JP4547903B2 - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ディスクリネーションの発生を防止できるようにした液晶表示装置、及びこの液晶表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
従来のように電極面が平坦に形成されたものでは、その電極端部に生じる斜め電界の作用によって、電極端部では液晶の傾倒方向が電極中央部と異なった方向となることがある。つまり、従来の構成では、電極の中央部に位置する液晶分子Lと電極端部に位置する液晶分子Lは略同様な配向状態をとるが、そこに働く電界の方向は、電極中央部で基板面に垂直な方向となるのに対して、電極端部では斜め方向となる。このため、電界と液晶長軸のなす角度が、例えば電極中央部において鋭角となり、電極端部で鈍角となる状態も生じ得る。このような状態が生じると、電極中央部と電極端部の液晶の傾倒方向(回転方向)が逆となり、これらの間でディスクリネーションが発生してしまう。
これに対して、本発明のように電極面にテーパをつけて電極端部の液晶の傾きを大きくしてやると、電界と液晶長軸とのなす角度は小さくなり、その回転方向が逆転する。この結果、電極中央部と電極の第1の端部の液晶の回転方向が同じ方向となり、ドット周縁部でのディスクリネーションの発生が防止される。
(1)基板上にポリイミド等の有機配向膜を形成し、これにラビングを施す
(2)基板上に斜方蒸着膜を形成する
(3)基板上に液晶配向用の溝構造を形成する
(4)基板上に有機膜を成膜し、これに偏光紫外線等を照射する(光配向処理)
これに対して、本構成のように電極の第2の端部に上述とは逆のテーパ面を形成してやると、電極端部の液晶の長軸は基板面に対してより平行に近い状態、或いは、液晶長軸が基板に平行な位置から若干時計回りに傾いた状態となる。この結果、電極の第2の端部の液晶の回転方向は電極中央部のものと同じ方向に規制され、この電極の第2の端部側でのディスクリネーションの発生が防止される。
(1)上記第1の基板と上記電極との間に、自身の厚みが上記配向方向に沿って変化するようなテーパ状の電極形状調整層を設け、上記電極端部の傾斜面をこの電極形状調整層の膜厚変化によって形成する。
(2)上記第1の基板と上記各電極との間に異なる色の複数の着色層を設け、隣接する着色層をその端部が一部重なる状態で配置する。そして、上記各電極を、平面視したときにそれぞれ対応する着色層の上にその第2の端部が着色層の重なり部分に一部掛かった状態で配置し、各電極の第2の端部の傾斜面をこの着色層同士の重なり部分の段差により形成する。
(3)表示領域を構成するドットの間の領域に遮光層を設ける。そして、各電極をその第2の端部が上記遮光層に一部掛かった状態で配置し、上記電極の第2の端部の傾斜面をこの遮光層の膜厚に応じた段差により形成する。
本構成によっても、前述したのと同様の理由により、ドット周縁部でのディスクリネーションの発生を防止することができる。
まず、図1,図2を参照しながら、本発明をパッシブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置に適用した例について説明する。図1(a)は本液晶表示装置の断面構造を示す模式図であり、図1(b)はその平面構造を示す模式図である。
本実施形態の液晶表示装置1は、相互に対向する第1の基板10と第2の基板20との間に、初期配向状態が水平配向をとる液晶、即ち、誘電異方性が正の液晶材料からなる液晶層30が挟持された構成となっている。
まず、本例との対比のために、電極面が平坦に形成された例について説明する(図2(a))。この構成では、電極の中央部に位置する液晶分子Lと電極端部に位置する液晶分子Lは略同様な配向状態をとる。すなわち、液晶分子Lの配向方向に沿う断面において、液晶分子Lは右側の端部(液晶の第2の端部)が左側の端部(液晶の第1の端部)に比べて若干浮き上がった状態となっている。このような構成では、電極中央部において電界と液晶長軸とのなす角αは鋭角(即ち、液晶長軸がその電界に直交する位置から若干時計回りに傾いた状態)となるため、液晶分子Lは電圧印加によって時計回りに回転することとなる。一方、電極の第1の端部(紙面左側の端部)では、電極面に対して斜め方向の電界が生じるため、電界と液晶長軸のなす角βは鈍角(即ち、液晶長軸がその電界に直交する位置から若干反時計回りに傾いた状態)となる。この結果、液晶分子Lは電圧印加によって反時計回りに回転することとなり、電極中央部と電極端部との間でディスクリネーションが発生してしまう。
これに対して本例(図2(b))のように、電極の第1の端部に、右側から左側に向けて基板から電極表面までの高さが低くなるようなテーパ面を形成すると、このテーパ面に位置する液晶分子Lは、図2(a)のものに比べて、その長軸が基板面に対してより垂直に近い状態(即ち、電界と液晶長軸とのなす角βが鋭角)となり、電極の第1の端部の液晶分子Lは時計回りに回転されやすくなる。
なお、本実施形態では電極形状調整層11の第1の端部11aのみを熱処理して形状をだらしたが、この代わりに、図3に示すように電極形状調整層11全体を熱処理し、第1の端部11a及び第2の端部11bの双方をだらしてもよい。この場合、電極12は、電極形状調整層11の中央の平坦部から第1の端部11aにかけて設けられるようにする。この構造は、上記実施形態のように第1の端部11aのみを選択的にだらす構造よりも製造が容易である。
次に、図4,図5を参照しながら、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4(a)は、R(赤),G(緑),B(青)の3つのドットからなる1画素の断面構造を示す模式図であり、図4(b)はその平面構造を示す模式図である。なお、本実施形態において、上記第1実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
まず、本例との対比のために、電極面が平坦に形成された例について説明する(図5(a))。この構成では、電極中央部に位置する液晶分子Lと電極端部に位置する液晶分子Lは略同様な配向状態をとるが、この電極端部をより拡大して観察すると、その液晶分子Lの配向状態に乱れが生じていることがある。例えば基板表面に配向膜を形成した場合、この配向膜には下層側の電極端部の段差を反映して傾斜面ができることがある。このような傾斜面ができると、電極中央部では液晶分子Lは右側の端部(第2の端部)が左側の端部(第1の端部)に比べて若干浮き上がった状態となるのに対して、電極の第2の端部では液晶の左側の端部が右側の端部に比べて浮き上がった状態となるため、極端な場合、電極の第2の端部では電界と液晶長軸とのなす角βが鈍角(即ち、電界に対して液晶長軸が反時計方向に傾いた状態)となることもある。この場合、電極の第2の端部に位置する液晶分子Lは電圧印加によって反時計回りに回転するため、この電極端部の液晶の回転方向と電極中央部の液晶の回転方向とが逆方向となり、これらの間でディスクリネーションが発生してしまう。
これに対して本例(図5(b))のように、電極の第2の端部に、左側から右側に向けて基板から電極表面までの高さが高くなる(基板面から遠ざかる)ようなテーパ面を形成すると、このテーパ面に位置する液晶分子Lは、図5(a)のものに比べて、その長軸が基板面に対してより平行に近い状態、或いは、液晶長軸が基板に平行な位置から若干時計回りに傾いた状態(即ち、電界と液晶長軸とのなす角βが鋭角)となり、電極端部の液晶は時計回りに回転されやすくなる。
このように本実施形態では、電極中央部と電極の第2の端部の液晶の回転方向が同じ方向となるので、ドットの左側だけでなく、ドットの右側の端部においてもディスクリネーションの発生を防止することができる。
次に、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7は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。
本例の電子機器は表示部に上記液晶表示装置を備えているので、ディスクリネーションのない高品質な表示が可能な電子機器を提供することができる。
例えば、上記実施形態では、基板のラビング方向(即ち、液晶の配向方向)をその電極に対して斜め方向(上記例では、30°をなす方向)に規定したが、このラビング方向は電極に対して直交する方向(即ち、上基板10のラビング方向が電極12の園児方向と直交する方向で、且つ、下基板20のラビング方向が電極21の延在方向と直交する方向)であってもよい。
(1)斜方蒸着により基板上に無機配向膜を形成する方法
(2)フォトリソグラフィ技術を用いて基板上に無機材料からなる溝構造を形成する方法
(3)基板上に感光性樹脂を形成し、この感光性樹脂に偏光紫外線等を照射することによって一方向の配向を得る方法(光配向処理)
これらの場合でも、液晶の配向方向は上記実施形態と同様に規定される。なお、フォトリソグラフィ技術或いは半導体成膜技術を用いて配向処理を行なった場合には、別途ラビング等の後工程を行なう必要はない。
Claims (5)
- 相互に対向する第1の基板と第2の基板との間に液晶層を挟持してなり、
上記第1の基板には前記液晶層に電圧を印加するための電極がドット領域に対応して設けられるとともに、上記第1の基板の内面側には液晶を所定の方向に配向させるための配向処理が施されており、
この液晶の配向方向に沿う断面において、ドット領域毎の各電極には、その電極の上記配向方向と反対側の第1の端部に、その第1の基板から電極表面までの高さが徐々に低くなるような傾斜面が前記第1の端部に向かって形成され、
上記配向方向に沿う断面において、ドット領域毎の上記各電極には、その電極の上記配向方向側の第2の端部に、その第1の基板から電極表面までの高さが徐々に高くなるような傾斜面が前記第2の端部に向かって形成され、
上記第1の基板と上記各電極との間に異なる色の複数の着色層が設けられるとともに、隣接する着色層はその端部が一部重なる状態で配置され、上記各電極は、平面視したときにそれぞれ対応する着色層の上に上記第2の端部が着色層の重なり部分に一部掛かった状態で配置されており、
上記各電極の第2の端部の傾斜面はこの着色層同士の重なり部分の段差により形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 対応する着色層と電極との間には、それぞれ着色層同士の重なりによる凹凸形状を反映した傾斜面を有する電極形状調整層が設けられ、
各電極形状調整層はその配向方向側の第2の端部が上記着色層の重なり部分に一部掛かった状態で配置されており、各電極の第2の端部の傾斜面は、上記着色層同士の重なり部分に配置された上記電極形状調整層の第2の端部の傾斜面によって形成されたことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 相互に対向する第1の基板と第2の基板との間に液晶層を挟持してなり、
上記第1の基板には前記液晶層に電圧を印加するための電極がドット領域に対応して設けられるとともに、上記第1の基板の内面側には液晶を所定の方向に配向させるための配向処理が施されており、
この液晶の配向方向に沿う断面において、ドット領域毎の各電極には、その電極の上記配向方向と反対側の第1の端部に、その第1の基板から電極表面までの高さが徐々に低くなるような傾斜面が前記第1の端部に向かって形成され、
上記配向方向に沿う断面において、ドット領域毎の上記各電極には、その電極の上記配向方向側の第2の端部に、その第1の基板から電極表面までの高さが徐々に高くなるような傾斜面が前記第2の端部に向かって形成され、
各ドット間の領域に遮光層が設けられ、各電極はその第2の端部が上記遮光層に一部掛かった状態で配置されており、
上記電極の第2の端部の傾斜面はこの遮光層の膜厚に応じた段差により形成されたことを特徴とする液晶表示装置。 - 上記第1の基板と各電極との間には、それぞれ上記遮光層による凹凸形状を反映した傾斜面を有する電極形状調整層が設けられ、各電極形状調整層はその配向方向側の第2の端部が上記遮光層に一部掛かった状態で配置されており、
各電極の第2の端部の傾斜面は、上記遮光層の上に配置された上記電極形状調整層の第2の端部の傾斜面によって形成されたことを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。 - 請求項1〜4のいずれかの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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