(57)【要約】【課題】反転駆動により駆動される半透過型液晶表示装置にいて、反射領域と透過領域とにおける見栄えの不一致を抑制できる半透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１０は、偏光板１１側から入射した光を反射板１６で反射する反射領域２１と、ＴＦＴ基板１４側から入射するバックライト光を透過する透過領域２２とを有する。反射領域２１及び透過領域２２における液晶の駆動電圧をＶｒ、Ｖｔとし、反射領域２１における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、透過領域２２における黒電圧をＶｔ（Ｋ）とする。このとき、反射率をＲ、透過率をＴとして、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性とをほぼ一致させる。これにより、反射領域２１と透過領域２２とにおける見栄えの不一致を抑制できる。【選択図】図１
2008170652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射領域と透過領域とを有し、該反射領域及び透過領域を反転駆動により駆動する半透過型液晶表示装置において、
前記反射領域及び透過領域における液晶の駆動電圧をＶｒ、Ｖｔとし、反射領域における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、透過領域における黒電圧をＶｔ（Ｋ）として、反射率をＲ、透過率をＴとしたとき、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性とがほぼ一致することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項２】
入力画素信号に応じた第１画素信号と、前記画素信号に対して所定の階調変換を施した第２画素信号とを生成し、前記第１画素信号と各画素に共通の共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの一方の液晶を駆動し、前記第２画素信号と前記共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの他方の液晶を駆動する、請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項３】
前記階調変換では、前記反射領域及び透過領域のうちの一方における白又は黒電圧をＶ１、黒又は白電圧をＶ２としたとき、他方における白又は黒電圧がＶ１よりも高くＶ２よりも低くなるように（ただし、Ｖ１＜Ｖ２）階調変換を行う、請求項２に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項４】
所定の振幅で周期的に電圧が反転する第１共通電極信号と、該第１共通電極信号とは位相が逆位相で、かつ、該第１共通電極信号の振幅よりも振幅が大きい第２共通電極信号とを生成し、前記反射領域及び透過領域に共通の共通画素信号と、前記第１共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの一方の液晶を駆動し、前記共通画素信号と前記第２共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの他方の液晶を駆動する、請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項５】
反射領域と透過領域とを有し、該反射領域及び透過領域を反転駆動により駆動する半透過型液晶表示装置において、
前記反射領域及び透過領域における液晶の駆動電圧をＶｒ、Ｖｔとし、反射領域における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、透過領域における黒電圧をＶｔ（Ｋ）として、反射率をＲ、透過率をＴとしたとき、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性におけるＶｒ（Ｋ）近傍の反射率の傾き、及び、Ｖｒ（Ｗ）近傍の反射率の傾きと、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性におけるＶｔ（Ｋ）近傍の透過率との傾き、及び、Ｖｔ（Ｗ）近傍の透過率の傾きとがほぼ一致することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置に関し、更に詳しくは、裏面側から表示面側に光を透過して表示を行う透過領域と、表示面側からの入射した光を反射させて表示を行う反射領域とを有する半透過型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と、反射型の液晶表示装置とに大別される。一般に、透過型の液晶表示装置は、バックライト光源を有し、バックライト光源からの光の透過量を制御して画像の表示を行う。反射型の液晶表示装置は、外部からの光を反射する反射板を有し、この反射板によって反射された光を表示光源として利用し、画像の表示を行う。反射型液晶表示装置は、バックライト光源を必要としないため、透過型液晶表示装置に比して、低消費電力化や、薄型化、軽量化の面では優位である。しかし、周囲の光を表示光源とするため、周囲が暗いときには、視認性が低下するという欠点を有している。
【０００３】
透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の利点を併せ持つ液晶表示装置として、半透過型の液晶表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。半透過型液晶表示装置は、画素内に、透過領域と反射領域と有する。透過領域は、バックライト光源からの光を透過し、バックライト光源を表示光源とする。反射領域は、反射板を有しており、反射板によって反射された外部からの光を表示光源とする。半透過型液晶表示装置では、周囲が明るいときには、バックライト光源を消灯し、反射領域により画像を表示することで、低消費電力化を実現できる。また、周囲が暗いときには、バックライト光源を点灯し、透過領域により画像表示を行うことで、周囲が暗くなったときでも画像表示が可能である。
【０００４】
ここで、液晶表示装置の表示モードとしては、透過のコントラストや視野角に優れた
横方向電界モードであるＩＰＳモード(In-Plane-Switchingモード)や、ＦＦＳモード(Fringe-Field-Switchingモード)がある。ＩＰＳモードやＦＦＳモードの横方向電界モードの液晶表示装置は、同一基板上に形成された画素電極及び共通電極を有し、液晶層に横方向の電界を印加する。このため、横方向電界モードの液晶表示装置は、液晶分子を基板平行方向に回転させて画像の表示を行うことにより、ＴＮモードの液晶表示装置に比して高視野角が実現できる。
【０００５】
しかしながら、半透過型液晶表示装置において、ＩＰＳモードやＦＦＳモードといった横方向電界モードを採用する場合には、特許文献１にも記載されるように、黒表示と白表示とが反転し、通常の駆動方式において、透過領域をノーマリーブラックとすると、反射領域がノーマリーホワイトになるという問題がある。以下、この表示反転について説明する。図２０（ａ）は、半透過型液晶表示装置の断面を模式的に表しており、図２０（ｂ）は、光が、偏光板、液晶層、偏光板を出射した場合の、それぞれの領域における光の偏光状態を表している。矢印は光の偏光状態が直線偏光であることを表し、丸Ｒは右まわり円偏光、丸Ｌは左周り円偏光状態を表す。丸棒は液晶のディレクタ（分子）を表す。
【０００６】
液晶表示装置５０の各画素は、反射領域５５と透過領域５６とを有する。反射領域５５は、反射板５４の反射光を表示光源とし、透過領域５６は、図示しないバックライト光源を表示光源とする。光出射側の偏光板（第１偏光板）５１と、光入射側の偏光板（第２偏光板）５２とは、偏光軸が互いに直交するように配置される。液晶層５３では、液晶分子が、電圧無印加時の分子方向が、第２偏光板５２の偏光軸（光透過軸）から９０°ずれた方向となるように配列される。例えば、第２偏光板５２の偏光軸を０°とすると、第１偏光板５１の偏光軸は９０°に設定され、液晶層の液晶分子長軸方向は９０°に設定される。液晶層５３は、透過領域ではリタデーションΔｎｄ（Δｎは液晶分子の屈折率異方性、ｄは液晶のセルギャップを表す）がλ／２（λは光の波長、例えば緑光を基準にすればλ＝５５０ｎｍ）となるようにセルギャップが調整され、反射領域５５ではリタデーションがλ／４となるようにセルギャップが調整される。
【０００７】
まず、液晶層５３に電圧を印加しないときの動作について説明する。
＜反射領域・電圧無印加＞
反射領域、電圧無印加状態の場合の説明をする。
反射領域５５では、液晶層５３には第１偏光板５１を通過した９０°方向（縦方向）の直
線偏光が入射する。液晶層５３では液晶層に入射した直線偏光の光学軸と、液晶分子の長
軸方向が一致しているため、９０°の直線偏光のまま液晶層５３を通過し、反射板５４で
反射する。直線偏光の場合、反射しても直線偏光のままなので、９０°直線偏光のまま、
再度、液晶層５３に入射する。更に９０°直線偏光のまま液晶層５３を出射して第１偏光
板５１に入射するが、第１偏光板の偏光軸も９０°のため、第１偏光板５１を通過する。
よって、電圧を印加しない場合、白表示となる。
【０００８】
＜反射領域・電圧印加＞
反射領域、電圧印加状態の場合の説明をする。
反射領域５５では、液晶層５３には、第１偏光板５１を通過した９０°方向（縦方向）の直線偏光が入射する。液晶層５３は電圧を印加することにより、液晶層５３における液晶層の長軸方向を基板面内で０°から４５°に変化する。液晶層５３では、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが４５°ずれており、液晶のリタデーションがλ/４に設定されているため、液晶層５３に入射した縦方向の直線偏光は、右回りの円偏光状態となって反射板５４に入射する。この右周りの円偏光は、反射板５４で反射し、左周りの円偏光状態となる。液晶層５３に入射した左周りの円偏光は、液晶層５３を再び通過し、横方向（０°方向）の直線偏光となって、第１偏光板５１に入射する。第１偏光板５１の偏光軸は９０°のため、反射板５４が反射した光を通過させることができず、黒表示となる。
以上のように、反射領域では電圧無印加で白表示、電圧印加状態で黒表示となるノーマ
リーホワイト表示となる。
【０００９】
＜透過領域・電圧無印加＞
次に透過領域について説明をする。まず、電圧無印加状態の説明をする。
透過領域５６では、液晶層５３には、第２偏光板５２を通過した横方向の直線偏光が入射する。液晶層５３では、入射光の偏光方向と分子方向長軸方向が直交しているため、偏光状態を変化させることなく、横方向の直線偏光のまま液晶層を通過し、第１偏光板５１に入射する。第１偏光板の偏光軸は９０°のため、透過光は第１偏光板を通過することができず、黒表示となる。
【００１０】
＜透過領域・電圧印加＞
次に電圧印加状態を説明する。透過領域５６では、液晶層５３には、第２偏光板５２を通過した横方向の直線偏光が入射する。液晶層５３は電圧を印加することにより、液晶層５３における液晶層の長軸方向を基板面内で０°から４５°に変化する。液晶層５３では、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向とが４５°ずれており、液晶のリタデーションがλ/２に設定されているので、液晶層５３に入射した横方向の直線偏光は、縦方向の直線偏光となって第１偏光板５１に入射する。従って、透過領域５６では、第１偏光板は、第２偏光板５２に通過したバックライト光を通過させて、白表示となる。
以上のように、透過領域では電圧無印加で黒表示、電圧印加状態で白表示となるノーマリーブラック表示となる。
【００１１】
上記問題を解決する方法として、特願２００６−１８０２００では、透過領域と反射領域とにおける表示反転の問題を解消するデバイス構造や、信号処理を採用した液晶表示装置、及びそのような液晶表示装置の駆動方法を提供している。特願２００６−１８０２００に記載の液晶表示装置は、液晶層を挟んで相互に直交する偏光軸を有する一対の偏光板を備え、反射領域と透過領域とを有し横電界方式で駆動される半透過型の液晶表示装置において、前記液晶層の分子長軸が、透過領域で前記液晶層に入射する光の偏光方向と平行又は直交しており、各画素が、各画素の反射領域及び透過領域に共通のデータ信号で駆動される画素電極と、複数の画素の反射領域に共通の第１共通信号が印加される第１共通電極と、複数の画素の透過領域に共通の第２共通信号が印加される第２共通電極とを備えることを特徴としている。
【００１２】
図２１に、特願２００６−１８０２００に記載の液晶表示装置における１画素内の平面構造を示す。この液晶表示装置１００は、反射領域１２１に対応した第１共通電極１３７と、透過領域１２２に対応した第２共通電極１３８と、反射領域１２１及び透過領域１２２に共通のデータ信号が与えられる画素電極１３５とを有し、反射領域１２１では、画素電極１３５と第１共通電極１３７とによる電界によって液晶層を駆動し、透過領域１２２では、画素電極１３５と第２共通電極１３８とによる電界によって液晶層を駆動する。この構成では、第１共通電極１３７に印加する信号（電位）と、第２共通電極１３８に印加する信号とを、反射領域１２１で液晶層に印加される電界の大きさと、透過領域１２２で液晶層に印加される電界の大きさとが逆となるように制御することで、画素内の反射領域と透過領域とにおける表示を同じにすることができる。これにより、半透過型液晶表示装置で問題となる反射領域と透過領域との間の白表示と黒表示の反転の問題を解消できる。
【００１３】
具体的には、第１共通電極１３７及び第２共通電極１３８に供給する第１及び第２共通信号は、それぞれ画素電極１３５に供給する画素電極用信号に同期して反転し、且つ、第１共通信号が、実質的に第２共通信号を反転させた信号とすることができる。この場合、例えば反射領域１２１と透過領域１２２とにおいて画素電極１３５に５Ｖの電位が印加されるとき、第１共通電極１３７を０Ｖとし、かつ、第２共通電極１３８を５Ｖとすることで、反射領域１２１でのみ液晶層を回転させることができ、反射領域１２１と透過領域１２２との間の白表示と黒表示の反転の問題を解消できる。なお、このような構成を採用する際に、第１共通信号と第２共通信号とが厳密な意味で反転信号であるとすることまでは要しない。例えば、第１共通信号が０Ｖ又は５Ｖをとり、第２共通信号が６Ｖ又は０Ｖをとるなどでもよい。以下では、このような特願２００６−１８０２００における液晶の駆動方式を、便宜上、反転駆動方式と呼ぶ。
【００１４】
ところで、半透過型液晶表示装置では、反射モードと透過モードとにおける見栄えを一致させるために、反射領域と透過領域とにおける電圧−輝度特性（反射：ＶＲ特性、透過：ＶＴ特性）を一致させることが重要である。例えば、非特許文献１では、反射領域と透過領域とが同じギャップでＦＦＳ駆動を行う液晶表示装置において、反転方式を用いない横電界方式の半透過で、反射領域のみにインセルリターダーを用い、反射領域と透過領域との反転の問題を光学的に解決し、その上で、ＶＲ特性とＶＴ特性とを一致させる手法を開示している。解決手法としては、反射領域と透過領域とが同じギャップであることに起因して生ずる両駆動電圧のずれを補正するために、透過領域をＦＦＳ駆動、反射領域をＩＰＳ駆動とし、透過領域におけるくし歯状の電極とラビング角とのなす角を８０°付近、反射領域におけるくし歯状電極とラビング角とのなす角を４５°付近にすることで、ＶＴ／ＶＲ特性を一致させる。
【特許文献１】特開２００３−３４４８３７号公報（図４、図２１、段落０００９〜００１９、段落００４５〜００４８）
【非特許文献１】SID2006 P159(p.810) “A Single Gap Transflective Fringe-Field Switching Display”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特願２００６−１８０２００の構成では、ＶＴ特性とＶＲ特性とが反転する。つまり、ＶＴ特性は、電圧が高くなるほど透過率が高くなり、ＶＲ特性は、電圧が高くなるほど反射率が低くなり、反射モードと透過モードとの見栄えが一致しないという問題が生じる。この反転駆動方式における見栄えの問題を解消する手法に関しては、これまで知られていない。非特許文献１では、反射モードと透過モードとを同じセルギャップで用いることに起因してＶＲ特性、ＶＴ特性がずれる問題に対して、反射領域と透過領域とにおけるくし歯状電極とラビング角とのなす角を異ならせているにすぎず、反転駆動方式において、反射モードと透過モードを見栄えを一致させることは記載されていない。
【００１６】
本発明は、上記問題を解消し、反転駆動方式で駆動される半透過液晶表示装置で、反射モードと透過モードの見栄えを一致させることができる半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の半透過型液晶表示装置は、反射領域と透過領域とを有し、該反射領域及び透過領域を反転駆動により駆動する半透過型液晶表示装置において、前記反射領域及び透過領域における液晶の駆動電圧をＶｒ、Ｖｔとし、反射領域における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、透過領域における黒電圧をＶｔ（Ｋ）として、反射率をＲ、透過率をＴとしたとき、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性とがほぼ一致することを特徴とする。
【００１８】
本発明の半透過型液晶表示装置は、入力画素信号に応じた第１画素信号と、前記画素信号に対して所定の階調変換を施した第２画素信号とを生成し、前記第１画素信号と各画素に共通の共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの一方の液晶を駆動し、前記第２画素信号と前記共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの他方の液晶を駆動する構成を採用できる。
【００１９】
本発明の半透過型液晶表示装置は、前記階調変換では、前記反射領域及び透過領域のうちの一方における白又は黒電圧をＶ１、黒又は白電圧をＶ２としたとき、他方における白又は黒電圧がＶ１よりも高くＶ２よりも低くなるように（ただし、Ｖ１＜Ｖ２）階調変換を行う構成を採用できる。
【００２０】
本発明の半透過型液晶表示装置は、所定の振幅で周期的に電圧が反転する第１共通電極信号と、該第１共通電極信号とは位相が逆位相で、かつ、該第１共通電極信号の振幅よりも振幅が大きい第２共通電極信号とを生成し、前記反射領域及び透過領域に共通の共通画素信号と、前記第１共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの一方の液晶を駆動し、前記共通画素信号と前記第２共通電極信号とに基づいて前記反射領域及び透過領域のうちの他方の液晶を駆動する構成を採用できる。
【００２１】
本発明の半透過型液晶表示装置は、反射領域と透過領域とを有し、該反射領域及び透過領域を反転駆動により駆動する半透過型液晶表示装置において、前記反射領域及び透過領域における液晶の駆動電圧をＶｒ、Ｖｔとし、反射領域における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、透過領域における黒電圧をＶｔ（Ｋ）として、反射率をＲ、透過率をＴとしたとき、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性におけるＶｒ（Ｋ）近傍の反射率の傾き、及び、Ｖｒ（Ｗ）近傍の反射率の傾きと、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性におけるＶｔ（Ｋ）近傍の透過率との傾き、及び、Ｖｔ（Ｗ）近傍の透過率の傾きとがほぼ一致することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半透過型液晶表示装置は、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性とをほぼ一致させることで、反転駆動に伴う反射領域と透過領域での見栄えの不一致を抑制することができ、表示品質を向上できる。また、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性におけるＶｒ（Ｋ）近傍の反射率の傾き、及び、Ｖｒ（Ｗ）近傍の反射率の傾きと、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性におけるＶｔ（Ｋ）近傍の透過率との傾き、及び、Ｖｔ（Ｗ）近傍の透過率の傾きとをほぼ一致させることで、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］に対するＲの特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］に対するＴの特性とをほぼ一致させることができ、表示品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者らは、反射領域と透過領域とにおける見栄えの一致の問題を解消するために必要な条件について検討した。その結果、反射部における液晶の黒設定電圧をＶｒ（Ｋ）、白設定電圧をＶｒ（Ｗ）とし、透過部における黒設定電圧をＶｔ（Ｋ）、白設定電圧をＶｔ（Ｗ）と定義し、反射部における液晶印加電圧をＶｒ、透過部における液晶印加電圧をＶｔとしたとき、（Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ）と反射部における反射率との関係（［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］−Ｒ特性、以下、反転ＶＲ特性）と、（Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ））と透過部における透過率との関係（［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］−Ｔ特性、以下ＶＴ特性）とを一致させることが、反射と透過との見栄えを一致させることと等価であるとの結論を得た。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態の液晶表示装置の構成を示している。液晶表示装置１０は、一対の透明基板（対向基板１２、ＴＦＴ基板１４）と、一対の透明基板に挟み込まれた液晶層１３とを有し、一対の透明基板の液晶層１３とは反対側に、偏光軸が互いに直交するように配置された一対の偏光板１１、１５を有する液晶表示パネルを有する。液晶表示装置１０は、液晶表示パネルの視認者側とは反対側に光源となる、図示しないバックライトを有している。液晶層１３には、液晶分子が透明基板とほぼ平行に配列されており、液晶表示装置１０は、横電界方式（ＩＰＳ方式）の液晶表示装置として構成される。
【００２５】
液晶パネルは、反射領域２１と透過領域２２とを有する。透過領域２２には、透明基板とほぼ平行な方向に電界を発生させるための透過画素電極３６と透過共通電極３８とが形成される。反射領域２１には、偏光板１１側から入射した光を反射し、偏光板１１から反射光を出射させる反射板１６が配置される。反射板１６上には、透明な絶縁膜１７が形成され、絶縁膜１７上には、基板とほぼ平行な方向に電界を発生させるための反射画素電極３５と反射共通電極３７とが形成される。
【００２６】
反射板１６は、入射光をさまざまな方向に散乱するために、マイクロミラーとなっている。マイクロミラーは、感光性樹脂に、フォトリソグラフィーやスタンピングなどで凹凸を形成した上にＡｌやＡｇなどの金属膜やそれらの合金を積層することで形成できる。液晶層１３の厚さは、透過領域２２では、電圧印加時に液晶層１３の位相差が１／２となるようにギャップが形成されており、反射領域２１では、電圧印加時に液晶層１３の位相差が１／４の位相差となるようにギャップが形成されている。すなわち、反射領域２１におけるセルギャップｄｒは、透過領域２２におけるセルギャップｄｔのほぼ半分である。
【００２７】
以下、実施例を用いて説明する。初めに実施例１について説明する。実施例１では、反射領域２１におけるくし歯電極の間隔（反射共通電極３７と反射画素電極３５との間隔Ｌｒ）を適切に設定することで、反転ＶＲ特性と、ＶＴ特性とを一致させる。液晶層１３としては、屈折率異方性がΔｎ＝０．０９０で、誘電率異方性がΔε＝１３．５のものを用いた。透過領域２２については、駆動電圧を液晶ドライバーの出力電圧として一般的な５Ｖ以下とするために、セルギャップｄｔ＝３．５μｍ、くし歯幅（透過画素電極３６及び透過共通電極３８の幅）ｗｔ＝３μｍ，くし歯間隔（反射共通電極３７と反射画素電極３５との間隔Ｌｒ）ｌｔ＝９μｍとした。
【００２８】
反射領域２１については、一般に、横電界方式では、セルギャップをｄ、くし歯間隔をｌとしたとき、液晶のしきい値電圧（反射率−電圧特性における反射率の立ち上がり電圧）Ｖｔｈが（ｌ／ｄ）に比例することを考慮して、セルギャップｄｒ＝１．８μｍなので、くし歯幅ｗｒ＝３μｍ、くし歯間隔ｌｒ＝４．５μｍとした。このときの液晶印加電圧と反射率／透過率との関係を、図２に示す。透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）をＶｒ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖとし、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）を、Ｖｒ（Ｋ）＝５Ｖ、Ｖｒ（Ｗ）＝０Ｖとして、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とをプロットすると、図３に示すグラフが得られる。同図を参照すると、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とにおおよその一致が見られる。
【００２９】
図３では、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とにおおよその一致は見られるものの、透過モードの見栄えを最適にすると、反射モードの見栄えが白浮きする。そこで、更なる最適化のために、反射領域２１におけるくし歯幅ｗｒを３μｍ，くし歯間隔ｌｒを３．０μｍとした。この場合の反転ＶＲ特性及びＶＴ特性を、図４に示す。同図を参照すると、図３の場合に比して、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とが一致しており、反射モードと透過モードでの見栄えがより一致することがわかる。ただし、この場合は、くし歯上の液晶は動かず、くし歯間のみ液晶モードが動くため、反射モードでのコントラストは低下する。
【００３０】
次いで、実施例２について説明する。本実施例では、液晶層１３の駆動の仕方を改良することで、反射モードにおけるコントラスト低下を招かずに、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とをより一致させる。液晶層１３としては、実施例１と同様に、屈折率異方性がΔｎ＝０．０９０で、誘電率異方性がΔε＝１３．５のものを用いた。また、透過領域２２におけるセルギャップｄｔは３．５μｍ，くし歯幅ｗｔは３μｍ，くし歯間隔ｌｔは９μｍとした。反射領域２１におけるくし歯幅ｗｒ、くし歯間隔ｌｒについては、液晶のしきい値電圧が（ｌ／ｄ）に比例することを考慮して、セルギャップｄｒ＝１．８μｍなので、ｗｒ＝３μｍ、ｌｒ＝４．５μｍとした。
【００３１】
上記構成における液晶印加電圧と反射率／透過率との関係は、図２に示すようになる。透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）をＶｒ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖとし、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）を、Ｖｒ（Ｋ）＝５Ｖ、Ｖｒ（Ｗ）＝０Ｖとして、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とをプロットすると、図３に示すようになる。同図を参照すると、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とにおおよその一致が見られるものの、透過モードの見栄えを最適にすると、反射モードの見栄えが白浮きすることがわかる。
【００３２】
そこで、液晶駆動電圧を最適化し、反転ＶＲ特性とＶＴ特性との一致を図る。図５に、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）を、Ｖｒ（Ｋ）＝６．５Ｖ、Ｖｒ（Ｗ）＝０Ｖとし、透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）を、Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖとしたときの反転ＶＲ特性及びＶＴ特性を示す。図５を参照すると、反射領域２１における黒設定時の印加電圧と、透過領域２２における白設定時における印加電圧を異なる電圧にすることで、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを一致させることができ、反射モードと透過モードとの見栄えを一致させることができることがわかる。
【００３３】
次に、ライン選択期間中に、反射選択期間に反射領域２１に対応するデータ信号（反射電位）と、透過選択期間に透過領域２２に対応するデータ信号（透過電位）とを生成する方法の具体例について説明する。図６は、液晶表示装置を液晶駆動用ドライバーまでを含めて示している。液晶駆動用ドライバー４０には、通常、液晶用のタイミング信号と、各画素に対応した、例えばＲＧＢ８ビット程度のデジタル信号（Ｄ（ｎ，ｍ））が画素毎にシリアルに入力される。液晶駆動用ドライバー４０は、入力された画素信号とタイミング信号とに基づいて、反射領域２１に対応したゲート線及び透過領域２２に対応したゲート線に供給するゲート信号と、データ線３２に供給するデータ信号、及び、共通電極線３９に供給する共通電極信号とを生成する。共通電極線３９は、反射領域２１の反射共通電極３７及び透過領域２２の透過共通電極３８に接続されている。
【００３４】
図７は、液晶駆動用ドライバー４０の構成を示している。液晶駆動用ドライバー４０は、タイミングコントローラ４１、ラインメモリ４２、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）回路４３、選択回路（ＭＵＸ回路）４４、デジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）４５、電圧生成回路４６、及び、ＣＯＭ信号回路４７を有する。タイミングコントローラ４１は、ゲート用タイミング生成回路及びデータ用タイミング生成回路を含んでおり、入力されるタイミング信号に基づいて各種タイミング信号を生成する。液晶駆動用ドライバー４０は、画素１ラインのタイミングを、反射領域用のタイミング（反射選択期間）と、透過領域用のタイミング（透過選択期間）に分け、それらのタイミングで反射領域及び透過領域のゲート線を駆動する。反射領域２１に対応するゲート線と、透過領域２２に対応するゲート線に供給するそれぞれのゲート信号は、液晶駆動用ドライバー４０内で生成することもできる他、ＴＦＴ基板上にＴＦＴにてシフトレジスタを用いて形成することもできる。
【００３５】
ラインメモリ４２は、入力されるデジタル画素信号Ｄ（ｎ，ｍ）の１ライン分を記憶する。ＬＵＴ回路４３は、透過部への画素諧調変換手段用のＬＵＴに従って階調変換を行う。ＭＵＸ回路４４は、ラインメモリ４２が記憶するデジタル画素信号と、ＬＵＴ回路４３にて諧調変換されたデジタル画素信号とを選択的に出力する。ＤＡＣ回路４５は、ＭＵＸ回路４４から入力するデジタル画素信号、及び、電圧生成回路４６が生成する電圧に基づいて、デジタル画素信号の階調に対応する電圧信号（データ信号）を生成する。ＣＯＭ信号回路４７は、各画素の共通電極線３９に供給する共通電極信号を生成する。
【００３６】
液晶駆動用ドライバー４０に入力されたデジタル画素信号Ｄ（ｎ，ｍ）は、一旦ラインメモリ４２に保存される。ＬＵＴ回路４３は、ＬＵＴに従って諧調変換を行い、透過モードに対応した透過部用デジタル画素信号を生成する。ＭＵＸ回路４４は、透過選択期間では、ＬＵＴ回路４３が生成する透過部用デジタル画素信号を選択し、選択した透過部用デジタル画素信号をＤＡＣ回路４５に送る。また、反射選択期間では、ラインメモリ４２が記憶する、ＬＵＴ回路４３を通さないデジタル画素信号（反射部用デジタル画素信号）を選択し、選択した反射部用デジタル画素信号をＤＡＣ回路４５に送る。これにより、反射モードと透過モードとで、異なる階調のデジタル画素信号がＤＡＣ回路４５に入力されることになる。
【００３７】
ここで、液晶駆動用ドライバー４０における信号電圧を作る際の基準電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ＝６．５Ｖとし、電圧生成回路４６では、Ｖ＝０Ｖ、・・・６．５Ｖまでの基準電圧を作った。ドライバーとしては８ビット（２５６階調）のものを用い、その中から任意に電圧を選択し、６４階調６ビットを表示することとした。ＤＡＣ回路４５は、入力される０〜２５５階調に対応して、反射モード時（反射選択期間）には、０階調時は６．５Ｖ、５階調時には５Ｖ、２５５階調時には０Ｖを出力する。すなわち、ＤＡＣ回路４５は、反射モード時には、デジタル画素信号の０階調（黒）に対応して、データ線３２に６．５Ｖの信号を出力し、２５５階調（白）に対応して、データ線３２に０Ｖの信号を出力する。
【００３８】
ＬＵＴ回路４３は、ＬＵＴにより、入力デジタル画素信号の０階調〜２５５階調に対して、２５５〜５階調を出力する。つまり、入力デジタル画素信号が０階調（黒）のときには、ＬＵＴ回路４３は、ＤＡＣ回路４５に２５５階調を出力し、入力デジタル画素信号が２５５階調（白）の時には、ＤＡＣ回路４５に５階調を出力する。これにより、ＤＡＣ回路４５は、透過モード時（透過選択期間）には、入力デジタル信号の０階調（黒）に対応して、データ線３２に、反射モード時の２５５階調時の電圧である０Ｖの信号を出離力視、２５５階調（白）に対応して、データ線３２に、反射モード時の５階調時の電圧である５Ｖの信号を出力する。ＬＵＴ回路４３にてこのような階調変換を行うことにより、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）＝６．５Ｖ、白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）＝０Ｖと、透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖ、白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）＝５Ｖが実現でできる。
【００３９】
なお、上記では、ラインメモリを用いて透過部用デジタル画素信号を生成し、反射選択期間と等化選択期間とで、データ線３２に供給する信号の電圧を異ならせたが、これに代えて、入力デジタル画素信号の一つ一つから、透過部用デジタル画素信号を生成する構成でもよい。すなわち、図８に示すようにデータ線を、反射用データ線３２ａと透過用データ線３２ｂとに分け、図９に示す構成の液晶駆動用ドライバー４０ａにて、入力デジタル画素信号をラインメモリを介さずにＬＵＴ回路４３に入力し、ＬＵＴ回路４３で反射領域２１での階調に対応した入力デジタル画素信号から透過部用デジタル画素信号を生成することによっても、上記と同様な動作を実現できる。
【００４０】
実施例３について説明する。実施例３も、実施例２と同様に、液晶層１３の駆動の仕方を改良することで、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを一致させる。液晶層１３として、実施例１及び２と同様に、屈折率異方性がΔｎ＝０．０９０で、誘電率異方性がΔε＝１３．５のものを用いた。また、透過領域２２におけるセルギャップｄｔは３．５μｍ，くし歯幅ｗｔは３μｍ，くし歯間隔ｌｔは９μｍとした。反射領域２１におけるくし歯幅ｗｒ、くし歯間隔ｌｒについては、液晶のしきい値電圧が（ｌ／ｄ）に比例することを考慮して、セルギャップｄｒ＝１．８μｍなので、ｗｒ＝３μｍ、ｌｒ＝４．５μｍとした。
【００４１】
図１０に、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）を、Ｖｒ（Ｋ）＝６．０Ｖ、Ｖｒ（Ｗ）＝１．０Ｖとし、透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）を、Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖとしたときの反転ＶＲ特性及びＶＴ特性を示す。図１０を参照すると、反射領域２１における黒設定時の印加電圧と、透過領域２２における白設定時における印加電圧を異なる電圧にすることで、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを一致させることができ、反射モードと透過モードとの見栄えを一致させることができることがわかる。
【００４２】
本実施例と実施例２との相違点は、実施例２ではデータ線に供給する電圧を反射選択期間と透過選択期間とで異なる電圧に制御して反転駆動を実現したが、本実施例では、共通電極に供給する電圧を、反射領域２１と透過領域２２とで異なる電圧として反転駆動を実現する点である。このような反転駆動は、以下のようにして実現できる。図１１は、実施例３の液晶表示装置を、液晶駆動用ドライバーまで含めて図示している。各画素には、反射領域２１と透過領域２２とに対応して、スイッチング素子としてのＴＦＴ−Ｒ３３及びＴＦＴ−Ｔ３４が配置されている。また、表示領域には、ＴＦＴ−Ｒ３３及びＴＦＴ−Ｔ３４を駆動するための共通のゲート線３１と、ＴＦＴを介して画素電極に画素電極電圧を供給するための共通のデータ線３２とが、互いに直交して形成されている。
【００４３】
画素内では、反射画素電極３５（図１）及び透過画素電極３６が、それぞれ反射領域２１及び透過領域２２に対応して形成されている。反射画素電極３５及び透過画素電極３６は、ゲート線３１に平行に延びる部分と、表示領域内に突き出た部分とを有する。反射共通電極３７は、反射領域２１で、反射画素電極３５と基板平面内で対向する位置に形成される。透過共通電極３８は、透過領域２２で、透過画素電極３６と基板平面内で対向する位置に形成される。反射共通電極３７及び透過共通電極３８には、それぞれ液晶表示装置内の各画素の共通の所定の信号（反射用共通電極信号及び透過用共通電極信号）が供給される。
【００４４】
液晶駆動用ドライバー４０ｂには、液晶用のタイミング信号と、各画素に対応した例えばＲＧＢ８ビット程度のデジタル信号とが画素毎にシリアルに入力される。液晶駆動用ドライバー４０ｂは、入力された画素信号とタイミング信号とに基づいて、ゲート線３１に供給するゲート信号と、データ線３２に供給するデータ信号を生成する。また、透過領域２２に対応した透過共通電極３８に供給する透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭを生成する。液晶駆動用ドライバー４０ｂが出力する透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭは、ＶＣＯＭ−ＩＣ４８に入力される。ＶＣＯＭ−ＩＣ４８は、透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭを反転し、振幅を増幅した反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭを生成する。
【００４５】
ＶＣＯＭ−ＩＣの構成を、図１２に示す。ＤＣ−ＤＣコンバーター４０１及びレギュレーター４０２は、ロジック電圧ＶＣＣから、共通電極信号の電圧Ｖｃｏｍを生成する昇圧回路として構成される。反転アンプ回路４０３は、透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭを反転する。反転アンプ回路４０３にて反転された信号は、センター電圧を調整するためのＲ−Ｃ回路４０４を介して、反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭとして出力される。なお、反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭのセンター電圧は、画素電極信号及び透過用共通電極信号の振幅の中央値と同じ電圧に設定される。
【００４６】
本実施例における動作について説明する。ここでは、液晶駆動用ドライバー４０ｂにおける信号電圧を作る際の基準電圧ＶＤＤは、ＶＤＤ＝５Ｖとした。また、画素電極信号及び透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭの振幅は０Ｖ−５Ｖとした。ＶＣＯＭ−ＩＣ４８は、７Ｖの電圧（Ｖｃｏｍ）を生成できるものとし、ＶＣＯＭ−ＩＣ４８にて生成される反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭの振幅は、０Ｖ−７Ｖとした。
【００４７】
まず、黒表示について説明する。図１３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ反射領域２１及び透過領域２２における黒表示の駆動波形を示している。透過領域２２では、同図（ｂ）に示すように、透過画素電極３６に供給される画素電圧（Ｐｉｘｅｌ）と、透過共通電極３８に供給される透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭの電圧の位相は一致しており、振幅は共に５Ｖである。このため、駆動電圧は０Ｖとなり、黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖとなる。一方、反射領域２１では、同図（ａ）に示すように、反射画素電極３５に供給される画素電圧（Ｐｉｘｅｌ）は、透過領域２２と同じ５Ｖの振幅であり、反射共通電極に供給される反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭの電圧はＴ−ＣＯＭの逆位相であり、振幅は７Ｖである。このため、反射ではオフセット電圧を持っており、反射領域２１における駆動電圧は（５Ｖ＋７Ｖ）／２＝６．０Ｖであり、黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）は６Ｖとなる。
【００４８】
次に、白表示について説明する。図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ反射領域２１及び透過領域２２における白表示の駆動波形を示している。透過領域２２では、同図（ｂ）に示すように、透過画素電極３６に供給される画素電圧（Ｐｉｘｅｌ）と、透過共通電極３８に供給される透過用共通電極信号Ｔ−ＣＯＭの電圧との位相は逆相であり、振幅は共に５Ｖである。このため、駆動電圧は５Ｖとなり、白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖとなる。一方、反射領域２１では、同図（ａ）に示すように、反射画素電極３５に供給される画素電圧（Ｐｉｘｅｌ）は、透過領域２２と同じ５Ｖの振幅であり、反射共通電極に供給される反射用共通電極信号Ｒ−ＣＯＭの電圧はＴ−ＣＯＭと同位相であり、振幅は７Ｖである。このため、反射ではオフセット電圧を持っており、反射領域２１における駆動電圧は（７Ｖ＋５Ｖ）／２＝１．０Ｖであり、白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）は６Ｖとなる。
【００４９】
上記動作により、反射領域２１における黒設定電圧Ｖｒ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｒ（Ｗ）を、Ｖｒ（Ｋ）＝６．０Ｖ、Ｖｒ（Ｗ）＝１．０Ｖとし、透過領域２２における黒設定電圧Ｖｔ（Ｋ）及び白設定電圧Ｖｔ（Ｗ）を、Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｔ（Ｗ）＝５Ｖを実現できる。これにより、反転ＶＲ特性と、ＶＴ特性とを一致させることができ、反射領域２１と透過領域２２との見栄えを一致させることができる。
【００５０】
実施例４について説明にする。実施例４では、液晶のラビング角度を適切に設定することで、反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを一致させる。実施例の詳細な説明に先立って、反転駆動で駆動する半透過型の液晶表示装置において、透過領域２２（図１）のＶＴ特性と反射領域２１のＶＲ特性とを、どのように特性一致させるかについて検討した結果について説明する。
【００５１】
反射領域２１及び透過領域２２の液晶にかかる電圧をそれぞれＶｒ、Ｖｔとし、反射領域２１における黒電圧をＶｒ（Ｋ）、白電圧をＶｒ（Ｗ）、透過領域２２における黒電圧をＶｔ（Ｋ）、白電圧をＶｔ（Ｗ）とし、反射率をＲ、透過率をＴとする。また、Ｖｒ−Ｒ特性（ＶＲ特性）におけるＶｒ（Ｋ）、Ｖｒ（Ｗ）近傍での反射率Ｒの傾きをそれぞれＳｒ（Ｋ）、Ｓｒ（Ｗ）とする。同様に、Ｖｔ−Ｔ特性（ＶＴ特性）におけるＶｔ（Ｋ）、Ｖｔ（Ｗ）近傍での透過率Ｔの傾きをＳｔ（Ｋ）、Ｓｔ（Ｗ）とする。このとき、［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖｒ］−Ｒ特性と、［Ｖｔ−Ｖｔ（Ｋ）］−Ｔ特性とを考えることとした。
【００５２】
図１５は、駆動電圧を変化させたときのＶＲ特性及びＶＴ特性を示している。この特性に対して、Ｖｔ（Ｋ）＝０Ｖ、Ｖｒ（Ｋ）＝６Ｖとして、［６−Ｖｒ］−Ｒ特性及び［Ｖｔ−０］−Ｔ特性をプロットすると、図３に示すグラフが得られる。図３を参照すると、特に、黒付近（反射率及び透過率が０の付近）と、白付近（反射率及び透過率が１の付近）において、反射率特性の傾きＳｒ（Ｋ）、Ｓｒ（Ｗ）と、透過率特性の傾きＳｔ（Ｋ）、Ｓｔ（Ｗ）分だけ、特性がずれていることがわかる。
【００５３】
すなわち、透過領域では、電圧無印加からしきい値電圧Ｖｔ−ｓｈの範囲では、液晶分子がほとんど動かないため、表示が変化せず黒のままであり、黒電圧Ｖｔ（Ｋ）付近の透過率の傾きＳｔ（Ｋ）はなだらかになり、白表示となる、つまりは液晶分子の配向がほぼ４５°になる液晶の動き終わりの透過率の傾きＳｔ（Ｗ）は急になる。一方、反射領域では、電圧無印加からしきい値電圧Ｖｒ−ｓｈの範囲では液晶分子がほとんど動かないために表示が変化せず白のままであり、白電圧（Ｖｒ（Ｗ）近傍の反射率の傾きＳｒ（Ｗ）はなだらかになり、黒表示となる、つまりは液晶分子の配向がほぼ４５°になる液晶の動き終わりの反射率の傾きＳｒ（Ｋ）は急になる。
【００５４】
上記より、黒表示時の反射率の傾きＳｒ（Ｋ）と透過率の傾きＳｔ（Ｋ）、及び、白表示での反射率の傾きＳｒ（Ｗ）と透過率の傾きＳｔ（Ｗ）とが一致せず、そのぶんだけ諧調がずれることになる。このことから、黒表示時の反射率の傾きＳｒ（Ｋ）と透過率の傾きＳｔ（Ｋ）、及び、白表示時の反射率の傾きＳｒ（Ｗ）と透過率の傾きＳｔ（Ｗ）を一致させることが、両特性の一致につながることを見出した。
【００５５】
液晶分子に電界を印加した際の液晶の配向に変化について検討を行った。一般に、液晶の配向方向と電界の方向との間の角度をθとしたとき、液晶分子には、
Ｔｏｒｑｕｅ＝（εＥ×ｎ）×ｎ＝ε０εａＥｓｉｎ（θ）ｃｏｓ（θ）
（ｅａ：誘電率異方性）
のトルクがかかる。ここで、電界の方向は、くし歯電極に直交する方向であり、ラビング方向と櫛歯電極とがなす角をα（以下、ラビング角）とすると、θ＝９０°−αとなる。
【００５６】
上記トルクの計算式を解くと、トルクはθ＝４５°で最大となる。このため、液晶分子の配向を電界により回転させ、初期配向から４５°回転させる場合を考えると、反射領域の液晶の配向方向と電界の方向との角度θを４５°に近づける程、しきい値電圧は小さくなり、逆に９０°に近づける程、しきい値電圧は大きくなる。その一方、液晶の配向方向と電界の方向との角度θが９０°に近い場合には、初期のトルクは小さいためにしきい値電圧は高くなり、回転して４５°に近づくにつれ増大していくが、液晶の配向方向と電界の方向との角度θを４５°に近づけると、しきい値電圧は低くなるもののトルクが減少していくために、電界をかけても液晶が回転しにくくなり、駆動電圧は大きくなる。
【００５７】
実際に、液晶分子に印加されるときの液晶の配向の仕方に注目して、液晶の配向方向と電界の方向との角度θを５５°〜８５°（１０°毎）として電圧を印加したときのダイレクタの回転方向の計算を行った。その結果を図１６に示す。液晶の配向方向と電界の方向との角度θが９０°の場合は、液晶分子が電界に対して回転方向が定まらないため計算していない。また、液晶の配向方向と電界の方向との角度θが４５°以上の場合は、初期配向方向から４５°回転させる必要性からくし歯電極に対して直交する方向以上には配向しないため計算していない。
【００５８】
図１６に示すように、液晶の配向方向と電界の方向との角度θが８５°の場合、液晶分子は、印加電圧が２Ｖまではほとんど動かず、２Ｖから徐々に回転し始め、４Ｖ付近で急に大きく回転し６Ｖで初期配向に対して４５°のなす角をとるようになる。一方、７５°、６５°、５５°となるに従い、より小さい電圧で液晶分子が回転し始めるが、液晶の配向方向と電界の方向との角度θが４５°でトルクが最大となることから、その角度よりも大きくなる領域、すなわち、３０°、２０°、１０°を超えた部分では、逆に液晶の配向方向と電界の方向との角度θが小さいほうが回転の変化量が小さくなっていく。そのため、ラビング角から、電界により４５°のなす角に液晶分子が配向するために必要な電圧は６．２Ｖ、７Ｖ、９Ｖと大きくなっていくことが分かった。
【００５９】
上記結果から、液晶の配向方向と電界の方向との角度θを、７５°から小さい方向にすることで、液晶が回転するしきい値電圧が小さくなり、かつ、液晶分子の回転の仕方が４５°から２２．５°方向へ変化した場合と０°から２２．５°方向へ変化する場合との変化量の差が小さくなるために、反転駆動した場合のＶ−Ｔ特性とＶ―Ｒ特性が一致すると考えた。実際に、液晶の配向方向と電界の方向との角度θが８５°、７５°、６５°となるように液晶パネルを作成し、透過率と反射率の電圧に対する変化を評価した。
【００６０】
ここで、液晶の配向方向を透過領域と透過領域とで、それぞれ独立に６５°、７５°、８５°と変化させて反転駆動させたときのＶ−Ｔ曲線とＶ−Ｒ曲線の比較を行った。図１７に、各組み合わせについてのＶ−Ｔ曲線及びＶ−Ｒ曲線を示す。液晶の配向方向が、透過領域と反射領域とで異なる組み合わせについては、透過領域の電極方向と反射領域の電極方向を変えることで実現できる、或いは、電極方向は固定し、マスキングを用いてラビングすることや、イオンビーム照射を行うことで配向方向のみを変えることでも実現できる。
【００６１】
図１７を参照すると、配向方向を、透過領域又は反射領域のどちらか一方、或いは、その双方について、ラビング角度を８５°以上にした場合には、透過領域のＶ−Ｔ特性と、反転させた反射領域のＶ−Ｒ特性（すなわち［Ｖｒ（Ｋ）−Ｖ］−Ｒ特性）は一致せず、視認性がよくない。一方、透過領域の配向方向を７５°にし、反射領域の配向方向を６５°にした場合には、透過領域のＶ−Ｔ曲線と反射領域の反転させたＶ−Ｒ曲線とは重なり、視認性が良好となる。更に、透過領域と反射領域との双方で配向方向を６５°にした場合には、透過領域のＶ−Ｔ曲線と反射領域の反転させたＶ−Ｒ曲線とが完全に一致させることができる。
【００６２】
ここで、反射共通電極と反射画素電極の間の幅をＬｒ、透過共通電極と透過画素電極の幅をＬｔとすると、透過領域のセルギャップがλ／２相当であり、反射領域のセルギャップがλ／４相当であるので、Ｌｔ＝Ｌｒとすると、図２に示すように、反射領域の黒電圧Ｖｒ（Ｋ）は透過領域の白電圧Ｖｒ（Ｗ）に比べて大きくなる。このため、駆動電圧を一致させるためには、Ｌｒ＜Ｌｔとする必要がある。図３及び図１７では、Ｌｒ＝４μｍ、Ｌｔ＝９μｍになるように作成した。
【００６３】
以上の構成を元に、半透過型液晶表示装置を作成した（実施例４）。作成した液晶表示装置の構成は、図１に示す構成と同様である。液晶としては、屈折率異方性がΔｎ＝０．０９のものを用いた。セルギャップについては、反射領域でのセルギャップを２μｍ、透過領域でのセルギャップを３μｍとした。また、反射領域及び透過領域における電極間の幅は、駆動電圧を同じにするため、Ｌｒ＝４μｍ，Ｌｔ＝９μｍとした。
【００６４】
図１８に、画素内の電極配置の様子を示す。反射領域２１におけるくし歯電極（反射画素電極３５及び反射共通電極３７）の電極方向と、液晶のラビング方向との間の角度をα（Ｒ）とし、透過領域２２におけるくし歯電極（透過画素電極３６及び透過共通電極３８）の電極方向と、液晶のラビング方向との間の角度をα（Ｔ）とする。上記した液晶のラビング角とくし歯電極とのなす角の考察から、α（Ｒ）及びα（Ｔ）を、α（Ｒ）＝α（Ｔ）＝１５°とすることで、透過領域のしきい値電圧と反射領域のしきい値電圧を小さくすることができるために、階調輝度特性を一致させることができる。
【００６５】
実施例５について説明する。実施例４では、α（Ｒ）＝α（Ｔ）＝１５°として階調輝度特性を一致させた。しかしながら、実施例４では、透過領域での表示に注目すると、電圧無印加時では透過率が最小となるが、電圧印加が少なくても、液晶分子が電界により回転し、光漏れを起こすようになる。このため、液晶分子の初期配向のばらつきや印加電圧のばらつきに起因して黒輝度が上昇し、コントラストを低下させるという問題が生じる。本実施例では、透過領域と反射領域とにおける階調輝度特性を極力落とさずに、透過領域のコントラスト比の低下を抑制する。
【００６６】
本実施例においては、実施例４において説明した液晶のラビング角とくし歯電極とのなす角の考察から、α（Ｒ）及びα（Ｔ）を、α（Ｒ）＝１５°、α（Ｔ）＝２５°とする。このようにすることで、透過領域と反射領域とで階調輝度特性を一致させることができると共に、透過領域におけるコトントラスト比の低下を抑制できる。
【００６７】
図１９に、本実施例における画素内の電極配置の様子を示す。本実施例では、反射領域２１におけるくし歯電極（反射画素電極３５及び反射共通電極３７）の電極方向と、透過領域２２におけるくし歯電極（透過画素電極３６及び透過共通電極３８）の電極方向とを異なる方向として、液晶のラビング方向を反射領域２１と透過領域２２とで同じ方向にすることで、液晶のラビング方向とくし歯電極の電極方向との間の角度を、透過領域と反射領域で異なる角度としている。
【００６８】
上記に代えて、図１８に示すように電極方向を反射領域２１と透過領域２２とで同じ方向としつつ、ラビング方向を、反射領域２１と透過領域２２とで異なる方向にすることで、液晶のラビング方向とくし歯電極の電極方向との間の角度を、透過領域と反射領域で異なる角度としてもよい。その際には、例えば透過領域２２のみをマスキングして反射領域２１のみをラビング処理し、次いで、反射領域２１のみをマスキングし透過領域２２のみをラビング処理することで、反射領域２１と透過領域２２とで異なるラビング方向を実現する。液晶の配向処理は、ラビング処理には限られず、光やイオンビームなどを用いた液晶分子の配向規制力を発揮するものを用いることもできる。
【００６９】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の半透過型液晶表示装は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図。
【図２】液晶印加電圧と反射率／透過率との関係を示すグラフ。
【図３】実施例１における反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを示すグラフ。
【図４】実施例１の別の例における反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを示すグラフ。
【図５】実施例２における反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを示すグラフ。
【図６】液晶表示装置を液晶駆動用ドライバーまでを含めて示すブロック図。
【図７】液晶駆動用ドライバーの構成を示すブロック図。
【図８】実施例２の別の例における液晶表示装置を液晶駆動用ドライバーまでを含めて示すブロック図。
【図９】実施例２の別の例における液晶駆動用ドライバーの構成を示すブロック図。
【図１０】実施例３における反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを示すグラフ。
【図１１】実施例３の液晶表示装置を、液晶駆動用ドライバーまで含めて示すブロック図。
【図１２】ＶＣＯＭ−ＩＣの構成を示すブロック図。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ反射領域及び透過領域における黒表示の駆動波形を示す波形図。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ反射領域及び透過領域における白表示の駆動波形を示す波形図。
【図１５】実施例４における反転ＶＲ特性とＶＴ特性とを示すグラフ。
【図１６】ダイレクタの回転方向の計算を行った結果を示すグラフ。
【図１７】液晶の配向方向を透過領域と透過領域とで独立に変化させて反転駆動した際の各組み合わせにおけるＶ−Ｔ曲線及びＶ−Ｒ曲線を示すグラフ。
【図１８】実施例４における画素内の電極配置の様子を示す平面図。
【図１９】実施例５における画素内の電極配置の様子を示す平面図。
【図２０】（ａ）は、半透過型液晶表示装置の断面を模式的に表す断面図、（ｂ）は、光が、偏光板、液晶層、偏光板を出射した場合の、それぞれの領域における光の偏光状態を表す模式図。
【図２１】特願２００６−１８０２００に記載の液晶表示装置における１画素内の平面構造を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７１】
１０：液晶表示装置
１１、１５：偏光板
１２：対向基板
１３：液晶層
１４：ＴＦＴ基板
１６：反射板
１７：絶縁膜
２１：反射領域
２２：透過領域
３１：ゲート線
３２：データ線
３３、３４：ＴＦＴ
３５：反射画素電極
３６：透過画素電極
３７：反射共通電極
３８：透過共通電極
３９：共通電極線
４０：液晶駆動用ドライバー
４１：タイミングコントローラ
４２：ラインメモリ
４３：ＬＵＴ回路
４４：ＭＵＸ回路
４５：ＤＡＣ回路
４６：電圧生成回路
４７：ＣＯＭ信号回路
【図１】
2008170652.tif 000003
【図２】
2008170652.tif 000004
【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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