JP4196671B2

JP4196671B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4196671B2
Application number: JP2002376367A
Authority: JP
Inventors: 仁土屋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004205902A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に反射モードと透過モードの双方で表示を行う半透過反射型の液晶表示装置において、高コントラスト、広視野角の表示が得られる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
明るい場所では反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗い場所ではバックライト等の内部光源により表示を視認可能にした液晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モード、透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることで消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができ、携帯機器の表示部に好適なものである。以下、本明細書では、この種の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」という。
【０００３】
このような半透過反射型液晶表示装置としては、上基板と下基板との間に液晶層が挟持されるとともに、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用の開口部を形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射板として機能させる液晶表示装置が提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面の反射膜で反射され、再び液晶層を通過して上基板側から出射され、表示に寄与する。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜の開口部から液晶層を通過した後、上基板側から外部に出射され、表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、開口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る。
【０００４】
ところが、従来の半透過反射型液晶装置には、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、特許文献１では、垂直配向液晶を用いる新しい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。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５０８５３号公報
【０００６】
【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、液晶の配向方向を制御している。ところで、現在携帯機器等への応用分野においては、より明るく、コントラストの高い表示が求められており、反射表示よりも透過表示を重視する傾向が強まっている。このような事情の下、一つのドット内で透過表示領域の占める面積が大きくなってきている。すると、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配向制御が完全に行われない恐れがあり、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という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、半透過反射型液晶表示装置において、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な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、一対の基板間に誘電異方性が負の液晶を有した液晶層を挟持してなり、前記一対の基板の内面には電極がそれぞれ設けられ、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備えるとともに、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た液晶表示装置であって、前記液晶層厚調整層は、前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界付近において傾斜面を備え、前記一対の基板の前記電極のうちの少なくとも一方の電極には、前記傾斜面に対応する位置に開口部が設けられており、前記開口部が設けられた前記電極の前記透過表示領域に対応して配置された電極部と前記反射表示領域に対応して配置された電極部は、前記開口部の近傍に配置された連結部を介して電気的に接続されており、前記一つのドット領域内で略矩形の前記透過表示領域を内部に含むように前記反射表示領域が枠状に配置され、前記液晶層厚調整層の前記傾斜面が前記透過表示領域の周囲を囲んで配置されており、内側に配置された前記透過表示領域に対応して配置された電極部と、外側に配置された前記反射表示領域に対応して配置された電極部とを電気的に接続する前記連結部は、前記透過表示領域の周囲を囲んで配置された前記傾斜面に対応する位置の一部であって、前記透過表示領域の隅角部に対応した位置に配置されていることを特徴とする。
なお、ここで言う「液晶層厚調整層の傾斜面に対応する位置に開口部を設ける」とは、「平面視したときに液晶層厚調整層の傾斜面と少なくとも一部重なる位置に開口部を設ける」という意味である。
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置に垂直配向モードの液晶を組み合わせたものである。近年、半透過反射型液晶表示装置において、反射、透過両表示モードにおけるリタデーション差によるコントラスト低下の問題を解消するために、例えば下基板上の反射表示領域内に所定の厚みを有する絶縁膜を液晶層側に向けて突出するように形成することによって、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層の厚みを変えた構造のものが提案されている。この種の液晶表示装置に関する発明は本出願人も既に多数出願している。この構成によれば、絶縁膜（本明細書では、この種の機能を果たす絶縁膜のことを「液晶層厚調整層」と言う）の存在によって反射表示領域の液晶層の厚みを透過表示領域の液晶層の厚みよりも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充分に近づける、もしくは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を図ることができる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、上記の絶縁膜を備えた液晶表示装置に垂直配向モードの液晶層を組み合わせることによって、垂直配向モードの液晶における電界印加時の配向方向を制御できることを見い出した。すなわち、垂直配向モードを採用した場合には一般に誘電異方性が負の液晶（ネガ型液晶）を用いるが、初期配向状態で液晶分子が基板面に対して垂直に立っているものを、電界印加により倒すわけであるから、何も工夫をしなければ（プレチルトが付与されていなければ）液晶分子の倒れる方向を制御できず、配向乱れ（ディスクリネーション）が生じて表示不良が生じ、表示品位を落としてしまう。そのため、垂直配向モードの採用にあたっては、電界印加時の液晶分子の配向方向の制御が重要な要素となる。そこで、上記の液晶層厚調整層を備えた液晶表示装置においては、液晶層厚調整層が液晶層に向けて突出し、しかも液晶層厚調整層が自身の膜厚が連続的に変化するような傾斜面を有しているので、液晶分子が傾斜面に対して垂直に立ち、傾斜面の角度に応じたプレチルトを持つ。
【００１１】
しかしながら、液晶層厚調整層の傾斜面の作用だけでは配向制御力が弱く、必ずしも配向制御が充分になされるとは言えない。そこで、本発明者らは、液晶層厚調整層を設けた側の電極、あるいはその反対側の基板上の電極に対して、傾斜面に対応する位置（平面視して傾斜面と重なる位置）に開口部を設ける構成に想到した。電極に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制御をさらに容易に実現することができる。本発明の構成においては、透過表示領域と反射表示領域の境界に液晶層厚調整層の傾斜面が存在しているので、例えば一つのドット領域の中央に透過表示領域を設けたとすると、透過表示領域の周囲が全て液晶層厚調整層の傾斜面で囲まれる形となる。そして、傾斜面に対応する位置に電極の開口部が設けられているので、透過表示領域の周囲は全て液晶の配向制御力が強く作用している領域となる。よって、透過表示領域の中央に一つの突起のみを設けた上記特許文献１に記載の構成と比べて、配向制御がより充分になされ、ディスクリネーションに起因する表示不良が抑制できる。その結果、高輝度、高コントラストの液晶表示装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、前記透過表示領域は、前記一つのドット領域内で略矩形に配置されており、前記連結部は前記透過表示領域の隅角部に対応した位置に配置されていることを特徴とする。
従って、透過表示領域の形状を略矩形として４つの各辺に対応させて開口部が設けられているため、液晶分子の配向方向が矩形の各辺と垂直な４方向に規定される結果、１ドット領域の中に４つの異なる配向方向を持つ領域ができ、配向分割構造を実現することができるので、広視野角化を図ることができる。
【００１３】
ところで、上記開口部を単純に閉環状に形成すると、開口部の内側の電極部は島状になり、開口部の外側の電極部との導通がとれない。そのため、外側の電極部と内側の電極部との連結部（導通部）が必須となるが、この連結部（導通部）は液晶の配向制御力が弱いため、この部位周辺でディスクリネーションが発生しやすくなる。
これに対して、本発明では、このような連結部（導通部）を隅角部に設けているため、連結部（導通部）を開口部の端辺の中央部に対応した位置に設けた場合に比べて、ディスクリネーション発生を抑制することできる。つまり、隅角部の液晶分子は、開口部の長辺側及び短辺側の双方の液晶分子の配向の影響を受けるため、開口部の端辺中央部の液晶分子に比べて配向性能が高い。このため、このように配向性能の高い位置に連結部（導通部）を形成することでディスクリネーションの発生を抑制することができる。特に、上記構成では、上記開口部の効果により画素全体の配向分割が十分になされるため、隅角部には一層ディスクリネーションが発生しにくくなる。また、仮にディスクリネーションが発生してもその表示への影響は隅角部の極僅かな領域であり、表示や応答速度等に大きな影響を及ぼすことはない。なお、隅角部近傍とは、開口部内側の電極部の端部から所定の範囲をいい、この所定の範囲は、例えば、上記内側の電極部の端辺の長さの１／４の距離の範囲として規定される。
【００１４】
なお、このような連結部（導通部）は開口部の複数の隅角部に設けることが好ましく、これにより、連結部（導通部）の断線に起因した点欠陥の発生を抑えることができる。
また、上述の構成に加えて、スリット状の開口部が設けられた電極と反対側の電極の透過表示領域の略中央に対応する位置に開口部を設けることで透過表示領域における配向制御力をより高めることができ、コントラスト等の表示品質をより向上させることができる。或いは、開口部の代わりに凸部を設けてもよい。電極上に凸部（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制御することができる。このようにメカニズムは異なるものの、液晶分子の配向方向を制御する手段として、「電極の開口部」を「電極上の凸部」に置き換えることは可能である。
また、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を備えることによって、反射表示、透過表示ともに良好な表示を行うことができる。
【００１５】
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る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
本実施の形態の液晶表示装置において、図１に示すように、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には、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは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される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００１９】
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、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、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７０が付加されている。なお、符号３ｂは容量線である。
【００２０】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上に、複数の矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示す）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３ｂが設けられている。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、容量線３ｂ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。
【００２１】
データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、チャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に延びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００２２】
より具体的には、第１遮光膜１１ａは、各々、半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴ３０をＴＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられており、さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿って直線状に延びる本線部と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（すなわち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３ｂの上向きの突出部の先端と重なっている。この重なった箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられている。すなわち、本実施の形態では、第１遮光膜１１ａは、コンタクトホール１３によって前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続されている。
【００２３】
図２に示すように、一つのドット領域の周縁部には矩形枠状の反射膜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Ｒとなり、その内側の反射膜２０が形成されていない領域が透過表示領域Ｔとなる。また、平面視した際に反射膜２０の形成領域を内部に含むように矩形枠状の絶縁膜２１（液晶層厚調整層）が形成されている。本実施の形態の場合、絶縁膜２１は傾斜面２１ａを有しており、本明細書では、この部分を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界領域と定義する。後述する対向基板２５上の共通電極３１には各ドット領域毎にスリット状の開口部３１ｓが形成されており、開口部３１ｓの平面形状は略矩形枠状となっている。ただし、完全に閉じた矩形とすると、矩形の内側と外側とで共通電極３１が分断されてしまい、双方への電圧印加が困難になる。よって本実施の形態の場合、矩形の隅角部に共通電極３１の連結部（導通部）３１ｃを設けている。なお、この連結部３１ｃは少なくとも１個所にあればよいが、このような連結部３１ｃを複数箇所（図２では２箇所）とすることで、断線の確率を少なくできる。また本実施の形態の場合、開口部３１ｓの幅は境界領域（絶縁膜の傾斜面２１ａ）の幅よりも大きく形成されている。一方、画素電極９のうち、透過表示領域Ｔの中央にあたる位置にスリット状の開口部９ｓが形成されている。
【００２４】
次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図であるが、本発明は絶縁膜や電極の構成に特徴があり、ＴＦＴやその他の配線等の断面構造は従来のものと変わらないため、ＴＦＴや配線部分の図示および説明は省略する。
【００２５】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０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が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ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の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、および透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体１０Ａ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。あるいは、反射表示と透過表示とで表示色の彩度が異なるのを補償すべく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで色純度を変えた色素層を別個に設けてもよい。
【００２６】
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（ドット領域の周縁部）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２１ａを有している。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。本実施の形態の場合、絶縁膜２１の上部の平坦面の縁と反射膜２０（反射表示領域）の縁とが略一致しており、傾斜面２１ａは透過表示領域Ｔに含まれることになる。
【００２７】
そして、絶縁膜２１の表面を含むＴＦＴアレイ基板１０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画素電極９が形成されている。画素電極９は、透過表示領域の中央部にスリット状の開口部９ｓを有している。画素電極９上に、ポリイミド等からなる配向膜２３が形成されている。
【００２８】
一方、対向基板２５側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極３１、ポリイミド等からなる配向膜３３が順次形成されている。上述したように、共通電極３１には、平面形状が略矩形枠状のスリット状の開口部３１ｓが形成されており、開口部３１ｓは絶縁膜２１の傾斜面２１ａの上方に位置している。ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２５の双方の配向膜２３，３３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。
【００２９】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側、および対向基板２５の外面側には、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ＴＦＴアレイ基板１０側および対向基板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、ＴＦＴアレイ基板１０の外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。
【００３０】
本実施の形態の液晶表示装置によれば、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を図ることができる。さらに、画素電極９の中央部および共通電極３１の境界領域に対応する位置にそれぞれスリット状の開口部９ｓ，３１ｓが設けられているので、上下の電極間に加わる電界が斜めに歪み、斜め電界の作用によって液晶分子５０ｂの配向方向を制御することができる。さらには、共通電極３１の開口部３１ｓの作用により、電圧印加時にドット領域内の液晶分子５０ｂが４方向に倒れるので、視角特性を広げることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、開口部３１ｓを介して隣接する透過表示領域Ｔの電極３１と反射表示領域Ｒの電極３１とが、開口部３１ｓの隅角部に設けられた連結部３１ｃにより接続されているため、このような連結部３１ｃ近傍へのディスクリネーションの発生を抑制することができる。通常、このような連結部３１ｃは、配向制御力が弱いため、この部位でディスクリネーションが発生し易い。一方、隅角部の連結部３１ｃの液晶分子は、開口部端辺の中央部に位置する液晶分子に比べて、隣接する開口部端辺の液晶分子により配向制御を受け易くなっている。このため、連結部３１ｃを開口部３１ｓの隅角部に設けた本構成では、このような連結部３１ｃ近傍への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しみ，ムラ等の少ない高品質な表示が得られる。
【００３２】
本実施の形態の液晶表示装置においては、このような作用により、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角（１６０°コーンで１：１０以上のコントラスト）の表示を実現することができる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図４を参照して説明する。
図４は本実施の形態の液晶表示装置を示す断面図である。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４において図３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。
【００３４】
本実施の形態の場合、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９上に断面が三角形状の凸条（凸部）９ｔが形成されている。この凸条９ｔは、例えばアクリル樹脂等の誘電体材料から形成されており、その平面形状は、第１の実施の形態の図２に示した開口部９ｓの形状と同様、ドット領域の中央に直線状に形成されている。そして、画素電極９および凸条９ｔを覆うように配向膜２３が形成されている。一方、対向基板２５側は、第１の実施の形態と同様、共通電極３１には、平面形状が略矩形枠状のスリット状の開口部３１ｓが形成されている。開口部３１ｓは絶縁膜２１の傾斜面２１ａの上方に位置している。
【００３５】
本実施の形態の液晶表示装置によれば、対向基板２５側では共通電極３１の開口部３１ｓによる斜め電界の作用により、また、ＴＦＴアレイ基板１０側では液晶層５０中に突出した凸条９ｔの形状作用により液晶分子５０ｂの配向方向を制御することができる。これにより、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができる。
【００３６】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図５，図６を参照して説明する。
図５は本実施形態の液晶表示装置の平面図、図６はそのＡ−Ａ断面図である。本実施の形態の液晶表示装置において、上記第１実施形態と同様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。
【００３７】
本実施の形態の場合、図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９に平面視略矩形のスリット状の開口部９ｓが形成され、対向基板２５の共通電極３１の中央部に平面視直線状のスリット状の開口部３１ｓが形成されている。画素電極９に設けられた開口部９ｓは絶縁膜２１の傾斜面２１ａに設けられており、この開口部９ｓの隅角部に連結部９ｃが設けられている。また、共通電極３１に設けられた開口部３１ｓは透過表示領域に設けられている。そして、この開口部９ｓ，３１ｓの効果により、液晶の配向制御力を高めた構成となっている。
これ以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３８】
したがって、本実施の形態の液晶表示装置でも、上記第１実施形態と同様に、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができる。
【００３９】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図７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を示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第３の実施の形態と全く同様であるため、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。
【００４０】
本実施の形態では、図６に示す第３の実施の形態において、共通電極３１にスリット状の開口部３１ｓを設ける代わりに、共通電極３１の中央部に断面が三角形状の凸条（凸部）３１ｔが形成された構成となっている。そして、凸条３１ｔおよび共通電極３１を覆うように配向膜３３が形成されている。
これ以外の構成は、上記第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態の液晶表示装置によれば、画素電極９の開口部９ｓと対向基板２５側から液晶層５０中に突出した凸条３１ｔの作用により、液晶分子５０ｂの配向方向を制御することができる。これにより、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができる。
【００４２】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態を図８を参照して説明する。
図８は本実施形態の液晶表示装置の平面図である。本実施の形態の液晶表示装置において、上記第１実施形態と同様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。
【００４３】
本実施の形態は、上記第１実施形態における開口部３１ｓの連結部３１ｃの位置を変形したものである。すなわち、本実施形態では、連結部３１ｃは開口部３１ｓの長辺側の隅角部近傍に設けられており、連結部３１ｃは、この長辺端部におけるスリット幅Ｗ（例えば１０μｍ）を有する位置から、幅Ｌで形成されている。なお、連結部の幅Ｌは開口部３１ｓ内側の電極部の端辺の長さＬ０（例えば１８０μｍ）の１／４以下とされている。幅Ｌをこのような範囲とすることで、連結部３１ｃ近傍の液晶分子に対して、開口部長辺側の液晶分子からだけでなく短辺側の液晶分子からも配向制御力を及ぼすことができる。
これ以外の構成は上記第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
したがって、本実施形態でも、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができる。
【００４４】
［第６の実施の形態］
以下、本発明の第６の実施の形態を図９を参照して説明する。
図９は本実施形態の液晶表示装置の平面図である。本実施の形態の液晶表示装置において、上記第３実施形態と同様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。
【００４５】
本実施の形態は、上記第３実施形態における開口部９ｓの連結部９ｃの位置を変形したものである。すなわち、本実施形態では、連結部９ｃは開口部９ｓの隅角部近傍の長辺側に設けられており、連結部９ｃは、この長辺端部におけるスリット幅Ｗ′を有する位置から、幅Ｌ′で形成されている。なお、幅Ｌ′は開口部９ｓ内側の電極部の端辺の長さＬ０′の１／４以下とされている。幅Ｌ′をこのような範囲とすることで、連結部９ｃ近傍の液晶分子に対して、開口部長辺側の液晶分子からだけでなく短辺側の液晶分子からも配向制御力を及ぼすことができる。
これ以外の構成は上記第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。
したがって、本実施形態でも、光抜け等の表示不良がなく、高コントラスト、広視野角の表示を実現することができる。
【００４６】
［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１０は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０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１０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。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。例えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、薄膜ダイオード（Thin Film Diode,ＴＦＤ）スイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置、パッシブマトリクス型液晶表示装置などに本発明を適用することも可能である。その他、各種構成要素の材料、寸法、形状等に関する具体的な記載は、適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では、位相差版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、この積層体に負のＣプレートを積層させることで更に広視野角化を図ることもできる。なお、Ｃプレートとは、膜厚方向に光軸を有する位相差板である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の等価回路図である。
【図２】同、液晶表示装置の１ドットの構成を示す平面図である。
【図３】同、液晶表示装置の図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の液晶装置の平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ′線に沿うの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図９】本発明の第６実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図１０】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
９…画素電極、９ｃ…連結部（導電部）、９ｓ，３１ｓ…開口部、９ｔ，３１ｔ…凸条、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…反射膜、２１…絶縁膜（液晶層厚調整層）、２１ａ…傾斜面、２５…対向基板、３１…共通電極、３１ｃ…連結部（導電部）、４１，４３…位相差版（円偏光入射手段）、５０…液晶層、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus, and more particularly to a technique capable of obtaining a display with a high contrast and a wide viewing angle in a transflective liquid crystal display device that performs display in both a reflection mode and a transmission mode. .
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device has been proposed in which external light is used in a bright place in the same manner as a reflective liquid crystal display device, and in a dark place, the display can be visually recognized by an internal light source such as a backlight. In other words, this liquid crystal display device employs a display method that combines a reflective type and a transmissive type, and reduces power consumption by switching to either the reflective mode or the transmissive mode depending on the ambient brightness. However, a clear display can be performed even when the surrounding is dark, which is suitable for a display portion of a portable device. Hereinafter, in this specification, this type of liquid crystal display device is referred to as a “transflective liquid crystal display device”.
[0003]
In such a transflective liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate, and a reflective film in which an opening for light transmission is formed in a metal film such as aluminum is disposed below. There has been proposed a liquid crystal display device which is provided on the inner surface of a substrate and which functions as a transflective plate. In this case, in the reflection mode, external light incident from the upper substrate side passes through the liquid crystal layer, is reflected by the reflective film on the inner surface of the lower substrate, passes through the liquid crystal layer again, and is emitted from the upper substrate side, contributing to display. To do. On the other hand, in the transmissive mode, light from the backlight incident from the lower substrate side passes through the liquid crystal layer from the opening of the reflective film, and then is emitted to the outside from the upper substrate side, contributing to display. Therefore, of the reflective film formation region, the region where the opening is formed is the transmissive display region, and the other region is the reflective display region.
[0004]
However, the conventional transflective liquid crystal device has a problem that the viewing angle in transmissive display is narrow. This is because a transflective plate is provided on the inner surface of the liquid crystal cell so that parallax does not occur, and there is a limitation that reflection display must be performed with only one polarizing plate provided on the viewer side. This is because the degree of freedom in design is small. Therefore, in order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a new transflective liquid crystal display device using vertically aligned liquid crystal. The features are the following three points.
(1) Employs a “VA (Vertical Alignment) mode” in which a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is aligned perpendicularly to the substrate and then tilted by applying a voltage.
(2) A “multi-gap structure” is adopted in which the liquid crystal layer thickness (cell gap) is different between the transmissive display area and the reflective display area.
(3) The transmissive display area is a regular octagon or a circle, and a protrusion is provided at the center of the transmissive display area on the counter substrate so that the liquid crystal isotropically falls within this area. In other words, “alignment division structure” is adopted.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-350853 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the liquid crystal display device of Patent Document 1, a protrusion is provided at the center of the transmissive display region to control the alignment direction of the liquid crystal. By the way, in the field of application to portable devices and the like, there is a demand for brighter and higher-contrast display, and there is an increasing tendency to emphasize transmissive display rather than reflective display. Under such circumstances, the area occupied by the transmissive display area in one dot is increasing. Then, as in the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, there is a possibility that the alignment control may not be performed completely just by providing a protrusion at the center of the transmissive display region, resulting in an alignment disorder called disclination. There has been a problem of causing display defects such as afterimages.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and in a transflective liquid crystal display device, a display defect such as an afterimage is suppressed, and further, a liquid crystal capable of increasing brightness and increasing contrast. An object is to provide a display device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal layer having a liquid crystal having negative dielectric anisotropy between a pair of substrates, and electrodes on the inner surfaces of the pair of substrates. Provided in each dot area, and includes a transmissive display area for performing transmissive display and a reflective display area for performing reflective display, and is provided between at least one of the pair of substrates and the liquid crystal layer. A liquid crystal display device in which a liquid crystal layer thickness adjusting layer that makes the liquid crystal layer different in thickness in the reflective display region and the transmissive display region is provided in at least the reflective display region, wherein the liquid crystal layer thickness adjusting layer is And an inclined surface in the vicinity of the boundary between the reflective display region and the transmissive display region, and at least one of the electrodes of the pair of substrates is provided with an opening at a position corresponding to the inclined surface. And said The electrode portion disposed corresponding to the transmissive display region of the electrode provided with the mouth portion and the electrode portion disposed corresponding to the reflective display region include a connecting portion disposed in the vicinity of the opening portion. Electrically connected through The reflective display area is arranged in a frame shape so as to include the substantially rectangular transmissive display area within the one dot area, and the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer is around the transmissive display area. An electrode portion disposed corresponding to the transmissive display region disposed on the inner side and an electrode portion disposed corresponding to the reflective display region disposed on the outer side are electrically connected to each other. The connecting portion connected to the part is a part of a position corresponding to the inclined surface arranged surrounding the periphery of the transmissive display region, and is disposed at a position corresponding to a corner portion of the transmissive display region. Have It is characterized by that.
As used herein, “providing an opening at a position corresponding to the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer” means “opening at a position at least partially overlapping with the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer when viewed in plan. It means "provide."
[0009]
The liquid crystal display device of the present invention is a combination of a transflective liquid crystal display device and a vertical alignment mode liquid crystal. In recent years, in a transflective liquid crystal display device, for example, an insulating film having a predetermined thickness is provided in a reflective display region on a lower substrate in order to eliminate the problem of contrast reduction due to a retardation difference in both reflective and transmissive display modes. There has been proposed a structure in which the thickness of the liquid crystal layer is changed between the reflective display region and the transmissive display region by forming it so as to protrude toward the layer side. The present applicant has already filed a number of inventions related to this type of liquid crystal display device. According to this configuration, the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display region is determined by the presence of the insulating film (in this specification, an insulating film that performs this type of function is referred to as a “liquid crystal layer thickness adjusting layer”). Therefore, the retardation that contributes to the reflective display and the retardation that contributes to the transmissive display can be made sufficiently close to or substantially equal to each other, thereby improving the contrast. .
[0010]
Therefore, the present inventors have found that the alignment direction when an electric field is applied to a vertical alignment mode liquid crystal can be controlled by combining the liquid crystal display device having the above insulating film with a vertical alignment mode liquid crystal layer. That is, when the vertical alignment mode is adopted, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy (negative type liquid crystal) is generally used, but the liquid crystal molecules in the initial alignment state are perpendicular to the substrate surface. Since it is tilted by the application, the direction in which the liquid crystal molecules tilt cannot be controlled without any contrivance (unless pretilt is applied), resulting in disorder of alignment (disclination), resulting in display failure, and display. Degraded. Therefore, in adopting the vertical alignment mode, the control of the alignment direction of the liquid crystal molecules when an electric field is applied is an important factor. Therefore, in the liquid crystal display device provided with the liquid crystal layer thickness adjusting layer, the liquid crystal layer thickness adjusting layer protrudes toward the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer thickness adjusting layer continuously changes its film thickness. Since it has an inclined surface, the liquid crystal molecules stand perpendicular to the inclined surface and have a pretilt according to the angle of the inclined surface.
[0011]
However, the alignment control force is weak only by the action of the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer, and it cannot be said that the alignment control is sufficiently performed. Accordingly, the inventors of the present invention have a position corresponding to the inclined surface (position overlapping the inclined surface in plan view) with respect to the electrode on the side provided with the liquid crystal layer thickness adjusting layer or the electrode on the opposite substrate. I came up with a configuration in which an opening is provided. By providing an opening in the electrode, the electric field (potential line) generated between the electrodes on both substrates is obliquely distorted in the vicinity of the opening, and the liquid crystal orientation control is further facilitated by the action of the distorted oblique electric field. Can be realized. In the configuration of the present invention, since the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer exists at the boundary between the transmissive display region and the reflective display region, for example, if a transmissive display region is provided in the center of one dot region, the transmissive display The entire region is surrounded by the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer. And since the opening part of the electrode is provided in the position corresponding to an inclined surface, all the circumference | surroundings of a transmissive display area | region become an area | region where the orientation control force of a liquid crystal acts strongly. Therefore, as compared with the configuration described in Patent Document 1 in which only one protrusion is provided at the center of the transmissive display region, the orientation control is more sufficiently performed and display defects due to disclination can be suppressed. As a result, a liquid crystal display device with high brightness and high contrast can be provided.
[0012]
In the liquid crystal display device of the present invention, the transmissive display region is disposed in a substantially rectangular shape within the one dot region, and the connecting portion is disposed at a position corresponding to a corner portion of the transmissive display region. It is characterized by.
Therefore, the shape of the transmissive display area is substantially rectangular, and openings are provided corresponding to the four sides. As a result, the alignment directions of the liquid crystal molecules are defined in four directions perpendicular to the sides of the rectangle. A region having four different orientation directions can be formed in the dot region, and an orientation division structure can be realized, so that a wide viewing angle can be achieved.
[0013]
By the way, if the opening is simply formed in a closed ring shape, the electrode part inside the opening becomes an island shape and cannot be electrically connected to the electrode part outside the opening. For this reason, a connecting portion (conducting portion) between the outer electrode portion and the inner electrode portion is indispensable. However, since this connecting portion (conducting portion) has a weak liquid crystal alignment control force, disclination occurs around this portion. It tends to occur.
On the other hand, in the present invention, since such a connecting portion (conducting portion) is provided at the corner portion, the connecting portion (conducting portion) is provided at a position corresponding to the central portion of the edge of the opening. Compared to the case, the occurrence of disclination can be suppressed. In other words, the liquid crystal molecules at the corners are affected by the alignment of the liquid crystal molecules on both the long side and the short side of the opening, so that the alignment performance is higher than the liquid crystal molecules at the center of the edge of the opening. . For this reason, generation | occurrence | production of a disclination can be suppressed by forming a connection part (conduction part) in the position where orientation performance is high in this way. In particular, in the above configuration, since the entire pixel is sufficiently divided by the effect of the opening, disclination is more unlikely to occur in the corner portion. Even if disclination occurs, the effect on the display is a very small area at the corner, and the display and response speed are not greatly affected. The vicinity of the corner means a predetermined range from the end of the electrode part inside the opening, and this predetermined range is, for example, a distance of 1/4 of the length of the end of the inner electrode part. Is defined as the range of
[0014]
In addition, it is preferable to provide such a connection part (conduction part) in the some corner | angular part of an opening part, and generation | occurrence | production of the point defect resulting from the disconnection of a connection part (conduction part) can be suppressed by this.
Further, in addition to the above-described configuration, the alignment control force in the transmissive display area can be obtained by providing the opening at a position corresponding to the approximate center of the transmissive display area of the electrode opposite to the electrode provided with the slit-shaped opening. The display quality such as contrast can be further improved. Or you may provide a convex part instead of an opening part. When a projection (projection) is provided on the electrode, the alignment direction of the liquid crystal can be controlled by the action of the projection protruding into the liquid crystal layer. Although the mechanism is different as described above, it is possible to replace the “electrode opening” with the “convex portion on the electrode” as a means for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules.
Further, by providing substantially circular polarized light incident means for making substantially circular polarized light incident on each of the pair of substrates, it is possible to perform good display in both reflective display and transmissive display.
[0015]
An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device according to the present invention.
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus including a bright, high-contrast, wide-viewing-angle liquid crystal display unit regardless of the use environment.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The liquid crystal display device of this embodiment is an example of an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element.
[0017]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a plurality of dots arranged in a matrix constituting the image display area of the liquid crystal display device of the present embodiment, FIG. 2 is a plan view showing the structure in the dot of the TFT array substrate, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal device, taken along line AA ′ of FIG. 2. In each of the following drawings, the scale of each layer and each member is different in order to make each layer and each member recognizable on the drawing.
[0018]
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of dots arranged in a matrix that forms an image display region include a pixel electrode 9 and a switching element for controlling the pixel electrode 9. Each of the TFTs 30 is formed, and the data line 6 a to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. Image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data line 6a are supplied line-sequentially in this order, or are supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulse-sequential manner at a predetermined timing. Further, the pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT 30, and by turning on the TFT 30 as a switching element for a certain period, the image signals S1, S2,. Write at the timing.
[0019]
A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 9 is held for a certain period with the common electrode described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode. Reference numeral 3b denotes a capacity line.
[0020]
Next, the planar structure of the TFT array substrate constituting the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a plurality of rectangular pixel electrodes 9 (contours are indicated by dotted line portions 9 </ b> A) are provided in a matrix on the TFT array substrate 10, respectively along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 9. A data line 6a, a scanning line 3a, and a capacitor line 3b are provided. In the present embodiment, the inside of each pixel electrode 9 and the region where the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, etc., which are arranged so as to surround each pixel electrode 9 are formed is one dot region, The display is made possible for each dot area arranged in a matrix.
[0021]
The data line 6a is electrically connected to a source region, which will be described later, of the semiconductor layer 1a that constitutes the TFT 30, for example, a polysilicon film, via a contact hole 5, and the pixel electrode 9 is connected to the semiconductor layer 1a. Among these, it is electrically connected to a drain region described later via a contact hole 8. Further, in the semiconductor layer 1a, the scanning line 3a is disposed so as to face the channel region (the region with the oblique line rising to the left in the drawing), and the scanning line 3a functions as a gate electrode in a portion facing the channel region. .
The capacitance line 3b is formed from a main line portion (that is, a first region formed along the scanning line 3a in plan view) extending substantially linearly along the scanning line 3a and a location intersecting the data line 6a. And a protruding portion (that is, a second region extending along the data line 6 a when viewed in a plan view) protruding toward the previous stage (upward in the drawing) along the data line 6 a. In FIG. 2, a plurality of first light shielding films 11 a are provided in a region indicated by a diagonal line rising to the right.
[0022]
More specifically, each of the first light shielding films 11a is provided at a position that covers the TFT 30 including the channel region of the semiconductor layer 1a when viewed from the TFT array substrate side, and is opposed to the main line portion of the capacitor line 3b. The main line portion extending linearly along the scanning line 3a and the protruding portion protruding from the portion intersecting with the data line 6a to the rear side (that is, downward in the figure) adjacent to the data line 6a. The tip of the downward protruding portion in each stage (pixel row) of the first light shielding film 11a overlaps the tip of the upward protruding portion of the capacitor line 3b in the next stage under the data line 6a. A contact hole 13 for electrically connecting the first light-shielding film 11a and the capacitor line 3b to each other is provided at the overlapping portion. In other words, in the present embodiment, the first light-shielding film 11a is electrically connected to the upstream or downstream capacitor line 3b through the contact hole 13.
[0023]
As shown in FIG. 2, a rectangular frame-like reflective film 20 is formed on the peripheral edge of one dot area, and the area where the reflective film 20 is formed becomes a reflective display area R, and the reflective film inside the reflective film 20. A region where 20 is not formed becomes a transmissive display region T. In addition, a rectangular frame-like insulating film 21 (liquid crystal layer thickness adjusting layer) is formed so as to include the formation region of the reflective film 20 in a plan view. In the present embodiment, the insulating film 21 has an inclined surface 21a, and in this specification, this portion is defined as a boundary region between the reflective display region R and the transmissive display region T. A common electrode 31 on the counter substrate 25 described later has a slit-like opening 31s for each dot region, and the planar shape of the opening 31s is a substantially rectangular frame. However, if the rectangle is completely closed, the common electrode 31 is divided between the inside and the outside of the rectangle, making it difficult to apply a voltage to both. Therefore, in the case of the present embodiment, the connection portion (conduction portion) 31c of the common electrode 31 is provided at the corner portion of the rectangle. In addition, although this connection part 31c should just be in at least one place, the probability of a disconnection can be reduced by making such a connection part 31c into multiple places (in FIG. 2, 2 places). In the present embodiment, the width of the opening 31s is larger than the width of the boundary region (the inclined surface 21a of the insulating film). On the other hand, a slit-shaped opening 9 s is formed at a position corresponding to the center of the transmissive display region T in the pixel electrode 9.
[0024]
Next, a cross-sectional structure of the liquid crystal display device of the present embodiment will be described based on FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 2, but the present invention is characterized by the structure of the insulating film and electrodes, and the cross-sectional structure of TFT and other wirings is not different from the conventional one. The illustration and description of the TFT and the wiring portion are omitted.
[0025]
As shown in FIG. 3, a liquid crystal layer 50 made of a liquid crystal having negative dielectric anisotropy and having an initial alignment state of vertical alignment is sandwiched between the TFT array substrate 10 and a counter substrate 25 disposed opposite thereto. Yes. In the TFT array substrate 10, a reflective film 20 made of a highly reflective metal film such as aluminum or silver is formed on the surface of a substrate body 10A made of a translucent material such as quartz or glass. As described above, the region where the reflective film 20 is formed becomes the reflective display region R, and the region where the reflective film 20 is not formed becomes the transmissive display region T. On the reflective film 20 located in the reflective display region R and on the substrate body 10A located in the transmissive display region T, a dye layer 22 constituting a color filter is provided. In this dye layer 22, dye layers of different colors of red (R), green (G), and blue (B) are arranged for each adjacent dot area, and one adjacent pixel area constitutes one pixel. To do. Alternatively, in order to compensate for the difference in display color saturation between the reflective display and the transmissive display, a pigment layer having a different color purity may be provided between the reflective display region R and the transmissive display region T.
[0026]
An insulating film 21 is formed on the color filter dye layer 22 at a position corresponding to the reflective display region R (periphery of the dot region). The insulating film 21 is made of an organic film such as an acrylic resin having a film thickness of about 2 μm ± 1 μm, for example, and is inclined so that its layer thickness continuously changes in the vicinity of the boundary between the reflective display region R and the transmissive display region T. 21a. Since the thickness of the liquid crystal layer 50 in the portion where the insulating film 21 does not exist is about 2 to 6 μm, the thickness of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R is about half of the thickness of the liquid crystal layer 50 in the transmissive display region T. That is, the insulating film 21 functions as a liquid crystal layer thickness adjusting layer that varies the thickness of the liquid crystal layer 50 between the reflective display region R and the transmissive display region T depending on its own film thickness. In the case of the present embodiment, the edge of the flat surface on the upper side of the insulating film 21 and the edge of the reflective film 20 (reflective display area) substantially coincide with each other, and the inclined surface 21a is included in the transmissive display area T. .
[0027]
A pixel electrode 9 made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) is formed on the surface of the TFT array substrate 10 including the surface of the insulating film 21. The pixel electrode 9 has a slit-shaped opening 9s at the center of the transmissive display area. An alignment film 23 made of polyimide or the like is formed on the pixel electrode 9.
[0028]
On the other hand, on the counter substrate 25 side, a common electrode 31 made of a transparent conductive film such as ITO and an alignment film 33 made of polyimide or the like are sequentially formed on a substrate body 25A made of a light-transmitting material such as glass or quartz. . As described above, the common electrode 31 has the slit-shaped opening 31 s having a substantially rectangular frame shape, and the opening 31 s is located above the inclined surface 21 a of the insulating film 21. Both the alignment films 23 and 33 of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 25 have been subjected to a vertical alignment process, but no means for imparting a pretilt such as rubbing is applied.
[0029]
Further, phase difference plates 43 and 41 and polarizing plates 44 and 42 are provided on the outer surface side of the TFT array substrate 10 and the outer surface side of the counter substrate 25 from the substrate body side, respectively. The phase difference plates 43 and 41 have a phase difference of approximately ¼ wavelength with respect to the wavelength of visible light. The combination of the phase difference plates 43 and 41 and the polarizing plates 44 and 42 makes the TFT array substrate 10 side. The substantially circular polarized light is incident on the liquid crystal layer 50 from both the counter substrate 25 side and the counter substrate 25 side. A backlight 64 having a light source 61, a reflector 62, a light guide plate 63, and the like is installed outside the liquid crystal cell corresponding to the outer surface side of the TFT array substrate 10.
[0030]
According to the liquid crystal display device of the present embodiment, by providing the insulating film 21 in the reflective display region R, the thickness of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R is approximately half the thickness of the liquid crystal layer 50 in the transmissive display region T. Since it can be made smaller, the retardation contributing to the reflective display and the retardation contributing to the transmissive display can be made substantially equal, thereby improving the contrast. Furthermore, since the slit-shaped openings 9s and 31s are provided at positions corresponding to the central portion of the pixel electrode 9 and the boundary region of the common electrode 31, the electric field applied between the upper and lower electrodes is obliquely distorted. Thus, the alignment direction of the liquid crystal molecules 50b can be controlled. Further, the liquid crystal molecules 50b in the dot region are tilted in four directions when a voltage is applied due to the action of the opening 31s of the common electrode 31, so that the viewing angle characteristic can be widened.
[0031]
In the present embodiment, the electrode 31 in the transmissive display region T and the electrode 31 in the reflective display region R that are adjacent to each other through the opening 31s are connected by the connecting portion 31c provided at the corner of the opening 31s. Therefore, the occurrence of disclination in the vicinity of the connecting portion 31c can be suppressed. Usually, such a connecting portion 31c has a weak orientation control force, and thus disclination is likely to occur at this portion. On the other hand, the liquid crystal molecules in the connecting portion 31c at the corner are more easily subjected to alignment control by the liquid crystal molecules at the adjacent opening edge than the liquid crystal molecules located at the center of the opening edge. For this reason, in the present configuration in which the connecting portion 31c is provided at the corner of the opening 31s, the occurrence of disclination in the vicinity of the connecting portion 31c is suppressed. A high-quality display with less roughness and unevenness when observed from an oblique direction can be obtained.
[0032]
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, display of high contrast and a wide viewing angle (contrast of 1:10 or more with a 160 ° cone) without display defects such as light leakage is realized by such an action. Can do.
[0033]
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the present embodiment. Since the basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components in FIG. 4 as in FIG. 3, and the detailed description is omitted. .
[0034]
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 4, a ridge (convex portion) 9t having a triangular cross section is formed on the pixel electrode 9 on the TFT array substrate 10 side. The ridge 9t is formed of a dielectric material such as acrylic resin, and the planar shape thereof is at the center of the dot region, similar to the shape of the opening 9s shown in FIG. 2 of the first embodiment. It is formed in a straight line. An alignment film 23 is formed so as to cover the pixel electrode 9 and the protrusion 9t. On the other hand, on the counter substrate 25 side, as in the first embodiment, the common electrode 31 is formed with a slit-shaped opening 31s having a substantially rectangular frame shape in plan view. The opening 31 s is located above the inclined surface 21 a of the insulating film 21.
[0035]
According to the liquid crystal display device of the present embodiment, the protruding substrate 9t protrudes into the liquid crystal layer 50 by the action of an oblique electric field by the opening 31s of the common electrode 31 on the counter substrate 25 side, and on the TFT array substrate 10 side. The orientation direction of the liquid crystal molecules 50b can be controlled by the shape action. Thereby, there is no display defect such as light leakage, and a display with a high contrast and a wide viewing angle can be realized.
[0036]
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a plan view of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. In the liquid crystal display device according to the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0037]
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, a slit-shaped opening 9 s having a substantially rectangular shape in plan view is formed in the pixel electrode 9 on the TFT array substrate 10 side, and at the center of the common electrode 31 of the counter substrate 25. A slit-shaped opening 31s that is linear in a plan view is formed. The opening 9s provided in the pixel electrode 9 is provided in the inclined surface 21a of the insulating film 21, and a connecting portion 9c is provided in a corner portion of the opening 9s. The opening 31s provided in the common electrode 31 is provided in the transmissive display area. In addition, due to the effect of the openings 9s and 31s, the liquid crystal alignment control power is enhanced.
Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0038]
Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, as in the first embodiment, display with high contrast and a wide viewing angle can be realized without display defects such as light leakage.
[0039]
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device of the present embodiment. Since the basic configuration of the liquid crystal display device of this embodiment is exactly the same as that of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same components in FIG. 7 as in FIG. .
[0040]
In the present embodiment, in the third embodiment shown in FIG. 6, instead of providing the common electrode 31 with a slit-shaped opening 31 s, a ridge (projection) having a triangular cross section at the center of the common electrode 31. ) 31t is formed. An alignment film 33 is formed so as to cover the ridges 31t and the common electrode 31.
Since the configuration other than this is the same as that of the third embodiment, description thereof is omitted.
[0041]
According to the liquid crystal display device of the present embodiment, the alignment direction of the liquid crystal molecules 50b can be controlled by the action of the projections 31t protruding into the liquid crystal layer 50 from the opening 9s of the pixel electrode 9 and the counter substrate 25 side. it can. Thereby, there is no display defect such as light leakage, and a display with a high contrast and a wide viewing angle can be realized.
[0042]
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a plan view of the liquid crystal display device of this embodiment. In the liquid crystal display device according to the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0043]
In the present embodiment, the position of the connecting portion 31c of the opening 31s in the first embodiment is modified. That is, in the present embodiment, the connecting portion 31c is provided in the vicinity of the corner portion on the long side of the opening 31s, and the connecting portion 31c has a slit width W (for example, 10 μm) at the long side end portion. To the width L. Note that the width L of the connecting portion is ¼ or less of the length L0 (for example, 180 μm) of the end side of the electrode portion inside the opening 31s. By setting the width L in such a range, the alignment control force can be exerted on the liquid crystal molecules in the vicinity of the connecting portion 31c not only from the liquid crystal molecules on the long side of the opening but also from the liquid crystal molecules on the short side. .
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
Therefore, even in the present embodiment, display with high contrast and a wide viewing angle can be realized without display defects such as light leakage.
[0044]
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a plan view of the liquid crystal display device of this embodiment. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0045]
In the present embodiment, the position of the connecting portion 9c of the opening 9s in the third embodiment is modified. That is, in the present embodiment, the connecting portion 9c is provided on the long side near the corner portion of the opening 9s, and the connecting portion 9c has a width from the position having the slit width W ′ at the end of the long side. L '. The width L ′ is not more than ¼ of the length L0 ′ of the end side of the electrode portion inside the opening 9s. By setting the width L ′ in such a range, the alignment control force is exerted on the liquid crystal molecules in the vicinity of the connecting portion 9c not only from the liquid crystal molecules on the long side of the opening but also from the liquid crystal molecules on the short side. it can.
Since the other configuration is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.
Therefore, even in the present embodiment, display with high contrast and a wide viewing angle can be realized without display defects such as light leakage.
[0046]
[Electronics]
Next, specific examples of the electronic apparatus including the liquid crystal display device according to the above embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10, reference numeral 500 indicates a mobile phone body, and reference numeral 501 indicates a display unit using the liquid crystal display device.
Since the electronic device illustrated in FIG. 10 includes the display portion using the liquid crystal display device of the above embodiment, the electronic device includes a liquid crystal display portion that is bright, has high contrast, and has a wide viewing angle regardless of the use environment. Equipment can be realized.
[0047]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix liquid crystal display device using TFT as a switching element has been shown. However, an active matrix liquid crystal display device using a thin film diode (TFD) switching element, The present invention can also be applied to a passive matrix liquid crystal display device or the like. In addition, specific descriptions regarding materials, dimensions, shapes, and the like of various components can be appropriately changed.
Moreover, in the said embodiment, although the phase difference plates 41 and 42 were comprised with the single plate, you may comprise as a laminated body of a 1/2 wavelength plate instead of this. This laminated body functions as a broadband circularly polarizing plate, and the black display can be made more achromatic. Furthermore, a wider viewing angle can be achieved by laminating a negative C plate on this laminate. The C plate is a retardation plate having an optical axis in the film thickness direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of one dot of the liquid crystal display device.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2 of the liquid crystal display device. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal device according to a third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Pixel electrode, 9c ... Connection part (conductive part), 9s, 31s ... Opening, 9t, 31t ... Projection, 10 ... TFT array substrate, 20 ... Reflective film, 21 ... Insulating film (liquid crystal layer thickness adjustment layer) 21a ... inclined surface, 25 ... counter substrate, 31 ... common electrode, 31c ... connecting part (conductive part), 41, 43 ... phase difference plate (circularly polarized light incident means), 50 ... liquid crystal layer, R ... reflective display area, T ... Transparent display area

Claims

A transmissive display in which a liquid crystal layer having a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is sandwiched between a pair of substrates, electrodes are provided on the inner surfaces of the pair of substrates, and transmissive display is performed in one dot region A liquid crystal layer between the reflective display region and the transmissive display region between at least one of the pair of substrates and the liquid crystal layer. A liquid crystal display device in which a liquid crystal layer thickness adjusting layer that varies in thickness is provided at least in the reflective display region,
The liquid crystal layer thickness adjusting layer includes an inclined surface in the vicinity of a boundary between the reflective display region and the transmissive display region, and at least one of the electrodes of the pair of substrates corresponds to the inclined surface. An opening is provided at a position, and an electrode portion arranged corresponding to the transmissive display region of the electrode provided with the opening and an electrode portion arranged corresponding to the reflective display region are It is electrically connected via a connecting part arranged in the vicinity of the opening ,
The reflective display area is arranged in a frame shape so as to include the substantially rectangular transmissive display area within the one dot area, and the inclined surface of the liquid crystal layer thickness adjusting layer surrounds the transmissive display area. The electrode part arranged corresponding to the transmissive display area arranged inside is electrically connected to the electrode part arranged corresponding to the reflective display area arranged outside. The connecting portion is a part of a position corresponding to the inclined surface arranged so as to surround the periphery of the transmissive display region, and is disposed at a position corresponding to a corner portion of the transmissive display region. A liquid crystal display device.

The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the electrode opposite to the electrode provided with the opening is provided with an opening at a position substantially corresponding to the center of the transmissive display region.

Wherein the said electrode which is provided with an opening opposite on the electrode, a liquid crystal display according to claim 1, wherein a convex portion is provided at a position corresponding to substantially the center of the transmissive display region apparatus.