(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背後に配置され、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段とを備え、
前記液晶表示素子の一対の基板のうちの一方の基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給するゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給するデータラインと、前記各画素電極行ごとにその画素電極行に沿って配置され前記画素電極の縁部付近の領域に絶縁膜を介して対向して前記画素電極との間に補償容量を形成する補償容量電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、
前記補償容量電極は、前記画素電極の側縁部付近および隣り合う画素電極の間の領域に対応する部分において、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う形状に屈曲させて形成され、前記ディスクリネーションラインから出射する前記照明光を遮るための遮光手段を形成していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示素子のいずれか一方の内面に、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜が、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて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】
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背後に配置され、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段とを備え、
前記液晶表示素子の一対の基板のうちの一方の背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給するゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給するデータラインと、前記各画素電極行ごとに配置され前記画素電極の縁部付近の領域に絶縁膜を介して対向して前記画素電極との間に補償容量を形成する補償容量電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、他方の前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜と、前記薄膜トランジスタおよび前記補償容量電極にそれぞれ対応する遮光膜と、この遮光膜と一体に形成され、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う遮光膜とが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示素子の前面側基板の内面に、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜が、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、一般に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス型の液晶表示素子が用いられている。
【０００３】
図５は従来の液晶表示装置に用いられているアクティブマトリックス型液晶表示素子の一部分の正面図である。
【０００４】
この液晶表示素子１は、図示しない枠状シール材を介して接合された前面側および背面側の一対の透明基板２，３間に液晶層（図示せず）を設けたものであり、前記一対の基板２，３のうちの一方の基板、例えば背面側基板３の内面には、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極４と、前記複数の画素電極４にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ５と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ５にゲート信号を供給するゲートライン１１と、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ４にデータ信号を供給するデータライン１２と、前記各画素電極行ごとに配置され前記画素電極４の縁部付近の領域に絶縁膜（ＴＦＴ５のゲート絶縁膜７）を介して対向して前記画素電極３との間に補償容量を形成する補償容量電極１３とが設けられ、その上に配向膜１４が形成されている。
【０００５】
前記ＴＦＴ５は、基板３上に形成されたゲート電極６と、このゲート電極６を覆って設けられたゲート絶縁膜７と、このゲート絶縁膜７の上に前記ゲート電極６に対応させて設けられたｉ型半導体膜８と、このｉ型半導体膜８の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極９およびドレイン電極１０とからなっている。
【０００６】
また、前記ゲートライン１１と補償容量電極１３は、前記基板２上に設けられており、前記ＴＦＴ５のゲート電極６は、前記ゲートライン１１に一体に形成されている。
【０００７】
前記ＴＦＴ５のゲート絶縁膜（透明膜）７は、基板２のほぼ全面にわたって設けられており、前記ゲートライン１１と補償容量電極１３は、その端子部を除いて前記ゲート絶縁膜７により覆われている。
【０００８】
そして、前記複数の画素電極４は、前記ゲート絶縁膜７の上に設けられており、これらの画素電極４はそれぞれ、その一端側の縁部において対応するＴＦＴ５のソース電極９に接続されている。
【０００９】
また、前記補償容量電極１３は、各行の画素電極４のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁部付近に対向させて前記ゲートライン１１とほぼ平行に設けられており、この補償容量電極１３と前記画素電極４とその間のゲート絶縁膜７とにより補償容量が形成されている。
【００１０】
さらに、前記データライン１２は、前記ゲート絶縁膜７の上に設けられており、前記ＴＦＴ５のドレイン電極１０につながっている。
【００１１】
そして、前記配向膜１４は、前記複数の画素電極４およびデータライン１２を覆って基板３のほぼ全面に設けられており、この配向膜１４は、その膜面のラビングにより所定方向に配向処理されている。
【００１２】
また、他方の基板である前面側基板２の内面には、前記複数のＴＦＴ５と前記補償容量電極１３にそれぞれ対応する遮光膜１５，１６と、前記複数の画素電極４に対向する透明な対向電極（図示せず）とが設けられており、その上に配向膜（図示せず）が設けられている。なお、図５では、前記遮光膜１５，１６を区別しやすくするために、遮光膜部分に平行斜線を施している。
【００１３】
前記対向電極は、前記複数の画素電極４の全てに対向する一枚膜状の電極であり、前記複数の画素電極３と前記対向電極９とが互いに対向する領域により複数の画素領域Ａが形成されている。
【００１４】
また、この前面側基板２の内面に設けられた前記配向膜は、その膜面のラビングにより所定方向に配向処理されている。
【００１５】
この液晶表示素子１は、例えばＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式のものであり、一対の基板２，３間に設けられた液晶層の液晶分子は、両基板２，３間においてツイスト配向しており、また、図示しないが、前記一対の基板２，３の外面にはそれぞれ偏光板が配置されている。
【００１６】
図５において、破線矢印２ａは前面側基板２の配向膜の配向処理方向、実線矢印３ａは背面側基板３の配向膜１４の配向処理方向を示しており、前面側基板２に設けられた図示しない配向膜と、背面側基板３に設けられた配向膜１４は、例えば互いにほぼ直交する方向に配向処理されている。
【００１７】
そして、前記液晶層の液晶分子は、両基板２，３の近傍における配向方向を前記配向膜で規制され、両基板２，３間においてほぼ９０度のツイスト角でツイスト配向しており、両基板２，３の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板は、その透過軸を互いにほぼ直交させるか、あるいは互いにほぼ平行にして設けられている。
【００１８】
前記液晶表示素子を用いる液晶表示装置には、透過型のものと、反射型のものとがある。
【００１９】
透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子の背後にバックライトを配置し、このバックライトからの照明光を利用して表示するものであり、前記バックライトから照明光を前記液晶表示素子に向けて出射し、その光を前記液晶表示素子の前方に出射させて表示する。
【００２０】
また、反射型の液晶表示装置は、液晶表示装置の使用環境の光である外光を利用して表示するものであり、液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子の背後に配置した反射板により前記液晶表示素子に向けて反射し、その光を前記液晶表示素子の前方に出射させて表示する。
【００２１】
前記透過型の液晶表示装置は、バックライトを点灯するために、大きな電力を消費する。
【００２２】
一方、反射型の液晶表示装置は、液晶表示素子の前方から入射する外光の強度に応じた強度の反射光が得られるため、その使用環境の照度が充分であれば表示を充分な明るさで観察することができ、また、バックライトを必要としないため、消費電力が少ない。
【００２３】
しかし、反射型液晶表示装置は、液晶表示素子の前方に出射する反射光の強度が、前記液晶表示素子の前方から入射する外光の強度に大きく依存するため、例えば夜間の屋外のような照度が充分でない暗い環境下では、表示を視認できる程度の画面輝度が得られない。
【００２４】
なお、液晶表示素子には、白黒画像を表示するものと、各画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜（例えば赤、緑、青の３色カラーフィルタ）を備えてフルカラー画像等の多色カラー画像を表示するものとがあるが、この着色膜を備えた液晶表示素子を用いる反射型液晶表示装置は、前記液晶表示素子にその前方から入射した光が、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、さらに反射板で反射されて前記液晶表示素子の前方に出射するときにも前記着色膜によりある程度の光を吸収されるため、暗い環境では使用できない。
【００２５】
そのため、従来から、外光を利用する反射型表示と、照明光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう、２ウエイ型の液晶表示装置が提案されている。
【００２６】
この２ウエイ液晶表示装置は、液晶表示素子の背後に、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段を配置したものであり、前記光照射手段は一般に、バックライトの前面に半透過反射板を配置して構成されている。
【００２７】
この２ウエイ液晶表示装置は、充分な明るさの外光が得られるときは前記光照射手段から照明光を出射させずに外光を利用して表示し、外光の明るさが不足するときに前記光照射手段から照明光を出射させて表示するものであり、外光は得られるがその強度が不足するときは、前記光照射手段による外光の反射光と、前記光照射手段が出射する照明光との両方を利用して表示し、外光が得られないときは、前記照明光を利用して表示する。
【００２８】
すなわち、この２ウエイ液晶表示装置は、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られないときに、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うものであり、外光が存在する環境、つまり外光の強度に応じた強度の反射光が得られる環境において前記光照射手段から照明光を出射させると、前記外光の反射光に前記光照射手段からの照明光が重畳した強度の光が液晶表示素子にその背面から入射し、この液晶表示素子を透過して前方に出射する。
【００２９】
この２ウエイ液晶表示装置によれば、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られない環境下でも、前記光照射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において使用することができ、また、前記光照射手段から照明光を出射させるのは、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られないときだけであるため、消費電力が少なくてすむ。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の液晶表示装置に用いられている図５に示した液晶表示素子１は、各画素電極行ごとにその一側に沿わせてゲートライン１１が配線されているため、このゲートライン１１とそれに隣接する画素電極４の縁部との間に、前記ゲートライン１１に供給されるゲートの電位と画素電極４の電位との差に応じた横方向の電界（以下、横電界という）が発生する。
【００３１】
一方、前記液晶表示素子１の背面側基板３の内面に設けられた配向膜１４は、前記ゲートライン１１およびデータライン１２や補償容量電極１３の上に対応する部分が盛り上がった形状をなしており、そのため、この配向膜１３の段差部に、ラビング不足による配向不良が発生し、この配向不良箇所の近傍の液晶分子が不規則に配向して、その付近の液晶分子の配向状態（ツイスト配向状態）が不安定になる。
【００３２】
そして、液晶層中に液晶分子の配向状態が不安定になっている領域があると、前記ゲートライン１１と画素電極４の縁部との間に横電界が生じたときに、不安定な配向状態にある液晶分子が簡単に横電界の影響を受けてその向きに配向し、それがきっかけとなって、その付近の領域、すなわち、ある程度以上の強さの横電界が作用する領域の液晶分子が、前記横電界の向きに沿って配向する。
【００３３】
なお、横電界は、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線されたデータライン１２と画素電極４の縁部との間にも発生するが、前記データライン１２に供給されるデータ信号の電位は前記ゲート信号の選択期間の電位（ＴＦＴ５をオンさせる電位）に比べて低いため、前記データライン１２と画素電極４の縁部との間に発生する横電界は極く小さく、したがって、データライン１２と画素電極４の縁部との間に発生する横電界による液晶分子の配向変化はほとんどない。
【００３４】
前記ゲートライン１１と画素電極４の縁部との間に生じる横電界の向きは、ゲートライン１１を境にしてその一方の側と他方の側とで互いに逆であり、したがって、ゲートライン１１とその一方の側の画素電極４との間に生じる横電界による液晶分子の配向方向と、前記ゲートライン１１とその他方の側の画素電極４との間に生じる横電界による液晶分子の配向方向とは互いに逆向きである。
【００３５】
一方、前記横電界の影響を受けない領域での液晶分子の初期配向状態（画素電極４と対向電極との間に電圧を印加していないときの配向状態）を見ると、この領域の液晶分子は、背面側基板３の近傍では、この背面側基板３の配向膜１３の膜面に対し、その配向処理方向３ａに沿って前記配向処理方向３ａの下流側（ラビング終了端側）の分子端が斜めに立ち上がるようにプレチルトした状態で一様に配向している。
【００３６】
そのため、前記ゲートライン１１とその一方の側の画素電極４との間に生じる横電界による液晶分子の配向方向は、前記配向膜１３による配向方向とあまり変わらない方向であるが、前記ゲートライン１１とその他方の側の画素電極４との間に生じる横電界による液晶分子の配向方向は、前記配向膜１３による配向方向に対してほとんど逆の方向であり、したがってこの側に、前記横電界の影響領域とその外側の領域との境界において液晶分子の配向状態が逆になったディスクリネーションが生じる。
【００３７】
この液晶分子の配向状態が逆になる境目は、ディスクリネーションラインと呼ばれており、例えば背面側基板３の配向膜１４が画面の左上方向から右下方向に向かって斜めに配向処理されている場合は、図５に太い二点鎖線で示したように、各画素電極４の左上隅の縁部付近に対応する領域に各画素電極２３の左上隅の縁部付近に対応する領域に、画素領域Ａ内の左上隅部および隣り合う画素領域Ａの間の領域を通るようにディスクリネーションラインＤができる。
【００３８】
すなわち、ゲートライン１１と画素電極４との間に生じる横電界によるディスクリネーションは、各画素電極４の周縁部のうち、背面側基板３の配向膜１４の配向処理方向３ａの上流側（ラビング開始端側）の縁部付近に対応する領域に発生する。
【００３９】
そのため、上記液晶表示素子１は、前記ディスクリネーションラインＤに沿った異常表示を生じるという問題をもっている。この異常表示は、例えば一対の偏光板をその透過軸を互いにほぼ直交させて配置したノーマリーホワイトモードの液晶表示素子ではディスクリネーションラインＤに沿った影である。
【００４０】
このディスクリネーションによる異常表示を、上述した２ウエイ液晶表示装置について見ると、この２ウエイ液晶表示装置は、充分な明るさの外光が得られるときは、液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子の背後に配置した光照射手段により反射させて外光を利用する表示を行ない、外光の明るさが不足するときに、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うものであり、外光を利用して表示するときは、液晶表示素子の前方から入射する外光の強度に応じた強度の反射光が前記液晶表示素子にその背面から入射し、この液晶表示素子を透過して前方に出射するため、前記ディスクリネーションによる異常表示は目立たない。
【００４１】
しかし、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときは、外光の反射光に、前記光照射手段からの照明光が重畳した強度の光が液晶表示素子にその背面から入射し、この液晶表示素子を透過して前方に出射するため、前記ディスクリネーションによる異常表示が目立ち、表示品質が低下する。
【００４２】
この発明は、液晶表示素子の背後に配置した光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記液晶表示素子のゲートラインと画素電極との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる２ウエイ型の液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背後に配置され、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段とを備え、
前記液晶表示素子の一対の基板のうちの一方の基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給するゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給するデータラインと、前記各画素電極行ごとにその画素電極行に沿って配置され前記画素電極の縁部付近の領域に絶縁膜を介して対向して前記画素電極との間に補償容量を形成する補償容量電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、
前記補償容量電極は、前記画素電極の側縁部付近および隣り合う画素電極の間の領域に対応する部分において、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う形状に屈曲させて形成され、前記ディスクリネーションラインから出射する前記照明光を遮るための遮光手段を形成していることを特徴とするものである。
また、この発明の液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を設けてなる液晶表示素子と、前記液晶表示素子の背後に配置され、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段とを備え、
前記液晶表示素子の一対の基板のうちの一方の背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給するゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給するデータラインと、前記各画素電極行ごとに配置され前記画素電極の縁部付近の領域に絶縁膜を介して対向して前記画素電極との間に補償容量を形成する補償容量電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜とが設けられ、他方の前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、所定方向に配向処理が施された配向膜と、前記薄膜トランジスタおよび前記補償容量電極にそれぞれ対応する遮光膜と、この遮光膜と一体に形成され、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う遮光膜とが設けられていることを特徴とするものである。
【００４４】
この発明の液晶表示装置によれば、少なくとも前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光のうちの前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域に入射した光が、補償容量電極を屈曲させて形成された遮光手段により遮られるため、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記液晶表示素子のゲートラインと画素電極との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
この発明は、上記のように、液晶表示素子の背後に、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段を配置した２ウエイ型の液晶表示装置において、前記液晶表示素子のいずれかの基板の内面に、ゲートラインと画素電極との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域に対応させて、補償容量電極を屈曲させて形成され、前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光を遮るための遮光手段を設けることにより、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記液晶表示素子のゲートラインと画素電極との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得るようにしたものである。
【００４７】
また、この発明において、前記遮光手段を、前記薄膜トランジスタおよび前記補償容量電極にそれぞれ対応する遮光膜と、この遮光膜と一体に形成され、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う遮光膜とにより構成してもよく、このようにすることにより、前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、液晶表示素子の前方から入射する外光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、前記遮光膜により遮ることができる。
【００４８】
そのため、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときの、前記液晶表示素子のゲートラインと画素電極との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示を目立たなくするとともに、外光を利用する表示を行なうときの前記ディスクリネーションによる異常表示をさらに目立たなくすることができる。
【００５１】
また、この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子をカラー画像表示素子とする場合は、前記液晶表示素子のいずれかの基板の内面に、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましい。
【００５２】
このような構成によれば、前記液晶表示素子の複数の画素領域を透過する光のうち、前記着色膜に対応する中央領域を透過する光だけが、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、前記着色膜に対応しない周縁領域を透過する光は、着色膜による吸収を受けずに、非着色光のまま液晶表示素子を透過するため、前記液晶表示素子の各画素領域から前方に出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域に対応する着色膜の色に着色し、しかもその明るさを、前記着色膜での吸収による輝度低下のない非着色光により底上げされた画素であり、そのため、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができる。
【００５３】
また、前記ゲートラインと画素電極との間に生じる横電界によるディスクリネーションは、各画素電極の周縁部のうち、前記画素電極を形成した基板の配向膜の配向処理方向の上流側（ラビング開始端側）の縁部付近に対応する領域に発生するため、上記のように画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜を複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けると、各画素領域の非着色光が出射する周縁領域に前記ディスクリネーションが発生するが、上述したように、少なくとも前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光が前記遮光手段により遮られるため、前記ディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【００５４】
【実施例】
図１および図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は本実施例の液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図、図２は図１のII−II線に沿った液晶表示装置の拡大断面図である。
【００５５】
この実施例の液晶表示装置は、図２に示すように、液晶表示素子２０と、この液晶表示素子２０の背後に配置された光照射手段４３とを備えている。
【００５６】
前記光照射手段４３は、照明光を前記液晶表示素子２０に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射するものであり、バックライト４４の前面に半透過反射板４５を配置して構成されている。
【００５７】
なお、前記バックライト４４は、例えば、少なくとも一端面を入射端面とし、前記入射端面から照明光を取り込んで前面全体から出射面する導光板と、この導光板の入射端面に対向させて配置された光源ランプとからなる、一般にサイドランプ型と呼ばれるものであり、半透過反射板４５は、前記導光板の前面に貼付けられている。
【００５８】
次に、前記液晶表示素子２０について説明すると、この液晶表示素子は、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するアクティブマトリックス型のものである。
【００５９】
この液晶表示素子２０は、図示しない枠状シール材を介して接合された前面側および背面側の一対の透明基板２１，２２間に液晶層４０を設けたものであり、前記一対の基板２１，２２のうちの一方の基板、例えば背面側基板２２の内面には、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極２３と、前記複数の画素電極２３にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２４と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ２４にゲート信号を供給するゲートライン３０と、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ２４にデータ信号を供給するデータライン３１と、前記各画素電極行ごとに配置され前記画素電極４の縁部付近の領域に絶縁膜（ＴＦＴ２４のゲート絶縁膜２６）を介して対向して前記画素電極３との間に補償容量を形成する補償容量電極３２とが設けられ、その上に配向膜３４が形成されている。
【００６０】
前記ＴＦＴ２４は、基板２２上に形成されたゲート電極２５と、このゲート電極２５を覆って設けられたゲート絶縁膜２６と、このゲート絶縁膜２６の上に前記ゲート電極２５に対応させて設けられたｉ型半導体膜２７と、このｉ型半導体膜２７の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極２８およびドレイン電極２９とからなっている。
【００６１】
また、前記ゲートライン３０と補償容量電極３２は、前記基板２３上に設けられており、前記ＴＦＴ２４のゲート電極２５は、前記ゲートライン３０に一体に形成されている。
【００６２】
前記ゲートライン３０と補償容量電極３２は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗金属膜で形成されており、このゲートライン３０と補償容量電極３２は、画素電極２３やデータライン３１との間の絶縁耐圧を高くするために、その表面を陽極酸化処理されている。
【００６３】
また、前記ＴＦＴ２４のゲート絶縁膜（透明膜）２６は、基板２３のほぼ全面にわたって設けられており、前記ゲートライン３０と補償容量電極３２は、その端子部を除いて前記ゲート絶縁膜２６により覆われている。
【００６４】
そして、前記複数の画素電極２３は、前記ゲート絶縁膜２６の上に設けられており、これらの画素電極２３はそれぞれ、その一端側の縁部において対応するＴＦＴ２４のソース電極２８に接続されている。
【００６５】
また、前記補償容量電極３２は、各行の画素電極２３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁部付近に対向させて前記ゲートライン３０とほぼ平行に設けられており、この補償容量電極３２と前記画素電極２３とその間のゲート絶縁膜２６とにより補償容量が形成されている。
【００６６】
さらに、前記データライン３１は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗の金属膜で形成されており、このデータライン３１は、前記ゲート絶縁膜２６の上に設けられ、前記ＴＦＴ２４のソース電極２８は前記画素電極２３に接続され、ドレイン電極２９は前記データライン３１につながっている。
【００６７】
なお、この実施例ではデータライン３１をゲート絶縁膜２６の上に配線し、各列のＴＦＴ２４のドレイン電極２９をそれぞれ、その列に対応するデータライン３１に一体に形成しているが、前記データライン３１は、前記ＴＦＴ２４を層間絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記層間絶縁膜に設けたコンタクト孔において前記ＴＦＴ２４のドレイン電極２９に接続してもよい。
【００６８】
そして、前記背面側基板２３の内面には、前記ＴＦＴ２４およびデータライン３１１と画素電極２３の周縁部を覆う透明なオーバーコート絶縁膜３３が設けられており、その上に、基板３のほぼ全面にわたって配向膜３４が設けられている。この配向膜３４は、その膜面を所定方向にラビングすることにより配向処理されている。図１において、実線矢印２２ａは前記配向膜３４の配向処理方向を示している。
【００６９】
また、他方の基板である前面側基板２１の内面には、前記複数の画素電極２３の全てに対向し、これらの画素領域２３との間に複数の画素領域Ａ′を形成する一枚膜状の透明な対向電極３５と、前記複数の画素電極２３と前記対向電極３５とが互いに対向する複数の画素領域Ａ′にそれぞれ対向する複数の色の着色膜、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂと、前記複数のＴＦＴ２４と前記補償容量電極３２にそれぞれ対応する遮光膜３７，３８とが設けられており、その上に配向膜３９が形成されている。なお、図１では、前記遮光膜３７，３８を区別しやすくするために、遮光膜部分に平行斜線を施している。
【００７０】
前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、前記画素領域Ａ′の面積よりも小さい面積を有しており、これらのカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂはそれぞれ、前記複数の画素領域Ａ′の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けられている。なお、この実施例では、各画素領域Ａ′のうちの前記補償容量電極３２が通っている領域よりも内側の領域に前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを対応させている。
【００７１】
また、前記遮光膜３７，３８は、クロム等の光吸収性をもった金属膜からなっており、前記ＴＦＴ２４に対応する遮光膜３７はＴＦＴ部分全体を覆う面積に形成され、補償容量電極３２に対応する遮光膜３８は、前記補償容量電極３２のほぼ全長にわたって、この補償容量電極３２とほぼ同じ幅またはそれより僅かに狭い幅に形成されている。
【００７２】
そして、この実施例では、前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂと前記遮光膜３７，３８とを前面側基板２上に設け、その上に前記対向電極３５を形成して、その上に配向膜３９を設けている。この配向膜３９は、その膜面のラビングにより所定方向に配向処理されている。図１において、破線矢印２１ａは前面側基板２１の配向膜３９の配向処理方向を示している。
【００７３】
この液晶表示素子２０は、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式のものであり、一対の基板２１，２２間に設けられた液晶層４０の液晶分子は、両基板２１，２２間においてツイスト配向しており、また、前記一対の基板２１，２２の外面にはそれぞれ偏光板４１，４２が配置されている。
【００７４】
この実施例では、図１に示したように、前記液晶表示素子２０の前面側基板２１の配向膜３９と、背面側基板２２の配向膜３４とを、互いにほぼ直交する方向に配向処理しており、前記液晶層の液晶分子は、両基板２１，２２の近傍における配向方向を前記配向膜３９，３４で規制され、両基板２１，２２間においてほぼ９０度のツイスト角でツイスト配向している。
【００７５】
また、この液晶表示素子２０はノーマリーホワイトモードのものであり、両基板２１，２２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板４１，４２は、その透過軸を互いにほぼ直交させて設けられている。
【００７６】
ところで、前記液晶表示素子２０の背面側基板２２の内面に設けられた配向膜３４は、図２に示したように、ゲートライン３０およびデータライン３１や補償容量電極３２の上に対応する部分が盛り上がった形状をなしており、そのため、この配向膜３４の段差部に、ラビング不足による配向不良が発生し、この配向不良箇所の近傍の液晶分子が不規則に配向して、その付近の液晶分子の配向状態（ツイスト配向状態）が不安定になる。
【００７７】
そして、液晶層中に液晶分子の配向状態が不安定になっている領域があると、前記ゲートライン３０と画素電極２３の縁部との間に横電界が生じたときに、不安定な配向状態にある液晶分子が簡単に横電界の影響を受けてその向きに配向し、それがきっかけとなって、その付近の領域、すなわち、ある程度以上の強さの横電界が作用する領域の液晶分子が前記横電界の向きに沿って配向し、［発明が解決しようとする課題］の項で説明したように、各画素電極２３の周縁部のうち、背面側基板２２の配向膜３４の配向処理方向２２ａの上流側（ラビング開始端側）の縁部付近に対応する領域に、前記横電界の影響領域とその外側の領域との境界において液晶分子の配向状態が逆になったディスクリネーションが発生し、この液晶分子の配向状態が逆になる境目、つまりディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示が生じる。
【００７８】
そのため、この実施例では、前記補償容量電極３２を前記ゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域を覆う形状に形成し、この補償容量電極３２により、前記光照射手段４３から出射して液晶表示素子２０に入射した照明光を遮るための遮光手段を構成している。
【００７９】
前記ディスクリネーションラインＤ′ができる箇所は、背面側基板２２の配向膜３４の配向処理方向２２ａに応じて異なり、前記配向膜３４が図１に示したように画面の左上方向から右下方向に向かって斜めに配向処理されている場合は、図１に太い二点鎖線で示したように、各画素電極２３の左上隅の縁部付近に対応する領域に、画素領域Ａ′内の左上隅部および隣り合う画素領域Ａ′の間の領域を通るようにディスクリネーションラインＤ′ができる。
【００８０】
そこで、この実施例では、図１に示したように、前記補償容量電極３２の各画素電極２３の側縁部付近および隣り合う画素電極２３間の領域に対応する部分３２ａを、前記ディスクリネーション発生領域を前記ディスクリネーションラインＤ′ができる領域を含んで覆うように屈曲させた形状に形成している。
【００８１】
さらに、この実施例では、前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８を、前記補償容量電極３２の屈曲部３２ａに沿わせて屈曲させた形状に形成し、液晶表示素子２０の前方から前記ディスクリネーションラインの発生領域に入射する外光を前記遮光膜３８により遮るようにしている。
【００８２】
この液晶表示装置は、充分な明るさの外光が得られるときは前記光照射手段４３から照明光を出射させずに外光を利用して表示し、外光の明るさが不足するときに前記光照射手段４３から照明光を出射させて表示する２ウエイ型のものであり、外光は得られるがその強度が不足するときは、前記光照射手段４３による外光の反射光と、前記光照射手段４３が出射する照明光との両方を利用して表示し、外光が得られないときは、前記照明光を利用して表示する。
【００８３】
まず、外光を利用する表示について説明すると、このときは、前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光が、液晶表示素子２０の前面側偏光板４１によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、この前面側偏光板４１の透過軸に沿った直線偏光となって液晶表示素子２０に入射する。
【００８４】
前面側偏光板４１を透過して液晶表示素子２０の各画素領域Ａ′に入射した外光（直線偏光）は、液晶層４０を透過する過程で、画素電極２３と対向電極３５との間に印加される電圧により変化する液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて旋光し、その光のうちの背面側偏光板４２の透過軸に沿った偏光成分の光がこの背面側偏光板４２を透過して液晶表示素子２０の背面に出射する。
【００８５】
そして、液晶表示素子２０の背面に出射した光は、前記光照射手段４３の前面の半透過反射板４５により反射されて前記液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０の前面から前方に出射する。
【００８６】
また、前記液晶表示素子２０は上述したようにノーマリーホワイトモードのものであるため、その各画素領域Ａ′の間の領域、つまり液晶分子がほぼ初期配向状態にある領域（以下、画素間領域という）に入射した光は、液晶層４０を透過する過程でほぼ９０度旋光し、その光のほとんどが背面側偏光板４２を透過して液晶表示素子２０の背面に出射し、その光が、前記光照射手段４３の前面の半透過反射板４５により反射されて前記液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０の前面から前方に出射する。
【００８７】
なお、前記液晶表示素子２０の前方から前記画素間領域に入射した光のうち、ゲートライン３０およびデータライン３１が通っている部分に入射した光は、背面側基板２２の内面において前記ゲートライン３０およびデータライン３１により反射され、背面側偏光板４２を通らずに液晶表示素子２０の前方に出射する。
【００８８】
また、前記液晶表示素子２０の前方から入射した外光のうち、前面側基板２１の内面に前記ＴＦＴ２４および補償容量電極３２にそれぞれ対応させて設けられた遮光膜３７，３８部分に入射した光は、これらの遮光膜３７，３８により吸収される。
【００８９】
次に、前記光照射手段４３が出射する照明光を利用する表示について説明すると、前記光照射手段４３は、バックライト４４を点灯させることにより、このバックライト４４の前面から出射する照明光を、その前面に設けられた半透過反射板４５を透過させて液晶表示素子２０に向けて出射するものであり、この光照射手段４３からの照明光は、液晶表示素子２０にその背面から入射する。
【００９０】
前記液晶表示素子２０にその背面から入射した照明光は、液晶表示素子２０の背面側偏光板４２によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、この背面側偏光板４２透過軸に沿った直線偏光となって液晶表示素子２０に入射する。
【００９１】
そして、背面偏光板４２を透過して液晶表示素子２０の各画素領域Ａ′に入射した照明光（直線偏光）は、液晶層４０を透過する過程で、画素電極２３と対向電極３５との間に印加される電圧により変化する液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて旋光し、その光のうちの前面側偏光板４１の透過軸に沿った偏光成分の光がこの前面側偏光板４１を透過して液晶表示素子２０の前面から前方に出射する。
【００９２】
また、前記液晶表示素子２０はノーマリーホワイトモードのものであり、液晶分子がほぼ初期配向状態にある画素間領域に入射した光は、液晶層４０を透過する過程でほぼ９０度旋光し、その光のほとんどが前面側偏光板４１を透過して液晶表示素子２０の前方に出射する。
【００９３】
なお、前記液晶表示素子２０の背面から前記画素間領域に入射した光のうち、ゲートライン３０およびデータライン３１と補償容量電極３２が通っている部分に入射した光は、背面側基板２２の内面において前記ゲートライン３０およびデータライン３１と補償容量電極３２により背面方向に反射され、また、ＴＦＴ２４が設けられている部分に入射した照明光は、背面側基板２２の内面において前記ＴＦＴ２４のゲート電極２５またはソース，ドレイン電極２８，２９により背面側に反射されるか、あるいは前面側基板２１の内面において前記ＴＦＴ２４に対応する遮光膜３７により吸収される。
【００９４】
前記光照射手段４３からの照明光を利用する表示は、外光の明るさが不足するとき、つまり前記光照射手段４３による外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られないときに行なわれる。
【００９５】
すなわち、この液晶表示装置は、前記光照射手段４３による外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られないときに、前記光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うものであり、外光が存在する環境、つまり外光の強度に応じた強度の反射光が得られる環境において前記光照射手段４３から照明光を出射させると、前記外光の反射光に前記光照射手段４３からの照明光が重畳した強度の光が液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０を透過して前方に出射する。
【００９６】
この液晶表示装置によれば、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られない環境下でも、前記光照射手段４３から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において使用することができ、また、前記光照射手段４３から照明光を出射させるのは、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られないときだけであるため、消費電力が少なくてすむ。
【００９７】
また、上記液晶表示装置に用いた液晶表示素子２０は、前面側基板２１の内面に、赤、緑、青のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを各画素領域Ａ′にそれぞれ対向させて設けたカラー画像表示素子であるが、この実施例では、前記赤、緑、青のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂの面積を前記画素領域Ａ′の面積よりも小さくし、これらのカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを、複数の画素領域Ａ′の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させているため、外光を利用して表示するときも、前記光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、明るいカラー画像を表示することができる。
【００９８】
すなわち、この実施例では、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂの面積が前記画素領域Ａ′の面積よりも小さく、これらのカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが複数の画素領域Ａ′の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応しているため、液晶表示素子２０の複数の画素領域Ａ′を透過する光のうち、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに対応する中央領域ａを透過する光だけが、カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに対応しない周縁領域ｂを透過する光は、カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂによる吸収を受けずに、非着色光のまま液晶表示素子２０を透過する。
【００９９】
そのため、前記液晶表示素子２０の各画素領域Ａ′から前方に出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域Ａ′に対応するカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂの色に着色し、しかもその明るさを、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂでの吸収による輝度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素である。
【０１００】
そして、前記各画素領域Ａ′のカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに対応する中央領域の光の透過率と、カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに対応しない周縁領域の光の透過率は、画素電極２３と対向電極３５との間に印加される電圧による液晶分子の配向状態の変化に応じて変化するため、各画素領域Ａ′の電極２３，３５間に印加する電圧を制御することにより、各画素領域Ａ′から出射する着色光と非着色光の両方の輝度を制御し、各画素領域Ａ′から出射する赤、緑、青のカラー画素の明るさを変化させて、フルカラー画像を表示することができる。
【０１０１】
したがって、前記液晶表示素子２０は、画素領域の全域からカラーフィルタにより着色された着色光を出射させるものに比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができる。
【０１０２】
しかも、前記液晶表示素子２０は、ノーマリーホワイトモードのものであり、また、各画素領域Ａ′の間の画素間領域にはカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが対応していないため、前記画素間領域のうちの前記ＴＦＴ２４および補償容量電極３２にそれぞれ対応する遮光膜３７，３８部分以外の領域から常にカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂでの吸収による輝度低下のない非着色光を出射させて、さらに画面を明るくすることができる。
【０１０３】
なお、上記液晶表示装置は、液晶表示素子２０の各画素領域Ａ′から、カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収された着色光と、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂによる吸収を受けない非着色光とを出射させるようにしたものであるが、外光を利用する表示のときは、液晶表示素子２０の補償容量電極３２に対応する部分に入射した光が前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８により遮られてその領域が行方向に沿ったブラックストライプとなって見え、また、光照射手段４３が出射する照明光を利用する表示のときは、液晶表示素子２０の背面から画素間領域に入射した光のうちのゲートライン３０およびデータライン３１と補償容量電極３２が通っている領域に入射した光が背面方向に反射されてその部分が行方向および列方向に沿ったブラックマトリックスとなって見えるため、いずれの表示のときも、鮮明なカラー画像を表示することができる。
【０１０４】
一方、上述したゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界によるディスクリネーションは、各画素電極２３の周縁部のうち、前記画素電極２３を形成した背面側基板２２の配向膜３４の配向処理方向２２ａの上流側（ラビング開始端側）の縁部付近に対応する領域に発生する。
【０１０５】
そして、この実施例では、画素領域Ａ′の面積よりも小さい面積を有するカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを複数の画素領域Ａ′の周縁領域ｂを除く中央領域ａにそれぞれ対応させて設けているため、ゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションが、各画素領域Ａ′の非着色光が出射する周縁領域ｂに発生する。
【０１０６】
しかし、この実施例では、前記補償容量電極３２の各画素電極２３の側縁部付近および隣り合う画素電極２３間の領域に対応する部分３２ａを、前記ディスクリネーション発生領域をディスクリネーションラインＤ′ができる領域を含んで覆う形状に屈曲させた形状に形成するとともに、前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８を、前記補償容量電極３２の屈曲部３２ａに沿わせて屈曲させた形状に形成しているため、外光を利用して表示するときも、光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記ディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示はほとんど目立たない。
【０１０７】
すなわち、外光を利用する表示のときは、上述したように、液晶表示素子２０の補償容量電極３２に対応する部分に入射した光が前記遮光膜３８により遮られてその領域が行方向に沿ったブラックストライプとなって見えるが、この実施例では、前記遮光膜３８を前記補償容量電極３２の屈曲部３２ａに沿わせて屈曲させた形状に形成しているため、前記ディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示は、前記ブラックストライプに隠れてほとんど目立たない。
【０１０８】
また、光照射手段４３が出射する照明光を利用する表示のときは、液晶表示素子２０の背面から画素間領域に入射した光のうちのゲートライン３０およびデータライン３１と補償容量電極３２が通っている部分に入射した光が背面方向に反射されてその部分が行方向および列方向に沿ったブラックマトリックスとなって見えるが、この実施例では、前記補償容量電極３２を、各画素電極２３の側縁部付近および隣り合う画素電極２３間の領域に対応する部分３２ａを前記ディスクリネーションラインＤ′が生じる領域を通るように屈曲させた形状に形成しているため、前記ディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示は、前記ブラックマトリックスに隠れてほとんど目立たない。
【０１０９】
なお、図１に示したように、前記補償容量電極３２とそれに対応する遮光膜３８は、画素電極２３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁から若干画素電極２３内側に入り込んだ部分に対向しているため、この補償容量電極３２および遮光膜３８とゲートライン３０との間の領域に前記ディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示が生じるが、その異常表示の長さは極く短いため、人間の眼にはほとんど見えない。
【０１１０】
したがって、上記液晶表示装置によれば、外光を利用して表示するときも、光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、液晶表示素子２０のゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【０１１１】
しかも、上記実施例では、前記液晶表示素子２０の一方の基板（上記実施例では背面側基板）２２の内面に設ける補償容量電極３２を、前記ディスクリネーションの発生領域を覆う形状に形成し、この補償容量電極３２により、前記光照射手段４３から出射して液晶表示素子２０に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーションの発生領域に入射した光を遮る遮光手段を構成しているため、前記液晶表示素子２０の構造を複雑化させることなく、前記ディスクリネーションによる異常表示を目立たなくすることができる。
【０１１２】
なお、上記実施例では、前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８を、前記補償容量電極３２の屈曲部３２ａに沿わせて屈曲させた形状に形成することにより、外光を利用する表示のときの前記ディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示もほとんど目立たなくしているが、［発明が解決しようとする課題］の項でも説明したように、外光を利用して表示するときは、液晶表示素子２０の前方から入射する外光の強度に応じた強度の反射光が前記液晶表示素子２０にその背面から入射し、この液晶表示素子２０を透過して前方に出射するため、前記ディスクリネーションによる異常表示は目立たないから、前記遮光膜３８は、ディスクリネーションの発生領域を覆うように形成しなくてもよい。
【０１１３】
図３はこの発明の第２の実施例を示す、液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図である。
【０１１４】
この実施例は、液晶表示素子２０のゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域に対応させて設ける遮光手段を、前記液晶表示素子２０の前面側基板２１の内面に、前記ディスクリネーション発生領域に対応させて遮光膜３７ａを設けることにより構成したものであり、この実施例では、前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａを、前記前面側基板２１の内面に背面側基板２２の複数のＴＦＴ２４および補償容量電極３２にそれぞれ対応させて設けた遮光膜３７，３８に一体に形成している。
【０１１５】
すなわち、この実施例では、前記複数のＴＦＴ２４をそれぞれ、そのＴＦＴ２４とゲートライン３０をはさんで隣り合う画素領域Ａ′のディスクリネーション発生領域の近傍に設け、これらのＴＦＴ２４にそれぞれ対応する前記遮光膜３７を、前記ゲートライン３０をはさんで隣り合う画素領域Ａ′に延長させてその画素領域Ａ′の補償容量電極３２に対応する遮光膜３８に一体につながった形状に形成し、前記ＴＦＴ２４に対応する遮光膜３７の延長部、つまり前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８につながる領域を、前記ディスクリネーションの発生領域をディスクリネーションラインＤ′ができる領域を含んで覆う遮光膜３７ａとしている。
【０１１６】
なお、この実施例は、液晶表示素子２０の前面側基板２１の内面に前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａを設けたものであり、前記液晶表示素子２０の補償容量電極３２およびそれに対応する遮光膜３８は直線状に形成しているが、他の構成は図１および図２に示した第１の実施例の液晶表示装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【０１１７】
この実施例によれば、光照射手段４３（図２参照）から出射して液晶表示素子２０に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、液晶表示素子２０の前方から入射する外光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａにより遮ることができる。
【０１１８】
この実施例では、前記補償容量電極３２およびそれに対応する遮光膜３８が前記ディスクリネーション発生領域を横切っているため、前記光照射手段４３から出射して液晶表示素子２０に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光は、前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａと前記補償容量電極３２とにより遮られ、また、液晶表示素子２０の前方から入射する外光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光は、前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａと前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８とにより遮られる。
【０１１９】
なお、この実施例では、前記補償容量電極３２およびそれに対応する遮光膜３８を直線状に形成しているため、前記ディスクリネーションラインＤ′が補償容量電極３２および遮光膜３８の画素領域Ａ′内側の側縁（図３において下側縁）よりも外方に延び出すようにできると、そのディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示が生じるが、その異常表示の長さは極く短いため、人間の眼にはほとんど見えない。
【０１２０】
そのため、この実施例によれば、前記光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うときの、前記液晶表示素子２０のゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界によりより発生するディスクリネーションによる異常表示を目立たなくするとともに、外光を利用する表示を行なうときの前記ディスクリネーションによる異常表示をさらに目立なくすることができる。
【０１２１】
また、この実施例では、前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａを、液晶表示素子２０の前面側基板２１の内面に背面側基板２２の複数のＴＦＴ２４および補償容量電極３２にそれぞれ対応させて設けた遮光膜３７，３８に一体に形成しているため、前記ＴＦＴ２４および補償容量電極３２に対応する遮光膜３７および３８と前記ディスクリネーション発生領域に対応する遮光膜３７ａとを容易に形成することができる。
【０１２２】
図４は、参考例を示す、液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図である。
【０１２３】
この参考例は、液晶表示素子２０のゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域に対応させて設ける遮光手段を、前記液晶表示素子２０の背面側基板２１の内面に設けた複数のＴＦＴ２４のソース電極２８により構成したものである。
【０１２４】
すなわち、この参考例では、ゲート電極２５と、ゲート絶縁膜２６と、ｉ型半導体膜２７と、ソース電極２８およびドレイン電極２９とからなる複数のＴＦＴ２４をそれぞれ、そのＴＦＴ２４とゲートライン３０をはさんで隣り合う画素領域Ａ′のディスクリネーション発生領域の近傍に設け、これらのＴＦＴ２４のソース電極２８を前記ゲートライン３０をはさんで隣り合う画素領域Ａ′に対応する画素電極２３に接続するとともに、このソース電極２８を、前記ディスクリネーション発生領域をディスクリネーションラインＤ′ができる領域を含んで覆う形状に形成することにより、光照射手段４３（図２参照）から出射して前記液晶表示素子２０に入射した照明光を遮るための遮光手段を構成している。
【０１２５】
この参考例では、補償容量電極３２およびそれに対応する遮光膜３８を直線状に形成し、前記ＴＦＴ２４のソース電極２８を、その先端縁が前記補償容量電極３２および遮光膜３８の側縁にラップするように形成している。
【０１２６】
なお、この参考例は、ディスクリネーション発生領域に対応させて設ける遮光手段を複数のＴＦＴ２４のソース電極２８により構成したものであり、また、液晶表示素子２０の補償容量電極３２およびそれに対応する遮光膜３８を直線状に形成しているが、他の構成は図１および図２に示した第１の実施例の液晶表示装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【０１２７】
この参考例によれば、前記光照射手段４３から出射して前記液晶表示素子２０に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光を前記ＴＦＴ２４のソース電極２８により遮ることができるため、前記光照射手段４３から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記液晶表示素子２０のゲートライン３０と画素電極２３との間に生じる横電界により発生すディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【０１２８】
なお、この参考例では、前記補償容量電極３２が前記ディスクリネーション発生領域を横切っており、前記ＴＦＴ２４のソース電極２８が、その先端縁が前記補償容量電極３２および遮光膜３８の側縁にラップするように形成されているため、前記光照射手段４３から出射して液晶表示素子２０に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光は、前記ソース電極２８と前記補償容量電極３２とにより遮られる。
【０１２９】
また、この参考例では、前記補償容量電極３２を直線状に形成しているため、前記ディスクリネーションラインＤ′が補償容量電極３２および遮光膜３８の画素領域Ａ′内側の側縁（図３において下側縁）よりも外方に延び出すようにできると、そのディスクリネーションラインＤ′に沿った異常表示が生じるが、その異常表示の長さは極く短いため、人間の眼にはほとんど見えない。
【０１３０】
さらに、この参考例では、液晶表示素子２０の前方から前記ディスクリネーション発生領域に入射した外光のうち、前記補償容量電極３２に対応する遮光膜３８により遮られることなく入射した光が、前記ＴＦＴ２４のソース電極２８により反射されて液晶表示素子２０の前方に出射するが、上述したように、外光を利用して表示するときは前記ディスクリネーションによる異常表示は目立たない。
【０１３１】
なお、上記各実施例で用いた液晶表示素子２０は、行方向に赤，緑，青の画素を表示するための画素領域Ａ′を交互に配列し、列方向に同じ色の画素を表示するための画素領域Ａ′を直線状に配列したものであるが、前記液晶表示素子２０は、同じ色の画素を表示するための画素領域Ａ′を各行ごとに行方向にほぼ１．５ピッチずつ交互にずらしてジグザグに配列した、いわゆるデルタ配列（モザイク配列ともいう）タイプのものでもよい。
【０１３２】
また、前記液晶表示素子２０は、上記実施例の構成のものに限らず、画素電極２３、ＴＦＴ２４、ゲートライン３０、データライン３１および補償容量電極３２を前面側基板２１の内面に設け、カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂおよび前記ＴＦＴ２４および補償容量電極３２に対応する遮光膜３７、３８と対向電極画３５を背面側基板２２の内面に設けたものでもよい。
【０１３３】
さらに、上記実施例では、前記カラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを画素領域Ａ′の面積よりも小さく形成しているが、このカラーフィルタ３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、画素領域Ａ′とほぼ同じ面積に形成してもよく、また、液晶表示素子２０は、カラーフィルタ等の着色膜を備えない白黒画像表示素子でもよい。
【０１３４】
また、上記実施例では、図２に示したように、液晶表示素子２０の背後に配置する光照射手段４３を、バックライト４４の前面に半透過反射板４５を配置して構成しているが、この光照射手段４３は、照明光を前記液晶表示素子２０に向けて出射するとともに、前記液晶表示素子２０の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射するものであれば、例えば特願平１０−１２０９７８号に記載されているような、前面を階段形状面に形成するとともにその複数の段面にそれぞれ反射膜を形成した導光体を用い、光源からの照明光を前記導光体の端面から取り込んで前記階段形状面の複数の段差面から出射し、前方から入射する外光を前記階段形状面の複数の段面上の反射膜により反射させるようにした構成のものでもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
この発明は、液晶表示素子の背後に、照明光を前記液晶表示素子に向けて出射するとともに前記液晶表示素子の前方から入射する外光を前記液晶表示素子に向けて反射する光照射手段を配置した２ウエイ型の液晶表示装置において、前記液晶表示素子のいずれかの基板の内面に、ゲートラインと画素電極との間に生じる横電界によるディスクリネーションの発生領域に対応させて、補償容量電極を屈曲させて形成され、前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光を遮るための遮光手段を設けたものであるから、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときも、前記液晶表示素子のゲートラインと画素電極との間に生じる横電界により発生するディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【０１３７】
また、この発明において、前記遮光手段を、前記薄膜トランジスタおよび前記補償容量電極にそれぞれ対応する遮光膜と、この遮光膜と一体に形成され、前記ゲートラインと前記画素電極との間に生じる横電界によりディスクリネーションラインが発生するディスクリネーション発生領域を覆う遮光膜とにより構成してもよく、このようにすることにより、前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、液晶表示素子の前方から入射する外光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光も、前記遮光膜により遮ることができるため、前記光照射手段から照明光を出射させて画面輝度を補うときの前記ディスクリネーションによる異常表示を目立たなくするとともに、外光を利用する表示を行なうときの前記ディスクリネーションによる異常表示をさらに目立たなくすることができる。
【０１４０】
また、この発明の液晶表示装置において、前記液晶表示素子をカラー画像表示素子とする場合は、前記液晶表示素子のいずれかの基板の内面に、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましい。
【０１４１】
このような構成によれば、前記液晶表示素子の複数の画素領域を透過する光のうち、前記着色膜に対応する中央領域を透過する光だけが、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、前記着色膜に対応しない周縁領域を透過する光は、着色膜による吸収を受けずに、非着色光のまま液晶表示素子を透過するため、前記液晶表示素子の各画素領域から前方に出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域に対応する着色膜の色に着色し、しかもその明るさを、前記着色膜での吸収による輝度低下のない非着色光により底上げされた画素であり、そのため、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができる。
【０１４２】
また、前記ゲートラインと画素電極との間に生じる横電界によるディスクリネーションは、各画素電極の周縁部のうち、前記画素電極を形成した基板の配向膜の配向処理方向の上流側（ラビング開始端側）の縁部付近に対応する領域に発生するため、上記のように画素領域の面積よりも小さい面積を有する複数の色の着色膜を複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けると、各画素領域の非着色光が出射する周縁領域に前記ディスクリネーションラインができるが、上述したように、少なくとも前記光照射手段から出射して前記液晶表示素子に入射した照明光のうちの前記ディスクリネーション発生領域に入射した光が前記遮光手段により遮られるため、前記ディスクリネーションによる異常表示が目立たない品質の良い表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施例を示す、液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図。
【図２】  図１のII−II線に沿った液晶表示装置の拡大断面図。
【図３】  この発明の第２の実施例を示す、液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図。
【図４】  参考例を示す、液晶表示装置に用いた液晶表示素子の一部分の正面図。
【図５】  従来の液晶表示装置に用いられている液晶表示素子の一部分の正面図。
【符号の説明】
２０…液晶表示素子
２１，２２…基板
２３…画素電極
２４…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２５…ゲート電極
２６…ゲート絶縁膜
２７…ｉ型半導体膜
２８…ソース電極
２９…ドレイン電極
３０…ゲートライン
３１…データライン
３２…補償容量電極
３４…配向膜
３５…対向電極
３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ…カラーフィルタ（着色膜）
３７，３７ａ，３８…遮光膜
３９…配向膜
Ａ′…画素領域
Ｄ′…ディスクリネーションライン
４３…光照射手段
４４…バックライト
４５…半透過反射板
【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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