JP4900318B2 - 液晶表示装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置、及び電子機器に関するものである。

液晶表示装置として、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、暗い場所では透過型液晶表示装置と同様にバックライトにより表示を視認可能にした半透過反射型液晶表示装置が提案されている。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窓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知られている。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て表示に寄与する。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、反射膜の窓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て表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、窓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。

ところが、従来の半透過反射型液晶表示装置には、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、Jisakiらは、下記の非特許文献１および特許文献２において、垂直配向液晶を用いる新しい液晶表示装置を提案した。その特徴は、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、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３６０度全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。

特開平１１−２４２２２６号公報 特開２００２−３５０８５３号公報 "Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/ID W'01, p.133-136(2001)

特許文献１に開示されたようなマルチギャップ構造は、透過表示領域と反射表示領域の電気光学特性（透過率−電圧特性、及び反射率−電圧特性）を揃える上で有効な手段である。何故ならば、透過表示領域では光が液晶層を１回のみ通過するのに対し、反射表示領域では光が液晶層を２回通過するからである。

ところでJisakiらが採用した配向分割の方法は、突起とマルチギャップの段差を利用した大変巧妙な方法である。しかしながら、この方法には２つの大きな問題がある。１つは、マルチギャップの段差による配向制御力が弱いことである。なぜならば、マルチギャップの段差部において、液晶分子は段差部の傾斜と垂直に斜め方向に配向するが、これにかかる電界も同じように傾斜に垂直な方向にかかるため、液晶を一方向に倒す力が弱まるからである。従って、透過表示領域中央に設けた突起とマルチギャップの段差部との距離が一定以上離れると、電圧を印加したときに液晶分子が所定の方向に倒れなくなるため、透過表示領域の八角形を十分小さくしなければならず、開口率が低くなるという問題が生じる。もう１つは、反射表示領域の液晶の倒れる方向が十分に制御されていないということである。液晶が無秩序な方向に倒れると、異なる液晶配向領域の境界にディスクリネーションが現れ、残像等の原因となる。また、液晶の各々の配向領域は異なる視角特性を有するため、斜め方向から液晶装置をみたときに、ざらざらとしたしみ状のむらとして見えるという問題が生じる場合もある。

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、透過表示及び反射表示の双方について残像やしみ状のむら等の表示不良発生を抑え、さらには明るく広視野角の表示を実現可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、一面側に電極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に前記電極を介して挟持された誘電率異方性が負の液晶層とを備え、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、前記ドット領域と重なる領域にカラーフィルタが設けられた液晶表示装置であって、前記一対の基板の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記ドット領域内において、複数の島状部と、隣接する前記島状部を互いに電気的に接続する連結部と、を有し、前記反射表示領域に配置された前記島状部の平面領域内には、電界印加時の液晶の配向状態を制御する配向制御手段が設けられており、前記カラーフィルタは、前記反射表示領域において前記配向制御手段に対応して形成された開口領域を有することを特徴とする。
また、本発明に係る液晶表示装置は、前記カラーフィルタの前記開口領域の周端部は、前記島状部に形成された前記配向制御手段の外側の領域、且つ前記島状部の辺端部の内側の領域に配置されることを特徴とする。
また、本発明に係る液晶表示装置は、１つの画素領域は複数の前記ドット領域によって形成され、当該画素領域内の複数のドット領域にはそれぞれ異なる色の前記カラーフィルタが配置され、前記異なる色のカラーフィルタにおいては、前記開口領域の面積が異なることを特徴とする。

本発明は、上記課題を解決するために、一面側に電極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に前記電極を介して挟持された液晶層とを備え、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、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する液晶を含み、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる層厚に形成されており、前記一対の基板の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記ドット領域内で複数の島状部と、隣接する前記島状部を互いに電気的に接続する連結部とを有しており、前記複数の島状部は、前記透過表示領域と反射表示領域とに各々整数個ずつ配置され、前記透過表示領域と反射表示領域との間で前記液晶層厚を異ならせるべく基板内面に設けられた境界段差領域と、前記電極の連結部とが平面的に重なって配置されていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。

すなわち、本発明の液晶表示装置は、マルチギャップ構造を備えた半透過反射型、垂直配向モード液晶表示装置であって、ドット領域内の電極が、複数の島状部と、該複数の島状部を電気的に連結する連結部とを有するものである。

このようにドット領域内の電極が複数の島状部を有する構成とすることで、電圧印加時に島状部の辺端で生じる斜め電界により、垂直配向液晶の傾倒方向が島状部中央側へ規制されるようになり、その結果、各島状部の平面領域内で放射状の配向状態を有する液晶ドメインが形成される。このように平面放射状の配向状態を有する液晶ドメインがドット領域内に複数形成されることで、各液晶ドメインによりあらゆる方向で均一な視角特性が得られ、かつ前記液晶ドメインの境界は、隣接する島状部の境界領域に固定されるため、パネル斜視時にしみ状のムラを生じることもなく、良好な表示を得ることができる。

さらに、本発明では、上記島状部を、反射表示領域と透過表示領域とにそれぞれ整数個を配置するようになっているため、前記各領域に配置された島状部の形成領域内で、液晶層厚が均一であり、反射表示と透過表示の双方で、液晶の配向状態が適切に制御された高品質の表示を得ることができるようになっている。

またさらに、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層厚を異ならせるべくドット領域内に設けられる境界段差領域（マルチギャップ段差領域）が、隣接する島状部間を電気的に接続するために設けられた連結部と平面的に重なるように配置されているため、マルチギャップ構造に起因する表示品質の低下も効果的に抑制できるようになっている。より詳細には、上記境界段差領域では、その傾斜面に沿って液晶分子が配向されるため、この境界段差領域に電極が設けられていると、電圧印加時に斜め電界が生じ、液晶分子の配向を乱すおそれがある。そこで、本発明では、上記構成によって、境界段差領域から電極を可能な限り排除し、境界段差領域による表示品質の低下を効果的に防止するようになっている。

このように、本発明の液晶表示装置によれば、反射表示、透過表示の双方で広視野角、かつ高コントラストの表示が得られ、かつパネル斜視時にもしみ状のムラ等が生じない高品質の表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記島状部は、前記反射表示領域及び透過表示領域のそれぞれの領域内で、平面視略同一形状に形成されている構成とすることができる。この構成によれば、反射表示領域、及び透過表示領域の双方で、ドット領域内に形成される液晶ドメインの形状、及び大きさを揃えることができるので、反射表示と透過表示の視角特性を均一化することができ、表示モードの切替によらず均一な視角特性の表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記島状部の平面領域内に、電界印加時の液晶の配向状態を制御する配向制御手段が設けられていることが好ましい。この構成によれば、島状部の辺端にて生じる斜め電界による配向規制作用とともに、上記配向制御手段による配向規制作用によって、さらに良好に島状部の平面領域内（すなわち表示領域内）の液晶の配向状態を制御することが可能になり、島状部の平面積を比較的大きくした場合にも、配向の乱れが生じ難く、良好な表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記配向制御手段は、前記島状部の平面領域の略中央部に設けられていることが好ましい。この構成によれば、上記島状部の形成領域に形成される液晶ドメインにおいて、島状部の中心に対して対称な放射状に液晶を配向させることが可能になり、液晶表示装置の視角特性をパネル正面（基板法線方向）に対して対称なものとすることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記ドット領域内の各島状部に対応して前記配向制御手段が設けられ、前記反射表示領域に配置された島状部に対応する配向制御手段は、前記透過表示領域の配向制御手段より小さい平面積を有して形成されている構成とすることができる。

マルチギャップ構造を有する本発明の液晶表示装置では、液晶層厚が相対的に薄くされた反射表示領域において、島状部辺端の斜め電界、及び配向制御手段による配向規制作用が、液晶層厚の厚い透過表示領域に比して大きくなる。そこで本構成では、透過表示領域の配向制御手段に比して、反射表示領域の配向制御手段の平面積を小さくし、上記液晶層厚による配向規制作用の違いを利用して透過表示領域と同等の配向規制作用を得つつ、上記平面積等の縮小による開口率の向上効果を得るようにした。従って本構成によれば、反射表示のコントラスト等を低下させることなく、明るさを向上させることが可能である。

本発明の液晶表示装置では、前記配向制御手段は、前記島状部と液晶層を介して対向する電極に設けられた開口部、又は該電極上に設けられた絶縁材料からなる突起部である構成とすることができる。本発明に係る液晶表示装置では、上記配向制御手段として、これらの開口部や突起部を用いることができ、いずれの構成を適用した場合にも、電圧印加時の垂直配向液晶の傾倒方向を良好に制御することが可能である。

本発明の液晶表示装置では、前記島状部は、平面視において概略円形状、又は概略正多角形状であることが好ましい。本発明において、上記島状部は、その辺端にて生じる斜め電界により同平面領域内に放射状の液晶配向を得るために設けられる。そこで、上記各形状を適用すれば、容易に上記放射状の配向状態を有する液晶ドメインが形成できる。視角特性の均一化の点では、島状部は、その面中心に対して回転対称性を有する形状であることが好ましく、円形、ないし正多角形状の平面形状とすることが好ましい。

本発明の液晶表示装置では、前記島状部と連結部との接続領域における電極の平面形状は、前記島状部側から連結部側へ向かう先窄まり状であることが好ましい。このような構成とすることで、上記接続領域において、上記連結部に向かって両側から液晶分子が配向されるようになるため、上記接続領域の近傍においてディスクリネーションが生じた場合に、ディスクリネーションを連結部側に集めることができるようになり、係るディスクリネーションによる表示品質の低下を最小限に抑えて、良好な表示を得ることができるようになる。

本発明の液晶表示装置では、前記連結部は、平面視において前記島状部の角部又は外側に凸なる辺端から延出されていることが好ましい。このような構成とすることで、液晶層を挟持する基板の組ずれに対するマージンを実質的に大きくする効果を得ることができる。例えば、一方の基板に上記島状部及び連結部を有する電極が設けられており、他方の基板にマルチギャップ構造による境界段差領域が形成されている場合、上記連結部と境界段差領域とを重ねるべく基板の位置合わせが行われる。その際、基板間の組ずれにより境界段差領域と島状部とが重なった場合、境界段差領域の影響により表示コントラストの低下等が生じる。この場合において、本構成では島状部と境界段差領域との重なりを小さくできるため、組ずれによる表示品質の低下を最小限に抑えることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記ドット領域内に、前記反射表示領域を含んで部分的に設けられた反射膜を備え、前記反射膜は、前記透過表示領域を除く前記ドット領域内を覆って形成されている構成とすることができる。このような構成とすることで、反射表示領域以外の領域に設けられた反射膜を遮光膜として機能させることができ、透過表示領域の外側における光漏れを効果的に遮断し、透過表示のコントラストを向上させることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記反射膜は、前記透過表示領域に配置された島状部の平面領域を除くドット領域に設けられていることが好ましい。前記島状部を連結している連結部の領域についても、前記反射膜により遮光する構成とすることができ、特に、前記境界段差領域と重なって配置された連結部の領域に前記反射膜を設けておくことで、液晶の配向乱れが生じ易い境界段差領域における漏れ光を遮断し、コントラストの向上を図ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記ドット領域毎に異なる色を呈する複数の色種のカラーフィルタが設けられており、前記島状部を除くドット領域内に、２色以上の前記カラーフィルタが積層されている構成とすることもできる。この構成によれば、各ドット領域内の非表示領域について、カラーフィルタを積層することにより透過率を低下させ、遮光手段として機能させることができるので、非表示領域の光漏れを低減して透過表示のコントラストを高めることができる。また、透過表示領域を除く領域にまで反射膜を延設している場合、係る反射膜により反射された光が、入射側へ戻るのを防止できるため、反射表示のコントラストを向上させることができる。

本発明の液晶表示装置では、少なくとも一方の前記基板の液晶層側にカラーフィルタが設けられており、前記カラーフィルタは、前記反射表示領域に配置された島状部の平面領域内に開口領域を有し、前記開口領域は、前記境界段差領域及び前記島状部の周縁領域から平面的に離間されて配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、反射表示領域のカラーフィルタに開口領域を設けることで、反射表示の輝度を向上させることともに、反射表示と透過表示の色度のバランスの調和を得ることができ、高輝度、高画質のカラー表示を得ることができる。さらに、上記反射表示領域にて開口領域を配置するに際して、開口領域と島状部の辺端、ないし境界段差領域とを離間しているので、島状部の辺端領域や境界段差領域で配向の乱れが生じた場合にも、係る領域にはカラーフィルタが形成されていて反射率が低いため、使用者に視認され難いという利点が得られるようになっている。

本発明の液晶表示装置では、前記反射表示領域に配置された島状部は、前記透過表示領域に配置された島状部より大きい平面積を有している構成とすることができる。先に記載のように、マルチギャップ構造を有する本発明の液晶表示装置では、反射表示領域における島状部辺端による配向規制作用が、透過表示領域における配向規制作用より大きくなる。従って、反射表示領域の島状部を、透過表示領域の島状部より大きく形成したとしても、同等の配向規制作用を得ることができる。これにより、使用目的に応じて反射表示と、透過表示と輝度バランスを調整する場合に、上記両領域の島状部の平面積による調整が可能になる。

本発明の液晶表示装置では、前記ドット領域の電極に電気信号を供給する信号配線が、前記ドット領域の辺端部に延在しており、前記透過表示領域に配置された島状部は、前記反射表示領域に配置された島状部に比して、前記信号配線から平面的に離間されている構成とすることもできる。

上記信号配線の近傍では、その電位により不要な斜め電界が生じ、液晶の配向に乱れを生じる場合がある。そのため、信号配線と上記島状部とはある程度離して配置しておくことが好ましいが、両者の距離を大きくするとドット領域の開口率が低下するという問題がある。そこで、本構成では、反射表示領域よりも島状部辺端における配向規制力が弱く、上記信号配線による電界の影響を受けやすい透過表示領域において、島状部と信号配線とをより大きく離して配置することとした。これにより、反射表示領域と透過表示領域の双方で、信号配線と島状部との距離を最適化することができ、上記信号配線の近傍で生じる斜め電界による配向の乱れに起因する表示品質の低下を抑制しつつ、反射表示領域、透過表示領域の双方で最適な開口率を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、いずれかの前記基板の液晶層側面に、ドット領域に対応して前記信号配線及び前記電極と電気的に接続された二端子型非線形素子が設けられており、前記信号配線は、前記ドット領域の短辺に沿って設けられている構成とすることができる。

二端子型非線形素子をスイッチング素子とする液晶表示装置では、一方の基板に設けられる信号配線は１方向のみとなる。本構成では、係る信号配線を、ドット領域の短辺に沿って配置することで、信号配線の電位により生じる斜め電界が作用する領域をドット領域に対して狭くするようにした。このような構成とすることで、信号配線がドット領域長辺に沿って配置されている場合に比して、信号配線の電界の影響を避けるべく配線と島状部とを離して配置しても、ドット領域全体の開口率の低下を小さくでき、透過表示と反射表示の双方で明るい表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記島状部及び連結部を有する電極と電気的に接続されたスイッチング素子を備え、前記反射膜は、前記スイッチング素子の形成領域まで延設されている構成とすることができる。この構成によれば、スイッチング素子の電界により素子近傍で液晶配向に乱れが生じたとしても、前記反射膜が遮光手段として機能し、光漏れを防止することができる。これにより、高コントラストの表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記反射膜が形成された基板の液晶層側に、反射光を散乱させる光散乱付与手段が設けられ、前記光散乱付与手段は、前記反射表示領域に配置された島状部の平面領域に設けられている構成とすることが好ましい。係る構成によれば、明るい反射表示を得られるとともに、非表示領域にて反射した不要な光が使用者に到達するのを防止でき、優れた視認性を向上させることができる。

次に、本発明は、上記課題を解決するために、一面側に電極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に前記電極を介して挟持された液晶層とを備え、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、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する液晶を含み、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる層厚に形成されており、前記一対の基板の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記ドット領域内で複数の島状部と、隣接する前記島状部を互いに電気的に接続する連結部とを有し、前記複数の島状部は、前記透過表示領域と反射表示領域とに各々整数個ずつ配置され、前記反射表示領域に配置された島状部は、前記透過表示領域に配置された島状部より大きい平面積を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

この構成の液晶表示装置も、先の液晶表示装置と同様、マルチギャップ構造を備えた半透過反射型垂直配向モードの液晶表示装置であり、ドット領域内の電極が、複数の島状部と、該複数の島状部を電気的に連結する連結部とを有するものである。このようにドット領域内に複数の島状部を有する電極を設けた構成とすることで、電圧印加時に島状部辺端で生じる斜め電界により垂直配向液晶の傾倒方向を島状部中央側へ向かう方向とすることができ、その結果、島状部の平面領域にて平面放射状の配向状態を有する液晶ドメインを複数形成できる。これにより、各液晶ドメインによりあらゆる方向で均一な視角特性が得られるとともに、液晶ドメイン境界が隣接する島状部の境界領域に固定されるため、パネル斜視時にしみ状のムラを生じることもなく、良好な表示を得ることができる。

そして、本構成では、反射表示領域に配置された島状部が、透過表示領域に配置された島状部より平面的に大きく形成されている。マルチギャップ構造のドット領域内では、透過表示領域に比して反射表示領域の方が液晶層厚を薄く形成されるため、島状部辺端で生じる斜め電界による配向規制力が大きくなり、透過表示領域に比して広い領域内の液晶分子の配向制御を行うことが可能になる。そこで、本構成では、反射表示領域の島状部を、透過表示領域の島状部に比して大きく形成することで、反射表示領域の開口率を向上させ、これにより明るい反射表示を得られるようにしている。また、半透過反射型液晶表示装置では、実装される電子機器等の特性に合わせて透過表示と反射表示の輝度バランスを変更する場合があるが、本構成を適用するならば、反射表示領域の島状部を大きくすることで輝度バランスの調整が可能である。

従って、本構成の液晶表示によれば、反射表示、透過表示の双方でしみ状のムラや焼き付きを生じることなく、高コントラストの表示が可能であるとともに、特に反射表示で明るい表示が得られ、かつ広範な用途に、容易に適用できる液晶表示装置を提供することができる。

次に、本発明は、一面側に電極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に前記電極を介して挟持された液晶層とを備え、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、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する液晶を含み、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる層厚に形成されており、前記一対の基板の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記ドット領域内で複数の島状部と、隣接する前記島状部を互いに電気的に接続する連結部とを有し、前記複数の島状部は、前記透過表示領域と反射表示領域とに各々整数個ずつ配置され、前記各島状部の平面領域内の前記電極に、電界印加時の液晶の配向状態を制御する配向制御手段が設けられており、前記反射表示領域に配置された前記配向制御手段は、前記透過表示領域に配置された前記配向制御手段より小さい平面積を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

この構成の液晶表示装置も、先の液晶表示装置と同様、マルチギャップ構造を備えた半透過反射型垂直配向モードの液晶表示装置であり、ドット領域内の電極が、複数の島状部と、該複数の島状部を電気的に連結する連結部とを有するものである。このようにドット領域内に複数の島状部を有する電極を設けた構成とすることで、電圧印加時に島状部辺端で生じる斜め電界により垂直配向液晶の傾倒方向を島状部中央側へ向かう方向とすることができ、その結果、島状部の平面領域にて平面放射状の配向状態を有する液晶ドメインを複数形成できる。これにより、各液晶ドメインによりあらゆる方向で均一な視角特性が得られるとともに、液晶ドメイン境界が隣接する島状部の境界領域に固定されるため、パネル斜視時にしみ状のムラを生じることもなく、良好な表示を得ることができる。

そして本構成では、反射表示領域の配向制御手段を、透過表示領域の配向制御手段より小さく形成している。これにより、反射表示領域の開口率を向上させ、明るい反射表示が得られるようになっている。マルチギャップ構造のドット領域内では、透過表示領域に比して反射表示領域の方が液晶層厚を薄く形成されるため、島状部辺端で生じる斜め電界による配向規制力が大きくなるとともに、電極に設けられた配向制御手段による配向規制力も大きくなる。従って、本構成のように配向制御手段を小さくしたとしても、透過表示領域と同等の配向制御作用を得ることができ、しみ状のむらや焼き付きが効果的に防止された高画質の反射表示をえることができる。

次に、本発明は、画素電極と、該画素電極の辺端部に沿って延びる信号配線とを有する素子基板と、一面側に対向電極を有する対向基板と、前記素子基板と対向基板との間に挟持された液晶層とを備え、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、前記液晶層は、初期配向状態が垂直配向を呈する液晶を含み、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる層厚に形成されており、前記反射表示領域における前記画素電極と信号配線との距離が、前記透過表示領域における前記距離より短いことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

この構成は、マルチギャップ構造の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置において、画素電極と信号配線との配置を規定したものである。液晶表示装置は、各ドット領域の画素電極に電圧を供給するために、各画素電極と電気的に接続された信号配線を有している。そして、これらの信号配線は、画素電極に供給する電圧によっては、周辺に斜め電界を生じさせる場合があり、係る斜め電界が表示領域の液晶に作用すると、配向乱れを生じて表示品質を低下させるおそれがある。従って、画素電極と信号配線とは、ある程度離して配置することが好ましいが、両者の距離を大きくすると、ドット領域の開口率が低下して表示が暗くなる。そこで本構成では、マルチギャップ構造を備えた垂直配向モードの液晶表示装置において、液晶層厚の薄い反射表示領域では、電極辺端や配向制御手段による配向規制力が透過表示領域に比して大きくなることを利用し、画素電極と信号配線との距離を、反射表示領域より透過表示領域で大きくすることとした。このような構成とすることで、ドット領域の開口率低下を最小限に抑えつつ、透過表示と反射表示の双方で、しみ状のムラや焼き付きが防止された高画質の表示を得ることができるようになる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。係る構成によれば、透過モード及び反射モードの双方による表示が可能であって、各表示モードともに広視野角、かつ高コントラストの表示が得られる表示部を備えた電子機器が提供される。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下で参照する各図において、積層膜や部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎の縮尺は適宜異ならせて表示している。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である液晶表示装置の回路構成図、図２は、同、１画素領域を示す平面構成図、図３は、同、画素領域を拡大して示す平面構成図（ａ図）、及び断面構成図（ｂ図）である。これらの図に示す液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin film diode）素子（二端子型非線形素子）を用いたアクティブマトリクス方式のカラー液晶表示装置である。また、本実施形態に係る液晶表示装置は、初期配向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ている。

本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、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。液晶表示装置１００には、信号線、すなわち複数の走査線１３と、これらの走査線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（液晶層）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良い。

次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置に具備された電極の平面構造について説明する。図２に示すように、本実施の形態の液晶表示装置では、走査線１３にＴＦＤ素子４０を介して接続された平面視矩形状の画素電極３１がマトリクス状に配列されており、これらの画素電極３１と紙面垂直方向に対向して共通電極９が平面視短冊状（ストライプ状）に配列されている。共通電極９は図１に示すデータ線を成し、走査線１３と交差する形のストライプ形状を有している。本実施の形態において、各画素電極３１が形成された個々の領域が１つのドット領域を成しており、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。

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る。ＴＦＤ素子４０は、例えば、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、Ｔａ₂Ｏ₃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導電膜は走査線１３に接続され、第２導電膜は画素電極３１に接続される。

次に、図３に基づき本実施形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図３（ａ）は、液晶表示装置１００の１画素領域を示す平面構成図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。本実施形態の液晶表示装置１００は、図２に示したようにデータ線９及び走査線１３等にて囲まれた領域の内側に画素電極３１を備えてなるドット領域を有している。このドット領域には、図３（ａ）に示すように１つのドット領域に対応して３原色のうち１色のカラーフィルタが形成され、３つのドット領域（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）で、３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを含む画素を形成している。

画素電極３１は、図３（ａ）に示す如く３つの島状部３１ａ〜３１ｃと、隣接配置された島状部間を電気的に接続する連結部３１ｄ、３１ｅとを有して構成されている。より詳細には、平面視正八角形状を成す島状部３１ａ〜３１ｃが、ドット領域の辺端に沿って延びる走査線１３の延在方向に配列されており、島状部３１ａ、３１ｂ間、及び島状部３１ｂ、３１ｃ間に、それぞれ走査線１３と略平行に延びる前記連結部３１ｄ、３１ｅが設けられている。そして、島状部３１ａとＴＦＤ素子４０とが電気的に接続されている。

島状部３１ａは、各ドット領域内に部分的に設けられた反射膜２０の形成領域内に配置されており、残る島状部３１ｂ、３１ｃは、反射膜２０の非形成領域に配置されている。反射膜２０の形成領域内に配置された島状部３１ａ（及び連結部３１ｄの一部）の平面領域が、本液晶表示装置１００における反射表示領域Ｒとされ、島状部３１ｂ、３１ｃ、連結部３１ｄの一部、及び連結部３１ｅの平面領域が、透過表示領域Ｔとされている。

一方、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態の液晶表示装置１００は、上基板（素子基板）２５とこれに対向配置された下基板（対向基板）１０との間に初期配向状態が垂直配向をとる液晶、すなわち誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。下基板１０の外側には、透過表示用の光源であるバックライト（照明装置）１５が設けられている。

このように本実施の形態の液晶表示装置は、垂直配向型の液晶層５０を備える垂直配向型液晶表示装置であって、反射表示及び透過表示を可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。

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が絶縁膜２４を介して部分的に形成されている。この反射膜２０の形成領域に反射表示領域Ｒが設けられている。

基板本体１０Ａ上に形成された絶縁膜２４は、その表面に凹凸形状を備えており、係る凹凸形状に倣って反射膜２０の表面は凹凸部を有する。このような凹凸により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、良好な視認性を得ることができる。

ドット領域内の反射膜２０上、及び基板本体１０Ａ上には、反射表示領域Ｒ、及び透過表示領域Ｔに跨って赤色のカラーフィルタ２２Ｒが設けられている。平面的には、図３（ａ）に示すように、３色のカラーフィルタ２２Ｒ（赤），２２Ｇ（緑），２２Ｂ（青）が配列されており、隣接するカラーフィルタの境界領域と平面的に重なって走査線１３が延在している。

カラーフィルタ２２Ｒ上には、反射膜２０の上方に位置するように絶縁膜２６が選択的に形成されている。このようにドット領域内に部分的に形成された絶縁膜２６により、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと、透過表示領域Ｔとで異ならされている。絶縁膜２６は、例えば膜厚が０．５〜２．５μｍ程度のアクリル樹脂等の有機材料膜からなり、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、自身の膜厚が連続的に変化する傾斜面からなる境界段差領域Ｎを構成している。透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚は、２〜７μｍ程度であり、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚は、透過表示領域Ｔにおける液晶層厚の半分程度である。

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、本実施形態の場合、絶縁膜２６の上部の平坦面の縁と、上基板２５側の画素電極３１を構成する島状部３１ａの縁とが略一致しており、絶縁膜２６により形成される境界段差領域Ｎは、島状部３１ａ、３１ｂ間の連結部３１ｄと平面視で重なる位置に配置されている。

そして、絶縁膜２６の表面を含む下基板１０表面には、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極９が形成されている。共通電極９は、紙面垂直方向に延びる平面視ストライプ状に形成されており、この紙面垂直方向に並設されている複数のドット領域の共通の電極として機能する。また、共通電極９には、各ドット領域に対応して、その一部を切り欠いて形状の開口部９ａ〜９ｃが形成されている。開口部９ａ〜９ｃは、図３（ａ）に示すように、画素電極３１の島状部３１ａ〜３１ｃにそれぞれ対応して設けられており、島状部３１ａ〜３１ｃそれぞれの平面領域のほぼ中央部に配置されている。

尚、図示は省略したが、共通電極９を覆って、ポリイミド等からなる垂直配向膜が形成されている。この垂直配向膜は、液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる配向膜であり、本実施形態では、ラビング等の配向処理を施していないものを用いることが好ましい。

また、本実施形態では、反射膜２０と、共通電極９とを別個に設けて積層した構成としているが、反射表示領域Ｒにおいては、金属材料からなる反射膜を、共通電極の一部として用いることもできる。

次に、上基板２５側においては、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａの液晶層５０側に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなり、図３（ａ）に示す平面形状を有する画素電極３１が形成され、この画素電極３１に対応して設けられたＴＦＤ素子４０と、走査線１３とが設けられている。また、図示は省略したが、画素電極３１を覆ってポリイミド等からなる垂直配向膜が設けられている。

下基板１０の外面側には、基板本体１０Ａ側から位相差板１８と偏光板１９とを積層した円偏光板が設けられており、上基板２５の外面側には、基板本体２５Ａ側から位相差板１６と偏光板１７とを積層した円偏光板が設けられている。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置１００では、液晶層５０に対して円偏光を入射させて表示を行うようになっている。このような構成とすることで、液晶層５０に直線偏光を入射させる場合のように電圧印加時の液晶分子の配向方向に依存してドット領域内の透過率が不均一になることがなくなり、ドット領域の開口率を実質的に向上させ、もって液晶表示装置の表示輝度を向上させることができる。

上記円偏光板の構成としては、偏光板とλ／４位相差板を組み合わせた円偏光板、偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板とを組み合わせた広帯域円偏光板、あるいは、偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板と負のＣプレートと組み合わせ、視角補償機能を備えた円偏光板を採用することができる。尚、「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。

上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置では、画素電極３１が正八角形状の島状部３１ａ〜３１ｃを、連結部３１ｄ、３１ｅにより電気的に連結した構成とされ、かつ島状部３１ａ〜３１ｃのそれぞれに対応して共通電極９に開口部９ａ〜９ｃが設けられた構成となっていることで、電界印加時の液晶分子の傾倒方向が適切に制御され、視角特性に優れる表示を行うことができる。この配向制御作用について以下に説明する。

まず、共通電極９と画素電極３１との間に電界が印加されていない状態（電圧無印加時）では、液晶層５０の液晶分子は基板面に対して垂直に配向されている。そして、電極９，３１に電圧を印加すると、島状部３１ａの平面領域内に配置された液晶分子は、島状部３１ａの辺端部に生じる斜め電界により、係る辺端と面方向で垂直な方向（島状部３１ａの面中心方向）に倒れ、その周囲の液晶分子は島状部３１ａ辺端部における配向状態と整合するべく同方向に倒れる。その結果、島状部３１ａの平面領域に配置された液晶分子は、電界印加時に、正八角形状の島状部３１ａの中心に向いて配向される。

また、本実施形態の場合、島状部３１ａの平面領域のほぼ中心に位置して平面円形状の開口部９ａが設けられているので、共通電極９側においても、上記島状部３１ａの辺端部と同様の配向制御作用が生じ、開口部９ａを中心として平面視放射状に液晶分子が配向される。

このようにして、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時に、島状部３１ａの周端部及び開口部９ａの周端部において生じる斜め電界により、島状部３１ａの平面領域で平面視放射状に液晶分子が配向された液晶ドメインが形成される。また、島状部３１ｂ、３１ｃの平面領域においても、島状部３１ａと同様の配向制御作用により、平面視放射状の液晶ドメインが生じる。

以上の作用により、本実施形態の液晶表示装置１００では、電圧印加時にドット領域Ｄ１〜Ｄ３に、平面視放射状の配向状態を有する液晶ドメインが配列された構造となり、個々の液晶ドメインにより全方位に対して均一な視角特性が得られるとともに、上記液晶ドメインの中心部に生じるディスクリネーションが島状部３１ａ〜３１ｃの位置に固定されていることで、パネルを斜視した際のざらざらとしたしみ状のムラを生じることもない。従って、本実施形態の液晶表示装置１００では、極めて広い視角範囲で高品質の表示を得ることができる。

また、上述したように、島状部３１ａ〜３１ｃの辺端部と、島状部３１ａ〜３１ｃに対応して設けられた共通電極９の開口部９ａ〜９ｃとにより、各島状部の形成領域における液晶の配向状態を制御するようになっているので、ドット領域内に形成する島状部３１ａ〜３１ｃの平面積を大きくした場合にも、良好に液晶の配向状態を制御することができるようになっている。具体的には、本実施形態の構成によれば、４０〜５０μｍφ程度の比較的大きい島状部３１ａ〜３１ｃを形成したとしても、配向を安定させることができる。

本実施の形態では、島状部３１ａ〜３１ｃの平面形状を、正八角形状としているが、島状部３１ａ〜３１ｃの平面形状は、係る形状に限定されず、例えば円形や楕円形、多角形状等のいずれも適用が可能である。すなわち、島状部３１ａ〜３１ｃは、その平面領域内で、電圧印加時に略放射状の配向状態をとる液晶ドメインを形成し得る形状であれば問題なく適用することができる。

前記島状部３１ａ〜３１ｃに対して、連結部３１ｄ、３１ｅは細く形成することが好ましい。島状部３１ａ〜３１ｃは、それらの辺端部に生じる斜め電界により液晶分子の傾倒方向を制御する機能を有するので、係る配向規制力を安定に得るためには、連結部３１ｄ、３１ｅを細くして島状部の面中心を包囲する辺端の割合を大きくすることが好ましい。また、係る構成により、液晶の応答速度を向上させる効果も得られる。

本実施形態の液晶表示装置１００では、反射表示領域Ｒに設けられた絶縁膜２６によって反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚を透過表示領域Ｔにおける液晶層厚の半分程度とすることができるので、反射表示領域Ｒにおける液晶層のリタデーションと透過表示領域Ｔにおける液晶層のリタデーションとをほぼ等しくすることができる。これにより前記両領域における電気光学特性を揃えることができ、表示コントラストを向上させることができる。

さらに、上記マルチギャップ構造を採用することでドット領域内に生じる境界段差領域Ｎが、反射表示領域Ｒの島状部３１ａと、透過表示領域Ｔの島状部３１ｂとの間の領域に延在している連結２品質の低下を効果的に抑制できるようになっている。すなわち、境界段差領域Ｎに電極が形成されていると、液晶分子が基板面に対して傾斜配向されるために、電圧印加時に液晶分子に対して弱い配向規制力が作用する。この弱い配向規制力を無視して画素構造を設計すると、液晶配向に乱れが生じるおそれがある。先に紹介した非特許文献１のJisakiらは、この弱い配向規制力を積極的に利用して配向制御を行っていた。本実施形態の液晶表示装置においては、境界段差領域Ｎ上に配置される電極を極力除くようにして、この弱い配向規制力を取り除き、逆に島状部３１ａ、３１ｂの辺縁で生じる斜め電界による強い配向規制力が支配的になるようにすることで、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの双方で良好な表示を得ることができる。

このように、本実施形態の液晶表示装置は、上基板２５側の画素電極３１の形状と共通電極９に設けられた開口部９ａ〜９ｃとにより、垂直配向モードの液晶層における液晶分子の傾倒方向を適切に制御する構成を備えることともに、マルチギャップ構造により生じる境界段差領域Ｎによる表示品質の低下を効果的に防止できるようになっていることで、ざらざらとしたしみ状のムラ、焼き付き等の表示品質上の問題が生じず、広視野角、高コントラストの反射表示及び透過表示を得ることができるものとなっている。

尚、上記実施形態では、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３において、３つの島状部３１ａ〜３１ｃが直線的に配列された構成について説明したが、ドットピッチを大きくした場合には、画素電極３１を構成する島状部の数を増やす方がよい場合もある。その場合にも、本発明に係る液晶表示装置では、整数個の島状部によりそれぞれ反射表示領域と透過表示領域を構成し、液晶層厚の異なる領域の境界に形成される境界段差領域Ｎが、島状部の間に配置されるようにする。例えば、ドット領域内に６×２個（１２個）の島状部を配列する場合の一例を挙げると、６個の島状部を反射表示領域に割り振り、残る６個の島状部を透過表示領域に割り振る。そして、上記反射表示領域に配置される島状部と、透過表示領域に配置される島状部との間の領域と、前記境界段差領域Ｎとが平面的に重なるように配置する。

また、上記実施の形態では、配向制御手段として、略円形状の開口部９ａ〜９ｃを共通電極９に設けた構成としたが、係る配向制御手段としては、共通電極９上に誘電体突起を形成した構成も適用できる。この場合にも、開口部９ａ〜９ｃとは作用は異なるものの、電界印加時の液晶分子の傾倒方向を制御する効果を得ることができる。あるいは、ドット領域内で、上記開口部と誘電体突起とを混在させてもよい。一般に平面積が同じならば開口部よりも誘電体突起の方が配向規制力が大きいので、例えば液晶層厚が薄い反射表示領域Ｒには開口部を設け、液晶層厚が厚い透過表示領域Ｔには誘電体突起を設ける構造が好ましい。さらには、開口部９ａ〜９ｃの内側に、誘電体突起を設けても良い。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置２００は、平面形状の異なる画素電極３２を備えた以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図４において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態の液晶表示装置２００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは平面形状の異なる画素電極３２が、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられている。

画素電極３２は、ＩＴＯ等の透明導電材料から形成され、ドット領域内で走査線１３の延在方向に配列された平面視正八角形状の島状部３２ａ〜３２ｃと、これらの島状部３２ａ〜３２ｃ間を導電接続するべく走査線１３方向に延びる連結部３２ｄ、３２ｅとを備えている。各連結部３２ｄ、３２ｅは、正八角形状の島状部３２ａ〜３２ｃの角部同士を接続している。また、境界段差領域Ｎは、反射表示領域Ｒに配置された島状部３２ａと透過表示領域Ｔに配置された島状部３２ｂとを接続している連結部３２ｄと平面的に重なるように配置されている。

上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置２００では、島状部３２ａ〜３２ｃの角部から連結部３２ｄ、３２ｅを延出して島状部間を導電接続するとともに、連結部３２ｄと境界段差領域Ｎとを平面的に重畳配置していることで、パネル組み立て時の基板１０，２５の組ずれによる表示品質の低下を抑制することができ、製造の容易性を高める工夫が成されたものとなっている。すなわち、設計上は境界段差領域Ｎ上に連結部３２ｄが配置されるようになっており、係る設計通りにパネルの組み立てが成された場合には、先の第１実施形態と同様の表示品質となるが、パネル組み立て工程において、例えば図示左右方向に基板１０と基板２５との組位置がずれ、島状部３２ａ、又は３２ｂの一部が境界段差領域Ｎと重なった場合に、液晶表示装置２００では、正八角形状の角部が境界段差領域Ｎと重なるため、第１実施形態の液晶表示装置１００に比して、境界段差領域Ｎと島状部との重なり部分を狭くでき、境界段差領域Ｎに起因する島状部３２ａ、３２ｂ内の配向の乱れを小さくすることができる。

さらに本実施形態の液晶表示装置２００では、島状部３２ａ〜３２ｃと、連結部３２ｄ、３２ｅとの接続領域において、配向の乱れ、ディスクリネーションが生じた場合にも、係る配向乱れによる表示品質への影響を少なくすることができるようになっている。すなわち、島状部３２ａ、３２ｂの連結部３２ｄ側の辺端部は、連結部３２ｄへ向かう先窄まり状であるため、電圧印加時の斜め電界の配向規制力により、液晶分子が上記角部と開口部９ａ、９ｂを結ぶ線に向かって両側から倒れて配向する。従って、連結部３２ｄと島状部３２ａ、３２ｂとの接続領域近傍において上記ディスクリネーションが生じたとしても、上記の配向作用により、ディスクリネーションが島状部３２ａ、３２ｂから連結部３２ｄまたは開口部９ａ、９ｂ側へとスムースに移動し、島状部３２ａ、３２ｂでは良好な配向を維持できるようになっている。

本実施の形態では、平面視多角形状の島状部３２ａ〜３２ｃの角部から連結部３２ｄ、３２ｅを延出した構成としたが、平面視多角形状以外の任意の形状の島状部を形成した場合においても、島状部と連結部とが接続される領域において、島状部側から連結部に向かって略先窄まり状に電極を形成しておけば、パネル組み立て工程で組ずれを生じたとしても、島状部の平面領域と境界段差領域Ｎとが重なるのを極力抑えることができ、境界段差領域Ｎに起因する表示品質の低下を効果的に抑制することができる。また仮に、ディスクリネーションが生じた場合にも、島状部の平面形状によってディスクリネーションを連結部または開口部へ移動させることができ、表示への影響を少なくできる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図５は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置３００は、反射表示を行うための反射膜の形成領域が主として異なる以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図５において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の液晶表示装置３００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは平面形状の異なる反射膜２２０が、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられている。

反射膜２２０は、アルミニウムや銀等の金属膜からなり、画素電極３１を構成する島状部３１ａ〜３１ｃ、及び連結部３１ｄ、３１ｅのうち、透過表示領域Ｔを成す島状部３１ｂ、３１ｃを除くドット領域内に設けられている。尚、図面を見易くするために島状部３１ａと重なる位置の反射膜２２０は図示を省略している。このように反射膜を透過表示領域Ｔの外側のドット領域に延在させることで、反射膜２２０を遮光膜として機能させることができるため、透過表示のコントラストを向上させることができるという効果が得られる。

本発明に係る液晶表示装置は、垂直配向モードの液晶表示装置であるため、電圧無印加状態を黒表示とする（ノーマリブラック）場合には、液晶層を挟んで対向する電極が設けられていない領域で、液晶分子は電圧印加状態に依らず基板に対して垂直配向した状態を維持するので、本来ならば、こうした遮光膜として機能する反射膜２２０は不要である。しかしながら、実際には、境界段差領域Ｎにおいて液晶分子が傾斜配向されたり、島状部３１ａ〜３１ｃ辺端部での斜め電界や、電極が形成されていない領域での電荷の蓄積により液晶配向が乱れ、光漏れを生じる場合がある。そこで、本実施形態の如く、非表示領域に遮光膜として機能する反射膜２２０を設けておくことで、これらの光漏れを遮断し、高コントラストの透過表示を得ることができるようになる。

尚、島状部３１ａの平面領域（すなわち反射表示領域Ｒ）以外の領域には、反射膜に凹凸形状を付与するための絶縁膜２４は形成されていないため、島状部３１ａ〜３１ｃ以外の領域（非表示領域）に形成された反射膜２２０で外光が反射されたとしても、この光が観察者側へ反射されることはないため、反射表示の品質に影響することはほとんどない。本実施形態では、カラーフィルタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒを各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けているが、さらに反射膜２２０の形成領域のうち、島状部３１ａの平面領域を除く領域（すなわちドット領域内の非表示領域）に、当該ドット領域の表示色以外のカラーフィルタを重ねて形成することもできる。このような構成とすれば、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の非表示領域に入射した光が、重畳配置されたカラーフィルタにより吸収されるとともに、反射膜２２０により反射された後にも吸収されるため、係る非表示領域に入射した光はほとんど入射側へ戻らず、さらに高いコントラストの反射表示が得られる。また、係るカラーフィルタの重畳配置は、各ドット領域毎にカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂをパターン形成する際に比較的容易に実現できるため、工数の増加等の製造工程上の不都合はほとんど生じない。

また、本実施形態では、連結部３１ｄ、３１ｅの平面領域にも反射膜２２０を設けているが、連結部３１ｄ、３１ｅについて反射膜２２０を設けない構成とすることもできる。但し、連結部３１ｄを反射膜２２０により遮光する構成とすれば、境界段差領域Ｎと重なる連結部３１ｄにおける配向乱れに起因する表示不良部を遮光することができ、高コントラストの表示を得ることが可能になるとともに、反射膜２２０のパターニングの容易性の点でも有利である。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図６は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置４００は、平面形状の異なる画素電極３３を備えた以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図６において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態の液晶表示装置３００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは平面形状の異なる画素電極３３が、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられている。

画素電極３３は、ＩＴＯ等の透明導電材料から形成され、ドット領域内で走査線１３の延在方向に配列された平面視八角形状の島状部３３ａ〜３３ｃと、これらの島状部３３ａ〜３３ｃ間を導電接続するべく走査線１３方向に延びる連結部３３ｄ、３３ｅとを備えている。各連結部３３ｄ、３３ｅは、八角形状の島状部３３ａ〜３３ｃの互いに隣接する辺端から延出されて島状部３３ａ〜３３ｃを連結している。また、境界段差領域Ｎは、反射表示領域Ｒに配置された島状部３３ａと透過表示領域Ｔに配置された島状部３３ｂとを接続している連結部３３ｄと平面的に重なるように配置されている。

そして、図６に示すように、反射表示領域Ｒを成す島状部３３ａは、透過表示領域Ｔを成して配列された島状部３３ｂ、３３ｃより大きい平面領域を有して形成されている。また、島状部３３ａ〜３３ｃに対応して共通電極９側にそれぞれ設けられた開口部９ａ〜９ｃは、同一の平面形状と大きさを有して形成されている。

半透過反射型液晶表示装置では、実装される電子機器の用途等により要求される表示特性が異なることがある。このような場合に、本実施形態の液晶表示装置４００のように、反射表示領域Ｒの島状部３３ａを相対的に大きく形成することで、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの表示面積を調整し、反射表示と透過表示の表示特性の調整を行うがことができるようになっている。

反射表示領域Ｒでは、マルチギャップ構造により液晶層５０の層厚が相対的に小さくなっているため、島状部３３ａの辺端部による配向規制力が、透過表示領域Ｔの島状部３３ｂ、３３ｃに比して大きくなる。従って、島状部３３ａの平面領域を比較的大きくした場合にも、島状部辺端による配向規制作用により良好に液晶の配向状態を制御でき、また液晶分子の応答が透過表示領域Ｔに比して遅くなることもないため、ざらざらとしたしみ状のムラや、焼き付きの生じない、高画質の表示を得ることができる。

従って、本実施形態の液晶表示装置４００によれば、表示品質を低下させることなく、用途に合わせた反射表示と透過表示との調整が可能であり、種々の電子機器の表示部として広く適用することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置５００は、ドット領域毎に設けられたカラーフィルタの構成が主として異なる以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図７において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態の液晶表示装置５００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは平面形状の異なるカラーフィルタ２２２Ｂ，２２２Ｇ，２２２Ｒが、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３のそれぞれに設けられている。尚、図面を見易くするため、反射表示領域Ｒ（島状部３１ａの平面領域）の反射膜２０、及び同領域の反射膜２０に付与された凹凸形状は、その図示を省略している。

カラーフィルタ２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂは、それぞれ画素電極３１の島状部３１ａの平面領域内に配置される平面視円形状の開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂを有している。また、これらの開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂは、共通電極９に設けられた開口部９ａ…と同心位置に配置されている。

上記構成を備えた液晶表示装置５００によれば、反射表示領域Ｒの一部に、カラーフィルタが設けられていない領域（開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂ）を設けたことで、透過表示領域Ｔとの色度の調和を図るとともに、反射表示の明るさを向上させることができ、反射表示、透過表示の双方で輝度及び色度のバランスのとれた、高画質の表示が可能になっている。

また、図７に示すように、開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂの周端部は、島状部３１ａの辺端部から離間して配置されるとともに、境界段差領域Ｎからも離間されている。島状部３１ａの辺端部、及び境界段差領域Ｎでは、電圧印加時の斜め電界等により配向乱れが生じ易くなるため、これらの領域に、カラーフィルタ２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂが配置されていることで、上記配向乱れに起因する表示コントラストの低下や焼き付きを視認され難くなり、実質的な表示品質を低下を伴うことなく上記反射表示領域Ｒの明るさ向上を実現することができる。

さらに図７に示すように、開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂは、カラーフィルタ２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂ毎に異なる平面領域を有して形成されている。具体的には、各表示色の視感度に応じて異なる大きさに形成されており、緑色のカラーフィルタ２２２Ｇの開口領域２２ｇが最も大きく形成され、青色のカラーフィルタ２２２Ｒの開口領域２２ｒが最も小さく形成されている。このように開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂの大きさを色ごとに変えることで、反射表示の色バランスを、透過表示と独立に、かつ容易に調整することができ、さらなる表示品質の向上を図ることができる。

尚、本実施形態では、カラーフィルタの開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂを平面視円形状としたが、開口領域２２ｒ，２２ｇ，２２ｂの平面形状は、これに限定されず、例えば、開口部９ａと重なる領域にカラーフィルタを残したリング状の開口領域とすることもでき、島状部３１ａの外形状に合わせた正八角形状に形成することもできる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図８は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置６００は、共通電極９に設けられて配向制御手段を成す開口部の構成が主として異なる以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図８において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態の液晶表示装置６００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは大きさの異なる開口部１９ａが共通電極９に形成されている。これらの開口部１９ａ、９ｂ、９ｃは、島状部３１ａ〜３１ｃのほぼ中心に対応する位置において共通電極９を円形状に切り欠いて設けられているが、同位置に誘電体材料からなる突起を設けてもよい。

尚、画素電極３１を構成する島状部３１ａ〜３１ｃの大きさ及び形状は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとでほぼ同一である。

先の第４の実施形態において説明したように、本発明の液晶表示装置では、マルチギャップ構造が採用されており、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が、透過表示領域Ｔにおける層厚より薄くなっているため、反射表示領域Ｒでは斜め電界による液晶の配向規制力が透過表示領域Ｔより大きくなる。従って、共通電極９側に設けた開口部においても、同一の大きさであれば、透過表示領域Ｔに設けた開口部９ｂ、９ｃより大きい配向規制力を有することとなる。そこで、本実施形態では、反射表示領域Ｒに、透過表示領域Ｔの開口部９ｂ、９ｃより小さい開口部１９ａを設けることで、透過表示領域Ｔと同程度の配向規制力を得つつ、反射表示領域Ｒの開口率を向上させ、明るい反射表示を得ることができるようにした。

尚、上記開口部１９ａ、９ｂ、９ｃに代えて、先の誘電体突起を配向制御手段として用いる場合にも同様であり、その場合には、反射表示領域Ｒに配置する誘電体突起の大きさ及び／又は高さを、透過表示領域Ｔの誘電体突起の大きさ及び／又は高さに比して小さく形成する。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図９は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置７００は、平面形状の異なる画素電極３４を備えた以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えたマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。従って、図９において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置７００では、図３に示した先の液晶表示装置１００とは平面形状の異なる画素電極３４が、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に設けられている。

画素電極３４は、ＩＴＯ等の透明導電材料から形成され、ドット領域内で走査線１３の延在方向に配列された平面視八角形状の島状部３４ａ〜３４ｃと、これらの島状部３４ａ〜３４ｃ間を導電接続するべく走査線１３方向に延びる連結部３４ｄ、３４ｅとを備えている。各連結部３４ｄ、３４ｅは、八角形状の島状部３４ａ〜３４ｃの互いに隣接する辺端から延出されて島状部３４ａ〜３４ｃを連結している。また、境界段差領域Ｎは、反射表示領域Ｒに配置された島状部３４ａと透過表示領域Ｔに配置された島状部３４ｂとを接続している連結部３４ｄと平面的に重なるように配置されている。

そして、本実施形態の液晶表示装置７００は、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の長辺端に沿って延在する走査線１３と、島状部３４ａ〜３４ｃとの平面距離が、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異なっている点に特徴を有している。すなわち、反射表示領域Ｒの島状部３４ａと走査線１３との距離ｄｒは、透過表示領域Ｔの島状部３４ｂ、３４ｃと走査線１３との距離ｄｔより短くなっている。

ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の辺端部に沿って延在する走査線１３（信号配線）は、その電位によっては、近傍に斜め電界を生じて、垂直配向液晶の傾倒方向に乱れを生じさせる場合がある。従って、上記画素電極３４の島状部３４ａ〜３４ｃは、走査線１３からある程度離して配置することが望ましい。しかし、走査線１３と画素電極３４との距離を大きくすると、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の開口率が低下し、表示が暗くなるという不都合が生じる。

そこで、本実施形態では、先の第４実施形態でも述べたように、液晶層厚が厚いために島状部辺端部における配向規制力が相対的に弱くなり、走査線１３で生じる斜め電界の影響を受けやすい透過表示領域Ｔでは、島状部３４ｂ、３４ｃと走査線１３との距離を大きくし、逆に、液晶層厚が薄く、島状部３４ａの辺端部に生じる斜め電界による配向規制力が強くなる反射表示領域Ｒでは、島状部３４ａと走査線１３との距離を小さくした。

このような構成とすることで、反射表示領域Ｒ、透過表示領域Ｔの双方で、走査線１３と島状部との距離を最適化することができ、走査線１３にて生じる斜め電界の表示への影響を抑えつつ、ドット領域の開口率を最大限確保することができる。従って、本実施形態の液晶表示装置７００によれば、明るく、かつしみ状のムラや焼き付きが生じない、高画質の表示を得ることができる。

本実施形態では、画素のスイッチング素子がＴＦＤ素子である場合について説明したが、画素スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を備えた液晶表示装置に上記構成を適用する場合、互いに交差して延在する走査線、及びデータ線の双方に対して、透過表示領域Ｔの島状部３４ｂ、３４ｃを、反射表示領域Ｒの島状部３４ａより離間して配置すればよい。

また、本実施形態では、画素電極３４が、複数の島状部３４ａ〜３４ｃを、連結部３４ｄ、３４ｅにより連結した平面形状である場合について説明したが、本実施形態の特徴とするところである画素電極と信号配線との配置関係については、画素電極の形状によらず効果を奏する。すなわち、平面視略矩形状の画素電極を備えた液晶表示装置においても、透過表示領域Ｔの画素電極と信号配線（走査線１３）との平面距離が、反射表示領域Ｒの画素電極と信号配線との距離より大きくなるように、画素電極の平面形状、ないし信号配線の引き回しを変更することで、上記実施形態の作用効果を得ることができ、反射表示領域と透過表示領域の双方で、配向乱れによるしみ状のムラや明るさの低下を生じない、高画質の表示を得ることができる。

（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態の液晶表示装置について、図面を参照しつつ説明する。図１０は、本実施形態の液晶表示装置について、画素領域の平面構造を示す図であって、第１の実施形態の図３（ａ）に相当する図面である。本実施形態の液晶表示装置８００では、画素電極３１に対する共通電極９及び走査線１３の延在方向が、図３に示した先の液晶表示装置１００とは異なっている点に特徴を有するマルチギャップ方式の半透過反射型垂直配向モード液晶表示装置である。尚、図１０において、図３に示した符号と同一の符号が付されたものについては、同様の構成部材として説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態の液晶表示装置８００の各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３には、ドット領域の長辺方向に配列された複数の島状部３１ａ〜３１ｃと、これらを連結する連結部３１ｄ、３１ｅとからなる画素電極３１が設けられ、各画素電極３１には、ドット領域短辺方向（図示上下方向）に延在する走査線１３０と接続されたＴＦＤ素子４０が接続されている。また、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の長辺方向に延びる共通電極９が、平面視ストライプ状に配列形成されている。共通電極９には開口部９ａ〜９ｃが設けられており、各開口部９ａ〜９ｃは、それぞれ画素電極３１の各島状部３１ａ〜３１ｃの面中心と対応する位置に配置されている。

上記構成を備えた液晶表示装置８００では、走査線１３がドット領域Ｄ１〜Ｄ３の短辺に沿って配置されているので、走査線１３の近傍に生じる斜め電界の領域を、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に対して狭くすることができる。これにより、走査線１３と、走査線１３に隣接する島状部３１ａ、３１ｃとの距離を十分に広く取ったとしても、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の開口率をさほど低下させることがなく、反射表示領域Ｒ、透過表示領域Ｔの双方で高い開口率を得ることができる。従って、本実施形態の液晶表示装置８００によれば、走査線１３による配向乱れに起因するしみ状のムラや焼き付き等を防止でき、かつ明るい表示が得られる。

以上、本発明の実施の形態について、本発明の技術範囲はこれら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で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、マルチギャップ構造を実現するための絶縁膜２６を下基板１０側に設けた構成としたが、上基板２５の液晶層５０側に絶縁膜２６を設けた構成も適用でき、さらには、下基板１０と上基板２５との対向する位置にそれぞれ絶縁膜を設けて反射表示領域の液晶層厚を調整することもできる。

また、上記実施の形態では、上基板２５側の画素電極３１に、島状部３１ａ〜３１ｃを電気的に連結した構成を適用したが、係る構成を共通電極９に適用することもできる。この場合、ドット領域内の共通電極に、互いに電気的に連結された複数の島状部が設けられるとともに、ドット領域を跨って前記島状部同士が電気的に連結された構成となる。

上記各実施形態の液晶表示装置において、液晶層５０にはカイラル剤を添加した垂直配向液晶を用いることができる。この場合、電圧印加時に島状部３１ａ〜３１ｃの平面領域において、それぞれ開口部９ａ〜９ｃを中心とする平面視渦巻き状の放射状に液晶分子が配向された液晶ドメインが形成される。このように液晶分子が渦巻き状に配向された液晶ドメインを形成することで、液晶層５０に対して直線偏光を入射させて表示を行う場合にも、ドット領域内で輝度の不均一が生じ難くなり、明るい表示を得ることができるようになる。

（電子機器）
図１１は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。

上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の透過／反射表示が可能になっている。

図１は、第１実施形態の液晶表示装置の回路構成図。 図２は、同、電極構成を平面的に示す説明図。 図３は、同、画素領域を拡大して示す平面構成図（ａ図）、及び断面構成図（ｂ図）。 図４は、第２実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図５は、第３実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図６は、第４実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図７は、第５実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図８は、第６実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図９は、第７実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図１０は、第８実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面構成図。 図１１は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

９…共通電極（データ線）、１３…走査線（信号配線）、２０，２２０…反射膜、２４…絶縁膜（光散乱付与手段）、２６…絶縁膜（液晶層厚調整層）、３１〜３４…画素電極、５０…液晶層、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域。

Claims (10)

1. 一面側に電極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に前記電極を介して挟持された誘電率異方性が負の液晶層とを備え、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、前記ドット領域と重なる領域にカラーフィルタが設けられた液晶表示装置であって、
   前記一対の基板の電極のうち少なくとも一方の電極は、前記ドット領域内において、複数の島状部と、隣接する前記島状部を互いに電気的に接続する連結部と、を有し、
   前記反射表示領域に配置された前記島状部の平面領域内には、電界印加時の液晶の配向状態を制御する配向制御手段が設けられており、
   前記カラーフィルタは、前記反射表示領域において前記配向制御手段に対応して形成された開口領域を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記カラーフィルタの前記開口領域の周端部は、前記島状部に形成された前記配向制御手段の外側の領域、且つ前記島状部の辺端部の内側の領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. １つの画素領域は複数の前記ドット領域によって形成され、当該画素領域内の複数のドット領域にはそれぞれ異なる色の前記カラーフィルタが配置され、前記異なる色のカラーフィルタにおいては、前記開口領域の面積が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記配向制御手段は、前記島状部の平面領域の略中央部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記配向制御手段は、前記島状部と液晶層を介して対向する電極に設けられた開口部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記配向制御手段は、前記島状部と液晶層を介して対向する電極上に設けられた絶縁材料からなる突起部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記島状部は、平面視において概略円形状、又は概略正多角形状であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記島状部と連結部との接続領域における電極の平面形状は、前記島状部側から連結部側へ向かう先窄まり状であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記連結部は、平面視において前記島状部の外側に凸なる辺端又は角部から延出されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 請求項１ないし９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。

Images