JP4760859B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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(1)誘電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。
上記の液晶表示装置は、前記開口又は前記凹部に沿って電極が形成されてなることを特徴とする。この場合、前記開口又は前記凹部に沿って配向膜が形成されてなることとしても良い。
上記の液晶表示装置は、前記液晶層の層厚を、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで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てなることを特徴とする。
上記の液晶表示装置は、各々が異なる視感度を示す複数の着色層を備え、前記凹部又は前記開口部は、前記複数の着色層のうち最も視感度の高い着色層に少なくとも形成されていることを特徴とする。この場合、前記最も視感度の高い着色層以外の着色層にも開口又は凹部が形成されてなり、前記最も視感度の高い着色層に形成された開口又は凹部が、他の着色層に形成された開口又は凹部より大きいこととしても良い。
上記の液晶表示装置は、前記前記開口又は前記凹部は、その縦断面が略左右対称の形をなしていることを特徴とする。
上記の液晶表示装置は、前記開口又は前記凹部は、円錐状若しくは楕円錘状、又は多角錐状の凹部又は凸部にて構成されていることを特徴とする。
上記の液晶表示装置は、前記開口又は前記凹部は、当該液晶表示装置の上下方向を定めた場合に、その上下軸に対して平面視略左右対称な形状にて構成されていることを特徴とする。
上記の液晶表示装置は、前記開口又は前記凹部は、前記ドット領域の周縁部と接しない位置に配設されていることを特徴とする。
本発明に係る電子機器は、上記の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
このように反射膜を備えた反射型の表示装置において配向規制用段差部を形成することにより液晶分子の配向方向を規制するものとした。このような配向規制用段差部により、液晶分子が初期状態で垂直配向を呈した上でこの配向規制用段差部の段差形状に応じたプレチルトを持つようになる。その結果、液晶分子の倒れる方向を規制ないし制御することが可能となり、配向の乱れ(ディスクリネーション)が生じ難く、光抜け等の表示不良を回避することが可能となり、残像やしみ状のむら等の表示不良が抑えられ、さらには視野角の広い液晶表示装置を提供することが可能となる。
近年、半透過反射型液晶表示装置において、上述の反射、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、反射表示領域におけるリタデーションと透過表示領域におけ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。
このような背景のもと、本発明者は、一つのドット領域内に反射表示領域と透過表示領域と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、該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するための好ましい構成を見い出した。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、配向の乱れ(ディスクリネーション)が生じて光抜け等の表示不良が生じ、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、本発明の液晶表示装置においては、配向規制用段差部を反射表示領域に形成し、反射表示領域での液晶分子の配向方向を規制するものとした。このような配向規制用段差部により、液晶分子が初期状態で垂直配向を呈した上でこの配向規制用段差部の段差形状に応じたプレチルトを持つようになる。その結果、液晶分子の倒れる方向を規制ないし制御することが可能となり、配向の乱れ(ディスクリネーション)が生じ難く、光抜け等の表示不良を回避することが可能となり、残像やしみ状のむら等の表示不良が抑えられ、さらには視野角の広い液晶表示装置を提供することが可能となる。
そして、本発明の構成においては、反射表示領域に液晶層厚調整層が形成されているが、例えばこの液晶層厚調整層の表面に液晶の配向方向を規制するような段差部を適宜形成することで、配向規制用段差部を別途形成する手間も省け好適である。
以下、本発明の第1の実施の形態を図面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2に示すように、TFTアレイ基板上に、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。
以下、本発明の第2の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図4は、第2の実施の形態の液晶表示装置について、平面図及び断面図を示すもので第1の実施の形態の図3に相当する模式図である。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り、反射表示領域Rに形成したCF開口部32と、透過表示領域Tに形成した突起37とを、互いに異なる基板側に形成した点が異なっている。したがって、図4においては図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。
しかしながら、図5(b)に示すように、第2の実施の形態では凹部34と突起37とが異なる基板側に形成されているため、凹部34の傾斜面34aに沿って配向する液晶分子と、突起37の傾斜面37aに沿って配向する液晶分子とが電界印加によって同一方向に配向し、凹部34と突起37との間においても連続的に配向することとなり、配向の不連続線(ディスクリネーション)が生じ難くなるのである。したがって、第2の実施の形態の構成を採用することによって、一層明るく広い視角表示を得ることが可能となる。
以下、本発明の第3の実施の形態を図6を参照して説明する。
図6は、第3の実施の形態の液晶表示装置について、平面図及び断面図を示すもので第1の実施の形態の図3に相当する模式図である。本実施の形態の液晶表示装置は反射型の液晶表示装置であって、第1及び第2の実施の形態において反射膜20に開口部21を形成しない構成であり、その他の構成は第1、第2の実施の形態と概略同様であるため、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4の実施の形態として、カラーフィルタ層22の好ましい構成例を説明する。
図12は第1〜第3の実施の形態の液晶表示装置に好適に用いることが可能なカラーフィルタ層22の構成を示す平面図であって、図3(a)、図4(a)、図6(a)に対応する模式図である。また、図11は比較例のカラーフィルタ層122の構成を示す平面模式図である。
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13は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図13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。このような携帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた場合、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 (11)
- 一対の基板間に、誘電異方性が負の垂直配向モードの液晶を有する液晶層を挟持してなり、複数のドット領域を備える液晶表示装置であって、
各前記複数のドット領域は反射表示領域および透過表示領域を含み、
前記反射表示領域には、着色層が形成されており、
前記反射表示領域に形成された前記着色層は、開口又は凹部を有しており、
前記一対の基板のうちの前記着色層が形成された基板には前記開口又は凹部による段差部が形成されてなり、
前記透過表示領域には、液晶の配向を規制する突起が設けられており、
前記段差部は前記一対の基板のうちの一方の基板に設けられ、前記突起は前記一対の基板のうち他方の基板に設けられてなることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記開口又は前記凹部に沿って電極が形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記開口又は前記凹部に沿って配向膜が形成されてなることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層の層厚を、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで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てなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 各々が異なる視感度を示す複数の着色層を備え、前記開口又は凹部は、前記複数の着色層のうち最も視感度の高い着色層に少なくとも形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記最も視感度の高い着色層以外の着色層にも開口又は凹部が形成されてなり、前記最も視感度の高い着色層に形成された開口又は凹部が、他の着色層に形成された開口又は凹部より大きいことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記開口又は前記凹部は、その縦断面が略左右対称の形をなしていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記開口又は凹部は、円錐状若しくは楕円錘状、又は多角錐状の凹部又は凸部にて構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記開口又は前記凹部は、当該液晶表示装置の上下方向を定めた場合に、その上下軸に対して平面視略左右対称な形状にて構成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記開口又は前記凹部は、前記ドット領域の周縁部と接しない位置に配設されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 請求項1乃至10のいずれか1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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