特開 2023-149576 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149576

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1343 20060101AFI20231005BHJP

   G02F 1/1337 20060101ALI20231005BHJP

   G02F 1/1368 20060101ALI20231005BHJP

   G02F 1/1339 20060101ALI20231005BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1343

G02F1/1337

G02F1/1368

G02F1/1339 500

G02F1/133 550

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022058217

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】安達 浩一郎

【テーマコード（参考）】

2H092

2H189

2H192

2H193

2H290

【Ｆターム（参考）】

2H092GA13

2H092HA05

2H092JA24

2H092JB42

2H092JB46

2H092NA01

2H092NA25

2H092PA02

2H092PA03

2H092PA06

2H092QA06

2H189DA07

2H189DA31

2H189HA16

2H189JA10

2H189LA03

2H189LA08

2H189LA10

2H189LA19

2H189NA03

2H189NA05

2H192AA24

2H192BA13

2H192BA24

2H192BA25

2H192BA42

2H192BC12

2H192BC22

2H192BC24

2H192BC72

2H192CB23

2H192CB24

2H192FB03

2H192FB05

2H192FB27

2H192FB46

2H192GD23

2H192JA13

2H193ZA04

2H193ZA19

2H193ZA20

2H193ZD24

2H193ZE23

2H193ZG02

2H193ZP03

2H193ZP04

2H193ZQ11

2H290AA33

2H290BB42

2H290BB46

2H290CA42

2H290CA46

2H290CA51

2H290CB02

2H290CB03

(57)【要約】

【課題】反射型及び透過型の表示機能を兼ね備えた液晶表示装置において、画質の向上を図る。
【解決手段】液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、アレイ基板に対向し複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板とを有する。対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域には開口部を有し、複数の画素電極は相互に隣接する４つの画素電極の対角する端部の間隔が離隔するように広がる形状を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向し、前記複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板と、を有し、
前記対向電極は、前記複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、
前記複数の画素電極は、相互に隣接する４つの画素電極の対角する端部の間隔が広がる形状を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記アレイ基板と前記対向基板との間にスペーサを有し、
前記スペーサは、相互に隣接する他の４つの画素電極に囲まれた領域に配置され、
前記４つの画素電極の対角する端部の間隔が、前記他の４つの画素電極の対角する端部の間隔より広い、
請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記複数の画素電極が平面視で矩形の角部が切り欠かれた形状を有する、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記相互に隣接する４つの画素電極は、左右上下で非対称の形状を有する、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記画素電極の各辺のそれぞれは、Ｘ方向又はＹ方向に平行な第１部分と、Ｘ方向及びＹ方向に交差する第２部分と、を有し、互いに隣り合う画素電極の一方の第１部分と他方の第２部分とが対向し、一方の第２部分と他方の第１部分とが対向している、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向し、前記複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板と、を有し、
前記対向電極は、前記複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、
前記複数の画素電極は、隣接する画素電極同士の間隔が部分的に広がるように、外周縁の１辺の中央部分に切欠き部が設けられている
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項7】

複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向し、前記複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板と、を有し、
前記対向電極は、前記複数の画素電極のそれぞれと重なる領域にスリットを有し、
前記スリットは、前記画素電極の中央部から外周縁に向けて延びるパターンを有する
ことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項8】

前記複数の画素電極が反射電極であり、前記複数の画素電極の画素間の領域に透過領域を有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

バックライトをさらに有し、
前記バックライトの光が前記透過領域を透過して出射される、
請求項８に記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記画素アレイは、各画素にラッチ回路を含む画素回路が設けられ、
前記画素回路が、前記画素電極と重なる領域に配置されている、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一実施形態は、液晶表示装置の画素の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置は、バックライトの光を透過させて表示を行う透過型と、外光を画素電極で反射させて表示を行う反射型が知られている。また、反射型と透過型の表示機能を兼ね備えたタイプの液晶表示装置も知られている。例えば、反射電極を有しつつ、反射電極が配列する画素間の領域を透過領域としてバックライトの光を透過させる半透過型の液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２５５９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される液晶表示装置は、反射電極で外光を反射するだけではなく、反射電極間の隙間からバックライトの光が透過することよって反射電極での表示を補助しており、周辺環境に拘わらず表示画像の輝度が一定以上に保たれる。この液晶表示装置は、表示モードとしてノーマリブラックモードを採用することでコントラストの向上が図られているが、さらなる画質の向上が求められている。

【0005】

本発明の一実施形態は、反射型及び透過型の表示機能を兼ね備えた液晶表示装置において、画質の向上を図ることを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、アレイ基板に対向し複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板とを有し、対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、複数の画素電極は相互に隣接する４つの画素電極の対角する端部の間隔が広がる形状を有する。

【0007】

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、アレイ基板に対向し複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板とを有し、対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、複数の画素電極は隣接する画素電極同士の間隔が部分的に広がるように外周縁の１辺の中央部分に切欠き部が設けられている。

【0008】

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配列された画素アレイを含むアレイ基板と、アレイ基板に対向し複数の画素電極と重なる対向電極を含む対向基板とを有し、対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域にスリットを有し、スリットは画素電極の中央部から外周縁に向けて延びるパターンを有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。

【図2】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素を構成する画素回路と、画素回に接続される画素電極を示す。

【図3】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素アレイの部分的な断面図を示す。

【図4】液晶表示装置の画素電極の構造及び配列と、液晶分子の配向状態を説明する平面図を示す。

【図5】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素アレイの平面図を示す。

【図6】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素電極の構造及び配列と、液晶分子の配向状態を説明する平面図を示す。

【図7】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素アレイの平面図を示す。

【図8】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素アレイの平面図を示す。

【図9】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置における対向電極の平面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にＡ、Ｂ、ａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。

【0011】

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。

【0012】

［液晶表示装置の構成］
本実施形態は、一例として、画素ごとにデータを記憶するメモリ回路が設けられたＭＩＰ(Memory In Pixel)方式の液晶表示装置を示す。

【0013】

図１は、液晶表示装置１００の構成を示す。液晶表示装置１００は、画素１０５が配列された画素アレイ１０６を有する。画素アレイ１０６は、例えば、透光性を有するガラス基板の上に設けられる。本実施形態では、画素アレイ１０６が設けられた基板を、アレイ基板１０２と呼ぶ。アレイ基板１０２には、画素アレイ１０６を駆動する駆動回路が設けられる。駆動回路には、垂直ドライバ１０８、水平ドライバ１１０、ドライバＩＣ１１２が含まれる。これらの駆動回路は、アレイ基板１０２上であって、画素アレイ１０６の外側の領域に設けられる。

【0014】

画素アレイ１０６は、画素１０５が行方向及び列方向にマトリクス状に任意の数（ｍ行ｎ列）で配列される。また、画素アレイ１０６には、画素１０５の配列に対応して、行方向に複数の走査信号線１１６が配設され、列方向に複数のデータ信号線１１８が配設される。

【0015】

画素１０５は、複数の副画素で構成される。図１は、画素１０５が、第１副画素１０４Ａ、第２副画素１０４Ｂ、第３副画素１０４Ｃを含む態様を示す。後述されるように、液晶表示装置１００は、面積階調で画像が表示されるため、一つの副画素は複数の画素電極を含んで構成される。図１は、第１副画素１０４Ａが、第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、第３画素電極１２０Ｃを含むことを示す。第２副画素１０４Ｂ及び第３副画素１０４Ｃも同様の構成を有する。

【0016】

垂直ドライバ１０８は、画素アレイ１０６に配設された走査信号線１１６に走査信号を出力する。画素アレイ１０６に配列する画素１０５は行ごとに選択され、選択された画素１０５の各副画素１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃが信号書込状態となり、データ信号線１１８からデータ信号（映像信号）が書き込まれる。垂直ドライバ１０８は、複数の走査信号線１１６に順次選択パルスを出力し、１フレームごとにデータの書き込みが行われるように動作する。また、垂直ドライバ１０８は、行単位でアドレスを指定することで、特定の領域に属する画素１０５のデータを書き換えるように動作することもできる。なお、図１は、画素アレイ１０６の左右両側に垂直ドライバ１０８が配置される構成を示すが、この例に限定されず、垂直ドライバ１０８は画素アレイ１０６の左右一方の側のみに配置されてもよい。

【0017】

水平ドライバ１１０は、ドライバＩＣ１１２から出力されたデータ信号を、データ信号線１１８に出力する。水平ドライバ１１０は、マルチプレクサ回路を含み、複数のデータ信号線１１８を選択してデータ信号を出力する。水平ドライバ１１０によるデータ信号の書き込み方式としては、データ信号を選択された行の画素１０５に対して一斉に書き込む線順次方式、選択された行の画素１０４に対して画素単位で順番に書き込む点順次方式など、種々の方式を採ることができる。

【0018】

ドライバＩＣ１１２は、例えば、半導体集積回路で形成され、アレイ基板１０２に実装される。例えば、ドライバＩＣ１１２は、図示されるようにアレイ基板１０２上にＣＯＧ（chip on glass）方式で実装されてもよいし、ＣＯＦ（Chip On Film）方式でフレキシブルプリント回路基板１１４に実装されてもよい。ドライバＩＣ１１２は、水平ドライバ１１０に画像を表示するためのデータ信号を出力し、データ信号と同期するようにタイミング信号を垂直ドライバ１０８に出力する。

【0019】

アレイ基板１０２にはフレキシブルプリント回路基板１１４が取り付けられる。ドライバＩＣ１１２に入力されるデータ信号や制御信号は、外部コントローラ（図示されず）からフレキシブルプリント回路基板１１４を介して入力される。

【0020】

図２は、副画素１０４を構成する第１副画素回路１２２Ａ及び第２副画素回路１２２Ｂと、第１副画素回路１２２Ａに接続される第１画素電極１２０Ａ、第２副画素回路１２２Ｂに接続される第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃを示す。本実施形態に係る液晶表示装置１００は、主として反射型の機能を有しており、第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、第３画素電極１２０Ｃは反射電極である。そして、液晶表示装置１００は、第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、第３画素電極１２０Ｃによって面積的に重み付けをする面積階調法により階調を表現する。

【0021】

図２は、面積階調に適応する副画素１０４の一例を示す。副画素１０４は、同じ面積を有する第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、第３画素電極１２０Ｃを含む。第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、及び第３画素電極１２０Ｃは同じ面積を有する。副画素１０４は、中央に第１画素電極１２０Ａが配置され、第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃがその両側に配置される。

【0022】

副画素１０４は、第１副画素回路１２２Ａと第２副画素回路１２２Ｂを含む。第１副画素回路１２２Ａは第１画素電極１２０Ａと接続され、第２副画素回路１２２Ｂは第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃと接続される。すなわち、第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃには同じ駆動電圧が印加される。このように、副画素１０４は、第１画素電極１２０Ａに対し、第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃが一組の画素電極として電圧が印加されることで、画素電極の面積比が１：２となり、副画素１０４の面積に重み付けがされている。

【0023】

第１副画素回路１２２Ａが第１画素電極１２０Ａに駆動電圧を印加し、第２副画素回路１２２Ｂが第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃに駆動電圧を印加する構成を有することで、画素電極が３つに分割されているものの、実質的に副画素１０４は面積の異なる２つの画素電極を有するとみなすことができる。画素１０５を構成する各副画素１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃの各画素電極は、第１画素電極１２０Ａが中心に配置され、第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃがその両側を挟むように配置される。このような配置により１つの画素の重心に対する各階調の重心を揃えることができる。

【0024】

図２に示すように、第１副画素回路１２２Ａは、第１スイッチング素子１２６Ａ、第２スイッチング素子１２６Ｂ、第３スイッチング素子１２６Ｃ、及び第１ラッチ回路１２４Ａを含む。第１スイッチング素子１２６Ａは、例えば、薄膜トランジスタによって形成され、ゲートが走査信号線１１６に接続され、ソース及びドレインで構成される入出力端子の一方がデータ信号線１１８に接続される。走査信号線１１６からゲートに走査信号が印加されると、第１スイッチング素子１２６Ａがオンになり、データ信号線１１８からデータ信号が第１ラッチ回路１２４Ａに入力される。第１ラッチ回路１２４Ａの出力は、第２スイッチング素子１２６Ｂ、第３スイッチング素子１２６Ｃのオンオフ制御に用いられる。対向電極１３８（図３参照）の電圧と同じ極性の制御信号が印加される第１制御信号線１２８Ａと第１画素回路１２２Ａの出力ノードＮｏｕｔ１との間に第２スイッチング素子１２６Ｂは設けられ、第１制御信号線１２８Ａとは逆相となる制御信号が印加される第２制御信号線１２８Ｂと出力ノードＮｏｕｔ１との間に第３スイッチング素子１２６Ｃが設けられている。また、第１ラッチ回路１２４Ａは、高電位の電源電圧が印加される第１電源線１３０Ａと、低電位の電源電圧が印加される第２電源線１３０Ｂと接続される。

【0025】

第２スイッチング素子１２６Ｂ及び第３スイッチング素子１２６Ｃは、第１ラッチ回路１２４Ａが保持する電圧の極性に応じていずれか一方がオンになり他方がオフになる。第２スイッチング素子１２６Ｂの一方の入出力端子と第３スイッチング素子１２６Ｃの一方の入出力端子が接続されており、そのノードが第１副画素回路１２２Ａの出力ノードＮｏｕｔ１となり、第１画素電極１２０Ａと接続される。

【0026】

なお、本実施形態の液晶表示装置１００は垂直配向（ＶＡ：Vertical Alignment）方式の液晶が適用され、第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、及び第３画素電極１２０Ｃに対し、液晶層を挟んで対向するように対向電極１３８（図３参照）が配置される。対向電極１３８に所定のコモン電圧が印加されているとき、第１画素電極１２０Ａには、第１副画素回路１２２Ａからコモン電圧と同じ極性の電圧又は反対の極性の電圧が印加される。すなわち、第１ラッチ回路１２４Ａが保持するデータ信号に基づく電圧に応じて、第２スイッチング素子１２６Ｂ及び第３スイッチング素子１２６Ｃの一方がオンになり、出力ノードＮｏｕｔ１からコモン電圧と同じ極性の電圧又は反対の極性の電圧が出力される。

【0027】

第２副画素回路１２２Ｂは、第１副画素回路１２２Ａと同じ回路構成を有し、同様に動作する。第２副画素回路１２２Ｂの出力ノードＮｏｕｔ２は、第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃに接続されており、この２つの画素電極に対してコモン電圧と同じ極性の電圧又は反対の極性の電圧を出力する。

【0028】

図３は、液晶表示装置１００の画素アレイ１０６の部分的な断面構造として、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂとこの電極の境界部分の断面構造を示す。液晶表示装置１００は、アレイ基板１０２と対向基板１３２とを有する。アレイ基板１０２と対向基板１３２とは、液晶層１４２を挟んで対向するように配置される。図３は、アレイ基板１０２に第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂが設けられ、対向基板１３２に対向電極１３８が設けられる構造を示す。

【0029】

図３は、また、第１画素電極１２０Ａがスイッチング素子１２６－１（図２に示す第２スイッチング素子１２６Ｂ又は第３スイッチング素子１２６Ｃに相当）と接続され、第２画素電極１２０Ｂがスイッチング素子１２６－２と接続される構造を模式的に示す。第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂは、絶縁層１４６の上に設けられる。第１画素電極１２０Ａは絶縁層１４６に設けられたコンタクトホールによって接続配線１４８－１され、第２画素電極１２０Ｂは絶縁層１４６に設けられたコンタクトホールによって接続配線１４８－２と接続される。接続配線１４８－１は、スイッチング素子１２６－１と第１画素電極１２０Ａとを接続する中間配線であり、接続配線１４８－２は、スイッチング素子１２６－２と第２画素電極１２０Ｂとを接続する中間配線である。

【0030】

第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂは、絶縁層１４６に形成されたコンタクトホールの部分に段差が形成されないように充填剤１５０－１、１５０－２が設けられていてもよい。充填剤１５０－１、１５０－２によりコンタクトホール形成に起因した凹部が平坦化され、この部分において液晶分子の配向乱れを防止することができる。

【0031】

第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂは反射電極であり、金属膜で形成されるが、反射電極は素材が異なる複数の導電膜で形成されていてもよい。例えば、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂは、接続配線１４８－１、１４８－２と接続される第１導電層１５２－１、１５２－２と、第１導電層１５２－１、１５２－２の上から充填剤１５０－１、１５０－２を覆うように設けられる第２導電層１５３－１、１５３－２によって形成されてもよい。第１導電層１５２－１、１５２－２はＩＴＯ(Indium Tin Oxide；酸化インジウム錫）などの透明導電材料で形成され、第２導電層１５３－１、１５３－２はアルミニウムなどの光反射性の金属膜で形成されることが好ましい。このような材料の組み合わせにより、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂと接続配線１４８－１、１４８－２との電気的な接続状態を良好なものとし、反射電極としての機能を有するようにすることができる。第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂの構造において、第２導電層１５３－１、１５３－２の端部は第１導電層１５２－１、１５２－２の端部と一致していてもよいし、図３に示されるように上層の第２導電層１５３－１、１５３－２の端部が下層の第１導電層１５２－１、１５２－２の端部から後退していてもよい。

【0032】

対向基板１３２には、カラーフィルタ層１３４、オーバーコート層１３６、対向電極１３８が設けられる。対向電極１３８は、ＩＴＯなどの透明導電膜で形成され、画素アレイ１０６の全体に亘って広がる大きさを有する。対向電極１３８は、第１画素電極１２０Ａと重なる領域に第１開口部１５４Ａが設けられ、第２画素電極１２０Ｂと重なる領域に第２開口部１５４Ｂが設けられる。

【0033】

第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂは反射電極であり、対向基板１３２から入射した外光を反射する。すなわち外光は、カラーフィルタ層１３４、透明なオーバーコート層１３６、対向電極１３８、液晶層１４２を通過して、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂで反射し、その反射光が入射光と逆の経路を辿って対向基板１３２から出射される。対向基板１３２から出射される反射光の有無及びその光強度は、液晶層１４２における液晶分子１４４の配向状態によって制御される。

【0034】

また、図３に示されるように、画素アレイ１０６は、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂによって形成される反射領域ＲＲと、第１画素電極１２０Ａと第２画素電極１２０Ｂとの間の透過領域ＴＲを有する。透過領域ＴＲは、第１画素電極１２０Ａを構成する第２導電層（金属膜）１５３－１の端部と第２画素電極１２０Ｂを構成する第２導電層（金属膜）１５３－２の端部との間の領域として画定される。液晶表示装置１００には、アレイ基板１０２の裏側（第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂが設けられる側の面とは反対側の面）にバックライト１６０が配置される。すなわち、液晶表示装置１００は、反射電極によって画像を表示しつつ、透過領域ＴＲを通してバックライト１６０の光を出射することで画像の表示輝度を補助する機能を有する。例えば、暗い場所では反射モードによって明るい画像を表示することができないが、透過モードを組み合わせることで画像を明るく表示することが可能となる。

【0035】

本実施形態の液晶表示装置１００は、画素間の領域を隠す遮光層が設けられないため、第１画素電極１２０Ａと第２画素電極１２０Ｂとの間の透過領域ＴＲにおける液晶分子の配向状態の制御も重要となる。

【0036】

図３では配向膜が省略されているが、アレイ基板１０２及び対向基板１３２には垂直配向膜が設けられる。垂直配向膜により、液晶分子１４４は、第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂと対向電極１３８との間に電圧が印加されない状態で、縦方向に配向した状態を有する。すなわち、液晶分子１４４の長軸が、アレイ基板１０２の基板面に対し垂直に起立したような状態に配向する。第１画素電極１２０Ａ及び第２画素電極１２０Ｂと対向電極１３８との間に所定の電圧が印加されると、液晶分子１４４の長軸が水平方向に傾き、最大電圧が印加されたとき水平に配向する。図３は、対向電極１３８に設けられた第１開口部１５４Ａ及び第２開口部１５４Ｂの端部では電界が形成されない結果、当該開口部と重なる位置の液晶分子は縦方向に配向した状態を維持し、当該開口部周辺の液晶分子は、横方向に配向した液晶分子と縦方向の配向状態を維持している液晶分子との間で斜めに配向した状態を模式的に示す。

【0037】

図４は、複数の画素電極２０２が、図中に示すＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配列された比較例としての画素アレイの平面模式図を示す。図４に示す画素電極２０２は平面視で正方形である。画素電極２０２に重ねて示す点線の円は対向電極２０４の開口部２０６を示す。また、図４は、４つの画素電極２０２に囲まれる領域にスペーサ２０８が設けられる態様を示す。

【0038】

また、図４は、矢印によって液晶分子の配向方向を示す。図３を参照して説明したように、液晶分子は、画素電極２０２と対向電極２０４との間に電位差が生じると、開口部２０６を中心に放射状に配向する。液晶分子は、画素電極２０２の上で放射状に配向するが、画素電極間の領域では、両側から配向してくる液晶分子が相互に干渉して配向状態が不安定になる。その結果、図４に示すように、画素電極２０２の一辺の中央付近であって、隣の画素電極と隣接する領域ＤＲは、液晶分子の配向乱れ（ディスクリネーション）を誘発する領域となる。当該領域ＤＲは、図４に示す如く行列状に配列される画素電極間に生じるため、上記配向乱れが多数の領域ＤＲで発生してしまうと、画面全体でみるとそれが表示むらとなってユーザに視認されてしまう可能性がある。

【0039】

一方、４つの画素電極２０２の端部に囲まれた領域Ｕでは、４方向又は８方向から液晶分子が等しく配向し、且つ当該領域では電界が発生しないので、その配向状態は比較的安定する。また、スペーサ２０８が設けられた領域では、スペーサ２０８の作用によって液晶分子の配向が制御されディスクリネーションは発生しにくくなる。上記領域ＤＲは、各電極上で配向する液晶分子の影響を受ける一方、液晶分子の配向が安定している上記領域Ｕとは液晶分子レベルで見ると離れた距離にあり、これらが配向状態の安定しない要因となっている。

【0040】

本実施形態の液晶表示装置１００は、画素間の領域が透過領域ＴＲとなり画像表示に利用されるため、領域ＤＲにディスクリネーションが発生すると、画質に悪影響を与える虞がある。これに対し、本実施形態の液晶表示装置１００は、以下に示す実施形態に示す画素電極の構成を有することにより、ディスクリネーションの発生を防ぎ、画質の低下を抑制することができる。

【0041】

［第１実施形態］
図５は、画素アレイ１０６の構成示す平面図である。図５は、画素１０４が３つの副画素を含み、それに対応して第１画素電極１２０Ａ、第２画素電極１２０Ｂ、第３画素電極１２０Ｃが配列される態様を示す。画素１０４には、図２に示す第１画素回路１２２Ａ及び第２画素回路１２２Ｂを含み、第１画素電極１２０Ａを挟むように第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃが配置される。

【0042】

図５に示すように、第１画素電極１２０Ａは図４に示すような正方形の形状から、４つの角部が切り欠かれた形状を有する。第１画素電極１２０Ａの角部が切り欠かれた形状を有することで、１辺の長さが正方形の場合と比べて短くなっている。このような形状は、別な表現をすれば、各画素電極において、画素電極の配列方向に平行な辺を延在させて形成される仮想的な正方形に対し、当該画素電極の角部を、各辺の中央側に近付けた形状ということもできる。第２画素電極１２０Ｂ及び第３画素電極１２０Ｃも同様の形状を有する。そして、画素アレイ１０６は、このような形状の画素電極が、図中に示すＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配列されている。

【0043】

図５に示すように、第１副画素１０４Ａに設けられる第１画素電極１２０Ａａ、第２画素電極１２０Ｂａ、及び第３画素電極１２０Ｃａは、いずれも角部が切り欠かれた形状を有する。また、第２副画素１０４Ｂに設けられる第１画素電極１２０Ａｂ、第２画素電極１２０Ｂｂ、及び第３画素電極１２０Ｃｂ、並びに第３副画素１０４Ｃに設けられる第１画素電極１２０Ａｃ、第２画素電極１２０Ｂｃ、及び第３画素電極１２０Ｃｃも同様の形状を有する。このため、第１画素電極１２０Ａａ、第１画素電極１２０Ａｂ、第２画素電極１２０Ｂａ、及び第２画素電極１２０Ｂｂで囲まれる領域Ｗの間隔が、図４に示す領域Ｕに比べて大きく広がっている。図５は、また、第１画素電極１２０Ａｂ、第１画素電極１２０Ａｃ、第２画素電極１２０Ｂｃ、及び第２画素電極１２０Ｂｃで囲まれた画素間の領域にスペーサ１５６が配置される態様を示す。スペーサ１５６を囲む第１画素電極１２０Ａｂ、第１画素電極１２０Ａｃ、第２画素電極１２０Ｂｃ、及び第２画素電極１２０Ｂｃのそれぞれのスペーサ１５６側の角部は切り欠かれておらず、各角部がスペーサ１５６に向けて突き出るような形状を有する。

【0044】

図６は、図５に示す画素アレイ１０６における液晶分子の配向状態を矢印によって模式的に示す。図４を参照して説明したように、液晶分子は、対向電極に設けられた開口部１５４を中心として放射状に配向する。画素電極の外辺同士が隣接する領域ＤＲでは、図４に示す態様と同様に、両側から衝突するように液晶分子が配向する。しかし、第１画素電極１２０Ａａ、第１画素電極１２０Ａｂ、第２画素電極１２０Ｂａ、及び第２画素電極１２０Ｂｂで囲まれる領域Ｗがスペーサ１５６の設置位置を除いて形成されることにより、領域ＤＲが領域Ｗに近接する。図４にて示す領域Ｕは基本的にはディスクリネーションは発生しない部位であるが、当該領域Ｕを拡大したものと見做すことができる領域Ｗでも同じことが言える。そして、図６に示す如く、当該領域Ｗと領域ＤＲの距離は、図４に示す領域Ｕと領域ＤＲの距離よりも小さい。このように液晶分子の配向状態が安定している領域（本実施形態では領域Ｗ）が近傍にあると、当該近傍の液晶分子もその領域Ｗ内の液晶分子の影響を受けて安定度合いが増す。その結果、液晶分子の不安定さが解消され、ディスクリネーションの発生が抑制することができる。

【0045】

図６に示すように、第１画素電極１２０Ａａの角部を切り欠く長さＣｆは、角部を切り欠かないとした場合の１辺の長さＬｓの１／５から１／４程度とすることが好ましい。この切り欠く長さＣｆは他の画素電極についても同様である。上記の範囲よりも切欠き部を大きくすると、画素電極の面積が縮小し、反射モードでの表示輝度を大きく減じてしまう。また、上記の範囲よりも切り欠き部が小さすぎると、ディスクリネーションを抑制する効果が出にくくなってしまうので好ましくない。

【0046】

一方、図６に示すスペーサ１５６が設けられる領域では、図４を参照して説明したように、スペーサ１５６によって液晶分子の配向が規制されるので、画素電極の角部を切り欠く必要はない。したがって、図５及び図６に示すように、画素アレイ１０６の中には、画素電極同士が対角する間隔が広い領域（画素電極の角部が切り欠かれた領域）と、画素電極同士が対角する間隔が相対的に狭い領域（スペーサが設けられる領域）とを含むようにすることができる。

【0047】

本実施形態で示すように、４つの画素電極の対角する端部の間隔を広げることで、画素電極同士が上下又は左右に隣接する画素間の領域で発生するディスクリネーションを抑制することができる。具体的には、画素電極の角部を切り欠くことで、４つの画素電極で囲まれた対角する端部の間隔を広げることができ、それによってディスクリネーションの発生を抑制することができる。その結果、透過モードで表示を行う画素間の領域においても液晶分子の配向乱れが抑制され、画質の低下を抑制することができる。

【0048】

本実施形態の液晶表示装置１００は、副画素１０４にデータ信号を記憶するメモリ回路（ラッチ回路１２４）を有し、メモリ回路に格納されたデータ信号に基づいて画像を表示することができる。副画素１０４は３つの画素電極（第１副画素１０５Ａ、第２副画素１０５Ｂ、第３副画素１０５Ｃ）が反射電極で構成され、これらの反射電極を用いた面積階調により階調が表現される。また、本実施形態の液晶表示装置１００は、反射モードで表示を行うだけでなく、副画素間の領域を透過領域ＴＲとし、バックライト１６０の光を透過させる透過モードを組み合わせて画像を表示することができる。この場合、図５に示すように、画素電極が対角する間隔が広がるように、画素電極の角部を切り欠くことで透過領域ＴＲの面積を広げることができ、表示される画像の輝度を高めることができる。図３に示すように、画素電極の下層には、画素回路を形成する素子、配線などが設けられるが、これらの部材は透過領域ＴＲになるべく重ならないようにレイアウトされていることが好ましい。そのようなレイアウトにより、画素電極の角部を切り欠くことと相まって、透過領域ＴＲの実質的な面積を拡大することができ、透過モードによる表示の輝度を高めることができる。

【0049】

［第２実施形態］
画素電極の形状は、第１実施形態に示す形状に限定されず、画素電極の対角の間隔が広がる形状であれば他の異なる形状を有していてもよい。本実施形態は、画素電極の形状が第１実施形態とは異なる一例を示す。以下の説明においては、第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。

【0050】

図７は、本実施形態における画素アレイ１０６の画素電極の配列を示す平面図である。画素アレイ１０６には、第１副画素１０４Ａ、第２副画素１０４Ｂ、第３副画素１０４Ｃが配列される。第１副画素１０４Ａは、第１画素電極１２０Ａａ、第２画素電極１２０Ｂａ、第３画素電極１２０Ｂｃを含む。第２副画素１０４Ｂ及び第３副画素１０４Ｃも同様の画素電極の構成を有する。図７に示すように、第１画素電極１２０Ａｂの形状は、上下に隣接する第２画素電極１２０Ｂｂと第２画素電極１２０Ｃｂとに対して、また、左右に配列する第１画素電極１２０Ａａと第１画素電極１２０Ｃａとに対して非対称な関係にある。各画素電極の形状は、このような非対称性の関係を有しつつ、スペーサ１５６が配置されない領域においては、４つの画素電極（例えば、第１画素電極１２０Ａａ、第１画素電極１２０Ａｂ、第２画素電極１２０Ａｂ、第２画素電極１２０Ｂｂ）が対角する端部の間隔が、矩形の画素電極を同じピッチで配列したときに比べて広がる形状を有し、図６に示す画素電極の配列と同様に拡張された領域Ｗを有する。

【0051】

図７の挿入図に示すように、第１画素電極１２０Ａａの一辺は、直線状に伸びる一辺Ｌ１の途中から、隣接する第２画素電極１２０Ｂの端部から遠ざかるように屈曲する一辺Ｌ２を有する。すなわち、第１画素電極１２０Ａａは、Ｙ軸方向に平行な第１部分（Ｌ１Ａ）と、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に交差する第２部分（Ｌ２Ａ）とを有する。第１画素電極１２０Ａａに隣接する第１画素１２０Ａｂは、Ｙ軸方向に平行な第１部分（Ｌ１Ｂ）と、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に交差する第２部分（Ｌ２Ｂ）を有する。第１画素電極１２０Ａａと第２画素電極１２０Ａｂとは、外周縁の第１部分（Ｌ１Ａ）及び第２部分（Ｌ２Ａ）と、第２部分（Ｌ２Ｂ）及び第１部分（Ｌ１Ｂ）と、が隣接するように配置される。そして、外周縁が相互に隣合う第１部分（Ｌ１Ａ）と第２部分（Ｌ２Ｂ）とは非平行であり、第２部分（Ｌ２Ａ）と第１部分（Ｌ１Ｂ）とは非平行である。別言すれば、第１画素電極１２０Ａａの輪郭を形成する各辺は、一端から他端まで一直線で延びるのではなく、直線部分の途中に屈曲する部分を有し、隣接する第１画素電極１２０Ａｂの一辺と非平行となる輪郭形状を有する。このような形状及び配置は、第２画素電極１２０Ｂａ及び第３画素電極１２０Ｃａについても同様である。

【0052】

なお、第１実施形態に示す画素電極と同様に、スペーサ１５６に隣接する画素電極の端部は、異形の形状とされておらず、各画素電極の角部がスペーサ１５６に向けて突き出るような形状を有する。

【0053】

図７に示す画素電極の形状によれば、４つの画素電極の対角する端部の間隔を広げることができる。その結果、第１実施形態と同様に、画素電極同士が上下又は左右に隣接する画素間の領域で発生するディスクリネーションを抑制することができる。その結果、透過モードで表示を行う画素間の領域においても液晶分子の配向乱れが抑制され、画質の低下を抑制することができ、画質の向上を図ることができる。

【0054】

［第３実施形態］
本実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態とは異なる形状を有する画素電極の一例を示す。

【0055】

図８は、本実施形態における画素アレイ１０６の画素電極の配列を示す平面図である。画素アレイ１０６には、第１副画素１０４Ａ、第２副画素１０４Ｂ、第３副画素１０４Ｃが配列される。第１副画素１０４Ａは、第１画素電極１２０Ａａ、第２画素電極１２０Ｂａ、第３画素電極１２０Ｃａを含む。第２副画素１０４Ｂ及び第３副画素１０４Ｃも同様の画素電極の構成を有する。図８に示すように、第１画素電極１２０Ａａは、矩形（例えば、正方形）の形状から、各辺の中央部分に切欠き部１２０１が設けられた形状を有する。別言すれば、本実施形態の第１画素電極１２０Ａａは、少なくとも1辺が隣の画素電極に隣接し、その1辺の略中央分部が、第１画素電極１２０Ａａの内側に屈曲する外辺を有する。第２画素電極１２０Ｂａ及び第３画素電極１２０Ｃａも同様の形状を有する。

【0056】

図４を参照して説明したように、ディスクリネーションは画素電極と一辺と、それに隣接する画素電極の一辺とに挟まれた電極間領域の中央（領域ＤＲ）で発生する。図８に示す各画素電極は、各辺の中央部分に切欠き部１２０１が設けられており、これによって、当該中央部分に電界が発生しない或いは電界の影響が著しく小さい領域が生じ、当該領域では液晶分子の配向状態は安定し、その周辺の液晶分子の配向状態も比較的安定する。この結果、図４中に示される領域ＤＲと同じ位置での液晶分子の配向状態が安定し、ディスクリネーションの発生は可及的抑制される。別言すれば、図８中に点線で示される矩形状の画素電極の各辺の中央部分に切欠きを設けることで、画素電極が対角する領域（例えば図６に示す領域Ｗ）と近似の領域を形成することができ、ディスクリネーションの発生が抑制される。

【0057】

なお、図８は、隣接する画素電極同士の対向する各辺に切欠き部１２０１が設けられる構造を示すが、切欠き部１２０１は、対向する辺の一方にのみ設けられていてもよい。

【0058】

図８に示すような画素電極の形状によれば、画素電極間の領域にディスクリネーションが発生したとしても、その発生領域を固定することができ、液晶分子の配向を安定化することができる。その結果、透過モードで表示を行う画素間の領域においても液晶分子の配向乱れ（揺らぎ）が抑制され、画質の低下を抑制することができ、画質の向上を図ることができる。

【0059】

［第４実施形態］
本実施形態は、第１乃至第３実施形態とは異なり、対向電極の形態が異なる態様を示す。

【0060】

図９は、本実施形態における液晶表示装置の対向電極１３８の平面図を示す。図９に示すように、対向電極１３８は、画素電極１２０と重なるように配置される。対向電極１３８は、画素電極１２０と重なる領域にスリット１５８が設けられる。スリット１５８は、画素電極１２０と重なる領域の中央部分から外側に延びる形状を有する。画素電極１２０が正方形である場合、スリット１５８は画素電極１２０の各辺に向けて延びるように十字形の形状を有する。さらに、スリット１５８は、十字形の形状の先端が２つに分岐した形状を有する。別言すれば、スリット１５８は、画素電極１２０と重なる領域の中央部から外側に向けて延びるＹ字状のパターンが中央部で繋がるように組合わされた形状を有する。

【0061】

液晶分子は、画素電極１２０と対向電極１３８の間の電界強度に応じて配向状態が変化する。対向電極１３８は、画素アレイ１０６の全体に広がる形状を有するが、画素電極１２０と重なる領域に開口部（本実施形態ではスリット）が設けられることで、そのスリット１５８の部分に電界が集中する。図９に示すスリット１５８は、先端が画素電極１２０の外周の端部（１辺の中央部）と重なる領域に延びることで、液晶分子の配向状態が安定する領域を画素電極１２０の中央でなく、各辺の中央付近に形成することができる。

【0062】

対向電極１３８が、このような形状のスリット１５８を有することで、画素間の領域の近傍に液晶分子の配向状態が安定した領域が形成され、これによってディスクリネーションの発生が抑制される。その結果、透過モードで表示を行う画素間の領域においても液晶分子の配向乱れ（揺らぎ）が抑制され、画質の低下を抑制することができ、画質の向上を図ることができる。また、スリット１５８は、中央から複数の方向に延びる形状を有することで、液晶分子を各方向に配向させることはでき、視野角を向上させることもできる。

【0063】

なお、図９に示すスリット１５８の形状は一例であり、図示される形状に限定されない。画素電極の外辺の中央の領域で電界が集中する領域を形成することができるものであれば、他の形状を有していてもよい。

【0064】

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の液晶表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0065】

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0066】

１００：液晶表示装置、１０２：アレイ基板、１０４：副画素、１０４Ａ：第１副画素、１０４Ｂ：第２副画素、１０４Ｃ：第３副画素、１０５：画素、１０６：画素アレイ、１０８：垂直ドライバ、１１０：水平ドライバ、１１２：ドライバＩＣ、１１４：フレキシブルプリント基板、１１６：走査信号線、１１８：データ信号線、１２０Ａ：第１画素電極、１２０Ｂ：第２画素電極、１２０Ｃ：第３画素電極、１２０１：切欠き部、１２２Ａ：第１副画素回路、１２２Ｂ：第２副画素回路、１２４Ａ：第１ラッチ回路、１２４Ｂ：第２ラッチ回路、１２６Ａ：第１スイッチング素子、１２６Ｂ：第２スイッチング素子、１２６Ｃ：第３スイッチング素子、１２８Ａ：第１制御信号線、１２８Ｂ：第２制御信号線、１３０Ａ：第１電源線、１３０Ｂ：第２電源線、１３２：対向基板、１３４：カラーフィルタ層、１３６：オーバーコート層、１３８：対向電極、１４０：開口部、１４２：液晶層、１４４：液晶分子、１４６：絶縁層、１４８：接続配線、１５０：埋め込み絶縁膜、１５２：第１導電層、１５３：第２導電層、１５４：開口部、１５４Ａ：第１開口部、１５４Ｂ：第２開口部、１５６：スペーサ、１５８：スリット、１６０：バックライト、２０２：画素電極、２０４：対向電極、２０６:開口部、２０８：スペーサ、ＲＲ：反射領域、ＴＲ：透過領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】