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(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】P2023172616
(43)【公開日】2023-12-06
(54)【発明の名称】液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/1337 20060101AFI20231129BHJP
   G02F 1/1333 20060101ALI20231129BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALI20231129BHJP
   G02F 1/1343 20060101ALI20231129BHJP
   G02F 1/1368 20060101ALI20231129BHJP
【FI】
G02F1/1337
G02F1/1333
G02F1/1335 520
G02F1/1343
G02F1/1368
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022084550
(22)【出願日】2022-05-24
(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
2H290
2H291
【Fターム(参考)】
2H092GA13
2H092GA17
2H092GA20
2H092GA29
2H092HA04
2H092HA05
2H092JA25
2H092JB05
2H092JB07
2H092JB44
2H092JB46
2H092NA04
2H092PA03
2H092PA06
2H092QA06
2H189AA08
2H189BA02
2H189DA07
2H189DA43
2H189HA15
2H189HA16
2H189JA10
2H189LA03
2H189LA10
2H189LA20
2H189NA02
2H189NA05
2H192AA24
2H192BA24
2H192BC13
2H192BC24
2H192BC34
2H192BC42
2H192BC63
2H192BC72
2H192CB02
2H192CB23
2H192CB24
2H192CC22
2H192EA43
2H192EA56
2H192GD23
2H192GD47
2H192GD61
2H192JA13
2H290AA33
2H290BB12
2H290BB22
2H290BB33
2H290BB42
2H290BB53
2H290CA42
2H290CA46
2H290CA51
2H290CB02
2H290CB03
2H291GA04
2H291GA08
2H291GA11
2H291GA19
2H291HA11
2H291HA34
2H291HA35
2H291HA37
2H291LA21
2H291LA40
2H291NA01
2H291NA43
(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ことを目的とする。
【解決手段】液晶表示装置は、絶縁層の上に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が設けられた対向基板と、アレイ基板と対向基板との間の液晶層と、アレイ基板と対向基板との間の第1スペーサとを有する。対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、複数の画素電極の画素間の領域に液晶層の中に突き出る突起部を有し突起部の高さが第1スペーサの高さより低くされている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層の上に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が設けられた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の液晶層と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の第1スペーサと、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の画素間の領域に、前記液晶層の中に突き出る突起部を有し、
前記突起部の高さが前記第1スペーサの高さより低い
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の第2スペーサをさらに有し、
前記第1スペーサは前記アレイ基板及び前記対向基板の両方に接し、
前記第2スペーサは前記アレイ基板及び前記対向基板の一方に接し、
前記突起部の高さは、前記第1スペーサ及び前記第2スペーサの高さより低い、請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記突起部は、前記複数の画素電極の中の相互に隣接する4つの画素電極の角部が対角する画素間の領域に設けられている、請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記相互に隣接する4つの画素電極の一部の領域が、前記突起部と重なり、前記突起部の形状に沿って設けられている、請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記突起部が、前記複数の画素電極の中の相互に隣接する2つの画素電極の対向する一辺の間に設けられている、請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記相互に隣接する2つの画素電極の前記一辺に沿った一部の領域が、前記突起部と重なり、前記突起部の形状に沿って設けられている、請求項5に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記突起部が、前記アレイ基板から前記液晶層へ突き出ている、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記突起部が、前記対向基板から前記液晶層へ突き出ている、請求項3又は5に記載の液晶表示装置。
【請求項9】
絶縁層の上に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、
前記アレイ基板と是対向基板との間の液晶層と、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設けられた第1開口部と、
前記複数の画素電極の画素間の領域と重なる領域に設けられた第2開口部と、を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項10】
前記第2開口部は、前記複数の画素電極の中の相互に隣接する4つの画素電極の角部が対角する領域と重なる領域に設けられている、請求項9に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
前記第2開口部は、前記複数の画素電極の中の相互に隣接する2つの画素電極の対向する一辺の間の領域と重なる領域に設けられている、請求項9に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
絶縁層の上に複数の画素電極が行方向及び列方向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、
前記アレイ基板と是対向基板との間の液晶層と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の第1スペーサと、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設けられた第1開口部と、
前記複数の画素電極の画素間の領域と重なる領域に設けられた第2開口部と、を有し、
前記第1スペーサが、前記複数の画素の画素間の領域であって、前記画素アレイの対角方向に列を成すように配列され、
前記第2開口部が、前記複数の画素の画素間の領域であって、前記第1スペーサの配列に沿った画素間の領域に配列されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【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、絶縁層の上に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が設けられた対向基板と、アレイ基板と対向基板との間の液晶層と、アレイ基板と対向基板との間の第1スペーサとを有する。対向電極は複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に開口部を有し、複数の画素電極の画素間の領域に液晶層の中に突き出る突起部を有し突起部の高さが第1スペーサの高さより低くされている。
【0007】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁層の上に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、アレイ基板と是対向基板との間の液晶層とを有する。対向電極は、複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に設けられた第1開口部と、複数の画素電極の画素間の領域と重なる領域に設けられた第2開口部と、を有する。
【0008】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁層の上に複数の画素電極が行方向及び列方向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、アレイ基板と是対向基板との間の液晶層とアレイ基板と対向基板との間の第1スペーサとを有する。対向電極は、複数の画素電極のそれぞれと重なる領域に設けられた第1開口部と、複数の画素電極の画素間の領域と重なる領域に設けられた第2開口部と、を有する。第1スペーサは、複数の画素の画素間の領域であって画素アレイの対角方向に列を成すように配列され、第2開口部は、複数の画素の画素間の領域であって第1スペーサの配列に沿った画素間の領域に配列されている。
【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平面図を示す。
図4】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面図を示す。
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6】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面図を示す。
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8】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9】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10】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面図を示す。
図11】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12】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13】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面図を示す。
図14】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15】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16】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17】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面図を示す。
図18】液晶表示装置の画素の部分的な断面図を示す。
図19】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。
【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上の画素アレイ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に、第1副画素104A、第2副画素104B、第3副画素104Cが含まれることを示す。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、一つの副画素は分割された複数の画素電極により構成される。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の第1副画素104A、第2副画素104B、第3副画素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105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、面積階調に適応する副画素104の画素電極と回路構成を示す。副画素104は、第1画素回路122A及び第2画素回路122Bを含む。第1画素回路122Aは第1画素電極120Aと接続され、第2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。
【0021】
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】
第1画素回路122Aは第1画素電極120Aと接続され、第2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。第1画素電極120Aは第1画素回路122Aによって駆動電圧が印加され、第2画素電極120B及び第3画素電極120Cは第2画素回路122Bによって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る。
【0023】
図2に示す副画素104は、画素電極が3つに分割されているものの、実質的には面積の異なる2つの画素電極を含む構成となっている。画素105を構成する第1副画素104A、第2副画素104B、第3副画素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。対向電極138(図18参照)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が設けられ、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が設けられる。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画素回路122Aの出力ノードNout1となる。出力ノードNout1が第1画素電極120Aと接続される。
【0026】
第2画素回路122Bは、第1画素回路122Aと同じ回路構成を有し、同様に動作する。第2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。
【0027】
本実施形態に係る液晶表示装置100は、垂直配向(VA:Vertical Alignment)方式の液晶が適用される。液晶層は、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cと、これらの画素電極に対向するように配置された対向電極138(図4参照)との間に配置される。対向電極138に所定のコモン電圧が印加されるとき、第1画素電極120Aには、第1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。
【0028】
図18は、垂直配向方式の液晶が適用された液晶表示装置の画素アレイ906の部分的な断面構造の一例を示す。図18は、第1画素電極920A及び第2画素電極920B、並びに対向電極930と、これらの電極の境界部分の断面構造を示す。液晶層942は、アレイ基板902と対向基板932との間に設けられる。アレイ基板902には第1画素電極920A及び第2画素電極920Bが設けられ、対向基板932には対向電極938が設けられる。
【0029】
第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは、絶縁層946の上に設けられる。第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは、接続配線948-1、948-2を介してスイッチング素子926-1、926-2とそれぞれ接続される。第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは、絶縁層946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950-1、950-2が設けられていてもよい。
【0030】
第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは反射電極である。第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは、透明導電材料で形成される第1導電層952-1、952-2と金属材料で形成される第2導電層953-1、953-2とが積層された構造を有していてもよい。
【0031】
対向基板932には、カラーフィルタ層934、オーバーコート層936、対向電極938が設けられる。対向電極938は、ITOなどの透明導電膜で形成され、画素アレイ906の全体に亘って広がる大きさを有する。対向電極938は、第1画素電極920Aと重なる領域に第1開口部954Aが設けられ、第2画素電極920Bと重なる領域に第2開口部954Bが設けられる。
【0032】
第1画素電極920A及び第2画素電極920Bは反射電極であり、対向基板932から入射した外光を反射する。対向基板932から出射される反射光の有無及びその光強度は、液晶層942における液晶分子944の配向状態によって制御される。
【0033】
画素アレイ906は、第1画素電極920A及び第2画素電極920Bによって形成される反射領域RRと、第1画素電極920Aと第2画素電極920B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920Aを構成する第2導電層953-1の端部と第2画素電極920Bを構成する第2導電層953-2の端部との間の領域である。アレイ基板902側にバックライト960が配置される。画素アレイ906は、反射領域RRにおいて第1画素電極920A及び第2画素電極920Bによる反射光、及び透過領域TRを通してバックライト960の光で画像を表示する。
【0034】
図18に示すように、画素アレイ906には画素間の領域を隠す遮光層が設けられず透過領域RTとして画像表示に使用されるため、第1画素電極920Aと第2画素電極920Bとの間の領域において液晶分子に配向乱れがあると画質に影響を与える可能性がある。
【0035】
図19は、複数の画素電極920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、画素アレイ906の平面模式図を示す。図19に示す画素電極920は平面視で正方形である。画素電極920に重ねて示す点線の円は対向電極938の開口部954を示す。また、図19は、4つの画素電極920に囲まれる領域にスペーサ956が設けられていることを示す。
【0036】
図19は、矢印によって液晶分子の配向方向を示す。図18を参照して説明したように、液晶分子は画素電極920と対向電極938との間に電位差が生じると、開口部954を中心に放射状に配向する。液晶分子は、画素電極920の上で放射状に配向するが、画素電極間の透過領域TR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19に示すように、画素電極920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19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、多くの領域DRで配向乱れが発生すると、画像の表示に影響を与え、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。
【0037】
一方、4つの画素電極920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956が設けられた領域では、スペーサ956の作用によって液晶分子の配向が制御され配向乱れが発生しにくくなる。上記の領域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。
【0038】
本実施形態の液晶表示装置100は、画素電極と重なる反射領域RRと画素間の透過領域TRを有し、この両方の領域を使って画像が表示される。そのため、領域DRに配向乱れが生じると、画質に悪影響を与えるおそれがある。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アレイの構成を有することにより、配向乱れの発生を防ぎ、画質の低下を抑制する。
【0039】
[第1実施形態]
図3は、画素アレイ106の平面図を示す。図3は、画素105が3つの副画素(第1副画素104A、第2副画素104B、第3副画素104C)を含む構成を示す。第1副画素104Aには、第1画素電極120Aaと、この第1画素電極120Aaを挟むように配置された第2画素電極120Ba及び第3画素電極120Caが設けられる。第1副画素104Aには、図2に示す第1画素回路122A及び第2画素回路122Bが設けられる。第1画素回路122Aは第1画素電極120Aaと接続され、第2画素回路122Bは第2画素電極120Ba及び第3画素電極120Caと接続される。第2副画素104Bの第1画素電極120Ab、第2画素電極120Bb及び第3画素電極120Cb、第3副画素104Cの第1画素電極120Ac、第2画素電極120Bc及び第3画素電極120Ccの構成についても同様である。
【0040】
図3に示すように、第1副画素104Aの第1画素電極120Aa、第2画素電極a、第3画素電極Caは、平面視で正方形の形状を有する。画素アレイ106の一部の画素間の領域に第1スペーサ156が配置される。また、第1スペーサ156から離れた一部の画素間の領域に第2スペーサ158が配置される。第1スペーサ156、第2スペーサ158は、複数の副画素が間に介在するように画素アレイ106の中に離隔して配置される。第1スペーサ156は液晶セルのセルギャップを保持するために設けられる柱状の構造物であり、第2スペーサ158は外部からセルギャップを小さくする力が作用した際にもセルギャップの変化を抑制するために設けられる構造物である。
【0041】
また、画素アレイ106には画素間の領域に突起部162が設けられる。突起部162は、第1スペーサ156及び第2スペーサ158が設けられる領域以外の領域であって、4つの画素電極の角部が対角する領域に設けられる。例えば、突起部162は、第1画素電極120Aa、第2画素電極120Ba、第1画素電極120Ab、第2画素電極120Bbの各角部に囲まれた領域に設けられる。画素アレイにおいて、このような突起部162は、第1スペーサ156が設けられる以外の画素間の領域に設けられることが好ましい。
【0042】
図4は、本実施形態に係る液晶表示装置100における画素105の断面構造を示す。具体的に図4は、第1副画素104Aの断面構造と、第2副画素104B及び第3副画素104Cの部分的な断面構造を示す。第1副画素104Aは第1画素電極120Aを含み、第2副画素104Bは第2画素電極120Bを含み、第3副画素104Cは第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、アレイ基板102に設けられる。アレイ基板102に対向して対向基板132が設けられる。対向基板132には対向電極138が設けられる。対向電極138は、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cに対向して設けられる。液晶層142は、アレイ基板102と対向基板132との間(別言すれば、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cと対向電極138との間)に設けられる。
【0043】
第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cは、絶縁層146の上に設けられる。第1画素電極120Aは、接続配線148-1を介してスイッチング素子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に対応する)と接続される。第2画素電極120Bは、接続配線148-2を介してスイッチング素子126-2と接続され、第3画素電極120Cは、接続配線148-3を介してスイッチング素子126-3と接続される。スイッチング素子126-2、126-3は、スイッチング素子126-1と同じ機能を有する。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り、接続配線148-3は、スイッチング素子126-3と第3画素電極120Cとを接続する中間配線である。
【0044】
第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cは、絶縁層148に形成されたコンタクトホールによって、接続配線148-1、148-2、148-3と接続される。第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cが接続配線148-1、148-2、148-3と接続される部分には、コンタクトホールに起因する凹部が形成される。この凹部を埋める充填剤150-1、150-2、150-3が設けられていてもよい。充填剤150-1、150-2、150-3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。
【0045】
なお、図4では図示されないが、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cの表面に微細な凹凸構造を形成し、光の散乱機能をもたせてもよい。微細な凹凸構造は、絶縁層146の表面を凹凸化することによって形成されてもよい。
【0046】
第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cは反射電極である。反射電極は金属膜で反射面が形成される。反射電極は単層であってもよいが、素材が異なる複数の導電膜が用いられた積層構造を有していてもよい。例えば、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cは、接続配線148-1、148-2、148-3と接続される第1導電層152-1、152-2、152-3と、第1導電層152-1、152-2、152-3の上から充填剤150-1、150-2、150-3を覆うように設けられた第2導電層153-1、153-2、153-3によって形成されてもよい。
【0047】
第1導電層152-1、152-2、152-3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、153-3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、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cと接続配線148-1、148-2、148-3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、第2画素電極120B、第3画素電極120Cは、第2導電層153-1、153-2、153-3の端部が第1導電層152-1、152-2、152-3の端部と一致していてもよいし、図4に示されるように上層の第2導電層153-1、153-2、153-3の端部が下層の第1導電層152-1、152-2、152-3の端部から内側へ後退していてもよい。
【0048】
カラーフィルタ層134、オーバーコート層136、対向電極138が対向基板132に設けられる。対向電極138は、ITOなどの透明導電膜で形成され、複数の画素電極を覆うように設けられる。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、第3画素電極120Cと重なる領域に第3開口部154Cが設けられる。
【0049】
対向基板132から入射し、図示されない偏光板、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を通過した外光は第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cで反射される。反射光は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。
【0050】
画素アレイ106は、第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120Cによって形成される反射領域RRと、これらの画素電極間の透過領域TRとを有する。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及び第3画素電極120Cを構成する第2導電層(金属膜)153-3の端部との間の領域として画定される。この透過領域TRを、透過モードの表示領域として利用するために、アレイ基板102の裏側(第1画素電極120A、第2画素電極120B、及び第3画素電極120C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。
【0051】
本実施形態に係る液晶表示装置100は、反射領域RRにおいて反射モードで画像を表示し、透過領域TRにおいて透過モードで画像を表示する。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、輝度を補償することができる。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。
【0052】
図4では省略されているが、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、第2画素電極120B、及び第3画素電極120C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。
【0053】
対向電極138に設けられた第1開口部154A、第2開口部154B、及び第3開口部154C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する。図4は、第1開口部154A、第2開口部154B、第3開口部154Cの周辺の液晶分子が、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。
【0054】
図4は、また、第1スペーサ156、第2スペーサ158、及び突起部162を示す。図3を参照して説明したように、第2スペーサ158は、実際には突起部162と重ならない画素間の領域に設けられる。図4は、説明のため第2スペーサ158を二点鎖線で示す。第1スペーサ156及び第2スペーサ158はアレイ基板102及び対向基板132のいずれか一方に設けられる。第1スペーサ156はアレイ基板102及び対向基板132の両方に接し、第2スペーサ158はアレイ基板102及び対向基板132のいずれか一方に接するスペーサである。したがって、図4に示すように第1スペーサ156の高さh1は、第2スペーサ158の高さh2よりも高く、h1>h2の関係にある。このような関係から、第1スペーサ156はメインスペーサ、第2スペーサ158はサブスペーサと呼ばれることもある。
【0055】
図19を参照して説明したように、画素間の領域では液晶分子に配向乱れ(ディスクリネーション)が生じ、画質に影響を与える可能性がある。本実施形態に係る液晶表示装置100は、4つの画素電極の角部が対角する領域に突起部162が設けられた構造を有する。突起部162は、絶縁層146から液晶層142の中へ突き出るように設けられる。突起部162の高さh3は第1スペーサ156の高さh1より低い。また、突起部162の高さh3は第2スペーサ158の高さh2よりも低いことが好ましい。別言すれば、突起部162の高さh3は、セルギャップの半分程度の高さ(第1スペーサ156の高さh1の半分程度の高さ)を有していてもよい。突起部162は、液晶層142の中に突入するものの、対向基板132には達しない。このように、突起部162は、液晶セルのセルギャップに影響を与える高さを有しないが、液晶層142に突入するように設けられることで、液晶分子144の配向を規制する機能を有する。
【0056】
図4には示されないが、突起部162の表面は配向膜で覆われている。突起部162の周囲の液晶分子144は、突起部162によって配向が規制され、さらにその周辺の液晶分子144の配向状態も安定化する。したがって、画素間の領域においても配向が制御され、配向乱れの発生は抑制される。
【0057】
突起部162は、絶縁層146から連続する構造で設けられてもよいし、絶縁層146とは別の構造体として設けられてもよい。例えば、突起部162は、平坦な表面を有する絶縁層146を、突起部となる部分が残存するようにエッチバックすることで形成されてもよい。また、突起部162は、絶縁層146の上に新たな絶縁層を堆積し、パターニングすることにより形成されてもよい。突起部162の材質に限定はなく、有機絶縁材料、無機絶縁材料を用いることができ、画素電極と接触しない構造であれば金属材料を用いて形成することもできる。
【0058】
図5は、画素105の平面図を示す。画素アレイ106は、第1副画素104A、第2副画素104B、第3副画素104Cを含む。これらの副画素は、図4に示す断面構造を有する。4つの画素電極の角部が対角する領域には第1スペーサ156が設けられる。第1スペーサ156は画素アレイ106の中に離散的に配置される。本実施形態では、4つの画素電極の角部が対角する領域の第1スペーサ156が設けられない領域に突起部162が設けられる。例えば、第1画素電極120Ab、120Ac、第2画素電極120Bb、120Bcに囲まれた画素間の領域に第1スペーサ156が設けられる、また、第1画素電極120Aa、120Ab、第2画素電極120Ba、120Bbに囲まれた画素間の領域には突起部162が設けられる。
【0059】
図5は、また、液晶分子の配向状態を矢印によって模式的に示す。図19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、両側から衝突するように液晶分子が配向する。しかし、画素電極間の領域では突起部162を起点に液晶分子の配向が規制される。具体的には、突起部162を起点として放射状に液晶分子が配向する。そして、突起部162の配向規制力は領域DRへも作用する。その結果、領域DRにおける配向乱れの発生が抑制される。また、第1スペーサ156が設けられた画素間の領域でも同様に、液晶分子の配向状態が規制される。
【0060】
このように、液晶層142の中に構造物(第1スペーサ156、突起部162)を設けることで、画素電極と対向電極との間の電位差によらず液晶分子の配向状態を規制することができ、このような構造物(第1スペーサ156、突起部162)を画素間の配向乱れが発生しやすい領域DRの近傍に設けることで、領域DRの液晶分子も構造物(第1スペーサ156、突起部162)による配向規制力の作用を受けて安定性の度合いを高めることができる。液晶表示装置ではセルギャップを保つためスペーサが用いられる。したがって、構造物を全て第1スペーサ156で賄うことも考えられるが、そうすると液晶セルの反発力が強くなり液晶層に衝撃気泡が発生しやすくなる。そこで、本実施形態に示すような突起部162を用いることで、4つの画素電極に囲まれた画素間の領域に高密度で構造物を設けることができる。
【0061】
なお、突起部162の平面視における形状は、図示される形状に限定されず、平面視において、円形、三角形、菱形、十字形、星型であってもよいし、六角形、八角形のような多角形であってもよい。
【0062】
本実施形態で示すように、4つの画素電極が対角する領域に突起部162が設けられることで、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配向乱れ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。
【0063】
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104A、第2副画素104B、第3副画素104C)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。
【0064】
[第2実施形態]
本実施形態は、突起部の構成が第1実施形態と異なる態様を示す。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し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0065】
図6は、画素105の断面構造を示し、具体的には、第1副画素104Aの断面構造と、第2副画素104B及び第3副画素104Cの部分的な断面構造を示す。図6に示すように、突起部162は第1画素電極120Aと第2画素電極120Bとの間の透過領域TRに設けられる。突起部162は、第1実施形態に示す構造と比べて幅広であり、第1画素電極120A及び第2画素電極120Bの端部が突起部162と重なるように設けられる。別言すれば、第1画素電極120Aの端部(角部)及び第2画素電極120Bの端部(角部)が、突起部162の上にせり上がるように設けられている。
【0066】
図7は、本実施形態に係る液晶表示の画素105の平面図を示す。図7に示すように、4つの画素電極の対角する角部が、突起部162の上に重なるように設けられる。例えば、第1画素電極120Aa、120Ab、第2画素電極120Ba、120Bbの対角する角部が、突起部162の上に重なるように設けられる。
【0067】
第1実施形態で説明したように、突起部162は液晶分子の配向を規制する機能を有する。液晶分子は、突起部162から放射状に配向する。本実施形態においては、突起部162の幅が広げられたことにより、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の領域DRへ、突起部162による配向規制力をより効果的に作用させることができる。
【0068】
本実施形態に係る液晶表示装置は、突起部162の構成が異なる他は第1実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0069】
[第3実施形態]
本実施形態は、突起部の構成が第1実施形態と異なる態様を示す。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し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0070】
図8は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素105の平面図を示す。図8に示すように、本実施形態においては、突起部162が、相互に隣接する画素電極の隣接する一辺の間の領域に設けられている。例えば、第1画素電極120Aaに一辺と、この一辺に隣接する第2画素電極120Baの一辺との間に突起部162が設けられている。この画素間の領域は、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り、配向乱れが発生しやすい領域DRと重なる領域である。この領域DRと重なる領域、又は領域DRに近い画素間の領域に突起部162を設けることで、その配向規制力の作用により配向乱れが生じないようにすることができる。
【0071】
なお、本実施形態においては、4つの画素電極の角部が対角する画素間の領域には突起部162が設けられていない。しかし、この画素間の領域は、2つの画素電極の一辺が隣接する領域に比べて広いので、液晶分子の相互作用が弱まり、かつ、互いに対向する四方向又は八方向から液晶分子が配向してくるので、配向乱れが比較的発生しにくい領域である。したがって、図8に示すように、相互に隣接する画素電極の隣接する一辺の間の領域に突起部162を設けることで、配向乱れの発生を防ぎ、画質の向上を図ることができる。
【0072】
本実施形態に係る液晶表示装置は、突起部162の構成が異なる他は第1実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0073】
[第4実施形態]
本実施形態は、突起部の構成が第3実施形態と異なる態様を示す。以下の説明においては第3実施形態と相違する部分を中心に説明し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0074】
図9は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素105の平面図を示す。図9に示すように、本実施形態においては、突起部162が、相互に隣接する画素電極の隣接する一辺の間の領域に設けられ、かつ画素電極の一端と重なるように設けられている。例えば、第1画素電極120Aaに一辺と、この一辺に隣接する第2画素電極120Baの一辺との間に幅広の突起部162が設けられ、第1画素電極120Aaの一端の一部と第2画素電極120Baの一端の一部とが、突起部162と重なるように設けられている。別言すれば、第1画素電極120Aの一辺に沿った一部の領域及び第2画素電極120Bの一辺に沿った一部の領域が、突起部162の上にせり上がるように設けられている。このような構造によっても、第3実施形態と同様に、画素電極間の領域においてディスリネーションの発生を防止することができる。
【0075】
本実施形態に係る液晶表示装置は、突起部162の構成が異なる他は第3実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0076】
[第5実施形態]
本実施形態は、突起部の構成が第1実施形態と異なる態様を示す。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し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0077】
図10は、画素105の断面構造であって、具体的には、第1副画素104Aの断面構造と、第2副画素104B及び第3副画素104Cの部分的な断面構造を示す。図10に示すように、突起部162は、第1画素電極120Aと第2画素電極120Bとの間の透過領域TRにおいて、対向基板132側に設けられる。すなわち、突起部162は、透過領域TRにおいて、対向電極138の上に設けられる。
【0078】
図11は、本実施形態に係る液晶表示の画素105の平面図を示す。図11に示すように、平面視における突起部162の位置は、対向電極138の上面であって、4つの画素電極の角部が対角する画素間の領域に設けられる。突起部162の高さh3は、図10に示すように、第1スペーサ156の高さh1及び第2スペーサ158の高さh2より低く、液晶層142の中に突入するものの、アレイ基板102側の配向膜には達しないように設けられる。
【0079】
本実施形態の液晶表示装置は、突起部162が対向基板132側に設けられたことの他は第1実施形態におけるものと同様の構成を有する。そして、対向基板132側に設けられた突起部162は、第1実施形態と同様に液晶分子の配向の起点となり、配向状態を規制するように作用する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0080】
[第6実施形態]
本実施形態は、突起部の配置が第5実施形態と異なる態様を示す。以下の説明においては第5実施形態と相違する部分を中心に説明し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0081】
図12は、本実施形態に係る液晶表示の画素105の平面図を示す。図12に示すように、平面視における突起部162の位置は、対向電極138の上面であって、相互に隣接する画素電極の隣接する一辺の間の領域に設けられる。例えば、第1画素電極120Aaに一辺と、この一辺に隣接する第2画素電極120Baの一辺との間の領域に重なるように突起部162が設けられる。このように、対向基板132側に設けられる突起部162を、配向乱れが発生しやすい領域に重なるように配置することで、第3実施形態と同様に配向乱れの発生を防止することができる。
【0082】
本実施形態の液晶表示装置は、突起部162が対向基板132側に設けられたことの他は第3実施形態におけるものと同様の構成を有する。そして、対向基板132側に設けられた突起部162は、第3実施形態と同様に液晶分子の配向の起点となり、配向状態を規制するように作用する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0083】
[第7実施形態]
本実施形態は、突起部の構成が第1実施形態と異なる態様を示す。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し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0084】
図13は、画素105の断面構造であって、第1副画素104Aの断面構造と、第2副画素104B及び第3副画素104Cの部分的な断面構造を示す。本実施形態において、画素アレイ106に突起部は設けられていないが、透過領域TRにおいて、対向電極138に開口部164が設けられている。開口部164と重なる領域の液晶分子144は、画素電極と対向電極との間に生成される電界の影響を受けにくいが、開口部164の端部、かつ第1画素電極120A及び第2画素電極120Bの端部近傍の液晶分子144は、その領域に電界が集中することによって配向が強く規制される。
【0085】
図14は、本実施形態に係る液晶表示の画素105の平面図を示す。図14に示すように、対向電極138に設けられる開口部164は、4つの画素電極の対角する角部に囲まれた画素間の領域と重なる位置に設けられる。例えば、第1画素電極120Aa、120Ab、第2画素電極120Ba、120Bbの対角する角部に囲まれた画素間の領域と重なる領域に開口部164が設けられる。
【0086】
対向電極138は、画素アレイ106の全体に広がる大きさを有するが、上述のように画素間の領域に重なるように開口部164が設けられることで、その開口部164の端部に電界が集中する。このように、液晶分子の配向が不安定になりやすい画素間の領域に、対向電極138を貫通する開口部164が設けることで、電界が集中する領域を形成することができ、液晶分子の配向状態の安定を図ることができる。
【0087】
対向電極138に開口部164が設けられることで、画素間の領域の近傍における液晶分子の配向状態を安定化することができ、これによって配向乱れ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の発生を防止することができ、画質の低下を抑制することができる。
【0088】
なお、開口部164の平面視における形状は、図示される形状に限定されず、平面視において、円形、三角形、菱形、十字形、星型であってもよいし、六角形、八角形のような多角形であってもよい。
【0089】
本実施形態に係る液晶表示装置は、突起部162に代えて開口部164が設けられたことの他は、第1実施形態に示す液晶表示装置と同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0090】
[第8実施形態]
本実施形態は、対向電極に設けられた開口部の配置が第7実施形態と異なる態様を示す。以下の説明においては第7実施形態と相違する部分を中心に説明し、共通する部分については適宜説明を省略する。
【0091】
図15は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素105の平面図を示す。図15に示すように、本実施形態においては、対向電極138の開口部164が、相互に隣接する画素電極の隣接する一辺の間の領域と重なる領域に設けられている。例えば、第1画素電極120Aaに一辺と、この一辺に隣接する第2画素電極120Baの一辺との間の領域と重なる対向電極138の領域に開口部164が設けられている。この画素間の領域は、配向乱れが発生しやすい領域DRと重なる領域である。この領域DRと重なる領域、又は領域DRに近い画素間の領域と重なるように開口部164を設けることで、配向乱れの発生を防止することができる。
【0092】
本実施形態に係る液晶表示装置は、開口部164の構成が異なる他は、第7実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0093】
[第9実施形態]
第1実施形態及び第2実施形態ではアレイ基板102側に突起部162を設け、第5実施形態及び第6実施形態では対向基板132側に突起部162を設けることで、液晶分子の配向乱れの発生を防止している。これらの実施形態では、突起部162及び第1スペーサ156の両方を設ける構造であるが、突起部162に代えて第1スペーサ156の数を増やすことによっても、液晶分子の配向乱れの発生を抑制することが期待できる。しかし、第1スペーサ156の数を増やしすぎると液晶セルの反発力が強くなって好ましくないため、本実施形態では、第1スペーサ156により液晶の配向制御が及ばない領域に、開口部164を設けることで液晶分子の配向乱れの発生を抑制する構成を有する。
【0094】
図16は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素105の平面図を示す。図16に示すように、本実施形態においては、第1スペーサ156が設けられ、これによって液晶分子の配向状態が規制される領域RSと、対向電極138に設けられた開口部164によって液晶分子の配向状態が規制される領域RHとを有する。このように、第1スペーサ156によって液晶分子の配向状態を規制できない領域に、開口部164を設けることで、画素105の全部、ひいては画素アレイの全体に亘って配向乱れの発生を防止することができる。なお、開口部164は、画素電極120の辺に沿って長尺状を呈していてもよい。
【0095】
なお、第1スペーサ156の配列に限定はないが、図16に示すように、画素電極の配列に対して斜め45度の方向に配列されていてもよい。このような配列によって領域RSが45度の方向に形成される。対向電極138に設けられる開口部164は、領域RSの間を埋めるように配列されて、領域RHを形成することが好ましい。
【0096】
第1スペーサ156の近傍の領域は、画素電極による液晶分子の配向制御が及ばない領域となるため、第1スペーサ156に重ねて遮光層157が設けられていてもよい。このような構成によって光漏れを防止することができ、画質(ダイナミックレンジ)を向上させることができる。
【0097】
図17は、本実施形態に係る液晶表示装置の画素105の断面図を示す。画素105の断面構造は、図13に示す画素の断面構造と同様の構造を有する(第7実施形態参照)。本実施形態においては、図16に示したように、第1スペーサ156に重なるように遮光層157が設けられる。図17は、遮光層157が、接続配線148-1、148-2、148-3と同じ層に設けられる一例を示す。なお、遮光層157は、図17に示される例に限定されず、スイッチング素子(トランジスタ)126を形成する層(ゲート電極を形成する層、ソース電極又はドレイン電極を形成する層、又はこれらの電極に接続される配線層)で形成されてもよい。
【0098】
本実施形態に係る液晶表示装置は、アレイ基板102側の突起部が省略され、対向基板132側に第1スペーサ156の数が増加し、その配列を埋めるように開口部164が設けられたことの他は第5実施形態及び第6実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を奏する。それにより、反射モードと透過モードを組み合わせた画像表示において、画質の向上を図ることができる。
【0099】
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。
【0100】
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】
【0101】
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回路基板、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、122A:第1画素回路、122B:第2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138、138:対向電極、142:液晶層、144:液晶分子、146:絶縁層、148-1、148-2、148-3:接続配線、150-1、150-2、150-3:充填剤、152-1、152-2、152-3:第1導電層、153-1、153-2、153-3:第2導電層、154-1:第1開口部、154-2:第2開口部、154-3:第3開口部、156:第1スペーサ、157:遮光層、158:第2スペーサ、160:バックライト、162:突起部、164:開口部、902:アレイ基板、906:画素アレイ、920:画素電極、920A:第1画素電極、920B:第2画素電極、926-1、226-2:スイッチング素子、930:対向電極、932:対向基板、934:カラーフィルタ層、936:オーバーコート層、938:対向電極、942:液晶層、944:液晶分子、946:絶縁層、948-1、948-2:接続配線、950-1、950-2:充填剤、952-1:第1導電層、952-2:第1導電層、953-1:第2導電層、953-2:第2導電層、954:開口部、954A:第1開口部、954B:第2開口部、956:スペーサ、960:バックライト、RR:反射領域、TR:透過領域、RS:領域、RH:領域、U:領域
図1
図2
図3
図4
図5
図6
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