(57)【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層と、
前記反射電極よりも前記透明電極側に設けられ、複数の色のフィルタを備え、各色のフィルタが前記画素に対応して配置されたカラーフィルタと、
を有し、
前記第１基板は、第１方向に延在し、前記カラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なる前記反射電極の画素間の第１空間と、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１空間よりも透過率が高い前記反射電極の画素間の第２空間と、が形成され、
前記第１空間の全域に配置された遮光部材を備え、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記遮光部材が配置されていな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
半透過型液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２方向は、前記第１方向に直交する方向である
請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタは、前記第１空間と重なる領域で異なる色のフィルタ同士が重なりオーバーラップしている
請求項１または２に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項４】
前記遮光部材は、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る
請求項１から３のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１基板は、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が形成され、
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４に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素は、メモリ機能を有し、
前記遮光部材は、前記反射電極と前記メモリ機能の回路の一部とを接続する中間配線が形成された中間配線層に前記中間配線と同じ材料で形成されている
請求項１から３のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素は、データを格納するメモリ部を有する
請求項６に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素は、メモリ性液晶を用いている
請求項６又は７に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶層は、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
請求項１から８のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項１０】
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度以下、０度以上４５度以下、−１８０度以上−１３５度以下又は１３５度以上１８０度以下の範囲の角度を有する
請求項１から９のいずれか一項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１から１０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。
【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及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【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液晶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層と、前記反射電極よりも前記透明電極側に設けられ、複数の色のフィルタを備え、各色のフィルタが前記画素に対応して配置されたカラーフィルタと、を有し、前記第１基板は、第１方向に延在し、前記カラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なる前記反射電極の画素間の第１空間と、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１空間よりも透過率が高い前記反射電極の画素間の第２空間と、が形成され、前記第１空間の全域に配置された遮光部材を備え、前記反射電極を用いて反射表示を行い、前記遮光部材が配置されていな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液晶表示装置及びこれを備えた電子機器である。
【０００９】
上記構成の半透過型液晶表示装置及び当該半透過型液晶表示装置を有する電子機器において、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。
【００１０】
また、前記反射電極の画素間のうち、第１方向に延在し、前記カラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なり、第２方向に延在する第２空間よりも透過率の低い第１空間に遮光部材を設け、第１空間からの光の透過を抑制することで、透過率の低減を抑制しつつ、光学特性を安定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】
【００１１】
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】
【００１２】
【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２Ｄ】図２Ｄは、副画素の構成の一例を示す模式図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、副画素の構成の一例を示す模式図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、副画素の構成の一例を示す模式図である。
【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４Ａ】図４Ａ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４Ｂ】図４Ｂは、実施形態に係る画素部の他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１０】図１０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１１Ａ】図１１Ａ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１１Ｂ】図１１Ｂ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２１】図２１は、反射電極とカラーフィルタとの関係を示す平面図である。
【図２２】図２２は、ラビング方向と透過率との関係を示すグラフである。
【図２３Ａ】図２３Ａは、遮光部材を設けなかった場合の透過表示での光の透過の一例を示す模式図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、遮光部材を設けなかった場合の透過表示での光の透過の一例を示す模式図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、遮光部材を設けなかった場合の透過表示での光の透過の一例を示す模式図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、画素部の他の例の電極構造を示す平面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａに示す電極構造の断面図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、実施形態に係る画素部の他の例の電極構造を示す平面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、図２５Ａに示す電極構造の断面図である。
【図２６】図２６は、ノーマリーブラックモードにおける印加電圧と反射率との関係の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、反射率と明度との関係の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、ノーマリーホワイトモードにおける印加電圧と反射率との関係の一例を示す図である。
【図２９Ａ】図２９Ａ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２９Ｂ】図２９Ｂ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３０Ａ】図３０Ａは、マルチギャップ構造の半透過型液晶表示装置の列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３０Ｂ】図３０Ｂ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３１】図３１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３２】図３２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３３】図３３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３４Ａ】図３４Ａ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３４Ｂ】図３４Ｂ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３５】図３５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３６】図３６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３７Ａ】図３７Ａ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３７Ｂ】図３７Ｂ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３７Ｃ】図３７Ｃ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３７Ｄ】図３７Ｄ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３７Ｅ】図３７Ｅ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３７Ｆ】図３７Ｆ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３７Ｇ】図３７Ｇは、本開示が適用される携帯電話機を示す下面図である。
【図３８】図３８は、本開示が適用される情報携帯端末を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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．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．透過領域位置
２−８．液晶の表示モード
２−９．具体的な実施例
３．変形例
４．電子機器
５．本開示の構成
【００１４】
＜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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
［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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
［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。
【００３０】
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７１の各行に対応した出力端に接続されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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７１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。
【００３４】
［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。
【００３５】
ここで、各副画素５０は、複数副副画素（画素）に分割されていてもよい。この場合、反射電極は、副副画素に対応して複数に分割されている。副画素５０は、複数の副副画素の画素電極（反射電極）を、それぞれ別の駆動回路を介して信号線６１、走査線６２と接続することにより、面積階調表示が可能となる。例えば、副画素５０は、複数の副副画素の反射電極の面積比を２：１にすることにより、０，１，２，３の２ビットの面積階調が可能となる。図２Ｄに示す副画素５０は、反射電極２６３ａを備える副副画素５００Ａと、その約２倍の面積を持つ反射電極２６３ｂを備える副副画素５００Ｂとが並列配置されている。副副画素５０Ａ，５０Ｂの反射電極２６３ａ、２６３ｂは、それぞれ別の駆動回路を介して信号線６１、走査線６２と接続されている。ここで、副画素５０は、図２Ｅに示すように、開口が形成された反射電極２６３ｃを備える副副画素５００Ｃと、反射電極２６３ｃの開口内に配置された反射電極２６３ｄを備える副副画素５００Ｄとにより構成されていてもよい。また、副画素５０は、例えば、図２Ｆに示すように、面積の互いに等しい３つの反射電極２６３ｅ，２６３ｆ，２６３ｇをそれぞれ備える副副画素５００Ｅ，５００Ｆ，５００Ｇを一列に配列して構成されていてもよい。図２Ｆに示す副画素の場合、３つの副副画素のうち副副画素５００Ｅの反射電極２６３ｅと、副副画素５００Ｇの反射電極２６３ｇが電気的に接続されて、一つの駆動回路を介して信号線６１、走査線６２と接続され、残りの副副画素５００Ｆの反射電極２６３ｆが別の駆動回路を介して信号線６１、走査線６２と接続されることにより、重心を保った２ビットの面積階調が可能となる。
【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４Ａ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間の所定の方向の空間を塞がないように形成することで、当該所定の方向の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。より具体的には、反射電極６３の画素５０間のカラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なり、かつ、他の方向の空間よりも透過率が低い方向（第１方向）の空間を塞ぎ、第１方向と交差する方向（第２方向）に延在する空間を塞がないように形成することで、第２方向の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４Ａ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（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（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６５Ｂ中に配線が存在しない（すなわち、当該空間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４Ａに示すように、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。また、空間６５Ａに重なる領域の全域に信号線６１（６１１、６１２、６１３、６１４、６１５）を設け、信号線６１によって空間６５Ａを塞ぐ。なお、本実施形態では、空間６５Ａが反射電極６３の画素５０間のカラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なり、かつ、透過率が低い方向（第１方向）の空間となり、空間６５Ｂが第１方向と交差する方向（第２方向）に延在し、第１方向よりも透過率が高い方向の空間となる。反射電極６３の画素５０間の空間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。また、反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａを信号線６１で塞ぐことで、光学特性を安定させることができる。
【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６５Ｂを用いて透過表示を行う、すなわち、当該空間６５Ｂ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４Ａ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。また、反射電極６３の画素５０間の空間６５Ａを信号線６１で塞ぐことで、光学特性を安定させることができる。この点については後述する。
【００４８】
なお、図４Ａに示す例では、信号線６１で空間６５Ａを塞いだが、これに限定されない。半透過型液晶表示装置１は、図４Ｂに示すように、空間６５Ａからずれた位置、つまり塞がない位置に信号線６１を配置し、信号線６１と別の遮光部材８０で空間６５Ａを塞いでもよい。遮光部材８０としては、液晶表示パネルの配線、より具体的には、反射電極と同じ基板に形成されている配線を用いることができる。配線は、金属配線を用いることが好ましい。遮光部材に光を反射する部材を用いることで、反射表示時により多くの光を反射させることができる。なお、遮光部材は、透過表示時に、光の透過を遮ることができればよく光を吸収するフィルタとしてもよい。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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３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。
【００６２】
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７１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。
【００６３】
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３の反射電極６３）に印加される。
【００６４】
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。
【００６５】
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３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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
［２−４．カラーフィルタのオーバーラップ］
図１０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。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、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副副画素（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。
【００７７】
［２−５．液晶分子の配向］
図１０に示す副画素５０間又は副副画素５０１間の空間６５Ｂの透過率を向上させるためには、図１１Ａ及び図１１Ｂ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。ここで、図１１Ａは、半透過型液晶表示装置１ａの走査線６２の延在方向に直交する方向、つまり列方向において隣接する２つの画素の断面構造を示し、図１１Ｂは、半透過型液晶表示装置１ａの信号線６１の延在方向に直交する方向、つまり行方向において隣接する２つの画素の断面構造を示している。ツイステッドネマティック配向とは、図１１Ａ及び図１１Ｂ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１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【００７８】
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Ｌｃｆ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ＡＸｌが平行になるように配列される。
【００７９】
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。
【００８０】
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方向に隣接する副副画素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方向に隣接する副副画素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。
【００８１】
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、副副画素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。
【００８２】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す反射電極６３と透明電極２１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２１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３１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３１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。
【００８３】
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、副副画素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、副副画素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。
【００８４】
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度以下、０度以上４５度以下、−１８０度以上−１３５度以下又は１３５度以上１８０度以下の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、Ｙ方向に隣接する副副画素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。
【００８５】
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（図１５の矢印Ｒ）、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（図１６の矢印Ｒ）、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。
【００８６】
上述した通り、Ｘ方向に隣接する副副画素５０１間の空間６５Ａに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方向に隣接する副副画素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。
【００８７】
［２−６．散乱層］
図１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【００８８】
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。
【００８９】
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Ｌ１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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［２−７．透過領域位置］
次に、透過表示領域について説明する。図２１は、反射電極とカラーフィルタとの関係を示す平面図である。図２２は、ラビング方向と透過率との関係を示すグラフである。図２３Ａから図２３Ｃは、それぞれ遮光部材を設けなかった場合の透過表示での光の透過の一例を示す模式図である。
【００９４】
図４Ａ、図４Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本実施形態の半透過型液晶表示装置１，１ａは、反射電極６３の画素５０間の空間として、画素列の画素の配列方向、すなわち、列方向（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（Ｘ方向）に沿って延在する空間６５Ｂとが存在する。このうち、半透過型液晶表示装置１は、空間６５Ａを信号線６１または遮光部材８０によって塞ぎ、空間６５Ｂを塞がない。半透過型液晶表示装置１は、空間６５Ｂが透過表示領域となり、空間６５Ａが透過表示領域とならない。本実施形態では、空間６５Ａは、反射表示領域となる。
【００９５】
ここで、図２１に示すように、空間６５Ａは、反射電極６３ａの画素５０間のカラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なる。空間６５Ｂは、同じ色のフィルタが重なる。また、液晶のラビング角度θと空間６５Ａの透過率（Ｂ−Ｂ線の間からでる光の透過率）と空間６５Ｂの透過率（Ａ−Ａ線の間からでる光の透過率）は、図２２に示す関係となる。図２２に示すように、空間６５Ａの透過率と空間６５Ｂの透過率とは、ラビング角度の位置によって、１８０度ずれた位相で変化する。つまり、ラビング角度の変化によって、空間６５Ａの透過率が増加すると空間６５Ｂの透過率が減少し、空間６５Ａの透過率が減少すると空間６５Ｂの透過率が増加する。半透過型液晶表示装置１は、上述したように、空間６５Ａの透過率が低く、空間６５Ｂの透過率が高くなるラビング角度で液晶を配向する。具体的には半透過型液晶表示装置１は、ラビング角度を−１８０度、０度、１８０度のいずれかにすることが好ましい。
【００９６】
半透過型液晶表示装置１は、反射電極６３ａの画素５０間のカラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なる空間６５Ａの透過率を空間６５Ｂよりも低くすることで、つまり、カラーフィルタの同じ色のフィルタが重なる空間６５Ｂの透過率を空間６５Ａよりも高くすることで、画素の境界から出力される光の光学特性を安定させることができる。
【００９７】
ここで、上記のように、カラーフィルタの配置と液晶層のラビング角度及びツイスト角度によって、空間６５Ａを反射電極６３の画素５０間のカラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なり、かつ、透過率が低い方向（第１方向）の空間とし、空間６５Ｂを第１方向と交差する方向（第２方向）に延在し、第１方向よりも透過率が高い方向の空間とすると、空間６５Ａでディスクリネーションが顕著に発生し、表示する画像、特に動画の表示ムラやもやとして認識される恐れがある。また、カラーフィルタの各色のフィルタをオーバーラップして配置すると、位置による重なり量のずれにより、光学特性が不安定になる。また、画素の端部であるため、電界が不安定となるため、液晶ドメインが発生してしまう場合がある。これらの要因によっても表示される画像が不安定になる恐れがある。
【００９８】
ここで、図２３Ａから図２３Ｃは、表示しない場合を含めて、４階調に変調できる場合について、１色を表示させて透過される光を観察した結果の一例である。図２３Ａは、全ての画素を表示させ、図２３Ｂ、図２３Ｃとなるに従って表示させる画素の割合を減らしている。図２３Ａから図２３Ｃに示すように、ＲＧＢのうち１色を表示させ、かつ、表示させる画素の階調を変化させると、空間６５Ａを透過して出力される光は、空間６５Ｂを透過して出力される光よりも安定しない。具体的には、空間６５Ａを透過して出力される光は、空間６５Ａの位置によって光量の変動の割合が大きい。また、半透過型液晶表示装置１は、図２３Ａ及び図２３Ｃに示すように、透過率の関係とカラーフィルタの配置の関係によって、空間６５Ａよりも空間６５Ｂの方が寄り多くの光を射出させる。
【００９９】
以上より、本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、空間６５Ａを信号線６１または遮光部材８０によって塞ぎ、空間６５Ｂを塞がないことで、カラーフィルタ間の透過率の光学特性が安定しない空間６５Ａからの光を出力させない。これにより、出力する光を安定させることができ、ディスクリミネーション等により、表示する画像のもややムラが生じることを抑制できる。また、本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、カラーフィルタの配置と液晶層のラビング角度及びツイスト角度によって、空間６５Ａが透過率の低い方向（第１方向）の空間となっているため、空間６５Ａを信号線６１または遮光部材８０によって塞いでも、透過率の低下を少なくすることができる。これにより、本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、透過表示モードにおいて、光の透過率を高く維持しつつ、出力される光の光学特性を安定させることができ、表示させる画像の質を高くすることができる。また、半透過型液晶表示装置１は、信号線６１または遮光部材８０によって空間６５Ａを塞ぐことで、カラーフィルタにブラックマトリクスを設けるよりも反射表示モードでの光の損失を少なくすることができる。
【０１００】
次に、図２４Ａ及び図２４Ｂを用いて、本実施形態の半透過型液晶表示装置１に好適に用いることができるＴＦＴ基板の一例を説明する。図２４Ａは、画素部の他の例の電極構造を示す平面図である。図２４Ｂは、図２４Ａに示す電極構造の断面図である。
【０１０１】
図２４Ａ及び図２４Ｂに示す副画素２５０は、副副画素２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを含み、２ビット４階調で表示を切り換える。副副画素２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃは、画素電極である反射電極がコンタクト部２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃでそれぞれ駆動回路と接続されている。また、副副画素２５０ａと副副画素２５０ｃとは、コンタクト部２７０ａとコンタクト部２７０ｃとが中間配線層２７２によって接続される。
【０１０２】
図２４Ｂに示すように第１基板は、例えば、ガラス基板などからなる透明基板２１１上に、ＴＦＴや容量素子などを含む画素駆動回路２８０を備えている。透明基板２１１は、ガラス基板以外の材料で構成されていてもよく、例えば、透光性の樹脂基板や、石英、シリコン基板などで構成されていてもよい。画素駆動回路２８０は、金、アルミニウム、銅及びこれらの合金等の金属で形成されたゲート電極２８１と、ソース電極またはドレイン電極として機能するバンプ電極層２８３、２８４と、ＴＦＴや容量素子などを含む半導体層２８２とを含む。半導体層２８２は、絶縁膜２１２に覆われており、ゲート電極２８１と、バンプ電極層２８３、２８４と、に接続されている。
【０１０３】
バンプ電極層２８３、２８４は、膜厚が例えば、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、絶縁膜２１２上に突出する。バンプ電極層２８３、２８４が有する膜厚の高低差の影響を抑制するため、第１の平坦化層２２４、第２の平坦化層２２７で覆う。第１の平坦化層２２４には、第１のコンタクト部２７０となるコンタクトホール２７０Ａが開けられている。中間配線（中間配線）層２７２とバンプ電極層２８４とは、第１のコンタクト部２７０のコンタクトホール２７０Ａで導通するように接続されている。中間配線層２７２は、膜厚が例えば、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。また、中間配線層（中間配線）２７２は、反射電極と同一ビットに対応する反射電極（画素電極）とを接続している。
【０１０４】
反射電極層２５２は、第２の平坦化層２２７上に配置され、第２の平坦化層２２７には、第２のコンタクト部２９０となるコンタクトホール２９０Ａが開けられている。中間配線層２７２６と反射電極層２５２とは、第２のコンタクト部２９０のコンタクトホール２９０Ａで導通するように接続されている。反射電極層２５２は、可視光を反射する導電性材料からなり、例えば、Ａｇなどの金属材料からなる。反射電極層２５２の表面は、例えば、鏡面となっている。
【０１０５】
本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、第１基板を図２４Ａ及び図２４Ｂに示す構成とすることで、反射電極をより平坦な形状とすることができ、反射率をより高くし、コントラストも向上させることができる。また、本実施形態のように、中間配線層を設け、上位ビットに含まれる副副画素を中間配線で接続する多層配線とすることで、ＴＦＴ回路密度を下げることができ、歩留まりを向上させることができる。
【０１０６】
ここで、平坦化層をより平坦化させて、つまりより平坦に形成するためには、高メルトフロー材料を用いることが非常に効果的である。しかしながら、高温焼成時のメルトフローによって、コンタクトホールが広がってしまうため、広がった領域が散乱反射となる。
【０１０７】
本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、中間配線を用いることで、第１の平坦化層２２４をメルトフロー性の高い材料にして回路を平坦化し、その上に中間配線を形成した後、第２の平坦化層２２７を、第１の平坦化層２２４とは逆にメルトフロー性の低い材料で形成する。これにより、１層目のコンタクトホールを第２の平坦化層２２４７で埋めると共に、１層目のコンタクトホールとずらした位置に２層目のコンタクトホールを形成することができる。また、第２の平坦化層のコンタクトホールはメルトフロー性が低い材料のため高温焼成によるコンタクトホールの広がりが抑制され、平坦性と小さいコンタクトホール径を両立させた反射型ＴＦＴ基板を製造することができる。このように、本実施形態の半透過型液晶表示装置１は、図２４Ａ及び図２４Ｂに示す積層構造とすることで、反射表示時の性能をより高くすることができる。
【０１０８】
次に、図２４Ａ及び図２４Ｂのように中間配線を備える積層構造の場合の好ましい遮光部材の配置について説明する。図２５Ａは、実施形態に係る画素部の他の例の電極構造を示す平面図である。図２５Ｂは、図２５Ａに示す電極構造の断面図である。
【０１０９】
実施形態では、副副画素に対応して反射電極６３ａが配置されている。第１基板は、図２５Ｂに示すように、第１平坦化層８２と、第２平坦化層８４とが積層され、第１平坦化層８２と第２平坦化層８４との間の中間配線層に遮光部材８０ａと、中間配線８０ｂとが配置されている。中間配線８０ｂは、コンタクト部８８で第１平坦化層８２の下側にある画素電極台座（バンプ電極層）８６と連結し、コンタクト部８９で第２平坦化層８４の上側にある反射電極６３ａと接続する。つまり中間配線８０ｂは、画素電極である反射電極６３ａと信号（電圧）が供給される画素電極台座８６とを接続する。また、中間配線層の遮光部材８０ａは、表示面に垂直な方向から見た場合、反射電極６３ａと反射電極６３ａとの間の空間６５Ａの全域と重なる位置に配置されている。遮光部材８０ａは、中間配線８０ｂと同じ層に形成されている。遮光部材８０ａは、中間配線８０ｂと繋がっていても、分離していてもよい。
【０１１０】
このように、遮光部材８０ａを中間配線と同じ層に設けることで、平坦化層８２の上に遮光部材を形成することができる。これにより遮光部材８０ａをより平坦な形状とすることができ、遮光部材を平坦な形状とすることができる。また、遮光部材を反射電極の近傍に形成することができる。
【０１１１】
ここで、反射電極６３、６３ａは、表面、つまり光を反射する面をアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）で形成することが好ましい。これにより、反射電極の反射率を高くすることができ、光を効率よく反射させることができる。また、遮光部材として中間配線（中間配線）または中間配線層に形成した材料（金属、導電体）を用いる場合、画素電極台座が半導体の場合オーミック接続となるよう仕事関数を選択して、中間配線の材料を決定することが好ましい。また、中間配線層は、反射電極をなるべくフラットにするため、薄く（例えば、１００ｎｍ未満）し、かつ十分な遮光性（ＯＤ）＞Ｌｏｇ（透過ＣＲ）となる膜厚とすることが好ましい。ここで、ＯＤは、−Ｌｏｇ（透過率）である。また中間配線は、反射電極エッチング時に消失しないよう表面側金属のイオン化エネルギーを、反射電極より大きくすることが好ましい。また、画素電極台座は、中間配線（遮光部材）のエッチング時に消失しないよう表面側金属のイオン化エネルギーを、中間配線（遮光部材）より大きくすることが好ましい。また、画素電極台座は、トランジスタ用Ｓｉ材料として機能する材料を用いるようにしてもよい。また、中間配線と画素電極台座に半導体を用いる場合、半導体と接触する金属は、オーミック接合となる金属とする。金属の仕事関数をｑΦＭとし、半導体の仕事関数をｑΦｓとするとき、ｑΦＭ＜ｑΦｓを満たす金属とする。
【０１１２】
ここで、中間配線層は、Ｍｏ、Ｔｉを用いることが好ましい。これにより、反射電極の処理時（エッチング時）に金属が消失したり、薄膜化したりすることを抑制することができる。また、中間配線層は、Ｍｏを用いることで、ＴＦＴのゲート線と同じ材料とすることができる。
【０１１３】
ここで、画素電極台座は、Ｍｏ、Ｔｉを用いることが好ましい。これにより、中間配線の処理時（エッチング時）に金属が消失したり、薄膜化したりすることを抑制することができる。また、画素電極台座は、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏを用いることが好ましい。これにより、ＴＦＴの信号線と同じ材料とすることができる。また、画素電極台座は、Ｓｉを用いることが好ましい。これにより、台座の材料と同じ材料とすることができる。
【０１１４】
また、半透過型液晶表示装置１は、上述したように、ＭＩＰを備える場合、つまり、メモリ内蔵ＴＦＴディスプレイである場合、回路密度が高く、レイアウトが複雑なＴＦＴ基板上に反射画素を形成する必要がある。これに対して、本実施形態のように、中間配線を用いることで、画品位に影響するコンタクトホールの配置を１層目平坦化膜上の中間配線のレイアウト（デザイン）で自由に決めることができる。これにより、回路密度を下げられると共にメモリ及び画素スイッチ側に特化した設計が可能となる。
【０１１５】
また、半透過型液晶表示装置１は、上述したように、ＭＩＰを備える場合、中間配線層に遮光部材を形成することが好ましい。つまり、遮光部材は、反射電極とメモリ機能の回路の一部とを接続する中間配線が形成された中間配線層に前記中間配線と同じ材料で形成されていることが好ましい。また、半透過型液晶表示装置１は、上述したように、ＭＩＰを備えない構成の場合、カラーフィルタの境界と重なり、かつ、透過率がより低い空間と重なる方向に延在する信号線や走査線の配線で空間を塞ぐようにすることが好ましい。
【０１１６】
［２−８．液晶の表示モード］
図２６は、ノーマリーブラック型の表示モードにおける印加電圧Ｖと反射率Ｙとの関係を模式的に表したものである。図２７は、反射率Ｙと輝度Ｌ*との関係を模式的に表したものである。図２８は、参考例として、ノーマリーホワイト型の表示モードにおける印加電圧Ｖと反射率Ｙとの関係を模式的に表したものである。
【０１１７】
本実施形態では、上述したように、液晶表示パネルはノーマリーブラック型の表示モードとなっている。従って、例えば、駆動回路が、映像表示面が白表示となる定電圧として電位差を、液晶素子に印加した場合には、電位差が印加された液晶素子の反射率が所定の反射率となる。
【０１１８】
なお、光学設計によっては、反射率の差ΔＹがゼロに近似できないような大きさとなってしまう場合もある。しかし、その場合であっても、例えば、図２６に示すように、反射率Ｙの大きさによらず、反射率の差ΔＹが所定の値（一定値）となっているとしたときに、反射率Ｙが大きくなるほど（輝度が大きくなるほど）、視感度を考慮した明度差ΔＬ＊が小さくなる。つまり、図２７に示すように、反射率１０％の近傍の反射率の差ΔＹに対応する視感度を考慮した明度差ΔＬ*１よりも、反射率３０％の近傍の反射率の差ΔＹに対応する視感度を考慮した明度差ΔＬ*２が小さくなる。また、反射率３０％の近傍の反射率の差ΔＹに対応する視感度を考慮した明度差ΔＬ*２よりも、反射率７０％の近傍の反射率の差ΔＹに対応する視感度を考慮した明度差ΔＬ*３が小さくなる。従って、液晶表示パネルがノーマリーブラック型の表示モードとなっている場合には、反射率の差ΔＹがゼロに近似できないような大きさとなっていたとしても、白表示の輝度ばらつきが小さい。従って、共通接続線の電圧がばらついていたとしても、フリッカの発生を抑えることができる。
【０１１９】
ところで、図２８に示すように、液晶表示パネルがノーマリーホワイト型の表示モードとなっている場合には、上記のようにはならない。液晶表示パネルがノーマリーホワイト型の表示モードとなっている場合には、黒表示の視感度を考慮した明度がばらついてしまう。黒表示の視感度を考慮した明度がばらついた場合、それがフリッカとなり、表示品質が劣化してしまう。
【０１２０】
また、本実施形態では、映像表示を行う際に、液晶反転周波数が３０Ｈｚ（もしくは６０ｆｐｓ）未満となっている。これにより、消費電力を抑えることができる。ここで、上述したように白輝度のばらつきが抑えられているので、液晶反転周波数が６０Ｈｚ未満となっていても、それによって目立つほどのフリッカは生じない。
【０１２１】
以上をまとめると、本実施形態では、面積階調およびノーマリーブラックモードで映像表示が行われる。ここで、面積階調は中間階調を用いずに白黒２値で階調が行われるものであり、ノーマリーブラックモードは白表示の際に印加される電圧にばらつきがあったとしても安定した輝度が得られるものである。従って、例えば、フレーム反転駆動や１Ｈ反転駆動などを行うときに、各画素５０の液晶層３０に印加される電圧が、フレーム期間中に低下したとしても、安定した輝度が得られる。また、このように安定した輝度が得られることから、駆動周波数を低周波にした場合にも、フリッカの発生を抑制することができる。従って、本実施形態では、フリッカの発生を抑制しつつ、低消費電力化を実現することができる。
【０１２２】
［２−９．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。
【０１２３】
まず、図１１Ａ及び図１１Ｂ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１１Ａ及び図１１Ｂ中、図１と同等部位には同一符号を付して示している。図１１Ａ及び図１１Ｂ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。
【０１２４】
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、図１１Ａ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。
【０１２５】
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を塞ぐように、当該空間６５Ａにオーバーラップして、反射表示領域内に形成されている。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１１Ａ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。
【０１２６】
そして、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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２９Ａ、図２９Ｂに示す。図２９Ａ、図２９Ｂ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２９Ａに示すように、ＣＦ基板側については、偏光板２６の吸収軸方向、１／２波長板２５の延伸軸方向、１／４波長板２４の延伸軸方向、ライトコントロールフィルム２７の延伸方向及び液晶セルのＴＦＴ基板側・ＣＦ基板側のラビング方向をそれぞれ表している。また、図２９Ｂに示すように、ＴＦＴ基板側については、、１／４波長板１３の延伸軸方向、１／２波長板１２の延伸軸方向及び偏光板１１の吸収軸方向をそれぞれ表している。
【０１２９】
なお、図２９Ａ、図２９Ｂ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３０Ａ及び図３０Ｂに示すようなマルチギャップ構造であっても構わない。図３０Ａは、マルチギャップ構造の半透過型液晶表示装置の列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３０Ｂ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。
【０１３０】
ただし、図３０Ａ及び図３０Ｂ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。
【０１３１】
図２９Ａ、図２９Ｂ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３１及び図３２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。
【０１３２】
図３１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３２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。
【０１３３】
＜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４Ａ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。
【０１３４】
例えば、図３３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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
＜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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
図３４Ａ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３４Ｂ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。
【０１４１】
図３５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。
【０１４２】
図３６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。
【０１４３】
図３７Ａから図３７Ｇ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３７Ａは開いた状態での正面図、図３７Ｂはその側面図、図３７Ｃは閉じた状態での正面図、図３７Ｄは左側面図、図３７Ｅは右側面図、図３７Ｆは上面図、図３７Ｇは下面図である。
【０１４４】
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。
【０１４５】
図３８は、本開示が適用される情報携帯端末を示す正面図である。本開示が適用される電子機器の一例である情報携帯端末は、携帯型コンピュータ、多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォン、タブレット端末と呼ばれることもある。この情報携帯端末は、例えば筐体５６１の表面に表示部５６２を有している。この表示部５６２は、本実施形態に係る半透過型液晶表示装置である。
【０１４６】
＜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層と、
前記反射電極よりも前記透明電極側に設けられ、複数の色のフィルタを備え、各色のフィルタが前記画素に対応して配置されたカラーフィルタと、
を有し、
前記第１基板は、第１方向に延在し、前記カラーフィルタの異なる色のフィルタの境界と重なる前記反射電極の画素間の第１空間と、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第１空間よりも透過率が高い前記反射電極の画素間の第２空間と、が形成され、
前記第１空間の全域に配置された遮光部材を備え、
前記反射電極を用いて反射表示を行い、
前記遮光部材が配置されていな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
半透過型液晶表示装置。
（２）前記第２方向は、前記第１方向に直交する方向である前記（１）に記載の半透過型液晶表示装置。
（３）前記カラーフィルタは、前記第１空間と重なる領域で異なる色のフィルタ同士が重なりオーバーラップしている前記（１）または前記（２）に記載の半透過型液晶表示装置。
（４）前記遮光部材は、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る前記（１）から前記（３）のいずれか１つに記載の半透過型液晶表示装置。
（５）前記第１基板は、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が形成され、
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（４）に記載の半透過型液晶表示装置。
（６）前記画素は、メモリ機能を有し、
前記遮光部材は、前記反射電極と前記メモリ機能の回路の一部とを接続する中間配線が形成された中間配線層に前記中間配線と同じ材料で形成されている前記（１）から前記（３）のいずれか１つに記載の半透過型液晶表示装置。
（７）前記画素は、データを格納するメモリ部を有する前記（６）に記載の半透過型液晶表示装置。
（８）前記画素は、メモリ性液晶を用いている前記（６）又は前記（７）に記載の半透過型液晶表示装置。
（９）前記液晶層は、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前記（１）から前記（８）のいずれか１つに記載の半透過型液晶表示装置。
（１０）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度以下、０度以上４５度以下、−１８０度以上−１３５度以下又は１３５度以上１８０度以下の範囲の角度を有する前記（１）から前記（９）のいずれか１つに記載の半透過型液晶表示装置。
（１１）前記（１）から前記（１０）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。
【０１４７】
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】
【０１４８】
１、１ａ、１ｂ  半透過型液晶表示装置
５、５Ｍ  単位画素
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
７１  走査回路
８０  遮光部材
５０１  副副画素
５７１、５７２  インバータ
ＯＬ  オーバーラップ部
【図１】
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【図２Ａ】
0005894560.tif 000003
【図２Ｂ】
0005894560.tif 000004
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
0005894560.tif 000007
【図２Ｆ】
0005894560.tif 000008
【図３Ａ】
0005894560.tif 000009
【図３Ｂ】
0005894560.tif 000010
【図４Ａ】
0005894560.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0005894560.tif 000014
【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005894560.tif 000018
【図９】
0005894560.tif 000019
【図１０】
0005894560.tif 000020
【図１１Ａ】
0005894560.tif 000021
【図１１Ｂ】
0005894560.tif 000022
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005894560.tif 000026
【図１６】
0005894560.tif 000027
【図１７】
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【図１８】
0005894560.tif 000029
【図１９】
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【図２０】
0005894560.tif 000031
【図２１】
0005894560.tif 000032
【図２２】
0005894560.tif 000033
【図２３Ａ】
0005894560.tif 000034
【図２３Ｂ】
0005894560.tif 000035
【図２３Ｃ】
0005894560.tif 000036
【図２４Ａ】
0005894560.tif 000037
【図２４Ｂ】
0005894560.tif 000038
【図２５Ａ】
0005894560.tif 000039
【図２５Ｂ】
0005894560.tif 000040
【図２６】
0005894560.tif 000041
【図２７】
0005894560.tif 000042
【図２８】
0005894560.tif 000043
【図２９Ａ】
0005894560.tif 000044
【図２９Ｂ】
0005894560.tif 000045
【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
0005894560.tif 000048
【図３２】
0005894560.tif 000049
【図３３】
0005894560.tif 000050
【図３４Ａ】
0005894560.tif 000051
【図３４Ｂ】
0005894560.tif 000052
【図３５】
0005894560.tif 000053
【図３６】
0005894560.tif 000054
【図３７Ａ】
0005894560.tif 000055
【図３７Ｂ】
0005894560.tif 000056
【図３７Ｃ】
0005894560.tif 000057
【図３７Ｄ】
0005894560.tif 000058
【図３７Ｅ】
0005894560.tif 000059
【図３７Ｆ】
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【図３７Ｇ】
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【図３８】
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