JP4556988B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
(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、「配向分割構造」を採用している点。
また、その結果、残像やしみ状のむら等の表示不良が抑えられ、さらには広視野角の表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。特に、反射表示及び透過表示の双方において表示が均一で且つ視角の広い液晶表示装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、このような液晶表示装置を備える電子機器を提供することを目的としている。
つまり、反射表示領域においては外光等の入射光が液晶層を2回通過してから観測者に到達する一方、透過表示領域においてはバックライトからの入射光が液晶層を1回通過して観測者に到達する。したがって、何も液晶層厚を調整する手段を施さなければ反射表示領域と透過表示領域とにおいてリタデーションの値が異なることとなるため、双方の表示モードにおいて高コントラストの表示を得ることができず、明るい表示を得ることが困難となる場合があった。
また、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、電圧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、表示特性を落としてしまう。そのため、垂直配向モードの採用にあたっては、電圧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。
そして、このような液晶層厚調整層を設けた半透過反射型の液晶表示装置において、配向規制手段として電極スリット及び凸状部を設けて液晶分子の配向方向を制御するものとした。電極スリットは、電極にスリット状の開口部を設けることで斜め電界を生じさせ、該斜め電界に基づいて液晶分子の傾倒方向を規制するものである。また、凸状部は、その凸形状に応じて液晶分子の傾倒方向を規制するものであって、例えば傾斜面を備えた凸状部の場合、その傾斜面に沿って液晶分子の傾倒方向が規制されることとなる。
配向規制手段としての電極スリットと凸状部のうち、凸状部の方が相対的に液晶分子の配向規制力が強い。これは、凸状部はその形状に沿って液晶分子の倒れる方向を規制するためであり、また、凸状部によって電界を歪ませる効果も併せ持つためである。したがって、反射表示領域と透過表示領域の双方において凸状部を形成し、液晶分子の傾倒方向を規制することが好ましいと考えられる。
しかしながら、各表示領域の液晶層厚を調整した都合上、単に同じ高さの凸状部を双方の表示領域に形成したのみでは、各表示領域における表示特性に違いが生じる場合がある。すなわち、凸状部はその高さが高いほど配向規制力が強くなるが、初期状態において凸状部の形状に沿ってプレチルトが付与されるため、該凸状部の高さが高すぎても電圧非印加時に光漏れを生じることとなる。また、凸状部を誘電体にて構成した場合には、該凸状部の高さを大きくし過ぎると、電圧印加時に凸状部に電荷が蓄積され、電圧を印加しても液晶分子の配向が変化せず、いわゆる焼き付きという現象も生じ得る。したがって、液晶層厚に応じて凸状部の高さを調整することが好ましく、例えば液晶層厚の小さい反射表示領域に形成する凸状部の高さを、透過表示領域に形成する凸状部の高さよりも小さくすることで、反射表示領域及び透過表示領域の双方において好適な配向規制を行うことができるとともに、特に液晶層厚の小さい反射表示領域において、光漏れの発生や焼き付きの発生も低減することが可能となる。ところが、このような凸状部の高さ調整を行うには、例えば各表示領域の凸状部を別々に形成する等、そのプロセスに非常に手間が掛かることとなる。
一方、このような凸状部形成の問題を回避するために、反射表示領域と透過表示領域の双方において電極スリットを形成し、液晶分子の傾倒方向を規制することも考えられる。しかしながら、上述の通りその配向規制力が弱くなる上、電極に対してエッチング等によりスリットを形成する際に、電極の下地に液晶層厚調整層が在るか否かでエッチングレートが異なるため、反射表示領域と透過表示領域とにおいて同一プロセスでスリットを形成し難く、仮に同一プロセスでスリットを形成したとしても所望のスリット形状を得られない等の不具合を生じる場合がある。これは、スパッタ法等で形成される電極の結晶性が下地の材質によって異なることに基づくものである。
以下、本発明に係る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。
図1は、本実施の形態の液晶表示装置100についての等価回路を示している。この液晶表示装置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。液晶表示装置100には、信号線、すなわち複数の走査線13と、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。
まず、本実施形態の液晶表示装置100では、反射表示領域Rに対して選択的に絶縁膜26を設けたことによって反射表示領域Rの液晶層50の厚みを透過表示領域Tの液晶層50の厚みの略半分と小さくすることができるので、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、これによりコントラストの向上が図られている。
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5は、第2の実施の形態の液晶表示装置200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に形成した絶縁膜26が上基板25側に形成されている点が主に異なっている。したがって、図5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。
以下、本発明の第3の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図6は、第3の実施の形態の液晶表示装置300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、透過表示領域Tに形成した凸状部の構成が主に異なっている。したがって、図6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。
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。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。
上記第1の実施の形態の液晶表示装置100において、透過表示領域Tの液晶層厚を4.0μm、反射表示領域Rの液晶層厚を2.0μm、凸状部28の高さを1.5μmとして、下基板10の内面側であって透過表示領域Tに凸状部28、又は凸状部28に代えてスリットを形成し、該凸状部又はスリットの幅を種々変更して透過表示の表示状態を比較した。結果を表1に示す。
Claims (6)
- 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、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、
前記第1の基板における前記第2の基板への対向面側には第1の電極が具備され、前記第2の基板における前記第1の基板への対向面側には第2の電極が具備されるとともに、
前記液晶層は、初期配向状態が垂直方向を呈する誘電異方性が負の液晶からなり、
前記反射表示領域には、前記反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚よりも小さくさせる液晶層厚調整層が前記第1の基板の対向面側に形成され、
前記初期配向状態が垂直配向を呈する液晶分子の電圧印加時の傾倒方向を規制する配向規制手段として、前記第1の電極の一部を切り欠いてなる第1の電極スリットと、前記第1の基板の対向面から前記液晶層に突出してなる凸状部とを具備しており、
前記第1の基板の前記反射表示領域には前記配向規制手段のうち前記第1の電極スリットが選択的に形成され、前記第1の基板の前記透過表示領域には前記配向規制手段のうち前記凸状部が選択的に形成され、前記第1の基板の前記反射表示領域は反射膜が形成されてなり、
前記第2の基板の対向面側における前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界には、前記第2の電極を切り欠いてなる第2の電極スリットが形成され、かつ、前記第2の電極によって前記反射表示領域と前記透過表示領域とが電気的に接続されている接続領域を具備することを特徴とする請求項液晶表示装置。 - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
前記接続領域は前記ドット領域の前記反射表示領域と前記透過表示領域との境界の略中央に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記接続領域は前記第1の電極スリットと前記凸状部とを結ぶ直線状に位置するように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
前記凸状部は、前記垂直配向した液晶分子の電圧印加時の傾倒方向を規制する傾斜面を具備していることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の電極スリット及び前記第2の電極スリットは前記垂直配向した液晶分子の電圧印加時の傾倒方向を規制する傾斜面を具備していることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至4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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