JP4639592B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に垂直配向型の液晶を用いた液晶表示装置において高コントラスト、広視野角の表示が得られる技術に関するものである。

液晶表示装置として反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置が知られている。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ものが提案されている。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、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、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、透過型カラー液晶表示装置においても垂直配向モードを採用し、マルチドメイン化により広視角を実現する方法が知られている（例えば特許文献２，３参照）。その特徴は以下の通りである。
（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性（略円形、略四角形、略星型等）を有する点。
（３）画素中心、もしくはサブピクセル中心に凸部を設けることで配向制御性を向上させる点。
（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しみを防止する点。
特開平１１−２４２２２６号公報 特開２００２−２０２５１１号公報 特開２００３−４３５２５号公報 "Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, p.133-136(2001)

上述のように１画素を複数のサブピクセルに分割することで配向制御性は高められ、本来ならばサブピクセルの中心に対して液晶を対称に配向させることができるが、アクティブマトリクスディスプレイにおいては、スイッチング素子を設けることにより、素子に印加される高電圧が配向不良を引き起こし、斜め方向から液晶表示装置をみたときに、ざらざらとしたしみ状のむら（ざらしみ）が見えることがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スイッチング素子近傍に生じる配向の乱れを防止して、ざらしみの少ない表示を得られるようにした液晶表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、複数の電極を備えた一対の基板間に誘電異方性が負の液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちの一方の基板に、該基板に配置された複数の前記電極の各々に画像信号を供給する配線と、該配線と各電極との間にそれぞれ接続されたスイッチング素子とが設けられ、前記電極は複数の島状の電極部と、隣接する前記電極部を互いに電気的に接続する連結部とを有して構成され、前記一対の基板のうちの他方の基板に、共通電極と、前記複数の電極部のそれぞれに対応して配置された配向制御手段とが設けられ、前記液晶層の液晶分子は前記電極と前記共通電極の間に電圧が印加されたときに、前記電極部のそれぞれにおいて平面視で放射状に配向し、前記配線には、各電極に対応して該配線から突出した突出部が設けられ、前記スイッチング素子は、前記突出部を介して該配線に電気的に接続されるとともに、前記複数の電極部のうちいずれかに電気的に接続されており、前記突出部が、当該突出部に対向する前記電極の端縁の略中央部に配置されるとともに、前記突出部の延在方向が、当該突出部に対向する前記電極の端縁に対して略垂直な方向に規定されたことを特徴とする。
すなわち本発明の液晶表示装置は、垂直配向モードの液晶表示装置であって、信号供給用の配線とスイッチング素子とを電気的に接続すべく当該配線から突設された突出部が、当該スイッチング素子に電気的に接続される電極の当該突出部に対向する端縁に対して略垂直に配置されたものである。

本発明の作用を図８を参照しながら説明する。なお、図８は液晶表示装置の素子構造及び電極構造の一例を模式的に示したものであり、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
ＴＦＤ等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、画像信号を供給する配線の電位は画素電位に比べて高く、スイッチング素子の近傍、特に配線から突出した突出部の近傍で配向が乱れやすくなる。従来の液晶表示装置では、スイッチング素子は画素領域（又はドット領域）の角部に配置されているため、上述の突出部は、この突出部近傍に位置する電極の端辺（端縁）に対して斜め又は平行に配置されることになり、この結果、突出部に近接する電極の平面領域には、図８（ａ）に示すように、突出部の先端部に生じる電界の乱れだけでなく、この突出部の側部に生じる電界の乱れも及ぶことになる。しかも、この突出部による電界の歪みは電極に対して非対称に形成されるので、液晶はきれいな放射状の配向状態をとりづらくなる。

これに対して本発明の構成では、図８（ｂ）に示すように、突出部は電極の端縁に対して略垂直な方向に配置されるので、突出部の側部近傍で生じる電界の乱れは電極の当該突出部に対向する縁部に位置する液晶の配向に対して殆ど影響を与えなくなる。また本構成では、突出部先端部の電界の歪みは電極に対して略対称に形成されるので、この突出部の先端部近傍に位置する液晶分子は電極の縁に対して略垂直に配向され、この結果、突出部の影響がない場合と同様のきれいな放射状の配向状態が実現されるようになる。
このように本発明の液晶表示装置によれば、広視野角で且つ高コントラストな表示が得られ、しかもパネル斜視時にもしみ状のムラ等が生じない高品質な表示を得ることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記突出部が、当該突出部に対向する前記電極の端縁の略中央部に配置されている。こうすることで、電界の分布を電極の平面領域内で対称にすることができ、この結果、均一な視角特性が得られるようになる。

また本発明の液晶表示装置では、前記突出部が、前記スイッチング素子との接続部、及び前記配線を挟んで隣接して配置された前記電極側の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された前記突出部の延在方向が、その突出した側の前記突出部に対向する前記電極の端縁に対して略垂直な方向に規定された構成とすることができる。このように突出部を配線の左右両側に突出させた場合、係る突出部の存在によって、配線間に配置された電極の平面領域には左右対称な電界分布が形成され、この結果、均一な視角特性が得られるようになる。

また本発明の液晶表示装置では、前記電極が、複数の島状の電極部と、隣接する前記電極部を互いに電気的に接続する連結部とを有して構成され、前記突出部が前記配線に隣接した前記島状の電極部に対応した複数箇所で突出している構成とすることができる。前述したように突出部の電位は電極電位よりも高いため、スイッチング素子の近傍にはディスクリネーションが発生し易い。このようなディスクリネーションはドット領域内を移動することにより、ざらしみとして観察されるようになる。本構成では、このような高電位の領域を複数設けてディスクリネーションの発生位置を固定することで、係るディスクリネーションの移動を抑制している。

また本発明の液晶表示装置では、前記電極が複数の島状の電極部と、隣接する前記電極部を互いに電気的に接続する連結部とを有して構成され、前記突出部を介して前記配線と電気的に接続される前記スイッチング素子が、前記複数の電極部のうちのいずれかに電気的に接続されている構成とすることができる。このように電極が複数の島状の電極部（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、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ようになる。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。

本発明の液晶表示装置では、前記スイッチング素子が、前記複数の島状の前記電極部のうち当該電極の中央部に位置する前記電極部に電気的に接続されている構成とすることができる。こうすることで、電界の分布を電極の平面領域内で対称にすることができ、この結果、均一な視角特性が得られるようになる。

また、本発明の液晶表示装置では、前記複数の電極部のうち前記スイッチング素子に接続されない電極部に対応して、それぞれ前記配線から突出した突出部が設けられ、前記突出部の延在方向が、対応する電極部の端縁に対して略垂直な方向に規定された構成とすることができる。前述したように突出部の電位は電極電位よりも高いため、スイッチング素子の近傍にはディスクリネーションが発生し易い。このようなディスクリネーションはドット領域内を移動することにより、ざらしみとして観察されるようになる。本構成では、このような高電位の領域を複数設けてディスクリネーションの発生位置を固定することで、係るディスクリネーションの移動を抑制している。特に本構成では、それぞれの突出部の延在方向を、対応する島状部の辺端に略垂直な方向としているので、前述したのと同様の理由により、係る突出部に対向する電極部の縁で液晶の配向に乱れが生じることはない。

また、本発明の液晶表示装置では、前記突出部が、対応する電極部側及び前記配線を挟んで隣接する電極部側の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された突出部の延在方向が、その突出した側の前記突出部に対向する前記電極部の端縁に対して略垂直な方向に規定された構成とすることができる。このように配線の左右両側に突出部を設けることで、電界の分布を電極の平面領域内で左右対称にすることができ、この結果、より均一な視角特性が得られるようになる。

なお、本発明の液晶表示装置では、前記複数の電極部が、前記配線の延在方向に対して略平行に配列された構成、或いは、略垂直に配列された構成のいずれを採用してもよい。しかし、配線がドット領域短辺に沿って配置された場合（即ち、上記複数の電極部が、上記配線の延在方向に対して略垂直に配列された場合）には、配線がドット領域長辺に沿って配置された場合（即ち、上記複数の電極部が、上記配線の延在方向に対して略平行に配列された場合）に比べて、配線の電位により生じる斜め電界が作用する領域を狭くすることができるので、係る配線からの影響を防止する観点からは、電極部の配列方向を配線に垂直な方向に規定することが好ましい。

また、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、広視野角で且つ高コントラストな表示が得られる表示部を備えた電子機器を提供することができる。

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透過型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、画像信号を供給するための配線、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（スイッチング素子）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。

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つの島状の電極部（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。

ところで、前述のＴＦＤ素子４０は、図３（ａ）に示すように、例えばＴａを主成分とする第１導電膜４１と、第１導電膜４１の表面に形成され、Ｔａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜（図示略）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４２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４１は走査線１３に接続され、第２導電膜４２は画素電極３１に接続されている。この第１導電膜４１は、走査線１３とは別部材によって構成してもよく、走査線１３を一部分岐させる形で構成してもよい。また本実施形態において第１導電膜４１は本発明の突出部として構成される。この走査線１３からの突出部としての第１導電膜４１は、その第１導電膜４１が接続される島状部３１ａの側（図３（ａ）において紙面上側）、及び、当該走査線１３を挟んで前記島状部３１ａと隣接する島状部３１ａ側（図３（ａ）において紙面下側）の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された第１導電膜４１の延在方向は、その突出した側の島状部の当該第１導電膜４１に対向する端辺（縁）に対して略垂直な方向に規定されている。なお、走査線１３を挟んで両側に突出された第１導電膜４１の先端部と、これに対向する島状部３１ａの端辺との間隔は、両島状部に対して略同一とされている。

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。

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、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、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３に対応して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の表面には、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た形状の開口部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ている。

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を複数の島状部３１ａ〜３１ｃに分割し、各島状部３１ａ〜３１ｃに対応して共通電極９に開口部９ａ〜９ｃを設けるとともに、走査線１３から突出した第１導電膜４１の延在方向を対向する島状部の縁に略垂直な方向に規定したため、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可能となっている。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。

また本実施形態では、走査線１３から突出した高電位の第１導電膜４１の延在方向が、対応する島状部３１ａ、及び走査線１３を挟んでこの島状部３１ａに隣接する島状部３１ａの端辺に略垂直に規定されているので、係る第１導電膜４１の影響によって配向乱れが生じる領域は当該第１導電膜４１の先端部近傍に限定される。つまり、従来のようにスイッチング素子がドットの角部に配置されたものでは、走査線から突出した第１導電膜は、この第１導電膜の近傍に位置する島状部の端辺に対して斜め又は平行に配置されることになるため、この第１導電膜に近接する島状部の平面領域には、係る第１導電膜の先端部に生じる電界の乱れだけでなく、この第１導電膜の側部に生じる電界の乱れも及ぶことになる。しかも、この第１導電膜による電界の歪みは当該島状部に対して非対称に形成されるので、液晶はきれいな放射状の配向状態をとりづらくなる。これに対して本実施形態の構成では、第１導電膜４１は島状部３１ａの縁に対して略垂直な方向に配置されるので、第１導電膜４１の側部近傍で生じる電界の乱れは島状部の当該第１導電膜４１に対向する縁部に位置する液晶の配向に対して殆ど影響を与えなくなる。また本構成では、第１導電膜先端部の電界の歪みは島状部３１ａに対して略対称に形成されるので、この第１導電膜４１の先端部近傍に位置する液晶分子は島状部３１ａの縁に対して略垂直に配向され、この結果、第１導電膜４１の影響がない場合と同様のきれいな放射状の配向状態が実現されるようになる。

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。

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とともに、走査線１３から突出する第１導電膜の延在方向を最適に規定したことで、ざらざらとしたしみ状のムラや焼き付き等の表示品質上の問題が生じず、広視野角、高コントラストの表示を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第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３１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透過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、各ドット領域の中央部に、複数の島状部に分割されない単一の画素電極３１が設けられている。また、共通電極９には、上記走査線１３と平行に延びる長方形形状の開口部９ａが形成され、この開口部９ａは前記画素電極３１の平面領域の中央部に配置されている。
画素電極３１は、正八角形を走査線１３の延在方向に延ばしたような形状を有しており、この画素電極３１の上記走査線１３の延在方向（Ｙ軸方向）に沿う端辺（長軸側の端辺）に、画素スイッチング素子としてのＴＦＤ４０が接続されている。

ＴＦＤ４０は、第１導電膜４１，絶縁膜（図示略），第２導電膜４２が順に積層されたＭＩＭ構造を有しており、第１導電膜４１は走査線１３から突出する形で当該走査線１３に接続され、第２導電膜４２は画素電極３１に接続されている。係るＴＦＤ４０は、画素電極３１の前記長軸側の端辺の略中央部に接続されており、このＴＦＤ４０の第１導電膜４１の延在方向は当該端辺に略垂直な方向に規定されている。この走査線１３からの突出部としての第１導電膜４１は、その第１導電膜４１が接続される画素電極３１の側（図４において紙面上側）、及び、当該走査線１３を挟んで前記画素電極３１と隣接する画素電極３１側（図４において紙面下側）の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された第１導電膜４１の延在方向は、その突出した側の画素電極の当該第１導電膜４１に対向する端辺（縁）に対して略垂直な方向に規定されている。なお、走査線１３を挟んで両側に突出された突出部４１の先端部と、これに対向する画素電極３１の端辺との間隔は、両画素電極３１に対して略同一とされている。
これ以外は上記第１実施形態と同様である。

したがって本実施形態でも、高電位となる第１導電膜（突出部）４１の延在方向がこれに接続される画素電極３１の端辺に略垂直な方向に規定されているので、上記第１実施形態と同様の理由により、配向不良の少ない高品質な表示が得られるようになる。特に本実施形態では、ＴＦＤ４０がドットの端辺の中央部に配置され、且つ、第１導電膜４１が走査線１３の両側に突出された構造となっているため、走査線１３及び第１導電膜４１によって生じる電界の分布がドットの中心に対して対称となり、より視角特性のよい表示が得られるようになる。

また本実施形態では、ＴＦＤ４０をドットの長軸側端辺の中央部に配置したため、従来のうように素子をドットの角部に設けた場合に比べて、ディスクリネーションの移動が抑制され、よりざらつきの少ない表示が得られるようになる。つまり、本構成のように画素電極３１を複数の島状部に分割しない場合には、ドットの縦横比が大きくなるに従って、ドットの長軸方向（図４のＹ軸方向）の配向制御性が低下し、当該長軸側の端辺にディスクリネーションが発生しやすくなる。係るディスクリネーションの発生位置はドット端辺に設けられたスイッチング素子によって固定することができるが、従来の構成では素子はドットの角部に設けられているため、ディスクリネーションはドットの端辺を自由に移動することができ、従って、ざらつきの大きい表示となっていた。これに対して本実施形態の構成では、素子４０がドットの長軸側端辺の中央部に設けられているので、仮にディスクリネーションが発生しても、係るディスクリネーションは素子によって固定され、無秩序に移動することはない。このように本実施形態では素子４０を配向規制手段として活用しているため、電極スリット等の配向制御手段を多く設ける構成（上記第１実施形態のように１ドットを複数のサブピクセルに分割する方式を含む）に比べて開口率が高く明るい表示が可能となる。

（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、各島状部に対してそれぞれ走査線１３に突出部を設けた以外は、図３に示した液晶表示装置１００と同様の構成を備えた透過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、本実施形態の走査線１３には、ＴＦＤ４０に対して形成される第１導電膜４１とは別に、当該ＴＦＤ４０に接続されない島状部３１ｂ，３１ｃに対して、それぞれ走査線１３から突出部４３が設けられている。この突出部４３は、走査線１３とは別部材によって構成してもよく、走査線１３を一部分岐させる形で構成してもよい。突出部４３は、ＴＦＤ４０の第１導電膜４１と同様に、当該走査線１３に接続されるドットの島状部の側（図５において紙面上側）、及び、当該走査線１３を挟んで前記島状部と隣接する島状部（図５において紙面下側）の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された突出部４３の延在方向は、その突出した側の島状部の当該突出部４３に対向する端辺（縁）に対して略垂直な方向に規定されている。また、走査線１３を挟んで両側に突出された突出部４３の先端部と、これに対向する島状部の端辺との間隔は、両島状部に対して略同一とされている。
これ以外は上記第１実施形態と同様である。

したがって本実施形態によれば、高電位となる第１導電膜４１及び突出部４３の延在方向が、それぞれ対応する島状部の当該第１導電部４１又は突出部４３に対向する端辺に略垂直な方向に規定されているので、上記第１実施形態と同様の理由により、配向不良の少ない高品質な表示が得られるようになる。特に本実施形態では、それぞれの島状部に対して同様の構造の突出部を設けているので、全ての島状部に対して電界分布を等しくでき、この結果、各サブピクセルの視角特性を均一化することが可能となる。

（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では、画素電極３１に対する共通電極２９及び走査線１３０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。尚、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、本実施形態では走査線１３０はドットの短辺方向（Ｘ軸方向）に延在しており、それに応じて画素スイッチング素子としてのＴＦＤ４０もドットの短辺方向に配列形成されている。ＴＦＤ４０は、第１実施形態のものと同様に、第１導電膜４１，絶縁膜，第２導電膜４２を順に積層したＭＩＭ構造を有しており、第１導電膜が走査線１３０から突出して設けられ、第２導電膜４２が画素電極３１に接続されている。第１導電膜４１の延在方向は、当該ＴＦＤ４０が接続される画素電極３１の端辺（即ち、第１導電膜４１に対向する島状部３１ａの端辺）に略垂直な方向に規定されている。また第１導電膜４１は、その第１導電膜４１が接続される画素電極３１の側（図６において紙面右側）、及び、当該走査線１３０を挟んで前記画素電極３１と隣接する画素電極３１側（図４において紙面左側）の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された第１導電膜４１の延在方向は、その突出した側の画素電極の当該第１導電膜４１に対向する端辺（縁）に対して略垂直な方向に規定されている。また、走査線１３を挟んで両側に突出された突出部４１の先端部と、これに対向する画素電極３１の端辺との間隔は、両画素電極３１に対して略同一とされている。

一方、本実施形態の液晶表示装置４００の各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３には、前記走査線１３０と略垂直な方向、即ち、ドット領域の長辺方向（Ｙ軸方向）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において走査線１３０に最も近い位置に配置される島状部３１ａがＴＦＤ４０に接続されている。また、ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の長辺方向に延びる共通電極２９が、平面視ストライプ状に配列形成されている。共通電極２９には開口部２９ａ〜２９ｃが設けられており、各開口部２９ａ〜２９ｃは、それぞれ画素電極３１の各島状部３１ａ〜３１ｃの平面領域の中心部に対応する位置に配置されている。
これ以外は上記第１実施形態と同様である。

したがって本実施形態でも、高電位となる第１導電膜（突出部）４１の延在方向がこれに接続される画素電極３１の端辺に略垂直な方向に規定されているので、上記第１実施形態と同様の理由により、配向不良の少ない高品質な表示が得られるようになる。
また本実施形態では、走査線１３０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１３０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１３０と、走査線１３０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い。従って、本実施形態の液晶表示装置４００によれば、走査線１３０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。

（電子機器）
図７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。

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。
例えば上記実施形態では、電極の平面形状を八角形状としているが、係る形状はこれに限定されず、例えば四角形や六角形等の他の多角形形状や、円形や楕円形の形状等を採用することも可能である。すなわち、電極は、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。この際、電極の形状が回転対称性を有する形状であれば、より均一な視角特性が得られため好ましい。

また上記実施形態では、各ドット領域Ｄ１〜Ｄ３の島状部の数を３つとしたが、この数はドットピッチ等の仕様に応じて適宜変更可能である。
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。

また上記第１，第３実施形態では、ＴＦＤ４０を最も左側に位置する島状部３１ａに接続したが、ＴＦＤ４０はいずれの島状部に接続してもよく、例えば真中の島状部３１ｂに接続することも可能である。この場合、ＴＦＤ４０による電界の歪みはドットに対して対称に形成されるため、より視角特性のよい表示が得られるようになる。

また上記実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＤを採用した例を示したが、この代わりにスイッチング素子としてＴＦＴ等を採用することもできる。特にＴＦＴと電極との間に層間絶縁膜がない場合には、電極領域に位置する液晶は配線からの影響を受けやすくなるため、このような系に本発明を適用することで、その表示特性を大幅に改善することができるようになる。

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。

また上記実施形態では、透過型カラー液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば反射型の液晶表示装置や半透過反射型の液晶表示装置に対して本構成を適用することも可能である。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置の回路構成を示す図。 同、電極構成を模式的に示す平面図。 同、画素領域を拡大して示す平面図及び断面図。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面図。 本発明の第３実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面図。 本発明の第４実施形態の液晶表示装置の画素領域を示す平面図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。 本発明の作用を説明するための図。

符号の説明

９・・・共通電極、１０・・・下基板、１３…走査線（配線）、２５・・・上基板、３１…画素電極、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・島状部（電極部）、４０・・・ＴＦＤ（スイッチング素子）、４１・・・第１導電膜（突出部）、４３・・・突出部、５０…液晶層、１００，２００，３００，４００・・・液晶表示装置、１３００・・・電子機器、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・・ドット領域

Claims (9)

1. 複数の電極を備えた一対の基板間に誘電異方性が負の液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、
   前記一対の基板のうちの一方の基板に、該基板に配置された複数の前記電極の各々に画像信号を供給する配線と、該配線と各電極との間にそれぞれ接続されたスイッチング素子とが設けられ、
   前記電極は複数の島状の電極部と、隣接する前記電極部を互いに電気的に接続する連結部とを有して構成され、
   前記一対の基板のうちの他方の基板に、共通電極と、前記複数の電極部のそれぞれに対応して配置された配向制御手段とが設けられ、
   前記液晶層の液晶分子は前記電極と前記共通電極の間に電圧が印加されたときに、前記電極部のそれぞれにおいて平面視で放射状に配向し、
   前記配線には、各電極に対応して該配線から突出した突出部が設けられ、
   前記スイッチング素子は、前記突出部を介して該配線に電気的に接続されるとともに、前記複数の電極部のうちいずれかに電気的に接続されており、
   前記突出部が、当該突出部に対向する前記電極の端縁の略中央部に配置されるとともに、前記突出部の延在方向が、当該突出部に対向する前記電極の端縁に対して略垂直な方向に規定されたことを特徴とする、液晶表示装置。
2. 前記突出部は、前記スイッチング素子との接続部、及び前記配線を挟んで隣接して配置された前記電極側の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された前記突出部の延在方向は、その突出した側の前記突出部に対向する前記電極の端縁に対して略垂直な方向に規定されたことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記突出部は前記配線に隣接した前記島状の電極部に対応した複数箇所で突出していることを特徴とする、請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 前記スイッチング素子は、前記複数の島状の前記電極部のうち当該電極の中央部に位置する前記電極部に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の電極部のうち前記スイッチング素子に接続されない電極部に対応して、それぞれ前記配線から突出した突出部が設けられ、
   前記突出部の延在方向が、対応する電極部の端縁に対して略垂直な方向に規定されたことを特徴とする、請求項３又は４記載の液晶表示装置。
6. 前記突出部は、対応する電極部側及び前記配線を挟んで隣接する電極部側の双方の側に突出しており、それぞれの方向に突出された突出部の延在方向は、その突出した側の前記突出部に対向する前記電極部の端縁に対して略垂直な方向に規定されたことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の電極部が、前記配線の延在方向に対して略平行に配列されたことを特徴とする、請求項３〜６のいずれか１項記載の液晶表示装置。
8. 前記複数の電極部が、前記配線の延在方向に対して略垂直に配列されたことを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項記載の液晶表示装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項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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