JP2007206292A - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の表示効率、コントラストを、従来よりも向上させる。
【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記各サブピクセルの前記対向電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、前記反射電極は、凹凸を有する部分と、平坦な部分とを有し、前記反射電極の平坦な部分は、前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部との境界部分に配置される。
【選択図】図１
【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記各サブピクセルの前記対向電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、前記反射電極は、凹凸を有する部分と、平坦な部分とを有し、前記反射電極の平坦な部分は、前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部との境界部分に配置される。
【選択図】図１
Description
本発明は、半透過型液晶表示装置に係り、特に、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置に関する。
１サブピクセル内に、透過部と反射部を有する半透過型液晶表示装置が携帯機器用のディスプレイとして使用されている。
これらの半透過型液晶表示装置においては、一対の基板間に狭持される液晶に対して、一対の基板の基板平面に垂直な方向に電界を印加して、液晶を駆動する縦電界方式が用いられている。また、透過部と反射部との特性を合せるために、透過部と反射部とで段差を設け、さらに偏光板と液晶層の間に位相差板を設置している。
液晶表示装置として、ＩＰＳ方式の液晶表示装置が知られており、このＩＰＳ方式の液晶表示装置では、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＴ）とを同じ基板上に形成し、その間に電界を印加させ液晶を基板平面内で回転させることにより、明暗のコントロールを行っている。そのため、斜めから画面を見た際に表示像の濃淡が反転しないという特徴を有する。
この特徴を活かすために、ＩＰＳ方式の液晶表示装置を用いて、半透過型液晶表示装置を構成することが、例えば、下記特許文献１などで提案されている。
これらの半透過型液晶表示装置においては、一対の基板間に狭持される液晶に対して、一対の基板の基板平面に垂直な方向に電界を印加して、液晶を駆動する縦電界方式が用いられている。また、透過部と反射部との特性を合せるために、透過部と反射部とで段差を設け、さらに偏光板と液晶層の間に位相差板を設置している。
液晶表示装置として、ＩＰＳ方式の液晶表示装置が知られており、このＩＰＳ方式の液晶表示装置では、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＴ）とを同じ基板上に形成し、その間に電界を印加させ液晶を基板平面内で回転させることにより、明暗のコントロールを行っている。そのため、斜めから画面を見た際に表示像の濃淡が反転しないという特徴を有する。
この特徴を活かすために、ＩＰＳ方式の液晶表示装置を用いて、半透過型液晶表示装置を構成することが、例えば、下記特許文献１などで提案されている。
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００３−３４４８３７号公報
しかしながら、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置は、例えば、ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置に比べて、反射部の表示効率、コントラストが低いという問題がある。
図８は、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、液晶に印加する電圧（Ｖ）と、透過率（Ｐ）特性および反射効率（Ｒ）特性を示すグラフである。
一般に、液晶に印加する電圧は５Ｖ程度が限界である。例えば、４Ｖ印加の場合、図８から分かるように、反射効率（Ｒ）は、透過率（Ｐ）の約２／３となっている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の表示効率、コントラストを、従来よりも向上させることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
図８は、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、液晶に印加する電圧（Ｖ）と、透過率（Ｐ）特性および反射効率（Ｒ）特性を示すグラフである。
一般に、液晶に印加する電圧は５Ｖ程度が限界である。例えば、４Ｖ印加の場合、図８から分かるように、反射効率（Ｒ）は、透過率（Ｐ）の約２／３となっている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、反射部の表示効率、コントラストを、従来よりも向上させることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記各サブピクセルの前記対向電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、前記反射電極は、凹凸を有する部分と、平坦な部分とを有し、前記反射電極の平坦な部分は、前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部との境界部分に配置される。
（１）一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記各サブピクセルの前記対向電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、前記反射電極は、凹凸を有する部分と、平坦な部分とを有し、前記反射電極の平坦な部分は、前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部との境界部分に配置される。
（２）（１）において、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に、前記画素電極の一部を配置する。
（３）（１）において、前記画素電極は、前記透過部のくし歯電極と、前記反射部のくし歯電極と、前記透過部のくし歯電極と前記反射部のくし歯電極の間に形成される帯状の連結部とを有し、前記帯状の連結部は、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置される。
（４）（１）ないし（３）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記画素電極に映像電圧を印加するためのスルーホールを有し、前記スルーホールは、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置される。
（５）（１）ないし（４）の何れかにおいて、前記反射部の画素電極は、前記反射電極の前記凹凸を有する部分が形成される領域に配置される。
（３）（１）において、前記画素電極は、前記透過部のくし歯電極と、前記反射部のくし歯電極と、前記透過部のくし歯電極と前記反射部のくし歯電極の間に形成される帯状の連結部とを有し、前記帯状の連結部は、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置される。
（４）（１）ないし（３）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記画素電極に映像電圧を印加するためのスルーホールを有し、前記スルーホールは、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置される。
（５）（１）ないし（４）の何れかにおいて、前記反射部の画素電極は、前記反射電極の前記凹凸を有する部分が形成される領域に配置される。
（６）一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記画素電極は、くし歯電極を有し、前記画素電極のくし歯電極の本数は、前記透過部に比して、前記反射部のほうが多い。
（７）一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記画素電極は、くし歯電極を有し、前記画素電極のくし歯電極の延長方向に直交する方向において、互いに隣接するサブピクセル間の中心線から前記画素電極のくし歯電極の端部までの距離が、前記透過部に比して前記反射部のほうが小さい。
（８）（７）において、前記画素電極のくし歯間隔は、前記透過部に比して前記反射部が小さい。
（７）一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、前記画素電極は、くし歯電極を有し、前記画素電極のくし歯電極の延長方向に直交する方向において、互いに隣接するサブピクセル間の中心線から前記画素電極のくし歯電極の端部までの距離が、前記透過部に比して前記反射部のほうが小さい。
（８）（７）において、前記画素電極のくし歯間隔は、前記透過部に比して前記反射部が小さい。
（９）（１）ないし（８）の何れかにおいて、前記画素電極は、透明電極である。
（１０）（１）ないし（９）の何れかにおいて、前記対向電極は、透明電極である。
（１１）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、 前記反射電極は、金属膜で構成される。
（１２）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、前記反射電極は、前記対向電極上に形成された金属膜で構成される。
（１３）（１）ないし（１２）の何れかにおいて、前記対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
（１４）（１）ないし（１３）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に段差形成層を有する。
（１５）（１４）において、前記段差形成層は、隣接するサブピクセル間に形成され、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記段差形成層が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成される。
（１６）（１）ないし（１５）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に光の偏光状態を制御する光学素子（例えば、１／２波長板）を有する。
（１７）（１６）において、前記光学素子は、隣接するサブピクセル間に形成され、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記光学素子が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成される。
（１０）（１）ないし（９）の何れかにおいて、前記対向電極は、透明電極である。
（１１）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、 前記反射電極は、金属膜で構成される。
（１２）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、前記反射電極は、前記対向電極上に形成された金属膜で構成される。
（１３）（１）ないし（１２）の何れかにおいて、前記対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
（１４）（１）ないし（１３）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に段差形成層を有する。
（１５）（１４）において、前記段差形成層は、隣接するサブピクセル間に形成され、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記段差形成層が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成される。
（１６）（１）ないし（１５）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に光の偏光状態を制御する光学素子（例えば、１／２波長板）を有する。
（１７）（１６）において、前記光学素子は、隣接するサブピクセル間に形成され、前記一対の基板のうち一方の基板は、前記光学素子が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成される。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置によれば、反射部の表示効率、コントラストを、従来よりも向上させることが可能となる
本発明のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置によれば、反射部の表示効率、コントラストを、従来よりも向上させることが可能となる
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図である。図２は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの概略構成を示す要部断面図である。尚、図２は、図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
図２に示すように、本実施例では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）およびカラーフィルタ層（ＦＩＲ）、光の偏光状態を変化させる光学素子（１／２波長板）１０、絶縁膜１５、段差形成層（ＭＲ）、配向膜（ＯＲ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には偏光板（図示せず）が形成される。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図である。図２は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの概略構成を示す要部断面図である。尚、図２は、図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
図２に示すように、本実施例では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）およびカラーフィルタ層（ＦＩＲ）、光の偏光状態を変化させる光学素子（１／２波長板）１０、絶縁膜１５、段差形成層（ＭＲ）、配向膜（ＯＲ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には偏光板（図示せず）が形成される。
また、ガラス基板（ＳＵＢ１）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、下地絶縁膜１４、ポリシリコンから成る半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、対向電極線（ＣＯＭ）および走査線（ゲート線ともいう）（Ｇ）、層間絶縁膜１３、層間絶縁膜１２、対向電極（ＣＴ）および反射電極（ＲＡＬ）、層間絶縁膜１１、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＯＲ１）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側にも偏光板（図示せず）が形成される。
画素電極（ＰＩＸ）および対向電極（ＣＴ）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。また、本実施例では、対向電極（ＣＴ）は面状に形成され、さらに、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＴ）とが、層間絶縁膜１２を介して重畳しており、これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜１２は、１層に限定されず、２層以上であっても良い。
図１に戻って、Ｄは映像線（ドレイン線、ソース線ともいう）、ＴＨはスルーホール（コンタクトホールともいう）、ＢＭはブラックマトリクスである。
画素電極（ＰＩＸ）には、映像線（Ｄ）から、半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、スルーホール（ＴＨ）を介して映像電圧が印加される。このスルーホール（ＴＨ）には、金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ））が充填されている。
画素電極（ＰＩＸ）および対向電極（ＣＴ）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。また、本実施例では、対向電極（ＣＴ）は面状に形成され、さらに、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＴ）とが、層間絶縁膜１２を介して重畳しており、これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜１２は、１層に限定されず、２層以上であっても良い。
図１に戻って、Ｄは映像線（ドレイン線、ソース線ともいう）、ＴＨはスルーホール（コンタクトホールともいう）、ＢＭはブラックマトリクスである。
画素電極（ＰＩＸ）には、映像線（Ｄ）から、半導体層（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、スルーホール（ＴＨ）を介して映像電圧が印加される。このスルーホール（ＴＨ）には、金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ））が充填されている。
図１の３０に示す透過部が透過型の液晶表示パネルを構成し、図１の３１に示す反射部が反射型の液晶表示パネルを構成する。
反射部３１は、反射電極（ＲＡＬ）を有する。なお、図２では、反射電極（ＲＡＬ）は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の金属膜で構成されているが、これに限らず、例えば、下層のモリブデン（Ｍｏ）と、上層のアルミニウム（Ａｌ）の２層構造であってもよい。さらに、これらの金属膜（Ｍｏ／ＡＬ、または、Ａｌ）は、対向電極（ＣＴ）上に形成するようにしてもよい。
図３は、本実施例の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの等価回路を示す図であり、図３の容量素子（ＣLC）は液晶容量、容量素子（Ｃｓｔ）は、層間絶縁膜１１を挟んで形成される画素電極（ＰＩＸ）と、対向電極（ＣＴ）とで形成される保持容量（蓄積容量ともいう）である。
本実施例の 液晶表示パネルでは、図３に示すように、サブピクセルが（ｍ行×ｎ列）に配置される。例えば、携帯電話機に使用されるカラー表示の液晶表示パネルであれば、サブピクセル数が２４０×３２０×３のマトリクス状に配置されることになる。
なお、図３において、ＹＤＶは水平走査回路、ＸＤＶは垂直走査回路である。また、本実施例の液晶表示装置の駆動方法は、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置と同じであるので、駆動方法の説明は省略する。
反射部３１は、反射電極（ＲＡＬ）を有する。なお、図２では、反射電極（ＲＡＬ）は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の金属膜で構成されているが、これに限らず、例えば、下層のモリブデン（Ｍｏ）と、上層のアルミニウム（Ａｌ）の２層構造であってもよい。さらに、これらの金属膜（Ｍｏ／ＡＬ、または、Ａｌ）は、対向電極（ＣＴ）上に形成するようにしてもよい。
図３は、本実施例の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの等価回路を示す図であり、図３の容量素子（ＣLC）は液晶容量、容量素子（Ｃｓｔ）は、層間絶縁膜１１を挟んで形成される画素電極（ＰＩＸ）と、対向電極（ＣＴ）とで形成される保持容量（蓄積容量ともいう）である。
本実施例の 液晶表示パネルでは、図３に示すように、サブピクセルが（ｍ行×ｎ列）に配置される。例えば、携帯電話機に使用されるカラー表示の液晶表示パネルであれば、サブピクセル数が２４０×３２０×３のマトリクス状に配置されることになる。
なお、図３において、ＹＤＶは水平走査回路、ＸＤＶは垂直走査回路である。また、本実施例の液晶表示装置の駆動方法は、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置と同じであるので、駆動方法の説明は省略する。
反射部３１の反射電極（ＲＡＬ）は、凹凸を有する部分３２と、平坦な部分３３とを有する。反射電極（ＲＡＬ）の平坦な部分３３は、透過部３０と反射部３１との境界部分に配置される。
また、図１に示すように、画素電極（ＰＩＸ）は、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）と、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）と間の形成される帯状の連結部（ＰＩＸＴ）とを有する。なお、図１に示すように、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）とは、それぞれ櫛歯状に形成される。
そして、図１、図２に示すように、画素電極（ＰＩＸ）の一部を構成する帯状の連結部（ＰＩＸＴ）は、反射電極（ＲＡＬ）の平坦な部分３３が形成される領域に形成される。
また、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）は、反射電極（ＲＡＬ）の凹凸を有する部分３２が形成される領域に形成される。
さらに、画素電極（ＰＩＸ）に映像電圧を印加するためのスルーホール（ＴＨ）も、反射電極（ＲＡＬ）の平坦な部分３３が形成される領域に形成される。
本実施例において、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）の両端のくし歯電極は、ドレイン線（ｄ）の近傍まで接近される。また、くし歯電極の電極幅は、透過部３０と反射部３１とでほぼ同じで、くし歯電極の間隔は、透過部３０に比して反射部３１が小さくされる。
したがって、本実施例では、透過部３０に比べて反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）を構成するくし歯電極の本数が多くなっている。
また、図１に示すように、画素電極（ＰＩＸ）は、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）と、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）と間の形成される帯状の連結部（ＰＩＸＴ）とを有する。なお、図１に示すように、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）と、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）とは、それぞれ櫛歯状に形成される。
そして、図１、図２に示すように、画素電極（ＰＩＸ）の一部を構成する帯状の連結部（ＰＩＸＴ）は、反射電極（ＲＡＬ）の平坦な部分３３が形成される領域に形成される。
また、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）は、反射電極（ＲＡＬ）の凹凸を有する部分３２が形成される領域に形成される。
さらに、画素電極（ＰＩＸ）に映像電圧を印加するためのスルーホール（ＴＨ）も、反射電極（ＲＡＬ）の平坦な部分３３が形成される領域に形成される。
本実施例において、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）の両端のくし歯電極は、ドレイン線（ｄ）の近傍まで接近される。また、くし歯電極の電極幅は、透過部３０と反射部３１とでほぼ同じで、くし歯電極の間隔は、透過部３０に比して反射部３１が小さくされる。
したがって、本実施例では、透過部３０に比べて反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）を構成するくし歯電極の本数が多くなっている。
また、ガラス基板（ＳＵＢ２）には、光学素子１０と、段差形成層（ＭＲ）とが形成される。段差形成層（ＭＲ）は、反射部３１における光の光路長が、λ／４波長板相当の光路長となるように、反射部３１の液晶層（ＬＣ）のセルギャップ長（ｄ）を調整するためのものである。
また、前述の特許文献１にも記載されているように、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置では、例えば、透過部がノーマリブラックの場合、反射部がノーマリホワイトとなり、透過部と反射部で明暗が逆転するという問題点がある。
光学素子１０は、例えば、１／２波長板で構成され、前述した透過部３０と反射部３１で明暗が逆転するのを防止する。
尚、図１、図２、並びに、その他の対応する図では、複数の走査線（Ｇ）と、複数の走査線（Ｇ）に交差する複数の映像線（Ｄ）と、各サブピクセルに対応して形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；アクティブ素子）とによってアクティブマトリクスを構成しているが、図示を省略している。また、対向電極（ＣＴ）は、図１に示す走査方向Ｂと直交する方向のそれぞれのサブピクセルの対向電極（ＣＴ）と電気的に接続されている。
また、前述の特許文献１にも記載されているように、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置では、例えば、透過部がノーマリブラックの場合、反射部がノーマリホワイトとなり、透過部と反射部で明暗が逆転するという問題点がある。
光学素子１０は、例えば、１／２波長板で構成され、前述した透過部３０と反射部３１で明暗が逆転するのを防止する。
尚、図１、図２、並びに、その他の対応する図では、複数の走査線（Ｇ）と、複数の走査線（Ｇ）に交差する複数の映像線（Ｄ）と、各サブピクセルに対応して形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；アクティブ素子）とによってアクティブマトリクスを構成しているが、図示を省略している。また、対向電極（ＣＴ）は、図１に示す走査方向Ｂと直交する方向のそれぞれのサブピクセルの対向電極（ＣＴ）と電気的に接続されている。
従来、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置においては、反射部３１は、セルギャップ長（ｄ）が短いため、上下の配向膜（ＯＲ１，ＯＲ２）のアンカリング強度の影響が大きく、液晶分子が十分に動作しない。これが反射効率低下の原因である。
そこで、電極構造等を工夫して液晶分子の動作の効率を上げたいが、透過部３０と反射部３１とに最適な電極仕様は異なる。そこで、お互いの特性に悪影響を及ぼさない電極設計が必要となる。
また、透過部３０と反射部３１の境界部分には、他方のガラス基板（ＳＵＢ２）側に、段差形成部（ＭＲ）が配置されるが、段差形成部（ＭＲ）は通常傾斜角を持つこと、あるいは、一方のガラス基板（ＳＵＢ１）と他方のガラス基板（ＳＵＢ２）の位置ズレがあり、透過部３０と反射部３１の境界部分は、所望のセルギャップ長が得られない。
通常、このような部分は、透過部３０の光学特性に悪影響を及ぼすので、反射部３１に含めて設定するが、この部分は、所望の光学条件と異なるので、反射部３１の黒輝度が十分に得られず、反射コントラストを引き下げる要因になっている。そこで、この部分を無効領域として特性に影響を及ぼさないようにする必要がある。
そこで、電極構造等を工夫して液晶分子の動作の効率を上げたいが、透過部３０と反射部３１とに最適な電極仕様は異なる。そこで、お互いの特性に悪影響を及ぼさない電極設計が必要となる。
また、透過部３０と反射部３１の境界部分には、他方のガラス基板（ＳＵＢ２）側に、段差形成部（ＭＲ）が配置されるが、段差形成部（ＭＲ）は通常傾斜角を持つこと、あるいは、一方のガラス基板（ＳＵＢ１）と他方のガラス基板（ＳＵＢ２）の位置ズレがあり、透過部３０と反射部３１の境界部分は、所望のセルギャップ長が得られない。
通常、このような部分は、透過部３０の光学特性に悪影響を及ぼすので、反射部３１に含めて設定するが、この部分は、所望の光学条件と異なるので、反射部３１の黒輝度が十分に得られず、反射コントラストを引き下げる要因になっている。そこで、この部分を無効領域として特性に影響を及ぼさないようにする必要がある。
従来、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置において、透過部３０では、隣接する画素が影響を受け光漏れをするのを防ぐために、画素電極（ＰＩＸＰ）の両端のくし歯電極を、ドレイン線（Ｄ）の中心線から、例えば、８．５μｍ以上離す必要があった。一方、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）の両端のくし歯電極を、ドレイン線（Ｄ）の中心線から、例えば、８．５μｍ以上離すと、動作しない部分が多い。
そこで、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置では、反射部３１の効率を向上するため、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）の両端のくし歯電極を、ドレイン線（Ｄ）の近傍まで近づけるようにしている。この場合に、くし歯電極の電極幅は、透過部３０と反射部３１とでほぼ同じで、くし歯電極の間隔は、透過部３０に比して反射部３１が小さくされる。
したがって、本実施例では、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）のくし歯電極に比べて、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）のくし歯電極の本数が多くなる。これにより、反射部３１において、ドレイン線（Ｄ）の近傍まで液晶分子が良く動作するようになり、図４に示すように、反射率が高い点（図４のＴ１，Ｔ２）を増やすことができる。
その結果として、本実施例では、反射部全体として反射効率を上げることができる。なお、図４は、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置における反射部３１のくし歯電極横断面の反射率分布を示すグラフであり、図４のＡが本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射率分布、図４のＢが従来のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射率分布を示す。また、この図４において、Ｔはサブピクセルの端部からの距離、Ｒｂは反射率を示す。
そこで、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置では、反射部３１の効率を向上するため、反射部３１の画素電極（ＰＩＸＲ）の両端のくし歯電極を、ドレイン線（Ｄ）の近傍まで近づけるようにしている。この場合に、くし歯電極の電極幅は、透過部３０と反射部３１とでほぼ同じで、くし歯電極の間隔は、透過部３０に比して反射部３１が小さくされる。
したがって、本実施例では、透過部３０の画素電極（ＰＩＸＰ）のくし歯電極に比べて、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）のくし歯電極の本数が多くなる。これにより、反射部３１において、ドレイン線（Ｄ）の近傍まで液晶分子が良く動作するようになり、図４に示すように、反射率が高い点（図４のＴ１，Ｔ２）を増やすことができる。
その結果として、本実施例では、反射部全体として反射効率を上げることができる。なお、図４は、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置における反射部３１のくし歯電極横断面の反射率分布を示すグラフであり、図４のＡが本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射率分布、図４のＢが従来のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射率分布を示す。また、この図４において、Ｔはサブピクセルの端部からの距離、Ｒｂは反射率を示す。
一般に、反射部３１の反射特性に正反射光は寄与しない。これは、通常光源と観察者は同じ位置にないためである。
そこで、本実施例では、透過部３０と反射部３１の境界部分の無効領域は平坦面としている。一方、透過部３０と反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）を各々独立にレイアウトすると、必然的に、透過部３０と反射部３１の境界部分には無効領域が発生する。この部分を前述の平坦な部分と重畳し、有効領域を減らすことのないよう工夫している。
即ち、本実施例では、反射電極（ＲＡＬ）を、凹凸を有する部分（３２）と、平坦な部分（３３）となし、平坦な部分（３３）を、透過部３０と反射部３１の境界部分の無効領域に配置する。さらに、画素電極（ＰＩＸ）への給電部（コンタクトホール；ＴＨ）も無効領域となるため、これも前述の平坦部に形成している。
本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置によれば、図５のＡに示すように、従来のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射効率（図５のＢ）に比して、反射部全体として反射効率を上げることができる。
なお、図５は、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置における反射部３１の反射効率の電圧依存特性を示すグラフである。また、図５において、Ｖは反射部３１の液晶層（ＬＣ）に印加される電圧、Ｒは反射効率を示す。
そこで、本実施例では、透過部３０と反射部３１の境界部分の無効領域は平坦面としている。一方、透過部３０と反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）を各々独立にレイアウトすると、必然的に、透過部３０と反射部３１の境界部分には無効領域が発生する。この部分を前述の平坦な部分と重畳し、有効領域を減らすことのないよう工夫している。
即ち、本実施例では、反射電極（ＲＡＬ）を、凹凸を有する部分（３２）と、平坦な部分（３３）となし、平坦な部分（３３）を、透過部３０と反射部３１の境界部分の無効領域に配置する。さらに、画素電極（ＰＩＸ）への給電部（コンタクトホール；ＴＨ）も無効領域となるため、これも前述の平坦部に形成している。
本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置によれば、図５のＡに示すように、従来のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置の反射効率（図５のＢ）に比して、反射部全体として反射効率を上げることができる。
なお、図５は、本実施例のＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置における反射部３１の反射効率の電圧依存特性を示すグラフである。また、図５において、Ｖは反射部３１の液晶層（ＬＣ）に印加される電圧、Ｒは反射効率を示す。
[実施例２]
図６は、本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図である。図７は、本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの概略構成を示す要部断面図である。尚、図７は、図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
図６、図７に示すように、本実施例では、走査方向（図６の矢印Ｂ）において、隣合う画素で、共通の段差形成層（ＭＲ）と、光学素子１０を設けるようにしたものである。
本実施例では、一方のガラス基板（ＳＵＢ１）と他方のガラス基板（ＳＵＢ２）の重ね合せズレ、あるいは、段差形成部（ＭＲ）の傾斜部による無効領域を減らすことができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
図６は、本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの電極構造を示す平面図である。図７は、本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のサブピクセルの概略構成を示す要部断面図である。尚、図７は、図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。
図６、図７に示すように、本実施例では、走査方向（図６の矢印Ｂ）において、隣合う画素で、共通の段差形成層（ＭＲ）と、光学素子１０を設けるようにしたものである。
本実施例では、一方のガラス基板（ＳＵＢ１）と他方のガラス基板（ＳＵＢ２）の重ね合せズレ、あるいは、段差形成部（ＭＲ）の傾斜部による無効領域を減らすことができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
１０ 光学素子（１／２波長板）
１１，１２，１３，１４，１５ 絶縁膜
３０ 透過部
３１ 反射部
３２ 凹凸のある部分
３３ 平坦な部分
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ ガラス基板
ＯＲ１，ＯＲ２ 配向膜
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＬＣ 液晶層
ＰＩＸ，ＰＩＸＰ，ＰＩＸＲ 画素電極
ＰＩＸＴ 帯状の連結部
ＣＴ 対向電極
ＲＡＬ 反射電極
ＦＩＲ カラーフィルタ層
ＢＭ ブラックマトリクス
Ｇ 走査線（ゲート線）、
Ｄ 映像線（ドレイン線またはソース線）
ＣＯＭ 対向電極線
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
Ｐｏｌｙ−Ｓｉ 半導体層
ＴＨ スルーホール
ＣLC 液晶容量
Ｃst 保持容量
ＹＤＶ 水平走査回路
ＸＤＶ 垂直走査回路
１１，１２，１３，１４，１５ 絶縁膜
３０ 透過部
３１ 反射部
３２ 凹凸のある部分
３３ 平坦な部分
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ ガラス基板
ＯＲ１，ＯＲ２ 配向膜
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＬＣ 液晶層
ＰＩＸ，ＰＩＸＰ，ＰＩＸＲ 画素電極
ＰＩＸＴ 帯状の連結部
ＣＴ 対向電極
ＲＡＬ 反射電極
ＦＩＲ カラーフィルタ層
ＢＭ ブラックマトリクス
Ｇ 走査線（ゲート線）、
Ｄ 映像線（ドレイン線またはソース線）
ＣＯＭ 対向電極線
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
Ｐｏｌｙ−Ｓｉ 半導体層
ＴＨ スルーホール
ＣLC 液晶容量
Ｃst 保持容量
ＹＤＶ 水平走査回路
ＸＤＶ 垂直走査回路
Claims (18)
- 一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、
前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記各サブピクセルの前記対向電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、
前記反射電極は、凹凸を有する部分と、平坦な部分とを有し、
前記反射電極の平坦な部分は、前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部との境界部分に配置されること特徴とする半透過型液晶表示装置。 - 前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に、前記画素電極の一部を配置したことを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記画素電極は、前記透過部のくし歯電極と、前記反射部のくし歯電極と、前記透過部のくし歯電極と前記反射部のくし歯電極の間に形成される帯状の連結部とを有し、
前記帯状の連結部は、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記一対の基板のうち一方の基板は、前記画素電極に映像電圧を印加するためのスルーホールを有し、
前記スルーホールは、前記反射電極の前記平坦な部分が形成される領域に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記反射部の画素電極は、前記反射電極の前記凹凸を有する部分が形成される領域に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、
前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記画素電極は、くし歯電極を有し、
前記画素電極のくし歯電極の本数は、前記透過部に比して、前記反射部のほうが多いことを特徴とする半透過型液晶表示装置。 - 一対の基板と、前記一対の基板間に狭持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、透過部と反射部とを有する複数のサブピクセルを有し、
前記各サブピクセルは、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された画素電極と、前記一方の基板上に形成された対向電極とを有し、
前記画素電極と前記対向電極とによって電界を発生させて前記液晶を駆動する半透過型液晶表示装置であって、
前記画素電極は、くし歯電極を有し、
前記画素電極のくし歯電極の延長方向に直交する方向において、互いに隣接するサブピクセル間の中心線から前記画素電極のくし歯電極の端部までの距離が、前記透過部に比して前記反射部のほうが小さいことを特徴とする半透過型液晶表示装置。 - 前記画素電極のくし歯間隔は、前記透過部に比して前記反射部が小さいことを特徴とする請求項７に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記画素電極は、透明電極であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記対向電極は、透明電極であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記反射電極は、金属膜で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記反射電極は、前記対向電極上に形成された金属膜で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記対向電極上に形成される層間絶縁膜を有し、
前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に段差形成層を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記段差形成層は、隣接するサブピクセル間に形成され、
前記段差形成層が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成されることを特徴とする請求項１４に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記一対の基板のうち他方の基板は、前記反射部と対向する領域に光の偏光状態を制御する光学素子を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
- 前記光学素子は、隣接するサブピクセル間に形成され、
前記光学素子が形成される領域に、前記隣接する２つのサブピクセルのそれぞれの反射部が形成されることを特徴とする請求項１６に記載の半透過型液晶表示装置。 - 前記光学素子は、１／２波長板であることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の半透過型液晶表示装置。
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