JP4483477B2 - 液晶表示装置及び電子機器 - 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。
(3)透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が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(マルチドメイン)構造」を採用している点。
また、上記の文献では、液晶の倒れる方向を制御する配向制御手段として突起を用いているが、その他、電極にスリットを設けることにより電界を歪ませ、この電界の歪みで液晶の倒れる方向を制御することも知られている。
(1)1画素を複数のサブピクセルに分割している点。
(2)サブピクセルの形状が回転対称(例えば、略円形、略四角形、略星形など)である点。
(3)(2)の形状に加えて、開口部の中心またはサブピクセルの中心に凸部を設けることで中心から放射状に液晶分子を配向させ、配向規制力を向上させている点。
(4)カイラル剤を添加することで液晶分子の捩れる方向を規定し、配向不良に起因するざらざらとしたしみ状のむらを防止している点。
この構成によれば、前記電極の連結部と平面的に重なる位置に遮光手段を設けているので、当該連結部近傍での液晶分子の配向乱れに起因する残像や、光漏れによるコントラスト低下を効果的に防止することができる。したがって本発明によれば、広視野角かつ高コントラストの高画質表示を得ることができる。
このような構成とすることで、スイッチング素子の形成工程で前記遮光手段を同時に形成できるようになるので、従来に比して工程の負荷を増大させることなく表示コントラストの向上を実現できる。
このような構成とすることで、前記遮光手段を、カラーフィルタに含まれる遮光部材と同工程で形成できるようになるので、カラーフィルタを具備した構成においても工程の負荷を増大させることなく高コントラストのカラー表示が得られる液晶表示装置を実現できる。
すなわち本発明は、マルチギャップ方式の半透過反射型液晶表示装置にも適用することができる。この構成によれば、マルチギャップ方式により反射表示と透過表示の双方で良好な表示が得られるのに加え、前記遮光手段によって漏れ光によるコントラスト低下を効果的に防止できるので、高コントラスト、広視野角の反射表示及び透過表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。
この構成によれば、前記傾斜領域で液晶分子が斜方配向されることに起因する漏れ光を、遮光手段によって良好に防止でき、高コントラストの半透過反射型液晶表示装置を提供することができる。
例えば半透過反射型液晶表示装置においては、透過表示領域を構成する電極の連結部に対応する遮光手段を、反射表示領域に設けられる反射層と同一層に形成した構成が適用できる。このように遮光手段に光反射機能を持たせておけば、透過表示時にはパネル背面側から入射する照明光を良好に遮断して表示コントラスト向上に寄与し、反射表示時には、外光の反射率を高めて表示輝度の向上に寄与し得る遮光手段を具備した液晶表示装置を実現できる。
このような構成とするならば、前記各形状の部位の辺端における電界の歪みによって、電圧印加時に各部位内で平面視略放射状の液晶ドメインを形成でき、全方位で高コントラストの表示が得られる液晶表示装置を提供することができる。
このような構成とすれば、前記各形状の部位の中央部から略放射状に液晶分子が配向する液晶ドメインをドット領域内に形成でき、垂直配向液晶の配向不良によるしみ状のムラ等が生じるのを効果的に防止し、広い視角範囲で高コントラストの表示を得られる液晶表示装置を提供することができる。
この製造方法によれば、前記遮光手段を前記スイッチング素子の形成工程において、スイッチング素子の構成部材とともに形成するので、工程の負荷を増大させることなく高コントラストの液晶表示装置を製造することができる。
この製造方法によれば、前記カラーフィルタ形成工程において、カラーフィルタを構成する遮光部材とともに前記遮光手段を形成するので、工程の負荷を増大させることなく高コントラストのカラー液晶表示装置を製造することができる。
この構成によれば、表示不良がなく高画質で、また広視角表示が可能な表示部を具備した電子機器を提供することができる。
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ダイオード(Thin FilmDiode, 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表示装置の例であり、特に透過表示を可能にした透過型液晶表示装置の例である。
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側に接続されている構成としてもよい。
上記対向電極9は上述したデータ線に相当し、走査線13と交差する方向に延在している。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毎にTFD素子40が備えられ、ドット領域毎に表示制御が可能な構造になっている。
なお、図3に示したドット領域Dにはカラーフィルタが図示されていないが、カラーフィルタを備えた構成とする場合、1つのドット領域Dに対応して3原色(R,G,B)のうちの異なる色の1つの着色部を設けるとともに、一組(RGB)の着色部に対応する3つのドット領域Dにより赤色光、緑色光、及び青色光を混色して任意の色光を出力可能な1つの画素領域を形成する構成が採用できる。
上基板25は、図3(a)に示すように、走査線13と、走査線13の延在方向(図示左右方向)に沿って配された画素電極31と、走査線13と画素電極31とを接続する平面視鈎状の配線部13aと、平面視矩形状の2つの遮光部33a、33bとを備えて構成されている。
通常、3色カラーフィルタを備えた液晶表示装置では、1つのドット領域の縦横比が約3:1となるので、本実施形態のように、1つのドット領域Dに3つのサブドット領域S1,S2,S3を設ける構成とするならば、1つのサブドット領域の形状を略円形状や略正多角形状とすることができ、視野角の対称性を良好なものとすることができる。前記サブドット領域S1,S2,S3(島状部31a,31b,31c)の形状は、図3では角部を丸めた略正方形状であるが、これに限らず、例えば円形状、楕円形状、その他の多角形状のものとすることができる。また係る島状部31a〜31cは、換言すれば、ドット領域Dの周縁部に、画素電極を切り欠いた電極スリットを設けた結果形成されたものということができる。
また図示は省略しているが、前記コンタクト部33cと反対側の配線部13aの端部、すなわち信号線13との交点部分には、TFD素子40が設けられている。本実施形態において、走査線13は、例えばタンタルにより形成され、その表面にタンタル酸化物の絶縁膜が形成されたものとすることができ、鈎状の配線部13aを例えばクロムにより形成するとともに、前記絶縁膜を介して走査線13に交差するように配置すれば、当該交点部分に前記TFD素子40を形成することができる。
なお、誘電体突起73〜75の近傍においては、電圧印加時に液晶と誘電体突起との誘電率の差異に起因する電界の歪みが生じ、係る電界の歪みに起因する配向規制力によっても誘電体突起を中心とする放射状に液晶分子が配向される。
上記実施の形態では、液晶表示装置100として透過型の液晶表示装置を構成した場合について説明したが、本発明に係る液晶表示装置は、図4又は図5に示すような半透過反射型、あるいは反射型の液晶表示装置として構成することもできる。
まず、半透過反射型の液晶表示装置とした実施形態について図4を参照しつつ説明するが、図4に示す構成要素のうち、図1から図3の液晶表示装置100と共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図4(a)〜(c)は、それぞれ先の実施形態における図3(a)〜(c)に相当する図面である。
反射層77又はその液晶層側には、反射層77で反射された光を散乱させる手段を設けることが好ましい。具体的には、反射層77の表面に微細な凹凸形状を付与したり、光散乱機能を有する光学素子を設けることで散乱機能を付与できる。この光散乱手段を設けることで、反射表示時における外光の正反射を防止でき、良好な視認性を得られる。
次に、図5を参照して、反射型の液晶表示装置とした実施形態について説明する。図5に示す構成要素のうち、図1から図3の液晶表示装置100と共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図5(a)〜(c)は、それぞれ先の実施形態における図3(a)〜(c)に相当する図面である。
次に、図6を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、図1から図3に示した液晶表示装置100と同様、垂直配向モードの透過型液晶表示装置であり、図6に示す構成要素のうち、図1から図3の液晶表示装置100と共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図6(a)〜(c)は、それぞれ先の実施形態における図3(a)〜(c)に相当する図面である。
次に、図7を参照して第2実施形態の変形例について説明する。図7に示す液晶表示装置200Bは、図6に示した形態の液晶表示装置と同様、下基板10側に遮光部88a、88bを備えているが、液晶層50を挟んで対向する電極の構成が先の実施形態と異なっている。
なお、本実施形態の液晶表示装置も、先の液晶表示装置200Aと同様、垂直配向モードの透過型液晶表示装置であり、図7に示す構成要素のうち、図6の液晶表示装置200Aと共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図7(a)〜(c)は、それぞれ先の実施形態における図6(a)〜(c)に相当する図面である。
対向電極79は、ITO等の透光性導電材料を用いて形成され、図示のドット領域D内に3つの平面視略矩形状の島状部79a、79b、79cを有している。これらの島状部79a〜79cは図示左右方向に延びる連結部79r、79rを介して互いに電気的に接続されている。また各島状部79a〜79cから図示上下方向に延出された連結部79d…は、図示のドット領域と隣接するドット領域に設けられた島状部に接続されている。したがって対向電極79は、全体として、上基板25の走査線13と直交する方向((c)図上下方向)に延びる平面視略ストライプ状を成して形成されている。
次に、図8を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、図4に示した液晶表示装置100Bと同様の基本構成を具備した垂直配向モードの半透過反射型液晶表示装置である。したがって、図8に示す構成要素のうち、図4に記載の液晶表示装置100Aと共通の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。また図8(a)〜(c)は、それぞれ先の実施形態における図4(a)〜(c)に相当する図面である。
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9は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図9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、広視野角かつ高コントラストの表示が可能な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 (10)
- 一対の基板間に液晶層を挟持してなる垂直配向モードの液晶表示装置であって、
前記液晶層が、負の誘電異方性を有する液晶を含み、
前記一対の基板の前記液晶層側に、前記液晶を駆動するための電極が形成され、
少なくとも一方の基板側の前記電極が、複数の島状部と、該島状部間を電気的に接続する連結部とを有しており、
前記連結部に平面的に重畳配置された遮光手段を具備しており、
1つの前記電極に複数の前記連結部が相互に離間して形成されるとともに、各々の前記連結部に対応して互いに離間して形成された前記遮光手段を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記島状部を有する電極と、前記遮光手段とが、同一の基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のいずれかが、前記電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子に電気的に接続された信号配線とを具備した素子基板であり、
前記遮光手段が、前記素子基板に設けられるとともに、前記スイッチング素子又は前記信号配線の構成材料と同一の材料によって形成されてい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。 - 前記一対の基板のいずれかが、複数の着色部及び遮光部材を具備したカラーフィルタ基板であり、
前記遮光手段が、前記カラーフィルタ基板に設けられるとともに、前記遮光部材と同一の材料によって形成されてい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。 - 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、
前記透過表示領域及び前記反射表示領域における液晶層厚が、前記ドット領域内に設けられた液晶層厚調整層によって互いに異ならされていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記透過表示領域と前記反射表示領域との間に、液晶層厚が連続的に変化する傾斜領域が形成されており、
前記傾斜領域と平面的に重なる位置に、前記遮光手段が配されていることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 - 前記一対の基板のいずれかに、光を反射させる反射層が設けられており、前記遮光手段が、前記反射層と同一の材料によって形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記島状部を有する電極と前記液晶層を挟んで対向する電極に、電圧印加時の前記液晶の配向を規制する配向制御手段が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記配向制御手段が、前記対向する電極上に形成された誘電体突起、又は当該対向する電極を一部切り欠いてなる電極開口部であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 請求項1から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。
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