(57)【要約】【課題】消費電力を低く抑える液晶表示装置を提供する。【解決手段】透過表示エリアＡ１においてマトリクス状に配置された透過画素電極ＰＥＴと、反射表示エリアＡ２においてマトリクス状に配置された反射画素電極ＰＥＲと、を含む第１基板ＡＲと、透過画素電極ＰＥＴおよび反射画素電極ＰＥＲと対向する共通電極ＣＥを含む第２基板ＣＴと、第１基板ＡＲと第２基板ＣＴとの間に保持された液晶分子ＬＭを含む液晶層ＬＱと、第１基板ＡＲと第２基板ＣＴとの外側に配置され、互いの偏光軸が直交した一対の偏光板ＰＬ１、ＰＬ２と、反射表示エリアＡ２において偏光板ＰＬ２と第２基板ＣＴとの間に配置されたλ／２板２５と、を備え、液晶層ＬＱは、反射表示エリアＡ２における厚さが透過表示エリアＡ１における厚さより薄く、反射表示エリアＡ２においてオフ時に透過する光にλ／４の位相差を与え、オン時に透過する光に位相差を与えない液晶表示装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過表示エリアと反射表示エリアとを含むアクティブエリアを備えた液晶表示装置であって、
前記透過表示エリアにおいてマトリクス状に配置された透過画素電極と、前記反射表示エリアにおいてマトリクス状に配置された反射画素電極と、を含む第１基板と、
前記透過画素電極および前記反射画素電極と対向する共通電極を含む第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、
前記第１基板と前記第２基板との外側に配置され、互いの偏光軸が直交した一対の偏光板と、
前記反射表示エリアにおいて、前記偏光板と前記第２基板との間に配置されたλ／２板と、
前記第２基板の外側において前記偏光板と対向して配置され、前記アクティブエリアを囲むとともに前記透過表示エリアと前記反射表示エリアとの境界に配置された遮光部を有する保護板と、を備え
前記液晶層は、前記反射表示エリアにおける厚さが前記透過表示エリアにおける厚さより薄く、前記反射表示エリアにおいてオフ時に透過する光にλ／４の位相差を与え、オン時に透過する光に位相差を与えない液晶表示装置。
【請求項２】
前記透過画素電極は第２方向に沿って延出した主画素電極を備え、
前記共通電極は、前記主画素電極を挟んだ両側で前記主画素電極と略平行に延出した主共通電極を備える請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板は前記透過画素電極および前記反射画素電極を覆う第１配向膜を備え、
前記第２基板は前記共通電極を覆う第２配向膜を備え、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、互いに平行な方向であって逆向きに配向処理が成されている請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記配向処理の方向は、前記主画素電極及び前記主共通電極の延出する方向と平行である請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶分子は、前記透過画素電極と前記共通電極との間、および、前記反射画素電極と前記共通電極との間に電界が形成されていない状態で、前記第１基板と前記第２基板との間においてホモジニアス配向している請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記保護板は接触センサを含む請求項１乃至５のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記透過画素電極と前記反射画素電極は同じ導電材料である請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記導電材料は不透明電極である請求項７記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの横電界（フリンジ電界も含む）を利用した構造が注目されている。このような横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。
【０００３】
一方で、アレイ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成された対向電極との間に、横電界あるいは斜め電界を形成し、液晶分子をスイッチングする技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２―１１３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶表示装置の消費電力は画面サイズの拡大とともに大きくなるため、例えば液晶表示装置を携帯電子機器に搭載したときに使用時間を制限する原因の１つとなっている。
【０００６】
本発明の実施形態は、消費電力を低く抑える液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、透過表示エリアと反射表示エリアとを含むアクティブエリアを備えた液晶表示装置であって、前記透過表示エリアにおいてマトリクス状に配置された透過画素電極と、前記反射表示エリアにおいてマトリクス状に配置された反射画素電極と、を含む第１基板と、前記透過画素電極および前記反射画素電極と対向する共通電極を含む第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶分子を含む液晶層と、前記第１基板と前記第２基板との外側に配置され、互いの偏光軸が直交した一対の偏光板と、前記反射表示エリアにおいて、前記偏光板と前記第２基板との間に配置されたλ／２板と、前記第２基板の外側において前記偏光板と対向して配置され、前記アクティブエリアを囲むとともに前記透過表示エリアと前記反射表示エリアとの境界に配置された遮光部を有する保護板と、を備え前記液晶層は、前記反射表示エリアにおける厚さが前記透過表示エリアにおける厚さより薄く、前記反射表示エリアにおいてオフ時に透過する光にλ／４の位相差を与え、オン時に透過する光に位相差を与えない液晶表示装置が提供される
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態における液晶表示装置の構成および等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルの線ＩＩ−ＩＩにおける断面の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示パネルの透過表示エリアを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示パネルの反射表示エリアを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態における液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１１】
すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。
【００１２】
液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。本実施形態では、アクティブエリアＡＣＴは、透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２とを含む。透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２とは、例えば第２方向Ｙに並んでいる。
【００１３】
液晶表示パネルＬＰＮは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、ｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｎ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、ｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、例えば、第１方向Ｘに沿って略直線的に延出している。これらのゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。ここでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交している。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。なお、ゲート配線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース配線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
【００１４】
各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。
【００１５】
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、例えば補助容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。
【００１６】
なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに形成される一方で共通電極ＣＥの少なくとも一部が対向基板ＣＴに形成された構成であり、これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面あるいは基板主面に対してわずかに傾いた斜め電界（あるいは、基板主面にほぼ平行な横電界）である。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。また、スイッチング素子ＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。
【００１８】
画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置され、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、液晶層ＬＱを介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムなどの他の金属材料によって形成されても良い。
【００１９】
アレイ基板ＡＲは、共通電極ＣＥに電圧を印加するための給電部ＶＳを備えている。この給電部ＶＳは、例えば、アクティブエリアＡＣＴの外側に形成されている。共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、図示しない導電部材を介して、給電部ＶＳと電気的に接続されている。
【００２０】
図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの線ＩＩ−ＩＩにおける断面の一例を概略的に示す図である。なお、ここでは、説明に必要な箇所のみを図示している。
【００２１】
透過表示エリアＡ１において、液晶表示パネルＬＰＮを構成するアレイ基板ＡＲの背面側には、バックライト４が配置されている。バックライト４としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。
【００２２】
アレイ基板ＡＲは、光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１絶縁基板１０上に形成され第１層間絶縁膜１１によって覆われている。なお、図示しない、ソース配線は、第１層間絶縁膜１１の上に形成され、第２層間絶縁膜１２によって覆われている。画素電極ＰＥは、第２層間絶縁膜１２の上に形成されている。
【００２３】
画素電極ＰＥは、透過表示エリアＡ１に配置された透過画素電極ＰＥＴと、反射表示エリアＡ２に配置された反射画素電極ＰＥＲを有している。透過画素電極ＰＥＴは、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料により形成されている。反射画素電極ＰＥＲは、対向基板ＣＴ側から液晶表示パネルＬＰＮへ入射した光を再び対向基板ＣＴ側へ反射する。すなわち、反射画素電極ＰＥＲは光を反射するアルミニウム（Ａｌ）等の材料により形成されている。なお、反射画素電極ＰＥＲの表面は凹凸形状に形成され、鏡面反射することを回避している。
【００２４】
第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥなどを覆っており、第２層間絶縁膜１２の上にも配置されている。
【００２５】
対向基板ＣＴは、光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、突起２２、共通電極ＣＥ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００２６】
ブラックマトリクスＢＭは、各画素ＰＸを区画し、画素電極ＰＥと対向する開口部ＡＰを形成する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭは、ソース配線、ゲート配線Ｇ、補助容量線、スイッチング素子などの配線部に対向するように配置されている。ここでは、ブラックマトリクスＢＭは、第１方向Ｘに沿って延出した部分のみが図示されているが、第２方向Ｙに沿って延出した部分を備えていても良い。このブラックマトリクスＢＭは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲに対向する内面２０Ａに配置されている。
【００２７】
カラーフィルタＣＦは、各画素ＰＸに対応して配置されている。すなわち、カラーフィルタＣＦは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａにおける開口部に配置されるとともに、その一部がブラックマトリクスＢＭに乗り上げている。第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸにそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦは、互いに色が異なる。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色カラーフィルタＣＦ（Ｒ）は、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色カラーフィルタＣＦ（Ｂ）は、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色カラーフィルタＣＦ（Ｇ）は、緑色画素に対応して配置されている。これらのカラーフィルタＣＦ同士の境界は、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置にある。
【００２８】
オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦを覆っている。このオーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。
【００２９】
突起２２は、反射表示エリアＡ２において、オーバーコート層ＯＣのアレイ基板ＡＲと対向する側に配置されている。突起２２は例えば透明樹脂材料により形成され、突起２２の厚さを調整することによって、反射表示エリアＡ２における液晶層ＬＱの厚さを調整し、透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２においてそれぞれの液晶層中のリタデーションを略同じにする。すなわち、反射表示エリアＡ２における液晶層ＬＱの厚さが透過表示エリアＡ１における液晶層ＬＱの厚さよりも薄くなるように突起２２の厚さは設定される。好ましくは、反射表示エリアＡ２における液晶層ＬＱの厚さが透過表示エリアＡ１における液晶層ＬＱの厚さの略１／２となるように突起２２の厚さは設定される。
【００３０】
共通電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料により形成され、透過表示エリアＡ１におけるオーバーコート層ＯＣのアレイ基板ＡＲと対向する側、および、反射表示エリアＡ２における突起２２のアレイ基板ＡＲと対向する側に形成されている。第３方向Ｚとは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向、あるいは、液晶表示パネルＬＰＮの法線方向である。
【００３１】
第２配向膜ＡＬ２は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面に配置され、アクティブエリアＡＣＴの略全体に亘って延在している。この第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥ及びオーバーコート層ＯＣなどを覆っている。
【００３２】
これらの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２には、必要に応じて、液晶層ＬＱの液晶分子を初期配向させるための配向処理（例えば、ラビング処理や光配向処理）がなされている。透過表示エリアＡ１において、第１配向膜ＡＬ１が液晶分子を初期配向させる第１配向処理方向ＰＤ１（図３に示す）、及び、第２配向膜ＡＬ２が液晶分子を初期配向させる第２配向処理方向ＰＤ２（図３に示す）は、互いに平行であって、互いに逆向きあるいは同じ向きである。例えば、これらの第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、例えば第２方向Ｙと略平行であって、逆向きである。このような配向処理を行うことにより、１画素内でマルチドメインとなり視野角特性が向上する。
【００３３】
なお、反射表示エリアＡ２において、液晶配向モードを例えば垂直配向（ＶＡ）モードとする場合には、反射表示エリアＡ２において第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２に液晶分子が垂直方向に配向するように予め処理された垂直配向膜を用いるため配向処理を行う必要がない。
【００３４】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。詳細には、対向基板ＣＴの突起２２が複数の反射画素電極ＰＥＲと対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサが配置され、これにより、所定のセルギャップが形成される。透過表示エリアＡ１におけるセルギャップは、例えば２〜７μｍであり、反射表示エリアＡ２におけるセルギャップは透過表示エリアＡ１におけるセルギャップの略１／２である。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のセルギャップが形成された状態で、アクティブエリアＡＣＴの外側のシール材ＳＢによって貼り合わせられている。
【００３５】
液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。このような液晶層ＬＱは、例えば、誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶材料によって構成されている。
【００３６】
アレイ基板ＡＲの外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１が接着剤などにより貼付されている。この第１偏光板ＰＬ１は、液晶表示パネルＬＰＮのバックライト４と対向する側に位置しており、バックライト４から液晶表示パネルＬＰＮに入射する入射光の偏光状態を制御する直線偏光板である。この第１偏光板ＰＬ１は、第１偏光軸（あるいは第１吸収軸）ＡＸ１を有する。
【００３７】
対向基板ＣＴの外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板２０の外面２０Ｂには、第２光学素子ＯＤ２が接着剤などにより貼付されている。この第２光学素子は、液晶表示パネルＬＰＮの表示面側に位置しており、液晶表示パネルＬＰＮから出射した出射光の偏光状態、および、液晶表示パネルＬＰＮへ入射する光の偏光状態を制御する。この第２光学素子は、透過表示エリアＡ１および反射表示エリアＡ２に配置された第２偏光板ＰＬ２と、反射表示エリアＡ２に配置されたλ／２板２５とを含む。λ／２板２５は、第２絶縁基板２０の外面２０Ｂと第２偏光板ＰＬ２との間に配置されている。
【００３８】
なお、透過表示エリアＡ１において、第２絶縁基板２０の外面２０Ｂと第２偏光板ＰＬ２との間には、透明な樹脂材料等で形成された板材２６が配置されてもよい。板材２６とλ／２板２５とは同じ厚さである。板材２６を配置することにより、透過表示エリアＡ１において第２偏光板ＰＬ２と第２絶縁基板２０との間に生じる隙間がなくなり透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２との境界に段差が生じることもなくなる。
【００３９】
また、図２では第２偏光板ＰＬ２は透過表示エリアＡ１および反射表示エリアＡ２に渡って一体に配置されているが、第２偏光板ＰＬ２は透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２とのそれぞれに配置される別体であってもよい。第２偏光板ＰＬ２は、第２偏光軸（あるいは第２吸収軸）ＡＸ２を有する直線偏光板である。
【００４０】
第１偏光軸ＡＸ１と第２偏光軸ＡＸ２とは、例えば、直交する位置関係（クロスニコル）にある。このとき、一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が透過表示エリアＡ１における液晶分子の初期配向方向つまり第１配向処理方向ＰＤ１あるいは第２配向処理方向ＰＤ２と平行または直交するように配置されている。初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合、一方の偏光板の偏光軸は、第２方向Ｘと平行、あるいは、第１方向Ｘと平行である。
【００４１】
図３において、（ａ）で示した例では、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００４２】
また、図３において、（ｂ）で示した例では、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００４３】
さらに、第２光学素子ＯＤ２の外面すなわち第２偏光板ＰＬ２の外面側に保護板３が配置されてもよい。保護板３は板状であって、アクティブエリアＡＣＴの周囲を囲むとともに、透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２との境界部分に対向した遮光部３１が設けられている。上記のように遮光部３１を形成することにより、透過表示エリアＡ１と反射表示エリアＡ２との境界部分における液晶の配向状態の乱れによって、表示品位が劣化することを回避することができる。
【００４４】
なお、保護板３は、センサ基板として、電気的な接触位置を検出する抵抗型タッチパネルや、容量変化位置を検出する静電容量型タッチパネル、表示装置内に光センサをマトリクス状に形成し光量変化位置を検出する光学式タッチパネルなどのタッチパネルを備えていてもよい。さらにセンサ基板の一部は液晶表示パネルＬＰＮに内蔵されてもよい。
【００４５】
図３は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの透過表示エリアＡ１を対向基板側から見たときの一画素ＰＸの構造例を概略的に示す平面図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。
【００４６】
図示した画素ＰＸは、破線で示したように、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。ゲート配線Ｇ１及びゲート配線Ｇ２は、第１方向Ｘに沿って延出している。補助容量線Ｃ１は、隣接するゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に配置され、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。画素電極ＰＥは、隣接するソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間に配置されている。また、この画素電極ＰＥは、ゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に位置している。
【００４７】
図示した例では、画素ＰＸにおいて、ソース配線Ｓ１は左側端部に配置され、ソース配線Ｓ２は右側端部に配置されている。厳密には、ソース配線Ｓ１は当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ソース配線Ｓ２は当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。また、画素ＰＸにおいて、ゲート配線Ｇ１は上側端部に配置され、ゲート配線Ｇ２は下側端部に配置されている。厳密には、ゲート配線Ｇ１は当該画素ＰＸとその上側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ゲート配線Ｇ２は当該画素ＰＸとその下側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。補助容量線Ｃ１は、画素の略中央部に配置されている。
【００４８】
スイッチング素子ＳＷは、図示した例では、ゲート配線Ｇ１及びソース配線Ｓ１に電気的に接続されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ１とソース配線Ｓ１の交点に設けられ、そのドレイン配線はソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１に沿って延長され、補助容量線Ｃ１と重なる領域に形成されたコンタクトホールＣＨを介して画素電極ＰＥと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域に設けられ、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域からほとんどはみ出すことはなく、表示に寄与する開口部の面積の低減を抑制している。
【００４９】
透過画素電極ＰＥＴは、互いに電気的に接続された主画素電極ＰＡ及びコンタクト部ＰＣを備えている。主画素電極ＰＡは、コンタクト部ＰＣから画素ＰＸの上側端部付近及び下側端部付近まで第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。このような主画素電極ＰＡは、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する帯状に形成されている。コンタクト部ＰＣは、補助容量線Ｃ１と重なる領域に位置し、コンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。このコンタクト部ＰＣは、主画素電極ＰＡよりも幅広に形成されている。
【００５０】
このような画素電極ＰＥは、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との略中間の位置、つまり、画素ＰＸの中央に配置されている。ソース配線Ｓ１と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は、ソース配線Ｓ２と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００５１】
共通電極ＣＥは、主共通電極ＣＡを備えている。この主共通電極ＣＡは、Ｘ−Ｙ平面内において、主画素電極ＰＡを挟んだ両側で主画素電極ＰＡと略平行な第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。あるいは、主共通電極ＣＡは、ソース配線Ｓとそれぞれ対向するとともに主画素電極ＰＡと略平行に延出している。このような主共通電極ＣＡは、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する帯状に形成されている。
【００５２】
図示した例では、主共通電極ＣＡは、第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、画素ＰＸの左右両端部にそれぞれ配置されている。以下では、これらの主共通電極ＣＡを区別するために、図中の左側の主共通電極をＣＡＬと称し、図中の右側の主共通電極をＣＡＲと称する。主共通電極ＣＡＬはソース配線Ｓ１と対向し、主共通電極ＣＡＲはソース配線Ｓ２と対向している。これらの主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、アクティブエリア内あるいはアクティブエリア外において互いに電気的に接続されている。
【００５３】
画素ＰＸにおいて、主共通電極ＣＡＬは左側端部に配置され、主共通電極ＣＡＲは右側端部に配置されている。厳密には、主共通電極ＣＡＬは当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、主共通電極ＣＡＲは当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。
【００５４】
画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとの位置関係に着目すると、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、第１方向Ｘに沿って交互に配置されている。これらの画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、互いに略平行に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、主共通電極ＣＡのいずれも画素電極ＰＥとは重ならない。
【００５５】
すなわち、隣接する主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲの間には、１本の画素電極ＰＥが位置している。換言すると、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、画素電極ＰＥの直上の位置を挟んだ両側に配置されている。あるいは、画素電極ＰＥは、主共通電極ＣＡＬと主共通電極ＣＡＲとの間に配置されている。このため、主共通電極ＣＡＬ、主画素電極ＰＡ、及び、主共通電極ＣＡＲは、第１方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。
【００５６】
これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は略一定である。すなわち、主共通電極ＣＡＬと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔は、主共通電極ＣＡＲと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００５７】
図４は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの反射表示エリアＡ２を対向基板側から見たときの一画素ＰＸの構造例を概略的に示す平面図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。なお、以下の説明においては、上述の透過表示エリアＡ１における画素ＰＸと同様の構成については説明を省略する。
【００５８】
透過表示エリアＡ１と同様に、図示した画素ＰＸは、破線で示したように、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。ゲート配線Ｇｉ及びゲート配線Ｇｉ＋１は、第１方向Ｘに沿って延出している。補助容量線Ｃｉは、隣接するゲート配線Ｇｉとゲート配線Ｇｉ＋１との間に配置され、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。反射画素電極ＰＥＲは、隣接するソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間に配置されている。また、反射画素電極ＰＥＲは、ゲート配線Ｇｉとゲート配線Ｇｉ＋１との間に位置している。  スイッチング素子ＳＷは、図示した例では、ゲート配線Ｇｉ及びソース配線Ｓ１に電気的に接続されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇｉとソース配線Ｓ１の交点に設けられ、そのドレイン配線はソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃｉに沿って延長され、補助容量線Ｃｉと重なる領域に形成されたコンタクトホールＣＨを介して反射画素電極ＰＥＲと電気的に接続されている。
【００５９】
反射画素電極ＰＥＲは、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い略長方形状である。共通電極ＣＥは、ここでは図示しないが、複数の反射画素電極ＰＥＲと対向するように反射表示エリアＡ２の略全域に渡って透明電極が一面に広がって（べた状に）配置されている。
【００６０】
次に、上記構成の液晶表示パネルＬＰＮの動作について説明する。  
透過表示エリアＡ１において液晶分子は横方向にスイッチングし、反射表示エリアＡ２において液晶分子は縦方向にスイッチングする。電圧無印加時、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成されていない状態（ＯＦＦ時）の液晶配向状態は、透過表示エリアＡ１も反射表示エリアＡ２もホモジニアス配向または、スプレイ配向となっている。
【００６１】
このとき、透過表示エリアＡ１では、バックライト４からのバックライト光は、その一部が第１偏光板ＯＤ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態によって異なる。ＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００６２】
反射表示エリアＡ２では、保護板３を透過した光の一部が第２偏光板ＰＬ２を透過した後、λ／２板２５および液晶表示パネルＬＰＮを透過し、反射画素電極ＰＥＲで反射して再びλ／２板２５および液晶表示パネルＬＰＮを透過して第２偏光板ＰＬ２に入射する。液晶層ＬＱは、ＯＦＦ時において透過する光にλ／４の位相差を生じるように構成されている。すなわち、第２偏光板ＰＬ２を透過した直線偏光は、λ／２板２５および液晶層ＬＱを２度透過してλ／２の位相差を与えられ、第２偏光板ＰＬ２の偏光軸と直交する方向の直線偏光となり第２偏光板ＰＬ２に入射する。したがって、ＯＦＦ時においてはλ／２板２５および液晶層ＬＱを透過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００６３】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差（あるいは電界）が形成された状態（ＯＮ時）では、透過表示エリアＡ１において、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。このようなＯＮ時には、バックライト４から液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライト光は、その一部が第１偏光板ＯＤ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶層ＬＱに入射したバックライト光は、その偏光状態が変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００６４】
反射表示エリアＡ２では、保護板３を透過した光の一部が第２偏光板ＰＬ２を透過した後、λ／２板２５および液晶表示パネルＬＰＮを透過し、反射画素電極ＰＥＲで反射して再びλ／２板２５および液晶表示パネルＬＰＮを透過して第２偏光板ＰＬ２に入射する。液晶層ＬＱは、ＯＮ時において透過する光に位相差が生じないように構成されている。すなわち、第２偏光板ＰＬ２を透過した直線偏光は、λ／２板２５および液晶層ＬＱを２度透過して１波長分の位相差を与えられ、第２偏光板ＰＬ２の偏光軸と平行な方向の直線偏光が第２偏光板ＰＬ２に入射する。したがって、ＯＮ時においてはλ／２板２５および液晶層ＬＱを透過した光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００６５】
このような本実施形態によれば、反射表示エリアＡ２において液晶表示パネルＬＰＮの背面側にバックライトを配置する必要がなくなり、消費電力を低く抑える液晶表示装置を提供することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態において、透過表示エリアＡ１における液晶モードはＩＰＳモードやＦＦＳモードであってもよい。しかしながら、上記実施形態では透過表示エリアＡ１において共通電極ＣＥを対向基板ＣＴに形成する工程と、反射表示エリアＡ２において共通電極ＣＥを対向基板ＣＴに形成する工程とを同時に行うことができるため、ＩＰＳモードやＦＦＳモードの場合よりも製造工程数を減らすことができる。
【００６７】
また、透過表示エリアＡ１には縦電界を利用して液晶の配向状態を制御する液晶モードも採用可能である。
【００６８】
また、上記実施形態において、反射表示エリアＡ２における液晶モードは、縦電界を利用して液晶の配向状態を制御する液晶モードであればいずれも採用可能である。反射表示エリアＡ２において、液晶層ＬＱはＯＮ時において透過する光の位相差がゼロであるとともに、ＯＦＦ時において透過する光の位相差がλ／４となっていればよい。
【００６９】
特に、反射表示エリアＡ２において、水平配向（ホモジニアス配向）等を利用した複屈折制御（ＥＣＢ）型モードを利用すれば、図３に示す透過表示エリアＡ１における電極構造の液晶モードと整合性が取れるため好ましい。
【００７０】
また、本実施形態によれば、透過表示エリアＡ１において、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電極間隙において高い透過率が得られるため、一画素あたりの透過率を十分に高くするためには、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することで対応することが可能となる。また、画素ピッチが異なる製品仕様に対しては、電極間距離を変更する（つまり、画素ＰＸの略中央に配置された画素電極ＰＥに対して主共通電極ＣＡの配置位置を変更する）ことで、透過率分布のピーク条件を利用することが可能となる。つまり、本実施形態の透過表示エリアＡ１における表示モードにおいては、比較的画素ピッチが大きな低解像度の製品仕様から比較的画素ピッチが小さい高解像度の製品仕様まで、微細な電極加工を必ずしも必要とせず、電極間距離の設定により種々の画素ピッチの製品を提供することが可能となる。したがって、高透過率且つ高解像度の要求を容易に実現することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、透過表示エリアＡ１において、ブラックマトリクスＢＭと重なる領域で透過率が十分に低下するため、隣接する画素間でカラーフィルタの色が異なる場合であっても、混色の発生を抑制することが可能となり、色再現性の低下やコントラスト比の低下を抑制することが可能となる。
【００７２】
また、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの合わせずれが生じた際に、透過表示エリアＡ１において、画素電極ＰＥと画素電極ＰＥを挟んだ両側の共通電極ＣＥとの距離に差が生じることがある。しかしながら、このような合わせずれは、全ての画素ＰＸに共通に生じるため、画素ＰＸ間での電界分布に相違はなく、画像の表示に及ぼす影響はきわめて小さい。
【００７３】
また、本実施形態によれば、主共通電極ＣＡは、それぞれソース配線Ｓと対向している。特に、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置されている場合には、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２よりも画素電極ＰＥ側に配置された場合と比較して、開口部ＡＰを拡大することができ、画素ＰＸの透過率を向上することが可能となる。
【００７４】
また、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲをそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置することによって、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することが可能となり、より水平に近い横電界を形成することが可能となる。このため、従来の構成であるＩＰＳモード等の利点である広視野角化も維持することが可能となる。
【００７５】
なお、上記の例では、液晶分子ＬＭの初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合について説明したが、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、図２に示したように、第２方向Ｙを斜めに交差する斜め方向Ｄであっても良い。ここで、第２方向Ｙに対する初期配向方向Ｄのなす角度θ１は、０°より大きく４５°より小さい角度である。なお、このなす角度θ１については、５°〜３０°程度、より望ましくは２０°以下とすることが液晶分子ＬＭの配向制御の観点で極めて有効である。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙに対して０°乃至２０°の範囲内の方向と略平行であることが望ましい。
【００７６】
また、上記の例では、液晶層ＬＱが正（ポジ型）の誘電率異方性を有する液晶材料によって構成された場合について説明したが、液晶層ＬＱは、誘電率異方性が負（ネガ型）の液晶材料によって構成されていても良い。但し、詳しい説明は省略するが、誘電率異方性が正負逆となる関係上、ネガ型液晶材料の場合、上記したなす角度θ１が４５°〜９０°、望ましくは７０°以上とすることが好ましい。
【００７７】
なお、本実施形態の透過表示エリアＡ１において、主画素電極ＰＡ及び主共通電極ＣＡが直線的に延出する方向と第１配向膜、第２配向膜の配向処理方向が平行である場合には、ＯＮ時においても、画素電極ＰＥ上あるいは共通電極ＣＥ上では、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時と同様に初期配向方向からほとんど動かない。このため、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥがＩＴＯなどの光透過性の導電材料によって形成されていても、これらの領域ではバックライト光がほとんど透過せず、ＯＮ時において表示にほとんど寄与しない。したがって、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、必ずしも透明な導電材料によって形成される必要はなく、アルミニウムや銀、銅などの導電材料からなる不透明電極を用いて形成しても良い。したがって、画素電極について透過画素電極ＰＥＴは反射画素電極ＰＥＲと同じ導電材料を用いて同じ製造工程において形成することも可能である。このため、本実施形態の構造は他の液晶モードの構造と比較して更に製造工程数を減らすことが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、透過表示エリアＡ１において、共通電極ＣＥは、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられ主共通電極ＣＡと対向する（あるいはソース配線Ｓと対向する）第２主共通電極を備えていても良い。この第２主共通電極は、主共通電極ＣＡと略平行に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２主共通電極を設けることにより、ソース配線Ｓからの不所望な電界をシールドすることが可能である。
【００７９】
また、共通電極ＣＥは、透過表示エリアＡ１において、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられゲート配線Ｇや補助容量線Ｃと対向する第２副共通電極を備えていても良い。この第２副共通電極は、主共通電極ＣＡと交差する方向に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２副共通電極を設けたことにより、ゲート配線Ｇや補助容量線Ｃからの不所望な電界をシールドすることが可能である。このような第２主共通電極や第２副共通電極を備えた構成によれば、更なる表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の劣化を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００８１】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＡＲ…アレイ基板（第１基板）、ＣＴ…対向基板（第２基板）、ＬＱ…液晶層、ＡＣＴ…アクティブエリア、Ａ１…透過表示エリア、Ａ２…反射表示エリア、Ｇ…ゲート配線、Ｃ…補助容量線、Ｓ…ソース配線、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向、ＰＥ…画素電極、ＰＥＴ…透過画素電極、ＰＥＲ…反射画素電極、ＣＥ…共通電極、ＢＭ…ブラックマトリクス、ＣＦ…カラーフィルタ、ＯＣ…オーバーコート層、ＬＱ…液晶層、ＬＭ…液晶分子、ＰＡ…主画素電極、ＰＣ…コンタクト部、ＣＡ…主共通電極、ＣＡＬ…主共通電極、ＣＡＲ…主共通電極、ＡＬ１…第１配向膜、ＡＬ２…第２配向膜、ＰＬ１…第１偏光板、ＰＬ２…第２偏光板、３…保護板、４…バックライト、２５…λ／２板。
【図１】
2014157315.tif 000003
【図２】
2014157315.tif 000004
【図３】
2014157315.tif 000005
【図４】
2014157315.tif 000006