JP2009258694A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜め視野角からの光漏れによる表示不良を改善し、開口率が高く、高品位な半透過型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１の基板と第２の基板の間に液晶層を挿入して構成される液晶セルを備え、液晶セルは、一画素に反射領域と透過領域を有する。反射領域と透過領域の境界またはその近傍の、第１の基板および第２の基板に、第１の遮光層および第２の遮光層をそれぞれ対向して設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、更に詳しくは、反射領域と透過領域を有し、少なくとも透過部が横電界方式の半透過型液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、透過型の液晶表示装置と、反射型の液晶表示装置とに大別される。一般に、透過型の液晶表示装置は、バックライト光源を有し、バックライト光源からの光の透過量を制御して画像の表示を行う。反射型の液晶表示装置は、外部からの光を反射する反射板を有し、この反射板によって反射された光を表示光源として利用し、画像の表示を行う。反射型液晶表示装置は、バックライト光源を必要としないため、透過型液晶表示装置に比べて、低消費電力化や、薄型化、軽量化の面で優位である。しかし、反射型液晶表示装置は、周囲の光を表示光源とするため、周囲が暗いときには、視認性が低下するという欠点を有している。

透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の利点を併せ持つ液晶表示装置として、半透過型液晶表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。半透過型液晶表示装置は、画素内に、透過領域と反射領域とを有する。透過領域は、バックライト光源からの光を透過し、バックライト光源を表示光源とする。反射領域は、反射板を有しており、反射板によって反射された外部からの光を表示光源とする。半透過型液晶表示装置では、周囲が明るいときには、バックライト光源を消灯し、反射領域により画像を表示することで、低消費電力化できる。また、周囲が暗いときには、バックライト光源を点灯し、透過領域により画像表示を行うことで、周囲が暗くなったときでも画像表示が可能である。ところで、液晶表示装置の表示モードとしてはＩＰＳ（In Plane Switching）モード（横電界駆動方式やフリンジ電界駆動方式）がある。ＩＰＳモードの液晶表示装置は、同一基板上に形成された画素電極及び共通電極を有し、液晶層に横方向の電界を印加する。ＩＰＳモードの液晶表示装置は、液晶分子を基板平行方向に回転させて画像の表示を行うことにより、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示装置に比べて、広視野角を実現できる。

特開２００３−３４４８３７号公報（図４、図２０、段落０００９〜００１９、段落００４５〜００４８） 特開２００６−１７１３７６号公報（図１、図５、段落００３０〜００３９） 特開２００７−０４１５７２号公報（図１〜図４、段落００２６〜００３５） 特開２００３−１４０１９０号公報(図５、段落００５２〜００５５) 特開２００７−７１９３８号公報（図２、図４、段落００３９、段落００５１） 特開２００３−２７０６２７号公報（図５、図６、段落００１３、段落００８３） 特開２００７−１９９３４０号公報（図３、図５、段落００１５）

透過領域と反射領域を共に有する横電界型液晶表示装置（以下、半透過型液晶表示装置）の例が特許文献２に開示されている。特許文献２の半透過型液晶表示装置は、透過領域に波長λが５５０ｎｍの光においてレタデーションがλ/２の液晶層を、反射領域にλ/２位相差板とレタデーションがλ/４の液晶層を配置し、ノーマリーブラックで駆動する。この様な透過領域が横電界型の液晶表示装置は従来のＴＮや電気的制御複屈折（ＥＣＢ）モードの半透過型液晶表示装置の透過特性に比べ、広い視野角を持つことから表示品位が優れていることで知られている。しかしながら、特許文献２の半透過型液晶表示装置では、反射領域の液晶セルギャップを狭ギャップ化する必要がある。ＩＰＳモードでは、横電界型の閾値電界（Ｅｃ）は、一般的に下記の式１として表すことができ、セルギャップが狭くなるほど駆動電圧が上昇することが知られている。このような場合、櫛歯間隔を狭くして駆動可能な電圧に調整する必要があるが、反射領域の櫛歯間隔が狭くなることで反射に寄与する面積が小さくなり、反射率が低下する問題がある。例えば櫛歯幅２に対して櫛歯間隔３の場合、実際に反射に寄与する部分は反射領域の３/５になる。ここで、十分な反射率を得るために反射領域を増やす必要があるが、反射領域を増やした分の透過領域が減少することで透過率が低下し、透過領域の表示品位が犠牲となってしまう。

ここで、Ｅ_Ｃは、閾値電界、ｄは、セルギャップ、Ｋ_２２は、弾性係数、εは、誘電率である。

特許文献２の半透過型液晶表示装置の反射率低下の問題に対して、特許文献３が開示される。特許文献３の半透過型液晶表示装置では、λ/２位相差板を配置せずに、透過領域にレタデーションがλ/２の液晶層を、反射領域にレタデーションがλ/４の液晶層を配置する。そして、各画素の反射領域と透過領域それぞれに、データ信号が供給されるデータ信号配線と画素電極との間を接続するＴＦＴ素子と共通電極とを備える。特許文献３には、各画素の反射領域と透過領域を実質的に反転したオン−オフ反転信号で黒表示の液晶配列方向を透過部と反射部で異なるように駆動する例が開示されている。

上記の特許文献３の半透過型液晶表示装置では、実質的にオン−オフ反転信号で駆動するため、透過領域を電圧印加しない場合を黒表示とした場合、反射領域は電圧印加しない状態で白表示となり、反射領域全面を反射板として利用できるため、高い反射率を得ることができる。

しかしながら、この特許文献３においては透過部をノーマリーブラック、反射部をノーマリーホワイトで構成し、オン−オフ反転信号で表示をそろえるように駆動しているため、透過部と反射部の境界にオン状態と同じ電界が発生する。これは、白表示時においては透過光の変化が白表示時の輝度に対して小さいため問題とならない。しかし、黒表示時において透過部をノーマリーブラックで駆動する場合は透過部と反射部の境界で強い電界が発生する。この電界により、液晶配向が変化するため、境界を抜けて出射する光の偏光状態が変化して光漏れが発生し、コントラストを低下させる問題がある。この光漏れを抑えるために、対向基板に遮光層を設ける。

しかし、特許文献１のように透過領域と反射領域をノーマリーブラックで駆動する場合と異なり、特許文献３では、斜めに抜けて出射するバックライト光源からの透過光が、液晶配向が変化した部分を通過する場合や、電圧印加の状態で黒表示の反射領域は、液晶配向が変化しているため、若干でも遮光層で反射光があれば、再度反射板で反射して光漏れが発生する。特許文献３では、反射領域をノーマリーホワイトで駆動させることにより、反射板全面を反射領域として反射率が増加したが、境界での斜め方向の光漏れを抑えるためには、通常より幅の広い遮光層面積が必要となる。その結果、特許文献３では、遮光層の幅を広くした分の開口率を低下させる問題があった。

また特許文献４および特許文献５には、透過領域と反射領域の液晶層の厚さを調整するための段差の傾斜部における液晶の乱れに対して、バックライト光源からの光漏れに対して境界領域に遮光膜を設けて遮光する例が開示される。この場合は、段差傾斜部や反射領域から漏れる再反射光については防止することはできない。例えば特許文献５によれば、反射領域と透過領域の境界で、段差に起因する液晶配向乱れによる光漏れを抑えるとしている。しかしながら、特許文献５では、反射領域と透過領域は同じ透明電極で覆われており、反射領域と透過領域の境界間に電界が発生することにより生じる影響を考慮しておらず、特許文献２のように駆動方法が異なれば、効果は限定されてしまう。例えば特許文献２のような駆動を行えば、境界間の電界はＴＦＴ基板表面に近い部分の配向乱れだけでなく、境界の液晶層全体の配向に影響を与えるため、ＴＦＴ（thin film transistor）基板上の遮光のみでは十分な効果を得ることは出来ず、斜め方向から入射した光が配向乱れを生じた液晶層を通過するのを防ぐためには遮光層を大きく取る必要があり、開口率を下げることになる。また、ＴＦＴ基板上に形成した遮光層は、走査線や信号線等の金属で形成されるため、バックライト光原から出射した光は遮光することは出来るものの、液晶表示装置の視認側から入射する光は遮光層により反射され、表示品位を悪化させる原因となる。

更に、特許文献６には、反射領域と透過領域の境界部分にＴＦＴ基板又は対向基板の少なくとも一方に遮光膜を形成する構造が開示されている。しかしながら、特許文献６においても、特許文献４及び５と同様に、反射領域と透過領域は同じ透明電極で覆われ電気的に接続されているため、透過領域と反射領域の間の境界領域には電界が生じず、電界が発生することによる影響を考慮していない。特許文献６では、反射領域と透過領域の層厚調整層の厚さが変化する領域を境界領域として遮光しているため、特許文献２のように駆動方法が異なる場合、厚さが変化する領域を小さくしても、電極間に生じる電界により液晶が動くため、電界の影響を考慮した遮光層を形成しなければ、効果が限定されてしまうが、特許文献６のような構造の場合、反射領域と透過領域は同じ電位になるために考慮されることはない。また、液晶表示装置の視認側から入射する光は、透過領域と反射領域の境界とその近傍を遮光しなければ、液晶の配向乱れの影響を受け表示品位を悪化させる原因になる。

特許文献７には、画素間で遮光する構造が開示されている。本構造では、ＴＦＴ基板側の画素電極と画素電極の間に遮光層を設けると共に、対向基板側にも遮光層を設けている。しかし、特許文献７では、対向基板側の遮光層(対向遮光層)は、一方の画素の反射電極と他方の画素の反射電極の隙間よりも細く形成されており、特許文献２のような動作をした場合に、対向基板側の遮光層が電極間の一部とその近傍の液晶配向が乱れている領域を遮光されず、透過領域から入射したバックライト光は、液晶配向が乱れた透過領域の電極上の部分を通過した光を遮光せずに光漏れを起こしてしまい、表示品位を大幅に低下させる。同時に、液晶表示装置の視認側から入射する光も、境界領域とその近傍の液晶配向乱れにより散乱されたり、ＴＦＴ基板側に形成された遮光層により反射されるために表示品位を低下させることになる。また、特許文献４〜７のような構造では、画素内の反射領域と透過領域の駆動電極が電気的に接続されて同一の電位になるため、反射領域と透過領域の境界部にある層厚調整のための傾斜部のみで液晶の配向の乱れが懸念されるだけで、反射領域と透過領域の境界近傍までは考慮されていないが、特許文献２のような駆動を行う場合には、反射領域と透過領域の間に電界が形成されるために遮光構造は従来の構成では効果が限定される。

本発明は、上記の特許文献等の液晶表示装置の問題を解決するため、透過領域と反射領域の間の電界光漏れで生じる表示不良を改善し、高品位な液晶表示装置の提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、第１の基板と第２の基板の間に液晶層を挿入して構成される液晶セルを備え、液晶セルは、一画素に反射領域と透過領域を有する。第２の基板は、反射領域に反射板と、透過領域および反射領域に液晶層を各領域で駆動するための第１の駆動電極および第２の駆動電極をそれぞれ備える。そして、第１の基板および第２の基板は、反射領域と透過領域の境界およびその近傍において第１の駆動電極と第２の駆動電極間を遮光するための第１の遮光手段および第２の遮光手段をそれぞれ対向して備えることを特徴とする。

上記の本発明の液晶表示装置において、第１の駆動電極は、透過領域において、液晶層の液晶分子を横電界駆動させる機能を備え、第２の遮光手段は、第１の液晶層駆動電極および第２の駆動電極より下層に設けられる。

上記の本発明の液晶表示装置において、第１の駆動電極および第２の駆動電極は、それぞれ透過領域および反射領域において、液晶層の液晶分子を横電界駆動させるため機能を備え、第２の遮光手段は、第１の駆動電極および第２の駆動電極より下層に設けられる。

上記の本発明の液晶表示装置において、第１の駆動電極は第１の画素電極と第１の共通電極からなり、第２の駆動電極は第２の画素電極と第２の共通電極からなり、第１の画素電極と第１の共通電極、及び第２の画素電極と第２の共通電極との間にオン−オフ反転信号を印加することにより液晶分子の配列を変化させる。
上記の本発明の液晶表示装置において、第１の駆動電極および第２の駆動電極は透明導電膜から形成される。
上記の本発明の液晶表示装置において、第２の基板は、反射板、ゲート信号配線、共通電極配線およびデータ信号配線を備え、第２の遮光手段は、これらの反射板と各配線の２つが前記反射領域と前記透過領域の境界において重なるように配置されて形成された重畳構造を含む。この重畳構造としては、反射板とゲート信号配線の重畳構造、反射板とドレイン配線との重畳構造、または反射板と共通電極配線との重畳構造等が挙げられる。

本発明によれば、透過領域をノーマリーブラック、反射領域をノーマリーホワイトでオン−オフ反転した信号で駆動する少なくとも透過領域が横電界方式の半透過型の液晶表示装置において、両領域の境界およびその近傍に第１と第２の遮光層を対向して一対で配置した。この構成により、本発明の液晶表示装置では、透過領域及び反射領域の開口率を減らすことなく、光漏れによる表示不良を改善し、高品位な表示の半透過型液晶表示装置を実現することができる。

本発明の第１実施形態の半透過型液晶表示装置の断面を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の液晶表示装置の平面構造を示す平面図である。 ある局面における駆動信号波形の様子を示す波形図で、（ａ）は、反射領域の波形図、（ｂ）は透過領域の波形図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図３（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域と透過領域とにおける光の偏光状態の様子を示す模式図である。 （ａ）は、図３とは異なる局面における反射領域の駆動信号波形の様子を示す波形図、（ｂ）は、透過領域の駆動信号波形の様子を示す波形図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域と透過領域戸における光の偏光状態の様子を示す模式図である。 （ａ）は、第１の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層を配置しない場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は中間層の平面図および（ｃ）は、その断面図である。 （ａ）は、第１の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層をゲート信号配線と第２共通信号配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は中間層の平面図、及び（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 （ａ）は第１の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層を第２共通信号配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は中間層の平面図、及び（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 （ａ）は第１の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層をドレイン配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は中間層の平面図、及び（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 図３（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの、反射領域と透過領域に遮光層がない場合、液晶配向変化による光漏れの状態についてのシミュレーション結果を示す図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の断面を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の平面構造を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図３（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域と透過領域とにおける光の偏光状態の様子を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域と透過領域とにおける光の偏光状態の様子を示す模式図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層を配置しない場合のＴＦＴ基板の最表層の平面図、（ｂ）は中間層の平面図、及び（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層をゲート信号配線と第２共通信号配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は、中間層の平面図、及び（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層を第２共通信号配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は、中間層の平面図、及び（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置において、第２の遮光層をドレイン配線で形成した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図、（ｂ）は、中間層の平面図、及び（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の沿った断面図である。

次に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態では、第１の画素電極及び第１の共通電極は透過領域２２における、画素電極３６及び共通電極３８、第２画素電極及び第２の共通電極は反射領域２１における、画素電極３５及び共通電極３７に対応する。

図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の断面構造を示している。液晶表示装置１０は、表示面から見て、第１偏光板１１、対向基板１２、初期配向がホモジニアス配向の液晶層１３、ＴＦＴ基板１４、及び第２偏光板１５を順次に有する。この液晶表示装置１０は、表示エリア内に反射領域２１と透過領域２２を有する半透過型の液晶表示装置として構成される。ＴＦＴ基板１４上には、反射領域２１に対応して、第２偏光板１５と液晶層の間に、第１偏光板１１側から入射する光を反射する反射板１６が形成される。反射板１６は第１偏光板１１側から入射する光を反射するものであればどの様な形態でもかまわないが、一般的には光の散乱効果を高めるため、断面が凹凸を有するように形成される。

反射領域２１の液晶層を駆動するための画素電極３５と基準電位を与える共通電極３７と透過領域２２の液晶を駆動するための画素電極３６と共通電極３８は、ＴＦＴ基板１４の最上面に配置、或いはさらに電極の上層に絶縁膜を配置してもよい。反射領域２１の光源は、第１偏光板１１側から入射した光を表示光源とする。また、透過領域２２は、第２偏光板１５の下層側にバックライト等の光源(表示していない)を配置して表示光源とする。

液晶層１３の厚さは、透過領域においては液晶材料の屈折率から計算してレタデーションが波長λ＝５５０ｎｍの光においてλ/２となるように設定すべきであるが、実際には（λ/２）＋βに調整する。これは、液晶層１３に電圧が印加され、液晶分子が回転した際には、セルギャップ中央部では液晶分子は回転するが、基板付近では液晶層１３の回転は抑えられるため、実際にはレタデーションを（λ/２）＋βに設定したときに実効的なレタデーションがλ/２となるからである。例えば液晶層１３のレタデーションをΔｎｄ＝３００ｎｍに設定した場合の実効レタデーションはΔｎｄ（eff）＝λ/２＝５５０/２＝２７５ｎｍとなる。

透過領域２２では、第１偏光板１１を第２偏光板１５の光軸と直交、且つ液晶層１３の黒表示時の配向方向と直交または平行に配置する。このように配置することで、黒表示時にバックライト光源側から第２偏光板１５を透過した直線偏光がそのまま液晶層１３を透過するため、第１偏光板１１の吸収軸方向と一致させることができる。ここで、透過領域と反射領域を同じ電位で駆動すると、画素電極と共通電極間の電位差が０、正確には液晶が配向変化を始める閾値電界以下の場合は透過領域が黒表示、反射領域が白表示となり表示が一致しない問題が発生する。これに対して、各画素の反射領域２１の画素電極３５と共通電極３７、透過領域２２の画素電極３６と共通電極３８の間に実質的に反転したオン−オフ反転信号を印加することで表示を揃えることができる。

対向基板１２には、色層４０、及び各画素間と画素内の透過領域２２と反射領域２１の境界とその近傍に第１遮光層４１を配置する。ＴＦＴ基板１４には、反射領域２１と透過領域２２の境界とその近傍に第２遮光層４２を配置する。第１遮光層４１および第２遮光層４２としては、例えば、クロムやニッケル−モリブデン合金等の金属膜または樹脂膜が使用される。好ましくは、金属膜は、表面が低反射処理されたものが使用される。樹脂膜には、カーボン等が添加された樹脂が使用される。なお、第２遮光層４２は、遮光層を別途配置するだけでなく、画素電極３５，３６および共通電極３７、３８に接続される共通電極配線、データ信号配線、ゲート信号配線（表示していない）、または反射領域２１に配置される反射板１６との組み合わせで代用することが可能である。

また、画素電極３６、及び共通電極３８のいずれかが透明電極である場合、反射板よりも下の層において、反射板から、反射領域２１に接する画素電極３６、または共通電極３８の端から４μｍ以上の範囲に第１遮光層４１、および第２遮光層４２を配置する。例えば反射板の端から、図８（ａ）に示す画素電極３６、または画素電極３８の端から４μｍ（Ｃ）の範囲を遮光するように配置する。

次に、上記の第１の実施の形態の液晶表示装置の動作について説明する。図２は、図１の液晶表示装置１０の一画素内のＴＦＴ基板１４上に形成されたＴＦＴ、配線、画素・共通電極の平面構造を１例として示している。ＴＦＴ基板１４上には、互いに直交するゲート信号配線３１及びデータ信号配線３２が形成され、ゲート信号配線３１及びデータ信号配線３２の交点付近には、反射領域２１及び透過領域２２に対応して、ＴＦＴ３３及び３４が形成される。ＴＦＴ３３及び３４は、それぞれゲート信号配線３１に接続され、ソース・ドレインの一方がデータ信号配線３２に接続される。また、ＴＦＴ３３及び３４は、それぞれ、ソース・ドレインの他方を反射領域２１に対応する画素電極３５及び透過領域２２に対応する画素電極３６に接続する。共通電極３７及び共通電極３８は、それぞれ、各画素の反射領域２１及び透過領域２２に対応しており、ゲート信号配線３１と平行に延びる部分と、表示領域内に突き出した部分とを有する。共通電極３７、及び共通電極３８には、それぞれ、液晶表示装置１０内の各画素に共通の所定の信号波形の信号が供給される。

反射領域２１では、画素電極３５と共通電極３７の間の電位差に応じた電界により液晶層１３の配向が制御される。また、透過領域２２では、画素電極３６と共通電極３８の間の電位差に応じた電界により、液晶層１３の配向が制御される。ここで、反射領域２１用の画素電極３５、及び透過領域２２用の画素電極３６は、それぞれ異なるＴＦＴ３４及び３３に接続されている。ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は同一のゲート信号配線３１及び同一のデータ信号配線３２に接続されている。このため反射領域２１では、ＴＦＴ３３及び３４がオンした場合に、画素電極３５と共通電極３７との間の電位差に応じた電界により液晶層１３の配向が制御される。

一方、透過領域２２では、画素電極３６と共通電極３８の間の電位差に応じた電界により、液晶層１３の配向が制御される。ここで、同じ画素信号を反射領域用の画素電極３５と透過領域用の画素電極３６に書き込むにもかかわらず、反射領域用のＴＦＴ３３、画素電極３５と透過領域用のＴＦＴ３４、画素電極３６とを分けている。その理由は、画素電位を書き込み、ＴＦＴがオフした後の透過領域の画素電極３６と反射領域の画素電極３５の変動の仕方が異なるからである。

上記の説明では、透明基板上に配置したＴＦＴの効率的配置を考慮し、ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は同一のゲート信号配線３１及び同一のデータ信号配線３２に接続される例を示したが、ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は別々のゲート信号配線３１及び別々のデータ信号配線３２に接続してもかまわない。

図３（ａ）は、ある時点における反射領域２１の駆動信号波形の様子を示し、同図（ｂ）は、図３（ａ）と同じ時点における透過領域２２の駆動信号波形の様子を示している。共通電極信号はゲートライン反転駆動ではライン毎に反転駆動される。そのため、液晶表示装置１０の各画素では、同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、フレーム毎に、共通電極３７、及び共通電極３８に印加される電位（信号）が、例えば０Ｖと５Ｖの間で反転される。また、共通電極３８には、共通電極３７に印加される信号の反転信号が印加される。画素電極３５及び３６には、例えば０Ｖ〜５Ｖの間の任意の画素信号が供給される。ＴＦＴ３３及び３４は、同じデータ信号配線３２に接続されているため、画素電極３５及び３６に供給される画素信号は共通である。図３（ａ）に示すように、ｉフレーム目に、画素電極３５に０Ｖのデータ信号が供給され、共通電極３７に５Ｖの信号が印加されるときには、画素電極３５と共通電極３７の間の電位差は最大で５Ｖとなる。そして、反射領域２１では、この５Ｖの電位差による電界で液晶層１３が駆動される。このとき、共通電極３８には、０Ｖの信号が印加されるため、画素電極３６と共通電極３８の間の電位差は０Ｖとなり、透過領域２２では、液晶層１３が駆動されない。

図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図３（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域２１と透過領域２２とにおける光の偏光状態の様子を示している。図３（ａ）に示す信号が印加された状態では、反射領域２１内の液晶層１３の液晶分子は、画素電極３５と共通電極３７との間の電界により、配列方向がほぼ４５°回転するように画素電極３５と共通電極３７の間隔、又は電位差を設定する。反射領域２１では、図４（ａ）に示すように、外部から第１偏光板１１を通過した９０°方向の偏光は、そのまま液晶層１３に入射する。ここで、反射領域２１の液晶層１３の配向方向が液晶層１３に入射する偏光方向から４５°回転したところで、実効的な液晶層のレタデーションを略λ/４に調整しておけば液晶層１３に入射した偏光は右回りの円偏光となる。この右回りの円偏光は、反射板１６で反射して左回りの円偏光となり、液晶層１３を再び通過して、偏光方向が液晶層１３への入射時から９０°回転した直線偏光となり、第１偏光板１１の吸収軸方向の直線偏光となる。従って、反射板１６による反射光は、第１偏光板１１を通過できず、反射領域２１は黒表示となる。

一方、透過領域２２については、図３（ｂ）に示す信号が印加された状態では、画素電極３６と第２共通電極３８との間に電界が発生しないため、透過領域２２内の液晶層１３の液晶分子の配列方向は９０°のままである。このため、透過領域２２では、図４（ｂ）に示すように、第２偏光板１５を通過した０°方向の直線偏光は、その偏光状態を保ったまま液晶層１３を通過し、第１偏光板１１に入射する。従って、液晶層１３から第１偏光板１１に入射した光は、第１偏光板１１を通過することができず、透過領域２２は黒表示となる。

上記のように、共通電極３７に印加する信号と共通電極３８に印加する信号とを反転させることで、画素電極３５、及び３６に供給する画素信号を同じ信号としつつ、反射領域２１でのみ、液晶層１３の液晶分子配列方向を変化させることができる。これにより、反射領域２１を黒表示とするときに、透過領域２２を黒表示とすることができ、反射領域２１と透過領域２２とに個別の画素信号を供給することなく、双方の領域を、黒表示に揃えることができる。

続いて、白表示について説明する。図５（ａ）は、図３とは異なる局面における反射領域２１の駆動信号波形の様子を示し、同図（ｂ）は、その局面における透過領域２２の駆動信号波形の様子を示している。また、図６（ａ）及び（ｂ）は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域２１と透過領域２２とにおける光の偏光状態の様子を示している。図５（ａ）に示す信号が印加された状態では、画素電極３５と共通電極３７との間に電界が発生せず、反射領域２１内の液晶層１３の液晶分子の配向方向は９０°のままである。このため、反射領域２１では、図６（ａ）に示すように、第１偏光板１１を通過した９０°方向の直線偏光は液晶配向方向に０°の角度で入射するため、液晶層１３を出射した光も９０°方向の直線偏光となる。次に、反射板１６で直線偏光のまま反射し、復路の液晶層１３でも偏光変化せずに透過して９０°方向の直線偏光となり、第１偏光板１１の光透過軸が９０°であることから、白表示とすることができる。

一方、透過領域２２については、図５（ｂ）に示す信号が印加された状態では、透過領域２２内の液晶層１３の液晶分子は、画素電極３６と共通電極３８との間の電界により、配列が略４５°回転する。このため、図６（ｂ）に示すように、第２偏光板１５を透過した横方向の直線偏光は、液晶層１３を通過し、縦方向の直線偏光となって共通電極３７に印加する信号と共通電極３８に印加する信号とを反転させることで、反射領域２１を白表示とするとき、透過領域２２についても白表示とすることができる。従って、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号より、双方の領域を白表示に揃えることができる。ここで、反射部の黒電圧と透過部の白電圧が一致しない場合は櫛歯幅の調整、または共通電極電位を共通電極３７と共通電極３８で非対称にする等で、双方の電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）と電圧−反射率特性（Ｖ−Ｒ特性）を揃えることができる。

ところで、通常のＴＮモードやＥＣＢモードの液晶表示装置では、反射領域と透過領域の両方に共通のλ/４位相差板を上下の偏光板と基板の間に配置する。そして、反射板は反射画素電極として構成され、その反射画素電極と透過画素電極を接続して、液晶層を表示階調に応じて一つの画素信号が供給される。反射領域と透過領域は同電位で駆動する。そのため、黒状態では透過領域、反射領域共に液晶が立った状態となり、液晶層のレタデーションΔｎｄは反射領域と透過領域共に０ｎｍとなり偏光は液晶層を透過する間に変化を受けないため、両者の境界部で光漏れは発生しない。

一方、反射領域２１にのみ位相差板を用いた場合や、透過領域２２をノーマリーブラック、反射領域２１をノーマリーホワイトでオン−オフ反転の信号で駆動した場合、透過領域２２と反射領域２１にまたがって透過する偏光は、それぞれ液晶分子の配向状態が異なり、両領域を跨って透過する光は、黒状態となる偏光状態からズレが生じてしまう。そのため、境界部から光漏れが発生する。

これに対して、図１に示すように、対向基板１２の反射領域２１と透過領域２２の境界とその近傍に第１遮光層４１を配置することで、反射領域２１の視認側から入射した光が透過領域２２方向に出て行く光に対しては、大部分を抑えることは可能である。しかし、バックライトの光が透過領域２２と反射領域２１の境界部を透過して出てくる光は、第１遮光層４１の材料に特有の反射率を持つため、第１遮光層４１で反射した光が反射領域２１に入り、さらに反射領域に配置された反射板１６によって反射される。この光は、反射領域２１がノーマリーブラックであれば、直線偏光のまま反射されるため第１偏光板１１により吸収されて黒状態となるが、反射領域２１がノーマリーホワイトであるため、直線偏光が円偏光となり光漏れが発生する。これを抑えるため、ＴＦＴ基板１４側に透過領域２２と反射領域２１の境界とその近傍に第２遮光層４２を配置する。これによって、透過領域２２と反射領域２１の間をまたがって透過する光の光漏れを抑えることができる。この第２遮光層４２は、ゲート信号配線３１、または共通電極配線２９、３０、データ信号配線３２、及び反射領域に配置された反射板１６で代用することができる。また、第２遮光層４２は、透過領域と反射領域の境界において、上記配線を異なる層で重ね合わせて重畳構造を形成し、同様に遮光することで代用も可能である、その場合、透過領域２２に配置される配線層より、反射領域２１に配置される配線層、または反射板１６が上層にあれば、両層の重なりが０であっても透過領域から反射領域に抜ける光を抑えることができる。

図７に対向基板側に第１の遮光層４１、およびＴＦＴ基板側の遮光層を、特許文献４や特許文献５のように反射領域と透過領域の段差によって液晶配向の乱れる部分にのみ配置した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図（ａ）、中間層の平面図（ｂ）、及び断面図（ｃ）を示す。図７（ｃ）より、反射領域２１と透過領域２２の境界部分を抜けるバックライト（Ｂ／Ｌ）光は境界部に発生する電界により、液晶配向状態が変化し、黒状態となる液晶配向状態から変化するため、光漏れが発生してしまう。なお、図７（ａ）の符号３０は第２共通電極配線を示す。また、図７（ｂ）の符号２９は、第１共通電極配線を示す。この場合のように、ＴＦＴ側の遮光層を段差部のみに配置した場合は、第１遮光層４１を光漏れが発生する部分を覆うように大きく（図中Ｂの範囲）する必要がある。本実施の形態では、斜め４５°方向に透過する光で考えた場合、範囲Ｂは、空気層の屈折率を１．０、液晶表示装置内の屈折率を１．５で計算すると、正面方向で光漏れが発生しない場合の第１の遮光層４１より＋５μｍ程度の大きさとなり、１画素あたり第１の遮光層４１が２箇所あるので、第１の遮光層４１を断面図（ｃ）のＢの部分＝５μｍ×４×１画素の幅だけ大きくする必要がある。これは、４５°より大きい角度で入射する光もあるのでより大きな遮光層が必要となる。また、第２遮光層４２で遮光する範囲を大きくし、第１遮光層４１を配置しない場合は、第２遮光層４２が金属配線且つ透過領域２２であることから、黒表示時に光を反射させてしまい、同様に表示品位を悪化させることになる。

一方、第２遮光層４２をゲート信号線３１と反射板１６で形成した例を図８、第１共通電極配線２９と反射板１６で形成した例を図９、ドレイン配線２８と反射板１６で形成した例を図１０に、図７と同様な形で示す。図８〜１０のように第２遮光層４２を配置することで、反射領域２１と透過領域２２の境界部に発生する電界により、液晶配向状態が変化する部分を光が透過しないため、光漏れを抑えると同時に、第１遮光層４１の面積を小さく（図中Ｂの範囲）することができるため、反射領域２１と透過領域２２の両方の開口率を上げることができる。図７の場合と比べて、１画素あたり第１の遮光層４１が、断面図（ｃ）のＢの部分＝５μｍ×４×１画素の幅だけ小さくなり、開口率が広がる。

次に、図１１に反射領域２１と透過領域２２をオン−オフ反転駆動した場合の黒表示時の液晶配向状態で、ＴＦＴ基板全面に光を透過させた場合（金属配線も光が透過するとた場合）の光漏れシミュレーション結果を示す。図１１の縦線の間隔は１μｍであるため、反射領域２１に面する透過領域２２の電極の端から４μｍの部分まで境界間に発生する電界によって液晶配向状態が変化し光漏れが発生することが分かる。これにより、透過領域２２の画素電極３６、及び共通電極３８が透明電極である場合、反射領域２１に接する透過領域の電極端から４μｍ以上の範囲を第２の遮光層４２で遮光することで、両領域間の電位差で配向変化した液晶層を透過する光をなくすことができ、電位差による光漏れを抑えることが出来る。

次に、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の断面構造を示している。液晶表示装置１０ａは、表示面から見て、第１偏光板１１、対向基板１２、位相差層１８、初期配向がホモジニアス配向の液晶層１３、ＴＦＴ基板１４、及び第２偏光板１５を順次に有する。この、液晶表示装置１０ａは、表示エリア内に、反射領域２１と透過領域２２を有する半透過型の液晶表示装置として構成される。ＴＦＴ基板１４上には、反射領域２１に対応して、第２偏光板１５と液晶層１３の間に、第１偏光板１１側から入射する光を反射する反射板１６が形成される。反射板１６は第１偏光板１１側から入射する光を反射するものであればどの様な形態でもかまわないが、一般的には光の散乱効果を高めるため、断面が凹凸を有するように形成される。

位相差層１８は、反射領域２１で第１偏光板１１と液晶層１３の間に、位相差が波長５５０ｎｍの光でλ/４の場合、第１偏光板１１から入射する直線偏光方向と光学軸の角度θは４５°に配置する。ここでは、位相差層１８をλ/４として説明したが、本構成はλ/４に限らない。他のレタデーションであっても、黒表示の電圧を印加した状態において、反射板１６に到達する際に円偏光となる配置角と液晶層１３のレタデーションの組合せであれば良い。

次に反射領域２１の液晶を駆動するための共通電極３７ａは対向基板１２へ、画素電極３５ａと、透過領域２２の液晶を駆動するための画素電極３６ａと共通電極３８ａはＴＦＴ最上面に配置、或いはさらに電極の上層にも絶縁膜を配置してもよい。また、反射領域２１の画素電極３５ａがＴＦＴ最上面である場合は金属で形成する反射板１６で代用することが出来る。反射領域２１の光源は、対向基板１２側から入射した光を表示光源とする。また、透過領域２２は、第２偏光板１５の下層側にバックライト等の光源を配置して表示光源とする。

液晶層１３の厚さは、透過領域においては液晶材料の屈折率から計算してレタデーションが波長λ＝５５０ｎｍの光においてλ/２となるように設定すべきであるが、実際には（λ/２）＋βに調整する。これは、液晶層１３に電圧が印加され、液晶分子が回転した際には、セルギャップ中央部では液晶分子は回転するが、基板付近では液晶層１３の回転は抑えられるため、実際にはレタデーションを（λ/２）＋βに設定したときに実効的なレタデーションがλ/２となるからである。例えば液晶層１３のレタデーションをΔｎｄ＝３００ｎｍに設定した場合の実効レタデーションはΔｎｄ（eff）＝λ/２＝５５０/２＝２７５ｎｍとなる。

透過領域２２では、第１偏光板１１を第２偏光板１５の光軸と直交、且つ液晶層１３の黒表示時の配向方向と直交または平行に配置する。このように配置することで、黒表示時にバックライト光源側から第２偏光板１５を透過した直線偏光がそのまま液晶層１３を透過するため、第１偏光板１１の吸収軸方向と一致させることができる。ここで、透過領域と反射領域を同じ電位で駆動すると、画素電極と共通電極間の電位差が０、正確には液晶が配向変化を始める閾値電界以下の場合は透過領域が黒表示となる。そして、反射領域が実施例１と同じく液晶層のΔｎｄをλ/４に設定すれば、位相差層１８で円偏光となった光が再び液晶層１３で直線偏光に変換され、反射板でそのまま反射されるため、偏光状態が変化せずに白表示となり表示が一致しない問題が発生する。これに対して、各画素の反射領域２１の画素電極３５ａと共通電極３７ａ、透過領域２２の画素電極３６ａと共通電極３８ａに実質的に反転したオン−オフ反転した信号を印加し、表示を揃えることができる。対向基板１２には、色層４０、及び各画素間と画素内の反射領域２１と透過領域２２の間に第１遮光層４１を配置する。ＴＦＴ基板１４には、反射領域２１と透過領域２２の間に第２遮光層４２を配置する。第２遮光層４２は遮光層を別途配置するだけでなく、図示しない画素電極３５ａと３６ａ、共通電極３８ａに接続される共通電極配線、データ信号配線、ゲート信号配線、または反射領域２１に配置される反射板１６との組み合わせで代用することが可能である。また、画素電極３６ａ、及び共通電極３８ａのいずれかが透明電極である場合、反射板下から反射領域２１に接する電極の端から４μｍ以上の範囲に第１遮光層４１、および第２遮光層４２を配置する。例えば図１７に示す、Ｃの範囲に配置する。

次に、上記の第２の実施の形態の液晶表示装置の動作について説明する。第２の実施の形態の液晶表示装置は、透過領域は第１の実施の形態の液晶表示装置の場合と同じであるので反射領域の動作について説明する。

図１３は、図１２の液晶表示装置１０ａの一画素内の基板１４上に形成されたＴＦＴ、配線、画素・共通電極と対向基板１２上に形成された共通電極の平面構造を示している。ＴＦＴ基板１４上には、互いに直交するゲート信号配線３１及びデータ信号配線３２が形成される。ゲート信号配線３１及びデータ信号配線３２の交点付近には、反射領域２１及び透過領域２２に対応して、ＴＦＴ３３及び３４が形成される。ＴＦＴ３３及び３４は、それぞれゲート信号配線３１に接続し、ソース・ドレインの一方をデータ信号配線３２に接続する。また、ＴＦＴ３４及び３３は、それぞれ、ソース・ドレインの他方を反射領域２１に対応する画素電極３５ａ及び透過領域２２に対応する画素電極３６ａに接続する。共通電極３７ａ、及び共通電極３８ａは、それぞれ、各画素の反射領域２１及び透過領域２２に対応した共通電極である。共通電極３８ａはゲート信号配線３１と平行に延びる部分と、表示領域内に突き出した部分とを有し、共通電極３７ａは対向基板１２側に配置される。共通電極３７ａ及び共通電極３８ａには、それぞれ、液晶表示装置１０ａ内の各画素に共通の所定の信号波形の信号が供給される。反射領域２１では、画素電極３５ａと第１共通電極３７ａの間の電位差に応じた電界により液晶層１３の配向が制御される。

また、透過領域２２では、画素電極３６ａと共通電極３８ａの間の電位差に応じた電界により、液晶層１３の配向が制御される。ここで、反射領域２１用の画素電極３５ａ、及び透過領域２２用の画素電極３６ａは、それぞれ異なるＴＦＴ３４及び３３に接続されており、ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は同一のゲート信号配線３１、及び同一のデータ信号配線３２に接続されている。このためＴＦＴ３３、３４がオンした場合に、画素電極３５ａと共通電極３７ａとの間の電位差に応じた電界により液晶層１３の配向が制御される。

一方、透過領域２２では、画素電極３６ａと共通電極３８ａの間の電位差に応じた電界により、液晶層１３の配向が制御される。ここで、同じ画素信号を反射領域用の画素電極３５ａと透過領域用の画素電極３６ａに書き込むにもかかわらず、反射領域用ＴＦＴ３３、画素電極３５ａと透過領域用ＴＦＴ３４、画素電極３６ａとを分けた理由は、画素電位を書き込んだ後、ＴＦＴがオフしたあとの反射領域の画素電極３５ａと透過領域の画素電極３６ａの変動の仕方が異なるからである。
上記の説明では、透明基板上に配置したＴＦＴの効率的配置を考慮し、ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は同一のゲート信号配線３１及び同一のデータ信号配線３２に接続される例を示したが、ＴＦＴ３３及びＴＦＴ３４は、別々のゲート信号配線３１及び別々のデータ信号配線３２に接続してもかまわない。

駆動信号は、上記の第１の実施の形態の液晶表示装置と同様に入力する。図３（ａ）は、ある時点における反射領域２１の駆動信号の様子を示し、同図（ｂ）は、図３（ａ）と同じ時点における透過領域２２の駆動信号波形の様子を示している。共通電極信号はゲートライン反転駆動ではライン毎に反転駆動される。そのため、液晶表示装置１０ａの各画素では、同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、フレーム毎に、共通電極３７ａ及び共通電極３８ａに印加される電位（信号）が、例えば０Ｖと５Ｖの間で反転される。また、共通電極３８ａには、共通電極３７ａに印加される信号の反転信号が印加される。画素電極３５ａ及び３６ａには、例えば０Ｖ〜５Ｖの間の任意の画素信号が供給される。ＴＦＴ３３及び３４は、同じデータ信号配線３２に接続されているため、画素電極３５ａ及び３６ａに供給される画素信号は共通である。図３（ａ）に示すようにｉフレーム目に、画素電極３５ａに０Ｖのデータ信号が供給され、共通電極３７ａに５Ｖの信号が印加されるときには、画素電極３５ａと共通電極３７ａの間の電位差は最大で５Ｖとなり、反射領域２１では、この５Ｖの電位差による電界で液晶層１３が駆動される。このとき、共通電極３８ａには、０Ｖの信号が印加されるため、画素電極３６ａと第２共通電極３８ａの間の電位差は０Ｖとなり、透過領域２２では、液晶層１３が駆動されない。

図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図３（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域２１と透過領域２２とにおける光の偏光状態の様子を示している。図３（ａ）に示す信号が印加された状態では、反射領域２１内の液晶層１３の液晶分子が、画素電極３５ａと共通電極３７ａとの間の電界により、配列方向がほぼ垂直になるように画素電極３５ａと共通電極３７ａの電位差を設定する。反射領域２１では、図１４（ａ）に示すように、外部から第１偏光板１１を通過した９０°方向の偏光に対して４５°方向に配置された位相差層１８に入射する。位相差層１８はλ/４に設定されているので、液晶層１３へは右回りの円偏光で入射する。ここで、反射領域２１の液晶層１３の液晶分子の配向方向が垂直方向であることからレタデーションΔｎｄがほぼ０ｎｍのため円偏光のまま透過する。この右回りの円偏光は、反射板１６で反射して左回りの円偏光となり、液晶層１３、位相差層１８を再び通過して、偏光方向が液晶層１３に入射時から９０°回転した直線偏光となり、第１偏光板１１の吸収軸方向の直線偏光となる。従って、反射板１６による反射光は、第１偏光板１１を通過できず、反射領域２１は黒表示となる。

一方、図３（ｂ）に示す信号が印加された状態では、画素電極３６ａと共通電極３８ａとの間に電界が発生しないため、透過領域２２内の液晶層１３の液晶分子の配列方向は９０°のままである。このため、透過領域２２では、図１４（ｂ）に示すように、第２偏光板１５を通過した０°方向の直線偏光は、その偏光状態を保ったまま液晶層１３を通過し、第１偏光板１１に入射する。従って、液晶層１３から第１偏光板１１に入射した光は、第１偏光板１１を通過することができず、透過領域２２は黒表示となる。

上記のように、共通電極３７ａに印加する信号と共通電極３８ａに印加する信号とを反転させることで、画素電極３５ａ、及び３６ａに供給する画素信号を同じ信号としつつ、反射領域２１でのみ、液晶層１３の液晶分子の配列方向を変化させることができる。これにより、反射領域２１を黒表示とするときに、透過領域２２を黒表示とすることができ、反射領域２１と透過領域２２とに個別の画素信号を供給することなく、双方の領域を、黒表示に揃えることができる。

駆動信号は上記の第１の実施の形態の液晶表示装置と同様に入力する。図５（ａ）は、図３とは異なる局面における反射領域２１の駆動信号波形の様子を示し、同図（ｂ）は、その局面における透過領域２２の駆動信号波形の様子を示している。また、図１５は、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号が印加されたときの反射領域２１と透過領域２２とにおける光の偏光状態の様子を示している。図１５（ａ）に示す信号が印加された状態では、画素電極３５ａと共通電極３７ａとの間に電界が発生せず、反射領域２１内の液晶層１３の液晶分子の配向方向は９０°のままである。このため、反射領域２１では、図１５（ａ）に示すように、第１偏光板１１を通過した９０°方向の直線偏光は液晶配向方向に０°の角度で入射するため、液晶層１３を出射も９０°方向の直線偏光となる。次に、反射板１６で直線偏光のまま反射し、復路の液晶層１３でも偏光変化せずに透過して９０°方向の直線偏光となり、第１偏光板の光透過軸が９０°であることから、白表示とすることができる。

また、図５（ｂ）に示す信号が印加された状態では、透過領域２２内の液晶層１３の液晶分子は、画素電極３６ａと共通電極３８ａとの間の電界により、配列が略４５°回転する。このため、透過領域２２では、図１５（ｂ）に示すように、第２偏光板１５を透過した横方向の直線偏光は、液晶層１３を通過し、縦方向の直線偏光となって共通電極３７ａに印加する信号と共通電極３８ａに印加する信号とを反転させることで、反射領域２１を白表示とするとき、透過領域２２についても白表示とすることができる。従って、図５（ａ）及び（ｂ）に示す信号より、双方の領域を白表示に揃えることができる。ここで、反射部の黒電圧と透過部の白電圧が一致しない場合は櫛歯の幅等を調整することによって、双方のＶ−Ｔ特性とＶ−Ｒ特性を揃えることができる。

図１６に対向基板側に第１の遮光層４１、及びＴＦＴ基板側の遮光層を、特許文献４や特許文献５のように反射領域と透過領域の段差によって配向の乱れる部分のみに配置した場合のＴＦＴ基板１４の最表層の平面図（ａ）、中間層の平面図（ｂ）、及び断面図（ｃ）を示す。断面図（ｃ）より、反射領域２１と透過領域２２の境界部分を抜けるＢ／Ｌ光は境界部に発生する電界により、液晶配向状態が変化し、黒状態となる液晶配向状態から変化するため、光漏れが発生してしまう。この場合のように、ＴＦＴ側の遮光層を段差部のみに配置した場合は、第１遮光層４１を光漏れが発生する部分を覆うように大きく（図中Ｂの範囲）する必要がある。本実施の形態では、範囲Ｂは、斜め４５°方向に透過する光で考えた場合、空気層の屈折率を１．０、液晶表示装置内の屈折率を１．５で計算すると、正面方向で光漏れが発生しない場合の第１の遮光層４１より＋５μｍ程度の大きさとなり、１画素あたり遮光層が２箇所あるので、第１の遮光層４１を、断面図（ｃ）のＢの部分＝５μｍ×４×１画素の幅だけ大きくする必要がある。これは、４５°より大きい角度で入射する光もあるのでより大きな遮光層が必要となる。また、第２遮光層４２で遮光する範囲を大きくし、第１遮光層４１を配置しない場合は、第２遮光層４２が金属配線且つ透過領域２２であることから、黒表示時に光を反射させてしまい、同様に表示品位を悪化させることになる。

一方、第２遮光層４２をゲート信号線３１と反射板１６で形成した例を図１７、第１共通電極配線２９と反射板１６で形成した例を図１８、ドレイン配線２８と反射板１６で形成した例を図１９に、図１６と同様な形で示す。図１７〜１９のように第２遮光層４２を配置することで、反射領域２１と透過領域２２の境界部に発生する電界により、液晶配向状態が変化する部分を光が透過しないため、光漏れを抑えると同時に、第１遮光層４１の面積を小さくすることができるため、反射領域２１と透過領域２２の両方の開口率を下げることなく、光漏れを抑えることができる。図１６の場合と比べて、１画素あたり高さ：約２０μｍ×幅の分だけ開口率が広がる。

本発明の液晶表示装置の活用例として、野外で用いられることのある携帯電話、デジタルカメラ、ＴＶやＰＤＡ等の多目的携帯端末等が挙げられる。

１０，１０ａ：液晶表示装置
１１：第１偏光板
１２：対向基板
１３：液晶層
１４：ＴＦＴ基板
１５：第２偏光板
１６：反射板
１８：位相差層
２１：反射領域
２２：透過領域
２８：ドレイン配線
２９：第１共通電極配線
３０：第２共通電極配線
３１：ゲート信号配線
３２：データ信号配線
３３，３４：ＴＦＴ
３５，３５ａ，３６，３６ａ：画素電極
３７，３７ａ，３８，３８ａ：共通電極
４０：色層
４１：第１遮光層
４２：第２遮光層

Claims (11)

1. 第１の基板と第２の基板の間に液晶層を挿入して構成される液晶セルを備え、前記液晶セルは、一画素に反射領域と透過領域を有する液晶表示装置において、前記第２の基板は、前記反射領域に反射板と、前記透過領域および前記反射領域に前記液晶層を各領域で駆動するための第１の駆動電極および第２の駆動電極をそれぞれ備え、前記第１の基板および前記第２の基板は、前記反射領域と前記透過領域の境界およびその近傍において前記第１の駆動電極と前記第２の駆動電極間を遮光するための第１の遮光手段および第２の遮光手段をそれぞれ対向して備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の駆動電極は、前記透過領域において、前記液晶層の液晶分子を横電界駆動させる機能を備え、前記第２の遮光手段は、前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極より下層に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極は、それぞれ前記透過領域および前記反射領域において、前記液晶層の液晶分子を横電界駆動させるため機能を備え、前記第２の遮光手段は、前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極より下層に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段は、表面が低反射処理された金属膜またはカーボンを添加した樹脂膜から構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の駆動電極は第１の画素電極と第１の共通電極からなり、前記第２の駆動電極は第２の画素電極と第２の共通電極からなり、前記第１の画素電極と第１の共通電極、及び第２の画素電極と第２の共通電極との間にオン−オフ反転信号を印加することにより前記液晶分子の配列を変化させることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
6. 前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極は透明導電膜からなることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
7. 前記第２の基板は、前記反射板より下層に、ゲート信号配線、共通電極配線およびデータ信号配線を備え、前記第２の遮光手段として、前記反射板、前記ゲート信号配線、前記共通電極配線および前記データ信号配線から選択された２つが前記反射領域と前記透過領域の境界において重なるように配置されて形成された重畳構造を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
8. 前記重畳構造が前記反射板と前記ゲート信号配線の重畳構造、前記反射板と前記ドレイン配線との重畳構造、または前記反射板と前記共通電極配線との重畳構造であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記第２の基板は、前記反射領域に前記第２の駆動電極の下層に前記反射板を備え、前記第２の遮光手段は、前記反射板より下層に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
10. 前記透過領域に配置される前記第１の画素電極、及び前記第１の共通電極の何れかが透明電極である場合、前記反射領域に接する前記透過領域の電極端から４μｍ以上の範囲を前記第２の遮光手段で遮光することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
11. 前記透過領域に配置される前記第１の画素電極、及び前記第２の共通電極の何れかが透明電極である場合、前記反射領域に接する前記透過領域の電極端から４μｍ以上の範囲を前記第１の遮光手段で遮光することを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。

Images