JP2008225296A - 電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】階調反転を抑制することで、表示品位が高く、かつ広視野角を得る、電気光学装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】電気光学層50を挟持して対向配置された一対の基板10,20と、一対の基板10,20の少なくとも一方の基板20における電気光学層50とは反対側に設けられ、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層23と、を備えた電気光学装置100である。電気光学層50は、白色表示時にて、電気光学層50の厚み方向のチルト角が中央側および基板面側で異なる。
【選択図】図3
【解決手段】電気光学層50を挟持して対向配置された一対の基板10,20と、一対の基板10,20の少なくとも一方の基板20における電気光学層50とは反対側に設けられ、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層23と、を備えた電気光学装置100である。電気光学層50は、白色表示時にて、電気光学層50の厚み方向のチルト角が中央側および基板面側で異なる。
【選択図】図3
Description
本発明は、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。
一般的に液晶表示装置(電気光学装置)は視野角特性が問題となり、このような問題を解決すべくλ/4波長板(位相差層)を設けることで広視野角化を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、液晶表示装置の駆動モードとして種々のものがあるが、例えば液晶層の複屈折性を利用するものとしてECBモードが知られている。このようなECBモードによって駆動される液晶層を有した液晶表示装置においても、同様に広視野角化が望まれる。
例えば、反射表示および透過表示を行う半透過反射型のECBモードの液晶表示装置の視野角特性を向上させるために、位相差板に液晶分子がハイブリッド配向した構造を持つNRフィルム(光学補償フィルム)を用いることが考えられる。
特表2005−501293号公報
ところで、液晶表示装置の駆動モードとして種々のものがあるが、例えば液晶層の複屈折性を利用するものとしてECBモードが知られている。このようなECBモードによって駆動される液晶層を有した液晶表示装置においても、同様に広視野角化が望まれる。
例えば、反射表示および透過表示を行う半透過反射型のECBモードの液晶表示装置の視野角特性を向上させるために、位相差板に液晶分子がハイブリッド配向した構造を持つNRフィルム(光学補償フィルム)を用いることが考えられる。
しかしながら、上述したようにNRフィルムを用いると視野角を拡大することができるものの、白色および黒色における階調が反転してしまい表示品位が低下する可能性がある。すなわち、表示品位と広視野角化との両立を図るのが難しかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、階調反転を抑制することで、表示品位が高く、かつ広視野角を得る、電気光学装置、及び電子機器を提供することを目的としている。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の電気光学装置は、電気光学層を挟持して対向配置された一対の基板と、該一対の基板の少なくとも一方の基板における前記電気光学層とは反対側に設けられ、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層と、を備えた電気光学装置であって、前記電気光学層は、白色表示時にて、前記電気光学層の厚み方向のチルト角が中央側および前記基板面側で異なることを特徴とする。
すなわち、本発明の電気光学装置は、電気光学層を挟持して対向配置された一対の基板と、該一対の基板の少なくとも一方の基板における前記電気光学層とは反対側に設けられ、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層と、を備えた電気光学装置であって、前記電気光学層は、白色表示時にて、前記電気光学層の厚み方向のチルト角が中央側および前記基板面側で異なることを特徴とする。
本発明の電気光学装置によれば、白色表示(ノーマリーホワイト)時において、例えば中央側のチルト角を基板側に対して異ならせる、すなわち中央側のチルト角を所定値とすることで、後述する実験結果に示されるように斜め方向から表示部を視た場合における、白色の輝度で規定される階調の反転が生じるのを良好に抑制することができる。また、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層を備えたことで、広視野角化を実現できる。したがって、階調反転を抑制することで、表示品位が高く、かつ広視野角を得ることのできる電気光学装置を提供できる。
また、上記電気光学装置においては、前記中央側におけるチルト角は、チルト角をa、前記電気光学層のリタデーションをx、としたとき、
x/25 < a < x/10
の関係を満たすのが好ましい。
このようにすれば、上記関係で規定されるチルト角を採用することで、階調反転を良好に抑制することができる。
x/25 < a < x/10
の関係を満たすのが好ましい。
このようにすれば、上記関係で規定されるチルト角を採用することで、階調反転を良好に抑制することができる。
また、上記電気光学装置においては、前記チルト角は、前記基板側および前記中央側間において連続的に変化するのが好ましい。
このようにすれば、電気光学層内でチルト角が急激に変化するのが防止されるので、階調反転抑制効果を安定させることができる。
このようにすれば、電気光学層内でチルト角が急激に変化するのが防止されるので、階調反転抑制効果を安定させることができる。
また、上記電気光学装置においては、前記電気光学層が、ECBモードにより駆動される液晶層であるのが好ましい。
このようにすれば、高表示品位および広視野角化を実現した、信頼性の高いECBモードの液晶表示装置を提供できる。
このようにすれば、高表示品位および広視野角化を実現した、信頼性の高いECBモードの液晶表示装置を提供できる。
また、上記電気光学装置においては、1つのサブ画素領域が反射表示をなす反射表示領域および透過表示をなす透過表示領域から構成され、前記反射表示領域における前記電気光学層の層厚を前記透過表示領域における前記電気光学層の層厚よりも小さくする電気光学層厚調整部材を備えるのが好ましい。
このようにすれば、所謂マルチギャップ構造を備えた半透過反射型の電気光学装置においても、階調反転を抑制し、表示品位が高く、かつ広視野角を得ることができる。
このようにすれば、所謂マルチギャップ構造を備えた半透過反射型の電気光学装置においても、階調反転を抑制し、表示品位が高く、かつ広視野角を得ることができる。
また、上記電気光学装置においては、前記光学異方層は、透過光に対して略1/4波長の位相差を付与するλ/4位相差板を構成するのが好ましい。
このようにすれば、光学異方層が、視野角を補償する光学補償機能に加え、1/4波長板の機能も兼ねた構成となっているので、電気光学装置自体が高性能なものとなる。
このようにすれば、光学異方層が、視野角を補償する光学補償機能に加え、1/4波長板の機能も兼ねた構成となっているので、電気光学装置自体が高性能なものとなる。
本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器によれば、上述したように階調反転を抑制することで、表示品位が高く、かつ広視野角化が実現された電気光学装置を備えているので、電子機器自体も、高性能かつ高信頼性なものとなる。
以下、本発明における電気光学装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また、本実施形態では、電気光学装置として半透過反射型の液晶表示装置を例に挙げて説明する。ここで、図1は液晶表示装置の等価回路図、図2は液晶表示装置のサブ画素領域を示す部分拡大平面構成図、図3は図2のA−A’矢視断面を示す図である。
本実施形態の液晶表示装置100は、アクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素で1個の画素を構成するものである。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、3個のサブ画素により形成される表示領域を「画素領域」と称する。
図1に示すように、液晶表示装置100の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極9と画素電極9をスイッチング制御するためのTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)30とが形成されており、データ線駆動回路(図示せず)から延びるデータ線6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。また、走査線駆動回路(図示せず)は、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。データ線駆動回路は、画像信号S1、S2、…、Snを、データ線6aを介して各サブ画素に供給する。前記画像信号S1〜Snはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
液晶表示装置100は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号G1〜Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号S1〜Snが、所定のタイミングで画素電極9に書き込まれる構成となっている。そして、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〜Snは、画素電極9と液晶層50を介して対向配置された後述する共通電極との間で一定期間保持される。
ここで、保持された画像信号S1〜Snがリークするのを防止するため、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17が接続されている。蓄積容量17は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。
ここで、保持された画像信号S1〜Snがリークするのを防止するため、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17が接続されている。蓄積容量17は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。
次に、図2,3を参照して、液晶表示装置100の詳細な構成について説明する。図2において、平面視でほぼ矩形状のサブ画素領域の長軸方向、画素電極9の長軸方向、並びにデータ線6aの延在方向をX軸方向、サブ画素領域の短軸方向や画素電極9の短軸方向、走査線3a及び容量線3bの延在方向をY軸方向と規定している。
各々のサブ画素領域には、一方向(X軸方向)に長手の平面視矩形状の画素電極9が形成されている。画素電極9の辺端のうち、長辺の縁に沿ってデータ線6aが延在しており、短辺の縁に沿って走査線3aが延在している。走査線3aの画素電極9側には、走査線3aと平行に延びる容量線3bが形成されている。
画素電極9は、サブ画素領域を長軸方向で区画するように配置された透明電極19aと、反射電極19bとからなる。透明電極19aおよび反射電極19bは、互いに電気的に接続されている。また、画素電極9に対向配置されて共通電極25が形成されている。
本実施形態において、透明電極19aの形成領域、すなわち照明装置60からの照明光が透過することで表示を行う領域が透過表示領域Tであり、反射電極19bの形成領域、すなわち外光を反射させて表示を行う領域が反射表示領域Rである。
透明電極19aは、ITO(インジウム錫酸化物)などの透明導電膜からなり、反射電極19bはアルミニウムや銀などの光反射性の金属膜等からなる。透明電極19aは容量線3bと部分的に重なって配置されており、透明電極19aは隣接するサブ画素領域の走査線3aと部分的に重なって配置されている。透明電極19aと容量線3bとが平面的に重なる領域に画素電極9とTFT30との接続部が形成されている。また透明電極19aの平面領域内であって、走査線3aとデータ線6aとの交差部近傍にTFTアレイ基板(他方の基板)10と対向基板(一方の基板)20との間隔(液晶層50の層厚)を一定に保持するスペーサ40が形成されている。スペーサ40は、走査線3aやデータ線6a等の信号配線上に配置することもでき、反射表示領域Rに配置することもできる。
走査線3a上に、スイッチング素子であるTFT30が形成されている。TFT30は、島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層35と、半導体層35に対して一部平面的に重なるように配置されたソース電極6b及びドレイン電極32と、を備えている。
走査線3aは半導体層35と平面的に重なる位置でTFT30のゲート電極として機能する。
走査線3aは半導体層35と平面的に重なる位置でTFT30のゲート電極として機能する。
ソース電極6bは、半導体層35と反対側の端部でデータ線6aと電気的に接続されている。ドレイン電極32は半導体層35と反対側の端部で容量電極31を構成している。
容量電極31は容量線3bの平面領域内に配置されており、当該位置に容量電極31と容量線3bとを電極とする蓄積容量17が形成されている。容量電極31の平面領域内に形成された画素コンタクトホール14を介して画素電極9と容量電極31とが電気的に接続されることで、TFT30のドレインと画素電極9とが電気的に導通している。
容量電極31は容量線3bの平面領域内に配置されており、当該位置に容量電極31と容量線3bとを電極とする蓄積容量17が形成されている。容量電極31の平面領域内に形成された画素コンタクトホール14を介して画素電極9と容量電極31とが電気的に接続されることで、TFT30のドレインと画素電極9とが電気的に導通している。
次に、図3に示す断面構造をみると、液晶表示装置100は、互いに対向して配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間に、ホモジーニアス型の液晶層50が挟持されている。前記液晶層50は、前記画素電極9および共通電極25間に電圧を印加し液晶の複屈折性を利用することで入射光の通過/遮断を制御するECB(Electrically Controlled Birefringence)モードで動作する構成となっている。なお、本実施形態に係るECBモードの液晶表示装置100は、画素電極9および共通電極25間に電圧を印加しない際に白表示(ノーマリーホワイト)となっている。
前記対向基板20は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体21を主体として構成される。基板本体21の外面(前記液晶層50)には、
詳細について後述する、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層23を備えている。なお光学異方層23は、透過光に対して略1/4波長の位相差を付与するλ/4位相差板を構成し、位相差が90〜140nmに設定される。そして、この光学異方層23上には、透過光に対して略1/2波長の位相差を付与するλ/2位相差板26と偏光板27とが順に積層されている。なお、本実施形態では、前記λ/2位相差板26の位相差は、280nmに設定される。
詳細について後述する、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層23を備えている。なお光学異方層23は、透過光に対して略1/4波長の位相差を付与するλ/4位相差板を構成し、位相差が90〜140nmに設定される。そして、この光学異方層23上には、透過光に対して略1/2波長の位相差を付与するλ/2位相差板26と偏光板27とが順に積層されている。なお、本実施形態では、前記λ/2位相差板26の位相差は、280nmに設定される。
また、基板本体21の内側(液晶層50側)には、各サブ画素領域を縁取るようにして形成される遮光膜(ブラックマトリクス;不図示)と、各々のサブ画素領域に対応する色種の色材層からなるカラーフィルタ22とが形成されている。
カラーフィルタ22は、サブ画素領域内で色度の異なる2種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Tの平面領域に対応して第1の色材領域が設けられ、反射表示領域Rの平面領域に対応して第2の色材領域が設けられており、第1の色材領域の色度が、第2の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。このような構成とすることで、カラーフィルタ22を表示光が1回のみ透過する透過表示領域Tと、2回透過する反射表示領域Rとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
また、カラーフィルタ22上には、さらに透明樹脂材料等からなる平坦化膜を積層することが好ましい。これにより対向基板20表面を平坦化して液晶層50の厚さを均一化でき、サブ画素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
また、カラーフィルタ22上には、さらに透明樹脂材料等からなる平坦化膜を積層することが好ましい。これにより対向基板20表面を平坦化して液晶層50の厚さを均一化でき、サブ画素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
前記カラーフィルタ22上にITO等の透明導電材料からなる共通電極25が形成されている。共通電極25は複数のサブ画素領域を覆う平面形状である。共通電極25を覆ってポリイミド等からなる配向膜29が形成されている。配向膜29の表面にはサブ画素領域の長軸方向(図2X軸方向)のラビング処理が施されている。かかる配向膜29により、図2中、実線の矢印で示す配向方向29aに沿って液晶分子が配向する。なお、後述するTFTアレイ基板10側の配向膜18により、図2中破線の矢印で示す配向方向18aに沿って液晶分子が配向する。
(光学異方層)
前記光学異方層23は、ディスコティック化合物等の負の屈折率異方性を有する光学異方体(光学媒体)からなり、その主屈折率nx,ny,nzは、nx=ny>nzを満たす構成とされている。また膜厚方向に対してディスコティック化合物の光軸角度が変化しているハイブリット配向した構成であるため、平均的な屈折率楕円体の主屈折率nzの方向は基板法線に対してある角度をなして傾いているものとなっている。
前記光学異方層23は、ディスコティック化合物等の負の屈折率異方性を有する光学異方体(光学媒体)からなり、その主屈折率nx,ny,nzは、nx=ny>nzを満たす構成とされている。また膜厚方向に対してディスコティック化合物の光軸角度が変化しているハイブリット配向した構成であるため、平均的な屈折率楕円体の主屈折率nzの方向は基板法線に対してある角度をなして傾いているものとなっている。
基板10,20間に封入された液晶層50は、光学的に正の一軸性を示すもので、液晶分子のダイレクタ方向の屈折率が他の方向の屈折率より大きくなっている。ここで、界面付近の液晶分子は黒表示の際、完全に立ち上がることができないために、残留リタデーションを生じ、これを打ち消す必要がある。さらにラグビーボール型の屈折率楕円体は、斜め方向から観察すると楕円になり、その長軸と短軸との差が複屈折となる。この斜め方向から観察した場合の位相差が、黒表示における光漏れの原因となり、液晶パネルのコントラスト比を低下させることになる。
これに対して、光学異方層23を構成するディスコティック液晶は、上述したように光学的に負の一軸性を示すものであり、光学異方層23における円盤型の屈折率楕円体のz方向の光軸を、それぞれが配設される側のラグビーボール型の屈折率楕円体の光軸と平行に配置することで光学的な正負が逆になって複屈折効果を打ち消すことができる。そこで、光学異方層23における配向膜の配向規制方向が、配向膜の配向規制方向(ラビング方向18a、29a)と略一致するように配置し、かつ光学異方層23におけるディスコティック液晶の傾斜角度が大きい方の面が、液晶層50と対向するように配置する。これにより、光入射側領域に生じる光学的な位相差を3次元的に補償することが可能になり、液晶表示装置における広視野角化を図ることができる。
前記光学異方層23は、具体的には、トリアセチルセルロース(TAC)等からなる支持体上に配向膜(不図示)を設け、その配向膜上にトリフェニレン誘導体等のディスコティック化合物層を形成したものである。なお、配向膜はポリビニルアルコール(PVA)等からなり、その表面にはラビング等が施されて、液晶分子の配向方向を規制している。一方、ディスコティック化合物層は、負の一軸性を示す光学媒体であるディスコティック液晶(ディスコティック化合物)の光軸(盤面法線方向の軸)の傾斜角度が厚み方向に連続的に変化した光学的構造を有する光学異方性層である。このようなハイブリッド配向構造は、支持体上に前記一軸性の光学媒体である液晶性ディスコティック液晶を塗布し、一定温度に加熱してディスコティックネマチック相(ND相)を形成した後、硬化させることによって得ることができる。なおディスコティック液晶は、支持体側で最小のチルト角(0°〜15°、例えば3°)を示し、その反対側である空気界面側で最大のチルト角(例えば40°〜70°)を呈する。なおディスコティック液晶の配向規制方向は、上述したように液晶表示装置における配向膜18,29のラビング方向18a、29aと平行である。
一方、TFTアレイ基板10の外面側(液晶層50と反対側)には、λ/4位相差板36とλ/2位相差板37と偏光板38とが順に積層されている。なお、本実施形態では、前記λ/2位相差板37の位相差は、250〜280nm程度に設定される。また、前記λ/4位相差板36の位相差は、90〜140nm程度に設定される。
前記TFTアレイ基板10は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体11を基体としてなり、基板本体11の内面側(液晶層50側)には、走査線3a及び容量線3bが形成されており、走査線3a及び容量線3bを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜12が形成されている。
ゲート絶縁膜12上に、アモルファスシリコンの半導体層35が形成されており、半導体層35に一部乗り上げるようにしてソース電極6bと、ドレイン電極32とが設けられており、これらソース電極6b及びドレイン電極32と同層であって、容量線3bと対向する位置に容量電極31が形成されている。ドレイン電極32は、図2に示したように、接続配線31a及び容量電極31と一体に形成されている。半導体層35は、ゲート絶縁膜12を介して走査線3aと対向しており、当該対向領域で走査線3aがTFT30のゲート電極を構成している。容量電極31はこれに対向する容量線3bとともに、ゲート絶縁膜12をその誘電体膜とする蓄積容量17を形成している。
半導体層35、ソース電極6b、ドレイン電極32、及び容量電極31を覆って、酸化シリコン等からなる層間絶縁膜13が形成されている。反射表示領域Rに対応する層間絶縁膜13上には、アクリル樹脂等の透明絶縁材料からなる液晶層厚調整層48がサブ画素領域内で部分的に形成されている。この液晶層厚調整層48の表面と層間絶縁膜13の表面とに跨って画素電極9が形成されており、具体的には前記液晶層厚調整層48の表面に倣って反射電極19が形成される。なお、前記液晶層厚調整層48の表面部には凹凸形状を有する樹脂膜48aが形成されている。そして、この樹脂膜48a上に形成された反射電極19b表面の表面も樹脂膜48aに倣う凹凸形状を有している。これにより、反射電極19bは、入射光を散乱させつつ反射させる散乱反射層として機能するものとなっている。
前記液晶層厚調整層48は、反射表示領域Rにおける液晶層厚と透過表示領域Tにおける液晶層厚とを異ならせ、液晶層50を透過する光に付与される位相差を反射表示領域Rおよび透過表示領域Tの各々で最適化する、所謂マルチギャップ構造を構成するものであり、少なくとも前記反射電極19bが形成される領域を含む領域に形成される。本実施形態の場合、反射表示領域Rにおける液晶層50の膜厚が、透過表示領域Tにおける液晶層50の膜厚の略半分になるように設定されている。
また、前記層間絶縁膜13を貫通して、ドレイン電極32に達するコンタクトホール14が形成されており、このコンタクトホール14内に画素電極9が一部埋設されることで、画素電極9とTFT30とが電気的に接続されている。また、画素電極9および層間絶縁膜13を覆ってポリイミド等からなる配向膜18が形成されている。
次に、液晶表示装置100における各光学軸の関係について図4を参照して説明する。なお、図4では基準線の反時計回りを+方向とした。図4に示すように、基準線(走査線3aの延在方向)に対し、上側の偏光板27の吸収軸が−3°、λ/2位相差板26の遅相軸が21°、光学異方層23の遅相軸が90°をなすようにそれぞれが配置される。また、下側の偏光板38の吸収軸が75°、λ/4位相差板36の遅相軸が75°、λ/2位相差板の遅相軸が150°をなすようにそれぞれが配置される。なお、上述したように液晶分子の初期配向方向(ラビング方向18a,29a)は、光学異方層23およびλ/4位相差板36の遅相軸と平行に設定される。
ところで、光学異方層23を液晶表示装置に組み合わせることで、上述したように広視野角を得ることができる。一般的に上述したような光学異方層を液晶表示装置に設けると白色の輝度で規定される階調の低下が生じる。また、階調が低下する割合は、基板の視認角(基板を垂直方向から視た場合を0°基準とし、この基準から傾斜する角度)によって異なる。
図5は光学異方層を設けたことに起因する階調低下を説明する図であり、視認角と輝度の関係を示している。なお図5中、実線で示される光学異方層を設けた場合であり、破線で示されるは光学異方層を設けない場合である。
図5に示すように視認角が小さい場合(0°近傍)、光学異方層を設けた場合は、光学異方層を設けない場合に比べて階調が高くなる。しかしながら、視認角が大きく(絶対値が30°以上)なると、光学異方層を設けた場合は光学異方層を設けない場合に比べて、階調が低下する。すなわち、ある視認角以上になると階調反転が生じるといった問題が生じる。
このような問題を解決するため、本実施形態に係る液晶表示装置100は、以下の構成を採用した。
本実施形態に係る液晶表示装置100では、白色表示にて、液晶層50の厚み方向のチルト角が中央側および基板10,20の基板面側で異なる構成とした。前記液晶層50における基板面側のチルト角は、TFTアレイ基板10および対向基板20の内面側にそれぞれ形成された配向膜18,29によって規定され、具体的なチルト角としては3°に設定される。
本実施形態に係る液晶表示装置100では、白色表示にて、液晶層50の厚み方向のチルト角が中央側および基板10,20の基板面側で異なる構成とした。前記液晶層50における基板面側のチルト角は、TFTアレイ基板10および対向基板20の内面側にそれぞれ形成された配向膜18,29によって規定され、具体的なチルト角としては3°に設定される。
また、前記中央側におけるチルト角は、以下の式(1)に示される関係を有している。式(1)においては、液晶分子のチルト角をaとし、液晶層50におけるリタデーションΔn・d(n:液晶の複屈折率、d:液晶層厚)をxとしている。
x/25 < a < x/10 式(1)
本実施形態に係る液晶表示装置100では、液晶層50のリタデーションΔn・dが320nmとなっている。この場合、上記式(1)に代入すると、液晶分子のチルト角aは、21.3°以上32°以下となる。本実施形態では、例えば液晶層50中に電界を生じさせることで上記チルト角aを27°に設定した。
すなわち、本実施形態では、中央側のチルト角(本実施形態では27°)が基板10,20側のチルト角(配向膜18,29で規定されるプレチルト角3°)よりも大きくなっている。また、液晶層50のチルト角は、前記基板側(チルト角=3°)および前記中央側(チルト角=27°)間において連続的に変化するのが望ましい。このようにすれば、液晶層50内でチルト角が急激に変化することが防止されるので、後述する実験結果に示される階調反転抑制効果を安定させることができる。
(実験例)
図6は、本発明に係る効果を検証した実験結果を示す図である。図6(a)は図5に対応するものであり、上述したように視認角度の絶対値が30°以上になると光学異方層23を設けたことに起因する階調反転が生じることとなる。一方、図6(b)は本発明を採用することで、上記光学異方層23を設けた際に、チルト角を液晶層50の厚み方向で異ならせた場合の視認角度と輝度との関係を示している。
図6は、本発明に係る効果を検証した実験結果を示す図である。図6(a)は図5に対応するものであり、上述したように視認角度の絶対値が30°以上になると光学異方層23を設けたことに起因する階調反転が生じることとなる。一方、図6(b)は本発明を採用することで、上記光学異方層23を設けた際に、チルト角を液晶層50の厚み方向で異ならせた場合の視認角度と輝度との関係を示している。
一方、図6(b)に示さるように本発明を採用し、液晶層50のチルト角を基板面側(3°)から中央側(27°)に変化させると、視認角度の絶対値が50°程度になった際に、上記光学異方層23を設けたことに起因する階調反転が生じることが確認できる。
したがって、液晶層50におけるリタデーションに応じ上記式(1)から算出した値で液晶層50の中央側のチルト角を規定することで、階調反転が発生する視認角度の絶対値を大きくすることができる。この場合、全体としての輝度は低下するものの、上記式(1)で規定される範囲でチルト角が規定されるので、実使用上の問題はない。
すなわち、本発明を採用することで、光学異方層23を設けることに起因する階調反転の発生を抑制することができる。
すなわち、本発明を採用することで、光学異方層23を設けることに起因する階調反転の発生を抑制することができる。
以上述べたように、上記実施形態に係る液晶表示装置100によれば、白色表示(ノーマリーホワイト)時において、液晶層50の中央側におけるチルト角を所定値(上記式(1)で規定される値)とすることで、光学異方層23を設けたことに起因して階調反転が発生する視認角度を拡げることができ、結果的に階調反転の発生を抑制できる。また、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層23を備えているので、広視野角化が実現されている。
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置100は、階調反転が抑制され、表示品位が高く、かつ広視野角を得るものとなる。
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置100は、階調反転が抑制され、表示品位が高く、かつ広視野角を得るものとなる。
(電子機器)
次に、上述した構成の液晶表示装置100を備える電子機器について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。ここで、図7は、本発明の液晶表示装置を備える電子機器である携帯電話機を示す外観斜視図である。本実施形態における電子機器は、図7に示すような携帯電話機300であって、本体部101と、これに開閉可能に設けられた表示体部102とを有する。表示体部102の内部には表示装置103が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面104において視認可能となっている。また、本体部101には操作ボタン105が配列されている。
そして、表示体部102の一端部には、アンテナ106が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部102の上部に設けられた受話部107の内部には、スピーカ(図示略)が内蔵されている。さらに、本体部101の下端部に設けられた送話部108の内部には、マイク(図示略)が内蔵されている。
ここで、表示装置103には、上記液晶表示装置100が用いられている。
次に、上述した構成の液晶表示装置100を備える電子機器について説明する。なお、この実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明がこの実施形態に限定されるものではない。ここで、図7は、本発明の液晶表示装置を備える電子機器である携帯電話機を示す外観斜視図である。本実施形態における電子機器は、図7に示すような携帯電話機300であって、本体部101と、これに開閉可能に設けられた表示体部102とを有する。表示体部102の内部には表示装置103が配置されており、電話通信に関する各種表示が表示画面104において視認可能となっている。また、本体部101には操作ボタン105が配列されている。
そして、表示体部102の一端部には、アンテナ106が伸縮自在に取り付けられている。また、表示体部102の上部に設けられた受話部107の内部には、スピーカ(図示略)が内蔵されている。さらに、本体部101の下端部に設けられた送話部108の内部には、マイク(図示略)が内蔵されている。
ここで、表示装置103には、上記液晶表示装置100が用いられている。
本実施形態に係る携帯電話機300によれば、上述したような焼きつきが防止された液晶表示装置1を表示体部102として備えているので、電子機器自体も表示品質が高く、高信頼性のものとなる。
なお、本発明は上記実施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。
上記実施形態に係る液晶表示装置1では、画素電極をスイッチング制御する駆動素子としてTFT素子を用いているが、TFT素子に限らず、TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)素子など、他の駆動素子を用いてもよい。また、上記液晶表示装置1では、透過型の表示装置としているが、半透過反射型の液晶表示装置や反射型の液晶表示装置であってもよい。
さらに、上記液晶表示装置1では、R、G、Bの3色の色表示を行うカラー液晶表示装置としているが、R、G、Bのいずれかまたは他の1色の色表示を行う単色の表示装置や、2色や4色以上の色表示を行う表示装置であってもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、TFTアレイ基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
上記実施形態に係る液晶表示装置1では、画素電極をスイッチング制御する駆動素子としてTFT素子を用いているが、TFT素子に限らず、TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)素子など、他の駆動素子を用いてもよい。また、上記液晶表示装置1では、透過型の表示装置としているが、半透過反射型の液晶表示装置や反射型の液晶表示装置であってもよい。
さらに、上記液晶表示装置1では、R、G、Bの3色の色表示を行うカラー液晶表示装置としているが、R、G、Bのいずれかまたは他の1色の色表示を行う単色の表示装置や、2色や4色以上の色表示を行う表示装置であってもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、TFTアレイ基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
また、液晶表示装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、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、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、POS端末、タッチパネルを備える機器などのような他の電子機器であってもよい。
T…透過表示領域、R…反射表示領域、10…TFTアレイ基板(第1基板)、20…対向基板(第2基板)、23…光学異方層、50…液晶層(電気光学層)、100…液晶表示装置(電気光学装置)、300…携帯電話(電子機器)
Claims (7)
- 電気光学層を挟持して対向配置された一対の基板と、該一対の基板の少なくとも一方の基板における前記電気光学層とは反対側に設けられ、光学媒体をハイブリッド配向させてなる光学異方層と、を備えた電気光学装置であって、
前記電気光学層は、白色表示時にて、前記電気光学層の厚み方向のチルト角が中央側および前記基板面側で異なることを特徴とする電気光学装置。 - 前記中央側におけるチルト角は、
チルト角をa、前記電気光学層のリタデーションをx、としたとき、
x/25 < a < x/10
の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記チルト角は、前記基板側および前記中央側間において連続的に変化することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
- 前記電気光学層が、ECBモードにより駆動される液晶層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 1つのサブ画素領域が反射表示をなす反射表示領域および透過表示をなす透過表示領域から構成され、前記反射表示領域における前記電気光学層の層厚を前記透過表示領域における前記電気光学層の層厚よりも小さくする電気光学層厚調整部材を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記光学異方層は、透過光に対して略1/4波長の位相差を付与するλ/4位相差板を構成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007066296A JP2008225296A (ja) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | 電気光学装置、及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=39843963
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JP2007066296A Withdrawn JP2008225296A (ja) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | 電気光学装置、及び電子機器 |
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-
2007
- 2007-03-15 JP JP2007066296A patent/JP2008225296A/ja not_active Withdrawn
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