JP2009047963A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ベンド配向を維持しやすい液晶装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置は、対向して配置された第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層とを有している。第１の基板の液晶層側には、複数のゲート線１２と、複数のソース線１４と、ＴＦＴ素子２０と、ＴＦＴ素子２０に電気的に接続された画素電極１６とが配置され、第２の基板の液晶層側には共通電極が配置されている。第１の基板の液晶層側のうち平面視で画素電極１６と重ならない領域の少なくとも一部を含む領域には、転移防止電極１３が形成されている。転移防止電極１３は、ゲート線１２に電気的に接続されている。
【選択図】図５

Description

本発明に係る一態様は、液晶装置及び電子機器に関し、特にＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードを用いた液晶装置に関する。

ＯＣＢモードの液晶装置においては、一対の基板間に封入された液晶層は、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうるように構成される。そして、この液晶層は、初期状態ではスプレイ配向となっており、表示を行う際には、転移電圧を印加することによってベンド配向に転移させて使用する。このようなＯＣＢモードの液晶装置は、表示動作時にはベンド配向の曲がりの度合いで透過率を変調することによって表示を行うため、高速応答性を有するという利点がある。

一度液晶層をベンド配向へ転移させた後は、スプレイ配向へ逆転移しないような工夫が必要となる。一部でもスプレイ配向へ逆転移すると、その箇所で光漏れが生じ、輝点不具合となるためである。スプレイ配向への逆転移を防止するためには、１フレーム期間の電圧実効値を、ベンド配向の維持に必要な臨界電圧以上とする必要がある。

ここで、液晶層は、隣接する領域の配向状態と同じ配向状態をとろうとする性質がある。よって、ある領域の液晶層を定常的にベンド配向とすることができれば、これに隣接する領域の液晶層をベンド配向に維持しやすくなり、臨界電圧を低くすることができる。特許文献１には、液晶表示素子の外周の非視認領域にＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子等を配置し、非視認領域の液晶層を駆動させてベンド配向状態に保つ技術が開示されている。この結果、視認領域の液晶層もベンド配向状態を維持しやすくなる。

特開２００２−３１１４５６号公報

しかしながら、このような構成では、表示に寄与しない非視認領域の液晶を駆動させることとなるため、消費電力が大きくなるという課題がある。また、非視認領域の液晶を駆動させるために新たなＴＦＴ素子等の形成が必要となる他、これらの素子を駆動するためにドライバの構成がより複雑になるという課題がある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］複数の画素を有する液晶装置であって、第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層と、前記第１の基板の前記液晶層側に形成された複数のゲート線と、前記第１の基板の前記液晶層側に、平面視で前記ゲート線に交差するように形成された複数のソース線と、前記第１の基板の前記液晶層側に、前記ゲート線と前記ソース線との交差に対応して前記画素ごとに形成されたスイッチング素子と、前記第１の基板の前記液晶層側に前記画素ごとに形成され、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、前記第１の基板の前記液晶層側のうち平面視で前記画素電極と重ならない領域の少なくとも一部を含む領域に形成され、前記ゲート線に電気的に接続された転移防止電極と、前記第２の基板の前記液晶層側に形成された共通電極と、を備える液晶装置。

このような構成によれば、転移防止電極はゲート線と等電位となるため、転移防止電極上の液晶層には、ゲート線に印加される走査信号と、共通電極の電位とで定まる転移防止電圧が印加される。この転移防止電圧により、転移防止電極上の液晶層をベンド配向状態に保つことができる。ここで、転移防止電極は、平面視で画素電極と重ならない領域（以下では画素電極間領域とも呼ぶ）に形成されているため、画素電極間領域の液晶層が転移防止電圧によりベンド配向状態に保たれることとなる。この影響により、画素電極上の液晶層もベンド配向を維持しやすくなり、この結果、ベンド配向を保つための臨界電圧を低くすることができる。

［適用例２］上記液晶装置であって、前記画素電極は、前記ソース線に沿って延在する第１の辺を有しており、前記転移防止電極は、前記第１の辺に沿った領域に形成されている液晶装置。

このような構成によれば、第１の辺の近傍の画素電極間領域において、液晶層をベンド配向状態に維持することができる。

［適用例３］上記液晶装置であって、前記転移防止電極は前記複数の画素のうち互いに隣り合う２つの前記画素の間の領域ごとに形成されている液晶装置。

このような構成によれば、各画素近傍の画素電極間領域において、液晶層をベンド配向状態に維持することができる。これにより、スプレイ配向への逆転移の起こりにくさが各画素間で均一となり、ひいては各画素における臨界電圧を均一にすることができる。

［適用例４］上記液晶装置であって、一の前記画素電極と、当該画素電極の前記第１の辺に沿った領域に形成された前記転移防止電極とは、互いに異なる前記ゲート線に電気的に接続されている液晶装置。

このような構成によれば、画素電極の電位と、当該画素電極の第１の辺に沿った領域に形成された転移防止電極の電位とが、駆動上、互いに独立したものとなる。このため、上記画素電極と転移防止電極との間の電気的な干渉による駆動上の影響を抑制することができる。

［適用例５］上記液晶装置であって、表示動作時において前記転移防止電極と前記共通電極との間に印加される電圧は、前記液晶層が前記ベンド配向を維持するための臨界電圧より大きい液晶装置。

このような構成によれば、転移防止電極上の液晶層を、確実にベンド配向状態に維持することができる。

［適用例６］上記液晶装置であって、前記画素電極は、前記ゲート線に沿って延在する第２の辺を有しており、前記転移防止電極は、前記第１の辺に沿った領域及び前記第２の辺に沿った領域に形成されている液晶装置。

このような構成によれば、第１の辺の近傍及び第２の辺の近傍の画素電極間領域において、液晶層をベンド配向状態に維持することができる。これにより、画素電極間領域の略全域において液晶層をベンド配向状態に維持することができる。

［適用例７］上記液晶装置であって、前記転移防止電極は、平面視で前記画素電極に一部が重なっている液晶装置。

このような構成によれば、転移防止電極と画素電極との間に平面視で間隔が生じないため、画素電極に隣接する領域において液晶層をベンド配向状態に維持することができる。これにより、画素電極上の液晶層を容易にベンド配向状態に維持することができる。

［適用例８］上記液晶装置であって、前記画素電極の前記第１の辺又は前記第２の辺、前記ゲート線、前記ソース線、前記転移防止電極のうち少なくとも１つは屈曲部を有している液晶装置。

このような構成によれば、転移動作時において屈曲部近傍にベンド配向の転移核が生じやすくなる。このため、より低い転移電圧で、あるいはより短時間に、ベンド配向への転移を行うことができる。

［適用例９］上記液晶装置であって、液晶モードがノーマリーホワイトモードであり、表示動作時において、前記画素は、各フレーム期間の少なくとも一部の期間で黒表示を行う液晶装置。

このような構成によれば、各フレーム期間の少なくとも一部において、臨界電圧以上の駆動電圧が画素電極上の液晶層に印加される。これにより、スプレイ配向への逆転移をより起こりにくくすることができる。

［適用例１０］上記液晶装置を備える電子機器。

このような構成によれば、搭載する液晶装置においてスプレイ配向への逆転移が生じにくいことに起因して、高品位な表示が可能な電子機器が得られる。

以下、図面を参照し、液晶装置及び電子機器の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

（第１の実施形態）
＜Ａ．液晶装置の構成＞
図１は、液晶装置１の構成を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図である。液晶装置１は、スイッチング素子としてＴＦＴ素子２０（図４）を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置であるとともに、ＯＣＢモードの液晶装置である。液晶装置１は、枠状のシール剤４１を介して対向して貼り合わされた素子基板１０及び対向基板３０を有している。素子基板１０、対向基板３０、シール剤４１によって囲まれた空間には、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層４０が封入されている。素子基板１０は、対向基板３０より大きく、一部が対向基板３０に対して張り出した状態で貼り合わされている。この張り出した部位には、液晶層４０を駆動するためのドライバＩＣ４２が実装されている。

液晶装置１は、液晶層４０が封入された表示領域４３において表示を行う。液晶層４０は、初期的には図２（ａ）に示すようなスプレイ配向となっており、表示を行う際には、図２（ｂ）に示すようなベンド配向に転移させて使用する。スプレイ配向からベンド配向への転移は、液晶層４０に転移電圧を印加することによって行う。ベンド配向においては、液晶層４０に含まれる液晶分子４０ａが弓なりに並んでおり、その弓なり形状の曲がりの度合いを変えることで透過率を変調して表示を行う。

図３は、表示領域４３の拡大平面図である。この図に示すように、液晶装置１は、赤、緑、青に対応した画素４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ（以下では、対応する色を区別しない場合には単に画素４４とも呼ぶ）を多数有している。画素４４は、マトリクス状に配置されており、ある列に配置される画素４４の色は全て同一である。すなわち、画素４４は、対応する色がストライプ状に並ぶように配置されている。隣り合う画素４４の間の領域には、遮光層３４が形成されている。換言すれば、遮光層３４に囲まれた領域が１つの画素４４の占める領域となる。また、行方向に並んだ隣り合う３つの画素４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂからなる画素群が、表示の最小単位（ピクセル）となる。液晶装置１は、各画素群において、画素４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの輝度バランスを調節することによって、種々の色の表示を行うことができる。

＜Ｂ．等価回路＞
図４は、液晶装置１の表示領域４３における各種素子、配線等の等価回路図である。表示領域４３においては、複数のゲート線１２と複数のソース線１４とが交差するように形成されている。画素４４は、ゲート線１２とソース線１４との交差に対応して設けられており、画素４４ごとに画素電極１６が形成されている。また、ゲート線１２に沿って、容量線１５が形成されており、画素電極１６と容量線１５との間に補助容量１５ａが形成されている。

ゲート線１２とソース線１４との交差に対応する位置には、画素電極１６への通電制御を行うための、スイッチング素子としてのＴＦＴ素子２０が画素４４ごとに形成されている。ＴＦＴ素子２０のソース端子には、ソース線１４が電気的に接続されている。ＴＦＴ素子２０のゲート端子には、ゲート線１２が電気的に接続されている。ＴＦＴ素子２０のドレイン端子には、画素電極１６が電気的に接続されている。

＜Ｃ．画素構造＞
図５は、画素４４の構成を示す平面図である。この図は、画素４４を対向基板３０側から、より詳しくは対向基板３０の法線方向から見た図である。本明細書では、対向基板３０の法線方向から見ることを「平面視」とも呼ぶ。図６は、図５中のＢ−Ｂ線における断面図である。図７は、図５中のＣ−Ｃ線における断面図である。図８は、図５中のＤ−Ｄ線における断面図である。以下では、図５から図８を参照して、液晶装置１のうち、画素４４及びその周辺部の構成について説明する。

図６から図８に示すように、素子基板１０は、第１の基板としての基板１１を基体として構成される。基板１１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板１１の液晶層４０側には、ゲート線１２と容量線１５が形成されている。基板１１と、ゲート線１２及び容量線１５との間には、さらに酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等からなる絶縁層が設けられていてもよい。ゲート線１２の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等からなる層間絶縁層２３を挟んで半導体層２０ａが形成されている。半導体層２０ａは、例えばアモルファスシリコンやポリシリコン等から構成することができる。また、半導体層２０ａに一部が重なる状態で、ソース電極２０ｓとドレイン電極２０ｄが形成されている。ソース電極２０ｓは、ソース線１４（図５）と一体で形成することができる。半導体層２０ａ、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ゲート線１２等からＴＦＴ素子２０が構成される。ゲート線１２は、ＴＦＴ素子２０のゲート電極２０ｇの役割を兼ねる。ゲート線１２（ゲート電極２０ｇ）、ソース電極２０ｓ、ドレイン電極２０ｄ、ソース線１４、容量線１５は、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、あるいは導電性ポリシリコン等から構成することができる。

ＴＦＴ素子２０の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等からなる層間絶縁層２４を挟んで転移防止電極１３が形成されている（図７）。転移防止電極１３は、例えば透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて構成することができる。転移防止電極１３は、層間絶縁層２３，２４を貫通して設けられたコンタクトホール２２（図７）を介してゲート線１２に電気的に接続されている。転移防止電極１３の平面的な配置位置については後述する。

転移防止電極１３の上層には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等からなる層間絶縁層２５を挟んでＩＴＯからなる画素電極１６が形成されている。画素電極１６は、層間絶縁層２４，２５を貫通して設けられたコンタクトホール２１を介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに電気的に接続されている。画素電極１６及びドレイン電極２０ｄは、一部が容量線１５と対向しており、容量線１５との間で補助容量１５ａ（図４）を構成する。画素電極１６上には、ポリイミドからなる配向膜１９が形成されている。素子基板１０は、基板１１から配向膜１９までの要素により構成される。

対向基板３０は、第２の基板としての基板３１を基体として構成される。基板３１は、基板１１に対向して配置されている。基板３１としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。基板３１の液晶層４０側には、カラーフィルタ３２が形成されている。カラーフィルタ３２は、赤、緑、青の各色に対応する３種の色要素を含んで構成され、これらの色要素はそれぞれ画素４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに配置されている。また、カラーフィルタ３２と同一の層には、遮光性を有する樹脂からなる遮光層３４が形成されている。遮光層３４は、平面視で隣り合う画素電極１６の間の領域を覆う位置に形成されており、当該領域からの光漏れを防止して表示のコントラストを向上させる役割を果たす。

カラーフィルタ３２上には、ＩＴＯからなる共通電極３６が形成されている。共通電極３６は、表示領域４３（図１）の略全体にわたって形成されている。共通電極３６上には、ポリイミドからなる配向膜３９が形成されている。対向基板３０は、基板３１から配向膜３９までの要素により構成される。

素子基板１０と対向基板３０との間には、上述のように液晶層４０が配置されている。素子基板１０の配向膜１９及び対向基板３０の配向膜３９は、いずれも平面視でソース線１４に沿う方向（図５における縦方向）にラビング処理がなされている。これにより、液晶層４０に含まれる液晶分子４０ａ（図２）は、電圧非印加時にはソース線１４に沿う方向に配向する。したがって、液晶層４０は電圧非印加時には平行配向となっている。液晶層４０には、一般的なネマチック液晶を用いることができる。例えば、液晶層４０の厚さは５μｍ、液晶分子４０ａのΔｎは０．１５とすることができる。なお、ラビングの方向は、必要に応じて変更することができ、例えばゲート線１２に沿った方向としてもよい。

素子基板１０の外側には偏光板４６が、また対向基板３０の外側には偏光板４７が、それぞれ配置されている。偏光板４６，４７の透過軸は、相互に略直交するように配置されるとともに、配向膜１９，３９のラビング処理の方向（すなわちソース線１４の延在方向）と略４５度の角度をなすように配置されている。偏光板４７と対向基板３０との間には、位相差板４８が配置されている。位相差板４８としては、λ／４板、又はλ／２板及びλ／４板を組み合わせたものを用いることができる。さらに、偏光板４６と素子基板１０との間、及び偏光板４７と対向基板３０との間の少なくとも一方に、必要に応じて光学補償フィルムを配置してもよい。この光学補償フィルムとしては、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体（例えば、富士写真フィルム製のＷＶフィルム）、屈折率異方性が正のネマチック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体（例えば、新日本石油製のＮＨフィルム）等を使用可能であり、また負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣ−Ｐｌａｔｅ等を使用してもよい。

さらに、偏光板４６の外側には、光源、リフレクタ、導光板等を有するバックライト（不図示）が設置されている。

図５に戻り、上記の構成要素のうち、素子基板１０に含まれる要素の平面的な配置について説明する。複数のゲート線１２は、互いに並行するように配置されており、複数のソース線１４も、互いに並行するように配置されている。ゲート線１２とソース線１４とは、平面視で互いに交差するように配置され、本実施形態では略直交するように配置されている。

画素電極１６は、ソース線１４に沿って延在する第１の辺１６ａと、ゲート線１２に沿って延在する第２の辺１６ｂとを有して形成されている。また、画素電極１６は、隣り合う２本のゲート線１２と隣り合う２本のソース線１４とによって囲まれた領域に配置されている。ここで、第１の辺１６ａは、第２の辺１６ｂより長くなっている。第１の辺１６ａの長さは、例えば２００μｍとすることができ、第２の辺１６ｂの長さは、例えば７０μｍとすることができる。

転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６と重ならない領域の少なくとも一部を含む領域に形成されている。また、転移防止電極１３は、第１の辺１６ａに沿った領域に少なくとも形成されており、本実施形態では、画素電極間領域（平面視で隣り合う画素電極１６の辺に挟まれた領域）のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体に形成されている。より詳しくは、転移防止電極１３は、一の画素電極１６の第１の辺１６ａと、当該画素電極１６に隣り合う画素電極１６の第１の辺１６ａとによって挟まれた領域の略全体にわたって形成されている。さらに、転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６に一部が重なっている。転移防止電極１３と画素電極１６とが重なる領域のうち、第１の辺１６ａに直交する方向についての幅ｗ（図５、図８）は、約５μｍである。また、転移防止電極１３は、複数の画素４４のうち互いに隣り合う２つの画素４４の間の領域ごとに形成されている。よって、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿った領域には、いずれも転移防止電極１３が形成されている。第１の辺１６ａは、第２の辺１６ｂより長いため、転移防止電極１３が第１の辺１６ａに沿った領域に配置される上記構成によれば、画素電極間領域のより広い範囲に転移防止電極１３を配置することができる。

＜Ｄ．転移動作＞
以上の構成を有する液晶装置１は、次のように動作させることによって、液晶層４０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させることができる。

まず、第１の工程では、ゲート線１２と画素電極１６との間に転移電圧を印加する。この転移電圧は、例えば１０〜１５Ｖ程度の交流の矩形波とすることができ、印加時間は例えば０．５秒とする。この工程は、ゲート線１２へ転移のための信号を印加するとともに、ＴＦＴ素子２０をオン状態とした状態でソース線１４に転移のための信号を印加することで当該信号を画素電極１６へ供給することにより行われる。

ゲート線１２と画素電極１６との間に上記転移電圧が印加されると、ゲート線１２と画素電極１６との間に電界が生じる。液晶層４０の液晶分子４０ａ（図２）は、この電界の方向に沿って配向方向を変え、一部がベンド配向に転移する。こうして、ゲート線１２と画素電極１６との間、又はその近傍の領域に、ベンド配向の転移核が発生する。すなわち、画素電極１６の第２の辺１６ｂの近傍に転移核が発生する。

ここで、ゲート線１２は、転移防止電極１３に電気的に接続されているので、ゲート線１２に印加される信号は転移防止電極１３にも印加される。よって、上記転移電圧は、転移防止電極１３と画素電極１６との間にも印加される。このため、転移防止電極１３と画素電極１６との間にも電界が生じ、この結果、転移防止電極１３と画素電極１６との間、又はその近傍の領域にも、ベンド配向の転移核が発生する。すなわち、本実施形態のように転移防止電極１３を配置することにより、画素電極１６の第１の辺１６ａの近傍及び第２の辺１６ｂの近傍のいずれにも転移核を発生させることができる。

続く第２の工程では、画素電極１６と共通電極３６との間に転移電圧を印加する。この転移電圧は、例えば５Ｖの交流の矩形波とすることができる。この工程においては、画素電極１６上の液晶層４０に、基板１１の法線方向の成分を有する電界（縦電界）が生じる。この電界により画素電極１６上の広い範囲で液晶分子４０ａが駆動される。この結果、第１の工程において発生した転移核を起点として、ベンド配向領域が画素電極１６上に広がっていく。以上の工程を経て、液晶層４０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させることができる。

＜Ｅ．表示動作＞
続いて、液晶層４０をベンド配向へ転移させた後の表示動作について説明する。

図４に示すように、各ゲート線１２には、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎが供給される。また、各ソース線１４には、画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍが供給される。図９は、このうち各ゲート線１２に印加される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎの波形を示す図である。走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは、１フレーム期間Ｆの間に一度ずつ、期間Ｐにおいて選択電位をとる。あるタイミングで選択電位となるゲート線１２は１つだけであり、また全てのゲート線１２が一定の期間をおいて順次選択電位となって、１フレーム期間Ｆにつき１回ずつ選択される。

ゲート線１２が選択電位となると、当該ゲート線１２に接続されたＴＦＴ素子２０がオン状態となる。ＴＦＴ素子２０がオン状態となっている期間においては、ソース線１４に供給された画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍが、ＴＦＴ素子２０を介して画素電極１６に印加される（図４）。画素電極１６に印加された所定のレベルの画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍと、共通電極３６（図６）の共通電位ＣＯＭ（図１０）とで定まる電圧が駆動電圧となり、液晶層４０に印加される。上記駆動電圧は、液晶層４０の容量及び補助容量１５ａにより一定時間保持される。液晶層４０に駆動電圧が印加されると、印加された電圧レベルに応じて液晶分子４０ａの配向状態が変化する。これによって、液晶層４０に入射された光が変調されて階調表示が可能となる。

ここで、ゲート線１２は転移防止電極１３と電気的に接続されているため、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは、転移防止電極１３にも印加される。このため、転移防止電極１３と共通電極３６との間には、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎと共通電位ＣＯＭとで定まる転移防止電圧が印加される。転移防止電極１３は、図５に示すように、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体に形成されている。したがって、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体に、上記転移防止電圧が印加される。

図１０は、転移防止電極１３に印加される走査信号Ｇｎの波形と、共通電極３６の共通電位ＣＯＭの波形とを示す図である。この図に示すように、走査信号Ｇｎは、期間Ｐ又は期間Ｑ（図９）においては選択電位となり、期間Ｐ，Ｑ以外の期間においては非選択電位となる。そして、共通電位ＣＯＭは、走査信号Ｇｎの選択電位と非選択電位の中間電位に設定されている。よって、走査信号Ｇｎと共通電位ＣＯＭとの電位差は、走査信号Ｇｎが選択電位となるか非選択電位となるかによらず、常にＶｄで一定となる。したがって、転移防止電極１３と共通電極３６との間に印加される転移防止電圧の実効値は常に一定である。

ここで、転移防止電圧の実効値は、液晶層４０がベンド配向を維持するための臨界電圧より大きくなるように設定される。そのためには、例えば走査信号Ｇｎの電位と、共通電位ＣＯＭの電位との差が所定の値以上となるように走査信号Ｇｎの電位を調整すればよい。転移防止電圧が臨界電圧より大きいため、転移防止電極１３上に配置された液晶層４０は、常にベンド配向状態に維持される。したがって、本実施形態では、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体の領域において、液晶層４０がベンド配向状態に維持される。ここで、液晶層４０に含まれる液晶分子４０ａは、隣り合う液晶分子４０ａの配向状態と同じ配向状態をとろうとする性質がある。このため、画素電極間領域の液晶層４０がベンド配向となっている場合には、その影響により、画素電極１６上の液晶層４０もベンド配向状態を維持しやすくなる。この結果、画素電極１６上の液晶層４０において、ベンド配向を保つための臨界電圧を低くすることができる。

なお、転移防止電圧は走査信号Ｇｎと共通電位ＣＯＭとで決まり、画像信号Ｓｍとは無関係である。このため、画素電極１６上の液晶層４０に印加される駆動電圧の大きさに関わらず、画素電極間領域の液晶層４０をベンド配向状態に維持させることができる。

また、転移防止電極１３は、画素４４ごとに形成されているため、各画素４４の近傍の画素電極間領域において、液晶層４０をベンド配向状態に維持することができる。これにより、スプレイ配向への逆転移の起こりにくさが各画素４４間で均一となり、ひいては各画素４４における臨界電圧を均一にすることができる。

次に、画素電極１６と共通電極３６との間に印加される駆動電圧と、表示との関係について説明する。図１１は、駆動電圧と、画素４４における透過率との関係を示すグラフである。この図に示すように、駆動電圧が低い場合には透過率が高くなり、白表示が行われる。また、駆動電圧が高くなるにつれて透過率が低下していき、駆動電圧を所定の値まで上げた場合に黒表示が行われる。このような液晶モードは、ノーマリーホワイトモードと呼ばれる。

ここで、透過率は、所定の電圧範囲内においては、駆動電圧が低くなるほど向上する。しかしながら、駆動電圧が臨界電圧を下回ると、液晶層４０がスプレイ配向に逆転移してしまうため、駆動電圧を臨界電圧以下に下げることは適切でない。図１１における電圧Ｖ１は、転移防止電極１３をもたない従来の構成の液晶装置における臨界電圧を示している。したがって、臨界電圧Ｖ１に対応する透過率Ｔ１が、従来の液晶装置における最大の透過率である。一方、本実施形態の液晶装置１は、上記したように転移防止電極１３上の液晶層４０が常にベンド配向となっているため、臨界電圧が低くなっている。図１１における電圧Ｖ２は、本実施形態の液晶装置１における臨界電圧を示している。Ｖ２は、Ｖ１より低い電圧である。したがって、液晶装置１においては、臨界電圧Ｖ２に対応する透過率Ｔ２が最大の透過率である。透過率Ｔ２は、透過率Ｔ１より高くなっている。このように、液晶装置１は、臨界電圧がＶ２に低減されているため、より低い駆動電圧を用いて表示を行うことができる。これにより、白表示の輝度を向上させることができ、ひいては表示のコントラストを向上させることができる。

また、スプレイ配向への逆転移をより起こりにくくするために、液晶装置１では、表示動作とは別に、１フレーム期間Ｆごとに黒表示を挿入している。以下これについて詳述する。まず、図９に示すように、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは、期間Ｐとは異なる期間Ｑにおいて、一度に選択電位となる。期間Ｑでは、ＴＦＴ素子２０がオン状態となり、画素電極１６には黒表示に対応する画像信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍが印加される。この結果、全ての画素電極１６上の液晶層４０に対して、黒表示に対応する駆動電圧が印加される。ここで、液晶装置１はノーマリーホワイトモードであるので、黒表示に対応する駆動電圧は臨界電圧より大きな電圧である。このため、液晶層４０はベンド配向状態を維持する方向の作用を受け、スプレイ配向への逆転移が起こりにくくなる。このように黒表示を挿入する表示方式は、擬似インパルス表示方式と呼ばれる。

以上のように、転移防止電極１３を備えた液晶装置１によれば、画素電極間領域の液晶層４０をベンド配向状態に維持することができ、臨界電圧を低くすることができる。その際、新たなＴＦＴ素子等を必要とせず、表示動作時において転移防止電極１３上の液晶層４０にも自動的に転移防止電圧が印加される構成となっている。このため、ドライバＩＣ４２（図１（ａ））の構成を複雑にすることなく、また少ない消費電力で、輝度向上やコントラスト向上等の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態は、転移防止電極１３の平面視での配置位置及び電気的な接続が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。

図１２は、本実施形態に係る液晶装置１における画素４４の構成を示す平面図である。転移防止電極１３は、第１の実施形態と同様に、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体に形成されている。また、転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６に一部が重なっているとともに、複数の画素４４のうち互いに隣り合う２つの画素４４の間の領域ごとに形成されている。

また、転移防止電極１３は、コンタクトホール２２を介してゲート線１２に電気的に接続されている。ここで、ある画素電極１６と、当該画素電極１６の第１の辺１６ａに沿った領域に形成された転移防止電極１３とは、互いに異なるゲート線１２に電気的に接続されている。すなわち、ある画素電極１６は、２つの第２の辺１６ｂに沿って延在する２本のゲート線１２のうちの一方に、ＴＦＴ素子２０を介して電気的に接続されており、当該画素電極１６の第１の辺１６ａに沿って形成された転移防止電極１３は、上記２本のゲート線１２のうちの他方に、コンタクトホール２２を介して電気的に接続されている。このような構成によれば、画素電極１６の電位と、当該画素電極１６の第１の辺１６ａに沿って形成された転移防止電極１３の電位とが、表示駆動上、互いに独立したものとなる。このため、画素電極１６と転移防止電極１３との間の電気的な干渉による駆動上の影響を抑制することができる。また、画素電極１６と転移防止電極１３との重なりによって寄生容量が生じたとしても、表示に与える影響を低く抑えることができる。

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、転移防止電極１３の平面視での形状及び配置位置が第１の実施形態と異なり、その他の点は第１の実施形態と同様である。

図１３は、本実施形態に係る液晶装置１における画素４４の構成を示す平面図である。転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６と重ならない領域の少なくとも一部を含む領域に形成されている。また、転移防止電極１３は、第１の辺１６ａに沿った領域に形成されており、かつ第２の辺１６ｂに沿った領域にも形成されている。より詳しくは、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体と、第２の辺１６ｂに沿う部分の略全体とにわたって形成されている。すなわち、転移防止電極１３は、一の画素電極１６の第１の辺１６ａと、当該画素電極１６に隣り合う画素電極１６の第１の辺１６ａとによって挟まれた領域全体にわたって形成されているとともに、一の画素電極１６の第２の辺１６ｂと、当該画素電極１６に隣り合う画素電極１６の第２の辺１６ｂとによって挟まれた領域全体にわたって形成されている。さらに、転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６に一部が重なっている。また、転移防止電極１３は、画素４４ごとに形成されている。転移防止電極１３のうち、第１の辺１６ａに沿って形成された部分と第２の辺１６ｂに沿って形成された部分とは、一繋がりに形成されている。したがって、各転移防止電極１３はＬ字型をなしている。

このような構成によれば、画素電極間領域のうち、第１の辺１６ａに沿った領域及び第２の辺１６ｂに沿った領域の液晶層４０をベンド配向状態に維持することができる。すなわち、画素電極間領域の略全域において液晶層４０をベンド配向状態に維持することができる。このため、画素電極１６上の液晶層４０は、周囲を常にベンド配向領域で囲まれた状態となるため、ベンド配向状態を維持しやすい。よって、臨界電圧をより大きく低減させることができる。

なお、第３の実施形態は、第２の実施形態と組み合わせて実施することもできる。すなわち、ある画素電極１６と、当該画素電極１６の辺に沿って形成された転移防止電極１３とを、互いに異なるゲート線１２に電気的に接続するようにしてもよい。このような構成によれば、画素電極１６と転移防止電極１３との間の電気的な干渉による駆動上の影響を抑制することができる。

（電子機器）
上述した液晶装置１は、例えば、携帯電話機等の電子機器に搭載して用いることができる。図１５は、電子機器としての携帯電話機１００の斜視図である。携帯電話機１００は、表示部１１０及び操作ボタン１２０を有している。表示部１１０は、内部に組み込まれた液晶装置１によって、操作ボタン１２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報について表示を行うことができる。携帯電話機１００は、搭載する液晶装置１においてスプレイ配向への逆転移が生じにくいことに起因して、高品位な表示を行うことができる。

なお、液晶装置１は、上記携帯電話機１００の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。また、液晶装置１は、プロジェクタ等の投写型表示装置にライトバルブとして組み込んで用いることができる。

以上、種々の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、例えば以下のような変形を加えることが可能である。

（変形例１）
画素電極１６の第１の辺１６ａ、第２の辺１６ｂ、ゲート線１２、ソース線１４、転移防止電極１３のうち少なくとも１つは屈曲部を有していてもよい。この屈曲部は、例えばＶ字状又は矩形状とすることができる。図１４は、第１の辺１６ａにＶ字状の屈曲部をもたせるとともに、ソース線１４及び転移防止電極１３のうち上記屈曲部に沿う部分をＶ字状に屈曲させた画素４４を示す平面図である。このような構成によれば、転移動作時において屈曲部近傍にベンド配向の転移核が生じやすくなる。このため、より低い転移電圧で、あるいはより短時間に、ベンド配向への転移を行うことができる。

（変形例２）
上記実施形態は、転移防止電極１３の効果により臨界電圧を低くするとともに擬似インパルス表示方式による黒表示挿入を行い、白表示電圧を低くして白表示の輝度を向上させる構成であるが、これに限定する趣旨ではない。転移防止電極１３の効果により臨界電圧を低減させつつ、白表示電圧を臨界電圧に対して多少余裕をもたせて高い電圧に設定すれば、擬似インパルス表示方式による黒表示挿入を行わない構成か、又は黒挿入の頻度を低減させる構成とすることもできる。白表示電圧が臨界電圧に対して余裕をもって高く設定されているため、黒表示挿入の頻度が低下しても画素電極１６上の液晶層４０をベンド配向状態に維持することができる。このような構成によれば、黒表示挿入による画質低下を抑制することが可能となる。

（変形例３）
上記実施形態の構成においては、液晶層４０の厚さ、すなわち素子基板１０と対向基板３０との間隔を小さくすることができる。液晶層４０の厚さが小さくなると、図１１の電圧−透過率曲線が低電圧側にシフトする。これは、白表示の輝度が低下する方向である。しかしながら、転移防止電極１３の効果により臨界電圧がＶ２に低減されているため、白表示の輝度低下を抑制しつつ液晶層４０の厚さを小さくすることができる。液晶層４０の厚さを低減することにより、表示の応答速度を向上させることができる。

（変形例４）
上記実施形態では、画素電極間領域のうち第１の辺１６ａに沿う部分の略全体に転移防止電極１３が配置されているが、第１の辺１６ａに沿う部分の一部にのみ配置される構成であってもよい。あるいは、画素電極間領域のうち第２の辺１６ｂに沿う部分の一部にのみ配置される構成であってもよい。このような構成においても、転移防止電極１３の配置領域においてはベンド配向状態が維持されるため、臨界電圧を低くすることができる。

（変形例５）
転移防止電極１３は、平面視で画素電極１６との重なりがないように形成してもよい。例えば、転移防止電極１３は、画素電極１６の第１の辺１６ａ又は第２の辺１６ｂから５μｍ程度離れた領域に形成してもよい。このような構成においても、転移防止電極１３の配置領域においてはベンド配向状態が維持されるため、臨界電圧を低くすることができる。

（変形例６）
転移防止電極１３は、ＩＴＯ以外の導電性材料を用いて構成してもよく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、又はＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）から構成することができる。あるいは、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの、あるいは導電性ポリシリコン等から構成することもできる。転移防止電極１３を遮光性部材によって構成した場合には、転移防止電極１３によって画素４４の間から漏れる光を遮光することができ、表示のコントラストを向上させることができる。

（変形例７）
上記実施形態では、スイッチング素子として３端子のＴＦＴ素子２０を用いているが、これに代えて、２端子のＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いてもよい。

液晶装置の構成を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線における断面図。 スプレイ配向及びベンド配向における液晶分子の配向状態を示す模式図。 表示領域の拡大平面図。 液晶装置の表示領域における各種素子、配線等の等価回路図。 画素の構成を示す平面図。 図５中のＢ−Ｂ線における断面図。 図５中のＣ−Ｃ線における断面図。 図５中のＤ−Ｄ線における断面図。 各ゲート線に印加される走査信号の波形を示す図。 転移防止電極に印加される走査信号の波形と、共通電極の共通電位の波形とを示す図。 駆動電圧と、画素における透過率との関係を示すグラフ。 第２の実施形態に係る画素の構成を示す平面図。 第３の実施形態に係る画素の構成を示す平面図。 変形例に係る画素を示す平面図。 電子機器としての携帯電話機の斜視図。

符号の説明

１…液晶装置、１０…素子基板、１１…第１の基板、１２…ゲート線、１３…転移防止電極、１４…ソース線、１５…容量線、１６…画素電極、１６ａ…第１の辺、１６ｂ…第２の辺、１９，３９…配向膜、２０…スイッチング素子としてのＴＦＴ素子、２１，２２…コンタクトホール、３０…対向基板、３１…第２の基板、３２…カラーフィルタ、３４…遮光層、３６…共通電極、４０…液晶層、４０ａ…液晶分子、４３…表示領域、４４…画素、４６，４７…偏光板、４８…位相差板、１００…電子機器としての携帯電話機。

Claims (10)

1. 複数の画素を有する液晶装置であって、
   第１の基板と、
   前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層と、
   前記第１の基板の前記液晶層側に形成された複数のゲート線と、
   前記第１の基板の前記液晶層側に、平面視で前記ゲート線に交差するように形成された複数のソース線と、
   前記第１の基板の前記液晶層側に、前記ゲート線と前記ソース線との交差に対応して前記画素ごとに形成されたスイッチング素子と、
   前記第１の基板の前記液晶層側に前記画素ごとに形成され、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、
   前記第１の基板の前記液晶層側のうち平面視で前記画素電極と重ならない領域の少なくとも一部を含む領域に形成され、前記ゲート線に電気的に接続された転移防止電極と、
   前記第２の基板の前記液晶層側に形成された共通電極と、を備えることを特徴とする液晶装置。
2. 請求項１に記載の液晶装置であって、
   前記画素電極は、前記ソース線に沿って延在する第１の辺を有しており、
   前記転移防止電極は、前記第１の辺に沿った領域に形成されていることを特徴とする液晶装置。
3. 請求項１又は２に記載の液晶装置であって、
   前記転移防止電極は前記複数の画素のうち互いに隣り合う２つの前記画素の間の領域ごとに形成されていることを特徴とする液晶装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   一の前記画素電極と、当該画素電極の前記第１の辺に沿った領域に形成された前記転移防止電極とは、互いに異なる前記ゲート線に電気的に接続されていることを特徴とする液晶装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   表示動作時において前記転移防止電極と前記共通電極との間に印加される電圧は、前記液晶層が前記ベンド配向を維持するための臨界電圧より大きいことを特徴とする液晶装置。
6. 請求項２から５のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   前記画素電極は、前記ゲート線に沿って延在する第２の辺を有しており、
   前記転移防止電極は、前記第１の辺に沿った領域及び前記第２の辺に沿った領域に形成されていることを特徴とする液晶装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   前記転移防止電極は、平面視で前記画素電極に一部が重なっていることを特徴とする液晶装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   前記画素電極の前記第１の辺又は前記第２の辺、前記ゲート線、前記ソース線、前記転移防止電極のうち少なくとも１つは屈曲部を有していることを特徴とする液晶装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶装置であって、
   液晶モードがノーマリーホワイトモードであり、
   表示動作時において、前記画素は、各フレーム期間の少なくとも一部の期間で黒表示を行うことを特徴とする液晶装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。

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