JP2008151817A - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
反射表示，透過表示がともに明るく、高いコントラスト比が得られる半透過型液晶表示装置を実現する。
【解決手段】
第１の基板と、第２の基板と、これら基板の間に挟持される液晶を備え、ひとつの画素内に反射領域と透過領域を有する半透過型液晶表示装置において、前記第２の基板には前記液晶を駆動する画素電極と共通電極とを共に備え、さらにその反射領域には前記画素電極及び共通電極と、前記第２の基板との間に反射層を備え、さらに、前記画素電極及び前記共通電極と、前記反射層との間に偏光層を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に半透過型液晶表示装置に関する。

表示装置は情報を視覚的に人間に伝えるメディアであり、高度な情報社会となった現代では、人間，社会にとって重要な存在となっている。液晶表示装置は近年性能が著しく向上し、携帯電話からパーソナルコンピューターさらには大画面テレビ等の表示装置として採用されている。液晶表示装置は一般に液晶表示パネルと、その背面に配置して液晶表示パネルに光を照射するバックライト（照明装置）とから構成される。カラー画像を表示する場合、１つの画素（ピクセル）が例えば赤色，青色，緑色の３原色に対応する３つの副画素（サブピクセル）から構成され、各色に対応した副画素を独立に制御することでさまざまな色を再現する。

携帯電話などのモバイル機器に使用される液晶表示装置では、幅広い照明環境に対応できることから半透過型液晶表示装置が使用されている。半透過型液晶表示装置はその液晶表示パネルの表示領域を構成する一つの副画素（サブピクセル）内に透過領域と反射領域を有するものである。透過領域はバックライトからの光の透過量を制御することで透過型表示を実現する。一方、反射領域は外部からの光の反射量を制御することで反射型表示を実現する。つまり、半透過型液晶表示装置は暗い環境では主に透過型表示、明るい環境では主に反射型表示により表示画像の視認性を確保できるので幅広い照明環境での使用が可能となる。

ところで、従来から広視野角な液晶表示装置としてＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置が知られている。ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、ＶＡ（Vertical
Alignment）方式やＴＮ（Twisted Nematic）方式などの他の方式と同様、１対の透明基板と、これら透明基板の間に挟持される液晶層と、各透明基板の液晶層とは反対側の面にそれぞれ配置した１対の偏光板とを有し、液晶層に入射する光の偏光状態を変化させることで光の透過量を制御して画像を表示するものである。ＩＰＳ方式では特に液晶を駆動するための画素電極と共通電極は同一の基板上に形成され、これら電極間に電位差を与え、電界を生じさせることで液晶分子の動きを制御する。光の透過量は液晶分子が主として基板面に対して平行な面内で回転することで制御されるため、斜め方向から画面を見た際に表示画像のコントラスト比が著しく低下したり、濃淡の反転が起こったりせず広い視野角が得られる。ＩＰＳ方式による透過型の液晶表示装置は既に幅広い分野で実用化されており、半透過型液晶表示装置の実現が期待されている。

特許文献１には画素電極と共通電極を被覆する偏光層を設けたＩＰＳ方式による半透過型液晶表示装置が記載されている。これは液晶表示装置を構成する１対の偏光板の他に画素電極と共通電極を被覆するように新たに偏光層を設けるものである。１対の偏光板は互いに吸収軸が直交するように配置し、偏光層の吸収軸はバックライト側に配置する偏光板の吸収軸と一致させる。この場合、透過表示に関しては基本的に従来のＩＰＳ方式と同様、駆動電圧が零の場合に黒（暗）表示となり、駆動電圧が印加されると明表示となる、所謂、ノーマリーブラック型となる。

一方、反射表示は、画素電極や共通電極を反射電極材料とする、あるいは画素電極や共通電極と異なる層に反射層を設けることで、これらの領域が反射領域となり、透過表示と同様、駆動電圧が零の場合に黒（暗）表示となり、駆動電圧が印加されると明表示となるため、ノーマリーブラック型の半透過型液晶表示装置が実現できると記載されている。

尚、特許公報１では偏光層の材料としてＯＰＴＩＶＡ社のＴＣＦ(Thin crystal Film)を用いると記載されている。つまり、偏光層としては塗布型の材料を利用する。偏光層を実現する塗布型の材料は非特許文献１及び非特許文献２に記載されている。

特開２００６−１８４３２５号公報 Y.Ukai et al.，"Current Status and Future Prospect of In- Cell Polarizer Technology"，SID 04 DIGEST, p1170-1173, 2004 Ir Gvon Khan et al.，"Ultra-Thin O-Polarizers’Superiority over E-Polarizers for LCDs"，SID 04 DIGEST, p1316-1319, 2004

画素電極及び共通電極を被覆するように偏光層を設けると、画素電極及び共通電極に同じ電位差を印加した場合、液晶層に実効的に作用する電界の大きさは偏光層の分だけ小さくなる。

このため、偏光層を画素電極及び共通電極の上に設けない場合に対しては、同じ駆動電圧で比べると表示が暗くなり、コントラスト比が低下する。さらに最大の透過率や反射率が得られる駆動電圧が上昇するため消費電力の上昇や、より高い電圧に対応できるドライバを使用するためのコスト上昇といった課題を生じる。

また、偏光層は吸収軸に直交する方向に振動面を有する直線偏光であっても、その透過率は１００％にはならない。このため、上記液晶の駆動とは別に、偏光層を備えることで透過領域における透過率は偏光層を設けない場合よりも低下するため表示が暗くなる。

さらに、塗布型の偏光層材料を用い、圧力を加えながら塗布方向に引き伸ばすことで偏光層を形成する場合には、画素電極や共通電極による段差により配向状態が乱れることで偏光層の光学特性が劣化することが懸念される。

本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は駆動電圧の上昇がなく、透過表示と反射表示でともに高いコントラスト比が得られる広視野角な半透過型液晶表示装置を実現することにある。

尚、本明細書では画素電極と共通電極を異なる層に形成し、少なくとも液晶層に近い側の電極を櫛歯形状とし、フリンジ電界を形成して液晶を駆動するものについても液晶分子が面内で回転することからＩＰＳ方式と呼ぶこととする。

本発明のその他の目的や課題と新規な特徴については本明細書の記述及び添付図面を参照して明らかにする。

本発明は上記目的を達成するため、第１の基板と、第２の基板と、２つの基板間に挟持された液晶層と、第２の基板に液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、第１の基板に対して第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、第２の基板に対して第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、反射領域は、画素電極及び共通電極と第２の基板間に配置された反射層と、画素電極及び共通電極と反射層間に配置された偏光層と、を有し、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸は直交し、偏光層の吸収軸は第２の偏光板の吸収軸と平行であり、液晶層の配向方向が第１の偏光板の吸収軸と平行または直交する構成とする。

また、第１の基板と、第２の基板と、２つの基板間に挟持された液晶層と、第２の基板に液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、第１の基板に対して第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、第２の基板に対して第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、反射領域は、画素電極及び共通電極と第２の基板間に配置された反射層と、反射層と液晶層間に配置された偏光層と、を有し、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸は直交し、偏光層の吸収軸は第２の偏光板の吸収軸と平行であり、液晶層の液晶分子の配向方向が第１の偏光板の吸収軸と平行または直交しており、画素電極と共通電極は、絶縁層を挟んで互いに異なる層に形成され、画素電極及び共通電極のうち、液晶層に近い側に形成された一方電極は屈曲した櫛歯形状、他方電極は面状に形成され、画素電極と共通電極は、透明な導電材料から構成され、偏光層の吸収軸が第２の基板の一辺と平行または直交する構成とする。

上記以外の手段については以下の記述で明らかとする。

より低い駆動電圧において、透過表示と反射表示がともに明るく、コントラスト比が高い半透過型液晶表示装置を実現することができる。

本願発明の特徴構成は、第１の基板と、第２の基板と、２つの基板間に挟持された液晶層と、第２の基板に液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、第１の基板に対して第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、第２の基板に対して第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、反射領域は、画素電極及び共通電極と第２の基板間に配置された反射層と、画素電極及び共通電極と反射層間に配置された偏光層と、を有し、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸は直交し、偏光層の吸収軸は第２の偏光板の吸収軸と平行であり、液晶層の配向方向が第１の偏光板の吸収軸と平行または直交する構成である。

また、第１の基板と、第２の基板と、２つの基板間に挟持された液晶層と、第２の基板に液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、第１の基板に対して第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、第２の基板に対して第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、反射領域は、画素電極及び共通電極と第２の基板間に配置された反射層と、反射層と液晶層間に配置された偏光層と、を有し、第１の偏光板の吸収軸と第２の偏光板の吸収軸は直交し、偏光層の吸収軸は第２の偏光板の吸収軸と平行であり、液晶層の液晶分子の配向方向が第１の偏光板の吸収軸と平行または直交しており、画素電極と共通電極は、絶縁層を挟んで互いに異なる層に形成され、画素電極及び共通電極のうち、液晶層に近い側に形成された一方電極は屈曲した櫛歯形状、他方電極は面状に形成され、画素電極と共通電極は、透明な導電材料から構成され、偏光層の吸収軸が第２の基板の一辺と平行または直交する構成である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明するが、種々の変更は可能であり、また、下記実施形態同士の組み合わせは本発明に包含されるものである。

（実施例１）
図１は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素（サブピクセル）１００の主要部の概略構成を示す断面図である。また、図２は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素１００の主要部の概略構成を示す平面図である。尚、図１は図２のＡ−Ａ′線に沿った断面構造を模式的に示す図である。

また、図３は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネル１の全体のレイアウトの一例を模式的に示すブロック図であり、図３に示すように、液晶表示パネル１は第２の透明基板１１１の中央部を含む領域に表示領域２が設けられる。表示領域２の上側には、データ線（信号線）７に対して画像信号を出力するデータ駆動回路３、左側にはゲート線（走査線）８に対して走査信号を出力する走査駆動回路４が設置されている。これらのデータ駆動回路３，走査駆動回路４はＮチャネル型とＰチャネル型の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）による相補型回路から構成されるシフトレジスタ回路，レベルシフタ回路，アナログスイッチ回路などから構成される。液晶表示パネル１は従来のアクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと同様、複数のゲート線と、該ゲート線の延在方向に対して交差する方向に延在させた複数のデータ線が設けられており、ゲート線とデータ線とが交差するところにマトリクス状に副画素が配置される。また、図１および図２に示すとおり、本発明にかかる液晶表示パネルの副画素は一つの副画素内に透過領域ＴＡと反射領域ＲＡを有する。

図１に示すとおり、本発明に係る液晶表示パネルは絶縁性を有し、平坦かつ透明で光学的に等方な透明体からなる第１の透明基板１１０および第２の透明基板１１１とを有す。第１の透明基板１１０および第２の透明基板１１１としてはガラスが一般的であるが、上記要件を満たし、さらに耐熱性や耐久性を改良した高分子フィルムを用いることができる。

透明基板１１０には、カラーフィルターや、配向膜（いずれも不図示）が積層されている。カラーフィルターは個々の副画素が担当する色、例えば赤色，緑色，青色などの加法混色の３原色、あるいは、黄色，マゼンタ色，シアン色など減法混色の３原色、あるいは青緑色や黄緑色など、その副画素に所望の色を透過するものを用いる。

また、反射領域では外部からの光がカラーフィルターを２回通るため、反射領域と透過領域とで色の濃さ，厚み、あるいは被覆面積を変えるようにしても良い。

配向膜としてはポリイミド系高分子、あるいはダイヤモンドライクカーボンなどを用いる。

第２の透明基板１１１には、スイッチング素子１２０を備える。スイッチング素子はポリシリコンやアモルファスシリコンあるいは有機物からなる半導体層を備える薄膜トランジスタから構成される。ここでは１例としてポリシリコンからなる薄膜トランジスタの場合を説明するが本発明はこれに限定されるものではない。ポリシリコン薄膜トランジスタからなるスイッチング素子１２０はソース・ドレイン領域やチャネル領域となる半導体層１２１などを含むポリシリコン層の上にゲート絶縁層１２２，ゲート電極１２３，第１の層間絶縁層１２４，電極層１２５Ａ，電極層１２５Ｂ，第２の層間絶縁層１２６を有する。

ゲート絶縁層１２２，第１の層間絶縁層１２４は例えばＳｉＯｘ（酸化シリコン）からなり、第２の層間絶縁層１２６は例えばＳｉＮｘ（窒化シリコン）からなる。

電極層１２５Ａおよび電極層１２５Ｂとしては金属電極材料を用いればよく、例えばアルミニウム層の上下をチタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）などでサンドイッチした三層積層構造の膜を用いることができるがこれに限定されるものではない。電極層１２５Ａおよび電極層１２５Ｂは第１の層間絶縁層１２４に形成した開口を通して、半導体層１２１のソース領域とドレイン領域とにそれぞれ接続する。

尚、スイッチング素子１２０と第２の透明基板１１１との間には第２の透明基板１１１から半導体層１２１やゲート絶縁層１２２へのＮａやＫなどのイオンの混入をブロックするために下地層１１３を設けると良い。下地層１１３は第２の透明基板１１１側から順にＳｉＮｘなどからなる層とＳｉＯｘなどからなる層を積層した構造とする。

スイッチング素子１２０の上には絶縁層１２７が設けられる。この絶縁層１２７はスイッチング素子１２０や配線などによる段差を平坦化する機能と、後述する反射層に凹凸形状を持たせる機能を有する。

段差を平坦化するには溶液状態で層形成可能な材料が望ましい。従って、絶縁層１２７としては有機系の材料、あるいは溶剤に分散させ塗布成膜を可能とした無機材料を用いることができる。さらに、絶縁層１２７はその表面を凹凸形状にする工程を必要とするため、材料自身に感光性があれば工程が簡略化できるという利点がある。また、絶縁層１２７は透過領域ではバックライトからの光を効率よく通過させるために可視光に対する吸収が小さい透明な材料が望ましい。従って、絶縁膜１２７としては感光性のポリイミドやアクリル系樹脂などの有機材料が望ましい。

絶縁層１２７の表面は反射領域においては反射層の表面を凹凸形状にするために凹凸形状を形成する。この凹凸形状はフォトリソグラフィー技術により凹凸パターンを形成した後、温度を上げ溶融することで実現してもよいし、露光工程の際にマスクとしてハーフトーンマスクを使用して実現するなどしても良い。一方、透過領域においては絶縁層１２７の表面は平坦とする。

絶縁層１２７の上には反射領域に相当する部分に反射層１３０を形成する。反射層130はアルミニウムや銀などの反射率が高い金属材料を用いると良い。反射層１３０はフォトリソグラフィー技術などにより透過領域からは除去する。尚、反射層１３０はその下層にある絶縁層１２７の表面に形成された凹凸形状を反映して、その表面が凹凸形状となる。反射層１３０が凹凸形状となっていることで、液晶表示パネルに外部から入射する光が反射層１３０で反射する角度に広がりが生じ、実使用時においては反射表示がより明るくなる。

反射層１３０の上には必要に応じて平坦化層１４０を設ける。平坦化層１４０は反射層１３０の上層に形成する偏光層１５０の光学性能が反射層１３０が凹凸形状となっていることに起因して劣化することを防止するための層である。つまり、偏光層１５０が形成される下地面を平坦化するための層である。この平坦化層１４０を設けることにより偏光層１５０の光学性能の劣化は抑制され、より明るく、よりコントラスト比が高い画像表示に貢献できる。

平坦化層１４０は絶縁材料から構成し、溶液状態で層形成が可能で、可視光に対する吸収が小さい透明な材料が望ましい。つまり、絶縁層１２７と同様、ポリイミド系樹脂あるいはアクリル系樹脂などの有機材料が望ましい。

反射層１３０の上層には、偏光層１５０を形成する。この際、上記の通り、必要に応じて反射層１３０と偏光層１５０の間に平坦化層１４０を設けると良い。偏光層１５０は所定の軸方向に振動面を有する直線偏光は吸収し、この軸と直交する方向に振動面を有する直線偏光は透過するものである。偏光層１５０は例えば非特許文献１や非特許文献２に記載されているリオトロピック液晶染料を用い、それを塗布することで形成することができる。例えば非特許文献１に記載の材料を用いる場合、偏光層１５０の塗布には例えばスリットダイコーターを用いると良い。スリットダイコーターは溶液状態の偏光層材料を塗布面に供給しつつ、当該材料へ圧力を加えながら塗布方向に引き伸ばすことができる。この工程により染料は配向し、固定化することで偏光層が形成できる。この場合、偏光層の吸収軸は塗布方向と直交する方向となる。尚、偏光層としては直線偏光を照射することで偏光性を発現する材料を用いても良い。

偏光層１５０は後述する理由においては透過領域に形成しないことが望ましい。このため、本実施例では偏光層１５０は透過領域には形成しない場合を述べる。

反射領域ＲＡ及び透過領域ＴＡには共に偏光層１５０よりも上層に位置する部分に共通電極１７０を形成する。つまり、透過領域ＴＡでは偏光層１５０の有無に関わらず共通電極１７０を形成する。この際、偏光層１５０と共通電極１７０の間に必要に応じて保護層１６０を設けても良い。

保護層１６０は偏光層形成後の工程で偏光層１５０が劣化することを抑制すること、あるいは、偏光層１５０から不純物が染み出し他の構造物を汚染することを防止するために設けると良い。保護層１６０としては可視光に対して透明な材料が良く、ポリイミド系やアクリル系などの透明樹脂材料、あるいはＳｉＯｘ（酸化シリコン）やＳｉＮｘ（窒化シリコン）などの透明な無機材料が使用できる。特に保護層として高い性能を求めるなら緻密な層が形成できるＳｉＮｘが望ましい。

なお、例えばフォトリソグラフィー技術により偏光層１５０を透過領域ＴＡから除去する場合、レジスト材料として透明な感光性レジスト材料を用い透過領域ＴＡから偏光層を除去した後も、反射領域ＲＡではこのレジスト材を偏光層１５０上に残し、これを保護膜１６０としても良い。この場合は工程数が少なく出来るという効果がある。

共通電極１７０は透明な導電材料で構成する。共通電極１７０としては例えばＩＴＯ
（Indium tin oxide）が好適であり、ＩｎＺｎＯやＺｎＯなどその他の透明な導電材料を使用することも出来る。

共通電極１７０の上層には絶縁層１８０を形成し、さらにその上に画素電極１９０を形成する。絶縁層１８０としては可視光に対して透明な絶縁材料が良く、ポリイミド系やアクリル系などの透明樹脂材料、あるいはＳｉＯｘ（酸化シリコン）やＳｉＮｘ（窒化シリコン）などの透明な無機材料が使用できる。

画素電極１９０は透明な導電材料で構成することが望ましく、共通電極１７０と同様、例えばＩＴＯ（Indium tin oxide）が好適であり、ＩｎＺｎＯやＺｎＯなどその他の透明な導電材料を使用することも出来る。また、画素電極１９０は絶縁層１８０，共通電極
１７０，保護層１６０，偏光層１５０，平坦化層１４０，反射層１３０，絶縁層１２７，絶縁層１２６を貫通する開口（スルーホール）１９５を介して、スイッチング素子１２０を構成する電極層１２５Ａと接続する。スルーホール１９５は直接、画素電極と同じ導電材料で充填する。或いは、電極層１２５Ａと画素電極１９０を構成する電極材料の電気的な接続を確実にするために図示しない導電性の材料からなる中間層を設けるようにしても良い。

尚、共通電極１７０はスルーホール１９５において画素電極１９０と接触することがないように、スルーホール１９５に相当する位置に開口を設けて、画素電極とは完全に分離する。

反射層１３０が導電材料の場合は同じく、スルーホール１９５において画素電極１９０と接触することがないように、スルーホールに１９５に相当する位置に開口を設けて、画素電極とは完全に分離する。

画素電極１９０は図２に例示するとおり、櫛歯状に形成する。また、図２に示すとおり、電極層１２５Ｂはデータ線７と接続し、ゲート電極１２３はゲート線８と接続するが、それぞれデータ線７の一部を電極層１２５Ｂとし、ゲート線８の一部をゲート電極１２３としても良い。

絶縁層１８０及び画素電極１９０の上にはこれらを被覆する配向膜（不図示）を形成する。配向膜は第１の透明基板に形成する配向膜と同様、ポリイミド系高分子、あるいはダイヤモンドライクカーボンなどを用いる。

第１の透明基板１１０と第２の透明基板１１１は配向膜形成面を向かい合わせ、図示しないスペーサ−により一定の間隙を設けた状態で枠状のシール材で周囲を接着することで内部に空間を形成する。この空間に誘電異方性が正のネマチック液晶を封入し、封止することで液晶層２００が設けられる。液晶層２００は第１の透明基板１１０と第２の透明基板１１１上に形成された配向膜に施される配向処理により、その液晶分子長軸の配向方向が規定される。液晶層２００の液晶配向方向は、２枚の透明基板１１０，１１１間で捩じれのない、いわゆるホモジニアス配向とする。

液晶層２００の厚さｄは液晶材料の屈折率異方性をΔｎとすると、リタデーションΔndが１／２波長、つまり、波長５５０ｎｍの光に対してはΔｎｄが２７５ｎｍとなるように厚さｄとΔｎを選択すると良い。但し、実際の液晶表示パネルでは液晶分子は一様に配向変化しないため、より明るい表示を得るためには液晶層２００のリタデーションΔｎｄは１／２波長よりも多少多め、例えば、波長５５０ｎｍの光に対しては２７５ｎｍ≦Δｎｄ≦４００ｎｍの範囲内から選択するとよい。尚、液晶を駆動する電圧と表示の明るさの関係が透過領域と反射領域とでその違いが小さくなるようにするには液晶層の厚さを透過領域と反射領域とで同じにすると良い。

第１の透明基板１１０と第２の透明基板１１１の液晶層２００とは反対側の面にはそれぞれ第１の偏光板２１０と第２の偏光板２１１を配置する。第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１としては、例えば延伸したポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させることにより偏光機能を付与した膜の両面に、トリアセチルセルロースの保護層を施したものを用いることができる。なお、第１の偏光板２１０及び第２の偏光板２１１は、それぞれ第１の透明基板１１０及び第２の透明基板１１１に、透明な接着剤により接着すると良い。

図４は第１の偏光板２１０の直線偏光の吸収軸２１０Ａと、第２の偏光板２１１の直線偏光の吸収軸２１１Ａと、液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向（液晶配向方向）200Aと、偏光層１５０の直線偏光の吸収軸１５０Ａと、画素電極１９０の長手方向１９０Ａの関係の一例を示す説明図である。

本発明においても、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置と同様、液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向（液晶配向方向）２００Ａは画素電極の長手方向１９０Ａに対し、角度αだけ傾ける。この角度αは±５度から±３０度の範囲内に設定され、配向の安定性や表示の明るさを考慮すると角度αは±７度から±１５度の範囲内から選択することが望ましい。また、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａと第２の偏光板の吸収軸２１１Ａは互いに直交し、液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向（液晶配向方向）２００Ａに対して第１の偏光板の吸収軸２１０Ａが平行または直交するようにする。さらに本発明の半透過型表示装置では偏光層の吸収軸１５０Ａは第２の偏光板の吸収軸２１１Ａと平行な方向とする。

ここでは図示の通り、画素電極の長手方向１９０Ａはデータ線７が伸びる方向（延在方向）と平行とし、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａと液晶配向方向２００Ａはともに画素電極の長手方向１９０Ａに対して角度α（例えば１０度）だけ傾ける。また、第２の偏光板の吸収軸２１１Ａ及び偏光層の吸収軸１５０Ａはともに第１の偏光板の吸収軸２１０Ａ及び液晶配向方向２００Ａに対して直交させる。

従って、偏光層１５０として例えば非特許文献１に記載の材料を用いる場合は、その塗布方向をデータ線の延在方向、すなわち、画素電極の長手方向に対し、角度α傾いた方向とすれば良い。

尚、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａと第２の偏光板の吸収軸２１１Ａ及び偏光層の吸収軸１５０Ａは図４に例示した方向に対して共に９０°回転していても良い。

図５は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネル１の表示領域２に構成されたアクティブマトリクスの等価回路図である。液晶表示パネル１は従来のアクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと同様、複数のゲート線と、該ゲート線の延在方向に対して交差する方向に延在させた複数のデータ線が設けられており、図５に示すようにｍ本のゲート線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍとｎ本のデータ線Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎとが交差するところにマトリクス状に副画素１００が配置される。また、共通電極は少なくともゲート線と同じ方向に延在するように形成すればよく、図５では便宜上、ｍ本の共通電極ＣＴ１，
ＣＴ２，…，ＣＴｍと表記している。あるいはゲート線と同じ方向に延在する共通電位配線をｍ本設けて、各副画素に形成する共通電極を接続するようにしても良い。あるいは、共通電極はスルーホールなど不要な部分を除いて表示領域の全域を覆うように形成しても良い。いずれにしても共通電極は所定の電位に制御できるように構成する。

各副画素は等価回路図では画素電極と共通電極とこれら電極に挟まれた絶縁層１８０により形成される容量素子（蓄積容量）Ｃｓｔと、液晶層により形成される容量素子Ｃｌｃと、スイッチング素子１２０とで表現できる。

副画素の駆動は１行目のゲート線Ｇ１からターンオン電圧を順次供給し、１フレーム期間内にｍ行のゲート線に対して順次この電圧（走査信号）を供給する。走査信号によってスイッチング素子１２０がオン状態になると、データ線７から画像信号に応じた電圧がスイッチング素子１２０を介して画素電極に供給される。つまり、あるゲート線にターンオン電圧が供給されている間はそのデータ線に接続されたスイッチング素子は全てオン状態となり、それに同期してｎ列のデータ線にデータ電圧が供給される。すなわち、液晶表示パネル１の駆動方法は従来のアクティブマトリクス駆動型のＩＰＳ方式の液晶表示装置と同じであるので詳細な説明は省略する。

図６は本発明の半透過型液晶表示装置の主要部の構成を示す概略断面図である。この半透過型液晶表示装置は液晶表示パネル１と、その背面に配置するバックライト３とから構成される。

液晶表示パネル１は上記説明の通り、第１の透明基板１１０と第２の透明基板１１１を有する。

一般に第２の透明基板１１１は第１の透明基板１１０よりも大きな基板とし、第２の透明基板１１１の第１の透明基板１１０側の面上であって、第１の透明基板１１０に覆われない領域には画像信号などの映像情報を電気的信号として外部から受け取るための領域を有する。つまり、液晶表示パネル１は第２の透明基板１１１上であって、第１の透明基板１１０が重なっていない領域にフレキシブルプリント回路板（ＦＰＣ）５０を備え、このＦＰＣ５０を介して外部と電気的に接続する。また、この領域には必要に応じてドライバとして機能する半導体チップ（不図示）を実装してもよい。

バックライト３は液晶表示パネル１の表示領域をその背面側から照明するものである。バックライト３としてはエッジライト方式（導光体方式），直下方式（反射板方式），面状光源方式などがある。バックライト３はこれらの方式やその他の方式の中から用途や目的，表示領域の大きさに合わせて最適な方式を選べばよい。ここでは、エッジライト方式のバックライトについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

バックライト３は、裏面に白色顔料によるドット印刷、或いは微細な凹凸形状やレンズ形状等の光の進行方向を変える手段を形成した透明な樹脂からなる導光体６０と、導光体６０の端面に配置した光源６１と、導光体６０の裏面側に配置した反射シート６２と、導光体６０の表面側に配置したプリズムシートや、拡散シートなどの光学フィルム類６３とを有する。

光源６１としては冷陰極管や熱陰極管などの線状光源や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点状光源を使用することができる。ここでは以下、光源６１としてＬＥＤを使用する場合を説明するが本発明はこれに限定されるものではない。光源６１としてＬＥＤを用いる場合は、光源からの光を導光体６０に効率よく入射させるため、図示しない反射体を設けたり、ＬＥＤの発光部の周囲に形成するモールド樹脂の形状を工夫すると良い。

この構成において、光源６１から出射し、導光体６０に入射する光は全反射しながら導光体６０内を伝播する。導光体６０内を伝播する光のうち導光体裏面に施された、光の進行方向を変える手段に至った光は、その進行方向が変わり、導光体６０の表面側から出射する。導光体６０から出射する光は、プリズムシートや拡散シートなどの光学フィルム類６３により出射角度の分布や、面内での輝度分布が調整された後、液晶表示パネル１に照射される。

バックライト３から出射し、液晶表示パネル１に照射される光のうち透過領域ＴＡに入射する光は第２の偏光板２１１を通過した後、液晶層２００を通過して第１の偏光板200に入射する。

この際、映像情報発生部（不図示）から伝えられる映像情報に対応した駆動電圧を画素電極に印加し、画素電極と共通電極との間に電位差を生じさせ電界を形成することで液晶分子の配向方向を変えることが出来る。この作用により液晶層２００を通過する光の偏光状態を変化させて、第１の偏光板２１０を透過する光の量を制御することができる。

例えば、駆動電圧が０Ｖ、つまり、画素電極と共通電極とに電位差がなく電界が形成されない場合、液晶分子の配向方向は変わらないので液晶層２００を通過する光の偏光状態は維持される。このため、液晶層２００を通過する光は第１の偏光板２１０で吸収されて黒（暗）表示となる。

一方、所定の駆動電圧を画素電極に印加し、共通電極との間に所定の電界を形成すると、液晶の配向方向が変わり、液晶層２００を通過する光の偏光状態は変化する。このため、液晶層２００を通過する光はその偏光状態の変化に応じた量の光が第１の偏光板２１０を透過するため所定の明るさの表示となる。つまり、駆動電圧が零の場合に黒（暗）表示となり、所定の駆動電圧が印加されると明表示となる、所謂、ノーマリーブラック型となる。

また、外部から液晶表示パネル１の反射領域ＲＡに入射する光は、第１の偏光板２１０を通過した後、液晶層２００を通過し、偏光層１５０に入射する。

この際、透過領域ＴＡと同様、映像情報発生部（不図示）から伝えられる映像情報に対応した駆動電圧を画素電極に印加し、画素電極と共通電極との間に電位差を生じさせ電界を形成することで液晶分子の配向方向を変えることが出来る。この作用により液晶層200を通過する光の偏光状態を変化させて、偏光層１５０を透過する光の量を制御することができる。

例えば、駆動電圧が０Ｖ、つまり、画素電極と共通電極とに電位差がなく電界が形成されない場合、液晶分子の配向方向は変わらないので液晶層２００を通過する光の偏光状態は維持される。このため、液晶層２００を通過する光はその大部分が偏光層１５０で吸収され、観察者側２０へはほとんど反射しないので黒（暗）表示となる。

一方、所定の駆動電圧を画素電極に印加し、共通電極との間に所定の電界を形成すると、液晶の配向方向が変わり、液晶層２００を通過する光に偏光状態の変化が生じる。このため、液晶層２００を通過する光はその偏光状態の変化に応じた量の光が偏光層１５０を透過して反射層１３０に入射する。反射層１３０に入射する光は反射層１３０で反射して再び偏光層１５０に入射するが、反射層１３０での反射の際、偏光層１５０を透過した光の偏光状態はほぼ維持される。このため、再び偏光層１５０に入射する光はその大部分が透過し、液晶層２００を通過して第１の偏光板２１０に入射する。この際、液晶層２００を通過する光の偏光状態は同様に変化する。このため、液晶層２００を通過する光はその偏光状態の変化に応じた量の光が第１の偏光板２１０を透過するため所定の明るさの表示となる。つまり、駆動電圧が零の場合に黒（暗）表示となり、所定の駆動電圧が印加されると明表示となる、所謂、ノーマリーブラック型の反射表示を実現する。

図７は本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と反射率の関係の一例を示す図であり、偏光層として塗布型の材料を用い、液晶のΔｎ＝０.１ 、液晶層の厚みｄ＝４μｍと想定した場合のシミュレーション結果である。また、図７には比較例１として本発明と同じ偏光層を画素電極を被覆するように配置する場合を併記した。尚、図７の横軸は駆動電圧、縦軸は比較例１の最大反射率で規格化した相対反射率を示す。

本発明の半透過型液晶表示装置では反射領域ＲＡにおいて画素電極及び共通電極と反射層との間に偏光層を配置することで、画素電極や共通電極を偏光層で被覆する場合に対して、より低い駆動電圧でより高い反射率が得られる。例えば図７に例示する通り、偏光層の厚さを３００ｎｍ、比誘電率を３.５ 、２色比を約２５とすると、本発明の場合には比較例１と比較して駆動電圧が約２Ｖ低下し、同じ駆動電圧４Ｖで比べると反射率が約３６％上昇する。この効果の絶対値は偏光層の物性値や厚さ，画素電極の幅やピッチ，液晶層の厚さや物性値などにより変わるものだが、本発明の半透過型液晶表示装置であれば反射層と共通電極の間に偏光層を配置することで従来技術に比べて駆動電圧が低下し、反射率が上昇するという効果が得られる。つまり液晶層と、画素電極及び共通電極との間には偏光層を設けない構成としたことで、偏光層に起因した液晶駆動への悪影響を排除できるからである。このため、反射率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上、駆動電圧の低下による消費電力の低減、あるいは低耐圧な汎用ドライバの使用によるコストの削減といった効果が得られる。

図８は本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と透過率の関係の一例を示す図であり、図７と同様のシミュレーションの結果である。また、図８には比較例２として透過領域において偏光層が画素電極を被覆する場合を併記した。尚、図８の横軸は駆動電圧、縦軸は比較例２の最大透過率で規格化した相対透過率を示す。

本発明の半透過型液晶表示装置では透過領域ＴＡにおいて偏光層を除去しているため、画素電極を被覆する偏光層がある場合に対して、低い駆動電圧で、より高い透過率が得られる。例えば図８に例示する通り、比較例２の偏光層の厚さを３００ｎｍ、比誘電率を
３.５ 、２色比を約２５とすると、駆動電圧が約２Ｖ低下し、透過率の最大値が約８％上昇する。また、同じ駆動電圧４Ｖで比較すると、本発明では約２９％透過率が上昇する。

尚、この効果の絶対値は偏光層の物性値や厚さ，画素電極の幅やピッチ，液晶層の厚さや物性値などにより変わるものだが、本発明の半透過型液晶表示装置では偏光層が透過領域にはないので従来技術に比べて駆動電圧が低下し、透過率が上昇するという効果が得られる。これは液晶層と、画素電極及び共通電極との間に偏光層を設けないことで、偏光層に起因した液晶駆動への悪影響を排除できること、及び偏光層をなくすことで透過領域において光を吸収する部材が減るからである。

このため、透過率の向上、およびそれに伴うコントラスト比向上の効果が得られ、さらに同じ明るさの画像表示であれば、透過率の向上分、バックライトの電力が下げられるという効果がある。また、駆動電圧の低下による消費電力の低減、低耐圧な汎用ドライバの使用によるコストの削減といった効果が得られる。

尚、偏光層に使用する材料によっては、偏光層を備えることによる液晶層の劣化が懸念される。本発明の半透過型液晶表示装置では、偏光層は透過領域ＴＡには形成しないため、もし仮に偏光層が液晶層を劣化させる汚染源となる可能性があるものであっても、その使用量は減らすことができる。さらに、液晶層と偏光層との間には保護層１６０，共通電極１７０，絶縁層１８０が積層されており、液晶層を保護しやすい構造となっている。例えば保護層１６０、あるいは絶縁層１８０としてＳｉＮｘ（窒化シリコン）などからなる緻密な膜を形成すれば偏光層による液晶層の劣化を抑制する効果は高まるだろう。

（実施例２）
次に本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施の形態について図面を参照して説明する。図９は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素１００の主要部の概略構成を示す平面図である。実施例１に記載の半透過型液晶表示装置と同一機能を有するものには同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

また、図９には第１の偏光板２１０の直線偏光の吸収軸２１０Ａと、第２の偏光板211の直線偏光の吸収軸２１１Ａと、液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向２００Ａと、偏光層１５０の直線偏光の吸収軸１５０Ａと、データ線７の延在長手方向７Ａの関係の一例を示す説明図を併記した。

本実施例では液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向（液層配向方向）２００Ａと、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａはデータ線７の延在長手方向７Ａと平行とし、第２の偏光板の吸収軸２１１Ａと偏光層の吸収軸１５０Ａは第１の偏光板の吸収軸２１０Ａに直交するように配置する。

本実施例では特に透過領域ＴＡと反射領域ＲＡで、それぞれ櫛歯状の画素電極１９０をくの字型に屈曲している。図９に示すとおり、データ線７の延在方向７Ａに対する画素電極１９０の屈曲角度、すなわち液晶配向方向２００Ａに対する画素電極１９０の傾き角度を±βと定義すると、βは５度から３０度の範囲内に設定され、液晶の配向の安定性や表示の明るさを考慮すると角度βは７度から１５度の範囲から選ぶことが望ましい。

尚、無効な領域を減らすため、図示の通り、画素電極の屈曲形状に対応してデータ線７を画素電極と同じ角度で屈曲させることが望ましい。

偏光層の吸収軸１５０Ａは上記の通り、データ線７の延在方向７Ａと平行とする。従って、偏光層１５０として例えば非特許文献１に記載の材料と同様の材料を用いる場合は、その塗布方向はデータ線の延在方向と平行な方向とすればよい。

ここで、通常、液晶表示パネル１を構成する第２の透明基板１１１は、データ線７あるいはゲート線８の延在方向と平行な辺を有する矩形形状をしている。このため、実施例１に記載の通り、偏光層の吸収軸がデータ線の延在方向に対して傾いており、偏光層として例えば非特許文献１に記載の材料、あるいはこの材料と同様に塗布方向に対して直交する方向に吸収軸が形成される材料を用いる場合は、その塗布方向をデータ線の延在方向、つまり、第２の透明基板１１１の辺に対して傾ける必要がある。この場合、一般のスリットダイコーターでは透明基板の角の部分に材料を塗布することが出来ないため、基板上に塗布できない無効な領域が必要となる。

これに対し、本実施例では偏光層の吸収軸１５０Ａはデータ線７の延在方向７Ａと平行とする。従って、偏光層１５０として例えば非特許文献１に記載の材料、あるいはこの材料と同様に塗布方向に対して直交する方向に吸収軸が形成される材料を用いる場合は、その塗布方向をデータ線の延在方向、つまり、第２の透明基板１１１の辺に平行な方向とすればよい。この場合は基板上に偏光層材料を塗布できない無効な領域が小さくなり、生産性が向上するという利点がある。

また、一般に液晶表示パネル１を構成する第２の透明基板１１１は１枚の大きなマザー基板の状態でさまざまな工程を経た後、複数枚に切り出し、取得している。マザー基板も矩形形状をしているため、本実施例のように偏光層材料の塗布方向がデータ線の延在方向、つまり、第２の透明基板１１１の辺と平行な方向であれば、マザー基板上においても偏光層材料を塗布できない無効な領域が小さくなり、第２の透明基板を効率よく取得できる。つまり、１枚のマザー基板から取得できる第２の透明基板の枚数が多くなり、生産性が向上してコストを下げられるという効果がある。

本実施例においても上記実施例と同様、反射領域ＲＡにおいて画素電極及び共通電極と反射層との間に偏光層を配置することで、画素電極及び共通電極を偏光層で被覆する場合、つまり、液晶層と、画素電極及び共通電極との間に偏光層を設ける場合に対して、より低い駆動電圧、かつより高い反射率が得られる。このため、反射率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上と、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

また、透過領域ＴＡでは偏光層を除去しており、画素電極を被覆する偏光層がある場合に対して、より低い駆動電圧、かつより高い透過率が得られる。このため、透過率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上という効果が得られ、さらに同じ明るさの画像表示であれば、透過率の向上分、バックライトの電力が下げられるという効果がある。また、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧な汎用ドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

本実施例では特に画素電極を屈曲したことで、駆動電圧を印加した際の液晶の配向方向が複数となるため、視野角特性が向上するという効果がある。

尚、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａと第２の偏光板の吸収軸２１１Ａ及び偏光層の吸収軸１５０Ａは図９に例示した方向に対して共に９０°回転しても同様の効果が得られる。

（実施例３）
次に本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、上記実施例に記載の半透過型液晶表示装置と同一機能を有するものには同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１０は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)１００の主要部の概略構成を示す断面図である。また、図１１は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素１００の主要部の概略構成を示す平面図である。尚、図１０は図１１のＢ−Ｂ′線に沿った断面構造を模式的に示す図である。また、図１１には第１の偏光板２１０の直線偏光の吸収軸２１０Ａと、第２の偏光板２１１の直線偏光の吸収軸２１１Ａと、液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向２００Ａと、偏光層１５０の直線偏光の吸収軸１５０Ａと、データ線７の延在方向７Ａの関係の一例を示す説明図を併記した。

本実施例の半透過型液晶表示装置では画素電極１９０とスイッチング素子１２０を接続するスルーホール１９５を反射領域ＲＡ内であって、なおかつ透過領域ＴＡと反射領域
ＲＡとの境界部付近に配置する。さらに画素電極１９０はデータ線７の延在方向７Ａに対して傾いており、その傾きは透過領域ＴＡと反射領域ＲＡとでデータ線７の延在方向７Ａに対して異なる回転方向に同じ角度γだけ傾ける。このため、透過領域ＴＡと反射領域
ＲＡとの境界部付近、すなわちスルーホール１９５近傍で画素電極１９０は屈曲する。換言すると画素電極１９０の屈曲部にスルーホール１９５を配置する。

本実施例では液晶層２００の液晶分子長軸の配向方向（液層配向方向）２００Ａと、第１の偏光板の吸収軸２１０Ａはデータ線７の延在方向７Ａと平行とし、第２の偏光板の吸収軸２１１Ａと偏光層の吸収軸１５０Ａは第１の偏光板の吸収軸２１０Ａに直交するように配置する。

データ線７の延在方向７Ａに対する画素電極１９０の屈曲角度、すなわち液晶配向方向２００Ａに対する画素電極１９０の傾き角度γは５度から３０度の範囲内に設定され、液晶の配向の安定性や表示の明るさを考慮すると角度γは７度から１５度の範囲から選ぶことが望ましい。

尚、無効な領域を減らすために図示の通り、画素電極の屈曲形状に対応してデータ線７も画素電極と同じように角度γで屈曲させることが望ましい。

本実施例においても実施例２と同様、偏光層の吸収軸１５０Ａはデータ線７の延在方向７Ａと平行である。このため偏光層１５０として例えば非特許文献１に記載の材料、あるいはこの材料と同様に塗布方向に対して直交する方向に吸収軸が形成される材料を用いる場合は、その塗布方向をデータ線の延在方向と平行な方向、つまり、第２の透明基板111の辺に平行な方向とすればよい。従って、スリットダイコーターなどで偏光層材料を塗布する場合に、基板上に偏光層材料を塗布できない無効な領域が小さくなるという利点がある。また、第２の透明基板１１１を１枚の大きなマザー基板から切り出す場合は、マザー基板上に偏光層材料を塗布できない無効な領域が小さくなる。このため１枚のマザー基板からより多くの第２の透明基板を効率よく取得できるため生産性が上がりコストを下げられるという効果がある。

さらに本実施例においても上記実施例と同様、反射領域ＲＡにおいて画素電極及び共通電極と反射層との間に偏光層を配置することで、画素電極及び共通電極を偏光層で被覆する場合、つまり液晶層と、画素電極及び共通電極との間に偏光層を配置する場合に対し、より低い駆動電圧、かつより高い反射率が得られる。このため、反射率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上と、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

また、透過領域ＴＡでは偏光層は除去しており、画素電極を被覆する偏光層がある場合に対し、より低い駆動電圧、かつより高い透過率が得られる。このため、透過率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上とういう効果が得られ、さらに同じ明るさの画像表示であれば、透過率の向上分、バックライトの電力が下げられるという効果がある。また、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

尚、本実施例では特に画素電極の屈曲部分にスルーホール１９５を配置することを特徴としている。

ここで、画素電極がくの字型に屈曲している場合、駆動電圧を印加した際の液晶の配向方向は屈曲部を境に異なる。このため、屈曲部にはドメインが発生する。つまり、画素電極の屈曲部は表示の明るさにあまり寄与しない。一方、スルーホールがある部分も表示の明るさにはあまり寄与しない。従って、画素電極の屈曲部にスルーホールを設けることで一つの副画素内において表示の明るさに寄与しない領域を同じ領域にまとめて小さくすることができる。このため、本実施例では特に画素電極を屈曲する場合において、より明るい表示を実現できる。

（実施例４）
次に本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施の形態について図面を参照して説明する。図１２は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)１００の主要部の概略構成を示す断面図である。

本実施例は偏光層１５０を透過領域ＴＡにも設けること以外は、実施例３で説明した液晶表示パネルと同じであり、上記実施例に記載の半透過型液晶表示装置と同一機能を有するものには同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

つまり、本実施例では透過領域ＴＡにおいて、液晶を駆動するための画素電極１９０と共通電極１７０と第２の透明基板１１１との間に偏光層１５０を設けるものである。偏光層は反射領域に形成する偏光層と同じ材料を用いることができ、その吸収軸は反射領域と同じく、第２の偏光板２１１の吸収軸と一致させる。

図１３は本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と透過率の関係の一例を示す図であり、図８と同様のシミュレーションの結果である。図１３は比較例２として偏光層が画素電極を被覆する場合を併記しており、横軸が駆動電圧、縦軸が比較例２の最大透過率で規格化した相対透過率を示す。

本実施例では上記実施例と異なり透過領域ＴＡにも偏光層を設けているが、画素電極及び共通電極と液晶層との間には偏光層を設けていない。このため偏光層に起因した液晶駆動への悪影響を全て排除できる。従って、画素電極を被覆する偏光層がある場合、つまり液晶層と画素電極及び共通電極との間に偏光層を配置する場合に対して、低い駆動電圧でより高い透過率が得られる。例えば図１３に例示する通り、偏光層の厚さｄが３００ｎｍ、比誘電率が３.５ 、２色比が約２５とすると、駆動電圧は約２Ｖ低下し、同じ駆動電圧４Ｖで比べると透過率は約１７％上昇する。尚、この効果の絶対値は偏光層の物性値や厚さ、画素電極の幅やピッチ、液晶層の厚さや物性値などにより変わるが、本発明の半透過型液晶表示装置では、液晶層と画素電極及び共通電極との間に偏光層を設けていないため、より低い駆動電圧でより高い透過率を実現できる。

従って、例えば駆動電圧を同じ電圧（４Ｖ）とすると、透過率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上という効果が得られ、さらに画像表示の明るさを同じにする場合は透過率の向上分、バックライトの電力が下げられるという効果がえられる。或いは、最大の透過率を利用する場合には、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

尚、上記実施例に対して本実施例では、透過領域にも偏光層を設けるため、透過率は低下する。しかし、偏光層を設けたことによる黒（暗）表示の透過率の低下が、白（明）表示における透過率の低下よりも大きいため、透過表示のコントラスト比が向上するという効果がある。例えば偏光層の厚さを３００ｎｍ、２色比を約２５とする場合には透過領域から偏光層を除去する場合に比べてコントラスト比が約１.９倍に向上する。

（実施例５）
次に本発明の半透過型液晶表示装置の他の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、上記実施例に記載の半透過型液晶表示装置と同一機能を有するものには同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１４は本発明の半透過型液晶表示装置に係る液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)の主要部の概略構成を示す断面図である。本実施例では、図示のように共通電極１７０と画素電極１９０を同じ層に形成する。また、共通電極と画素電極はともに櫛歯状であり、互い違いになるように配置する。つまり、従来のＩＰＳ方式と同様の電極構造とする。

本実施例においても上記実施例と同様、反射領域ＲＡにおいて画素電極及び共通電極と反射層との間に偏光層を配置することで、画素電極及び共通電極を偏光層で被覆する場合に対し、より低い駆動電圧、かつより高い反射率が得られる。このため、反射率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上と、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

また、透過領域ＴＡには偏光層がないので、画素電極を被覆する偏光層がある場合、つまり、液晶層と画素電極及び共通電極との間に偏光層がある場合と比べて、より低い駆動電圧、かつより高い透過率が得られる。このため、透過率の向上、およびそれに伴うコントラスト比の向上という効果が得られ、さらに同じ明るさの画像表示であれば、透過率の向上分、バックライトの電力が下げられるという効果がある。また、駆動電圧の低下による消費電力の低減、及び低耐圧なドライバの使用によるコストの低減といった効果が得られる。

本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素（サブピクセル）の主要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素の主要部の概略構成を示す平面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの全体レイアウトの一例を模式的に示すブロック図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルを構成する部材の光学軸の関係の説明図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネル１の表示領域２に構成されたアクティブマトリクスの等価回路図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の主要部の構成を示す概略断面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と反射率の関係の一例を示す図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と透過率の関係の一例を示す図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素の主要部の概略構成を示す平面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)の主要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素の主要部の概略構成を示す平面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)の主要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の駆動電圧と透過率の関係の一例を示す図である。 本発明の半透過型液晶表示装置の液晶表示パネルの副画素(サブピクセル)の主要部の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示パネル
２ 表示領域
３ データ駆動回路
７ データ線
８ ゲート線
１００ 副画素（サブピクセル）
１１０ 第１の透明基板
１１１ 第２の透明基板
１２０ スイッチング素子
１２１ 半導体層
１２２ ゲート絶縁層
１２３ ゲート電極
１２４ 層間絶縁層
１２７，１８０ 絶縁層
１３０ 反射層
１４０ 平坦化層
１５０ 偏光層
１６０ 保護層
１７０ 共通電極
１９０ 画素電極
１９５ スルーホール
２００ 液晶層
２１０ 第１の偏光板
２１１ 第２の偏光板
３００ バックライト

Claims (10)

1. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に挟持された液晶層と、前記第２の基板に前記液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、
   前記第１の基板に対して前記第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、
   前記第２の基板に対して前記第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、
   前記液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、
   前記反射領域は、前記画素電極及び共通電極と前記第２の基板間に配置された反射層と、前記画素電極及び前記共通電極と前記反射層間に配置された偏光層と、を有し、
   前記第１の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板の吸収軸は直交し、前記偏光層の吸収軸は前記第２の偏光板の吸収軸と平行であり、
   前記液晶層の配向方向が前記第１の偏光板の吸収軸と平行または直交することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記反射層は、少なくとも一方表面に凹凸形状を有し、
   前記偏光層と前記反射層間に平坦化層を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
3. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記偏光層と前記共通電極及び画素電極間には、保護層が形成され、
   前記保護層は、感光性レジスト材料で形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
4. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記偏光層と前記共通電極及び前記画素電極間に保護層が形成され、
   前記保護層は、窒化シリコンで形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
5. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記共通電極及び前記画素電極は、絶縁層を挟んで互いに異なる層に形成され、
   前記画素電極及び前記共通電極のうち、前記液晶層に近い側に形成された一方電極は、櫛歯形状、他方電極は面状に形成され、
   前記画素電極と前記共通電極は、透明な導電材料から構成されたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
6. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記画素電極と前記共通電極は同じ層に形成され、
   前記共通電極と前記画素電極は、櫛歯形状であり、互い違いになるように配置され、
   前記画素電極と前記共通電極は、透明な導電材料から構成されたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
7. 請求項１に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記透過領域は、前記画素電極及び共通電極と前記第２の基板間に偏光層を有し、
   前記偏光層の吸収軸が前記第２の偏光板の吸収軸と平行であることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
8. 請求項５に記載の半透過型液晶表示装置において、
   前記櫛歯形状に形成された一方電極は、屈曲していることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
9. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に挟持された液晶層と、前記第２の基板に前記液晶層を駆動する画素電極及び共通電極と、を有する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの一方面に配置されたバックライトと、
   前記第１の基板に対して前記第２の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第１の偏光板と、
   前記第２の基板に対して前記第１の基板が配置された側とは反対側の一方面に配置された第２の偏光板と、を有し、
   前記液晶表示パネルは、１つの画素に反射領域と透過領域とを有し、
   前記反射領域は、前記画素電極及び共通電極と前記第２の基板間に配置された反射層と、前記反射層と前記液晶層間に配置された偏光層と、を有し、
   前記第１の偏光板の吸収軸と前記第２の偏光板の吸収軸は直交し、前記偏光層の吸収軸は前記第２の偏光板の吸収軸と平行であり、
   前記液晶層の液晶分子の配向方向が前記第１の偏光板の吸収軸と平行または直交しており、
   前記画素電極と前記共通電極は、絶縁層を挟んで互いに異なる層に形成され、
   前記画素電極及び前記共通電極のうち、前記液晶層に近い側に形成された一方電極は屈曲した櫛歯形状、他方電極は面状に形成され、
   前記画素電極と前記共通電極は、透明な導電材料から構成され、
   前記偏光層の吸収軸が前記第２の基板の一辺と平行または直交することを特徴とする半透過型液晶表示装置。
10. 請求項９に記載の半透過型液晶表示装置において、
    前記第２の基板は、前記画素電極に入力された映像情報に応じた電圧を印加するスイッチング素子と、前記画素電極と前記スイッチング素子を接続するためのスルーホールと、を有し、
    前記スルーホールは、前記画素電極の屈曲部に形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示装置。

Images