(57)【要約】【課題】余分な位相差層等を必要とせず、コスト増を招くことなく、歩留まりよく量産することが可能で、しかも画質の劣化を抑止することが可能な液晶表示装置および電子機器を提供す。【解決手段】基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有する液晶表示装置１０Ａは、基板上に透過部１３０と反射部１３０とが並列に配置され、透過部１３０と反射部１２０の液晶に印加される電圧が異なる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有する液晶表示装置であって、
上記基板上に透過部と反射部とが配置され、
上記透過部と上記反射部の液晶に印加される電圧が異なる
液晶表示装置。
【請求項２】
黒表示時には、
上記反射部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記透過部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
白表示時には、
上記透過部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記反射部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
黒表示時には、
上記反射部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記透過部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
白表示時には、
上記透過部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記反射部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記基板の主面に対する法線方向の両側には、第１偏光板と第２偏光板とがクロスニコルで配置されており、
黒表示時、
透過部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、反射部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっている
請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項６】
上記基板の主面に対する法線方向の両側には、第１偏光板と第２偏光板とがクロスニコルで配置されており、
白表示時、
反射部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、透過部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっている
請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項７】
上記基板の主面に対する法線方向の両側には、第１偏光板と第２偏光板とがクロスニコルで配置されており、
黒表示時、
透過部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、反射部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっており、
白表示時、
反射部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、透過部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっている
請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項８】
黒表示時反射部の液晶層配向は直線偏光をおよそλ/4位相をずらす機能を有する
請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
上記基板は、
第１の基板と、
第２の基板と、を含み、
上記第１の基板と上記第２の基板間に液晶層が配置され、
上記透過部には、透過部電極が形成され、
上記反射部には、反射部電極が形成され、
上記透過部電極と上記反射部電極に印加される相対的な電圧が異なる
請求項１から８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
上記透過部電極は、透明部画素電極と、透明部コモン電極とを含み、
上記反射部電極は、反射部画素電極と、反射部コモン電極とを含み、
上記透過部画素電極と上記反射部画素電極に共通の電圧が印加され、
上記透明部コモン電極と上記反射部コモン電極とに、それぞれ異なる電圧が印加される
請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
上記透過部電極は、透明部画素電極と、透明部コモン電極とを含み、
上記反射部電極は、反射部画素電極と、反射部コモン電極とを含み、
上記透明部コモン電極と上記反射部コモン電極に共通の電圧が印加され、
上記透過部画素電極と上記反射部画素電極とに、それぞれ異なる電圧が印加される
請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有する液晶表示装置であって、
第１の基板と、
第２の基板と、
上記基板上に配置された透過部と反射部と、
上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、
上記基板の主面に対する法線方向の両側にクロスニコルで配置された第１偏光板と第２偏光板と、
上記透過部に形成された透過部電極と、
上記反射部に形成された反射部電極と、を有し、
上記透過部電極と上記反射部電極に印加される相対的な電圧が異なる
液晶表示装置。
【請求項１３】
液晶表示装置を備えた電子機器であって、
上記液晶表示装置は、
基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有し、
上記基板上に透過部と反射部とが配置され、
上記透過部と上記反射部の液晶に印加される電圧が異なる
電子機器。
【請求項１４】
黒表示時には、
上記反射部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記透過部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
白表示時には、
上記透過部には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、上記反射部には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されない
請求項１３記載の電子機器。
【請求項１５】
上記基板の主面に対する法線方向の両側には、第１偏光板と第２偏光板とがクロスニコルで配置されており、
黒表示時、
透過部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、反射部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっており、
白表示時、
反射部の液晶の配向は上記第１偏光板および上記第２偏光板のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、透過部の配向は上記第１偏光板と上記第２偏光板の吸収軸と異なっている
請求項１４記載の電子機器。
【請求項１６】
黒表示時反射部の液晶層配向は直線偏光をおよそλ/4位相をずらす機能を有する
請求項１５記載の電子機器。
【請求項１７】
上記基板は、
第１の基板と、
第２の基板と、を含み、
上記第１の基板と上記第２の基板間に液晶層が配置され、
上記透過部には、透過部電極が形成され、
上記反射部には、反射部電極が形成され、
上記透過部電極と上記反射部電極に印加される相対的な電圧が異なる
請求項１３から１６のいずれか一に記載の電子機器。
【請求項１８】
上記透過部電極は、透明部画素電極と、透明部コモン電極とを含み、
上記反射部電極は、反射部画素電極と、反射部コモン電極とを含み、
上記透過部画素電極と上記反射部画素電極に共通の電圧が印加され、
上記透明部コモン電極と上記反射部コモン電極とに、それぞれ異なる電圧が印加される
請求項１７記載の電子機器。
【請求項１９】
上記透過部電極は、透明部画素電極と、透明部コモン電極とを含み、
上記反射部電極は、反射部画素電極と、反射部コモン電極とを含み、
上記透明部コモン電極と上記反射部コモン電極に共通の電圧が印加され、
上記透過部画素電極と上記反射部画素電極とに、それぞれ異なる電圧が印加される
請求項１７記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば反射型表示と透過型表示とが併用される液晶表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、幅広い電子機器の表示装置として用いられている。
たとえば、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の液晶表示装置を用いた電子機器がある。
【０００３】
このような液晶表示装置には、大きく分けて、バックライトと呼ばれる内部光源からの光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行う透過型の液晶表示装置と、太陽光などの外光を反射板などで反射して、この反射光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行う反射型表示装置が知られている。
【０００４】
透過型の液晶表示装置においては、全消費電力の５０％以上をバックライトが占めており、消費電力を低減することが難しい。また、透過型の液晶表示装置には、周囲の光が明るい場合には表示が暗く見え、視認性が低下するという問題もある。
一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため、消費電力の増加という問題はないが、周囲光が暗い場合には、視認性が極端に低下するという問題もある。
【０００５】
このような透過型、反射型の表示装置の双方の問題点を解消するために、透過型表示と反射型表示と両方を一つの液晶パネルで実現する反射透過併用型の液晶表示装置が提案されている。
この反射透過併用型の液晶表示装置では、周囲が明るい場合には周囲光の反射によって表示を行い、周囲が暗い場合には、バックライトの光によって表示を行う。
また、最近では、常時バックライトを点灯させ透過表示を維持しつつ、周囲が明るいとき反射表示を補助的に用い、視認性の低下を防ぐという目的で使用されるケースが多い。
【０００６】
ところで、液晶表示装置として、広い視野角を確保するために、いわゆる横電界スイッチングを利用した第１のスイッチング法またはフリンジフィールドを発生させる第２のスイッチング法による液晶表示装置が種々提案されている（特許文献１〜５参照、非特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−３４４８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６５５１号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８２５６号公報
【特許文献４】特開２００５−３３８２５８号公報
【特許文献５】特開２００６−１７１３７６号公報
【非特許文献１】ＳＩＤ'０５  Ｄｉｇｅｓｔ、ｐ１８４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第１のスイッチングモードの液晶表示装置においては、２枚の基板間に狭持させた液晶層への電界のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）により、液晶分子を基板面と略平行に回転駆動させることで画像表示が行われる。
このような第１のスイッチングモードの液晶表示装置における光学構成は、基板の外側にクロスニコルに偏光板を配置し、電界をＯＦＦさせた状態では液晶分子の配向軸が一方の偏光板の透過軸に対して平行となり、電界をＯＮさせた状態では液晶分子の配向軸が偏光板の透過軸に対して異なるように理想的には４５°、液晶分子を回転駆動させる。
これにより、電界をＯＦＦさせた状態においては、入射側の偏光板から入射した光は、液晶層において位相差を生じることなく出射側の偏光板に達し、ここで吸収されて黒表示となる。
【０００８】
一方、電界をＯＮさせた状態においては、液晶分子の配向方向が偏光板の透過軸に対して４５°となり、液晶層を通過する光に位相差が生じる。そこで、液晶層を通過する光にλ／２の位相差が生じるように、液晶層の膜厚（セルギャップ）を調整する。
これにより、入射側の偏光板から入射した光が、液晶層を通過することにより９０°回転した直線偏光となり、出射側の偏光板を透過して白表示となる。
【０００９】
また、第２のスイッチングモードの液晶表示装置１においては、図１に示すように、画素電極２には細かいスリットがきってあり、下側には絶縁膜３を介してコモン電極４が配置され、画素電極２のスリット部漏れ電界を利用して液晶層５の液晶の方位軸方向が変化するようにスイッチングさせる。
【００１０】
ところが、第１のスイッチングモード、第２のスイッチングモードでは、クロスニコルの状態に配置された一方の偏光板と液晶分子の配向軸を一致させて黒表示が行われる。
このため、上述した反射透過併用型の液晶表示装置において、ただ単に出射側の偏光板と液晶層との間に反射板を設けて反射表示領域を構成しただけでは、電圧無印加時に白表示となってしまい、透過表示領域の黒表示に合わせることができない。
【００１１】
この問題を解決するためにいくつかの方式が、上記した特許文献１〜５に提案されている。
【００１２】
特許文献１，２には、位相差板を透過部および反射部の全面にわたって配置する技術が開示されている。
【００１３】
しかし、この特許文献１，２に開示された技術では、透過部も位相差板と液晶層の位相差で黒表示を出さなければならないため、黒が浮いてしまうという不利益がある。換言すると、黒表示しようとしても光が透過し黒とならないという不利益がある。
また、位相差板と液晶の位相差の大きさに黒の明るさが依存するため、位相差板のばらつき、液晶層の厚さのばらつきによって表示品位に影響を及ぼし、安定して量産することが困難である。
また、液晶の屈折率は温度によって大きく依存するため、周囲の環境の温度によって表示品位が大きく劣化する。
【００１４】
さらに、この技術では、黒を表示しようとしたとき、全波長域で透過をおさえることができず、実際に黒とはならない。表示品位を決める１つの要素としてコントラストがあげられる。高いコントラストを得るためには黒表示時の明るさをできるだけ抑える必要がある。
また、位相差板がはいることで、視角方向で余分な位相差が介在し透過部の視野角特性も低下してしまう。
透過部の画質に対する要求性能は高く、せっかくの第１のスイッチング、第２のスイッチングの透過画質を低下させてしまうという不利益がある。
【００１５】
また、特許文献３には、反射部と透過部を配向分割する、すなわち、反射部と透過部の液晶の配向方向を変えて、半透過性能を得る技術が提案されている。
【００１６】
この場合、特許文献１，２に開示された技術において生じるような透過部の画質低下は少ないが、液晶の配向を分割する必要が生じ、製造プロセスが著しく増加してしまう。
また信頼性も含めて、きれいに配向分割する技術は量産において非常に困難である。
【００１７】
また、特許文献４，５には、反射部にのみ位相差層を形成する技術が提案されている。
この場合、反射部のみ位相差層を形成するためにはなんらかのミクロン精度のパターニングが必要とされる。歩留まり低下、工程増化によるコストアップ、また、特許文献３に開示された技術と同様にミクロン精度のパターニングできる技術は量産として非常に困難である。
【００１８】
本発明は、余分な位相差層等を必要とせず、コスト増を招くことなく、歩留まりよく量産することが可能で、しかも画質の劣化を抑止することが可能な液晶表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の観点は、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有する液晶表示装置であって、上記基板上に透過部と反射部とが配置され、上記透過部と上記反射部の液晶に印加される電圧が異なる。
【００２０】
本発明の第２の観点は、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有する液晶表示装置であって、第１の基板と、第２の基板と、上記基板上に配置された透過部と反射部と、上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、上記基板の主面に対する法線方向の両側にクロスニコルで配置された第１偏光板と第２偏光板と、上記透過部に形成された透過部電極と、上記反射部に形成された反射部電極と、を有し、上記透過部電極と上記反射部電極に印加される相対的な電圧が異なる。
【００２１】
本発明の第３の観点は、液晶表示装置を備えた電子機器であって、上記液晶表示装置は、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有し、上記基板上に透過部と反射部とが配置され、上記透過部と上記反射部の液晶に印加される電圧が異なる。
【００２２】
本発明によれば、透過部と反射部とで異なる電圧が液晶に印加される。
この場合、透過型第１のスイッチング方式と同じであり、透過特性は同様の広視野角で高コントラストの画質が得られる。反射表示も必要十分な表示が得られ、反射と透過でネガポジ反転することもない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、余分な位相差層等を必要とせず、コスト増を招くことなく、歩留まりよく量産することが可能で、しかも画質の劣化を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００２５】
以下の説明においては、まず、理解を容易にするために液晶表示装置の基本的な構成および機能を説明した後、具体的な構成に係る実施形態について説明する。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【００２７】
液晶表示装置１０は、図２に示すように、有効画素領域部１１、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）１２、および水平駆動回路（ＨＤＲＶ）１３を有している。
【００２８】
有効画素領域部１１は、複数の画素部１１ＰＸＬが、マトリクス状に配列されている。
各画素部１１ＰＸＬは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）１１Ｔと、ＴＦＴ１１Ｔのドレイン電極（またはソース電極）に画素電極ＰＸＥ１１が接続された液晶セルＬＣ１１とにより構成されている。
これら画素部１１ＰＸＬの各々に対して、走査線１４−１〜１４−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され信号線１５−１〜１５−ｎが各列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各画素部１１ＰＸＬのＴＦＴ１１Ｔのゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）１４−１〜１４−ｍにそれぞれ接続されている。また、各画素部１１ＰＸＬのソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の信号線１５−１〜１５−ｎに各々接続されている。
そして、各画素部１１ＰＸＬの液晶セルＬＣ２１のコモン電極には、コモン配線（共通配線）１６を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各画素部１１ＰＸＬの液晶セルＬＣ１１のコモン電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。
【００２９】
各走査線１４−１〜１４−ｍは、垂直駆動回路１２により駆動され、各信号線１５−１〜１５−ｎは水平駆動回路４により駆動される。
【００３０】
ＴＦＴ１１Ｔは、表示を行う画素を選択して、その画素の画素領域に表示信号を供給するためのスイッチング素子である。
ＴＦＴ１１Ｔは、たとえばボトムゲート構造、あるいはトップゲート構造を有する。
【００３１】
垂直駆動回路１２は、垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（行方向）に走査して走査線１４−１〜１４−ｍに接続された各画素部１１ＰＸＬを行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路１２から走査線１４−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線１４−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線１４−３，…，１４−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。
【００３２】
水平駆動回路１３は、図示しないクロックジェネレータにより生成された水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成し、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素部１１ＰＸＬに書き込むベきデータ信号として各信号線１５−１〜１５−ｎに供給する。
【００３３】
上述した液晶表示装置１０において、画素部１１ＰＸＬのＴＦＴ１１Ｔは、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）または多結晶シリコンのような半導体薄膜のトランジスタにより形成される。
【００３４】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、反射透過併用型の液晶表示装置として構成され、各画素部は、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる機能を有し、基板上に透過部と反射部とが並列に配置され、透過部と反射部の液晶に印加される電圧が異なるように構成される。
この構成に対応して、後で詳細に説明するように、第１の基本構成として、スイッチング素子としてのＴＦＴ１１Ｔを図２と同様に１つ有し、透過部と反射部で、透過部画素電極と反射部画素電極に共通の電圧を印加し、透明部コモン電極と反射部コモン電極とに、それぞれ異なる電圧を印加する構成を採用することができる。
また、第２の基本構成として、スイッチング素子としてのＴＦＴ１１Ｔを図２と異なり２つ有し、透過部と反射部で、透明部コモン電極と反射部コモン電極に共通の電圧を印加し、透過部画素電極と反射部画素電極とに、それぞれ異なる電圧を印加する構成を採用することもできる。この第２の基本構成の場合には、信号線１５−１〜１５−ｎが各列で２本配線される。また信号線を各列で1本とし、ゲート線が１４−１〜１４−nが各行で反射部用、透過部用2本配線される構成でもよい。
そして、本実施形態の液晶表示装置１０は、余分な位相差層等を必要とせず、コスト増を招くことなく、歩留まりよく量産することが可能で、しかも画質の劣化を抑止することができる。
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１０の画素部の具体的な構造について説明する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図３は、本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
【００３６】
本第１の実施形態に係る液晶表示装置１０Ａは、基本的に、第１の透明基板１０１、第２の透明基板１０２、液晶層１０３、第１偏光板１０４、第２偏光板１０５、およびバックライト１１０を主構成要素として有している。
【００３７】
第１の実施形態に係る液晶表示装置１０Ａは、基本的に第１の透明基板１０１と第２の透明基板１０２間に、複数の液晶分子を含む液晶層１０３が配置されている。換言すれば、液晶層１０３は第１の透明基板１０１と第２の透明基板１０２に挟持されている。
液晶表示装置１０Ａは反射部１２０と透過部１３０が並列的に形成され、透過部１３０の液晶層１０３の厚さ（第１液晶厚：第１基板間ギャップ）がＤ１に設定され、反射領域１２０の液晶層１０３の厚さ（第２液晶厚：第２基板間ギャップ）がＤ２に設定されている。
液晶表示装置１０Ａにおいては、図３に示すように、Ｄ１＞Ｄ２なる関係を満足するように構成される。
【００３８】
第１の透明基板１０１および第２の透明基板１０２は、たとえばガラスなどの透明絶縁基板で形成される。
【００３９】
第１の透明基板１０１には、図示しないが信号線、ゲート線、ＴＦＴ素子がマトリックス状に形成されており、アクティブマトリックス型の液晶ディスプレイが構成されている。
【００４０】
第１の透明基板１０１上の反射部１２０を形成する領域において、スキャッタ層１２１が形成され、スキャッタ層１２１上にＡｌ等からなる反射板１２２が形成され、反射板１２２上に透過性の平坦化膜１２３が形成され、平坦化膜１２３上には反射部電極１２４が形成されている。
そして、反射部電極１２４は、反射部画素電極１２４１と反射用コモン（共通）電極１２４２と含む。
【００４１】
第１の透明基板１０１上の透過部１３０を形成する領域において、透過部電極１３１が形成されている。
そして、透過部電極１３１は、透過部画素電極１３１１と透過用コモン（共通）電極１３１２と含む。
【００４２】
反射部電極１２４と透過部電極１３１は、ＩＴＯ等により形成され、両電極には、相対的な異なる電圧が印加される。
反射部電極１２４と透過部電極１３１への電圧印加方法としては、２つの方法を採用することが可能である。
【００４３】
第１の方法では、反射部画素電極１２４１と透過部画素電極１３１１に共通の電圧（たとえば０Ｖまたは５Ｖ）が印加され、反射部コモン電極１２４２と透過部コモン電極１３１２とに、それぞれ異なる電圧（たとえば０Ｖと５Ｖ）が印加される。
【００４４】
第２の方法では、反射部コモン電極１２４２と透過部コモン電極１３１２に共通の電圧（たとえば０Ｖまたは５Ｖ）が印加され、反射部画素電極１２４１と透過部画素電極１３１１とに、それぞれ異なる電圧（たとえば０Ｖと５Ｖ）が印加される。
【００４５】
このように、本実施形態においては、反射部１２０と透過部１３０の液晶に印加される電圧が異なるように構成される。
基本的には、黒表示時には、反射部１２０には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、透過部１３０には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されないように制御される。
そして、白表示時には、透過部１３０には液晶の配向変化が生じる閾値以上の電圧が印加され、反射部１２０には閾値以下の電圧が印加され、または電圧が印加されないように制御される。
【００４６】
本第１の実施形態の液晶表示装置１０Ａにおいては、第１の透明基板１０１と第２の透明基板１０２の主面１０１ａ，１０２ａに対する法線νの方向（層の積層方向）の外側には、第１偏光板１０４と第２偏光板１０５とがクロスニコルで配置されている。
【００４７】
このような構成において、黒表示時には、透過部１３０の液晶の配向は第１偏光板１０４および第２偏光板１０５のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、反射部１２０の配向は第１偏光板１０４と第２偏光板１０５の吸収軸と異なっている。
そして、白表示時には、反射部１２０の液晶の配向は第１偏光板１０４および第２偏光板１０５のいずれかの偏光板の吸収軸方向と一致しており、透過部１３０の配向は第１偏光板１０４と第２偏光板１０５の吸収軸と異なっている。
また、黒表示時、反射部１２０の液晶層配向は直線偏光をおよそλ/4位相をずらす機能を有する。
中間調を表示する場合、液晶にかかる電圧が黒と白の中間の電圧になるように印加すればよい。
【００４８】
図４（Ａ），（Ｂ）は、第１の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。図５は、第１の方法を採用した場合の画素部の等価回路を示す図である。
図６（Ａ），（Ｂ）は、第２の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。図７（Ａ）または（Ｂ）は、第２の方法を採用した場合の画素部の等価回路を示す図である。
【００４９】
図４および図５の構成においては、反射部画素電極１２４１と透過部画素電極１３１１とが接続されて共有画素電極１４０が形成され、この共有画素電極１４０に共通の電圧（０Ｖまたは５Ｖ）が印加され、反射部コモン電極１２４２と透過部コモン電極１３１２とに、それぞれ異なる電圧（０Ｖと５Ｖ）が印加される。
【００５０】
具体的には、黒表示時には、図４（Ａ）に示すように、画素電極１４０に０Ｖが印加され、透過部コモン電極１３１２に０Ｖが印加され、反射部コモン電極１２４２に５Ｖが印加される。これにより、反射部１２０において、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
白表示時には、図４（Ｂ）に示すように、画素電極１４０に５Ｖが印加され、透過部コモン電極１３１２に０Ｖが印加され、反射部コモン電極１２４２に５Ｖが印加される。これにより、透過部１３０において、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
【００５１】
図６および図７（Ａ）,（Ｂ）の構成においては、反射部コモン電極１２４２と透過部コモン電極１３１２が接続されて共有コモン電極１４１が形成され、この共有画素電極１４１に共通の電圧（０Ｖまたは５Ｖ）が印加され、反射部画素電極１２４１と透過部画素電極１３１１とに、それぞれ異なる電圧（０Ｖと５Ｖ）が印加される。
【００５２】
具体的には、黒表示時には、図６（Ａ）に示すように、コモン電極１４１に０Ｖが印加され、透過部画素電極１３１１に０Ｖが印加され、反射部画素電極１２４１に５Ｖが印加される。これにより、反射部１２０において、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
白表示時には、図６（Ｂ）に示すように、コモン電極１４１に０Ｖが印加され、透過部画素電極１３１１に５Ｖが印加され、反射部画素電極１２４１に０Ｖが印加される。これにより、透過部１３０において、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
【００５３】
本第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成および機能についてさらに説明する。
【００５４】
画素には、図４および図６に示すよう、信号に応じて電圧が変わる画素電極とコモン電極がＴＦＴ基板１０１面にくしば状に形成されており、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分（電界が基板に対してほぼ平行の電界成分を含む）が印加される。
前述したように、偏光板１０４，１０５はクロスニコルに配置されており、電圧無印加時、液晶はホモジニアス配向でその配向方向は、いずれかの偏光板の透過軸と一致している。
【００５５】
黒表示時、透過部１３０に印加される電圧は、図４（Ａ）および図６（Ａ）に示すように、０Ｖまたは液晶の配向変化をさせない電圧であり、いわゆるＯＦＦの状態である。透過部１３０は液晶軸と偏光板の軸とが一致しており、第１偏光板１０４を透過した光の偏光状態は液晶層で変化せず、他方の第２偏光板１０５で吸収される。
一方、反射部１２０は図４（Ａ）および図６（Ａ）に示すように、液晶の配向変化を与える閾値以上の電圧が印加されており、液晶の平均的な配向軸は図のようにおよそ４５度回転した配向となっている。実際の液晶配向はツイストが混ざった配向となっており、ほぼλ/4位相をずらすような配向であればよい。
外光は第２偏光板１０５で直線偏光に変換され、液晶層１０３によっておよそλ/4位相がずれ、円偏光となり、反射板１２２で反射されたあとさらにλ/4位相がずれ、最終的にλ/2位相がずれた（90度回転した）直線偏光に変換された後、第2偏光板１０５に吸収され黒表示となる。
【００５６】
白表示時は、黒表示時と逆で、透過部１３０に閾値以上の電圧が印加され、液晶層１０３で偏光が変化し、透過するようになる。
反射部１２０は０Ｖまたは閾値以下の電圧しかかかっておらず、偏光板１０５の透過軸と一致、液晶層１０３では偏光変化しないため、入射された偏光光は透過され、白表示となる。
【００５７】
このような駆動を実現するためには、図４および図５に示す構成を採用する方が好ましい。
図４および図５の構成においては、前述したように、各信号に応じた電圧がかかる画素電極は反射部、透過部共通で、コモン電極が反射部１２０と透過部１３０でわけられている。
透過部１３０と反射部１２０のコモン電極１３１２，１２４２に印加される電圧はＶｓｉｇとの関係が逆になるよう設定される。
【００５８】
たとえば  透過部  ＶｃｏｍＴ＝Vsig(黒)、
反射部  Vcom R = Vsig(白)        
ここで、ＶｃｏｍＴは透過部のコモン電位を、ＶｃｏｍＲは反射部のコモン電位を、Vsig(黒)は黒表示時の画素に印加される信号電位を、Vsig(白)は白表示時の画素に印加される信号電位を、それぞれ示している。
【００５９】
また、図６および図７に示すように、コモン電極を反射部、透過部で共通化し、画素電極をわけることで可能である。ただし、信号自身をつくらなければならず複雑な信号処理が必要となる、画素トランジスタも反射、透過両者とも必要となり、開口率への影響も大きく、上述のような第１の方法が好ましい。
【００６０】
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図９（Ａ），（Ｂ）は、第２の実施形態において、第１の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。
【００６１】
本第２の実施形態は、第２のスイッチング方式を利用した場合の構成例を示している。
【００６２】
第２の実施形態に係る液晶表示装置１０Ｂは、基本的に第１の透明基板１０１Ｂと第２の透明基板１０２Ｂ間に、複数の液晶分子を含む液晶層１０３が配置されている。換言すれば、液晶層１０３は第１の透明基板１０１Ｂと第２の透明基板１０２Ｂに挟持されている。
液晶表示装置１０Ｂは反射部１２０Ｂと透過部１３０Ｂとが並列的に形成され、透過部１３０Ｂの液晶層１０３の厚さ（第１液晶厚：第１基板間ギャップ）がＤ１Ｂに設定され、反射領域１２０Ｂの液晶層１０３の厚さ（第２液晶厚：第２基板間ギャップ）がＤ２Ｂに設定されている。
液晶表示装置１０Ｂにおいては、図８に示すように、Ｄ１Ｂ＞Ｄ２Ｂなる関係を満足するように、第２の基板１０２Ｂにギャップ調整用段差形成層１０６が形成されている。
【００６３】
第１の透明基板１０１の液晶層１０３と対向する第１面１０１Ｂａ上において、反射部１２０側に、ＴＦＴ１１Ｔのゲート電極に相当する走査配線１５１（図２の走査線１４に相当）が形成されている。
なお、走査配線（ゲート電極）１５１は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）やタンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
【００６４】
走査配線１５１および第１の透明基板１０１の第１面１０１Ｂａを覆うように、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜１５２が形成されている。
絶縁膜１５２上の走査配線（ゲート電極）１５１と対向する領域にｎ型半導体層１５３が形成されている。半導体（薄膜）層１５３５はｎ＋拡散層であるソース電極部（Ｓ）１１５３１とドレイン電極部（Ｄ）１５３２、ｎ−拡散層（ＬＤＤ層）１５３３，１５３４並びにチャネル形成領域１１５５が形成されている。
半導体薄膜層１５３は、たとえばＣＶＤ法などで得られる低温ポリシリコンの薄膜により形成される。
絶縁膜１５２および半導体層１５３上に層間絶縁膜１５４が形成され、ソース電極部（Ｓ）１５３１には、コンタクトホールを介して、たとえばアルミニウム（Ａｌ）からなる信号配線１５５図２の信号線１５に相当）が接続されている。また、ドレイン電極部１５３２には、コンタクトホールを介して、たとえば信号配線１５５と同層のＡｌからなる導電部（接続電極）１５６が形成されている。
さらに、信号配線１５５、導電部１５６、および層間絶縁膜１５４上に平坦化膜１５７が形成されている。
そして、反射部１２０Ｂの平坦化膜１５７上には、スキャッタ層１５８を介して反射部コモン電極１５９が形成されている。
また、透過部１３０Ｂの平坦化膜１５７上には、ＩＴＯ等の透明電極からなる透過部コモン電極１６０が形成されている。
そして、反射部コモン電極１５９および透過部コモン電極１６０を覆うように画素の絶縁膜１６１が形成され、絶縁膜１６１上に反射部画素電極１６２および透過部画素電極１６３が形成されている。
この構成では、図９に示すように、反射部画素電極１６２および透過部画素電極１６３はスリットを設けたような構成を有し、互いに接続されている。換言すれば、画素電極は共通の電圧が印加される。
そして、たとえば反射部画素電極１６２が絶縁膜１５７，１６１に形成されたコンタクトホールを介して導電部１５６に接続されている。
【００６５】
図８および図９の構成においては、反射部画素電極１６２と透過部画素電極１６３とが接続されて共有画素電極１６４が形成され、この共有画素電極１６４に共通の電圧（０Ｖまたは５Ｖ）が印加され、反射部コモン電極１５９と透過部コモン電極１６０とに、それぞれ異なる電圧（０Ｖと５Ｖ）が印加される。
【００６６】
具体的には、黒表示時には、図９（Ａ）に示すように、画素電極１６４に０Ｖが印加され、透過部コモン電極１６０に０Ｖが印加され、反射部コモン電極１５９に５Ｖが印加される。これにより、反射部１２０Ｂにおいて、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
白表示時には、図９（Ｂ）に示すように、画素電極１６４に５Ｖが印加され、透過部コモン電極１６０に０Ｖが印加され、反射部コモン電極１５９に５Ｖが印加される。これにより、透過部１３０Ｂにおいて、基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分により液晶の方位軸方向を変化させる。
【００６７】
この場合、画素電極のスリットの斜め電界を利用して配向変化させる。表示原理は上述の第１の実施形態の係る基板の主面に対する法線方向と異なる方向の電界成分（電界が基板に対してほぼ平行の電界成分を含む）によるスイッチング(いわゆる横電界スイッチング)と同様である。
また、反射板は反射部用のコモン電極１５９と共用できるため第１の実施形態の場合より工程が削減できる、またＦＦＳのほうが開口率が大きく取れる等メリットが多く、この構成が第１の実施形態の場合よりも好ましい。
【００６８】
以上説明したように、本第１および第２の実施形態によれば、透過部のみ着目すると、透過型第１のスイッチング方式と同じであり、透過特性は同様の広視野角で高コントラストの画質が得られる。反射表示も必要十分な表示がえられ、反射と透過でネガポジ反転するような問題もない。
また、本実施形態によれば、アクティブマトリックス側のパターニングのみで可能となり、余分な位相差層等必要がなく、安価で歩留まり良く量産化も可能となる。
【００６９】
またさらに、上記実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置に代表されるアクティブマトリクス型表示装置は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等のＯＡ機器やテレビジョン受像機などのディスプレイとして用いられる外、特に装置本体の小型化、コンパクト化が進められている携帯電話機やＰＤＡなどの電子機器の表示部として用いて好適なものである。
【００７０】
すなわち、本実施形態における液晶表示装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、図１０（Ａ）〜（ｇ）に示す様々な電子機器、たとえば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラなど、電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
【００７１】
なお、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、図１１に開示したような、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。
たとえば、画素アレイ部（有効表示領域）２５０を囲むようにシーリング部２５１が設けられ、このシーリング部を２５１接着剤として透明な、ガラス等の対向部１５２に貼り付けられ形成された表示モジュールが該当する。
この透明な対向部２５２には、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が設けられてもよい。なお、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２５３が設けられていてもよい。
以下、このような表示装置が適用された電子機器の例を示す。
【００７２】
図１０（Ａ）は本発明が適用されたテレビジョン３００の一例を示す。このテレビジョン３００は、フロントパネル３０１、フィルターガラス３０２等から構成される映像表示画面３０３を含み、本発明の実施形態に係る表示装置をその映像表示画面３０３に用いることにより作製される。
【００７３】
図１０（Ｂ），（Ｃ）は本発明が適用されたデジタルカメラ３１０の一例を示す。デジタルカメラ３１０は、撮像レンズ３１１、フラッシュ用の発光部３１２、表示部３１３、コントロールスイッチ３１４等を含み、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部３１３に用いることにより作製される。
【００７４】
図１０（Ｄ）は本発明が適用されたビデオカメラ３２０を示す。ビデオカメラ３２０は、本体部３２１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ３２２、撮影時のスタート／ストップスイッチ３２３、表示部３２４等を含み、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部３２４に用いることにより作製される。
【００７５】
図１０（Ｅ），（Ｆ）は本発明が適用された携帯端末装置３３０を示す。携帯端末装置３３０は、上側筐体３３１、下側筐体３３２、連結部（ここではヒンジ部）３３３、ディスプレイ３３４、サブディスプレイ３３５、ピクチャーライト３３６、カメラ３３７等を含み、本発明の実施形態に係る表示装置をそのディスプレイ３３４やサブディスプレイ３３５に用いることにより作製される。
【００７６】
図１０（Ｇ）は本発明が適用されたノート型パーソナルコンピュータ３４０を示す。ノート型パーソナルコンピュータ３４０は、本体３４１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード３４２、画像を表示する表示部３４３等を含み、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部３４３に用いることにより作製される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第２の方式の液晶表示装置を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
【図４】本第１の実施形態において、第１の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。
【図５】第１の方法を採用した場合の画素部の等価回路を示す図である。
【図６】本第１の実施形態において、第２の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。
【図７】第２の方法を採用した場合の画素部の等価回路を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
【図９】第２の実施形態において、第１の方法を採用した場合の黒表示時と白表示時の電圧および液晶の状態を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る液晶表示装置が適用される電子機器の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含むことを説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・液晶表示装置、１１・・・有効画素領域部、１１ＰＸＬ・・・画素部、１１Ｔ・・・ＴＦＴ、１４・・・走査線、１５・・・信号線、１６・・・共通配線、１０１・・・第１の透明基板、１０２・・・第２の透明基板、１０３・・・液晶層、１０４・・・第１偏光板、１０５・・・第２偏光板、１２０，１２０Ｂ・・・反射部、１３０，１３０Ｂ・・・透過部、１２４・・・反射部電極、１２４１・・・反射部画素電極、１２４２・・・反射部コモン電極、１３１・・・透過部電極、１３１１・・・透過部画素電極、１３１２・・・透過部コモン電極、１５８・・・反射部コモン電極、１５９・・・透過部コモン電極、１６２・・・反射部画素電極、１６３・・・透過部画素電極、３００・・・テレビジョン、３１０・・・デジタルカメラ、３２０・・・ビデオカメラ、３３０・・・携帯端末装置、３４０・・・ノート型パーソナルコンピュータ。
【図１】
2008191480.tif 000003
【図２】
2008191480.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】
2008191480.tif 000009
【図８】
2008191480.tif 000010
【図９】
2008191480.tif 000011
【図１０】
2008191480.tif 000012
【図１１】
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