(57)【要約】【課題】  マルチギャップ構造に伴うコントラスト低下を生じることなく、高コントラスト、広視野角の半透過反射型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶表示装置は、初期配向状態が垂直配向の液晶層５０を用いた垂直配向モードを採用しており、画素電極９の外側の領域、画素電極９の外縁部と平面的に重なる領域、および配向制御手段である共通電極３１の開口部３１Ｓと平面的に重なる領域が反射表示領域、それ以外が透過表示領域とされ、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層厚が略同一となっている。【選択図】        図３
2006078742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板と対向基板とから構成される一対の基板間に初期配向状態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、
前記素子基板上には、前記液晶層を駆動するための画素電極が設けられ、
少なくとも、前記画素電極の外側の領域、および前記画素電極の外縁部と平面的に重なる領域が前記反射表示領域とされ、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶層の層厚が略同一とされていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画素電極と平面的に重なる前記対向基板上の領域に、前記液晶層の配向方向を制御するための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に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
少なくとも前記配向制御手段と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域とされていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記画素電極が、各ドット領域内において各々がサブドット領域を構成する複数の島状部とこれら複数の島状部間を連結する連結部とを有してなり、
少なくとも、前記各島状部の外縁部、および前記連結部と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域と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５】
前記各島状部と平面的に重なる前記対向基板上の領域に、前記液晶層の配向方向を制御するための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４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
少なくとも前記配向制御手段と平面的に重なる領域がさらに前記反射表示領域と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。
【請求項７】
前記一対の基板のそれぞれに対して略円偏光を入射させるための略円偏光入射手段が備えられていることを特徴とする請求項１ないし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ないし７のいずれか一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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特に反射モードと透過モードの双方で表示を行う半透過反射型の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。
【背景技術】
【０００２】
明るい場所では反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗い場所ではバックライト等の内部光源により表示を視認可能にした液晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モード、透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることで消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができ、特に携帯機器等の表示部に好適なものである。以下、本明細書では、この種の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」という。
【０００３】
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開口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液晶表示装置が提案されている。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、反射膜の開口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、開口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。
【０００４】
ところが、従来の半透過反射型液晶表示装置には、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、垂直配向液晶を用いる新しい半透過反射型液晶表示装置が提案された。その特徴は、以下の３点である。
（１）誘電異方性が負の液晶を基板に対して垂直に配向させ、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、いわゆる「マルチギャップ構造」を採用している点（例えば特許文献１，２参照）。
（３）透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が８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。
【特許文献１】特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば上記の特許文献２では、マルチギャップ構造を採用している。これは、表示に寄与する光が透過表示では液晶層を１回通過するのに対し反射表示では２回通過するため、透過表示に必要なリタデーションと反射表示に必要なリタデーションとを最適化するためである。マルチギャップ構造を実現するためには、例えば反射表示領域に樹脂層を形成して透過表示領域との間に段差を形成することにより、反射表示領域の液晶層厚を透過表示領域の液晶層厚の略半分とするのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、このような構成を液晶セル内で実現しようとすると、階段状の段差を形成するのが難しく、透過表示領域と反射表示領域との境界部分に樹脂層のスロープ部（傾斜部）ができてしまうのが避けられない。そのため、垂直配向モードでありながら、樹脂層のスロープ部では液晶が基板面に対して斜めに配向してしまい、この部分が表示のコントラストを低下させる原因になる、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、半透過反射型液晶表示装置において、広視角等の垂直配向モードの利点を生かしつつ、高コントラスト化が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、素子基板と対向基板とから構成される一対の基板間に初期配向状態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、前記素子基板上には、前記液晶層を駆動するための画素電極が設けられ、少なくとも、前記画素電極の外側の領域、および前記画素電極の外縁部と平面的に重なる領域が前記反射表示領域とされ、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶層の層厚が略同一とされていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置に垂直配向モードの液晶を組み合わせたものである。上述したように、近年の半透過反射型液晶表示装置において、反射、透過両表示モードにおけるリタデーション差によるコントラスト低下の問題を解消するために、例えば基板上の反射表示領域内に所定の厚みを有する樹脂層を液晶層側に向けて突出するように形成することによって、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層厚を変えた構造、いわゆるマルチギャップ構造が提案されている。この種の液晶表示装置に関する発明は本出願人も既に多数出願している。この構成によれば、樹脂層の存在によって反射表示領域の液晶層厚を透過表示領域の液晶層厚よりも小さくすることができるので、反射表示のリタデーションと透過表示のリタデーションを略等しくすることができ、理論上はコントラストの向上を図ることができる。しかしながら、実際には樹脂層のスロープ部に起因してコントラストの低下が生じていた。
【００１０】
そこで、本発明者は発想を変え、マルチギャップ構造を採用しなくても、垂直配向モードの液晶表示装置において１つのドット領域内に必然的にリタデーションが異なる部分ができることに着目した。すなわち、１つのドット領域内に１つの画素電極を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の場合、隣接する画素電極間の領域には電界が印加されないので、この部分では液晶分子が倒れない。一方、画素電極の中央部では電界印加に応じて液晶分子が水平方向に倒れる。また、その中間の領域である画素電極の縁の部分では液晶層には基板面の法線方向から傾いた方向に電界が印加され、液晶分子が中途半端に倒れた状態となる。したがって、画素電極の中央部に対して画素電極の外縁部、隣接する画素電極間（画素電極の外側）の領域の順にリタデーションが連続的に小さくなる。そこで、画素電極の外側領域および画素電極の外縁部に相当する領域を反射表示領域に利用し、それ以外の領域を透過表示領域に利用すれば、マルチギャップ構造を採用することなく、反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。この構成によれば、マルチギャップ構造における樹脂層の悪影響を排除できるので、高コントラストの液晶表示装置を実現することができる。
【００１１】
上記本発明の構成において、前記画素電極と平面的に重なる前記対向基板上の領域に、前記液晶層の配向方向を制御するための配向制御手段を設けることが望ましい。具体的な配向制御手段の形態として、電極に設けた開口部、もしくは電極上に設けた凸部（突起）等を採用することができる。
上述したように、画素電極の外縁部の液晶層には基板法線方向に対して斜め方向に電界が印加されるので、この作用により液晶分子を放射状に倒すことができ、配向方向を一応制御することができる。しかしながら、この作用だけでは必ずしも配向制御が充分になされるとは言えないので、例えば画素電極の中央部に相当する対向基板上の位置に配向制御手段を設けることによって配向制御力がより強められる。その結果、配向分割構造をより確実に実現することができ、広視野角化を図ることができる。
【００１２】
上記の構成において、少なくとも配向制御手段と平面的に重なる領域をさらに反射表示領域とすることが望ましい。
配向制御手段の中央部では画素電極の外側の領域と同様、液晶分子がほとんど倒れない領域ができ、配向制御手段の外縁部では画素電極の外縁部と同様、液晶分子が中途半端に倒れる領域ができる。したがって、配向制御手段と平面的に重なる領域をさらに反射表示領域とすることによって、この部分においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
【００１３】
垂直配向モードの液晶表示装置において、近年、１つのドット領域を複数のサブドット領域に分割し、画素電極がこれらサブドット領域を構成する複数の島状部と隣接する島状部間を連結する連結部とを有する構成（例えば串刺しの団子に似た形状）が採用されている。このように１つの画素電極を複数の島状部に分割することで各島状部の形状を円形、または正多角形に近づけることができ、３６０°の各方向に対してより均等な配向分割構造を実現することで、どの方向から見ても視認性に優れた液晶表示装置を実現している。
【００１４】
この構成を本発明に採用した場合、少なくとも、各島状部の外縁部、および連結部と平面的に重なる領域をさらに反射表示領域とすることが望ましい。
この構成の場合、全ての島状部の外縁部で上述の画素電極の外縁部と同様の現象が起こり、液晶分子が中途半端に倒れる領域ができる。また、連結部は、液晶分子が様々な方向に倒れようとする領域であるため、液晶分子がほとんど倒れない領域や中途半端に倒れる領域ができる。したがって、これらの部分をさらに反射表示領域とすることによって、この部分においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
【００１５】
また、各島状部と平面的に重なる対向基板上の領域にも、液晶層の配向方向を制御するための配向制御手段を設けることが望ましい。
上述したように、各島状部の外縁部の液晶層には斜め方向に電界が印加されるので、この作用により液晶分子を各島状部毎に放射状に倒すことができ、配向方向を一応制御することができる。しかしながら、この作用だけでは必ずしも配向制御が充分になされるとは言えないので、例えば島状部の中央部に相当する対向基板上の位置に配向制御手段を設けることによって配向制御力がより強められる。その結果、配向分割構造をより確実に実現することができ、更なる広視野角化を図ることができる。
【００１６】
この場合、少なくとも配向制御手段と平面的に重なる領域をさらに反射表示領域とすることが望ましい。
上述したように、この構成によれば、配向制御手段と平面的に重なる領域においても反射表示領域のリタデーションを透過表示領域のリタデーションよりも小さくでき、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、前記一対の基板のそれぞれに対して略円偏光を入射させるための略円偏光入射手段を備えることによって、反射表示、透過表示ともに良好な表示を行うことができる。
【００１８】
本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、使用環境によらずに明るく、高コントラスト、広視野角の液晶表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
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トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴ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る。
図１は本実施の形態の液晶表示装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図２はＴＦＴアレイ基板のドット領域内の構造を示す平面図、図３は同、液晶装置の構造を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図、図４は液晶分子の配向の様子を示す図である。なお、以下の各図においては、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。
【００２０】
本実施の形態の液晶表示装置において、図１に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００２１】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。なお、符号３ｂは容量線である。
【００２２】
次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面構造について説明する。
図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上に、複数の略矩形状（正確には八角形状）の画素電極９がマトリクス状に設けられており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび容量線（図２においては図示略）が設けられている。画素電極９の左下の部分に当該画素電極９を駆動するＴＦＴ３０が形成されている。本実施の形態において、各画素電極９、および各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、ＴＦＴ３０等が形成された領域の内側が一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表示が可能な構造になっている。
【００２３】
データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する、例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのソース領域に電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのドレイン領域に電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、チャネル領域に対向するようにゲート電極３が配置されており、走査線３ａからドット領域内部に向けて分岐した部分がゲート電極として機能する。
【００２４】
図２に示すように、一つのドット領域において、画素電極９の外側の領域および画素電極９の外縁部には矩形枠状の反射膜２０が形成されている。さらに、画素電極９の中央部にあたる位置には、後述する対向基板２５上の共通電極３１に矩形状の開口部３１Ｓ（配向制御手段、輪郭を破線で示す）が形成されている。この開口部３１Ｓの内部および外周部を囲むように、開口部より一回り大きい輪郭で矩形状の反射膜２０が形成されている。これらの反射膜２０が形成された領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０が形成されていない矩形環状の領域が透過表示領域Ｔとなる。
【００２５】
次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図であるが、本発明は反射膜や電極の構成や位置関係に特徴があり、ＴＦＴやその他の配線等の断面構造は従来のものと変わらないため、ＴＦＴや配線部分の図示および説明は省略する。
【００２６】
図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０（素子基板）とこれに対向配置された対向基板２５との間に初期配向状態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５０が挟持されている。本実施形態の場合、上側（視認側）の基板がＴＦＴアレイ基板１０、下側（背面側）の基板が対向基板２５である。ＴＦＴアレイ基板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、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からなる画素電極９が形成されている。また、画素電極９上を含むＴＦＴアレイ基板１０の最表面には垂直配向膜（図示略）が形成されている。
【００２７】
一方、対向基板２５側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａ上に、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射膜２０が形成されている。反射膜の表面には、例えばアクリル樹脂等からなる下地の絶縁層（図示略）の表面形状を反映した凹凸が形成されている。この凹凸により反射光が散乱し、反射表示の視認性が向上する。上述したように、画素電極９の外側から外縁部にかけての領域、および共通電極３１の開口部３１Ｓの内部からその外周部にかけての領域に反射膜２０が形成されている。反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。
【００２８】
反射表示領域Ｒ内に位置する反射膜２０上、および透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体２５Ａ上に、カラーフィルターを構成する色素層２２が設けられている。この色素層２２は、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色の色素層２２が配置されており、隣接する３つのドット領域で１つの画素を構成する。あるいは、反射表示と透過表示とで表示色の彩度が異なるのを補償すべく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで色純度や膜厚を変えた色素層を別個に設けてもよい。なお、色素層２２上には、樹脂等からなる平坦化膜を形成しても良い。
【００２９】
カラーフィルターの色素層２２の上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極３１が形成されている。上述したように、共通電極３１には、画素電極９の中央部にあたる位置に矩形状の開口部３１Ｓが形成されている。共通電極３１上には、垂直配向膜（図示略）が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２５の双方の配向膜には、ともに垂直配向処理が施されているが、本実施の形態においては、ラビング処理などにより液晶分子にプレチルトを付与する手段は施されていない。あるいは、プレチルトを付与しても良い。
【００３０】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側、および対向基板２５の外面側には、それぞれ基板本体側から位相差板４３，４１、偏光板４４，４２が設けられている。位相差板４３，４１は可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つものであり、この位相差板４３，４１と偏光板４４，４２との組み合わせによりＴＦＴアレイ基板１０側および対向基板２５側の双方から液晶層５０に略円偏光が入射されるようになっている。また、２枚の偏光板４４，４２の透過軸は平面視垂直（クロスニコル）に配置されている。対向基板２５の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源６１、リフレクタ６２、導光板６３などを有するバックライト６４が設置されている。
【００３１】
本実施形態の液晶表示装置において、選択電圧印加（電圧オン）時の液晶分子の配向の様子を示したのが図４である。
選択電圧印加によって、液晶分子５０Ｂは垂直配向から水平配向へと変化するが、一つのドット領域内で一様に水平配向となるのではなく、図４に示すように、配向が連続的に変化する。すなわち、画素電極９と共通電極３１とが完全に対向している領域では、基板面の法線方向に電界が印加されるので、液晶分子５０Ｂがほぼ水平方向に倒れる。一方、画素電極９の外側の画素電極９から離れた領域では、液晶層５０に電界が印加されないので、液晶分子５０Ｂは垂直配向のままである。また、その中間の領域である画素電極９の縁の近傍では、液晶層５０には基板面の法線方向から傾いた方向に電界が印加されるので、液晶分子５０Ｂが中途半端に倒れ、花びらが下向きに開いたように倒れた状態となる。同様に、共通電極３１の開口部３１Ｓの中心部に対応する領域は液晶分子５０Ｂは垂直配向のままであるが、開口部３１Ｓの縁の近傍では液晶分子５０Ｂが中途半端に倒れた状態となり、花びらが上向きに開いたように倒れた状態となる。
【００３２】
すなわち、図４の配向状態におけるリタデーションを考えると、液晶分子５０Ｂが略水平配向となった画素電極９の中央部ではリタデーションが所定の値を取り、液晶分子５０Ｂが略垂直配向となった隣接する画素電極９間の中央部および共通電極３１の開口部３１Ｓの中央部ではリタデーションが０となる。そして、画素電極９の中央部から隣接する画素電極９間の中央部に向けて、また、画素電極９の中央部から共通電極３１の開口部３１Ｓの中央部に向けてリタデーションが連続的に小さくなる。本実施の形態では画素電極９の中央部にあたる領域を透過表示領域Ｔ、隣接する画素電極９間および共通電極３１の開口部３１Ｓにあたる領域を反射表示領域Ｒとしている。
【００３３】
ここで、液晶層の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄを適切な値に設定することによって、図４のような配向状態における透過表示領域Ｔでのリタデーション（Ｒ＝Δｎ・ｄ）の値を可視光の波長の１／２（緑色光の波長をλとすると、λ／２＝２７０〜２８０ｎｍ程度）とすることができる。すると、図４の下側に示したように、反射表示領域ＲでのリタデーションＲはλ／２からλ／４を経て０まで低下する。本実施の形態においては、リタデーションＲの値がλ／４以下（１３０〜１４０ｎｍ程度以下）となる領域に反射膜２０を形成し、反射表示領域Ｒとするのが望ましい。透過表示領域ＴよりリタデーションＲが小さい領域であっても、リタデーションＲの値がλ／２からλ／４の間の領域を反射表示領域Ｒとすると、反射表示の色付きが生じてしまい、表示品位が低下するからである。この領域を透過表示領域Ｔとして使う分にはさほど問題は生じない。
【００３４】
以上述べたように、本実施の形態の液晶表示装置においては、液晶層５０の配向状態の異なる部分を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔに振り分けたことによって、マルチギャップ構造を採用することなく、反射表示領域Ｒのリタデーションを透過表示領域Ｔのリタデーションよりも小さくすることができ、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる。この構成によれば、マルチギャップ構造における樹脂層の悪影響を排除できるので、高コントラストの液晶表示装置を実現することができる。さらに、画素電極９の形状と共通電極３１の開口部３１Ｓの作用によって、１ドット領域内の液晶の配向方向が略放射状に分割された配向分割構造が実現できるので、広視野角の表示を実現することができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図５、図６を参照して説明する。
図５は本実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、図６は液晶の配向状態を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であるため、図５、図６において図３、図４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。
【００３６】
本実施の形態の場合、共通電極３１の開口部３１Ｓに代えて、図５に示すように、対向基板２５側の共通電極３１上に断面が三角形状の凸部２９（配向制御手段）が形成されている。この凸部２９は、例えばアクリル樹脂等の誘電体材料から形成されており、その平面形状は、第１の実施の形態の図２に示した開口部３１Ｓの形状と同様、ドット領域の中央に直線状に形成されている。そして、対向基板２５においては、共通電極３１および凸部２９を覆うように垂直配向膜（図示略）が形成されている。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置は、配向制御手段を凸部２９としたことだけが第１の実施の形態と異なっている。
【００３７】
選択電圧印加時の液晶の配向状態についても、図６に示したように、第１の実施の形態の図４と同様である。上述したように、共通電極３１に開口部を設けた場合、開口部の縁の部分で基板法線方向に対して電界が斜め方向に印加されることで液晶分子も斜めに倒れる。一方、共通電極３１上に凸部２９を設けた場合、凸部２９の形状効果によって液晶分子５０Ｂが傾斜面に対して垂直に配向しようとするので、結果的に液晶分子５０Ｂが斜めに倒れることになる。このように、凸部２９を設けた場合は、液晶の配向のメカニズムは開口部を設けた場合と異なるものの、配向状態としては花びらが上向きに開くような方向に倒れる点では一致している。また、図６の下側に示したリタデーションの変化の様子も第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
本実施の形態の液晶表示装置においても、マルチギャップ構造を採用することなく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのリタデーションを最適化でき、マルチギャップ構造の樹脂層に起因するコントラスト低下を生じることなく、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる、ドット領域内で配向分割構造が実現できるので、広視野角の表示を実現することができる、といった第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図７〜図９を参照して説明する。
図７は本実施の形態の液晶表示装置のドット領域内の構成を示す平面図、図８は同、液晶表示装置の構成を示す断面図であって、図７のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、図９は選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図、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るため、図７〜図９において図２〜図４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。
【００４０】
本実施の形態では、図７に示すように、画素電極９は３つの島状部９ａ，９ｂ，９ｃを含んで構成されており、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃ同士が連結部３９を介して電気的に接続されて１つの画素電極９を構成している。つまり、本実施形態では、各ドット領域を、略同じ形状の３つのサブドット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分割して構成している。つまり、ＴＦＴアレイ基板１０側の画素電極９が、３つの島状部９ａ，９ｂ，９ｃと、隣接する各島状部を互いに電気的に接続する連結部３９，３９とを含んで構成されており、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃがそれぞれサブドット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を構成している。
【００４１】
通常、カラーフィルター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、本実施の形態のように、１つのドット領域に３つのサブドット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を設けると、１つのサブドット領域の形状を円形や正多角形に近づけることができ、３６０°全方向に広視野角化するのに好ましい。各サブドット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（島状部９ａ，９ｂ，９ｃ）の形状は、図７では八角形状であるが、これに限らず、例えば円形状、その他の多角形状のものとすることができる。また言い換えると、画素電極９において、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃの間には、電極を部分的に切り欠いた形状のスリット（連結部３９，３９を除いた部分）が形成されていることになる。
【００４２】
そして、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃの中央部にあたる位置には、対向基板２５上の共通電極３１に円形の開口部３１Ｓ（配向制御手段、輪郭を破線で示す）が形成されている。一つのドット領域において、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃの外側の領域、各島状部９ａ，９ｂ，９ｃの外縁部、および連結部３９と平面的に重なる領域には矩形枠状の反射膜２０が形成されている。さらに、共通電極３１の開口部３１Ｓの内部および外周部を囲むように、開口部３１Ｓより一回り大きい輪郭で円形の反射膜２０が形成されている。これらの反射膜２０が形成された領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０が形成されていない矩形環状の領域が透過表示領域Ｔとなる。
【００４３】
本実施の形態の液晶表示装置の断面構造は、図８に示すように、第１の実施の形態の図３と何ら変わるところがない。また、図９に示す液晶の配向状態も同様である。さらに、図示していないが、連結部３９の箇所を通る直線で破断した断面においても、連結部３９の直下の領域での配向状態は図９の中央の開口部の直上の領域の配向状態と同様であり、花びらが上向きに開くような方向に液晶分子５０Ｂが倒れている。
【００４４】
本実施の形態の液晶表示装置においても、マルチギャップ構造を採用することなく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのリタデーションを最適化でき、マルチギャップ構造の樹脂層に起因するコントラスト低下を生じることなく、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる、といった第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施の形態の場合、１つのドット領域内を複数のサブドット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分割したことによって、略全方位にわたって広視野角の表示を実現することができる。
【００４５】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図１０、図１１を参照して説明する。
図１０は本実施の形態の液晶表示装置を示す断面図、図１１は選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図、である。本実施の形態の液晶表示装置は１つのドット領域内を複数のサブドット領域に分割したものであり、その平面構造は第３の実施の形態と全く同様であるため説明は省略し、断面構造の異なる部分だけを説明する。
【００４６】
第１〜第３の実施の形態ではＴＦＴアレイ基板１０を視認側、対向基板２５をバックライト６４側に配置していたのに対し、本実施の形態ではカラーフィルターを備えた対向基板２５を視認側、ＴＦＴアレイ基板１０をバックライト６４側に配置している。
すなわち、図１０に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０（下基板）側は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａ上に、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射膜２０が形成されている。反射膜２０の表面には、例えばアクリル樹脂等からなる下地の絶縁層（図示略）の表面形状を反映した凹凸が形成されている。この凹凸により反射光が散乱し、反射表示の視認性が向上する。後述する画素電極９の外側から外縁部にかけての領域、および共通電極３１の開口部３１Ｓの内部からその外周部にかけての領域に反射膜２０が形成されている。反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。反射膜２０上を含む基板本体１０Ａの全面にはアクリル樹脂等からなる平坦化膜４９が形成され、平坦化膜４９上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極９が形成されている。画素電極９上には垂直配向膜（図示略）が形成されている。
【００４７】
一方、対向基板２５（上基板）側は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａの内面に、カラーフィルターを構成する色素層２２が設けられている。この色素層２２は、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色の色素層が配置されており、隣接する３つのドット領域で１つの画素を構成する。あるいは、反射表示と透過表示とで表示色の彩度が異なるのを補償すべく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで色純度や膜厚を変えた色素層を別個に設けてもよい。なお、色素層２２上には、樹脂等からなる平坦化膜を形成しても良い。カラーフィルターの色素層２２上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極３１が形成されている。共通電極３１には、画素電極９の島状部９ａ，９ｂ，９ｃの中央部にあたる位置に開口部３１Ｓ（配向制御手段）が形成されている。共通電極３１上には垂直配向膜（図示略）が形成されている。その他、各基板の外面側の位相差板４１，４３、偏光板４２，４４、バックライト６４等の構成は上記実施の形態と同様である。
【００４８】
選択電圧印加時の液晶の配向状態については、図１１に示すように、第１〜第３の実施の形態と上下逆向きとなる。すなわち、本実施の形態では、画素電極９が下基板側、共通電極３１の開口部３１Ｓが上基板側に配置されており、第１〜第３の実施の形態と上下が逆転している。したがって、画素電極９や開口部３１Ｓの縁の部分において電界が斜めに傾く方向が第１〜第３の実施の形態と逆方向になり、画素電極９の縁の部分においては花びらが上向きに開くような方向、開口部３１Ｓの縁の部分においては花びらが下向きに開くような方向に液晶分子５０Ｂが倒れることになる。ただし、図１１の下側に示したリタデーションの変化の様子は第１〜第３の実施の形態と同様である。
【００４９】
本実施の形態の液晶表示装置においても、マルチギャップ構造を採用することなく、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのリタデーションを最適化でき、マルチギャップ構造の樹脂層に起因するコントラスト低下を生じることなく、反射表示、透過表示ともにコントラストの向上を図ることができる、１つのドット領域内を複数のサブドット領域に分割したことで略全方位にわたって広視野角の表示を実現することができる、といった第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
［電子機器］
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１２は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１２において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。
図１２に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、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。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態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において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態ではＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、薄膜ダイオード（Thin Film Diode,ＴＦＤ）をスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。その他、各種構成要素の材料、寸法、形状等に関する具体的な記載は、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示装置の等価回路図である。
【図２】同、液晶表示装置の１ドットの構成を示す平面図である。
【図３】同、液晶表示装置の図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】同、液晶表示装置の選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図６】同、液晶表示装置の選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態の液晶表示装置のドット構成を示す平面図である。
【図８】同、液晶表示装置の図７のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図９】同、液晶表示装置の選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の液晶表示装置の断面図である。
【図１１】同、液晶表示装置の選択電圧印加時の液晶の配向状態を示す図である。
【図１２】本発明の電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
９…画素電極、９ａ，９ｂ，９ｃ…島状部、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…反射膜、２５…対向基板、２９…凸部（配向制御手段）、３１…共通電極、３１Ｓ…開口部（配向制御手段）、４１，４３…位相差板（略円偏光入射手段）、４２，４４…偏光板（円偏光入射手段）、５０…液晶層、５０Ｂ…液晶分子、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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