(57)【要約】【課題】マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を提供する。【解決手段】互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、第一基板及び第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、第一基板は、第一電極と、画素領域内において第一電極と平行に対向して配置された第二電極とを有し、液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、第一電極及び第二電極間に生じる電界によって駆動され、ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、第一基板及び第二基板面に対して垂直に配向し、反射領域における液晶層の厚みは、透過領域における液晶層の厚みと実質的に同じであり、反射領域における第一電極及び第二電極の間隔は、透過領域における第一電極及び第二電極の間隔と異なる液晶表示装置である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、該第一基板及び該第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、
該第一基板は、第一電極と、該画素領域内において該第一電極と平行に対向して配置された第二電極とを有し、
該液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、該第一電極及び該第二電極間に生じる電界によって駆動され、
該ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、該第一基板及び該第二基板面に対して垂直に配向し、
該反射領域における該液晶層の厚みは、該透過領域における該液晶層の厚みと実質的に同じであり、
該反射領域における該第一電極及び該第二電極の間隔は、該透過領域における該第一電極及び該第二電極の間隔と異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記反射領域における前記第一電極及び前記第二電極の間隔は、前記透過領域における前記第一電極及び前記第二電極の間隔よりも広いことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一電極及び前記第二電極の幅は、前記透過領域及び前記反射領域において実質的に同じであることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一電極及び前記第二電極は、櫛歯電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、トランスバース  ベンド  アライメント（ＴＢＡ；Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示に好適に用いられる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、モニター、プロジェクタ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器に幅広く利用されている。液晶表示装置の表示態様としては、例えば、反射型、透過型、反射透過両用型がある。これらのうち、屋内等の比較的暗い環境下では、主として、バックライトの光を利用した透過型の液晶表示装置が用いられ、屋外等の比較的明るい環境下では、主として、周囲の光を利用する反射型の液晶表示装置が用いられる。反射透過両用型の液晶表示装置は、透過表示及び反射表示の両方が可能であり、屋内では透過表示を主として表示を行い、屋外では反射表示を主として表示を行うことができる。したがって、反射透過両用型の液晶表示装置は、屋内外を問わずあらゆる環境下で、高品位の表示が可能であり、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ等のモバイル機器に多く搭載されている。反射透過両用型の液晶表示装置では、表示モードとして、例えば、垂直配向（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが用いられる。ＶＡモードは、印加電圧オフ時に液晶分子が基板面に垂直に配向しており、印加電圧オン時に液晶分子を倒れ込ませることで表示を行う方式である。
【０００３】
しかしながら、反射透過両用型では、反射光は液晶層を２回透過するが、透過光は液晶層を１回しか透過しないため、反射光用にセルギャップを最適設計した場合には、透過光の透過率は最適値のおよそ１／２になってしまう。これに対する解決手段としては、例えば、反射領域と透過領域とでセルギャップを異ならせるマルチギャップ構造を形成し、反射領域での液晶層の厚さを小さくする方法が開発されている。しかしながら、この方法では、基板上に凹凸構造を設ける必要があるため、構造が複雑となり、また製造工程において高精度が要求される。
【０００４】
ところで液晶表示装置では、ＶＡモードの他に、ＩＰＳモードやＦＦＳモードが知られている。ＩＰＳモードやＦＦＳモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、液晶分子を基板面内で回転させて表示を行う方式である。ＩＰＳモードについても反射透過両用型の液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
また、横電界の液晶モードとしては、ＴＢＡモードが知られている（例えば、特許文献３〜９参照。）。ＴＢＡモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、垂直配向した液晶分子を水平方向にベンド状に配向させて表示を行う方式である。しかしながら、ＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置は開示されていない。
【特許文献１】特開２００７−４１２６号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／００１５０７号パンフレット
【特許文献３】特開昭５７−６１８号公報
【特許文献４】特開平１０−１８６３５１号公報
【特許文献５】特開平１０−３３３１７１号公報
【特許文献６】特開平１１−２４０６８号公報
【特許文献７】特開２０００−２７５６８２号公報
【特許文献８】特開２００２−５５３５７号公報
【特許文献９】特開２００１−１５９７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置について種々検討したところ、液晶駆動用の電極対に着目した。そして、同一基板上に互いに平行に対向して配置された第一電極及び第二電極について、透過領域と反射領域とにおける間隔を異ならせることにより、マルチギャップ構造を設けることなくＴＢＡモードにおいて反射表示及び透過表示が可能になることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、上記第一基板は、第一電極と、上記画素領域内において上記第一電極と平行に対向して配置された第二電極とを有し、上記液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、上記第一電極及び上記第二電極間に生じる電界によって駆動され、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記第一基板及び上記第二基板面に対して垂直に配向し、上記反射領域における上記液晶層の厚みは、上記透過領域における上記液晶層の厚みと実質的に同じであり、上記反射領域における上記第一電極及び上記第二電極の間隔は、上記透過領域における上記第一電極及び上記第二電極の間隔と異なる液晶表示装置である。
【０００９】
本発明によれば、反射領域における第一電極及び第二電極の間隔が透過領域における第一電極及び第二電極の間隔と異なることから、反射領域の液晶層に発生する電界強度と、透過領域の液晶層に発生する電界強度とを別個に調整することができる。したがって、反射領域と透過領域とでセルギャップが同じであったとしても、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、液晶層の位相差（リタデーション）を、透過領域に比べて、反射領域において小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２に設定することができる。その結果、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。
【００１０】
なお、「平行」とは、完全に平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できるものを含む。また、平行となるように第一電極及び第二電極が設計及び形成された場合に達成しうる程度に平行であってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１１】
また、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含む。また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１２】
なお、「実質的に同じ」とは、完全に同じであることが好ましいが、必ずしも厳密に同じである必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に同じと同視できるものを含む。また、同じとなるように第一基板、第二基板及び液晶層が設計及び形成された場合に達成しうる程度に同じであってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
【００１４】
上記反射領域における上記第一電極及び上記第二電極の間隔は、上記透過領域における上記第一電極及び上記第二電極の間隔よりも広いことが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域の液晶層に発生する電界強度を透過領域の液晶層に発生する電界強度よりも小さくすることができるので、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１５】
上記第一電極及び上記第二電極の幅は、上記透過領域及び上記反射領域において実質的に同じであることが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションをより容易に変化させることができるので、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１６】
なお、「実質的に同じ」とは、完全に同じであることが好ましいが、必ずしも厳密に同じである必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に同じと同視できるものを含む。また、同じとなるように第一電極及び第二電極が設計及び形成された場合に達成しうる程度に同じであってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１７】
上記第一電極及び上記第二電極は、櫛歯電極であることが好ましい。これにより、第一電極と第二電極との間に、横電界を高密度に形成することができ、液晶層をより高精度に制御することが可能となる。
【００１８】
上記画素は、表示画像を構成する最小単位である。また、カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素は、通常、複数色（例えば３色）の絵素（単色の領域）から構成される領域である。したがって、本発明の液晶表示装置をカラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用する場合には、上記画素は、絵素であることが好ましい。
【００１９】
本発明の液晶表示装置は、上記構成を有する限り、その制御方式（液晶モード）は特に限定されないが、なかでも上述のＴＢＡモードが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態の液晶表示装置は、液晶層に対して基板面方向の電界（横電界）を作用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＴＢＡ方式と呼ばれる方式を採用した反射透過両用型の液晶表示装置である。
図１（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸との配置関係を示す概念図である。図２は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図１中のＸ−Ｙ線における断面を示す。
【００２３】
本実施形態の液晶表示装置の表示エリア（画像表示領域）を構成するマトリクス状に形成された複数の絵素（サブ画素）領域にはそれぞれ、画素電極２０と画素電極２０をスイッチング制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２６とが形成されている。また、ソースドライバ（データ線駆動回路）から延びる複数のソースバスライン１６に各ＴＦＴ２６のソースが電気的に接続されている。ソースドライバは、画像信号を複数のソースバスライン１６を介して絵素各々に対して供給する。更に、各絵素領域には、共通電極２１が形成されており、各絵素には共通のコモン信号が供給される。
【００２４】
ゲートドライバ（走査線駆動回路）から延びる複数のゲートバスライン１２が各ＴＦＴ２６のゲートとして機能している。また、ゲートドライバから所定のタイミングで複数のゲートバスライン１２にパルス的に供給される走査信号が、この順に線順次で各ＴＦＴ２６に印加される。各画素電極２０は、各ＴＦＴ２６のドレイン（ドレイン配線１８）に電気的に接続されている。走査信号の入力により一定期間だけオン状態とされたＴＦＴ２６に接続された画素電極２０には、ソースバスライン１６から供給される画像信号が所定のタイミングで印加される。
【００２５】
液晶層に書き込まれた所定レベルの画像信号は、画像信号が印加された画素電極２０と、この画素電極２０に対向する共通電極２１との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、これらの画素電極２０及び共通電極２１間に形成される液晶容量と並列に保持容量が形成される。保持容量は、各絵素において、ＴＦＴ２６のドレイン配線１８とＣｓバスライン（容量保持配線）１３との間に形成される。なお、各共通電極２１は、コモン電圧発生回路に接続されるとともに、所定の電位に設定されている。
【００２６】
続いて、本実施形態の液晶表示装置の詳細な構成について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００の背面側に設けられたバックライトユニット（図示せず）とを備える。液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。
【００２７】
対向基板５０は、無色透明な絶縁基板５１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、各絵素間を遮光するブラックマトリクス（ＢＭ）層（図示せず）と、各絵素に対応して設けられた複数の色層（カラーフィルタ、図示せず）と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜５５とを有する。ＢＭ層は、Ｃｒ等の不透明な金属、炭素を含有するアクリル樹脂等の不透明な有機膜等から形成され、絵素領域の周囲、すなわち、後述するゲートバスライン１２及びソースバスライン１６に対応する領域に形成されている。一方、色層は、カラー表示を行うために用いられるものであり、顔料を含有するアクリル樹脂等の透明な有機膜等から形成され、主として、絵素領域に形成されている。
【００２８】
このように、本実施形態の液晶表示装置は、対向基板５０上に色層を具備するカラー液晶表示装置（カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置）であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個の絵素から１個の画素が構成される。なお、各画素を構成する絵素の色の種類及び数は特に限定されず、適宜設定することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置において、各画素は、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローの３色の絵素から構成されてもよいし、４色以上の絵素から構成されてもよい。
【００２９】
一方、アクティブマトリクス基板１０は、無色透明な絶縁基板１１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、走査信号を伝達する複数のゲートバスライン１２と、複数のＣｓバスライン１３と、複数の反射層２８と、画像信号を伝達する複数のソースバスライン１６と、スイッチング素子であり、各絵素に１つずつ設けられた複数のＴＦＴ２６と、各ＴＦＴ２６に接続されたドレイン配線１８と、各絵素に別個に設けられた複数の画素電極２０と、各絵素に共通に設けられた共通電極２１と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜２５とを有する。
【００３０】
垂直配向膜２５、５５はそれぞれ、ポリイミド等の公知の配向膜材料から塗布形成される。垂直配向膜は、通常、ラビング処理されないが、電圧無印加時に、液晶分子を膜表面に対して略垂直に配向することができる。
【００３１】
各ゲートバスライン１２は、液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に互いに平行に延設されており、各ソースバスライン１６は、各ゲートバスライン１２に直交する方向、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に延設されている。各Ｃｓバスライン１３は、各ゲートバスライン１２に平行に、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に延設されている。このように、各ゲートバスライン１２及び各Ｃｓバスライン１３は、互いに交互、かつ平行に配置される。本実施形態において、各絵素領域は、概略、これら各ゲートバスライン１２及び各ソースバスライン１６で囲まれた領域として規定され、マトリクス状に配置されている。
【００３２】
次に、主に１つの絵素に着目して本実施形態の構成について詳細に説明する。
Ｃｓバスライン１３は、各絵素領域の中心付近を通るように配置されており、Ｃｓバスライン１３で区切られた絵素領域の略半分の領域に、高反射率の反射層２８が設けられている。このように、反射層２８が設けられた絵素領域の略半分の領域が、反射表示を行う反射領域Ｒとなり、反射層２８が設けられていない絵素領域の残りの略半分の領域が、透過表示を行う透過領域Ｔとなる。反射層２８は、アルミニウム、銀等の光反射性の金属膜をパターン形成したものである。反射層２８は、その表面に凹凸が形成されて光散乱性が付与されることが好ましく、これにより、反射表示における視認性を向上させることができる。なお、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの面積比は、所望の表示特性に応じて適宜設定することができる。
【００３３】
画素電極２０は、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム、クロム等の金属膜等から形成される。液晶表示パネル１００を平面視したときの画素電極２０の形状は、櫛歯状である。より具体的には、画素電極２０は、Ｃｓバスライン１３に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２０ａと、幹部２０ａに接続され、かつ透過領域Ｔ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｂと、幹部２０ａに接続され、かつ反射領域Ｒ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｃとを有する。枝部２０ｂ及び枝部２０ｃはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。
【００３４】
共通電極２１もまた、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム等の金属膜等から形成されるとともに、平面視櫛歯形状を有する。より具体的には、共通電極２１は、ゲートバスライン１２及びソースバスライン１６に平面的に重なるように配された格子状の幹部２１ａと、幹部２１ａに接続され、かつ透過領域Ｔに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２１ｂと、幹部２１ａに接続され、かつ反射領域Ｒに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２１ｃとを有する。枝部２１ｂ及び枝部２１ｃはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。
【００３５】
このように、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２１の枝部２１ｃとはそれぞれ、互いに相補的な平面形状を有するとともに、ある一定の間隔を有して互い違いに配置されている。すわなち、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２１の枝部２１ｃとはそれぞれ、同一の平面内において互いに平行に対峙して配置されている。更に言い換えると、櫛歯状の画素電極２０と櫛歯状の共通電極２１とは、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒそれぞれにおいて、互いに櫛歯が噛み合う方向に対向配置されている。これにより、画素電極２０と共通電極２１との間に、横電界を高密度に形成することができ、液晶層３０をより高精度に制御することが可能となる。
【００３６】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅（短手方向の長さ）と、共通電極２１の枝部２１ｂ及び枝部２１ｃの幅（短手方向の長さ）とは、全て実質的に同じである。透過率を大きくする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１の幅（画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃと、共通電極２１の枝部２１ｂ及び枝部２１ｃとの幅）は、できるだけ細いことが好ましく、現在のプロセスルールでは、例えば、１．０〜４．０μｍ程度に設定すればよい。
【００３７】
一方、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２１ｂの間隔よりも広い。より具体的には、後述するように、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２にする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１の幅が同じ場合には、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２１ｂの間隔の１．１〜２．０倍（より好適には１．３〜１．８倍）であることが好ましい。
【００３８】
ＴＦＴ２６は、ゲートバスライン１２及びソースバスライン１６の交差部近傍に設けられており、ゲートバスライン１２の平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜から形成される半導体層１５と、半導体層１５と一部平面的に重なって形成されたソース配線１７、及びドレイン配線１８とを備えている。ゲートバスライン１２は、半導体層１５と平面的に重なる位置でＴＦＴ２６のゲート電極として機能する。このように、ＴＦＴ２６は、ドレイン配線１８及びソース配線１７を分離する際に、半導体層１５をも多少エッチングするような製法で製造されたチャネルエッチタイプであり、かつ、ゲート電極としても機能するゲートバスライン１２がドレイン配線１８及びソース配線１７よりも下方（絶縁基板１１側）に設けられた逆スタガタイプである。
【００３９】
ソース配線１７は、ソースバスライン１６から分岐されて半導体層１５に延びる平面視略Ｌ字状の配線であり、ソースバスライン１６及びＴＦＴ２６を接続する。一方、ドレイン配線１８は、半導体層１５から伸び、平面視略Ｌ字状を有する配線であり、画素電極２０に接続されるとともに、保持容量を形成する。より詳細には、ドレイン配線１８は、ＴＦＴ２６とは反対側の端部（Ｌ字の先端部）に平面視略矩形状の保持容量部２２を有し、保持容量部２２は、Ｃｓバスライン１３と平面的に重なって形成される。そして、保持容量部２２とＣｓバスライン１とが平面的に重なる領域に、これら保持容量部２２及びＣｓバスライン１３を電極とする保持容量が形成されている。また、保持容量部２２は、画素電極２０の幹部２０ａと平面的に重なって配置されるとともに、同位置に設けられたコンタクトホール２７を介して画素電極２０の幹部２０ａと電気的に接続されている。
【００４０】
以下、液晶表示パネル１００の断面構造について詳細に説明する。
液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向して配置された対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。アクティブマトリクス基板１０の外面側（液晶層３０と反対側）には、位相差板４４と偏光板４２とがこの順に積層されており、対向基板５０の外面側には、位相差板４３と偏光板４１とがこの順に積層されている。位相差板４３は、透過光に対して略＋１／４波長の位相差を付与する＋λ／４位相差板である。位相差板４４は、透過光に対して略−１／４波長の位相差を付与する−λ／４位相差板である。位相差板４３、４４を設けることで、反射表示及び透過表示の表示特性を例えばノーマリブラックに揃えることができるので、デバイス構造や信号処理構成に特別な構成を採用することなく広視角のコントラスト特性を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、２枚の位相差板４３、４４を用いる代わりに、対向基板５０側に略＋１／４又は−１／４波長の位相差を付与する位相差層を反射領域Ｒのみに選択的に形成してもよい。また、本実施形態の液晶表示装置は、位相差板４３、４４以外の位相差板や視野角補償フィルムを有してもよい。
【００４２】
アクティブマトリクス基板１０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板１１を基体として有し、絶縁基板１１の内面側（液晶層３０側）には、アルミニウム、銀等の金属膜から形成された反射層２８が絵素領域内に部分的に配置されている。反射層２８を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成された層間絶縁膜２３が配置されている。層間絶縁膜２３上には、アルミニウム等の金属膜から形成されたゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３が配置されており、更に、ゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成されたゲート絶縁膜１４が配置されている。
【００４３】
なお、Ｃｓバスライン１３を高反射率の材料を用いて反射領域Ｒをカバーするように幅広に形成すれば、Ｃｓバスライン１３を反射層２８として用いることもでき、製造工程の簡略化が可能となる。
【００４４】
ゲート絶縁膜１４上には、アモルファスシリコンの半導体層１５が形成されており、半導体層１５に一部乗り上げるようにしてアルミニウム等の金属膜から形成されたソース配線１７と、ドレイン配線１８とが設けられている。ソース配線１７は、図１に示したように、ソースバスライン１６と一体に形成されている。
【００４５】
半導体層１５、ソース配線１７、ソースバスライン１６、及びドレイン配線１８を覆うように、酸化シリコン等から形成された層間絶縁膜１９が配置されている。層間絶縁膜１９上には、感光性アクリル樹脂等の透明絶縁材料から形成された平坦化膜２４が配置されており、この平坦化膜２４の表面に、ＩＴＯ等の透明導電材料やアルミニウム等の金属膜から形成された画素電極２０及び共通電極２１が配置されている。画素電極２０は、ドレイン配線１８上方の層間絶縁膜１９及び平坦化膜２４を貫通するコンタクトホール２７を介してドレイン配線１８に電気的に接続される。このように、画素電極２０は、コンタクトホール２７内に一部埋没されることによって、ドレイン配線１８に電気的に接続される。そして、画素電極２０及び共通電極２１を覆ってポリイミド等の垂直配向膜２５が形成されている。
【００４６】
一方、対向基板５０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板５１を基体として有し、絶縁基板５１の内面側（液晶層３０側）には、上述のように、ＢＭ層及び色層が設けられている。そして、ＢＭ層及び色層を覆ってポリイミド等の垂直配向膜５５が形成されている。なお、色層は、絵素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されていることが好ましい。具体例を挙げると、透過領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きい構成を採用することができる。これにより、色層を表示光が１回のみ透過する透過領域Ｔと、２回透過する反射領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００４７】
また、ＢＭ層及び色層の液晶層３０側には、これらの構成の段差を平坦化するために、更に透明樹脂材料等から形成された平坦化膜（アンダーコート膜）を積層することが好ましい。これにより、対向基板５０表面を平坦化して液晶層３０の厚さを均一化することができ、絵素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
【００４８】
アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０は、プラスチックビーズ等のスペーサを介して、表示領域を取り囲むように設けられたシール剤によって貼り合わされている。そして、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の間の空隙には、光学変調層を構成する表示用媒体として液晶材料が封入されることにより液晶層３０が形成されている。
【００４９】
液晶層３０は、正の誘電異方性を有するネマチック液晶材料（ｐ型ネマチック液晶材料）を含む。ｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子は、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の垂直配向膜２５、５５の配向規制力により、電圧無印加時（画素電極２０及び共通電極２１による電界が生じていない時）に、ホメオトロピック配向を示す。より具体的には、垂直配向膜２５、５５近傍のｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子の長軸は、電圧無印加時に、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０それぞれに対して８８°以上（より好適には９９°以上）のなす角を有する。また、液晶層３０は、透過領域Ｔは反射領域Ｒとで実質的に同じ厚みに設定されている。すなわち、液晶表示パネル１００は、シングルセルギャップを有する。
【００５０】
本実施形態の液晶表示装置における各光学軸の配置は、図１（ｂ）に示すようなものとなっており、アクティブマトリクス基板１０側の偏光板４１の透過軸４１ｔと、対向基板５０側の偏光板４２の透過軸４２ｔとはともに、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃと、共通電極２１の枝部２１ｂ及び枝部２１ｃとに対して、４５°のなす角を有して配置され、透過軸４１ｔ及び透過軸４２ｔは、液晶表示パネル１００を正面視したときに、斜め４５°方向にクロスニコルに配置されている。また、位相差板４３の遅相軸４３ｓと、位相差板４４の遅相軸４４ｓともともに、液晶表示パネル１００を正面視したときに、上下左右方向にクロスニコルに配置されているが、位相差板４３の遅相軸４３ｓと、位相差板４４の遅相軸４４ｓとは、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃと、共通電極２１の枝部２１ｂ及び枝部２１ｃとに対して平行に配置されている。すなわち、位相差板４３、４４の遅相軸４３ｓ、４４ｓと、偏光板４１、４２の透過軸４１ｔ、４２ｔとは、４５°のなす角を有して配置される。
【００５１】
上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置は、ＴＦＴ２６を介して画素電極２０に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極２０と共通電極２１との間に基板面方向の電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動し、各絵素の透過率及び反射率を変化させて画像表示を行う。
【００５２】
より詳細には、本実施形態の液晶表示装置は、電界の印加により、液晶層内に電界強度の分布を形成することによって生じる液晶分子の配列の歪みを利用して液晶層のリタデーションを変化させる。更に詳細には、液晶層の初期配向状態は、ホメオトロピック配向であり、櫛歯状の画素電極２０及び共通電極２１に電圧を印加し、液晶層内に横電界を発生させることによって、ベンド状の電界が形成される。その結果、図３に示すように、互いのダイレクタ方向が１８０°異なる２つのドメインが形成されるとともに、各ドメイン内において、ネマチック液晶材料の液晶分子がベンド状の液晶配列（ベンド配向）を示す。
【００５３】
このように本実施形態の液晶表示装置は、ＴＢＡモードの液晶表示装置であり、画素電極２０及び共通電極２１の幅及び間隔を変更することにより、様々な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を得ることができる。図２２及び２３はそれぞれ、比較形態１及び２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。比較形態１の液晶表示パネルは、図２２に示すように、反射層を有さないことと、画素電極及び共通電極のレイアウトが異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。比較形態２の液晶表示パネルは、図２３に示すように、反射層を有さないことと、画素電極、共通電極及びドレイン配線のレイアウトが異なることと、コンタクトホールの配置場所が異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。また、比較形態１及び２の液晶表示パネルでは、画素電極及び共通電極の幅が絵素領域内で一定であり、画素電極及び共通電極の間隔が絵素領域内で一定である。比較形態１の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）も、４μｍである。一方、比較形態２の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）は、１２μｍである。
【００５４】
図２４に、比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。なお、図２４には、反射表示に理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性も示す。この結果、印加電圧＝５．２Ｖ付近で、比較形態２の液晶表示パネルの透過率は、比較形態１の液晶表示パネルの透過率の略１／２になる。すなわち比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層の位相差（リタデーション）を比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層のリタデーションの略１／２に設定できることがわかる。このように、ＴＢＡモードの液晶表示装置では、画素電極及び共通電極の幅及び間隔を適宜調整することによって、種々のＴ−Ｖ特性が得られる。
【００５５】
それに対して、本実施形態の液晶表示装置においては、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ｃ及び枝部２１ｃの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２１ｂの間隔よりも広く設定されている。これにより、反射領域Ｒの液晶層３０に発生する電界強度は、透過領域Ｔの液晶層３０に発生する電界強度よりも小さくなる。したがって、反射領域Ｒと透過領域Ｔとでセルギャップが同じであっても、液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔに比べて、反射領域Ｒにおいて小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２に設定することができる。その結果、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。このように、本実形態の液晶表示装置において、透過領域Ｔの液晶層３０のリタデーションは、λ／２に設定され、反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションは、λ／４に設定されている。
【００５６】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅と、共通電極２１の枝部２１ｂ及び枝部２１ｃの幅は、全て実質的に同じであることから、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションをより容易に変化させることができる。したがって、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００５７】
ここで、本実施形態の液晶表示装置の表示動作について説明する。図４は、実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時（黒表示時）を示し、（ｂ）は、電圧印加時（白表示時）を示す。
【００５８】
図４（ａ）及び（ｂ）には、反射表示（反射領域Ｒ）における動作説明図（図示右側）と、透過表示（透過領域Ｔ）における動作説明図（図示左側）とが示されている。反射表示における動作説明図は、図示上方から入射した外光が図示下側へ進行して反射層に達し、反射層で反射されて図示上側へ戻り表示光となる様子を示しており、透過表示における動作説明図は、図示下方から入射した照明光が図示上側へ進行して表示光となる様子を示している。
【００５９】
まず、図４左側の透過表示（透過モード）について説明する。
本実施形態の液晶表示装置において、バックライトから射出された光は、偏光板４２を透過することで偏光板４２の透過軸４２ｔに平行な直線偏光に変換されて位相差板４４に入射する。位相差板４４は、自身を透過する光に−１／４波長の位相差を付与する−λ／４位相差板であるから、偏光板４２を透過した直線偏光は、左回りの円偏光に変換されて位相差板４４から射出され、液晶層３０に入射する。そして、液晶層３０がオフ状態（非選択状態）であれば、入射光（左回りの円偏光）は入射時と同一の偏光状態で液晶層３０から射出されて位相差板４３に入射する。位相差板４３は、自身を透過する光に＋１／４波長の位相差を付与する＋λ／４位相差板であるから、位相差板４３を透過した左回りの円偏光は、偏光板４２の透過軸４２ｔに平行な直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。この偏光板４１に到達した直線偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔと直交する向きの直線偏光であるから、偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、オフ状態（非選択状態）の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、−λ／４（位相差板４４）＋０（透過領域Ｔの液晶層３０）＋λ／４（位相差板４３）＝０となることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において黒表示が可能となる。
【００６０】
一方、液晶層３０がオン状態（選択状態）であれば、液晶層３０に入射した左回りの円偏光は、液晶層３０により所定の位相差（λ／２）を付与され、右回りの円偏光に変換されて液晶層３０から射出され、位相差板４３に入射する。位相差板４３を透過した右回りの円偏光は、偏光板４２の透過軸４２ｔに直交する直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。この直線偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔと平行な偏光方向を有することから、偏光板４１を透過して視認され、当該サブ画素は白表示となる。このように、オン状態（選択状態）の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、−λ／４（位相差板４４）＋λ／２（透過領域Ｔの液晶層３０）＋λ／４（位相差板４２）＝λ／２となることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において白表示が可能となる。
【００６１】
次に、図４右側の反射表示について説明する。
反射表示において、偏光板４１の上方（外側）から入射した光は、偏光板４１を透過することで偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光に変換されて位相差板４３に入射する。位相差板４３は、自身を透過する光に＋１／４波長の位相差を付与する＋λ／４位相差板であるから、偏光板４１を透過した直線偏光は、右回りの円偏光に変換されて位相差板４３から射出され、液晶層３０に入射する。そして、液晶層３０がオフ状態（非選択状態）であれば、入射光（右回りの円偏光）は入射時と同一の偏光状態で液晶層３０から射出されて反射板（図示せず）に到達し、反射されるが、その際に偏光板４１側から見た回転方向が反転し、左回りの円偏光となって液晶層３０に再度入射する。そして、液晶層３０がオフ状態（非選択状態）であるので、入射光（左回りの円偏光）は入射時と同一の偏光状態で液晶層３０から射出されて位相差板４３に入射する。位相差板４３は、＋λ／４位相差板であるから、位相差板４３を透過した左回りの円偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔに直交する直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。そして、この直線偏光が偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、オフ状態（非選択状態）の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、λ／４（位相差板４３）＋０（反射領域Ｒの液晶層３０）＋λ／４（位相差板４３）＝λ／２となることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において黒表示が可能となる。
【００６２】
一方、液晶層３０がオン状態（選択状態）であれば、入射光（右回りの円偏光）は、液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を付与されて偏光板４１の透過軸４１ｔに直交する直線偏光に変換される。本実施形態の場合、反射領域Ｒにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔が、透過領域Ｔにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔よりも大きく設定され、反射領域Ｒにおける液晶層３０の位相差が透過領域Ｔにおける位相差の略半分に設定されている。したがって、上述の通り、液晶層３０を透過することで円偏光が直線偏光に変換される。
【００６３】
直線偏光となって液晶層３０から射出された光は反射層により反射され、液晶層３０に再度入射する。その後、液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を再び付与されて右回りの円偏光に変換されて液晶層３０から射出される。液晶層３０から射出された右回りの円偏光は、位相差板４３に入射し、＋１／４波長の位相差を付与されて、偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。この直線偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔと平行な偏光方向を有することから、偏光板４１を透過して視認され、当該サブ画素は白表示となる。このように、オン状態（選択状態）の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、＋λ／４（位相差板４３）＋λ／２（反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションλ／４の２倍）＋λ／４（位相差板４３）＝λとなることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において白表示が可能となる。
【００６４】
本実施形態の液晶表示装置では、反射領域Ｒにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔が、透過領域Ｔにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔よりも大きく設定され、反射領域Ｒにおける液晶層３０の位相差を透過領域Ｔにおける位相差の略１／２としている。したがって、液晶層３０を２回透過した光を表示光に用いる反射表示と、液晶層３０を１回のみ透過した光を表示光に用いる透過表示とで、表示光に付与される実質的な位相差に差が生じないようにすることができる。
【００６５】
次に、本実施形態の液晶表示装置に関するシミュレーション測定を行った結果について説明する。
【００６６】
まず、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と比べたときの本実施形態の液晶表示装置のメリットについて説明する。一般的に、直交偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（１）で規定される。
【００６７】
【数１】
2011149966.tif 000003
【００６８】
なお、式（１）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。
【００６９】
液晶表示パネルの透過率を上げようとする場合、λ＝５５０〜６５０ｎｍの透過光強度が大きくなるようにｄ・Δｎ値は設定される。しかしながら、液晶には光の波長分散性があるため、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）において、通常、液晶は光を均一に透過しない。
【００７０】
ここで、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードについて、異なる波長に対する透過率をシミュレーション測定した結果に説明する。図５は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。一方、図６は、シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【００７１】
なお、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードともに、シミュレーションには、図７に示す液晶セルを用いた。図７は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。また、図８は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。シミュレーションに用いた液晶セルは、図７に示すように、互いに平行に対向して設けられた、平面視矩形状の電極６１、６２を有するＴＦＴ基板１０と、対向基板５０と、ＴＦＴ基板１０及び対向基板５０間に狭持された液晶層３０とを備える。偏光子は、クロスニコル配置に設定した。電極６１、６２の幅（Ｌ）は、小さい方が透過率を稼げることから、現行プロセスでの最小値である１．５μｍに設定した。また、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）は、７．５μｍとした。すなわち、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍに設定した。また、液晶層の誘電率異方性（Δε）は、２０に設定した。また、Ｉ０＝１、θ＝４５°に設定した。また、シミュレーションは、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍの波長に対して行った。なお、特に断りがない限り、以下に示す他のシミュレーションについても、これと同様の条件で行った。
【００７２】
その結果、ＩＰＳモードでは、ｄ・Δｎ値を３１８ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、５４７から５５３に増加し、確かに明るくはなるが、図６（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率が、他の波長の透過率に比べて著しく小さくなっている。したがって、ＩＰＳモードでは、青色の抜けの悪い、色温度の低い白表示が得られやすくなってしまう。なお、ＶＡモードでもＩＰＳモードと同様の傾向を示す。
【００７３】
一方、ＴＢＡモードでは、ｄ・Δｎ値を４４７ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、４５１から４５９に増加し、明るくなる。また、図５（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みも小さい。したがって、ＴＢＡモードでは、青色の抜けのよい、色温度の高い白表示を容易に得ることができる。
【００７４】
このように、ｄ・Δｎ値を大きくすることによって高透過率化しようとした場合、ＴＢＡモードは、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）の透過光強度を、ＩＰＳモードよりも均一に大きくすることができる。
【００７５】
また、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を調整することにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。図９は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。ただし、図９（ａ）及び（ｂ）ともに、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍの場合の結果を示す。
【００７６】
電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を大きくすると、図５及び９を比較すればわかるように、電界強度は弱くなるので、Ｔ−Ｖ特性は、高電圧側にシフトする。また、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍの場合に比べて、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みをより小さくすることができる。このように、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を広くすることにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。
【００７７】
以上の結果から、現行のＶＡモード（例えば、対向基板に設けられた突起を中心として放射線状液晶分子が配向するＡＳＶモード）の反射透過両用型の液晶表示装置と同じドライバを使用する場合、透過領域Ｔにおける理想的なＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／７．５〜１０μｍである。それに対して、応答速度を重視する場合には、透過領域ＴにおけるＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／４〜７．５μｍに設定することが好ましい。ただし、この場合は、現行のＶＡモードとは異なるドライバを使用する必要がある。
【００７８】
次に、本実施形態の液晶表示装置の反射表示特性について説明する。一般的に、平行偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（２）で規定される。すなわち、反射光強度も下記式（２）により規定されることとなる。
【００７９】
【数２】
2011149966.tif 000004
【００８０】
なお、式（２）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。このように、直交偏光子又は平行偏光子によって透過光強度は、異なる式により規定される。
【００８１】
まず、比較形態のＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で透過特性及び反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図１０に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射特性を求める場合、反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図１１に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１２に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１３は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１４は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１５は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。図１６は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図１１〜１６は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。
【００８２】
これらに示すように、透過領域と同様にＬ／Ｓを設定した場合、高電圧印加時に短波長の光が漏れてしまい、充分な反射特性が得られないことが分かった。
【００８３】
なお、電圧印加に伴って光学位相差ｄ・Δｎが各ポイントにおいて異なっていることと、透過領域と反射領域とでは直交偏光子か平行偏光子かの違いがあるため、白表示及び黒表示が透過領域と反射領域とで対称的に反転することはない。
【００８４】
次に、本実施形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図１７に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１３μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図１８に、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１９は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図２０は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図１８〜２０は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。また、図２１に、対向基板側にλ／４板を配置した場合におけるシミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【００８５】
電極６１、６２間のスペースを１０μｍから１３μｍに広げることにより、光学位相差ｄ・Δｎ及び反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性は大きく変化する。また、人の目には平均化された反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性が映るため、本実施形態の液晶表示装置によれば、図２０に示すように、短波長から長波長にかけて均一な光を認識させることができる。なお、図２０及び２１を比較すればわかるように、λ／４板の有無によって、白表示と黒表示とは逆転する。
【００８６】
以上、本実施形態の液晶表示装置によれば、ＴＢＡモードにおいて、マルチギャップ構造を設けることなく表示品位に優れた反射表示及び透過表示が可能となる。また、従来のマルチギャップ構造を有する反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に凹凸構造を設ける必要がないため、コストダウンが図ることができるとともに、透過表示におけるコントラスト特性を向上することができる。更に、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に透明電極やリブ（配向制御用突起）を設ける必要がないため、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置に比べてコストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸と位相差板の遅相軸との配置関係を示す概念図である。
【図２】実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図１中のＸ−Ｙ線における断面を示す。
【図３】実施形態１の液晶表示装置に電圧を印加した時の液晶の配向分布を示す断面模式図である。
【図４】実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時を示し、（ｂ）は、電圧印加時を示す。
【図５】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図６】シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【図７】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。
【図８】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。
【図９】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図１０】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図１１】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１２】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１３】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１４】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１５】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図１６】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図１７】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図１８】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１９】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図２０】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２１】対向基板側にλ／４板を配置した場合におけるシミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２２】比較形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２３】比較形態２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２４】比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【符号の説明】
【００８８】
１０：アクティブマトリクス基板
１１：絶縁基板
１２：ゲートバスライン
１３：Ｃｓバスライン（容量保持配線）
１４：ゲート絶縁膜
１５：半導体層
１６：ソースバスライン
１７：ソース配線
１８：ドレイン配線
１９：層間絶縁膜
２０：画素電極
２１：共通電極
２０ａ、２１ａ：幹部
２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃ：枝部
２２：保持容量部
２３：層間絶縁膜
２４：平坦化膜
２５：垂直配向膜
２６：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２７：コンタクトホール
２８：反射層
３０：液晶層
４１、４２：偏光板
４１ｔ、４２ｔ：偏光板の透過軸
４３、４４：位相差板
４３ｓ、４４ｓ：位相差板の遅相軸
５０：対向基板
５１：絶縁基板
５５：垂直配向膜
６１、６２：電極
１００：液晶表示パネル
Ｔ：透過領域
Ｒ：反射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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