合には、開口部１８の蛇行幅Ｗｂは１０μｍ以上に設定される。
【００４１】
このような構成の開口部１８を備えるならば、液晶表示装置の製造時に上下基板１０，２５間で位置ずれが生じたとしても、開口部１８は境界領域Ｎと平面的に重なって配置されるため、高開口率の液晶表示装置を容易に製造できるという利点が得られる。すなわち、仮に開口部１８が蛇行形状に形成されていないとすると、同様の構成を実現するためには短冊状に開口部を形成することとなるが、その場合には、傾斜領域Ｎ上に開口部を配置するために上下基板の位置ずれを考慮して幅１０μｍ以上の開口部を形成する必要が生じる。すると、短冊状に形成された開口部の領域内では液晶が駆動されないため、本発明の液晶表示装置に比して輝度が低くなる。また、開口率を向上させるために短冊状の開口部の幅を狭くすると、上下基板で位置ずれが生じた際に同様に輝度が低下するという問題が生じる。これに対して、本実施の形態に係る開口部１８を適用した場合には、図５に示すように、傾斜領域Ｎと重なっていない領域３５で液晶が駆動されるため、これらの領域３５も表示に寄与させることができ、高開口率でありかつ製造マージンの大きい液晶表示装置を実現できる。
【００４２】
さらに、本実施の形態の液晶表示装置によれば、反射表示領域Ｒに絶縁膜２１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、反射表示領域Ｒにおけるリタデーションと透過表示領域Ｔにおけるリタデーションを略等しくすることができ、その結果反射表示領域Ｒにおける電圧特性と透過表示領域Ｔにおける電圧特性とをほぼ同一に揃えることができる。これにより、電圧を印加した際の両領域における液晶層の挙動が一致するので、高コントラストの表示が得られる。
【００４３】
本実施の形態に係る開口部１８において、その内角は９０°以上とされることが好ましい。この内角とは図５に示す角度αに相当し、平面視における開口部１８の折り返し角度を指す。内角αが９０°未満の場合には、開口率が低下して表示が暗くなるため好ましくない。
また、図５に示す開口部１８の開口幅Ｗｄは、２μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。幅Ｗｄが２μｍ未満では開口によって発生する斜め電界の効果が弱く、１０μｍ以上では表示に寄与しない領域が増えるので開口率が急激に低下する。
【００４４】
上記第１の実施の形態では、開口部１８が曲線からなる蛇行形状を有する場合について説明したが、開口部１８の平面形状は係る形状に限定されず、例えば平面視三角波状や平面視矩形波状としてもよく、これらが組み合わされた形状とすることもできる。これらの場合にも、上記の作用効果を得ることができ、高画質で製造容易性の高い液晶表示装置が得られる。また、開口部１８は、画素電極９に形成しても構わない。
【００４５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図６を参照して説明する。本実施の形態の液晶表示装置の平面構成は図２に示す先の実施の形態とほぼ同様であり、本実施の形態において、図６に示す部分断面図において図２又は図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
図６に示すように、本実施の形態の液晶表示装置では、カラーフィルタ２２が対向基板２５の内面に設けられており、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａ内面のほぼ反射表示領域Ｒに対応する領域に、液晶層厚調整層である絶縁膜２１が形成されている。この絶縁膜２１は、その平面視略中央部が開口されることでドット領域内ににおいて段差を形成しており、段差上段の面に凹凸形状が形成されている。そして、この凹凸形状が形成された領域に平面視矩形枠状の反射膜２０が形成されている。また、前記開口領域の内周壁が図２に示す境界領域Ｎを成している。そして、この絶縁膜２１を覆って画素電極９及び配向膜２３が形成されている。
【００４７】
本実施の形態では、上記絶縁膜２１の表面に凹凸形状が形成され、これにより反射膜２０の表面形状が凹凸を有して形成されているため、反射膜２０に散乱反射機能が付与され、反射表示の視認性が改善されるとともに、広い視野角で明るい表示が得られるようになっている。また、第１の実施の形態と同様に、共通電極３１において境界領域Ｎに平面的に重なる位置に、平面視において蛇行する波状の開口部１８が形成され、画素電極９の中央部に開口スリット９ａが形成されているので、本実施の形態の液晶表示装置においても、光抜け、しみ状のむら等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示が可能な液晶表示装置が得られる、といった第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図７を参照して説明する。図７（ａ）は、本実施の形態の液晶表示装置の１ドット領域を模式的に示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＢ−Ｂ’線に沿う部分断面図である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は、上記第１の実施の形態と同様であり、図７に示す図において図２又は図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図７（ｂ）においては、図面を見易くするため上下の基板に設けられた電極層と液晶層のみを図示している。
【００４９】
本実施の形態の液晶表示装置は、図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の傾斜領域Ｎのうち、図示上下方向に延在する部分と平面的に重なって開口部１８，１８が形成されている点、及び画素電極９に図示上下方向に延びる開口スリット９ａが設けられている点は同様であるが、本実施の形態では、さらに傾斜領域Ｎのうち図示左右方向に延在する部分と平面的に重なる第２の開口スリット１８ａ、１８ａが、共通電極３１に設けられている点で異なっている。この開口部１８ａ、１８ａも、図７（ａ）に示すように、平面視において蛇行する波状に形成されている。
【００５０】
本実施の形態の場合、図７（ａ）に示すように、第２の開口部１８ａ、１８ａが設けられていることで、透過表示領域Ｔを取り囲むように共通電極３１に開口部が形成されているので、電圧印加時に液晶分子が開口スリット９ａを中心にして面内で全方位に向かって倒れるようになる。その結果、表示の視角依存が無くなり、どの方位から観察しても明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
また上記構成を備えた本実施の形態の液晶表示装置においても、光抜け、しみ状のむら等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示が可能な液晶表示装置が得られる、といった第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
本実施の形態では、平面視矩形枠状の境界領域Ｎのそれぞれの辺に沿って開口部１８、１８ａを配置したものについて説明したが、開口部１８，１８と、開口部１８ａ、１８ａとが連結されて平面視矩形枠状に形成された形態の開口部も適用することができ、その場合にも、上記本実施の形態の効果と同様の効果が得られる。
【００５２】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図８を参照して説明する。図８（ａ）は、本実施の形態の液晶表示装置の１ドット領域を模式的に示す平面図であり、図８（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ−Ｃ’線に沿う部分断面図である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様であり、図８において図２、図３、及び図７と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、図８（ｂ）においては、図面を見易くするため上下の基板に設けられた電極層と液晶層のみを図示している。
【００５３】
本実施の形態の液晶表示装置は、上記第２の実施の形態の液晶表示装置における開口部１８、１８ａに代えて、平面視において蛇行する波状の突条３８、３８ａが形成されている。すなわち、図８（ｂ）に示すように、共通電極３１はドット領域内でベタ状に形成されると共に、共通電極３１の液晶層５０側に絶縁体からなる突条３８が設けられている。また、境界領域Ｎの図示左右方向に延在する部分に沿って設けられた突条３８ａ、３８ａも図８（ｂ）に示す突条３８と同様の断面構造を有している。
【００５４】
上記構成を備えた本実施の形態の液晶表示装置においても、液晶層５０側に突出した突条の作用によって、電圧印加時の液晶分子の配向方向を制御することができる。図８に示すように、電圧印加時に、液晶分子５１は突条３８から外側に向かって倒れるため、図示上下方向に延在する突条３８，３８の作用によりドット領域の左右方向に液晶分子が均等に倒れるようになる。また図示左右方向に延在する突条３８ａ、３８ａの作用によってドット領域の上下方向においても均等に液晶分子が倒れるようになるため、視野角依存の小さい、高画質の液晶表示装置を実現できる。
【００５５】
尚、開口部１８に代えて突条３８を設ける場合にも、上記第１の実施の形態と同様に、図示左右方向に延びる突条３８ａを設けない構成とすることもでき、平面視略矩形枠状に突条が連結された構成としても構わない。あるいはドット領域内に突条と開口部とが混在する構成としてもよい。また、上記突条の平面形状を、平面視略三角波状とすることもできる。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態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ＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、薄膜ダイオード（Thin Film Diode,ＴＦＤ）スイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置、パッシブマトリクス型液晶表示装置などに本発明を適用することも可能である。その他、各種構成要素の材料、寸法、形状等に関する具体的な記載は、適宜変更が可能である。
【００５７】
（電子機器）
図９は、本発明に係る液晶表示装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶表示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。
上記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、広視野角、高コントラストの表示を提供することができる。
【００５８】
【実施例】
本発明者は、第１の実施の形態に示した液晶表示装置における開口部１８の形状が開口率向上に有効であることの検証を行った。以下にその結果を報告する。具体的には、第１の実施の形態で例示した構成の液晶表示装置と、この液晶表示装置の開口部１８に代えて、開口部１８の外幅（図５に示すＷｂ）と同一の幅を有する短冊状の開口部を、境界領域Ｎに沿って共通電極に設けた液晶表示装置とを作製し、反射率及び透過率を測定した。
本例では、第１の実施の形態の液晶表示装置を開口部１８の開口幅（Ｗｄ）を４μｍ、外幅（Ｗｂ）を１０μｍ、内角（α）を１３５°として試作した。また比較品として、開口部の形状を開口幅１０μｍの短冊状としたものも試作した。前記両装置において、境界領域Ｎの幅（Ｗａ）は４μｍ、組立マージン（Ｗｃ）は３μｍとした。
上記各液晶表示装置の透過率及び反射率の測定結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
［表１］の結果から明らかなように、本発明に係る構成のように、平面視において蛇行する波状の開口部を設けるならば、同等の組立マージンを有する短冊状の開口部を設けた場合に比して、透過率、反射率のいずれにも優れた液晶表示装置が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置の等価回路図である。
【図２】図２は、同、液晶表示装置の１ドットの構成を示す平面図である。
【図３】図３は、同、液晶表示装置の図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。
【図４】図４は、同、液晶表示装置の画素構成を説明するための平面図である。
【図５】図５は、同、液晶表示装置の開口部を一部拡大して示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置の部分断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第３実施形態の液晶表示装置の模式平面図であり、図７（ｂ）は、同、部分断面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第４実施形態の液晶表示装置の模式平面図であり、図８（ｂ）は、同、部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
９画素電極（下電極層）
１０ＴＦＴアレイ基板（下基板）
１８、１８ａ開口部
２０反射膜
２１絶縁膜（液晶層厚調整層）
２３配向膜
２５対向基板（上基板）
３１共通電極（上電極層）
３８突条
５０液晶層
Ｒ反射表示領域
Ｔ透過表示領域
Ｎ境界領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
There has been proposed a liquid crystal display device in which external light is used in a bright place similarly to a reflective liquid crystal display device, and in a dark place, the display can be visually recognized by an internal light source such as a backlight. In other words, this liquid crystal display device employs a display system that has both a reflective type and a transmissive type, and reduces power consumption by switching between the reflective mode and the transmissive mode according to the surrounding brightness. In addition, even when the surroundings are dark, clear display can be performed, which is suitable for a display unit of a portable device. Hereinafter, in this specification, this type of liquid crystal display device is referred to as a “semi-transmissive reflective liquid crystal display device”.
[0003]
As such a transflective liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate, and a reflection film in which an opening for light transmission is formed in a metal film such as aluminum is disposed below. There has been proposed a liquid crystal display device provided on the inner surface of a substrate and using this reflection film as a transflective plate. In this case, in the reflection mode, external light incident from the upper substrate side passes through the liquid crystal layer, is reflected by the reflection film on the inner surface of the lower substrate, passes through the liquid crystal layer again, and is emitted from the upper substrate side, contributing to display. I do. On the other hand, in the transmission mode, light from the backlight incident from the lower substrate side passes through the liquid crystal layer from the opening of the reflection film, and then exits from the upper substrate side to contribute to display. Therefore, of the reflective film forming region, the region where the opening is formed is the transmissive display region, and the other region is the reflective display region.
[0004]
However, the conventional transflective liquid crystal device has a problem that the viewing angle in transmissive display is narrow. This is because a transflective plate is provided on the inner surface of the liquid crystal cell so that parallax does not occur, and there is a restriction that reflective display must be performed with only one polarizing plate provided on the viewer side. This is because the degree of freedom in design is small. In order to solve this problem, Jisaki et al. Proposed a new transflective liquid crystal display device using a vertically aligned liquid crystal in Non-Patent Document 1 below. The features are the following three points.
(1) A "VA (Vertical Alignment) mode" in which a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is vertically aligned with a substrate and is tilted by applying a voltage.
(2) A multi-gap structure in which the liquid crystal layer thickness (cell gap) of the transmissive display region and the reflective display region is different (for this point, see, for example, Patent Document 1).
(3) The transmissive display area is a regular octagon, and a projection is provided at the center of the transmissive display area on the opposing substrate so that the liquid crystal falls in eight directions in this area. That is, an "alignment division structure" is adopted.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-242226 [Non-patent document 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)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the previous paper by Jisaki et al., The direction in which the liquid crystal falls in the transmissive display area is controlled using protrusions, but there is no configuration for controlling the direction in which the liquid crystal falls in the reflective display area. do not do. Therefore, in the reflective display area, the liquid crystal falls in a random direction. In this case, a discontinuous line called disclination appears at the boundary between different liquid crystal alignment areas, which causes afterimages and the like. In addition, since the respective alignment regions of the liquid crystal have different viewing angle characteristics, there is also a problem that when the liquid crystal device is viewed from an oblique direction, the liquid crystal device appears as a rough spot-like unevenness. Furthermore, even if the liquid crystal molecules in the transmissive display area fall in eight directions, the improvement of the viewing angle characteristics is still insufficient, and the alignment of the liquid crystal is disturbed at the boundary between different alignment areas, and disclination also occurs.
Further, in a liquid crystal display device having a multi-gap structure, a steep slope is formed at the boundary between regions where the thickness of the liquid crystal layer is different from each other. There is a problem that causes.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and in a transflective liquid crystal display device, display defects such as afterimages and spot-like unevenness are suppressed, and a high contrast and a wide viewing angle are provided. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device which is capable of manufacturing a liquid crystal display device and which is excellent in ease of manufacture.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal layer including liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, which is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate which are opposed to each other. A liquid crystal display device provided with a reflective display area for performing a reflective display and a transmissive display area for performing a transmissive display in an area, and on the inner surface side of the upper substrate or the lower substrate, the transmissive display area and the reflective display area. A liquid crystal layer thickness adjusting layer for varying the liquid crystal layer thickness is provided at least in the reflective display area, and an upper electrode layer and a lower electrode layer for driving liquid crystal are provided on inner surfaces of the upper substrate and the lower substrate, respectively. A substantially wavy opening in plan view is formed in the upper electrode layer or the lower electrode layer, and the opening has a boundary area between the transmissive display area and the reflective display area inside its outer width in plan view. It is characterized by being arranged to include It is.
[0009]
The liquid crystal display device of the present invention is a combination of a transflective liquid crystal display device and a liquid crystal in a vertical alignment mode. In recent years, in a transflective liquid crystal display device, in order to solve the problem of a decrease in contrast due to a retardation difference in both the reflective and transmissive display modes, for example, an insulating film having a predetermined thickness in a reflective display region on a lower substrate Is formed so as to protrude toward the liquid crystal layer side, so that the thickness of the liquid crystal layer is changed between the reflective display area and the transmissive display area (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,019). The present applicant has already applied for many inventions of this type of liquid crystal display device. According to this configuration, the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display area is reduced by the presence of the insulating film (in the present specification, the insulating film performing such a function is referred to as a “liquid crystal layer thickness adjustment layer”). Since the thickness of the liquid crystal layer can be made smaller than the thickness of the liquid crystal layer, the retardation in the reflective display area and the retardation in the transmissive display area can be made sufficiently close to or substantially equal to each other, whereby the contrast can be improved.
[0010]
Therefore, the present inventor studied a method of controlling the alignment direction when applying an electric field in the vertical alignment mode liquid crystal when the vertical alignment mode liquid crystal layer is combined with the liquid crystal display device having the above-described insulating film. . In other words, when the vertical alignment mode is adopted, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy (negative liquid crystal) is generally used. Since it is tilted by applying voltage, the direction in which the liquid crystal molecules fall cannot be controlled without any contrivance (unless the pretilt is provided), and the alignment disorder (disclination) occurs along the boundary between the regions having different alignment directions. This causes a display defect such as light leakage, thereby deteriorating the display quality. Therefore, in adopting the vertical alignment mode, control of the alignment direction of liquid crystal molecules when an electric field is applied is an important factor. The present invention provides a liquid crystal display device capable of appropriately controlling the orientation direction of liquid crystal molecules when such an electric field is applied.
[0011]
According to the present invention, an opening is provided in the electrode layer so that an oblique electric field can be applied to the liquid crystal layer, and the electric field is distorted in the vicinity of the opening provided in the electrode layer. The tilt direction of the liquid crystal molecules when an electric field is applied to both regions can be fixed in the dot region.
In addition, since the boundary region is included inside the outer width of the opening, the boundary region between the transmissive display region and the reflective display region and the opening are positioned so as to overlap in plan. The outer width of the opening is a width in the area outline of the opening formed in a substantially wave shape in a plan view, in other words, a maximum width in a direction in which the opening is meandering.
With the above structure, the area of the opening where the liquid crystal is not driven overlaps with the boundary area that hardly contributes to display, so that the area ratio of the area that does not contribute to display in the dot area can be made as small as possible. A liquid crystal display device having a high aperture ratio can be obtained.
[0012]
Further, since the opening is formed in a substantially wave shape in a plan view, a large manufacturing margin can be secured without sacrificing the aperture ratio, and a liquid crystal display device with high manufacturing easiness is realized. In other words, in order to improve the aperture ratio by overlapping the opening and the boundary region in a plane, it is necessary to accurately position the boundary region when assembling the upper and lower substrates and forming the opening. Since a displacement between the two is inevitable, it is necessary to secure a margin corresponding to the assembly accuracy. Here, since the opening according to the present invention is formed in a substantially wavy shape in a plan view, even if the width is increased in consideration of the misalignment, it is smaller than the case where a rectangular opening having the same width is provided. As a result, the area is significantly reduced. Therefore, alignment with the boundary region is easy, and a decrease in the aperture ratio can be suppressed.
[0013]
With the above-described operation, the liquid crystal display device of the present invention can realize a display with a high contrast and a wide viewing angle without display defects such as light leakage and spot-like unevenness, and can be easily manufactured. It is excellent.
[0014]
The example in which the opening is provided in the electrode and the alignment direction of the liquid crystal molecules is controlled by the oblique electric field has been described above. On the other hand, when the ridges (projections) are provided on the electrodes, the orientation direction of the liquid crystal molecules can be controlled by the action of the projections protruding into the liquid crystal layer, similarly to the action of the liquid crystal layer thickness adjustment layer. it can. As described above, although the mechanism is different, as the means for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules, both the opening of the electrode and the ridge can be used. Therefore, in the above-described configuration of the liquid crystal display device of the present invention, the opening of the electrode can be replaced with a ridge made of a dielectric formed on the electrode.
[0015]
That is, in the liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate which are arranged to face each other, and a reflective display is formed within one dot region. A liquid crystal display device provided with a reflective display area for performing transmissive display and a transmissive display area for performing transmissive display. A liquid crystal layer thickness adjustment layer for differentiating is provided at least in the reflective display area, and an upper electrode layer and a lower electrode layer for driving liquid crystal are provided on inner surfaces of the upper substrate and the lower substrate, respectively. A substantially wavy ridge is formed on the electrode layer or the lower electrode layer in a plan view, and the ridge includes a boundary region between the transmissive display region and the reflective display region within its outer width in a plan view. Configurations that are characterized by It can be.
Even in the case of such a configuration, the orientation of the liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer can be efficiently fixed around the opening by the action of the ridge protruding toward the liquid crystal layer. .
[0016]
In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the inner angle of the opening or the ridge is 90 ° or more. It refers to the folding angle of the meandering opening in plan view. If the internal angle α is less than 90 °, the aperture ratio is reduced and the display becomes dark, which is not preferable.
[0017]
In the liquid crystal display device of the present invention, the opening or the ridge may have a shape along the boundary region, and may be formed to overlap the boundary region in a plane.
With such a configuration, it is possible to increase the ratio of the liquid crystal whose alignment direction can be controlled in the dot region without substantially sacrificing the aperture ratio, and to obtain a higher quality display. Further, for example, when the boundary region is configured by a closed straight line or a closed curve such as a frame shape in a plan view, the opening is also formed in the same shape, so that the omnidirectional direction from the center of the dot region to the outside is used. The liquid crystal molecules fall down, the display is less dependent on the viewing angle, and a bright and high-contrast display can be obtained even when viewed from any direction.
[0018]
In the liquid crystal display device of the present invention, an aperture slit may be formed in the upper electrode layer or the lower electrode layer in the transmissive display area. With such a configuration, the electric field is distorted even in the vicinity of the opening slit, so that the tilt direction of the liquid crystal molecules can be fixed by the action of the electric field, and furthermore, spot-like unevenness is less likely to occur, and high image quality can be obtained. A liquid crystal display device is obtained.
[0019]
In the liquid crystal display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the opening slit is formed substantially parallel to a main extending direction of the opening or the ridge. With such a configuration, it is possible to obtain a liquid crystal display device in which unevenness is less likely to occur particularly in the direction orthogonal to the main extending direction of the opening or the ridge, and for example, display of particularly high quality in the horizontal direction of the panel can be achieved. The obtained liquid crystal display device can be obtained. Note that the main extending direction refers to a macroscopic extending direction of a region in which the opening is formed, not a microscopic extending direction of the meandering opening in plan view.
[0020]
In the liquid crystal display device of the present invention, a color filter may be provided on one of the inner surfaces of the upper substrate and the lower substrate. According to this configuration, it is possible to realize color display with high contrast and a wide viewing angle without display defects such as light leakage and spot-like unevenness.
Further, by providing circularly polarized light incidence means for causing circularly polarized light to be incident on each of the pair of substrates, favorable display can be performed in both reflective display and transmissive display.
[0021]
Next, an electronic apparatus of the present invention includes the above-described liquid crystal display device of the present invention.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus having a bright, high-contrast, wide-viewing-angle liquid crystal display unit regardless of the use environment.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
The liquid crystal display device of this embodiment is an example of an active matrix liquid crystal display device using thin film transistors (hereinafter, abbreviated as TFTs) as switching elements.
[0023]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a plurality of dots arranged in a matrix forming an image display area of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the structure of one dot on a TFT array substrate. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the same liquid crystal display device, and FIG. 3A is a partial cross-sectional view along the line AA 'in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a pixel structure of the liquid crystal display device of the present embodiment. In the following drawings, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member have a size recognizable in the drawings.
[0024]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of dots arranged in a matrix forming an image display area include a pixel electrode 9 and a switching element for controlling the pixel electrode 9. Are formed, and the data line 6a to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a are supplied line-sequentially in this order or supplied to a plurality of adjacent data lines 6a for each group. The scanning lines 3a are electrically connected to the gates of the TFTs 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulsed line-sequential manner at a predetermined timing. The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30. When the TFT 30 serving as a switching element is turned on for a predetermined period, the image signals S1, S2,... Write at the timing of
[0025]
The image signals S1, S2,..., Sn of a predetermined level written in the liquid crystal through the pixel electrodes 9 are held for a certain period between the common electrodes described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly depending on the applied voltage level, thereby enabling gray scale display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode. Note that reference numeral 3b is a capacitance line.
[0026]
Next, a planar structure of a TFT array substrate (a lower substrate in the present invention) constituting the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a pixel electrode 9 is provided on a TFT array substrate, and a data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitor line 3b are provided along vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9, respectively. In the present embodiment, one dot region is inside a region where each pixel electrode 9 and the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, and the like arranged so as to surround each pixel electrode 9 are formed. It is structured so that display can be performed for each dot area arranged in a circle. Note that reference numeral 51 schematically shows liquid crystal molecules.
In FIG. 2, only one pixel electrode 9 is shown. However, in the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. Pixels are configured.
[0027]
The data line 6a is electrically connected via a contact hole 5 to a source region to be described later of the semiconductor layer 1f that constitutes the TFT 30 and is made of, for example, a polysilicon film. Among them, it is electrically connected to a drain region described later via a contact hole 8. Further, a channel region 1a of the TFT 30 is formed in a region where the semiconductor layer 1f and the scanning line 3a intersect in a plan view (a region indicated by oblique lines ascending in the figure), and the scanning line 3a is formed in the channel region 1a. The opposing portion functions as a gate electrode.
[0028]
The capacitance line 3b is formed from a main line portion extending substantially linearly along the scanning line 3a (that is, a first region formed along the scanning line 3a when viewed in plan) and a portion intersecting the data line 6a. And a projection (ie, a second region extending along the data line 6a when viewed in a plan view) protruding forward (upward in the figure) along the data line 6a. In FIG. 2, a plurality of first light-shielding films 11a are provided in a region indicated by oblique lines rising to the right.
[0029]
More specifically, the first light-shielding film 11a is provided at a position covering the TFT 30 including the channel region 1a of the semiconductor layer 1f as viewed from the TFT array substrate side. It has a main line portion extending linearly along the scanning line 3a opposite thereto, and a protruding portion protruding from a location intersecting with the data line 6a to a subsequent stage adjacent to the data line 6a (that is, downward in the drawing). . The tip of the downward projection in each stage (pixel row) of the first light-shielding film 11a is planarly overlapped with the tip of the upward projection of the capacitor line 3b in the next stage below the data line 6a. A contact hole 13 for electrically connecting the first light-shielding film 11a and the capacitance line 3b to each other is provided in the overlapping portion. That is, in the present embodiment, the first light-shielding film 11 a is electrically connected to the preceding or subsequent capacitive line 3 b by the contact hole 13.
[0030]
As shown in FIG. 2, a rectangular frame-shaped reflection film 20 is formed on the periphery of one dot region, and the region where the reflection film 20 is formed is a reflection display region R, and the reflection display region R inside the reflection display region R is formed. A region where the film 20 is not formed is a transmissive display region T. In addition, an insulating film (a liquid crystal layer thickness adjusting layer) is formed in a dot region including a formation region of the reflective film 20 when viewed in a plan view. In the boundary region between the reflective display region R and the transmissive display region T indicated by reference numeral N in FIG. 2, an inclined region forming an inclined surface in a sectional view is formed. For details, refer to the sectional structure shown in FIG. It will be described later.
[0031]
Next, a sectional structure of the liquid crystal display device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. The present invention is characterized by the configuration of the electrodes and the like formed in the dot area, and the cross-sectional structure of the TFT and other wiring is the same as that of the related art, so that illustration and description of the TFT and the wiring are omitted.
[0032]
As shown in FIG. 3, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy having an initial vertical alignment between a TFT array substrate (lower substrate) 10 and a counter substrate (upper substrate) 25 disposed opposite to the TFT array substrate. Liquid crystal layer 50 is sandwiched. Reference numeral 51 schematically shows liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer 50. In the TFT array substrate 10, a reflection film 20 made of a metal film having a high reflectance such as aluminum or silver is partially formed on the surface of a substrate main body 10A made of a light-transmitting material such as quartz or glass. As described above, the area where the reflective film 20 is formed becomes the reflective display area R, and the area where the reflective film 20 is not formed becomes the transmissive display area T. On the reflective film 20 located in the reflective display region R and on the substrate body 10A located in the transmissive display region T, a dye layer 22 constituting a color filter is provided. As shown in FIG. 4, the dye layer 22 has different color layers of red (R), green (G), and blue (B) for each adjacent dot region. One pixel is constituted by one dot region. Alternatively, in order to compensate for the difference in the saturation of the display color between the reflective display and the transmissive display, a dye layer in which the color purity is changed between the reflective display region and the transmissive display region may be separately provided.
[0033]
On the dye layer 22 of the color filter, an insulating film 21 is formed at a plane position substantially corresponding to the reflective display region R. The insulating film 21 is made of, for example, an organic film such as an acrylic resin having a thickness of about 2 μm ± 1 μm, and has an inclined surface near the boundary between the reflective display region R and the transmissive display region T so that its own layer thickness changes continuously. Is provided. Since the thickness of the liquid crystal layer 50 in the portion where the insulating film 21 does not exist is about 2 to 6 μm, the thickness of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R is about half the thickness of the liquid crystal layer 50 in the transmissive display region T. That is, the insulating film 21 functions as a liquid crystal layer thickness adjustment layer that varies the thickness of the liquid crystal layer 50 between the reflective display region R and the transmissive display region T according to its own film thickness. In the case of the present embodiment, the lower edge of the insulating film 21 and the edge of the reflective film 20 (reflective display area) substantially match in plan view, and the inclined area N is substantially included in the reflective display area N. I have.
[0034]
Then, on the surface of the TFT array substrate 10 including the surface of the insulating film 21, a pixel electrode 9 having a substantially rectangular shape in a plan view made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) is formed. Is formed. An alignment film 23 made of polyimide or the like is formed on the pixel electrode 9. An opening slit 9a extending vertically in the center of the transmissive display area T shown in FIG. 2 is formed in the pixel electrode 9 of the TFT array substrate 10, as shown in FIG.
[0035]
On the other hand, on the counter substrate 25 side, a common electrode 31 made of a transparent conductive film such as ITO and an alignment film 33 made of polyimide or the like are sequentially formed on a substrate body 25A made of a light-transmitting material such as glass or quartz. . Both the

alignment films

23 and 33 of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 25 are subjected to vertical alignment processing, but are not provided with a means for imparting pretilt such as rubbing.
As shown in FIG. 3, a part of the common electrode 31 is opened, and the opening 18 is formed in a wave shape in plan view as shown in FIG. It is meandering so as to sew the side extending in the vertical direction in the figure. That is, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the opening 18 and the boundary region N are arranged so as to overlap in plan view, and the outer width of the opening 18 (the left and right sides of the region where the opening 18 is formed in the drawing). Both are arranged in a plane such that the boundary region N is located inside (the maximum width in the direction). In the case of the present embodiment, the opening 18 extends in the vertical direction in FIG. 2 along the portion of the boundary region N extending in the vertical direction in FIG. 2, and the openings 18 are substantially parallel to each other. Are located.
[0036]
Further, on the outer surface side of the TFT array substrate 10 and on the outer surface side of the counter substrate 25,

retardation plates

26 and 36 and

polarizing plates

27 and 37 are provided from the substrate body side, respectively. The

phase difference plates

26 and 36 have a phase difference of about 1/4 wavelength with respect to the wavelength of visible light, and the combination of the phase difference plate and the polarizing plate causes the phase difference between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 25 to be increased. Circularly polarized light enters the liquid crystal layer from both sides, and linearly polarized light is emitted. Further, a backlight 40 having a light source, a reflector, a light guide plate, and the like is provided outside the liquid crystal cell corresponding to the outer surface of the TFT array substrate.
[0037]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the common electrode 31 of the counter substrate 25 has the opening 18 formed in a wavy shape when viewed from above, and the pixel electrode 9 of the TFT array substrate 10 has The formation of the opening slit 9a causes an electric field (potential line) generated between the electrodes on both substrates to be obliquely distorted near the opening 18 and the opening slit 9a. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules fall down in a predetermined direction by the action of the distorted electric field. In plan view, as shown in FIG. 2, these opening slits 9a are formed near the opening slit 9a formed in the center of the dot region and the two openings 18 arranged along the boundary region N. And the liquid crystal molecules 51 fall toward both sides of the opening 18. As described above, according to the liquid crystal display device of the present embodiment, the orientation direction of the liquid crystal molecules is fixed in the dot region when a voltage is applied, whereby the state of the retardation that occurs at the boundary between the regions where the orientation directions of the liquid crystal are different from each other is reduced. Since all dots can be fixed, it is possible to eliminate spot-like unevenness which is a problem in the conventional liquid crystal display device of the vertical alignment mode, and to realize a liquid crystal display device with a wide viewing angle.
[0038]
Further, in the case of the present embodiment, the two openings 18 are arranged along both sides of the transmissive display region T provided in the center of the dot region, so that the liquid crystal molecules at the time of applying a voltage are arranged. Since the alignment direction is substantially symmetrical in the dot area, there is an effect that the image quality does not become uneven in the left-right direction. Since the opening slit 9a is formed in the center of the transmissive display region T so as to extend in the vertical direction, the controllability of the tilt direction of the liquid crystal molecules is improved, and the above effect is further enhanced.
The opening slit 9a of the pixel electrode 9 may be provided as needed. For example, the width of the transmissive display region T in the horizontal direction in the drawing is sufficiently narrow, and the openings 18 provided along the boundary region N are provided. In the case where the control of the alignment direction of the liquid crystal molecules can be satisfactorily performed by the use of 18, the opening slit 9a may not be provided.
[0039]
In the plane area corresponding to the opening 18, since the common electrode 31 is not provided, the liquid crystal does not move even when a voltage is applied to the liquid crystal layer 50, and therefore does not contribute to display. Further, in the inclined region N, as shown in FIG. 3, the thickness of the liquid crystal layer 50 is continuously changed, so that the alignment of the liquid crystal is easily disturbed, so that there is almost no contribution to the display. Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 2, by arranging the opening 18 and the inclined region N so as to overlap with each other in a plane, an area that does not contribute to display in the dot region is formed. The area is minimized, the aperture ratio is increased, and a bright display is obtained.
[0040]
In addition, since the opening 18 has the planar shape shown in FIG. 2, the liquid crystal display device of the present embodiment has a high aperture ratio, enables bright display, and has a large assembling margin. It is also excellent in manufacturability. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the opening 18 shown in FIG. 2 in an enlarged manner. In FIG. 5, a region sandwiched between two two-dot chain lines extending in the vertical direction indicates a boundary region N. The left side of the area N is a reflective display area R and the right side is a transmissive display area T. As shown in FIG. 5, the opening 18 formed in a meandering shape in plan view has an outer width (Wb shown in FIG. 5) larger than the width Wa of the boundary region N. In the case of the form, it is formed to have a width of Wb = Wa + 2 × Wc. Here, Wc is set in consideration of the assembly accuracy of the upper and lower substrates in the liquid crystal display device of the present embodiment. For example, when the width of the boundary region N formed on the TFT array substrate 10 is 4 μm and the assembly accuracy of the upper and lower substrates is 3 μm, the meandering width Wb of the opening 18 is set to 10 μm or more.
[0041]
If the opening 18 having such a configuration is provided, the opening 18 is disposed so as to overlap the boundary region N in a plane even if a positional shift occurs between the upper and

lower substrates

10 and 25 at the time of manufacturing the liquid crystal display device. Therefore, there is obtained an advantage that a liquid crystal display device having a high aperture ratio can be easily manufactured. That is, if the opening 18 is not formed in a meandering shape, the opening is formed in a strip shape in order to realize a similar configuration. In order to dispose the portions, it is necessary to form an opening having a width of 10 μm or more in consideration of the displacement of the upper and lower substrates. Then, since the liquid crystal is not driven in the region of the opening formed in the shape of a strip, the luminance is lower than that of the liquid crystal display device of the present invention. Further, if the width of the strip-shaped opening is narrowed in order to improve the aperture ratio, there is a problem that the luminance similarly decreases when the upper and lower substrates are displaced. On the other hand, when the openings 18 according to the present embodiment are applied, the liquid crystal is driven in a region 35 that does not overlap with the inclined region N, as shown in FIG. A liquid crystal display device that can contribute to display, has a high aperture ratio, and has a large manufacturing margin can be realized.
[0042]
Furthermore, according to the liquid crystal display device of the present embodiment, the thickness of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R is reduced by providing the insulating film 21 in the reflective display region R. Since it can be reduced to half, the retardation in the reflective display region R and the retardation in the transmissive display region T can be made substantially equal. As a result, the voltage characteristics in the reflective display region R and the voltage characteristics in the transmissive display region T can be substantially reduced. They can be identical. Thereby, the behavior of the liquid crystal layer in both regions when a voltage is applied is the same, so that a high-contrast display is obtained.
[0043]
In the opening 18 according to the present embodiment, it is preferable that the inner angle is 90 ° or more. The inner angle corresponds to the angle α shown in FIG. 5, and indicates the turning angle of the opening 18 in plan view. If the internal angle α is less than 90 °, the aperture ratio is reduced and the display becomes dark, which is not preferable.
In addition, the opening width Wd of the opening 18 shown in FIG. 5 is preferably not less than 2 μm and not more than 10 μm. When the width Wd is less than 2 μm, the effect of the oblique electric field generated by the aperture is weak, and when the width Wd is 10 μm or more, the area which does not contribute to the display increases, so that the aperture ratio sharply decreases.
[0044]
In the first embodiment, the case where the opening 18 has a meandering shape formed of a curved line is described. However, the planar shape of the opening 18 is not limited to such a shape, and is, for example, a triangular wave shape in a plan view or a rectangular wave shape in a plan view. Or a shape in which these are combined. Also in these cases, the above-described effects can be obtained, and a liquid crystal display device having high image quality and high manufacturability can be obtained. Further, the opening 18 may be formed in the pixel electrode 9.
[0045]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The planar configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is almost the same as that of the previous embodiment shown in FIG. 2, and in this embodiment, the configuration common to FIG. 6 or FIG. Elements have the same reference characters allotted, and detailed description thereof will not be repeated.
[0046]
As shown in FIG. 6, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the color filter 22 is provided on the inner surface of the opposite substrate 25, and substantially corresponds to the reflective display region R on the inner surface of the substrate main body 10A of the TFT array substrate 10. An insulating film 21 serving as a liquid crystal layer thickness adjusting layer is formed in the region. The insulating film 21 has a step formed in the dot region by being opened at a substantially central portion in a plan view, and an uneven shape is formed on the upper surface of the step. A rectangular frame-shaped reflection film 20 is formed in the area where the uneven shape is formed. The inner peripheral wall of the opening area forms a boundary area N shown in FIG. The pixel electrode 9 and the alignment film 23 are formed so as to cover the insulating film 21.
[0047]
In the present embodiment, since the surface of the insulating film 21 has an uneven shape, and the surface shape of the reflective film 20 is formed to have unevenness, the reflective film 20 is provided with a scattering reflection function, The visibility of the reflective display is improved, and a bright display with a wide viewing angle is obtained. Further, as in the first embodiment, a wavy opening 18 meandering in a plan view is formed at a position overlapping the boundary region N in the common electrode 31 in plan view, and an opening slit is formed in the center of the pixel electrode 9. Since 9a is formed, also in the liquid crystal display device of the present embodiment, a liquid crystal display device capable of displaying with high contrast and a wide viewing angle without display defects such as light leakage and spot-like unevenness is obtained. Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0048]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a plan view schematically showing one dot area of the liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 7B is a plan view taken along the line BB ′ shown in FIG. It is sectional drawing. The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. In the diagram shown in FIG. 7, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 2 or FIG. Detailed description is omitted. FIG. 7B shows only the electrode layers and the liquid crystal layers provided on the upper and lower substrates to make the drawing easier to see.
[0049]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 7,

openings

18, 18 are formed in the inclined region N of the TFT array substrate 10 so as to planarly overlap with a portion extending in the vertical direction in the drawing. This is the same as the point where the pixel electrode 9 is provided with the opening slit 9a extending in the vertical direction in the figure. The difference is that the second opening slits 18 a, 18 a overlapping in a plane are provided in the common electrode 31. The

openings

18a, 18a are also formed in a meandering wave shape in plan view, as shown in FIG.
[0050]
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 7A, since the second openings 18a are provided, the openings are formed in the common electrode 31 so as to surround the transmissive display region T. Therefore, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules fall in all directions around the opening slit 9a in the plane. As a result, the display does not depend on the viewing angle, and a bright and high-contrast display can be obtained regardless of the viewing direction.
Also in the liquid crystal display device of the present embodiment having the above configuration, there is obtained a liquid crystal display device capable of displaying with high contrast and a wide viewing angle without display defects such as light leakage and spot-like unevenness. The same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0051]
In the present embodiment, the case where the

openings

18, 18a are arranged along the respective sides of the rectangular frame-shaped boundary region N in plan view has been described, but the

openings

18, 18, and the

openings

18a, 18a An opening in the form of a rectangular frame in a plan view that is connected can also be applied, and in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
[0052]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a plan view schematically showing one dot region of the liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 8B is a portion along the line CC ′ shown in FIG. It is sectional drawing. The basic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment and the second embodiment. In FIG. 8, the same components as those in FIGS. 2, 3, and 7 are used. Are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted. In FIG. 8B, only the electrode layers and the liquid crystal layers provided on the upper and lower substrates are shown for easy viewing.
[0053]
In the liquid crystal display device of the present embodiment,

wavy ridges

38, 38a meandering in plan view are formed instead of the

openings

18, 18a in the liquid crystal display device of the second embodiment. In other words, as shown in FIG. 8B, the common electrode 31 is formed in a solid shape in the dot region, and the protrusion 38 made of an insulator is provided on the liquid crystal layer 50 side of the common electrode 31. Also, the ridges 38a provided along the left and right portions of the boundary region N have the same cross-sectional structure as the ridge 38 shown in FIG. 8B.
[0054]
Also in the liquid crystal display device of the present embodiment having the above-described configuration, the alignment direction of the liquid crystal molecules at the time of applying a voltage can be controlled by the action of the protrusion protruding toward the liquid crystal layer 50 side. As shown in FIG. 8, when the voltage is applied, the liquid crystal molecules 51 fall outward from the ridges 38, and thus the liquid crystal molecules 51 extend in the horizontal direction of the dot region by the action of the

ridges

38, 38 extending vertically in the drawing. You will fall evenly. In addition, since the liquid crystal molecules fall even in the vertical direction of the dot region by the action of the

ridges

38a, 38a extending in the horizontal direction in the figure, a high-quality liquid crystal display device with small viewing angle dependence can be realized.
[0055]
In the case where the projection 38 is provided instead of the opening 18, similarly to the first embodiment, a configuration in which the projection 38 a extending in the left-right direction in the drawing may not be provided may be adopted. A configuration in which the ridges are connected in a frame shape may be used. Alternatively, a configuration in which the ridges and the openings are mixed in the dot area may be adopted. Further, the planar shape of the ridge may be substantially triangular in plan view.
[0056]
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device using a TFT as a switching element has been described. However, an active matrix type liquid crystal display device using a thin film diode (TFD) switching element is shown. The present invention can be applied to a passive matrix type liquid crystal display device and the like. In addition, specific descriptions regarding materials, dimensions, shapes, and the like of various components can be appropriately changed.
[0057]
(Electronics)
FIG. 9 is a perspective configuration diagram of a mobile phone as an example of an electronic apparatus including a liquid crystal display device according to the present invention in a display portion. 1301, a plurality of operation buttons 1302, an earpiece 1303, and a mouthpiece 1304 are provided.
The liquid crystal display device of the above embodiment is not limited to the above-mentioned mobile phone, but may be an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic organizer. , A calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, etc., can be suitably used as image display means, and any electronic device provides a wide viewing angle and high contrast display. be able to.
[0058]
【Example】
The present inventor has verified that the shape of the opening 18 in the liquid crystal display device described in the first embodiment is effective for improving the aperture ratio. The results are reported below. Specifically, the liquid crystal display device having the configuration exemplified in the first embodiment and the same width as the outer width (Wb shown in FIG. 5) of the opening 18 instead of the opening 18 of the liquid crystal display device And a liquid crystal display device in which a strip-shaped opening having the following formula was provided in the common electrode along the boundary region N, and the reflectance and the transmittance were measured.
In this example, the liquid crystal display device of the first embodiment was prototyped with the opening width (Wd) of the opening 18 being 4 μm, the outer width (Wb) being 10 μm, and the inner angle (α) being 135 °. In addition, as a comparative product, a prototype in which the shape of the opening was a strip having an opening width of 10 μm was also produced. In both devices, the width (Wa) of the boundary region N was 4 μm, and the assembly margin (Wc) was 3 μm.
Table 1 shows the measurement results of the transmittance and the reflectance of each of the liquid crystal display devices.
[0059]
[Table 1]

[0060]
As is evident from the results of Table 1, if a wavy opening that is meandering in plan view is provided as in the configuration according to the present invention, a rectangular opening having an equivalent assembly margin is provided. It was confirmed that a liquid crystal display device excellent in both transmittance and reflectance was obtained as compared to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of one dot of the liquid crystal display device.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the same liquid crystal display device taken along line AA ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view for explaining a pixel configuration of the liquid crystal display device.
FIG. 5 is an explanatory view showing an enlarged part of the opening of the liquid crystal display device.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the same.
FIG. 8A is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a partial cross-sectional view of the same.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
9 Pixel electrode (lower electrode layer)
10 TFT array substrate (lower substrate)
18, 18a Opening 20 Reflecting film 21 Insulating film (liquid crystal layer thickness adjusting layer)
23 Alignment film 25 Counter substrate (upper substrate)
31 Common electrode (upper electrode layer)
38 ridge 50 liquid crystal layer R reflective display area T transmissive display area N boundary area

Claims

A liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate which are opposed to each other, and a reflective display area for performing a reflective display and a transmissive for performing a transmissive display within one dot area. A liquid crystal display device provided with a display area,
On the inner surface side of the upper substrate or the lower substrate, a liquid crystal layer thickness adjustment layer for making the liquid crystal layer thickness different between the transmissive display region and the reflective display region is provided at least in the reflective display region, and the upper substrate and the lower substrate An upper electrode layer and a lower electrode layer for driving liquid crystal are provided on the inner surface, respectively.
An opening having a substantially wavy shape in plan view is formed in the upper electrode layer or the lower electrode layer,
The liquid crystal display device, wherein the opening is disposed so as to include a boundary region between the transmissive display region and the reflective display region inside an outer width thereof in a plan view.

A liquid crystal layer containing liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate which are opposed to each other, and a reflective display area for performing a reflective display and a transmissive for performing a transmissive display within one dot area. A liquid crystal display device provided with a display area,
On the inner surface side of the upper substrate or the lower substrate, a liquid crystal layer thickness adjustment layer for making the liquid crystal layer thickness different between the transmissive display region and the reflective display region is provided at least in the reflective display region, and the upper substrate and the lower substrate An upper electrode layer and a lower electrode layer for driving liquid crystal are provided on the inner surface, respectively.
A substantially wavy ridge is formed on the upper electrode layer or the lower electrode layer in plan view,
The liquid crystal display device, wherein the ridge is disposed so as to include a boundary region between the transmissive display region and the reflective display region inside the outer width thereof in plan view.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an inner angle of the opening or the ridge in a plan view is 90 ° or more.

The said opening part or protrusion is a shape along the said boundary area | region, and it is formed so that it may overlap with the said boundary area | region planarly, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Liquid crystal display device.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an opening slit is formed in the upper electrode layer or the lower electrode layer in the transmissive display area.

The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the opening slit is formed substantially parallel to a main extending direction of the opening or the ridge.

7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a color filter is provided on one of the inner surfaces of the upper substrate and the lower substrate.

The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a circularly polarized light incidence unit for causing circularly polarized light to enter each of the upper substrate and the lower substrate.

An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1.