JP3953059B2

JP3953059B2 - 液晶表示装置および電子機器

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Publication number: JP3953059B2
Application number: JP2004253845A
Authority: JP
Inventors: 仁土屋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: US20060044496A1; JP2006071866A; US7663716B2

Description

本発明は、液晶表示装置および電子機器に関するものである。

観察者側基板（第１基板）と光源側基板（第２基板）との間に液晶層が挟持された液晶表示装置の一種として、反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型の液晶表示装置が知られている。このような半透過反射型の液晶表示装置として、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用の窓部を形成した反射膜を光源側基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射板として機能させるものが提案されている。反射モードでは、観察者側基板から入射した外光が、液晶層を通過した後に光源側基板の内側の反射膜で反射され、再び液晶層を通過して観察者側基板から出射されて表示に寄与する。一方、透過モードでは、光源側基板から入射した光源光が、反射膜の窓部から液晶層を通過した後、観察者側基板から観察者側に出射されて表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、窓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っている。

ところが、従来の半透過反射型の液晶表示装置には、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液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３つである。
（１）誘電率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との液晶層厚（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のサブドットに分割し、この領域内で液晶が放射状に倒れるように、観察者側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。

半透過反射型の液晶表示装置において、特許文献１のようなマルチギャップ構造を具備させることは非常に有効である。なぜなら、透過表示領域では入射光が液晶層を１回しか透過しないが、反射表示領域では入射光が液晶層を２回透過するため、透過表示領域と反射表示領域とのリタデーション（位相差）に差異が生じるからである。そこで、マルチギャップ構造によってリタデーションを調節することにより、透過表示領域と反射表示領域との光透過率が均一化され、表示品質に優れた液晶表示装置が得られる。

また、配向分割構造を採用しない場合には、電界印加により液晶分子はランダムな方向に傾倒し、異なる液晶配向領域の境界に不連続線（ディスクリネーション）が現れて残像等の原因になる。また、異なる液晶配向領域は異なる視角特性を有するため、斜め方向から見た場合にざらざらとしたシミ状のムラとして見えることになる。これに対して、配向分割構造を採用することにより、電界印加時に液晶分子を所定方向に配向させることが可能になる。したがって、視野角が広く表示品質に優れた液晶表示装置が得られる。

特開平１１−２４２２２６号公報 "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)

しかしながら、マルチギャップ構造を実現する液晶層厚調整層では、透過表示領域と反射表示領域との境界部に傾斜領域が形成される。その傾斜領域では、表面の配向膜に対して垂直に液晶分子が配向するため、基板と垂直な方向に屈折率異方性を示すことになり、他の領域とリタデーションに差異が生じる。その結果、黒表示において傾斜領域に光漏れが発生し、コントラストを低下させることになる。

このような問題に鑑みて、特許文献１では、液晶層厚調整層の傾斜領域をＡｌ等の反射電極で覆うことにより、当該部分における光漏れを防止している。しかしながら、透過表示領域と反射表示領域との境界部にサブドットの連結部を配置した場合には、反射電極によって傾斜領域の全体を覆うことができないという問題がある。これにより、コントラストの低下を招いている。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、液晶層厚調整層の傾斜領域における光漏れにより、コントラストを低下させることのない液晶表示装置の提供を目的とする。また、表示品質に優れた電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなり、画像表示単位となる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、前記第１基板および前記第２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液晶層厚調整層が設けられ、該液晶層厚調整層は前記透過表示領域と前記反射表示領域との間に傾斜領域を有した液晶表示装置であって、前記第２基板には隣接する複数の前記ドット領域を連通する金属配線が延設されており、前記液晶層厚調整層の前記傾斜領域は前記金属配線に沿って配設されており、前記金属配線と前記液晶層調整層の前記傾斜領域が平面視において重なるように配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、第２基板から液晶層厚調整層の傾斜領域に入射する光は、第２基板
に配設された金属配線によって遮断される。一方、第１基板から液晶層厚調整層の傾斜領
域に入射する光は、液晶層を透過し、金属配線の表面で正反射されることになる。しかし
ながら、液晶表示装置の観察者は、正反射した照明光が目に入らないように、視角を調整
しつつ観察する。したがって、液晶層厚調整層の傾斜領域を画像表示から除外することが
可能になり、光漏れによるコントラストの低下を防止することができる。

また、前記液晶層厚調整層は、前記ドット領域の長辺方向の端部に設けられ、前記液晶層厚調整層の傾斜領域は、前記ドット領域の短辺と平行に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、金属配線を直線状に形成することができるので、金属配線の抵抗率の低減および信頼性の向上が可能になる。

また、前記液晶層厚調整層は、前記第１基板に設けられ、前記金属配線の幅は、前記液晶層厚調整層の傾斜領域の幅よりも広く形成されていることが望ましい。
この構成によれば、第１基板と第２基板とを貼り合わせる際に両者の相対位置がずれた場合でも、液晶層厚調整層の傾斜領域と金属配線とを平面視において重ねることができる。したがって、光漏れによるコントラストの低下を確実に防止することができる。

また、前記液晶層厚調整層は、前記第２基板に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、第１基板と第２基板との貼り合わせに起因する液晶層厚調整層の傾斜領域と金属配線との位置ずれは発生しない。したがって、光漏れによるコントラストの低下を確実に防止することができる。

また、前記金属配線は、前記ドット領域のスイッチング素子に接続される走査線であることが望ましい。また、前記金属配線は、前記ドット領域の蓄積容量を構成する容量線であってもよい。
ドット領域の短辺と平行に配設される走査線または容量線を、本発明の金属配線として採用することにより、本発明の構成を低コストで実現することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した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、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。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、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお本明細書では、液晶表示装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。

［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置につき、図１ないし図３を用いて説明する。図３に示すように、第１実施形態に係る液晶表示装置は、光源側基板（第２基板）１０および観察者側基板（第１基板）２０により液晶層５０を挟持してなり、画像表示単位となるドット領域内に透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとが設けられた半透過反射型の液晶表示装置であって、反射表示領域Ｒにおける観察者側基板２０には液晶層厚調整層４０が設けられ、透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒの間に形成された液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１と平面視において重なるように、光源側基板１０にゲート線３ａが配設されているものである。なお本実施形態では、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」という）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を例にして説明する。また、誘電率異方性が負の液晶材料により液晶層５０を構成した場合を例にして説明する。

（等価回路）
図１は、液晶表示装置の等価回路図である。液晶表示装置の画像表示領域には、データ線６ａおよびゲート線３ａが格子状に配置され、両者の交点付近に画像表示単位であるドットが配置されている。そして、マトリクス状に配置された複数のドットには、それぞれ画素電極９が形成されている。その画素電極９の側方には、当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０が形成されている。このＴＦＴ素子３０のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。各データ線６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが供給される。なお画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎは、各データ線６ａに対してこの順に線順次で供給してもよく、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してもよい。

また、ＴＦＴ素子３０のゲートには、ゲート線（走査線）３ａが電気的に接続されている。ゲート線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｎが供給される。なお走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｎは、各ゲート線３ａに対してこの順に線順次で印加する。また、ＴＦＴ素子３０のドレインには、画素電極９が電気的に接続されている。そして、ゲート線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｎにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。

液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎは、画素電極９と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極９と容量線３ｂとの間に蓄積容量１７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。そして、上記のように液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて階調表示が可能となっている。

（平面構造）
図２は、画素の平面構造の説明図であり、図３のＢ−Ｂ線における平面断面図である。
上述したように、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、画素電極９の形成領域が画像表示単位となっている。したがって、画像表示単位となるドット領域は、画素電極９の形成領域に一致している。また液晶表示装置には、ＲＧＢ三原色のカラーフィルタを伴ってＲＧＢ三原色の画像表示単位となるドット９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂが形成されている。そして、この３つのドット９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂにより１つの画素９０が構成されている。

画素電極９は、複数のサブドットで構成されている。図２の例では、第１サブドット９１、第２サブドット９２および第３サブドット９３が、ドット領域の長辺方向に配列されて、画素電極９が構成されている。そのうち、第１サブドット９１は、金属膜からなる反射電極９ｂで構成されている。また、第２サブドット９２および第３サブドット９３は、透明導電膜からなる透明電極９ａで構成されている。なお、第１サブドット９１を構成する反射電極９ｂの表面や、各サブドット間の連結部９１ａ，９３ａにも透明導電膜が配設されて、各サブドットが団子状に導電接続されている。

サブドットの平面形状は、円形状や多角形状（本実施形態では正８角形）等とされている。そして、この画素電極９に通電すると、画素電極９の表面に対して垂直に配向していた液晶分子が、画素電極９の表面に対して平行に再配向する。その際、液晶分子は、サブドットの周縁部から中央部に向かって放射状に傾倒することになる。これにより、液晶分子のダイレクタを複数作り出すことができるので、視野角の広い液晶表示装置を提供することができるようになっている。

一方、隣接するドット領域を連通するように、Ａｌ等の金属材料からなるデータ線６ａ、ゲート線３ａおよび容量線３ｂが配設されている。また、上述した第１サブドット９１と第２サブドット９２との間の側方には、半導体層１ａが形成されている。そして、その半導体層の表面にゲート線３ａが配設され、またデータ線および画素電極９が接続されて、ＴＦＴ素子３０が形成されている。なおＴＦＴ素子３０は、第１サブドット９１を構成する反射電極の外側に配設してもよい。この場合、反射電極をＴＦＴ素子に対する遮光膜として機能させることが可能になり、また開口率を向上させることが可能になる。

（断面構造）
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、相互に対向する光源側基板１０と観察者側基板２０とを主体として構成されており、両基板１０，２０の間には液晶層５０が挟持されている。

光源側基板１０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを備えている。また、基板本体１０Ａの内側（図示上側）には、素子部１２が配置されている。その素子部１２には、上述したＴＦＴ素子（不図示）のほか、ゲート線３ａや容量線３ｂ等の各種配線が形成されている。なお図３では、理解を容易にするため、ゲート線３ａおよび容量線３ｂ以外の各種配線や層間絶縁膜等の記載を省略している。

素子部１２の内側には、画素電極９が形成されている。画素電極９は、透明電極９ａおよび反射電極９ｂで構成されている。まず、画素電極９の一方端部に配置された第１サブドット９１は、反射電極９ｂで構成されている。この反射電極９ｂは、アクリル等の樹脂膜（不図示）の表面に、ＡｌやＡｇ等の反射率の高い金属膜を配置して形成されている。なお、樹脂膜の表面に形成された凹凸に倣って、金属膜の表面にも凹凸が形成されている。これにより、反射電極９ｂは入射光を拡散反射しうるようになっている。

一方、画素電極９の第２サブドット９２および第３サブドット９３は、透明電極９ａで構成されている。この透明電極９ａは、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide；ＩＺＯ（登録商標）、出光興産株式会社製）等からなる透明導電膜で形成されている。また、第１サブドット９１を構成する反射電極９ｂの表面や、各サブドット間の連結部９１ａ，９３ａにも透明導電膜が配設され、画素電極を構成するサブドット９１，９２，９３が導通接続されている。
そして、反射電極９ｂの形成領域が反射表示領域Ｒとされ、透明電極９ａの形成領域が透過表示領域Ｔとされている。

一方、観察者側基板２０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａを備えている。また、基板本体２０Ａの内側（図示下側）には、カラーフィルタ層２４が形成されている。カラーフィルタ層２４は、ＲＧＢ三原色のうちいずれか１色を透過するカラーフィルタが、各ドット領域に対応して周期的に配列された構成となっている。

また、カラーフィルタ層２４の内側には、アクリル樹脂等の電気絶縁性材料からなる液晶層厚調整層４０が設けられている。この液晶層厚調整層４０は反射表示領域Ｒに形成され、その厚さは例えば０．５〜２．５μｍ程度とされている。これにより、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が、透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、マルチギャップ構造が実現されている。
なお、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部には、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１が形成されている。これにより、反射表示領域Ｒから透過表示領域Ｔにかけて液晶層５０の層厚が連続的に変化するようになっている。この傾斜領域４１の傾斜角は、一般に１０°〜３０°程度とされている。

さらに、カラーフィルタ層２４の内側から液晶層厚調整層４０の内側にかけて、観察者側基板の内側全面に、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる共通電極２１が形成されている。
なお、図示しないが、光源側基板１０における画素電極９の表面と、観察者側基板２０における共通電極２１および突起１８の表面とには、ポリイミド等からなる配向膜が形成されている。この配向膜は、その表面に対して液晶分子を垂直配向させるものであるが、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。

加えて、共通電極２１の内側には、樹脂等の誘電物質からなる突起１８が形成されている。この突起１８は、フォトリソグラフィ技術等により、錐形状や錘台形状、半球形状等に形成されている。突起１８は、光源側基板１０に形成された画素電極９のサブドット９１，９２，９３の中央部に相当する位置に配置されている（図２参照）。

そして、図３に示す画素電極９と共通電極２１との間に電界を印加すると、突起１８の表面に対して垂直に配向していた液晶分子が、共通電極２１の表面に対して平行に再配向する。その際、液晶分子は突起１８を中心として放射状に傾倒することになる。これにより、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。なお、突起１８以外の配向規制手段として、共通電極２１にスリットを形成してもよい。

一方、光源側基板１０と観察者側基板２０との間には、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。この液晶材料は、液晶分子５１により概念的に示すように、電界無印加時には配向膜の表面に対して垂直に配向し、電界印加時には配向膜の表面に対して平行に（すなわち、電界方向と垂直に）配向するものである。なお、光源側基板１０および観察者側基板２０の周縁部に塗布されたシール材（不図示）により、光源側基板１０および観察者側基板２０が相互に接着されるとともに、光源側基板１０および観察者側基板２０とシール材とによって形成される空間に液晶層５０が封入されている。また液晶層５０の厚さ（セルギャップ）は、一方の基板から立設したフォトスペーサ（不図示）を他方の基板に当接させることによって規制されている。

また、光源側基板１０の外側には位相差板２６及び偏光板２７が設けられ、観察者側基板２０の外側にも位相差板３６及び偏光板３７が設けられている。この偏光板２７，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有する。また位相差板２６，３６として、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板が採用されている。なお、偏光板２７，３７の透過軸と位相差板２６，３６の遅相軸とが約４５°をなすように配置されて、偏光板２７，３７および位相差板２６，３６により円偏光板が構成されている。この円偏光板により、直線偏光は円偏光に変換され、円偏光は直線偏光に変換される。また、偏光板２７の透過軸および偏光板３７の透過軸は直交するように配置され、位相差板２６の遅相軸および位相差板３６の遅相軸も直交するように配置されている。さらに、光源側基板１０の偏光板２７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（照明手段）６０が設置されている。

図３に示す半透過反射型の液晶表示装置では、以下のようにして画像表示が行われる。
まず、観察者側基板２０の上方から反射表示領域Ｒに入射した光は、偏光板３７および位相差板３６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。なお、電界無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行する。さらに反射電極９ｂにより反射され、位相差板３６を再透過した入射光は、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しない。一方、バックライト６０から透過表示領域Ｔに入射した光も同様に、偏光板２７および位相差板２６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。さらに位相差板３６を透過した入射光は、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置では、電界無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。

一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板と平行に再配向して、屈折率異方性を具備する。そのため、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で楕円偏光に変換される。この入射光が位相差板３６を透過しても、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光には変換されず、その全部または一部が偏光板３７を透過する。したがって、本実施形態の液晶表示装置では、電界印加時において白表示が行われる。なお、液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことも可能である。

このように、反射表示領域Ｒでは入射光が液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔでは入射光が液晶層５０を１回しか透過しない。この場合、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーション（位相差値）が異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。しかしながら、本実施形態の液晶表示装置には液晶層厚調整層４０が設けられているので、反射表示領域Ｒにおいてリタデーションを調整することが可能になる。したがって、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができる。

（ゲート線配置）
上述したように、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部には、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１が形成されている。そして、その表面にも配向膜が形成されているため、電界無印加時の液晶分子は、傾斜領域４１の表面に対して垂直に配向している。この場合の液晶分子は、基板から垂直に入射する光に対して屈折率異方性を示すことになる。そのため、傾斜領域４１に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で楕円偏光に変換され、全部または一部が偏光板３７を透過する。したがって、電界無印加時の黒表示において傾斜領域４１に光漏れが発生し、コントラストを低下させることになる。

そこで本実施形態では、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１と平面視において重なるように、ゲート線３ａを配置している。従来の液晶表示装置におけるゲート線は、開口率を確保するためドット領域の周辺部に配置されていたが、本実施形態では傾斜領域４１の光漏れを防止するためドット領域の内部に配置する。本実施形態では、ドット領域の一方端部に反射表示領域Ｒが設定されているので、ドット領域の短辺と平行に液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１が配設されている。また、隣接するドット領域も同様に配置されている。そのため、ドット領域の周辺部に配置されていた従来のゲート線を平行移動することにより、本実施形態のゲート線３ａの配置を実現することができる。

ゲート線３ａは、Ａｌ等の金属材料で構成されている。そのため、光源側基板１０から液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１に入射する光は、光源側基板１０に配設されたゲート線３ａによって遮断される。一方、観察者側基板２０から傾斜領域４１に入射する光は、液晶層を透過し、ゲート線３ａの表面で正反射されることになる。しかしながら、液晶表示装置の観察者は、正反射した照明光が目に入らないように、視角を調整しつつ観察するのが一般的である。したがって、傾斜領域４１を画像表示から除外することが可能になり、光漏れによるコントラストの低下を防止することができる。

なお、ゲート線３ａの幅は、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１の幅より広く形成されている。これにより、光源側基板１０と観察者側基板２０とを貼り合わせる際に両者の相対位置がずれた場合でも、傾斜領域４１とゲート線３ａとを平面視において重ねることが可能になる。したがって、光漏れによるコントラストの低下を確実に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置につき、図４を用いて説明する。
図４は、第２実施形態に係る液晶表示装置の側面断面図である。第２施形態に係る液晶表示装置は、光源側基板１０に液晶層厚調整層４０が設けられている点で、観察者側基板２０に設けられている第１実施形態と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第２実施形態でも、ドット領域の長辺方向一方端部が反射表示領域Ｒに設定されている。ただし、反射表示領域Ｒにおける光源側基板１０に液晶層厚調整層４０が設けられ、観察者側基板２０には設けられていない。そして、液晶層厚調整層４０の表面に第１サブドット９１が配設され、第１サブドット９１および第２サブドット９２の連結部９１ａは液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１の表面に配設されている。

そして、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１と平面視において重なるように、ゲート線３ａが配設されている。これにより、第１実施形態と同様に、傾斜領域４１を画像表示から除外することが可能になり、光漏れによるコントラストの低下を防止することができる。
これに加えて、第２実施形態では、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１とゲート線３ａとがいずれも光源側基板１０に配設されているので、観察者側基板２０と光源側基板１０との貼り合わせに起因する傾斜領域４１とゲート線３ａとの位置ずれは発生せず、常に両者を平面視において重ねることが可能になる。したがって、光漏れによるコントラストの低下を確実に防止することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置につき、図５を用いて説明する。
図５は、第３実施形態に係る液晶表示装置の側面断面図である。第３実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１と平面視において重なるように容量線３ｂが配設されている点で、ゲート線が配設されている第１実施形態と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

容量線３ｂは、画素電極９との間で蓄積容量を形成するものである。この容量線３ｂは、一般に第１サブドット９１を構成する反射電極９ｂの外側（図５の下側）に配設されて、開口率の低下が防止されている。第３実施形態では、この容量線３ｂが、第１サブドット９１の外側から連結部９１ａの外側にかけて延設され、液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１と平面視において重なるように配置されている。なおゲート線は、従来と同様にドット領域の周縁部に配置されているので、図５には図示されていない。

上記のように容量線３ｂを配置すれば、従来と同様に容量線として機能させることができるだけでなく、第１実施形態と同様に、光源側基板１０から液晶層厚調整層４０の傾斜領域４１に入射した光を遮断することができる。また、観察者側基板２０から傾斜領域４１の形成領域に入射した光を正反射して、画像表示から除外することも可能になり、光漏れによるコントラストの低下を防止することができる。

また容量線３ｂは、第１サブドット９１の外側から、連結部９１ａの外側を越えて、第２サブドット９２の端部の外側まで延設することが望ましい。これにより、光源側基板１０と観察者側基板２０とを貼り合わせる際に両者の相対位置がずれた場合でも、傾斜領域４１と容量線３ｂとを平面視において重ねることが可能になる。したがって、光漏れによるコントラストの低下を確実に防止することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置につき、図６を用いて説明する。
図６は、第４実施形態に係る液晶表示装置の側面断面図である。第４実施形態に係る液晶表示装置は、ドット領域の長辺方向両端部に反射表示領域Ｒａ，Ｒｂが設定され、液晶層厚調整層４０の第１傾斜領域４１ａと平面視において重なるようにゲート線３ａが配設されるとともに、第２傾斜領域４１ｂと平面視において重なるように容量線３ｂが配設されている点で、ドット領域の一方端部に反射表示領域が設定されている第１実施形態とは異なっている。なお、第１実施形態および第３実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

第４実施形態では、ドット領域の長辺方向両端部に反射表示領域Ｒａ，Ｒｂが設定され、長辺方向中央部に透過表示領域Ｔが設定されている。そのため、観察者側基板２０におけるドット領域の長辺方向両端部に、液晶層厚調整層４０が形成されている。また、一方の反射表示領域Ｒａと透過表示領域Ｔとの境界部には、液晶層厚調整層４０の第１傾斜領域４１ａが形成され、他方の反射表示領域Ｒｂと透過表示領域Ｔとの境界部には、液晶層厚調整層４０の第２傾斜領域４１ｂが形成されている。本実施形態では、ドット領域の両端部に反射表示領域Ｒａ，Ｒｂが設定されているので、ドット領域の短辺と平行に第１傾斜領域４１ａおよび第２傾斜領域４１ｂが配設されている。また、画素電極９のうち、第１サブドット９１および第３サブドット９３が反射電極９ｂで構成され、第２サブドット９２が透明電極９ａで構成されている。

そして、液晶層厚調整層４０の第１傾斜領域４１ａと平面視において重なるように、ゲート線３ａが配設されている。また、液晶層厚調整層４０の第２傾斜領域４１ｂと平面視において重なるように、容量線３ｂが延設されている。これにより、ドット領域内に第１傾斜領域４１ａおよび第２傾斜領域４１ｂが形成された場合でも、両者を画像表示から除外することが可能になり、コントラストの低下を防止することができる。

［電子機器］
図７は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図７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。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各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、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態ではスイッチング素子としてＴＦＴ素子を用いた場合を例にして説明したが、ＴＦＤ素子等の他のスイッチング素子を用いた場合に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態では誘電率異方性が負の液晶材料を用いてＶＡＮモード（Vertical Alignment Nematic）で動作する液晶表示装置を例にして説明したが、誘電率異方性が正の液晶材料を用いてＴＮ（Twisted Nematic）モードで動作する液晶表示装置や、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等で動作する液晶表示装置に対して、本発明を適用することも可能である。

液晶表示装置の等価回路図である。画素の平面構造の説明図である。第１実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。第２実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。第３実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。第４実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。携帯電話の斜視図である。

符号の説明

Ｒ‥反射表示領域Ｔ‥透過表示領域３ａ‥ゲート線１０‥光源側基板２０‥観察者側基板４０‥液晶層厚調整層４１‥傾斜領域５０‥液晶層

Claims

第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなり、画像表示単位となる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、前記第１基板および前記第２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液晶層厚調整層が設けられ、該液晶層厚調整層は前記透過表示領域と前記反射表示領域との間に傾斜領域を有した液晶表示装置であって、
前記第２基板には隣接する複数の前記ドット領域を連通する金属配線が延設されており、前記液晶層厚調整層の前記傾斜領域は前記金属配線に沿って配設されており、前記金属配線と前記液晶層調整層の前記傾斜領域が平面視において重なるように配置されていることを特徴とする液晶装置。
前記液晶層厚調整層は、前記第１基板に設けられ、
前記金属配線の幅は、前記液晶層厚調整層の傾斜領域の幅よりも広く形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記液晶層厚調整層は、前記第２基板に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。
前記金属配線は、前記ドット領域のスイッチング素子に接続される走査線であることを
特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記金属配線は、前記ドット領域の蓄積容量を構成する容量線であることを特徴とする
請求項１ないし請求項３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５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。