(57)【要約】【課題】画素をスイッチングするためのアクティブ素子が表示エリア内にあっても、均一、かつ広視野角の表示が得られる液晶表示装置、及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】１ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられた半透過反射型の液晶表示装置において、複数の画素電極３１と各画素電極３１に対応するＴＦＤ素子１３とが形成された素子基板と、前記素子基板と対向する対向基板とを備え、ＴＦＤ素子１３の近傍の画素電極３１に、配向制御手段３１ａが設けられている構成とした。【選択図】        図２
2004354510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極と前記各画素電極に対応するスイッチング素子とが形成された素子基板と、前記素子基板と対向配置されて内面側に電極を有する対向基板と、前記両基板に挟持された液晶層とを備え、１ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられた半透過反射型の液晶表示装置であって、
前記スイッチング素子が形成された平面領域近傍の前記画素電極、又は対向基板の電極に、配向制御手段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記配向制御手段が、前記スイッチング素子形成領域の外周端に沿うように延びる略線状とされた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】
前記配向制御手段が、前記スイッチング素子形成領域を平面的に囲むように形成された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】
前記配向制御手段と、前記スイッチング素子との平面的な距離が、１５μｍ以内であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記配向制御手段が、前記画素電極又は対向基板の電極を一部開口して形成された開口部、あるいは誘電体からなる突起であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記対向基板の反射表示領域に対応する領域に反射層が形成されており、
前記反射層が、前記スイッチング素子と平面的に重なる位置まで延設されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層が、誘電異方性が負の液晶を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置として、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半透過反射型の液晶表示装置が知られている。また、このような半透過反射型液晶表示装置において、明るさ及びコントラストを高める技術として、上記反射膜の形成領域と対応する反射表示領域と、前記開口部と対応する透過表序領域とで、液晶層の厚さを異ならせた、いわゆる「マルチギャップ構造」の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
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、下記の特許文献２、非特許文献１において、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を提案した。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。
【０００４】
【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
【非特許文献１】
”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）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先の特許文献２ないし非特許文献１においては、透過表示領域での液晶が倒れる方向については突起を用いて制御しているが、反射表示領域の液晶が倒れる方向については、いかに制御したのか、全く触れていない。液晶が無秩序な方向に倒れると、異なる液晶配向領域の境界にディスクリネーションと呼ばれる不連続線が現れ、これが残像等の原因になる。また、液晶の各々の配向領域は異なる視角特性を有しているため、斜め方向から液晶装置を見たときに、ざらざらとしたしみ状のむらとして見える、という問題も生じる。
さらに、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、スイッチング素子の形成領域及びその周辺で、素子のスイッチング動作によって電界が生じ、この電界により液晶の配向が乱れてコントラストを低下させるおそれがあるが、上記各従来技術文献では、このスイッチング素子の形成領域にて生じる液晶の配向不良に関しての記載は無く、全く考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、画素をスイッチングするためのアクティブ素子が表示エリア内にあっても、均一、かつ広視野角の表示が得られる液晶表示装置、及びこれを備えた電子機器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、複数の画素電極と前記各画素電極に対応するスイッチング素子とが形成された素子基板と、前記素子基板と対向配置されて内面側に電極を有する対向基板と、前記両基板に挟持された液晶層とを備え、１ドット領域内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられた半透過反射型の液晶表示装置であって、前記スイッチング素子が形成された平面領域近傍の前記画素電極、又は対向基板の電極に、配向制御手段が設けられたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、上記スイッチング素子の動作に際して素子周辺に生じる電界に起因して液晶分子の配向に乱れを生じたとしても、スイッチング素子近傍に設けられた上記配向制御手段により液晶分子の配向状態が適切に制御されるため、素子形成領域で生じた配向の乱れは、配向制御手段の形成位置にて遮断され、その結果、表示領域内の他の領域では液晶の配向が適切に制御され、良好な表示を得ることができる。特に、液晶層が垂直配向モードの液晶を含む場合には、上記配向の乱れは、パネル斜視時のざらざらとしたシミ状のむらの原因となり得るが、本構成によれば、上記配向制御手段により配向が乱れる領域を限定できるため、液晶のドメイン境界が移動せず、上記シミ状のむらは生じなくなる。従って、本発明の液晶表示装置によれば、明るくかつ高画質の表示を得ることができる。
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置では、前記配向制御手段が、前記スイッチング素子形成領域の外周端に沿うように延びる略線状とされた構成とすることもできる。この構成によれば、スイッチング素子形成領域における配向乱れを前記線状の配向制御手段から素子形成領域側に限定でき、明るく高画質の表示が得られる。
また、前記配向制御手段が、前記スイッチング素子形成領域を平面的に囲むように形成された構成とすることもできる。この構成によれば、スイッチング素子形成領域における配向乱れが、表示領域の液晶配向に影響するのをさらに効果的に抑制でき、表示の明るさのさらなる向上を図ることができる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置は、前記配向制御手段と、前記スイッチング素子との平面的な距離が、１５μｍ以内であることが好ましい。このような範囲内に前記配向制御手段を配置することで、素子形成領域における液晶配向の乱れによる表示不良を効果的に抑えることができ、明るい表示を得ることが可能になる。上記距離が１５μｍを超える場合、前記素子形成領域における液晶配向の乱れを抑制する効果が小さくなる。尚、上記範囲が適切であることを本発明者は実験により検証しており、その詳細は後述する。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、前記配向制御手段が、前記画素電極又は対向基板の電極を一部開口して形成された開口部、あるいは誘電体からなる突起である構成とすることができる。上記開口部、誘電体突起のいずれからなる構成とした場合にも、本発明に係る液晶表示装置は、スイッチング素子の電界により生じる液晶配向の乱れを効果的に抑制でき、明るく高画質の表示を得ることができる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置では、前記対向基板の反射表示領域に対応する領域に反射層が形成されており、前記反射層が、前記スイッチング素子と平面的に重なる位置まで延設されていることが好ましい。
この構成によれば、スイッチング素子周辺の配向乱れに起因する光学特性の変化を、観察者に視認され難くすることができるので、前記配向乱れによる表示不良を実質的に無くすことができ、表示品質を向上させることができる。これは、本構成の液晶表示装置では、上記スイッチング素子の形成位置にまで前記反射層が延設されているので、スイッチング素子周辺から出射される表示光が、前記液晶層を２回透過した光となるためである。すなわち、液晶層に入射した光が、液晶分子の配向乱れによって光学特性に変化を生じたとしても、反射層で反射された後に液晶層を透過する際、前記光学特性の変化が補償されるためである。
また、本構成の液晶表示装置では、上記の作用により前記配向乱れによる表示不良を実質的に無くすことができるため、前記スイッチング素子を覆うブラックマトリクスや遮光膜を設ける必要が無くなる。これにより液晶表示装置の開口率を向上させることができ、明るい表示を実現することができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置では、前記液晶層が、誘電異方性が負の液晶を含む構成とすることができる。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とすることができる。この構成によれば、広視野角で、高コントラストの表示を得ることができるとともに、高い開口率により明るい表示を得ることができる。
さらに、本発明において、表示領域内に配向規制手段を設けるならば、垂直配向モードの液晶分子が電界印加時に倒れる方向を、適切に制御することができ、垂直配向モードの液晶表示装置で問題となる斜視時のシミ状のむらを効果的に防止し、もって高画質の表示を提供することができる。表示領域内に設ける配向制御手段の基本的な構成は、先のスイッチング素子近傍の配向制御手段と同様とすることができるが、その形成位置、幅、高さ（誘電体突起の場合）等は、表示領域の液晶を適切に制御するべく適宜調整するのが良い。
【００１４】
本発明の液晶表示装置では、前記素子基板及び対向基板に対して円偏光を入射させる円偏光入射手段が設けられた構成とすることが好ましい。この構成によれば、反射表示、透過表示の表示品質をさらに高めることができる。円偏光を用いれば、液晶分子が電圧印加時に倒れる方向を特別に規定する必要がなく、液晶分子が電圧によって倒れさえすれば、明るい表示を得ることができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置では、前記スイッチング素子が、二端子型非線形素子である構成とすることができる。本発明によれば、スイッチング動作に際して比較的高い電圧を要し、そのため素子周辺で強い電界を生じるＴＦＤ（薄膜ダイオード）素子をスイッチング素子として用いた場合にも、前記電界に起因する液晶分子の配向乱れによる表示不良を実質的に無くすことができ、高開口率で明るい表示が得られる液晶表示装置を提供することができる。ＴＦＤ素子は他のＴＦＴ素子などと比べて、金属配線が１つでよいので、高開口率で明るい表示を実現できる。
【００１６】
次に、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。この構成によれば、明るく、高品質の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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（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表示領域を示す部分斜視図、図２は、同、１画素領域を示す平面構成図、図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。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カラー液晶表示装置である。また、本実施形態に係る液晶層は、図３に概念的に示すように、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構成されている。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、相互に対向する素子基板２５と対向基板１０とを主体として構成されており、前記両基板１０，２５の間には図示略の液晶層が挟持されている。素子基板２５は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを備え、基板本体２５Ａの内面側（図示下面側）には、複数のデータ線１１がストライプ状に設けられており、平面視略矩形状のＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる複数の画素電極３１がマトリクス状に配列形成されるとともに、各々に対応して設けられたＴＦＤ素子１３を介して前記データ線１１と接続されている。
【００１９】
一方、対向基板１０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを備え、基板本体１０Ａの内面側（図示上面側）には、アルミニウムや銀等の金属薄膜からなる反射層２０と、カラーフィルタ層２２と、前記素子基板２５のデータ線１１と交差する向きに延在するＩＴＯ等の透明導電材料からなる複数の略帯状の走査線９とが形成されている。カラーフィルタ層２２は、図１に示すように、平面視略矩形状のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが周期的に配列された構成を備えている。走査線９は、その延在方向に配列された前記カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ，…を覆うように形成されている。
【００２０】
次に、図２（ａ）は、図１に示す液晶表示装置の１画素領域を示す平面構成図であり、同図は図１の素子基板２５外面側からみた構成を示している。
図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３ドット（カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを備えた３ドット）で１画素が構成されており、各ドット領域毎に、開口領域２０ａを有する平面視矩形枠状の反射層２０が設けられている。そして、上記各反射層２０と平面的にほぼ重なるように前記各対向電極３１が配置されている。前記対向電極３１の図示左下の角部が一部切り欠かれて形成された領域に、ＴＦＤ素子１３が形成されており、このＴＦＤ素子１３の形成領域と、前記反射層２０の形成領域とが平面的に重なっている。
【００２１】
そして、本実施形態の場合、ＴＦＤ素子１３が形成された領域近傍の画素電極３１に、データ線１１と交差する向きに延在する配向制御手段３１ａが設けられている。つまり、配向制御手段３１ａは、画素電極３１のＴＦＤ素子１３が配置される側の角部を切り欠くように、或いは画素電極３１のＴＦＤ素子１３が配置される側の角部においてＴＦＤ素子３１と隔てるように配置形成されている。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、それぞれ配向制御手段３１ａを、開口部、誘電体突起で構成した場合の配向制御作用を説明するための部分断面構成図であり、両図には、液晶層５０を挟んで対向する画素電極３１及び電極９と、ＴＦＤ素子１３と、配向制御手段３１ａとを図示している。
配向制御手段３１ａは、詳細は後述するが、その周辺の液晶分子の配向状態、及び電圧印加時の配向方向を規制する機能を有するものであり、図２（ｂ）に示すように、画素電極３１の一部を開口して形成された開口部３１ｂとした形態や、図２（ｃ）に示すように、画素電極３１表面に樹脂材料等を液晶層側へ突設してなる誘電体突起３１ｃとした形態が適用できる。
【００２２】
次に、図３に示す断面構造をみると、対向基板１０と、素子基板２５との間に、液晶層５０が挟持されており、液晶分子５１により概念的に示すように、液晶層５０を構成する液晶は、初期配向が垂直配向を呈する誘電異方性が負の液晶である。
対向基板１０の基板本体１０Ａには、反射層２０が部分的に形成されており、この反射層２０の形成領域が、本実施形態に係る反射表示領域Ｒとなり、反射層２０の非形成領域が透過表示領域Ｔとなる。反射層２０上、及び透過表示領域Ｔ内に位置する基板本体１０Ａ上に、カラーフィルタ層２２が設けられている。カラーフィルタ層２２は、隣接するドット領域毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の異なる色を呈するカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが配置されている。また、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、反射表示領域と透過表示領域とで色純度を変えた色材層を別個に設けてもよい。
【００２３】
カラーフィルタ層２２上の、ほぼ反射表示領域Ｒに対応する平面位置に絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１は例えば膜厚が２μｍ±１μｍ程度のアクリル樹脂等の有機膜により形成でき、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備えた傾斜領域Ｎを有している。絶縁膜２１が存在しない部分の液晶層５０の厚みが２〜６μｍ程度であるから、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分となる。つまり、絶縁膜２１は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおける液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能し、これによりマルチギャップ構造を実現し、明るく高コントラストの表示が得られるようになっている。
また、本実施の形態の場合、絶縁膜２１の下部の端縁と反射膜２０（反射表示領域）の縁とが平面視で略一致しており、傾斜領域Ｎは反射表示領域Ｒにほぼ含まれている。これにより、前記傾斜領域Ｎにおける液晶層厚の不均一に起因する液晶配向の乱れた領域を、透過表示領域Ｔの外側に配置し、良好な透過表示が得られるように構成されている。
【００２４】
絶縁膜２１の表面を含む対向基板１０の表面には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電膜からなる電極９が形成されている。この電極９上に、ポリイミド等からなる配向膜２３が形成されている。図２に示す透過表示領域Ｔの中央部に上下に延びて形成された開口スリット９ａは、図３に示すように対向基板１０の電極９に形成されている。
【００２５】
素子基板２５側は、基板本体２５Ａ上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極３１、ポリイミド等からなる配向膜３３が順次形成されている。対向基板１０、素子基板２５の双方の配向膜２３，３３には、ともに垂直配向処理は施されているが、ラビングなどのプレチルトを付与する手段は施されていない。
図３に示すように、画素電極３１は、ドット領域内でその一部が開口されており、この開口部１８は図２に示す平面図においては、平面視矩形枠状の反射層２０の開口領域２０ａの図示上下方向に延びる辺とほぼ重なる位置に形成されている。この開口部１８と、先の開口スリット９ａとは、本実施形態の液晶表示装置において、垂直配向を呈する液晶からなる液晶層５０の電圧変化時の傾倒方向を規制する配向規制手段として作用する。
【００２６】
また、対向基板１０の外面側に、基板本体側から位相差板２６、偏光板２７がこの順に設けられ、素子基板２５の外面側には、基板本体側から位相差板３６、偏光板３７がこの順に設けられている。位相差板２６，３６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、この位相差板と偏光板との組み合わせにより対向基板１０側および素子基板２５側の双方から液晶層に円偏光が入射され、直線偏光が出射されるようになっている。また、対向基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（照明手段）６０が設置されている。
【００２７】
以上の構成の本実施形態の液晶表示装置は、図２に示すように、略直線状の配向制御手段３１ａが、ＴＦＤ素子１３の画素電極３１側に延在されていることで、ＴＦＤ素子１３の電界によって素子周辺部に液晶の配向乱れが生じたとしても、表示領域の液晶配向に、前記素子周辺部の配向乱れが影響しないようにすることができる。
以下、図２（ｂ）及び図２（ｃ）を参照して配向制御手段の作用を説明する。
図２（ｂ）に示すように開口部３１ｂからなる配向制御手段を備えた場合、画素電極３１に対して電圧を印加した際に、この開口部３１ｂ周辺で生じる電界の歪みにより液晶分子５１の傾倒方向並びに配向状態が規制されるため、ＴＦＤ素子１３の周辺では同図に示すように液晶分子５１に配向の乱れが生じるものの、その乱れが生じた領域は開口部３１ｂの形成位置からＴＦＤ素子１３側に限定され、開口部３１ｂよりドット中央側の領域においては、液晶分子５１は適切にその配向状態を制御される。
仮に前記配向の乱れを抑制する手段を講じないとした場合、ＴＦＤ素子１３に印加される電圧はドットの階調により異なるため、素子周辺の液晶の配向状態は連続的に変化することとなり、配向の乱れによるコントラストの低下が生じ、特に垂直配向モードの液晶表示装置では、斜視時におけるざらざらとしたシミ状のむらが生じて画質を低下させるおそれがある。これに対して、本実施形態では、上記配向制御手段３１ａの作用により、これらの表示品質の低下が生じないようにすることができ、従って広視野角で高コントラストの表示を得ることができる。
【００２８】
また、図２（ｃ）に示すように誘電体突起３１ｃからなる配向制御手段を備えた場合にも、画素電極３１の表面に設けられた誘電体突起３１ｃの表面に対して液晶分子５１が垂直に配向されるので、液晶層５０に電圧が印加された際の傾倒方向が規制される。従って、ＴＦＤ素子１３の周辺では同図に示すように液晶分子５１に配向の乱れが生じるものの、その乱れが生じた領域は誘電体突起３１ｃの形成位置からＴＦＤ素子１３側に限定され、誘電体突起３１ｃよりドット中央側の領域においては、液晶分子５１は適切にその配向状態を制御される。
【００２９】
尚、本実施形態では、上記開口部３１ｂ及び誘電体突起３１ｃを、画素電極３１に設けた構成としたが、これらの配向制御手段は、電極９に設けてもよく、その場合にも、上記素子周辺部の配向乱れを抑制し、表示品質を向上させる効果を得ることができるのは勿論である。
【００３０】
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、図２に示すように、素子基板２５に設けられたＴＦＤ素子１３と、対向基板１０に設けられた反射層２０とが平面的に重なるように形成されている。このような構成とされていることで、スイッチング動作に際して比較的高い電圧を要するＴＦＤ素子１３の素子周辺部に、電界による液晶分子５１の配向が乱れが生じたとしても、この配向乱れに起因する表示不良が観察者に視覚され難くなり、もって良好な表示が得られるようになっている。その理由は以下のような作用による。
すなわち、反射表示領域において観察者に到達する表示光は、素子基板２５側から液晶層５０に入射し、反射層２０で反射されて素子基板２５の外面側へ出射された光であるため、液晶層５０を２回透過した光になる。そのため、液晶層５０を構成する液晶分子５１の配向乱れによりその光学特性が変化したとしても、反射層２０で反射されて液晶層５０を再度透過する際に、前記光学特性の変化が補償されるからである。
【００３１】
また、上記のＴＦＤ素子１３周辺に生じる強電界に起因する液晶の配向乱れは、配向膜等の配向規制手段により制御することは困難であるため、従来、ＴＦＤ素子（あるいはＴＦＴ素子）を備えた透過型の液晶表示装置では、素子が形成された平面領域をブラックマトリクスや遮光膜により覆っていた。これに対して、本実施形態の液晶表示装置では、上記の理由により、ＴＦＤ素子１３周辺における表示不良を実質的に無くすことができるため、ＴＦＤ素子１３を覆うブラックマトリクスや遮光膜は不要になる。従って、ＴＦＤ素子１３の周辺部までも表示に寄与させることが可能になり、液晶表示装置の開口率の向上により明るい表示が得られるようになっている。
【００３２】
本実施形態の液晶表示装置では、図３に示したように、走査線９に形成された開口スリット９ａと、画素電極３１に形成された開口部１８，１８により、垂直配向された液晶分子５１の電圧印加時の傾倒方向が適切に制御されるようになっている。
図４（ａ）は、上記開口スリット９ａと、開口部１８，１８とによる配向規制作用を説明する概略断面図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、電圧変化時に液晶分子５１は、紙面にほぼ垂直に延在する開口部１８，１８、及び開口スリット９ａの幅方向両側に向かって倒れるようになっている。これにより、液晶のドメイン境界が固定され、垂直配向の液晶層を備えた液晶表示装置において表示品質上の問題とされている斜視時のシミ状のむらを効果的に防止することができ、広い視角範囲で良好な表示が得られるようになっている。
【００３３】
また、上記配向規制手段としては、図４（ｂ）に示すように、紙面にほぼ垂直に延在形成された凸条２８も適用することができ、このような凸条２８，２８を設けることによっても、良好に液晶分子５１の傾倒方向を制御でき、広い視角範囲で良好な表示が得られるようにすることができる。上記凸条２８は、先の誘電体突起３１ｃと同様、樹脂材料等の誘電体材料により形成される。
さらに本実施形態では、開口部１８，１８と、傾斜領域Ｎとが平面的に重なる位置に形成されており、このような構成とすることで、前記境界領域Ｎにおける液晶層厚の不均一性に起因する表示不良部と、前記開口部１８の延在領域に生じる液晶のドメイン境界とを平面的に重ねることができ、もって液晶表示装置の開口率を高め、明るい表示が得られるようになっている。
【００３４】
このように、上記実施形態の液晶表示装置によれば、マルチギャップ構造を採用したことによる表示コントラストの向上効果、及び垂直配向の液晶を制御するための開口スリット９ａ、開口部１８，１８を備えたことによる広視野角化効果に加え、ＴＦＤ素子１３周辺における液晶分子５１の配向乱れに起因する表示不良を、配向制御手段３１ａにより狭い領域内に抑制することによる表示明るさの向上を実現でき、さらには、ＴＦＤ素子１３の形成領域にまで反射層２０を延設することによって素子周辺部の配向不良が視覚され難くなる作用により、開口率の向上を実現でき、明るく、高コントラストであり、かつ広視野角の表示を得ることができるようになっている。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の液晶表示装置の１画素領域を示す平面構成図である。本実施形態の液晶表示装置は、先の第１実施形態の液晶表示装置と同様の基本構成を備えており、図２に示す反射層２０と異なる平面形状を有する反射層１２０が設けられている点で異なっている。すなわち、先の第１実施形態では、反射層２０の開口領域２０ａがドット領域のほぼ中央部に形成されていたが、本実施形態に係る反射層１２０では、透過表示領域を成す開口領域１２０ａが、素子基板２５側の画素電極３１とほぼ同一の幅を有して形成されている。
【００３６】
上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置においても、ＴＦＤ素子１３の画素電極３１側に、ＴＦＤ素子１３と画素電極３１とを離間するように配向制御手段３１ａが延在していることで、ＴＦＤ素子１３の電界によって素子周辺部に液晶の配向乱れが生じたとしても、表示領域の液晶配向に、前記素子周辺部の配向乱れが影響しないようにすることができ、明るく、かつ高画質の表示を得ることができるようになっている。
尚、本実施形態に係る配向制御手段３１ａとしても、先の実施形態と同様に、図２（ｂ）、図２（ｃ）にそれぞれ示した開口部３１ｂ、誘電体突起１３ｃが適用できるのは勿論である。
【００３７】
また本実施形態の液晶表示装置においても、ＴＦＤ素子１３と、反射層１２０とが平面的に重なるように配置されていることで、ＴＦＤ素子１３のスイッチング動作に際して形成される電界に起因する配向乱れによる表示不良を実質的に無くすことができ、もって液晶表示装置の開口率を向上させ、明るい表示を得ることができるようになっている。
【００３８】
（第３の実施の形態）
次に、図６及び図７を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、先の第１の実施形態の変形例であり、配向制御手段３１ａの延在方向ないし平面形状が異なっている以外は、図１〜図３に示した第１実施形態の液晶表示装置と同様の構成とされている。
図６に示す形態の液晶表示装置では、ＴＦＤ素子１３に隣接して図示左右方向に延在する配向制御手段３１ａが設けられており、図７に示す形態の液晶表示装置では、ＴＦＤ素子１３に隣接して図示左右方向に延在し、データ線１１側が相対的に太く形成された平面視三角形状（くさび形状）の配向制御手段３１ａが設けられている。
【００３９】
図６及び図７に示す構成においても、ＴＦＤ素子１３の画素電極３１側に、配向制御手段３１ａが延在していることで、ＴＦＤ素子１３の電界によって素子周辺部に液晶の配向乱れが生じたとしても、表示領域の液晶配向に、前記素子周辺部の配向乱れが影響しないようにすることができ、明るく、かつ高画質の表示を得ることができるようになっている。また、図７に示すように、ＴＦＤ素子１３との距離が小さくなるほど配向制御手段３１ａの平面的な幅を大きくするようにすることで、ＴＦＤ素子１３に近い側にあっては素子の電界による配向乱れを効果的に抑えることが可能になり、また素子の電界が比較的弱くなる反対側では、配向制御手段３１自体による開口率の低下を抑えることができる。
また、本実施形態に係る配向制御手段３１ａとしても、先の各実施形態と同様に、図２（ｂ）、図２（ｃ）にそれぞれ示した開口部３１ｂ、誘電体突起１３ｃが適用できるのは勿論である。
【００４０】
（実験例）
本発明に係る液晶表示装置では、先に説明したように、配向制御手段３１ａを設けたことで、ＴＦＤ素子１３の電界に起因する液晶の配向乱れによる表示品質の低下を効果的に防止できるようになっているが、この配向乱れが生じる領域はＴＦＤ素子１３とその周辺領域であり、配向制御手段３１ａの配設位置によって得られる効果が異なることが予想される。そこで、本発明者は実験により上記配向制御手段３１ａの適切な配設位置についての検証を行った。以下にその検証結果を報告する。
【００４１】
本例では、図６に示した構成を備えた液晶表示装置において、配向制御手段３１ａとＴＦＤ素子１３（素子部１３ａ）との距離Ｌを種々に変更したものを作製した。配向制御手段３１ａとしては、図２（ｃ）に示したような誘電体突起を樹脂材料により形成した。前記距離Ｌは、下記の表１に示すように、ほぼ０μｍから３０μｍの範囲で変化させ、また、比較サンプルとして、配向制御手段３１ａを設けない以外は、同様の構成を備えた液晶表示装置を作製した。
次に、作製した７種類の液晶表示装置について、反射表示の明るさ（反射率％）を測定した。その結果も表１に併記している。
【００４２】
【表１】
2004354510.tif 000003
【００４３】
表１に示すように、配向制御手段３１ａを設けないもの（表１右端）に比して、配向制御手段３１ａを距離Ｌが１５μｍ以下の範囲で設けたものは、著しく反射表示の明るさが向上しており、ＴＦＤ素子１３周辺に生じる電界による配向乱れを効果的に抑制できていることが分かる。また、配向制御手段３１ａの配設位置をＴＦＤ素子１３に近くするほど、明るい反射表示を得ることができる。
そして、距離Ｌが大きくなるほど反射表示は暗くなっており、距離Ｌが２０μｍ以上では、配向制御手段３１ａを設けない場合とほぼ同等か、逆に暗くなっている。これは、距離Ｌを大きくすると、配向制御手段３１ａが、ＴＦＤ素子１３の電界により配向が乱れた領域の外周端、あるいは外側に配置されるようになるため、ＴＦＤ素子１３周辺での配向乱れを抑制する効果が得られないばかりか、配向制御手段３１ａ自体により開口率が低下するためであると考えられる。
【００４４】
上記各実施の形態においては、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を備えた液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は、スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子を備えた液晶表示装置にも問題なく適用することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。
また、液晶層５０が垂直配向の液晶からなる構成として説明したが、上記液晶層５０は、平行配向やツイスト配向の液晶により構成することもでき、この場合にも、スイッチング素子の電界により生じる配向の乱れを効果的に抑えて、均一で明るい表示を得ることができる。
また上記各実施の形態では、配向制御手段３１ａの平面形状を、面方向に延在する略線状とした場合について各々説明したが、配向制御手段３１ａの平面形状は上記形状に限定されるものではなく、例えば点状等の形状としても良いのは勿論である。
【００４５】
（電子機器）
図８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、かつ広視野角の表示が可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１実施形態の液晶表示装置の部分斜視図。
【図２】図２（ａ）は、同、１画素領域の平面構成図、図２（ｂ）、（ｃ）は、（ａ）図に示す配向制御手段を説明するための部分断面構成図。
【図３】図３は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、実施形態に係る配向規制手段の作用を示す説明図。
【図５】図５は、第２実施形態に係る１画素領域の平面構成図。
【図６】図６は、第３実施形態に係る１画素領域の平面構成図。
【図７】図７は、第３実施形態に係る１画素領域の平面構成図。
【図８】図８は、電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
１０…対向基板、２５…素子基板、１３…ＴＦＤ素子（スイッチング素子）、２０…反射層、２０ａ…開口領域、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域、９ａ…開口スリット、１８…開口部、２１…絶縁膜（液晶層厚調整層）、３１ａ…配向制御手段、３１ｂ…開口部（配向制御手段）、３１ｃ…誘電体突起（配向制御手段）
【図１】
2004354510.tif 000004
【図２】
2004354510.tif 000005
【図３】
2004354510.tif 000006
【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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