JP4600076B2 - 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。特に、負の誘電異方性を有する液晶材料を用い、画像表示特性を向上させた液晶装置及びそのような液晶装置を備えた電子機器に関する。

従来、画像表示装置として、それぞれ電極パターンが形成された一対の基板を対向配置するとともに、それぞれの電極パターンの交差領域である複数の画素に印加する電圧を選択的にオン、オフさせることによって、当該画素領域の液晶材料を通過する光を変調させ、画像や文字等の像を表示させる液晶装置が多用されている。
例えば、電圧が印加されていない状態での液晶材料の配向状態を規定できる液晶装置として、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いるとともに、画像表示を構成する最小単位である１画素領域内の電極パターンを、さらに複数の島状部に分割することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、これらの電極パターンを構成する複数の島状部は、ｍ行×ｎ列のマトリクス状の正方格子、あるいは長方格子状に配列されている。
特開２００３−４３５２５号公報 （特許請求の範囲、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の液晶装置においては、負の誘電異方性を有する液晶材料の配向制御のために、カラーフィルタとは別に特定の配向制御手段を設ける必要があった。そのため、製造工程が多くなったり、薄型構造を採用したりすることが困難となるなどの問題が見られた。また、高精細の液晶装置への適用を試みて、１画素領域内の島状部の数を減らすと、画像表示が著しく暗くなったり、応答速度が遅くなったりするという問題も見られた。

そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、カラーフィルタを備えた液晶装置において、電極パターンの形状を考慮するとともに、カラーフィルタの所定位置に、孔及び配向制御手段を設けることにより、このような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いるとともに、電極パターン及びカラーフィルタの形態を考慮することによって、製造工程が少なくなるばかりか、薄型化が容易であって、かつ、広視野角かつ高輝度のカラー画像表示が得られる液晶装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのような液晶装置を備えた電子機器を効率的に提供することである。

本発明によれば、液晶装置において、カラーフィルタの上方に第１の電極パターンを形成した第１の基板と、第１の基板と対向するように第２の電極パターンが形成された第２の基板と、第１の基板及び第２の基板の間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶材料からなる液晶層と、を備え、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを、１画素領域内で複数の島状部と、それらを電気的に接続する連結部と、から構成し、かつ、カラーフィルタは、島状部に配向制御手段として孔及び突起あるいはいずれか一方を有し、前記島状部の端縁に対応する領域に、配向制御手段としての突起を有することを特徴とする液晶装置が提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、カラーフィルタの一部に、配向制御手段としての突起を設けることによって、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いた場合であっても、液晶材料のプレチルトの調整を容易にして、カラー画像表示特性を向上させることができる。また、カラーフィルタの所定位置に孔を有することによって、配向制御手段を中心とする略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に精度良く形成することができる。さらに、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いるとともに、所定形状の電極パターンとすることにより、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に形成することができ、広視野角かつ高輝度のカラー画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、島状部の中央に対応する領域に、配向制御手段としての孔を有することが好ましい。
このように構成することにより、配向制御手段を中心とする略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に精度良く形成することができる。さらに、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いるとともに、所定形状の電極パターンとすることにより、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に形成することができ、広視野角かつ高輝度のカラー画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、島状部の端縁に対応する領域に、配向制御手段としての突起を有することが好ましい。
このように構成することにより、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いた場合であっても、液晶材料のプレチルトの調整を容易にして、カラー画像表示特性を向上させることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、孔を前記島状部の中央に配置するとともに、突起を前記孔に対して同心円状に配置することが好ましい。
このように構成することにより、カラーフィルタにおける孔と、配向制御手段としての突起との相互作用によって、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に確実に形成することができ、広視野角かつ高輝度の画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の基板に形成されたカラーフィルタについて、第１の電極パターン又は第２の電極パターンに対応させて、複数の島状部と、連結部とから構成することが好ましい。
このように構成することにより、垂直配向性の液晶材料の配向制御を、高精細の画素領域においてもさらに容易に行なうことができる。すなわち、カラーフィルタについても所定形状のパターンとすることにより、隣接する画素領域における混色を効果的に防止して、高いコントラストを得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、複数の島状部を平面視した場合に、ハニカム状に配列することが好ましい。
すなわち、第１の電極パターン又は第２の電極パターン、あるいは両方の電極パターンを、複数の島状部及び連結部から構成し、かつ複数の島状部をハニカム状に配列することにより、島状部の平面的な充填度を向上させることができるとともに、高い自由度を有して島状部のサイズを変更することができる。したがって、画像表示領域内において、負の誘電異方性を有する液晶材料、すなわち、垂直配向性の液晶材料の配向制御を、高精細の画素領域においても容易に行なうことができ、結果として、いかなるサイズの画素領域に対しても、明るく、視野角の広い画像表示が可能になる。
なお、本発明において、複数の島状部を「ハニカム状」に配列するとは、１画素領域内で複数の島状部をジグザグ状に配列して、全体として蜂の巣状とするのはもちろんのこと、１画素領域内では、複数の島状部を直線状に配列するともに、隣接する１画素領域の島状部については、直線状の島状部と相対的に位置をずらして配置し、全体として蜂の巣状とするような場合も含むものとする。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部を、１画素領域内で直線状に配列するとともに、島状部の直線配列方向と交差する向きで隣接する１画素領域については、島状部の配列方向に対して、所定距離だけ、ずらして配置することが好ましい。
このように構成することにより、１画素領域内においては島状部を直線状に配列して大略矩形状の１画素領域を形成するとともに、隣接する１画素領域の位置を互いにずらして配置することができる。したがって、垂直配向性の液晶材料の配向制御を、高精細の画素領域においてもさらに容易に行なうことができる。なお、係る構成は、１画素領域の位置ずれによる表示の不具合が視認されにくい、比較的高精細の液晶装置により好適な構成である。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部を、１画素領域内で非直線状に配列するとともに、複数の画素領域に跨って直線状に配列することが好ましい。
このように構成することにより、画素領域内における島状部の充填度を高め、より明るい画像表示を得ることができる。また、島状部が複数の画素領域に跨って直線状に配列されていることにより、例えば、１画素領域自体が屈曲した平面形状を有しているような場合であっても、１画素領域を直線状に配列することができ、結果として、高精細の画素領域を確保することができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、液晶材料が、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部の平面領域において、電圧印加時に、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを形成することが好ましい。
このように構成することにより、全方位で均一な視角特性を供する表示が得られ、極めて広い視角範囲で明るい画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の基板に形成されたカラーフィルタに形成された配向制御手段は、カラーフィルタの色濃度を調節する色調整部を兼ねていることが好ましい。
このように構成することにより、色濃度を容易かつ安定的に調整することができ、表示領域全体として、画像の視覚特性や明るさ等に関して、さらに向上させることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、液晶層を構成する液晶材料は、カイラル剤を含み、電圧印加時に、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部の平面領域で、渦巻き放射状の配向状態を呈することが好ましい。
このように構成することにより、渦巻き方向が固定された渦巻き放射状の液晶ドメインを島状部の平面領域に形成することができる。したがって、液晶材料の配向状態がより安定し、ディスクリネーションが生じ難く、高品質の画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部は、略六角形状の平面形状を有していることが好ましい。
このように構成することにより、１画素領域内における島状部の充填度をさらに高めることができる。したがって、より明るく、広視野角の画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部は、角部に曲部が形成してあることが好ましい。
このように構成することにより、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部の角部においてディスクリネーションを生じ易くなるものの、島状部の角部が曲線状であれば、液晶ドメイン境界の形成を効果的に抑制して、良好な画像表示を得ることができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、１画素領域内に部分的に反射膜を形成し、当該反射膜の形成領域に対応させて反射表示領域を設けるとともに、反射膜の非形成領域に対応させて透過表示領域を設けることが好ましい。
このように構成することにより、より明るく、応答速度に優れ、かつ広視野角の表示が可能な、半透過反射型の液晶装置を提供することができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、反射表示領域と、透過表示領域とで、液晶層の層厚を異ならせることが好ましい。
このように構成することにより、いわゆるマルチギャップ構造を採用することができる。したがって、反射表示と透過表示の双方で、高輝度、高コントラスト、広視野角の表示が得られ、かつ応答速度にも優れた半透過反射型の液晶装置を提供することができる。

また、本発明の液晶装置を構成するにあたり、反射表示領域及び透過表示領域の境界段差領域と、連結部とを、平面的に重なるように配置することが好ましい。
このように境界段差領域と連結部とが重なるように配置することで、境界段差領域から第１の電極パターン又は第２の電極パターンを可能な限り排除し、表示品質の低下を効果的に防止することができる。

また、本発明の別の態様は、上述したいずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器である。
すなわち、このように構成することにより、高精細な画素領域であっても、色濃度を適度に調整しつつ、画像表示特性を向上させた液晶装置を備えた電子機器を効率的に提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の液晶装置及び液晶装置を含む電子機器に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。

［第１実施形態］
第１実施形態は、液晶装置において、カラーフィルタの上方に第１の電極パターンを形成した第１の基板と、第１の基板と対向するように第２の電極パターンが形成された第２の基板と、第１の基板及び第２の基板の間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶材料からなる液晶層と、を備え、第１の電極パターン又は第２の電極パターンを、１画素領域内で複数の島状部と、それらを電気的に接続する連結部と、から構成し、かつ、カラーフィルタは、島状部に配向制御手段として孔及び突起あるいはいずれか一方を有することを特徴とする液晶装置である。

以下、図１〜図９を適宜参照しながら、本発明の第１実施形態の液晶装置について、所定の配向制御手段及び色調整部を含む着色層を備えたカラーフィルタ基板と、スイッチング素子としてのＴＦＤ素子（Thin Film Diode）を備えた素子基板とを含む液晶装置を例に採って説明する。ただし、本発明の液晶装置は、ＴＦＤ素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶装置に制限されることはなく、ＴＦＴ素子（Thin Film Transistor）を備えた液晶装置や、パッシブマトリクス型の液晶装置であっても構わない。
なお、それぞれの図において、同じ符号を付したものは同一の部材を示しており、適宜説明を省略する。

１．液晶装置の基本構造
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る第１実施形態の液晶装置としての液晶装置１０の基本構造、すなわち、セル構造や配線等について具体的に説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る液晶装置１０の概略斜視図であり、図２は、図１中のＥＥ断面を矢印方向に見た概略断面図である。
かかる液晶装置１０は、スイッチング素子として、二端子型非線形素子であるＴＦＤ素子６９を用いたアクティブマトリクス型構造を有する素子基板６０を備えた液晶装置１０であって、図示しないものの、バックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを、必要に応じて適宜取付けられて使用される。

また、液晶装置１０は、ガラス基板等を基体６１とする素子基板６０と、同様にガラス基板等を基体３１とするカラーフィルタ基板３０と、が対向配置されるとともに接着剤等のシール材２３を介して貼り合わせられている。そして、素子基板６０と、カラーフィルタ基板３０とが形成する空間であって、シール材２３の内側部分に対して、開口部２３ａを介して液晶材料２１を注入した後、封止材２５にて封止されてなるセル構造を備えている。すなわち、素子基板６０と、カラーフィルタ基板３０との間に液晶材料２１が充填されている。
なお、かかる液晶材料２１として、負の誘電異方性を有する液晶材料を用い、ノーマリーブラックモードとして、電圧が印加されていない状態での液晶材料の配向状態を規定することが好ましい。

また、素子基板６０における基体６１の内面、すなわち、カラーフィルタ基板３０に対向する表面上に、マトリクス状に配置された複数の画素電極パターン６３が形成されている。一方、カラーフィルタ基板３０における基体３１の内面、すなわち、素子基板６０に対向する表面上には、ストライプ状に配置された複数の走査電極３３が形成されている。また、画素電極パターン６３は、スイッチング素子としてのＴＦＤ素子６９を介してデータ線６５に対して電気的に接続されるとともに、もう一方の走査電極３３は、導電性粒子を含むシール材２３を介して素子基板６０上の引回し配線６６に対して電気的に接続されている。
このように構成された画素電極パターン６３と、走査電極３３との交差領域がマトリクス状に配列された多数の画素（以下、画素領域と称する場合がある。）を構成し、これら多数の画素の配列が、全体として表示領域を構成することになる。したがって、所望の画素に対して電圧を印加することにより、当該画素の液晶材料２１に電界を発生させ、表示領域全体として文字、図形等の画像を表示させることができる。

また、素子基板６０は、カラーフィルタ基板３０の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部６０Ｔを有し、この基板張出部６０Ｔ上には、データ線６５の一部、引回し配線６６の一部及び、独立して形成された複数の配線からなる外部接続用端子６７が形成されている。
そして、データ線６５又は引回し配線６６の端部には、液晶駆動回路等を内蔵した駆動用半導体素子（駆動用ＩＣ）９１が実装されている。さらに、外部接続用端子６７のうちの表示領域側の端部にも、駆動用半導体素子（駆動用ＩＣ）９１が実装されているとともに、他方の端部には、フレキシブル回路基板９３が実装されている。

また、かかる構成からなる液晶装置には、反射型、透過型、半透過反射型の液晶装置があるが、かかる反射領域Ｒ及び透過領域Ｔの配置は、例えば、カラーフィルタ基板上に、透過領域Ｔに対応した開口部を形成した光反射膜を備えることにより、所望の領域に配置することができる。
なお、本実施形態で説明する液晶装置は、カラーフィルタ基板上に光反射膜を形成した液晶装置であるが、本発明は、いずれの液晶装置であっても適用することができる。

２．カラーフィルタ基板
（１）基本構成
次に、本実施形態の液晶装置１０に使用されるカラーフィルタ基板３０を、半透過反射型の液晶装置に使用されるカラーフィルタ基板として説明する。
かかるカラーフィルタ基板３０は、基本的に、図２に示すように、ガラス基板等からなる基体３１上に、光反射膜３５と、遮光膜３９と、着色層３７と、樹脂層４０と、走査電極３３と、が順次積層されて構成されている。また、走査電極３３上には、液晶材料の配向性を制御するための配向膜４５を備えるとともに、走査電極３３等が形成されている面とは反対側の面に、鮮明な画像表示が認識できるように、位相差板（１／４波長板）４７及び偏光板４９が配置されている。

（２）光反射膜
また、カラーフィルタ基板３０に形成された光反射膜３５は、例えば、アルミニウム等の金属材料からなり、透過領域Ｔに対応した開口部３５ａが形成されている一方で、反射領域Ｒにおいては、太陽光等の外光を反射させて、反射型表示を可能にするための部材である。
なお、液晶装置が反射型である場合には、上述の開口部を有しない光反射膜が設けられ、液晶装置が透過型である場合には、基板上に光反射膜は設けられない。

（３）遮光膜
また、遮光膜３９は、隣接する画素領域Ｇ間において色材が混色することを防止して、コントラストに優れた画像表示を得るための膜である。このような遮光膜３９としては、例えば、クロム（Ｃｒ）やモリブテン（Ｍｏ）等の金属膜を遮光膜３９として使用したり、あるいは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いたりすることができる。さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を重ね合わせることにより、遮光膜を形成することもできる。

（４）着色層
（４）−１ 着色材料
また、着色層３７は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色剤を分散させることにより濃度調整をして、所定の色調を呈するものとされている。着色層３７の色調の一例としては原色系フィルタとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）等の補色系や、その他の種々の色調で形成することができる。
かかる着色層３７の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を採用することができる。

また、本発明の液晶装置に使用されるカラーフィルタ基板の着色層に使用される着色材料は、ＲＧＢ等のそれぞれの色ごとに、着色剤の濃度が等しいことが好ましい。
この理由は、色調整部の面積や層厚を変えることによって色濃度の調整を図ることができるために、ＲＧＢ等それぞれの色の着色材料において、あらかじめ着色剤の濃度を調整した複数の着色材料を用意する必要がなく、また、工程数を増加させることもなくなり、効率的に、色濃度の調整が図られた液晶装置を提供することができるためである。
より具体的には、画素領域における色濃度を調整するために、例えば、反射領域と透過領域との着色剤の濃度をＲＧＢそれぞれにおいて異ならせた場合には、合計６色の着色材料を使用する必要があり、着色層の形成工程も６回繰り返し行う必要がある。しかしながら、本発明によれば、ＲＧＢごとに１種類、合計で３種類の着色材料を使用して、着色層を形成することができ、濃度調整の手間を省くことができるとともに、それぞれの色ごとの着色層の形成工程を３工程省略することができる。

（４）−２ 配向制御手段
また、カラーフィルタ基板の着色層３７は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの画素電極パターンの島状部の端縁に対応する領域に、液晶材料の配向状態を制御するための配向制御手段５１ａを備えることを特徴とする。
この理由は、かかる着色層３７に設けられた配向制御手段５１ａによって、電圧非印加状態における液晶材料２１を所定角度傾斜させて、表示される画像の視野角を広くしたり、コントラスト等を向上させたりすることができるためである。また、電圧非印加状態における液晶材料を所定角度傾斜させておくことにより、電圧印加時に、液晶材料の反応を早くすることができるとともに、電圧印加状態における液晶材料の配向方向を規定することもできるためである。

また、かかる配向制御手段５１ａは、電極パターンを構成する島状部の端縁に対応する領域に配置することを特徴とする。
この理由は、かかる所定位置に配置することにより、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に対応させて、精度良く形成することができるためである。
したがって、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、カラーフィルタ３７の配向制御手段５１ａを孔５５ａに対して、同心円状に配置してあることが好ましい。すなわち、このように配置することにより、カラーフィルタ３７における孔と、配向制御手段５１ａとしての突起との相互作用によって、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、島状部の平面領域に対応させて、確実に形成することができ、広視野角かつ高輝度の画像表示を得ることができる。

また、かかる配向制御手段５１の形状は特に制限されるものではないが、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、円錐、三角錐、四角錘等の錘形状とすることができる。この理由は、このような錘形状の配向制御手段とすることにより、特に、３６０°問わず、様々な方向からの視覚特性を向上させることができるためである。
また、別の配向制御手段の形状の例としては、断面形状が山型状、矩形状、台形状、半円状のうちのいずれか一つの形状からなるライン状の配向制御手段とすることができる。このような形状の配向制御手段とすることにより、所定方向から視認する際の視覚特性を向上させることができるとともに、明るい画像表示を視認させることができる。

また、配向制御手段の底面（円相当）の直径については、配向制御効果を考慮して定めることができるが、例えば、１〜１０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、液晶材料が配向膜に接触する面積を大きくして、配向制御手段による配向制御の効果を顕著にするためである。
また、配向制御手段の底面からの高さについても、配向制御効果や液晶層の厚さを考慮して定めることができるが、例えば、０．５〜３μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、配向制御手段の高さが０．５μｍ未満の値となると、配向性を十分に制御できない場合があるためである。また、配向制御手段の高さが３μｍを超えると、一般的に液晶パネルのセルギャップは３〜５μｍ程度であるために、セルギャップに影響を与えてしまう場合があるためである。
また、隣接する配向制御手段間のピッチ間隔（Center to Center）についても、配向制御効果や液晶層の厚さを考慮して定めることができるが、例えば、３〜７０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、配向制御手段間の距離が３μｍ未満の値となると、液晶材料の配向性を十分に制御できない場合があるためである。一方、配向制御手段間の距離が７０μｍを超えると、平坦部分の液晶材料を配向させられない場合があるためである。

（４）−３ 孔
また、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、カラーフィルタ３７における、電極パターンを構成する島状部の中央に対応する領域に、孔５５ａを有することを特徴とする。
この理由は、カラーフィルタ３７の所定位置に孔５５ａを有することによって、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、電極パターンを構成する島状部の平面領域に対応させて、精度良く形成することができるためである。
また、かかる孔５５ａの形状については、配向制御手段５１ａと組み合わせた際の、配向制御効果に対する相乗効果や液晶ドメインの形成状態等を考慮して定めることができるが、例えば、円形、楕円形、四角形、多角形とすることが好ましい。
また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、カラーフィルタ３７における、電極パターンを構成する島状部の中央に対応する領域に、孔５５ａを有することを特徴とする。
この理由は、カラーフィルタ３７の所定位置に孔５５ａを有することによって、配向制御手段５１ａを中心とする略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを、電極パターンを構成する島状部の平面領域に対応させて、精度良く形成することができるためである。
また、かかる孔５５ａの形状については、配向制御手段５１ａとの配向制御効果に対する相乗効果や液晶ドメインの形成状態等を考慮して定めることができるが、例えば、円形、楕円形、四角形、多角形とすることが好ましい。

また、かかる孔５５ａの直径（円相当径）についても、配向制御手段５１ａとの配向制御効果に対する相乗効果や液晶ドメインの形成状態等を考慮して定めることができるが、例えば、３〜５０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる孔５５ａの直径（円相当径）をこのような範囲内の値とすることにより、配向制御手段５１ａを中心とする略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインをより精度良くできるためである。
さらに、かかる孔５５ａの数についても、一つのみならず二つ以上の複数個とすることも好ましい。

なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、着色層３７に配向制御手段５１を形成した場合には、着色層３７の層厚が部分的に厚くなって光の透過率が低下する場合がある。すなわち、かかる配向制御手段５１を形成しない場合と比較して、視覚特性やコントラスト性が向上する反面、着色濃度が濃く、暗い画像表示となる場合がある。そのため、カラーフィルタ基板の着色層３７において、このように孔を設けて、後述する色調整部の一部または全部とすることも好ましい。

（４）−４ 色調整部
また、上述したように、着色層の層厚が部分的に厚くなって光の透過率が低下する場合がある。そのため、カラーフィルタ基板の着色層において、それぞれの画素領域に対応させて、開口部や薄肉部、あるいは厚肉部等からなる色調整部を設けることが好ましい。
より具体的には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの画素領域において、配向制御手段５１や孔（図示せず）の他に、開口部５５ａ、薄肉部５５ｂ、あるいは厚肉部５５ｃの少なくとも一つからなる色調整部５５を備えることが好ましい。
なお、図６（ａ）〜（ｃ）の右側に示す断面図は、左側に示す平面図に対応して、ＡＡ線で切断し、矢印方向から眺めた場合の断面図である。したがって、開口部５５ａは、周囲の着色層の一部を除去して形成した所定の大きさの孔である。また、薄肉部５５ｂは、周囲の着色層の厚さよりも意図的に薄くした部分である。さらに厚肉部５５ｃは、周囲の着色層の厚さよりも意図的に厚くした一種の突起である。
すなわち、反射型の液晶装置、あるいは、透過型の液晶装置の場合であっても、それぞれ製造する液晶装置の機種ごとに表示させる画像の色濃度が異なるために、使用する着色材料の着色剤濃度を異ならせる場合がある。しかしながら、このような色調整部を設けることにより、それぞれの機種ごとに着色剤濃度を調整することなく、色調整部の面積や層厚を調整することにより、容易に所望の色濃度を呈する液晶装置を提供することができる。

また、着色層における色調整部を反射領域（Ｒ）に設けることが好ましい。
この理由は、透過領域を通過する光は、着色層を一回だけ通過するのに対し、反射領域を通過する光は、着色層を二回通過するために、着色層の層厚の変化によって光路長に影響を受けやすく、光の透過率が低下しやすいためである。
したがって、例えば、透過領域を通過する光の色濃度を基準に着色剤濃度を調整した着色材料を用いて着色層を形成しつつ、反射領域に形成する色調整部の面積や層厚を変えることにより、画素領域全体としての色濃度の調整を図ることができる。
なお、着色層における色調整部を反射領域（Ｒ）及び透過領域（Ｔ）の位置関係が容易に理解できるように、図７（ａ）に、素子基板における画素電極パターンを示し、図７（ｂ）に、図７（ａ）に示す液晶装置のＡＡ´線で切断した場合の概略断面図を示す。但し、図７（ｂ）において、着色層における孔や配向制御手段は省略して示してある。

（４）−５ 形状パターン
また、着色層の形状パターンについて、画素電極のパターンに対応させて、複数の島状部と、連結部とから構成することが好ましい。
すなわち、図８（ａ）に示すように、配向制御手段は省略してあるものの、孔２２ｂを有する着色層２２Ｂを、複数の島状部２２ｃと、連結部２２ａとから構成し、電極パターンに対応するような形状とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、垂直配向性の液晶材料の配向制御を、高精細の画素領域においてもさらに容易に行なうことができるためである。すなわち、カラーフィルタについても所定のパターンとすることにより、隣接する画素領域における混色を効果的に防止して、高いコントラストを得ることができる。
なお、図８（ｂ）に、カラーフィルタ基板における着色層の形状パターンと、素子基板における画素電極パターンとの対応関係が容易に理解できるように、素子基板における画素電極パターン６３の概略平面図を示す。

（５）オーバーコート層
また、カラーフィルタ基板における着色層上には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの感光性樹脂材料からなるオーバーコート層が形成されている。かかるオーバーコート層は、基板上に均一な厚さで形成され、着色層の表面の配向制御手段による凹凸を埋設しないように形成されている。

（６）走査電極（第１の電極パターン）
また、オーバーコート層の上には、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体からなる走査電極が形成されている。かかる走査電極は、一方向に配列された画素からなる画素列毎に、複数の透明電極が並列して配置されている。
なお、本実施形態の場合、走査電極（第１の電極パターン）についても、後述する画素電極パターン（第２の電極パターン）と同様に、１つの画素領域内で複数の島状部と、それらを電気的に接続する連結部と、を有するとともに、複数の島状部は、平面視した場合にハニカム状に配列することもできる。

（７）配向膜
また、走査電極の上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜を形成することも好ましい。かかる配向膜は、液晶材料の配向性を制御するための部材である。
ただし、液晶材料として、負の誘電異方性を有する液晶材料を用いることから、電圧が印加されていない状態での液晶材料の配向状態を容易に規定できる以上、配向膜そのものを省略することもできるし、配向膜に対するラビング処理を省略することもできる。

３．素子基板
（１）基本構成
また、素子基板６０は、図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、基本的に、ガラス基板等からなる基体６１と、データ線６５と、スイッチング素子としてのＴＦＤ素子６９ａ、６９ｂと、画素電極パターン６３と、から構成されている。また、かかる画素電極パターン６３上には、ポリイミド樹脂等からなる配向膜７５が形成されている。さらに、基体６１の外面には、位相差板（１／４波長板）７７及び偏光板７９が配置されている。
なお、図９（ａ）は、素子基板６０の概略平面図であり、図９（ｂ）は、素子基板６０の概略断面図である。また、配向膜や偏光板等についてはそれぞれ適宜省略されている。

（２）データ線及び引回し配線
また、図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、素子基板６０上のデータ線６５は、複数の配線が並列したストライプ状に構成されている。また、図示しないが、ドライバ等の実装領域側の辺に対して垂直方向に延びる辺側にも、導電性粒子を含むシール材を介してカラーフィルタ基板３０上の走査電極３３や電気的に接続される引回し配線が設けられている。
なお、かかるデータ線や引回し配線は、製造工程の簡略化及び電気抵抗の低下の観点から、及び後述する二端子型非線型素子の形成と同時形成できるため、例えば、タンタル層、酸化タンタル層、及びクロム層が順次形成されて構成されている。

（３）画素電極パターン（第２の電極パターン）
また、図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、データ線６５には、スイッチング素子６９ａ、６９ｂを介して、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電材料からなる画素電極パターン６３が電気的に接続されている。
そして、上述した図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、画素電極パターン（第２の電極パターン）１３１は、１つの画素領域内で複数の島状部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃと、それらを電気的に接続する連結部１３１ｄ、１３１ｅと、を有するとともに、複数の島状部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃは、平面視した場合にハニカム状に配列されていることを特徴とする。
したがって、島状部の平面的な充填度を向上させることができるとともに、高い自由度を有して島状部のサイズを変更することができる。すなわち、画像表示領域内において、負の誘電異方性を有する液晶材料の配向制御を、高精細の画素領域においても容易に行なうことができ、結果として、いかなるサイズの画素領域に対しても、明るく、視野角の広い画像表示が可能になる。

ここで、上述したように、図７（ａ）は、液晶表示装置１００の１画素領域を示す平面構成図であり、図７（ｂ）は、図６（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、データ線１１３等にて囲まれた領域の内側に画素電極パターン１３１を備えてなる画素領域を有している。この画素領域には、図７（ａ）に示すように１つの画素領域に対応して３原色のうち１色の着色層が対応して形成され、合計３つのサブ画素（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）から１画素が形成されている。

より詳細には、平面視した場合に、八角形状を成し、ほぼ同一の平面積を有して形成された島状部１３１ａ〜１３１ｃが、画素領域延在方向（左右方向）に配列されており、島状部１３１ａ、１３１ｂ間、及び島状部１３１ｂ、１３１ｃ間に、それぞれ島状部１３１ａ〜１３１ｃの配列方向と略平行に延びる連結部１３１ｄ、１３１ｅが設けられている。また、各サブ画素領域の境界領域には、島状部の辺端に沿うように蛇行して延びるデータ線１１３が設けられるとともに、ＴＦＤ素子１４０を介して島状部１３１ａと接続されている。また、島状部１３１ａ〜１３１ｃのそれぞれの平面領域の中央部に配置された符号１０９ａ〜１０９ｃで示す部材は、画素電極パターン１３１と対向する電極パターンに設けられた絶縁材料からなる誘電体突起（配向制御手段）である。

また、本実施形態の場合、中央に配置された画素領域Ｄ２が、データ線１１３の延在方向に島状部１３１ａ〜１３１ｃの半ピッチ分だけずれて配置されている。すなわち、サブ画素Ｄ１〜Ｄ３からなる１画素内において、９個の島状部は平面視した場合に、千鳥格子状のハニカムとして配置されている。
なお、島状部１３１ａは、各サブ画素領域内に部分的に設けられた反射膜１２０の形成領域内に配置されており、残る島状部１３１ｂ、１３１ｃは、各画素領域内で反射膜１２０が形成されていない領域（非形成領域）に配置されている。従って、反射膜１２０の形成領域内に配置された島状部１３１ａ（及び連結部１３１ｄ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１３１ｂ、１３１ｃ、連結部１３１ｄの一部、及び連結部１３１ｅの平面領域が、透過表示領域Ｔとされている。

（４）スイッチング素子
また、図２及び図９に示すように、素子基板６０上には、データ線６５と、画素電極パターン６３とを電気的に接続するスイッチング素子としてのＴＦＤ素子６９（６９ａ、６９ｂ）が形成されている。かかるＴＦＤ素子６９（６９ａ、６９ｂ）は、タンタル（Ｔａ）合金からなる素子第１電極パターン７１、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）からなる絶縁膜７２、及びクロム（Ｃｒ）からなる素子第２電極パターン７３、７４が順次積層されたサンドイッチ構造を有している。そして、正負方向のダイオードスイッチング特性を示し、しきい値以上の電圧が、素子第１電極パターン７１及び素子第２電極パターン７３、７４の両端子間に印加されると導通状態となるアクティブ素子である。

また、図９に示すように、二個のＴＦＤ素子６９ａ、６９ｂは、データ線６５と、画素電極パターン６３との間に介在するように形成され、反対のダイオード特性を有する第１のＴＦＤ素子６９ａ及び第２のＴＦＤ素子６９ｂから構成してあることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、印加する電圧波形として、正負対称なパルス波形を使用することができ、液晶装置等における液晶材料の劣化を防止することができるためである。すなわち、液晶材料の劣化を防止するために、ダイオードスイッチング特性が、正負方向において対称的であることが望まれ、二個のＴＦＤ素子６９ａ、６９ｂを逆向きに直列接続することにより、正負対称なパルス波形を使用することができるためである。

［第２実施形態］
次に、本発明における第２の実施形態の液晶装置について、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７（ａ）に相当する図面である。かかる第２の実施形態の液晶装置２００は、図７に示す液晶装置１００よりさらに高精細の液晶装置とするべく、平面形状が異なる所定の画素電極パターン２３１をハニカム状とした透過型の垂直配向モード液晶装置である。
そして、第２実施形態の液晶装置においても、第１実施形態の液晶装置と同様に、第１の基板に形成されたカラーフィルタの一部に、画素電極パターンの一部を構成する島状部の中央に対応する領域に孔を有するとともに、島状部の端縁に対応する領域に配向制御手段としての突起を有することを特徴としている。

すなわち、図１０に示す画素領域には、３つの画素領域Ｄ１〜Ｄ３が設けられており、各々の画素領域には、平面視した場合に、八角形状の島状部２３１ａ、２３１ｂと、これらの島状部２３１ａ、２３１ｂを連結するべく、上下方向に延在する連結部２３１ｃとからなる画素電極パターン２３１が設けられている。また、これらの画素電極パターン２３１の形成領域に対応して、３色の着色層２２２Ｂ、２２２Ｇ、２２２Ｒからなるカラーフィルタが設けられている。また、図示した画素領域において、画素領域Ｄ２が、左右に位置する画素領域Ｄ１，Ｄ３に対して、下方向に所定距離だけずれて配置されており、画素領域Ｄ２の島状部２３１ａは、両側の画素領域Ｄ１，Ｄ３の連結部２３１ｃ、２３１ｃと隣接するように配置され、全体としてハニカム状に形成されている。また、各島状部２３１ａ、２３１ｂの辺端に沿って蛇行するデータ線２１３が上下方向に延びて形成されており、ＴＦＤ素子等のスイッチング素子（図示せず）を介して、各画素領域の島状部２３１ａ（又は２３１ｂ）と接続されている。

また、各島状部２３１ａ、２３１ｂに対応して、各々の平面領域のほぼ中央部に誘電体突起２０９ａ、２０９ｂが設けられている。したがって、電圧印加時に、島状部２３１ａ、２３１ｂの辺端で生じる斜め電界と、誘電体突起２０９ａ、２０９ｂによる配向制御作用とにより、各々の島状部２３１ａ、２３１ｂの平面領域に、係る誘電体突起２０９ａ、２０９ｂを中心とする放射状の配向状態を呈する液晶ドメインが形成できるように構成してある。

ここで、第２の実施形態の液晶装置２００においては、高精細の液晶装置を実現するべく、画素ピッチを３０μｍφ以下とした場合には、図１１（ｂ）に示したグラフの最適範囲（４０μｍφ〜５０μｍφ）から外れ、透過率が低くなる場合がある。そこで、例えば、画素領域のサイズが２８μｍ×８４μｍ（３００ｐｐｉ相当）である場合に、本実施形態の構成を適用し、１画素領域内の島状部を２個にするとともに、隣接する画素領域を、上下方向で島状部の１ピッチ分だけずらして配置することが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、島状部２３１ａ、２３１ｂの大きさを３２μｍ×２２μｍと最大限に大きく取ることができ、高開口率の画素領域を高密度に配置することが可能になるためである。そして、超高精細でかつ高透過率の液晶装置を実現することができるためである。

したがって、第２の実施形態の液晶装置２００においては、従来の液晶装置では構成することが困難であった画素領域（ドット領域）のピッチ、例えば、４０μｍ未満の場合や、５０〜８０μｍの場合であっても、高い透過率を得ることできる。
なお、本実施形態では、透過型の液晶装置として説明したが、島状部２３１ａ、２３１ｂの形成領域に対応して反射膜を形成すれば、反射型液晶装置として機能させることができ、島状部２３１ａの形成領域のみに反射膜を形成すれば、半透過反射型液晶装置として機能させることもできる。

［第３実施形態］
次に、本発明における第３の実施形態の液晶装置について図１２を参照して説明する。すなわち、図１２は、本実施形態の液晶装置３００について、画素領域の平面構造を示す図面である。そして、本実施形態の液晶装置３００は、図６に示す液晶装置１００とは平面形状が異なる画素電極パターン３３１を、別のハニカム状の配列とした透過型の垂直配向モード液晶装置である。
そして、第３実施形態の液晶装置においても、第１実施形態の液晶装置と同様に、第１の基板に形成されたカラーフィルタの一部に、画素電極パターンの一部を構成する島状部の中央に対応する領域に孔を有するとともに、島状部の端縁に対応する領域に配向制御手段としての突起を有することを特徴としている。

すなわち、図１２に示す液晶装置３００は、３つの画素領域Ｄ１〜Ｄ３を備えており、各々の画素領域には、平面視した場合に、八角形状の島状部３３１ａ〜３３１ｃと、これらの島状部を連結する帯状の連結部３３１ｄ、３３１ｅとからなる画素電極パターン３３１が設けられている。また、これらの画素電極パターン３３１の形成領域に対応して、カラーフィルタを構成する着色層３２２Ｂ、３２２Ｇ、３２２Ｒが設けられている。さらに、平面視した場合、画素電極パターン３３１を覆うように左右方向に延びる帯状の共通電極パターン３０９が設けられている。

また、各画素領域Ｄ１〜Ｄ３の中央の島状部３３１ｂが、他の島状部３３１ａ、３３１ｃに対して半ピッチ分だけ左方へずれて配置されている。したがって、各画素領域Ｄ１〜Ｄ３は、平面視した場合に、大略「Ｃ」形（あるいは平面視した場合に、「く」字形）を成して形成されている。また、各島状部３３１ａ〜３３１ｃの辺端に沿って蛇行する走査線３１３が、上下方向に延びて形成されており、ＴＦＤ素子等のスイッチング素子（図示せず）を介して各画素領域の島状部３３１ａ（又は３３１ｂ、３３１ｃ）と接続されている。
また、各島状部３３１ａ〜３３１ｃに対応して、各々の平面領域のほぼ中央部に誘電体突起３０９ａ〜３０９ｃが設けられており、電圧印加時に、島状部３３１ａ〜３３１ｃの辺端で生じる斜め電界と、誘電体突起３０９ａ〜３０９ｃによる配向制御作用とにより、各々の島状部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃの平面領域に、対応する誘電体突起３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃを中心とする放射状の配向状態を呈する液晶ドメインが形成できるように構成されている。

したがって、本実施形態の液晶装置３００では、中央の島状部３３１ｂを、画素領域Ｄ１〜Ｄ３の短辺方向にずらすことで、画素領域の長辺方向における島状部３３１ａ〜３３１ｃの長さＬ_ｓを大きく取ることができる。具体的には、図１２に示す島状部３３１ａ〜３３１ｃの長さＬ_ｓを、正八角形状の島状部に比して１５％程度大きくすることができる。これにより、島状部を正方格子状に配列すると島状部の大きさが、上述した図１１（ｂ）に示した最適範囲を外れ、透過率ないし応答速度が低下してしまう場合であっても、島状部３３１ａ〜３３１ｃの幅Ｌ_ｓを大きくすることで、図１１（ｂ）に示した最適な直径範囲（４０〜５０μｍ程度の範囲）とすることができ、応答速度を低下させることなく、明るい表示を得ることができる。

また、本実施形態の液晶装置３００によれば、対向基板側の共通電極パターン３０９を左右方向に延在する直線状の短冊として形成することができる。したがって、第１実施形態の液晶装置のように、矩形波状に屈曲した辺端を有する共通電極パターンを有する構成に比して、画素領域Ｄ１〜Ｄ３の配列方向（左右方向）での位置合わせ精度が緩和される。すなわち、本実施形態の液晶装置３００によれば、位置ずれを考慮して非表示領域を大きく形成する必要が無く、結果として高い開口率を実現することができる。
なお、本実施形態においても、透過型の液晶装置を例示して説明したが、島状部３３１ａ〜３３１ｃの形成領域に対応して反射膜を形成すれば、反射型液晶装置として機能させることができ、島状部３３１ａの形成領域のみに反射膜を形成すれば、半透過反射型液晶装置として機能させることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明における第４の実施形態の液晶装置について、図１３及び図１４を参照しつつ説明する。かかる図１３及び図１４は、それぞれ本実施形態の液晶装置４１０，４２０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７（ａ）に相当する図面である。そして、図１３に示す本実施形態の液晶装置４１０は、第１実施形態の液晶装置１００に対して、平面形状が異なる島状部を有する画素電極パターン４３１を備えた透過型の垂直配向モード液晶装置である。また、図１４に示す液晶装置４２０は、第３実施形態の液晶装置３００に対して、平面形状が異なる島状部を有する画素電極パターン４３２をハニカム状に備えた透過型の垂直配向モード液晶装置である。
なお、第４実施形態の液晶装置においても、第１実施形態の液晶装置と同様に、画素電極パターンの一部を構成する島状部の中央に対応する領域に孔を有するとともに、島状部の端縁に対応する領域に配向制御手段としての突起を有することを特徴としている。

すなわち、図１３に示す液晶装置４１０は、３つのサブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３を備えており、各々のサブ画素領域には、平面視した場合に、六角形状の島状部４３１ａ〜４３１ｃと、これらの島状部を連結する帯状の連結部４３１ｄ、４３１ｅとからなる画素電極パターン４３１が設けられている。そして、これらの画素電極パターン４３１に対応してカラーフィルタを構成する着色層４２２Ｂ、４２２Ｇ、４２２Ｒが設けられている。
また、図示した画素領域において、中央のサブ画素領域Ｄ２が、他のサブ画素領域Ｄ１，Ｄ３に対して島状部４３１ａの半ピッチ分だけ下側（画素領域長辺方向）へずれて配置されている。したがって、サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の境界（カラーフィルタ４２２Ｒ、４２２Ｇ、４２２Ｂの境界）に沿って平面視した場合、三角波状のデータ線４１３が上下方向に延びて形成されており、ＴＦＤ素子等のスイッチング素子（図示せず）を介して、各画素領域の島状部４３１ａ（又は４３１ｂ、４３１ｃ）と接続されている。また、各島状部４３１ａ〜４３１ｃに対応して、各々の平面領域のほぼ中央部に誘電体突起４０９ａ〜４０９ｃが設けられており、電圧印加時に上記島状部４３１ａ〜４３１ｃの辺端で生じる斜め電界と、誘電体突起４０９ａ〜４０９ｃによる配向制御作用とにより、各々の島状部４３１ａ〜４３１ｃの平面領域に、対応する誘電体突起４０９ａ〜４０９ｃを中心とする放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを形成できるように構成されている。

次に、図１４に示す液晶装置４２０の場合は、平面視した場合に六角形状である島状部４３２ａ〜４３２ｃと、これらを連結する連結部４３２ｄ、４３２ｅとからなる画素電極パターン４３２を備えた３つのサブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３を備えている。各々の画素領域には、上記画素電極パターン４３２に対応して、カラーフィルタを構成する着色層４２３Ｒ、４２３Ｇ、４２３Ｂが設けられている。そして、各サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の中央の島状部４３２ｂが、他の島状部４３２ａ、４３２ｃに対して島状部の半ピッチ分だけ左側（画素領域短辺方向）へずれて配置されている。

また、サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の境界に沿って平面視した場合に、階段状を成すデータ線４１３が、上下方向に延びて形成されており、ＴＦＤ素子等のスイッチング素子（図示せず）を介して各サブ画素領域の島状部４３２ａ（又は４３２ｂ、４３２ｃ）と接続されている。
また、各島状部４３２ａ〜４３２ｃに対応して、各々の平面領域のほぼ中央部に誘電体突起４０９ａ〜４０９ｃが設けられており、各々の島状部４３２ａ〜４３２ｃの平面領域に、対応する誘電体突起４０９ａ〜４０９ｃを中心とする放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを形成できるように構成されている。

したがって、図１３及び図１４に示す液晶装置４１０，４２０は、このように構成することにより、平面視した場合に八角形状である島状部を備えた液晶装置１００、３００に比して、島状部の平面的な充填度を向上させることができる。より具体的には、同一の画素ピッチにて、八角形状の島状部を配置した場合と比較して、約５％程度開口率を向上させることができる。
なお、本実施形態の液晶装置４１０，４２０における液晶の配向制御を考えると、島状部の平面形状が六角形状となっており、それらの角部が比較的小さな角度となっているため、係る角部で配向不良を生じ易くなることが考えられる。よって、係る配向不良を防止するために、島状部４３１ａ〜４３１ｃ、４３２ａ〜４３２ｃの平面形状を、角部を面取りした十二角形状、ないし角部を曲線状に丸めた形状とすることが好ましい。

［第５実施形態］
次に、本発明における第５の実施形態の液晶装置について、図面を参照しつつ説明する。すなわち、図１５は、本実施形態の液晶装置について、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７（ａ）に相当する図面である。先の第１〜第４実施形態では、１サブ画素内に２個ないし３個の島状部が配列された高精細の液晶装置について説明したが、本実施形態の液晶装置５００では、１サブ画素、あるいは３つのサブ画素から構成される１画素領域内に多数の島状部が配列された、比較的大型の画素領域を有する透過型の垂直配向モード液晶装置の例である。
なお、第５実施形態の液晶装置においても、第１実施形態の液晶装置と同様に、画素電極パターンの一部を構成する島状部の中央に対応する領域に孔を有するとともに、島状部の端縁に対応する領域に配向制御手段としての突起を有することを特徴としている。

まず、図１５に示す画素領域には、３つのサブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３が設けられており、各々のサブ画素領域には、平面視した場合に、六角形状を成す９個の島状部５３１ａと、平面視した場合に、台形状を成す２個の島状部５３１ｂと、これらの島状部を連結する複数の帯状の連結部５３１ｃとからなる画素電極パターン５３１が設けられている。また、これらの画素電極パターン５３１の形成領域に対応してカラーフィルタを構成する着色層５２２Ｂ、５２２Ｇ、５２２Ｒが設けられている。
そして、図示したサブ画素領域Ｄ１において、平面視した場合に、六角形状の島状部５３１ａは、２列のハニカム状に配列されており、サブ画素領域Ｄ１の上下端部に台形状の島状部５３１ｂ、５３１ｂが配置され、隣接する島状部間を連結部５３１ｃが接続することで、画素電極パターン５３１が大略矩形状を成している。
また、サブ画素領域Ｄ１〜Ｄ３の境界（カラーフィルタ５２２Ｒ、５２２Ｇ、５２２Ｂの境界）に沿って平面視した場合に、三角波状のデータ線５１３が上下方向に延びて形成されており、ＴＦＤ素子等のスイッチング素子（図示せず）を介して各画素領域の島状部５３１ａ（又は５３１ｂ）と接続されている。

また、島状部５３１ａのそれぞれに対応して、その平面領域のほぼ中央部に誘電体突起５０９ａが設けられており、島状部５３１ｂの平面領域のほぼ中央部に誘電体突起５０９ｂが設けられている。そして、電圧印加時に上記島状部５３１ａ〜５３１ｂの辺端で生じる斜め電界と、誘電体突起５０９ａ、５０９ｂの配向制御作用とにより、各々の島状部５３１ａ、５３１ｂの平面領域に、対応する誘電体突起５０９ａ、５０９ｂを中心とする平面視した場合に、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを形成できるように構成されている。

なお、島状部を配列してなる画素電極パターンを備えた液晶装置においては、島状部を１列に配列すると１つの島状部が大きすぎ、また２列に配列すると島状部が小さくなりすぎる場合も考えられる。例えば、画素サイズが７０μｍ×２００μｍ（１２０ｐｐｉに相当）である液晶装置に、従来の技術を適用して島状部を正方格子状に配列すると、３行１列に配置した場合には１つの島状部が６２μｍφ程度となり、上述した図１１（ｂ）に示した最適範囲から外れた分だけ応答速度が低下する。また、島状部を小さくして６行２列に配列すると、１つの島状部が２９μｍφ程度となって最適範囲から外れ、透過率が低下する。
そこで、図１５に示す本実施形態の液晶装置５００のように、島状部５３１ａの形状を平面視した場合に六角形状とし、かつそれらをハニカム状に配列することで、上記画素サイズにおいて、１つの島状部５３１ａの大きさを３７μｍ×２９μｍと最大限に大きく取ることができる。したがって、島状部５３１ａ、５３１ｂをより高密度に配置することが可能になり、表示が明るく、かつ応答時間も短い液晶装置を提供することができる。すなわち、本実施形態の液晶装置５００では、平面視した場合に、六角形状の島状部５３１ａを配列したことで、八角形状の島状部を配列する場合に比しても、高い開口率が得られ、より明るい画像表示が得られるようになっている。

［第６実施形態］
最後に、本発明に係る第６実施形態として、第１〜第５実施形態の液晶装置を備えた電子機器について具体的に説明する。
まず、図１６は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、液晶装置に備えられた液晶パネル７２０と、これを制御するための制御手段７００とを有している。また、図１６中では、液晶パネル７２０を、パネル構造体７２０ａと、半導体素子（ＩＣ）等で構成される駆動回路７２０ｂと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段７００は、表示情報出力源７０１と、表示処理回路７０２と、電源回路７０３と、タイミングジェネレータ７０４とを有することが好ましい。
また、表示情報出力源２０１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ７０４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示処理回路７０２に供給するように構成されていることが好ましい。

また、表示処理回路７０２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路７２０ｂへ供給することが好ましい。さらに、駆動回路７２０ｂは、第１の電極パターン駆動回路、第２の電極パターン駆動回路及び検査回路を含むことが好ましい。また、電源回路７０３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
そして、本実施形態の電子機器であれば、着色層に所定の配向制御手段及び色調整部を設けることにより、液晶材料の配向制御をしつつ、色濃度の調整が図られた液晶装置を備えるために、視覚特性に優れ、明るい画像を表示できる電子機器とすることができる。

本発明によれば、電極パターンを複数の島状部及び連結部から構成し、カラーフィルタの所定位置に設けた孔及び配向制御手段によって、製造工程が少なくなるばかりか、薄型化が容易であって、かつ、広視野角かつ高輝度のカラー画像表示が得られる液晶装置とすることができる。したがって、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、液晶テレビ、ビューファインダ型・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電子機器などに適用することができる。

第１実施形態の液晶装置の概略斜視図である。 第１実施形態の液晶装置の概略断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、着色層における孔及び配向制御手段を説明するために供する平面図及び断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、着色層における孔及び配向制御手段を説明するために供する斜視図である。 （ａ）〜（ｂ）は、着色層における孔を説明するために供する断面図及び斜視図である。 （ａ）は、色調整部としての開口部を示す図であり、（ｂ）は、色調整部としての層薄部を示す図であり、（ｃ）は、色調整部としての厚肉部を示す図である。 （ａ）〜（ｂ）は、それぞれ液晶装置の反射領域及び透過領域を説明するために供する図である。 （ａ）〜（ｂ）は、カラーフィルタ基板の着色層のパターン及び素子基板の画素電極パターンを説明するために供する図である。 （ａ）〜（ｂ）は、それぞれ素子基板を説明するために供する平面図及び断面図である。 第２実施形態における電極パターンと、カラーフィルタとの関係を説明するために供する図である。 （ａ）は、複数の島状部及び連結部から構成した電極パターンを説明するために供する図であり、（ｂ）は、島状部の直径と、応答時間及び透過率との関係を説明するために供する図である。 第３実施形態における電極パターンと、カラーフィルタとの関係を説明するために供する図である。 第４実施形態における電極パターンと、カラーフィルタとの関係を説明するために供する図である。 第４実施形態における別の電極パターンと、カラーフィルタとの関係を説明するために供する図である。 第５実施形態における電極パターンと、カラーフィルタとの関係を説明するために供する図である。 第６実施形態における電子機器の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１００：液晶装置、２３：シール材、３０：カラーフィルタ基板、３１：ガラス基板、３３、１０９：走査電極（第１の電極パターン）、３５：光反射膜、３５ａ：開口部、３７：着色層、３７´：樹脂層、４１：オーバーコート層、４５：配向膜、５１：配向制御手段、５５：孔、６０：素子基板、６１：ガラス基板、６３、１３１：画素電極パターン（第２の電極パターン）、６５：データ線、６９：ＴＦＤ素子、７５：配向膜、１０９ａ〜ｃ：誘電体突起（配向制御手段）、１３１ａ〜ｃ：島状部、１３１ｄ〜ｅ：連結部、１２２：着色層、２００、３００、４１０、４２０：液晶装置、２３１ａ〜ｂ、３３１ａ〜ｃ、４３１ａ〜ｃ、５３１ａ〜ｂ：島状部、２３１ｃ、３３１ｄ〜ｅ、４３１ｄ〜ｅ、５３１ｃ：連結部、６３、２３１、３３１、４３１、５３１：データ線

Claims (16)

1. 液晶装置において、カラーフィルタの上方に第１の電極パターンを形成した第１の基板と、当該第１の基板と対向するように第２の電極パターンが形成された第２の基板と、前記第１の基板及び第２の基板の間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶材料からなる液晶層と、を備え、前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを、１画素領域内で複数の島状部と、それらを電気的に接続する連結部と、から構成し、かつ、前記カラーフィルタは、前記島状部に配向制御手段として孔及び突起あるいはいずれか一方を有し、前記島状部の端縁に対応する領域に、配向制御手段としての突起を有することを特徴とする液晶装置。
2. 前記島状部の中央に対応する領域に、配向制御手段としての孔を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記孔を前記島状部の中央に配置するとともに、前記突起を前記孔に対して同心円状に配置することを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の液晶装置。
4. 前記第１の基板に形成されたカラーフィルタについて、前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンに対応させて、複数の島状部と、連結部とから構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 前記複数の島状部を平面視した場合に、ハニカム状に配列することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部を、１画素領域内で直線状に配列するとともに、島状部の直線配列方向と交差する向きで隣接する１画素領域については、島状部の配列方向に対して、所定距離だけ、ずらして配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部を、１画素領域内で非直線状に配列するとともに、複数の画素領域に跨って直線状に配列することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記液晶材料が、前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部の平面領域において、電圧印加時に、略放射状の配向状態を呈する液晶ドメインを形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記第１の基板に形成されたカラーフィルタに形成された配向制御手段は、カラーフィルタの色濃度を調節する色調整部を兼ねていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 前記液晶層を構成する液晶材料は、カイラル剤を含み、電圧印加時に、前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部の平面領域で、渦巻き放射状の配向状態を呈することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶装置。
11. 前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部は、略六角形状の平面形状を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶装置。
12. 前記第１の電極パターン又は第２の電極パターンを構成する島状部は、角部に曲部が形成してあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶装置。
13. 前記１画素領域内に部分的に反射膜を形成し、当該反射膜の形成領域に対応させて反射表示領域を設けるとともに、前記反射膜の非形成領域に対応させて透過表示領域を設けることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶装置。
14. 前記反射表示領域と、透過表示領域とで、前記液晶層の層厚を異ならせることを特徴とする請求項１３に記載の液晶装置。
15. 前記反射表示領域及び透過表示領域の境界段差領域と、前記連結部とを、平面的に重なるように配置することを特徴とする請求項１４に記載の液晶装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

Images