JP5127419B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特には、横電界モードで液晶分子を駆動する半透過半反射型の液晶表示装置に関する。

横電界モードの液晶表示装置は、広視野角、高コントラストを実現する液晶モードとして注目されている。また近年においては、モバイル用途の液晶表示装置として、暗状態、外光下での視認性を向上させた半透過半反射型の液晶表示装置が広く適用されており、視野角特性に優れた横電界モードを適用した半透過半反射型の液晶表示装置の実現が望まれている。

図１４には、横電界モードの一つであるフリンジフィールドスイッチング（Fringe field switching（ＦＦＳ））モードを適用した半透過半反射型の液晶表示装置の構成を示す。図１４（１）の断面図は、図１４（２）の平面図におけるＡ−Ａ’断面に対応している。これらの図に示す液晶表示装置２００は、画素回路が形成された第１基板１上に、反射表示部１ｒに対応して凹凸拡散面が形成された光拡散層３を備え、この上部に透明導電膜からなる共通電極５が設けられている。また、共通電極５上には、反射表示部１ｒに対応して反射層７が設けられている。この反射層７は、共通電極としても機能するものとなる。そして反射層７及び共通電極５を覆う状態で、基板１上の全面に絶縁膜９が設けられている。この絶縁膜９上には、櫛歯状の画素電極１１が設けられている。この画素電極１１は、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向に延設された複数の櫛歯電極１１ａを備えている。またこのような画素電極１１を覆う状態で配向膜１３が設けられている。

一方、第２基板２１上には、カラーフィルタ２３および必要に応じてブラックマトリックスが設けられ、これを覆う状態でオーバーコート膜２７が設けられている。このオーバーコート膜２７上には、反射表示部１ｒに対応する部分に位相差層２９がパターン形成され、これを覆う状態で配向膜３１が設けられている。そして、第１基板１と第２基板２１の配向膜１３−３１間には、液晶層ＬＣが封止されている。

このような構成の液晶表示装置２００においては、色再現性が良好な透過表示部１ｔでは、隣接する画素との間での混色を防止するために、ある程度の画素間隔が必要とされる。これに対して、反射表示部１ｒに対しては色再現性が要求されることがないため、透過表示部１ｔよりも画素間隔を狭くすることができる。このため、反射表示部１ｒにおける画素電極１１の幅Ｗｒは、透過表示部１ｔにおける画素電極１１の幅Ｗｔよりも広くすることができる。さらには、透明表示部１ｔと反射表示部１ｒとの間にはブラックマトリックスを配置するが、隣接する反射表示部１ｒ間にはブラックマトリックスを配置しない構成とすることができる。また、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとで、画素電極１１における櫛歯電極１１ａのピッチｐｒ，ｐｔを最適化することにより、透過光および反射光の増加を図る構成が提案されている（以上、下記非特許文献１参照）。

"ＳＩＤ ０７ ＤＩＧＥＳＴ"、２００７年、ｐ.１６５１-１６５４

ところで、図１４（２）に示されたように、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとで、画素電極１１の幅Ｗｒ，Ｗｔやピッチｐｒ，ｐｔが異なる形状で有る場合、画素電極１１における反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの境面部分には、櫛歯電極１１ａを繋ぐためのブリッジ部１１ｂを設ける必要がある。しかしながら、このブリッジ部１１ｂの近傍の領域Ｂにおいては、櫛歯電極１１ａ間に発生する基板１と平行な方向の電界に乱れが生じる。そして、白表示の際には、ブリッジ部１１ｂに沿って大きなディスクネーションラインが発生する。このようなディスクリネーションラインの発生は、表示装置における反射率、透過率ともに大きく減少させ、輝度の劣化を招く要因となっている。

そこで本発明は、画素電極内においてのディスクリネーションラインの発生を抑えることが可能で、これにより輝度の高い表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明のある観点によれば、一の方向に延伸する複数の櫛歯電極を両端部で連結して形成された櫛歯状の画素電極を備えると共に、画素毎に反射表示部と透過表示部とが設けられた液晶表示装置が提供される。この画素電極は、透過表示部における一の方向に垂直な他の方向の幅よりも反射表示部における他の方向の幅が大きく形成され、他の方向の幅が小さい部分の櫛歯電極が反射表示部と透過表示部との境界部を他の方向に連結されない状態で跨ぐように配置されている。

このような構成の液晶表示装置では、画素電極において透過表示部の幅よりも反射表示部の幅が大きく形成されていることから、画素電極を同一方向に向けて配列した場合に、隣接する画素電極の間隔が、透過表示部よりも反射表示部で狭くなる。これにより、反射表示部では画素電極幅が広いことによって有効な開口率を確保した表示を可能としつつも、もともと色再現性の良好な透過表示部では隣接画素との間隔を確保して混色を防止して色再現性が確保される。そして特に、複数の櫛歯電極が端部のみで連結された構成であるため、反射表示部から透過表示部に掛けての櫛歯電極間に発生する電界を乱す電極部分が存在せず、画素電極の広い領域で櫛歯電極間に一様な横電界を発生させることができる。これにより、画素電極の部分で液晶を一様に配向させることができる。

以上説明したように本発明によれば、反射表示部と透過表示部とで開口率及び色再現性が確保される液晶表示を可能とした状態で、画素内においての電界の乱れによるディスクリネーションラインの発生を抑えることが可能で、これにより輝度の高い表示が可能になる。

以下、本発明をＦＦＳモード半透過半反射型の液晶表示装置に適用した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、図１４を用いて説明した従来構成と同一の構成要素には同一の符号を付して各実施の形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の液晶表示装置の１画素分の要部概略断面図である。また図２は第１実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図であり、この平面図におけるＡ−Ａ’断面が図１に相当する。

これらの図に示す第１実施形態の液晶表示装置５０が、図１４で示した従来の液晶表示装置と異なるところは画素電極５１の構成にある。以下にこれらの図を用いて液晶表示装置５０の詳細な構成を説明する。

この液晶表示装置５０は、マトリックス状に配列された複数の各画素１ａ内に、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとが設けられている。各画素１ａは、例えば表示画面の垂直方向を長辺とした矩形形状であって、各画素１ａの長辺方向に反射表示部１ｒ，透過表示部１ｔの順に配列されていることとする。尚、以降においては、各画素１ａ内における反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向を垂直方向ｙ、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向に垂直な方向を水平方向ｘと記す。

そして、水平方向ｘに隣接する画素１ａ−１ａ間では、反射表示部１ａ同士が隣接して配置され、また透過表示部１ｔ同士が隣接して配置された状態となっている。一方、垂直方向ｙに隣接する画素１ａ−１ａ間においては、反射表示部１ａに対して透過表示部１ｂが隣接して配置されても良いし、反射表示部１ｒ同士または透過表示部１ｔ同士が隣接して配置されても良い。

このように各画素１ａ内に反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとが配置された液晶表示装置５０は、光透過性を有する第１基板１上の各画素１ａに対応する部分に、ここでの図示を省略した画素回路が配列形成されている。そして、この第１電極１上を覆う状態で、各画素１ａの反射表示部１ｒに対応する部分に凹凸拡散面が形成された光拡散層３が設けられている。この光拡散層３上には、透明導電膜からなる共通電極５が全画素１ａ，１ａ，…の共通層として設けられている。この共通電極５は、光拡散層３に設けた凹凸拡散面に沿って設けられていることとする。

共通電極５上には、反射表示部１ｒに対応して反射層７がパターン形成されている。この反射層７は、共通電極５の表面の凹凸拡散面に沿って設けられていることにより、表面が拡散反射面として構成されている。また反射層７は、隣接する画素１ａの反射表示部１ｒで共通層として設けられている。つまり、各画素１ａのうち水平方向ｘに隣接して配置される複数の画素１ａに対して、反射層７が共通層として設けられているのである。このような反射層７は、例えばアルミニウム(Ａｌ）や高融点金属材料のような光反射性が良好な導電性材料からなり、共通電極５の上面に接して設けられることで、共通電極５の一部としても機能するものとなる。

またこれらの反射層７及び共通電極５を覆う状態で、基板１上の全面には光透過性材料からなる絶縁膜９が設けられている。この絶縁膜９上には、本発明に特徴的な櫛歯状の画素電極５１が設けられている。この櫛歯状の画素電極５１は透明導電膜からなるもので、次のように構成されている。

すなわち画素電極５１は、複数の櫛歯電極５１ａで構成された櫛歯状の画素電極５１であり、各櫛歯電極５１ａは反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向としての垂直方向ｙに延設されている。各櫛歯電極５１ａの幅および配列間隔ｐは、反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しく、また各櫛歯電極５１ａは、直線で構成されていることとする。そして、複数の櫛歯電極５１ａ間は、延設方向の端部のみにおいてブリッジ電極５１ｂで連結されていることが重要である。

以上のような画素電極５１のもう一つの特徴は、画素電極５１の外形形状にある。すなわち画素電極５１は、櫛歯電極５１ａの配列方向となる水平方向ｘおいて、透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部ｔｒの幅Ｗｒが大きく形成されている。このため、透過表示部１ｔよりも反射表示部１ｒにおいての櫛歯電極５１ａの本数が多く、例えば図示した例では２本多くなっている。透過表示部１ｔに対しての、反射表示部１ｒの櫛歯電極５１ａの増加本数が複数本ある場合、図示したように反射表示部１ｒの一方向に増加した全ての櫛歯電極５１ａを配置しても良く、また反射表示部１ｒの両側に分けて配置しても良い。

また、このような外形形状の画素電極５１は、同一方向に向けて各画素１ａに配置されているため、水平方向ｘに隣接する画素１ａ−１ａ間では、透過表示部１ｔにおける画素電極５１の間隔ｄｔよりも、反射表示部１ｒにおける画素電極５１の間隔ｄｒが狭くなる。

尚、以上のように構成された画素電極５１は、第１基板１上に形成された画素回路に接続されている。この場合、画素回路が共通電極５よりも下層に設けられていれる構成であれば、共通電極５およびその一部を構成する反射層７の必要部分に開口を設け、この開口内に形成された接続孔を介して、共通電極５および反射層７に対して絶縁性を保って画素電極５１と画素回路とが接続されていることとする。

そして、以上のような構成の画素電極５１は配向膜１３で覆われ、第１基板１の上方が構成されている。

一方、以上のような第１基板１における配向膜１３の形成面側には、第２基板２１が対向配置されている。この第２基板２１は、光透過性材料からなり配向膜１３に向かう面上には、必要に応じて各色カラーフィルタ２３が画素１ａ毎にパターン形成され、また画素１ａ間にはブラックマトリックスが設けられている。

尚、カラーフィルタ２３は、例えば反射表示部１ｒに対応して一部が除去されることにより、反射表示部１ｒにおいてカラーフィルタ２３を往復する表示光の減衰を調整している。

以上のようなカラーフィルタ２３およびブラックマトリックスを覆う状態で、絶縁性のオーバーコート膜２７が設けられ、このオーバーコート膜２７上の反射表示部１ｒに対応する位置に位相差層２９がパターン形成されている。この位相差層２９は、例えばλ／２の位相差で構成されていることとする。そしてこの位相差層２９を覆う状態で配向膜３１が設けられ、第２基板２１の上方が構成されている。

以上のような第１基板１と第２基板２１とにおける配向膜１３−３１間には、ここでの図示を省略したスペーサ（図示省略）が挟持され、その隙間に液晶層ＬＣが封止された状態となっている。液晶層ＬＣは、正または負の誘電異方性を有する液晶分子ｍを用いて構成されている。この場合においての反射表示部１ｒにおける液晶層ＬＣの層厚（すなわちセルギャップｇｒ）と、透過表示部１ｔにおける液晶層ＬＣの層厚（すなわちセルギャップｇｔ）とは、以降に説明する光学構成に従って位相差層２９の膜厚によって調整されていることとする。例えば、これらのセルギャップｇｒ，ｇｔは、画素電極５１−共通電極５間に電圧を印加した状態において、反射表示部１ｒで液晶層ＬＣがλ／４の位相差を有し、透過表示部１ｔで液晶層ＬＣがλ／２の位相差を有する様に設定されていることとする。

また第１基板１および第２基板２１の外側には出射側偏光板３７と入射側偏光板３９とが配置され、さらに第１基板１側に配置された入射側偏光板３９の外側にはここでの図示を省略したバックライトが配置されて液晶表示装置５０が構成されている。

図３は、このような液晶表示装置５０の光学構成の一例を説明する図であり、光学軸および配向軸を矢印で示している。以下にこの図３と共に、先の図１，図２を参照しつつ液晶表示装置５０の光学構成の一例を説明する。

この図に示すように、液晶層ＬＣを両側から挟む位置に設けられた配向膜１３，３１は、櫛歯電極５１ａの延設方向に垂直な方向である水平方向ｘに対して配向軸方向（例えばラビング処理方向）が８５°を成すように設けられている。このような配向膜１３，３１の配向軸方向は、互いに反平行であることとする。これは、反射表示部１ｒおよび透過表示部１ｔで共通であることとする。

また、λ/２の位相差を備えた位相差層２９は、水平方向ｘに対して遅相軸を例えば−２８°に保って設けられていることとする。さらに偏光板３７,３９は透過軸をクロスニコルにして配置される。そして出射側偏光板３７は、配向膜１３，３１の配向軸方向に対して透過軸を平行にして配置される。一方、入射側偏光板３９は、配向膜１３，３１の配向軸方向に対して透過軸を垂直にして配置される。尚、偏光板３７，３９は、互いの透過軸がクロスニコルに保たれれば、配向膜１３，３１の配向軸方向に対する透過軸の方向が逆の組み合わせであっても良い。

このような光学構成の液晶表示装置５０では、画素電極５１−共通電極５間に電圧を印加していない状態において、液晶層ＬＣを構成する液晶分子ｍの軸は、配向膜１３，３１の配向方向（８５°）と平行で、位相差層２９の遅相軸（−２８°）に対して１０３°の角度で配向する。これにより、反射表示部１ｒにおいては、液晶層ＬＣとλ／２の位相差層２９とを合わせて広帯域のλ／４層が構成され、これらを往復で通過する光が広帯域で９０°回転し、再び出射側偏光板３７に達し、ここで吸収されて黒表示となる。一方、透過表示部１ｔにおいて入射側偏光板３９から入射した光は、液晶層ＬＣにおいて位相差を生じることなくそのまま出射側偏光板３７に達し、ここで吸収されて黒表示となる。

また、画素電極５１−共通電極５間に電圧を印加した状態では、画素電極５１の櫛歯電極５１ａ間に生じる横電界により、液晶分子ｍが一方向に回転し、位相差層２９から入射した光に対して液晶層ＬＣが位相差を生じない構成となる。これにより、反射表示部１ｒにおいては、出射側偏光板３７から入射した光が、λ/２の位相差層２９とλ／４の液晶層ＬＣを往復で通過することによって１８０°回転して再び出射側偏光板３７に達し、ここを通過して白表示となる。一方、透過表示部１ｔにおいて入射側偏光板３９から入射した光は、λ／２の液晶層ＬＣを通過することで９０°回転して出射側偏光板３７に達し、ここを通過して白表示となる。

以上のような構成の液晶表示装置５０においては、図２を用いて説明したように画素電極５１の幅が、透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部１ｒの幅Ｗｒが大きく形成されている。このため、画素電極５１を同一方向に向けて配列した場合に、水平方向ｘに隣接する画素電極５１間において、透過表示部１ｔの間隔ｄｔよりも反射表示部１ｒの間隔ｄｒが狭くなる。これにより、反射表示部１ｒでは、画素電極１ｒの幅Ｗｒが広げられて有効な開口率を確保した表示が可能となる。一方、もともと色再現性の良好な透過表示部１ｔでは、隣接する画素電極５１の間隔ｄｔが広く確保して混色を防止し、色再現性を確保することができる。

そして特に、複数の櫛歯電極５１ａが端部のみで連結された構成であるため、画素電極５１内に、反射表示部１ｒから透過表示部１ｔに掛けての櫛歯電極５１ａ間に発生する電界を乱す電極部分が存在せず、櫛歯電極５１ａ間に一様な横電界を発生させることができる。特に、各櫛歯電極５１ａは、幅および配列間隔ｐが反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しく、直線で構成されているものであるため、このような櫛歯電極５１ａ間には、画素電極５１内においてより均一な状態で横電界を発生させることが可能である。これにより、画素電極５１の全域において、液晶分子ｍを一様に配向させることができる。

この結果、本第１実施形態の液晶表示装置５０によれば、反射表示部１ｒの開口率および透過表示部１ｔにおいての色再現性を確保した液晶表示が可能でありながらも、画素内においての電界の乱れによるディスクリネーションラインの発生を抑えた表示を実現することができ、輝度の向上を図ることが可能になる。

＜第２実施形態＞
図４は第２実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図である。

この図に示す第２実施形態の液晶表示装置５０’は、マルチドメイン構成の液晶表示装置である。この液晶表示装置５０’が第１実施形態の液晶表示装置と異なる構成は、画素１ａ内における反射表示部１ｒと透過表示部１ｔの配置状態および画素電極５３の形状にあり、他の構成は第１実施形態と同様であることとする。以下においては、第１実施形態と同様の構成要素についての重複する説明は省略する。

すなわち、この液晶表示装置５０’において、各画素１ａは例えば表示画面の垂直方向に長い略矩形形状であって、各画素１ａの長辺方向に透過表示部１ｔ，反射表示部１ｒ，透過表示部１ｔがこの順に配列されている。そして、反射表示部１ｒに対応して設けられた反射層７は、水平方向ｘに隣接して配置される複数の画素１ａに対して共通層として設けられており、画素１ａ内において垂直方向ｙの中央部に配置される。

そして画素電極５３は、複数の櫛歯電極５３ａで構成された櫛歯状の画素電極５３であり、各櫛歯電極５３ａは反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向としての垂直方向ｙに延設されている。ここでは、各櫛歯電極５３ａが、延設方向の略中央部において２方向に屈曲された形状であるところが特徴的である。これらの櫛歯電極５３ａは、垂直方向ｙに対して、略同一の角度でなす２方向に屈曲されていることとする。この角度は、例えば垂直方向ｙに対して５°程度であることとする。尚、このような櫛歯電極５３ａの幅および配列間隔ｐは、反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しいこととする。また、これらの各櫛歯電極５３ａ間が、延設方向の端部のみにおいてブリッジ電極５３ｂで連結されていることは、第１実施形態と同様である。

以上のような画素電極５３の外形形状は、櫛歯電極５３ａの配列方向となる水平方向ｘおいて、透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部ｔｒの幅Ｗｒが大きく形成されていることは、第１実施形態と同様である。このため、透過表示部１ｔよりも反射表示部１ｒにおいての櫛歯電極５３ａの本数が多く、例えば図示した例では２本多くなっている。透過表示部１ｔに対しての、反射表示部１ｒの櫛歯電極５３ａの増加本数が複数本ある場合、図示したように反射表示部１ｒの一方向に増加した全ての櫛歯電極５３ａを配置しても良く、また反射表示部１ｒの両側に分けて配置しても良い。

また、このような外形形状の画素電極５３は、同一方向に向けて各画素１ａに配置されているため、水平方向ｘに隣接する画素１ａ−１ａ間では、透過表示部１ｔにおける画素電極５３の間隔ｄｔよりも、反射表示部１ｒにおける画素電極５３の間隔ｄｒが狭くなることは、第１実施形態と同様である。

さらに、以上のように構成された画素電極５３が、共通電極５および反射層７に対して絶縁性を保って第１基板上の画素回路と接続されていることも、第１実施形態と同様である。

また、このような画素電極５３を備えた液晶表示装置５０’の光学構成および駆動状態は、第１実施形態で説明したような従来構成と同様であることとする。ただし、画素電極５３−共通電極５間に電圧を印加した状態では、液晶分子ｍが２方向に回転して白表示となり、視野角の良好な表示が行われる。

このような構成の液晶表示装置５０’であっても、図４を用いて説明したように画素電極５３が、水平方向ｘにおいて透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部１ｒの幅Ｗｒが大きく形成されている。このため、画素電極５３を同一方向に向けて配列した場合に、水平方向ｘに隣接する画素電極５３間において、透過表示部１ｔの間隔ｄｔよりも反射表示部１ｒの間隔ｄｒが狭くなる。これにより、反射表示部１ｒでは、画素電極１ｒの幅Ｗｒが広げられて有効な開口率を確保した表示が可能となる。一方、もともと色再現性の良好な透過表示部１ｔでは、隣接する画素電極５３の間隔ｄｔが広く確保して混色を防止し、色再現性を確保することができる。

そして特に、複数の櫛歯電極５３ａが端部のみで連結された構成であるため、反射表示部１ｒから透過表示部１ｔに掛けての櫛歯電極５３ａ間に発生する電界を乱す電極部分が存在せず、櫛歯電極５１ａ間に一様な横電界を発生させることができる。特に、各櫛歯電極５１ａは、幅および配列間隔ｐが反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しく構成されているものであるため、このような櫛歯電極５３ａ間には、画素電極５３内においてより均一な状態で横電界を発生させることが可能である。これにより、画素電極５１の全域において、液晶分子ｍを一様に配向させることができる。

この結果、本第２実施形態のマルチドメイン構成の液晶表示装置５０’によれば、反射表示部１ｒの開口率および透過表示部１ｔにおいての色再現性を確保した液晶表示が可能でありながらも、画素内においての電界の乱れによるディスクリネーションラインの発生を抑えた表示を実現することができ、輝度の向上を図ることが可能になる。

＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態の液晶表示装置の１画素分の要部概略断面図である。また図６は第３実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図であり、この平面図における櫛歯電極に沿った断面が図５に相当する。

これらの図に示す第３実施形態の液晶表示装置６０は、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとで配向状態が異なる液晶表示装置である。この液晶表示装置６０が第１実施形態の液晶表示装置と異なる構成は、画素電極６１の形状および光学構成にあり、他の構成は第１実施形態と同様であることとする。以下においては、第１実施形態と同様の構成要素についての重複する説明は省略する。

すなわち画素電極６１は、複数の櫛歯電極６１ａで構成された櫛歯状の画素電極６１であり、各櫛歯電極６１ａは反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとの配列方向としての略垂直な方向ｙに延設されている。ここでは、各櫛歯電極６１ａが、延設方向の略中央部において２方向に屈曲された形状であるところが特徴的である。これらの櫛歯電極６１ａは、例えば透過表示部１ｔに配置された部分が垂直方向ｙに対して平行に延設され、反射表示部１ｒに配置された部分が、垂直方向ｙに対して所定角度を成す方向に延設されていることとする。この角度は、例えば垂直方向ｙに対して６０°程度であることとする。尚、このような櫛歯電極６１ａの幅および配列間隔ｐは、反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しいこととする。また、これらの各櫛歯電極６１ａ間が、延設方向の端部のみにおいてブリッジ電極６１ｂで連結されていることは、第１実施形態と同様である。

以上のような画素電極６１の外形形状は、櫛歯電極６１ａの配列方向となる水平方向ｘおいて、透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部ｔｒの幅Ｗｒが大きく形成されていることは、第１実施形態と同様である。このため、透過表示部１ｔよりも反射表示部１ｒにおいての櫛歯電極６１ａの本数が多く、例えば図示した例では２本多くなっている。透過表示部１ｔに対しての、反射表示部１ｒの櫛歯電極５３ａの増加本数が複数本ある場合、図示したように反射表示部１ｒの一方向に増加部の全てを配置しても良く、また反射表示部１ｒの両側に分けて配置しても良い。

また、このような画素電極６１上には、反射表示部１ｒと透過表示部１ｔとで配向分割された配向膜１３ｒ，１３ｔが設けられており、例えば反射部表示部１ｒにおいてのみ、電界無印加時に液晶分子がツイスト配向する構成となっている。尚、配向膜１３ｒ，１３ｔの詳細な配向軸方向については、以降の光学構成の説明と合わせて説明する。

そしてこの液晶表示装置６０の第２基板２１側には、位相差層に換えて透明レジスト材料からなるセルギャップ調整層６３が設けられている。そして、反射表示部１ｒにおける液晶層ＬＣの層厚（すなわちセルギャップｇｒ）と、透過表示部１ｔにおける液晶層ＬＣの層厚（すなわちセルギャップｇｔ）とが、以降に説明する光学構成に従ってセルギャップ調整層６３の膜厚によって調整されていることとする。例えば、これらのセルギャップｇｒ，ｇｔは、画素電極５１−共通電極５間に電圧を印加した状態において、反射表示部１ｒで液晶層ＬＣがλ／４の位相差を有し、透過表示部１ｔで液晶層ＬＣがλ／２の位相差を有する様に設定されていることとする。

図７は、このような液晶表示装置６０の光学構成の一例を説明する図であり、光学軸および配向軸を矢印で示している。以下にこの図７と共に、先の図５，図６を参照しつつ液晶表示装置６０の光学構成の一例を説明する。

この図に示すように、液晶層ＬＣを両側から挟む位置に設けられた第１基板１側の配向膜１３ｒ，１３ｔのうち、反射表示部１ｔ側の配向膜１３ｒは、櫛歯電極６１ａの延設方向に垂直な方向である水平方向ｘに対して配向軸方向が２０°をなしている。また、透過表示部１ｒ側の配向膜１３ｔは、水平方向ｘに対して８５°をなしている。これに対して第２基板２１側の３１は、第１実施形態と同様に水平方向ｘに対して配向軸方向（例えばラビング処理方向）が８５°を成すように設けられている。尚、透過表示部１ｔにおいては、配向膜１３ｔ，３１の配向軸方向が反平行となっていることとする。

また、偏光板３７,３９は透過軸をクロスニコルにして配置される。そして出射側偏光板３７は、配向膜３１の配向軸方向に対して透過軸を平行にして配置される。一方、入射側偏光板３９は、配向膜３１の配向軸方向に対して透過軸を垂直にして配置される。尚、偏光板３７，３９は、互いの透過軸がクロスニコルに保たれれば、配向膜３１の配向軸方向に対する透過軸の方向が逆の組み合わせであっても良い。

このような光学構成の液晶表示装置６０では、画素電極６１−共通電極５間に電圧を印加していない状態において、反射表示部１ｒでは、液晶層ＬＣを構成する液晶分子ｍの軸が、配向膜３１−１３ｒ間においてツイストしながら配向することで、黒表示となる。一方、透過表示部１ｔでは、液晶分子ｍの軸が、入射側の偏光板３９の透過軸と垂直に、出射側の偏光板３７の透過軸と平行に配向する。これにより、入射側偏光板３９から入射した光は、液晶層ＬＣにおいて位相差を生じることなく出射側偏光板３７に達し、ここで吸収されて黒表示となる。

また、画素電極５１−共通電極５間に電圧を印加した状態では、画素電極５１の櫛歯電極５１ａ間に生じる横電界により、液晶分子ｍが一方向に回転して偏光板３７，３９の透過軸に対して斜めに配向する。これにより、反射表示部１ｒにおいては、白表示となり、出射側偏光板３７から入射した光が、液晶層ＬＣを往復で通過することによって１８０°回転して再び出射側偏光板３７に達し、ここを通過して白表示となる。一方、透過表示部１ｔにおいて透過表示部１ｔにおいて入射側偏光板３９から入射した光は、λ／２の液晶層ＬＣを通過することで９０°回転して出射側偏光板３７に達し、ここを通過して白表示となる。

このような構成の液晶表示装置６０であっても、図６を用いて説明したように画素電極６１が、水平方向ｘにおいて、透過表示部１ｔの幅Ｗｔよりも反射表示部１ｒの幅Ｗｒが大きく形成されている。このため、画素電極６１を同一方向に向けて配列した場合に、水平方向ｘに隣接する画素電極６１間において、透過表示部１ｔの間隔ｄｔよりも反射表示部１ｒの間隔ｄｒが狭くなる。これにより、反射表示部１ｒでは、画素電極１ｒの幅Ｗｒが広げられて有効な開口率を確保した表示が可能となる。一方、もともと色再現性の良好な透過表示部１ｔでは、隣接する画素電極６１の間隔ｄｔが広く確保して混色を防止し、色再現性を確保することができる。

そして特に、複数の櫛歯電極６１ａが端部のみで連結された構成であるため、反射表示部１ｒから透過表示部１ｔに掛けての櫛歯電極６１ａ間に発生する電界を乱す電極部分が存在せず、櫛歯電極６１ａ間に一様な横電界を発生させることができる。特に、各櫛歯電極６１ａは、幅および配列間隔ｐが反射表示部ｔｒと透過表示部１ｔとで略等しいため、このような櫛歯電極６１ａ間には、画素電極６１内においてより均一な状態で横電界を発生させることが可能である。これにより、画素電極６１の部分の全域において、液晶分子ｍを一様に配向させることができる。

この結果、本第３実施形態の液晶表示装置６０によれば、反射表示部１ｒの開口率および透過表示部１ｔにおいての色再現性を確保した液晶表示が可能でありながらも、画素内においての電界の乱れによるディスクリネーションラインの発生を抑えた表示を実現することができ、輝度の向上を図ることが可能になる。

＜液晶表示装置の回路構成＞
図８には、本発明が適用されるアクティブマトリックス駆動の液晶表示装置の回路構成を示す図である。尚、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行う。

この図に示すように、液晶表示装置５０（５０'、６０)には、表示領域Ａとその周辺領域Ｂとが設定されている。表示領域Ａには、複数の走査線７１と複数の信号線７２とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素１ａが設けられた画素アレイ部として構成されている。また、表示領域Ａには、各画素１ａに共通の共通電極５が設けられている。一方、周辺領域Ｂには、走査線７１を走査駆動する走査線駆動回路７４と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線７２に供給する信号線駆動回路７５とが配置されている。

各画素１ａには、例えばスイッチング素子としての薄膜トランジスタＴｒおよび保持容量Ｃｓからなる画素回路が設けられ、さらにこの画素回路に接続された画素電極５１（５２，６１）が設けられている。また保持容量Ｃｓは、共通電極５−画素電極５１（５２，６１）間で構成される。薄膜トランジスタＴｒは、ゲートが走査線７１に接続され、ソース／ドレインの一方が信号線７２に接続され、ソース／ドレインの他方が画素電極５１（５２，６１）に接続されている。

そして、薄膜トランジスタＴｒを介して信号線７２から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電圧が画素電極５１（５２，６１）に供給される構成となっている。

以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成しても良い。また、周辺領域Ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路を追加しても良い。

＜適用例＞
以上説明した本発明に係る表示装置は、図９〜図１３に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、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。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。

図９は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。

図１０は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）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として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。

図１１は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータ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として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。

図１２は、本発明が適用されるビデオカメラ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として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。

図１３は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。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等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。

上述した本発明の液晶表示装置および比較例の液晶表示装置をそれぞれ次のように作製し、透過率および反射率を測定した。

実施例１として、図２を用いて説明した第１実施形態と同様の液晶表示装置５０を作製した。また実施例２として、図４を用いて説明した第２実施形態と同様の液晶表示装置５０’を作製した。

これらの各液晶表示装置において、画素電極の形状は次のようである。幅Ｗｒ＝５０μｍ、幅Ｗｔ＝４０μｍ、櫛歯電極の幅＝４μｍ、櫛歯電極の配置間隔ｐ＝４μｍ、垂直方向ｙにおける反射表示部の長さ＝４０μｍ、垂直方向ｙにおける透過表示部の長さ＝１００μｍ、実施例２（図４参照）においての垂直方向ｙに対する櫛歯電極５３ａの屈曲の角度＝５°。

比較例として図１４を用いて説明した従来の液晶表示装置２００を作製した。画素電極の形状は、反射表示部１ｒにおける櫛歯電極の幅＝３μｍ、櫛歯電極の配置間隔ｐｒ＝３μｍ、透過表示部１ｔにおける櫛歯電極の幅＝４μｍ、櫛歯電極の配置間隔ｐｔ＝４μｍであり、それ以外は実施例１，２と同様である。

作製した各液晶表示装置の白表示における透過率と反射率とを測定した。下記表１には、測定結果を示す。尚、透過率（測定装置：Photo Research 社 PR-705）は、バックライト光源の輝度を１００％とした場合の値であり、反射率（測定装置：ミノルタ製 CM2002 SCE-Mode）は、標準白色板を１００％とした値である。

この表１に示すように、本発明を適用して反射表示部と透過表示部との間に櫛歯電極間を連結するブリッジ電極を設けていない構成の実施例１，２の液晶表示装置は、白表示時にドメインの発生が抑えられており、この構成を適用していない比較例である従来構成の液晶表示装置よりも、反射率、透過率ともに向上しており、優れた特性を備えていることが確認された。

第１実施形態の液晶表示装置の１画素分の要部概略断面図である。 第１実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図である。 第１実施形態の液晶表示装置の光学構成の一例を説明する図である。 は第２実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図である。 第３実施形態の液晶表示装置の１画素分の要部概略断面図である。 第３実施形態の液晶表示装置の２画素分の要部概略平面図である。 第３実施形態の液晶表示装置の光学構成の一例を説明する図である。 本発明が適用される液晶表示装置の回路構成の一例を示す図である。 本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。 本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。 本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。 従来のＦＦＳモードの液晶表示装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ａ…画素、１ｒ…反射表示部１ｒ…透過表示部、７…反射層、２９…位相差層、５０，５０’，６０…液晶表示装置、５１，５３，６１…画素電極、５１ａ，５３ａ，６１ａ…櫛歯電極、ｇ，ｇｒ，ｇｔ…セルギャップ（層厚）、ＬＣ…液晶層、ｍ…液晶分子、ｐ…配列間隔、Ｗｒ…反射表示部の幅、Ｗｔ…透過表示部の幅

Claims (8)

1. 一の方向に延伸する複数の櫛歯電極を両端部で連結して形成された櫛歯状の画素電極を備えると共に、画素毎に反射表示部と透過表示部とが設けられた液晶表示装置において、
   前記画素電極は、前記透過表示部における前記一の方向に垂直な他の方向の幅よりも前記反射表示部における前記他の方向の幅が大きく形成され、前記他の方向の幅が小さい部分の前記櫛歯電極が前記反射表示部と前記透過表示部との境界部を前記他の方向に連結されない状態で跨ぐように配置されている
   液晶表示装置。
2. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記他の方向に沿って隣接して配置された一の前記画素電極と他の前記画素電極とについて、前記透過表示部における前記一の画素電極と前記他の画素電極との間隔よりも、前記反射表示部における前記一の画素電極と前記他の画素電極との間隔の方が狭い
   液晶表示装置。
3. 請求項１又は２記載の液晶表示装置において、
   一の前記画素電極について、前記透過表示部に配置される前記櫛歯電極の本数よりも前記反射表示部に配置される前記櫛歯電極の本数が多い
   液晶表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
   前記各櫛歯電極は、直線で構成されている
   液晶表示装置。
5. 請求項２記載の液晶表示装置において、
   前記反射表示部には前記画素電極に重ねて反射層が設けられ、
   前記反射表示部が隣接して配置される複数の画素間では前記反射層が共通層として設けられている
   液晶表示装置。
6. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記櫛歯電極は延設方向の略中央で２方向に屈曲している
   液晶表示装置。
7. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記反射表示部には位相差層がパターン形成され、当該位相差層によって前記反射表示部と前記透過表示部の液晶層の層厚が調整されている
   液晶表示装置。
8. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記反射表示部と前記透過表示部とで液晶分子の配向状態が異なる
   液晶表示装置。

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