JP3912320B2

JP3912320B2 - 液晶表示装置及び電子機器

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Publication number: JP3912320B2
Application number: JP2003127323A
Authority: JP
Inventors: 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP2004333700A; CN1542502A; KR100733213B1; US7087929B2; US20050036093A1; CN1282005C; TW200424629A; TWI281562B; KR20040094354A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、特に高コントラスト、広視野角の表示を可能とする液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置において広視野角の表示を得る技術として、例えば特許文献１では垂直配向液晶を用いる半透過反射型液晶表示装置が提案されている。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対して垂直に配向させ、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。
（３）透過表示領域を正八角形又は円とし、この領域内で液晶が等方的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。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５０８５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特許文献１の液晶表示装置においては、透過表示領域の中央に突起を設け、液晶の配向方向を規制しているが、周辺の反射表示領域の液晶に対する配向規制については全く触れられていない。また、画素のエッジにおいても配向不良が生じる惧れがあり、上記特許文献１に開示された構成のように、透過表示領域の中央に突起を設けただけでは液晶の配向規制が完全に行われず、ディスクリネーションと呼ばれる配向乱れが生じ、これが残像等の表示不良の原因になる場合がある。また、液晶の各々の配向領域は異なる視角特性を有するため、斜め方向から当該液晶表示装置を観たときに、ざらざらとしたしみ状のむら視認され、表示特性の低下に繋がる場合もある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、残像等の表示不良が抑えられ、さらには高輝度化、高コントラスト化が可能であり、特に広視野角の表示を得ることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち、一方の基板の内面側には短冊状の共通電極が形成される一方、他方の基板の内面側には矩形状の画素電極が形成されてなり、前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶から構成され、前記画素電極の外縁が前記共通電極の外縁よりも内側若しくは外側に配設されたことにより、前記画素電極及び前記共通電極の間に生じた斜め電界に応じて、前記液晶の倒れる方向が規制され、前記画素電極及び前記共通電極には、前記液晶の倒れる方向を規制する規制手段が形成されてなり、前記画素電極又は前記共通電極のうち、画素内で最も外縁側に形成された前記規制手段を備える一方の電極が、他方の電極の外縁よりも外側に配設されてなる外縁を具備することを特徴とする。
【０００７】
このような液晶表示装置によると、初期配向状態が垂直配向を呈する誘電率異方性が負の液晶にて液晶層を構成し、その垂直配向した液晶の倒れる方向（傾倒方向）を、矩形状の画素電極と短冊状の共通電極との位置関係に基づいて規制するものとしたため、配向乱れが生じ難く、該配向乱れに基づく残像等の表示不良が生じ難くいものとなっている。つまり、画素電極の外縁を共通電極の外縁よりも内側若しくは外側に配設することで、各電極間に斜め電界を生じさせ、該斜め電界に応じて前記液晶の倒れる方向を規制する構成としたために、電極に対して特許文献１に記載されたような突起を形成せずとも、液晶の傾倒方向を十分に規制することが可能となったのである。その結果、液晶配向不良に基づく表示不良の発生が抑えられ、特に画素のエッジ（外縁領域）においても液晶の傾倒方向を規制することが可能となるため、表示領域全体について表示特性を更に向上させることが可能となった。
【０００８】
本発明の液晶表示装置の更なる具体的構成として、短冊状の共通電極と矩形状の画素電極が少なくとも平面的に重畳する部分を含み、該短冊状の共通電極の長手方向に画素電極が複数並列した構成とすることができる。この場合において、一つの画素電極の外縁が、共通電極の幅方向に対して内側若しくは外側に形成された構成とすれば、上述したように画素電極のエッジ部分において液晶分子の傾倒方向を効果的に規制することが可能となる。
【０００９】
また、前記規制手段は、前記画素電極又は前記共通電極に形成されたスリット状の開口部、又は、前記画素電極又は前記共通電極に形成された凸部とすることができる。
【００１０】
この場合、画素電極及び／又は共通電極に形成された開口部及び／又は凸部のうち、画素内で最も外縁側に形成された開口部及び／又は凸部を備える方の電極（例えば画素電極）の外縁を、他方の電極（例えば共通電極）の外縁よりも外側に配設したため、他方の電極（例えば共通電極）の外縁に開口部（終端開口部とも言う）を備えた構成となる。したがって、画素内で最も外縁側に形成された開口部及び／又は凸部に対して、それとは異なる側の電極に終端開口部が形成されることとなり、これらによって配向規制される液晶分子については配向乱れが生じ難くなり、その結果、残像等の表示不良が一層生じ難いものとなり、また、斜め方向から観たときに、ざらざらとしたしみ状のむらが視認される等の不具合も解消することが可能となる。
【００１１】
なお、平面的に見て隣り合う前記規制手段同士は、前記画素電極又は前記共通電極のうち、それぞれ異なる電極に形成されてなるものとすることができる。この場合、隣接する開口部及び／又は凸部が互いに異なる電極に形成された構成となるため、これらによって配向規制される液晶分子については配向乱れが生じ難くなり、その結果、残像等の表示不良が一層生じ難いものとなり、また、斜め方向から観たときに、ざらざらとしたしみ状のむらが視認される等の不具合も解消することが可能となる。そして、このように各電極に互い違いに形成した開口部及び／又は凸部について、そのうちの画素内で最も外縁側に形成された開口部及び／又は凸部に対して、それとは異なる側の電極に終端開口部を形成することで、画素の中心からエッジまで一層完全な配向分割を行うことができ、表示特性の極めて高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００１２】
また、前記規制手段の幅をＷとした場合、前記画素電極の外縁は、前記共通電極の外縁よりも概ねＷ／２だけ内側若しくは外側に配設されてなるものとすることができる。この場合、電極に形成した開口部及び／又は凸部と同じ効果で画素のエッジ部から内側へ斜め電界を印加することが可能となる。ここで、画素電極の外縁と共通電極の外縁とのズレがＷ／２未満の場合、斜め電界の効果が小さくなる場合があり、該ズレがＷ／２よりも大きくなる場合、電極の形成されない部分の液晶は動き難くなるので開口率が低下することとなり好ましくない。
【００１３】
さらに本発明の液晶表示装置について、１つのドット領域内に透過表示を行う透過表示領域と、反射表示を行う反射表示領域とを具備してなり、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間に、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶層の層厚を異ならせる液晶層厚調整層が少なくとも前記反射表示領域に設けられてなるものとすることができる。
【００１４】
このような液晶表示装置によると、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層の層厚を異ならせる液晶層厚調整層を設けたため、反射表示領域と透過表示領域との間のリタデーション差が低減される。すなわち、反射表示においては表示面側から入射した光が液晶層を２回通過して表示に供されるのに対し、透過表示においては背面側から入射した光が液晶層を１回通過して表示に供されるため、各表示についてリタデーション差が生じることとなるが、上記構成では液晶層厚調整層を形成することによってそのリタデーション差を低減し、それに基づくコントラストの低下を解消している。そして、このように透過表示と反射表示の双方において高コントラストの表示を行うことが可能な液晶表示装置において、上述のような画素のエッジ部においても効果的に配向分割を行う手法を採用したことにより、透過表示及び反射表示ともに残像等の表示不良が抑えられ、さらには高コントラストで広視野角の表示が可能な液晶表示装置を得ることが可能となる。
【００１５】
また本発明の液晶表示装置において、隣合うドット領域の間に形成するブラックマトリクスについて、前記画素電極及び共通電極のうちその外縁が相対的に内側に位置する電極の外縁よりも、該ブラックマトリクスが外側に形成されてなるものとすることができる。従来の液晶表示装置では、画素のエッジ部（外縁部分）はブラックマトリクスで覆い隠すのが一般的であるが、本発明の液晶表示装置によれば、斜め電界によりエッジ部の液晶も駆動することが可能なため、画素電極の外縁と共通電極の外縁とでずれた部分についても明るい表示を確保することができ、ブラックマトリクスの面積を従来に比して小さくすることができる。したがって、本発明の構成においては、上述のように画素電極及び共通電極のうち、その外縁が相対的に内側に位置する電極の外縁よりも外側にブラックマトリクスを配設し、その構成により一層明るい表示を得ることが可能となるのである。
【００１６】
なお、本発明の液晶表示装置において、前記画素電極には二端子型非線形素子が接続されてなるものとすることができる。この二端子型非線形素子としては、例えば、金属−絶縁膜−金属（ＭＩＭ）型非線型素子の構造を有した薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子を例示することができる。
【００１７】
また、本発明においては、電極に開口部（例えばスリット状の開口部）を設けることにより、双方の基板上の電極間に発生する電界（ポテンシャル線）が開口部の近傍で斜めに歪み、この歪んだ斜め電界の作用によって液晶の配向規制を容易に実現することができるのである。他方、電極上に凸部（例えば誘電体突起）を設けた場合には、液晶層の中に突出した突起物の作用によって液晶の配向方向を規制することができる。
【００１８】
次に、本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。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、特に透過表示を重視した電子機器としては好適となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２０】
以下に示す本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例であり、特に反射表示と透過表示とを可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。
図１は、本実施の形態の液晶表示装置１０についての等価回路を示している。この液晶表示装置１０は、走査信号駆動回路１１及びデータ信号駆動回路１２を含んでいる。液晶表示装置１０には、信号線、すなわち複数の走査線１３と、該走査線１３と交差する複数のデータ線１４とが設けられ、走査線１３は走査信号駆動回路１１により、データ線１４はデータ信号駆動回路１２により駆動される。そして、各画素領域１５において、走査線１３とデータ線１４との間にＴＦＤ素子４と液晶表示要素１６（液晶層）とが直列に接続されている。なお、図１では、ＴＦＤ素子４が走査線１３側に接続され、液晶表示要素１６がデータ線１４側に接続されているが、これとは逆にＴＦＤ素子４をデータ線１４側に、液晶表示要素１６を走査線１３側に設ける構成としても良い。
【００２１】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置に具備された電極の平面構造について説明する。図２に示すように、本実施の形態の液晶表示装置では、走査線１３にＴＦＤ素子４を介して接続された平面視矩形状の画素電極９がマトリクス状に設けられており、該画素電極９と紙面垂直方向に対向して共通電極１４が短冊状（ストライプ状）に設けられている。共通電極１４は、データ線からなり走査線１３と交差する形のストライプ形状を有している。本実施の形態において、各画素電極９が形成された個々の領域が１つのドット領域であり、該マトリクス状に配置された各ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。
【００２２】
また、１つのドット領域内には、開口部２０ａを備える反射膜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となり、その内側の反射膜２０が形成されていない領域（開口部２０ａの内側領域）が透過表示領域となる。
【００２３】
ここでＴＦＤ素子４は、例えば図３及び図４に示すような構成を具備している。図３はＴＦＤ素子４の構成を説明するための平面図であって、図４は図３に示したＢ−Ｂ’断面図である。
図３に示すように、ＴＦＤ素子４は走査線１３と画素電極９とを接続するスイッチング素子であって、図４にも示すように、基板２上に下地絶縁膜３を介して配設されている。そして、ＴＦＤ素子４は、Ｔａを主成分とする第１導電膜６と、第１導電膜６の表面に形成され、Ｔａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜７と、絶縁膜７の表面に形成され、Ｃｒを主成分とする第２導電膜８とから構成されている。そして、ＴＦＤ素子４の第１導電膜６が走査線１３に接続され、第２導電膜８が画素電極５に接続されている。
【００２４】
次に、図５に基づいて本実施の形態の液晶表示装置１０の断面構造について説明する。図５は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面の概略構成を示す図である。
図５に示すように、本実施の形態の液晶表示装置１０は、ＴＦＤアレイ基板１８とこれに対向配置された対向基板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が挟持された構成を具備し、当該液晶表示装置１０の表示面とは異なる側、すなわち対向基板２５の背面側にはバックライト６４が配設されている。
【００２５】
対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ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（開口部２０ａの内側）が透過表示領域Ｔとなる。
【００２６】
反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、及び透過表示領域Ｔ２内に位置する基板本体２５Ａ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、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色の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。
【００２７】
カラーフィルターの色素層２２の上には反射表示領域Ｒに対応する位置に絶縁膜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有している。ここで、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している。
【００２８】
そして、絶縁膜２１の表面を含む対向基板２５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共通電極１４が形成されている。なお、図５において共通電極１４は、紙面垂直方向に延びる形のストライプ状に形成されており、該紙面垂直方向に並んで形成されたドット領域の各々に共通の電極として構成されている。また、共通電極１４上には、液晶層５０の液晶分子に対して垂直配向性を付与する垂直配向膜１７が形成されている。
【００２９】
一方、ＴＦＤアレイ基板１８側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１８Ａ上（基板本体１８Ａ内面側）に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９、垂直配向膜１９が順次形成されている。なお、ＴＦＤアレイ基板１８、対向基板２５の双方の配向膜１７，１９には、ともに垂直配向処理が施されているが、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。
【００３０】
また、ＴＦＤアレイ基板１８の表示面側、及び対向基板２５の背面側には、それぞれ基板本体側から位相差板４３，４１、偏光板４４，４２が設けられている。位相差板４３，４１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４３，４１と偏光板４４，４２との組み合わせによりＴＦＤアレイ基板１８側及び対向基板２５側の双方から液晶層５０に略円偏光が入射されるようになっている。また、対向基板２５の背面側にあたる液晶セルの外側には、光源６１、リフレクタ６２、導光板６３などを有するバックライト６４が設置されている。
【００３１】
ここで、本実施の形態の液晶表示装置１０においては、液晶層５０の液晶分子を配向規制するために、図２及び図５に示すように、画素電極９と共通電極１４とを平面的に位置をずらして構成している。つまり、画素電極９の外縁Ｘ１，Ｘ２が、共通電極１４の外縁Ｙ１，Ｙ２よりも内側若しくは外側に配設されており、例えば画素電極９の外縁Ｘ１は共通電極１４の外縁Ｙ１よりも内側（当該ドット領域内側）に配設され、画素電極９の外縁Ｘ２は共通電極１４の外縁Ｙ２よりも外側（当該ドット領域外側）に配設されている。
【００３２】
以上のような構成によれば、以下のような効果を発現することができるようになる。
つまり、一般的には、ラビング処理を施さない垂直配向膜上に配向した負の誘電異方性を有する液晶分子に電圧を印加すると、液晶の倒れる方向に規制がないので無秩序な方向に倒れ、配向不良が生じることとなる。
しかしながら、本実施の形態では、矩形状の画素電極９とストライプ状の共通電極１４とをドット領域内において位置をずらして配設しているため、その位置ずれした領域で各電極９，１４間に斜め電界（図５参照）が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の、電圧印加により倒れる方向が規制されることとなる。
【００３３】
その結果、液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制されるため、ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られる。また、特にドット領域のエッジ部分（外縁部分）において各電極を位置ずれした構成とし、液晶の配向規制を行うものとしているため、特にドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても階調表示が可能となり、ドット領域全体で更に明るい表示を実現することが可能とされている。
【００３４】
なお、本実施形態の液晶表示装置１０では、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、反射表示に寄与するリタデーションと透過表示に寄与するリタデーションを略等しくすることができ、これによりコントラストの向上が図られている。
【００３５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。
図６は第２の実施の形態の液晶表示装置１００について、断面構造（ｂ）と、その電極の平面構成（ａ）を模式的に示す図である。本実施の形態の液晶表示装置１００の基本構成は第１の実施の形態と略同じであるため、図６において図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ’断面を模式的に示す図である。
【００３６】
第２の実施の形態の液晶表示装置１００では、画素電極９及び共通電極１４に対してスリット状の開口部７２，７１をそれぞれ配設した。特に、ドット領域内において、画素電極９に形成した開口部７２と、共通電極１４に形成した開口部７１とは、それぞれ互い違いの位置に形成され、つまり、任意の開口部７２（７１）と、これに隣接する開口部とは異なる電極側に形成されている。
【００３７】
そして、開口部７２，７１のうちドット領域内で最も外縁側に形成された開口部を備える電極の外縁が、他方の電極の外縁よりも外側に配設されている。つまり、図６に示したように外縁Ｘ１，Ｙ１側、及び外縁Ｘ２，Ｙ２側の双方において、画素電極９側の開口部７２が相対的に外縁に近い位置に形成されており、該画素電極９の外縁Ｘ１，Ｘ２が、共通電極１４の外縁Ｙ１，Ｙ２よりも外側に形成されている。
【００３８】
このような構成を具備する第２の実施の形態の液晶表示装置では、画素電極９と共通電極１４の双方にスリット状の開口部７２，７１がそれぞれ形成されているため、図６に示したように、開口部７２，７１に対応して各電極９，１４間に斜め電界が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の、電圧印加により倒れる方向が規制されることとなる。また、開口部７２，７１が、上述したように互い違いの位置に形成されているため、図６に示したように液晶分子の倒れる方向が一層正確に規制され、配向不良の発生する領域が少ないものとなる。つまり、液晶分子の倒れる方向が不連続となる領域が少なくなり、液晶分子の配向分割が良好に行われるようになるのである。
【００３９】
また、ドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても、第１の実施の形態と同様に各電極９，１４を位置ずれした構成とし、該構成により発生する斜め電界に基づいて液晶分子の配向規制を行うものとしているため、特にドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても階調表示が可能となり、ドット領域全体で更に明るい表示を実現することが可能とされている。
【００４０】
したがって、本実施の形態の液晶表示装置１００では、ドット領域全体、ひいては表示領域全体において液晶配向不良に基づくディスクリネーションの発生が抑制され、残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られるようになる。
【００４１】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。
図７は第３の実施の形態の液晶表示装置１１０について、断面構造（ｂ）と、その電極の平面構成（ａ）を模式的に示す図である。本実施の形態の液晶表示装置１１０の基本構成は第２の実施の形態と略同じであるため、図７において図６と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ’断面を模式的に示す図である。
【００４２】
第３の実施の形態の液晶表示装置１１０では、画素電極９及び共通電極１４に対してスリット状の開口部７２ａ，７１がそれぞれ配設されており、特に画素電極９に形成された開口部７２ａは、図７（ａ）に示すように、共通電極１４に形成された開口部７１の周りを取り囲む形にて、好ましくは該開口部７１の周りを取り囲む略矩形状にて形成されている。
【００４３】
また、ドット領域内において、画素電極９に形成した開口部７２ａと、共通電極１４に形成した開口部７１とは、それぞれ互い違いの位置に形成され、つまり、任意の開口部７２（７１）と、これに隣接する開口部とは異なる電極側に形成されている。さらに、この場合も、開口部７２ａ，７１のうちドット領域内で最も外縁側に形成された開口部を備える電極の外縁が、他方の電極の外縁よりも外側に配設されている。つまり、図７に示したように外縁Ｘ１，Ｙ１側、及び外縁Ｘ２，Ｙ２側の双方において、画素電極９側の開口部７２ａが相対的に外縁に近い位置に形成されており、該画素電極９の外縁Ｘ１，Ｘ２が、共通電極１４の外縁Ｙ１，Ｙ２よりも外側に形成されている。
【００４４】
このような構成を具備する第３の実施の形態の液晶表示装置では、画素電極９と共通電極１４の双方にスリット状の開口部７２ａ，７１がそれぞれ形成されているため、図７に示したように、開口部７２ａ，７１に対応して各電極９，１４間に斜め電界が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の、電圧印加により倒れる方向が規制されることとなる。しかも、画素電極９の開口部７２ａが、共通電極１４の開口部７１を取り囲む形にて形成されているため、図７（ａ）に示すように開口部７１を中心として、略３６０°の全方向に液晶分子が倒れることとなる。
【００４５】
また、第２の実施の形態と同様に、開口部７２ａ，７１が、上述したように互い違いの位置に形成されているため、図７に示したように、液晶分子の倒れる方向が不連続となる領域が少なくなり、液晶分子の配向分割が良好に行われるようになる。また、ドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても、第２の実施の形態と同様に各電極９，１４を位置ずれした構成とし、該構成により発生する斜め電界に基づいて液晶分子の配向規制を行うものとしているため、特にドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても階調表示が可能となり、ドット領域全体で更に明るい表示を実現することが可能とされている。
【００４６】
なお、図７に示したように、画素電極９に形成した開口部７２ａの開口幅（スリット幅）、及び共通電極１４に形成した開口部７１の開口幅（スリット幅）をＷとした場合、画素電極９と共通電極１４とのズレ幅Ｌは、概ねＷ／２とするのが好ましい。このような構成によると、各電極９，１４に形成した開口部７２ａ，７１と同じ効果で、ドット領域のエッジ部分（外縁部分）から該ドット領域の内側へ斜め電界を印加させることが可能となる。特にズレ幅ＬがＷ／２よりも小さくなると、斜め電界の効果が小さくなる場合があり、一方、ズレ幅ＬがＷ／２よりも大きくなると、電極の形成されていない領域が大きくなり、該電極の形成されていない領域では液晶の駆動が行われないため、結果的に開口率の低下が生じることとなる。なお、これらスリットの開口幅Ｗとズレ幅Ｌとの関係は、その他の実施の形態についても同様の構成を適用することが好ましく、具体的には、開口幅Ｗ＝１０μｍ程度、ズレ幅Ｌ＝５μｍ程度とすることができる。
【００４７】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。
図８は第４の実施の形態の液晶表示装置１２０について、断面構造（ｂ）と、その電極の平面構成（ａ）を模式的に示す図である。本実施の形態の液晶表示装置１２０の基本構成は第２の実施の形態と略同じであるため、図８において図６と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ’断面を模式的に示す図である。
【００４８】
第４の実施の形態の液晶表示装置１２０では、第３の実施の形態の液晶表示装置１１０と異なり、画素電極９に形成した開口部７２と、共通電極１４に形成した開口部７１との位置をそれぞれ逆に構成した。つまり、本実施の形態では、共通電極１４側に対して、ドット領域内における最外縁の開口部が形成されており、それに伴って共通電極１４の外縁が画素電極の外縁よりも外側に形成されている。
【００４９】
このような構成を具備する第４の実施の形態の液晶表示装置についても、画素電極９と共通電極１４の双方にスリット状の開口部７２，７１がそれぞれ形成されているため、開口部７２，７１に対応して各電極９，１４間に斜め電界が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の、電圧印加により倒れる方向が規制されることとなる。また、開口部７２，７１が互い違いの位置に形成されているため、液晶分子の倒れる方向が不連続となる領域が少なくなり、液晶分子の配向分割が良好に行われるようになる。さらに、ドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても、第２の実施の形態と同様に各電極９，１４を位置ずれした構成とし、該構成により発生する斜め電界に基づいて液晶分子の配向規制を行うものとしているため、特にドット領域のエッジ部分（外縁部分）においても階調表示が可能となり、ドット領域全体で更に明るい表示を実現することが可能とされている。
【００５０】
なお、図８に示した第４の実施の形態の液晶表示装置１２０においても、画素電極９に形成された開口部７２を、例えば図７に示すように、共通電極１４に形成された開口部７１の周りを取り囲む態様にて構成することも可能である。
【００５１】
第２、第３、第４の実施の形態から分かるように、本発明では、ドット領域内において、画素電極９及び共通電極１４に形成する開口部の態様、つまり開口部の形成位置によっては、例えば図９に示したように、画素電極９の外縁が共通電極１４の外縁よりも内側に位置するように構成したり、また図１０に示したように、画素電極９の外縁が共通電極１４の外縁よりも内側に位置するように構成したり、適宜選択することができる。また、図２に示したように、一方の外縁側では、画素電極９の外縁を共通電極１４の外縁よりも内側に構成し、他方の外縁側では、画素電極９の外縁を共通電極１４の外縁よりも外側に構成することも可能である。
【００５２】
また、上記各実施の形態では、図１１に示すように画素電極９及び共通電極１４の双方にスリット状の開口部７２，７１が形成され、該開口部７２，７１により斜め電界を生じさせ、該斜め電界により液晶分子が配向規制されているが、例えば図１２に示すように、画素電極９及び／又は共通電極１４に液晶層５０側に突出する突起７３を形成して液晶分子の配向規制を行うことも可能である。
【００５３】
図１２に示した突起７３は、断面が三角形状で、その平面形状が上記実施の形態の開口部と同様、スリット状に形成されており、アクリル樹脂等の誘電体材料から構成されている。なお、突起７３には、その表面を覆うように垂直配向性の配向膜が形成されており、画素電極９及び／又は共通電極１４に対して開口部とともに、或いは突起のみで液晶分子の配向規制を行う構成とすることができる。
【００５４】
さらに、上記各実施の形態について、図１３に示すように、隣合うドット領域の間に形成するブラックマトリクスＢＭを、画素電極９及び共通電極１４のうちその外縁が相対的に内側に位置する電極の外縁（図１３では共通電極１４の外縁Ｙ１）よりも外側に形成することが好ましい。
一般的に、ドット領域のエッジ部（外縁部分）は、液晶の駆動を行い難いためブラックマトリクスＢＭで覆い隠すものである。
しかしながら、上記各実施の形態の液晶表示装置によれば、エッジ部に斜め電界を生じさせ、該斜め電界によりエッジ部の液晶についても駆動可能なため、画素電極９の外縁Ｘ１と共通電極１４の外縁Ｙ１とでずれた部分についても明るい表示を確保することができ、ブラックマトリクスＢＭの面積を従来に比して小さくすることができる。したがって、例えば図１３のように共通電極１４の外縁Ｙ１よりも外側にブラックマトリクスＢＭを配設して、一層明るい表示を得ることが可能となるのである。
【００５５】
［電子機器］
次に、本発明の上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１４は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１４において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、使用環境によらずに明るく、コントラストが高く、広視野角の液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。なお、特に透過表示の際には明るく高コントラストの表示を得ることができるため、透過表示を重視した電子機器として提供可能となる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について、その一例を説明したが、本発明の技術範囲はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では位相差板４１，４２を単板で構成したが、この代わりに、１／２波長板と１／４波長板との積層体として構成してもよい。この積層体は広帯域円偏光板として機能し、黒表示をより無彩色化にすることができる。さらに、上記実施形態では、液晶層厚調整層として絶縁膜２１を形成しているが、必ずしも形成する必要はなく、また対向基板２５側の基板本体（下基板）２５Ａ上に形成するのみならず、ＴＦＤアレイ基板１８側の基板本体（上基板）１８Ａの内面側（液晶層側）に形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の等価回路図。
【図２】図１の液晶表示装置の電極構成を平面的に示す説明図。
【図３】図１の液晶表示装置に採用したスイッチング素子の構成を示す平面模式図。
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面を示す模式図。
【図５】図１の液晶表示装置の断面構成を示す模式図。
【図６】第２の実施の形態の液晶表示装置について断面構成を示す模式図。
【図７】第３の実施の形態の液晶表示装置について断面構成を示す模式図。
【図８】第４の実施の形態の液晶表示装置について断面構成を示す模式図。
【図９】本実施の形態に対して採用可能な電極構成の一例を平面的に示す説明図。
【図１０】本実施の形態に対して採用可能な電極構成の一例を平面的に示す説明図。
【図１１】電極に対して形成した開口部の一構成例について示す断面模式図。
【図１２】電極に対して形成した開口部及び突起の一構成例について示す断面模式図。
【図１３】ブラックマトリクスの一形成例を示す断面模式図。
【図１４】本発明の電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
９…画素電極、１４…共通電極、１８…ＴＦＤアレイ基板、２０…反射膜、２１…絶縁膜（液晶層厚調整層）、２５…対向基板、５０…液晶層、７１，７２，７２ａ…開口部、７３…突起、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域

Claims

一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち、一方の基板の内面側には短冊状の共通電極が形成される一方、他方の基板の内面側には矩形状の画素電極が形成されてなり、
前記液晶層は、誘電異方性が負の液晶から構成され、
前記画素電極の外縁が前記共通電極の外縁よりも内側若しくは外側に配設されたことにより、前記画素電極及び前記共通電極の間に生じた斜め電界に応じて、前記液晶の倒れる方向が規制され、
前記画素電極及び前記共通電極には、前記液晶の倒れる方向を規制する規制手段が形成されてなり、
前記画素電極又は前記共通電極のうち、画素内で最も外縁側に形成された前記規制手段を備える一方の電極が、他方の電極の外縁よりも外側に配設されてなる外縁を具備することを特徴とする液晶表示装置。
平面的に見て、前記他方の電極に形成された規制手段と前記一方の電極の外縁との間に、前記最も外縁側に形成された規制手段が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記規制手段は、前記画素電極又は前記共通電極に形成されたスリット状の開口部、又は、前記画素電極又は前記共通電極に形成された凸部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
平面的に見て隣り合う前記規制手段同士は、前記画素電極又は前記共通電極のうち、それぞれ異なる電極に形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
前記規制手段の幅をＷとした場合、前記画素電極の外縁は、前記共通電極の外縁よりも概ねＷ／２だけ内側若しくは外側に配設されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、１つのドット領域内に透過表示を行う透過表示領域と、反射表示を行う反射表示領域とを具備してなり、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液晶層との間に、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶層の層厚を異ならせる液晶層厚調整層が少なくとも前記反射表示領域に設けられてなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、隣り合うドット領域の間に形成するブラックマトリクスについて、前記画素電極及び共通電極のうちその外縁が相対的に内側に位置する電極の外縁よりも、該ブラックマトリクスが外側に形成されてなることを特徴とする液晶表示装置。
前記画素電極には、二端子型非線形素子が接続されてなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
請求項１ないし８のいずれか１項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。