JP4884829B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、反射率あるいは透過率を向上させた液晶表示装置に関する。

例えば、下記特許文献１などに記載されているように、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。
図２３は、従来の半透過型液晶表示装置の一例の一サブピクセルの平面図である。図２４は、図２３のＡ−Ａ’切断に沿った断面構造を示す断面図、図２５は、図２３のＢ−Ｂ’切断線に沿った断面構造を示す断面図、図２６は、図２３のＣ−Ｃ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
図２３において、３０は透過部、３１は反射部であり、図２５は、透過部３０の断面構造、図２６は、反射部３１の断面構造を示す。図２３に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
また、図２３〜図２６において、ＳＵＢ１，ＳＵＢ２はガラス基板、ＲＥＴは位相差板、ＧＩはゲート絶縁膜、ＰＡＳ１〜ＰＡＳ４は絶縁膜、ＰＯＬ１，ＰＯＬ２は偏光板、ＢＭはブラックマトリクス、ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢはカラーフィルタ、ＯＣは保護膜、ＭＲは段差形成層、ＡＬ１，ＡＬ２は配向膜、ＲＡＬは反射電極、ＬＣは液晶層、ＰＩＸは画素電極、ＣＯＭは対向電極、ＧＬは走査線（ゲート線）、ＤＬは映像線（ドレイン線またはソース線）である。

図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置では、画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
画素電極（ＰＩＸ）の幅は４μｍ、画素電極（ＰＩＸ）の間隙幅は６μｍであり、この時、電気力線の密度と隣接する電気力線が液晶層（ＬＣ）に及ぼすトルクバランスが比較的良好に保たれて透過、反射表示が可能となる。
反射部３１のセルギャップ長は、透過部３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部３１は往復２回光が通過するため、透過部３０と反射部３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部３０では、液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部３１では、液晶表示パネルの内部に配置された位相差板（１／２波長板）（ＲＥＴ）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。

図２７は、従来の透過型液晶表示装置の一例のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。図２８は、図２７に示すＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた１サブピクセルの平面図である。図２９は、図２８のＭ−Ｍ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
なお、図２７〜図２９において、ＳＵＢ１，ＳＵＢ２はガラス基板、ＧＩはゲート絶縁膜、ＰＡＳ１〜ＰＡＳ４は絶縁膜、ＰＯＬ１，ＰＯＬ２は偏光板、ＢＭはブラックマトリクス、ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢはカラーフィルタ、ＯＣは保護膜、ＡＬ１，ＡＬ２は配向膜、ＬＣは液晶層、ＰＩＸは画素電極、ＣＯＭは対向電極、ＧＬは走査線（ゲート線）、ＤＬは映像線（ドレイン線またはソース線）、ＣＨはコンタクトホールである。
図２７に示す液晶表示装置は、ガラス基板（ＳＵＢ１）側には、櫛歯状の画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
この時、電気力線の密度と隣接する電気力線が液晶層（ＬＣ）に及ぼすトルクバランスが比較的良好に保たれて透過表示が可能となる。

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

図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置では、隣接するサブピクセルの境界部には光りもれや混色を防ぐために、縦方向、および横方向にブラックマトリクス（ＢＭ）が配置される。これにより隣接するサブピクセルへの光りもれや混色を防ぐことができるが、開口率が低下してしまう。
図３０は、図２３のＣ−Ｃ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。
図３０のグラフから分かるように、サブピクセルの中央部では高い反射率が得られているが、ブラックマトリクス（ＢＭ）が配置されている場所は反射表示に寄与せず、反射率を低下していることがわかる。
図３１は、図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置において、反射部３１の縦方向のブラックマトリクス（ＢＭ）を除去した場合の１サブピクセルの平面図である。また、図３２は、図３１に示すＤ−Ｄ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。

図３１に示す従来の半透過型液晶表示装置では、反射部３１の縦方向のブラックマトリクス（ＢＭ）を除去したことにより開口率は向上するが、隣接するサブピクセルへのもれ電界を防ぐために、櫛歯電極（ＰＩＸ）をサブピクセルの境界部から離す必要があり、反射率はほとんど向上していない。
そのため、従来の半透過型液晶表示装置においては、反射部３１のカラーフィルタの一部を取り除き、目開きを設けて反射率を向上させている。
図２７に示す従来の透過型液晶表示装置でも、隣接するサブピクセルの境界部には光りもれや混色を防ぐために、縦方向、および横方向にブラックマトリクス（ＢＭ）が配置される。これにより隣接するサブピクセルへの光りもれや混色を防ぐことができるが、開ロ率が低下してしまう。

このように、従来の半透過型液晶表示装置、あるいは、従来の透過型液晶表示装置では、サブピクセルの境界部にブラックマトリクス（ＢＭ）があるため、開ロ率が低下する。
また、サブピクセルの境界部にブラックマトリクス（ＢＭ）がない場合でも、サブピクセルの境界部が表示に寄与しないため、反射特性が劣るという問題点があった。
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、液晶表示装置において、反射率あるいは透過率を従来よりも大幅に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。
半透過型液晶表示装置において、反射率向上のためには、なるべく画素電極の櫛歯電極の本数を増やし、サブピクセルの端ぎりぎりまで、画素電極の櫛歯電極を配列する必要がある。その一方で、画素電極の櫛歯電極が、サブピクセルの端に近すぎると、もれ電界が発生し、隣接するサブピクセルの液晶が配向変化して、隣接するサブピクセルの一部が点灯してしまう。このことは、コントラスト比や色再現範囲の低下を招くため好ましくない。
通常、もれ電界によるコントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐためには、画素の境界部にブラックマトリクスを配置し、もれ電界による光漏れを遮光するが、開ロ率が低下するという弊害がある。
開ロ率が低下することなく、もれ電界によるコントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐためには、もれ電界が存在する箇所にカラーフィルタがなければよい。
即ち、もれ電界の部分が白表示されるため混色することがなく、また、カラーフィルタがないことにより反射率を向上させることができる。これは、反射表示のみならず透過表示においても当てはまる。
そこで、本発明では、反射率、もしくは透過率を向上させるために、隣接するサブピクセルの境界部のもれ電界が存在する箇所に、カラーフィルタと、ブラックマトリクスを形成せず、なおかつ、このサブピクセルの境界部に画素電極の少なくとも１本の櫛歯電極を配置する。

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。
本発明の液晶表示装置によれば、反射率あるいは透過率を大幅に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ＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。図２は、図１のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。
図３は、図２のＥ−Ｅ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。なお、図２において、反射電極（ＲＡＬ）の図示は省略してある。また、本実施例の縦断面構造、透過部３０の横断構造は、図２４、図２５と同じである。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、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；ＣＦ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、保護膜（ＯＣ）、光の偏光状態を変化させる位相差板（１／２波長板）（ＲＥＴ）、段差形成層（ＭＲ）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。

また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）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、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）および反射電極（ＲＡＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
また、対向電極（ＣＯＭ）は面状に形成され、さらに、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して重畳しており、画素電極（ＰＩＸ）および対向電極（ＣＯＭ）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）は、１層に限定されず、２層以上であっても良い。

反射部３１は、反射電極（ＲＡＬ）を有する。反射電極（ＲＡＬ）は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の金属膜、あるいは、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。
本実施例の半透過型液晶表示装置でも、画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
反射部３１のセルギャップ長は、透過部３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部３１は往復２回光が通過するため、透過部３０と反射部３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部３０では、液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部３１では、液晶表示パネルの内部に配置された位相差板（１／２波長板）（ＲＥＴ）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。

本実施例は、透過部３０の画素電極（ＰＩＸ）の幅は４μｍ、画素電極（ＰＩＸ）の間隙幅は６μｍ、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）の幅は３．５μｍ、画素電極（ＰＩＸ）の間隙幅は４．５μｍであり、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の両端の２つが、隣接するサブピクセルの近傍にまで配置され、隣接するサブピクセルに電気力線を及ばせている。そのため、本実施例では、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の数が６本となり、透過部３０の画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の数の４本より多くなっている。
この場合に、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）の複数本の櫛歯電極の中で最も映像線（ＤＬ）に近い櫛歯電極と、映像線（ＤＬ）の中心との間の距離は６μｍ以内、好ましくは、５μｍ以内、より好ましくは、４μｍ以内であることが望ましい。
このように、画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極を配置することで、反射部３１の全領域を点灯させることができるため、反射率向上に非常に有効である。
さらに、１サブピクセルの単色表示においては、隣接するサブピクセルの一部も反射表示に寄与させることができるため、反射率向上には非常に有効である。
本実施例では、反射部３１のサブピクセルの境界部には、カラーフィルタと、ブラックマトリクス（ＢＭ）が形成されていない。反射部３１のサブピクセルの境界部のカラーフィルタと、ブラックマトリクス（ＢＭ）を除去し、目開き部（ＣＦＬＳ）を形成することにより、隣接するサブピクセルに電気力線が及んでも混色することがなく、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐことができる。

このような画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の構成と、カラーフィルタが形成されていない領域（カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ））を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上させることができる。
さらに、反射率を向上させるには、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）に、画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の少なくとも一部が配置されていることが望ましい。
これは、反射の効率が最も高いのが画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の電極エッジ部であるためであり、少なくとも電極エッジ部がカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）に配置されていることで、反射の効率を向上できるためである。
図４は、図２のＥ−Ｅ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。なお、図４、および後述する図において、画素の境界は、図３に示すような映像線（ＤＬ）の中心である。
図４のグラフから分かるように、サブピクセルの中央部は、一様な反射率が得られており、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）では反射率が大幅に向上していることが分かる。なお、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）の幅を、図３のＴｗ、映像線（ＤＬ）の間隔を図３のＴとするとき、Ｔ／１０≦Ｔｗ≦Ｔ／１．５が好ましい。
さらに、画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極を、サブピクセルの端まで配置したことにより、隣接するサブピクセルの一部も反射に寄与していることがわかる。この場合、隣接するサブピクセルの点灯部分には、カラーフィルタが形成されていないため、混色によるコントラスト比や色再現範囲の低下はない。

［比較例１］
図５は、比較例の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。図６は、図５のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。
図７は、図６のＦ−Ｆ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。なお、図６において、反射電極（ＲＡＬ）の図示は省略してある。また、図５、図６に示す比較例の半透過型液晶表示装置の縦断面構造、透過部３０の横断面構造は、図２４、図２５と同様である。
比較例１では、本実施例１とは異なり、反射部３１のカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を画素中央に設けている。
図８は、図６のＦ−Ｆ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。
図８のグラフから分かるように、中央のカラーフィルタの目開き（ＣＦＬＳ）部では反射率が大幅に向上しているが、サブピクセルの端においては、隣接するサブピクセルに電気力線がもれている。
隣接するサブピクセルには別の色のカラーフィルタがあるため、混色によるコントラスト比や色再現範囲の低下が生じてしまう。

図９は、図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置、図３１に示す従来の半透過型液晶表示装置、図１に示す本実施例の半透過型液晶表示装置、図５に示す比較例の半透過型液晶表示装置の反射率の相対値を示すグラフである。
このグラフから分かるように、本実施例１の半透過型液晶表示装置では、図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置、図３１に示す従来の半透過型液晶表示装置、図５に示す比較例の半透過型液晶表示装置に比べて、反射率が大幅に向上している。
なお、本実施例において、反射部３１のみならず、透過部３０においても、前述したような画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の構成と、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上させることができる。

［実施例２］
図１０は、本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。図１１は、図１０のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。図１２は、図１１のＧ−Ｇ’切断線に沿った断面構造を示す断面図、図１３は、図１１のＨ−Ｈ’切断線に沿った断面構造を示す断面図、図１４は、図１１のＩ−Ｉ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例の半透過型液晶表示装置は、ＥＣＢ（縦電界モード、ポジ液晶）方式の半透過型液晶表示装置である。図１１において、３０は透過部、３１は反射部である。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）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（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、保護膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。

また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）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、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、画素電極（ＰＩＸ）、反射電極（ＲＡＬ）、配向膜（ＡＬ１）、が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）、偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
本実施例では、ガラス基板（ＳＵＢ１）側に、平面状の画素電極（ＰＩＸ）が形成され、ガラス基板（ＳＵＢ２）側に、対向電極（ＣＯＭ）が平面状に共通に形成されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成される縦電界により液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。液晶層（ＬＣ）は、初期配向は水平配向であり、縦電界により電界方向に配列する。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部３０および反射部３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
反射部３１のセルギャップ長は、透過部３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部３１は往復２回光が通過するため、透過部３０と反射部３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。

本実施例において、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）が隣接するサブピクセルの近傍にまで配置しており、隣接するサブピクセルに電気力線を及ばせている。
このように画素電極（ＰＩＸ）を配置することで、反射部３１の全領域を点灯させることができるため、反射率向上には非常に有効である。
さらに、１サブピクセルの単色表示においては、隣接するサブピクセルの一部も反射表示に寄与させることができるため、反射率向上には非常に有効である。
反射部３１の隣接するサブピクセルの境界部には、カラーフィルタが形成されていない。サブピクセルの境界部のカラーフィルタを除去することにより、隣接するサブピクセルに電気力線が及んでも混色することがなく、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐことができる。
このような画素電極（ＰＩＸ）の構成とカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上することができる。
なお、本実施例において、反射部３１のみならず、透過部３０においても、前述したような画素電極（ＰＩＸ）の構成と、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上させることができる。

［実施例３］
図１５は、本発明の実施例３の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。図１６は、図１５のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。図１７は、図１６のＪ−Ｊ’切断線に沿った断面構造を示す断面図、図１８は、図１６のＫ−Ｋ’切断線に沿った断面構造を示す断面図、図１９は、図１６のＬ−Ｌ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例の半透過型液晶表示装置は、ＶＡ（縦電界モード、ネガ液晶）方式の半透過型液晶表示装置である。図１６において、３０は透過部、３１は反射部である。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）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（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、保護膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）および配向制御突起（ＤＰＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。

また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）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、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、画素電極（ＰＩＸ）、反射電極（ＲＡＬ）、配向膜（ＡＬ１）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）、偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
本実施例では、基板（ＳＵＢ１）側に、平面状の画素電極（ＰＩＸ）が形成され、ガラス基板（ＳＵＢ２）側に、対向電極（ＣＯＭ）が平面状に共通に形成されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成される縦電界により液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。液晶層（ＬＣ）は初期配向は垂直配向であり、縦電界により基板に対して平行になるように液晶分子が倒れて配列する。なお、液晶分子が倒れる方向は配向方向を制御するための手段、例えば、配向制御突起（ＤＰＲ）により制御する。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部３０および反射部３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）ＬＣの複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
反射部３１のセルギャップ長は、透過部３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部３１は往復２回光が通過するため、透過部３０と反射部３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。

本実施例において、反射部３１の画素電極（ＰＩＸ）が隣接するサブピクセルの近傍にまで配置しており、隣接するサブピクセルに電気力線を及ばせている。
このように画素電極（ＰＩＸ）を配置することで、反射部３１の全領域を点灯させることができるため、反射率向上には非常に有効である。
さらに、１サブピクセルの単色表示においては、隣接するサブピクセルの一部も反射表示に寄与させることができるため、反射率向上には非常に有効である。
反射部３１の隣接するサブピクセルの境界部にはカラーフィルタが形成されていない。反射部３１の隣接するサブピクセルの境界部のカラーフィルタを除去することにより、隣接するサブピクセルに電気力線が及んでも混色することがなく、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐことができる。
このような画素電極（ＰＩＸ）の構成と、カラーフィルタ目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上することができる。
なお、本実施例において、反射部３１のみならず、透過部３０においても、前述したような画素電極（ＰＩＸ）の構成と、カラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、反射率を大幅に向上させることができる。

［実施例４］
図２０は、本発明の実施例４の透過型液晶表示装置の１サブピクセルの平面図である。
図２１は、図２０のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。図２２は、図２１のＮ−Ｎ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例の透過型液晶表示装置は、ＩＰＳ方式の透過型液晶表示装置である。本実施例の透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の主表面側が観察側となっている。なお、図２０でＣＨはコンタクトホールである。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、保護膜（ＯＣ）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。

また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）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、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
本実施例では、ガラス基板ＳＵＢ１（ＴＦＴ基板）側には櫛歯状の画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが層間絶縁膜（ＰＡＳ１）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
この時、電気力線の密度と隣接する電気力線が液晶層（ＬＣ）に及ぼすトルクバランスが比較的良好に保たれて透過表示が可能となる。

本実施例では、画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極を隣接するサブピクセルの近傍にまで配置しており、隣接するサブピクセルに電気力線を及ばせている。
このように画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極を配置することで、全領域を点灯させることができるため、透過率向上には非常に有効である。
さらに、１サブピクセルの単色表示においては、隣接するサブピクセルの一部も透過表示に寄与させることができるため、透過率向上には非常に有効である。サブピクセルの境界部には、カラーフィルタが形成されていない。サブピクセルの境界部のカラーフィルタを除去することにより、隣接するサブピクセルに電気力線が及んでも混色することがなく、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぐことができる。
このような画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の構成とカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を組み合わせることで、コントラスト比や色再現範囲の低下を防ぎながら、透過率を大幅に向上することができる。
さらに、透過率を向上させるにはカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）に画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の少なくとも１本が配置されていることが望ましい。
これは、透過の効率が最も高いのが、画素電極（ＰＩＸ）の櫛歯電極の電極エッジ部であるためであり、少なくとも電極エッジ部がカラーフィルタの目開き部（ＣＦＬＳ）を配置することで、透過を効率を向上させることが可能である。
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。

本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。 図１のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。 図２のＥ−Ｅ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図２のＥ−Ｅ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。 比較例の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。 図５のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。 図６のＦ−Ｆ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図６のＦ−Ｆ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。 図２３に示す従来の半透過型液晶表示装置、図３１に示す従来の半透過型液晶表示装置、図１に示す本実施例の半透過型液晶表示装置、図５に示す比較例の半透過型液晶表示装置の反射率の相対値を示すグラフである。 本発明の実施例２の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。 図１０のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。 図１１のＧ−Ｇ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１１のＨ−Ｈ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１１のＩ−Ｉ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施例３の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。 図１５のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。 図１６のＪ−Ｊ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１６のＫ−Ｋ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１６のＬ−Ｌ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施例４の透過型液晶表示装置の１サブピクセルの平面図である。 図２０のＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた平面図である。 図２１のＮ−Ｎ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 従来の半透過型液晶表示装置の一例の一サブピクセルの平面図である。 図２３のＡ−Ａ’切断に沿った断面構造を示す断面図である。 図２３のＢ−Ｂ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図２３のＣ−Ｃ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 従来の透過型液晶表示装置の一例のＴＦＴ基板側の１サブピクセルの平面図である。 図２７に示すＴＦＴ基板とＣＦ基板とを重ね合わせた１サブピクセルの平面図である。 図２８のＭ−Ｍ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。 図２３のＣ−Ｃ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。 図２３〜図２６に示す従来の半透過型液晶表示装置において、反射部３１の縦方向のブラックマトリクス（ＢＭ）を除去した場合の１サブピクセルの平面図である。 図３１に示すＤ−Ｄ’切断線に沿った反射率分布を示すグラフである。

符号の説明

３０ 透過部
３１ 反射部
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ ガラス基板
ＲＥＴ，ＲＥＴ１，ＲＥＴ２ 位相差板
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＰＡＳ１〜ＰＡＳ４ 絶縁膜
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
ＢＭ ブラックマトリクス
ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ カラーフィルタ
ＣＦＬＳ カラーフィルタの目開き部
ＯＣ 保護膜
ＭＲ 段差形成層
ＤＰＲ 配向制御突起
ＡＬ１，ＡＬ２ 配向膜
ＲＡＬ 反射電極
ＣＨ コンタクトホール
ＬＣ 液晶層
ＰＩＸ 画素電極
ＣＯＭ 対向電極
ＧＬ 走査線（ゲート線）、
ＤＬ 映像線（ドレイン線またはソース線）

Claims (13)

1. 一対の基板と、前記一対の基板間に挟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、複数のサブピクセルを有し、
   前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、アクティブ素子と、画素電極と、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液晶表示装置であって、
   前記一対の基板のうち他方の基板上に、遮光膜と、カラーフィルタとが形成され、
   前記一対の基板のうち一方の基板上に、前記アクティブ素子に走査電圧を供給する走査線が形成され、
   前記各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、
   前記走査線に沿って隣接する各サブピクセルは、前記透過部同士が互いに隣接すると共に、前記反射部同士が互いに隣接し、
   前記走査線に沿って隣接する各サブピクセル間の境界領域は、前記透過部の間の第１の境界領域と、前記反射部の間の第２の境界領域とを有し、
   前記第１の境界領域には、前記遮光膜と前記カラーフィルタとが形成され、
   前記第２の境界領域には、前記遮光膜と前記カラーフィルタとが形成されていないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記画素電極は、複数本の櫛歯電極で構成され、
   前記複数本の櫛歯電極の少なくとも１本が、前記境界領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記画素電極は、複数本の櫛歯電極で構成され、
   前記複数本の櫛歯電極の中で最も映像線に近い櫛歯電極と、前記映像線の中心との間の距離が６μｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   
   
4. 前記複数本の櫛歯電極の中で最も前記映像線に近い櫛歯電極と、前記映像線の中心との間の距離が５μｍ以内であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数本の櫛歯電極の中で最も前記映像線に近い櫛歯電極と、前記映像線の中心との間の距離が４μｍ以内であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記画素電極と前記対向電極は、前記一対の基板のうち一方の基板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５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記画素電極と前記対向電極は、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成され、
   前記対向電極は反射電極を構成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記画素電極と前記対向電極は、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成され、
   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５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 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８に記載の液晶表示装置。
10. 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７ないし請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
11. 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６ないし請求項１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
12. 前記画素電極は、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成され、
    前記対向電極は、前記一対の基板のうち他方の基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 前記画素電極の前記反射部の部分は、反射電極を構成し、
    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１２に記載の液晶表示装置。

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