(57)【要約】【課題】反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現可能な半透過型液晶表示装置、これを備えた電子機器及び半透過型表示装置の駆動方法を提供すること。【解決手段】半透過型表示装置１は、複数の画素５０毎に設けられた反射電極及び反射電極が設けられる第１基板１４と、反射電極と対向する透明電極２１及び透明電極２１が設けられる第２基板２３と、第１基板１４と第２基板２３との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、第１基板１４及び第２基板２３の表面に平行、かつ第１基板１４と第２基板２３との間でねじれている液晶層３０と、を有し、反射電極を用いて反射表示を行い、反射電極の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板側の配向膜及び前記第２基板側の配向膜の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有し、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う
半透過型表示装置。
【請求項２】
前記第１基板側におけるラビング方向は、
行列状に配置された前記複数の画素の行方向に対して、−４５度以上０度、０度以上４５度以下、−１３５度以上−１８０度以下又は１３５度以上１８０度の範囲の角度を有する、請求項１に記載の半透過型表示装置。
【請求項３】
前記画素を駆動する信号を、フレーム毎に前記画素のすべてについて同じ極性で反転させるフレーム反転駆動を行う
請求項１又は２に記載の半透過型表示装置。
【請求項４】
表示モードがノーマリーブラックモードである
請求項３に記載の半透過型表示装置。
【請求項５】
前記反射電極の画素間の空間を塞がないように配線が形成されている
請求項１から４のいずれか１項に記載の半透過型表示装置。
【請求項６】
前記配線は、前記反射電極の画素間の空間を避けて形成されている
請求項５に記載の半透過型表示装置。
【請求項７】
前記配線は、前記画素の行列状の配置に対して画素列毎に形成され、前記画素を駆動する信号を伝送する信号線であり、
前記信号線は、画素列の画素の配列方向に沿って画素間に形成される前記空間を避けて配線されている
請求項６に記載の半透過型表示装置。
【請求項８】
前記信号線は、画素行の画素の配列方向において隣接する画素間では、画素列の画素の配列方向に沿って形成される前記空間と、画素行の画素の配列方向に沿って形成される前記空間との交差部を通して配線されている
請求項７に記載の半透過型表示装置。
【請求項９】
前記配線は、前記画素の行列状の配置に対して画素行毎に形成され、前記画素を選択する信号を伝送する走査線であり、
前記走査線は、画素行の画素の配列方向に沿って画素間に形成される前記空間を避けて配線されている
請求項６に記載の半透過型表示装置。
【請求項１０】
前記走査線は、画素列の画素の配列方向において隣接する画素間では、画素行の画素の配列方向に沿って形成される前記空間と、画素列の画素の配列方向に沿って形成される前記空間との交差部を通して配線されている
請求項９に記載の半透過型表示装置。
【請求項１１】
前記画素は、メモリ機能を有する
請求項１から１０のいずれか１項に記載の半透過型表示装置。
【請求項１２】
前記画素は、データを格納するメモリ部を有する
請求項１１に記載の半透過型表示装置。
【請求項１３】
前記画素は、メモリ性液晶を用いている
請求項１１又は１２に記載の半透過型表示装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置を備えた電子機器。
【請求項１５】
複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板側の配向膜及び前記第２基板側の配向膜の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有する半透過型表示装置の駆動にあたって、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う
半透過型表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半透過型液晶表示装置、これを備えた電子機器及び半透過型表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
表示装置として、画面背面のバックライト光による透過光を利用して表示を行う透過型表示装置及び外光による反射光を利用して表示を行う反射型表示装置がある。透過型表示装置は、彩度が高く、暗い環境下でも画面が見やすいという特徴を持っている。反射型表示装置は、消費電力が少なく、明るい環境下でも画面が見やすいという特徴を持っている。
【０００３】
また、透過型表示装置と反射型表示装置との特徴を併せ持つ表示装置として、例えば、１個の画素内に透過表示領域（透過表示部）と反射表示領域（反射表示部）とを有する半透過型液晶表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。半透過型液晶表示装置は、暗い環境下ではバックライト光による透過光を用いて表示し、明るい環境下では外光による反射光を用いて表示する。
【０００４】
半透過型液晶表示装置は、明るい環境下でも暗い環境下でも画面が見やすく、しかも、消費電力が少ない。このために、電子機器、中でも、屋外で使用される頻度が高い携帯型の電子機器（携帯端末機器）、例えば、デジタルカメラ等の携帯情報機器又は携帯電話機等の携帯通信機器の表示部として用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半透過型液晶表示装置において、透過表示領域を確保することと、反射表示性能を保つこととはトレードオフの関係にある。すなわち、透過表示性能を上げるため、透過表示領域を大きく確保しようとすると、その分だけ反射表示領域を小さくせざるを得ないため反射表示性能が低下する。逆に、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保とうとすると、反射表示領域を大きく確保しなければならないため、その分だけ透過表示性能が低下する。
【０００７】
そこで、本開示は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現可能な半透過型液晶表示装置、これを備えた電子機器及び半透過型表示装置の駆動方法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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本開示は、複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板側の配向膜及び前記第２基板側の配向膜の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有し、前記反射電極を用いて反射表示を行い、前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う半透過型表示装置及びこれを備えた電子機器である。
【０００９】
本開示は、複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板側の配向膜及び前記第２基板側の配向膜の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有する半透過型表示装置の駆動にあたって、前記反射電極を用いて反射表示を行い、前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う半透過型表示装置の駆動方法である。
【００１０】
上記構成の半透過型液晶表示装置、当該半透過型液晶表示装置を有する電子機器及び半透過型表示装置の駆動方法において、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行うということは、当該画素間の空間の領域を透過表示領域として用いるということである。このようにすることで、１つの画素内に透過表示のための専用の領域を確保する必要がなくなる。このことは、１つの画素内に存在する反射電極の大きさ（面積）として、反射型表示装置の反射電極と同程度の大きさを確保できることを意味する。したがって、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、反射電極の画素間の空間を通して透過表示を実現できる。
【００１１】
また、液晶層は、第１基板と第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、第１基板及び第２基板の表面に平行、かつ第１基板と第２基板との間でねじれている。このため、画素間の空間における透過率を向上させることができる。その結果、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、反射電極の画素間の空間を通して透過表示を実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行うことで、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置の構成の概略を、一部を切り欠いた状態で示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、基本的な画素回路を示す回路図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、カラー表示における画素の模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、モノクロ表示における画素の模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、反射型液晶表示装置の画素部の平面図である
【図３Ｂ】図３Ｂは、半透過型液晶表示装置の画素部の平面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る画素部の電極構造を示す平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、電圧無印加時において、フレーム反転の駆動方式を採用するのが好ましい理由についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ライン反転又はドット反転の際の電圧印加時において、フレーム反転の駆動方式を採用するのが好ましい理由についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、フレーム反転の際の電圧印加時において、フレーム反転の駆動方式を採用するのが好ましい理由についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図６は、ＭＩＰ方式を採用した画素の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、ＭＩＰ方式を採用した画素の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図８】図８は、反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う場合における画素間の液晶分子の動きを示す図である。
【図９】図９は、ノーマリーホワイトモードの場合の画素間における透過率のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、画素同士をブラックマトリックスで区画したカラー画素を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｃは、画素同士をカラーフィルタのオーバーラップ部で区画したカラー画素を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示が適用される半透過型液晶表示装置を示す断面図である。
【図１２】図１２は、ラビングの方向を示す説明図である。
【図１３】図１３は、複数の分割画素電極及び画素間の空間を示す平面図である。
【図１４】図１４は、ラビング方向と透過率との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、電圧印加前における、第１基板としてのＴＦＴ基板側でのラビングの方向及び液晶分子の状態を示す模式図である。
【図１６】図１６は、電圧印加前における、第１基板としてのＴＦＴ基板側でのラビングの方向及び液晶分子の状態を示す模式図である。
【図１７】図１７は、電圧印加時における、第１基板としてのＴＦＴ基板側でのラビングの方向及び液晶分子の状態を示す模式図である。
【図１８】図１８は、散乱層の断面図である。
【図１９】図１９は、散乱層の一例を示す平面図である。
【図２０】図２０は、散乱層の一例を示す平面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、シングルギャップ構造の場合に、ノーマリーブラックのＥＣＢモードの光学設計を行った一例を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、シングルギャップ構造の場合に、ノーマリーブラックのＥＣＢモードの光学設計を行った一例を示す図である。
【図２２】図２２は、マルチギャップ構造の半透過型液晶表示装置の行方向において隣接する２つの画素の断面構造を示す断面図である。
【図２３】図２３は、反射表示領域のスペクトルの計算結果を示す図である。
【図２４】図２４は、透過表示領域のスペクトルの計算結果を示す図である。
【図２５】図２５は、変形例に係る画素部の電極構造を示す平面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、本開示が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。
【図２８】図２８は、本開示が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、本開示が適用される携帯電話機を示す、開いた状態の正面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、本開示が適用される携帯電話機を示す側面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、本開示が適用される携帯電話機を示す、閉じた状態の正面図である。
【図２９Ｄ】図２９Ｄは、本開示が適用される携帯電話機を示す左側面図である。
【図２９Ｅ】図２９Ｅは、本開示が適用される携帯電話機を示す右側面図である。
【図２９Ｆ】図２９Ｆは、本開示が適用される携帯電話機を示す上面図である。
【図２９Ｇ】図２９Ｇは、本開示が適用される携帯電話機を示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて、次に示す手順で詳細に説明する。
１．本開示が適用される半透過型液晶表示装置
１−１．カラー表示対応の半透過型液晶表示装置
１−２．基本的な画素回路
１−３．画素及び副画素
１−４．画素部の電極構造についての考察
２．実施形態の説明
２−１．液晶表示パネルの駆動方式
２−２．ＭＩＰ方式
２−３．表示モード
２−４．ブラックマトリックス及びカラーフィルタのオーバーラップ
２−５．液晶分子の配向
２−６．散乱層
２−７．具体的な実施例
３．変形例
４．電子機器
５．本開示の構成
【００１５】
＜１．本開示が適用される半透過型液晶表示装置＞
本開示の技術は、フラットパネル型（平面型）の表示装置に適用することができる。フラットパネル型の表示装置としては、液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルを用いた表示装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）表示パネルを用いた表示装置、プラズマ表示（ＰＤ：Plasma Display）パネルを用いた表示装置等を例示することができる。
【００１６】
これらフラットパネル型の表示装置は、表示の形態で分類すると、透過型、反射型及び半透過型に分類することができる。本開示の技術は、透過型表示装置と反射型表示装置との特徴を併せ持つ半透過型液晶表示装置、すなわち、明るい環境下でも、暗い環境下でも画面が見易く、しかも、消費電力が少ない半透過型液晶表示装置に適用することができる。これらの特徴を持つ半透過型液晶表示装置は、電子機器、中でも、屋外での使用頻度が高い携帯型の電子機器、すなわち、携帯端末機器、例えば、デジタルカメラ等の携帯情報機器又は携帯電話機等の携帯通信機器の表示部として用いて好適なものである。
【００１７】
本開示が適用される半透過型液晶表示装置は、モノクロ表示対応の表示装置であってもよいし、カラー表示対応の表示装置であってもよい。カラー表示対応の場合、カラー画像を形成する単位となる１個の画素（単位画素）は、複数の副画素（サブピクセル）を含むことになる。より具体的には、カラー表示対応の表示装置では、単位画素は、例えば、赤色（Ｒｅｄ：Ｒ）を表示する副画素、緑色（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）を表示する副画素、青色（Ｂｌｕｅ：Ｂ）を表示する副画素の３つの副画素を含む。
【００１８】
ただし、１つの画素としては、ＲＧＢの３原色の副画素を組み合わせたものに限られるものではない。例えば、ＲＧＢの３原色の副画素に、さらに１色又は複数色の副画素を加えて単位画素とすることも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色（Ｗｈｉｔｅ；Ｗ）を表示する副画素を加えて単位画素としたり、色再現範囲を拡大するために補色を表示する少なくとも１個の副画素を加えて単位画素としたりすることも可能である。
【００１９】
［１−１．カラー表示対応の半透過型液晶表示装置］
以下、本開示が適用される半透過型液晶表示装置として、カラー表示対応の半透過型液晶表示装置を例に挙げて図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１に示すように、本開示が適用される半透過型液晶表示装置１は、第１パネル部１０、第２パネル部２０、液晶層３０及びバックライト部４０を主な構成要素として有する。半透過型液晶表示装置１は、第２パネル部２０の表面側が表示面側となる。第１パネル部１０と第２パネル部２０とは、所定の空隙を持って対向配置されている。そして、第１パネル部１０と第２パネル部２０との空隙内に液晶材料が封止されることによって液晶層３０が形成されている。
【００２１】
第１パネル部１０は、液晶層３０と反対側、すなわち、バックライト部４０側から順に、偏光板１１、１／２波長板１２、１／４波長板１３、透明なガラス等を基板材料とする第１基板１４及び平坦化膜１５が設けられている。
【００２２】
この第１パネル部１０において、第１基板１４上には、ともに図示しない複数の信号線と複数の走査線とが交差するように形成されている。そして、複数の信号線と複数の走査線とが交差する部位には、副画素（以下、単に「画素」と記述する場合もある）５０が行列状に２次元配置されている。
【００２３】
第１基板１４上には、さらに、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子及び容量素子等の回路素子が画素５０毎に形成されている。これらの回路素子、信号線及び走査線の表面に平坦化膜１５が形成されることによって第１パネル部１０の表面の平坦化が図られている。そして、平坦化膜１５の上に、後述する反射電極が画素５０毎に形成されることになる。第１基板１４は、ＴＦＴを含む回路素子が形成されることからＴＦＴ基板と呼ばれる場合がある。
【００２４】
複数の信号線は、画素５０を駆動する信号（表示信号／映像信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素列毎に、当該画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（図１のＹ方向）に沿って延在する配線構造となっている。複数の走査線は、画素５０を行単位で選択する信号（走査信号）を伝送するための配線であり、画素５０の行列状の配置に対して画素行毎に、当該画素行の画素の配列方向、すなわち、行方向（図１のＸ方向）に沿って延在する配線構造となっている。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに直交する。
【００２５】
第２パネル部２０は、液晶層３０側から順に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等で形成された透明電極２１、カラーフィルタ２２、透明なガラス等を基板材料とする第２基板２３、１／４波長板２４、１／２波長板２５及び偏光板２６が設けられた構成となっている。
【００２６】
この第２パネル部２０において、カラーフィルタ２２は、例えば、列方向（Ｙ方向）に伸びるストライプ状のＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各フィルタが、画素５０の行方向（Ｘ方向）のピッチと同じピッチで繰り返し配列された構成となっている。第２基板２３は、カラーフィルタ（ＣＦ：Color Filter）２２を含んでいることからＣＦ基板と呼ばれる場合がある。
【００２７】
上述した、第１パネル部１０、当該第１パネル部１０と対向配置された第２パネル部２０及び第１パネル部１０と第２パネル部２０との間に配置された液晶層３０によって半透過型の液晶表示パネルが構成されており、第２パネル部２０の上面（表面）が表示面となっている。
【００２８】
バックライト部４０は、液晶表示パネルを当該液晶表示パネルの背面側、すなわち、第１パネル部１０の液晶層３０とは反対側から照明する照明部である。このバックライト部４０は、その構造及び構成要素を特に限定するものではないが、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は蛍光管などの光源と、プリズムシート、拡散シート及び導光板等の周知の部材を用いることができる。
【００２９】
上記構成の半透過型液晶表示装置１において、画素５０は、当該画素５０毎に反射表示領域（反射表示部）と透過表示領域（透過表示部）とを有している。反射表示領域は、上述したように、平坦化膜１５の表面に、画素５０毎に形成される反射電極を有し、第２パネル部２０を透過して外部から入射した外光を当該反射電極によって反射し、その反射光によって表示する。透過表示領域は、バックライト部４０からの光を透過し、その透過光によって表示する。この画素５０毎に設けられる透過表示領域の詳細については後述する。
【００３０】
［１−２．基本的な画素回路］
次に、画素５０の基本的な画素回路について、図２Ａを用いて説明する。図２ＡにＸで示す方向（Ｘ方向）は、図１に示す半透過型液晶表示装置１の行方向を示し、Ｙで示す方向（Ｙ方向）は列方向を示す。
【００３１】
図２Ａに示すように、複数の信号線６１（６１１、６１２、６１３、・・・）と、複数の走査線６２（６２１、６２２、６２３、・・・）とが交差するように配線され、その交差部に画素５０が配されている。複数の走査線６２（６２１、６２２、６２３、・・・）が延在する方向は行方向（Ｘ方向）であり、複数の信号線６１（６１１、６１２、６１３、・・・）が延在する方向は列方向（Ｙ方向）である。先述したように、複数の信号線６１と複数の走査線６２とは、第１パネル部１０の第１基板（ＴＦＴ基板）１４の表面に形成されている。そして、信号線６１（６１１、６１２、６１３、・・・）の各一端は、信号出力回路７０の各列に対応した出力端に接続され、複数の走査線６２（６２１、６２２、６２３、・・・）の各一端は、走査回路８０の各行に対応した出力端に接続されている。
【００３２】
画素５０は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた画素トランジスタ５１と液晶容量５２と保持容量５３とを有する構成となっている。画素トランジスタ５１は、ゲート電極が走査線６２（６２１、６２２、６２３、・・・）に接続され、ソース電極が信号線６１（６１１、６１２、６１３、・・・）に接続されている。
【００３３】
液晶容量５２は、画素電極と、これに対向して形成される対向電極（図１の透明電極２１に相当）との間で発生する液晶材料の容量成分を意味し、画素電極が画素トランジスタ５１のドレイン電極に接続されている。画素電極は、カラー表示の場合は副画素毎に形成される反射電極に相当し、モノクロ表示の場合は画素毎に形成される反射電極に相当する。液晶容量５２の対向電極には、直流電圧のコモン電位ＶＣＯＭが全画素共通に印加される。保持容量５３は、一方の電極が液晶容量５２の画素電極に、他方の電極が液晶容量５２の対向電極にそれぞれ接続されている。
【００３４】
上記の画素回路から明らかなように、複数の信号線６１（６１１、６１２、６１３、・・・）は、画素５０を駆動する信号、すなわち、信号出力回路７０から出力される映像信号を画素列毎に画素５０に伝送する配線である。また、複数の走査線６２（６２１、６２２、６２３、・・・）は、画素５０を行単位で選択する信号、すなわち、走査回路８０から出力される走査信号を画素行毎に伝送する配線である。
【００３５】
［１−３．画素及び副画素］
半透過型液晶表示装置１がカラー表示に対応する場合、図２Ｂに示すように、カラー画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５は、例えば、複数の副画素（サブピクセル）５０を含む。この例では、単位画素５は、Ｒを表示する副画素５０Ｒと、Ｂを表示する副画素５０Ｂと、Ｇを表示する副画素５０Ｇとを含む。単位画素５が有する副画素５０Ｒ、５０Ｂ、５０Ｇは、Ｘ方向、すなわち半透過型液晶表示装置１の行方向に向かって配列される。上述したように、単位画素５は、さらに１色又は複数色の副画素を有していてもよい。半透過型液晶表示装置１がモノクロ表示のみに対応する場合、図２Ｃに示すように、モノクロ画像を形成する単位となる１個の画素、すなわち単位画素５Ｍは、画素５０（カラー画像における副画素５０に相当）となる。単位画素５はカラー画像を表示するための基本単位であり、単位画素５Ｍは、モノクロ画像を表示するための基本単位である。
【００３６】
［１−４．画素部の電極構造についての考察］
透過表示領域について説明する前に、画素５０の電極構造について考察する。
【００３７】
図３Ａ、図３Ｂは、従来の画素部の電極構造の説明に供する図である。図３Ａは反射（全反射）型液晶表示装置の画素部の平面図を、図３Ｂは従来の半透過型液晶表示装置の画素部の平面図をそれぞれ示している。図３Ａ、図３Ｂにおいて、反射電極６３については、網掛けを付して示している。
【００３８】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、一般的に、液晶表示装置の画素部は、画素５０が行列状に配置され、当該行列状の配置に対して信号線６１が列方向に沿って延在する画素５０間の空間位置に配線され、走査線６２が行方向に沿って延在する画素５０間の空間位置に配線された構成となっている。先述したように、信号線６１と走査線６２とは、図１において、第１パネル部１０の第１基板１４上に互いに交差するように配線されている。
【００３９】
このような構成の画素部（画素アレイ部）において、図３Ａに示す反射型液晶表示装置にあっては、アルミニウム等の金属で形成された反射電極６３を、画素５０のサイズとほぼ同じ大きさで形成し、当該反射電極６３の領域を反射表示領域としている。すなわち、反射型液晶表示装置は、画素５０のサイズとほぼ同じ大きさの反射表示領域を確保することで、所望の反射表示性能を得るようにしている。
【００４０】
これに対して、図３Ｂに示す従来の半透過型液晶表示装置は、１つの画素５０内に反射電極６３と共に開口部６４を形成し、当該開口部６４を透過表示領域として用いる。このように、透過表示領域を確保するために、画素５０内に開口部６４を形成すると、当該開口部６４の面積の分だけ反射電極６３、すなわち、反射表示領域を小さくせざるを得ない。このため、従来の半透過型液晶表示装置は、反射表示性能が、反射型液晶表示装置のそれに比べて低下する。すなわち、透過表示領域を確保することと、反射表示性能を保つこととはトレードオフの関係にある。
【００４１】
＜２．実施形態の説明＞
本開示の実施形態に係る半透過型液晶表示装置１は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、透過表示を実現するために、反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う。具体的には、図４に示すように、画素５０が行列状に配置される画素部において、信号線６１及び走査線６２等の配線を、反射電極６３の画素５０間の空間を塞がないように形成することで、当該空間を透過表示領域として用いて透過表示を行うことができる。
【００４２】
図４において、反射電極６３は、網掛けを付して示している。また、反射電極６３の画素５０間の空間は、画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（図４に示すＹ方向）に沿って延在する空間６５Ａと、画素行の画素の配列方向、すなわち、行方向（図４に示すＸ方向）に沿って延在する空間６５Ｂとが存在する。なお、本例では、画素部に形成される配線として信号線６１及び走査線６２を例示しているが、画素部に形成される配線はこれらに限られるものではない。すなわち、画素５０を駆動（制御）するにあたって必要となる駆動線（制御線）すべてが、本例でいう配線に含まれる。
【００４３】
「空間を塞がない」とは、配線が反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａ、６５Ｂとオーバーラップしている領域の存在を排除するものではない。具体的には、列方向に配線される信号線６１が行方向に延在する空間６５Ｂとオーバーラップする状態及び行方向に配線される走査線６２が列方向に延在する空間６５Ａとオーバーラップする状態は、「空間を塞がない」概念に含まれるものとする。
【００４４】
また、信号線６１が列方向に延在する空間６５Ａと一部が又は部分的にオーバーラップする状態及び走査線６２が行方向に延在する空間６５Ｂと一部が又は部分的にオーバーラップする状態も、「空間を塞がない」概念に含まれるものとする。いずれの場合にも、信号線６１及び走査線６２が空間６５Ａ、６５Ｂとオーバーラップしていない領域を透過表示領域として用いることになる。
【００４５】
また、反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａ、６５Ｂを塞がないように配線を形成する際には、当該配線を反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａ、６５Ｂを避けて形成することが好ましい。「空間を避けて」とは、反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａ、６５Ｂ中に配線が存在しない（すなわち、当該空間６５Ａ、６５Ｂ中に配線がオーバーラップする領域が存在しない）状態をいう。
【００４６】
具体的には、図４に示すように、信号線６１については、列方向に延在する空間６５Ａを避けて、すなわち、空間６５Ａとの間にオーバーラップする領域（部分）を存在させずに配線するのが好ましい。また、走査線６２については、行方向に延在する空間６５Ｂを避けて、すなわち、空間６５Ｂとの間にオーバーラップする領域を存在させずに配線することが好ましい。反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａ、６５Ｂ中に信号線６１及び走査線６２がオーバーラップする領域が存在しないことで、当該空間６５Ａ、６５Ｂの領域の全体を透過表示領域として用いることができるため、半透過型液晶表示装置１は、より高い透過表示性能を得ることが可能となる。
【００４７】
上述したように、半透過型液晶表示装置１は、反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う、すなわち、当該空間の領域を透過表示領域とすることにより、画素５０内に透過表示領域を別途確保する必要がなくなる。このようにすることで、図３Ａと図４との対比から明らかなように、半透過型液晶表示装置１は、画素５０のサイズを同一とした場合、反射電極６３の寸法を反射型液晶表示装置の寸法と同等にできる。その結果、半透過型液晶表示装置１は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保ったまま、透過表示を実現可能となる。
【００４８】
［２−１．液晶表示パネルの駆動方式］
ところで、液晶表示パネル（液晶表示装置）においては、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗（物質固有の抵抗値）等が劣化するのを抑制するために、コモン電位ＶＣＯＭを基準として映像信号の極性を所定の周期で反転させる駆動方式が採られる。
【００４９】
このような液晶表示パネルの駆動方式として、ライン反転、ドット反転、フレーム反転などの駆動方式が知られている。ライン反転は、１ライン（１画素行）に相当する１Ｈ（Ｈは水平期間）の時間周期で映像信号の極性を反転させる駆動方式である。ドット反転は、互いに隣接する上下左右の画素毎に映像信号の極性を交互に反転させる駆動方式である。フレーム反転は、１画面に相当する１フレーム毎に全画素に書き込む映像信号を一度に同じ極性で反転させる駆動方式である。
【００５０】
本実施形態において、半透過型液晶表示装置１は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。ただし、次に説明する理由により、ライン反転及びドット反転の駆動法よりも、フレーム反転の駆動方式を採用するのが好ましい。
【００５１】
フレーム反転の駆動方式を採用するのが好ましい理由について、図５のシミュレーション結果を用いて説明する。図５において、図５Ａは画素５０に電圧を印加しない場合のシミュレーション結果を、図５Ｂはライン反転又はドット反転の際に画素５０に電圧を印加した場合のシミュレーション結果を、図５Ｃはフレーム反転の際に画素５０に電圧を印加した場合のシミュレーション結果をそれぞれ表している。また、図５Ｂ、図５Ｃには、等電位線を一点鎖線で示している。
【００５２】
ライン反転又はドット反転の場合は、透明電極（対向電極）２１と反射電極（画素電極）６３との間の電位が隣接する２つの画素間で異なることにより、画素間における一方の画素近傍と他方の画素近傍での液晶分子の振る舞いが違ってくる。このため、画素間の液晶配向が安定しない。このことは、図５Ｂに一点鎖線で示す等電位線の分布からも明らかである。
【００５３】
このように、隣接する２つの画素間で電位が異なるライン反転又はドット反転の場合には、画素間の液晶配向を安定して制御することができない。液晶配向が安定しない画素間の空間を透過表示領域として用いて透過表示を行うと、残像が発生する等の懸念がある。
【００５４】
これに対して、フレーム反転の場合は、透明電極２１と反射電極６３との間の電位が隣接する２つの画素間で同一であることにより、画素間における一方の画素近傍と他方の画素近傍とで液晶分子が同じような振る舞いをすることになる。このため、フレーム反転の駆動方式を用いた場合における画素間の液晶配向は、ライン反転又はドット反転の場合に比べて安定する。このことは、図５Ｃに一点鎖線で示す等電位線の分布からも明らかである。
【００５５】
このように、隣接する２つの画素間において電位が同一のフレーム反転の場合には、画素間の液晶配向を比較的安定して制御することができるため、当該画素間の空間を透過表示領域として用いて透過表示を行っても残像を効果的に抑制することができる。以上の理由から、反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行うにあたっては、ライン反転又はドット反転の駆動方式を用いるよりも、フレーム反転の駆動方式を用いる方が好ましい。ただし、先述したように、ライン反転又はドット反転の駆動方式の採用を排除するものではない。
【００５６】
［２−２．ＭＩＰ方式］
フレーム反転の駆動方式を用いる場合、１フレーム期間にわたって同じ極性の信号電圧を信号線に書き込むことになるために、シェーディングが発生する可能性がある。そこで、半透過型液晶表示装置１においては、フレーム反転の駆動方式を用いるにあたって、画素５０としてメモリ機能を有する画素、例えば、画素毎にデータを記憶可能なメモリを持つ、いわゆるＭＩＰ（Memory In Pixel）方式を採用することとする。ＭＩＰ方式の場合、画素５０には常に一定電圧が印加されることになるために、シェーディングを低減させることができる。
【００５７】
また、ＭＩＰ方式は、データを記憶するメモリを画素内に持つことにより、アナログ表示モードによる表示と、メモリ表示モードによる表示とを実現できる。アナログ表示モードとは、画素の階調をアナログ的に表示する表示モードである。メモリ表示モードとは、画素内のメモリに記憶されている２値情報（論理“１”／論理“０”）に基づいて、画素の階調をデジタル的に表示する表示モードである。
【００５８】
メモリ表示モードの場合、メモリに保持されている情報を用いるため、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要がない。そのため、メモリ表示モードの場合は、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要があるアナログ表示モードの場合に比べて消費電力が少なくて済む。換言すれば、半透過型液晶表示装置１の消費電力を低減することができる。
【００５９】
図６は、ＭＩＰ方式を採用した画素の回路構成の一例を示すブロック図であり、図中、図２Ａと同等の部位には同一の符号を付して示している。また、図７に、ＭＩＰ方式を採用した画素の動作説明に供するタイミングチャートを示す。
【００６０】
図６に示すように、画素５０は、液晶容量（液晶セル）５２に加えて、３つのスイッチ素子５４、５５、５６及びラッチ部５７を有する駆動回路部５８を備える。駆動回路部５８は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）機能を備えている。駆動回路部５８を備える画素５０は、ＳＲＡＭ機能付きの画素構成となっている。液晶容量（液晶セル）５２とは、画素電極（例えば、図４の反射電極６３）とこれに対向して配される対向電極との間で発生する液晶容量を意味している。
【００６１】
スイッチ素子５４は、信号線６１（図２Ａの信号線６１１〜６１３に相当）に一端が接続されている。スイッチ素子５４は、図２Ａの走査回路８０から走査信号φＶが与えられることによってオン（閉）状態となり、図２Ａの信号出力回路７０から信号線６１を介して供給されるデータＳＩＧを取り込む。ラッチ部５７は、互いに逆向きに並列接続されたインバータ５７１、５７２を有しており、スイッチ素子５４によって取り込まれたデータＳＩＧに応じた電位を保持（ラッチ）する。
【００６２】
スイッチ素子５５、５６の各一方の端子には、コモン電位ＶＣＯＭとは逆相の制御パルスＸＦＲＰ及び同相の制御パルスＦＲＰが与えられる。スイッチ素子５５、５６の各他方の端子は共通に接続され、その共通接続ノードが、本画素回路の出力ノードＮｏｕｔとなる。スイッチ素子５５、５６は、ラッチ部５７の保持電位の極性に応じていずれか一方がオン状態となる。これにより、対向電極（図１の透明電極２１）にコモン電位ＶＣＯＭが印加されている液晶容量５２に対して、制御パルスＦＲＰ又は制御パルスＸＦＲＰが画素電極（例えば、図４の反射電極６３）に印加される。
【００６３】
図７から明らかなように、本例の場合、ラッチ部５７の保持電位が負側極性のときは、液晶容量５２の画素電位がコモン電位ＶＣＯＭと同相になるため黒表示となり、ラッチ部５７の保持電位が正側極性の場合は、液晶容量５２の画素電位がコモン電位ＶＣＯＭと逆相になるため白表示となる。
【００６４】
上述したことから明らかなように、ＭＩＰの画素５０は、ラッチ部５７の保持電位の極性に応じてスイッチ素子５５、５６のいずれか一方がオン状態となることで、液晶容量５２の画素電極（例えば、図４の反射電極６３）に対して、制御パルスＦＲＰ又は制御パルスＸＦＲＰが印加される。その結果、画素５０には常に一定の電圧が印加されることになるので、シェーディングの発生が抑制される。
【００６５】
なお、本例では、画素５０が内蔵するメモリとしてＳＲＡＭを用いる場合を例に挙げて説明したが、ＳＲＡＭは一例に過ぎず、他のメモリ、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）を用いる構成を採るようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態において、ＭＩＰ方式を採用するにあたっては、面積階調法、時分割階調法等を用いることができる。面積階調法の場合、静止画であっても時間によって画素電位が異なり、画素内及び画素間の液晶分子が動いてしまう。したがって、時分割階調法を用いるよりも面積階調法を用いる方が好ましい。また、面積階調法の場合には、画素電極、すなわち、反射電極６３を分割することから、電極間の隙間が多くなるために、パネルの透過率としては分割しない場合よりも高くなる利点がある。
【００６７】
また、上記の例では、メモリ機能を有する画素として、画素毎にデータを記憶可能なメモリを持つＭＩＰの画素を用いるとしたが、これは一例に過ぎない。メモリ機能を有する画素としては、ＭＩＰの画素の他に、例えば、周知のメモリ性液晶を用いる画素を例示することができる。
【００６８】
［２−３．表示モード］
液晶の表示モードには、電界（電圧）無印加時に白表示、電界印加時に黒表示になるノーマリーホワイトモードと、電界無印加時に黒表示、電界印加時に白表示になるノーマリーブラックモードとがある。この両モードは液晶セルの構造は同じであり、図１の偏光板１１、２６の配置が異なる。
【００６９】
反射電極６３の画素５０間の空間を用いて透過表示を行う場合、画素間の液晶分子はすべてスイッチングする訳ではなく、液晶分子が動かない領域も存在する。ノーマリーホワイトモードの場合、液晶分子が動かない領域の存在によって黒を締めることができないために、コントラストが低くなる懸念がある。
【００７０】
図８に、反射電極６３の画素間の空間を用いて透過表示を行う場合における画素間の液晶分子の動きを示す。図８において、反射電極６３の中央部の位置Ａでは液晶分子が完全に動く。これに対して、画素間における反射電極６３の近傍の位置Ｂでは液晶分子がある程度動き、画素間の中央部の位置Ｃでは液晶分子が全く動かない。
【００７１】
このようにすることで、液晶分子が全く動かない画素間の中央部の領域では、透過率が反射電極６３の領域に比べて極端に高くなるため光漏れが生じる。したがって、黒が締まらなくなるためコントラストが低下する。
【００７２】
図９に、ノーマリーホワイトモードの場合の画素間における透過率のシミュレーション結果を示す。なお、図９において、位置Ａ、Ｂ、Ｃでは、図８の位置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ対応している。図９のシミュレーション結果から、図８における画素間の中央部の位置Ｃでは液晶分子がまったく動いていないために透過率が高い（例えば、０．３５程度）ことが分かる。
【００７３】
このような理由から、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置の表示モードとして、ノーマリーブラックモードを採用するのが好ましい。ノーマリーブラックモードにすれば、液晶に電圧が印加されていない状態、すなわち、液晶配向が均一な状態で黒表示になり、黒を締めることができるため、コントラストを上げることができる。ただし、ノーマリーホワイトモードの採用を排除するものではない。
【００７４】
光学特性の実測結果の一例として、ノーマリーホワイトモードの場合、白透過率（％）が０．９３程度、黒透過率（％）が０．２９程度であるため、コントラストが３程度である。ノーマリーブラックモードの場合、白透過率（％）が０．７１程度、黒透過率（％）が０．０６程度であるため、コントラストが１２程度である。すなわち、ノーマリーブラックモードを採用することで、コントラストをノーマリーホワイトモードの場合の４倍程度に向上させることができる。
【００７５】
［２−４．ブラックマトリックス及びカラーフィルタのオーバーラップ］
図１０Ａに示すように、副画素５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ（副画素５０）間を遮光する場合、ブラックマトリックスＢＭを遮光帯として用いて副画素５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ間を遮光し、かつ区画する構造がある。また、図１０Ｂに示すように、カラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ同士の一部及びカラーフィルタ２２Ｇ、２２Ｂ同士の一部をオーバーラップさせ、それぞれのオーバーラップ部ＯＬで副画素５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂを遮光し、かつ区画する構造もある。ブラックマトリックスＢＭは、光の透過率が０になる。オーバーラップ部分ＯＬは、光の透過率がブラックマトリックスＢＭよりは高くなるが、カラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂをオーバーラップさせない場合よりも光の透過率は低くなる。このため、図１に示す半透過型液晶表示装置１を用いて透過表示を行う場合、ブラックマトリックスＢＭ又はオーバーラップ部ＯＬではなく、Ｙ方向に向かって隣接する分割副画素５０１間に存在し、かつＸ方向に向かって延在する空間６５Ｂを用いる。したがって、半透過型液晶表示装置１を用いて透過表示を行う場合に画質を向上させるためには、空間６５Ｂ中における光の利用効率を向上させることが好ましい。
【００７６】
［２−５．液晶分子の配向］
図１０Ａ、図１０Ｂに示す副画素５０間又は分割副画素５０１間の空間６５Ｂの透過率を向上させるためには、図１１に示す半透過型液晶表示装置１ａが有する液晶分子３１の配向をツイステッドネマティック（ＴＮ：Twisted Nematic）配向とすることが好ましい。ツイステッドネマティック配向とは、図１１において、ＴＦＴ基板としての第１基板１４とＣＦ基板としての第２基板２３との間に挟まれた液晶層３０の液晶分子３１群の長軸ＡＸｌ方向が、第１基板１４側の配向膜３０Ｆ及び第２基板２３側の配向膜２０Ｆの表面３０ＦＰ、２０ＦＰに平行で、かつ第１基板１４と第２基板２３との間でねじれている配向状態である。なお、図１１に示す半透過型液晶表示装置１ａは、図１に示す半透過型液晶表示装置１に、散乱層２７を加えたものである。このように、本実施形態においては、半透過型液晶表示装置１ａのように散乱層２７を有していてもよいし、半透過型液晶表示装置１のように散乱層２７を有していなくてもよい。散乱層２７については後述する。
【００７７】
本実施形態において、ラビングの方向（以下、適宜ラビング方向という）は、図１２に示すように、ＸＹ平面におけるＸ方向、すなわち行列状に配置された複数の画素（副画素）５０の行方向を基準とした角度で表現する。Ｙ方向は、行列状に配置された複数の画素（副画素）５０の列方向である。図１２の直線Ｌｔｆｔは第１基板１４側のラビング方向を示し、直線Ｔｃｆは第２基板２３側のラビング方向を示す。以下において、直線Ｌｔｆｔ、Ｌｃｆをラビング軸ともいう。第１基板１４及び第２基板２３、より具体的には、第１基板１４及び第２基板２３の表面にそれぞれ設けられた配向膜に接触した液晶分子３１は、それぞれの配向膜に対応するラビング軸Ｌｔｆｔ、Ｌｃｆに、自身の長軸ＡＫｌが平行になるように配列される。
【００７８】
ラビング軸Ｌｔｆｔ、ＬｃｆとＸ方向とのなす角度をラビング角度という。本実施形態においては、第１基板１４側のラビング角度をθで表す。また、第１基板１４側におけるラビング軸Ｌｔｆｔと第２基板２３側におけるラビング軸Ｌｃｆとのなす角度φをツイスト角度という。本実施形態において、ラビング角度θ及びツイスト角度φは、Ｚ軸を中心として、Ｘ軸から第１象限に向かう回転（反時計回り）を＋方向、Ｘ軸から第４象限に向かう回転（時計回り）を−方向とする。
【００７９】
ツイスト角度φが０度又は±１８０度である場合、液晶分子３１の配向はホモジニアス配向となる。本実施形態において、図１３において一点鎖線ａで示される位置、すなわち、Ｙ方向に隣接する分割副画素５０１間であって、Ｘ方向に延在する空間６５Ｂの透過率は、ホモジニアス配向においては０．４程度であるのに対し、ツイスト角度φが０度又は１８０度を超えると急激に上昇し、およそ±１０度（又は±１７０度）で１．１程度まで大きくなる。その後、ツイスト角度φが大きくなるにしたがって透過率は漸減するが、ツイスト角度φが±９０度であっても、ホモジニアス配向の２倍程度の値である。また、図１３において一点鎖線ｂで示される位置、すなわち、Ｘ方向に隣接する分割副画素５０１間であって、Ｙ方向に延在する空間６５Ａの透過率は、ホモジニアス配向においては０．２程度であるのに対し、ツイスト角度φが０度又は１８０度を超えると急激に上昇し、およそ±４０度（又は±１４０度）で０．８程度まで大きくなる。その後、ツイスト角度φが大きくなるにしたがって透過率は漸減するが、ツイスト角度φが±９０度であっても、ホモジニアス配向の２倍程度の値である。
【００８０】
このように、ツイスト角度φが０度又は±１８０度以外の値、すなわち、液晶分子３１の配向がホモジニアス配向ではない状態となれば、液晶分子３１が第１基板１４と第２基板２３との間でねじれている状態となる。このため、分割副画素５０１間の空間６５Ａ、６５Ｂの透過率は、ホモジニアス配向と比較して大きく上昇する。その結果、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現することができる。次に、第１基板１４側におけるラビング角度θについて説明する。
【００８１】
図１１に示す反射電極６３と透明電極２３との間に印加される電圧によって、ＸＹ平面内に形成される電界の強度が高いのは、第２基板２３側よりも第１基板１４側である。これは、第２基板２３側の透明電極２３はＸＹ平面内で連続しているため、ＸＹ平面内においては電位差が存在しないが、第１基板１４側の反射電極６３は、隣接する反射電極６３間において電位差が存在するため、ＸＹ平面内において電位差が存在するからである。したがって、半透過型液晶表示装置１、１ａによる透過表示においては、第１基板１４側における液晶分子１３の配向方向がより重要となる。第１基板１４側における液晶分子１３の配向方向を決定するのは、第１基板１４側のラビング方向である。
【００８２】
また、反射電極６３の表面側に存在する液晶分子３１がＺ軸方向にスイッチング動作することにより、半透過型液晶表示装置１、１ａによる反射表示が実現される。半透過型液晶表示装置１、１ａの透過表示は、分割副画素５０１間又は副画素５０間等に存在する液晶分子３１がＸＹ平面内でスイッチング動作することにより実現される。このため、透過表示においては、分割副画素５０１間又は副画素５０間等に存在する液晶分子３１のスイッチング動作を考慮することが好ましい。
【００８３】
図１４は、ツイスト角度φを７０度とし、ラビング角度θを変化させたときに透過率をシミュレーションした結果である。図１４の実線ａは、図１３の一点鎖線ａで示す位置における透過率とラビング角度θとの関係を示している。図１４の結果から分かるように、第１基板１４側のラビング方向を規定するラビング角度θは、−４５度以上０度、０度以上４５度以下、−１３５度以上−１８０度以下又は１３５度以上１８０度の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、Ｙ方向に隣接する分割副画素５０１間に形成される空間６５Ｂにおける光の透過率を高くすることができる。その結果、空間６５Ｂにおける光の利用効率を効果的に向上させ、半透過型液晶表示装置１ａ、１を用いて透過表示を行う場合の画質を向上させることができる。
【００８４】
ラビング角度θが比較的小さい場合、図１５、図１７に示すように、電圧の印加前後において、ＸＹ平面内における液晶分子３１の回転が大きくなる結果、透過率が大きくなる。これに対して、ラビング角度θが比較的大きい場合、図１６、図１７に示すように、電圧の印加前後において、ＸＹ平面内における液晶分子３１の回転は小さくなる結果、透過率は小さくなる。第１基板１４側におけるラビング角度θを上述した範囲とすることにより、ＸＹ平面内における液晶分子３１の回転を大きくして、透過率を大きくすることができる。
【００８５】
上述した通り、Ｘ方向に隣接する分割副画素５０１間の空間６５ＡにはブラックマトリックスＢＭ又はオーバーラップ部ＯＬが存在する。このため、空間６５Ａの透過率を向上させるよりも、Ｙ方向に隣接する分割副画素５０１間に形成される空間６５Ｂの透過率を向上させる方が、半透過型液晶表示装置１ａ、１全体の透過率を向上させるためには好ましい。このため、本実施形態では、ラビング角度θを上述した範囲として、空間６５Ｂの透過率を向上させている。このようにすることで、半透過型液晶表示装置１ａ、１全体の透過率を効率よく向上させることができる。その結果、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現することができる。
【００８６】
［２−６．散乱層］
図１１に示す半透過型液晶表示装置１ａは、液晶層３０よりも反射電極６３で反射した光の進行方向側に、光を散乱させる散乱層２７を有する。より具体的には、半透過型液晶表示装置１ａは、第２基板２３と１／４波長板２４との間に散乱層２７を有する。散乱層２７は、反射電極６３で反射された光を散乱させたり、画素間の空間６５Ａを透過したバックライト光を散乱させたりする非等方又は等方の層である。散乱層２７としては、例えば、ＬＣＦ（Light Control Film）を用いることができる。
【００８７】
散乱層２７は、前方散乱が多く後方散乱が少ない前方散乱層である。散乱層２７は、特定方向から入射した光を散乱する異方性散乱層である。散乱層２７は、第２基板２３との関係で偏光板２６側の特定方向から光が入射してきた場合に、その入射光をほとんど散乱せずに透過させ、反射電極６３で反射され戻ってきた光を大きく散乱するようになっている。
【００８８】
散乱層２７は、例えば、図１８に示すように、第２基板２３との関係で所定の方向から外光Ｌ１が入射したときにその外光を透過させ、その透過した光のうち反射電極６３で反射された光Ｌ２を、散乱中心軸ＡＸ１を中心として所定の範囲で散乱させるようになっている。外光Ｌ１は、第２基板２３の偏光板２６に入射する平行光である。外光Ｌ１は、無偏光光であってもよいし、偏光光であってもよい。散乱層２７は、例えば、図１８に示すように、屈折率の互いに異なる２種類の領域（第１領域２７Ｂ、第２領域２７Ｓ）を含む。散乱層２７は、図１９に示すように複数の板状の第２領域２７Ｓが第１領域２７Ｂ中に所定間隔で配列されたルーバー構造となっていてもよいし、図２０に示すように柱状の第２領域２７Ｓａが第１領域２７Ｂ中に配列された柱状構造となっていてもよい。
【００８９】
散乱層２７は、例えば、第１領域２７Ｂ及び第２領域２７Ｓが厚さ方向に延在し、かつ所定の方向に傾斜したものである。散乱層２７は、例えば、屈折率の互いに異なる２種類以上の光重合可能なモノマー又はオリゴマーの混合物である樹脂シートに、紫外線を斜め方向から照射することにより形成されたものである。なお、散乱層２７は、上記とは異なる構造となっていてもよく、また、上記とは異なる方法で製造されたものであってもよい。散乱層２７は、１層であってもよいし、複数の層であってもよい。散乱層２７が複数の層である場合、互いに等しい構造であってもよいし、互いに異なる構造であってもよい。
【００９０】
散乱層２７の散乱中心軸ＡＸ１は、例えば、主視角方向を向いていることが好ましい。なお、散乱中心軸ＡＸ１は、主視角方向とは異なる方向を向いていてもよい。いずれにおいても、散乱層２７を用いたときに、散乱層２７の効果により、主視角方向の輝度が最も明るくなる、すなわち、反射率が最も高くなるように散乱中心軸ＡＸ１の向きが設定されていればよい。主視角とは、半透過型液晶表示装置１ａのユーザが半透過型液晶表示装置１ａを使用する際に映像表示面を眺める方位に対応しており、映像表示面が方形状となっている場合には、映像表示面の一辺のうちユーザに最も近い辺と直交する方位に対応している。
【００９１】
画素間の空間６５Ａからバックライト光等を透過させる場合、反射電極６３のパターニング精度又は第２基板２３との重ねずれ等によって、バックライト光等の透過のばらつきが大きくなる可能性がある。特に、ウェットプロセスを用いて銀を反射電極６３として使用する場合、前述したばらつきは非常に大きくなる可能性がある。散乱層２７によって、透過光が散乱されるので、前述したばらつきが平準化されるという利点がある。
【００９２】
［２−７．具体的な実施例］
次に、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置の具体的な実施例について説明する。以下では、表示モードとしてノーマリーブラックモードを採用し、動作モードとしてＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）モードを採用する場合を例に挙げて説明するものとする。ただし、動作モードとしては、ＥＣＢモードに限られるものではなく、ＶＡ（Vertically Aligned）モード又はＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等を採用するようにしてもよい。
【００９３】
まず、図１１に示す、本実施形態の一実施例に係る半透過型液晶表示装置１ａの行方向（Ｘ方向）において隣接する２つの画素の断面構造を示す断面を用いて、実施例を説明する。図１１中、図１と同等部位には同一符号を付して示している。図１１に示すように、第１パネル部１０は、液晶層３０と反対側から順に、偏光板１１、１／２波長板１２、１／４波長板１３、ＴＦＴ基板である第１基板１４及び平坦化膜１５が設けられ、平坦化膜１５上に反射電極６３が画素毎に形成された構成となっている。
【００９４】
この第１パネル部１０において、反射電極６３は、画素サイズと同程度の大きさで形成されている。そして、反射電極６３の領域が反射表示領域（反射表示部）となる。また、行方向（Ｘ方向）において隣接する２つの画素の反射電極６３間には、列方向（Ｙ方向）に沿って空間６５Ａが形成されている。なお、本断面には現れていないが、図４に示すように、列方向において隣接する２つの画素の反射電極６３間には、行方向に沿って空間６５Ｂが形成されている。
【００９５】
第１基板１４上には、画素列毎に各画素に対して映像信号を伝送する信号線６１が配線されている。この信号線６１は、列方向に沿って延在する空間６５Ａを塞がないように、好ましくは、当該空間６５Ａとオーバーラップしないように、反射表示領域内に形成されている。本断面には現れていないが、画素行毎に各画素に対して走査信号を伝送する走査線６２（図４参照）にあっては、行方向に沿って延在する空間６５Ｂを塞がないように、好ましくは、当該空間６５Ｂとオーバーラップしないように、反射表示領域内に形成されている。
【００９６】
そして、信号線６１及び走査線６２がオーバーラップしていない反射電極６３の画素間の空間６５Ａ、６５Ｂは、透過表示領域として用いられる。ここで、本実施例に係る画素構造にあっては、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層３０の厚み、すなわち、セルギャップが同一となる、シングルギャップ構造となっている。
【００９７】
第１パネル部１０と液晶層３０を挟んで対向する第２パネル部２０は、液晶層３０側から順に、透明電極２１、カラーフィルタ２２、第２基板２３、１／４波長板２４、１／２波長板２５及び偏光板２６が設けられた構成となっている。ここでは、行方向において隣接する２つの画素、例えば、赤色を表示するＲの副画素と、緑色を表示するＧの副画素についての画素構造を示している。
【００９８】
上述したシングルギャップ構造の場合に、ノーマリーブラックのＥＣＢモードの光学設計を行った一例を図２１Ａ、図２１Ｂに示す。図２１Ａ、図２１Ｂは、第１パネル部１０の構成部材、液晶セル（液晶層３０）及び第２パネル部２０の構成部材の各軸方向が表されている。具体的には、図２１Ａに示すように、第１パネル部１０側については、偏光板１１の吸収軸方向、１／２波長板１２の延伸軸方向、１／４波長板１３の延伸軸方向及びカラーフィルタＣＦの延伸軸方向をそれぞれ表している。また、図２１Ｂに示すように、第２パネル部２０側については、液晶セルのＴＦＴ基板側・ＣＦ基板側のラビング方向、１／４波長板２４の延伸軸方向、１／２波長板２５の延伸軸方向及び偏光板２６の吸収軸方向をそれぞれ表している。
【００９９】
なお、図２１Ａ、図２１Ｂにおいて、各数値は軸方向の角度及び位相差（リタデーション）を表している。なお、位相差については、第１、第２パネル部１０、２０の各構成部材に対して波長５５０［ｎｍ］の光を入射したときの波長に換算した数値である。ここでは、具体的な実施例として、シングルギャップ構造の場合を例に挙げて説明したが、反射表示領域と透過表示領域とでセルギャップが異なる、図２２に示すようなマルチギャップ構造であっても構わない。
【０１００】
ただし、図２２に示すように、半透過型液晶表示装置１ｂがマルチギャップ構造の場合は、反射表示領域と透過表示領域との間に段差を形成すべく、反射電極６３の画素間の空間６５Ａ（６５Ｂ）に溝を形成する必要があるために、シングルギャップ構造の場合に比べてプロセス数が増える。したがって、プロセスの観点からすると、マルチギャップ構造よりもプロセス数が少なくて済むシングルギャップ構造の方が好ましい。
【０１０１】
図２１Ａ、図２１Ｂに示した光学設計（シングルギャップ構造）で、対向電極（透明電極２１）及び画素電極（反射電極６３）の上下電極に対する電圧ＯＮ、電圧ＯＦＦした場合の、反射表示領域と透過表示領域のスペクトルの計算結果を図２３及び図２４に示す。ここで、「電圧ＯＮ」とは上下電極間に電圧を印加する状態をいい、「電圧ＯＦＦ」とは上下電極間に電圧を印加しない状態をいう。
【０１０２】
図２３は、反射表示領域における反射率のスペクトルの計算結果を示し、図２４は、透過表示領域における透過率のスペクトルの計算結果を示している。このスペクトルの計算結果は、画素間における電界分布を再現したものではなく、上下電極による電界が完全に液晶分子に作用している状態のものである。シングルギャップ構造であることから、通常のマルチギャップ構造の半透過型と異なり、透過表示領域の位相差が少ないため透過率は低い。
【０１０３】
＜３．変形例＞
上記実施形態では、信号線６１及び走査線６２を直線状のストライプ配線とし、信号線６１については行方向に延在する空間６５Ｂの画素の中間位置を、走査線６２については列方向に延在する空間６５Ａの画素の中間位置をそれぞれ横切るような配線構造となっている（図４参照）。しかし、この信号線６１及び走査線６２の配線構造は一例であって、これに限られるものではない。
【０１０４】
例えば、図２５に示すように、信号線６１及び走査線６２を屈曲した蛇行配線とし、以下のように配線する配線構造が考えられる。すなわち、信号線６１については、行方向において隣接する画素間において、列方向に沿って形成される空間６５Ａと、行方向に沿って形成される空間６５Ｂとの交差部６５Ｃを通るように、具体的には、その屈曲部６１Ａが交差部６５Ｃに位置するように配線する。また、走査線６２については、列方向において隣接する画素間において、行方向に沿って形成される空間６５Ｂと、列方向に沿って形成される空間６５Ａとの交差部６５Ｃを通るように、具体的には、その屈曲部６２Ａが交差部６５Ｃに位置するように配線する。
【０１０５】
図１３及び図１４を用いて述べたように、画素間の中央部の箇所Ｃでは液晶分子がまったく動かないことから、列方向に沿って形成される空間６５Ａと、行方向に沿って形成される空間６５Ｂとの交差部６５Ｃの中心が一番透過表示に悪影響が及ぶと考えられる。したがって、信号線６１及び走査線６２を、空間６５Ａ、６５Ｂの画素の中間位置を通すのではなく、上述した配線構造のように交差部６５Ｃを通すことで、前者の配線構造を採る場合に比べて良好な透過表示を実現できると考えられる。
【０１０６】
＜４．電子機器＞
以上説明した本開示に係る半透過型液晶表示装置は、電子機器に入力された映像信号又は電子機器内で生成した映像信号を、画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることが可能である。
【０１０７】
本開示に係る半透過型液晶表示装置は、あらゆる分野の電子機器の中でも、屋外での使用頻度が高い携帯端末機器の表示部（表示装置）として用いることが好ましい。携帯端末機器としては、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム機、ノート型パーソナルコンピュータ、電子書籍等の携帯情報機器や、携帯電話機等の携帯通信機器などを例示することができる。
【０１０８】
先述した実施形態の説明から明らかなように、本開示に係る半透過型液晶表示装置は、反射型表示装置と同等の反射表示性能を保った上で透過表示を実現できるために、反射型液晶表示装置の特徴である、消費電力が少なく、明るい環境下でも画面が見易いという特徴を十全に発揮できる。したがって、あらゆる分野の電子機器、中でも、携帯端末機器において、その表示部として本開示に係る半透過型液晶表示装置を用いることで、携帯端末機器の低消費電力化に大きく寄与できる。
【０１０９】
以下に、本開示に係る半透過型液晶表示装置１、１ａを表示部として用いる電子機器、すなわち、本開示に係る電子機器の具体例について説明する。
【０１１０】
図２６Ａは、本開示が適用されるデジタルカメラの外観を示しており、表側から見た斜視図、図２６Ｂは裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本開示に係る半透過型液晶表示装置１、１ａを用いることにより作製される。
【０１１１】
図２７は、本開示が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本開示に係る半透過型液晶表示装置１、１ａを用いることにより作製される。
【０１１２】
図２８は、本開示が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するときに操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本開示に係る半透過型液晶表示装置１、１ａを用いることにより作製される。
【０１１３】
図２９Ａから図２９Ｇは、本開示が適用される携帯通信機器、例えば携帯電話機を示す外観図である。図２９Ａは開いた状態での正面図、図２９Ｂはその側面図、図２９Ｃは閉じた状態での正面図、図２９Ｄは左側面図、図２９Ｅは右側面図、図２９Ｆは上面図、図２９Ｇは下面図である。
【０１１４】
本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含んでいる。そして、ディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本開示に係る半透過型液晶表示装置１、１ａを用いることにより本適用例に係る携帯電話機が作製される。
【０１１５】
＜５．本開示の構成＞
本開示は以下のような構成を採ることができる。
（１）複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板及び前記第２基板の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有し、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う
半透過型表示装置。
（２）前記第１基板側におけるラビング方向は、
行列状に配置された前記複数の画素の行方向に対して、−４５度以上０度、０度以上４５度以下、−１３５度以上−１８０度以下又は１３５度以上１８０度の範囲の角度を有する、前記（１）に記載の半透過型表示装置。
（３）前記画素を駆動する信号を、フレーム毎に前記画素のすべてについて同じ極性で反転させるフレーム反転駆動を行う
前記（１）又は前記（２）に記載の半透過型表示装置。
（４）表示モードがノーマリーブラックモードである
前記（３）に記載の半透過型表示装置。
（５）前記反射電極の画素間の空間を塞がないように配線が形成されている
前記（１）から前記（４）のいずれか１つに記載の半透過型表示装置。
（６）前記配線は、前記反射電極の画素間の空間を避けて形成されている
前記（５）に記載の半透過型表示装置。
（７）前記配線は、前記画素の行列状の配置に対して画素列毎に形成され、前記画素を駆動する信号を伝送する信号線であり、
前記信号線は、画素列の画素の配列方向に沿って画素間に形成される前記空間を避けて配線されている
前記（６）に記載の半透過型表示装置。
（８）前記信号線は、画素行の画素の配列方向において隣接する画素間では、画素列の画素の配列方向に沿って形成される前記空間と、画素行の画素の配列方向に沿って形成される前記空間との交差部を通して配線されている
前記（７）に記載の半透過型表示装置。
（９）前記配線は、前記画素の行列状の配置に対して画素行毎に形成され、前記画素を選択する信号を伝送する走査線であり、
前記走査線は、画素行の画素の配列方向に沿って画素間に形成される前記空間を避けて配線されている
前記（６）に記載の半透過型表示装置。
（１０）前記走査線は、画素列の画素の配列方向において隣接する画素間では、画素行の画素の配列方向に沿って形成される前記空間と、画素列の画素の配列方向に沿って形成される前記空間との交差部を通して配線されている
前記（９）に記載の半透過型表示装置。
（１１）前記画素は、メモリ機能を有する
前記（１）から前記（１０）のいずれか１つに記載の半透過型表示装置。
（１２）  前記画素は、データを格納するメモリ部を有する
前記（１１）に記載の半透過型表示装置。
（１３）  前記画素は、メモリ性液晶を用いている
前記（１１）又は前記（１２）に記載の半透過型表示装置。
（１４）前記（１）から前記（１３）のいずれか１つに記載の半透過型液晶表示装置を備えた電子機器。
（１５）複数の画素毎に設けられた反射電極及び前記反射電極が設けられる第１基板と、
前記反射電極と対向する透明電極及び前記透明電極が設けられる第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子群の長軸方向が、前記第１基板及び前記第２基板の表面に平行、かつ前記第１基板と前記第２基板との間でねじれている液晶層と、を有する半透過型表示装置の駆動にあたって、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記反射電極の画素間の空間を用いて透過表示を行う
半透過型表示装置の駆動方法。
【０１１６】
以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１、１ａ、１ｂ  半透過型液晶表示装置
５、５Ｍ  単位画素
５ａ、５ｂ  カラー画素
２１  透明電極
２２、２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ  カラーフィルタ
２７  散乱層
２７Ｂ  第１領域
２７Ｓ、２７Ｓａ  第２領域
３０  液晶層
３１  液晶分子
５０、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ  副画素（画素）
５１  画素トランジスタ
５４、５５、５６  スイッチ素子
５７  ラッチ部
５８  駆動回路部
６３  反射電極
６５Ａ、６５Ｂ  空間
７０  信号出力回路
８０  走査回路
５０１  分割副画素
５７１、５７２  インバータ
ＢＭ  ブラックマトリックス
ＯＬ  オーバーラップ部
【図１】
2014092708.tif 000003
【図２Ａ】
2014092708.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2014092708.tif 000007
【図３Ｂ】
2014092708.tif 000008
【図４】
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【図５Ａ】
2014092708.tif 000010
【図５Ｂ】
2014092708.tif 000011
【図５Ｃ】
2014092708.tif 000012
【図６】
2014092708.tif 000013
【図７】
2014092708.tif 000014
【図８】
2014092708.tif 000015
【図９】
2014092708.tif 000016
【図１０Ａ】
2014092708.tif 000017
【図１０Ｂ】
2014092708.tif 000018
【図１１】
2014092708.tif 000019
【図１２】
2014092708.tif 000020
【図１３】
2014092708.tif 000021
【図１４】
2014092708.tif 000022
【図１５】
2014092708.tif 000023
【図１６】
2014092708.tif 000024
【図１７】
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【図１８】
2014092708.tif 000026
【図１９】
2014092708.tif 000027
【図２０】
2014092708.tif 000028
【図２１Ａ】
2014092708.tif 000029
【図２１Ｂ】
2014092708.tif 000030
【図２２】
2014092708.tif 000031
【図２３】
2014092708.tif 000032
【図２４】
2014092708.tif 000033
【図２５】
2014092708.tif 000034
【図２６Ａ】
2014092708.tif 000035
【図２６Ｂ】
2014092708.tif 000036
【図２７】
2014092708.tif 000037
【図２８】
2014092708.tif 000038
【図２９Ａ】
2014092708.tif 000039
【図２９Ｂ】
2014092708.tif 000040
【図２９Ｃ】
2014092708.tif 000041
【図２９Ｄ】
2014092708.tif 000042
【図２９Ｅ】
2014092708.tif 000043
【図２９Ｆ】
2014092708.tif 000044
【図２９Ｇ】
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