TWI512369B - 半透過型顯示裝置、電子機器及半透過型顯示裝置之驅動方法 - Google Patents

半透過型顯示裝置、電子機器及半透過型顯示裝置之驅動方法 Download PDF

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TWI512369B
TWI512369B TW102138956A TW102138956A TWI512369B TW I512369 B TWI512369 B TW I512369B TW 102138956 A TW102138956 A TW 102138956A TW 102138956 A TW102138956 A TW 102138956A TW I512369 B TWI512369 B TW I512369B
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Description

半透過型顯示裝置、電子機器及半透過型顯示裝置之驅動方法
本發明係關於半透過型顯示裝置、具備其之電子機器及半透過型顯示裝置之驅動方法。
作為顯示裝置，有利用畫面背面之背光光之透過光進行顯示之透過型顯示裝置，及利用外光之反射光進行顯示之反射型顯示裝置。透過型顯示裝置具有彩度高、及即使在較暗之環境下仍可易於觀看畫面之特徵。反射型顯示裝置具有低耗電、及即使在較亮之環境下仍可易於觀看畫面之特徵。
又，作為兼具透過型顯示裝置與反射型顯示裝置之特徵之顯示裝置，例如有在一個像素內具有透過顯示區域(透過顯示部)與反射顯示區域(反射顯示部)之半透過型液晶顯示裝置(例如，參照專利文獻1)。半透過型液晶顯示裝置在較暗之環境下利用背光光之透過光進行顯示，而在較亮之環境下則利用外光之反射光進行顯示。
半透過型液晶顯示裝置無論是在較亮之環境還是在較暗之環境下，均可易於觀看畫面，而且耗電較少。因此，將其用作電子機器、其中尤其是用在常於室外使用之行動型電子機器(行動電子機器)，例如數位相機等行動資訊機器或行動電話等行動通訊機器之顯示部。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-93115號公報
在半透過型顯示裝置中，確保透過顯示區域與保持反射顯示性能之間存在取捨關係。即，若為提高透過顯示性能而確保透過顯示區域較大，則因不得不使反射顯示區域相應縮小，而導致反射顯示性能降低。反之，若欲保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能，則因須確保反射顯示區域較大，而使透過顯示性能相應地降低。
因此，本發明之目的在於提供一種可在確保與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，實現透過顯示之半透過型液晶顯示裝置、具備其之電子機器、及半透過型顯示裝置之驅動方法。
根據一態樣，本發明係一種半透過型顯示裝置，其包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；及液晶層，其包含設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子，且該液晶分子之長軸方向與上述第1配向膜及第2配向膜之表面平行，並於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉；上述反射電極進行反射顯示，鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示。
根據另一態樣，本發明係一種電子機器，其具備半透過型顯示裝置，該半透過型顯示裝置包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；及液晶層，其包含設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子，且該液晶分子之長軸方向與上述第1配向 膜及第2配向膜之表面平行，並於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉；上述反射電極進行反射顯示，鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示。
根據另一態樣，本發明係一種半透過型顯示裝置之驅動方法，該半透過型顯示裝置包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；及液晶分子，其設置於上述第1基板與上述第2基板之間；且上述半透過型顯示裝置之驅動方法包含：使用上述反射電極進行反射顯示之步驟；及使用鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示之步驟；上述液晶分子之長軸方向與上述第1及第2基板之配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉。
根據本發明，藉由使用鄰接之像素之反射電極之間之空間進行透過顯示，而可在確保與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下實現透過顯示。
1‧‧‧半透過型液晶顯示裝置
1a‧‧‧半透過型液晶顯示裝置
1b‧‧‧半透過型液晶顯示裝置
5‧‧‧單位像素
5M‧‧‧單位像素
5a‧‧‧彩色像素
5b‧‧‧彩色像素
10‧‧‧第1面板部
11‧‧‧偏光板
12‧‧‧1/2波長板
13‧‧‧1/4波長板
14‧‧‧第1基板
15‧‧‧平坦化膜
20‧‧‧第2面板部
20FP‧‧‧表面
21‧‧‧透明電極
22‧‧‧彩色濾光片
22B‧‧‧彩色濾光片
22G‧‧‧彩色濾光片
22R‧‧‧彩色濾光片
23‧‧‧第2基板
24‧‧‧1/4波長板
25‧‧‧1/2波長板
26‧‧‧偏光板
27‧‧‧散射層
27B‧‧‧第1區域
27S‧‧‧第2區域
27Sa‧‧‧第2區域
30‧‧‧液晶層
30FP‧‧‧表面
31‧‧‧液晶分子
40‧‧‧背光部
50‧‧‧次像素(像素)
50R‧‧‧次像素(像素)
50G‧‧‧次像素(像素)
50B‧‧‧次像素(像素)
50Rb‧‧‧次像素(像素)
50Gb‧‧‧次像素(像素)
50Bb‧‧‧次像素(像素)
51‧‧‧像素電晶體
52‧‧‧液晶電容
53‧‧‧保持電容
54‧‧‧開關元件
55‧‧‧開關元件
56‧‧‧開關元件
57‧‧‧閂鎖部
58‧‧‧驅動電路部
61‧‧‧信號線
611 ‧‧‧信號線
612 ‧‧‧信號線
613 ‧‧‧信號線
614 ‧‧‧信號線
615 ‧‧‧信號線
616 ‧‧‧信號線
621 ‧‧‧掃描線
622 ‧‧‧掃描線
623 ‧‧‧掃描線
63‧‧‧反射電極
63A‧‧‧反射電極
63B‧‧‧反射電極
63b‧‧‧反射電極
63C‧‧‧反射電極
63D‧‧‧反射電極
63E‧‧‧反射電極
63F‧‧‧反射電極
64‧‧‧開口部
65A ‧‧‧空間
65B ‧‧‧空間
65C ‧‧‧交叉部
70‧‧‧信號輸出電路
80‧‧‧掃描電路
111‧‧‧發光部
112‧‧‧顯示部
113‧‧‧選單切換
114‧‧‧快門按鈕
121‧‧‧主體
122‧‧‧鍵盤
123‧‧‧顯示部
131‧‧‧主體部
132‧‧‧鏡頭
133‧‧‧控制按鈕
134‧‧‧顯示部
141‧‧‧上側殼體
142‧‧‧下側殼體
143‧‧‧連結部
144‧‧‧顯示器
145‧‧‧次顯示器
146‧‧‧閃光燈
147‧‧‧照相機
501‧‧‧分割次像素
571‧‧‧反相器
572‧‧‧反相器
AX1‧‧‧長軸
BM‧‧‧黑色矩陣
d‧‧‧距離
D‧‧‧距離
FRP‧‧‧控制脈衝
L1‧‧‧外光
L2‧‧‧光
La‧‧‧實線
Lcf‧‧‧直線
Ltft‧‧‧直線
Nout ‧‧‧輸出節點
OL‧‧‧重疊部
OP‧‧‧開口
SIG‧‧‧資料
VCOM ‧‧‧共通電位
XFRP‧‧‧控制脈衝
圖1係表示切去一部分之狀態下所示之適用本發明之半透過型液晶顯示裝置之構成概略的立體圖。
圖2A係表示基本像素電路的電路圖。
圖2B係彩色顯示之像素的示意圖。
圖2C係單色顯示之像素之示意圖。
圖3A係反射型顯示裝置之像素部的俯視圖。
圖3B係半透過型顯示裝置之像素部的俯視圖。
圖4係表示實施形態之像素部之電極構造的俯視圖。
圖5A係表示未對像素施加電壓之情形時之模擬結果的圖。
圖5B係表示採用線反轉驅動方式或點反轉驅動方式對像素施加有電壓之情形時之模擬結果的圖。
圖5C係表示採用圖框反轉驅動方式對像素施加有電壓之情形時之模擬結果的圖。
圖6係表示採用MIP方式之像素之電路構成之一例的方塊圖。
圖7係用於說明採用MIP方式之像素之動作的時序圖。
圖8係表示使用鄰接之像素之反射電極之間之空間進行透過顯示時之像素間之液晶分子之活動的圖。
圖9係表示正常白模式時之像素間之透過率之模擬結果的圖。
圖10A係表示以黑色矩陣分割像素彼此後之彩色像素的圖。
圖10B係表示以彩色濾光片之重疊處分割像素彼此後之彩色像素的圖。
圖11係表示適用本發明之半透過型顯示裝置的剖面圖。
圖12係表示刷磨方向的說明圖。
圖13係表示複數個分割像素電極及分割像素間之空間之俯視圖。
圖14係表示刷磨方向與透過率之關係之圖。
圖15係表示電壓施加前之作為第1基板之TFT基板側之刷磨方向及液晶分子之狀態的示意圖。
圖16係表示電壓施加前之作為第1基板之TFT基板側之刷磨方向及液晶分子之狀態的示意圖。
圖17係表示電壓施加時之作為第1基板之TFT基板側之刷磨方向及液晶分子之狀態的示意圖。
圖18係散射層之剖面圖。
圖19係表示散射層之一例的俯視圖。
圖20係表示散射層之一例的俯視圖。
圖21A係表示為單隙構造之情形時，正常黑之ECB模式之光學設計之一例的圖。
圖21B係表示為單隙構造之情形時，正常黑之ECB模式之光學設計之一例的圖。
圖22係表示多隙構造之半透過型顯示裝置之在列方向鄰接之2個像素之剖面構造的剖面圖。
圖23係表示反射顯示區域之光譜之計算結果的圖。
圖24係表示透過顯示區域之光譜之計算結果的圖
圖25係表示變化例之像素部之電極構造的俯視圖。
圖26A係表示適用本發明之數位相機之外觀的立體圖。
圖26B係表示適用本發明之數位相機之外觀的立體圖。
圖27係表示適用本發明之視訊攝影機之外觀的立體圖。
圖28係表示適用本發明之筆記型個人電腦之外觀的立體圖。
圖29A係表示適用本發明之行動電話之打開狀態的前視圖。
圖29B係表示適用本發明之行動電話的側視圖。
圖29C係表示適用本發明之行動電話之關閉狀態的前視圖。
圖29D係表示適用本發明之行動電話的左側視圖。
圖29E係表示適用本發明之行動電話的右側視圖。
圖29F係表示適用本發明之行動電話的俯視圖。
圖29G係表示適用本發明之行動電話的仰視圖。
以下，利用圖式，對用於實施本發明之技術之形態(以下，記作「實施形態」)，按照以下所示之順序進行詳細之說明。
1. 適用本發明之半透過型顯示裝置
1-1. 與彩色顯示對應之半透過型顯示裝置
1-2. 基本之像素電路
1-3. 像素及次像素
1-4. 對像素部之電極構造之探討
2. 實施形態之說明
2-1. 液晶顯示面板之驅動方式
2-2. MIP方式
2-3. 顯示模式
2-4. 黑色矩陣及彩色濾光片之重疊
2-5. 液晶分子之配向
2-6. 散射層
2-7. 具體之實施例
3. 變化例
4. 電子機器
5. 本發明之態樣
<1. 適用本發明之半透過型顯示裝置>
本發明之技術可適用於平板型(平面型)之顯示裝置。作為平板型之顯示裝置，可例示使用液晶顯示(LCD：Liquid Crystal Display)面板之顯示裝置、使用電致發光(EL：Electro Luminescence)顯示面板之顯示裝置、及使用電漿顯示(PD：Plasma Display)面板之顯示裝置等。
該等平板型顯示裝置中，若按照顯示形態進行分類，則可分為透過型、反射型及半透過型。本發明之技術可適用於兼具透過型顯示裝置與反射型顯示裝置之特徵之半透過型顯示裝置，即無論是在較亮之環境還是在較暗之環境下，皆可易於觀看畫面，而且低耗電之半透過型顯示裝置。具有該等特徵之半透過型顯示裝置適宜用作電子機器、其中用作常於室外使用之行動型電子機器即行動電子機器，例如數位相機等行動資訊機器或行動電話等行動通訊機器之顯示部。
適用本發明之半透過型顯示裝置亦可為與單色顯示對應之顯示 裝置，亦可為與彩色顯示對應之顯示裝置。其與彩色顯示對應之情形時，成為形成彩色圖像之單位之一個像素(單位像素)包含複數個次像素(子像素)。更具體而言，與彩色顯示對應之顯示裝置中，單位像素例如包含顯示紅色(Red：R)之次像素、顯示綠色(Green：G)之次像素、及顯示藍色(Blue：B)之次像素三種次像素。
然而，作為一個像素，並非限定於組合有RGB三原色之次像素。例如，亦可以除RGB三原色之次像素之外，另追加一種或多種顏色之次像素而作為單位像素。更具體而言，例如，亦可出於提高亮度之目的而追加顯示白色(White：W)之次像素，以作為單位像素，亦可出於擴大顏色再現範圍之目的而追加顯示補色之至少一個次像素，以作為單位像素。
[1-1. 與彩色顯示對應之半透過型顯示裝置]
以下，例舉作為適用本發明之半透過型顯示裝置之與彩色顯示對應之半透過型顯示裝置，一面參照圖式進行說明。
如圖1所示，適用本發明之半透過型顯示裝置1主要具有以下構成要素：第1面板部10、第2面板部20、液晶層30及背光部40。半透過型顯示裝置1中，第2面板部20之表面側成為顯示面側。第1面板部10與第2面板部20保持特定間隙而對向配置。而且，藉由將液晶材料密封於第1面板部10與第2面板部20之間隙內，而形成液晶層30。
第1面板部10自與液晶層30之相反側、即背光部40側起依序設置有偏光板11、1/2波長板12、1/4波長板13、以透明之玻璃等為基板材料之第1基板14及平坦化膜15。
在該第1面板部10中，於第1基板14上，均未圖示之複數條信號線與複數個掃描線以交叉之方式形成。而且，於複數條信號線與複數條掃描線交叉之位置，次像素(以下，亦有單獨記作「像素」之情形)50二維配置成矩陣狀。
在第1基板14上，進而於每個像素50上形成有TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)等開關元件及電容元件等電路元件。藉由於該等電路元件、信號線及掃描線之表面形成平坦化膜15，可謀求第1面板部10之表面之平坦化。而且，在平坦化膜15之上，於每個像素50上形成有後述之反射電極。第1基板14由於形成有包含TFT之電路元件，故有稱作TFT基板之情形。
複數條信號線係用於傳送驅動像素50之信號(顯示信號/影像信號)之配線，相對於像素50之矩陣狀之配置，其為在每個像素行，沿該像素行之像素之排列方向即行方向(圖1之Y方向)延伸之配線構造。複數條掃描線係用於傳送以列為單位選擇像素50之信號(掃描信號)之配線，相對於像素50之矩陣狀之配置，其為在每個像素列，沿該像素列之像素之排列方向即列方向(圖1之X方向)延伸之配線構造。X方向與Y方向彼此正交。
第2面板部20為自液晶層30側起依序設置有由ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)等形成之透明電極21、彩色濾光片22、以透明之玻璃等為基板材料之第2基板23、1/4波長板24、1/2波長板25及偏光板26之構成。
在該第2面板部20中，彩色濾光片22例如為朝行方向(Y方向)延伸之條狀之R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之各濾光片以與像素50之列方向(X方向)之間距相同之間距重複排列之構成。第2基板23由於配置有彩色濾光片(CF：Color Filter)22，故有稱作CF基板之情形。
由上述第1面板部10、與該第1面板部10對向配置之第2面板部20、及配置於第1面板部10與第2面板部20之間之液晶層30構成半透過型之液晶顯示面板，第2面板部20之上表面(表面)成為顯示面。
背光部40係自該液晶顯示面板之背面側，即第1面板部10之與液晶層30之相反側照亮液晶顯示面板之照明部。但，並非特別限定於該 構造及構成要素，該背光部40亦可使用例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)或螢光管等光源、稜鏡片、擴散片及導光板等周知之構件。
在上述構成之半透過型顯示裝置1中，像素50係在每個該像素50具有反射顯示區域(反射顯示部)與透過顯示區域(透過顯示部)。如上所述，反射顯示區域於平坦化膜15之表面具有形成在每個像素50之反射電極，由該反射電極反射透過第2面板部20之自外部入射之外光，利用其反射光進行顯示。透過顯示區域使來自背光部40之光透過，利用該透過光進行顯示。對於該設置於每個像素50之透過顯示區域之詳細內容將於後敍述。
[1-2. 基本像素電路]
接著，利用圖2A對像素50之基本像素電路進行說明。圖2A中，X所示之方向(X方向)表示圖1所示之半透過型顯示裝置1之列方向，Y所示之方向(Y方向)表示行方向。
如圖2A所示，複數條信號線61(611 、612 、613 、‧‧‧)與複數條掃描線62(621 、622 、623 、‧‧‧)以交叉之方式進行配線，於其交叉部配置有像素50。複數條掃描線62(621 、622 、623 、‧‧‧)延伸之方向為列方向(X方向)，複數條信號線61(611 、612 、613 、‧‧‧)延伸之方向為行方向(Y方向)。如上所述，複數條信號線61與複數條掃描線62形成於第1面板部10之第1基板(TFT基板)14之表面。而且，信號線61(611 、612 、613 、‧‧‧)之各一端連接於與信號輸出電路70之各行對應之輸出端，複數條掃描線62(621 、622 、623 、‧‧‧)之各一端連接於與掃描電路80之各列對應之輸出端。
像素50例如為具有使用薄膜電晶體(TFT)之像素電晶體51、液晶電容52及保持電容53之構成。像素電晶體51之閘極電極連接於掃描線62(621 、622 、623 、‧‧‧)，源極電極連接於信號線61(611 、612 、 613 、‧‧‧)。
液晶電容52係指於像素電極及與其對向地形成之對向電極(相當於圖1之透明電極21)之間產生之液晶材料之電容成分，像素電極連接於像素電晶體51之汲極電極。像素電極於彩色顯示之情形中相當於形成在每個次像素之反射電極，而在單色顯示之情形中相當於形成在每個像素之反射電極。對液晶電容52之對向電極全像素共同施加有直流電壓之共通電位VCOM 。保持電容53之一電極連接於液晶電容52之像素電極，另一電極連接於液晶電容52之對向電極。
如自上述像素電路可明瞭般，複數條信號線61(611 、612 、613 、‧‧‧)係按照每個像素行，對像素50傳送驅動像素50之信號，即自信號輸出電路70輸出之影像信號之配線。且，複數條掃描線62(621 、622 、623 、‧‧‧)係按照每個像素列，傳送以列為單位選擇像素50之信號、即自掃描電路80輸出之掃描信號之配線。
[1-3. 像素及次像素]
如圖2B所示，半透過型顯示裝置1與彩色顯示對應之情形時，成為形成彩色圖像之單位之一個像素、即單位像素5例如包含複數個次像素(子像素)50。在該例中，單位像素5包含顯示紅色之次像素50R、顯示藍色之次像素50B、及顯示綠色之次像素50G。單位像素5所具有之次像素50R、50B、50G沿X方向、即半透過型顯示裝置1之列方向排列。如上所述，單位像素5亦可進而具有一種或多種顏色之次像素。半透過型顯示裝置1僅與單色顯示對應之情形時，如圖2C所示，成為形成單色圖像之單位之一個像素、即單位像素5M成為像素50(相當於彩色圖像之次像素50)。單位像素5係用於顯示彩色圖像之基本單位，而單位像素5M係用於顯示單色圖像之基本單位。
[1-4. 對像素部之電極構造的探討]
在對透過顯示區域進行說明之前，對像素50之電極構造進行探 討。
圖3A及圖3B係用於說明先前之像素部之電極構造的圖。圖3A係反射(全反射)型液晶顯示裝置之像素部之俯視圖、圖3B係先前之半透過型顯示裝置之像素部的俯視圖。在圖3A及圖3B中，以網格表示反射電極63。
如圖3A及圖3B所示，一般而言，液晶顯示裝置之像素部構成為：像素50係配置成矩陣狀，而相對於該矩陣狀之配置，信號線61配置於沿行方向延伸之像素50間之空間位置，掃描線62配置於沿列方向延伸之像素50間之空間位置。如上所述，信號線61與掃描線62係以在圖1所示之第1面板部10之第1基板14上以相互交叉之方式配置。
為如此之構成之像素部(像素陣列部)中，在圖3A所示之反射型顯示裝置中，以與像素50之尺寸幾近相同之大小形成由鋁等金屬形成之反射電極63，將該反射電極63之區域作為反射顯示區域。即，在反射型顯示裝置中，藉由確保與像素50之尺寸幾近相同之大小之反射顯示區域，可獲得所需之反射顯示性能。
與此相對，圖3B所示之先前之半透過型顯示裝置中，在一個像素50內形成有反射電極63及開口部64，將該開口部64用作透過顯示區域。如此，若為確保透過顯示區域而在像素50內形成開口部64，則不得不縮小與該開口部64之面積大小相應之反射電極63，即縮小反射顯示區域。因此，在先前之半透過型顯示裝置中，其反射顯示性能低於反射型顯示裝置之反射顯示性能。即，確保透過顯示區域與確保反射顯示性能之間存在取捨關係。
<2. 實施形態之說明>
本發明之實施形態之半透過型顯示裝置1可在確保與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，使用鄰接之像素50之反射電極63之間之空間進行透過顯示，以實現透過顯示。具體而言，如圖4所 示，在像素50配置成矩陣狀之像素部中，藉由以不佔據鄰接之像素50之反射電極63之間之空間之方式形成信號線61及掃描線62等配線，而可將該空間用作透過顯示區域進行透過顯示。
在圖4中，以網格表示反射電極63。且，鄰接之像素50之反射電極63之間之空間存在沿像素行之像素之排列方向，即行方向(圖4所示之Y方向)延伸之空間65A 、及沿像素列之像素之排列方向，即列方向(圖4所示之X方向)延伸之空間65B 。另，在本例中，雖已例示作為形成於像素部之配線之信號線61及掃描線62，但形成於像素部之配線並非限定於該等。即，驅動(控制)像素50時所需要之驅動線(控制線)均包含在形成於像素部之配線中。
所謂[不佔據空間]，係指不排除配線與鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 重疊之區域之存在。具體而言，沿行方向配線之信號線61與沿列方向延伸之空間65B 重疊之狀態，及沿列方向配線之掃描線62與沿行方向延伸之空間65A 重疊之狀態包含在[不佔據空間]之概念內。
再者，即使信號線61與沿行方向延伸之空間65A 部分重疊之狀態，及掃描線62與沿列方向延伸之空間65B 部分重疊之狀態，仍包含在[不佔據空間]之概念內。無論為何種情形，一律將空間65A 及65B 之未與信號線61及掃描線62重疊之區域用作透過顯示區域。
再者，以不佔據鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 之方式形成配線時，較佳為避開鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 而形成該配線。所謂[避開空間]，係指鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 中不存在配線(即，不同時存在空間65A 中與配線重疊之區域、與空間65B 中與相同配線重疊之區域)之狀態。
具體而言，如圖4所示，對於信號線61，較佳為以避開沿行方向延伸之空間65A ，即與空間65A 之間不存在重疊之區域(部分)之方式進 行配線。且，對於掃描線62，較佳為以避開沿列方向延伸之空間65B ，即與空間65B 之間不存在重疊之區域之方式進行配線。藉由避開鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 而形成信號線61及掃描線62，因可將該空間65A 及65B 之幾乎整個區域用作透過顯示區域，故半透過型顯示裝置1可獲得更高之透過顯示性能。
如上所述，半透過型顯示裝置1使用鄰接之像素50之反射電極63之間之空間進行透過顯示，即藉由將該空間區域作為透過顯示區域，無須另外確保像素50內存在透過顯示區域。藉此，如自圖3A與圖4之對比可明瞭般，於設像素50之尺寸相同之情形時，半透過型顯示裝置1可使反射電極63之尺寸與反射型顯示裝置之尺寸相同。結果，半透過型顯示裝置1可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下實現透過顯示。
[2-1. 液晶顯示面板之驅動方式]
然而，在液晶顯示面板(液晶顯示裝置)中，藉由對液晶持續施加同極性之直流電壓而抑制液晶之比電阻(物質所固有之電阻值)等之劣化，可採用以共通電位VCOM 為基準，使影像信號之極性以特定週期反轉之驅動方式。
作為如此之液晶顯示面板之驅動方式，已知有線反轉驅動方式、點反轉驅動方式、圖框反轉驅動方式等驅動方式。線反轉驅動方式係使影像信號之極性在相當於一線(一個像素列)之1H(H為水平期間)之時間週期進行反轉之驅動方式。點反轉驅動方式係使影像信號之極性在每個彼此鄰接之上下左右之像素，交替進行反轉之驅動方式。圖框反轉驅動方式，係使寫入所有像素之影像信號在每個相當於一個畫面之一圖框內，同時以相同極性進行反轉之驅動方式。
在本實施形態中，半透過型顯示裝置1亦可採用上述各驅動方式之任一種。但，出於以下所要說明之原因，相較線反轉驅動方式或點 反轉驅動方式，較佳為採用圖框反轉驅動方式。
對於較佳採用圖框反轉驅動方式之原因，將利用圖5A至圖5C之模擬結果進行說明。圖5A表示未對像素50施加電壓之情形時之模擬結果；圖5B表示採用線反轉驅動方式或點反轉驅動方式對像素50施加有電壓之情形時之模擬結果；圖5C係表示採用圖框反轉驅動方式對像素50施加有電壓之情形時之模擬結果。且，在圖5B及圖5C中，以一點鏈線表示等電位線。
在線反轉驅動方式或點反轉驅動方式之情形中，藉由使透明電極(對向電極)21與反射電極(像素電極)63之間之電位極性在鄰接之兩個像素間不同，而使像素間之一像素附近與另一像素附近之液晶分子之動作有所不同。因此，像素間之液晶配向並不穩定。該情形亦可自圖5B之一點鏈線所示之等電位線之分佈明瞭。
如此，鄰接之兩個像素間電位極性不同之線反轉驅動方式或點反轉驅動方式之情形中，無法穩定地控制像素間之液晶配向。若將液晶配向不穩定之像素間之空間作為透過顯示區域而進行透過顯示，則有出現殘像等之虞。
與此相對，圖框反轉驅動方式之情形時，藉由使透明電極21與反射電極63之間之電位極性在鄰接之兩個像素間相同，可使液晶分子在像素間之一像素附近與另一像素附近進行相同之動作。因此，採用圖框反轉驅動方式之情形時之像素間之液晶配向較採用線反轉驅動方式或點反轉驅動方式之情形時更加穩定。該情形亦可自圖5C中一點鏈線所示之等電位線之分佈予以明瞭。
如此，鄰接之兩個像素間電位極性相同之圖框反轉驅動方式之情形中，因可較為穩定地控制像素間之液晶配向，故即使將該像素間之空間用作透過顯示區域而進行透過顯示，仍可有效地抑制殘像。根據以上原因，在使用鄰接之像素50之反射電極63之間之空間進行透過 顯示時，較採用線反轉驅動方式或點反轉驅動方式，採用圖框反轉驅動方式較為理想。但，如上所述，並不排除採用線反轉驅動方式或點反轉驅動方式之情形。
[2-2. MIP方式]
使用圖框反轉驅動模式之情形中，因將同極性之信號電壓在一圖框期間寫入信號線，而有可能產生陰影。因此，在半透過型顯示裝置1中，於使用圖框反轉驅動方式時，作為像素50採用具有記憶體功能之像素，例如每一像素內具有可記憶資料之記憶體之使用所謂MIP(Memory In Pixel)方式之像素。採用MIP方式之情形時，因持續對像素50施加固定電壓，故可減少陰影之產生。
又，在MIP方式中，藉由像素內具有記憶資料之記憶體，可實現類比顯示模式之顯示與記憶體顯示模式之顯示。所謂類比顯示模式，係指類比地顯示像素灰階之顯示模式。所謂記憶體顯示模式，係指基於記憶於像素內之記憶體之二進制資訊(邏輯“1”/邏輯“0”)，而以數位方式顯示像素灰階之顯示模式。
在記憶體顯示模式中，因使用保存於記憶體之資料，故無須以圖框為週期執行反映灰階之信號電位之寫入動作。因此，在記憶體顯示模式之情形中，相較需以圖框為週期執行反映灰階之信號電位之寫入動作之類比顯示模式之情形，只需更小之消耗電力即可。換言之，可減少半透過型顯示裝置1之消耗電力。
圖6係表示採用MIP方式之像素之電路構成之一例的方塊圖，圖中對與圖2A相同之部分附加相同之符號，而進行顯示。且，圖7中表示有用於說明採用MIP方式之像素之動作之時序圖。
如圖6所示，像素50除液晶電容(液晶單元)52外，尚具備具有三個開關元件54、55、56及閂鎖部57之驅動電路部58。驅動電路部58具備SRAM(Static Random Access Memory：靜態隨機存取記憶體)功 能。具備驅動電路部58之像素50為附SRAM功能之像素構成。液晶電容(液晶單元)52，係指於像素電極(例如圖4之反射電極63)及與其對向配置之對向電極之間產生之液晶電容。
開關元件54之一端連接於信號線61(相當於圖2A之信號線611 ~613 )。開關元件54藉由自圖2A之掃描電路80給予之掃描信號ΦV而成為導通(閉路)狀態，由此取得自圖2A之信號輸出電路70經由信號線61供給之資料SIG。閂鎖部57具有相互逆向而並聯連接之反相器571及572，其保持(閂鎖)與由開關元件54取得之資料SIG相應之電位。
開關元件55及56各自之一端子被給予與共通電位VCOM 逆相之控制脈衝XFRP、及同相之控制脈衝FRP。開關元件55及56各自之另一端子係共通地連接，其共通連接節點成為驅動電路部58之輸出節點Nout 。開關元件55及56根據閂鎖部57之保持電位之極性而均成為導通狀態。藉此，相對於對對向電極(圖1之透明電極21)施加有共通電位VCOM 之液晶電容52，將控制脈衝FRP或控制脈衝XFRP施加至像素電極(例如圖4之反射電極63)。
如自圖7可明瞭般，在本例之情形中，於閂鎖部57之保持電位為負側極性時，因液晶電容52之像素電位與共通電位VCOM 同相，而成為黑色顯示，而於閂鎖部57之保持電位為正側極性時，因液晶電容52之像素電位與共通電位VCOM 逆相，而成為白色顯示。
如自上述可明瞭般，MIP之像素50藉由開關元件55、56之任一者根據閂鎖部57之保持電位之極性而成為導通狀態，而可對液晶電容52之像素電極(例如圖4之反射電極63)施加控制脈衝FRP或控制脈衝XFRP。其結果，因持續對像素50施加固定之電壓，故可抑制陰影之產生。
另，在本例中，雖已舉例說明將SRAM用作像素50所內置之記憶體之情形，但SRAM僅為一例，亦可採用使用其他記憶體、例如 DRAM(Dynamic Random Access Memory：動態隨機存取記憶體)之構成。
在本實施形態中，於採用MIP方式時可使用面積灰階法及時間分割灰階法等。然而，時間分割灰階法之情形時，即使顯示靜止圖像時，其像素電位亦會根據時間而變化，而導致像素內及像素間之液晶分子活動。因此，相較於使用時間分割灰階法，較佳為使用面積灰階法。且，面積灰階法之情形時，就分割像素電極、即反射電極63而言，因電極間之間隙增多，而有面板之透過率較未分割之情形時更高之優點。
再者，上述之例中，雖使用具有可在每個像素記憶資料之記憶體之MIP像素作為具有記憶體功能之像素，但其僅為一例。作為具有記憶體功能之像素，除MIP像素外，例如可例示使用周知之記憶性液晶之像素。
[2-3. 顯示模式]
液晶顯示模式有：未施加電場(電壓)時為白色顯示而施加電場時為黑色顯示之正常白模式、及未施加電場時為黑色顯示而施加電場時為白色顯示之正常黑模式。該兩種模式之液晶單元之構造相同，然圖1之偏光板11及26之配置有所不同。
於使用鄰接之像素50之反射電極63間之空間進行透過顯示之情形時，像素間之液晶分子並非全部切換，亦存在液晶分子不活動之區域。正常白模式之情形中，因存在液晶分子不活動之區域而無法補黑邊，故有對比度降低之虞。
圖8中表示使用鄰接之像素50之反射電極63間之空間進行透過顯示時之像素間之液晶分子之活動。在圖8中，在反射電極63之中央部之位置A，液晶分子完全活動。與此相對，在像素間之反射電極63附近之位置B，液晶分子稍有活動，而在像素間之中央部之位置C，液 晶分子毫不活動。
藉此，在液晶分子毫不活動之像素間之中央部之區域，因透過率較反射電極63之區域極端變高，故產生光洩漏。因此，由於無法補黑邊，而導致對比度降低。
圖9中表示正常白模式之情形時之像素間之透過率之模擬結果。另，圖9中，位置A、B及C分別與圖8之位置A、B及C對應。根據圖9之模擬結果可知，因在圖8之像素間之中央部之位置C，液晶分子毫無活動，故透過率較高(例如為0.35左右)。
根據該原因，作為本實施形態之半透過型顯示裝置之顯示模式，較佳為採用正常黑模式。若採用正常黑模式，則在未對液晶施加電壓之狀態，即液晶配向均勻之狀態下，為黑色顯示，因可補黑邊，故可提高對比度。然而，並不排除使用正常白模式。
作為光學特性之實測結果之一例，正常白模式之情形中，因白透過率(%)約為0.93、黑透過率(%)約為0.29，故對比度約為3。正常黑模式之情形中，因白透過率(%)約為0.71、黑透過率(%)約為0.06，故對比度約為12。即，藉由採用正常黑模式，可將對比度提高至正常白模式時之4倍左右。
[2-4. 黑色矩陣及彩色濾光片之重疊]
如圖10A所示，對次像素50R、50G及50B(次像素50)間進行遮光之情形時，有將黑色矩陣BM用作遮光帶對次像素50R、50G及50B間進行遮光，且對次像素50R、50G、及50B進行劃分之構造。而且，如圖10B所示般，亦存在使彩色濾光片22R及22G彼此之一部分及彩色濾光片22G及22B彼此之一部分重疊，利用各自之重疊部OL對次像素50R、50G及50B間進行遮光，且對次像素50R、50G及50B進行劃分之構造。黑色矩陣BM之光透過率為0。雖重疊部分OL相較於黑色矩陣BM光之透過率更高，但較彩色濾光片22R、22G、及22B未重疊之情 形，光之透過率卻較低。因此，使用圖1所示之半透過型顯示裝置1進行透過顯示之情形時，並非使用黑色矩陣BM或重疊部OL，而且使用位於於Y方向鄰接之分割次像素501間，且朝X方向延伸之空間65B 。因此，利用半透過型顯示裝置1進行透過顯示之情形時，為提高畫質，較佳為提高空間65B 中之光之利用效率。
[2-5. 液晶分子之配向]
為提高圖10A及圖10B所示之次像素50間或分割次像素501間之空間65B之透過率，較佳為使圖11所示之半透過型顯示裝置1a所具有之液晶分子31之配向成為扭轉向列(TN：Twisted Nematic)配向。如圖11所示，所謂扭轉向列配向，係指夾持於作為TFT基板之第1基板14與作為CF基板之第2基板23之間之液晶層30之液晶分子31之長軸AX1方向與第1基板14側之配向膜30F，及第2基板23側之配向膜20F之表面30FP、20FP平行，且於第1基板14與第2基板23之間扭轉之配向狀態。另，圖11所示之半透過型顯示裝置1a係對圖1所示之半透過型顯示裝置1增設了散射層27者。如此，在本實施形態中，亦可如半透過型顯示裝置1a般具有散射層27，亦可如半透過型顯示裝置1般不具有散射層27。將於後對散射層27加以敘述。
在本實施形態中，如圖12所示，刷磨方向(以下，皆稱作刷磨方向)係以XY平面之X方向，即配置成矩陣狀之複數個像素(次像素)50之列方向為基準之角度表現。Y方向係配置成矩陣狀之複數個像素(次像素)50之行方向。圖12之直線Ltft表示第1基板14側之刷磨方向、直線Lcf表示第2基板23側之刷磨方向。以下，將直線Ltft及Lcf皆稱作刷磨軸。與第1基板14或第2基板23，更具體而言，與設置於第1基板14或第2基板23之表面之配向膜接觸之液晶分子31係以自身之長軸AX1與對應之配向膜之刷磨軸Ltft或Lcf平行之方式排列。
將刷磨軸與X方向所成之角度稱作刷磨角度。在本實施形態中， 用θ表示第1基板14側之刷磨角度。而且，將第1基板14側之刷磨軸Ltft與第2基板23側之刷磨軸Lcf所成之角度Φ稱作扭轉角度。在本實施形態中，刷磨角度θ及扭轉角度Φ係以Z軸為中心，以自X軸朝向第1象限之旋轉(逆時針旋轉)為+方向，以自X軸朝向第4象限之旋轉(順時針旋轉)為-方向。
扭轉角度Φ為0度或±180度之情形時，液晶分子31之配向成為平行配向。在圖13中，一點鏈線La係表示於Y方向鄰接之分割次像素501間，即朝X方向延伸之空間65B 之位置。相對於平行配向時為0.4左右，一點鏈線La所示之位置之透過率係於扭轉角度Φ為0度或超過180度時急劇增大，於大致±10度(或±170度)時增大至1.1左右。其後，雖隨著扭轉角度Φ之增大透過率漸減，但即使扭轉角度Φ為±90度，仍為平行配向之2倍左右之值。另一方面，在圖13中，一點鏈線Lb係表示於X方向鄰接之分割次像素501間，即朝Y方向延伸之空間65A 之位置。相對於平行配向時為0.2左右，一點鏈線Lb所示之位置之透過率係於扭轉角度Φ為0度或超過180度時急劇增大，於大致±40度(或±140度)時增大至0.8左右。其後，雖隨著扭轉角度Φ之增大透過率漸減，但即使扭轉角度Φ為±90度，仍為平行配向之2倍左右之值。
如此，若扭轉角度Φ為0度或±180度以外之值，即若為液晶分子31之配向並非為平行配向之狀態，則將成為液晶分子31於第1基板14與第2基板23之間扭轉之狀態。因此，分割次像素501間之空間65A 及65B 之透過率較平行配向而大為提高。結果，可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，實現透過顯示。接著，對第1基板14側之刷磨角度θ進行說明。
藉由施加至圖11所示之反射電極63與透明電極21之間之電壓，相較於第2基板23側，形成於XY平面內之電場之強度較高者為第1基板14側。原因在於，因第2基板23側之透明電極21於XY平面內連續設 置，故雖XY平面內不存在電位差，但因第1基板14側之反射電極63與鄰接之反射電極63間存在電位差，而導致XY平面內亦存在電位差。因此，半透過型顯示裝置1及1a之透過顯示中，第1基板14側之液晶分子31之配向方向尤為重要。決定第1基板14側之液晶分子31之配向方向者乃第1基板14側之刷磨方向。
再者，藉由位於反射電極63之表面側之液晶分子31於Z軸方向進行切換動作，而實現半透過型顯示裝置1及1a之反射顯示。半透過型顯示裝置1及1a之透過顯示係藉由位於分割次像素501間或次像素50間等之液晶分子31於XY平面內進行切換動作而實現。因此，透過顯示中，較佳為考慮位於分割次像素501間或次像素50間等之液晶分子31之切換動作。
圖14係將扭轉角度Φ設為70度而變更刷磨角度θ時，模擬透過率所得之結果。圖14之實線La表示由圖13之一點鏈線La所示之位置之透過率與刷磨角度θ之關係。如自圖14之結果所明瞭般，規定第1基板14側之刷磨方向之刷磨角度θ較佳為在-45度以上且0度以下、0度以上且45度以下、-180度以上且-135度以下、或135度以上且180度以下之範圍。若為該範圍，則可提高於Y方向鄰接之分割次像素501間所形成之空間65B 之光之透過率。結果，可有效提高空間65B 之光之利用效率，從而可提高使用半透過型顯示裝置1a及1進行透過顯示之情形之畫質。
於刷磨角度θ較小之情形時，如圖15及圖17所示，於施加電壓前後，XY平面內之液晶分子31之旋轉變大，其結果透過率增大。與此相對，於刷磨角度θ較大之情形時，如圖16及圖17所示，於施加電壓前後，XY平面內之液晶分子31之旋轉變小，其結果透過率降低。藉由使第1基板14側之刷磨角度θ位於上述範圍，可加大XY平面內之液晶分子31之旋轉，從而可提高透過率。
如上所述，於X方向鄰接之分割次像素501間之空間65A 存在黑色矩陣BM或重疊部OL。因此，為提高半透過型顯示裝置1a及1整體之透過率，相較提高空間65A 之透過率，提高於Y方向鄰接之分割次像素501間所形成之空間65B 之透過率更為理想。因此，在本實施形態中，使刷磨角度θ位於上述範圍，以提高空間65B 之透過率。藉此，可有效提高半透過型顯示裝置1a及1整體之透過率。結果，可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，實現透過顯示。
[2-6. 散射層]
在圖11所示之半透過型顯示裝置1a中，較液晶層30，於經反射電極63反射之光之行進方向側具有使光散射之散射層27。更具體而言，半透過型液晶裝置1a於第2基板23與1/4波長板24之間具有散射層27。散射層27係使經反射電極63反射之光散射，或使透過像素間之空間65A 之背光光散射之非各向同性或各向同性之層。作為散射層27，例如可使用LCF(Light Control Film：光控膜)。
散射層27係前向散射較多而逆向散射較少之前向散射層。散射層27係散射自特定方向入射之光之各向異性散射層。根據與第2基板23之關係，散射層27於光自偏光板26側之特定方向入射時，在幾乎未進行散射之情形下使該入射光透過，而僅極大散射自反射電極63反射回之光。
例如，如圖18所示，根據與第2基板23之關係，散射層27於外光L1自特定方向入射時，使該外光透過，並使該透過之光中被反射電極63反射之光L2以散射中心軸AX1為中心在特定範圍內進行散射。外光L1係入射至第2基板23之偏光板26之平行光。外光L1亦可為非偏光光，亦可為偏光光。例如，如圖18所示，散射層27包含折射率互不相同之兩個區域(第1區域27B及第2區域27S)。散射層27係如圖19所示般為複數個板狀之第2區域27S在第1區域27B上保持特定間隔排列之百 葉窗構造，亦可如圖20所示般為柱狀之第2區域27Sa排列於第1區域27B中之柱狀構造。
散射層27例如為第1區域27B及第2區域27S沿厚度方向延伸並朝特定方向傾斜者。散射層27例如為藉由對折射率互不相同之兩種以上、可進行光聚合之單體或低聚物之混合物即樹脂片材自傾斜方向照射紫外線而形成者。另，散射層27亦可為與上述不同之構造，且亦可為以不同於上述之方法製造者。散射層27亦可為一層，亦可為複數層。散射層27為複數層之情形時，亦可為彼此相同之構造，亦可為互不相同之構造。
散射層27之散射中心軸AX1較佳為例如朝著主視角方向。另，散射中心軸AX1亦可朝著與主視角方向不同之方向。無論為何種情形，在使用散射層27時，以在散射層27之作用下，主視角方向之亮度成為最亮，即反射率成為最大之方式設定散射中心軸AX1之朝向即可。所謂主視角，係指半透過型顯示裝置1a之使用者使用半透過型顯示裝置1a時，與觀看影像顯示面之方位對應，且影像顯示面為方狀時，則與影像顯示面之一邊中與使用者最近之邊正交之方位對應。
使背光光等自像素間之空間65A 透過之情形時，因反射電極63之圖案精度或與第2基板23之重疊偏差等因素，而有可能使背光光等之透過不均加大。尤其是在使用濕式製程，將銀用作反射電極63之情形時，上述不均可能會變得非常顯著。但因利用散射層27使透過光進行散射，而可具有使上述偏差平均化之優點。
[2-7. 具體之實施例]
以下，對本實施形態之半透過型顯示裝置之具體之實施例進行說明。以下，舉例說明作為顯示模式，採用正常黑模式，作為動作模式，採用ECB(Electrically Controlled Birefringence：電控雙折射)模式之情形。且，作為動作模式，並非限定於ECB模式，而亦可採用 VA(Vertically Aligned：垂直配向)模式或FFS(Fringe Field Switching：邊緣場切換)模式等。
首先，利用圖11所示之表示本實施形態之一實施例之半透過型顯示裝置1a之列方向(X方向)上鄰接之兩個像素之剖面構造之剖面，說明實施例。圖11中，對與圖1相同之部分附加相同之符號而予以表示。如圖11所示，第1面板部10構成為：自與液晶層30相向之側起依序具有偏光板11、1/2波長板12、1/4波長板13、TFT基板即第1基板14、及平坦化膜15，平坦化膜15上，於每個像素形成有反射電極63。
在該第1面板部10中，反射電極63係以與像素尺寸相同之大小形成。而且，反射電極63之區域成為反射顯示區域(反射顯示部)。且，於列方向(X方向)上鄰接之兩個像素之反射電極63之間，沿行方向(Y方向)形成有空間65A 。另，雖本剖面中未予以圖示，但如圖4所示，於行方向鄰接之兩個像素之反射電極63之間，沿列方向形成有空間65B 。
在第1基板14上，於每個像素行配線有對各像素傳送影像信號之信號線61。該信號線61係以不佔據沿行方向延伸之空間65A 之方式，較佳為以不與該空間65A 重疊之方式，形成於反射顯示區域內。雖本剖面中未予以圖示，但每個像素列對各像素傳送掃描信號之掃描線62(參照圖4)係以不佔據沿列方向延伸之空間65B 之方式，較佳為以不與該空間65B 重疊之方式，形成於反射顯示區域內。
而且，信號線61及掃描線62未重疊之鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A 及65B 被用作透過顯示區域。此處，本實施例之像素構造係於反射顯示區域與透過顯示區域，液晶層30之厚度即單元間隙為相同之單隙構造。
夾持液晶層30與第1面板部10對向之第2面板部20成為自液晶層30側起依序設置有透明電極21、彩色濾光片22、第2基板23、1/4波長 板24、1/2波長板25及偏光板26之構成。此處，顯示於列方向鄰接之兩個像素，例如顯示紅色之R之次像素與顯示綠色之G之次像素有關之像素構造。
圖21A及圖21B係顯示上述單隙構造之情形時之正常黑之ECB模式之光學設計之一例。圖21A及圖21B表示有第1面板部10之構成構件、液晶單元(液晶層30)及第2面板部20之構成構件之各軸方向。具體而言，如圖21B所示，關於第1面板部10側，分別表示有偏光板11之吸收軸方向、1/2波長板12之延伸軸方向及1/4波長板13之延伸軸方向。又，如圖21A所示，關於第2面板部20側，分別表示有液晶單元之TFT基板側及CF基板側之刷磨方向、LCF(散射層27)之散射中心軸方向、1/4波長板24之延伸軸方向、1/2波長板25之延伸軸方向及偏光板26之吸收軸方向。
另，圖21A及圖21B中，各數值係表示軸方向之角度或相位差(相位延遲)。另，關於相位差，係換算成將波長為550[nm]之光相對於第1及第2面板部10及20之各構成構件入射時之波長之數值。此處，作為具體之實施例，雖已舉例說明為單隙構造時之情形，但亦可為反射顯示區域與透過顯示區域之單元間隙不同之如圖22所示般之多隙構造。
然而，如圖22所示，半透過型顯示裝置1b為多隙構造之情形時，為了在反射顯示區域與透過顯示區域之間形成階差，而必須在鄰接之像素50之反射電極63之間之空間65A (65B )形成槽，故較單隙構造之情形，其製程數有所增加。因此，自製程之觀點而言，製程數較多隙構造更少之單隙構造較為理想。
圖23及圖24表示在圖21A及圖21B所示之光學設計(單隙構造)中，對對向電極(透明電極21)及像素電極(反射電極63)之上下電極施加[電壓ON]與未施加電壓[電壓OFF]時之反射顯示區域與透過顯示區域之光譜計算結果。此處，[電壓ON]係指對上下電極間施加電壓之狀 態、[電壓OFF]係指未對上下電極間施加電壓之狀態。
圖23表示反射顯示區域之反射率之光譜計算結果、圖24表示透過顯示區域之透過率之光譜計算結果。該光譜計算結果並非再現像素間之電場分佈者，而係上下電極之電場完全作用於液晶分子之狀態。不同於普通之多隙構造之半透過型，單隙構造因透過顯示區域之相位差較小，而透過率較低。
<3. 變化例>
在上述實施形態中，信號線61及掃描線62為直線狀之條狀配線；關於信號線61，其為於像素之中間位置橫切沿列方向延伸之空間65B ，關於掃描線62，其為於像素之中間位置橫切沿行方向延伸之空間65A 之配線構造(參照圖4)。但，該信號線61及掃描線62之配線構造僅為一例，並非限定於此。
例如，如圖25所示，可考慮信號線61及掃描線62之配線為彎曲之蛇行配線，且具有以如下方式進行配線之配線構造。即，關於信號線61，於列方向鄰接之像素間，以通過沿行方向形成之空間65A 與沿列方向形成之空間65B 之交叉部65C 之方式，具體而言，以該彎曲部61A 位於交叉部65C 之方式進行配線。且，關於掃描線62，於行方向鄰接之像素間，以通過沿列方向形成之空間65B 與沿行方向形成之空間65A 之交叉部65C 之方式，具體而言，以該彎曲部62A 位於交叉部65C 之方式進行配線。
如利用圖13及圖14所述般，因在像素間之中央部之位置C液晶分子毫不活動，故認為沿行方向形成之空間65A 與沿列方向形成之空間65B 之交叉部65C 之中心尤其會對透過顯示造成不良影響。因此，藉由使信號線61及掃描線62係如上述之配線構造般通過交叉部65C ，而非通過空間65A 及65B 之像素之中間位置，認為可實現更良好之透過顯示。
<4. 電子機器>
以上說明之本發明之半透過型顯示裝置可用作將輸入電子機器之影像信號，或在電子機器內生成之影像信號以圖像或影像之方式進行顯示之任何領域之電子機器之顯示部(顯示裝置)。
本發明之半透過型顯示裝置較佳為用作任何領域之電子機器之中，常在室外使用之攜帶式電子機器之顯示部(顯示裝置)。作為攜帶式電子機器，例如可例示數位相機、視訊攝影機、PDA(Personal Digital Assistant：個人數位助理)、遊戲機、筆記型個人電腦、及電子書等攜帶式資訊機器、或攜帶式電話機等攜帶式通訊機器等。
如自上述實施形態之說明可明瞭般，因本發明之半透過型顯示裝置可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，實現透過顯示，故可充分發揮反射型顯示裝置之特徵，即低耗電、及即使在較亮之環境下仍可易於觀看畫面之特徵。因此，藉由在任何領域之電子機器之中、尤其是攜帶式電子機器中，將本發明之半透過型顯示裝置作為其顯示部，可對攜帶式電子機器之低耗電化有極大貢獻。
以下，對將本發明之半透過型顯示裝置1及1a用作顯示部之電子機器，即本發明之電子機器之具體例進行說明。
圖26A表示適用本發明之數位相機之外觀，其為自表側觀察時之立體圖；圖26B為自內側觀察時之立體圖。本適用例之數位相機包含閃光用之發光部111、顯示部112、選單切換113、快門按鍵114等；作為該顯示部112，乃使用本發明之半透過型顯示裝置1及1a而製作。
圖27係表示適用本發明之視訊攝影機之外觀的立體圖。本適用例之視訊攝影機包含主體部131、設置於朝著前方之側面上之攝影被攝體用之鏡頭132、攝影時所使用之開始/停止開關133、及顯示部134等，作為該顯示部134，乃使用本發明之半透過型顯示裝置1及1a而製作。
圖28係表示適用本發明之筆記型個人電腦之外觀的立體圖。本適用例之筆記型個人電腦包含對主體121輸入文字等時所操作之鍵盤122、及顯示圖像之顯示部123等；作為該顯示部123，乃使用本發明之半透過型顯示裝置1及1a而製作。
圖29A至圖29G係表示適用本發明之攜帶式通訊機器、例如行動電話之外觀圖。圖29A為打開狀態時之前視圖、圖29B為其之側視圖、圖29C為關閉狀態時之前視圖、圖29D為左側視圖、圖29E為右側視圖、圖29F為俯視圖、圖29G為仰視圖。
本適用例之行動電話包含上側殼體141、下側殼體142、連結部(此處為鉸鏈部)143、顯示器144、次顯示器145、閃光燈146、及照相機147等。又，藉由使用本發明之半透過型顯示裝置1及1a作為顯示器144或次顯示器145而製作本適用例之行動電話。
<5. 本發明之態樣>
本發明包含如下之態樣。
(1)一種半透過型顯示裝置，其包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；液晶層，其包含設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子，且該液晶分子之長軸方向與上述第1配向膜及第2配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉；上述反射電極進行反射顯示；鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示。
(2)如(1)之半透過型顯示裝置，其中上述第1配向膜之刷磨方向相對於配置成矩陣狀之上述複數個像素之列方向，具有-45度以上至0度以下、0度以上且45度以下、-180度以上且-135度以下、或135度以 上且180度以下之範圍之角度。
(3)如(1)之半透過型顯示裝置，其中上述液晶層係以使驅動上述像素之信號於每個圖框對於上述所有像素以相同極性反轉之圖框反轉驅動方式驅動。
(4)如(3)之半透過型顯示裝置，其中上述液晶層具有正常黑模式之顯示模式。
(5)如(1)之半透過型顯示裝置，其進而包含以不佔據鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間之方式形成之配線。
(6)如(1)之半透過型顯示裝置，其中上述配線係避開鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間而形成。
(7)如(6)之半透過型顯示裝置，其中上述配線係相對於上述像素之矩陣狀配置而形成於每個像素行，且係傳送驅動上述像素之信號之信號線；上述信號線係避開沿像素行之像素之排列方向形成於像素間之上述空間而配線。
(8)如(7)之半透過型顯示裝置，其中上述信號線係於像素列之像素之排列方向上鄰接之像素間，通過沿像素行之像素之排列方向形成之上述空間、與沿像素列之像素之排列方向形成之上述空間之交叉部而配線。
(9)如(6)之半透過型顯示裝置，其中上述配線係相對於上述像素之矩陣狀配置而形成在每個像素列，且係傳送選擇上述像素之信號之掃描線；上述掃描線係避開沿像素列之像素之排列方向形成於像素間之上述空間而配線。
(10)如(9)之半透過型顯示裝置，其中上述掃描線係於像素行之 像素之排列方向上鄰接之像素間，通過沿像素列之像素之排列方向形成之上述空間，與沿像素行之像素之排列方向形成之上述空間之交叉部而配線。
(11)如(1)之半透過型顯示裝置，其中上述像素具有記憶體功能。
(12)如(11)之半透過型顯示裝置，其中上述像素具有存儲資料之記憶部。
(13)如(11)之半透過型顯示裝置，其中上述像素使用記憶性液晶。
(14)一種電子機器，其具備半透過型顯示裝置；該半透過型顯示裝置包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；及液晶層，其包含設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子，且該液晶分子之長軸方向與上述第1配向膜及第2配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉；上述反射電極進行反射顯示；鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示。
(15)一種半透過型顯示裝置之驅動方法，該半透過型顯示裝置包含：第1基板，其供設置第1配向膜與形成於每個像素之反射電極；第2基板，其供設置第2配向膜及與上述反射電極對向之透明電極；及液晶分子，其設置於上述第1基板與上述第2基板之間；且該半透過型顯示裝置之驅動方法包含以下步驟：使用上述反射電極進行反射顯示；及 使用鄰接之上述像素之上述反射電極之間之空間進行透過顯示；且上述液晶分子之長軸方向與上述第1及第2基板之配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉。
上述構成之半透過型顯示裝置、具有該半透過型顯示裝置之電子機器及半透過型顯示裝置之驅動方法中，所謂使用鄰接之像素之反射電極之間之空間進行透過顯示，係指將該像素間之空間區域用作透過顯示區域。藉此，無須確保一個像素內存在用於透過顯示之專用區域。如此便意味著可確保位於一個像素內之反射電極之大小(面積)為與反射型顯示裝置之反射電極程度相同之大小。因此，可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，經由鄰接之像素之反射電極之間之空間實行透過顯示。
再者，液晶層中，設置於第1基板與第2基板之間之液晶分子之長軸方向與第1基板及第2基板之表面平行，且於第1基板與第2基板之間扭轉。因此，可提高像素間之空間之透過率。結果，可在保持與反射型顯示裝置同等之反射顯示性能之前提下，經由鄰接之像素之反射電極之間之空間實行透過顯示。
以上，雖已對本發明予以說明，但並非意欲以上述內容限定本發明。而且，上述本發明之構成要素包含本領域技術人員可容易地予以構建者、實質上相同者等，所謂均等之範圍者。進而，上述構成要素可進行適當組合。且，可在不脫離本發明之主旨之範圍內，對構成要素進行各種省略、置換及變更。
1‧‧‧半透過型液晶顯示裝置
10‧‧‧第1面板部
11‧‧‧偏光板
12‧‧‧1/2波長板
13‧‧‧1/4波長板
14‧‧‧第1基板
15‧‧‧平坦化膜
20‧‧‧第2面板部
21‧‧‧透明電極
22‧‧‧彩色濾光片
23‧‧‧第2基板
24‧‧‧1/4波長板
25‧‧‧1/2波長板
26‧‧‧偏光板
30‧‧‧液晶層
40‧‧‧背光部
50‧‧‧像素

Claims (17)

  1. 一種半透過型顯示裝置，其包含：反射電極及被設置前述反射電極之第1基板，前述反射電極係對複數個像素之每一者來設置；透明電極及被設置前述透明電極之第2基板，前述透明電極與上述反射電極對向；及液晶層，其係設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子群之長軸方向與上述第1基板側之配向膜及上述第2基板側之配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉者；且以上述第1基板之法線方向為Z方向，與Z方向正交之二方向為X方向及Y方向時，上述複數個像素之各者係包含互相隔開間隔而於X方向排列之複數個次像素，於上述複數個次像素，分別配置互相為不同顏色之彩色濾光片，上述複數個次像素之各者係包含互相隔開間隔而於Y方向排列之複數個分割次像素，於上述複數個分割次像素之各者，形成上述反射電極，在上述第1基板，於互相相鄰之上述反射電極之間的空間，未形成用於驅動上述液晶層之電極，從Z方向觀察時，至少在於X方向相鄰之像素間之空間及在同一像素內互相於X方向相鄰之次像素間之空間之任一者，配置遮光構件，至少在同一次像素內互相於Y方向相鄰之分割次像素間之空間，未配置有遮光構件， 使用上述反射電極進行反射顯示；至少使用在同一次像素內互相於Y方向相鄰之分割次像素間之空間進行透過顯示。
  2. 如請求項1之半透過型顯示裝置，其中上述遮光構件係使於X方向相鄰之兩個彩色濾光片之端部重疊而形成之重疊部。
  3. 如請求項1之半透過型顯示裝置，其中上述遮光構件係黑色矩陣。
  4. 如請求項1至3中任一項之半透過型顯示裝置，其中上述第1基板側之刷磨方向係：相對於配置成矩陣狀之上述複數個像素之列方向，具有-45度以上且0度以下、0度以上且45度以下、-180度以上且-135度以下、或135度以上且180度以下之範圍之角度。
  5. 如請求項1至3中任一項之半透過型顯示裝置，其中進行使驅動上述像素之信號於每個圖框對於上述所有像素以相同極性反轉之圖框反轉驅動。
  6. 如請求項5之半透過型顯示裝置，其中顯示模式係正常黑模式(normally black mode)。
  7. 如請求項1至3中任一項之半透過型顯示裝置，其以不佔據上述反射電極之像素間之空間之方式形成配線。
  8. 如請求項7之半透過型顯示裝置，其中上述配線係避開上述反射電極之像素間之空間而形成。
  9. 如請求項8之半透過型顯示裝置，其中上述配線係相對於上述像素之矩陣狀配置而形成於每個像素行，且係傳送驅動上述像素之信號之信號線；且上述信號線係避開沿像素行之像素之排列方向形成於像素間 之上述空間而配線。
  10. 如請求項9之半透過型顯示裝置，其中上述信號線係於像素列之像素之排列方向上鄰接之像素間，通過沿像素行之像素之排列方向形成之上述空間、與沿像素列之像素之排列方向形成之上述空間之交叉部而配線。
  11. 如請求項8之半透過型顯示裝置，其中上述配線係相對於上述像素之矩陣狀配置而形成在每個像素列，且係傳送選擇上述像素之信號之掃描線；且上述掃描線係避開沿像素列之像素之排列方向形成於像素間之上述空間而配線。
  12. 如請求項11之半透過型顯示裝置，其中上述掃描線係於像素行之像素之排列方向上鄰接之像素間，通過沿像素列之像素之排列方向形成之上述空間、與沿像素行之像素之排列方向形成之上述空間之交叉部而配線。
  13. 如請求項1至3中任一項之半透過型顯示裝置，其中上述像素具有記憶體功能。
  14. 如請求項13之半透過型顯示裝置，其中上述像素具有存儲資料之記憶部。
  15. 如請求項13之半透過型顯示裝置，其中上述像素使用記憶性液晶。
  16. 一種電子機器，其包含如請求項1至15中任一項之半透過型顯示裝置。
  17. 一種半透過型顯示裝置之驅動方法，該半透過型顯示裝置包含：反射電極及被設置前述反射電極之第1基板，前述反射電極係對複數個像素之每一者來設置； 透明電極及被設置前述透明電極之第2基板，前述透明電極與上述反射電極對向；及液晶層，其係設置於上述第1基板與上述第2基板之間之液晶分子群之長軸方向與上述第1基板側之配向膜及上述第2基板側之配向膜之表面平行，且於上述第1基板與上述第2基板之間扭轉者；且以上述第1基板之法線方向為Z方向，與Z方向正交之二方向為X方向及Y方向時，上述複數個像素之各者包含互相隔開間隔而於X方向排列之複數個次像素，於上述複數個次像素，分別配置互相為不同顏色之彩色濾光片，上述複數個次像素之各者係包含互相隔開間隔而於Y方向排列之複數個分割次像素，於上述複數個分割次像素之各者，形成上述反射電極，在上述第1基板，於互相相鄰之上述反射電極之間的空間，未形成用於驅動上述液晶層之電極，從Z方向觀察時，至少在於X方向相鄰之像素間之空間及在同一像素內互相於X方向相鄰之次像素間之空間之任一者，配置有遮光構件，至少在同一次像素內互相於Y方向相鄰之分割次像素間之空間，未配置有遮光構件；針對上述半透過型顯示裝置之驅動，上述驅動方法係：使用上述反射電極進行反射顯示；至少使用在同一次像素內互相於Y方向相鄰之分割次像素間之空間進行透過顯示。
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