JP4552664B2 - 液晶装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶装置、及び電子機器に関するものである。

従来、携帯電話等に用いられる表示装置として、上基板と下基板との間に液晶層が挟持
された構成の液晶装置が知られている。中でも、液晶層として垂直配向タイプの液晶を用
いた液晶装置は、広い視角特性を有するものとして知られている。
このような垂直配向型の液晶装置では、初期状態で垂直配向した液晶を電圧印加に伴っ
て所定方向に傾倒させるために、表示領域の液晶層側に突起を設けた構成が提案されてい
る（例えば、非特許文献１参照。）。

このような垂直配向型の液晶装置の特徴は、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、選択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とし、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。即ち、「配向分割構造」を採用し
ている点。

また、近年では、輝度向上や液晶の応答速度の改善を実現するために、配向分割構造が
複数の構成単位から形成されている液晶装置が提案されている（例えば、特許文献２参照
。）。
"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) 特開平１１−２４２２２６２号公報 特開２０００−１５５３１７号公報

しかしながら、本発明者は、上記文献に記載された液晶装置は配向分割構造を有するも
のの、液晶分子の配向制御性が不十分であり、配向配向性の乱れや液晶配向の不連続欠陥
（以下、ディスクリネーションと称する。）が生じ、これに起因して光り抜け等の表示不
良や、表示ムラを招いてしまうことを見出した。

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、垂直配向タイプの液晶
層を駆動させる際に、ディスクリネーションを制御でき、良好な表示特性が実現可能とな
る液晶装置、及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明者は、垂直配向型の液晶装置において、液晶層を挟持する一対の電極間に電圧を
印加すると、電極に繋がるスイッチング素子や、走査線又は信号線等の金属配線からの電
界が液晶分子の配向に影響を与えてしまい、液晶配向が乱れてしまい、結果として、光り
抜け等の表示不良や、表示ムラを招いてしまうというという知見を見出した。
そこで、本発明者は、上記に基づいて以下の手段を有する本発明を想到した。

即ち、本発明の液晶装置は、一対の基板間に、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を備え、所定の画素単位毎に表示を行う液晶装置であって
、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の内面側には、前記画素に対して信号を供
給する金属配線が形成され、前記金属配線の少なくとも一部を被覆する凸状部が形成され
、前記凸状部の両側には、当該凸状部の側方に向けて膨出する膨出部が形成されているこ
と、を特徴としている。

ここで、凸状部とは、液晶分子にプレチルトを付与する配向制御手段として機能するも
のであると共に、金属配線から生じる電界を遮蔽する電界遮蔽手段として機能するもので
ある。
また、膨出部とは、凸状部自身を側方に向けて部分的に太らせて、当該凸状部を平面的
にくびれた形状にするものである。従って、膨出部が形成されている凸状部の太さは、大
きくなり、膨出部が形成されていない凸状部の太さは細くなる。このようにくびれ形状を
有する凸状部の近傍においては、凸状部の太さに応じて、電界の疎密を生じさせ、換言す
れば所望の電位分布を生じさせ、これに応じて液晶分子を配向させるようになっている。
従って、凸状部は、配向規制手段や電界遮蔽手段として機能するだけでなく、金属配線
から生じる電界を積極的に利用して電界の疎密を制御し、液晶分子を配向させる機能を有
するものである。

本発明によれば、凸状部が配向規制手段として機能することから、金属配線が形成され
た付近の領域において、液晶分子の傾倒方向を規制することができる。ここで、一般的に
配向規制手段としては、液晶分子にプレチルトを付与する突起部を設ける構成と、対向す
る電極間に斜め電界を生じさせるスリット部を設ける構成が知られている。両者を比較す
ると、電圧非印加時に液晶分子にプレチルトを付与する突起部の方が、電圧印加時の液晶
分子の初動が速く、液晶配向性に優れている。従って、本発明においては、凸状部による
配向規制手段によって、スリット部を設けた場合よりも優れた液晶配向性を実現できる。
また、凸状部は、電界遮蔽手段としても機能することから、金属配線が形成された付近
の領域において、金属配線からの電界に起因する液晶分子の配向の乱れを抑制できる。

更に、凸状部は、配向規制手段や電界遮蔽手段としての効果だけでなく、凸状部の側方
に向けて形成されている膨出部の形状によって、金属配線からの電界が生じ易い部分と、
生じ難い部分とを調整し、電界の疎密を生成し、これによって配向制御を行っている。
従って、金属配線からの電界を単に遮蔽するのではなく、金属配線から側方に向けて生
じる電界（横電界）を有効的に利用し、横電界の疎密を生じさせ、電位分布に応じて液晶
分子の配向を制御することができる。
なお、本発明における横電界とは、金属配線から生じる電界のうち、基板に対して水平
方向成分の電界を意味する。

このように液晶分子配向の乱れが抑制されることで、電界応答性や視野角特性が改善さ
れ、残像やしみ状のムラ等の表示不良を抑制でき、更には視野角の広い液晶装置を実現で
きる。
また、本発明の液晶装置においては、一対の基板間を押圧する方向に働く力、所謂押し
圧が生じたとしても、液晶配向の乱れが生じ難くなり、より高品位な液晶装置を実現でき
る。

また、本発明において、凸状部が全ての金属配線を被覆して形成されている場合には、
上記の効果が得られるだけでなく、金属配線から生じる電界を全て遮蔽することができる
。
また、凸状部が、金属配線の一部分のみを被覆し、他の部分を被覆せずに形成されてい
る場合には、上記の効果が得られるだけでなく、金属配線の一部分のみから生じる電界を
遮蔽し、他の部分から生じる電界を有効的に利用し、電界の疎密を生じさせ、電位分布に
応じて液晶分子の配向を制御することができる。

ここで、本発明の液晶装置と、先に記載した特許文献２に関する液晶装置との相違点に
ついて説明する。特許文献２に記載されている液晶装置は、突起構造を有するものであり
、当該突起は、細い部分と太い部分とを有している。そして、当該特許文献２は、金属配
線上に突起構造が形成されたものではなく、画素電極（第１電極）の上に突起構造が形成
されたものである。これによって、形状的に液晶配向を行うと共に、画素電極からの電界
を遮蔽して斜め電界を作り、その斜め電界で液晶配向を制御するものである。そして、そ
の際に、電界の歪みを生じさせることによって、安定して液晶配向を行う構造となってい
る。
これに対して、本発明は、金属配線上に凸状部を設けたことにより、配向規制手段とし
ての効果と、凸状部によって金属配線からの電界を遮蔽する効果と、膨出部によって金属
配線から生じる電界を有効的に利用し、具体的には金属配線から生じる電界の疎密を生成
し、液晶分子の配向を制御する効果と、を得るものである。これによって、液晶配向に有
利な液晶装置を実現するものである。
従って、特許文献２と本発明は、構成が大きく異なるものである。

また、本発明の液晶装置においては、互いに対向して前記液晶層を挟持する第１電極及
び第２電極を更に具備し、前記第１電極の側部に前記凸状部が形成され、前記第２電極に
は、前記第１電極と対向するスリット部が形成されていること、を特徴としている。
このようにすれば、第１電極上において、上記の凸状部による配向規制手段や電界遮蔽
手段としての効果、及び膨出部による電界の疎密による液晶配向制御の効果を得ることが
できる。
更に、第２電極にはスリット部が形成されているので、電圧印加時にスリット部の形成
位置に沿って斜め電界を生じさせることが可能となる。そして、当該斜め電界に伴って、
液晶分子の傾倒方向を規制させることが可能となる。即ち、スリット部９ａは、斜め電界
の作用を利用した、液晶分子の配向規制手段として機能することとなる。
従って、第１電極の側部に凸状部を設けたことによる効果が得られるだけでなく、第１
電極に対向する第２電極にスリット部を設けたことによる効果、即ち、斜め電界の生成に
よって、液晶分子の配向制御性を更に向上させることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極と前記金属配線は、スイッチング素
子を介して接続されており、前記凸状部は、前記スイッチング素子を被覆すること、を特
徴としている。
ここで、スイッチング素子の周辺においては、当該スイッチング素子から生じる電界に
起因して、第１電極上における電界の対称性が崩れやすいことが、本発明者によって確認
されている。そこで、凸状部がスイッチング素子を覆うという構成によって、当該スイッ
チング素子から生じる電界を遮蔽することができ、第１電極上における電界分布を対称的
に生成することができる。これにより、対称性が保たれた電界によって液晶分子を確実に
配向させることができる。
従って、第１電極の側部に凸状部を設けたことによる、配向規制手段や電界遮蔽手段と
しての効果が得られるだけでなく、凸状部がスイッチング素子を被覆することによる効果
、即ち、対称性が保たれた電界によって液晶分子を配向させることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極の両側に、前記膨出部が複数形成さ
れていること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の液晶装置の効果が得られるだけでなく、複数の膨出部の形状
に応じた横電界の疎密を生成することができる。これにより、凸状部の側部方向に向けて
、複数の膨出部の形状に応じた電位分布を生成することができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極は、複数に分割された島状部を有し
、前記膨出部は、前記島状部の形状に応じて形成されていること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の凸状部を設けたことによる効果を得ることができると共に、
第１電極が複数に分割された島状部を有しているので、電圧印加時に当該島状部の形状に
応じた電界を生じさせ、島状部毎に液晶分子の配向を規制することができる。即ち、配向
分割を実現できる。
更に、島状部の形状に応じて、膨出部が形成されているので、配向分割を実現できるだ
けでなく、膨出部を設けたことによる電界の疎密を生成することができ、液晶分子の配向
制御をより効果的に行うことができる。

ここで、島状部の中心部と、第２電極に形成されたスリット部とが、重畳するように第
１電極と第２電極とが配置された場合では、第１電極と第２電極との間にスリット部を中
心とする斜め電界が生成し、液晶分子を八方に倒れさせることができる。従って、配向分
割による効果や電界の疎密を生成できる効果に加えて、液晶分子を八方に倒れさせる効果
を相乗的に実現できる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極の両側に、前記膨出部が一つ形成さ
れていること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の液晶装置の効果が得られるだけでなく、一の膨出部の形状に
応じた横電界の疎密を生成することができる。これにより、凸状部の側部方向に向けて、
複数の膨出部の形状に応じた電位分布を生成することができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記膨出部は、前記第１電極と重なって形成され
ていること、を特徴としている。
本発明によれば、上記の液晶装置と同様の効果を得ることができる。
更に、本発明は、配向分割されていない電極構成、即ち、上記の第１電極に島状部が形
成されていない液晶装置において、効果的に液晶配向の乱れを抑制できる。
具体的に説明すると、第１電極に島状部に分割されていない構成においては、当該第１
電極の長手方向の液晶分子配向に大きな乱れが生じるという問題を有していた。そこで、
本発明の構成に示したように、膨出部が第１電極に重なって配置されることにより、当該
重なり部における第１電極の鉛直方向の電界（縦電界）強度を抑え、電位分布に勾配をつ
けることで、第１電極の長手方向において液晶分子の配向を規制することができ、安定し
た液晶配向を実現できる。
なお、発明における縦電界とは、金属配線から生じる電界のうち、基板に対して鉛直方
向成分の電界を意味する。

また、本発明の液晶装置においては、照明光を利用して透過表示を行う透過表示領域と
、外光を利用して反射表示を行う反射表示領域と、を具備し、前記液晶層の層厚を調整す
る液晶層厚調整層が、前記反射表示領域に形成され、前記凸状部が、前記透過表示領域に
形成されていること、を特徴としている。
ここで、反射表示領域においては、液晶層厚調整層が形成されていることから、当該領
域における液晶層の層厚は、透過表示領域の液晶層の層厚よりも薄くなっている。このよ
うに液晶層の層厚が薄い領域においては、液晶層の層厚が厚い領域（透過表示領域）と比
較して、金属配線から生じる電界によって液晶分子の配向性が乱れにくい。また、換言す
れば、透過表示領域の液晶層においては液晶分子の配向性が不安定になりやすく、電圧印
加時に表示不良として見えやすい。
従って、本発明のように、透過表示領域において、金属配線を被覆するように凸状部が
形成されることにより、液晶配向が乱れやすい領域の配向を好適に規制することができる
。

また、本発明の電子機器は、上記の液晶装置を具備することを特徴としている。
ここで、電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、
パソコンなどの情報処理装置などを例示することができる。
従って、本発明によれば、先に記載の液晶装置を用いた表示部を備えているので、光抜
け、残像、しみ状のムラ等の表示不良が回避され、かつ、視野角が広く、高コントラスト
な表示特性が実現された表示部を備えた電子機器を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の液晶装置に係る第１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。

以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin F
ilm 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装置であ
る。また、特に外光を利用して表示を可能にした反射表示と、バックライトからの光を利
用して表示を可能にした透過表示と、を行う半透過反射型の液晶装置である。

図１は、本実施形態の液晶装置１００についての等価回路を示している。この液晶装置
１００は、走査信号駆動回路１１０及びデータ信号駆動回路１２０を含んでいる。液晶装
置１００には、信号線として、複数の走査線（金属配線）１３と、当該走査線１３と交差
する複数のデータ線９とが設けられ、走査線１３は走査信号駆動回路１１０により、デー
タ線９はデータ信号駆動回路１２０により、各々駆動される。そして、各画素領域１５０
において、走査線１３とデータ線９との間にＴＦＤ素子４０と液晶表示要素１６０（後述
する液晶層５０）とが直列に接続されている。
なお、図１では、ＴＦＤ素子４０が走査線１３側に接続され、液晶表示要素１６０がデ
ータ線９側に接続されているが、これとは逆にＴＦＤ素子４０をデータ線９側に、液晶表
示要素１６０を走査線１３側に設ける構成としてもよい。

次に、図２に基づいて、本実施形態の液晶装置１００に具備された電極の平面構造（画
素構造）について説明する。
図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００では、走査線１３に対しＴＦＤ素子４
０を介して接続された画素電極（第１電極）３１がマトリクス状に設けられており、当該
画素電極３１と紙面垂直方向に平面的に対向して共通電極（第２電極）９が短冊状に設け
られている。共通電極９は、図１におけるデータ線９と同一であり、走査線１３と交差す
る形のストライプ形状を有している。本実施形態において、各画素電極３１が形成された
個々の領域が１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にＴＦＤ
素子４０が具備されており、当該ドット領域毎に表示が可能な構成になっている。
また、画素電極３１は、後述するように複数のサブドットによって構成されたものとな
っている。

ここで、ＴＦＤ素子４０は、走査線１３と画素電極３１とを接続するスイッチング素子
であって、ＴＦＤ素子４０は、Ｔａを主成分とする第１導電膜と、第１導電膜の表面に形
成され、Ｔａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、Ｃｒを主成分と
する第２導電膜とを含むＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）構造を具備して構成されてい
る。そして、ＴＦＤ素子４０の第１導電膜が走査線１３に接続され、第２導電膜が画素電
極３１に接続されている。

次に、図３に基づいて本実施形態の液晶装置１００の画素構成について説明する。
図３（ａ）は、液晶装置１００の画素構成、主として画素電極３１の平面構成を示す模
式図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す模式図、図３（ｃ）は、図３（ａ
）のＢ−Ｂ’断面を示す模式図である。
図３（ａ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、画素電極３１を備えてなる
ドット領域（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を有しており、当該３つのドット領域内には一のドット
領域に対応して３原色のうちの一の着色層が配設されている。そして、３つのドット領域
（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）によって、各着色層２２Ｂ（青色），２２Ｇ（緑色），２２Ｒ（赤
色）を含む画素が形成され、各画素単位にて表示が可能な構成とされている。
また、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００においては、下基板１０
の内面側に反射膜２０が部分的に形成されている。そして、当該反射膜２０の形成領域に
おいては反射表示を行い、当該反射膜２０の非形成領域（反射膜２０の開口領域）におい
ては透過表示を行うことが可能とされている。

また、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、その断面構造を大別
すると、上基板２５と、当該上基板２５に対向配置された下基板１０と、当該両基板２５
，１０の間に挟持された液晶層５０と、を備える構成となっている。
ここで、液晶層５０は、初期配向状態が垂直配向をとる液晶、即ち、誘電異方性が負の
液晶材料からなるものである。即ち、液晶装置１００は垂直配向モードを採用した半透過
反射型の液晶装置である。また、本実施形態の液晶層５０は、電圧非印加時に両基板２５
，１０間を非透過状態にする、所謂ノーマリーブラックモードの液晶材料を採用している
。

下基板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（基板本体
１０Ａの液晶層側）に、絶縁膜２４を介してアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜か
らなる反射膜２０が部分的に形成された構成となっている。ここで、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、即ち、反射膜２０の開口部２１内
が透過表示領域Ｔとなる。

基板本体１０Ａ上に形成された絶縁膜２４は、その表面に凹凸部２４ａを具備しており
、その凹凸部２４ａに倣って、反射膜２０の表面は凹凸形状に形成されている。このよう
に反射膜２０が凹凸形状を有することによって、反射膜２０によって反射する反射光が散
乱されるため、外部からの映り込みが防止され、広視野角の反射表示を得ることが可能と
なっている。
なお、このような凹凸部２４ａを具備する絶縁膜２４は、例えば、樹脂レジストをパタ
ーニングし、その上にもう一層の樹脂を塗布することで得られる。また、パターニングし
た樹脂レジストに熱処理を加えて形状を調整してもよい。

また、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Ｔ内に位置する基
板本体１０Ａ上には、これら反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔに跨って形成される２２
（図３（ｂ）では赤色着色層２２Ｒ）が設けられている。ここで、着色層２２Ｒの周縁は
金属クロム等からなるブラックマトリクスＢＭによって囲まれ、ブラックマトリクスＢＭ
により各ドット領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の境界が形成されている（図３（ａ）参照）。

更に、カラーフィルタ２２上には、反射表示領域Ｒに対応する位置に絶縁膜２６が形成
されている。即ち、カラーフィルタ２２を介して反射膜２０の上方に位置するように選択
的に絶縁膜２６が形成され、当該絶縁膜２６の形成に伴って液晶層５０の層厚を反射表示
領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならしめている。
絶縁膜２６は、例えば膜厚が０．５μｍ〜２．５μｍ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備えている。絶縁膜２６が存在しない部分の液晶層５０の厚みは１
μｍ〜５μｍ程度とされ、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の厚みの約半分とされている。これにより、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、コントラスト
の向上が図られている。このように絶縁膜２６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するもので
ある。また、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間の部分には、絶縁膜２６を緩やかに
傾斜させたスロープ部が形成されており、当該スロープ部において絶縁膜２６上の各部材
をスロープ形状に倣うように設けている。

更に、絶縁膜２６を含むカラーフィルタ２２上には、インジウム錫酸化物（Indium Tin
Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）からなるストライプ状の共通電極９が形成され、共通
電極９上にはポリイミド等の樹脂材料や無機材料からなる配向膜２７が形成されている。
配向膜２７は液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる垂直配向膜として機能するもので
あって、ラビングなどの配向処理は施されていない。

ここで、共通電極９は、図３（ｂ）において紙面垂直方向に延在するストライプ状に形
成されており、当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、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔにおいて、共通電極９には部分的にスリット
部９ａが形成されており、当該スリット部９ａにおいてはカラーフィルタ２２と配向膜２
７とが接触している。このようなスリット部９ａは、各ドット領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の各
々に形成されており、後述するサブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃの略中央に対向する位
置するように形成されている（図３（ａ）参照）。

このようなスリット部９ａが形成されることにより、液晶層５０の液晶分子を配向規制
することが可能となる。具体的に説明すると、画素電極３１と共通電極９との間に電圧が
印加されると、両電極３１，９の間に電界が生じるが、共通電極９にスリット部９ａが形
成されていることによって、両電極３１，９の間に当該スリット部９ａの形成位置に沿っ
て斜め電界を生じさせることが可能となる。そして、当該斜め電界に伴って、電圧印加時
の液晶分子の傾倒方向を規制させることが可能となる。即ち、スリット部９ａは、電界制
御による液晶分子の配向規制手段として機能することとなる。
なお、本実施形態では、反射膜２０と共通電極９とを別個に形成したが、反射表示領域
Ｒにおいては金属膜からなる反射膜を共通電極の一部として用いることも可能である。

次に、上基板２５においては、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａの
表面（基板本体２５Ａの液晶層側）に、ＴＦＤ素子４０に接続される走査線１３と、ＩＴ
Ｏ等の透明導電膜からなりＴＦＤ素子４０に接続される画素電極３１と、ＴＦＤ素子４０
及び走査線１３を被覆する誘電体部材（凸状部）３８と、ポリイミド等からなる配向膜３
３と、が形成されている。

ここで、画素電極３１には、自身の一部を部分的に切り欠いてなる切欠部３２が形成さ
れている。このような切欠部３２が形成されることにより、液晶層５０の液晶分子を配向
規制することが可能となる。具体的には、画素電極３１に切欠部３２が形成されることに
より、画素電極３１と共通電極９との間に当該切欠部３２の形成位置に沿って斜め電界を
生じさせることが可能となる。そして、当該斜め電界に伴って、電圧印加時の液晶分子の
傾倒方向を規制させることが可能となる。即ち、切欠部３２は、電界制御による液晶分子
の配向規制手段として機能することとなる。

そして、画素電極３１に切欠部３２が形成されたことにより、画素電極３１は図３（ａ
）に示すように略八角形のサブドット（島状部）３１ａ，３１ｂ，３１ｃに分割形成され
た構成となる。また、各サブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、連結部５９によって連結
されており、同電位にとなる。そして、各サブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃの略中心付
近であって、その対向する共通電極９には上記のスリット部９ａが位置しており、その結
果、電圧印加時にスリット部９ａを中心に液晶分子が八方に倒れることとなる。即ち、本
実施形態においては、サブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃ毎に配向分割化された構成とな
っている。

また、誘電体部材３８は、図３（ａ）に示すように、各ドット領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の
相互間に設けられている。また、図３（ｃ）に示すように、誘電体部材３８は、上基板２
５の内面側に向けて走査線１３を被覆すると共に、画素電極３１の相互間に設けられてい
れ、液晶層５０に向けて突起するように設けられている。
また、誘電体部材３８は、走査線１３と同方向に延在していると共に、基板本体２５Ａ
の走査線１３と非平行な部分が形成され、「くびれ」が形成された状態となっている。ま
た、誘電体部材３８は、くびれ形状を形成するために、その両側に向けて膨出する膨出部
３８ａを複数有している。このような膨出部３８ａが形成されることによって、誘電体部
材３８の側面は、波状に形成されることとなる。また、換言すれば、誘電体部材３８は、
自身が延在する方向に向けて、その幅が大きい部分（膨出部３８ａ）と、小さい部分とを
有した構成となる。
また、誘電体部材３８は、走査線１３を被覆するだけでなく、ＴＦＤ素子４０を被覆す
るように形成されている。また、本実施形態においては、膨出部３８ａがＴＦＤ素子４０
を被覆する構成となっているが、当該ＴＦＤ素子４０を被覆する被覆部が誘電体部材３８
に連設された構成であってもよい。
また、膨出部３８ａは、サブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃの形状に応じて形成されて
いる。具体的には、切欠部３２が形成され、サブドット３１ａ，３１ｂ，３１ｃの相互間
の領域を覆うように、膨出部３８ａが形成されている。換言すれば、膨出部３８ａは、切
欠部３２の形成領域に向けて形成されている。

また、図３に示すように、誘電体部材３８及び画素電極３１を被覆し、かつ、誘電体部
材３８及び画素電極３１の表面形状に倣うように、配向膜３３が形成されている。これに
より、配向膜３３は、凹凸状に形成される。当該配向膜３３は、ポリイミド等の樹脂材料
や無機材料からなるものであり、液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる垂直配向膜と
して機能するものである。また、配向膜３３には、ラビング等の配向処理は施されていな
い。

また、下基板１０の外面側（液晶層５０を挟持する面とは異なる側）には位相差板１８
及び偏光板１９が、上基板２５の外面側にも位相差板１６及び偏光板１７が形成されてお
り、基板内面側（液晶層５０側）に円偏光を入射可能に構成されており、これら位相差板
１８及び偏光板１９、位相差板１６及び偏光板１７が、それぞれ円偏光板を構成している
。偏光板１７（１９）は、所定方向の偏光軸を備えた直線偏光のみを透過させる構成とさ
れ、位相差板１６（１８）としてはλ／４位相差板が採用されている。このような円偏光
板としては、その他にも偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板を組み合わせた構成の
もの（広帯域円偏光板）を用いることが可能で、この場合、黒表示をより無彩色にするこ
とができるようになる。また、偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板、及びｃプレー
ト（膜厚方向に光軸を有する位相差板）を組み合わせた構成のものを用いることも可能で
、一層広視角化を図ることができるようになる。なお、下基板１０に形成された偏光板１
９の外側には透過表示用の光源となるバックライト１５が設けられている。

上記のように構成された液晶装置１００においては、誘電体部材３８が液晶層５０に向
けて突起しているので、液晶分子にプレチルトを付与する配向規制手段として機能するこ
ととなる。
具体的に説明すれば、垂直配向の液晶分子は、初期状態（電圧非印加時）において配向
膜の形成面に対して垂直に配向すると共に、電圧印加時において電界方向に交わる方向に
傾倒しようとする特性を有している。従って、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。本実施形態では、配向規制
手段として下基板１０の内面側に形成された誘電体部材３８が突起形状を有することによ
り、初期状態において当該液晶分子を突起形状の面に対して垂直に配向させることが可能
となる。また、電圧印加時において電界方向に交わる方向に傾倒しようとする液晶分子を
、誘電体部材３８の突起形状の傾斜面に沿って規制することが可能となる。
更に、上基板２５の内面に形成した画素電極３１には切欠部３２と、スリット部９ａを
形成したため、誘電体部材３８の突出面（山状傾斜面）による配向規制、切欠部３２及び
スリット部９ａに沿った斜め電界による配向規制が生じ、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。その結果、液晶配向不良が抑
制されるため、配向不良の発生に伴う残像や、当該液晶装置１００の表示面を斜め方向か
ら観察したときに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。

また、誘電体部材３８は、このような配向規制手段としてだけでなく、走査線１３を被
覆するように形成されているので、走査線１３からの電界を遮蔽することが可能となる。
更に、誘電体部材３８には、膨出部３８ａによってくびれが形成されているので、当該く
びれ形状に応じて、誘電体部材３８の表面から液晶層５０に向けて横電界の疎密を生成さ
せることが可能となる。具体的には、膨出部３８ａが形成されて幅が大きくなっている誘
電体部材３８と、膨出部３８ａが形成されておらず幅が小さくなっている誘電体部材３８
とによって、走査線１３の横電界の遮蔽度合いを異ならせている。これにより、幅が大き
い部分では横電界の遮蔽度を高くし、幅が小さい部分では横電界の遮蔽度を小さくしてい
る。更に、膨出部３８ａは、複数形成されていることから、横電界の疎密が生じる部分を
複数生成することが可能となる。このような構成により、電圧印加時に画素電極３１上で
等電位線が誘電体部材３８の形状に応じて横電界が生じ、誘電体部材３８の周囲に横電界
分布を生じさせることが可能となる。即ち、横電界制御による液晶分子の配向規制手段と
して機能することとなる。

上述したように、本実施形態の液晶装置１００は、上記の誘電体部材３８を具備してい
ることから、液晶分子にプレチルトを付与することによる液晶分子の配向制御と、走査線
１３からの電界を遮蔽することによる配向乱れの抑制と、膨出部３８ａが横電界の疎密を
生成させることによる液晶分子の配向制御と、を相乗的に実現できる。これによって、液
晶分子のディスクリネーションの抑制と、光り抜け等の表示不良を回避することができ、
更に、残像やしみ状のムラ等の表示不良を抑制でき、視野角の広い液晶装置を実現できる
。更に、押し圧が生じたとしても、液晶配向の乱れが生じ難くなり、より高品位な液晶装
置を実現できる。

更に、このような効果が得られるだけでなく、画素電極３１がサブドット３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ毎に配向分割され、当該サブドットの略中央の位置に対向して共通電極９にス
リット部９ａが形成されていることから、スリット部９ａからサブドット３１ａ，３１ｂ
，３１ｃの各々に向けて八方に液晶分子を傾倒させることができる。即ち、配向制御の効
果をより一層高めることができる。
更に、ＴＦＤ素子４０を被覆するように誘電体部材３８が形成されていることから、Ｔ
ＦＤ素子４０から生じる電界を遮蔽し、画素電極３１上に対称性を有する電界を生成する
ことができる。これにより、対称性が保たれた電界によって液晶分子を確実に配向させる
ことができる。即ち、配向制御の効果をより一層高めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の液晶装置に係る第２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。
また、以下の説明では、第１実施形態と異なる構成を主として説明し、同一構成には同
一符号を付して、詳細な説明を省略する。

以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＤを用いたアクティ
ブマトリクス型の液晶装置である。また、特にバックライトからの光を利用して表示を可
能にした透過型の液晶装置である。
次に、図４に基づいて本実施形態の液晶装置２００の画素構成について説明する。
図４（ａ）は、液晶装置２００の画素構成、主として画素電極３１の平面構成を示す模
式図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す模式図、図４（ｃ）は、図４（ａ
）のＢ−Ｂ’断面を示す模式図である。

図４（ｂ）に示すように、液晶装置２００は、その断面構造を大別すると、上基板２５
と、当該上基板２５に対向配置された下基板１０と、当該両基板２５，１０の間に挟持さ
れた液晶層５０と、を備える構成となっている。
ここで、液晶層５０は、初期配向状態が垂直配向をとる液晶、即ち、誘電異方性が負の
液晶材料からなるものである。即ち、液晶装置１００は垂直配向モードを採用した半透過
反射型の液晶装置である。また、本実施形態の液晶層５０は、電圧非印加時に両基板２５
，１０間を非透過状態にする、所謂ノーマリーブラックモードの液晶材料を採用している
。

下基板１０は、基板本体１０Ａに内側（基板本体１０Ａの液晶層側）に向けて、画素電
極３１、走査線１３、誘電体部材３８、及び配向膜２７が設けられた構成となっている。
ここで、画素電極３１は、図４（ａ）に示すように、複数のサブドットによって配向分
割されたものではなく、その形状は略矩形状となっている。
また、図４（ｃ）に示すように、走査線１３は、ＴＦＤ４０を介して画素電極３１に信
号を付与する金属配線であり、互いに隣接する画素電極３１の間に設けられている。
また、誘電体部材３８は、下基板１０の内面側に向けて走査線１３を被覆すると共に、
画素電極３１の相互間に設けられており、液晶層５０に向けて突起するように設けられて
いる。また、当該誘電体部材３８は、図４（ａ）に示すように、走査線１３と同方向に延
在していると共に、基板本体２５Ａの走査線１３と非平行な部分が形成されている。本実
施形態における非平行な部分とは、誘電体部材３８の両側に向けて膨出する膨出部３８ａ
である。また、膨出部３８ａは、画素電極３１の両側においてその一部を被覆するように
設けられている。また、膨出部３８ａは、各画素電極３１において、誘電体部材３８の両
側の各々に一つ設けられている。これにより、誘電体部材３８は、自身が延在する方向に
向けて、その幅が大きい部分（膨出部３８ａ）と、小さい部分とを有した構成となる。
また、誘電体部材３８は、走査線１３を被覆するだけでなく、ＴＦＤ素子４０を被覆す
るように形成されている。また、本実施形態においては、膨出部３８ａがＴＦＤ素子４０
を被覆する構成となっているが、当該ＴＦＤ素子４０を被覆する被覆部が誘電体部材３８
に連設された構成であってもよい。
また、配向膜２７は、誘電体部材３８及び画素電極３１を被覆し、かつ、誘電体部材３
８及び画素電極３１の表面形状に倣うように形成されたものである。

一方、上基板２５は、基板本体２５Ａに内側（基板本体２５Ａの液晶層側）に向けて、
カラーフィルタ２２、ブラックマトリクスＢＭ、共通電極９、及び配向膜２７が設けられ
た構成となっている。
ここで、カラーフィルタ２２は、ドット領域（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）の各々に対応して３
原色のうちの一の着色層が配設されて構成されている。そして、３つのドット領域（Ｄ１
，Ｄ２，Ｄ３）によって、各着色層２２Ｂ（青色），２２Ｇ（緑色），２２Ｒ（赤色）を
含む画素が形成され、各画素単位にて表示が可能な構成とされている。また、着色層２２
Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒの境界部分には、ブラックマトリクスＢＭが設けられている。
また、共通電極９は、カラーフィルタ２２及びブラックマトリクスＢＭ上に設けられ、
画素電極３１に対向配置されたものである。当該共通電極９は、ストライプ状に形成され
、図４（ｂ）において紙面垂直方向に延在するストライプ状に形成されており、当該紙面
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
、当該共通電極９には、部分的にスリット部９ａが形成されており、当該スリット部９ａ
においてはカラーフィルタ２２と配向膜３３とが接触している。このようなスリット部９
ａは、各ドット領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の各々に形成されており、画素電極３１の略中央部
に位置するように、かつ、画素電極３１の長辺方向と同方向に形成された、長穴である。
このようなスリット部９ａが形成されることにより、液晶層５０の液晶分子を配向規制
することが可能となる。具体的に説明すると、画素電極３１と共通電極９との間に電圧が
印加されると、両電極３１，９の間に電界が生じるが、共通電極９にスリット部９ａが形
成されていることによって、両電極３１，９の間に当該スリット部９ａの形成位置に沿っ
て斜め電界を生じさせることが可能となる。そして、当該斜め電界に伴って、電圧印加時
の液晶分子の傾倒方向を規制させることが可能となる。即ち、スリット部９ａは、電界制
御による液晶分子の配向規制手段として機能することとなる。
また、配向膜３３は、カラーフィルタ及び共通電極９を被覆し、かつ、カラーフィルタ
及び共通電極９の表面形状に倣うように形成されたものである。

上記のように構成された液晶装置２００においては、誘電体部材３８は、液晶分子にプ
レチルトを付与する機能、走査線１３からの電界を遮蔽する機能、横電界の疎密を生成し
て液晶分子の配向を制御する機能を有する。
具体的には、本実施形態の液晶装置２００のように、画素電極３１がサブドット構成を
有していない場合、当該画素電極３１の面内の画素長手方向で液晶配向の乱れが生じやす
い。そこで、本実施形態のように誘電体部材３８の膨出部３８ａを設けることにより、局
所的に基板間の電位分布を歪めることで液晶配向を制御することができる。

上述したように、本実施形態の液晶装置２００は、上記の誘電体部材３８を具備してい
ることから、液晶分子にプレチルトを付与することによる液晶分子の配向制御と、走査線
１３からの電界を遮蔽することによる配向乱れの抑制と、膨出部３８ａが横電界の疎密を
生成させることによる液晶分子の配向制御とを相乗的に実現できる。これによって、液晶
分子の配向の乱れの抑制と、電界応答性および視野角特性の改善され、更に、残像やしみ
状のムラ等の表示不良を抑制でき、視野角の広い液晶装置を実現できる。更に、押し圧が
生じたとしても、液晶配向の乱れが生じ難くなり、より高品位な液晶装置を実現できる。

更に、このような効果が得られるだけでなく、共通電極９にスリット部９ａが形成され
ていることから、スリット部９ａから画素電極３１に向けて液晶分子を傾倒させることが
できる。即ち、配向制御の効果をより一層高めることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の液晶装置に係る第３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。
また、以下の説明では、第１実施形態と異なる構成を主として説明し、同一構成には同
一符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施形態に示す液晶装置３００は、誘電体部材３８の構成を除き、第１実施形態に示
した液晶装置１００と同一の構成を有している。
図５は、液晶装置３００の画素構成、主として画素電極３１の平面構成を示す模式図で
ある。また、図５におけるＡ−Ａ’断面は、図３（ｂ）と同様である。

図５に示すように、液晶装置３００は、透過表示領域Ｔに誘電体部材３８を備えた構成
となっている。また、本実施形態においては、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの間の
スロープ部に誘電体部材３８が形成されている。
ここで、反射表示領域Ｒにおいては、液晶層厚調整層として機能する絶縁層２６が形成
されていることから、当該領域における液晶層５０の層厚は、透過表示領域Ｔの液晶層５
０の層厚よりも薄くなっている。このように液晶層５０の層厚が薄い領域においては、液
晶層５０の層厚が厚い領域（透過表示領域）と比較して、走査線からの電界の影響を受け
にくい。また、換言すれば、透過表示領域Ｔの液晶層５０においては液晶分子の配向性が
不安定になりやすく、電圧印加時に走査線１３から生じる電界によって液晶配向の乱れが
生じ易い。
従って、本発明のように、透過表示領域において、走査線１３を被覆するように誘電体
部材３８が形成されることにより、液晶配向が乱れやすい領域の配向を好適に規制するこ
とができる。

なお、上記の第１〜第３の実施形態においては、スイッチング素子としてＴＦＤを備え
た液晶装置について説明したが、本発明はこのような構成を限定するものではない。ＴＦ
Ｄに代えて、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと略記する）を備
えた液晶装置においても、本発明の構成を適用することが可能である。
ＴＦＴを有する液晶装置の構成は、一方の基板における走査線とデータ線との交差部近
傍にＴＦＴが形成され、他方の基板の全面には、一様な金属膜、所謂ベタ膜が形成された
構成を有している。
このような構成において、本発明を適用するには、走査線又はデータ線のいずれか一方
に、もしくは、走査線とデータ線の両方に誘電体部材３８を被覆形成することで実現され
る。このようにすれば、誘電体部材３８がプレチルトを付与する配向規制の効果が得られ
ると共に、走査線やデータ線から電界を遮蔽する効果が得られる。更に、誘電体部材３８
が膨出部３８ａを有することで、電界の疎密を生成して配向制御の効果も得られる。また
、膨出部３８ａが画素電極の一部を被覆することで、当該個所における縦電界を抑制し、
配向乱れを抑制できる。

（電子機器）
次に、本発明の上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電
話本体を示し、符号１００１は上記液晶装置を用いた表示部を示している。このような携
帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施形態の液晶装置を用いた場合、光抜け、残像、
しみ状のムラ等の表示不良が回避され、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、本発明の技術範囲は上記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種々の変更を加えることが可能である。例えば、反射型の液晶装置
においても、本発明を適用することができる。また、誘電体部材３８の突起形状と、共通
電極９のスリット部９ａの組み合わせも、上述した各実施形態のいずれをも選択すること
が可能である。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の等価回路図。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の電極構成を示す平面模式図。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の要部の平面模式図及び断面模式図。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の要部の平面模式図及び断面模式図。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の要部の平面模式図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

９ 共通電極（第２電極）、 ９ａ スリット部、 １０ 下基板（基板）、 １３ 走
査線（金属配線）、 ２５ 上基板（基板）、 ２６ 絶縁層（液晶層厚調整層）、 ３
１ 画素電極（第１電極）、 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ サブドット（島状部）、 ３８
誘電体部材（凸状部）、 ３８ａ 膨出部、 ４０ ＴＦＤ素子（スイッチング素子）
、 ５０ 液晶層、 １００，２００，３００ 液晶装置、 １０００ 携帯電話本体（
電子機器）、 Ｔ 透過表示領域、 Ｒ 反射表示領域

Claims (5)

1. 一対の基板間に、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を備え、所定の画素単位毎に表示を行う液晶装置であって、
   照明光を利用して透過表示を行う透過表示領域と、
   外光を利用して反射表示を行う反射表示領域と、
   を具備し、
   前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の内面側には、前記画素に対して信号を供給する金属配線が形成され、
   前記反射表示領域には、前記液晶層の層厚を調整する液晶層厚調整層が形成され、
   前記金属配線と同方向に延在するとともに前記金属配線を被覆する凸状部が、前記透過表示領域と前記反射表示領域のうち前記透過表示領域のみに選択的に形成されており、
   前記凸状部の両側には、当該凸状部の側方に向けて膨出する膨出部が形成されていること、
   を特徴とする液晶装置。
2. 互いに対向して前記液晶層を挟持する第１電極及び第２電極を更に具備し、
   前記第１電極の側部に前記凸状部が形成され、
   前記第２電極には、前記第１電極と対向するスリット部が形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１電極の両側に、前記膨出部が複数形成されていること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第１電極は、複数に分割された島状部を有し、
   前記膨出部は、前記島状部の形状に応じて形成されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶装置を具備することを特徴とする電子機器。

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