(57)【要約】【課題】  広視野角、高コントラスト、かつ高画質の反射表示が可能な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１００は、垂直配向モードの反射型液晶表示装置であって、各ドットＤ１〜Ｄ３の平面領域内に、反射電極３１と共通電極９と、垂直配向液晶の配向状態を制御する開口部９ａ〜９ｃとが設けられており、前記反射電極３１に、前記ドットの平面領域内でほぼ不規則に配列された複数の凹凸部２４ａ…からなる凹凸形状が付与され、前記凹凸部２４ａ…の配置は、各ドットＤ１〜Ｄ３で共通の配置となっている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の基板間に初期配向が垂直配向を呈する液晶層を挟持し、１表示単位を構成するドットが複数配列された表示領域を備えた液晶表示装置であって、
前記各ドットの平面領域内に、反射層と、前記垂直配向液晶の配向状態を制御する配向制御構造物とが設けられ、
前記反射層には、前記ドットの平面領域内でほぼ不規則に配列された複数の凹凸部からなる凹凸形状が付与されており、
前記表示領域に、略同一の反射特性を有する複数の前記ドットが含まれていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記略同一の反射特性を有するドットにより構成されるドット群が、前記表示領域内に複数含ま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】
前記各ドットに対応して色材層が設けられ、互いに異なる色の前記色材層を備えた複数の前記ドットにより構成される画素を表示単位として備えており、
１つの前記画素を構成する各ドットが、略同一の反射特性を有し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】
前記表示領域に、反射特性の異なる複数の前記画素が含まれていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射層が、前記液晶層に電圧を印加する電極を兼ねてい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】
前記各ドットが、前記液晶層への電圧印加時に前記配向制御構造物により配向制御されてなる複数の液晶配向領域をその平面領域内に形成可能とされており、
前記ドットの平面領域内に形成される各液晶配向領域が、互いに異なる反射特性を備え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】
前記ドットに、複数の島状部と、該複数の島状部間を導電接続する連結部とを有する電極が設けられるとともに、前記各島状部の平面領域内に、前記配向制御構造物が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記略同一の反射特性を有する複数のドットが、略同一構成の前記反射層及び配向制御構造物を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記略同一の反射特性を有する複数のドットにおいて、前記反射層の凹凸形状と、前記配向制御構造物の形状及び配置と、前記反射層と配向制御構造物との配置関係とが略同一であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記反射層が、前記ドットの平面領域内で部分的に形成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０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】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子機器等の表示部に好適な表示装置として、外光を反射して表示が可能な反射型液晶表示装置が知られているが、従来の反射型カラー液晶表示装置には、視角が狭くコントラストが低いという課題があった。そこで、より視角が広い垂直配向モードの液晶を採用した反射型液晶表示装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。垂直配向モードでは、液晶が電圧によって倒れる方向を何らかの方法で制御する必要があるが、特許文献１では、液晶層を挟んで反射電極と対向電極とを設け、反射電極の端部で生じる斜め電界と、対向電極に設けられた配向制御窓とによって垂直配向した液晶分子の倒れる方向を規制している。
【０００３】
ところで、反射型液晶表示装置では、外光の正反射による表示視認性の低下を防止するべく、光散乱手段を設けるのが一般的である。例えば特許文献１では、液晶パネルの前面側に拡散層を設け、表示光を散乱させる構成が採用されている。また、下記特許文献２には、表面に凹凸を付与された散乱反射板を用いた液晶表示装置が開示されている。表面に凹凸を付与された散乱反射板を用いた場合、拡散層を用いたものに比してぼけのない高コントラストの表示が得られる点で優れている。
【特許文献１】特開２０００−８９２１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１，２に記載の技術を組み合わせる場合を考えると、特許文献１に記載の液晶表示装置に対して特許文献２に記載の散乱反射板を適用することで、視角が広く、ぼけのない高コントラストの表示が可能な反射型液晶表示装置が得られると考えられる。しかしながら、これらを組み合わせた場合には、従来の垂直配向モードの反射型液晶表示装置では生じない新たな問題が生じることが分かった。それは、表示の色付きや、ざらざらとしたしみ状のむらが生じ、さらに、それらが視角方向や光照射方向により変化し、表示品質が著しく低下することである。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、広視野角、高コントラスト、かつ高画質の反射表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的としている。また本発明は、広視野角、高コントラストのカラー表示部を備えた電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者の研究によれば、配向分割された垂直配向液晶と、散乱反射板との組み合わせにおける表示品質の低下は、散乱反射板での光学干渉を防止するために、その凹凸部が不規則に配置されていることに由来するものである。以下、その原理を、図８及び図９を参照して簡単に説明する。図８において、外形を成す八角形は反射電極１１０を示しており、この反射電極１１０の中心部に配置された八角形は、液晶層を挟んで対向する電極に設けられた開口部１１９である。この反射電極１１０は、液晶表示装置の１つのドット又はその一部（サブドット）を構成するものである。符号５１は、前記反射電極１１０と対向側の電極とにより挟まれた液晶層を構成する液晶分子を模式的に示している。また、反射電極１１０には、反射光を散乱させるための凹凸形状が付与され、図８（ｂ）に示すように、凸部１２４ａが反射電極１１０上に不規則に配列されている。
【０００７】
図８（ａ）において、液晶分子５１は、電圧が印加されて少し傾いた状態を示しており、反射電極１１０の外周端と、反射電極中央に配された開口部１１９との配向制御作用により平面視放射状に配向している。また実際の液晶表示装置では、液晶分子５１の傾き角度は、中央付近と外周部とで異なっている。
【０００８】
図９は、図８に示すように液晶分子５１が放射状に配向し、また反射電極１１０に凹凸形状が付与されているドットにおける電圧反射率特性をシミュレーションにより見積もったものである。図９に実線又は破線で示す複数の曲線は、反射電極１１０上の異なる位置（６箇所）における反射率を示しており、反射率は、１２時方向、極角３０°方向から平行光を入射させた場合における、液晶表示装置の正面方向（極角０°方向）の反射光の割合である。図に示す曲線のうち、実線で示した２本の曲線は、階調表示時に最も反射率が高くなる位置と、最も反射率が低くなる位置とに対応している。
【０００９】
図９に示すように、図８に示す構成のドットでは、位置により反射率が大きく異なっており、特に階調表示を行うべく中間電圧Ｖ１を印加した場合には、同一のドット内での最大反射率Ｌ２は、最小反射率Ｌ１の３倍程度もある。このように１ドット内で反射率が大きく異なっているのは、液晶表示装置に１２時方向、極角３０°方向から入射した平行光のうち、液晶表示装置正面方向（極角０°方向；紙面垂直方向）に反射される光は、反射電極１１０上の凸部１２４ａ上の１点１２４ｂで反射された光であり、さらにこれらの点１２４ｂは、反射電極１１０上で不規則に配置され、またそれらの点における液晶分子５１の配向状態が全て異なっているからである。
【００１０】
そして、上記の如く特定方向の反射光強度に寄与する凸部１２４ａ上の点１２４ｂが、反射電極１１０上で不規則に配置されていることから、液晶表示装置を構成する複数の反射電極１１０間で反射特性が異なることとなり、これが色付きや、液晶表示装置を斜視した際のざらざらとしたしみ状のむらの原因となる。また、上記点１２４ｂは、光の入射角度や、観察者の視角により位置が変わるため、上記色付きや表示むらを光学素子等により補償することは不可能である。先に記載のように、このような色付きや表示むらは、配向分割されていない垂直配向モードの液晶表示装置では生じることはなく、ドット内の配向分割が行われている場合に初めて生じる問題である。これは、従来の配向分割されていない液晶表示装置では、反射電極上の液晶分子が一方向に配列されるため、反射光の射出位置に依存する反射特性の差異が生じないからである。
本発明者は、このような配向分割された垂直配向モードの液晶表示装置における色付きや表示むらの問題を解決するべく検討を重ね、本発明を完成するに到った。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、対向配置された一対の基板間に初期配向が垂直配向を呈する液晶層を挟持し、１表示単位を構成するドットが複数配列された表示領域を備えた液晶表示装置であって、前記各ドットの平面領域内に、反射層と、前記垂直配向液晶の配向状態を制御する配向制御構造物とが設けられ、前記反射層には、前記ドットの平面領域内でほぼ不規則に配列された複数の凹凸部からなる凹凸形状が付与されており、前記表示領域に、略同一の反射特性を有する複数の前記ドットが含まれていることを特徴としている。
上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置によれば、ほぼ同一の反射特性を有するドットが表示領域内に複数配置されていることで、ドット毎に反射特性が異なることに起因する表示むらを低減することができ、もって広視角、高コントラストの液晶表示装置を提供することができる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置では、前記略同一の反射特性を有するドットにより構成されるドット群が、前記表示領域内に複数含まれていることが好ましい。この構成によれば、ドット毎の反射特性の違い起因する表示むらをより効果的に低減することができる。本構成においては、前記ドット群を可能な限り不規則に配置するか、あるいは略同一の反射特性を有するドットを可能な限り不規則に配置することが好ましい。このような構成とすることで、ドット間あるいはドット群間での凹凸部の周期的な繰り返しに起因する光学干渉を抑えることができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置では、前記各ドットに対応して色材層が設けられ、互いに異なる色の前記色材層を備えた複数の前記ドットにより構成される画素を表示単位として備えており、１つの前記画素を構成する各ドットが、略同一の反射特性を有している構成とすることができる。すなわち、本発明は、複数色のドットからなる画素を表示単位としてカラー表示を行う液晶表示装置に好ましく適用することができる。このような構成とすることで、画素を構成するドット間での反射特性の不均一による色付きを防止でき、高画質の表示を得ることができる。
【００１４】
本発明の液晶表示装置では、前記表示領域に、反射特性の異なる複数の画素が含まれている構成とすることもできる。表示領域内に設けられた各画素の反射特性が同一である場合、画素間で光学的な干渉が生じ易くなり、特に画素を高精細化してピッチを狭くした場合にその傾向が顕著になる。そこで本構成の如く画素間の表示特性を異ならせることで、上記画素間の光学干渉を防止でき、表示品質を向上させることができる。またこの構成において、略同一の反射特性を有する複数の画素からなる画素群が、前記表示領域に複数含まれている構成とすることもできる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置では、前記反射層が、前記液晶層に電圧を印加する電極を兼ねている構成とすることもできる。すなわち、本発明の液晶表示装置は、液晶層への電圧印加手段として、光反射性を有する電極を備えた構成とすることができる。このような構成とすれば、部材数の削減による低コスト化、及び製造の効率化を実現できる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置では、前記各ドットが、前記液晶層への電圧印加時に前記配向制御構造物により配向制御されてなる複数の液晶配向領域をその平面領域内に形成可能とされており、前記ドットの平面領域内に形成される各液晶配向領域が、互いに異なる反射特性を備えている構成とすることができる。すなわち、前記ドットの平面領域内で、電圧印加時に複数の液晶ドメインを形成して表示を行う場合、各液晶ドメインでは反射特性を異ならせることが好ましい。このような構成とすることで、微細なドット内で液晶ドメイン間の光学干渉が生じ、大きな干渉縞が生じるのを防止することができる。
【００１７】
本発明の液晶表示装置では、前記ドットに、複数の島状部と、該複数の島状部間を導電接続する連結部とを有する電極が設けられるとともに、前記各島状部の平面領域内に、前記配向制御構造物が設けられている構成とすることができる。この構成によれば、島状部の周端部及び前記配向制御構造物の配向制御作用により、前記複数の島状部の平面領域内に略放射状の液晶ドメインを形成でき、全方位で均一な表示が可能な広視角の液晶表示装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の液晶表示装置では、前記略同一の反射特性を有する複数のドットが、略同一構成の前記反射層及び配向制御構造物を備えている構成とすることができる。
また上記構成において、前記略同一の反射特性を有する複数のドットにおいて、前記反射層の凹凸形状と、前記配向制御構造物の形状及び配置と、前記反射層と配向制御構造物との配置関係とが略同一であることが好ましい。
【００１９】
本発明の液晶表示装置では、前記反射層が、前記ドットの平面領域内で部分的に形成されている構成とすることもできる。すなわち本発明は、半透過反射型の液晶表示装置にも適用することができる。反射表示エリアが狭くなる半透過反射型液晶表示装置では、反射層に形成される凹凸部の数も少なくなるため、視角による色変化や表示むらが生じやすくなる。このような液晶表示装置に対し本発明の構成を適用するならば、反射型液晶表示装置に比しても顕著な視角特性、表示品質の改善効果が得られ、好適である。
【００２０】
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、広視角、高輝度、高コントラストの表示部を備えた電子機器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。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。
【００２２】
（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、電極の概略平面構造を示す構成図、図３は、同、１画素領域を示す図である。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。
【００２３】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、走査線駆動回路１１０及びデータ線駆動回路１２０を含んでいる。液晶表示装置１００には、信号線、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は走査線駆動回路１１０により、データ線９はデータ線駆動回路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。
尚、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。
【００２４】
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４０を介して接続された画素電極３１（詳細な平面形状は図３を参照）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が平面視略短冊状（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つのドットを成しており、マトリクス状に配置された各ドット毎に表示が可能な構造になっている。
【００２５】
ここでＴＦＤ素子４０は走査線１３と画素電極３１とを接続するスイッチング素子である。ＴＦＤ素子４０は、例えば、タンタルを主成分とする第１導電膜と、第１導電膜の表面に形成され、酸化タンタルを主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、クロムを主成分とする第２導電膜とを含む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導電膜は走査線１３に接続され、第２導電膜は画素電極３１に接続される。
【００２６】
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、アルミニウムや銀等の光反射性を有する金属薄膜からなる反射電極３１が設けられたドットＤ１〜Ｄ３を有している。これらのドットには、図３（ａ）に示すように１つのドットに対応して３原色のうち１色のカラーフィルタが形成されており、３つのドット（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）により、３色のカラーフィルタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒを含む画素を形成している。
【００２７】
反射電極３１は、図３（ａ）に示す如く３つの島状部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３１ａ〜３１ｃが、ドットの延在方向（図示左右方向）に配列されており、島状部３１ａ、３１ｂ間、及び島状部３１ｂ、３１ｃ間に、それぞれ島状部３１ａ〜３１ｃの配列方向と略平行に延びる前記連結部３１ｄ、３１ｅが設けられている。また、各ドットの境界領域に、図示左右方向に延びる走査線１３が設けられるとともに、ＴＦＤ素子４０を介して島状部３１ａと接続されている。上記島状部３１ａ〜３１ｃのそれぞれの平面領域の中央部に配置された符号９ａ〜９ｃで示す部材は、画素電極３１と対向する共通電極９を一部切り欠いて設けられた開口部（配向制御手段）である。
【００２８】
各島状部３１ａ〜３１ｃの平面領域内には複数の凹凸部２４ａが形成されており、これらの凹凸部２４ａ…からなる凹凸形状により反射電極３１に光散乱機能が付与されている。前記凹凸部２４ａ…は、各島状部３１ａ〜３１ｃの平面領域内で可能な限り不規則に配列されるとともに、島状部３１ａ〜３１ｃ間で異なる反射特性を呈するべく異なる位置に配置されている。一方、図示上下方向に配列された３つの反射電極３１では、凹凸部２４ａ…は同一の凹凸形状を有している。すなわち、本実施形態の液晶表示装置では、各島状部３１ａ〜３１ｃが互いに異なる反射特性を有する一方、各ドットＤ１〜Ｄ３は、ほぼ同一の反射特性を有している。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示す断面構造を見ると、本実施の形態の液晶表示装置１００は、下基板（素子基板）１０とこれに対向配置された上基板（対向基板）２５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を挟持した構成を備える。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置は、垂直配向型の液晶層５０を備える垂直配向型液晶表示装置であって、外光を反射させて表示を行う反射型の液晶表示装置である。
【００３０】
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、アクリル樹脂等の樹脂材料からなる樹脂層２４と、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射電極３１とを積層形成した構成を備えている。また反射電極３１に対応してＴＦＤ素子４０と、走査線１３とが設けられている。
基板本体１０Ａ上に形成された樹脂層２４には、その表面の島状部３１ａ〜３１ｃに対応する平面領域内にて複数の凹凸部２４ａが形成されており、これらの凹凸部２４ａ…により形成される凹凸形状に倣って反射電極３１の表面は凹凸形状を有する。このような凹凸により反射光が散乱されるため、外部からの映り込みが防止され、良好な視認性を得ることができるようになっている。
【００３１】
尚、図示は省略したが、反射電極３１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が好適に用いられる。
また本実施形態では、金属薄膜からなる反射電極３１を設けた構成としているが、液晶層５０に電圧を印加するための電極を例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成し、このＩＴＯ電極の下側（基板本体１０Ａ側）に、別途アルミニウムや銀等からなる反射層を形成しても良いのは勿論である。
【００３２】
一方、上基板２５は、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、赤色のカラーフィルタ（色材層）２２Ｒと、透光性の樹脂材料等からなる平坦化膜２３と、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共通電極９とが順に形成されており、共通電極９は、その一部を切り欠いた所定形状の開口部９ａ〜９ｃが形成されており、これらの開口部９ａ〜９ｃは、前記各島状部３１ａ〜３１ｃのそれぞれの中心部に対応して設けられている。また、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設けられている。
【００３３】
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。液晶層５０に直線偏光を入射させる場合、電圧印加時の液晶分子の配向方向に依存してドット内で反射率が不均一になることがあるが、この構成を採用することで、液晶分子の配向方向に依存せず均一な反射率を得ることができ、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。
【００３４】
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。
【００３５】
上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置では、反射電極３１が正八角形状の島状部３１ａ〜３１ｃ間を連結部３１ｄ、３１ｅにより電気的に連結した構成とされ、かつ島状部３１ａ〜３１ｃのそれぞれに対応して共通電極９に開口部９ａ〜９ｃが設けられた構成となっていることで、電界印加時の液晶分子の傾倒方向が適切に制御され、視角特性に優れた反射表示を行うことができるようになっている。この配向制御作用について以下に説明する。
【００３６】
まず、共通電極９と反射電極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、開口部周縁においても、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。
【００３７】
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ようになっている。
【００３８】
また本実施形態の液晶表示装置では、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。
【００３９】
さらに、本実施形態の反射型カラー液晶表示装置によれば、上記広視角、高コントラストの表示が得られる効果に加え、（１）平行光照射時にも干渉色の発生が少ない、（２）視角による色付きや表示むらが少ない、（３）ぼけのないクリアな表示が得られる、という効果を得ることができる。以下、これらの作用効果について説明する。
【００４０】
（１）平行光照射時にも干渉色の発生が少ない。
反射型表示装置では、反射電極３１に凹凸形状を付与すべく設けられた凹凸部２４ａ…の配置による光学的な干渉による色付きが問題となる場合がある。この凹凸形状の干渉としては、以下の３パターンが考えられる。以下、これらのパターン［１］〜［３］について図４ないし図７を参照して説明する。図４ないし図７は、液晶表示装置に備えられたドット又は画素（群）の概略平面構成を示した説明図である。
【００４１】
［１−１］ドット内の凹凸部の規則性によるもの
図４に示すドット１１０ａ、１１０ｂは、反射電極１１１を主体としてなり、反射電極１１１の平面領域内には、複数の凹凸部１１２からなる凹凸形状が付与されている。図４（ａ）に示すドット１１０ａでは、凹凸部１１２は正方格子状に等間隔に配列されており、図４（ｂ）に示すドット１１０ｂでは、凹凸部１１２は領域内でランダムに配置されている。
図４（ａ）に示すように図示上下左右で等間隔に凹凸部１１２を配置すると、そのピッチＰ１に応じた干渉によって光が強め合う方向と弱め合う方向とが周期的に生じる。光が強め合う（弱め合う）方向は光の波長によって異なるため、虹のように見える。また一般にピッチが小さいほど強め合う（弱め合う）方向が大きな角度ピッチで生じるため、特にドット内については可能な限り規則性を抑えることが必要であり、図４（ｂ）に示すように凹凸部１１２…をランダムに配置することが好ましい。
【００４２】
しかしながら、図４（ｂ）に示すランダムな配置を採用しても、任意の２点間の距離に応じた干渉が残る。つまり、他のドットでも凹凸部１１２の配置が同じである場合に、異なるドットの凹凸部１１２により干渉が生じることがある。つまり、図５（ａ）に示すドット１１０ｂを備えた液晶表示装置では、２点間のピッチＰ２やＰ３による干渉が強められてしまう。
ところが、本発明に係る液晶表示装置の場合、このようなドット間の干渉は視認され難くなっている。以下図５（ｂ）により係る作用を説明する。図５（ｂ）は、本発明に係る構成を具備したドット１１０ｃを示す図であり、ドット１１０ｃには、反射電極１１１と、この反射電極１１１に形成された凹凸部１１２ａ〜１１２ｃとが設けられている。
【００４３】
従来の配向分割されていない液晶表示装置では、図５（ａ）に示すように各凹凸部１１２における明るさはほぼ同じになるが、本実施形態の液晶表示装置では、図３に示した島状部３１ａ〜３１ｃの辺端と、それらの中央部に配置された開口部９ａ〜９ｃとの配向制御作用により、電圧印加時の液晶は、各島状部３１ａ〜３１ｃの領域内で平面視放射状の液晶ドメインを形成するようになっている。これにより、図５（ｂ）に概念的に示すように、ドット内の位置により異なる明るさで表示される。つまり、白抜きの円で示された凹凸部１１２ａの位置では明るく表示されるが、図示左上がりの斜線が付された凹凸部１１２ｂの位置ではやや暗く、図示左下がりの斜線が付された凹凸部１１２ｃの位置ではさらに暗くなる。
【００４４】
一般に、強度Ｉ１の光と、強度Ｉ２の光の干渉において、光を強め合う方向の干渉光強度Ｉｍａｘは、Ｉｍａｘ＝Ｉ１＋Ｉ２＋２×（Ｉ１＋Ｉ２）１／２で与えられ、光を弱め合う方向の干渉光強度Ｉｍｉｎは、Ｉｍｉｎ＝Ｉ１＋Ｉ２−２×（Ｉ１＋Ｉ２）１／２で与えられる。従って、Ｉ１＝Ｉ２のとき、Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎは分母がゼロとなり無限大になるが、例えばＩ１の強度がＩ２の半分である場合（Ｉ１＝Ｉ２／２）には、Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎ＝３４、さらにＩ１の強度がＩ２の１／３である場合（Ｉ１＝Ｉ２／３）には、Ｉｍａｘ／Ｉｍｉｎ＝１４となる。すなわち、強度が異なる光同士の干渉は、コントラストが落ちて見え難くなり、従って本実施形態のように電圧印加時に液晶が配向分割される液晶表示装置では、ドット内の規則性による干渉が見え難いという効果がある。
【００４５】
［１−２］画素内のＲＧＢドットの規則性によるもの
図６に示す画素１３５は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のドット１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを備えており、各ドットには、青、緑、赤のカラーフィルタが設けられている。各ドット１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、反射電極１１１と、反射電極１１１に凹凸形状を付与すべく設けられた複数の凹凸部１１２とを備えている。
図６に示すように、３つのドット１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂからなる画素１３５においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のドットで同じ凹凸配置をとると、ドットの配列方向で同ピッチ（Ｐ４）にて凹凸部１１２が配列される規則性によって干渉が生じる。しかし、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ドットにおける反射光には共通する波長成分が少ないため、もともと干渉が弱い。
さらに本発明の場合には、各凹凸部における液晶の配向が異なるために視角特性が異なっており、従って全ての凹凸部による干渉を積算したとき、特定方向が明るくなるということはなく、干渉が生じたとしても目立たない。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ドットで凹凸部１１２を同じ配置とするか、あるいは異なる配置とするかは、適宜選択できる。先に説明した液晶表示装置１００では、ドットＤ１〜Ｄ３で凹凸配置は共通であり、反射電極３１に凹凸形状を付与するための樹脂層２４の凹凸パターンが１種類で済むため、液晶表示装置の製造を効率的に行えるという利点がある。
【００４６】
［１−３］画素間の規則性によるもの
図７には、３つのドット１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを備える４個の画素１３５が示されている。各ドット１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、反射電極１１１と、複数の凹凸部１１２とを備えている。
図７に示すように、各画素１３５で同じ凹凸配置を取っている場合、複数の画素１３５を跨って同ピッチ（Ｐ５）にて凹凸部１１２が配列される結果、やはり干渉が生じる。しかしながら、この干渉はドット内の規則性に基づく干渉に比べ、凹凸部１１２の繰り返しピッチが相当に長いため、強め合う（弱め合う）方向の角度ピッチが小さくなり目立ち難い。それでも画素を高精細化してピッチが小さくなった場合には、干渉が目立ってしまうおそれがあるため、画素間でも不規則な凹凸配置となるように工夫することが好ましい。
【００４７】
（２）視角による色付きや表示むらがない。
本実施形態の液晶表示装置１００では、図３に示したようにドットＤ１〜Ｄ３内で液晶の配向分割を行っているため、各凹凸部２４ａの位置における反射光量が全て異なっている。しかしながら、３色のドットに設けられた画素電極３１同士で凹凸配置は同一の配置となっているので、色による反射特性や視角特性の差がない。これにより、表示の色付きや、視角方向又は光照射方向による色変化が効果的に防止され、色鮮やかな表示を得ることができるようになっている。また、全ての画素における凹凸配置も同一になっているので、ざらざらとしたしみ状の表示むらも生じ難いという効果が得られる。
【００４８】
尚、本実施形態ではドット内の島状部３１ａ〜３１ｃ間では、凹凸部２４ａの配置を可能な限り不規則な配置としているので、島状部３１ａ〜３１ｃの各領域（液晶ドメイン）で視角特性が異なっている。このような構成である場合、ドット内で表示むらが生じる可能性があるが、ドットＤ１〜Ｄ３は十分に小さく、人間の目には平均としての明るさしか認識できないために、表示むらとして視認されることはない。
【００４９】
（３）広視角かつ高コントラストでクリアな表示。
本実施形態の液晶表示装置１００は、上述したように、垂直配向モードの液晶層５０を備えるとともに、各ドットＤ１〜Ｄ３内において液晶を配向分割しているので、従来より広視角で、高コントラストの表示が得られるようになっている。また勿論、パネル内面に光散乱機能を付与された反射電極３１が設けられているので、ぼけの無い鮮明な表示が得られるようになっている。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、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１０は、本実施形態の液晶表示装置について、画像表示領域の平面構造を示す図である。本実施形態の液晶表示装置２００は、先の第１実施形態の液晶表示装置１００と同様の基本構成を備えており、その特徴とするところは、反射電極３１に設けられた凹凸部２４ａ…の配置にある。従って以下では、必要に応じて図３を参照しつつ説明することとする。
【００５１】
図１０には、３色のドットＤ１〜Ｄ３からなる画素１３５が、４行４列配置された表示領域が示されている。係る表示領域では、図示上下方向でカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂがストライプ状に配列形成されている。図中、各ドット内に示す符号ａ〜ｊは、各々のドットに設けられた反射電極３１における凹凸配置のパターンを示している。液晶表示装置２００では、１画素を構成する３つのドットＤ１〜Ｄ３は、共通の凹凸パターンを有しており、平面的に配列された画素１３５間では、可能な限りランダムに凹凸パターンが配置されている。
【００５２】
図３を参照して具体的に説明すると、本実施形態の液晶表示装置２００は、反射電極３１下層側の樹脂層２４における凹凸部２４ａ…の配置が、符号ａ〜ｊを付された各ドットにおいて異なっている。各島状部３１ａ〜３１ｃの平面領域内では、凹凸部２４ａ…が可能な限り不規則に配置され、島状部３１ａ〜３１ｃ間でも異なる凹凸配置となっている。
【００５３】
上記本実施形態の液晶表示装置２００の構成は、ドットピッチの小さい高精細の液晶表示装置に採用して好適な構成である。第１実施形態の液晶表示装置１００では、各ドット内で凹凸部２４ａ…は不規則に配列されているが、ドット間及び画素間で共通の凹凸配置を有しているため、ドットピッチを小さくした場合には、図７を参照して説明したような画素を跨った凹凸部２４ａ…の周期配列に起因する干渉が生じる可能性がある。それに対して、本実施形態の液晶表示装置２００では、画素１３５の配列に対して、凹凸パターンａ〜ｊが図１０に示す如く不規則に配置されているので、上記干渉による色付きを効果的に防止することができるようになっている。その反面、画素１３５…の反射特性が比較的不均一になるため、ざらざらとしたしみ状の表示むらが見え易くなることが予想されたが、本発明者が確認したところ、この表示むらはドットピッチが小さい場合には目立たなかった。さらに、小さいドットピッチに対応して凹凸部２４ａ…の平面積を小さくすると見えなくなった。
【００５４】
（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１１（ａ）は、液晶表示装置３００の１画素領域を示す平面構成図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ−Ｂ'線に沿う断面構成図であって、第１の実施形態の図３に相当する図面である。
本実施形態の液晶表示装置３００は、半透過透過型の垂直配向モード液晶表示装置である。尚、図１１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。
【００５５】
本実施形態の液晶表示装置３００は、図１１に示すように、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３３１を備えてなる複数のドットＤ１〜Ｄ３を有している。これらのドットには、図１１（ａ）に示すように１つのドットに対応して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（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。
【００５６】
画素電極３３１は、ＩＴＯ等の透明導電材料により形成された透明電極であり、平面視八角形状の島状部３３１ａ〜３３１ｃと、これらを導電接続する連結部３３１ｄ、３３１ｅとを有している。画素電極３３１とＴＦＤ素子４０とは、島状部３３１ａを介して電気的に接続されている。
島状部３３１ａは各ドット領域内に部分的に設けられた反射膜（反射層）２０の形成領域内に配置されており、残る島状部３３１ｂ、３３１ｃは、反射膜２０の非形成領域に配置されている。この構成のもと、反射膜２０の形成領域内に配置された島状部３３１ａ（及び連結部３３１ｄの一部）の平面領域が各ドットにおける反射表示領域とされ、島状部３３１ｂ、３３１ｃ、連結部３３１ｄの一部、及び連結部３３１ｅの平面領域が、透過表示領域とされている。
【００５７】
図１１（ｂ）に示す断面構造を見ると、液晶表示装置３００は、対向配置された下基板（素子基板）３１０と、上基板（対向基板）３２５との間に液晶層５０を挟持した液晶パネルと、この液晶パネルの背面側（図示下面側）に配設されたバックライト（照明装置）１５とを備えて構成されている。
【００５８】
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を主体として構成されている。基板本体１０Ａの表面に、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、樹脂層２４を介して部分的に形成されており、この反射膜２０の形成領域が先の反射表示領域に対応する。基板本体１０Ａ上に形成された樹脂層２４は、その表面に複数の凹凸部２４ａからなる凹凸形状を付与されており、反射膜２０は、この樹脂層２４の凹凸形状に倣う凹凸形状を有する。
本実施形態の場合、上記凹凸部２４ａ…は、各島状部３１ａの平面領域内で不規則に配列されているが、液晶表示装置に設けられた全てのドットの島状部３１ａ…で、共通の凹凸配置となっている。
【００５９】
ドットの平面領域内の反射膜２０上、及び基板本体１０Ａ上には、反射表示領域及び透過表示領域に跨って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１１（ａ）に示すように、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。
【００６０】
カラーフィルタ２２Ｒ上には、反射膜２０の上方に位置するように絶縁膜２６が選択的に形成されている。このようにドット内に部分的に形成された絶縁膜２６により、液晶層５０の層厚が反射表示領域と、透過表示領域とで異ならされている。絶縁膜２６は、例えば膜厚が０．５〜２．５μｍ程度のアクリル樹脂等の有機材料膜からなり、反射表示領域と透過表示領域との境界付近において、自身の膜厚が連続的に変化する傾斜面からなる境界段差領域Ｎを構成している。透過表示領域における液晶層５０の層厚は、２〜７μｍ程度であり、反射表示領域における液晶層厚は、透過表示領域における液晶層厚の半分程度である。
【００６１】
このように絶縁膜２６は、自身の膜厚によって反射表示領域と透過表示領域との液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層として機能するものである。また、本実施形態の場合、絶縁膜２６の上部の平坦面の縁と、上基板３２５側の画素電極３３１を構成する島状部３３１ａの縁とが略一致しており、絶縁膜２６により形成される境界段差領域Ｎは、島状部３３１ａ、３３１ｂ間の連結部３３１ｄと平面視で重なる位置に配置されている。
【００６２】
そして、絶縁膜２６の表面を含む下基板３１０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で共通の電極として機能する。尚、下基板３１０上には、共通電極９を覆って垂直配向膜が形成されている。
【００６３】
また、共通電極９には、各ドットに対応して、樹脂等の誘電体材料からなる略円錐状の誘電体突起（配向制御手段）１９ａ〜１９ｃが形成されている。誘電体突起１９ａ〜１９ｃは、図１１（ａ）に示すように、画素電極３３１の島状部３３１ａ〜３３１ｃにそれぞれ対応して設けられており、各島状部３３１ａ〜３３１ｃの平面領域のほぼ中央部に配置されている。
【００６４】
次に、上基板３２５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、図１１（ａ）に示す平面形状を有する画素電極３３１が形成され、この画素電極３３１に対応してＴＦＤ素子４０及び走査線１３が設けられている。また、図示は省略したが、画素電極３３１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。
【００６５】
下基板３１０の外面側には、基板本体１０Ａ側から位相差板２８と偏光板２９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。上記位相差板２８及び偏光板２９としては、それぞれ位相差板１６、偏光板１７と同様の構成のものが用いられる。
【００６６】
半透過反射型の液晶表示装置では、１ドットの平面領域を区画して反射表示領域と透過表示領域とが設けられているため、第１実施形態に比して反射表示領域が狭く、反射膜に付与される凹凸部の数も少ない。そのため、反射表示での視角による色変化やざらざらとしたしみ状のむらがもともと生じやすい構造となっている。
これに対して、上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置３００では、反射表示領域に形成された凹凸部２４ａ…をドットの平面領域内では不規則に配置し、係る凹凸配置パターンを各ドットについて共通の構成としたことで、視角による反射特性の不均一を解消し、広視角、かつ高輝度、高コントラストの反射表示が可能になっている。このように、本発明に係る構成を半透過反射型の液晶表示装置に適用すれば、反射型よりも顕著な効果を得ることができる。
【００６７】
また本実施形態の液晶表示装置３００では、反射表示領域に設けられた絶縁膜２６によって反射表示領域における液晶層５０の層厚を透過表示領域における液晶層厚の半分程度とすることができるので、反射表示領域における液晶層のリタデーションと透過表示領域における液晶層のリタデーションとをほぼ等しくすることができる。これにより前記両領域における電気光学特性を揃えることができ、表示コントラストを向上させることができる。
【００６８】
さらに、上記マルチギャップ構造を採用することでドット内に生じる境界段差領域Ｎが、反射表示領域の島状部３３１ａと、透過表示領域の島状部３３１ｂとの間の領域に延在している連結部３３１ｄと平面的に重なって配置されているので、境界段差領域Ｎに起因する表示品質の低下を効果的に抑制できるようになっている。すなわち、境界段差領域Ｎに電極が形成されていると、液晶分子が基板面に対して傾斜配向されるために、電圧印加時に液晶分子に対して弱い配向規制力が作用する。この弱い配向規制力を無視して画素構造を設計すると、液晶配向に乱れが生じるおそれがある。本実施形態の液晶表示装置においては、境界段差領域Ｎ上に配置される電極を極力除くようにして、この弱い配向規制力を取り除き、逆に島状部３３１ａ、３３１ｂの辺縁で生じる斜め電界による強い配向規制力が支配的になるようにすることで、反射表示領域と透過表示領域の双方で良好な表示を得ることができるようになっている。
【００６９】
尚、本発明の技術範囲は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。例えば、上記各実施の形態では、画素電極を構成する島状部３１ａ〜３１ｃ、３３１ａ〜３３１ｃの平面形状を、正八角形状としているが、これらの島状部の平面形状は、係る形状に限定されず、例えば円形や楕円形、多角形状等のいずれも適用が可能である。すなわち、島状部３１ａ〜３１ｃ、３３１ａ〜３３１ｃ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。また、各ドットに設ける島状部の数も３個に限られず、ドットピッチに応じて適切な個数とすればよい。
【００７０】
（電子機器）
図１２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、かつ広視野角であって、色むらや表示むらのない高画質の反射表示、あるいは半透過反射表示が可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の回路構成図。
【図２】同、電極構成を平面的に示す図。
【図３】同、画素を拡大して示す平面構成図（ａ）、及び断面構成図（ｂ）。
【図４】ドットの概略平面構成を示した作用説明図。
【図５】ドットの概略平面構成を示した作用説明図。
【図６】画素の概略平面構成を示した作用説明図。
【図７】複数の画素の概略平面構成を示した作用説明図。
【図８】反射電極の概略平面構成を示した作用説明図。
【図９】図８に示す反射電極上の複数位置における反射率を示すグラフ。
【図１０】第２実施形態の液晶表示装置の平面構成図。
【図１１】第３実施形態における画素平面構成図（ａ）、及び断面構成図（ｂ）。
【図１２】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００７２】
１００，２００，３００…液晶表示装置、９…共通電極（データ線）、１３…走査線、２０…反射膜、２４…樹脂層、２４ａ…凹凸部、２６…絶縁膜（液晶層厚調整層）、３１…画素電極、５０…液晶層、３１ａ〜３１ｃ，３３１ａ〜３３１ｃ…島状部、９ａ〜９ｃ…開口部（配向制御手段）、１９ａ〜１９ｃ…誘電体突起（配向制御手段）
【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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