(57)【要約】【課題】  配向制御構造を備えた液晶表示装置において、従来の手法とは異なる方法により液晶の配向制御性をさらに高めることのできる構成を提供する。【解決手段】  本発明の液晶表示装置は、一対の基板１１０，１２０の間に、電界無印加状態で基板１１０，１２０の内面に対して実質的に垂直な方向に配向される液晶１３０を配置して複数の画素領域を構成した液晶表示装置であって、前記画素領域内の前記一対の基板のうち一方の前記基板の内面に形成された主配向制御手段１２２ａと、前記画素領域内の前記一方の基板若しくは他方の前記基板の内面に形成され、前記主配向制御手段の周囲にて前記主配向制御手段から離間する方向に伸びるように設けられ、前記主配向制御手段の幅Ｗ１より小さい幅Ｓ２を有する複数の補助配向制御手段１２２ｂと、を具備することを特徴とする。【選択図】図１
2006119405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板の間に、電界無印加状態で基板の内面に対して実質的に垂直な方向に配向される液晶を配置して複数の画素領域を構成した液晶表示装置であって、
前記画素領域内の前記一対の基板のうち一方の前記基板の内面に形成された主配向制御手段と、
前記画素領域内の前記一方の基板若しくは他方の前記基板の内面に形成され、前記主配向制御手段の周囲にて前記主配向制御手段から離間する方向に伸びるように設けられ、前記主配向制御手段の幅より小さい幅を有する複数の補助配向制御手段と、
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の補助配向制御手段は、前記主配向制御手段の周囲に放射状に配置さ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。
【請求項３】
前記主配向制御手段及び前記補助配向制御手段は、前記液晶に電圧を印加するための電極に形成された開口部で構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。
【請求項４】
前記補助配向制御手段の幅が３〜８μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の補助配向制御手段の間隔が５〜３０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記補助配向制御手段の先端同士を結ぶ包絡線の形状と、前記画素領域の外縁形状とが実質的に相似形であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素領域内に複数のサブ領域が構成され、前記主配向制御手段及び前記複数の補助配向制御手段が前記サブ領域毎に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置と、該液晶表示装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置及び電子機器に係り、特に、電界無印加状態で液晶が基板の内面に対して実質的に垂直に配向する垂直配向モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置は、一般に、一対の基板間に液晶を封入したセル構造を有し、この液晶の配向状態を電界によって制御することで表示を行うように構成されている。このような液晶表示装置としては、電界無印加状態で液晶の配向方向が液晶層の厚さ方向に９０度捩れ、電界印加状態で液晶が基板の内面に対して略垂直に配向するＴＮモードの液晶表示装置や、電界の有無で液晶の配向方向が基板の内面と平行な平面上を旋回するＩＰＳモードの液晶表示装置などがあるが、ＴＮモードでは視野角が狭いという問題点があり、また、ＩＰＳモードでは視野角を比較的広く確保できるものの、応答速度が遅い、光透過率が不十分である、製造が難しいなどの問題点がある。
【０００３】
そこで、広い視野角を確保しつつ、その他の特性をも満足することのできる方式として、ＶＡ（Vertical Aligned）モードの液晶表示装置が開発されている。この液晶表示装置は、一般的には誘電異方性が負の液晶を用い、電圧無印加状態で液晶が基板の内面に対して略垂直に配向し、電圧印加状態で液晶が倒れて基板の内面に対して略平行に配向するように構成される。このＶＡモードの液晶表示装置の欠点は、電界印加状態において液晶の倒れる方位を制御することが難しいことにある。この液晶が倒れる方位が偏ると視角依存性が生ずるため、通常、基板の内面に突起やスリット（電極パターンの開口部）などの配向制御構造を形成し、これらの配向制御構造によって液晶の倒れる方位が偏らないように構成して視角依存性を低減させている（例えば、以下の特許文献１参照）。
【０００４】
また、画素領域を複数のサブドットに分割し、これらのサブドット毎に上記の配向制御構造（突起及び電極の開口部）を設けることにより、配向制御構造による画素内の液晶の配向状態の制御性を高める方法も提案されている（例えば、以下の特許文献２及び３参照）。この構造では、上記に加えて、サブドットの形状を円形や正方形などの回転対象形状とすることでさらに配向制御性を向上させ、また、液晶にカイラル剤を添加することで配向不良（ディスクリネーション）に起因するざらしみ（視角によって表示態様が変化するしみ）などの表示不良の発生を防止している。
【特許文献１】特開平１１−２５８６０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２５１１号公報
【特許文献３】特開２００３−４３５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のようにサブドット毎に配向制御構造を設けて配向安定性を高めたＶＡモードの液晶表示装置においても、液晶の配向制御は、突起若しくはスリットの大きさによって大きく左右され、例えば突起が小さい場合には液晶がツイスト配向しやすくなり、ディスクリネーションがランダムに発生する。このディスクリネーションはざらしみなどの表示不良、応答速度の低下、残像の発生などの不具合を引き起こすという問題点がある。特に、液晶表示装置の精細度が低い場合にはサブドットが大きくなるため、液晶の配向安定性が低下し、ディスクリネーションが発生しやすくなる。サブドットの対称性が低下した場合も同様である。また、配向安定性が不十分であると、液晶表示装置に外力が加わったときに配向が乱れ易く、しかも、一旦乱れると元の状態に復帰しにくくなるという問題点もある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、配向制御構造を備えた液晶表示装置において、従来の手法とは異なる方法により液晶の配向制御性をさらに高めることのできる構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる実情に鑑み、本発明の液晶表示装置は、一対の基板の間に、電界無印加状態で基板の内面に対して実質的に垂直な方向に配向される液晶を配置して複数の画素領域を構成した液晶表示装置であって、前記画素領域内の前記一対の基板のうち一方の前記基板の内面に形成された主配向制御手段と、前記画素領域内の前記一方の基板若しくは他方の前記基板の内面に形成され、前記主配向制御手段の周囲にて前記主配向制御手段から離間する方向に伸びるように設けられ、前記主配向制御手段の幅より小さい幅を有する複数の補助配向制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、電界印加時において液晶は主配向制御手段を核としてその周囲に向けて配向するが、当該周囲の領域では、主配向制御手段より細幅の複数の補助配向制御手段が主配向制御手段から離間する方向に伸びているので、補助配向制御手段に沿って液晶が配向しやすくなり、その結果、主配向制御手段から離間した領域においても液晶の配向状態が安定するため、ディスクリネーションの発生、応答速度の低下、残像の発生などを低減させることができるとともに、外力により生じた配向状態の乱れの復元性を高めることができる。
【０００９】
本発明において、前記複数の補助配向制御手段は、前記主配向制御手段の周囲に放射状に配置されていることが好ましい。これによれば、電圧印加時において主配向制御手段を中心としてその周囲に向けて放射状に液晶が配向することになるため、液晶表示装置の視角依存性を効率的に低減することができる。
【００１０】
本発明において、前記主配向制御手段及び前記補助配向制御手段は、前記液晶に電圧を印加するための電極に形成された開口部で構成されていることが好ましい。開口部（スリット）は電極の端縁を形成するため、電極の端縁にて形成される斜め電界によって液晶の配向方向を規制することができる。また、主配向制御手段や補助配向制御手段としては、上記の電極開口部の他に、前記一方の基板若しくは前記他方の基板の内面に形成された突起若しくは窪みで構成することもできる。これらの突起や窪みは、どの突出部分や凹部分によって上記と同様の斜め電界を発生させることができ、液晶の配向方向を定めることができるが、電極開口部に比べて高い形状精度を実現することが困難であり、立体形状の制御性にも問題がある。特に、微細なパターンを形成する場合には電極開口部で構成することが最も確実でしかも十分な配向制御能力を得ることができる点で最も好ましい。なお、本発明においては、主配向制御手段と補助配向制御手段が上記三つの具体的構成のうちの相互に異なる構成となっていても構わない。
【００１１】
本発明において、前記補助配向制御手段の幅が３〜８μｍの範囲内にあることが好ましい。補助配向制御手段の幅は主配向制御手段の幅より小さければよく、それ以外には本来特に限定されないが、通常寸法の液晶表示装置では、補助配向制御手段の幅が３〜８μｍの範囲内であれば、液晶に対して十分な配向方向の制御性を生じさせることができるとともに、補助配向制御手段の近傍における表示不良の発生を抑制できる。例えば、補助配向制御手段の幅が３μｍ未満になると、補助配向制御手段の伸びる方向に沿った液晶の配向安定性が低くなる場合があり、逆に８μｍを越えると、補助配向制御手段の近傍における液晶の配向の乱れが発生しやすくなり、透過率が低下する場合がある。
【００１２】
本発明において、前記複数の補助配向制御手段の間隔が５〜３０μｍの範囲内にあることが好ましい。補助配向制御手段の間隔は本来特に限定されないが、通常寸法の液晶表示装置では、補助配向制御手段の間隔が５〜３０μｍの範囲内であれば、画素領域の光透過率の低下を抑制しつつ、当該間隔内に存在する液晶を補助配向制御手段の伸びる方向に沿って安定的に配向させることができる。例えば、補助配向制御手段の間隔が５μｍ未満になると、補助配向制御手段の数が大きくなりすぎ、画素領域の光透過率が低下する場合があり、逆に３０μｍを越えると、液晶の配向安定性が不十分になる場合がある。
【００１３】
本発明において、前記補助配向制御手段の先端同士を結ぶ包絡線の形状と、前記画素領域の外縁形状とが実質的に相似形であることが好ましい。これによれば、補助配向制御手段の先端同士を結ぶ包絡線の形状が画素領域の外縁形状と実質的に相似形であることにより、補助配向制御手段から画素領域の外縁までの距離のばらつきを主配向制御手段の周囲全体に亘って低減することができるため、より高い効果を得ることができる。
【００１４】
本発明において、前記画素領域内に複数のサブ領域が構成され、前記主配向制御手段及び前記複数の補助配向制御手段が前記サブ領域毎に設けられていることが好ましい。画素領域内に構成された複数のサブ領域においてそれぞれ主配向制御手段及び複数の補助配向制御手段が設けられることにより、画素領域の平面形状や寸法に拘らず、サブ領域を液晶の配向安定性を高めるために適した態様、例えば、回転対称性の高い平面形状としたり、比較的小さな寸法で構成したりすることが可能になるので、上記効果をさらに高めることができる。
【００１５】
本発明の電子機器は、上記のいずれか一項に記載の液晶表示装置と、該液晶表示装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。本発明の電子機器は、上記の液晶表示装置を有することにより、表示品位の高い表示画面を備えた機器を構成できる。電子機器としては、例えば、携帯電話、携帯型情報端末、電子時計、パーソナルコンピュータなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶表示装置及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。以下に説明する各実施形態は、通常、基本的に一対の基板をシール材で貼り合わせ、基板間に液晶を封入してなるパネル構造を有するものとして構成されるが、このようなパネル構造は周知慣用技術であるため、詳細の説明は省略し、以下に示す図１乃至図５では、それぞれパネル構造内に複数配列形成された一つの画素領域に対応する部分のみを示し、当該部分の説明のみを行うこととする。なお、各図はあくまでも模式的なもので、液晶分子のサイズを含め、各部の寸法は図示の都合上実際のものに対して大幅に変えて描いてある。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態の構造を示す概略構成図である。この図１において、中央には一つの画素領域に対応する縦断面図を描き、この縦断面図の上方には第１基板の内面構造の平面図を描き、縦断面図の下方には第２基板の内面構造の平面図が描いてある。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置は透過型のパネル構造を有し、ガラスやプラスチックスなどで構成される基板１１１の内面上に後述する内面構造を構成してなる第１基板１１０と、同様の基板１２１の内面上に後述する内面構造を構成してなる第２基板１２０とを有し、この第１基板１１０と第２基板１２０とをシール材などを介して１〜１０μｍ程度の間隔を隔てて対向させ、これらの間に液晶層１３０を配置してなるものである。本実施形態はいわゆるＶＡモードの液晶表示装置であり、液晶層１３０は誘電異方性が負の液晶であり、例えばネガ型ネマチック液晶などで構成される。ただし、図示例とは異なるが、ＥＯＣ（Electrically-induced Optical Compensation）方式であれば正の誘電異方性を有する液晶を用いることもできる。液晶層１３０内には多数の液晶分子１３１が所定の配向状態となるように配置されている。
【００１９】
基板１１１の外面上には位相差板（例えば１／４波長板）１４１及び偏光板１４３が配置され、基板１２１の外側には位相差板（１／４波長板）１４２及び偏光板１４４が配置される。位相差板１４１，１４２は広帯域であることが好ましく、また、位相差板を設けなくてもよく、或いは、１／４波長以外の他の位相差を有するもので構成してもよい。一方、偏光板１４１，１４３は、電界印加の有無により液晶層１３０の透過光の遮断状態と透過状態が得られる関係（例えばクロスニコル配置）となるように設定される。
【００２０】
第１基板１１０では、基板１１１の内面上に金属などで構成された信号線１１２が設けられ、この信号線１１２は接続部１１３を介して画素領域内のコンタクト部１１４に導電接続される。図示例の場合、これらの導電接続構造は省略して描いてあり、実際には接続部１１３にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）などのスイッチング素子が構成され、このスイッチング素子を介して信号線１１２からコンタクト部１１４へ信号電位が供給される。ＴＦＴのような３端子素子の場合には、図示しない走査線が信号線１１２と交差する方向に形成され、この走査線の走査電位によって３端子素子の導通状態が制御されるように構成される。また、ＴＦＤのような２端子素子の場合には、信号線１１２の信号電位によって２端子素子の導通状態が制御されるように構成される。
【００２１】
上記コンタクト部１１４上には、アクリル樹脂のような透明絶縁体により絶縁膜１１５が形成され、この絶縁膜１１５にはコンタクトホール１１５ａが形成される。絶縁膜１１５は通常感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ技術によってコンタクトホール１１５ａを有する態様にパターニングされる。絶縁膜１１５の上にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などの透明導電体により画素電極１１６が形成される。画素電極１１６は上記コンタクトホール１１５ａを介して上記コンタクト部１１４に導電接続されている。信号線１１２と画素電極１１６との間の寄生容量を低減するために上記絶縁膜１１５は或る程度厚く形成する必要があり、通常、０．５〜３．０μｍ程度、典型的には１．０μｍ程度の厚さに形成される。絶縁膜１１５を形成することで、画素電極１１６によって画成される画素領域の外縁を信号線１１２（走査線も形成される場合には信号線及び走査線）の形成部分に近接させることが可能になり、その結果、液晶表示装置の開口率を高めて明るい表示が実現されるように構成できる。
【００２２】
画素電極１１６上には垂直配向膜１１７が形成される。この垂直配向膜１１７は、電界無印加状態で液晶層１３０の液晶分子１３１を基板内面と直交する方向に配向させる初期配向能を有する。ここで、液晶分子１３１は電界無印加状態でも完全に垂直に配向しているわけではなく、僅かに傾斜した状態で配向される。通常、基板内面に対して８５度以上の配向角度を有するものが実質的に垂直配向状態にあると呼ばれる。
【００２３】
一方、第２基板１２０では、基板１２１の内面上にＩＴＯ等の透明導電体で対向電極１２２が形成され、この対向電極１２２の上に上記と同様の垂直配向膜１２３が形成される。なお、第２基板１２０の内面上に図示しない周知のカラーフィルタ構造を構成し、このカラーフィルタ構造上に対向電極１２２を形成してもよい。このカラーフィルタ構造は第１基板１１０に設けても構わない。なお、対向電極１２２は上記３端子素子が設けられる場合にはパネル内に全面的に形成される全面電極となり、上記２端子素子が設けられる場合にはストライプ状の帯状電極となるのが一般的である。
【００２４】
上記対向電極１２２には、画素領域Ｄの中央部分に設けられ、対向電極１２２の開口部で構成される主配向制御手段１２２ａが設けられている。この主配向制御手段１２２ａは図示例では電極開口部で構成されるが、電極自体、電極上の誘電体、或いは、電極下の絶縁体で構成される突起（錐形状でも柱状でもよい。）として設けられていても構わない。さらに、突起とは逆に窪みによって構成されていてもよい。いずれの場合でも、主配向制御手段１２２ａは、画素領域Ｄ内に斜め電界を形成し、電界印加状態における液晶分子１３１の倒伏方位を制御する配向制御性を備えている。すなわち、主配向制御手段１２２ａは電界印加状態における液晶分子１３１の配向状態を決定する核として機能するものである。
【００２５】
ただし、主配向制御手段１２２ａが突起である場合には、微細なパターン形成が困難であり、立体形状の制御性が低いとともに、液晶配向の乱れが生じやすく、しかも、液晶注入を妨げることとなり注入時間が長くなるという問題点があるので、主配向制御手段１２２ａは図示例のように電極開口部（スリット）で構成されることが最も望ましい。
【００２６】
また、主配向制御手段１２２ａは、図示例では横長の画素形状に対応した平面形状である横長形状、すなわち図示例のように電極開口部で構成される場合にはスリット形状となるように構成されている。主配向制御手段１２２ａの幅Ｗ１は、通常、５〜３０μｍ程度とすることが上記の配向制御機能を確保するとともに、主配向制御手段１２２ａ自体による液晶配向の乱れを低減する上で好ましく、特に８〜１５μｍ程度であることが望ましい。例えば、幅Ｗ１が小さすぎると上記配向制御機能が得られにくくなり、また、当該幅Ｗ１が大きすぎると主配向制御手段１２２ａの形成範囲が大きくなるので、当該形成範囲内で生ずる液晶配向の乱れによるコントラストの低下が生ずる。
【００２７】
主配向制御手段１２２ａの平面形状は任意であり、上記のような延長形状の他に、例えば、円形状や多角形状とすることができる。ここで、例えば主配向制御手段１２２ａの平面形状が円形である場合には上記幅Ｗ１を直径とし、当該平面形状が多角形である場合には最も離間した角同士を結ぶ対角線の長さとする。
【００２８】
本実施形態では、上記主配向制御手段１２２ａの周囲に、主配向制御手段１２２ａから離間する方向に伸びる形状を有する複数の補助配向制御手段１２２ｂが設けられている。これらの補助配向制御手段１２２ｂは、主配向制御手段１２２ａから離間するように画素領域Ｄの外縁に向けて直線的に伸びるように構成されている。図示例の場合、補助配向制御手段１２２ｂは主配向制御手段１２２ａに接続された状態で構成されているため、主配向制御手段１２２ａの近傍範囲をも含めて液晶分子１３１の配向状態を確実に補助配向制御手段１２２ｂによって安定化させることができる。ただし、補助配向制御手段１２２ｂは主配向制御手段１２２ａとは分離された状態で設けられていても構わない。
【００２９】
補助配向制御手段１２２ｂの幅Ｗ２は上記主配向制御手段１２２ａの幅Ｗ１より小さい。これは、電界印加状態における液晶分子１３１の配向方向を補助配向制御手段１２２ｂの伸びる方向に沿って安定化させる機能を補助配向制御手段１２２ｂに持たせるためである。幅Ｗ２が幅Ｗ１と同等或いはそれ以上であれば、補助配向制御手段１２２ｂによって電界が大きく変化し、主配向制御手段として機能するようになるので、液晶の配向方向が補助配向制御手段１２２ｂを中心として制御され、補助配向制御手段１２２ｂの延長方向に対して交差する方向に液晶分子１３１が配向されやすくなるとともに、主配向制御手段として機能する部分の面積が増大することによる表示不良やコントラスト低下が発生しやすくなる。本実施形態の補助配向制御手段１２２ｂは、主配向制御手段１２２ａによってほぼ決定された液晶分子１３１の配向方向を安定化させるためものであり、基本的に液晶分子１３１の配向方向は補助配向制御手段１２２ｂの延長方向に沿った方向となる。
【００３０】
補助配向制御手段１２２ｂの幅Ｗ２は上記のようにＷ１より小さいことが要求され、これ以外には特に限定されないが、通常３〜８μｍ程度であることが好ましい。この範囲を下回ると液晶の配向状態の安定性を高める効果が得られにくくなり、また、上記範囲を上回ると補助配向制御手段としての機能が低下するとともに透過率の低下などを招く。
【００３１】
この補助配向制御手段１２２ｂは図示例では電極開口部で構成されるが、電極自体、電極上の誘電体、或いは、電極下の絶縁体で構成される突起（錐形状でも柱状でもよい。）として設けられていても構わない。さらに、突起とは逆に窪みによって構成されていてもよい。いずれの場合でも、補助配向制御手段１２２ｂは、主配向制御手段１２２ａによる配向制御方向に沿って電界印加状態における液晶分子１３１の配向安定性を高める機能を備える。すなわち、補助配向制御手段１２２ｂは電界印加状態における液晶分子１３１の配向状態を安定化させるガイド構造として機能するものである。
【００３２】
ただし、補助配向制御手段１２２ｂが突起である場合には、微細なパターン形成が困難であり、立体形状の制御性が低いとともに、液晶配向の乱れが生じやすく、しかも、液晶注入を妨げることとなり注入時間が長くなるという問題点があるので、補助配向制御手段１２２ｂは図示例のように電極開口部（スリット）で構成されることが最も望ましい。
【００３３】
本実施形態の補助配向制御手段１２２ｂは、図示例のように、主配向制御手段１２２ａの周囲に放射状になるように配置されることが好ましい。このようにすると、補助配向制御手段１２２ｂによる液晶の配向状態の安定性を均一に確保することができる。ここで言う放射状とは、主配向制御手段１２２ａを取り巻くようにその周囲にほぼ均等に配置されることを言う。ただし、本発明の場合、補助配向制御手段１２２ｂが主配向制御手段１２２ａの延長方向に沿って当該延長方向と直交する方向に伸びる姿勢で簾状に配列されているだけでもよい。
【００３４】
また、本実施形態の場合、補助配向制御手段１２２ｂは主配向制御手段１２２ａと同じ基板１２１上に形成されているが、主配向制御手段が一方の基板（例えば第１基板１１０）に形成され、補助配向制御手段が他方の基板（例えば第２基板１２０）に形成されていても構わない。
【００３５】
補助配向制御手段１２２ｂの間隔Ｇ２は、通常５〜３０μｍ程度であることが好ましい。この間隔Ｇ２が小さすぎると補助配向制御手段１２２ｂが数多くなることにより表示品位の低下（例えば透過率の低下）を招く可能性があり、上記間隔Ｇ２が大きすぎると液晶の配向状態の安定性を維持する機能が低下するからである。この間隔Ｇ２は、特に１０〜２５μｍの範囲内であることがより望ましい。間隔Ｇ２が図示のように均一でない場合には、全ての間隔の平均が上記の範囲内に設定されていればよい。
【００３６】
以上説明した構成を有する本実施形態では、以下の作用効果を有する。従来構成のように主配向制御手段のみを設ける場合、主配向制御手段の幅や長さは、画素領域Ｄの形状や寸法に依存した制約を受ける。これは、主配向制御手段を大きくすると、主配向制御手段の構成領域において液晶の配向の乱れが生じ、透過率の低下などをもたらすからである。この影響は低精細度の液晶表示装置ほど大きくなる。また、本実施形態のように画素領域Ｄの平面形状が長方形である場合、画素領域Ｄ内における主配向制御手段から離間した外縁部分において主配向制御手段による配向規制が及ばず、配向不良を起こし易くなる。
【００３７】
しかし、本実施形態では、複数の補助配向制御手段１２２ｂが設けられていることにより、液晶の配向安定性を確保することができる。すなわち、中央の主配向制御手段１２２ａを最低限の大きさにしても液晶の配向安定性が維持され、また、主配向制御手段１２２ａから離間した領域でも液晶の配向不良が生じにくくなる。さらに、液晶分子１３１は主配向制御手段１２２ａだけでなく補助配向制御手段１２２ｂからも配向規制力を受けるため、応答速度がさらに向上する。
【００３８】
また、補助配向制御手段１２２ｂの幅Ｗ２は主配向制御手段１２２ａよりも小さいため、補助配向制御手段１２２ｂを設けても液晶分子１３１の配向の乱れがほとんど増大せず、単純に同じ面積の主配向制御手段を増設した場合に較べれば格段に高い透過率を得ることができる。したがって、高い配向制御性を維持しつつ、明るく、しかも高速応答が可能で、残像などが生じない高い表示品位を実現できる。
【００３９】
発明者が主配向制御手段１２２ａのみを形成した従来構造の液晶表示装置と、補助配向制御手段１２２ｂを備えた本実施形態の液晶表示装置とを他の条件を同様にしてそれぞれ試作し、光学特性を比較した。ここで、主配向制御手段１２２ａの幅Ｗ１を約１０μｍ、補助配向制御手段の幅Ｗ２を約３μｍとした。このとき、従来構成の液晶表示装置では透過率が８％であり、本実施形態では７．５％であって透過率の低下はきわめて小さく抑制されていた。また、従来構造の応答速度が４８．６ｍｓｅｃであったのに対して、本実施形態では４１．２ｍｓｅｃと大幅に高くなった。さらに、外力をパネルに加えたときの配向の乱れについても、従来構造では乱れが多少残存する傾向が見られたが、本実施形態では瞬時に乱れがなくなり、元の状態に復帰した。
【００４０】
また、従来構造では、主配向制御手段１２２ａの幅Ｗ１を８μｍにすると画素領域Ｄの外縁部にて配向の乱れが発生し、透過率が低下し始め、幅Ｗ１を５μｍにすると放射状配向が崩れ、透過率も実用範囲から逸脱したのに対して、本実施形態では、幅Ｗ１が８μｍの場合では配向不良はほとんど発生せず、幅Ｗ１が８μｍ未満でも実用範囲に入ることが確認された。
【００４１】
［第２実施形態］
次に、図２を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。この実施形態は、上記第１実施形態と共通の基本構造を有するので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。この実施形態は、画素領域の一部に反射領域を形成して透過表示・反射表示併用型（半透過反射型）の液晶表示装置として構成したものである。
【００４２】
図２に示すように、透過領域Ｔでは第１実施形態と同様の断面構造を有し、反射領域Ｒでは、第２基板１２０′の内面上に反射膜１２４が形成されている。この反射膜１２４は、例えば、アルミニウム、銀、クロムなどの金属膜で構成され、図示例の場合、基板１２１と対向電極１２２との間に配置されている。ただし、この反射膜は、対向電極を兼ねた反射電極として構成してもよい。反射膜１２４の下層には液晶層１３０の厚さを低減させるための下地膜１２５が形成されている。下地膜１２５は絶縁樹脂などの絶縁体で構成されることが好ましい。このようにすると、下地膜１２５の厚さ分だけ液晶層１３０の厚さが低下する。これは、透過表示を構成する透過光が液晶層１３０を一回だけ通過するのに対して、反射表示を構成する外光は液晶層１３０を往復２回通過するので、液晶層１３０の厚さが透過領域Ｔと反射領域Ｒで同じであれば、反射表示を構成する反射光は透過表示を構成する透過光に較べて液晶層１３０から二倍の複屈折効果を受けるが、これによって反射表示と透過表示を共に最適化することが難しくなるからである。このため、本実施形態では、予め反射領域Ｒにおける液晶層１３０の厚さを透過領域Ｔよりも低減することにより、反射光と透過光に対する複屈折効果の差異を低減している。したがって、反射領域Ｒにおける液晶層１３０の厚さは、透過領域Ｔにおける液晶層１３０の厚さの半分程度であることが最も望ましい。なお、反射領域Ｒにおける液晶層１３０の厚さを透過領域Ｔにおける液晶層１３０の厚さよりも小さくした構造は、上記下地膜１２５を設ける代わりに、第１基板１１０に設けられる絶縁膜１１５の厚さを変えることによって実現することもできるなど、図示例の構成に限定されるものではない。
【００４３】
また、下地膜１２５の表面に微細な凹凸構造が設けられ、反射膜１２４がこれを反映して粗面化されることによって、反射膜１２４の表面が光散乱性反射面となるように構成されることが望ましい。これによって、反射表示を行う際の照明光による幻惑や背景の写りこみを防止できる。
【００４４】
［第３実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態について説明する。この実施形態においても、上記第１実施形態と基本的に同様の構造を有し、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。また、第１実施形態の基本構造の代わりに、第２実施形態の構造を元に以下のように構成しても構わない。
【００４５】
本実施形態では、第１基板１１０′に設けられた画素電極１１６′が、第２基板１２０に設けられた補助配向制御手段１２２ｂの先端を結ぶ包絡線Ｅと実質的に相似形の外縁形状を備えている点で上記実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、画素領域の平面形状が長方形であるため、補助配向制御手段１２２ｂの先端から画素領域の外縁までの距離が画素領域の角部において大きくなることから、画素領域の角部近傍において配向不良が発生する恐れがある。そこで、本実施形態では、画素電極１１６′の平面形状を第１実施形態の角部をカットした形状とするなど、上記包絡線Ｅの形状に近づけることにより、配向不良による表示品位への影響を低減したものである。
【００４６】
特に、画素領域の角部に向かう補助配向制御手段１２２ｂを角部に向けて外側へ伸ばすと、補助配向制御手段１２２ｂの間隔が広がってしまうので、液晶の配向安定性を確保する効果はあまり期待できないが、本実施形態では逆に角部を無くすように画素領域を変形させているので、補助配向制御手段の間隔の増大による液晶の配向安定性の悪化を招くこともない。
【００４７】
本実施形態において、実質的な相似形とは、完全な相似形でなくてもよいことを意味し、包絡線Ｅから画素領域の外縁までの距離の全周に亘るばらつきを低減するように画素領域Ｄの平面形状が一般的な画素形状である矩形（正方形若しくは長方形）に対して変形されていればよい。
【００４８】
［第４実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態について説明する。この実施形態においても、上記第１実施形態と基本的に同様の構造を有し、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。また、第１実施形態の基本構造の代わりに、第２実施形態の構造を元に以下のように構成しても構わない。
【００４９】
本実施形態では、第２基板１２０″に設けられた複数の補助配向制御手段１２２ｂ′には、主配向制御手段１２２ａから画素領域の角部へより長く伸びるものが含まれている。この場合、画素領域Ｄの角部へ向けて伸びる補助配向制御手段を外縁（すなわち角部）寄り、言い換えると外側寄りに配置してもよい。これによって、補助配向制御手段１２２ｂ′の先端から画素領域の角部までの距離が低減され、配向不良を抑制することが可能になる。
【００５０】
一般的に、主配向制御手段１２２ａから画素領域Ｄの外縁までの距離が長い部分では、補助配向制御手段１２２ｂ′の先端を上記外縁側に接近するように設ける。このとき、補助配向制御手段１２２ｂ′を図示実線で示すように長く形成してもよく、図示点線で示す補助配向制御手段１２２ｃのように外側寄りに配置してもよい。また、補助配向制御手段１２２ｂ′の間隔Ｇ２″は、外側に伸びるほど大きくなるが、この場合、図示点線で示す補助配向制御手段１２２ｃを補助配向制御手段１２２ｂ′の間に配置することによって補助配向制御手段間の間隔のばらつきを低減することができるため、液晶の配向安定性の変動を抑制でき、全体に亘って液晶の配向安定性を確保することができる。
【００５１】
［第５実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る液晶表示装置の第５実施形態について説明する。この実施形態においても、上記第１実施形態と基本的に同様の構造を有し、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。また、第１実施形態の基本構造の代わりに、第２実施形態乃至第４実施形態の各構造を元に以下のように構成しても構わない。
【００５２】
本実施形態では、画素領域Ｄを複数のサブ領域ＤＡ，ＤＢ，ＤＣに分割し、それぞれの内部に主配向制御手段１２２ａ″及び補助配向制御手段１２２ｂ″を設けてある。これらのサブ領域ＤＡ〜ＤＣは、幾何学的な中心位置からの回転対称性を画素領域Ｄよりも高めるように構成されることが好ましい。図示例では、画素領域Ｄはほぼ長方形状であるのに対して、サブ領域ＤＡ〜ＤＣはそれぞれ正方形状（正確に言うと隅丸正方形）に構成されている。もちろん、最も回転対称性の高い形状は円形であるから、各サブ領域の平面形状を円形としてもよい。
【００５３】
本実施形態の上記サブ領域ＤＡ〜ＤＣは、第１基板１１０Ｄに設けられた画素電極１１６Ｄを３つのサブ電極１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃに分割することによって構成される。これらのサブ電極１１６Ａ〜１１６Ｃは相互に導電接続され、同じ電位が付与されるようになっている。
【００５４】
本実施形態の第２基板１２０Ｄには、上記サブ領域ＤＡ〜ＤＣの中心部に主配向制御手段１２２ａ″が形成され、その周囲に複数の補助配向制御手段１２２ｂ″が設けられている。図示例の主配向制御手段１２２ａ″の平面形状は円形（或いは多角形）であり、複数の補助配向制御手段１２２ｂ″は主配向制御手段１２２ａ″の周囲に放射状に配置されている。この実施形態でも、補助配向制御手段１２２ｂ″の幅は、主配向制御手段１２２ａ″の幅（図示例では直径或いは対角線の長さ）よりも小さく設定される。
【００５５】
本実施形態では、画素領域Ｄを複数のサブ領域ＤＡ〜ＤＣに分割することによって個々のサブ領域内の液晶の配向安定性をさらに向上させることができる。すなわち、本実施形態では、先の実施形態に較べて液晶の配向制御距離が小さくなり、しかも配向制御範囲の対称性も高くなっているので、液晶の配向安定性を大幅に向上させることができる。また、従来構造のサブ領域に分割した液晶表示装置に較べても補助配向制御手段１２２ｂ″を設けることで配向安定性が向上しているので、明るく、高速に応答し、残像の少ない高い表示品位を備えた液晶表示装置を実現できる。
【００５６】
［第６実施形態］
最後に、図６及び図７を参照して本発明に係る電気光学装置を搭載した電子機器について説明する。この実施形態では、上述の第１実施形態乃至第５実施形態のいずれかの液晶表示装置１００を表示手段として備えた電子機器について説明する。
【００５７】
図６は、本実施形態の電子機器における液晶表示装置１００に対する制御系（表示制御系）の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源２９１と、表示情報処理回路２９２と、電源回路２９３と、タイミングジェネレータ２９４と、光源制御回路２９５とを含む表示制御回路２９０を有する。また、液晶表示装置１００には、上述の構成を有するパネル構造１００Ｐと、このパネル構造１００Ｐを駆動する駆動回路１００Ｄと、光源１３１及び導光板１３２を備えたバックライト１３０とが設けられている。この駆動回路１００Ｄは、パネル構造１００Ｐに直接実装されている電子部品（半導体ＩＣなど）で構成される。ただし、駆動回路１００Ｄは、上記のような態様の他に、パネル構造１００Ｐの基板表面上に形成された回路パターン、或いは、パネル構造１００Ｐに導電接続された回路基板に実装された半導体ＩＣチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。
【００５８】
表示情報出力源２９１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２９４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情報処理回路２９２に供給するように構成されている。
【００５９】
表示情報処理回路２９２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１００Ｄへ供給する。駆動回路１００Ｄは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路２９３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【００６０】
光源制御回路２９５は、外部から導入される制御信号に基づいて、電源回路２９３から供給される電力をバックライト１３０の光源１３１に供給する。光源１３１から放出された光は導光板１３２に入射され、導光板１３２からパネル構造に照射される。この光源制御回路２９５は、上記制御信号に応じて光源１３１の点灯／非点灯を制御する。また、各光源の輝度を制御することも可能である。
【００６１】
図７は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器１０００は、操作部１００１と、表示部１００２とを有し、表示部１００２の筐体内部に回路基板１００３が配置されている。回路基板１００３上には上記の液晶表示装置１００が実装されている。そして、表示部１００２の表面において上記パネル構造１００Ｐの表示領域を視認できるように構成されている。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶表示装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態ではＴＦＴやＴＦＤなど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を想定して説明したが、本発明は、スイッチング素子を持たない装置構成、例えば、パッシブマトリクス型の装置構成に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態の第１基板の内面図、パネルの縦断面図及び第２基板の内面図。
【図２】第２実施形態の第１基板の内面図、パネルの縦断面図及び第２基板の内面図。
【図３】第３実施形態の第１基板の内面図、パネルの縦断面図及び第２基板の内面図。
【図４】第４実施形態の第１基板の内面図、パネルの縦断面図及び第２基板の内面図。
【図５】第５実施形態の第１基板の内面図、パネルの縦断面図及び第２基板の内面図。
【図６】第６実施形態の概略構成図。
【図７】第７実施形態の概略斜視図。
【符号の説明】
【００６４】
１００…液晶表示装置、１１０…第１基板、１１１…基板、１１２…信号線、１１３…接続部、１１４…コンタクト部、１１５…絶縁膜、１１５ａ…コンタクトホール、１１６…画素電極、１１７…垂直配向膜、１２０…第２基板、１２１…基板、１２２…対向電極、１２２ａ…主配向制御手段、１２２ｂ…補助配向制御手段、１２３…垂直配向膜、１００Ｐ…パネル構造、１００Ｄ…駆動回路、１３０…バックライト、２９０…表示制御回路、１０００…電子機器（携帯電話）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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