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JP2004069767A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】反射領域と透過領域とを有する垂直配向方式の液晶表示装置において、反射領域と透過領域との間の境界及びその近傍において発生する、セルギャップの相違に起因する視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減する。
【解決手段】反射部１２０の画素電極１１１Ａと透過部１２１の画素電極１１１Ｂとの境界又はその近傍に、液晶分子の配向を分割する第１の配向分割手段としての開口領域１２５Ａを形成する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、透過型液晶表示装置及び反射型液晶表示装置の双方の機能を有するいわゆる半透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、透過型液晶表示装置は、二枚の基板の間に液晶を注入し、この液晶に印加する電界の強さを調整することにより、バックライトが液晶を透過する光の透過量を調節する構造となっている。
【０００３】
垂直配向方式の液晶表示装置は、電界が印加されない状態において、完全に光を遮断することができる。すなわち、ノーマリブラックモードにおけるオフ状態の輝度が非常に低いので、従来のツイスティッド・ネマテック（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）型液晶表示装置に比べて高いコントラスト比を得ることができる。
【０００４】
一方、バックライトは、通常、液晶表示装置の全消費電力の５０％以上を消費するため、携帯情報機器では、バックライトの代わりに反射板を配置し、周囲光のみで表示を行う反射型液晶表示装置も実現されている。
【０００５】
しかしながら、反射型液晶表示装置は、周囲光が暗い場合には、表示が見えないという問題がある。
【０００６】
そこで、透過型液晶表示装置と透過型液晶表示装置の双方の利点を併せ持つ液晶表示装置として、例えば、特許２９５５２７７号公報に記載されているように、反射領域と透過領域とを有するいわゆる半透過型液晶表示装置が提案されている。
【０００７】
図１５は、半透過型液晶表示装置の第一の例の断面図である。
【０００８】
図１５に示す半透過型液晶表示装置１００は、第一基板１０１と、第二基板１０２と、第一基板１０１と第二基板１０２とに挟まれた液晶層１０３と、から構成されている。
【０００９】
第二基板１０２は、第二絶縁透明基板１０４と、液晶層１０３側において第二透明基板１０４上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）からなる対向電極１０５と、対向電極１０５上に形成された配向膜１０６と、液晶層１０３とは反対側において第二絶縁透明基板１０４上に形成されている光学的補償板１０７と、光学的補償板１０７上に配置されている偏光板１０８と、から構成されている。
【００１０】
半透過型液晶表示装置１００は反射領域１２０と透過領域１２１とを有しており、反射領域１２０における第一基板１０１の構造と透過領域１２１における第一基板１０１の構造とは異なっている。
【００１１】
反射領域１２０においては、第一基板１０１は、第一絶縁透明基板１０９と、液晶層１０３側において第一絶縁透明基板１０９上に形成されたパッシベーション膜１１０と、パッシベーション膜１１０上に形成され、ＩＴＯからなる画素電極１１１と、画素電極１１１上に形成され、かつ、表面が凹凸に形成されている誘電体層１１２と、誘電体層１１２を覆って凹凸状に形成され、アルミニウムからなる画素電極１１３と、画素電極１１３を覆って形成されている配向膜１１４と、液晶層１０３とは反対側において第一絶縁透明基板１０９上に形成された光学的補償板１１５と、光学的補償板１１５上に配置された偏光板１１６と、から構成されている。
【００１２】
一方、透過領域１２１においては、第一基板１０１は、第一絶縁透明基板１０９と、液晶層１０３側において第一絶縁透明基板１０９上に形成されたパッシベーション膜１１０と、パッシベーション膜１１０上に形成され、ＩＴＯからなる画素電極１１１と、画素電極１１１上に形成された配向膜１１４と、液晶層１０３とは反対側において第一絶縁透明基板１０９上に形成された光学的補償板１１５と、光学的補償板１１５上に配置された偏光板１１６と、から構成されている。
【００１３】
半透過型液晶表示装置１００は、電界が印加されない状態において、液晶層１０３の液晶分子の長軸が第一基板１０１及び第二基板１０２と垂直をなすように配向されている垂直配向方式の液晶表示装置である。液晶は負の誘電異方性を持つ。
【００１４】
図１６は、半透過型液晶表示装置の第二の例の断面図である。
【００１５】
図１６に示す半透過型液晶表示装置１５０は図１５に示した半透過型液晶表示装置１００と比較して、反射領域１２０における第一基板１０１の構造が異なっている。
【００１６】
すなわち、半透過型液晶表示装置１５０においては、ＩＴＯからなる画素電極１１１がアルミニウムからなる画素電極１１３を覆っており、画素電極１１１の上に配向膜１１４が形成されている。これ以外については、半透過型液晶表示装置１５０は半透過型液晶表示装置１００と同じ構造を有している。
【００１７】
図１５に示した半透過型液晶表示装置１００は次のようにして表示を行う。
【００１８】
反射領域１２０においては、半透過型液晶表示装置１００の周囲の外光が半透過型液晶表示装置１００に入射し、反射板として機能するアルミニウムからなる画素電極１１３において反射した後、液晶層１０３及び第二基板１０２を透過して、看者に達する。
【００１９】
一方、透過領域１２１においては、第一絶縁透明基板１０９の下方から発せられたバックライト（図示せず）が第一基板１０１、液晶層１０３及び第二基板１０２を透過して、看者に達する。
【００２０】
このように、反射領域１２０においては、入射光は液晶層１０３を往復するのに対して、透過領域１２１においては、入射光は液晶層１０３を片道だけ通過するため、液晶層１０３における光の経路差が生じる。この光の経路差を防ぐために、反射領域１２０における液晶のセルギャップｄｒを透過領域１２１における液晶のセルギャップｄｆの約半分に設定し、両領域１２０、１２１におけるリタデーションの相違に起因する出射光の強度を最適化している。
【００２１】
セルギャップｄｒ、ｄｆの一例を挙げると、ｄｒ＝２μｍ、ｄｆ＝４μｍである。
【００２２】
図１６に示した半透過型液晶表示装置１５０も半透過型液晶表示装置１００と同様にして表示を行う。
【００２３】
以上のような半透過型液晶表示装置の利点と垂直配向方式の液晶表示装置の利点とを生かすため、半透過型方式と垂直配向方式とを組み合わせた液晶表示装置が特開２０００−２９０１０号公報または特開２０００−３５５７０号公報に開示されている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
反射領域と透過領域を有する半透過型液晶表示装置は、上述のように、液晶層１０３における光の経路差が生じることを防ぐために、反射領域１２０の液晶のセルギャップｄｒと透過領域１２１の液晶のセルギャップｄｆとが異なるように形成せざるを得ない。
【００２５】
しかしながら、このセルギャップの異なる領域の境界及びその近傍においては、電界が印加されたときに液晶分子が傾く方向が不均一になり、視野角の視覚特性の悪化や応答速度の劣化などの問題が生じていた。
【００２６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、反射領域と透過領域とを有する垂直配向方式の液晶表示装置において、反射領域と透過領域との間の境界及びその近傍において発生する、セルギャップの相違に起因する視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することを可能にする液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、反射部と透過部が形成された第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶層が挟持され、電界が印加されない状態において液晶分子の長軸が前記第１の基板及び前記第２の基板と垂直をなすように配向されている液晶表示装置において、前記反射部及び前記透過部には画素電極が形成され、前記反射部の画素電極と前記透過部の画素電極との境界又は該境界の近傍には、液晶分子の配向を分割する第１の配向分割手段が設けられていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００２８】
前記第１の基板に形成された前記反射部及び前記透過部に対向して、前記第２の基板には、液晶の配向を分割する第２の配向分割手段を設けることができる。
【００２９】
前記第１の配向分割手段は、前記第１の基板において、前記画素電極が形成されていない開口領域から形成することができる。
【００３０】
前記第１の配向分割手段は、例えば、前記画素電極上に形成された誘電体の凸状体として形成することができる。
【００３１】
前記反射部における前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶層が挟持される反射領域のセルギャップと、前記透過部における前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶層が挟持される透過領域のセルギャップとが異なるように設定することが可能である。
【００３２】
前記反射部における前記画素電極の表面と前記透過部における前記画素電極の表面との間には段差を設けることができる。
【００３３】
前記開口領域は前記透過部、前記反射部または前記反射部と前記透過部との境界に形成することができる。
【００３４】
前記凸状体は前記透過部または前記反射部に形成することができる。
【００３５】
前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域から構成することができる。
【００３６】
前記画素電極には、前記反射部及び前記透過部における前記画素電極を略分割するように形成されている第３の開口領域がさらに設けられており、前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域からなり、前記反射部及び前記透過部における前記画素電極のそれぞれに対向して、前記対向電極は２個の第２の開口領域を有することが好ましい。
【００３７】
前記画素電極には、前記反射部又は前記透過部における前記画素電極を複数の領域に略分割するように形成されている第３の開口領域がさらに設けられており、前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域からなり、略分割された前記画素電極及び／又は略分割されていない前記画素電極のそれぞれに対向して、前記対向電極は複数の第２の開口領域を有することが好ましい。
【００３８】
前記第２の開口領域及び前記画素電極の形状は前記液晶表示装置の長手方向に関して対称図形であることが好ましい。
【００３９】
前記透過部における分割された前記画素電極の各々の面積は、前記反射部における前記画素電極の面積よりも小さいことが好ましい。
【００４０】
前記開口領域は、前記反射部と前記透過部との間の境界を挟んで前記反射部と前記透過部とに形成されており、前記反射部における前記画素電極と前記透過部における前記画素電極とは少なくとも１個のライン状の画素電極を介して接続されているものとして構成することができる。
【００４１】
前記開口領域は、前記透過部または前記反射部に形成されており、前記透過部または前記反射部における前記画素電極は、前記反射部または前記透過部に隣接する第一領域と、第二領域と、前記第一領域と前記第二領域とを接続する少なくとも１個のライン状の接続領域とからなるものとして構成することができる。
【００４２】
前記第２の開口領域は、例えば、十字型のスリットからなるものとすることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に述べるように、本発明の実施形態に係る半透過型液晶表示装置は、図１６に示した半透過型液晶表示装置１５０と比較して、第一基板１０１における画素電極１１３及び画素電極１１１並びに第二基板１０２における対向電極１０５の形状のみが異なり、画素電極１１３、画素電極１１１及び対向電極１０５以外については、同一の構造を有している。このため、図１並びに図２以降の図においては、特に明示がない限りは、その実施形態における第一基板１０１における画素電極１１３及び画素電極１１１並びに第二基板１０２における対向電極１０５のみを抽出して図示する。
【００４４】
その実施形態に係る半透過型液晶表示装置の構成要素であって、図１６に示した半透過型液晶表示装置１５０における構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付す。
（第一の実施形態）
図１（Ａ）は本発明の第一の実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０の概略的な構造を示す斜視図である。
【００４５】
第一の実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０においては、図１（Ａ）に示すように、反射領域１２０と透過領域１２１との間には傾斜面または段差１２２が設けられており、反射領域１２０と透過領域１２１とは段差１２２を介して連続している。
【００４６】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０における第一基板１０１の画素電極１１１には、画素電極１１１が形成されていない領域としての第一開口領域１２５Ａが形成されている。第一開口領域１２５Ａが第１の配向分割手段を構成する。
【００４７】
第一開口領域１２５Ａは段差１２２を挟んで反射部１２０及び透過部１２１にまたがって形成されている。この結果、反射部１２０における画素電極１１１Ａと透過部１２１における画素電極１１１Ｂとは半透過型液晶表示装置１０の長さ方向Ｘに延びる一個のライン１２６を介して接続されている。ライン１２６は画素電極１１１Ａ及び画素電極１１１Ｂの幅方向Ｙにおける各中心点を相互に接続している。
【００４８】
画素電極１１１Ａと画素電極１１１Ｂとの間の距離、すなわち、ライン１２６の長さは約８乃至１６μｍに設定される。
【００４９】
第二基板１０２の対向電極１０５には、反射部１２０における画素電極１１１Ａ及び透過部１２１における画素電極１１１Ｂに対向して、それぞれ第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂが形成されている。第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂが第２の配向分割手段を構成する。
【００５０】
第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第二開口領域１３５Ａの中心が画素電極１１１Ａの中心と一致するように、さらに、第二開口領域１３５Ｂの中心が画素電極１１１Ｂの中心と一致するように配置されている。
【００５１】
図１（Ｂ）は、液晶層１０３の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【００５２】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０によれば、図１（Ｂ）に示すように、液晶層１０３の液晶に電界を印加したとき、段差１２２における第一開口領域１２５Ａ上においては、液晶は対向電極１０５側におけるライン１２６の方向に傾斜し、反射領域１２０及び透過領域１２１上においては、対向電極１０５における反射領域１２０に対応する領域の中心又は透過領域１２１に対応する領域の中心に傾斜する。このように、液晶分子の方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態におけるライン１２６の本数は１個に限定されるものではなく、２または３以上の任意の数を選択することが可能である。複数個のライン１２６を設定する場合には、それら複数個のライン１２６は相互に平行であることが好ましい。
（第二の実施形態）
図２（Ａ）は本発明の第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０の概略的な構造を示す斜視図である。
【００５４】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０は、第一の実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０と比較して、第一開口領域の形状が異なっている。
【００５５】
本実施形態における第一開口領域１２５Ｂは透過部１２１の領域内に形成されている。この結果、透過領域１２１は、反射領域１２０及び段差１２２に形成されている画素電極１１１に接続している矩形状の第一領域１２１ａと、第一領域１２１ａとは隔たっている第二領域１２１ｂと、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂとを接続する１個のライン状の接続領域１２１ｃと、からなる。
【００５６】
接続領域１２１ｃは第一領域１２１ａ及び第二領域１２１ｂの幅方向Ｙにおける各中心点を相互に接続している。
【００５７】
例えば、第一領域１２１ａの長さ方向（Ｘ方向）における長さは８乃至１６μｍ、第一開口領域１２５Ｂの長さ方向（Ｘ方向）における長さは６乃至１４μｍに設定される。
【００５８】
第二基板１０２の対向電極１０５には、反射部１２０における画素電極１１１Ａ及び透過部１２１における画素電極１１１Ｂの第二領域１２１ｂに対向して、それぞれ第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂが形成されている。
【００５９】
第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第二開口領域１３５Ａの中心が画素電極１１１Ａの中心と一致するように、さらに、第二開口領域１３５Ｂの中心が画素電極１１１Ｂの第二領域１２１ｂの中心と一致するように配置されている。
【００６０】
図２（Ｂ）は、液晶層１０３の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【００６１】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０によれば、図１（Ｂ）に示すように、液晶層１０３の液晶に電界を印加したとき、透過部１２１における第一開口領域１２５Ｂ上においては、液晶は対向電極１０５側における中央の方向に傾斜し、反射領域１２０及び透過領域１２１上においては、対向電極１０５における反射領域１２０に対応する領域の中心又は第二領域１２１ｂに対応する領域の中心に傾斜する。このように、液晶分子の方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
【００６２】
なお、本実施形態におけるライン状の接続領域１２１ｃの本数は１個に限定されるものではなく、以下に述べるように、２または３以上の任意の数を選択することが可能である。複数個の接続領域１２１ｃを設定する場合には、それら複数個の接続領域１２１ｃは相互に平行であることが好ましい。
【００６３】
図３（Ａ）は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０の第一の変形例の概略的な構造を示す斜視図である。
【００６４】
第一の変形例においては、第一開口領域１２５Ｂａは透過領域１２１の画素電極１１１Ｂの内部に形成されている。このため、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂとは、第一領域１２１ａ及び第二領域１２１ｂの幅方向における両端に形成された２個の接続領域１２１ｄを介して接続されている。この点以外の構造は半透過型液晶表示装置２０と同様である。
【００６５】
図３（Ｂ）は、第一の変形例において、液晶層１０３の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【００６６】
第一の変形例によっても、図３（Ｂ）に示すように液晶分子の方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
【００６７】
図４（Ａ）は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０の第二の変形例の概略的な構造を示す斜視図である。
【００６８】
第二の変形例においては、第一開口領域１２５Ｂｂは透過領域１２１の画素電極１１１Ｂの内部に二つに分割して形成されている。このため、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂとは、第一領域１２１ａ及び第二領域１２１ｂの幅方向における中央及び両端に形成された３個の接続領域１２１ｅを介して接続されている。この点以外の構造は半透過型液晶表示装置２０と同様である。
【００６９】
図４（Ｂ）は、第二の変形例において、液晶層１０３の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【００７０】
第二の変形例によっても、図４（Ｂ）に示すように液晶分子の方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
（第三の実施形態）
図５は本発明の第三の実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０の概略的な構造を示す斜視図である。
【００７１】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０は、第一の実施形態に係る半透過型液晶表示装置１０と比較して、第一開口領域の形状が異なっている。
【００７２】
本実施形態における第一開口領域１２５Ｃは反射部１２０の領域内に形成されている。この結果、反射領域１２０は、透過領域１２１及び段差１２２に形成されている画素電極１１１に接続している矩形状の第一領域１２０ａと、第一領域１２０ａとは隔たっている第二領域１２０ｂと、第一領域１２０ａと第二領域１２０ｂとを接続する１個のライン状の接続領域１２０ｃと、からなる。
【００７３】
例えば、第一領域１２０ａの長さ方向（Ｘ方向）における長さは８乃至１６μｍ、第一開口領域１２５Ｃの長さ方向（Ｘ方向）における長さは６乃至１４μｍに設定される。
【００７４】
接続領域１２０ｃは第一領域１２０ａ及び第二領域１２０ｂの幅方向Ｙにおける各中心点を相互に接続している。
【００７５】
第二基板１０２の対向電極１０５には、反射部１２０における画素電極１１１Ａの第二領域１２０ｂ及び透過部１２１における画素電極１１１Ｂに対向して、それぞれ第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂが形成されている。
【００７６】
第二開口領域１３５Ａ、１３５Ｂは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第二開口領域１３５Ａの中心が画素電極１１１Ａの第二領域１２０ｂの中心と一致するように、さらに、第二開口領域１３５Ｂの中心が画素電極１１１Ｂの中心と一致するように配置されている。
【００７７】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０によれば、図２（Ｂ）の場合と同様に、液晶層１０３の液晶に電界を印加したとき、反射部１２０における第一開口領域１２５Ｃ上においては、液晶は対向電極１０５側における中央の方向に傾斜し、反射領域１２０及び透過領域１２１上においては、対向電極１０５における第二領域１２０ｂに対応する領域の中心又は透過領域１２１に対応する領域の中心に傾斜する。このように、液晶分子の方向が定まるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
【００７８】
なお、本実施形態におけるライン状の接続領域１２０ｃの本数は１個に限定されるものではなく、２または３以上の任意の数を選択することが可能である。複数個の接続領域１２０ｃを設定する場合には、それら複数個の接続領域１２０ｃは相互に平行であることが好ましい。
【００７９】
上述の第二の実施形態における第一及び第二の変形例は本実施形態に対しても適用可能である。
【００８０】
上述の第１乃至第３の実施形態の効果をさらに実験により詳細に比較した結果、電界を印加したときの液晶の挙動が図６、７及び８のようになることが分かった。
【００８１】
図６は図１のＡ−Ａ線における断面図、図７は図２のＡ−Ａ線における断面図、図８は図５のＡ−Ａ線における断面図である。図６が第一の実施形態、図７が第二の実施形態、図８が第三の実施形態にそれぞれ対応している。
【００８２】
液晶層１０３に電界を印加したときの液晶分子の挙動は、図７、６、８の順に、すなわち、第二の実施形態、第一の実施形態、第三の実施形態の順に安定することが分かった。
【００８３】
すなわち、第二の実施形態においては、図７に示すように、段差１２２の近傍の透過領域１２０の画素電極１１１Ｂに設けた第一開口領域１２５Ｂの作用によって、第一開口領域１２５Ｂより段差１２２側においては、液晶分子は対向電極１０５側が段差１２２の方向に傾斜する。この液晶分子の傾斜は段差１２２における画素電極１１１の傾きと同じ傾きであるため、液晶分子の配向方向における連続性は最も自然に繋がる。
【００８４】
第一の実施例においては、図６に示すように、段差１２２に設けられた第一開口領域１２５Ａにより、第一開口領域１２５Ａ上の液晶分子は垂直配向し、段差１２２よりも反射領域１２０側においては、対向電極１０５側では液晶分子は反射領域１２１の方向に傾き、段差１２２よりも透過領域１２１側においては、対向電極１０５側では液晶分子は透過領域１２１の方向に傾く。段差１２２の両側で液晶分子の傾きが反対になり、連続性のある配向分布になる。
【００８５】
第三の実施形態においては、図８に示すように、段差１２２の近傍の反射領域１２０の画素電極１１１Ａに設けた第一開口領域１２５Ｃの作用によって、第一開口領域１２５Ｃよりも段差１２２側においては、液晶分子は対向電極１０５側が段差１２２の方向に傾く。第一開口領域１２５Ｃについて段差１２２と反対側においては、液晶分子は対向電極１０５側が段差１２２と反対側に傾く。
【００８６】
しかしながら、段差１２２の上では、液晶分子は段差１２２上に形成された画素電極１１１の傾きと同じ傾きであるため、液晶分子の対向電極１０５側が透過領域１２０の方向を向くのは、第一開口領域１２５Ｃから段差１２２のすぐ手前までの間の領域だけであり、液晶分子の配向方向の連続性は悪くなる。
（第四の実施形態）
図９は本発明の第四の実施形態に係る半透過型液晶表示装置４０の断面図である。
【００８７】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置４０は、図２に示した第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０と比較して、第一開口領域１２５Ｂに代えて、第一開口領域１２５Ｂが形成されていた領域に誘電体からなる凸状体１２６Ａが形成されている点が異なる。この点以外の構造については、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置４０は、図２に示した第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０と同様である。
【００８８】
第一開口領域１２５Ｂも凸状体１２６Ａも画素電極１１１が形成されていない点については同じであるが、第一開口領域１２５Ｂは画素電極１１１が形成されている領域と比較して凹部を形成するが、誘電体の凸状体１２６Ａは画素電極１１１が形成されている領域と比較して凸部を形成する。
【００８９】
例えば、凸状体１２６Ａの高さは０．５乃至１μｍに設定される。
【００９０】
第一開口領域１２５Ｂに代えて誘電体からなる凸状体１２６Ａを設けることによっても、図７に示した第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０の場合と同様に、液晶分子の傾斜方向を定めることができるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
（第五の実施形態）
図１０は本発明の第五の実施形態に係る半透過型液晶表示装置５０の断面図である。
【００９１】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置５０は、図５に示した第三の実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０と比較して、第一開口領域１２５Ｃに代えて、第一開口領域１２５Ｃが形成されていた領域に誘電体からなる凸状体１２６Ｂが形成されている点が異なる。この点以外の構造については、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置５０は、図５に示した第三の実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０と同様である。
【００９２】
第一開口領域１２５Ｃも凸状体１２６Ｂも画素電極１１１が形成されていない点については同じであるが、第一開口領域１２５Ｃは画素電極１１１が形成されている領域と比較して凹部を形成するが、誘電体の凸状体１２６Ｂは画素電極１１１が形成されている領域と比較して凸部を形成する。
【００９３】
例えば、凸状体１２６Ｂの高さは０．５乃至１μｍに設定される。
【００９４】
第一開口領域１２５Ｃに代えて誘電体からなる凸状体１２６Ｂを設けることによっても、図８に示した第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置３０の場合と同様に、液晶分子の傾斜方向を定めることができるので、視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することができる。
（第六の実施形態）
図１１は本発明の第六の実施形態に係る半透過型液晶表示装置６０の概略的な構造を示す斜視図である。
【００９５】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置６０は、第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置２０と比較して、第一開口領域の形状が異なっている。
【００９６】
すなわち、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置６０における第一開口領域は、図２に示した第一開口領域１２５Ｂと第一開口領域１２５Ｄとから構成されている。第一開口領域１２５Ｂと第一開口領域１２５Ｄとは所定の距離だけ隔置して形成されており、さらに、第一開口領域１２５Ｂと第一開口領域１２５Ｄとは同一の形状を有している。
【００９７】
この結果、透過領域１２１は、反射領域１２０及び段差１２２に形成されている画素電極１１１に接続している矩形状の第一領域１２１ａと、第一領域１２１ａとは隔たっている第二領域１２１ｂと、第一領域１２１ａと第二領域１２１ｂとを接続する１個のライン状の接続領域１２１ｃと、第二領域１２１ｂとは隔たっている第三領域１２１ｆと、第二領域１２１ｂと第三領域１２１ｆとを接続する１個のライン状の接続領域１２１ｇと、からなる。第二領域１２１ｂと第三領域１２１ｆとはほぼ同一の形状をなしている。
【００９８】
接続領域１２１ｃは第一領域１２１ａ及び第二領域１２１ｂの幅方向Ｙにおける各中心点を相互に接続している。同様に、接続領域１２１ｇは第二領域１２１ｂ及び第三領域１２１ｆの幅方向Ｙにおける各中心点を相互に接続している。
【００９９】
第二基板１０２の対向電極１０５には、反射部１２０における画素電極１１１Ａ、透過部１２１における画素電極１１１Ｂの第二領域１２１ｂ及び第三領域１２１ｆに対向して、それぞれ第二開口領域１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃが形成されている。
【０１００】
第二開口領域１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃは十字型のスリットとして構成されており、鉛直方向において、第二開口領域１３６Ａの中心が画素電極１１１Ａの中心と一致するように、第二開口領域１３６Ｂの中心が第二領域１２１ｂの中心と一致するように、さらに、第二開口領域１３６Ｃの中心が第三領域１２１ｆの中心と一致するようにそれぞれ配置されている。
【０１０１】
本実施形態に係る半透過型液晶表示装置６０のように、透過領域１２０の画素電極１１１Ｂを略同一形状（形と大きさが略同一）の画素電極に分割することにより、液晶層１０３に電界を印加したときの液晶の応答速度を早くすることができる。
【０１０２】
すなわち、液晶層１０３に電界が印加されると、垂直配向していた液晶分子の一部が第一開口領域１２５Ｂ、１２５Ｄに起因して傾いた配向状態をとる。これに伴って、それに隣接する液晶分子も同じ方向に傾くという一連の動作により、印加電圧に反応して液晶分子は順次配向状態を変化させる。従って、画素電極が分割された１単位の面積が小さいほど、電界を印加したときの液晶分子の応答を早くすることができる。
【０１０３】
本実施形態においては、透過領域１２１における画素電極１１１Ｂを二つの単位（第二領域１２１ｂ及び第三領域１２１ｆ）に分割したが、第一開口領域により透過領域１２１における画素電極１１１Ｂを分割する数は２には限定されない。３以上の任意の数を選択することができる。
【０１０４】
分割数として８を選択した場合の変形例を図１２に示す。
【０１０５】
図１１に示したように、分割した画素電極は直線状に配列してもよく、あるいは、図１２に示すように、マトリクス状に配列することも可能である。図１２において、８個に分割された各画素電極はほぼ同一の形状を有している。
【０１０６】
反射領域と透過領域とを有し、反射領域と透過領域とで液晶のセルギャップが異なる液晶表示装置においては、セルギャップの大きい領域の液晶の応答速度はセルギャップの小さい領域の液晶の応答速度よりも遅くなる。そこで、図１１または図１２に示したように分割された透過領域１２１の画素電極１１１Ｂの面積を反射領域１２０の画素電極１１１Ａの面積よりも小さくすることにより、セルギャップの相違による液晶の応答速度の差を軽減又は相殺することができる。
【０１０７】
なお、本実施形態においては、反射領域１２０及び透過領域１２１の画素電極１１１Ａ、１１１Ｂを第一開口領域により複数の単位に分割したが、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂを分割する必要は必ずしもなく、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂの面積を適当な大きさに設定しても同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施形態における第一開口領域１２５Ｂ、１２５Ｄに代えて、第一開口領域１２５Ｂ、１２５Ｄが形成されている領域に第四または第五の実施形態において示した凸状体１２６Ａ、１２６Ｂを形成することも可能である。
（第七の実施形態）
図１３は、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂの形状と、それに対応して対向電極１０５に形成される第二開口領域の形状の例を示す。
【０１０９】
例えば、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂは、図１３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）に示すように、正方形に形成してもよく、あるいは、図１３（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）に示すように長方形に形成することもできる。
【０１１０】
さらには、図１３（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）に示すように、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂの４つのコーナーを面取りすることも可能である。
【０１１１】
さらには、４辺の何れか一つ以上の辺に長方形または台形の突起を形成することもできる。
【０１１２】
対向電極１０５に形成される第二開口領域は、図１３（ａ）−（ｈ）に示すように、横長のクロス形状に形成してもよく、あるいは、図１３（ｉ）−（ｋ）に示すように、縦長のクロス形状に形成してもよい。
【０１１３】
このように略正方形又は長方形の画素電極１１１Ａ、１１１Ｂに対向して対向電極１０５に十字状の第二開口領域を形成することにより、広視野角の液晶表示装置を提供することができる。
【０１１４】
図１４は、画素電極１１１Ａ、１１１Ｂを正方形に形成した場合に、それに対応して対向電極１０５に形成される第二開口領域の形状の例を示す。
【０１１５】
第二開口領域は、円（図１４（ａ））、正方形（図１４（ｂ））、縦長のライン（図１４（ｃ））、横長のライン（図１４（ｄ））または十字形状（図１４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ））に形成することができる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る液晶表示装置によれば、反射領域と透過領域とを有する垂直配向方式の液晶表示装置において、反射領域と透過領域との間の境界及びその近傍において発生する、セルギャップの相違に起因する視覚特性の悪化や応答速度の劣化を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明の第一の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の概略的な構造を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の概略的な構造を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【図３】図３（Ａ）は本発明の第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の第一の変形例の概略的な構造を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明の第二の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の第二の変形例の概略的な構造を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、液晶層の液晶に電界を印加したときの液晶の傾斜状態を示す概略図である。
【図５】図５は本発明の第三の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の概略的な構造を示す斜視図である。
【図６】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】本発明の第四の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の第五の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の断面図である。
【図１１】本発明の第六の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の概略的な構造を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第六の実施形態に係る半透過型液晶表示装置の変形例の概略的な構造を示す斜視図である。
【図１３】画素電極の形状と、それに対応して対向電極に形成される第二開口領域の形状の例を示す平面図である。
【図１４】画素電極を正方形に形成した場合に、それに対応して対向電極に形成される第二開口領域の形状の例を示す平面図である。
【図１５】従来の半透過型液晶表示装置の第一の例の断面図である。
【図１６】従来の半透過型液晶表示装置の第二の例の断面図である。
【符号の説明】
１０１　第一基板
１０２　第二基板
１０３　液晶層
１０４　第二絶縁透明基板
１０５　対向電極
１０６　配向膜
１０７　光学的補償板
１０８　偏光板
１０９　第一絶縁透明基板
１１０　パッシベーション膜
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ　画素電極
１１２　誘電体層
１１３　画素電極
１１４　配向膜
１１５　光学的補償板
１１６　偏光板
１２０　反射領域
１２１　透過領域
１２２　段差
１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄ　第一開口領域
１２６　ライン
１３５Ａ、１３５Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃ　第二開口領域
１２１ａ　第一領域
１２１ｂ　第二領域
１２１ｃ　接続領域
１２６Ａ、１２６Ｂ　凸状体

Claims (19)

  1. 反射部と透過部が形成された第１の基板と、対向電極が形成された第２の基板とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に液晶層が挟持され、電界が印加されない状態において液晶分子の長軸が前記第１の基板及び前記第２の基板と垂直をなすように配向されている液晶表示装置において、
    前記反射部及び前記透過部には画素電極が形成され、
    前記反射部の画素電極と前記透過部の画素電極との境界又は該境界の近傍には、液晶分子の配向を分割する第１の配向分割手段が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第１の基板に形成された前記反射部及び前記透過部に対向して、前記第２の基板には、液晶の配向を分割する第２の配向分割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。
  3. 前記第１の配向分割手段は、前記第１の基板において、前記画素電極が形成されていない開口領域からなるものであ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。
  4. 前記第１の配向分割手段は、前記画素電極上に形成された誘電体の凸状体であ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。
  5. 前記反射部における前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶層が挟持される反射領域のセルギャップと、前記透過部における前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶層が挟持される透過領域のセルギャップとが異なることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 前記反射部における前記画素電極の表面と前記透過部における前記画素電極の表面との間には段差があることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  7. 前記開口領域は前記透過部にあることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  8. 前記開口領域は前記反射部と前記透過部との境界にあることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  9. 前記開口領域は前記反射部にあることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  10. 前記凸状体は前記透過部にあることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  11. 前記凸状体は前記反射部にあることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域からなるものであることを特徴とする請求項２乃至１１の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  13. 前記画素電極には、前記反射部及び前記透過部における前記画素電極を略分割するように形成されている第３の開口領域がさらに設けられており、
    前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域からなり、
    前記反射部及び前記透過部における前記画素電極のそれぞれに対向して、前記対向電極は２個の第２の開口領域を有することを特徴とする請求項１乃至３及び５乃至１０の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  14. 前記画素電極には、前記反射部又は前記透過部における前記画素電極を複数の領域に略分割するように形成されている第３の開口領域がさらに設けられており、
    前記第２の配向分割手段は、前記第２の基板において、前記対向電極が形成されていない第２の開口領域からなり、
    略分割された前記画素電極及び／又は略分割されていない前記画素電極のそれぞれに対向して、前記対向電極は複数の第２の開口領域を有することを特徴とする請求項１乃至３及び５乃至１０の何れか一項に記載の液晶表示装置。
  15. 前記第２の開口領域及び前記画素電極の形状は前記液晶表示装置の長手方向に関して対称図形であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の液晶表示装置。
  16. 前記透過部における分割された前記画素電極の各々の面積は、前記反射部における前記画素電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
  17. 前記開口領域は、前記反射部と前記透過部との間の境界を挟んで前記反射部と前記透過部とに形成されており、前記反射部における前記画素電極と前記透過部における前記画素電極とは少なくとも１個のライン状の画素電極を介して接続さ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。
  18. 前記開口領域は、前記透過部または前記反射部に形成されており、前記透過部または前記反射部における前記画素電極は、前記反射部または前記透過部に隣接する第一領域と、第二領域と、前記第一領域と前記第二領域とを接続する少なくとも１個のライン状の接続領域とからなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
  19. 前記第２の開口領域は十字型のスリットからなるものであることを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか一項に記載の液晶表示装置。
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