JP2005134642A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 対向配置された一対の基板10,25により、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分子からなる液晶層50が挟持され、基板10と液晶層50との間に、液晶分子51bを傾斜配向させる突起18が形成された液晶表示装置であって、その突起18は、基板10の電極9に対する傾斜角の異なる複数の傾斜面を備えている。その突起18における傾斜角の最大値と最小値との差が、0°より大きく、10°以下であることが望ましい。
【選択図】 図6
Description
近時では、液晶表示装置のコントラストを向上させるため、誘電異方性が負の液晶が採用されている。この液晶は、電界無印加時において基板と垂直に配向し、電界印加時において基板と平行に配向するものである。
この突起の高さが異なると、電界無印加時における液晶分子の傾斜角度が異なることになり、電界印加によって基板と平行に倒れるときのしきい値電圧が異なることになる。そのため、パネル面内で突起の高さが異なると、画素間で表示ムラが発生するという問題がある。
この構成によれば、傾斜角の異なる複数の傾斜面において、液晶分子が異なる傾斜配向を示すことになる。これにより、1つのドット領域内に電気光学特性の異なる複数のドメインが形成され、当該ドット領域の電気光学特性は各ドメインの電気光学特性を平均化したものになる。したがって、突起の高さにばらつきがあっても、表示ムラが生じにくい液晶表示装置を提供することができる。
また、傾斜角が異なる非対称突起を備えた液晶表示装置の電気光学特性は、各傾斜角の対称突起を備えた液晶表示装置の電気光学特性を平均化したものになる。そのため、非対称突起を備えた液晶表示装置は、対称突起を備えた液晶表示装置と同等の電気光学特性を発揮することができる。しかも、非対称突起の傾斜角がばらついた場合には、対称突起の傾斜角がばらついた場合と比べて、電気光学特性のシフト量が小さくなる。したがって、突起の高さにばらつきがあっても、表示品質を大きく変化させることがなく、表示ムラが生じにくい液晶表示装置を提供することができる。
加えて、傾斜角の大きい傾斜面は液晶分子の配向制御性に優れているので、非対称突起を採用することにより、液晶分子の配向制御性を維持しつつ、突起の形成領域を小さくすることができる。したがって、画像表示に利用可能な領域を拡大することが可能になり、高開口率で明るい液晶表示装置を提供することができる。
傾斜角の最大値と最小値との差が大きくなると、液晶表示装置において白表示を行うための電圧が大きくなる。これにより、液晶表示装置の十分なスイッチングを行うためには、高い駆動電圧が必要になる。また、傾斜角の最大値と最小値との差が大きくなると、液晶表示装置における白表示の明るさが低下して、コントラストの確保が困難になる。そこで、上記構成とすることにより、対称突起を備えた液晶表示装置と同等の電気光学特性を発揮することができる。
このような半透過反射型の液晶表示装置の場合でも、突起高さにばらつきにかかわらず表示ムラが生じにくく、また高開口率で明るい液晶表示装置を提供することができる。
反射表示領域と透過表示領域との境界領域では、液晶層厚の不均一に起因する液晶配向の乱れが生じやすい。一方、突起における傾斜角が最大となる傾斜面は、液晶分子の配向制御性に優れている。そこで、上記構成とすることにより、反射表示領域と透過表示領域との境界領域における液晶配向の乱れを抑制することができる。したがって、当該領域における光洩れを防止することが可能になり、高コントラストの液晶表示装置を提供することができる。
この構成によれば、導電体に形成したスリットにより液晶層に斜め電界を印加することが可能になる。これにより、電界無印加時において垂直配向していた液晶分子を、電界印加時には所定方向に傾倒させて配向規制することができる。
この構成によれば、電界無印加時において液晶分子を垂直配向させることが可能になり、高コントラストで表示品質に優れた液晶表示装置を提供することができる。
この構成によれば、表示ムラが生じにくく、視野角が広く、表示品質に優れた表示部を有する電子機器を提供することができる。
このように、非対称突起の傾斜角差Δθが大きくなると、液晶表示装置の電気光学特性が悪化する。したがって、非対称突起の傾斜角差Δθを0°<Δθ≦10°とした場合に、上述した効果を発揮することが可能になる。
図5は、本発明の第1の実施形態である液晶表示装置の表示領域を示す部分斜視図、図6は、図5のA−A線に沿う断面構成図、図7は、1画素領域を示す平面構成図である。これらの図に示す液晶表示装置は、スイッチング素子としてTFD(Thin Film Diode)素子(二端子型非線形素子)を用いたアクティブマトリクス方式のカラー液晶表示装置であるが、スイッチング素子としてTFT(Thin Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に、本発明を適用することも可能である。
図6は、図5のA−A線に沿う断面図である。なお図6では、理解を容易にするため、素子基板25におけるTFD素子および各種配線の記載を省略している。
図6に示すように、素子基板25における画素電極31の内側には、ポリイミド等からなる配向膜33が形成されている。一方、対向基板10における対向電極9の内側には、ポリイミド等からなる配向膜23が形成されている。なお、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処理は施されていない。
図7は、図5に示す液晶表示装置の1画素領域を示す平面構成図であり、素子基板の構成部材を実線で、対向基板の構成部材を一点鎖線で示している。
図7に示すように、画素電極31および対向電極9の表面には、液晶分子の配向制御手段であるスリット31aや突起18等が形成されている。画素電極31には、平面視略帯状の複数のスリット31aが形成されている。また対向電極9の表面には、平面視略帯状の複数の突起18が形成されている。なお、各突起18および各スリット31aは、画素電極31の長辺方向に対して交互に配置されている。また、画素電極31における一方の長辺から他方の長辺にかけて、各突起18の間隔および各スリット31aの間隔が広がるように、各突起18および各スリット31aが配置されている。なお上記とは逆に、対向電極9にスリットを形成し、画素電極31に突起を形成してもよい。
次に、本発明の第2の実施形態である液晶表示装置について説明する。図8は、図5のA−A線に相当する部分における断面構成図、図9は、1画素領域を示す平面構成図である。第2実施形態の液晶表示装置は、半透過反射型の液晶表示装置である。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
図9は、図5に示す液晶表示装置の1画素領域を示す平面構成図であり、素子基板の構成部材を実線で、対向基板の構成部材を一点鎖線で示している。
図9に示すように、画素電極31には、その長辺から中央部に向かって複数のスリット31aが形成されている。このスリット31aにより、画素電極31は3個のサブピクセル32に分割され、各サブピクセルは中央部で連結されている。なお、3個のサブピクセル32のうち少なくとも1個のサブピクセルは、反射表示領域に対応して形成されている。これにより、1つのドット領域内で複数のドメインを形成することができる。また、サブピクセル32の角部には面取り等が施され、サブピクセル32は平面視略八角形状ないし略円形状とされている。そして液晶層に電界を印加すると、サブピクセル32の輪郭に対して垂直に液晶分子51が傾倒する。したがって、液晶分子のダイレクタを複数作り出すことが可能になり、視野角の広い液晶表示装置を提供することができる。
図10は、第2実施形態に係る液晶表示装置の変形例の説明図であって、液晶表示装置の1画素領域を示す平面構成図であり、素子基板の構成部材を実線で、対向基板の構成部材を一点鎖線で示している。
図10に示すように、画素電極31および対向電極9の表面には、液晶分子の配向制御手段として、スリット31aや突起18等が形成されている。画素電極31には、平面視略帯状の複数のスリット31aが形成されている。また対向電極9の表面には、平面視略帯状の複数の突起18が形成されている。この誘電体突起18およびスリット31aは、画素電極31の短辺と平行に形成され、画素電極31の長辺方向に対して交互に配置されている。なお、上記とは逆に、対向電極9にスリットを形成し、画素電極31に突起を形成してもよい。
図11は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、本発明の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。
上記各実施の形態の表示装置は、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、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の表示が可能になっている。
Claims (7)
- 対向配置された一対の基板により、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が挟持され、
前記基板と前記液晶層との間に、前記液晶を傾斜配向させる突起が形成された液晶表示装置であって、
前記突起は、前記基板に対する傾斜角の異なる傾斜面を備えていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記突起における前記傾斜角の最大値と最小値との差が、0°より大きく、10°以下であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 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、
前記一対の基板のうち少なくともいずれかの基板と前記液晶層との間には、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記突起は、少なくとも前記透過表示領域に形成され、
当該突起における前記傾斜角が最大となる傾斜面は、少なくとも前記突起と前記液晶層厚調整層との距離が最小となる位置に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 - 前記基板の内側には、前記液晶に電界を印加する導電体が設けられ、
前記導電体には、前記液晶を傾斜配向させるスリットが形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記一対の基板には、前記液晶を垂直配向させる配向膜が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 請求項1ないし請求項6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。
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