JP4093217B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
(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、いわゆる「マルチギャップ構造」を採用している点(例えば特許文献1,2参照)。
(3)透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が8方向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。
上述したように、画素電極の外縁部の液晶層には基板法線方向に対して斜め方向に電界が印加されるので、この作用により液晶分子を放射状に倒すことができ、配向方向を一応制御することができる。しかしながら、この作用だけでは必ずしも配向制御が充分になされるとは言えないので、例えば画素電極の中央部に相当する対向基板上の位置に配向制御手段を設けることによって配向制御力がより強められる。その結果、配向分割構造をより確実に実現することができ、広視野角化を図ることができる。
配向制御手段の中央部では画素電極の外側の領域と同様、液晶分子がほとんど倒れない領域ができ、配向制御手段の外縁部では画素電極の外縁部と同様、液晶分子が中途半端に倒れる領域ができる。したがって、配向制御手段と平面的に重なる領域をさらに反射表示領域とすることによって、この部分においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
この構成の場合、全ての島状部の外縁部で上述の画素電極の外縁部と同様の現象が起こり、液晶分子が中途半端に倒れる領域ができる。また、連結部は、液晶分子が様々な方向に倒れようとする領域であるため、液晶分子がほとんど倒れない領域や中途半端に倒れる領域ができる。したがって、これらの部分をさらに反射表示領域とすることによって、この部分においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
上述したように、各島状部の外縁部の液晶層には斜め方向に電界が印加されるので、この作用により液晶分子を各島状部毎に放射状に倒すことができ、配向方向を一応制御することができる。しかしながら、この作用だけでは必ずしも配向制御が充分になされるとは言えないので、例えば島状部の中央部に相当する対向基板上の位置に配向制御手段を設けることによって配向制御力がより強められる。その結果、配向分割構造をより確実に実現することができ、更なる広視野角化を図ることができる。
上述したように、この構成によれば、配向制御手段と平面的に重なる領域においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
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る。
以下、本発明の第1の実施の形態を図1〜図3を参照して説明する。
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トランジスタ(Thin Film Transistor, 以下、TFT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る。
図1は本実施の形態の液晶表示装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図2はTFTアレイ基板のドット領域内の構造を示す平面図、図3は同、液晶装置の構造を示す断面図であって、図2のA−A’線に沿う断面図、図4は液晶分子の配向の様子を示す図である。なお、以下の各図においては、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。
図2に示すように、TFTアレイ基板10上に、複数の略矩形状(正確には八角形状)の画素電極9がマトリクス状に設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3aおよび容量線(図2においては図示略)が設けられている。画素電極9の左下の部分に当該画素電極9を駆動するTFT30が形成されている。本実施の形態において、各画素電極9、および各画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、TFT30等が形成された領域の内側が一つのドット領域であり、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。
選択電圧印加によって、液晶分子50Bは垂直配向から水平配向へと変化するが、一つのドット領域内で一様に水平配向となるのではなく、図4に示すように、配向が連続的に変化する。すなわち、画素電極9と共通電極31とが完全に対向している領域では、基板面の法線方向に電界が印加されるので、液晶分子50Bがほぼ水平方向に倒れる。一方、画素電極9の外側の画素電極9から離れた領域では、液晶層50に電界が印加されないので、液晶分子50Bは垂直配向のままである。また、その中間の領域である画素電極9の縁の近傍では、液晶層50には基板面の法線方向から傾いた方向に電界が印加されるので、液晶分子50Bが中途半端に倒れ、花びらが下向きに開いたように倒れた状態となる。同様に、共通電極31の開口部31Sの中心部に対応する領域は液晶分子50Bは垂直配向のままであるが、開口部31Sの縁の近傍では液晶分子50Bが中途半端に倒れた状態となり、花びらが上向きに開いたように倒れた状態となる。
以下、本発明の第2の実施の形態を図5、図6を参照して説明する。
図5は本実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、図6は液晶の配向状態を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第1の実施の形態と全く同様であるため、図5、図6において図3、図4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。
以下、本発明の第3の実施の形態を図7〜図9を参照して説明する。
図7は本実施の形態の液晶表示装置のドット領域内の構成を示す平面図、図8は同、液晶表示装置の構成を示す断面図であって、図7のB−B’線に沿う断面図、図9は選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図、である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第1の実施の形態と同様であるため、図7〜図9において図2〜図4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。
以下、本発明の第4の実施の形態を図10、図11を参照して説明する。
図10は本実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、図11は選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図、である。本実施の形態の液晶表示装置は1つのドット領域内を複数のサブドット領域に分割したものであり、その平面構造は第3の実施の形態と全く同様であるため説明は省略し、断面構造の異なる部分だけを説明する。
すなわち、図10に示すように、TFTアレイ基板10(下基板)側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体10A上に、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。反射膜20の表面には、例えばアクリル樹脂等からなる下地の絶縁層(図示略)の表面形状を反映した凹凸が形成されている。この凹凸により反射光が散乱し、反射表示の視認性が向上する。後述する画素電極9の外側から外縁部にかけての領域、および共通電極31の開口部31Sの内部からその外周部にかけての領域に反射膜20が形成されている。反射膜20の形成領域が反射表示領域Rとなり、反射膜20の非形成領域が透過表示領域Tとなる。反射膜20上を含む基板本体10Aの全面にはアクリル樹脂等からなる平坦化膜49が形成され、平坦化膜49上にITO等の透明導電膜からなる画素電極9が形成されている。画素電極9上には垂直配向膜(図示略)が形成されている。
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12は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12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。
図12に示す電子機器は、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。
Claims (8)
- 一対の基板間に誘電異方性が負の液晶からなる液晶層を挟持してなり、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が設けられた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に画素電極が設けられ、
前記一対の基板のうち他方の基板には共通電極が設けられ、
前記一対の基板のうちいずれか一方の基板には、前記液晶層への電圧印加に寄与しない反射層が設けられ、
前記反射層が設けられた領域が前記反射表示領域とされ、
少なくとも、前記画素電極の外側の領域、および前記画素電極の外縁部と平面的に重なる領域が前記反射層と重なり、
前記反射層と重なる領域は、前記液晶層に電圧が印加されない領域と、前記液晶層に基板面の法線方向に対して傾いた方向で電界が印加される領域と、を有し、
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が略同一とされていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記画素電極と平面的に重なる前記対向基板上の領域に、前記液晶層の配向方向を制御するための配向制御手段が設けら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。
- 少なくとも前記配向制御手段と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域とされていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記画素電極が、各ドット領域内において各々がサブドット領域を構成する複数の島状部とこれら複数の島状部間を連結する連結部とを有してなり、
少なくとも、前記各島状部の外縁部、および前記連結部と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域と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。 - 前記各島状部と平面的に重なる前記対向基板上の領域に、前記液晶層の配向方向を制御するための配向制御手段が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 少なくとも前記配向制御手段と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域とされていることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のそれぞれに対して略円偏光を入射させるための略円偏光入射手段が備えられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 請求項1ないし7のいずれか一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。
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